JPH06114777A

JPH06114777A - ワーク保持装置

Info

Publication number: JPH06114777A
Application number: JP26504992A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Matsui; 信行松井
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【目的】１つの保持装置によって、孔空きワークを内
面側からも外面側からも保持することを可能にし、工程
を煩雑化せず、工場配置も困難にせず、重量増加をも招
くことなく、自動化を効率よく推進すること。【構成】保持装置1 は、互いに向かい合って配設され
た把持爪21a ，21b と、この把持爪21b ，21b を接近・
離間させるためのエアモータ23a ，23b と、エアモータ
23a ，23b の駆動力を把持爪21a ，21b に伝えるラック
アンドピニオン25とを備えている。把持爪21a ，21b を
最小接近位置P2に移動し、ワークの孔に挿入し、開く。
このとき押さえ板27a ，27b も下降させる。この結果、
ワークは、孔の内側からロッド47a ，47b で支持される
と共に、下支え板49a ，49b 及び押さえ板27a ，27b で
上下からも挟まれる。ワークを外面側から保持するに
は、まず、把持爪21a ，21b を最大離間位置P1に移動さ
せておき、これを閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを保管・加工・
検査などの工程間で移動させる際に、ワークを保持する
ワーク保持装置に係り、特に孔空きリング状及び／又は
円形状ワークに好適なワーク保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６（Ａ），（Ｂ）に示す様に、
筒状のワーク１０１の内面及び外面を加工する場合があ
った。この場合、ワーク１０１を加工装置のチャック１
０３，１０５に取り付けるに当たって、同図（Ｃ），
（Ｄ）に示す様に、外に広がることによって筒状ワーク
１０１を内面側から保持する第１の保持装置１０７と、
内に狭めることによって筒状ワーク１０１を外面側から
保持する第２の保持装置１０９とが必要となった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来は、１
台のロボットアームに対してこうした何種類かの保持装
置を取り替えながら使用するか、異なる保持装置を取り
付けた複数台のロボットアームを使用しなければならな
かった。また、上記第１の保持装置１０７と第２の保持
装置１０９とを両方とも備えたロボットアームを使用す
ることも考えられるが、この場合には第１の保持装置１
０７と第２の保持装置１０９とが干渉し合わない様に両
者を離して配置する必要があった。

【０００４】この様に、従来の技術では複数の保持装置
を準備して交換したり、複数のロボットを準備したり、
大型の保持装置を準備するなどの必要があり、工程の煩
雑化や、工場配置上の困難化や、装置の重量増加などを
招き、自動化を効率よく推進することができなかった。

【０００５】そこで、本発明においては、工程を煩雑化
せず、工場配置も困難にせず、重量増加をも招くことな
く、自動化を効率よく推進することのできるワーク保持
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するためになされた本発明のワーク保持装置は、互い
に共同してワークを把持する複数の把持爪を接近・離間
動作させることでワークの保持・開放を行うワーク保持
装置において、前記把持爪の構造及び移動範囲に関し
て、爪の内面側及び外面側のいずれでもワークに当接可
能に構成したことを特徴とする。

【０００７】本発明のワーク保持装置によれば、把持爪
は、爪の内面側及び外面側のいずれでもワークに当接可
能に構成されているので、把持爪同士を接近動作させる
ことでワークを外面側から保持することができ、離間動
作させることで孔空きのワークを当該孔の内面側から保
持することができる。

【０００８】この様に把持爪の内面側及び外面側のいず
れでもワークに当接可能に構成する具体的手法として
は、例えば、請求項２記載の様に、前記把持爪は互い
に、ワークを保持したときの中心となる位置近傍まで閉
じた位置と、ワークの外周より外まで開いた位置との間
で移動可能に構成すればよい。

【０００９】

【実施例】次に本発明の内容を一層明らかにするため、
本発明を適用した好適な実施例を図面と共に説明する。
実施例の保持装置１は、図１示す様に、６自由度を持つ
ロボットアームＲＢの先端に取り付けられる。この保持
装置１は、図２，図３に示す様に、ロボットアームＲＢ
と連結されるフランジ１１と、このフランジ１１に固定
された円板１３と、この円板１３に固定された保持構造
２０と、同じく円板１３に固定された高さ及び水平位置
検出センサ３０とを備えている。

【００１０】保持構造２０は、互いに向かい合って配設
された把持爪２１ａ，２１ｂと、この把持爪２１ｂ，２
１ｂを接近・離間させるためのエアモータ２３ａ，２３
ｂと、このエアモータ２３ａ，２３ｂの駆動力を把持爪
２１ａ，２１ｂに伝えるラックアンドピニオン２５とを
備えている。エアモータ２３ａ，２３ｂは同軸にて連結
されており、同期して駆動される。保持構造２０は、さ
らに、円板１３に対して垂直な方向に進退する押え板２
７ａ，２７ｂ及びその駆動源としてのエアシリンダ２９
ａ，２９ｂをも備えている。

