JPS6284951A - ロボツト装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｔ作機械の治具に対し自動的にワーク（被加
丁物）を着脱するロボット装置に関する。

（従来技術） 従来、マシニングセンタ等の加圧テーブルにワークを自
動的にセットするワークローディング用のロボット装置
は、アームの先端に油圧または空気圧の供給で作動する
ワーク保持機構を取付け、加圧の際には、アームの先端
をローディング位置に移動させてワーク保持機構にワー
クを装着し、ワークを加工台に運んで加工位置に保持す
るようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のロボット装置にあって
は、アームは予め定めた形状に作られ、その長さは変え
ることができない構造となっていたので、ワークを加工
位置にセットし或は別の位置に変える場合には、その都
度部Ｔ用の治具をアームとの１ｉ触を回避できる位；ξ
まで移動させなければならず、恰業能率向トの妨げとな
っていた、（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、ワーク保持機構を備えたアームの先端をローディ
ング位置や加工位置に効率良く設定することができるロ
ボット装置を提供するため、アームを、アームシリンダ
と、このアームシリンダ内に摺動自在に収容され且つ外
側に突出した部分の先端にワーク保持機構の取付部を有
するアームロッドとで構成し、アームシリンダと平行に
流体圧シリンダを取り付け、その内部に摺動自在に収容
したピストンから延びたピストンロッドの先端をアーム
ロッドに連結し、流体圧シリンダへの流体圧の供給でピ
ストンを駆動してアームロッドを移動させることにより
アームを伸縮可能としたものである。

（実施例） 以下、添付図面に示す本発明の実施例について説明する
。

第１図および第２図は夫々、本発明による伸縮可能なア
ームを備えたロボット装置の平面図および立面図である
０図示のロボット装置は、Ｉ＆台台上上回転且つ上下移
動可能に立設した中心軸２のｌ；端に、長さが一定の固
定長アーム３と長手方向に伸縮自在なアーム４とを、水
平面内で１２０°の角度をなすように取り付けると共に
、中心軸２を回転およびに下移動させるモータ駆動機構
を基台ｌに内蔵し、これで中心軸２を駆動することによ
り２本のアーム３および４を回動および丘下移動させる
ようにしたものである。また、基台１上には２つの加１
台５および６が設けられている。

２本のアーム３および４の先端部は夫々後述のワーク保
持機構を装着する円筒状の取付部７を有し、そのワーク
保持機構により、第１図に示すように軸２と中心とする
円周上のワーク初期位置Ｓでワークをつかみ、加工時に
は各加工台５．６上の位置Ａ、Ｈにワークを位置決めす
る。これらのアームのうち、固定長アーム３はその長さ
が不変であるから、中心軸２が回転する時、アーム先端
のワーク保持機構は、軸２を中心とする半径が一定の円
Ｒ１の周上を移動する。上記の初期位置Ｓおよび加工台
５上の加工位置Ａは、この円Ｒ１の周上にある。一方、
伸縮アーム４は後述の伸縮機構により、円Ｒ１とこれよ
り半径の小さい円Ｒ２との間で伸１ｉ１可能であり、も
う１つの加工台６トの加工位置Ｂは内側の円Ｒ２の周上
にある。

次に、第３図を参照して伸縮アーム４の構造と作用を説
明する。まず、伸縮アーム４は、一端を中心軸２の上端
に固定されたアームシリンダ１１と、このアームシリン
ダｌｌ内に摺動自在に収容され汁つ外側に突出した部分
の先端に後述のアーム保持機構３０を取り付けたアーム
ロッド１２とで構成され、アームシリンダ１１の開口端
には、アームロッド１２の周面に接触してシリンダ内部
への塵等の侵入を防ぐダストシール１３が取り付けられ
ている。

アームシリンダ１１の上方には、これと平行に流体圧シ
リンダ１４が取り付けられ、その内部に摺動自在に収容
されたピストン１５からアームの先端に向かってピスト
ンロッド１６が延びており、その先端はアームロッド１
２の上方突出部１２ａのねじ穴に螺合してナラ）１７で
締付は固定されている。アームシリンダ１１に固定した
流体圧シリンダ１４のノ、（端部には、ピストン１５の
ストロークを規制するロッド１８が螺合し、その先端が
シリンダ１４内でピストン１５に当接するようにナツト
１９で位置決めされている。また、シリンダ１４の両端
近傍には、ピストン１５を往復動させる空気を供給・排
出するためのエア出入口２０および２１が設けられ、各
出入口は夫々第１図に示したエア導管２２および２３（
第２図では省略）を介して加圧空気源に接続されている
。なお、図示は省略したが、伸縮アーム４の長さを検出
するため、アームロッド１２と共に移動するスケールと
その位置を検知する位置検出器がアームシリンダ１１に
近接して取り付けられている。

