(57)【要約】【課題】良好な作動環境を得ることができ、構成が簡略で軽量のツール支持装置及びこれを用いたワーク処理装置を提供することを目的としている。【解決手段】第一基部１１と該第一基部１１に対して位置決め可能に直動する直動部１２と該直動部１２を任意の位置で固定可能な第一固定部１３とを有する直動機構１０と、直動部１２に連結された第二基部と該第二基部に対して位置決め可能に回動する回動部と該回動部を固定可能な第二固定部とを有する回動機構３０と、回動部に連結された第三基部と該第三基部に対して位置決め可能に伸縮する伸縮部と該伸縮部を固定可能な第三固定部と前記伸縮部の先端に設けられたツール支持部５４とを有する伸縮機構５０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基部と該第一基部に対して位置決め可能に直動する直動部と該直動部を任意の位置で固定可能な第一固定部とを有する直動機構と、
前記直動部に連結された第二基部と該第二基部に対して位置決め可能に回動する回動部と該回動部を任意の位置で固定可能な第二固定部とを有する回動機構と、
前記回動部に連結された第三基部と該第三基部に対して位置決め可能に伸縮する伸縮部と該伸縮部を任意の位置で固定可能な第三固定部と前記伸縮部の先端に設けられたツール支持部とを有する伸縮機構と、
を備えることを特徴とするツール支持装置。
【請求項２】
前記直動部、前記回動部及び前記伸縮部のうち少なくとも一つは、外部からの駆動力により駆動されることを特徴とする請求項１に記載のツール支持装置。
【請求項３】
前記第一固定部、前記第二固定部及び前記第三固定部のうち少なくとも一つは、セルフロック機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載のツール支持装置。
【請求項４】
第四基部と該第四基部に対して二自由度方向に回動する第二回動部とを有する第二回動機構と、
前記第二回動部に連結された第五基部と前記第五基部に対して任意の位置で位置決め可能に伸縮する第二伸縮部と該第二伸縮部を任意の位置で固定可能な第五固定部と前記第二伸縮部の先端に設けられたツール支持部とを有する第二伸縮機構と、
前記第四基部に連結された第六基部と前記第二回動部を前記第六基部に対して位置決め可能に固定する位置決め固定部とを備える位置決め機構と、
を備えることを特徴とするツール支持装置。
【請求項５】
前記位置決め固定部は、前記第二伸縮部の先端側に連結された少なくとも三つのワイヤと前記第六基部に設けられて前記各ワイヤの長さをそれぞれ調整するワイヤ調整部と該ワイヤ調整部のワイヤ長さ調整を固定可能な第六固定部とを備えることを特徴とする請求項４に記載のツール支持装置。
【請求項６】
前記第五固定部及び／又は前記第六固定部は、セルフロック機構であることを特徴とする請求項５に記載のツール支持装置。
【請求項７】
請求項１から６のうちいずれか一項に記載のツール支持装置を複数備えたことを特徴とするワーク処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置の一部にツールを設け、このツールを任意の位置・姿勢にさせた後に固定するツール支持装置及びこれを用いたワーク処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のツール支持装置として、下記特許文献１に記載されるものが知られている。この特許文献１に記載されるツール支持装置は、ワーク搬送装置に設けられたものであって、先端にバキュームカップ（ツール）が設けられたワーク保持棒と、このワーク保持棒の姿勢を変化させるロボットと、ワーク保持棒を所定の姿勢にロックし、またそのロックを解除する機構とを備えたものである。そして、ロックが解除された状態のワーク保持棒を所定の姿勢に変化させた後にこれをロックして、先端に設けられたバキュームカップをワークの把持に適した位置及び姿勢に規定し、この状態のバキュームカップによりワークを把持した上で、ワークを搬送するものである。
この際、ワーク保持棒の姿勢をロックしたりロックを解除したりするための機構は、油圧シリンダやダイヤフラムと、これらによって動作する部材拘束・解除機構と、更に前記油圧シリンダに油圧を供給する油圧配管及び前記ダイヤフラムに圧縮空気を供給するエアー配管とを備えたものである。
【特許文献１】特開平５−２２８７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１におけるツール支持装置は、複数の油圧配管、エアー配管及びこれらの支持部材がワーク把持装置周辺に数多く配置されるため、それらが装置周辺を占有して作業環境が悪化してしまうという問題があった。
