JPS60186388A - 工業用ロボツトのメカニカルハンド - Google Patents

工業用ロボツトのメカニカルハンド

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JPS60186388A
JPS60186388A JP4196584A JP4196584A JPS60186388A JP S60186388 A JPS60186388 A JP S60186388A JP 4196584 A JP4196584 A JP 4196584A JP 4196584 A JP4196584 A JP 4196584A JP S60186388 A JPS60186388 A JP S60186388A
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rear combination
combination lamp
guide
robot
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春夫 鈴木
高尾 幸治
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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、工業用ロボットのメカニカルハンドに係り、
特に、所定の取付部にワークを挿入組付けする作業にお
いて使用され名工業用ロボットのメカニカルハンドの改
良に関する。
一般に、この種の作業の一例として、自動車のりャコン
ビネーションランプの取付作業について説明すると、第
1図に示すように、コ〉′ベア1で移載されてきた車体
2を所定位置で停止させる一方、ロボット3の動作軌跡
を予めティーチングしておき、ロボット3のアーム4に
取付けられたメカニカルハンド5によってワーク (リ
ヤコンビネーションランプ)6を把持した後、上記ティ
ーチング情報に基づいて上記ロボットアーム4を作動さ
せ、上記ワーク(リヤコンビネーションランプ)6を車
体2のランプ取付部(以下取付四部という)7に挿入組
付けするようにしたものがある。
このような作業において、従来のメカニカルハンド5は
、第2図に示すように、ロボットアーム4の取付フラン
ジ4aにボルト、ナツト(図示せず)によって連結固定
されるハンド本体10と、このハンド本体10の先端に
設けられワークBを把持するクランパ11と、上記ハン
ド本体10内に組込まれ前記クランパ11をリンク機構
12を介して開閉するアクチュエータ13とで構成され
ていた。アクチュエータ13は例えば空圧シリンダでそ
のロッド13aを伸長することによりクランパ11は開
動作する。
ところで、このようなワーク (リアコンビネーション
ランプ)6を車体2へ取付ける場合には、ワーク (リ
アコンビネーションランプ)6と車体2に開設された取
付四部7の周縁フランジ部7aとの間にブチルゴムから
成る接着剤9を配し、該接着剤9によりワーク (リア
コンビネーションランプ)8を車体2に開設された取付
凹部7に組付けることとしている。
しかしながら、周縁フランジ部7aとランプハウジング
の周面Sとの間隙が第3図のように狭い状態にあっては
、車体の停止位置精度が低い場合には第2図のようにワ
ーク (リアコンビネーションランプ)8をロボットに
対してリジッドに保持して組付けることは難しく、場合
によっては周縁フランジ部7aによりランプハウジング
の周面Sがこじられてしまい、その結果、ワーク (リ
アコンビネーションランプ)8が破損することとなる。
そこで、メカニカルハンド自体にフローティング機能を
持たせ、ワーク (リアコンビネーションランプ)6を
フローティングさせながらロボット3のルサージュ運動
に伴い、ランプハウジングの周面Sを周縁フランジ部7
aに倣わせて組付ける方法が考えられる。しかしながら
、この方法によると、フローティングさせている都合上
、ワーク (リアコンビネーションランプ)6を車体2
側へ押し付ける為の充分な力を作用することができず、
それ故、第3図に示すように周縁フランジ部7aが、接
着剤8の層になじまず(押し込まれず)に接着不良とな
ってしまうという不具合があり、充分な対策であるとは
言い難い。
本発明はこのような従来の不具合に鑑み成されたもので
