JPS6121798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工業用ロボツ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る工業用ロボツトの
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
リヤコンビネーシヨ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、コンベア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、ロボツト３の動作軌跡を予めテイーチングし
ておき、ロボツト３のアーム４に取付けられたメ
カニカルハンド５によつてリヤコンビネーシヨン
ランプ（以下ワークという）６を把持した後、上
記チイーチング情報に基づいて上記ロボツトアー
ム４を作動させ、上記ワーク６を車体２のランプ
取付部（以下取付凹部という）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、ロボツトアーム
４の取付フランジ４ａにボルト、ナツト（図示せ
ず）によつ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６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ユエータ１３とで構成され
ていた。アクチユエータ１３は例えば空圧シリン
ダでそのロツド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、上述した作業にあつては、例えば、
車体２の停止位置に誤差が生じたような場合、あ
るいはロボツト３の動作に誤差が生じたような場
合、テイーチング軌跡に則つたワーク６と取付凹
部７との相対位置関係が狂つてしまい、ワーク６
が取付凹部７からずれた車体パネル１４面に衝合
してしまう虞れがある。このような場合、従来の
メカニカルハンド５はロボツトアーム４に完全に
固定された剛体であつたので、前記ワーク６と車
体パネル１４との衝合により、ワーク６や車体パ
ネル１４が損傷したり、あるいは、ロボツトアー
ム４が破損するという事態を生じ、取付凹部７に
ワーク６を挿入組付けすることが困難になつてし
まう。この不具合を解消するためには、車体２の
停止位置精度及びロボツト３の動作精度を極めて
向上させる必要があるが、現在の制御技術におい
ては自ずと限界があり、結局、取付凹部７にワー
ク６を挿入組付けすることができないという事態
を生ずる。

本発明は以上の観点に立つて為されるものであ
つて、その目的とするところは、ワークと取付部
との相対位置関係が狂うことを前堤とし、ロボツ
トのチイーチング動作過程の一部にルサージユ運
動（ここにルサージユ運動とは互いに垂直な方向
の単振動を合成した二次元運動の描く図形に従つ
た運動をいい、例えば、ある平面上に円を描く施
回運動等をいう）を採り入れることにより、ワー
クと取付部との相対位置関係の狂いを吸収したワ
ークの位置合せを可能とし、もつて、確実にワー
クを取付部に組付けられるようにした工業用ロボ
ツトのメカニカルハンドを提供することにある。

そして、本発明の要旨とするところは、メカニ
カルハンドを構成するハンド本体を固定部と浮動
部とに分割形成し、固定部及び浮動部のうち一方
にはガイド軸を突出形成すると共に、他方には前
記ガイド軸が移動可能に挿通されるガイド筒を形
成して、軸方向に対して浮動部を常態位置から最
大ストローク位置まで相対移動可能にし、上記浮
動部が常態位置及び最大ストローク位置に位置す
るときに上記ガイド軸をガイド筒に密嵌させると
ともに上記浮動部が常態位置と最大ストローク位
置の中間に位置するときに上記ガイド軸をガイド
筒に遊嵌させるようにガイド軸及びガイド筒の形
状を定める一方、固定部と浮動部との間には上記
浮動部を常態位置がわに付勢する付勢手段を介装
することにより、ワーク搬送時及びロボツトのル
サージユ運動によるワーク位置合せ時にはハンド
本体の浮動部を固定部に固定してワークのぐらつ
きをなくす一方、ロボツトのルサージユ運動が終
了する前にワークの組付けが完了した時には上記
浮動部を固定部に対して浮動可能としてロボツト
及び車体等の被取付部材に負荷がかからないよう
にした工業用ロボツトのメカニカルハンドであ
る。

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。

第３図乃至第６図に示す実施例において、メカ
ニカルハンド５の基本的構成は、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
６を把持するクランパ１１と、上記ハンド本体１
０内に組込まれ前記クランパ１１をリンク機構１
２を介して開閉する空圧シリンダ等のアクチユエ
ータ１３とから成る。