【００１１】把持爪２１ａ，２１ｂは、垂直板４１ａ，
４１ｂと、この垂直板４１ａ，４１ｂに対してブラケッ
ト４３ａ，４３ｂを介して固定された水平板４５ａ，４
５ｂと、この水平板４５ａ，４５ｂの下面先端に固定さ
れた各２本のロッド４７ａ，４７ｂと、このロッド４７
ａ，４７ｂの下端に取り付けられた下支え板４９ａ，４
９ｂとを備えている。

【００１２】ラックアンドピニオン２５を構成する４本
のラックバー５１ａ〜５１ｄは、互いに対角位置となる
様に、各２本ずつ（５１ａと５１ｂ、５１ｃと５１ｄ）
が把持爪２１ａ，２１ｂの垂直板４１ａ，４１ｂにボッ
クス状に固定されている。そして、これらラックバー５
１ａ〜５１ｄは、ピニオンギヤ５３ａ，５３ｂを上下か
ら挟み込む様に取り付けられ、このピニオンギヤ５３
ａ，５３ｂを収納したボックス部材５５にて正面，背面
及び上下から支持されている。このボックス部材５５
は、図２において正面，背面，上面，下面を囲む４枚の
板５５ａ〜５５ｄにて構成され、図示左右方向は筒抜け
となっている。

【００１３】ここで、垂直板４１ａ，４１ｂには、相手
のラックが通り抜けることができる様に、所定位置に抜
け穴が設けられると共に、離間し過ぎないように図示し
ないストッパーによって最大離間位置Ｐ１を規制してい
る。従って、把持爪２１ａ，２１ｂは、図２に示す最大
離間位置Ｐ１から最小接近位置Ｐ２まで移動することが
できる。

【００１４】高さ及び水平位置検出センサ３０は、図３
に示す様に、ワークの高さを検知するための高さ検知ノ
ッカ３１と、ワークの水平位置を検知するための水平位
置検知用近接スイッチ３２とを備えている。高さ検知ノ
ッカ３１は、ブラケット３４に支持された基板３５を貫
通するロッド３６と、このロッド３６に支えられた孔空
き板３７と、ロッド３６の頭の後退を検知する高さ検知
用近接スイッチ３８とを備えている。なお、ロッド３６
には、コイルスプリング３９が装着されている。従っ
て、ロッド３６は、通常はコイルスプリング３９によっ
て基板３５の背面へは飛び出さない様に押し戻されてい
る。そして、孔空き板３７をワークの上方から押し当て
ると、ロッド３６が基板３５の背面へ飛び出す。このと
き、高さ検知用近接スイッチ３８がロッド３６が基板３
５の背面へ飛び出したことを検知する。この結果、ワー
クに対して孔空き板３７が当接するタイミングを検知す
ることができる。

【００１５】一方の水平位置検知用近接スイッチ３２
は、孔空き板３７の孔の部分３７ａに配置されている。
従って、この水平位置検知用近接スイッチ３２によっ
て、ワークに対してこの孔空き板３７を接近させた状態
で、そのまま水平方向に動かせば、ワークのエッジ部分
を検知することができる。

【００１６】次に、この実施例の保持装置１を用いて金
属製の孔空きワークをピックアップする際の使用方法を
説明する。まず、図４（Ａ）に示す様に、段積みされた
円形状のワークＷの上方へロボットアームＲＢの先端を
持っていき、高さ検知ノッカ３１をワークＷへ押し付け
る。このとき、ワークＷの概ねの水平中心位置（擬似中
心位置）Ｏ’は、予め座標で与えられている。従って、
ロボットアームＲＢは、この擬似中心位置Ｏ’の座標に
従ってワークＷのあるべき概ねの水平位置を知り、その
上方所定高さにアーム先端を持っていき、そこからどれ
だけ下降させたときに高さ検知用近接スイッチ３８がオ
ンになったかにより、ワーク高さＺを検出する。

【００１７】こうしてワーク高さＺを検出した後、孔空
き板３７をワークＷの上面に接近させたまま、上記予め
与えられた擬似中心位置Ｏ’に水平位置検知用近接スイ
ッチ３２が来るように配置する。そして、図４（Ｂ）に
示す様に、０度方向，１２０度方向，２４０度方向の３
方向に移動させ、それぞれの方向へどれだけ移動させた
ときに水平位置検知用近接スイッチ３２がオンとなった
かを調べ、孔のエッジ３箇所の点Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ を検
出する。そして、これら３つの点Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ が形
成する三角形Ｍが外接する円Ｎを求め、その中心を算出
する。これら一連の幾何学的演算処理は、ロボットアー
ムＲＢの制御装置（図示略、ＣＰＵを有する電子制御回
路）にて実行され、ワークＷの真の中心位置が求められ
る。なお、この実施例のワークＷは、どちらを上にした
かによって孔の大きさが異なるので、この水平位置検出
動作の際に、外接円Ｎの径からどちらが上に向いている
かをも知る様に構成されている。

