CN109843517A - 把持工具、把持系统、以及把持部的制造方法 - Google Patents

Abstract

实施方式所涉及的把持工具具备在内部设置有粉粒体的把持部。上述把持部具有挠性。上述把持工具通过在使上述把持部与工件接触的状态下对上述把持部的内部进行减压来把持上述工件。上述把持部具有：与上述工件接触的第一部分；与上述第一部分对置的第二部分；以及设置在上述第一部分与上述第二部分之间、且具有多个空孔的纤维膜。上述多个空孔的至少一部分的直径比上述粉粒体的直径小。上述粉粒体设置在上述纤维膜与上述第二部分之间。

Description

把持工具、把持系统、以及把持部的制造方法

技术领域

本发明的实施方式涉及把持工具、把持系统、以及把持部的制造方法。

背景技术

存在具备在内部设置有粉粒体的把持部的把持工具。在该把持工具中，若把持部断裂，内部的粉粒体朝周边飞散，则需要进行把持工具的修复以及把持工具的周围的清扫。结果，作业效率大幅降低。

因此，期望开发出一种能够抑制把持部断裂时的粉粒体的飞散的把持工具。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012－176476号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明所要解决的课题在于提供一种能够抑制把持部断裂时的粉粒体的飞散的把持工具、把持系统、以及把持部的制造方法。

用于解决课题的手段

实施方式所涉及的把持工具具备在内部设置有粉粒体的把持部。上述把持部具有挠性。上述把持工具通过在使上述把持部与工件接触的状态下对上述把持部的内部进行减压来把持上述工件。上述把持部具有：第一部分，与上述工件接触；第二部分，与上述第一部分对置；以及纤维膜，设置在上述第一部分与上述第二部分之间、且具有多个空孔。上述多个空孔的至少一部分的直径比上述粉粒体的直径小。上述粉粒体设置在上述纤维膜与上述第二部分之间。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的把持工具的立体剖视图。

图2是示出实施方式所涉及的把持工具的把持部的立体剖视图。

图3是示出实施方式所涉及的把持工具的把持方法的剖视图。

图4是示出实施方式所涉及的把持工具的把持机理的剖视图。

图5是示出实施方式所涉及的把持工具的把持部的制造工序的一部分的工序剖视图。

图6是示出实施方式的第一变形例所涉及的把持工具的立体剖视图。

图7是示出实施方式的第二变形例所涉及的把持工具的立体剖视图。

图8是示出实施方式的第三变形例所涉及的把持工具的立体剖视图。

图9是示出实施方式所涉及的把持系统的简图。

图10是示出实施方式所涉及的把持系统的检测装置的检测结果的一例的图表。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

另外，附图只是示意性的或者概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、各部分间的大小的比率等未必与现实情况相同。并且，即便在表示相同部分的情况下，有时也根据附图使彼此的尺寸或比率不同而进行表示。

并且，在本申请说明书和各图中，关于与已经说明过的要素同样的要素标注相同的附图标记并适当省略详细说明。

图1是示出实施方式所涉及的把持工具1的立体剖视图。

实施方式所涉及的把持工具1具备具有挠性的把持部10。在把持部10的内部设置有粉粒体15。

更具体地说，把持部10包含第一部分11、第二部分12、纤维膜13。第一部分11与作为把持对象的工件接触。第二部分12与第一部分11对置。纤维膜13设置在第一部分11与第二部分12之间。粉粒体15设置在第二部分12与纤维膜13之间。第一部分11与第二部分12例如经由粘接剂接合。由此构成把持部10。第一部分11与第二部分12也可以通过热压接而接合。

纤维膜13是微小的多条树脂纤维交络成膜状而得的部件。各个树脂纤维的直径为50nm～10μm左右。纤维膜13具有多个空孔。空孔的直径比粉粒体15的直径小。因此，粉粒体15并不在第一部分11与纤维膜13之间移动，而是停留在第二部分12与纤维膜13之间。

多条树脂纤维例如沿不确定的方向延伸。或者，多条树脂纤维也可以沿确定的方向延伸。或者，也可以形成为，多条树脂纤维中的一部分沿一个方向延伸，多条树脂纤维中的另外一部分沿着其他方向延伸。

第一部分11的外周以及第二部分12的外周由保持部20保持。由此，第一部分11和第二部分12之间的第一空间SP1与外部的空间隔开。

纤维膜13沿着第一部分11的内表面设置。纤维膜13例如粘接在第一部分11的内表面。或者，也可以形成为，纤维膜13的一部分粘接在第一部分11的内表面，纤维膜13的另外一部分与第一部分11离开设置。

