CN101636251A - 卡盘装置 - Google Patents

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers

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Abstract

本发明涉及卡盘装置。本发明提供能够容易改变夹紧机构的安装位置的工件的卡盘装置。本发明涉的卡盘装置的结构为，从支架(8)拆卸夹紧机构(18)，而且在利用卡盘装卸装置(41)保持夹紧机构(18)的状态下，通过使支架(8)与支撑板(5)一起旋转，从而使在支架(8)的不同位置形成的定位用凹部(11b、12b)位于与利用卡盘装卸装置(41)保持的夹紧机构(18)相对的位置上。

Description

卡盘装置
技术领域
本发明涉及汽车的部件等工件的卡盘装置。
背景技术
以往将工件的卡盘装置设在机器人臂的前端部上的机器人是已知的。而且，工件的形状不是固定形状，按照每个机种其形状不同。作为与这种工件相对应的卡盘装置，已知的有专利文献1、2公开的装置。
在专利文献1中提出了如下方案，由臂和保持部构成机器人手，在旋转自如地以轴支撑于上述臂的端部的板上，形成从中心部向径向延伸的凸轮槽，通过使凸轮滚子与该凸轮槽配合可使凸轮滚子在引导部件上进行径向运动，通过利用与凸轮槽配合的凸轮滚子和上述引导部件将多个工件保持部在保持同心圆的同时移动，从而无需夹具更换作业，大幅度地缩短了更换品种花的时间。
在专利文献2中公开了如下结构，沿着机器人手支架的导轨，可移动地设置一对工件把持工具，用连接部将各工件把持工具彼此连接，并且该连接部做成可以变更工件把持工具彼此的间隔。
专利文献1：日本特开2004-261890号公报
专利文献2：日本特开2005-014185号公报
在上述专利文献1、2公开的机构中，卡盘部的可变机构因均与机器人成为一体而使机构变得复杂，而且由于将可变机构设在把持部，因此卡盘部变重，不适合搬运重物。另外，在现有的卡盘装置中，若工件的形状变化较大则不能对应此变化，必须制作新的卡盘装置。
发明内容
为了解决上述问题，涉及本发明的卡盘装置具备：安装于机器人臂的前端，可与机器人臂一体旋转的支撑板，相对于固定在该支撑板上的支架做成装卸自如的夹紧机构，以及将上述夹紧机构对上述支架进行装卸的卡盘装卸装置；在上述支架上形成有上述夹紧机构的定位件通过弹簧的弹力配合的定位用凹部，而且在上述夹紧机构上设有将工件保持在与上述支撑板之间的夹紧爪和使该夹紧爪进行开闭动作的驱动装置。
对于将工件保持在与上述夹紧爪之间的支撑板而言，考虑借助于导杆和弹性部件将支撑板安装在机器人臂的前端的构造。
另外，通过在上述支架上形成多个定位用凹部，便可以做成将上述夹紧机构配合保持在任意的凹部的结构。
本发明具有以下效果。
根据本发明，由于将夹紧机构做成可以与机器人分离，因此即使工件的形状变化较大，也能随之相应变化。
另外，由于分离夹紧机构的卡盘装卸装置与保持夹紧机构的机器人分体设置，因此能够简化机器人自身的构造。
再有，由于在夹紧机构自身设置使夹紧爪进行开闭动作的驱动装置，而且将夹紧机构做成相对机器人侧的支架装卸自如，因此夹紧机构独立起作用，即使在支架的不同位置上换装夹紧机构，也可以照样作为夹紧机构起作用。
附图说明
图1是涉及本发明的卡盘装置的保持工件的状态的主视图。
图2是从下方观察该卡盘装置的图。
图3是表示该卡盘装置的支撑板与固定基板的关系的从上方观察的图。
图4是该卡盘装置的夹紧机构的整体图。
图5是涉及本发明的卡盘装置的保持工件之前的状态的主视图。
图6是工件碰到卡盘装置的状态的主要部分的放大图。
图7是使涉及本发明的卡盘装置的夹紧机构的定位件克服弹簧后退的状态的主视图。
图8是卡盘部装卸装置的侧视图。
图9是卡盘部装卸装置的俯视图。
图10是涉及本发明的卡盘装置的夹紧机构处于自由状态的主视图。
图11是表示夹紧机构的安装位置的变更已结束的状态的与图2相同的图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的适当的实施例进行说明。图1是涉及本发明的卡盘装置的保持工件的状态的主视图，图2是从下方观察该卡盘装置的图，图3是表示该卡盘装置的支撑板与固定基板的关系的从上方观察的图，图4是该卡盘装置的夹紧机构的整体图。
图中，标号1是机器人臂，在该机器人臂1的前端安装固定基板2，在该固定基板2的前面在三个位置设置承载部3，将导杆4的基端插入该承载部3中，在导杆4的前端固定有支撑板5。
在插入上述承载部3的导杆4的基端固定挡块6，而且在承载部3与导杆4之间设有弹簧7。若支撑板5与工件W抵接，则如图6所示导杆4与支撑板5一起后退而使弹簧7收缩。
在上述支撑板5的周围固定有支架8、9、10。这些支架8、9、10做成框状。在做成框状的支架8的外侧部形成有后述的夹紧机构的定位件配合的凹锥状的定位用凹部11a、11b、11c，在支架8的内侧部形成有夹紧机构的定位销配合的凹锥状的凹部12a、12b、12c。这些凹部之中，凹部11a与12a成对，凹部11b与12b成对，凹部11c与12c成对。
