JP2017209763A - 把持機構 - Google Patents
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Abstract
Description
このような外周が円形状をなすワークを把持する際に用いる把持爪の形状としては様々なものがある。
その後、把持爪110,112をそれぞれ同量閉方向に移動させ、図7(B)で示す径の小さなワークW2を把持し、その場合のワーク中心をO2とすると、同図で示すようにワーク中心O1とO2との間に位置ずれ(芯ずれ)δが生じてしまう。
ワークを把持した際の芯ずれδはワーク搬送時の搬送位置精度の悪化に繋がり対象製品の加工精度を悪化させてしまう。
下記特許文献1には「ロボットハンド」についての発明が示され、そこにおいてワークを把持する把持爪の先端部分を長手方向に伸縮可能とし、ワークの外径が変化した場合にはこれに合わせて把持爪の先端部分を伸縮させるようになした点が開示されている。
しかしながらこの特許文献1に記載のものは4点支持を行うものであり、上述の3点支持における課題については開示されていない。また把持爪の開閉機構に関しても本発明とは異なるものである。
しかしながらこの特許文献2においても3点支持における上記課題、即ちワークの外径が変化した場合に生じる芯ずれの問題についての開示はない。また把持爪の開閉機構に関する具体的な開示もない。
径の大きなワークを把持した図7(A)の状態から中心位置O1が同じで、径の小さいワークW2を把持するため両側の把持爪をそれぞれ同量閉方向に移動させると、図7(C)で示すように先ず平坦面を備えた把持爪110だけがワークW2と当接し、このときV字溝を備えた把持爪112とワークW2との間にはまだ隙間が残っている。この状態から更に両側の把持爪110,112を閉方向に移動させるとワークW2は平坦面を備えた把持爪110により図中右側に移動せしめられ、最終的にワークW2は、図7(B)で示すように図7(A)とはワーク中心が異なる位置O2にて両把持爪110,112で把持される。
このことからも分かるように、ワークの径が変化した場合に芯ずれが生じるのは、ワークと把持面との当接位置が左右非対称であるため、ワーク当接までに要する移動量が左右の把持爪で異なり、ワーク中心位置を変化させることなく把持するにはV字溝を備えた把持爪112側の移動量が足りないからである。
本発明は以上のような事情を背景とし、平坦面とV字溝によりワークを3点支持した場合にワークの外径が変化してもワークの芯ずれを良好に防止することができるワークの把持機構を提供することを目的としてなされたものである。
このためワークの径が変化した場合でもワークの中心位置が変化しない状態でワークを把持するためには、一対の把持爪を移動させる際に、V字溝を備えた把持爪の移動量を、平坦面を備えた把持爪の移動量よりも大きくする必要がある。
本発明はこのような知見に基づくもので、駆動手段の出力軸の進退運動を左右方向の開閉運動に変換するリンク機構を用いて、一対の把持爪を開閉方向に移動させる際、V字溝を備えた把持爪を、平坦面を備えた把持爪よりも多く移動させるようになしたものである。
このように一対の把持爪を移動させる際、常にV字溝を備えた把持爪の移動量を大きくすることで、V字溝を備えた把持爪の移動量が足りないことによるワークの芯ずれを有効に防止することが可能となる。
このようにすることで本発明では、ワークの外径が変わった場合における把持爪の交換及び調整作業を不要とし得て、対象設備の設備稼働率を向上させることができる。
かかる請求項2では、一対の把持爪を閉方向に移動させる際、開閉運動生成手段の連結ピンとともに開閉運動生成手段全体が平坦面を備えた把持爪の側に移動するため、この移動量に応じてV字溝を備えた把持爪を平坦面を備えた把持爪よりも多く移動させることができる。
尚、芯ずれを防止するために連結ピンをどれだけ傾けて移動させれば良いかは、開閉運動生成手段を構成する傾動リンクの長さや把持爪におけるV字溝の斜面の角度によって異なるため必要に応じて適宜最適な傾斜角度を採用することができる。
