JPH0866885A - ロボットの把持部取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットの把持部がワ−クを把持するとき、
或いは、把持を解放するときに、ワ−クに寸法形状の変
動があっても、無理な力が加わらずに円滑に作動するこ
とができるロボットの把持部取付構造を提供する。 【構成】 ガイドロッドを突出させた固定金具と、先端
金具と係止金具と交換金具とを介して把持金具を連結し
た移動金具と、移動金具と固定金具との間隔を調節する
往復シリンダと、移動金具と固定金具との間隔を検知す
るセンサとを有する。固定金具にさらに補助ロッドを突
出させ、それを嵌入して案内される穴を移動金具に設け
る。往復シリンダはそのロッドの先端部を固定金具に固
定する。往復シリンダのロッド部又は補助ロッド部に移
動金具の移動を固定する機構を設ける。また、テ−パピ
ンと往復シリンダにより、係止金具から把持金具までの
部分を着脱する機構を交換金具に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの把持部がワ
−クを把持するとき、或いは、把持を解放するときに、
ワ−クに寸法形状の変動があっても、無理な力が加わら
ずに円滑に作動することができるロボットの把持部取付
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロボットの稼働率を向上させるために、
ロボットのワ−ク側に取付けられる工具、或いは、ワ−
クを把持する把持金具を自動的に交換する装置が種々開
発されている。その一つとして、本願出願人の出願によ
る実開平３−１９６８４号公報記載の装置がある。同公
報に記載のロボットの先端金具自動交換装置は、先端金
具を一端に固着した係止金具と、係止金具を着脱する交
換具とを有し、係止金具は他端側にテ−パピン孔を備
え、交換具は他側をロボット本体の取付部に連結される
と共に、テ−パピン側に付勢した彈性部材を有し、かつ
流体圧にてテ−パピンを往復動させる往復シリンダと、
テ−パピンの先端を打叩する往復シリンダと、係止金具
の他端を打叩する往復シリンダとを有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような先端金具
自動交換装置を備えるティ−チング式ロボットにおい
て、ワ−クをパレット内に整列して載置する作業を行わ
せる場合、ワ−クを解放する位置がティ−チングにより
精度良く位置決めされている。しかし、ワ−クの寸法に
変動があって、例えばティ−チングに使用したマスタ−
ワ−クより大きい場合は、ワ−クがパレットの底面に強
圧接触するため、過負荷によりロボットが非常停止する
ことがある。また、小さい場合は、ワ−クが解放されて
落下する距離が大きくなるので、ワ−クに打痕が付いた
り、落下後にワ−クが転倒若しくは位置ずれを起こして
次のワ−クを載置する時にワ−ク同士が当接し、上記と
同様に、ロボットが非常停止するなどの問題がある。

【０００４】これらの対策として、ロボットの把持金具
や先端金具等で構成されたワ−ク取扱金具にタッチ式セ
ンサを備えたものがある。しかし、このセンサは作動範
囲が狭いので、ロボットを停止させるためには、タッチ
直前のロボットの動作スピ−ドを遅くする必要がある。
即ち、動作スピ−ドが早い場合は、タッチ式センサの信
号でロボットが停止する前に、ロボットが惰性により空
走してワ−クを押し付けるという問題があると共に、ロ
ボットに過負荷が発生する。ロボットには過負荷防止手
段が設けられているが、ロボットが停止する前に過負荷
検出が先に働いて、ロボットが非常停止の状態になる。
非常停止の状態になると、これを復帰するのに手数を要
するという問題がある。また、寸法変動が大きいワ−ク
を取り扱う場合、かなり手前の位置から動作スピ−ドを
遅くする必要があり、サイクル延長につながるので好ま
しくない。

【０００５】また、フレキシブルハンドのように、機械
的に衝撃を吸収する構造のものもあるが、打痕が付きに
くいワ−クにしか使用できず、構造が複雑になると共
に、価格が高くなるという問題がある。

