WO2020079939A1

WO2020079939A1 - 調心装置

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Publication number: WO2020079939A1
Application number: PCT/JP2019/031850
Authority: WO
Inventors: 武志宮下
Original assignee: 株式会社コガネイ
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2020-04-23
Also published as: JP7076354B2; KR102419447B1; KR20210058927A; JP2020062694A; DE112019004634T5; US20210339404A1; CN214686632U

Abstract

調心装置（１０ａ）は搬送装置に取り付けられる支持台（１１）と、把持部材が取り付けられる取付プレート（１２）とを有し、取付プレート（１２）は支持台（１１）に固定された締結ホルダ（３１）に移動自在に突き当てられる。取付プレート（１２）に固定される可動リング（３５）は締結ホルダ（３１）に移動自在に係合する摺動部（４１）を備え、締結ホルダ（３１）と取付プレート（１２）との間に配置される第１の保持機構（５３）は、締結ホルダ（３１）に取付プレート（１２）をロックし、締結ホルダ（３１）と可動リング（３５）との間に設けられた第２の保持機構（６１）は、取付プレート（１２）の第１方向の力を相殺する。

Description

調心装置

　本発明は、被搬送物の位置決め誤差を吸収する調心装置に関する。

　ワーク等の被搬送物を第１の位置から第２の位置に搬送するために、ロボットアーム等の搬送装置が使用される。搬送装置には、被搬送物を把持するためのエアチャック等の把持部材が装着される。例えば、第１の位置に配置されたワークは、エアチャックにより把持されてロボットアームにより第２の位置まで搬送される。ロボットアームによりエアチャックをそれぞれの位置に移動させたときには、エアチャックとそれぞれの位置との相対的な位置ずれ、つまり位置決め誤差が発生することがある。これらの位置決め誤差を吸収するために、搬送装置であるロボットアームには、例えば、特許文献１に記載されるような調心装置を介して、把持部材であるエアチャックが装着される。この調心装置は、コンプライアンスユニットやコンプライアンスモジュールとも言われる。

　調心装置は、搬送装置に取り付けられる支持部材つまり支持台と、把持部材が取り付けられる取付プレートとを有している。取付プレートに取り付けられる把持部材は、支持台の中心軸に同軸となってロックされた状態つまり保持モードと、支持台の中心軸に対して径方向に移動自在つまり可動方向に移動自在な非保持モードとのいずれかに設定される。

特開２０００－９４３７７号公報

　例えば、第１の位置に垂直に保持されたピンをエアチャックにより把持しようとするとき、エアチャックに対してピンが少しずれる場合がある。このとき、調心装置が非保持モードであれば、エアチャックは支持台の中心軸に対して径方向に移動できるので、位置ずれが吸収される。つまり、エアチャックの中心軸とピンの中心軸とが合うので、エアチャックはピンを把持できる。また、エアチャックにより把持されたピンを第２の位置である、垂直方向に配置された挿入孔に挿入する際に、挿入孔に対してエアチャックが少しずれる場合がある。このとき、調心装置が非保持モードであれば、エアチャックは支持台の中心軸に対して径方向、つまり可動方向に移動できるので、位置ずれが吸収される。つまり、エアチャックの中心軸と挿入孔の中心軸とが合うので、エアチャックはピンを挿入孔に挿入できる。このように、エアチャック等の把持部材が取り付けられる取付プレートが支持台に対して径方向、つまり可動方向に移動することにより、ワークの位置決め誤差を吸収することができる。

　調心装置は、種々の搬送装置に装着されて、種々のワークや治具等の被搬送物の搬送に使用されるので、位置決め誤差を吸収するための取付プレートの調心移動量は、位置決め誤差が最大となる場合を基準として一定値に設定される。

　調心装置が非保持モードの時には、取付プレートは可動方向に移動自在である。このため、調心装置の姿勢や、取付プレートの自重や、エアチャックの荷重などの条件により、予期せず第１方向の力（取付プレートの支持台に対する位置ずれのずれ力）が発生する場合がある。

