JPH02298491A - 物品把持組付用ハンド - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ロボット等で物品を把持、組付けを行うハ
ンドについて特に、いろいろな物品の把持組付けが行え
る汎用化された物品把持組付はハンドに関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、組付ハンドは、例えば第２Ａ図に示す部品ａを把
持する場合、部品ａに予め形成された一対の位置決め穴
ｂ＋、ｂｚに、第５図に示すロボットＣ側のフィンガ機
構ｄに取り付けられた一対の位置決めピンｅ１．ｅ２を
夫々嵌合させて位置決めした後において、部品ａの互い
に対向する側面部分を一対の把持爪ｆ＋、ｆ２で挟持す
ることにより把持するよう構成されていた。

し発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記した従来例では、位置決めピンｅ　、
Ｈｅ　２がフィンガ機構ｄに対して固定されているため
、この位置決めピンｅ１．ｅａ’ｔ２、位置決め穴１：
）　ｔ　＋　ｂ　２を有する部品ａに専用であり、第２
Ｂ図及び第２Ｃ図に示す様に、異なる位置に位置決め用
穴ｇ＋　＋　ｇ２　；ｈ＋　、ｈ２が形成されているワ
ークｔ＋Ｊには対応できず、フィンガ交換を行なわなけ
ればならないという問題点があった。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この発
明の目的は、種類の異なる位置決め穴を有する部品に対
して汎用な状態で把持することの出来る物品把持組付用
ハンドを捉供することである。

［課題を解決するだめの手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明
に係わる物品把持組付用ハンドは、ロボットのアームの
先端に取り付けられたハンド本体と、このハンド本体に
対して、所定の軸方向に沿って独立した状態で進退され
る一対の把持片と、前記ハンド本体に取り付けられた取
付枠体と、この取付枠体の延出方向に沿って進退可能に
支持された一対の位置決めピンと、前記取付枠体に取り
付けられ、これら一対の位置決めピンの間の距離を任意
に設定するように進退駆動する進退駆動手段とを具備す
る事を特徴としている。

また、この発明に係わる物品把持組付用ハンドにおいて
は、前記取付枠体は、ハンド本体に対して、回動自在に
取り付けられ、この取付枠体の延出軸線を、ハンド本体
の延出軸線に対して任意の角度に設定するように回動駆
動する回動駆動手段を更に具備する事を特徴としている
。

［作用］ 以上のように構成される物品把持組付用ハンドによれば
、一対の位置決めピンを両者の間を任意の距離に進退駆
動することができ、ワークに予め形成されている一対の
位置決め穴の距離が種々設定されていることに確実に対
応することが出来ることになる。即ち、このハンドは、
ワークの位置決め穴の距離に関係無く、汎用な状態で用
いることが出来、位置決め穴の距離に応じてハンドを交
換する必要が無くなる。

［実施例］ 以下に、この発明に係わる物品把持組付用ハンドの一実
施例の構成を、添付図面の第１図乃至第４図を参照して
、詳細に説明する。

第１図には、この発明の一実施例としての物品把持組付
用ハンド（以下、単に、ハンドと呼ぶ。）１０が示され
ている。この第１図に示すように、このハンド１０ば、
ロボット（図示せず。）の先端に位置するアーム（詳細
には２軸アーム）１２の先端部に着脱可能に取り付けら
れている。

即ち、このハンド１０ば、アーム１２の先端に着脱自在
に固定される着脱板１４と、この着脱板１２に複数のス
ペーサロッド】６を介して取り付けられたハンド本体１
８とを備えている。このハンド本体１８は、アーム１２
の回転中心軸を通る水平な一方向に沿って延出する長板
から構成されており、このハンド本体１８の下面には、
上述した一方向に沿って延出し、断面形状を略Ｔ字状に
設定された嵌合溝２０が形成されている。この嵌合溝２
０には、一対の把持片２２ａ、２２ｂの上端が嵌合して
おり、これら把持片２２ａ、２２ｂは、夫々独立した状
態で、上述した一方向に沿って移動可能になされている
。

また、このハンド本体１８の一端（図中、右端）の下面
には、上述した嵌合溝２０の一端を閉じるようにして、
第１の取付板２４ａが垂下した状態で取り付けられてお
り、この第１の取り付は板２４ａの外方の側面には、上
述した一方向に沿って延出する第１の空圧シリンダ２６
ａが取着されている。この第１の空圧シリンダ２６ａは
、上述した一方向に沿って進退するピストンロット２８
ａを備えており、このピストンロッド２８ａの先端は、
上述した第１の把持片２２ａに接合されている。

