(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動部材に取り付けられ、ワークを把持するワーク把持装置であって、
ピストンを直線方向に往復動自在に収容するシリンダ孔が形成されるとともに前記ピストンにピストンロッドを介して連結されて直線方向に往復動自在にカム部材が組み込まれる収容室が形成された装置本体と、
前記シリンダ孔に連通させて前記装置本体に形成され、前記ピストンに空気圧を供給するポートと、
前記カム部材の表面の連結面に平行なガイド面に沿って相互に接近離反移動自在に前記装置本体に設けられるとともに、前記カム部材の往復動方向に対して直角方向の２つの摺動部材と、
前記カム部材の往復動方向に対して相互に逆向きに傾斜して前記カム部材に形成された２つのカム溝と、
前記それぞれの摺動部材に取り付けられ、前記装置本体に形成された長孔を貫通してそれぞれ前記カム溝に係合する係合ピンと、
前記２つのカム溝の一方は一方の前記摺動部材が所定のストロークだけ接近移動した後には、当該一方の摺動部材の接近移動を停止させる移動停止部とを有し、
前記カム部材の前記連結面に垂直な方向の延長上で前記それぞれの摺動部材を開閉動作させるようにしたことを特徴とするワーク把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワークを把持するためのワーク把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
搬送ロボットや搬送装置を用いてワークつまり被加工物を搬送する場合には、ロボットアームや搬送装置の往復動部材にワーク把持装置を取り付け、このワーク把持装置によってワークを掴むようにしている。
【０００３】
ワークを掴むためつまり把持するためのワーク把持装置は、ワークの両側から把持動作を行う２つの爪部材つまりフィンガーを有しており、ロボットアームなどの往復動部材によってワークの把持位置と把持したワークを所定の位置で開放する開放位置との間を移動することになるので、それぞれの位置においてワーク精度良く位置決めする必要がある。また、小型の電子部品をワークとしてこれを把持するためのワーク把持装置にあっては、把持装置自体を小型化する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
空気圧によって２つの爪部材を開閉移動するようにしたワーク把持装置にあっては、それぞれの爪部材を相互に径が相違する別々のピストンによって開閉動作させることにより一方の爪部材をワークに対する基準位置とし、他方の爪部材をワークに押し付け力を加えるようにしたタイプのものがあるが、ワーク把持装置に２つのピストンを組み込むことは装置の大型化を招来させることになる。
【０００５】
また、空気圧などを駆動源とする往復動ロッドの直線方向運動を爪部材の開閉運動に変換するために、それぞれの爪部材を往復動ロッドの延長線上に設けるようにしたタイプのものが開発されているが、このタイプのワーク把持装置にあっては、装置の全長が長くなるので、ロボットアームなどの往復動部材も大型化させなければならず、小型の電子部品をワークとする場合には好ましくない。
【０００６】
ワーク把持装置が大型化すると、把持装置の慣性も大きくなるので、迅速にワークの搬送を行うために、高速で把持装置を移動させることが困難となる。
【０００７】
本発明の目的は、ワーク把持装置を小型化し得るようにすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、駆動源を１つとして２つの爪部材を開閉動作させるとともに、２つの爪部材の開閉動作を異なったタイミングで作動させるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のワーク把持装置は、往復動部材に取り付けられ、ワークを把持するワーク把持装置であって、ピストンを直線方向に往復動自在に収容するシリンダ孔が形成されるとともに前記ピストンにピストンロッドを介して連結されて直線方向に往復動自在にカム部材が組み込まれる収容室が形成された装置本体と、前記シリンダ孔に連通させて前記装置本体に形成され、前記ピストンに空気圧を供給するポートと、前記カム部材の表面の連結面に平行なガイド面に沿って相互に接近離反移動自在に前記装置本体に設けられるとともに、前記カム部材の往復動方向に対して直角方向の２つの摺動部材と、前記カム部材の往復動方向に対して相互に逆向きに傾斜して前記カム部材に形成された２つのカム溝と、前記それぞれの摺動部材に取り付けられ、前記装置本体に形成された長孔を貫通してそれぞれ前記カム溝に係合する係合ピンと、前記２つのカム溝の一方は一方の前記摺動部材が所定のストロークだけ接近移動した後には、当該一方の摺動部材の接近移動を停止させる移動停止部とを有し、前記カム部材の前記連結面に垂直な方向の延長上で前記それぞれの摺動部材を開閉動作させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のワーク把持装置は、前記カム部材が前記装置本体に形成されたポートから供給される空気圧により駆動される。