　例えば、中心軸が水平に保持されたピン等のワークを、エアチャックにより把持して搬送する場合や、水平の挿入孔にピンを挿入する場合がある。このような場合においては、ロボットアームが駆動して、エアチャックが取付けられた取付プレートの中心軸が水平方向に位置すると、調心装置の支持台の中心軸も水平方向に位置する。そうすると、取付プレートの自重や、エアチャックの荷重などにより、第１方向の力が発生し、取付プレートは下方に向けてずれる。そのずれ量は、調心装置の最大の移動量である。このように、取付プレートは、可動方向に移動する。

　この状態で、ピンをエアチャックにより把持しようとしても、エアチャックの中心軸が支持台の中心軸から大きくずれているために、ピンを把持することができない場合がある。同様に、エアチャックにより把持されたピンを、水平の挿入孔に挿入する場合にも、ピンの中心軸が支持台の中心軸から大きくずれてしまい、支持台と挿入孔との中心軸が一致していたとしても、ピンを挿入できなくなることがある。仮に、把持または挿入できるとしても、ロボットアームに高い位置決め精度が要求される。

　このため、従来の調心装置は、エアチャック等の把持部材の中心軸などの基準軸を水平状態にして被搬送物を把持したり、挿入孔に挿入したりする場合のように、支持台の基準軸に対して第１方向の力が加わる場合には適用することができず、調心装置の姿勢が限定され、調心装置の用途が限られている。

　本発明の目的は、取付プレートが、可動方向に移動自在な状態を許容しつつ、取付プレートに加わる第１方向の力を相殺する機構を設けることにより、種々の搬送装置に適用することができる調心装置を提供することにある。

　本発明の調心装置は、軸方向に移動自在のロックピストンが組み込まれるシリンダ孔を備え、搬送装置に取り付けられる支持台と、前記支持台に固定される締結ホルダの前面に可動方向に移動自在に突き当てられ、把持部材が取り付けられる取付プレートと、前記締結ホルダに前記可動方向に移動自在に係合する摺動部を備え、前記取付プレートに固定される可動リングと、前記締結ホルダと前記取付プレートとの間に配置され、前記ロックピストンにより駆動されて前記締結ホルダの基準軸に前記取付プレートの基準軸を一致させてロックする第１の保持力を有する第１の保持機構と、前記締結ホルダと前記可動リングとの間に設けられ、前記可動方向に前記取付プレートが移動自在な状態を許容し、前記取付プレートに加えられる第１方向の力を相殺する第２の保持力を有する第２の保持機構と、を有し、前記第２の保持機構は、流体圧作動機構によりオン・オフされる。

　調心装置の中心軸が水平方向等の姿勢に設定されて、第１方向の力が取付プレートに加わる場合には、第１方向の力を相殺し、調心機能を使用することができる。これにより、取付プレートに第１方向の力が加わる場合においても、調心装置の姿勢に制約されないので、種々の搬送装置に調心装置を適用することができ、調心装置の用途を拡大することができる。

一実施の形態である調心装置の外観を示す斜視図である。図１に示した調心装置の縦断面図である。図２におけるＡ－Ａ線断面図である。図１～図３に示した調心装置における後端部側の部材の分解斜視図である。図１～図３に示した調心装置における先端部側の部材の分解斜視図である。（Ａ）は調心装置が水平に保持され、先端部側の取付プレートが自重で下方にずれ移動した状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。（Ａ）は第２の保持機構を作動させた状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ－Ｃ線断面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第２の保持機構を作動させた状態のもとで取付プレートを移動した状態を示す横断面図である。（Ａ）は第１の保持機構と第２の保持機構とを作動させた状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＤ－Ｄ線断面図である。（Ａ）～（Ｄ）はロボットアームによりエアチャックを移動させてワークであるピンを把持する工程を示す図である。（Ａ）、（Ｂ）はエアチャックによりワークであるピンを挿入孔に挿入する工程を示す図である。（Ａ）は他の実施の形態である調心装置を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＥ－Ｅ線断面図である。図１２に示した調心装置の取付プレートが自重でずれ移動した状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＦ－Ｆ線断面図である。（Ａ）はさらに他の実施の形態である調心装置を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＧ－Ｇ線断面図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの実施の形態においては、共通する機能を有する部材には同一の符号が付されている。調心装置１０ａは、図１および図２に示されるように、支持台１１と取付プレート１２とを有している。支持台１１はロボットアーム等の搬送装置に取り付けられ、取付プレート１２にはエアチャック等の把持部材が取り付けられる。