【０００６】さらに、タッチ式センサやフレキシブルハ
ンドを用いた自動交換装置では、電気接続端子等を着脱
する機能をワ−ク取扱金具に付加する必要があり、同様
に高価なものとなる。

【０００７】さらに他の対策として、パレット側にワ−
ク倒れ防止や衝撃吸収用の治具を用いる方法もあるが、
治具費が高価となり、有効な手段でない。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するもので
あり、その目的は、ワ−クの寸法変動を容易に吸収で
き、かつワ−クを解放する時期を検知し、さらにロボッ
トのワ−ク取扱金具を容易に着脱することにより、ロボ
ットの稼働率を向上し得るロボットの把持部取付構造を
提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明のロボ
ットの把持部取付構造は、一側にガイドロッドを突出さ
せ、他側をロボット本体の取付部に連結した固定金具
と、ガイドロッドを嵌入して案内される穴を有し、その
案内される方向に移動可能で、先端金具と係止金具と交
換金具とを介して把持金具を連結した移動金具と、移動
金具を移動させることにより移動金具と固定金具との間
隔を調節する往復シリンダと、移動金具と固定金具との
間隔を検知するセンサとを有し、移動金具の移動により
ワ−クの寸法変動を吸収し、センサの信号により把持金
具の降下位置と把持又は解放を制御する。

【００１０】第２発明のロボットの把持部取付構造は、
一側にガイドロッドと補助ロッドとを突出させ、他側を
ロボット本体の取付部に連結した固定金具と、ガイドロ
ッドと補助ロッドのそれぞれを嵌入して案内される穴を
それぞれ有し、その案内される方向に移動可能で、先端
金具と係止金具と交換金具とを介して把持金具を連結し
た移動金具と、移動金具を移動させることにより移動金
具と固定金具との間隔を調節する往復シリンダと、移動
金具と固定金具との間隔を検知するセンサとを有し、移
動金具の移動によりワ−クの寸法変動を吸収し、センサ
の信号により把持金具の降下位置と把持又は解放を制御
する。

【００１１】第３発明のロボットの把持部取付構造は、
第１発明又は第２発明の往復シリンダのロッドの先端部
を固定金具に固定してなる。

【００１２】第４発明のロボットの把持部取付構造は、
第１発明乃至第３発明の往復シリンダは、自身のロッド
を任意の位置で固定することにより、移動金具の移動を
固定する機構を有してなる。

【００１３】第５発明のロボットの把持部取付構造は、
第２発明乃至第４発明の補助ロッドとそれに案内される
移動金具の穴との嵌合部に、移動金具の移動を固定する
機構を設ける。

【００１４】第６発明のロボットの把持部取付構造は、
第１発明乃至第５発明の交換金具にテ−パピン側に付勢
した彈性部材及び流体圧にてテ−パピンを往復動させる
往復シリンダと、テ−パピンの先端を打叩する往復シリ
ンダと、係止金具の交換金具側突出部端を打叩する往復
シリンダとを設け、交換金具の一側を移動金具へ連結
し、他側を係止金具へテ−パピンにより連結する。

【００１５】

【作用】以上により構成される本発明のロボットの把持
部取付構造において、往復シリンダは、流体圧、又は移
動金具、交換金具、係止金具、先端金具、把持金具、ワ
−クの合計重量によりロッドを押出し、移動金具と固定
金具との間隔を開いた状態で、移動金具を保持する。

【００１６】次に、ロボットはワ−クを下にして、ガイ
ドロッドが載置面と垂直になる姿勢で解放位置の上方に
待機させる。ここで往復シリンダの流体圧を大気に開放
し、移動金具の保持を解いた後、ロボットは、ワ−クが
載置面と接触して移動金具が載置面からの反力により上
方に押上げられるまで、適正な速度、即ちワ−クに損傷
を与えない速度で垂直に降下させる。このとき、移動金
具と固定金具との間隔が予め設定されていた位置に縮ん
だことをセンサで検出し、ロボットの降下停止をし、さ
らに必要に応じて移動金具をガイドロッド及び／又は補
助ロッドにより固定し、次に把持金具の把持の解放を行
うための信号をロボットに送る。

