JPH0516089A - ワーク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はワークの内部からこれを支持するワ
ーク支持装置に関し、ワークの内径が多種類あっても１
つの装置で常に安定した支持が達成される装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 一方向のみに可撓なる複数の可撓性細長部材
Ａを、その各長手軸線ａが所定軸Ｙに対して略平行にな
るように、かつ各部材の先端部Ａ１の可撓方向が所定軸
Ｙより半径方向外方になるように配置し、駆動手段Ｂで
各部材Ａを軸Ｙ方向に駆動する。先端部Ａ１は偏向部材
Ｃにより進行方向を変換され、一平面内半径方向外方に
偏向され、先端部高さや角度を変えずワークＷを支持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばシリンダライナ等
の筒状のワークをその内側より支持して、これを把持す
るワーク支持装置に関し、例えば産業用ロボットのアー
ムに取り付けられるようなハンドとしてのワーク支持装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば円筒状のワークに対して、その内
側から外側にワーク把持子（ハンド）を開くことによっ
てこれを支持するようなタイプのロボット用ハンド装置
は、特開昭60−172487号公報に開示されている。

【０００３】このハンド装置は、その構造を図５に示す
ように、支持体51に対し点ｍ，ｎを中心として揺動可能
に取り付けられた複数の把持子52を備えており、ワーク
把持時にはこれら把持子52に対して、テーパ先端部を持
つ作動子53が係合して把持子52を揺動させ、その把持子
先端部間距離を拡張させることにより、ワークＷの内周
面に接触し、これを把持するようになっている。

【０００４】尚、本図で54は作動子53を上下動させるア
クチュエータ、55はロボットアームを示しており、把持
子52は円筒体を安定した状態で把持する関係上、装置円
周方向、 120度間隔を持って３個配置されている (図で
は２個の把持子が示されている）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のハンド
装置は上述したようにワーク把持の際、各把持子52は点
ｍ，ｎを中心として揺動するタイプのものであるため
に、厳密に言えばその先端部は先端部間拡張に伴って先
端部高さが変化する（図６参照）。従って、例えばロボ
ットのワーク把持プログラムを作る時、把持子先端部の
高さ変化量Ｈを加味しなければならない。加えて、例え
ば図示したようにワーク内部への開口部がその内径より
も小さいようなフランジＷｆを備えたワークＷの場合、
フランジＷｆのエッジ部分に把持子のアーム部分が当た
りエッジ部分を損傷させたり、安定した把持がなされな
い場合もある。

【０００６】又、基本的にこの揺動タイプのものは、ワ
ークの内径が変わるとその接触部位も変わることにな
り、１つのハンド装置で多くの種類のワークを常に安定
して把持することは困難であり、多くのワークに対応す
る場合、数多くのハンド装置が必要である。

【０００７】本発明は以上述べたような従来ハンド装置
の問題点に鑑み、１つのハンド装置で多種類のワークを
把持でき、又把持子の接触部位も常に一定なるハンド装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によれば、図１に本装置の概念図を示すように、
一方向のみに可撓なる複数の可撓性細長部材Ａを、その
各長手軸線ａが所定軸Ｙに対して略平行になるように、
かつ夫々の可撓性細長部材Ａの先端部Ａ１の可撓方向が
上記所定軸Ｙを中心としてこれより半径方向外方になる
ように、上記先端部Ａ１を揃えて配置すると共に、各可
撓性細長部材Ａをその長手軸線ａ方向に同期移動させる
駆動手段Ｂを上記可撓性細長部材Ａの後端部Ａｔ側に設
け、更に上記駆動手段Ｂによって移動される各可撓性細
長部材Ａの先端部Ａ１移動方向を上記所定軸Ｙ方向から
該所定軸Ｙを中心とする半径方向外方に偏向させる偏向
部材Ｃを設け、以て可撓性細長部材Ａの先端部Ａ１によ
ってワークＷを支持することを特徴とするワーク支持装
置１が提供される。

【０００９】

【作用】可撓性細長部材Ａの先端部Ａ１は偏向部材Ｃに
より、所定軸Ｙ方向よりこの軸を中心とする半径方向外
方に進行方向を変えられるため、ワークＷの長手軸と所
定軸Ｙを合わせれば、駆動手段Ｃによって移動する細長
部材Ａの先端部Ａ１はワークＷの内周面に対してその先
端部高さを変えることなく接近することができ、従って
内径が異なるワークに対しても常に同一の接触部位を持
ってワークＷを支持することができる。

【００１０】

【実施例】図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。図２は本発明のワーク支持装置を具体化した装置１
の縦断面を示しており、この装置本体、即ちケーシング
２は図示しないロボットのアーム３先端に取り付けられ
得るものである。

【００１１】ケーシング２内部には、本発明における駆
動手段として、例えば油圧シリンダ等に代表されるよう
なアクチュエータ４が装備されており、このアクチュエ
ータ４からはケーシング長手軸線２Ａ方向に出入するプ
ッシュロッド５が突き出ている。

