JPH07124881A - 物品搬送用保持具調整方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク保持ハンドのような物品搬送用保持具
の姿勢をワークの種類に応じて、迅速かつ確実に変更す
ることが可能な物品搬送用保持具調整方法を提供する。 【構成】 ワーク把持用バキュームカップＶＣを手先部
１９に備えかつ姿勢変更用の可動部分をロック・アンロ
ック可能に有してロボットアームに設けられたワーク保
持ハンド５の手先部１９を、上記可動部分をロックした
状態で所定位置まで移動させ、該所定位置において上記
手先部１９を係止した後、上記可動部分のロックを解除
し、次いで上記ロボットアームを駆動して、上記ワーク
保持ハンド５のワーク把持姿勢を調整し、しかる後上記
可動部分をロックし、かつ上記手先部１９の係止を解除
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、互いに形状の異なる複
数の物品（ワーク）の搬送に適した物品搬送用保持具調
整およびその装置に関する。

【従来の技術】

【０００２】例えば、自動車の車体その他の各種製品の
ワークをプレス加工するプレス加工工程においては、ワ
ークを１ピッチずつ順送りしながらプレス処理が行われ
るが、このような順送りの搬送装置として、バキューム
カップやマグネット等のワーク把持手段を先端部に備え
たロッド状のワーク保持ハンドを設け、このワーク保持
ハンドを上下方向および水平方向に移動させることによ
り、各加工ステーションからワークを搬出して、次の加
工ステーションに搬入するようにしたものは従来から知
られている。

【０００３】また、例えば、実開昭５８−６６０４７号
公報に開示されているように、ワーク保持ハンドの上下
方向の移動を、水平方向に延設されたガイドロッド周り
の回動動作によって行うようにし、ワーク保持ハンドの
水平方向の移動は、該ワーク保持ハンドを上記ガイドロ
ッドの延長方向に移動させることによって行うワーク搬
送装置も提案されている。

【０００４】このような構成を有するワーク搬送装置で
は、ワーク保持ハンドを上下方向および水平方向に移動
させるための案内手段が、従来は上下方向用と水平方向
用との２本のガイドロッドを必要としたものが、１本の
ガイドロッドのみで済むことになり、設備の簡素化と設
備投資費用の低減を図ることができる。

【０００５】そして、上記ワーク搬送装置では、装置を
稼働させるのに先立って、予めワーク保持ハンドの姿勢
設定が行われる。この姿勢設定は、ワーク保持ハンドの
先端部に設けられているワーク把持手段がワークを適確
に把持し得るように、予めワークの種類に応じてワーク
保持ハンドの姿勢を変えることであり、搬送されるワー
クの種類が変更になるごとに、この姿勢設定をやり直す
ことが多い。

【０００６】従来、このようなワーク保持ハンドの姿勢
設定は、作業者の入力によって行われており、作業者は
必要が生じる度毎に、複数箇所の締結部分の締結を解除
し、位置合わせをした後に上記締結部分の再締結を行っ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、ユーザの嗜好の
多様化に対応するために、多品種少量生産を行う傾向が
増大し、１系列の組立てラインに複数種類のワークを流
すことも多い。また、同一車種であっても、例えば、図
１２に示すようなフロントフェンダや、図１３に示すよ
うなボンネット（エンジンルームフード）のように、互
いに形状、寸法の異なるプレス加工品よりなるワークＷ
を同一のロボットハンドで保持して搬送する場合も多
い。

【０００８】このように、ワークＷの種類が異なると、
ワーク保持ハンドの先端にそれぞれ設けられている、ワ
ーク把持手段としてのバキュームカップＶＣによるワー
ク把持位置（図１２および図１３には４箇所のワーク把
持位置を＃１〜＃４で示してある）も異なるから、ワー
クＷの種類の切り替え頻度がは多くなると、当然のこと
ながら、搬送装置のワーク保持ハンドの姿勢変更の頻度
も多くなる。

【０００９】しかしながら、このようなワーク保持ハン
ドの姿勢調整および設定操作は、熟練を要する重労働で
あることから、かなりの人手と時間とを要し、迅速な対
応は困難であった。

