JP6661026B2 - Robotic chuck device for arm robots - Google Patents

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Description

本発明は、工作機械などとワークの受渡しを行うためアームロボットの先端部分に組み込まれたロボットハンド用チャック装置に関する。  The present invention relates to a chuck device for a robot hand incorporated in a tip portion of an arm robot for transferring a work to a machine tool or the like.

複数の工作機械によってワークの加工が行われる場合、複数ある工作機械の各々にワークを搬送するためのワーク自動搬送機が使用される。ワーク自動搬送機は、各工作機械の間を移動するための走行装置や、工作機械とワークの受渡しを行うための搬送用ロボットなどによって構成されている。例えばその搬送用ロボットは、アームロボットの先端部分にロボットハンドが備えられたものであり、ロボットハンドで把持したワークをアームロボットの伸縮動作によって工作機械内の加工位置まで運び、そこでワークの受け渡しが行われる。  When a workpiece is processed by a plurality of machine tools, an automatic workpiece transfer machine for transporting the workpiece to each of the plurality of machine tools is used. The work automatic transfer machine is configured by a traveling device for moving between the machine tools, a transfer robot for transferring the work to and from the machine tool, and the like. For example, the transfer robot has a robot hand provided at the tip of the arm robot, and the work held by the robot hand is carried to the processing position in the machine tool by the expansion and contraction operation of the arm robot, where the work is transferred. Done.

ロボットハンドは、例えば複数のチャック爪をチャックシリンダで開閉させるチャック装置によって構成されている。そのチャック装置は、作動油がチャックシリンダに供給され、油圧が作用した状態でチャック爪によってワークが把持される。そのため、ワークを把持し続けるにはチャックシリンダに油圧が作用した状態が維持されなければならない。そこで、チャック装置の油圧回路にはチェック弁が設けられ、電源が落ちたような場合であってもチャック装置の油圧が低下しない構成がとられている。しかし、油圧ポンプの停止状態が長く続くと、僅かな作動油の漏れが生じてしまいチャック装置の把持力が低下してしまう。この点、同じく把持力を維持するものとして、下記特許文献１には工作機械の主軸チャックに関する開示がある。  The robot hand includes, for example, a chuck device that opens and closes a plurality of chuck claws with a chuck cylinder. In the chuck device, hydraulic oil is supplied to a chuck cylinder, and a workpiece is gripped by chuck claws in a state where hydraulic pressure is applied. Therefore, in order to keep holding the work, the state in which the hydraulic pressure acts on the chuck cylinder must be maintained. Therefore, a check valve is provided in the hydraulic circuit of the chuck device so that the hydraulic pressure of the chuck device does not decrease even when the power is turned off. However, when the stopped state of the hydraulic pump continues for a long time, a slight leakage of hydraulic oil occurs, and the gripping force of the chuck device is reduced. In this regard, Patent Document 1 below discloses a spindle chuck of a machine tool for maintaining the gripping force.

特開平６−２２６５１７号公報JP-A-6-226517

前記文献の主軸チャックは、チャックシリンダのピストンから延びたピストンロッド先端にチャックの開閉機構が連結されている。その主軸チャックは、ワークを把持しながら回転するため、その作業中に油圧を低下させずにワーク把持力を維持する必要がある。そこで、そのピストンにはピストンロッドの周囲にピストン軸と平行な軸方向孔が８箇所設けられ、そのうちの６箇所に保圧部が構成されている。しかし、こうした従来例では保圧部の構成が大きくなってしまい、前述したアームロボットの先端部分に構成されるチャック装置（ロボットハンド）には使用が困難である。ロボットハンドが大きくなれば、それ自体が工作機械内の狭い加工室内に進入することが困難になるだけではなく、重いロボットハンドを支えるアームロボットが大型化してしまうからである。  In the spindle chuck disclosed in the above document, a chuck opening / closing mechanism is connected to a tip of a piston rod extending from a piston of a chuck cylinder. Since the spindle chuck rotates while gripping the work, it is necessary to maintain the work gripping force without lowering the hydraulic pressure during the work. Therefore, the piston is provided with eight axial holes parallel to the piston axis around the piston rod, and six of these holes constitute a pressure-holding portion. However, in such a conventional example, the configuration of the pressure holding unit becomes large, and it is difficult to use the chucking device (robot hand) provided at the tip portion of the arm robot described above. This is because if the robot hand becomes large, not only does it become difficult for the robot hand itself to enter a narrow processing chamber in the machine tool, but also the arm robot that supports the heavy robot hand becomes large.

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、保圧部の構成をコンパクトなものとしたアームロボットのロボットハンド用チャック装置を提供することを目的とする。  Therefore, an object of the present invention is to provide a chuck device for a robot hand of an arm robot in which the configuration of the pressure holding unit is made compact in order to solve such a problem.

