JPH11123687A - 把持装置 - Google Patents

把持装置

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JPH11123687A
JPH11123687A JP28988497A JP28988497A JPH11123687A JP H11123687 A JPH11123687 A JP H11123687A JP 28988497 A JP28988497 A JP 28988497A JP 28988497 A JP28988497 A JP 28988497A JP H11123687 A JPH11123687 A JP H11123687A
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JP
Japan
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work
tip
swing arm
support
base end
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JP28988497A
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English (en)
Inventor
Hiroto Sunaba
洋人 砂場
Toru Wada
亨 和田
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Tsubakimoto Chain Co
Original Assignee
Tsubakimoto Chain Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの前面を吸着パッドを吸着して把持で
きるようにした把持装置を提供する。 【解決手段】 本体フレーム3に基端部を垂直面内で回
動自在に軸支され、前記本体フレームに設けられた第1
のアクチュエータ7によって先端部が上下に揺動される
揺動アーム5と、前記揺動アームの長手方向にスライド
自在に支持され、揺動アームに設けられた第2のアクチ
ュエータ15によって揺動アームの先端部から前方に突
出した位置と、揺動アームの下方に退避した位置との間
でスライドされるワークサポート11と、前記ワークサ
ポートの上方で、基端部が揺動アームの先端部の前方に
曲率中心を有する弧状軌跡に沿って上下移動自在に支持
され、先端部にワークW前面を吸着保持する吸着パッド
25が取り付けられて、揺動アームに設けられた第3の
アクチュエータ22によって上下動される吸着ハンド2
0とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの移載等に
用いられるロボットの把持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、箱状のワークの移載等に広く用い
られているロボットは、例えば図4に示すように、ロボ
ットの走行部A1の取付部材A2にアームA3が取り付
けられ、前記アームA3の先端に取り付けられた吸着ハ
ンドA4の複数の吸着パッドA5によって、床面G上に
置かれたワークWの上面を吸着保持して持ち上げる構造
になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来の把持装置を用いたロボットでは、ワークが棚
の中に格納されている場合や、床面から高く積み上げら
れて最上部のワークと天井との間の隙間が狭い場合に、
ワークの上方に吸着ハンドを移動させることができず、
ワークを把持できなくなる問題があった。
【0004】そこで、本発明は、このような従来技術に
おける問題を解決し、ワークの前面を吸着パッドを吸着
して把持できるようにした把持装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
の把持装置は、本体フレームに基端部を垂直面内で回動
自在に軸支され、前記本体フレームに設けられた第1の
アクチュエータによって先端部が上下に揺動される揺動
アームと、前記揺動アームの長手方向にスライド自在に
支持され、揺動アームに設けられた第2のアクチュエー
タによって揺動アームの先端部から前方に突出した位置
と、揺動アームの下方に退避した位置との間でスライド
されるワークサポートと、前記ワークサポートの上方
で、基端部が揺動アームの先端部の前方に曲率中心を有
する弧状軌跡を描いて上下移動するように支持され、先
端部にワーク前面を吸着保持する吸着パッドが取り付け
