JPS63134190A

JPS63134190A - 物品捕捉装置

Info

Publication number: JPS63134190A
Application number: JP62245735A
Authority: JP
Inventors: エドワード　ジェイ　ローベル; ルイス　エス　キャンゾネリー; ロナルド　ピー　コッチアラ; ニクヒル　シー　ポール
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1986-10-06
Filing date: 1987-09-29
Publication date: 1988-06-06
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2579956B2; DE3771996D1; US4799853A; EP0264213B1; EP0264213A1

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一般にロボット式組立体に用いるための端部作
動体に関し、更に詳細には、はぼ円筒状の穴を有する個
々の物品を、貯蔵ピン内に概略整列させである成る供給
量のかかる物品から捕捉す　。

るための装置に関する。

従来の技術個々の物品の取扱い及び処理を含む極めて多種の組立ラ
イン作業がある。かかる作業においては、これら物品の
取扱い及び処理を自動化するためにロボット式組立体が
従来から採用されている。貯蔵ピン内の成る供給量の物
品から個々の物品を捕捉するために端部作動体がロボッ
ト式組立体に用いられている。上記物品は、通例は、概
略整列しただけになっている。従って、捕捉した冬物を
ロボットの中心線に対して正しく整列させなければなら
ない。従来の典型的な端部作動体は、これら物品をつま
み上げ、そしてこれらを、個々の物品が貯蔵ピン内で執
っていたのとほぼ同じ姿勢に配列する。一般に、内部に
円筒状開口部を有する物品はその円筒状開口部の縦軸線
をロボット式組立体の中心線と整合させることが必要で
あるので、上記の操作では不十分である。端部作動体は
、種々の肉厚の部品を、該部品の形状を存うことなしに
取扱うことのできることが必要である。また、端部作業
体は、成る小範囲の直径及び長さを取扱うことのできる
こと、及び長尺の部品をその末端部において軽く掴むこ
とのできることが必要である。この端部作動体の掴持は
、ロボットの運動の加速及び速度によって生ずる力及び
運動を部品が受けておっても、該部品の位置をロボット
に対して不変に保持するというものでなければならない
。従来の端部作動体は、一般に、概略整列させられてい
る物品を信頬性ある一貫した仕方で捕捉するという能力
がないので、上記の要件を満たすことができなかった。

従来、端部作動体を可撓コネクタによって支持し、これ
により、その把持機構を概略整列物品に順応させるよう
にするということが提案されている。しかし、この構成
においては、コネクタが可撓性であるがために、物品を
供給ピンから取り上げた後に該物品を正確な方向に向け
るということが極めて困難または不可能であるというこ
とが解った。一方向のみしか調節することのできない堅
い支持体に端部作動体を取付けるという他の試みがなさ
れた。この形式の構成に付随する問題として、概略整列
物品の表面角度が端部作動体の運動方向に対して大きく
変化するという問題がある。端部作動体が比較的堅い支
持体に接続されているので、その運動自由度が制限され
、物品を適切に掴んで貯蔵ピンから取出すのに不十分と
なることが屡々ある。

ロボット式組立体において被加工品を捕捉するための種
々の手段が従来から提案されている。これに関係がある
と考えられるものとして、米国特許第３，６１０，４４
９号及び第４，２６６．９０５号がある。

上記米国特許明細書のうちの関係ある部品を次に概略説
明する。

米国特許第３．６１０，４４９号明細書には、遠心　。

紡機からケーキを除去するための自由浮遊式端部作動体
を用いた材料取扱い装置が開示されている。

この端部作動体は、ケーブルによって引っ込ませられて
安定化用スリーブと接触させられる自由浮遊式ヘッドか
ら成っている。上記自由浮遊式ヘッドは伸縮可能な内径
把持器を有している。スポンジケーキは上記自由浮遊式
ヘッドによって把持され、次いで上記ヘッド及びケーキ
の両方が引っ込ませられて上記安定化用スリーブと接触
させられる。上記安定化用スリーブは可動アームに取付
けられており、該アームが上記ケーキを貯蔵領域へ運ぶ
。

米国特許第４．２６６．９０５号明細書には、被加工物
を貯蔵ピンから取り上げるために自由浮遊式把持器ヘッ
ドを用いた材料取扱い装置が記載されている。上記把持
器は、可撓支持体によって頭上可動式組立体に取付けら
れている。上記把持器を上記頭上可動式組立体から下降
させて被加工物と接触させる。上記把持器は吸引装置か
ら成っており、該吸引装置は、被加工物と平面接触する
と、該被加工物を把持する。上記被加工物が堅く把持さ
れると、上記把持器ヘッドは可撓ヘッドによって引っ込
ませられ、ヘッド組立体に対して固定している当接面に
対して係止される。

