JPH0112635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はハンドで把持したワークの基準部位を
正確に位置決めできて相手側機械とのワーク受け
渡しを確実ならしめると共に、この受け渡しに際
して相手側機械の把持中心とワークの中心との間
に多少のずれがあつてもワークを受渡しの際に脱
落させる如き不都合はなく円滑に受渡しができる
ハンドリング装置に関する。

対設した１対の把持部材を相互に接近させてワ
ークを把持し、逆に離間させて解放するハンドを
有するハンドリング装置が、旋盤等の機械にワー
クを渡し、また、該機械からワークを受け取るた
めの自動化装置として汎く利用されてきている。

この種のハンドリング装置において重要な点と
しては、ハンドで把持したときのワークの基準部
位が基準点例えばハンド基部の中心点からみて常
に定まつた位置にあるように位置決めが正確に行
えると共に、繰り返し精度が高いものであること
と、現に把持している側で把持力を緩めた状態に
させてから受取る側の把持を行う過程でワークが
把持部材中で動いたり脱落したりしないようなも
のであることの２点が特に挙げられる。

ところが従来のハンドリング装置は一対の把持
部材を求心的な同期状態で接離せしめるものが殆
どであつて、原理的にはワークの把持中心が基準
点からみて常に一定位置になるものではあるが、
把持部材を動かすためのアクチユエータ例えば油
圧シリンダはピストンがエンド位置に達しない中
間位置においてワークを把持する状態となるのは
当然であつて、各把持部材の初期位置に狂いが無
く、かつ移動速度を一致させない限り把持中心を
定位置に保つことはできなく、従つて位置決め精
度を高めるためにはハンドが精密な構造となつて
コスト高をもたらす問題は回避できなかつた。

さらにかかる構造のものは把持部材の把持力以
上の外力がワークに対し把持力とは反対に加わつ
た場合（これはハンドの把持中心と相手側機械の
把持中心とが合致していないときに起り得るもの
である）、一方の把持部材を拡げようとする力は
当然、同期的に動く相手方の把持部材にも拡がる
方向に作用することとなつて、ワークが把持部材
間で遊動して軸偏れを来すし、極端な場合にはハ
ンドからも相手側機械の把持部分からもはずれて
脱落する事故につながつて、相手側との間でのワ
ークの正確な受け渡しが行えない点で好ましくな
かつた。

このように従来のハンドリング装置が種々の問
題点を有していた実状に鑑みて本発明は成された
ものであつて、特に対向して設けた１対の把持部
材３，４を往復動アクチユエータ５，６に夫々連
結して一軸Ｘ上で相互に接離する進退動可能とな
したハンド１を有する油圧駆動のハンドリング装
置において、前記往復動アクチユエータ５，６
は、一軸Ｘ上を移動可能なピストン２０，２１
と、該ピストン２０，２１を被包するシリンダ２
２，２３と、把持動作時に第一のピストン２０の
移動方向側となる端面及び第二のピストン２１の
反移動方向側となる端面に夫々配設されたロツド
２４，２５とからなる一対の片ロツドの複動シリ
ンダ５，６で形成され、前記複動シリンダ５，６
をロツド２４，２５を介し、前記把持部材３，４
に夫々連結する一方、第一のピストン２０のヘツ
ド側の油圧に対す作用面積を第二のピストン２１
のロツド側の前記作用面積より大なる面積に形成
するとともに、第一のピストン２０のロツド側の
前記作用面積を第二のピストン２１のヘツド側の
作用面積より小なる面積に形成されており、前記
両複動シリンダ５，６に共通せしめた油圧回路２
を、切換弁７の把持側操作で第一のピストン２０
を有する複動シリンダ５にはヘツド側に、第二の
ピストン２１を有する複動シリンダ６にはロツド
側に油圧が同時に加わり、かつ、両複動シリンダ
５，６の出口側に共通して設けた流量制御弁８で
速度制御されるメータアウト回路に形成してなる
ことを特徴とするものである。

