JPS61279439A

JPS61279439A - 把持装置

Info

Publication number: JPS61279439A
Application number: JP11660185A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Konase; 淳木名瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-12-10

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】〔発明の技術分野〕この発明は、ロボットなどに取り付けられて用いられる
把持装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ロボットによる部材のピック・アンド・プレースは、た
とえばｘ−Ｙ方向に移動可能なロボットのアームに、Ｚ
方向に移動可能な機能をもつ把持装置を取り付けておこ
なわれる場合が多い。

その従来の把持装置を第７図に示す、この把持装置は、
フレーム（１）に取り付けられたポールブツシュ（２ａ
）　、　（２ｂ）に軸方向に進退自在に支持されて平行
に延在する一対のシャフト（３ａ）　、　（３ｂ）を有
し、その両端に連結板（４）および抱持部支持板（５）
が取り付けられ、上記連結板（４）に連結されたエアシ
リンダ（６）の駆動によって、支持板（５）に取り付け
られた把持部をシャフト（３ａ）　、　（３ｂ）の軸方
向に進退させる構造に形成されている。また、前進後退
の停止時の衝撃を緩和するために、フレーム（１）のエ
ンドプレート（７）およびフロントプレート（８）にシ
ョックアブソーバ（９ａ）　、　（９ｂ）を取り付け。

連結板（４）、および抱持部支持板（５）に取り付けら
れた当て金具（１０ａ）　、　（１０ｂ）をこれらショ
ックアブソーバ（９ａ）　、　（９ｂ）に当接すること
により、停止時の衝撃を吸収するようにしている。

しかし上記のように把持装置を構成すると、衝撃を小さ
くするためには、動作速度に合せてショックアブソーバ
（９ａ）　、　（９ｂ）を調整しなければならない、ま
た高速で動かす場合は、ショックアブソーバ（９ａ）　
、　（９ｂ）を使っても、大きな衝撃が発生し。

特に剛性の低い物に取り付けて使用すると、その衝撃に
よる振動が発生し、高速で動作させることができなくな
る。また把持した部材を圧入するなど大きな力を必要と
する場合は、出力の大きい大形シリンダが必要となり、
把持装置が大形化するばかりでなく、ますますショック
アブソーバ（９ａ）。

（９ｂ）で衝撃を吸収しにくくなる。また駆動装置にエ
アシリンダ（６）を用いると、空気圧が低下した場合に
前進降下し、システムを停止させたとき、把持部が部材
やその他の部分に衝突して、把持部や部材を破損する。

これを防止するためには、格別に降下防止用のブレーキ
を取り付けなければならないなどの問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、高速で動かしても衝撃が少く、振動などを
発生しない把持装置を構成することを目的とする。

〔発明の概要〕

回転駆動装置とリニアガイドとの間に、回転駆動装置の
正逆両方向の回転をリニアガイドの進退動に変換し、か
つこのリニアガイドの停止時その速度を低下させる動力
伝達機構を介在させるとともに、リニアガイドに把持部
を取り付けて、上記回転駆動装置の正逆回転により１把
持部を進退させるように構成することにより９把持部を
高速で動かしても、停止時大きな衝撃を発生しないよう
にした。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図および第２図にこの発明の一実施例である把持装
置の構成を示す。この把持装置は、ベース板（２０）お
よびこのベース板（２０）に取り付られたカバー（２１
）からなる国体（２２）の−側面内側に固定された一対
のボールブツシュ（２３ａ）　、　（２３ｂ）に支持さ
れて、一対のシャフト（２４ａ　）　、　（２４ｂ　）
が平行かつその軸方向に進退自在に設けられ、その一端
部が連結体（２５）により一体に固定されている。また
他端部は、カバー（２１）を貫通して国体（２２）外に
延出し、その先端部には把持部支持体（２６）が取り付
けられている。この把持部支持体（２６）には、たとえ
ば空気圧によって一対の指（２７ａ）　、　（２７ｂ）
を開閉する既知の把持部（２８）が取り付けられている
。