あって、その目的とするところは、取付部にワークを組
付ける作業において、組立てライン上における停止位置
精度いかんに拘らず、装着不良を生じさせることなく、
取付部にワークを確実に装着することが可能な工業用ロ
ボットのメカニカルハンドを提供することにある。かか
る目的を達成するため本発明にあっては、ワークを把持
し取付部への組付作業を行う工業用ロボットのメカニカ
ルハンドにおいて、ワークを工業用ロボットに対して浮
動支持可能な把持部と取付部に組付けられたワークを押
圧固定する転動体を備えたものである。
以下、添付図面に示す実施例に基づき本発明を、リアコ
ンビネーションランプを車体に組付ける場合を例に採り
詳細に説明する。
第4図に示すように、本実施例に係るメカニカルハンド
15は、多関節アーム16の先端部においてベースプレ
ート17と、このベースプレート17の一側17aに取
付けられワーク (リアコンビネーションランプ)8を
吸着把持するハンド本体18と、上記ベースプレート1
7の他側17bに取付けられた転動体としてのローラ1
8とからなる。
上記多関節アーム1Bの側面り字状に形成された先端部
18aには円筒状の接続部材20が取付フランジ部11
3b、20aを介して接続固定されており、この接続部
材20の他端には、取付フランジ部20b、17cを介
して断面コ字状のベースプレート17が下方へ向って鉛
直方向に取付けられている。そして、このベースプレー
ト17の一側17aには、ワークを吸着把持するハンド
本体18が取付けられている。このハンド本体18は、
上記ベースプレー)1?の一側17aに固定された基部
20に設けられたプレート状の固定部21の両側部に設
けられた取付部10にポル)11を介して取付けられる
2本のハンドアーム22と、このハンドアーム22の軸
方向に対して直交した形でハンドアーム22に固定され
たプレート部材23と、このプレート部材23に取付け
られた4つの吸着把持部24と、該プレート部材23の
両端部に取付けられた2枚のガイドプレート25とから
なる。第5図に示すように、上記ハンドアーム22は、
上記固定部21と、この固定部21に対して浮動可能に
支持された浮動部2Bとに分割形成されている。
即ち、上記固定部21には軸方向(ワークの挿入方向)
に延びるガイドメール27が形成されており、このガイ
ドメール27には、ロボットアーム4側の基部と中央部
とに大径部2?a、27bが形成されると共に、その先
端部に先端に向って拡開する円錐台状の係止部28が形
成されている。一方、上記浮動部26には前記ガイドメ
ール27が移動可能に嵌合するガイドフィメール28が
形成されており、このガイドフィメール28は、ガイド
メール27の軸方向に貫通した構造になっていて、この
ガイドフィメール29には、ガイドメール27の大径部
27a、2?bに等しい内径の小径受部30a、30b
が前記大径部27a、27bの位置関係に対応して形成
されると共に、ガイドフィメール28の浮動部2B側端
部にはガイドメール27の係止部28が嵌合する形状の
係止受部31が形成されている。又、上記固定部21と
浮動部28との間にはスプリング32が介装されており
、上記浮動部は常態位置Aに常時復帰するように付勢さ
れている。
また、第4図及び第5図に示すように、上記吸着把持部
24は、プレート部材23にボルト66により固定され
ハンド前方に突出して設けられた四つのエアシリンダ3
3とこのエアシリンダ33の先端部にポールジヨイント
部34を介して取付けられ、ゴム等の可撓性部材により
形成されたバキュームカップ35とからなりロボット3
のティーチング情報に基づきワークを吸着する場合には
バキューム状態が形成されると共にワークを組付けた後
には非バキューム状態が形成されるように構成されてい
る。一方、第4図に示すように、上記プレート部材23
の両端部に取付けられた2枚のガイドプレート25は、
夫々、細長状の板材により形成され該プレート部材23
からハンド本体18の前方へ突出して取付けられている
。そして、このガイドプレート25の前端部には上下方
向に沿ってゆるやかなアールを有する四部37が形成さ
れていると共にその上端部38及び下端部39には、夫
々、ガイド部40が設けられている。本実施例にあって
は、このガイド部40はガイドプレート25の上端部内
側38aと下端部内側39a及び下端部外側38bとに
設けられており、夫々のガイド部40は、第5図に示す