この実施例において、上記ハンド本体１０は、
ロボツトアーム４の取付フランジ４ａにボルト、
ナツトによつて連結固定される固定部２０と、こ
の固定部２０に対して浮動可能に支持され上記ア
クチユエータ１３を備えてなる浮動部２１とに分
割形成されている。即ち、上記固定部２０には軸
方向（ワークの挿入方向）に延びるガイド軸２２
が形成されており、このガイド軸２２には、第３
図及び第４図に示すように、ロボツトアーム４側
の基部と中央部とに大径部２３ａ，２３ｂが形成
されると共に、その先端部に先端に向かつて拡開
する円錐台状の係止部２４が形成されている。一
方、上記浮動部２１には前記ガイド軸２２移動可
能に嵌合するガイド筒２５が形成されており、こ
のガイド筒２５は、第３図及び第４図に示すよう
に、ガイド軸２２軸方向に貫通した構造になつて
いて、このガイド筒２５には、ガイド軸２２の大
径部２３ａ，２３ｂに等しい内径の小径受部２６
ａ，２６ｂが前記大径部２３ａ，２３ｂの位置関
係に対応して形成されると共に、ガイド筒２５の
浮動部２１側端部にはガイド軸２２の係止部２４
が嵌合する形状の係止受部２７が形成されてい
る。又、上記固定部２０と浮動部２１との間には
スプリング２８が介装されており、上記浮動部２
１は常態位置Ａに常時復帰するように付勢されて
いる。

更に、この実施例において、ロボツト３は、予
め定められたテイーチング動作を行うようになつ
ており、ワーク６搬送過程終了時点において所定
時間ワーク６をルサージユ運動させ、ワーク６の
ルサージユ運動終了時点において元位置に戻るよ
うになつている。尚、このロボツト３のテイーチ
ング動作に連動してメカニカルハンド５のクラン
パ１１の開閉動作が行なわれるようになつてい
る。

従つて、この実施例に係るメカニカルハンドに
よれば、ワーク６搬送時には、第３，４図に示す
ように、スプリング２８の付勢力によつて浮動部
２１は常態位置Ａに位置している。このとき、ガ
イド軸２２の係止部２４がガイド筒２５の係止受
部２７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、ガイド筒２５は、
ガイド軸２２の半径方向に対してがたつくことは
なく、浮動部２１は固定部２０に固定される。こ
の状態において、浮動部２１と固定部２０とは一
体構造になつており、ワーク６搬送時にワーク６
ががたつくことはない。

この状態から、第５図に示すように、ロボツト
３のテイーチング情報に基づいて、ロボツト３が
ワーク６の組付位置までワーク６を移動させる
と、上記固定部２０はロボツト３の動きに追従し
て移動する。このとき、ワーク６と車体２の取付
凹部７との相対位置関係が狂つていると、ワーク
６は取付凹部７に嵌合することなく、車体パネル
１４面に衝合してしまう。この結果、第５図に示
すように、上記浮動部２１が固定部２０に対して
軸方向に相対移動可能になつていることから、浮
動部２１は、スプリング２８の付勢力に打ち勝つ
て固定部２０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、ロボツト３のテイー
チング情報に基づいてロボツト３は、取付凹部７
にワーク６を位置合せするために、ルサージユ運
動、即ち、車体パネル１４面と平行な平面上にお
ける旋回運動を行なう。このとき、ガイド軸２２
の大径部２３ａ，２３ｂはガイド筒２５の小径受
部２６ａ，２６ｂに密嵌した状態にあるので、ガ
イド筒２５はガイド軸２２の半径方向に対してが
たつくことはなく、浮動部２１は固定部２０に固
定され、ロボツト３のルサージユ運動は矢印Ｄで
示すようにワーク６に確実に伝達される。

そして、ロボツト３のルサージユ運動によりワ
ーク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６図に示すように、浮動
部２１がスプリング２８によつて常態位置Ａ側に
復帰するように付勢されていることから、浮動部
２１の前進に伴つてワーク６が取付凹部７内に押
し込まれて組付けられる。このとき、浮動部２１
は、常態位置Ａと最大ストローク位置Ｂとの中間
位置Ｃに位置することになり、ガイド軸２２とガ
イド筒２５の小径受部２６ａ，２６ｂとの間には
隙間２９が形成され、ガイド軸２２はガイド筒２
５に遊嵌された状態になり、上記浮動部２１は固
定部２０に対して浮動状態に設定される。このた
め、ワーク６が取付凹部７に組付けられた時点に
おいて、ロボツト３のルサージユ運動が完了して
いないとしても、ロボツト３に追従する固定部２
０のルサージユ運動は、矢印Ｅで示すように、上
記隙間２９の範囲内で行なわれることから浮動部
２１に伝達されることはなく、ロボツト３あるい
は車体２側に大きな負荷がかかる懸念はない。