本発明の一態様におけるアームロボットのロボットハンド用チャック装置は、基台部分から延びたアームロボットの先端部分に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に組み付けられ、作動油を供給および排出する伸長側ポートおよび収縮側ポートが形成されたシリンダ本体と、ロッド部分が突き出た状態で前記シリンダ本体内に挿入され、前記伸長側ポートまたは前記収縮側ポートに連通する一対の加圧室内の油圧により変位するロッド付ピストンと、前記ロッド付ピストンが保圧用シリンダ本体となり、その中に保圧用ピストンが挿入され、前記保圧用シリンダ本体に形成された保圧用ポートに連通する保圧用加圧室内の油圧により、前記保圧用ピストンが前記ロッド部分の先端側へ変位する保圧用シリンダと、前記保圧用加圧室側へ前記保圧用ピストンを付勢するように前記保圧用シリンダ本体内の先端側空間に入れられた付勢部材と、前記シリンダ本体から突き出した前記ロッド部分に連結され、前記ロッド付ピストンの変位により複数のチャック爪を開閉作動させるチャック機構とを有する。
A chuck device for a robot hand of an arm robot according to one aspect of the present invention includes a base member attached to a distal end portion of an arm robot extending from a base portion, and an extension attached to the base member to supply and discharge hydraulic oil. A cylinder body in which a side port and a contraction side port are formed, and a rod portion is inserted into the cylinder body in a protruding state, and displaced by hydraulic pressure in a pair of pressurized chambers communicating with the extension side port or the contraction side port. The piston with a rod and the piston with a rod serve as a pressure-holding cylinder body, into which the pressure-holding piston is inserted, and the hydraulic pressure in the pressure-holding pressurizing chamber communicating with a pressure-holding port formed in the pressure-holding cylinder body. A pressure-holding cylinder in which the pressure-holding piston is displaced toward the distal end of the rod portion; An urging member wherein said placed on the tip side space of the holding pressure cylinder body so as to urge the holding pressure piston to, coupled to said rod portion protruding from the cylinder body, the displacement of the piston with the rod And a chuck mechanism for opening and closing the plurality of chuck claws.

前記開示の構成によれば、シリンダ本体に作動油が供給されてロッド付きピストンが作動することにより、ロッド部分に連結されたチャック爪が開閉作動してワークが把持および解放される。ワークを把持する際には、シリンダ本体内に供給された作動油がさらに保圧用ポートから保圧用シリンダ内の保圧用加圧室へ供給されて保圧用ピストンが変位する。その際、付勢部材の付勢力が保圧用加圧室内の作動油に作用し、更にはシリンダ本体内でロッド付きピストンに作用する作動油の油圧を保つことができる。そして、このアームロボットのロボットハンド用チャック装置は、その把持動作を行わせるシリンダのロッド付きピストン内にコンパクトに保圧部が構成されている。  According to the configuration of the disclosure, when the operating oil is supplied to the cylinder body and the piston with the rod is operated, the chuck pawl connected to the rod portion is opened and closed to grip and release the work. When the work is gripped, the hydraulic oil supplied into the cylinder body is further supplied from the pressure holding port to the pressure holding chamber in the pressure holding cylinder, and the pressure holding piston is displaced. At this time, the urging force of the urging member acts on the hydraulic oil in the pressure-holding pressurizing chamber, and further, the hydraulic pressure of the hydraulic oil acting on the piston with the rod in the cylinder body can be maintained. In the chuck device for a robot hand of the arm robot, a pressure-holding portion is compactly formed in a piston with a rod of a cylinder for performing the gripping operation.

加工機械ラインの一例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed an example of the processing machine line. 加工機械ラインの内部構造の一部分を示した斜視図である。It is the perspective view which showed some internal structures of the processing machine line. 加工モジュールに対するワーク搬送ロボットの作動状態を示した側面図である。FIG. 5 is a side view illustrating an operation state of the work transfer robot with respect to the processing module. ロボットハンドのロボットハンド用チャック装置を示した平面図である。It is the top view which showed the chuck device for robot hands of a robot hand. チャック装置を構成するチャックシリンダを示した伸長状態の断面図である。It is sectional drawing of the extension state which showed the chuck cylinder which comprises a chuck apparatus. チャック装置を構成するチャックシリンダを示した収縮状態の断面図である。It is sectional drawing of the contracted state which showed the chuck cylinder which comprises a chuck apparatus.

次に、本発明に係るアームロボットのロボットハンド用チャック装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態のアームロボットは、加工機械ラインのワーク自動搬送機を構成するものである。加工機械ラインとは、工作機械などの複数の加工機械に対してワーク自動搬送機によってワークの受け渡しが行われ、各加工機械においてワークに対して所定の加工が実行される加工機械群をいう。図１は、加工機械ラインの一例を示した斜視図である。  Next, an embodiment of a chuck device for a robot hand of an arm robot according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The arm robot according to the present embodiment constitutes a work automatic transfer machine of a processing machine line. The processing machine line refers to a group of processing machines in which a workpiece is transferred to and from a plurality of processing machines such as machine tools by an automatic workpiece transfer machine, and a predetermined processing is performed on the workpiece in each processing machine. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a processing machine line.

加工機械ライン１では、基礎となるベース２の上にモジュール化された旋盤などの加工機械（以下、「加工モジュール」という）５が搭載され、幅方向並べられて互いに近接して配置されている。各々の加工モジュール５は、いずれも同じ幅寸法で製造されたものであり、ベース２の上に敷設されたレールを介して前後方向に移動可能な状態で搭載されている。なお、本実施形態では、加工モジュール５が並んだ機体幅方向をＹ軸方向とし、ベース２上を移動可能な機体前後方向をＺ軸方向、そして上下方向をＸ軸方向として説明する。  In the processing machine line 1, a processing machine (hereinafter, referred to as a “processing module”) 5 such as a lathe modularized on a base 2 serving as a base is mounted, arranged in the width direction, and arranged close to each other. . Each of the processing modules 5 is manufactured with the same width dimension, and is mounted so as to be movable in the front-rear direction via a rail laid on the base 2. In the present embodiment, the machine body width direction in which the processing modules 5 are arranged will be referred to as the Y-axis direction, the machine front-rear direction movable on the base 2 will be referred to as the Z-axis direction, and the vertical direction will be described as the X-axis direction.

