JPH07299790A - ワーク搬送用ロボットハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】駆動装置（サーボモータ）２９によって駆動歯
車２６が回転されると、この駆動歯車２６の回転によっ
て一対の駆動ラック２５ａ，２５ｂが離接する方向に移
動して第１把持部材４４ａ，４４ｂを移動する。そし
て、第１把持部材４４ａ，４４ｂの移動により、第１把
持部材４４ａ，４４ｂに固定されたラック３０ａ，３０
ｂが移動し、このラック３０ａ，３０ｂに噛合するピニ
オン歯車３１ａ，３１ｂが回転すると、この回転数だけ
大径歯車３５ａ，３５ｂも回転されるが、ピニオン歯車
３１ａ，３１ｂと大径歯車３５ａ，３５ｂが所定の歯数
比となっているので、この大径歯車３５ａ，３５ｂに噛
合する従動ラック３６ａ，３６ｂが、この歯数比に応じ
た移動量だけ第２把持部材４０ａ，４０ｂを移動する。 【効果】１つの駆動装置によって第１把持部材と第２把
持部材をそれぞれ移動させることができ、複数種類の穴
の間隔の異なるワークに簡単な構成で対応できる効果が
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、貫通穴を並列的の形成
したワークに対し、前記貫通穴に挿入される第１把持部
材と第２把持部材を有し、この第１把持部材と第２把持
部材を相対的に逆方向に移動させ、前記貫通穴の対向す
る円周面に押し付けることによってワークを把持するよ
うにしたワーク搬送用ロボットハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボットによってワークＷを搬送
する際には、ロボットのアーム先端に取り付けられ搬送
用のロボットハンドによってワークＷの外面を把持し、
搬送することが一般的に行われている。ところが、既に
外周面に加工が施されると、ワークＷの外周にバリが発
生する場合がなる。このようなワークＷを搬送する際、
バリがワークＷを把持する把持部分や、ワークＷの載置
面にバリが付着している場合、バリの影響によってワー
クＷを所定位置に正確に位置決めできなくなってしまう
問題があった。

【０００３】このため、図７に示すようなエンジンのシ
リンダブロックのように複数のボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを
有するワークＷを搬送する場合には、ボア穴Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄのそれぞれに第１把持部材１と第２把持部材２を
挿入し、この第１把持部材１と第２把持部材２を離間す
る方向に移動させ、ボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ内周面に押し
付けるようにし、ワークＷを把持するようにすればバリ
の影響を受けることなく、ワークＷを正確な位置に把持
することができ、位置決めが正確に行える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
にボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれに第１把持部材１と
第２把持部材２を挿入し、この第１把持部材１と第２把
持部材２を逆方向に移動させ、ボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ内
周面に押し付けるようにし、ワークＷを把持するように
した場合、ワークＷの種類が変わり、ボア穴Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの各穴の間隔が変化した場合に第１把持部材１と
第２把持部材２をボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置に合わせ
て移動させるための個々の移動手段が必要なり、ロボッ
トハンドの構成が複雑になる問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題を
解決するために成されたもので、１組の第１把持部材の
間隔を変化させる第１把持部材移動手段と、この把持部
材移動手段による前記第１把持部材の移動を前記第２把
持部材に伝達し前記第１把持部材と第２把持部材の間隔
を変化させる第２把持部材移動手段を備えたもので、１
つの駆動源によって第１把持部材と第２把持部材を移動
させるようにし、ワークの種類の変化に対応したロボッ
トハンドの構成を簡素化しようとすることを第１の目的
とする。

【０００６】また、エンジンのシリンダブロックでは複
数のボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間隔はワークＷの中心Ｐか
らの距離がＰ−Ｂ間およびＰ−Ｃ間でＬであれば、Ａ─
Ｂ間およびＣ─Ｄ間では２Ｌのように、中央の穴Ｂ，Ｃ
の間隔に対してＡ─Ｂ間およびＣ─Ｄが一定の比率で変
化すること分かっており、第１把持部材移動手段は、駆
動歯車と、この駆動歯車の噛合して前記駆動歯車を挟ん
で対向する１組の第１把持部材のそれぞれに固定された
一対の駆動ラックと、前記駆動歯車を回転させる駆動装
置とで構成され、前記第２把持部材移動手段は、前記第
１把持部材に固定され前記第１把持部材の移動方向に伸
びるラックと、このラックに噛合するピニオン歯車と、
このピニオン歯車と同軸上に固定され前記ピニオン歯車
と所定の歯数比を有する大径歯車と、この大径歯車に噛
合し前記第２把持部材に固定され前記第１把持部材の移
動方向と同一の方向に前記第２把持部材を移動する従動
ラック備えたものとし、第１把持部材の移動量に対する
第２把持部材の移動量の比率を変えることができるよう
にすることを第２の目的とする。

