JPS591182A - 工業用ロボツトのバツテリ把持ハンド - 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】 本発明は、工業用ロボットのバッテリ把持ハンドに係り
、特に、自動車の組立ラインの−であるバッテリ搭載工
程を自動化す７るのに必賛な工業用ロボットのバッテリ
把持ハンドに関する。

自動車の組立ラインにおいて、従来リバッテリ搭載工程
は、作業者がパレット上のバッテリを把持してライン上
の車両まで運搬した後、所定部位にバッチ１７　ｋ搭載
するというものであるが、バッテリは比較的重量物であ
るところから、人手によるバッテリの搭載作業は極めて
煩られしいものになっておシ、バッテリ搭載工程を自動
化したいという要請が強くなってきている。

そこで、バッテリ搭載工程を自動化するに当って、工業
用ロボットを利用するシステムが種々提案されてｉ？Ｄ
　、その一つのシステムトシては、例えば、第１図に示
すように、バッテリＢの移動軌跡を予めティーチングし
たバッテリ移動ロボット（図示せず）を設置し、このバ
ッテリ移動ロボットの揚降可能な吊具１にバッテリ把持
ハンドＨを取付けると共に、このバッテリ把持ハンドＨ
によって上記バッテリＢ　ｔ−把持するようにし、もっ
て、パレット２上のバッテリＢを車両に自動運搬して搭
載するようにしたものがある。このシステムにおいて、
上記バッテリ把持ハンドＨは、軸ピン３ａにより軸支さ
れた一対のクランプアームから成るクランパ３と、この
クランパ３ｔ−拡開する方向に付勢するスプリング４と
、上記クランパ３を閉じる方向に抑圧作動するエアシリ
ンダ５とで構成されており、バッチ１７　Ｂ把持時にお
いて上記クランパ３はバッテリＢの両側面を挾持するよ
うになっている。

然しなから、上、述したバッテリ搭載工程において、バ
ッテリＢは、一般にパレット２上に隙間なく整然と並ん
で搬送されてくるので、上記バッテリ把持ノ・ンドＨｔ
−用いてパレット２上のバッテリＢｔ−把持するには、
搭載しようとするバッテリＢｔ−他の８７７９８群から
離間させてスペース６を確保し、もって、バッテリ把持
−・ンドＨｔ−バッテリＢの上方から一士方へ降ろし、
バッテリＢの両側向に対向した位置にクランパ３′ｊｋ
配置するようにしなけれはならない。この場合、搭載し
ようとするバッテリＢｔ−他の８７７９８群から離間さ
せる作業として人手作業が加わってしまうので、バッテ
リ搭載工程全惨ヲ自動化するという要請にはそぐわない
ものになっていた。

本発明は以上の観点に立って為されたものであって、そ
の目的とするところは、バッテリ搭載工程全体の自動化
を図る上で、バレット上のバッテリを人為的に移動させ
ることなく、ノ（レット上のバッテリを直接把持できる
ようにした工業用ロボットのバッテリ把持）・ンドを提
供する仁とにある。

そして、本発明の要旨とするところは、ノクツテリの上
面に突出した一対のバッテリ端子に着目し、仁のバッテ
リ端子を把持する把持機構を備え、しかも車両用電源と
し℃のバッテリの機能を低下させないように絶縁部材を
施してなる工業用ロボットのバッテリ把持ノ〜ンドであ
る。

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な
説明する。

第２図はバッテリ搭載工程システムの概略を示−Ｊ−斜
視図である。第２図において、自動車１０は、コンベア
１１上に載置されて移動し、バッテリ搭載位置に達した
ときに位置決めされるよりになつでおシ、又、上記コン
ベア１１に近接した作業場には多関節アーム１２ｔ＃す
るロボットＲが絶縁設置され１いゼ、多関節アーム１２
の先端取付部にはバッテリ把持ハンドＨが取刊けられて
おり、又、バッテリＢはパレット２上ｔ″隙間なく整然
と搬送されてくる。ぞして、上記ロボツ）Ｈのティーチ
ング情報に基づいて、バッテリ把持ハンドＨでパレット
２上のバッテリＢｔ−直接把持した後、自動運搬して自
動車１０のエン□ジンルームＥ内にバッテリＢｔ−搭載
するようになっている。

