JP2021066002A - Gripping mechanism and assembling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、把持機構及び組立装置に関する。 The present invention relates to a gripping mechanism and an assembling device.
特許文献1に記載の組立装置は、搬送を目的として部品を把持するチャック機構を備える。チャック機構は、電動の把持機構である。このほか、エアー吸引又は電動吸引を用いた把持機構も知られている。 The assembly device described in Patent Document 1 includes a chuck mechanism for gripping parts for the purpose of transporting. The chuck mechanism is an electric gripping mechanism. In addition, a gripping mechanism using air suction or electric suction is also known.
従来の把持機構は、空気圧又は電気エネルギーのような動力を利用していたので、コスト高であり、また故障しやすいものであった。 Since the conventional gripping mechanism uses power such as pneumatic energy or electric energy, it is costly and prone to failure.
そこで、本発明は上記事情を考慮し、低コストで故障しにくい把持機構と、把持機構を備えた組立装置とを提供することを目的とする。 Therefore, in consideration of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a gripping mechanism that is low in cost and less likely to break down, and an assembly device provided with the gripping mechanism.
本発明の把持機構は、複数の可動体と、枠体とを備える。前記枠体は、前記複数の可動体を収容する。前記複数の可動体は、各々回転楕円体の基本形状を有し、前記可動体に働く重力の作用により前記可動体の外面と前記枠体の内面との間に対象物を把持する。 The gripping mechanism of the present invention includes a plurality of movable bodies and a frame body. The frame body accommodates the plurality of movable bodies. Each of the plurality of movable bodies has a basic shape of a spheroid, and an object is gripped between the outer surface of the movable body and the inner surface of the frame body by the action of gravity acting on the movable body.
本発明の組立装置は、前記把持機構と、前記対象物に対して前記把持機構を相対移動させる駆動機構とを備える。 The assembly device of the present invention includes the gripping mechanism and a driving mechanism for moving the gripping mechanism relative to the object.
本発明によれば、低コストで故障しにくい把持機構と、把持機構を備えた組立装置とを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gripping mechanism that is low in cost and less likely to break down, and an assembly device provided with the gripping mechanism.
以下、本発明の実施形態について、図1〜図8を参照しながら説明する。図1及び図2において、便宜上、左から右への向きをX軸の正の向き、奥から手前への向きをY軸の正の向き、上から下への向きをZ軸の正の向きとする。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. In FIGS. 1 and 2, for convenience, the direction from left to right is the positive direction of the X axis, the direction from the back to the front is the positive direction of the Y axis, and the direction from top to bottom is the positive direction of the Z axis. And. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.
まず、図1を参照して、実施形態に係る組立装置100について説明する。図1は、組立装置100の一例を示す図である。
First, the
図1に示されるように、組立装置100は、第1部品4を第2部品5に嵌合させて組み付ける装置である。組立装置100は、ロボット1と、位置ずれ修正装置2と、把持機構3とを備える。ロボット1は、「駆動機構」の一例に相当する。
As shown in FIG. 1, the
把持機構3は、第1部品4を把持する。第2部品5は、位置決め機構10の上で位置決めされている。第1部品4は、「対象物」の一例に相当する。
The
位置ずれ修正装置2は、第2部品5に対して、把持機構3が把持した第1部品4の位置ずれを修正する。具体的に説明すると、位置ずれ修正装置2は、第2部品5への第1部品4の嵌合の際に第1部品4に働く力の向きを検出し、その力の向きに応じて第1部品4の位置ずれを修正する。
The
ロボット1は、第1部品4に対して把持機構3を相対移動させ、また第2部品5に対して把持機構3を相対移動させる。具体的に説明すると、ロボット1は、第1部品4の収納場所まで把持機構3を移動させ、把持機構3に第1部品4を把持させた後、把持機構3とともに第1部品4を第2部品5の直上まで移動させる。この後、ロボット1は、把持機構3とともに第1部品4をZ軸の正の向きに移動させることにより、第1部品4を第2部品5に嵌合させる。嵌合が達成された後、ロボット1は、第1部品4に対する把持機構3の把持を解除させ、把持機構3をZ軸の負の向きに移動させる。
