JP2620503B2 - Industrial manipulator - Google Patents
Industrial manipulatorInfo
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- JP2620503B2 JP2620503B2 JP5271450A JP27145093A JP2620503B2 JP 2620503 B2 JP2620503 B2 JP 2620503B2 JP 5271450 A JP5271450 A JP 5271450A JP 27145093 A JP27145093 A JP 27145093A JP 2620503 B2 JP2620503 B2 JP 2620503B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は産業用マニプレータに関
し、特に垂直多関節のものに用いて有用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial manipulator, and more particularly, to an industrial manipulator useful for an articulated vertical joint.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、鋳物工場で行なう鋳物のばらし
（鋳ばらし）作業は手作業で行なっている。この鋳ばら
し作業の工程中では、ベルトコンベアで搬送されてくる
鋳型及び鋳物製品を下記のように処理する。2. Description of the Related Art Heretofore, casting unloading (casting unloading) performed in a foundry is performed manually. In the process of the casting and separating operation, the mold and the casting product conveyed by the belt conveyor are processed as described below.
【０００３】（１）荒仕分け作業−Ｉ からみ合った湯口製品の仕分け。(1) Rough sorting work-I Sorting of gate products in relation to each other.
【０００４】（２）荒仕分け作業−II 前工程で既に分解している製品と湯口の整列、及びセキ
折りの作業のために前工程で仕分けた湯口付き製品の仕
分け。(2) Rough sorting work-II Alignment of gates with products that have already been disassembled in the previous process, and sorting of gated products sorted in the previous process for cinch folding work.
【０００５】（３）セキ折り作業 ゲートベッカーで湯道と製品を分離。(3) Seki folding work The runner and the product are separated by a gate becker.
【０００６】（４）整列作業 セキ折り後の製品と湯道を分離して整列。(4) Alignment work The separated product and runner are separated and aligned.
【０００７】（５）ハンガー掛け作業 ショットブラストへの投入作業。[0007] (5) Hanger work Work to put into shot blast.
【０００８】従来、上述したような鋳ばらし作業は作業
員が全て手作業で行なっているので、能率が悪く、また
重労働である。このため、省力化とともに機械化を図り
得るマニプレータの出現が待望されている。そして、こ
のような用途に適応するためのマスタ・スレーブ方式に
よるマニプレータが従来から用いられている。図１０に
従来の産業用マニプレータの概略を示す。Heretofore, since the above-mentioned casting work has been performed manually by all workers, the efficiency is low and the labor is heavy. For this reason, the appearance of a manipulator that can achieve mechanization while saving labor is expected. A master-slave type manipulator for adapting to such use has been conventionally used. FIG. 10 schematically shows a conventional industrial manipulator.
【０００９】図１０に示すように、従来の産業用マニプ
レータにおいて、水平アーム００１及び水平レバー００
２、連結プレート００３、手首部００４がそれぞれ軸０
０５，００６，００７，００８によって４節のリンク機
構が形成されており、この４節リンク機構のリンク形状
を固定することにより手首部００４の姿勢を固定するこ
とができるようになっている。また、一端が軸００５に
よって連結プレート００３に連結された垂直アーム００
９は軸０１０によってこの連結プレート００３に回動自
在に連結された垂直レバー０１１と平行をなし、垂直ア
ーム００９の他端は軸０１２によって旋回台０１３連結
され、垂直レバー０１１の他端は油圧シリンダ０１４を
介して軸０１５によって旋回台０１３連結されている。
即ち、垂直アーム００９、垂直レバー０１１、油圧シリ
ンダ０１４、連結プレート００３及び軸００５、０１
０、０１２、０１５で４節のリンク機構を形成してい
る。更に、手首部００４には支持軸０１６を介して支持
プレート０１７が回動自在に取付けられ、この支持プレ
ートには図示しない駆動装置によって開閉自在な一対の
ハンド０１８が装着されている。As shown in FIG. 10, in a conventional industrial manipulator, a horizontal arm 001 and a horizontal lever 00 are provided.
2, the connecting plate 003 and the wrist 004 each have the axis 0
05, 006, 007, 008 form a four-bar linkage, and by fixing the link shape of the four-bar linkage, the posture of the wrist 004 can be fixed. A vertical arm 00 having one end connected to the connection plate 003 by a shaft 005
9 is parallel to a vertical lever 011 rotatably connected to the connecting plate 003 by a shaft 010, the other end of the vertical arm 009 is connected to a swivel base 013 by a shaft 012, and the other end of the vertical lever 011 is a hydraulic cylinder. The swivel base 13 is connected to the swivel base 13 via a shaft 15 through the base 14.
That is, the vertical arm 009, the vertical lever 011, the hydraulic cylinder 014, the connecting plate 003, and the shafts 005, 01
0, 012, and 015 form a four-section link mechanism. Further, a support plate 017 is rotatably mounted on the wrist 004 via a support shaft 016, and a pair of hands 018 which can be opened and closed by a driving device (not shown) is mounted on the support plate.
【００１０】従って、上述した産業用マニプレータは、
油圧シリンダ０１４の伸縮駆動により連結プレート００
３が軸０１５を回動中心として回動し、水平レバー００
２を介して手首部００４（ハンド０１８）が回動するこ
とができる。また、一対のハンド０１８は支持プレート
０１７と共に支持軸０１６を中心として回動することが
でき、且つ、駆動装置によって開閉することができる。Therefore, the above-mentioned industrial manipulator has:
The connecting plate 00 is driven by the expansion / contraction drive of the hydraulic cylinder 014.