【００１２】プッシュロッド５の先端部には、後述する
可撓性細長部材との接続を果たす複数（本実施例では４
本）のロッド付きブラケット６が枢着されており、その
ブラケット部分６ａより延びる各ロッド部分６ｂは上記
ケーシング長手軸線２Ａに対して同軸状に位置決めさ
れ、ケーシング２の下端２ａに設けられたガイド挿入穴
２ｂを介して下方に突出できるようになっている。

【００１３】ブラケット６に設けられた各ロッド部分６
ｂの先端には本発明における可撓性細長部材を構成する
一方向曲がりチェーン７が固定される。この一方向曲が
りチェーン（以下、単にチェーンと呼ぶ）７は、その詳
細を図３に示すように、多数の爪ピース８をリンク９で
揺動可能に連結されたものであって、そのピース断面形
状によって２つのリンク９は一方向への枢動を制限さ
れ、チェーン７全体としては１つの方向にしか湾曲でき
ない、所謂金属製時計バンドのような構造となってい
る。

【００１４】そしてこれら各チェーン７のロッド部分６
ｂへの固定形態に関しては、図２に示すようにチェーン
７の長手軸線７Ａが各ロッド部分６ｂと同様にケーシン
グ長手軸線２Ａに平行になるようにその一端（本発明の
可撓性細長部材後端部に該当する）をロッド部分６ｂの
先端に固定させ、他端７ａ（同、先端部に該当）を下方
に垂下させると共に、各チェーン７にあっては爪ピース
８の底面８ａが前出のケーシング長出軸線２Ａを向くよ
うに、換言すればそのチェーン７がケーシング長手軸線
２Ａを中心としてこれより外側にたわむことができるよ
うに装着される。

【００１５】以上のようにしブラケット６を介したアク
チュエータ４との連結によって、各チェーン７はケーシ
ング長手軸線２Ａ方向に沿って移動可能となるが、本発
明によれば、更にケーシング２の先端部２ａには、この
チェーン移動をガイドすると共に、そのチェーン先端部
７ａの進行方向を変える偏向部材が設けられる。

【００１６】この偏向部材は、前述したガイド挿入穴２
ｂに挿入され、各チェーン７の内側に位置してケーシン
グ長手軸線２Ａと同軸を成す略円錐台形のチェーンガイ
ド10と、チェーン７の外側に配置される略円筒状のチェ
ーン外ガイド11とによって構成され、この組立体は例え
ばねじ12等によってケーシング先端部２ａに固定され
る。

【００１７】チェーンガイド10は図２にその断面を示す
ように、その先端部分において外側に湾曲した、所謂ラ
ッパ状に形成される部材であって、その湾曲した外周面
形状により、チェーン７がアクチュエータ４によって図
中下方に移動された際、その先端部７ａがケーシング長
手軸線２Ａにそって下降する動きから、長手軸線２Ａを
中心としてこれより半径方向外側へと徐々に進行方向を
変え、最終的には図２及び図４に示すように長手軸線２
Ａに対してほぼ直交する一平面Ｂ内において半径方向外
方にチェーン先端部７ａが進むように、チェーン７の移
動をガイドするものである。

【００１８】又、チェーン外ガイド11は、そのようなチ
ェーンガイド10の外側に位置してチェーン７の変形をサ
ポートし、そのチェーン先端部７ａがケーシング長手軸
線２Ａより同一平面Ｂ内半径方向外方に向かうように、
その進行方向を確実とするものである。

【００１９】以上のように構成された本実施例における
ワーク支持装置１の作動例を、図２を参照しながら以下
説明する。例えば、本装置１をアーム２先端に装着する
ロボットによって図示するようなワークＷを持ち上げよ
うとする場合、例えば所定位置に置かれたワークＷに対
しては所定のアーム作動プログラムに従って、或は図示
しない視覚センサ（又は、ＩＴＶカメラ）からの情報に
よってワークＷの中心軸線と本装置１のケーシング長手
軸線２Ａが整合するような位置にロボットのアーム２が
移動される。

【００２０】次いでロボットはこのワークＷに対して本
発明によるワーク支持装置１を下降させ、その先端部、
即ち本実施例におけるチェーンガイド10先端部をワーク
Ｗの内部に挿入させた後、制御回路 (ECU)13からアクチ
ュエータ４の油圧切替バルブ14に駆動信号を出力して、
アクチュエータ４に油圧ポンプＰから所定油圧を導きこ
れを駆動する。

【００２１】アクチュエータ４の駆動によってプッシュ
ロッド５が下降すると、これに同期してロッド部分６ｂ
に連結された４本のチェーン７はチェーンガイド10とチ
ェーン外ガイド11とによって形成されたチェーン通路内
を下降することになるが、この時上述したようにチェー
ンガイド10の先端部形状によってチェーンの先端部７ａ
は長手軸線２Ａに沿った下降から約90度角度を変え、図
で水平にその進行方向を変えることになる。

