JPH03207580A - 解放装置付の２つの回動型アームからなる把持装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、解放装置付の２つの回動型アームからなる把
持装置であっで、前記の２つのアームは、それぞれの端
部に加圧部材が保持されており、かつ相互に動かす駆動
手段に接続され、該駆動手段によって互に対向して閉し
、前記加圧部材が処理部品を把持することを可能にし、
また処理後、該処理部品を解放するように開き、さらに
、前記アームが開いた後、前記加圧部材を前記処理部品
から完全に離隔する解放装置を有する回動型アームに関
する。

［従来の技術］ 本発明はまた、一般的に、これらの工具や機械が取扱う
部品の組立や取扱いに関する作業を実現させるために、
或る力を加えることによって把持したり、巧みに取扱う
ように設計された２つのアームやジョーから構成され、
溶接、型打ち、針金とじ等によって組立作業を遂行しな
ければならぬ工具や機械に関ずるものてある。たから、
゛加圧部材゜”なる表現は、例えば高圧電流を通過させ
ることにより２枚の金属板を溶接するために把持する場
合に適用される抵抗溶接の電極を意味するが、または型
打ち用工具、取扱い用工具を意味し、そしてその結果と
しで、一般的表現の゛処理゛゜は、溶接、型打ち等に対
応する作業を意味する。

２つのアームはお互いの間で可動であり、前記部品上に
おいて自己心合せを行なうことにより、自動的に前記処
理を行なう自由度を有する。一般的に、ひとたび前記処
理が実行された時は、部品を離脱、解放するためにアー
ムを開くことが不備である。さらに加圧部材は両方とも
部品に関し明瞭な位置に離れていることが確誌されるこ
とか好都合である。これか前記解放装置の役割である。

また一般論としで、この装置はロホットやその他の位置
決め装置に対する搭載かてき、部品を地面に対して固定
させておくことは当然である。他の場合としで、この装
置が地面に対して固定されており、部品がロボットやマ
ニビュレータアームによって供給される。

駆動手段としては、空気圧式、流体式、または流体／空
気式のジャッキ、あるいは制御装置付電動機でもよい。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明が解決しようとする課題とともに、従来の技術を
よりよく理解するために、第１図において例を挙げて次
に説明する。空気式ジャッキを有する抵抗溶接把持装置
が、いわゆる゛Ｘ一形゜゜アームを有し、開かれた位置
が示されており、公知の解放装置（次に述へる原理と問
題点は実際には類似の溶接把持装置または所謂゛Ｃ一形
゜゜アームにおいても同様である）が設けられている。

［課題を解決するための手段］ これらの把持装置は、軸７のまわりにお互に回動するよ
うに設けられた上部３と下部電極把持装置２から構成さ
れている。空気圧ジャッキ１は、一方ではロッド１１に
よってアーム３に取り付けられ、他方ではシリンダによ
ってアーム２に取り付けられている。このジャッキの空
気室８へ圧縮空気を供給することによっで、２つのアー
ムの間に所謂゛電極加圧力゛を働かせることが可能とな
る。この力は、２つの電極３゜と２゜との間に把持され
た被溶接体の金属板１２と１３に加えられる。電極加圧
力が加えられたとき、変圧器１０はリード１１′　と、
導体としてそれ自身が働く電極把持アーム２．３を通じ
て２つの電極の間に電圧をかけることができる。ジャッ
キ１、下部アーム２と上部アーム３によって構成される
同軸の全体は、把持装置支持部５に対しで、軸９のまわ
りを速く自分自身で揺動することができる。把持装置支
持部は、ロボットやマニビュレータアム６の一端に固定
される。

ロボットやマニビュレータに使用される把持装置にとっ
で、溶接される金属板のロボットやマニビュレー夕に対
する相対位置は、精密には規制されない。これは、機械
溶接された組立済み品の幅広い幾何学的寸法公差や、電
極の消耗や、そしてロボットの軌道の偏位とに依る。

軸９に関しで、アーム２と３が浮動式に取り付けられる
ため、アームはジャッキが閉じている間、金属板に関し
て自動的に位置決めされる。

把持装置が開いたとき、前記の自動位置決め装置は、ロ
ホットの動きを許すために、２つの電極のうち一つがも
はや溶接すへき金属板と接触しないことを保証する能力
を有しない。特別な場合としで、同軸で回動するアツセ
ンブリの重量によるトルクは、電極の１つか他が、金属
板と接触を保ち続けるような程度のものである。このこ
とが、２つのアームのうちの１つのアーム（所謂゛解放
アーム′゜）が把持装置の支持部５に関して正確に位置
しなければならない理由てある。このことは、解放装置
という手段により達威される。

