JP2659688B2 - Gripping device with rotation mechanism - Google Patents
Gripping device with rotation mechanismInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直進運動から回転運動
への変換を行う回転機構付把持装置に関し、更に詳細に
は、螺旋形状に着磁した部材を組み合わせてなる磁気ネ
ジを利用した、高効率かつ安全な回転機構付把持装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripping device with a rotary mechanism for converting a linear motion into a rotary motion, and more particularly, a magnetic screw using a combination of spirally magnetized members. The present invention relates to a highly efficient and safe gripping device with a rotating mechanism.
【０００２】[0002]
【従来の技術】組立工場においては製品の部品等の物品
を工程間で搬送する装置を使用している。ここで、搬送
の途中で搬送方向を変える等のために物品を回転させる
場合があり、その場合には物品をチャックで保持し、そ
のチャックを回転させるのが普通である。そのチャック
を回転させる方法として、モータやロータリシリンダで
発生した回転運動で直接チャックを回転させる方法と、
リニアシリンダ等で発生した直進運動を回転運動に変換
してチャックに入力する方法とがある。そして後者の場
合の直進運動を回転運動に変換する機構としては、例え
ばラックピニオン等が用いられている。2. Description of the Related Art In an assembly plant, an apparatus for transporting articles such as product parts between processes is used. Here, there is a case where the article is rotated in order to change the transport direction during the transport, and in such a case, the article is usually held by a chuck and the chuck is rotated. As a method of rotating the chuck, a method of directly rotating the chuck by a rotating motion generated by a motor or a rotary cylinder,
There is a method of converting a linear motion generated by a linear cylinder or the like into a rotary motion and inputting the rotational motion to a chuck. As a mechanism for converting the linear motion into the rotary motion in the latter case, for example, a rack and pinion is used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
には、以下のような問題点があった。即ち、直接回転運
動を発生する場合でも直進運動を回転運動に変換する場
合でも、動力源として用いるのは電動モータやエアシリ
ンダ等の機械的要素である。これらの駆動源の動きには
剛性があるためにチャックが物体に衝撃を与える場合が
あり、これを防ぐためには動きの正確な角度設定を必要
とする。しかも、搬送対象である物品はいつも正確に配
置されているとは限らないのに、対象物に倣ったフレキ
シブルな動きをすることができない。このため、衝撃に
より対象物に傷をつけたり破壊したりする場合があっ
た。However, the above prior art has the following problems. That is, a mechanical element such as an electric motor or an air cylinder is used as a power source regardless of whether a direct rotational motion is generated or a linear motion is converted into a rotary motion. Due to the rigidity of the movement of these driving sources, the chuck may give an impact to an object, and in order to prevent this, an accurate angle setting of the movement is required. Moreover, although the articles to be transported are not always arranged accurately, they cannot perform flexible movements following the objects. For this reason, the target object may be damaged or destroyed by the impact.
【０００４】また、チャックの回転のために要する動力
はさほど大きくないが、電動モータ等の出力は必要以上
に大きいため、無駄なエネルギーが消費されることとな
る。更に、物品搬送装置は、作業員が接近しうる場所で
も使用されるため、かかる衝撃と大きな動力とにより万
一の際に人間にも危険が及ぶおそれがあった。更に、直
進運動を回転運動に変換して使用する場合にはその特有
の問題点もあった。まず、ラックピニオン等の運動変換
装置における摩擦損失が大きくエネルギーの無駄が大き
いことが挙げられる。また、入力した直進運動に対する
回転運動の比を大きくとることが困難なため、少しの回
転運動を得るにも直進運動のストロークを長く確保する
必要があり、装置全体の大形化を招いていた。Although the power required for rotating the chuck is not so large, the output of the electric motor or the like is unnecessarily large, so that wasteful energy is consumed. Further, since the article transport device is used even in a place where an operator can approach, there is a possibility that such an impact and large power may pose a danger to human beings in case of emergency. Further, when a linear motion is used after being converted into a rotary motion, there is a specific problem. First, the friction loss in a motion conversion device such as a rack and pinion is large and energy is wasted. Further, since it is difficult to increase the ratio of the rotational motion to the input linear motion, it is necessary to secure a long stroke of the linear motion to obtain a small rotational motion, which has led to an increase in the size of the entire apparatus. .
【０００５】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、磁気ネジの機構を利用し
て直進運動を回転運動に変換することにより、正確な角
度設定を要さず、安全で、高効率で、かつコンパクトな
回転機構付把持装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and requires accurate angle setting by converting a linear motion into a rotary motion using a mechanism of a magnetic screw. It is another object of the present invention to provide a safe, highly efficient, and compact gripping device with a rotating mechanism.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の回転機構付把持装置は、フレームと、フレーム
に固定され直線的に伸縮する直進運動手段と、直進運動
手段による直進運動を回転運動に変換する運動変換手段
と、対象物を把持しつつ運動変換手段により回転駆動さ
れて把持している対象物を回転させるチャックとを有す
る回転機構付把持装置であって、前記運動変換手段が、
前記直進運動手段から直進運動を受ける可動ブロック体
と、前記可動ブロック体に固定され内面に螺旋着磁を施
された外筒磁石と、前記フレームに軸回りに回転可能に
保持されるとともに前記外筒磁石の内部孔を貫通して設
けられ前記チャックに固定された回転ロッドと、前記回
転ロッドに固定して設けられ外面に螺旋着磁を施された
内筒磁石とを有する磁気ネジにより構成され、前記内筒
磁石の外面と前記外筒磁石の内面との間に隙間があるこ
とを特徴とする構成とされる。In order to achieve this object, a gripping device with a rotating mechanism according to the present invention comprises: a frame; linearly moving means fixed to the frame and extending and contracting linearly; and linearly moving by the linearly moving means. A gripping device with a rotation mechanism, comprising: a motion converting means for converting the motion into a motion; and a chuck for rotating the gripped object driven by the motion converting means while gripping the object. ,
A movable block body undergoing linear motion from said linear motion means, the outer and the outer cylinder magnet that has been subjected to helical magnetized on the inner surface is fixed to the movable block body, while being rotatably supported about an axis on the frame Set through the internal hole of the cylindrical magnet
A rotating rod that is fixed to the chuck vignetting, is constituted by a magnetic screw and a cylindrical magnet inner subjected spiral magnetized on the outer surface fixedly mounted on the rotating rod, the inner cylinder
Is configured, wherein a gap there Rukoto between the outer and inner surface of the outer cylinder magnets of the magnet.
