JPH085033Y2 - フインガ取付装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、フインガを自動的に着脱可能なロボツト
の先端部に、多種類の作業に必要な複数個のフインガを
自動的に交換しながら、ロボツトが自動組立を続行する
ロボツトにおけるフインガ取付装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、フインガの交換装置は、例えば、特開昭59-163
488号に開示されている。この公知技術においては、複
数個のフインガ及び各フインガを保持するフインガラツ
クを、ロボツトの作業エリア内に配し、ロボツトアーム
にフインガの保持機構を設け、ロボツトの動作プログラ
ムでロボツトアームを作動させ、指定されたフインガラ
ツク上で、フインガとロボツトアームの先端とをを嵌合
させた上で、ロボツトのフインガ保持機構を作動させる
ように構成されている。一方、フインガをロボツトアー
ムから外す時は、ロボツトに保持されたフインガをラツ
ク内に移動させ、フインガの保持手段を開放させ、ロボ
ツトよりフインガを分離させることになされている。

［考案が解決しようとしている問題点］ しかしながら上記した従来例では、ロボツトアームが
フインガを先端に保持した状態で、ロボツトアームを所
定のフインガラツク内に移動させることをしないで、誤
つて、保持機構を解除させる事態が生じる場合が有る。
この場合には、ロボツトアーム先端部よりフインガが落
下し、フインガを破損させ、装置を長時間停止させてし
まうという欠点があつた。

また、フィンガの交換装置の他の例としては、例え
ば、特開昭60-155387号に開示されているものが知られ
ている。この公知技術では、アームの先端にフィンガを
交換可能に保持する保持手段を有するロボットアームに
おいて、このロボットアームの先端部にフィンガが取り
付いているか否かを検出する検出センサーを設けてい
る。しかしながら、このロボットアームにおいても、上
記検出センサーはロボットアームの先端にフィンガが取
り付いているか否かを検出するものであるため、ロボッ
トアームがフィンガラック内にあるかどうかを知ること
はできず、特開昭59-163488号に開示されたフィンガ交
換装置と同様に、フィンガラック以外の場所で、ロボッ
トアームからフィンガが落下する事故が発生するという
問題点があった。

また、更に実開昭59-136292号には、ロボットアーム
の先端に電磁石を設け、フィンガを吸着して保持するフ
ィンガの交換装置が開示されている。しかしながら、こ
のフィンガの交換装置においても、フィンガラック以外
の場所で電磁石の給電が停止され、ロボットアームから
フィンガが落下する可能性があり、この点では他の２つ
の従来例と同様の問題点があった。

この考案は上述した問題点に鑑みてなされたもので、
この考案の目的は、フインガラツク以外での不用意なフ
インガの落下を防止して、フインガの破損を防止するこ
との出来るフインガ取付装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した目的を達成するため、この考案に係わるフイ
ンガ取付装置は、ロボットアームの先端にフインガを交
換可能に脱着するためのフインガ取付装置であって、前
記ロボットアームの先端に取り付けられた電磁コイル
と、前記フインガの前記ロボットアームとの接続部に配
設された取付部材であって、前記電磁コイルに吸着され
る磁性体から成る吸着部と、フインガラックと係合する
係合部とを有する取付部材と、前記フインガラックに形
成され、前記係合部と係合することにより、前記フイン
ガを収容保持する収容部と、前記フインガラックに配設
された反射部材と、前記ロボットアームに配設された一
対の発光素子と受光素子であって、前記フインガの係合
部が前記フインガラックの収容部に係合した状態で前記
反射部材と対向し、前記発光素子から発せられた光が、
前記反射部材に反射されて前記受光素子に入射すること
により、前記ロボットアームが前記フインガラックに整
合する位置にあることを検出する一対の発光素子と受光
素子とを具備し、前記一対の発光素子と受光素子の動作
により、前記ロボットアームが前記フインガラックと整
合する位置にあることが検出された場合に、前記電磁コ
イルへの通電が停止可能とされ、前記フインガが前記ロ
ボットアームから取り外し可能にされる事を特徴として
いる。

