KR20200105815A - 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조 및 로봇용 엔드 이펙터 - Google Patents

로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조 및 로봇용 엔드 이펙터 Download PDF

Info

Publication number
KR20200105815A
KR20200105815A KR1020207016024A KR20207016024A KR20200105815A KR 20200105815 A KR20200105815 A KR 20200105815A KR 1020207016024 A KR1020207016024 A KR 1020207016024A KR 20207016024 A KR20207016024 A KR 20207016024A KR 20200105815 A KR20200105815 A KR 20200105815A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase determination
end effector
robot
mount
phase
Prior art date
Application number
KR1020207016024A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102543370B1 (ko
Inventor
마코토 오오츠카
Original Assignee
가부시키가이샤 기타가와 뎃꼬쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 기타가와 뎃꼬쇼 filed Critical 가부시키가이샤 기타가와 뎃꼬쇼
Publication of KR20200105815A publication Critical patent/KR20200105815A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102543370B1 publication Critical patent/KR102543370B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0408—Connections means
    • B25J15/0416—Connections means having balls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

로봇 측 고정 부재에 대한 엔드 이펙터의 장착 위치의 복원 정도를 높게 한다. 제1돌기부가 설치된 마운트부를 갖는 로봇 측 고정 부재와, 제2돌기부가 설치된 피마운트부를 갖는 엔드 이펙터를 구비하고, 상기 마운트부와 상기 피마운트부 중, 한 쪽에 위상 결정부가 설치되고, 다른 한 쪽에 상기 위상 결정부가 삽입되는 위상 결정 홈이 설치되며, 상기 위상 결정 홈은 고경도 부재를 갖고, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈에 삽입된 상태에서, 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 제1돌기부와 제2돌기부가 계합함으로써 상기 엔드 이펙터가 상기 로봇 측 고정 부재에 장착되며, 상기 고경도 부재의 경도는 상기 위상 결정 홈 중 상기 고경도 부재의 주변부의 경도보다 높은, 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조가 제공된다.

Description

로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조 및 로봇용 엔드 이펙터
본 발명은 로봇 측 고정 부재에 대해 엔드 이펙터를 장착하는 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조와, 이 장착 구조에 사용되는 로봇용 엔드 이펙터에 관한 것이다.
제품의 생산 공정에 있어서는, 워크(공작물)를 이송하거나, 워크의 자세를 변경하거나, 워크에 용접이나 나사 고정 등의 처리를 실시하거나 하는 것처럼, 워크에 대해 각종의 조작이 실시된다. 최근의 공장 자동화의 촉진에 의해, 이러한 조작을 로봇 암으로 자동화한 공장 등도 많이 볼 수 있다. 로봇 암의 선단에는, 워크 등의 조작 대상물에 대해 직접 작용하는 부분인 "엔드 이펙터"라 하는 장치가 장착된다.
로봇용의 엔드 이펙터로서는, 조작 대상물의 형태 또는 성질이나, 조작 대상물에 실시하는 조작의 양태 등에 따른 각종의 것이 있다. 예를 들면, 조작 대상물을 파지(把持) 가능한 그리퍼형의 엔드 이펙터(예를 들면, 특허문헌1의 도 1에 있어서의 부호1(엔드 이펙터)을 참조)나, 조작 대상물을 흡착 가능한 흡인형의 엔드 이펙터(예를 들면, 특허문헌2의 도 1에 있어서의 부호3(홀더 부착 흡착형 엔드 이펙터)을 참조) 등이 있다. 로봇용의 엔드 이펙터는 로봇 측 고정 부재에 대해 착탈 가능한 상태로 장착되며, 교환할 수 있도록 되어 있는 것이 많다.
또한, 특허문헌2에도, 로봇 측 고정 부재에 대한 엔드 이펙터의 장착 구조가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌2의 제3페이지 왼쪽 위의 란 제9행 ~ 오른쪽 아래의 란 제14행 및 도 4를 참조). 특허문헌2에 기재된 장착 구조는, 일안(一眼) 리플렉스(reflex) 카메라에 있어서의 카메라 본체의 마운트부에 대한 교환 렌즈의 장착 구조로서 채용되고 있다. 작업자가 엔드 이펙터를 로봇 측 고정 부재에 대해 압입하여 장착 방향으로 회전시키는 간단한 조작으로, 작업자는 엔드 이펙터를 로봇 측 고정 부재에 장착할 수 있다. 또한, 작업자가 엔드 이펙터를 반장착 방향으로 회전시키고 로봇 측 고정 부재로부터 뽑는 간단한 조작으로 작업자는 엔드 이펙터를 로봇 측 고정 부재로부터 제거할 수 있다.
이하에 있어서는, 상기와 같은 장착 구조로, 로봇 측 고정 부재에 대해 엔드 이펙터를 장착할 때에 있어서의 엔드 이펙터를 로봇 측 고정 부재에 대해 압입하는 조작을 "(장착 구조의) 장착 시 압입 조작"이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 엔드 이펙터를 로봇 측 고정 부재에 대해 회전하는 조작을 "(장착 구조의) 장착 시 회전 조작"이라 부르는 경우가 있다.
일본공개특허 제 2017-074638호 공보 일본공개특허 소 63-306891호 공보
그러나, 종래의 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 있어서는, 엔드 이펙터의 탈착을 반복하는 동안에, 상기의 장착 시 회전 조작에서의 엔드 이펙터의 회전 각도가 변화되고, 로봇 측 고정 부재에 대한 엔드 이펙터의 장착 위치가 상기의 장착 시 회전 조작의 회전 방향에서 바뀌는 문제가 있었다.
왜냐하면, 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에서는, 상기의 장착 시 압입 조작에 있어서, 로봇 측 고정 부재와 엔드 이펙터 중에서, 한쪽에 설치된 위상 결정 핀이, 다른 한쪽에 설치된 원호 형상의 위상 결정 홈의 일단부 부근에 삽입된 상태로 된다. 그리고, 상기의 장착 시 회전 조작에서, 위상 결정 핀이 위상 결정 홈의 일단부 근방에 있는 상태로부터 위상 결정 홈의 타단부에 닿는 상태로 될 때까지 엔드 이펙터를 회전시킴으로써 실시된다.
일반적으로, 로봇 측 고정 부재에 대한 엔드 이펙터의 회전 장착 위치(상기의 장착 시 회전 조작의 회전 방향에서의 장착 위치. 이하 동일)는 위상 결정 핀과 위상 결정 홈의 타단부의 당접 위치에 의해 결정되는 구조로 되어 있다. 이 때문에, 엔드 이펙터의 탈착을 되풀이하고, 위상 결정 핀이 위상 결정 홈의 타단부에 충돌을 반복하는 동안에, 위상 결정 홈의 타단부가 마모하거나, 움푹 패이거나 한다. 위상 결정 홈의 마모의 정도나 패임이 커지면, 작업자는 엔드 이펙터나 그 주변의 부품을 교체해야 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 있어서, 로봇 측 고정 부재에 대한 엔드 이펙터의 장착 위치가 바뀌기 어렵게 하는(로봇 측 고정 부재에 대한 엔드 이펙터의 장착 위치의 복원 정도(精度)를 높게 하는) 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 이 장착 구조에 적합하게 사용할 수 있는 로봇용 엔드 이펙터를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 제1돌기부가 설치된 마운트부를 갖는 로봇 측 고정 부재와, 제2돌기부가 설치된 피(被)마운트부를 갖는 엔드 이펙터를 구비하고, 상기 마운트부와 상기 피마운트부 중, 한 쪽에 위상 결정부가 설치되고, 다른 한 쪽에 상기 위상 결정부가 삽입되는 위상 결정 홈이 설치되며, 상기 위상 결정 홈은 고경도 부재를 갖고, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈에 삽입된 상태에서, 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 제1돌기부와 제2돌기부가 계합(係合)함으로써 상기 엔드 이펙터가 상기 로봇 측 고정 부재에 장착되며, 상기 고경도 부재의 경도는 상기 위상 결정 홈 중 상기 고경도 부재의 주변부의 경도보다 높은, 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조가 제공된다.
