JP4854793B2 - Electric gripper - Google Patents
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Description
本発明は、例えば部品の供給及び組み立てを行う産業用ロボットのロボッアームの先端に装着され、搬送対象物としてのワークを把持する電動把持装置に関する。 The present invention relates to an electric gripping device that is mounted on the tip of a robot arm of an industrial robot that supplies and assembles components and grips a workpiece as a conveyance object.
小型部品の搬送、移載、組み立てを行う産業用ロボットにおいては、ロボットアームの先端に搬送対象の部品を把持する装置が必要となる。この把持装置としては、加圧空気を用いて複数本の平行な可動爪を開閉させ、これら可動爪の間に搬送対象の部品を挟み込むものが知られている。しかし、近年では省エネルギ化、装置の小型化の要請から、電動モータを用いて前記可動爪の開閉を行う電動把持装置が多用されている。 In an industrial robot that transports, transfers, and assembles small parts, a device that grips the parts to be transported is required at the tip of the robot arm. As this gripping device, there is known a device that opens and closes a plurality of parallel movable claws using pressurized air and sandwiches a component to be conveyed between the movable claws. However, in recent years, an electric gripping device that opens and closes the movable claw using an electric motor has been widely used in order to save energy and reduce the size of the device.
この種の電動把持装置は、電動モータの回転を各可動爪の並進運動に変換し、電動モータの回転トルクを可動爪の押圧力として発揮させることにより、複数の可動爪の間に搬送対象物たるワークを把持するように構成されている。電動モータの回転を前記可動爪の並進運動に変換する機構としては、カム機構、送りねじ機構、あるいはリンク機構が用いられている。また、可動爪はワークを外側から内側に向けて押圧する内爪として、あるいは内側から外側に向けて押圧する外爪として構成される場合がある。 This type of electric gripping device converts the rotation of the electric motor into a translational motion of each movable claw, and exhibits the rotational torque of the electric motor as a pressing force of the movable claw, so that an object to be conveyed between the plurality of movable claws. It is comprised so that a loose workpiece may be hold | gripped. As a mechanism for converting the rotation of the electric motor into the translational motion of the movable claw, a cam mechanism, a feed screw mechanism, or a link mechanism is used. The movable claw may be configured as an inner claw that presses the workpiece from the outside to the inside or as an outer claw that presses the workpiece from the inside to the outside.
この電動把持装置では、例えば、前記可動爪が内爪として構成されている場合、前記電動モータを一方向へ回転させると、複数の可動爪がその中心に向けて閉じてワークを周囲から挟み込んで把持し、また、電動モータを他方向へ回転させると、複数の可動爪が放射状に開いてワークを解放するようになっている。このとき、可動爪の移動制御は前記電動モータの回転トルクを検出して行われる。可動爪がワークを把持すると電動モータの回転トルクは上昇するので、所定の回転トルクが発揮されるように電動モータへ通電を行えば、可動爪が電動モータの発揮する回転トルクに対応した把持力でワークを把持することになる。 In this electric gripping device, for example, when the movable claw is configured as an inner claw, when the electric motor is rotated in one direction, the plurality of movable claws are closed toward the center to sandwich the workpiece from the surroundings. When it is gripped and the electric motor is rotated in the other direction, the plurality of movable claws open radially to release the workpiece. At this time, the movement control of the movable claw is performed by detecting the rotational torque of the electric motor. Since the rotational torque of the electric motor increases when the movable claw grips the workpiece, if the electric motor is energized so that the predetermined rotational torque is exhibited, the gripping force corresponding to the rotational torque exhibited by the electric motor With this, the workpiece is gripped.
その一方、可動爪がワークに対して把持力を及ぼし続けるためには、前記電動モータが所定の回転トルクを発揮し続ける必要がある。従って、可動爪がワークを把持したら、これを放すまでの間は電動モータに通電し続ける必要があり、ワークの把持時間が長いほど多くの電気エネルギを消費することになる。 On the other hand, in order for the movable claw to continue to exert a gripping force on the workpiece, the electric motor needs to continue to exhibit a predetermined rotational torque. Accordingly, when the movable claw grips the workpiece, it is necessary to continue energizing the electric motor until the workpiece is released, and the longer the gripping time of the workpiece, the more electric energy is consumed.
