JPH08229869A - アクチュエータレスロボットハンド - Google Patents

アクチュエータレスロボットハンド

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Publication number
JPH08229869A
JPH08229869A JP3695095A JP3695095A JPH08229869A JP H08229869 A JPH08229869 A JP H08229869A JP 3695095 A JP3695095 A JP 3695095A JP 3695095 A JP3695095 A JP 3695095A JP H08229869 A JPH08229869 A JP H08229869A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
jig
robot
clamp claw
robot hand
clamper
Prior art date
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Pending
Application number
JP3695095A
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English (en)
Inventor
Yuji Hara
雄二 原
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットハンドのクランプ爪を、アクチュエ
ータを用いることなしに開閉作動可能とすることで、ロ
ボットハンドのコストおよび重量をともに大きく低減さ
せる。 【構成】 ロボットアーム1の先端部にクランプ爪3を
ヒンジするとともに、そのロボットアーム1に一端部を
連結した弾性部材5の他端部をクランプ爪3に連結し
て、その弾性部材5により、クランプ爪3を開放位置と
閉止位置とのそれぞれの位置に保持可能ならしめ、前記
クランプ爪3に、先の作業ステージの治具クランパの開
放作動に当って、その治具クランパに衝接されて、クラ
ンプ爪3の閉止方向の回動運動をもたらす一方、後の作
業ステージの治具クランパの閉止作動に当って、その治
具クランパに衝接されて、クランプ爪3の、開放方向の
回動運動をもたらす腕部材7を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一の作業ステージか
ら他の作業ステージへ、ワークを把持して搬送するに用
いて好適なロボットのアクチュエータレスロボットハン
ドに関するものであり、とくには、ロボットハンドのク
ランプ爪を、エアシリンダその他のアクチュエータを用
いることなしに開閉作動させるものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のロボットとしては、たと
えば図8に略線側面図で示すものがある。これは、先の
作業ステージ111 に配設した治具112 のクランパ113 に
よって位置決め保持したワークWに対して、溶接その他
の所定の加工を施した後に、そのワークWを、後の作業
ステージ114 に配設した治具115 へ搬入するものであ
る。これがため、ここでは、脚部116 にて支持されたロ
ボットR(中間部は図示を省略する。)を、先の作業ス
テージ位置まで変位させるとともに、ロボットハンド11
7 によって加工済みワークWの縁部分を把持し、そし
て、治具クランパ113 の開放下で、そのワークW を治具
112 から持ち上げ、引き続くロボットハンド117の変位
によって、ワークWを、後の作業ステージ114 上へ搬送
するとともに、そこで、治具115 に対して下降させて、
その治具上にワークWを初期した通りに位置決め載置
し、しかる後、治具115 のクランパ118 の閉止作動と、
ロボットハンド117 のワーク解放作動とを行うこととし
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、かかる従来
技術にあっては、ロボットRに設けた複数のロボットハ
ンド117 において、クランプ爪117aの所要に応じた開閉
作動をもたらすべく、アエシリンダその他のシリンダ11
7bをクランプ爪毎に配設していることから、それぞれの
シリンダ117bに対する配管が必要になるとともに、各配
管へのバルブの取付けが不可避となり、それ故に、各ロ
ボットハンド117 が高価になるとともに、ハンド自身の
重量が大きくなるという問題があり、この一方で、ロボ
ットハンド117 の数の増加につれて、配管の取回しが困
難になるとともに、ロボットRの可動領域が制限される
という問題もあった。
【0004】この発明は、従来技術の有するかかる問題
点をことごとく解決することを課題として検討した結果
なされたものであり、この発明の目的は、ロボットハン
