JP2583135B2 - Hand device - Google Patents

Hand device

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JP2583135B2
JP2583135B2 JP1333663A JP33366389A JP2583135B2 JP 2583135 B2 JP2583135 B2 JP 2583135B2 JP 1333663 A JP1333663 A JP 1333663A JP 33366389 A JP33366389 A JP 33366389A JP 2583135 B2 JP2583135 B2 JP 2583135B2
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work
shaft
hand
work holder
disk
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隆司 加藤
均 亀井
健二 佐伯
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Shin Meiva Industry Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、中心孔を有する例えばディスク等のワーク
をシャフト周りに自動挿入する場合に使用するハンド装
置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hand device used for automatically inserting a work such as a disk having a center hole around a shaft, for example.

(従来の技術) この種ワークの自動挿入用ハンド装置として、従来、
産業用ロボッドのアーム等の被制御体に磁力吸着用の電
磁石や真空吸着用の吸盤、或いはワーク把持用の掴み爪
等を有するワーク保持具を装着してなり、このワーク保
持具により吸着又は掴んだワークをシャフトに強制的に
挿入するようにしたものが一般に使用されている。
(Prior art) Conventionally, as a hand device for automatic insertion of this kind of work,
A controlled object such as an arm of an industrial robot is provided with a work holder having an electromagnet for magnetic attraction, a suction cup for vacuum suction, or a gripper for gripping a work, and is attached or gripped by the work holder. A type in which a workpiece is forcibly inserted into a shaft is generally used.

(発明が解決しようとする課題) ところで、例えば半導体等の製造分野で利用されるク
リーンルーム等、空気にクリーン度の要求される場所で
上記従来のハンド装置を使用する場合、ワークの自動挿
入工程におけるワークとシャフトとの接触が問題とな
る。すなわち、ワーク保持具によるワークの吸着位置や
掴み位置が適正位置からずれている場合、或いは被制御
体の位置決め精度に誤差がある場合には、シャフトの軸
心に対しワークの中心を一致させることは難しく、この
不一致状態での挿入により、シャフトとワークとの間に
接触が起きる。そして、この接触が弱接触であってもい
わゆるかじりにより摩耗粉が発生するので、製品に悪影
響を及ぼすこととなる。従って、ワークの挿入時には、
その強制的な挿入をできる限り避けてワークを強接触さ
せないようにするとともに、弱接触をも検出しながら挿
入するようにし、接触抵抗の度合が所定以上に上昇した
ときには、自動挿入を中断するようにしたバックアップ
システムが要求される。
(Problems to be Solved by the Invention) When the above-described conventional hand device is used in a place where cleanness is required for air, for example, in a clean room used in the field of manufacturing semiconductors, etc. The contact between the workpiece and the shaft becomes a problem. In other words, if the position where the workpiece is adsorbed or gripped by the workpiece holder deviates from the proper position, or if there is an error in the positioning accuracy of the controlled object, the center of the workpiece should be aligned with the axis of the shaft. Is difficult, and the insertion in the mismatched state causes contact between the shaft and the work. Even if the contact is weak, abrasion powder is generated due to so-called galling, which adversely affects the product. Therefore, when inserting the workpiece,
Avoid the forced insertion as much as possible to prevent the workpiece from coming into strong contact, and also insert it while detecting weak contact.If the degree of contact resistance rises above a predetermined level, interrupt automatic insertion. A backup system is required.

しかし、実際には、このような接触を検出する方法と
して、吸着手段や把持手段にロードセル等を付設し、そ
のロードセル等により検出された接触抵抗が所定以上に
なると、ワークの組付けを強制的に停止して、挿入の不
適を回避するものしかなく、この方法では、ワークとシ
ャフトとの強接触しか検出できないので、検出した時点
では既に強接触していることとなり、磨耗粉の発生は免
れ得ない。
However, actually, as a method for detecting such contact, a load cell or the like is attached to the suction means or the gripping means, and when the contact resistance detected by the load cell or the like becomes a predetermined value or more, the assembling of the work is forcibly performed. In this method, only the strong contact between the workpiece and the shaft can be detected, and at the time of detection, it is already in strong contact, and the generation of wear powder is avoided. I can't get it.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的
は、ワークのシャフトへの挿入の際に、ワークのシャフ
トに対する弱接触を検出する手段を講じて、ワーク挿入
に伴う塵の発生を可及的に低減し、ハンド装置をクリー
ンルーム等で使用できるようにすることにある。
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a means for detecting a weak contact of a work with the shaft when the work is inserted into the shaft to reduce generation of dust accompanying the work insertion. It is to reduce as much as possible and to be able to use the hand device in a clean room or the like.

(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、請求項(1)に係る発
明では、中心孔を有するワークをワーク保持具により保
持して自重でシャフトに挿入するようにするとともに、
その挿入の際、そのワークのワーク保持具に対する相対
変位量を検出し、その相対変位量が大きいときには、そ
れはワークがシャフトに接触していることに起因して生
じたものであると模倣して、ワークの自動挿入を停止す
るようにする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the invention according to claim (1), a work having a center hole is held by a work holder and inserted into a shaft by its own weight. With
At the time of insertion, the relative displacement of the work with respect to the work holder is detected, and when the relative displacement is large, it is imitated that it is caused by the work being in contact with the shaft. , Stop the automatic insertion of the work.

