JPS5810198B2 - つかみ装置を有する工業ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の前提概念によるつか
み装置を有する工業ロボットに関する。

ひどく割れたつかみ面形状を有し不規則に形成された工
作物の捕捉および締付けのためには、工作物の形に広く
適合され、交換可能である夫々２個の成形ジョーを有す
るつかみ装置が利用される。

つかみ装置の開閉に際し、形状拘束的クランプジョーが
工作物の突出した、または深く切り込まれた位置にはさ
まれないために、クランプジョーは全つかみ面にわたっ
て常に相互平行に動かされなければならない。

工作物がその状態を移動させることなく収容されかつ降
ろされるべき場合、クランプジョーは、さらにつかみ装
置の対称面に垂直に延びる直線上を均等に連続して相対
して、または相互離隔するように動かされなければなら
ない。

スツットガルトにおける１９７８年５月３０日〜６月１
日の工業ロボットに関する第８回国際シンポジウムにお
いて発行された議事録の中には、１巻、４６４頁第６図
につかみ装置が発表されているが、このつかみ装置の場
合クランプジョーはフィンガーにより担持され、フィン
ガーはつかみ装置のハウジングに固定された、ハウジン
グの対称面に垂直に直線に延びるガイドレール上を移動
可能に装着されている。

フィンガーはベルクランク機構によって反対に移動させ
られ、それによってクランプジョーは、規定された方法
で平行にかつつかみ装置のハウジングにコンスタントの
距離をおいて直線上を連続して相対して、または相互離
隔するように運動する。

しかるにこのつかみ装置は、直線のガイドレールを利用
するために、つかみ範囲は比較的小でありながら大なる
スペースを要するという本質的な短所を有する。

独逸特許公開第２２５７６０９号公報によると、２個の
クランプジョーを有するつかみ装置が公知であり、この
場合各クランプジョーは、平行うランク機構の連結棒に
配置されかつ両方の平行うランク機構の夫々１個のクラ
ンクがクランプジョーの反対の運動のため共通の駆動機
構と連結されている。

平行うランク機構は、つかみ範囲は大でありながら、つ
かみ装置のハウジングのスペース節減的構造を可能にす
る。

しかしながら、常に平行に整向された連結棒とクランプ
ジョーは弓状の路上を運動し、その場合ハウジングまで
のクランプジョーの距離は、夫々の相互の距離に依存し
て変化する。

従って、このつかみ装置は、処理される工作物を移動な
しに収容しかつ降ろすことはできない。

本発明は、特許請求の範囲第１項の前提概念による工業
ロボットにして、その場合つかみ装置が小なる必要スペ
ースを有しかつクランプジョーがつかみ装置の対称面に
垂直に延びる直線上を相互平行に反対に運動するような
工業ロボットを創造することを課題とする。

この課題は、特許請求の範囲第１項の特徴部分に表示さ
れた構成によって解決される。

平行うランク機構を今までのようにつかみ装置のハウジ
ングにではなく、差動装置の対に配置された案内棒に配
置し、かつ案内棒の相対位置を、案内装置によって、平
行うランク機構のクランクの旋回状態に依存して制御す
るという措置によって、クランプジョーを担持する、平
行うランク機構の連結棒の運動路を、およびそれと共に
クランプジョーの運動路を１直線に平らにするという可
能性がつくり出される。

この方法によって、従来別個にだけ達成可能であるに過
ぎなかった長所、すなわちスペース節減的構造とクラン
プジョーの直線・平行の運動という長所が、初めて１個
のつかみ装置の中に併合される。

案内装置によって案内棒に行われる補償または修正運動
の規模は、種種の伝動部分の長さ尺度と枢着点の距離と
に依存し、かつ製図的にまたは計算的に探求される。

案内棒と平行うランク機構との伝動技術上特に有利な相
互関係は、各差動装置の対に配置された案内棒が四角リ
ンク機構の一部分を形成し、四角リンク機構の連結棒が
同時に相応する平行うランク機構のウェブとして使われ
る点にある。

別の提案によれば、各案内装置はハウジングに固定され
た少なくとも１個の曲線部分と、付設された平行うラン
ク機構の両方の中の１個のクランクに配置され、前記曲
線部分と共働する１個の案内部材とから成っている。

