JP2008200791A - Chucking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の部品などのワークのチャック装置に関する。 The present invention relates to a chuck device for a workpiece such as an automobile part.
従来からワークのチャック装置をロボットアームの先端部に設けたロボットが知られている。またワークの形状は一定ではなく、機種ごとに形状が異なってくる。このようなワークに対応したチャック装置として特許文献1,2に開示されるものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a robot in which a workpiece chuck device is provided at the tip of a robot arm. In addition, the shape of the workpiece is not constant, and the shape varies depending on the model. As a chuck device corresponding to such a workpiece, those disclosed in
特許文献1には、アームと保持部からロボットハンドを構成し、前記アームの端部に回転自在に軸支持された板に、中心部から径方向に延在するカム溝を形成し、このカム溝にカムローラを係合せしめることで案内部材に径方向の運動を可動とし、カム溝に係合しているカムローラと前記案内部材により複数のワーク保持部を同時に同心円を保ちつつ、移動することで、治具交換作業をなくし、品種切り替え時間を大幅に短縮することが提案されている。
In
特許文献2には、ロボットハンドフレームのガイドレールに沿って、一対のワーク把持具を移動可能に設け、各ワーク把持具相互を連結部で連結するとともに、この連結部は、ワーク把持具相互の間隔を変更可能とした構成が開示されている。
In
上記特許文献1,2に開示された機構では、いずれもチャック部の可変機構がロボットと一体となっているため機構が複雑となり、しかも可変機構を把持部に持たせているため、チャック部が重くなり、重量物の搬送には適さない。また、従来のチャック装置ではワークの形状が大きく変化するとそれに対応できず、新たなチャック装置を製作しなければならない。
In the mechanisms disclosed in
上記課題を解決するため本発明に係るチャック装置は、ロボットアームの先端にロボットアームと一体的に回転可能に取り付けられる支持板と、この支持板に固着されるフレームに着脱自在とされたチャック機構と、前記フレームに対して前記チャック機構を脱着せしめるチャック脱着装置を備え、前記フレームには前記チャック機構の位置決定子がスプリングの弾発力で係合する位置決め用凹部が形成され、また前記チャック機構には前記支持板との間でワークを保持するクランプ爪とこのクランプ爪を開閉動作せしめる駆動装置が設けられている。 In order to solve the above problems, a chuck device according to the present invention includes a support plate attached to the tip of a robot arm so as to be rotatable integrally with the robot arm, and a chuck mechanism detachably attached to a frame fixed to the support plate. And a chuck detaching device for detaching the chuck mechanism with respect to the frame, wherein the frame is formed with a positioning recess for engaging with a position determining element of the chuck mechanism by a spring force of the spring, and the chuck The mechanism is provided with a clamp claw for holding a workpiece with the support plate and a drive device for opening and closing the clamp claw.
前記クランプ爪との間でワークを保持する支持板については、ロボットアームの先端にガイドロッドと弾発部材を介して取り付ける構造が考えられる。 Regarding the support plate that holds the workpiece between the clamp claws, a structure in which the support plate is attached to the tip of the robot arm via a guide rod and a resilient member is conceivable.
また、前記フレームには複数の位置決め用凹部を形成することで、任意の凹部に前記チャック機構を係合保持される構成とすることが可能である。 Further, by forming a plurality of positioning recesses in the frame, the chuck mechanism can be engaged and held in an arbitrary recess.
本発明によれば、ロボットからチャック機構を切り離し可能としているため、ワークの形状が大きく変化しても、それに追従することができる。
また、チャック機構を切り離すチャック脱着装置がチャック機構を保持するロボットとは別体として設けられているので、ロボット自体の構造が簡素化できる。
更に、チャック機構自体にクランプ爪を開閉動作せしめる駆動装置を設け、且つチャック機構をロボット側のフレームに着脱自在としているので、チャック機構が独立して機能し、フレームの異なる箇所にチャック機構を着け替えても、そのままチャック機構として作用する。
According to the present invention, since the chuck mechanism can be separated from the robot, even if the shape of the workpiece changes greatly, it can follow it.
Further, since the chuck detaching device for separating the chuck mechanism is provided as a separate body from the robot holding the chuck mechanism, the structure of the robot itself can be simplified.
Furthermore, since the chuck mechanism itself is provided with a drive device that opens and closes the clamp pawl and the chuck mechanism is detachable from the frame on the robot side, the chuck mechanism functions independently, and the chuck mechanism is attached to different parts of the frame. Even if it is changed, it acts as a chuck mechanism.
