JPS59166441A - ロボツトによる内径が偏心した物品の装着システムおよび装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はロボットによって、内径が偏心した物品を旋
盤等の工作機械へと装着せしめるシステムおよび方法に
関する。

例えば連続鋳造に用いられる溶鉄の射出ノズル等の管状
体を製造する場合、作業者が円柱体の略中心に貫通孔を
あけた素材管状体を、内径を把持するチャックを備えた
旋盤にチャックし心押台で中心を出した後内径中心を回
転中心として旋削加工して製作している。

ところが、上記操作つまり素材管状体を旋盤にチャック
する操作をロボットによって行わせようとした場合、上
記素材管状体は往々にして内径と外径の中心が一致して
おらず、つまり内径が偏心しているため、およびその偏
心量、偏心方向が（重々異っているために、実現が困難
で４勺っだ。

すなわち、ロボットによって、上記のような管状体を扱
わせるには通常その外周を把持せしめ、上記のように管
状体を突起状のチャックに挿通せしめるには特に、ロボ
ットによって外周を把持せしめる方が有利なのであるが
、かといってただ単にロボットによって管状体の外周を
把持せしめ外周を基準にしてハンドリングせしめたので
は、該素材管状体の内径は前記のように偏心しているた
め、該素材を工作機械のチャック前面に持たらした際に
挿入不能になる。

つまり上記の場合、ロボットによって、素材の外周中心
はチャックの把持中心に一致するようにしてチャック前
面に持たらされはするが、チャックの把持中心と内径中
心とは一戦されていないために挿入不能になるのである
。

そして、上記挿入不能になる事態を避けようとしてチャ
ックの管状体への挿入先端を小径としても、今度はチャ
ックが開くに伴う・彦状体の移ｆＩＩｂ　Ｊｔが過大と
なって、ロボットハンドに過大なコンプライアンスを付
与しなければならなくなるといった不具合や、上記チャ
ックの管状体への挿入先端は実際上あまり小径に形成す
ることはできず、あまり小径にすると管状体の支持力が
低下するといった別の欠点が生じる。

そこで、この発明は上記のような欠点を何ら生じること
なしに、上述のような内径偏心物品の工作機械への装着
をロボットによって自動的になさしめ得る装着システム
および方法を提供するものであり、要旨とするところは
、物品を予め位置決めされた治具へ挿入して内径を基準
として位置決めする点および内径基準で位置決めされた
上記物品をその把持中心が可変なロボットによって内径
基準のまま把持、移送および装着動作せしめる点にある
。

以下、図面に基づいてこの発明の装着システムを管状の
射出ノズルの旋盤による旋削加工に用いた実施例を説明
する。

第１図はｊ概略平面図であり、この例のシステムは素材
管体（１）を上方から挿し込んで、第２図（５）に示し
たような直立状態で支持する棒状の治具（２）を複数本
植設した累月供給テーブル（３）と、素材管体（１）の
略中央部に穿設した貫通孔（４）に嵌まり込んで開き、
該素材管体（１）を第２図（ハ）に示したように強固に
支持しうるチャック（５）を備えた旋盤（６）と、上記
供給テーブル（３）と旋盤（６）間に配置された素材管
体（１）の移送および装着用のロボット（７）とからな
り、治具（２）に挿入されている素材管体（１）をロボ
ット（７）でもって把持せしめてテーブル（３）上から
抜き取り　（第２図（Ａ））、該抜き取った素材管体（
１）を次に旋盤（６）のチャック（５）へと挿入せしめ
る（第２図（ハ））ようになっているが、上記供給テー
ブル（３）およびロボット（７）は以下に詳述するごと
くなっていて、素材管体（１）の偏心した貫通孔（４）
がロボット（７）により移送されたｔ麦、旋盤（６）の
チャック（５）位置に正確に持たらされ装着されるよう
になっている。

すなわち、前記素材供給テーブル（３）はこの実施例の
場合、円板型の回転自在なテーブルになっており、該テ
ーブル（３）を回転させると前後の２列の治具（２）位
置が交替して、ロボット（７）側に向いた前面に新たな
素材Ｗ体（１）が持たらされるようになっているが、前
後の治具（２）列がロボット（７）に対して平行になっ
た第１図の状態で、テーブルの回転が固定され、各治具
（２）の位置も予め定められた一定の位置（ロボット（
７）に対して一定位置）に位置決めされるようになって
いる。

