JPH05285875A - 作業機器のハンド交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンド交換に伴うデッドスペースを小さくし
て、作業機器の構成部材等を設置する有効スペースを増
加し得る作業機器のハンド交換装置を提供する。 【構成】 ハンド置台２に、ハンド１を保持する受止部
１２とこの受止部１２の上方にハンド１を受止め状態に
安定させる係合部１３とを設け、各ハンド１に、前記受
止部１２によって下方より受止められるように一側に突
出した鍔部４と、前記係合部１３と係脱する係脱部材９
ａとを設け、この係脱部材９ａはハンド１と作業機器側
のハンド結合部３との結合動作に連動して係合解除する
一方、結合解除動作に連動して係合するようにしたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動組立ラインに設置
される産業用ロボット等のハンドを選択的に交換する作
業機器のハンド交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロボット等の自動組立機により電子機器
を製作する自動組立ラインにおいては、電子機器の高性
能化により部品点数が多く、かつ組立が複雑化している
うえ高精度の組立性も要求されている。

【０００３】このためにハンド自体の高機能化、高性能
化が図られるとともに、１台の自動組立機によって複数
のハンドを組立作業に応じて交換できるものが採用され
ている。

【０００４】この種のハンド交換装置の一例として、図
５ないし図８に示すように、組立ロボットに具備される
ものが知られている。このハンド交換装置は、複数のハ
ンド３０、ハンド置台４０およびハンド結合部５０を組
み合わせ備えている。

【０００５】円筒状のハンド３０は、外周面に環状の受
け板３１を一体形成している。また、ハンド３０の上部
には、凹所３２が形成され、この凹所３２の中央にロッ
ド状のレバー３３が固着されている。このレバー３３
は、先端に鍔３３ａを一体形成している。３４は係合孔
であり、ハンド３０に突設された位置決めピン５１が係
合されて位置決めが行われる。

【０００６】板状のハンド置台４０には、ハンド３０が
挿入される開口４０ａが設けられ、上面４０ｂにハンド
３０の受け板３１が載置されるようになっている。４１
は載置された受け板３１の位置規制を行う位置規制ピン
である。

【０００７】ハンド結合部５０は凸状で、中空孔５４が
形成されており、エアシリンダ５５が設けられている。
このエアシリンダ５５には、エア供給管５６が接続さ
れ、このエア供給管５６からの高圧エアによってシャフ
ト５５ａが中空孔５４を下動する。

【０００８】また、この中空孔５４には、爪開閉用ピン
５７、レバー固定ピン５８および把持レバー５９を内蔵
している。爪開閉用ピン５７は、中空孔５４の下部側に
設けられている。また、レバー固定ピン５８は、シャフ
ト５５ａの下端に固着されている。

【０００９】把持レバー５９は、上部側５９ａに開閉バ
ネ６０を設けてレバー固定ピン５８を挟持し、中央の支
点部５９ｂが爪開閉用ピン５７に対向し、先端側５９ｃ
が中空孔５４の下部開口に延出している。６１はエアシ
リンダ５５の基部と中空孔５４の係止部５４ａとの間に
介設された圧縮バネであり、上方に押圧力を付勢してい
る。６２は係合ピンである。

【００１０】しかして、このハンド交換装置は、ハンド
３０の交換に際して予めハンド置台４０にハンド３０が
載置される。そして、図６に示すように、このハンド３
０側にハンド結合部５０を降下させる。このとき、エア
供給管５６からエアシリンダ５５に加圧エアを供給して
作動させる。すると、シャフト５５ａが下動し、レバー
固定ピン５７に把持レバー５９の支点部５９ｂが当接し
て先端側５９ｃが拡開する。

