JP2575211B2

JP2575211B2 - 組付ハンド

Info

Publication number: JP2575211B2
Application number: JP1230413A
Authority: JP
Inventors: 猛谷古宇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPH0398783A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、ロボツトによる部品の自動組立において
異形な部品（丸、四角等）や、歯の噛み合いが決まって
いるギヤの組付がでる汎用的な組付ハンドに関するもの
である。

［従来の技術］従来、異形部品（丸、四角形等）の組付に用いられる
組付ハンドとしては、先に本願出願人により出願された
部品把持用ハンド装置（特願昭63−207359号、昭和63年
８月23日出願）が知られており、また、ギヤの組付に関
しては、同様に、本願出願人により出願された汎用ギヤ
組付ハンド（特願昭61−197091号、昭和61年８月25日出
願）が知られている。

［発明が解決しようとしている課題］しかしながら、特願昭63−207359号に開示された部品
把持用ハンド装置によれば、ギヤを噛合させたままで組
み付けることができず、また、特願昭61−197092号に開
示された汎用ギヤ組付ハンドによれば、異形部品の把持
組付が行なえず、また、ギヤの回転方向を位置決めする
手段がないのでかみあう歯がきまっている、即ち、噛合
状態が所定の状態に予め規定されているギヤの組付を行
なう事ができないものである。

この発明は上述した課題に鑑みてなされたもので、こ
の発明の目的は、異形部品の把持組付を行なうことが出
来ると共に、噛合状態が所定の状態に予め規定されてい
るギヤをも組み付けることが出来る組付ハンドを提供す
ることである。

［課題を解決するための手段］上述した課題を解決し、目的を達成するめ、この発明
に係わる組付ハンドは、ハンド本体と、このハンド本体
延出方向に沿つて移動可能な第１の指部材と、このハン
ド本体に回動自在に取り付けられた回動ハウジングと、
この回動ハウジングの延出方向に沿つて互いに反対方向
に移動可能な第２及び第３の指部材とを具備し、第１乃
至第３の指部材により把持動作を実行し、第１の指部材
により一方の部材の回動位置を規制し、第２及び第３の
指部材により他方の部材の回動位置を調整することを特
徴としている。

［作用］以上のように構成されたこの発明に係わる組付ハンド
によれば、把持動作をする２指がその中心に対し回転可
能な様にし、さらにもう１本の指が移動可能にした事に
より３本の指で異形部品の把持組付ができる、また、前
記２指でギヤを把持、さらにもう１本の指で相手ギヤを
位置決めし、把持したギヤを回転して歯をかみ合わせる
事が可能にしたものである。

［実施例］以下に、この発明に係わる組付ハンドの一実施例の構
成を、添付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図は一実施例の組付ハンド10を示しており、この
組付ハンド10は、一端が下方に折曲された折曲片12aを
有する正面略Ｌ字状のハンド本体12を備えており、この
ハンド本体12は、その上面中央部において、連結ロツド
14を介して図示しないロボツトアームの先端に着脱自在
に接続されている。ここで、このハンド本体12の下面で
あつて、上述した折曲片12aが形成されていない他端部
より内方に入り込んだ部分には、支持ブロツク16が固着
されている。

この支持ブロツク16と折曲片12aとの間に、ハンド本
体12の延出方向に沿つて延出し、外周面にねじ溝が螺刻
された第１の送りねじ棒18が、自身の中心軸回りに回動
自在に軸支されている。この第１の送りねじ棒18は、折
曲片12aの外面に取り付けられた第１の駆動モータ20の
駆動軸に連結されており、この第１の駆動モータ20の起
動に伴ない、回転駆動されるようになさえている。

また、支持ブロツク16と折曲片12aとの間であって、
この第１の送りねじ棒18の下方でこれと平行に、第１の
ガイド軸22が固着されている。そして、これら支持ブロ
ツク16と折曲片12aとの間には、上述した第１の送りね
じ棒18に螺合し、第１のガイド軸22によりガイドされた
状態で、第１の摺動ブロツク24が往復動自在に配設され
ている。このようにして、この第１の摺動ブロツク24
は、第１の駆動モータ20の回転方向に応じて、ハンド本
体12の下方において、これの延出方向に沿つて往復動さ
れることになる。

