(57)【要約】【課題】作用部材を精度よく位置決めすることができる、ロボットアーム用ブラケットを提供する。【解決手段】ロボットアーム用ブラケット４は、ロボットアーム１の先端に固定される軸状部材６を備えている。軸状部材６は、上下方向に延びる本体部７と、本体部７の下端部からその周囲に張り出す下フランジ９とを有している。また、ロボットアーム用ブラケット４は、可動プレート１２を備えている。可動プレート１２には、挿通孔１５が形成されている。軸状部材６の本体部７が挿通孔１５に挿通されて、可動プレート１２は、下フランジ９の上方に配置されている。そして、下フランジ９の上面には、その上面から上方に突出する６つの鋼球１１が設けられている。可動プレート１２は、コイルスプリング１８により下方に弾性的に付勢されて、鋼球１１により下方から支持されている。【選択図】図２
2012096305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに作用する作用部材をロボットアームに取り付けるためのブラケットであって、
前記ロボットアームの先端に固定され、上下方向に延びる本体部および前記本体部の下端部から周囲に張り出すフランジを有する軸状部材と、
前記フランジの上面に設けられ、当該上面に対して上方に突出する少なくとも３つの突起部と、
前記軸状部材の前記本体部が挿通される挿通孔を有し、前記フランジの上方に配置されて、前記突起部により下方から支持され、前記作用部材が取り付けられる可動プレートと、
前記可動プレートを下方に弾性的に付勢する付勢部材とを含む、ロボットアーム用ブラケット。
【請求項２】
前記軸状部材の前記本体部は、筒状に形成されている、請求項１に記載のロボットアーム用ブラケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに作用する作用部材（ワークを保持するためのクランプ機構など）をロボットアームに取り付けるためのブラケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットの一種である小型多関節ロボットは、たとえば、自動車や自動車部品などの生産工場において、鋼板を溶接する溶接ロボットや機械加工の対象物を工作機械に搬入および搬出する搬送ロボットとして使用されている。
【０００３】
図４は、従来のロボットアーム用ブラケットの図解的な断面図である。
【０００４】
ロボットアーム用ブラケット１０１は、ロボットアームの先端で鉛直方向に延びる手首軸１００に固定される。ロボットアーム用ブラケット１０１は、手首軸１０３の下端に固定され、上下方向に延びる略円筒状の固定円筒部１０２と、固定円筒部１０２の下端に固定され、水平姿勢をなす略円板状の固定プレート１０３と、固定プレート１０３に下方から対向する略円板状の可動プレート１０４とを備えている。
【０００５】
固定プレート１０３の中央部には、貫通孔１０５が形成されている。固定プレート１０３の下面の周縁部には、６つの保持穴１０６が固定プレート１０３の中心まわりに等角度間隔で形成されている。各保持穴１０６には、鋼球１０７が回動自在に保持されている。
【０００６】
可動プレート１０４の上面には、各鋼球１０７と対向する位置に、断面Ｖ字状の受け穴１０８が形成されている。可動プレート１０４の中央部には、支持ボルト１０９が固定されている。支持ボルト１０９は、可動プレート１０４の上方に延び、貫通孔１０５に挿通されて、固定円筒部１０２内に突出している。そして、支持ボルト１０９の上端部と固定プレート１０３との間には、コイルスプリング１１０が圧縮状態で介裝されている。コイルスプリング１１０の弾性力により、可動プレート１０４が固定プレート１０３側に付勢され、各受け穴１０８に鋼球１０７が嵌り、可動プレート１０４が固定プレート１０３に対して位置決めされる。
【０００７】
たとえば、ワークに作用する作用部材としての溶接トーチが可動プレート１０４に取り付けられることにより、ロボットアーム用ブラケット１０１を備える産業用ロボットは、溶接ロボットとしての役割を果たす。可動プレート１０４がコイルスプリング１１０を介して固定プレート１０３に弾性的に支持されているので、たとえば、溶接トーチが移動中に他部材に接触すると、可動プレート１０４が固定プレート１０３に対して傾斜する姿勢に変位する。