また、上記特許文献１におけるワーク把持装置は、油圧シリンダやダイヤフラムが設けられ、油圧配管、エアー配管及びこれらの支持部材が多数設けられるため、複雑化、大重量化、高コスト化してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な作動環境を得ることができ、構成が簡略で軽量のツール支持装置及びこれを用いたワーク処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、上記課題を解決するために以下の解決手段を採用する。
本発明は、第一基部と該第一基部に対して位置決め可能に直動する直動部と該直動部を任意の位置で固定可能な第一固定部とを有する直動機構と、前記直動部に連結された第二基部と該第二基部に対して位置決め可能に回動する回動部と該回動部を任意の位置で固定可能な第二固定部とを有する回動機構と、前記回動部に連結された第三基部と該第三基部に対して位置決め可能に伸縮する伸縮部と該伸縮部を任意の位置で固定可能な第三固定部と前記伸縮部の先端に設けられたツール支持部とを有する伸縮機構と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、直動部が第一基部に対して位置決め可能に直動し、この直動部に連結された回動部が第二基部に対して位置決め可能に回動し、この回動部に連結された伸縮部が第三基部に対して位置決め可能に伸縮する。また、直動部を第一固定部が、回動部を第二固定部が、伸縮部を第三固定部がそれぞれ任意の位置で固定する。
【０００７】
また、前記直動部、前記回動部及び前記伸縮部のうち少なくとも一つは、外部からの駆動力により駆動されることを特徴とする。
これにより、外部からの駆動力によって、必要に応じて直動部、回動部、伸縮部の位置変更ができる。
【０００８】
また、前記第一固定部、前記第二固定部及び前記第三固定部のうち少なくとも一つは、セルフロック機構であることを特徴とする。
これにより、直動部、回動部及び伸縮部に一定の外力が作用しても、これらが移動することがなく、固定のために特別な措置、機構を必要としない。
【０００９】
第四基部と該第四基部に対して二自由度方向に回動する第二回動部とを有する第二回動機構と、前記第二回動部に連結された第五基部と前記第五基部に対して位置決め可能に伸縮する第二伸縮部と該第二伸縮部を任意の位置で固定可能な第五固定部と前記第二伸縮部の先端に設けられたツール支持部とを有する第二伸縮機構と、前記第四基部に連結された第六基部と前記第二回動部を前記第六基部に対して位置決め可能に固定する位置決め固定部とを備える位置決め機構と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、第二回動部が第四基部に対して二自由度方向に回動し、この第二回動部に連結された第二伸縮部が第五基部に対して位置決め可能に伸縮する。また、第二回動部を位置決め固定部が、伸縮部を第五固定部がそれぞれ任意の位置で固定する。
【００１１】
また、前記位置決め固定部は、前記第二伸縮部の先端側に連結された少なくとも三つのワイヤと前記第六基部に設けられて前記各ワイヤの長さをそれぞれ調整するワイヤ調整部と該ワイヤ調整部のワイヤ長さ調整を固定可能な第六固定部とを備えることを特徴とする。
これにより、ワイヤ調整部でワイヤの長さを調整して第二回動部の位置決めがなされ、第六固定部がワイヤ調整を固定することでツール支持部が所望の位置で固定される。
【００１２】
また、前記第五固定部及び／又は前記第六固定部は、セルフロック機構であることを特徴とする。
これにより、直動部、回動部及び伸縮部に一定の外力が作用しても、これらが移動することがなく、固定のために特別な措置、機構を必要としない。
【００１３】
また、上記のツール支持装置を複数備えたことを特徴とする。
これにより、ツールによる処理工程の多様化が図られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、伸縮部先端に設けられたツール支持部が３次元空間内において自由に位置決めされると共に、所望の位置で固定することができる。
【００１５】
また、直動部、回動部及び伸縮部が外部からの駆動力により駆動されるので、油圧シリンダやダイヤフラム、及びこれらに接続される複数の油圧配管等によって作業空間が狭められることがない。これにより、良好な作動環境を得ることができる。
また、ツール支持装置の構成を簡略かつ軽量のものとすることができる。
【００１６】
