JPH01240231A - 組立ロボット用ハンドホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、自動組立に使用する組立ロボット用ハンドに
関し、特に環状リングのねし締め用のロボットハンドに
関する。

「従来技術およびその問題点」 例えば光学レンズ部品の固定に用いるねし込み式の環状
押え環（ワーク）をワーク整列パレットからチャッキン
グし、組付位置まで搬送し、相手部品にねじ込む組立ロ
ボットのロボットハン］・は従来、いわゆるコレットチ
ャック方式か採用されていた。

第７図はこの種の組立ロボット２００の一例を示す全体
の斜視図である。この組立ロボット２００は、スカラー
タイプの組１″ノーロポ・ントて、ハントに下用シリン
ダ２０１によってロボットハンド３００のハンドホルダ
川００の一ト下運動を与え、押出ロット用シリンタ２０
３によりハンドホルダ１００のコレットの開閉運動を与
えてワークを保持開放し、ねじ締め用モータ２０２てワ
ークに回転運動を与えるものである。

第８図は本発明の対象とするハントホルダ１００の従来
例である。押出ロッド用シリンダ２０３が押出ロッド１
１０を下降させ、該ロッド１１０かアイドル１０９を下
方に押圧している状態では、コレット開閉リンク゛１０
１か下方に押圧され、そのテーパ面１０１ａかコレット
１０２のテーパ面１０２ａから離れている。このためコ
レット１０２の脚部１０２ｂはｎ身の弾性により閉じる
。この状態からハンド上下用シリンダ２０１によってハ
ンドホルダ１００全体が下降してコレット１０２の脚部
１０２ｂを環状ワーク５ｏの内周内に位置させる。環状
ワーク５０はその外周に粒密雄ねじ５０ｂを有し、かつ
直径方向の対向する２ケ所にカニメドライバと称する環
状の特殊ドライバの突起と噛み合うカニメ溝５０ａを有
する。

この状態において押出ロット１１０か上方へ退避すると
、コレット開閉リンク１０１、コレット開閉軸１０６お
よびコレット開閉リンク１０１かチャッキングばね１０
８の付勢力で上方へ移動する。すると開閉リング＋０１
のテーパ面１０１ａかコレット１０２のテーパ面１０２
ａを押圧して脚部］０２ｂを開き、環状ワーク５０をチ
ャックする。環状ワーク５０は、このチャック状態のま
ま組立ロボット２００により所定位置に運ばれ、その後
ワーク組付部品５１上に下降する。その後ねし締め用千
〜り２０２によってコレット１０２を回転させ、ねし締
めを行なう。

ところがこの従来装置で、安定したチャッキングおよび
ねし締めを行なうには、チャッキング力を強くしなけれ
ばならず、環状ワーク５０を変形させるおそれかあった
。特に光学レンズ要素の固定に用いる環状の環状ワーク
５０は肉薄て変形しやずく、かつその外周のねしは、光
学性能上好密ねしであるため、僅かな変形でもねし込み
か不可能になってしまう。この欠陥は、光学レンズ要素
の自動組立に対して大きな障害になっていた。

「発明の目的」 本発明は、゛このような従来の組立ロボット用ハンドホ
ルダについての問題意識に鑑み、特にカニメ溝を有する
環状ワークについて、その形状や材質を問うことなく、
例えばエンジニアリングプラスチックからなるワークで
も無用な変形を与えず、しかも光学性能上好ましくない
内面反射を招く傷等を与えることなくチャッキングおよ
びねじ締め動作ができるハンドホルダを得ることを目的
とする。

「発明の概要」 本発明は、カニメ溝を有する環状ワークのチャッキング
およびねじ締め回転についての研究の結果、搬送および
位置決めのためのチャッキングは従来のコレットチャッ
ク方式で行ない、ねじ込みのための回転はカニメ溝を利
用して行なえば、チャッキング力は小さくてずみ、ワー
クを変形させることがないというＳ想に基づいて完成さ
れたものである。

すなわち本発明は、直径上に位置する一対のカニメ溝と
外周の雄ねじとを有する環状ワークをチャッキングし、
かつこの環状ワークにねじ締め用の回転を与える組立ロ
ボット用ハンドホルダにおいて、環状ワークの内周部に
係脱可能な脚部を有する回転しないコレットチャックと
、このコレットチャックの外周に位置して該コレットチ
ャックに対して回転可能な、環状ワークのカニメ溝と係
合するカニメ突起を有するカニメリングとを別々に設け
、このコレットチャックの脚部をコレットチャック機構
によりで拡縮させ、ねじ締め時にカニメリングを回転機
構によって回転させ、コレットチャック拡開機構による
コレットチャックの環状ワーク開放状態においては、弾
性手段によってカニメリングを環状ワーク側に移動付勢
するようにしたことを特徴としている。