上述の構成になる本発明は、切換弁７を把持側
に切換操作すると、両複動シリンダ５，６に加え
る油圧が漸次上昇して負荷が小さい方の複動シリ
ンダ５を作動させる圧力に達すると、第一のピス
トン２０が移動するとともに圧力は一定となり、
そして該ピストン２０がシリンダ２２の端に達し
移動し終わると再び油圧は上昇し始め、負荷の大
きい複動シリンダ６を作動させる圧力に達すると
第二のピストン２１が移動し始め、かつ圧力は一
定となり、把持動作が完了するまで移動する。

そして把持動作が完了すると一定の圧力で把持
し続けることになる。

かくして把持位置は常に一定保持される。

一方、把持中のワークに外力が作用し、この力
が複動シリンダ５のピストン押圧力以上で把持部
材３が把持方向と反対に後退動することがあつた
としても複動シリンダ６は把持部材４を把持方向
に進めるための油圧が作用しているので、把持部
材４がワークに接したまま、随伴移動する結果、
ワークの把持は解かれることなく持続する。

従つて、受け渡しに際しワークを脱落させるこ
とが無い。

以下さらに、本発明の実施例について添付図面
を参照しながら詳細に説明する。

第１図において、１はハンド、２は油圧回路で
あつて、ハンド１は対向して設けた１対の把持部
材３，４を往復動アクチユエータ５，６に夫々個
別に連結して、一軸Ｘ上で両把持部材３，４が相
互に接離する進退動可能となつた構造である。

把持部材３，４は円柱状をなすワークＷの周面
対称位置に接して挾み付けることによりワークＷ
を把持し得るようになつており、それ等各把持部
材３，４は往復動アクチユエータ５，６の各ロツ
ド端に固定されている。

しかして前記往復動アクチユエータ５，６は一
軸Ｘ上を移動可能なピストン２０，２１と、該ピ
ストン２０，２１を被包するシリンダ２２，２３
と、把持動作時に第一のピストン２０の移動方向
側となる端面及び第二のピストン２１の反移動方
向側となる端面に夫々配設されたロツド２４，２
５とからなる一対の片ロツドの複動シリンダ５，
６で形成され、前記複動シリンダ５，６をロツド
２４，２５を介し、前記把持部材３，４に夫々連
結する一方、第一のピストン２０のヘツド側の油
圧に対する作用面積を第二のピストン２１のロツ
ド側の前記作用面積より大なる面積に形成すると
ともに、第一のピストン２０のロツド側の前記作
用面積を第二のピストン２１のヘツド側の作用面
積より小なる面積に形成されていて、図示例は同
形同能力の複動シリンダを用いている。

次に油圧回路２については、複動シリンダ５，
６を同時に作動せしめるために両シリンダ５，６
に共用して設けた回路であつて、圧油の流れを切
換えるための切換弁７例えば４ポート２位置ダブ
ルソレノイド電磁弁７（以下電磁弁７と称す）、
流量制御弁例えば可変絞り弁８，９、逆止弁１
０，１１を制御器として有している。

前記電磁弁７はソレノイドS_Aを励磁すること
によりハンド１を解放側に作動せしめ、ソレノイ
ドS_Bを励磁することにより逆に把持側に作動せし
める２位置形であつて、可変絞り弁８，９は逆止
弁１０，１１を夫々並列に備えて可変絞り弁８が
ソレノイドS_Bの励磁による把持側操作の際にリザ
ーバラインの圧油量を調節してロツドの移動速度
を制御する機能を有しており、従つて油圧回路２
はメータアウト回路に形成されている。

なお、本発明は把持側に操作したときに両複動
シリンダ５，６の出口側に共通して設けた流量制
御弁で速度制御されるようになつていることが要
件であつて、従つてメータアウト回路は把持側操
作のときに必要で、解放側操作のときにはメータ
アウト回路を必ずしも要しない。

