JPH0215989A

JPH0215989A - ピックアップヘッド

Info

Publication number: JPH0215989A
Application number: JP1132904A
Authority: JP
Inventors: Michael F Laub; マイケル・フレデリック・ローブ; Carl D Sterner; カール・デニス・スターナー
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1990-01-19
Also published as: US4865375A; DE68908278T2; EP0344954B1; DE68908278D1; EP0344954A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、物品、特に電気コネクタを掴みすなわち掴
み上げて保持し予定位置へ配置するのに使用するグリッ
パヘッドすなわちピックアップヘッドに関する。使用す
るに当って、かかるピックアップヘッドはＺ軸すなわち
掴み兼装置ロボットその他の機械の垂直軸線に沿って運
動する軸に取付けられる。

通常、かかる機械は工業生産に使用されて物品をピック
アップ部から工作物を輸送し、該物品を通常マイクロプ
ロセッサの制ａにより予定のプログラムに従って該工作
物に組付ける。このプログラムによって機械の諸部品お
よびピックアップヘッドの連続作業が正確となる。

米国特許用４，６１１，８４６号は、中心軸線を有する
胴部と、該胴部を前記２軸線を有する軸に、該胴部の中
心軸線と該２軸線とが一致するようにして取付ける装置
とを含有するピックアップヘッドを記載している。第１
および第２の空気圧ピストンシリンダユニットが、前記
胴部に前記中心軸線の両側に１個ずつ互いに対向して配
設される。第１および第２のジョーが、前記中心軸線の
両側にそれぞれ配置されるとともに各々のジョーが前記
各ピストンシリンダユニットのピストンに接続されかつ
各ピストンによって前記中心軸線に対して互いに遠近運
動するように運動路に沿って滑り駆動される。各ジョー
は前記取付は装置から遠のく方向へ前記胴部から突出す
る。

一方のジョーは前記運動路に沿う予定位置に保持される
ように制動装置が配設される。物品をジョーで掴み上げ
ようとする時、ピックアップヘッドは前記軸によって下
降され、制御装置を使用してジョーの間に物品を位置決
めし、他方のジョーをそのピストンシリンダユニットに
よって前記一方のジョーに向って運動させて物品を両ジ
ョーの間に掴持させる。前記一方のジョーは、両方のジ
ョーによって掴持された物品を前記予定の位置に配置す
るために回動させる時の前記軸の運動方向に配設される
。前記一方のジョーは、ピストンシリンダユニットが空
気圧作動のために前２軸が急激に並進運動することによ
って移動することがないように前記保持装置によって保
持される。また、米国特許第４．７１８．１６５号は、
接触子尾部が垂下する細長い電気コネクタを掴み上げ、
該コネクタを回路板上にもたらし、該回路板の穴に前記
接触子尾部を挿入させるピックアップヘッドを開示する
。このピックアップヘッドは垂直軸線を持つフレームと
、該フレームを、掴み兼配置ロボットの軸線Ｚを有する
軸に、前記垂直軸線が該Ｚ軸線と一致するようにして取
付けるための装置とを含有する。前記ピックアップヘッ
ドのグリッパジョーが一方のジョーに接続されたピスト
ンシリンダユニットによって作動されて両方のジョーが
互いに遠近運動する。このピストンシリンダユニットは
前記フレームに互いに離隔しかつ平行に配設される。

本発明のグリッパヘッドすなわちピックアップヘッドに
おいては、空気圧ピストンシリンダユニットが、中心軸
線を有する胴部、および該胴部を、例えば掴み兼装置ロ
ボットの軸ａＺを持つ軸のような縦方向に運動可能な軸
に取付ける装置内に対向して配置される。ピックアップ
ヘッドは運動装置と同様に固定装置にも取付けうるちの
と理解すべきである。説明の目的上、ピックアップヘッ
ドを掴み兼配置ロボットと共に使用するものについて記
載する。中心軸線の両側にある前記ピストンシリンダユ
ニットの各々は、それぞれ１個のジョーに接続されると
ともに、両方のジョーを互いに近接運動さｕｌもって物
品、例えば、電気コネクタを掴持し、掴み上げ、予定の
位置に配置し、この配置時に互いに隔離して該物品を釈
放する。両ジョーは前記胴部内の滑り路にある対向配設
スライダにそれぞれ固定される。両方のスライダは同調
装置によって互いに接続されることによって、該スライ
ダ、従って、前記ジョーは前記空気圧ピストンシリンダ
ユニットによって同時に等しい距離を互いに遠近運動す
る。掴み上げかつ配置されるべき物品、例えば、電気コ
ネクタは、両方のジョーの間に掴持されている時に、中
心軸線が該コネクタの中心を通るように正確に位置決め
される。同調装置を備えるために、一方のジョーを運動
路に沿う予定の位置に保持する制動装置は不要であり、
前記ロボットを制御するマイクロプロセッサのプログラ
ミングが簡単になる。