この機構によれば、ねじ締め用の回転駆動力はカニメリ
ングによって与えられるから、コレットチャックによる
チャッキング力は小さくてもすみ、よってチャッキング
力が大きいことに起因する環状ワークの変形を防止する
ことかできる。また、ねじ締め時に環状ワークに不要で
有害な力を与えることなく、チャッキングとねじ締め用
の回動とを確実に行なわせることができる。また、環状
ワークを保持するコレットチャックは回転しないので、
環状ワークのチャツキング面の損傷をも防止することが
できる。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第１図ない
し第６図は本発明による組立ロボット用ハンドホルダの
実施例を示す。第７図のハンド上下用シリンダ２０１に
よフて昇降させられるホルダケース７ａ、７ｂ（ハント
ホルタ１００）には、ベアリング１６を介して回転軸１
９が回転自在に支持されている。この回転軸１９は、第
７図のねじ締め用モータ２０２によって回転駆動される
もので、下部か拡径部１９ａとして構成され、この拡径
部１９ａがケース７ｂに嵌められている。１５はベアリ
ング１６の潤滑油が下方へ滴下しないようにするオイル
シールである。

回転ＩＩ］１１１１９の軸部には、軸方向移動可能にし
てコレット開閉軸６か挿通されていて、このコレット開
閉軸６の下部にはコレットチャック２が嵌められている
。このコレットチャック２はまた、その外周部が回転軸
１９の拡径部１９ａの内周に形成された内周フランジ１
９ｂに、上下のスラストベアリンク１８を介して嵌めら
れている。したがって、コレット開閉軸６は、このコレ
ットチャック２内を軸方向に移動可能であり、コレット
チャック２には、スラストヘアリング１８によって回転
軸１９の回転力が伝達されない。また、コレット開閉＠
６の上部には、ナツト１４が固定されており、このナツ
ト１４とコレットチャック２との間には、座金１３ａ、
１３ｂを介して圧ばねからなるチャッキングばね８が挿
入されている。したがって、コレット開閉軸６は、この
チャッキングばね８によってコレットチャック２に対し
て上方に移動付勢されている。なお、コレット開閉ＩＩ
！ｌｂ６の」二端には、このコレット開閉軸６を軸方向
に移動させる押出ロッド用シリンダ２０３　（第７図）
の押出ロッド１０が係脱可能である。

コレットチャック２は、その下部に肉薄部２ａおよびこ
の肉薄部２ａの径方向に形成した複数（例えば３個）の
スリット２ｂによって弾性的な拡縮を可能とした脚部２
Ｃを有する。この脚部２Ｃの外周面は、環状ワーク５０
の内面に係脱するワーク保持面２ｄを構成するものて、
その内面には上方に向けて縮径する雌環状テーパ面２ｅ
が形成されている。

上記コレット開閉軸６の下端には、コレットチャック２
の雌環状テーバ面２ｅと係脱する雌環状テーパ面１ａを
有するコレット開閉リングｌが固定されている。この雌
環状テーバ面１ａは、コレット開閉軸６を上方に移動付
勢するチャッキングばね８によって、コレット開閉軸６
に外力が加わらない状態では、コレットチャック２の雌
環状テーパ面２ｅと係合して脚部２ｃを拡径する。

このコレットチャック２の脚部２ｃの最犬拡径量は、該
チャック２の外周に嵌めた規制リンク５が規制している
。この規制リング５は、脚部２Ｃか環状ワーク５０を変
形させることかないように、その拡径量を僅かな量に制
限するものである。

コレットヂへ・ツク２の外周には、上記規制リング５が
嵌合され、この規制リング５の外周にはさらに、ホルダ
ケース７ｂとの間に位置してカニメリング３が嵌まって
いる。カニメリング３は、その内周に内周溝３ａを有し
ており、この内周溝３ａには、スラストベアリンク２０
を介して支持リング４が嵌められている。そしてこの支
持リング４は、コレット開閉軸６から径方向に伸びる複
数の連結翼４ａを介してコレット開閉軸６と一体になっ
ている。またカニメリング３は、回転軸１９の拡径部１
９ｂとガイドボール１１によって連結されている。した
かって、カニメリング３は、スラストヘアリンク２０を
介して固定側の支持リンク４に支持され、回転軸１９（
拡径部１９ａ）と一体となって規制リンク５のまわりを
回転可能である。

ガイドポール１１は、下端がカニメリング３に固定され
、上端が拡径部１９ａのガイド孔１９ｃに嵌まっている
。したがフて、カニメリング３は、拡径部１９ａに対す
る一定距離の軸方向移動が可能である。また、カニメリ
ング３と拡径部１９ａの間には、圧縮ばね１２がガイド
ポール１１に装着されて介在しており、カニメリング３
はこの圧縮ばね１２によって下方に付勢されている。

