JPH0674292U - マルチチャックハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークを短時間に容易に着脱でき、しかも装
着時の衝撃を吸収できるロボットのマルチチャックハン
ドを提供する。 【構成】 ロボット200 のアーム201 （図１）に弾性部
材５を介してハンド支持部材６を取り付け、これにスラ
イド部材８をワーク400 の受渡し方向Ａに摺動自在に取
り付け、このスライド部材８に、Ａ方向に摺動自在に取
り付けた左右ハンド20a,20b とチャック爪40a,40a'，40
b,40b'とに駆動手段23a ，23b ，35を設け、スライド部
材８のＡ方向両側から弾性部材13で付勢した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はロボット用ハンドに取り付ける双腕チャックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年旋盤などの工作機械に多関節ロボットを設けてワークのハンドリングを行 わせるようにしたハンドリングセルが多く使用されている。このハンドリングセ ルは、長時間無人運転を可能にするので、作業能率を大幅に向上させることがで きる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで従来の前記ハンドリングセルは、ロボットハンドに一対のチャック爪 を設けたものが多く使用されている。これに対し、工作機械、例えば旋盤、圧接 溶接機などには、対向して２つのスピンドルを設けた、いわゆる対向２スピンド ル型のものがある。いま、一対のチャック爪を設けたハンドから対向２スピンド ル型工作機械にワークを移動させるには、このハンドで保持するワークを、工作 機械の２つのスピンドルのいずれかのチャックに一旦移動させたのち、ロボット を旋回させて別のワークを掴み、残りのスピンドルに取り付けたチャックにワー クを移動させるという能率の悪い作業となる。したがって生産性を増すために短 時間で各工程を稼働させる必要のあるライン作業では、時間的ロスが発生してい た。

【０００４】 また、対称的形状をした部品を一対のチャック爪で掴み、対向２スピンドルの それぞれの主軸に設けたチャックに移動させるには、無理な反転動作が起こると いう問題があった。そこで、１ハンドにチャック爪を２セット取り付けた、いわ ゆるマルチチャックハンドの使用が好ましいが、作業性に優れたものが提供され ていない。

【０００５】 また、対向２スピンドルに同時にロボットハンドからワークをそれぞれ受け渡 すとき、ロボット側のハンドとスピンドル側のセンター芯とが一致していないと 、スピンドル側のチャックがワーを掴んだとき、ロボットハンドがスピンドル側 のチャックに引っ張られてロボットハンドが破損したり、ロボットにアラームを 起こしたりして自動化が阻害される問題があった。

【０００６】 本考案は、以上の問題に着目してなされたものであり、対向２スピンドル型工 作機械の２本の主軸に取り付けたチャックに、短時間且つ容易にワークを着脱で き、しかも装着時に発生する衝撃を吸収できるマルチチャックハンドを提供する ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するための本考案のマルチチャックハンドの構成は、ロボッ トのアームに縦衝撃緩衝用の弾性部材を介してハンド支持部材を取り付け、この ハンド支持部材に、ワークの受け渡し方向に摺動自在としたスライド部材を取り 付け、このスライド部材に、前記受け渡し方向に摺動自在とした複数のハンドを 取り付け、このハンドにワークを把持する一対のチャック爪を取り付け、前記各 ハンド及びチャック爪のそれぞれに駆動手段を取り付け、前記スライド部材を両 側から付勢する横衝撃緩衝用の弾性部材を、前記ハンド支持部材とスライド部材 との間に取り付け、ハンドから前記アームに伝わる衝撃を緩衝するようにしたも のである。

【０００８】 前記独立した制御手段は、通常は空気圧制御手段であるが、本考案はこれに限 定されない。 前記マルチチャックハンドは、多関節ロボットだけでなく、ガイドレール上を 走行してワークをハンドリングするロボットにも取り付けることができる。

【０００９】

【作用】

ロボットのハンド支持部材からスライド部材に、ワークの受け渡し方向両側か ら弾性力を作用させる前記手段は、常時ハンド支持部材に対して求心的力を与え 、ハンド支持部材に対し中立位置にスライド部材を保持する作用と、ワークを受 け渡す際の衝撃を緩衝し、ロボットのアームに前記衝撃が伝わらないように作用 する。

【００１０】

【実施例】

以下添付の図面を参照して一実施例により本考案のマルチチャックハンドを具 体的に説明する。 図１において本実施例のマルチチャックハンド100 をアーム201 の先端に取り 付けた水平多関節ロボット（以下単にロボットという）200 は、ステーション30 0a，300bとクローラのトラックローラをＮＣ旋盤で対称的に加工する加工工程を 終了したローラからなるワーク400 を圧接溶接する対向２スピンドル601 を備え た圧接溶接機600 との間に設置している。本実施例の前記マルチチャックハンド 100 の説明をする前に、図１に示すロボット200 の作業内容について概要を説明 する。