発明が解決しようとする問題点本発明は、内部にほぼ円筒状の穴を有する個々の物品を
、貯蔵ピン内に概略整列させられている成る供給量の物
品から捕捉するための装置を提供しようとするものであ
る。

問題点を解決するための手段本発明装置は固定的に取付けられたヘッド組立体を有す
。物品の円筒壮大内の相互嵌合するように構成されてい
る手段が該物品を把持する。一つの手段が、上記把持手
段を上記物の円筒壮大内に移動させ、そして上記把持手
段を、これに着脱可能に固定された物品とともに、貯蔵
ピンから引っ込ませる。上記ヘッド組立体に付属してい
る手段が上記把持手段を受取り、そして上記物品の円筒
状穴の縦軸線を上記受取り手段の縦軸線と実質的に平行
または合致させて実質的に整列させる。

実施例以下、本発明をその実施例について説明するが、本発明
はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載の如き本発明の精神及び範囲内で種々の代替物使用、
変形及び等個物使用を行なうことができる。

先ず第１図について説明すると、本発明における端部作
動体１０は可動ロボットアーム１２に取付けられている
。ロボット、アーム１２は遠隔制御ロボットのアームで
ある。端部作動体１０は、図では、成る供給量の概略整
列された物品１４を収容している貯蔵ピンの上に横たわ
る作動位置にある。図示のように、端部作動体１０は一
つのかかる向きの物品１４を捕捉しようとしている。基
本的には、端部作動体１０は、ロボットアーム１２に固
定的に取付けられたヘッド組立体１６を有す。

把持装置２０が軸１８によってヘッド組立体１６に可動
的に接続される。軸１８は把持組立体即ち装置２０を垂
直方向に移動させて物品１４に対する作動位置に位置さ
せる。把持組立体２０によつて把持される全ての物品は
基本的に管状である。

即ち、各物品は円筒状の内部穴を有す。端部作動体１０
の作動の詳細を、以下、第２図ないし第５図について説
明する。

第２図について説明すると、軸１８及び把持用組立体２
０は矢印２２方向下方へ移動する。物品１４は円筒状で
あり、内部が円筒状の穴２４となっている。物品１４の
縦軸線２６は、穴２４の縦軸線と実質的に対応するもの
であり、把持用組立体２０の縦軸線２８と傾斜している
。把持用組立体２０が物品１４から離れているときには
、軸１８の縦軸線は把持用組立体２０の縦軸線２８と実
質的に平行または合致している。軸１８は、一端部に半
球部、円錐部またはボール３２が固定されているロッド
３０を有す。ロッド３０の他端部はヘッド組立体１６内
に移動可能に取付けられている。−例を挙げると、ロッ
ド３０の他端部は、空気圧組立体、またはモータで駆動
されるギヤと噛み合うラチェットに接続され、軸組立体
１８は垂直方向に移動させるようになっている。把持器
組立体２０は、一端部に一体のフランジ部３６を有する
円筒部３４を有す。テーパ部３８が円筒部３４の他端部
と一体になっておってこれから内方へ延びている。穴４
０がフランジ部３６の面４２からテーパ部３８の面４４
まで延びている。即ち、穴４０は把持器組立体２０を通
ってその一端面４２から他端面まで延びている。穴４０
の縦軸線は円筒部３４の縦軸線と実質的に平行または合
致し、該縦軸線は把持用組立体２０の縦軸線を実質的に
形成する。穴４０は２つの円錐台状開口部４６及び４８
を有し、これら開口部は互いに交差している。円錐台状
開口部４６の基底は面４２上にある。円錐台状開口部４
日の基底は面４４上にある。円錐台状開口部４６の基底
の直径はボール３２の直径よりも大きい。同様に、円錐
台状開口部４８の基底の直径はボール３２の直径よりも
大きい。しかし、それぞれの基部と反対の開口部の直径
はボール３２の直径よりも小さい。軸組立体１８の一部
が穴４０を貫通している。ロッド３０は穴４０の内壁か
ら間隔を置いている。軸組立体１８は把持器組立体２０
とともに下方へ移動し、把持器組立体２０はボール３２
上に乗る。ボール３２は円錐台状開口部４８内に配置さ
れており、軸組立体１８が下方へ移動すると上記開口部
の側壁と係合する。即ち、把持器組立体２０は、重力に
より、ボール３２上に乗り、そして軸組立体１８ととも
に下方−１移動する。軸組立体１８が矢印２２方向に移
動すると、テーパ部３８は物品１４の穴２４に入る。把
持器組立体２０の円筒部３４の直径は穴２４の直径より
も若干小さい。円筒部３４が穴２４に入ると、把持器組
立体２０は軸組立体１８に対して斜めになる。円筒部３
４の縦軸′４ＩＡ２８は穴２４の縦軸線と実質的に平行
または合致する。このとき、軸組立体１８の縦軸線５０
（第３図）は縦軸線２８と整合外れとなっている。以上
の状態を第３図に示す。

