JPH04189492A - ワークチャッキング装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ロボットアームに具えられチャックによって
ワークを掴む（チャッキング）ためのワークチャッキン
グ装置に関する。

従来技術及びその課題 従来、ロボットアームに具えられたワークチャッキング
装置（両方とも図示省略）は、ワークを掴むチャックの
爪の開閉動作と、ロボットアームの移動とによって、ワ
ークをある場所から、他の場所へと移し替えたり、或い
は、ワークを他の部品に組み込んだりすることができる
ようになっている。

ところが、このようなワークチャッキング装置は次の問
題点を有している。

■チャックがワークを掴むとき、チャックとワークとの
相対位置がずれている場合、チャックはワークを確実、
且つ、正確に掴むことができず、ワークを他の場所へ正
確に移し替えたり、或いは、ワークを他の部品に正確に
組み込んだりすることができないことがある。

■チャックとワークとの相対位置がずれた状態で、チャ
ックがワークを掴むと、ワークは変形させられるか、或
いは、ロボットアームに反力が加わり、ロボットアーム
、特にロボットアームの関節部分は損傷を受けることが
ある。

■ロボットアームの駆動力は一般に大きいため、チャッ
クとワークとの相対位置のずれによってチャックがワー
クにぶつかった場合、チャックとワークのいずれか一方
、又は、双方が損傷を受けることがある。

課題を解決するための手段 本発明は、第１に、ロボットアームに具えられチャック
によってワークを掴むワークチャッキング装置において
、前記ロボットアームに対し前記チャックの平面移動を
許容するフローティング手段と、前記ロボットアームに
対し前記チャックを所定の位置に位置決めする位置決め
手段とを具えたワークチャッキング装置により、第２に
、ロボットアームに具えられチャックによってワークを
掴むワークチャッキング装置において、前記ワークに対
し前記チャックを接離移動させる接離手段を具えたワー
クチャッキング装置により、前記の課題を解決したもの
である。

作　　　　　　　用 第１発明において、チャックは、位置決め手段によって
ロボットアームに対し位置決めされた状態でロボットア
ームの作動によってワークの傍まで移動させられる。ワ
ークの傍まで移動させられたチャックは、位置決めされ
た状態が解除され、フローティング手段によってロボッ
トアームに対し移動自在の状態になる。そして、チャッ
クは、さらにワークに接近させられ、ワークを掴む。こ
のとき、仮に、ワークとチャックとの相対位置関係がず
れていても、チャックは、移動自在の状態になっている
ため、ワークの位置に合わせてワークを掴むことができ
る。ワークを掴んだ後、チャックは、位置決め手段によ
って再度ロボットアームに対し位置決めされ、ロボット
アームによって次の場所へ移動させられる。

第２発明において、チャックは、ロボットアームの作動
によってワークの傍まで移動させられる。

ワークの傍まで移動させられたチャックは、接離手段に
よってワークに微動接近させられ、ワークを掴む。ワー
クを掴んだ後のチャックは、接離手段によってロボット
アームに対し元の位置に戻され、ロボットアームによっ
て次の場所へ移動させられる。

実　　　施　　　例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

ワークチャッキング装置１０は、ロボットアームＲの先
端に具えられ、チャック１１によってワークＷを掴む（
チャッキング）ための装置である。

ワークチャッキング装置１０は、チャック１１と、ロボ
ットアームＲに対しチャック１１の平面移動を許容する
フローティング手段１２と、前記ロボットアームＲに対
し前記チャック１１を所定の位置に位置決めする位置決
め手段１３と、前記ワークＷに対し前記チャック１１を
接離移動させる接離手段１４とを具えている。なお、接
離移動とは、チャック１１がワークに対し接近したり離
れたりする移動のことであり、ワークに接触したり離れ
たりする移動のことではない。

ロボットアームＲの先端には基板２１が取付けられてい
る。基板２１には、３つのガイド機構２２に案内され、
１つのエアーシリンダ２３によって基板２１に対し接離
移動させられる接離板２４が具えられている。エアーシ
リンダ２３が基板２１を移動させる力は、ロボットアー
ムＲの作動力より小さく設定されている。