コレットチャック２および規制リング５にはそれぞれ、
径方向位置の合致するスリット２ｂおよびスリット５ａ
が形成されており、このスリット２ｂおよびスリット５
ａに、支持リング４の連結翼４ａが挿通されている。こ
れらスリット２ａおよび５ａは、連結翼４’ａとの相対
軸方向移動を許容するものである。

カニメリング３の下端部には、環状ワーク５０のカニメ
溝５０ａと噛み合うカニメ突起３ｄが設けられている。

上記構成の本ハンドホルダは次のように作動す１す る。まず第７図の組立ロホット２００は、そのロボット
ハント３００を移動させて、ハントホルタ１００をパレ
ット上に整列されている所定の環状ワーク５０の中心上
にセットする。この状態では、ホルタケース７ａ、７ｂ
は、第２図の高さにあり、このとき押出ロット１０はチ
ャッキングばね８の力に抗してコレット開閉軸６を下方
に押圧しており、コレット開閉リンク１の雌環状テーバ
面１ａとコレットチャック２の雌環状テーパ面２ｅとは
離れている。したかって脚部２Ｃには拡径力か与えられ
ず、脚部２Ｃは薄肉部２ａの弾性により最小径に保持さ
れている（なお、脚部２Ｃの拡縮量は僅かであり、図で
は明瞭に表われていないか、実際には、このときコレッ
トチャック２のワーク保持面２ｄと規制リンク５の内面
との間には、隙間が形成されている）。

この位置において、ハンド上下用シリンダ２０１によっ
てハントホルダ１００か下降し、そのコレットチャック
２の脚部２Ｃを環状ワーク５０の内径内に位置させて停
止する。このとき、カニメリング３のカニメ突起３ｄは
カニメ溝５０ａと当接し、カニメリング３は圧縮ばね１
２を撓ませて上方に逃げる。

次に押出ロッド用シリンダ２０３が押出ロッド１０を上
方に退避させると、それに追従して、チャッキングばね
８の付勢力によってコレット開閉軸６、支持リング４お
よびコレット開閉リング１が一体に上昇する。すると雌
環状テーバ面１ａとコレットチャック２の雌環状テーバ
面２ｅとが係合して脚部２Ｃが開き、そのワーク保持面
２ｄが環状ワーク５０の内面と係合する。この際の脚部
２Ｃの開き量は、規制リング５によって環状ワーク５０
を変形させることはないが、搬送するには充分な係止力
となるように設定されている。

またこの際には、支持リング４がカニメリング３を上昇
位置に保持する。このときカニメ突起３ｄは、環状ワー
ク５０のカニメ溝５０ａとの非噛合位置に保持される。

以上の状態から、ハンド上下用シリンダ２０１は、環状
ワーク５０がパレットから離れるために必要な高さまで
ハントホルタ１００を上昇させる（第３図、第４図）。

ロボットハント３００は、コレットチャック２に環状ワ
ーク５０を保持したままハンドホルダ１００を旋回させ
、環状ワーク５０の軸をワーク組付部品５１の軸と一致
させて停止させる。

この第３図の状態において、ハンド上下用シリンダ２０
１はハンドホルダ１００を下降させ、保持している環状
ワーク５０がワーク組付部品５１に軽く当接する位置で
下降を停止する。次に押出ロッド用シリンダ２０３によ
って押出ロッド１０が下降し、コレット開閉軸６、支持
リング４およびコレット開閉リンク１を一体に押し下げ
る。すると、コレット開閉リング１の雌環状テーバ面Ｉ
Ａとコレットチャック２の雌環状テーパ面２ｅとの接触
か解かれ、脚部２Ｃは縮径して、そのワーク保持面２ｄ
と環状ワーク５０の内面との係合が解かれる。すなわち
環状ワーク５０のチャッキングが開放される。またこの
とき、支持リング４が下降する結果、以後、カニメリン
グ３は、圧縮ばね１２によって下降することか可能とな
る。このカニメリング３の可能下降量は、最低限、環状
ワーク５０のワーク組付部品５１に対するねじ締めが完
了できる量に設定されている。

次にねじ締め用モータ２０２によって回転軸１９か回転
させられる。すると、ガイドボール１１を介して、カニ
メリング３か一体に回転する。このとき、スラストヘア
リング１８とスラストベアリング２０が、回転軸１９の
回転力を伝達しないので、コレット開閉軸６、コレット
開閉リンク１、コレットチャック２、規制リンク５およ
び支持リンク４は、いずれも回転しない。カニメリング
３は圧縮ばね１２によフて下方へ付勢されているから、
やかてそのカニメ突起３ｄか環状ワーク５０のカニメ溝
５０ａと噛み合い（第５図、第６図）、噛み合った後も
連続するカニメリング３の回転によって環状ワーク５０
がワーク組付部品５１に螺合されることとなる。

