JPS6125992Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工作機械に加工物をローデイングす
るための工業用ロボツトのハンド装置に関するも
ので、その目的とするところは、外力が一定値以
下の場合にハンド装置は変化せずに剛体を保つて
働き、外力が一定値以上になつたときにこの外力
に対応して変位可能にして加工物などとの相対誤
差を吸収し、これによつて加工物の傷やロボツト
の破損を防ぎ、またハンド装置のクランプ装置部
分が加工物のまわりで軸心を維持したまま回転す
ることができ、さらに直径の異なる円形の加工物
を常に同一中心にてクランプ可能とした工業用ロ
ボツトのハンド装置を提供することにある。

以下その構成を図面に示した実施例に基づいて
説明する。

図中１は工業用マニプレータのアーム２の先端
に設けられるクランプ本体で、このクランプ本体
１の端部は円弧状に凹ましてあり、この部分に円
弧に沿つてアリ溝３ａを有する案内部３が設けて
ある。そしてこの案内部３に半円弧状に形成した
クランプ支持体４の背部がクランプ中心Ｏを中心
とする円弧方向に摺動自在に係合している。上記
クランプ本体１にはシリンダ装置５と、このシリ
ンダ装置５の両側に滑車６ａ，６ｂが設けてあ
り、上記シリンダ装置５のピストン５ａの両側に
紐体７ａ，７ｂの一端が結合してあり、この各紐
体７ａ，７ｂはシリンダ装置５のシリンダを出て
から滑車６ａ，６ｂに巻回してから互いに交差し
て上記クランプ支持体４に連結してある。

８ａ，８ｂ，８ｃは同一長さを有し先端にそれ
ぞれ円筒状のチツプ９を有するフインガで、この
各フインガの基部はクランプ中心Ｏに対して同心
円状の位置に配置された回転中心Oa，Ob，Ocを
中心にして回動自在にしてクランプ支持体４に枢
支されている。そしてこの各フインガ８ａ，８
ｂ，８ｃはクランプ支持体４に取付けられたクラ
ンプシリンダ装置１０に、リンク１１，１２およ
びギヤ１３，１４を介して連動連結して、クラン
プシリンダ装置１０の伸縮動により、各フインガ
８ａ，８ｂ，８ｃが上記クランプ中心Ｏに向つて
周囲から等角速度で常にそれぞれが等しい回動角
度だけ回動するようになつている。

一方、１５は上記アーム２とクランプ本体１と
の間に介装された緩衝接手で、この緩衝接手１５
はアーム２に固着された筒体１６と、この筒体１
６内に軸方向に摺動自在に設けた球面ブツシユ１
７と、これに支承される球面体１８と、この球面
体１８を軸方向両側から挾持するばね１７ａ，１
７ｂにて付勢されたカラー２０ａ，２０ｂとから
なつており、上記球面体１８に従動部材であるク
ランプ本体１が結合してある。２１はばね１９ｂ
を受けるキヤツプである。また２２，２２は球面
体１８の端面とカラー２０ａ，２０ｂとの間に介
装するフランジである。そしてこの両フランジ２
２，２２の間隔は筒体１６の段付部の幅と同一で
あり、この段付部によりばね１９ａ，１９ｂはプ
リロードが与えられている。

２３は回転方向に緩衝するための回り止め装置
で、キヤツプ２１に軸心からずれた位置に突設し
たピン２４，２４とクランプ本体１に突設したブ
ラケツト２５とがばね２６を介して上記緩衝接手
１５の軸心とする回動方向に連結してある。

上記構成において、クランプシリンダ装置１０
を伸縮動することにより各フインガ８ａ，８ｂ，
８ｃがクランプ中心Ｏに対して等角速度で等しい
回動角度だけ回動して先端のチツプ９によりクラ
ンプ及びアンクランプ動作がなされる。

一方、クランプ本体１のシリンダ装置５を伸縮
動することによりクランプ支持体４がクランプ本
体１に対してクランプ中心Ｏのまわりに摺動して
その位置が変えられる。

また上記クランプ装置に軸方向に所定以上の押
圧力が作用するとアーム２側のばね１９ａが撓ん
で球面ブツシユ１７ごとアーム２側へ移動し、ま
た所定以上の引張力が作用すると上記とは逆にク
ランプ本体１側のばね１９ｂが撓んで球面ブツシ
ユ１７ごとクランプ本体１側へ移動し、さらにク
ランプ本体側に横振れ方向に所定以上の力が作用
したときには球面ブツシユ１７が両ばね１９ａ，
１９ｂの付勢力に抗して回動し、それぞれ緩衝作
動される。