【００１１】 図示しない旋盤（図示せず）で加工したワーク400 が旋盤用オートローダー50 0 によって、前記ステーション300a，300bそれぞれのターンテーブル300 上に振 り分けて載置される。ロボット200 がワーク400 をハンドリングする際には、先 ず旋盤用オートローダー500 が原点位置に移動し、センサー（図示せず）によっ てワーク400 の有無を検出し、有れば制御装置（図示せず）がステーション300a ,300b のターンテーブル300 をロボット200 のチャッキング位置まで１ピッチ回 転させる。この位置で再度前記センサーがワーク400 の有無を検出し、ワーク40 0 が検出されなければ同様の動作が繰り返され、在庫が確認されるとロボット20 0 に在庫有の指令が出力される。指令を受けたロボット200 は、予め決められた プログラムに従って前記アーム201 に取り付けたマルチチャックハンド100 の動 作を制御し、まず左側のステーション300aに旋回移動して停止する。

【００１２】 次にワーク400 を掴むための信号がロボット200 に送られチャッキングが行わ れ、次いでロボット200 が右旋回移動してステーション300bのチャッキング位置 に停止し、前記と同様の動作を行ってステーション300bからワーク400 を持ち上 げる。 次にロボット200 は圧接溶接機600 側に旋回移動して所定位置に停止し、ワー ク400 をマルチチャックハンド100 から、圧接溶接機600 の対向２スピンドル60 1 のワークチャック602 に１個づつチャッキングする。溶接が完了すると、再度 圧接溶接機600 の対向２スピンドル601 間にロボット200 が移動し、溶接されて １個となったワーク401 を双碗チャック100 がチャッキングし、ワークチャック 602 がワーク401 を開放すると、対向２スピンドル601 が後退し、ワーク401 が 移動可能となる。そこでロボット200 が搬送傾斜レール603 に移動してワーク40 1 を開放し、次工程（図示せず）に移動させると共に、ロボット200 を原点に復 帰させて作業を終了する。

【００１３】 次にアーム201 に取り付けた前記マルチチャックハンド100 の詳細を図２〜４ によって説明する。図２はマルチチャックハンド100 の全体構成を示すものであ り、マルチチャックハンド100 のハンド取付け部材１に突設した装着ロッド１ａ を、アーム201 の先端に取り付けた凹面部支持部材202 に設けた係合穴（図示せ ず）に嵌着している。

【００１４】 前記ハンド取付け部材１には、スライドガイド２を介してハンド支持部材６を 取り付け、このハンド支持部材６にスライド部材８をワーク受け渡し方向Ａ（以 下単にＡ方向という）に摺動自在に取り付けている。そしてこのスライド部材８ に左ハンド20a と右ハンド20b とを、Ａ方向に摺動自在に取り付け、これら、左 ハンド20ａにチャック爪40a,40a'を、また右ハンド20b にチャック爪40b,40b'を 、Ａ方向に直交する方向Ｂ（以下単にＢ方向という）の方向に摺動自在に取り付 けている。即ち左右ハンド20a,20b は、スライド部材８上を別々にＡ方向に移動 可能であり、また前記各チャック爪40a,40a'，40b,40b'は、それぞれ左右ハンド 20a,20b 上をＢ方向に移動してワーク400 の把持動作をそれぞれ独立して行うこ とができる。

【００１５】 前記各摺動動作させる構造を図２，３によって説明する。 前記スライドガイド２は、ハンド取付け部材１の４隅に開けた取付け穴２ａに ガイド軸２ｂを嵌入しボルト４ａにより固定する。前記取付け穴２ａに対応する ハンド支持部材６の４隅に開けた取付け穴２ｃにスライドベアリング３を嵌装し ネジ３ａによりハンド支持部材６に取り付ける。次いでガイド軸２ｂにバネから なる縦方向衝撃緩衝用のバネから成る弾性部材５を嵌合し、ガイド軸２ｂを前記 スライドベアリング３に挿通し、弾性部材５をハンド取付け部材１とハンド支持 部材６との間で挟み、ガイド軸２ｂの自由端側にワッシャ７をボルト４ｂで固定 し、抜け落ちを防止した。したがって、マルチチャックハンド100 に下方からの 押し上力が作用すると、弾性部材５が弾性変形してこれを吸収し、アーム201 に 無理な力に伝達されないようにした。

