JPH06143085A - 旋盤用ロボットの手首装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋盤用ロボットによる被加工物の旋盤に対す
る装脱作業において、被加工物の長短に応じロボット手
首部の停止位置を自動的に選定させる。 【構成】 装荷ハンド２Ａと脱荷ハンド２Ｂを有するハ
ンド部２をロボット手首部１に対しバランスばね１０で
弾性的に上下方向の中点位置に保持し、ハンド部２と手
首部１の相対的上下方向変位をセンサ手段１４Ａ，１４
Ｂ，１５で検出し、手首部の移動停止を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋盤のチャックに対し
て被加工物を装脱する旋盤用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】旋盤用ロボットは、被加工物を供給する
フィーダから被加工物を旋盤のチャックへ運搬装荷し、
加工済みの加工物を該チャックより脱荷して搬出コンベ
ヤに運搬する機能を有するものであって、図１に平面図
で示すように、矢印方向に可動の旋盤用ロボットＲは、
被加工物Ｗを載置して矢印方向にエンドレスでタクト移
動する供給台Ｔを有するフィーダＦとチャックＣを有す
る旋盤Ｌとの間に配置され、ロボットＲのアームＡはロ
ボット中心軸線Ｘ−Ｘ線を中心にして立面内を回動し、
該アームＡに対して矢印方向に昇降するとともに回動す
る手首部１は、被加工物ＷをフィーダＦ上より把持運搬
して旋盤チャックＣに装荷する装荷ハンド２Ａと旋盤チ
ャックＣより加工済みの物を脱荷運搬して搬出コンベヤ
上に運搬する脱荷ハンド２Ｂとを設けたハンド部２を有
している。

【０００３】そして、従来のロボットＲにおいては、手
首部１にハンド部２が直接固設され、本発明に係る後述
するスライドユニット３を欠如している。

【０００４】したがって、旋盤チャックＣに対する被加
工物Ｗの装脱荷操作は、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）お
よび（Ｄ）の如くなる。

【０００５】すなわち、（Ａ）は、フィーダ上の供給台
Ｔ上に積層された被加工物Ｗを装荷ハンドＨ１の爪３，
３で挾持する説明図であって、手首部１が降下して爪
３，３の間に位置しハンド部２の突杆先端部にばね４で
下方に付勢された押圧板５が被加工物Ｗの上面に押接す
ると、該ばね４が圧縮して押圧板５が上動し、変位検出
センサ６が作動して手首部１の降下動を停止させるか
ら、最上層の被加工物Ｗは、ばね４の圧縮反力を受けた
状態で爪３，３によって挾持されることとなる。

【０００６】（Ｂ）は装荷ハンドＨ１に把持された被加
工物を旋盤チャックＣに装荷する説明図であって、被加
工物ＷがチャックＣに正対して押接しても、ばね４は既
に圧縮された状態にあって変位検出センサ６も検出作動
不能の状態にあるので、手首部１の矢印方向への移動を
停止させるためには、被加工物Ｗの長さに応じて進退調
節されるストッパＳによって手首部の移動位置を検出し
て停止手段を作動させることが必要となる。

【０００７】（Ｃ）は、旋盤チャックＣから加工ずみの
物品Ｗを脱荷ハンドＨ２によって脱荷する状態の説明図
であって、脱荷ハンドＨ２はハンド部２に対して横ピン
Ｐで傾動自在に枢支され、ばね７によってハンド部２に
弾性保持されている。

【０００８】手首部１が（Ｂ）の状態よりその軸線を中
心に１８０゜回動して脱荷ハンドＨ２がチャックＣに正
対し手首部１がストッパＳにより停止してチャックＣ上
の被加工物Ｗを脱荷ハンドＨ２の爪８，８で挾持して脱
荷し、（Ｄ）に図示した如く、タクト運転する搬出コン
ベヤＤ上に放荷する際に手首部１が降下して脱荷ハンド
Ｈ２に把持された被加工物Ｗが積層された加工物又は搬
出コンベヤ上の搬出台車に押接され、脱荷ハンドＨ２が
ばね７を圧縮して変位検出センサ９を作動させることに
よって手首部１の降下動は停止される。