特開2009−125851には、電動モータへの通電を停止した場合であっても、可動爪によるワークの保持を継続するための電動把持装置の改良が提案されている。この改良では、電動モータの回転を各可動爪の並進運動に変換する機構として、不可逆的な送りねじ機構が採用されており、可動爪がワークを押圧している状態で電動モータへの通電を停止しても、可動爪がワークからの反力によって後退しないように構成されている。すなわち、電動モータへの通電を停止すると、各可動爪がワークを把持した位置で係止されるようになっている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-125851 proposes an improvement of an electric gripping device for continuing to hold a workpiece by a movable claw even when energization to an electric motor is stopped. In this improvement, an irreversible feed screw mechanism is adopted as a mechanism for converting the rotation of the electric motor into the translational motion of each movable claw, and the electric motor is energized while the movable claw is pressing the workpiece. Even when stopped, the movable claw is configured not to be retracted by a reaction force from the workpiece. That is, when energization of the electric motor is stopped, each movable claw is locked at the position where the workpiece is gripped.
しかし、電動モータへの通電を停止すると、たとえ各可動爪がワークを把持した位置で係止されたとしても、各可動爪はワークに対して何ら押圧力を及ぼさないことから、各可動爪はワークに対して単に接しているだけの状態となる。このため、可動爪とワークとの間に作用する摩擦力は不安定なものとなり、ロボットアームの運動中にワークの姿勢が変化し易い。仮に、ワークの姿勢が搬送途中に変化してしまうと、ロボットアームはワークの搬送又は移載を正しく完了することができない。特に、ワークと各可動爪との接触面積が小さい場合には、ワークが複数の可動爪の間から抜け落ちてしまうトラブルも想定される。 However, when energization of the electric motor is stopped, each movable claw does not exert any pressing force on the workpiece even if each movable claw is locked at the position where the workpiece is gripped. It is in a state where it is simply in contact with the workpiece. For this reason, the frictional force acting between the movable claw and the workpiece becomes unstable, and the posture of the workpiece is likely to change during the movement of the robot arm. If the workpiece posture changes during the transfer, the robot arm cannot complete the transfer or transfer of the workpiece correctly. In particular, when the contact area between the workpiece and each movable claw is small, a trouble that the workpiece falls out between the plurality of movable claws is also assumed.
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、電動モータの通電を停止した場合であっても、ワークに対して確実に把持力を及ぼし続けることが可能であり、省エネルギ化を図りながらも、ワークを所定の姿勢で確実に把持し続けることが可能な電動把持装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to ensure that a gripping force can be reliably exerted on a workpiece even when energization of the electric motor is stopped. Another object of the present invention is to provide an electric gripping apparatus capable of reliably gripping a workpiece in a predetermined posture while saving energy.
すなわち、本発明の電動把持装置は、電動モータによって並進運動が与えられる駆動部材と、ワークを把持するように開閉する複数の可動爪と、前記駆動部材の変位に連動して各可動爪を変位させるリンク機構と、前記モータの通電停止時に前記駆動部材の変位を制限するロック機構とを備えたものであり、前記リンク機構は一乃至複数のリンクを含んでいる。そして、前記一乃至複数のリンクは少なくともその一つが弾性体からなり、前記可動爪がワークを押圧した際にその反力によって変形して弾性力を蓄積するように構成されている。 That is, the electric gripping device of the present invention displaces each movable claw in conjunction with a drive member that is given translational motion by an electric motor, a plurality of movable claws that open and close to grip a workpiece, and a displacement of the drive member. And a lock mechanism that restricts displacement of the drive member when the motor is de-energized. The link mechanism includes one or more links. At least one of the one or more links is made of an elastic body, and when the movable claw presses the workpiece, the link is deformed by the reaction force to accumulate elastic force.
