JPH0557656A

JPH0557656A - ロボツトハンド

Info

Publication number: JPH0557656A
Application number: JP3246893A
Authority: JP
Inventors: Tadao Karasawa; 忠夫唐澤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】［目的］複数の組立用物品を同時に吸着保持し、その
複数の物品を同時に組付ける。［構成］サーボモータ４ａ，４ｂで回転する支持板１
５ａ，１５ｂを水平方向に２個配置する。支持板１５
ａ，１５ｂには、それぞれ４個の吸着パッド２３を回転
軸を中心とする同一円上に等間隔でそれぞれスライドロ
ッド１８に取付けて配置する。支持板１５ａ，１５ｂの
上面に、吸着パッド２３と同数のシリンダ１６を固着
し、それぞれシリンダ１６のロッドとスライドロッドを
連結する。各吸着パッド２３は、シリンダ１６により独
立して上下方向に移動自在にする。［効果］支持板１５ａ，１５ｂは回転するので、支持
板１５ａに取付けた吸着パッド２３と支持板１５ｂに取
付けた吸着パッド２３との間隔を物品が載置された間隔
に設定できる。物品の間隔に設定した吸着パッド２３の
みシリンダ１６を作動して下降し、物品を同時に吸着し
て保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、組み立て部品等の搬送
物を吸着保持しつつ所定位置に搬送し、物品を組付ける
場合に使用するロボットハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、産業用ロボットは様々な産業分野
で用いられるようになっており、より機能性に富み、か
つ、より安価な産業用ロボットが要求されるようになっ
てきている。例えば、物品の自動組立を行うことを目的
とした産業用ロボットにおいては、ロボットの稼動率を
高めるために、１台のロボットが作業内容の異なる複数
の組立作業を行うことができるようにすることが好まし
い。さらには、ロボットによる同時複数物品把持および
組立が要求されている。

【０００３】複数の異なった物品を把持、移載、組立を
することができるターレット状のマルチハンドを持った
ハンドリング装置が特開昭５９−２２４２８１号公報に
開示されている。同公報所載のロボットハンドは、本体
の軸方向を中心として回転可能に設けられたターレット
軸と、ターレット盤の外周上に所定の角度をもってター
レット上に取り付けた複数のハンドと、各々のハンドに
対して独立したエアー通路と、物品把持作業のためのハ
ンドに設けられたグリップとを備えてなるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記公報所載
のロボットハンドは同時に複数の物品を搬送することは
可能であるが、物品のピックアップに生じるロス時間が
発生するため、製造ラインにおいて生産能率的に大きな
損失を伴う問題点があった。すなわち、物品を把持する
度にロボットのＺ軸（上下軸）を駆動させ上方向に移動
した後、ターレットを回転し別のツールを選択して、再
度ロボットのＺ軸を駆動させて所定の位置に移動して物
品を把持しなければならなかった。さらに、複数のハン
ドが設けられているが、物品の把持は１本毎に行う必要
があり、同時に複数部品のピックアップ・組立は不可能
であった。

【０００５】本発明は、前記従来のロボットハンドにお
ける問題に鑑みてなされたもので、同時に複数物品の吸
着保持および組立が可能でかつ多品種少量の組立にも適
した、経済的効果が高く、実用に優れたロボットハンド
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のロボットハンドにあっては、回転駆動され
る２個以上の回転部材を水平方向に設け、上記各回転部
材に２個以上の吸着部材を所定間隔をもって配置すると
ともに上記吸着部材を独立して上下動させる駆動手段を
各吸着部材ごとに設けたものである。

【０００７】

【作用】上記のように構成されたロボットハンドによれ
ば、回転部材を回転駆動し、一方の回転部材に配置した
吸着部材と他方の回転部材に配置した吸着部材との間隔
を所定範囲内で任意に設定できる。このため、吸着部材
の間隔を所要物品の間隔および所要組立の間隔に設定
し、当該吸着部材の駆動手段のみを作動して同時に複数
物品の吸着保持および組立装着を行うことが可能とな
る。

【０００８】

【実施例１】図１は本発明に係るロボットハンドの実施
例１を一部切欠いて示す正面図、図２はロボットハンド
の一部を省略して示す平面図、図３はロボットハンドの
底面図、図４はロボットハンドを直交座標型４軸ロボッ
トの垂直軸（Ｚ軸）および回転軸（Ａ区）に装着した状
態を示す正面図、図５は直交座標型４軸ロボットにロボ
ットハンドを装着しインデックステーブルを用いた物品
の自動組立機の斜視図である。

