JPH04331087A - ロボットのハンド交換方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの操作端とし
て機能するハンドを用途に応じて交換するためのロボッ
トのハンド交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】これに関する従来技術が特開昭５８−１
２６０８８号公報に記載されている。このロボットのハ
ンド交換方式では、ロータリー型コンベアで構成される
ハンド配列台の上に用途に応じた種々のハンドが配列さ
れている。この配列状況がロボット制御装置に記憶され
ている。そして、前記ロボットの作業に応じてハンド配
列台が回動され、所定のハンドがロボットのハンド交換
位置にセットされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ハ
ンド配列台には、作業に使用される全てのハンドを配列
する必要がある。このため、ハンドの種類が多く、また
ハンドが大きいときにはこのハンド配列台は大掛かりな
ものとなる。さらに、このハンド配列台上の一部分がロ
ボットのハンド交換位置となるために、ロボットの動作
範囲内およびその近傍にハンド配列台を置くための広い
スペースが必要となる。また、配列台上には多くのハン
ドが配列されているために、ロボットが受け取ったハン
ドが正しいハンドかどうかチェックするためのハンド認
識機能が必要となる。本発明の技術的課題は、待機位置
にあるハンドホルダには、次回の作業で使用されるハン
ドのみをセットすれば良いようにして、従来、ロボット
の近傍に必要とされていたハンド配列のためのスペース
を省略し、さらに交換されたハンドのチェック機能を不
要にするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の工程
を有するロボットのハンド交換方法によって解決される
。即ち、ロボットの作業に合わせて用意されている複数
種類のハンドを、ロボットの作業が変わる毎に順次交換
するためのロボットのハンド交換方法において、前記ロ
ボットが次回の作業で使用するハンド（第２ハンド）を
待機位置のハンドホルダにセットしておき、ロボットが
使用済みのハンド（第１ハンド）を交換位置のハンドホ
ルダに戻したら、待機位置にあるハンドホルダを交換位
置に移動させると同時に、交換位置にあるハンドホルダ
を待機位置に移動させる。

【０００５】

【作用】本発明によると、待機位置にあるハンドホルダ
には、次回の作業で使用される第２ハンドがセットされ
る。ロボットが現在の作業を終了して使用済の第１ハン
ドを交換位置にあるハンドホルダに戻すと、待機位置に
あるハンドホルダが交換位置まで移動される。これによ
って、第２ハンドが交換位置にセットされることになり
、ロボットは第２ハンドを受け取って次の作業を行うこ
とができる。第２ハンドと、さらに次の作業で使用され
るハンド（第３ハンド）との交換は、現在、待機位置に
あるハンドホルダにセットされている使用済の第１ハン
ドと第３ハンドとを取り替えることにより、第３ハンド
を待機位置に待機させて上記の手順で行うことができる
。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図５はハンド交換システムの全体斜視図を表し
ている。この図５において、ロボット２は、プレス４と
プレス６との間においてワークの搬送作業を行うもので
あり、このロボット２の動作範囲は安全柵８を境にして
プレス側（安全柵８の裏側）となっている。この安全柵
８は、ロボット２のハンド交換装置１０の架台１７に支
持されている。安全柵８の表側の両サイドには、安全柵
９（一方の安全柵９のみが図示されている）が設置され
ており、一方の安全柵９の端部にエリアセンサ９ａの送
信器、他方の安全柵９の端部にエリアセンサ９ａの受信
器が対向して設けられている。このエリアセンサ９ａに
よって、作業者の柵内への立ち入りが検出される。

【０００７】図１に、前記ハンド交換装置１０の側面図
が示されている。ここで細線の部分はハンド交換装置１
０に保持されているロボット２のハンド２０を表してい
る。ハンド交換装置１０は、デッキ１２上に円柱状の支
柱１６が設けられており、この支柱１６上に自動回転テ
ーブル１４が載置されている。この自動回転テーブル１
４は、デッキ１２の内部に設置されたエアーシリンダ１
３によって１８０°正逆回動ができるようになっている
。自動回転テーブル１４の上には架台１７が設けられて
おり、この架台１７に二セットのハンドホルダ１８およ
び前記安全柵８が取り付けられている。この二セットの
ハンドホルダ１８は、支柱１６の軸心に対して線対称に
、かつ安全柵８に対して表側と裏側に位置するように配
置されている。したがって、エアーシリンダ１３によっ
て自動回転テーブル１４が１８０°回動されると、安全
柵８が回動されてこの安全柵８の裏面と表面とが入れ替
わるとともに、安全柵８の裏側に位置するハンドホルダ
１８と安全柵８の表側に位置するハンドホルダ１８とが
入れ替わることになる。安全柵８の裏側に位置するハン
ドホルダ１８はロボット２の動作範囲内にあるために、
この位置がハンド２０の交換位置となる。また安全柵８
の表側がハンド２０の待機位置となる。