保持部20例如呈圆环状。利用保持部20仅保持把持部10的外周。由此，把持部10能够在保持部20的内侧沿连结第一部分11与第二部分12的线方向变形。

连结第一部分11与第二部分12的线方向例如为上下方向。连结第一部分11与第二部分12的线方向包含从第一部分11朝向第二部分12的第一方向(上方)、和从第二部分12朝向第一部分11的第二方向(下方)。以下，使用基于第一部分11与第二部分12之间的位置关系的上述的“上下方向”、“上方”、“下方”来进行各实施方式的说明。

作为一例，保持部20具有第一凸缘21以及第二凸缘22。第一凸缘21与第一部分11的外周下表面抵接。第二凸缘22与第二部分12的外周上表面抵接。通过将第一凸缘21与第二凸缘22利用螺钉等紧固件25紧固来保持把持部10。

图2是示出实施方式所涉及的把持工具1的把持部10的立体剖视图。

在图2中，将第一部分11以及纤维膜13与第二部分12分离示出。

如图2所示，第一部分11具有凹部11r以及凸部11p。凹部11r朝上方凹陷。凹部11r设置在把持部10的中心侧。凹部11r的上表面与第二部分12相接。凸部11p朝下方突出。凸部11p设置在凹部11r的周边。凹部11r与凸部11p相连续。

凹部11r与第二部分12相接。凸部11p与第二部分12在上下方向上离开。因而，在图1以及图2所例示的把持工具1中，第一空间SP1形成在凸部11p与第二部分12之间。纤维膜13粘接在凸部11p的内表面。

纤维膜13的形状、配置并不限定于图1以及图2所示的例子。例如，纤维膜13也可以仅设置在凸部11p的内表面的一部分。或者，纤维膜13的一部分也可以设置在凹部11r与第二部分12之间。纤维膜13的另外一部分也可以被夹在第一部分11的外周与第二部分12的外周之间。

在第一部分11的下方形成有由凹部11r以及凸部11p包围的第二空间SP2。具体地说，第二空间SP2的上方由凹部11r覆盖。第二空间SP2的侧方由凸部11p包围。第二空间SP2的下方敞开。后面即将叙述，作为把持对象的工件位于第二空间SP2的下方，由此，第二空间SP2被堵塞。

如图1以及图2所示，把持部10还具有第一端口31以及第二端口32。第一端口31与第一空间SP1连接。第二端口32贯通第一部分11的凹部11r以及第二部分12，并与第二空间SP2连接。在第一端口31连接有用于对第一空间SP1进行减压的第一配管41。在第二端口32连接有用于对第二空间SP2进行减压的第二配管42。

第一部分11以及第二部分12由树脂等具有挠性的材料构成。纤维膜13具有空孔。第一部分11以及第二部分12不具有空孔。因此，能够利用第一部分11以及第二部分12保持把持部10的气密性。

图3是示出实施方式所涉及的把持工具1的把持方法的剖视图。

在图3中，举例示出作为把持对象的工件W具有连接3个三角形而成的截面的情况。

首先，使把持部10的水平方向上的位置与工件W的水平方向上的位置对齐。若把持部10的位置与工件W的位置对齐，则如图3的(a)所示，把持部10朝工件W下降。

把持部10具有挠性。若把持部10与工件W接触，则如图3的(b)所示，第一部分11的凸部11p被朝外侧推开而包裹工件W。敞开的第二空间SP2由工件W堵塞。

接下来，把持部10的下降停止。如图3的(c)所示，通过第一端口31以及第一配管41对第一空间SP1进行减压。第一空间SP1例如被减压至0.1大气压左右。第一空间SP1的粉粒体15凝聚而固化。由此，以包裹工件W的方式与其紧贴的把持部10的形状固定，产生把持工件W的力。

第一部分11与纤维膜13也可以离开。在该情况下，通过纤维膜13的空孔，第一部分11与纤维膜13之间的空间被减压，第一部分11与纤维膜13紧贴。因而，与该情况同样，把持部10的形状也被固定，能够把持工件W。

接下来，如图3的(d)所示，通过第二端口32以及第二配管42对第二空间SP2进行减压。第二空间SP2例如被减压至0.1大气压左右。由此，工件W被朝第二空间SP2吸附，把持力进一步提高。

然后，把持工件W的把持工具1上升。把持工具1沿水平方向移动。在工件W被搬运至预定的位置后，第一空间SP1以及第二空间SP2与大气连通。由此，把持力消失，工件W被从把持工具1释放。通过以上的方法，作为把持对象的工件W被搬运至预定的位置。

