JPH02311283A - 作業工具取扱装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は作業工具取扱装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、特に産業ロボットによる取扱が困難、または不可能
な作業工具を産業ロボットにより取扱えるようにするた
めの新規な作業工具取扱装置に関する。

〈従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 従来から製品組立ライン等に産業ロボットが導入され、
部品数イ・１け作業、ねじ締め作業、塗装作業等を自動
化することにより省力化、組立作業能率の向上等が図ら
れている。即ち、産業ロボットにより作業に適した作業
工具を把持し、作業対象位置まで移動させてから所定の
作業を行なわせるようにしている。

しかし、産業ロボットによる可搬型ユには制約があるた
め、取扱可能な作業工具が大幅に制約されてしまう。ま
た、どうしても可搬重量を越える作業工具を把持させよ
うとすれば、可搬重量が大きい産業ロボットを使用しな
ければならず、産業ロボットの設置スペースが大きくな
るとともに、大幅なコストアップを招いてしまう。

さらに、レベット、カシメ等のように大きな反力が作用
する作業工具を用いた作業は、これらの作業工具が可搬
重量よりも小さい場合であっても、産業ロボットにより
取扱うことができなくなってしまう可能性が高い。

さらにまた、産業ロボットに多種類の作業工具を把持さ
せておくことにより種々の作業を行なわせようとすれば
、把持許容スペース、全体として可搬重量を越えないこ
と等の制約があるのみならず、作業工具相互間の干渉を
確実に排除しなければならないという制約があるので、
同時に把持可能な作業工具の種類が大幅に制約され、一
般的には産業ロボットが単機能専用機化してしまう。こ
の結果、製品組立ライン等に多数台の産業ロボットを設
置しなければならなくなる。

このような問題のうち、単機能専用機化するという問題
を解消させるために工具自動交換装置を装着することが
考えられるが、工具自動交換装置は一般的に構成および
制御が複雑であるから著しいコストアップを招くととも
に、作業工具を交換するための時間が必要になるので全
体として組立速度が低下してしまう。また、制御信号を
伝達するための信号ケーブル、圧縮空気を供給するため
のエア回路に制約があり、特に信号ケーブルについては
工具自動交換装置の構成に伴なって信頼性の面において
不安を伴なうことになる。

また、産業ロボットにより作業工具をワーク位置まで移
動させる代わりに、ワークを作業工具まで移動させるこ
とも考えられ、このようにすれば、作業工具が可搬重量
を越えるか否かは全く考慮する必要がなくなる。しかし
、ワークについては可搬重量を越えないことが必要であ
り、取扱い可能なワークが制約されてしまう。また、ワ
ークに対して施すべき処理が多いほどワークを移動させ
る回数が多くなり、この結果、ワークの位置ずれが累積
し、最終的に組立作業を行ない得なくなってしまう可能
性が高くなる。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
産業ロボットの可搬重量の制約を受けることなく種々の
作業工具が取扱い可能であり、しかも同一の産業ロボッ
トによる多種類の作業の遂行を簡単に行なわせることが
できる新規な作業工具取扱装置を提供することを目的と
している。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の作業工具取扱
装置は、大荷重に耐え得る支持部材に対して少なくとも
一方向に移動可能なアームが連結されてあるとともに、
アームの所定位置に作業工具把持部およびロボット・ハ
ンドにより把持されてアームに移動力を伝達する案内部
材が設けられである。尚、上記アームは直線状に往復動
可能であってもよく、往復回動可能であってもよい。そ
して、アームが複数段であってもよく、また、支持部材
が直線状に往復動可能であってもよい。

この場合において、アームが、自身の移動を阻止すると
ともに、作業工具把持部の動作を阻止するための阻止部
材を有していることが好ましい。

く作用〉 以上の構成の作業工具取扱装置であれば、アームの作業
工具把持部により所望の作業工具を把持させておき、案
内部をロボット・ハンドにより把持してアームを動作さ
せることにより、作業工具の型皿に殆ど影響されること
なく所望箇所まで作業工具を移動させることができる。

そして、この状態で作業工具を動作させればよく、作業
工具の種類に基づいて定まる所定の作業を行なうことが
できる。

また、アームが、自身の移動を阻止するとともに、作業
工具把持部の動作を阻止するための阻止部材を有してい
る場合には、ロボット・ハンドによりアームを所望箇所
まで動作させた後、阻止部材により自身の移動および作
業工具把持部材の動作を阻止できるので、ロボット・ハ
ンドはその後、他の動作を行なうことができる。