別の構成として、ピックアップヘッドのジョーは、該ジ
ョーを互いに外方へ離隔運動させることによって物品を
掴み、また互いに内方へ近接運動させることによって物
品を釈放するように設計することができる。ピックアッ
プヘッドに取付けられるジョーの設計は物品を掴み上げ
るか保持するかによって定められることが明白であろう
。ここに記載した実施例は代表例に過ぎない。

さらに別の構成においては、ピックアップヘッドは「保
持装置」として使用することができ、該ヘッドは固定位
置に取付けられるとともにジョーが運動して該開いたジ
ョー間の位置内に移動してきた物品を掴むようにプログ
ラムを作成される。

例えば、多数のピックアップヘッドを組立ラインに設置
して、該ヘッドによって保持された物品に対して製造工
程の種々の段階を実施する時に、組立ラインに沿って一
つの位置から他の位置へ連続して送られる物品を保持す
ることができる。

本発明によるピックアップヘッドは簡単にして丈夫なか
つ経済的構造とすることができ、胴部が２個のピストン
シリンダユニットのハウジングによって形成され、該両
ハウジングは、同調装置を収容するカバーを貫通する固
定子によって該ハウジングに固定された板の形式の滑り
路によって相互に接続される。前記ジョーは前記スライ
ダに固定されるとともに該スライダに直角なジョー担持
板に交換可能に装架される。２個のピストンシリンダユ
ニットのハウジングは長方体形状にして、前記板によっ
て隣接して固定されて剛体構造とすることが好ましい。

従って、前記胴部はほとんど一体構造から成る。

前記同調装置は前記胴部の中心に枢架されたリンクを含
有し、該リンクは両端部においてそれぞれのスライダに
対して、該スライダ中の横方向に長いスロットに前記リ
ンクのそれぞれのピンが係合するような、から動き状態
に回動自在に接続される。

次に、本発明並びに本発明を如何に実施するかを良く理
解するために、実施例について図面を参照して説明する
。

第１図に示すように、ロボット２は作業台１０に固定さ
れた支持脚８内の垂直軸６の軸線の周りに回転しかつ該
軸線に沿って運動するように取付けられた胴部４を含有
する。第１アーム１２が垂直軸６の軸線の周りに回転で
きるように前記胴部４に装架され、該第１アーム１２は
該胴部４から遠い端部に同様に垂直軸線の周りに該第１
アーム１２に関して回転できる第２アーム１４を担持す
る。軸１６が垂直軸線の周りに回転するとともに前記第
２アーム１４の両端部のうち前記第１アーム１２から遠
い方の端部において該第２アーム１４から前記垂直軸線
に沿って前進後退できるように垂下する。前記側部４は
、ロボット２の使用前に、軸６に関して所望の角度位置
かつ所望の垂直位置に締付は固定される。アーム１２．
１４および軸１６の回転と、該軸１６の軸線方向垂直運
動とは予定のプログラムに従つてＣマイクロプロセッサ
（図示せず）によって選択的に制御することができる。

本発明の実施例によれば、グリッパヘッドすなわちピッ
クアップヘッド１８は軸１６に、該軸１６および該ピッ
クアップヘッド１８に固定された取付は板１９によって
取付は固定される。

作業台１０上の加工物支持体２０は印刷回路板２２の形
式の加工物を該支持体２０上の固定位置に支持しかつ位
置決めする。印刷回路板２２上の正確な予定位置に取付
けられる電気コネクタＣを含有するピックアップ部２４
が作業台１０上にある。

ロボット２は、マイクロプロセッサの制御の下で操作さ
れて、ヘッド１８がピックアップ部２４上に回動し、該
ピックアップ部２４で降下して最初のコネクタＣ′に係
合し、該コネクタＣ′を掴み、上昇して印刷回路板２２
上の上方位置に回動し、効果して該コネクタＣ′を該印
刷回路板２２上に位置決めし、前記ヘッド１８が該コネ
クタＣ′を釈放し、次に該ヘッド１８を上昇させた後、
前述したのと同様な手順で次々に別のコネクタをピック
アップ部２４から掴み上げる。

