JP2540701B2 - ロボットハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハンドリングロボット
等のアームに取り付けられ、ワークを挟持するロボット
ハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のロボットハンドとして
は、ロボットアームの先端部に回動可能に支持され、ス
ライド機構を設けると共に両端にストッパを備えてなる
棒状のガイド部材と、同ガイド部材にスライド可能に嵌
合された一対のスライド部材と、両スライド部材の下面
に垂直に取り付けられその下側内面に伸縮性パッドの設
けられた板状のチャックハンドと、両端にて一対のチャ
ックハンドの内側に取り付けられたチャックシリンダと
を備え、同チャックシリンダの作動によりチャックハン
ド間の距離を狭めてその間にワークを挟持する形式のも
のがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したロ
ボットハンドは、ワークを挟持して運搬中に、チャック
シリンダの空気漏れあるいは事故等による緊急停止等が
発生したとき、高圧エアによりチャックシリンダのチャ
ック状態は一応維持される。しかし、この高圧エアの力
に抗してチャックハンドの内面に取り付けられた伸縮性
パッドの反発力によりチャックハンドが押されて外側に
向けてやや広げられ、このためワークが落下すると言う
問題がある。本発明は、上記した問題を解決しようとす
るものであり、チャックシリンダの空気漏れあるいは事
故等による緊急停止等が発生した場合においても、ワー
クが落下しないようにするロボットハンドを提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明の構成上の特徴は、上記形式のロボットハ
ンドにおいて、ガイド部材の長辺方向中央にて同ガイド
部材面に対して垂直に取り付けられたＵ字状の支持部材
と、ガイド部材面に対して平行になるように前記支持部
材の内側に回動可能に支持されたロック用偏心カムと、
スライド部材に水平に取り付けられ、その先端が支持部
材に挿入され偏心カムの下方に位置するロック用レール
と、一端にてガイド部材に取り付けられ、他端にてロッ
ク用偏心カムに取り付けられ、チャックハンドによりワ
ークが挟持されているときに前記ロック用レールが外側
に移動しないようにロック用偏心カムによって同ロック
用レールをロックさせるロックシリンダとを設けたこと
にある。

【０００５】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、チャックシリンダが作動してチャックハンド間
の距離を狭めることによりチャックハンドがワークを挟
持したとき、ロックシリンダが作動して偏心カムを回動
させてスライド部材に一体的に取り付けられたロック用
レールをロックさせる。そして、チャックハンドがワー
クの挟持を解除するときは、まず、ロックシリンダが逆
方向に作動して偏心カムを逆回動させてロック用レール
のロックを解除し、その後、チャックシリンダが逆方向
に作動してスライド部材及びチャックハンドを逆方向に
移動させるようにしている。

【０００６】しかして、チャックハンドがワークを挟持
している状態において、チャックシリンダの空気漏れあ
るいは事故等による緊急停止等が発生し、チャックシリ
ンダへの高圧エアの力が弱められたときに、伸縮性パッ
ドの反発力によりチャックハンドが外側に向けて押され
これに伴ってスライド部材が外側に移動しようとする。
しかし、ロック用レールの外側への移動は偏心カムによ
るロックをより強くさせるように働くため、ロック用レ
ール及びロック用レールが一体的に取り付けられたスラ
イド部材は外側へ移動することができなくなり、従っ
て、チャックハンドによるワークの挟持が弱められるこ
ともないので、チャックハンドからのワークの落下を防
止することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１は、本発明を適用したハンドリングロボットを
用いたワーク搬送組立システムの要部を概略図により示
したものである。このワーク搬送組立システムは、ハン
ドリングロボット２０と、ハンドリングロボット２０の
右側に設けられたハンドリングロボット２０を左右に移
動させるスライドテーブル１１と、スライドテーブル１
１を移動させるテーブル走行用モータ１２と、スライド
テーブル１１を挟んで両側に設けられたラック１３ａを
載置するラック載置台１３と、ハンドリングロボット２
０の左側に設けられハンドリングロボット２０により運
搬されたワーク１４を置くためのワーク仮置台１５と、
ワーク仮置台１５に続いて設けられた連続する作業台１
６とを備えている。

【０００８】ハンドリングロボット２０は、スライドテ
ーブル１１上に載置された台２１と、台２１上に３６０
°回動可能に取り付けられたロボット本体２２と、ロボ
ット本体２２の上端に水平に取り付けられ上下方向に所
定角度回動可能になっているロボットアーム２３と、ロ
ボットアーム２３先端に回動可能に取り付けられたロボ
ットハンドＨとを備えている。

【０００９】ロボットハンドＨは、図２に示すように、
連結部材３０に一体的に取り付けられた本体４０を設け
ている。そして、連結部材３０は連結バー３１と連結プ
レート３２を一体的に固定させたもので、連結バー３１
をロボットアーム２３先端に設けられた軸２３ａに取り
付けることにより、ロボットアーム２３に回動可能に支
持されている。