【００１０】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたもので、作業者を重労働から解放するとともに、ワ
ーク保持ハンドのような物品搬送用保持具の姿勢をワー
クの種類に応じて、迅速かつ確実に変更することが可能
な物品搬送用保持具調整方法およびその装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による物品搬送用
保持具調整方法は、物品把持手段を先端部に備えかつ姿
勢変更用の可動部分をロック・アンロック可能に有有し
てロボットアームに設けられた物品保持ハンドの上記先
端部を、上記可動部分をロックした状態で所定位置まで
移動させ、該所定位置において上記先端部を係止した
後、上記可動部分のロックを解除し、次いで上記ロボッ
トアームを駆動して、上記物品保持ハンドの物品把持姿
勢を調整し、しかる後上記可動部分をロックし、かつ上
記先端部の係止を解除することを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、本発明による物品搬送用保持具調整
装置は、物品把持手段を先端部に備えかつ姿勢変更用の
可動部分を有してロボットアームに設けられた物品保持
ハンドの上記可動部分を解除可能にロックするロック手
段と、上記物品保持ハンドの先端部を所定位置に係止す
る係止手段と、上記物品保持ハンドの先端部が上記係止
手段により上記所定位置に係止され、かつ上記ロック手
段による上記可動部分のロックが解除された状態で、上
記ロボットアームを駆動して、上記物品保持ハンドの物
品把持姿勢を調整する調整手段とを備えてなることを特
徴とするものである。

【００１３】

【発明の作用および効果】本発明においては、物品保持
ハンドの先端部を所定位置に係止した後、上記可動部分
のロックを解除し、次いでロボットアームを駆動して、
上記物品保持ハンドの物品把持姿勢を調整するものであ
るから、上記物品保持ハンドを備えたロボット自身によ
って自動的にワーク保持ハンドの物品把持姿勢変更を行
うことができ、姿勢調整用のロボットを別途用意する必
要もなくなる。しかも作業者の人力によるワーク保持ハ
ンドの姿勢変更に比し、迅速かつ確実であり、ワークの
種類の変更に即座に対応することができる利点がある。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
について説明する。

【００１５】図１〜図３は、本発明の実施例に係わるワ
ーク保持ハンド調整装置を備えたワーク搬送装置の１例
を示す概略図である。図１はこのワーク搬送装置の全体
構成を示す側面図、図２は、ワーク保持ハンドの姿勢調
整時に、ワーク保持ハンドの先端部を所定位置に係止す
るクランパ（係止手段）の平面図、図３は、ワーク保持
ハンドの先端部がクランパにより係止された状態を示す
側面図である。

【００１６】図１のロボットＲは、ワーク載置面のみが
符号２で示されているコンベアによって図の左方から右
方へ向かって搬送されるワークＷを１つずつ把持して順
次パレット３内に搬送するパレッタイジングロボットで
あり、図示されているワークＷは、例えば図１３に示し
たものである。したがって、ロボットＲは、その固定部
１から突出するロボットアーム４の先端に、それぞれ姿
勢調製可能な４本のワーク保持ハンド（物品搬送用保持
具）５を備えている。各ワーク保持ハンド５の先端部に
は、ワーク把持手段としてのバキュームカップＶＣがそ
れぞれ取り付けられている。

【００１７】ロボットＲのワーク保持ハンド５がコンベ
アからワークＷを受けとる位置には、複数のワーク受け
部材６，７を備えたワーク持上げ装置８が配設されてい
る。このワーク持上げ装置８は、図１に仮想線で示すよ
うに、そのワーク受け部材６，７の上端がコンベアのワ
ーク載置面２よりも下方にある待機位置と、この待機位
置から上昇して、図１に実線で示すように、コンベア上
のワークＷをワーク受け部材６，７上に支持して、この
ワークＷをコンベアのワーク載置面２よりも上方へ持ち
上げたワーク渡し位置との間で昇降可能に構成されてい
る。

【００１８】ロボットＲの固定部１には、１対のブラケ
ット９，９が水平方向に延設され、各ブラケット９の先
端に、ワーク保持ハンド５の先端部（後述する手先部１
９）を係止するためのクランパ１０Ａ，１０Ｂがそれぞ
れ取り付けられている。

【００１９】図４は、ワーク保持ハンド５の構成を一部
切断状態で示す斜視図である。４本のワーク保持ハンド
５の根元部は、ロボットアーム４の先端に水平方向に延
長して固定された１本のスプライン軸１１に取り付けら
れている。

【００２０】図５は、ワーク保持ハンド５の基端部の支
持構造を示す、一部を断面とした側面図で、図６はその
底面図、図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図
である。

