JPH08229872A - フローティング機構付ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】フローティング機構を有し、ワーク取付け部と
のあいだで、ワークを授受する際、水平方向に突出した
ロケートピンに合わせてワークを位置決めすることがで
きるフローティング機構付ハンド。 【構成】フローティング基体26,27 と、軸体27に対し回
転する回転支持手段50a,50b と、中間部材28と、ハンド
の把持部が取り付けられるフローティング体29,31,29c
と、フローティング体が下方に位置したとき水平面内に
移動自在とする第１の移動体30a と、フローティング体
が上方に位置したとき水平面内に移動自在とする第２の
移動体30b と、フローティング基体に対してフローティ
ング体を引っ張り上げている弾性部材32と、位置決め部
材35を駆動する駆動体36と、フローティング基体に対し
てフローティング体を垂直方向、水平方向、回転方向の
各方向にフローティング可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水平、垂直方向に移
動自在なローディング装置の先端に懸架され、ワーク
（被搬送物）を把持して搬送するハンドに係り、特にワ
ークを治具等取付け装置の位置決め部材に水平方向から
嵌入させて取付ける際に、上下方向、水平方向および垂
直面内の回転方向にフローティング可能なフローティン
グ機構付ハンドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水平、垂直方向に移動自在なローディン
グ装置の先端に設けらされたハンドにワークを把持し、
把持したワークを治具の位置決め部材にならわせて位置
決めし、ワークを治具に固定する場合がある。かかる場
合において、ワークを治具に位置決めする時には、ロー
ディング装置の位置決め誤差、加工誤差、形状誤差等誤
差を吸収するフローティング機構が必要となる場合があ
る。かかるフローティング機構としては、水平方向の誤
差を吸収する構成のものが知られている。例えば、特開
昭５８−７７４８２号公報にロボットハンド１ａを有す
る下部遊動子１が、中空固定子３に対し移動、回転自在
に支持されている。ロボットハンド１ａで把持したワー
クＷを穴４に挿入する際、位置決めに誤差があった場合
でも、挿入可能にした技術が記載されている。また、実
開平３−５９１９２号の「ロボットハンド装置」は治具
に長手方向を上下にして置いた軸状ワークを抜き取るも
のであるが、その構成はハンド本体に水平面上で任意の
方向にフローティング自在に支持されるフローティング
板と、このフローティング板に自在継手を介して任意の
方向に傾動自在に立設したシリンダ等とからなる。すな
わち、ハンド本体の把持部がフローティング板および自
在継手を介して水平方向および垂直面内の回転方向に移
動・傾動自在となる構成である。このように、従来のフ
ローティング機構は、水平な取付け面上にワークを位置
決めするために提案されたものである。すなわち、取付
け面上の位置決め部、又は、位置決め部が上下方向に中
心を向いて形成されており、この位置決め部にワーク又
はワークの位置決め部を一致させて挿入するために、従
来のフローティング機構は水平方向の誤差と垂直面内の
回転方向すなわち水平方向と直交する軸線に対する傾動
方向誤差を吸収するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、垂直な取付
け面に設けられ、水平方向に突出した位置決め部（ロケ
ートピン）にワーク側の位置決め部（ロケート穴）を一
致させて位置決めしながら取り付ける場合は、従来の水
平方向の誤差および傾動方向誤差を吸収する構成に加え
て、上下方向の誤差を吸収する構成が必要となる。しか
し、従来のフローティング機構には上下方向の誤差を吸
収する構成がないため、取り付けることが困難なことが
ある。ワークの重量が軽い場合はハンドも小型軽量であ
り、位置決め精度がよいので、上下方向誤差を吸収する
構成を必要としないことが多かった。しかし、重いワー
クの場合はハンド等も大型化するため位置決め誤差等も
生じやすく、この誤差のためにワークを取付けることが
できないという問題点があった。この発明は前記のよう
な問題点を解決するためになされたもので、水平方向の
誤差、傾動方向誤差および上下方向の誤差を吸収するフ
ローティング機構を有し、ワーク取付け部とのあいだ
で、ワークを授受する際、水平方向に突出したロケート
ピンに合わせてワークを位置決めすることができるフロ
ーティング機構付ハンドを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明は搬送装置の先端に設けられ、被搬送物を
把持して搬送するためのハンドにおいて、前記搬送装置
の先端に設けられ、下部に垂直方向に軸線を有する軸体
が形成されたフローティング基体と、前記軸体に挿嵌さ
れ、凹球面部とこの凹球面部に嵌合する凸球面部を有
し、前記軸体に対し外周部が回転する回転支持手段と、
この回転支持手段の外周に挿嵌され、外周部に鍔を有す
る円筒形状の中間部材と、この中間部材の鍔を所定間隔
を有して挟むように上下に鍔部を形成するとともに、前
記中間部材外周部を所定の間隔を有して囲むように内周
部が形成され、前記ハンドの把持部が取り付けられるフ
ローティング体と、このフローティング体の上側鍔部と
前記中間部材の鍔との間に設けられ、前記フローティン
グ体が下方に位置したとき水平面内に移動自在とする第
１の移動体と、前記フローティング体の下側鍔部と前記
中間部材の鍔との間に設けられ、前記フローティング体
が上方に位置したとき水平面内に移動自在とする第２の
移動体と、前記フローティング基体とフローティング体
との間に設けられ、前記フローティング基体に対して前
記フローティング体を前記軸線方向に引っ張り上げてい
る弾性部材と、前記フローティング基体に進退移動自在
に設けられ、前記フローティング体に形成された位置決
め穴に係脱し、係合したときに前記フローティング基体
に対して前記フローティング体を位置決め固定する位置
決め手段と、前記フローティング基体に設けられ、前記
位置決め部材を駆動する駆動体と、前記位置決め手段が
前記フローティング体に形成された位置決め穴より離脱
したとき、前記フローティング基体に対して前記フロー
ティング体を垂直方向、水平方向、回転方向の各方向に
フローティング可能にしたことを特徴とするフローティ
ング機構付ハンドとしたものである。

