JP6666786B2 - 電動グリッパ装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、三つのハンドを有するロボットハンドが開示されている。これらのハンドは、ワークを挟む一対の爪と、これらの爪を駆動するためのエアシリンダとをそれぞれ備えており、個別に動作可能なものである。
これらの特許文献1や特許文献2に記載の構成を採ることにより、ハンドの交換作業を行うことなく、ワークに適合したハンドを選択して使用することが可能になる。
以下、本発明に係る電動グリッパ装置の一実施の形態を図1〜図7によって詳細に説明する。
図1に示す電動グリッパ装置1は、図1〜図3に示すように、多関節ロボット2のロボットハンドを構成するもので、第1〜第3のハンド3〜5を備えている。この電動グリッパ装置1は、以下に記載する工程、市場でワークの把持に使用するものである。この電動グリッパ装置1を使用可能な工程は、FA組立工程、自動車部品組立工程、半導体部品組立工程、光学機器アライメント自動化工程、食品トッピング工程などである。また、この電動グリッパ装置1は、医療用、創薬市場でも使用可能である。
筐体21は、図1〜図3に示すように、直方体状に形成されている。この実施の形態による筐体21は、図7に示すように、複数の部品を組み合わせて中空の直方体状に形成されている。複数の部品とは、断面コ字状に形成された第1の側板23と、この第1の側板23と協働して角筒を構成する第2の側板24と、この角筒の一方の開口部分を閉塞する第1の蓋体25と、この角筒の他方の開口部に隔壁26を介して取付けられた第2の蓋体27などである。
この筐体21を構成する直方体は、上述したワーク把持・開放方向に延びる四つの側面を有している。これらの側面とは、図5に示すように、上面21aと、底面21bと、左側面21cと、右側面21dである。
第1〜第3のハンド3〜5は、図5に示すように、上述した四つの側面のうち、上面21aを除く他の三つの側面と対応する、底壁33、左側壁34および右側壁35に設けられている。この実施の形態においては、これらの底壁33、左側壁34および右側壁35が本発明でいう「三つの側部」に相当する。
第2および第3のハンド4,5の第1の爪4a,5aと第2の爪4b,5bは、比較的大きいワークWを把持するものであり、第1のスライダ36と第2のスライダ37の互いに離間する端部の近傍に位置付けられている。なお、第1の爪と第2の爪との間隔(第1のスライダ36が第2のスライダ37に最も接近したときの間隔)は、ハンド毎に異なる間隔に設定することができる。また、図示してはいないが、ハンド毎に第1の爪と第2の爪の形状を変えることができる。この構成を採ることにより、形状の異なるワーク(四角、丸等)も把持することが可能になる。
第1および第2の移動部材51,52の右側アーム部51c,52cの先端部は、筐体21の右側壁35に形成された貫通穴57の中に収容される形状に形成されている。この先端部には、第3のハンド5のピン43が接続されている。このピン43は、右側アーム部51c,52cの先端部に、ここを左右方向に貫通する状態で固定されている。
第1の移動部材51と第2の移動部材52とを支持するボールねじ軸53は、図4に示すように、ワーク把持・解放方向(図4においては左右方向)に延びる状態で筐体21内の下部に配置されており、筐体21の第1の蓋体25と隔壁26とにそれぞれ軸受58,59によって回転自在に支持されている。軸受58は、蓋体25と軸受58との間に設けられた波ワッシャ65によって隔壁26に向けて付勢されている。この波ワッシャ65の押圧力が軸受58に加えられることにより、この押圧力が軸受58からボールねじ軸53を介して軸受59に伝達され、軸受59が隔壁26に押し付けられる。このため、ボールねじ軸53と軸受58,59は、ワーク把持・解放方向においてガタが無い状態で筐体21に支持されている。この実施の形態においては、このボールねじ軸53が本発明でいう「駆動軸」に相当する。
第1のねじ部53aには、第1のボールねじナット54が螺合する状態で支持されている。この第1のボールねじナット54の回転は、第1の移動部材51と、3本のピン43と、第1のスライダ36およびレール38などの部材を介して接続された筐体21によって規制される。
このため、第1の移動部材51と第2の移動部材52は、ボールねじ軸53が例えば正転することにより互いに接近する方向に移動し、ボールねじ軸53が逆転することにより互いに離間する方向に移動する。
このため、モータ61が第1および第2の移動部材51,52の動作を遮ることがない位置に配置されるから、コンパクトな電動グリッパ装置を提供することができる。
このため、この実施の形態によれば、三つのハンドを有する電動グリッパ装置を簡単に実現することができる。
本発明に係る電動グリッパ装置は、図8〜図10に示すように構成することができる。これらの図において、図1〜図7によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図8に示す電動グリッパ装置71は、第1の実施の形態で示した電動グリッパ装置1の筐体21に第4のハンド72を追加したものである。
