JPH0976186A - 軸孔を有するワ−クの把持方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸孔を有するワ−クを固定して、孔以外のワ
−クの表面を加工或いは位置決め部材に接触させるため
のハンドリング用ロボットのワ−ク把持方法及びその装
置を提供する。 【解決手段】 軸孔Waを有するワ−クＷの軸孔Waにワ−
ク固定用軸３を挿入すると共に該軸３の内側から楔状部
材４を押し出してワ−クＷを固定する治具Ａにワ−クＷ
を固定し、該治具ＡをロボットのハンドＨにクランプす
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸孔を有するワ−
クを固定して、孔以外のワ−クの表面を加工或いは位置
決め部材に接触させるためのハンドリングロボットのワ
−ク把持方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１，２に示すようなレバ−状で
軸孔Waを有するのワ−クＷを、図16に示すように、ロボ
ットで把持してワ−クＷの表面を研磨ホイ−ルｇ等によ
り研磨加工する場合、その背部ａや首部ｂの加工は、図
15に示すように、首部ｂの先端部に形成された嵌め合い
部ｃをハンドｈ側にネジｓで固定して把持し、ワ−クＷ
を研磨ホイ−ルｇに押し当てていた。また、ワ−クＷの
腹部ｄを、図18に示すように、ベルトｅにより研磨する
場合は、図17に示すように、嵌め合い部ｃを固定して背
部ａの一部をクランプして把持した状態で研磨してい
た。

【０００３】然し乍ら、上記のような方法では、加工部
位毎にハンドｈを交換する必要があるため、生産性が低
く、コスト面で問題があった。即ち、ワ−クＷの腹部ｄ
を加工する場合は、加工中の反力により首回りに回転ず
れが生じるので、これを防ぐためには、クランプ力の大
きいハンド機構が必要となるが、このハンド機構はあま
りコンパクトに形成出来ない上に高価なものとなって、
コスト高を招来するという問題があったのである。ま
た、ワ−クがアルミニウムなど比較的柔らかい素材で作
られている場合は、加工時にワ−クを傷つけるおそれも
あったし、更に、ワ−クＷの高さが高いなどの形状によ
っては、別のクランプ部材を用意する必要もあり、多品
種加工に対応すると、必然的にコスト高にならざるを得
なかった。

【０００４】一方、図15に示すようなワ−クＷの把持方
法では、ハンドｈとの接触部分が少なく、研磨ホイ−ル
ｇに接触できる部分は多いが、ワ−クＷを引き抜く方向
への把持力は弱く、背部ａなど押し当てるような部位に
しか加工出来なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術に鑑み、軸孔を有するワ−クを固定して、穴以
外のワ−クの表面を加工或いは位置決め部材に接触させ
るためのハンドリング用ロボットのワ−ク把持方法及び
その装置を提供することを、その課題とするものであ
る。

【０００６】上記課題を解決することを目的としてなさ
れた本発明の把持方法の構成は、軸孔を有するワ−クの
軸孔に軸を挿入すると共に該軸の内側から楔状部材を押
し出し前記軸孔に圧接させてワ−クを固定するようにし
た治具にワ−クを固定し、該治具をロボットのハンドに
クランプすることを特徴とするものであり、また、その
ための装置の構成は、軸孔を有するワ−クの軸孔に軸を
挿入すると共に該軸の内側から楔状部材を押し出してワ
−クを固定するようにしたワ−ク固定用治具と、該ワ−
ク固定用治具をロボットのハンドにクランプするクラン
プ装置とから成ることを特徴とするものである。

【０００７】而して、上記ワ−ク固定用治具は、少なく
とも２個のガイドブッシュを有するハウジングに取付け
た軸固定部材にワ−クの軸孔に挿入するテ−パ溝を有す
るワ−ク固定用軸を固定する一方、該軸固定部材に、ワ
−ク固定用軸のテ−パ溝に摺動自在に嵌合する楔状部材
を固定した固定軸を摺動可能に内装すると共に、該固定
軸の端部をハウジング内に外部から押圧可能に収装して
成り、ワ−ク固定用軸をワ−クの軸孔に挿入し、適宜手
段により固定軸を押圧して、該固定軸を軸固定部材中を
前進させ、前記楔状部材を押し出してワ−クの軸孔に圧
接させることによりワ−クを固定するようにする。