なお、治具（２）は第２図（５）に示したようにテーブ
ル（３）板面に差し込み式にて固定されており、扱う素
材管体（１）の内径、長さ等の形状が変われば、当該素
材形状に合った形状の治具に取嘗えうるようになってい
る。

次にロボット（７）について説明すると、該ロボット（
７）は垂直ポストに清って昇降し、かつ該垂直ポストま
わりで旋［鳥在な水平アーム（８）を有する通常の円筒
座原型ロボットであるが、上記アーム（８）の先端には
水平軸（９）まわりで揺動自在な手首部分（１１）を介
してハンド（１のを連結してあり、該ハンド（１２）は
揺動モータ　（１３）によつ゛Ｃ前記手首部分（１１）
に対して軸０／Ｉ）まわりで旋回動されると共に、手首
部分（１１）が揺動モータ（ｌ■によって旋回劇ｌされ
て、アーム（８）に対して後述のグリップ爪（１６）が
下方を向いた第４図実線図示の状態と、グリップ爪（１
６）が前方へ向いた第４図鎖線図示の状態との間で変位
するようになっている。

そして、さらに該ハンド（１２）はハウジング（１７）
内に内装された、スライドブロック（１８）とシリンダ
（１９）とからなる押付典構（２１）と、上記スライド
ブロック（１８）に連設されたグリッパ（２２の支持枠
（２３）とからなっており、該支持枠（２３）は前記押
付機構（２１）によって第３図１点鎖線と２点鎖線図示
の間に亘って移ωｊされ、１点鎖線図示のように最左方
へ押伺けられた状態でグリッパ（２２）に把持された素
材管体（１）が前記チャック（５）に挿入されるように
なっている。

また、この実施例で１．′前記支持枠（２３）に設けら
７− れた１対のグリッパ（２２）のうち抛３図右側のグリッ
パ（２２）が、支持枠ｃ２３）に対して取付位置をｐＪ
　１ｌｆｌｌしうるようになっており、扱う素材管体（
１）の長さが変化しても当該管体の長さに合わせてグリ
ッパ（２２の把持間隔（Ｓ）を変えうるようになってい
る。

（２４）は上記移動可能なグリッパ（２２）の取付ねじ
である。

次にグリッパ（２２）について説明すると、このグリッ
パ（２２）は第５図に示したように、ハウジング（２５
）内に装架した２本のロッド（２６）に沿って移動自在
な１対のグリップ爪α６）と、該グリップ爪（１６）の
開閉用のシリンダ（２７）と、グリップ爪（１６）の開
閉状態を固定維持する抑圧シリンダ（２８）とからなっ
ているが、上記グリップ爪（１６）の把持面（１６ａ）
を平面になしであると共に上記開閉用のシリン＞゛（２
７）は本体（２７ａ）側を一方のグリップ爪（１６）に
、ロッド（２７＋））側を他方のグリップ爪（１６）に
直接連結してあって、前記押圧シリンダ（２８）が収縮
してグリップ爪（１６）を８− 押圧していない状態では、上記１対のグリップ爪（１６
）はロッド（２６）に沿って自由に移動しつつ開閉し、
第５図に示したように、治具（２）に挿入された管体（
１）の内径の中心０１）はグリッパ（２２）全体の中心
軸堅）に一致しているゼ・３、外径の中心１０２）はグ
リッパ（２２）の中心軸（４）に一致していない場合で
も、グリップ爪（１６）は閉じるに従ってその把持中心
を自動的に管体の外径中心（ｏ２）に一致されて管体（
１）を把持するようになっている（第５図鎖線）。つま
り、該ロボツ１〜ハンド（１２）によっては、治具（２
）に挿入されて内径を基準として位置決めされている管
体（１）を、当該状態を紐持したまま把持しうるのであ
る。