また、この電動把持装置の構成は、可動爪によるワークの把持に限らず、ワークに対して所定の押圧力を及ぼし続ける装置として使用することも可能である。 In addition, the configuration of the electric gripping device is not limited to gripping the workpiece by the movable claw, but can also be used as a device that continues to exert a predetermined pressing force on the workpiece.
このように構成された本発明の電動把持装置では、例えば前記電動モータが回転モータである場合、電動モータが回転すると、その回転角に応じた並進運動が前記駆動部材に与えられると共に、この駆動部材の変位がリンク機構によって各可動爪に伝達され、これら可動爪は電動モータの回転角に応じて開閉することになる。前記リンク機構を構成するリンクの少なくとも一つは弾性体なので、前記可動爪がワークを把持すると、弾性体からなるリンクが電動モータの発揮する回転トルクに応じた弾性力を蓄積して変形することになる。この状態から電動モータの通電を停止すると、前記ロック機構が駆動部材の変位を制限するので、電動モータが何ら保持力を発揮せずとも、リンク機構が可動爪をワークに押し付ける方向の弾性力を蓄積した状態が維持されることになる。 In the electric gripping device of the present invention configured as described above, for example, when the electric motor is a rotary motor, when the electric motor rotates, a translational motion corresponding to the rotation angle is given to the drive member, and this drive The displacement of the member is transmitted to each movable claw by the link mechanism, and these movable claws open and close according to the rotation angle of the electric motor. Since at least one of the links constituting the link mechanism is an elastic body, when the movable claw grips a workpiece, the link made of the elastic body accumulates and deforms an elastic force corresponding to the rotational torque exerted by the electric motor. become. When the energization of the electric motor is stopped from this state, the locking mechanism restricts the displacement of the driving member. Therefore, even if the electric motor does not exert any holding force, the link mechanism exerts an elastic force in the direction of pressing the movable claw against the workpiece. The accumulated state is maintained.
すなわち、本発明の電動把持装置では、可動爪がワークを把持した状態で電動モータへの通電を停止しても、可動爪は電動モータへの通電停止前と変わらぬ押圧力をワークに及ぼし続けることになり、省エネルギ化を図りながらも、ワークを所定の姿勢で確実に把持し続けることが可能となる。 That is, in the electric gripping device of the present invention, even if the electric power to the electric motor is stopped while the movable claw is holding the workpiece, the movable claw continues to exert the same pressing force on the workpiece as before the electric power supply to the electric motor is stopped. Thus, it is possible to reliably hold the workpiece in a predetermined posture while saving energy.
また、前記リンク機構を構成する一乃至複数のリンクのうちの少なくともその一つを弾性体とし、前記可動爪がワークに接触した状態でのみ当該リンクが弾性力を発揮するように構成したので、可動爪がワークから離間している状態では当該可動爪に対して何らの付勢力も作用していない。このため、電動モータが可動爪を開閉させるにあたり、余分な力を発揮する必要はなく、この点においても本発明の電動把持装置では省エネルギ化を達成することが可能となっている。 In addition, since at least one of the one or more links constituting the link mechanism is an elastic body, and the link is configured to exert an elastic force only when the movable claw is in contact with the workpiece, In a state where the movable claw is separated from the workpiece, no urging force is applied to the movable claw. For this reason, when the electric motor opens and closes the movable claw, it is not necessary to exert an extra force. In this respect as well, the electric gripping device of the present invention can achieve energy saving.