尚、この第１の摺動ブロツク24の下面には、これから
下方に延出した状態で、第１の指部材26aが一体的に取
り付けられており、この第１の指部材26aの下面には、
これと同軸に更に下方に延出した状態で、径少の第１の
指先部材26bが一体的に取り付けられている。この第１
の指先部材26bの先端部には、先端を鋭利になすように
テーパ面が形成されている。

一方、上述したハンド本体12の、折曲片12が設けられ
ていない他端部の下面には、垂直軸回りに回動自在に回
動軸28が軸支されている。この回動軸28の上端は、ハン
ド本体12を貫通しており、ハンド本体12の上面に載置さ
れた第２の駆動モータ30に接続された減速機構32の出力
軸に連結されている。また、この回動軸28の下端は、下
面が開放された正面略コ字状に形成された回動ハウジン
グ34の上面中央部に一体的に接続されている。

即ち、この回動ハウジング34は、両端に下方に向けて
折曲された折曲片34a,34bを備えており、両折曲片34a,3
4b間には、回動ハウジング34の延出方向に沿つて延出
し、外周面にねじ溝が螺刻された第２の送りねじ棒36
が、自身の中心軸回りに回動自在に軸支されている。こ
の第２の送りねじ棒36に形成されたねじ溝は、中央部に
おいて左右に分割され、互いに反対方向に螺刻されるよ
うに設定されている。そして、この第２の送りねじ棒36
は、一方の折曲片34aの外面に取り付けられた第３の駆
動モータ38の駆動軸に連結されており、この第３の駆動
モータ38の起動に伴ない、回転駆動されるようになされ
ている。

また、両折曲片34a,34b間であつて、この第２の送り
ねじ棒36の下方でこれと平行に、第２のガイド軸40が固
着されている。そして、両折曲片34a,34b間には、上述
した第２の送りねじ棒36の一方のねじ溝に螺合し、第２
のガイド軸40によりガイドされた状態で、第２の摺動ブ
ロツク40が往復動自在に、また、第２の送りねじ棒36の
他方のねじ溝に螺合し、第２のガイド軸40によりガイド
された状態で、第３の摺動ブロツク44が往復動自在に、
夫々配設されている。このようにして、これら第２及び
第３の摺動ブロツク42,44は、第３の駆動モータ38の回
転方向に応じて、回動ハウジング34の下方において、こ
れの延出方向に沿つて、互いに近接または離間するよう
に往復動されることになる。

尚、これら第２及び第３の摺動ブロツク42,44の夫々
の下面には、夫々の下方に延出した状態で、第２及び第
３の指部材46a,48aが夫々一体的に取り付けられてお
り、これら第２及び第３の指部材46a,48aの夫々の下面
には、これと同軸に更に下方に延出した状態で、径少の
第２及び第３の指先部材46a,48aが夫々一体的に取り付
けられている。これら第２及び第３の指先部材46a,48a
の夫々の先端部には、先端を鋭利になすようにテーパ面
が形成されている。

ここで、上述した第１及び第３の駆動モータ20,38の
駆動軸には、夫々にロータリエンコード50,52が接続さ
れており、第１及び第３の駆動モータ20,38の回転駆動
量は、対応するロータリエンコード50,52により、夫々
正確に検出されるようになされている。

以上のように構成される組付ハンド10において、以下
に、その動作を説明する。

先ず、第２図に示すように、地板60に、一対のギヤ6
2,64を所定の噛合状態で組み付けるための組付動作につ
いて説明する。

ここで、各ギヤ62,64には、第３図に示すように、間
に中心部を挟んで所定の直径に沿つて、半径d₁,d₂の位
置に、一対の位置決め穴62a,62b;64a,64bが形成されて
いる。

