JPH0453910Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、ロボツトにおけるフインガ取付装
置に関するものであり、特に、ロボツトのアーム
の先端部にフインガを取り付けるためのフインガ
取付装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、電磁石を用いてフインガをロボツトアー
ムの先端に保持するフインガ保持装置として、例
えば特開昭59−59382号に開示されている装置が
知られている。このフインガ保持装置は、ロボツ
トアーム側に設けられた電磁石により、フインガ
側に設けられた磁性体から成る取付部材を吸着
し、フインガをロボツトアームの先端に保持する
ものである。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記した従来例では、ロボツト
側の電気配線の故障または停電等により電磁石へ
の電流が遮断された場合、フインガが落下し破損
する虞があるという問題点があつた。

このような問題点を解決したフインガ保持装置
の例としては、例えば、特開昭60−172432号、及
び、特開昭60−177835号に開示される装置が知ら
れている。これらの装置においては、電気配線の
故障又は停電等により電磁石への電流が遮断され
た場合、フインガーが落下して破損されることを
防止するため、機械的な保持機構を更に備えてい
る。

しかしながら、これらの従来例では、ロボツト
アームの先端部にフインガを保持するための電磁
石を設けるだけでなく、脱着可能な機械的なピン
等を配置する必要が生じる。このため、脱着部が
大きくなり、ロボツトの動作速度を落としたり、
フインガへの圧縮空気、電力、信号の受け渡しの
ためのスペースがなくなるだけでなく、コストの
上昇をもたらせる問題点が有る。また、フインガ
をロボツト移動中において、ぶつける等のトラブ
ルが生じた際には、ロボツトは高速で移動してい
ることがほとんどであるため、メカ的なピン等ロ
ボツト側が破損されることになる。このため、ロ
ボツトの修理に長時間必要となり、ロボツトによ
る組立動作が長時間に渡り停止してしまうという
欠点が指摘されている。

このような欠点を更に解決する可能性のあるフ
インガ保持装置としては、例えば特開昭52−
22271号に開示されている装置が知られている。
この装置では、ロボツトアーム側に、強磁性体金
属からなるコアの周囲にコイルを巻いて形成され
た電磁石が設けられており、フインガ側に、永久
磁石から成る取付部材が設けられている。そし
て、電磁石により、フインガ側の永久磁石を引き
寄せて、フインガをロボツトアーム側に吸着する
様に構成されている。

実際には、この装置においては、電磁石により
フインガがロボツトアームに吸着した後、フイン
ガとロボツトアームとを機械的に強固に接続する
様に構成されている。そのため、フインガがぶつ
けたりした場合には、ロボツトアームとフインガ
との機械的な接合部分が破損する虞があり、上述
した問題と同様な問題が発生する。

しかし、もし、この装置において、機械的な結
合を排除し、ロボツトアーム側の電磁石と、フイ
ンガ側の永久磁石のみにより、フインガが保持す
る様にすれば、ロボツトアームとフインガが磁気
結合により結合されることとなるので、フインガ
をぶつけた場合でも、ロボツトアームを破損せ
ず、フインガが落下するのみですむという効果が
得られる。また、電気配線の故障または停電等に
より電磁石への電流が遮断された場合でも、フイ
ンガ側の永久磁石が、ロボツトアーム側の電磁石
のコアに吸着されるので、フインガの落下が防止
できる。

したがつて、特開昭52−22271号に開示されて
いる装置において、ロボツトアームとフインガと
の機械的結合を排除すれば、上記の問題点は解決
される可能性がある。

しかしながら、この特開昭52−22271号に開示
されている装置においては、フインガを、このフ
インガを複数個ストツクしておくフインガストツ
ク台に置いておく場合、フインガの取付部材の部
分が永久磁石から構成されているので、この永久
磁石の部分に周囲の磁性体金属粉（例えば鉄粉）
等の異物が付着する虞がある。このようにフイン
ガの取付部分に金属粉等の異物が付着した場合に
は、ロボツトアーム側の保持部材の部分と、この
フインガの取付部分との間にこれらの金属粉等が
はさまり、フインガのロボツトアームへの取付位
置精度が低下することとなる。このようにフイン
ガのロボツトアームへの取付位置精度が低下する
ことは、高精度な位置決め動作が要求される様な
ロボツトにおいては大きな問題となる。

