JPH05305506A - チャック装置 - Google Patents

チャック装置

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JPH05305506A
JPH05305506A JP4140008A JP14000892A JPH05305506A JP H05305506 A JPH05305506 A JP H05305506A JP 4140008 A JP4140008 A JP 4140008A JP 14000892 A JP14000892 A JP 14000892A JP H05305506 A JPH05305506 A JP H05305506A
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JP
Japan
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work
claws
claw
contact
chuck device
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JP4140008A
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English (en)
Inventor
Ryusuke Nozawa
龍介 野澤
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの種類や寸法の変化にかかわらず、ワ
ークの中心位置を常に一定の位置に心出し保持するチャ
ック装置を得る。また、ワークの把持力を調整でき、さ
まざまな材質のワークに対応できるチャック装置を得
る。 【構成】 3本以上の爪1をワーク2の半径方向に移動
自在にかつ等間隔に支持し、各爪1を独立して移動制御
し得るアクチュエータ3と、爪1がワーク2に接触した
ことを検出する検出手段4と、爪1の進退動を制御する
制御装置5とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットのハンド,自
動組立機および自動加工機等における円筒形または円盤
状のワークをそのワークの種類や寸法のばらつきによる
直径の変化にかかわらず、ワークの中心位置を常に同じ
位置へ心出し保持するチャック装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のチャック装置として、工
作機構では渦巻き状の溝を利用したスクロールチャック
や、テーパーを使ったコレットチャック等が広く使用さ
れている。これらは円筒形または円盤状の部材を高精度
に強い力で保持するのに適している。
【0003】また、円形部材把持用のロボットハンドと
しては、例えば特開平3−178794号公報記載の発
明がある。上記発明は、基礎部70に対して回転自在に
設けられた回転作動板71と、前記基礎部70に取り付
けられたガイド72によって円形部材の半径方向に摺動
可能に保持された可動指73と、一端を前記回転作動板
71に他端を前記可動指73に回動自在に取り付けたリ
ンク機構74と、前記回転作動板71を基礎部70に対
して回転動作させるための1つのアクチュエータ75で
構成されている。
【0004】上記構成のロボットハンドは、アクチュエ
ータ75の動作によって、回転作動板71を回転動作さ
せてリンク機構74を介して可動指73を同時に把持動
作または開放動作させるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記各従来
技術には以下の様な欠点がある。すなわち、スクロール
チャックやコレットチャックにおいては、高精度に心出
しが可能ではあるが、把持力が強いためにプラスチック
やガラスなど比較的強度の低い材料からなるワークや、
板厚の薄い円盤状のワークを心出し保持しようとする
と、ワークを破損してしまい不向きであった。
【0006】また、特開平3−178794号公報記載
の回転作動板とリンク機構を用いる方法では、把持力の
調整は容易にできるものの、心出し精度は回転作動部や
リンク機構の精度によって左右されるため、高精度の心
出しは難しく、心出し精度を上げようとすると、大きく
重くなり実用的でなくなってしまうという欠点があっ
た。
【0007】因って、本発明は前記各従来技術における
欠点に鑑みて開発されたもので、把持力の調整が容易に
行なえるとともに、円筒形または円盤状のワークをその
ワークの種類や寸法のばらつきによる直径の変化にかか
わらず、ワークの中心位置を常に一定の位置へ心出し保
持することのできる高精度な心出し機能を備えたチャッ
ク装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】図1は本発明
のチャック装置の概念図である。本発明は、少なくとも
3本以上の複数の爪1をワーク2の半径方向に移動自在
にかつ等間隔に支持するとともに、各爪1を独立して半
径方向に移動制御し得るように構成したアクチュエータ
3と、前記爪1がワーク2に接触したことを検出するた
めの検出手段4と、爪1の進退動を制御する制御装置5
とを具備したものである。
【0009】本発明では、各爪1をアクチュエータ3に
よりワーク2を把持する方向に同じ移動量ずつ移動さ
せ、検出手段4によりすべての爪1が均等にワーク2へ
接触したことを検出した時点で、爪1の移動を止めるこ
とによりワーク2を心出し保持する。
【0010】
【実施例1】図2〜図6は本実施例を示し、図2はロボ
ットハンドの斜視図、図3は爪の部分の拡大斜視図、図
4は本実施例の信号の流れを示したブロック図、図5は