尚、上述した所定の噛合状態とは、第３図に示すよう
に、両ギヤ62,64が互いに噛合した状態で、両者の中心
部を結ぶ線分l₀と、一方のギヤ62における両位置決め穴
62a,62bを結ぶ線分l₀との成す角度がα（但し、線分l₀
から時計方向に計測した値）となり、また、線分l₀と、
他方のギヤ64における両位置決め穴64a,64bを結ぶ線分l
₂との成す角度がβ（角度αと同様に、線分l₀から時計
方向に計測した値）となるように規定されている。換言
すれば、この所定の噛合状態は、一方のギヤ62の所定の
歯の谷62d内に、他方のギヤ64の所定の歯の山62cが嵌合
する状態により設定されるものである。

この結果、この所定の噛合状態において、両ギヤ62,6
4の互いの回転位置は、一義的に規定されることにな
る。換言すれば、この噛合状態において、第１乃至第３
の指先部材26b,46b,48bにより、所定の三角形形状が構
成されることとなる。即ち、第１の指先部材26bと他方
のギヤ64の回転中心との距離が符号ｘで示す値に、ま
た、第１の指先部材26bと他方のギヤ64との回転中心と
を結ぶ線分と、両ギヤ62,64の夫々の回転中心を結ぶ線
分l₀との成す角度は、符号γ示す値に夫々規定されるこ
ととなる。

一方、第２図に示すように、地板60には、両ギヤ62,6
4の軸部が夫々挿入されるギヤ取付穴60a,60bが形成され
ている。

以上のように設定された状態において、第４図に示す
フローチヤートを参照して、一対のギヤ62,64を互いに
噛合させつつ、地板62に取り付ける動作を説明する。

先ず、ステツプS10に示すように、図示ない一方のパ
レツト内に収納された一方のギヤ62を、第２及び第３の
一対の指先部材46b,48bにより把持する把持動作が行な
われる。この把持動作後、ステツプS12において、一方
のギヤ62を一方のパレツトから上方に取り出し、ステツ
プS14において、ハンド本体12の長手軸（延出中心線）l
_cを、地板60におけるギヤ取付穴60a,60bを通る線分l₀と
平行に設定する。

そして、ステツプS16において、第２の駆動モータ30
を駆動して、把持した一方のギヤ62における一対の位置
決め穴62a,62bを通る線分l₁が、長手軸l_cから時計方向
に図つて角度αで交わるように、回動ハウジング34を回
動する。また、ステツプS18において、第３の駆動モー
タ38を駆動して、第２及び第３の指先部材46b,48b間の
距離を、上述した半径d₁の２倍の値だけ離間するように
移動する。

このように、第２及び第３の指先部材46b,48bの幾何
学的位置を規定した状態で、ステツプS20において、回
動ハウジング34の中心位置を、地板60の一方のギヤ取付
穴60aの直上方に移動し、ステツプS22において、ハンド
本体12を下降して、一方のギヤ62を地板60の一方のギヤ
取付穴60a内に挿入して、一方のギヤ62の取付動作を終
了する。

この後、ステツプS24において、第３の駆動モータ38
を駆動して、第２及び第３の指先部材46b,48bによる一
方のギヤ62の把持動作を解除して、ステップS26におい
て、ハンド本体12を移動駆動して、図示しない他方のパ
レツト内に収納された他方のギヤ64を、第２及び第３の
一対の指先部材46b,48bにより把持する把持動作が行な
われる。この把持動作後、ステツプS28において、他方
のギヤ64を他方のパレツトから上方に取り出し、ステツ
プS30において、ハンド本体12の長手軸（延出中心線）l
_cを、地板60におけるギヤ取付穴60a,60bを通る線分l₀と
平行に設定する。

そして、ステツプS32において、第２の駆動モータ30
を駆動して、把持した他方のギヤ64における一睡の位置
決め穴64a,64bを通る線分l₂が、長手軸l_cから時計方向
に図つて角度βで交わるように、回動ハウジング34を回
動する。また、ステツプS34において、第３の駆動モー
タ38を駆動して、第２及び第３の指先部材46b,48b間の
距離を、上述した半径d₂の２倍の値だけ離間するように
移動する。この後、ステツプS36において、第１の駆動
モータ20を駆動して、第１の指先部材26bと、第２把持
された他方のギヤ64の回転中心との距離が上述した距離
ｘとなるように、第１の指先部材26bが取り付けられた
第１の摺動ブロツク24を移動する。

