JPS6090692A - 工業用ロボツトのグリツパ - 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】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、グリツパケーシングと部品を摩擦結合でつか
む締め付は装置とを持った操作装置、特に工業用ロボッ
トのグリッパに関する。 〔従来技術と問題点〕 つかみ異状の締め付は装置を持ったかかるグリッパは、
たとえば操作目的のために設定プログラムで作動する挿
入機器あるいは自由にプログラム制御さ几る工業用ロボ
ットにおいて採用さ几ている。しかしこの周知のグリッ
パは円筒状部品をつかむためには適していない。例えば
囲いの中で作られその長手軸心が囲い基礎面に対してほ
ぼ垂直Ｃ二立っている舗あるいは類似した円筒状部品は
工業用ロボットのグリッパでつかめなければならない。 その陽合軸の幾何学的な形状に関連して摩擦結合でしか
つかむことができない。囲いの製作誤差、軸と囲いの収
容孔との隙間、それに伴う収容孔内における軸の傾き、
および工業用ロボットのグリッパの達成可能な位置精度
により、軸を正確ｌ二つかむことを保証するために、グ
リッパの位置修正が必要である。かかる位置修正は周知
のグリッパでは実施できない。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、囲いの中で作られる軸やロータ等のよ
うな部品の円筒状端部を確実につかむことができる工業
用ロボットのグリッパを作る二と：二ある。 〔発明の要点と効果〕 本発明によればこの目的は、冒頭に述べた形式のグリッ
パにおいて、グリツパケーシングの中に平らな平面リン
ク継手として形成されたスライダが配置され、スライダ
に下向きに開き上方ζ二向って収容孔に移行している円
錐状心出し孔があり、スライダの中に配置された締め付
は装置が収容孔の中に横軸方向に押圧できる少なくとも
１つの締め付は部材を有していることによって達成され
る。 本発明に基づいて形成され工業用ロボットのフランジに
取りつけられたグリッパは、囲いの中で作られる部品の
円筒状端部の上に、スライダ（＝加工された円錐状心出
し孔が上から円筒状端部（：接近するように垂直方向に
沈下させることができる。 その場合グリッパの必要な位置修正は、円筒状端部が円
錐６出し孔（二接触する際Ｃ二円錐心出し孔に反力を与
えることによって達成さ几、その反力の水平分力は、グ
リッパが更に沈下する際に円筒状端部が収容孔の中に入
り込むよう１ニスライダを水平方向に変位下る。このこ
とが行われると、グリッパＣ二配置さねた締め付は装置
は収容孔内イニおいて囲いから取り出丁べき部品の円筒
状端部を締めｆすｌする。本発明に基づくグリッパによ
って部品の自動的な位置修正および確実なつかみが保証
さ几る。 本発明の有利な実施態様によれば、スライダは心出し装
置によってグリッパケーシングに対して再生可能な位置
をとれる。その場合この心出し装置は部品をつかむ前後
に操作さ肚る。心出し装置は好ましくはグリッパケーシ
ングの中に配置されスライダの心出し孔の中に沈下でき
る心出し円錐体から成っている。その場合０出し工程は
心出し円錐体の沈下によって簡単に実施できる。 本発明の別の有利な実施態様によれば、グリッパの運動
自由度は、心出し孔の中（二突き出した心出し円；雄体
の突起および長孔の中に突き出したビン（二よって制限
される。その場合グリッパケーシングに取りつけられた
ビンがスライダの長孔の中に突き出していることが目的
にかなっている。スライダの運動自由度を制限するほか
に、長孔に導かれたビンによって心出し工程の際にスラ
イダの予想されるねじれも修正される。 締め付は装置の締め付は部材は好ましくはベルクランク
駆動装置にリンク結合されている。かがるベルクランク
駆動装置は、重い部品の場合非常（二大きな心出し力が
与えられるという利点を有している。更にその場合ベル
クランク駆動装置のベルクランクの中立位置を越えての
運動がストッパによって制限され、締め付は位置と締め
付は部材の最大ストロークとの差が予圧がかけられたば
ねによって調整される。ベルクランクが締め付は装置の
作動の際にほんの僅か中立位置を越えて移動すると直ち
に、ベルクランクはストッパによって制限された上側終
端位置ζユ到達下る。この上側終端位置ζ二おいてベル
クランクは締め付は装置の操作に対して必要なエネルギ
ーが喪失した場合でも予圧がかけられたばねの力によっ
てそのまま保持される。そ几によって、非常遮断におけ
るエネルギー喪失の際にグリッパで一度つかまれた部品
