JPH0217471Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はロボツトハンドに関し、特にコイル巻
線機にコイルボビンを給排出するロボツトなど、
中空の小型巻枠を取り扱うロボツトのボビン挟持
用ロボツトハンドに関する。

（従来の技術） 従来、コイル巻線機にボビンを供給したり、巻
線済みのコイルボビンを巻線機から取り外す作業
などは、すべて人手によつて行われている。

例えば、コイルの自動巻線機による巻線の場
合、ベルトコンベアなどにより、コイルボビンが
運ばれてくると、作業者がコイルボビンの一個毎
に手でつまみあげ、自動巻線機の複数のボビン保
持チヤツクの一つに挿入保持させる動作を繰り返
す。全部のボビンが所定の位置に挿入された後、
自動巻線機による巻線が行われ、所定の巻線が終
わると、巻線済みのボビンを、作業者が自動巻線
機から一個ずつ取り外し、次の工程で作業がしや
すい向きにボビンを揃えて部品収納ケース等に整
配列し、次の工程が行われる場所に送られるのが
一般的である。

（考案が解決しようとする問題点） 近年巻線作業が自動化され、多数のボビンに同
時に線を巻くことができるようになつにもかかわ
らず、上述の従来のボビンの給排出作業は人手で
行われている。しかも巻線機へのボビンの供給排
出作業は、取り扱うボビンの小型化に伴い、迅速
正確に行うことが困難となり、労力と時間の無駄
が多く、量産効率の向上を妨げている。

そこでボビンの給排出作業を行うロボツトの出
現が切望されている。そのようなロボツトが行う
各種作業に対応できるロボツトハンドに適当なも
のが未だ見当たらないという問題点がある。

本考案はこのような問題点を解決し、ボビンを
取り扱うことができるロボツトの出現により、ボ
ビンの給排出作業などを含めて、既存の自動装置
と組合せて一貫作業を完全自動化し、量産効果の
向上と、生産合理化に役立つよう、新しくボビン
挟持用ロボツトハンドを提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本考案によるボビン
挟持用ロボツトハンドを実施例と対応させて説明
すると次のとおりである。

すなち、各コイルボビン４に挿入された棒状の
治具５複数個を受け入れるワークホルダ２３と、
前記ワークホルダ２３に設けられ、前記棒状の治
具５に係合・離脱するロツク機構３９と、前記ワ
ークホルダ２３を支持する固定ベース２１と、開
閉する対のフインガチツプ２８，２８を有する複
数のフインガ部と、前記複数のフインガ部を前記
治具５の各受け入れ位置に対応するように整列さ
せて支持するスライドベース２２と、前記対のフ
インガチツプ２８，２８を開閉駆動する第１の駆
動装置２４と、前記スライドベース２２を前記固
定ベース２１に対して前記治具５の受け入れ方向
でかつ前記フインガチツプの開閉方向が直角にな
るように前記固定ベース２１に対して進退駆動す
る第２の駆動装置２５から構成されている。

前記第１の駆動装置２４および前記第２の駆動
装置２５を、空気圧によつて動かされるエアシリ
ンダとすることができる。

前記ロツク機構は、前記ワークホルダ２３に前
記治具５を受け入れたとき、前記治具５に設けた
切欠き部５ａに、前記治具５の挿入方向と直角の
方向に係合する細長い板状のシヤツタ板３９とす
ることができ、前記治具５が抜け出さないよう係
止し、前記シヤツタ板３９に設けた切欠き部３９
ａを前記治具５の切欠き部５ａの位置に合わせ前
記治具５が開放される構造とすることができる。

（実施例） 次に、本考案について図面を参照して説明す
る。

第１図は本考案による一実施例を示すもので、
第１図ａはその左半分の平面図である。

第１図ｂは、第１図ａにつづく右半分の平面図
である。

第１図ｃは、第１図ａの図中に矢印Ｃで示す方
向を見た側面図である。

第１図ｄは、第１図ａの図中にＤ−Ｄで示す箇
所で切断した縦断面図である。

第１図ｅは、第１図ｂの図中にＥ−Ｅで示す箇
所で切断した縦断面図である。

第１図ｆは、第１図ｂの図中にＦ−Ｆで示す箇
所で切断した縦断面図である。

第１図に示すように固定ベース２１とスライド
ベース２２は互いに平行で相対している。

固定ベース２１にはワークホルダ２３と、第２
の駆動装置のシリンダ２５が固定されている。

シリンダ２５の可動部には補強板２７が取りつ
けられ、補強板２７はスライドベース２２に固定
される。したがつてシリンダ２５に送る空気圧を
加減することによつてスライドベース２２を前進
後退させることができる。