【０００７】

【作用】請求項１の発明では、第１把持部材移動手段に
よって第１把持部材が移動されると、この第１把持部材
の移動が第２把持部材移動手段に伝達されて第２把持部
材が移動され、第１把持部材と第２把持部材の間隔を変
化するようにした。また請求項２の発明では、第１把持
部材移動手段は、駆動装置によって駆動歯車が回転され
ると、この駆動歯車の回転によって一対の駆動ラックが
離接する方向に移動して第１把持部材を移動する。

【０００８】そして、第１把持部材の移動により、第１
把持部材に固定されたラックが移動し、このラックに噛
合するピニオン歯車が回転すると、この回転数だけ大径
歯車も回転されるが、ピニオン歯車と大径歯車が所定の
歯数比となっているので、この大径歯車に噛合する従動
ラックが、この歯数比に応じた移動量だけ第２把持部材
を移動する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例を図面に基づ
いて説明する。図１において、１０はロボット本体であ
り、このロボット１０は、主に基台１１、旋回台１２、
第１アーム１３、第２アーム１５、リンクアーム１４、
フランジ１６およびロボットハンド１７から構成されて
いる。

【００１０】前記基台１１には、垂直方向に伸びる軸線
Ｘ１回りで旋回可能な旋回台１２が取り付けられ、この
旋回台１２には水平方向に伸びる軸線Ｘ２回りで旋回可
能に第１アーム１３が取付られている。そして、この第
１アーム１３の先端には第２アーム１４が軸線Ｘ２と並
行な軸線Ｘ３回りで旋回可能に第２アーム１５が取付け
られ、この第２アーム１５の一端にはリンクアーム１４
が揺動可能に取付けられている。

【００１１】このリンクアーム１４が基台１１と第２ア
ーム１５の間で伸縮し、第２アーム１５を軸線Ｘ３回り
で揺動させることになる。第２アーム１５の他端には、
軸線Ｘ４回りで旋回可能なフランジ１６が取付けられ、
このフランジ１６にはロボットハンド１７が取付けられ
ている。このロボットハンド１７は、図２から図６に示
すような構成になっており、フランジ１６には図２に示
すようにロボットハンド１７の基枠２０が着脱可能に図
略のボルトによって固定されている。

【００１２】この基枠２０の両端には支承ブロック２１
が対向して固定されており、この支承ブロック２１の間
には２本の案内軸２２が軸承されている。この案内軸２
２には、それぞれ一対の第１ハンドブロック２３ａ，２
３ｂと第２ハンドブロック２４ａ，２４ｂが軸動可能に
挿通され、この第１ハンドブロック２３を１対の第２ハ
ンドブロック２４ａ，２４ｂが両側から挟むように取付
けられている。

【００１３】この第１ハンドブロック２３ａの一端は、
図３および図４に示すように案内軸２２と平行にＬ字形
に屈曲し、このＬ字部分に前記第１ハンドブロック２３
ａの移動方向に伸びる駆動ラック２５ａが設けられ、こ
の移動ラック２５ａには駆動歯車２６が噛合している。
また、第１ハンドブロック２３ｂは、第１ハンドブロッ
ク２３ａと同様に案内軸２２と平行に前記第１ハンドブ
ロック２３ａの移動方向に伸びる駆動ラック２５ｂが設
けられ、この駆動ラック２５ｂは駆動ラック２５ａと駆
動歯車２６を挟んで対向する位置で、駆動歯車２６と噛
合している。

