JPH01246038A - 把持装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、移送体に取付けられ、ワークを把持してその
ワークを工作機械のチャックに受は渡すに好適する把持
装置に関する。

（従来の技術） 例えばロボット等の作業軸に設けられた把持装置にワー
クを把持させて、このワークを旋盤等の工作機械のチャ
ックまで移動して、チャックに把持させて受は渡すとい
うように、ワークを工作機械へ自動的に供給する作業が
近年増えてきている。この場合、把持装置に把持された
ワークの軸線とチャックの軸線とがずれていることは往
々にしてあり、互いに心ずれのあるままワークをチャッ
クに把持させた時に、把持装置及びチャックが互いに相
手側の軸線を自身の軸線に一致させようとするため、把
持装置側及びチャック側に過大な力が作用して破損する
虞れがあ７てその寿命が短くなる問題があった。

かかる問題点を解決するために、第６図及び第７図に示
すように、通称ＣＣジヨイントと呼ばれるコレブライア
ンス装置１を介して把持部２を移送体たるロボットの作
業軸３に取付ける構成としたものが供されている。

このコンプライアンス装置１は把持部２が取付けられる
ｉｌｌ動盤４と作業軸３に取付けられる基部５の固定ｆ
ｉ６とがシール７を介して間隔を存して而に・１向して
いる構成であり、可動盤４の中心部にはテーパー・部を
有するセンタガイド８が固着され、固定盤６にはこのセ
ンタガイド８が移動自在に貫通するガイドホール９が設
けられている。そして、１１部５内のシリンダ１０内に
はポンプから送られてくる圧力油１１及びばね１２によ
り可動盤４方向パ・、付勢されたピストン１３が設けら
れ、さらに、このピストン１３には固定盤６を貫通する
複数個のビン１４（１個のみ図示）が固定されている。

このように構成された把持装置は、通常の状も（第６図
参照）では、ばね１２と圧力油１１の面圧とによりピス
トン１３を押圧して、ビ〉・工４の先端をｉ＋Ｊ動盤４
の凹部４ａに押し付けているとともに、センタガイド８
をガイドホール９に密着固定状態に嵌合させており、以
て、可動盤４と固定盤６との間隔が最大となる状態に把
持部２を作業軸３に固定している。そして、ワーク１５
を旋盤１６のチャック１７に取付けるには、まず第６図
に示すように、把［！ｉ部２のフィンガ２ａによりワー
クＩ５を略水平状、聾に把持してチャック１７まで移送
した後、ワーク１５をチャック１７の定面１７ａに押し
付けるようにして、把持部２に作業軸３）Ｊ向即ち水平
方向への力Ｆを生じさせるようにする。このとき、力Ｆ
により、ビン１４が可動盤４に押圧されてピストン１３
が油圧及びばね力に抗しで作業軸３方向に移動し、これ
により可動［４、：、固定盤６との間隔が小さくなって
センタガイド８とガイドホール９との間に隙間ができる
ようになる。従って、このセンタガイド８とガイド′、
ｔニー・）！９との間の隙間分だけ可動盤４は固定盤６
に対して平行移動及び回動が可能となり、たとえチャッ
ク１７とワーク１５との心ずれがあるままでチャック１
７にワーク１５を把持させても、第７図に示すように、
可動盤４が移動してずれを吸収することにより、過大な
力が作用することを防１１゛できるものである。しかる
後、把持部２のワーク１５の把持を解除してワーク１５
より離れれば、再びピストン１３によりセンタガイド８
が元の位置に復帰する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来構成のものでは、コープ“レイ
アンス装置１に水平方向の力Ｆを加えるためには、図の
ように、作業軸３．コンプライアンス装置１６把持部２
及びワーク１５が水平に一列にｊｌｌんだ状態に配置さ
れる構成としなければならないので、可動盤４を含む把
持部２とワーク１５とを１）せた１ｍが、下向きの回動
モーメントとしくコンプライアンス装置１に作用する。

