リング搬送用ハンドとそれを用いた搬送装置

【課題】リングのセンタリングをリングの把持と同時に高精度に行うことができるリング搬送用ハンドとそれを用いた搬送装置を提供する。
【解決手段】リング状の被搬送物の内側もしくは外側に挿入される１個の円筒形の固定爪と、同じくリング状の被搬送物の内側もしくは外側に挿入される２個の円筒形の可動爪と、２個の円筒形の可動爪を同時に駆動するエアシリンダとを備えたリング搬送用ハンドにおいて、これら３個の円筒形の爪が３角形状に配置され、２個の円筒形可動爪は、その中心を結ぶ線に直角で、円筒形固定爪の中心を通る線と平行に移動する構成とする。これら３個の円筒形の爪はリングの把持時にはリングを把持し、かつ、３点でリングと接触する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状の被搬送物（以下、単にリングという）を搬送する搬送用ハンドと、それを用いた搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リングを搬送する場合において、搬送後にリングの位置を高精度に決めるには、搬送のいずれかの時点においてリングの位置決めを行う必要がある。そして、搬送前に位置決め装置にてリングの位置決めを行った場合は、搬送装置はその動きを正確に再現することによって搬送後のリングの位置を高精度に決める。また、搬送後にリングの位置決めを行う場合は、大まかにリングを搬送した後に位置決め装置がリングの位置決めを行う。
例えば、従来のリング搬送用ハンドとしては、図１３に示したものが用いられている。
図１３において、リングＡは固定爪３８と可動爪３９の２個の把持爪で把持される。各爪のリングとの接触部はリングの内径と同じ曲率半径をもっている。可動爪３９は可動ブロック３３に取り付けられ、ジョイント３６を介してエアシリンダ３７の伸縮動作により図中左右方向に移動する。
また、センタリング機構付搬送用ハンドとして、図１４及び図１５に示したものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
これは、Ｘ軸方向に開閉する一対のクランプ爪１０，１０とＹ軸方向に開閉する一対のクランプ爪１１，１１とを、２駆動エアチャック１２により個別に開閉駆動するとともに、Ｘ軸方向に開閉するクランプ爪１０にボールベアリング１０ｂを用いたものである。なお、図１４において、１０ａはボルト、１２は２駆動エアチャック、１３は支持奸、１４はボディー、１５ａと１５ｂはエアシリンダである。
【特許文献１】実開平５−１６１８１（図1、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のリング搬送用ハンドは、リングの大きさに合わせた把持爪が必要であるとともに、リングを２個の爪で把持するためリングのセンタリング能力が十分ではなく、搬送後にリングの位置を高精度に決めるには、搬送の前後いずれかにおいてリングの位置決めを行う必要があった。さらに、リングのサイズが変わると、爪のリングとの接触部の形状（曲率半径）をリングに合わせて変える必要があった。
また、特許文献１に係るセンタリング機構付搬送用ハンド（図１４及び図１５）においては四角形状を対象としていることから構造が複雑で、大きくなるという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、リングのセンタリングをリングの把持と同時に高精度に行うことができるリング搬送用ハンドとそれを用いた搬送装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、リング状の被搬送物の内側もしくは外側に挿入される１個の円筒形の固定爪と、同じくリング状の被搬送物の内側もしくは外側に挿入される２個の円筒形の可動爪と、２個の円筒形の可動爪を同時に駆動するエアシリンダとを備えたリング搬送用ハンドにおいて、これら３個の円筒形の爪が３角形状に配置され、２個の円筒形可動爪は、その中心を結ぶ線に直角で、円筒形固定爪の中心を通る線と平行に移動することを特徴とするものである。これら３個の円筒形の爪はリングの把持時にはリング内径または外径を把持し、かつ、３点でリングと接触する。
請求項２に記載の発明は、前記２個の円筒形の可動爪が、軸受等の回転する爪であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、搬送装置が、請求項１または２記載のリング搬送用ハンドを可動部の先端部に備えていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、前記可動部がマニピュレータの手首部材で構成され、搬送装置がマニピュレータで構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、リングと把持爪が３点で接触することで、コンパクトな構成でリングを把持することができるとともに、同時にリングのセンタリングを行うことができる。