【００１７】また、把持金具と先端金具と係止金具とが
連結して一体化された金具全体を交換するときは、交換
金具に設けた別の３個の往復シリンダとテ−パピンによ
り、係止金具の部分にて着脱する。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基いてさらに詳細に
説明する。図１は、本発明のロボットの把持部取付構造
において、往復シリンダのロッドを押出し、移動金具と
固定金具との間隔を開いた状態の断面図、図２は図１の
Ｘ−Ｘ矢視断面図、図３は図１の側面図であって、ガイ
ドロッド用穴部及び往復シリンダの取付部のみ断面にて
示す図、図４は同じく往復シリンダのロッドが縮んだ状
態の側面図、図５は補助ロッドとその摺動嵌合穴部にて
移動金具の移動を固定する機構を説明する断面図であ
る。

【００１９】これらの図において、仮想線で示すワ−ク
１は把持金具２により把持される。本発明のロボットの
把持部取付構造は、把持金具２を下端側に取付けた先端
金具３と、先端金具３を下端側に取付けた係止金具４
と、係止金具４を着脱する交換金具５と、交換金具５を
固着し、上下に移動可能な移動金具６と、移動金具６に
対向して配置され、上側を仮想線で示すロボット本体の
取付部９に連結する固定金具７とからなる。

【００２０】係止金具４は交換金具５側の突出部４１に
テ−パピン用穴を備え、交換金具５はテ−パピン４２側
に付勢した彈性部材５１と、空圧にてテ−パピン４２を
往復動させる往復シリンダＡと、テ−パピン４２の先端
４３を打叩する往復シリンダＢと、係止金具４の上端を
打叩する往復シリンダＣとを備え、移動金具６は固定金
具７から突出したガイドロッド７１を嵌入して案内され
るガイドロッド用穴６１と、同じく補助ロッド７２を嵌
入して案内される補助ロッド用穴６２と、ガイドロッド
７１及び補助ロッド７２と平行に配置され、移動金具６
の上下動を行う往復シリンダ８とを備え、固定金具７は
下側に突出したガイドロッド７１及び補助ロッド７２
と、固定金具７と移動金具６との間隔を検出するセンサ
７３とを備えている。

【００２１】ここで、往復シリンダ８のロッド８１の先
端８２は固定金具７に固定して用いることができる。こ
うすれば、往復シリンダ８のロッド側とヘッド側に加え
る流体圧を、移動金具６から把持金具２により把持する
ワ−ク１までの合計重量と、空圧回路（図示せず）によ
り任意の位置でバランスをとることができるので、ロボ
ットがワ−クを載置するとき、ワ−クが載置面に当接し
たときの反力を軽微にすることができる。

【００２２】また、往復シリンダ８は、自身のロッドを
任意の位置で強制把持できる市販のブレ−キ付シリンダ
を用いるのが好ましい。即ち、ロボットがワ−ク１を載
置するとき、図４にて示すように、移動金具６と固定金
具７との間隔が縮まった状態になるが、この状態で把持
金具２がワ−ク１を解放すると、ワ−ク１による支持が
なくなるので、移動金具６から把持金具２までの部分が
落下し、把持金具２がその下にあるワ−ク１に衝突し、
ワ−ク１に損傷を与えることがある。したがって、ワ−
ク１を解放するとき、往復シリンダ８のロッド８１をブ
レ−キにより固定し、移動金具６が下方に移動しないよ
うにしておくと、落下が防止され、ワ−ク１の損傷発生
が防止される。

【００２３】往復シリンダ８のロッド側とヘッド側に流
体圧を加え、移動金具６からワ−ク１までの合計重量と
バランスをとって用いる場合に、ワ−ク１を解放すると
移動金具６から把持金具２までの部分は、逆に、上側へ
衝動的に移動する。この場合も、往復シリンダ８のロッ
ド８１にブレ−キをかけておくと、この移動が防止され
る。