第１図は単働式空気圧ジャッキ解放装置４を示す。この
場合、把持装置が開いている間に気圧室２０の中へ空気
圧が供給され、そして金属板１３からアーム２を引離し
、そして支持部５に関して正確な位置へ引き戻す。把持
装置の閉じる間、ジャッキ４の２つの空気室は大気へ開
放され、そして装置が自動心出しをする。

スプリング２１は気圧室２０の中の圧縮空気を入れ替え
永続的な解放力を確保することができる。この場合、把
持具が閉じている間、下部アームを戻して金属板１３に
接触させスプリング２１を圧縮するのは、上部アーム３
の金属板１２に封ずる反動である。貴重ねられた金属板
はこの圧縮力を、必要あれば回動された組立体の重量と
同様に支えなければならない。

ジャッキ４もまた二重作動ジャッキであり得ることに注
意を要する。この場合、気圧室２２は閉じたフェーズの
間金属板１３と接触中の下部アム２の戻りを支援するた
め、一定のまたは変化する圧力を有する圧縮空気を与え
られるであるう。

この解放平衡方式は一般的であり、それは一定の移動と
正確な力を伴った明白な運動を生ずる利点を有する。加
えで、二重作動ジャッキの場合は、可動組立体の重量の
平衡が良好に保たれる。

しかしながら従来の解放方式の欠点はこのような小さい
シャッキの動作を調整することの困難性にあり、それは
時折り下部電極の衝突に対するショックや解放力の調整
不能を引き起し、また圧縮空気を持ち電気弁による分配
方式を持たせる必要を生じた。一方、空間における溶接
用把持具の動作は、金属板からの解放アームの戻りに必
要な力が解放アームの重量がこの動作を加速したり遅ら
せたりあるいはどちらでもなかったりするため、閉した
フェーズの間一定ではなくなるようになる。

それゆえ本発明の目的は序論において定義した一般型の
装置を得ることと、その装置における解放方式がこれら
空気方式あるいはスプリング方式の欠点を示さないこと
である。

解放動作のより優れた制御を達成することもまた本発明
の目的である。即ち、溶接の場合における電極と金属板
の接近中あるいは離隔中、より一般的には溶接運転以外
の運転における加圧部材と被処理部品間の接近あるいは
離隔中における正確な解放、制限された衝撃速度、特に
行使される力のサーボ結合である。

従って序論において定義した一般型装置は、本発明によ
れば、前記の解放システムが前記駆動手段の力の小部分
を利用することによって双方向の解放移動を決定するた
めに用いられる連結手段を有することに本質的な特徴が
ある。換言すれば、本発明は部品の把握及び解放の両機
能を確実にするために同一の駆動方式を用いることから
成っている。

さらに望ましくは、このような装置は、前記連結装置が
制御可能なクラッチによって構成されることもまた特徴
とされよう。例えば電気制御型で解放力を発生するのに
用いられ、そしてこのクラッチは前記部品処理に必要な
力を発生するのに用いるサーボ結合電気モータによって
構成される駆動手段に結合することができる。

［実施例］ 本発明に従う装置であってＸ型抵抗溶接用把持装置につ
いで、例を挙げ、図面を参照して述へるが、これに限定
するものではない。

前述の駆動手段は、本例ではロータ３１によって構成さ
れるモータがあっで、ロー夕にナット３２が固定されて
いる。ロータは、駆動システムおよび解放システムを含
む組立体の収容部を構成する剛性の枠体の中に置かれた
ステータの内側で回転し、その枠体は回転軸４３（第４
図参照）によって溶接把持装置の下部アーム２に対して
回動可能であり、またその回転軸によって枠体は回転を
停止される。ロータ３】はベアリング３５およびポール
ベアリングストップ３６により軸方向および半径方向に
支持されており、それ故に枠体３４に対し軸方向に移動
することはない。端部にねじを切ってあるロッド１ｌは
ナット３２にねじ込みされ、その自由端にはヨーク３９
がつけられ、ロツドの上部アーム３に対する回転は軸４
０によって停止される。