바람직하게는, 상기 위상 결정 홈은 원호 형상으로 연장되어 있고, 또한 상기 위상 결정 홈은 제1단부 및 제2단부를 갖고, 상기 고경도 부재는 제2단부에 설치되고,
상기 마운트부가 상기 피마운트부에 압박 접촉되면, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부측에 삽입된 상태로 되며, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부 측으로부터 제2단부 측으로 이동하도록 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 제1돌기부와 제2돌기부가 계합함으로써 상기 엔드 이펙터가 상기 로봇 측 고정 부재에 장착되는 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조가 제공된다.
바람직하게는, 상기 마운트부와 상기 피마운트부 중, 한 쪽에 축받이 구멍부가 설치되고, 다른 한 쪽에 상기 축받이 구멍부에 삽입되는 축심부가 설치되며, 상기 위상 결정부는 상기 위상 결정 홈 상의 제1 및 제2당접 위치에 이동 가능하고, 제1당접 위치는 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시켰을 때에, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 처음으로 당접하는 위치이며, 제2당접 위치는 제1단부 측으로부터 제2단부 측으로 향하는 방향에서, 제1당접 위치보다 안쪽의 위치이고, 상기 위상 결정부가 제1당접 위치로부터 제2당접 위치에 이동하도록 상기 피마운트부를 회전시켰을 때에 있어서, 상기 위상 결정부는 상기 고경도 부재의 상기 위상 결정부가 당접하는 면에 의해, 제1당접 위치로부터 제2당접 위치에 안내되며, 상기 위상 결정부가 제2당접 위치에 위치하고 있을 때에 있어서, 상기 축받이 구멍부의 내주면과 상기 축심부의 외주면은 국소적으로 당접하고 있는, 장착 구조가 제공된다.
바람직하게는, 회전 바이어싱(biasing) 수단을 더 구비하고, 상기 회전 바이어싱 수단은 상기 위상 결정부가 제1당접 위치부터 제2당접 위치에 이동하도록 상기 피마운트부를 바이어싱하는, 장착 구조가 제공된다.
바람직하게는, 상기 고경도 부재는 제2단부 이외에 제1단부에도 설치되어 있는, 장착 구조가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 로봇 측 고정 부재에 설치된 마운트부에 장착 가능한 피마운트부를 구비하고, 상기 피마운트부는 상기 마운트부의 위상 결정부가 삽입되는 위상 결정 홈을 갖고, 상기 위상 결정 홈은 고경도 부재를 갖고, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈에 삽입된 상태에서 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 제1돌기부와 제2돌기부가 계합하고, 상기 고경도 부재의 경도는 상기 위상 결정 홈 중 상기 고경도 부재의 주변부의 경도보다 높은, 로봇용 엔드 이펙터가 제공된다.
바람직하게는, 상기 위상 결정 홈은 원호 형상으로 연장되어 있고, 또한 상기 위상 결정 홈은 제1단부 및 제2단부를 갖고, 상기 고경도 부재는 제2단부에 설치되며, 상기 마운트부가 상기 피마운트부에 압박 접촉되면, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부측에 삽입된 상태로 되고, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부측으로부터 제2단부측에 이동하도록 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 제1돌기부와 제2돌기부가 계합하는, 로봇용 엔드 이펙터가 제공된다.
본 발명의 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조는, 상술한 바와 같이, 위상 결정 홈의 단부가 그 주변부보다 경도를 갖는 고경도 부재로 형성되어 있기 때문에, 위상 결정 핀이 위상 결정 홈의 단부에 충돌 등을 반복해도, 위상 결정 홈의 단부에 마모나 패임 등이 생기기 어렵게 되어 있다. 이 때문에, 로봇 측 고정 부재에 대한 엔드 이펙터의 장착 위치가 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 방향에서 바뀌기 어렵게 하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 1은 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조를 이용하여 로봇 측 고정 부재에 엔드 이펙터를 장착한 상태를 로봇 측 고정 부재의 중심선(L1)을 포함하는 평면으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 2는 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 사용하는 로봇 측 고정 부재를 로봇 측 고정 부재의 중심선(L1)을 포함하는 평면으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 사용하는 로봇 측 고정 부재를 마운트부가 설치된 측(도 2의 지면(紙面)을 향해 우측)으로부터 본 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 사용하는 엔드 이펙터를 엔드 이펙터의 중심선(L2)을 포함하는 평면으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 5는 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 사용하는 엔드 이펙터를 피마운트부가 설치된 측(도4의 지면을 향해 좌측)으로부터 본 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조를 이용하여 로봇 측 고정 부재에 대해 엔드 이펙터를 장착하고 있는 도중(途中)의 상태이며, 엔드 이펙터의 피마운트부가 탈착 위치에 있을 때를, 도1의 A-A면으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 7은 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조를 이용하여 로봇 측 고정 부재에 대해 엔드 이펙터를 장착한 상태이며, 엔드 이펙터의 피마운트부가 제2위치에 있을 때를, 도 1의 A-A면으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 8은 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 회전 바이어싱 수단의 동작을 설명하는 도면이다.
도 9 중, 도 9A는 엔드 이펙터의 피마운트부가 제2당접 위치에 있을 때의, 로봇 측 고정 부재의 위상 결정 핀 및 축받이 구멍부와, 엔드 이펙터의 위상 결정 홈 및 축심부의 위치 관계를 나타낸 도면이다. 도 9B는 엔드 이펙터의 피마운트부가 제1당접 위치에 있을 때의, 로봇 측 고정 부재의 위상 결정 핀 및 축받이 구멍부와, 엔드 이펙터의 위상 결정 홈 및 축심부의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 회전 바이어싱 수단의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 11은 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 회전 바이어싱 수단의 또 다른 예를 설명하는 도면이다.
로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조(이하에 있어서는, "장착 구조"나 "본 실시 형태의 부착 구조"라고 표기를 생략하는 경우가 있다)의 적합한 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 장착 구조를 이용하여 로봇 측 고정 부재(10)에 엔드 이펙터(20)를 장착한 상태를 로봇 측 고정 부재(10)의 중심선(L1)을 포함하는 평면으로 절단하여 나타낸 단면도이다. 도 1의 단면도로부터 시작하여 그 뒤에 나타내는 단면도에 있어서는, 로봇 측 고정 부재(10)와 엔드 이펙터(20)를 식별하기 쉽게 하기 위해, 로봇 측 고정 부재(10)의 단면을 오른쪽으로 올라가는 사선 해칭으로 나타내고 있다. 또한, 엔드 이펙터의 단면을 왼쪽으로 올라가는 사선 해칭으로 나타내고 있다. 또한, 로봇 암(50)의 단면을 경사가 없는 직선(중심선(L1, L2)에 수직하는 직선)의 해칭으로 나타내고 있다.