ガイド機構２２は、基板２１に設けられたガイド筒３１
と、接離板２４に立設されガイド筒３１内を移動するス
プライン軸３２と、スプライン軸３２の外周の長手方向
に形成された複数の溝３３と、この溝３３とガイド筒３
１の内周との間に介在する複数のボール３４（第３図参
照）とで構成されている。従２て、このガイド機構２２
は、いわゆるボールスプラインからなっている。各スプ
ライン軸３２の先端に設けられたストッパープレート３
５は、スプライン軸３２がガイド筒３１から抜は出るの
を防止する役目を有している。

エアーシリンダ２３は、基板２１に設けられたシリンダ
４１と、接離板２４に設けられシリンダ４１内を移動す
るピストン４２とで構成されている。

以上の部品の内、接離板２４と、ガイド機構２２と、エ
アーシリンダ２３とで、接離手段１４を構成している。

接離板２４には、フローティング手段１２（第３図参照
）を介して、チャック板２５が具えられている。チャッ
ク板２５には、チャック１１が取付けられている。なお
、チャックは複数取付けられていてもよい。

フローティング手段１２（第５図参照）は、接離板２４
に一体に設けられ細径部５１と太径部５２とを有する中
空軸５３と、中空軸５３の大径部５２の外周に突設され
た鍔５４の外周に填め込まれたリング５５と、リング５
５の内側で鍔５４の上下面に具えられた複数のボール５
６と、チャック板２５に一体に設けられボール５６を上
下から挟む皿状の一対の保持部材５７．５８とを有して
いる。一対保持部材５７．５８の内面には、ボール５６
に接触するリング板５９．６０が設けられている。リン
グ板５９．６０には、焼き入れの熱処理が施されている
。

従って、チャック板２５は、ワークチャッキング装置１
０がどのような姿勢であっても、ボール５６によって接
離板２４上を低摩擦で自由に平面移動（フローティング
）することができるようになっている。即ち、フローテ
ィング手段１２は、ロボットアームＲに対し、チャック
］１の平面移動を許容する役目を有している。チャック
板２５の移動範囲はリング５５と一対の保持部材５７゜
５８の内面との間の隙間８分だけである。

接離板２４と、チャック板２５との間には、２つの位置
決め手段１３が具えられている。

位置決め手段１３（第３図参照）は、チャック板２５の
下面（第３図において下方）に形成された円錐孔７０と
、この円錐孔７０に係合する位置決め軸７１と、位置決
め軸７１を移動させるエアーモータ７２とで構成されて
いる。位置決め軸７１の先端の形状は円錐状になってい
る。位置決め軸７１は、接離板２４に設置されたエアー
シリンダ７２のピストン７３に設けられている。

従って、位置決め軸７１の先端が円錐孔７０に係合させ
られると、チャック板２５は、接離板２４に対し所定の
位置に位置決めされ接離板２４と一体になっている。前
記係合が解除されると、チャック板２５は、接離板２４
に対しフローティング手段１２によって移動自在の状態
になっているわ即ち、位置決め手段１３は、接離板２４
と基板２１とを介して、チャック１１をロボットアーム
Ｒに対し所定の位置に位置決めする役目を有している。

チャック板２５には、チャック１１と、チャック１１の
３本の爪８１を開閉動作させるエアーモータ８２とが設
けられている。エアーモータ８２はコの字の形状をした
取付は部材８３によってチャック板２５に固定されてい
る。従って、チャック１１とエアーモータ８２は同一の
チャック板２５に設けられているため、両者の相対位置
のずれが殆どなく、エアーモータ８２はチャック１１の
爪８１の開閉動作を円滑に行うことができる。