従って、ワ一り１５を移送する時に、把持部２のふら〜
つきを防市すべく、可動盤４を固定状態に保持するため
には、ピストン１３の再動盤４方向への大きな加圧力が
必要であり、それ故に特にビン１４及びセンタガイド８
部分の強度が必要となるので、これらを含めた全体の大
形化が避けられないという問題かあった。

又１、単にワーク１５をチャック１７に挿入する動作だ
けでなく、挿入した後にピストン１３の押圧力に抗しご
可動盤４を固定盤６側に移動させる力Ｆを１．　ｅさせ
るために、ワーク１５をチャック１７の定面１７ａに押
圧する動作を行なわなければならないので、ロボットの
行う動作が増えて、作業時間が長くなる問題点もあった
。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、ワークをチャックとの間で受は渡しする時に、チャッ
クとの心ずれを吸収して過大な力が作用することのない
ようになし得るとともに、そのためのコンプライアンス
装置において、把持部のふらつき防止のための加圧力を
小さくなし得て装置の人形化を招くことがなく、又、作
業時間を′Ｋｕ＜シ得る把持装置を提供するにある。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 本発明の把持装置は、ワークをその軸線が略水平となる
よ・うに把持する把持部を、ワークの移送のために移動
する移送体にコンプライアンス装置を介して取付けて成
るものにおいて、前記コンプライアンス装置を、前記移
送体に前記ワークの軸線に直交する水平な軸線を中心に
上下方向に回動可能に取付けられたベースと、このベー
スに支持され前記把持部を取付けた取付部と、この取付
部を前記ベースに対しワークの軸線に直交する面内で移
動可能にする面移動機構及びワークの軸線方向に移動可
能にする直線移動機構並びに鉛直軸線を中心に回動ｉ’
ｉＪ能にする回動機構と、前記ベースに設けられ前記把
持部に押圧部を接離させて取付部の自由な変位を拘束し
及びその拘束を解除する自由変位防止機構とから構成し
たところに特徴を有する。

（作用） 上記手段によれば、自由変位防止機構を働かせて把ｔ！
ｊ部から押圧部を離すことにより、ワークを把持する把
持部が取付けられた取付部は、各機構に基づく自由な変
位が可能となる。従って、工作機械等のチャックへのワ
ークの受は渡し時に、ワークとチャックとの心ずれを各
機構に吸収させることができる。

又、このような取付部の変位を可能とする各機構を働か
せるために外力を加える必要はない。従って、ワークを
含めた把持部と取付部とを合わせた重心をコンプライア
ンス装置の鉛直下方に位置させることによりコンプライ
アンス装置に回動モーメントが作用しないように、把持
部及び取付部を配置する構成とすることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例につき第１図乃至第５図を参照し
て説明する。

まず、全体構成を示した第１図乃至第４図において、２
１は移送体としてのロボットの作業軸であり、これはこ
の場合下向きに指向しており、その下端部に取付板２２
が略水平に固着されている。

２３はコンプライアンス装置であり、これは、詳細は後
述するが、ベース２４．取付部２５等からなり、このう
ちベース２４の上面後部に水平に配置された枢軸２６を
介して前記取付板２２に取付けられるとともに、２個の
支え金具２７．２７がこの取付板２２の下面とベース２
４の上面との間に若干の隙間Ｓ、を有して取付板２２の
上面を押さえるようにベース２４の上面部に固着される
。

以て、コンプライアンス装置２３は、その隙間Ｓ１分だ
けの上下方向（図面中矢印Ａ方向）への回動が可能に作
業軸２１に取付けられている。２８は前記取付部２５に
後述の如く取付けられる把持部であり、これは、矩形体
状の基部２９と、この基部２９の左右両側に下向に延び
るように設けられた２本のフィンガ３０．３０と、これ
らフィンガ３０．３０の下端に内側向きに設けられた爪
部３１．３１とから構成されている。そして、この把持
部２８は、基部２９内に設けられた開閉機構（図示せず
）によりフィンガ３０．３０を開閉して、爪部３１．３
１間にワーク３２をその前後方向の軸線３２ｇが略水平
となるように把持するようになっている。

