JP7291361B1 - End effector changer and robot device - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成によってエンドエフェクタの交換が可能なエンドエフェクタチェンジャを提供する。【解決手段】エンドエフェクタチェンジャ2は、本体部201の左右側面にそれぞれ配置され、レバー202Aが押し下げられるとクランプ状態に変化し、レバー202Aが押し上げられるとアンクランプ状態に変化するクランプ部と、信号を送受信する配線のコネクタ(メスのコネクタ203B)と、エアを供給するエア連結部203Aと、を備える。【選択図】図2An end effector changer capable of exchanging end effectors with a simple configuration is provided. An end effector changer (2) is arranged on each of left and right side surfaces of a main body (201), and a clamp portion that changes to a clamped state when a lever (202A) is pushed down and changes to an unclamped state when the lever (202A) is pushed up, and a signal and an air connecting portion 203A for supplying air. [Selection drawing] Fig. 2
Description
本発明は、エンドエフェクタチェンジャ及びロボット装置に関する。 The present invention relates to end effector changers and robotic devices.
産業用ロボットのハンドの末端にはエンドエフェクタが取り付けられる。エンドエフェクタには多数の種類がある。エンドエフェクタを交換する場合には、人手に頼って手作業によって交換する必要があった。 An end effector is attached to the end of the hand of the industrial robot. There are many types of end effectors. When replacing the end effector, it was necessary to manually replace it.
この点に関し、ハンドとエンドエフェクタの間に取り付けられ、エンドエフェクタの交換作業を軽減するエンドエフェクタチェンジャが提案されている。 In this regard, an end effector changer has been proposed that is attached between the hand and the end effector to reduce the work of exchanging the end effector.
従来のエンドエフェクタチェンジャには、エンドエフェクタの保管台から供給されるエアの圧力によってクランプピンを変位させ、クランプピンが押圧していたクランプボールを開放することによってクランプを解除するものがある(例えば、特許文献1。)。 Some conventional end effector changers release the clamp by displacing the clamp pin by air pressure supplied from the end effector storage table and releasing the clamp ball pressed by the clamp pin (for example, , Patent Document 1.).
しかしながら、エアを使用すると、エンドエフェクタの保管台にエアの供給路を設けなければならない。従って、エンドエフェクタの種類を増やす場合にはコストがかさむという問題があった。 However, if air is used, an air supply path must be provided in the end effector storage table. Therefore, there is a problem that the cost increases when the types of end effectors are increased.
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成によってエンドエフェクタの交換が可能なエンドエフェクタチェンジャを提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide an end effector changer capable of exchanging end effectors with a simple configuration.
本発明は、別途設けられる台座部の操作部によって、エンドエフェクタチェンジャが下方に変位すると上方に変位され、前記エンドエフェクタチェンジャが上方に変位すると下方に変位されるレバーと、本体部の左右側面にそれぞれ配置され、レバーが押し下げられるとエンドエフェクタをクランプするクランプ状態に変化し、前記レバーが押し上げられるとアンクランプ状態に変化する把持部と、を備えるエンドエフェクタチェンジャを提供する。
The present invention comprises a lever that is displaced upward when an end effector changer is displaced downward and is displaced downward when the end effector changer is displaced upward by an operation portion of a pedestal portion provided separately; To provide an end effector changer comprising holding parts respectively arranged and changing to a clamping state for clamping an end effector when a lever is pushed down and changed to an unclamping state when the lever is pushed up.
本発明によれば、簡単な構成によってエンドエフェクタの交換が可能なエンドエフェクタチェンジャを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an end effector changer capable of exchanging end effectors with a simple configuration.