以下、添付図面を用いて本発明の電動把持装置を詳細に説明する。 Hereinafter, the electric gripping device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1乃至図5は本発明が適用された電動把持装置の一例を示すものである。この電動把持装置1は、大きく分けて、ベースプレート2と、このベースプレート2の表面側に設けられた一対の可動部材3と、前記ベースプレート2の裏面側に取り付けられる電動モータ4と、この電動モータ4の回転を前記可動部材3の並進運動に変換する伝達機構5とを備えている。
1 to 5 show an example of an electric gripping device to which the present invention is applied. The electric gripping device 1 is roughly divided into a
前記ベースプレート2上には1条の軌道レール6が配設される一方、この軌道レール6には2基の移動ブロック7が組付けられている。これら移動ブロック7は多数のボールを介して前記軌道レール6に組付けられており、かかる軌道レール6に沿って自在に移動することが可能である。これら軌道レール6と移動ブロック7の組合せとしては、公知のリニアガイドを使用することが可能である。前記可動部材3は各移動ブロック7に固定されており、移動ブロック7と共にベースプレート2上を図2中の矢線X方向に沿って移動する。すなわち、前記可動部材3の運動は軌道レール6によって拘束されており、かかる軌道レール6の軸方向に沿った並進運動のみが許容されている。
A
図2中に一点鎖線で示すように、各可動部材3には爪部材8が固定され、一対の爪部材8が前記可動部材3の並進運動に応じて図示外のワークをこれらの間に把持するように構成されている。従って、前記可動部材3及び爪部材8によって本発明の可動爪が構成されている。前記可動部材3と爪部材8を可動爪として一体に形成し、かかる可動爪を前記移動ブロック7に固定するように構成することも可能であるが、前記爪部材8の形状は把持対象であるワークの形状に応じて最適化することが好ましく、この観点から前記可動部材3を爪部材8の取付けプレートとして移動ブロック7に固定している。
As indicated by a one-dot chain line in FIG. 2, a claw member 8 is fixed to each
また、各可動部材3には接続アーム9が設けられており、各接続アーム9は前記ベースプレート2に設けられた長孔10を貫通してベースプレート2の裏面側に突出している。ベースプレート2の裏面側に突出した接続アーム9は前記伝達機構5と接続される。一対の可動部材3のそれぞれから延びる接続アーム9は前記軌道レール6を挟んで互いに反対側に位置しており、前記ベースプレート2に開設された長孔10も軌道レール6を挟んで一対が設けられている。
In addition, each
一方、前記電動モータ4は前記ベースプレート2の裏面側にサポートブラケット11を介して固定されている。前記サポートブラケット11は内部に空間を有する矩形状に形成されており、前記電動モータ4はその出力軸をサポートブラケット11の内部に挿入するようにして当該サポートブラケット11に固定される。かかるサホートブラケット11の内部には電動モータ4の出力軸と同軸上に駆動プーリ12が設けられ、この駆動プーリ12に対して電動モータ4の回転が伝達されるようになっている。
On the other hand, the
この電動モータ4はサーボモータであり、出力軸の回転角度を検出するセンサを内蔵し、かかるセンサ出力を図示外の制御部に送出することで前記出力軸の回転角がフィードバック制御される。また、前記制御部は前記電動モータ4に通電される電流値を検出し、かかる検出値に基づいて電動モータ4の発生する回転トルクを制御する。
The
図1乃至図5に示された電動把持装置1では、ベースプレート2の裏面側に配置された伝達機構5が外部に露出しているが、実際の使用にあたってはベースプレート2の周囲に固定されるカバーによって前記伝達機構5は外部から保護されるようになっている。但し、前記電動モータ4の放熱を促進するため、かかる電動モータは前記カバーの外側でサポートブラケット11に固定されるようになっている。
In the electric gripping device 1 shown in FIGS. 1 to 5, the
前記伝達機構5は、前記電動モータ4の回転を当該電動モータ4の軸方向と合致した並進運動に変換する送りねじ機構50と、この送りねじ機構50によって得られた並進運動を前記可動部材3の並進運動に変換して伝達する一対のリンク機構51とから構成されている。
The
