JPS609699A - 産業用ロボツトのハンド装置 - 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】 最近は産業用ロボットで部品にあけられた穴に対して相
対隙間の小さい棒材を水平方向力１ら挿入・組立作業を
行うことが試みられている。この穴と棒材の相対隙間は
数ミクロンから十数ミクロン程度と非常に小さい。一方
産業用ロボットの繰返し位置精度は、一般にプラスマイ
ナス５０ミクロン程度で、穴と棒材の相対隙間よシ大き
い。ところが産業用ロボットの繰返し位置精度を、穴と
棒材の相対隙間よシ小さくすることは産業用ロボットの
製作コストを大幅に引上げ不経済であった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特に部品
の側面に水平方向に設けられた穴に中心位置のずれた棒
材を水平方向から挿入・組立作業時相対芯ずれを吸収し
て相対隙間の小さい穴と棒材の挿入・組立作業を可能に
する簡易な産業用ロボットのハンド装置を提供するもの
である。

以下第１〜第５図によってこの発明の一実施例、を説明
する。

図中（１）は産業用ロボットの本体、（２）はこの本体
（１）に支持されて垂直方向に直線移動する昇降体、（
３）は昇降体（２）に支持されて水平面を往復回動する
第１アーム、（４）は第１アーム（３）の先端に支持さ
れて水平面を往復回動する第２アーム、（５）は第２ア
ーム（４）の先端に垂直方向に設けられた回動軸、（６
）は回動軸（５）に固定されたＬ形金具で、水平面（６
ａ）、垂直面（６ｂ）からなる。（７）はＬ形金具（５
）の垂直面（６ｂ）に固定された芯ずれ吸収装置で、（
７ａ）はＬ形金具（６）の垂直面（６ｂ）に水平方向に
植立された軸、Ｇ’ｂ）は軸（７ａ）に固定された芯鉄
で、（７ｂ＋　）　Ｃ’ｙｂ２＞は摺動面、（７ｃ）は
ケースで、芯鉄（７ｂ）の摺動面（７ｂ１χ７ｂ２）に
−側がそれぞれ摺動可能に接した円板状の上板（７Ｃ１
）、下板（７ｅｔ）及び円筒状の周壁（７ｃｓ）から形
成されている。（７ｃｎ）は上板（７ｃ、　）の中央に
設けられた穴、（７ｄ）は軸（７ａ）と穴０ＣＵ）の間
に圧縮挿入され接着剤等で固定された円筒状のゴム等か
らなる弾性体、（８）はケース（７Ｃ）の下板（７ｃ２
　）の他側に固定された把持装置で、空気圧または電気
で駆動される把持爪（８ａ）を備えている。（９）は把
持装置（８）の把持爪（８ａ）によって把持される棒材
、（９ａ）は棒材（９）の先端全周に設けられた傾斜面
からなるメンｈ　ＩＪ部、顛は作業台、Ｉは作業台α〔
上に固定された部品、（１１ａ）は部品（Ｉｌｌに水平
方向にあけられた穴、（１１ｂ）は穴（１１ａ）の入口
全周に設けられた傾斜面からなるメントリ部である。

ここで弾性体（７ｄ）の特性について第２．第３゜第５
図を使用して説明する。弾性体（７ｄ）は軸（７＆）と
穴（７ｃｕ）の間に均一に圧縮されて挿入されているが
、上端側（７ｄｌ　）はケース（７Ｃ）、把持装置（８
）及び棒材（９）の重量によってさらに圧縮されている
。

逆に下端側（７ｄ２）はケースＱＣ）、把持装置（８）
及び棒材（９）の重量によシ圧縮力が減少している。こ
れを第５図のグラフによって説明すると、横軸に弾性体
（７ｄ）の変位寸法（δ）、縦軸に弾性体（７ｄ）を変
位させるのに要する力（Ｐ）とする。そしてＡ点を弾性
体（７ｄ）のセット時のゼロ点とすれば、この場合弾性
体（７ｄ）は全周に亘ってＢ点からＡ点まで圧縮されて
おり、どの方向にもＰｌの圧縮力を有している。

ところが前記したようにケース（７Ｃ）、把持装置（８
）及び棒材（９）の影響で弾性体（７ｄ）の上端側（７
ｄ）は圧縮力が２２点まで増加しており、逆に下端側（
、７ｄｔ）は２８点まで減少している。尚２３点は必ず
ゼロ以上になるようにしてセット状態で芯鉄（７ｂ）と
ケース（７Ｃ）の相対変位を生じないよう弾性体（７ｄ
）の圧縮寸法及びバネ定数を適宜決別しである。

すなわち棒材（９）を穴（ｌｈ）に対し上方に位置させ
ると棒材（９）は２１点以上の力で下方に押され穴（１
１ａ）に挿入されることになる。逆に棒材（９）を穴（
１１ａ）に対し下方に位置させると棒材（９）は２３点
の力で上方に押され穴（１’ｌａ）に挿入される。また
左右方向はケース（７ｃ）、把持装置（８）及び棒材（
９）の重量の影響を受けないので棒材（９）を穴（１１
ａ）に対して左右方向にずらして位置させると棒材（９
）はＰ、点の力で右左方向に押され穴（１１ａ）に挿入
される。