すなわち、この発明では、駆動手段により上下を含む
2次元方向に移動可能な被制御体と、該被制御体にフロ
ーティング機構を介して水平方向に遊動可能な支持され
たハンド本体と、該ハンド本体に上下動可能に支持さ
れ、下方に突出付勢された対シャフト用の芯出し具と、
該芯出し具の周りに同心状に配設され、かつ上記ハンド
本体に上下動可能に支持され、ワークをその外力により
自身に対し上下に相対変位可能に保持するワーク保持具
と、該ワーク保持具に保持されたワークのシャフトへの
挿入時、ワークがワーク保持具に対して上下に相対変位
したときの相対変位量を検出する変位量検出手段と、該
変位量検出手段により検出されたワークのワーク保持具
に対する相対変位量が所定値を越えたときに上記被制御
体の移動が停止するように駆動手段を制御する制御手段
とを設けたことを特徴としている。
That is, according to the present invention, a controlled body movable in two-dimensional directions including up and down by a driving means, a hand body supported on the controlled body in a horizontal direction via a floating mechanism, and a hand body A centering tool for a pair of shafts, which is supported so as to be able to move up and down and is urged to project downward,
A work holder that is concentrically disposed around the centering tool and is supported by the hand main body so as to be vertically movable, and holds the work so as to be vertically displaceable relative to itself by an external force; Displacement amount detecting means for detecting a relative displacement amount when the workpiece is vertically displaced relative to the workpiece holder when the workpiece held by the tool is inserted into the shaft, and a workpiece detected by the displacement amount detecting means. And control means for controlling the driving means so that the movement of the controlled body is stopped when the relative displacement amount with respect to the work holder exceeds a predetermined value.

(作用) 上記の構成により、請求項(1)に係る発明では、ワ
ークをシャフトに挿入する場合、先ず、駆動手段の作動
により被制御体が下降移動して、ワーク保持具がその下
端部でワークを保持する。尚、この保持状態は、ワーク
がワーク保持具に対して外力により上下に相対変位可能
な状態である。そして、その状態でワーク保持具が上昇
した後、被制御体がシャフト上方に移動する。次いで、
被制御体が下降移動して芯出し具によりハンド本体及び
ワーク保持具のシャフトに対する芯出しが行われ、さら
に被制御体の下降移動に伴ってワークが自重でシャフト
の周りに挿入される。このとき、ワークがワーク保持具
に対し上下に相対変位したときの両者間の相対変位量が
変位量検出手段によって検出され、ワークがシャフトに
接触していないときには、ワークは抵抗なくスムーズに
シャフトに挿入されるので、上記相対変位量は変化しな
い。しかし、ワークがシャフトに少しでも接触すると、
その抵抗によりワークがワーク保持具に対して上下に相
対変位する。その相対変位量が所定以上に変化すれば、
制御手段により駆動手段が作動停止されて、上記被制御
体の指導が停止する。従って、ワークの挿入時のシャフ
トとの接触を素早くかつ正確に検出して、その検出時に
挿入動作が停止されるので、両者の接触に伴う磨耗粉の
発生を極力回避できることとなる。
(Operation) According to the above configuration, in the invention according to claim (1), when the work is inserted into the shaft, first, the controlled body moves down by the operation of the driving means, and the work holder is moved at the lower end thereof. Hold the work. Note that this holding state is a state in which the work can be vertically displaced relative to the work holder by an external force. Then, after the work holder is raised in that state, the controlled body moves above the shaft. Then
The controlled body moves down, the centering tool aligns the hand body and the work holder with respect to the shaft, and the work is inserted around the shaft by its own weight as the controlled body moves down. At this time, the relative displacement between the workpiece and the workpiece holder when the workpiece is vertically displaced relative to the workpiece holder is detected by the displacement detector, and when the workpiece is not in contact with the shaft, the workpiece is smoothly moved to the shaft without resistance. Since it is inserted, the relative displacement does not change. However, if the work makes any contact with the shaft,
The work relatively displaces up and down with respect to the work holder due to the resistance. If the relative displacement changes more than a predetermined value,
The operation of the driving means is stopped by the control means, and the guidance of the controlled object is stopped. Therefore, the contact with the shaft at the time of inserting the workpiece is detected quickly and accurately, and the insertion operation is stopped at the time of the detection, so that the generation of wear powder due to the contact between the two can be avoided as much as possible.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図〜第3図は恩発明の実施例に係るハンド装置A
の全体構成を示す。このハンド装置Aは、第2図及び第
3図に示すように、上下方向の軸心を持ったシャフトB
に対し、中心孔W1を有するワークとしてのディスクWを
挿入するためのもので、シャフトBには大径のディスク
挿入部B1と該ディスク挿入部B1の上側に同心状に連続す
る小径の軸受嵌装部B2とが形成されている。また、上記
軸受嵌装部B2外周には軸受嵌合溝B3が形成され、この嵌
合溝B3にはディスク挿入部B1よりも小さい外径を有する
軸受Cが嵌合されている。そして、ディスクW(ワー
ク)はシャフトB上方からその中心孔W1に上記軸受Cを
潜らせながらディスク挿入部B1の外周に挿入される。
1 to 3 show a hand device A according to an embodiment of the present invention.
1 shows the entire configuration. As shown in FIGS. 2 and 3, the hand device A includes a shaft B having a vertical axis.
To, for inserting a disk W as a work having a center hole W 1, the small-diameter shaft B continuous concentrically on the upper side of disk insertion portion B 1 and said disk insertion section B 1 of larger diameter and the bearing insert portion B 2 of is formed. Further, the bearing insert portion B 2 outer periphery is formed a bearing fitting groove B 3, the bearing C is fitted having an outer diameter smaller than the disk insertion portion B 1 represents this fitting groove B 3 . The disk W (work) is inserted into the outer periphery of the disk insertion portion B 1 while dive the bearing C in a center hole W 1 from the upper shaft B.