そのため、可動プレート１０４の変位を検出するための手段が設けられていれば、可動プレート１０４の変位の検出に応答して、溶接ロボットの動作を停止させることができ、溶接トーチが無理に移動されることによる手首軸１０３の破損などを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６２−１３１７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、溶接トーチが可動プレート１０４に取り付けられ、可動プレート１０４がコイルスプリング１１０を介して固定プレート１０３に弾性的に支持されているので、溶接トーチが所定位置まで移動されるときに、溶接トーチが可動プレート１０３とともに揺れ、溶接トーチの位置を所定位置に精度よく位置決めすることができないおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、作用部材を精度よく位置決めすることができる、ロボットアーム用ブラケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明は、ワークに作用する作用部材をロボットアームに取り付けるためのブラケットにおいて、前記ロボットアームの先端に固定され、上下方向に延びる本体部および前記本体部の下端部から周囲に張り出すフランジを有する軸状部材と、前記フランジの上面に設けられ、当該上面に対して上方に突出する少なくとも３つの突起部と、前記軸状部材の前記本体部が挿通される挿通孔を有し、前記フランジの上方に配置されて、前記突起部により下方から支持され、前記作用部材が取り付けられる可動プレートと、前記可動プレートを下方に弾性的に付勢する付勢部材とを備えることを特徴としている。
【００１２】
このロボットアーム用ブラケットは、ロボットアームの先端に固定される軸状部材を備えている。軸状部材は、上下方向に延びる本体部と、本体部の下端部からその周囲に張り出すフランジとを有している。また、ロボットアーム用ブラケットは、可動プレートを備えている。可動プレートには、挿通孔が形成されている。軸状部材の本体部が挿通孔に挿通されて、可動プレートは、フランジの上方に配置されている。そして、フランジの上面には、その上面から上方に突出する少なくとも３つの突起部が設けられている。可動プレートは、付勢部材により下方に弾性的に付勢されて、突起部により下方から支持されている。
【００１３】
これにより、可動プレートは、軸状部材のフランジに対して付勢部材の付勢力により固定されている。そのため、可動プレートに作用部材が取り付けられて、その作用部材が所定位置まで移動されるときに、作用部材が可動プレートとともに揺れることを防止でき、作用部材を所定位置に精度よく位置決めすることができる。
【００１４】
また、作用部材がその移動中に他部材に接触すると、可動プレートが付勢部材の付勢力に抗して変位する。そのため、可動プレートの変位を検出するための手段（センサ、スイッチなど）が設けられていれば、可動プレートの変位の検出に応答して、ロボットアームの動作を停止させることができ、作用部材が無理に移動されることによるロボットアームの破損などを防止できる。
【００１５】
軸状部材の本体部は、筒状に形成されていることが好適である。これにより、軸状部材の本体部内を通して、作用部材への給電のための配線などを作用部材に接続することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、可動プレートに取り付けられる作用部材を所定位置に精度よく位置決めすることができながら、その作用部材がその移動中に他部材に接触したときには、ロボットアームの動作を停止させることができ、作用部材が無理に移動されることによるロボットアームの破損などを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るロボットアーム用ブラケットおよびこれに取り付けられたクランプ機構の平面図である。
【図２】図２は、図１に示されるロボットアーム用ブラケットおよびクランプ機構の断面図であり、ワークが水平に保持された状態を示す。
【図３】図３は、図１に示されるロボットアーム用ブラケットおよびクランプ機構の断面図であり、ワークが搬送中に他部材に衝突して、ワークが傾斜した状態を示す。
【図４】図４は、従来のロボットアーム用ブラケットの図解的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るロボットアーム用ブラケットおよびこれに取り付けられたクランプ機構の平面図である。図２は、図１に示されるロボットアーム用ブラケットおよびクランプ機構の断面図であり、ワークが水平に保持された状態を示す。また、図３は、図１に示されるロボットアーム用ブラケットおよびクランプ機構の断面図であり、ワークが移動中に他部材に衝突して、ワークが傾斜した状態を示す。