【００１１】この状態で、図７に示す如くハンド３０の
凹所３２に先端側５９ｃが挿入されると、エアの供給を
停止して排出させる。すると、圧縮バネ６１によりシャ
フト５５ａが押し上げられ、開閉バネ６０によって先端
側５９ｃが収束する。このとき、レバー３３が把持レバ
ー５９に挟持され、鍔３２ａに先端側５９ｃが係止され
ることにより、ハンド結合部５０にハンド３０が把持さ
れる。

【００１２】、ハンド結合部５０を図８の仮想線位置か
ら実線に示すように上動させ、ハンド置台４０からハン
ド３０を取り上げて、組立位置に移動させる。この後、
作業が終了すると、ハンド置台４０にハンド３０を載置
し、ハンド結合部５０による把持を解除する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ハンド交換装置は、ハンド結合部５０を上下動させてハ
ンド３０を交換するために、ハンド置台４０の上方には
ハンド３０および受け板３１の形状によって定まる作業
領域が生じる（図８の斜線Ｂに示す部分）。

【００１４】この作業領域は、接触障害を避けるために
必要なスペースであり、何の設備も設けることができな
いデッドスペースである。このため、ハンド交換ユニッ
トを含む産業用ロボットを構成する配管や配線等を装備
するのに大きな制約が生じていた。

【００１５】また、ハンド３０の高機能化、高性能化を
実現するためには構成部品が増加することから、ハンド
３０の外形も大きくなるが、前述のデッドスペースを大
きくすることになるため、ハンド３０の形状に一定の制
限を加えざるを得ず、ハンド３０の高機能化、高性能化
を図り難いという問題も残されていた。

【００１６】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、各種作業のための複数のハンドと、この各
ハンドを着脱可能に保持するハンド置台と、ロボット等
の各種作業機器に設けられて前記複数のハンドを選択的
に結合するハンド結合部とを組み合わせ備えた作業機器
のハンド交換装置において、前記ハンド置台に、ハンド
を保持する受止部とこの受止部の上方にハンドを受止め
状態に安定させる係合部とを設け、各ハンドに、前記受
止部によって下方より受止められるように一側に突出し
た鍔部と、前記係合部と係脱する係脱部材とを設け、こ
の係脱部材はハンドと作業機器側のハンド結合部との結
合動作に連動して係合解除する一方、結合解除動作に連
動して係合するようにしたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】この作業機器のハンド交換装置を組立ロボット
のハンド交換に使用する場合、組立部品に対応してハン
ド置台にハンドを保持しておく。この際、各ハンドは、
ハンド置台の受止部にハンドの鍔部が載置され、係合部
と係脱部材とが係合した状態で片持ち状に保持されてい
る。

【００１９】つぎに、選択されたハンドにハンド結合部
を結合すると、この結合と同時に係合部と係脱部材との
係合が解除されてハンド結合部側にハンドが装着され
る。

【００２０】この後、ハンドによる組立作業が終了し、
ハンド置台に戻す場合、受止部に鍔部を載置してハンド
の結合を解除すると、係合部と係脱部材とが係合されて
ハンド置台に対しハンドが安定に保持される。

【００２１】このように、ハンドの交換は、ハンドの一
側に設けた鍔部とハンド置台の受止部とを接近もしくは
離間させるとともに、ハンド結合部による結合とその結
合を解除する一連の動作により行われるから、動作が単
純で動作領域も小さくなる。

【００２２】そして、各種作業のために備えられる複数
のハンドは、受止部に鍔部を載置した状態で保持してお
くことができ、このハンドを片持ちで保持するに必要な
厚さがあればよいから、可能な限り薄くすることができ
る。この受止部は薄い程、前記ハンド交換時の動作領域
であるデッドスペースを小さくし得るものであるから、
有効スペースの増加に繋がる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２４】図１は本発明に係る作業機器のハンド交換
装置の全体構成を示す断面図である。

【００２５】このハンド交換装置は、電子機器の機構部
分を組立る産業用ロボットに装備されるもので、交換用
の複数個のハンド１をそれぞれ保持するハンド置台２を
備え、このハンド置台２から前記ハンド１を結合して組
立位置に移動するハンド結合部３を図示しないロボット
のアームに取り付けた構成となっている。

