JP4285262B2 - Robot workpiece gripping mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットのワーク把持機構に関し、特に、把持したワークの位置決めを動力等を用いることなく簡単な構成で可能としたロボットのワーク把持機構に関する。 The present invention relates to a workpiece gripping mechanism for a robot, and more particularly to a workpiece gripping mechanism for a robot that enables positioning of the gripped workpiece with a simple configuration without using power or the like.
種々の製作現場において、前工程から払出されたワークをロボットを介して次工程へ搬送することが行われている。例えば、エンジンの製作現場では、前工程から払出された複数のシリンダーヘッドを、約20マスに仕切られたトレーの各マスへ1個ずつ積み込むようなことが行われている。 In various production sites, a workpiece dispensed from a previous process is transported to the next process via a robot. For example, at the engine production site, a plurality of cylinder heads delivered from the previous process are loaded one by one on each mass of a tray divided into about 20 masses.
ここで使用されるロボットは、ロボットアームにワーク把持機構が連結されている。そして、ワーク把持機構100は、図10(a)に示すように互いに対向させた一対のワーク把持爪101、102を備えている。ワーク把持爪101、102は、一方を固定爪、他方を可動爪として、エアシリンダ103によって可動爪(図ではワーク把持爪101)をスライドさせ、ワーク110を対面の固定爪(図ではワーク把持爪102)に突き当てて位置決めと把持とを行う。
しかし、このような単純な機構では、ワークの位置決めが正確になされていないと、多少の位置ずれ量を見込んで固定爪とワークにある程度の隙間を確保しておくことが必要であり、そのためワークを押すとワークが倒れる可能性がある。また、把持方向に対し90度回転方向でもワークの位置決めがなされていないことから位置決め不良が起こり、ワーク把持爪で把持したワーク110をトレーに投入する際に、図10(b)に示すようにワーク110がトレー120と干渉することがある。
このため、従来のワーク保持機構では、リニアガイド機構により自由度を持たせたコンプライアンス機能と、ワーク把持爪の移動及び停止をするためのアクチュエータを使用した機構の両方を具備し、ワーク把持爪、すなわちワークの位置決め機能を有している(例えば特許文献1、2参照)。
The robot used here has a workpiece gripping mechanism coupled to a robot arm. The
However, in such a simple mechanism, if the workpiece is not accurately positioned, it is necessary to secure a certain gap between the fixed claw and the workpiece in anticipation of a slight displacement. If you press, the workpiece may fall down. Further, since the work is not positioned even in the 90 ° rotation direction with respect to the gripping direction, positioning failure occurs, and when the
For this reason, the conventional workpiece holding mechanism has both a compliance function that has a degree of freedom by the linear guide mechanism and a mechanism that uses an actuator for moving and stopping the workpiece gripping claw. That is, it has a workpiece positioning function (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかし、前記のように、従来のロボットのワーク把持機構は、ワーク把持爪に対してコンプライアンス機能に加えて、移動、停止のためのアクチュエータを使用した機構を備える必要があったので、機構が複雑化する問題点があった。 However, as described above, the conventional robot workpiece gripping mechanism needs to have a mechanism that uses an actuator for moving and stopping in addition to the compliance function for the workpiece gripping claw, so the mechanism is complicated. There was a problem.
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、簡単な構成でワークの位置決めができるロボットのワーク把持機構を提供することを目的にしている。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a workpiece gripping mechanism of a robot capable of positioning a workpiece with a simple configuration.
上記の如くの目的を達成する本発明のうち、請求項1記載の発明は、ロボットアームに連結されるワークの把持機構において、
流体圧シリンダによって遠近移動される対設した一対のワーク把持爪を有するワーク把持部が、水平に対して傾斜して設置したリニアガイドを介して移動可能に設置してあり、該リニアガイドの傾斜方向下側で前記ワーク把持部の傾斜方向下方への移動を停止させる位置規制手段が設けられており、前記リニアガイドは、前記一対の把持爪が遠近移動する方向に平行な第1の面と、この第1の面と交差する第2の面の2方向に沿って、それぞれ設置されており、前記第1の面に設置されたリニアガイドと前記第2の面に設置されたリニアガイドの一方は、他方のリニアガイドを介して前記ワーク把持部とともに移動可能とされており、前記ワーク把持部を、少なくとも一つのリニアガイドに沿って傾斜方向上側に引き上げる付勢手段を備えることを特徴とする。
Among the present inventions that achieve the object as described above, the invention according to claim 1 is a workpiece gripping mechanism connected to a robot arm.