【０００８】ハンドホルダ１８は、ハンド２０を支持す
るためのハンド支持部１８ａと、支持されたハンド２０
をロックするためのロック機構１８ｍとから構成される
。ハンド支持部１８ａは、ハンド２０を下方から支える
支持面１８ｂを備えており、この支持面１８ｂの中央に
ハンド２０を位置決めするためのピン１８ｃが突出して
いる。さらに、ハンド支持部１８ａの下端には、後記す
るハンド２０の抜け止めレバー２２ｐを蹴るためのスト
ライカー１８ｆが固定されている。ロック機構１８ｍは
クランプ１８ｐを備えている。このクランプ１８ｐの先
端にはハンド支持部１８ａのピン１８ｃと係合できるよ
うな溝１８ｒが形成されており、他端はエアーシリンダ
１８ｓのピストンロッド１８ｔと連結されている。さら
に、クランプ１８ｐの途中部分はハンド支持部１８ａと
連結ピン１８ｎを介して回動可能に連結されている。 エアーシリンダ１８ｓが駆動されてピストンロッド１８
ｔが延出されると、クランプ１８ｐは連結ピン１８ｎを
中心に回動されて先端の溝１８ｒがハンド支持部１８ａ
のピン１８ｃと係合する。また、ピストンロッド１８ｔ
がエアーシリンダ１８ｓ内に収納されると、クランプ１
８ｐは連結ピン１８ｎを中心に逆方向に回動されて溝１
８ｒと前記ピン１８ｃとの係合が解除される。また、架
台１７にはサポート１８ｄが設けられており、このサポ
ート１８ｄにハンド２０の存在を検知するための近接ス
イッチ１８ｅが取り付けられている。

【０００９】ハンド２０は、汎用部２２と専用部２４と
から構成される。汎用部２２はハンド２０をロボット２
に連結するための部材であるとともに、ハンド２０をハ
ンドホルダ１８にセットするための部材でもある。この
ために、種々のハンド２０においても汎用部２２は同一
である。汎用部２２の詳細断面図が図２に示されている
。また、図２のＩＩＩ　−ＩＩＩ　矢視図が図３に示さ
れている。汎用部２２は、ツールプレート２２ａを備え
ている。このツールプレート２２ａは、ロボット側プレ
ート２ａと接続される端部２２ｂが有底円筒状になって
おり、この円筒の内側面（図示されていない）にテーパ
ーを有する溝（テーパーブッシュ）が円周方向に三箇所
設けられている。一方、ロボット側プレート２ａは先端
２ｂが円柱形状をしており、その先端２ｂがツールプレ
ート２２ａの端部２２ｂ内に挿入できるようになってい
る。さらに、円柱形状の先端２ｂは、圧縮空気の力によ
って側面（図示されていない）の周方向三箇所からロッ
クピンが突出するようになっている。このために、ロボ
ット側プレート２ａの先端２ｂがツールプレート２２ａ
の端部２２ｂに挿入された後に、圧縮空気が供給される
ことによりロックピンが突出されてこれが前記テーパー
ブッシュに嵌合すると、ツールプレート２２ａとロボッ
ト側プレート２ａとは堅固に連結される。なお、ロボッ
ト側プレート２ａはスペーサ２ｃを介してロボット手首
フランジ２ｄに連結されている。

【００１０】ツールプレート２２ａの端部２２ｂと反対
側の上端にはサポート部２２ｃが固定されている。サポ
ート部２２ｃは前記ハンドホルダ１８のハンド支持部１
８ａの支持面１８ｂに当接する下面２２ｄを備えており
、さらに中央にハンド支持部１８ａのピン１８ｃと係合
する位置決め孔２２ｅが設けられている。ツールプレー
ト２２ａの下端には接続プレート２２ｆが取り付けられ
ており、この接続プレート２２ｆの表面にはワンタッチ
ホルダ２２ｈが固定されている。ワンタッチホルダ２２
ｈは、ハンド２０の専用部２４を汎用部２２に接続する
ためのコネクタであり中央縦方向に貫通孔２２ｋを備え
ている。そして、この貫通孔２２ｋの内壁面に、バネ力
によって突出する方向に付勢された凸部（図示されてい
ない）が設けられている。