又、エアーモータ８２は、回転軸９０の向きをチャック
１１の中心点Ａ（第２図参照）とロボツトアームＲの動
作中心点（ワークチャッキング装置１０の動作中心点で
もある。）Ｂとを結ぶ直線に対して交差する方向に向け
てチャック板２５に取付けられている。即ち、エアーモ
ータ８２は、ワークチャッキング装置１０に対して斜め
に取付けられている。このように、エアーモータ８２を
斜めに取付けると、第２図において、ロボットアームＲ
の動作中心点Ｂを対称中心としてもう１台のワークチャ
ッキング装置をロボットアームＲに設けた場合、各ワー
クチャッキング装置のエアーモータ同士がぶつるような
配置関係になるようなことがない。

ワークＷを掴んだ状態の爪８１の位置は、第１センサー
８４（第２図参照）によって、ワークＷを掴むための待
機状態の爪８１の位置は、第２センサー８５によって、
それぞれ検知されるようになっている。第１、第２セン
サー８４．８５は爪８１の角８６．８７の部分を検知す
るようなっている。第１、第２センサー８４．８５の位
置は、チャック１１上に形成された複数の孔８８．８９
を選択することによって、自由に変更することができる
。

なお、ワークチャッキング装置１０は、ワークチャツキ
ング装置１０全体の厚みを薄くするため、接離板２４の
一方の面側に基板２１とチャック板２５とを配し、チャ
ック１１の厚みの範囲内に接離板２４を具えである。

次に動作を説明する。

通常、チャック１１はチャック板２５を介して、接離板
２４に対し位置決め手段１３によって所定の位置に位置
決めされている。チャック１１の爪８１が待機位置に戻
っていることが第２センサー８５によって確認された後
、ロボットアームＲは、ワークチャツキング装置１ｏ全
体を移動させ、チャック１１をワークＷに接近させる。

ワークＷの近くまで移動させられたチャック１１は、位
置決め手段１３によって位置決めされた状態が解除され
、フローティング手段１２によって接離板２４上を自由
に平面移動できる状態になる。すなわち、チャック１１
はロボットアームＲに対し移動自在の状態になる。続い
て、接離板２４が、接離手段１４のエアーシリンダ２３
によって、チャック板２５とともにワークＷに接近させ
られる。二の結果、チャック１１はワークＷを掴む二と
のできる位置まで移動させられたことになる。

その後、エアーモータ８２が作動し、爪８１を閉方向に
移動させる。そして、第１センサー８４によって、爪８
１がワークを掴んだことが検知される。第１センサー８
４の作動によって、エアーモータ８２は作動を停止する
。この間、仮に、ワークＷとチャック１］との相対位置
がずれていても、チャック１１は、フローティング手段
１２によって移動自在の状態になっているため、ワーク
Ｗの位置に合わせてワークＷを掴むことができる。

ワークＷを掴んだ後、接離板２４は、接離手段１４によ
ってチャック板２５とともに、ワーク設置場所から離れ
る。即ち、チャック１１はワーク設置場所から離れる。

その後、チャック１１は、位置決め手段１３によって再
度接離板２４に位置決めさせる。これによって、チャッ
ク１１はロボットアームＲに対し位置決めされたことに
なる。

そして、ワークチャッキング装置１０はロボットアーム
Ｒによって次の場所へ移動させられる。

なお、以上の一連の動作は、総て、制御装置（図示省略
）によって行われる。

又、エアーシリンダ２３，７２、エアーモータ８２の替
わりに、油圧シリンダ、油圧モータを使用してもよい。

発明の効果 本発明のワークチャッキング装置によると次の効果を奏
する。

■請求項１の構成では、チャックが移動自在の状態でワ
ークを掴むことができるため、ワークとチャックとの相
対位置がずれているような場合でも、チャックをワーク
Ｗの位置に合わせてワークを正確、且つ、確実に掴むこ
とができ、ワークを他の場所へ正確に移替えたり、或い
は、ワークを他の部品に正確に組み込んだりすることが
できる。

■また、請求項１の構成では、ワークとチャッりとの相
対位置がずれているような場合でも、ワークの位置に合
わせて、チャックがワークを正確、且つ、確実に掴むこ
とができるので、ワークの変形を防止することができる
。又、ロボットアームに反力が加わるようなことがなく
なるので、ロボットアーム、特にロボットアームの関節
部分の損傷を防止することができる。