なお３２は補強板２７の前後進の範囲を制限
し、停止時のシヨツクを緩和するダンパ付ストツ
パであり、３３は線形移動ガイド、３４は線形移
動ガイド台で、線形移動ガイド３３と線形移動ガ
イド台３４の組合せで摩擦の少ない滑らかなスラ
イドベース２２の前後進や停止など、制御部（図
示しない）の制御どおり正確な操作を行うことが
できる。

このような動作に対し、スライドベース２２の
位置は、フオトマイクロセンサ３５あいるいは３
６に、スライドベースドグ３７が近づくことによ
り検知され、位置確認信号が、フオトマイクロセ
ンサ３５または３６から制御部に送られる。

スライドベース２２には第１の駆動装置のシリ
ンダ２４が取りつけられており、シリンダ２４の
一対の可動片２６，２６には、それぞれフインガ
チツプ２８が取りつけられている。したがつてシ
リンダ２４に送る空気圧を加減することによつて
一対のフインガチツプ２８と２８の間隔を広げた
り狭くしたりすることができる。

なおフインガチツプ２８の形状、寸法等は、取
り扱うボビン、治具に適応するものを各種用意
し、交換可能な構造としてある。

また、一対の可動片２６の片方にフインガ用ド
グ２９を取りつけ、フインガ用ドグ２９の先端部
に対向する場所にマイクロスイツチ３０を取りつ
けて、フインガチツプ２８，２８の開閉動作確認
信号を制御部（図示しない）に送出する。

このようにしてロボツトハンドから送出する信
号と、ロボツトの制御部（図示しない）に内蔵す
るコンピユータに記憶されたプログラムによつて
制御され、第１のシリンダ２４で、フインガチツ
プ２８の開閉を行い、第２のシリンダ２５で、フ
インガチツプ２８の位置を、治具を保持するワー
クホルダ２３に対し、相対的に前進後退させるこ
とができる。

さらにロボツトハンド全体の姿勢は、固定ベー
ス２１の左右両側にロボツトハンド旋回軸４１が
固定され、ロボツトハンド旋回軸４１を支える軸
受け板４２，４３はロボツトハンド支持台４４に
固定されており、一方ロボツトハンド支持台に
は、ロータリアクチエータ取りつけ板４５を介し
て、ロータリアクチエータ４６が取りつけられて
いて、このロータリアクチエータの可動部はカツ
プリングによつてロボツトハンド旋回軸４１に結
合されているので、ロータリアクチエータ４６の
駆動によつて、ロボツトハンド全体を旋回させる
ことができる。

なお、この旋回を円滑に行うため、ロボツトハ
ンドの向きを検出するためカツプリング４７に遮
蔽板を取りつけ、フオトマイクロセンサ４９また
は５０に入る光を遮蔽したとき旋回位置信号を送
出し、また、旋回停止時の衝撃を緩和するためシ
ヨツクアブソーバ５１，５２が設けられている。

ワークホルダのロツク機構は、第１図ｂにその
一端のみを示す細長い板状のシヤツタ板３９と、
シヤツタ板３９を長手方向に移動させるシヤツタ
板駆動用のシリンダ４０によつて構成され、シヤ
ツタ板３６は第２図ｃに示すように、治具５の挿
入位置に切欠き部３９ａが設けてある。

第２図ａに示すコイルボビン４を、第２図ｂに
示すボビン受け渡し治具５のボビン挿入部５ｂに
挿入しままワークホルダ２３に保持する場合は、
ワークホルダ２３に設けてある治具挿入孔３８の
位置に第２図ｃに示すシヤツタ板３９の切欠き部
３９ａを合致させ、治具５を治具挿入孔３８に挿
入し、シリンダ４０でシヤツタ板３９を駆動して
移動させ切欠き部３９の位置をずらせば、治具５
の切欠き部５ａにシヤツタ板３９の切欠きのない
部分が嵌込まれて、治具５はロツクされ、第３図
ｂの状態となる。

このロツクを開放したいときは、シリンダ４０
の駆動により、シヤツタ板３９を第２図ｃの矢印
Ｈの方向へ動かして、シヤツタ板の切欠き部３９
ａを保持している治具５の切欠き部５ａの位置に
合致させれば、治具５は自由になるので、前方
（同図ｃの矢印Ｇの方向）に取り外すことができ
る。