【００１０】本体４０は、細長い板状のプレート４１ａ
と、プレート４１ａの下面に一体的に取り付けられ両側
面にスライド溝Ｖを設けたリニアガイド部材４１ｂと、
その両端に取り付けられたストッパ４１ｃ，４１ｃとを
設けたガイド部４１を有している。ガイド部４１の前面
中央位置には、図３に示すように、Ｕ字状のブラケット
４２がその一側面にてプレート４１ａに垂直に取り付け
られており、ブラケット４２中央に取り付けられた回転
軸４２ａには円板の略１／４部分が切り欠かれた偏心カ
ム４３が偏心した状態で取り付けられている。また、ガ
イド部４１のプレート４１ａの左端から略１／４の位置
にはブラケット４１ｄが設けられており、このブラケッ
ト４１ｄにロックシリンダ４４のシリンダチューブ４４
ａの先端が取り付けられて、ロックシリンダ４４のロッ
ド４４ｂの先端が偏心カム４３の周縁部４３ａに取り付
けられている。そして、上記ロックシリンダ４４は、シ
リンダチューブ４４ａの両端に設けられた電磁弁４４ａ
１，４４ａ２を開閉することによりチューブ（図示しな
い）を通して高圧エアが供給されてロッド４４ｂが左右
に移動するようになっており、電磁弁４４ａ１，４４ａ
２の開閉の制御はロボット本体に設けられた制御装置
（図示しない）によって制御されるようになっている。
また、リニアガイド部材４１ｂの右端から約１／４の位
置の下面には、後述する右側スライド部材４６ａ２の動
きを制限するフローティングプッシャ４５が取り付けら
れている。

【００１１】ガイド部４１の下部には、図３に示すよう
に、リニアガイド部材４１ｂの左端側及び右端側に嵌合
して設けた一対のスライド部材４６ａ１，４６ａ２と、
スライド部材４６ａ１，４６ａ２の右端及び左端下面に
垂直に取り付けられたチャックアーム４６ｂ１，４６ｂ
２を備えたチャック部４６が設けられている。両スライ
ド部材４６ａ１，４６ａ２は、リニアガイド部材４１ｂ
の両側面に設けられたスライド溝Ｖに嵌合されることに
よりリニアガイド部材４１ｂにスライド可能に取り付け
られている。また、チャックアーム４６ｂ１，４６ｂ２
の下方内側には、ワーク１４を挟持したときにワーク１
４に損傷を与えないためのウレタンゴム製のパッド４６
ｃ１，４６ｃ２が設けられている。ただし、パッドとし
ては、他の伸縮性材料を用いてもよい。そして、スライ
ド部材４６ａ１，４６ａ２とチャックアーム４６ｂ１，
４６ｂ２の接合部分にて両者に一体的に取り付けられた
一対のフランジ部材４６ｄ１，４６ｄ２が設けられてお
り、このフランジ部材４６ｄ１，４６ｄ２間には、チャ
ックシリンダ４７が設けられている。

【００１２】チャックシリンダ４７は、ロッド４７ａ先
端を左フランジ部材４６ｄ１に取り付け、チューブ４７
ｂ先端を右フランジ部４６ｄ２に取り付けることによっ
て両フランジ部４６ｄ１，４６ｄ２に係合している。そ
して、チャックシリンダ４７は、チューブ４７ｂの両端
に設けられた電磁弁４７ｂ１，４７ｂ２を開閉すること
によりチューブ４７ｂを通して高圧エアが供給されてロ
ッド４７ａが左右に移動するようになっており、電磁弁
４７ｂ１，４７ｂ２の開閉の制御はロボット本体に設け
られた制御装置（図示しない）によって制御されるよう
になっている。そして、左側スライド部材４６ａ１の前
面には、長板形状のロック用レール４８が水平に取り付
けられており、その右端が断面Ｕ字状のブラケット４２
内に同ブラケットの底面に密接した状態でかつ偏心カム
４３の下側に挿入されている。

【００１３】つぎに、上記のように構成した実施例の動
作について説明する。ロボットハンドＨがワーク１４を
挟持するとき、ロボット本体２２の制御部からの指令に
より、左側の電磁弁４７ｂ１が開放されて高圧エアが流
入し、ロッド４７ａが右方向に引っ張られるとともにチ
ューブ４７ｂが左方向に引っ張られる。これにより、両
チャックアーム４６ｂ１，４６ｂ２が互いに内側に向け
て移動し両者間にワーク１４を挟持する。ただし、右側
のチャックアーム４６ｂ２の移動は、フローチィングプ
ッシャ４５により制限されて、左側のチャックアーム４
６ｂ１の移動距離の４０％程度になるように設定されて
おり、両チャックアーム４６ｂ１，４６ｂ２の移動を安
定にさせている。

