JPH04210394A - 把持位置可変チャック - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、把持・搬送対象の物品
に対し把持位置の変更可能なチャックに関する。 ［０００２］ 【従来の技術】機械部品や電気部品さらに厨房製品など
の物品の製造過程で、把持・搬送の自動化のために、物
品は、ハンドリング装置の例えば吸着バットなどによっ
て把持され、加工位置から次の加工位置や搬送用コンベ
アなどの所定の位置に供給される。この場合、吸着バッ
トなど把持部は、把持状態の安定化を図るために、物品
の把持面に対し法線方向に向けられた状態で取り付けら
れている。このため、この種のチャックは、物品の種類
や形式毎に専用のものとして製作されている。 ［ｏ　ｏ　ｏ　３］

【従来技術の問題点】したがって、次のような問題が発
生する。第１に、部品が新しい機種に変更されたとき、
それに応じてチャックを製作する必要があり、製作費が
かさむ。 ［０００４］第２に、同機種の生産ラインでも、形式や
形状が異なる毎に、チャックの交換が必要となり、生産
時間に占める段取り時間の割合が高くなり、生産能率が
低下する。 ［０００５］さらに第３に、部品の種類毎にジグが製作
されるため、それらのジグの保管管理が必要となり、ま
たその置き場所にも大きなスペースが必要とされる。 ［０００６］

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、把持部の
傾きを簡単に変更できるようにし、チャックの共通化を
図るとともに、当該チャックの使用上の便利さを向上さ
せ、さらにチャック部分の計量化と簡素化を図ることで
ある。 ［０００７］

【発明の解決手段】そこで、本発明は、物品を把持、搬
送するチャック装置において、物品の把持部の位置を可
変構造とし、その把持部の位置を駆動手段によって変更
できるようにするとともに、その駆動手段を把持部の支
持部分に取り付けるか、または把持部を産業用のロボッ
トのアーム部分に取り付け、駆動手段を把持部の支持部
分と別体とし、ロボットの可動域内に配置することによ
って、チャック全体を軽量化している。物品の形式や種
類が変化したとき、駆動手段は、把持部の傾き変更部分
を駆動することにより、チャックを物品の把持面に対し
常に適切な方向に変更する。 ［０００８］