　支持台１１は基部ブロック１３を有し、図１および図４に示されるように、基部ブロック１３は四辺形部１３ａと、これと一体となったリング部１３ｂとを備えている。支持台１１を図示しない搬送装置に取り付けるための取付孔１４が基部ブロック１３に複数設けられている。一方、取付プレート１２に図示しない把持部材を取り付けるための取付孔１５が取付プレート１２に複数設けられている。調心装置１０ａは、支持台１１を後側部とし、取付プレート１２を前側部とする。

　図２に示されるように、底付きのシリンダ孔１６が基部ブロック１３に設けられ、ロックピストン１７がシリンダ孔１６に軸方向に往復動自在に組み込まれている。ロックピストン１７とシリンダ孔１６の間をシールするためのシール部材１８が、ロックピストン１７に設けられた環状溝１９に装着される。円形の支持ディスク２１が４本のねじ部材２２により基部ブロック１３の前面に取り付けられる。ねじ部材２２は、基部ブロック１３に形成された取付孔２３を貫通し、支持ディスク２１に形成されたねじ孔２４にねじ結合される。図２に示されるように、支持台１１は基部ブロック１３と支持ディスク２１とにより組み立てられる。

　図２に示されるように、ピストンロッド２５がロックピストン１７の前面に取り付けられ、ピストンロッド２５は支持ディスク２１に形成された貫通孔２６を貫通し、支持ディスク２１の前方に突出する。底付きのシリンダ孔１６とロックピストン１７とにより圧力室２７が形成され、圧力室２７に連通する給排ポート２８が基部ブロック１３に形成されている。図１に示されるように、空気圧源Ａと給排ポート２８とを接続する配管２９に方向制御弁３０が設けられており、方向制御弁３０をオンさせて圧縮空気を給排ポート２８から圧力室２７に供給すると、ロックピストン１７によりピストンロッド２５は突出する方向に駆動される。

　基部ブロック１３と支持ディスク２１とを備えた支持台１１の前面に、締結ホルダ３１が複数のねじ部材３２により固定される。締結ホルダ３１はリング部３１ａとこれと一体となった端板部３１ｂとを備えている。リング部３１ａの外周面は、図５に示されるように、複数の円弧面３１ｃと複数の平坦面３１ｄからなる。円弧面３１ｃの中心軸は同軸でありその半径は等しい。ねじ部材３２は、支持ディスク２１に形成された取付孔３３を貫通し、リング部３１ａに形成されたねじ孔３４にねじ結合される。このように、締結ホルダ３１はねじ部材３２により支持ディスク２１に固定される。

　可動リング３５が取付プレート１２の背面に、複数のねじ部材３６により取り付けられる。ねじ部材３６は、取付プレート１２に形成された取付孔３７を貫通し、可動リング３５に形成されたねじ孔３８にねじ結合される。これにより、可動リング３５は取付プレート１２に固定される。可動リング３５はその内周面から径方向内方に突出するリング状の摺動部４１を備えており、摺動部４１は可動リング３５の背面部に一体である。摺動部４１は、締結ホルダ３１の背面側に設けられた案内面４２に係合しており、可動方向に移動自在である。可動方向は、ピストンロッド２５の中心軸Ｏ1に対して直角方向、つまり支持台１１の径方向である。

　図５に示されるように、３つの取付孔４３が締結ホルダ３１の端板部３１ｂに形成され、取付孔４３は端板部３１ｂを貫通している。第１の保持部４４がそれぞれの取付孔４３に装着され、保持部４４は中心軸Ｏ1と平行な方向、つまりロックピストン１７の移動方向に移動自在に締結ホルダ３１に設けられている。図２に示されるように、テーパ面４５が保持部４４に形成されており、テーパ面４５は中心部から前面に向けて漸次内径が大きくなるように、前方に向けて広がっている。