さて、前記コンプライアンス装置２３について、以下第
５図をも参照して説明する。

ベース２４は、前面と底面とが開放しているフレーム状
をなす外枠部３３と、この外枠部３３の後面側に突出し
て固定された縦断側面がコ字状をなす突出部３４とから
なり、前述のように作業軸２１に取付けられている。３
５は内枠であり、これは縦断側面が逆り字状をなすよう
に上板３５ａ及び背板３５ｂが一体に形成されたもので
、これらが夫々前記外枠部３３の上面枠３３ａ及び背面
枠３３ｂに若干の隙間を有して面対向するように外枠部
３３内に配置され、４箇所にて外枠部３３に取付けられ
て次のように面移動機構３６を構成する。即ち、第１図
及び第５図に示すように、基端部が鍔部３７ａとなって
いるシャフト３７が、背板３５ｂと外枠部３３の背面枠
３３ｂとをｍ通し、その先端部が背面枠３３ｂにナツト
３８にて固定されている。そして、背面枠３３ｂと背板
３５ｂとの間及び背板３５ｂとシャフト３７の鍔部３７
ａとの間に夫々スラストベアリング３９．３９が介装さ
れているとともに、シャフト３７のうち背板３５ｂを貫
通している部分がスラストベアリング３９の内径及び背
板３５ｂの孔部３５Ｃの径よりも径小に形成された径小
部３７ｂとなっていて、背板３５ｂの孔部３５Ｃとシャ
フト３７の径小部３７ｂとの間の隙間８２分だけ背板３
５ｂが背面枠３３ｂに対して移動可能となっている。

以て、面移動機構３６は内枠３５が外枠部３３に対して
この外枠部３３の背面枠３３ｂと平行な面に沿って平行
移動可能としている。

前記取付部２５は、前記内枠３５の上板３５ａの下面側
に配置される板部２５ａとこの板部２５ａからｉＪ方に
突出するシャフト部２５ｂとが一体的に形成されたもの
であり、このうち板部２５ａが前記ベース２４に次のよ
うに取付けられて直線移動機構４０を（１４成する。即
ち、板部２５ａはそのＬ而と内枠部３５の上板３５ａの
下面との間に介装されたリニアガイド４１により前後方
向（図中矢印Ｂ及びＣ方向）に移動可能に取付けられる
とともに、内枠３５及び外枠部３３を貫通してこの板部
２５ａの後端面とベース２４の突出部３４の内面との間
に設けられた圧縮コイルばね４２によって前方（矢印Ｂ
方向）に付勢されており、常には上板３５ａの前端部に
設けられたスｉ・ツバ部３５ｄに当接する位置にある。

以て、直線移動機構４０は取（＝１部２５をベース２４
に対して前後方向への平行移動を可能としている。

又、取付部２５のシャフト部２５ｂには前記把持部２８
が次のように取付けられて回動機構４３を構成する。即
ち、シャフト部２５ｂの外周には、軸受４４を介して円
筒容器状の取付部材４５がシャフト部２５ｂの軸線を中
心として第３図中矢印Ｄ７Ｊ向に回動可能に取付けられ
ている。そして、この取付部材４５の下面に前記把持部
２８の基部２９の上面が固着される。以て、回動機構４
３はＩＦ５１９部２８をベース２５に対して鉛直軸線を
中心にして回動可能としている。

