JP2740655B2 - ロボット用ハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、産業用のロボットハンドに関する。

（従来の技術） 従来、産業用のロボットハンドとして、例えば特開昭
62−15093号のものがある。

上記従来のものは、左右一対のフィンガを対向状態に
設けて、その前端部にワーク把持部材を回転可能に枢設
し、該把持部材の軸部に取付けた従動プーリーをロータ
リーアクチュエータに取り付けた駆動プーリに歯付ベル
トを介して連絡させ、ロータリーアクチュエータにより
アタッチメントを回転駆動するものである。またこのも
のは２個のフィンガをシリンダにより左右に移動するこ
とによりワークの着脱を行うようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のロボット用ハンドは、ロータリーアクチュ
エーターにより把持部材を回転駆動するので把持部材の
回転角度の細かい割出しができず、色々な形状のワーク
に対応できない。

また研摩作業等負荷がワークを回転させる方向にかか
る作業では、その負荷が直接ロータリーアクチュエータ
にかかることになるため、ロータリーアクチュエータは
ワークを回転させるために必要なトルク以上に、上記負
荷に耐え得るトルクを出力できるものを選択しなければ
ならない。従ってハンド自体が大きく重くなる。また仮
にロータリーアクチュエータの容量が大きいものを選定
し設置しても、駆動プーリと従動プーリがゴム製の歯付
ベルトで連結されているために研摩負荷により歯付ベル
トが伸び、ワークが回転することにより仕上げ精度が低
下する。

２個のフィンガをシリンダにより左右へ動かしてワー
クの着脱を行うため、ワークの把持位置精度が悪いばか
りでなく、開閉用シリンダが２個必要でありハンド自体
が大きく、重くなる。

本発明は上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたも
ので、ワークの回転割出しを細かくしていろいろな形状
のワークへの対応を可能にすることを目的としており、
さらに仕上げ精度の向上を可能にすることを目的として
いる。またハンド自体の軽量化，小型化をも目的として
いる。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のロボット用ハン
ドにあっては、ワークに対して所要の作業を行うために
ワークを把持するロボット用ハンドであって、把持する
ワークに回転等の作業負荷が与えられるロボット用ハン
ドにおいて、適宜間隔を有して対向状に設けられ、その
対向間隔の変更動作が可能な一対のフィンガーと、上記
フィンガーの先端に夫々回転可能に取り付けられたワー
ク把持部材と、回転可能なシャフトを備え、当該シャフ
トの回転割り出しを行うインデックスシリンダと、上記
シャフトと前記ワーク把持部材とを連絡し、シャフトの
回転をワーク把持部材に伝達して、これをシャフトの回
転角度分だけ回転駆動する駆動力伝達手段と、ワーク把
持部材に対してその回転方向に交差する状態に係脱可能
なロックピンを設けて、回転割り出し後のワーク把持部
材の回転をロックするロック手段とを備える。

また上記一対のフィンガはその一方を移動不能な固定
フィンガとし、他方をシリンダの作動により左右へ移動
して固定フィンガとの対向間隔を可変する可動フィンガ
とする。

（作 用） 上記のように構成されたロボット用ハンドは、インデ
ックスシリンダの回転割出しによりワーク把持部材の回
転、即ちワークの回転が細分化される。そしてロック手
段によるワーク把持部材のロックによりインデックスシ
リンダへ負荷がかかるのが防止される。

また、可動フィンガの移動のみによりワークが着脱さ
れ、固定フィンガを基準にしてワークの把持位置が定め
られる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図乃至第４図において、（１）はハンド基体、
（２）はその上面部に取付けられた左右一対のフィンガ
開閉用シリンダであり、これらシリンダ（２）は夫々の
ピストンロッド（３）が相互に左右逆方向に進退するよ
うにピストンロッド（３）を夫々ハンド基体（１）外側
に向けて設けられている。

そして、上記各々のフィンガ開閉用シリンダ（２）の
ピストンロッド（３）には夫々フィンガ（４）が取付け
られてハンド基体（１）前方に向かって相互に水平平行
に延びている。