【００２０】
ロボットアーム１の先端には、図２，３に示されるように、鉛直方向に延びる手首軸２が昇降可能に設けられている。手首軸２は、円筒形状の中空軸であり、その下端部には、周囲に張り出すフランジ３が形成されている。手首軸２には、ロボットアーム用ブラケット４を介して、ワークＷを保持するためのクランプ機構５が取り付けられる。
【００２１】
ロボットアーム用ブラケット４は、軸状部材６を備えている。軸状部材６は、上下方向に延びる円筒状の本体部７と、本体部７の上端部から周囲に張り出す上フランジ８と、本体部７の下端部から周囲に張り出す下フランジ９とを一体的に有している。そして、上フランジ８が手首軸２のフランジ３に固定されることにより、軸状部材６が手首軸２に取り付けられている。
【００２２】
下フランジ９の上面には、６つの保持穴１０が本体部７の周方向に等間隔を空けて（等角度間隔で）形成されている。各保持穴１０には、鋼球１１が回転可能に保持されている。鋼球１１の上半分程度の部分は、突起部として、下フランジ９の上面に対して上方に突出している。
【００２３】
下フランジ９の上方には、可動プレート１２が設けられている。可動プレート１２は、図１に示されるように、平面視略四角形状のプレート本体部１３と、プレート本体部１３の隣り合う２つの角部からプレート本体部１３の対角線の延長線上を延びる延設部１４とを一体的に有する薄板状をなしている。
【００２４】
プレート本体部１３の中央には、図２，３に示されるように、円形の挿通孔１５が形成されている。挿通孔１５には、軸状部材６の本体部７が遊びを有して挿通されている。
【００２５】
プレート本体１３の下面には、各鋼球１１と対向する位置に、下方に開放される断面五角形状（ホームベース形状）の受け穴１６が形成されている。
【００２６】
プレート本体１３の上面には、平面視で各鋼球１１と同じ位置に、断面略Ｕ字状のスプリング収容部１７が形成されている。スプリング収容部１７内には、コイルスプリング１８が収容されている。コイルスプリング１８は、その上端部が軸状部材６の上フランジ８に固定され、上フランジ８とスプリング収容部１７の底部との間に圧縮状態で介在されている。コイルスプリング１８の弾性力により、可動プレート１２が下方に付勢されて、可動プレート１２の受け穴１６の内面が鋼球１１に当接し、可動プレート１２が鋼球１１に弾性的に支持されている。
【００２７】
ワークＷの上面には、２つの位置決め穴１９が形成されている。可動プレート１２の各延設部１４の先端部には、各位置決め穴１９に対応して、位置決めピン２０が設けられている。位置決めピン２０は、延設部１４から下方に延びている。各位置決めピン２０が位置決め穴１９に嵌合することにより、可動プレート１２がワークＷに対して位置決めされる。
【００２８】
クランプ機構５は、複数の上クランプ部材２１を備えている。ワークＷには、複数の挟持部２２が形成されている。上クランプ部材２１は、各挟持部２２に対応して設けられ、可動プレート１２のプレート本体部１３に取り付けられて、プレート本体部１３から下方に延びている。
【００２９】
また、クランプ機構５は、ロータリシリンダ２３および下クランプ部材２４を備えている。ロータリシリンダ２３は、シリンダ本体２５からロッド２６が下方に延びるように、可動プレート１２のプレート本体部１３に取り付けられている。下クランプ部材２４は、ロータリシリンダ２３のロッド２６の先端部に固定されている。下クランプ部材２４は、ロッド２６の先端部からロッド２６の進退方向と直交する方向に延びる薄板状に形成されている。
【００３０】
クランプ機構５によりワークＷが保持されるときには、ロボットアーム１が動かされて、各上クランプ部材２１がワークＷの挟持部２２に対して鉛直上方に対向するように、可動プレート１２がワークＷの上方の所定位置に配置される。その後、手首軸２が下降されて、各上クランプ部材２１が挟持部２２に押し当てられる。このとき、下クランプ部材２４は、ワークＷと接触しない位置に退避されている。そして、上クランプ部材２１が挟持部２２に押し当てられると、ロータリシリンダ２３のロッド２６の回転により、下クランプ部材２４が１つの挟持部２２に下方から対向する位置に配置される。そして、ロータリシリンダ２３のロッド２６の収縮により、下クランプ部材２４が挟持部２２に押し当てられる。その結果、上クランプ部材２１および下クランプ部材２４により挟持部２２が挟持され、クランプ機構５によるワークＷの保持が達成される。