曲線部分の形を適当に正確に形成する場合、平行うラン
ク機構の案内棒およびそれと共に全体のつかみ範囲にわ
たるクランプジョーの正確な直線案内が達成される。

比較的小なるつかみ範囲に対しては、案内装置は曲線部
分および案内部材の代りに案内棒を、すなわち一方はハ
ウジングにかつ他方は付設された平行りランク機構のク
ランクに枢着された案内棒を装備することもできよう。

案内装置の特に有利な態様は、曲線部分が溝として形成
され、かつ案内部材が溝の中に係入するローラーから成
っていることを特徴とし、その場合ローラーは駆動機構
と平行うランク機構のクランクとの間のヒンジの継手ピ
ンの上に配置されていることである。

つかみ装置の開閉に際し行われる、クランプジョーの反
対運動の同期化のため、駆動機構と連結された、平行う
ランク機構のクランクは、２個の押し棒によって相互連
結され、押し棒の１端部は駆動機構と平行うランク機構
のクランクとの間のヒンジに配置されており、かつ他端
部は共通のヒンジの中に終っており、該ヒンジの継手ピ
ンはつかみ装置の対称面内にあるガイドスリットの中を
滑る。

以下図面の実施例によって、本発明を詳述する。

つかみ装置はハウジング１を有し、ハウジングは工業ロ
ボットの図示されていないアームと連結するための固定
フランジ２を備えている。

工作物Ｗの形状拘束的捕捉と締付けのために、つかみ装
置は２個のクランプジョー３，４を有し、クランプジョ
ーのつかみ面は工作物Ｗの表面のネガチーフ形状を表わ
している。

クランプジョー３，４は、夫々１個の平行うランク機構
７または８の連結棒５または６に着脱可能に固定されて
いる。

平行うランク機構７は２個のクランク９，１０を含み、
これらのクランクは夫々１個の継手ピン１１または１２
によって連結棒５と連結されている。

クランク９，１０は２個の継手ピン１３，１４によって
目板１５と連結され、目板は平行うランク機構７のウェ
ブを形成する。

平行うランク機構８は２個のクランク１６゜１７を含み
、これらのクランクは夫々１個の継手ピン１８または１
９によって連結棒６と連結されている。

クランク１６，１７は２個の継手ピン２０゜２１によっ
て目板２２と連結されて、目板は平行うランクギヤ８の
ウェブを表わす。

継手ピン１３には、案内棒２３の１端部が配置され、案
内棒の他端部はハウジング１に固定された継手ピン２４
に装着されている。

継手ピン１４には、同じように案内棒２５の１端部が配
置され、案内棒の他端部はハウジング１に固定された継
手ピン２６に装着されている。

ハウジング１に支持された案内棒２３．２５は、クラン
ク９，１０を従って全部の平行うランク機構７を担持す
る。

案内棒２３，２５は継手ピン２４，２６の上に旋回可能
に装着されている故に、目板１５によって形成された、
平行うランク機構７のウェブは、ハウジング１に相対的
に運動可能である。

案内棒２３゜２５はこの場合四角リンク機構２７の一部
分であり、四角リンク機構のウェブをハウジング１が、
かつその連結棒を目板１５が形成する。

こうして目板１５は同時に四角リンク機構２７および平
行うランク機構７の伝動要素である。

継手ピン２１には案内棒２８の１端部が配置され、案内
棒２８の他端部はハウジング１に固定された継手ピン２
９に装着されている。

継手ピン２０には同じように案内棒３０の１端部が配置
され、この案内棒の他端部はハウジング１に固定された
継手ピン３１に装着されている。

ハウジング１に支持された案内棒２８，３０は、クラン
ク１６゜１７を従って全平行うランク機構８を担持し、
その場合目板２２によって形成された、平行うランク機
構８のウェブは、平行うランク機構７のウェブと同様に
、ハウジング１に相対的に運動可能である。

