JP2000288871A - 調心装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 把持部材により把持した被搬送物をずらし移
動し得るとともに回動と傾斜移動とを行い得るようにす
る。 【解決手段】 装置本体１０ａは、ロックブロック１３
と支持プレート１５とを有し、内部には調心空間１６が
形成されいる。この装置本体１０ａは移動部材により移
動され、作動プレート２１にはチャックが取り付けられ
ることになる。この作動プレート２１は装置本体１０ａ
の中心軸Ｏに対して直角の方向に移動自在となってお
り、中心軸Ｏ回りに揺動自在となっており、さらに中心
軸Ｏに対して傾斜移動自在となっている。作動プレート
２１には複数の円筒部材２３が調心部材として取り付け
られ、この円筒部材２３に圧接して作動プレート２１に
基準位置に向かう押し付け力を加える複数のピストンロ
ッド２７がロックブロック１３に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワークなどの被搬送
物をチャックなどの把持部材により把持して搬送する際
に把持部材を基準位置にロックするとともに、把持部材
を任意の方向に変位し得るようにした調心装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ロボットアームなどの移動部材にチャッ
クを設け、そのチャックによりワークなどの被搬送物を
把持して第１の位置から第２の位置まで被搬送物を搬送
する場合には、チャックが基準位置となるようにすると
ともに、中心軸に対して直角の方向にずれ移動させるよ
うにする必要がある。

【０００３】たとえば、チャックにより被搬送物を把持
して第１の位置から第２の位置まで搬送した後に、その
被搬送物を支持孔の中に挿入する場合には、第２の位置
まで搬送された被搬送物と支持孔との位置がずれている
と、被搬送物を支持孔の中に挿入することができなくな
るので、挿入動作を行うときには、被搬送物の位置をず
らす必要がある。また、第１の位置で被搬送物をチャッ
クにより把持する際に、チャックの位置と被搬送物の位
置とがずれていると被搬送物を把持することができなく
なるので、チャックをずらし移動させる必要がある。

【０００４】このような機能を果たすために、チャック
と移動部材との間にコンプライアンスモジュールとも言
われる調心装置を取り付けることがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の調心装置はチャ
ックの中心軸をこれに対して直角の方向にずらし移動す
るようにしているが、被搬送物の種類によっては、チャ
ックを中心軸に一致させる調心機能に加えて、チャック
を中心軸回りに回動させたり、中心軸に対して傾斜移動
させるようにする必要があり、さらには、チャックを傾
斜させた状態でずらし移動し得るようにする必要があ
る。

【０００６】本発明の目的は、把持部材により把持した
被搬送物をずらし移動し得るとともに回動と傾斜移動と
を行い得るようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の調心装置は支持
部とロック部とを有し、内部に調心空間が形成されて移
動部材に取り付けられる装置本体と、被搬送物を把持す
る把持部材が取り付けられ、前記装置本体の中心軸に対
して直角の方向に前記支持部に沿って移動自在、前記中
心軸回りに揺動自在および前記中心軸に対して傾斜移動
自在に前記調心空間に配置される作動プレートと、前記
作動プレートに前記ロック部に対向して設けられた複数
の調心部材と、前記ロック部に前記中心軸に沿って往復
動自在に設けられ、それぞれの前記調心部材に圧接して
前記作動プレートに基準位置に向かう押し付け力を加え
る複数のピストンロッドとを有することを特徴とする。

【０００８】本発明の調心装置においては、前記作動プ
レートに前記支持部に向かう押し付け力を加えるばね部
材を前記ロック部に設けるようにしても良く、前記調心
部材を円筒体とし、前記ピストンロッドを先端面に向け
て小径となったテーパ部を設けるようにしても良い。

【０００９】

【発明の実施の形態】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。

【００１０】図１（Ａ）は、本発明の一実施の形態であ
る調心装置の外観を示す正面図であり、図１（Ｂ）は、
同図（Ａ）の平面図であり、図２は図１（Ａ）の断面図
である。

【００１１】図１（Ａ）に示すように、調心装置１０は
搬送用ロボットのアームなどの移動部材１１に取り付け
られるようになっており、被搬送物を掴むフィンガーや
チャックなどの把持部材が調心装置１０に取り付けられ
るようになっている。この調心装置１０はこれの中心軸
Ｏに対してチャック１２の中心軸を一致させてその状態
でチャック１２をロックすることができ、ロックを解除
することによりチャック１２を調心装置１０に対して移
動し得る状態に設定することができる。

【００１２】調心装置１０の装置本体１０ａは外周が円
形となったロックブロック１３を有し、このロックブロ
ック１３の基端面に移動部材１１が取り付けられるねじ
孔１４が形成されている。ロックブロック１３の先端面
には、先端部に形成された凹部を覆うように円板形状の
支持プレート１５がねじ止めされており、支持プレート
１５とロックブロック１３とにより装置本体１０ａに
は、調心空間１６が形成されている。

