JPS6125797A - タレット駆動装置 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、産業用ロボットに装着されて用いられるタレ
ット式ハンド取り付け装置に関する。

（ｂ）、従来の技術 最近の産業用ロボットに於ては、要求される作業が徐々
に高度なものになってくる傾向にある。

こうした要望に答えるために、タレット上に複数のハン
ドを配置して、作業内容に応じてハンドを選択使用する
方式が用いられつつある。

（Ｃ）１発明が解決しようとする問題点従来、こうした
方式を採る場合において、タレット上に設けられたハン
ドを所定の作業位置に位置決めするには、位置決め専用
のサーボモータをタレットに設けていた。しかし、これ
ては、ハンド取り付け装置の重量が増大して大型化１ろ
欠点があるばかりか、ロボットのアームから先の重量が
増大することにより、ロボットの全体構造に、より強固
なものが求められるようになる不都合がある。

また、サーボモータにより位置決めする場合には、サー
ボモータの駆動制御系が新たに必要となるので、ロボッ
トの駆動制御系を根本的に変える必要が生じ、在来ロボ
ットの改造に多くの手間と費用が掛かる欠点があった。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、軽量かつ小型で、
サーボモータ等の特別の位置決め駆動手段も設ける必要
が無く、従って、サーボモータ用の新たな駆動制御系を
設ける必要の無い、在来ロボットにも容易に適用するこ
とが出来るタレット式ハンド取り付け装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（ｄ）０問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、手首軸の回転をタレットに伝える回転
力伝達手段を設けると共に、本体を手首軸の回転に対し
て固定し、又は手首軸と共に回転させるか否かを選択す
る選択手段を設け、更にタレットを所定の位置で本体に
対して位置決め保持するタレットの位置決め手段を設け
て構成される。

（ｅ）０作用 上記した構成により、本発明は、ハンドの交換に際して
は、位置決め手段によりタレットを本体に対して回転し
得る状態とし、選択手段により本体を手首軸の回転に対
して固定し、手首軸の回転を利用して本体上のタレット
を回転力伝達手段を介して所定角度回転させろことによ
りハンドを所定の作業位置に位置決めし、通常の作業時
には、位置決め手段によりタレットを本体に対して固定
し、選択手段により、手首軸と本体を連結し、手首軸の
回転が直ちに作業位置に位置決めされたハンドの回転と
なるように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明によるタレット式ハンド取り付け装置の
一実施例を示す正断面図、第２図は第１図のタレット式
ハンド取り付け装置が装着された産業用ロボットを示す
正面図、第３図は第２図におけろ産業用ロボットの空圧
回路図である。

産業用ロボット１は、第２図に示すように、本体２を有
しており、本体２にはメインアーム３が矢印Ａ、Ｂ方向
に移動駆動自在、かつ矢印Ｉ、Ｊ方向に旋回自在に設け
られている。メインアーム３にはサブアーム５が水平面
内で軸５ａを中心に回転自在に設けられており、サブア
ごム５の先端には手首軸５ｂが回転自在に設けられてい
る。

手首軸５ｂには、第１図に示すように、本発明によるタ
レット式ハンド取り付け装置６が、本体９にベアリング
１０等により回転自在に支持された取り付け軸７を固着
接続させた形で装着されており、取り付け軸７にはキー
１１を介してクラッチリング１２が嵌合している。クラ
ッチリング１２にはピン１２ａが植設されており、更に
取り付け軸７の図中下部にばかさ歯車１３が取り付け軸
７に対して回転自在に係合している。かき歯車１３には
キー１５を介してスライドリング１６が取り付け軸７の
軸心方向、即ち矢印Ｃ，Ｄ方向にのみ摺動自在に設けら
れており、スライドリング１６にはビン１２ｇと係合し
得る溝１６ａが穿設形成されている。また、スライドリ
ング１６の外周部には１１１６ｂが円環状に形成されて
おり、溝１６ｂには本体９に固着されたエアシリンダ１
７のピストンロッド１７ａに装着されたレバ１７ｂの先
端が嵌入係合している。ピストンロッド１７ａは矢印Ｃ
，Ｄ方向に突出駆動自在に設けられており、更に、本体
９にはエアシリンダ１９がピストンロッド１９ａを矢印
Ｃ，Ｄ方向に突出駆動自在にした形で設けられている。

