JPS61219591A - ロボツトのハンド交換装置 - 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〕 この発明は主として汎用組立ロボットにおけるロボット
ハンドの自動交換装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ロボット用のハンド交換装置としては第７図に示
すものがあった。図において、（１）はハンド交換装置
を備えるロボットの本体部であ！０１．　（２）はロボ
ット本体部のアーム先端部分に取付られたツーリングモ
ジュール部である。（３）はツーリングモジュール部に
内蔵されたハンド交換機構部であシ、（４ａ）、（４ｂ
）、（４ｃ）、（４ｄ）は、自動的にロボットのハンド
交換機構部（３）に着脱される交換ハンドであシ、内部
にそれぞれハンド開閉アクチュエータを持っている。（
５）はハンド交換機構部（：３）　′ｆ：構成するエア
シリンダでハンド交換機構部（３）の内部にあシ、各々
の交換ハンドの上面に取付られている位置決めピン（７
）を把持するクランプヅメ（６）を動作させる。（８）
は交換ハンドのツールポットである。

上記のように構成された従来のハンド交換装置は、ツー
ルポット（８）に種々のロボット用の交換ハンド（４ａ
）、（４ｂ）−（４’ｃ）、（４ｄ）が装着されており
、ロボットはツーリングモジュール部（２）に内蔵され
たハンド交換機構部（３）全交換ハンドの取付軸にあわ
せて第１アーム、第２アームを制御し、かつ上下移動を
して交換ノ・ンドの位置決めピン（７）をハンド交換機
構部（３）に嵌入させる。位置決めピン（７）の形状は
第７図に示されているように、クランプヅメ（６）の開
閉によって交換ハンド（４ｂ）を固定し、脱落を防止で
きる。クランプヅメ（６）の開閉はエアシリンダ（５）
によ多動作し、例えばロボットコントローラ（図示せず
）からの制御信号によって自由に動作できるものである
。交換ノ・ンド（４ｂ）’ｅ装着したロボットは、上方
に移動することによシ交換ハンド（４ｂ）を装着したｌ
まツールポット（８）から抜かれるため、ロボットには
交換ノ・ンド（４ｂ）が取付いた状態となる。交換ハン
ド（４ｂ）は、制御ケーブルおよび配管用チューブ（９
）が独立してついているので、常にノ・ンドの動作（開
閉動作）は可能であわ、ロボットは目的とする作業がで
きる。交換ノ・ンドの離脱は、全く逆のロボットおよび
ハンド交換機構部（３）の動作をさせることによシ可能
で、こうした手順ヲ＜シ返すことによって、ロボットの
ハンド交換が可能と彦る。

（８）は、交換／％ンド（４ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）
。

（４ｄ）’に収納し定位置に保持するツールポットであ
る。（９）は各々の交換ノ・ンド（４ａ）、（４ｂ）。

（４ｃ）、（４’ｄ）から独立して引き出されている制
御ケーブルおよびノーンド開閉等をおこなうために、交
換ハンド内に具備されたエアアクチュエータ（図示せず
）にエアーを供給するための配管用チューブである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のハンド交換装置は以上のように構成されているた
め、ツーリングモジュール部内蔵の自動交換機構が複雑
で、ことにクランプづめ（６）を開閉するエアーシリン
ダ（５）が必要となり、配管、配線の処置が面倒となる
。址た、ロボットの位置ずれあるいはワークの嵌合作業
等における組付異常時には、上記したハンド交換装置で
は検出機構がないため、装置ないしロボットアームを損
傷することになシかねない等の問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、ロボット側には、いかなるハンド交換のた
めの電気的又は空圧のアクチュエータ部分を配備せず、
自動的にノ・ンド交換をすることができ、さらには、ノ
・ンドの着脱を確実に検知するとともに、実作業中にお
いても例えばワークの嵌合検知に利用できる検出機能を
備え、非常時にもロボットなどを破損することを防止で
きるロボット用ハンド交換装置を得ることを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るロボット用ノ・ンド交換装置は、ハンド
のロボット側への固定クランプ方法をバネを用いた機構
で行ない、／％ンドの着脱におけるアクチュエータ部分
はツールポット側に装備するとともに、ハンド交換装置
の着脱の確認と異常を許容するスライド機構と検出機構
を具備し、ロボットに取付られる構造部分を簡易および
軽量化したものである。

〔作用〕

この発明におけるロボット用ハンド交換装置は、ハンド
交換用のアクチュエータがツールポットに備わっている
ために、そのための配線配管がロボット側に不要となシ
、ツールポットのアクチュエータがハンドの解放をする
ときツールポット内でロボット側のクランプピンを抜き
、ロボットの補助的な動作によりハンド交換される。ノ
１ンドのクランプピンの上方に設置されたスライド機構
は、交換ハンドへの位置決めピンの嵌入がされない時、
交換ハンドを取付けるホルダ部分が上方にスライドし、
検出スイッチが作動するので、その信号をロボットコン
トローラに入力することによシ、ロボットを停止させた
シ再度トライさせることができる。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例について説明する≧第１図は、
この発明の一実施例を示す断面図であシ、第２図は別の
実施例を示す断面図である。第１図、第２図において、
（２）は従来例と同じくロボット本体の第２アーム（図
示せず）に取付られているツーリングモジュール部であ
シ、α１はツーリングモジュール部（２）の先端に内蔵
の軸受（図示せず）を介１〜て回動可能に装着されてい
る手首部であり、例えば第１図では、歯付ベル）（１１
）、歯付プーリー０２ヲ有して手首の姿勢を別に設けら
れた制御モータ（図示せず）によ多自由に変えることが
できる。