一方、このハンド本体１８の他端（図中、左端）の下面
には、上述した嵌合溝２ｏの他端を閉しるようにして、
第２の取付板２４ｂが垂下した状態で取り付けられてお
り、この第２の取り付は板２４ｂの外方の側面には、上
述した一方向に沿って延出する第２の空圧シリンダ２６
ｂが取着されている。この第２の空圧シリンダ２６ｂは
、上述した一方向に沿って進退するピストンロッド２８
ｂを備えており、このピストンロット２８ｂの先端は、
上述した第２の把持片２２ｂに接合されている。

ここで、この第１及び第２の空圧シリンダ２６ａ、２６
ｂは、第３図に示すように、空圧源Ｐに共通の電磁弁３
０を介して接続されている。

詳細には、この電磁弁３０において一方の接続ボート３
０ａは、第１及び第２の空圧シリンダ２６ａ、２６ｂに
おいて、対応するピストン３２ａ、３２ｂにより分割さ
れたシリンダ室の中で、内方に位置する一方のシリンダ
室２６ａ、。

２６ｂ１に共通に接続されている。また、この電磁弁３
０において他方の接続ボート３０ｂは、第１及び第２の
空圧シリンダ２６ａ、２６ｂにおいて、対応するピスト
ン３２ａ、３２ｂにより分割された外方に位置する他方
のシリンダ室２６ａ２，２６ｂ２に共通に接続されてい
る。

また、この電磁弁３０は、空圧源Ｐに接続される入力ポ
ート３０ｃと、大気に開放される排気ボー１−３０　ｄ
とを備えている。そして、この電磁弁３０には、上述し
た人力ボート３０ｃと一方の接続ボート３０ａとを、ま
た、排気ボート３０ｄと他方の接続ボート３０ｂとを、
夫々接続する第１の接続部３０ｅと、そして、入力ポー
ト３０ｃと他方の接続ボート３０ｂとを、また、排気ボ
ート３０ｄと一方の接続ボート３０ａとを、夫々接続す
る第２の接続部３０ｆとを備えている。

ここで、常時は、図示しないコイルスプリングの付勢力
により、第１の接続部３０ｅが、一方及び他方の接続ボ
ート３０ａ、３０ｂと、人力ボート３０ｃ及び排気ボー
ト３０ｄとの間に規定される接続位置に付勢されている
。そして、この付勢状態から、電磁ソレノイド３０ｇに
通電され、これが励磁することにより、コイルスプリン
グの付勢力に抗して、第２の接続部３０ｆが、接続位置
に選択的に偏倚されるように設定されている。

このようにして、第３図に示すように、第１の接続部３
０ｅが接続位置に付勢される状態において、空圧源Ｐか
らの作動圧縮空気は第１及び第２の空圧シリンダ２６ａ
、２６ｂにおいて、内方に位置する一方のシリンダ室２
６ａ、、２６ｂ２に夫々導入され、この結果、両杷持片
２２ａ。

２２ｂは−１共に、外方に向けて付勢された状態となる
。一方、第２の接続部３０ｆが接続位置に付勢される状
態において、空圧源Ｐからの作動圧縮空気は第１及び第
２の空圧シリンダ２６ａ。

２６ｂにおいて、外方のシリンダ室２６ａ２゜２６ｂ２
に夫々導入され、この結果、両杷持片２２　ａ、　２２
　ｂは、共に、内方に向けて付勢された状態となる。

即ち、把持待機状態において、電磁弁３０において電ｌ
ｉ琺ソレノイド３０ｇは？白磁しており、この結果、両
把持片２２ａ、２２ｂは、共に、外方に偏倚されている
。また、この把持待機状態がら把持動作が起動されると
、この起動に応じて、電磁ソレノイド３０ｇが励磁され
、この結果、両１巴持片２２　ａ、　２２　ｂは、共に
、内方に偏倚され、物品（ワーク）を外方から把持する
ことになる。そして、把持動作が終了すると、電磁ソレ
ノイＩ・３０ｇは消磁され、上述した把持待機状態が設
定されることになる。

このように構成されるハンド１０において、上述したハ
ンド本体１８の上面上には、アーム１２の直下方に位置
する状態で、垂直軸回りに駆動軸を有する第１の駆動モ
ータ３４が減速機構３６を介して取着されている。ここ
で、この減速機構３６の出力軸３６ａは、垂直軸回りに
回転駆動されると共に、ハンド本体１８の図示しない貫
通孔を貫通して、これの下方に取り出されるようになさ
れている。

