JPH01502730A - 産業用ロボットの工具又は工作物保持装置 - 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】 産業用ロボットの工具又は工作物保持装置本発明は、線形ガイドあるいは回転ガ イドを介してホルダに保持される収容部分を有し、収容部分のホルダに対する移 動を復帰力を有する弾性部材によって緩衝することができる特に産業用ロボット の工具の保持装置に関する。

この種の装置は特に産業用ロボットの工具を可撓的に軸受けするために使用され る。この種の保持装置によれば、作業力をまず工具を軸承することによって吸収 し、さらに産業用ロボット自体から外すことができる。加工すべき工作物の挟持 は、理想的な挟持からずれることが多く、同様に手動装置により案内される工具 の移動路も理想的な移動路からずれることが多い。

直線ガイドあるいは回転ガイドを用いることによって、工作物の挟持あるいは工 具のガイドが理想からずれている場合でも質的に高度な加工が可能であって、手 動装置あるいは産業用ロボットをプログラム化する場合に理想からのずれを考慮 する必要がない。

従って加工の質を向上させ、かつ製造工程に関するプログラム化の労力を著しく 軽減することができる。

この場合に工具のずれ方向を収容部分の軸受けによって構造的に決定することが でき、それによって収容部分のずれ方向の成分を持たない加工力によって工具の 望ましくない動きをもたらすことがないという効果が得られる。そのためにはも ちろん可撓性の方向を中央の位置から１８０度の角度を形成する２つの方向へ向 けることができるように設定することが必要である。このために圧縮空気シリン ダあるいは圧縮ばねを使用し、その引っ張り方向の復帰作用を利用することが知 られている。この公知の構造には、例えば非鉄金属のぼり取りに必要な程度に特 に復帰力が小さい場合には緩衝特性が満足できるものではないという欠点がある 。というのはこの場合には緩衝作用が存在しないからであり（特に機械的なばね の場合）、あるいは摩擦によって必ずしも収容部分がホルダに対して中央位置に 調整されないからである。

また、公知の装置においては中央位置を確実に維持することはできない。機械的 なはねあるいは圧縮空気シリンダの代わりにゴム弾性部材を使用しても何ら解決 にはならない。というのは発生する引っ張り応力によってゴム弾性部材の寿命が 短かいからである。

本発明の課題は、簡単な構造で収容部分のホルダに対する移動を緩衝することが でき、中央位置を確実に維持する復帰力を発生させることができる冒頭で述べた 種類の装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明によれば、冒頭で述べた種類の保持装置におい て、緩衝部材が引っ張り力と剪断力に対処することができ、緩衝部材が直線移動 あるいは回転移動のガイドから構造的に分離されて配置されており、かつ収容部 分がホルダに対して移動する場合に緩衝部材に作用するずれ力の大部分をその引 っ張り方向に対して垂直に導入する構成が採用されている。

ガイドと緩衝部材を分離することによってまず、緩衝部材を収容部分の軸承とは 無関係に簡単に交換することができるという利点が得られ、それによって緩衝部 材の緩衝作用とはね作用を装置の異なる使用条件に合わせることができるという 第二の利点が得られる。さらに緩衝部材を容易に交換できることによって、本発 明装置の保守のしやすさが増大する。

すなわち閉鎖された緩衝部材を迅速に交換することができるので、装置を生産ラ インから外すのはわずかな時間だけである。

緩衝部材に作用するずれ力における引っ張り力の割合は一般に５０％を越えては ならない。

好ましくは引っ張り力の割合は２５％以下に保たれる。

本発明装置は工具の保持に有効に使用できるだけでなく、次のような工作物移送 装置にも同様に使用できる。すなわちこの場合には爪部材を有する収容部を可動 に軸承することによって、例えばパレットに乗って生産ラインへ供給される工作 物の位置決めの際に比較的大きい誤差があっても補償することができる。

力を本発明のように導入することによって特に、従来一般的であった緩衝部材の 引っ張り応力の代わりに剪断応力が得られる。それによってまず、純粋な引っ張 り応力の場合にはわずかな寿命しか持てなかった緩衝部材を使用することが可能 となり、さらには引っ張り応力及び剪断応力に関して異なるばね定数及び／ある いは緩衝作用を有する緩衝部材を使用することが可能となるので、それぞれ緩衝 部材に作用するずれ力の導入方向を選択することによって、種々の硬さあるいは 柔らかさの緩衝ないしは種々の大きさの復帰力が得られる。

緩衝部材は好ましくは弾性材料から形成される。この種の弾性部材によって、復 帰力を有するはね作用及び緩衝作用を１つの構成部分にまとめることができると いう大きな利点が得られる。なお前記構成部分は、最も簡単な場合には円筒体あ るいは立方体形状の弾性材料から形成される。

