JP2606493Y2 - ロボットハンド用のインデックスユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はロボットのアームの先端
に装着されるハンドやツール等の割り出しを行うロボッ
トハンド用のインデックスユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークの搬送や位置決め作業、そしてボ
ルトのねじ締め作業等の種々の作業がロボットにより行
われている。このような作業をロボットにより行う場合
には、ロボットのアームの先端にワークを把持するハン
ドや、ワークを加工するツールが装着される。

【０００３】たとえば、部品の組立てラインにあって
は、複数種類のワークを一台のロボットを用いて搬送し
て所定の位置に位置決めすることがある。このために、
ワークの種類に合わせてハンドを交換する場合には、従
来では、ハンドチェンジャーを用いている。この場合に
は１つの種類のワークに対する作業が終了し、他の種類
のワークに対する作業を行う場合には、ハンドチェンジ
ャーを用いてアーム先端のハンドを交換する作業が必要
となり、この交換作業に時間がかかり、組立てラインに
おけるタクトタイムが長くなるという問題点がある。

【０００４】そこで、本考案者は一台のロボットのアー
ムに複数のハンドやツールを装着して、タレットの機能
を具備させるべく種々の検討を行った。ワークを把持す
るためのハンドの駆動は多くの場合空圧が使用されてい
るが、複数のハンドをアームの先端に装着してタレット
式とする場合には、その回転は電動モータにより行うこ
とが通常である。

【０００５】しかしながら、装着されるハンドの数が増
加してハンド全体の重量が重くなると、電動モータでは
十分な出力が得られなくなることがあるだけでなく、制
御系を含めた全体構成が複雑となるという問題点が判明
した。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】本考案の目的は、ロボ
ットアームの先端に装着される複数のハンドやツール等
のうち任意のものを迅速に割り出し得るようにした空気
圧作動式のインデックスユニットを提供することにあ
る。

【０００７】本考案の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
考案のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０００９】すなわち、本考案のロボットハンド用のイ
ンデックスユニットは、ロボットアームの先端にユニッ
ト本体を取り付けるとともに当該ユニット本体に揺動ア
クチュエータを取り付け、当該揺動アクチュエータの出
力軸に当該出力軸の一方向の揺動運動のみを伝達するワ
ンウエイクラッチを介して割り出しテーブルを前記ユニ
ット本体に取り付け、当該割り出しテーブルに当該割り
出しテーブルの回転中心から同一半径の位置に形成され
た複数の位置決め孔の何れかに係合する鋼球を前記ユニ
ット本体に備え、前記鋼球に前記割り出しテーブルに向
かうばね力をピストンロッドを介して付勢するばねを前
記ユニット本体に設けるとともに、空気圧により作動し
て前記ピストンロッドを前記鋼球から離反させるピスト
ンを前記ユニット本体に設け、それぞれワークに位置決
め等の作業を行う複数のハンドを前記割り出しテーブル
に前記位置決め孔の位置に対応させて装着したことを特
徴とする。

【００１０】

【作用】揺動アクチュエータに流体を供給すると、その
揺動アクチュエータの出力軸は揺動往復運動を行うこと
になり、これの揺動往復運動のうち一方向の揺動回転の
みが割り出しテーブルに伝達される。割り出しテーブル
が所定の角度回転されて、割り出しテーブルに設けられ
た所定のハンドが位置決めされたならば、係合部材を介
して割り出しテーブルはユニット本体に締結される。

【００１１】これにより、流体圧を利用して大きな出力
を得ることができるので、比較的重量の大きなハンドが
複数設けられたハンドユニットを割り出し回転すること
ができる。また、ピストンに空気圧を供給することによ
り鋼球と位置決め孔との係合を離脱することができ、鋼
球にばねによるばね力を付勢することによって、鋼球を
位置決め孔に係合させ、機械的に割り出しテーブルをロ
ックすることができるので、強固に割り出しテーブルを
締結することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１３】図１は本考案のロボットハンド用のインデ
ックスユニットが装着されたロボットを示す図であり、
図２は図１に示されたインデックスユニットを示す断面
図である。

【００１４】図１に示す作業用ロボットは、基台１に旋
回自在に設置された旋回台２を有し、この旋回台２にコ
ラム３が取り付けられ、このコラム３の上端に揺動自在
に第１アーム４が取り付けられている。そして、この第
１アーム４には第２アーム５が軸方向に摺動自在に取り
付けられるとともに、この第２アーム５に旋回自在に取
り付けられたユニット装着部６には、インデックスユニ
ット１０が回動自在に装着されている。