【０００９】したがって、脱荷ハンドＨ２は図示の如く
傾いた状態で加工物Ｗを放荷する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、装荷ハンドＨ１に把持された被加工物Ｗがフィ
ーダより旋盤へ運搬される図６の（Ａ）から（Ｂ）に移
る過程において、被加工物は常にばね４の圧縮反力の作
用により、挾持爪３，３による挾持より外方へ離脱する
付勢力を受け、挾持状態が不安定、不確実になり、運搬
の途中で被加工物が挾持爪より脱落する危険がある。

【００１１】また、同図（Ｂ）に示すようなストッパＳ
を要するので、被加工物の長さの変動によりその都度ス
トッパ位置を調節しなければならず、さらに手首部１の
前進移動がストッパによって制限されることになるか
ら、被加工物ＷをフィーダＦから受取る位置を前進させ
て（Ｄ）に図示する放荷位置の床面を充分に確保するよ
うな自由選定ができなくなる。

【００１２】そして、また、同図（Ｄ）の如く、脱荷ハ
ンドＨ２は傾動姿勢で加工物Ｗを放荷するので、整正姿
勢で積載されず、積層状態の倒壊を生ずるおそれがある
等の欠点を有している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上述し
た従来技術の課題を解決するため、ハンド部を手首部に
対して上下方向中点位置にバランスばねで弾性保持し、
ハンド部と手首部との相対的変位を検出して手首部の降
下制御を行うことにより、装荷ハンドおよび旋盤チャッ
クにおける被加工物の把持時にのみバランスばねの圧縮
反力を利用して被加工物の把持を確実にし、且つ整正し
た姿勢で被加工物を放荷できるようにしたものである。

【００１４】

【作用】手首部が降下して装荷ハンドがフィーダの供給
台上にある被加工物上面に押接すると、手首部と装荷ハ
ンドを有するハンド部との間に相対的変位が生じてバラ
ンスばねが圧縮されると同時に、変位検出センサが作動
して手首部の降下動が停止せしめられる。

【００１５】このとき、装荷ハンドおよび脱荷ハンドの
挾持爪で挾持されている被加工物には直接にバランスば
ねの圧縮反力は全く作用しないが、装荷ハンド又は脱荷
ハンドには押接力が作用すると、ハンド部が手首部に対
して相対的に変位しバランスばねが圧縮され、その圧縮
反力が装荷ハンド又は脱荷ハンドに作用して被加工物を
確実に把持するものである。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明に係る手首装置３を有する旋
盤用ロボットＲの平面配置図であって、手首装置３は図
２および図３に示すように、手首部１の自由端に形成し
た筺体３Ａ内に上下方向の滑動案内部材３Ｂを設け、該
案内部材３Ｂに嵌合滑動する滑動体２Ｃをハンド部２の
基端に突設し、該滑動体２Ｃにバランスばね１０を装入
し且つ該ばねの両端を挾装した一対のプランジャ１１Ａ
および１１Ｂを摺動自在に装填したばね穴１２を前記滑
動案内部材と平行に貫設し、夫々のプランジャ１１Ａ，
１１Ｂの案内杆１３Ａおよび１３Ｂを前記ばね穴１２の
両端に設けたプランジャ用ストッパに貫設した案内孔に
挿通突出させ、該案内杆１３Ａ，１３Ｂの先端をハンド
部２に押接力等の外力が作用しない状態において図３
（Ｂ）の如く前記筺体３Ａ内の上下内壁面に夫々当接さ
せ、滑動体２Ｃの側面に突設した下部変位検出センサ１
４Ａと上部変位検出センサ１４Ｂとは手首部１とハンド
部２との上下方向の相対的変位に伴って、筺体３Ａ内に
突設したストライカ１５と接離する。

【００１７】したがって、図２のプランジャ案内杆１３
Ａの先端が筺体３Ａの内壁下面より上方へ離間している
状態は、ハンド部２が被加工物Ｗの上面に押接している
ため、ハンド部２が手首部１に対し中点位置より上方へ
変位したことにより前記センサが作動して手首部１の降
下動が停止していることを示している。