3 rotates about the axis 015 as the center of rotation, and the horizontal lever 00
2, the wrist 004 (hand 018) can rotate. In addition, the pair of hands 018 can rotate about the support shaft 016 together with the support plate 017, and can be opened and closed by a driving device.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマニプ
レータを用いた鋳ばらし作業にあっては、鋳物のハンド
リングや製品のばらし作業などを行うにあたって苛酷な
条件下で使用されるため、ハンド０１８やその駆動装置
等に大きな衝撃力が作用することとなり、その部分の破
損や故障が発生するという問題があった。[0006] In the above-mentioned cast-out operation using the conventional manipulator, since the caster is used under severe conditions for handling castings and separating products, the hand 018 or the like is used. There is a problem that a large impact force acts on the driving device and the like, and that portion is damaged or broken.
【００１２】また、このマニプレータを鋳ばらし作業に
おけるライン作業に適用した場合には、大量の鋳物を高
速で処理する必要があり、小型で、且つ、小回りの可能
な装置が要求される。ところが、上述した従来のマニプ
レータにあっては、ハンド０１８は支持軸０１６によっ
て回動自在に支持されているものの、このハンド０１８
は所定の位置から時計回り方向に所定角度（１８０
°）、また反時計回り方向に同じく所定角度（１８０
°）だけ回動自在に支持されたものであり、回動範囲が
規制されて素早いハンドリングができなかった。Further, when this manipulator is applied to a line operation in a casting operation, it is necessary to process a large amount of castings at a high speed, and a device which is small in size and capable of making a small turn is required. However, in the above-described conventional manipulator, the hand 018 is rotatably supported by the support shaft 016.
Is a predetermined angle (180) clockwise from a predetermined position.
°) and a predetermined angle in the counterclockwise direction (180 °).
°), it was rotatably supported, and the range of rotation was restricted, so that quick handling was not possible.
【００１３】本発明はこのような問題を解決するもので
あり、装置の損傷を防止すると共に作動性の向上を図っ
た産業用マニプレータを提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an industrial manipulator that prevents damage to the device and improves operability.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の産業用マニプレータは、回動軸関節によっ
て複数のアームがそれぞれ回動自在に連結され、その複
数のアームのうちの先端側のアーム先端部に支持軸を介
してハンドが回転自在に支持され、駆動装置によって開
閉駆動可能に支持されると共に、前記ハンドと支持軸と
の間に上下及び左右方向に対して所定量の自由度を有す
る緩衝機構が介装された産業用マニプレータにおいて、
前記支持軸には基台が回転自在に支持されてその基台前
方に位置規制板が連結され、その位置規制板に複数の位
置決め凹部が形成される一方、前記ハンドが前記位置規
制板の後方に対向して設けられた位置保持板に装着さ
れ、この位置保持板に前記複数の位置決め凹部に係合す
る複数の円錐状をなす位置決め凸部が形成され、前記基
台と位置保持板との間に圧縮ばねが張設されたことを特
徴とするものである。Means for Solving the Problems] industrial manipulator of the present invention for achieving the above object, a plurality of arms by the rotation axis joint are respectively rotatably connected, the tip of the plurality of arms Ha command is rotatably supported via a support shaft to the arm tip end portion of the side, with the opening and closing rotatably supported by the drive device, a predetermined amount with respect to the vertical and horizontal directions between the hand and the support shaft In an industrial manipulator in which a buffer mechanism having a degree of freedom is interposed ,
A base is rotatably supported on the support shaft and is in front of the base.
The position regulating plate is connected to the
The positioning recess is formed while the hand is
Attached to the position holding plate provided opposite to the back of the control plate
The position holding plate is engaged with the plurality of positioning recesses.
A plurality of conical positioning projections are formed, and
A compression spring is stretched between the table and the position holding plate .
【００１５】[0015]
【作用】ハンドがアームの支持軸に対して回転自在に支
持されると共に駆動装置によって開閉駆動可能に支持さ
れたことで、ハンドの作動範囲が拡大すると共に素早い
ハンドリングが可能となる。また、このハンドと支持軸
との間に上下及び左右方向に対して所定量の自由度を有
する緩衝機構を介装したことで、苛酷な条件下で使用さ
れてハンドやその駆動装置等に大きな衝撃力が作用して
も、その衝撃力は緩衝機構によって吸収されて装置の破
損や故障が防止されると共に、確実なハンドリングが可
能となる。更に、位置規制板の各位置決め凹部に圧縮ば
ねによって位置保持板の各位置決め凸部が係合すること
で、緩衝機構による衝撃力の吸収時にハンドが移動して
も、ハンドは不安定な動作が抑制される。 [Action] C command is that which is opened and closed drivably supported by the drive device while being supported by the rotating freely relative to the support shaft of the arm, the operating range of the hand is enabled quick handling while expanding. In addition, since a buffer mechanism having a predetermined degree of freedom in the vertical and horizontal directions is interposed between the hand and the support shaft, it is used under severe conditions, and the hand and its driving device are large. Even if an impact force is applied , the impact force is absorbed by the shock absorbing mechanism, preventing damage and failure of the device, and enabling reliable handling.
It works. Furthermore, if compressed in each positioning recess of the position regulating plate,
Each positioning projection of the position holding plate is engaged by the spring
The hand moves when the shock absorption mechanism absorbs the impact force.