一方、この出力軸３６ａの下端には、下方が開放された
略コ字状の取付枠体３８が取り付けられている。詳細に
は、この取付枠体は上片３８ａと、この上片３８ａの左
右両端から垂下された互いに平行な一対の立ち下がり片
３８ｂ、３８ｃとから構成され、上述した出力軸３６ａ
の下端は、この上片３８ａの上面中央部に固定されてい
る。

また、これら一対の立ち下がり片３８ｂ。

３８ｃには、水平に延出するように上下に離間した一対
のガイド軸４０ａ、４０ｂが架は渡されている。そして
、これらガイド軸４０ａ’、４０ｂの中間に位置した状
態で、１本の回動軸４２が回転自在に軸支されている。

ここで、この回動軸／］、　２の一端は、一方の立ち下
がり片３８ｂを貫通して外方に取り出されている。

一方、これら上下のガイド軸４０ａ、４０ｂによりガイ
ドされた状態で、−刻の移動部材４４ａ、４４ｂが取り
付けられており、各移動部材４４ａ、４４ｂば、独立し
た状態で、上述した一方向に沿って移動可能になされて
いる。また、回動軸４２の図中右半分には第１のねじ部
４６ａが螺刻されており、この第１のねじ部４６ａは、
第１の移動部材４４．　ａに螺合している。そして、回
動軸／４２の図中左半分には第２のねじ部４６ｂが螺刻
されており、この第２のねじ部４６ｂは、第２の移動部
材４４ｂに螺合している。

ここで、この一方の立ち下がり片３８ｂの外側面には、
第２の駆動モータ４８が取り付けられており、この第２
の駆動モータ４８の駆動軸４８ａは水平に延出すると共
に、上述した回動軸４２の一端に一体的に接続されてい
る。また、この回動軸４２の第１のねじ部４６ａは、図
中、時計方向に回動することにより、これに螺合する第
１の移動部材４４ａを中心に向けて内方に送るように、
そのねじ方向を設定されている。一方、回動軸４２の中
央より左半分の第２のねじ部４６ｂは、第１のねじ部４
６ａとは逆ねじの関係で、そのねじ方向を設定されてお
り、即ち、図中、時計方向に回動することにより、これ
に螺合する第２の移動部材４４ｂを中心に向けて内方に
送るように設定されている。

尚、この第２の駆動モータ４８には、図示していないが
、ロータリエンコーダが接続されており、この第２の駆
動モータ４８の回転駆動量、即ち、第１及び第２の移動
部材４４ａ、４４ｂの移動量を数値的に検出することが
出来るようになされている。

そして、第１及び第２の移動部材４４ａ。

４４ｂの夫々の下端には、位置決めピン５０ａ。

５０ｂが下方に向けて延出した状態で固定されている。

尚、これら第１及び第２の位置決めピン５０ａ、５０ｂ
は、回動軸４２の左右の中心位置（即ち、第１及び第２
のねじ部４６ａ、４６ｂの接合位置）を中心として、左
右対称位置にあるように位置付けられている。また、こ
れら第１及び第２の位置決めピン５０ａ、５０ｂの夫々
の下端は、上述した両把持片２２ａ、２２ｂの下端と、
同一水平面内に位置するように、即ち、同一高さにある
ように設定されている。

第２Ａ図乃至第２Ｃ図は、従来技術と同様に、一実施例
のハンド１０により把持組付けするワークの種々の例を
示しており、第２Ａ図に示すワークａにおいては、この
ワークａの把持方向に対して位置決め穴ｂ＋、ｂ２を結
ぶ線分の延出方向が一致するように設定されている。ま
た、第２Ｂ図に示すワークｉにおいては、このワークｉ
の把持方向に対して位置決め穴ｇ＋、ｇ２を結ぶ線分の
延出方向が所定の鋭角αを形成するように設定されてい
る。そして、第２Ｃ図に示すワークｊにおいては、この
ワークｊの把持方向に対して位置決め穴ｈ＋、ｈｚを結
ぶ線分の延出方向が直交するように設定されている。

尚、何れのワークａ、ｉ、ｊにおいても、一対の位置決
め穴ｂ＋　、ｂｚ　　：ｇ＋　、ｇ２　；ｈｌ　。

ｈ２を結ぶ線分は、対応するワークａ、ｉ、ｊの夫々の
中心位置（重心）を通過するように設定されている。

以上のように構成されるハンド１０において、以下に、
第２Ａ図乃至第２Ｃ図に示すワークａ。

ｉ、ｊを位置決めし、その後において、把持する動作を
説明する。

先ず、初期状態においては、ハンド本体１８の延出方向
、即ち、把持方向と、取付枠体３８の延出方向、即ち、
位置決め方向とは一致するように設定されているものと
仮定する。