［作用］ 上述した構成のフインガ取付装置によれば、ロボツト
アームのフインガラツクに対する位置を検出する検出セ
ンサー、すなわちロボットアーム側に位置する一対の発
光素子及び受光素子とフィンガラックに側に位置する反
射部材とから構成される検出センサーを設け、且つ、こ
の検出センサーによりロボツトアームがフインガラツク
上にあることを検出された場合にのみ、ロボツトアーム
先端部に設けたフインガの保持手段を解除可能にするよ
うにしている。このようにして、フインガラツク以外の
場所で、フインガ保持手段を解除不可能となり、プログ
ラムのミス、操作のミス等により、フインガの落下を防
ぐことが出来ることになる。

［実施例］ 以下に、この考案に係わるフインガ取付装置の一実施
例の構成を、添付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図はフインガ取付装置10の全体の構成を示す斜視
図であり、３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）に沿つて
移動可能に設けられたロボツトアーム12の先端には、後
述するフインガ取付部材14が着脱自在に取り付けられる
フインガ保持部材16が固定されている。このフインガ保
持部材16は、磁路形成材料から形成されており、これの
内側には、第２図に示すように、フインガ保持用電磁コ
イル18が収納されている。このフインガ保持用電磁コイ
ル18は、外部電源に接続されている。このような構成に
より、外部電源とフインガ保持用電磁コイル18とが電気
的に接続される状態において、このフインガ保持用電磁
コイル18は励磁され、上述したように磁路形成材料で形
成されたフインガ保持部材16の少なくとも下部は、所謂
電磁石として機能することになる。

一方、このフインガ保持部材16の下面には、フインガ
取付部材14が、着脱自在に取り付けられている。このフ
インガ取付部材14は、これの下部に、例えば、物品を把
持するためのフインガ部分22が取着されているものであ
る。尚、ここで、フインガ取付部材14とフインガ部分22
とにより、所謂フインガＦが構成されるものである。こ
のフインガ取付部材14は、第１図及び第２図に示すよう
に、その上下方向中央部に、周方向に沿つて、環状のフ
ツク溝24が形成されている。

ここで、このフインガ取付部材14のフインガ保持部材
16への保持状態は、上述したように、電磁コイル18が励
磁してフインガ保持部材16の下部が電磁石として機能し
ている状態において、磁力を介して、吸着することによ
り達成されるものである。尚、この保持状態が、所定の
位置で規定されるように、第２図に示すように、フィン
ガ保持部材16の下面には、位置決め用ピン26が下方に向
けて突出した状態で取り付けられており、一方、このピ
ン26に対応したフインガ取付部材14の上面の部分には、
位置決め用凹部28が形成されている。

また、フィンガ取付部材14の上面には、受光素子46が
上方を向いた状態で取り付けられており、上記の様に、
フィンガ取付部材14がフィンガ保持部材16に保持された
状態で、フィンガ保持部材16の下面に取り付けられた発
光素子48と対向する様に構成されている。従って、フィ
ンガ取付部材14がフィンガ保持部材16に正しく位置決め
されて取り付けられると、発光素子48から出射した光が
受光素子46に入射し、これにより、取付部材14が保持部
材16に対して正しく取り付けられていることが検出され
る。

また、第３図に示すように、ロボツトアーム12の先端
には、その把持態様や吸着態様に応じて、種々の構成の
フインガ部分22_a,22_b…を夫々備えた種々のフインガF_a,
F_b…が選択的に取り付けられるものである。

これら種々のフインガF_a,F_b…を収容しておくため
に、第３図に示すように、フインガステーシヨン30が設
けられている。このフインガステーシヨン30には、夫々
が所定のフインガF_a,F_b…を収容保持するためのフイン
ガラツク32が複数備えられている。

各フインガラツク32は、第１図に示すように、水平に
配設されたラツク板34を備えておいり、このラツク板34
の先端には、３軸方向の中のＹ軸方向（水平面を規定す
る方向の中の一方の方向）に沿つて延出した挿入用凹所
36が、略Ｕ字状に形成されている。ここで、この凹所36
の幅ｗは、前述したフインガ取付部材14の直径より小さ
く、且つ、フツク溝24の直径より大きく設定されてい
る。

このようにして、フインガ取付部材14は、対応するラ
ツク板34に対して、フツク溝24内に凹所36の周囲部分が
嵌合することにより、保持されることになる。尚、以上
の説明から明かなように、各フインガF_a,F_b…は、３軸
方向の中のＹ軸方向に沿つて、移動させることにより、
対応するフインガラツク32内に挿入され、落ち込み不能
に保持されることになる。

