JPH01121139A

JPH01121139A - ロボットの搬送チャック部自動着脱装置

Info

Publication number: JPH01121139A
Application number: JP27650587A
Authority: JP
Inventors: Hisatomo Ueda; 植田　寿友
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-05-12
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0645091B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は工場等に装備される、部品の挿入・組立を行う
ロボットの搬送チャック部自動着脱装置に関するもので
ある。

（ロ）従来技術従来から部品の挿入・組立用ロボットの搬送チャック部
着脱装置のような技術は公知とされていたのである。

例えば、第１３図の如くである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点すなわち第１３図に示す如〈従来技術は、搬送チャック
部Ａの上端に直接、アームの先端の縦軸１へ装着する嵌
着部２を設け、該嵌着部２内に縦軸１を挿入してボルト
３・３で締結することにより、搬送チャック部Ａをアー
ム先端に装着する構成としていたのである。

しかし上記の如〈従来技術においては、以下の如く問題
点が生じていたのである。

第１に、搬送チャック部Ａの着脱作業は、ボルト３・３
の締結等、直接人の手を要するものであった為に、着脱
場所まで行く時間を要すると共に、着脱作業も手間や時
間を要していた。

第２に、搬送チャック部Ａの着脱作業は、人が直接アー
ム先端付近まで行って行なう必要がある為に、作業に伴
う危険性も有していた。

第３に、以上の結果から、特にロボットを多数設置した
大工場等においては、搬送チャック部Ａの着脱作業の行
程や時間を自動的に管理したり、−度に数多くの着脱作
業をすることは出来なかったのである。

本発明は該従来の不具合いを解消すべく構成したもので
ある。

（ニ）問題を解決するための手段本発明の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成す
る為の構成を説明すると。

アーム８先端に脱着チャック部を介して搬送チャック部
Ａを着脱可能とした構成において、脱着チャック部を構
成する上部チャックＣを、アーム８先端の縦軸１への装
着部２０ａと、外周面２０Ｃに複数のボール係止面２０
ｄを設けた凸体２０によって構成し、脱着チャック部を
構成する下部チャックＤを、中央下端にワーク部Ａの装
着軸２２ａを設け、内周斜面２２ｃ内に複数のボール２
５・・を支持し、さらに外歯２６ａを有するピニオン環
体２６を外周面に支持した凹体２２によって構成し、下
部チャックＤのビニオン環体２６を回動させることによ
りボール２５・・を移動させて、下部チャックＤを上部
チャックＣに係止する構成としたものである。

（ホ）実施例本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添付の図
面に示した実施例の構成を説明すると。

第１図は水平多関節系ロボットの全体側面図、第２図は
同じく平面図、第３図は本発明における搬送チャック部
自動着脱装置の全体正面図、第４図は同じく側面図、第
５図は着脱作業を示した平面図、第６図は搬送チャック
部自動着脱装置の要部を示した平面図、第７図は第６図
のＸ−Ｘ線断面図、第８図・第９図はボールの移動と係
止状態を示した平面断面図、第１０図は空気取出部と空
気取入部の接合状態を示した側面断面図、第１１図は下
部チャックの環体の回動範囲を示した平面断面図、第１
２図は離脱後における搬送チャック部自動着脱装置正面
断面図、第１３図は従来技術における搬送チャック部の
着脱状態を示した側面図である。

本発明の搬送チャック部自動着脱装置は、第１図及び第
２図に示す如く、Ｆ−Ａオートメーション等によって代
表される工場のロボット、特にアーム先端に各種の搬送
チャック部Ａ・・を装着して、対象物となる各種小型部
品の挿入・組立作業を行う水平多関節系の産業用ロボッ
ト等に装備されるものである。

このような挿入組立用ロボットＢは本体４の上端に複数
の縦軸５・６ごとにアーム７・８を枢着し、該アーム８
の先端から下方に向けて縦軸１を装備した構成としであ
る。縦軸５・６はモーター１０・９により駆動している
。１１・１２は圧縮空気用パイプである。

そして縦軸１に各種の作業に適合したアタッチメントと
して構成される搬送チャック部Ａを装着し、本体４内か
ら送り込む圧縮空気によってアーム７・８や搬送チャッ
ク部Ａを回動・作動する構成としである。

本発明の搬送チャック部Ａを支持する脱着チャック部、
大きく分けると、第３図〜第１２図に示す如く、上部チ
ャックＣと下部チャックＤ、及びチャック着脱ステーシ
ョンＥによって構成される。

脱着チャック部を構成する上部チャックＣは、常時縦軸
１に装着しておくもので、下面２０ｂを平面形状にした
逆円錐形状の凸体２０からなり、該凸体２０の中央部に
は、縦軸１への装着部２０ａを構成しである。

４０は縦軸１への締結ボルトである。凸体２０の外周面
２０ｃは、下面視すると軸心から同一半径の円で構成さ
れ、かつ上部から下部に向かうに従って小円となるよう
な斜面で構成され、該外周面２０ｃには、ボール係止面
２０ｄを等間隔ごとに複数箇所設けた構成としである。