【００２１】ワーク保持ハンド５は、上記スプライン軸
１１にスプライン結合されてスプライン軸１１に沿って
摺動可能な円筒体１２と、この円筒体１２に固定され
て、円筒体１２を摺動不能にロックし得る水平動ロック
手段１３と、上記円筒体１２の外周に回動自在に嵌合さ
れて、スプライン軸１１の軸周りに回動可能な根元ブロ
ック１４と、この根元ブロック１４を回動不能にロック
する回動ロック手段１５と、上記根元ブロック１４に形
成されたロッド挿入孔１４ａに挿入されて、軸線方向に
摺動可能にかつ軸線の周りで回転可能に基端側を根元ブ
ロック１４に支持されたロッド１６と、このロッド１６
を摺動・回動不能にロックし得るロッド伸縮・回転ロッ
ク手段１７と、ロッド１６の先端側に設けられた手首部
１８と、この手首部１８の先端側に設けられて、バキュ
ームカップＶＣを保持する手先部１９とから構成されて
いる。

【００２２】上記スプライン軸１１としては、図５に示
すように、ポールスプラインが用いられており、このス
プライン軸１１の外周面には、軸方向に延びる複数のボ
ール溝１１ａが形成されている。そして、スプライン軸
１１には上記円筒体１２が鋼製のボール２１を介して嵌
装されている。ボール２１は、円筒体１２の内周壁面の
凹部に嵌着されているため、円筒体１２のスプライン軸
１１周りの回動は不能であるが、スプライン軸１１の軸
線方向の摺動は自在である。

【００２３】円筒体１２を摺動不能にロックし得る水平
動ロック手段１３は、円筒体１２の一端に形成されたフ
ランジ１２ａに固定されており、図５に示すように、Ｕ
字状に形成されてその下端のＵ字の折曲げ部でスプライ
ン軸１１を挟む態様でスプライン軸１１に嵌着された締
結体２２と、この締結体２２のＵ字の両脚部間の間隙２
３を狭めるように作用するシリンダ２４と、上記間隙２
３を広げるように作用するコイルスプリング２５とによ
って構成されている。上記シリンダ２４は、油圧配管２
６（図４参照）を通じて供給される油圧によって作動
し、油圧が供給されると上記間隙２３が狭まって締結体
２２がスプライン軸１１を締め付けた状態になり、円筒
体１２のスプライン軸１１の軸線方向の摺動が抑止さ
れ、したがって、ワーク保持ハンド５の根元ブロック１
４は、スプライン軸１１の軸線方向への移動を抑止され
る。

【００２４】根元ブロック１４をスプライン軸１１周り
での回動が不能なようににロックする回動ロック手段１
５は、円筒体１２のフランジ１２ａと根元ブロック１４
との間に介装された態様でフランジ１２ａ側に固設され
た回動係止用ブレーキ板２８と、根元ブロック１４に固
定された油圧シリンダ２９と、根元ブロック１４に設け
られた軸３０（図６参照）に回動自在に軸支された係止
片３１とによって構成されている。

【００２５】上記ブレーキ板２８は、スプライン軸１１
と直交する方向に突出している。また、上記係止片３１
は、油圧シリンダ２９のシリンダロッド２９ａの先端が
当接している一端部３１ａと、根元ブロック１４の表面
１４ｂとの間でブレーキ板２８の先端部を挟持する他端
部３１ｂとを備えており、油圧配管３２（図４参照）を
通じて油圧シリンダ２９に油圧が供給されると、係止片
３１の他端部３１ｂがブレーキ板２８の先端部を根元ブ
ロック１４の表面１４ｂ上に押圧することにより、根元
ブロック１４と円筒体１２とがブレーキ板２８を介して
一体に結合され、根元ブロック１４のスプライン軸１１
周りの回動が阻止されるようになっている。

【００２６】根元ブロック１４に基端部を支持されたロ
ッド１６を根元ブロック１４に対して摺動・回動不能に
ロックするロッド伸縮・回転ロック手段１７は、図７に
示すように、根元ブロック１４のロッド挿入孔１４ａに
達する間隙３３を挟んで一体に形成されてロッド１６を
挟む二股状の締結体３４と、この締結体３４の両脚部間
の間隙３３を狭めるように作用する油圧シリンダ３５
と、上記間隙３３を広げるように作用するコイルスプリ
ング３６とによって構成されている。上記油圧シリンダ
３５は、油圧配管３６（図４参照）を通じて供給される
油圧によって作動し、油圧が供給されると上記間隙３３
が狭まって締結体３４がロッド１６を締め付けた状態に
なり、ロッド１６は根元ブロック１４に固定される。

【００２７】ロッド１６の先端側には、手首部１８と手
先部１９とが設けられているが、図８はこの手首部１８
および手先部１９の一部を断面とした側面図であり、図
９は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った部分断面図である。