【００１１】ワンタッチホルダ２２ｈの両側には、ロボ
ット２内部の空気通路（図示されていない）をハンド２
０の専用部２４に接続させるためのコネクタ２２ｍが設
けられており、このコネクタ２２ｍの出口孔にラッパ状
のキスカップ２２ｎが接続されている。接続プレート２
２ｆの裏面には、ワンタッチホルダ２２ｈから専用部２
４が抜け落ちるのを防止するための抜け止めレバー２２
ｐが取り付けられている。抜け止めレバー２２ｐは、常
時、バネ力によって二点鎖線に示された位置に保持され
ている。しかし、ハンド２０の汎用部２２がロボット２
によって上方に持ち上げられると、この抜け止めレバー
２２ｐはハンド支持部１８ａのストライカー１８ｆによ
って下方に蹴られ、支点２２ｒの回りを１８０°回動し
て実線に示す位置に保持される。これによって、専用部
２４の後記するサポート２４ｃが抜け止めレバー２２ｐ
によって下側から支えられる。

【００１２】ハンド２０の専用部２４は、ロボット２の
作業に応じて種々のタイプのものが用意されており、そ
の代表的なもの全体斜視図が図４に示されている。専用
部２４の上端には、汎用部２２のワンタッチホルダ２２
ｈに挿入される略円柱状のピン２４ａが設けられている
。そして、このピン２４ａの上端近傍に溝２４ｂが周方
向に設けられている。したがって、このピン２４ａがワ
ンタッチホルダ２２ｈの貫通孔２２ｋに挿入されると、
ピン２４ａの溝２４ｂと貫通孔２２ｋの前記凸部とが係
合して専用部２４と汎用部２２とは接続される。専用部
２４の背面には断面Ｌ形状のサポート２４ｃが固定され
ており、このサポート２４ｃの両端に空気通路用のコネ
クタ２４ｄが取り付けられている。このコネクタ２４ｄ
の出口孔２４ｅには、図示されていない配管の一端が接
続されており、この配管の他端がカップ２４ｆに接続さ
れている。専用部２４のピン２４ａが汎用部２２のワン
タッチホルダ２２ｈに接続されると、前記コネクタ２４
ｄの入口孔（図示されていない）が汎用部２２のコネク
タ２２ｍのキスカップ２２ｎに当接して、両コネクタ２
２ｍ，２４ｄの接続が行われる。さらに、前述のように
、専用部２４のサポート２４ｃが汎用部２２の抜け止め
レバー２２ｐによって下方から支えられるために、専用
部２４のピン２４ａが汎用部２２のワンタッチホルダ２
２ｈから抜けるのが防止される。

【００１３】次に、この装置を使用したロボット２のハ
ンド交換方法の説明を行う。ロボット２が所定のハンド
２０を装着してワークの搬送作業中に、作業者は安全柵
８の表側、即ち、待機位置のハンドホルダ１８に支持さ
れているハンド２０の専用部２４（第１専用部）の取り
替えを行う。この手順として、先ず、汎用部２２の抜け
止めレバー２２ｐを支点２２ｒの回りに回動させて、図
２に示す二点鎖線の位置に保持させる。この状態で、第
１専用部を下方に引っ張ることにより、汎用部２２のワ
ンタッチホルダ２２ｈから第１専用部のピン２４ａが引
き抜かれ、第１専用部は汎用部２２から取り外される。 次に、次回の作業で使用する専用部２４（第２専用部）
のピン２４ａを汎用部２２のワンタッチホルダ２２ｈ内
に挿入して、第２専用部を汎用部２２にセットする。そ
して、抜け止めレバー２２ｐを支点２２ｒの回りに回動
させて第２専用部のサポート２４ｃを下方から支持する
。これで専用部２４の取り替えが終了して、次回の作業
で使用されるハンド２０が待機位置にあるハンドホルダ
１８にセットされる。