従って、上記一対のフィンガ（４）は、フィンガ開閉
用シリンダ（２）のピストンロッド（３）の進退に伴な
って左右方向へ移動し、その対向間隔を変化する。

（５）は、ワーク把持部材で、フィンガ（４）に取着
される鍔付ピン状のブッシュ（６）と、該ブッシュ
（６）に取着されるワーク把持用アタッチメント（７）
からなり、両フィンガ（４）の前端部に相対向して回転
可能に設けられる。

即ち、両フィンガ（４）にはその前端部に透孔（８）
を相対開穿し、該透孔（８）に鍔付ピン状のブッシュ
（６）をその鍔部（６′）と止リング（９）等により抜
けを防止して夫々回転自在に取付け、該ブッシュ（６）
にワーク把持用アタッチメント（７）をボルト（10）で
固定する。

ワーク把持用アタッチメント（７）は、図示例のよう
にワーク（Ａ）が湯水混合栓の本体部品である場合、ワ
ーク（Ａ）両端の開口に嵌合係止する形状に形成する。

また図示例の場合、ワーク（Ａ）に突出形成した湯又
は水入口（Ａ′）に係合してワーク（Ａ）を支持するよ
うに２股状に形成した部分を有するワーク支持用アタッ
チメント（11）を前記ワーク把持用アタッチメント
（７）と共に一方のフィンガ（4a）の鍔付ブッシュ
（６）にボルト（10）止めしている。

従って、上記ワーク把持用アタッチメント（７）及び
ワーク支持用アタッチメント（11）はブッシュ（６）の
回転に伴って回転する。

ワーク把持部材（５）の斯る構造は、アタッチメント
類の着脱がボルト１本で可能となるため、アタッチメン
トの交換を容易となし、ハンドを色々のワークへ使用可
能となすことができる。

上記一方のフィンガ（4a）に設けた鍔付ブッシュ（6
a）はそのフィンガ（4a）を貫通して外側に突出状に延
びており、該突出部にはロック用歯車（12）と従動プー
リ（13）が取りつけられ、従動プーリ（13）が後述する
インデックスシリンダ（14）のシャフト（15）に取付け
た駆動プーリ（16）と、歯付ベルト（17）を介して連絡
する。

インデックスシリンダ（14）は、図示してはいない
が、チューブ内にカムピストンと、このカムピストンの
前進を案内してカムピストンを所定角度だけ回転させる
カムフォロアーを備え、カムピストン前進時にはカムピ
ストンに設けたピンとシャフトとの係合により、カムピ
ストンの前進に伴う回転をシャフトに伝達してシャフト
の回転割出しを行い、カムピストン後退時にはピンがホ
ールキャップに設けた位置決め穴に係合して位置決めロ
ックを行う従来周知の構造，形態を有するもので、シャ
フト（15）の１回転を例えば2,3,4,5,6,8,12等に分解し
て間歇的に回転させることが可能であるが、図示実施例
の場合１回転を６分割するもの、即ち60゜づつ分割して
回転するものが用いられている。

上記インデックスシリンダ（14）はシャフト（15）両
端をチューブ（18）から突出させており、該シャフト
（15）の軸方向がフィンガ（４）に対して直交状となる
ようにフィンガ（4a）の後部に取付けられ、シャフト
（15）にはブッシュ（6a）に従動プーリ（13）を取付け
た把持部材（５）を備えるフィンガ（4a）側の端部に前
述の従動プーリ（13）と歯付ベルト（17）で連絡する駆
動プーリ（16）が、また他端には回転角度検出用の歯車
（19）が夫々取付固定される。

従って、インデックスシリンダ（14）のシャフト（1
5）の回転は、駆動プーリ（16），歯付ベルト（17），
従動プーリ（13）からなる駆動力伝達手段を介して、一
方のフィンガ（4a）側の鍔付ブッシュ（6a）に伝達さ
れ、ワーク把持用アタッチメント（７）及びロック用歯
車（12）を、シャフト（15）の回転角度分回転させる。

またシャフト（15）の回転に従って回転角度検出用歯
車（19）も当然シャフト（15）の回転角度分回転する。

上記、ロック用歯車（12）及び回転角度検出用歯車
（19）は、インデックスシリンダ（14）の割出し角度に
合わせて60゜づつ等間隔に６個の歯（12′）（19′）を
有しており、前者（12）の歯部にはロックピン（20）
が、また後者（19）の歯部にはマイクロスイッチ（21）
の接触子状アクチュエータ（22）が夫々対応する。

