JPH0341317B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ (1) 産業上の利用分野 この発明は、ワークを位置決め把持すると共
に、ワークを把持した後、そのままフインガが積
極移動するロボツト用把持装置に関する。

(2) 従来の技術 今日、産業用ロボツトは溶接作業、組立作業、
移裁作業、プレス作業等に幅広く使用され活躍し
ている。この産業用ロボツトは駆動部にモータが
取付けられ、このモータは制御装置からの指令に
よりその指令内容に応じた値だけ動作し、その動
作量はモータの回転軸に接続されたエンコーダを
介して制御装置にフイードバツクされて指令通り
繰返し動作するようになつている。

(3) 発明が解決しようとする問題点 このようなロボツトにおいて、例えばワークを
穴に挿入して、ある組立作業を行なう場合、ワー
クまたは穴に加工屑（俗に言う「ばり」）が付着
していると、強い力でワークを穴に挿入しなけれ
ばならない。従つて、ロボツトの駆動部には所定
の動作を阻止しようとする逆向きの力が作用する
ため、制御装置からの指令通りの動きができなく
なり、サーボエラーの状態となつてロボツトが非
常停止してしまう。

このようなサーボエラーの原因となる「ばり」
は人間による組立作業ではほとんど問題にならな
い程度のものであるが、ロボツトがサーボエラー
にならないようにばり取りを行なうことは非常に
手間と高い精度を必要とする。

この発明は、従来のロボツトが前述のような不
都合を有する点に鑑み、フインガに所定値以上の
力を必要とする作業を行なわなければならない状
態が生じても、ロボツトがサーボエラーとなるこ
となく、作業を円滑に継続できるロボツト用把持
装置を提案することを目的とするものである。

［発明の構成］ (1) 問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決する手段として、最
大ストロークが相違する２個のピストンを背中合
わせに備えると共に夫々のピストンに連結するピ
ストンロツドが相互に逆向きで突出するシリンダ
装置と、このシリンダ装置から突出するピストン
ロツドの夫々に取り付けられて相互に対向し、且
つ、対向部分でワークを把持するためのフインガ
と、一対のピストンを圧縮流体で同期的に相互に
反対方向に付勢してストローク基端まで移動し、
前記一対のフインガをワークの非把持端に位置決
めする第１給排気手段と、前記一対のピストンを
第１給排気手段による移動方向とは逆向きに圧縮
流体で同期的に付勢し、ストローク終端に向けて
移動させると共に、ピストンに供給する圧縮流体
の圧力を、最大ストロークが相対的に小さなピス
トンの方を相対的に高くして、該最大ストローク
が相対的に小さなピストンをストローク終端に位
置決めした状態でフインガにワークを把持させる
第２給排気手段と、前記フインガでワークを把持
した状態において、相対的にストロークの小さな
前記ピストンへの給気を断ち、他方のピストンが
圧縮流体で付勢されてストローク終端に向けて移
動するのに連動させて、一対のフインガと共に、
該フインガが把持するワークを平行移動させる第
３給排気手段と、 を備えた構成を採用し、所期の目的を達成したも
のである。

(2) 作用 ロボツトアームに取り付けられた把持装置でワ
ークを把持するに際して、先ず、第１給排気手段
で一対のフインガをワークの非把持端に位置決め
し、次いで第２給排気手段で双方のピストンをス
トローク基端から相互に逆方向に同期的に移動さ
せてフインガでワークを把持する。このとき、ピ
ストンに供給される圧縮流体圧力は最大ストロー
クが相対的に小さなピストンの方が高くされてい
るため、相対的にストロークの小さなピストンが
ストローク終端に位置決めされた状態で一対のフ
インガがワークを把持すると共に、最大ストロー
クが相対的に大きい方のピストンはストローク終
端手前の位置に拘束された状態を採る。フインガ
でワークを把持した後、ロボツトアームを起動し
てワークを所定位置まで移動させることによつて
ワークを穴などに嵌入させるとき、第３給排気手
段により、最大ストロークが相対的に小さい方の
ピストンへの圧縮流体の供給を断つと、未だ圧縮
流体の供給を受けている他方のピストンの力が勝
つて同ピストンはストローク終端に向けて更に移
動し、これに追従してワークは、ロボツトアーム
の動作とは独立に平行移動し、サーボエラーを惹
起する過負荷をロボツトアームに与えることなく
所謂ばりの付いた穴などにワークを挿入させる。