以下、本発明の一実施形態に係るエンドエフェクタチェンジャ及びロボット装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。 An end effector changer and a robot device according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のエンドエフェクタチェンジャ2を装着するロボット装置1の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a robot device 1 equipped with an
図1に示すように、ロボット装置1は、ロボット装置本体部11と、制御装置13と、ハンド12と、エンドエフェクタチェンジャ2と、を備える。
As shown in FIG. 1 , the robot device 1 includes a robot device
ロボット装置本体部11は、内部にロボット装置1の動作を制御する制御装置13を備える。ロボット装置本体部11はさらに、複数の関節を有するハンド12が設けられる。
The robot device
ハンド12は、先端部にエンドエフェクタチェンジャ2が固定される。
The
エンドエフェクタ3(以下、第1のエンドエフェクタ3Aと第2のエンドエフェクタ3Bとを併せてエンドエフェクタ3という。)は、エンドエフェクタチェンジャ2に着脱可能に取り付けられる。
The end effector 3 (hereinafter, the
ロボット装置1は、ハンド12の先端部に装着されている第1のエンドエフェクタ3Aを、別途設けられる台座部4を使用して外し、別の台座部4に載置される第2のエンドエフェクタ3Bをこの別の台座部4を使用して装着する。
The robot device 1 removes the
図2は、本実施形態のエンドエフェクタチェンジャ2の外観斜視図である。図2に示すように、エンドエフェクタチェンジャ2は、本体部201と、クランプ部202と、連結部203と、センサ部204と、位置決めピン205と、を備える。
FIG. 2 is an external perspective view of the
本体部201は、ハンド12の先端部にボルトなどの締結具を用いて固定される。
The
クランプ部202は、本体部201の両側面である図2正面視手前側の側面と奥側の側面に配置される。
The
クランプ部202は、レバー202Aを本体部201の最も外側であって、本体部201の筐体の外部に備える。レバー202Aの先端部分にはレバーローラ軸部202G及びレバーローラ軸部202Gと同軸にレバーローラ202Hが設けられる。レバーローラ202Hの半径はレバー202Aの先端部の幅よりも大きく、外周部がレバー202Aの先端部よりも一部がはみ出す。また、クランプ部202は、把持部202Bを本体部201の連結部203が配置される面であるエンドエフェクタ3との連結面からエンドエフェクタ3側に突出するように備える。
The
連結部203は、連結面の内側に、エアを供給するエア連結部203Aと、電気信号を送受信する信号線のメスのコネクタ203Bと、を備える。連結部203は、予備のエア連結部用の穴203Cや予備のコネクタ用の穴203Dを備える。
The
エンドエフェクタチェンジャ2は、配線やエアの配管を連結部203の内部から、エンドエフェクタチェンジャ2の内部を通してハンド12に到達させる。従って、配線・配管が中央に設置できるため、ロボットアームの中を通すことができ、絡まりを防げるという効果がある。
The
センサ部204は、本体部201のエンドエフェクタ3との連結面の近傍に配置される。センサ部204は、エンドエフェクタ3がエンドエフェクタチェンジャ2に接続されていないときに周囲の障害物の有無などを検知し、制御装置13に送信する。
The
図3は、クランプ状態のクランプ部202の構成を示す図である。図4は、アンクランプ状態のクランプ部202の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
図3に示すように、クランプ部202は、本体部201に回動可能に取り付けられるレバー202Aと、レバー202Aの回動に従って連れ周りする第1連結部202Cと、第1連結部202Cに回動可能に一端が取り付けられる連結アーム202Dと、連結アーム202Dの他端に回動可能に取り付けられる把持部202Bと、を備える。
As shown in FIG. 3, the
レバー202Aは、第1の回動中心C1を中心に回動する。
The
把持部202Bは、第1の回動中心とは異なる第2の回動中心C2を中心に回動する。把持部202Bは、先端にエンドエフェクタ3が備える被クランプ部37(図6参照。)を把持するクランプローラ202Jを備える。クランプローラ202Jは把持部202Bの先端部に設けられるクランプローラ軸部202Eに同軸に設置される。クランプローラ軸部202Eには左右に2つずつのクランプローラ202Jが設けられる。クランプローラ202Jの半径はクランプローラ軸部202Eが設置される把持部202Bの先端部の幅よりも大きく、外周部が把持部202Bの先端部よりも一部がはみ出す。把持部202Bはクランプローラ202Jを被クランプ部37に接触させ、被クランプ部37を押圧することによりエンドエフェクタ3を把持する。
The
ここで、クランプ部202の操作について説明する。図3を参照し、レバー202Aが矢印X3に示す上方に引き上げられると、第1の回動中心C1を回動中心とするレバー202Aの回動に従動して第1連結部202Cが図3正面視時計回りに回動する。第1連結部202Cが回動すると、連結アーム202Dが図3正面視右方向に引かれるように変位する。連結アーム202Dが変位すると、把持部202Bは第2の回動中心を回動中心として、矢印X4に示す図3正面視時計回りに回動し、クランプ状態から図4に示すアンクランプ状態に変わる。
Here, the operation of the
図4に示すアンクランプ状態において、レバー202Aを矢印X5に示す図4正面視下側に回動させると、上述した動作と逆の動作によってクランプローラ軸部202Eが矢印X6に示す図4正面視下方に変位し、アンクランプ状態から図3に示すクランプ状態に変わる。
In the unclamped state shown in FIG. 4, when the