【０００８】また、ワ−ク固定用治具をクランプするク
ランプ装置は、ロボットの手首先端に取付けられたブラ
ケットに、ロッドの先端にクランパ−部材を取付けたシ
リンダと、ガイドピンを固定させた位置決め部材とから
成り、前記ワ−ク固定用治具を前記位置決め部材とクラ
ンパ−部材との間に挿入し、シリンダを作動させてクラ
ンパ−部材を上昇させれば、ワ−ク固定用治具のガイド
ブッシュに前記ガイドピンが挿入されてクランプされる
と共にワ−ク固定用治具の固定軸が押圧されて楔状部材
がワ−クの軸孔に圧接するようにする。

【０００９】更に、ワ−ク固定用治具をクランプ装置に
クランプするに際しては、台座に、シリンダを設けると
共に該シリンダのロッドにワ−ク固定用治具を受け入れ
るワ−ク受け台を装着し且つ前記シリンダに、その上昇
時は前記ワ−ク固定用治具に干渉せず、その下降時にワ
−ク固定用治具を押圧して下降させる押出し部材を装着
して構成したワ−ク置き装置のワ−ク受け台に、ワ−ク
を取付けたワ−ク固定用治具を搭載し、前記シリンダの
上昇状態において、前記クランプ装置を、前記位置決め
装置とクランパ−部材との間にワ−ク固定用治具が挿入
されるように配して、クランパ−部材を上昇させれば、
ワ−ク固定用治具が上昇しそのガイドブッシュに位置決
め装置のガイドピンが挿入されてワ−ク固定用治具がク
ランプされると共に該ワ−ク固定用治具の固定軸が押圧
され、楔状部材がワ−クの軸孔に圧接してワ−クが固定
され、また、ワ−ク固定用治具のクランプ状態におい
て、クランパ−部材を下降させ、ワ−ク置き装置のシリ
ンダを下降させれば、押出し部材によりワ−ク固定用治
具が押圧されてワ−ク受け台に収められると共に、ワ−
ク固定用治具の固定軸が押し下げられて、楔状部材がワ
−クの軸孔から離脱しワ−クの取外しを行うことが出来
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図に
より説明する。図１はワ−クの側面図、図２は図１の左
側面図、図３はワ−クを把持した本発明ワ−ク把持装置
をロボットのハンドに取付け、研磨ホイ−ルにより研磨
加工している状態の側面図、図４は図３の要部の拡大
図、図５は本発明ワ−ク把持装置におけるワ−ク固定用
治具の側面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は図
５の右側面要部を示す図、図８はワ−クを固定したワ−
ク固定用治具をクランプした本発明の一例のワ−ク把持
装置の側面図、図９は図８の正面図、図10はワ−ク固定
用治具をアンクランプした上記ワ−ク把持装置の側面
図、図11はワ−ク固定用治具をワ−ク置き装置により上
記ワ−ク把持装置にクランプした状態の側面図、図12は
図11の正面図。図13はワ−ク固定用治具をワ−ク置き装
置により上記ワ−ク把持装置からアンクランプした状態
の側面図、図14は図13の正面図である。

【００１１】図５〜７において、１はハウジング、２は
該ハウジング１に取付けた軸固定部材、３は前記軸固定
部材２にねじ止めされたワ−ク固定用軸で、先端部は角
状をなし基部は丸棒状に形成され、角状部の一角にテ−
パ溝3aが設けられている。４は前記ワ−ク固定用軸３の
テ−パ溝3aに摺動自在に嵌合された楔状部材、５は該楔
状部材４をピン６により固定した固定軸で、この固定軸
５は軸固定部材２に摺動可能に内装され、その端部5aは
ブロック状をなしハウジング１内に収められている。７
は前記楔状部材４を打ち込むための打ち込み部材で、ハ
ウジング１に設けた軸８に回転可能に取付けられてい
る。９は前記打ち込み部材７にねじ止めされたプランジ
ャで、前記固定軸５の端部5aはこのプランジャ９により
支えられている。10は打ち込み部材７に取付けたストッ
パねじで、打ち込み部材７のハウジング１から開く方向
の回転角を規制するためのもの、11は軸固定部材２に設
けた挿入孔2aに摺動可能に挿入した引き抜き軸、12はハ
ウジング１に設けたガイドブッシュであり、以上により
ワ−ク固定用治具Ａを構成する。尚、前記引き抜き軸11
は固定軸５の端部5aに関連させてあり、図におけるその
右端を押圧すれば、固定軸５を左方に移動させ、楔状部
材４をテ−パ溝3aに沿って後退させるようになってい
る。