そして、上記のようにグリップ爪（１６）により把持さ
れた素材管体（１）は、その内径中心ｕｌ）がグリッパ
（２２）の中心軸（ｅ）に一致して把握されているが、
前記抑圧シリンダ（２８）を伸長してロッド先端（２８
ａ）を、一方のグリップ爪０６）の基端に形成しｔこ当
たり面（１６１））に押圧すると、グリップ爪（１６）
の横方向スライドが阻止されて当該把握状態が固定維持
されるようになっている。

なお、」二記押圧シリンダ（２８）は常時は収縮してい
て、１対のグリップ爪（１６）はロッド（２６）に沿っ
て移動自在であるが、グリップ爪（１６）の前記把持面
（１６ａ）　　に設けた図示しない圧着センサーによっ
てグリップ爪（１６）による管体（１）の把持状態が検
出されると、該検出信号によって押圧シリンダ（２８）
は抑圧作用しグリップ爪（１６）をハウジング（２５）
に対して固定するようになっている。

なお、上記例のグリップ爪の把持面（１６ａ）は把持後
の管体（１）の位置ずれを防止するために滑り止め材を
貼着しである。

また、上記実施例ではロッド（２６）に活って移動自在
な１対のグリップ爪（１６）を１本のシリンダ（２７１
で連結しているので、一方のグリップ爪（１６）が管体
（１）に当接して停止した後、他方のグリップ爪（１６
）が急速に管体（１）に近づいて把持し最初に管体（１
）に当接したグリップ爪０６）によっても管体（１）は
横方向の、つま”り管体を倒す方向の圧力をほとんど受
けないとか、他方のグリップ爪（１６）が音の速７ｆで
移動するようになるので把持に要する時間が短いといっ
た長所があり、素材管体（１）に対して治具（２）が短
い場合でも管体（１）が転倒するおそれがほとんどない
ことがら、治具（２）を可及的に短くできるといった利
点もあるが、この発明に用いるロボットは上記実施例に
限定されるものではなく、例えば、第６図に示したよう
な、ハウジングｃ２５）円に設けた２本のロッド（２６
）に沿って移動する１対のグリップ爪（１６）に夫々独
立してシリンダ（２９）を設けたグリッパであってもよ
い。

ａ この場合、グリッ＼爪（１６）は別個に駆動されるノテ
、管体（４）には、最初に当接するグリップ爪（１６）
によって、グリップ爪（１，６）の挟持圧だけの溝方向
の圧力（第６図矢印イ）がかがることになるが、１対の
グリップ爪（１６）が管体（１）を挾んで停止した後は
、前記例と同様に、管体（１）　ｉ、ｌその内径中心Ｏ
１）をグリッパ（２２）の中心ＩＩＩＩＩｌ（４）に一
致されて固定挟持されるので、前記例のような抑圧シリ
ンダ（２８）は不要となる。

また、さらにイｍの例としては第７図に略本したような
、１対のグリップ爪（］６）が左右ねじ（３１）を介し
て同−里宛開閉、駆動されるようになったグリッパ（２
２）部分全体を、アーム（８）側に対してグリップ爪（
１６）の開閉方向に清って摺動シリンダ（３３）等を用
いた移動位置での固定手段とを配設したものであっても
よい。

要するに、この発明に用いるロボットはその物品把持中
心が、治具に挿通さイ′１゜て位置固定されている物品
の外周に倣って移動可能であり、把持した後、該把持部
がロボットのアーム側に対して固定維持さ丁するもので
あればよい。

この実施例のシステムは以上のようになっていて、次の
ようにして内径が・偏心した管体（１）を旋盤（６）に
装着せしめうる。

すなわち、まず、このシステムの作興１開始に先立って
は、前記供給テーブル（３）上の治具（２）に内径が偏
心していない、つまり内径の中心ｕｌ）１１− と外径の中心ｕ２）とが正確に一敗している数示用のモ
デル管体を挿入して、該モデル管体を用いてロボット（
７）に一連の抜き取りから装着までは、前記グリッパ（
２２）の中心軸（／７）は必ず管体（ｌ）（【 の内径中心（［Ｊ］）に一致するようになし、ロボット
（７）が管体（］）をチャック（５）に１０−人する際
には、グリッパ（２２）の中心軸（ｅ）が必ずチャック
（５）の中心ｕ３）に一致するようになしておく。