このようにすれば、傾斜方向に移動する連結ピンの軌道を容易に規定することができる。
またV字溝を備えた把持爪の移動量を変更する必要が生じた場合にはこのガイド溝の傾斜角度を変更することで連結ピンの軌道を容易に調整することができる。
かかる請求項4によればスライドピンの位置に応じて把持爪を左右方向に位置移動させる出力用リンクを複数のスライドピンで連結支持することができるので、出力用リンクが傾くのを防止し得て、把持爪の位置精度を高めることができる。
図1は本実施形態の把持機構を備えた把持装置の構成を示した図である。図2は図1のII−II断面図、また図3は図1のIII−III断面図である。
図1において、10は把持装置で、ダイ及びパンチを備えた鍛造加工部が水平方向に複数並設された多段式鍛造プレス機のトランスファ装置に取り付けられ、ワークを次工程に搬送の際にワークを把持するものである。
12は把持装置10の基台を構成するハウジングで、ケース本体14と蓋体15とで構成されている。尚、図1は蓋体15を取り外した状態を示している。
本例ではエアーシリンダ16による上下方向の進退運動をリンク機構18により左右方向の開閉運動に変換し、これをリンク機構18の出力端に接続された把持爪20,22に伝達する。
尚、図2で示すように本例では、これら第1駆動リンク26及び第2駆動リンク28が出力軸25の中心線に対して対称な位置にそれぞれ2本ずつに分割されて設けられている。
而してエアーシリンダ16の出力軸25が上下方向に進退すると、これとともに第1駆動リンク26及び第2駆動リンク28も上下方向に進退する。
本例では第1駆動リンク26及び第2駆動リンク28にて、出力軸25とともに進退する駆動リンクが構成されている。
本例では、第2駆動リンク28が図1中上下方向に進退移動する際、第2駆動リンク28が図1の左右方向にも移動することができるよう、出力軸25と第2駆動リンク28との間に生じる左右方向のずれを吸収させる目的で、出力軸25と第2駆動リンク28との間に第1駆動リンク26が設けられている。
第1の開閉運動生成手段30は、左右方向に分かれて延びる一対の傾動リンク32,34と、これらの一端側同士を回転可能に連結する連結ピン29と、傾動リンク32,34のそれぞれの他端に設けられたスライドピン36,38と、を備えている。
尚図3で示すように本例では、これら傾動リンク32,34は出力軸25の中心線に対して対称な位置にそれぞれ2本ずつに分割されて設けられている。
スライドピン36,38はそれぞれの両端部に平面視四角形状の鍔部39が形成されており、これら鍔部39はケース本体14及び蓋体15に形成された左右方向に延びるガイド溝40にスライド移動可能に係合している。
また、連結ピン29の一方(蓋体15側)の端部にも平面視四角形状の鍔部42が形成されており、この鍔部42が蓋体15に形成されたガイド溝43にスライド可能に係合している。
この第1の開閉運動生成手段30は、連結ピン29が上方向に引き上げられるとスライドピン36,38がそれぞれ左右方向の閉方向に位置移動する。また、連結ピン29が反対に下方向に押し下げられるとスライドピン36,38がそれぞれ左右方向の開方向に位置移動する。
第2の開閉運動生成手段46は、左右方向に分かれて延びる一対の傾動リンク50,52と、これらの一端側同士を回転可能に連結する連結ピン48と、傾動リンク50,52のそれぞれの他端に設けられたスライドピン54,56と、を備えている。
スライドピン54,56はそれぞれの両端部に平面視四角形状の鍔部57が形成されており、これら鍔部57はケース本体14及び蓋体15に形成された左右方向に延びるガイド溝58にスライド移動可能に係合している。
また、連結ピン48の一方(蓋体15の側)の端部にも平面視四角形状の鍔部49が形成されており、この鍔部49が蓋体15に形成されたガイド溝60にスライド可能に係合している。
この第2の開閉運動生成手段46も 第1の開閉運動生成手段30と同様に、連結ピン48が上方向に引き上げられるとスライドピン54,56がそれぞれ左右方向の閉方向に位置移動する。また、連結ピン48が反対に下方向に押し下げられるとスライドピン54,56がそれぞれ左右方向の開方向に位置移動する。