【００１４】駆動歯車２６には案内軸２２と直交する方
向に伸びる駆動軸２７を介して減速機２８に結合され、
この減速機２８にはサーボモータ２９が接続され、この
サーボモータ２９および減速機２８のハウジングがそれ
ぞれ基枠２０に固定され、サーボモータ２８が回転する
ことで、減速機２８が所定の減速比で駆動歯車２６を回
転させ、この駆動歯車２６の回転により駆動ラック２５
ａ，２５ｂが案内軸２２に案内されて一対の第１ハンド
ブロック２３ａ，２３ｂがそれぞれ離接する方向に移動
する。

【００１５】また、サーボモータ２９の後端にはサーボ
モータ２９の回転量を検出するエンコーダ３７が取付け
られている。一方、２本の案内軸２２の間には前記第１
ハンドブロック２３ａ，２３ｂにラック軸３０ａ，３０
ｂがそれぞれ固定され、支承ブロック２１を軸動可能に
貫通して案内支持されている。ラック軸３０ａには、軸
線方向に支承ブロック２１と第１ハンドブロック２３ａ
との間でピニオン歯車３１ａと噛合しており、このピニ
オン歯車３１ａを挟んで基枠２０と対向し、支承ブロッ
ク２１に固定されたブラッケット３２と基枠２０との間
にベアリング３３を介して回転可能に軸承された回転軸
３４に固定されている。

【００１６】そして、この回転軸３４の軸上にはピニオ
ン歯車３１ａの他にピニオン歯車３１ａの歯数の２倍の
歯数を有する大径歯車３５ａが固定されており、ピニオ
ン歯車３１ａの２回転に対して１回転するようになって
いる。前記大径歯車３５ａには案内軸２２と平行な方向
に伸びる従動ラック３６ａが噛合しており、この従動ラ
ック３６ａは第２ハンドブロック２４ａに固定されてい
る。

【００１７】これによって第２ハンドブロック２４ａは
第１ハンドブロック２３ａの２倍の移動量を有すること
になる。なお、ラック３０ｂに噛合するピニオン歯車３
１ｂおよび大径歯車３５ｂ、従動ラック３６ｂの構成
は、ピニオン歯車３１ａおよび大径歯車３５ａ、従動ラ
ック３６ａの構成と同様であり、駆動ラック３０ｂの移
動が第２ハンドブロック２４ｂに固定された従動ラック
３６ｂに伝達され、第２ハンドブロック２４ａは第１ハ
ンドブロック２３ａの２倍だけ移動する。

【００１８】前記第２ハンドブロック２４ａ，２４ｂに
は、それぞれ案内軸２２の軸線方向と直交する図２にお
けて下方向に伸びる第２把持部材４０ａ，４０ｂが固定
されており、この第２把持部材４０ａ，４０ｂの先端に
は、ワークＷ（シリンダブロック）に形成されたボア穴
の端面ｗａに当接する突出部４１が形成されている。ま
た、第１ハンドブロック２３ａ，２３ｂには、スリット
溝４２が案内軸２２の軸線と同一面内で交差する方向に
形成され、このスリット溝を跨ぐように枢軸４３が設け
られている。

【００１９】この枢軸４３には、図２におけて下方向に
伸びる第１把持部材４４ａ，４４ｂが揺動自在に取付ら
れており、この第１把持部材４４ａ，４４ｂのほぼ中央
にて枢軸４３の軸線と平行な方向に伸びる揺動軸４５が
ボルトにて固定されている。この揺動軸４５の一端に
は、一対の揺動部材４６が取付けられており、この揺動
部材４６に対して揺動軸４５が軸動および回転可能に貫
通し、第２ハンドブロック２４ａ，２４ｂによる第２把
持部材４４ａ，４４ｂの案内軸２２の軸線方向の移動を
許容している。

【００２０】前記一対の揺動部材４６は同期部材４７に
よって一体的に移動し、この同期部材４７の中央におい
てシリンダ軸４８に結合されている。このシリンダ軸４
８はブラケット４９に固定されたエアーアクチェータ５
０によって駆動され、ブラケット４９は基枠２０に固定
されている。また、５１はワークＷの上面に当接してロ
ボットハンド１７とワークＷの相対的な位置を所定の関
係位置に位置決めするための検出棒５２で、ワークＷの
上面に検出棒５２が当接し、さらにロボットハンド１７
が移動すれば、検出棒５２が移動し、この移動を検出棒
５２の一端が非接触式のリミットスイッチ５３によっ
て、検出されたことによって所定の位置関係に位置決め
されることになる。

