JPH0839475A - 作業ハンド用のフローティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３軸方向に自由度をもち、その全ての方向に
対する過移動を１つの検出手段にて検出でき、しかも小
型、軽量にできる。 【構成】 作業機の手首装置に固着する固定フランジ１
と、この固定フランジ１に対してＺ方向に離間すると共
に、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向にスライド自在に連結したスラ
イドテーブル１１とからなり、このスライドテーブル１
１にエアチャック１２を固着するようにしてなるフロー
ティング装置において、上記固定フランジ１とスライド
テーブル１１との間に、位置決めプレート１５をＺ方向
にスライド自在に、かつスライドテーブル１１側へ付勢
可能に設け、この位置決めプレート１５とスライドテー
ブル１１の互いに対向する面の一方に漏斗状のガイド凹
部１６ｂと位置決め凹部１６ａを同心状に設け、他方に
位置決め凹部１６ａに嵌合する球面状突起１３を設け、
また固定フランジ１と位置決めプレート１５の一方にフ
ォトセンサ等の検出器を、他方にセンサ用ドグのような
被検出片を設けた構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット等の自
動作業機の手首装置とハンドの間に介装して用いる作業
ハンド用のフローティング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のフローティング装置としては、
例えば一軸方向に自由度をもたせたものとして特開昭６
０−６２４９５号公報、特開昭６１−２４９２９３号公
報、特開平２−１９０２８５号公報に示されたものであ
り、また３軸方向に自由度をもたせたものとして、特開
平２−３１６１６号公報、特開平４−１３５９０号公報
等で知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のフローティ
ング装置は手首装置の１軸方向に対してだけハンドを位
置決めできるようになっており、またハンドが過移動し
たときにこれを検出して、ハンド側に異常な力が作用す
るのを未然に防止するものにあっては、１軸方向だけの
過移動を検出するようになっていて、他の軸方向の移動
に対する過移動を検出することができなかった。

【０００４】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、３軸方向に自由度をもたせることができると共
に、この３軸方向のすべての方向に対する過移動を１つ
の検出手段にて検出でき、しかも小型、軽量な作業ハン
ド用のフローティング装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る作業ハンド用のフローティング装置
は、作業機の手首装置に固着する固定フランジ１と、こ
の固定フランジ１に対してＺ方向に離間すると共に、
Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向にスライド自在に連結したスライド
テーブル１１とからなり、このスライドテーブル１１に
エアチャック１２を固着するようにしてなるフローティ
ング装置において、上記固定フランジ１とスライドテー
ブル１１との間に、位置決めプレート１５をＺ方向にス
ライド自在に、かつスライドテーブル１１側へ付勢可能
に設け、この位置決めプレート１５とスライドテーブル
１１の互いに対向する面の一方に漏斗状のガイド凹部１
６ｂと位置決め凹部１６ａを同心状に設け、他方に位置
決め凹部１６ａに嵌合する球面状突起１３を設け、また
固定フランジ１と位置決めプレート１５の一方にフォト
センサ等の検出器を、他方にセンサ用ドグのような被検
出片を設けた構成となっている。

【０００６】

【作 用】３軸方向にスライド可能なスライドテーブ
ル１１が位置決めプレート１５により、球面状突起１３
とガイド凹部１６ｂ、位置決め凹部１６ａの対接を介し
て押さえ付けられることより、求心されて３軸方向の位
置決めがなされる。

【０００７】スライドテーブル１１に横方向から外力が
加わった場合、球面状突起１３は位置決め凹部１６ａか
らはずれてガイド凹部１６ｂの斜面にかかり、これによ
り位置決めプレート１５が押し上げられる。スライドテ
ーブル１１に加わる外力の大きさと、スライドテーブル
１１の中心からのずれ量と、位置決めプレート１５の押
し上げられる量をフォトセンサ１９、センサ用ドグ２０
にて検出することにより、スライドテーブル１１に作用
する異常外力を検知することができる。

【０００８】またスライドテーブル１１に対して垂直方
向の外力が作用したり、垂直方向と横方向の外力が複合
された場合も同様に位置決めプレート１５が押し上げら
れて、このときの異常外力が検知される。

