(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ロボットアーム先端に取り付けられ、旋盤等の工作機械にワークの給排出を行うダブルチャックユニットに関するものであり、旋回端での位置決め精度が高く、旋回時間が短く、コンパクトなダブルチャックユニットを提供する。【解決手段】駆動源に数値制御可能なモータを使用し旋回位置変換機構に複リードウォームギヤを使用したダブルチャックユニットとする。さらに、旋回位置変換機構に複リードウォームギヤのウォーム５が旋回軸２に対して直交する方向にスライドするスライド調整機構を設けることにより、ガタのないダブルチャックユニットとする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームの先端に取り付けられた工作物等を把持する第１クランプと、第１クランプに直交するように配設された第２クランプの２箇所のクランプ部と、第１クランプと第２クランプの位置の入れ換えを行う旋回位置変換機構より構成されるダブルチャックユニットにおいて、駆動源に数値制御可能なモータを使用するとともに旋回位置変換機構が複リードウォームギヤであることを特長とするダブルチャックユニット。
【請求項２】
旋回位置変換機構において複リードウォームギヤのウォームが回転軸に対して直交する方向にスライドするとともにスライド調整機構を設けたことを特長とする請求項１記載のダブルチャックユニット。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する分野】
本発明は、ロボットアーム先端に取り付けられ、旋盤等の工作機械にワークの給排出を行うダブルチャックユニットに関するものである。
【従来の技術】
従来方式の旋回部に複数のチャックを有し、該チャックにより加工機へワークの給排出を行うチャックユニットとして、実開昭５９−５２８９号公報に記載されたような方式のものが知られている。
前記方式のダブルチャックユニットの場合、チャックの駆動源であるエアーを供給する為の配管や、開閉確認センサの配線を旋回軸回りを回転させなければならず、旋回中の他の装置との干渉や、断線が問題となっていた。
前記問題の対策として旋回軸を中空構造とし、エアー配管や配線を通す方法がとられているが、その場合、旋回の駆動源と旋回軸を同一軸上に配置することが出来ない為、図６に示すようにかさ歯車や平歯車の組み合わせにより構成する旋回位置変換機構を介し駆動力を旋回軸に伝達する方法がとられている。
しかしながら、前記したような歯車の組み合わせにより構成される旋回位置変換機構を使用したダブルチャックユニットの場合、歯車間にはバックラッシが設けられている為、バックラッシにより生じるガタがチャックの位置ではさらに大きくなるため、旋回端での位置決め精度が低く、ワークの受け渡しミスが発生する場合が有る。
エアーシリンダ駆動のダブルチャックユニットでは位置決め精度を良くするため、ストッパーで当て止めを行いバックラッシを防止する方法がとられているが、当て止めにすることで旋回端で衝撃が発生し、振動を伴うので振動がおさまるまでワークの受け渡しを行うことができない。
振動を吸収するための方策としてエアーの絞りを入れたりアブソーバを入れる方法が一般的であるが、衝撃を吸収しきれないとともに、旋回時間が長くなってしまう等の問題がある。
他にバックラッシを防止する方法として特開平６−２３５４４３号公報のように、かさ歯車を互いに押しつける構成にすることでバックラッシを無くす方式のものなど様々な方式が公知であり使用されているが、ダブルチャックユニットにバックラッシレス機構を組み込むことにより、ユニットの大型化や旋回抵抗が増大するなどの問題がある。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、旋回端での位置決め精度が高く、旋回時間の短く、コンパクトなダブルチャックユニットを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、前記した課題を解決するための手段として、ロボットアームの先端に取り付けられた工作物等を把持する第１クランプと、第１クランプに直交するように配設された第２クランプの２箇所のクランプ部と、第１クランプと第２クランプの位置の入れ換えを行う旋回位置変換機構より構成されるダブルチャックユニットにおいて、駆動源に数値制御可能なモータを使用するとともに旋回位置変換機構を複リードウォームギヤで構成するものである。
数値制御可能なモーターを使用することで旋回速度の調整が可能となり、特に加減速を調整することにより旋回端での衝撃や振動を抑えることができる。
さらに、複リードウォームギヤはウォームの右歯面リードと左歯面リードに差を付けて製作しているのでそのリード差分歯厚が連続的に変化する波形形状となっており、ウォームとホイールを組立距離一定でセットして、ウォームを軸方向に移動するとかみ合い部のウォームの歯厚が変化し、バックラッシの調整が可能になる。
つまりウォームとホイールのガタを無くすことができるので回転軸に取り付けられたチャックの位置決め精度も良くなる。
また、複リードウォームギヤにする事でウォームとホイールが減速機の役目を果たしており、ホイールが一回転するためにはウォームが数十回転しなければならず、ウォームの固定されている駆動軸の回転精度はウォームが固定されている回転軸に対しては数十分の一しか影響しない。よって、かさ歯車や平歯車などのように比率が同じ、又は比率の小さなものよりも位置精度が良くなる。
さらに、旋回位置変換機構において複リードウォームギヤのウォームが回転軸に対して直交する方向にスライドするとともにスライド調整機構を設けることにより、初期組付けだけでなく使用していくうえで摩耗により大きくなったガタを、スライド調整機構によりウォームをスライドさせて歯当たり位置を調整する事により、再度ガタのないダブルチャックユニットとする事ができる。
