(57)【要約】【課題】ロボットハンドに備えられ、複数の爪部でワークを把持するワーク把持装置に関し、ワークの径の変化に合わせて把持部材を移動させて、ワークの多様な大きさに対応できるワーク把持装置を提供すること。【解決手段】シリンダーの駆動によりシリンダー軸心の上下方向へ往復移動可能に設けられた筒体と、前記シリンダーの軸心と同心に設けられ前記筒体の軸心方向の移動をガイドする案内軸と、前記本体の外方に設けられ爪部の一部を回転可能に支持するブラケット部材と、前記爪部と筒体を夫々回転可能に連結するリンク部材を備え、前記爪部がブラケット部材との支持部位を回転中心として回転移動しワークを把持する。【選択図】図１
2009297886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持する複数の爪部を有し、シリンダーの軸方向の往復移動によって前記爪部を開閉させてワークを把持するワーク把持装置において、前記爪部を支持する本体と、該本体に設けられたシリンダーの駆動によりシリンダー軸心の上下方向へ往復移動可能に設けられた筒体と、前記シリンダーの軸心と同心に設けられ前記筒体の軸心方向の移動をガイドする案内軸と、前記本体の外方に設けられ爪部の一部を回転可能に支持するブラケット部材と、前記爪部と筒体を夫々回転可能に連結するリンク部材を備え、前記爪部がブラケット部材との支持部位を回転中心として回転移動しワークを把持することを特徴とするワーク把持装置。
【請求項２】
前記シリンダーが電動シリンダーであって、前記案内軸がシリンダーの回転軸として構成され、前記筒体が案内軸とボールネジで螺合されており案内軸の回転により筒体が往復移動することを特徴とする請求項１に記載のワーク把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドに備えられ、複数の爪部でワークを把持するワーク把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用のロボットハンドに備えられ、ロボットハンドがワークを運ぶ際にワークを把持するワーク把持装置として、例えば、引用文献１に記載の装置が従来より知られている。
このワーク把持装置は、他関節ロボットハンドの先端部位に取り付けられ、ワークを把持するための装置である。
このワーク把持装置は、ワークを把持する爪部を有し、ワーク着脱のために縮径状態と拡径状態に切替可能に構成されている。
このワーク把持装置は、爪部を支持する軸部材と、この軸部材に設けられ軸心方向へ伸縮可能なシリンダーと、前記軸部材の先端側部分に移動可能に外嵌され且つシリンダーと一体的に移動する筒体と、前記筒体と複数の爪部を夫々連結する複数の平行リンク機構を備えている。
【０００３】
このワーク把持装置がワークを把持する際には、シリンダーの上方向への短縮により筒体が上方向へ移動し、複数の平行リンク機構のリンク部材を傾動させて、爪部がワークの内方側へ平行移動し、縮径状態となる。すると、複数の爪部でワークの外周部を把持できる。
逆にワーク把持状態を解除する際には、シリンダーを下方向へ伸長させて筒体を下方向へ移動させ、複数の平行リンク機構のリンク部材の傾斜が小さくなるように傾動させて、爪部をワーク外方へ平行移動させて、拡径状態とする。
【特許文献１】特開２００１−３２２０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記のワーク把持装置は、シリンダーの駆動により平行リンク機構の作用によりワークを把持する爪部が外方から内方へ向けて平行移動することで、ワークを外方から内方へ向けて把持する構造になされている。
そのため、爪部が平行移動する構成のワーク把持装置は、爪の移動範囲つまりは爪の開きを大きく確保することが難しく、大きさに違いのないワークしか把持することができない。
このようなワーク把持装置では、多種多用な大きさのワークに対して１台では対応できず、ワークの把持を行なうことができない。
したがって、本発明は、ワークの径の変化に合わせて把持部材を移動させて、ワークの多様な大きさに対応できるワーク把持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するため、本発明は、ワークを把持する複数の爪部を有し、シリンダーの軸方向の往復移動によって前記爪部を開閉させてワークを把持するワーク把持装置において、前記爪部を支持する本体と、該本体に設けられたシリンダーの駆動によりシリンダー軸心の前後方向へ往復移動可能に設けられた筒体と、前記シリンダーの軸心と同心に設けられ前記筒体の軸心方向の移動をガイドする案内軸と、前記本体の外方に設けられ爪部の一部を回転可能に支持するブラケット部材と、前記爪部と筒体を夫々回転可能に連結するリンク部材を備え、前記爪部がブラケット部材との支持部位を回転中心として回転移動しワークを把持することを特徴とする。
