JPH0647692A - ワークの把持方法と把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡素な構造で位置決め機能を把持装置に内蔵す
る。把持装置を大型化することなく多数のワークを一度
に、かつ短時間で移載する。 【構成】複数のワークを複数の吸着ノズル１３で一度に
吸着すると同時に、これらのワークを位置決めチャック
２５で挟持するために、本体４に固定された流体シリン
ダ８と、前記流体シリンダにより進退移動してワークを
吸着する複数の吸着ノズル１３と、前記吸着ノズルの進
退移動にともなって前記ワークを位置決めおよび開放す
る位置決めチャック２５とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークの把持方法およ
びワークの把持装置に関し、特に複数のワークを同時に
把持して目的とする位置にセットするワークの把持方法
および把持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種装置の組み立てラインでは、例え
ば、ラインサイドに搬入されてきた部品を把持してライ
ン上の所定位置にセットしたり、所定の加工を終了した
ライン上のワークを把持してライン外に搬出したりする
ためにワークの把持装置が用いられている。従来のワー
クの把持装置は、ロボットのアーム先端に固定された本
体と、この本体に取り付けられた把持部とを有してお
り、予め教示された軌跡にしたがって移動するアームと
ともに本体が移動してワークに接近し、この状態で把持
部を作動させることによりワークを把持するように構成
されている。

【０００３】例えば、ラインサイドに搬入されたワーク
を把持してライン上にセットする場合は、ワークである
部品は所定の数量をまとめて供給パレットなどに収容さ
れた状態で搬入されるため、把持装置は、まずこの供給
パレットに接近して部品を把持し、その後にロボットア
ームを作動させて本体をライン上まで移動するようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、生産効率を
高めるために、複数のワークを一度に把持して目的とす
る位置に一度にセットする場合には、それぞれのワーク
を把持する位置の精度をある程度確保しておかないと、
これらのワークを目的位置にセットする際に、それぞれ
のワークがそれぞれ決められた適正な位置にセットされ
ないという問題がある。したがって、複数のワークを一
度に移載する場合には把持装置に何らかのワークの位置
決め機能が必要となる。

【０００５】しかしながら、把持装置に位置決め機構を
内蔵しようとした場合に、一度に把持するワーク数が多
ければ多いほど位置決め機構が大型になり、把持装置を
適当な大きさにしようとすると、一度に移載できるワー
クの数が限られてしまうという問題があった。

【０００６】また、位置決め装置を別途外部に設けるよ
うにしても、一度に移載できるワーク数は増加するもの
の、ワークを位置決めするために必要な作業時間が増加
し、その結果、移載に要するタクトタイムが増加すると
いう問題があった。しかも、多数のワークを一度に把持
すると、移載途中でワークが落下するおそれがあるた
め、この問題も解消する必要があった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、簡素な構造で位置決め機能
を把持装置に内蔵することにより、把持装置を大型化す
ることなく多数のワークを一度に、かつ短時間で移載す
ることができ、しかも、移載途中でワークが落下するこ
となくワークを確実に把持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
に、本発明のワークの把持方法は、複数のワークを複数
の吸着ノズルで一度に吸着すると同時に、これらのワー
クを位置決めチャックで挟持することを特徴としてい
る。

【０００９】上記目的を達成するために、本発明のワー
クの把持装置は、本体に固定された流体シリンダと、前
記流体シリンダにより進退移動してワークを吸着する複
数の吸着ノズルと、前記吸着ノズルの進退移動にともな
って前記ワークを位置決めおよび開放する位置決めチャ
ックとを有することを特徴としている。

【００１０】このとき、前記位置決めチャックの位置決
め力は、弾性体により付与することが好ましい。

【００１１】

【作用】複数のワークを一度に把持して目的とする位置
に一度にセットする場合、本体に固定された流体シリン
ダを作動させて、複数の吸着ノズルをワーク方向に前進
させ、この複数の吸着ノズルで、これら複数のワークを
一度に吸着する。これと同時に、吸着ノズルの前進移動
にともなって位置決めチャックが位置決め位置に作動
し、これらのワークを挟持する。