好ましい弾性材料はエラストマーあるいはゴムであって、これらはそれぞれ所望 のばね作用及び緩衝作用に応じて種々の硬さで使用される。

特に弾性材料としてゴムを使用する場合には、緩衝部材に作用するずれ力におけ る引っ張り力の割合を１５％以下に抑えることが望ましい。この場合には緩衝部 材は著しく長い寿命を有する。

特に好ましい保持装置においては、緩衝部材はゴム弾性部材から構成される。

好ましくは緩衝部材の一端に作用するずれ力は、この緩衝部材及び収容部分ある いはホルダに係止された結合アームを介して導入される。この場合に緩衝部材の 他端はその引っ張り方向に関してホルダないしは収容部分に固定される。

好ましくは緩衝部材はその引っ張り方向に関して収容部分の線形移動方向に対し てほぼ垂直に取り付けられるので、収容部分がその中央位置から線形に移動する 場合に、純粋な剪断力が緩衝部材に作用する。

好ましくは収容部分のホルダに対する回転動作はストッパによって所定の角度範 囲に限定される。それによって、緩衝部材が収容部分に固定されており、従って 収容部分が揺動したときに線形の移動方向に対する位置が変化しても、緩衝部材 の引っ張り方向が線形の移動方向に対して常にほぼ垂直に維持される。

結合アームは好ましくは引っ張り方向に対して約４５度の角度で緩衝部材に係止 されている。

好ましい実施例によれば、結合アームの長さは調節可能であるので、結合アーム の長さを変化させることによって、収容部分の中央位置を調節することができる 。

復帰力を適合させる好ましい方法及び緩衝特性を最適に調節する方法は、緩衝部 材を交換可能なアダプタ片の間に配置することである。

可撓性の緩衝手段を介在させて長手方向に移動可能及び回転可能に配置され、回 転ガイドないし線形のガイドを介してホルダ内に軸承されている収容部分、特に 産業用ロボットの工具収容部分を可動に軸承する保持装置において、好ましくは 収容部分とホルダの間で収容部分の移動平面内にゴム弾性部材が挿入されており 、ゴム弾性部材の一端にはホルダから出ている結合アームが取り付けられており 、その作用点はそれぞれ結合継ぎ手として形成されている。ゴム弾性部材の他端 は収容部分と次のように、すなわち収容部分がずれたときに主として剪断応力が ゴム弾性部材に作用し、かつリンクとして配置された結合アームを介してゴム弾 性部材の最小の引っ張り応力が生じるように結合されている。

力をこのように導入することによって、ゴム弾性部材の剪断応力が得られる。こ の場合に結合アームがリンク結合において可動であることにより、収容部分の作 用点がずれた場合にゴム弾性部材が小さい引っ張り応力に従って調節される。

さらに、すでに存在しているゴム弾性部材の弾性が剪断応力において十分に利用 されるという利点が得られる。この利点は収容部分の中央位置においても両方向 にずれた場合にも利用できる。

好ましい実施例によれば、収容部分から出て来るずれ力はほぼ直角にゴム弾性部 材に作用する。

収容部分によってゴム弾性部材がずれた場合にこのゴム弾性部材を好ましく調節 するために、結合アームを約４５度の角度でゴム弾性部材に取り付けることが提 案されている。

装置を簡単に調節するために、結合アームの長さを可変に調節することが提案さ れている。

復帰力と緩衝特性を種々に調節するために、ゴム弾性部材は交換可能なアダプタ 片の間に配置されている。

本発明の実施例の概略を図面に示す。

図面において、第１図は回転移動をする工具収容部を有する本発明保持装置の側 面図、第２図は工具収容部の直線及び回転移動するガイドを有する装置の側面図 、第３図〜第５図は工具収容部を回動させた場合の中央位置及び変位した位置に おけるゴム弾性部材を有する部分を示す図である。

図示の装置においては、不図示のロボットアームと結合されたホルダ１は回転軸 受け２ないしは長手方向ガイド３を介して工具収容部分４と結合されている。従 ってこの工具収容部分４はホルダ１に対して調節可能に移動できるように配置さ れている。

第１図において工具収容部分４内には工具シャフト２２が支持されている。ホル ダ１と工具収容部分４の間にはさらにゴム弾性部材５が工具収容部分４の移動平 面内に配置されている。本実施例においてはゴム弾性部材５は結合アームを介し てホルダ１と結合されており、結合アーム６０両作動点は結合継ぎ手７，８によ って形成されている。工具収容部分４が中央位置にあるときには、結合アーム６ とゴム弾性部材５は互いに約４５度の角度をなすように配置されている。ゴム弾 性部材５の他端は固定点１０において結合ウェブ９を介して工具収容部分４と結 合されている。この結合ウェブ９は、工具収容部分４によってもたらされる変位 力がゴム弾性部材５にほぼ直角に作用するように形成されている。結合ウェブ９ は取り付は板２０上に固定されており、取り付は板自体は工具収容部分４にネジ 止めされている（ボルト１８）。