【０００７】また、本発明の回転機構付把持装置は、前
記の回転機構付把持装置であって、前記可動ブロック体
を摺動可能に貫通する、前記直進運動手段の直進運動の
方向と平行に前記フレームに固定して設けられたスライ
ドロッドを有することを特徴とする構成とされる。 ま
た、本発明の回転機構付把持装置は、前記の回転機構付
把持装置であって、前記フレームに高さ調整可能に設け
られた、前記可動ブロック体の直進運動を規制する停止
手段を有することを特徴とする構成とされる。また、本
発明の回転機構付把持装置は、前記の回転機構付把持装
置であって、前記内筒磁石が、複数の螺旋着磁管状磁石
を縦方向に連ねてなることを特徴とする。また、本発明
の回転機構付把持装置は、前記の回転機構付把持装置で
あって、前記外筒磁石が、複数の螺旋着磁管状磁石を縦
方向に連ねてなることを特徴とする。Further, the gripping device with a rotating mechanism according to the present invention is the gripping device with a rotating mechanism, wherein the gripping device with the rotary mechanism penetrates the movable block body in a slidable manner and is parallel to the direction of the linear motion of the linear motion means. It has a slide rod fixedly provided to the frame. Further, the gripping device with a rotation mechanism of the present invention is the gripping device with a rotation mechanism described above, further comprising stopping means provided on the frame so as to be adjustable in height, for restricting a rectilinear movement of the movable block body. The configuration is characterized by the following. Further, the gripping device with a rotation mechanism of the present invention is the gripping device with a rotation mechanism, wherein the inner cylindrical magnet is formed by connecting a plurality of spirally magnetized tubular magnets in a vertical direction. Further, the gripping device with a rotating mechanism of the present invention is the gripping device with a rotating mechanism, wherein the outer cylindrical magnet is formed by connecting a plurality of spirally magnetized tubular magnets in a vertical direction.
【０００８】[0008]
【作用】上記の構成よりなる本発明の回転機構付把持装
置では、直進運動手段が伸縮運動して可動ブロック体を
フレームに対し直線的に駆動すると、可動ブロック体に
固定された外筒磁石も直線的に運動する。このため、外
筒磁石の内面の螺旋着磁と内筒磁石の外面の螺旋着磁と
の磁気相互作用により内筒磁石がフレームに対し回転
し、この回転により回転ロッドが回転する。かくして、
回転ロッドに固定されたチャックが回転して対象物を回
転させる。In the gripping device with a rotating mechanism according to the present invention having the above-described structure, when the linearly moving means expands and contracts and drives the movable block body linearly with respect to the frame, the outer cylinder magnet fixed to the movable block body is also reduced. Exercise linearly. Therefore, the inner cylinder magnet rotates with respect to the frame due to the magnetic interaction between the helical magnetization of the inner surface of the outer cylinder magnet and the helical magnetization of the outer surface of the inner cylinder magnet, and the rotation rotates the rotating rod. Thus,
The chuck fixed to the rotating rod rotates to rotate the object.
【０００９】また、本発明の回転機構付把持装置では、
回転ロッドの回転により可動ブロック体に加わる反力に
スライドロッドが対処する。また、本発明の回転機構付
把持装置では、可動ブロック体が直進運動手段の伸縮運
動により直進して停止手段に当接すると、回転ロッドの
回転が停止されチャックの位置決めがなされる。この停
止手段の高さを調節するとチャックの停止位置を調節で
きる。In the gripping device with a rotation mechanism according to the present invention,
The slide rod copes with the reaction force applied to the movable block by the rotation of the rotary rod. Further, in the gripping device with a rotation mechanism of the present invention, when the movable block body moves straight by the expansion and contraction movement of the rectilinear movement means and comes into contact with the stop means, the rotation of the rotation rod is stopped and the positioning of the chuck is performed. By adjusting the height of the stop means, the stop position of the chuck can be adjusted.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に回転機構付把持装置１
の構成を示す。図１の回転機構付把持装置１は、上方に
設けられたエアシリンダ１６と、エアシリンダ１６の下
方に設けられた箱型のフレーム２と、フレーム２の下方
に設けられたハンドリングチャック９とを有している。
エアシリンダ１６からは、シリンダロッド１３がフレー
ム２の内部に延設されている。シリンダロッド１３は、
エアシリンダ１６の空気圧操作により伸縮する。シリン
ダロッド１３の先端には、可動ブロック７が取り付けら
れている。可動ブロック７はシリンダロッド１３の伸縮
とともに上下動する。可動ブロック７には、内面に螺旋
着磁を施された円筒磁石５が固設されている。円筒磁石
５の内部は、上下に貫通する孔となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a gripping device 1 with a rotating mechanism.