そして、次には実際に内径の偏心している素材管体（１
）を治具（２）上に挿し立てておき、ロボ・〕・ト（７
）を動作させれば、ロボット（７）は各治具（２）位置
において、そのグリッパ（２２）中心細軸）を内径中心
（０１）に合わせて管体（１）を掴み動作し、グリ位置
決めされている管体（１）は当該状態を維持したまま治
具（２）から引抜かれる。

１２− そして、当該把持状態は、前記叩圧シリンダブ （２８）によってグリツペ爪（１６）がハウジング（２
５Ｅに位置固定されることによって維持されるノテアー
ム（８）が旋回すると共にハンド（］２）が第４図実線
図示のように変位されて管体（１）がチャック（５）前
面に持たらされた際にも、予めグリッパ（２２）の中心
「咄（ｅ）がチャック（５）中心０３）に一致するよう
教示されていることから、管体（１）の貫通孔（４）は
チャック（５）先端に正確に一致されることになる。

したがって、次に前記押付機構（２１）を作動して管体
（１）を平行に横移動させれば、管体（１）は円滑にチ
ャック（５）に挿入される。

上記のようにして素材管体（１）のチャック（５）への
装着が終わると、ロボット（７）はグリッパ（２２）を
開いて・α体（１）を放し、加工が終了するまで他所で
時期して１ｌ１５す、加工が完了すると再び別の素材管
体（１）を治具（２）から抜き取って装着動作する。

なお、上記実施例では物品が管体であったがこの発明は
内径が偏心した環状体または筒状体にも適用でき、工作
機械も旋盤に限らず例えばホブ盤等の物品内径を把持し
うるチャックを有したものに適用できる。

以上の説明で明らかなように、この発明は、物品を予め
位置決めされて配置された治具へと挿入して物品を内径
を基準として位置決めし、該物品をその把持中心が可変
であるロボットによって、内径を基準とした状態を維持
して治具から抜出し、工作機械に装着せしめるので、物
品の内径の偏心散が大であっても、また偏心方向が種々
異っていても、ロボットによって物品を障害なく円滑に
工作機械に装着しうる。

したがって、工作機械のチャック先端を物品の内径に挿
入しうる範囲で径の大きなものになし得、工作機械での
物品の支持をより確実なものにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のシステム全体の概略平面図、第２図
（５）部）は物品の治具への挿入状態およびチャックへ
の装着状態を示した説明図、第３図はロボットのハンド
部分の正面図、第４図は同側面図、第５図はグリッパ部
分の断面図（断面は第３図のｖ−ｖ線）、第６．７図は
グリッパの他の実施例を示した断面図である。 （１）素材管体（物品） （２）・治具　　　　　（４）貫通孔 （５）・チャック　　　（６）・旋盤 （７）・・ロボット （１６）・・グリップ爪（把持部） （２８）・抑圧シリンダ　υ１）・内径中心第３図 二 矯　ｃ　１ワ 賭　Ｃ口 ｚ７　Ｊ　　に」 ３ 矛す凶 ６ 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め位置決めされて晴、隠された物品挿通支持用
   の治具と、物品の内径を把持するチャックを４ｔｆｔえ
   た旋７；藩等の工作類・；栽と、上記治具と工作機課；
   間で物品を１多送１−るロボットとからなる内径が偏心
   した物品の工作機械への装着システムであり、上、己ロ
   ボットの物品把持部はその把持中心が上記治具に挿通さ
   れた物品の外周に伽って可変であると共に、把持状態に
   おいては固定可能であることを特徴とするロボットによ
   る内径が偏心した物品の装着システム。
2. （２）　　ロボットによる　　が偏心した物品の旋盤等
   の工作機ｌＴｉ１８への装着方法であって、予め位１忍
   決めされて配置された物品挿通支持用の治具へと挿入さ
   れることによって内径を基準として位置決めされている
   物品を、その把持中心が可変なロボットによって、内径
   を基準とした状態を維持して治具から抜出し、当該内径
   を基準とした把持状態で旋盤等の工作機械へ装着せしめ
   ることを特徴とするロボットによる内径が偏心した物品
   の装着方法。