JP2580015Y2 - マルチチャックハンド - Google Patents

マルチチャックハンド

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JP2580015Y2
JP2580015Y2 JP1993015420U JP1542093U JP2580015Y2 JP 2580015 Y2 JP2580015 Y2 JP 2580015Y2 JP 1993015420 U JP1993015420 U JP 1993015420U JP 1542093 U JP1542093 U JP 1542093U JP 2580015 Y2 JP2580015 Y2 JP 2580015Y2
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選三郎 森本
秀和 前畑
浩司 安岡
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新キャタピラー三菱株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案はロボット用ハンドに取り
付ける双腕チャックに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年旋盤などの工作機械に多関節ロボッ
トを設けてワークのハンドリングを行わせるようにした
ハンドリングセルが多く使用されている。このハンドリ
ングセルは、長時間無人運転を可能にするので、作業能
率を大幅に向上させることができる。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】ところで従来の前記ハ
ンドリングセルは、ロボットハンドに一対のチャック爪
を設けたものが多く使用されている。これに対し、工作
機械、例えば旋盤、圧接溶接機などには、対向して2つ
のスピンドルを設けた、いわゆる対向2スピンドル型の
ものがある。いま、一対のチャック爪を設けたハンドか
ら対向2スピンドル型工作機械にワークを移動させるに
は、このハンドで保持するワークを、工作機械の2つの
スピンドルのいずれかのチャックに一旦移動させたの
ち、ロボットを旋回させて別のワークを掴み、残りのス
ピンドルに取り付けたチャックにワークを移動させると
いう能率の悪い作業となる。したがって生産性を増すた
めに短時間で各工程を稼働させる必要のあるライン作業
では、時間的ロスが発生していた。
【0004】また、対称的形状をした部品を一対のチャ
ック爪で掴み、対向2スピンドルのそれぞれの主軸に設
けたチャックに移動させるには、無理な反転動作が起こ
るという問題があった。そこで、1ハンドにチャック爪
を2セット取り付けた、いわゆるマルチチャックハンド
の使用が好ましいが、作業性に優れたものが提供されて
いない。
【0005】また、対向2スピンドルに同時にロボット
ハンドからワークをそれぞれ受け渡すとき、ロボット側
のハンドとスピンドル側のセンター芯とが一致していな
いと、スピンドル側のチャックがワーを掴んだとき、ロ
ボットハンドがスピンドル側のチャックに引っ張られて
ロボットハンドが破損したり、ロボットにアラームを起
こしたりして自動化が阻害される問題があった。
【0006】本考案は、以上の問題に着目してなされた
ものであり、対向2スピンドル型工作機械の2本の主軸
に取り付けたチャックに、短時間且つ容易にワークを着
脱でき、しかも装着時に発生する衝撃を吸収できるマル
チチャックハンドを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】 以上の目的を達成する
ための本考案のマルチチャックハンドの構成は、ロボッ
トのアームに縦衝撃緩衝用の弾性部材を介してハンド支
持部材を取り付け、ハンド支持部材にワークの受渡
方向に摺動自在としたスライド部材を取り付け、
ライド部材の背面に固定したスライドガイドに複数のハ
ンドをワークの受渡し方向Aに摺動自在に設け前記
ンドに夫々ワークを把持する一対のチャック爪を設け
前記ハンド及び前記チャック爪に夫々駆動手段を設け
且つ、前記ハンド支持部材と前記スライド部材との間に
