JPS5919691A - ロボツトのマシンハンド着脱機構 - 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】 本発明はロボットのアーム先端に設りられ異なった種類
のマシンハンドをアームに着脱自在に取付りるロボット
のマシンハンド着脱機構に関する〜。

組立ロボット、加工ロボット等を経済的に使用しようと
する場合には、ロボットのアームとマシンハンドとを切
り別ずとともに、ロボットのアーム先端にマシンハンド
着脱機構を設け、一方、マシンハンドを作業内容に応じ
て多種類準備するとともに着脱機構に着脱されるマシン
ハンドの着脱８１；をそれぞれ同一形状にし、作業内容
が異なるごとにその作業内容に通したマシンハンドに交
換するようにすればよい。

従来上述のような場合に使用されるマシンハンド着脱機
構としては、油室圧力のホース接続に用いられている、
いわゆるワンタンチ式流体継手あるいはセルフシーリン
グカップリング機構が採用されている。しかしながら、
このようなワンタンチ式流体継手を使用した場合には、
該継手が高精度で加工されているので、これに適合する
マシンハンドの着脱部の同心度を高くしなければならず
、これにより、各マシンハンドが高価になってしまうと
いう問題点があった。

しかも、このものは複数の球を使用してマシンハンドを
把持しているため、回転トルクに対して弱く、作業中に
マシンハンドが回転してしまうという問題点もある。

本発明の目的は、着脱ずべき各種マシンハンドの着脱部
に高精度加工を施さなくてもよく、また、強固に把持で
きるマシンハンド着脱機構を提供することにより、結果
として安価な各種マシンハンドの製作を可能にせんとす
るものである。

本発明の目的を達成するための本発明の構成は次の通り
である。

ロボットのアームの先端にテーパ部を有する円筒状のケ
ースを固定した点。

ケース内にスライダを収納しこのスライダに開閉可能な
複数の爪を連結した点。

爪の先端部をテーバ部に係合させ、スライダが移動した
と門楔作用によって爪が閉じマシンハンドを把持するよ
うにした点。

本発明の構成による作用は次の通りである。

ケース内にマシンハンドの着脱部を挿入することにより
、マシンハンドの着脱部を開状態の爪間に位置させる。

次に、スライダをケースの軸線に沿って先端側に移動さ
せると、複数℃爪はテーバ面の楔作用によって揺動して
閉状態となる。この結果、これらの爪はマシンハンドの
着脱部外周面と複数箇所において面接触し、強固な把持
力が得られる。このため、マシンハンドに作業中に回転
トルクが外力として作用してもマシンハンドが回転する
ことはない。しかも、爪がマシンハンドを把持する際、
ケースの軸線とマシンハンドの軸線がずれていても、ま
た、マシンハンドの着脱部の同心度があまり高くなくて
も、マシンハンドの着脱部が複数の１氏によって回りか
ら把持されるので問題はない。

このようにして、本発明の目的が達成される。

本発明によれば、ケースの軸線とマシンハンドの軸線と
の心ずれが許容されるため、所定位置に待機しているマ
シンハンドをロボットのアーム先端に連結する際、ロボ
ットの位置決め制御が容易になるという特有の効果を奏
する。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１は組立ロボット、加工ロボット等の
アームであり、このアーム１はロボットの作動により予
め定められた軌跡を辿る。

このアーム１の先端にはマシンハンド着脱機構２が取付
けられている。マシンハンド着脱機構２は、略円筒状の
ケース３を有し、このケース３はその基端部が前記アー
ム１の先端に固定されている。このケース３は、外筒４
と、外筒４の基端部に遊嵌された外筒４と同軸の内筒５
と、外筒４の基端ＯＲと内筒５の基端部とを連結すＺ＋
リングｎ１（６と、を有する。外筒４の先ｈａ＋　ｎｔ
−内周にはねじ７が形成され、このねじ７にはねしリン
グ８がねじ込まれている。９はテーバリングであり、こ
のテーパリング９は上記ねしリング口によって回り止め
されている。ＩＯは回し玉具取伺孔である。このテーパ
リング９の内周面にはケース３の先端に向って先細りと
なったテーパ部１１が形成されている。ケース３内には
スライダ１２が収納され、このスライダ１２はリング状
のピストン部１３と、ピストン部１３の先端から先端側
に突出する円筒部１４とを有する。前記ピストン部Ｉ３
は、外ｍ４、内筒５およびリング部６により囲まれたリ
ング状のシリンダ室１５に摺動可能に収納されている。