【００２１】以上のような構成で動作について説明す
る。図７において、例えば、ワークＷにピッチ２Ｌの４
つのボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが形成されているとき、この
ボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間隔が、ワークセンタをＰとす
ると、Ｐ−Ｂ間およびＰ−Ｃ間が距離Ｌで、Ａ−Ｂ間お
よびＣ−Ｄ間が距離２Ｌとなっている。 このような距
離関係にするために、エンコーダ３７で駆動ラック２５
ａ，２５ｂのワークセンタＰ（図１における基台２０の
中心に相当する）からの距離がＬとなるようにサーボモ
ータ２９を回転させる。サーボモータ３７が回転する
と、その回転が減速機２８を介して駆動歯車２６に伝達
される。

【００２２】駆動歯車２６は、この回転力を駆動ラック
２５ａ，２５ｂに伝達し、図２における左右方向に駆動
ラック２５ａと駆動ラック２５ｂをそれぞれ逆方向に移
動させる。この駆動ラック２５ａ，２５ｂが移動するこ
とにより、第１ハンドブロック２３ａ，２３ｂも案内軸
２２に沿って移動する。

【００２３】この第１ハンドブロック２３ａ，２３ｂが
移動することによって、これに固定されたラック軸３０
ａ，３０ｂがそれぞれ移動する。そして、このラック軸
３０ａ，３０ｂに噛合するピニオン歯車３１ａ，３１ｂ
がラック軸３０ａ，３０ｂの軸動により回転し、この回
転が大径歯車３５ａ，３５ｂに伝達され、大径歯車３５
ａ，３５ｂが従動ラック３６ａ，３６ｂを移動させるこ
とになる。このとき、ピニオン歯車３１ａ，３１ｂと大
径歯車３５ａ，３５ｂの歯数比が１対２となっているの
で、従動ラック３６ａ，３６ｂは、駆動ラック２５ａ，
２５ｂの２倍の距離だけ移動し、第１ハンドブロック２
３ａ，２３ｂと第２ハンドブロック２４ａ，２４ｂの間
の距離は２Ｌとなる。

【００２４】このように第１ハンドブロック２３ａ，２
３ｂと第２ハンドブロック２４ａ，２４ｂがそれぞれ移
動して位置決めした状態で、ロボット１０の旋回台１
２、第１アーム１３、第２アーム１４、リンクアーム１
５をそれぞれ駆動し、ロボットハンド１７をワークＷの
上方に位置決めし、ロボットハンド１７をワークＷに対
して下降させ、第２把持部材４０ａ，４０ｂおよび第１
把持部材４４ａ，４４ｂをボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに挿入
していく、そしてワークＷの上面に検出棒５２が当接
し、リミットスイッチ５３がオンになった所で、ロボッ
ト１０の動作を停止させる。

【００２５】この状態において、アクチェータ５０を動
作させ、第１把持部材４４ａ，４４ｂを枢軸４３を支点
として揺動させボア穴Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ内で第２把持部材
４０ａ，４１ｂおよび第１把持部材４４ａ，４４ｂにて
拡張する方向に相対移動させることで、ワークＷを把持
する。これによって鋳物で形成されたワークの外周に発
生したバリの影響による把持位置のずれが発生しないよ
うにしているので、ワークＷの搬送時におけるワークの
搬送位置のずれを防止することができる。

【００２６】また、サーボモータ２９によって回転量を
制御して第２把持部材４０ａ，４０ｂおよび第１把持部
材４４ａ，４４ｂの移動を行っているので、第２把持部
材４０ａ，４０ｂおよび第１把持部材４４ａ，４４ｂの
位置決めを行うための個々の検出装置を備える必要がな
く、ロボットハンド１７自体の構成を簡単にすることが
できる。