第1図〜第3図において、1は水平及び上下の3次元
方向に移動可能な被制御体で、これは駆動手段を構成す
る例えば図外の産業用ロボットのアーム先端に取り付け
られいる。上記被制御体1にはハンド本体3がフローテ
ィング機構2を介して水平方向に移動可能に吊下げ支持
されている。このハンド本体3は上方に開放された有底
円筒状の上側部4と、該上側部4の底部から一体に垂下
する筒部4aに上端にて上側部4と同心状にかつ一体的に
接合され、上方に開放された有底円筒状の下側部5とか
らなり、上記上側部4の上端には半径方向外側に張り出
したフランジ4bが形成されていて、ハンド本体3はこの
フランジ4bにてフローティング機構2に取り付けられて
いる。
In FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a controlled object movable in three dimensions, that is, horizontal and vertical directions, and is attached to, for example, an arm end of an industrial robot (not shown) constituting a driving unit. A hand body 3 is suspended and supported by the controlled body 1 via a floating mechanism 2 so as to be movable in the horizontal direction. The hand body 3 is concentrically and integrally joined at its upper end to an upper part 4 having a bottomed cylindrical shape opened upward and a cylindrical part 4a hanging down from the bottom of the upper part 4 at the upper end. The upper part 4 is formed with a flange 4b extending outward in the radial direction at the upper end of the upper part 4, and the hand body 3 is attached to the flange 4b. And is attached to the floating mechanism 2.

上記ハンド本体3の上側部4内底面にはその中心位置
に上下方向のシリンダ軸線を有する芯出し具付勢用のエ
アシリンダ6が取り付けられ、このシリンダ6のピスト
ンロッド6aは上側部4底壁に貫通形成したロッド挿通孔
7を挿通してその下方(筒部4a内)に延びている。ま
た、下側部5の底壁中心部には中心孔8が貫通形成さ
れ、この中心孔8にあボールスプラインからなるスライ
ダ装置9が取り付けられている。このスライダ装置9
は、下側部5底壁にボルト締結されたスプラインナット
9aと、該スプラインナット9aに摺動可能にかつ回転不能
に挿通支持され、上記シリンダ6のピストンロッド6aの
軸線上を通るスプライン軸9bとを備えてなり、上記スプ
ライン軸9bの上端はジョイント11を介して上記シリンダ
6のピストンロッド6a下端に連結されている一方、スプ
ライン軸9bの下端にはハンド本体3の下側部5底壁と略
同径の円柱状芯出し具12が締結固定されている。従っ
て、上記芯出し具12にスライダ装置9によりハンド本体
3に対し上下動可能に支持され、かつシリンダ6の伸長
圧により常時下方に付勢されている。上記芯出し具12の
下面には2段構造の凹部13が形成されており、この凹部
13の下側段部13aに上記シャフトBの軸受Cを嵌入する
ことにより、シャフトBに対しハンド本体3及び後述す
るワーク保持具17を芯出しするようにしている。
An air cylinder 6 for biasing a centering tool having a vertical cylinder axis at its center is attached to the inner bottom surface of the upper portion 4 of the hand body 3, and a piston rod 6 a of the cylinder 6 is attached to a bottom wall of the upper portion 4. And extends downward (inside the cylindrical portion 4a). A center hole 8 is formed through the center of the bottom wall of the lower portion 5, and a slider device 9 made of a ball spline is attached to the center hole 8. This slider device 9
Is a spline nut bolted to the bottom wall of the lower part 5
9a and a spline shaft 9b which is slidably and non-rotatably inserted through the spline nut 9a and passes on the axis of the piston rod 6a of the cylinder 6. The upper end of the spline shaft 9b is a joint 11 Is connected to the lower end of the piston rod 6a of the cylinder 6 through the lower end of the spline shaft 9b, and a cylindrical centering tool 12 having substantially the same diameter as the bottom wall of the lower portion 5 of the hand main body 3 is fastened and fixed. ing. Therefore, the centering device 12 is supported by the slider device 9 so as to be vertically movable with respect to the hand main body 3, and is constantly urged downward by the extension pressure of the cylinder 6. A recess 13 having a two-stage structure is formed on the lower surface of the centering device 12.
By fitting the bearing C of the shaft B into the lower step portion 13a of the shaft 13, the hand main body 3 and a work holder 17 described later are centered with respect to the shaft B.