はもはや決して放されないことが保証される。この安全
処置は人間および機械の安全（−関して、および部品の
損傷に関して重要である。 予圧がかけられたばねは、締め付は部材と反対側で収容
孔の中に突き出している押圧片に作用するようにすると
有ｆｌＪである。その場合予圧がかけられたば；鴇は皿
ばねとして形成されると良い。押圧片および予圧がかけ
られたばねによって簡単に必要な保持力が与えられる。 締め付は部材ないし抑圧片の収容孔の中に突き出した端
面こ収容孔の長手方向Ｉ：向けられた角形のくぼみが加
工さ几ると有利である。かかる角形のくぼみは、部品の
円筒状端部をつかむ際に２重の線接鯨、そ２ｔに伴う改
良された保持、および締め付けの際の円筒状端部の規定
された整合を生ずる。 本発明の別の有利な実施態様においては、収容孔の上側
）：：おいてセンサーがグリッパケーシングに取りつけ
ら肌てい乙。その場合好ましくはセンサーとして超音波
センサーが設けられている。その場合センサーは超音波
信号のエコーの走行時間により、センサーに対してどの
程度の距離を隔てて物体が存在しているかを検出する。 それによってセンサーは、囲い要素に部品が装填されて
いるか否か、あるいは囲い要素の中に異なった長さの部
品があるか否かについて判別できる。その場合特に有利
なことはそのためにグリッパが誘導近接スイッチのよう
な別のセンナ−の場合のように沈下させる必要がないこ
とである。 〔実施例〕 次に図面に示す本発明の実施例について詳細に説明する
。 第１図はグリッパを縦１′！ＦＩ面図で示し、グリッパ
のグリッパケーシング１はフランジ２を介して工粟用ロ
ボットのフランジ３に接続さ几ている。グリッパケーシ
ング１は上側部分４とこれに接続された下側部分５とか
ら成り、上側部分４と下側部分５との間Ｃ二はスライダ
６が配置されている。この配置構造によって平らな平面
リンク継手が形成さ１する。即ちスライダ６は自由度ｆ
　−３でグリッパケーシング】に対して２つの滑りとｊ
つの回転連動を実施できる。その場合スライダ６の水平
運動の自由度は、心出し円錐体７に設けられスライダ６
の心出し孔９の中に突き出した円筒状突起８および上側
部分４に取りつけられスライダ６の長孔】】の中１−突
き出したピン】Ｏによって制限さ几る。心出し円錐体７
の心出し孔９への沈下によって、スライダ６のグリッパ
ケーシング】に対下る明確で再生可能な位置が調整され
る。その場合６出し円錐体７はその休止位置において上
側部分４の孔コ２の中にある。心出し円錐体７の沈下は
上側部分４の円筒状孔】３で案内されるピストン１４に
よって空気圧式に行わ２ｔ、そのピストンロッド】５は
下向きに細くなっている心出し円錐体７の上側に直接接
続されている。その場合円筒状孔】３の開口は蓋１６で
閉じられている。 図示したグリッパは例えば囲いの中で作ら几るロータを
つかみ１図面には囲い要素Ｊ７の中Ｃ二はぼ垂直に立っ
ているロータ】８が示さ２％ている。 囲いの製作誤差に基づくロータ】８と囲い要素」７の収
容孔との間の隙間およびそれに伴う収容孔内ζ二お（す
るロータ］８のイ須きによって、並びｌ二工業用ロボッ
トのグリッパの位置精度に哉づいて、ロータ１８の円筒
状端部］９を確実（二つかむため（二。 グリッパの位置修正が必要である。この位置修正は次の
ようにして達成される。 グリッパケーシング］の垂直な沈下によって。 スライダ６に加工されている円３１を状心出し孔２０が
、囲い要素］７内に立っているロータｊ８の円筒状端部
】９の上まで移動する。円錐状心出し孔２ｏにロータＩ
８の円筒状端部】９が接触するとの］図に一点鎖線で示
した端部１９参照）、円錐状心出し孔２０に作用する水
平分力Ｒｈと垂直分力Ｒｖとを持った反力Ｒが生ずる。 反力Ｒの水平分力Ｒｈによってスライダ６は１円筒状端
部】９が円錐状心出し孔２０の上に続いている収容孔２
】の中に入り込むまで移動さ１する。その場合円筒状ら
“１１：部】９のグリッパケーシング】への侵入および
易合Ｃ二よっては１ｔ過は、下側部分５における対応し
た孔２２および上側部分４における孔２３によって可能
にされる。円筒状端部】９が収容孔２ｊに侵入した後、
後述する締め付は装置の操作によって円筒状端部１９は
収容孔２１の巾に固定される。。スライダ６に対して垂
直に向けられた円筒状端部１９へのこの締め付は装置の
整合モーメントおよびロータ】８への囲い要素】７の反
力によって、スライダ６はもう一度グリッパケーシング
１内において変位する。スライダ６の中に締め付けられ
たロータ】８は垂直に立ち、囲い要素】７において構方
向力を受けないようにさ２１．ている。グリッパケーシ
ング】の上方への垂直移動によって、ロータ】８は囲い