【００２８】上記手首部１８は、図９から明らかなよう
に、多板クラッチ機構２０を備えている。すなわち、ロ
ッド１６の先端には、手先部１９側に突出したロッド先
端ブラケット４１が固定され、このブラケット４１の両
側に各２枚（計４枚）の第１固定クラッチ板４２がボル
ト４３によって根元部を固定されている。同様に、手先
部１９の基端側には、ロッド１６側に突出した手先部基
端ブラケット４４が一体に形成され、このブラケット４
４の両側に各２枚（計４枚）の第２固定クラッチ板４５
がボルト４６によって根元部を固定されている。

【００２９】ロッド先端ブラケット４１と手先部基端ブ
ラケット４４との間には、４枚の可動クラッチ板４７と
２枚の外側板４８，４９が架橋されている。これら可動
クラッチ板４７および外側板４８，４９の一端は、ロッ
ド先端ブラケット４１にこれを貫通して設けられたピン
５０に、第１固定クラッチ板４２と交互に挿通されて、
ピン５０の周りに回動自在に軸支され、同様に、可動ク
ラッチ板４７および外側板４８，４９の他端は、手先部
基端ブラケット４４にこれを貫通して設けられたピン５
１に、第２固定クラッチ板４５と交互に挿通されて、ピ
ン５１の周りに回動自在に軸支されている。

【００３０】このような構成を有する多板クラッチ機構
２０の外側板４８，４９の外周には、この多板クラッチ
機構２０を取り巻くように係止バンド５２が設けられ、
この係止バンド５２の内壁と一方の外側板４９との間に
は、天然ゴムあるいは合成ゴム等の弾力性を有する材料
によって形成された袋状のダイヤフラム５３が介装され
ている。そして、このダイヤフラム５３には、コンプレ
ッサ（図示は省略）からエア配管５４を通じて圧縮エア
が供給されるように構成されており、ダイヤフラム５３
に圧縮エアが供給された状態で、多板クラッチ機構２０
が締結されて、手首部１８および手先部１９が固定され
る。そして、ダイヤフラム５３内のエアを抜くと、手首
部１８および手先部１９は、ピン５０，５１の周りで回
動可能になる。

【００３１】ワーク保持ハンド５の手先部１９に設けら
れている、ワークＷを吸引して把持するためのバキュー
ムカップＶＣは、手先部基端ブラケット４４に形成され
た連通孔５５およびバキューム配管５６を通じて、吸引
ポンプ（図示は省略）に接続されている。したがって、
バキュームカップＶＣをワークＷの表面に当接させ、吸
引ポンプを作動させてバキュームカップＶＣ内を負圧に
することにより、バキュームカップＶＣはワークＷの表
面を吸い付けてワークＷを把持した状態となる。

【００３２】手先部１９には、側方に突出する第１被把
持部５７Ａが設けられており、ロッド１６の先端部に
は、第１被把持部５７Ａとは形状の異なる第２被把持部
５７Ｂが第１被把持部５７Ａと平行に突設されている。
図１〜図３に示すクランパ１０Ａは、第１被把持部５７
Ａをクランプするのに適した構成とされ、クランパ１０
Ｂは、第２被把持部５７Ｂをクランプするのに適した構
成とされている。

【００３３】図１０および図１１は、ワーク保持ハンド
５の第１被把持部５７Ａをクランプした状態におけるク
ランパ１０Ａの構成を示す平面図および側面図である。
このクランパ１０Ａは、ブラケット９の先端に固定され
たシリンダ９０と、このシリンダ９０から上下方向に突
出する１対のピストンロッド９０ａ，９０ａに根元部を
連結されて、シリンダ９０によって作動される１対のク
ランパ部材９１，９１とを備えている。クランパ部材９
１，９１は、ピン９２によって中間部を軸支され、先端
部に上記第１被把持部５７Ａをクランプする挟持部９１
ａをそれぞれ備えている。

【００３４】以上が、本発明の実施例に係わるワーク保
持ハンド調整装置を備えたワーク搬送装置の構成である
が、ワーク保持ハンド調整時には、先ずロボットアーム
４を作動させて、ワーク保持ハンド５の先端部を、クラ
ンパ１０Ａまたは１０Ｂによるクランプ可能位置に移動
させ、図３に示すように、第１被把持部５７または第２
被把持部５８がクランパ１０Ａまたは１０Ｂによってク
ランプされた状態で、水平動ロック手段１３，回動ロッ
ク手段１５およびロッド伸縮・回転ロック手段１７によ
る各部のロックならびに多板クラッチ機構２０の締結状
態を所定のプログラムに従って順次解除し、かつこのロ
ック解除に追従した状態で、ロボットアーム４を予め設
定された軌跡に沿って移動させることにより、ワーク保
持ハンド５のワーク把持姿勢が変更される。