加工機械ライン１では、各々の加工モジュール５における工程を経てワークに対して所定の加工が行われる。そのため、加工機械ライン１には、各加工モジュール５との間でワークの受渡しを行うためのワーク自動搬送機が設けられている。加工モジュール５は、旋盤などを構成する各種装置が外装カバー６によって覆われ、その内部にワークを加工するための加工室が設けられている。そして、外装カバー６には開閉可能な前カバー７が一体になって構成されている。この前カバー７は、加工モジュール５毎に設けられているが、加工機械ライン１の全体では一つの搬送空間を構成している。この搬送空間内にワークを搬送するためのワーク自動搬送機が設けられている。  In the processing machine line 1, a predetermined processing is performed on the work through the process in each processing module 5. Therefore, the processing machine line 1 is provided with an automatic work transfer device for transferring the work to and from each processing module 5. The processing module 5 includes various devices constituting a lathe or the like, which are covered with an exterior cover 6, and a processing chamber for processing a workpiece is provided inside the processing module. The front cover 7 that can be opened and closed is integrally formed with the exterior cover 6. The front cover 7 is provided for each processing module 5, but the entire processing machine line 1 constitutes one transfer space. An automatic work transfer device for transferring the work into the transfer space is provided.

図２は、加工機械ラインの内部構造の一部分を示した斜視図である。具体的には、ベース２の上に搭載された一台の加工モジュール５とワーク自動搬送機が示されている。一つのベース２には、２台の加工モジュール５を搭載することができ、その上には同じ幅で敷設された２組のレール１１が設けられている。一方、加工モジュール５は、車輪を備えた可動ベッド１２に構成され、レール１１の上を移動可能な状態で搭載されている。すなわち、図１に示す加工モジュール５は、それぞれが前後方向に移動することができ、機体幅方向に近接した配置であっても作業者によるメンテナンスや工具交換などが行い易い構成になっている。  FIG. 2 is a perspective view showing a part of the internal structure of the processing machine line. Specifically, one processing module 5 mounted on the base 2 and an automatic work transfer machine are shown. Two processing modules 5 can be mounted on one base 2, and two sets of rails 11 laid with the same width are provided thereon. On the other hand, the processing module 5 is configured as a movable bed 12 having wheels, and is mounted so as to be movable on the rail 11. In other words, each of the processing modules 5 shown in FIG. 1 can move in the front-rear direction, and is configured so that maintenance or tool change by an operator can be easily performed even in an arrangement close to the machine body width direction.

加工モジュール５は、加工室を構成する内部カバー１３が設けられ、その中にワークを把持する主軸チャックや工具を備えたタレット装置などが設けられている。そして、内部カバー１３の前面部には、図３に示すように搬送口１３１が形成され、ワーク搬送ロボット２１によるワークの搬入および排出の際に開閉する搬送用扉１４が設けられている。ここで、図３は、加工モジュール５に対するワーク搬送ロボット２１の作動状態を示した側面図である。加工モジュール５は、搬送用扉１４が図示するように上方へと移動し、内部カバー１３の前面に広い搬送口１３１が開くようになっている。そこで、前カバー７の搬送空間７０内に位置するワーク搬送ロボット２１が、内部カバー１３内の加工室へと入り込んで主軸チャック１６とワークＷの受渡しが行われる。  The processing module 5 is provided with an inner cover 13 constituting a processing chamber, and a turret device provided with a spindle chuck and a tool for gripping a work therein. As shown in FIG. 3, a transfer port 131 is formed on the front surface of the inner cover 13, and a transfer door 14 that opens and closes when the work transfer robot 21 loads and discharges the work is provided. Here, FIG. 3 is a side view illustrating an operation state of the work transfer robot 21 with respect to the processing module 5. In the processing module 5, the transfer door 14 moves upward as illustrated, and a wide transfer port 131 is opened on the front surface of the inner cover 13. Then, the work transfer robot 21 located in the transfer space 70 of the front cover 7 enters the processing chamber in the inner cover 13 to transfer the work W to and from the spindle chuck 16.

そのワーク搬送ロボット２１は、関節をもったアームロボットであり、アームの自由端側にはロボットハンド２２が設けられている。このワーク搬送ロボット２１は、図２に示すように走行台２３に搭載され、前カバー７によって構成された搬送空間７０内に入れられている。ベース２には、前面に支持プレート２５が固定され、そこにはＹ軸方向に沿ってレール２６や不図示のラックが固定されている。一方、走行台２３には、レール２６を把持した状態で摺動するスライダが固定され、ラックに噛合したピニオンに回転を与える走行モータが搭載されている。  The work transfer robot 21 is an arm robot having joints, and a robot hand 22 is provided on a free end side of the arm. The work transfer robot 21 is mounted on the traveling platform 23 as shown in FIG. 2 and is placed in a transfer space 70 defined by the front cover 7. A support plate 25 is fixed to the front surface of the base 2, and a rail 26 and a rack (not shown) are fixed thereto along the Y-axis direction. On the other hand, a slider that slides while holding the rail 26 is fixed to the traveling platform 23, and a traveling motor that rotates a pinion meshed with the rack is mounted.