同様に図1中右側の傾動リンク34と52についても同じリンク長とし、それぞれの図中右側のスライドピン38と56が左右方向同じ位置になるように設定されている。
図1中左側の出力用リンク62は第1の開閉運動生成手段30のスライドピン36及び第2の開閉運動生成手段46のスライドピン54にそれぞれ連結され、また図中右側の出力用リンク64は第1の開閉運動生成手段30のスライドピン38及び第2の開閉運動生成手段46のスライドピン56にそれぞれ連結されており、左右方向に開閉移動する際一対の出力用リンク62,64は互いに平行を維持した状態でこれらスライドピンの位置に応じて左右方向に位置移動する。
尚図3で示す出力用リンク64のように本例では、一対の出力用リンク62,64は出力軸25の中心線に対して対称な位置にそれぞれ2本ずつに分割されて設けられている。
図1に示すように、一対の把持爪20,22はワークを把持するための把持面を内側に向け左右方向に対向配置されている。本例では図中左側の把持爪20の把持面21は平坦面に形成され、図中右側の把持爪22の把持面23はV字溝に形成されている。
把持面23に形成された斜面は、左右方向の仮想線に対して角度θだけ上下方向にそれぞれ傾斜しており、本例ではθ=60°とされている。
本例では外周が円形状のワークをこれら一対の把持爪20,22により3点支持する。
ガイド溝43は、図1(B)で示すように左右方向と直交する上下方向の仮想線に対して角度αだけ平坦面を備えた把持爪20の側(図中左側)に傾いて設けられている。このガイド溝43に対しては連結ピン29の鍔部42がスライド移動可能に係合されている。
本例では一対の把持爪20,22を閉方向に移動させる際、開閉運動生成手段30,46の連結ピン29,48を、上下方向よりも平坦面を備えた把持爪20の側に傾けて移動させることで、V字溝を備えた把持爪22を、平坦面を備えた把持爪20よりも多く移動させ、ワークWの外径が変化した場合のワークの芯ずれを有効に防止する。
ガイド溝43,60は連結ピン29,48を上記傾斜方向に位置移動させるために設けられたものである。
図4(A)は本例の把持装置10が把持を予定している最大径(r1)のワークW1を把持した状態を示しており、この時のワーク中心の位置をO1とする。
この状態で傾動リンク50他端側のスライドピン54の中心から一端側の連結ピン48の中心までのリンク長を半径とする仮想円を描き、更に傾動リンク52他端側のスライドピン56の中心から一端側の連結ピン48の中心までのリンク長を半径とする仮想円を描き、その交点を連結ピン48の位置P1として求める。
この状態で傾動リンク50他端側のスライドピン54の中心から一端側の連結ピン48の中心までのリンク長を半径とする仮想円を描き、更に傾動リンク52他端側のスライドピン56の中心から一端側の連結ピン48の中心までのリンク長を半径とする仮想円を描き、その交点を連結ピン48の位置P2として求める。
図4(B)の部分拡大図で示すように、求めたP1とP2を結んだ線は、左右方向と直交する上下方向の仮想線よりも平坦面を備えた把持爪20の側に角度αだけ傾斜している。
従って連結ピン48をガイドするガイド溝60は、連結ピン48がP1とP2とを結んだ線上を移動できるように、上記連結ピン48の軌跡と同様に上下方向の仮想線に対して角度αだけ傾斜させて設けるようにする。
以上連結ピン48をガイドするガイド溝60について説明したが、連結ピン29をガイドするガイド溝43についても同様である。
ワークWの左右方向両側に把持爪20,22が位置する状態(図1に示す状態)で、エアーシリンダ16を駆動させ、出力軸25とともに第1駆動リンク26及び第2駆動リンク28を上方に引き上げると、図5で示すように第2駆動リンク28に連結されている連結ピン29及び連結ピン48がそれぞれガイド溝43,60に案内され、図中上方に(詳しくは斜め左上に向けて)移動する。