【００２６】ハンド１は略円柱状で、一側面１ａには外
方に突出する鍔部４が一体形成されている。また、ハン
ド１の上部側にフック収容部５が形成されるとともに、
中央に中空部６が設けられ、この中空部６とフック収容
部５との間にレバー挿通孔７が形成されている。このレ
バー挿通孔７には、被把持軸８が上下動自在に緩挿され
ている。

【００２７】この被把持軸８はロッド状で、上端に鍔８
ａを設けており、前記中空部に臨む下端にはピン８ｂが
固着されている。また、中途部には連結用ピン８ｃを突
設して、ハンド締結フック９を支持している。

【００２８】このハンド締結フック９は、先端に締結用
のフック部９ａを設けたもので、基端部９ｂ側に形成さ
れた長孔９ｃが前記連結用ピン８ｃに緩挿されている。
また、ハンド締結フック９の中央部が、フック収容部５
の側壁に固設された回転軸１０に回動自在に軸支されて
いる。そして、基端部９ｂと前記フック収容部５の底面
との間に引張バネ１１が介設されている。

【００２９】しかして、このハンド締結フック９は、常
態では引張バネ１１により引張力を受けて水平を保ち、
被把持軸８が上動したとき回転軸１０を支点として回動
するようになっている。

【００３０】ハンド置台２は、前記ハンド１を安定に保
持するもので、このハンド１に対向する他側面２ａの下
端に受止部１２を一体形成するとともに、この上方に被
フック部１３を設けている。この被フック部１３と受止
部１２との間隔は、前記水平に保たれたハンド締結フッ
ク９と鍔部４の幅に合わせている。これにより、ハンド
１の交換に際しては、鍔部４の下面が受止部１２の上面
に載置され、フック部９ａに被フック部１３が係合され
た状態に保持される。

【００３１】ハンド把持部３は凸状で、中空孔１４が形
成されており、エアシリンダ１５が設けられている。こ
のエアシリンダ１５には、エア供給管１６が接続され、
このエア供給管１６からの高圧エアによってシャフト１
５ａが中空孔１４を下動する。また、この中空孔１４に
は、爪開閉用ピン１７、レバー固定ピン１８および把持
レバー１９を内蔵している。爪開閉用ピン１７は、中空
孔１４の下部側に設けられている。また、レバー固定ピ
ン１８は、シャフト１５ａの下端に固着されている。

【００３２】把持レバー１９は、上部側１９ａに開閉バ
ネ２０を設けてレバー固定ピン１８を挟持し、中央の支
点部１９ｂが爪開閉用ピン１７に対向し、先端側１９ｃ
が中空孔１４の下部開口に延出している。２１はエアシ
リンダ１５の基部と中空孔１４の係止部１４ａとの間に
介設された圧縮バネであり、上方に押圧力を付勢してい
る。また、２２は係合ピンであり、前記ハンド１の上面
に形成された係合孔に係合されて、ハンド１を把持する
ときの位置決めを行うものである。

【００３３】次に、ハンドの交換動作について説明す
る。

【００３４】このハンド交換装置は、ハンド交換に際し
組立部品に対応してハンド置台２にハンド１を保持して
おく。この各ハンド１は、図１に示す如くハンド置台２
の受け板１２に鍔部４が載置され、フック部９ａとフッ
ク部１３とが係合した状態で片持ち状に支持されてい
る。

【００３５】まず、このハンド１側にハンド結合部３を
降下させる。このとき、エア供給管１６からエアシリン
ダ１５に加圧エアを供給して作動させる。すると、シャ
フト１５ａが下動し、レバー固定ピン１７に把持レバー
１９の支点部１９ｂが当接して先端側１９ｃが拡開す
る。

