(57)【要約】      （修正有）【課題】把持爪の開閉動作制御と、把持爪のロック機構の動作制御を別々の制御とすることなく、搬送装置全体の制御を簡素化した把持装置を提供する。【解決手段】流体圧によって開閉動作を行う把持爪４内にワークの把持検知手段と流体通路の切替手段を設け、把持爪の開閉動作用を利用することで特別な制御を設ける事無く流体の制御を行うことの出来る装置構成とする。【選択図】 図１
2008272878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧によって開閉動作を行う一対の把持爪より構成される駆動部と、各把持爪に取り付けられたラックと把持装置本体の中心に旋回自在に取り付けられたピニオンより構成される同期機構と、ロックシリンダと該ロックシリンダの先端部に取り付けられたロックピニオンより構成された把持装置において、把持爪の開方向への動作を行わせる為に流体圧の供給を行う圧力ポートと、把持爪の開方向動作を行う為のシリンダの圧力室を連通する流体通路の途中にロックシリンダを配設したことを特長とする把持装置。
【請求項２】
請求項１の把持装置において、流体圧によって開閉動作を行う一対の把持爪の一方にスライダーと流体の流れる方向の制御を行う切替ブロックを配設し、切替ブロックをスライダーに取り付けた操作プレートにより操作することで流体の流れを制御するように構成したことを特長とする把持装置。
【請求項３】
請求項１から請求項２に記載の把持装置のロック機構において、ロックピニオンが同期機構を構成するピニオンとラックの両方に噛合するように配設したことを特長とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットに装着されワークの把持搬送に使用される流体圧を駆動源とする把持装置において、駆動源である流体圧の供給が断たれた際に、把持しているワークの落下を防止する機構を有した把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造ラインにおいて、流体圧を駆動源とする様々な形態の把持装置が産業用ロボット等の搬送装置に装着され、加工機へのワークの供給並びに排出作業や、組立作業等に使用されている。
【０００３】
流体圧を駆動源とする把持装置は、何らかの原因により流体圧の供給が断たれてしまうと、把持力を失う為、把持したワークを落下させてしまいワークが破損する問題や、落下したワークにより周辺装置が破損し、設備の復旧に多くの費用と工数が必要とされる事が問題となっている。
【０００４】
上記問題を解決する方法として、流体圧によって進退動作を行うピストンが収容されるシリンダ内部へ、把持爪が常時閉じる方向へ動作するようにスプリングを組み込んだ方式の把持装置や、トグル機構を利用した把持装置、特開平８−４７８８４号公報に記載された様なラックとピニオンを利用した方式の把持装置が公知の技術として知られている。
【０００５】
前記方式のシリンダ内にスプリングを挿入し、流体圧が絶たれた状態となってもピストンをスプリングにより常時押圧するように構成することでワークを把持し、ワークの落下を防止する把持装置は、流体圧が絶たれた時に把持しているワーク又は把持爪に把持爪を開く方向の負荷が生じ、該負荷がピストンを押圧するスプリングの押圧力を上回っている場合、把持爪が開方向へ動作してしまいワークを落下させてしまう事が有り問題となっている。
【０００６】
トグル機構を利用した把持装置の場合、流体圧が断たれて流体圧による把持力が失われた状態であってもトグル機構のセルフロックにより把持爪がロックされる為ワークを落下させること無く保持可能な装置となっているが、トグル機構によるセルフロックはストローク端でのみ機能する機構である為、複数種類のワークを兼用する事が出来ず、ワーク毎に専用の把持爪の作成が必要となるうえに、ワーク変更の際に毎回段取り換え作業が必要となっていた。
【０００７】
前記の問題を解決する方法として上記した特開平８−４７８８４号公報のようなラックとピニオンを用いたロック機構のものが知られている。
【０００８】
前記公報の把持装置は、一対の把持爪と、該一対の把持爪の開閉動作を同期させる為のラックとピニオンにより構成された同期機構と、流体圧が絶たれた場合でも把持爪がワークを把持した状態でロックするためのロック機構より構成された把持装置で、把持爪によりワークを把持した状態の時に何らかの原因により把持装置への流体圧の供給が絶たれた場合、把持爪の開閉動作用のシリンダへの流体圧が断たれると同時にロック機構部への流体圧の供給が断たれるとスプリング力によりロック用ピニオンが押し出され、一対の把持爪を同期させる為のラックとピニオンより構成した同期機構部のピニオンと噛合させることで把持爪をロックする方式としたことで、トグル機構のようにロック位置が限定されることなく任意の位置において把持爪をロックさせることが可能となっているが、前記把持装置のロック機構は、流体圧は絶たれた後に動作を行う為、ロック用のピニオンが同期機構部のピニオンに噛合し把持爪をロック状態とするまでに僅かな時間ではあるが、把持用シリンダ部へ流体圧が供給されず更にロック機構によるロックが行われない状態が発生する為、搬送装置の動作中に流体圧が断たれるとワークを落下させてしまう場合が有り問題となっている。