Is shown. 1 includes an air cylinder 16 provided above, a box-shaped frame 2 provided below the air cylinder 16, and a handling chuck 9 provided below the frame 2. Have.
A cylinder rod 13 extends from the air cylinder 16 into the frame 2. The cylinder rod 13
It expands and contracts by the air pressure operation of the air cylinder 16. The movable block 7 is attached to the tip of the cylinder rod 13. The movable block 7 moves up and down as the cylinder rod 13 expands and contracts. The movable block 7 is fixedly provided with a cylindrical magnet 5 whose inner surface is spirally magnetized. The inside of the cylindrical magnet 5 is a hole penetrating vertically.
【００１１】円筒磁石５の内部孔を貫通して、回転ロッ
ド１４が設けられている。回転ロッド１４の両端は、ベ
アリングホルダ３、３、及びベアリング４、４により、
軸まわりに回転可能にフレーム２に取り付けられてい
る。回転ロッド１４の中腹部分には、外面に螺旋着磁を
施された円筒磁石６が覆装されている。円筒磁石５と円
筒磁石６とで磁気ネジを構成する。A rotating rod 14 is provided through an inner hole of the cylindrical magnet 5. Both ends of the rotating rod 14 are formed by bearing holders 3 and 3 and bearings 4 and 4.
It is attached to the frame 2 so as to be rotatable about an axis. A cylindrical magnet 6 whose outer surface is helically magnetized is covered at the middle part of the rotating rod 14. The cylindrical magnet 5 and the cylindrical magnet 6 constitute a magnetic screw.
【００１２】回転ロッド１４の下端には、固定ナット８
を介してハンドリングチャック９が取り付けられてい
る。ハンドリングチャック９は、２本のツメ１５、１５
を有している。ハンドリングチャック９の内部には、空
気圧シリンダが内蔵されており、ツメ１５、１５の一方
を平行移動させてその間隔を変えることにより対象物を
チャックする。対象物をチャックした状態で回転ロッド
１４を回転させると、これに伴ってハンドリングチャッ
ク９が回転し、ツメ１５、１５の間に保持したチャック
対象物の向きを変える。なお、フレーム２には、ストッ
プネジ１２が備えられている。可動ブロック７は、スト
ップネジ１２との当接により移動範囲の下端停止位置を
規制される。ストップネジ１２を調節することにより、
可動ブロック７の停止位置を微調節することができる。The lower end of the rotating rod 14 has a fixed nut 8
The handling chuck 9 is attached via the. The handling chuck 9 has two claws 15, 15.
have. A pneumatic cylinder is built in the handling chuck 9, and one of the claws 15, 15 is moved in parallel to change an interval between the claws 15, thereby chucking an object. When the rotating rod 14 is rotated while the object is being chucked, the handling chuck 9 is rotated accordingly, and the direction of the chuck object held between the claws 15 is changed. The frame 2 has a stop screw 12. The movable block 7 is regulated at the lower end stop position of the movable range by contact with the stop screw 12. By adjusting the stop screw 12,
The stop position of the movable block 7 can be finely adjusted.
【００１３】図２は回転機構付把持装置１の図１中Ａ−
Ａ’で示す位置の断面図である。図２に見るように、フ
レーム２には可動ブロック７の上下動をガイドするため
のスライドロッド１０、１０が、シリンダロッド１３の
両側にシリンダロッド１３と平行に固定して２本設けら
れている。可動ブロック７には、回転ロッド１４の回転
に伴うトルク反力が加わるのでこれに対処するためであ
る。このスライドロッド１０は、可動ブロック７を貫通
している。なお、図１は、図２中Ｂ−Ｂ’で示す位置の
断面図に相当する。図３は、回転機構付把持装置１を図
１と同じ方向からみた外観図であり、スライドロッド１
０の周辺のみ、図２中Ｃ−Ｃ’で示す位置の断面図とし
て示している。可動ブロック７には、スライドロッド１
０との摺動抵抗を軽減するためのブッシング１１が設け
られている。FIG. 2 is a sectional view of the gripping device 1 with a rotating mechanism 1 taken along line A-A in FIG.
It is sectional drawing of the position shown by A '. As shown in FIG. 2, the frame 2 is provided with two slide rods 10, 10 for guiding the movable block 7 up and down, fixed on both sides of the cylinder rod 13 in parallel with the cylinder rod 13. . This is to deal with a torque reaction force accompanying the rotation of the rotary rod 14 applied to the movable block 7. The slide rod 10 penetrates the movable block 7. FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along a line BB ′ in FIG. FIG. 3 is an external view of the gripping device 1 with a rotation mechanism viewed from the same direction as FIG.
Only the vicinity of 0 is shown as a cross-sectional view at the position indicated by CC ′ in FIG. The movable block 7 has a slide rod 1
A bushing 11 for reducing a sliding resistance with zero is provided.
