JP3238161B2 - ロボット用チャックハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボット用チャックハン
ドに係り、とくにロボットハンドの先端部に取付けら
れ、ワークを把持するようにしたチャックハンドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動組立てのために、ロボットが広く用
いられている。組立て用ロボットは、そのハンドの先端
部にチャックを備え、このチャックによって組立てる部
品をピックアップし、組立て位置にまで移動して組立て
動作を行なうようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の組立
て用ロボットのハンドは、単純なアーチモーションしか
できないピックアンドプレース型が主流を成していた。
このためにそれぞれの工程で専用機を必要としていた。
また従来の組立て用ロボットのチャックの確認は、単一
のセンサによってその開閉等の確認を行なうようにして
いたが、正確な位置確認等を行なうことはできなかっ
た。

【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、汎用性を具備し、しかも正確な位置確
認が行ない得るようにしたロボット用チャックハンドを
提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、軸線
方向に伸縮自在なフローティングユニットをロボットハ
ンドとチャックとの間に介装し、前記フローティングユ
ニットの軸線方向の伸縮量が異なるストロークでそれぞ
れ検出動作を行なう複数のセンサを設け、さらに前記ロ
ボットハンドの取付け側と前記フローティングユニット
の内の一方に弾性体を取付けるとともに他方に被当接部
を設け、前記フローティングユニットのフローティング
ストロークの範囲内で前記複数のセンサの内の少なくと
も１つのセンサが検出動作を行なっているときに前記弾
性体が前記ロボットハンドの取付け側または前記フロー
ティングユニットの内の他方に設けられた被当接部と当
接するようにしたものである。請求項２の発明は上記請
求項１の発明において、前記フローティングユニットの
軸線方向の伸縮量が異なるストロークでそれぞれ検出動
作を行なう複数のセンサを互いに干渉しないように前記
フローティングユニットのストローク方向と直角な方向
に離間した状態で並置して取付け、前記複数のセンサが
前記フローティングユニットのフローティングストロー
クの範囲内で別々の被検出部をそれぞれ検出するように
したものである。

【０００６】

【作用】請求項１の発明によれば、フローティングユニ
ットの先端部に取付けられたチャックによってワークを
保持し、組立てを行なう際に、互いに異なるストローク
でそれぞれ検出動作を行なう複数のセンサによって、ワ
ークの有無、組立て確認等の検出を順次行なうことが可
能になる。しかも上記フローティングユニットのフロー
ティングストロークの範囲内で上記複数のセンサの内の
少なくとも１つのセンサが検出動作を行なっているとき
に弾性体を介してフローティングユニットを弾性的に押
圧することによって、押圧力を用いた組立てを行なうこ
とが可能になる。請求項２の発明によれば、互いに異な
るストロークでそれぞれ検出動作を行なう複数のセンサ
によって、ワークの有無、組立て確認等の検出を順次行
なうことが可能になる。しかも複数のセンサが互いに干
渉しないようにフローティングユニットのストローク方
向と直角な方向に離間した状態で取付けられ、該複数の
センサがフローティングユニットのフローティングスト
ロークの範囲内で別々の被検出部をそれぞれ検出するよ
うにしているために、複数のセンサの検出位置を互いに
別々にかつ自由に設定することができる。また複数のセ
ンサの検出位置を軸線方向に沿って無限に近づけること
によって、極めて高精度の検出動作が行なわれる。

【０００７】

【実施例】実施例の説明に先立って、本願実施例を完成
させる過程で考案された参考例について説明する。図１
〜図５はこの参考例のロボット用チャックハンドのフロ
ーティングユニットを示すものであって、このフローテ
ィングユニットは取付けベース１０を備えている。取付
けベース１０の上端側のフランジの部分はボルト１１に
よってロボットハンドの先端部に固着されるようになっ
ている。またベース１０は下方に延びるようにロッド１
２を備えており、このロッド１２によってフローティン
グスリーブ１３を摺動可能に支持している。

【０００８】しかもフローティングスリーブ１３は止め
輪１４によって下方への脱落が防止されるとともに、ば
ね１５によって下方へ付勢されている。なおばね１５の
下端はフローティングスリーブ１３の上端に取付けられ
ている押え板１６に受けられるようになっている。

【０００９】取付けベース１０の両側には図５に示すよ
うにそれぞれ取付け板１９、２０が取付けられるととも
に、これらの取付け板１９、２０の先端部にはセンサ２
１、２２が設けられている。これに対してフローティン
グスリーブ１３の下端側の両側にはそれぞれ被検出板２
３、２４が取付けられている。これらの被検出板２３、
２４は上方へ折曲げられた折曲げ片２５、２６を備えて
いる。なお折曲げ片２５、２６の高さは互いに異なるよ
うになっており、センサ２１、２２が検出するストロー
クが互いに異なるようになっている。

【００１０】つぎにこのようなフローティングユニット
によるチャック動作を説明する。図６に示すように、フ
ローティングユニットのフローティングスリーブ１３の
下端部にはチャックユニット２９が固着される。チャッ
クユニット２９はその下端部に一対の爪３０を有してお
り、これらの爪３０によってワーク３１をチャックする
ようになっている。