【０００５】

【作用】治具の垂直な治具面に水平方向に突出して設け
られた位置決め部材に被搬送物側の位置決め穴を一致さ
せて挿入し、治具面に被搬送物を位置決めする場合、ハ
ンドで把持した被搬送物を搬送装置により水平方向から
治具の所定位置の直前、例えば位置決め部材の先端が被
搬送物側の位置決め穴にのぞく位置まで移動する。制御
部の指令により、位置決め手段とフローティング体の位
置決め穴との係合を離脱させると、フローティング機構
は中間部材とフローティング基体が球面軸受の凸球面部
の嵌合によりフローティング基体に対しフローティング
体やハンドが回転自在となり、弾性部材または第１転動
体、第２転動体、中間部材、フローティング体が水平方
向および垂直方向に移動自在、回転自在となる。従っ
て、水平方向の誤差、傾動方向誤差および垂直方向の誤
差を吸収することができるから、治具側の位置決め部材
に被搬送物側の位置決め穴に一致するようにフローティ
ング可能となる。そこで、固定部材で被搬送物を引き込
むと、被搬送物は治具側の位置決め部材にと被搬送物側
の位置決め穴に案内されてフローティングしながら引き
込まれ、固定部材で固定できる。

【０００６】

【実施例】この発明のフローティング機構付ハンドの一
実施例について、図面に基づき説明する。図１はこの発
明のフローティング機構付ハンドの全体図である。１０
は水平、垂直方向に移動自在な搬送装置（ローディング
装置）、１１はフローティング機構、１２はハンドであ
る。ハンド１２はフローティング機構１１を介してロー
ディング装置１０の先端に懸架され、図面左右方向に開
閉動してワークを把持する。ハンド１２の構造を詳述す
ると、１３はフローティング機構１１と接続される基台
である。この基台１３の両端にはエンドプレート１４
ａ、エンドプレート１４ｂが固定され、中央部には中支
え部材１５が固定されている。このエンドプレート１４
ａ、エンドプレート１４ｂ、中支え部材１５を貫いてガ
イドバー１６が基台１３に２本平行に設けられている。
中支え部材１５を境に図面左側にはガイドバー１６に貫
通され摺動自在なガイドブロック１７ａ，ガイドブロッ
ク１７ｂが配設されている。１８は把持部材Ａであり、
ガイドブロック１７ａ，ガイドブロック１７ｂに懸架さ
れてガイドバー１６に沿って動く。中支え部材１５を境
に図面右側にはガイドバー１６に貫通され摺動自在なガ
イドブロック１９ａ，ガイドブロック１９ｂが配設され
ている。２０は把持部材Ｂであり、ガイドブロック１９
ａ，ガイドブロック１９ｂに懸架されてガイドバー１６
に沿って動く。

【０００７】２１は基台１３に固定されたシリンダーで
あり、このシリンダー２１のピストンロッド先端がガイ
ドブロック１７ｂと連結され、このシリンダー２１のピ
ストンロッド進退動に追随してガイドブロック１７ａ，
ガイドブロック１７ｂおよび把持部材Ａ１８がガイドバ