【００１４】ここで、磁気ネジを構成する円筒磁石５、
６について説明する。円筒磁石５の断面斜視図を図４に
示す。円筒磁石５は円筒形状の磁石であって、その内面
に螺旋状に形成された偶数本の着磁帯１７を有してい
る。隣接する着磁帯１７同士は着磁の極性が逆向きとな
っている。即ち、ある着磁帯１７においてＮ極が着磁さ
れていれば、その隣の着磁帯１７においてはＳ極が着磁
されている。円筒磁石６の斜視図を図５に示す。円筒磁
石６は、円筒磁石５とほぼ同様の円筒形状の磁石である
が、着磁帯１８が外面に形成されている。また、円筒磁
石５の内径よりやや小さい外径を有している。円筒磁石
５と円筒磁石６とで相互に逆極性の着磁帯が対向するよ
うに螺旋着磁のアジマス角θが調整されており、両者で
磁気ネジを構成する。Here, the cylindrical magnet 5 constituting the magnetic screw,
6 will be described. FIG. 4 shows a sectional perspective view of the cylindrical magnet 5. The cylindrical magnet 5 is a cylindrical magnet, and has an even number of magnetized bands 17 spirally formed on the inner surface thereof. Adjacent magnetized bands 17 have opposite magnetization polarities. That is, if the N pole is magnetized in a certain magnetized band 17, the S pole is magnetized in the adjacent magnetized band 17. FIG. 5 shows a perspective view of the cylindrical magnet 6. The cylindrical magnet 6 is a substantially cylindrical magnet similar to the cylindrical magnet 5, but has a magnetized band 18 formed on the outer surface. The outer diameter of the cylindrical magnet 5 is slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical magnet 5. The azimuth angle θ of the spiral magnetization is adjusted so that the magnetized bands of opposite polarities are opposed to each other between the cylindrical magnet 5 and the cylindrical magnet 6, and the two constitute a magnetic screw.
【００１５】また、円筒磁石５、６とも、円筒の高さ
（図４、５中ｈで示す）を数ｃｍ程度の短寸のものと
し、これらを多数個縦に連ねて配置するようにしてもよ
い。これにより、円筒磁石５、６の設計上の自由度を大
きく取ることができる。The cylindrical magnets 5 and 6 each have a short cylindrical height (indicated by h in FIGS. 4 and 5) of about several centimeters, and a large number of these are arranged vertically. Is also good. Thereby, the degree of freedom in designing the cylindrical magnets 5 and 6 can be increased.
【００１６】回転機構付把持装置１の作用を説明する。
まず、エアシリンダ１６に空気圧が印加されていないと
きは、シリンダロッド１３がエアシリンダ１６に吸引さ
れている。このためシリンダロッド１３は図１中では短
縮し、これにより可動ブロック７は上方位置で停止して
いる。このとき、回転ロッド１４は、可動ブロック７の
円筒磁石５と回転ロッド１４の円筒磁石６との間の磁気
相互作用により、円筒磁石５と円筒磁石６との間で互い
に逆極性の着磁帯が対向する位置で停止している。The operation of the gripping device 1 with a rotating mechanism will be described.
First, when the air pressure is not applied to the air cylinder 16, the cylinder rod 13 is sucked by the air cylinder 16. Therefore, the cylinder rod 13 is shortened in FIG. 1, whereby the movable block 7 is stopped at the upper position. At this time, due to the magnetic interaction between the cylindrical magnet 5 of the movable block 7 and the cylindrical magnet 6 of the rotary rod 14, the rotating rod 14 has magnetized bands of opposite polarities between the cylindrical magnet 5 and the cylindrical magnet 6. Stops at the position facing each other.
【００１７】エアシリンダ１６に空気圧を印加すると、
シリンダロッド１３がエアシリンダ１６から押し出され
る。このためシリンダロッド１３は伸張し、可動ブロッ
ク７が下方に向かって移動する。このとき、可動ブロッ
ク７の円筒磁石５と回転ロッド１４の円筒磁石６との間
で互いに逆極性の着磁帯が対向する状態を維持するよう
に、回転ロッド１４が回転する。即ち磁気ネジの作用に
より、シリンダロッド１３の直進運動が回転ロッド１４
の回転運動に変換されるのである。これに伴い、ハンド
リングチャック９が回転し、ツメ１５、１５の間に保持
したチャック対象物の向きを変える。可動ブロック７が
ストップネジ１２に当接すると、ハンドリングチャック
９の回転が停止する。ストップネジ１２の微調整により
ハンドリングチャック９の位置決めをすることができ
る。印加した空気圧を開放すると、シリンダロッド１３
は再びエアシリンダ１６に吸引され短縮し、ハンドリン
グチャック９は逆回転して元の向きに戻る。When air pressure is applied to the air cylinder 16,
The cylinder rod 13 is pushed out of the air cylinder 16. Therefore, the cylinder rod 13 extends, and the movable block 7 moves downward. At this time, the rotating rod 14 rotates so as to maintain a state in which the magnetized bands of opposite polarities face each other between the cylindrical magnet 5 of the movable block 7 and the cylindrical magnet 6 of the rotating rod 14. That is, the linear motion of the cylinder rod 13 is
It is converted into the rotational motion of Accompanying this, the handling chuck 9 rotates, and changes the direction of the chuck object held between the claws 15, 15. When the movable block 7 contacts the stop screw 12, the rotation of the handling chuck 9 stops. By fine adjustment of the stop screw 12, the handling chuck 9 can be positioned. When the applied air pressure is released, the cylinder rod 13
Is again sucked into the air cylinder 16 and shortened, and the handling chuck 9 rotates in the reverse direction and returns to the original direction.
【００１８】かかるシリンダロッド１３の直進運動から
回転ロッド１４の回転運動への変換は、円筒磁石５と円
筒磁石６との磁気ネジを介しているので、以下のような
特徴を有している。第１に、回転ロッド１４の回転運動
に柔軟性がある。機械的手段による運動変換でないから
である。回転ロッド１４の回転運動の柔軟性を図６、７
を参照して説明する。図６は、円筒磁石５が外力Ｆを受
け、円筒磁石６に対し変位Δｘを生じる様子を示す図で
ある。円筒磁石５は、力Ｆを受けていない状態を実線で
示し、力Ｆを受けている状態を破線で示している。The conversion from the linear movement of the cylinder rod 13 to the rotation of the rotary rod 14 is performed through the magnetic screws of the cylindrical magnet 5 and the cylindrical magnet 6, and thus has the following features. First, the rotational movement of the rotating rod 14 is flexible. This is because the motion is not converted by mechanical means. 6 and 7 show the flexibility of the rotating movement of the rotating rod 14.