(3) 実施例 以下、この発明の実施例を、図面を参照して説
明する。

第１図に示す実施例の把持装置は、マイクロメ
ータのフレームを把持するためのもので、後述す
る２個のピストンを背中合わせに備えたシリンダ
装置Ｃを有している。このシリンダ装置Ｃは、軸
心を一致させた２個のシリンダ１８，２２を備
え、両シリンダの相対向する開口端は中央部に設
けた仕切１によつて閉鎖されている。この仕切１
は両側部第１図において上下部に柱状の結合部
２，３を有し、各結合部２，３には外周面部で開
口するエアー入出穴４，５が設けられている。

また、前記仕切１と対向するシリンダ１８，２
２の両側は、ロツドガイド６，７で閉鎖されてい
る。このロツドガイド６，７は内側にシリンダ１
８，２２への柱状の結合部８，９を有し、各結合
部８，９の外周側面にはシリンダ１８，２２の内
部と連通するエアー入出穴１０，１１を有してい
る。

さらに、ロツドガイド６，７の軸心部には、シ
リンダ１８，２２に装着したピストン１２，１３
に一体に連結されたピストンロツド１４，１５が
摺動自在に挿通支持されている。なお、ピストン
１２はピストン１３に比べて軸方向長さが長く形
成されており、ピストン１３のストロークの方が
ピストン１２によりも大きくなるように構成され
ている。また、ロツドガイド６，７のピストンロ
ツド１４，１５との接触部には、Ｏリング１６，
１７を設けて、外気がシリンダ内部に侵入するの
を防止している。

前述の如き構成によつて、シリンダ１８，２２
の内部にはピストン１２，１３の正面部にシリン
ダ室Ｃ１，Ｃ２が形成されている。なお結合部
２，８とシリンダ１８との間にはガスケツト１
９，２０が設けられ、ピストン１２の外周面部に
はシリンダ１８の内周面との摺動面をシールする
ピストンリング２１が設けられている。

同様に仕切１の反対例の結合部３，９とシリン
ダ２２との間にもガスケツト２３，２４が設けら
れ、ピストン１３にも同様にピストンリング２５
が設けられている。

このようにしてシリンダ室Ｃ１，Ｃ２を構成す
る仕切１、ロツドガイド６，７はねじ２８，２９
等によつてロツド２６，２７に固定され、所定の
位置関係を維持している。

さらに、ピストンロツド１４，１５の先端部に
は、前記ガイドロツド２７上を摺動するフインガ
３０，３１がボルト３２，３３で固定されてい
る。なお、ガイドロツド２７とフインガ３０，３
１との間には、ドライブツシユ３４，３５を介在
せて、フインが３０，３１の動きをスムーズにし
ている。また、フインガ３０，３１の自由端部に
は、ワーク（例えばフレーム）３６を確実に保持
するための爪３７，３８が背中合せに突設されて
いる。

次に、この把持装置のエアー回路を第２図に基
いて説明する。

空圧源３９には圧力調整装置４０が接続されて
いる。この圧力調整装置４０はフイルタレギユレ
ータ４１、圧力ゲージ４２、ミストセパレータ４
３により構成されている。この圧力調整装置４０
には圧力スイツチ４４およびレギユレータ４５が
接続されている。このレギユレータ４５には別の
圧力ゲージ４６を備え、ソレノイドバルブ４７と
レギユレータ４８とが接続されている。

ソレノイドバルブ４７はシリンダ装置Ｃのエア
ー入出穴４に接続され、ソレノイドバルブ４７
が、エアー入出穴４と空圧源３９とを連通したと
きはシリンダ室Ｃ２内にエアーを供給し、該ソレ
ノイドバルブ４７が動作した時にはエアーの供給
を絶つて、シリンダ室Ｃ２内のエアーを排出する
ようになつている。

レギユレータ４８には圧力ゲージ４９を介して
ソレノイドバルブ５０はシリンダ装置Ｃのエアー
入出穴１０，１１に接続されると共に、スピード
コントローラ５１を介してエアー入出穴５にも接
続され、通常は、スピードコントローラ５１を介
してエアー入出穴５にエアーを供給し、ソレノイ
ドバルブ５０の動作時には、エアー入出穴１０，
１１にエアーを供給し、エアー入出穴５から排気
するようになつている。

なお、ソレノイドバルブ４７を介してシリンダ
室Ｃ２に供給されるエアーの圧力は、スピードコ
ントローラ５１を介してシリンダ室Ｃ３に供給さ
れるエアーの圧力より高く設定されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