【０００９】

【実 施 例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明において採用した３軸方向にスライド
可能にした構成を示すもので、ロボットの手首装置（図
示せず）の先端に取付ける固定フランジ１の外周の４個
所に、垂直方向（Ｚ方向）にスライドするためのガイド
としてのＺ方向リニアブッシュ２が埋込み固着してあ
り、この各Ｚ方向リニアブッシュ２にＺ方向スライド軸
３がスライド自在に嵌合してある。この各軸３の上端に
は抜け止め用のストッパプレート４が固着してある。Ｚ
方向スライド軸３の下端には、一対のＹ方向スライド軸
６を支持する一対のＹ軸固定ブロック５が対向して取付
けてある。

【００１０】Ｙ方向スライド軸６には、Ｙ方向リニアブ
ッシュ７を埋込み、これでＸ方向スライド軸９を支持す
る一対のＸ軸固定ブロック８を対向させて通す。Ｘ方向
スライド軸９に、同様にＸ方向リニアブッシュ１０を埋
込んだスライドテーブル１１を通し、このスライドテー
ブル１１の下面に作業用ユニットとしてのエアチャック
１２が取付けてある。この構成により、スライドテーブ
ル１１はＺ方向，Ｘ方向，Ｙ方向の３軸方向にスライド
可能となる。

【００１１】上記したような３軸方向にスライド可能な
スライドテーブル１１の求心機能をもった位置決め機構
を図２に示す。スライドテーブル１１の上部に球面状突
起１３を設ける。また、固定フランジ１とＹ軸固定ブロ
ック５の間に、位置決めプレート用リニアブッシュ１４
を埋込んだ位置決めプレート１５が上記Ｚ方向スライド
軸３に通して介在させてある。そしてこの位置決めプレ
ート１５の下面のセンタ部には、漏斗状に形成したガイ
ト凹部１６ｂと、これのセンタ部に段状に深くした位置
決め凹部１６ａとが設けてある。

【００１２】上記位置決めプレート１５はスライドテー
ブル１１側へ付勢されるようになっている。この付勢手
段としては、図３に示すように、固定フランジ１との間
にコイルスプリング１７を介装する構成、あるいは、図
４に示すように、固定フランジ１に空圧シリンダ１８を
設け、これを位置決めプレート１５に連結する構成があ
る。

【００１３】固定フランジ１の側面にフォトセンサ１９
が設けてあり、また位置決めプレート１５の側面に、こ
のフォトセンサ１９に対向するセンサ用ドグ２０が設け
てあり、このセンサ用ドグ２０がフォトセンサ１９を横
切ったときにこれを検出して、ロボットの駆動手段を停
止するようになっている。そして上記フォトセンサ１９
とセンサ用ドグ２０との関係は、スライドテーブル１１
の突起１３に対して位置決めプレート１５がＸ，Ｙ方向
に、可動範囲を越える直前の位置までずれたときの、突
起１３とガイド凹部１６ｂによる押し上げストローク時
にセンサ用ドグ２０がフォトセンサ１９を横切るように
なっている。

【００１４】上記構成において、ロボットの手首装置の
移動によりフローティング装置が移動し、これの先端に
位置するエアチャック１２にてワークが把握される。こ
のときのエアチャック１２は位置決め機構にて位置決め
される。すなわち、固定プレート１に対して位置決めプ
レート１５が下方へ付勢されることにより、スライドテ
ーブル１１の突起１３は、位置決めプレート１５のガイ
ド凹部１６ｂに案内されてこれの中心部へ求心移動して
位置決め凹部１６ａに嵌合して位置決めされる。

【００１５】一方、スライドテーブル１１に固着したエ
アチャック１２に、Ｘ，Ｙ方向に外力が加わった場合、
スライドテーブル１１はこの外力の方向に移動される。
このとき、スライドテーブル１１の突起１３は位置決め
プレート１５の位置決め凹部１６ａからはずれて漏斗状
のガイド凹部１６ｂに乗り上げ移動する。このときの位
置決めプレート１５はコイルスプリング１７あるいは空
圧シリンダ１８により付勢力に抗して上動される。そし
て上記外力がなくなると、上記位置決めプレート１５の
下動力により、突起１３はガイド凹部１６ｂの斜面に沿
って中心側へ移動して位置決め凹部１６ａに嵌合して求
心される。