【実施例】図１および図２は、把持位置可変チャック１
を産業用のロボット２のロボットアーム２０に取り付け
た状態を示している。 ［０００９］把持位置可変チャック１は、ロッド４の先
端部分で、物品３の把持部として例えば吸着バット５を
備えている。ロッド４は、筒状のガイド６の内部に抜は
止め状態で軸方向に摺動自在に挿入されており、ロッド
４に固定されたスプリング受け７とガイド６との間に設
けられた衝撃吸収用のスプリング８によって、スプリン
グ８の伸び方向に付勢されている。 ［００１，０］このような把持位置可変チャック１は、
１または複数例えば４つ用意され、把持部の支持部分と
しての共通のジグ９のブラケット１０に対し、同じ向き
で平行な状態で配置され、ブラケット１０に取り付けら
れた減速機１１の出力軸１２の先端に例えば直交状態で
取り付けられている。なお、出力軸１２は回転角を割り
出すために、例えばマグネット式のドグ１６を有し、こ
の部分でブラケット１０に固定された磁気式のセンサ１
７と対応している。減速機１１の入力軸１３は、一対の
ロック部材１４の間を通り、一方のカップリング１５に
連結されている。なお、この一対のロック部材１４は、
ジグ９に取り付けられた操作部１８によって開閉する方
向に駆動されるようになっている。 ［００１１１そして、上記ジグ９は、その中心部分でロ
ボットアーム２０の手首２１の部分に取り付けられてい
る。このため、４つの把持位置可変チャック１は、ロボ
ットアーム２０および手首２１の自由度に従って、ロボ
ット２の可動域内で任意の姿勢に設定できるようになっ
ている。 ［００１２］一方、前記カップリング１５は、把持位置
可変チャック１の傾き角度を調整するために、ロボット
２の可動域内に設けられた位置決め用の駆動手段１９の
他方のカップリング２２とはまり合う。したがって、両
者は、一種のかみ合いクラッチの機能を持つ。ここで、
駆動手段１９は、２つの把持位置可変チャック１を同時
に駆動するために、２つのカップリング２２を備えてお
り、これらはそれぞれサーボモータ２３および位置制御
部２４によって駆動されるようになっている。 ［００１３１図３は、制御系の構成を示している。産業
用のロボット２は、ＣＰＵ２５の内部のロボット制御部
２６によって制御される。また、位置決め用の駆動手段
１９は、ＣＰＵ２５の制御下で位置制御部２４によって
制御される。なお、サーボモータ２３の回転量は、パル
スエンコーダ２７によって検出され、位置制御部２４の
入力情報となる。また、それぞれの把持位置可変チャッ
ク１の原位置は、センサ１７によって検出され、位置制
御部２４に原位置信号として送り込まれる。そして、把
持位置可変チャック１の吸着パット５および操作部１８
は、ロボット２の内部のコントローラによりまたはロボ
ット２の内部のコントローラを経て、上記ロボット制御
部２６によって制御される。 ［００１４］次に、図４は把持位置可変チャック１の傾
斜角度を変更するときの一連の動作順序を示している。 この動作順序のプログラムや産業用のロボット２の運動
に必要なプログラムや位置決めに必要なデータなどは、
位置制御部２４、ロボット制御部２６に予め格納されて
いる。 ［００１５］傾斜角度の変更プログラムが開始された後
、まず把持位置可変チャック１を固定していた一対のロ
ック部材１４が操作部１８によって開く方向に駆動され
、入力軸１３が回転アシロツクの状態となる。 ［００１６］次に、ロボット制御部２６がロボットアー
ム２０やその手首２１を制御し、把持位置可変チャック
１を適切な姿勢例えば上下逆に変更した後、駆動手段１
９の近くまで移動させ、一方のカップリング１５を駆動
手段１９のカップリング２２の内部に挿入し、両者を連
結状態としてから、この姿勢を保持させる。 ［００１７］このあと、位置制御部２４は、それぞれの
サーボモータ２３を原位置復帰方向に回転させる。この
とき、サーボモータ２３の回転は、減速機１１によって
減速され、一対のカップリング１５．２２を介してガイ
ド６に伝達されるため、このガイド６によって保持され
た２つの吸着パット５は、それぞれ出力軸１２の周りに
回動し、原位置の向きに移動する。なお、この時点てＣ
ＰＵ２５やパルスエンコーダ２８にも吸着パット５の傾
斜角度についてのデータが与えられていない。 ［００１８］この回動中に、ドグ１６が原位置のセンサ
１７と対向したとき、センサ１７は原位置信号を発生し
、位置制御部２４に送り込む。この時点から、位置制御
部２４は、パルスエンコーダ２７からのパルスのカウン
トを開始し、パルスエンコーダ２７によって規制される
正確な原位置までサーボモータ２３を継続的に回転させ
る。このようにして、把持位置可変チャック１が正確に
原位置に復帰した時点で、原位置復帰動作が完了する。 ［００１９］このあと、位置制御部２４は、正確な割り
出し後の原位置を基準として、回転角度の割り出しを開
始し、サーボモータ２３を回転させ、吸着パット５を所
定の方向に傾斜させる。吸着パット５の傾斜角度が設定
値となったとき、位置制御部２４は、サーボモータ２３
の回転を停止させ、回転角度の割り出しを完了し、次に
割り出し後の傾斜角度を保持するために、操作部１８を
駆動して、一対のロック部材１４で入力軸１３を挟み込
んで、回転ロックの状態とし、ロボット制御部２６に待
機位置復帰の指令を与える。このようにして、変更後の
把持位置可変チャック１は、図５に示すように、物品３
の把持面に対し所定の方向、例えば法線方向に設定され
る。 ［００２０１ここで、ロボット制御部２６はロボットア
ーム２０を待機位置に移動させて、一対のカップリング
１５．２２の連結関係を解き、次に他方の２つの把持位
置可変チャック１について上記と同様の動作を繰り返し
た後、変更後の把持位置可変チャック１をロボットアー
ム２０や手首２１の回転制御によって、物品３を把持す
るための姿勢に戻し、ホームポジョンまで復帰させ、傾
斜角度の変更動作を終了する。 ［００２１］　このあと、産業用のロボット２は、ロボ
ット制御部２６によって、予め入力された作業プログラ
ムに従って、例えばプラスチック成形機から成形後の物
品３を取り出し、所定の供給位置例えば搬送用のコンベ
アの上などに供給する動作を繰り返す。 ［００２２］