ロックピン（20）は、ロック用歯車（12）を装着した
鍔付ブッシュ（6a）を備える側のフィンガ（4a）に取付
けたセトルシリンダ（23）のピストンシャフト（24）に
取着されてロック用歯車（12）に対して進退自在に設け
られ、ロック用歯車（12）の歯（12′）間に係脱する。

而して、このロックピン（20）のロック用歯車（12）
への係合により鍔付ブッシュ（6a）ひいてはワーク把持
用アタッチメント（７）のロックが行なわれる。即ち、
上記ロック用歯車（12）とロックピン（20）とは、回転
割り出し後にワーク把持部材（５）の回転をロックする
ロック手段を構成している。

マイクロスイッチ（21）のアクチュエータ（22）はバ
ネ板等に支持されて回転角度検出用歯車（19）の歯（1
9′）に接触する状態に設けられ、歯車（19）が回転
し、その歯（19′）がアクチュエータ（22）に接触する
都度マイクロスイッチ（21）をONに作動させるものであ
る。

上記、マイクロスイッチ（21）のON信号はロボット制
御装置（図示せず）にワークの回転割出し信号として入
力される。

第５図乃至第７図において、フィンガ（４）はその開
閉を一方のフィンガの移動のみにより行うようにするも
ので、具体的には一対のフィンガがハンド基体（１）に
取付固定されて移動不能な固定フィンガ（40）と、フィ
ンガ開閉用シリンダ（200）のピストンロッド（300）に
取付けられて、シリンダ（200）の動作により左右へ移
動し、固定フィンガ（40）との対向間隔を可変する可動
フィンガ（400）とからなり、ロック歯車（12）と従動
プーリ（13）を取着するワーク把持部材（５）のブッシ
ュ（6a）を上記固定フィンガ（40）側に設けると共にロ
ックピン（20）作動用のセトルシリンダ（23）も固定フ
ィンガ（40）に取付けている。

フィンガ（４）の斯る構造は、ハンド基体（１）に取
付固定した固定フィンガ（40）を基準にしてワーク
（Ａ）を把持することになり、ワーク（Ａ）の把持位置
の精度向上、ひいては作業の仕上げ精度向上に有効であ
る。

インデックスシリンダ（140）はフィンガ（４）に対
して直交状となるようにハンド基体（１）の後部上面に
取付けられている。

尚、第５図，第６図中（25）は歯付ベルト（170）の
弛み調整用ボルトであり、そのねじ込み具合によりイン
デックスシリンダ（140）の位置を若干前後させ駆動プ
ーリ（160），従動プーリ（130）間の距離を調整する。

而してハンド（Ｂ）は、各種作業用ロボットハンドと
して使用に供されるが、例えば研摩ロボット用のハンド
として使用する際には、第８図に示すようにハンド基体
（１）の下面部に設けた取付部（26）を介してロボット
アーム（Ｃ）の工具軸（27）に取りつけ、ワーク把持部
材（５）により左右両フィンガ（４）間にワーク（Ａ）
を把持させて、このワーク（Ａ）を研摩装置（Ｄ）の金
網砂ベルト（28）に押し当てて研摩する。

そして、その際、セトルシリンダ（23）を後退動作さ
せてロックピン（20）のロック用歯車（12）への係合を
外し、続いてインデックスシリンダ（14）を作動させる
と、該シリンダ（14）のシャフト（15）が所定角度回転
し、その回転がベルト（17）を介して一方のフィンガ
（4a）（40）側のワーク把持部材（５）に伝達させ、そ
のワーク把持アタッチメント（７），ワーク支持アタッ
チメント（11）によりワーク（Ａ）が所定角度回転す
る。その後セトルシリンダ（23）を前進作動させてロッ
クピン（20）をロック用歯車（12）に係合させれば、ワ
ーク把持部材（５）はロックされるので、研摩の際の研
摩負荷がインデックスシリンダ（14）にかかることがな
い。