　図２に示されるように、底付きの取付孔４６が取付プレート１２の背面に形成されている。取付孔４６は取付孔４３に対向して３つ形成されており、第２の保持部４７がそれぞれの取付孔４６に固定されている。テーパ面４８が保持部４７に形成されており、テーパ面４８は中心部から保持部４７に向けて漸次内径が大きくなるように、後方に向けて広がっている。鋼製のボール４９が保持部４４と保持部４７との間に配置される。

　図４に示されるように、フランジ５１がピストンロッド２５の先端に設けられ、保持部４４の背面がフランジ５１に突き当てられる。フランジ５１はほぼ三角形であり、３つの頂点の部分にそれぞれの保持部４４が突き当てられる。給排ポート２８から圧力室２７に圧縮空気を供給すると、図２に示されるように、ピストンロッド２５は前進駆動されてボール４９は保持部４４と保持部４７との間で締め付けられて、両方のテーパ面４５、４８の中心部が一致するように位置決めされる。ロックピストン１７が前進駆動されたときに、ロックピストン１７と支持ディスク２１との間の空気は、息付き孔５２を介して外部に排出される。

　ピストンロッド２５の中心軸Ｏ1を締結ホルダ３１の基準軸とし、取付プレート１２の中心軸Ｏ2を取付プレート１２の基準軸とする。図２に示されるように、両方のテーパ面４５、４８の中心部が一致した状態においては、両方の基準軸が調心されて一致するとともに、取付プレート１２は支持台１１にロックされる。このように、締結ホルダ３１と取付プレート１２との間に配置された保持部４４、４７は、両方の基準軸を一致させる第１の保持機構５３を構成している。第１の保持機構５３が作動（オン）している状態を保持モードとする。保持モードでは、第１の保持機構５３による第１の保持力で、両方の基準軸を一致させ、ロックさせる。

　圧縮コイルばね５４がピストンロッド２５に形成された収容孔５５に組み込まれる。圧縮コイルばね５４の一端は収容孔５５の底面に当接し、他端は端板部３１ｂの背面に当接し、ピストンロッド２５およびロックピストン１７には、後退する方向のばね力が加えられている。したがって、圧力室２７内の圧縮空気を排出すると、ばね力によりピストンロッド２５は後退移動し、取付プレート１２のロックは解除される。この状態のもとで、支持台１１に対して径方向の外力が取付プレート１２に加えられると、取付プレート１２は可動方向に移動することができる。ピストンロッド２５が後退限位置となっても、対向し合う保持部４４、４７の間の間隔よりも、ボール４９の直径は大きい。これにより、ボール４９が保持部４４、４７の間から外れることはない。

　第１方向の力、つまり、取付プレート１２の基準軸を締結ホルダ３１の基準軸からずらす方向の力を相殺する第２の保持機構６１が、締結ホルダ３１と可動リング３５の間に配置される。図３および図５に示されるように、第２の保持機構６１は支持リング６２を有し、支持リング６２は可動リング３５の内側に固定される。支持リング６２の円周方向に等間隔を隔てて４つの調整ピストン６３が支持リング６２に装着されている。それぞれの調整ピストン６３は支持リング６２を径方向に貫通して設けられたガイド孔６４に移動自在に装着されている。ガイド孔６４に接触するシール部材６５が調整ピストン６３に設けられている。

　図２に示されるように、シール部材６６、６７が支持リング６２の軸方向の両端部に装着され、それぞれのシール部材６６、６７は支持リング６２の外周面に形成された収容溝に組み込まれている。図３に示されるように、環状の給排通路７１が両方のシール部材６６、６７の間に形成され、給排通路７１はそれぞれの調整ピストン６３の外方側の端面つまり加圧側端面６３ａに連通する。