以下に本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明に係るチャック装置のワークを保持している状態の正面図、図2は同チャック装置を下から見た図、図3は同チャック装置の支持板と固定基板との関係を示す上から見た図、図4は同チャック装置のチャック機構の全体図である。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view of a chuck device according to the present invention in a state of holding a workpiece, FIG. 2 is a view of the chuck device viewed from below, and FIG. 3 is a diagram showing the relationship between a support plate and a fixed substrate of the chuck device. FIG. 4 is an overall view of the chuck mechanism of the chuck device.
図中1はロボットアームであり、このロボットアーム1の先端には固定基板2が取り付けられ、この固定基板2の前面には受け部3を3箇所設け、この受け部3にガイドロッド4の基端を挿入し、ガイドロッド4の先端に支持板5を固定している。
In the figure,
前記受け部3に挿通されるガイドロッド4の基端にはストッパ6が固着され、また受け部3とガイドロッド4との間にはスプリング7が設けられている。支持板5がワークWに当接すると、図6に示すようにスプリング7を縮めるようにガイドロッド4が支持板5とともに後退する。
A
前記支持板5の周囲にはフレーム8,9,10が固着されている。これらフレーム8,9,10は枠状をなしている。枠状をなすフレーム8の外側部には後述するチャック機構の位置決定子が係合する雌テーパ状の位置決め用凹部11a,11b,11cが形成され、フレーム8の内側部にはチャック機構の位置決めピンが係合する雌テーパ状の凹部12a,12b,12cが形成されている。これら凹部のうち、凹部11aと12aが対をなし、凹部11bと12bが対をなし、凹部11cと12cが対をなす。
同様に、フレーム9の外側部にはチャック機構の位置決定子が係合する雌テーパ状の位置決め用凹部13a,13b,13cが形成され、フレーム9の内側部にはチャック機構の位置決めピンが係合する雌テーパ状の凹部14a,14b,14cが形成され、フレーム10の外側部にはチャック機構の位置決定子が係合する雌テーパ状の位置決め用凹部15a,15b,15cが形成され、フレーム10の内側部にはチャック機構の位置決めピンが係合する雌テーパ状の凹部16a,16b,16cが形成されている。
Similarly, female taper-
前記フレーム8,9,10には夫々チャック機構18,19,20が着脱自在とされている。各チャック機構は同一の構造であるので、チャック機構18について説明する。
Chuck
チャック機構18はプレート21の一面側の一端に軸受け22を設け、この軸受け22にロッド23を挿通し、ロッド23の先端にテーパー状の位置決定子24を設け、ロッド23の基端にはフランジ25を設け、更に軸受け22と位置決定子24との間にスプリング26を配置している。また、プレート21の一面側の他端の前記ロッド23の軸線と一致する箇所に位置決めピン27を設けている。
The
一方、前記プレート21の他面側にはブラケット28を取り付け、このブラケット28にクランプ爪29の一端を揺動自在に枢着し、またブラケット28には駆動源としてのシリンダユニット30を取り付け、このシリンダユニット30のロッド31を前記クランプ爪29の一端近傍に連結している。而して、シリンダユニット30を駆動することでクランプ爪29は開閉動作を行う。
On the other hand, a
また、前記スプリング26に抗してロッド23(位置決定子24)を後退させるチャック脱着装置41が前記ロボットとは独立して設けられている(図7参照)。このチャック脱着装置41は床面などに固定される柱部材42の上端にプレート43を設け、このプレート43上に前記ロッド23(位置決定子24)を後退させる駆動源としてのシリンダユニット44を設けている。このシリンダユニット44のロッド先端には前記ロッド23基端のフランジ25に係止してロッド23を後退せしめるフック部材45を取り付けている。
Further, a chuck detaching
また、柱部材42の上端部にはブラケット36が取り付けられ、このブラケット36の側部に駆動源としてのシリンダユニット37が揺動自在に支持され、一方ブラケット36の上端にはクランプアーム48の中間部が揺動自在に支持され、このクランプアーム48の基端部が前記シリンダユニット37のロッド先端に連結している。このシリンダユニット37が伸長動するとクランプアーム48が図8において反時計方向に回動し、プレート43上に設けた受けブロック49との間でチャック機構18のプレート21を保持する。
A
以上においてワークWをクランプするには、図5に示すように、ロボットアーム1を移動して、ワークWの平面部に支持板5を押し当てる。すると、前記した図6に示すように、スプリング7を圧縮するように支持板5が固定基板2側に近づくように移動して、ワークWに当たった際の衝撃を吸収する。