【００２７】また、ピニオン歯車３１ａ，３１ｂと大径
歯車３５ａ，３５ｂの歯数比を変えるだけで、簡単に第
１把持部材４４ａ，４４ｂと第２把持部材４０ａ，４０
ｂの移動量の比率を変化できる効果がある。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明は、第１把持部材移
動手段によって第１把持部材が移動されると、この第１
把持部材の移動が第２把持部材移動手段に伝達されて第
２把持部材が移動され、第１把持部材と第２把持部材の
間隔を変化するようにした。これにより、簡単な構成で
穴の間隔の異なる複数種類のワークに対応できる効果が
ある。

【００２９】また請求項２の発明では、第１把持部材移
動手段は、駆動装置によって駆動歯車が回転されると、
この駆動歯車の回転によって一対の駆動ラックが離接す
る方向に移動して第１把持部材を移動するようにしたの
で、ワークの種類によって変化する穴の位置に対応し、
第１把持部材と第２把持部材を共通の駆動源にて異なる
量移動でき、ロボットハンドの構成を簡素化できる利点
がある。

【００３０】そして、第１把持部材の移動により、第１
把持部材に固定されたラックが移動し、このラックに噛
合するピニオン歯車が回転すると、この回転数だけ大径
歯車も回転されるが、ピニオン歯車と大径歯車が所定の
歯数比となっているので、この大径歯車に噛合する従動
ラックが、この歯数比に応じた移動量だけ第２把持部材
を移動するようにすれば、第１把持部材の移動量に対す
る第２把持部材の移動量の比率を変えることが簡単にで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施例におけるロボットの構
成を示す図である。

【図２】本発明の実施例におけるロボットハンドの正面
図である。

【図３】本発明の実施例におけるロボットハンドの図２
のイ─イ断面である。

【図４】本発明の実施例におけるロボットハンドの図２
のロ─ロ断面である。

【図５】本発明の実施例におけるロボットハンドの図２
のハ─ハ断面である。

【図６】本発明の実施例におけるロボットハンドの図３
のニ─ニ断面である。

【図７】本発明を説明するための図面である。

【符号の説明】

１０ ロボット ２２ 案内軸 ２３ａ，２３ｂ 第１ハンドブロック ２４ａ，２４ｂ 第２ハンドブロック ２５ａ ２５ｂ 駆動ラック ２６ 駆動歯車 ２９ サーボモータ ３０ａ ３０ｂ ラック軸（ラック） ３１ａ，３１ｂ ピニオン歯車 ３５ａ，３５ｂ 大径歯車 ３６ａ，３６ｂ 従動ラック ４０ａ ４０ｂ 第２把持部材 ４４ａ ４４ｂ 第１把持部材 Ｗ ワーク

フロントページの続き (72)発明者 大野 誠一 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 中田 周一 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 寺田 英夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも４つの穴を形成したワークに
   対し、前記４つの穴の中央の２つに挿入される１組の第
   １把持部材と、前記１組の第１把持部材が挿入された穴
   の両側に位置する２つの穴に挿入される１組の第２把持
   部材を有し、この第１把持部材と第２把持部材を相対的
   に移動させ、前記貫通穴の対向する円周面に押し付ける
   ことによってワークを把持するようにしたワーク搬送用
   ロボットハンドにおいて、前記１組の第１把持部材の間
   隔を変化させる第１把持部材移動手段と、この把持部材
   移動手段による前記第１把持部材の移動を前記第２把持
   部材に伝達し前記第１把持部材と第２把持部材の間隔を
   変化させる第２把持部材移動手段を備えたことを特徴と
   するワーク搬送用ロボットハンド。
2. 【請求項２】 前記第１把持部材移動手段は、駆動歯車
   と、この駆動歯車の噛合して前記駆動歯車を挟んで対向
   する１組の第１把持部材のそれぞれに固定された一対の
   駆動ラックと、前記駆動歯車を回転させる駆動装置とで
   構成され、前記第２把持部材移動手段は、前記第１把持
   部材に固定され前記第１把持部材の移動方向に伸びるラ
   ックと、このラックに噛合するピニオン歯車と、このピ
   ニオン歯車と同軸上に固定され前記ピニオン歯車と所定
   の歯数比を有する大径歯車と、この大径歯車に噛合し前
   記第２把持部材に固定され前記第１把持部材の移動方向
   と同一の方向に前記第２把持部材を移動する従動ラック
   とで構成された請求項１に記載のワーク搬送用ロボット
   ハンド。