JPH03111195A - ロボットハンドの安全継手 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、作業用ロボットにハンドを取り付ける継手
、特にハンドに異常な外力が作用した時のロボットやハ
ンドの破損防止を目的とするロボットハンドの安全継手
に関する。

［従来技術］ 従来のロボットハンドの安全継手には、第４図と第５図
で示すようなものがある。

このロボットハンドの安全継手１は、第４図に示すよう
に、ロボット５に取り付けるためのロボット側フランジ
２と、ロボット５のハンド６を取り付けるためのハンド
側フランジ３と、ハンド６に必要以上の外力Ｆが加わっ
たときに安全継手１自体を破断させロボット５の破損を
防止するための破断溝４とを備えた構造になっている。

このロボットハンドの安全継手１の破断力の値は、破断
溝４の形状と安全継手１の材料の種類によって決定され
る。従って、破断溝４の形状を決め、かつ材料の種類を
選択することで安全継手１の破断力が設定される構造に
なっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のものにあっては、−度
破断溝４の形状とロボットハンドの安全継手１の材料の
種類を決めるとその破断力は決定されるため、破断力の
設定変更を要するときには、変更すべき破断力に対応し
た破断溝４の形状と材料を有する新たな安全継手１を用
いなければならず、作業能率上問題がある。また、従来
の安全継手１は、−度破断すると再使用ができないため
、経済性に乏しい。

［課題を解決するための手段］ この発明は、かかる従来の課題に着目してなされたもの
で、ハンドをロボットに対して連結手段により接続し、
前記ハンドに所定量以上の外力が作用した時に、前記連
結手段の接続を解除し、前記ハンドをロボットに対して
自由に動く状態にして前記外力を逃すロボットハンドの
安全継手であって、前記連結手段の一端をフレキシブル
ジヨイントで接続し、他端を圧力駆動手段を介して接続
すると共に、前記ハンドに所定量以上の外力が作用して
前記ハンドがロボットに対して所定量変位した状態を検
知する検知手段を設け、更に、常態で、前記圧力駆動手
段に所定の圧力を作用させて、ロボットに対してハンド
を固定し、前記所定量以上の外力作用時に、該検知手段
からの信号により、前記ハンドに作用する外力を逃す圧
力制御手段を設けたロボットハンドの安全継手としたこ
とを特徴とする。

［作　用コ かかる手段によれば、ロボットのハンドに所定量以上の
異常な外力が加わると、フレキシブルジヨイントを介し
てハンドが所定量変位する。すると、検知手段からの信
号により圧力制御手段が動作し、この圧力制御手段にて
圧力駆動手段の圧力を所要の圧力に制御することにより
、ハンドに加わった外力を逃がすことができ、必要以上
の外力がハンドに加わった場合において、ハンドやロボ
ット等の破損を防止することができる。

一方、前記外力より小さな力が作用している場合、つま
り、常態では、前記圧力駆動手段の圧力が所定値に設定
されることにより、前記ハンドをロボットに対して固定
され、ハンドにより所定の作業を行なうことができる。

［実施例］ 以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図は、この発明の第１実施例を示す。

まず構成を説明すると、ロボットハンドの安全継手は、
ロボット１１とハンド１２とを連結する安全継手本体１
３を有している。

この安全継手本体１３は、ロボット１１に取り付けるた
めのロボット側フランジ１５と、このフランジ１５に対
向するように設けられ、かつハンド１２に取り付けられ
るハンド側フランジ１６とを具備し、ロボット側フラン
ジ１５の前面に円環状に設けられた位置決め溝１７ａが
形成され、この位置決め溝１７ａには、ハンド側フラン
ジ１６の前面に固着されたリング１７ｂの先端部が挿入
されている。この位置決め溝１７ａは、断面略半円形状
形成され、環状の溝１７ａの中心がフランジ１５の中心
に位置されている。

一方、リング１７ｂの中心はハンド側フランジ１６の中
心に位置され、位置決め溝１７ａに嵌められた先端部は
尖鋭に形成されている。これによりリング１７ｂが取り
付けられているハンド側フランジ１６が、リング１７ｂ
の先端部と位置決め溝Ｉ７ａとの接触点を中心として揺
動できるようになっている。

またフランジ１５．１６の間には連結手段としてのピス
トン機構１８が設けられている。

このピストン機構１８は、ハンド側フランジ１６の後面
に設けられ、ハンド１２に固着されたハウジング１９と
、このハウジング１９のシリンダ部り９ａ内に液密に嵌
め込まれたピストン２０と、このピストン２０に取り付
けられたフレキシブルジヨイント２１とを具備している
。また、シリンダ部１９ａ及びピストン２０等により圧
力駆動手段が構成されている。