更に、ロボツト３のテイーチング情報に基づい
てロボツト３のルサージユ運動が終了すると、ア
クチユエータ１３である空圧シリンダのロツドを
軸方向に伸長することによりクランパ１１が開い
てワーク６の把持動作を終了すると共に、ロボツ
ト３が元位置に戻り、ワーク６の組付作業が終了
する。

又、ワーク６と取付凹部７との相対位置関係に
狂いがないときには、ワーク６はロボツト３のル
サージユ運動を介することなく取付凹部７に組付
けられる。このとき、ワーク６組付状態におい
て、ロボツト３のルサージユ運動が行なわれたと
しても、上述した如く、浮動部２１が固定部２０
に対して浮動状態にあるので、ロボツト３あるい
は車体２に負荷がかかることはない。

尚、上記実施例にあつては、固定部２０にガイ
ド軸２２を形成すると共に、浮動部２１にガイド
筒２５を形成しているが、ガイド軸２２とガイド
筒２５の位置関係を逆にしてもよい。又、ガイド
軸２２とガイド筒２５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、少くとも、浮動部２１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軸２２
がガイド筒２５に密嵌する一方、浮動部２１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軸２２がガイド筒２５に遊
嵌するようになつていればよい。更に、上記実施
例では、把持機構としてクランパ１１を用いたメ
カニカルハンド５について本発明を適用している
が、第７図に示すように、把持機構としてバキユ
ームカツプ３０を用いたメカニカルハンド５等に
ついて本発明を適用できることは勿論である。

以上説明してきたように、本発明に係る工業用
ロボツトのメカニカルハンドによれば、メカニカ
ルハンドを構成するハンド本体を、固定部とこの
固定部に対して軸方向に相対移動可能で且つ常態
位置と最大ストローク位置との中間位置で固定状
態から浮動状態になる浮動部とに分割形成したの
で、上記浮動部が最大ストローク位置に達した時
点においてロボツトのテイーチング動作過程の一
部にワーク位置合せのためのルサージユ運動を採
り入れるようにすれば、ワークと取付凹部との相
対位置関係に狂いがあるとしても、両者の狂いを
確実に吸収しながら取付凹部にワークを挿入組付
けすることができる。このとき、ワーク搬送時及
びロボツトのルサージユ運動によるワーク位置合
せ時には固定部と浮動部とを一体構造にできるた
め、メカニカルハンドによつてワークを確実に支
持することができ、又、ロボツトのルサージユ運
動が終了する前にワークの組付けが完了したとし
ても、上記浮動部を固定部に対して浮動可能にで
きるため、ロボツトのルサージユ運動によつてロ
ボツトあるいは車体等の被取付部材に負荷がかか
る懸念も全くないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は工業用ロボツ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
業用ロボツ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図は本発明に係る工業用ロボ
ツトのメカニカルハンドの一実施例を示す一部断
面説明図、第４図はその要部拡大図、第５図はワ
ーク位置合せ時におけるメカニカルハンドの作動
状態を示す第３図と同様な説明図、第６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
示す第３図と同様な説明図、第７図は本発明に係
る工業用ロボツトのメカニカルハンドの変形例を
示す一部断面説明図である。 ３……ロボツト、４……アーム、１０……ハン
ド本体、６……ワーク、１１……クランパ（把持
機構）、２０……固定部、２１……浮動部、２２
……ガイド軸、２５……ガイド筒、２８……スプ
リング（付勢手段）、３０……バキユームカツプ
（把持機構）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロボツトアームに固定されるハンド本体と、
   このハンド本体の先端に設けられワークを把持す
   る把持機構とを有する工業用ロボツトのメカニカ
   ルハンドにおいて、上記ハンド本体を固定部と浮
   動部とに分割形成し、固定部及び浮動部のうち一
   方にはガイド軸を突出形成すると共に、他方には
   前記ガイド軸が移動可能に挿通されるガイド筒を
   形成して、軸方向に対して浮動部を常態位置から
   最大ストローク位置まで相対移動可能にし、上記
   浮動部が常態位置及び最大ストローク位置に位置
   するときに上記ガイド軸をガイド筒に密嵌させる
   とともに上記浮動部が常態位置と最大ストローク
   位置の中間に位置するときに上記ガイド軸をガイ
   ド筒に遊嵌させるようにガイド軸及びガイド筒の
   形状を定める一方、固定部と浮動部との間には上
   記浮動部を常態位置がわに付勢する付勢手段を介
   装したことを特徴とする工業用ロボツトのメカニ
   カルハンド。