【００１２】これにより、簡素な構造で位置決め機能を
把持装置に内蔵することにより、把持装置を大型化する
ことなく多数のワークを一度に、かつ短時間で移載する
ことができる。このとき、位置決めチャックの位置決め
力を弾性体により付与するように構成すれば、脆性材料
などのように破損し易いワークであっても適切な位置決
め力で挟持することができ、ワークに損傷を与えること
もない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例に係るワークの把持装
置を示す正面図、図２は同実施例に係るワークの把持装
置を示す側面図、図３は同実施例に係るワークの把持装
置を示す底面図、図４は同実施例に係るワークの把持装
置の流体シリンダが作動した状態を示す図であって、図
４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は側面図、図５は同実施
例に係る吸着ノズルの動作を示す側面図、図６は同実施
例に係るワークの把持装置を適用したロボットを示す正
面図である。

【００１４】本実施例の把持装置は、例えば、図５に示
すようなロボット１のアーム２先端に、ブッシュ３を介
して取り付けられた本体４を有しており、このブッシュ
３により本体４がアーム２に対して摺動可能になってい
る。また、このブッシュ３部分にはスプリング５が介装
されており、図１および図２において、本体４を常に下
方向に付勢しているが、例えば、ワークを把持したり離
したりする際に本体４が障害物に当接して本体４に負荷
が作用した場合には、本体４はスプリング５の弾性力に
抗してアーム２側に移動できるようになっている。これ
によって、本体４の破損等を防止することができる。

【００１５】本体４の両側にはサイドプレート６，６が
それぞれ固定されており、この両サイドプレート６，６
の下端には位置決めプレート７が固定されている。これ
ら本体４、両サイドプレート６，６および位置決めプレ
ート７が、本実施例の把持装置のフレームを構成してい
る。

【００１６】本体４には、エアーシリンダなどからなる
流体シリンダ８が固定されており、流体供給口９，９か
ら流体が選択的に供給されることにより、シリンダロッ
ド１０が進退移動するようになっている。なお、本発明
の流体シリンダ８はエアーシリンダにのみ限定されるこ
となく油圧シリンダなども用いることができ、さらに、
流体シリンダにのみ限定されることなく、従来より知ら
れたアクチュエータを用いることができる。

【００１７】このシリンダロッド１０には、アッパープ
レート１１が固定されており、さらに、このアッパープ
レート１１にはプッシュバー１２が固定されている。ま
た、プッシュバー１２の下端は、複数（本実施例では４
本）の吸着ノズル１３を保持するノズルホルダー１４に
固定されている。これにより、流体シリンダ８が作動し
てシリンダロッド１０が進退移動すると、アッパープレ
ート１１、プッシュバー１２、ノズルホルダー１４およ
び吸着ノズル１３が、シリンダロッド１０の移動にとも
なって同じ寸法だけ進退移動することになる。

【００１８】吸着ノズル１３は、図４および図５（Ａ）
（Ｂ）に示すように、位置決めプレート７に開設された
通孔１５から突出および後退するように、軸受１６を介
して該位置決めプレート７に挿入されている。また、吸
着ノズル１３を保持するノズルホルダー１４は、ロアプ
レート１７と位置決めプレート７との間に固定されたロ
ッド１８を摺動しながら移動し、このノズルホルダー１
４と位置決めプレート７との間に介装されたスプリング
１９によって吸着ノズル１３が位置決めプレート７から
後退する方向にばね付勢されている。

【００１９】図２に示すように、アッパープレート１１
と位置決めプレート７との間には、同軸状に挿入され伸
縮自在なブッシュ２０が介装されており、このブッシュ
２０の途中には、上述したロアプレート１７が該ブッシ
ュ２０に対して固定されている。そして、アッパープレ
ート１１とロアプレート１７との間、および、ロアプレ
ート１７と位置決めプレート７との間には、それぞれス
プリング２１，２２が介装されている。

【００２０】このブッシュ２０および２つのスプリング
２１，２２によって、アッパープレート１１が下降する
と、該アッパープレート１１とロアプレート１７との間
に介装されたスプリング２１と、ロアプレート１７と位
置決めプレート７との間に介装されたスプリング２２と
の釣合に応じて、ロアプレート１７はその分だけ下降
し、後述するチャック開閉レバー２３を作動させること
になる。

【００２１】位置決めプレート７の底面に形成されたワ
ークの位置決め部２４の周囲には、吸着ノズル１３によ
って吸着したワークを、その側面から挟持して位置決め
する一対の位置決めチャック２５，２５が設けられてい
る。この位置決めチャック２５，２５は、図１および図
３に示すように、位置決めプレート７に対して摺動する
ように、例えばリニアガイドなどの手段によって該位置
決めプレート７に支持されており、それぞれの一端にチ
ャック開閉レバー２３，２３の一端が枢着されている。