ハウジング１９は、ボルト２２によってハンド側フラン
ジ１６に取り付けられており、その内部にはシリンダ部
１９ａ及びこのシリンダ部１９ａに連通する穴１９ｂが
設けられている。この穴１９ｂには、圧力油流入出用の
パイプ２３が挿入されており、このパイブ２３かも穴１
９ｂを介して流入された圧力油が、ピストン２０を境に
してシリンダ部１９ａの左側に画成された圧力室１９ｃ
に溜められている。

一方、フレキシブルジヨイント２１は、中心線Ω上に配
置されており、その球状部２１ａはロボット側フランジ
１５に形成されている支持部１５ａによって回転自在に
支持されている。これによりハンド側フランジ１６の揺
動に対応したフレキシブルジヨイント２１の揺動が可能
になっており、この結果ピストン２０が中心線２に対し
て揺動するようになっている。また、このフレキシブル
ジヨイント２１を介してロボット側フランジ１５とピス
トン２０とが連結されていることから、圧力油の圧力を
受けているピストン２０がフレキシブルジヨイント２１
を介してロボット側フランジ１５とハンド側フランジ１
６とを引き付けて保持し、この結果、ロボット１１とハ
ンド１２が安全継手本体１３によって連結された状態に
なっている。

一方、圧力制御手段としての圧力制御回路１４は、バイ
ブ２３を通じて圧力室１９ｃ内の圧力油に圧力を加える
ポンプ２４と、その圧力制御弁２５と、圧力油の方向を
切り換える方向切換弁２６とを有している。

また、方向切換弁と２６圧力室１９ｃとの間には、ハン
ド１２に所定量以上の外力が作用してハンド１２がロボ
ット１１に対してリング１７ｂの先端を中心にして回動
することによって生じる圧力室１９ｃ内の限界圧力値を
検知する検知手段としての圧力センサ２７が設けられて
いる。そして圧力制御回路１４は、この圧力センサ２７
が前記限界圧力値検知した時に発生する信号により、方
向切換弁２６を制御して圧力室１９ｃの内圧を低下させ
る機能を有している。

また、この圧力制御回路１４は、常態にあっては、圧力
室１９ｃ内の初期圧力を維持して、この初期圧力により
リング１７ｂの先端を位置決め溝１．７ａに押圧させロ
ボット１１に対してハンド１２を固定し、安全継手本体
１３を介してロボット１１とハンド１２との連結を維持
する機能を有し、限界圧力値検知時には、圧力室１．９
ｃ内の内圧を低下させてハンド１２をロボット１１に対
して自由に動く状態にすることによりハンドに作用する
外力を逃すようになってい次に、かかる構成よりなるロ
ボットハンドの安全継手の作用について説明する。

まず、作業条件に応じてハンド１２の破断力Ｆを決定し
、この破断力Ｆに対応させて圧力室１９ｃ内の圧力波の
初期圧力Ｐｏを設定しておく、これと並行して圧力セン
サ２７が検知すべき限界圧力値Ｐ（）Ｐｏ）を破断力Ｆ
に対応させて設定しておく。

常態、すなわちハンド１２に対して第１図矢印方向の外
力ｆが加わっていない場合または外力ｆが破断力Ｆより
小さい場合には、圧力室１９ｃ内の圧力が略初期圧力Ｐ
ｏに保たれる。これによる内圧によりリング１７ｂの位
置決め溝１７ａへの押圧力が維持され、ハンド１２がロ
ボットに対して傾くことなく正常な作業を行なうことが
できる。

作業時に、破断力Ｆ以上の外力ｆが加わった場合には、
ハンド側フランジ１６がハンド１２と一体にリング１７
ｂの上方先端部を支点として中心線９の上方に揺動する
。同時に、フレキシブルジヨイント２１が球状部２１ａ
を支点として中心線２の上方に９− 揺動し、ピストン２０を中心線２の上方に揺動させる。

ピストン２０の揺動支点とハウジング１９の揺動支点の
相違からピストン２０とハウジング１９との間に変位が
生じ、シリンダ部り９ａ内のピストン２０が圧力室１９
ｃを狭める方向に変位した状態になる。

この結果、圧力室１９ｃ内の圧力が初期圧力ＰＯから限
界圧力値Ｐに到る。同時に圧力センサ２７がこの圧力値
Ｐを検知して信号をコントローラに送出し、コントロー
ラが動作する。コントローラは、方向切換弁２６を図に
示す状態から圧力室１９ｃ内の圧力油をタンク２８ａに
逃がす状態に切り換える６　この結果、圧力室１９ｃ内
の圧力が減少し、ハンド１２に加わった外力ｆが逃がさ
れ、ハンド１２やロボット１１の破損が防止される。