【００１１】図６に示すように、爪３０がワーク３１に
接触していないフリーの場合には、両側のセンサ２１、
２２はともに被検出板２３、２４を検出することなく、
これらのセンサ２１、２２はともにＯＮの状態にある。

【００１２】つぎにロボットハンドを全体として下降さ
せると、チャックユニット２９の爪３０がワーク３１に
接触する。この状態でさらにロボットハンドを下降させ
ると、チャックユニット２９はそれ以上下降できないた
めに、フローティングスリーブ１３がばね１５を押圧し
ながらロッド１２上を上方へ相対的に移動し、図７に示
す位置で停止する。

【００１３】この状態はワーク３１が正常に存在する場
合、あるいは正常な組立てが行なわれたストロークに対
応しており、右側のセンサ２１は右側の折曲げ片２５を
検出し、ＯＦＦになる。これに対して左側のセンサ２２
は左側の被検出板２４を検出することがなくＯＮの状態
を維持している。すなわち一対のセンサ２１、２２は互
いに異なる出力を発生し、ワークありの状態あるいは正
常な組立ての状態であることを検出する。

【００１４】つぎにワークが存在しない場合、あるいは
異常組付けの場合には、図８に示すようにチャックユニ
ット２９が移動するストロークが大きくなり、これによ
ってフローティングスリーブ１３はばね１５を押圧しな
がらロッド１２上をさらに移動することになる。従って
左右のセンサ２１、２２はそれぞれ被検出板２３、２４
の折曲げ片２５、２６を検出することになり、両側のセ
ンサ２１、２２はともにＯＦＦの状態になる。すなわち
両方のセンサ２１、２２がともにＯＦＦになることによ
り、ワーク３１がないこと、あるいは異常組立て、また
は障害物防止の検出動作が行なわれることになる。

【００１５】図８に示すように２つのセンサ２１、２２
がともにＯＦＦの状態で、しかもフローティングスリー
ブ１３がなお余分のストロークを有している場合には、
障害物に対するチャック２９の衝突が回避される。これ
は図８に示すようにセンサ２１、２２がともにＯＦＦに
なった状態で、フローティングストロークの範囲内でロ
ボットハンドの下降動作を停止し、上昇動作に転じてチ
ャックユニット２９を上昇させることによって達成され
る。すなわちこのような検出動作に連動する衝突回避に
よって、チャックユニット２９を損傷したり、ワークを
傷つけたりすることが未然に防止される。

【００１６】このように本参考例に係るフローティング
ユニットを用いると、ワーク３１の有無や組立て確認を
同一のハンドによって連続して行なうことが可能にな
る。このために専用機による検出工程が不要になる。ま
たばね１５の撓みで衝突のショックを吸収し、ワーク３
１や組立て対象物、あるいはロボットハンド、チャック
ユニット２９の損傷を防止することが可能になる。また
このようなフローティングユニットは、上下方向をセン
シングするハンドには総て使用可能であって、標準化を
可能にする利点をもたらす。

【００１７】つぎに本願の一実施例のフローティングユ
ニットを図９〜図１２によって説明する。なおこの実施
例において上記参考例と共通の部分については上記参考
例の説明を援用するとともに、上記参考例と相違する点
を以下に説明する。この実施例の上記参考例と異なる特
徴は、圧入のための構造を付加したことであって、フロ
ーティングスリーブ１３の上面に取付けられている押え
板１６上にロッド３４を介してゴム体３５を取付けるよ
うにし、このゴム体３５を取付けベース１０の下面に当
接させることによって圧入力を得るようにしたものであ
る。それ以外の構造は上記参考例と同様である。

【００１８】図１３はこのようなフローティングユニッ
トの先端部に取付けられているチャックユニット２９の
爪３０によってワーク３１をチャックした状態を示して
いる。このワーク３１は中心孔３６を備えている。

【００１９】ワーク３１をチャック２９によってチャッ
クした状態で、ロボットハンドを下降させると、ワーク
３１が図１４に示すようにシャーシ３７の支軸３８に当
接し、ワーク３１の中心孔３６に支軸３８が相対的に挿
入されるようになる。このときの圧入の反力は、ゴム体
３５の上端が取付けベース１０に当接することによって
得られるようになり、フローティングストロークの範囲
内において弾性的な力でワーク３１をシャーシ３７上の
支軸３８に圧入して取付けることが可能になる。