　給排通路７１に連通する給排ポート７２が可動リング３５に設けられており、給排ポート７２は外部の空気圧源に連通される。給排ポート７２は、図１に示されるように、配管２９ａにより空気圧源Ａに接続されており、配管２９ａには圧力制御弁６８と方向制御弁６９とが設けられている。方向制御弁６９をオンさせて給排ポート７２から圧縮空気を給排通路７１に圧縮空気を供給すると、それぞれの調整ピストン６３の加圧側端面６３ａに圧力が加えられ、４つの調整ピストン６３は支持リング６２の径方向内方に突出する。これにより、調整ピストン６３の内方側の端面つまり当接側端面６３ｂが締結ホルダ３１の平坦面３１ｄに当接する。このとき、締結ホルダ３１の平坦面３１ｄと、調整ピストン６３の当接側端面６３ｂが略平行であるとともに、調整ピストン６３の突出方向に対して平坦面３１ｄは垂直である。このように、第２の保持機構６１は、流体圧作動機構である調整ピストン６３を有している。

　第１方向の力が、取付プレート１２に加わっていない状態のもとでは、全ての調整ピストン６３の当接側端面６３ｂが締結ホルダ３１の平坦面３１ｄに当接すると、支持リング６２の内周面と締結ホルダ３１の外周面との間の隙間は、締結ホルダ３１の外周面全体でほぼ均一となる。これにより、可動リング３５および取付プレート１２の中心軸Ｏ2は、ピストンロッド２５の中心軸Ｏ1に一致して調心された状態となる。第１の保持機構５３が作動しておらず、第２の保持機構６１が作動（オン）している状態を仮保持モードとする。この仮保持モードでは、第１方向の力が、第２の保持力により相殺される。そして、第２の保持力により、中心軸Ｏ1と中心軸Ｏ2は調心される。調整ピストン６３の数は、４つの限られず、少なくとも３つ設けられていれば、調心できる。各調整ピストン６３の各加圧側端面６３ａの受圧面積の総和は、ロックピストン１７の受圧面積よりも小さい。すなわち、第２の保持力は第１の保持力よりも小さい。

　可動リング３５が支持リング６２を介して締結ホルダ３１のリング部３１ａの外周面に当接した状態においては、取付プレート１２の移動量は最大値となる。図６は、取付プレート１２の移動量が最大値となった状態を示す。

　図６は調心装置１０ａの中心軸が水平、つまり中心軸Ｏ１、中心軸Ｏ２がそれぞれ水平に保持され、取付プレート１２が自重により支持台１１の径方向にずれ落ちた状態を示している。図６に示されるように、支持リング６２が締結ホルダ３１の外周面に当接した状態においては、支持台１１の中心軸Ｏ1と、取付プレート１２の中心軸Ｏ2とのずれ量、つまり取付プレート１２の移動量Ｅは最大値となる。

　図７は、調心装置１０ａの中心軸が水平、つまり中心軸Ｏ１、中心軸Ｏ２がそれぞれ水平に保持された状態のもとで、給排ポート７２から給排通路７１に圧縮空気を供給することにより、４つの調整ピストン６３の当接側端面６３ｂが平坦面３１ｄに当接した状態を示す。この状態のもとでは、それぞれの加圧側端面６３ａに加わる圧縮空気の圧力により、取付プレート１２の中心軸Ｏ2が支持台１１の中心軸Ｏ1に一致する方向に取付プレート１２に圧力が加えられる。これにより、取付プレート１２の自重により支持台１１の中心軸Ｏ1よりも下方に移動量Ｅだけずれていた取付プレート１２は、自重に抗して中心軸Ｏ2が中心軸Ｏ1に一致した状態となる。取付プレート１２に把持部材が取り付けられていても、給排通路７１に加えられる圧縮空気の圧力により、中心軸Ｏ2を中心軸Ｏ1に一致させることができる。

　第２の保持機構６１が駆動される仮保持モードの状態では、取付プレート１２がロックされていないので、第２の保持力よりも大きな力、つまり、把持部材を含めた取付プレート１２等の荷重や自重よりも大きな力を加えると、可動方向に移動させることができる。そして、力が取り除かれると、第２の保持力により中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２とが一致する位置に向けて、取付プレート１２が調心される。