次にこのロボツトハンドの使用方法の一例につ
いてべる。

第４図は本実施例のロボツトハンド１０をロボ
ツト本体３に取りつけ、巻線機１にボビン４を給
排出させるシステムの説明図である。

図に示すようにロボツトハンド１０はロボツト
ハンド支持部１１に支持され、ロボツトハンド支
持部１１は、図中の矢印Ｘ，Ｙ，Ｚによつて示す
ように、左右（Ｘ軸）、前後（Ｙ軸）、上下（Ｚ
軸）に沿つて動かすことができる。

このロボツト本体３と巻線機１の間に、コイル
ボビンを給排出するため、整列供給装置２と整列
排出装置１２が配置されている。

巻線機１は第４図ｂに円弧の矢印で示す同一方
向に90゜ずつ連続２回、一動作時に合計180゜宛回
転するもので、片側に８個ずつのボビンチヤツク
１７を、巻線機の回転軸１８を対称軸として、整
列供給装置２に対する側と、その反対側にそれぞ
れ備えており、整列供給装置および整列排出装置
側で第２図ａに示すコイルボビン４の給排出が行
われている間に、その反対側で、巻線が行われる
ようになつている。

ボビンチヤツク１７にボビン４が保持されてい
る状態を第３図ａに示す。

なお巻線済みのコイルボビン４を、そのまま次
の工程のはんだ付け装置に送ると、はんだ付けを
必要とするリード線４ａのある側が、溶融はんだ
面に向かないので、ロボツト本体３の操作によ
り、コイルボビン４の上下方向を逆転させるため
に使用する中間ピンスタンド１４を設置してい
る。

整列供給装置２により移送されるシヤトル板１
３には空のコイルボビン４を挿入するため、第３
図ｃに示すようなガイドピン１５ａを、また、整
列排出装置１２により移送されるシヤトル板１３
には巻線済みのコイルボビン４を挿入するため第
３図ｄに示すようなガイドピン１５ｂが嵌込まれ
ている。

例えば第３図ｃのようにガイドピン１５ａに挿
入されているコイルボビン４をロボツトハンド１
０でつまみ上げるときは、ロボツトハンド１０の
先端を下向きとし、まずフインガチツプ２８を開
き、ワークホルダ２３に保持した治具５のボビン
挿入部５ｂの先端の位置をガイドピン１５ａの先
端に合わせ、つぎにフインガチツプ２８をコイル
ボビン４の筒状部まで伸ばし、フインガチツプ２
８を閉じてコイルボビン４を挟み、その後フイン
ガチツプ２８を上方に引き上げることにより、ボ
ビン中空部４ｂ（第２図ａに図示）が治具５のボ
ビン挿入部５ｂに嵌合し、コイルボビン４はロボ
ツトハンド側に移り、ボビン挿入部５ｂとフイン
ガチツプ２８により保持され、つまみ上げること
ができる。

つぎにこのようにして保持した空のコイルボビ
ン４を巻線機１に供給するときは、第５図に示す
ようにロボツトハンドを水平にして、巻線１のボ
ビンチヤツク１７のボビン保持部に、治具５のボ
ビン挿入部５ｂの先端が正対するようロボツト本
体３を動かした後、ボビンチヤツク１７に治具５
のボビン挿入部５ｂを挿入し、シヤツタ板３９を
動かし、治具５のロツクを解除すると同時にフイ
ンガチツプ２８を開きボビンチヤツク１７で治具
５をロツクさせ、ロボツトハンド１０を後退させ
ると、コイルボビン４が治具５に挿入されたま
ま、治具５がボビンチヤツク１７に保持されロツ
クされる。または、ボビンチヤツク１７のロツク
機構を解放させておいて、第３図ｂの治具５をロ
ツクした状態のままロボツトハンド１０を第３図
ａの位置まで前進させ治具５のボビン挿入部５ｂ
をボビンチヤツク１７に挿入する。次にシヤツタ
板３９とフインガチツプ２８を開き、ボビンチヤ
ツク１７で治具５をロツクさせロボツトハンド１
０を後退させると、コイルボビン４が治具５に挿
入されたまま、治具５がボビンチヤツク１７に保
持され、ロツクされる。