この実施例において、上記バッテリ把持ハンドＨは、Ｍ
３図乃至第６図に示すように、ベース部材１３と、仁の
ベース部材１３０Ｆ部に設けられバッテリＢの上面に突
出した一対の端子（以下バッテリ端子という）１４ヲ把
持する一対の把持機構１５とから成る。

上６Ｃベース部材１３は金槁製の平板部材であって、こ
のベース部材１３の上面略中火にはロボットアーム１２
に連結する取付ブラケット１６がボルト、ナツトによっ
て取付けられておシ、一方、ベース部材１３の下面には
エポキシ樹脂、ゴム等の絶縁体１１が貼着されている。

そして、ベース部材１３の下部両側には上記把持機構１
５ｔｌ−支持する連結部材１８が絶縁筒１９と絶縁ワッ
シャ２０を介してボルト２１、ナツト２２により連結さ
れておシ、この連結部材１８とベース部材１３とは絶縁
されている。

又、上記把持機構１５は、第３図及び第４図に示すよう
に、上記連結部材１８にボルト２３によって連結される
円柱形状の固定本体２４ｔ−４Ｔしており、この固定本
体２４には、上下方向に貫通した貫通孔部２４＆が形成
されると共に、この固定本体２４の下部には縮径した段
付円柱部２４ｂが形成されている。そして、上記円柱部
２４ｂには環状カム２５が回転可能に嵌合されると共に
、この環状カム２５４−１．　、固定本体２４の段部２
４Ｃと固定本体２４の下面に固定した押え板２６とで挾
持されており、上記項状カム２５０内周面は、第６図に
示すように、上記円柱部２４ｂに内接する円周面を有し
、この内周面には三つの円弧状カム溝２５１１’に等角
匹間隔毎に凹設したものである。そして１、ｒで、上記
円柱部２４岨のＦ面には、第４図及び第６図に示すよう
に、等角Ｕ〔間隔毎に三つのガイド溝２７が内周面から
外周面に内かつて半径万「ｆＩＪに延びて形成されてお
ｐｌ　このツノイド＋＋１２７と上記押え板２Ｇとの間
ｒｃ、ｔよ、円柱部２４１）の半径方間に１旬かって摺
動自任なブ°ヤツク２８が装着されている。このチャッ
ク２８＋ｊ、−ヒ）Ｔｆカイト＋■７ｊ　２７に嵌合す
るガイド部２８ａと、このカイト部２８１１の内方端に
おいて丁方に折曲しで設けられ且つ回走本体２４の貫通
孔部２４ａに対応Ｊ゛る押え板２６の開口部２６ａ　、
１：υ下方に突出する端子当接部２８ｂど〃・ら成って
あ・シ、上記ガイド部２８ａにｌ：Ｊ：　１：Ｉ定本坏
２４に固定したストッパ２９に一惜が保止されるスプリ
ング３０が内、べされでいて、このスプリング３０によ
って上記チャック２８は當時環状カム２５に当接′ｒる
ように付勢されている。−刀、上記端子当接部２８ｂの
内１１１１Ｊ４１而はバッテリ端子１４の周面に当接す
る断面円弧状のテーバ面３１になっている。

又、上記連結部材’１Ｂには夫々エアシリンタ゛３２各
エアシリンダ３２のピストンロッド３４の先端にｌｄ　
７　：）ヤストナソト３５によつ−Ｃ＋ｉｔｌ＋方同に
対して位１１°ｑ６−整可能なコネクタ３６が設けられ
て於り、このコネクタ３６は、環状カム２５の半径外方
向に突出した取１１１片３７にビン３８接合されていて
、ピストンロッド３４の直１鑵運動はコネクタ３６ヲ介
して譲状カム２５０回転：４切に変換されるＪ　＋−＞
になっている。そして、上記エアシリンダ３２は、ロボ
ツ）Ｒのティーチング情報に基づく図示外の制御装置か
らの指令１８号によって作動するようになっており、工
ｆシリンダ３２非作動時には、工１シリンダ３２内は大
気に開）Ｊ（された状態にあり、又、エアシリンダ３２
作動時におい１、一方のボートからエアを供給してピス
トンロッド３４を突出する方向に移動させたときには、
環状カム２５の回転に伴ってチャック２８が環状カム２
５のカム溝２５ａに当接する位置に達゛支る一方、他方
のボートからエア金供給してピストンロッド３４を後退
する方向に移動させたときには、環状カム２５の回転に
伴って上記チャック２８が求心運動するようになってい
る。