　取付プレート１２には調心装置１０ａの使用形態により、種々の荷重の把持部材が取り付けられる。調心装置１０ａが水平状態や傾斜した姿勢で使用されることにより、取付プレート１２に加わる第１方向の力は把持部材の荷重によって変化する。把持部材の荷重等に応じて、圧縮空気の圧力を圧力制御弁６８により変化させることによって、同一の調心装置１０ａに、荷重が相違する種々の把持部材のいずれでも取り付けることができる。つまり、第２の保持機構６１の第２の保持力は、取付プレート１２に加えられる第１方向の力を相殺する程度に任意に可変設定される。

　このように、第２の保持機構６１により取付プレート１２は支持台１１に対して両方の中心軸が一致するように予備的に調心される。予備的な調心力により、調心装置１０ａが水平等に保持された状態のもとでは、取付プレート１２に加わる第１方向の力は相殺される。しかも、この状態のもとでは、第１の保持機構５３を作動させなければ、取付プレート１２に外力を加えることにより、取付プレート１２を可動方向に移動させることができる。

　図８は第２の保持機構６１を作動させた状態、すなわち仮保持モードのもとで取付プレート１２を移動した状態を示す横断面図である。図８（Ａ）は取付プレート１２を図において右方向に移動した状態を示し、図８（Ｂ）は取付プレート１２を上方に移動した状態を示す。このように、第１の保持機構５３を作動させなければ、取付プレート１２に外力を加えることにより、取付プレート１２を移動させることができる。したがって、この状態においては、位置決め誤差を吸収することができる。

　図９は第１の保持機構５３と第２の保持機構６１とを作動させた状態、すなわち保持モードを示す。第１の保持機構５３を作動させることにより、取付プレート１２の中心軸Ｏ2は支持台１１の中心軸Ｏ1に一致し、取付プレート１２は調心されてロックされる。この状態のもとで、給排ポート７２から圧縮空気を外部に排出することにより、第２の保持機構６１の作動を停止させても、第１の保持機構５３により両方の中心軸は調心された状態を保持する。第１の保持機構５３が作動している状態では、取付プレート１２に外力が加わっても、取付プレート１２はロックされているので移動しない。すなわち、調心装置１０ａは、位置決め誤差を吸収することはできない。

　なお、支持台１１の中心軸Ｏ1と、取付プレート１２の中心軸Ｏ2をそれぞれ基準軸としているが、第１の保持機構５３が作動したときに、支持台１１に対して取付プレート１２が位置決めされる位置を基準として、それぞれの基準軸を設定すれば、基準軸はそれぞれの中心軸に限られない。

　次に、上述した調心装置１０ａを用いてワークを把持部材により把持し、搬送装置によりワークを位置決めする場合について、図１０および図１１により説明する。

　図１０および図１１においては、調心装置１０ａの支持台１１には搬送装置としてのロボットアームＲが取り付けられ、取付プレート１２には把持部材としてのエアチャックＨが取り付けられた場合が示されている。ワーク収容部Ｗに垂直方向を向いて収容されているピンＰをエアチャックＨにより把持するために、図１０（Ａ）に示されるように、ロボットアームＲによりエアチャックＨはピンＰの位置に搬送される。このときには、調心装置１０ａの取付プレート１２の中心軸Ｏ2は、支持台１１の中心軸Ｏ1と同軸状態に設定されている。ただし、給排ポート２８と給排ポート７２には圧縮空気が供給されておらず、第１の保持機構５３と第２の保持機構６１は作動していない。第１の保持機構５３と第２の保持機構６１がそれぞれ駆動していないオフ状態を、非保持モードとする。この非保持モードのもとで、エアチャックＨは、ロボットアームＲにより、支持台１１の中心軸Ｏ1がワーク収容部Ｗの基準位置Ｏsと同軸となるように搬送される。

　ピンＰの中心軸Ｏpが、図１０（Ａ）に示されるように、基準位置Ｏsに対してずれていたとする。このとき、ピンＰの中心軸Ｏｐは、支持台１１の中心軸Ｏ1と取付プレート１２の中心軸Ｏ２に対して誤差が発生している状態である。この状態で、エアチャックＨをピンＰに接近させる。このとき、第１の保持機構５３は作動していないので、図１０（Ｂ）に示されるように、調心装置１０ａの調心機能により取付プレート１２が可動方向に移動する。また第２の保持機構６１も作動していないので、取付プレート１２を可動方向に移動させる力は、第２の保持力よりも小さな力でよい。こうして、支持台１１の中心軸Ｏ1とピンＰの中心軸Ｏpとの誤差を吸収してエアチャックＨによりピンＰを把持することができる。