尚いずれの場合も棒材（９）と穴（１１ａ）の芯ずれ寸
法のみ弾性体（７ｄ）が変位してその変位寸法によシ棒
材（８）を押す力は２１点、２２点及び２８点から右上
がシに引かれた線に沿って上昇する。

次に芯ずれした棒材（９）が穴（１１ａ）に挿入される
状態を説明する。今昇降体（２）及び第１．第２アーム
（３）　（４１を制御して第２図に示すように穴（１１
＆）に対し棒材（９）の中心が（δ１）ずれた関係位置
にあっても、この芯ずれ寸法がメン）　リ部（旬及び（
１１ｂ）の合計寸法以下であれば、棒材（９）を第１．
第２アーム（３１（４）及び回転軸（５）を制御して穴
（１１ａ）に進入させれば、第４図に示すように弾性体
（７のが変形して棒材（９）は穴（１１ａ）の中心に自
動的に合致して挿入・組立の作業を遂行することができ
る。この時、棒材（９）には２２点の上向きカが作用し
ている。

一般処メントリ部（！；’ａ）　（１１ｂ）のメントリ
寸法は０．５〜１．０　ｍｍと産業用ロボットの繰返し
位置精度に対し大きく確保するので繰返し位置精度がプ
ラスマイナス５０ミクロン程度の産業用ロボットでも、
上記芯ずれ吸収装置（７）を使用することにょシ相対隙
間の小さい棒材（９）と穴（１１ａ）の挿入・組立の作
業を確実に行うことができる。

尚上記実施例では棒材（９）が穴（１１Ｂ）に対し下方
に位置する例を示したが、どのような位置にあっても同
様な効果を得ることができる。但し棒材（９）に加わる
横方向のカを小さくして挿入作業の容易化と確実化を割
り、かつ、各部品の長寿命化を達成するため棒材（９）
の芯を穴（１１ａ）の芯に対して常時若干下方に位置す
るよう昇降体（２）を制御することが望ましい。

また棒材（９）を把持爪（８秒にセットした状態で芯鉄
（７ｂ）とケース（７Ｃ）の相対変位を生じないよう弾
性体（７ｄ）の圧縮寸法及びバネ定数を選定したので昇
降体（２）の制御が容易となる。

さらに上記実例では穴と棒が全く水平の場合を示したが
これが若干傾いていた状態のものでも同様な効果を得る
ことができる。

また弾性体（７ｄ）を発泡ゴムあるいは部分的に空所を
設けたものとすればバネ定数を自由に選択することがで
き、芯ずれ吸収装置（７）の設計が容易になると共に棒
材（９）と穴（１１ａ）の芯ずれ寸法を吸収した時、棒
材（９）に加わる横方向の増加力を自由に決定すること
もできる。

以上説明したとおりこの発明は棒材をセットした状態で
芯ずれ吸収装置の各部品間に相対変位を生じないように
して、産業用ロボットの制御の容易化を計り、かつ棒材
の芯を穴の芯に対し若干下方に位置させ、棒材に加わる
横方向の力を小さくして、挿入作業の容易化と確実化を
計シさらに各部品の長寿命化を達成する横方向の穴に棒
材を挿入・組立する産業用ロボットのハンド装置を提供
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による産業用ロボットのハンド装置の
一実施例を示す側面図、第２図は第１図の■部拡大図で
一部を断面開示している。第６図は第２図の■−■線断
面図、第４図は棒材と穴の芯ずれを吸収した時の芯ずれ
吸収装置の動作状況を示す動作図、第５図は弾性体の特
性を示すグラフである。 （１）・・・産業用ロボット本体、（２）・・・昇降体
、＋３１　＋４＋・・・第１．第２アーム、（５）・・
・回動軸、（７）・・・芯ずれ吸収装置、（７Ｂ）　・
・・軸、（７ｂ）　・・・芯鉄、（７ｅ）　・・・ケー
ス、　（７ｄ）・・・弾性体、（７ｄ＋）・・・上端部
、（７ｄ２）・・・下端部、（８）・・・把持装置、（
９）・・・棒材、（９ａ）・・・メントリ部、ａト・・
部品、（１１ａ）・・・穴、（１１ｂ）・・・メントリ
部。 代理人　大岩増雄

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アームの先端部に略水平に一端部を取付けた回動
   軸の他端部に円盤状の芯鉄を設け、該芯鉄に覧°ラム状
   のケースを同軸に囲繞し、該ケースと上記回動軸との間
   に該ケースと上記回動軸との相対位置を保持せしめる弾
   性体を圧縮状態で取付け、該ケースの前面に略水平に把
   持装置を同軸に取付けた産業用ロボットの７・ンド装置
   。
2. （２）弾性体が環状のゴムから成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の産業用ロボットのハンド装置
   。
3. （３）弾性体が内部に空所を有するものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の産業用ロボットの
   ハンド装置。