【００１６】上記作用において、エアチャック１２に、
スライドテーブル１１の可動範囲を越えてもなお外力が
作用した場合、このときの突起１３とガイド凹部１６ｂ
との関係による位置決めプレート１５の上動により、セ
ンサ用ドグ２０がフォトセンサ１９を横切り、ロボット
は非常停止する。上記作用は、ガイド凹部１６ｂが漏斗
状になっていることにより、Ｘ，Ｙを含む平面内のいず
れの方向においても同様に行なわれる。なお上下方向の
外力によっては、位置決めプレート１５は直接的に押し
上げられ、この方向に過剰な力が作用した状態でフォト
センサ１９をセンサ用ドグ２０が横切ってこれが検知さ
れる。

【００１７】上記実施例ではロボットの手首装置に用い
るフローティング装置として説明したが、同じ動作をす
る専用ユニットの作業ハンド用に用いてもよい。また上
記実施例において、球面状突起１３を位置決めプレート
１５側に、ガイド凹部１６ｂ、位置決め凹部１６ａをス
ライドプレート１１側に設けてもよく、さらにフォトセ
ンサ１９とセンサ用ドグ２０を逆にしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、３軸方向にスライド可
能なスライドテーブル１１の求心機能を有する位置決め
を、１個の位置決めプレート１５で押さえることで行な
うことができると共に、位置決めプレート１５の１方向
の位置検出により、スライドテーブル１１の可動範囲オ
ーバを、３軸方向の全てにわたって防止することがで
き、小型，軽量で、しかも高自由度なフローティング作
用を行なうことができる。そして小型，軽量は、ロボッ
トの高速動作によるタクト短縮を可能にし、生産性向上
に寄与できる。またフローティング装置の高自由度化
は、部品組付けミス等のトラブル減少や、機器破損防止
に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ３軸方向にスライド可能にしたフローティン
グ装置を示す斜視図である。

【図２】 求心機構を有した３軸方向にスライド可能に
したフローティング装置を展開して示す斜視図である。

【図３】 要部を破断して示す正面図である。

【図４】 他の実施例の要部を破断して示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１…固定フランジ、２…Ｚ方向リニアブッシュ、３…Ｚ
方向スライド軸、４…ストッププレート、５…Ｙ軸固定
ブロック、６…Ｙ方向スライド軸、７…Ｙ方向リニアブ
ッシュ、８…Ｘ軸固定ブロック、９…Ｘ方向スライド
軸、１０…Ｘ方向リニアブッシュ、１１…スライドテー
ブル、１２…エアチャック、１３…球面状突起、１４…
位置決めプレート用リニアブッシュ、１５…位置決めプ
レート、１６ｂ…ガイド凹部、１６ａ…位置決め凹部、
１７…コイルスプリング、１８…空圧シリンダ、１９…
フォトセンサ、２０…センサ用ドグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機の手首装置に固着する固定フラン
   ジ１と、この固定フランジ１に対してＺ方向に離間する
   と共に、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向にスライド自在に連結した
   スライドテーブル１１とからなり、このスライドテーブ
   ル１１にエアチャック１２を固着するようにしてなるフ
   ローティング装置において、上記固定フランジ１とスラ
   イドテーブル１１との間に、位置決めプレート１５をＺ
   方向にスライド自在に、かつスライドテーブル１１側へ
   付勢可能に設け、この位置決めプレート１５とスライド
   テーブル１１の互いに対向する面の一方に漏斗状のガイ
   ド凹部１６ｂと位置決め凹部１６ａを同心状に設け、他
   方に位置決め凹部１６ａに嵌合する球面状突起１３を設
   け、また固定フランジ１と位置決めプレート１５の一方
   にフォトセンサ等の検出器を、他方にセンサ用ドグのよ
   うな被検出片を設けたことを特徴とする作業ハンド用の
   フローティング装置。