なお上記クランプ装置にてクランプした加工物
を旋盤などのチヤツクに取付けるとき、ロボツト
本体の横行や心押台にて加工物をチヤツク取付面
に押し当てるが、このときフインガのクランプ力
が強すぎるとフインガ破損を起こす恐れがある。
また逆に弱すぎると加工物搬送中に加工物を落と
すことも考えられる。これに対処するためにはク
ランプシリンダ装置１０の推力を減じてハーフク
ランプ状態にする必要がある。このための実施例
を第４図に示す。

すなわちクランプシリンダ装置１０は片ロツド
シリンダにて構成し、このシリンダ装置１０のボ
トム室１０ａをクランプ側とし、ロツド室１０ｂ
をアンクランプ側とし、この両室１０ａ，１０ｂ
と油圧源２７との間に正逆位置Ａ，Ｂ及び両室に
圧力を導く共通位置Ｃとを有する切換弁２８を介
装する。

しかしてシリンダ内径をＤ、ロツド径をｄ、ピ
ストン２９のクランプ側受圧面積をS₁、ピストン
２９のアンクランプ側受圧面積をS₂、ロツド断面
積をS₃としたときに、フルクランプ力Ｆ_fは油を
Ｐ_pとすると、 Ｆ＝S₁×Ｐ_p となるが、切換弁２８を共通位置Ｃに切換えて両
室１０ａ，１０ｂに油圧を供給するとハーフクラ
ンプとなりこのときのクランプ力Ｆ_hは Ｆ_H＝（S₁−S₀）×Ｐ_p ＝S₃・Ｐ_p となる。従つてフルクランプ力Ｆ_fとハーフクラ
ンプ力Ｆ_hとの比は Ｆ_ｈ／Ｆ_ｆ＝Ｓ_３Ｐ_ｐ／Ｓ_１Ｐ_ｐ＝（ｄ／Ｄ）^２ となり、切換弁２８を共通位置Ｃにすることによ
りフルクランプ力Ｆ_fより小さな力のハーフクラ
ンプＦ_hとすることができる。