第１図において、ワーク３６を把持するフイン
ガ３０，３１を、把持の準備のために当該フイン
ガ間の間隔を狭める場合には、ソレノイドバルブ
４７，５０を同時に作動させる。このとき、ソレ
ノイドバルブ４７はシリンダ室Ｃ２の排気回路を
開き、ソレノイドバルブ５０は、一方では圧力調
整装置４０、レギユレータ４５、レギユレータ４
８によつて構成された加圧エアーの供給回路を開
き、他方ではシリンダ室Ｃ３の排気回路を開くの
で、ソレノイドバルブ５０を介してシリンダ装置
Ｃのシリンダ室Ｃ１とＣ４に与えられる空圧源３
９のエアーはピストン１２，１３を作動させて、
ピストン１２，１３は互いに接近する方向に移動
し、ピストンロツド１４，１５を介してフインガ
３０，３１を共に、シリンダ装置Ｃの中央部に設
けた仕切１の方向に引き寄せる。従つて、フイン
ガ先端部の爪３７，３８の距離は短縮される。そ
の間、シリンダ室Ｃ２のエアーはソレノイドバル
ブ４７を介して排気され、シリンダ室Ｃ３のエア
ーは、スピードコントローラ５１、ソレノイドバ
ルブを介して排気される。このような状態におい
て、ピストン１２，１３は結合部２，３の端面に
当接してストローク基端に位置決めされ、フイン
ガ３７，３８はワークを把持する体勢になる。

次に、このワークを把持する場合には、ソレノ
イドバルブ４７，５０をオフにして第２図の状態
に復帰させる。この操作によつて、一方ではソレ
ノイドバルブ４７を介してシリンダ室Ｃ２にエア
ーが供給されてピストン１２が第２図において下
降し、他方では、ソレノイドバルブ５０、スピー
ドコントローラ５１を介してシリンダ室Ｃ３にエ
アーが供給され、また、シリンジ室Ｃ１，Ｃ４の
エアーは、ソレノイドバルブ５０を介して排気さ
れるので、ピストン１３は同図において上昇し、
フインガ３０，３１は第１図に示すようにワーク
３６を内側から保持する。この場合、シリンダ室
Ｃ２に与えられるエアーはレギユレータ４８とス
ピードコントローラ５１を経由してシリンダ室Ｃ
３に与えられるエアーの圧力より高く、しかも最
大ストロークはピストン１２の方が相対的に小さ
いから、そのピストン１２の方が速く移動し先に
結合部８の端面に当接してストローク終端に到達
し、且つピストン１２は相対的に高圧のエアーで
押圧されている関係上その位置に位置決めされ
る。一対のフインガ３０，３１でワークを３６を
把持したとき、ピストン１２に対するエアー圧力
が勝つているため、反対側のピストン１３はスト
ローク終端手前の位置に拘束され、ワークの把持
位置が固定される。

このようにしてワーク３６を把持した状態で、
つづいてソレノイドバルブ４７を作動させると、
シリンダ室Ｃ２のエアーがソレノイドバルブ４７
を介して排気されるため、シリンダ室Ｃ１，Ｃ２
にはエアー圧がなくなり、フインガ３０は自由状
態になるので、その後も引きつづきシリンダ室Ｃ
３に供給されるエアーの圧力によつてピストン１
３は緩速で上昇する。このため、フインガ３１が
緩速で上昇し、爪３８，即ちフインガ３１に伴な
われてワーク３６は上昇する。従つて、ピストン
１２と共に自由状態の前記フインガ３０もワーク
３６を介して押し上げられ、ワーク３６はフイン
ガ３０，３１に保持されたまま上方へ緩速で移動
する。このため、上方に挿入物があれば、ワーク
３６は被挿入物となつて挿入物が押し込まれ、ワ
ーク３６が挿入物であれば上方に位置する被挿入
物に押し込まれ、この動作にはロボツトアームの
駆動を必要としない。

ワーク３６を離す場合には、ソレノイドバルブ
５０を再び作動させ、ピストン１２，１３を相対
的に接近移動させて、フインガ３０，３１の爪３
７，３８をワーク３６から離す。