られて、揺動アームに設けられた第3のアクチュエータ
によって上下動される吸着ハンドとを備えている。
【0006】
【作用】本発明の把持装置によって床面や棚段に置かれ
ているワークを把持する場合には、先ずワークサポート
を揺動アーム下方に退避させ、且つ、吸着ハンドの基端
部を揺動アーム先端部に対して下方へ移動させてある状
態で揺動アーム先端を下方に揺動させることにより、吸
着パッドをワーク前面に対向させる。
【0007】次いで把持装置全体を移動させて、吸着パ
ッドをワーク前面に吸着させ、そのまま、吸着ハンドの
基端部を弧状軌跡に沿って上方へ移動すると、ワークは
傾いてワーク底面の手前側が浮き上がる。この状態でワ
ークサポートを揺動アームから突出させて、ワーク底面
と床面との間に侵入させ、さらに、揺動アーム先端を上
方へ揺動させて、ワークを床面から持ち上げる。
【0008】この際、ワーク前面に吸着している吸着パ
ッドにワークの重量が作用してワークが下方へ変位した
場合には、ワークサポート上面がワークの底面に当接し
て支持するため、重量の大きいワークも確実に把持され
る。
【0009】また、把持装置に把持されているワークを
床面に降ろす場合には、先ず揺動アーム先端を下方に揺
動させて、ワーク底面の後端を着地させる。この状態で
吸着パッドでワーク前面を保持したまま、ワークサポー
トをワーク底面から退避させ、さらに、吸着ハンドの基
端部を弧状軌跡に沿って下方へ移動してワーク底面全体
を床面に着地させてから吸着パッドを開放する。
【0010】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図1は、本発明の把持装置の側面図、図2は平
面図であって、把持装置1は、全体を図示していない水
平面内及び上下方向に走行自在なロボットの走行部の取
付部材2に取り付けられているアーム状の本体フレーム
3を有している。
【0011】前記本体フレーム3の先端には、水平な支
軸4によって揺動アーム5の基端部が回動自在に取り付
けられている。前記揺動アーム5は、前記支軸4で支持
されている位置から下方へ伸びるシリンダ取付片5Aを
有し、その下端には連結軸6によって、第1のアクチュ
エータとしてのシリンダ装置7のロッド7A先端が回動
自在に連結されている。
【0012】一方、前記シリンダ装置7のヘッド側端部
は、連結軸8によって、本体フレーム3下端に垂設され
ているブラケット9に回動自在に支持されている。ま
た、揺動アーム5の下面には、サポートフレーム10に
設けられたリニアガイド機構10Aを介して、ワークサ
ポート11が揺動アーム5の長手方向にスライド自在に
支持されている。前記サポートフレーム10は、水平な
支軸10Bによって、揺動アーム5に対して平行した姿
勢から先端側が上方へのみ回動自在に取り付けられてい
る。
【0013】前記ワークサポート11の上面にはその先
端部から中間部にかけて、把持するワークの底面を支え
るための複数の支持ローラ12が、スライド方向と直交
する水平軸線回りに回転自在に配列され、また、前記ワ
ークサポート11下面の先端付近には、これらの支持ロ
ーラ12と平行な回転軸線を有するガイドローラ13が
下方へ突出して設けられている。
【0014】また、ワークサポート11の基端は、サポ
ートフレーム10に連結軸14で回動自在に支持されて
いる第2のアクチュエータとしてのシリンダ装置15の
ロッド15A先端と、連結軸16で回動自在に連結され
ており、シリンダ装置15によって、ワークサポート1
1を揺動アーム5の先端部から前方に突出した位置と、
前記揺動アーム5の下方に退避した位置との間でスライ
ドされる構造になっている。
【0015】揺動アーム5の先端部には、弧状ガイド支
持枠17が固定されており、前記弧状ガイド支持枠17
に取り付けられた弧状ガイド18と前記弧状ガイド18
によってガイドされるガイド受け19を介して、吸着ハ
ンド20の基端部が揺動アーム5の先端部前方に曲率中
心を有する弧状軌跡を描くように上下移動自在に支持さ
れている。
【0016】また、揺動アーム5の先端部には、弧状ガ
イド支持枠17と隣接してシリンダ支持枠21が設けら
れており、ここに、第3のアクチュエータとしてのシリ
ンダ装置22が水平な支軸23で回動自在に支持されて
いる。
【0017】前記シリンダ装置22のロッド22Aの先
端は連結軸24によって吸着ハンド10の基端部上端に
回動自在に連結され、シリンダ装置22によって吸着ハ
ンド20の基端部が弧状軌跡を描いて上下に移動するよ
うになっている。
【0018】また、吸着ハンド20の先端部には、縦横