【００２０】このように本実施例は、フローティングス
リーブ１３の上端部に無反動ゴム３５を取付け、フロー
ティングの撓みを途中で止め、ロボットのＺ軸の力によ
って圧入の組立てを行なうようにしたものである。この
ゴム体３５が存在しないと、圧入時にリジットな状態に
なり、ロボットハンドにダメージを与えることになる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明は、軸線方向に伸縮自在
なフローティングユニットをロボットハンドとチャック
との間に介装し、フローティングユニットの軸線方向の
伸縮量が異なるストロークでそれぞれ検出動作を行なう
複数のセンサを設け、さらにロボットハンドの取付け側
とフローティングユニットの内の一方に弾性体を取付け
るとともに他方に被当接部を設け、フローティングユニ
ットのフローティングストロークの範囲内で上記複数の
センサの内の少なくとも１つのセンサが検出動作を行な
っているときに弾性体がロボットハンドの取付け側また
はフローティングユニットの内の他方に設けられた被当
接部と当接するようにしたものである。従ってこのよう
な構成によれば、複数のセンサによって、ワークの有無
や組立て確認を順次行なうことが可能になり、専用機に
よる検査工程が不必要になる。しかもロボットハンドの
取付け側とフローティングユニットとの間に介装されて
いる弾性体を介してフローティングユニットを弾性的に
押圧することが可能になり、このような押圧力を利用し
て自動組立てを行なうことが可能になり、組立て機能を
も具備するロボット用チャックハンドが提供される。し
かも弾性体を介して押圧力を与えるようにしているため
に、ロボットハンドにダメージを与えることが防止され
る。

【００２２】請求項２の発明は上記請求項１の発明にお
いて、フローティングユニットの軸線方向の伸縮量が異
なるストロークでそれぞれ検出動作を行なう複数のセン
サを互いに干渉しないようにフローティングユニットの
ストローク方向と直角な方向に離間した状態で並置して
取付け、複数のセンサがフローティングユニットのフロ
ーティングストロークの範囲内で別々の被検出部をそれ
ぞれ検出するようにしたものである。従ってとくに複数
のセンサによって、ワークの有無や組立ての確認を順次
行なうことが可能になり、専用機による検査工程が不要
になる。とくに複数のセンサが互いに干渉しないように
フローティングユニットのストローク方向と直角の方向
に離間した状態で並置して取付けられるとともに、これ
ら複数のセンサが別々の被検出部を検出するようにして
いるために、複数のセンサによる検出のストロークを互
いに独立に別々に設定することが可能になり、これによ
って各種の寸法のワークに広く対応できるようになる。
また複数のセンサの軸線方向における検出位置を無限に
近づけることが可能で、これによって軸線方向の検出精
度を無限にゼロに近づけることが可能になり、通常の精
度のセンサを複数個用いて極めて高精度の検出動作を行
なうことが可能になる。また複数のセンサが何れもフロ
ーティングユニットのフローティングストロークの範囲
内でそれぞれ検出動作を行なうようにしているために、
これら複数のセンサの内の最大のストロークで検出動作
を行なうセンサの検出に連動してロボットハンドの移動
動作を停止することによって、チャックを損傷したりワ
ークを傷つけたりすることが未然に防止されるようにな
る。また軸線方向に伸縮可能なフローティングユニット
によって、衝突のショックを吸収し、ワークや組立て対
象物、ロボットハンド、チャック等の損傷を防止するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例のフローティングユニットの平面図であ
る。

【図２】同底面図である。

【図３】同側面図である。

【図４】同縦断面図である。

【図５】同正面図である。

【図６】チャックユニットを取付けた状態の正面図であ
る。

【図７】チャック動作を示す正面図である。

【図８】ワークが存在しない状態の正面図である。

【図９】本願の実施例のフローティングユニットの平面
図である。

【図１０】同底面図である。

【図１１】同側面図である。

【図１２】同縦断面図である。

【図１３】チャック動作を示す正面図である。

【図１４】圧入動作を示す正面図である。

【符号の説明】

１０ 取付けベース １１ ボルト １２ ロッド １３ フローティングスリーブ １４ 止め輪 １５ ばね １６ 押え板 １９、２０ 取付け板 ２１、２２ センサ ２３、２４ 被検出板 ２５、２６ 折曲げ片 ２９ チャックユニット ３０ 爪 ３１ ワーク ３４ ロッド ３５ ゴム体 ３６ 中心孔 ３７ シャーシ ３８ 支軸

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線方向に伸縮自在なフローティングユ
   ニットをロボットハン ドとチャックとの間に介装し、前記フローティングユニ
   ットの軸線方向の伸縮量が異なるストロークでそれぞれ
   検出動作を行なう複数のセンサを設け、 さらに前記ロボットハンドの取付け側と前記フローティ
   ングユニットの内の一方に弾性体を取付けるとともに他
   方に被当接部を設け、前記フローティングユニットのフ
   ローティングストロークの範囲内で前記複数のセンサの
   内の少なくとも１つのセンサが検出動作を行なっている
   ときに前記弾性体が前記ロボットハンドの取付け側また
   は前記フローティングユニットの内の他方に設けられた
   被当接部と当接するようにしたことを特徴とするロボッ
   ト用チャックハンド。
2. 【請求項２】 前記フローティングユニットの軸線方向
   の伸縮量が異なるストロークでそれぞれ検出動作を行な
   う複数のセンサを互いに干渉しないように前記フローテ
   ィングユニットのストローク方向と直角な方向に離間し
   た状態で並置して取付け、前記複数のセンサが前記フロ
   ーティングユニットのフローティングストロークの範囲
   内で別々の被検出部をそれぞれ検出するようにしたこと
   を特徴とする請求項１に記載のロボット用チャックハン
   ド。