JP3144428B2 - ロボット用チャック装置 - Google Patents

ロボット用チャック装置

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JP3144428B2 JP15111791A JP15111791A JP3144428B2 JP 3144428 B2 JP3144428 B2 JP 3144428B2 JP 15111791 A JP15111791 A JP 15111791A JP 15111791 A JP15111791 A JP 15111791A JP 3144428 B2 JP3144428 B2 JP 3144428B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボット用チャック装置
に係り、とくに一対の開閉自在な爪を具備し、これらの
爪によってワークを外側から把持するようにしたチャッ
ク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】組立ての自動化および省力化のために、
ロボットが利用されるようになっている。ロボットはそ
のハンドの先端側の部分にチャックを備え、このチャッ
クによってワークを把持するようにしている。チャック
によって把持されたワークは組立て位置に移動されると
ともに、この位置において被組立て物に組込まれるよう
になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のこのようなロボ
ット用ハンドのチャックは、ワークに合わせてそれぞれ
設計をするようにしていた。従って組立てる部品の種類
に応じて多数のチャックを必要とし、その設計および製
作の労力が多大なものとなっていた。
【0004】またチャックの開閉あるいはチャックによ
るワークの把持をセンサによって検出することが望まし
い。ところが従来は、簡単な検出機構によって、チャッ
クの開閉を開放位置と閉鎖位置の2点で検出するように
していた。このような構造によれば、ワークを取り損っ
た場合の検知を行なうことができなかった。
【0005】またセンサの検出ストロークの微調整を簡
単に行なうことができないという欠点があった。
【0006】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、各種のワークに広く適用可能なチャッ
クを提供するとともに、センサによってチャックの開閉
やそのストロークを微妙に調整することが可能なように
したロボット用チャック装置を提供することを目的とす
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、一対の開
閉自在な爪を具備し、該爪によってワークを外側から把
持するようにしたチャック装置であって、前記爪をその
保持体に対して着脱可能にするとともに、前記爪または
前記保持体にドッグを設け、該ドッグによって前記爪の
開閉を検出するセンサを前記保持体を移動可能に支持す
る支持部材によって構成される固定側に配するようにし
たロボット用チャック装置において、前記センサによっ
て検出される前記ドッグの検出側端部が前記爪の移動方
向に対して傾斜したエッジを有するとともに、前記爪の
移動方向と直角な方向に前記センサ位置を調整可能にし
たものである。
【0008】また第2の発明は、上記第1の発明におい
て、フローティングスリーブをロッドによって摺動可能
に支持するとともに、ばねによってフローティングスリ
ーブを軸線方向に付勢するようにした軸線方向に伸縮自
在なフローティングユニットを介してロボットハンドに
取付けるようにしたものである。
【0009】また第3の発明は、上記第2の発明におい
て、前記フローティングユニットの軸線方向の伸縮量を
検出するセンサを具備するようにしたものである。また
第4の発明は、上記第2の発明において、前記フローテ
ィングユニットの先端部に流体式シリンダを介して取付
けられ、前記流体式シリンダによって前記一対の爪が開
閉されるようにしたものである。
【0010】
【作用】第1の発明によれば、爪が開閉動作を行なうと
爪または保持体に設けられているドッグの傾斜した検出
側端部がセンサによって検出されるようになり、これに
よって開閉の検出が行なわれる。そして上記ドッグの傾
斜したエッジの傾斜角によって、検出精度が調整される
ようになる。
【0011】第2の発明によれば、ロボットハンドのオ
ーバストロークが伸縮自在なフローティングユニットの
軸線方向の収縮によって吸収されるようになる。
【0012】第3の発明によれば、ロボットハンドの移
動によってチャック装置がワークに接触するとともに、
フローティングユニットが所定のストロークだけ収縮す
ると、そのことがセンサによって検出される。第4の発
明によれば、フローティングユニットの先端部に取付け
られている流体式シリンダによって一対の爪が開閉さ