伸縮アーム４は上記のように構成されているので、外部
の加圧空気源からエア出入口２０を通してシリンダ１４
内に空気を供給すると共に他方のエア出入口２１から空
気を排出することにより、ピストン１５を第３図におい
て左に駆動し、ピストンロッド１６を介してアームロッ
ド１２をアームシリンダ１１から延長することでアーム
全体を伸張し、一方、外部の加圧空気源から他方のエア
出入口２１を通してシリンダ１４内に空気を供給すると
共に反対側のエア出入口２０がら空気を排出することに
より、ピストン１５を第３図において右に駆動し、ピス
トンロー２ド１６を介してアームロッド１２をアームシ
リンダｌｌ内に引き込むことでアーム全体を収縮するこ
とができる。

次に、上記の各アーム３．４の先端に取り付けられるワ
ーク保持機構について説明する。第３図に示すように、
この実施例のワーク保持機構３０は、アームの先端（伸
縮アーム４の場合はアームロッド１２の先端）に形成さ
れた円筒状の取付部７の内側にねじＩヒめ等で固定され
るシリンダ３１と、その下端部から挿入して固定したカ
バー３２と、シリンダ３１の内部からカバー３２の中央
を摺動自在に貫通して突出したアクチュエータピストン
３３とを備えている。アクチュエータピストン３３は、
直径が大きい上端部がシリンダ３１の内側を摺動するよ
うに形成されている。このピストン３３を空気圧で駆動
するために、シリンダ３１のに端にエア供給ボート３４
が穿設され、図示しないエア導管を介して外部の空気供
給源に連通している。また、シリンダ３１の内部でアク
チュエータピストン３３の一１二端部とカバー３２との
間にコイルスプリング３５が伸縮自在に配とされ、アク
チュエータピストン３３を上向きに押圧している。

アクチュエータピストン３３の下端には、所定形状（例
えば円筒状）のワークＷを保持する一対のホールドアー
ム４１．４２が、ビン４３により回転自在に連結されて
いる。また、各ホールドアーム４１．４２は、ビン４４
．４５により固定カバー３２に夫々回転自在に連結され
ている。各ホールドアーム４１，４２の先端は夫々、ワ
ークＷを把持するためのホールド爪４１ａ、４２＆とな
っており、これらのホールド爪はアクチュエータピスト
ン３３の軸方向移動で開閉し、第１図のように閉じたと
ころでワークＷを把持する。

ワーク保持機構３０は上記のように構成されているので
、その動作は次のとおりである。コイルスフリング３５
がアクチュエータピストン３３をＥ向きに押圧している
状態で、外部の加圧空気源からエア供給口２０を通して
シリンダ３１内に空気を供給すると、スプリング３５の
押圧力に抗してアクチュエータピストン３３が押し下げ
られる。

従って、一対のホールドアーム４１，４２は夫々固定ビ
ン４４．４５を中心として回動し、ホールド爪４１ａ、
４２ａを開く、そこで、ワーク保持機構３０を取り付け
た各アーム３．４の先端をワークＷの上方から降ろして
２つのホールド爪４１ａ、４２ａの間にワークＷを位置
付けた後、シリンダ３１内への空気の供給をｌｈめると
、コイルスプリング３５が７クチユエータピストン３３
を押しにげる。従って、一対のホールドアーム４１゜４
２が夫々固定ビン４４．４５を中心として上記と逆向き
に回動し、ホールド爪４１ａ、４２．ａを閉じることに
より、ワークＷを把持することができる。

ワーク把持を解除するときは、（往び加圧空気源からエ
ア供給口２０を通してシリンダ３１内に空気を供給し、
スプリング３５の押圧力に抗してアクチュエータピスト
ン３３を押し丁げ、ホールドアーム４１，４２を夫々固
定ビン４４．４５を中心として回動させてホールド爪４
１ａ、４２ａを開けばよい。

次に、第１図のロボット装置の動作について説明する。

まず、ワークに対する加工は、固定長アーム３でワーク
をつかんで加工台５のＡ点にセットし、ここで第１下程
の加工を行い、次に伸縮アーム４でｈ１１丁台５からワ
ークを外して加工台６のＢ点にセットし、ここで第２下
程の加工を行うものとする。この加”［が終Ｔしたワー
クは、伸縮アーム４による保持を解除されて加工台６か
ら排出されるか、或は伸縮アーム４で加工台６から所定
の排出位置まで連ばれて排出される。

ｌ−記の各１程におけるアーム３．４の状態は、第４図
〜第６図のようになる。Ｍ初に第４図に示すように、初
期位置Ｓで東都−［のワークＷを固定長アーム３のワー
ク保持機構３０が把持した時、伸縮アーム４は収縮状態
にあり、その先端はＢ点に位置している。この状態で、
基台１に内蔵された駆動源によって中心軸２が所定の高
さまで押しとげられ、次に時計回りに１２０”回転する
ことにより、２木のアーム３および４は同時に上昇して
第５図に示す位置まで回動する。その後、中心軸２が下
降することで固定長アーム３のワーク保持機構３０はワ
ークＷをＡ点にセットし、工作機械の冶具５０がワーク
Ｗに第１工、程の加工を施す。