A workpiece gripping portion having a pair of workpiece gripping claws that are moved in the distance by a fluid pressure cylinder is installed so as to be movable through a linear guide that is tilted with respect to the horizontal. Position regulating means for stopping the downward movement of the workpiece gripping portion on the lower side in the direction of inclination is provided , and the linear guide includes a first surface parallel to a direction in which the pair of gripping claws move far and near The linear guide installed on the first surface and the linear guide installed on the second surface are respectively installed along two directions of the second surface intersecting the first surface. one is through the other linear guide being movable together with the workpiece holding portion, said workpiece holding portion, and a biasing means for pulling the inclination direction upward along at least one linear guide And wherein the door.
また、請求項2記載の発明は、請求項1の発明において、前記ワーク把持部は、前記付勢手段によってリニアガイドにおいてフローティング状態とされることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the work gripping portion is brought into a floating state in the linear guide by the biasing means.
本発明のロボットのワーク把持機構によれば、ワーク把持爪でワークを把持して、ロボットアームを介して引き上げると、ワーク把持部がワークと共に、傾斜して設置したリニアガイドに沿って移動し、位置規制手段で定められる一定の位置で停止する。即ち、ワークの位置決めを、アクチュエータ等によることなく行うことができ、ワーク把持機構の構成をそれだけ簡単にすることができる。前記位置規制手段は、ワーク把持手段とリニアガイドの間で機構的に決まる移動限界や、別途設けたストッパなどで構成することができる。
なお、本発明では、付勢手段などにより達成されるフローティング機構をリニアガイドに設けるのが望ましい。2方向のリニアガイドでは、その一方または両方にフローティング機構を備えることができる。該フローティング機構によって、ワークの位置ずれによる干渉問題などを解消することができ、ワークを容易に把持することを可能にする。
According to the workpiece gripping mechanism of the robot of the present invention, when the workpiece is gripped by the workpiece gripping claw and pulled up via the robot arm, the workpiece gripping portion moves along with the workpiece along the linear guide that is inclined, Stops at a fixed position determined by the position restricting means. That is, the workpiece can be positioned without using an actuator or the like, and the configuration of the workpiece gripping mechanism can be simplified as much. The position restricting means can be configured by a movement limit mechanically determined between the work gripping means and the linear guide, a stopper provided separately, or the like.
In the present invention, that provide a floating mechanism achieved by such biasing means in the linear guide desirable. In the two-way linear guide , one or both of them can be provided with a floating mechanism. The floating mechanism can solve the interference problem caused by the displacement of the workpiece, and can easily grip the workpiece.
以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はロボットアーム本体10に連結したワーク把持部20のX軸方向視の図を表し、図2はX軸と直交するY軸方向視の図を表している。また、図3は図2の反対方向から見た断面を表している。
FIG. 1 shows a view of the
ワーク把持部20は、ワークWを把持するために、一対のワーク把持爪31、32が遠近移動可能に対向して設置されている。即ち、一方のワーク把持爪31が流体圧(例えばエアー)シリンダ本体33に連結板34を介して連結され、他方のワーク把持爪32が流体圧シリンダ本体33に対し離接移動する離接板体35に連結板36を介して連結されている。該離接板体35は、流体圧シリンダ本体33に嵌挿されたピストンロッド37およびその両側の2本のガイドロッド38の端部に取り付けられているものである。ガイドロッド38、38は、シリンダ本体33側に摺動可能に取り付けられている。流体圧シリンダ本体33への流体の給排によって、前記ピストンロッド37が伸縮して流体圧シリンダ本体33に対して離接板体35が離接移動する。これにより、一対のワーク把持爪31、32が鎖線31a、32aで示すように、開閉方向に移動できるようになっている。