ー１６に沿って動く。２２はレバーであり、中支え部材
１５に回転自在に支持された軸部（図示せず）を支軸と
して回転し、ガイドブロック１７ｂの移動に連動させ
て、前記軸部を中心に回転することによりガイドブロッ
ク１９ｂを移動させる。また、レバー２２に取付けられ
たカムフォロア（図示せず）が、ガイドブロック１７ｂ
およびガイドブロック１９ｂに形成された溝（図示せ
ず）に係合している。従って、このシリンダー２１のピ
ストンロッドの進退動に追随してガイドブロック１９
ａ，ガイドブロック１９ｂおよび把持部材Ｂ２０がガイ
ドバー１６に沿って動く。

【０００８】図２はこの発明のフローティング機構の側
断面図であり、図３はこの発明のフローティング機構の
平面図である。２５はローディング装置１０の上下スラ
イド機構の昇降体であり、この昇降体２５の下部にフロ
ーティング機構１１は懸架される。２６は昇降体２５の
下部にボルト結合するための座板である。２７は座板２
６の下部中心に固設された軸体である。座板２６と軸体
２７とでフローティング基体を構成している。５０はこ
の軸体２７に挿嵌された球面軸受であり、この球面軸受
５０は凹球面部５０ｂとこの凹球面部５０ｂに嵌合する
凸球面部５０ａを有し、軸体２７を中心に中間部材２８
を水平面内回転方向（Ｃ方向）および垂直面内回転方向
（Ａ方向）に回転自在とするものである。中間部材２８
はこの球面軸受５０を挿嵌し、外部に鍔を有する円筒形
状のものである。この中間部材２８の鍔の上部には端部
円周長溝２８ａが形成され、この端部円周長溝２８ａに
は第１の移動体（球体群）３０ａが円周状に並べて配設
されており、第１の球体群３０ａは端部円周長溝２８ａ
内を転動可能である。

【０００９】２９はフローティング部材であり、このフ
ローティング部材２９は第１の球体群３０ａおよび中間
部材２８を収納する。フローティング部材２９の内周側
鍔部２９ａには端部円周長溝２９ｂ内に第２の移動体
（球体群）３０ｂが円周状に並べて配設されている。す
なわち、中間部材２８は第１の球体群３０ａおよび第２
の球体群３０ｂを介して水平方向（Ｘ，Ｙ方向）および
水平面内回転方向（Ｃ方向）に移動自在である。また、
このフローティング部材２９は中間部材２８の鍔の外周
との間に第１の隙間αが設けられており、この第１の隙
間αにより水平方向（Ｘ，Ｙ方向、特にＸ方向）の移動
を規制する。３９は上下方向規制部材であり、このフロ
ーティング部材２９とフローティング基体側との間に設
けられている。この上下方向規制部材３９の先端とフロ
ーティング部材２９に固定されたカバー体２９ｃとの間
に第２の隙間βが設けられており、この第２の隙間βを
用いて上下方向（垂直方向：Ｚ方向）の移動を規制す
る。この第２の隙間βは図２における第２の球体群３０
ｂと中間部材２８との隙間と略同一に調整されている。