ワーク搬送ロボット２１は、図３に示すように、走行台２３のテーブル２８に対して起立した一対の第１アーム部材３１が所定の間隔で固定され、その第１アーム部材３１には第１関節３５を介して第２アーム部材３２が連結され、さらに第２アーム部材３２には第２関節３６を介して第３アーム部材３３が連結されている。そして、ワーク搬送ロボット２１には、第３アーム部材３３の先端部分にロボットハンド２２が取り付けられている。  As shown in FIG. 3, the work transfer robot 21 has a pair of first arm members 31 erected on a table 28 of the traveling platform 23 fixed at a predetermined interval. The second arm member 32 is connected via a reference numeral 35, and the third arm member 33 is connected to the second arm member 32 via a second joint 36. The robot hand 22 is attached to the work transfer robot 21 at the tip of the third arm member 33.

一対の第１アーム部材３１は、それぞれ鉛直方向に延びた起立部分３１１と、加工モジュール５側に折れた前傾部分３１２とから形成された板部材であり、加工モジュール５の内部カバー１３の幅に対応した間隔で配置されている。すなわち、一対の第１アーム部材３１の間に組み付けられた第２アーム部材３２、第３アーム部材３３およびロボットハンド２２が、図３の実線で示すように延びた場合に、搬送口１３１から内部カバー１３内へ進入可能な幅で構成されている。ワーク搬送ロボット２１は、第１及び第２関節３５の駆動により第２アーム部材３２および第３アーム部材３３が、一点鎖線で示す収縮状態から実線で示す伸長状態に形態が変化するように構成されている。  Each of the pair of first arm members 31 is a plate member formed of an upright portion 311 extending in the vertical direction and a forwardly inclined portion 312 bent toward the processing module 5, and has a width of the inner cover 13 of the processing module 5. Are arranged at intervals corresponding to. That is, when the second arm member 32, the third arm member 33, and the robot hand 22 assembled between the pair of first arm members 31 extend as shown by the solid line in FIG. It has a width that allows it to enter the cover 13. The work transfer robot 21 is configured such that the second arm member 32 and the third arm member 33 change their form from a contracted state indicated by a dashed line to an extended state indicated by a solid line by driving the first and second joints 35. ing.

その際、ロボットハンド２２は、一対の第１アーム部材３１の間に位置する退避位置と、主軸チャック１６とワークＷの受渡しを行う受渡し位置との間を移動することとなる。ワーク搬送ロボット２１が収縮した場合には、ロボットハンド２２が第１アーム部材３１の間に収まるほか、第１アーム部材３１の前傾部分３１２によって第２アーム部材３２および第３アーム部材３３がコンパクトに折りたたまれ、ワーク搬送ロボット２１が前カバー７内の搬送空間７０を走行可能な状態になる。第１アーム部材３１の前傾部分３１２は、ワーク搬送ロボット２１が延びた場合には、第２アーム部材３２および第３アーム部材３３を介してロボットハンド２２がより奥へと届くようにした効果もある。  At this time, the robot hand 22 moves between the retracted position located between the pair of first arm members 31 and the transfer position at which the spindle chuck 16 and the work W are transferred. When the work transfer robot 21 contracts, the robot hand 22 is settled between the first arm members 31 and the second arm member 32 and the third arm member 33 are compact due to the forwardly inclined portion 312 of the first arm member 31. Then, the work transfer robot 21 can travel in the transfer space 70 in the front cover 7. The forward inclined portion 312 of the first arm member 31 has an effect that when the work transfer robot 21 is extended, the robot hand 22 reaches further inside via the second arm member 32 and the third arm member 33. There is also.

次に、図４は、ロボットハンド２２のロボットハンド用チャック装置を示した平面図である。このロボットハンド２２は、図３に示すように、第３アーム部材３３にベース部材３８が取り付けられ、そのベース部材３８に対してロボットハンド用チャック装置（以下、単に「チャック装置」という）３９が組み付けられている。ロボットハンド２２には、２つのチャック装置３９が向きを９０度変えた状態で重ねて搭載されている。２つのチャック装置３９は同じ構造のものであり、一対のチャック爪４７を開閉してワークＷを把持および解放するようにしたものである。  Next, FIG. 4 is a plan view showing a robot hand chuck device of the robot hand 22. As shown in FIG. In the robot hand 22, as shown in FIG. 3, a base member 38 is attached to a third arm member 33, and a chuck device 39 for a robot hand (hereinafter, simply referred to as “chuck device”) is attached to the base member 38. It is assembled. Two chuck devices 39 are mounted on the robot hand 22 in a state where the directions are changed by 90 degrees. The two chuck devices 39 have the same structure, and open and close a pair of chuck claws 47 to grip and release the work W.

チャック装置３９は、チャック爪４７を油圧シリンダ（チャックシリンダ）４０によって開閉作動させるものであり、油圧が作用した状態でチャック爪４７がワークＷを把持した状態が維持される。そのため、ワークＷを把持している場合には、仮に電源が落ちたとしても油圧が作用した状態が維持されなければならない。そこで、チャック装置３９には、把持状態を維持するための保圧機能が設けられている。特に、チャック装置３９は、ワーク搬送ロボット２１の先端部分に取り付けられたロボットハンド２２を構成するものであるため、小型軽量であることが求められる。しかも、ロボットハンド２２は２台のチャック装置３９が搭載されている。従って、チャック装置３９に組み込まれた保圧部の構成はコンパクトであることが要求される。  The chuck device 39 is configured to open and close the chuck pawl 47 by a hydraulic cylinder (chuck cylinder) 40, and the state in which the chuck pawl 47 grips the workpiece W while the hydraulic pressure is applied is maintained. Therefore, when the workpiece W is being gripped, the state in which the hydraulic pressure is applied must be maintained even if the power is turned off. Therefore, the chuck device 39 is provided with a pressure-holding function for maintaining a gripping state. In particular, since the chuck device 39 constitutes the robot hand 22 attached to the tip of the work transfer robot 21, it is required to be small and lightweight. In addition, the robot hand 22 has two chuck devices 39 mounted thereon. Therefore, it is required that the configuration of the pressure holding unit incorporated in the chuck device 39 be compact.