The robot 1 moves the
次に、図2、図3、及び図4を参照して、実施形態に係る把持機構3について説明する。図2は、把持機構3の一例を示す正面図である。図3は、把持コロ32の一例を示す拡大正面図である。図4は、図2のIV−IV拡大断面図である。
Next, the
図2に示されるように、把持機構3は、ホルダー31と、複数の把持コロ32とを備える。ホルダー31の長手方向と、各把持コロ32の長手方向とは、いずれもX軸の方向である。ホルダー31は、「枠体」の一例に相当する。把持コロ32は、「可動体」の一例に相当する。
As shown in FIG. 2, the
図3及び図4に示されるように、把持コロ32は、X軸の方向に沿った軸AXを回転軸とする回転楕円体の基本形状を備え、長手方向中央部の外面に8個の平坦部331を有し、長手方向両端部の外面にそれぞれ8個の曲面部332を有する。把持コロ32は、X軸の方向の全長W1のうち中央部の長さW2の部分が正八角柱の形状を有する。正八角柱の高さが長さW2に相当する。正八角柱の対向する側面同士の距離W3は、全長W1よりも短い。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図4に示されるように、把持コロ32は、円柱状の芯部321と、芯部321の周面を覆う被覆部322とを有する。例えば、芯部321は鉄のような金属で、被覆部322はポリアセタール樹脂のような弾性体でそれぞれ構成される。芯部321の密度は、被覆部322の密度よりも大きい。被覆部322は、圧縮変形が可能である。被覆部322の外面は、平坦部331及び曲面部332を含む。被覆部322の外面の摩擦係数は、芯部321の周面の摩擦係数よりも大きい。
As shown in FIG. 4, the
図4に示されるように、ホルダー31は、複数の把持コロ32を収容する枠体であって、背板311と、天板312と、上前板313と、下前板314と、左右の側板316とを有する。例えば、ホルダー31は、アルミニウムのような軽金属で構成される。
As shown in FIG. 4, the
背板311は、ZX平面に沿って延びる矩形の板である。天板312は、背板311の上縁を始端としてXY平面に沿って延びる矩形の板である。上前板313は、天板312の前縁を始端として、背板311から離れる方向へ斜め下方に向かって延びる矩形の板である。下前板314は、上前板313の下縁を始端として、背板311に近づく方向へ斜め下方に向かって延びる矩形の板である。
The
背板311と下前板314との間には、開口315が形成されている。開口315のY軸方向の幅は、距離W3よりも小さい。したがって、開口315を通して把持コロ32が落下することはない。把持コロ32の8個の平坦部331のうちの1個が背板311に、8個の平坦部331のうちの他の1個が下前板314にそれぞれ当接する。背板311及び下前板314は、把持コロ32の重量を支える。開口315は、把持対象物の挿入を受けることができる。
An
背板311、天板312、上前板313及び下前板314は、ホルダー31の左右側面にそれぞれ略五角形の開口を形成する。左右の側板316は、これらの開口を塞ぐように配置されている。ただし、少なくとも一方の側板316は、把持解除の際に把持コロ32を通さずに把持対象物を通すための切欠部317を、背板311に近い位置に有する。
The
例えば側板316を開閉自在に構成することにより、把持コロ32の出し入れが可能になる。
For example, by making the
次に、図5及び図6を参照して、第1部品4について説明する。図5は、第1部品4の一例を示す斜視図である。図6は、図5のVI−VI断面図である。
Next, the
図5に示されるように、第1部品4は、部品本体41と、被把持部42とを備える。部品本体41は、略直方体の形状を有する。被把持部42は、把持機構3によって把持されやすいように、部品本体41から突出する。被把持部42は矩形の板状に形成され、被把持部42の端面が部品本体41の主面の1つに接続されている。
As shown in FIG. 5, the
被把持部42は、第1主面421と、第2主面422とを有する。第1主面421及び第2主面422は、ZX平面に沿って延びる。第1主面421はY軸の負側に、第2主面422はY軸の正側にそれぞれ位置する。
The gripped
被把持部42は、2つのリブ423,423を更に有する。2つのリブ423,423は、X軸方向に互いに距離を隔てて設けられている。各リブ423は、第2主面422からY軸の正の向きへ突出する。各リブ423は、第2主面422に対して傾斜した傾斜面424として形成された端面を有する。
The gripped
第2部品5は、略直方体の形状を有する部品本体51に、第1部品4の部品本体41を受け入れる凹部52が形成されたものである。
The
図6に示されるように、被把持部42は、第1部分L1と、第2部分L2とを有する。第1部分L1は、被把持部42のZ軸の負側の端部を含む。第2部分L2は、第1部分L1に連結されている。第1部分L1は、一定の厚みt1を有する板状体の主面の一部、すなわち第2主面422の一部を含む。第2部分L2は、第1部分L1との連結箇所から離れるにつれて増加する厚みt2を有する。第2部分L2は、リブ423に形成された傾斜面424を含む。
As shown in FIG. 6, the gripped
次に、図7及び図8を参照して、把持機構3の動作について説明する。図7は、把持機構3の動作の第1段階を示す断面図である。図8は、把持機構3の動作の第2段階を示す断面図である。
Next, the operation of the
図7に示されるように、把持機構3は、第1段階において、把持コロ32に働く重力の作用により、把持コロ32の外面とホルダー31の内面との間に第1部品4を把持する。具体的には、平坦部331として構成された被覆部322の外面と背板311の内面との間に、被把持部42の第1部分L1を構成する第2主面422が把持される。平坦部331は、被覆部322と被把持部42との大きい接触面積を実現している。しかも、被覆部322が圧縮変形することにより、被覆部322が非弾性体で構成された場合に比べて被把持部42との接触面積が更に大きくなり、大きい把持力が実現する。
As shown in FIG. 7, in the first stage, the
図8に示されるように、把持機構3は、第1部品4の把持が解除される前に、第1部品4に対してZ軸の正の向きに相対移動する。把持機構3の動作は、第1段階から第2段階へ移行する。第2段階において、把持コロ32は、被把持部42の第2部分L2を構成するリブ423の傾斜面424によって持ち上げられる。その結果、把持コロ32の姿勢が傾き、平坦部331として構成された被覆部322による大きい把持力が緩和される。