【００１２】
【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詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態であるワーク把持装置を示す斜視図であり、図２図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は図２におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見た背面図であり、図４は図２におけるＣ−Ｃ線に沿う方向から見た底面図である。
【００１４】
このワーク把持装置の装置本体１０は図１において二点鎖線で示す往復動部材１１に取り付けられるようになっている。ワーク把持装置がロボットにより往復動する際には往復動部材１１はロボットアームとなり、１軸方向あるいは２軸方向に往復動する搬送装置にワーク把持装置が搭載されるときには、往復動部材１１は搬送装置により駆動される部材となる。
【００１５】
装置本体１０は図１に示すように全体的にほぼ直方体形状の金属製のブロックにより形成されており、図２に示すように、装置本体１０の内部に形成されたシリンダ孔１２にはピストン１３が往復動自在に装着され、このピストン１３にはピストンロッド１４が取り付けられている。
【００１６】
シリンダ孔１２の端部にはスナップリング１５によりエンドキャップ１６が固定されており、シリンダ孔１２のうちピストン１３の前方側は後退用空気圧室１７ａとなり、後方側は前進用空気圧室１７ｂとなっている。装置本体１０の前面側には後退用空気圧室１７ａに連通する給排ポート１８ａと、前進用空気圧室１７ｂに連通する給排ポート１８ｂとが形成されており、それぞれの給排ポートは電磁弁を介して空気圧源と排気ポートとに切り換えられて連通するようになっている。図示するピストン１３は複動型となっており、前進移動と後退移動がともに空気圧により駆動されるようになっているが、単動型として後退移動を空気圧により移動し、前進移動をばね力によって駆動するようにしても良い。
【００１７】
ピストン１３にはマグネット１９が装着されており、装置本体１０に形成されたセンサ取付溝２１には、マグネットの磁力に感応するセンサが取り付けられるようになっている。このセンサによってピストン１３が前進限位置となったこと、および後退限位置となったことのいずれかあるいは両方を検出することができるようになっている。
【００１８】
装置本体１０の背面側に形成された収容室２２内にはカム部材２３が配置され、このカム部材２３はピストンロッド１４の先端部に取り付けられている。これにより、カム部材２３は直線方向に往復動自在となって装置本体１０内に組み込まれている。
【００１９】
装置本体１０の正面側に形成された段部には、ピストンロッド１４の往復動方向に対して直角方向にガイドレール２４がねじ部材２５により取り付けられている。このガイドレール２４は、図２に示すように、カム部材２３の表面つまり連結面２３ａに平行となったガイド面２４ａを有している。
【００２０】
ガイドレール２４には第１と第２の２つの摺動部材２６，２７が相互に接近離反移動自在に設けられており、それぞれの摺動部材２６，２７はピストンロッド１４の往復動方向つまりカム部材２３の往復動方向に対して直角の方向であって、連結面２３ａに平行となったガイド面２４ａに沿って開閉移動つまり接近離反移動することになる。
【００２１】
図５（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図２におけるＤ−Ｄ線に沿う方向の断面図であり、図６（Ａ）はカム部材２３が図５（Ａ）の位置となったときにおける摺動部材２６，２７の位置を示す装置本体１０の正面図であり、図６（Ｂ）はカム部材２３が図５（Ｂ）の位置となったときにおける摺動部材２６，２７の位置を示す装置本体１０の正面図である。
【００２２】
これらの図に示すように、それぞれの摺動部材２６，２７には係合ピン２８，２９が取り付けられ、それぞれの係合ピンはガイドレール２４および装置本体１０に形成された図示しない長孔を貫通し、収容室２２内に突出している。