次に、第２図乃至第５図に関し、ピックアップヘッド１
８について詳細に説明する。ピックアップヘッド１８は
、後板２９によって互いに隣接して接触するとともに金
属の板３０および該板３０に固定された金属のカバー３
２に取付けられた一対の長方体形状の金属ハウジング２
８から成る胴部２Ｂを含有する。

カバー３２はさら頭貫通孔３４を有し、該孔３４をねじ
３６（第２図に１個だけが図示される）の形式の固定子
が貫通し、該ねじ３６は板３０の側部フランジ４０中の
ねじ孔３８に螺合する。また、前記カバーは後板２９中
のねじ孔（図示せず）に螺合するねじ３７用の孔３９を
も有する。ねじ４１（第２図に２個図示される）が後板
２９を貫通してハウジング２８中のねじ孔（図示せず）
にねじ込まれる。このようにして、カバー３２、板３Ｇ
、後板２９およびハウジング２８はすべてが互いに固定
されて一つの剛固な長方体形状の構造体を形成する。カ
バー３２は長方形の頂壁４２と該頂壁から垂下する対向
側壁４４とを有し、これらは板３０の***平坦面５０と
協働して胴部２６の中心垂直軸線７に直角な細長い滑り
路４８を形成する。

板３０と正確に整合するカバー３２の組立ては板３０の
一方の７ランジ４０から突出して頂！！４２中の孔５６
に係合する整合ピン５４によって位置合せされる。頂壁
４２は両端にねじ６０を受入れるためのねじ孔５８を有
し、ロボット２の軸線Ｚを有する軸１６に固定される取
付は板１９をカバー３２の頂壁４２に固定する。

ここで前記側部２６の中心垂直軸線Ｚは軸１６の軸線と
一致する。

各ハウジング２８は空気圧ピストンシリンダユニット６
２（第４図に点線で図示される）を収容し、該ユニット
６２はピストンロッドロ６に接続されたピストン６４を
有するとともに、胴部２６に軸線Ｚの両側に対向して作
動するように装架される。従って両方のピストンロッド
ロ６は軸線が整合するとともにハウジング２８の外端面
６７を軸線Ｚの直角方向に貫通する。各ピストンシリン
ダユニット６２は入口管６８と出口管７０を有し、これ
らの管はロボット２に連結される空気管１２（第１図）
に接続し、前記予定のプログラムに従ってピストンシリ
ンダユニット６２を制御する。

ジョー担持板１６がねじ７４（第２図に１個だけ図示さ
れる）によってハウジング２８に隣接する面６７に平行
に固定され、該ねじ１４が担持板１６中の中央間ロア８
を貫通してピストンロッド６６のねじ孔８０にねじ込ま
れる。各担持板７６はその上端縁から直角に一体的に延
びるスライダ８２を有する。該スライダ８２の端縁のう
ち担持板１６から遠い方の端縁８３から長方体形状の突
起８４が突出する。両スライダ８２は互いに回転対称位
置に配設され、突起８４は軸線２に直角な方向に互いに
ずれており、横長のスロット８６が各突起８４中に軸１
ａＺに直角に延びる。

スライダ８２は滑り路４８内に対向して受承され、軸線
Ｚの直角方向に該滑り路４８内で滑動可能である。

板３０は面５０に軸線Ｚと一致して開口する中心孔８１
を有し、該孔８７はまた前記軸線Ｚと一致する軸線を持
つピボットピン８８を受入れる。該ピン８８は滑り路４
８を貫通し、ざらにカバー３２の頂壁４２の中心貫通孔
９０を貫通する。滑り路４８内には細長い平坦なリンク
９２が位置し、該リンクはピン８８を受入れる中心貫通
孔９４を有して軸線Ｚの周りに回動可能であり、ピン８
８はリンク９２の縦横の両方向中心にある。リンク９２
の両端近くで該リンク９２から直角下方にピボットピン
９６が突出し、両方のピン９６はピン８８、従って軸ｔ
ａＺから等距離にあるとともにそれぞれ前記スロット８
６に枢動可能に係合する。

１字形のコネクタグリッパジョー９８（第１図および第
４図）が各ジョー担持板７６の下端にボルト１０Ｇによ
って固定される。ボルト　１００はジョー９８中の孔（
図示せず）および担持板７６中のタップ孔１０２に挿入
される。