また、第一固定部、第二固定部及び第三固定部がセルフロック機構であり、直動部、回動部及び伸縮部に一定の外力が作用してもこれらが移動することがないので、一定以下の外力が作用しない使用環境下においては固定装置を用いる必要がなくなる。また、このような使用環境下ではなくても、簡易な構成の固定装置を用いれば、直動部、回動部及び伸縮部が完全に固定される。すなわち、装置が簡略かつ軽量なものとなる。
【００１７】
また、第二回動部を第四基部に対して二自由度方向に回動させ、この第二回動部に連結された第二伸縮部を第五基部に対して位置決め可能に伸縮させるので、第二伸縮部先端に設けられた３次元空間において自由に位置決めされる。
また、位置決め機構部が、第二回動部を第六基部に対して位置決め可能に固定するので、第二伸縮部先端に設けられたツール支持部が所望の位置で固定される。
【００１８】
また、位置決め固定部は、ワイヤ調整部でワイヤの長さを調整して第二回動部の位置決めがなされ、第六固定部がワイヤ調整を固定することでツール支持部が所望の位置で固定されるので、ワイヤの長さを調整してツール支持部を３次元空間内において自由に位置決めすることができる。
【００１９】
また、第五固定部及び／又は第六固定部は、セルフロック機構であり、第二回動部及び第二伸縮部に一定の外力が作用してもこれらが移動することがないので、一定以下の外力が作用しない使用環境下においては固定装置を用いる必要がなくなる。また、このような使用環境下ではなくても、簡易な構成の固定装置を用いれば、第二回動部及び第二伸縮部が完全に固定される。すなわち、装置が簡略かつ軽量なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の第一の実施形態について説明する。
図１は、プレス間において使用されるワーク搬送装置Ａの要部を示す図であって、図１（ａ）は、上面図であり、図１（ｂ）は、正面図である。なお、図において、ワーク把持装置１の取り付け方向をＸ方向、ワークＷの搬送方向をＹ方向、重力方向をＺ方向とする。
【００２１】
図１において、ワーク搬送装置（ワーク処理装置）Ａの有するツールバーＢの長手方向（Ｘ方向）の両側面に本発明の第一の実施形態に係るワーク把持装置１が複数備えられている。この複数のワーク把持装置１がワークＷを把持して、ツールバーＢが所定の位置までＹ方向に移動することによりワークＷが搬送される構成となっている。
【００２２】
図２は、本実施形態のワーク把持装置１を示す図であり、図３は、図２におけるＩ―Ｉ断面図である。
ワーク把持装置１は、直動機構１０と回動機構３０と伸縮機構５０とを備えており、これらを駆動することにより、伸縮機構５０の先端に備えられたバキュームカップ７０をワークＷの把持に適した位置に至らせてその位置に固定し、この位置のバキュームカップ７０をワークＷに当接させてワークＷを把持するようになっている。
【００２３】
図２に示すように、直動機構１０は、第一基部１１と直動部１２と第一固定部１３とを有している。
図３に示すように、第一基部１１は、ツールバーＢに形成された取付板ｂ１，ｂ２と、両端部が取付板ｂ１，ｂ２にそれぞれ固定される支持シャフト１４，１５と、支持シャフト１４，１５の間に配置されて取付板ｂ１，ｂ２に回転可能に支持される台形ネジ１６と、台形ネジ１６の一端に固定されるフランジ１７とを有している。
【００２４】
取付板ｂ１，ｂ２は、ツールバーＢに形成された互いに対向する二つの板状の部位であり、それぞれ３つの円孔が形成されており、上側に支持シャフト１４が、下側に支持シャフト１５が平行になるように取り付けられている。
台形ネジ１６は、取付板ｂ１，ｂ２のそれぞれ中央の円孔に軸受を介して回転可能に設けられ、取付板ｂ１，ｂ２のそれぞれ上下の円孔に設けられた支持シャフト１４，１５と平行になるようになっている。
【００２５】
直動部１２は、支持シャフト１４，１５に滑動可能に設けられたすべり軸受１８と、台形ネジ１６に螺着するスクリューナット１９と、すべり軸受１８とスクリューナット１９とが固定されるＬ字型部材２０とを有する。
【００２６】
スクリューナット１９は、略円筒形状のものであって、その一端がフランジに形成されたものである。
Ｌ字型部材２０は、厚板形状の主部２０ａとこの主部２０ａの一端から板面に直交する方向に突出した薄板形状の副部２０ｂとが設けられたものであって（図４参照）、図３に示すように主部２０ａ内部には前記一端側から板面に沿って３つの貫通孔が平行して形成されている。
【００２７】
この３つの貫通孔のうち、中央の貫通孔に台形ネジ１６が挿通されると共にスクリューナット１９の円筒部が副部２１ｂ側から挿入されて連結・固定されている。そして、上下の二つの貫通孔には支持シャフト１４，１５がそれぞれ挿通されると共に、それぞれに取り付けられたすべり軸受１８が各貫通孔の周壁面に固定されている。
また、副部２０ｂの中心には円孔が形成されている（図４参照）。
【００２８】