尚、凹所36の最奥部において規定されるフインガの挿
入保持位置に、対応するフインガF_a,F_b…の挿入状態を
確実にするために、フインガラツク32上には、第４図に
示すように挿入されたフインガＦを両側から挟み込む位
置に、一対のラツク内フインガ位置決めピン38が設けら
れている。また、フインガ取付部材14の周面の上側部に
は、互いに対向する位置に、上述したラツク内フインガ
位置決めピン38が夫々外方から係合するように形成され
た位置決め用穴40が形成されている。

ここで、ラツク板34上の、フインガラツク32に完全に
挿入されたフインガＦのフインガ取付部材14に対向する
位置には、被検出体としての、光反射体42が起立して設
けられている。一方、ロボツトアーム12の下部に取着さ
れたフインガ保持部材16内には、一対の発光素子及び受
光素子から構成される検出手段としてのフオトセンサ44
が取り付けられている。このフオトセンサ44は、ロボツ
トアーム12がフインガラツク32に完全に挿入された状態
において、発光素子から放出された光が光反射体42によ
り反射されて受光素子に入射されて、この受光素子がオ
ン動作されるように構成されている。

ここで、この受光素子のオン動作に伴なって、磁気コ
イル18に電流を流させている図示しない制御回路は、こ
の電流の供給を停止可能状態となるよう構成されてい
る。換言すれば、この受光素子がオン動作しない限り、
即ち、ロボツトアーム12が完全にフインガラツク32に挿
入された状態においてのみ、このロボツトアーム12の先
端からフインガＦを取外し可能状態に設定されることに
なる。

以上のように構成されたフインガ取付装置10における
フインガＦの着脱動作について、以下に説明する。

先ず、ロボツトアーム12の先端に取着されたフインガ
保持部材16に吸着・保持されたフインガＦをフインガラ
ツク32に収納する場合には、ロボツトアーム12は、内部
の動作プログラムにより、まずｙ方向に移動し、フイン
ガ取付部材14のフツク溝24とラツク板34の凹所36とが互
いに嵌合するようになす。この状態において、フインガ
Ｆは床上に落下することも、持ち上げられることも、共
に阻止された状態となつている。即ち、このフインガＦ
は、Ｚ軸方向に関して係止された状態に保持されてい
る。

次に、ロボツトアーム12のフインガ保持部材16に設け
られたフオトセンサ44が、ロボツトアーム12がフインガ
ラツク32に完全に挿入された事を検出して、オン動作す
る。このオン動作により、初めて、ロボツトアーム12の
先端部に取付けられたフインガ保持部材16内の磁気コイ
ル18の励磁が解除される。この後、ロボツトアーム12が
Ｚ軸方向に沿つて上昇し、フインガＦはロボツトアーム
12から離脱して、単独でフインガラツク32に収納された
状態となる。

一方、ここで、フオトセンサ44及び光反射体42を設け
ていないと、ロボツトアーム12はフインガＦを外すと
き、フインガラツク32上にあることを確認できていな
い。このため、プログラムのミス又は操作ミス等で、第
１図に示す様な状態で、フインガ保持部材16における磁
気コイル18の励磁を解除すると、フインガＦは、ロボツ
トアーム12の先端より脱離し、フインガＦは床上に落下
して破損することになる。このようにして、ロボツト装
置を長時間に亘つて停止させてしまう。

また、作業者がロボツト装置に動作の教授を行なつて
いるときとか、トラブルでロボツト装置がフインガＦを
保持したまま、フインガラツク32から出ないで停止した
状態にある場合において、フインガＦを取り外したい場
合には、フオトセンサ44に手で予め準備した光反射体を
近接させて、ロボツトコントローラで、フインガＦの保
持部材16内の磁気コイル18の励磁状態を、強制的に解除
させることにより可能となる。

以上説明したように、複数種のフインガＦを選択的に
先端に装着可能なロボツトアーム12と、各フインガＦを
各々保持するフインガラツク32と、それに保持された各
フインガＦを、プログラムで自動的に交換して作業する
ロボツトシステムにおいて、作業者がフインガを解除す
る命令の挿入場所を誤つて、フインガラツク32上以外の
場所で解除動作を実行したとき、ロボツトアーム12側に
設けたフオトセンサ44でフインガラツク32上にロボツト
アーム12が存在しないことを検出し、フインガ保持部材
16による保持動作の解除命令を受け付けないことによ
り、フインガＦの落下破損を未然に防ぐ効果がある。

