JP2645565B2 - ロボットハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種工作機械に適用して好適なロボツトハン
ドに係り、特に開閉量を可変設定でき大きさの異なるワ
ークを把持し得るロボツトハンドに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、フオトマスクブランク用ガラス基板やセラミツ
クス等の板状物を研削，研磨加工する加工機に使用され
ているロボツトハンドとしては第３図（ａ）〜（ｃ）に
示す如く構成されたものが知られている。すなわち、こ
のロボツトハンド１はロボツトアーム10の先端に取付け
られ、開閉自在な２本の指2,3で加工機の定盤５上のワ
ークとしての板状物４を把持するもので、各指2,3はハ
ンドボデイ６の両側に対向配置され、その基部に設けた
ロツド7,8が前記ハンドボデイ６に内蔵されたシリンダ1
1（後述する）によつてその軸線方向で互いに反対方向
に移動されることにより、互いに接近離間し、これによ
り該指2,3の先端部に対設した一対のつかみ爪9A,9Bによ
る前記板状物４の把持を可能にしている。

第４図はこのようなロボツトハンド１の開閉機構を示
す前記シリンダ11の断面図である。指２はロツド７の一
端部がベアリング（図示せず）を介して摺動自在に挿通
される挿通孔12を有してロツド８の一端にボルト13によ
つて固定されている。一方、指３は前記ロツド７の他端
にボルト14によつて固定され、前記ロツド８の他端部が
ベアリング（図示せず）を介して摺動自在に挿通される
挿通孔15を有している。

ハンドボデイ６の内部には前記各ロツド7,8が摺動自
在に貫通する２つの室16,17が形成されており、各室16,
17にはエアポート18,19が設けられている。前記各ロッ
ド7,8の中央付近にはロツドパツキン20,21と、ストツパ
22,23が一体的に設けられると共にラツク24,25が形成さ
れ、これらのラック24,25に回転自在なピニオンギヤ26
が共通に噛合している。

このような構成において、エアポート19にエアを供給
すると、ロツド８はロツドパツキン21がエアによつて左
方に押圧されるため、矢印Ａで示すように左方に移動
し、ピニオンギヤ26をラツク25が時計方向に回転させ
る。したがつて、ロツド７はピニオンギヤ26の回転がラ
ツク24を介して伝達されることにより矢印Ｂで示すよう
に右方にロッド８に連動して同じストローク移動する。
この結果、指2,3は開く。そして、この時の最大開き量
はロツド７のストツパ22がブツシユ27の内端面に当接す
ることにより決定される。

開いた状態において今度はエアポート18にエアを供給
すると、ロツドパツキン20の右側面にエアが作用するこ
とによりロツド７は左方に移動され、ラツク24がピニオ
ンギヤ26を反時計方向に回転させ、この回転がラツク25
に伝達されることによりロツド８を右方に移動させ、も
つて指2,3が閉じる。この閉じ量はストツパ23がブツシ
ユ28の内端面に当接することにより規制される。

すなわち、各ロツド7,8はピストンとして機能し、指
2,3を開閉制御するもので、ロツド７と室16およびロツ
ド８と室17とでそれぞれ第1,第２シリンダ30,31を構成
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のロボツトハンド１のシリンダ11は上
記したような構成のため、開閉時のストロークは常に一
定である。よつて一種類のワークのみを把持対象とする
場合は問題ないが、大きさの異なるワークを把持対象と
した場合にはその大きさに適合する開閉ストロークを有
するロボツトハンドと交換する必要があり、ハンドの数
が増加するばかりかその交換作業も面倒である。また、
汎用性を持たせるため、大きなストロークを有するロボ
ツトハンドを製作すれば、ハンド数を減らすことができ
る反面、小さなワークを把持する場合、開閉動作に時間
がかかり、作業能率が悪く、また他の機構，部品等をロ
ボツトハンドに近接して配置する場合には最大開閉スト
ロークに合わせて配置する必要があり、スペース効率が
悪いなどの問題が生じる。