【０００９】図４および図５において５１で示すのは、
直交座標型４軸ロボット５０の駆動シャフト（Ｚ軸，Ａ
軸）で、駆動シャフト５１は、ロボット５０のＸ軸（ま
たはＹ軸）に摺動自在に取付けたロボット可動板５２に
設けた駆動ユニット５３のハウジング５４内に設けたボ
ールネジナット５５およびスプラインナット５６により
Ｚ軸方向（上下方向）に移動自在およびＺ軸回りに回転
自在に支持されている。すなわち、ボールネジナット５
５およびスプラインナット５６は、ハウジング５４内で
回転自在に保持されるとともに、ロボット可動板５２に
固着したボールネジ用サーボモータ５７およびスプライ
ン用ターボモータ５８とそれぞれタイミングベルト５
９，６０を介して連結され、ロボット５０の制御部を介
して上記両サーボモータ５７，５８の回転量を制御し、
駆動シャフト５１の上下移動量および回転移動量を制御
し得るようになっている。

【００１０】駆動シャフト５１の下端には、ロボットハ
ンド１が駆動シャフト５１とロボットハンド１の取付板
２とを固定具３により連結することにより着脱自在で一
体的に取付けられ、ロボットハンド１が、ロボット５０
のＸ軸，Ｙ軸および駆動シャフト５１により、ロボット
５０の制御部を介して水平（前後、左右）移動および上
下移動、回転移動制御されるようになっている。

【００１１】取付板２は、駆動シヤフト５１と直交し
て、すなわち水平に設けられとともに、その上面には、
２個のサーボモータ４ａ，４ｂがネジ５により立設固定
されている。サーボモータ４ａ，４ｂは、駆動シャフト
５１を中心にして対称位置に配置され、その駆動軸は取
付板２の下面に突出配置されるとともに、その先端には
カップリング６を介して回転軸７（一方の回転軸７は図
示省略）が連結されている。カップリング６および回転
軸７の一部は、取付板２の下面にネジ８により固定した
外筒９内に収納されており、回転軸７は、外筒９内で２
個の軸受１０，スペースカラー１１，１２（外輪，内
輪）、軸受ナット１３および軸受カバー１４によって回
転自在に保持されている。

【００１２】回転軸７の下端には、それぞれ円板状の支
持板１５ａ，１５ｂが固定され、支持板１５ａ，１５ｂ
の上面には、それぞれ４個のシリンダ１６がシリンダロ
ッドを支持板１５ａ，１５ｂの下方に突出し得るように
ネジ１７により立設固定されている。４個のシリンダ１
６は、図２に示すように、同一円上で等間隔位置に配置
されるとともに、シリンダロッドの先端には、それぞれ
スライド１８が連結されている。スライドロッド１８
は、それぞれ支持板１５ａ，１５ｂの下面にネジ１９に
より固着した軸受箱２０内で上下自在に保持され、軸受
箱２０内には、２個のスライド軸受２１が止め輪２２に
より固定されている。また、各スライドロッド１８の先
端には、被搬送物を吸着保持する吸着パッド２３がそれ
ぞれ着脱自在に取付けられている。各吸着パッド２３ａ
〜２３ｈには、パイプ２４を介して不図示の負圧源と連
結した吸引用継手２５がそれぞれ取付けられ、各吸着パ
ッド２３ａ〜２３ｈは独立して被搬送物を吸着保持しか
つその吸着を解除し得るようになっている。