ワークの受渡し方向Aからの衝撃を緩衝する弾性部材を
配設して前記ハンドから前記アームに伝わる衝撃を緩衝
するようにしたものである。
【0008】前記独立した制御手段は、通常は空気圧制
御手段であるが、本考案はこれに限定されない。前記マ
ルチチャックハンドは、多関節ロボットだけでなく、ガ
イドレール上を走行してワークをハンドリングするロボ
ットにも取り付けることができる。
【0009】
【作用】ロボットのハンド支持部材からスライド部材
に、ワークの受け渡し方向両側から弾性力を作用させる
前記手段は、常時ハンド支持部材に対して求心的力を与
え、ハンド支持部材に対し中立位置にスライド部材を保
持する作用と、ワークを受け渡す際の衝撃を緩衝し、ロ
ボットのアームに前記衝撃が伝わらないように作用す
る。
【0010】
【実施例】以下添付の図面を参照して一実施例により本
考案のマルチチャックハンドを具体的に説明する。図1
において本実施例のマルチチャックハンド100 をアーム
201 の先端に取り付けた水平多関節ロボット(以下単に
ロボットという)200 は、ステーション300a,300bとク
ローラのトラックローラをNC旋盤で対称的に加工する
加工工程を終了したローラからなるワーク400 を圧接溶
接する対向2スピンドル601 を備えた圧接溶接機600 と
の間に設置している。本実施例の前記マルチチャックハ
ンド100 の説明をする前に、図1に示すロボット200 の
作業内容について概要を説明する。
【0011】図示しない旋盤(図示せず)で加工したワ
ーク400 が旋盤用オートローダー500 によって、前記ス
テーション300a,300bそれぞれのターンテーブル300 上
に振り分けて載置される。ロボット200 がワーク400 を
ハンドリングする際には、先ず旋盤用オートローダー50
0 が原点位置に移動し、センサー(図示せず)によって
ワーク400 の有無を検出し、有れば制御装置(図示せ
ず)がステーション300a,300b のターンテーブル300 を
ロボット200 のチャッキング位置まで1ピッチ回転させ
る。この位置で再度前記センサーがワーク400 の有無を
検出し、ワーク400 が検出されなければ同様の動作が繰
り返され、在庫が確認されるとロボット200 に在庫有の
指令が出力される。指令を受けたロボット200 は、予め
決められたプログラムに従って前記アーム201 に取り付
けたマルチチャックハンド100 の動作を制御し、まず左
側のステーション300aに旋回移動して停止する。
【0012】次にワーク400 を掴むための信号がロボッ
ト200 に送られチャッキングが行われ、次いでロボット
200 が右旋回移動してステーション300bのチャッキング
位置に停止し、前記と同様の動作を行ってステーション
300bからワーク400 を持ち上げる。次にロボット200 は
圧接溶接機600 側に旋回移動して所定位置に停止し、ワ
ーク400 をマルチチャックハンド100 から、圧接溶接機
600 の対向2スピンドル601 のワークチャック602 に1
個づつチャッキングする。溶接が完了すると、再度圧接
溶接機600 の対向2スピンドル601 間にロボット200 が
移動し、溶接されて1個となったワーク401 を双碗チャ
ック100 がチャッキングし、ワークチャック602 がワー
ク401 を開放すると、対向2スピンドル601 が後退し、
ワーク401 が移動可能となる。そこでロボット200 が搬
送傾斜レール603 に移動してワーク401 を開放し、次工
程(図示せず)に移動させると共に、ロボット200 を原
点に復帰させて作業を終了する。
【0013】次にアーム201 に取り付けた前記マルチチ
ャックハンド100 の詳細を図2〜4によって説明する。
図2はマルチチャックハンド100 の全体構成を示すもの
であり、マルチチャックハンド100 のハンド取付け部材
1に突設した装着ロッド1aを、アーム201 の先端に取
り付けた凹面部支持部材202 に設けた係合穴(図示せ
ず)に嵌着している。
【0014】前記ハンド取付け部材1には、スライドガ
イド2を介してハンド支持部材6を取り付け、このハン
ド支持部材6にスライド部材8をワーク受け渡し方向A