この構成により、外部からの駆動力によりフランジ１７を回転させると台形ネジ１６が回転し、これに回転不可能に螺着したスクリューナット１９が台形ネジ１６の長手方向（Ｘ方向）に螺進することにより、スクリューナット１９が直動する。すなわち、直動部１２が第一基部１１に対して位置決め可能に直動するようになっている。
【００２９】
第一固定部１３は、台形ネジ１６と、台形ネジ１６の一端に設けられたフランジ１７と、フランジ１７に形成されたピン孔１７ａに挿入可能な固定ピン２１を有する。なお、台形ネジ１６及びフランジ１７は、上述した第一基部１１の一部を構成すると共に第一固定部１３の一部をも構成するものである。
【００３０】
この構成により、直動部１２に対する外力が一定の大きさ以下では、台形ネジ１６のセルフロック機能により台形ネジ１６に対するスクリューナット１９の相対的な回転が不可能となって、直動部１２が固定される。さらに、ピン孔１７ａに固定ピン２１が挿入されると、外力の大きさに関わらず、スクリューナット１９の相対的な回転が完全に不可能となって、直動部１２が完全に固定されるようになっている。
【００３１】
図４は、図２におけるII−II断面図である。
回動機構３０は、第二基部３１と回動部３２と第二固定部３３とを有する。
第二基部３１は、前述したＬ字型部材２０と、このＬ字型部材２０の副部２０ｂの−Ｘ方向側の面に固定される剛性内歯歯車３４と、この内側に同心状に配置されている波動発生器３５と、この波動発生器３５に形成された中心孔に固定されて副部２０ｂに形成された円孔を貫通する入力軸３６と、この入力軸３６の一端に設けられたフランジ３７とを有する。
【００３２】
回動部３２は、波動発生器３５の外側であって内歯歯車３４の内側に位置してこの内歯歯車３４と螺着する可撓性外歯歯車３８と、＋Ｘ方向の面が外歯歯車３８の端面に固定されている箱型部材４０とを有する。
【００３３】
この構成により、外部からの駆動力によりフランジ３７を回転させると入力軸３６が回転する。そして、内歯歯車３４と外歯歯車３８と波動発生器３５とは、所謂波動歯車装置３９を構成しており、波動発生器３５に固定された入力軸３６の回転が減速されて内歯歯車３４に伝達されるようになっている。
【００３４】
第二固定部３３は、波動発生器３５に固定される入力軸３６と、これに設けられたフランジ３７と、フランジ３７に形成されたピン孔３７ａに挿入される固定ピン４１とを有する。なお、入力軸３６及びフランジ３７は、上述した第二基部３１の一部を構成すると共に第二固定部３３の一部をも構成するものである。
【００３５】
この構成により、回動部３２に対する外力が一定の大きさ以下では、内歯歯車３４と波動発生器３５とのセルフロック機能により外歯歯車３８の回転が不可能となって、回動部３２が固定される。さらに、ピン孔３７ａに固定ピン４１が挿入されると、外力の大きさに関わらず、外歯歯車３８が完全に回転不可能となって、回動部３２が完全に固定されるようになっている。
【００３６】
伸縮機構５０は、第三基部５１と伸縮部５２と第三固定部５３とツール支持部５４を有している。
第三基部５１は、箱型部材４０と、この箱型部材４０の−Ｘ方向側の面に設けられた駆動部５５と、箱型部材４０の−Ｙ方向側の面に固定された外筒５６と、箱型部材４０の−Ｙ方向側の面における中央に回転可能に設けられた台形ネジ部５７とを有している。
【００３７】
駆動部５５は、箱型部材４０の外部に設けられたフランジ５８と、フランジ５８が一端に固定されて箱型部材４０に回転可能に支持されるシャフト５９と、シャフト５９の他端に固定されて箱型部材４０の内部に位置する傘歯車６０とを有している。
【００３８】
台形ネジ部５７は、箱型部材４０に回転可能に支持されて外筒５６の内部に収容される台形ネジ６１と、この台形ネジ６１の一端に固定されて箱型部材４０の内部に位置すると共に傘歯車６０と螺合する傘歯車６２とを有している。
【００３９】
伸縮部５２は、外筒５６に収容されて台形ネジ６１に螺着しているスクリューナット６３と、スクリューナット６３が回転不可能に連結されている円筒部材６４と、外筒５６の内部に収容されて円筒部材６４に固定された内筒６５とを有している。
【００４０】
スクリューナット６３は、略円筒形のものであって一端がフランジに形成されたものであり、他端から円筒部材６４の円孔に挿入された上で固定されている。
円筒部材６４は、外周面に凸部６４ａが形成され、この凸部６４ａが外筒５６の内周壁にＹ方向に形成された凹部に係合することで円筒部材６４及びスクリューナット６３が回転しないようになっている。
内筒６５は、端部が円筒部材６４に固定されて、その内部には台形ネジ６１が収容されている。
【００４１】
