JPWO2018092180A1 - Chuck device for robot hand of arm robot - Google Patents

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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members

Abstract

作動油を供給および排出する伸長側ポートおよび収縮側ポートが形成されたシリンダ本体(41)と、ロッド部分が突き出た状態で前記シリンダ本体内に挿入され、前記伸長側ポートまたは前記収縮側ポートに連通する一対の加圧室内の油圧により変位するロッド付ピストン(42)と、前記ロッド付ピストンが保圧用シリンダ本体となり、その中に保圧用ピストンが挿入され、前記保圧用シリンダ本体に形成された保圧用ポートに連通する保圧用加圧室内の油圧により、前記保圧用ピストンが前記ロッド部分の先端側へ変位する保圧用シリンダと、前記保圧用加圧室側へ前記保圧用ピストンを付勢するように前記保圧用シリンダ本体内の先端側空間に入れられた付勢部材と、前記シリンダから突き出した前記ロッド部分に連結され、前記ロッド付ピストンの変位により複数のチャック爪を開閉作動させるチャック機構とを有するアームロボットのロボットハンド用チャック装置。A cylinder body (41) having an extension side port for supplying and discharging hydraulic oil and a contraction side port, and a rod portion which is inserted into the cylinder body with the rod portion protruded, and is inserted into the extension side port or the contraction side port The rod-mounted piston (42) displaced by the hydraulic pressure in the pair of pressurizing chambers communicating with each other and the rod-mounted piston become a pressure-retaining cylinder body, and the pressure-retaining piston is inserted therein, and the pressure-retaining cylinder body is formed The pressure holding cylinder is displaced to the tip end side of the rod portion by the oil pressure in the pressure holding pressure chamber communicated with the pressure holding port, and the pressure holding piston is biased to the pressure holding pressure chamber side. Is connected to the biasing member placed in the tip end space in the pressure holding cylinder main body, and the rod portion protruding from the cylinder, Robot hand for chucking device arm robot having a chuck mechanism for opening and closing a plurality of chuck jaws by displacement of de with the piston.

Description

本発明は、工作機械などとワークの受渡しを行うためアームロボットの先端部分に組み込まれたロボットハンド用チャック装置に関する。  The present invention relates to a chuck device for a robot hand incorporated in a tip portion of an arm robot for transferring a workpiece with a machine tool or the like.
複数の工作機械によってワークの加工が行われる場合、複数ある工作機械の各々にワークを搬送するためのワーク自動搬送機が使用される。ワーク自動搬送機は、各工作機械の間を移動するための走行装置や、工作機械とワークの受渡しを行うための搬送用ロボットなどによって構成されている。例えばその搬送用ロボットは、アームロボットの先端部分にロボットハンドが備えられたものであり、ロボットハンドで把持したワークをアームロボットの伸縮動作によって工作機械内の加工位置まで運び、そこでワークの受け渡しが行われる。  In the case where machining of a workpiece is performed by a plurality of machine tools, an automatic workpiece transfer machine for transporting the workpiece to each of the plurality of machine tools is used. The automatic workpiece transfer machine is configured by a traveling device for moving between the machine tools, a transfer robot for transferring the workpiece with the machine tool, and the like. For example, the transfer robot is equipped with a robot hand at the tip of the arm robot, and the workpiece held by the robot hand is carried to the processing position in the machine tool by extension and contraction of the arm robot, and the workpiece is delivered there To be done.
ロボットハンドは、例えば複数のチャック爪をチャックシリンダで開閉させるチャック装置によって構成されている。そのチャック装置は、作動油がチャックシリンダに供給され、油圧が作用した状態でチャック爪によってワークが把持される。そのため、ワークを把持し続けるにはチャックシリンダに油圧が作用した状態が維持されなければならない。そこで、チャック装置の油圧回路にはチェック弁が設けられ、電源が落ちたような場合であってもチャック装置の油圧が低下しない構成がとられている。しかし、油圧ポンプの停止状態が長く続くと、僅かな作動油の漏れが生じてしまいチャック装置の把持力が低下してしまう。この点、同じく把持力を維持するものとして、下記特許文献1には工作機械の主軸チャックに関する開示がある。  The robot hand is configured of, for example, a chuck device that opens and closes a plurality of chuck claws by a chuck cylinder. In the chuck device, hydraulic oil is supplied to a chuck cylinder, and a workpiece is gripped by a chuck claw in a state where hydraulic pressure is applied. Therefore, in order to keep gripping the workpiece, the state in which the hydraulic pressure acts on the chuck cylinder has to be maintained. Therefore, a check valve is provided in the hydraulic circuit of the chuck device, and the hydraulic pressure of the chuck device is not reduced even if the power is turned off. However, if the stop state of the hydraulic pump continues for a long time, a slight leak of hydraulic oil will occur, and the gripping force of the chuck device will be reduced. In this respect, Patent Document 1 below discloses a spindle chuck of a machine tool as a tool for maintaining the gripping force as well.