また、芯出し具12の周縁部には上下方向に貫通するセ
ンサ取付孔14が形成され、この取付孔14の下端は凹部13
の下側段部13a上面に開口している。また、センサ取付
孔14には静電容量型のハイトセンサ15が取り付けられて
いる。このハイトセンサ15は、凹部13の下側段部13aに
シャフトBの軸受Cが完全に嵌り込んだときにそのこと
を検出するものである。尚、このハイトセンサ15の信号
ラインは上記ハンド本体3の下側部5底壁、上側部4の
筒部4a及び底壁を摺動可能に貫通する保護管16内に挿通
されている。
In addition, a sensor mounting hole 14 is formed in a peripheral portion of the centering tool 12 so as to penetrate in a vertical direction.
It is open on the upper surface of the lower step 13a. Further, a capacitance type height sensor 15 is mounted in the sensor mounting hole. The height sensor 15 detects when the bearing C of the shaft B is completely fitted into the lower step 13a of the recess 13. The signal line of the height sensor 15 is inserted into a protective tube 16 slidably penetrating the lower wall 5 of the hand body 3, the cylindrical portion 4a of the upper part 4, and the bottom wall.

上記芯出し具12の範囲には略円筒状のワーク保持具17
が芯出し具12と同心状に配設されている。すなわち、こ
のワーク保持具17は中心孔19を有し、この中心孔19には
上記芯出し具12(ハンド本体3の下側部5底壁)が配設
されている。ワーク保持具17の上端において円周方向の
3等分位置にはそれぞれガイド棒20,20,…の下端が取付
固定されている。この各ガイド溝20は上記ハンド本体3
の上側部4底壁ないし筒部4aを摺動可能に貫通し、その
上端は上記エアシリンダ6周りに配設したリング21に固
定されており、3本のガイド棒20,20,…及びリング21に
よりワーク保持具17がハンド本体3に支持されている。
そして、ハンド本体3上側部4内底面の周辺部には上下
方向のシリンダ軸線を有するワーク保持具昇降用のエア
シリンダ22が取り付けられ、このシリンダ22のピストン
ロッド22aは上方に延び、その上端は上記リング21に連
結固定されており、シリンダ22の伸縮によりワーク保持
具17を上昇端位置及び下降端位置の間で上下動させるよ
うにしている。
A substantially cylindrical work holder 17 is located in the range of the centering tool 12.
Are arranged concentrically with the centering tool 12. That is, the work holder 17 has a center hole 19, and the centering tool 12 (the bottom wall of the lower portion 5 of the hand body 3) is provided in the center hole 19. The lower ends of the guide rods 20, 20,... Are attached and fixed to the upper end of the work holder 17 at three equally circumferential positions. Each guide groove 20 is provided in the hand body 3
Slidably penetrates the bottom wall of the upper part 4 or the cylindrical part 4a, and the upper end thereof is fixed to a ring 21 disposed around the air cylinder 6, and includes three guide rods 20, 20,. The work holder 17 is supported by the hand main body 3 by 21.
A work holder lifting / lowering air cylinder 22 having a vertical cylinder axis is attached to a peripheral portion of the inner bottom surface of the upper portion 4 of the hand body 3, and a piston rod 22 a of the cylinder 22 extends upward, and an upper end thereof is provided. The work holder 17 is moved up and down between a raised end position and a lowered end position by expansion and contraction of the cylinder 22.

また、ワーク保持具17の下端にはディスクWを非接触
状態で吸引保持する3つ以上の吸引装置27,27,…が円周
方向に等角度間隔をあけて配設されている。この各吸引
装置27は、ワーク保持具17の下端に形成されかつ下方に
開口するチャンバ28と、該チャンバ28内の中心に配置さ
れ、下面にエア吹出口(図示せず)が開口する吸引部30
とを備えてなり、上記吸引部30はエア吹出管31を介して
図外のエア供給源に接続されており、エア供給源からの
エアを吸引部30から吹き出させることで、ディスクWを
エアのベルヌーイ効果によりワーク保持具17に非接触状
態で上下に相対変位可能に吸引保持するようにしてい
る。
At the lower end of the work holder 17, three or more suction devices 27, 27,... For holding the disc W in a non-contact state are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. Each of the suction devices 27 includes a chamber 28 formed at the lower end of the work holder 17 and opening downward, and a suction unit disposed at the center of the chamber 28 and having an air outlet (not shown) opened on the lower surface. 30
The suction unit 30 is connected to an air supply source (not shown) through an air blowing pipe 31. The air from the air supply source is blown out from the suction unit 30 so that the disc W is air-cooled. Due to the Bernoulli effect, the workpiece is held by suction so as to be vertically displaceable relative to the workpiece holder 17 in a non-contact state.

また、ワーク保持具17の壁部上端には円環状の吸引通
路23が形成され、この吸引通路23は連通路23aを介して
上記各吸引装置27のチャンバ28に連通している。また、
ワーク保持具17の上端には上記吸引通路23に連通する吸
引管24が気密状に螺合締結され、この吸引管24は吸引ポ
ンプ等の吸引源(図示せず)に接続されており、吸引装
置27の吸引部30からチャンバ28内に吹き出されたエアを
吸引通路23ないし吸引管24を介してエア吸引源に吸引し
て回収することにより、散塵を防止するようにしてい
る。
Further, an annular suction passage 23 is formed at the upper end of the wall of the work holder 17, and this suction passage 23 communicates with the chamber 28 of each suction device 27 via a communication passage 23a. Also,
A suction tube 24 communicating with the suction passage 23 is screwed to the upper end of the work holder 17 in an airtight manner. The suction tube 24 is connected to a suction source (not shown) such as a suction pump. The air blown into the chamber 28 from the suction unit 30 of the device 27 is sucked into the air suction source through the suction passage 23 or the suction pipe 24 and collected, thereby preventing dust from scattering.