ナット３２は空気的、機械的又は電気的に、連１１ 結部４４によって構威されるクラッチ手段により、今１
つのナット４５に恒久的にまたは臨時的に連結される。

連結部４４はナット４５の回転ブロッキングの場合にお
けるすべりを受入れなければならず、またすべりトルク
は用途によって一定または調整可能である。

ナット４５はボールベアリング４６により枠体３４に軸
方向および半径方向に支持されている。

このナットの内側に中空ねじ４７がかみ合わされ、枠体
３４に対し半径方向に外側ブツシング４８によって支持
され、また内側ブツシングはロット１１の移動を可能に
している。中空ねじ４７は、それを把持装置の支持部５
（第２図参照）に固定されたヨーク５１に接続する回転
軸５０のため移動することができず、また同じ軸が枠体
３４に形成されたボート３８を突き抜けて延長されてた
めに回転ずることもできない。

第３図においで、モークは、完全に引っ込んだロツド１
１とねじ４７の位置に示されており、こ１　２ の位置は、開かれ、解放される把時具に対応ずる。

モータが与えられた方向に回転するとき、移動中にブロ
ックされたナット３２は、ロツド１１を外側に押し戻し
、これが把持具を閉じさせる。

クラッチまたは連結部が係合されれば、ナット３２は中
空ねじ４７と係合したナット４５を回転させる。移動中
に動かずことができないナット４５は、ねじ４７を縦方
向に動かそうとするが、枠体３４に係合する回転軸５ｏ
のために回転できない。いま、ねじ４７は回転軸５０と
ヨーク５１を通じて把持具の支持部５に固定されている
ので、また移動を不可能にされる。反動によっで、モー
タアッセンブリは引込み、軸７の周りをヨーク５１後方
へ回転させ、この結果下部アーム２を閉じさせる。

対応する圧力部材、この場合には電極２４が金属シ一ト
１３と接触するに至ったとき、連結部のレベルにおいて
滑りが起こる。ナット３２と同様にロータ３１は、他の
圧力部材すなわち上部電極２３まて回転を続け、次第に
金属シ一ト１２に接触するに至る。この瞬間に、モータ
が一定のトルクを与え、それが、２つの電極間に生ずべ
き金属板の把持を可能にする。

開くために、モータは他の方向へ回転を促がされで、ロ
ータ３１に固定されたナット３２がロットｌｌをモータ
の内側へ移動させる。軸４０のヨーク３９を通し上部ア
ーム３に固定されたこのねじは、上部アーム３を開く位
置に引き戻す。それと同時に、連結部４４が係合される
と、ナツ１・４５が回転されで、ねじ４７の内側に移動
させようとする。軸５０を通じてヨーク５１に連結され
ているねじは動くことができす、そのため、反動によっ
で、ボート３８のため前方へ動くモータが、下部アーム
２の回転を開く方向に起こさせる。

下部アームがハッファ５２に到達すると（第２図）、そ
の動きが阻止され、連結部４４が滑りの中に入り、モー
タが駆動されると、ロータ３１とナット３２は、上部ア
ーム３が後方の機械的バツファ、または所定の位置に到
達するまで、回転を続ける。

たとえ、連結部４４が、電気的に作動される代りに、水
力であるいは機械的に作動されるとしても、本発明の原
理はなお有効であることは注目されるべきである。この
場合に、連結部を開放する司令、できれば、そのトルク
を調節する司令もまた、空気力、水力でまたは機械的に
行ない得る。

解放を行なうため溶接用の主モータからエネルギーを用
いる場合に関しで、本発明の他の可能性は、連結部を永
続的な連結部に置き換えることにより成る。この連結部
は、例えば機械的摩擦、水力、磁力、または渦電流によ
り可能であるが、他のどんなカブリングシステムも考え
られる。

この場合、その操作は、調節されたクラッヂの操作と同
してあるが、サイクルの精密な位置における解放もてき
す、また力の調節もできず、低生産コストてというこの
システムの欠くべからざる利点も、さらにある場合には
停止時のエネルギ１５ の浪費なしに行なえる永続的ブレーキも実行することは
できない。