そして、外筒４とピストン部］３との間は０リング１６
によってシールされ、内筒５とピストン部１３との間は
Ｏリング１７によってシールされている。１５ａはリン
グ部６に形成されたボートであり、このボート１５ａの
先端はシリンダ室１５に開口し、基端は図示していない
圧力流体源に接続されている。円筒部１４の先端部には
ケース３の軸線に沿って延びる複数のスリット１８が形
成され、これらのスリット１８は円周方向に互いに等角
度離れている。１９は複数の爪であり、冬瓜１９はその
基端部がそれぞれスリット１日内に挿入され、ピン１８
ａを介して円筒部１４に回動可能に連結されている。こ
れらの爪１９はケース３の軸線を含む放射面内を揺動可
能であり、その揺動により開閉する。冬瓜１９は先端に
向かうにしたがいその厚さが（余々に薄くなり、その勾
配は前記テーパリング９のテーパ部１１の勾配と等しい
。また冬瓜１９の先端部外周はテーパリング９のテーパ
部１１に係合している。冬瓜１９の恭鯖邪には放射内方
に突出する爪拡開手段としての突起２０がそれぞれ形成
されている。内筒５内にはその軸線上に貫通した孔２１
が形成され、この孔２１には流体給排軸２２の中央部が
遊嵌されている。流体給排軸２２の先端にはフランジ２
３が形成され、このフランジ２３の先端面には前記爪１
９の突起２０に当接可能な傾斜した当接面２４が形成さ
れている。フランジ２３とスライダ１２のピストン部］
３との間にはピストン部１３を常に基端側に付勢する第
２弾性体としての圧縮スプリング２５が介装されている
。流体給ＩＡ自ｔ＋２２の先端部に形成された段差面２
６と内筒５の先端面との間には、流体給排軸２２を先端
側に；ＩＦ；に付勢する第１弾性体としての皿ばね２７
が介装されている。流体給排軸２２の売品１面には糸端
方向に向って先細りの円錐状のシール凹み２８が形成さ
れ、このシール凹み２８は流体給排軸２２と同軸である
。２９は流体給排軸２２の基端部にねじ込まれたダブル
ナツトであり、このダブルナツト２９と前記段差面２６
との間の距離は、内筒５の軸線方向長さと皿ばね２７の
自由高さとの合計長さ以内にセットされている。３０は
流体給排軸２２内に形成された流体給排軸２２の軸線に
沿って延びる流体給排路であり、この流体給排路３ｏの
先端は前記シール凹み２８の底部に開口し、その基端は
図示していない圧力流体源に接続されている。

３１はマシンハンド着脱機構２によってアーム１に着脱
自在に取付けられたマシンハンドであり、このマシンハ
ンド３Ｉはケース３内に挿入される着税部としてのシリ
ンダ軸３２を有する。シリンダ軸３２はその基端に前記
シール凹みＺＢ内に挿入される円錐状のシール部３３を
有し、このシール部３３の外周には流体給排軸２２とシ
リンダ軸３２との間をシールするＯリング３４が装着さ
れている。

シリンダ軸３２内には流体給排路３０から供給された圧
力流体によりシリンダ軸３２内を移動するピストン３５
が収納され、このピストン３５のピストンロンド３６の
先端にはリンク機構によって作動するフィンガー３７が
取付けられている。そしてこのフィンガ普３７ばワーク
を外側から把持するものである。第２（ａ）から（ｅ）
図には各種のマシンハンド３１の概略を示しており、第
２　（ａ）図のものはボルトねじ込みに使用され、第２
（ｂ）図のものはリングを内側から把持するのに使用さ
れ、第２　（ｃ）図のものは円柱状のものを外側から把
持するのに使用され、第２　（ｄ）図のものはスナップ
リングを把持するのに使用され、第２　（ｅ）図のもの
はバキュームカップによってプレートを吸着するのに使
用される。そして、これらのマシンハンド３１は作業内
容に対応してアームｌに把持される。