图4是示出实施方式所涉及的把持工具1的把持机理的剖视图。

在图4中，把持工具1的把持部10的一部分被简化示出。

在实施方式所涉及的把持工具1中，如图4的(a)所示，把持部10的外周由保持部20保持。因而，如图4的(b)所示，在使把持部10与工件W接触时，把持部10能够相对于工件W朝上方变形。

在该状态下，通过第一端口31以及第二端口32进行吸气，由此，如图4的(c)所示，把持部10进一步相对于工件W朝上方变形。把持部10与工件W之间的接触面积增加。

如以上说明了的那样，把持部10由保持部20保持，以使得能够相对于工件W朝上方变形。根据该结构，能够提高利用把持部10把持工件W时的把持力。

图5是示出实施方式所涉及的把持工具1的把持部10的制造工序的一部分的工序剖视图。

此处，对沿着第一部分11的整面设置有纤维膜13的情况进行说明。

首先，准备沿着第一部分11的形状的1组模具M1以及M2。接下来，如图5的(a)所示，例如在雄型的模具M1(第一模具)的表面形成有纤维膜13。纤维膜13例如使用电纺丝法形成。接着，所形成的纤维膜13被从模具M1剥离。由此，形成沿着模具M1以及M2的形状的纤维膜13。

纤维膜13包含聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、尼龙、芳纶、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚偏氟乙烯、或者聚醚砜等高分子材料。

接下来，如图5的(b)所示，例如在雌型的模具M2(第二模具)配置包含成为第一部分11的原料的高分子材料的树脂材料RM。此时，树脂材料RM可以为液状也可以为胶体状。树脂材料RM包含硅酮树脂、橡胶材料、或者丙烯酸树脂等高分子材料。

接着，使模具M1以及M2嵌合并对其按压。由此，第一部分11的树脂材料RM扩展并填充在模具M1与M2之间。在该状态下，树脂材料RM固化，由此来制作第一部分11。

接下来，如图5的(c)所示，在所制作出的第一部分11粘贴预先制作的纤维膜13。此时，在第一部分11的配置过模具M1的一侧的面粘贴纤维膜13。接着，在上述第一部分11以及纤维膜13的内侧配置粉粒体15。使第一部分11与第二部分12重叠来制作把持部10。粉粒体15例如能够使用微珠、硅酮树脂珠、咖啡豆、或者玻璃珠等。然后，能够利用保持部20保持把持部10。制作出图1以及图2所示的把持工具1。

此处，在形成有纤维膜13后制作成第一部分11。上述形成工序的顺序是任意的。在图5的(a)所示的工序中，根据纤维膜13的形状，也可以仅在模具M1的表面的一部分形成有纤维膜13。

对基于本实施方式的效果进行说明。

如上所述，把持工具1使把持部10与工件W接触，使内部的粉粒体凝聚而搬运工件W。因此，从内部以及外部对把持部10施加有大的应力以及摩擦力。若因施加于把持部10的上述力而导致在把持部10产生龟裂、断裂，则设置在内部的粉粒体飞散。因而，若把持部10断裂，则不仅把持工具1的修复需要时间，而且把持工具1的周围的清扫也需要时间。结果，作业效率大幅降低。

在本实施方式中，在把持部10中，在第一部分11与第二部分12之间设置有纤维膜13。在把持部10设置有纤维膜13，在第二部分12与纤维膜13之间设置有粉粒体15。粉粒体15由纤维膜13支承。因此，即便在第一部分11断裂的情况下，也能够抑制粉粒体15的飞散。通过将把持部10修复，能够再次开始基于把持工具1的作业。

纤维膜13具有空孔。因此，在从第一端口31吸引空气时，第一部分11与纤维膜13之间的空气也被吸引。粉粒体15经由纤维膜13而与第一部分11接触。因而，即便在设置有纤维膜13的情况下，也能够抑制把持工具1的把持力的降低。

此外，纤维膜13的空孔的直径比粉粒体15的直径小。因此，设置在第二部分12与纤维膜13之间的粉粒体不会朝第一部分11与纤维膜13之间移动。由此，能够更可靠地防止在第一部分11破裂时粉粒体15朝外部飞散这一情况。

根据本实施方式，能够提供一种能够抑制把持部10的把持力的降低、且能够抑制把持部10断裂时的粉粒体15的飞散的把持工具。

根据本实施方式，即便在把持部10断裂时，也能够利用纤维膜13抑制粉粒体15的飞散。在本实施方式中，把持部10在把持工件W时能够相对于工件W朝上方变形。由此能够提高把持力。因而，通过应用本实施方式，在把持工具1中，能够抑制把持部10的断裂、且能够提高把持力。