上記ハンド本体3の筒部4a外周面にはその円周方向の
3等分位置にハンド本体3の半径方向に延びるシリンダ
軸心を有するエアシリンダ32,32…が取り付けられ、こ
の各シリンダ32のピストンロッド32aはハンド本体3の
外側に向かい、その先端にはガイドロッド33,33により
案内される吊下げ棒25が吊下げ支持されており、シリン
ダ32の伸縮により吊下げ棒25をワーク保持具17の中心に
対し進退させるようにしている。また、上記各吊下げ棒
25の下部は上記ワーク保持具17の外周側方に位置し、そ
の下端部には、ワーク保持具17の吸引装置27,27,…によ
り吸引保持されたディスクWの外周縁に当接可能な板ば
ねからなる開閉爪34が取り付けられており、ディスクW
をワーク保持具17で吸引保持して搬送するとき、各シリ
ンダ32を伸縮させて吊下げ棒25を前進させることで、デ
ィスクWの外周縁に開閉爪34を当接させてディスクWの
水平方向の移動(遊動)を規制するようにしている。
Air cylinders 32 having a cylinder axis extending in the radial direction of the hand main body 3 are attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 4a of the hand main body 3 at three equally spaced positions in the circumferential direction. The piston rod 32a faces the outside of the hand body 3, and a suspension rod 25 guided by guide rods 33, 33 is suspended and supported at the tip of the piston rod 32a. The center of 17 is made to advance and retreat. In addition, each hanging rod
The lower portion of the disk holder 25 is located on the outer peripheral side of the work holder 17, and the lower end thereof can contact the outer peripheral edge of the disk W sucked and held by the suction devices 27, 27,. An opening / closing claw 34 made of a leaf spring is attached, and the disk W
When the workpiece W is sucked and held by the work holder 17 and transported, the opening and closing claws 34 are brought into contact with the outer peripheral edge of the disk W by extending and suspending the respective The movement (idle) of the vehicle is regulated.

さらに、上記各吸引装置27にはチャンバ28の上壁を貫
通してその内部に臨むハイトセンサ35が配設されてい
る。このハイトセンサ35は上記ハイトセンサ15と同様の
静電容量型のもので、各吸引装置27により吸引保持した
ディスクWのワーク保持具17に対する高さ位置(相対距
離)を検出し、その相対高さ位置が適正範囲から外れる
と信号を出力する。この実施例では、このハイトセンサ
35により、ディスクWがワーク保持具17に対して上方へ
相対変位したときの相対変位量を検出する変位量検出手
段が構成されている。
Further, a height sensor 35 penetrating the upper wall of the chamber 28 and facing the inside thereof is disposed in each of the suction devices 27. The height sensor 35 is of a capacitance type similar to the height sensor 15 described above. The height sensor 35 detects the height position (relative distance) of the disk W sucked and held by each suction device 27 with respect to the work holder 17, and detects the relative height. If the position is out of the proper range, a signal is output. In this embodiment, the height sensor
35 constitutes a displacement detecting means for detecting a relative displacement when the disk W is displaced upward relative to the work holder 17.

第1図に示すように、上記両ハイトセンサ15,35の各
出力信号はロボットを作動制御するための制御装置37に
入力されている。この制御装置37は本発明でいう制御手
段を構成するものでCPUを内臓している。ここで、制御
装置37においてディスクWを搬送、シャフトBに挿入す
るときの制御手順について第4図により説明すると、先
ず、ステップS1でハイトセンサ35の出力信号の変化を判
定する。この判定は、搬送中にディスクWが落下した
か、或いは挿入中にディスクWがシャフトBに接触して
ワーク保持具17に対し上下に相対変位し、その相対変位
量が適正範囲を越えたか否かを判定するものである。そ
して、ハイトセンサ35の出力信号に変化がなければ、デ
ィスクWは落下もせず、適正範囲を越えた変位もしない
ので、ステップS2のようにディスクWの搬送及びシャフ
トBへの挿入を実行する。反対に、ハイトセンサ35の出
力信号に変化があれば、ステップS3のようにディスクW
の搬送或いは挿入を強制停止するとともに、警報等の警
告をする。
As shown in FIG. 1, the output signals of the height sensors 15 and 35 are input to a control device 37 for controlling the operation of the robot. The control device 37 constitutes a control means according to the present invention and includes a CPU. Here, determines the transport disks W in the controller 37, will be described by Figure 4 the control procedure for inserting the shaft B, first, the change of the output signal of the height sensor 35 at step S 1. This determination is made as to whether the disk W has dropped during transport, or whether the disk W has contacted the shaft B during insertion and has been displaced up and down relative to the work holder 17, and the relative displacement amount has exceeded an appropriate range. Is determined. Then, if there is no change in the output signal of the height sensor 35, the disc W is not also dropping, does not even beyond the proper range displacement, executes the delivery and insertion of the shaft B of the disc W as in step S 2 . Conversely, if there is a change in the output signal of the height sensor 35, the disc W, as in step S 3
Forcibly stops the transfer or insertion of the data, and issues a warning such as an alarm.

次に、上記実施例の作動について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.