叙上の構成になるハンドリング装置の作動につ
いて次に説明すると、ソレノイドS_Bを励磁して油
圧回路２を把持側にセツトし、可変絞り弁８をリ
ザーバライン側に有するメータアウト回路で速度
制御を行うと、まず複動シリンダ５のピストンが
右に移動して把持部材３を第１図上で右方向に移
動せしめ、前記ピストンが右端一杯に達したとこ
ろで、つづいて複動シリンダ６のピストンが左に
移動し両把持部材３，４がワークＷを所定圧力下
で挾持した状態となつて、このピストンの移動は
とまる。

このように、両複動シリンダ５，６の作動過程
において、同時作動でなく複動シリンダ５が先行
作動するのは下記の理由によつて当然のことであ
る。

すなわち、複動シリンダ５，６の出口側圧力は
可変絞り弁８によつて同圧に保たれており、該両
シリンダ５，６の出口側に面するピストン面積は
複動シリンダ６の方が複動シリンダ５に比して大
きい。

従つて、複動シリンダ５，６のピストンを動か
すに当つての反力を比較すると、複動シリンダ６
の方が大きい値を示すこととなる。

一方、複動シリンダ５，６の入口側に面するピ
ストン面積は複動シリンダ５の方が大きくて等値
の油圧が加わつているところから、複動シリンダ
５の方がピストンを押す力が大であることは言う
までもない。

これ等の作用力、反力の関係からまず複動シリ
ンダ５が先行作動した後に複動シリンダ６が作動
することが容易に理解される。

しかして両把持部材３，４によつてワークＷを
把持した状態では複動シリンダ５のピストンはヘ
ツド側に圧力が加わり、複動シリンダ６のピスト
ンはロツド側に圧力が加わつているので、ロツド
の断面積に相当する分、複動シリンダ５の作用力
が大きく、従つて複動シリンダ５のピストンは必
らず右端に達することとなり、ワークＷを把持し
た位置は複動シリンダ５のエンドにより必然的に
保障されて、正確な位置決めが行えるものであ
り、反復操作による位置狂いも全く生じない。

なお、円柱状ワークＷの横断面部直径が大小変
つても、その中心軸の位置がハンドリング装置の
基部から不変となるよう設定したい場合には、ワ
ークＷ中の最大直径のものを基準として半径の差
に相当する厚みのスペーサ１２（第３図参照）を
把持部材３に関連して取付ければ良い。

このようにハンド１によつてワークＷを把持し
た状態の下で、第２図に示す如き左方向の力Ｆが
外部からワークＷに作用し、この力Ｆが複動シリ
ンダ５のピストン押圧力より強くて把持部材３が
後退動するようなことがあつても、複動シリンダ
６はピストンのロツド側に圧力が加わつているの
で把持部材４はワークＷに沿つて左方向に移動す
る。

従つて、把持部材３，４による把持が解かれる
ことがなく、旋盤等相手側機械の把持部分との間
でワークＷの受け渡しを行うときに、この把持部
分の把持中心線L₁とハンド１の把持中心線L₂と
の間に第２図の如きずれが生じる場合が多いのに
対して、上述のように把持部材３，４での把持を
保つことができるためにワークＷを把持部材３，
４から脱落させるようなことがなく安定したワー
クＷの受け渡しが可能となる。

但し、前記左方向力Ｆとは反対方向の力が加わ
つた場合には把持が解かれるおそれがあるのでか
かる力が加わることのないように装置設計の時点
で考慮することが好ましい。

次に第３図は本発明装置に係るハンド１の具体
的構造を示したものであつて、ハンド基部１３に
片ロツド形複動シリンダ５，６を並列に配設し
て、各ロツドの先端を把持部材３，４が夫々固定
された基材１４，１５に連結せしめている。

なお、第３図中１６はハンド基部１３に一体に
固着した案内部材であつて、各基材１４，１５か
ら突設した案内棒１７，１８を、対応個所に設け
た貫通孔に摺動可能に挿通させており、把持部材
３，４が正しく一軸Ｘに沿つて偏ることなく移動
するように保持するためのものである。