This will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the cylindrical magnet 5 receives an external force F and generates a displacement Δx with respect to the cylindrical magnet 6. The state where the cylindrical magnet 5 is not receiving the force F is indicated by a solid line, and the state where the cylindrical magnet 5 is receiving the force F is indicated by a broken line.
【００１９】力Ｆと変位Δｘとの関係を図７と図８とに
より説明する。図７は、力Ｆと変位Δｘとの関係を示す
グラフである。図８は、円筒磁石５と円筒磁石６との着
磁帯が対向している様子を示す概念図である。図８中に
ｐで示すように、着磁帯１本の軸方向の幅を１ピッチと
いう。図７に示すように、原点付近では力Ｆは、変位Δ
ｘに対し反対方向に働き、その大きさは変位Δｘととも
に増加する。即ち、磁気ネジのバネ性を示している。そ
して、変位Δｘの大きさが０．５ｐに達すると力Ｆの大
きさが最大となるので、磁気ネジがバネ性を発揮するの
は変位Δｘが±０．５ｐの範囲内にあるときであること
がわかる。かかる磁気ネジのバネ性により回転運動に柔
軟性があるため、ハンドリングチャック９は、チャック
する対象物に倣った動きをすることができる。このた
め、ツメ１５、１５の衝撃により対象物に傷をつけたり
破壊したりすることがなく、ソフトにチャックできる。The relationship between the force F and the displacement Δx will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the force F and the displacement Δx. FIG. 8 is a conceptual diagram showing a state in which the magnetized bands of the cylindrical magnet 5 and the cylindrical magnet 6 face each other. As shown by p in FIG. 8, the width of one magnetized band in the axial direction is called one pitch. As shown in FIG. 7, near the origin, the force F is equal to the displacement Δ
It works in the opposite direction to x and its magnitude increases with the displacement Δx. That is, it shows the spring property of the magnetic screw. Then, when the magnitude of the displacement Δx reaches 0.5p, the magnitude of the force F becomes maximum, so that the magnetic screw exerts the spring property when the displacement Δx is within the range of ± 0.5p. You can see that. Since the rotational movement is flexible due to the spring property of the magnetic screw, the handling chuck 9 can move according to the object to be chucked. Therefore, the object can be softly chucked without damaging or destroying the target object due to the impact of the claws 15, 15.
【００２０】第２に、磁気ネジのトルクリミッタ機能が
ある。図７のグラフに示されるように、変位Δｘの大き
さが０．５ｐを超えると、力Ｆの大きさは逆に減少す
る。そして変位Δｘの大きさが１ｐになると０となる。
変位Δｘが１ｐを超えると、変位Δｘと同じ方向に力Ｆ
が生ずる。このため、円筒磁石５は更にずれが大きくな
る方向に引き込まれ、２ｐの位置で安定する。このとき
円筒磁石５と円筒磁石６とは、ずれ始めと比べて着磁帯
が１組ずれた状態で対向し安定状態となっている。この
ため、ハンドリングチャック９が何らかの障害物に当た
って動きが妨げられた場合でも、当該障害物には、図７
中のＦmax に相当するトルクを超えるトルクが加わるこ
とはない。従って安全であり、特に、障害物が人である
場合にはこの安全性が重要である。Second, there is a torque limiter function for the magnetic screw. As shown in the graph of FIG. 7, when the magnitude of the displacement Δx exceeds 0.5p, the magnitude of the force F decreases conversely. When the magnitude of the displacement Δx becomes 1p, it becomes 0.
When the displacement Δx exceeds 1p, the force F is applied in the same direction as the displacement Δx.
Occurs. For this reason, the cylindrical magnet 5 is pulled in the direction in which the deviation further increases, and is stabilized at the position of 2p. At this time, the cylindrical magnet 5 and the cylindrical magnet 6 are opposed to each other in a state where one set of magnetization bands is shifted as compared with the start of the shift, and are in a stable state. For this reason, even if the handling chuck 9 hits some obstacle and the movement is hindered, the obstacle is not affected by the obstacle shown in FIG.
No torque exceeding the torque corresponding to the middle Fmax is applied. Therefore, safety is important, especially when the obstacle is a person.
【００２１】第３に、磁気ネジを駆動するエアシリンダ
１６は、電動モータ等により直接回転駆動する場合と比
較して低出力で済み、エネルギーの浪費がない。このた
め、エアシリンダ１６の駆動源として過大な空気圧を要
しない。第４に、円筒磁石５と円筒磁石６とは直接には
接していないので、余計な機械的摩擦による損失がな
い。第５に、円筒磁石５、６における着磁帯のアジマス
角θを小さくとれば、シリンダロッド１３の直進運動に
対する回転ロッド１４の回転運動の比を大きくとること
ができる。これにより、エアシリンダ１６としてストロ
ークの小さいものを用いることができ、装置の小型化が
できる。第６に、ストップネジ１２の位置を調節するこ
とにより、可動ブロック７の停止角度を任意に設定する
ことができる。Third, the air cylinder 16 for driving the magnetic screw requires a lower output compared to a case where it is directly driven to rotate by an electric motor or the like, and does not waste energy. For this reason, an excessive air pressure is not required as a driving source of the air cylinder 16. Fourth, since the cylindrical magnets 5 and 6 are not in direct contact with each other, there is no extra mechanical friction loss. Fifth, if the azimuth angle θ of the magnetized band in the cylindrical magnets 5 and 6 is reduced, the ratio of the rotational motion of the rotary rod 14 to the linear motion of the cylinder rod 13 can be increased. Thereby, a small stroke can be used as the air cylinder 16, and the size of the device can be reduced. Sixth, the stop angle of the movable block 7 can be arbitrarily set by adjusting the position of the stop screw 12.