また凸体２０の上部には、圧縮空気を送り込むためのパ
イプ１８の先端が取付体２１と共に埋め込まれ、該パイ
プ１８の先端は凸体２ｏ内の下面２０ｂに抜ける空気孔
２０ｅと連結されている。

脱着チャック部を構成する下部チャックＤは、常時搬送
チャック部Ａ側に装着しておくもので、大きく分けると
凹体２２と、環体２６と、複数のボール２５・・等によ
って構成される。

凹体２２は、中央下端に搬送チャック部Ａの装着軸２２
ａを突出させて構成されている。凹体２２の内周面２２
ｃは、上部チャックＣの凸体２゜の外周面２０ｃとほぼ
同じ形状の曲面で構成されている。

また凹体２２の底面２２ａには、ワーク部Ａに圧縮空気
を取り入れるためのパイプ１７の端部が取付体２３と共
に埋め込まれ、該パイプ１７端部は凹体２２の上部に抜
ける空気孔２２ｇと連結されている。

なお該空気孔２２ｇの廻りである凹体２２の上面は、上
方に高（した台座２２ｆで構成し、台座２２ｆの上面に
ゴムあるいは軟質の樹脂等構成されたＯリング２４を装
着させである。このＯリング２４は、凸体２０を凹体２
２の上面に接合した場合に、台座２２ｆの上面と、上部
チャックＣの凸体２０内の下面２０ｂとの間に生ずる隙
間をなくす為に装備されたものである。

さらに凹体２２の外周面２２ｂは、装着軸２２ａの軸心
から等半径となる曲面で構成され、該外周面２２ｂの上
部から内周斜面２２ｃに向けてボール２５を内在させた
支持孔２２ｄを等間隔ごとに複数箇所設けた構成として
いる。

ピニオン環体２６は、上記凹体２２の外周に位置させて
あり、凹体２２の外周面２２ｂの下部と該ピニオン環体
２６の下部との間に装備されたベアリング２７によって
一体的に構成している。

またピニオン環体２６の外周一端から内方には、係止ピ
ン２８が埋め込まれており、該係止ビン２８の先端は凹
体２２の外周面２２ｂに設けられた幅広の係止溝２２ｅ
内に突出させである。さらにピニオン環体２６の内周面
２６ｂには、ボール溝２６ｃを等間隔ごとに複数箇所設
けて構成している。

このように構成されたピニオン環体２６は、さらに左右
外周面をピニオン２６ａにて構成している。

なお、搬送チャック部Ａは、第３図及び第４図に示す如
く、本体１４の上部には、下部チャックＤの装着軸２２
ａへの装着部１５を設けてあり、さらに締結ボルト１６
・１６を装備している。

本発明の要部である脱着チャック部を装備しない場合に
は、装着部１５を直接に縦軸１に固設可能な形状として
いるのである。

逆に言えば本発明においては、従来縦軸１と搬送チャッ
ク部Ａとの間を直結していたので、脱着の段取りに時間
が掛かっていたのであるが、両者の間に脱着チャック部
を介装することにより、搬送チャック部Ａの取り替え段
取りをシーケンス制御により自動的に行うことが出来た
ものである。

また本体１４の下部には挟持フィンガー１３Ｌ・１３Ｒ
を装備してあり、下部チャックＤから連絡されたパイプ
１７内から圧縮空気を送り込んで、挟持フィンガー１３
Ｌ−１３Ｒを作動する構成としている。

チャック着脱ステーションＥは、第２図・第３図及び第
５図に示す如く、下部チャックＤと上部チャックＣとを
自動的に着脱させるものであり、平行した２本の摺動ラ
ック２９Ｌ・２９Ｒとその摺動装置によって構成されて
いる。摺動ラック２９Ｌ・２９Ｒはそれぞれ向がい合っ
た状態の内歯を構成している。

これら摺動ラック２９Ｌ・２９Ｒの一端は、框支部３１
によってチャック着脱ステーションＥの本体３９Ｌ・３
９Ｒに支持された回動板３ｏの両端部に、それぞれ枢着
させた構成としている。

そして摺動ラック２９Ｒの他端は、シリンダ３４のピス
トン３４ａ先端に装着されている。また摺動ラック２９
Ｌの他端は、長孔を有した摺動板３５に装着され、該摺
動板３５はシリンダ３８のピストン３８ａ先端の支持板
３５にピン３７を介して支持されている。４ｏは支持台
である。

よってシリンダ３４の作動により、２木の摺動ラック２
９Ｌ・２９Ｒを互いに前後摺動させることが出来るので
ある。またシリンダー３８の作動により摺動ラック２９
Ｌを外方向に広げることも出来、下部チャックＤを確実
に挟持、離脱することも出来るようにしである。