図5は、エンドエフェクタ3の連結受部31を連結面から見た図である。図5に示すように、連結受部31は、連結部203の各部材に対応する位置に、それぞれエア連結部203Aが連結するエア連結受部32と、メスのコネクタ203Bが連結するオスのコネクタ33と、位置決めピン205が挿入される位置決めピン孔34と、を備える。
FIG. 5 is a view of the
連結受部31はさらに、左右端部に一対のフランジ部31Aと、把持部202Bのクランプローラ202Jが挿入されるだるま孔35を、クランプローラ202Jに対応する位置に備える。
The
図6は、エンドエフェクタ3の連結受部31を側面から見た図である。図6において、エンドエフェクタ3の本体は図示を省略してある。図6に示すように、連結受部31はエンドエフェクタチェンジャ2との連結面に対向する面に、クランプローラ202Jがクランプ状態においてクランプする被クランプ部37と、エンドエフェクタ3の本体を装着するスリーブ36を備える。
6 is a side view of the
図7は、台座部4の外観斜視図である。図8は、台座部4の図7のAA線端面図である。図7及び図8に示すように、台座部4は、スリーブ36の横幅に対応する間隔をあけて、スリーブ36の延伸方向に平行な面を有するガイド壁41と、ガイド壁41に面一に設けられる操作部42と、台座部4を固定する固定部40と、エンドエフェクタ3を載置する載置部45(載置部45A、載置部45B)と、を備える。
7 is an external perspective view of the
ガイド壁41は、ガイド壁41に鉛直方向に設けられるガイド溝44と、ガイド溝44に連通し、略水平方向に延びる案内溝43と、を備える。
The
ここで、台座部4を使用したエンドエフェクタ3の着脱方法について、図1、図7、及び図8を参照しながら説明する。
Here, a method for attaching and detaching the
エンドエフェクタ3がエンドエフェクタチェンジャ2に装着された状態において、ロボット装置1は図1に示す矢印X1方向にエンドエフェクタ3を変位させる。
With the
この際、連結受部31のフランジ部31Aはガイド溝44に案内される。エンドエフェクタチェンジャ2のレバー202Aは、操作部42によってレバーローラ202Hが押されて上方に変位される。従って、クランプ部202はアンクランプ状態になり、ロボット装置1がハンド12を水平方向に引き抜くと、第1のエンドエフェクタ3Aはエンドエフェクタチェンジャ2から離脱して、載置部45に残る。
At this time, the
エンドエフェクタチェンジャ2のレバー202Aは、アンクランプ状態においては図4に示すように略水平である。この状態において、ロボット装置1はハンド12を図1に示す矢印X2の方向に変位させる。具体的には、ロボット装置1はレバーローラ202Hを案内溝43に沿って移動させるようにエンドエフェクタチェンジャ2を変位させ、載置部45に載置されている第2のエンドエフェクタ3Bにエンドエフェクタチェンジャ2を連結させる。その後、ロボット装置1はエンドエフェクタチェンジャ2を上方に変位させる。エンドエフェクタ3は位置決めピン205が挿入されているため、クランプ部202が完全にクランプ状態になっていなくても上方に持ち上げられる。この際、エンドエフェクタチェンジャ2のレバー202Aは、レバーローラ202Hが操作部42によって押されることにより下方に変位される。従って、クランプ部202はクランプ状態になり、ロボット装置1がハンド12をそのまま上方に引き抜くと、第2のエンドエフェクタ3Bはエンドエフェクタチェンジャ2に装着された状態になる。
The
図9は、図2に示すエア連結部203AのBB線断面図である。図9(A)は、エンドエフェクタ3の連結前の状態を示す図、図9(B)はエンドエフェクタ3の連結後の状態を示す図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
図9(A)に示すように、エア連結部203Aは、エンドエフェクタチェンジャ2からエンドエフェクタ3側に突出し、この突出した部分にゴムなどの弾性体によって形成されるOリング902と、Oリング902を位置決めするカシメ部901と、を備える。カシメ部901は、中央部に配置され、エア供給部903を挿通する開口部を有し、この開口部はエンドエフェクタチェンジャ2側からエンドエフェクタ3側に向かって次第に広がるテーパ形状をなす。
As shown in FIG. 9A, the
エンドエフェクタチェンジャ2にエンドエフェクタ3が装着される際には、エア供給部903は矢印X7に示す挿入方向に変位する。この時、エア供給部903はカシメ部901のテーパ部分によって開口部に挿入されるように案内される。
When the
図9(B)に示すように、エア供給部903がエア連結部203Aに挿入されると、Oリング902は弾性変形してエアの漏れを防止する。
As shown in FIG. 9B, when the
本実施形態のエンドエフェクタチェンジャ2は、エア連結部203Aが突出部分にOリング902と、テーパ形状のカシメ部901と、を備える。従って、エア配管はエンドエフェクタ3をエンドエフェクタチェンジャ2に装着するだけにより、エア供給部903がエア連結部203Aに接続され、接続が完了する。また、エア配管はエンドエフェクタ3をエンドエフェクタチェンジャ2から外すだけにより、エア供給部903がエア連結部203Aから抜かれ、脱着が完了する。
The
よって、本実施形態のエンドエフェクタチェンジャ2は、エア配管の着脱が容易であるという効果がある。
Therefore, the
図10は、ロボット装置1の構成を示すブロック図である。図10に示すように、ロボット装置1は、制御装置13を備える。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the robot device 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 10 , the robot device 1 has a
制御装置13は、CPU(central processing unit)などの演算装置を備える制御部13Aと、メモリなどの記憶装置を備える記憶部13Bと、タッチパネル、キーボード、ディスプレイなどの入出力装置を備える入出力部13Cと、ハンド12を駆動させるモータなどの駆動装置を備える駆動部13Dと、通信装置を備える通信部13Eと、を備える。