【０００９】
更に把持爪の開閉動作用の流体圧ポートの他にロック機構部専用の流体圧ポートを設け、把持爪の開閉動作とロック機構を別々に制御しなければならず、搬送装置等に装着する際に多くの工数が必要となり問題となっていた。
【特許文献１】特開平８−４７８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、把持爪にてワークの把持を行っている際にはロック機構により常時把持爪のロックを可能な装置構成とし、更に把持爪の開閉動作制御と、把持爪のロック機構の動作制御を別々の制御とすることなく、一対の流体圧ポートのみで動作制御可能な把持装置とし、搬送装置全体の制御を簡素化することにより、搬送装置全体を安価に構成可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記した課題を解決する手段として、流体圧によって開閉動作を行う把持爪と、開閉動作を行う把持爪を同期動作させる為のラックとピニオンより構成した同期機構部と、把持爪をワーク把持位置に停止させる為のロックシリンダとロックピニオンより構成したロック機構よりなる把持装置において、把持爪の開方向への動作の場合、流体圧の供給口である圧力ポートと、把持爪内に設けられたシリンダの把持爪を開方向へ動作させる為の圧力室を連通する流体通路の途中にロックシリンダを配設し、圧力ポートより供給される流体圧が最初にロックシリンダの圧力室へ供給され、その後に把持爪内に設けられたシリンダの圧力室へ供給される装置構成とする。
【００１２】
把持爪の閉方向への動作の場合は、把持爪内に設けられたシリンダの把持爪を閉方向へ動作させる圧力室へ最初に流体圧が供給され、その後ロックシリンダの圧力室へ流体圧が供給される様に流体通路を形成し、把持爪内のシリンダの圧力室とロックシリンダ内の圧力室をつなぐ流体通路の途中に、把持爪の上部にワークが当接することで進退動作を行うスライダーと、スライダーに固定され把持爪内に設けられた流体通路の切替ブロックの操作を行う操作プレートから構成した流体通路の切替機構を配設し、ロックシリンダへの流体圧供給の制御を行う装置構成とした。
【００１３】
ロックシリンダは、内部に収容されたピストンがスプリングにより常時前進方向へ押圧される単動方式とし、把持爪の動作中には流体圧によりピストンが後方へ押し下げられており、把持爪がワークを把持し、切替ブロックによる流体通路の切替が行われた場合と、何らかの原因により流体圧の供給が断たれた場合にロックシリンダ内のピストンがスプリングに押圧され前進し、ピストン先端部に配設したロックピニオンが、ラックとピニオンより構成した把持爪の同期機構のピニオンに噛合し、把持爪をロックする装置構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、ロックシリンダを圧力ポートと把持爪内に設けたシリンダを連通する流体通路の途中に配設し、流体を把持爪に設けたスライダーと切替ブロックにより制御することで、ロックシリンダを制御する為のバルブや配管並びに配管工数等の削減が可能となり搬送装置全体の設備費を低減することが出来る。
【００１５】
更に、把持爪に設けたスライダーと切替ブロックによりロックシリンダの制御を行うことで、従来方式のように流体圧が断たれた場合にのみ動作するのではなく、把持爪がワークを把持した際には常時把持爪のロックを行うように構成したことで、より確実に把持爪をロックすることが出来、ワークを落下させることによるワークや周辺装置の破損を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１から図５は本発明の実施例の装置構成を示すものである。
【００１７】
本発明の実施例１の把持装置は、流体圧によって開閉動作を行う把持爪と、開閉動作を行う把持爪を同期動作させる為のラック６とピニオン５より構成した同期機構部と、把持爪をワーク把持位置に停止させる為のロックシリンダ７とロックピニオン８より構成したロック機構よりなる把持装置で、流体圧の供給口である圧力ポートと、把持爪内に設けられたシリンダの把持爪を開方向へ動作させる圧力室を連通する流体通路の途中にロックシリンダ７を配設し、開方向動作を行う為の圧力ポートより供給される流体圧が、最初にロックシリンダの圧力室へ供給が行われ、その後に把持爪内に設けられたシリンダへ供給される装置構成としている。
【００１８】
本発明の把持装置の把持爪Ａ３並びに把持爪Ｂ４は、フレーム１の両端面に取り付けられたサイドプレート２によって保持されたガイドロッド１１により摺動可能に保持されている。