【００１４】そして、チャックシリンダ４７が作動した
のち、制御部からの指令により、ロックシリンダ４４の
左側の電磁弁４４ａ１が開放されて高圧エアが流入し、
ロッド４４ｂが右方向に押される。これにより、偏心カ
ム４３が時計方向Ｂに押されて、図４（ｂ）に示すよう
に、ロック用レール４８に噛んだ状態になる。そして、
ハンドリングロボット２０により運搬されたワーク１４
をワーク仮置台１５上に置くときに、チャックシリンダ
４７のロッド４７ａを左側へ移動させてチャックアーム
４６ｂ１，４６ｂ２によるワーク１４の挟持を解除させ
る前に、制御部がロックシリンダ４４の右側電磁弁４４
ａ２を開放させ、ロッド４４ｂを左方向へ移動させるこ
とにより、図４（ａ）に示すように、偏心カム４３は反
時計方向に回動してロック用レール４８から外れロック
用レール４８を噛んだ状態は解除される。

【００１５】しかして、両チャックアーム４６ｂ１，４
６ｂ２が両者間にワーク１４を挟持した状態で、ハンド
リングロボット２０が移動してワーク１４を運搬する過
程において、事故による機械の非常停止や高圧エアの漏
れ等が生じると、チャックシリンダ４７への高圧エアの
力が弱められ、ゴム製パッド４６ｃ１，４６ｃ２の反発
力によりチャックアーム４６ｂ１，４６ｂ２が外側に向
けて押され、これに伴ってスライド部材４６ａ１，４６
ａ２が外側に移動しようとする。しかし、このときスラ
イド部材４６ａ１，４６ａ２の移動に伴って移動しよう
とするロックバー４８の動きが、逆に偏心カム４３との
ロック状態を強める方向になる。即ち、図４（ｂ）に示
すように、ロックバー４８が矢印Ａ方向に動こうとする
と、偏心カム４３は回転半径が大きくなる（ｒ１≦ｒ
２）矢印Ｂ方向に動こうとするので、ロックバー４８の
動きは完全に拘束される。従って、開こうとするチャッ
クシリンダ４７の動きも拘束され、チャックシリンダ４
７の動きは停止させられる。このため、チャックシリン
ダに挟持されたワーク１４が落下することもない。

【００１６】なお、上記実施例においては偏心カムは円
板の略１／４部分が切り欠かれた形状のものを用いてい
るが、楕円形等の他の形状のものを用いてもよい。ま
た、上記実施例において用いた各種部材の形状等につい
ても、目的，用途等に応じて適宜変更可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したハンドリングロボットを用い
たワーク搬送組立システムの要部を示した概略図であ
る。

【図２】本発明の一実施例に係るロボットハンドの図３
に示すＩＩーＩＩ線方向の断面図である。

【図３】同ロボットハンドの図２に示すＩＩＩーＩＩＩ
線方向の断面図である。

【図４】偏心カムの解除状態（ａ）及びロック状態
（ｂ）を説明する図である。

【符号の説明】

１４；ワーク、２３；ロボットアームット、３０；連結
部、４１；ガイド部、４１ａ；プレート、４１ｂ；リニ
アガイド部材、４１ｃ；ストッパ、４２；Ｕ字状ブラケ
ット、４３；偏心カム、４４；ロックシリンダ、４５；
フローティングプッシャ、４６；チャック部、４６ａ
１，４６ａ２；スライド部材、４６ｂ１，４６ｂ２；チ
ャックアーム、４６ｃ１，４６ｃ２；ゴム製パッド、４
６ｄ１，４６ｄ２；フランジ部材、４７；チャックシリ
ンダ、４８；ロック用レール、Ｈ；ロボットハンド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットアームの先端部に回動可能に支持
   され、スライド機構を設けると共に両端にストッパを備
   えてなる棒状のガイド部材と、同ガイド部材にスライド
   可能に嵌合された一対のスライド部材と、両スライド部
   材の下面に垂直に取り付けられその下側内面に伸縮性パ
   ッドの設けられた板状のチャックハンドと、両端にて前
   記一対のチャックハンドの内側に取り付けられたチャッ
   クシリンダとを備え、同チャックシリンダの作動により
   前記チャックハンド間の距離を狭めてその間にワークを
   挟持するロボットハンドにおいて、 前記ガイド部材の長辺方向中央にて同ガイド部材面に対
   して垂直に取り付けられたＵ字状の支持部材と、 前記ガイド部材面に対して平行になるように前記支持部
   材の内側に回動可能に支持されたロック用偏心カムと、 前記スライド部材に水平に取り付けられ、その先端が前
   記支持部材に挿入され前記偏心カムの下方に位置するロ
   ック用レールと、 一端にて前記ガイド部材に取り付けられ、他端にて前記
   ロック用偏心カムに取り付けられ、前記チャックハンド
   によりワークが挟持されているときに前記ロック用レー
   ルが外側に移動しないように前記ロック用偏心カムによ
   って同ロック用レールをロックさせるロックシリンダと
   を設けたことを特徴とするロボットハンド。