본 실시 형태의 장착 구조는 소위 바요네트(bajonett) 식의 장착 구조이다. 본 실시 형태의 장착 구조에 있어서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 로봇 암(50)의 선단부에 로봇 측 고정 부재(10)가 고정되어 있고, 엔드 이펙터(20)는 이 로봇 측 고정 부재(10)를 통해 로봇 암(50)에 장착된다. 로봇 측 고정 부재(10)를 고정하는 대상(로봇 부품)은 로봇 구성 부품이면 특별히 한정되지 않고, 로봇 암(50) 이외의 구성부품으로 하는 것도 가능하다.
도 2는 장착 구조에 사용하는 로봇 측 고정 부재(10)를 로봇 측 고정 부재(10)의 중심선(L1)을 포함하는 평면으로 절단하여 나타낸 단면도이다. 도 3은 장착 구조에 사용하는 로봇 측 고정 부재(10)를 마운트부(10a)가 설치된 측(도 2의 지면을 향해 우측)으로부터 본 상태를 나타낸 도면이다. 본 실시 형태의 장착 구조에 있어서, 로봇 측 고정 부재(10)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더(11)와, 실린더 커버(12)와, 피스톤(13)과, 피스톤 헤드(14)와, 클램프 링(15)과, 록 너트(16)를 구비하고 있다.
실린더(11)는 그 내부에 공압 공간(11a)을 갖는 유저(有底) 원통 형상 부재로 되어 있고, 실린더(11)의 개방단은 실린더 커버(12)에 의해 폐쇄되어 있다. 공압 공간(11a)에는, 피스톤(13)이 중심선(L1)에 평행하는 방향으로 슬라이드 가능한 상태로 수용되어 있다. 피스톤(13)에 있어서의, 공압 공간(11a)으로부터 외부에 노출되는 부분에는 피스톤 헤드(14)가 고정되어 있다. 이 때문에, 공압 공간(11a)에 있어서의, 피스톤(13)보다 지면을 향해 좌측에 위치하는 부분의 공압을 향상시키면, 피스톤(13)이 도 2의 지면을 향해 우측으로 슬라이드하고, 피스톤 헤드(14)가 많이 돌출된 상태로 된다. 한편, 공압 공간(11a)에 있어서의, 피스톤(13)보다 지면을 향해 우측에 위치하는 부분의 공압을 높게 하면, 피스톤(13)이 도 2의 지면을 향해 좌측으로 슬라이드하고, 피스톤 헤드(14)의 돌출량이 작아진다. 공압 공간(11a)의 공압은 도시를 생락한 공압 제어 수단에 의해 제어된다.
실린더 커버(12)의 외주면에는 나사 결합부가 형성되어 있다. 실린더 커버(12)는 록 너트(16)의 내주면에 형성된 나사 결합부에 대해 나사 결합 고정된다. 실린더 커버(12)에 있어서의, 엔드 이펙터(20)가 장착되는 측의 면(도 2의 지면을 향해 우측의 면. 이하, "엔드 이펙터 장착면"이라 부를 경우가 있다)에는 축받이 구멍부(10d)가 설치되어 있다. 이 축받이 구멍부(10d)는 그 외주단면이 중심선(L1)을 중심으로 한 원형을 이루도록 형성되어 있다. 축받이 구멍부(10d)의 내주면은 중심선(L1)에 수직하는 방향에서의, 엔드 이펙터(20)의 위치 결정 기준으로서 기능한다. 또한, 실린더 커버(12)의 엔드 이펙터 장착면에 있어서의 축받이 구멍부(10d)의 주위의 부분은 중심선(L1)에 평행하는 방향에서의, 엔드 이펙터(20)의 위치 결정 기준으로서 기능한다.
클램프 링(15)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 원환 형상의 부재로 되어 있고, 그 내주부에는, 복수 개(동일한 도면의 예에서는 3개)의 제1돌기부(10b)가 안쪽을 향해 설치되어 있다. 이 때문에, 클램프 링(15)은 꽃잎 형상의 내주 형상을 갖는다. 이 클램프 링(15)은 실린더 커버(12)에 대해 록 너트(16)를 나사 결합함으로써, 실린더 커버(12)와 록 너트(16)로 협지(挾持)된 상태로 된다. 실린더 커버(12)에는 그것에 록 너트(16)를 나사 결합할 때에 클램프 링(15)이 록 너트(16)와 동시 회전하지 않도록 클램프 링(15)의 회전을 규제하기 위한 회전 규제 핀(12a)이 설치되어 있다. 실린더 커버(12)의 엔드 이펙터 장착면에는 회전 바이어싱 수단(10e)이 설치되어 있다. 이 회전 바이어싱 수단(10e)의 기능에 대해서는 후술한다. 회전 바이어싱 수단(10e)은 후술하는 바와 같이, 클램프 링(15)의 내주부에 설치하는 것도 가능하다. 또한, 실린더 커버(12)의 엔드 이펙터 장착면에는, 위상 결정 핀(10c)이 설치되어 있다. 위상 결정 핀(10c)은 위상 결정부에 대응하고 있다.
도 4는 장착 구조에 사용하는 엔드 이펙터(20)를 엔드 이펙터(20)의 중심선(L2)을 포함하는 평면으로 절단하여 나타낸 단면도이다. 도 5는 장착 구조에 사용하는 엔드 이펙터(20)를 피마운트부(20a)가 설치된 측(도 4의 지면을 향해 좌측)으로부터 본 상태를 나타낸 도면이다. 본 실시 형태의 장착 구조에 있어서, 엔드 이펙터(20)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 내감(內嵌) 링(21)과, 중간 링(22)과, 피스톤 헤드 연결부(23)와, 조작부 베이스(24)와, 조작부(25) 등을 구비하고 있다.
내감 링(21)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 원환 형상의 부재이며, 그 외주부에는 복수 개(동일한 도면의 예에서는 3개)의 제2돌기부(20b)가 외측을 향해 설치되어 있다. 이 때문에, 내감 링(21)은 꽃잎 형상의 외주 형상을 갖는다. 제2돌기부(20b)의 개수는 통상 제1돌기부(10b)의 개수와 동일하게 된다. 내감 링(21)에 있어서의, 로봇 측 고정 부재에 장착되는 측의 면(도 4의 지면을 향해 좌측의 면. 이하, "로봇 측 고정 부재 장착면"이라 부를 경우가 있다)에는 위상 결정 홈(20c)이 긴 구멍 형상으로 설치되어 있다. 이 위상 결정 홈(20c)은 엔드 이펙터(20)의 중심선(L2)을 중심으로 한 원호 형상으로 형성되어 있다. 또한, 내감 링(21)에 있어서의 로봇 측 고정 부재 장착면에는, 축심부(20d)도 설치되어 있다. 이 축심부(20d)는 그 외주단면이 중심선(L2)을 중심으로 한 원형으로 형성되어 있다.