この構成により、外部からの駆動力によりフランジ５８を回転させるとシャフト５９と共に傘歯車６０が回転し、これに螺合している傘歯車６２が回転する。そして、傘歯車６２が固定されている台形ネジ６１が回転することにより、これに回動不可能に螺着しているスクリューナット６３がＹ方向に螺進することで、円筒部材６４と内筒６５がＹ方向に移動することようになっている。すなわち、伸縮部５２が第三基部５１に対して位置決め可能に伸縮するようになっている。
【００４２】
第三固定部５３は、台形ネジ６１と、フランジ５８に形成されたピン孔５８ａに挿入可能な固定ピン６６を有している。なお、フランジ５８及び台形ネジ６１は、上述した第三基部５１の一部を構成すると共に第三固定部５３の一部を構成するものである。
【００４３】
この構成により、伸縮部５２に対する外力が一定の大きさ以下では、台形ネジ６１のセルフロック機能により台形ネジ６１に対するスクリューナット６３の相対的な回転が不可能となって、伸縮部５２が固定される。さらに、ピン孔５８ａに固定ピン６６が挿入されると、外力の大きさに関わらず、スクリューナット６３の相対的な回転が完全に不可能となって、伸縮部５２が完全に固定されるようになっている。
【００４４】
ツール支持部５４は、内筒６５の先端に設けられており、このツール支持部５４にゴム等の弾力性材料により形成されたバキュームカップ７０が備えられている。このバキュームカップ７０には、不図示の減圧ポンプが接続されており、内部を減圧することができるようになっている。
【００４５】
以上、説明した構成により、直動機構１０のフランジ１７を外部からの駆動力により回転させると、直動部１２、回動機構３０及び伸縮機構５０がＸ方向に第一基部１１に対して位置決め可能に直動可能であり、回動機構３０のフランジ３７を外部からの駆動力により回転させると回動部３２及び伸縮機構５０がＹＺ平面内において第二基部３１に対して位置決め可能に回動可能であり、フランジ５８を外部からの駆動力により回転させると第三基部５１に対して伸縮部５２がＹ方向に位置決め可能に伸縮するようになっている。すなわち、伸縮機構５０の内筒６５の先端に備えられたバキュームカップ７０は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＹＺ平面上において位置決め可能に移動することが可能である。
【００４６】
外部からの駆動力としては、駆動ロボット８０を用いることができる。すなわち、駆動ロボット８０は、固定ピン２１，４１，６６を各ピン孔１７ａ，３７ａ，５８ａに挿入出すると共に、フランジ１７，３７，５８を回転させることが可能である。また、駆動ロボット８０は、各フランジの回転量に対応したバキュームカップ７０のＸ方向、Ｙ方向、ＹＺ平面上での移動量が記憶されており、所望の移動量に応じた分だけ各フランジを回転させて直動機構１０，回動機構３０及び伸縮機構５０が駆動される構成となっている。
【００４７】
次に、ワーク把持装置１の作用について説明する。
ワーク搬送装置Ａの搬送対象が所定の形状のワークＷから異なる形状のワークＷに変更された場合に、駆動ロボット８０によりワーク把持装置１のバキュームカップ７０が新規のワークＷに適した位置に変更される。
【００４８】
まず、バキュームカップ７０のＸ方向の位置をワークＷの把持に適した位置にするために、駆動ロボット８０が固定ピン２１を抜き取った後にフランジ１７を回転させて、フランジ１７に固定された台形ネジ１６を回転させる。台形ネジ１６が回転すると、これに螺着しているスクリューナット１９が螺進し、これに連結・固定されたＬ字型部材２０が螺進方向（Ｘ方向）に移動する。なお、このとき各すべり軸受１８も支持シャフト１４，１５上を滑動して、Ｌ字型部材２０の姿勢を維持する。
【００４９】
Ｌ字型部材２０及びバキュームカップ７０が所望の位置に移動するまで駆動ロボット８０がフランジ１７を回転させる。そして、Ｌ字型部材２０及びバキュームカップ７０がＸ方向における所望の位置に移動した後に、駆動ロボット８０がピン孔１７ａに固定ピン２１を挿入することにより、Ｌ字型部材２０及びバキュームカップ７０が該位置に固定される。
【００５０】
また、バキュームカップ７０のＹ方向の位置をワークＷの把持に適した位置にするために、駆動ロボット８０が固定ピン６６をピン孔５８ａから抜き取った後にフランジ５８を回転させて、フランジ５８に固定された傘歯車６０を回転させる。傘歯車６０が回転するとこれに螺着した傘歯車６２が回転すると共にこれに一端を固定された台形ネジ６１が回転する。そして、この台形ネジ６１に螺着されたスクリューナット６３が螺進し、これに円筒部材６４を介して連結された内筒６５がＹ方向に伸縮する。
【００５１】