【００１４】現在の搬送作業が終了すると、ロボット２
は、安全柵８の裏側、即ち、交換位置にあるハンドホル
ダ１８に、今まで使用していたハンド２０の汎用部２２
をセットする。この時、ハンドホルダ１８のピン１８ｃ
に対して汎用部２２の位置決め孔２２ｅが係合するため
に、ハンド２０は定位置にセットされる。次に、ハンド
ホルダ１８のエアーシリンダ１８ｓが駆動されてロック
機構１８ｍが働き、前記ピン１８ｃとクランプ１８ｐの
溝１８ｒが嵌合して、ハンド２０はハンドホルダ１８に
ロックされる。ここで、ハンド２０がハンドホルダ１８
にセットされているか否かは近接スイッチ１８ｅで検出
される。ハンド２０がハンドホルダ１８にロックされる
と、ロボット２のロボット側プレート２ａとハンド２０
の汎用部２２のツールプレート２２ａとの連結が解除さ
れる。

【００１５】次に、ハンド交換装置１０のエアーシリン
ダ１３が駆動されて、自動回転テーブル１４が１８０°
回動されて、待機位置にあるハンドホルダ１８と交換位
置にあるハンドホルダ１８とが入れ替わる。ここで、前
述のようにハンド２０はハンドホルダ１８のロック機構
１８ｍによってセットされた位置にロックされているた
め、専用部２４の重心が偏心している場合でも、自動回
転テーブル１４の回動によってハンド２０がハンドホル
ダ１８から位置ズレ等を起こすことがない。なお、安全
柵９のエリアセンサ９ａによって、作業者が安全柵８の
近傍にいることが確認されると自動回転テーブル１４の
回動は行われない。

【００１６】次回の作業で使用される第２専用部を有す
るハンド２０が交換位置セットされると、このハンド２
０の汎用部２２のツールプレート２２ａに対してロボッ
ト２のロボット側プレート２ａが係合され、ロボット２
とハンド２０との連結が行われる。次に、ハンドホルダ
１８のエアーシリンダ１８ｓがピストンロッド１８ｔを
収納する方向に駆動されて、ハンドホルダ１８とハンド
２０とのロックが解除される。この状態でロボット２が
ハンド２０を上方に移動させると、ハンドホルダ１８の
ピン１８ｃとハンド２０の汎用部２２の位置決め孔２２
ｅとの係合が解除されて、ハンド２０はハンドホルダ１
８から外される。これによって、ロボット２は第２専用
部を備えるハンド２０を使用して次の作業を開始するこ
とができる。なお、作業者が第２専用部を汎用部２２に
セットするときに、抜け止めレバー２２ｐの操作を忘れ
た場合でも、抜け止めレバー２２ｐはハンド２０が上昇
されるときにハンドホルダ１８のストライカー１８ｆに
よって下方に蹴られるために、この抜け止めレバー２２
ｐは第２専用部のサポート２４ｃの下面まで回動されて
、第２専用部の抜け止めが図られる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によると、従来、ロボットの近傍
に必要とされたハンド配列のためのスペースを省略でき
るためにハンド交換装置の小型化が図れ、工場内の作業
スペースを有効に利用することができる。さらにロボッ
トが受け取ったハンドが正しいハンドかどうかをチェッ
クするためのハンド認識機能等が必要なくなることから
、ハンド交換装置を設置するための設備費が低下する。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】ハンド交換装置の側面図である。

【図２】ハンドの汎用部の詳細断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ　−ＩＩＩ　矢視図である。

【図４】ハンドの専用部の全体斜視図である。

【図５】本実施例に係るハンド交換システムの全体斜視
図である。

【符号の説明】

２　　ロボット ８　　安全柵 １０　　ハンド交換装置 １８　　ハンドホルダ ２０　　ハンド ２２　　ハンドの汎用部 ２４　　ハンドの専用部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロボットの作業に合わせて用意されて
   いる複数種類のハンドを、ロボットの作業が変わる毎に
   順次交換するためのロボットのハンド交換方法において
   、前記ロボットが次回の作業で使用するハンドを待機位
   置のハンドホルダにセットしておき、ロボットが使用済
   みのハンドを交換位置のハンドホルダに戻したら、待機
   位置にあるハンドホルダを交換位置に移動させると同時
   に、交換位置にあるハンドホルダを待機位置に移動させ
   ること特徴とするロボットのハンド交換方法。