【００１５】このインデックスユニット１０のユニット
本体１１には、図２に示すように、空圧で作動するロー
タリアクチュエータつまり揺動アクチュエータ１２が六
角孔付きボタンボルト１３により一体に取り付けられて
いる。この揺動アクチュエータ１２としては、たとえば
ベーン形のアクチュエータが使用されており、この揺動
アクチュエータ１２の出力軸１４がユニット本体１１内
に突出している。

【００１６】なお、揺動アクチュエータ１２としては、
ベーン形に限られず、種々のタイプのものを使用するこ
とができる。

【００１７】この出力軸１４にはスラストベアリング１
５と、出力軸１４の先端に六角孔付きボルト１６により
取り付けられたワッシャ１７との間に位置させてワンウ
エイクラッチつまり一方向クラッチ１８が設けられてい
る。

【００１８】このクラッチ１８の出力側には、割り出し
テーブル１９が六角孔付きボルト２１により固定されて
いる。したがって、揺動アクチュエータ１２の出力軸１
４が所定の角度の範囲で揺動往復動すると、その出力軸
１４の一方向の揺動回転のみが割り出しテーブル１９に
伝達され、逆方向の揺動回転は伝達されないようになっ
ている。これにより、割り出しテーブル１９は一方向に
のみ回転し得ることになる。出力軸１４の揺動角度を検
出するために、図４に示すように、揺動アクチュエータ
１２にはセンサ２０が取り付けられている。

【００１９】割り出しテーブル１９の内面を示すと、図
３の通りであり、この内面に形成された環状の溝２２に
は、環状の位置決めプレート２３が嵌め込まれ、図示し
ないねじにより固定されている。このプレート２３に
は、図示する場合には、相互に９０°の位相となって合
計４つの位置決め孔２４が形成されており、それぞれの
位置決め孔２４は割り出しテーブル１９の回転中心から
同一半径位置となっており、それぞれの位置決め孔２４
に対応して割り出しテーブル１９にはテーパ状の溝２５
が形成されている。

【００２０】プレート２３は鋼製の素材が使用されてい
る。この理由は、割り出しテーブル１９およびユニット
本体１１の軽量化のために、これらをアルミニウム合金
製としたので、耐磨耗性を考慮してプレート２３の素材
としては鋼製のものが使用されている。割り出しテーブ
ル１９自体を鋼製とすれば、プレート２３を使用するこ
とは不要となる。

【００２１】図２に示されるように、ユニット本体１１
に形成された円筒孔２６内にはパッキンハウジング２７
が取り付けられ、このパッキンハウジング２７により円
筒孔２６は空圧シリンダ室２８とボール収容室２９とに
区画されている。ボール収容室２９内には鋼球３１を中
空孔２６の軸方向に移動自在に収容するボール収容孔３
２を有するブッシュ３３が固定されている。

【００２２】このブッシュ３３およびパッキンハウジン
グ２７を貫通するピストンロッド３４には、空圧シリン
ダ室２８内に位置させてピストン３５が設けられてい
る。このピストンロッド３４とユニット本体１１との間
には、ピストンロッド３４に対して鋼球３１に向かう方
向のばね力つまり弾発力を付勢する圧縮コイルばね３６
が装着されている。したがって、鋼球３１が位置決め孔
２４内に係合した状態では、ばね３６の弾発力により割
り出しテーブル１９はユニット本体１１に対して締結さ
れる。なお、図４において符号３７ａは、空圧室３７に
流体を供給するための供給ポートを示す。

【００２３】パッキンハウジング２７とピストン３５と
の間に形成された空圧室３７内には図示しない空圧流路
を介して流体圧が供給されるようになっており、この空
圧室３７内に流体が供給されると、ピストンロッド３４
はばね３６の弾発力に抗して後退移動することになり、
これにより、鋼球３１と位置決め孔２４との係合が解か
れることになる。

【００２４】割り出しテーブル１９には、位置決め孔２
４の位置に対応して４つのハンド４１が組み付けられた
ハンドユニット４２が取り付けられるようになってい
る。それぞれのハンド４１は空圧アクチュエータによっ
て作動して、たとえばワークを把持する機能や、ワーク
に対して溶接作業等を行う機能を有している。

【００２５】上述したロボット用のハンドユニットが装
着されたロボットによりワークの位置決め作業を行う場
合には、図２に示すように、位置決め孔２４に対応した
位置のハンド４１を用いてロボットを作動させる。ワー
クの種類が変更された場合には、流体給排ポート１２
ａ、１２ｂから流体を供給することにより、揺動アクチ
ュエータ１２を駆動させる。