図５及び図６は、チャック装置３９を構成するチャックシリンダを示した断面図であり、図５はワークを解放する場合の伸長状態で、図６はワークを把持する場合の収縮状態である。このチャックシリンダ４０は、円筒形状のシリンダ本体４１内にロッド付ピストン４２が挿入されている。シリンダ本体４１は、一端部が蓋部材４４によって塞がれ、他端側ではロッド付ピストン（以下、単に「ピストン」という）４２のロッド部分４２１が突き出している。そして、シリンダ本体４１とロッド部分４２１との間には、シール部材４３が２重に設けられ、シリンダ本体４１内が気密な状態が保たれるようになっている。  5 and 6 are cross-sectional views showing a chuck cylinder constituting the chuck device 39. FIG. 5 shows an extended state when releasing the workpiece, and FIG. 6 shows a contracted state when gripping the workpiece. In the chuck cylinder 40, a piston 42 with a rod is inserted into a cylinder body 41 having a cylindrical shape. One end of the cylinder body 41 is closed by a lid member 44, and a rod portion 421 of a piston with a rod (hereinafter, simply referred to as “piston”) 42 protrudes from the other end. A double seal member 43 is provided between the cylinder main body 41 and the rod portion 421 so that the inside of the cylinder main body 41 is kept airtight.

チャックシリンダ４０は、複動型シリンダであり、シリンダ本体４１にはボトム側の伸長側加圧室４１１に連通する伸長側ポート４１２が形成され、ロッド側の収縮側加圧室４１３に連通する収縮側ポート４１４が形成されている。伸長側ポート４１２と収縮側ポート４１４には、それぞれパイプを介して切換え弁、油圧ポンプおび回収タンクなどからなる油圧回路が接続され、作動油の供給および排出が行われるようになっている。従って、チャックシリンダ４０は、伸長側ポート４１２から作動油が供給されることで図５に示すように伸長作動し、収縮側ポート４１４から作動油が供給されることで図６に示すように収縮作動するようになっている。  The chuck cylinder 40 is a double-acting cylinder. The cylinder body 41 has an extension port 412 communicating with a bottom extension chamber 411 on the bottom side, and a contraction cylinder 413 communicating with a contraction chamber 413 on the rod side. A side port 414 is formed. A hydraulic circuit including a switching valve, a hydraulic pump, a recovery tank, and the like is connected to each of the extension side port 412 and the contraction side port 414 via a pipe, so that hydraulic oil is supplied and discharged. Therefore, the chuck cylinder 40 expands as shown in FIG. 5 by supplying hydraulic oil from the expansion side port 412, and contracts as shown in FIG. 6 by supplying hydraulic oil from the contraction side port 414. It is supposed to work.

チャック装置３９は、図４に示すように、ピストン４２（ロッド部分４２１）の中心軸を対称にして、一対のチャック爪４７が開閉するチャック機構が構成されている。チャック機構は、一対のクランク部材４５がベースブロック３７に対して軸支されている。クランク部材４５はＬ字形の部材であり、その角部に軸孔が形成され、ベースブロック３７に対してピン３７１によって揺動可能に支持されている。そして、クランプ部材４５の一端側にはチャック爪４７が固定され、他端側には長孔４５１が形成され、ロッド部分４２１に固定されたピン４６が挿入されている。  As shown in FIG. 4, the chuck device 39 has a chuck mechanism in which the center axis of the piston 42 (rod portion 421) is symmetrical and the pair of chuck claws 47 open and close. In the chuck mechanism, a pair of crank members 45 are pivotally supported on the base block 37. The crank member 45 is an L-shaped member, and a shaft hole is formed in a corner portion thereof, and the crank member 45 is swingably supported by a pin 371 with respect to the base block 37. A chuck claw 47 is fixed to one end of the clamp member 45, and a long hole 451 is formed in the other end, and the pin 46 fixed to the rod portion 421 is inserted.

チャック装置３９は、チャックシリンダ４０の伸縮作動により、ピストン４２のロッド部分４２１が、図４の実線と一点鎖線とで示す位置に変位する。その際、ピン４６の直線移動がクランプ部材４５の揺動運動に変換され、一対のチャック爪４７の開閉動作が行われることとなる。特に、チャック爪４７がワークＷを把持するのはチャックシリンダ４０が、図６に示すように収縮した状態である。本実施形態では、その収縮状態つまりワークの把持状態が維持できるようにチャックシリンダ４０の特にピストン４２の内部に保圧部が構成されている。  In the chuck device 39, the rod portion 421 of the piston 42 is displaced to the position indicated by the solid line and the one-dot chain line in FIG. At this time, the linear movement of the pin 46 is converted into the swinging movement of the clamp member 45, and the opening and closing operation of the pair of chuck claws 47 is performed. In particular, the chuck claws 47 grip the work W when the chuck cylinder 40 is contracted as shown in FIG. In the present embodiment, a pressure-holding portion is formed in the chuck cylinder 40, particularly inside the piston 42, so that the contracted state, that is, the gripped state of the work can be maintained.