また、１２は位置決め用スペーサであつて、ワ
ークＷの半径が変つた場合に対応す厚みのものを
基材１４と把持部材３との間に挾在せしめること
によつて、把持したワークの中心が相対的に一定
した位置に保たれるようにするものであることは
前述した通りである。

なお、図示例のハンド１は案内棒１７の反基材
１４側先端部にらせんねじ溝を削設して、この部
分にナツトを螺合しその出入り寸法を調節して案
内部材１６との当り位置を適当に定めることによ
つて、このナツトを前記スペーサ１２に代替する
ことができる。

本発明は以上述べた通りの構成及び作用を有す
るものであるから、ワークを把持する方向に作動
させた場合には、作用面積が大きい方となる第一
のピストン２０のヘツド側に圧力が加わる複動シ
リンダ５が先ず作動して把持部材３をシリンダエ
ンドに対応した一定の位置まで動かし、しかる
後、複動シリンダ６の作動によつて把持部材４を
ワークに接触する位置まで動かす順序作動が必ら
ず行われ、その結果、把持したワークの位置は複
動シリンダ５のエンドに対応した個所に規定され
ることとなつて、正確な位置決めが成される。

このことにより、ハンドリング装置とワークの
受け渡し相手である旋盤等工作機械との間におい
て、受け渡しの際の心合わせを的確に行うことが
できる。

さらに、第２図に基いて説明したところから明
らかなようにハンド１の把持中心とと前記工作機
械のワーク把持部の中心とが若干ずれているよう
なことがあつても、両把持部材３，４がワークの
移動に随伴しながら把持しつづけるために、受け
渡しの際ワークをハンド１から脱落させる如き不
都合はここに解消され、しかもハンド１の各部
材、ワーク、工作機械の各部に損傷などの機械的
衝撃を与えることもないなどのすぐれた諸効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の例に係る略示構造図、第
２図は同じく作動説明図、第３図は本発明装置の
例に係るハンドの断面示構造図である。 １……ハンド、２……油圧回路、３，４……把
持部材、５，６……片ロツド形複動シリンダ、７
……切換弁、８……流量制御弁、２０……第一の
ピストン、２１……第二のピストン、２２……シ
リンダ、２３……シリンダ、２４……ロツド、２
５……ロツド、Ｘ……一軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対向して設けた一対の把持部材３，４を往復
   動アクチユエータ５，６に夫々連結して、一軸Ｘ
   上で相互に接離する進退動可能となしたハンド１
   を有する油圧駆動のハンドリング装置において、
   前記往復動アクチユエータ５，６は、一軸Ｘ上を
   移動可能なピストン２０，２１と、該ピストン２
   ０，２１を被包するシリンダ２２，２３と、把持
   動作時に第一のピストン２０の移動方向側となる
   端面及び第二のピストン２１の反移動方向側とな
   る端面に夫々配設されたロツド２４，２５とから
   なる一対の片ロツドの複動シリンダ５，６で形成
   され、前記複動シリンダ５，６をロツド２４，２
   ５を介し、前記把持部材３，４に夫々連結する一
   方、第一のピストン２０のヘツド側の油圧に対す
   作用面積を第二のピストン２１のロツド側の前記
   作用面積より大なる面積に形成するとともに、第
   一のピストン２０のロツド側の前記作用面積を第
   二のピストン２１のヘツド側の作用面積より小な
   る面積に形成されており、前記両複動シリンダ
   ５，６に共通せしめた油圧回路２を、切換弁７の
   把持側操作で第一のピストン２０を有する複動シ
   リンダ５にはヘツド側に、第二のピストン２１を
   有する複動シリンダ６にはロツド側に油圧が同時
   に加わり、かつ、両複動シリンダ５，６の出口側
   に共通して設けた流量制御弁８で速度制御される
   メータアウト回路に形成してなることを特徴とす
   るハンドリング装置。