エアシリンダ１９のピストンロッド１９ａの先端、即ち
第１図上端にはキー１９ｂが固着されておし、またサブ
アーム５のピストンロッド１９ａと対向し得る位置には
ロック穴５ｃが形成されている。

一方、本体９には全体円盤、状のタレッ）２０、が、本
体９の周囲に円環状に形成されたレール９ａを介して中
心軸ＣＬを中心に回転自在に設けられており、タレット
２０には回転軸２０ａが中心軸ＣＬにその軸心を一致さ
せた形で、ベアリング２１等により本体９に対して回転
自在に設けられている。回転軸２０ａにはキー２３を介
してかさ歯車２２が、かさ歯車１３と噛合した形で設け
られており、更に回転軸２０ａにはその中心部に空圧回
路を構成する穴２０ｂが軸心に沿った形で穿設されてい
る。穴２０ｂの外側には、同様に空圧回路を構成する穴
２０ｃが穿設形成されており、穴２０ｂ及び２０ｃは回
転軸２０ａ中に円環状に形成された空気分配溝２０ｄ等
を介して、各ハンドへの空気の供給を選択制御する後述
の選択切り替え弁２５へ接続されている。なお、穴２０
ｂ及び２０ｃには空気供給ｔ２６．２Ｇが接続している
。

また、タレット２０の外周面２０ｅには、複数のハンド
２７が所定の間隔で装着されており、各ハンド２７には
ハンド２７を駆動するためのピストンやモータ等のアク
チェータ２９が設けられている。各アクチェータ２９に
は、第１図及び第３図に示すように、タレット２０上に
固定的に所定の間隔で装着された選択切り替え弁２５が
接続されており、各選択切り替え弁２５はロボット本体
２側に設けられた制御バルブ３０に前述の穴２０ｂ、２
０Ｃ１空気供給官２６等を介して接続されており、更に
本体２にはエアシリンダ１７．１９駆動用の制御バルブ
３１．３２がそれらエアシリンダ１７．１９に接続され
た形で設けられている。なお、各制御バルブ３０．３１
．３２には減圧弁３３等を介して図示しない空気圧縮機
等の空気供給手段が接続されている。また、本体９の所
定位置には、第１図に示すように、ブロック３５が選択
切り替え弁２５の切り替えロッド２５ａと選択的に当接
係合自在に設けられている。

一方、タレット２０の、各ハンド２７が装着された位置
に対応する位置には、第１図に示すように、位置決め穴
２０ｆが設けられており、位置決め穴２０ｆには、エア
シリンダ１７のピストンロッド１７ａの先端が選択的に
嵌入係合することが出来る。

産業用ロボッ）・１は以上のような構成を有するので、
第１図下方の所定の作業位置Ｘに位置決めされたハンド
２７を交換して別の作業を行う場合には、まず、サブア
ーム５の手首軸５ｂを適宜な角度矢印Ｅ、Ｆ方向に回転
させて、サブアーム５に設けられたロック穴５ｃとエア
シリンダ１９ノヒストンロツド１９ａ先端を対向させる
。この状態て制御バルブ３２を切り替えてエアシリンダ
１９のピストンロッド１９ａをＤ方向に突出させると、
ピストンロッド１９ａ先端がロック穴５ｃに嵌入係合し
、本体９はエアシリンダ１９を介してサブアーム５に対
して固定される。次に制御バルブ３１を切り替えて、エ
アシリンダ１７のピストンロッド１７ａを同様にＤ方向
に後退させる。