위상 결정 홈(20c)의 양단부는 그 주변부보다 높은 경도(硬度)를 갖는 고경도 부재로 형성되어 있다. 본 실시 형태의 장착 구조에 있어서는, 위상 결정 홈(20c)의 제1단부(일단부) 및 제2단부(타단부)에, 위상 결정 홈(20c)의 주변부보다 높은 경도를 갖는 고경도 부재로 형성된 보강 핀(20e) 및 보강 핀(20f)이 각각 매입(埋入)되어 있다. 본 실시 형태에서, 위상 결정 홈(20c)과 보강 핀(20e, 20f)은 각각 독립적인 부재이며, 보강 핀(20e, 20f)의 경도는 위상 결정 홈(20c)의 경도보다 높다. 본 실시 형태의 장착 구조에서, 내감 링(21)은 알루마이트(alumite) 처리를 실시한 알루미늄으로 형성되어 있다. 이 때문에, 보강 핀(20e) 및 보강 핀(20f)은 이 알루미늄보다 고경도의 소재로 형성되어 있다. 예를 들면, 보강 핀(20e) 및 보강 핀(20f)은 S45C 등의 탄소강으로 형성하면 된다. 이 보강 핀(20e, 20f)은 모두 원주 형상으로 형성되어 있다. 보강 핀(20e, 20f) 중 적어도 보강 핀(20f)은 보강 핀(20f)의 중심으로부터 엔드 이펙터(20)의 중심선(L2)까지의 거리d2(도5)가 거리d1(도 3에서 나타내는 위상 결정 핀(10c)의 중심으로부터 로봇 측 고정 부재(10)의 중심선(L2)까지의 거리)보다 커지는 부위에 설치되어 있다.
내감 링(21)에 있어서의 로봇 측 고정 부재 장착면과는 반대측의 면(도 4의 지면을 향해 우측의 면)에는 중간 링(22)이 고정되어 있다. 이 중간 링(22)에 있어서의, 내감 링(21)이 고정되는 측과는 반대측의 면(도 4의 지면을 향해 우측의 면)에는, 복수 개의 조작부 베이스(24)가 지지되어 있고, 각각의 조작부 베이스(24)에는 조작부(25)가 고정되어 있다. 각각의 조작부 베이스(24)는 피스톤 헤드 연결부(23)의 단부 외주면에 설치된 캠 기구 등에 의해, 중심선(L2)에 수직하는 방향(동일한 도면의 화살표B를 참조)으로 개폐할 수 있다. 조작부 베이스(24)는 피스톤 헤드 연결부(23)가 중심선(L2)에 평행하는 방향으로 이동하면 상기의 개폐를 실시하고, 그것에 따라 조작부(25)도 개폐한다. 피스톤 헤드 연결부(23)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 피스톤 헤드(14)에 연결된다. 이 때문에, 공압 공간(11a)의 공압을 제어함으로써, 조작부(25)의 개폐를 제어할 수 있다.
본 실시 형태의 장착 구조에 있어서, 엔드 이펙터(20)는 상술한 바와 같이, 손톱 형상을 이루는 복수 개의 조작부(25)가 개폐를 실시하는 그리퍼(gripper)형이다. 그러나, 장착 구조는 그리퍼형의 엔드 이펙터(20) 뿐만 아니라, 흡착형의 엔드 이펙터 등, 다른 종류의 엔드 이펙터를 이용할 경우에도 적합하게 사용할 수 있다.
이어서, 본 실시 형태의 장착 구조에 있어서의, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 방법에 대해 설명한다. 도 6은 장착 구조를 사용하여 로봇 측 고정 부재(10)에 대해 엔드 이펙터(20)를 장착하고 있는 도중의 상태이며, 엔드 이펙터(20)의 피마운트부(20a)가 탈착 위치에 있을 때를, 도 1에 있어서의 A-A면으로 절단하여 나타낸 단면도이다. 도 7은 장착 구조를 사용하여 로봇 측 고정 부재(10)에 대해 엔드 이펙터(20)를 장착한 상태이며, 엔드 이펙터(20)의 피마운트부(20a)가 제2위치에 있을 때를, 도1에 있어서의 A-A면으로 절단하여 나타낸 단면도이다.
본 실시 형태의 장착 구조에서, 엔드 이펙터(20)는 이하의 순서 1 ~ 5에 의해 장착한다.
[순서 1]
엔드 이펙터(20)의 피마운트부(20a)가 로봇 측 고정 부재(10)의 마운트부(10a)와 마주 향하고, 또한 엔드 이펙터(20)의 중심선(L2)이 로봇 측 고정 부재(10)의 중심선(L1)에 거의 일치한 상태로 되도록 엔드 이펙터(20)를 배치한다.
[순서 2]
피마운트부(20a)의 제2돌기부(20b)가 마운트부(10a)의 제1돌기부(10b)에 대해 중심선(L1, L2)에 평행하는 방향에서 겹치지 않고, 또한 마운트부(10a)의 위상 결정 핀(10c)을 중심선(L1, L2)에 평행하는 방향으로 연장한 부위에, 위상 결정 홈(20c)이 위치하도록 엔드 이펙터(20)의 방향(중심선(L2) 둘레의 방향)을 조절한다.
[순서 3]
로봇 측 고정 부재(10)에 대해 엔드 이펙터(20)를 가압하고, 피마운트부(20a)의 축심부(20d)를 마운트부(10a)의 축받이 구멍부(10d)에 삽입하는(도 1을 참조) 동시에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 마운트부(10a)의 위상 결정 핀(10c)을 피마운트부(20a)의 위상 결정 홈(20c)의 제1단부의 근방에 삽입한다. 이 때, 피마운트부(20a)는 탈착 위치에 있다. 이 순서 3에 있어서의 조작은 상술한 "장착 구조의 장착 시 압입 조작"에 상당한다.
[순서 4]
엔드 이펙터(20)를 중심선(L2) 둘레에 장착 방향(도 6에 있어서는 시계방향. 동일한 도면의 화살표C를 참조)으로 회전시키고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 마운트부(10a)의 위상 결정 핀(10c)을 피마운트부(20a)의 위상 결정 홈(20c)의 제2단부로 이동한다. 이 때, 피마운트부(20a)는 제1당접 위치에 있다. 제1당접 위치는 마운트부(10a)에 대해 피마운트부(20a)를 회전시켰을 때에, 위상 결정 핀(10c)이 보강 핀(20f)에 처음으로 당접하는 위치이다. 이 순서 4에 있어서의 조작은 상술한 "장착 구조의 장착 시 회전 조작"에 상당한다.
[순서 5]
록 너트(16)(도1을 참조)를 체결하는 방향으로 회전시키고 피마운트부(20a)의 제2돌기부(20b)를 마운트부(10a)의 실린더 커버(12)와 클램프 링(15)으로 협지한다.
상기의 순서 5를 마친 후에는, 제1돌기부(10b)와 제2돌기부(20b)가 중심선(L1, L2)에 평행하는 방향에서 서로 겹쳐져 있다(서로 간섭한다). 다시 말하면, 제1돌기부(10b)와 제2돌기부(20b)가 계합하고 있다. 이 상태에서, 작업자는 마운트부(10a)로부터 피마운트부(20a)를 뽑을 수 없다. 또한, 이 상태에서, 피마운트부(20a)의 제2돌기부(20b)가 마운트부(10a)의 실린더 커버(12)와 클램프 링(15)으로 협지되어 있다. 이 때문에, 작업자는 엔드 이펙터(20)를 중심선(L2) 둘레에 제거 방향(도 7에서의 시계 반대 방향. 동일한 도면의 화살표D를 참조)으로 회전시킬 수 없다. 이와 같이, 작업자는 로봇 측 고정 부재(10)에 대해 엔드 이펙터(20)를 장착할 수 있다. 본 실시 형태의 장착 구조에서는, 이러한 간단한 조작으로 로봇 측 고정 부재(10)에 대해 엔드 이펙터(20)를 장착할 수 있다.