ドのクランプ爪の開閉作動のためのアクチュエータを不
要ならしめることにより、ロボットハンドへのシリンダ
の配設、そのシリンダへの配管の接続、配管中へのバル
ブの取付けなどに起因する問題の発生を十分に防止し
た、安価にして軽量のアクチュエータレスロボットハン
ドを提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のアクチュエー
タレスロボットハンドは、上述したところと同様に機能
するロボットの、先の作業ステージの治具クランパの開
放作動に伴ってワークを把持し、後の作業ステージの治
具クランパの閉止作動に伴ってワークを開放するロボッ
トハンドであって、ロボットアームの先端部にクランプ
爪の中間部をヒンジするとともに、そのロボットアーム
に一端部を連結した、金属もしくは合成樹脂製のコイル
ばね、ゴムもしくはゴム状弾性体などとすることができ
る弾性部材の他端部をクランプ爪に連結して、クランプ
爪へのそれの連結位置を、クランプ爪をそれの開放位置
と閉止位置とのそれぞれの位置に付勢しつつ保持し得る
位置とし、さらに、クランプ爪に、先の作業ステージの
治具クランパの回動経路内へ突出して、その治具クラン
パの開放作動に当ってそれに衝接されて、クランプ爪
の、閉止方向の回動運動をもたらす一方、後の作業ステ
ージの治具クランパの閉止作動に当ってそれに衝接され
て、クランプ爪の、開放方向の回動運動をもたらす腕部
材、たとえば受衝ピンを設けたものである。
【0006】
【作用】このようなアクチュエータレスロボットハンド
によって、先の作業ステージでの加工を終えたワークを
後の作業ステージに搬送するに当っては、はじめに、ロ
ボットを作動させて、ロボットハンドを、治具上に存在
する加工済みワークの縁部分に接近させ、これによっ
て、クランプ爪の開放下で、それをヒンジしたロボット
アームの先端面を、下降済みワークの表面に十分に近接
もしくは接触させる。
【0007】次いで、先の作業ステージの治具クランパ
を、たとえばシリンダの作用にて開放作動させ、この開
放作動に際して、治具のクランプ爪を、ロボットハンド
のクランプ爪に設けた腕部材に衝接させるとともに、そ
の腕部材、ひいては、ロボットハンドクランプ爪を、ヒ
ンジ位置の周りで閉止方向に回動させ、ロボットハンド
ルクランプ爪のこの回動を、少なくとも、弾性部材の、
ロボットアームおよびクランプ爪へのそれぞれの連結位
置を結ぶ仮想線分が、ロボットハンドクランプ爪のヒン
ジ位置の反対側に達するまで継続して行わせる。
【0008】このことによって、前記仮想線分がヒンジ
位置の反対側に達した後は、弾性部材の収縮変形に基づ
き、ロボットハンドクランプ爪は、そこへの外力の作用
を必要とすることなく、自動的に閉止作動し、そのクラ
ンプ爪は、それの閉止姿勢においてなお、弾性部材の収
縮力の作用下で、ロボットアーム側に十分強く押圧され
る。
【0009】従って、ロボットハンドクランプ爪は、上
述したような閉止作動の結果として、それとロボットア
ームとの間に、加工済みワークの縁部分を、十分大きな
力で挟持することができ、これにより、ロボットハンド
によるワークの把持が行われる。
【0010】その後は、ロボットハンドを、後の作業ス
テージに設けた治具まで移動させるとともに、その治具
上に、加工済みワークを位置決め載置し、そこで、その
作業ステージの治具クランパを、これもたとえばシリン
ダによって閉止作動させて、治具へのワークの固定を行
う。
【0011】ところで、この場合には、後の作業ステー
ジにおける治具クランパのクランプ爪が、それの閉止作
動に際して、ロボットハンドクランプ爪に設けた腕部材
に衝接するとともに、そのクランプ爪を開放方向に回動
させて、その回動を、少なくとも、弾性部材の、ロボッ
トアームおよびクランプ爪へのそれぞれの連結位置を結
ぶ仮想線分が、ロボットハンドクランプ爪のヒンジ位置
の反対側に達するまで継続させ、これにより、そのロボ
ットハンドクランプ爪の、弾性部材の作用に基づく、そ
の後の自動開放をもたらし、ロボットハンドによるワー
クの把持を解除する。
【0012】このように、このロボットハンドでは、そ
れに、特別のアクチュエータを何ら設けることなしに、
先の作業ステージの治具上で加工を施されたワークを、
後の作業ステージに設けた治具に、所期した通りに円滑
かつ確実に引渡すことができる。
【0013】かくして、このロボットハンドによれば、
アクチュエータが不要であることにより、自身のコスト
および重量をともに効果的に低減させることができ、ま
た、ロボットの可動領域を大きく拡大することができ
る。
【0014】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1はこの発明の実施例を示す図であり、これ
は、図8に示す従来技術の、図の左側に位置するロボッ
トハンドと対応する一のロボットハンドについての実施
例である。