このような初期状態において、第２Ａ図に示すワークａ
の把持動作が起動されると、先ず、第４図に示す制御装
置５２は、第２のドライバ５６を介して第２の駆動モー
タ４８が適宜の回転方向に駆動して、位置決めピン５０
ａ、５０ｂの間隔が、ワークａの一対の位置決め穴す、
、ｂ２の間隔と一致するように移動する。この後、制御
装置５２は、ロボットのアーム１２を、回動軸４２の左
右の中心位置が部品ａの中心位置と一致するように水平
面内において移動させ、次に、下降させることにより、
両位置決めピン５０ａ、５０ｂは、ワークａの位置決め
穴ｂ＋、ｂ２に夫々上方から挿入されることになる。

この後、制御装置５２ば、電磁弁３０において、電磁ソ
レノイド３０ｇを励磁させ、この結果、第２の接続部３
０ｆが接続位置にもたらされる。従って、両杷持片２２
ａ、２２ｂは、対応するピストン３２ａ、３２ｂが中心
に向けて付勢され、この付勢に応じて、内方に移動し、
ワークａの両側を外方から挾持した状態で杷持すること
になる。

尚、このような把持動作は、」−述したように圧縮空気
を作動媒体として実行されるものであり、この結果、こ
の１巴持は弾性的に行なわれることになる。即ち、この
ような構成を採用することにより、ワークの外径に関係
前（、両把持片２２ａ。

２２ｂを内方に向け、移動させるのみで、その位置規制
を行なう必要が無いものである。

一方、第２Ｂ図に示すワークｉを杷持する場合には、ワ
ークａを把持する場合と事なり、先ず、制御装置５２は
第１のドライバ５４を介して第１の駆動モータ３４を起
動して、取付枠体３８を、所定の鋭角αだけ、取付枠体
３８の延出軸線がハンド本体１８の延出軸線から傾くよ
うに回動する動作を実行させる。そして、この後、制御
装置５２は、上述した部品ａの場合に説明したと同様な
位置決め動作及び把持動作が実行される。

また、第２Ｃ図に示すワークｊを把持する場合には、ワ
ークｉを杷持する場合と同様に、制御装置５２は、先ず
、第１のドライバ５４を介して第１の駆動モーフ３４を
起動して、取付枠体３８を、９０度だけ、取付枠体３８
の延出軸線がハンド本体１８の延出軸線から傾（ように
、即ち、両者が直交するように回動する動作が実行され
る。

そして、この後、制御装置５２は、上述した部品ａの場
合に説明したと同様な位置決め動作及び把持動作を実行
させる。

以上詳述したように、この一実施例のハンド１０におい
ては、１重々のワークにおける一文ｊのイ立置決め穴間
の任意の離間距離に対応して、第１の駆動モータ３４を
駆動して、一対の位置決めピン５０ａ、５０ｂを近接・
離間することにより、１台のハンド１０により、種々の
ワークに対応した位置決め動作が実行されることになる
。

また、この一実施例のハンド１０においては、一対の位
置決めピン５０ａ、５０ｂが取り付けられた取付枠体３
８を垂直軸回りに回転可能に支持し、この取付枠体３８
を第２の駆動モータ４８を駆動して、ハンド本体１８の
延出軸線に対して取付枠体３８の延出軸線が任意の角度
を有するように、回動することが出来ることになる。こ
のようにして、この一実施例においては、例え一対の位
置決め穴間の離間距離か同一であったとしても、これら
位置決め穴を通る軸線と、把持方向の軸線とが所定の角
度を成す場合であっても、ハンド１０を交換することな
く、第２の駆動モータ４８を駆動することにより、一対
の位置決め穴に、一対の位置決めピン５０ａ、５０ｂを
夫々正確に対応した状態で挿入させることが出来ること
になる。

従って、この一実施例のハンド１０によれば、把持しよ
うとするワークにおいて、如何なる態様で一対の位置決
め穴が形成されていようとも、両者の離間距離、両者を
結ぶ軸線の傾きに応じて、位置決めピン５０ａ、５０ｂ
を対応させることが出来、このハンド１０は、ワークの
位置決め穴に対して汎用に用いることが出来ることにな
る。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されること
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、一対の位置決め
ピン５０ａ、５０ｂは、対応する移動部材４４ａ、４４
ｂに対して、固定された状態で取り付けられるように説
明したが、この発明は、このような構成に限定されるこ
となく、例えば、移動部材４４ａ、４４ｂ内に、夫々の
シリンダロッドが垂直軸方向に沿って進退自在な複数の
空圧シリンダを備えておき、各シリンダロッドの下端に
、直径の異なる位置決めピンを各々接続するように構成
し、把持対象ワークの位置決め穴の直径に対応したピン
径の位置決めピンを選択的に突出すことにより、ワーク
の位置決め穴の直径の異なる場合にも、確実に対応する
ことが可能となる。