ハンド装置Aの作動開始時、第1図に示す如く、シリ
ンダ6には一定の伸長圧力がかけられていて、この伸長
圧力により芯出し具12に下方に向かう付勢力が付与され
ている。また、シリンダ22は収縮状態にあって、ワーク
保持具17は加工端位置にあり、その各吸引装置27の吸引
部30下端面がハンド装置Aの最下端位置に位置付けられ
ている。さらに、各シリンダ32は伸長状態にあって、吊
下げ棒25下端の開閉爪34はワーク保持具17の中心に対し
後退した開き位置にある。
At the start of the operation of the hand device A, as shown in FIG. 1, a constant extension pressure is applied to the cylinder 6, and a downward urging force is applied to the centering tool 12 by the extension pressure. Further, the cylinder 22 is in a contracted state, the work holder 17 is at the processing end position, and the lower end surface of the suction part 30 of each suction device 27 is positioned at the lowermost position of the hand device A. Further, each cylinder 32 is in an extended state, and the opening / closing claw 34 at the lower end of the hanging rod 25 is at an open position retracted from the center of the work holder 17.

上記状態から先ず、被制御体1がワーク搭載台D上方
で下降移動してハンド本体3全体が下降し、上記各吸引
装置27の吸引部30下端面がワーク搭載台D上のディスク
W(ワーク)に接近すると、エア供給源から供給された
エアが上記各吸引装置27の吸引部30から吹き出され、こ
の吸引部30からの吹出エアのベルヌーイ効果によりディ
スクWがワーク保持具17(吸引装置27)に一定間隔をあ
けた非接触状態で持ち上げられて保持される。
From the above state, first, the controlled body 1 moves down above the work mounting table D, and the entire hand body 3 descends, and the lower end surface of the suction unit 30 of each of the suction devices 27 is moved to the disk W (work) on the work mounting table D. ), The air supplied from the air supply source is blown out from the suction unit 30 of each suction device 27, and the disk W is moved to the work holder 17 (suction device 27) by the Bernoulli effect of the air blown out from the suction unit 30. ) Are lifted and held in a non-contact state with a certain interval.

この後、シリンダ22が伸長してワーク保持具17が上昇
端位置に上昇するとともに、上記各シリンダ32が収縮し
て吊下げ棒25がワーク保持具17の中心に向かって前進
し、その下端の開閉爪34が上記ディスクWの外周に当接
する閉じ状態となる。そして、その状態で第2図に示す
ように、被制御体1が移動してディスクWがシャフトB
上方に搬送される。
Thereafter, the cylinder 22 is extended and the work holder 17 is raised to the rising end position, and each of the cylinders 32 is contracted so that the hanging rod 25 advances toward the center of the work holder 17 and the lower end of the hanging rod 25 is moved downward. The opening / closing claw 34 comes into a closed state in which it comes into contact with the outer periphery of the disk W. Then, in this state, as shown in FIG.
It is transported upward.

その際、上記ディスクWは各吸引装置27に非接触状態
で吸引保持されているため、通常の状態では慣性等によ
り水平方向に飛び出したり、ぶれたりする虞れがある。
が、この実施例では、ディスクWの外周縁には開閉爪34
が当接しているので、ディスクWが搬送に伴って遊動す
るのは開閉爪34により規制され、よって上記不具合は生
じない。
At this time, since the disk W is suction-held by each suction device 27 in a non-contact state, in a normal state, there is a possibility that the disk W may fly out or shake in the horizontal direction due to inertia or the like.
However, in this embodiment, the opening / closing claw 34
, The movement of the disk W during transport is restricted by the opening / closing claw 34, so that the above problem does not occur.

また、ディスクWは各吸引装置27の吸引部30により非
接触状態で保持されるので、ディスクWのワーク保持具
17自体との接触がなく、摩耗粉の発生低減に寄与するこ
とができる。
Further, since the disc W is held in a non-contact state by the suction unit 30 of each suction device 27, the work holder for the disc W is held.
There is no contact with 17 itself, which can contribute to a reduction in generation of wear powder.

ディスクWがシャフトB上方に搬送された後、被制御
体1が下降移動する。そして、第3図に示すように、芯
出し具12の凹部13の下側段部13aにシャフトBの軸受C
が完全に嵌合し、それを示す信号がハイトセンサ15から
出力されると、芯出しが完了する。この後、上記各シリ
ンダ32の伸長により吊下げ棒25下端の開閉爪34が後退し
て開き、次いで、被制御体1がさらに下降移動してディ
スクWがシャフトBのディスク挿入部B1周りに嵌挿され
る。
After the disk W is transported above the shaft B, the controlled body 1 moves downward. As shown in FIG. 3, the bearing C of the shaft B is provided on the lower step 13a of the recess 13 of the centering device 12.
Are completely fitted, and when a signal indicating this is output from the height sensor 15, the centering is completed. Thereafter, open closing pawl 34 of the hanger bar 25 the lower end by the elongation of the respective cylinder 32 is retracted, then the disk insertion portion B 1 around the disc W is shaft B further downward movement is the controlled 1 It is inserted.