れ、これによってワークの保持あるいは開放が行なわれ
る。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係るロボット用チ
ャック装置を示すものであって、このチャック装置はフ
ローティングユニット11とチャックユニット12とか
ら構成されている。すなわちチャックユニット12はフ
ローティングユニット11を介してロボットハンドの先
端部に固着されるようになっている。
【0014】まず上側のフローティングユニット11の
構造について説明すると、図1および図2に示すよう
に、このフローティングユニットは取付けベース13を
備えている。取付けベース13のフランジの部分がロボ
ットハンドにボルトによって固定されるようになってい
る。またベース13には下方へ突出するようにロッド1
4が固着されており、このロッド14がフローティング
スリーブ15を摺動可能に保持している。しかもフロー
ティングスリーブ15はばね16によって下方へ付勢さ
れており、止め輪17によって受けられるようになって
いる。
【0015】フローティングユニット11のベース13
には図1に示すように左右一対の取付け板21が設けら
れるとともに、これらの取付け板21によって左右にセ
ンサ22、23が配されるようになっている。これに対
してフローティングスリーブ15側にはその左右に取付
け板24、25が設けられるとともに、これらの取付け
板24、25の先端側には折曲げて被検出用折曲げ片2
6、27が形成されている。これらの折曲げ片26、2
7がセンサ22、23によって検出されるようになって
いる。
【0016】つぎにチャックユニット12について説明
すると、このチャックユニット12は図3に示すように
シリンダ30から構成されており、シリンダ30内には
ピストン31が摺動可能に保持されている。そしてシリ
ンダ30の側面に形成された小孔32にはジョイント3
3がねじ込まれるとともに、このジョイント33を通し
てシリンダ30内に圧縮空気を供給するようにしてい
る。なおシリンダ30の上部開口は閉塞板34によって
閉塞されている。閉塞板34は止め輪35によって軸線
方向に移動するのが防止されるようになっている。
【0017】ピストン31を備えるピストンロッドの先
端部には押圧アーム38が設けられている。そしてシリ
ンダ30の下端側にはベース39が固着されるととも
に、このベース39上には左右一対の支軸40が植設さ
れており、これらの支軸40によって左右一対の3角形
のレバー41が回動自在に支持されている。
【0018】またベース39上には左右一対の保持体4
4が左右に摺動可能に保持されている。しかも保持体4
4上にはそれぞれピン45が植設されている。また左右
一対の保持体44は圧縮コイルばね46によって互いに
離間する方向に付勢されている。そして左右一対の保持
体44にはボルト54によって爪47、48がそれぞれ
固着されている。
【0019】右側の爪48には取付け板49を介してド
ッグ50が固着されている。ドッグ50は図4に拡大し
て示すように、ほぼ3角形の板状体から構成されてお
り、その側端側が傾斜したエッジ51を備えている。そ
してドッグ50に対応してセンサ52が配されている。
センサ52はシリンダ30の外周側の部分に取付け板5
3を介して固定配置されている。
【0020】以上のような構成において、フローティン
グユニット11はその取付けベース13によってロボッ
トハンドの先端部にボルトで固着されるようになってい
る。またフローティングユニット11の下端側の部分に
はチャックユニット12が固着されるようになってい
る。そして図1のように組立てられたチャック装置は、
静かに下降するとともに、先端側の一対の爪47、48
によってワーク57を把持するようにしている。
【0021】爪47、48が開かれた状態においてロボ
ットハンドが静かに下降すると、爪47、48の先端部
がワーク57の上端に当接する。従ってそれ以上チャッ
クユニット12が下降することができないために、フロ
ーティングユニット11が軸線方向のストロークを吸収
する。すなわちフローティングスリーブ15がコイルば
ね16を圧縮しながらロッド14上を相対的に上方へ移
動する。そしてこのときの軸線方向のフローティングス
リーブ15のストロークは被検出用折曲げ片26、27
をそれぞれ検出するセンサ22、23によって検出され
る。
【0022】爪47、48がワーク57に確実に当接し
たことがセンサ23、24によって検出されたならば、
この状態でロボットハンドの下降を停止するとともに、
エアシリンダ30内にジョイント31を通して圧縮空気
を供給する。するとピストン31が下方へ押圧されるこ
とになり、これによって押圧アーム38も下降する。そ
して押圧アーム38は左右の3角形のレバー41を支軸
40を中心としてそれぞれ回動させるようになる。3角
形のレバー41は左右一対の保持体44のピン45を押
圧し、圧縮コイルばね46に抗して左右一対の保持体4