本实施方式所涉及的把持工具并不限定于图1以及图2所示的结构。如以下即将说明的那样，能够进行各种变形。即便在以下即将说明的各把持工具中，把持部10也具有纤维膜13，由此能够延长龟裂发展时间。

图6是示出实施方式的第一变形例所涉及的把持工具2的立体剖视图。

图6所示的把持工具2在不具备保持部20这点上与把持工具1不同。因此，第一部分11与第二部分12在各自的外周相互被粘接而固定。

图7是示出实施方式的第二变形例所涉及的把持工具3的立体剖视图。

在图7所示的把持工具3中，在与把持工具1的比较中，把持部10的形状不同，并未设置第二端口32。

在把持部10中，第一部分11朝下方呈凸状地弯曲。第二部分12朝上方呈凸状地弯曲。粉粒体设置在第一部分11与第二部分12之间的第一空间SP1。

与图1所示的把持工具1不同，在把持工具3中，第一部分11不具有凹部11r以及凸部11p。在把持工具3中，在第一部分11的下方未形成第二空间SP2。并未设置第二端口32。即便在本变形例所涉及的把持工具3中，也与图3所示的机理同样，在把持工件W时把持部10能够相对于工件W朝上方变形。由此，能够提高把持部10的把持力。

图8是示出实施方式的第三变形例所涉及的把持工具4的立体剖视图。

图8所示的把持工具4在不具备保持部20这点上与把持工具3不同。第一部分11与第二部分12在各自的外周相互被粘接而固定。

图9是示出实施方式所涉及的把持系统5的简图。

实施方式的把持系统5具备把持工具1、搬运机器人90、第一减压装置91、第二减压装置92、检测装置93、存储装置94、以及控制器95。

搬运机器人90具有臂90a。臂90a例如具有多个关节，在前端安装有把持工具1。搬运机器人90遵照来自控制器95的指令使臂90a动作，进行工件W的把持以及搬运。

第一减压装置91以及第二减压装置92具有真空泵等。第一减压装置91与图1所示的把持工具1的第一配管41连接。第二减压装置92与把持工具1的第二配管42连接。遵照来自控制器95的指令而对第一减压装置91以及第二减压装置92进行驱动，由此，第一空间SP1以及第二空间SP2被减压或与大气连通。

检测装置93与第一空间SP1相连。检测装置93直接或者间接地检测第一空间SP1中的压力以及在第一空间SP1流动的气体的流量中的任一个(第一参数)。在图9所示的例子中，检测装置93与第一空间SP1和第一减压装置91之间的配管连接。检测装置93检测该配管中的压力或者流量。把持系统5也可以为了检测第一空间SP1中的压力和流量这双方而具备多个检测装置。

检测装置93将检测结果朝控制器95输出。控制器95在检测装置93的检测结果中确认到异常的情况下，将该情况朝把持系统5的管理者报告、或者使把持系统5的动作停止。

存储装置94是网络硬盘、服务器文件、或者检测装置93所附带的硬盘等。存储装置94收集并存储由检测装置93检测到的压力或者流量。

控制器95具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、非易失性的闪存等。在CPU中执行控制器95中的各种运算处理。在ROM中存储有把持系统5的动作所需要的各种控制算法或各种常数等。在闪存中适当地存储而保存工件W的搬运顺序、搬运状况等。

控制器95遵照存储于闪存的搬运顺序朝搬运机器人90、第一减压装置91、第二减压装置92、以及检测装置93送出指令，对它们的动作进行控制。

把持系统5具备把持工具1，由此能够抑制把持部10断裂时的粉粒体15的飞散。

另外，实施方式所涉及的把持系统5也可以代替把持工具1而具备上述的变形例所涉及的把持工具2～4的任一个。在把持系统5具备把持工具3或者4的情况下，把持系统5也可以不具备第二减压装置92。

接下来，参照图10，对实施方式所涉及的把持系统5中的压力或者流量的异常值的检测方法进行说明。此处，对利用检测装置93检测第一空间SP1中的压力的情况进行说明。

图10是示出实施方式所涉及的把持系统5的检测装置93的检测结果的一例的图表。

在图10中，横轴表示时间，纵轴表示各时间处的压力的检测结果。

当利用第一减压装置91使第一空间SP1减压时，当利用检测装置93检测到超过预定的阈值的大的压力的情况下，控制器95判定为在把持部10产生异常。

该阈值例如基于当前和相比当前靠前预定时间的过去的时刻之间的多个检测结果设定。或者，阈值也可以基于最近的预定次数的检测结果设定。

作为具体的一例，控制器95参照存储装置94。控制器95如图10的图表中的左侧所示，提取最近的预定次数的检测结果。控制器95算出它们的平均值A1。进而，控制器95将对算出的平均值A1加上预定的值而得的值用作阈值T1。根据该方法，每当利用检测装置93检测到新的压力时，平均值A1以及阈值T1也变化。