したがつて、この考案は上述した問題点に鑑み
てなされたもので、この考案の目的は、機械的な
保持機構を備えなくても、電気配線の故障又は停
電等により励磁コイルへの通電が遮断された場合
でも、確実にフインガの落下を防止することの出
来るフインガ取付装置を提供することである。ま
た、同時に、フインガとロボツトアームとの接合
部分に、金属粉等の異物が挟まれて、フインガの
位置決め精度が低下することを防止したフインガ
取付装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した目的を達成するため、この考案に係わ
るフインガ取付装置は、ロボツトアームの先端に
設けられ、所定のフインガを他のフインガに交換
可能に保持するフインガ取付装置であつて、前記
ロボツトアームの先端に接続され、磁路形成材料
から形成されたフインガ保持部材と、フインガが
固着され、前記フインガ保持部材に着脱自在に取
り付けられる、残留磁気特性の大きな材料から形
成されたフインガ取付部材と、前記フインガ保持
部材に設けられ、前記フインガ取付部材をフイン
ガ保持部材に吸引させる磁力を発生させための励
磁手段と、前記励磁手段の励磁状態を切り換える
磁性切り換え手段と、前記磁性切り換え手段の切
り換え動作の遅延信号を発生する遅延手段とを有
し、ロボツトからのフインガ離脱信号に基づいて
前記磁性切り換え手段により前記励磁手段の磁性
を逆極性に切り換えるとともに、前記遅延手段か
らの前記遅延信号に基づいて再び前記磁性切り換
え手段により、前記励磁手段を非励磁状態に切り
換えることにより前記フインガ取付部材を消磁す
ることを特徴としている。

［作用］ 上述した構成のフインガ取付装置においては、
フインガ取付部材に残留磁気特性の大きい材料を
用いることにより、電気配線の故障又は、停電等
により電磁石への電力の供給が遮断された場合で
も、フインガ取付部材に磁力が残留しており、こ
の残留磁力を利用して、ロボツトのアームの先端
よりフインガが落下することを防げるようにした
ものである。またロボツトとフインガの連結部に
機械的な保持機能を持たせないことにより、ロボ
ツトが移動中、フインガをぶつける等異常な外力
がフインガに作用したときでも、フインガがロボ
ツトのアームより外れ、ロボツト側のダメージを
小さくすることが可能となり、長時間に亘つてロ
ボツトによる組立動作が停止することが避けられ
るものである。

更には、フインガをロボツトのアームから取り
外すときに、磁性切り換え手段により励磁手段の
磁性を一旦逆極性に切り換え、その後遅延手段か
らの遅延信号により励磁手段を非励磁状態に切り
換えることによつてフインガ取付部材の部分を消
磁することにより、フインガがフインガラツクに
待機しているときに、フインガの取付部材の部分
に金属粉等が付着することが防止され、これによ
り、ロボツト側のフインガ保持部材とフインガ側
のフインガ取付部材の間に異物がはさまることに
よるフインガの取付精度の低下を防止することが
できる。

［実施例］ 以下に、この考案に係わるフインガ取付装置の
一実施例の構成を、添付図面を参照して、詳細に
説明する。

第１図はフインガ取付装置１０の全体の構成を
示す斜視図であり、３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、及び
Ｚ軸）に沿つて移動可能に設けられたロボツトア
ーム１２の先端には、後述するフインガ取付部材
１４が着脱自在に取り付けられるフインガ保持部
材１６が固定されている。このフインガ保持部材
１６は、磁路形成材料から形成されており、これ
の内側には、第２図に示すように、フインガ保持
用電磁コイル１８が収納されている。このフイン
ガ保持用電磁コイル１８は、後述するフインガ保
持用制御回路２０を介して、外部電源に接続され
ている。