【００２３】
それぞれの係合ピン２８，２９は、カム部材２３に形成されたカム溝３１，３２にそれぞれ係合しており、それぞれのカム溝３１，３２は全体的にカム部材２３の往復動方向に対して相互に逆向きに傾斜している。つまり、それぞれのカム溝３１，３２の先端側が相互に接近し、後端側が相互に離反するように傾斜している。
【００２４】
このように傾斜しているので、図５（Ａ）に示すように、カム部材２３が前進限位置のときには、２つの摺動部材２６，２７は図６（Ａ）に示すように相互に最も離反した状態となり、図５（Ｂ）に示すように、カム部材２３が後退限位置となると、２つの摺動部材２６，２７は図６（Ｂ）に示すように相互に最も接近した状態となる。離反した時の摺動部材２６，２７の間の距離は、図６（Ａ）において符号Ｐ1 で示され、接近した時の距離は、図６（Ｂ）において符号Ｐ2 で示されている。
【００２５】
２つのカム溝３１，３２のうち、一方のカム溝３１は後端部３１ａが傾斜し、先端部側はカム部材２３の往復動方向と平行となった移動停止部３１ｂとなっている。したがって、図５（Ａ）に示すように、カム部材２３が前進限位置となっている状態からほぼ中間の位置まで後退移動すると、図６（Ａ）に示すように、２つの摺動部材２６，２７は所定のストロークＳ1 だけ同期して接近移動する。このときには、係合ピン２８はカム溝３１の移動停止部３１ｂの位置となる。
【００２６】
カム部材２３が中間位置から図５（Ｂ）に示す後退限位置まで移動するときには、カム部材２３の移動は、係合ピン２８が移動停止部３１ｂの位置となっているので、摺動部材２６には伝達されず、カム溝３２に対応した摺動部材２７のみが接近移動する。したがって、摺動部材２７の接近移動ストロークは図６（Ｂ）において符号Ｓ2 で示されている。両方の摺動部材２６，２７か最接近したときには、両方の摺動部材の間は距離Ｐ2 となる。
【００２７】
それぞれの摺動部材２６，２７には、図１および図４において二点鎖線で示すように、フィンガーつまり爪部材３３，３４が取り付けられるようになっており、摺動部材２６，２７の往復動つまり開閉移動によって爪部材３３，３４が開閉動作し、ワークＷの把持と把持の解除とが行われることになる。それぞれの爪部材３３，３４は、摺動部材２６，２７から突出する係合ピン２８，２９の先端突出部２８ａ，２９ａに嵌合しており、爪部材３３，３４は摺動部材２６，２７に形成された雌ねじにねじ結合されるねじ部材によって摺動部材２６，２７に取り付けられるようになっている。
【００２８】
したがって、ロボットアームなどによりワーク把持装置をワーク把持位置に移動させてワークＷを把持する際には、爪部材３３，３４が図６（Ａ）に示すように相互に離反した状態となるように、ピストン１３を前進限位置に設定する。このときには、図５（Ａ）に示すようにカム部材２３は前進限位置となる。この状態のもとで、ワークＷを両側から挟むように両方の爪部材３３，３４を位置させる。次いで、給排ポート１８ｂから圧縮空気を供給することによりピストン１３を後退移動させると、両方の爪部材３３，３４は中間位置のストロークでは同期して接近移動し、ワークＷの一方面に一方の爪部材３３が接触することにより、ワークＷのワーク把持装置に対する位置決めがなされる。
【００２９】
引き続くピストン１３の後退移動に際しては、他方の爪部材３４のみが接近移動して、爪部材３４がワークＷの他方面に接触して、ワークＷは両方の爪部材３３，３４に把持される。このときに、ワークＷの寸法誤差は爪部材３４の移動距離によって吸収することができる。
【００３０】
把持されたワークＷはロボットアームなどによりワークの開放位置にまで搬送されることになるが、このときの開放位置は、一方の爪部材３３の前進限位置を位置決めの基準位置として設定することができるので、その位置を高精度に設定することができる。つまり、両方の爪部材３３，３４を最接近位置まで同期させて前進移動させるようにすると、ワークＷの寸法誤差によって両方の爪部材３３，３４の前進限位置は相違することになるが、一方の爪部材３３を所定のストロークＳ1 だけ前進移動させ、停止させた状態のもとで他方の爪部材３４のみを前進移動させることによって、ワークＷに寸法誤差が存在していても、一方の爪部材３３を位置決めの基準位置とすることによって容易に高精度で位置決めを行うことができる。
【００３１】
図示するワーク把持装置にあっては、ピストン１３にピストンロッド１４を介してピストン１３の前方に連結されたカム部材２３により作動する２つの摺動部材２６，２７は、ピストン１３の延長線上配置されることなく、カム部材２３の連結面２３ａに垂直な方向の延長線上に配置されているので、摺動部材２６，２７はカム部材２３の連結面２３ａに平行となって配置されることになり、装置本体１０の長さ寸法、つまり図２における上下方向の寸法を短くすることができ、装置本体１０を小型化することができる。