これにより第1の開閉運動生成手段30のスライドピン36,38及び第2の開閉運動生成手段46のスライドピン54,56は何れも中心部に向かって閉方向に移動し、これらスライドピンに連結されている出力用リンク62,64及び出力用リンク62,64の端部に取り付られている把持爪20,22もまた中心部に向けて閉方向に移動する。
これによりV字溝を備えた把持爪22の移動量が足りないことによるワークの芯ずれを防止し得て、何れの大きさのワークWを把持する場合であっても、ワーク中心位置を一定に維持した状態でワークWを把持することができる。
これにより第1の開閉運動生成手段30のスライドピン36,38及び第2の開閉運動生成手段46のスライドピン54,56は何れも開方向に移動し、これらスライドピンに連結されている出力用リンク62,64及び把持爪20,22もまた開方向に移動する。
このため本実施形態では、ワークの外径が変わった場合における把持爪20,22の交換及び調整作業を不要とし得て、対象設備の設備稼働率を向上させることができる。
また上記実施形態では連結ピンの斜め方向の軌道をガイド溝により規定しているが、出力軸自体を斜め方向に傾けてその方向に連結ピンを進退させるようにすることも可能である。
更に、本発明の把持機構は、トランスファ装置用把持装置以外の様々な把持装置に適用することが可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
12 ハウジング
18 リンク機構
20,22 把持爪
25 出力軸
26 第1駆動リンク
28 第2駆動リンク
29,48 連結ピン
30 第1の開閉運動生成手段
32,34,50,52 傾動リンク
36,38,54,56 スライドピン
43,60 ガイド溝
46 第2の開閉運動生成手段
62,64 出力用リンク
Claims (4)
- ワークの左右方向両側に対向配置され、一方の把持面を平坦面に形成し、他方の把持面をV字溝に形成した一対の把持爪と、
出力軸を進退移動させる駆動手段と、
前記出力軸の進退運動を左右方向の開閉運動に変換し、これを前記一対の把持爪に伝達するリンク機構と、を備え、
前記一対の把持爪を左右方向に開閉移動させる際、前記V字溝を備えた把持爪を、前記平坦面を備えた把持爪よりも多く移動させるようになしたことを特徴とする把持機構。 - 請求項1において、前記リンク機構は、
(a)前記出力軸に連結され、該出力軸とともに進退する駆動リンクと、
(b)左右方向に分かれて延びる一対の傾動リンクと、これら傾動リンクの一端側同士を回転可能に連結するとともに、該一対の傾動リンクと前記駆動リンクとを回転可能に連結する連結ピンと、該一対の傾動リンクのそれぞれの他端に設けられ、基台に形成された左右方向に延びるガイド溝に沿って移動するスライドピンと、を有する開閉運動生成手段と、
(c)前記開閉運動生成手段の前記スライドピンと前記把持爪とに連結され、該スライドピンの位置に応じて前記把持爪を左右方向に位置移動させる一対の出力用リンクと、を備え、
前記一対の把持爪を閉方向に移動させる際、前記左右方向と直交する上下方向よりも前記平坦面を備えた前記把持爪の側に傾いた傾斜方向に、前記開閉運動生成手段の前記連結ピンを移動させるようになしたことを特徴とする把持機構。 - 請求項2において、前記基台の側に前記開閉運動生成手段の前記連結ピンの移動をガイドするガイド溝を形成するとともに、該ガイド溝を前記傾斜方向に傾けて設けたことを特徴とする把持機構。
- 請求項2,3の何れかにおいて、前記開閉運動生成手段を、前記駆動リンクに沿って上下方向に複数設けたことを特徴とする把持機構。
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CN116618566A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-08-22 | 江苏兴锻智能装备科技有限公司 | 一种可变向的全轮廓金属曲面粗锻装置 |
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