【００２２】チャック開閉レバー２３，２３は、図２に
示すように、位置決めプレート７に回転軸２６で回動自
在に支持されており、上述したように該チャック開閉レ
バー２３，２３の下端は位置決めチャック２５，２５に
取り付けられ、上端は軸受２７を介してロアプレート１
７の下面に当接している。また、図３に示すように、左
右の位置決めチャック２５，２５の間にはスプリング
（弾性体）２８が架設されており、主にこのスプリング
２８の弾性力によってワークを挟持する。

【００２３】したがって、流体シリンダ８が作動してシ
リンダロッド１０が前進すると、アッパープレート１
１、プッシュバー１２、ノズルホルダー１４および吸着
ノズル１３が、シリンダロッド１０の移動にともなって
同じ寸法だけ前進することになるが、このうち、アッパ
ープレート１１の前進（下降）によって、スプリング２
１が収縮し、このスプリング２１が他方のスプリング２
２の弾性力に打ち勝った分だけロアプレート１７を押し
下げる。これにより、チャック開閉レバー２３，２３の
上端が押し下げられて、回転軸２６を中心に回動し、そ
の結果、チャック開閉レバー２３，２３の下端に取り付
けられた位置決めチャック２５，２５がスプリング２８
の弾性力に抗して開くことになる。

【００２４】逆に、流体シリンダ８が作動してシリンダ
ロッド１０が後退すると、アッパープレート１１、プッ
シュバー１２、ノズルホルダー１４および吸着ノズル１
３が、シリンダロッド１０の移動にともなって同じ寸法
だけ後退することになるが、このうち、アッパープレー
ト１１の後退（上昇）によって、それまでロアプレート
１７に作用していたスプリング２１の収縮による下方向
への力が解除され、両位置決めチャック２５，２５に架
設されたスプリング２８と他方のスプリング２２の弾性
力によってロアプレート１７が上昇する。これにより、
チャック開閉レバー２３，２３の上端が原位置に復帰す
るように、チャック開閉レバー２３，２３は回転軸２６
を中心に逆方向に回動して、その結果、位置決めチャッ
ク２５，２５が閉じることになる。

【００２５】このとき、チャック開閉レバー２３，２３
によるワークの挟持力は、主に両位置決めチャック２
５，２５に架設されたスプリング２８の弾性力に支配さ
れている。したがって、把持しようとするワークが脆性
材料などのように比較的破損し易いワークであっても、
これを位置決めするときの挟持力はスプリング２８によ
って緩和されることになり、ワークの破損を防止するこ
とができる。しかも、流体シリンダ８の駆動力は直接位
置決めチャック２５，２５に伝達されず、２つのスプリ
ング２１，２２の間に介装されたロアプレート１７を介
して間接的に位置決めチャック２５，２５に伝達される
ので、この作用もワークの破損防止に貢献している。

【００２６】次に作用を説明する。まず、図６に示すロ
ボット１のアーム２を作動させて、本実施例の把持装置
の本体４を目的とする位置に移動する。この位置には複
数のワークが、例えばパレットに収容された状態で配置
されている。

【００２７】ロボットによって本体４がワークに近づく
と、流体シリンダ８を作動させてシリンダロッド１０を
前進させる。これにより、アッパープレート１１、プッ
シュバー１２、ノズルホルダー１４および吸着ノズル１
３が、このシリンダロッド１０の移動にともなって同じ
寸法だけ前進することになる。吸着ノズル１３は、図示
しない吸着源に接続されており、吸着ノズル１３がワー
クに接近すると吸着源を作動させてワークを吸着する。

【００２８】この流体シリンダ８の前進にともなって、
位置決めチャック２５，２５も開くことになる。すなわ
ち、流体シリンダ８が作動してシリンダロッド１０が前
進すると、アッパープレート１１、プッシュバー１２、
ノズルホルダー１４および吸着ノズル１３が、シリンダ
ロッド１０の移動にともなって同じ寸法だけ前進するこ
とになるが、このうち、アッパープレート１１の前進
（下降）によって、スプリング２１が収縮し、このスプ
リング２１が他方のスプリング２２の弾性力に打ち勝っ
た分だけロアプレート１７を押し下げる。これにより、
チャック開閉レバー２３，２３の上端が押し下げられ
て、回転軸２６を中心に回動し、その結果、チャック開
閉レバー２３，２３の下端に取り付けられた位置決めチ
ャック２５，２５がスプリング２８の弾性力に抗して開
くことになる。