両把持爪内部には、把持爪の開閉動作を行う為のシリンダが設けられ、各把持爪が動作を行うように構成し、両把持爪の動作を把持爪の下方に固定したラック６と、フレーム１の中心に旋回自在に取り付けられたピニオン５によって同期動作可能な構成となっている。
【００１９】
把持爪Ａ３に上部には、ガイドブロック１７によって摺動可能にガイドされたスライダー１２がスプリング２４によって本体中心方向へ押圧された状態で配設されている。該スライダー１２には操作プレート１３が取り付けられており、操作プレート先端部にはプッシャー１８が固定されている。該プッシャー１８は、把持爪Ａ３の内部に設けられている流体の流れを変更するための切替ブロック１４を押圧するように配置されている。
【００２０】
把持爪をワークの把持位置に停止させる為のロック機構は、ロックシリンダ７とロックピニオン８等より構成されている。ロックシリンダ７内には進退動作を行うピストン１０と該ピストン１０を把持装置中心方向へ押圧するスプリング２４が収容されている。ピストン１０先端部にはピニオンブロック２３が取り付けられ、ピニオンブロック２３上にはロックピニオン８が旋回自在な状態に取り付けられている。
【００２１】
次に本発明の把持装置の動作に付いて述べる。
圧力ポートＢ１６より流体圧の供給を行うと、流体通路を介し把持爪内に設けられたシリンダの第１圧力室１９と、ロックシリンダ７内の第３圧力室２１へ流体圧が供給され、ピストン１０を図面右方向へ動作させ、ロックピニオン８が同期機構部のピニオン５に噛合しない状態とすると共に、把持爪が本体中心方向へ動作を開始する。
【００２２】
把持爪が本体中心方向へ動作を行いワークに当接すると、把持爪Ａ３の上部に配接され、把持爪と共に動作していたスライダー１２が初めに動作を停止し、次に把持爪Ａ３の上部に取り付けられたブロックとスライダー１２が当接して把持爪が動作を停止する。
【００２３】
この時、スライダー１２に取り付けられた操作プレート１３のプッシャー１８により、把持爪内に形成した流体通路部に設けた切替ブロック１４が図面右方向へ押し込まれる。
【００２４】
切替ブロック１４が押し込まれることで、把持爪内に設けられたシリンダの第１圧力室１９とロックシリンダ７の第３圧力室２１の連通が断たれ、ロックシリンダ７への流体圧の供給が遮断される。
【００２５】
ロックシリンダ７への流体圧の供給が遮断されると、ロックシリンダ７内に収容されたピストン１０がスプリング２４によって図面左方向へ動作し、ピストン先端部に取り付けられたロックピニオン８がラック６とピニオン５からなる把持爪の同期機構部のピニオン５とラックの両方へ噛合して把持爪の開方向への動作を規制し動作を停止する。
【００２６】
圧力ポートＡ１５より流体圧の供給を行うと、流体圧が最初にロックシリンダ７内の第４圧力室２２へ供給される。ロックシリンダ７内の第４圧力室２２に流体圧が供給されると、ロックシリンダ７に収容されたピストン１０が図面右方向へ動作を行い、ピストン先端部に取り付けられたロックピニオン８と同期機構のピニオン５の噛合が解かれる事で把持爪の開方向動作のロックの解除が行われる。
【００２７】
流体圧はロックシリンダ７内の第４圧力室２２に供給後、次に把持爪内に設けられたシリンダの第２圧力室２０へ供給され、把持爪を本体中心より遠ざかる方向へ動作させ、シリンダ内部のピストン部がシリンダ内壁に当接して動作を完了する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
上記構成は、産業用ロボット等の搬送装置に装着され使用される把持装置に関するものであるが、本発明の切替機構は複雑な制御が行われている搬送ライン等の制御を簡素化し搬送ライン全体の構成を簡単なものとすることに対しても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例の把持装置の上面図
【図２】実施例の把持装置の正面図
【図３】実施例の把持装置の断面図
【図４】実施例の把持装置のロック機構部の詳細図
【図５】実施例の把持装置の切替機構部を示す図
【図６】実施例の流体の接続経路を表す略図
【符号の説明】
【００３０】
１    フレーム
２    サイドプレート
３    把持爪Ａ
４    把持爪Ｂ
５    ピニオン
６    ラック
７    ロックシリンダ
８    ロックピニオン
９    取付プレート
１０  ピストン
１１  ガイドロッド
１２  スライダー
１３  操作プレート
１４  切替ブロック
１５  圧力ポートＡ
１６  圧力ポートＢ
１７  ガイドブロック
１８  プッシャー
１９  第１圧力室
２０  第２圧力室
２１  第３圧力室
２２  第４圧力室
２３  ピニオンブロック
２４  スプリング
【図１】
2008272878.tif 000003
【図２】
2008272878.tif 000004
【図３】
2008272878.tif 000005
【図４】
2008272878.tif 000006
【図５】
2008272878.tif 000007
【図６】
2008272878.tif 000008