一方上記国体（２２）の他端面を構成するベース板（２
０）の外側には、空気圧の供給を切換えることにより正
逆両方向に回転するロークリアクチュエータ（３０）が
取り付けられ、その出力軸（３１）が上記ベース板（２
０）を貫通して国体（２２）内に突出している。

しかして、この出力＃　（３１）にはクランク（３２）
が取り付けられ、さらにこのクランク（３２）の先端部
に取り付けられたシャフト（３３）を介してコネクチン
グロッド（３４）の基端部が回転自在に連結されている
。このコネクチングロッド（３４）の先端部は、前記連
結体（２５）の側面中央部に突設されたシャフトに回転
自在に連結されている。上記ロータリアクチュエータ（
３０）は、その出力軸（３１）が一対のシャフト（２４
ａ）　、　（２４ｂ）に対して一方のシャフト（２４ａ
　）側に変位するように国体（２２）に取り付けられ、
第２図に矢印（Ａ）で示すように、ロータリアクチュエ
ータ（３０）の正方向回転によりクラック（３２）が正
方向に回転するときのクランク（３２）とコネクチング
ロッド（３４）との連結部の位置は、それにより上記ロ
ータリアクチュータ（３０）の出力軸（３１）と、連結
体（２５）とコネクチングロッド（３４）との連結部と
を結ぶ線（Ｂ）、すなわちこの線（Ｂ）上に位置するク
ランク機構の一方の死点（Ｃ）に対して、アクチュエー
タ（３０）の逆回転方向に回転変位している。なお。

上記コネクチングロッド（３４）をクランク（３２）に
連結するシャフト（３３）は、クランク（３２）の回転
半径方向に形成された長孔（３５）に上記シャフト（３
３）に螺合するナツトにより固定され、クランク（３２
）の回転半径、すなわちロータリアクチュエータ（３０
）の出力軸（３１）に対するクランク（３２）とコネク
チングロッド（３４）との連結部の回動半径を任意に調
整できるようになっている。またこの調整に対応して、
コネクチングロッド（３４）は、その長さを任意に変更
できるようになっている。

また第３図に示すように、クランク（３２）の先端部側
面には、矢印（Ｄ）で示すこのクランク（３２）の正回
転方向に突出して１国体（２２）の背面を構成するベー
ス板（２０）に固定されたストッパ（３７）に当接する
当接部（３８）が設けられている。上記ストッパ（３７
）は、ベース板（２０）に固定された支持体（３９）と
、この支持体（３９）に取り付けられたゴムなどから形
成された緩衝体（４０）とからなる、クランク（３２）
の正方向回転は、上記当接部（３８）がこの緩衝体（４
０）に当接することにより停止する。

また第４図に示すように、前記連結体（２５）の国体（
２２）の背面と対向する側面には、磁石（４２）が取り
付けられ、また第１図および第２図に示すように、国体
（２２）の背面内側には、この磁石（４２）と協働して
、クランク（３２）が正回転開始位置および上記当接部
（３８）がストッパ（３７）に当接して正回転を停止し
たとき、それを検知して作動するリードスイッチ（４３
ａ）　、　（４３ｂ）が設けられている。これらリード
スイッチ（４３ａ）　、　（４３ｂ）の検知信号は、図
示しない制御部に送出され、この把持装置の動作制御に
用いられている。

つぎに、この把持装置の動作について述へる。

第５図に示すように、最初、クランク（３２）とコネク
チングロッド（３４）との連結部（４５）は、このクラ
ンク機構の一方の死点（Ｃ）に接近した正方向回動の動
作開始位置にあるとする。後述するように、通常ロータ
リアクチュエータ（３０）の正逆両方向の回転により、
連結部（４５）が常に上記動作開始位置に復帰するよう
にクランク（３２）は回転されるが、連結部（４５）が
その動作開始位置からずれているときは、ロータリアク
チュエータ（３０）の後端部に設けられたつまみ（４６
）を回転することによりその位置を調整することができ
る。