However, the unstable motion of the hand is suppressed.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１７】図１に本発明の一実施例に係る産業用マニ
プレータの正面視、図２に産業用マニプレータの上面
視、図３に産業用マニプレータの背面視、図４にハンド
装置の概略構成、図５にハンド装置の駆動機構を表す要
部断面、図６にハンド装置の緩衝機構を表す要部断面、
図７に図６のVII−VII断面、図８にハンド装置の開閉機
構を表す要部断面、図９にハンド装置の開閉機構を表す
上面視を示す。FIG. 1 is a front view of an industrial manipulator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of the industrial manipulator, FIG. 3 is a rear view of the industrial manipulator, FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a driving mechanism of the hand device, FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6, FIG. 8 is a sectional view of a main part showing the opening / closing mechanism of the hand device, and FIG. 9 is a top view showing the opening / closing mechanism of the hand device.
【００１８】本実施例の産業用マニプレータのスレーブ
アームにおいて、図１乃至図３に示すように、旋回台１
１は床面１２に設置されている基台１３に対して水平面
内を回動自在に支持されており、この旋回台１１を回動
する１軸モータ１４は基台１３内に収納されている。垂
直アーム１５はその基端部が旋回台１１に回動軸１６を
もって回動自在に支持されており、２軸モータ１７によ
り回動することができる。また、垂直レバー１８はその
基端部が回動レバー１９を介して旋回台１１に回動軸２
０により回動自在に支持されている。この垂直アーム１
５及び垂直レバー１８は略平行をなし、各レバー１５，
１８の先端部は三角形をなす連結リンク２１にそれぞれ
回動軸２２，２３により回動自在に連結されている。即
ち、旋回台１、連結リンク２１、垂直アーム１５、垂直
レバー１８及び各軸１６，２０，２２，２３により４節
の平行リンク機構を形成している。そして、垂直レバー
１８は、２軸モータ１７による垂直アーム１５の前後動
作が回動軸２２を中心とした連結リンク２１を介して回
動軸２３に伝達され、垂直アーム１５と同様な前後動作
を行う。In the slave arm of the industrial manipulator according to the present embodiment, as shown in FIGS.
1 is rotatably supported in a horizontal plane with respect to a base 13 installed on the floor 12, and a one-axis motor 14 for rotating the turntable 11 is housed in the base 13. . The base end of the vertical arm 15 is rotatably supported by a swivel table 11 with a rotation shaft 16, and can be rotated by a two-axis motor 17. The vertical lever 18 has its base end pivotally connected to the turntable 11 via the pivot lever 19.
It is rotatably supported by 0. This vertical arm 1
5 and the vertical lever 18 are substantially parallel, and each lever 15,
The tip of 18 is rotatably connected to a triangular connecting link 21 by means of rotating shafts 22 and 23, respectively. That is, the swivel 1, the connecting link 21, the vertical arm 15, the vertical lever 18, and the shafts 16, 20, 22, and 23 form a four-node parallel link mechanism. Then, the vertical lever 18 transmits the forward / backward movement of the vertical arm 15 by the two-axis motor 17 to the rotating shaft 23 via the connecting link 21 centered on the rotating shaft 22, and performs the same longitudinal movement as the vertical arm 15. Do.
【００１９】水平レバー２５及び水平アーム２６は上下
に並んで略平行をなし、各レバー２５，２６の先端部は
連結アーム２７を介してそれぞれ回動軸２８，２９によ
り回動自在に連結されている。この水平レバー２５の基
端部は回動軸３０により連結リンク２１に回動自在に連
結されている。一方、水平アーム２６はその途中部分が
垂直アーム１５の上端部に載置され、その基端部には補
助アーム３１が連結され、この補助アーム３１の下端部
は連結アーム３２を介して回動軸１６に連結されると共
にここにカウンタウエイト３３が装着されている。そし
て、連結アーム２７には回動軸２９により手首アーム３
４の基端部が回動自在に取付けられ、この手首アーム３
４は４軸モータ３５により回動軸２９を中心として回動
することができる。更に、この手首アーム３４には回動
軸３６によりハンド装置３７が回動自在に装着されてお
り、このハンド装置３７は５軸モータ３８により回動軸
３６を中心として回動することができる。The horizontal lever 25 and the horizontal arm 26 are arranged vertically and are substantially parallel to each other, and the end portions of the levers 25 and 26 are rotatably connected via connecting arms 27 by rotary shafts 28 and 29, respectively. I have. The base end of the horizontal lever 25 is rotatably connected to the connection link 21 by a rotation shaft 30. On the other hand, the horizontal arm 26 has an intermediate part placed on the upper end of the vertical arm 15, and an auxiliary arm 31 is connected to the base end of the horizontal arm 26. The lower end of the auxiliary arm 31 rotates via the connecting arm 32. The counterweight 33 is attached to the shaft 16 and is connected thereto. The connecting arm 27 is connected to the wrist arm 3 by the rotation shaft 29.
The base end of the wrist arm 4 is rotatably mounted.
4 can be rotated about a rotation shaft 29 by a four-axis motor 35. Further, a hand device 37 is rotatably mounted on the wrist arm 34 by a rotating shaft 36, and the hand device 37 can be rotated around the rotating shaft 36 by a 5-axis motor 38.
【００２０】なお、上述した１軸〜５軸モータ１４，１
７，２４，３５，３８によって回動する旋回台１１及び
垂直アーム１５、水平アーム２６、手首アーム３４、ハ
ンド３７の各回動中心をそれぞれＯ1 ，Ｏ2 ，Ｏ3 ，Ｏ
4 ，Ｏ5 で示す。The above-described one-axis to five-axis motors 14, 1
The rotational centers of the swivel 11 and the vertical arm 15, the horizontal arm 26, the wrist arm 34, and the hand 37, which are rotated by 7, 24, 35, and 38, are respectively O 1 , O 2 , O 3 , and O.