또한, 상기 순서 4의 장착 시 회전 조작에 있어서는, 마운트부(10a)의 위상 결정 핀(10c)이 피마운트부(20a)의 위상 결정 홈(20c)에 있어서의 제2단부에 충돌된다. 여기에서, 위상 결정 홈(20c)의 제2단부에는, 고경도의 소재로 형성된 보강 핀(20f)(고경도 부재)이 설치되어 있기 때문에, 위상 결정 홈(20c)의 제2단부에 마모나 패임 등이 생기는 것이 억제된다. 따라서, 엔드 이펙터(20)의 착탈을 반복해도, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 상기의 장착 시 회전 조작의 회전 방향에서 변화되기 어렵다. 이 때문에, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치의 복원 정도를 높게 할 수 있다.
다만, 보강 핀(20f)이 고경도 부재를 구비하고 있어도, 위상 결정 핀(10c)이 마모나 패임이 생기기 쉬운 소재로 형성되어 있으면, 작업자가 엔드 이펙터(20)의 착탈을 반복하는 동안에, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 상기의 장착 시 회전 조작의 회전 방향에서 변화될 우려가 있다. 이 때문에, 위상 결정 핀(10c)도 보강 핀(20f)과 동일하게 고경도의 소재로 형성하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 장착 구조에서 로봇 측 고정 부재(10)에 장착된 엔드 이펙터(20)에 있어서, 작업자는 상기 순서 3 ~ 5의 순서를 반대로 함(순서 5, 순서 4, 순서 3의 순서대로 함)으로써, 로봇 측 고정 부재(10)로부터 엔드 이펙터(20)를 제거할 수 있다. 상기 순서 5에 있어서의 클램프 링(15)의 회전 방향이나, 상기 순서 4에 있어서의 엔드 이펙터(20)의 회전 방향이나, 상기 순서 3에 있어서의 엔드 이펙터(20)의 이동 방향도 엔드 이펙터(20)를 장착할 때와는 반대 방향으로 된다. 본 실시 형태의 장착 구조에서는, 이러한 간단한 조작으로 로봇 측 고정 부재(10)로부터 엔드 이펙터(20)를 제거할 수 있다. 이하에 있어서는, 로봇 측 고정 부재(10)로부터 엔드 이펙터(20)를 제거할 때에 있어서의, 상기 순서 4에 상당하는 조작을 "제거 시 회전 조작"이라 부르고, 상기 순서 3에 상당하는 조작을 "제거 시 뽑기 조작"이라 부를 경우가 있다.
또한, 로봇 측 고정 부재(10)로부터 엔드 이펙터(20)를 제거할 때에는, 작업자는 상기 순서 4에 상당하는 제거 시 회전 조작에 있어서, 마운트부(10a)의 위상 결정 핀(10c)이 피마운트부(20a)의 위상 결정 홈(20c)에 있어서의 제2단부에 당접한 제1당접 위치로부터 제1단부의 근방이 되는 탈착 위치까지 엔드 이펙터(20)를 회전시킨다. 이 때문에, 위상 결정 핀(10c)이 위상 결정 홈(20c)의 제1단부에 충돌하고, 위상 결정 홈(20c)의 제1단부에 마모나 패임이 등이 생길 우려가 있다. 본 실시 형태의 장착 구조에서는, 이 위상 결정 홈(20c)의 제1단부에 고경도의 소재로 형성된 보강 핀(20e)(고경도 부재)이 설치되어 있다. 이 때문에, 위상 결정 홈(20c)의 제1단부에 마모나 패임이 생기는 것이 억제된다.
그런데, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치의 복원 정도(精度)를 높게 하기 위해서는, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 방향에서 바뀌기 어렵게 할 뿐만 아니라, 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 중심선에 수직하는 방향에서 바뀌기 어렵게 하는 것이 바람직하다. 이 점, 본 실시 형태의 장착 구조에 있어서는, 도 8에 나타내는 회전 바이어싱 수단(10e)에 의해, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 중심선(중심선(L2))에 수직하는 방향에서도 바뀌기 어렵게 하고 있다. 도 8은 장착 구조에서 적합하게 사용할 수 있는 회전 바이어싱 수단(10e)의 동작을 설명하는 도면이다.
도 8에 나타내는 회전 바이어싱 수단(10e)은 가압 부재(10e1)와, 바이어싱 부재(10e2)와, 케이스 부재(10e3)로 구성되어 있다. 가압 부재(10e1)는 엔드 이펙터(20)의 피마운트부(20a)(본 실시 형태의 장착 구조에 있어서는 내감 링(21))를 장착 방향 C 측으로 회전하는 방향으로 가압한다. 본 실시 형태의 장착 구조에서, 가압 부재(10e1)는 구체 형상을 이루고 있다. 가압 부재(10e1)는 그 외주면에 있어서의 점P1에서 내감 링(21)의 단부에 형성된 경사면에 접촉하고, 내감 링(21)에 압력FA를 가하도록 구성된다. 도 8에서, 가압력FA는, 지면을 향해 오른쪽 위를 향하고 있지만, 지면을 향해 우측에는 제1돌기부(10b)(도 1을 참조)가 있다. 이 때문에, 내감 링(21)은 지면을 향해 우측으로는 거의 이동하지 않고, 가압력FA에 있어서의 장착 방향 C에 평행하는 성분fA에 의해, 지면을 향해 상측(장착 방향 C측)으로 이동한다. 록 너트(16)(도 1을 참조)로 클램프 링(15)(도 1을 참조)을 완전히 체결하기 전의 상태에 있어서는, 내감 링(21)은 중심선(L2) 둘레를 회전할 수 있다.
바이어싱 부재(10e2)는 가압 부재(10e1)를 피마운트부(20a) 측에 돌출하는 방향으로 바이어싱한다. 상술한 가압 부재(10e1)에 의한 가압력FA는 이 가압 부재(10e1)의 바이어싱력에 의해 발생한다. 바이어싱 부재(10e2)는 이러한 기능을 발휘할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태의 장착 구조에 있어서는, 압축 코일 용수철을 사용하고 있다. 케이스 부재(10e3)는 바이어싱 부재(10e2)를 수용하는 동시에, 가압 부재(10e1)의 가압측에 제1돌기부(10b)가 존재하지 않을 경우에 가압 부재(10e1)가 케이스 부재(10e3)로부터 탈락하지 않도록 유지하는 기능을 갖고 있다. 본 실시 형태의 장착 구조에서, 케이스 부재(10e3)는 실린더 커버(12)에 있어서의 엔드 이펙터 장착면에 설치한 구멍부(12b)에 매설(埋設) 상태로 고정하고 있다. 후술하는 바와 같이, 이 회전 바이어싱 수단(10e)에 의해, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 중심선(중심선(L2))에 수직하는 방향에서도 바뀌기 어렵다.