この時、伸縮アーム４は収縮状態にあり、その先端は５
点より内側に位置している。

第１工程の加工が終了し、固定長アーム３がワーク保持
を解除すると、中心軸２は再び所定の高さまで押し上げ
られ１次に時計回りに　１２０°回転することにより、
２木のアーム３および４は同時に上昇して次の位置まで
回動する。この時、治具５０の先端はワークＷとの接触
状態から離れるが、伸縮アーム４の先端部は小半径の円
周Ｒ２に沿って移動するので、治具５０の逃げが不要と
なる。

すなわち、第５図に示すように、固定アーム３が移動す
る詩には、その先端部との接触を回避するため、治具５
０は加工位置から文だけ後退する必要があるが、伸縮ア
ーム４に対しては、後退ストローク文をほぼＯにするこ
とができる。

に記の回動後、伸縮アーム４は収縮状態から伸長状態と
なる。すなわち、第６図に示すように、固定長アーム３
の先端はＡ点から離れてＢ点の内側に位置する一方、伸
縮アーム４の先端はアームロッド１２が延びてＡ点上方
に位置する。その後、中心軸２が下降することで伸縮ア
ーム４のワーク保持機構３０はＡ点のワークＷを把持す
る。この状態から中心軸２が上昇して１２０°回転し再
び下降する間に、伸縮アーム４はアームロッド１２を引
込めて収縮状態に戻る。これにより、伸縮アーム４の先
端がＡ点からＢ点に移動してワークＷをＢ点にセットし
、工作機械の治具がワークＷに第２工程の加工を施す、
この時、固定長アーム３の先端は初期位置Ｓにあり、そ
のワーク保持機構３０で次の未加工ワークＷを把持する
（第４図）。

第２工程の加工が終了した時、ワークＷを加工台６から
排出する場合には、伸縮アーム４はワークの保持を解除
する。あるいは、伸縮アーム４はワークＷの保持を解除
することなく、中心軸２の北昇１回転および下降に伴な
って収縮状態のまま次の位置（第５図）まで移動し、初
期位置Ｓの内側で加工済みのワークＷを解放する。

第１図のロボット装置は１以上の動作を繰り返すことに
より、ワークの加工位置への移動および設定を２本のア
ームで効率良く行うことができる。

以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
れるものではない。例えば、伸縮アームの数は任意でよ
く、その伸縮方向は横方向に限らず、上下あるいは斜め
方向に設定してもよい、また、アームは回転型に限らな
い、更に、アームに装着するワーク保持機構は図示のも
のに限らず、ワークを保持したりその保持を解除したり
できるものであればよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、アームの先端にワーク保持機
構を備えたロボット装置において、アームを、アームシ
リンダと、その内部に摺動自在に収容され１つ外側に突
出した部分の先端にワーク保持機構の取付部を有するア
ームロッドとで構成し、アームシリンダと平行に流体圧
シリンダを取り付け、その中に摺動自在に収容したピス
トンから延びたピストンロッドの先端をアームロッドに
連結し、流体圧シリンダへの流体圧の供給でピストンを
駆動してアームロッドを移動させることによりアームを
伸縮可能としたものであるから、ワークの位置調整が容
易であり、ワークを加工位置にセットし或は別の位置に
変える場合には、アームを収縮することで治具の逃げを
不要とし、ワークの加工作業を効率良く行うことができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による伸縮可撤なアームを備えたロボッ
ト装置のｆ面図、第２図はその立面図、第３図は伸縮ア
ームの構造を示す部分断面図、第４図、第５図および第
６図は第１図のロボット装置の動作説明図である。 １−一一一基台、 ２−一一一中心軸、 ３−−ｍ−固定長アーム、 ４−一一一伸縮アーム、 ５．６−−−−加工台、 ７−−−−ワーク保持機構取付部、 １１−−−−アームシリンダ、 １２−−ｍ−アームロッド、 １４−−−一流体圧シリンダ。 １５−−−−ピストン、 １６−−−−ピストンロンド、 ２０　、２１−−−一エア出入口、 ３０−−−−ワーク保持機構、 ３１−−−−シリンダ、 ３２−−−一カバー、 ３３−−−−アクチュエータピストン、３４−−−一エ
ア供給ボート、 ３５−−−−スプリング、 ４１．４２−一一〜ホールドアーム、 ４１ａ、４２ａ−−−一ホールド爪、 ４３．４４．４５−−−一連結ビン。 ５０−−−一拍具、 Ｗ−一一一ワーク。 特許出願人　株式会社富士鉄工所 代　理　人　弁理士　性向　進 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アームの先端にワーク保持機構を備えたロボット装置に
   おいて、アームを、アームシリンダと、該アームシリン
   ダ内に摺動自在に収容され且つ該アームシリンダから外
   側に突出した部分の先端に前記ワーク保持機構の取付部
   を有するアームロッドとで構成し、前記アームシリンダ
   と平行に流体圧シリンダを取り付け、該流体圧シリンダ
   内に摺動自在に収容したピストンから延びたピストンロ
   ッドの先端を前記アームロッドに連結し、前記流体圧シ
   リンダへの流体圧の供給で前記ピストンを駆動して前記
   アームロッドを移動させることによりアームを伸縮可能
   としたことを特徴とするロボット装置。