4, shown by O 5.
【００２１】また、旋回台１１には運転席４１が装着さ
れており、この運転席４１にはスレーブアームを作動さ
せるマスターアーム４２及びジョイステックレバー４３
が配設されている。このマスターアーム４２はスレーブ
アームと相似形に形成されており、マスターアーム４２
をオペレータが操作することによりスレーブアームがマ
スターアーム４２と相似形となるように動作制御され
る。一方、ジョイステックレバー４３はこれをオペレー
タが前後に倒すことにより旋回台１１を大きく、高速度
で左右方向に回動するためのものである。A driver's seat 41 is mounted on the swivel table 11. The driver's seat 41 has a master arm 42 for operating a slave arm and a joystick lever 43.
Are arranged. The master arm 42 is formed in a similar shape to the slave arm.
Is operated by the operator so that the slave arm has a similar shape to the master arm 42. On the other hand, the joystick lever 43 is used for turning the turntable 11 large by turning it back and forth by the operator, and for rotating the turntable 11 in the left-right direction at a high speed.
【００２２】本実施例の産業用マニプレータのスレーブ
アームにおいて、図４に示すように、水平アーム２６の
先端部には回動軸２９によって手首アーム３４が回動自
在に装着されており、この手首アーム３４には回動軸３
６が回動自在に支持されると共に５軸モータ３８によっ
て無限に回転自在に支持されている。そして、この回動
軸３６の先端部には上下及び左右方向に対して所定量の
自由度を有する緩衝機構５１を介してハンド装置３７が
装着されている。このハンド装置３７は一対の開閉自在
なハンド５２，５３を有しており、各ハンド５２，５３
はそれぞれエアシリンダ５４，５５によって開閉駆動で
きるようになっている。また、回動軸３６には２つのエ
ア給排路５６，５７が設けられており、このエア給排路
５６，５７の一端は図示しないエア給排源に連結される
一方、その他端は連結管５８，５９を介してエアシリン
ダ５４，５５に連結されている。In the slave arm of the industrial manipulator of this embodiment, as shown in FIG. 4, a wrist arm 34 is rotatably mounted on a tip of a horizontal arm 26 by a rotation shaft 29. The arm 34 has a rotating shaft 3
6 is rotatably supported and infinitely rotatably supported by a 5-axis motor 38. A hand device 37 is attached to the tip of the rotating shaft 36 via a buffer mechanism 51 having a predetermined degree of freedom in the vertical and horizontal directions. The hand device 37 has a pair of openable and closable hands 52, 53.
Can be opened and closed by air cylinders 54 and 55, respectively. The rotary shaft 36 is provided with two air supply / discharge paths 56, 57. One end of each of the air supply / discharge paths 56, 57 is connected to an air supply / discharge source (not shown), and the other end is connected. They are connected to air cylinders 54 and 55 via pipes 58 and 59.
【００２３】以下、そのハンド装置３７について具体的
に説明する。即ち、図５に示すように、回動軸２９によ
って回動自在に装着された手首アーム３４において、こ
の手首アーム３４に固定されたハウジング６１には支持
軸６２が複数のボルトによって取付けられており、この
ハウジング６１と支持軸６２との間には回動軸３６を構
成する中空の回転筒６３が軸受６４によって回転自在に
取付られている。そして、この回転筒６３の外周部には
従動ギア６５が固結されており、この従動ギア６５は５
軸モータ３８の駆動ギア６６を噛み合っている。Hereinafter, the hand device 37 will be specifically described. That is, as shown in FIG. 5, in a wrist arm 34 rotatably mounted by a rotation shaft 29, a support shaft 62 is attached to a housing 61 fixed to the wrist arm 34 by a plurality of bolts. A hollow rotary cylinder 63 constituting the rotary shaft 36 is rotatably mounted between the housing 61 and the support shaft 62 by a bearing 64. A driven gear 65 is fixedly connected to the outer peripheral portion of the rotary cylinder 63.
The drive gear 66 of the shaft motor 38 is engaged.
【００２４】また、支持軸６２にはその軸方向に沿って
２本のエア穴６７，６８が形成されると共に、回転筒６
３にもその軸方向に沿って２本のエア穴６９，７０が形
成されており、各エア穴６７，６８と６９，７０は支持
軸６２の外周部及び回転筒６３の内周部の各全周にわた
って形成された連通孔７１によって連通されている。そ
して、支持軸６２の各エア穴６７，６８の基端部にはそ
れぞれエア給排源からの配管７２，７３が連結される一
方、回転筒６３の各エア穴６９，７０の先端部にはそれ
ぞれ管継手７４，７５が取付けられている。The support shaft 62 is formed with two air holes 67 and 68 along its axial direction.
3 also has two air holes 69, 70 formed along its axial direction. The air holes 67, 68 and 69, 70 are respectively formed on the outer peripheral portion of the support shaft 62 and the inner peripheral portion of the rotary cylinder 63. It is communicated by a communication hole 71 formed over the entire circumference. The base ends of the air holes 67 and 68 of the support shaft 62 are connected to pipes 72 and 73 from the air supply / discharge source, respectively, while the tip ends of the air holes 69 and 70 of the rotary cylinder 63 are Pipe joints 74 and 75 are attached respectively.