【００２２】上記の構成及び作用を有する回転機構付把
持装置１は、左右・上下に移動する搬送装置に備え付け
られて使用される。回転機構付把持装置１を搬送装置２
０に備え付けた状態を図９に示す。図９に示すもので
は、搬送装置２０が左右動及び上下動を行って回転機構
付把持装置１を移動させる。回転機構付把持装置１は、
搬送装置２０により移動されたその場所で、所定の回転
動作を行う。The gripping device 1 with a rotating mechanism having the above-described configuration and operation is used by being provided in a transport device that moves left and right and up and down. Transfer device 1 with rotating mechanism to transfer device 2
FIG. 9 shows a state in which it is provided at 0. In the apparatus shown in FIG. 9, the transfer device 20 moves left and right and up and down to move the gripping device 1 with the rotation mechanism. The gripping device 1 with a rotating mechanism includes:
At the place moved by the transfer device 20, a predetermined rotation operation is performed.
【００２３】図９に示すような搬送装置に備え付けた回
転機構付把持装置１により、直交する２つのコンベアー
間で、物品を９０゜回転させて移し変えることができ
る。図１０によりこれを説明する。図１０においては、
コンベアー２１により治具２５に載置されて運搬されて
きた部材２３を、回転機構付把持装置１によりコンベア
ー２２に移し変え、部材２４と組み合わせる。まず、回
転機構付把持装置１を部材２３の上方から搬送装置によ
り下降させ、ツメ１５、１５の間に部材２３が位置する
状態にする。ここで、治具２５の工作精度等の問題のた
めに、部材２３の載置角度には若干の誤差がある。しか
し、回転機構付把持装置１の磁気ネジのバネ性によりツ
メ１５、１５は軸回りの動きに関し柔軟性を持っている
ので、部材２３に倣って動き、部材２３を破壊したり傷
つけたりすることがない。By means of a gripping device 1 with a rotating mechanism provided in a transport device as shown in FIG. 9, articles can be transferred and rotated by 90 ° between two orthogonal conveyors. This will be described with reference to FIG. In FIG.
The member 23 placed on the jig 25 and transported by the conveyor 21 is transferred to the conveyor 22 by the gripping device 1 with a rotating mechanism, and is combined with the member 24. First, the gripping device 1 with a rotating mechanism is lowered by a transport device from above the member 23 so that the member 23 is located between the claws 15. Here, there is a slight error in the mounting angle of the member 23 due to a problem such as machining accuracy of the jig 25. However, since the claws 15 and 15 have flexibility with respect to the movement around the axis due to the spring property of the magnetic screw of the gripping device 1 with the rotation mechanism, the claws 15 and 15 move following the member 23 and break or damage the member 23. There is no.
【００２４】そしてその位置で、ツメ１５、１５を操作
して部材２３をチャックする。このチャックする際に
も、磁気ネジのバネ性が作用するので、部材２３はソフ
トにチャックされる。部材２３をチャックしたら、搬送
装置により回転機構付把持装置１を部材２３ごと上昇さ
せる。そして、搬送装置により回転機構付把持装置１を
左右移動してコンベアー２２の治具２６に載置されてい
る部材２４の上方に移動させる。ここで、回転機構付把
持装置１のエアシリンダ１６を駆動して、ツメ１５、１
５を９０゜回転させる。コンベアー２１とコンベアー２
２とでは搬送方向が９０゜異なることから、部材２３も
これに合わせるためである。そして、搬送装置により回
転機構付把持装置１を下降させる。部材２４には、部材
２３の寸法に合わせた窪み２７が形成されているので、
部材２３は部材２４の窪み２７に挿入される。かくして
部材２３は部材２４と組み合わせられる。At that position, the members 23 are chucked by operating the claws 15 and 15. At the time of this chucking, the spring property of the magnetic screw acts, so that the member 23 is softly chucked. After the member 23 is chucked, the gripping device 1 with the rotation mechanism is raised together with the member 23 by the transfer device. Then, the gripping device 1 with the rotating mechanism is moved left and right by the transport device to be moved above the member 24 placed on the jig 26 of the conveyor 22. Here, the air cylinder 16 of the gripping device 1 with a rotating mechanism is driven to drive the claws 15, 1
5 is rotated 90 °. Conveyor 21 and Conveyor 2
2, since the conveying direction is different by 90 °, the member 23 is also adapted to this. Then, the gripping device 1 with the rotation mechanism is lowered by the transport device. Since the recess 24 is formed in the member 24 according to the size of the member 23,
The member 23 is inserted into the depression 27 of the member 24. The member 23 is thus combined with the member 24.