上述した三つのフィンガブロック75は、ワーク把持・解放方向から見て、支持部材73の軸線を中心として放射状に並んでおり、この軸線に対して接離する方向に移動自在である。
したがって、この実施の形態によれば一つの駆動装置22で四つのハンドを駆動できる電動グリッパ装置を提供できる。
なお、この実施の形態においては、3個のフィンガブロック75を使用する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、カム部材81に設けられているカム溝83の条数を変えることにより、フィンガブロック75の個数を2個あるいは4個などに変えることができる。
電動グリッパ装置は、図11〜図15に示すように構成することができる。これらの図において、図1〜図10によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
この参考例による電動グリッパ装置101は、図1〜図10によって説明した電動グリッパ装置1,71とは駆動装置102の構成が異なるだけで、その他の構成は同等のものである。
また、駆動軸106の回転は、第1の従動軸103とカム部材81とピン84とによってワーク把持・解放方向への平行移動に変換されて第1のハンド3の三つのフィンガブロック75に伝達される。このため、この参考例によれば、3個のハンド(第1〜第3のハンド3〜5)が同時に駆動される電動グリッパ装置101を第1の実施の形態を採る場合と較べて安価に提供することができる。安価である理由は、1本の駆動軸106の回転を往復運動に変換して第1〜第3のハンド3〜5に伝達するにあたって、単純な部品である軸(第1〜第3の従動軸103,114,115)、傘歯車(駆動側傘歯車123、従動側傘歯車121,122)、カム部材(カム部材81,112)およびピン(ピン84,43)などが用いられており、これらの部材はボールねじ機構と較べると低価格だからである。
Claims (2)
- ロボットのツール取付座に取付けられる筐体と、
ワークを挟んで把持するための第1の爪を有し、前記筐体の外面にワーク把持・解放方向へ往復移動自在に支持された第1のスライダと、
前記第1の爪と協働してワークを挟む第2の爪を有し、前記筐体の外面であって前記第1のスライダとは隣り合う位置に前記ワーク把持・解放方向へ往復移動自在に支持されて前記第1のスライダと協働してハンドを構成する第2のスライダと、
前記第1および第2のスライダを互いに逆方向へ駆動する駆動装置とを備え、
前記駆動装置は、
前記ワーク把持・解放方向に延びる状態で前記筐体に回転自在に支持された駆動軸と、
軸線が前記ワーク把持・解放方向を指向するように構成されて前記駆動軸を駆動するモータと、
前記駆動軸の回転を前記ワーク把持・解放方向への平行移動に変換して前記第1のスライダと前記第2のスライダとに伝達するスライダ用伝動機構とを有し、
前記ハンドは、前記駆動軸の軸線方向から見て前記駆動軸と隣り合う複数の位置にそれぞれ設けられ、
前記駆動軸は、ボールねじ軸によって構成され、かつボールねじ軸用伝動機構を介して前記モータに接続され、
前記モータは、前記筐体における前記ツール取付座に取付けられる取付部と、前記ボールねじ軸との間に配置され、
前記ボールねじ軸は、ねじの方向が互いに逆になる第1のねじ部と第2のねじ部とを有し、
前記スライダ用伝動機構は、
前記第1のねじ部に螺合した第1のボールねじナットと、
前記第2のねじ部に螺合した第2のボールねじナットと、
前記第1のボールねじナットと全ての前記第1のスライダとを接続する第1の移動部材と、
前記第2のボールねじナットと全ての前記第2のスライダとを接続する第2の移動部材とを有し、
前記筐体は、前記ワーク把持・解放方向に延びる四つの側面を有する直方体状に形成され、
前記筐体における前記ツール取付座に取付けられる取付部は、前記四つの側面のうちの一つの側面を有する前記筐体の一側部に設けられ、
前記第1および第2のスライダは、前記四つの側面のうちの他の三つの側面と対応する三つの側部にそれぞれ設けられ、
前記第1の移動部材は、前記筐体内に設けられ、前記筐体を貫通するピンを介して全ての前記第1のスライダに接続され、
前記第2の移動部材は、前記筐体内に設けられ、前記筐体を貫通するピンを介して全ての前記第2のスライダに接続されていることを特徴とする電動グリッパ装置。 - 請求項1記載の電動グリッパ装置において、
アルキメデスのうず巻線に沿う形状の複数のカム溝が同芯状に形成され、前記筐体における前記ワーク把持・解放方向の一端側に位置する側部に、ワーク把持・解放方向を軸線方向として回転自在に支持されたカム部材と、
前記カム溝に移動自在に挿入されたカムフォロアを有し、前記筐体に前記カム部材の軸線に対して接離する方向へ移動自在に支持された複数の爪部材と、
前記駆動装置から動力を前記カム部材に伝達するカム部材用伝動機構とを備えたことを特徴とする電動グリッパ装置。
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