すると、ピストンロッド１７ａの先端はそれまで嵌入係
合していたタレット２０の位置決め穴２０ｆから外れ、
タレット２０は本体９に対して回転軸２０ａを中心に矢
印Ｇ、Ｈ方向にレール９ａを介して自由に回転すること
が出来るようになる。

また、ピストンロッド１７ａがＤ方向に移動すると、レ
バ１７ｂと溝１６ｂを介して係合しているスライドリン
グ１６も、Ｄ方向にがさ歯車１３上を移動する。すると
、スライドリング１６のＷＩｌｌ　６　ａがクラッチリ
ング１２のピン１２ａに嵌入係合する。この状態で、サ
ブアーム５の手首軸５ｂを所定角度Ｅ又はＦ方向に回転
させると、取り付け軸７、クラッチリング１２、スライ
ドリング１６、かさ歯車１３．２２を介して回転軸２０
ａ１即ちタレット２０がＨ又はＧ方向に所定角度回転し
、それまで作業位置Ｘに位置決めされていた使用済みの
ハンド２７を他の待機位置にずらせると共に、目的のハ
ンド２７を作業位置Ｘに位置決めする。タレット２０の
回転角度は、手首軸５ｂの回転角度量に依存するのて、
交換すべきハンド２７の現在位置（タレッ）２０が回転
する以前の状態における位置）と作業位置Ｘ間における
タレット２０の所要回転角度に対応した角度量だけ手首
軸５ｂをＥ又はＦ方向に回転させろことにより、目的の
ハンド２７を容易に作業位置Ｘに位置決めすることが出
来る。なお、手首軸５ｂが回転しても、本体９はピスト
ンロッド１９ａがサブアーム５のロック穴５Ｃと係合し
てサブアーム５、従って手首軸５ｂの回転に対して固定
されているので、本体９が手首軸５ｂと共につれ回りを
生しることはなく、ハツト２７の作業位置Ｘへの位置決
め動作は円滑に行われる。

目的のハンド２７を作業位置Ｘに位置決めしたところで
、制御バルブ３１を切り替えて、エアシリンダ１７のピ
ストンロッド１７ａｔｅＣ方向に突出させる。すると、
ピストンロッド１７ａの先端がタレット２０の位置決め
穴２０ｆに嵌入係合し、タレット２０を本体９に対して
固定する。この位置決め穴２Ｏｆは、既に述べたように
、タレット２０上の各ハンド２７に対応した位置に穿設
されているのて、タレット２０上のいずれかのハンド２
７を作業位置Ｘに位置決めすることにより、該位置決め
されたハンド２７に対応する位置決め穴２０ｆとピスト
ンロッド１７ａが対向することになる。なお、ピストン
ロッド１７ａの位置決め穴２０ｆと係合ずろ先端部１７
ｃは、第１図に示すように、テーパ状に形成されている
のて、ピストンロッド１７ａが位置決め穴２０ｆに嵌入
係合することにより、ハンド２７は該テーパ部分により
正確に所定の作業位置Ｘに位置決め保持される。

また、ピストンロッド１７ａがＣ方向に突出すると、レ
バ１７ｂを介してスライドリング１６もＣ方向に移動し
、それまで保合状態にあった溝１６ａとクラッチリング
１２のピン１２ａとの係合が解除される。これにより、
前述の位置決め穴２０量に対するピストンロッド１７ａ
の嵌入係合によるタレット２０の本体９に対する位置決
めを、より正確に行うことが可能となる。即ち、歯車】
３．２２等の累積バックラッシが、ピストンロッド１７
ａが穴２０ｆに嵌入することによって修正する角度量よ
りも小さい場合には、ピストンロッド１７ａの位置決め
穴２０ｆへの嵌入によってタレット位置を正確に位置決
めしようとしても、ロッド１７ａによって修正される角
度量がパックラッシ分を上回り、クラッチリング１２と
溝１６ａ間の係合を解除しない限りタレット２０の正確
な位置決めが不可能となる。また、歯車１３．２２等の
累積バックラッシをピストンロッド１７ａの修正角度量
より大きくとると、手首軸５ｂによるタレット２０の回
転位置決めに際して、ピストンロッド１７ａについて正
確な位置決めが可能な範囲にクレット２０を位置決めす
る必要が生じ、従−〕でババラクララを考慮した形て手
首軸５ｂの回転角度を決定する必要が生じて制御が煩雑
になる。