【００１３】次に、本実施例のロボットハンド１の作用
を説明すると、支持板１５ａ，１５ｂは、サーボモータ
４ａ，４ｂによりそれぞれ回転自在に独立制御され、こ
の支持板１５ａ，１５ｂの回転とともに支持板１５ａ，
１５ｂに設けた一群の吸着パッド２３ａ〜２３ｄ，２３
ｅ〜２３ｈを回転軸７を中心に回転制御される。このた
め、支持板１５ａに設けた吸着パッド２３ａ〜２３ｄと
支持板１５ｂに設けられた吸着パッド２３ｅ〜２３ｈ間
で任意の吸着パッドの間隔寸法Ｌを最大寸法Ｘ（図３に
おいて吸着パッド２３ｃと２３ｅ）から最大寸法Ｙ（図
３において吸着パッド２３ａと２３ｇ）まで自在に設定
制御することができる。一方、吸着パッド２３ａ〜２３
ｈは、シリンダ１６により独立して上下動され、所要間
隔に設定制御したパッド、例えば吸着パッド２３ｃと２
３ｅを下降することにより、間隔寸法Ｘで配置された物
品を同時に吸着保持することができる。そして、吸着パ
ッド２３ｃ，２３ｅを上昇させた後、支持板１４ａ，１
５ｂを回転し、吸着パッド２３ｂと２３ｈを間隔寸法Ｘ
に制御して同様に物品を保持することができる。

【００１４】以上の構成からなるロボットハンド１によ
り、図６および図８に示すパレット３０に収納されてい
る組立用物品３１，３２を所要の搬送位置に搬送する場
合について説明する。

【００１５】パレット３０には、組立用物品３１，３２
が等間隔に整列され、図７および図９の一部切欠き側面
図に示すように収納されている。図中Ｌ₁，Ｌ₂ ，Ｌ
₃ ，Ｌ₄ は、組立用物品３１，３２の整列時の間隔寸法
を示している。

【００１６】そして、図５に示すごとく、組立用物品３
１もしくは組立用物品３２をロボットハンド１にて吸着
保持し、所要位置に搬送せんとする場合には、ロボット
ハンド１をロボット５０の駆動部を介して物品搬送装置
６１のパレット３０の上側に移動保持するとともに、ロ
ボットハンド１のサーボモータ４ａ，４ｂをそれぞれ回
転制御することにより吸着パッド、例えば吸着パッド２
３ａと２３ｅの間隔寸法Ｌを制御して、組立物品３１の
間隔寸法Ｌ₁ に合致させる。次に、シリンダ１６を作動
して吸着パッド２３ａ，２３ｅのみを下降し、不図示の
負圧源により組立物品３１を２個同時に吸着パッド２３
ａ，２３ｅで吸着保持する。その後、吸着パッド２３
ａ，２３ｅをシリンダ１６の作動により上昇させるとと
もに、サーボモータ４ａ，４ｂを再度回転制御して他の
吸着パッド、例えば吸着パッド２３ｂと２３ｆを間隔寸
法し、設定して同様に組立物品３１を２個同時に吸着保
持する。さらには、サーボモータ４ａ，４ｂを回転制御
して吸着パッドを間隔寸法Ｌ₃ に設定することにより別
の組立物品３２を前記と同様に２個同時に吸着保持する
ことができる。

【００１７】かかる各吸着パッドによる組立用物品３
１，３２の吸着保持後、ロボットハンド１をロボット５
０の駆動部の作動により上昇するとともに水平移動しつ
つ、インデックステーブル６２に固定されている治具６
３の位置まで搬送する。そして、位置に至った時点にて
ロボットハンド１を下降するとともに、ロボットハンド
１のサーボモータ４ａ，４ｂを回転制御することによ
り、治具６３の間隔寸法に吸着パッドの間隔を合致さ
せ、当該２個の吸着パッドのみをシリンダ１６を作動し
て下降させ不図示の負圧源を開放することにより組立物
品３１を２個同時に組立挿入する。さらにサーボモータ
４ａ，４ｂを再度回転制御することにより上記と同様に
組立物品３２を２個同時に組立挿入する。なお、図５に
おいて、６４は架台、６５はパレットストッカー、６
６，６７，６８はワーキングステーションである。

【００１８】なお、上記説明においては、インデックス
テーブル６２を用いた自動組立装置の場合について示し
たが、図１０に示すようにコンベア７０に搬送位置決め
されるコンベアパレット７１を備えた自動組立装置を用
いて実施することができる。

【００１９】本実施例によれば、所要の吸着パッドの間
隔寸法を任意に設定制御できるとともに、当該吸着パッ
ドを作用、不作用状態にできるので、複数の組立物品３
１（３２）を同時に吸着保持、同時搬送および同時組立
することができる。