制御の手順を示すフローチャート、図6はサーボモータ
に送るパルス数とアンプの出力の関係を示すグラフであ
る。
【0011】本実施例は、ロボットハンドに本発明を適
用した例である。このロボットハンド11の支軸12は
ロボット(図示省略)の駆動軸(図示省略)に連結さ
れ、ロボットの動作によって、上下・水平方向に移動お
よび支軸12まわりに回転動作し得るように構成されて
いる。また、前記支軸12には円盤状の上側支持板13
を固定するとともに、この支持板13には円周方向に等
間隔位置に立設した3本の吊り下げ軸14を介して円形
状の下側支持板15を固定してある。
【0012】しかして、前記各吊り下げ軸14には、同
軸14の上下端を前記上・下側支持板13および15に
固定した固定部材16および17間にスプリング18を
介装することによって、下側支持板15に加わる下方か
らの押圧力を各軸14のスプリング18の弾力によって
吸収し得るように構成されている。前記下側支持板15
の上側には、前記吊り下げ軸14間にサーボモータ2
1,22および23が取り付けてあり、各サーボモータ
21,22,23の駆動軸にはピニオン33が固着され
ている。また、前記下側支持板15の下側にはガイドレ
ール27,28および29が固着されている。
【0013】前記各ガイドレール27,28,29の長
さ方向に沿って移動自在なスライド部材30,31およ
び32が装着され、スライド部材30,31,32はス
プリング24,25および26によって爪37,38お
よび39が開く方向に付勢され、ラック34とピニオン
33の間のバックラッシュをとる構造となっている。
【0014】さらに、各スライド部材30,31,32
には、前記ピニオン33に噛合するラック34と、支持
部材35を介してアーム36と爪37,38,39が取
り付けてある。図3に示すように、3つのアーム36の
うちの1つには3つの爪37,38,39がワーク19
に均等に接触したことを検出するための歪みゲージ40
が装着されている。
【0015】この歪みゲージ40は図4のブロック図に
示した様に、アンプ41を介して制御装置42に接続さ
れて爪37にかかる力によるアーム36の繞みを測定出
来るようになっている。また3つのサーボモータ21,
22,23も制御装置42に接続され、制御装置の指令
によって3つの爪を独立に進退できるように構成されて
いる。
【0016】以上の構成から成る装置は、ロボットハン
ド11でワーク19を心出し保持する場合、各サーボモ
ータ21,22,23を所定の方向に回し、スライド部
材30,31,32をアーム36が開く方向に移動させ
て原点位置まで移動する。この原点位置は、あらかじめ
各爪37,38,39がロボットハンド11の支軸12
の中心軸から等距離となる位置に調整されている。
【0017】次に、各サーボモータ21,22,23を
図5のフローチャートに示すように1パルスずつ移動指
令を与えて前進、すなわちワーク19をチャックする方
向に移動させる。ここで1回の移動を完了した時点で歪
みゲージ40の出力をアンプ41を介して制御装置42
に取り込む。爪37,38,39がワーク19にまだ接
していないときには、図6のグラフのAに示すようにア
ンプ41の出力は小さい。すなわちまだワーク19のチ
ャックが完了していない。
【0018】この動作を繰り返して、各サーボモータ2
1,22,23を同じ距離ずつ移動させてチャックを閉
じていくと、爪37,38,39のどれかがワーク19
に接触し、さらにワーク19が爪37,38,39に押
されて移動して、3本の爪37,38,39が均等にワ
ーク19へ接したときからアーム36が撓みはじめ、ア
ンプ41の出力が図6のBに示されるように大きくなり
はじめる。
【0019】あらかじめ制御装置42に、爪37,3
8,39がワーク19に接触したと判断する閾値を、例
えば図6のCのレベルに設定しておけば、アンプ41の
出力がこの大きさになったとき、所定の力量をもってワ
ーク19を心出し保持する事が出来るので、ここでロボ
ットハンド11の心出し動作を完了する。このとき、爪
37,38,39がワーク19に接触したと判断する閾
値を図6のDのように設定しておけば、ワーク19をさ
らに強い力で把持することができる。
【0020】本実施例によれば、アンプ41の出力信号
の閾値を変更するだけで、簡単に把持力の調整をするこ
とができる。
【0021】
【実施例2】図7は本実施例を示すブロック図である。
本実施例は、前記実施例1における検出手段を構成する
歪みゲージ40とアンプ41とを廃止し、代わりに3つ
の爪がワークに接触したことを検出する検出手段とし
て、3つのサーボモータ21,22,23のうちの1つ
の駆動電流線の途中に電流検出装置43を設けて構成し
た点が異なり、他の構成は同様な構成部分から成るもの
であり、同一構成部分には同一番号を付し、構成の説明
を省略する。
【0022】以上の構成から成る装置の基本的な作動に
ついては前記実施例1と同様であるが、前記実施例1で
は3つの爪37,38,39がワーク19に接触する
と、歪みゲージ40の出力を増幅したアンプ41の出力
信号がサーボモータ21,22,23に与えるパルス数
によって図6のように変化した。これに対して、本実施
例では電流検出装置43の出力信号が、図6のように変
化する。すなわち、サーボモータ21,22,23は1
パルスずつ移動の指令を出し、爪がワークにすでに接触
してそれ以上前進できなくなると、指令された座標値と
の乖離が大きくなる結果、サーボモータ21,22,2
3に流れる電流が大きくなる。この電流の変化を電流検
出装置43で検出し、前記実施例1と同様に閾値を設定
することによって爪の接触を検出する。ここでサーボモ