【００２５】従って、５軸モータ３８を駆動すると、そ
の駆動力が駆動ギア６６及び従動ギア６５を介して回転
筒６３に伝達され、この回転筒６３が支持軸６２、即
ち、手首アーム３４に対して回転することができる。こ
のとき、エア給排源から配管７２あるいは７３を介して
供給されるエアは支持軸６２のエア穴６７，６８に導入
され、連通孔７１を介して回転筒６３のエア穴６９，７
０に供給され、更に、管継手７４，７５を介して連結管
５８，５９に送給される。Accordingly, when the five-axis motor 38 is driven, the driving force is transmitted to the rotary cylinder 63 via the drive gear 66 and the driven gear 65, and the rotary cylinder 63 is transmitted to the support shaft 62, that is, the wrist arm 34. Can rotate. At this time, the air supplied from the air supply / discharge source via the pipe 72 or 73 is introduced into the air holes 67 and 68 of the support shaft 62, and the air holes 69 and 7 of the rotary cylinder 63 via the communication hole 71.
0, and is further supplied to connecting pipes 58 and 59 via pipe joints 74 and 75.
【００２６】図６及び図７に示すように、緩衝機構５１
において、基台８１はＴ字形状をなし、上端のフランジ
部が回転筒６３の下部に複数のボルト８２によって一体
に連結されている。そして、基台８１の両側（図７にて
上下）には位置規制板８３が一体に固定され、この位置
規制板８３の上面には円錐状をなす一対の位置決め凹部
８４が形成されている。一方、この基台８１の下方には
ハンド装置３７が取付られるハンド取付台８５が位置
し、ハンド取付台８５の両側（図７にて上下）には位置
保持板８６が一体に固定されており、この位置保持板８
６の下面には円錐状をなす一対の位置決め凸部８７が形
成され、この各位置決め凸部８７は対応する位置決め凹
部８４に係合している。また、基台８１及びハンド取付
台８５には四方の角部の上下に対向する位置にそれぞれ
支持板８８，８９が一体に固定されており、各支持板８
８には支持ロッド９０の上端部が球面軸受９１によって
揺動自在に支持される一方、各支持板８９にはこの支持
ロッド９０の下端部が遊嵌されており、更に、この支持
板８８，８９との間には支持ロッド９０の外周辺に位置
してスプリング９２が介装されている。As shown in FIG. 6 and FIG.
The base 81 has a T-shape, and an upper flange portion is integrally connected to a lower portion of the rotary cylinder 63 by a plurality of bolts 82. A position regulating plate 83 is integrally fixed on both sides (up and down in FIG. 7) of the base 81, and a pair of conical positioning recesses 84 are formed on the upper surface of the position regulating plate 83. On the other hand, a hand mounting base 85 to which the hand device 37 is mounted is located below the base 81, and a position holding plate 86 is integrally fixed to both sides (up and down in FIG. 7) of the hand mounting base 85. , This position holding plate 8
A pair of conical positioning projections 87 are formed on the lower surface of the projection 6, and each of the positioning projections 87 is engaged with a corresponding positioning recess 84. Further, support plates 88 and 89 are integrally fixed to the base 81 and the hand mount 85 at positions vertically opposed to the four corners, respectively.
8, the upper end of a support rod 90 is swingably supported by a spherical bearing 91, while the lower end of the support rod 90 is loosely fitted to each support plate 89. A spring 92 is interposed between the supporting rod 89 and the outer periphery of the supporting rod 90.
【００２７】従って、ハンド装置３７が取付られるハン
ド取付台８５は基台８１に対して上下及び左右方向に対
して所定量の自由に揺動することができる。即ち、基台
８１に対して支持ロッド９０が球面軸受９１を支点とし
て揺動することで、ハンド取付台８５が水平方向に移動
することができる。また、基台８１に対してスプリング
９２の付勢力によりハンド取付台８５が付勢支持されて
いることで、ハンド取付台８５が垂直方向に移動するこ
とができる。そして、このとき、基台８１の位置決め凸
部８７がハンド取付台８５の位置決め凹部８４に付勢係
合していることで、基台８１とハンド取付台８５との位
置関係がずれることはない。Therefore, the hand mount 85 on which the hand device 37 is mounted can freely swing by a predetermined amount in the vertical and horizontal directions with respect to the base 81. That is, when the support rod 90 swings with the spherical bearing 91 as a fulcrum with respect to the base 81, the hand mount 85 can move in the horizontal direction. Further, since the hand mounting base 85 is urged and supported by the urging force of the spring 92 with respect to the base 81, the hand mounting base 85 can move in the vertical direction. At this time, since the positioning projections 87 of the base 81 are in urging engagement with the positioning recesses 84 of the hand mounting base 85, the positional relationship between the base 81 and the hand mounting base 85 does not shift. .
【００２８】図８及び図９に示すように、ハンド装置３
７において、支持台１０１は四方に横壁を有し、ほぼ中
心位置に水平なハンド支持軸１０２が取付けられてい
る。この支持軸１０２には一対のアーム１０３，１０４
の下端部が回動自在に取付けられており、この各アーム
１０３，１０４の中間部にはハンド５２，５３の基端部
が溶接等によって固着されている。一方、支持台１０１
上には２つのエアシリンダ５４，５５が互いに逆方向を
向いて設置されており、各駆動ロッド１０５，１０６の
先端部はそれぞれ連結軸１０７，１０８によってアーム
１０３，１０４の上端部に連結されている。また、エア
シリンダ５４，５５の各エア給排孔には管継手１０９，
１１０が取付けられている。なお、支持台１０１は複数
のボルト１１１によってハンド取付台８５に固定されて
いる。As shown in FIG. 8 and FIG.