As shown in FIG. 8, the
以下、図1〜図8を参照して、組立装置100の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
第1工程において、ロボット1は、図1に示されるように、第1部品4の収納場所まで把持機構3を移動させる。そして、ロボット1は、被把持部42と背板311とが互いに平行になるように把持機構3の姿勢を調整したうえ、第1部品4に対して、把持機構3をZ軸の正の向きに相対移動させる。被把持部42は、開口315を通してホルダー31の中へ入り、把持コロ32を押し退けながらホルダー31の中を上昇する。その後、傾斜面424が把持コロ32を押し上げる前に、把持機構3の移動が停止する。その結果、図7に示される第1段階の状態が実現する。把持コロ32の円滑な動きのため、小さい摩擦係数の内面を有する下前板314が有効である。
In the first step, the robot 1 moves the
第2工程において、ロボット1は、把持機構3をZ軸の負の向きに移動させる。ロボット1は、把持機構3を更に移動させることにより、図1に示されるように、第2部品5の直上まで第1部品4を搬送する。被把持部42は、被覆部322の外面と背板311の内面との間に把持されたままである。
In the second step, the robot 1 moves the
第3工程において、ロボット1は、把持機構3をZ軸の正の向きに移動させる。その結果、第1部品4が第2部品5に嵌合される。少なくとも嵌合の直前までは、図7に示される第1段階の状態が維持される。
In the third step, the robot 1 moves the
第4工程において、ロボット1は、把持機構3をZ軸の正の向きに更に移動させる。傾斜面424が把持コロ32を押し上げることにより、図8に示される第2段階の状態が実現する。第2段階は、把持解除の準備段階である。
In the fourth step, the robot 1 further moves the
第5工程において、ロボット1は、把持機構3をX軸の正の向きに移動させる。被把持部42は、被覆部322の外面と背板311の内面との間を擦り抜け、更に切欠部317を通過する。その結果、把持機構3による第1部品4の把持が解除される。第1部品4は、第2部品5に嵌合されたままである。
In the fifth step, the robot 1 moves the
第6工程において、ロボット1は、把持機構3をZ軸の負の向きに移動させつつ、次の作業に備えて把持機構3を元の位置に戻す。
In the sixth step, the robot 1 returns the
実施形態によれば、ホルダー31及び複数の把持コロ32のみで動力不要の把持機構3が構成される。その結果、低コストで故障しにくい把持機構3が実現する。しかも、各把持コロ32が回転楕円体の基本形状を有するので、互いに隣接する把持コロ32の間の干渉が低減される。その結果、2個以上の把持コロ32が協働して第1部品4を把持する場合に、搬送中に第1部品4が揺動して、ある把持コロ32が傾いても、把持機構3の全体として安定した把持力が得られるので、第1部品4の脱落が抑制される。
According to the embodiment, the
次に、図9を参照して、把持コロ32の重量調整について説明する。図9は、把持コロ32の重量調整の一例を示す断面図である。
Next, the weight adjustment of the gripping
図9の把持コロ32は、芯部321の直径が縮小された点で、図4中の把持コロ32と異なる。芯部321及び被覆部322の各々の材料、並びに把持コロ32の全体の寸法が同じであれば、金属製の芯部321の直径が小さいほど、把持コロ32の重量が小さくなる。逆に、金属製の芯部321の直径が大きいほど、把持コロ32の重量が大きくなる。芯部321及び被覆部322のうちの少なくとも一方の材料を変更することによって把持コロ32の重量調整をすることも可能である。
The gripping
最後に、図10を参照して、把持コロ32の変形例について説明する。図10は、把持コロ32の変形例を示す断面図である。
Finally, a modified example of the gripping
図10の把持コロ32は、内筒323と、外筒324と、3つのクッションリブ325,325,325とを有する点で、図4中の把持コロ32と異なる。内筒323及び外筒324は、互いに寸法の異なる八角筒状である。3つのクッションリブ325,325,325は、各々内筒323と外筒324との間を接続する。3つのクッションリブ325,325,325のうちの任意の2つは、互いに内筒323の中心軸に対して180度回転位置から外れた位置に配置されている。内筒323と、外筒324と、3つのクッションリブ325,325,325とは、いずれもポリアセタール樹脂のような弾性体で構成される。図10の把持コロ32は、全体的に圧縮変形が可能であり、大きい把持力を実現できる。
The gripping
上記した各実施形態の説明は、本発明における好適な実施形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Since the above description of each embodiment describes a preferred embodiment of the present invention, there may be various technically preferable limitations, but the technical scope of the present invention is particularly limited to the present invention. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these aspects. That is, the components in the above embodiment can be appropriately replaced with existing components and the like, and various variations including combinations with other existing components are possible. The description of the above embodiment does not limit the content of the invention described in the claims.