【００３６】この状態で、図２に示す如くハンド１のフ
ック収容部５に先端側１９ｃが挿入されると、エアの供
給を停止して排出させる。すると、圧縮バネ２１により
シャフト１５ａが押し上げられ、開閉バネ２０によって
先端側１９ｃが収束する。このとき、被把持軸８が把持
レバー１９に挟持され、図３に示すように、鍔８ａに先
端側１９ｃが係止されてハンド結合部３にハンド１が結
合される。

【００３７】また、シャフト１５ａの上動に伴って被把
持軸８が引き上げられると、ハンド締結フック９が回動
してフック部９ａと被フック部１３との係合が解除され
る。

【００３８】この状態では、ハンド１がハンド結合部３
に結合されているで、矢印方向に移動させると、ハンド
置台２からハンド１を組立位置に移動させることができ
る。

【００３９】つぎに、このハンド１による組立作業が終
了し、ハンド置台２に戻す場合、このハンド置台２の受
止部１２に鍔部４を載置し、被把持軸８の把持を解除す
ると、引張バネ１１によりハンド締結フック９が回動し
フック部９ａと被フック部１３とが係合し、ハンド１が
片持ち状に保持される。

【００４０】以上のように、ハンド１の交換時は、この
ハンド１の一側部１ａに設けた鍔部４とハンド置台２の
受止部１２とを接近もしくは離間させる動作となるが、
この動作領域はデッドスペースであり、図４の斜線部分
Ａで示したように、受止部１２の周囲にのみ生じるもの
である。この受止部１２は、ハンド１を保持するもの
で、重量に耐える限度で薄くすることができるから、有
効スペースを大幅に増加させることが可能となる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハンドの
交換時は、このハンドの一側に設けた鍔部とハンド置台
の受止部とを接近もしくは離間させる動作となり、この
動作領域はデッドスペースであって、鍔部を載置させる
受止部の厚さによって定まるものであるが、この受止部
はハンドを片持ち状に保持するに必要な厚さに薄くし
て、デッドスペースを可能な限り小さくすることができ
る。この薄形化は、逆に有効スペースの増加に繋がるも
のであるから、作業機器の各種構成部材を設ける領域を
増すことができる。

【００４２】また、デッドスペースが小さくなるので、
ハンドの外形を大きくしてその構成部品の増加を図るこ
とができ、ハンドの高機能化、高性能化を実現できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る作業機器のハンド交換装
置の全体構成図である。

【図２】ハンド結合部によりハンドを結合する状態を示
す動作説明図である。

【図３】ハンド置台よりハンドの係合が解除される状態
を示す動作説明図である。

【図４】ハンド結合部によりハンドを移動させる状態を
示す動作説明図である。

【図５】従来のハンド交換装置の全体構成図である。

【図６】同ハンド置台に載置されたハンドを結合する状
態を示す動作説明図である。

【図７】同ハンド結合部によりハンドを結合する状態を
示す動作説明図である。

【図８】同ハンド結合部によりハンドを移動させる状態
を示す動作説明図である。

【符号の説明】

１ ハンド ２ ハンド置台 ３ ハンド結合部 ４ 鍔部 ９、９ａ 係脱部材 １２ 受止部 １３ 係合部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種作業のための複数のハンドと、この
   各ハンドを着脱可能に保持するハンド置台と、ロボット
   等の各種作業機器に設けられて前記複数のハンドを選択
   的に結合するハンド結合部とを組み合わせ備えた作業機
   器のハンド交換装置において、 前記ハンド置台に、ハンドを保持する受止部とこの受止
   部の上方にハンドを受止め状態に安定させる係合部とを
   設け、各ハンドに、前記受止部によって下方より受止め
   られるように一側に突出した鍔部と、前記係合部と係脱
   する係脱部材とを設け、この係脱部材はハンドと作業機
   器側のハンド結合部との結合動作に連動して係合解除す
   る一方、結合解除動作に連動して係合するようにしたこ
   とを特徴とする作業機器のハンド交換装置。