請求項２に記載の発明によると、爪部を軸受等の回転体とすることで、リングと爪との間の摩擦を小さくすることができ、より高精度なセンタリングが可能となる。
また、請求項３，４に記載の発明によると、コンパクトな構成でリングを把持することができるとともに、同時にリングのセンタリングを行うことができ、かつリングと爪との間の摩擦を小さくすることができ、さらに、より高精度なセンタリングが可能となるリング搬送用ハンドを、例えば、可動部であるマニピュレータの手首部材に取り付けて搬送装置を構成することができるので、精度がよく、かつ自由度が高い搬送が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明のリング搬送用ハンドとそれを用いた搬送装置の側面図である。図２は図１におけるマニピュレータを上方から見た平面図である。
図１において、本発明のリング搬送用ハンド３０は、それを用いた搬送装置であるマニピュレータ本体２０の手首部材２７に取り付けられている。マニピュレータ２０は、マニピュレータ本体２１と、リング搬送用ハンド３０とから成る。
図１，２において、２２は架台、２３はベース、２４は旋回台、２５は下腕、２６は上腕、３１はハンドベース、３２はリニアレール、３３は可動ブロック、３４は固定爪、３５は可動爪、３６はジョイント、３７はエアシリンダである。
本発明が従来のリング搬送用ハンドと異なる部分は、把持爪が、円筒形の固定爪３４が1個、同じく円筒形の可動爪３５が２個の合計３個となり、これらが３角形状に配置され、２個の可動爪３５は、その中心を結ぶ線に直角で固定爪３４の中心を通る線と平行に移動することであり、マニピュレータ２１と連動してリングを搬送することである。
図２は、リング供給ステーション１上に大まかに位置決めされたリングＡをマニピュレータ２０により把持して９０°位置がずれるリング挿入ステーション２に高精度に位置決め搬送するようにした前記搬送装置のレイアウトを示している。
マニピュレータ本体２１は従来から周知のものであって、架台２２に支持されたベース２３上に旋回台２４を取り付け、その旋回台２４に下腕２５の下端部を連結し、その下腕２５の上端部に上腕２６の後端部を連結し、上記上腕２６の先端部に手首部材２７を設けた構成とされている。
ここで、旋回台２４はＳ軸を中心とする自由度をもち、図示省略したモータによって旋回動作される。
また下腕２５はＬ軸を中心とする自由度をもち、図示省略したモータによって揺動される。
さらに、上腕２６は、Ｕ軸を中心とする自由度をもち、図示省略したモータによってＵ軸を中心に上下方向に揺動される。
また、手首部材２７は、Ｂ軸及びＴ軸を中心とする自由度をもち、上腕２６の内部に組込まれた２台のモータのそれぞれによって、Ｂ軸を中心に揺動され、かつＴ軸を中心に回転動作される。
上記マニピュレータ２０は予め登録されたデータに従って動作され、手首部材２７の位置、角度、姿勢が制御される。
図３及び図４は、リング搬送用ハンド３０の詳細を示すもので、図３は側面図、図４は底面図である。
図３，４に示すように、手首部材２７に連結されたハンドベース３１には固定爪３４と、リニアレール３２と、エアシリンダ３７が取り付けられ、さらにリニアレールの可動ブロック３３には可動爪３５が２個取り付けられる。そして可動ブロック３３及び可動爪３５はジョイント３６を介してエアシリンダ３７と繋がっており、エアシリンダ３７の動作により、可動爪３５は図中左右方向に移動する。
実施例で示すリング搬送用ハンドとそれを用いた搬送装置は上記の構造から成り、図５及至図１０は、上記マニピュレータ２０がリングを把持する際の動きと、リングの把持と同時にリングのセンタリングを行う様子を示すものである。以下、マニピュレータ２０がリングを把持する際の動きを説明する。
図５は、リング供給ステーション１上にラフガイド３により大まかに位置決めされたリングＡの上方にリング搬送用ハンド３０が待機している図である。ここで可動爪３５はエアシリンダ３７の動作により固定爪３４側に寄っている。
図６は、マニピュレータ２０が下方に移動することにより、リングＡの内側にリング搬送用ハンド３０の固定爪３４と可動爪３５が入り込んだ図である。
図７は、エアシリング３７の動作により固定爪３４と可動爪３５の距離が広がり、リングＡを把持した図である。
図８は、マニピュレータ２０が上方に移動することにより、把持したリングＡを上方に搬送した図である。
次に、上記動作をリングＡのセンタリングの観点から説明する。