明すれば、第７図（ａ）に示すように、先ず、ロボット
Ｈのティーチング情報に基づいて、バッテリ把持ハンド
Ｈにパレット２上の搭載しようとするバッテリＢの上方
位置に配置される。この状態において、バッテリ把持ハ
ンドＨの一対の把持機構１５ヲ構成する固定本体２４の
夫々の貫通孔部２４Ｌがバッテリ端子１４の鉛直方間に
位置するようになっており、このとき、第６図に示すよ
うに、上記制御装置からの指令信号によって、ピストン
ロッド３４が突出方向に移動するようにエアシリンダ３
２が作動し、その分、環状カム２５が反時計回多方向（
図中Ｂ方向）に回転しチャック２８は環状カム２５のカ
ム溝２Ｓａに当接する位置まで半径外方向に後退するこ
とになり、チャック２８が開いた状態に設定される。そ
して又、エアシリンダ３２の作動圧を検知して制御装置
からロボットＲにフィー９ドパツク信号が送られると、
バッテリ把持・・ンドＩＩは、２８７図（ｂ）に不丁よ
うに、前記チャック２８がバッテリ端子１４１ｃ把持す
る位置まで下降する。このとき、上記バッテリ端子１４
とチャック２８とはｈ−＜当接しｒ二状惑にある。

この状態において、制御装置からの指令信号ニヨッて、
ピストンロット３４が後退方向に移動するようにエアシ
リンダ３２が作動し、その分、環状カム２５が時引回υ
方向（図中Ｃ方向）に回転する。このとき、上記各チャ
ック２８は、環状カム２５のカム溝２５ａ内を摺接しな
がら求心運動していき、仁れに伴い、端子当接部２８ｂ
がバッテリ端子１４の周面に圧接する。このため、上記
バッテリ端子１４は各チャック２Ｂにより締付けられる
ことになって確実に把持されるＣとになる。

この状態においで、エアシリンダ３２の作動圧ｅ［知し
て制御装置からロボツ）　Ｒにフィードバック信号が送
られると、バッテリ把持・・ンドＨは、第７図（Ｃ）に
示すように、そのまま上方位置に移動し、バッテリＢ金
持ち上げる。次いで、ロボットＨのティーチング情報に
基づいて、バッテリ把持ハンドＨは、自動車１０のエン
ジンルームＥ″＆でバッテリＢｔ自動運搬し、第７図（
ｄ７に示すように、エンジンルームＥ内のバラｆ　１７
サポート３９の上方位置におい王停止した後、バッテリ
サポート３９位置に向かって下ＩＦＪ−ｊ“る。そして
、バッテリＢがバッテリサポート３９に当接若しくは近
接した位置に達したとき、ロボットのティーチング情報
に基づく制御鯨爵からの指令１Ｎ号によって、エアシリ
ンダ３２が非作動状態になる。このとき、チャック２８
によるバッテリ端子１４の把持状態が自然的に解除され
るので、バッテリＢは自重によりバッテリサポート３９
上に搭載され、バッテリ把持−・ンドｆｉによるバッチ
’ＪＢの把持動作が完了する。

この後、ロボツ）Ｈのティーチング情報に基づいて、バ
ッテリ把持−・ンドＨは元位置に復帰し、次のバッチＩ
Ｊ　Ｂ搭載工程に備えることにな２゜又、上記バッテリ
把持ハンドＨによれば、ベース部材１３と一対の把持機
構１５との間は絶縁体１７等によって絶縁されているの
で、一対の把持機構１５によってバッテリ端子１４を把
持したとしても、バッテリ端子１４ｆｔ、１４ｂ間が短
絡することはなく、バッテリＢ搭載時においてバッテリ
Ｂが過放電状態になる懸念は全くない。