したがって、作業工具取扱装置を複数台設置しておけば
、ロボット・ハンドにより所望箇所まで移動されたアー
ムおよび作業工具把持部材がそのままの状態に保持され
続けるので、同一のロボット・ハンドにより他の作業工
具取扱装置のアームを移動させることができ、この結果
、同一の産業ロボットによる複数台の作業工具の取扱い
を行なうことができ、複数種類の作業に対処できる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の作業工具取扱装置の一実施例を示す
中央縦断面図、第２図は平面図、第３図は斜視図であり
、固定スタンド（１）の上端部所定位置に回動アーム（
２）が回動自在に連結されているとともに、回動アーム
（２）の先端部に作業工具把持部材（３）が自転自在に
支持されている。そして、作業工具把持部材（３）の上
端部に、先端部にロボット・ハンド（Ｒ）（第３図参照
）による把持が行なわれる被把持部（４ａ）を有する案
内部材（４）が一体向に設けられている。また、この実
施例においては、第１図に破線で示すように、作業工具
としてねじ締め機（５）が支持されている。さらに、上
記の構成の作業工具取扱装置は、案内部材（４）の被把
持部（４ａ）が図示しない産業ロボットの動作範囲内に
位置するように配置されている。

したがって、この実施例においては、被把持部（４ａ）
をロボット・ハンド（Ｒ）により把持した状態で産業ロ
ボットを動作させることにより、案内部材（４）を介し
て回動アーム（２）を所望箇所まで回動させることがで
き、しかも必要に応じて案内部材（４）と共にねじ締め
機（５）を自転させることができる。

その後は、ねじ締め機（５）を動作させることにより、
ねじ締め動作を行なわせることができる。上記動作につ
いてさらに詳細に説明すると、単に回動アーム（２）を
回動させる場合には、回動アーム（２）と案内部材（４
）とが回動自在に連結されている関係上、ロボット・ハ
ンド（Ｒ）を所望方向に移動させるだけでよく、必要な
ロボット動作を簡素化できる。

そして、回動アーム（２）を所望位置まで回動させた後
、ねじ締め機（５）の向きを変化させる必要がある場合
には、案内部材（４）のみを自転させるようにロボット
動作を行なえばよく、この場合に必要なロボット動作を
も簡素化できる。また、作業工具把持部材（３）は案内
部材（４）と共に自転するのであるから、作業工具把持
部材（３）により把持されているねじ締め機（５）と案
内部材（４）との相対位置は変化せず、したがって、両
者が干渉し合うという下部・合も発生しない。

また、ねじ締め機（５）は通常かなり重いのであるが、
産業ロボットはねじ締め機（５）の重量を支える必要が
なく、固定スタンド（１）がアーム（２）を介してねじ
締め機（５）の重量を支える。また、反力についても殆
どが固定スタンド（１）により受けられる。この結果、
ねじ締め機（５）の重量、反力の多少に拘らず、可搬重
量が比較的少ない産業ロボットによりねじ締め機（５）
を簡単に取扱うことができる。

〈実施例２〉 第４図はこの発明の作業工具取扱装置の他の実施例を示
す中央縦断面図であり、上記実施例と異なる点は、回動
アーム（２）および作業工具把持部材（３）を不動状に
固定し得る位置決め機構が回動アーム（２）に収容され
ている点のみである。

さらに詳細に説明すると、上記位置決め機構は、固定ス
タンド側に位置するリンク部材（６）、作業上具把持部
材側に位置するリンク部材（７）および両リンク部材（
６）　（７）を駆動するシリンダ装置（８）から構成さ
れており、固定スタンド（１）の所定位置に形成された
フランジ（９）とリンク部材（６）とが圧接されること
によりアーム（２）の回動が阻止され、作業工具把持部
材（３）の所定位置に形成されたフランジ（１０）とリ
ンク部材（７）とが圧接されることにより作業工具把持
部材（３）の自転が阻止される。

したがって、この実施例の場合には、上記実施例と同様
にロボット・ハンドにより回動アーム（２）を所望角度
だけ回動させることができるとともに、作業工具把持部
材（３）と共にねじ締め機（５）を所望角度だけ自転さ
せることができる。この結果、ねじ締め作業に最適な状
態を得ることができる。

この状態において、上記実施例では回動アーム（２）、
ねじ締め機（５）が自由に動作することを防止するため
ロボット・ハンドによる案内部材（４）の把持を継続す
る必要があったが、この実施例においては、シリンダ装
置（８）を動作させることにより両リンク部材（６）　
（７）をそれぞれ対応するフランジ（９）　（１０）に
圧接して回動アーム（２）の自由回動、ねじ締め機（５
）の自由自転を阻止するので、ロボット・ハンドによる
案内部材（４）の把持を継続する必要がなく、他の作業
を並行して行なわせることができる。即ち、作業工具把
持装置を複数台設置しておけば、各作業工具把持装置を
順次所望箇所まで動作させることができるので、複数種
類の作業を並行して行なわせることができ、全体として
作業能率を向上させることができる。尚、この場合には
作業部材把持装置の必要台数が増加するが、作業工具把
持部材はそれ自体駆動源を有していないので比較的安価
であり、産業ロボットを必要台数配置する場合と比較し
て安価になるとともに、可搬重量が大きい産業ロボット
を使用する必要がないので、一層安価になる。