【００１８】すなわち、被加工物Ｗの上面に押接してい
る把持深さ調節板１６が被加工物Ｗ上面に押接されるの
で、該調節板１６を取付け且つハンド部２に固設した支
持杆１７を介してハンド部２の降下動が停止するが、手
首部１は変位検出センサが作動するまで降下することに
より、上部のプランジャ案内杆１３Ｂが筺体３Ａの内壁
上面に押圧されて下動しバランスばね１０を圧縮し、下
部のプランジャ１１Ａはばね穴１２の下端に突設したス
トッパによって下動を阻止されているので、筺体内壁下
面がバランスばね１０の圧縮量だけ下動する結果、図示
の状態となるものである。

【００１９】なお、把持深さ調節板１６の高さ位置は調
節器１８の操作により上下方向に加減される。

【００２０】図４は本発明の実施例の作動説明図であっ
て、図６の従来例と対応して図示されている。

【００２１】そして、脱荷ハンド２Ｂにも装荷ハンド２
Ａと同様に把持深さ調節板１６’が支持杆１７’によっ
てハンド部２に取付けられているが、図２および図５に
示されているように脱荷ハンド２Ｂに把持深さ調節板を
取付けない場合には、脱荷ハンドで把持された加工物Ｗ
は、挾持爪による挾持を解くことにより脱荷ハンドの正
面からでも背面からでも放荷することができるので、後
述するように被加工物の一端を加工したのち、反転させ
て他端を加工することを可能とするものであるが、脱荷
ハンド２Ｂが旋盤チャックＣに脱荷のため接近前進動す
る場合、および脱荷ハンドが放荷位置において搬出コン
ベヤ又は搬出台車等に接近降下動する場合には、ハンド
部２を手首部１に対して相対的変位をさせることができ
ないので、別途所要位置に手首部の接近動を停止させる
停止センサを設けなければならなくなる。

【００２２】図４の（Ａ）に示す被加工物Ｗを受取る状
態から（Ｂ）に示す旋盤チャックＣに装荷する装荷ハン
ド２Ａの回転移動中において、挾持爪に把持されている
被加工物Ｗは、挾持状態を不確実にする、又は挾持状態
から離脱させるばね等の外力の作用を全く受けないし、
また、旋盤チャックＣへの接近動は、被加工物の先端が
チャック正面に押接することにより前記変位検出センサ
により停止するので、ストッパ等の位置固定の停止手段
を必要とせず、さらに被加工物の長さに対応した停止位
置が自動的に調節される。

【００２３】図４の（Ｃ）は脱荷ハンド２Ｂのチャック
Ｃからの脱荷を示し、（Ｄ）は搬出装置への放荷を示し
ている。

【００２４】脱荷ハンド２Ｂにも把持深さ調節板１６’
が設けられているので、脱荷ハンド２Ｂのチャックへの
接近動は、図３で説明した変位検出センサの作動により
停止され、脱荷ハンド２Ｂの搬出台車Ｄへの降下動の停
止も同様であり、放荷時の脱荷ハンドの傾動は生じな
い。

【００２５】図５は被加工物Ｗの両端部加工を被加工物
のチャックＣへの把持方向を反転させることによって行
うことを可能にしたハンド部２の正面図であって、脱荷
ハンド２Ｂの一対の挾持爪１９Ｂ，１９Ｂは夫々ハンド
部２内において進退動案内される案内杆Ｇ１，Ｇ２を有
し、ハンド部２の支台２０上に傾動自在に枢支されたシ
ーソー型レバー杆２１の両端に連結されており、該レバ
ー杆２１を傾動駆動することにより一対の挾持爪１９
Ｂ，１９Ｂの間隔は拡縮して被加工物を挾持又は解放す
る。

【００２６】装荷ハンド２Ａの一対の挾持爪１９Ａ，１
９Ａも同様の構成によって作動するので説明を省略す
る。

【００２７】装荷ハンド２Ａと脱荷ハンド２Ｂとは、ハ
ンド部２に互いに背中合せで且つ図５において装荷ハン
ド２Ａはハンド部２の手前左側に、脱荷ハンド２Ｂはハ
ンド部２の奥部右側に、夫々オフセットして取付けられ
ているから、旋盤チャック上で加工された被加工物の加
工端部を脱荷ハンド２Ｂの正面で把持し、図１に図示し
た反転台２２が仮想線位置にあるときに該反転台２２上
に脱荷ハンド２Ｂの背面より放荷する。