【００１６】 またハンド支持部材６にスライド部材８を取り付けるには、ハンド支持部材６ の左右両辺を切り欠いて凹部９を形成し、この凹部９に一対のネジ穴９ａを開口 し、また前記スライド部材８にプレート10を固着し、このプレート10に開けた穴 11に、先端にネジ切りしたガイド棒12を挿通し、このガイド棒12にバネから成る 弾性部材13を挿通し、前記ネジ穴９ａに螺合した。そして、ハンド支持部材６の Ｂ方向両縁部裏側にリニアガイド15をボルト（図示せず）により固着し、これに 複数のリニアベアリング16を取り付け、このリニアベアリング16を、ボルト17に よってスライド部材８に固着した。

【００１７】 したがってハンド支持部材６は、スライド部材８をＡ方向に摺動自在に、且つ 前記弾性部材13によって両側から付勢し、中立位置に保持することができる。ま たスライド部材８に衝撃力がＡ方向から作用すると、弾性部材13が衝撃力を緩衝 すると共に、求心的力によりスライド部材８を中立位置に戻し、正確な位置制御 を可能に保持すると共に、アーム201 を前記衝撃から保護することができる。

【００１８】 次に左右ハンド20a,20b をスライド部材８に対してＡ方向に摺動可能に取り付 ける手段を説明する。スライド部材８の前後Ｂの方向の両縁部裏側にリニアガイ ド18をボルト19により固着し、このリニアガイド18に摺動自在に取り付けたリニ アベアリング22を、前記左右ハンド20a,20b の上面プレート21a,21b に取り付け 、左右ハンド20a,20b がそれぞれ独立してＡ方向に移動できるようにした。

【００１９】 前記左ハンド20a,右ハンド20b を駆動する空気圧シリンダ23a は、Ｌ型金具24 a を介してボルト25によってスライド部材８に固定し、ピストン23c をＬ状金具 26a に固着し、このＬ状金具26a を左ハンド20a にボルト26c によって取り付け た。したがって左ハンド20a は、空気圧シリンダ23a からピストン23c を伸び出 させると左方向に摺動し、空気圧シリンダ23a 内に引き込むと右方向に摺動する 。同様に右ハンド20b を、空気圧シリンダ23b によってＡ方向に摺動するように Ｌ型金具24a,24b を介してスライド部材８に取り付けた。したがって右ハンド20 b は、ピストン（図示せず）をを伸び出させると右方向に摺動し、引き込むと左 方向に摺動させることができる。

【００２０】 次に主として図４によってチャック爪40a,40a'，40b,40b'をＢ方向に摺動させ る手段について説明する。図において左ハンド20a は、前記上面プレート21a の 左右にサイドプレート27，27′を、また前後にサイドカバー42，42′をボルト28 により固着し、下方が開放した箱状に形成し、その内部にワーク400 （図１，２ ）を把持する一対のチャック爪40a,40a'，40b,40b'を取り付け、空気圧シリンダ 35によって駆動するように取り付けた。

【００２１】 以下このチャック爪40a,40a'を空気圧シリンダ35で駆動する機構を左ハンド20 a について説明する。図４において、互いに向き合わせに横倒しにしたＴ形金具 33，34の下向き腕にそれぞれチャック爪40a,40a'とを取り付け、上向き腕にそれ ぞれラック32,32'とを取り付け、横倒しにした軸にリニアベアリング37をボルト （図示せず）で取り付け、このリニアベアリングをリニアガイド38に摺動自在に 取り付けた。なお、本実施例においては、チャック爪40a,40a'の強度を得るため にＴ型金具33,34 として両サイドにリニアガイドを摺動自在に取り付ける構造と したため、重量のあるワーク400 を把持して横向きに搬送しても強度不足となら ない効果が得られる。

【００２２】 前記リニアガイド38は、ボルト38ａによってサイドプレート27に取り付け、前 記ラック32,32'は、前記上面プレート21a の中央部付近に取り付けたギヤー29に 歯合させている。このギヤー29の取り付けは、ギヤー29のシャフト30の一端を上 面プレート21a に軸支し、他端を凹形金具31に回転自在に軸支した。また、この 凹形金具31によって、ラック32,32'がギヤー29に歯合するように保持させた。

【００２３】 次にチャック爪40a,40a'，40b,40b'について説明する。チャック爪40a とチャ ック爪40a'、及びチャック爪40b とチャック爪40b'は、互いに向き合ったＶ状の 凹面に形成し、肉厚にした取付け部39を前記Ｔ形金具33，34に取り付けた。チャ ック爪40a,40a'，40b,40b'のチャック面を前記形状にしたのは、ワーク400 のよ うな円筒形ワークを把持する際に、ワーク400 の軸芯を左右ハンド20a,20b に対 して一定位置に保つことが可能であるためであり、ワークの形状、着脱対象の工 作機械、目的などによって適宜変形する必要がある。例えばＶ状でなくコ状とす るなど各種の形状とすることができる。なお、サイドプレート27に開けた抜き穴 41は、空気圧ホース35a の配管用の穴である。