【００２２】そして更にアクチュエータ４の駆動が継続
されると、チェーン先端部７ａは更に半径方向外方に移
動することになり、最終的には、例えばチェーン先端部
７ａに取り付けられたワーク検知用センサ15がワークＷ
を検出する。

【００２３】次いで、ワーク検出用センサ15からのワー
ク検出信号は、直ちに制御回路13に送られ、制御回路13
はこの信号入力に応じて、切替バルブ14とロボットのア
ーム駆動機構（図示せず）に夫々駆動信号を出力し、ア
クチュエータ４の作動を停止させると共に、アーム２を
上昇させるようにする。

【００２４】この結果、チェーン７のワークＷ内周面へ
のアクセスは停止され、この状態を維持したまま、装置
ケーシング２は上昇することとなり、ワークＷのフラン
ジＷｆに対して、チェーンガイド10より突出したチェー
ン７がその内側より当接することになる。

【００２５】そして前述したように、本実施例における
チェーン７は一方向のみ湾曲できる構造となっているた
めに、ワークＷに当接したチェーン７の爪ピース８は下
方に倒れることなく、当接した状態を維持したままワー
クＷが持ち上げられることになる。

【００２６】以上のようにして持ち上げられたワークＷ
の装置１からのリリースに関しては、上述したアクチュ
エータ４の作動と逆に、プッシュロッド５を上昇させる
ことによってチェーン７の先端部７ａが半径方向内方に
戻り、最終的にワークＷのフランジＷｆとチェーン７と
の接触が解除されることで、ワークＷのリリースが達成
される。

【００２７】このように本実施例によれば、チェーンガ
イド10及びチェーン外ガイド11によって、駆動後半では
各チェーン７がケーシング長手軸線２Ａに対して垂直に
移動するため、そのチェーン先端部７ａの高さや角度が
変化せず、ワークＷの大きさが変わっても常に安定した
状態でワークＷを持ち上げることができるのである。

【００２８】以上本発明によるワーク支持装置の作動例
を、ワークＷをひっかけるタイプの支持装置に例をとり
説明したが、本発明はこのタイプの装置に限定されるも
のではなく、例えばチェーン先端に弾性パッドを取り付
けるなどしてワークの内周面にチェーン先端部を突き当
て、所謂ワーク内方支持によってこれを持ち上げるよう
にしても良い。

【００２９】又、図示したチェーンは可撓性細長部材の
一例であって、その構造は実施例に限定されるものでは
なく、例えば他には一方向のみのたわみ変形を可能とす
る樹脂等の部材を使用しても良い。更に、本実施例では
４本のチェーンを使用したが、最小値としては２本の可
撓性細長部材でもワーク支持は可能であり、その数も限
定されるものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
撓性細長部材の先端部は偏向部材により、所定軸方向よ
りこの軸を中心として半径方向外方に進行方向を変えら
れるため、先端部はワークに対してその先端部高さや角
度を変えることなく接近することができ、従って内径が
異なるワークに対しても１つのワーク支持装置を以て常
に安定してワークを支持することが可能であり、ロボッ
トプログラムの作成が容易である。

【００３１】加えて端部に内方フランジを有するワーク
に対しても、先端部は揺動するタイプではないために、
ワーク支持に際してフランジのエッジ部分に可撓性細長
部材が揺動によって接触することはなくエッジ部分を損
傷することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるワーク支持装置の概念を示すクレ
ーム対応図である。

【図２】本発明の一実施例としてのワーク支持装置の概
略断面図である。

【図３】図２に示す装置を構成するチェーンの部分的外
観図である。

【図４】図２の矢印ＩＶ方向より見た装置立面図であ
る。

【図５】従来のワーク支持装置の概略断面図である。

【図６】図５に示す従来装置の作動概念を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…ワーク支持装置 ２…ケーシング ４…アクチュエータ（駆動手段） ７…チェーン（可撓性細長部材） 10…チェーンガイド (偏向部材) 11…チェーン外ガイド (偏向部材) Ａ…可撓性細長部材 Ｂ…駆動手段 Ｃ…偏向部材 Ｙ…所定軸 Ｗ…ワーク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一方向のみに可撓なる複数の可撓性細長
   部材を、その各長手軸線が所定軸に対して略平行になる
   ように、かつ夫々の可撓性細長部材の先端部の可撓方向
   が上記所定軸を中心としてこれより半径方向外方になる
   ように、上記先端部を揃えて配置すると共に、各可撓性
   細長部材をその長手軸線方向に同期移動させる駆動手段
   を上記可撓性細長部材の後端部側に設け、更に上記駆動
   手段によって移動される各可撓性細長部材の先端部移動
   方向を上記所定軸方向から該所定軸を中心とする半径方
   向外方へと偏向させる偏向部材を設け、可撓性細長部材
   の先端部によってワークを支持することを特徴とするワ
   ーク支持装置。