【0015】ここでは、ロボットR0のロボットアーム1
の先端部に、ブラケット2を介してクランプ爪3の中間
部をピン4によってヒンジし、そして、そのロボットア
ーム1に、弾性部材、図ではコイルばね5の一端部を連
結するとともに、そのコイルばね5の他端部をクランプ
爪3に連結する。
【0016】ここで、コイルばね5の、ロボットアーム
1およびクランプ爪3へのそれぞれの連結位置は、図1
(b) および図2に示すそれの側面図において、それらの
両連結点を結ぶ仮想線分6が、ピン4のいずれか一方側
に偏って位置するよう選択し、その仮想線分6が、図1
(b) に示すように、ピン4の、図では上方側に偏って位
置する場合には、クランプ爪3を、コイルばね5もっ
て、それの開放限位置に十分に付勢し、一方、それが、
図2に示すように、ピン4の下方側に偏って位置する場
合には、クランプ爪3をそれの閉止限位置に、十分大き
な力で付勢し得るよう、ばね力をも併せ調整する。
【0017】なお、この例におけるクランプ爪3の開放
限位置は、図1(b) に示すように、それの上方突出部3
aとロボットアーム1との当接によって特定され、ま
た、閉止限位置は、図2に示すように、クランプ爪3の
クランプ面とロボットアーム下端面との当接によって特
定される。
【0018】さらにここでは、クランプ爪3の上方突出
部3aに、図1(a) に示すように、それの一方側へ長く
突出する腕部材、たとえば受衝ピン7を設ける。この受
衝ピン7は、クランプ爪3の、図1(a), (b)に示すよう
な開放状態の下で、それを、図3(a) に例示するよう
な、先の作業ステージに配設される治具11の治具クラン
パ12の回動経路内、より正確には、ポスト13の上端部に
中間部をヒンジされて、シリンダ14によって開閉作動さ
れるクランプ爪15の開放作動経路内に突出させて配置す
ることにより、クランプ爪15の開放作動に際して、その
クランプ爪15が図に仮想線で示す開放限位置に達するま
での間に、クランプ爪15に設けた当接部15aに衝接され
て、ピン4の周りに、クランプ爪3とともに、その爪3
の閉止方向に回動される。そして、受衝ピン7のかかる
回動運動は、前述したように、コイルばね5の両連結点
を結ぶ仮想線分6が、少なくとも、ピン4の反対側、図
1(a) に示すところでは、ピン4の下方側に達するまで
継続される。
【0019】また、受衝ピン7は、クランプ爪3の、図
2に示すような閉止状態の下で、それを、図3(b) に示
すような、後の作業ステージに配設される治具21の治具
クランパ22の、ポスト23に中間部をヒンジされて、シリ
ンダ24によって開閉作動されるクランプ爪25の閉止作動
経路内へ突出させて配置することにより、そのクランプ
爪25の閉止作動に際して、それが図に仮想線で示す閉止
位置に達するまでの間に、クランプ爪25に設けた当接部
25aに衝接されて、上述したとは逆の、クランプ爪3の
開放方向に回動される。ここでこの回動運動は、前記仮
想線分6が、少なくとも、ピン4の上方側に達するまで
継続され、クランプ爪3のそれ以後の開放作動は、コイ
ルばね5の収縮変形をもって行われる。
【0020】以上のように構成してなるロボットハンド
の作用を図4〜6に示す要部拡大側面図に基づいて以下
に説明する。図4は、先の作業ステージ31に配設した治
具11の治具クランパ12によって挟持されて、所定の加工
を施されたワークWを、ロボットR0によって後の作業ス
テージへ搬送すべく、ロボットハンドクランプ爪3を、
それの開放状態で治具クランパ12に十分近接した所定位
置に位置させたところを示す。
【0021】ここにおいて、加工済みワークWの、治具
11からロボットR0への引き渡しは、図示のように、ロボ
ットアーム1の先端を、ワークWの所要の把持位置で、
それの上表面に接触させた状態の下で、治具クランパ12
のクランプ爪15を、シリンダ14によって開放作動させ、
クランプ爪15のこの開放作動中に、そこに設けた当接部
15aによって、受衝ピン7を、クランプ爪3とともに、
その爪3の閉止方向へ所定量にわたって回動させること
により行われ、これによれば、クランプ爪15によって、
仮想線分6をピン4の下方側に偏移されたコイルばね5
の収縮変形に基づき、クランプ爪3は、治具クランパ12
に代わって、ワークWを図5に示すように、ロボットア
ーム1との間に十分大きな力で確実に把持することがで
きる。
【0022】このようにして、ロボットハンドによって
把持を肩代りされたワークWは、その後のロボットR0
作動に基づくロボットハンドの移動によって、図6に示
すように、次の作業ステージ41に配設した治具21の所定
位置にもたらされ、そこで、ワークWのポスト23の先端
への載置が行われる。
【0023】しかる後は、シリンダ24によってクランプ
爪25を閉止作動させ、その閉止作動中に、クランプ爪25
に設けた当接部25aによって、受衝ピン7を、クランプ
爪3とともに、その爪3の開放方向へ所定量にわたって