バキュームカップ７０が所望の位置に移動するまで駆動ロボット８０がフランジ５８を回転させる。そして、バキュームカップ７０がＹ方向で所望の位置に移動した後に、駆動ロボット８０がピン孔５８ａに固定ピン６６を挿入することにより、バキュームカップ７０が該位置に固定される。
【００５２】
また、バキュームカップ７０のＹＺ平面上の位置をワークＷの把持に適した位置にするために、駆動ロボット８０が固定ピン４１をピン孔３７ａから抜き取った後にフランジ３７を回転させて、フランジ３７に固定された波動発生器３５を回転させる。波動発生器３５が回転すると外歯歯車３８が撓められて内歯歯車３４に部分的に噛み合うことにより波動発生器３５の回転が減速されて外歯歯車３８に伝達される。
【００５３】
そして、バキュームカップ７０が所望の位置に移動するまで駆動ロボット８０によりフランジ３７が回転される。そして、バキュームカップ７０がＹＺ平面上で所望の位置に移動した後に、駆動ロボット８０がピン孔３７ａに固定ピン４１を挿入することにより、バキュームカップ７０が該位置に固定される。
【００５４】
このようにして、バキュームカップ７０がワークＷの把持に適した位置に変更され、バキュームカップ７０がワークＷに当接し、これが負圧吸引されることによってワークＷがバキュームカップ７０に吸着される。そして、バキュームカップ７０がワークＷを把持した状態で、ワーク搬送装置Ａが該ワークＷを次の処理工程まで搬送する。
【００５５】
このように、ワーク把持装置１によれば、直動部１２が第一基部１１に対して位置決め可能に直動し、この直動部に連結された回動部３２が第二基部３１に対して位置決め可能に回動し、この回動部３２に連結された伸縮部５２が第三基部５１に対して位置決め可能に伸縮する。これにより、伸縮部５２先端におけるツール支持部５４に設けられたバキュームカップ７０が３次元空間内において自由に位置決めされると共に、所望の位置で固定することができる。
【００５６】
直動機構１０と回動機構３０と伸縮機構５０を外部の駆動力により駆動させるので、油圧シリンダやダイヤフラム、及びこれらに接続される複数の油圧配管等によって作業空間が狭められずに、良好な作業環境を得ることができる。また、油圧配管等を設けないために、ワーク把持装置１の構成を簡略なかつ軽量のものとすると共に低コストのものとすることができる。
【００５７】
また、直動機構１０のスクリューナット１９が取付板ｂ１，ｂ２に対して位置決め可能に直動し、また、回動機構３０の外歯歯車３８がスクリューナット１９に連結されたＬ字型部材２０に対して位置決め可能に回動し、さらに、伸縮機構５０の伸縮部５２が外歯歯車３８に連結された第三基部５１に対して位置決め可能に伸縮するので、伸縮部５２の先端に設けられたバキュームカップ７０を三自由度方向に自由に移動させることができる。
【００５８】
また、第一固定部１３の台形ネジ１６、第二固定部３３の内歯歯車３４と波動発生器３５、第三固定部５３の台形ネジ６１がセルフロック機構であり、直動部１２、回動部３２及び伸縮部５２に一定の外力が作用してもこれらが移動することがなく、また、簡易な固定ピン２１，４１，６６を用いて、直動部１２、回動部３２及び伸縮部５２を完全に固定することができる。すなわち、装置全体が簡略かつ軽量なものとなる。
【００５９】
続いて、本発明の第二の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第二の実施形態に係るワーク把持装置１０１の上面図であり、図６は、図５におけるIII−III断面図である。図５，６において、図１から図４の構成要素と同一部分については同一符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態においても、上述した第一の実施の形態と同様にワーク搬送装置Ａの有するツールバーＢの長手方向の両側面に本発明に係るワーク把持装置１０１が複数備えられている。
ワーク把持装置１０１は、第二回動機構１１０と第二伸縮機構１３０と位置決め機構１５０とを備えており、これらを駆動することにより、第二伸縮機構１３０の先端に備えられたバキュームカップ７０をワークＷの把持に適した位置に至らせる。
【００６１】
図６に示すように、第二回動機構１１０は、第四基部１１１と第二回動部１１２とを有している。
第四基部１１１は、ツールバーＢからＹ方向に突出して形成された板状の取付板ｂ３と、取付板ｂ３に固定される凸状球形外面を有する内輪部材１１３とを有している。
内輪部材１１３は、取付板ｂ３のＺ方向の斜度を有する取付部ｂ４に凸状球形外面が外部に位置するように固定されている。
【００６２】
第二回動部１１２は、凹状球形内面を有して内輪部材１１３と摺動自在に嵌合する外輪部材１１４からなる。
すなわち、内輪部材１１３と外輪部材１１４とは摺動自在に嵌合することにより球面軸受１１５を構成しており、外輪部材１１４が取付板ｂ３に固定された内輪部材１１３に対してＸ軸周りとＺ軸周りに回動することができる。