【００２６】これにより、出力軸１４は揺動往復運動す
ることになるが、一方向の揺動運動のみがワンウエイク
ラッチ１８により割り出しテーブル１９に伝達され、割
り出しテーブル１９は順次一方向のみに駆動される。

【００２７】所定のハンド４１が選択されたならば、供
給ポート３７ａからの流体の供給を解くと、ばね３６の
弾発力により鋼球３１が位置決め孔２４内に入り込んで
割り出しテーブル１９がロックされる。

【００２８】ハンド４１としては、上述したように、ワ
ークを把持する機能を有するものに限られることなく、
ワークに対してねじ止め等の作業を行うものを使用する
ようにしても良い。これらのハンド４１としては、空圧
で作動するものを使用すると、揺動アクチュエータ１２
を作動するための空圧源を共用することができるが、電
動モータにより作動するハンドを使用しても良い。

【００２９】以上、本考案者によってなされた考案を実
施例に基づき具体的に説明したが、本考案は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３０】たとえば、図示する場合には、割り出しテ
ーブルは９０°毎に４つの位置に割り出し回転されるよ
うになっているが、これの割り出し角度は任意の数に設
定することができる。

【００３１】また、鋼球３１を用いることなく、ピスト
ンロッド３４の先端テーパ状にして、ピストンロッド３
４の先端を位置決め孔２４に係合させるようにしても良
い。

【００３２】更には、ピンを位置決め孔２４に係合させ
るようにしても良い。

【００３３】

【考案の効果】本願において開示される考案のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００３４】(1).ロボットアームの先端には複数のハン
ドが装着されており、割り出しテーブルを回転させるこ
とにより、任意のハンドを選択することができるので、
迅速に所定のハンドを位置決めすることができる。

【００３５】(2).揺動アクチュエータを使用して割り出
しテーブルを回転させるようにしたので、割り出し回転
のための出力として大きな出力が得られることになり、
割り出しテーブルに対して比較的重量の大きなハンドを
装着することができる。

【００３６】(3).割り出しテーブルの位置決め固定は鋼
球と位置決め孔との係合により行うようにしたので、機
械的結合により強固に割り出しテーブルを固定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のインデックスユニットが装着されたロ
ボットを示す側面図である。

【図２】図１に示されたインデックスユニットを示す断
面図である。

【図３】割り出しテーブルの内面を示す正面図である。

【図４】図２の右側面図である。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 旋回台 ３ コラム ４ 第１アーム ５ 第２アーム ６ ユニット装着部 １０ インデックスユニット １１ ユニット本体 １２ 揺動アクチュエータ １２ａ 流体給配ポート １２ｂ 流体給配ポート １３ ボルト １４ 出力軸 １５ スラストベアリング １６ ボルト １７ ワッシャ １８ ワンウエイクラッチ １９ 割り出しテーブル ２０ センサ ２１ ボルト ２２ 溝 ２３ プレート ２４ 位置決め孔 ２５ 溝 ２６ 円筒孔 ２７ パッキングハウジング ２８ 空圧シリンダ室 ２９ ボール収容室 ３１ 鋼球（係合部材） ３２ ボール収容孔 ３３ ブッシュ ３４ ピストンロッド ３５ ピストン ３６ ばね ３７ 空圧室 ３７ａ 供給ポート ４１ ハンド ４２ ハンドユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/00 B25J 15/04 B23Q 16/06

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットアームの先端にユニット本体を
   取り付けるとともに当該ユニット本体に揺動アクチュエ
   ータを取り付け、 当該揺動アクチュエータの出力軸に当該出力軸の一方向
   の揺動運動のみを伝達するワンウエイクラッチを介して
   割り出しテーブルを前記ユニット本体に取り付け、 当該割り出しテーブルに当該割り出しテーブルの回転中
   心から同一半径の位置に形成された複数の位置決め孔の
   何れかに係合する鋼球を前記ユニット本体に備え、 前記鋼球に前記割り出しテーブルに向かうばね力をピス
   トンロッドを介して付勢するばねを前記ユニット本体に
   設けるとともに、空気圧により作動して前記ピストンロ
   ッドを前記鋼球から離反させるピストンを前記ユニット
   本体に設け、 それぞれワークに位置決め等の作業を行う複数のハンド
   を前記割り出しテーブルに前記位置決め孔の位置に対応
   させて装着したことを特徴とするロボットハンド用のイ
   ンデックスユニット。