に16個配列された吸着パッド25が取り付けられてい
る吸着パッド支持板26が取付軸27によって上下方向
に角度調整自在に固定されており、それぞれの吸着パッ
ド25は吸気ホース28を介して図示していない吸気装
置に接続されている。
【0019】次に、前述した把持装置1によってワーク
を把持する動作を図3によって説明する。同図(A)に
示すように、ワークWを把持するために図示しない走行
部を走行させて、把持装置1を揺動アーム5を水平にし
た状態で床面Gに置かれている箱状のワークWの近傍ま
で接近させる。
【0020】この際、ワークサポート11は揺動アーム
5の下方に退避しており、また、吸着ハンド20の基端
部は、揺動アーム5先端部に対して下方へ移動した位置
にある。揺動アーム5が水平になっている位置では、各
吸着パッド25の吸着面は揺動アーム5の前方斜め上方
向を向いている。次いで、同図(B)に示すように、シ
リンダ装置7のロッド7Aを収縮させて、揺動アーム5
の先端部を下方へ揺動させ、各吸着パッド25の各吸着
面をワークWの前面に対向させる。
【0021】次に、同図(C)のように、把持装置1全
体を前進移動させて、吸着パッド25をワークWの前面
に当接させ、吸気ホース28を介して吸着パッド25内
の空気を吸引すると、吸着パッド25内は負圧になって
ワークWの前面を吸着保持する。
【0022】その後、同図(D)に示すように、シリン
ダ装置22のロッド22Aを伸長させて、吸着ハンド2
0の基端部を弧状軌跡に沿って上方へ移動すると、ワー
クWは傾いてその底面の手前側が浮き上がる。この状態
で、さらに、シリンダ装置15のロッド15Aを伸長さ
せて、ワークサポート11を揺動アーム5の下面先端か
ら突出させて、ワークW底面と床面Gとの間に侵入させ
る。
【0023】この際、本実施例の把持装置1において
は、ワークサポート11先端部下面側に設けられている
支持ローラ12が床面Gに当接した後は、前記支持ロー
ラ12が床面G上を転動し、サポートフレーム10は支
軸10B回りに僅かに回動して、ワークサポート11を
無理なく床面GとワークW底面との間に奥深くまで侵入
可能としている。
【0024】また、同図(D)では、ワークサポート1
1上面とワークW底面との間に若干の隙間が空いている
が、ワークWの重量が大きいために、前面を吸着パッド
25で吸着保持されているワークWの底面前端の位置が
下がる場合にも、本実施例においては、ワークサポート
11の上面に複数の支持ローラ12が配置されているた
め、これらのローラ12がワークW底面に転動接触して
ワークサポート11を円滑に床面GとワークW底面との
間に侵入させることができる。これから、さらに、同図
(E)に示すように、揺動アーム5の先端をシリンダ装
置7のロッド7Aを伸長させて上方へ揺動させ、ワーク
Wを床面から持ち上げる。
【0025】この際、吸着パッド25に吸着保持されて
いるワークWが自重で下がっても、ワークサポート11
によって下方から支えられるため、ワークWは確実に保
持されており、このままの姿勢で把持装置1全体を移動
させてワークWを所望の場所まで移動させることができ
る。
【0026】また、前記ワークWを床面Gに再び降ろす
場合には、図示しないが、ワークWを降ろす位置で先ず
揺動アーム5先端を下方に揺動させて、ワークW底面の
後端を床面に着地させる。
【0027】そして、この状態で吸着パッド25でワー
クWの前面を吸着保持したまま、ワークサポート11を
ワークW底面から退避させ、さらに、吸着ハンド25の
基端部を弧状軌跡に沿って下方へ移動させて、ワークW
の底面全体を床面Gに着地させ、その後吸着パッドを開
放する。
【0028】前述した実施例においては、揺動アーム5
の先端部に弧状ガイド支持枠17が固定されており、前
記弧状ガイド支持枠17に取り付けられた弧状ガイド1
8と前記弧状ガイド18によってガイドされるガイド受
け19を介して、吸着ハンド20の基端部が揺動アーム
5の先端部前方に曲率中心を有する弧状軌跡を描くよう
に上下移動自在に支持されているが、これに限定するも
のではなく、例えば、吸着ハンド基端部と揺動アーム先
端部との間を上下に間隔をあけた2組のリンクで連結し
て形成される4節リンク機構を用いてもよい。
【0029】この場合、吸着ハンド基端部側に軸着した
2組のリンクの軸間距離を揺動アーム先端部側に軸着し
た前記2組のリンクの軸間距離より短くすることで、吸
着ハンドの基端部を弧状軌跡を描いて上下動させる機構
を構成することができる。
【0030】また、前述した実施例では、第1〜第2の
アクチュエータとしてシリンダ装置7,15,22を用