尚、上記実施例におい又は、把持機構１５は、求心運動
ｉ工能なチャック２８全備えたもので構成されているが
、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、第
８図に示すように、枢軸刑で枢支された一対のクランプ
アーム４５’に設ケ、このクランプアーム４５ヲエアシ
リンダ４７で開閉動作させるようにし、もって、クラン
プアーム４５てバッテリ端子１４を挾持するように構成
する等、適亘設Ｍｔ変（して差支えない。又、上記実施
例にあっては、ベース部材１３と把持機構１５との間を
絶縁体１１等で絶縁しているが、必ずしもこれに限定さ
れるものではなく、例えば、第９図に示すように、把持
機構１５ヲ構成するチャック２８の端子当接部２８ｂ内
肩面に絶縁カバー４８ｔ−被着し、このチャック２８部
分において絶縁するように構成してもよい。この場合、
少くとも、バッテリ端子１４のフラス側端十奮把持°Ｔ
るクーヤツク２８に絶縁カバー４８ヲ破殖しでいれば、
仮に、バッテリＢ把持時におい１動作中のバッテリ把持
ハンド１（が他の製置等に辰触したとしても、当該接触
部において放電による火花が散ることはなく、作業場の
安全化を確実にすることができる。更に、上記バッテリ
把持ハンドＬＬの具体的形状、アクチュエータ等につい
て適宜設計変更できること祉勿論である。

以上説明してきたように、本発明に係る工兼用ロボット
のバッテリ把持ハンドによれば、バッテリ把持ハンドの
ベース部材に、バッテリの上面に突出した一対のバッテ
リ端子を把持する把持機構を設けたので、パレット上に
慨然と並んで搬送されてくるバッテリを、人手を用いる
ことなく、直接把持する仁とができ、工業用ロボットヲ
用いてバッテリの搭載工程の完全ムる自動化を実現する
ことがてきる。又、本発明に係る工業用ロボットのバッ
テリ把持ハンドによれば、一方の把持機構からベース部
材を介して他方の把持機構に至る経路の途中に絶縁部材
を設けたので、バッテリ把持時においてバッテリ端子が
短絡することはなく、バッテリが過放電状態になる處れ
は全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図はバッテリ搭載工程において一般に用いられるバ
ッテリ把持ハンドの一例を示す説明図、第２図は本発明
に係るバッテリ把持−ンドを用いたバッテリ搭載工程シ
ステムの一例金示す斜視説明図、第３図は本発明に係る
バッテリ把持−・ンドの一実施例を示す斜視図、第４図
は第３図中矢印へ方向から見た一部破断底面図、第５図
はその右側面図、第６図はその一部破断底面図、第７図
（ａ）乃至（ｄ）はバッテリ搭載工程の各工程を示−ｊ
説明図、第８図は把持機構の変形例を示す説明図、第９
図はバッテリ把持−・ンドの絶縁構造の父形例を示す要
部説明図である。 Ｂ・・・バッテリ　　　　　Ｈ・・・バッテリ把持ハン
ドＲ・・・ロボット　　　　　２・・・パレット１２・
・・アーム（ロボットアーム） １３・・・ペース部材　　　１４・・・バッテリ端す１
５・・・把持機構 １７・・・絶縁体（絶縁部材） ４８・・・絶縁カバー（絶縁部祠） ％♂「出願人　日産自動車株式会社 第７図（Ｑ） 第７図（ｂ） 第７図（ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットアーム愕固定されるベース部材と、このベース
   部材に設けられバッテリの上面に突出した一対のバッテ
   リ端子を把持する一対の把持機構とを有し、一方の把持
   機構のクランプ部材からベース部材を介して他力の把持
   機構のクランプ部材に至る経路の途中に絶縁部材を設け
   たことを特徴とする工業用ロボットのバッテリ把持ハン
   ド。