このような構成により、フインガ保持用制御回
路２０が外部電源とフインガ保持用電磁コイル１
８とを電気的に接続するよう制御した状態におい
て、このフインガ保持用電磁コイル１８は励磁さ
れ、上述したように磁路形成材料で形成されたフ
インガ保持部材１６の少なくとも下部は、所謂電
磁石として機能することになる。

一方、このフインガ保持部材１６の下面には、
フインガ取付部材１４が、着脱自在に取り付けら
れている。このフインガ取付部材１４は、これの
下部に、例えば、物品を把持するためのフインガ
部分２２が取着されているものである。尚、ここ
で、フインガ取付部材１４とフインガ部分２２と
により、所謂フインガＦが構成されるものであ
り、このフインガ取付部材１４は、残留磁気特性
の大きい材料、例えば、SK３から形成されてい
る。このフインガ取付部材１４は、第１図及び第
２図に示すように、その上下方向中央部に、周方
向に沿つて、環状のフツク溝２４が形成されてい
る。

ここで、このフインガ取付部材１４のフインガ
保持部材１６への保持状態は、上述したように、
電磁コイル１８が励磁してフインガ保持部材１６
の下部が電磁石として機能している状態におい
て、磁力を介して、吸着することにより達成され
るものである。尚、この保持状態が、所定の位置
で規定されるように、第２図に示すように、フイ
ンガ保持部材１６の下面には、位置決め用ピン２
６が下方に向けて突出した状態で取り付けられて
おり、一方、このピン２６に対応したフインガ取
付部材１４の上面の部分には、位置決め用凹部２
８が形成されている。

また、第３図に示すように、ロボツトアーム１
２の先端には、その把持態様や吸着態様に応じ
て、種々の構成のフインガ部分２２ａ，２２ｂ…
…を夫々備えた種々のフインガFa，Fb……が選
択的に取り付けられるものである。

これら種々のフインガFa，Fb……を収容して
おくために、第３図に示すように、フインガステ
ーシヨン３０が設けられている。このフインガス
テーシヨン３０には、夫々が所定のフインガFa，
Fb……を収容保持するためのフインガラツク３
２が複数備えられている。

各フインガラツク３２は、第１図に示すよう
に、水平に配設されたラツク板３４を備えておい
り、このラツク板３４の先端には、３軸方向の中
のＹ軸方向（水平面を規定する方向の中の一方の
方向）に沿つて延出した挿入用凹所３６が、略Ｕ
字状に形成されている。ここで、この凹所３６の
幅ｗは、前述したフインガ取付部材１４の直径よ
り小さく、且つ、フツク溝２４の直径より大きく
設定されている。

このようにして、フインガ取付部材１４は、対
応するラツク板３４に対して、フツク溝２４内に
凹所３６の周囲部分が嵌合することにより、保持
されることになる。尚、以上の説明から明かなよ
うに、各フインガFa，Fb……は、３軸方向の中
のＹ軸方向に沿て、移動させることにより、対応
するフインガラツク３２内に挿入され、落ち込み
不能に保持されることになる。

尚、凹所３６の最奥部において規定されるフイ
ンガの挿入保持位置に、対応するフインガFa，
Fb……の挿入状態を確実にするために、フイン
ガラツク３２上には、第４図に示すように挿入さ
れたフインガＦを両側から挟み込む位置に、一対
のラツク内フインガ位置決めピン３８が設けられ
ている。また、フインガ取付部材１４の周面の上
側部には、互いに対向する位置に、上述したラツ
ク内フインガ位置決めピン３８が夫々外方から係
合するように形成された位置決め用穴４０が形成
されている。

