JPH0232119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ハンドリングロボツト等で物体を保持する際
に、保持力はスプリング等で与え、開放を流体圧
シリンダなどで与えることにより、常時一定の力
で物体を保持可能とし、かつアクチユエータの駆
動部と保持部材との間に長孔などで遊びを持たせ
ることで、物体の保持状態かどうかを確実に検出
可能とし、ハンドリング装置の誤動作を防止す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、産業用ロボツト等に適する物体を保
持する機構、特に常時一定の力で保持でき、かつ
保持されているかどうかを確実に検出できる保持
機構に関する。

〔従来の技術〕

第４図は本発明の発明者が実願昭57−196836号
として提案したロボツトハンドを示す平面図であ
る。ロボツトハンドのベース１には、２本のガイ
ド軸２と３が、互いに平行になるように固設され
ており、両平行ガイド軸２，３にガイドされて移
動するように、可動ブロツク４，５が取付けられ
ている。両可動ブロツク４，５には、互いに対向
するようにラツク６，７が取付けられ、両ラツク
６，７間に、両ラツク６，７とかみ合うようにピ
ニオン８が軸支されている。片方の可動ブロツク
４にはフインガー９が取付けられ、他方の可動ブ
ロツク５にはフインガー１０が取付けられてい
る。

このような構成になつているので、図示されて
いないアクチユエータで、ピニオン８を矢印a₁方
向に回転させると、可動ブロツク４，５は、それ
ぞれ矢印a₂，a₃で示すように、逆向きに平行移動
し、フインガー９，１０を閉じる方向に動作す
る。ピニオン８を矢印a₁と逆向きに回転させる
と、可動ブロツク４，５も矢印a₂，a₃と逆向きに
移動し、フインガー９，１０を開く。

ベース１の裏面には、可動ブロツク４，５を駆
動するアクチユエータが取付けられる。例えば流
体圧シリンダが、ベース１に取付けられ、そのピ
ストンロツドが片方の可動ブロツク例えば５に連
結される。いま該可動ブロツク５が矢印a₃方向に
駆動されると、ピニオン８を介してラツク６が矢
印a₂方向に駆動され、フインガー９，１０が閉じ
る。逆に可動ブロツク５が矢印a₃と逆向きに駆動
されると、ピニオン８を介して可動ブロツク４が
矢印a₂と逆向きに駆動され、フインガー９，１０
が開放する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

フインガー９，１０の開閉は、アクチユエータ
の往復動で行なわれ、したがつてワークＷの保持
も、アクチユエータの力で行なわれる。すなわち
アクチユエータでフインガー９，１０を開放した
状態で、ワークＷがフインガー９，１０間にセツ
トされ、次いでアクチユエータでフインガー９，
１０を閉じる方向に駆動し、鎖線で示すように保
持爪がワークＷに当接することで保持される。こ
のときの保持力は、アクチユエータによつて与え
られる。

このようにアクチユエータによる駆動力で直接
ワークＷを保持する場合、駆動力が強過ぎると、
ワークＷが湾曲したりし、弱過ぎるとワークＷの
保持が不確実で脱落する恐れがある。アクチユエ
ータとしてエアシリンダを使用する場合は、圧力
調整器を装備することで、保持力を調節すること
もできるが、各保持機構ごとに圧力調整器を装備
するのはコトス高となる。またワークを保持した
ら、その状態を確認してから、次の工程に移行す
るが、アクチユエータで直接ワークを保持する構
成では、ワークが保持されているかどうかを正確
かつ迅速に検出することが困難である。実開昭47
−18280号公報に記載の技術も、ワークを挟持す
る爪の開閉力はシリンダで与えられるため、常時
一定の力でワークを挟持することができない。

本発明の技術的課題は、従来の保持機構におけ
るこのような問題を解消し、簡単な構成でワーク
保持力を一定に維持でき、しかもワークを保持し
ているかどうかを正確かつ迅速に検出可能とする
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明による保持機構の基本原理を説
明する平面図である。９，１０はワークＷを保持
する保持部材であり、片方の保持部材９の基端４
またはベース等に流体圧シリンダ等のようなアク
チユエータ１１が取付けられ、他方の保持部材１
０の基端５に、アクチユエータ１１の駆動力出力
部例えばピストンロツド１２が連結されている。
ピストンロツド１２は直接保持部材１０の基端５
に取付けられるのでなく、保持部材基端５および
ピストンロツド１２の片方にピン１３が、他方に
該ピン１３が嵌入する長孔１４が設けられてい
る。流体圧シリンダ１１は、そのピストンロツド
１２が進出する際に、保持部材基端５が保持部材
１０の開放方向に駆動される。そして保持部材１
０の閉鎖方向の駆動は、コイルバネなどのような
弾性手段１５で行なわれる。