The
エンドエフェクタ3からの配線や配管は、エンドエフェクタチェンジャ2の内部、ハンド12の内部を通って、ロボット装置1のロボット装置本体部11及び制御装置13に接続される。
Wiring and piping from the
ロボット装置1は、記憶部13Bによって入出力部13Cから入力されたティーチングの内容を記憶し、制御部13Aは記憶部13Bからティーチングの内容を順次読みだして実行することにより駆動部13Dを介してハンド12を操作する。
The robot device 1 stores the content of teaching input from the input/
以上述べたように、本実施形態のエンドエフェクタチェンジャ2は、本体部201の左右側面にそれぞれ配置され、レバー202Aが押し下げられるとクランプ状態に変化し、レバー202Aが押し上げられるとアンクランプ状態に変化するクランプ部と、信号を送受信する配線のコネクタ(メスのコネクタ203B)と、エアを供給するエア連結部203Aと、を備える。
As described above, the
従って、本実施形態によれば、簡単な構成によってエンドエフェクタ3の交換が可能なエンドエフェクタチェンジャ2を提供することができるという効果がある。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the
1 ロボット装置
2 エンドエフェクタチェンジャ
3 エンドエフェクタ
3A 第1のエンドエフェクタ
3B 第2のエンドエフェクタ
4 台座部
11 ロボット装置本体部
12 ハンド
13 制御装置
13A 制御部
13B 記憶部
13C 入出力部
13D 駆動部
13E 通信部
31 連結受部
31A フランジ部
32 エア連結受部
33 オスのコネクタ
34 位置決めピン孔
35 だるま孔
36 スリーブ
37 被クランプ部
40 固定部
41 ガイド壁
42 操作部
43 案内溝
44 ガイド溝
45 載置部
201 本体部
202 クランプ部
202A レバー
202B 把持部
202C 第1連結部
202D 連結アーム
202E クランプローラ軸部
202G レバーローラ軸部
202H レバーローラ
202J クランプローラ
203 連結部
203A エア連結部
203B メスのコネクタ
203C 予備のエア連結部用の穴
203D 予備のコネクタ用の穴
204 センサ部
205 位置決めピン
901 カシメ部
902 Oリング
903 エア供給部
1
Claims (5)
本体部の左右側面にそれぞれ配置され、前記レバーが押し下げられるとエンドエフェクタをクランプするクランプ状態に変化し、前記レバーが押し上げられるとアンクランプ状態に変化する把持部と、
を備えるエンドエフェクタチェンジャ。 a lever that is displaced upward when the end effector changer is displaced downward and is displaced downward when the end effector changer is displaced upward by an operating portion of a separately provided pedestal;
gripping portions arranged on left and right side surfaces of the main body, respectively, which change to a clamped state for clamping the end effector when the lever is pushed down, and change to an unclamped state when the lever is pushed up;
an end effector changer comprising:
信号を送受信する配線のコネクタと、
エアを供給するエア連結部と、
をさらに備える請求項1に記載のエンドエフェクタチェンジャ。 The main body is
a wiring connector for transmitting and receiving signals;
an air connection for supplying air;
The end effector changer of claim 1, further comprising:
前記本体部の前記エンドエフェクタが連結する連結面の内部に配置される請求項2に記載のエンドエフェクタチェンジャ。 The connector and the air connection part are
3. The end effector changer according to claim 2, wherein the end effector changer is arranged inside a connecting surface to which the end effector of the main body is connected.
Oリングと、
前記エンドエフェクタの側に向かって次第に広がるテーパ形状をなす開口部を有し、前記Oリングを位置決めするカシメ部と、
を備える請求項3に記載のエンドエフェクタチェンジャ。 The air connecting portion is
an O-ring;
a crimping portion having a tapered opening that gradually widens toward the end effector and positioning the O-ring;
The end effector changer of claim 3, comprising:
A robot device in which the end effector changer according to any one of claims 1 to 4 is mounted between the tip of a hand and the end effector.
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