ここで、フインガ２２には、把持状態を検出す
るためのセンサ（図示せず）が設けられている
が、このセンサからの検出情報は、第２図に示す
ように、フインガ取付部材１４に設けられた発光
ダイオード４２が点滅する信号を、ロボツトアー
ム１２側のフインガ保持部材１６の先端に設けら
れたフオトトランジスタ４４により、ロボツトコ
ントローラ５２（第５図に示す。）に取り込まれ
る。

一方、第６図に示すように、フインガ２２を駆
動するための圧縮エア又はバキユムエアの供給
は、フインガ取付部材１４の内部にエア供給用の
管４６を設け、これの上面（脱着面）よりピン４
８を上方に突出させ、このピン４８がロボツトア
ーム１２側の管５０に入り込むことにより構成さ
れる配管の結合を介して行なわれるよう構成され
ている。このようにして、ロボツトアーム１２側
より送り込まれるエアが、フインガ２２へ供給さ
れ、このフインガ２２は把持動作することにな
る。

ここで、上述したフインガ保持用制御回路２０
は、第５図に示すように、フインガ保持用電磁石
１８を励磁したり、消磁させたりするために設け
られている。この制御回路２０は、ロボツトコン
トローラ５２と２本の信号線POW，SIGにより
結合されており、一方の信号線POWは、信号検
出回路５４に接続されている。この信号検出回路
５４は、断線、停電等により、POWより信号が
出力されなくなると、この信号の出力が無いこと
を検出して信号を出力するものである。

この信号検出回路５４は、電源切換回路５６及
び異常表示回路５８に共に接続されている。この
電源切換回路５６は、電磁コイル１８への電流の
供給源として、外部電源と、内蔵したバツテリ６
０とを切り換えるものであり、信号検出回路５４
から検出信号が出力されていない限り、外部電源
と接続されるよう切り換えられている。一方、異
常表示回路５８は、信号検出回路５４から検出信
号が出力された場合に、異常を操作者に知らせる
べく、パトライト６２を点滅駆動するために設け
られている。

ここで、電源切換回路５６からの電流は、後述
する極性切換回路６４及び停電検出回路６６を介
して、電磁コイル１８に流されると共に、前述し
たパトライト６２の駆動のために異常表示回路５
８に供給されている。この停電検出回路６６は、
停電時以外においては、電源切換回路５６からの
電流を電磁コイル１８にのみ供給し、停電時にお
いては、電磁コイル１８以外の機器及び回路に供
給するように切り換えるよう構成されている。

また、他方の信号線SIGは、フインガＦの交換
のために、このフインガＦをロボツトアーム１２
から取り外す場合に、オフされるものであり、遅
延回路６８及び前述した極性切換回路６４に接続
されている。この遅延回路６８は、エツヂ検出回
路７０及び時定数発生回路７２を介して、極性切
換回路６４に接続されている。ここで、前述した
極性切換回路６４は、他方の信号線SIGからの信
号がオフされた場合において、電磁コイル１８へ
流される電流の極性を逆転するように動作するも
のである。また、極性切換回路６４は、時定数発
生回路７２からの出力信号を受けた時点で、電流
の極性を元の極性に戻すように構成されている。
尚、この時定数発生回路７２からの出力信号は、
遅延回路６８により、ロボツトコントローラ５２
の他方の信号線SIGからの信号が直接、極性切換
回路６４に入力されるより、所定時間だけ遅れる
ように構成されている。

以上のようにフインガ保持用制御回路２０は構
成されているので、断線・停電等により、信号線
POWより信号がこなくなると、電源切換回路５
６が作動して、バツテリ６０から電磁コイル１８
以外の回路・機器に電流が流れることになり、パ
トライト等の異常メツセイジが作動して、作業者
に異常を知らせることになる。

また、このような断線、停電時においては、フ
インガ保持用の電磁コイル１８への電流の供給は
遮断されることになるが、フインガ取付部材１４
に残留磁気特性の大きな材質を用いているため
に、このフインガＦが、ロボツトアーム１２の先
端部より落下することはない。