In 7, the support base 101 has horizontal walls on all sides, and a horizontal hand support shaft 102 is attached at a substantially central position. The support shaft 102 has a pair of arms 103 and 104.
The lower ends of the hands 103 and 104 are rotatably mounted, and the base ends of the hands 52 and 53 are fixed to the intermediate portions of the arms 103 and 104 by welding or the like. On the other hand, the support 101
Two air cylinders 54 and 55 are installed on top of each other in opposite directions. The distal ends of the drive rods 105 and 106 are connected to the upper ends of the arms 103 and 104 by connecting shafts 107 and 108, respectively. I have. The air supply and discharge holes of the air cylinders 54 and 55 have pipe fittings 109 and 109, respectively.
110 is attached. The support 101 is fixed to the hand mount 85 by a plurality of bolts 111.
【００２９】従って、各連結管５８，５９から管継手１
０９，１１０を介して各エアシリンダ１０５，１０６に
エアが供給され、このエアシリンダ１０５，１０６を駆
動して駆動ロッド１０７，１０８を伸長させることで、
一方のアーム１０３がハンド支持軸１０２を中心として
反時計回り方向に回動し、他方のアーム１０４がハンド
支持軸１０２を中心として時計回り方向に回動し、各ハ
ンド５２，５３が接近して鋳物等を挾持することができ
る。Therefore, the pipe joint 1 is connected to each connecting pipe 58, 59.
Air is supplied to each of the air cylinders 105 and 106 via the counters 09 and 110, and by driving the air cylinders 105 and 106 to extend the drive rods 107 and 108,
One arm 103 rotates counterclockwise about the hand support shaft 102, the other arm 104 rotates clockwise about the hand support shaft 102, and the hands 52 and 53 approach each other. A casting or the like can be clamped.
【００３０】而して、このように上述したスレーブアー
ムはオペレータによるマスターアーム４２の操作に対応
して動作することにより一対のハンド５２，５３が鋳物
等挾持して所定の位置まで搬送するものであり、動作は
次の通りである。As described above, the slave arm described above operates in response to the operation of the master arm 42 by the operator, so that the pair of hands 52 and 53 clamp the casting or the like and transport it to a predetermined position. Yes, the operation is as follows.
【００３１】即ち、１軸モータ１４の駆動により旋回台
１１が基台１３に対して水平面内を回動する。２軸モー
タ１７の駆動により回動軸１６が回動し、垂直アーム１
５を含む平行リンク機構が動作して垂直アーム１５及び
垂直レバー１８等が垂直面内を回動する結果、水平アー
ム２６等によって支持されたハンド装置３７が垂直面内
を移動する。３軸モータ２４の駆動により垂直レバー３
１が長手方向に移動し、水平アーム２６を含むリンク機
構が動作して水平アーム２６及び水平レバー２５等が垂
直面内を回動する結果、手首アーム３４及びハンド装置
３７が垂直面内を移動する。なお、２軸モータ１７及び
３軸モータ２４の駆動は同時に行うことで、水平アーム
２６及び手首アーム３４を水平姿勢状態にて前方あるい
は後方に移動させる。That is, the turntable 11 rotates in a horizontal plane with respect to the base 13 by driving the one-axis motor 14. The rotating shaft 16 is rotated by the driving of the two-axis motor 17, and the vertical arm 1 is rotated.
5, the vertical arm 15 and the vertical lever 18 rotate in the vertical plane, and as a result, the hand device 37 supported by the horizontal arm 26 moves in the vertical plane. The vertical lever 3 is driven by the triaxial motor 24.
1 moves in the longitudinal direction, the link mechanism including the horizontal arm 26 operates, and the horizontal arm 26 and the horizontal lever 25 rotate in the vertical plane. As a result, the wrist arm 34 and the hand device 37 move in the vertical plane. I do. Note that the two-axis motor 17 and the three-axis motor 24 are simultaneously driven, so that the horizontal arm 26 and the wrist arm 34 are moved forward or backward in a horizontal posture state.
【００３２】４軸モータ３５の駆動により回動軸２９が
回動し、ハンド装置３７が垂直面内を回動する。また、
５軸モータ３８の駆動によりハンド装置３７が水平面内
を回動する。このような１軸〜５軸モータ１４，１７，
２４，３５，３８の駆動による各部の移動によりハンド
装置３７を所定位置から所定位置へ移動させることで保
持した鋳物等の運搬を行う。The rotation shaft 29 is rotated by the driving of the four-axis motor 35, and the hand device 37 is rotated in a vertical plane. Also,
The drive of the five-axis motor 38 causes the hand device 37 to rotate in a horizontal plane. Such one-axis to five-axis motors 14, 17,
The held castings and the like are transported by moving the hand device 37 from a predetermined position to a predetermined position by moving each unit by driving the 24, 35, and 38.