従って、手首軸５ｂの制御を煩雑化させることなく、正
確なタレット２０の位置決めを達成するには、ピストン
ロッド１７ａによって修正される角度量に対して回転力
伝達手段中の累積バックラッシを小さくとり、かつタレ
ット２０の位置決めに際しては、クラッチリング１２、
スライドリング１６等のクラッチ手段により手首軸５ｂ
とタレット２０間の接続を断つことが望ましい。

クラッチリング１２と溝１６ａの係合が解除されたとこ
ろで、手首軸５ｂを、りし・・ト２０の位置決めの際に
、回転させた方向とは反対の方向に、位置決め時に回転
させた角度と等しい角度量回転させ、元の位置、即ち、
タレット位置決め前に手首軸５ｂが位置決めされていた
位置に戻す。

そこで、制御バルブ３２が切り替えられ、エアシリンダ
１９のピストンロッド１９ａがＣ方向に後退し、ピスト
ンロッド１９ａとロック穴５Ｃとの係合が解除されると
共ζこ、キー１９ｂが取り付け軸７に穿設形成されｔコ
キー溝７ａに嵌入係合する。

この状態で、メインアーム３を第２図矢印Ａ、Ｂ方向に
適宜移動駆動し、更にサブアーム５を軸５ａを中心に水
平面内で回転させて、タレット式ハンド取り付け装置６
の作業位置Ｘに位置決めされたハンド２７により所定の
作業を行う。

なお、作業位置Ｘのハンド２７を第２図に示す矢印Ｅ、
Ｆ方向に所定角度回転させる場合には、手首軸５ｂを同
様にＥ、Ｆ方向に所定角度回転させろ。すると、手首軸
５ｂの回転は博−−−溝７ａ、キー１９ｂ、ピストンロ
ッド〕９ａ１エアシリノダ】９を介して本体９に伝オ）
す、本体９は手肖−軸５ｂと一体となった形で所定角度
回転する。本体９が所定角度回転すると、本体９に対１
／てビス）−ンロッド１７ａ、位置決め穴２０ｆを介し
て固定されたタレット２０、従って作業位置Ｘのハツト
２７も同様にＥ又はＦ方向に所定角度回転するので、手
首軸５ｂを回転させろことによりハンド２７を任意の方
向へ向かせることが出来る。この子前軸５ｂの回転によ
るハンド２７の旋回動作は、手首軸５ｂの位置が、タレ
ット２０の位置決め動作を行う直前の時点に戻されてい
る（即ち、本来の手首軸５ｂとしての動作からタレット
２０の位置決め動作に切換えられる直前の位置に戻され
ている。）ので、その後、再度、本来の手首軸５ｂとし
ての動作を行う際に、タレット２０の位置決め動作の際
にどれだけ手首軸５ｂが回転したかを考慮しなくても、
本来の意図した角度位置にハンド２７を位置決めするこ
とが出来る。

ところで、所望のハンド２７が作業位置Ｘに位置決めさ
れると、当該ハンド２７の１クチエータ２９に駆動用空
気を供給している空圧回路中に設けられた、選択切り替
え弁２５．２５の切り替えロッド２５ａが本体９に設け
られたブロック３５に、第１図に示すように、当接係合
し、タレット式ハンド取り付け装置６内の当該アクチェ
ータ２９に関する空圧回路を選択的に開く。すると、作
業位置Ｘに位置決めされたハンド２７と産業用ロボット
１の本体２側に設けられたハンド制御用制御バルブ３０
が接続され、制御バルブ３０の切り替えにより作業位置
Ｘに位置決めされたハンド２７のアクチェータ２９のみ
が制御バルブ３０により駆動制御自在な状態となる。即
ち、作業位置Ｘ以外に待機した状態にあるハンド２７の
アクチェータ２９については、当該アクチェータ２９に
対応した選択切り替え弁２５がブロック３５と当接する
ことは無いので、制御バルブ３０との空圧回路が選択切
り替え弁２５により遮断された状態となり、制御バルブ
３０の切り替え動作により駆動されるのは作業位置Ｘに
あるハンド２７のみとなり、他の位置のハンド２７は何
らの動作も行うことは無い。従って、制御バルブ３０の
切抄替えにより、作業位置Ｘ以外のハンド２７が不用意
に動作することが無く、極めて安全である。