4が互いに近接する方向に移動させる。
【0023】従って保持体44に取付けられている一対
の爪47、48が閉じ、図4に示すようにワーク57を
その段部56の部分で把持するようになる。この後にロ
ボットハンドが上昇し、組込み位置に移動することにな
る。そして所定の組込み位置において再びロボットハン
ドが下降する。そして組込み位置においてチャックユニ
ット12は上記とは逆の動作を行ない、ピストン31を
上昇させることによって、爪47、48を開き、ワーク
57を解放することになる。
【0024】エアシリンダ30によって開閉されるチャ
ック装置の爪47、48の開閉のストロークは、3角形
の板から成るドッグ50とセンサ52とによって行なわ
れる。図4に示すように、爪47、48が互いに閉じる
と、ドッグ50の傾斜したエッジ51がセンサ52の検
出点を越えることになり、これによってセンサ52が検
出動作を行なう。
【0025】とくにドッグ50は図4に示すように、そ
の側端側の部分が傾斜したエッジ51を備えているため
に、取付け板53に取付けられているセンサ52を高さ
方向に位置調整することにより、センサ52が検出する
爪47、48のストロークを任意に設定できるようにな
る。すなわち爪47、48が任意のストロークでセンサ
52によって開閉の検出が行なわれるようになる。
【0026】図5〜図7は、直立するピン58によって
ドッグを構成したものである。図5に示すように爪4
7、48が開かれている場合には、ピン58はセンサ5
2によっては検出されず、センサ52はOFFの状態に
なっている。これに対して図6に示すように、爪47、
48を閉じてワーク57を段部56のところで正しく把
持すると、この状態でピン58がセンサ52の検出点を
横切り、センサ52がONになる。このような動作によ
ってセンサ52がワーク57のチャックを検出する。
【0027】ワーク57がない場合やチャックミスが行
なわれた場合には、図7に示すようにさらに爪47、4
8が閉じるようになる。するとピン58はセンサ52の
検出点を通過することになり、センサ52は一旦ONに
なった後に再びOFFになる。従ってチャックミスをピ
ン58から成るドッグとセンサ52とによって検出する
ことが可能になり、ワーク57の保持の有無が確実に検
出されるようになる。
【0028】またこのチャック装置は、保持体44に対
してボルト54を介して爪47、48が着脱可能に構成
されており、ワークの種類に応じて爪47、48のみを
交換すればよくなっている。従って各種のワークに対し
て爪47、48のみを交換することにより、各種の部品
の自動組立てに対応できるようになる。これによりチャ
ックユニット12の標準化が行なわれることになる。
【0029】図8はボルト54によって保持用凹部59
を有する爪47、48を取付けるようにしたものであ
る。爪47、48の保持用凹部59によって、異なる形
状のワーク60を確実に保持することが可能になる。と
くに凹部59によってワーク60の保持力が増加する利
点がある。
【0030】このように本実施例に係るロボット用チャ
ック装置によれば、一対の爪47、48によってワーク
57の外径を把持することが可能なチャック装置を提供
できるようになる。しかも爪47、48の部分のみを交
換可能にすることにより、チャックユニット12の標準
化が図られ、設計および製作のための工数の大幅な節減
が可能になる。
【0031】またドッグ50の形状を工夫することによ
り、より確実にワーク57のチャックの有無を検出する
ことが可能になる。またチャックミスをも同時に検出す
ることが可能になる。
【0032】
【発明の効果】第1の発明は、一対の開閉自在な爪を具
備し、該爪によってワークを外側から把持するようにし
たチャック装置であって、爪をその保持体に対して着脱
可能にするとともに、爪または保持体にドッグを設け、
該ドッグによって爪の開閉を検出するセンサを保持体を
移動可能に支持する支持部材によって構成される固定側
に配するようにしたロボット用チャック装置において、
センサによって検出されるドッグの検出側端部が爪の移
動方向に対して傾斜したエッジを有するとともに、爪の
移動方向と直角な方向にセンサ位置を調整可能にしたも
のである。従ってドッグの傾斜したエッジから成る検出
側端部をセンサによって検出することにより検出動作が
行なわれる。よって傾斜したエッジの傾斜角を調整する
ことによって、エッジのセンサに対する相対的移動距離
が変化する。そしてワークを把持したときの検出精度
は、センサの取付け位置精度とドッグの移動距離の比に
依存する。このためにエッジの傾斜角に応じて検出精度
を調整することが可能になる。
【0033】第2の発明は、フローティングスリーブを
ロッドによって摺動可能に支持するとともに、ばねによ
ってフローティングスリーブを軸線方向に付勢するよう
にした軸線方向に伸縮自在なフローティングユニットを
介してチャック装置をロボットハンドに取付けるように