【０００６】
また、前記シリンダーが電動シリンダーであって、前記案内軸がシリンダーの回転軸として構成され、前記筒体が案内軸とボールネジで螺合されており、案内軸の回転により筒体が往復移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ワークを把持する爪部の開度が大きくできるので、ワークの径が変更しても、把持装置の交換を行なうことなく多種多様な大きさのワークに対応できる。
また、爪部が回転移動によりワークの把持を行なうので、ワークを下方から上方へ向けて把持でき、把持力を確実にワークへ作用させて強力な把持力でワークを掴むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の実施例について図を用いて説明する。
図１〜３は本発明のワーク把持装置の実施例の断面図を示す。
図１はワークを把持する爪部を開いた状態の断面図である。図２は、爪部を閉じてワークを把持した状態の断面図である。図３は２点鎖線で開いた爪部を示し、実線で完全に閉じた状態を示しており、本発明のワーク把持装置の把持可能範囲を示した断面図である。
【０００９】
図１で示すように、本発明のワーク把持装置は各機構部位を内包する本体１と、ワーク１２を把持する爪部３と、本体１に支持されるシリンダー２と、シリンダー２の駆動によりシリンダー２の軸心方向に往復動する筒体４と、筒体４の往復動をガイドする軸心方向に設けられた案内軸５と、筒体４の往復動を爪部３の回転運動に変換するリンク部材８を有する。
ワーク把持部分は周方向１２０°間隔おきに配置されて３つの爪部３から構成されている。
【００１０】
本体１は内部に機構部分を収容するように空洞部を有して形成されている。本体１の内部上方にはシリンダー２が組み込まれており、本実施例においてシリンダー２は電動シリンダー１１が用いられている。
電動シリンダー１１はモーター部を本体１の内部へ固着されて取り付けられ、モーター部の動力により回転部位である回転シャフトが案内軸５として回転可能に本体の下方部位へベアリング９を介して接続されている。
案内軸５の外周には筒体４が外嵌されており、筒体４は案内軸５とボールネジ１５で螺合されて設けられている。電動シリンダー１１の駆動により案内軸５が回転することで、案内軸５とボールネジ１１で螺合している筒体４は軸心方向へ往復動するようになされている。
この筒体４の外周には３つの連結部位７が周方向１２０°間隔おきに固着されており、連結部位７は各々移動ピン１９を介してリンク部材８と連結されている。
【００１１】
本体１の外周外方には爪部３を支持するブラケット部材６が周方向１２０°間隔おきに備えられており、ブラケット部材６は支点ピン１８を介して爪部３を回転自在に支持している。
ブラケット部材６に回転自在に支持される爪部３は一端側に本体のブラケット部材６と連結する固定連結部１３と、リンク部材８と連結する自由連結部１４を有し、一方の他端側にはワーク１２をつかむワーク把持部１０を有して構成されている。
この爪部３の固定連結部１３と自由連結部１４は各々ブラケット部材６とリンク部材８へ回転自在に連結されている。
リンク部材８は筒体４に備えられた連結部位７と、爪部３の自由連結部１４とを連結するように設けられている。リンク部材８と筒体４の連結部位７は移動ピン１９を介して回転自在に連結されており、さらにリンク部材８と爪部３の自由連結部１４は自由ピン２０を介して回転自在に連結されている。
前記の構成によって、シリンダー２の駆動による案内軸５の回転動作により、筒体４が軸心方向へ往復移動することで爪部３が回転移動するように設けられている。
【００１２】
次に本発明のワーク把持装置の動作について図面を示して説明する。
図１にはワーク把持装置の爪部３が開いた状態を示し、図２には爪部３が閉じてワーク１２の外周部を把持している状態を示している。
図１に示すように爪部３が開いた状態からワーク１２を把持する際には、駆動源である電動シリンダー２が作動し、回転シャフトである案内軸５が回転する。案内軸５が回転することにより、案内軸５の外周へボールネジ１５で螺合している筒体４が軸心方向の図１における上方向へ移動される。
【００１３】
図２に示すように筒体４が軸心方向の上方へ移動すると、筒体４の外周に備えられた連結部位７に移動ピン１９を介して回転自在に連結されるリンク部材８の一端側が上方へ引き上げられる。
リンク部材８の他端側に自由ピン２０を介して連結される爪部３の自由連結部１４は、リンク部材８の上方への移動に伴い同様に上方へ引き上げられる。