カニメリング３の環状ワーク５０に対する下降力は、圧
縮ばね１２による付勢力だけてあり、またこのねし締め
動作の際には、コレットチャック２の脚部２ｃは環状ワ
ーク５ｏから離れているため、環状ワーク５０およびそ
の外周部の鞘密雄ねじ５Ｑｂに変形等を生じさせるおそ
わば皆無である。第５図は環状ワーク５ｏのワーク組付
部品５１に対する螺合を完了した状態を示している。

以上のねし締めか完了すると、ロボットハント３００は
、ハント上下用シリンダ２０］　により上昇して所定の
位置で停止し、さらに次の環状ワーク５０を供給するた
めの組立ロボット２００によってパレットの一定位置で
停止し、次の動作に入る。

「発明の効果」 以上のように本発明の組立ロボット用ハンドボルダは、
カニメ溝を有する環状ワークのチャッキングをコレット
チャッつて行ない、ねし締め回転をカニメリングで行な
うようにしたがら、ヂャッキンクカを小さくしてその変
形を防止することができる。よって環状ワークの材質、
形状に何ら制約を与えず、ワーク形状に対する設計の自
由度が増し、安価でしかも積度のよい製品が安定して得
られる。

またカニメリングをコレットチャックに対して軸方向に
移動可能とし、コレットチャックの環状ワーク開放状態
において、カニメリングを環状ワーク側に移動付勢する
弾性手段を設けることにより、カニメリングを環状ワー
クのねしピッチに追従させて、移動させることかできる
。よってねし締め時にワークのねじ部やワーク全体に無
用の変形を与えることがなく、組付も安定し、組立工程
上のトラブルをなくすことができる。

さらにまた、環状ワークをチャッキングするコレットチ
ャックは回転しないので、環状ワークのチャツキング面
に、光学性能」二好ましくない内面反射を招く傷等の発
生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の組立ロボット用ハンドホルダの実施例
を示す一部切断斜視図、第２図は環状ワークを保持する
前の状態を示す断面図、第３図は環状ワークを保持した
状態を示す断面図、第４図は第３図の状態における環状
ワークのカニメ溝とカニメリングの関係を示す側面図、
第５図はワーク組付部品に対する環状ワークのねじ締め
完了状態を示す断面図、第６図は第５図の状態における
環状ワークのカニメ溝とカニメリングの関係を示す側面
図、第７図は組立ロボットの全体の構造例を示す斜視図
、第８図は組立ロホット用ハンドホルダの従来例を示す
要部の斜視図である。 １・・・コレット開閉リング、１ａ・・・雌環状テーバ
面、２・・・コレットチャック、２ａ・・・肉薄部、２
ｂ・・・スリット、２Ｃ・・・脚部、２ｄ・・・ワーク
保持面、２ｅ・・・雌環状テーバ面、３・・・カニメリ
ング、３ａ・・・内周溝、３ｄ・・・カニメ突起、４・
・・支持リンク、４ａ・・・連結翼、５・・・規制リン
ク、５ａ・・・スリット、６・・・コレット開閉軸、８
・・・チャッキングばね、１０・・・押出ロット、１２
・・・圧縮ばね、Ｉ８・・・スラストヘアリング、１９
・・・回転軸、１９ａ・・・拡径部、１９ｂ・・・内周
フランジ、１９ｃ・・−ガイド孔、２０・・・スラスト
ベアリンク、５０・・・環状ワーり、５０ａ・・・カニ
メ溝、５０ｂ・・・雄ねし、５１・・・ワーク組付部品
、１００・・・ハンドホルダ。 “特許出願人　　　　　旭光学工業株式会社同代理人　
　三浦邦夫 同　　　　笹山善美

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直径上に位置する一対のカニメ溝と外周の雄ねじ
   とを有する環状ワークをチャッキングし、かつこの環状
   ワークにねじ締め用の回転を与える組立ロボット用ハン
   ドホルダにおいて、環状ワークの内周部に係脱可能な脚
   部を有する回転しないコレットチャックと；このコレッ
   トチャックの外周に位置して該コレットチャックに対し
   て回転可能な、環状ワークのカニメ溝と係合するカニメ
   突起を有するカニメリングと；上記コレットチャックの
   脚部を拡縮するコレットチャック拡縮機構と；上記カニ
   メリングをねじ締め時に回転させる回転機構と；コレッ
   トチャック拡開機構によるコレットチャックの環状ワー
   ク開放状態において、上記カニメリングを環状ワーク側
   に移動付勢する弾性手段と；を有することを特徴とする
   組立ロボット用ハンドホルダ。
2. （２）請求項１において、コレットチャックの脚部の最
   大開き量は、コレットチャックの外周に嵌合させた規制
   リングによって規制されている組立ロボット用ハンドホ
   ルダ。