ここで、第７図はロボツトアーム１２よりフイ
ンガＦを脱着する場合のタイミングチヤートを示
している。フインガＦを外す場合、ロボツトコン
トローラ５２よりSIGの信号をオフにすることに
より、極性切換回路６４が作動し、電磁コイル１
８に励磁の場合とは逆極性の電流が流れることに
なる。このようにして、フインガ保持部材１６と
フインガ取付部材１４が同時に消磁され、残留磁
化が消滅されるので、フインガＦはフインガ保持
部材１６から自重により脱落されることになる。
この消磁の時間は、遅延回路６８と時定数発生回
路７２とにより決定される。

次に、フインガＦをフインガ保持部材１６に取
付ける場合は、ロボツトコントローラ５２より
SIGの信号がオンとなり、電磁コイル１８へ電流
が供給され、フインガＦがロボツトアーム１２の
先端部に磁力により吸引されて保持される。

以上の様に、ロボツトコントローラ５２に予め
組み込まれた動作プログラムによりロボツトアー
ム１２が作動し、必要なところで、フインガ保持
用制御回路２０に信号を送ることにより、自動的
にフインガＦが脱着されることになる。

以上詳述したように、フインガ交換可能なロボ
ツトアーム１２のフインガ保持部材１６を磁路形
成材料から形成し、フインガ保持部材１６に電磁
石を構成する電磁コイル１８を収容し、残留磁気
特性の大きい材料で作られたフインガ取付部材１
４を磁力により吸着するように構成している。

また、電磁コイル１８にフインガ取付部材１４
の残留磁化を消磁する回路を接続したことによ
り、ロボツトアームにおけるフインガＦの交換を
短時間でスムースに行えるようになる。また、フ
インガ取付部材１４が消磁されることにより、フ
インガがフインガラツクで待機している時に、フ
インガ取付部材１４に磁性体金属粉等の異物が付
着することを防止できるので、フインガとロボツ
トアームの間にこれらの異物がはさまつて、フイ
ンガのロボツトアームへの取付精度の低下を防止
することができる。

また、ロボツトアーム１２とフインガＦの互い
の接合面に信号の受け機構及びエアの供給機構を
設けることにより、ロボツトコントローラ５２で
のフインガ１２の動作のコントロールが可能とな
る。更に、断線、停電時に、それを知らせるパト
ライト６２等の警報機構を持たせることにより、
速やかに作業者が対処することが可能となつた。
また、フインガ取付部材１４の材質を残留磁気特
性の大きい材質を用いたことにより、断線、停電
又は作業者が誤つてフインガラツクでないところ
で電源を切つた場合でも、フインガＦが落下せ
ず、フインガＦを破損させることによりロボツト
装置を長時間に亘つて停止させずに済むようにな
る。

また、フインガＦが電磁コイル１８のみにより
保持されているため、ロボツトアーム１２の誤動
作や、ロボツト動作プログラムのミス等により、
フインガＦをぶつける等、フインガＦに異常な力
が作業した場合、フインガＦがロボツトアーム１
２より無理に外れ、ロボツト装置に大きなダメー
ジを与えず、長時間に亘つて停止させずに済むよ
うになる。

この考案は、上述した一実施例の構成に限定さ
れることなく、この考案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、磁気コ
イル１８の励磁により磁化されたフインガ保持部
材１６とフインガ取付部材１４を消磁するため
に、逆極性の電流を、同じ電磁コイル１８に流す
ように説明したが、この考案はこのような構成に
限定されることなく、消磁用の電磁コイルを専用
に備えるように構成しても良いことは言うまでも
無い。