図５及び図６に示すように、ピストン４２は中空形状であり、ピストン側端部の開口部が栓ブロック５１により塞がれている。そして、ロッド部分４２１の先端には通気口４２３が形成されている。このピストン４２は、それ自身が保圧用シリンダであり、内部には保圧用ピストン５２が挿入されている。この保圧用シリンダは単動シリンダであり、ピストン４２の内部にはロッド部分４２１の先端側空間４２５に保圧用スプリング５３が入れられている。従って、保圧用ピストン５２は、栓ブロック５１側に向けて常に付勢されている。  As shown in FIGS. 5 and 6, the piston 42 has a hollow shape, and the opening at the end on the piston side is closed by a plug block 51. A vent 423 is formed at the tip of the rod portion 421. The piston 42 is itself a pressure holding cylinder, and has a pressure holding piston 52 inserted therein. This pressure-holding cylinder is a single-acting cylinder. Inside the piston 42, a pressure-holding spring 53 is inserted into a space 425 on the distal end side of the rod portion 421. Therefore, the pressure holding piston 52 is constantly urged toward the stopper block 51 side.

また、ピストン４２は、ピストン部側の保圧用加圧室４２６に作動油が供給されるように保圧用ポート４２８が形成されている。保圧用加圧室４２６は、保圧用ポート４２８を介してシリンダ本体４１の収縮側加圧室４１３と連通している。従って、図６に示す収縮時には、収縮側ポート４１４から収縮側加圧室４１３に作動油が供給されるが、更に保圧用ポート４２８を介して保圧用加圧室４２６にも作動油が供給されるようになっている。  The piston 42 has a pressure-holding port 428 so that hydraulic oil is supplied to the pressure-holding pressurizing chamber 426 on the piston portion side. The pressure-holding pressure chamber 426 is in communication with a contraction-side pressure chamber 413 of the cylinder body 41 via a pressure-holding port 428. Therefore, at the time of contraction shown in FIG. 6, the hydraulic oil is supplied from the contraction side port 414 to the contraction side pressurizing chamber 413, and the hydraulic oil is further supplied to the pressure holding chamber 426 via the pressure holding port 428. It has become so.

保圧用ピストン５２は筒状に形成され、栓ブロック５１に対して摺動可能な状態で嵌め合わされている。栓ブロック５１は段付きの円柱形状をしたものあり、先端のガイド部分５１１が保圧用ピストン５２の摺動凹部５２１内に挿入されている。ガイド部分５１１と摺動凹部５２１とは摺接しており、その間には気密性を保つためＯリングが設けられている。また、保圧用ピストン５２は、ストロークを制限して保圧用加圧室４２６を出入りする作動油の量を抑えるため、突出した延長部５２２が形成されている。  The pressure holding piston 52 is formed in a cylindrical shape, and is slidably fitted to the stopper block 51. The stopper block 51 has a stepped cylindrical shape, and a guide portion 511 at the tip is inserted into a sliding recess 521 of the pressure-holding piston 52. The guide portion 511 and the sliding recess 521 are in sliding contact with each other, and an O-ring is provided between them to maintain airtightness. The pressure holding piston 52 is formed with a protruding extension 522 in order to limit the stroke and suppress the amount of hydraulic oil entering and exiting the pressure holding chamber 426.

そこで、以上のような構成のチャック装置３９では、チャックシリンダ４０に伸長側ポート４１２から伸長側加圧室４１１に作動油が供給されると、ピストン４２が加圧されることにより図５に示すような伸長状態となる。このとき、収縮側加圧室４１３内の作動油が排出されて圧力が低下する。そして、ピストン４２内では、保圧用スプリング５３の付勢力により保圧用ピストン５２が変位し、圧力の下がった保圧用加圧室４２６内の作動油が押し出されて収縮側加圧室４１３側へと排出されることとなる。よって、ピストン４２の伸長作動によりピン４６が移動し、それによりクランプ部材４５が揺動して、チャック装置３９は図４の一点鎖線で示すように開いた状態になる。  Therefore, in the chuck device 39 having the above configuration, when hydraulic oil is supplied from the extension side port 412 to the chuck cylinder 40 to the extension side pressurizing chamber 411, the piston 42 is pressurized, as shown in FIG. Such an extended state is obtained. At this time, the hydraulic oil in the contraction side pressurizing chamber 413 is discharged, and the pressure decreases. Then, in the piston 42, the pressure-holding piston 52 is displaced by the urging force of the pressure-holding spring 53, and the hydraulic oil in the pressure-lowering pressurizing chamber 426 whose pressure has been reduced is pushed out to the contraction-side pressure chamber 413 side. Will be discharged. Therefore, the pin 46 is moved by the extension operation of the piston 42, whereby the clamp member 45 swings, and the chuck device 39 is opened as shown by the dashed line in FIG.