(以下単にA方向という)に摺動自在に取り付けてい
る。そしてこのスライド部材8に左ハンド20a と右ハン
ド20b とを、A方向に摺動自在に取り付け、これら、左
ハンド20aにチャック爪40a,40a'を、また右ハンド20b
にチャック爪40b,40b'を、A方向に直交する方向B(以
下単にB方向という)の方向に摺動自在に取り付けてい
る。即ち左右ハンド20a,20b は、スライド部材8上を別
々にA方向に移動可能であり、また前記各チャック爪40
a,40a',40b,40b'は、それぞれ左右ハンド20a,20b 上を
B方向に移動してワーク400 の把持動作をそれぞれ独立
して行うことができる。
【0015】前記各摺動動作させる構造を図2,3によ
って説明する。前記スライドガイド2は、ハンド取付け
部材1の4隅に開けた取付け穴2aにガイド軸2bを嵌
入しボルト4aにより固定する。前記取付け穴2aに対
応するハンド支持部材6の4隅に開けた取付け穴2cに
スライドベアリング3を嵌装しネジ3aによりハンド支
持部材6に取り付ける。次いでガイド軸2bにバネから
なる縦方向衝撃緩衝用のバネから成る弾性部材5を嵌合
し、ガイド軸2bを前記スライドベアリング3に挿通
し、弾性部材5をハンド取付け部材1とハンド支持部材
6との間で挟み、ガイド軸2bの自由端側にワッシャ7
をボルト4bで固定し、抜け落ちを防止した。したがっ
て、マルチチャックハンド100 に下方からの押し上力が
作用すると、弾性部材5が弾性変形してこれを吸収し、
アーム201 に無理な力に伝達されないようにした。
【0016】またハンド支持部材6にスライド部材8を
取り付けるには、ハンド支持部材6の左右両辺を切り欠
いて凹部9を形成し、この凹部9に一対のネジ穴9aを
開口し、また前記スライド部材8にプレート10を固着
し、このプレート10に開けた穴11に、先端にネジ切りし
たガイド棒12を挿通し、このガイド棒12にバネから成る
弾性部材13を挿通し、前記ネジ穴9aに螺合した。そし
て、ハンド支持部材6のB方向両縁部裏側にリニアガイ
ド15をボルト(図示せず)により固着し、これに複数の
リニアベアリング16を取り付け、このリニアベアリング
16を、ボルト17によってスライド部材8に固着した。
【0017】したがってハンド支持部材6は、スライド
部材8をA方向に摺動自在に、且つ前記弾性部材13によ
って両側から付勢し、中立位置に保持することができ
る。またスライド部材8に衝撃力がA方向から作用する
と、弾性部材13が衝撃力を緩衝すると共に、求心的力に
よりスライド部材8を中立位置に戻し、正確な位置制御
を可能に保持すると共に、アーム201 を前記衝撃から保
護することができる。
【0018】次に左右ハンド20a,20b をスライド部材8
に対してA方向に摺動可能に取り付ける手段を説明す
る。スライド部材8の前後Bの方向の両縁部裏側にリニ
アガイド18をボルト19により固着し、このリニアガイド
18に摺動自在に取り付けたリニアベアリング22を、前記
左右ハンド20a,20b の上面プレート21a,21b に取り付
け、左右ハンド20a,20b がそれぞれ独立してA方向に移
動できるようにした。
【0019】前記左ハンド20a,右ハンド20b を駆動する
空気圧シリンダ23a は、L型金具24a を介してボルト25
によってスライド部材8に固定し、ピストン23c をL状
金具26a に固着し、このL状金具26a を左ハンド20a に
ボルト26c によって取り付けた。したがって左ハンド20
a は、空気圧シリンダ23a からピストン23c を伸び出さ
せると左方向に摺動し、空気圧シリンダ23a 内に引き込
むと右方向に摺動する。同様に右ハンド20b を、空気圧
シリンダ23b によってA方向に摺動するようにL型金具
24a,24b を介してスライド部材8に取り付けた。したが
って右ハンド20b は、ピストン(図示せず)をを伸び出
させると右方向に摺動し、引き込むと左方向に摺動させ
ることができる。
【0020】次に主として図4によってチャック爪40a,
40a',40b,40b'をB方向に摺動させる手段について説明
する。図において左ハンド20a は、前記上面プレート21