その際、ディスクWはワーク保持具17の吸引装置27,2
7,…により非接触状態で上下に相対変位可能に保持され
ているので、ディスクWはその自重で挿入されることと
なる。よって、ディスクWはシャフトBとの接触が僅か
であってもワーク保持具17に対し敏感に変位することと
なり、その検出精度を高めることができる。
At this time, the disk W is held by the suction devices 27 and 2 of the work holder 17.
7, the disc W is inserted by its own weight because the disc W is held so as to be relatively displaceable up and down in a non-contact state. Therefore, even if the disk W makes little contact with the shaft B, the disk W is displaced sensitively with respect to the work holder 17, and the detection accuracy can be improved.

また、シリンダ6に一定の伸長圧力がかけられている
ため、芯出し具12がシャフトBの軸受Cを押え付ける力
は一定となり、シャフトBを安定して保持することがで
きる。
Further, since a constant extension pressure is applied to the cylinder 6, the force with which the centering tool 12 presses the bearing C of the shaft B becomes constant, and the shaft B can be stably held.

尚、ディスクWの搬送、挿入中にもしディスクWが落
下したり、或いはディスクWのシャフトBへの挿入中に
接触を生じ、適正範囲を越えて上下変位した場合は、ハ
イトセンサ35からの信号の変化を制御装置37が受けて、
ロボットの作動が停止するとともに、その旨警告され
る。
If the disc W falls during the transfer or insertion of the disc W, or a contact occurs during the insertion of the disc W into the shaft B, and the disc W is vertically displaced beyond an appropriate range, a signal from the height sensor 35 is output. Is received by the control device 37,
When the operation of the robot is stopped, a warning is given to that effect.

そして、第3図で仮想線にて示す如く、ワーク保持具
17の下降端位置で被制御体1の下降移動が停止し、その
後、上記各吸引装置27の吸引部30からのエア吹出しが停
止して、吸引装置27によるディスクWの保持がなくな
り、ディスクWはシャフトBの段部上に落下する。以上
で1枚のディスクWのついての挿入工程が終了する。以
後、各ディスクWについて上記と同様の動作が繰り返さ
れ、複数のディスクW,W,…がシャフトBに挿入される。
Then, as shown by a virtual line in FIG.
The descending movement of the controlled body 1 stops at the descending end position of 17, thereafter, the air blowing from the suction section 30 of each of the suction devices 27 stops, and the disk W is no longer held by the suction devices 27. Falls on the step of the shaft B. Thus, the insertion process for one disk W is completed. Thereafter, the same operation as described above is repeated for each disk W, and a plurality of disks W, W,.

したがって、この実施例では、上記の如く、ディスク
WのシャフトBとの接触があると、弱接触であってもそ
れが異常であれば、ハイトセンサ35により信号が出力さ
れ、挿入作業が停止するので、両者の接触に伴う磨耗粉
の発生を極力防止することができる。
Therefore, in this embodiment, as described above, if there is a contact between the disk W and the shaft B, even if the contact is weak, if the contact is abnormal, a signal is output by the height sensor 35 and the insertion operation is stopped. Therefore, generation of abrasion powder due to contact between the two can be prevented as much as possible.

上記実施例では、ディスクWをワーク保持具17におけ
る各吸引装置27の吸引部30により非接触状態で吸引保持
するようにしたが、ワーク保持具17を第5図に示すよう
に変更してもよい。
In the above embodiment, the disk W is sucked and held in a non-contact state by the suction unit 30 of each suction device 27 in the work holder 17, but the work holder 17 may be changed as shown in FIG. Good.

すなわち、第5図は本発明の他の実施例を示す(尚、
第1図と同じ部分については同じ符号を付してその詳細
な説明は省略する)、ワーク保持具17′は、各ガイド棒
20下端に取り付けられた3つの保持具本体18a,18a,…
と、該各保持具本体18aの外端部に上端にて揺動可能に
軸支され、閉じ状態(図示の状態)で下端にディスクW
の外周縁を下方から抱え込むように係合する支持爪18b
とで構成され、支持爪18bは図示しない駆動装置により
駆動される。また、上記各保持具本体18aにハイトセン
サ35が取り付けられている。
That is, FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.)
The three holder bodies 18a, 18a, ... attached to the lower end of 20
The upper end of the holder main body 18a is pivotally supported at the upper end so as to be swingable, and the disk W
Support claw 18b engaged so as to hold the outer peripheral edge of
, And the support claws 18b are driven by a driving device (not shown). A height sensor 35 is attached to each of the holder main bodies 18a.

したがって、この実施例では、ディスクWの保持前の
状態では、ワーク保持具17の各支持爪18bは開いてお
り、この支持爪18bを閉じることでディスクWはワーク
保持具17に支持され、その状態でシャフトB上方に搬送
される。そして、ディスクWのシャフトBの挿入時、上
記実施例と同様に、両者の接触がハイトセンサ35により
検出され、異常接触のときにはディスクWの挿入が停止
される。よって、この実施例でも、上記実施例と同様の
作用効果を奏することができる。
Therefore, in this embodiment, before the disc W is held, the support claws 18b of the work holder 17 are open, and the disc W is supported by the work holder 17 by closing the support claws 18b. It is conveyed above the shaft B in this state. When the shaft B of the disk W is inserted, the contact between the two is detected by the height sensor 35 as in the above-described embodiment. Therefore, also in this embodiment, the same operation and effect as the above embodiment can be obtained.

尚、本発明は、上記実施例の如きディスクW以外のワ
ークをシャフトBに挿入する場合についても適用できる
のは勿論のことである。
The present invention can of course be applied to the case where a work other than the disk W is inserted into the shaft B as in the above embodiment.