一方、チャックシリンダ４０に収縮側ポート４１４から収縮側加圧室４１３に作動油が供給されると、ピストン４２が加圧されることにより図６に示すような収縮状態となる。このとき、伸長側加圧室４１１内の作動油が排出され圧力が低下する。そして、ピストン４２内では、収縮側加圧室４１３へ供給された作動油が保圧用加圧室４２６内にも供給され、保圧用ピストン５２が加圧される。加圧された保圧用ピストン５２は、付勢力に抗して保圧用スプリング５３を押し縮めながら変位する。よって、ピストン４２の収縮作動によりピン４６が移動し、それによりクランプ部材４５が揺動して、チャック装置３９は図４の実線で示すように閉じた状態になる。  On the other hand, when hydraulic oil is supplied to the chuck cylinder 40 from the contraction-side port 414 to the contraction-side pressurizing chamber 413, the piston 42 is pressurized to be in a contracted state as shown in FIG. At this time, the hydraulic oil in the extension side pressurizing chamber 411 is discharged, and the pressure decreases. Then, in the piston 42, the hydraulic oil supplied to the contraction-side pressurizing chamber 413 is also supplied to the pressure-holding pressurizing chamber 426, and the pressure-holding piston 52 is pressurized. The pressurized holding piston 52 is displaced while compressing the holding spring 53 against the urging force. Therefore, the pin 46 moves due to the contraction operation of the piston 42, whereby the clamp member 45 swings, and the chuck device 39 is closed as shown by the solid line in FIG.

チャック装置３９では、チャックシリンダ４０が収縮することにより、一対のチャック爪４７によりワークＷが把持される。つまり、ワーク搬送ロボット２１のロボットハンド２２によってワークＷが把持される。そこで、ワーク搬送ロボット２１は、走行台２３により所定の加工モジュール５の前へと移動し、図３に示すようにワーク搬送ロボット２１の駆動によりワークＷの受渡しが行われる。  In the chuck device 39, the work W is gripped by the pair of chuck claws 47 as the chuck cylinder 40 contracts. That is, the work W is gripped by the robot hand 22 of the work transfer robot 21. Then, the work transfer robot 21 is moved to the front of the predetermined processing module 5 by the traveling platform 23, and the work W is transferred by driving the work transfer robot 21 as shown in FIG.

本実施形態では、加工機械ライン１の電源が落ちたような場合、あるいはワーク搬送ロボット２１がワークＷを把持した状態で加工機械ライン１の稼動を停止させるような場合などでも、チャック装置３９によるワークＷの把持が維持される。通常時は、油圧ポンプが駆動しているため、チャックシリンダ４０の収縮側加圧室４１３内の圧力が保たれている。油圧ポンプが停止してしまったとしも逆止弁によって作動油の排出は止められており、収縮側加圧室４１３内の圧力は保たれるようになっている。しかし、作動油の漏れを完全に止めることはできず、油圧ポンプの停止が長い時間になれば収縮側加圧室４１３内の圧力も低下することで、チャック爪４７によるワークＷの把持力が低下する。チャック爪４７は摩擦抵抗によってワーク４７を保持しているため、把持力低下により摩擦抵抗が下がり、ワークＷがズレたり落下してしまう。  In the present embodiment, even when the power of the processing machine line 1 is turned off, or when the operation of the processing machine line 1 is stopped while the work transfer robot 21 holds the work W, the chuck device 39 is used. The gripping of the work W is maintained. Normally, the pressure in the contraction side pressurizing chamber 413 of the chuck cylinder 40 is maintained because the hydraulic pump is driven. Even if the hydraulic pump stops, the discharge of the hydraulic oil is stopped by the check valve, and the pressure in the contraction side pressurizing chamber 413 is maintained. However, the leakage of the hydraulic oil cannot be completely stopped, and if the stop of the hydraulic pump is performed for a long time, the pressure in the contraction-side pressurizing chamber 413 also decreases. descend. Since the chuck pawl 47 holds the work 47 by the frictional resistance, the frictional resistance is reduced due to a decrease in the gripping force, and the work W is shifted or dropped.

この点、チャック装置３９は、油漏れによって収縮側加圧室４１３内の作動油が減少したとしても、保圧用スプリング５３が保圧用ピストン５２を押して漏れ出した作動油の分だけ保圧用加圧室４２６の容積を減少させている。そのため、収縮側加圧室４１３内の作動油がピストン４２に作用する圧力を一定に保ち、ワークＷを掴む一対のチャック爪４７の把持力が常に保たれている。従って、チャック装置３９は、ピストン４２内部の保圧部により、作動油の漏れが生じたとしても、ピストン４２を収縮方向に変位させる力、つまり一対のチャック爪４７がワークＷを把持する力を一定に保つことができる。
At this point, even if the hydraulic oil in the contraction-side pressurizing chamber 413 decreases due to oil leakage, the chucking device 39 pressurizes the holding pressure by the pressure of the hydraulic oil leaked by the pressure-holding spring 53 pressing the pressure-holding piston 52. The volume of the chamber 426 is reduced. Therefore, the pressure of the hydraulic oil in the contraction-side pressurizing chamber 413 acting on the piston 42 is kept constant, and the gripping force of the pair of chuck claws 47 that grips the work W is always maintained. Therefore, the chuck device 39 controls the force for displacing the piston 42 in the contracting direction, that is, the force for the pair of chuck claws 47 to grip the work W even if the hydraulic oil leaks due to the pressure holding portion inside the piston 42. Can be kept constant.