【００１２】而して、上記ワ−ク固定用治具Ａは、その
ワ−ク固定用軸３をワ−クＷの軸孔Waに挿入した後、打
ち込み部材７をハウジング１から開き、プランジャ９を
固定軸５の端部5aに打ちつけるようにして該固定軸５を
右方へ移動させることにより、楔状部材４をテ−パ溝3a
内を右方に移動させ、楔作用を行わせてワ−クＷを強固
に固定させるもので、ワ−クＷの固定後、該ワ−クＷを
取り外すには、上述のように引き抜き軸11の右端を押圧
すれば、固定軸５と共に楔状部材４はワ−ク固定用軸３
のテ−パ溝3aに沿って後退し固定状態は解かれるから、
ワ−クＷを図の右方へ引けば、該ワ−クＷはその固定用
軸３から離脱し、容易に取り外すことが出来る。

【００１３】上記のワ−クを固定したワ−ク固定用治具
Ａは、図８〜10に示すように、ロボットのハンドＨにク
ランプしてからロボットを操作して所定の作業を行うよ
うにするのであるが、上記図において、13はロボットの
手首先端に取付けられたブラケット、14は該ブラケット
13に装着したシリンダでそのロッドの先端にはクランパ
−部材15が取付けられている。16はブラケット13に設け
た位置決め部材、17は該位置決め部材16に固定させたガ
イドピンでワ−ク固定用治具Ａのガイドブッシュ12に対
応するものであり、ワ−クＷを固定したワ−ク固定用治
具Ａは前記位置決め部材16とクランパ−部材15との間に
挿入され、シリンダ14を操作してクランパ−部材15を上
昇させれば、図９に示すように、ワ−ク固定用治具Ａは
その打ち込み部材７を押されて上昇し、ハウジング１に
設けられたブッシュガイド12にガイドピン17が挿入され
て、位置決め部材16に押し付けられた状態でクランプさ
れると同時に、打ち込み部材７により固定軸５と楔部材
４は押されて楔部材４は軸孔Waに圧接し、ワ−クＷは強
固に固定される。この状態でワ−クＷの加工作業が行わ
れるのであるが、作業終了後はシリンダ14を作動させて
クランパ−部材15を下降させれば、図10に示すように、
ワ−ク固定用治具Ａは下降し、ガイドブッシュ12はガイ
ドピン17から離脱するようになっている。

【００１４】尚、上記のワ−ク固定用治具ＡのハンドＨ
へのセットに際しては、図11〜14に示すように、ワ−ク
置き装置Ｂを使用すると好都合である。このワ−ク置き
装置Ｂは、台座18にワ−ク固定用治具Ａを搭載するワ−
ク受け台19及びシリンダ20が取付けられており、シリン
ダ20のロッドの先端にはワ−ク固定用治具Ａをその軸固
定部材２の上部を押し下げることにより下降させる押出
し部材21が一体的に取付けられている。

【００１５】図11，12はハンドＨでクランプされたワ−
ク固定用治具Ａを押出し部材21とワ−ク受け台19の間に
挿入した状態を示し、図13，14はワ−ク固定用治具Ａが
クランプされていない状態で、該治具Ａが押出し部材21
に押されてワ−ク受け台19に置かれた状態を示す。

【００１６】次に、ワ−クＷの固定方法について説明す
る。まず、ワ−ク置き装置Ｂのシリンダ20を上昇させて
押出し部材21を引き上げておき、ワ−クＷを手作業又は
図示しない別の装置により固定軸３に取付けワ−ク受け
台19に搭載されたワ−ク固定用治具Ａを、位置決め部材
16とクランパ−部材15の間に挟む状態でワ−ク置き装置
Ｂに接近させる。そして、ハンドＨの位置が所定の位置
に達したら、シリンダ14を作動させてクランパ−部材15
を上昇させると、図12に示すように、ワ−ク固定用治具
Ａのガイドブッシュ12に位置決め部材16のガイドピン17
が挿入された状態となり、ワ−ク固定用治具Ａはクラン
プされるが、同時に、クランパ−部材15により、ワ−ク
固定用治具Ａの打ち込み部材７が固定軸５を押し上げる
ので、楔状部材４が軸方向に押し出されてワ−クＷの軸
穴Waの角部に強く押し付けられ、固定軸３と軸穴Waは強
い摩擦力で固定される。この状態では、図18の加工にお
いてもワ−クＷが固定軸３から引き抜かれないほど強く
固定される。また、ワ−ク固定用治具Ａもガイドピン17
とクランパ−部材15によって固定されているため、加工
中にずれたりすることはない。