前記送りねじ機構50は、前記サポートブラケット11によって回転自在に支承されたねじ軸13と、このねじ軸13の回転に応じて当該ねじ軸13の軸方向へ並進運動を行う矩形状の駆動部材14とから構成されている。前記ねじ軸13は前記ベースプレート2の裏面側の中央付近で前記電動モータ4の出力軸と平行に配置されており、その一端はサポートブラケット11の内部で従動プーリ15に結合されている。前記従動プーリ15はサポートブラケット11の内部で前記駆動プーリ12と隣接しており、これら両プーリ12,15の間にはタイミングベルトが架け回されている。従って、前記電動モータ4が回転すると、その回転が駆動プーリ12からタイミングベルトを介して従動プーリ15に伝達され、前記ねじ軸13に対して電動モータ4の回転角に応じた回転が与えられる。尚、図2〜5は前記タイミングベルトを省略して描かれている。
The
前記駆動部材14の中央には前記ねじ軸13の挿通された貫通穴が形成されており、この貫通孔の内部には前記ねじ軸13に螺合するナット部材が固定されている。また、前記ねじ軸13を回転自在に支承するサポートブラケット11には当該ねじ軸13と平行に一対のガイドシャフト16が固定される一方、前記駆動部材14には前記ガイドシャフト16が貫通する円筒状のボールブッシュが固定されており、これらガイドシャフト16及びボールブッシュによって構成されるリニアガイドによって前記駆動部材14がねじ軸13の軸方向に沿って案内されるようになっている。
A through hole through which the
従って、前記電動モータ4を回転させると、かかる電動モータ4の出力軸と平行に配設されたねじ軸13が回転し、電動モータ4の回転角に応じて前記駆動部材14がねじ軸13の軸方向、すなわち図2中の矢線Y方向に沿って並進運動を行うことになる。このとき、前記ガイドシャフト16は駆動部材14がねじ軸13に連れ回されるのを防止する。
Therefore, when the
尚、この実施形態では電動モータ4の回転を一対のプーリ12,15及びタイミングベルトを用いてねじ軸13に伝達したが、スチールベルトや複数のギヤを用いて伝達するように構成することも可能である。また、かかるねじ軸13と同一軸芯上に電動モータ4を配置し、電動モータ4の出力軸とねじ軸13とをカップリングを介して直接結合してもよい。
In this embodiment, the rotation of the
また、前記ねじ軸13とナット部材は滑りねじを構成しており、この実施形態ではねじ山の形状を台形ねじとしている。ねじ山の形状は、台形ねじに限られたものではなく、角ねじ、三角ねじであっても差し支えない。この滑りねじは本発明のロック機構として機能する。すなわち、前記電動モータ4への通電を停止し、かかる電動モータ4の保持力を消失させた状態で、前記駆動部材14に対してねじ軸13の軸方向に沿った力を加えた場合であっても、ねじ軸13とナット部材との間に作用する摩擦力により、前記ねじ軸13が回転することなく、前記駆動部材14をねじ軸13上の一定位置で係止することが可能となっている。
The
一方、前述した一対のリンク機構51は前記ベースプレート2を貫通してその裏面側に突出した各可動部材3の接続アーム9と前記駆動部材14との間に設けられており、図2及び図3に示すように、前記ねじ軸13を前後から挟むようにして一対が設けられている。各リンク機構51は、Y方向へ並進運動を行う前記駆動部材14に対して回転自在に結合された第一リンク17と、X方向へ並進運動を行う前記接続アーム9に対して回転自在に結合された第ニリンク18と、これら第一リンク17及び第ニリンク18を結合する弾性体リンク19とから構成されている。また、前記駆動部材14及び前記接続アーム9はリンク機構の末端におけるすべり対偶と認識することができ、リンク機構5の一部を構成していると捉えることができる。
On the other hand, the pair of
前記第一リンク17及び第ニリンク18は両端に回転軸受を備えた板状部材であり、これらの回転軸受を介して前記駆動部材14、接続アーム9又は弾性体リンク19と回転自在に結合されている。
The
また、前記弾性体リンク19は互いに直交する2本の棒状ばね部材20,21を有して略L字状に形成されており、これらばね部材20,21を結合するジョイント部22が前記ベースプレート2に固定されたサイドプレート23に対して回転自在に支承されている。すなわち、この弾性体リンク19はサイドプレート23に設けられた基準ピン24を中心として回転するようになっている。また、前記ばね部材20の先端は第一リンク17に対して回転自在に結合される一方、前記ばね部材21の先端は前記第ニリンク18に対して回転自在に結合されている。2本のばね部材は必ずしも90°で交差する必要はなく、リンク機構における動力伝達経路を考慮して、その交差角度は自由に変更して差し支えない。
The
前記ばね部材20,21は断面円形の棒状部材であり、その先端に長手方向と直交する方向の荷重が作用した際に、撓み変形を伴って弾性力を蓄積するように構成されている。すなわち、このばね部材20,21は弾性体として機能しており、この実施形態では弁ばね用オイルテンパー線から形成されている。後述するように、爪部材8がワークを把持するたびに前記ばね部材20,21には撓み変形が繰り返し発生するので、これらばね部材20,21には高い強度と靱性が要求される他、優れた耐疲労性を有していることが必要である。従って、そのような要求を満たす材質であれば、ばね部材20,21を前記弁ばね用オイルテンパー線以外の材質で形成して差し支えない。但し、荷重が作用した際の変形量が大きいと、ワークを把持する際、解放する際に前記電動モータの回転角が大きくなることから、少ない変位で大きな弾性力を蓄積できるよう、前記ばね部材はばね鋼によって形成されているのが好ましい。