［発明の効果］ 　Ａ 以上詳述したように、この発明に係わる物品把持組付用
ハンドは、ロボットのアームの先端に取り付けられたハ
ンド本体と、このハンド本体に対□して、所定の軸方向
に沿って独立した状態で進退される一対の相持片と、前
記ハンド本体に取り付けられた取付枠体と、この取付枠
体の延出方向に沿って進退可能に支持された一対の位置
決めピンと、前記取付枠体に取り付けられ、これら一対
の位置決めピンの間の距離を任意に設定するように進退
駆動する進退駆動手段とを具備する事を特徴としている
。

また、この発明に係わる物品把持組付用ハンドにおいて
は、前記数例枠体は、ハンド本体に対して、回動自在に
取り付けられ、この取付枠体の延出軸線を、ハンド本体
の延出軸線に対して任意の角度に設定するように回動駆
動する回動駆動手段を更に具備する事を特徴としている
。

従って、この発明によれば、種類の異なる位置決め穴を
有する部品に対して汎用な状態で把持することの出来る
物品把持組付用ハンドが提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる物品把持組付用ハンドの一実
施例の構成を示す斜視図。 第２Ａ図乃至第２Ｃ図は、従来技術及びこの発明におい
て把持対象となるワークの構成を夫々示す斜視図； 第３図は空圧シリンダの構成及びこの空圧シリンダへ接
続される空圧回路を示す構成図；第４図は制御系の構成
を概略的に示す制御ブロック図； 第５図は従来例における位置決めピンの取り伺け状態を
示す正面図である。 図中、１０・・・ハンド、１２・・・アーム、１４・・
・着脱板、１６・・・スペーサロッド、１８・・・ハン
ド本体、２０・・・嵌合溝、２２ａ；２２ｂ・・・把持
片、２４　ａ　；　２４　ｂ　・−・取付板、２６　ａ
　；　２６　ｂ−・−空圧シリンダ、２６ａ＋　　；２
６ｂ＋・・・内方のシリンダ室、２６ａｚ　；２６ｔｚ
・・・外方のシリンダ室、２８ａ　；　２８ｂ・・・ピ
ストンロッド、３ｏ・・・電磁弁、３０ａ・・・一方の
接続ボート、３０ｂ・・・他方の接続ボート、３０ｃ・
・・入力ボート、３０ｄ・・・排気ボート、３０ｅ・・
・第１の接続部、３０ｆ・・・第２の接続部、３０ｇ・
・・電磁ソレノイド、３２ａ；３２ｂ・・・ピストン、
３４・・・第１の駆動モータ、３６・・・減速機構、３
６ａ・・・出力軸、３８・・・取付枠体、３８ａ・・・
上片、３８ｂ　；　３８ｃ・・・立ち下がり片、４０ａ
　；　４０ｂ・・・ガイド軸、４２・・・回動軸、４４
　ａ　；　４４　ｂ−・−移動部材、４６　ａ　；　４
６　ｂ　−ねじ部、４８・・・第２の駆動モータ、４８
ａ・・・駆動軸、５０ａ　；　５０ｂ・・・位置決めピ
ン、５２・・・制御装置、５４・・・第１のドライバ、
５６・・・第２の１〜ライバである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボットのアームの先端に取り付けられたハンド
   本体と、 このハンド本体に対して、所定の軸方向に沿つて独立し
   た状態で進退される一対の把持片と、前記ハンド本体に
   取り付けられた取付枠体と、この取付枠体の延出方向に
   沿つて進退可能に支持された一対の位置決めピンと、 前記取付枠体に取り付けられ、これら一対の位置決めピ
   ンの間の距離を任意に設定するように進退駆動する進退
   駆動手段とを具備する事を特徴とする物品把持組付用ハ
   ンド。
2. （２）前記取付枠体は、ハンド本体に対して、回動自在
   に取り付けられ、 この取付枠体の延出軸線を、ハンド本体の延出軸線に対
   して任意の角度に設定するように回動駆動する回動駆動
   手段を更に具備する事を特徴とする請求項第１項に記載
   の物品把持組付用ハンド。