いているが、ネジ機構を用いてモータの回転を直線運動
に変換してロッドの伸縮を行う構造のアクチュエータ等
を用いてもよい。
【0031】また、本実施例では、ワークサポート11
をサポートフレーム10を介して揺動アーム5に支持さ
せているが、サポートフレーム10を介さずに直接揺動
アーム5に支持させるようにしてもよく、ガイドローラ
12を設けずにワークW底面が直接ワークサポート11
の上面に支持されるようにしてもよい。
【0032】さらにサポートフレーム10の伸長時にそ
の下面先端が床面Gに達しない場合には、支持ローラ1
3を設ける必要もない。さらに、本実施例においては、
把持装置1をロボットの走行部の取付部材2に取り付け
ているが、多関節のロボットアームの先端等に取り付け
て用いてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の把持装
置によれば、ワーク前面に吸着パッドを吸着させる構造
であるため、多段の棚に対してワークを入出庫する場合
や、床面から高く積み上げられて最上部のワークと天井
との間の隙間が狭い場合、或いは、ワークが横方向に隙
間無く並べられている場合にも、ワークの把持を容易に
行うことができる。
【0034】また、吸着パッドをワーク前面に吸着させ
るとともに、ワークサポートでワーク底面を支持する構
造であるため、ワーク前面を吸着パッドで吸着保持した
だけでは、ワークの自重を支えきれない場合にもワーク
サポートによって確実に支持することができ、ワークの
落下を防止できるとともに、ワークの移動中にワークの
把持位置がずれることがない。
【0035】また、ワークの自重の殆どをワークサポー
トで支持することができるので、吸着パッドの吸引力は
小さなもので済むとともに、吸着パッドを支持している
吸着ハンド等の部材の強度は、ワークを吸着パッドのみ
で上方から吸着保持する従来の把持装置と比較して小さ
くて済むため、把持装置全体を軽量化することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の把持装置の1実施例を示す側面図で
ある。
【図2】 本発明の把持装置の1実施例を示す平面図で
ある。
【図3】 本発明の把持装置のワークを把持する過程を
示す図である。
【図4】 従来の把持装置の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
1 把持装置 2
取付部 3 本体フレーム 4
支軸 5 揺動アーム 6
連結軸 7 シリンダ装置(第1のアクチュエータ) 8 連結軸 9 ブラケット 10
サポートフレーム 10A リニアガイド 10B
支軸 11 ワークサポート 12
支持ローラ 13 ガイドローラ 14
連結軸 15 シリンダ装置(第2のアクチュエータ) 15A ロッド 16 連結軸 17
弧状ガイド支持枠 18 弧状ガイド 19
ガイド受け 20 吸着ハンド 21
シリンダ支持枠 22 シリンダ装置(第3のアクチュエータ) 22A ロッド 23 支軸 24
連結軸 25 吸着パッド 26
吸着パッド支持板 27 取付軸 28
吸気ホース

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体フレームに基端部を垂直面内で回動
    自在に軸支され、前記本体フレームに設けられた第1の
    アクチュエータによって先端部が上下に揺動される揺動
    アームと、 前記揺動アームの長手方向にスライド自在に支持され、
    揺動アームに設けられた第2のアクチュエータによって
    揺動アームの先端部から前方に突出した位置と、揺動ア
    ームの下方に退避した位置との間でスライドされるワー
    クサポートと、 前記ワークサポートの上方で、基端部が揺動アームの先
    端部の前方に曲率中心を有する弧状軌跡を描いて上下移
    動するように支持され、先端部にワーク前面を吸着保持
    する吸着パッドが取り付けられて、揺動アームに設けら
    れた第3のアクチュエータによって上下動される吸着ハ
    ンドとを備えた把持装置。
JP28988497A 1997-10-22 1997-10-22 把持装置 Pending JPH11123687A (ja)

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JP28988497A JPH11123687A (ja) 1997-10-22 1997-10-22 把持装置

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