The
尚、このばね部材20,21としては、先端に長手方向と直交する方向の荷重が作用した際に撓み又は曲げ等の変形を伴って弾性力を蓄積するものであれば、その形状は任意であり、断面円形の棒状部材、すなわち棒状ばねに限られるものではない。例えば、板ばね、ねじりばね等であってもよい。
The
次に、この電動把持装置1の動作を具体的に説明する。 Next, the operation of the electric gripping device 1 will be specifically described.
図5は、図2に示される状態から前記電動モータ4を回転させ、前記駆動部材14をねじ軸13に沿ってY方向へ移動させた状態を示すものである。より具体的には、図2の紙面下方に向けて駆動部材14を移動させた状態を示している。このように駆動部材14をY方向へ移動させると、かかる駆動部材14に結合された第一リンク17は当該駆動部材14と一緒にY方向へ移動し、この第一リンク17に結合された弾性体リンク19のばね部材20が揺り動かされることになるので、前記弾性体リンク19が基準ピン24の周囲で回転することになる。また、前記弾性体リンク19が基準ピン24の周囲で回転すると、ばね部材21が揺動するので、このばね部材21に結合された第ニリンク18を介して前記可動部材3の接続アーム9が押し引きされることになる。これにより、前記可動部材3がX方向へ並進運動を行う。
FIG. 5 shows a state where the
図5に示す例では、前記駆動部材14がY方向に沿って紙面下方へ移動したことにより、一対の可動部材3はX方向に沿って互いに接近する方向へ移動することになる。また、これとは逆に、前記駆動部材14がY方向に沿って紙面上方へ移動すると、一対の可動部材3はX方向に沿って互いに離れる方向へ移動することになる。すなわち、前記電動モータ4を回転させ、駆動部材14に対してねじ軸13の軸方向に沿った並進運動を与えると、かかる駆動部材14と可動部材3の接続アーム9とを結合するリンク機構51の作用により、ベースプレート2上に設けられた一対の可動部材3が互いに接近する方向、あるいは離間する方向に並進運動を行うのである。こりにより、爪部材8の間にワークを把持し、また把持したワークを開放することが可能となる。
In the example shown in FIG. 5, when the
図6及び図7は、前記爪部材8がワーク100を把持する際の前記弾性体リンク19の作用を説明したものであり、図6は爪部材8がワーク100に接した瞬間の状態を示す一方、図7は図6に示す状態から更に電動モータ4を回転させて、爪部材8がワーク100に対して押圧力Fを及ぼしている状態を示している。
6 and 7 illustrate the action of the
一対の爪部材8によってワーク100を把持する際、これら爪部材8の双方がワーク100に接触するまでは、電動モータ4の回転に連動して爪部材8が移動することから、かかる電動モータ4は爪部材8の移動に必要な小さな回転トルクしか発生していない。しかし、図6に示すように、双方の爪部材8がワーク100に接触すると、これら爪部材8の移動はワーク100によって係止され、そのまま電動モータ4に対する通電を継続すると、かかる電動モータ4の発揮する回転トルクは上昇することになる。
When the
この状態で、電動モータ4の発揮する回転トルクが所定値に達するまで当該電動モータ4に対する通電を続けると、電動モータ4の回転トルクに起因する力が前記駆動部材14及び第一リンク17を介して弾性体リンク19に作用し、この力は弾性体リンク19を矢線A方向へ強引に回転させようとする。その一方で、ワーク100が前記弾性体リンク19の回転を押し止めようとする反力を発揮するので、かかる弾性体リンク19に対してはその二本のばね部材20,21を拡開させるような力が作用する。
In this state, when energization of the
その結果、図7に示すように、各ばね部材20,21に撓み変形が生じ、これらばね部材は自ら弾性力を蓄積することになる。このとき、爪部材8はワーク100に対して電動モータ4の発揮している回転トルクに対応した押圧力Fを作用させているので、前記弾性体リンク19は押圧力Fに相当する弾性力を蓄積している。
As a result, as shown in FIG. 7, each
そして、この図7に示す状態から電動モータ4に対する通電を停止し、電動モータ4の保持力を消失させると、前述の如くねじ軸13とナット部材による滑りねじがロック機構として作用するので、前記ねじ軸13に対する駆動部材14のY方向への移動は係止されることになる。すなわち、電動モータ4への通電を停止しても、リンク機構5のすべり対偶をなす前記駆動部材14はねじ軸13上の一定位置に固定されるので、前記弾性体リンク19におけるばね部材20,21の撓み変形状態は維持されることになる。