そして、４６は自由変位防止機構であり、これは、ベー
ス２４の突出部３４の後面に固着されたエアシリンダ４
７とこのエアシリンダ４７のロッド４７ａの先端部に取
付けられた押圧部としての２本の位置決めビン４８とか
らなる。この位置決めビン４８は、外枠部３３の背面枠
３３ｂに設けられた孔３３ｃ及び内枠３５の背板３５ｂ
に設けられた孔３５ｅを貫通している。この位置決めビ
ン４８の後半部は、前記孔３３ｃ及び３５ｅの内径と路
間−の寸法の外径を有する径大部４８ａとなっＣおり、
前半部はそれより径小な径小部４８ｂとなっている。そ
して、位置決めビン４８は、エアシリンダ４７より矢印
Ｂ方向に移動されると、先端が把持部２８の基部２９に
当接するとともに径大部４８ａが孔３３ｃ及び３５ｅを
隙間なく塞ぐ拘束位置（第１図参照）に至り、エアシリ
ンダ４７により矢印Ｃ方向に移動されると、先端部が把
持部２８から離れるとともに、径小部４８ｂが孔３５ｅ
内に位置してその間に隙間Ｓ３を生じさせる解除位置（
第４図参照）に至るようになっている。以°Ｃ１自由変
位防止機構４６は、位置決めビン４８を拘束位置に位置
させてベース２４に対する取付部２５及び把持部２８の
自由な変位を拘束し、てその位置を固定させ、又、位置
決めビン４日を解除位置に位置させて、ベース２４に対
する取付部２５及び把持部２８の前記面移動機構３６゜
直線移動機構４０及び回動機構４３による変位を可能と
する。

次に、上記構成の作用につき説明する。まず、作業軸２
１が動作して、図示しないパレットに収納されているワ
ーク３２を、その軸線３２ａが水平となるように把持部
２８の爪部３１，３１間に把持する。この時、位置決め
ビン４８は拘束位置に位置されている。ワーク３２の把
持後、作業軸２１が動作してワーク３２を例えば旋盤等
の工作機４９のチャック５０の前まで搬送し、且つワー
ク３２を水平状態に保ったまま水平に移動させてチャッ
ク５０内に挿入する。これまでは、位置決めビン４８は
拘束位置にあって、把持部２８（ワーク３２）がふらつ
かないようにしている。そして、ワーク３２をチャック
５０内に挿入した後、第４図に示すように、エアシリン
ダ４７により位置決めビン４８を後退させて解除位置に
位置させる。そして、ワーク３２を把持したままの状態
で、このワーク３２をチャック５０により把持し、その
後、把持部２８による把持を解く。これにより、把持部
２８からチャック５０への受は渡しが完了し、位置決め
ピン４８を再び拘束位置に位置させて、次のワークを搬
送するための動作に移行する。

而して、ワーク３２のチャック５０への挿入時にワーク
３２とチャック５０の心ずれがあったとしても、チャッ
ク５０によるワーク３２の把持時には、コンプライアン
ス装置２３によってワーク３２のチャック５０に対して
の変位が可能となっており、心ずれが吸収される。即ち
、ワーク３２のチャック５０の定面５０ａに対してのそ
の面に沿ったノｊ向への心ずれは、面移動機構３６によ
り、ベース２４の外枠部３３に対して内枠３５と一体的
に把持部２８が移動することにより吸収される。

又、ワーク３２の軸線３２ａがチャック５０の軸線に対
し傾いている場合の心ずれは、回動機構４３によりベー
ス２４に対して把持部２８が回動すること、ベース２４
が枢軸２６を中心にして上方に回動すること、面移動機
構３６により把持部２８が外枠部３３の背面枠３３ｂと
平行な面に沿って移動すること、及び直線移動機構４０
により把持部２８が後方（矢印Ｃ方向）に移動すること
により吸収される。以て、ワーク３２の軸線３２ａとチ
ャック５０の軸線との偏心に起因するチャック５０の把
持時に生ずる荷重はコンプライアンス装置２３に吸収さ
れる。尚、支え金具２７が取付板２２の上面に当接した
状態では、ベース２４は下方には回動し得ない。このた
め、ロボットの動作教示は、心ずれの吸収時にベース２
４が上方に回動するようにワーク３２の軸線が前方（矢
印Ｂ方向）に向ってやや下向きとなるように教示される
ものである。