【００３３】また、ここでハンド装置の作動について説
明する。図４乃至図９に示すように、前述したように、
５軸モータ３８を駆動して駆動ギア６６及び従動ギア６
５を介して回転筒６３を回転することで、一対のハンド
５２，５３を回転させて把持する鋳物等の向きに素早く
位置決めすることができる。この状態でエア給排源から
配管７２あるいは７３にエアを供給すると、供給された
エアは支持軸６２のエア穴６７，６８及び連通孔７１を
通って回転筒６３のエア穴６９，７０に導入され、管継
手７４，７５及び連結管５８，５９、管継手１０９，１
１０を介して各エアシリンダ１０５，１０６にエアが供
給される。従って、このエアシリンダ１０５，１０６が
駆動して駆動ロッド１０７，１０８を伸長させること
で、アーム１０３，１０４が支持軸１０２を中心として
回動し、各ハンド５２，５３が接近して鋳物等を挾持す
る。The operation of the hand device will now be described. As shown in FIGS. 4 to 9, as described above,
The five-axis motor 38 is driven to drive the driving gear 66 and the driven gear 6
By rotating the rotary cylinder 63 via 5, the pair of hands 52 and 53 can be rotated to quickly position the casting or the like to be gripped. In this state, when air is supplied from the air supply / discharge source to the pipe 72 or 73, the supplied air is introduced into the air holes 69 and 70 of the rotary cylinder 63 through the air holes 67 and 68 of the support shaft 62 and the communication hole 71. Pipe joints 74 and 75, connecting pipes 58 and 59, pipe joints 109 and 1
The air is supplied to each of the air cylinders 105 and 106 through the air cylinder 10. Accordingly, when the air cylinders 105 and 106 are driven to extend the drive rods 107 and 108, the arms 103 and 104 rotate about the support shaft 102, and the hands 52 and 53 approach to remove castings and the like. Pinch.
【００３４】そして、このハンド５２，５３による鋳物
の把持作業時にハンド５２，５３に衝撃力が作用しても
緩衝機構５１によってその衝撃力を吸収することができ
る。即ち、ハンド５２，５３が装着された支持台１０１
は緩衝機構５１のハンド取付台８５に取付けられてお
り、ハンド５２，５３に衝撃力が作用した場合、この支
持台１０１は球面軸受９１及びスプリング９２の付勢力
により基台８１に対して上下及び左右方向に対して所定
量の自由に揺動することができる。Even if an impact force acts on the hands 52, 53 during the work of gripping the casting by the hands 52, 53, the impact force can be absorbed by the buffer mechanism 51. That is, the support table 101 on which the hands 52 and 53 are mounted
Is attached to a hand mounting base 85 of the shock absorbing mechanism 51. When an impact force is applied to the hands 52 and 53, the support base 101 moves up and down with respect to the base 81 by the urging force of the spherical bearing 91 and the spring 92. It can swing freely by a predetermined amount in the left-right direction.
【００３５】従って、本実施例の産業用マニプレータを
用いた鋳ばらし作業にあっては、鋳物のハンドリングや
製品のばらし作業などを行うにあたって苛酷な条件下で
使用されたときに、ハンド５２，５３等に大きな衝撃力
が作用しても、緩衝機構５１によってその衝撃力が吸
収、または緩和されることで、ハンド５２，５３の破損
や故障が発生することはない。Accordingly, in the casting separation operation using the industrial manipulator of the present embodiment, the hands 52, 53 are used when the castings are used under harsh conditions in handling the castings and separating the products. Even if a large impact force acts on the hands and the like, the shock force is absorbed or reduced by the buffer mechanism 51, so that the hands 52 and 53 do not break or fail.
【００３６】また、本実施例の産業用マニプレータにあ
っては、ハンド装置３７の５軸モータ３８を含む駆動機
構（手首アーム３４）と緩衝機構５１と開閉機構（ハン
ド５２，５３）とが着脱自在となっている。即ち、手首
アーム３４の回転筒６３と緩衝機構５１の基台８１とが
ボルト８２によって着脱自在に取付けられている。ま
た、緩衝機構５１のハンド取付台８５とハンド５２，５
３の支持台１０１とがボルト１１１によって着脱自在と
なっている。従って、各ボルト８２，１１を弛緩するこ
とによって手首アーム３４と緩衝機構５１とハンド５
２，５３とを分離することができ、装置の保守点検や部
品の交換などを容易に行うことができる。In the industrial manipulator of this embodiment, the drive mechanism (the wrist arm 34) including the five-axis motor 38 of the hand device 37, the shock absorbing mechanism 51, and the opening / closing mechanisms (hands 52, 53) are detachable. It is free. That is, the rotating cylinder 63 of the wrist arm 34 and the base 81 of the buffer mechanism 51 are detachably attached by the bolts 82. Further, the hand mounting base 85 of the buffer mechanism 51 and the hands 52, 5
The third support table 101 is detachable by bolts 111. Therefore, the wrist arm 34, the buffer mechanism 51 and the hand 5
2 and 53 can be separated, and maintenance and inspection of the apparatus and replacement of parts can be easily performed.
【００３７】更に、手首アーム３４に対して緩衝機構５
１及びハンド５２，５３が回動軸３６を中心として無限
に回転自在となっているので、ハンド５２，５３の動作
範囲に無関係でその元位置から鋳物の把持位置まで短時
間で回転してハンドリングを行うことができる。Further, the buffer mechanism 5 is attached to the wrist arm 34.
