JP4203221B2 - ワークの把持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてヘミング加工用のワークを保持する治具に、ワークを把持すべく設ける把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平１１−３３３５３５号公報により、ロボットの動作端に搭載するハンド治具に、ヘミング加工用ワークの周囲の曲げ縁部の複数箇所を把持する複数の把持具を取付け、ヘミング加工用ワークをこれら把持具を介してハンド治具に保持させ、曲げ縁部をヘミング加工するヘミング装置にロボットの動作でワークを投入するものが知られている。把持具は、ワークの曲げ縁部を把持する開閉自在な１対の把持爪と、両把持爪の開閉方向と直交方向の軸線を持つ開閉シリンダとを備え、開閉シリンダ内のピストンの動きでトグルリンク等の連動機構を介して両把持片が開閉されるように構成されている。
【０００３】
また、このものでは、ハンド治具の治具本体に把持具を開閉シリンダと同一軸線回りに旋回自在に軸支している。これによれば、ワークの曲げ縁部の把持具による把持箇所の法線方向がワークの機種によって変化しても、把持爪の閉じ動作に際し把持具が曲げ縁部の把持箇所の向きに倣って旋回し、把持爪で把持箇所をその法線方向から把持できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の如く治具本体に把持具を旋回自在に軸支すると、ワークを把持すべくハンド治具を接近させる際、把持具の勝手な旋回で開放状態に存する１対の把持爪間にワークの曲げ縁部がうまく入らず、把持ミスを生ずることがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、把持具の勝手な旋回による把持ミスの発生を防止し得るようにしたワークの把持装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ワークを保持する治具に、ワークを把持すべく設ける把持装置であって、開閉自在に軸支される１対の把持爪と、両把持爪を開閉する、両把持爪の開閉方向及び両把持爪の支軸と直交方向の軸線を持つ開閉シリンダとを備える把持具を治具本体に開閉シリンダと同一軸線回りに旋回自在に軸支するものにおいて、把持具に、把持具と一体に旋回するストッパ片を開閉シリンダ内のピストンに連結して設けると共に、治具本体側に、ストッパ片に当接して把持具の旋回角度範囲を規制する規制部材を、ストッパ片が両把持爪を閉じるピストンの移動方向に移動するのに伴い把持具の旋回角度範囲が広がるように設けている。
【０００７】
本発明によれば、把持具の１対の把持爪が開放されている状態では規制部材により把持具の旋回角度範囲が狭められる。従って、ヘミング加工用ワークを保持すべく、把持爪を開放した状態で治具をワークに接近させる際は、把持具の勝手な旋回が規制され、把持具の１対の把持爪間にワークの曲げ縁部が確実に挿入される。次に、把持具の開閉シリンダ内のピストンを軸線方向一方に移動して１対の把持爪を閉じる。この際、ピストンに連結したストッパ片も軸線方向一方に移動し、規制部材で規制される把持具の旋回角度範囲が広がる。そのため、ワークの曲げ縁部の向きに倣った把持具の旋回自由度が確保され、１対の把持爪により曲げ縁部をその法線方向から確実に把持できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、ヘミング加工用ワークたる自動車用ドアＷをヘミング装置（図示せず）に投入するロボットを示している。このロボットは、ロボットアーム１の先端の手首２に搭載したハンド治具３を備えており、ハンド治具３でドアＷを保持し得るようにしている。尚、ドアＷは、アウタパネルＷＯにドアインナＷＩをセットし、アウタパネルＷＯの周囲の曲げ起された曲げ縁部Ｗａをヘミング装置でヘミング加工してアウタパネルＷＯとドアインナＷＩとを結合し、その後ヘミング部を溶接して組立てられる。
【０００９】