また、ロボツトアーム12がフインガラツク32上にない
任意の位置で停止した場合、作業者が誤つて保持動作を
解除する命令を実行しただけでは、保持動作が解除でき
ず、フオトセンサ44に光反射体42を近接するという作業
が必要となる。このため、フインガＦを落下させるとい
うミスを大幅に小さくすることが可能となる。

この考案は、上述した一実施例の構成に限定されるこ
となく、この考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可
能であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、検出手段とし
てフオトセンサを用いるように説明したが、この考案は
このような構成に限定されることなく、リードスイツチ
等任意の近接スイツチを用いるように構成しても良いこ
とは言うまでも無い。

［考案の効果］ 以上詳述したように、この考案に係わるフインガ取付
装置は、ロボットアームの先端にフインガを交換可能に
脱着するためのフインガ取付装置であって、前記ロボッ
トアームの先端に取り付けられた電磁コイルと、前記フ
インガの前記ロボットアームとの接続部に配設された取
付部材であって、前記電磁コイルに吸着される磁性体か
ら成る吸着部と、フインガラックと係合する係合部とを
有する取付部材と、 前記フインガラックに形成され、前記係合部と係合する
ことにより、前記フインガを収容保持する収容部と、前
記フインガラックに配設された反射部材と、前記ロボッ
トアームに配設された一対の発光素子と受光素子であっ
て、前記フインガの係合部が前記フインガラックの収容
部に係合した状態で前記反射部材と対向し、前記発光素
子から発せられた光が、前記反射部材に反射されて前記
受光素子に入射することにより、前記ロボットアームが
前記フインガラックに整合する位置にあることを検出す
る一対の発光素子と受光素子とを具備し、前記一対の発
光素子と受光素子の動作により、前記ロボットアームが
前記フインガラックと整合する位置にあることが検出さ
れた場合に、前記電磁コイルへの通電が停止可能とさ
れ、前記フインガが前記ロボットアームから取り外し可
能にされる事を特徴としている。

従つて、この考案によれば、フインガラツク以外での
不用意なフインガの落下を防止して、フインガの破損を
防止することの出来るフインガ取付装置が提供されるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係わるフインガ取付装置の一実施例
の構成を示す斜視図； 第２図はフインガの取り付け部付近の構成を示す断面
図； 第３図はフインガステーシヨンの構成を示す正面図；そ
して、 第４図はフインガがラツクに保持された状態を示す正面
図である。 図中、10……フインガ取付装置、12……ロボツトアー
ム、14……フインガ取付部材、16……フインガ保持部
材、18……電磁コイル、22……フインガ部分、24……環
状のフツク溝、26……位置決めピン、28……凹部、30…
…フインガステーシヨン、32……フインガラツク、34…
…ラツク板、36……挿入用凹所、38……ラック内位置決
めピン、40……位置決め用穴、42……光反射体、44……
フオトセンサ、46……受光素子、48……発光素子であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山本 敏弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)考案者 安原 正輝 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)考案者 二階堂 宣雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−249585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−155387（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−136292（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−24789（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットアームの先端にフインガを交換可
   能に脱着するためのフインガ取付装置であって、 前記ロボットアームの先端に取り付けられた電磁コイル
   と、 前記フインガの前記ロボットアームとの接続部に配設さ
   れた取付部材であって、前記電磁コイルに吸着される磁
   性体から成る吸着部と、フインガラックと係合する係合
   部とを有する取付部材と、 前記フインガラックに形成され、前記係合部と係合する
   ことにより、前記フインガを収容保持する収容部と、 前記フインガラックに配設された反射部材と、 前記ロボットアームに配設された一対の発光素子と受光
   素子であって、前記フインガの係合部が前記フインガラ
   ックの収容部に係合した状態で前記反射部材と対向し、
   前記発光素子から発せられた光が、前記反射部材に反射
   されて前記受光素子に入射することにより、前記ロボッ
   トアームが前記フインガラックに整合する位置にあるこ
   とを検出する一対の発光素子と受光素子とを具備し、 前記一対の発光素子と受光素子の動作により、前記ロボ
   ットアームが前記フインガラックと整合する位置にある
   ことが検出された場合に、前記電磁コイルへの通電が停
   止可能とされ、前記フインガが前記ロボットアームから
   取り外し可能にされることを特徴とするフインガ取付装
   置。