若在减压中的把持部10产生龟裂、空气流入第一空间SP1，则利用检测装置93检测到的压力大幅上升。若利用检测装置93检测到的压力超过阈值T1，则控制器95判定为在把持部10产生了异常。

一般地，关于反复进行减压以及与大气连通的真空部件，使用期间越长则气密性能越低，减压时的极限压力也变高。因而，如图10的图表中的右侧所示，随着时间的推移，利用检测装置93检测到的压力也增加。因而，在阈值T1不变的情况下，若把持系统5的使用期间变长，则存在把持系统5的通常运转时的压力被判定为异常的可能性。

在本实施方式中，控制器95基于存储于存储装置94的检测结果来设定阈值。因此，即便在长时间使用把持系统5、第一空间SP1的极限压力变化的情况下，也能够更高精度地判定把持部10中的异常的产生。

以上，举例示出了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只不过是作为例子加以提示，并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式及其变形包含于发明的范围或主旨中，且包含于技术方案所记载的发明及其等同的范围中。并且，上述的各实施方式能够相互组合而加以实施。

Claims (8)

1.一种把持工具，

具备把持部，该把持部具有挠性，且在内部设置有粉粒体，

该把持工具通过在使上述把持部与工件接触的状态下对上述把持部的内部进行减压来把持上述工件，其中，

上述把持部具有：

第一部分，与上述工件接触；

第二部分，与上述第一部分对置；以及

纤维膜，设置在上述第一部分与上述第二部分之间，且具有多个空孔，

上述多个空孔的至少一部分的直径比上述粉粒体的直径小，

上述粉粒体设置在上述纤维膜与上述第二部分之间。

2.根据权利要求1所述的把持工具，其中，

上述第一部分具有：

凹部，朝从上述第一部分朝向上述第二部分的第一方向凹陷；以及

凸部，设置在上述凹部的周边，且朝与上述第一方向相反的第二方向突出，

上述纤维膜的至少一部分沿着上述凸部设置。

3.根据权利要求1或2所述的把持工具，其中，

还具备：

第一端口，与上述第一部分和上述第二部分之间的第一空间连接，且连接有用于对上述第一空间进行减压的配管；以及

第二端口，与由上述凹部以及上述凸部包围的第二空间连接，且连接有用于对上述第二空间进行减压的配管。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的把持工具，其中，

还具备保持部，该保持部保持上述第一部分的外周以及上述第二部分的外周，

上述把持部构成为能够沿连结上述第一部分和上述第二部分的线方向变形。

5.一种把持系统，具备：

机器人机构，具有臂；

权利要求1～4中任一项所述的上述把持工具，安装在上述臂的前端；

第一减压装置，连接于上述第一部分与上述第二部分之间的第一空间，用于对上述第一空间进行减压；以及

控制器，对上述机器人机构以及上述第一减压装置的动作进行控制。

6.根据权利要求5所述的把持系统，其中，

上述把持系统具备检测装置，该检测装置检测上述第一空间中的第一参数，

上述第一参数是上述第一空间中的压力、或者在上述第一空间流动的气体的流量，

当由上述检测装置检测到的上述第一参数超过预定的阈值的情况下，上述控制器判定为在上述把持部产生了异常。

7.根据权利要求6所述的把持系统，其中，

还具备存储装置，该存储装置存储由上述检测装置检测到的过去的上述第一参数，

上述控制器基于过去的上述第一参数设定上述阈值。

8.一种把持部的制造方法，该把持部具有挠性，且在内部设置有粉粒体，该把持部的制造方法具备：

在相互嵌合的雄型的第一模具以及雌型的第二模具中的一方上，形成包含多条纤维的纤维膜，并将上述纤维膜从上述第一模具以及上述第二模具中的上述一方剥离的工序；

在上述第一模具以及上述第二模具中的一方上配置包含高分子材料的树脂材料，使上述第一模具与上述第二模具嵌合，并使填充在上述第一模具与上述第二模具之间的上述树脂材料固化的工序；以及

在固化后的上述树脂材料的配置过上述第一模具的一侧的面粘贴上述纤维膜的工序。