【００２５】ここで、治具２５の場合と同様に治具２６
にも工作精度等の問題があり、部材２４の載置角度には
若干の誤差がある。しかし、回転機構付把持装置１の磁
気ネジのバネ性により軸回りの動きに関し柔軟性を持っ
ているので、部材２３は部材２４の窪み２７に倣って動
く。このため、部材２３、２４を破壊したり傷つけたり
することなく組合せがなされる。なお、部材２４の窪み
２７は、図１１に示すように面を取られており、部材２
３が窪み２７に倣い易いようにされている。ツメ１５、
１５を操作して部材２３のチャックを解除し、搬送装置
により回転機構付把持装置１を上昇させると部材２３は
部材２４上に残る。そしてコンベアー２２により部材２
３ごと部材２４が搬送される。かかる動きが繰り返さ
れ、部材２３は次々にコンベアー間で移動される。Here, similarly to the case of the jig 25, the jig 26
However, there is also a problem such as machining accuracy, and there is a slight error in the mounting angle of the member 24. However, the member 23 moves along the recess 27 of the member 24 because the gripping device 1 with the rotation mechanism has flexibility with respect to the movement around the axis due to the spring property of the magnetic screw. Therefore, the members 23 and 24 are combined without breaking or damaging them. The recess 27 of the member 24 is chamfered as shown in FIG.
3 is designed to easily follow the depression 27. Claws 15,
When the chuck of the member 23 is released by operating the member 15 and the gripping device 1 with the rotation mechanism is lifted by the transfer device, the member 23 remains on the member 24. The member 2 is moved by the conveyor 22.
The member 24 is transported together with the three. Such a movement is repeated, and the members 23 are successively moved between the conveyors.
【００２６】以上詳細に説明したように、前記実施例の
回転機構付把持装置１によれば、螺旋着磁を施された円
筒磁石５、６により構成される磁気ネジを用いてエアシ
リンダ１６の直進運動を回転ロッド１４の回転運動に変
換し、ハンドリングチャック９を回転駆動することとし
たので、磁気ネジのバネ性によりハンドリングチャック
９の動きに柔軟性を有している。このため、対象物をチ
ャックする際にツメ１５、１５が対象物に倣って動くこ
とができ、対象物の配置が多少不正確でも破壊したり傷
つけたりすることなくソフトにチャックできる。また、
磁気ネジはトルクリミッタ機能をも有しているので、ハ
ンドリングチャック９が何らかの障害物に当たった場合
でも安全である。As described in detail above, according to the gripping device 1 with a rotating mechanism of the above-described embodiment, the air cylinder 16 is formed by using the magnetic screw formed by the cylindrical magnets 5 and 6 which are spirally magnetized. Since the linear motion is converted into the rotary motion of the rotary rod 14 and the handling chuck 9 is driven to rotate, the handling chuck 9 has flexibility due to the spring property of the magnetic screw. For this reason, when chucking the object, the claws 15, 15 can move following the object, and even if the arrangement of the object is somewhat inaccurate, it can be softly chucked without being broken or damaged. Also,
Since the magnetic screw also has a torque limiter function, it is safe even if the handling chuck 9 hits any obstacle.
【００２７】更に、電動モータ等により直接回転駆動す
る場合と比較して低出力で済み、エアシリンダ１６の駆
動源として過大な空気圧を要さず、また余計な機械的摩
擦による損失がない。そして、直進運動に対する回転運
動の比を大きくとることが容易で、装置の小型化ができ
る。また、ストップネジ１２の位置を調節することによ
り、可動ブロック７の停止角度を任意に設定することが
できる。以上本発明の回転機構付把持装置について実施
例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されることなく、色々な変形が可能である。例えば
前記実施例では、直進運動手段としてエアシリンダを用
いたが、油圧シリンダや、あるいは電磁石装置等を用い
てもよい。また、ハンドリングチャックにおけるツメの
動きも、空気圧シリンダ以外のものを用いてもよく、２
つのツメが均等に動くこととしてもよい。Furthermore, compared to the case where the motor is directly driven to rotate by an electric motor or the like, the output is low, no excessive air pressure is required as a driving source for the air cylinder 16, and there is no loss due to unnecessary mechanical friction. Further, it is easy to increase the ratio of the rotational motion to the linear motion, and the size of the apparatus can be reduced. Further, by adjusting the position of the stop screw 12, the stop angle of the movable block 7 can be arbitrarily set. Although the gripping device with a rotation mechanism according to the present invention has been described in detail based on the embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, an air cylinder is used as the linearly moving means, but a hydraulic cylinder, an electromagnet device, or the like may be used. The movement of the claw in the handling chuck may be other than the pneumatic cylinder.
The two claws may move evenly.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明によれば、磁気ネジ機構を利用して直進運動を回転運
動に変換するので、磁気ネジのバネ性により、対象物に
倣った柔軟な動きが可能な回転機構付把持装置が提供さ
れるものである。また、磁気ネジのトルクリミッタ機能
により、障害に対する安全性も確保される。更に、磁気
ネジが機械的接触によらずに運動の変換を行うので、摩
擦損失がなく高効率で装置のコンパクト化が可能であ
る。また、スライドロッドを設けたので、磁気ネジの回
転により可動ブロック体に加わるトルク反力に対処でき
る。また、停止手段を設けたので、チャックの停止角度
を容易に調整できる。また、外筒磁石や内筒磁石を、複
数個のものを縦方向に連ねて用いることにより、設計上
の自由度を大きく取ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, a linear motion is converted into a rotary motion by using a magnetic screw mechanism. It is intended to provide a gripping device with a rotation mechanism capable of performing various movements. In addition, the torque limiter function of the magnetic screw ensures safety against failure. Further, since the magnetic screw converts the motion without relying on mechanical contact, the device can be made compact with high efficiency without friction loss. Further, since the slide rod is provided, it is possible to cope with a torque reaction force applied to the movable block body due to the rotation of the magnetic screw. Further, since the stopping means is provided, the stopping angle of the chuck can be easily adjusted. In addition, by using a plurality of outer cylinder magnets and inner cylinder magnets connected in the vertical direction, the degree of freedom in design can be increased.