次に第３図について説明すると、上記軸組立体は、フラ
ンジ部３６が物品１４の端部５２に乗るまで、下方へ移
動し続ける。軸組立体１８は、ボール３２を把持器組立
体２０から間隔を置かせた状態で、下方へ自由に移動し
続ける。フランジ部３６が物品１４の端部５２上に着座
すると、円筒３４の縦軸線は物品１４の穴２４の縦軸線
と実質的に平行または合致する。′このとき、把持器５
４（第４図）が作動して把持器組立体２０を物品１４に
固定する。これを第４図に示す。

第４図に示すように、把持器５４は円筒部３４から外方
へ移動して物品１４の内壁５６と係合し、把持器組立体
２０を該物品に固定する。把持器５４は、円筒部３４の
面とほぼ垂直方向に移動するようになっているプランジ
ャを有し、これにより内壁５６と係合するようになって
いる。−例を挙げると、把持器５４はプランジャを有し
、該プランジャは円筒部３４から外方へ移動して内壁５
６と係合する。上記把持器５４のプランジャは、例えば
、空気圧装置または電気ソレノイドによって作動させら
れる。いずれの場合も、上記プランジャは側壁５６に圧
力を加え、把持器組立体２０を物品１４に固定する。把
持器５４が作動させられた後、軸組立体１８は矢印５８
方向に上方に移動する。軸組立体１８が矢印５８方向に
移動すると、ロッド３０の端部にあるボール３２が円錐
台状穴即ち開口部４８の側壁と係合する。穴４８内のボ
ール３２は自在継手を形成するので、把持器組立体２０
及び物品４８はその回りで動き、重力により、縦軸線２
６を円筒部３４の縦軸線２８及び軸組立体１８の縦軸線
５０と平行または合致させる。縦軸線２８は物品１４内
の穴２４の縦軸線と実質的に平行または合致しているか
ら、物品１４は把持器組立体２０と整合している。軸組
立体１８が上方へ移動を続けると、把持器組立体２０及
び物品１４はこれとともに移動する。この移動は、把持
器組立体２０が、ヘッド組立体１６に固定されている受
取り部材６２（第５図）と噛み合うと、停止する。この
紙合い操作を第５図を参照して以下に説明する。

次に第５図について説明すると、図示の把持器組立体２
０は受取り部材６２と噛み合っている。

把持器組立体２０はフランジ部３６内に円形スロット６
４を有す。スロット６４は円錐台状横断面を有す。受取
り部材６２は円筒部６６を有し、該円筒部はその最下領
域から延びる管状突起６８を有す。管状突起６８は円錐
台状横断面を有す。円筒状開口部７０が受取り部材６２
の一端部から他端部まで延びている。開口部７０の縦軸
線は円筒部６６の縦軸線と実質的に平行または合致して
いる。同様に、管状突起６８の縦軸線は円筒部６６の縦
軸線と実質的に平行または合致している。ロッド３０は
開口部７０を貫通し、且つその内壁から間隔を置いてい
る。軸組立体１８が上方へ移動すると、管状突起６８は
把持器組立体２０のフランジ３６内のスロット６４と噛
み合う。ボール３２が円錐台状開口部４８の壁に対して
着座して自在継手を形成するから、物品１４内の穴２４
の縦軸線は受取り部材６２の縦軸線と整合、即ち平行ま
たは合致する。受取り部材６２はヘッド組立体１６内に
固定的に取付けられている。従って、物品１４の縦軸線
はヘッド組立体１６に対して形成されることになる。こ
れにより、ロボット組立体が物品１４を操作し、その縦
軸線を後続のために正確に決定することができる。

発明の効果要約すると、本発明装置は、円筒状穴を有する概略整列
した物品を捕捉することができる。本発明装置は物品を
把持し、該物品をロボットヘッド組立体に対して自動的
に整列させる。