また、ハイトセンサ35の代りに、エア吹出管31の途中
において吸引部30から吹き出されるエアの吹出流量を測
定する流量センサを配管し、これによりディスクWとワ
ーク保持具17との相対変位量を間接的に検出するように
してもよい。
Also, instead of the height sensor 35, a flow sensor for measuring the flow rate of the air blown from the suction unit 30 in the middle of the air blowing pipe 31 is provided, whereby the relative displacement amount between the disk W and the work holder 17 is changed. May be detected indirectly.

(発明の効果) 以上説明したように、請求項(1)に係る発明による
と、中心孔を有するワークをハンド装置により芯出しし
てシャフトに自動挿入する場合、ワークをその自重で挿
入するべくし、しかもその挿入時にワーク保持具に保持
したワークのワーク保持具に対する上下への相対変位量
を検出し、その変位量が適正範囲を越えたときをワーク
がシャフトに異常接触したと判断して、ワークの挿入を
強制停止するようにしたことにより、ワークのシャフト
との異常接触を素早くかつ敏感に検出できるし、また接
触に伴う磨耗粉の発生を極力回避できる。よってクリー
ン度が要求されるクリーンルーム等であってもハンド装
置を支障なく使用することができるという実用上優れた
効果を有するものである。
(Effects of the Invention) As described above, according to the invention of claim (1), when a work having a center hole is centered by the hand device and automatically inserted into the shaft, the work is inserted by its own weight. In addition, the relative amount of vertical displacement of the workpiece held by the workpiece holder with respect to the workpiece holder at the time of insertion is detected, and when the displacement exceeds an appropriate range, it is determined that the workpiece has abnormally contacted the shaft. By forcibly stopping the insertion of the work, abnormal contact of the work with the shaft can be detected quickly and sensitively, and generation of wear powder due to the contact can be avoided as much as possible. Therefore, the present invention has a practically excellent effect that the hand device can be used without any trouble even in a clean room or the like where cleanliness is required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面は本発明の一実施例を示し、第1図はディスクの吸
引保持前の状態を示すハンド装置の断面図、第2図はデ
ィスクを保持して搬送する状態を示す第1図相当図、第
3図はディスクの挿入状態を示す第1図相当図、第4図
は制御装置での制御手順を示すフローチャート図であ
る。第5図は他の実施例の要部を示す断面図である。 A……ハンド装置 1……被制御体 2……フローティング機構 3……ハンド本体 6……芯出し具付勢用シリンダ 12……芯出し具 17,17′……ワーク保持具 18b……支持爪 22……ワーク保持具昇降用シリンダ 27……吸引装置 32……シリンダ 35……ハイトセンサ(変位量検出手段) 37……制御装置(制御手段) B……シャフト C……軸受 W……ディスク(ワーク) W1……中心孔
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional view of a hand device showing a state before suction holding of a disk, FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a state of holding and transporting a disk, FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a disc inserted state, and FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure in the control device. FIG. 5 is a sectional view showing a main part of another embodiment. A: Hand device 1: Controlled object 2: Floating mechanism 3: Hand body 6: Centering tool biasing cylinder 12: Centering tool 17, 17 ': Work holder 18b: Support Claw 22 ... Cylinder for lifting and lowering work holder 27 ... Suction device 32 ... Cylinder 35 ... Height sensor (displacement amount detecting means) 37 ... Control device (control means) B ... Shaft C ... Bearing W ... Disc (work) W 1 …… Center hole

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】中心孔を有するワークを保持してシャフト
周りに挿入するハンド装置であって、 駆動手段により上下を含む2次元方向に移動可能な被制
御体と、 該被制御体にフローティング機構を介して水平方向に遊
動可能に支持されたハンド本体と、 該ハンド本体に上下動可能に支持され、下方に突出付勢
された対シャフト用の芯出し具と、 該芯出し具の周りに同心状に配設され、かつ上記ハンド
本体に上下動可能に支持され、ワークをその外力により
自身に対し上下に相対変位可能に保持するワーク保持具
と、 該ワーク保持具に保持されたワークのシャフトへの挿入
時、ワークがワーク保持具に対して上下に相対変位した
ときの相対変位量を検出する変位量検出手段と、 該検出手段により検出されたワークのワーク保持具に対
する相対変位量が所定値を越えたときに上記被制御体の
移動が停止するように駆動手段を制御する制御手段とを
備えてなることを特徴とするハンド装置。
1. A hand device for holding a work having a center hole and inserting it around a shaft, comprising: a controlled body movable in two-dimensional directions including up and down by a driving means; and a floating mechanism mounted on the controlled body. A hand main body movably supported in the horizontal direction via a shaft; a centering device for a pair of shafts supported movably up and down by the hand body and protruding downward; and around the centering device. A work holder, which is concentrically arranged and is vertically movably supported by the hand main body, and holds the work so as to be vertically displaceable relative to itself by its external force; and Displacement amount detecting means for detecting a relative displacement amount when the work is vertically displaced relative to the work holder at the time of insertion into the shaft; and a relative position of the work detected by the detection means with respect to the work holder. Position quantity hand device which is characterized in that is a control means for controlling the driving means so that movement of the controlled member is stopped when it exceeds a predetermined value.
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