CN111107964B - 把持工具、把持系统以及树脂部件的制造方法 - Google Patents

Abstract

实施方式的把持工具(1)具备把持部(10)。所述把持部(10)具有与工件接触的第一部分(11)、与所述第一部分(11)对置的第二部分(12)、以及设于所述第一部分(11)与所述第二部分(12)之间的粉粒体(15)。所述把持部(10)具有挠性。所述第一部分(11)具有向从所述第一部分(11)朝向所述第二部分(12)的第一方向凹陷的凹部(11r)、以及设于所述凹部(11r)的周围并向与所述第一方向相反的第二方向突出的凸部(11p)。在所述凹部(11r)设有向从所述把持部(10)的中心朝向外周的方向凹陷的环状的槽(G)。

Description

把持工具、把持系统以及树脂部件的制造方法

技术领域

本发明的实施方式涉及把持工具、把持系统以及树脂部件的制造方法。

背景技术

有具备在内部设有粉粒体的把持部的把持工具。在该把持工具中，使把持部与工件接触，对把持部的内部进行减压而使其固化来把持工件。在把持工具中，希望把持力较高。

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

发明要解决的课题

本发明要解决的课题为，提供能够提高把持力的把持工具、把持系统以及树脂部件的制造方法。

用来解决课题的手段

实施方式的把持工具具备把持部。所述把持部具有：第一部分，与工件接触；第二部分，与所述第一部分对置；以及粉粒体，设于所述第一部分与所述第二部分之间。所述把持部具有挠性。所述第一部分具有：凹部，向从所述第一部分朝向所述第二部分的第一方向凹陷；以及凸部，设于所述凹部的周围，并向与所述第一方向相反的第二方向突出。在所述凹部设有环状的槽，该环状的槽向从所述把持部的中心朝向外周的方向凹陷。

附图说明

图1是表示第一实施方式的把持工具的立体剖面图。

图2是表示第一实施方式的把持工具的把持部的立体剖面图。

图3是表示第一实施方式的把持工具的动作的剖面图。

图4是表示第一实施方式的把持工具的把持机制的剖面图。

图5是表示参考例方式的把持工具的动作的剖面图。

图6是表示第一实施方式的把持工具的制造方法的立体图。

图7是表示第二实施方式的把持工具的立体剖面图。

图8是表示第三实施方式的把持工具的立体剖面图。

图9是表示第三实施方式的变形例的把持工具的立体剖面图。

图10是表示第四实施方式的把持系统的构成的示意图。

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。

附图是示意性或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并不一定与现实相同。即使在表示相同的部分的情况下，也存在根据附图而相互的尺寸、比率被不同地表示的情况。

在本申请说明书与各图中，对与已说明的要素相同的要素标注相同的附图标记而适当省略详细的说明。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的把持工具1的立体剖面图。

第一实施方式的把持工具1具备具有挠性的把持部10。在把持部10的内部设有粉粒体15。

具体而言，把持部10具有与把持对象的工件接触的第一部分11、以及与第一部分11对置第二部分12。第一部分11以及第二部分12由有机硅树脂、橡胶材料、或丙烯酸树脂等具有挠性的材料构成。粉粒体15设于第一部分11与第二部分12之间的第一空间SP1。把持部10由第一部分11与第二部分12例如经由粘合剂接合而构成。第一部分11与第二部分12也可以通过热压接来接合。

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，第一空间SP1被与外部的空间隔开。保持部20例如为圆环状。通过利用保持部20仅保持把持部10的外周，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的线方向例如沿着上下方向(铅垂方向)。连结第一部分11与第二部分12的线方向包括从第一部分11朝向第二部分12的第一方向(上方)、以及从第二部分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的位置关系的这些“上下方向”“上方”“下方”，对各实施方式进行说明。

作为一个例子，保持部20具有第一凸缘21以及第二凸缘22。第一凸缘21抵接于第一部分11的外周下表面。第二凸缘22抵接于第二部分12的外周上表面。通过利用螺钉等紧固件23紧固第一凸缘21与第二凸缘22来保持把持部10。

