JPH07328972A - ワーク把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済的な負担を大きくすることなく、多種の
形状のワークの自動組付けに適用することができるとと
もに、ワークを高い位置精度のもとで把持させることが
でき、また、組付部に対する位置ずれも補正して所定位
置に確実良好に組付けれるようにする。 【構成】 ワークＷ１に対応する１対のチャック部材
１，１が装着され、かつ、ボールねじ７を介して背反的
に接近・離間移動可能な１対のチャックホルダ２，２を
備えたワークチャッキング機構１１を水平状基板４の下
側に配設された吊持板５に装備し、この吊持板５を基板
４に対してフローティング機構１９を介して水平方向お
よび垂直軸心周りに変位可能に支持させ、また、ワーク
Ｗ１の組付け時に基板４を下方へばね力で付勢する弾性
押圧機構２５を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、エンジン部
品の中子などのワークを所定の組付部に自動的に組付け
るために使用されるワーク把持装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車のエンジン部品の中子組
立工程では、ロボットを利用した組付け作業の自動化が
進められており、一般には、ロボットのハンドに直接ワ
ークを把持させて所定の組付部に組付けている。しか
し、ロボットのハンドは、一定形状のワークに対する把
持には適用できるものの、エンジンの機種により形状が
異なる中子や中子部品には適用することができない場合
があり、ワークの形状等によっては手作業に依存してい
るケースが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ワークの組
付けを手作業で行なうとなれば、組付けに面倒かつ多大
な労力が強いられて所定の組立能率が非常に悪い。その
ために、ロボットを利用した組付けの自動化が要望され
るが、そのロボットを利用したワーク組付けの自動化を
図ろうとすれば、エンジン部品の中子のように、エンジ
ンの機種により形状の異なるワークに対応して多種類の
ハンドを用意しなければならず、経済的負担が大きい。
また、中子のように砂を成分とする脆弱な性状のワーク
では、ワークを壊さないようにして確実に把持するこ
と、ならびに、ワークが組付部に片当たり等して損傷し
ないようにするために組付部に対する高度な位置決め精
度が要求される。

【０００４】本発明は上記の実情および要求に鑑みてな
されたもので、形状や性状の異なる複数種のワークの組
付けに経済的に適用できるとともに、ワークの損傷など
を招くことなく、かつ、非常に高い位置精度のもとで確
実良好に自動組付けすることができるワーク把持装置を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るワーク把持装置は、水平状基板の下側
に対向配設された吊持板に、ワークの種別に応じたワー
ク挟着用の１対のチャック部材を取換え可能に装着する
１対のチャックホルダが装備されているとともに、該両
チャックホルダを、上記吊持板に搭載されたサーボモー
タで駆動されるボールねじを介して水平方向に沿って背
反的に接近・離間移動可能に構成したワークチャッキン
グ機構と、上記吊持板を上記基板に対して水平方向およ
び垂直軸心周りに変位可能に支持させるフローティング
機構と、上記基板上にスプリングを介して弾性変位可能
に連結された押圧板を有し、ワークの組付時に上記基板
に対して下方へのばね力を付勢する弾性押圧機構とを備
えたものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、ロボットのハンドに装着して
使用することにより、ワークの自動組付けが行なえるの
はもとより、ワークチャッキング機構における１対のチ
ャックホルダに対してワーク形状に応じたチャック部材
を付け替えできるので、ワーク形状毎にハンドを用意す
るものに比して、経済的な負担が少なくなる。

【０００７】また、上記１対のチャックホルダをサーボ
モータで駆動されるボールねじにより背反的に接近・離
間移動させるようにしたので、ワークの所定位置を高い
精度で確実に把持させることができる。さらに、上記チ
ャッキング機構が設けられた吊持板を基板に対してフロ
ーティング機構を介して支持させたので、ワークの組付
部に対する位置ずれがあっても、これを補正することが
できる。さらにまた、ワーク組付け時に弾性押圧機構に
より基板にばね力が作用し、ワークが上記ばね力で組付
部に押し込まれるので、ワークが砂を成分とする中子の
ような脆弱な性状を有するものであっても、ワークを壊
したり、損傷することなく所定位置に確実に組付けるこ
とができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明の一実施例によるワーク把持装置
を示す正面図であり、同図において、１，１は中子のよ
うなワークＷ１を水平方向、つまり左右方向の両側から
挟持する１対のワーク挟着用チャック部材、２，２は上
記チャック部材１，１がボルト３，３を介してそれぞれ
取換え可能に装着されたチャック部材用の１対のチャッ
クホルダである。