回動させる。クランプ爪3のこのような開放方向回動に
よって、コイルばね5の前記仮想線分6が、ヒンジピン
4の上方側に偏移された場合は、その後は、クランプ爪
3は、クランプ爪25による外力の作用を必要とすること
なく、コイルばね5の収縮変形の下で、それの開放限位
置まで自動的に回動し、この結果として、ロボットハン
ドに把持されたワークWの治具21への引き渡しが終了す
る。
【0024】このように、この発明によれば、ロボット
ハンド、ひいては、ロボットハンドクランプ爪3の作動
を、それぞれの作業ステージ31, 41に配設される治具1
1, 21の治具クランパ12, 22の作動に関連させてもたら
すことにより、ロボットハンドには、特別のアクチュエ
ータを何ら設けることなく、単に、ロボットハンドクラ
ンプ爪3をそれの開放位置および閉止位置のそれぞれに
付勢保持するコイルばね5を設けることだけで、ロボッ
トハンドに、所期した通りのワーク受け渡し機能を発揮
させることができるので、ロボットハンドクランプ爪を
アクチュエータをもって開閉作動させる従来技術に比し
て、コストおよび重量を大きく低減させることができ、
また、配管系がロボットの可動範囲に及ぼす影響を十分
に取り除くことができる。
【0025】以上この発明を図示例に基づいて説明した
が、弾性部材は、ゴムもしくはゴム状弾性体により構成
することもでき、また、弾性袋内に気体を封入したばね
手段または、ピストン型もしくは入子型のシエル内に気
体を封入したばね手段などによって構成することもでき
る。
【0026】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、クランプ爪
の開閉作動のためのアクチュエータを不要ならしめたこ
とにより、アクチュエータの配設に伴う配管、バルブ等
もまた一切不要になり、それ故に、ロボットハンドのコ
ストおよび重量をともに大きく低減させることができ、
しかも、ロボットの可動領域を十分大ならしめることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例をクランプ爪の開放状態で示
す正面図および側面図である。
【図2】クランプ爪の閉止状態を示す図1の側面図であ
る。
【図3】先後のそれぞれの作業ステージに配設される治
具の治具クランパを例示す側面図である。
【図4】加工済みワークに対するロボットハンドの位置
決め状態を示す側面図である。
【図5】ロボットハンドによる加工済みワークの把持状
態を示す側面図である。
【図6】後の作業ステージの治具に対する搬送ワークの
位置決め状態を示す側面図である。
【図7】ロボットハンドから後の作業ステージの治具へ
のワークの引き渡し状態を示す側面図である。
【図8】従来のロボットハンドを、それぞれの作業ステ
ージの治具とともに例示する略線側面図である。
【符号の説明】
1 ロボットアーム 2 ブラケット 3 クランプ爪 3a 上方突出部 4 ピン 5 コイルばね 6 仮想線分 7 受衝ピン 11, 21 治具 12, 22 治具クランパ 13, 23 ポスト 14, 24 シリンダ 15, 25 クランプ爪 15a,25a 当接部 31 先の作業ステージ 41 後の作業ステージ R0 ロボット W ワーク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先の作業ステージで、治具クランパによ
    り挟持されて加工を施されたワークを把持して、後の作
    業ステージへ搬入するロボットの、 先の作業ステージの治具クランパの開放作動に伴ってワ
    ークを把持し、後の作業ステージの治具クランパの閉止
    作動に伴ってワークを解放するロボットハンドであっ
    て、 ロボットアームの先端部にクランプ爪をヒンジするとと
    もに、そのロボットアームに一端部を連結した弾性部材
    の他端部をクランプ爪に連結して、その弾性部材によ
    り、クランプ爪を開放位置と閉止位置とのそれぞれの位
    置に保持可能ならしめ、 前記クランプ爪に、先の作業ステージの治具クランパの
    開放作動に当って、その治具クランパに衝接されて、ク
    ランプ爪の閉止方向の回動運動をもたらす一方、後の作
    業ステージの治具クランパの閉止作動に当って、その治
    具クランパに衝接されて、クランプ爪の、開放方向の回
    動運動をもたらす腕部材を設けてなるアクチュエータレ
    スロボットハンド。
JP3695095A 1995-02-24 1995-02-24 アクチュエータレスロボットハンド Pending JPH08229869A (ja)

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Cited By (5)

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