【００１０】３２はフローティング部材２９を昇降体２
５またはフローティング基体に懸吊し、上下方向、水平
方向および回転方向（Ａ方向、Ｃ方向）の誤差を吸収す
る弾性部材、例えばスプリングであり、このスプリング
３２は図３に示すように複数設けられる。３３は昇降体
２５側に固定されたスプリング取付部材、３４はフロー
ティング板３１に固定されたフック穴付ボルトである。
スプリング３２は１個のスプリング受け３３に対して２
個ずつ（図３参照）、計６個設けられている。３５は位
置決めシャフト、３６はこの位置決めシャフト３５を上
下方向に進退移動させる位置決めシリンダ、３７は位置
決め部材である。また、位置決めシャフト３５がフロー
ティング部材２９の位置決め穴部３７ａより離脱したと
き、位置決めシャフト３５と位置決め部材３７との間の
第３の隙間γによって、位置決めシャフト３５の水平方
向内Ｙ方向の移動および水平面内の回転方向（Ｃ方向）
の回転を規制する。この位置決め部材３７には位置決め
穴３７ａに穿設され、この位置決め穴３７ａに位置決め
シャフト３５が嵌入することによってフローティング基
体に対してフローティング部材２９、フローティング板
３１、カバー体２９ｃで構成されているフローティング
体を位置決め、固定する。すなわち、フローティング基
体に固定された位置決めシリンダ３６のロッド側は位置
決めシャフト３５に連設される。５３は位置決めシリン
ダ３６のストローク端と位置決めシャフト３５との間を
調整する調整ねじであり、この調整ねじ５３の調整によ
り位置決めシリンダ３６のロッドと位置決めシャフト３
５とはねじ結合されており、この結合位置の調整により
フローティング体を所定以上、下方に押圧しないように
されている。同様にフローティング基体に固定されたシ
ャフトガイド３８に位置決めシャフト３５は上下方向の
み移動可能に規制されている。

【００１１】位置決め穴部３７はフローティング板３１
側に固設される。位置決め穴部３７に位置決めシャフト
３５先端のピン部３５ａが挿入されると、フローティン
グ基体とフローティング板３１との遊動状態が規制され
る。また、フローティング体はスプリング３２の弾性力
に抗して下降し、フローティング部材２９に固定された
カバー体２９ｃが第１の球体群３０ａに当接する。すな
わち、フローティング体は、カバー体２９ｃ、第１の球
体群３０ａ、中間部材２８、又は中間部材２８、第２の
球体群３０ｂ、フローティング部材２９が各々当接する
位置まで上下方向に移動する。このフローティング基体
とフローティング体との遊動状態規制はワーク搬送時に
行い、治具にワークを位置決めするときは、位置決め穴
部３７から位置決めシャフト３５先端のピン部３５ａを
引き抜いてフローティング基体とフローティング体とを
遊動状態にする。なお、５１は近接スイッチ、５２は位
置決めシリンダ３６の進退動により１８０度位置を変化
させる被検知部材である。この被検知部材５２の位置変
化を近接スイッチ５１で検知する。

【００１２】この遊動状態では、スプリング３２の弾性
力と搬送されるワークＷの重量との関係により上下方向
に次のような態様をとる。ワークＷの重量のほうがスプ
リング３２の弾性力より大幅に大きい場合には、フロー
ティング体は上方に位置し、フローティング体は第１の
球体群３０ａ、中間部材２８を介して水平方向に移動可
能となる。ワークＷの重量のほうがスプリング３２の弾
性力より大幅に小さい場合には、フローティング体は下
方に位置し、フローティング体は第２の球体群３０ｂ、
中間部材２８を介して水平方向に移動可能となる。さら
に、この中間として、ワークＷの重量とスプリング３２
の弾性力とに大幅な差がない場合には、中間部材２８は
第１の球体群３０ａおよび第２の球体群３０ｂのどちら
にも接することなく、スプリング３２に遊動状態で支持
されることになり水平方向に移動可能になる。また、こ
の遊動状態で支持された状態になるように、搬送される
ワークＷの重量とスプリング３２の弾性力との関係を考
慮することが必要となる。