要素１７から抜けでる。この後ピストン】４の空気圧式
操作によって心出し円錐体７は心出し孔９の中に沈下さ
れ、それによってスライダ６およびロータ】８のグリッ
パケーシング】に対する明確で再生可能な位置が調整さ
れる。 スライダ６に組み込まれ全体を符号２４で示した締め付
は装置の作用について第２図〜第４図を参照して説明す
る。既に述べたように、ロータの円筒状端部１９はスラ
イダ６の収容孔２１の中に突き出している。収容孔２】
の中１モ数］　／　］　Ｏａｍ突き出し弾力的に押され
た抑圧片２５およびベルクランク駆動装置の締め付は部
材２６は、収容孔２ｊに対して垂直に相対して位置して
いる。スライダ６の段付き孔で案内さｉｔた押圧片２５
は、収容孔２】への侵入を制限する頭部２７を有してい
る。この頭部２７にはスライダ６に固くねじ止めされた
蓋２９によって予圧がかけられた皿ばね２８が接してい
る。第３図から分かるように、締め付は部材２６には締
め付けの際円筒状端部１９を規定して整合するためイー
、その端面に角形のくぼみ３０が設けられている。円筒
状締めイｌけ部材２６の反対側（二位置する端部範囲３
］は両側が切削されている。この端部範囲３】によって
締め付は部材２６は、ベルクランク駆動装置の第ｊのベ
ルクランク３３にピン３２を介してリンク結合されてい
る。第］のベルクランク３３の他端は第２のベルクラン
ク３１の対応した端部と共にベルクランク駆動装置のベ
ルクランク継手を形成し、このベルクランク継手はピン
３５を介してピストン３７のピストンロッド３６にもリ
ンク結合されている。第２のベルクランク３４の他端は
ピン３８によってスライダ６に移動不能にリンク結合さ
れている。ベルクランク駆動装置の全体の操作は、蓋３
９によって閉じらｉｔた下向きの円筒状孔４０に導か乙
でいるピストン３７によって空気圧式に行われる。その
場合ピストン３７の円筒状ガイド４】で案内さｉ％るピ
ストンミツ１゛３６の上向きストロークは上側ストッパ
１２によって制限さ肌る。第２図においてベルクランク
駆動装置全体はベルクランク継手ないしピン３５が中立
位置で示さ肌ているので、まず中立位置から突き出した
位置における上向きのベルクランク継手の動きはストッ
パ４２によって制限さ几ることが分かる。第２図に誇張
して示さ几なベルクランク継手の中立位置から出たスト
ロークは実際には０．５　ｍｍ程度である。 次に第４図を参照してベルクランク駆動装置の作用につ
いて詳細に説明する。第４肉には両方のベルクランク３
３，３４、ピン３２．　３５．　３８によって形成され
たリンク継手およびストッパ４２が概略的に示さｎてい
る。その場合ベルクランク駆動装置の下側出発位置は実
線で示さノｔてい乙。 ピストン３７を作動すると、この下（ｉｊＱ出発位置か
らまず締め付は部材２６の最大ストロークｈでもって一
点鎖線で示した中立位置がとられ、その場合同時に弾性
的に予圧がかけられた抑圧片２５は。 ロータの円筒状端部１９が収容孔２］の壁に接馴しなく
なるまで押し戻される。ピストン３７が更に上昇すると
、ベルクランク駆動装置はス１ツバ４２で制限され第４
図に破線で示した」二側終端位置に達し、この位置にお
いて締め付は部材２６のストロークはΔｈだけ戻される
。その場合締め付は位置ないしｔ側路端位置と中立位置
における最大ストロークｈとのこの差Δｈは予圧がかけ
られｔ皿ばね２８の千目応じたストロークによって調整
さオする。しかしこの予圧がかけらｎた皿ばね２８の力
は常に、ピストン３７の圧縮空気荷重が喪失した場合（
ニピストンロツド３６が更に上側ストッパ４２に押され
る程度に大きくされている。それによって圧縮空気荷重
の喪失後も円筒状端部１９はスライダ６の中に締め付け
られたままである。 なお第４図からも分かるように、ベルクランクのピン３
５はピストン３７のストロークの際横に変位される。実
際（二は小さいが誇張して示さオｔているこの横方向変
位は、ピン３５がピストンロッド３６の水平方向に向け
られた長孔（図示せず）の中に配置さｔｔていることに
よって可能にさハる。 第５図は締め付けられた円筒状端部】９の上側

【二股け
られ超音波センサーとして形成されたセンサー４３を持
ったグリッパケーシング］を示している。このセンナ−
４３は超音波のエコーの走行時間によって、囲い要素１
７ｉ−ロータ】８が設置されているか否か、あるいは異
なった長さのロータが囲い要素１７の中にあるか否かを
判別する。 超音波センサーの作動距離は約２０〜３Ｑｃｍであるの
で、この検出のためにグリッパケーシング】を沈下させ
る必要はない。

【図面の簡単な説明】

第】図は本発明による工業用ロボットのグリッパの概略