このような本実施例によれば、次のような効果を得るこ
とができる。即ち、ワーク３２の軸線３２ａとチャ・ン
ク５０の軸線との心ずれをコンプライアンス装置２３に
より吸収させるようにしたので、チャック５０及び把持
部２８に過大な荷重が作用することはなく、破損の問題
を解消できる。

又、位置決めピン４ｇを拘束位置に移動することにより
、把持部２８の自由な変位が拘束されるので、ロボット
の教示時における把持部２８の基準位置を確定でき、教
示し昌くなるとともに、ワーク３２の搬送時のふらつき
を防止できる。しかも、このように位置決めピン４８に
より把持部２８を拘束するようにしても、位置決めピン
４ｇが把持部２８の自重による下向きの回動モーメント
を負担する必要がなく、小さな押圧力で把持部２８を拘
束でき、しかも、コンプライアンス装置２３の各機構を
働かせるために、従来のコンプライアンス装置１におい
て必要であったチャ・ンク１７の定面１７ａへの押圧に
より外力Ｆを生じさせるといったワーク２３を一方向へ
押圧する動作が必要でないので、位置決めピン４８や把
持部２８に大きな力が作用することがなく、それらにさ
ほどの強度を必要としないので小形化が図れる。さらに
、ロボットの作業軸２１に従来のような余分な動作をさ
せる必要がなく、自由変位防止機構４６を作動して位置
決めピン４８を拘束位置及び解除位置に移動させるだけ
で把持部２８を固定状態及び自由変位１−ｔＪ能状態と
することができて、作業性も高められる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、要
旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

［発明の効果］ 以上の説明にて明らかなように、本発明の把持装置によ
れば、把持部が把持したワークと工作機のチャックとの
心ずれがあったとしても、過大な力が作用することなく
、ワークをチャックに対し受は渡しできるので、把持装
置及びチャックの破損の問題を解消できる。又、そのた
めのコンプライアンス装置において、把持部のふらつき
を防止するために自由変位防止機構の押圧部の加圧力を
小さくすることができるので、各部を強度の大きな大形
のものとせずとも済んでコンプライアンス装置の小形化
を図り得る。さらに、コンプライアンス装置にコンプラ
イアンス装置を有効化するための外力を与えずに済むの
で、移送体の余分な動作を不要として作業性を高め得る
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は一部を縦断して示した全体の側面図、第２図は全
体の正面図、第３図は全体の上面図、第４図は位置決め
ビンを解除位置とした第１図相当図、第５図は面移動機
構部分の拡大図であり、第６図は従来例を示す一部を縦
断した全体の側面図、第７図は従来例を示すコンプライ
アンス装置の作用時の第６図相当図である。 図面中、２１は作業軸（移送体）、２３はコンプライア
ンス装置、２４はベース、２５は取付部、２８は把持部
、３２はワーク、３２ａは軸線、３６は面移動機構、４
０は直線移動機構、４３は回動機１１カ、４６は自由変
位防止機構、４８は位置決めビン（押圧部）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ワークをその軸線が略水平となるように把持する把
   持部を、ワークの移送のために移動する移送体にコンプ
   ライアンス装置を介して取付けて成るものにおいて、前
   記コンプライアンス装置を、前記移送体に前記ワークの
   軸線に直交する水平な軸線を中心に上下方向に回動可能
   に取付けられたベースと、このベースに支持され前記把
   持部を取付けた取付部と、この取付部を前記ベースに対
   してワークの軸線に直交する面内で移動可能にする面移
   動機構及びワークの軸線方向に移動可能にする直線移動
   機構並びに鉛直軸線を中心に回動可能にする回動機構と
   、前記ベースに設けられ前記把持部に押圧部を接離させ
   て取付部の自由な変位を拘束し及びその拘束を解除する
   自由変位防止機構とから構成したことを特徴とする把持
   装置。