【００１３】図４はこの発明のフローティング機構付ハ
ンドの作動図である。この作動図を用いてこの発明のフ
ローティング機構付ハンドの動作を説明する。なお、ワ
ークＷは予めハンド１２に把持され、治具４０の近傍ま
でローディング装置１０により移動しているものとす
る。また、ここでいう位置決めは治具４０の垂直な治具
面に水平方向に突出して設けられたロケートピン４０
ａ，４０ｂにワークＷのロケート穴Ｗａ，Ｗｂを一致さ
せて挿入して位置決めし、図示しない固定部材で固定す
るものとする。ハンド１２で把持したワークＷをローデ
ィング装置１０により水平方向から治具の所定位置の直
前、例えばロケートピン４０ａ，４０ｂの先端がワーク
Ｗのロケート穴Ｗａ，Ｗｂにのぞく位置まで移動する。
図示しない制御部の指令により、位置決めシリンダ３６
を作動させ、位置決め穴部３７ａから位置決めシャフト
３５先端のピン部３５ａを引き抜いてフローティング基
体とフローティング体を遊動状態にする。

【００１４】この発明のフローティング機構１１は中間
部材２８と軸体２７とが球面軸受５０の凸球面部５０ａ
の嵌合によりフローティング体、ハンド１２が回転自在
となる。また、フローティング体はスプリング３２によ
る遊動状態になっているので、水平方向および水平面内
回転移動自在となる。また、フローティング体と第１の
球体群３０ａ、第２の球体群３０ｂおよび中間部材２８
との隙間により上下方向も移動自在となる。ただし、第
１の隙間α、第３の隙間γにより水平面内（Ｘ方向、Ｙ
方向、Ｃ方向）の移動を規制し、第２の隙間βにより上
下方向の移動量を規制する。従って、水平方向の誤差、
回転方向誤差および上下方向の誤差を吸収することがで
きるから、治具４０のロケートピン４０ａ，４０ｂにワ
ークＷのロケート穴Ｗａ，Ｗｂに一致するようにフロー
ティング可能となる。そこで、固定部材でワークＷをひ
きこむと、ワークＷはロケートピン４０ａ，４０ｂとロ
ケート穴Ｗａ，Ｗｂに案内されてフローティングしなが
らひきこまれる。つぎに、固定部材でワークＷを固定す
る。