まず第５図（Ａ）図に示す状態から、ロータリアクチュ
エータ（３０）の空気供給部（４７）から空気を供給し
て、ロータリアクチュエータ（３０）を正向方に回転す
る。その回転速度は、上記空気供給部（４７）に設けら
れた空気調整弁のつまみ（４８）を回転することにより
調整することができる。ロータリアクチュエータ（３０
）が正方向に回転すると、その出力軸（３１）に取り付
けられたクランク（３２）が同方向に回転し、連結部（
４５）は、（Ｂ）図に示すように前記一方の死点（Ｃ）
を通って正方向に回動し、さらに（Ｃ）、　（Ｄ）図に
示す状態を経て、（Ｅ）図に示すように、動作開始位置
からたとえば１６０°回動したとき、クランク（３２）
に設けられた当接部（３８）がストッパ（３７）に当接
して停止する。この連結部（４５）の回動変位により、
コネクチングロッド（３４）の先端部に連結された連結
体（２５）は、一対のシャフト（２４ａ）　、　（２４
ｂ）とともにボールブツシュ（２３ａ）　、　（２３ｂ
）に案内されて直線的に変位する。上記（Ｅ）図に示し
たクランク（３２）の回転停止は、上記連結体（２５）
の変位により、この連結体（２５）に取り付けられた磁
石（４２）の接近により作動するリードスイッチ（４３
ｂ）によって検知される。上記連結体（２５）およびシ
ャフト（２４ａ）　、　（２４ｂ）とともに変位する把
持部（２８）は、このリードスイッチ（４３ｂ）の検知
信号に基づいて動作する。

上記のように変位した把持部（２８）の復帰は、ローク
リアクチュエータ（３０）に供給する空気を切換えて逆
回転することによりおこなわれる。このロータリアクチ
ュエータ（３０）の逆回転により、連結部（４５）は、
（Ｅ）図に示す位置から順次（Ｄ）　、　（Ｃ）　、　
（Ｂ）図に示す状態を経て、ロータリアクチュエータ（
３０）の回転部分がこのロータリアクチュエータ（３０
）の内側に設けられたストッパに当接してその回転を停
止することにより、（Ａ）図に示す動作開始位置に復帰
し、それにより把持部（２８）は、原位置に復帰する。

上記動作開始位置への復帰は、連結体（２５）に取り付
けられた磁石（４２）の接近により動作するリードスイ
ッチ（４３ａ）により検知される。

第６図に横軸を時間軸として上記把持部（２８）の変位
および変位速度を示す。曲線（５０）に示すように、ロ
ータリアクチュエータ（３０）を正方向に回転して把持
部（２８）を前進方向に変位させるとき、連結部（４５
）が動作開始位置から一方に死点（Ｃ）を通過するまで
、一旦わずかに後退し、その後、クランク（３２）がス
トッパ（３７）に当接して停止するまで前進を続ける。

その間の変位速度は、クランク（３２）の回転角速度の
余弦で変化し１曲線（５工）に示すように、動作開始時
の低速度から最高速度を経て低速度で停止する。

これは、把持部（２８）を高速駆動しても、停止すると
き衝撃を小さくすることができることを意味している。

すなわち、従来の把持装置のように把持部をエアシリン
ダで駆動する場合は、第６図に破線（５２）で示すよう
に、把持部は動作開始時および停止時を除いてほぼ定速
で駆動され、特に停止時は、ショックアブソーバにより
減速されて衝撃を小さくしているが、その動作時間を短
縮するために高速化すると、ショックアブソーバの動作
限界を越え、大きな衝撃を生ずる。しかし、上記クラン
ク機構を利用した把持装置は、把持部（２８）を同程度
以上に高速駆動しても停止時は低速にすることができる
ので、衝撃をいちじるしく小さくすることができる。ま
た衝撃が小さいため、剛性の低い物に取り付けてもあま
り振動を発生せず、各種部材に取り付けて利用すること
ができる。また部材の圧入なと大きな力を必要とする場
合、小さなロータリアクチュエータ（３０）で所要の力
を発生させることができる。

