元朗村屋 - An Overview

特許文献1に開示された蓋把持装置では、楔クランプ部とクランプ部が協働するコレットチャックを用いて把持部を構成し、コレットチャックを軸方向に能動的に作動させるソレノイドを設けるとともに、楔クランプ部をクランプ部内に引き込む戻りスプリングを設置している。また、特許文献2に開示されたワークのチャッキング装置では、ER型コレットにより把持部を構成し、このコレットを半径方向に駆動するためのエアシリンダ構造を有する駆動機構を設けるとともに、逆の戻し側に軸方向と半径方向に復元させるための圧縮コイルばねと線ばねを設けている。

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図8には、第7実施形態のハンドリングユニット70の正面図(a)及び縦断面図(b)を示す。この第7実施形態では、第1実施形態と同様のコレット71、ハウジング72及び作動体73を備え、第1実施形態と同様のコネクタ78を介して流体供給口72pから流体がシリンダ構造72s内に供給可能になっている。このため、第1~第6実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、上記流体の流体圧が低減され若しくは消失された状態で、コレット71の複数のフィンガー部71cがその弾性変形部71bの弾性復元力により拡径して把持対象物Pを内側から把持して把持状態となり、上記流体圧が増大され若しくは印加された状態で、駆動部73cにより被動部71tに駆動力が与えられることにより、コレット71の複数のフィンガー部71cが弾性変形部71bの内側への弾性変形により把持対象物から退避して非把持状態となる点で第1実施形態と異なる。すなわち、コレット71の把持対象物Pへの把持態様は第6実施形態と同様に内径把持であるが、基本的な構造は第1~第5実施形態と同様に構成される。ただし、作動体73の動作によってコレット71が把持状態から非把持状態へ移行し、作動体73の退避によってコレット71が非把持状態から把持状態に戻る点で、第1~第5実施形態とは逆になる。このコレット71では、スプリングバック量が負の値に設計されており、駆動力を受けない状態で弾性変形部71bの弾性復元力に基づく把持力が発生し、駆動力を受けることによる弾性変形に基づいて把持力が低下し若しくは消失する。

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さらに、本実施形態では、コレット11がハウジング12内の軸線方向の既定の範囲で移動可能に構成されるため、ハンドリングユニット10が把持対象物へ向けてアクセスする際において、ハンドリングユニット10の位置制御不良、把持対象物の配置不良・形状不良などによってフィンガー部11cが外部との間で異常な干渉を生じた場合でも、軸線10xに沿った軸線方向基端側への後退によってコレット11の損傷を回避することができる。また、その回避動作によっても、上記基準部11aと支持面部13bの摺接構造によってコレット11の軸線10xに対する同軸状の位置及び姿勢は保持されるため、その後の作動精度が低下する虞はない。

図9は、上記第1~第7実施形態のハンドリングユニット10を各種のロボット構造に接続することによって構成されるハンドリング装置100の全体構成を模式的に示すブロック図である。なお、ロボット構造は特に限定されず、直動ロボットでもスカラー型ロボットでも構わない。また、図示例ではハンドリングユニット10を示すが、その代わりに、上述の他の実施形態に係るハンドリングユニット20~70を同様に用いることができる。ハンドリングユニット10は、制御装置101に接続されるとともに、上述のコネクタ18を介して流体供給源102に接続される。流体供給源102は、流体供給路103に沿って設置された圧力調整器P1及び開閉弁V1を経て、流体を供給する。流体供給源102の例としては、コンプレッサやガスボンベなどの圧縮エア供給源が挙げられる。

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作動体13の外面上には、軸線方向先端側から軸線方向基端側に向かうときに外形寸法(図示例では外径)が増大する段差構造である外側段部13e(第2の段部)が形成される。この外側段部13eは、上記シリンダ摺接部13s(基端側外面部分)と、上記支持部12kに対して軸線方向10xに移動可能に摺接する被支持部13k(先端側外面部分)の間に形成される。ここで、内側段部12eは外側段部13eに対して軸線方向先端側に形成される。また、上記内側段部12eと上記外側段部13eとの間には、図示例ではコイルばねである作動ばね14(作動体付勢手段)が配置(格納)される。この作動ばね14は、上記流体供給口12pから供給される流体の流体圧が低減若しくは消失したときに、弾性復元力により、作動体13を軸線方向基端側に戻す。これによって、駆動部13cから被動部11tに与えられていた駆動力が低減若しくは消失されるので、コレット11の弾性変形部11bの弾性変形が低減若しくは消失されることにより、複数のフィンガー部11cが把持対象物の把持状態から把持前の非把持状態に対応する半径方向の位置に復帰する。ここで、通気経路13tは、内側段部12eと外側段部13eの間の空間を外部に連通させる。ただし、通気経路13tを形成せずに、当該空間内に圧縮性流体(空気やガスなど)を充填し、これの圧力によって弾性復元力を発揮する上記の作動体付勢手段を構成してもよい。

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以上説明したハンドリングユニット10においては、図1に示す非把持状態において、ハウジング12の基端部12bに装着された図示のコネクタ18などを介して流体供給口12pから供給されるエアなどの流体の流体圧が受圧部13dに加わることにより、作動ばね14の付勢力に抗して作動体13が軸線方向先端側へ移動する。これによって、駆動部13cが被動部11tに駆動力を与えるため、コレット11の複数の弾性変形部11bが弾性変形し、複数のフィンガー部11cが内周側へ移動する。これにより、図示しない把持対象物が複数のフィンガー部11cの内側に配置されていれば、複数のフィンガー部11cによって把持対象物が把持される把持状態となる。

コレット11は、軸線方向の一部を構成する基準部11aを有する。基準部11aは、図示例では、後述する作動体13の内面に対して軸線10xに沿って摺動可能に支持されることにより、軸線10xに対する同軸状の位置及び姿勢が保持された状態となっている。図示例では、基準部11aは、軸線10xに沿って同径に形成された円筒面状の外周面を備える一体の筒形状に構成される。この基準部11aの軸線10xの方向の先端側(図示左側、以下、単に「軸線方向先端側」という。)には、複数の弾性変形部11bが接続される。弾性変形部11bは、上記基準部11aよりも弾性変形が容易な形状寸法となるように構成される。図示例では、弾性変形部11bは、基準部11aより薄肉であり、かつ、軸線10xの周りの周方向にスリット11sにより分断された構造とされることで、個々に容易に弾性変形するようになっている。図示例では、軸線10xの周りに3つの弾性変形部11bが、軸線10xの周りに3回対称性を備える態様で、等角度間隔に形成される。コレット11の軸線10xに沿った内部は軸線方向に貫通した軸孔11xとなっている。

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