【００２４】 次に前記説明のマルチチャックハンド100 のチャッキング動作を図１を図２以 降と対照して説明する。マルチチャックハンド100 の作動は、ロボット200 のア ーム201 がワーク（この場合ワーク400 ）の受渡し作業を行う位置に達した後に 作動開始する。 即ち、ロボット200 にマルチチャックハンド100 のチャッキング作業開始信号 が与えられると、左右ハンド20a,20b の空気圧シリンダ23a,23b の電磁弁（図示 せず）を切り換えて、ピストン（23c のみ図示）を空気圧シリンダ23a,23b 内に 引き込み、左右ハンド20a,20b をスライド部材８の中央側に引き寄せたのち、圧 接溶接機600 の対向２スピンドル601 間の主軸芯（図示せず）部にアーム201 を 動かして進入する。次いで、前記電磁弁をピストン23c の伸び出し側に切り換え 、チャック爪40a,40a'，40b,40b'をそれぞれ外側に移動させ、把持している２個 のワーク400 を対向するワークチャック602 側に押し出す。

【００２５】 この左右ハンド20a,20b は、ワーク400 がワークチャック602 に当接した際に 出力される左右ハンド20a,20b の停止信号は、当接してから僅かに遅れるために 、その間アーム201 は前進し衝撃が発生する。また、左右ハンド20a,20b の保持 するワーク400 の軸芯が、対向２スピンドル601 間の主軸芯から僅かに芯ずれし ているとき、ワークチャック602 がワーク400 を掴むとハンド200 が引っ張られ て変形したり、衝撃が発生し破損することになるが、これらの衝撃は、前記スラ イド部材８とハンド支持部材６との間に取り付けた弾性部材13が弾性変形して緩 衝し、ロボット200 は衝撃を受けることなく作業を継続することができる。ワー ク400 がワークチャック602 の所定位置に配置されると、それをセンサー（図示 せず）が検知し制御装置はワークチャック602 をチャッキングする。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案のマルチチャックハンドは、以下に示す効果を奏す る。 (1) 前記スライド部材に、ワーク受渡し方向から衝撃が作用した場合には、 ハンド支持部材との間に弾性部材を介装した横衝撃緩衝用の弾性部材がその衝撃 を緩衝し、ロボットのアーム側に衝撃を伝達しないようにするので、ワークの受 渡しの際に制御信号の遅れや、位置制御が僅かに偏ったために、相手側チャック などに当接して起こる衝撃によりロボットに無理な反力が作用することを防止す ることができる。

【００２７】 (2) 前記横衝撃緩衝用の弾性部材は、対向２スピンドルのワークチャックと の間にワーク受渡しを行う際に、ロボット側の芯が完全に出ていなくとも、ワー クチャックによる変心荷重を受けない効果がある。 (3) 複数のハンドのそれぞれにワークを把持することができるため、対向２ スピンドルのワークチャックなどにハンドリングするロボット作業の能率を向上 させることができる。

【００２８】 (4) 本考案のマルチチャックハンドは、各ハンドを個々に独立してハンドリ ング作業をすることができるので、例えば長尺もののワークの加工する機種も儲 け、このワークを掴むときには、対向するチャック爪を外に広げて使用すればよ い。したがって、多機種混載を可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に関わるロボットの作業内容を
説明する斜視図である。

【図２】図１に示すロボットに取り付けた本実施例のマ
ルチチャックハンドの斜視図である。

【図３】図２のマルチチャックハンドを分解して示した
斜視図である。

【図４】図３の要部を更に分解して示した要部斜視図で
ある。

【符号の説明】

５ 弾性部材（縦衝撃緩衝用） ６ ハンド支
持部材 ８ スライド部材 13 弾性部材
（横衝撃緩衝用） 20a 左ハンド 20b 右ハンド 23a 空気圧シリンダ（駆動手段） 23b 空気圧シ
リンダ（駆動手段） 35 空気圧シリンダ（駆動手段） 40a チャック
爪 40a' チャック爪 40b チャック
爪 40b' チャック爪 100 マルチチ
ャックハンド 200 ロボット 201 アーム 400 ワーク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットのアームに縦衝撃緩衝用の弾性
   部材を介してハンド支持部材を取り付け、このハンド支
   持部材に、ワークの受け渡し方向に摺動自在としたスラ
   イド部材を取り付け、このスライド部材に、前記受け渡
   し方向に摺動自在とした複数のハンドを取り付け、この
   ハンドにワークを把持する一対のチャック爪を取り付
   け、前記各ハンド及びチャック爪のそれぞれに駆動手段
   を取り付け、前記スライド部材を両側から付勢する横衝
   撃緩衝用の弾性部材を、前記ハンド支持部材とスライド
   部材との間に取り付け、ハンドから前記アームに伝わる
   衝撃を緩衝するようにしたマルチチャックハンド。