本考案に係る工業用ロボツトのハンド装置は、
前述のように、工業用ロボツトのアーム２の先端
に、軸方向及び横振れ方向に所定以上の力が作用
したときに弾性変形する緩衝接手１５を介して、
クランプ中心Ｏを中心とする円弧状に形成したク
ランプ本体１を取付け、該円弧状のクランプ本体
１の長手方向に沿つて形成された案内部３に、該
クランプ本体１の円弧と同一の円弧状に形成され
たクランプ支持体４の背部を摺動自在に係合し、
該クランプ支持体４の両端部にその一端部をそれ
ぞれ連結した一対の紐体７ａ，７ｂの他端部を、
当該クランプ支持体４の背面に沿わせた後前記ク
ランプ本体１に設けたシリンダ装置５のピストン
５ａの両端部にそれぞれ連係し、前記クランプ支
持体４に、該クランプ支持体４の前記クランプ中
心Ｏに対し同心円上でありかつ互いに離隔された
少なくとも３個の点Oa，Ob，Ocを中心として揺
動自在であると共に同一長さの少なくとも３個の
フインガ８ａ，８ｂ，８ｃの基部を取付け、前記
各フインガ８ａ，８ｂ，８ｃを、それぞれの先端
部が前記クランプ中心Ｏに対して等角速度で等角
度だけ揺動するように連動機構を介してクランプ
シリンダ装置１０に連動連結すると共に、該クラ
ンプシリンダ装置１０のボトム室１０ａ及びロツ
ド室１０ｂと油圧源２７との間に、前記ボトム室
１０ａを前記油圧源２７に、また前記ロツド室１
０ｂをタンクに連通する正位置Ａ、前記ロツド室
１０ｂを前記油圧源２７に、また前記ボトム室１
０ａを前記タンクに連通する逆位置Ｂ及び前記ボ
トム室１０ａと前記ロツド室１０ｂ双方を前記油
圧源２７に連通する共通位置Ｃとを有する切換弁
２８を介装したから、アーム２を動かしてクラン
プ本体１を把持すべき加工物の近傍に位置させ、
シリンダ装置５のピストン５ａを移動させること
によりクランプ本体１に対してクランプ支持体４
を摺動させて加工物に適応する位置に持ち来た
し、次いでクランプシリンダ装置１０を作動する
ことにより、これに連動連結された少なくとも３
個のフインガ８ａ，８ｂ，８ｃを作動させて、加
工物を把持するものであつて、仮令加工物の直径
が異なつていても、何らの弊害が生じないばかり
か、前記各フインガ８ａ，８ｂ，８ｃの各先端部
がクランプ中心Ｏに対して等角速度で等角度だけ
揺動することにより、同一中心でクランプするこ
とができ、また前記各フインガ８ａ，８ｂ，８ｃ
で把持した加工物は、前記シリンダ装置５のピス
トン５ａを移動させることにより、その中心を維
持したまま回転することができるものであつて、
汎用性を増大することができる。さらに、クラン
プ支持体４は、その背部を、同一円弧状に形成さ
れたクランプ本体１の案内部３に摺動自在に係合
されているから、動作がスムーズであるばかり
か、その両端部に連結した一対の紐体７ａ，７ｂ
の他端部を、シリンダ装置５のピストン５ａの両
端部に連結して該ピストン５ａの移動により動作
させるようにしたから、動作が確実であつて、信
頼性が高く、また、前記紐体７ａ，７ｂは、クラ
ンプ支持体４の背面を沿わせたから、邪魔になる
ようなこともない。しかも、前記クランプシリン
ダ装置１０のボトム室１０ａ及びロツド室１０ｂ
と油圧源２７との間に、前述の如き正、逆位置
Ａ，Ｂ及び共通位置Ｃを有する切換弁２８を介装
したから、切換弁２８を切換えることにより前記
各フインガ８ａ，８ｂ，８ｃを作動させて加工物
をクランプする把持位置及び加工物をアンクラン
プする退避位置に移動できることは勿論のこと、
加工物を軽くクランプするハーフクランプ状態に
することができるものであつて、加工物が破損し
易い材料の場合好適である。さらにまた、アーム
２とクランプ本体１との間には、軸方向及び横振
れ方向に所定以上の力が作用したときに弾性変形
する緩衝接手１５を介装したから、前記フインガ
８ａ，８ｂ，８ｃ等を介してクランプ本体１に外
力が作用してもその外力が一定値以下の場合には
緩衝接手１５は変位せずに剛体を保つて働らき確
実な動きをもたらすと共に、その外力が一定値以
上になつた場合には弾性変形して、加工物を傷つ
けたり、フインガ８ａ，８ｂ，８ｃ等が破損する
のを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
クランプ装置の蓋部を取除きかつ一部を破断に示
す平面図、第２図は第１図の−線に沿う断面
図、第３図は第１図の−線に沿う断面図、第
４図はハーフクランプ機構を示す回路図である。 １はクランプ本体、２はアーム、４はクランプ
支持体、８ａ，８ｂ，８ｃはフインガ、１５は緩
衝接手。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工業用ロボツトのアーム２の先端に、軸方向及
   び横振れ方向に所定以上の力が作用したときに弾
   性変形する緩衝接手１５を介して、クランプ中心
   Ｏを中心とする円弧状に形成したクランプ本体１
   を取付け、該円弧状のクランプ本体１の長手方向
   に沿つて形成された案内部３に、該クランプ本体
   １の円弧と同一の円弧状に形成されたクランプ支
   持体４の背部を摺動自在に係合し、該クランプ支
   持体４の両端部にその一端部をそれぞれ連結した
   一対の紐体７ａ，７ｂの他端部を、当該クランプ
   支持体４の背面に沿わせた後前記クランプ本体１
   に設けたシリンダ装置５のピストン５ａの両端部
   にそれぞれ連係し、前記クランプ支持体４に、該
   クランプ支持体４の前記クランプ中心Ｏに対し同
   心円上でありかつ互いに離隔された少なくとも３
   個の点Oa，Ob，Ocを中心として揺動自在である
   と共に同一長さの少なくとも３個のフインガ８
   ａ，８ｂ，８ｃの基部を取付け、前記各フインガ
   ８ａ，８ｂ，８ｃを、それぞれの先端部が前記ク
   ランプ中心Ｏに対して等角速度で等角度だけ揺動
   するように連動機構を介してクランプシリンダ装
   置１０に連動連結すると共に、該クランプシリン
   ダ装置１０のボトム室１０ａ及びロツド室１０ｂ
   と油圧源２７との間に、前記ボトム室１０ａを前
   記油圧源２７に、また前記ロツド室１０ｂをタン
   クに連通する正位置Ａ、前記ロツド室１０ｂを前
   記油圧源２７に、また前記ボトム室１０ａを前記
   タンクに連通する逆位置Ｂ及び前記ボトム室１０
   ａと前記ロツド室１０ｂ双方を前記油圧源２７に
   連通する共通位置Ｃとを有する切換弁２８を介装
   したことを特徴とする工業用ロボツトのハンド装
   置。