（ｇ）１発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、産業用ロボッ
ト１の回転する手首軸５ｂの回転をタレット２０に伝え
る、取り付け軸７、かさ歯車１３．２２、回転軸２０ａ
等の回転力伝達手段を設けると共に、本体９を手首軸５
ｂの回転に対して固定し、又は手首軸５ｂと共に回転さ
せるか否かを選択するエアシリンダ１９等の選択手段を
設け、更にタレッ）２０を所定の作業位置Ｘ等て本体９
に対して位置決め保持する、位置決め穴２０ｆ、ピスト
ンロッド１７ａ等のタレット２０の位置決め手段を設け
たので、タレット２０上に配置された複数のハンド２７
の所定の作業位置Ｘへの選択を、本来回転する機能を有
する産業用ロボット１の手首軸５　ｂを回転させること
により行うことが可能となり、従来のように、ハンド２
７の位置決め川に特別にサーボモータをクレットに取り
付ける必要が無く、軽景て小型のタレット式ハンド取り
付け装置６の促供が可能となるばかりか、産業用ロボン
ト１全体の小型化、構造の簡略化にも寄与することが出
来る。

また、ハンド２７の選択位置決めを、手首軸５ｂの回転
角度を選択することにより容易に行うことが出来るので
、タレット上のサーボモータによりハンド２７を位置決
めする場合に比して、その制御が在来の手首軸５ｂの制
御系を利用すれば足り、特別の駆動制御系を新たに設置
する必要が無いので、在来のロボットへの適用も経済的
かつ容易に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるタレット式ハンド取り付け装置の
一実施例を示す正断面図、第２図は第１図のタレット式
ハンド取り付け装置が装着された産業用ロボットを示す
正面図、第３図は第２図における産業用ロボットの空圧
回路図である。 １・　・産業用ロボット ５ｂ　　手首軸 ６　　タレット式ハンド取り付け装置 ７・・　回転力伝達手段（取り付け軸）９・　本体 １２・　クラッチ手段（クラッチリング）１６　　クラ
ッチ手段（スライドリング）１７ａ　　　位置決め手段
（ピストンロッド）１９・・・選択手段（エアシリンダ
） ２０ｆ　　　位置決め手段（位置決め穴）１３．２２　
　回転力伝達手段（かさ歯車）２０　　タレット ２０ａ　　　回転力伝達手段（回転軸）２７　　ハンド Ｘ　　位置（作業位置） 出願人　　株式会社　山崎鉄工所 代理人　　弁理士　　相１）伸二 （ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、産業用ロボットの回転する手首軸に装着され、
   本体に対して回転自在に設けられたタレットを有し、該
   タレット上に複数のハンドが装着されたタレット式ハン
   ド取り付け装置において、前記手首軸の回転をタレット
   に伝える回転力伝達手段を設けると共に、前記本体を手
   首軸の回転に対して固定し、又は手首軸と共に回転させ
   るか否かを選択する選択手段を設け、更に前記タレット
   を所定の位置で前記本体に対して位置決め保持するタレ
   ットの位置決め手段を設けて構成したタレット式ハンド
   取り付け装置。
2. （２）、回転力伝達手段に、該手段中を伝達される回転
   力を断続するクラッチ手段を設けて構成した特許請求の
   範囲第１項記載のタレット式ハンド取り付け装置。