【００１７】一方、ワ−クＷの固定を解除する方法は次
のとおりである。図11，12のようにハンドＨがワ−ク固
定用治具Ａをクランプした状態で、該ハンドＨを押出し
部材21とワ−ク受け台19の間に挿入し、シリンダ14を作
動させてクランパ−部材15を引き下げた後、シリンダ20
を下降させれば、押出し部材21がワ−ク固定用治具Ａを
押し下げ、該治具Ａをワ−ク置き台19に置く。この際、
押出し部材21で引き抜き軸11が同時に押し下げられて、
固定軸５と打ち込み部材７が押し下げられるため、楔状
部材４が下がり、ワ−クＷの軸穴Waの角部に圧接してい
た部分が軸内側に後退し、ワ−クＷを固定していた固定
力は解除されてワ−クＷを取り外せる状態となるのであ
る。

【００１８】尚、複数工程に亘って加工する場合、工程
間にワ−ク置き台19を設置して、ワ−クをワ−ク固定用
治具Ａに固定したまま受渡して行くようにすれば、個々
のワ−ク置き台でワ−クの固定解除をする必要がなく、
従って、この場合、押出し部材21を引き抜き軸11を押さ
ない構造としてもよい。

【００１９】上記実施例においては、ロボットで軸孔を
有するレバ−状ワ−クを研磨加工する例について述べた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、下記のよ
うに他の用途にも適用できる。 ・ワ−クの形状は軸孔を持つワ−クであれば、他の形状
のものでも良い。 ・用途も切削加工あるいはワ−クの搬送など、一般的な
ハンドリング用途への適用も可能である。 ・孔形状は角穴が効果的であるが、丸孔でも良く、その
場合は固定軸の断面形状を円形としても良い。 ・クランパ−部材を駆動するアクチュエ−タをシリンダ
としたが、楔状部材を押し出すことが出来る構造であれ
ば、別形態のものでも良い。 ・クランプハンドを搭載するハンドリング装置として、
ロボットを取り上げたが、 図示のロボット軸形態に限
られることなく、また、ロボット以外のハンドリン グ
装置に適用しても良い。 ・また、軸孔を具備しないワ−クであっても、これを軸
孔を有するアダプタに保持させて、本発明を適用するこ
とが出来る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のとおりであるから、次の
ような効果を奏する。 （１）ワ−クの軸孔に固定軸を差し込み固定するため、
ワ−クのすべての部位を持ち替えせずに、干渉なく加工
できるので、タクトが短縮され、生産性の向上を図れ
る。 （２）ワ−クの軸孔の形状が同じであれば、ワ−クの外
形によらず、多種類の形状のワ−クの把持が可能で多品
種生産に対応出来る。 （３）ワ−クの固定を、固定軸と軸孔間に楔状部材を挿
入して行うため、強い固定力が得られ、加工中にワ−ク
がずれたり、引き抜かれたりすることがない。また、楔
効果により、ハンドに必要なアクチュエ−タ（シリン
ダ）のサイズを小さく出来、装置の軽量化、コンパクト
化を図ることが出来る。 （４）ワ−ク表面を直接クランプしないので、該表面を
傷つけるおそれはない。 （５）ワ−ク固定用治具にワ−クを固定することによ
り、ワ−クを固定したまま次工程に受け渡すことが出
来、また、該治具の形状を適切なものとすることによっ
て、把持しやすい状態でライン搬送も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により把持されるワ−ク一例のの側面
図。

