JP2585149B2 - 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】本発明は旋盤用ロボットのロボッ
トハンドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図９の旋盤１０１のローデイン
グ，アンローデイングに使用されるロボット１０２のロ
ボットハンドは、図１０のチャックワーク用工作物Ｗ１
を二個直列に交互に把持することのできるチャックワー
クダブルハンド形１０３と、図11のセンタワーク用工作
物Ｗ２を二個心違いに交互に把持することのできるセン
タワークタブルハンド形１０４と、図１２のチャックワ
ーク用又はセンタワーク用大物工作物Ｗ３を一個把持す
るチャックワーク又はセンタワークシングルハンド形１
０５の三種類に分けて、工作物に対応したロボッハンド
をユニットごと交換していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたロ
ボットハンドをユニットごと交換する方法は、交換が大
変面倒で段取り替えに時間を要し、しかもロボットハン
ドが高価になることによって結果的にロボットがコスト
高になるという問題点を有している。

【０００４】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、二個で一対のフインガを複数用意して、スライダの
複数のフインガ取付位置に、選択的にフインガを取付け
替えするだけで、三種のハンドリング様態に対応可能な
ロボットハンドを提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のロボットハンドは、枠体に軸心と平行かつ対
称に設けられた案内に沿って複数のフインガ取付位置を
有する四個のスライダをそれぞれ移動可能に設け、前記
四個のスライダのうち隣接する二個を組とするスライダ
を互いに反対方向に動かす第１ラックピニオン部材を各
組に設け、前記各組のスライダを駆動する手段を設け、
前記各組の受動側又は駆動側スライダの動きが互いに反
対側になるように規制する第２ラックピニオン部材をか
け外し自在に設け、前記四個のスライダのフインガ取付
位置に二個で一対をなす複数のフインガを一対又は二対
選択的に設けてなり、フインガの取替えと第２ラックピ
ニオン部材のかけ外しだけで複数種のハンドリング様態
に対応可能にしたものである。

【０００６】

【作用】第２ラックピニオン部材の噛合を外し、各組の
スライダの複数のフインガ取付位置に、把持爪中心が同
心かつ互いに反対向きになるように選択的に二対のフイ
ンガを取付けてチャックワークダブル形とする。次に第
２ラックピニオン部材の噛合を外したまま、各組のスラ
イダのフインガ取付位置に、把持爪中心が平行かつ背中
合わせになるように、選択的に二対のフインガを取付け
てセンタワークダブル形とする。

【０００７】次に第２ラックピニオン部材を噛合させて
第１，第２ラックピニオン部材で各組の駆動側スライダ
が互いに反対側に同時に等量移動するように動きを規制
し、この駆動側スライダの複数のフインガ取付位置に選
択的に一対の大型フインガを取付けて、チャックワー
ク，センタワークシングル形とし、二個の駆動手段の互
いに逆方向の推力により強力に工作物を把持する。

【０００８】

【実施例】実施例について図１〜図１０を参照して説明
する。図７のＮＣ旋盤の主軸台の前面床上に設置される
ローデイング，アンローデイング用ロボットにおいて、
Ｚ軸方向移動可能かつＺ軸に垂直な平面内において旋回
可能なロボットアーム１の先端に、ハンド取付台２が９
０°旋回割出可能に設けられており、ハンド取付台にロ
ボットハンド３が取付けられている。

【０００９】ロボットハンド３の枠体４には二本で一組
とする四組のアーム軸心方向のガイドバー５Ａ〜５Ｄ
が、アーム軸心を通る直交線に対してそれぞれ等距離か
つアーム軸心に対して対称に取付けられており、このカ
イドバー５Ａ〜５Ｄに四個のスライダ６Ａ〜６Ｄが移動
可能に設けられている。

【００１０】スライダ６Ａ〜６Ｄは、アーム軸心に対し
て対称位置二個６Ａ，６Ｃ及び６Ｂ，６Ｄがそれぞれ対
称形に形成されており、それぞれのスライダにいんろう
溝を有するフインガ取付位置ａ〜ｈが二箇所ずつ設けら
れている。

【００１１】そして隣接するスライダ６Ａ，６Ｂ及び６
Ｃ，６Ｄには図１の横方向の中心線に対して対称位置
に、ラック８がガイドバーと平行かつ互いに対向して固
着されており、この対向する二つのラック８に枠体４の
ブラケットに回転可能に支持されるピニオン９が噛合さ
れ、このラック，ピニオンにより６Ａ，６Ｂ及び６Ｃ，
６Ｄは互いに反対方向に同時に等量移動するようになっ
ている。

【００１２】枠体４の対称位置に流体圧シリンダ１１
Ａ，１１Ｂがガイドバーに対して平行に固着され、ピス
トンロッド１２の先端がスライダ６Ｂ，６Ｄのアーム６
ａの先端に固着されており、圧力流体の切換えでスライ
ダ６Ａ，６Ｂ及び６Ｃ，６Ｄが互いに反対方向に移動さ
れる。