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施例のダブルチャックユニットは、ロボットアーム１３に取り付けた駆動部と旋回位置変換機構を収容したボディ１と、二つのチャックが取り付けられた旋回を行う旋回ブロック３より構成されている。
本実施例のダブルチャックユニットは、旋回駆動部であるモーター１４がロボットアーム１３に取り付けられる。ロボットアーム１３に取り付けられたモーター１４の出力軸にはプーリーが取り付けられている。
ボディ１には駆動軸４と、駆動軸４に対し直交する向きに配設される旋回軸２が配置されている。
駆動軸４は、一端をボディ１より突出した状態で軸受け１０によって回動自在に保持され、該突出部にはプーリー１１が固定され、モーター１４の出力軸に取り付けられたプーリーとベルト１２によって連結されている。
モーター１４の出力軸と連結され回動を行う駆動軸４にはウォーム５が形成され、ウォーム５は旋回軸４に取り付けられたホイール６と噛合する状態で取り付けられ、旋回位置変換機構を構成している。
旋回位置変換機構を介し回転を行う旋回軸２は、一端がボディ１より突出した状態で回転するように構成されており、該突出部には９０度方向を変更して水平方向又は垂直方向に位置変更できるように二つのチャックが取り付けられた旋回ブロック３がネジ止めされている。
旋回位置変換機構のウォーム５はウォームの右歯面リードと左歯面リードに差を付けてリード差分歯厚が連続的に変化する波形形状となっており、ウォーム５とホイール６は組立距離一定で組み付けられ、ウォーム５を軸方向に移動するとかみ合い部のウォーム５の歯厚が変化し、バックラッシの調整が可能になる複リードウォームギヤを構成している。
また、ウォーム５はボディ１にスライド可能に組み付けられ、ボディ１と旋回軸２はスライド調整機構を介してスライド方向に調整可能に組み付けられている。
スライド調整機構は、ボディ１に組み付けられた調整ブロック７と、調整ブロック７に回転可能に挿入された調整ネジ１５と、調整ネジ１５の回転によりスライドするスライドベース１６よりなり、スライドベース１６には駆動軸４が回転可能に取り付けられている。
本実施例ではモーター１４をロボットアーム１３の上部に取り付けられているが、ボディ１に直接取り付けても良い。
次に上記のように構成されたダブルチャックユニットの動作を説明する。
ロボットアーム１３に取り付けられたモーター１４を回転させるとプーリーとベルト１２を介し駆動軸４が回転を開始する。駆動軸４が回転を行うことによって、駆動軸４に取り付けられたウォーム５と、旋回軸２に取り付けられたホイール６により構成された旋回位置変換機構を介し、旋回軸２と旋回軸２に取り付けられた旋回ブロック３が回転を開始する。旋回軸２の回転はロボットアーム１３に取り付けられた数値制御可能なモーター１４により制御され、１８０度回転を行った状態で回転を停止する。
次にスライド調整機構の調整方法について説明を行う。スライド調整機構はスライドベース１６を固定している固定ネジをゆるめて調整ネジ１５を回転させることによりスライドベース１６はボディ１に対してスライドを行う。
スライドベース１６にはウォーム５が回転可能に取り付けられているのでスライドベース１６をスライドさせることによりウォーム５がボディ１に対してスライドを行う。
ウォーム５は右歯面リードと左歯面リードに差を付けてリード差分歯厚が連続的に変化する波形形状となっているのでウォーム５を軸方向にスライドするとかみ合い部のウォームの歯厚が変化し、ウォーム５とホイール６のスキマを調整することができ、バックラッシの調整が可能である。
【発明の効果】
本発明のダブルチャックユニットは、数値制御可能なモーターを使用することにより位置制御が可能となるため、位置決め精度が良くなるとともに、速度制御が可能であるため旋回速度、及び旋回端での加減速を制御することにより衝撃が無くなり、それに伴い振動の発生を抑えることができる。
また、複リードウォームギヤが減速機の役目を果たしているため、駆動軸の回転精度が回転軸に対しては数十分の一しか影響しないため、位置精度が良い。
さらに、複リードウォームギヤでスキマ調整を行うことにより旋回軸と駆動軸のガタが無くなり、旋回軸に取り付けられているチャック部でのガタも無くなるため、ワークの受け渡しが精度良く行うことができる。
スライド調整機構は、本来必要な駆動軸の固定ユニットをスライドベースとして使用し、調整ブロックと調整ネジを簡単な構造で取り付けて構成しているため、他のバックラッシレス機構を組み込むよりコンパクトに構成することができる。
駆動軸と旋回軸は垂直かつ偏芯した位置に配置されるため、旋回軸を中空にしてチャックの配線配管を通すことができ、他の装置との干渉や断線がおきにくくすることができる。
また、スライド調整機構を設けたことで初期組付けだけでなく、動かしを行うことで発生する摩耗による複リードウォームギアのガタを簡単に調整することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の正面図
【図２】本実施例の側面図
【図３】本実施例の回転方向変換部の断面図
【図４】駆動軸部の断面図
【図５】ダブルチャックユニットの使用状態を示す図面
【図６】従来例を示す図面
【符号の説明】
１ボディ
２旋回軸
３旋回ブロック
４駆動軸
５ウォーム
６ホイール
７調整ブロック
８第１クランプ
９第２クランプ
１０軸受け
１１プーリー
１２ベルト
１３ロボットアーム
１４モーター
１５調整ネジ
１６スライドベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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