したがつて、本発明は上述したような問題を解決し、
簡単な構成で、指の開閉量を可変設定でき、１つのハン
ドを大きさの異なるワークに対して共通使用し得るロボ
ツトハンドを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

互いに平行な２つのロッドと、各ロッドにそれぞれ設
けられ協動してワークを把持する指と、これらの指を開
閉させるため前記各ロッドを交互に軸線方向に移動させ
る２つのシリンダと、前記２つのロッドのいずれか一方
に摺動自在に設けられたサブピストンを有して当該一方
のロッドを移動させ前記指の開き量または閉じ量を２段
階で可変設定する副シリンダと、前記２つのロッドのう
ちのいずれか一方がシリンダによって駆動されたとき他
方のロッドを同期させて反対方向に移動させるピニオン
ギヤとを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、各ロッドを駆動する２つのシリンダ
を同一方向を指向するように並設したことを特徴とす
る。

〔作用〕

本発明において、副シリンダはそのサブピストンが左
右に移動されることで、大きさの異なるワークに対して
ロツドの移動量を規制するストツパを構成し、指の開き
量を変える。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明に係るロボツトハンドの一実施例を示
す横断面図で、小さいワークを把持する場合の開いた状
態を示す図、第２図は大きいワークを把持する場合の開
いた状態を示す図である。なお、図中第３図および第４
図と同一構成部分，部品に対しては同一符号を以つて示
し、その説明を省略する。これらの図において、開き量
を規制する第１シリンダ30には、大きさの異なるワーク
に対してロツド７の移動量を２段階で規制する副シリン
ダ35が組込まれている。

前記副シリンダ35は、前記ロツド７に摺動自在に嵌合
されストツパ22とブツシユ27との間に位置するサブピス
トン36と、このサブピストン36の外周面が摺動自在に嵌
合し、前記第１シリンダ30の室16に連通する大径の室37
と、この室37に連通するエアポート38とで構成されてい
る。その他の構成は第３図および第４図と同様である。

次に、上記構成によるロボツトハンド１の開閉動作に
ついて説明する。

先ず、小さなワーク、例えば５インチ（127×127^□）
の板状物４を把持する場合、副シリンダ35のエアポート
38にエアを供給する。すると、サブピストン36はエアに
よつて左方に押圧移動され、室16と37との境部に設けた
異径段差面39に当接して停止する。この時、ロツド７は
ストツパ22が前記サブピストン36によつて押圧されるこ
とにより左方に移動し、この移動がラツク24−ピニオン
ギヤ26−ラツク25を介してロツド８に伝達されることに
より該ロツド８を右方に移動させる。この時の両指2,3
の開き量W₀は前記板状物４の一辺の長さｌ（127mm）よ
り若干大きい（例W₀＝136mm）。第１図はこの状態を示
す。

次に、副シリンダ35を作動状態にしたままエアポート
18より室16にエアを供給してロツドパツキン20の右側面
を押圧すると、ロツド７は左方に移動し、この移動がラ
ツク24−ピニオンギヤ26−ラツク25を介してロツド８に
伝達され、該ロツド８を右方に移動させる。したがつ
て、指2,3は閉じ、この時の最大閉じ量W₁はストツパ23
がブツシユ28の内端面に当接することで支えられる（例
116mm）。但し、５インチの板状物４を把持する場合に
は、その位置で停止するため、閉じ量はｌに等しい。