【００１３】支持プレート１５の内面にはリテーナ１７
がねじ部材により固定されており、このリテーナ１７に
は、図３に示すように、装置本体１０ａの中心軸Ｏから
同一の半径位置に円周方向に等間隔に合計１２個の収容
穴１８が形成され、それぞれの収容穴１８には鋼球つま
りボール１９が配置されている。

【００１４】調心空間１６内には作動プレート２１が配
置されており、この作動プレート２１はボール１９に接
触して支持プレート１５に沿って中心軸Ｏに対し直角方
向つまり半径方向にずれ移動自在となっており、図２に
示すＸ方向とこれに直角なＹ方向とにずれ移動すること
ができる。

【００１５】この作動プレート２１には連結部材２２が
支持プレート１５の中心部に形成された貫通孔からが外
部に突出して固定されており、この連結部材２２にチャ
ック１２を取り付けることにより、連結部材２２を介し
てチャック１２が作動プレート２１に取り付けられるよ
うになっている。

【００１６】作動プレート２１は調心空間１６の中で、
前述したように、半径方向にずれ移動自在となっている
とともに、中心軸Ｏに対して傾斜する方向に角度αの範
囲で傾斜移動自在となり、かつ中心軸Ｏを中心としてそ
のまわりに回動角度θの範囲で回動自在となっている。

【００１７】作動プレート２１には２つの円筒部材２３
が設けられた取付プレート２４が取り付けられ、それぞ
れの円筒部材２３は作動プレート２１の中心軸に対して
円周方向に１８０度ずれた位置に取り付けられており、
それぞれの円筒部材２３はロックブロック１３に対向し
て作動プレート２１に設けられる調心部材となってい
る。図示する場合には、円筒部材２３は２つ設けられて
いるが、３つあるいはそれ以上としても良い。

【００１８】ロックブロック１３には、図２に示すよう
に、円筒部材２３に対応して２つのシリンダ室２５が形
成されており、それぞれのシリンダ室２５内にはピスト
ン２６が軸方向に往復動自在に配置され、それぞれのピ
ストン２６にはピストンロッド２７が設けられている。
ピストンロッド２７はロックブロック１３に固定された
スペーサ２８に案内されて移動自在となっており、その
先端部にはテーパ部２９が形成され、円筒部材２３の中
に入り込んでいる。

【００１９】なお、ピストンロッド２７の先端部をテー
パ形状とすることなく、ストレートとし、円筒部材２３
の内周面をテーパ形状としても良い。さらに、ピストン
ロッド２７の先端部を円筒形状とし、調心部材としての
円筒部材２３をロッドとしても良く、その場合に円筒形
状のピストンロッドの内周面をテーパ形状としても良
く、ロッドをテーパ形状としても良い。

【００２０】それぞれのピストン２６にはそれぞれを後
退する方向にばね力を加えるために圧縮コイルばね３１
が装着されており、ロックブロック１３に固定されたカ
バー３２とピストン２６の後端面との間には空気圧室３
３が形成されている。それぞれの空気圧室３３に対して
圧縮空気を供給するために、ロックブロック１３には給
排ポート３４が形成され、２つの空気圧室３３は連通路
３５により相互に連通されている。

【００２１】したがって、給排ポート３４から圧縮空気
を供給すると、両方のピストン２６はそれぞれ同期して
前進することによりロック位置となり、給排ポート３４
から外部に空気を排出すると、両方のピストン２６はそ
れぞれ圧縮コイルばね３１のばね力によって同期して後
退することによりロック解除位置となる。図２において
は、説明の便宜上、右側のピストン２６はロック位置と
なった状態を示し、左側のピストン２６はロック位置と
なった状態を示す。

【００２２】両方のピストン２６がロック位置となる
と、それぞれのピストンロッド２７の中心と円筒部材２
３の中心とが一致して状態となることから、連結部材２
２の中心軸は装置本体１０ａの中心軸Ｏと一致した状態
となる。つまり、作動プレート２１と連結部材２２は装
置本体１０ａの中心軸Ｏに対して半径方向に対してずれ
量がゼロとなり、傾斜角度αと回動角度θもゼロとな
る。

【００２３】一方、ピストン２６がロック解除位置とな
ると、ピストンロッド２７の先端部は円筒部材２３から
離れることになり、作動プレート２１と連結部材２２
は、前述したそれぞれの方向に移動自在となる。

【００２４】ロックブロック１３の中心部に形成された
収容穴３６には、筒部３７ａと頂部３７ｂとを有する筒
状部材３７が軸方向に移動自在に装着されており、取付
プレート２４に形成された収容穴３８に配置されたボー
ル３９には筒状部材３７の頂部３７ｂが接触するように
なっている。筒状部材３７が作動プレート２１に対して
支持プレート１５に向かうばね力を加えるために、筒状
部材３７には圧縮コイルばね４１が組み込まれている。