したものである。従ってこのような構成によれば、ロボ
ットハンドの作用によってチャック装置がワークに接触
したときに、ロボットハンドのオーバストロークをフロ
ーティングユニットの軸線方向の収縮動作によって吸収
することが可能になり、これによってチャック装置やワ
ークの破損が防止されることになる。
【0034】第3の発明は、フローティングユニットの
軸線方向の伸縮量を検出するセンサを具備するようにし
たものである。従ってチャック装置がワークに当接し、
フローティングユニットが所定のストローク収縮動作を
行なうと、このことがセンサによって検出され、チャッ
ク装置がワークに当接したことを確実に検出できるよう
になる。
【0035】第4の発明は、フローティングユニットの
先端部に流体式シリンダを介して取付けられ、流体式シ
リンダによって一対の爪が開閉されるようにしたもので
ある。従って第4の発明によれば、チャックとアクチュ
エータを構成する流体式シリンダとをユニットとして組
立てることが可能になり、コンパクトなチャック装置を
提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロボット用チャック装置の全体の構成を示す正
面図である。
【図2】フローティングユニットの縦断面図である。
【図3】チャックユニットの縦断面図である。
【図4】チャック部の拡大正面図である。
【図5】変形例のチャック部の拡大正面図である。
【図6】同チャック動作を示す正面図である。
【図7】同チャックミスの状態を示す正面図である。
【図8】変形例の爪を取付けたチャック部の拡大正面図
である。
【符号の説明】
11 フローティングユニット 12 チャックユニット 13 取付けベース 14 ロッド 15 フローティングスリーブ 16 ばね 17 止め輪 21 取付け板 22、23 センサ 24、25 取付け板 26、27 被検出用折曲げ片 30 シリンダ 31 ピストン 32 小孔 33 ジョイント 34 閉塞板 35 止め輪 38 押圧アーム 39 ベース 40 支軸 41 3角形のレバー 44 保持体 45 ピン 46 圧縮コイルばね 47、48 爪 49 取付け板 50 ドッグ 51 傾斜したエッジ 52 センサ 53 取付け板 54 ボルト 56 段部 57 ワーク 58 ピン 59 保持用凹部 60 ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−99190(JP,A) 特開 平1−216788(JP,A) 特開 昭60−123288(JP,A) 実開 昭63−91392(JP,U) 実開 昭62−198090(JP,U) 実開 平1−78621(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 15/08 B25J 17/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の開閉自在な爪を具備し、該爪によっ
    てワークを外側から把持するようにしたチャック装置で
    あって、前記爪をその保持体に対して着脱可能にすると
    ともに、前記爪または前記保持体にドッグを設け、該ド
    ッグによって前記爪の開閉を検出するセンサを前記保持
    体を移動可能に支持する支持部材によって構成される固
    定側に配するようにしたロボット用チャック装置におい
    て、 前記センサによって検出される前記ドッグの検出側端部
    が前記爪の移動方向に対して傾斜したエッジを有すると
    ともに、 前記爪の移動方向と直角な方向に前記センサ位置を調整
    可能にしたことを特徴とするロボット用チャック装置。
  2. 【請求項2】フローティングスリーブをロッドによって
    摺動可能に支持するとともに、ばねによってフローティ
    ングスリーブを軸線方向に付勢するようにした軸線方向
    に伸縮自在なフローティングユニットを介してロボット
    ハンドに取付けるようにしたことを特徴とする請求項1
    に記載のロボット用チャック装置。
  3. 【請求項3】前記フローティングユニットの軸線方向の
    伸縮量を検出するセンサを具備することを特徴とする請
    求項2に記載のロボット用チャック装置。
  4. 【請求項4】前記フローティングユニットの先端部に流
    体式シリンダを介して取付けられ、前記流体式シリンダ
    によって前記一対の爪が開閉されることを特徴とする請
    求項2に記載のロボット用チャック装置。
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CN105459146A (zh) * 2015-12-26 2016-04-06 山东中际电工装备股份有限公司 夹具快换机构
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