案内棒２８，３０は四角リンク機構３２の一部分であり
、四角リンク機構のウェブをハウジング１が、かつその
連結棒を目板２２が形成する。

目板はこうして四角リンク機構３２の、また平行うラン
ク機構８の伝動要素である。

クランク９，１７は、目板１５，２２を越えて延長し、
かつその端部に継手ピン３３または３４を保持している
。

継手ピン３３には担体板３５が配置され、担体板は単動
式圧搾空気シリンダー３７のピストン棒３６と固く連結
されている。

継手ピン３４には担体板３８が配置され、この担体板は
、直接圧搾空気シリンダー３７のハウジング３９にねじ
固定されている。

圧搾空気シリンダー３７は、専ら担体板３５，３８によ
って担持され、それによってハウジング１に相対的に運
動可能である。

継手ピン３３，３４には、押し棒４０または４１の１端
部が配置されている。

押し棒４０，４１の夫々他の端部は、ヒンジ４３の共通
の継手ピン４２に装着され、その場合継手ピン４２はつ
かみ装置の対称面Ｅ内にあるハウジング１のガイドスリ
ット４４の中で、滑動する。

継手ピン４２には引張ばね４５の１端部が配置され、引
張ばねの他端部はハウジング１に固定されている。

押し棒４０．４１は、一方では引張ばね４５の力を継手
ピン３３゜３４に転送すると共に、他方ではガイドスリ
ット４４と共に、継手ピン３３が対称面Ｅに対して常に
継手ピン３４と同じ距離を有すること、およびクランク
９，１０および１６，１７が対称面Ｅに対して常に鏡映
対称的状態を占めるようにしている。

圧搾空気シリンダー３７、引張ばね４５および押し棒４
０，４１は、クランプジョー３，４の共通する反対の運
動のための駆動機構４６を形成する。

継手ピン３３，３４を有するヒンジ、すなわち駆動機構
４６とクランク９，１７との間のヒンジは、４７または
４８で表わされる。

ヒンジ４７，４８の継手ピン３３，３４には、回転可能
のローラー４９または５０が装着されている。

各ローラー４９，５０は、ハウジング１内に作成された
弓状の溝５１または５２の中を案内される。

ローラー４９と溝５１とは案内装置５３を形成し、他方
ローラー５０と溝５２とで案内装置５４を形成している
。

案内棒２３，２５および案内装置５３は、平行うランク
機構７に関連させられた差動装置５５を形成し、一方案
内棒２８゜３０および案内装置５４は、平行うランク機
構８に関連させられた差動装置５６を形成している。

つかみ装置は作動態様は、次のごとくである。

つかみ装置の開放された位置において、圧搾空気シリン
ダー３７は圧搾空気で作用され、それによって圧搾空気
シリンダーは、担体板３５，３８に対しこれらの担体板
を連続して動かす力を及ぼす。

これによって、クランク９，１７従って平行うランク機
構７，８は、引張ばね４５の力に抗して図示されている
旋回状態に保持され、その場合ローラー４９，５０は溝
５１，５２の内側にある端部に接合する。

つかみ装置が工作物Ｗを捕捉するのに必要な位置にある
時、圧搾空気シリンダー３７は排気され、ついで引張ば
ね４５は押し棒４０゜４１を経てヒンジ４７，４８を相
互離開するように動かし、その際にクランク９，１７は
、クランプジョー３，４が一様に連続して運動するよう
に反対に旋回する。

その場合平行うランク機構７゜８は、クランクジョー３
，４がこの運動の間にその相対平行整向性を保持せしめ
る。

クランク９，１７の旋回に際し、ローラー４９゜５０は
溝５１，５２の内部を移動させられ、それによってヒン
ジ４８，４９は溝５１，５２の形に相当する弓状の路を
運動する。

ヒンジ４７，４８のこの弓状の運動の運動成分、すなわ
ち対称面Ｅに平行に指向する運動成分は、案内棒２３，
２５および２８，３０の旋回従って目板１５，２２の反
対に向いたハウジング１に対する相対運動を実現する。

目板１５，２２は平行うランク機構７゜８のウェブを形
成している故に、目板１５，２２の相対運動はクランク
９，１０および１６，１７の旋回に重畳される。

製図機的および計細機的処理によって、溝５１，５２の
形は、この溝の形によって生ずる目板１５，２２の相対
運動が平行うランク機構７，８の運動経過を次のように
修正するように、すなわち連結棒５，６従ってクランプ
ジョー３，４が、対称面Ｅに垂直に延びる直線Ｇに沿っ
て運動するごとくに修正するように決められている。

つかみ装置が閉鎖した後、工作物Ｗは、一方は引張ばな
４５の作用により、他方は工作物の表面とのクランプジ
ョー３，４の形状結合により、摩擦的かつ形状拘束的に
確保される。