ように、ピン41により回動可能に軸支されたガイド部
材42と、このガイド部材42をそれぞれ上方又は下方
へ付勢するスプリング43と、スプリング43の付勢力
によるガイド部材42の回動動作を所定位置において阻
止するストッパピン44とからなる。そして、このガイ
ド部材42の先端には、ハンド本体18が上記吸着把持
部24によりワーク(リアコンビネーションランプ)6
を吸着した場合に、該ワーク (リアコンビネーション
ランプ)6に当接し易いように、凹部42aが形成され
ている。従って、ワーク (リアコンビネーションラン
プ)6が吸着把持部24によりハンド本体18に吸着さ
れた場合には、第8図乃至第10図に示すように、この
ガイド部40がワーク (リアコンビネーションランプ
)6を上下から支持するため、ワーク (リアコンビネ
ーションランプ)8は垂直状態に保持されるものである
また、上記プレート部材23の略中夫には、ワーク (
リアコンビネーションランプ)8の存否を確認するため
の静電センサー65が取付けられている (第4図にの
み図示)。
また、第4図に示すように、上記ベースプレート17の
他側1?bには、ハンド本体19により車体(図示せず
)に挿入組付されたワーク (リアコンビネーションラ
ンプ)6を抑圧固定するローラ18が設けられている。
第8図に示すように、このローラ18は、上記ハンドア
ーム22の軸方向と同一方向においてベースプレート1
7の取付固定されたローラアーム48の先端部に、側面
コ字状に形成された支持部材47に垂直に取付けられた
軸51を介して取付けられている。該ローラ18は円筒
状の芯材48と該芯材48の表面に固着され円筒状に形
成されたゴム等の素材からなる弾性体48とからなり、
芯材48の内部において、二つの環状部材50を介して
軸51に固定されている。そして、この軸51の下端部
51aは上記支持部材47に固定されており、上端部5
1bはワッシャ52を介してナツト53により締付固定
されている。また、第7図に示すように、上記ローラア
ーム4Bはベースプレート17に固定された第一のシリ
ンダ部材53と、この第一のシリンダ部材53に摺動可
能に外嵌されると共に開放型のりニアポールベアリング
54を内部に備えた第二のシリンダ部材55と、この第
二のシリンダ部材55内部に嵌装されるCリング80と
、上記第一のシリンダ部材53内に嵌入され一端が上記
第二のシリンダ部材55の内壁端部56を押圧するコイ
ルスプリング57とからなる。上記第一のシリンダ部材
53の上部には軸方向に沿って長円形状の孔部53aが
開設され、先端部53bは開口して形成さ゛れている。
第二のシリンダ部材55には、リニアボールベアリング
54が内装されており、このリニアボールベアリング5
4を介して第一のシリンダ部材53上を摺動できるよう
に形成されている。即ち、この第二のシリンダ部材55
の内部周壁58には奥部付近に段部58bが形成されて
いると共に開口部近傍には溝部58bが形成されており
、段部58aと溝部58bとの間の間隔見は、リニアボ
ールベアリング54の長さ均と同一に形成され、また、
この第二のシリンダ部材55の上部にはネジ孔59が開
設されている。そして、リニアボールベアリング54の
外径幻は第二のシリンダ部材55の内径軸と同一に形成
されており、このリニアボールベアリング54は、上記
第二のシリンダ部材55の内部において一端が段部58
aに当接していると共に他端はCリング60により固定
されることにより第二のシリンダ部材55に内装されて
いる。
さらに、該リニアボールベアリング54は長さ方向に沿
って所定巾の開口部61が形成されており、リニアボー
ルベアリング54はこの開口部81と上記第二のシリン
ダ部材55に開設されたネジ孔58とが連通ずるように
内装され、また、第一のシリンダ部材53に開設された
長円形状の孔部53aと上記開口部81及びネジ孔58
とが連通ずる取付状態において上記ネジ孔58からポル
ト62が挿通されており、該ポルト62はナツト63に
より固定されている。従って、該ポルト62が上記ネジ
孔58、開口部61及び孔部53aの間に挿通されてい
るため、第一のシリンダ部材53は第二のシリンダ部材
55に対してその周面方向における回動作動が規制され
軸方向のみに摺動するもので1 ある。また、第一のシリンダ部材53と第二のシリンダ
部材55との間にはコイルスプリング57が嵌入されて