【００２４】なお、実施例は補助ロッド７２とそれを嵌
入して案内される補助ロッド用穴６２とを有する例で示
したが、ロボット装置の大きさ規模等によって、これら
を省くことができる。

【００２５】また、移動金具６の移動防止機構は、ブレ
−キ付往復シリンダ８の代わりに、概略を図５で示すよ
うに、補助ロッド７２とその嵌入用の補助ロッド用穴６
２の部分に設けても良い。即ち、補助ロッド７２の外周
に凹溝７４を設け、その中へ流体圧にて伸縮する環状の
弾性管７５を挿入し、弾性管７５を別に空圧回路７６を
設けて膨張させることによりブレ−キ機構を設けても良
い。

【００２６】以上の構成による本発明のロボットの把持
部取付構造の動作例を次に説明する。係止金具４には先
端金具３と把持金具２とが固着されており、把持金具２
はワ−ク１を把持している。このとき、空圧により往復
シリンダ８のロッド８１を押し出すか、又は移動金具
６、交換金具５、係止金具４、先端金具３、把持金具
２、ワ−ク１の合計重量により、移動金具６と固定金具
７との間隔を開いた状態にする。次に、ロボットはワ−
ク１を下にして、ワ−ク１を載置する位置の真上に移動
する。ここで、往復シリンダ８の流体圧を大気に開放し
て移動金具６の保持を解くが、ワ−ク１はまだ把持され
た状態を継続する。次に、ワ−ク１を降下し、ワ−ク１
を載置面と当接させる。さらに、載置面から加わる反力
により、移動金具６が上方に押上げられる位置までワ−
ク１に損傷を与えない程度の適正な速度で降下させる。
移動金具６が押上げられ、移動金具６と固定金具７との
間隔が縮まり、センサ７３の予め設定されていた作動位
置までくると、センサ７３からロボットへ降下停止信号
を送る。ロボットは降下停止信号を受けると、直ちに降
下動作を停止し、把持金具２の把持を解放し、ワ−ク１
の載置作業を完了する。

【００２７】このように、移動金具６と固定金具７との
間に余裕代としての間隔があり、この間隔を有すること
により、ワ−ク１の垂直方向の寸法形状の変動を容易に
吸収できる。さらに、センサ７３によりワ−ク１を解放
する時期を検知することで、ロボットは過負荷による非
常停止がなく、安定した載置作業を行なうことができ
る。

【００２８】打痕等に敏感な軟質のワ−ク１を載置する
場合は、往復シリンダ８のロッド８１の先端部８２を固
定金具７に固定すると共に、往復シリンダ８に加えるロ
ッド側とヘッド側の流体圧を、移動金具６から把持金具
２により把持されるワ−ク１までの全重量とバランスす
るように空圧回路を設定することにより、任意の位置で
バランスをとることができるので、ロボットがワ−ク１
を載置するとき、ワ−ク１が載置面に当接したときの反
力を軽微にすることができる。

【００２９】把持金具２と先端金具３とを固着した係止
金具４を保管又は交換する場合は、ロボットはこれらの
連結一体化された金具全体を保管場所（図示せず）へ移
動する。ここで、往復シリンダＡが作動すると同時に、
往復シリンダＢが作動してロッド５２がテ−パピン４２
の先端４３を打叩し、テ−パピン４２は弾性部材５１の
押圧力に打ち勝って係止金具４から離脱する。次に、往
復シリンダＣが作動してロッド５３が係止金具４の上端
を打叩して、係止金具４は交換金具５から離脱する。

【００３０】上記は係止金具４を取外す動作であるが、
係止金具４を取付ける場合は、テ−パピン４２を後退離
脱させた状態で、交換しようとする把持金具と先端金具
を連結した新係止金具を交換金具５へ装入した後、テ−
パピン４２を元の位置に復元させることにより取付作業
を完了する。このようにして、ロボットの把持部は容易
に交換することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明のロボット
の把持部取付構造は、ワ−クに寸法形状の変動があって
も取扱が可能であると共に、ロボットによるワ−クの載
置作業を容易かつ安定して行うことができる。また、ロ
ボットのワ−ク取扱金具を容易に交換し得る。これらに
より、ロボットの稼動率を著しく向上し、工業的に優れ
た効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロボットの把持部取付構造の実施例に
おいて、往復シリンダのロッドを押出し、移動金具と固
定金具との間隔を開いた状態の断面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ矢視断面図。