【００３５】そして、この変更後、水平動ロック手段１
３，回動ロック手段１５およびロッド伸縮・回転ロック
手段１７による各部の再ロックを行い、かつ多板クラッ
チ機構２０を再締結することによって、ワーク保持ハン
ド５は、ワークＷに適合したワーク把持姿勢を有するも
のになり、次いで、クランパ１０Ａまたは１０Ｂによる
クランプを解除することによって、新たなワークＷを搬
送可能な状態となる。

【００３６】このように、本実施例においては、ワーク
保持ハンド５のすべての可動部分のロックを順次解除し
て姿勢の変更を行うため、ワークＷを把持するバキュー
ムカップＶＣを、その稼働領域内で三次元的にすべての
状態に設定することが可能になる。しかも、この姿勢調
整は、ワーク保持ハンド５の手先部１９をクランプする
クランパ１０Ａまたは１０Ｂを用意するだけで、ロボッ
トＲ自らが行うものであるから、姿勢調整用のロボット
を別途用意する必要もなくなる。

【００３７】さらに、本実施例においては、特に複雑微
妙な運動が予想されるワーク保持ハンド５の手首部１８
が、供給される圧縮エアによるダイヤフラム５３の膨脹
で動きがロックされるように構成されているため、手首
部１８の調整における自由度が大きいという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるワーク保持ハンド調整
装置を備えたワーク搬送装置の全体構成を示す側面図

【図２】ワーク保持ハンドの先端部を所定位置に係止す
るクランパの平面図

【図３】ワーク保持ハンドの先端部がクランパにより係
止された状態を示す側面図

【図４】ワーク保持ハンドの構成を一部切断状態で示す
斜視図

【図５】ワーク保持ハンドの基端部の支持構造を示す、
一部を断面とした側面図

【図６】同 底面図

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図

【図８】ワーク保持ハンドの手首部および手先部の一部
を断面とした側面図

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った部分断面図

【図１０】クランパ１０Ａの構成を示す平面図

【図１１】同 側面図

【図１２】ワークの１例と、その把持部分の説明に供す
る斜視図および側面図

【図１３】ワークの他の例と、その把持部分の説明に供
する斜視図および側面図

【符号の説明】

４ ロボットアーム ５ ワーク保持ハンド １０Ａ，１０Ｂ クランパ １１ スプライン軸 １２ 円筒体 １３ 水平動ロック手段 １４ 根元ブロック １５ 回動ロック手段 １６ ロッド １７ ロッド伸縮・回転ロック手段 １８ ワーク保持ハンドの手首部 １９ ワーク保持ハンドの手先部 ２０ 多板クラッチ機構 ２２，３４ 締結体 ２４，２９，３５ 油圧シリンダ ４２，４５ 固定クラッチ板 ４７ 可動クラッチ板 ５３ ダイヤフラム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品把持手段を先端部に備えかつ姿勢変
   更用の可動部分をロック・アンロック可能に有してロボ
   ットアームに設けられた物品保持ハンドの上記先端部
   を、上記可動部分をロックした状態で所定位置まで移動
   させ、該所定位置において上記先端部を係止した後、上
   記可動部分のロックを解除し、次いで上記ロボットアー
   ムを駆動して、上記物品保持ハンドの物品把持姿勢を調
   整し、しかる後上記可動部分をロックし、かつ上記先端
   部の係止を解除することを特徴とする物品搬送用保持具
   調整方法。
2. 【請求項２】 物品把持手段を先端部に備えかつ姿勢変
   更用の可動部分を有してロボットアームに設けられた物
   品保持ハンドの上記可動部分を解除可能にロックするロ
   ック手段と、 上記物品保持ハンドの先端部を所定位置に係止する係止
   手段と、 上記物品保持ハンドの先端部が上記係止手段により上記
   所定位置に係止され、かつ上記ロック手段による上記可
   動部分のロックが解除された状態で、上記ロボットアー
   ムを駆動して、上記物品保持ハンドの物品把持姿勢を調
   整する調整手段と、を備えてなることを特徴とする物品
   搬送用保持具調整装置。
3. 【請求項３】 上記物品保持ハンドが１つのロボットア
   ームに複数設けられてなることを特徴とする請求項２記
   載の物品搬送用保持具調整装置。