２列の接触子尾部Ｔ（１列だけが図示される）が垂下す
る最初のコネクタＣ′をピックアップヘッド１８が掴み
上げようとする場合に、ピストンシリンダユニット６２
が予定のプログラムに従って作動されてピストンロッド
６６を前進させ、担持板１６、従ってジョー９８が第４
図および第５図の実線で示す開位置に迄運動する。この
位置では、各担持板７６は隣接する面６７から等距離、
例えば、０．６２３センチメートル（０，２５インチ）
だけ離隔する。リンク９２が軸線Ｚの周りに回動すると
ともに各ピン９６が軸線Ｚから等距離にあるので、スラ
イダ８２、従って担持板７６は等速度で同時に前記開位
置まで正確に等距離だけ運動する。ロボット２がプログ
ラムに従って軸１６を下降させると、ジ＝Ｉ−９８は、
第４図の実線で示すように、コネクタＣ′の両側に位置
する。次に、ピストンシリンダユニット６２を作動させ
るとピストンロッドロ６が後退し、担持板７６およびジ
ョー９８が、第４図の点線で示すように、閉位置に運動
し、コネクタＣ′が両方のジョー９８の間に掴まれる。

両方の担持板１６および両方のジョー９８は、軸線ｚ上
のピン８８がリンク９２の中心にありかつピン９６がピ
ン８８から等距離にあるために、相互に向って等距離を
運動するので、両方のジョー９８は相互に向って同時に
等距離を運動してコネクタＣ′に係合し、該コネクタＣ
′の中心は軸線Ｚと正確に一致する。リンク９２はジ５
−９８の開位置では第５図の実線で、同じく閉位置では
点線で図示される。

次に、ロボット２は、プログラムに従って、軸１６、従
って、ピックアップヘッド１８を持上げがっ該ヘッドを
支持体２０の印刷回路板２２の上方予定位置に回動させ
、次に軸１６を下降させてコネクタＣ′の各接触子尾部
Ｔを印刷回路板２２中のそれぞれの穴Ｈに挿入する。コ
ネクタＣ′は２列の接触子尾部Ｔを有するので、穴Ｈは
、第１図に示すように、平行な２列に配設される。コネ
クタＣ′の中心は前述したように軸線Ｚ上にあるので、
ロボット２は、軸１６の軸線が穴Ｈの列の縦横両方向の
正確な中心に位置するようにプログラムが組まれる。

接触子尾部■がそれぞれの穴Ｈに挿入された後に、ピス
トンシリンダユニット６２がプログラムに従って作動さ
れてピストンロッドロ６が運動し、もってジ：３−９８
を開いてコネクタＣ′を印刷回路板２２上に位置させた
まま該コネクタＣ′を釈放し、その後にロボット２はピ
ックアップヘッド１８をピックアップ部２４に復帰させ
て別のコネクタを掴み上げる。

第６図はジョー９８′の別の構成を示し、該ジョ−９８
′　は外方に運動して部品り内の四部１２２の内面に係
合することによって該部品りを掴み上げる。

部品りはジョー９８′が点線で示されるように互いに近
接運動することによって釈放される。ピックアップヘッ
ドに取付けられる形状および形式のジョーについては多
くの変更が可能であることは当業者に理解されよう。さ
らに、組立ラインにおける固定グリッパとして１個また
は複数個のグリッパヘッドを使用して組立作業における
種々の工程を実施する時に諸部品を保持することができ
ることも当業者に理解されよう。