つかみ装置の開放のため、圧搾空気シリンダー３７は圧
搾空気で作用され、それによって圧搾空気シリンダーは
引張ばね４５の力と反対にヒンジ４７．４８を連続して
動かし、かつ平行うランク機構７，８を図示された状態
に旋回させる。

この場合も、ローラー４９，５０は溝５１，５２の内部
で移動させられ、そして溝５１，５２はそれに応じて再
び目板１５，２２の相対運動を誘発させるので、クラン
プジョー３，４は、つかみ装置の開放に際しては、閉鎖
の場合と同じ直線の運動路上を運動する。

この方法によって、工作物Ｗははさまれたり、傾いたり
または動かされることなく、収容されそして再び降ろさ
れる。

この実施例の場合、対をなして互いに付設された案内棒
２３，２５または２８，３０は、同じ長さでかつ相互平
行に延びており、それによって四角リンク機構２７，３
２は平行うランク機構として形成されている。

ただし、この四角リンク機構の特殊型は、つかみ装置の
機能能力にとって絶対に必要なものではない。

差動装置５５，５６の四角リンク機構２７，３２は、長
さの相違したかつ相互角度を成している案内棒を有する
こともできよう。

この場合には、再びクランプジョー３，４の直線の運動
路を得るためには、単に溝の形を四角リンク機構の連結
棒の異って延びる運動路に適合させる必要があるに過ぎ
ない。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の１実施例を示す。 １・・・・・・ハウジング、７，８・・・・・・平行う
ランク機構、９，１０，１６，１７・・・・・・クラン
ク、２３゜２５．２８，３０・・・・・・案内棒、２７
．３２・・・・・・四角リンク機構、３３，３４，４２
，４３，４７゜４８・・・・・・継手ピン、４０，４１
・・・・・・押し棒、４４・・・・・・ガイドスリット
、４６・・・・・・駆動機構、４３゜４７．４８ヒンジ
、４９，５０・・・・・・ローラー、５１゜５２・・・
・・・溝、５３，５４・・・・・・案内装置、５５，５
６・・・・・・差動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと２個のクランプジョーとを備えるつか
   み装置を有する工業ロボットにして、つかみ装置におい
   ては、各クランプジョーが夫々１個の平行うランク機構
   の連結棒に配置され、そして平行うランク機構の夫々１
   個のクランクがクランプジョーの共通の反対方向の運動
   に使われる駆動機構と連結されている上記工業ロボット
   において、各平行うランク機構７または８に差動装置５
   ５または５６が付設されており、この差動装置が平行う
   ランク機構７または８を担持する２個の案内棒２３．２
   ５または２８，３０と、平行うランク機構７または８の
   クランク９，１０または１６，１７の旋回状態に依存し
   てハウジング１に対する該案内棒の相対状態を制御する
   案内装置５３または５４とから成っていることを特徴と
   する工業ロボット。 ２ 各差動装置５５または５６の案内棒２３，２５また
   は２８，３０が四角リンク機構２７または３２の一部分
   を形成し、四角リンク機構の連結棒１５または２２が同
   時に付設された平行うランク機構７または８のウェブと
   して使われることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の工業ロボット。 ３ 案内装置５３，５４がハウジング１に固定された少
   なくとも１個の曲線部分５１または５２と、付設された
   平行うランク機構７または８の両クランクの１つ９また
   は１７に配置され、前記曲線部分と共働する案内部材４
   ９または５０とから成っていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項に記載の工業ロボット。 ４ 曲線部分が溝５１または５２として形成され、そし
   て案内部材が溝５１または５２の中に係入するローラー
   ４９または５０から成っており、その場合ローラー４９
   または５０が駆動機構４６と平行うランク機構７，８の
   クランク９，１７との間のヒンジ４７，４８の継手ピン
   ３３，３４の上に配置されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項に記載の工業ロボット。 ５ 駆動機構４６と連結された平行うランク機構７．８
   のクランク９，１７が、２個の押し棒４０゜４１によっ
   て相互連結され、押し棒の１端部が駆動機構４６と平行
   うランク機構７，８のクランク９．１７との間のヒンジ
   ４７，４８に配置され、そして他端部が共通のヒンジ４
   ３の中に終っており、このヒンジの継手ピン４２がつか
   み装置の対称面Ｅ内にあるガイドスリット４４の中を滑
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   の何れかに記載の工業ロボット。