通常、ハンド交換装置を有さない場合にはここにハンド
等が装着される。（ハ）は固定ホルダであシ、中空円筒
形状で外壁の対向する面に二対のスライド軸受（ロ）を
固着する。（ロ）はホルダであり、スライド軸受（イ）
の移動側のブラケットに取付られておシ、固定ホルダＱ
ηに対してスライド可能に保持されている。（ハ）は受
板で固定ホルダにボルト（１０１）にて一体に取付られ
ている。（ハ）はストッパピンで、頭部に凸部を有し下
部のネジ部にてホルダ器に固着されている。ストッパピ
ン（ハ）外周にはバネに）が装填され、ホルダ（ハ）と
固定ホルダＱ力を受板（ハ）を介して一定間隔に加圧棟
持している。勾は固定ホルダ（財）に取付られたドグ、
（ハ）はホルダ（ホ）に取付られた検出スイッチで、固
定ホルダ０１）とホルダ（ハ）のスライド動作によりド
グに）が検出スイッチ（ハ）を作動するように調整され
ている。ホルダ（２）の下部にはピン状の突起があシ、
その内部には水平方向に円筒形状を有するブシュ翰がセ
ットネジ（１０２）にて固定されている。

（１）はハンド装置であり、エアーないし電気等によυ
開閉動作ができる。０１Ｊはノ・ンド取付板であり、作
業に必要な様々のハンド装置（１）をポル）　（１０３
）にて取付けることができる。？３埠はノへンド取付板
の外側面に固着されたハウジング、（至）はクランプピ
ンであり、ハウジングにスライド可能に内蔵され、ハウ
ジング０′４とクランプピン（至）の間に装填されたク
ランプ用のバネ（ロ）によシホルダ内のブシュ翰に嵌合
する。（ト）は引板であり、クランプピンの外端部にボ
ルト（１０４）にて固着されている。ＯＱは回シ止めピ
ンであシ、ホルダ器にナツト（１０５）によシ固着され
ている。（ロ）はソケットであシ、ハンド取付板Ｇカに
固着されブツシュ００を内装し回シ止めピン０Ｏとブツ
シュＧｅが嵌入されることによｐノ・ンド取付板０めの
回動を防止ブる。なお第３図は第１図においてＡ−Ａ面
よシ見たこの発明の一実施例を示す上面断面図であシ、
各番号は前記したものを表わす。

第４図は、前記のハンド交換装置の機能を有効にしかつ
補助するためのものであり、第１図、第２図に示したハ
ンド交換装置とロボット本体との連携動作においてこの
発明の重要な要素部分となるものである。第４図はこの
発明のハンド交換装置を自動的に着脱させ且つ交換ハン
ド全保有しストックするハンド交換装置のツールポット
の側面図であシ、第５図は平面図、第６図は第４図にお
いてＢ−Ｂよシ見た別の正面図である。図において、Ｈ
，０１）、ＯＬＨ，Ｃ（→は第１図におけるハンド交換
装置の挿入を予想した各構成部分を表わす。

（財）は、このツールポットを支持するペース、メげベ
ースに支持されている一対の支え板である。舗はエアシ
リンダ、（財）は支え棒であり、エアシリンダ曽を支え
板６２に取付ける。（へ）はつめであシ、エアシリンダ
輪のピストンロッド（５３ａ）に取付けられている。つ
め（へ）はハンド交換装置の引き板００を嵌入すること
ができ、エアを送シ込むことにより引き板（ハ）を引力
することがてきる。輪は検出スイッチであり、ハンドの
有無をノ・ウジフグ０埠の一部に当てて動作させている
。

次に、上記したハンド交換装置の動作について説明する
。第１図および第２図において、図はノ・ンドの装置さ
れた状態を示しである。各図において、ハンド装置■は
ハンド取付板０］）に取付けられる。ハンド装置のロボ
ット本体との着脱は、このハンド取付板０めとホルダ（
至）との間のＣ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈで結ばれる部分、
すなわちホルダ器のピン部とハンド取付板０めの嵌合穴
部で位置合せを含めておこなセれる。通常、交換ノ・ン
ド（１）はツールポットに定位置に固定保持されている
ので、ロボットは上方よりホルダ器のピン部がハンド取
付板０］）に挿入してくる。この際、ハンド取付板０１
）に取付けられているクランプピン（ハ）が引込んでい
る必要がある。このためには、引板（ハ）を引けば良く
このために第４図に示したツールポットのつめ（ト）で
引板００をくわえ込んでエアシリンダ（ハ）で吸引する
ことによシ実行できる。ロボットがハンド取付板０１）
を確実にホルダ（至）に嵌合したか否かは、ホルダ（至
）と固定ホルダやメに取付けられた検出スイッチ（ハ）
とドグ（財）の動作によυチェックできる。す々わち、
ホルダ翰のピンが確実に装着されなかったり、位置がず
れてロボットが下降した場合に検出スイッチ（ハ）が動
作するように調整すれば、その信号をロボットコントロ
ーラの確認用回路や非常停止回路に接続すれば、安全に
ロボットを動作させることができることになる。又スラ
イド軸受（イ）のストローク量に余裕を持たせることに
よシ、ロボットやハンド装置（ト）の損傷を防止させる
こともできる。