即ち、本発明装置は前述の目的及び利点を完全に満足さ
せるも・のである。以上においては本発明をその実施例
について説明したが、当業者には明らかなように、特許
請求の範囲に記載の如き本発明の精神及び範囲内で種々
の代替物使用、変形及び変更を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を用いたロボット式組立体の部分斜
視図、第２図は概略゛整列した物品を捕捉する第１図の
ロボット式組立体の端部作動体を示す縦断面図、第３図
は物品が捕捉されたときの第２図の端部作動体を示す縦
断面図、第４図は物品を把持しつつあるときの第３図の
端部作動体を示す縦断面図、第５図は物品をロボット式
組立体と整列させるように該物品とともに引付は位置へ
移動する端部作動体を示す縦断面図である。１８・・・軸組立体、２０・・・把持器組立体、３２・・・ボール、３４・・・把持器の円筒部、３６・・・把持器のフランジ部、４０・・・把持器の穴、５４・・・把持器、６２・・・受取り部材、６４・・・把持器の円形スロット、６８・・・受取り部材の管状突起、７０・・・受取り部材の開口部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）貯蔵ピン内の大体整列した物品群からほぼ円筒状
の穴を有する個々の物品を捕捉するための装置において
、固定されたヘッド組立体と、物品の上記円筒状の穴内に相互に嵌合するように配置さ
れた上記物品を把持するための手段と、上記把持手段を上記物品の円筒状穴内へ移動させ、及び
上記把持手段を、これに取外し可能に取付けられた物品
とともに、上記貯蔵ピンから引っ込めるための手段と、上記把持手段を受取るように上記ヘッド組立体に協働し
ている受取り手段とを備えて成り、この受取り手段は上
記物品の円筒状穴の縦軸線を該受取り手段の縦軸線と実
質的に平行または合致するように実質的に整合させるよ
うになっていることを特徴とする物品捕捉装置。
（２）把持手段が、物品の円筒状穴内に相互に嵌合させ
られるようになっている円筒部を含んでいる特許請求の
範囲第（１）項記載の物品捕捉装置。
（３）把持手段が、円筒部の一端部から外方へ延び、上
記円筒部が物品の円筒状穴内に相互嵌合したときに上記
物品の一端部に当接するようになっているフランジ部を
含んでいる特許請求の範囲第（２）項記載の物品捕捉装
置。
（４）把持手段が、物品を該把持手段に固定するために
、円筒部から外方へ移動して上記物品の円筒状穴の内面
の少なくとも一部と係合するように配置されている少な
くとも１つの把持器部材を含んでいる特許請求の範囲第
（３）項記載の物品捕捉装置。
（５）把持手段が、該把持手段の一端部から、フランジ
部から反対の該把持手段の他端部まで延びる穴を含み、
上記穴の縦軸線は円筒部の縦軸線と実質的に平行または
合致しており、移動手段が上記把持手段内の穴を貫通し
て配置されている特許請求の範囲第（４）項記載の物品
捕捉装置。
（６）把持手段内の穴が、上記把持手段の他端部から内
方へ延びる円錐台状開口部を含み、上記円錐台状開口部
の基底開口部は上記把持手段の他端部上に配置され、上
記円錐台状開口部の縦軸線は円筒部の縦軸線と実質的に
平行または合致している特許請求の範囲第（５）項記載
の物品捕捉装置。
（７）移動手段が、一端部にボールが取付けられた軸を
含み、上記軸は少なくともその一部を把持手段内の穴内
に在らしめて該穴の内面から感覚を置かせており、上記
ボールは円錐台状開口部の基底開口部から反対の開口部
の直径よりも大きい直径を有し、上記ボールは上記基底
開口部の直径よりも小さい直径を有し、もって、上記移
動手段が上記把持手段を引っ込ませると上記ボールの外
面が上記円錐台状開口部内の上記把持手段のテーパ付き
側壁の内面と係合するようになっている特許請求の範囲
第（６）項記載の物品捕捉装置。
（８）受取り手段が、把持手段の一端部内のスロットと
噛み合うように配置された突起部を含み、上記スロット
の縦軸線は上記把持手段の円筒部の縦軸線と実質的に平
行または合致している特許請求の範囲第（７）項記載の
物品捕捉装置。
（９）突起部が円錐状ガイドを含んでおり、把持手段の
一端部内のスロットが上記円錐状ガイドと噛み合うよう
に円錐状となっている特許請求の範囲第（８）項記載の
物品捕捉装置。
（１０）受取り手段が穴を含み、上記穴の縦軸線は円錐
状ガイドの縦軸線と実質的に平行または合致しており、
軸がその一部を上記穴を通過させ且つ上記受取り手段の
内面から間隔を置かせている特許請求の範囲第（９）項
記載の物品捕捉装置。