【００１３】更にスライダ６Ａ，６Ｃには図１のたて方
向の中心線に対して対称位置にラック１３がガイドバー
に対して平行に刻設されており、両方のラック１３に同
時に噛合するピニオン１４が、枠体４のブラケットに支
持される軸１５に軸方向移動可能に嵌合され、ラック１
３とピニオン１４の噛合が図示しないシフタレバーによ
り必要に応じてかけ外しできるようになっている。

【００１４】フインガは把持爪１６ａと１６ｂを有する
ものがそれぞれ一対とされ、それぞれの目的に応じて取
替えることにより各種のハンドリング様態に対応するよ
うになっており、図４及び図８の左側の図に示すように
取付位置ａ，ｃ及びｅ，ｇにフインガ１６Ａ，１６Ｂを
各一対取付けたチャックワークダブル用と、図５及び図
８の中央の図に示すように取付位置ｂ，ｄ及びｆ，ｈに
フインガ１６Ｃ，１６Ｄを各一対取付けたセンタワーク
ダブル用と、図６及び図８の右側の図に示すようにラッ
ク１３にピニオン１４を噛合わせた状態とし、取付位置
ｄ，ｈに一対の大型のフインガ１６Ｅ，１６Ｆを取付け
たチャックワークシングル用の三種とに分類され、各フ
インガを目的に応じて選択的に取換えることとラック１
３，ピニオン１４の噛合を必要に応じてかけ外しするこ
とで、ロボットハンド３を三種類のハンドリング様態に
変更することができるようになっている。

【００１５】続いて本実施例の作用について説明する。
第１にロボットハンド３をチャックワークダブルハンド
形に変更する場合は、ラック１３とピニオン１４の噛合
を外し、取付位置ａ，ｃに一対のフインガ１６Ａ，１６
Ｂを、また取付位置ｅ，ｇに同一の一対のフインガ１６
Ａ，１６Ｂを互いに向きを反対にして取付ける。

【００１６】そして一方のフインガ１６Ａ，１６Ｂの把
持爪１６ａ，１６ｂでチャックワーク用工作物Ｗ１の素
材を把持し、ハンド取付台２を旋回して他方の空のフイ
ンガ１６Ａ，１６Ｂの把持軸心をＺ軸方向かつチャック
側割出し、アーム１のチャック側への旋回で空のフイン
ガがチャックと同心となり、アーム１のＺ軸方向チャッ
ク側への移動でチャックに把持する加工の終わった成品
が空のフインガ１６Ａ，１６Ｂの把持爪内に挿入され
る。

【００１７】次いで流体圧シリンダ１１Ａの前室に圧力
流体が供給され、把持爪１６ａ，１６ｂが閉じて成品を
把持し、チャックの爪が開いたのちアーム１のＺ軸方向
反チャック側への移動で成品がチャックから離れ、ハン
ド取付台２が１８０°旋回して一方のフインガに把持す
る素材がチャックと同心となり、再びアーム１のＺ軸方
向チャック側への移動で素材がチャックの爪内に挿入さ
れる。

【００１８】次いでチャックの爪が閉じたあと流体圧シ
リンダ１１Ｂの後室に圧力流体が供給されて一方のフイ
ンガ１６Ａ，１６Ｂが開き、アーム１がＺ軸方向反チャ
ック側に移動して素材から離れ、アーム１の旋回でロボ
ットハンド３が旋盤から離れる。

【００１９】第２にロボットハンド３をセンタワークダ
ブルハンド形に変更する場合は、ラック１３，ピニオン
１４の噛合を外したまま、スライダの取付位置ｂ，ｄ及
びｆ，ｈにそれぞれフインガ１６Ｂ，１６Ｃを各一対背
中合わせに取付ける。

【００２０】そして一方のフインガ１６Ｃ，１６Ｄでセ
ンタワーク用工作物Ｗ２の素材を把持して、ハンド取付
台２の旋回で素材をＺ軸方向に割出したあと、アーム１
のＺ軸移動と旋回で、ロボットハンド３がチャックに接
近して下側の空のフインガ１６Ｃ，１６Ｄの把持爪１６
ａ，１６ｂ中心が、先端がチャックにより把持され後端
が心押軸センタにより支持されている成品と同心に位置
決めされ、流体圧シリンダ１１Ａの後室に圧力流体が供
給されてフインガ１６Ｃ，１６Ｄが閉じて成品を把持す
る。

【００２１】次いで心押軸センタが後退し、チャックが
開いたあと，アーム１が僅かにＺ軸方向反チャック側に
移動して成品がチャックから離れ、ハンド取付台２が18
0 °旋回して素材がチャックと同心となり、チャックが
閉じて素材の先端が把持され、心押軸センタが前進して
素材の後端を支持する。次いで流体圧シリンダ１１Ｂの
前室に圧力流体が供給されてフインガ１６Ｃ，１６Ｄが
開き、アーム１の旋回でロボットハンド３が旋盤から離
れる。