【００２９】次に、ワークを吸着すると再び流体シリン
ダ８を作動させてシリンダロッド１０を後退させる。こ
れにより吸着ノズルも本体４側へ引き寄せられる。

【００３０】しかも、このシリンダロッド１０の後退に
ともなって、位置決めチャック２５，２５も閉じること
になる。すなわち、流体シリンダ８が作動してシリンダ
ロッド１０が後退すると、アッパープレート１１、プッ
シュバー１２、ノズルホルダー１４および吸着ノズル１
３が、シリンダロッド１０の移動にともなって同じ寸法
だけ後退することになるが、このうち、アッパープレー
ト１１の後退（上昇）によって、それまでロアプレート
１７に作用していたスプリング２１の収縮による下方向
への力が解除され、両位置決めチャック２５，２５に架
設されたスプリング２８と他方のスプリング２２の弾性
力によってロアプレート１７が上昇する。

【００３１】これにより、チャック開閉レバー２３，２
３の上端が原位置に復帰するように、チャック開閉レバ
ー２３，２３は回転軸２６を中心に逆方向に回動して、
その結果、位置決めチャック２５，２５が閉じることに
なる。

【００３２】このように、流体シリンダ８のシリンダロ
ッド１０が１往復すると、位置決めチャック開、吸着ノ
ズル下降、ワーク吸着、吸着ノズル上昇、位置決めチャ
ック閉という一連の動作が行われ、多数のワークを一度
に、かつ短時間で移載することができる。また、本実施
例の位置決め機構は、把持装置本体に内蔵されているも
のの、流体シリンダの作動を利用して位置決めチャック
を開閉させる簡素な構造であるため、把持装置が大型化
することもない。

【００３３】しかも、チャック開閉レバー２３，２３に
よるワークの挟持力は、主に両位置決めチャック２５，
２５に架設されたスプリング（弾性体）２８の弾性力に
支配されている。したがって、把持しようとするワーク
が脆性材料などのように比較的破損し易いワークであっ
ても、これを位置決めするときの挟持力はスプリング２
８によって緩和されることになり、ワークの破損を防止
することができる。

【００３４】さらに、流体シリンダ８の駆動力は直接位
置決めチャック２５，２５に伝達されず、２つのスプリ
ング２１，２２の間に介装されたロアプレート１７を介
して間接的に位置決めチャック２５，２５に伝達される
ので、この作用もワークの破損防止に貢献している。

【００３５】本発明は、上述した実施例にのみ限定され
ることなく、本発明の要旨を越えない限りにおいて、種
々に改変することが可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
のワークを複数の吸着ノズルで一度に吸着すると同時
に、これらのワークを位置決めチャックで挟持するため
に、本体に固定された流体シリンダと、前記流体シリン
ダにより進退移動してワークを吸着する複数の吸着ノズ
ルと、前記吸着ノズルの進退移動にともなって前記ワー
クを位置決めおよび開放する位置決めチャックとを有し
ているので、簡素な構造で位置決め機能を把持装置に内
蔵することにより、把持装置を大型化することなく多数
のワークを一度に、かつ短時間で移載することができ、
ロボットのツールとして搭載することが可能となる。

【００３７】このとき、位置決めチャックの位置決め力
を弾性体により付与するように構成すれば、脆性材料な
どのように破損し易いワークであっても適切な位置決め
力で挟持することができ、ワークに損傷を与えることも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るワークの把持装置を示
す正面図である。

【図２】同実施例に係るワークの把持装置を示す側面図
である。

【図３】同実施例に係るワークの把持装置を示す底面図
である。

【図４】同実施例に係るワークの把持装置の流体シリン
ダが作動した状態を示す図であって、（Ａ）は正面図、
（Ｂ）は側面図である。

【図５】同実施例に係る吸着ノズルの動作を示す側面図
である。

【図６】同実施例に係るワークの把持装置を適用したロ
ボットを示す正面図である。

【符号の説明】

４…本体 ８…流体シリンダ １３…吸着ノズル ２５…位置決めチャック ２８…弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のワークを複数の吸着ノズルで一度に
   吸着すると同時に、これらのワークを位置決めチャック
   で挟持することを特徴とするワークの把持方法。
2. 【請求項２】本体に固定された流体シリンダと、前記流
   体シリンダにより進退移動してワークを吸着する複数の
   吸着ノズルと、前記吸着ノズルの進退移動にともなって
   前記ワークを位置決めおよび開放する位置決めチャック
   とを有することを特徴とするワークの把持装置。
3. 【請求項３】前記位置決めチャックの位置決め力は、弾
   性体により付与されることを特徴とする請求項２に記載
   のワークの把持装置。