a の左右にサイドプレート27,27′を、また前後にサイ
ドカバー42,42′をボルト28により固着し、下方が開放
した箱状に形成し、その内部にワーク400 (図1,2)
を把持する一対のチャック爪40a,40a',40b,40b'を取り
付け、空気圧シリンダ35によって駆動するように取り付
けた。
【0021】以下このチャック爪40a,40a'を空気圧シリ
ンダ35で駆動する機構を左ハンド20a について説明す
る。図4において、互いに向き合わせに横倒しにしたT
形金具33,34の下向き腕にそれぞれチャック爪40a,40a'
とを取り付け、上向き腕にそれぞれラック32,32'とを取
り付け、横倒しにした軸にリニアベアリング37をボルト
(図示せず)で取り付け、このリニアベアリングをリニ
アガイド38に摺動自在に取り付けた。なお、本実施例に
おいては、チャック爪40a,40a'の強度を得るためにT型
金具33,34 として両サイドにリニアガイドを摺動自在に
取り付ける構造としたため、重量のあるワーク400 を把
持して横向きに搬送しても強度不足とならない効果が得
られる。
【0022】前記リニアガイド38は、ボルト38aによっ
てサイドプレート27に取り付け、前記ラック32,32'は、
前記上面プレート21a の中央部付近に取り付けたギヤー
29に歯合させている。このギヤー29の取り付けは、ギヤ
ー29のシャフト30の一端を上面プレート21a に軸支し、
他端を凹形金具31に回転自在に軸支した。また、この凹
形金具31によって、ラック32,32'がギヤー29に歯合する
ように保持させた。
【0023】次にチャック爪40a,40a',40b,40b'につい
て説明する。チャック爪40a とチャック爪40a'、及びチ
ャック爪40b とチャック爪40b'は、互いに向き合ったV
状の凹面に形成し、肉厚にした取付け部39を前記T形金
具33,34に取り付けた。チャック爪40a,40a',40b,40b'
のチャック面を前記形状にしたのは、ワーク400 のよう
な円筒形ワークを把持する際に、ワーク400 の軸芯を左
右ハンド20a,20b に対して一定位置に保つことが可能で
あるためであり、ワークの形状、着脱対象の工作機械、
目的などによって適宜変形する必要がある。例えばV状
でなくコ状とするなど各種の形状とすることができる。
なお、サイドプレート27に開けた抜き穴41は、空気圧ホ
ース35a の配管用の穴である。
【0024】次に前記説明のマルチチャックハンド100
のチャッキング動作を図1を図2以降と対照して説明す
る。マルチチャックハンド100 の作動は、ロボット200
のアーム201 がワーク(この場合ワーク400 )の受渡し
作業を行う位置に達した後に作動開始する。即ち、ロボ
ット200 にマルチチャックハンド100 のチャッキング作
業開始信号が与えられると、左右ハンド20a,20b の空気
圧シリンダ23a,23b の電磁弁(図示せず)を切り換え
て、ピストン(23c のみ図示)を空気圧シリンダ23a,23
b 内に引き込み、左右ハンド20a,20b をスライド部材8
の中央側に引き寄せたのち、圧接溶接機600 の対向2ス
ピンドル601 間の主軸芯(図示せず)部にアーム201 を
動かして進入する。次いで、前記電磁弁をピストン23c
の伸び出し側に切り換え、チャック爪40a,40a',40b,40
b'をそれぞれ外側に移動させ、把持している2個のワー
ク400 を対向するワークチャック602 側に押し出す。
【0025】この左右ハンド20a,20b は、ワーク400 が
ワークチャック602 に当接した際に出力される左右ハン
ド20a,20b の停止信号は、当接してから僅かに遅れるた
めに、その間アーム201 は前進し衝撃が発生する。ま
た、左右ハンド20a,20b の保持するワーク400 の軸芯
が、対向2スピンドル601 間の主軸芯から僅かに芯ずれ
しているとき、ワークチャック602 がワーク400 を掴む
とハンド200 が引っ張られて変形したり、衝撃が発生し
破損することになるが、これらの衝撃は、前記スライド
部材8とハンド支持部材6との間に取り付けた弾性部材
13が弾性変形して緩衝し、ロボット200 は衝撃を受ける