In order to grip the workpiece W, the
また前記流体圧シリンダ本体33の外壁には、図2、3に示すように、ピストンロッド37及びガイドロッド38が延びる方向および縦方向(この実施形態では鉛直方向)に沿ってX軸板体41が固着してあり、このX軸板体41の外面にX軸リニアガイド42の一部を構成するガイド43が前記X軸板体41の板面に沿って取り付けてある。前記ガイド43にはレール44が嵌装されてX軸リニアガイド42が構成される。該レール44は、X軸板体41と対向して外側に位置している板体45に取り付けられている。そして、このX軸取付板45の一端に、該X軸取付板45と直角に伸びるY軸板体51が連結されており、このY軸板体51の外面には、Y軸リニアガイド52の一部を構成するガイド53が取り付けてある。このガイド53にレール54が嵌装されてY軸リニアガイド52が構成されている。前記ロボットアーム本体10には、Y軸取付板55が垂下するように固定されてY軸板体51と平行に対向しており、該Y軸取付板55の内面にレール54が取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, an
また、前記ガイド43とレール44で構成されたX軸リニアガイド42は、ワーク把持爪31、32が遠近移動する方向に平行で、かつ縦方向(この実施形態では鉛直方向)に沿った面(第1の面)内にあり、図4に示されるように、Y軸板体51側が低くなるように斜行設置してある。また、前記ガイド53とレール54で構成されたY軸リニアガイド52は、上記第1の面と直交し、縦方向(この実施形態では鉛直方向)に沿った面(第2の面)内にあり、図5に示されるようにX軸取付板45側が低くなるように斜行して設置してある。つまり、ワーク把持部20は、上記第1の面と第2の面内で、各リニアガイド42、52に沿ってスライド移動可能となっており、より具体的には、一対のワーク把持爪31、32、流体圧シリンダ本体33、X軸リニアガイド42を含む部材が、Y軸リニアガイド52によって斜行して移動可能であり、一対のワーク把持爪31、32、流体圧シリンダ本体33を含む部材はX軸リニアガイド42によって斜行して移動可能になっている。また上記第1の面と第2の面とが交差する方向に移動可能となっている。
The X-axis
さらに本発明の付勢部材として、移動可能なワーク把持部20(一対のワーク把持爪31、32、流体圧シリンダ本体33、X軸リニアガイド42を含む部材)を、Y軸リニアガイド52に沿って斜め上側に向かって引き上げるための引張りスプリング61が取り付けられている。具体的には、図5に示すように、Y軸取付板55の端部(ガイド53の上部先端側)に設けられたポスト62に引張りスプリング61の一端が接続され、該引張りスプリング61の他端はX軸取付板45に接続されるように張設されている。この際に、前記ワーク把持部20(一対のワーク把持爪31、32、流体圧シリンダ本体33、X軸リニアガイド42を含む部材)は、無負荷の状態では、上記引張りスプリング61の張力によってY軸リニアガイド52の中途でフローティングするように引張りスプリング61の張力が設定されている。また、前記ロボットアーム本体10からは、前記Y軸リニアガイド52の傾斜方向下側に、ストッパアーム63がワーク把持爪31、32の側方まで延びるように垂下させてあり、前記流体圧シリンダ本体33側のY軸板体51側端部には、該Y軸板体51に当たってワーク把持部20の移動を規制するストッパ突部46が設けられている。
Furthermore, as a biasing member of the present invention, a movable workpiece gripping portion 20 (a member including a pair of
次に、上記のように構成されたロボットのワーク把持機構の動作の様子を、図6、7を参照して説明する。図6(a)は、ワーク把持爪31、32を最も開いた状態で、ワーク把持部20をロボットアーム本体10とともに降下させて、ワーク把持爪31、32の間にワークWが位置するようにした状態を表している。開いたワーク把持爪31、32は、X軸リニアガイド42の傾斜に従ってX軸方向で下側(図の左側)に移動していると共に、引張りスプリング61の張力でY軸リニアガイド52の傾斜に従ってY軸方向に引き上げられてフローティングしている状態にある(図7(a)参照)。
Next, the operation of the workpiece gripping mechanism of the robot configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 6A shows that the
図6(a)の状態で、流体圧シリンダ本体33への流体の給排によって流体圧シリンダ本体33と離接板体35が接近するように操作すると、図6(b)に示すように、先ず離接板体35側のワーク把持爪32がワークWに近づくように移動してワークWに当接する。ワーク把持爪32がワークWに当接すると、ピストンロッド側が固定されてシリンダ本体側が可動状態になるので、次にワーク把持爪31がガイド43とともにX軸リニアガイド42に沿ってワークWに近づくように移動し、図6(c)のようにワーク把持爪31、32がワークWを把持する。
In the state of FIG. 6A, when the fluid
このようにしてワークWを把持した後、ロボットアーム本体10を上方に引き上げると、ワーク把持部20とワークWは、図6(d)に矢示21で示すように、X軸リニアガイド42の傾斜に従って傾斜方向下側に自重によって移動し、ストッパ突部46とY軸板体51が干渉する位置で停止する。図では、ガイドロッド38の一端延長部にストッパ突部46を設けて、このストッパ突部46がY軸板体51に当接するようにしているが、この構造に限られるものではなく、ストッパ突部の取り付け位置を変えたり、Y軸板体52側に流体圧シリンダ本体33と干渉するストッパ部材を設けるなどしてもよく、ストッパとなる構造も適宜変更が可能である。
When the
またワークWを引き上げたときには、ワーク把持部20は、同時にY軸リニアガイド52の傾斜に従っても移動する。この様子が図7(a)〜図7(c)に示される。即ち、図7(a)のように、ワークWを把持したワーク把持部20をロボットアーム本体10とともに引き上げると、ワークW及びワーク把持部20は、図7(b)で矢示22で示すように、その自重によって引張りスプリング61の引張力に抗してY軸リニアガイド52の傾斜に従って下側に移動する。このY軸リニアガイド52の傾斜に従う移動は、図7(b)に示すように、ワークWがストッパアーム63に当接したところで停止する。上記X軸側と同様に、ストッパの取付位置、構造はワークWが所定の位置で停止するものであれば公知の技術に適宜変更が可能である。