［考案の効果］ 以上詳述したように、この考案に係わるフイン
ガ取付装置は、ロボツトアームの先端に設けら
れ、所定のフインガを他のフインガに交換可能に
保持するフインガ取付装置であつて、前記ロボツ
トアームの先端に接続され、磁路形成材料から形
成されたフインガ保持部材と、フインガが固着さ
れ、前記フインガ保持部材に着脱自在に取り付け
られる、残留磁気特性の大きな材料から形成され
たフインガ取付部材と、前記フインガ保持部材に
設けられ、前記フインガ取付部材をフインガ保持
部材に吸引させる磁力を発生させための励磁手段
と、前記励磁手段の励磁状態を切り換える磁性切
り換え手段と、前記磁性切り換え手段の切り換え
動作を所定時間遅延させるための遅延信号を発生
する遅延手段とを有し、ロボツトからのフインガ
離脱信号に基づいて前記磁性切り換え手段により
前記励磁手段の磁性を逆極性に切り換えるととも
に、前記遅延手段からの前記遅延信号に基づいて
再び前記磁性切り換え手段により、前記励磁手段
を非励磁状態に切り換えることにより前記フイン
ガ取付部材を消磁することを特徴としている。

従つて、この考案によれば、機械的な保持機構
を備えなくても、電気配線の故障又は停電等によ
り励磁コイルへの通電が遮断された場合でも、確
実にフインガーの落下を防止することの出来るフ
インガ取付装置が提供されることになる。

また、フインガとロボツトアームとの接合部分
に、金属粉等の異物が挟まれて、フインガの位置
決め精度が低下することを防止したフインガ取付
装置が提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係わるフインガ取付装置の
一実施例の構成を示す斜視図；第２図はフインガ
の取り付け部付近の構成を示す断面図；第３図は
フインガステーシヨンの構成を示す正面図；第４
図はフインガラツクに保持された状態を示す正面
図；第５図はフインガ保持用制御回路の構成を示
すブロツク図；第６図は第２図とは異なる断面で
フインガの取り付け部付近の構成を示す断面図；
そして、第７図はフインガ脱着のための信号のオ
ン・オフ状態を示すタイミングチヤートである。 図中、１０……フインガ取付装置、１２……ロ
ボツトアーム、１４……フインガ取付部材、１６
……フインガ保持部材、１８……電磁コイル、２
０……フインガ保持用制御回路、２２……フイン
ガ部分、２４……環状のフツク溝、２６……位置
決めピン、２８……凹部、３０……フインガステ
ーシヨン、３２……フインガラツク、３４……ラ
ツク板、３６……挿入用凹所、３８……ラツク内
位置決めピン、４０……位置決め用穴、４２……
発行ダイオード、４４……フオトダイオード、４
６……管、４８……ピン、５０……管、５２……
ロボツトコントローラ、５４……信号検出回路、
５６……電源切換回路、５８……異常表示回路、
６０……バツテリ、６２……パトライト、６４…
…極性切換回路、６６……停電検出回路、６８…
…遅延回路、７０……エツジ検出回路、７２……
時定数発生回路である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ロボツトアームの先端に設けられ、所定のフイ
   ンガを他のフインガに交換可能に保持するフイン
   ガ取付装置であつて、 前記ロボツトアームの先端に接続され、磁路形
   成材料から形成されたフインガ保持部材と、 フインガが固着され、前記フインガ保持部材に
   着脱自在に取り付けられる、残留磁気特性の大き
   な材料から形成されたフインガ取付部材と、 前記フインガ保持部材に設けられ、前記フイン
   ガ取付部材をフインガ保持部材に吸引させる磁力
   を発生させための励磁手段と、 前記励磁手段の励磁状態を切り換える磁性切り
   換え手段と、 前記磁性切り換え手段の切り換え動作を所定時
   間遅延させるための遅延信号を発生する遅延手段
   とを有し、 ロボツトからのフインガ離脱信号に基づいて前
   記磁性切り換え手段により前記励磁手段の磁性を
   逆極性に切り換えるとともに、前記遅延手段から
   の前記遅延信号に基づいて再び前記磁性切り換え
   手段により、前記励磁手段を非励磁状態に切り換
   えることにより前記フインガ取付部材を消磁する
   ことを特徴とするフインガ取付装置。