そして、本実施形態のチャックシリンダ４０は、ピストン４２の内部に保圧用ピストン５２を組み込むことで、保圧機能を備えつつ小型および軽量化できた。従って、チャック装置３９からなるロボットハンド２２を小型および軽量化することができ、遠くまで延びる片持ち支持のワーク搬送ロボット２１の先端部分にも搭載することが可能になった。コンパクト設計の加工機械ライン１では、加工モジュール５の内部カバー１３や搬送空間７０は狭いため、ワーク搬送ロボット２１を堅牢かつ大型なものとすることはできない。そうした要望に対応するように、チャック装置３９はワーク搬送ロボット２１を小型化することができ、しかもロボットハンド２２には２つのチャック装置３９を搭載することができた。

The chuck cylinder 40 according to the present embodiment can be reduced in size and weight while having a pressure-holding function by incorporating the pressure-holding piston 52 inside the piston 42. Therefore, the robot hand 22 consisting of the chuck device 39 can be reduced in size and weight, it became possible to mount to the tip portion of the workpiece transfer robot 21 of the cantilevered extending far. In the processing machine line 1 having a compact design, since the internal cover 13 and the transfer space 70 of the processing module 5 are narrow, the work transfer robot 21 cannot be made robust and large. In order to respond to such a demand, the chuck device 39 can reduce the size of the work transfer robot 21, and can mount two chuck devices 39 on the robot hand 22.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態のチャック装置３９は、チャックシリンダ４０が収縮作動する場合にワークＷを把持するものであるが、伸長作動する場合にワークＷを把持する構成のチャック機構であれば、伸長側加圧室４１１が圧用加圧室４２６に連通する構成であってもよい。As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, Various changes are possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, the chuck device 39 of the above embodiment grips the workpiece W when the chuck cylinder 40 contracts, but if the chuck mechanism is configured to grip the workpiece W when the chuck cylinder 40 extends, the extension mechanism may be extended. The pressure chamber 411 may be configured to communicate with the pressure pressure chamber 426.

２１…ワーク搬送ロボット ２２…ロボットハンド ３９…ロボットハンド用チャック装置 ４０…チャックシリンダ ４１…シリンダ本体 ４２…ロッド付きピストン ５２…保圧用ピストン ５３…保圧用スプリング



21 Work Transfer Robot 22 Robot Hand 39 Chuck Device for Robot Hand 40 Chuck Cylinder 41 Cylinder Body 42 Piston with Rod 52 ... Piston for Holding Pressure 53 ... Spring for Holding Pressure



Claims (3)

基台部分から延びたアームロボットの先端部分に取り付けられたベース部材と、
前記ベース部材に組み付けられ、作動油を供給および排出する伸長側ポートおよび収縮側ポートが形成されたシリンダ本体と、
ロッド部分が突き出た状態で前記シリンダ本体内に挿入され、前記伸長側ポートまたは前記収縮側ポートに連通する一対の加圧室内の油圧により変位するロッド付ピストンと、
前記ロッド付ピストンが保圧用シリンダ本体となり、その中に保圧用ピストンが挿入され、前記保圧用シリンダ本体に形成された保圧用ポートに連通する保圧用加圧室内の油圧により、前記保圧用ピストンが前記ロッド部分の先端側へ変位する保圧用シリンダと、
前記保圧用加圧室側へ前記保圧用ピストンを付勢するように前記保圧用シリンダ本体内の先端側空間に入れられた付勢部材と、
前記シリンダ本体から突き出した前記ロッド部分に連結され、前記ロッド付ピストンの変位により複数のチャック爪を開閉作動させるチャック機構と
を有するアームロボットのロボットハンド用チャック装置。 A base member attached to a tip portion of the arm robot extending from the base portion,
A cylinder body assembled with the base member and formed with an extension port and a contraction port for supplying and discharging hydraulic oil,
A rod-equipped piston that is inserted into the cylinder body with the rod part protruding, and is displaced by hydraulic pressure in a pair of pressurized chambers communicating with the extension side port or the contraction side port,
The rod-equipped piston serves as a pressure-holding cylinder body, into which the pressure-holding piston is inserted, and the pressure-holding piston communicates with a pressure-holding pressure chamber that communicates with a pressure-holding port formed in the pressure-holding cylinder body. A pressure holding cylinder that is displaced toward the distal end of the rod portion;
An urging member placed in a distal end space in the pressure holding cylinder body so as to urge the pressure holding piston toward the pressure holding pressurizing chamber side;
A chuck device for a robot hand of an arm robot, comprising: a chuck mechanism that is connected to the rod portion protruding from the cylinder body and that opens and closes a plurality of chuck claws by displacement of the piston with the rod. 前記ロッド付ピストンは、前記シリンダ本体内を摺動するピストン部分と、円筒形状の側面部に前記保圧用ポートが形成され、前記シリンダ本体から突き出した先端面部に通気口が形成された前記ロッド部分とを備えたものである請求項１に記載のアームロボットのロボットハンド用チャック装置。 The piston with a rod includes a piston portion that slides in the cylinder body, and a rod portion in which the pressure-holding port is formed in a cylindrical side surface portion and a vent hole is formed in a tip surface portion protruding from the cylinder body. The chuck device for a robot hand of an arm robot according to claim 1, further comprising: 前記ロッド付ピストンは、前記ロッド部分とは反対側に形成された開口部が蓋部材によって閉じられて気密な状態の前記保圧用シリンダが形成されたものであり、
前記蓋部材は、前記保圧用ピストンの凹部に嵌り込む凸部が形成されたピストンガイド部が形成されたものである請求項２に記載のアームロボットのロボットハンド用チャック装置。
The piston with a rod has an opening formed on a side opposite to the rod portion is closed by a lid member to form the pressure-holding cylinder in an airtight state,
The chuck device for a robot hand of an arm robot according to claim 2, wherein the lid member has a piston guide portion formed with a convex portion that fits into a concave portion of the pressure holding piston.
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