【図１】本実施例に係る回転機構付把持装置の構成を示
す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a gripping device with a rotation mechanism according to the present embodiment.
【図２】本実施例に係る回転機構付把持装置の構成を示
す横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a gripping device with a rotation mechanism according to the embodiment.
【図３】本実施例に係る回転機構付把持装置の構成を示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a gripping device with a rotation mechanism according to the present embodiment.
【図４】円筒磁石の断面斜視図である。FIG. 4 is a sectional perspective view of a cylindrical magnet.
【図５】円筒磁石の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a cylindrical magnet.
【図６】磁気ネジにおいて、変位を生じる様子を説明す
る図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which displacement occurs in a magnetic screw.
【図７】磁気ネジの変位と力との関係を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a displacement and a force of a magnetic screw.
【図８】磁気ネジにおける着磁帯の対向関係を示す説明
図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a facing relationship between magnetized bands in a magnetic screw.
【図９】回転機構付把持装置を搬送装置に取り付けた状
態を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the gripping device with a rotation mechanism is attached to a transfer device.
【図１０】回転機構付把持装置を利用して対象物をコン
ベアー間で移動する様子を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which an object is moved between conveyors using a gripping device with a rotation mechanism.
【図１１】図１０おける面取りされた部材の断面図であ
る。FIG. 11 is a sectional view of the chamfered member in FIG. 10;
１ 回転機構付把持装置 ２ フレーム ５ 外筒磁石 ６ 内筒磁石 ７ 可動ブロック ９ ハンドリングチャック １０ スライドロッド １２ ストップネジ １３ シリンダロッド １４ 回転ロッド １５ ツメ １６ エアシリンダ １７、１８ 着磁帯 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grasping apparatus with a rotation mechanism 2 Frame 5 Outer cylinder magnet 6 Inner cylinder magnet 7 Movable block 9 Handling chuck 10 Slide rod 12 Stop screw 13 Cylinder rod 14 Rotating rod 15 Claw 16 Air cylinder 17, 18 Magnetized zone
Claims (5)
に伸縮する直進運動手段と、直進運動手段による直進運
動を回転運動に変換する運動変換手段と、対象物を把持
しつつ運動変換手段により回転駆動されて把持している
対象物を回転させるチャックとを有する回転機構付把持
装置において、 前記運動変換手段が、 前記直進運動手段から直進運動を受ける可動ブロック体
と、 前記可動ブロック体に固定され内面に螺旋着磁を施され
た外筒磁石と、 前記フレームに軸回りに回転可能に保持されるとともに
前記外筒磁石の内部孔を貫通して設けられ前記チャック
に固定された回転ロッドと、 前記回転ロッドに固定して設けられ外面に螺旋着磁を施
された内筒磁石とを有する磁気ネジにより構成され、 前記内筒磁石の外面と前記外筒磁石の内面との間に隙間
があ ることを特徴とする回転機構付把持装置。1. A frame, a linear motion means fixed to the frame and extended and contracted linearly, a motion conversion means for converting a linear motion by the linear motion means into a rotary motion, and gripping an object.
A gripper having a rotating mechanism for rotating the object being held and rotated by the motion converting means while rotating, wherein the motion converting means receives linear motion from the linear motion means. A block body, an outer cylindrical magnet fixed to the movable block body and having an inner surface spirally magnetized, and held rotatably around the axis by the frame.
A magnetic rod having a rotating rod provided through the internal hole of the outer cylinder magnet and fixed to the chuck, and an inner cylinder magnet fixed to the rotating rod and spirally magnetized on the outer surface. is configured, a clearance between the outer surface and the inner surface of the outer cylinder magnets of the inner cylinder magnets
With rotating mechanism and wherein there Rukoto gripping device.
において、 前記可動ブロック体を摺動可能に貫通する、前記直進運
動手段の直進運動の方向と平行に前記フレームに固定し
て設けられたスライドロッドを有することを特徴とする
回転機構付把持装置。2. The gripping device with a rotation mechanism according to claim 1, wherein the gripping device is provided fixed to the frame in parallel with a direction of a rectilinear motion of the rectilinear motion means, which slidably penetrates the movable block body. A gripping device with a rotating mechanism, characterized by having a sliding rod.
構付把持装置において、 前記フレームに高さ調整可能に設けられた、前記可動ブ
ロック体の直進運動を規制する停止手段を有することを
特徴とする回転機構付把持装置。3. The gripping device with a rotating mechanism according to claim 1, further comprising a stopping means provided on the frame so as to be adjustable in height, for restricting a rectilinear movement of the movable block body. A gripping device with a rotating mechanism.
記載する回転機構付把持装置において、 前記外筒磁石が、複数の螺旋着磁管状磁石を縦方向に連
ねてなることを特徴とする回転機構付把持装置。4. The gripping device with a rotation mechanism according to claim 1, wherein the outer cylindrical magnet is formed by connecting a plurality of spirally magnetized tubular magnets in a vertical direction. Gripping device with a rotating mechanism.
記載する回転機構付把持装置において、 前記内筒磁石が、複数の螺旋着磁管状磁石を縦方向に連
ねてなることを特徴とする回転機構付把持装置。5. The gripping device with a rotating mechanism according to claim 1, wherein the inner cylindrical magnet is formed by connecting a plurality of spiral magnetized tubular magnets in a vertical direction. Gripping device with a rotating mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248404A JP2659688B2 (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Gripping device with rotation mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248404A JP2659688B2 (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Gripping device with rotation mechanism |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0885088A JPH0885088A (en) | 1996-04-02 |
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (2)
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-
1994
- 1994-09-16 JP JP6248404A patent/JP2659688B2/en not_active Expired - Fee Related
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