また保持部材１０が丁度ワークＷを保持してい
る状態における、部材５の位置をピン１３の位置
の形で検出する保持状態検出器Ｓ１と、ピストン
ロツド１２の進出状態のストローク端を検出する
終端検出器Ｓ２と、ピストンロツド１２の後退時
のストローク端を検出する始端検出器Ｓ３とをそ
れぞれ備えている。検出器Ｓ２，Ｓ３は、例えば
磁気検出スイツチで構成し、ピストン１６に永久
磁石を取付けることで、ピストン１６が始端位置
に有ることを始端検出器Ｓ３で検出し、ピストン
１６が終端位置に有ることを終端検出器Ｓ２で検
出できる。

〔作用〕

まずワークＷが存在しない状態について説明す
る。流体圧シリンダ１１のピストンロツド１２が
後退すると、保持部材基端５は、コイルバネ１５
で矢印ａ４方向に駆動され、保持部材１０，９間
が閉じた状態となる。ワークＷを保持するには、
まず流体圧シリンダ１１が作動してそのピストン
ロツド１２で保持部材基端５がコイルバネ１５に
抗して、矢印ａ４と逆向きに駆動される。こうし
て保持部材１０，９が開放した状態で、ワークＷ
がセツトされ、流体圧シリンダ１１が後退方向に
駆動されると、ピストンロツド１２が引つ込む。
すると保持部材基端５は、コイルバネ１５で保持
部材１０，９の閉鎖方向に駆動され、保持部材１
０，９がワークＷに当接すると、それ以上移動で
きず、停止する。このとき、ピストンロツド１２
は引き続き後退し、ピストン１６が始端検出器Ｓ
３に検出されるまで移動するのに対し、保持部材
基端５はワークＷに妨げられて移動できないた
め、ピン１３は長孔１４の途中で停止する。この
ように、保持部材基端５すなわちピン１３が途中
で停止すると、保持状態検出器Ｓ１で検出され
る。このように保持状態検出器Ｓ１がオンで、か
つ始端検出器Ｓ３もオンであれば、ワークが保持
されていることになる。ピストンロツド１２がス
トローク端まで進出して終端検出器Ｓ２がオンす
ると、保持部材１０，９が全開していることにな
り、またピストンロツド１２がストローク端まで
後退して、始端検出器Ｓ３がオンし保持状態検出
器Ｓ１がオフだと、保持部材１０，９が全閉して
いることになる。

〔実施例〕

次に本発明による保持機構が実際上どのように
具体化されるかを実施例で説明する。第１図の基
本原理図では、保持部材９側は保持部材基端４と
共にベース側に固定構造となつているが、第２図
のように保持部材９および保持部材基端４も、他
方の保持部材１０およびその保持部材基端５に対
し相対的に移動可能とすることもできる。すなわ
ち第２図においては、それぞれの保持部材基端
５，４が共にガイド軸２，３で、直線移動可能に
ガイドされ、流体圧シリンダ１１は、保持部材基
端４に取付けられている。そして保持部材基端
４，５には、ラツク６，７が設けられ、かつ両ラ
ツク６，７間にピニオン８が軸支されている。し
たがつて流体圧シリンダ１１のピストンロツド１
２が進出すると、保持部材１０，９が同じ距離ず
つ開放方向に移動する。逆にピストンロツド１２
が後退すると、コイルバネ１５で保持部材基端５
が保持部材１０の閉鎖方向に駆動され、このとき
ピニオン８、ラツク６，７を介して保持部材基端
４、保持部材９も閉鎖方向に移動する。なお流体
圧シリンダ１１は、第４図に説明したように、ベ
ース１側に取付けることもでき、このときベース
１の裏側に取付けるのが良い。

〔動作説明〕

第３図は流体圧シリンダ１１がベース１側に連
結された実施例におけるワークＷの保持動作を工
程順に示す平面図である。イは、ピストンロツド
１２がストローク端まで進出した状態であり、長
孔１４の端部でピン１３を押すことで、コイルバ
ネ１５に抗して保持部材基端５，４を押し拡げる
ので、長孔１４の端部がピン１３に接している。
そしてこの状態では、連結ブロツク１７のカム１
８がマイクロスイツチから成る保持状態検出器Ｓ
１を通過しているので、このスイツチＳ１はオフ
状態で、終端検出器Ｓ２のみがオンとなる。

次にイの状態からピストンロツド１２が全部引
つ込むと、ロの状態となる。このときカム１８が
保持状態検出器Ｓ１を通過してオフとするので、
始端検出器Ｓ３のみがオンとなる。