巻線機１が180゜回転し、ロボツトとは逆側で治
具に挿入されたままのボビン４に巻線が行われ、
再び180゜回転してロボツト側に戻つてきたとき、
巻線済みのコイルボビン４を治具５とともにボビ
ンチヤツク１７から取り外す操作は、ボビンチヤ
ツク１７にボビン４と治具５を供給したときと逆
の操作を行えばよい。このときのフインガチツプ
２８の向きを第６図の２８ａに示す。

次に、中間ピンスタンド１４を使つてコイルボ
ビン４の上下の向きを逆にするときは、コイルボ
ビン４を治具５とともにボビンチヤツク１７から
取外した後、ロボツトハンド１０の向きはそのま
までロボツトハンドに保持されたコイルボビン４
のボビン挿入部５ｂの先端を、第６図に示す中間
ピンスタンド１４の水平ピンガイド１４ｈの先端
に正対する位置に移動し、治具５のロツクは開放
しないで、フインガチツプ２８を中間ピンスタン
ド１４側に押し出した後、フインガチツプ２８を
開くと、治具５はワークホルダ２３に保持された
まま、ロボツトハンド１０側に残り、コイルボビ
ン４だけが中間ピンスタンド１４の水平ピンガイ
ド１４ｈに挿入される。

ここでロボツトハンド１０の向きを水平から
90゜旋回させて下向きに変え、かつフインガチツ
プ２８を伸ばして、ワークホルダ２３に保持した
治具５の先端より前方に離した状態で、フインガ
チツプ２８の先端で水平ガイドピン１４ｈに挿入
されているコイルボビンを挟んで手前に引き抜
く。このときの状態を第６図の２８ｂに示す。

つぎにコイルボビン４をフインガチツプ２８に
保持したまま、ロボツトハンド１０の向きを下向
きから90゜旋回させて水平に変えてコイルボビン
４が中間ピンスタンド１４の垂直ガイドピン１４
ｖの真上になる位置に移し、ロボツトハンド１０
を下げると、コイルボビン４のボビン中空部４ｂ
に垂直ガイドピン１４ｖが挿入される。

このときの状態を第６図の２８ｃに示す。

ここでフインガチツプ２８を開いて、ロボツト
ハンド１０を上昇させれば、垂直ガイドピン１４
ｖにコイルボビン４が残る。

あとは第３図ｃの状態からコイルボビン４をつ
まみ上げる場合と同様にロボツトハンドの向きを
下向きにして、垂直ガイドピン１４ｖからコイル
ボビン４をつまみ上げ、第６図の２８ｄのように
整列排出装置１２に配置したシヤトル板１３上の
巻線済みのコイルボビン４を挿入するガイドピン
１５ｂの位置に移し、逆の操作を行つてコイルボ
ビン４をガイドピン１５ｂに移せば、第３図ｄの
ようにリード線４ａが下側にある姿勢で挿入され
る。この姿勢は第３図ｃに示す、最初は整列供給
装置２にあつた空のコイルボビン４の姿勢に比
べ、上下の向きが逆転している。

なお第５図および第６図では説明に便利なよう
に、コイルボビン４を、各ガイドピンが治具のボ
ビン挿入部に挿入した状況を示しているが、一連
の動作のうちで、同時に数箇所にコイルボビンが
存在することはない。

以上述べたように、フインガチツプ２８の開
閉、ワークホルダ２３のロツク機構の動作、ワー
クホルダ２３と相対的に前後進できるフインガチ
ツプの動作、ロボツトハンドの90゜旋回、および
三次元の自由な位置への移動などの各機能が相ま
つて、コイルボビンの給排出に必要な操作を自由
に行わせることができる。

またこれらロボツトの操作の制御は、コンピユ
ータを内蔵する制御部が、ロボツト本体３および
ロボツトハンド１０に組み込まれた各センサから
の情報信号を受けて、あらかじめ記憶されたプロ
グラムにより順次行われ、ボビン４を取り扱うす
べての動作が複数個のボビン４について一斉に行
われる。

なお第１図および第４図に示した実施例ではフ
インガチツプ２８および可動片２６をそれぞれ８
組としているが、その数は８組に限らず、８組以
外でも一向に差支えない。

またワークホルダ２３に設けられている治具挿
入孔３８の数はフインガチツプ２８の組数と同じ
数であればよい。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案は、複数個のフイ
ンガチツプとワークホルダを組合せ、ワークホル
ダに治具ロツク機構を有し、フインガチツプの開
閉機能およびワークホルダに対し、相対的にフイ
ンガチツプを前後進させる機能をもたせることに
より、ロボツトハンド自体の姿勢を変える旋回機
能とあいまつて、コイルボビンのつまみ上げ、ガ
イドピンへの挿入、上下向きの変更など、各種作
業に対するコイルボビンの取り扱いが可能なロボ
ツトハンドが得られる。