断面図、第２図は第】図（二示したグリッパのスライダ
および締め月は装置の断面図、第３図は第２図に示した
締め付は装置の締めイ」け部材の平面図、第４図は第２
図に示した締め付は装置のベルクランク駆動装置の原理
因、第５図は第１図におけるグリッパへのセンサーの設
置構造を示す概略図である。 １・・・　グリッパケーシング、４・・・上側部分、５
・・・下側部分、　６・・・スライダ、　７・・・心出
し円錐体、８・・・突起、９・・・心出し孔。 】Ｏ・・・　ピン、１１・・・長孔、２０・・・円錐状
心土し孔、２】・・・収容孔、２４・・・　締め付け４
置、２５・・・押圧片、２６・・・　締め付は部材、２
８・・・ばね、３０・・・　くぼみ、　４３・・・セン
ナ−０ ＩＧ　２ 第１頁の続き ０発　明　者　エーリツヒ、ニーグー マイル ＠発明者　ヨーゼフ、ペツシンガ ドイツ連邦共和国ミュンヘン　７０、コンラートポイチ
ンガーシュトラーセ　１５ ドイツ連邦共和国エラタール、アンマーガウエルシュト
ラーセ　３２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）グリツパグーンングと部品を摩擦結合でつかむ締め
   付は装置とを持った工業用ロボ・ノドのグリッパ（二お
   いて、グリツパケーシング（１）の巾に平らな平面リン
   ク継手として形成されたスライダ（６）が配置され、ス
   ライダ（６）に下向きに開き上方（二向って収容孔（２
   １）（二移行している円錐状０出し孔（２０）があり、
   スライダ（６）の中に配置さ几た締め寸は装置（２４）
   が収容孔（２］）の中に横軸方向に抑圧できる少なくと
   もｊつの締め付は部材（２６）を有していることを特徴
   とする工業用１コボツトのグリッパ。 ２）スライダ（６）が心出し装置によってグリッパケー
   シング（］）に対して再現可能な位置をとれることを特
   徴とする特許請求の範囲爪１項記載のグリッパ。 ３）心出し装置がグリッパケーシング（］）の中に配置
   されスライダ（６）の心出し孔（９）の中に沈下できる
   心出し円錐体（７）から成っていることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載のグリッパ。 ４）グリッパ（６）の運動自由度が、心出し孔（９）の
   中Ｃ二突き出した心出し円錐体（７）の突起（８）およ
   び長孔（］】）の中に突き出したビン（１０）によって
   制限されることを特徴とする特許１清求の範囲第３項記
   載のグリッパ。 ５）グリツパケーシング（１）に取りつけられたピン（
   ］０）がスライダ（６）の長孔（］Ｊ）の中に突き出し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のグ
   リッパ。 ６）締め付は装置（２４）の締め行は部材（２６）がベ
   ルクランク駆動装置にリンク結合されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし＄５項のいずれかに
   記載のグリッパ。 ７）ベルクランク駆動装置のベルクランク（３５）の中
   立位置を越えての運動がストッパ（４２）によって制限
   され、締め付は位置と締め付は部材（２６）の最大スト
   ローク（ｈ）との差（Δｈ）が予圧がかけられたばね（
   ２８）によって調整されることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載のグリッパ。 ８）予圧がかけられたばね（２８）が、締め付は部材（
   ２６）と反対側で収容孔（２］）の中に突き出している
   抑圧片（２５）に作用することを特徴とする特許請求の
   範囲＄７項記載のグリッパ。 ９）締め付は部材（２６）ないし抑圧片（２５）の収容
   孔（２］）の中に突き出した端面し。 収容孔（２］）の長手方向（二向けられた角形のくぼみ
   （３０）が刀ロエされていることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項記載のグリッパ。 】０）収容孔（２］）の上側（二おいてセンサー（４３
   ）がグリツパケーシング（１）に取りつけらねているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のい
   ず几かに記載のグリッパ。 ］］）　センサー（４３）として超音波センサーが設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１】項記
   載のグリッパ。