いる。このコイルスプリング57の一端57aは第一の
シリンダ部材53の内壁端部53cに当接すると共に他
端5?’bは第二のシリンダ部材55の内壁端部56に
当接しており、常態時において第二のシリンダ部材55
及びこの第二のシリンダ部材55の先端部に取付けられ
たローラ18を外方へ押圧付勢するように形成されてい
る。
従って、本実施例に係るメカニカルハンド15を用いて
例えばセダンタイプの自動車に取付けるワーク (リア
コンビネーションランプ)Bを車体に挿入組付けする場
合には、第8図に示すように、先ず、ロボット3のティ
ーチング情報に基づいて四本のエアシリンダ33がバキ
ューム状態となり、四つのバキュームカップ35上にワ
ーク (リアコンビネーションランプ)6を吸着する。
この場合、ワーク (リアコンビネーションランプ)6
は、その上端部8a及び下端部8aがガイドプレート2
5の上端部38及び下端部内2 側Haに設けられたガイド部40のガイド部材42に形
成された凹部42aに当接し、このガイド部材42はス
プリング43の付勢力によりワーク (リアコンビネー
ションランプ)6を弾性支持する。従ってワーク (リ
アコンビネーションランプ)6は、吸着把持部24に吸
着固定されると共にガイド部材42により支持されるこ
とにより、上下方向において吸着位置が規制された状態
でハンド本体18に把持されることになる。
次に、ワーク (リアコンビネーションランプ)6の搬
送時には、第8図に示すように、スプリング32の付勢
力によって浮動部2Bは常態位置Aに位置している。こ
のとき、ガイドメール27の係止部28がガイドフィメ
ール28の係止受部31にくさび係合しているので、両
者の軸方向への移動が規制されると共に、ガイドフィメ
ール28は、ガイドメール27の半径方向に対してがた
つくことはなく、浮動部26は固定部21に固定される
。この状態において、浮動部26と固定部21とは一体
構造になっており、ワーク (リアコンビネーションラ
ンプ)6搬送時にワーク (リアコンビネーションラン
プ)6ががたつくことはない。
この状態から、第8図に示すように、ロボット3のティ
ーチング情報に基づいて、ロボット3がワーク (リア
コンビネーションランプ)8の組付位置までワーク (
リアコンビネーションランプ)6を移動させると、上記
固定部21はロボット3の動きに追従して移動する。こ
のとき、ワーク (リアコンビネーションランプ)6と
車体2の取付凹部7との相対位置関係が狂っていると、
ワーク (リアコンビネーションランプ)6は取付四部
7に嵌合することなく、車体パネル8面に衝合してしま
う。この結果、第9図に示すように、上記浮動部28が
固定部21に対して軸方向に相対移動可能になっている
ことから、浮動部26は、スプリング32の付勢力に打
ち勝って固定部21側に後退し最大ストローク位置Bに
達する。この状態において、ロボット3のティーチング
情報に基づいてロボット3は、取付凹部7にワーク (
リアコンビネーションランプ)6を位置合せするために
、ルサージュ運動、即ち、車体パネル8面と平行な平面
上における旋回運動を行う。このとき、ガイドメール2
7の大径部27a、27bはガイドフィメール29の小
径受部30a、30bに密嵌した状態にあるので、ガイ
ドフィメール28はガイドメール27の半径方向に対し
てがたつくことはなく、浮動部26は固定部21に固定
され、ロボット3のルサージュ運動は矢印りで示すよう
にワーク (リアコンビネーションランプ)6に確実に
伝達される。
そして、ロボット3のルサージュ運動によりワーク (
リアコンビネーションランプ)6が取付凹部7の開口面
と対向した位置に移動してきたときには、第10図に示
すように、浮動部2Bがスプリング32によって常態位
置A側に復帰するように付勢されていることから、浮動
部26の前進に伴ってワーク (リアコンビネーション
ランプ)6が取付四部7内に押し込まれて組付けられる
。このとき、浮動部26は、常態位置Aと最5 大ストローク位置Bとの中間位置Cに位置することにな
り、ガイドメール27とガイドブイメール28の小径受
部30a、30bとの間には隙間67が形成され、ガイ
ドメール27はガイドフィメール29に遊嵌された状態
になり、上記浮動部28は固定部21に対して浮動状態
に設定される。このため、ワーク (リアコンビネーシ