特開平6−226517号公報JP-A-6-226517
前記文献の主軸チャックは、チャックシリンダのピストンから延びたピストンロッド先端にチャックの開閉機構が連結されている。その主軸チャックは、ワークを把持しながら回転するため、その作業中に油圧を低下させずにワーク把持力を維持する必要がある。そこで、そのピストンにはピストンロッドの周囲にピストン軸と平行な軸方向孔が8箇所設けられ、そのうちの6箇所に保圧部が構成されている。しかし、こうした従来例では保圧部の構成が大きくなってしまい、前述したアームロボットの先端部分に構成されるチャック装置(ロボットハンド)には使用が困難である。ロボットハンドが大きくなれば、それ自体が工作機械内の狭い加工室内に進入することが困難になるだけではなく、重いロボットハンドを支えるアームロボットが大型化してしまうからである。  In the spindle chuck of the above document, the opening and closing mechanism of the chuck is connected to the end of a piston rod extending from the piston of the chuck cylinder. Since the spindle chuck rotates while gripping the workpiece, it is necessary to maintain the workpiece gripping force without lowering the hydraulic pressure during the operation. Therefore, in the piston, eight axial holes parallel to the piston axis are provided around the piston rod, and the pressure retaining portion is formed at six of them. However, in such a conventional example, the configuration of the pressure holding portion becomes large, and it is difficult to use the chuck device (robot hand) configured at the tip portion of the arm robot described above. If the robot hand becomes large, not only it becomes difficult for itself to enter into a narrow processing chamber in the machine tool, but also the arm robot supporting the heavy robot hand becomes large.
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、保圧部の構成をコンパクトなものとしたアームロボットのロボットハンド用チャック装置を提供することを目的とする。  Then, this invention aims at providing the chuck | zipper apparatus for robot hands of arm robot which made the structure of a pressure | voltage retention part compact in order to solve this subject.
本発明の一態様におけるアームロボットのロボットハンド用チャック装置は、基台部分から延びたアームロボットの先端部分に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に組み付けられ、作動油を供給および排出する伸長側ポートおよび収縮側ポートが形成されたシリンダ本体と、ロッド部分が突き出た状態で前記シリンダ本体内に挿入され、前記伸長側ポートまたは前記収縮側ポートに連通する一対の加圧室内の油圧により変位するロッド付ピストンと、前記ロッド付ピストンが保圧用シリンダ本体となり、その中に保圧用ピストンが挿入され、前記保圧用シリンダ本体に形成された保圧用ポートに連通する保圧用加圧室内の油圧により、前記保圧用ピストンが前記ロッド部分の先端側へ変位する保圧用シリンダと、前記保圧用加圧室側へ前記保圧用ピストンを付勢するように前記保圧用シリンダ本体内の先端側空間に入れられた付勢部材と、前記前記シリンダから突き出した前記ロッド部分に連結され、前記ロッド付ピストンの変位により複数のチャック爪を開閉作動させるチャック機構とを有する。  A chuck device for a robot hand of an arm robot according to one aspect of the present invention includes a base member attached to a tip portion of the arm robot extending from a base portion, and an extension which is assembled to the base member and supplies and discharges hydraulic oil. A cylinder body having a side port and a contraction side port, and a rod portion which is inserted into the cylinder body in a state where the rod portion projects and is displaced by oil pressure in a pair of pressure chambers communicating with the extension side port or the contraction side port The rod-mounted piston and the rod-mounted piston become a pressure-retaining cylinder body, and the pressure-retaining piston is inserted therein, and the hydraulic pressure in the pressure-retaining pressure chamber communicates with the pressure-retaining port formed in the pressure-retaining cylinder body. A pressure holding cylinder in which the pressure holding piston is displaced toward the tip end of the rod portion, and the pressure holding chamber Is connected to the biasing member placed in the tip side space in the pressure retaining cylinder main body so as to bias the pressure retaining piston, and the rod portion protruding from the cylinder, and the displacement of the rod-mounted piston And a chuck mechanism for opening and closing the plurality of chuck claws.
前記開示の構成によれば、シリンダ本体に作動油が供給されてロッド付きピストンが作動することにより、ロッド部分に連結されたチャック爪が開閉作動してワークが把持および解放される。ワークを把持する際には、シリンダ本体内に供給された作動油がさらに保圧用ポートから保圧用シリンダ内の保圧用加圧室へ供給されて保圧用ピストンが変位する。その際、付勢部材の付勢力が保圧用加圧室内の作動油に作用し、更にはシリンダ本体内でロッド付きピストンに作用する作動油の油圧を保つことができる。そして、このアームロボットのロボットハンド用チャック装置は、その把持動作を行わせるシリンダのロッド付きピストン内にコンパクトに保圧部が構成されている。  According to the configuration of the disclosure, the hydraulic oil is supplied to the cylinder body and the rod-mounted piston is operated, whereby the chuck claws connected to the rod portion are opened and closed to hold and release the workpiece. When gripping the workpiece, the hydraulic fluid supplied into the cylinder body is further supplied from the pressure holding port to the pressure holding pressure chamber in the pressure holding cylinder, and the pressure holding piston is displaced. At this time, the biasing force of the biasing member acts on the hydraulic fluid in the pressure-holding pressure chamber, and further, the hydraulic pressure of the hydraulic fluid acting on the rod piston can be maintained in the cylinder body. Further, in the robot hand chuck device of this arm robot, the pressure retaining portion is compactly formed in the rod-mounted piston of the cylinder that performs the gripping operation.
加工機械ラインの一例を示した斜視図である。It is a perspective view showing an example of a processing machine line. 加工機械ラインの内部構造の一部分を示した斜視図である。It is the perspective view which showed a part of internal structure of the processing machine line. 加工モジュールに対するワーク搬送ロボットの作動状態を示した側面図である。It is the side view which showed the working state of the work conveyance robot to a processing module. ロボットハンドのロボットハンド用チャック装置を示した平面図である。It is the top view which showed the chuck | zipper apparatus for robot hands of the robot hand. チャック装置を構成するチャックシリンダを示した伸長状態の断面図である。It is sectional drawing of the expansion | extension state which showed the chuck cylinder which comprises a chuck | zipper apparatus. チャック装置を構成するチャックシリンダを示した収縮状態の断面図である。It is sectional drawing of the contracted state which showed the chuck cylinder which comprises a chuck | zipper apparatus.
次に、本発明に係るアームロボットのロボットハンド用チャック装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態のアームロボットは、加工機械ラインのワーク自動搬送機を構成するものである。加工機械ラインとは、工作機械などの複数の加工機械に対してワーク自動搬送機によってワークの受け渡しが行われ、各加工機械においてワークに対して所定の加工が実行される加工機械群をいう。図1は、加工機械ラインの一例を示した斜視図である。  Next, an embodiment of a robot hand chuck device for an arm robot according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The arm robot of this embodiment constitutes an automatic workpiece transfer machine of a processing machine line. The processing machine line refers to a processing machine group in which a workpiece is delivered to a plurality of processing machines such as a machine tool by a workpiece automatic transfer machine, and predetermined processing is performed on the workpiece in each processing machine. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a processing machine line.
加工機械ライン1では、基礎となるベース2の上にモジュール化された旋盤などの加工機械(以下、「加工モジュール」という)5が搭載され、幅方向並べられて互いに近接して配置されている。各々の加工モジュール5は、いずれも同じ幅寸法で製造されたものであり、ベース2の上に敷設されたレールを介して前後方向に移動可能な状態で搭載されている。なお、本実施形態では、加工モジュール5が並んだ機体幅方向をY軸方向とし、ベース2上を移動可能な機体前後方向をZ軸方向、そして上下方向をX軸方向として説明する。  In the processing machine line 1, a processing machine such as a lathe modularized (hereinafter referred to as a “processing module”) 5 is mounted on a base 2 as a base, arranged in the width direction and arranged close to each other . Each of the processing modules 5 is manufactured to have the same width, and is mounted so as to be movable in the front-rear direction via a rail laid on the base 2. In the present embodiment, the machine width direction in which the processing modules 5 are arranged is referred to as the Y axis direction, the machine front and back direction movable on the base 2 is referred to as the Z axis direction, and the vertical direction is referred to as the X axis direction.
加工機械ライン1では、各々の加工モジュール5における工程を経てワークに対して所定の加工が行われる。そのため、加工機械ライン1には、各加工モジュール5との間でワークの受渡しを行うためのワーク自動搬送機が設けられている。加工モジュール5は、旋盤などを構成する各種装置が外装カバー6によって覆われ、その内部にワークを加工するための加工室が設けられている。そして、外装カバー6には開閉可能な前カバー7が一体になって構成されている。この前カバー7は、加工モジュール5毎に設けられているが、加工機械ライン1の全体では一つの搬送空間を構成している。この搬送空間内にワークを搬送するためのワーク自動搬送機が設けられている。  In the processing machine line 1, predetermined processing is performed on the workpiece through the process of each processing module 5. For this reason, the processing machine line 1 is provided with an automatic work transfer machine for transferring work with the processing modules 5. In the processing module 5, various devices constituting a lathe or the like are covered by the exterior cover 6, and a processing chamber for processing a workpiece is provided in the inside thereof. The exterior cover 6 is integrally formed with an openable front cover 7. The front cover 7 is provided for each processing module 5, but the entire processing machine line 1 constitutes one transport space. An automatic work transfer machine for transferring a work into the transfer space is provided.
図2は、加工機械ラインの内部構造の一部分を示した斜視図である。具体的には、ベース2の上に搭載された一台の加工モジュール5とワーク自動搬送機が示されている。一つのベース2には、2台の加工モジュール5を搭載することができ、その上には同じ幅で敷設された2組のレール11が設けられている。一方、加工モジュール5は、車輪を備えた可動ベッド12に構成され、レール11の上を移動可能な状態で搭載されている。すなわち、図1に示す加工モジュール5は、それぞれが前後方向に移動することができ、機体幅方向に近接した配置であっても作業者によるメンテナンスや工具交換などが行い易い構成になっている。  FIG. 2 is a perspective view showing a part of the internal structure of the processing machine line. Specifically, one processing module 5 mounted on the base 2 and an automatic work carrier are shown. Two processing modules 5 can be mounted on one base 2, and two sets of rails 11 laid with the same width are provided thereon. On the other hand, the processing module 5 is configured in a movable bed 12 equipped with wheels, and mounted so as to be movable above the rail 11. That is, each of the processing modules 5 shown in FIG. 1 can move in the front-rear direction, and even if they are disposed close to each other in the machine width direction, maintenance and tool replacement by an operator can be easily performed.
加工モジュール5は、加工室を構成する内部カバー13が設けられ、その中にワークを把持する主軸チャックや工具を備えたタレット装置などが設けられている。そして、内部カバー13の前面部には、図3に示すように搬送口131が形成され、ワーク搬送ロボット21によるワークの搬入および排出の際に開閉する搬送用扉14が設けられている。ここで、図3は、加工モジュール5に対するワーク搬送ロボット21の作動状態を示した側面図である。加工モジュール5は、搬送用扉14が図示するように上方へと移動し、内部カバー13の前面に広い搬送口131が開くようになっている。そこで、前カバー7の搬送空間70内に位置するワーク搬送ロボット21が、内部カバー13内の加工室へと入り込んで主軸チャック16とワークWの受渡しが行われる。  The processing module 5 is provided with an internal cover 13 which constitutes a processing chamber, in which a spindle chuck for gripping a workpiece, a turret device provided with a tool, and the like are provided. A transfer port 131 is formed on the front surface of the inner cover 13 as shown in FIG. 3, and a transfer door 14 is provided which opens and closes when the work transfer robot 21 carries in and discharges the work. Here, FIG. 3 is a side view showing an operation state of the work transfer robot 21 with respect to the processing module 5. The processing module 5 is configured to move upward as the transfer door 14 is illustrated, and a wide transfer port 131 is opened on the front surface of the inner cover 13. Therefore, the work transfer robot 21 located in the transfer space 70 of the front cover 7 enters the processing chamber in the inner cover 13 and the spindle chuck 16 and the work W are delivered.
そのワーク搬送ロボット21は、関節をもったアームロボットであり、アームの自由端側にはロボットハンド22が設けられている。このワーク搬送ロボット21は、図2に示すように走行台23に搭載され、前カバー7によって構成された搬送空間70内に入れられている。ベース2には、前面に支持プレート25が固定され、そこにはY軸方向に沿ってレール26や不図示のラックが固定されている。一方、走行台23には、レール26を把持した状態で摺動するスライダが固定され、ラックに噛合したピニオンに回転を与える走行モータが搭載されている。  The work transfer robot 21 is an arm robot having a joint, and a robot hand 22 is provided on the free end side of the arm. The work transfer robot 21 is mounted on a carriage 23 as shown in FIG. 2 and is placed in a transfer space 70 formed by the front cover 7. A support plate 25 is fixed to the front surface of the base 2, and a rail 26 and a rack (not shown) are fixed thereto along the Y-axis direction. On the other hand, a slider sliding in a state of gripping the rail 26 is fixed to the carriage 23, and a carriage motor for providing rotation to a pinion meshed with the rack is mounted.
ワーク搬送ロボット21は、図3に示すように、走行台23のテーブル28に対して起立した一対の第1アーム部材31が所定の間隔で固定され、その第1アーム部材31には第1関節35を介して第2アーム部材32が連結され、さらに第2アーム部材32には第2関節36を介して第3アーム部材33が連結されている。そして、ワーク搬送ロボット21には、第3アーム部材33の先端部分にロボットハンド22が取り付けられている。  In the work transfer robot 21, as shown in FIG. 3, a pair of first arm members 31 erected on the table 28 of the traveling table 23 is fixed at a predetermined interval, and the first arm member 31 has a first joint A second arm member 32 is connected via 35, and a third arm member 33 is connected to the second arm member 32 via a second joint. The robot hand 22 is attached to the tip end portion of the third arm member 33 in the work transfer robot 21.
一対の第1アーム部材31は、それぞれ鉛直方向に延びた起立部分311と、加工モジュール5側に折れた前傾部分312とから形成された板部材であり、加工モジュール5の内部カバー13の幅に対応した間隔で配置されている。すなわち、一対の第1アーム部材31の間に組み付けられた第2アーム部材32、第3アーム部材33およびロボットハンド22が、図3の実線で示すように延びた場合に、搬送口131から内部カバー13内へ進入可能な幅で構成されている。ワーク搬送ロボット21は、第1及び第2関節35の駆動により第2アーム部材32および第3アーム部材33が、一点鎖線で示す収縮状態から実線で示す伸長状態に形態が変化するように構成されている。  The pair of first arm members 31 is a plate member formed of an upright portion 311 extending in the vertical direction and a forward inclined portion 312 broken toward the processing module 5, and the width of the inner cover 13 of the processing module 5 Are arranged at intervals corresponding to. That is, when the second arm member 32, the third arm member 33 and the robot hand 22 assembled between the pair of first arm members 31 extend as shown by the solid line in FIG. It is comprised by the width | variety which can approach into the cover 13. FIG. The work transfer robot 21 is configured such that the form of the second arm member 32 and the third arm member 33 changes from the contracted state shown by the one-dot chain line to the extended state shown by the solid line by driving the first and second joints 35. ing.
その際、ロボットハンド22は、一対の第1アーム部材31の間に位置する退避位置と、主軸チャック16とワークWの受渡しを行う受渡し位置との間を移動することとなる。ワーク搬送ロボット21が収縮した場合には、ロボットハンド22が第1アーム部材31の間に収まるほか、第1アーム部材31の前傾部分312によって第2アーム部材32および第3アーム部材33がコンパクトに折りたたまれ、ワーク搬送ロボット21が前カバー7内の搬送空間70を走行可能な状態になる。第1アーム部材31の前傾部分312は、ワーク搬送ロボット21が延びた場合には、第2アーム部材32および第3アーム部材33を介してロボットハンド22がより奥へと届くようにした効果もある。  At this time, the robot hand 22 moves between the retracted position located between the pair of first arm members 31 and the delivery position for delivering the workpiece W from the spindle chuck 16. When the work transfer robot 21 is contracted, the robot hand 22 is fitted between the first arm members 31 and the second arm member 32 and the third arm member 33 are compact due to the forward inclined portion 312 of the first arm member 31. The work transfer robot 21 can travel in the transfer space 70 in the front cover 7. The forwardly inclined portion 312 of the first arm member 31 has the effect that the robot hand 22 can be further extended via the second arm member 32 and the third arm member 33 when the work transfer robot 21 is extended. There is also.
次に、図4は、ロボットハンド22のロボットハンド用チャック装置を示した平面図である。このロボットハンド22は、図3に示すように、第3アーム部材33にベース部材38が取り付けられ、そのベース部材38に対してロボットハンド用チャック装置(以下、単に「チャック装置」という)39が組み付けられている。ロボットハンド22には、2つのチャック装置39が向きを90度変えた状態で重ねて搭載されている。2つのチャック装置39は同じ構造のものであり、一対のチャック爪47を開閉してワークWを把持および解放するようにしたものである。  Next, FIG. 4 is a plan view showing a robot hand chuck device for the robot hand 22. As shown in FIG. In this robot hand 22, as shown in FIG. 3, a base member 38 is attached to the third arm member 33, and a chuck device (hereinafter simply referred to as "chuck device") 39 for the robot hand is attached to the base member 38. It is assembled. Two chuck devices 39 are stacked and mounted on the robot hand 22 in a state in which the direction is changed by 90 degrees. The two chuck devices 39 have the same structure, and open and close the pair of chuck claws 47 so as to grip and release the work W.
チャック装置39は、チャック爪47を油圧シリンダ(チャックシリンダ)40によって開閉作動させるものであり、油圧が作用した状態でチャック爪47がワークWを把持した状態が維持される。そのため、ワークWを把持している場合には、仮に電源が落ちたとしても油圧が作用した状態が維持されなければならない。そこで、チャック装置39には、把持状態を維持するための保圧機能が設けられている。特に、チャック装置39は、ワーク搬送ロボット21の先端部分に取り付けられたロボットハンド22を構成するものであるため、小型軽量であることが求められる。しかも、ロボットハンド22は2台のチャック装置39が搭載されている。従って、チャック装置39に組み込まれた保圧部の構成はコンパクトであることが要求される。  The chuck device 39 operates to open and close the chuck claws 47 by a hydraulic cylinder (chuck cylinder) 40, and the state in which the chuck claws 47 grip the workpiece W is maintained in a state where hydraulic pressure is applied. Therefore, when gripping the work W, even if the power is dropped, the state where the hydraulic pressure is applied must be maintained. Therefore, the chuck device 39 is provided with a pressure holding function for maintaining the gripping state. In particular, since the chuck device 39 constitutes the robot hand 22 attached to the end portion of the work transfer robot 21, it is required to be small and light. Moreover, the robot hand 22 has two chuck devices 39 mounted thereon. Therefore, the configuration of the pressure holding unit incorporated in the chuck device 39 is required to be compact.
図5及び図6は、チャック装置39を構成するチャックシリンダを示した断面図であり、図5はワークを解放する場合の伸長状態で、図6はワークを把持する場合の収縮状態である。このチャックシリンダ40は、円筒形状のシリンダ本体41内にロッド付ピストン42が挿入されている。シリンダ本体41は、一端部が蓋部材44によって塞がれ、他端側ではロッド付ピストン(以下、単に「ピストン」という)42のロッド部分421が突き出している。そして、シリンダ本体41とロッド部分421との間には、シール部材43が2重に設けられ、シリンダ本体41内が気密な状態が保たれるようになっている。  5 and 6 are cross-sectional views showing the chuck cylinder constituting the chuck device 39. FIG. 5 is an extended state when releasing the work, and FIG. 6 is a contracted state when gripping the work. In the chuck cylinder 40, a rod-mounted piston 42 is inserted in a cylindrical cylinder body 41. The cylinder body 41 is closed at one end by the lid member 44, and the rod portion 421 of the rod-mounted piston (hereinafter simply referred to as "piston") 42 protrudes at the other end. The seal member 43 is doubled between the cylinder body 41 and the rod portion 421 so that the inside of the cylinder body 41 is kept airtight.
チャックシリンダ40は、複動型シリンダであり、シリンダ本体41にはボトム側の伸長側加圧室411に連通する伸長側ポート412が形成され、ロッド側の収縮側加圧室413に連通する収縮側ポート414が形成されている。伸長側ポート412と収縮側ポート414には、それぞれパイプを介して切換え弁、油圧ポンプおび回収タンクなどからなる油圧回路が接続され、作動油の供給および排出が行われるようになっている。従って、チャックシリンダ40は、伸長側ポート412から作動油が供給されることで図5に示すように伸長作動し、収縮側ポート414から作動油が供給されることで図6に示すように収縮作動するようになっている。  The chuck cylinder 40 is a double acting cylinder, and an extension side port 412 communicating with the extension side pressurizing chamber 411 on the bottom side is formed in the cylinder main body 41, and a contraction is communicated to the contraction side pressurizing chamber 413 on the rod side. Side port 414 is formed. A hydraulic circuit including a switching valve, a hydraulic pump and a recovery tank is connected to the extension side port 412 and the contraction side port 414 through pipes, respectively, so that supply and discharge of hydraulic fluid are performed. Therefore, the chuck cylinder 40 is operated to extend as shown in FIG. 5 by being supplied with the hydraulic fluid from the expansion side port 412, and is contracted as shown in FIG. 6 by being supplied with the hydraulic fluid from the contraction side port 414. It is supposed to work.
チャック装置39は、図4に示すように、ピストン42(ロッド部分421)の中心軸を対称にして、一対のチャック爪47が開閉するチャック機構が構成されている。チャック機構は、一対のクランク部材45がベースブロック37に対して軸支されている。クランク部材45はL字形の部材であり、その角部に軸孔が形成され、ベースブロック37に対してピン371によって揺動可能に支持されている。そして、クランプ部材45の一端側にはチャック爪47が固定され、他端側には長孔451が形成され、ロッド部分421に固定されたピン46が挿入されている。  As shown in FIG. 4, the chuck device 39 has a chuck mechanism in which a pair of chuck claws 47 opens and closes with the central axis of the piston 42 (rod portion 421) symmetrical. The chuck mechanism has a pair of crank members 45 pivotally supported on the base block 37. The crank member 45 is an L-shaped member, and an axial hole is formed at a corner thereof, and the crank member 45 is swingably supported by a pin 371 with respect to the base block 37. The chuck claw 47 is fixed to one end side of the clamp member 45, the long hole 451 is formed on the other end side, and the pin 46 fixed to the rod portion 421 is inserted.
チャック装置39は、チャックシリンダ40の伸縮作動により、ピストン42のロッド部分421が、図4の実線と一点鎖線とで示す位置に変位する。その際、ピン46の直線移動がクランプ部材45の揺動運動に変換され、一対のチャック爪47の開閉動作が行われることとなる。特に、チャック爪47がワークWを把持するのはチャックシリンダ40が、図6に示すように収縮した状態である。本実施形態では、その収縮状態つまりワークの把持状態が維持できるようにチャックシリンダ40の特にピストン42の内部に保圧部が構成されている。  In the chuck device 39, the rod portion 421 of the piston 42 is displaced to the position shown by the solid line and the alternate long and short dash line in FIG. At this time, the linear movement of the pin 46 is converted into the swinging movement of the clamp member 45, and the opening and closing operation of the pair of chuck claws 47 is performed. In particular, the chuck jaws 47 grip the workpiece W when the chuck cylinder 40 is contracted as shown in FIG. In the present embodiment, a pressure retaining portion is formed particularly in the interior of the piston 42 of the chuck cylinder 40 so that the contracted state, that is, the gripping state of the workpiece can be maintained.
図5及び図6に示すように、ピストン42は中空形状であり、ピストン側端部の開口部が栓ブロック51により塞がれている。そして、ロッド部分421の先端には通気口423が形成されている。このピストン42は、それ自身が保圧用シリンダであり、内部には保圧用ピストン52が挿入されている。この保圧用シリンダは単動シリンダであり、ピストン42の内部にはロッド部分421の先端側空間425に保圧用スプリング53が入れられている。従って、保圧用ピストン52は、栓ブロック51側に向けて常に付勢されている。  As shown in FIGS. 5 and 6, the piston 42 is hollow, and the opening at the piston side end is closed by the plug block 51. A vent 423 is formed at the tip of the rod portion 421. The piston 42 itself is a pressure holding cylinder, and the pressure holding piston 52 is inserted inside. The pressure-holding cylinder is a single-acting cylinder, and a pressure-holding spring 53 is inserted in the tip side space 425 of the rod portion 421 inside the piston 42. Therefore, the pressure holding piston 52 is always urged toward the plug block 51 side.
また、ピストン42は、ピストン部側の保圧用加圧室426に作動油が供給されるように保圧用ポート428が形成されている。保圧用加圧室426は、保圧用ポート428を介してシリンダ本体41の収縮側加圧室413と連通している。従って、図6に示す収縮時には、収縮側ポート414から収縮側加圧室413に作動油が供給されるが、更に保圧用ポート428を介して保圧用加圧室426にも作動油が供給されるようになっている。  Further, the piston 42 is formed with a pressure holding port 428 so that the working oil is supplied to the pressure holding chamber 426 on the side of the piston portion. The pressure holding pressure chamber 426 is in communication with the contraction side pressure chamber 413 of the cylinder body 41 via the pressure holding port 428. Therefore, at the time of contraction shown in FIG. 6, the hydraulic oil is supplied from the contraction side port 414 to the contraction side pressure chamber 413, and the hydraulic oil is also supplied to the pressure holding pressure chamber 426 via the pressure holding port 428. It has become so.
保圧用ピストン52は筒状に形成され、栓ブロック51に対して摺動可能な状態で嵌め合わされている。栓ブロック51は段付きの円柱形状をしたものあり、先端のガイド部分511が保圧用ピストン52の摺動凹部521内に挿入されている。ガイド部分511と摺動凹部521とは摺接しており、その間には気密性を保つためOリングが設けられている。また、保圧用ピストン52は、ストロークを制限して保圧用加圧室426を出入りする作動油の量を抑えるため、突出した延長部522が形成されている。  The pressure holding piston 52 is formed in a tubular shape, and is fitted to the plug block 51 in a slidable manner. The plug block 51 has a stepped cylindrical shape, and the guide portion 511 at the tip is inserted into the sliding recess 521 of the pressure holding piston 52. The guide portion 511 and the sliding recess 521 are in sliding contact with each other, and an O-ring is provided therebetween to maintain air tightness. Further, in the pressure holding piston 52, a protruding extension portion 522 is formed in order to restrict the stroke and suppress the amount of hydraulic oil entering and exiting the pressure holding pressure chamber 426.
そこで、以上のような構成のチャック装置39では、チャックシリンダ40に伸長側ポート412から伸長側加圧室411に作動油が供給されると、ピストン42が加圧されることにより図5に示すような伸長状態となる。このとき、収縮側加圧室413内の作動油が排出されて圧力が低下する。そして、ピストン42内では、保圧用スプリング53の付勢力により保圧用ピストン52が変位し、圧力の下がった保圧用加圧室426内の作動油が押し出されて収縮側加圧室413側へと排出されることとなる。よって、ピストン42の伸長作動によりピン46が移動し、それによりクランプ部材45が揺動して、チャック装置39は図4の一点鎖線で示すように開いた状態になる。  Therefore, in the chuck device 39 configured as described above, when the working oil is supplied from the extension side port 412 to the extension side pressure chamber 411 to the chuck cylinder 40, the piston 42 is pressurized as shown in FIG. It becomes like the extended state. At this time, the hydraulic oil in the contraction side pressurizing chamber 413 is discharged to reduce the pressure. Then, in the piston 42, the pressure holding piston 52 is displaced by the urging force of the pressure holding spring 53, and the hydraulic oil in the pressure holding pressure chamber 426 whose pressure is lowered is pushed out to the contraction side pressure chamber 413 side. It will be discharged. Accordingly, the pin 46 is moved by the extension operation of the piston 42, whereby the clamp member 45 is swung, and the chuck device 39 is in the open state as shown by the dashed dotted line in FIG.