同样，在支架9的外侧部形成有夹紧机构的定位件配合的凹锥状的定位用凹部13a、13b、13c，在支架9的内侧部形成有夹紧机构的定位销配合的凹锥状的凹部14a、14b、14c，在支架10的外侧部形成有夹紧机构的定位件配合的凹锥状的定位用凹部15a、15b、15c，在支架10的内侧部形成有夹紧机构的定位销配合的凹锥状的凹部16a、16b、16c。
将夹紧机构18、19、20分别做成对上述支架8、9、10装卸自如。各夹紧机构为相同的构造，所以对夹紧机构18进行说明。
夹紧机构18在板21的一面侧的一端设置轴承22，将杆23插入该轴承22中，在杆23的前端设置锥形的定位件24，在杆23的基端设置凸缘25，而且在轴承22与定位件24之间配置弹簧26。另外，在板21的一面侧的另一端的与上述杆23的轴线一致的位置设有定位销27。
另一方面，在上述板21的另一面侧安装托架28，在该托架28上摆动自如地枢轴支撑夹紧爪29的一端，而且在托架28上安装作为驱动源的液压缸单元30，将该液压缸单元30的杆31连接在上述夹紧爪29的一端附近。而且，通过驱动液压缸单元30，夹紧爪29进行开闭动作。
另外，克服上述弹簧26使杆23(定位件24)后退的卡盘装卸装置41与上述杆独立地设置(参照图7)。该卡盘装卸装置41在固定于地面等上的柱部件42的上端设置平板43，在该平板43上设有使上述杆23(定位件24)后退的作为驱动源的液压缸单元44。在该液压缸单元44的杆前端安装有与上述杆23基端的凸缘25卡定并使杆23后退的钩部件45。
而且，在柱部件42的上端部安装托架36，在该托架36的侧部摆动自如地支撑作为驱动源的液压缸单元37，另一方面，在托架36的上端摆动自如地支撑夹紧臂48的中间部，该夹紧臂48的基端部与上述液压缸单元37的杆前端连接。若该液压缸单元37进行伸长运动，则夹紧臂48在图8中向逆时针方向转动，将夹紧机构18的板21保持在与设置于平板43上的承载块49之间。
在以上结构中，为了夹紧工件W，如图5所示，移动机器人臂1，将支撑板5放在工件W的平面部上。于是，如上述图6所示，以靠近固定基板2侧的方式移动支撑板5而压缩弹簧7，吸收与工件W碰到时的冲击。
然后，驱动夹紧机构18、19、20的液压缸单元(驱动源)30而使杆31突出。于是，夹紧爪29进行关闭动作，以夹紧爪29前端卡定工件W周边的凸缘部，将工件W保持在夹紧爪29与支撑板5之间。
之后，若使机器人臂1上升，则由于导杆4因弹簧7的弹力而被向图中的下方推压，成为图1的状态，因而使机器人臂1旋转而将工件W搬运到规定的位置，再使液压缸单元30进行与上述相反的动作而解除夹紧状态。
接着，对通过机种变更等使工件W的把持位置变更时转换夹紧机构18、19、20的位置的方法进行说明。
如图7所示，使夹紧机构处于非夹紧状态，驱动卡盘装卸装置41的液压缸单元47，将夹紧机构的板21锁定在夹紧臂48与承载块49之间。
然后，在锁定了板21的状态下驱动卡盘装卸装置41的液压缸单元44，将钩部件45卡定在夹紧机构18的凸缘25上并使杆23克服弹簧26后退。通过该后退，定位件24从形成于支架8上的定位用凹部11a脱离。而且，在该时刻，定位销27保持与凹部12a卡定的状态。
接着，从图7所示的状态使夹紧机构18向内侧移动。实际上，由于夹紧机构18被保持在卡盘装卸装置41上，所以移动机器人臂1。
通过上述移动，定位销27从凹部12a脱离。由于在该状态下定位件24也从定位用凹部11a脱离，所以夹紧机构18从支架8完全脱离而成为自由状态并保持在卡盘装卸装置41上。
在该状态下使机器人臂1绕轴旋转。于是，支撑板5及安装在其上的支架8、9、10也以机器人臂1为中心旋转。而且，在支架8的定位用凹部11b与夹紧机构18的定位件24的位置一致，且支架8的凹部12b与夹紧机构18的定位销27的位置一致的时刻，停止机器人臂1的旋转，使卡盘装卸装置41的液压缸单元44的杆突出。
于是，夹紧机构18的定位件24通过弹簧26的弹力而嵌入到支架8的定位用凹部11b中，夹紧机构18的定位销27嵌入到支架8的凹部12b中，夹紧机构18固定在支架8的与上述不同的位置。
对其余的夹紧机构19、20也进行与以上同样的操作，例如，对于夹紧机构19，使其定位件24和定位销27配合保持在支架9的定位用凹部13b和14b中。
在实施例中，对于支架及夹紧机构虽表示了三个，但其数量是任意的。而且，虽然将支撑板和支架做成分体结构，但是也可以将支撑板的一部分作为安装夹紧机构的支架。

Claims (3)

1.一种卡盘装置，其特征在于，具备：安装于机器人臂的前端，可与机器人臂一体旋转的支撑板，相对于固定在该支撑板上的支架做成装卸自如的夹紧机构，以及将上述夹紧机构对上述支架进行装卸的卡盘装卸装置；在上述支架上形成有上述夹紧机构的定位件通过弹簧的弹力配合的定位用凹部，而且在上述夹紧机构上设有将工件保持在与上述支撑板之间的夹紧爪和使该夹紧爪进行开闭动作的驱动装置。
2.根据权利要求1所述的卡盘装置，其特征在于，
上述支撑板借助于导杆和弹性部件支撑在机器人臂的前端。
3.根据权利要求1所述的卡盘装置，其特征在于，
在上述支架上形成多个定位用凹部，将上述夹紧机构配合保持在该定位用凹部之中的任意凹部中。
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