ざらに、本発明の特許請求の範囲内で多くの変更が可能
であることは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例によるピックアップヘッドを
有するとともに電気コネクタを印刷回路板に組付けるの
に使用される掴み兼装置ロボットの概略斜視図、第２図
は、第１図に示すピックアップヘッドの分解斜視図、第
３図は、前記ロボットの軸線Ｚを有する軸に組付けられ
たピックアップヘッドを示す破截斜視図、第４図は、第
５図の４−４線による部分断面で示したピックアップヘ
ッド、および該ピックアップヘッドによって掴み上げら
れかつ配置される電気コネクタの正面図、第５図は、第
４図の５−５線による断面図、第６図はピックアップヘ
ッドの別の実施例の破截正面図である。１６・・・軸　　　　　　　　１８・・・ピックアップ
ヘッド２Ｇ・・・・胴部　　　　　　　４８・・・滑り
路６２・・・ピストンシリンダユニット６６・・・ピストンロッド　　８２・・・スライダ８８
・・・ピン　　　　　　　９２・・・リンク９８・・・
ジョ−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物品を掴み上げて予定位置に配置するのに使用す
るピックアップヘッド（１８）にして、中心軸線（Ｚ）
を有する胴部（２６）と、前記中心軸線（Ｚ）と一致す
る軸線を有する縦方向可動軸（１６）に前記胴部（２６
）を取付ける装置と、前記胴部（２６）内にあって前記
中心軸線（Ｚ）の両側に対向関係に配設されるとともに
各々が該中心軸線（Ｚ）と直角な方向に可動のピストン
ロッド（６６）を有する第１および第２の空気圧ピスト
ンシリンダユニット（６２）と、前記中心軸線（Ｚ）の
両側に配設されるとともに各々がそれぞれの前記ピスト
ンシリンダユニット（６２）のピストンロッド（６６）
に接続されかつ該ピストンロッド（６６）によつて開位
置と閉位置との間を駆動される第１および第２のグリッ
パジョー（９８）と、前記胴部（２６）内にあつて前記
中心軸線（Ｚ）と直角にかつ前記ピストンロッド（６６
）の運動方向に延びる滑り路（４８）と、前記両方のジ
ョー（９８）にそれぞれ固定されるとともに前記滑り路
（４８）に沿って互いに対向して滑動できるスライダ（
８２）と、前記ピストンロッド（６６）を前記開位置と
閉位置との間で同一距離同時に運動させうる同調装置と
を含有するピックアップヘッド（１８）において、前記同調装置が細長いリンク（９２）と、前記胴部（２
６）内にあつて前記中心軸線（Ｚ）および前記リンク（
９２）の縦横両方向中心と一致するとともに該リンク（
９２）を回動可能に軸架させたピン（８８）と、前記リ
ンク（９２）の両端部をそれぞれのスライダ（８２）に
枢動可能に接続するから動き装置とを含有し、もって前
記同調装置が該スライダ（８２）と確実に接続されるこ
とを特徴とするピックアップヘッド。
（２）前記胴部（２６）が該胴部の上面近くに該胴部を
横切る上面および下面から成る滑り路（４８）を有し、
前記リンク（９２）が両端部に前記ピボットピン（８８
）すなわち第１のピンと平行にかつ前記各スライダ（８
２）の細長いスロット（８６）に係合する第２および第
３のピン（９６）を有し、各スロット（８６）が前記滑
り路（４８）の横方向に延び、前記第２および第３のピ
ン（９６）が前記ピボットピン（８８）から等距離にあ
る請求項１に記載のピックアップヘッド。
（３）前記両スライダが互いに反対方向にずれた突起（
８４）を有し、各細長いスロット（８４）が前記各突起
（８４）内に形成され、前記突起が前記両ジョー（９８
）の閉位置において互いに重なり合う請求項１または２
に記載のピックアップヘッド。
（４）前記滑り路（４８）が、前記ピストンシリンダユ
ニット（６２）のそれぞれのハウジング（２８）に固定
された板（３０）と、該板（３０）に固定されて前記同
調装置を包囲するカバー（３２）との間に画成される請
求項１または２に記載のピックアップヘッド。
（５）前記胴部（２６）が、前記ピストンシリンダユニ
ット（６２）を収容する一対の互いに当接する長方体形
状のハウジング（２８）と、板（３０）と、前記同調装
置を収容するカバー（３２）とを含有し、前記板（３０
）と前記カバー（３２）とが前記滑り路（４８）を画成
する請求項１または２に記載のピックアップヘッド。
（６）各ジョー（９８）が、前記各スライダ（８２）か
ら直角に延びるジョー担持板（７６）によって担持され
、該ジョー担持板（７６）がそれぞれのピストンロッド
（６６）に固定されるとともに該ピストンロッド（６６
）が貫通する前記ハウジング（２８）の面（６７）に平
行である請求項５に記載のピックアップヘッド。
（７）前記グリッパジヨー（９８）が物品を受入れる開
位置および物品を掴持する閉位置を取りうる請求項１ま
たは２に記載のピックアップヘッド。
（８）前記グリッパジヨー（９８）が物品に受入れられ
る閉位置および物品を掴持する開位置を取りうる請求項
１または２に記載のピックアップヘッド。