ハンド治具３には、図１乃至図３に示す如く、アウタパネルＷＯの下辺の曲げ縁部Ｗａを把持する第１把持具４₁ と、アウタパネルＷＯの前後一方の辺の曲げ縁部Ｗａを把持する第２把持具４₂ と、アウタパネルＷＯの前後他方の辺の曲げ縁部Ｗａを把持する第３把持具４₃ とが設けられている。また、第２と第３の各把持具４₂ ，４₃ は、大きさの異なるドアにも対処できるように、ハンド治具３に、ドアＷの前後方向たるＸ軸方向と、ドアＷの上下方向たるＹ軸方向とに移動自在に設けられている。これを詳述するに、手首２に連結されるハンド治具３のベース枠３０に、これに固定した１対のガイドレール３１ａ、３１ａに沿ってＹ軸方向に移動自在なスライド枠３１を支持すると共に、該スライド枠３１に、これに固定した各ガイドレール３２ａに沿ってＸ軸方向に移動自在な前後１対の可動枠３２，３２を支持し、各可動枠３２に第２と第３の各把持具４₂ ，４₃ を取付けている。そして、ベース枠３０に、モータ３１ｂを搭載すると共に、モータ３１ｂによりベルト３１ｃを介して駆動される１対のボールねじ３１ｄ，３１ｄを軸支し、両ボールねじ３１ｄ，３１ｄをスライド枠３１に固定した１対のナット３１ｅ，３１ｅに螺挿し、モータ３１ｂによりスライド枠３１を介して両可動枠３２，３２、即ち、第２と第３の両把持具４₂ ，４₃ がＹ軸方向に移動されるようにしている。また、スライド枠３１に、モータ３２ｂを搭載すると共に、モータ３２ｂによりベベルギア３２ｃを介して駆動される１対のボールねじ３２ｄを軸支し、各ボールねじ３２ｄを各可動枠３２に固定のナット３２ｅに螺挿し、モータ３２ｂにより両可動枠３２，３２、即ち、第２と第３の両把持具４₂ ，４₃ がＸ軸方向に接近、離間されるようにしている。
【００１０】
各把持具４1 ，４2 ，４3 は、図４（Ａ）（Ｂ）に示す如く、曲げ縁部Ｗａを把持する１対の把持爪４０，４０と、両把持爪４０，４０を開閉する開閉シリンダ４１とを備えている。これを詳述するに、開閉シリンダ４１の先端に該シリンダ４１の軸線方向先方にのびるブラケット４２を取付け、ブラケット４２の先端部に両把持爪４０，４０を開閉シリンダ４１の軸線に直交する支軸４３を介して開閉シリンダ４１の軸線と直交方向に開閉自在に軸支している。そして、開閉シリンダ４１内のピストン４１ａから軸線方向先方にのびるロッド４１ｂに各把持爪４０の尾端部をトグルリンク４４を介して連結すると共に、ピストン４１ａから軸線方向尾方にのびるロッド４１ｃにピストン４１ａを軸線方向尾方に付勢するスプリング４５を装着し、スプリング４５の付勢力で両把持爪４０，４０が閉じられ、開閉シリンダ４１内へのエア供給でピストン４１ａを軸線方向先方に押動させたとき（図示の状態）、両把持爪４０，４０が開かれるようにしている。
【００１１】
ところで、アウタパネルＷＯの前後の辺の曲げ縁部Ｗａの第２と第３の把持具４₂ ，４₃ による把持箇所の法線方向は前後の辺の湾曲度合によって変化する。そこで、第２と第３の各把持具４₂ ，４₃ を、治具本体たる各可動枠３２に、各把持具４₂ ，４₃ の開閉シリンダ４１と同一軸線回りに旋回自在に軸支し、各把持具４₂ ，４₃ の１対の把持爪４０，４０を閉じる際、各把持具４₂ ，４₃ が曲げ縁部Ｗａの把持箇所の向きに倣って旋回し、曲げ縁部Ｗａがその把持箇所の法線方向から把持されるようにしている。各把持具４₂ ，４₃ は、開閉シリンダ４１の尾端に取付けた軸線方向尾方にのびるインナレース４６を可動枠３２に固定のアウタレース４７に装着したメタル軸受４７ａ内に挿入し、インナレース４６の端部に抜け止め用のナット４６ａを螺着することにより、可動枠３２に旋回自在に軸支される。
【００１２】
また、前記ロッド４１ｃの端部に該ロッド４１ｃの所定の直径方向にのびるストッパ片４８を取付けて、ストッパ片４８が各把持具４₂ ，４₃ と一体に旋回すると共に、ピストン４１ａと一体にシリンダ軸線方向に移動されるようにしている。そして、アウタレース４７の軸線方向尾端の端面上に、図５に明示する如く、ストッパ片４８の各端部４８ａを周方向両側から挟む各１対のばね板から成る規制部材４９，４９を取付け、これら規制部材４９へのストッパ片４８の当接で各把持具４₂ ，４₃ の旋回角度範囲が規制されるようにしている。また、各規制部材４９は、把持爪４０，４０を閉じるピストン４１ａの移動方向たるシリンダ軸線方向尾方に向かって周方向外側に傾斜しており、そのため、把持爪４０，４０の閉じ動作でストッパ片４８がピストン４１ａと一体にシリンダ軸線方向尾方に移動するのに伴い各把持具４₂ ，４₃ の旋回角度範囲が広がる。