【図３】図１の側面図であって、ガイドロッド用穴部と
往復シリンダの取付部のみ部分的に断面図にて示す図。

【図４】本発明のロボットの把持部取付構造の実施例に
おいて、往復シリンダのロッドが縮んだ状態の側面図。

【図５】補助ロッドとその摺動嵌入穴部にて移動金具の
移動を固定する実施例の機構を説明する断面図。

【符号の説明】

１：ワ−ク ２：把持金具 ３：
先端金具 ４：係止金具 ５：交換金具 ６：
移動金具 ７：固定金具 ８：往復シリンダ ９：
ロボット本体の取付部 ４１：突出部 ４２：テ−パピン ４
３：テ−パピン先端 ５１：弾性部材 ５２：ロッド ５
３：ロッド ６１：ガイドロッド用穴 ６２：補助ロッド用穴 ７
１：ガイドロッド ７２：補助ロッド ７３：センサ ７
４：凹溝 ７５：弾性管 ７６：空圧回路 ８
１：ロッド ８２：ロッド先端 Ａ、Ｂ、Ｃ：往復シリンダ Ｘ−
Ｘ：矢視断面位置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一側にガイドロッドを突出させ、他側を
   ロボット本体の取付部に連結した固定金具と、ガイドロ
   ッドを嵌入して案内される穴を有し、その案内される方
   向に移動可能で、先端金具と係止金具と交換金具とを介
   して把持金具を連結した移動金具と、移動金具を移動さ
   せることにより移動金具と固定金具との間隔を調節する
   往復シリンダと、移動金具と固定金具との間隔を検知す
   るセンサとを有し、移動金具の移動によりワ−クの寸法
   変動を吸収し、センサの信号により把持金具の降下位置
   と把持又は解放を制御することを特徴とするロボットの
   把持部取付構造。
2. 【請求項２】 一側にガイドロッドと補助ロッドとを突
   出させ、他側をロボット本体の取付部に連結した固定金
   具と、ガイドロッドと補助ロッドのそれぞれを嵌入して
   案内される穴をそれぞれ有し、その案内される方向に移
   動可能で、先端金具と係止金具と交換金具とを介して把
   持金具を連結した移動金具と、移動金具を移動させるこ
   とにより移動金具と固定金具との間隔を調節する往復シ
   リンダと、移動金具と固定金具との間隔を検知するセン
   サとを有し、移動金具の移動によりワ−クの寸法変動を
   吸収し、センサの信号により把持金具の降下位置と把持
   又は解放を制御することを特徴とするロボットの把持部
   取付構造。
3. 【請求項３】 往復シリンダのロッドの先端部を固定金
   具に固定してなることを特徴とする請求項１又は２記載
   のロボットの把持部取付構造。
4. 【請求項４】 往復シリンダは、自身のロッドを任意の
   位置で固定することにより、移動金具の移動を固定する
   機構を有してなることを特徴とする請求項１乃至３の何
   れか記載のロボットの把持部取付構造。
5. 【請求項５】 補助ロッドとそれに案内される移動金具
   の穴との嵌合部に、移動金具の移動を固定する機構を有
   してなることを特徴とする請求項２乃至４の何れか記載
   のロボットの把持部取付構造。
6. 【請求項６】 交換金具は、テ−パピン側に付勢した彈
   性部材及び流体圧にてテ−パピンを往復動させる往復シ
   リンダと、テ−パピンの先端を打叩する往復シリンダ
   と、係止金具の交換金具側突出部端を打叩する往復シリ
   ンダとを備え、一側を移動金具へ連結し、他側を係止金
   具へテ−パピンにより連結したことを特徴とする請求項
   １乃至５の何れか記載のロボットの把持部取付構造。