Then, when energization to the
このため、本実施形態の電動把持装置1では、前記爪部材8がワーク100を押圧力Fで把持した状態から電動モータ4への通電を停止しても、前記弾性体リンク19が蓄積していた弾性力で接続アーム9を付勢するので、爪部材8は引き続き押圧力Fでワーク100を把持し続けることになる。
For this reason, in the electric gripping apparatus 1 of the present embodiment, the
従って、この電動把持装置1では爪部材8がワーク100を把持した状態で電動モータ4への通電を遮断しても、かかる爪部材8はワーク100に対して確実に把持力を及ぼし続け、ワーク100を所定の姿勢で確実に把持し続けることが可能である。これにより、ワーク100の把持中における電動モータ4への通電停止を図り、省エネルギ化を達成することが可能となる。
Therefore, in this electric gripping device 1, even when the energization to the
また、前記弾性体リンク19は爪部材8がワーク100に押し付けられた状態でのみ弾性力を蓄積するので、爪部材8がワーク100に対して接触していない状態では前記電動モータ4を小さな回転トルクで運転することが可能である。この点においても、本発明の電動把持装置は省エネルギ化に寄与するものである。
Further, since the
加えて、このような電動把持装置1における電動モータ4の回転制御は従来の電動把持装置のそれと何ら変わりはなく、電動モータ4の発揮する回転トルクを指標としたトルク制御で行うことが可能である。例えば、爪部材8が10Nの力でワーク100を把持するように電動モータ4の回転トルクを制御すれば、前記弾性体リンク19にはこれに対応した弾性力が蓄積されることになり、電動モータ4の回転トルクが所定値まで達したことを検出した後に当該電動モータ4への通電を停止すれば、爪部材8はそのまま10Nの力でワークを把持し続けることになる。
In addition, the rotation control of the
尚、図を用いて説明してきた電動把持装置1は一対の爪部材8の間にワーク100を把持する所謂内爪タイプであったが、本発明は一対の爪部材が拡開してその外側にワークを把持する所謂外爪タイプであっても適用可能である。その場合には、爪部材がワークに接触した状態で電動モータ4に所定の回転トルクを発揮させると、前記弾性体リンク19の一対のばね部材20,21が互いに閉じる方向に弾性変形して、押圧力Fに相当する弾性力を蓄積することになる。
The electric gripping device 1 described with reference to the drawings is a so-called inner claw type that grips the
また、前記駆動部材14と可動部材3とを連動させるリンク機構5は一乃至複数のリンクで構成されるものであれば、図を用いて説明した例に限定されるものではない。また、ワークの把持に伴い、少なくとも一つのリンクが電動モータ4の回転トルクに起因して弾性変形して弾性力を蓄積するように構成されていれば、かかる弾性力を蓄積するリンクの具体的形状、リンク機構中における配置は適宜設計変更して差し支えない。
The
例えば、前記接続アーム9を前記ばね部材と同様な材質から形成し、その一端を前記可動部材3に固定支持し、他端を他のリンクに回転支持するように構成しても良い。
For example, the
更に、前述した実施形態では2基の可動部材3を開閉させ、これら可動部材3に固定した爪部材8でワークを把持するように構成したが、前記可動部材は3基又は4基であっても差し支えない。その場合、可動部材は放射状に開閉するように前記ベースプレート2上に配置し、各可動部材に対してリンク機構5を設けることになる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the two
また更に、前述の実施形態では電動モータ4への通電を停止した場合に前記駆動部材14を係止するロック機構として、かかる駆動部材14に並進運動を与える滑りねじを利用したが、ロック機構はこれに限られるものではなく、例えば電動モータ4への通電の停止に起因してねじ軸13の回転を係止するブレーキ装置を別途に設けるようにしても差し支えない。但し、構成の簡素化という点においては、実施形態に示した構成が有用である。
Furthermore, in the above-described embodiment, a slide screw that gives translational motion to the