すなわち、第四基部１１１に対して第二回動部１１２（外輪部材１１４）が二自由度方向に回転自在に保持されている。
【００６３】
第二伸縮機構１３０は、第五基部１３１と第二伸縮部１３２と第五固定部１３３とを有している。
第五基部１３１は、一端が外輪部材１１４に固定されている中空ボルト１３５からなる。この中空ボルト１３５の外周面に形成されているネジ部１３５ａは、左ネジに形成されている
【００６４】
第二伸縮部１３２は、中空ボルト１３５に螺着して内部空間に収容可能な外筒１３６と、中空ボルト１３５の内部空間に収容可能な中実ボルト１３８とを有している。
【００６５】
外筒１３６は、周面が左ネジに形成された大径の内部空間１３６ａが一端から他端近傍まで形成されると共に他端端面からこの大径の内部空間１３６ａに向けて小径のネジ穴１３６ｂが貫通しているものである。この小径のネジ穴１３６ｂは、右ネジに形成されている。
【００６６】
中実ボルト１３８は、ネジ部が右ネジに形成されたものであり、ネジ穴１３６ｂと螺着すると共に中空ボルト１３５の内部空間に挿通されている。また、外部に位置する一端には、ツール支持部１４０が設けられ、バキュームカップ７０が設けられている。
【００６７】
つまり、中空ボルト１３５と外筒１３６と中実ボルト１３８とは所謂入れ込み型ターンバックルを構成し、内部空間１３６ａからネジ穴１３６ｂ側を見て外筒１３６を時計回りに回転させると外筒１３６に対して中空ボルト１３５と中実ボルト１３８が外方に向かって螺進し、反時計回りに回転させるとそれぞれ内方に向かって螺進するようになっている。すなわち、第二伸縮部１３２が第五基部１３１に対して位置決め可能に伸縮するようになっている。
【００６８】
第五固定部１３３は、外筒１３６と中空ボルト１３５と中実ボルト１３８とを有している。
すなわち、これらに形成されたネジ部はリードが短く構成されており、セルフロック機構を構成するものである。
【００６９】
位置決め機構１５０は、図５に示すように、第六基部１５１と位置決め固定部１５２とを有している。
第六基部１５１は、取付板ｂ３と第四基部１１１の取付板ｂ３を挟むようにしてツールバーＢに形成された板状の固定板ｂ５とからなる。
【００７０】
図７は、ワーク把持装置１０１の側面図である。
位置決め固定部１５２は、図５及び図７に示すように、取付板ｂ３を挟むようにして取付板ｂ３と固定板ｂ５とに一列に取り付けられる４つのワイヤ調整部１５５と、この各ワイヤ調整部１５５に長さが調整される４本のワイヤ１５６と、中実ボルト１３８の先端側に固定されて各ワイヤ１５６の一端が固定されるワイヤ取付円板１５７と、取付板ｂ３及びｂ５に取り付けられてワイヤ調整部１５５のワイヤ長さ調整を固定可能な第六固定部１５８とを有している。
【００７１】
ワイヤ取付円板１５７の上下端には、４つのワイヤ調整部１５５のうち外側のものに調整される２つのワイヤ１５６の一端が一本ずつ固定され、左右端には、内側のものに調整される２つのワイヤ１５６が一本ずつ固定されている。
【００７２】
ワイヤ調整部１５５は、周面が溝状に形成されてワイヤ１５６が巻かれているドラム１６０と、このドラム１６０の端面に貫通する中心孔を貫通する回転シャフト１６１を有している。
【００７３】
第六固定部１５８は、回転シャフト１６１を介してドラム１６０と固定連結されるウォームホイール１６２と、このウォームホイール１６２に螺合するウォームギア１６３とを有している。また、ウォームギア１６３の上端部には、ウォームギア１６３を回転させるための回転操作部１６３ａが設けられている。
【００７４】
この構成により、外部からの駆動力によりウォームギア１６３を回転させるとドラム１６０が同期して回転し、ドラム１６０の周面に巻かれているワイヤ１５６の長さが調整されるようになっている。すなわち、ドラム１６０を所定方向に回転させると、ドラム１６０の周面にワイヤ１５６が巻き取られてドラム１６０の周面から外側に引き出されているワイヤ１５６の長さが短縮される。また、ドラム１６０を上記所定方向に対して逆方向に回転させると、ドラム１６０からワイヤ１５６が繰り出されてドラム１６０の周面から外側に引き出されているワイヤ１５６の長さが延長される。そして、４つのワイヤ調整部１５５により各ワイヤ１５６の長さを調整することにより、第二回動部１１２が第六基部１５１に対して位置決め可能に固定する。
【００７５】
また、ウォームギア１６３のセルフロック機能によりウォームホイール１６２のウォームギア１６３に対する回転が不可能となって、ワイヤ調整部１５５のワイヤ長さ調整が固定される。
【００７６】