爪部３は端部の固定連結部１３を本体１に固着されているブラケット部材６へ支点ピン１８を介して回転自在に連結されているので、固定連結部１３の支持ピン１８を中心点として爪部３が回転移動し、爪部３の先端部であるワーク把持部１０は内方へ向けて回転移動する。
前述のようなリンク機構の動作によって、電動シリンダー１１の駆動力が爪部３の回転方向への作用力に変換され、爪部３は固定連結部１３の支持ピン１８を中心に内方へ回転移動されて、図２に示すようにワーク１２の外周部を把持することができる。
【００１４】
図３には、本発明のワーク把持装置におけるワーク把持可能範囲を図示している。図３において、２点鎖線で開いた状態の爪部３ａを表しており、実線で最も閉じた状態の爪部３ｂを表している。
図３中で示している把持可能範囲の間で爪部３が可動できるので、その範囲内での大きさのワーク１２を把持することが可能となり、多種多様な大きさのワーク１２を把持することができる。
これにより、製造現場などで発生する大きさの混在するワーク１２の搬送を産業用ロボットで行なう際には、ワーク把持装置をワーク１２の大きさ毎に交換することなく、ひとつのワーク把持装置で連続的に搬送作業を行なうことができ、交換作業時間の削減や、作業者の作業負荷の低減など多大な効果が得られる。
【００１５】
図４には本発明の第２の実施例を示している。
図４に示すワーク把持装置は、爪部３の駆動源としてシリンダーロッド１６が伸縮自在なシリンダー２を備えている。このシリンダー２は油圧シリンダーやエアシリンダーなどのピストンを有してシリンダーロッド１６が軸心方向に伸縮するものであり、シリンダーロッド１６は本体１に固着されている案内軸５の外周に外嵌されている。
第２の実施例の案内軸５は先端部位が本体１に固着されて設けられ、回転しない固定軸１７に構成されており、固定軸１７に案内されてシリンダーロッド１６が軸心方向へ伸縮される。ジリンダーロッド１６の先端部位には筒体４が固着されており、筒体４もシリンダーロッド１６と同様に固定軸１７の外周へ外嵌されている。
筒体４には前述の実施例と同様にリンク部材８を介して爪部３が備えられ、筒体４の軸心方向の移動により爪部３が回転移動するように設けられている。
【００１６】
以下に第２の実施例の動作について説明する。
シリンダー２が駆動すると、シリンダーロッド１６が短縮し、シリンダーロッド１６の先端部位に接続された筒体４が案内軸５である固定軸１７にガイドされて軸心方向の上方へ移動される。
筒体４が軸心方向の上方へ移動すると、筒体４の外周に備えられた連結部位７に移動ピン１９を介して回転自在に連結されるリンク部材８の一端側が上方へ引き上げられる。
リンク部材８の他端側に自由ピン２０を介して連結される爪部３の自由連結部１４は、リンク部材８の上方への移動に伴い同様に上方へ引き上げられる。
爪部３は端部の固定連結部１３を本体１に固着されているブラケット部材６へ支点ピン１８を介して回転自在に連結されているので、固定連結部１３の支持ピン１８を中心点として爪部３が回転移動し、爪部３の先端部であるワーク把持部１０は内方へ向けて回転移動する。
前述のようなリンク機構の動作によって、シリンダー２の駆動力が爪部３の回転方向への作用力に変換され、爪部３は固定連結部１３の支持ピン１８を中心に内方へ回転移動されて、ワークの外周部を把持することができる。
【００１７】
前記２つの実施例において、爪部３の移動が内方へ向けて回転移動されて、ワーク１２の外周部を掴んで把持する構成でなされている。しかしながら、ワーク１２の把持は外周把握のみではなく、例えば円筒形状のワーク１２を掴む際には円筒内周面を爪部３が外方へ向けて回転移動して掴んで把持する内周把握を行なうこともある。本発明においてもシリンダー２の駆動によって爪部３を外方へ回転移動させてワーク１２の内周部を掴んで把持することもでき、ワーク１２の形状に限定されることなく多種多様なワーク１２の把持を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のワーク把持装置の爪を開いた状態の断面図。
【図２】ワーク把持装置のワークを把持した状態の断面図。
【図３】ワーク把持装置におけるワーク把持可能範囲を示した断面図。
【図４】第２実施例のワーク把持装置の断面図。
【符号の説明】
【００１９】
１    本体
２    シリンダー
３    爪部
４    筒体
５    案内軸
６    ブラケット部材
７    連結部位
８    リンク部材
１２  ワーク
１５  ボールネジ
【図１】
2009297886.tif 000003
【図２】
2009297886.tif 000004
【図３】
2009297886.tif 000005
【図４】
2009297886.tif 000006