ことなく作業を継続することができる。ワーク400 がワ
ークチャック602 の所定位置に配置されると、それをセ
ンサー(図示せず)が検知し制御装置はワークチャック
602 をチャッキングする。
【0026】
【考案の効果】以上説明したように本考案のマルチチャ
ックハンドは、以下に示す効果を奏する。 (1) 前記スライド部材に、ワーク受渡し方向から衝撃
が作用した場合には、ハンド支持部材との間に弾性部材
を介装した横衝撃緩衝用の弾性部材がその衝撃を緩衝
し、ロボットのアーム側に衝撃を伝達しないようにする
ので、ワークの受渡しの際に制御信号の遅れや、位置制
御が僅かに偏ったために、相手側チャックなどに当接し
て起こる衝撃によりロボットに無理な反力が作用するこ
とを防止することができる。
【0027】(2) 前記横衝撃緩衝用の弾性部材は、対
向2スピンドルのワークチャックとの間にワーク受渡し
を行う際に、ロボット側の芯が完全に出ていなくとも、
ワークチャックによる変心荷重を受けない効果がある。 (3) 複数のハンドのそれぞれにワークを把持すること
ができるため、対向2スピンドルのワークチャックなど
にハンドリングするロボット作業の能率を向上させるこ
とができる。
【0028】(4)スライド部材8の背面に設けたリニ
アガイド18に各ハンド20a,20bを摺動可能に取
り付けた構造になっているために、各ハンド20a,2
0bは、スライド部材8と一体構造となり、強固なもの
になっている。 (5) 本考案のマルチチャックハンドは、各ハンドを個
々に独立してハンドリング作業をすることができるの
で、例えば長尺もののワーク加工する機種に設け
このワークを掴むときには、対向するチャック爪を外に
広げて使用すればよい。したがって、多機種混載を可能
とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例に関わるロボットの作業内容を
説明する斜視図である。
【図2】図1に示すロボットに取り付けた本実施例のマ
ルチチャックハンドの斜視図である。
【図3】図2のマルチチャックハンドを分解して示した
斜視図である。
【図4】図3の要部を更に分解して示した要部斜視図で
ある。
【符号の説明】
5 弾性部材(縦衝撃緩衝用) 6 ハンド支
持部材 8 スライド部材 13 弾性部材
(横衝撃緩衝用) 20a 左ハンド 20b 右ハンド 23a 空気圧シリンダ(駆動手段) 23b 空気圧シ
リンダ(駆動手段) 35 空気圧シリンダ(駆動手段) 40a チャック
爪 40a' チャック爪 40b チャック
爪 40b' チャック爪 100 マルチチ
ャックハンド 200 ロボット 201 アーム 400 ワーク
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−354688(JP,A) 特開 昭60−123292(JP,A) 特開 昭49−42051(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B25J 17/02,15/00

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットのアームに縦衝撃緩衝用の弾性
    部材を介してハンド支持部材を取り付け、ハンド支持
    部材にワークの受渡し方向に摺動自在としたスライド
    部材を取り付け、スライド部材の背面に固定したスラ
    イドガイドに複数のハンドをワークの受渡し方何Aに摺
    動自在に設け前記ハンドに夫々ワークを把持する一対
    のチャック爪を設け前記ハンド及び前記チャック爪に
    夫々駆動手段を設け且つ、前記ハンド支持部材と前記
    スライド部材との間にワークの受渡し方向Aからの衝撃
    を緩衝する弾性部材を配設して前記ハンドから前記アー
    ムに伝わる衝撃を緩衝するようにしたマルチチャックハ
    ンド。
JP1993015420U 1993-03-30 1993-03-30 マルチチャックハンド Expired - Lifetime JP2580015Y2 (ja)

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