ータ21,22,23の前進を止めて心出しを完了す
る。
【0023】本実施例によれば、前記実施例1の様な歪
みゲージや信号を増幅するアンプなどを必要とせず、電
流検出装置のみで爪の接触を検出するため、機械的な構
造が簡単に出来る。
【0024】
【実施例3】図8〜図11は本実施例を示し、図8は概
略構成図、図9および図10は検出装置の詳細図、図1
1は本実施例を正方形のワークに適用した状態を示す平
面図である。この位置決めチャック50は、4本の爪5
1が2本ずつワーク52をはさんで対向する位置へ互い
に直角に2組配置されている。爪51は、ガイド57に
よってワークの半径方向に移動自在に保持され、図には
示さないナットを介して送りネジ58と嵌合している。
該送りネジ58大プーリ55,ベルト56および小プー
リ54を介してサーボモータ53によって回転可能であ
り、サーボモータ53に制御装置60から指令を与える
ことによって、4つの爪51をそれぞれ独立に任意の位
置へ移動することが出来るように構成されている。
【0025】2組の、対向する2つの爪51のうちの一
方には爪51がワーク52に接触したことを検出するた
めの検出装置59が組み込まれている。この検出装置5
9の詳細を図9に示す。先端チップ61は爪51の移動
方向と同方向へ移動可能に爪51に保持されており、バ
ネ63によってワーク52をチャックする方向に付勢さ
れている。また、爪51には接触子62が固定されてお
り、接触子62の先端には接点64が固着されている。
該検出装置59を内蔵した爪51は非導電性材料であ
り、また、先端チップ61,接触子62および接点64
は導電性材料で、ばね63と接触子62とは絶縁されて
いる。
【0026】以上の構成から成る装置の基本的作用は前
記各実施例と同様であるが、本実施例では、直角な2方
向に2対の爪51を配して、それぞれの対に検出装置5
9を備えたことに特徴がある。すなわち、本実施例では
1対の爪51ごとにサーボモータ53へ指令パルスを送
り、ワーク52のチャック動作をすることが可能となっ
ている。
【0027】また、検出装置59は、先端チップ61が
ワーク52に接触して、さらに対向する爪51にも接触
して押されると、ばね63が圧縮されて先端チップ61
が接触子62の接点64に触れて図10の状態になり、
端子Aと端子Bの間が短絡することによってワーク52
と爪51の接触を検出する。この検出装置59の信号を
もとにサーボモータ53への指令パルスを止めること
を、2組の爪51について行なえば、ワーク52の心出
し保持が完了する。ワーク52を把持する力量は、ばね
63のばね定数を変えることにより調整することが可能
である。
【0028】本実施例によれば、図10に示す様に、正
方形や長方形のワーク52もチャックすることができ
る。また2軸を独立して動かすことができるため、対向
するサーボモータ53に逆向きで、同じ量の移動指令を
与えることによって、ワーク52の位置を本来の心出し
された位置から、任意の距離だけずらして位置決めする
ことが可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るチャッ
ク装置によれば、円筒形または円盤状のワークを、ワー
クの種類や寸法のばらつきによる直径の変化にかかわら
ず、ワークの中心位置を常に一定の位置に心出し保持す
る高精度の心出し機能を備えたチャック装置を提供する
ことができる。また、アクチュエータの力量や検出手段
の検出感度やばね力量を調整することにより、ワークの
把持力を調整することができ、さまざまな材質のワーク
に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す概念図である。
【図2】実施例1を示す斜視図である。
【図3】実施例1を示す拡大斜視図である。
【図4】実施例1を示すブロック図である。
【図5】実施例1を示すフローチャートである。
【図6】実施例1を示すグラフである。
【図7】実施例2を示すブロック図である。
【図8】実施例3を示す概略図である。
【図9】実施例3を示す詳細図である。
【図10】実施例3を示す詳細図である。
【図11】実施例3を示す平面図である。
【図12】従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 爪 2 ワーク 3 アクチュエータ 4 検出手段 5 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B25J 15/08 K 8611−3F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒形または円盤状のワークの外径ある
    いは内径を把持するチャック装置において、ワークの半
    径方向へ移動自在にかつ等間隔に支持された少なくとも
    3本以上の爪と、各爪を独立してワークの半径方向に移
    動制御するアクチュエータと、前記爪がワークに接触し
    たことを検出する検出手段と、該検出手段からの信号に
    より爪の進退動を制御する制御装置とを具備したことを
    特徴とするチャック装置。
JP4140008A 1992-05-01 1992-05-01 チャック装置 Pending JPH05305506A (ja)

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JP4140008A JPH05305506A (ja) 1992-05-01 1992-05-01 チャック装置

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