【００３１】
そして、ロボットアーム用ブラケット４には、マイクロスイッチ２７が取り付けられている。具体的には、軸状部材６の上フランジ８には、その上面から水平方向に延び、下方に屈曲する断面Ｌ字状の支持部材２８が固定されている。マイクロスイッチ２７は、図２に示されるように、可動プレート１２が水平姿勢をなす状態で、先端のアクチュエータ２９がスプリング収容部１７の外側面に対して微小な間隔を空けて対向するか、または、アクチュエータ２９がスプリング収容部１７の外側面に触れる程度に接触するように、支持部材２８における上下方向に延びる部分に支持されている。
【００３２】
たとえば、ロボットアーム１およびクランプ機構５の働きにより、工作機械で機械加工されたワークＷが別の工作機械に搬送される。ロボットアーム１の動きを制御する制御装置に対するティーチングミスなどが原因で、ワークＷまたはクランプ機構５（下クランプ部材２４）が搬送中に他部材に衝突することがある。ワークＷまたはクランプ機構５が他部材に衝突すると、その後のロボットアーム１の動きに伴って、図３に示されるように、可動プレート１２がワークＷとともに水平姿勢から傾斜姿勢に変位する。この変位により、スプリング収容部１７の外側面がマイクロスイッチ２７のアクチュエータ２９に強く押圧され、マイクロスイッチ２７がオンになる。マイクロスイッチ２７がオンになると、それに応答して、ワークＷまたはクランプ機構５が他部材に衝突したと判断され、ロボットアーム１の動作が停止される。
【００３３】
以上のように、ロボットアーム用ブラケット４は、ロボットアーム１の先端に固定される軸状部材６を備えている。軸状部材６は、上下方向に延びる本体部７と、本体部７の下端部からその周囲に張り出す下フランジ９とを有している。また、ロボットアーム用ブラケット４は、可動プレート１２を備えている。可動プレート１２には、挿通孔１５が形成されている。軸状部材６の本体部７が挿通孔１５に挿通されて、可動プレート１２は、下フランジ９の上方に配置されている。そして、下フランジ９の上面には、その上面から上方に突出する６つの鋼球１１が設けられている。可動プレート１２は、コイルスプリング１８により下方に弾性的に付勢されて、鋼球１１により下方から支持されている。
【００３４】
これにより、可動プレートは、軸状部材６の下フランジ９に対してコイルスプリング１８の付勢力により弾性的に固定されている。そのため、可動プレート１２にクランプ機構５が取り付けられて、そのクランプ機構５がワークＷの上方の所定位置まで移動されるときに、クランプ機構５が可動プレート１２とともに揺れることを防止でき、クランプ機構５を所定位置に精度よく位置決めすることができる。
【００３５】
また、可動プレート１２の変位によりマイクロスイッチ２７がオンになると、これに応答して、ワークＷまたはクランプ機構５が他部材に衝突したと判断されて、ロボットアーム１の動作が停止される。これにより、ワークＷまたはクランプ機構５が他部材に衝突した後にロボットアーム１が無理に動かされることによる手首軸２などの破損を防止できる。
【００３６】
軸状部材６の本体部７は、円筒状に形成されている。また、手首軸２は、円筒形状の中空軸である。これにより、ロータリシリンダ２３への給電のための配線を、手首軸２および軸状部材６の本体部７内を通し、本体部７から下方に引き出して、ロータリシリンダ２３に接続することができる。よって、ロータリシリンダ２３への配線の引き回しが容易である。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、この実施形態には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ロボットアーム
４    ロボットアーム用ブラケット
５    クランプ機構（作用部材）
６    軸状部材
７    本体部
９    下フランジ（フランジ）
１１  鋼球（突起部）
１２  可動プレート
１５  挿通孔
１８  コイルスプリング（付勢部材）
２０  位置決めピン（作用部材）
２１  上クランプ部材（作用部材）
２３  ロータリシリンダ（作用部材）
２４  下クランプ部材（作用部材）
【図１】
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【図２】
2012096305.tif 000004
【図３】
2012096305.tif 000005
【図４】
2012096305.tif 000006