【００２０】図１１から図１３は、本発明に係るロボッ
トハンドの実施例２を示し、図１１はロボットハンドの
一部を省略して示す正面図、図１２はロボットハンドの
一部を省略して示す平面図、図１３はロボットハンドの
底面図である。なお、以下の説明において、上記実施例
１と同一構成部分については同一番号を付してその説明
を省略する。

【００２１】本実施例のロボットハンド４０には、吸着
パッド２３ａ〜２３ｈを回転する１個のサーボモータ４
が取付板２の下面に固定した支え板４１およびモータ固
定板４２を介して取付板２に固定されて設けられてい
る。サーボモータ４の駆動軸には、歯車４３が固定され
ており、歯車４３には歯車４４ａ，４４ｂがかみ合わさ
れている。

【００２２】歯車４４ａ，４４ｂは、取付板２の下面に
固定された外筒９内で回転自在に支持された回転軸７に
固定されており、サーボモータ４の駆動により歯車４３
が回転した際、同期的に回転制御されるように回転自在
に設けられている。さらに、歯車４４ａ，４４ｂの下面
には、軸受箱２０が固定され、上記実施例１における支
持板１５ａ，１５ｂと同様にスライドロッド１８を介し
てそれぞれ４個のシリンダ１６に連結保持された吸着パ
ッド２３ａ〜２３ｈが上下動自在に配置されている。

【００２３】次に、本実施例のロボットハンド４０の作
用を説明すると、サーボモータ４の回転駆動が歯車４３
を介して歯車４４ａ，４４ｂに伝達される。この歯車４
４ａ，４４ｂの回転により、歯車４４ａ，４４ｂにそれ
ぞれ配置した一群の吸着パッド２３ａ〜２３ｄ，２３ｅ
〜２３ｈの間隔寸法Ｌが、上記実施例１と同様に最小寸
法Ｘから最大寸法Ｙまで自在に設定制御される（図１３
参照）。

【００２４】本実施例によれば、１個のサーボモータ４
により、上記実施例１と同様に複数の物品を同時に吸着
保持、同時搬送および同時組立することができる。

【００２５】なお、上記実施例１，２では、２個のサー
ボモータと８個の吸着パッドを設けた場合について説明
したが、必要に応じて複数本設けて実施することも可能
であるとともに各移動制御機構の構成についても、上記
各実施例の構成に限定されるものではない。

【００２６】

【発明の効果】本発明にロボットハンドによれば、回転
部材をそれぞれ回転し、一方の回転部材に配置した吸着
部材と他方の回転部材に配置した吸着部材との間隔を任
意に設定制御することができるとともに、間隔を設定し
た吸着部材のみを独立して物品等に対して駆動手段によ
り接近・離反することができる。このため、所要の間隔
に保持した複数物品を同時に吸着保持できるとともに組
立装着ができ、ロボットの稼動率を最大限に高めて、適
確な吸着・搬送・組立作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロボットハンドの実施例１を一部
切欠いて示す正面図である。

【図２】ロボットハンドを一部省略して示す平面図であ
る。

【図３】ロボットハンドの底面図である。

【図４】ロボットハンドを直交座標型４軸ロボットの駆
動シャフトに装着した状態を示す正面図である。

【図５】インデックステーブルを用いた物品の自動組立
機の斜視図である。

【図６】組立用物品を保持するパレットの平面図であ
る。

【図７】図６のパレットを一部切欠いて示す側面図であ
る。

【図８】組立用物品を保持するパレットの平面図であ
る。

【図９】図８のパレットを一部切欠いて示す側面図であ
る。

【図１０】コンベアを用いた物品の自動組立機の斜視図
である。

【図１１】本発明に係るロボットハンドの実施例２を一
部切欠いて示す正面図である。

【図１２】ロボットハンドを一部省略して示す平面図で
ある。

【図１３】ロボットハンドの底面図である。

【符号の説明】

１，４０ロボットハンド４，４ａ，４ｂサーボモータ１５ａ，１５ｂ支持板１６シリンダ２３吸着パッド４３，４４ａ，４４ｂ歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２５Ｊ 15/06 Ｃ 9147−3Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される２個以上の回転部材を水
平方向に設け、上記各回転部材に２個以上の吸着部材を
所定間隔をもって配置するとともに上記吸着部材を独立
して上下動させる駆動手段を吸着部材ごとに設けたこと
を特徴とするロボットハンド。