したがつて本考案によるロボツトハンドを、ロ
ボツトハンドの位置を三次元の任意の位置に変え
られるロボツト本体に結合することによつて、巻
線機など既存の自動装置と組み合わせて一貫作業
の自動化ができ、量産効果の向上と、生産合理化
に役立つという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による一実施例を示す平面図お
よび正面図と、その要部における縦断面図であ
る。第２図は第１図の実施例を使用するとき必要
なコイルボビンおよび治具と、治具ロツク機構の
要部の斜視図である。第３図はコイルボビンを治
具あるいはガイドピンに挿入した状態を示す正面
図である。第４図は第１図の実施例のロボツトハ
ンドの一使用例を示すコイルボビン給排出システ
ムの説明図である。第５図は整列供給装置上のコ
イルボビンを巻線機に供給する動作を示す説明図
である。第６図は中間ピンスタンドを利用して、
コイルボビンの向きを変える手順を示す説明図で
ある。 １……巻線機、２……整列供給装置、３……ロ
ボツト本体、４……ボビン、４ａ……リード線、
４ｂ……ボビン中空部、５……ボビン受け渡し治
具、５ａ……切欠き部、５ｂ……ボビン挿入部、
１０…ロボツトハンド、１１……ロボツトハンド
支持部、１２……整列排出装置、１３……シヤト
ル板、１４……中間ピンスタンド、１４ｖ……垂
直ピンガイド、１４ｈ……水平ピンガイド、１５
ａ，１５ｂ……ガイドピン、１６……ガイドピ
ン、１７……ボビンチヤツク、１８……巻線機回
転軸、２１……固定ベース、２２……スライドベ
ース、２３……ワークホルダ、２４……シリンダ
（第１の駆動装置）、２５……シリンダ（第２の駆
動装置）、２６……可動片、２７……補強板、２
８……フインガチツプ、２９……フインガ用ド
グ、３０……マイクロスイツチ、３１，３２……
ストツパ、３３……線形移動ガイド、３４……線
形移動ガイド台、３５，３６……フオトマイクロ
センサ、３７……スライドベースドグ、３８……
治具挿入孔、３９……シヤツタ板、３９ａ……切
欠き部、４０……シリンダ（シヤツタ板駆動用）、
４１……ロボツトハンド旋回軸、４２，４３……
軸受け板、４４……ロボツトハンド支持台、４５
……ロータリアクチエータ取りつけ板、４６……
ロータリアクチエータ、４７……カツプリング、
４８……遮蔽板、４９，５０……フオトマイクロ
センサ、５１，５２……シヨツクアブソーバ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 各コイルボビンに挿入された棒状の治具複数
   個を受け入れるワークホルダと、前記ワークホ
   ルダに設けられ、前記棒状の治具に係合・離脱
   するロツク機構と、前記ワークホルダを支持す
   る固定ベースと、開閉する対のフインガチツプ
   を有する複数のフインガ部と、前記複数のフイ
   ンガ部を前記治具の各受け入れ位置に対応する
   ように整列させて支持するスライドベースと、
   前記対のフインガチツプを開閉駆動する第１の
   駆動装置と、前記スライドベースを前記固定ベ
   ースに対して前記治具の受け入れ方向でかつ前
   記フインガチツプの開閉方向が直角になるよう
   に前記固定ベースに対して進退駆動する第２の
   駆動装置から構成したボビン挟持用ロボツトハ
   ンド。 (2) 前記第１の駆動装置および前記第２の駆動装
   置は、空気圧によつて動かされるエアシリンダ
   である実用新案登録請求の範囲第１項記載のボ
   ビン挟持用ロボツトハンド。 (3) 前記ロツク機構は、前記ワークホルダに前記
   治具を受け入れたとき、前記治具に設けた切欠
   き部に、前記治具の挿入方向と直角の方向に係
   合する細長い板状のシヤツタ板であり、前記治
   具が抜け出さないよう係止し、前記シヤツタ板
   に設けた切欠き部を前記治具の切欠き部の位置
   に合わせることにより前記治具が開放される構
   造である実用新案登録請求の範囲第２項記載の
   ボビン挟持用ロボツトハンド。