本特許出願において前述した電気的に調節された連結部
によった他の解放システムに関しで、考えられる場合と
しで、次の機能の一つまたは２つを受け持つことができ
る。

自己心合わせ、 解放位置におけるアームのブロック、 自己心合わせは、解放システムのねじおよびナット４　
５／４　７の逆転可能性により可能てある。

解放アームを開の位置においてブロックすることは、溶
接用モータが停止のとき、例えば把持部が完全に開いて
いるときに問題を生ずるのみである。この場合、連結部
が永続的な静的把持トルクを提供することができるかま
たは解放のねしナットシステムの可逆性に頼らなければ
ならない。

このタイプの連結部の場合に、電流、水力、または空気
力エネルギーが阻止されたとき、同様１６ に、安全のため把握具のアームの動きを避けることが望
まれる。その解決は、解放システムのねじナットシステ
ムの不可逆性において再び求められることができる。あ
るいは、この不可逆性が問題を起こしたら、エネルギー
のないときでも静的ブレーキシステムの動作をする連結
部と組み合わされることが提供されなければならない。

今まで述べられてきたすべては、モークの溶接用エネル
ギーを用いる解放システムに関する。しかし、これは空
気力ジャッキまたは電気モータをもった把持具へも適用
され、そのなかでその解放か本発明の記述のとおり実施
されるが、特殊な補助的な解放用モータの援けを受ける
。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明の開放装置付の２つの回動型アームから
なる把持装置の一実施例の側面図、第１図は従来の把持
装置の側面図、第３図は第２図に示す上部アーム３の開
放装置の軸方向の垂直断面図、第４図は第２図に示す上
部アーム３の開放装置の軸方向の部分水平断面図である
。 １・・・空気圧ジャッキ、 ２．２′・・・下部アーム、 ３．３゜・・・上部アーム、４・・・開放装置、５・・
・支持部、 ６・・・マニビュレータアーム、 ７・・・軸、　　　　　　　　８・・・気圧室、９・・
・旋回軸、　　　　　　１０・・・変圧器、１．１．１
１　　・・・ロット、 １２，１．３・・・金属板、 ２０．２２・・・気圧室、　　２１・・・スプリング、
２３．２４・・・電極、　　　３１・・・ロー夕、３２
・・・ナッｌ・、　　　　　３３・・・ステータ、３４
・・・枠体、　　　　　　３５・・・ベアリング、３６
・・・ボールベアリングストップ、３８・・・ボート、
　　　　　３９・・・ヨーク、４０・・・軸、　　　　
　　　４３・・・回転軸、４４・・・連結部、　　　　
４５・・・ナット、４６・・・ボールベアリング、 ４７・・・中空ねじ、 ４８・・・外側ブッシング、 ４９・・・内側ブッシング、 ５０・・・回転軸、 ５１・・・ヨーク、 ５２・・・バッファ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、解放装置付の２つの回動型アームからなる把持装置
   であって、 前記２つのアームは、それぞれの端部に加圧部材が保持
   されており、かつ相互に動かす駆動手段に接続され、該
   駆動手段によって互に対向して閉じて、前記加圧部材が
   処理部品を把握することを可能にし、処理後、該処理部
   品を解放するように開く機能を有し、さらに、前記アー
   ムを開くための始動を行なうと、前記加圧部材を前記処
   理部品から完全に離隔する解放装置を有し、該解放装置
   は前記駆動手段の力の一部を使用して、双方の方向に解
   放走行させる連結手段を含む、解放装置付の２つの回動
   型アームからなる把持装置。 ２、前記連結手段が、特に電気制御による制御可能なク
   ラッチで、解放する力の発生が可能であり、処理部品を
   処理するための力を発生する電気モータからなる駆動手
   段に連動可能な、請求項１に記載の解放装置付の２つの
   回動型アームからなる把持装置。 ３、前記把持手段は、その回転力が制御可能で、互に接
   近する力、および、解放するアームの離間する力が、電
   気信号によって制御される、請求項２に記載の解放装置
   付の２つの回動型アームからなる把持装置。 ４、前記把持手段が、パーマネントカプラからなる請求
   項１に記載の解放装置付の２つの回動型アームからなる
   把持装置。 ５、解放方向への戻り防止ねじとナットによって、付加
   的エネルギなしに解放位置の保持を行なう、請求項１に
   記載の解放装置付の２つの回動型アームからなる把持装
   置。 ６、加えているエネルギが中断すると、静止型ブレーキ
   が動作することによって、付加的エネルギなしに解放位
   置の保持を行なう、請求項１に記載の解放装置付の２つ
   の回動型アームからなる把持装置。