６インチ（152×152mm^□）の板状物４′を把持する場
合は、先ず第２図に示すようにエアポート19にエアを供
給してロツド８を左方に移動させ、これに伴いロツド７
を右方に移動させ、指2,3を開く。この時、副シリンダ3
5のエアポート38にはエアを供給せず、サブピストン36
がフリーとされ、したがつてロツド７のストツパ22が前
記サブピストン36を右方に移動させてブツシユ27に押し
付ける。したがつて、指2,3は最大寸法開き、この時の
開き量W₂は６インチの板状物４′に対して例えば160mm
とされる。次いで、第２図で示す状態よりエアポート18
にエアを供給すると、指2,3は上記と同様に閉じ、その
時の最大閉じ量はストツパ23がブツシユ28に当たること
で与えられるため、第１図のときと同じW₁である。但
し、６インチの板状物４′を把持した場合にはその位置
で停止するため、指2,3の間隔、すなわち閉じ量W₃は152
mmとなる。

なお、各ロツド7,8の移動ストロークは副シリンダ35
にエアを供給しているときにはそれぞれ10mmであるが、
副シリンダ35にエアを供給していないときには22mmとな
る。またサブピストン36の移動ストロークは12mmであ
る。

かくしてこのような構成からなるロボツトハンド１に
おいては、指2,3を開閉制御する第１シリンダ30内に副
シリンダ35を組込みこれに板状物の大きさに応じてエア
を供給するか否かによつてロツド7,8の停止位置を変え
ているので、指2,3の最大開き量を２段階で可変設定し
得るものである。

したがつて、ワークの大きさに応じた最適開閉ストロ
ークが得られ、ロボツトハンド１としての汎用性を向上
させることができる。特に、小さいワークを把持する場
合、必要以上に大きな開き量を設定する必要がなく、作
業能率を向上させる。

なお、上記実施例は開き量を規制する第１シリンダ30
側に副シリンダ35を組込み、指2,3の開き量を２段階で
可変設定するようにしたが、これに限らず閉じ量を規制
する第２シリンダ31側に組込めば、指2,3の閉じ量を２
段階で可変することができるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るロボツトハンドによ
れば、指を開閉制御するシリンダ内に副シリンダを組込
み、大きさの異なるワークに応じて指の開き量または閉
じ量を２段階で可変設定するように構成したので、ワー
クの大きさに応じて最適な開閉ストロークを与えること
ができ、したがつて１つのロボツトハンドを大きさの異
なつたワークに対して共通使用し得、ロボツトハンドの
汎用性を向上させるばかりか、小さいワークの把持動作
を短時間に行えて作業能率を向上させ、またワークの周
辺に治具等の物品，機械を近接して配置することがで
き、その上構造も簡単で、ハンド全体の重量増加を最小
限に抑えることができるなど、その効果は非常に大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロボツトハンドの一実施例を示す
横断面図で、小さいワークを把持する場合の開いた状態
を示す図、第２図は大きいワークを把持する場合の開い
た状態を示す図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）はロボ
ツトハンドの従来例を示す平面図、側面図および正面
図、第４図はロボツトハンドの横断面図である。 １……ロボツトハンド、2,3……指、４……板状物、7,8
……ロツド、16,17……室、18,19……エアポート、20,2
1……ロツドパツキン、22,23……ストツパ、27,28……
ブツシユ、30……第１シリンダ、31……第２シリンダ、
35……副シリンダ、36……サブピストン、37……室、38
……エアポート。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行な２つのロッドと、各ロッドにそれぞ
   れ設けられ協動してワークを把持する指と、これらの指
   を開閉させるため前記各ロッドを交互に軸線方向に移動
   させる２つのシリンダと、前記２つのロッドのいずれか
   一方に摺動自在に設けられたサブピストンを有して当該
   一方のロッドを移動させ前記指の開き量または閉じ量を
   ２段階で可変設定する副シリンダと、前記２つのロッド
   のうちのいずれか一方がシリンダによって駆動されたと
   き他方のロッドを同期させて反対方向に移動させるピニ
   オンギヤとを備えたことを特徴とするロボットハンド。
2. 【請求項２】各ロッドを駆動する２つのシリンダを同一
   方向を指向するように並設したことを特徴とする請求項
   １記載のロボットハンド。