リングＡはラフガイド３により、その位置を大まかに規制されている。
リングＡとリング搬送用ハンド３０との位置関係は、例えば図９に示すようなものである。
リング搬送用ハンド３０はマニピュレータ本体２１によってその位置関係を制御されているが、リングＡは大まかに位置決めされているだけなので、リングとハンドの中心は一致していない。
ここで、エアシリング３７の動作により固定爪３４と可動爪３５の距離が広がると、リングＡは安定した位置（固定爪３４と２個の可動爪３５が全てリングＡと接触した位置）に移動する。これにより、リングＡのセンタリングが完了する。
なお、爪を円筒形としたことで、様々なサイズのリングに対応することができる。
また、このセンタリングの機能は、固定爪３４と２個の可動爪３５との位置関係が正三角形となる位置が最も高い。リングが大きい、あるいはラフガイドとの関係で可動爪３５同士の距離が大きく取れない等の理由により正三角形の位置関係を確保できない場合には、リングＡと爪との間の摩擦等によりセンタリングの機能が落ちる。このような場合、可動爪を軸受等の回転体で構成することにより摩擦を低減することができ、センタリング機能を高く維持することができる。
さらに、固定爪３４を半円形状とすることも可能である（図１１）。
このように、リング搬送用ハンドはそのリング把持爪が円筒形をしており、リングの内径と把持爪が３点で接触することにより、リングの把持と同時にリングのセンタリングを行うことができる。また、爪部を軸受等の回転体としリングと爪との間の摩擦を小さくすることにより、より高精度なセンタリングを可能とすることができる。
【実施例２】
【０００８】
なお、図１２に示すように、把持する方向を逆にすることによって、リングＡの外側を把持したり、円筒形の物品を搬送するという用途にも適用することができる。なお、図１２において、図９と同一符号は、同一もしくは相当する部材を示している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における本発明のリング搬送用ハンドとそれを用いた搬送装置の側面図である。
【図２】図１におけるマニピュレータを上方から見た平面図である。
【図３】図１におけるリング搬送用ハンドの詳細を示す側面図である。
【図４】図１におけるリング搬送用ハンドの詳細を示す底面図である。
【図５】搬送時におけるリング搬送用ハンドの作動状態を示す側面図である。
【図６】搬送時におけるリング搬送用ハンドの作動状態を示す側面図である。
【図７】搬送時におけるリング搬送用ハンドの作動状態を示す側面図である。
【図８】搬送時におけるリング搬送用ハンドの作動状態を示す側面図である。
【図９】搬送時におけるリング搬送用ハンドの作動状態を示す底面図である。
【図１０】搬送時におけるリング搬送用ハンドの作動状態を示す底面図である。
【図１１】搬送時におけるリング搬送用ハンドの作動状態を示す底面図である。
【図１２】実施例２におけるリング搬送用ハンドの詳細を示す底面図である。
【図１３】従来技術におけるリング搬送用ハンドを示す底面図である。
【図１４】従来技術におけるリング搬送用ハンドを示す側面図である。
【図１５】従来技術におけるリング搬送用ハンドを示す底面図である。
【符号の説明】
【００１０】
Ａリング
Ｂ位置決めされたリング
１リング供給ステーション
２リング挿入ステーション
３リングラフガイド
２０マニピュレータ
２１マニピュレータ本体
２２架台
２３ベース
２４旋回台
２５下腕
２６上腕
２７手首部材
３０リング搬送用ハンド
３１ハンドベース
３２リニアレール
３３可動ブロック
３４固定爪
３５可動爪
３６ジョイント
３７エアシリンダ
３８従来の固定爪
３９従来の可動爪

【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の被搬送物の内側もしくは外側に挿入される１個の円筒形の固定爪と、同じくリング状の被搬送物の内側もしくは外側に挿入される２個の円筒形の可動爪と、２個の円筒形の可動爪を同時に駆動するエアシリンダとを備えたリング搬送用ハンドにおいて、
これら３個の円筒形の爪が３角形状に配置され、
２個の円筒形可動爪は、その中心を結ぶ線に直角で、円筒形固定爪の中心を通る線と平行に移動することを特徴とするリング搬送用ハンド。
【請求項２】
前記２個の円筒形の可動爪は、軸受等の回転する爪であることを特徴とする請求項１記載のリング搬送用ハンド。
【請求項３】
請求項１または２記載のリング搬送用ハンドを可動部の先端部に備えたことを特徴とする搬送装置。
【請求項４】
前記可動部が、マニピュレータの手首部材で構成されたことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。

【図１】