【００１８】次に、ワークＷが図５（Ａ）に示す向きに
積み重ねられているとして、そのピックアップをする場
合を説明する。まず、把持爪２１ａ，２１ｂを最小接近
位置Ｐ２に移動する。このとき、押え板２７ａ，２７ｂ
も上昇させておく。そして、上述の様にして求めた高さ
と真の中心とに従って、把持爪２１ａ，２１ｂをワーク
Ｗの孔に所定深さまで挿入し、把持爪２１ａ，２１ｂを
開く。この際、押え板２７ａ，２７ｂも下降させてワー
クＷの上面を押さえる。この結果、ワークＷは、孔の内
側から４本のロッド４７ａ，４７ａ，４７ｂ，４７ｂで
支持されると共に、下支え板４９ａ，４９ｂ及び押さえ
板２７ａ，２７ｂで上下からも挟まれる。こうして、保
持装置１は、ワークＷを孔の内側からしっかりと保持す
ることができる。

【００１９】また、ワークＷが図５（Ｂ）に示す向きに
積み重ねられているとして、そのピックアップをする場
合を説明する。まず、把持爪２１ａ，２１ｂを最大離間
位置Ｐ１に移動する。このとき、押え板２７ａ，２７ｂ
も上昇させておく。そして、上述の様にして求めた高さ
と真の中心とに従って、把持爪２１ａ，２１ｂの中央に
ワークＷが来るようにして所定高さまで下降させ、把持
爪２１ａ，２１ｂを閉じる。このとき、押え板２７ａ，
２７ｂも下降させてワークＷの上面を押さえる。この結
果、ワークＷは、外周側から４本のロッド４７ａ，４７
ａ，４７ｂ，４７ｂで支持されると共に、下支え板４９
ａ，４９ｂ及び押さえ板２７ａ，２７ｂで上下からも挟
まれる。こうして、保持装置１は、ワークＷを外側から
しっかりと保持することができる。

【００２０】この様に、本実施例によれば、把持爪のス
トロークを大きくとり、ワークを内面側からも外面側か
らも把持することができるように構成したので、ワーク
の外面を加工・検査等する場合にも、内面を加工・検査
等する場合にも、この保持装置１によってワークのピッ
クアップ、保持、受渡し等をすることができる。従っ
て、内面側からの保持装置と外面側からの保持装置とを
別々に準備する必要がない。この結果、保持装置の取り
替えや、複数台のロボット配置を要さず、簡単に自動化
を推進することができる。加えて、外面側から保持する
場合も内面側から保持する場合も同じ把持爪を兼用する
から、重量増加等も招かない。

【００２１】以上実施例を説明したが、本発明はこの実
施例に限定されるものではなくその要旨を逸脱しない範
囲内で種々なる態様のものとして実施できることはもち
ろんである。例えば、把持爪の駆動源としては、エアシ
リンダを利用しても構わない。また、下支え板４９ａ，
４９ｂはなくても構わない。ロッド４７ａ，４７ｂによ
り把持するだけでも、ワークとの摩擦が十分に確保され
ていれば、しっかりと保持することができるからであ
る。また、保持対象のワークも、孔無し部材や非円形部
材であっても構わない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のワーク保持
装置によれば、孔空きのワークを内側からも外側からも
保持することができ、工程を煩雑化せず、工場配置も困
難にせず、重量増加をも招くことなく、自動化を効率よ
く推進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の保持装置を有するロボットアームの
正面図である。

【図２】実施例の保持装置の一部破断した状態の正面
図である。

【図３】実施例の保持装置の一部破断した状態の底面
図である。

【図４】実施例の保持装置でワークの高さ及び水平位
置を検出する様子を示す説明図である。

【図５】実施例の保持装置でワークをピックアップす
る様子を示す説明図である。

【図６】従来の問題点を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・保持装置、２１ａ，２１ｂ・・・把持爪、２３
ａ，２３ｂ・・・エアモータ、２７ａ，２７ｂ・・・押
え板、２９ａ，２９ｂ・・・エアシリンダ、３２・・・
水平位置検知用近接スイッチ、３８・・・高さ検知用近
接スイッチ、４７ａ，４７ｂ・・・ロッド、４９ａ，４
９ｂ・・・下支え板、５１ａ〜５１ｄ・・・ラックバ
ー、５３ａ，５３ｂ・・・ピニオンギヤ。

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに共同してワークを把持する複数の
把持爪を接近・離間動作させることでワークの保持・開
放を行うワーク保持装置において、前記把持爪の構造及び移動範囲に関して、爪の内面側及
び外面側のいずれでもワークに当接可能に構成したこと
を特徴とするワーク保持装置。
【請求項２】前記把持爪は互いに、ワークを保持した
ときの中心となる位置近傍まで閉じた位置と、ワークの
外周より外まで開いた位置との間で移動可能に構成され
たことを特徴とする請求項１記載のワーク保持装置。