この後、ステツプS38において、図示しないロボツト
アームを駆動して、ハンド本体12を、他方のギヤ64の中
心位置回りに、上述した角度γを形成するように回動駆
動すると共に、ステツプS40において、第２の駆動モー
タ30を駆動して、ステツプS38の回動方向とは逆方向
に、回動ハウジング34を角度γだけ回動駆動する。この
ようにして、第１乃至第３の指先部材26b,46b,48bによ
り形成される三角形形状は、両ギヤ62,64が互いに噛合
した状態における一方のギヤ62の第２の位置決め穴62b
と、足方のギヤ64の両位置決め穴64a,64bとにより形成
される三角形形状と正確に一致することとなる。

このように、第１乃至第３の指先部材26b,46b,48bの
幾何学的位置を規定した状態で、ステツプS42におい
て、回動ハウジング34の中心位置を、地板60の他方のギ
ヤ取付穴60bの直上方に移動し、ステツプS44において、
ハンド本体12を下降して、他方のギヤ64を地板60の他方
のギヤ取付穴60b内に挿入して、他方の取付ギヤ64の取
付動作を終了する。

尚、このステツプS44において、ギヤ取付穴60bへの他
方のギヤ64の軸部分の実際の挿入動作に先立ち、第１の
指先部材26bは、上述した幾何学的位置に基づいて、既
に取付てある一方のギヤ62の第２の位置決め穴62bに挿
入されることとなる。

ここで、例えば、一方のギヤ62の取り付け状態（即
ち、取付回転位置）が僅かにでもずれていると、一方の
ギヤ62の所定の歯の谷62dに隣接する歯の山62cに、噛合
しようとする他方のギヤ64の所定の歯の山64cが上方か
ら係合することとなり、両ギヤ62,64の噛合は良好に行
なわれなくなる。

しかしながら、この一実施例においては、挿入動作に
伴ない、この第１の指先部材26bの先端テーパ面が第２
の位置決め穴62bの開口端縁に係合する。この結果、第
５図に示すように、第１の指先部材26bが第２の位置決
め穴62b内に完全に挿入された状態で、一方のギヤ62の
取付回転位置は、所定の位置に矯正されることになる。
このようにして、両ギヤ62,64は確実に噛合されること
に、換言すれば、一方のギヤ62の所定の歯の谷62dに、
他方のギヤ64の所定の歯の山64cが上方から嵌入するこ
とになる。

このように、ステップS44において、他方のギヤ64を
一方のギヤ62に噛合させつつ、地板60に取り付ける動作
が終了すると、ステツプS46において、第２及び第３の
指先部材46b,48bによる他方のギヤ64の把持状態が解除
され、ステツプS48において、ハンド本体12を上昇し
て、この組付ハンド10が所定位置に移動することによ
り、一連の組付作業を終了する。

以上詳述したようにして、予め噛み合う歯の谷と山と
が決まつている一対のギヤ62,64の組付動作が実行され
ることになるが、上述した組付ハンド10においては、こ
のようにギヤ62,64の取付動作のみならず、第6A図及び
第6B図に夫々示すように、様々な形状の部材W₁,W₂を把
持することも可能である。

以下に、上述した構成の組付ハンド10により、部材
W₁,W₂を把持する把持動作について、第７図に示すフロ
ーチヤートを参照して説明する。

先ず、ステツプS50において、第２の駆動モータ30を
駆動して、回動ハウジング34が、ハンド本体12に対して
直交する状態で交わるように設定する。そして、ステツ
プS52において、第１の駆動モータ20を駆動して、第１
の摺動ブロツク24を、支持ブロツク16から最も離間する
位置に移動し、ステツプS54において、第３の駆動モー
タ38を駆動して、第２及び第３の摺動ブロツク42,44を
互いに最も離間する位置に移動する。このようにして、
このステツプS50乃至S54において、３本の指部材26a,46
a,48aにおける待機状態が規定される。