【０００９】４は水平状基板、５は上記基板４の下側に
対向して配設された吊持板である。この吊持板５の下面
で左右両端側には、それぞれ１対の軸受体６，６が垂設
されており、これら両軸受体６，６に、左ねじ部７Ａお
よび右ねじ部７Ｂを有するボールねじ７の両端が回転自
在に支承されており、このボールねじ７の左端側は、上
記吊持板５にブラケット８を介して取付けられたサーボ
モータ９の回転軸９ａにカップリング１０を介して連動
連結されている。上記１対のチャックホルダ２，２はそ
れぞれ上記ボールねじ７における左右ねじ部７Ａ，７Ｂ
に対して、それぞれ該ボールねじ７の回転によって左右
方向に背反的に接近・離間移動可能に螺合されており、
上記ボールねじ７およびサーボモータ９によりワークチ
ャッキング機構１１が構成されている。上記左右の軸受
体６，６間には、図２に示すように、上記チャックホル
ダ２，２の変位をガイドする１対のガイドロッド１２，
１２が跨設されている。

【００１０】１３は上記基板４の上側に対向配設される
とともに、上記吊持板５に固定脚１４を介して固定され
たフロート板であり、このフロート板１３の左右両端に
は、上記基板４の上面に当接する下向きの１対のフリー
ベアリング１５，１５が高さ調整可能に取り付けられて
おり、また上記吊持板５にも、上記フリーベアリング１
５，１５にそれぞれ対向して上記基板４の下面に当接す
る上向きの１対のフリーベアリング１６，１６が高さ調
整可能に取り付けられており、これにより、上記基板４
に対して吊持板５が水平方向で変位可能に支持されてい
る。

【００１１】上記基板４上には、図３に示すように、フ
ロート板１３のコーナ部付近において該フロート板１３
の前後左右の各側面にそれぞれ当接する合計８個のボー
ルプランジャ１７が台座１８を介して固定されており、
これらボールプランジャ１７により、フロート板１３を
介して吊持板５が基板５に対して垂直軸心周りで変位可
能に支持されている。上記フリーベアリング１５，１
６、フロート板１３およびボールプランジャ１７などに
より、上記吊持板５の基板４に対するフローティング機
構１９が構成されている。

【００１２】上記フロート板１３の各周辺に対応する位
置の上記基板４には、ボールプランジャ取付用の複数の
ねじ孔２０が形成されており、これらねじ孔２０を選択
して別のボールプランジャを取り付けることにより、上
記フロート板１３の上記軸心周りでの角度を微調整でき
るようになっている。

【００１３】２１は図示しないロボットのハンドに対す
る自動装着部２１Ａを有し、上記基板４上に配設された
押圧板であり、その左右両端側の筒部２２，２２が上記
基板４上に立設された左右１対の軸体２３，２３に抜け
止め状態に嵌挿されている。２４，２４は上記基板４と
押圧板２１との間において上記軸体２３，２３に外装さ
れたスプリングであり、押圧板２１などと共に、ワーク
組付時に基板４にばね力を付勢する弾性押圧機構２５を
構成している。

【００１４】２６は上記基板４上に固定部材２７を介し
て下向きに固定されたシリンダ装置であり、そのピスト
ンロッド２６ａには、取付板２８を介して１対のロック
ピン２９，２９が固定されており、また、上記吊持板５
上には、上記ロックピン２９，２９の各先端に挿入され
る係合孔部３０，３０が設けられており、上記シリンダ
装置２６などと共に、ワーク搬送時のフローティング動
作阻止機構３１を構成している。

【００１５】つぎに、上記構成のワーク把持装置の動作
について説明する。ロボットのハンドに押圧板２１を自
動装着部２１Ａを介して取り付ける一方、ワークＷ１の
形状に合ったチャック部材１，１を１対のチャックホル
ダ２，２に取り付ける。

【００１６】ワークＷ１を把持させる時には、サーボモ
ータ９によりボールねじ７を一方向に回転させて、チャ
ックホルダ２，２を介して１対のチャック部材１，１を
左右方向に背反的に離間移動させた後、上記サーボモー
タ９によりボールねじ７を他方向に回転させると、チャ
ックホルダ２，２を介して１対のチャック部材１，１が
左右方向に背反的に接近移動して、両チャック部材１，
１間にワークＷ１が把持される。上記チャック部材１，
１が装着された１対のチャックホルダ２，２を、サーボ
モータ９により回転駆動させるボールねじ７により変位
させているので、ワークＷ１をこれら両チャック部材
１，１間の中央位置に無理なく確実に把持させることが
できる。