【００１３】
尚、本実施形態では、第１把持具４₁ もベース枠３０に上記と同様の軸支構造で旋回自在に軸支しているが、第１把持具４₁ で把持するのは真直なドア下辺の曲げ縁部Ｗａであるから、第１把持具４₁ はベース枠３０に固定しても良い。
【００１４】
アウタパネルＷＯにドアインナＷＩをセットしてサブアッセンブリされたドアＷをハンド治具３で保持する際は、先ず、第１乃至第３の各把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の把持爪４０，４０を開いた状態で、ハンド治具３をロボットの動作によりドアＷに接近させ、各把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の把持爪４０，４０間にアウタパネルＷＯの各辺の曲げ縁部Ｗａを挿入させる。この際、各把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の旋回角度範囲は規制部材４９により狭い範囲に規制されており、各把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の勝手な旋回で把持爪４０，４０間に曲げ縁部Ｗａが入らなくなるといった不具合は生じない。次に、各把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の把持爪４０，４０を閉じるが、これによれば各把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の旋回角度範囲が広がる。そのため、曲げ縁部Ｗａの把持箇所の向きに倣った各把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の旋回自由度が確保され、曲げ縁部Ｗａがその把持箇所の法線方向から確実に把持される。また、本実施形態では、規制部材４９をばね板で構成しているため、閉じ状態での把持具４₁ ，４₂ ，４₃ の旋回自由度をより大きく確保することができる。
【００１５】
以上、ドアＷを保持するハンド治具３に設ける把持装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、ドア以外のワークを保持する治具に設ける把持装置にも同様に本発明を適用できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、把持具の１対の把持爪を開いた状態では把持具の旋回角度範囲を狭めて、両把持爪間にワークが確実に挿入されるようにし、両把持爪を閉じる際は把持具の旋回角度範囲を広げて、ワークをその把持箇所の法線方向から確実に把持することができ、把持装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る把持装置を設けたハンド治具の側面図。
【図２】図１のII−II線から見たハンド治具の平面図。
【図３】図１の矢印III 方向から見たハンド治具の正面図。
【図４】（Ａ）把持具の拡大側面図、（Ｂ）図４（Ａ）のIVＢ−IVＢ線裁断面図。
【図５】図４（Ａ）の矢印Ｖ方向から見た平面図。
【符号の説明】
Ｗ…ドア（ワーク）
Ｗａ…曲げ縁部
３…ハンド治具
４₁ ，４₂ ，４₃ …把持具
４０…把持爪
４１…開閉シリンダ
４１ａ…ピストン
４８…ストッパ片
４９…規制部材

Claims (1)

1. ワークを保持する治具に、ワークを把持すべく設ける把持装置であって、
   開閉自在に軸支される１対の把持爪と、両把持爪を開閉する、両把持爪の開閉方向及び両把持爪の支軸と直交方向の軸線を持つ開閉シリンダとを備える把持具を治具本体に開閉シリンダと同一軸線回りに旋回自在に軸支するものにおいて、
   把持具に、把持具と一体に旋回するストッパ片を開閉シリンダ内のピストンに連結して設けると共に、
   治具本体側に、ストッパ片に当接して把持具の旋回角度範囲を規制する規制部材を、ストッパ片が両把持爪を閉じるピストンの移動方向に移動するのに伴い把持具の旋回角度範囲が広がるように設ける、
   ことを特徴とするワークの把持装置。

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