【００２５】このような構造の調心装置１０を移動部材
１１に取り付け、調心装置１０の連結部材２２にチャッ
ク１２を取り付けることにより、チャック１２に被搬送
物を掴んだ状態のもとで、移動部材１１によって被搬送
物を搬送する場合には、たとえば、ピストン２６を駆動
することにより調心装置１０をロック状態にする。これ
により、作動プレート２１およびチャック１２はその中
心軸が装置本体１０ａの中心軸Ｏと一致した調心状態と
なる。この状態で、第１の位置に配置された被搬送物と
してのワークの位置までチャック１２を移動させて、チ
ャック１２により被搬送物を把持つまり掴んで持つこと
ができる。ただし、被搬送物を把持する直前にロックを
解除するようにしても良く、その場合には、被搬送物が
所定の位置からずれていても、確実に被搬送物を把持す
ることができる。

【００２６】このようにして把持した状態の被搬送物を
第２の位置まで搬送した後に、その被搬送物を第２の位
置で取り外す際に、チャック１２に位置決めされた被搬
送物の位置と第２の位置とのずれが発生していたとして
も、ロックを解除することにより確実に被搬送物を位置
決めすることができる。たとえば、チャック１２により
把持した状態の被搬送物を取付孔の中に挿入する際に、
取付孔が傾斜していたり、位置ずれがあっても、ロック
解除状態となっていれば、チャック１２により取付孔の
中に挿入動作を行うだけで、確実に被搬送物を取付孔の
中に挿入することができる。

【００２７】図５はロック解除状態のもとで、作動プレ
ート２１が半径方向にストロークＲだけずれた状態を示
し、図６は作動プレート２１が角度αだけ傾斜移動した
状態を示し、図７は作動プレート２１が角度θだけ回動
した状態を示す。作動プレート２１がこのように移動と
すると、連結部材２２を介して作動プレート２１に連結
されたチャック１２も同様に移動することになる。

【００２８】作動プレート２１の半径方向の移動ストロ
ークＲおよび角度θは、ピストンロッド２７の先端の外
径と円筒部材２３の内径との差の寸法によって設定さ
れ、傾斜角度αは調心空間１６の上下方向のサイズによ
って設定される。作動プレート２１は半径方向のずれ移
動と傾斜移動と回動とが複合された状態に移動すること
ができる。

【００２９】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
あることはいうまでもない。

【００３０】たとえば、把持部材としてのチャック１２
は被搬送物を把持し得るものであれば、図１に示される
構造のみならず、種々のタイプのものを使用することが
できる。ピストン２６は前進時には圧縮空気により駆動
され、後退移動時にはばね力により駆動されるような単
動型となっているが、前進時と後退時の両方の作動を空
気圧によって行うようにした復動型としても良い。

【００３１】

【発明の効果】作動プレートに取り付けられる把持部材
は、ピストンロッドを前進移動させることによってピス
トンロッドと調心部材との接触により装置本体の中心軸
と一致する位置に調心される。ピストンロッドを後退移
動させると、ピトスンロッドによる作動プレートのロッ
クが解除されて、把持部材は作動プレートが調心空間の
中で半径方向に移動したり、傾斜移動したり、回動する
ことができる範囲で、これらの方向に移動することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態である調心装置
の外観を示す正面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面
図である。

【図２】図１（Ａ）の拡大断面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】作動プレートが半径方向にストロークＲだけず
れた状態を示す断面図である。

【図６】作動プレートが傾斜した状態を示す断面図であ
る。

【図７】作動プレートが回動した状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 調心装置 １０ａ 装置本体 １１ 移動部材 １２ チャック（把持部材） １３ ロックブロック（ロック部） １５ 支持プレート（支持部） １６ 調心空間 １９ ボール ２１ 作動プレート ２２ 連結部材 ２３ 円筒部材（調心部材） ２５ シリンダ室 ２６ ピストン ２７ ピストンロッド ２９ テーパ部 ３３ 空気圧室 ３４ 給排ポート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部とロック部とを有し、内部に調心
   空間が形成されて移動部材に取り付けられる装置本体
   と、 被搬送物を把持する把持部材が取り付けられ、前記装置
   本体の中心軸に対して直角の方向に前記支持部に沿って
   移動自在、前記中心軸回りに揺動自在および前記中心軸
   に対して傾斜移動自在に前記調心空間に配置される作動
   プレートと、 前記作動プレートに前記ロック部に対向して設けられた
   複数の調心部材と、 前記ロック部に前記中心軸に沿って往復動自在に設けら
   れ、それぞれの前記調心部材に圧接して前記作動プレー
   トに基準位置に向かう押し付け力を加える複数のピスト
   ンロッドとを有することを特徴とする調心装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の調心装置において、前記
   作動プレートに前記支持部に向かう押し付け力を加える
   ばね部材を前記ロック部に設けたことを特徴とする調心
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の調心装置におい
   て、前記調心部材は円筒体であり、前記ピストンロッド
   は先端面に向けて小径となったテーパ部を有することを
   特徴とする調心装置。