例えば、実施形態では、図3及び図4に示されたように、平坦部331の数が8であったが、これに限られない。平坦部331の数は、5〜7、又は9以上でもよい。また、平坦部331が設けられない場合でも、把持コロ32が回転楕円体の基本形状を有する限り、互いに隣接する把持コロ32の間の干渉が低減される。
For example, in the embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the number of
また、実施形態では、図5に示されたように、リブ423の数が2であったが、これに限られない。リブ423の数は、1又は3以上であってもよい。また、被把持部42にリブ構造が設けられず、被把持部42がX方向の全幅に渡って連続する傾斜面424を有してもよい。
Further, in the embodiment, as shown in FIG. 5, the number of
本発明は、把持機構及び組立装置の分野に利用可能である。 The present invention is available in the field of gripping mechanisms and assembly devices.
1 ロボット(駆動機構)
3 把持機構
4 第1部品(対象物)
31 ホルダー(枠体)
32 把持コロ(可動体)
100 組立装置
311 背板(板状部)
314 下前板(板状部)
315 開口
316 側板
317 切欠部
321 芯部
322 被覆部
323 内筒
324 外筒
325 クッションリブ
331 平坦部
1 Robot (drive mechanism)
3 Gripping
31 Holder (frame body)
32 Gripping roller (movable body)
100
314 Lower front plate (plate-shaped part)
315
Claims (9)
前記複数の可動体を収容する枠体と
を備え、
前記複数の可動体は、各々回転楕円体の基本形状を有し、前記可動体に働く重力の作用により前記可動体の外面と前記枠体の内面との間に対象物を把持する、把持機構。 With multiple movable bodies,
A frame body for accommodating the plurality of movable bodies is provided.
Each of the plurality of movable bodies has a basic shape of a spheroid, and a gripping mechanism that grips an object between the outer surface of the movable body and the inner surface of the frame body by the action of gravity acting on the movable body. ..
前記被覆部は、前記芯部の周面を弾性体で覆う、請求項1又は請求項2に記載の把持機構。 Each of the plurality of movable bodies has a core portion and a covering portion, and has a core portion and a covering portion.
The gripping mechanism according to claim 1 or 2, wherein the covering portion covers the peripheral surface of the core portion with an elastic body.
前記複数のクッションリブは、各々前記内筒と前記外筒との間を接続する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の把持機構。 The plurality of movable bodies each have an inner cylinder, an outer cylinder, and a plurality of cushion ribs.
The gripping mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the plurality of cushion ribs connects between the inner cylinder and the outer cylinder.
前記対象物の挿入を受ける開口が前記2つの板状部の間に形成されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の把持機構。 Each of the frames has two plate-like portions that support the weight of the plurality of movable bodies.
The gripping mechanism according to any one of claims 1 to 6, wherein an opening for receiving the insertion of the object is formed between the two plate-shaped portions.
前記側板は、前記複数の可動体を通さずに前記対象物を通すための切欠部を有する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の把持機構。 The frame has a side plate and has a side plate.
The gripping mechanism according to any one of claims 1 to 7, wherein the side plate has a notch for passing the object without passing through the plurality of movable bodies.
前記対象物に対して前記把持機構を相対移動させる駆動機構と
を備えた組立装置。 The gripping mechanism according to any one of claims 1 to 8.
An assembly device including a drive mechanism that moves the gripping mechanism relative to the object.
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