工具収容部分４が回動し、あるいは摺動する場合に、固定点１０は発生するゴム 弾性部材５の剪断応力にょってずれる。

この場合に結合アーム６をゴム弾性部材５に結合することによって小さい引っ張 り応力を調節することができる。

中央位置を調整及び調節するために、結合アーム６は個々の部材１１と１２によ って形成されており、この部材１１と１２は左／右ネジロッド１３を介してロー レット輪１４と結合されている。調節状態を固定するために薄ナツト１７が使用 される。

ゴム弾性部材５の一端は雌ネジを介して結合アーム６の結合継ぎ手８に固定され ており、他端は雄ネジとナラ）１５を介して固定されている。それによって調節 状態を変えずに、容易にゴム弾性部材５を交換することができる。さらにスペー サリング１６を使用することによって、種々の長さ及び直径のゴム弾性部材５を 使用することができる。それによって復帰力と緩衝特性をきわめて容易に必要に 合わせることができる。

ＦＩＧ、７ へ、 ゛°シ１１Ｂ　！ｉ、ｌ１１　！ ■ ■　＝ 一 ・、也 ＦＩＧ、２ 国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　８８００１９１ Ｓ＾　２１４７９

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．直線ガイド及び／あるいは回転ガイドを介してホルダに支持されている収容 部分、特に産業用ロボットの工具の収容部分を有する保持装置であって、収容部 分のホルダに対する移動が復帰作用を有する緩衝部材によって緩衝可能である保 持装置において、 緩衝部材（５）が引っ張り応力及び剪断応力に対処することができ、 緩衝部材が直線移動及び／あるいは回転移動ガイドと構造的に分離されて配置さ れており、 かつ収容部分（４）がホルダ（１）に対して移動したときに、緩衝部材に作用す るずれ力の大部分を緩衝部材の引っ張り方向に対して垂直に導入することができ ることを特徴とする保持装置。
2. ２．緩衝部材（５）が弾性材料から形成されていることを特徴とする請求項第１ 項に記載の保持装置。
3. ３．弾性材料がエラストマーあるいはゴムから形成されることを特徴とする請求 項第２項に記載の保持装置。
4. ４．緩衝部材（５）がゴム弾性部材であることを特徴とする請求項第３項に記載 の保持装置。
5. ５．緩衝部材（５）の一端に作用するずれ力を同緩衝部材及び収容部分（４）あ るいはホルダ（１）に係止された結合アーム（６）を介して導入することができ 、緩衝部材の他端はその引っ張り方向に関してホルダ（１）ないし収容部分（４ ）に固定されていることを特徴とする請求項第１項に記載の保持装置。
6. ６．緩衝部材（５）がその引っ張り方向に関して収容部分（４）の線形移動方向 に対してほぼ垂直に取り付けられていることを特徴とする請求項第１項〜第５項 に記載の保持装置。
7. ７．結合アーム（６）が静止位置において引っ張り方向に対して約４５度の角度 で緩衝部材（５）に係止されていることを特徴とする請求項第５項に記載の保持 装置。
8. ８．結合アーム（６）が長さ調節可能であることを特徴とする請求項第５項に記 載の保持装置。
9. ９．緩衝部材が交換可能なアダプタ片（１６）の間に配置されていることを特徴 とする請求項第１項〜第５項のいずれか１項に記載の保持装置。
10. １０．可撓性の緩衝手段を介在させて長手方向に移動可能ないし回転可能に配置 され、かつ回転ガイドないし線形ガイドを介してホルダ内に軸承されている収容 部分、特に産業用ロボットの工具収容部分を可動軸承する保持装置において、収 容部分（４）とホルダ（１）の間にゴム弾性部材（５）が収容部分（４）の移動 平面内に接続されており、ゴム弾性部材（５）の一端にはホルダ（１）から出て いる結合アームが取り付けられており、その作用点はそれぞれ結合継ぎ手として 形成されており、ゴム弾性部材（５）の他端は収容部分（４）と次のように、す なわち収容部分（４）がずれたときに主として剪断応力がゴム弾性部材（５）に 作用し、かつリンクとして配置された結合アーム（６）を介してゴム弾性部材（ ５）の最小の引っ張り応力が生じるように結合されていることを特徴とする保持 装置。
11. １１．収容部分（４）からもたらされるずれ力がほぼ直角にゴム弾性部材（５） に作用することを特徴とする請求項第１項に記載の保持装置。
12. １２．結合アーム（６）が約４５度の角度でゴム弾性部材（５）に係止されてい ることを特徴とする請求項第９項に記載の保持装置。
13. １３．結合アーム（６）か長さ調節可能であることを特徴とする請求項第９項〜 第１２項のいずれか１項に記載の保持装置。
14. １４．ゴム弾性部材（５）が交換可能なアダプタ片（８）の間に配置されている ことを特徴とする請求項第９項〜第１２項のいずれか１項に記載の保持装置。