ョンランプ)6が取付四部7に組付けられた時点におい
て、ロボット3のルサージュ運動が完了していないとし
ても、ロボット3に追従する固定部21のルサージュ運
動は、矢印Eで示すように、上記隙間67の範囲内で行
われることから浮動部26に伝達されることはなく、ロ
ボット3あるいは車体2側に大きな負荷がかかる懸念は
ない。また、この場合、第10図及び第11図に示すよ
うに、ワーク (リアコンビネーションランプ)8の周
囲に設けられた取付フランジ部6aと車体2の取付部7
の周縁フランジ7aとの間には間隙8が形成されており
、上記取付フランジ6aに予め盛り付けられた接着剤9
は周縁フランジ7aと取付フ6 ランジ部6aとの間を充填されていないと共に、周縁フ
ランジ7aは接着剤8に食い込んでおらずワーク (リ
アコンビネーションランプ)6と車体2とは、今だ確実
に接合された状態にはない。
更にロボット3のティーチング情報に基づいてロボット
3のルサージュ運動が終了すると、同様にロボット3の
ティーチング情報に基づいてエアシリンダ33が非バキ
ューム状態となり、ワーク (リアコンビネーションラ
ンプ)6の吸着把持動作は終了すると共にロボット3は
ワーク (リアコンビネーションランプ)6よりやや後
退する。その後、ロボット3のティーチング情報に基づ
き、メカニカルハンド15は当該位置において、ベース
プレート17を中心に水平方向に180度回転し、ロー
ラ18によるワーク (リアコンビネーションランプ)
8の固定作業に移行する。
即ち、第12図に示すように、ロボット3のティーチン
グ情報に基づいてローラ18をワーク(リアコンビネー
ションランプ)6の方向へ回転させた後、ワーク (リ
アコンビネーションランプ)6にローラ18が当接し、
かつ、ローラ18によりワーク (リアコンビネーショ
ンランプ)6を車体2に押圧できる位置に至るまでメカ
ニカルハンド15はワーク (リアコンビネーションラ
ンプ)6に接近する。その後、ロボット3のティーチン
グ情報に基づき、メカニカルハンド15はローラ18の
回転方向に沿って往復動作を行い、ローラ18はワーク
 (リアコンビネーションランプ)6を押圧しつつ、ワ
ーク (リアコンビネーションランプ)6の表面を所定
時間転勤する。従って、このローラ18の転勤により、
ワーク (リアコンビネーションランプ)6は車体2に
押し付けられ、ワーク (リアコンビネーションランプ
)6の取付フランジ部6aと車体2の取付部7の周縁フ
ランジ部7aとは、第12図及び第13図に示すように
、接着剤8により確実に接合されるものである。そして
、ローラ18が所定時間ワーク (リアコンビネーショ
ンランプ)6の表面を転動した後、上記と同様にロボッ
ト3のティーチング情報に基づき、ロボット3は元位置
へ復帰し、ワーク (リアコンビネーションランプ)6
の車体2への固定作業は終了し、ワーク (リアコンビ
ネーションランプ)6の組付固定作業は完了する。
また、第14図は、本実施例に係る工業用ロボットのメ
カニカルハンド15を用いて他の車種例えばクーペタイ
プの自動車のリアコンビネーションランプ6°を車体2
に組付ける状態を示す。クーヘタイブの自動車のリアコ
ンビネーションランプ8°はセダンタイプの自動車のリ
アコンビネーションランプ6よりも大型に形成されてい
るため、ハンド本体18がリアコンビネーションランプ
8°を吸着把持する場合には、ガイドプレート25の凹
部37の上端部37aによりリアコンビネーションラン
プ6゛の上端部を、また、ガイドプレート25の下端部
内側Haに取付けられたガイド部40によりリアコンビ
ネーションランプ8°の下端部を支持しつつ、組付作業
を行うものである。
従って、本実施例に係る工業用ロボットのメカニカルハ
ンド15によれば、セダンタイプの自動車のリアコンビ
ネーションランプ8のみならず、クーペタイプの自動車
のリアコンビネーションランプ6°の車体2への納付作
業を行うことも可能である。
尚、上記実施例にあっては、固定部20にガイドメール
27を形成すると共に、浮動部2Bにガイドフィメール
28を形成しているが、ガイドメール27とガイドフィ
メール29の位置関係を逆にしてもよい。又、ガイドメ
ール27とガイドフィメール28の具体的形状について
も、上記実施例で示したものに限定されるものではなく
、少なくとも、浮動部26が常態位置A及び最大ストロ
ーク位置Bに位置するときにガイドメール27がガイド