〈実施例３〉 第５図はこの発明の作業工具取扱装置のさらに他の実施
例を示す中央縦断面図であり、第４図の実施例と異なる
点は、両リンク部材（６）　（７）の対応するフランジ
（９）　（１０）への圧接状態を確実化する圧接補助機
構を回動アーム（２）に設けた点のみである。

上記圧接補助機構は、シリンダ装置（８）と一体向に設
けられた軸（１１）の所定位置にワッシャ（１２）およ
び互に逆向きに配置された皿ばね（１３）を嵌め込んで
いるとともに先端部に押圧部材（１４）をスライド自在
に嵌め込んだ構成である。尚、（１５）は軸（１１）の
位置を固定するためのナツト、（１６）はワッシャ（１
２）の移動を規制するナツトである。また、上記軸（１
１）は、押圧部材（１４）がフランジ（９）　（１０）
と正対し、かつリンク部材（６）　（７）と当接するよ
うに取付は位置が予め設定されている。

したがって、この実施例の場合には、皿ばね（１３）に
より抑圧部材（１４）によりスライド付勢力が与えられ
ているのであるから、シリンダ装置（８）が位置決めの
ために動作した状態において、シリンダ装置（８）によ
りりえられる押圧力のみならず、皿ばね（１３）による
押圧力がリンク部材（６）　（７）に与えられ、この結
果、一層確実に回動アーム（２）の固定およびねじ締め
機（５）の固定を達成できる。即ち、シリンダ装置に供
給される圧力流体の圧力が多少低１　　下しても固定状
態を確実に維持できる。逆に、回動アーム（２）および
ねじ締め機（５）を動作させる場合にはシリンダ装置（
８）を逆に動作きせればよく、皿ばね（１３）による押
圧力を相殺してスムーズな回動、自転を行なわせること
ができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、第６図Ａ−Ｇに示すように、２以上の自由度
を持たせることが可能であるほか、ねじ締め機（５）に
変えてドリル、ポンチング機、リベツタ、かしめ機、接
着剤塗布機その他従来公知の作業工具を装着することが
可能であり、さらに、複数台の産業ロボットにより１台
の作業工具取扱装置を共用することが可能であるほか、
この発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計
変更を施すことが可能である。

〈発明の効果・〉 以上のように第１の発明は、作業工具の重量を作業工具
取扱装置により受けるので、産業ロボットの可搬重量が
少なくても種々の作業工具を取扱うことができ、産業ロ
ボットによる作業可能範囲を簡単に拡大できるという特
有の効果を奏する。

第２の発明は、産業ロボットにより動作された状態で自
身の自由動作を阻止することができるので、産業ロボッ
トによる把持を継続していなくても作業を継続すること
ができ、産業ロボットの自由度を著しく高めることがで
きるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の作業工具取扱装置の一実施例を示す
中央縦断面図、 第２図は平面図、 第３図は斜視図、 第４図はこの発明の作業工具取扱装置の他の実施例を示
す中央縦断面図、 第５図はこの発明の作業工具取扱装置のさらに他の実施
例を示す中央縦断面図、 第６図はこの発明の作業工具取扱装置のさらに他の実施
例を示す概略斜視図。 （１）・・・固定スタンド、（２）・・・回動アーム、
Ｌ３）・・・作業工具把持部祠、（４）・・・案内部利
、（６）　（７）・・・リンク部材、（８）・・・シリ
ンダ装置、（１１）・・・軸、（１３）・・・皿ばね、
（１４）・・・押圧部祠、（Ｒ）・・ロボット・ハンド 特許出願人　　ダイキン工業株式会月 代　　理　　人　　　弁理士　　津　　川　　友　　十
（Ａ） （Ｄ）　　　　　　　　、、。 第６図 （Ｓ）　　　　　　　　　　　　　　（Ｃ）（Ｅ）　　
　　　　　　　　　　　　　（Ｆ）（Ｇ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、大荷重に耐え得る支持部材（１）に対して少なくと
   も一方向に移動可能なアーム（２）が連結されてあると
   ともに、アーム（２）の所定位置に作業工具把持部（３
   ）およびロボット・ハンド（Ｒ）により把持されてアー
   ム（２）に移動力を伝達する案内部材（４）が設けられ
   てあることを特徴とする作業工具取扱装置。 ２、アーム（２）が、自身の移動を阻止するとともに、
   作業工具把持部（３）の動作を阻止するための阻止部材
   （６）（７）（８）（１１）（１３）（１４）を有して
   いる上記実用新案登録請求の範囲第１項記載の作業工具
   取扱装置。