また、前述の実施形態では電動モータとして回転モータを使用したが、前記駆動部材に並進運動を与えることが可能であれば、これに限られるものではなく、例えばリニアモータを使用しても差し支えない。 In the above-described embodiment, the rotary motor is used as the electric motor. However, the present invention is not limited to this as long as the drive member can be translated. For example, a linear motor may be used. .
1…電動把持装置、3…可動部材、4…電動モータ、5…伝達機構、50…送りねじ機構、51…リンク機構、8…爪部材、9…接続アーム、13…ねじ軸、14…駆動部材、19…弾性体リンク、20,21…ばね部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric gripping device, 3 ... Movable member, 4 ... Electric motor, 5 ... Transmission mechanism, 50 ... Feed screw mechanism, 51 ... Link mechanism, 8 ... Claw member, 9 ... Connection arm, 13 ... Screw shaft, 14 ... Drive Member, 19 ... elastic body link, 20, 21 ... spring member
Claims (4)
前記リンク機構は一乃至複数のリンクを含み、前記一乃至複数のリンクは少なくともその一つが弾性体からなり、前記可動爪がワークを把持した際にその反力によって変形して弾性力を蓄積することを特徴とする電動把持装置。 A drive member to which translational motion is given by a motor; a plurality of movable claws that open and close to grip a workpiece; a link mechanism that displaces each movable claw in conjunction with displacement of the drive member; and when energization of the motor stops A lock mechanism for limiting the displacement of the drive member,
The link mechanism includes one or more links, and at least one of the one or more links is made of an elastic body. When the movable claw grips a workpiece, the link is deformed by the reaction force and accumulates elastic force. An electric gripping device characterized by that.
前記リンク機構は一乃至複数のリンクを含み、前記一乃至複数のリンクは少なくともその一つが弾性部材であり、前記可動部材が対象物を押圧した際にその反力によって変形して弾性力を蓄積することを特徴とする押圧駆動装置。
A drive member that is given translational motion by a motor, a movable member that is guided by a linear guide and presses an object, a link mechanism that displaces the movable member in conjunction with the displacement of the drive member, and energization of the motor A locking mechanism that restricts the displacement of the drive member when stopped,
The link mechanism includes one or more links, and at least one of the one or more links is an elastic member. When the movable member presses an object, the link member is deformed by a reaction force and accumulates an elastic force. A press drive device characterized by:
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