도 9A 및 도 9B는 장착 구조에 있어서, 도 8의 회전 바이어싱 수단(10e)을 사용했을 경우에, 엔드 이펙터(20)의 피마운트부(20a)가 제1당접 위치 또는 제2당접 위치에 있을 때의, 로봇 측 고정 부재(10)의 위상 결정 핀(10c) 및 축받이 구멍부(10d)와, 엔드 이펙터(20)의 위상 결정 홈(20c) 및 축심부(20d)의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
위상 결정 핀(10c)이 착탈 위치에 있는 상태에서, 작업자가 장착 방향 C로 피마운트부(20a)를 회전시키면, 위상 결정 핀(10c)이 제1당접 위치에 가까워진다. 여기에서, 장착 방향 C는 위상 결정 홈(20c)의 제1단부 측으로부터 위상 결정 홈(20c)의 제2단부 측으로 향하는 회전 방향이다. 한편, 제거 방향은 장착 방향과는 반대인 회전 방향이다. 즉, 제거 방향은 위상 결정 홈(20c)의 제2단부 측으로부터 위상 결정 홈(20c)의 제1단부 측으로 향하는 회전 방향이다. 도 9B는 피마운트부(20a)가 제1당접 위치에 있을 때이며, 위상 결정 핀(10c)이 보강 핀(20f)에 당접한 직후의 상태를 나타내고 있다. 도 9B에 나타내는 상태는 마운트부(10a)에 대해 피마운트부(20a)를 회전시켰을 때에, 위상 결정 핀(10c)이 보강 핀(20f)에 처음으로 당접하는 위치이다.
상기한 바와 같이, 보강 핀(20f)의 중심으로부터 엔드 이펙터(20)의 중심선(L2)까지의 거리d2를 위상 결정 핀(10c)의 중심으로부터 로봇 측 고정 부재(10)의 중심선(L2)까지의 거리d1보다 크게 했기 때문에, 보강 핀(20f)은 위상 결정 핀(10c)과의 접점P2에 있어서, 장착 방향 C에 비평행인 성분을 갖는 외력을 위상 결정 핀(10c)으로부터 받는다. 또한, 이 때의 내감 링(21)(피마운트부(20a))은 도 8의 회전 바이어싱 수단(10e)에 의해, 장착 방향 C의 방향으로 바이어싱되어 있다. 즉, 회전 바이어싱 수단(10e)은 위상 결정 핀(10c)이 제1당접 위치로부터 후술하는 제2당접 위치에 이동하도록 내감 링(21)(피마운트부(20a))을 바이어싱하고 있다. 이 때문에, 도 9B의 상태에 있어서는, 피마운트부(20a)는 위상 결정 핀(10c)과 보강 핀(20f)의 접점P2을 바꾸면서, 장착 방향 C의 방향으로 더 회전하려 한다. 다시 말하면, 마운트부(10a) 측의 위상 결정 핀(10c)은 피마운트부(20a)에 대해 상대적으로 장착 방향 C와는 반대 방향으로 회전하려 한다. 이 때문에, 위상 결정 핀(10c)에는 피마운트부(20a)에 대해 장착 방향 C와는 반대 방향의 추진력FB가 생기지만, 위상 결정 핀(10c)에 있어서의 추진력FB가 향하는 측에는, 보강 핀(20f)이 존재하기 때문에, 위상 결정 핀(10c)은 추진력FB의, 위상 결정 핀(10c)과 보강 핀(20f)의 접점P2에서의 접선LT에 평행하는 성분fB에 의해, 피마운트부(20a)에 대해 상대적으로 이동한다. 위상 결정 핀(10c)이 피마운트부(20a)에 대해 이동할 때에는, 마운트부(10a)에 있어서의 축받이 구멍부(10d)도 위상 결정 핀(10c)과 일체적으로 이동한다.
위상 결정 핀(10c)이 제1당접 위치에 있는 상태에서, 작업자가 장착 방향 C로 피마운트부(20a)를 더 회전시키면, 위상 결정 핀(10c)이 더 이동한다. 구체적으로는, 위상 결정 핀(10c)은 그 외주면이 보강 핀(20f)의 외주면에 안내되면서, 피마운트부(20a)에 대해 이동하면, 도 9A에 나타내는 상태로 된다. 도 9A에 나타내는 상태는 피마운트부(20a)가 제2당접 위치에 있다. 제2당접 위치는, 장착 방향 C에서, 제1당접 위치보다 안쪽의 위치이다. 즉, 위상 결정 홈(20c)이 연장되는 방향에 있어서의, 착탈 위치와 제2당접 위치 사이의 거리는, 위상 결정 홈(20c)이 연장되는 방향에 있어서의, 착탈 위치와 제1당접 위치와의 사이의 거리보다 길다.
도 9B의 상태로부터 도 9A의 상태로 될 때까지는, 접점P2의 위치뿐만 아니라, 접선LT의 방향도 연속적으로 변화된다. 도 9A의 상태에 있어서는, 마운트부(10a)의 축받이 구멍부(10d)의 내주면이 피마운트부(20a)의 축심부(20d)의 외주면에 접점P3에서 국소적으로 당접하고, 그 이상, 성분fB의 방향에는 이동할 수 없는 상태로 된다. 다시 말하면, 피마운트부(20a)의 축심부(20d)의 외주면은, 회전 바이어싱 수단(10e)의 바이어싱력에 의해, 마운트부(10a)의 축받이 구멍부(10d)의 내주면에 가압된 상태로 된다. 이 때에는, 피마운트부(20a)는 마운트부(10a)에 대해 장착 방향 C로는 그 이상 회전할 수 없다. 이 때문에, 도 9B에 나타낸 바와 같이, 마운트부(10a)의 축받이 구멍부(10d)의 내주면과 피마운트부(20a)의 축심부(20d)의 내주면의 사이에 틈이 존재해도, 축받이 구멍부(10d)에 대한 축심부(20d)의 위치, 즉 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 중심선(중심선(L2))에 수직하는 방향에서 일의적(一義的)으로 정해진다.
이상에서는, 보강 핀(20f)의 중심으로부터 엔드 이펙터(20)의 중심선(L2)까지의 거리d2를 위상 결정 핀(10c)의 중심으로부터 로봇 측 고정 부재(10)의 중심선(L2)까지의 거리d1보다 크게 했을 경우에 대해 설명했지만, 거리d2를 거리d1보다 작게 해도, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 중심선(중심선(L2))에 수직하는 방향에서 일의적으로 정해진다. 이 경우, 위상 결정 핀(10c)이 피마운트부(20a)에 대해 이동하는 방향은, 도 9A 및 도 9B의 경우와는 반대 방향으로 되고, 축받이 구멍부(10d)의 내주면과 축심부(20d)의 외주면의 접점P3의 위치도, 도 9A 및 도 9B의 경우와는 반대측(중심선(L1, L2)을 사이에 두고 반대측)으로 된다. 또한, 이상에서는, 보강 핀(20f)과 위상 결정 핀(10c)을 동일한 외경을 갖는 원주 형상으로 형성했을 경우에 대해 설명했지만, 보강 핀(20f)과 위상 결정 핀(10c)의 외경은 동일하게 할 필요는 없다. 또한, 보강 핀(20f)과 위상 결정 핀(10c)은 적어도 그 한 쪽이 다른 한 쪽에 대해 장착 방향C에 비평행인 방향으로 당접 가능한 면을 갖는 것이면, 원주 형상으로 형성할 필요도 없다.