【図２】図１の左側面図。

【図３】ワ−クを把持した本発明ワ−ク把持装置をロボ
ットのハンドに取付け、研磨ホイ−ルにより研磨加工し
ている状態の側面図。

【図４】図３の要部の拡大図。

【図５】本発明ワ−ク把持装置におけるワ−ク固定用治
具の側面図。

【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図。

【図７】図５の右側面要部を示す図。

【図８】ワ−クを固定したワ−ク固定用治具をクランプ
した本発明の一例のワ−ク把持装置の側面図。

【図９】図８の正面図。

【図10】ワ−ク固定用治具をアンクランプした上記ワ−
ク把持装置の側面図。

【図11】ワ−ク固定用治具をワ−ク置き装置により上記
ワ−ク把持装置にクランプした状態の側面図。

【図12】図11の正面図。

【図13】ワ−ク固定用治具をワ−ク置き装置により上記
ワ−ク把持装置からアンクランプした状態の側面図。

【図14】図13の正面図。

【図15】従来方法によりワ−クをロボットのハンドに取
付けた状態の側面図。

【図16】図15の状態で研磨ホイ−ルによりワ−クの背部
を研磨加工している状態の側面図。

【図17】他の従来方によりワ−クの先端部及び背部をチ
ャックした状態の側面図。

【図18】図17の状態で研磨ベルトによりワ−クの腹部を
加工している状態の正面図。

【符号の説明】

Ｗ ワ−ク Wa ワ−クの軸孔 Ａ ワ−ク固定用治具 １ ハウジング ２ 軸固定部材 2a 引き抜き軸挿入孔 ３ ワ−ク固定用軸 3a テ−パ溝 ４ 楔状部材 ５ 固定軸 5a 固定軸の端部 ６ ピン ７ 打ち込み部材 ８ 軸 ９ プランジャ 11 引き抜き軸 12 ガイドブッシュ Ｈ ハンド 13 ブラケット 14 シリンダ 15 クランパ−部材 16 位置決め部材 17 ガイドピン Ｂ ワ−ク置き装置 18 台座 19 ワ−ク受け台 20 シリンダ 21 押出し部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸孔を有するワ−クの軸孔に軸を挿入す
   ると共に該軸の内側から楔状部材を押し出してワ−クを
   固定する治具にワ−クを固定し、該治具をロボットのハ
   ンドにクランプすることを特徴とする軸孔を有するワ−
   クの把持方法。
2. 【請求項２】 軸孔を有するワ−クの軸孔に軸を挿入す
   ると共に該軸の内側から楔状部材押し出してワ−クを固
   定するようにしたワ−ク固定用治具と、該ワ−ク固定用
   治具をロボットのハンドにクランプするクランプ装置と
   から成ることを特徴とする軸孔を有するワ−クの把持装
   置。
3. 【請求項３】 ワ−ク固定用治具は、少なくとも２個の
   ガイドブッシュを有するハウジングに取付けた軸固定部
   材にワ−クの軸孔に挿入するテ−パ溝を有するワ−ク固
   定用軸を固定する一方、該軸固定部材に、ワ−ク固定用
   軸のテ−パ溝に摺動自在に嵌合する楔状部材を固定した
   固定軸を摺動可能に内装すると共に、該固定軸の端部を
   ハウジング内に外部から押圧可能に収装して成り、ワ−
   ク固定用軸をワ−クの軸孔に挿入し、適宜手段により固
   定軸を押圧して、該固定軸を軸固定部材中を前進させ、
   前記楔状部材を押し出してワ−クの軸孔に圧接させるこ
   とによりワ−クを固定するようにした請求項２の軸孔を
   有するワ−クの把持装置。
4. 【請求項４】 ワ−ク固定用治具をクランプするクラン
   プ装置は、ロボットの手首先端に取付けられたブラケッ
   トに、ロッドの先端にクランパ−部材を取付けたシリン
   ダと、ガイドピンを固定させた位置決め部材とから成
   り、前記ワ−ク固定用治具を前記位置決め部材とクラン
   パ−部材との間に挿入し、シリンダを作動させてクラン
   パ−部材を上昇させれば、ワ−ク固定用治具がそのガイ
   ドブッシュに前記ガイドピンが挿入されてクランプされ
   ると共に、ワ−ク固定用治具の固定軸が押圧されて楔状
   部材がワ−クの軸孔に圧接するようにした請求項２の軸
   孔を有するワ−クの把持装置。
5. 【請求項５】 台座に、シリンダを設けると共に該シリ
   ンダのロッドにワ−ク固定用治具を受け入れるワ−ク受
   け台を装着し且つ前記シリンダに、その上昇時は前記ワ
   −ク固定用治具に干渉せず、その下降時にワ−ク固定用
   治具を押圧して下降させる押出し部材を装着して構成し
   たワ−ク置き装置のワ−ク受け台に、ワ−クを取付けた
   ワ−ク固定用治具を搭載し、前記シリンダの上昇状態に
   おいて、前記クランプ装置を、前記位置決め装置とクラ
   ンパ−部材との間にワ−ク固定用治具が挿入されるよう
   に配して、クランパ−部材を上昇させれば、ワ−ク固定
   用治具が上昇しそのガイドブッシュに位置決め装置のガ
   イドピンが挿入されてワ−ク固定用治具がクランプされ
   ると共に該ワ−ク固定用治具の固定軸が押圧され、楔状
   部材がワ−クの軸孔に圧接してワ−クが固定され、ま
   た、ワ−ク固定用治具のクランプ状態において、クラン
   パ−部材を下降させ、ワ−ク置き装置のシリンダを下降
   させれば、押出し部材によりワ−ク固定用治具が押圧さ
   れてワ−ク受け台に収められると共に、ワ−ク固定用治
   具の固定軸が押し下げられて、楔状部材がワ−クの軸孔
   から離脱するようにした請求項２の軸孔を有するワ−ク
   の把持装置。