次にこの発明の一実施例の作用について説明する。

マス、マシンハンド着脱機構２がマシンハンド３１を把
持していない状態を説明する。このときには、スライダ
１２は圧縮スプリング２５の付勢力によって最も基端方
向に移動しており、流体給排軸２２は圧縮スプリング２
５の付勢力によりダブルナツト２９が内筒５に当接する
まで売品１方向に移動している。このため当接面２４に
爪１９の突起２０が当接し、爪１９はビン１８ａを中心
として放射外方に強制的に揺動され、その先端部がテ−
パ部１１に係合した位置で係止している。この結果、複
数の爪１９は開状態にある。次にロボットを作動してア
ーム１を待機位置に保持されているマシンハンド３１に
接近させ、マシンハンド３１のシリンダ軸３２をケース
３内に挿入する。このとき、ロボットの制御上の誤差か
ら流体給排軸２２の軸線とシリンダ軸３２の軸線とが狂
っている場合がある。この場合には流体給排軸２２が孔
２１内に遊嵌されており、しかも流体給排軸２２の円錐
状をしたシール凹み２８内に円錐状をしたシール部３３
が挿入されるので、これらのシール凹み２８およびシー
ル部３３の求芯作用によって流体給排軸２２が孔２１内
を移動して偏心し、流体給排軸２２とシリンダ軸３２と
が同軸となる。また、このとき、流体給排軸２２はシリ
ンダ軸３２に押されて基端方向に移動し、皿ばね２７が
段差面２６と内筒５の先端面との間で挟圧される。この
皿ばね２２のばね定数ば一般に圧縮スプリングのばね定
数より大きいため、Ｏリング３４は完全に押しつぶされ
て流体給排軸２２とシリンダ軸３２との間が確に記シー
ルされる。なお、シリンダ軸３２のハンド着脱機構２へ
の挿入Ｎ誤差は皿ばね２７の伸縮性によって吸収される
。次に、ボー！１５ａを介して圧力流体源から圧力流体
をシリンダ室１５内に供給する。これによりスライダ１
２が圧縮スプリング２５を圧縮しながら先端方向に移動
する。

この結果、爪１９はテーパ部１１の楔作用によって放射
内方にピン１８ａを中心として回動し、閉状態となる。

このとき爪１９の内面はシリンダ軸３２の外周面に圧接
し、爪１９がシリンダ軸３２を挟持する。このとき爪１
９の内面がシリンダ軸３２の外周面に全面接触するので
、シリンダ軸３２はｔｉｌｌ実に把持される。次に、流
体供給路３０を介して圧力流体源からシリンダ軸３２内
に圧力流体を供給し、ビスＩ・ン３５を移動させてフィ
ンガー３７を作動する。次にマシンハンド３１を取り外
す場合には、シリンダ室１５の圧力流体を排気する。こ
れによりスライダ１２は圧縮スプリング２５の弾性力に
押されて基端方向に移動し、爪１９の突起２０が当接面
２４に当接する。この結果、爪】９ばピン１８ａを中心
として強制的に放射外方に揺動され、爪１９が確実に開
状態となる。これにより、マシンハンド３１が再度ケー
ス３内に挿入される際、爪１９とマシンハンド３１のシ
リンダ軸とが干渉することはない。

以上説明したようにこの発明によれば、着脱すべき各種
マシンハンドの着脱部に高精度加工を施さなくてもよく
、また、強固に把持でき、結果として安価な各種マシン
ハンドを製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すその断面図、第２（
ａ）から（ｅ）図は各種マシンハンドを示す概略側面図
である。 １・・−・・・アーム、 ３−・−ケース、 １１−・−テーパ部、 １２−−−一・スライダ、 １９−・・−・爪、 ３１−・・・マシンハンド。 特許出願人　　　　　帝人製機株式会社代理人弁理士有
我軍一部 第２図 （０） 第２図 （ｃｌ＋ １ 第２図 （８〕 １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットのアーム先端に設けられ異なった種類のマシン
   ハンドをアームにＷＪＢＴｈ自在に取イ１けるロボット
   のマシンハンド着脱機構であって、ロボットのアーム先
   端に基端部が固定され先端部内周に先端に向って先細り
   となったテーパ部を有する略円筒状のケースと、ケース
   内に該ケースの軸線に沿って移動できるよう収納された
   スライダと、スライダの先端部に開閉可能に連結され、
   その先端部が前記テーバＯ１ｉに係合する複数の爪と、
   を備え、任意のマシンハンドをケース内に挿入した後ス
   ライダを先端方向に移動させることにより爪をテーパ面
   によって閉じてマシンハンドが取付けられるようにした
   ことを特徴とするロボットのマシンハンド着脱機構。