图2是表示实施方式的把持工具1的把持部10的立体剖面图。

在图2中，把持部10的第一部分11与第二部分12分离地表示。

如图2所示，第一部分11具有凹部11r以及凸部11p。凹部11r朝向上方凹陷，并设于把持部10的中心侧。凸部11p朝向下方突出，并设于凹部11r的周围。凸部11p与凹部11r连续。

凹部11r的上表面与第二部分12相接。凸部11p与第二部分12在上下方向上分离。在图1以及图2所示的把持工具1中，第一空间SP1形成于凸部11p与第二部分12之间。

在第一部分11的下方，形成由凹部11r以及凸部11p包围的第二空间SP2。具体而言，第二空间SP2的上方被凹部11r覆盖。第二空间SP2的侧方被凸部11p包围。第二空间SP2的下方打开。如后述那样，通过使把持对象的工件位于第二空间SP2的下方，第二空间SP2相对于外部空间被堵住。

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连通。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连通。凹部11r的直径(与上下方向垂直的方向上的尺寸)比第二端口32的直径短。在第一端口31连接用于对第一空间SP1进行减压的第一配管41。在第二端口32连接用于对第二空间SP2进行减压的第二配管42。

在第一实施方式的把持工具1中，还在凹部11r设有槽G。槽G在从把持部10的中央朝向外周的径向上凹陷。径向换言之为从凹部11r朝向凸部11p的第三方向，与上下方向垂直。槽G沿着与径向正交的周向设置成环状。

在图1所示的例子中，在上下方向上，多个槽G相互分离。凹部11r的直径在上下方向上周期性地变化。换言之，在图1所示的例子中，在凹部11r设有能够在上下方向上伸缩的蛇腹结构。例如，如图2所示，在凹部11r中，设有槽G的部分的厚度Th1与槽G彼此之间的部分的厚度Th2实质上相同。

图3是表示第一实施方式的把持工具1的把持方法的剖面图。

图3示出了利用把持工具1把持半球状的工件的例子。

首先，如图3(a)所示，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。接下来，使把持部10朝向工件W下降，使把持部10(第一部分11)与工件W接触。

把持部10具有挠性。因此，在把持部10与工件W接触时，如图3(b)所示，把持部10向外侧扩开，并且把持部10沿着工件W的形状而变形。此时，例如，槽G在上下方向上被压扁。打开的第二空间SP2被工件W堵住。

接下来，通过第一端口31对第一空间SP1进行减压。第一空间SP1例如被减压为0.1气压左右。由此，如图3(c)所示，第一空间SP1的粉粒体15凝结而固化。

接下来，通过第二端口32对第二空间SP2进行减压。第二空间SP2例如被减压为0.1气压左右。由此，工件W被朝向第二空间SP2吸附，工件W被把持。接着，如图3(d)所示，使把持部10上升，提起工件W。

之后，使把持工具1沿水平方向移动，使工件W移动至规定的位置。在使工件W移动之后，使第一空间SP1以及第二空间SP2向大气开放。由此，把持力消失，工件W从把持工具1脱离。

通过以上的方法，能够将把持对象的工件W搬运至规定的位置。

图4是表示第一实施方式的把持工具1的把持机制的剖面图。

在图4中，简单示出了把持工具1的把持部10的一部分。

在第一实施方式的把持工具1中，如图4(a)所示，把持部10的外周由保持部20保持。因而，如图4(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朝向上方变形。

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

如此，把持部10被保持为能够相对于工件W朝向上方变形，从而能够提高由把持部10把持工件W时的把持力。

参照图5，对第一实施方式的效果进行说明。

图5是表示参考例的把持工具1r的把持方法的剖面图。

参考例的把持工具1r在未设有槽G这一点上与把持工具1不同。

如图5(a)以及图5(b)所示，在用该把持工具1r使把持部10与工件W接触的情况下，凹部11r朝向把持部10的中心弯折。由此，存在与第二端口32相连的第二空间SP2被堵住的情况。若第二空间SP2被把持部10堵住，则即使通过第二端口32进行减压，工件W也不会被把持部10吸附。即使在第二空间SP2未被堵住的情况下，由于凹部11r弯折而第二空间SP2缩窄，工件W也可能难以被吸附。其结果，基于把持部10的把持力降低。

与此相对，在第一实施方式的把持工具1中，在凹部11r设有槽G。通过设置槽G，即使在朝向上方对凹部11r施加了力的情况下，也如图3(b)所示那样，槽G在上下方向上被压扁。因此，能够抑制因凹部11r而第二空间SP2缩窄、或被堵住。能够提高基于把持部10的把持力。

设于凹部11r的槽G的数量是任意的。槽G优选设置多个。通过设置多个槽G，凹部11r能够在上下方向上更大幅地伸缩。由此，能够进一步抑制凹部11r的弯折，并进一步提高基于把持部10的把持力。

图6是表示第一实施方式的把持工具1的制造方法的立体图。

在此，对使用包括第一模具61、第二模具62、第三模具63、以及第四模具64的模具单元60来制造把持工具1的例子进行说明。

在图5(c)中，省略了第二模具62，示出了第三模具63以及第四模具64的截面。

如图6(a)所示，第一模具61是半圆柱状的部件。第一模具61具有与方向D1平行的第一平面部61a以及第一曲面部61b。第一曲面部61b设于第一平面部61a的相反侧。第一模具61的方向D1侧的第一端部61e的直径比其他部分的直径大。

在第一平面部61a设有沿方向D1延伸的第一槽61c。在第一槽61c设有向与方向D1交叉的方向凹陷的第一凹部61d。第一凹部61d在方向D1上相互分离地设置有多个。与第一端部61e相反的一侧的第二端部61f与第一曲面部61b以及第一槽61c顺畅地连接。

第二模具62具有与第一模具61相同的构成。即，如图6(b)所示，第二模具62具有第二平面部62a以及第二曲面部62b。第二模具62的方向D1侧的第三端部62e的直径比其他部分的直径大。在第二平面部62a设有第二槽62c，在第二槽62c设有多个第二凹部62d。与第三端部62e相反的一侧的第四端部62f与第二曲面部62b以及第二槽62c顺畅地连接。

第一模具61和第二模具62以第一平面部61a与第二平面部62a相接、且第一槽61c、第一端部61e及第二端部61f分别与第二槽62c、第三端部62e及第四端部62f对置的方式重叠。

如图6(c)如所示，第三模具63具有沿方向D1延伸的延伸部63a、以及设于延伸部63a的周围并与延伸部63a分离的外周部63b。延伸部63a位于第一槽61c与第二槽62c之间。第一模具61的一部分以及第二模具62的一部分被外周部63b包围。在延伸部63a的表面设有环状的突起63c。突起63c在方向D1上设置多个。多个突起63c分别与多个第一凹部61d以及多个第二凹部62d对置。

第四模具64是平板状的部件。在第四模具64形成有沿方向D1延伸的多个贯通孔64a。如图6(c)以及图6(d)所示，第一模具61以及第二模具62在方向D1上配置于第三模具63与第四模具64之间。

在第一模具61、第二模具62、第三模具63、以及第四模具64各自之间设有间隙。通过贯通孔64a，向这些模具彼此的间隙注入树脂，使树脂固化，从而制作作为树脂部件的把持部10。作为树脂，例如能够使用有机硅树脂或丙烯酸树脂。

例如，固化后的树脂中的位于第一模具61及第二模具62与第三模具63之间的部分与第一部分11对应。位于第一凹部61d及第二凹部62d与突起63c之间的部分与槽G对应。位于第一模具61及第二模具62与第四模具64之间的部分与第二部分12对应。

通过用保持部20固定在以上的工序中制作的把持部10的外周，并设置第一端口31以及第二端口32，可获得图1以及图2所示的把持工具1。

(第二实施方式)

图7是表示第二实施方式的把持工具2的立体剖面图。

在第二实施方式的把持工具2中，凹部11r的至少一部分的刚性比凸部11p的刚性大。

例如，如图7所示，凹部11r的沿着上下方向的部分的厚度比凸部11p的厚度大。或者，构成凹部11r的至少一部分的材料的刚性也可以比构成凸部11p的材料的刚性高。或者，也可以在凹部11r的至少一部分粘附其它部件。这些方法能够适当组合。

通过使凹部11r的至少一部分的刚性比凸部11p的刚性大，在使把持部10与工件接触时，凹部11r不易变形。其结果，把持部10不易堵住第二空间SP2。由此，在本实施方式中，也能够与第一实施方式同样地提高把持力。

(第三实施方式)

图8是表示第三实施方式的把持工具3的立体剖面图。

第三实施方式的把持工具3具备固定于凹部11r的环状部件50。环状部件50沿着凹部11r而设置。例如，环状部件50的外形为圆状。从环状部件50的中心朝向外周的方向与从把持部10的中心朝向外周的方向平行。环状部件50例如通过粘合剂固定于凹部11r。

在图8所示的例子中，多个环状部件50沿上下方向相互分离。环状部件50的刚性比第一部分11的刚性高。通过将刚性高的环状部件50固定于凹部11r，在把持部10与工件接触时，凹部11r不易变形。其结果，把持部10不易堵住第二空间SP2。由此，在本实施方式中，也能够与第一实施方式同样地提高把持力。

环状部件50也可以在把持部10的内侧固定于凹部11r。环状部件50也可以在把持部10的外侧固定于凹部11r。若环状部件50设于把持部10的内侧，则存在粉粒体15钩挂于环状部件50，粉粒体15的流动性降低而把持力降低的可能性。因而，环状部件50优选在把持部10的外侧固定于凹部11r。

(变形例)

图9是表示第三实施方式的变形例的把持工具3a的立体剖面图。

变形例的把持工具3a还具备与第一实施方式的把持工具1相同的槽G。槽G设于凹部11r，环状部件50沿着槽G而设置。环状部件50的至少一部分设于槽G的内侧。在图9所示的例子中，多个环状部件50分别设于多个槽G的内侧。

通过沿着槽G设置环状部件50，凹部11r更不易朝向内侧变形。能够进一步提高把持力。如此，上述实施方式能够适当组合而实施。例如，也可以在把持工具3a中，进一步使凹部11r的至少一部分的刚性比凸部11p的至少一部分的刚性高。

(第四实施方式)

图10是表示第四实施方式的把持系统4的构成的示意图。

实施方式的把持系统4具备把持工具1、泵单元70、泵单元70a、控制部80、以及搬运机器人90。

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按照来自控制部80的指令使臂90a动作，进行工件W的把持以及搬运。

泵单元70与图1所示的把持工具1的第一配管41连接。泵单元70a与把持工具1的第二配管42连接。泵单元70以及70a按照来自控制部80的指令进行驱动，从而第一空间SP1以及第二空间SP2被减压、或被向大气开放。

控制部80具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、非易失性的闪存等。在CPU中，执行控制部80中的各种运算处理。在ROM中存储把持系统4的动作所需的各种控制算法、各种常数等。在闪存中适当存储并保存工件W的搬运顺序、搬运状况等。

控制部80按照存储于闪存的搬运顺序，向泵单元70、泵单元70a、以及搬运机器人90发送指令，控制它们的动作。

把持系统4具备把持力高的把持工具1，从而能够更可靠地把持、搬运工件W。把持系统4也可以代替把持工具1而具备把持工具2、3、或3a。

以上，对本发明的几个实施方式进行了例示，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更等。这些实施方式、其变形例包含在发明的范围、主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围内。上述的各实施方式能够相互组合而实施。

Claims (19)

1.一种把持工具，具备把持部，该把持部具有挠性，且具有：第一部分，与工件接触；第二部分，与所述第一部分对置；以及粉粒体，设于所述第一部分与所述第二部分之间，

所述第一部分具有：

凹部，向从所述第一部分朝向所述第二部分的第一方向凹陷；以及

凸部，设于所述凹部的周围，并向与所述第一方向相反的第二方向突出，

在所述凹部，在所述第一部分不与所述工件接触的状态下，存在向从所述把持部的中心朝向外周的方向凹陷的槽，

所述槽形成在所述第一部分中的不与被把持着的所述工件接触的部位，

所述把持工具构成为，在把持所述工件时，所述第一部分中的所述槽以外的部位与所述工件接触，所述槽沿连结所述第一部分与所述第二部分的线方向被压扁。

2.如权利要求1所述的把持工具，

在使所述把持部与所述工件接触的状态下，通过对把持部的内部进行减压来把持工件。

3.如权利要求1所述的把持工具，

所述槽在所述第一方向上设有多个。

4.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述凹部的至少一部分的刚性比所述凸部的刚性高。

5.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述槽沿着与从所述把持部的中心朝向外周的所述方向正交的周向设置为环状，

所述把持工具还具备环状部件，该环状部件沿着所述槽而设置，

所述环状部件的刚性比所述凸部的刚性高，

所述环状部件的至少一部分设于所述槽的内侧。

6.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述第一部分以及第二部分构成为，能够在连结所述第一部分与所述第二部分的线方向上变形。

7.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述把持工具还具备保持部，该保持部保持所述凸部的外周以及所述第二部分的外周，

所述第一部分构成为，能够在所述保持部的内侧沿连结所述第一部分与所述第二部分的线方向变形。

8.如权利要求7所述的把持工具，

所述第一部分构成为，能够比由所述保持部保持的所述第二部分的所述外周更向所述第一方向变形。

9.如权利要求1或2所述的把持工具，

所述把持工具还具备：

第一端口，连通于所述第一部分与所述第二部分之间的第一空间，并连接有用于对所述第一空间进行减压的第一配管；以及

第二端口，连通于由所述凹部和所述凸部包围的第二空间，并连接有用于对所述第二空间进行减压的第二配管。

10.如权利要求9所述的把持工具，

所述第二端口贯通所述第二部分与所述凹部而设置，

所述凹部在与所述第一方向垂直的方向上的尺寸比所述第二端口的所述贯通的部分在该方向上的尺寸长。

11.一种把持工具，具备把持部，该把持部具有挠性，且具有：第一部分，与工件接触；第二部分，与所述第一部分对置；以及粉粒体，设于所述第一部分与所述第二部分之间，

所述第一部分具有：

凹部，向从所述第一部分朝向所述第二部分的第一方向凹陷；以及

凸部，设于所述凹部的周围，并向与所述第一方向相反的第二方向突出，

所述凹部的至少一部分的刚性比所述凸部的刚性高。

12.如权利要求11所述的把持工具，

在使所述把持部与所述工件接触的状态下，通过对所述把持部的内部进行减压来把持所述工件。

13.如权利要求11或12所述的把持工具，

所述凹部的所述至少一部分的厚度比所述凸部的厚度大。

14.一种把持工具，具备把持部，该把持部具有挠性，且具有：第一部分，与工件接触；第二部分，与所述第一部分对置；以及粉粒体，设于所述第一部分与所述第二部分之间，

所述第一部分具有：

凹部，向从所述第一部分朝向所述第二部分的第一方向凹陷；以及

凸部，设于所述凹部的周围，并向与所述第一方向相反的第二方向突出，

所述把持工具还具备环状部件，该环状部件固定于所述凹部，并具有比所述凹部的刚性高的刚性。

15.如权利要求14所述的把持工具，

在使所述把持部与所述工件接触的状态下，通过对所述把持部的内部进行减压来把持所述工件。

16.如权利要求14或15所述的把持工具，

所述环状部件设于所述把持部的外部。

17.如权利要求14或15所述的把持工具，

所述环状部件在所述第一方向上设有多个。

18.一种把持系统，具备：

机器人机构，具有臂；以及

权利要求1～17中任一项所述的所述把持工具，安装于所述臂的前端。

19.一种树脂部件的制造方法，在具备第一模具、第二模具、第三模具以及第四模具的模具单元中，向所述第一模具、所述第二模具、所述第三模具以及所述第四模具各自的间隙注入树脂，并使所述树脂固化，

所述第一模具具有第一平面部以及与所述第一平面部相反的一侧的第一曲面部，所述第一曲面部与第一方向平行，在所述第一平面部设有沿所述第一方向延伸的第一槽，在所述第一槽设有向与所述第一方向交叉的方向凹陷的第一凹部；

所述第二模具具有第二平面部以及与所述第二平面部相反的一侧的第二曲面部，所述第二曲面部与所述第一方向平行，在所述第二平面部设有沿所述第一方向延伸的第二槽，在所述第二槽设有向与所述第一方向交叉的方向凹陷的第二凹部；

所述第三模具具有延伸部和周边部，该延伸部沿所述第一方向延伸，并位于所述第一槽与所述第二槽之间，该周边部设于所述延伸部的周围，包围所述第一模具的一部分以及所述第二模具的一部分；

所述第一模具以及所述第二模具在所述第一方向上位于所述第三模具与所述第四模具之间。