In order to clamp the workpiece W as described above, as shown in FIG. 5, the
この後、チャック機構18,19,20のシリンダユニット(駆動源)30を駆動してロッド31を突出せしめる。すると、クランプ爪29が閉動作を行い、クランプ爪29先端にてワークW周縁のフランジ部を係止し、クランプ爪29と支持板5との間でワークWを保持する。
Thereafter, the cylinder unit (drive source) 30 of the
この後、ロボットアーム1を上昇すると、ガイドロッド4はスプリング7の弾発力で図において下方に押出され、図1の状態になるので、ロボットアーム1を旋回せしめて所定の箇所にワークWを搬送し、更にシリンダユニット30を前記とは逆に動作せしめてクランプ状態を解除する。
Thereafter, when the
次に、機種変更などによってワークWの把持位置が変更になった際に、チャック機構18,19,20の位置を切り替える方法について説明する。
図7に示すように、チャック機構をアンクランプの状態として、チャック脱着装置41のシリンダユニット47を駆動し、クランプアーム48と受けブロック49との間でチャック機構のプレート21をロックする。
Next, a method for switching the positions of the
As shown in FIG. 7, with the chuck mechanism in an unclamped state, the cylinder unit 47 of the
そして、プレート21をロックした状態でチャック脱着装置41のシリンダユニット44を駆動し、フック部材45をチャック機構18のフランジ25に係止せしめロッド23をスプリング26に抗して後退せしめる。この後退によって位置固定子24はフレーム8に形成した位置決め用凹部11aから外れる。尚、この時点では、位置決めピン27は凹部12aに係止したままである。
Then, with the
次いで、図7に示した状態から、チャック機構18を内側に移動せしめる。実際にはチャック機構18はチャック脱着装置41に保持されているので、ロボットアーム1を移動する。
上記の動きによって、位置決めピン27が凹部12aから外れる。この状態では位置固定子24も位置決め用凹部11aから外れているので、チャック機構18はフレーム8から完全にフリーの状態になりチャック脱着装置41に保持されていることになる。
Next, the
Due to the above movement, the
この状態でロボットアーム1を軸廻りに回転せしめる。すると、ロボットアーム1を中心として支持板5及びこれに取り付けられているフレーム8,9,10も回転する。そしてフレーム8の位置決め用凹部11bがチャック機構18の位置決定子24の位置に一致し、またフレーム8の凹部12bがチャック機構18の位置きめピン27の位置に一致した時点でロボットアーム1の回転を停止し、チャック脱着装置41のシリンダユニット44をロッドを突出させる。
In this state, the
すると、スプリング26の弾発力でチャック機構18の位置決定子24がフレーム8の位置決め用凹部11bに嵌り込み、チャック機構18の位置きめピン27がフレーム8の凹部12bに嵌り込み、チャック機構18がフレーム8の前記とは異なる位置に固定される。
Then, the
以上と同様の操作を残りのチャック機構19,20に対しても行い、チャック機構19については、フレーム9の位置決め用凹部13bと14bに係合保持せしめ、チャック機構19については、フレーム9の位置決め用凹部13bと14bに係合保持せしめる。
The same operation as described above is performed on the remaining
実施例ではフレーム及びチャック機構については3個のものを示したが、その数は任意である。また、支持板とフレームとを別体としたが、支持板の一部をチャック機構を取り付けるフレームとしてもよい。 In the embodiment, three frames and chuck mechanisms are shown, but the number is arbitrary. Further, although the support plate and the frame are separated, a part of the support plate may be a frame to which the chuck mechanism is attached.
1…ロボットアーム、2…固定基板、3…受け部、4…ガイドロッド、5…支持板、6…ストッパ、7…スプリング、8,9,10…フレーム、11a,11b,11c,13a,13b,13c,15a,15b,15c…位置決め用凹部、12a,12b,12c,14a,14b,14c,16a,16b,16c…凹部、18,19,20…チャック機構、21…プレート、22…軸受け、23…ロッド、24…位置決定子、25…フランジ、26…スプリング、27…位置決めピン、28…ブラケット、29…クランプ爪、30…シリンダユニット、31…シリンダユニットのロッド、41…チャック脱着装置、42…柱部材、43…プレート、44…シリンダユニット、45…フック部材、46…ブラケット、47…シリンダユニット、48…クランプアーム、49…受けブロック。
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