一方、チャックシリンダ40に収縮側ポート414から収縮側加圧室413に作動油が供給されると、ピストン42が加圧されることにより図6に示すような収縮状態となる。このとき、伸長側加圧室411内の作動油が排出され圧力が低下する。そして、ピストン42内では、収縮側加圧室413へ供給された作動油が保圧用加圧室426内にも供給され、保圧用ピストン52が加圧される。加圧された保圧用ピストン52は、付勢力に抗して保圧用スプリング53を押し縮めながら変位する。よって、ピストン42の収縮作動によりピン46が移動し、それによりクランプ部材45が揺動して、チャック装置39は図4の実線で示すように閉じた状態になる。  On the other hand, when the working oil is supplied from the contraction side port 414 to the contraction side pressure chamber 413 to the chuck cylinder 40, the piston 42 is pressurized to be in a contracted state as shown in FIG. At this time, the hydraulic oil in the extension side pressurizing chamber 411 is discharged, and the pressure is reduced. Then, in the piston 42, the hydraulic oil supplied to the contraction side pressurizing chamber 413 is also supplied into the pressure holding pressure chamber 426, and the pressure holding piston 52 is pressurized. The pressurized pressure holding piston 52 is displaced while pressing and contracting the pressure holding spring 53 against the biasing force. Accordingly, the pin 46 moves by the contraction operation of the piston 42, whereby the clamp member 45 swings, and the chuck device 39 is in the closed state as shown by the solid line in FIG.
チャック装置39では、チャックシリンダ40が収縮することにより、一対のチャック爪47によりワークWが把持される。つまり、ワーク搬送ロボット21のロボットハンド22によってワークWが把持される。そこで、ワーク搬送ロボット21は、走行台23により所定の加工モジュール5の前へと移動し、図3に示すようにワーク搬送ロボット21の駆動によりワークWの受渡しが行われる。  In the chuck device 39, the workpiece W is gripped by the pair of chuck claws 47 as the chuck cylinder 40 contracts. That is, the workpiece W is gripped by the robot hand 22 of the workpiece transfer robot 21. Then, the work transfer robot 21 is moved to the front of the predetermined processing module 5 by the traveling table 23, and delivery of the work W is performed by driving the work transfer robot 21 as shown in FIG.
本実施形態では、加工機械ライン1の電源が落ちたような場合、あるいはワーク搬送ロボット21がワークWを把持した状態で加工機械ライン1の稼動を停止させるような場合などでも、チャック装置39によるワークWの把持が維持される。通常時は、油圧ポンプが駆動しているため、チャックシリンダ40の収縮側加圧室413内の圧力が保たれている。油圧ポンプが停止してしまったとしも逆止弁によって作動油の排出は止められており、収縮側加圧室413内の圧力は保たれるようになっている。しかし、作動油の漏れを完全に止めることはできず、油圧ポンプの停止が長い時間になれば収縮側加圧室413内の圧力も低下することで、チャック爪47によるワークWの把持力が低下する。チャック爪47は摩擦抵抗によってワーク47を保持しているため、把持力低下により摩擦抵抗が下がり、ワークWがズレたり落下してしまう。  In the present embodiment, even if the power of the processing machine line 1 is turned off, or even if the operation of the processing machine line 1 is stopped while the work transfer robot 21 grips the work W, the chuck device 39 The gripping of the work W is maintained. Under normal conditions, since the hydraulic pump is driven, the pressure in the contraction side pressurizing chamber 413 of the chuck cylinder 40 is maintained. If the hydraulic pump has stopped, discharge of hydraulic fluid is stopped by the check valve, and the pressure in the contraction side pressurizing chamber 413 is maintained. However, the hydraulic oil can not be completely stopped, and if the hydraulic pump is stopped for a long time, the pressure in the contraction side pressurizing chamber 413 is also reduced, so that the gripping force of the workpiece W by the chuck claw 47 is reduced. descend. Since the chuck claws 47 hold the work 47 by the frictional resistance, the frictional resistance decreases due to the decrease in the gripping force, and the work W is shifted or dropped.
この点、チャック装置39は、油漏れによって収縮側加圧室413内の作動油が減少したとしても、保圧用スプリング53が保圧用ピストン52を押して漏れ出した作動油の分だけ保圧用加圧室426の容積を減少させている。そのため、収縮側加圧室413内の作動油がピストン42に作用する圧力が一定に保たれ、ワークWを掴む一対のチャック爪47の把持力が常に保たれている。従って、チャック装置39は、ピストン42内部の保圧部により、作動油の漏れが生じたとしても、ピストン42を収縮方向に変位させる力、つまり一対のチャック爪47がワークWを把持する力を一定に保つことができる。  In this point, even if the working oil in the contraction side pressurizing chamber 413 decreases due to an oil leak, the chucking device 39 presses the pressure of the working oil by which the holding spring 53 pushes the holding piston 52 and leaks out. The volume of chamber 426 is being reduced. Therefore, the pressure with which the hydraulic oil in the contraction side pressurizing chamber 413 acts on the piston 42 is kept constant, and the gripping force of the pair of chuck claws 47 gripping the work W is always maintained. Therefore, the chuck device 39 is configured to displace the piston 42 in the contraction direction even if the hydraulic oil leaks due to the pressure retaining portion inside the piston 42, that is, the force by which the pair of chuck claws 47 grip the workpiece W. It can be kept constant.