（へ）発明の作用上記の如く本発明を構成したことにより、以下の如き作
用を行うことが出来るのである。

脱着チャック部を構成する下部チャックＤと上部ヂャソ
クＣとが離脱した状態においては、第１２図の如くであ
る。

すなわち凹体２２内のボール２５・・は、凹体２２の支
持孔２２ｄ内からピニオン環体２６のボール溝２６ｃ内
までの間を移動することが出来る。このためにボール２
５・・はフリーの状態となり、たとえ凹体２２の内周斜
面２２ｃから内方向に突出しても、容易に外方向に移動
することが出来るのである。なお上部チャックＣは常に
縦軸１に装着させである。

この状態から下部チャックＤを上部チャックＣに装着す
るには、まずチャック着脱ステーションＥによって挟着
されている下部チャックＤの直上部に、ロボットＢのア
ーム８の先端の縦軸１に装着した上部チャックＣを移動
させるのである。

なお、アーム８の先端が着脱ステーションＥの直上部に
移動して停止させるため、前もってこの位置をロボット
Ｂ内の制御回路内で記憶させておく必要がある。

そして、アーム８先端を下降させ、上部チャックＣを下
部チャックＤの凹体内に嵌るようにあてがった後、チャ
ック着脱ステーションＥのシリンダ３４を作動して、第
９図の如く摺動ラック２９Ｌ・２９Ｒを天方向に移動さ
せ、噛合されたピニオン環体２６を回動させるのである
。なお、この回動範囲は第１１図の如く、一定範囲り内
で行われる。

この回動の結果、ピニオン環体２６のホール溝２６ｃま
で位置していたボール２５・・は、第８図・第１１図の
に示すように、ピニオン環体２６の内周面２６ｂまで押
し上げられ、凹体２２の支持孔２２ｄの内周斜面２２ｃ
から一部が突出した状態となる。これによりボール２５
・・の突出した部分は、上部チャックＣのボール係止面
２０ｄに押し付けられるようにして嵌り、下部チャック
Ｄと上部チ中ツクＣとが一体化され脱着チャック部とな
るのである。

これにより、第１０図の如く、上部チャックＣと下部チ
ャックＤとの空気孔２０ｅ・２２ｇも上下に一致し、圧
縮空気の連結も行うことが出来るのである。なお空気洩
れはＯリング２４によって防いでいる。

最後に、シリンダー３８のピストン３８ａをやや手前に
引いて、チャック着脱ステーションＥから下部チャック
Ｄを離し、下部チャックＣごとアーム８先端を上昇させ
て、アーム７・８を指定の作業位置に振り向ければよい
のである。

なお、ワーク部Ａを離脱したり、交換する場合には、上
記とは逆の作動を行えばよいのである。

（ト）発明の効果本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

第１に、搬送チャック部Ａの着脱作業を、従来、人が着
脱場所まで行っていたのを機械によって自動的に行なう
ことが出来たので、着脱時間を短縮することが出来、ま
た着脱の手間を省くことが出来たのである。

第２に、肌着チャック部の着脱作業を自動的乙コ行うこ
とが出来たため、着脱作業に伴う危険性も少なくなった
のである。

第３に、以上の結果から、特にロボットを多数設置した
大工場等においては、搬送チャック部への着脱作業の行
程や時間を自動的に管理することが出来、また、−度に
数多くの着脱作業もすることが出来たのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平多関節系ロボットの全体側面図、第２図は
同じく平面図、第３図は本発明における搬送チャック部
自動着脱装置の全体正面図、第４図は同じく側面図、第
５図は着脱作業を示した平面図、第６図は搬送チャック
部自動着脱装置の要部を示した平面図、第７図は第６図
のＸ−Ｘ線断面図、第８図・第９図はボールの移動と係
止状態を示した平面断面図、第１０図は空気取出部と空
気取入部の接合状態を示した側面断面図、第１１図は下
部チャックの環体の回動範囲を示した平面断面図、第１
２図は離脱後における搬送チャ・ツク部自動着脱装置正
面断面図、第１３図は従来技術における搬送チャック部
の着脱状態を示した側面図である。Ａ・・・搬送チャック部Ｃ・・・上部チャックＤ・・・下部チャックト・・縦軸８・・・アーム２０・・・凸体２０ａ・・・装着軸２０Ｃ・・・外周面２０ｄ・・・ボール係止面２２・・・凹体２２ａ・・・装着軸２２ｃ・・・内周斜面２５・・・・ボール２６・・・ピニオン環体２９・・・摺動ラック

Claims

【特許請求の範囲】

アーム８先端に脱着チャック部を介して搬送チャック部
Ａを着脱可能とした構成において、脱着チャック部を構
成する上部チャックＣを、アーム８先端の縦軸１への装
着部２０ａと、外周面２０ｃに複数のボール係止面２０
ｄを設けた凸体２０によって構成し、脱着チャック部を
構成する下部チャックＤを、中央下端にワーク部Ａの装
着軸２２ａを設け、内周斜面２２ｃ内に複数のボール２
５・・を支持し、さらに外歯２６ａを有するピニオン環
体２６を外周面に支持した凹体２２によって構成し、下
部チャックＤのピニオン環体２６を回動させることによ
りボール２５・・を移動させて、下部チャックＤを上部
チャックＣに係止する構成としたことを特徴とするロボ
ットの搬送チャック部自動着脱装置。