また、ハンド装置（１）の取付後は、作業中のワークの
嵌合チェックにも同等の方法でチェックできる。

なお、ハンド取付板０カのクランプは、ハウジング０埠
の内蔵のバネ（ロ）によってクランプピン０′３が押し
出され、焼入れ硬度を有するブツシュ翰にテーバ形状を
有する嵌合部でくりこむことになるので、ハンド装置■
が離脱することはない。クランプピン０埠の出し入れは
、前記の加圧バネ（ロ）のカとともにツールポットに設
けられたエアシリンダ缶の動作によって作動する。した
がって、ハンド装置（至）の装着後は加圧バネ（ロ）の
力のみによってクランプされるので、ロボツホ側にはハ
ンド交換装置としてのエアや市、気アクチュエータが不
要である。なお、交換ハンドはツールポットの数を増し
てロボットの動作エリア内に設けることにょシ、必要量
を増設できることになる。なお、回シ止めピン（２）は
ブツシュ（至）とハンド装着時に同時嵌入され、回転方
向の位置決めとともに、回転力を受けるためソケット０
′Ｉ）を有するハンド交換装置を示したが、２本のクラ
ンプピン０→によって回転方向に対してもクランプして
いるので、特に回転力を有する作業を除けば取シ外して
も良い。また、上記実施例では、自動的にハンド装置−
の交換を行なう場合として記述したが、特にツールポッ
トを設置せず、手動でハンド交換する場合の着脱ハンド
機構としても利用できる。

また、本実施例では、ロボットに取付けられたハンド交
換装置として説明したが、例えば、空気作動するビック
アンドプレス移載装置のような専用機にも適当である。

さらに、本実施例では、上部にスライド軸受（イ）を配
置して嵌合異常検出を備え持つ例を示したが、この機能
を排除しても基本的機能を損なうことはなく、逆に小形
軽量化されたロボットのハンド交換装置を獲得すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ロボット用ハ
ンド交換装置として交換ハンドに共通して取付けられる
ハンド取付板に装置された加圧バネが及ぼすクランプピ
ンによるメカニカルクランプ機構によって、ロボット本
体側に保持されるホルダ部へのハンド装置を装着する構
造とするとともに、前記メカニカルクランプ機構の上部
にスライド機構とこのスライド量とを検知できる検出ス
イッチを設け、ハンドの交換をロボットの動作を利用し
、ツールポットに備えられた機構にてクランプの着脱を
するように構成したので、ロボットが可搬するツーリン
グ重量が小さくできハンドが小形化できるとともに、そ
の検出スイッチによシ信頼性の高い作業と自動化ができ
るロボットシステムおよびハンド自動交換装置を得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるロボットのハンド交
換装置の断面図、第２図は同じ装置の別の側断面図、第
３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は本発明の要部を
なすツールポットの実施例の側面図、第５図はその平面
図、第６図は第４図のＢ−Ｂ方向よシ見た正面図、第７
図は従来のハンド交換装置の構成及び作用を示す正面図
である。 図において、α１は手首部、（ロ）は固定ホルダ、に）
はスライド軸受、に）はホルダ、（ハ）はストッパピン
、（ハ）はバネ、に）はドグ、（至）は検出スイッチ、
翰はブツシュ、（ト）はハンド装置、Ｈにハンド取付板
、０すはハウジング、υはクランプピン、０４はバネ、
Ｏｅは引板、（財）はベース、６埠は支え板、輪はエア
シリンダ、（５３ａ）はシリンダロッド、（財）は支え
棒、＠はつめ、（ト）は検出スイッチ。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットの手首部に装着されスライド軸受を備えた固定
   ホルダ及び上記スライド軸受の可動側に装着したハンド
   装置のホルダと、上記固定ホルダとホルダとの間に設け
   られた位置検出機構と、上記固定ホルダに対して上記ホ
   ルダを定位置に保つための機構と、上記ホルダの下部に
   交換可能に装着されたハンド装置のクランプ機構とから
   なり、かつ上記ランプ機構とハンド装置を組合せて格納
   できるツールポストを備え、該ツールポスト側に上記ク
   ランプ機構を操作して着脱する機構をそなえたことを特
   徴とするロボットのハンド装置の交換装置。