イのように保持部材１０，９が全開の状態にお
いて、ワークがセツトされ、次いで流体圧シリン
ダ１１のピストンロツド１２が後退すると、ハの
状態となる。すなわちピストンロツド１２が始端
まで後退し、始端検出器Ｓ３がオンとなる。また
コイルバネ５で保持部材基端５，４が閉鎖方向に
駆動されるが、途中にワークＷが有るために、保
持部材１０，９がワークＷに当接し、コイルバネ
１５のバネ力でワークＷの保持が行なわれる。ま
た保持部材１０，９がワークＷに当接するため、
ピン１３も途中で停止して長孔１４の途中に位置
し、保持状態検出器Ｓ１がカム１８に当接してオ
ンする。したがつて保持状態検出器Ｓ１と始端検
出器Ｓ３の２つがオン状態となる。

このように各検出スイツチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の
オン・オフ状態が、イ、ロ、ハそれぞれにおいて
異なるので、３つのスイツチの検出信号によつ
て、各状態を確実に確認できる。またイの全開状
態から、ワークＷを保持することなしにロの全閉
状態に移行する場合も、ピン１３が保持状態検出
器Ｓ１を通過する際に該検出器Ｓ１がオンする
が、それは一瞬であり、しかも通過時点では始端
検出器Ｓ３は未だオンになつていない（ワークＷ
を保持する際に衝撃を与えないように、ピストン
ロツド１２の引つ込み方向動作は比較的遅い）た
め、ハのように両検出スイツチＳ１，Ｓ３の双方
がオン状態となることはなく、より正確かつ瞬時
に検出できる。

なおピストンロツド１２と保持部材基端５間の
ストロークＢの遊び機構として、長孔１４とその
中に植設されたピン１３を例示したが、同様な作
用が得られれば他の機構でも良い。保持部材１
０，９は、保持部材基端５，４と一体構成であつ
ても、別々の部材を連結した構成であつても差支
えない。またアクチユエータとして流体圧シリン
ダを例示したが、他の駆動手段でも原理は同じで
あり、検出器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の種類や取付け部
も任意に選択できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、流体圧シリンダ
などのアクチユエータは、保持部材１０，９を開
放する際の駆動源となるが、ワークＷを保持する
力は、コイルバネ１５で与えられるので、ワーク
Ｗの大きさが同じである限り、ワークＷを保持す
る力は常時一定となる。したがつて従来のように
圧力調整器などを装備する必要がない。またバネ
力でワークＷを保持するので、空気圧配管や電磁
弁などの空気漏れなどの障害が発生したり、誤動
作したりして、流体圧シリンダ１１への圧縮空気
供給が止まつたりしても、ワークＷは保持された
ままとなり、途中で脱落するような恐れもない。
さらに３つの検出スイツチＳ１，Ｓ２，Ｓ３の検
出信号によつて、ワークＷが保持されているかど
うかを正確に、かつ瞬時に検出できるので、ワー
クＷがチヤツクされると直ちに次の工程に移行す
ることができ、自動化工程の高速化、高信頼化に
有効である。

特に、アクチユエータ１１の駆動部と該アクチ
ユエータ１１で駆動される保持部材１０との間に
は、アクチユエータ１１の動作方向に対し、スト
ロークＢの遊びをもたせて、保持部材１０がワー
クＷに当接して保持状態検出器Ｓ１の位置で停止
しても、アクチユエータ１１の駆動部は始端位置
まで移動して、始端検出器Ｓ３で検出され、保持
部材９，１０が保持状態にあることを検出する構
成になつている。そのため、ワークが保持状態に
あるかどうかを正確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による保持機構の基本原理を説
明する平面図、第２図は本発明の実施例を示す平
面図、第３図は保持動作を工程順に示す平面図、
第４図は従来の保持機構を示す平面図である。 図において、４，５は保持部材基端（可動ブロ
ツク）、９，１０は保持部材（フインガー）、１１
はアクチユエータ（流体圧シリンダ）、１２はピ
ストンロツド、１３はピン、１４は長孔、１５は
コイルバネ（弾性手段）、Ｓ１は保持状態検出器、
Ｓ２は終端検出器、Ｓ３は始端検出器をそれぞれ
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １対の保持部材９，１０をアクチユエータ１
   １で相対的に開閉動作させることで、物体Ｗを保
   持する機構において、 物体Ｗを保持する方向の力を保持部材９，１０
   に与えるための弾性手段１５と、前記弾性手段１
   ５に抗して保持部材９，１０を開放する方向の力
   を与えるアクチユエータ１１と、を備えると共
   に、 アクチユエータ１１の駆動部と該アクチユエー
   タ１１で駆動される保持部材１０との間には、ア
   クチユエータ１１の動作方向に対し、ストローク
   Ｂの遊びをもたせて成り、 保持部材９，１０の閉鎖時のストローク端を検
   出する検出器Ｓ３と、保持部材による保持状態を
   検出する保持状態検出器Ｓ１とを備え、それぞれ
   の検出器の出力の組合わせで物品の保持を検出す
   るように構成してなること、 を特徴とする保持機構。