【００３２】
図７（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態であるワーク把持装置における図５と同様の部分を示す断面図である。図７（Ａ）は、前述したように、カム部材２３が前進限位置となっているときに２つの摺動部材２６，２７が最接近した状態となるようにカム溝３１，３２をカム部材２３に形成しており、この場合にはカム溝３１，３２はそれぞれ全体的に傾斜しており、ストレートとなっている。この場合には、２つの摺動部材２６，２７は全ての開閉ストロークに渡って同期して開閉することになる。
【００３３】
図７（Ｂ）に示すカム溝３１，３２は、カム部材２３が前進限位置となっているときに２つの摺動部材２６，２７が最も離れた状態となるように形成されており、さらに、一方のカム溝３１の傾斜角度がα1 であり、他方のカム溝３２の傾斜角度がα2 であり、これらの傾斜角度は相互に相違している。この場合には、摺動部材２６，２７の開閉速度が相違することになるとともに、同期して開閉することになる。
【００３４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３５】
たとえば、図示する場合にはカム部材２３が前進限位置となっているときに２つの摺動部材２６，２７が離れた状態となり、カム部材２３が後退限位置となったときに摺動部材２６，２７が最接近した状態となるようにしているが、カム溝３１，３２の向きをそれぞれ逆転させて、カム部材２３が後退限位置となっているときに２つの摺動部材２６，２７が離れた状態となり、前進限位置となったときに最接近した状態となるようにしても良い。また、図示する場合には空気圧によって駆動されるピストン１３によりカム部材２３を駆動するようにしているが、電動モータにより直接カム部材を駆動するようにしたり、ピストンあるいは電動モータにより往復動する部材をリンク機構などを介して駆動するようにしても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、摺動部材はカム部材の連結面に平行となって配置されており、カム部材の連結面に垂直な方向の延長線上でそれぞれの摺動部材を開閉動作させるようにしたので、ワーク把持装置を小型化することが可能となる。
【００３７】
２つの摺動部材の一方は所定量だけ接近移動した後にはその摺動部材は静止した状態を保持し、他方の摺動部材のみが接近移動するので、一方の摺動部材の前進限位置を基準としてワークの位置決めを行うことができ、ワークの位置決めを高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるワーク把持装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見た背面図である。
【図４】図２におけるＣ−Ｃ線に沿う方向から見た底面図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図２におけるＤ−Ｄ線に沿う方向から見た断面図であり、（Ａ）はカム部材が前進限位置となった状態を示し、（Ｂ）はカム部材が後退限位置となった状態を示す。
【図６】（Ａ）は図５（Ａ）の状態における摺動部材の位置を示す正面図であり、（Ｂ）は図５（Ｂ）の状態における摺動部材の位置を示す正面図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態における図５と同様の部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１０      装置本体
１１      往復動部材
１３      ピストン
１４      ピストンロッド
１７ａ    後退用空気圧室
１７ｂ    前進用空気圧室
１９      マグネット
２３      カム部材
２３ａ    連結面
２４      ガイドレール
２６，２７  摺動部材
２８，２９  係合ピン
３１，３２  カム溝
３３，３４  爪部材
Ｗ        ワーク
【図１】
0004230086.tif 000002
【図２】
0004230086.tif 000003
【図３】
0004230086.tif 000004
【図４】
0004230086.tif 000005
【図５】
0004230086.tif 000006
【図６】
0004230086.tif 000007
【図７】
0004230086.tif 000008