また、ロータリアクチュエータ（３０）の出力軸（３１
）を、一対のシャフト（２４ａ）　、　（２４ｂ）に対
して一方のシャフト（２４ｂ）側に変位させ、クランク
（３２）とコネクチングジッド（３４）との連結部（４
５）がクランク機構の一方の死点（Ｃ）を通って正方向
の回動を開始するように上記死点（Ｃ）に接近した位置
を動作開始位置としたので、ロータリアクチュエータ（
３０）への空気の供給が停止しても、把持部（２８）の
移動を防止することができる。すなわちセルフロック機
能をもち１把持部（２８）の自然降下などによる事故を
未然に防止することができる。

つぎに他の実施例について述べる。

上記実施例では、ロータリアクチュエータの回転をリニ
アガイドの進退動に変換する動力伝達機構をクランク機
構で構成したが、このクランク機構のかわりにカム機構
で構成してもよい。

また上記実施例は、回転駆動装置として空気圧で動作す
るロータリアクチュエータを用いたが、この回転駆動装
置は、油圧、電気などで動作するものでもよい。

また上記実施例では、ロータリアクチュエータの出力軸
を一対のシャフトに対して一方のシャフト側に変位させ
ることにより、クランクとコネクチングロッドとの連結
部が一方の死点を通って回動を開始するようにしたが、
これは、ロータリアクチュエータをその逆回転方向に一
定角度回転変位させて取り付けることでも達成できる。

　　。

〔発明の効果〕

回転駆動装置とリニアガイドとの間に、回転駆動装置の
正逆両方向の回転をリニアガイドの進退動に変換し、か
つリニアガイドの停止時その速度を低下させる動力伝達
機構を介在させ、このリニアガイドに把持部を取り付け
て把持装置を構成したので５把持部を高速で駆動しても
、停止するとき衝撃の小さい把持装置とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の一実施例把持装置の説
明図で、第１図は把持装置を一部断面で示した正面図、
第２図は同じくその側面図、第３図はクランクの構造を
示す正面図、第４図は連結体の平面図、第５図（Ａ）な
いしくＥ）図はそれぞれ把持装置の動作説明図、第６図
は把持部の変位および変位速度の時間的変化を示す図、
第７図は従来の把持装置の構成を示す正面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転駆動装置とリニアガイドとの間に上記回転駆
動装置の正逆両方向の回転を上記リニアガイドの進退動
に変換しかつこのリニアガイドの停止時その速度を低下
させる動力伝達機構を介在させるとともに上記リニアガ
イドに把持部を取り付けてこの把持部を進退させるよう
に構成したことを特徴とする把持装置。
（２）動力伝達機構は回転駆動装置の出力軸に取り付け
られたクランクと、一端部がこのクランクに他端部がリ
ニアガイドに連結されたコネクチングロッドとからなる
クランク機構で構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の把持装置。
（３）クランク機構は回転駆動装置を正方向に回転して
把持部を前進させるときクランクとコネクタロッドとの
連結部がこのクランク機構の死点を通って回動を開始す
るように上記死点に接近した位置に正方向回動の開始位
置を有することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
の把持装置。
（４）クランク機構はその死点に接近した位置に正方向
回転の開始位置をもち回転駆動装置の正方向の回転によ
りクランクとコネクチングロッドとの連結部が上記死点
を通って正方向に回動するように上記コネクチングロッ
ドとリニアガイドとの連結部に対して上記リニアガイド
の進退方向と直交する方向に変位して上記回転駆動装置
の出力軸に取り付られたクランクを有することを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の把持装置。
（５）回転駆動装置はクランク機構がその死点に接近し
た位置に正方向回動の開始位置をもち上記回転駆動装置
の正方向の回転によりクランクとコネクチングロッドと
の連結部が上記死点を通って正方向に回動するようにこ
の回転駆動装置の逆回転方向に回転変位していることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の把持装置。
（６）動力伝達機構はカム機構で構成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の把持装置。