この動作を繰り返すことにより、ワーク（Ａ）を一旦
放し、方向を変えて擱み直す作業を行うことなく、ワー
ク（Ａ）全周面を研摩することができる。

一方、ワーク（Ａ）の把持は、フィンガ開閉用シリン
ダ（２）を前進動作させ、左右両フィンガ（４）の対向
間隔を大きくしておき、アーム（Ｃ）によりハンド
（Ｂ）を動かして、両フィンガ（４）間にワーク（Ａ）
を位置せしめ、然る後、シリンダ（２）を後退動作させ
左右のフィンガ（４）の対向間隔を小さくする。これに
より、ワーク（Ａ）はワーク把持部材（５）（５）間に
把持される。

（効 果） 本発明は上記の構成であるから以下の利点を有する。

請求項１について （１）ワーク把持部材、換言すればワークの回転割出し
をインデックスシリンダにより行うので、回転割出しを
細分化することができ、様々な形状をワークに対応する
ことができる。

（２）ワーク把持部材の回転をロックするロック手段を
設けたので、ワークの回転割り出し後にこのロック手段
によりワーク把持部材の回転をロックすることにより、
研摩作業等負荷がワークを回転させる方向にかかる作業
においてもインデックスシリンダに負荷がかからず、そ
のため、小型のインデックスシリンダを使用することが
でき、ハンドの軽量化，小型化を計ることができる。

（３）上記ロック手段を設けたことにより、作業負荷に
より歯付ベルトが伸びてワークが回転するようなことが
なく、仕上げ精度が良い。

請求項２について （１）可動フィンガのみの移動によりワークを把持する
ので、左右一対のフィンガの双方を移動させてワークを
把持するものに比べて把持位置の精度が良く、従って、
仕上げ精度が向上する。

（２）フィンガ開閉用に２個のシリンダを必要とする左
右両フィンガ移動式のものに比べて１個のシリンダで足
り、軽量，小型であると共に安価でもある。

（３）以上のように本発明のロボット用ハンドは軽量で
あるため、把持容量の小さいロボットを使用しても、ハ
ンドが軽量である分だけ重いワークを把持し、作業する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すロボット用ハンドの平
面図、第２図は左側面図、第３図は右側面図、第４図等
は正面図で、第２図を除いて一部切欠して示してある。
第５図は他の実施例を示すロボット用ハンドの平面図、
第６図は右側面図、第７図は正面図で、いずれも一部切
欠して示してある。第８図は本発明のロボット用ハンド
を研摩作業に用いる場合の作業状態の概略を示す説明図
である。 2,200:シリンダ（フィンガ開閉用） 4:フィンガ 40:固定フィンガ 400:可動フィンガ 5:ワーク把持部材 12:ロック用歯車（ロック手段） 13:従動プーリ（駆動力伝達手段） 14:インデックスシリンダ 15:インデックスシリンダのシャフト 16:駆動プーリ（駆動力伝達手段） 17:歯付ベルト（駆動力伝達手段） 20:ロックピン（ロック手段） 23:シリンダ（ロック用）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークに対して所要の作業を行うためにワ
   ークを把持するロボット用ハンドであって、把持するワ
   ークに回転等の作業負荷が与えられるロボット用ハンド
   において、 適宜間隔を有して対向状に設けられ、その対向間隔の変
   更動作が可能な一対のフィンガーと、 上記フィンガーの先端に夫々回転可能に取り付けられた
   ワーク把持部材と、 回転可能なシャフトを備え、当該シャフトの回転割り出
   しを行うインデックスシリンダと、 上記シャフトと前記ワーク把持部材とを連絡し、シャフ
   トの回転をワーク把持部材に伝達して、これをシャフト
   の回転角度分だけ回転駆動する駆動力伝達手段と、 ワーク把持部材に対してその回転方向に交差する状態に
   係脱可能なロックピンを設けて、回転割り出し後のワー
   ク把持部材の回転をロックするロック手段とを備えるこ
   とを特徴とするロボット用ハンド。
2. 【請求項２】一対のフィンガが移動不能な固定フィンガ
   と、 該固定フィンガに対して対向状に設けられシリンダの動
   作により接離方向へ移動して固定フィンガとの対向間隔
   を可変する可動フィンガとからなることを特徴とする請
   求項１記載のロボット用ハンド。