そして、本実施形態のチャックシリンダ40は、ピストン42の内部に保圧用ピストン52を組み込むことで、保圧機能を備えつつ小型および軽量化できた。従って、チャック装置39からなるロボットハンド22が小型および軽量にすることができ、遠くまで延びる片持ち支持のワーク搬送ロボット21の先端部分にも搭載することが可能になった。コンパクト設計の加工機械ライン1では、加工モジュール5の内部カバー13や搬送空間70は狭いため、ワーク搬送ロボット21を堅牢かつ大型なものとすることはできない。そうした要望に対応するように、チャック装置39はワーク搬送ロボット21を小型化することができ、しかもロボットハンド22には2つのチャック装置39を搭載することができた。  The chuck cylinder 40 according to the present embodiment can be made smaller and lighter while incorporating the pressure holding function by incorporating the pressure holding piston 52 inside the piston 42. Therefore, the robot hand 22 composed of the chuck device 39 can be made small and lightweight, and can be mounted also on the tip of the cantilevered work transfer robot 21 which extends far. In the processing machine line 1 of the compact design, since the inner cover 13 and the transfer space 70 of the processing module 5 are narrow, the work transfer robot 21 can not be made robust and large. In order to respond to such a demand, the chuck device 39 can miniaturize the work transfer robot 21, and furthermore, two chuck devices 39 can be mounted on the robot hand 22.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態のチャック装置39は、チャックシリンダ40が収縮作動する場合にワークWを把持するものであるが、伸長作動する場合にワークWを把持する構成のチャック機構であれば、伸長側加圧室411が圧用加圧室426に連通する構成であってもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, although the chuck device 39 according to the embodiment holds the workpiece W when the chuck cylinder 40 is contracted, if it is a chuck mechanism configured to hold the workpiece W when the chuck cylinder 40 is operated for elongation, the extension side The pressurizing chamber 411 may be in communication with the pressurizing chamber 426.
21…ワーク搬送ロボット 22…ロボットハンド 39…ロボットハンド用チャック装置 40…チャックシリンダ 41…シリンダ本体 42…ロッド付きピストン 52…保圧用ピストン 53…保圧用スプリング



21 ... work transfer robot 22 ... robot hand 39 ... chuck device for robot hand 40 ... chuck cylinder 41 ... cylinder body 42 ... piston with rod 52 ... piston for holding pressure 53 ... spring for holding pressure



Claims (3)

  1. 基台部分から延びたアームロボットの先端部分に取り付けられたベース部材と、
    前記ベース部材に組み付けられ、作動油を供給および排出する伸長側ポートおよび収縮側ポートが形成されたシリンダ本体と、
    ロッド部分が突き出た状態で前記シリンダ本体内に挿入され、前記伸長側ポートまたは前記収縮側ポートに連通する一対の加圧室内の油圧により変位するロッド付ピストンと、
    前記ロッド付ピストンが保圧用シリンダ本体となり、その中に保圧用ピストンが挿入され、前記保圧用シリンダ本体に形成された保圧用ポートに連通する保圧用加圧室内の油圧により、前記保圧用ピストンが前記ロッド部分の先端側へ変位する保圧用シリンダと、
    前記保圧用加圧室側へ前記保圧用ピストンを付勢するように前記保圧用シリンダ本体内の先端側空間に入れられた付勢部材と、
    前記前記シリンダから突き出した前記ロッド部分に連結され、前記ロッド付ピストンの変位により複数のチャック爪を開閉作動させるチャック機構と
    を有するアームロボットのロボットハンド用チャック装置。
    A base member attached to an end portion of the arm robot extending from the base portion;
    A cylinder body assembled to the base member and provided with an extension side port and a contraction side port for supplying and discharging hydraulic fluid;
    A rod-mounted piston which is inserted into the cylinder body in a state in which a rod portion projects and is displaced by hydraulic pressure in a pair of pressure chambers communicating with the extension side port or the contraction side port;
    The rod-mounted piston is a pressure-retaining cylinder body, and the pressure-retaining piston is inserted into the pressure-retaining cylinder body, and the pressure-retaining piston can A pressure holding cylinder which is displaced to the tip end side of the rod portion;
    An urging member inserted into a tip side space in the pressure holding cylinder main body so as to bias the pressure holding piston to the pressure holding pressure chamber side;
    A chuck mechanism for a robot hand of an arm robot, comprising: a chuck mechanism connected to the rod portion protruding from the cylinder and having a plurality of chuck claws opened and closed by displacement of the rod-mounted piston.
  2. 前記ロッド付ピストンは、前記シリンダ本体内を摺動するピストン部分と、円筒形状の側面部に前記保圧用ポートが形成され、前記シリンダから突き出した先端面部に通気口が形成された前記ロッド部分とを備えたものである請求項1に記載のアームロボットのロボットハンド用チャック装置。  The rod-mounted piston includes a piston portion that slides in the cylinder body, and the rod portion having the pressure-holding port formed on a cylindrical side surface portion and a vent hole formed on a tip surface portion that protrudes from the cylinder. The chuck | zipper apparatus for robot hands of the arm robot of Claim 1 provided with.
  3. 前記ロッド付ピストンは、前記ロッド部分とは反対側に形成された開口部が蓋部材によって閉じられて気密な状態の前記保圧用シリンダが形成されたものであり、
    前記蓋部材は、前記保圧用ピストンの凹部に嵌り込む凸部が形成されたピストンガイド部が形成されたものである請求項2に記載のアームロボットのロボットハンド用チャック装置。








    The rod-mounted piston has an opening formed on the side opposite to the rod portion closed by a lid member to form the pressure-holding cylinder in an airtight state.
    3. The chuck device for a robot hand of an arm robot according to claim 2, wherein the lid member is formed with a piston guide portion having a convex portion to be fitted into the concave portion of the pressure holding piston.








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