도 10은 장착 구조에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 회전 바이어싱 수단(10e)의 다른 예를 설명하는 도면이다. 도 11은 장착 구조에 있어서 적합하게 사용할 수 있는 회전 바이어싱 수단(10e)의 또 다른 예를 설명하는 도면이다. 도 8의 회전 바이어싱 수단(10e)에서는, 가압 부재(10e1)가 내감 링(21)의 단부에 형성된 경사면에 당접하도록 되어 있었지만, 도 10의 회전 바이어싱 수단(10e)에서는, 가압 부재(10e1)가 내감 링(21)의 로봇 측 고정 부재 장착면에 설치된 오목부의 경사 벽면에 당접하도록 구성되어 있다. 또한, 도 8이나 도 9의 회전 바이어싱 수단(10e)은 실린더 커버(12)에 있어서의 엔드 이펙터 장착면에 설치된 구멍부(12b)에 설치되어 있었지만, 도 11의 회전 바이어싱 수단(10e)은 클램프 링(15)의 내주면에 설치한 구멍부(15b)에 설치되어 있다. 이와 같이, 회전 바이어싱 수단(10e)의 가압 부재(10e1)로 가압하는 부분의 형태나, 회전 바이어싱 수단(10e)을 설치하는 장소를 바꿔도, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치가 장착 구조의 장착 시 회전 조작의 회전 중심선(중심선(L2))에 수직하는 방향에서도 바뀌기 어렵게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 장착 구조에서는, 축받이 구멍부(10d)의 내주면과 축심부(20d)의 내주면의 간극을 작게 억제하지 않아도, 마운트부(10a)에 대한 피마운트부(20a)의 장착 위치가 일의적으로 정해진다. 이 때문에, 축받이 구멍부(10d)나 축심부(20d)의 치수 정도를 특별히 높이지 않아도, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치의 복원 정도를 높게 할 수 있다. 또한 만일, 장기간의 사용에 의해, 축받이 구멍부(10d)나 축심부(20d)의 접촉 부위에 마모 등이 생겼을 경우에도, 부품 교환을 하지 않고, 부드럽게 위치 보정을 하는 것 만으로, 상기의 복원 정도를 유지할 수도 있다. 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조에 있어서는, 고정측 부재와 장착측 부재의 축 정렬(중심선의 일치)이 요구되는 선반용 척(chuck) 등과는 달리, 로봇 측 고정 부재(10)에 대한 엔드 이펙터(20)의 장착 위치의 복원 정도마저 담보되어 있으면, 로봇 측 고정 부재(10)의 중심선(L1)과 엔드 이펙터(20)의 중심선(L2)이 완전히 일치될 필요는 없다.
10: 로봇 측 고정 부재, 10a: 마운트부, 10b: 제1돌기부, 10c: 위상 결정 핀, 10d: 축받이 구멍부, 10e: 회전 바이어싱 수단, 10e1:가압 부재, 10e2: 바이어싱 부재, 10e3: 케이스 부재, 11:실린더, 11a: 공압 공간, 12: 실린더 커버, 12a: 회전 규제 핀, 12b: 구멍부, 13: 피스톤, 14: 피스톤 헤드, 15: 클램프 링, 15b:구멍부, 16: 록 너트, 20: 엔드 이펙터, 20a: 피마운트부, 20b: 제2돌기부, 20c: 위상 결정 홈, 20d: 축심부, 20e: 보강 핀(고경도 부재), 20f: 보강 핀(고경도 부재), 21: 내감 링, 22: 중간 링, 23: 피스톤 헤드 연결부, 24: 조작부 베이스, 25: 조작부, 50: 로봇 암

Claims (7)

  1. 제1돌기부가 설치된 마운트부를 갖는 로봇 측 고정 부재와,
    제2돌기부가 설치된 피마운트부를 갖는 엔드 이펙터
    를 구비하고,
    상기 마운트부와 상기 피마운트부 중, 한 쪽에 위상 결정부가 설치되고, 다른 한 쪽에 상기 위상 결정부가 삽입되는 위상 결정 홈이 설치되며,
    상기 위상 결정 홈은 고경도 부재를 갖고,
    상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈에 삽입된 상태에서, 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 상기 제1돌기부와 상기 제2돌기부가 계합함으로써 상기 엔드 이펙터가 상기 로봇 측 고정 부재에 장착되며,
    상기 고경도 부재의 경도는 상기 위상 결정 홈 중 상기 고경도 부재의 주변부의 경도보다 높은, 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위상 결정 홈은 원호 형상으로 연장되어 있고, 또한 상기 위상 결정 홈은 제1단부 및 제2단부를 갖고,
    상기 고경도 부재는 상기 제2단부에 설치되고,
    상기 마운트부가 상기 피마운트부에 압박 접촉되면, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부측에 삽입된 상태로 되며,
    상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부 측으로부터 제2단부 측으로 이동하도록 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 상기 제1돌기부와 상기 제2돌기부가 계합함으로써 상기 엔드 이펙터가 상기 로봇 측 고정 부재에 장착되는, 장착 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마운트부와 상기 피마운트부 중, 한 쪽에 축받이 구멍부가 설치되고, 다른 한 쪽에 상기 축받이 구멍부에 삽입되는 축심부가 설치되며,
    상기 위상 결정부는 상기 위상 결정 홈 상의 제1 및 제2당접 위치에 이동 가능하고,
    상기 제1당접 위치는 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시켰을 때에, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 처음으로 당접하는 위치이며,
    상기 제2당접 위치는 제1단부 측으로부터 제2단부 측으로 향하는 방향에서, 상기 제1당접 위치보다 안쪽의 위치이고,
    상기 위상 결정부가 상기 제1당접 위치로부터 상기 제2당접 위치에 이동하도록 상기 피마운트부를 회전시켰을 때에 있어서, 상기 위상 결정부는 상기 고경도 부재의 상기 위상 결정부가 당접하는 면에 의해, 상기 제1당접 위치로부터 상기 제2당접 위치에 안내되며,
    상기 위상 결정부가 상기 제2당접 위치에 위치하고 있을 때에 있어서, 상기 축받이 구멍부의 내주면과 상기 축심부의 외주면은 국소적으로 당접하고 있는, 장착 구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    회전 바이어싱 수단을 더 구비하고,
    상기 회전 바이어싱 수단은 상기 위상 결정부가 상기 제1당접 위치부터 상기 제2당접 위치에 이동하도록 상기 피마운트부를 바이어싱하는, 장착 구조.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고경도 부재는 제2단부 이외에 제1단부에도 설치되어 있는, 장착 구조.
  6. 로봇 측 고정 부재에 설치된 마운트부에 장착 가능한 피마운트부를 구비하고,
    상기 피마운트부는 상기 마운트부의 위상 결정부가 삽입되는 위상 결정 홈을 갖고,
    상기 위상 결정 홈은 고경도 부재를 갖고,
    상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈에 삽입된 상태에서 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 제1돌기부와 제2돌기부가 계합하고,
    상기 고경도 부재의 경도는 상기 위상 결정 홈 중 상기 고경도 부재의 주변부의 경도보다 높은, 로봇용 엔드 이펙터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 위상 결정 홈은 원호 형상으로 연장되어 있고, 또한 상기 위상 결정 홈은 제1단부 및 제2단부를 갖고,
    상기 고경도 부재는 상기 제2단부에 설치되며,
    상기 마운트부가 상기 피마운트부에 압박 접촉되면, 상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부 측에 삽입된 상태로 되고,
    상기 위상 결정부가 상기 위상 결정 홈의 제1단부 측으로부터 제2단부 측에 이동하도록 상기 마운트부에 대해 상기 피마운트부를 회전시키면, 상기 위상 결정부가 상기 고경도 부재에 당접하고, 또한 상기 제1돌기부와 상기 제2돌기부가 계합하는, 로봇용 엔드 이펙터.