以上のように、ワークWを把持していないワーク把持爪31、32並びにワーク把持爪31、32で把持したワークWは、リニアガイド42、52の傾斜に従って自重によって移動して遂にはストッパなどで移動が規制されることで、ロボットアーム本体10に対して常に一定の位置に位置付けることができる。また、把持爪がリニアガイドの傾斜によって容易に移動するので、ワーク把持爪31、32でワークWを把持する際に、ワーク把持爪31、32とワークWとが干渉してワークWが転倒するのを防止できる。
Further, when the workpiece W is pulled up, the
As described above, the
上記ワーク把持爪31、32で把持されたワークWは、図8(a)(b)に示すように、トレー70のマス71に位置ずれすることなく収容することができ、この際に、ワークWがマス71の仕切壁に干渉することもなく、円滑に収納作業を行うことができる。
The workpieces W gripped by the
把持したワークWを開放する際には、流体圧シリンダ本体33のピストンロッド37を伸長させることで把持爪31、32がより離れる。また、この際にワーク把持部20は、図7(c)に示した矢示23のように、引張りスプリング61の引張力でY軸リニアガイド52の傾斜に従ってその中間部まで引き上げられて再度フローティングする。
When releasing the gripped workpiece W, the gripping
上記に示すように本発明のワーク把持機構によれば、ワーク把持部20を移動させるためのアクチュエータ等を利用した機構は必要がなくなり、ワーク把持機構を簡単に構成することができる。
なお、上記実施形態によって本発明を説明したが、本発明が上記説明に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
As described above, according to the workpiece gripping mechanism of the present invention, a mechanism using an actuator or the like for moving the
Although the present invention has been described with the above embodiment, the present invention is not limited to the above description, and can be appropriately changed within the scope of the present invention.
10 ロボットアーム
20 ワーク把持部
31 ワーク把持爪
32 ワーク把持爪
33 流体圧シリンダ本体
34 連結板
35 離接板体
36 連結板
37 ピストンロッド
38 ガイドロッド
41 X軸板体
42 X軸リニアガイド
43 ガイド
44 レール
45 板体
46 ストッパ突部
51 Y軸板体
52 Y軸リニアガイド
53 ガイド
54 レール
55 垂下板体
61 引張りスプリング
62 ポスト
63 ストッパアーム
70 トレー
71 マス
DESCRIPTION OF
Claims (2)
流体圧シリンダによって遠近移動される対設した一対のワーク把持爪を有するワーク把持部が、水平に対して傾斜して設置したリニアガイドを介して移動可能に設置してあり、該リニアガイドの傾斜方向下側で前記ワーク把持部の傾斜方向下方への移動を停止させる位置規制手段が設けられており、前記リニアガイドは、前記一対の把持爪が遠近移動する方向に平行な第1の面と、この第1の面と交差する第2の面の2方向に沿って、それぞれ設置されており、前記第1の面に設置されたリニアガイドと前記第2の面に設置されたリニアガイドの一方は、他方のリニアガイドを介して前記ワーク把持部とともに移動可能とされており、前記ワーク把持部を、少なくとも一つのリニアガイドに沿って傾斜方向上側に引き上げる付勢手段を備えることを特徴とするロボットのワーク把持機構。 In the workpiece gripping mechanism connected to the robot arm,
A workpiece gripping portion having a pair of workpiece gripping claws that are moved in the distance by a fluid pressure cylinder is installed so as to be movable through a linear guide that is tilted with respect to the horizontal. Position regulating means for stopping the downward movement of the workpiece gripping portion on the lower side in the direction of inclination is provided , and the linear guide includes a first surface parallel to a direction in which the pair of gripping claws move far and near The linear guide installed on the first surface and the linear guide installed on the second surface are respectively installed along two directions of the second surface intersecting the first surface. one is through the other linear guide being movable together with the workpiece holding portion, said workpiece holding portion, and a biasing means for pulling the inclination direction upward along at least one linear guide Workpiece holding mechanism of the robot, characterized and.
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