　ロボットアームＲによりエアチャックＨを上昇させると、ピンＰはエアチャックＨにより把持されてワーク収容部Ｗから取り出される。ピンＰを取り出した後に、図１０（Ｃ）に示されるように、給排ポート２８に圧縮空気を供給すると、第１の保持機構５３が駆動される。これにより、取付プレート１２の中心軸Ｏ2が支持台１１の中心軸Ｏ1に一致するように取付プレート１２とエアチャックＨが調心されるとともに、エアチャックＨは調心装置１０ａを介してロボットアームＲに締結される。図１０（Ｄ）に示されるように、給排ポート７２に圧縮空気を供給すると、第２の保持機構６１が駆動される。

　次に、図１１（Ｂ）に示されるように、エアチャックＨにより把持されたピンＰを水平の挿入孔Ｊに挿入するために、図１１（Ａ）に示されるように、エアチャックＨはロボットアームＲにより水平方向に姿勢が変更される。このときには、第１の保持機構５３と第２の保持機構６１は、駆動された状態のままに保持される。

　次いで、挿入孔ＪにピンＰを対向させた状態として、ロボットアームＲによりピンＰを挿入孔Ｊに挿入する。このときには、第２の保持機構６１は作動された状態のままに設定することによって、取付プレート１２に加わる第１方向の力が相殺され、取付プレート１２の中心軸Ｏ2は支持台１１の中心軸Ｏ1に対して同軸状態に調心される。

　さらに、このときには、給排ポート２８には圧縮空気を供給することなく、第１の保持機構５３の作動は解除される。このように、第１の保持機構５３を解除しても、第２の保持機構６１が作動しているので、両方の中心軸Ｏ1、Ｏ2は同軸状態に保持される。この状態のもとで、ピンＰの中心軸と挿入孔Ｊの中心軸とが一致していない場合でも、調心装置１０ａが誤差を吸収し、エアチャックによりピンＰを挿入孔Ｊに挿入することができる。

　このように、第２の保持機構６１により第１方向の力が相殺されるので、調心装置１０ａの基準軸を水平方向に位置させて使用することも可能である。さらに、第２の保持機構６１を作動させた状態のもとでも、第１の保持機構５３を解除することにより、位置決め誤差を吸収することができる。

　図１２と図１３は他の実施の形態である調心装置１０ｂを示しており、上述した調心装置１０ａにおける部材と共通性を有する部材には同一の符号が付されている。この調心装置１０ｂにおいては、第２の保持機構６１を作動させるための給排ポート７２が支持台１１の基部ブロック１３に形成されている。支持リング６２と可動リング３５との間に形成される給排通路７１を給排ポート７２に連通させるための連通通路７３が支持台１１と可動リング３５に形成されている。基部ブロック１３と支持ディスク２１との間には、シール部材７４が配置され、支持ディスク２１と可動リング３５との間にはシール部材７５が配置されている。これにより、連通通路７３からの空気漏れが防止されている。

　図１２は、取付プレート１２の中心軸Ｏ1が支持台１１の中心軸Ｏ2と同軸となった状態を示し、図１３は取付プレート１２が自重でずれた状態を示す。この調心装置１０ｂにおいては、給排ポート７２の位置が調心装置１０ａと相違しているが、他の構造は調心装置１０ａと同一である。

　図１４はさらに他の実施の形態である調心装置１０ｃを示しており、上述した調心装置１０ａ、１０ｂにおける部材と共通性を有する部材には同一の符号が付されている。

　この調心装置１０ｃにおいては、第２の保持機構６１は、上述した場合と相違し、調心方向に膨張収縮自在の可撓性チューブ７６により形成されている。可撓性チューブ７６はゴム等の弾性変形自在の部材により成形されている。可撓性チューブ７６には接続口７７が設けられ、接続口７７は給排ポート７２に接続されている。可撓性チューブ７６に外部から供給される圧縮空気の圧力を調整することにより、取付プレート１２が支持台１１の径方向に移動する際の荷重を設定することができる。調心装置１０ｃにおける第２の保持機構６１は、可撓性チューブ７６からなる流体圧作動機構により構成されている。