以上、説明した構成により、第二回動部１１２は第四基部１１１に対してＸ軸周り、Ｚ軸周りに回動可能であり、外部からの駆動力により外筒１３６を回転させると第五基部１３１に対して中実ボルト１３８が位置決め可能にＹ方向に伸縮可能であり、外部からの駆動力によりウォームギア１６３を回転させると第二回動部１１２を第六基部１５１に対して位置決め可能に固定する。すなわち、第二伸縮機構１３０の中実ボルト１３８の先端に備えられたバキュームカップ７０は、Ｙ方向とＸ軸周り及びＺ軸周りに位置決め可能に移動することが可能である。
【００７７】
次に、ワーク把持装置１０１の作用について説明する。
まず、駆動ロボット８０が各ワイヤ調整部１５５のウォームギア１６３を回転させて各ワイヤ１５６を緩める。次に、駆動ロボット８０が外筒１３６を回転させて中実ボルト１３８を第五基部１３１に対して伸縮させて位置決めをする。駆動ロボット８０が外筒１３６を回転させるのを停止すると、第五固定部１３３のセルフロック機能により、その長さが不変のものとなる。
【００７８】
この後、駆動ロボット８０が再度各ウォームギア１６３を回転させてワイヤの長さを調整することで、第二回動部１１２が第四基部１１１に対して位置決めされて、駆動ロボット８０が回転を停止させるとウォームギア１６３のセルフロック機構によりその位置に固定される。
【００７９】
この実施の形態においても、上述した第一の実施の形態と同様の効果が得られる他、ワイヤ調整部１５５でワイヤ１５６の長さを調整して第二回動部１１２の位置決めがなされ、第六固定部１５８がワイヤ調整を固定することでバキュームカップ７０が所望の位置で固定される。これにより、ワイヤ１５６の長さを調整してバキュームカップ７０を３次元空間内において自由に位置決めすることができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８１】
例えば、上記実施形態においては、位置決め固定部１５２のワイヤ１５６を４本とする構成としたが、ワイヤ１５６の数を３本以上に構成して第二回動部１１２を位置決め可能に固定してもよい。また、ワイヤ調整部１５５の台数は、４台に限定されず、任意に複数台にしてもよい。但し、ワイヤ１５６の本数は、少なくとも３本であることが好ましい。すなわち、ワイヤ取付円板１５７を安定的に保持するためには、３点以上で保持する必要があるからである。
また、ワイヤ１５６は、ワイヤ取付円板１５７の周方向において、等間隔に環状となる位置に接続するようにしてもよい。例えば、ワイヤ１５６が３本である場合は、ワイヤ取付円板１５７において隣り合うワイヤ１５６同士の間の中心角が１２０度となる位置に環状に接続してもよい。このように接続することでワイヤ取付円板１５７をより安定的に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明の第一実施形態におけるプレス間において使用されるワーク搬送装置Ａの要部を示す図である。
【図２】この発明の第一の実施形態に係るワーク把持装置１を示す図である。
【図３】この発明の第一の実施形態において、図２におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図４】この発明の第一の実施形態において、図２におけるII−II断面図である。
【図５】この発明の第二の実施形態に係るワーク把持装置１０１の上面図である。
【図６】この発明の第二の実施形態において、図５のIII−III断面図である。
【図７】この発明の第二の実施形態に係るワーク把持装置１０１の側面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１，１０１…ワーク把持装置（ツール支持装置）
１０…直動機構
１１…第一基部
１２…直動部
１３…第一固定部
３０…回動機構
３１…第二基部
３２…回動部
３３…第二固定部
５０…伸縮機構
５１…第三基部
５２…伸縮部
５３…第三固定部
５４，１４０…ツール支持部
７０…バキュームカップ（ツール）
１１０…第二回動機構
１１１…第四基部
１１２…第二回動部
１３０…第二伸縮機構
１３１…第五基部
１３２…第二伸縮部
１３３…第五固定部
１５０…位置決め機構
１５１…第六基部
１５２…位置決め固定部
１５５…ワイヤ調整部
１５６…ワイヤ
１５８…第六固定部
Ａ…ワーク搬送装置（ワーク処理装置）
Ｗ…ワーク
【図１】
2009279716.tif 000003
【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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【図７】
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