KR1020207016024A 2018-01-16 2019-01-09 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조 및 로봇용 엔드 이펙터 KR102543370B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-005233 2018-01-16
JP2018005233 2018-01-16
PCT/JP2019/000380 WO2019142709A1 (ja) 2018-01-16 2019-01-09 ロボット用エンドエフェクタの取付構造及びロボット用エンドエフェクタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200105815A true KR20200105815A (ko) 2020-09-09
KR102543370B1 KR102543370B1 (ko) 2023-06-13

Family

ID=67301011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207016024A KR102543370B1 (ko) 2018-01-16 2019-01-09 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조 및 로봇용 엔드 이펙터

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7142650B2 (ko)
KR (1) KR102543370B1 (ko)
CN (1) CN111295269B (ko)
TW (1) TWI771556B (ko)
WO (1) WO2019142709A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10835964B2 (en) * 2016-10-05 2020-11-17 Kitagawa Iron Works Co., Ltd Gripper
US11850733B2 (en) 2020-06-11 2023-12-26 Ati Industrial Automation, Inc. Robotic tool changer coupling mechanism with increased torsional rigidity and reduced freeplay
CN111940820B (zh) * 2020-08-07 2021-08-24 国网江苏省电力有限公司常州供电分公司 便于更换锁定的通用通讯接口
US11691294B2 (en) * 2020-09-22 2023-07-04 Ati Industrial Automation, Inc. Robotic tool changer coupling mechanism with increased torsional stiffness
US20220297314A1 (en) * 2021-03-16 2022-09-22 Mark Eugene Ganninger Mechanical Robot Tool Changer
CN113334417B (zh) * 2021-06-16 2022-06-21 成都博恩思医学机器人有限公司 一种机械手快拆装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63306891A (ja) 1987-06-01 1988-12-14 株式会社日立製作所 歩行形マニピユレ−タ
JP2004322257A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Nitta Ind Corp 着脱機構
JP2017074638A (ja) 2015-10-14 2017-04-20 広島県 エンドエフェクタ

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4905938A (en) * 1988-07-01 1990-03-06 General Electric Company Special purpose robotic end effector
DE102006010164B4 (de) * 2006-03-06 2010-02-04 Festo Ag & Co. Kg Mehrfach-Kupplungseinrichtung
KR100857149B1 (ko) 2006-07-04 2008-09-05 한국원자력연구원 텔레스코픽 서보매니퓰레이터 탈부착장치
CN101749505A (zh) * 2008-12-18 2010-06-23 王甲南 自补偿直接式快接管道
JP5165632B2 (ja) * 2009-04-14 2013-03-21 株式会社ニフコ 固定具及び被取付部材の固定構造
US8992113B2 (en) * 2009-06-08 2015-03-31 Re2, Inc. Robust manual connector for robotic arm end effector
US8702341B2 (en) 2010-02-17 2014-04-22 Macdonald Dettwiler & Associates Inc. Scalable common interface plate system (SCIPS)
JP2014188616A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Seiko Epson Corp ロボットおよびロボットシステム
CN103406915B (zh) * 2013-07-18 2016-02-24 北京航空航天大学 一种空间机械臂末端操作器的卡盘型快速自主更换装置
CN109247987B (zh) * 2013-08-15 2021-07-23 直观外科手术操作公司 预加载外科手术器械接口
CN103441368A (zh) * 2013-09-10 2013-12-11 石家庄八五零电子有限公司 一种连接器的耐磨插座壳体
JP6496495B2 (ja) 2014-06-11 2019-04-03 ニッタ株式会社 自動工具交換装置
JP2016080721A (ja) * 2014-10-09 2016-05-16 オリンパス株式会社 取付用アダプタ
US10265068B2 (en) * 2015-12-30 2019-04-23 Ethicon Llc Surgical instruments with separable motors and motor control circuits
ITUB20160939A1 (it) 2016-02-23 2017-08-23 Gimatic S R L Dispositivo di connessione di utensili pneumatici ad un manipolatore
CN107225412A (zh) * 2016-03-23 2017-10-03 国人机器人（天津）有限公司 一种兼容末端效应器
JP6718168B2 (ja) * 2016-06-07 2020-07-08 株式会社横井製作所 差込み式の結合金具
CN106217398B (zh) * 2016-08-25 2019-01-08 杭州宇控机电工程有限公司 一种扭矩工具
JP3214044U (ja) * 2017-10-04 2017-12-14 興源機械工業有限公司 エンドエフェクターが容易に交換可能なマニピュレータ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63306891A (ja) 1987-06-01 1988-12-14 株式会社日立製作所 歩行形マニピユレ−タ
JP2004322257A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Nitta Ind Corp 着脱機構
JP2017074638A (ja) 2015-10-14 2017-04-20 広島県 エンドエフェクタ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019142709A1 (ja) 2019-07-25
TW201934284A (zh) 2019-09-01
JPWO2019142709A1 (ja) 2021-01-07
CN111295269A (zh) 2020-06-16
KR102543370B1 (ko) 2023-06-13
TWI771556B (zh) 2022-07-21
JP7142650B2 (ja) 2022-09-27
CN111295269B (zh) 2023-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200105815A (ko) 로봇용 엔드 이펙터의 장착 구조 및 로봇용 엔드 이펙터
US6431018B1 (en) Guide device for wiring member and/or piping member and robot with guide device
US8468908B2 (en) Industrial robot
KR20010049285A (ko) 클램프장치
US10427240B2 (en) Tip changer for spot welding machine
JP2016089566A (ja) チャッキング装置
CN113715000A (zh) 机器人用连结体以及机器人装置
JP2019104086A (ja) 切削装置
JPWO2015140939A1 (ja) ネジ締めシステムおよびネジ締め方法
US20190063490A1 (en) Ball joint and vehicle-door opening/closing apparatus
JP5592917B2 (ja) ワーク把持システム
WO2010058722A1 (ja) レンズユニット
US20230296164A1 (en) Linear motion device
JP7056414B2 (ja) 工具交換装置のグリップアームと工作機械
JP6550679B2 (ja) ねじ締付装置用緩衝器
WO2015140938A1 (ja) ネジ締め装置およびネジ締めシステム
JP6748991B2 (ja) パイプ曲げ型ユニット
JP2020055068A (ja) 電動グリッパ装置
US20230339201A1 (en) Assembly press toolholder
JP2016155199A (ja) 把持装置
WO2016199369A1 (ja) 溶接トーチ用回転交換装置
KR102391108B1 (ko) 다축 링크 장치
CN110587656A (zh) 具备多个连接接口的机器人臂
JP2013121653A (ja) 自在締結工具、及びこれを用いた締結装置
JP5592915B2 (ja) ワーク把持装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant