CN110962149A

CN110962149A - 机械手

Info

Publication number: CN110962149A
Application number: CN201910830675.1A
Authority: CN
Inventors: 本胁淑雄
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-04-07
Also published as: US20200101623A1; DE102019125090A1; US10857683B2; JP6841804B2; JP2020049615A

Abstract

本发明提供一种机械手。机械手具备被安装于机器人的前端的第一部分、以及能够相对于第一部分进行装卸并且具备能够把持工件的一对把持片的第二部分，第一部分具备第一基座、被支承为能够沿一个方向以第一行程进行移动的第一可动部件、用于使第一可动部件移动的致动器、以及用于装卸第二部分的装卸机构，第二部分具备通过装卸机构进行装卸的第二基座、以及被支承为能够沿一个方向以比第一行程大的第二行程进行移动并且固定有至少一方的把持片的第二可动部件，在第一可动部件设置有第一卡合部，在第二可动部件设置有第二卡合部，该第二卡合部隔开第一行程以下的间隔而被设置有多个，并在由装卸机构实施的第二基座的安装位置与第一卡合部卡合。

Description

机械手

技术领域

本发明涉及一种机械手。

背景技术

一直以来，作为能够把持小工件到大工件的机械手，公知有具有能够改变一对把持片的开闭间隔的大行程的伺服手部(例如参照专利文献1)、或者使用了气缸等长行程的致动器的机械手。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-103294号公报

发明内容

发明所需解决的问题

然而，伺服手部或者具有长行程的致动器的机械手存在有其本身的重量容易变大这样的问题。

本发明的目的在于，提供一种能够将自重抑制得较小并且能够把持尺寸大不相同的工件的机械手。

解决问题的手段

本发明的一个方面是一种机械手，具备：第一部分，其被安装于机器人的前端；以及第二部分，其能够相对于该第一部分进行装卸，并且具备能够把持工件的一对把持片，所述第一部分具备：第一基座，其被安装于所述机器人；第一可动部件，其被支承为能够相对于该第一基座沿一个方向以第一行程进行移动；致动器，其用于使该第一可动部件移动；以及装卸机构，其被设置于所述第一基座并用于装卸所述第二部分，所述第二部分具备：第二基座，其通过所述装卸机构进行装卸；以及第二可动部件，其被支承为能够相对于该第二基座而沿一个方向以比所述第一行程大的第二行程进行移动，并且固定有至少一方的所述把持片，在所述第一可动部件设置有第一卡合部，在所述第二可动部件设置有第二卡合部，该第二卡合部在该第二可动部件的移动方向上隔开所述第一行程以下的间隔而被设置有多个，并在由所述装卸机构实施的所述第二基座的安装位置与所述第一卡合部卡合。

根据本方面，利用机器人的动作使被安装于前端的第一部分移动到与第二部分进行安装的安装位置，由此在将被设置于第一部分的第一可动部件的第一卡合部卡合于被设置于第二部分的第二可动部件的任意第二卡合部的状态下，通过装卸机构的动作，而设为将第二部分安装于第一部分的状态。由此，在通过致动器的动作使第一可动部件沿一个方向以第一行程进行往复移动时，第二可动部件也沿一个方向以第一行程进行往复移动，能够把持此时被配置于一对把持片的行程范围内的大小的工件。

在把持比一对把持片的行程范围(称为第一行程范围)大的工件的情况下，利用致动器的动作，将一对把持片设为最远离的状态，通过装卸机构的动作，使第一部分与第二部分分离，使第一部分退让到第一卡合部与第二卡合部的卡合被解除的位置。在该状态下，使致动器动作，使把持片彼此接近与第二卡合部的间隔的整数倍对应的量，再次，将第一部分配置于第二部分的安装位置。

由此，第一卡合部与第二卡合部再次成为卡合的状态，所以若在该位置利用装卸机构将第二部分安装于第一部分，则一对把持片在所述第一行程范围的外侧且在以第一行程进行往复移动的新的行程范围内进行动作。在把持比该新的行程范围更大的工件的情况下，重复所述动作，由此能够使一对把持片间的间隔逐渐变大来把持工件。

即根据本方面，能够使用以小行程进行驱动的致动器，而将自重抑制得较小并且能够把持尺寸大不相同的工件。

在所述方面中，也可以采用如下方式：所述第一卡合部或者所述第二卡合部中的一方是突起，另一方是与该突起嵌合的凹部。

根据该结构，通过使第一部分向移动至与第二部分进行安装的安装位置的动作，能够使突起与凹部简单地卡合，从而能够利用致动器的动作使一对把持片的间隔变化。

另外，在所述方面中，也可以采用如下方式：所述致动器是气缸。

根据该结构，在第一行程充分短的情况下，由气缸构成致动器，由此能够实现第一部分的高效的小型轻量化。

另外，在所述方面中，也可以采用如下方式：具备一对所述第一可动部件以及一对所述第二可动部件，所述致动器使一对所述第一可动部件同时向相反方向移动。

根据该结构，能够以如下方式构成机械手，即将分别被设置于一对第一可动部件的第一卡合部卡合于分别设置于一对第二可动部件的第二卡合部，并使一对第一可动部件同时向相反方向移动，由此能够使被设置于一对第二可动部件的一对把持片同时向相反方向移动而双开构造的机械手。

发明的效果

根据本发明，可起到能够将自重抑制得较小并且能够把持尺寸大不相同的工件这样的效果。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的机械手的第一部分与第二部分被分离的状态的立体图。

图2是说明图1的机械手的作用的流程图。

图3是表示使图1的机械手的一对把持片最大限度地远离并将第一部分配置于与第二部分进行安装的安装位置状态的立体图。

图4是表示将图3的把持片的间隔缩短了与气缸的行程对应的量的状态的立体图。

图5是说明通过在图3的状态下利用装卸机构连结第一部件与第二部件的机械手，把持宽度尺寸大的工件的动作的立体图。

图6是表示将图5的机械手配置于工件的把持位置的状态的立体图。

图7是表示通过图6的机械手把持工件的状态的立体图。

图8是表示使图4的机械手的第一部分从第二部分分离的状态的立体图。

图9是表示使图8的机械手的第一部分的第一可动部件最大限度地接近的状态的立体图。

图10是说明通过由装卸机构连结第一部件与第二部件的机械手，把持宽度尺寸小的工件的动作的立体图。

图11是表示将图10的机械手配置于工件的把持位置的状态的立体图。

图12是表示通过图11的机械手把持工件的状态的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式的机械手1进行说明。

如图1所示，本实施方式的机械手1具备：被安装于机器人的前端的第一部分2、以及能够相对于第一部分2进行装卸的第二部分3。

第一部分2具备：被安装于机器人的前端的第一基座4；被支承为能够相对于第一基座4沿着一个方向进行直线移动的一对第一可动部件5；被固定于第一基座4并使一对第一可动部件5同时向反向移动的气缸(致动器)6、例如是气缸；被固定于第一基座4的ATC(装卸机构)7。由气缸6实施驱动的一对第一可动部件5各自的行程是规定的第一行程。

ATC7使安装有第一部分2的机器人在与第一可动部件5的移动方向正交的方向(以下，称为装卸方向)上进行直线移动，由此使第一部分2与第二部分3接近，从而对二部分3进行装卸。

在各第一可动部件5的上述装卸方向的前端面设置有沿装卸方向延伸的销(第一卡合部、突起)8。各第一可动部件5的销8被配置于在与装卸方向正交的方向上偏离了规定尺寸的位置。

第二部分3具备：具有通过ATC7进行装卸的装卸部9的第二基座10；被支承为能够相对于第二基座10沿着一个方向进行直线移动的一对第二可动部件11；被固定于各第二可动部件11并被对置配置的一对把持片12。

第二可动部件11被第二基座10支承为能够以与第一行程相比充分大的第二行程进行直线移动。

各第二可动部件11分别具备多个孔(第二卡合部、凹部)13，所述多个孔13在ATC7被配置于安装装卸部9的位置时，被配置于各第一可动部件5的前端面抵接的位置，并且能够与被设置于第一可动部件5的销8嵌合。孔13沿第二可动部件11的移动方向隔开与第一行程相同的间隔而等间隔地排列有多个。

一对第二可动部件11在与移动方向正交的方向上偏离规定尺寸且平行地配置。第二可动部件11的偏离量与上述第一可动部件5的销8的偏离量相等。

下面对这样构成的本实施方式的机械手1的作用进行说明。

在使用本实施方式的机械手1把持最大的工件(参照图5)W时，如图1所示，设为第二部分3的一对把持片12被配置于最远离的位置的状态。而且，如图2所示，对系数N进行初始化(步骤S1)，并设为通过第一部分2的气缸6的动作而使一对第一可动部件5最接近的状态(步骤S2)。

使机器人动作而使第一部分2沿装卸方向移动，由此与第二部分3接近，如图3所示，将ATC7配置于装卸部9的安装位置(步骤S3)。在该位置，被设置于第一部分2的第一可动部件5的前端面被配置于与第二部分3的第二可动部件11抵接的位置，第一可动部件5的销8与第二可动部件11的孔13嵌合。由此，第一可动部件5与第二可动部件11沿第一可动部件5以及第二可动部件11的移动方向卡合。

在该状态下，如图4所示，驱动气缸6，如箭头所示，使一对第一可动部件5相互最大限度地远离(步骤S4)，由此能够使与第一可动部件5卡合的第二可动部件11接近。即在该状态下，一对把持片12能够从最远离的间隔A分别以气缸6的行程B进行移动，能够把持以下的条件式(1)所示的具有宽度尺寸X的工件W。

A-2NB＜X≤A+2(N―1)B……(1)

在宽度尺寸X是满足上述条件式(1)的工件W的情况下(步骤S5)，通过ATC7的动作安装装卸部9，由此连结第一部分2与第二部分3而构成一体的机械手1(步骤S6)。

由此，如图5至图7所示，通过驱动短行程的气缸6能够把持具有最大限度的宽度尺寸的工件W。

在把持宽度尺寸X是条件式(1)的下限以下的工件W时，如图8所示，通过机器人的动作而沿装卸方向使第一部分2暂时从第二部分3分离(步骤S7)，使系数N加1(步骤S8)，如图9所示，重复从步骤S2开始的工序。

由此，使销8卡合于与之前和销8嵌合的孔13邻接的孔13，使把持片12的行程范围向内侧移动，如图10～图12所示，能够把持更小宽度尺寸的工件W。

这样，根据本实施方式的机械手1，能够将气缸6的行程限制在比较小的第一行程并且能够在无法被第一行程覆盖的范围内把持大小不同的工件W。即具有能够使用以小行程驱动的气缸6，将自重抑制得较小并且能够把持尺寸大不相同的工件W这样的优点。

此外，在本实施方式中，虽将第一部分2的第一可动部件5的移动方向、与第二部分3的第二可动部件11的移动方向设为相反方向，但并不限定于此，也可设为向相同的方向移动。

另外，虽在第一可动部件5设置有销8，在第二可动部件11设置有孔13，但可以相反设置。

另外，虽在第二可动部件11以与气缸6的行程相同的间距设置有多个孔13，但若是能够调节行程的致动器，则孔13的间隔不需要与致动器的第一行程相同，只要是第一行程以下即可。作为能够调节行程的致动器也可采用电机以及滚珠丝杠等直动机构。

另外，在本实施方式中，将第一可动部件5以及第二可动部件11各设置为一对，由此构成了使一对把持片12双方均以相同的行程向相反方向移动的机械手1，但也可取而代之，逐个地设置第一可动部件5以及第二可动部件11，并固定一方的把持片12。

附图标记

1：机械手

2：第一部分

3：第二部分

4：第一基座

5：第一可动部件

6：气缸(致动器)

7：ATC(装卸机构)

8：销(第一卡合部、突起)

10：第二基座

11：第二可动部件

12：把持片

13：孔(第二卡合部、凹部)

W：工件

Claims

1.一种机械手，其特征在于，具备：

第一部分，其被安装于机器人的前端；以及

第二部分，其能够相对于所述第一部分进行装卸，并且具备能够把持工件的一对把持片，

所述第一部分具备：第一基座，其被安装于所述机器人；第一可动部件，其被支承为能够相对于所述第一基座沿一个方向以第一行程进行移动；致动器，其用于使所述第一可动部件移动；以及装卸机构，其被设置于所述第一基座并用于装卸所述第二部分，

所述第二部分具备：第二基座，其通过所述装卸机构进行装卸；以及第二可动部件，其被支承为能够相对于所述第二基座而沿一个方向以比所述第一行程大的第二行程进行移动，并且固定有至少一方的所述把持片，

在所述第一可动部件设置有第一卡合部，

在所述第二可动部件设置有第二卡合部，所述第二卡合部在所述第二可动部件的移动方向上隔开所述第一行程以下的间隔而被设置有多个，并在由所述装卸机构实施的所述第二基座的安装位置与所述第一卡合部卡合。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，

所述第一卡合部或者所述第二卡合部中的一方是突起，另一方是与所述突起嵌合的凹部。

3.根据权利要求1或2所述的机械手，其特征在于，

所述致动器是气缸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机械手，其特征在于，

具备一对所述第一可动部件以及一对所述第二可动部件，

所述致动器使一对所述第一可动部件同时向相反方向移动。