■請求項２の構成では、接離手段によってチャックをワ
ークに微動接近させるため、チャックとワークとの相対
位置にずれが生じるようなことがなくなる。仮に、チャ
ックとワークとの相対位置にずれがあり、チャックがワ
ークにぶつかるようなことがあったとしても、接離手段
の作動力はロボットアームの作動力よりも小さいため、
チャックとワークの損傷を防止することができる。

■そして、請求項３のように、基板とチャックとを接離
板の同一面側に具えると、基板がチャックの厚みの範囲
内に納まり、ワークチャッキング装置全体の厚みを薄く
することができる。

■請求項４のように、チャックと、チャックの爪を移動
させるモータとを同一部材上に具えると、両者の相対位
置に狂いが生じるようなことが少なくなり、モータはチ
ャックの爪の開閉動作を速やか、且つ、円滑に行うこと
ができる。

■請求項５のように、モータをチャックの中心点とロボ
ットアームの動作中心点とを結ぶ直線に対し交差する向
きに具えると、ロボットアームの動作中心点を対称中心
としてもう１台のワークチャッキング装置を設けた場合
、モータ同士が干渉しないようにすることができる。

■請求項６のように、チャックの爪の移動を検知するセ
ンサーを具えると、ワークを完全に掴んでからチャック
を移動させることができる。又、爪を閉じたままの状態
でチャックをワークに接近させるような誤動作を防止す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のワークチャッキング装置の概略外観斜
視図、第２図はワークチャッキング装置１０の平面図、
第３図は第２図の正面図で一部断面で表わした図、第４
図は接離板を移動させる工アーシリンダの詳細図で一部
断面で表わした図、第５図はフローティング手段の断面
詳細図、第６図は基板の平面図、第７図は接離板の平面
図、第８図はチャック板の平面図である。 Ｒ・・・ロボットアーム　　　　　　Ｗ・・・ワークＡ
・・・チャックの中心点 Ｂ・・・ロボットアームの動作中心点 １０・・・ワークチャッキング装置 １１・・・チャック １２・・・フローティング手段 １３・・・位置決め手段　　　　１４・・・接離手段２
５・・・チャック板（板）　　８１・・・爪８２・・・
エアーモータ（モータ） ８４・・・第１センサー（センサー） ８５・・・第２センサー（センサー） ９０・・・回転軸

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボットアームに具えられチャックによつてワー
   クを掴むワークチャッキング装置において、前記ロボッ
   トアームに対し前記チャックの平面移動を許容するフロ
   ーティング手段と、前記ロボットアームに対し前記チャ
   ックを所定の位置に位置決めする位置決め手段とを具え
   たことを特徴とする、ワークチャッキング装置。
2. （２）ロボットアームに具えられチャックによつてワー
   クを掴むワークチャッキング装置において、前記ワーク
   に対し前記チャックを接離移動させる接離手段を具えた
   ことを特徴とする、ワークチャッキング装置。
3. （３）前記ワークチャッキング装置を前記ロボットアー
   ムに支持する基板と、前記チャックを有し前記接離手段
   を介して前記基板に設けられた接離板とを具え、前記基
   板と前記チャックとを前記接離板の同一面側に配したこ
   とを特徴とする、請求項２記載のワークチャッキング装
   置。
4. （４）前記チャックと該チャックの複数の爪を開閉移動
   させるモータとを同一板上に具えた、請求項１乃至３の
   いずれかに記載のワークチャッキング装置。
5. （５）前記モータの回転軸の向きを前記チャックの中心
   点と前記ロボットアームの動作中心点とを結ぶ直線に対
   し交差する方向に向けて前記モータを前記板上に設置し
   たことを特徴とする、請求項４記載のワークチャッキン
   グ装置。
6. （６）前記チャックの爪の開閉移動を検知するセンサー
   を有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のワークチ
   ャッキング装置。