この後、ステツプS56において、第３の駆動モータ38
を駆動して、第２及び第３の指部材46a,48aを、平板部
材W₁の幅（または、円筒状部材W₂の直径）よりも狭い距
離だけ離間するように、移動する。この状態から、ステ
ツプS58において、ハンド本体12を移動して、第２及び
第３の指部材46a,48aが、部材W₁,W₂の側面（周面）の直
外方に位置させる。そして、ステツプS60において、第
１の駆動モータ20を駆動して、第１の指部材26aを第２
及び第３の指部材46a,48aに向けて移動し、第6A図及び
第6B図に夫々示すように部品W₁,W₂を３本の指部材26a,4
6a,48aで把持することとなる。

このようにして把持動作が完了すると、ステツプS62
において、ハンド本体12を移動して、把持した部品W₁,W
₂を所定の組付位置に搬送し、ステツプS64において、こ
の組付位置で、第１及び第３の駆動モータ20,38を駆動
して、第１乃至第３の指部材26a,46a,48aが部材W₁,W₂の
側面（周面）から離間するように移動することにより、
把持状態を解除して、一連の把持動作を終了する。

以上詳述したように、この一実施例の組付ハンド10に
よれば、予め噛合状態で定められた一対のギヤ62,64を
地板60に噛合しつつ取り付ける場合においても、また、
任意の形状を有する部材W₁,W₂を把持することも可能と
なり、汎用な組付ハンドとして機能することが出来るも
のである。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されるこ
となく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可
能であることは言うまでもない。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明に係わる組付ハンド
は、ハンド本体と、このハンド本体延出方向に沿つて移
動可能な第１の指部材と、このハンド本体に回動自在に
取り付けられた回動ハウジングと、この回動ハウジング
の延出方向に沿つて互いに反対方向に移動可能な第２及
び第３の指部材とを具備し、第１乃至第３の指部材によ
り把持動作を実行し、第１の指部材により一方の部材の
回動位置を規制し、第２及び第３の指部材により他方の
部材の回動位置を調整することを特徴としている。

従つて、この発明によれば、異形部品の把持組付を行
なうことが出来ると共に、噛合状態が所定の状態に予め
規定されているギヤをも組み付けることが出来る組付ハ
ンドが提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる組付ハンドの一実施例の構成
を示す斜視図；第２図は第１図に示す組付ハンドにより一対のギヤを所
定の噛合状態で地板に組み付ける状態を示す斜視図；第３図は第２図における所定の噛合状態を示す上面図；第４図は両ギヤを噛合させつつ地板に取付ける動作手順
を示すフローチヤート；第５図は両ギヤの歯が互いに噛合する状態を示す斜視
図；第6A図及び第6B図は、第１図に示す組付ハンドにより、
夫々異なる形状の異形部品を把持している状態を夫々示
す斜視図；そして、第７図は第6A図及び第6B図に示す部材を把持するための
把持動作の動作手順を示すフローチヤートである。図中、10……組付ハンド、12……ハンド本体、12a……
折曲片、14……連結ロツド、16……支持ブロツク、18…
…送りねじ軸、20……第１の駆動モータ、22……ガイド
ロツド、24……第１の摺動ブロツク、26a……第１の指
部材、26b……第１の指先部材、28……回動軸、30……
第２の駆動モータ、32……減速機構、34……回動ハウジ
ング、34a;34b……折曲片、36……第２の送りねじ棒、3
8……第３の駆動モータ、40……第２のガイド軸、42…
…第２の摺動ブロツク、44……第３の摺動ブロツク、46
a……第２の指部材、46b……第２の指先部材、48a……
第３の指部材、48b……第３の指先部材、50;52……ロー
タリエンコーダ、60……地板、60a;60b……取り付け
穴、62;64……ギヤ、62a;62b:64a;64b……位置決め穴で
ある。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンド本体と、このハンド本体延出方向に沿つて移動可能な第１の指部
材と、このハンド本体に回動自在に取り付けられた回動ハウジ
ングと、この回動ハウジングの延出方向に沿つて互いに反対方向
に移動可能な第２及び第３の指部材とを具備し、第１乃至第３の指部材により把持動作を実行し、第１の指部材により一方の部材の回動位置を規制し、第
２及び第３の指部材により他方の部材の回動位置を調整
することを特徴とする組付ハンド。