【００１５】シリンダ２１により、把持部材Ａ１８、把
持部材Ｂ２０による把持を開放状態にする。位置決めシ
リンダ３６の作動により、位置決めシャフト３５のピン
部３５ａを位置決め部材３７の位置決め穴部３７ａに係
合させるとともにフローティング体を下方に押圧し、フ
ローティング基体に対してフローティング体を固定す
る。ハンド１２は治具４０より離れる方向に移動する。
なお、この実施例では、固定部材でワークＷを引き込ん
で位置決め固定しているが、ハンド１２の移動によりワ
ークＷを治具４０に接近する側に移動させ、この後、固
定部材で治具４０に固定してもよい。治具４０によりワ
ークＷを取り出すときには、ワークＷを把持する位置ま
で、開放状態のハンド１２を移動させる。位置決めシリ
ンダ３６の作動により、位置決めシャフト３５のピン部
３５ａを位置決め部材３７の位置決め穴部３７ａより離
脱させ、フローティング基体に対するフローティング体
の固定を解除し、フローティング状態にする。シリンダ
２１を作動させ、ワークＷを把持部材Ａ１８、把持部材
Ｂ２０で把持する。固定部材によるワークＷの固定を解
除する。ハンド１２を治具４０より離れる方向に水平方
向に移動させる。ロケート穴Ｗａ，Ｗｂよりロケートピ
ン４０ａ，４０ｂが離脱した位置で一旦停止させ、位置
決めシリンダ３６の作動により、位置決めシャフト３５
のピン部３５ａを位置決め部材３７の位置決め穴部３７
ａに係合させるとともにフローティング体を下方に押圧
し、フローティング基体に対してフローティング体を固
定する。ローディング装置でワークＷを搬送する。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
垂直な取り付け面に水平方向に突出して設けられた位置
決め部材に被搬送物の位置決め孔を一致させて挿入する
場合、水平方向の誤差、回転方向誤差および上下方向の
誤差を吸収することができ、治具側の位置決め部材に被
搬送物側の位置決め穴に一致するようにフローティング
可能となるから、容易に正確な位置決めができるという
効果を有する。また、この発明によれば、位置決め手段
を円周上に少なくとも３個以上設けることにより、フロ
ーティング動作以外のときに、安定した搬送を行うこと
ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のフローティング機構付ハンドの全体
図である。

【図２】この発明のフローティング機構の側断面図であ
る。

【図３】この発明のフローティング機構の平面図であ
る。

【図４】この発明のフローティング機構付ハンドの作動
図である。

【符号の説明】

１０…ローディング装置 １１…フローティング機構 １２…ハンド ２５…昇降部 ２７…軸体 ２８…中間部材 ２９…フローティング部材 ３０ａ…第１の移動体 ３０ｂ…第２の移動体 ３１…フローティング板 ３２…スプリング ３５…位置決めシャフト ３６…駆動体 ３７…位置決め部材 ３７ａ…位置決め穴部 ５０…球面軸受

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送装置の先端に設けられ、被搬送物を把
   持して搬送するためのハンドにおいて、 前記搬送装置の先端に設けられ、下部に垂直方向に軸線
   を有する軸体が形成されたフローティング基体と、 前記軸体に挿嵌され、凹球面部とこの凹球面部に嵌合す
   る凸球面部を有し、前記軸体に対し外周部が回転する回
   転支持手段と、 この回転支持手段の外周に挿嵌され、外周部に鍔を有す
   る円筒形状の中間部材と、 この中間部材の鍔を所定間隔を有して挟むように上下に
   鍔部を形成するとともに、前記中間部材外周部を所定の
   間隔を有して囲むように内周部が形成され、前記ハンド
   の把持部が取り付けられるフローティング体と、 このフローティング体の上側鍔部と前記中間部材の鍔と
   の間に設けられ、前記フローティング体が下方に位置し
   たとき水平面内に移動自在とする第１の移動体と、 前記フローティング体の下側鍔部と前記中間部材の鍔と
   の間に設けられ、前記フローティング体が上方に位置し
   たとき水平面内に移動自在とする第２の移動体と、 前記フローティング基体とフローティング体との間に設
   けられ、前記フローティング基体に対して前記フローテ
   ィング体を前記軸線方向に引っ張り上げている弾性部材
   と、 前記フローティング基体に進退移動自在に設けられ、前
   記フローティング体に形成された位置決め穴に係脱し、
   係合したときに前記フローティング基体に対して前記フ
   ローティング体を位置決め固定する位置決め手段と、 前記フローティング基体に設けられ、前記位置決め部材
   を駆動する駆動体と、 前記位置決め手段が前記フローティング体に形成された
   位置決め穴より離脱したとき、前記フローティング基体
   に対して前記フローティング体を垂直方向、水平方向、
   回転方向の各方向にフローティング可能にしたことを特
   徴とするフローティング機構付ハンド。
2. 【請求項２】請求項１において、前記弾性部材、前記位
   置決め手段、前記駆動体とを円周方向交互に、かつ、少
   なくとも３個以上設けたことを特徴とするフローティン
   グ機構付ハンド。