また、作業変更等により破断力Ｆを変更した場合には、
変更された破断力Ｆに応じて圧力室１．９ｃ内の初期圧
力ＰＯと圧力センサ２７の限界圧力値Ｐを変更すること
によりハンド１２の破損を防止することができる。

第２図には、この発明の第２実施例を示す。

１〇− この実施例は、検知手段としての圧力センサ２７の代り
にハンド側フランジ１６の揺動角を検知するリミットス
イッチ３１が設けられている。このリミットスイッチ３
１は、アーム３１ａをハンド側フランジ１６の上面に接
触させた状態でハンド側フランジ１６の近くに配設され
、アーム３１ａが予め設定された限界角度に到ったとき
に、リミットスイッチ３１がＯＮ状態になり、図示省略
のコントローラを動作させるような構造になっている。

かかる構成によれば、ハンド側フランジ１６の揺動角が
ハンド１２に加わる外力ｆの大きさに比例することから
、破断力Ｆに対応したハンド側フランジ１６の揺動角と
この揺動角によって生じるリミットスイッチ３１のアー
ム３１ａの限界角度を予め設定しておくことによ１ハ　
外力ｆが破断力Ｆに到ったときにリミットスイッチ３１
がＯＮになり、第一実施例と同様に圧力室１９ｃ内の圧
力が低下され、この結果ハンド１２の破損を防止するこ
とができる。

他の構成及び作用は第１実施例と同様であるので説明を
省略する。

＝１１− また、上記第２実施例の変形例として第３図に示すよう
に、ハウジング４１の後部に穴４１ａを設け、この穴４
１ａからピストン４２のロッド４２ａをハウジング４１
の外部に延出させ、二〇ロッド４２ａの後端に、アーム
４３ａを接触させた状態でリミットスイッチ４３を配設
することもできる。

かかる構成によれば、外力ｆが破断力Ｆに到って生じる
ピストン４２の揺動角をリミットスイッチ４３によって
検知することができ、リミットスイッチ３１と同様にハ
ンド１２の破損を防止することができる。

他の構成及び作用は、第１実施例と同様であるので説明
を省略する。

なお、リミットスイッチ３１をハンド側フランジ１６の
周囲に複数配設し、リミットスイッチ４３をロッド４２
ａの後端周囲に複数配設することにより、フランジ１６
とピストン４２の揺動角のより適正な検出を行うことが
できる。また、これらのリミットスイッチ３１．　４３
と圧力センサ２７とを併用することにより、より厳密に
ロボット１１やハンド１２の破損２ 防止を図ることができる。

また、上記実施例では、第１図中、ピストン４２の左側
の圧力室１９ｃの圧力を高めることにより、ロボット１
１に対してハンド１２を固定するようにしているが、右
側を負圧にすることにより固定するようにすることもで
きる。この場合、ハンド１２を自由にするには、負圧を
小さくすればよい。

［発明の効果コ 以上説明してきたように、この発明によれば、ロボット
のハンドの破断力に対応させて圧力駆動手段の圧力を設
定できるため、１つのロボットハンドの安全継手で各種
の破断力の設定変更が短時間で容易にでき、複数の継手
を用意することなく破断設定等の作業の能率向上、破゛
断力投定時間の短縮、ロボット設備停止時間の短縮等を
図ることができる、という実用上有益な効果を発揮する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のロボットハンドの安全継手の第１実
施例を示す一部断面を含む全体図、第２図はこの発明の
第２実施例を示す第１図に相当す３− る全体図、第３図は第２実施例の変形例を示す第２図に
相当する全体図、第４図と第５図は従来のロボットハン
ドの安全継手を示す図で、第４図は一部を断面で示した
正面図、第５図は一部を切り欠いた側面図である。 １１・・・ロボット １２・・・ハンド １４・・・圧力制御回路 １９ａ・・・シリンダ部 １９ｃ・・・圧力室 ２０．４２・・・ピストン ２１・・・フレキシブルジヨイント ２７・・・圧力センサ（検知手段） （圧力制御手段） ４ 第 ４ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドをロボットに対して連結手段により接続し、前記
   ハンドに所定量以上の外力が作用した時に、前記連結手
   段の接続を解除し、前記ハンドをロボットに対して自由
   に動く状態にして前記外力を逃すロボットハンドの安全
   継手であつて、前記連結手段の一端をフレキシブルジョ
   イントで接続し、他端を圧力駆動手段を介して接続する
   と共に、前記ハンドに所定量以上の外力が作用して前記
   ハンドがロボットに対して所定量変位した状態を検知す
   る検知手段を設け、更に、常態で、前記圧力駆動手段に
   所定の圧力を作用させて、ロボットに対してハンドを固
   定し、前記所定量以上の外力作用時に、該検知手段から
   の信号により、前記ハンドに作用する外力を逃す圧力制
   御手段を設けたことを特徴とするロボットハンドの安全
   継手。