【００１７】ワークＷ１をチャック部材１，１に把持さ
せた後、ロボットのアームにより上記ワークＷ１を所定
の組付部（図示せず）に移動させる。この時、シリンダ
装置２６を作動させてピストンロッド２６ａを伸張させ
ると、１対のロックピン２９，２９が１対の係合孔部３
０，３０にそれぞれ挿入される。このため、フローティ
ング機構１９の動作が阻止され、基板４に対して吊持板
５が左右方向に揺動することが防止され、ワークＷ１を
所定の組付部まで安定して搬送させることができる。

【００１８】上記ワークＷ１を所定の組付部まで搬送し
た後、ロボットアームにより上記ワークＷ１を組付部の
所定個所に位置決めさせるとともに、上記シリンダ装置
２６によりピストンロッド２６ａを収縮させてロックピ
ン２９，２９を係合孔部３０，３０から離脱させる。上
記ワークＷ１を組付部に対して位置決めする際に、左右
方向の位置ずれがある場合は、吊持板５が基板４に対し
て左右方向に微小変位するフローティング動作により、
上記の位置ずれが補正される一方、垂直軸心周りにワー
クＷ１の位置ずれがある場合には、上記フロート板１３
を介して吊持板５が上記軸心周りに微小変位するフロー
ティング動作により、上記ワークＷ１の位置ずれが補正
される。

【００１９】この状態でロボットハンドにより、押圧板
２１を組付部側、つまり下方に向かって押し付けると、
スプリング２４のばね力を受けた基板４を介してワーク
チャッキング機構１１にもばね力が作用し、ワークＷ１
は上記組付部に弾性的に押し込まれて組付けられる。こ
の時、ワークＷ１は、上記スプリング２４のばね力によ
り組付けられるので、ワークＷ１が中子のように脆弱質
なものであっても、これを破損させることなく、良好に
組付けることができる。

【００２０】上記のワークＷ１とは形状が図４のように
異なるワークＷ２の組付け時には、そのワークＷ２の形
状に応じたチャック部材４１，４１をチャックホルダ
２，２に付替えればよいので、ワーク形状毎にロボット
のハンドを用意するものに比して、経済的な負担が大幅
に低減される。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ロボッ
トハンドに取り付けることにより、ワークの自動組付け
を行なえるのはもとより、チャッキング機構における１
対のチャックホルダに、ワーク形状に応じたチャック部
材を取換えれるようにしたので、多種類のハンドを用意
する場合に比べて少ない設備投資で様々なワークの組付
けに適用させることができ、しかも、上記１対のチャッ
クホルダをサーボモータで駆動させるボールねじを介し
て背反的に接近・離間移動させるので、ワークを所定位
置で的確にチャック部材に把持させることができる。加
えて、上記チャッキング機構が装備された吊持板を水平
状基板に対してフローティング機構を介して支持させて
いるので、組付部に対してワークの位置ずれが生じて
も、このずれを組付け動作に伴って補正することがで
き、かつ、ワーク組付け時にワークをスプリングのばね
力で組付部に組付けることにより、ワークが脆弱な性状
を有する場合でも、これを壊すことなく、円滑良好に組
付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるワーク把持装置を示す
正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】同上実施例におけるフローティング機構の一部
を示す平面図である。

【図４】異種のワーク用のチャック部材を装着した状態
を示すワークチャッキング機構の一部の正面図である。

【符号の説明】

１，４１ チャック部材 ２ チャックホルダ ４ 基板 ５ 吊持板 ７ ボールねじ ９ サーボモータ １１ ワークチャッキング機構 １９ フローティング機構 ２５ 弾性押圧機構 Ｗ１，Ｗ２ ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平状基板の下側に対向配設された吊持
   板に、ワークの種別に応じたワーク挟着用の１対のチャ
   ック部材を取換え可能に装着する１対のチャックホルダ
   が装備されているとともに、該両チャックホルダを、上
   記吊持板に搭載されたサーボモータで駆動されるボール
   ねじを介して水平方向に沿って背反的に接近・離間移動
   可能に構成したワークチャッキング機構と、上記吊持板
   を上記基板に対して水平方向および垂直軸心周りに変位
   可能に支持させるフローティング機構と、上記基板上に
   スプリングを介して弾性変位可能に連結された押圧板を
   有し、ワークの組付時に上記基板に対して下方へのばね
   力を付勢する弾性押圧機構とを備えたことを特徴とする
   ワーク把持装置。