以上説明したように、この実施例によれば、ワ
ーク３６を把持した後、そのままの状態でフイン
ガ３０，３１を同期的に上方へ移動させることが
できるので、ロボツトによつてワークを被挿入物
に押し込んだりする作業においては、ロボツトア
ームを作動させて押し込み位置までワークを移動
させ、位置決めした後、この把持装置のフインガ
３０，３１で例えばワークを押し込むことができ
るようになる。従つて、ワーク３６などに「ば
り」があるために、不要な強い力で押し込まなけ
ればならないような事態になつたとき、ロボツト
アームがすでに位置決めされて駆動部はブレーキ
がかかつた状態にあつても、把持装置でロボツト
アームの動きから切り離してワーク３６を押し込
むことができるようになりロボツトアームの駆動
部はサーボエラーになることがない。このため、
ワーク３６に少し位の「ばり」があつても、ロボ
ツトがサーボエラーを感知することなく作業を円
滑に継続できるようになり、画一的に動くロボツ
トアームに間接的に融通性が持たされ、ロボツト
の作業能力を一段と向上させることができる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、独立した２個のシリンダを背中合わせ
に配置したものでもよい。また、ピストン１２，
１３にストローク差を持たせるために、ピストン
１２，１３の軸方向長、即ち厚さを変えたが、ピ
ストンの厚さを同じにしたシリンダ１８，２２の
長さを変えてもよい。さらに前記実施例ではフイ
ンガ３０，３１の外側に爪３７，３８を設けて、
フインガ３０，３１が開いたときに、ワーク３６
を把持するようにしたが、フインガ３０，３１の
内側に爪を設けてフインガ３０，３１が閉じたと
きにワーク３６を把持するようにしてもよい。こ
の場合には、２個のシリンダ１８，２２は独立さ
せて形成し、ピストンロツド１４，１５の向きが
相対的に向き合うように設置することもできる。
さらに、前記実施例では空気圧で作動するものを
示したが、油圧で作動させてもよく、その他、こ
の発明の要旨を変更しない範囲で種々変形は可能
である。

［発明の効果］ この発明によれば、一対のピストンには最大ス
トローク差を設定してあると共に、ワークを把持
するときは最大ストロークが相対的に対さなピス
トンへの供給圧縮流体圧を高くするから、把持装
置に対するワークの把持位置は、前記最大ストロ
ークが相対的に小さい方のピストンのストローク
終端位置によつて当初常に一定にされ、把持装置
に対してワークを簡単に位置決め把持することが
できる。この状態で最大ストロークが相対的に大
きなピストンはそのストローク終端に至る手前で
拘束され、その後、ロボツトで、所定値以上の力
を必要とする作業を行わなければならない事態が
生じても、前記最大ストロークの小さな方のピス
トンへの圧縮流体の供給を断つことにより、反対
側のピストンでさらにワークを平行移動すること
ができるので、ロボツトアームを停止させた状態
でワークを単独移動させることが可能になり、ロ
ボツトがそのロボツトアームの過負荷によりサー
ボエラーになることを防止して、円滑且つ安全な
作業を遂行する事ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示した図で、第１
図は把持装置の構造を示す断面図、第２図は駆動
装置のエアー回路図である。 Ｃ……シリンダ装置、１……仕切カバー、４，
５……エアー入出穴、６，７……ロツドガイド、
１０，１１……エアー入出穴、１２，１３……ピ
ストン、１４，１５……ピストンロツド、１７，
２２……シリンダ、３０，３１……フインガ、３
７，３８……爪、３９……空圧源、４０……圧力
調整装置、４５……レギユレータ、４７……ソレ
ノイドバルブ、４８……レギユレータ、５０……
ソレノイドバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 最大ストロークが相違する２個のピストンを
   背中合わせに備えると共に夫々のピストンに連結
   するピストンロツドが相互に逆向きで突出するシ
   リンダ装置と、 このシリンダ装置から突出するピストンロツド
   の夫々に取り付けられて相互に対向し、且つ、対
   向部分でワークを把持するためのフインガと、 一対のピストンを圧縮流体で同期的に相互に反
   対方向に付勢してストローク基端まで移動し、前
   記一対のフインガをワークの非把持端に位置決め
   する第１給排気手段と、 前記一対のピストンを第１給排気手段による移
   動方向とは逆向きに圧縮流体で同期的に付勢し、
   ストローク終端に向けて移動させると共に、ピス
   トンに供給する圧縮流体の圧力を、最大ストロー
   クが相対的に小さなピストンの方を相対的に高く
   して、該最大ストロークが相対的に小さなピスト
   ンをストローク終端に位置決めした状態でフイン
   ガにワークを把持させる第２給排気手段と、 前記フインガでワークを把持した状態におい
   て、相対的にストロークの小さな前記ピストンへ
   の給気を断ち、他方のピストンが圧縮流体で付勢
   されてストローク終端に向けて移動するのに連動
   させて、一対のフインガと共に、該フインガが把
   持するワークを平行移動させる第３給排気手段
   と、 を備えるロボツト用把持装置。