フィメール28に密嵌する一方、浮動部28が常態位置
Aと最大ストローク位置Bの中間位置Cに位置するとき
にガイドメール27がガイドフィメール29に遊嵌する
ようになっていれば0 よい。
また、本実施例にあっては、ワーク (リアコンビネー
ションランプ)6を車体2に押圧固定する手段としての
転動体に円筒状のローラ18を使用した場合を例に採り
説明したが、何ら本実施例に限定されず、ポール状のロ
ーラであっても良く、適宜設計変更しても差しつかえな
い。
さらに、本実施例にあっては、リアコンビネーションラ
ンプ8を車体2に組付ける場合を例に採り説明したが、
自動車の車体に組付ける外装部品であればあらゆる部品
に適用できる。
一方、本実施例にあっては、ベースプレート17のハン
ト本体18の他側L7bにおいてハンドアーム22の軸
方向と同一方向に設けられたローラアーム4Bに転動体
としてのローラlBが取付けられている場合を例に説明
したが、転動体の取付位置については本実施例に何ら限
定されない。また、本実施例にあっては、接着剤8によ
リワーク (リアコンビネーションランプ)6が車体2
に接合される場合を例に採り説明したが、例えばファス
ナ等の係止固定手段によりワーク (リアコンビネーシ
ョンランプ)6を車体2に装着する場合にも適用できる
本発明は以上のように、工業用ロボットのメカニカルハ
ンドにおいて取付部に組付けられたワークをさらに抑圧
固定するための転動体を備えたものであるため、従来の
ように単にワークを取付部に挿入組付けするものとは異
なり、組立てライン上における停止位置精度が低いよう
な場合であっても、転動体が取付部に組付けられたワー
クを押圧するため、ワークを確実に取付部に装着するこ
とができる、という効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は工業用ロボットを用いたワーク組付工程の一例
を示す斜視図、第2図は従来における工を用ロボットの
メカニカルハンドの一例を示す一部断面説明図、第3図
は従来における工業用ロボットのメカニカルハンドを用
いてワークを取付部に組付けた状態を示す断面図、第4
図は本発明に係る工業用ロボットのメカニカルハンドの
一実施例を示す斜視図、第5図は本発明に係る工業用ロ
ボットのメカニカルハンドのハンド本体の一実施例を示
す断面図、第6図は本発明に係る工業用ロボットのメカ
ニカルハンドの一実施例を示す断面図、第7図は本発明
に係る工業用ロボットのメカニカルハンドのローラアー
ムの構造を示す分解斜視図、第8図乃至第10図はワー
ク組付時におけるメカニカルハンドの作動状態を示す説
明図、第11図はメカニカルハンド本体によりワークが
取付部に組付けられた状態のワークの取付フランジと車
体の周縁フランジとの状態を示す断面図、第12図は本
実施例に係る工業用ロボットのメカニカルハンドに取付
けられた転動体としてのローラによりワークを抑圧固定
している状態を示す説明図、第13図は転動体としての
ローラによりワークを押圧固定した後のワークの取付フ
ランジと車体3 の周縁フランジとの状態を示す断面図、第14図は本実
施例に係る工業用ロボットのメカニカルハンドを用いて
ワークとしてのクーペタイプのリアコンビネーションラ
ンプを車体に組付けた状態を示す断面図である。 8・・・ワーク (リアコンビネーションランプ)7・
・・取付部 15・・・工業用ロボットのメカニカルハンド18・・
・転動体(ローラ) 24・・・把持部 特許出願人 日産自動車株式会社 4 第2図 第3図 第U図 ら 13図 6 一財4 9 〜7゜ ゴ 7o2 0 7゜ 923 \ /“13゜ 丙七ノ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ワークを把持し取付部への組付作業を行う工業用ロボッ
    トのメカニカルハンドにおいて、ワークを工業用ロボッ
    トに対して浮動支持可能な把持部と取付部に組付けられ
    たワークを押圧固定する転動体を備えたことを特徴とす
    る丁]業用ロボットのメカニカルハント。
JP4196584A 1984-03-07 1984-03-07 工業用ロボツトのメカニカルハンド Granted JPS60186388A (ja)

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