【００２２】第３にロボットハンド３をチャックワーク
シングルハンド形に変更する場合は、ラック１３にピニ
オン１４を噛合わせ、スライダの取付位置ｄ，ｈに一対
の大型のフインガ１６Ｅ，１６Ｆを取付ける。そしてこ
のフインガ１６Ｅ，１６Ｆの把持爪中心をチャックと同
心に位置決めしてアーム１のＺ軸方向チャック側への移
動でチャックに把持する工作物Ｗ３の成品がフインガ１
６Ｅ，１６Ｆの把持爪内に挿入され、流体圧シリンダ１
１Ａの上室と、流体圧シリンダ１１Ｂの下室に同時に圧
力流体が供給され、ラック８，ピニオン９及びラック１
３，ピニオン１４により反対方向に同時に等量移動する
ように動きが規制されているフインガ１６Ｆ，１６Ｅが
把持爪１６ａ，１６ｂ中心を一定位置に保って閉じられ
二本の流体圧シリンダにより強力に成品を把持する。

【００２３】次いでチャックが開いたのちアーム１のＺ
軸方向反チャック側への移動で成品がチャックから離
れ、アーム１の旋回でロボットハンドが旋盤から離れ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次の効果を奏する。ロボットハンドの枠体に軸心に
対して平行かつ対称に設けられた四個の案内に沿って複
数のフインガ取付位置を有するスライダを移動可能に設
け、駆動手段と第１ラックピニオン部材により互いに反
対方向に同時に等量移動される二個を一組とするスライ
ダの、各受動側スライダに互いに反対方向に同時に等量
移動されるよう動きを規制するラックピニオン部材をか
け外し自在に設け、

【００２５】四個のスライダの複数の取付位置に一対又
は二対のフインガを選択的に取付け、第２ラックピニオ
ン部材のかけ外しにより三種のハンドリング様態に切換
えるようにしたので、フインガの取替えだけで各種の工
作物に対応可能となり、結果的にロボットのコスト低減
が達成できるとともに、段取替えが簡単になって工数の
削減が達成できる。また従来のロボットハンドと取付部
が構造的に大きな違いがないため互換性があり、各種ロ
ボット，ローダ等への応用展開が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のロボットハンドの上視図で、上蓋を
取って中が見えるようにし、フインガの断面を仮想線で
表した図である。

【図２】図１のＣ−Ｃ線視断面図である。

【図３】図１のＤ−Ｄ線視断面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線視断面図でチャックワークダブ
ルハンド形にしたところを表す図である。

【図５】図１のＢ−Ｂ線視断面図でセンタワークダブル
ハンド形にしたところを表す図である。

【図６】図１のＢ−Ｂ線視断面図でチャックワーク及び
センタワークシングルハンド形にしたところを表す図で
ある。

【図７】本実施例のＮＣ旋盤の一部とロボットの斜視姿
図である。

【図８】フインガの取付替えにより左側のチャックワー
クダブルハンド形から中央のワークダブルハンド形に、
更に右側のチャックワーク及びセンタワークシングルハ
ンド形に順次ハンドリング様態が変化していくところを
表す斜視図である。

【図９】ＮＣ旋盤の一部と従来のロボットの斜視姿図で
ある。

【図１０】従来のチャックワークダブル専用のロボット
ハンドの斜視図である。

【図１１】従来のセンタワークダブル専用のロボットハ
ンドの斜視図である。

【図１２】従来のチャックワーク及びセンタワークシン
グル専用のロボットハンドの斜視図である。

【符号の説明】

４ 枠体 ５Ａ〜５Ｄ ガイドバー ６Ａ〜６Ｄ スライダ ８，１３ ラック ９，１４ ピニオン １１Ａ，１１Ｂ 流体圧シリンダ １６Ａ，１６Ｂ フインガ ａ〜ｈ フインガ取付位置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体に軸心と平行かつ対称に設けられた
   案内に沿って複数のフインガ取付位置を有する四個のス
   ライダをそれぞれ移動可能に設け、前記四個のスライダ
   のうち隣接する二個を組とするスライダを互いに反対方
   向に動かす第１ラックピニオン部材を各組に設け、前記
   各組のスライダを駆動する手段を設け、前記各組の受動
   側又は駆動側スライダの動きが互いに反対側になるよう
   に規制する第２ラックピニオン部材をかけ外し自在に設
   け、前記四個のスライダのフインガ取付位置に二個で一
   対をなす複数のフインガを一対又は二対選択的に設けて
   なり、フインガの取替えと第２ラックピニオン部材のか
   け外しだけで複数種のハンドリング様態に対応可能にし
   たことを特徴とするロボットハンド。