【他の実施例】上記実施例は、左右の２つの把持位置可
変チャック１の傾斜角度を同時に変更することを予定し
、駆動手段１９に２つのカップリング２２およびサーボ
モータ２３を取り付けているが、角度変更動作を１つの
把持位置可変チャック１毎に順次行う場合に、カップリ
ング２２やサーボモータ２３などは１つでよい。もちろ
ん、把持位置可変チャック１は、ジグ９に対し物品の重
さなどに応じて、１つだけ設けられていてもよい。 ［００２３］また、把持部は、吸着パット５に限らず、
マグネット式のもの、あるいは開閉爪による形式のもの
、その他のものであってもよい。なお、位置制御部２７
は、ロボット制御部２６の内部に組み込み、ロボットの
運動制御用プログラムの一部として実行することもでき
る。もちろん、産業用のロボット２は、多関節型のもの
に限らず、直交座標型、円筒座標型などのものであって
もよい。また、上記実施例は、駆動手段１９を把持位置
可変チャック１と別体に構成し、最も好ましい例として
示しているが、産業用のロボット２の重量負担能力など
を考慮して、ジグ９の部分に取り付け、把持位置可変チ
ャック１と一体化することもできる。 ［００２４］もちろん、本発明の把持位置可変チャック
１はプラスチック成形機などからの成形品の取り出しに
限らず、プレス加工機の部品の取り出しや供給、溶接作
業、シーリング作業など産業用ロボットの広い応用分野
で利用できる。 ［００２５］

【発明の効果】本発明では、次の特有の効果が得られる
。吸着パットなどの把持部の傾斜角度が駆動手段によっ
て所定の方向に簡単に変更できるため、物品の形式や形
状の変化など毎に専用のチャックを用意する必要がなく
、また段取り替えの段階で、ロボットアームなどからチ
ャック部分を取り外す必要がないため１段取り時間が短
縮できる。 ［００２’６］位置制御用の駆動手段が把持位置可変チ
ャックと分離した状態で設けられていると、把持位置可
変チャックの部分の重量が小さくできるため、産業用ロ
ボットの重量負担が軽減され、またそれに伴う運動速度
や加速度の抑制制御などが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】把持位置可変チャックを産業用のロボットに取
り付けた状態の斜面図である。

【図２】把持位置可変チャックの要部の一部破断拡大斜
面図である。

【図３】制御系のブロック線図である。

【図４】把持位置可変チャックの傾斜角度変更動作のフ
ローチャート図である。

【図５】物品に対する可変チャックの角度設定の状態の
側面図である。

【符号の説明】

１　把持位置可変チャック ２　産秦用のロボッ１− ３　物品 ４　ロンド ５　吸着パット ６　ガイド ９　ジグ １１　減速機 １２　出力軸 １３　人力軸 １４　ロック部材 １５　カップリング １６　ドグ １７　センサ １８　操作部 １９　駆動手段 ２０　ロボットアーム ２１　手首 ２２　カップリング ２３　サーボモータ ２４　位置制御部 ２５　　ＣＰＵ ２６　ロボット制御部

【図３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物品を把持、搬送するチャック装置におい
   て、物品の把持部の位置を可変とし、駆動手段で把持部
   の位置を変化させるよう構成したことを特徴とする把持
   位置可変チャック。
2. 【請求項２】把持部の支持部分に駆動手段を設けたこと
   を特徴とする請求項１の把持位置可変チャック。
3. 【請求項３】把持部の支持部分をロボットに取り付け、
   駆動手段を把持部の支持部分と別体にしてロボットの可
   動域内に位置させたことを特徴とする請求項１の把持位
   置可変チャック。