1 and the hands 52, 53 are rotatable indefinitely about the rotating shaft 36, so that they can be quickly rotated from their original position to the gripping position of the casting regardless of the operating range of the hands 52, 53 for handling. It can be performed.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の産業用マニプレータによれば、アーム先端
部に支持軸を介して開閉駆動可能なハンドを回転自在に
支持してこのハンドと支持軸との間に上下及び左右方向
に対して所定量の自由度を有する緩衝機構を介装し、こ
の緩衝機構を、支持軸に基台を回転自在に支持してその
前方に位置規制板を連結し、位置規制板に複数の位置決
め凹部を形成する一方、ハンドを位置規制板の後方に対
向して設けた位置保持板に装着し、位置保持板に複数の
位置決め凹部に係合する複数の円錐状をなす位置決め凸
部を形成し、基台と位置保持板との間に圧縮ばねを張設
して構成したので、ハンドの作動範囲が拡大すると共に
素早く確実なハンドリングが可能となって作動性の向上
を図ることができると共に苛酷な条件下で使用されてハ
ンドやその駆動装置等に大きな衝撃力が作用してもその
衝撃力が緩衝機構によって吸収されて装置の破損や故障
を防止することができ、しかも、緩衝機構による衝撃力
の吸収時にハンドが移動しても、このハンドの不安定な
動作を抑制することができる。 As described above, according to the industrial manipulator of the present invention, the arm tip
A rotatable hand that can be opened and closed via a support shaft
Up and down and left and right direction between this hand and support shaft
A buffer mechanism with a certain degree of freedom for
The base is rotatably supported on a support shaft.
A position regulating plate is connected to the front, and multiple position
While the hand is facing the back of the position regulating plate.
Attached to the position holding plate provided facing
A plurality of conical positioning protrusions engaging the positioning recesses
Part, and a compression spring is stretched between the base and the position holding plate.
And since the configuration is used in severe conditions it is possible to improve the operability become possible <br/> quick and reliable handling with operating range of the hand is enlarged hand and its drive also act a large impact force to the device such as Ki out that the impact force to prevent damage and failure of the absorbed by device by the buffer mechanism, moreover, impact force due cushioning mechanism
The hand moves when it absorbs
Operation can be suppressed.
【図１】本発明の一実施例に係る産業用マニプレータの
正面図である。FIG. 1 is a front view of an industrial manipulator according to one embodiment of the present invention.
【図２】産業用マニプレータの上面図である。FIG. 2 is a top view of the industrial manipulator.
【図３】産業用マニプレータの背面図である。FIG. 3 is a rear view of the industrial manipulator.
【図４】ハンド装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a hand device.
【図５】ハンド装置の駆動機構を表す要部断面図であ
る。FIG. 5 is a sectional view of a main part showing a driving mechanism of the hand device.
【図６】ハンド装置の緩衝機構を表す要部断面図であ
る。FIG. 6 is a sectional view of a main part showing a buffer mechanism of the hand device.
【図７】図６のVII−VII断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6;
【図８】ハンド装置の開閉機構を表す要部断面図であ
る。FIG. 8 is a sectional view of a main part showing an opening and closing mechanism of the hand device.
【図９】ハンド装置の開閉機構を表す上面図である。FIG. 9 is a top view illustrating an opening and closing mechanism of the hand device.
【図１０】従来の産業用マニプレータの概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a conventional industrial manipulator.
１１ 旋回台 １４ １軸モータ １５ 垂直アーム １７ ２軸モータ １８ 垂直レバー ２１ 連結リンク ２４ ３軸モータ ２５ 水平レバー ２６ 水平アーム ３４ 手首アーム ３５ ４軸モータ ３６ 回動軸 ３７ ハンド装置 ３８ ５軸モータ ５１ 緩衝機構 ５２，５３ ハンド ５４，５５ エアシリンダ ５６，５７ エア給排路 ５８，５９ 連結管 REFERENCE SIGNS LIST 11 swivel table 14 1 axis motor 15 vertical arm 17 2 axis motor 18 vertical lever 21 connecting link 24 3 axis motor 25 horizontal lever 26 horizontal arm 34 wrist arm 35 4 axis motor 36 rotation axis 37 hand device 38 5 axis motor 51 buffer Mechanisms 52, 53 Hands 54, 55 Air cylinders 56, 57 Air supply / discharge paths 58, 59 Connecting pipe
Claims (1)
ぞれ回動自在に連結され、その複数のアームのうちの先
端側のアーム先端部に支持軸を介してハンドが回転自在
に支持され、駆動装置によって開閉駆動可能に支持され
ると共に、前記ハンドと支持軸との間に上下及び左右方
向に対して所定量の自由度を有する緩衝機構が介装され
た産業用マニプレータにおいて、前記支持軸には基台が
回転自在に支持されてその基台前方に位置規制板が連結
され、その位置規制板に複数の位置決め凹部が形成され
る一方、前記ハンドが前記位置規制板の後方に対向して
設けられた位置保持板に装着され、この位置保持板に前
記複数の位置決め凹部に係合する複数の円錐状をなす位
置決め凸部が形成され、前記基台と位置保持板との間に
圧縮ばねが張設されたことを特徴とする産業用マニプレ
ータ。1. A plurality of arms by the rotation axis joint is rotatably connected respectively, Ha-end is rotatably supported through the support shaft to the arm tip portion of the distal end side of the plurality of arms, It is supported so that it can be opened and closed by a drive device.
Rutotomoni, buffering mechanism is interposed with a predetermined amount of degrees of freedom with respect to the vertical and horizontal directions between the hand and the support shaft
In the industrial manipulator, the support shaft has a base.
It is rotatably supported and a position regulation plate is connected in front of the base
A plurality of positioning recesses are formed in the position regulating plate.
On the other hand, the hand faces rearward of the position regulating plate
Attached to the provided position holding plate,
A plurality of conical positions engaging the plurality of positioning recesses;
A positioning convex portion is formed, and between the base and the position holding plate.
An industrial manipulator, wherein a compression spring is stretched .
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1993
- 1993-10-29 JP JP5271450A patent/JP2620503B2/en not_active Expired - Lifetime
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