　本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

　この調心装置は、被搬送物を搬送する搬送装置に適用される。調心装置には被搬送物を把持するチャックが設けられ、被搬送物をチャックにより把持したり、把持した被搬送物を所定の位置に位置決めしたりするときの位置決め誤差が調心装置により吸収される。

Claims

　軸方向に移動自在のロックピストンが組み込まれるシリンダ孔を備え、搬送装置に取り付けられる支持台と、
　前記支持台に固定される締結ホルダの前面に可動方向に移動自在に突き当てられ、把持部材が取り付けられる取付プレートと、
　前記締結ホルダに前記可動方向に移動自在に係合する摺動部を備え、前記取付プレートに固定される可動リングと、
　前記締結ホルダと前記取付プレートとの間に配置され、前記ロックピストンにより駆動されて前記締結ホルダの基準軸に前記取付プレートの基準軸を一致させてロックする第１の保持力を有する第１の保持機構と、
　前記締結ホルダと前記可動リングとの間に設けられ、前記可動方向に前記取付プレートが移動自在な状態を許容し、前記取付プレートに加えられる第１方向の力を相殺する第２の保持力を有する第２の保持機構と、を有し、
　前記第２の保持機構は、流体圧作動機構によりオン・オフされる、調心装置。
　請求項１記載の調心装置において、
　前記第１の保持機構をオンさせ、前記締結ホルダの基準軸に前記取付プレートの基準軸を一致させる前記第１の保持力を加える保持モードと、
　前記第１の保持機構をオフ状態として、前記第２の保持機構をオンさせ、前記第１方向の力を相殺する前記第２の保持力を加える仮保持モードとを有し、
　前記第２の保持力は、前記第１の保持力よりも小さく、
　前記取付プレートは、前記仮保持モードのときは、前記第２の保持力よりも大きい力により、可動方向に移動自在である、調心装置。
　請求項２記載の調心装置において、
　前記第１の保持機構と前記第２の保持機構とをオフ状態として、前記取付プレートを可動方向に移動自在とする非保持モードをさらに有する、調心装置。
　請求項１～３のいずれか１項に記載の調心装置において、
　前記第２の保持機構の前記第２の保持力は、前記第1方向の力に応じて可変設定される、調心装置。
　請求項１～４のいずれか１項に記載の調心装置において、
　前記第２の保持機構は、前記可動リングの内側に固定される支持リングと、可動方向に移動自在に前記支持リングに装着される少なくとも３つの調整ピストンと、前記支持リングと前記可動リングとの間に形成され、それぞれの前記調整ピストンの加圧側端面に連通する給排通路と、前記給排通路に連通する給排ポートと、を有する、調心装置。
　請求項１～５のいずれか１項に記載の調心装置において、
　前記第２の保持機構は、前記締結ホルダと前記可動リングとの間に可動方向に膨張収縮自在に配置される可撓性チューブと、前記可撓性チューブに連通する給排ポートと、を有する、調心装置。
　請求項５または６記載の調心装置において、
　前記給排ポートを前記可動リングまたは前記支持台に設けた、調心装置。
　請求項５～７のいずれか１項に記載の調心装置において、
　前記給排ポートと空気圧源とを接続する配管に、前記給排ポートに供給される空気の圧力を調整する圧力制御弁を設けた、調心装置。
　請求項１～８のいずれか１項に記載の調心装置において、
　前記第１の保持機構は、それぞれテーパ面が設けられ前記取付プレートに取り付けられる複数の第１の保持部と、前記テーパ面にボールを介して対向するテーパ面がそれぞれ設けられ前記ロックピストンの移動方向に移動自在に前記締結ホルダに設けられた第２の保持部と、前記ロックピストンに設けられ前記第２の保持部に突き当てられるフランジを備えたピストンロッドと、を有する調心装置。