【００２８】すなわち、被加工物Ｗの加工端部が下方に
未加工端部が上方に位置して反転台２２上に載置され
る。

【００２９】そこで、反転台２２を実線位置に１８０°
旋回し、反転台２２上の被加工物を装荷ハンド２Ａの正
面で把持して旋盤チャックへ装着すると、加工端部がチ
ャックで把持され未加工端部が加工位置になるから、未
加工端部を加工することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上述のように手首部の移動停
止制御を手首部とハンド部との相対的変位を検出するこ
とにより行うものであるから、装荷ハンド並びに脱荷ハ
ンドで被加工物および加工物を把持運搬する途中におい
て、被加工物等の把持物品の把持状態が不確実になり或
は把持状態から離脱させるような外力が一切発生しない
ので、ロボット作業による把持物品の運搬が確実に遂行
され、また、装荷ハンド、脱荷ハンドで把持された物品
に作用する押接力が反力として該物品に作用するのでは
なく、手首装置３に作用して手首部の移動停止が制御さ
れるから、把持物の長短に応じて自動的に手首の停止位
置が選定され、ストッパ等の機械的手段を手首部の移動
経路中に設ける必要がないので、被加工物の受取り位置
並びに放荷位置を選択する自由度が拡大し、フィーダ並
びに搬出手段等の設置に際しての占有床面を有効に使用
できるものであり、さらに、脱荷ハンドによる搬出手段
への放荷時においても脱荷ハンドの傾動を伴わなくても
手首部の降下動が停止するので、把持物品は整正された
姿勢で積み重ねられ、又は搬出手段への放荷が可能とな
り、放荷後の作業を容易にする等、ロボット作業を確実
且つ効率的に遂行させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロボット作業の平面配置図。

【図２】本発明のロボット手首部の一部断面による側面
図。

【図３】本発明のロボット手首部にハンド部を弾性保持
する手首装置の拡大断面図であって、（Ａ）は横断面
図、（Ｂ）は縦断面図である。

【図４】本発明の手首装置による作業説明図であって、
（Ａ）は装荷ハンドによる被加工物把持作業、（Ｂ）は
旋盤チャックへの装着作業、（Ｃ）は脱荷ハンドによる
加工物の脱荷作業、（Ｄ）は搬出台車への放荷積み重ね
作業を示す。

【図５】本発明の他の実施例による装荷ハンドおよび脱
荷ハンドの正面図。

【図６】従来例のロボット作業の説明図であって、
（Ａ）は被加工物把持作業、（Ｂ）は旋盤チャックへの
装着作業、（Ｃ）は加工物の脱荷作業、（Ｄ）は搬出台
車への放荷積み重ね作業である。

【符号の説明】

１．．．．．．．．．手首部 ２．．．．．．．．．ハンド部 ２Ａ．．．．．．．．装荷ハンド ２Ｂ．．．．．．．．脱荷ハンド ２Ｃ．．．．．．．．滑動体 ３．．．．．．．．．手首装置 ３Ａ．．．．．．．．筺体 ３Ｂ．．．．．．．．案内部材 １０．．．．．．．．バランスばね １１Ａ，１１Ｂ．．．プランジャ １３Ａ，１３Ｂ．．．プランジャ案内杆 １４Ａ，１４Ｂ．．．上下方向変位検出センサ １５．．．．．．．．センサ作動ストライカ １６．．．．．．．．把持深さ調節板 Ｌ．．．．．．．．．旋盤 Ｃ．．．．．．．．．チャック Ｒ．．．．．．．．．ロボット Ａ．．．．．．．．．ロボットアーム Ｗ．．．．．．．．．被加工物 Ｆ．．．．．．．．．テーブルフィーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋盤のチャックに被加工物を装荷しそし
   て脱荷する旋盤用ロボットの垂直面内を回動するロボッ
   トアームにおいて、該アームの手首部自由端に被加工物
   を把持するハンド部をバランスばねで上下方向の中点位
   置に弾性保持するとともに該ハンド部の上下方向の変位
   の案内部材を設け、前記手首部とハンド部との上下方向
   の相対的変位を検出して手首部の移動を停止するセンサ
   手段を設けた手首装置。