-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Robotergreifvorrichtung, die ein Werkstück ergreift, das verschiedene Formen haben kann und in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet sein kann.
-
2. Beschreibung der verwandten Technik
-
Das vordere Ende eines Handgelenks eines Roboters ist mit einer Greifvorrichtung zum Greifen eines Werkstücks versehen. 10A und 10B sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer ersten Hand in der verwandten Technik. 10A und 10B zeigen eine Servohand, die an einem Roboter befestigt ist. Eine solche Servohand weist eine Struktur auf, die einer menschlichen Hand ähnlich ist, und ist zum Greifen verschiedener Formen und verschiedener Ausrichtungen von Werkstücken vorteilhaft.
-
Allerdings weist die Servohand, die in 10A und 10B dargestellt ist, eine Mehrzahl von Servomotoren und einen komplizierten darin eingebauten Verbindungsmechanismus auf. Daher ist eine solche Servohand überaus teuer und erfordert eine feine, komplizierte Steuerung. Aus diesem Grund ist die Spannweite solcher Servohände derzeit langsam.
-
Ferner ist 11 eine Ansicht, die eine zweite Hand in der verwandten Technik darstellt. Ein Spannfutter, das in 11 dargestellt ist, ist mit zwei oder drei Fingerteilen versehen. Allerdings ist das Spannfutter, das in 11 dargestellt ist, üblicherweise nicht vielseitig und kann nur vorbestimmte Formen von Werkstücken greifen. Beim Greifen einer komplizierten Werkstückform musste das Werkstück in einer begrenzten, spezifischen Ausrichtung angeordnet werden.
-
Darüber hinaus offenbart die
japanische Patentveröffentlichung Nr. 2011-245566 A eine Greifvorrichtung, die gebogene plattenförmige Elemente verwendet, um ein Greifteil zu öffnen und zu schließen. Die
US-Patentschrift Nr. 3527492 offenbart eine Greifvorrichtung, wobei ein Fingerteil aus einem äußeren Federfinger und einem inneren flexiblen Finger besteht.
-
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Allerdings kann die Greifvorrichtung der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2011-245566 A die Fingerteile nicht weit öffnen und kann somit nur kleine Werkstücke greifen. Ferner bestand das Problem darin, dass das Antriebsteil der Greifvorrichtung im Vergleich zu dem Greifteil erheblich groß war.
-
Darüber hinaus sind der Federfinger und der flexible Finger aus der
US-Patentschrift Nr. 3527492 aus Tellerfedern mit niedriger Steifigkeit hergestellt. Daher kann die Greifvorrichtung aus der
US-Patentschrift Nr. 3527492 nur ein leichtes Werkstück greifen. Ferner ist beim Greifen eine große Kraft zum Biegen des äußeren Federfingers erforderlich, sodass die Greifvorrichtung aus der
US-Patentschrift Nr. 3527492 eine geringe Antriebseffizienz aufweist. Darüber hinaus biegt sich der äußere Federfinger zum Zeitpunkt des Greifens nach außen, sodass das Problem besteht, dass der Federfinger leicht nahe gelegene Objekte kontaktiert.
-
Diesbezüglich wird eine Greifvorrichtung, die an einem vorderen Ende eines Handgelenks eines Roboters befestigt ist, auch beim Entnehmen von Werkstücken verwendet, die zufällig in einem Lagerkarton gestapelt sind. In einem solchen Fall ist im Sinne der relativen Positionsbeziehung zwischen der Hand und dem Werkstück keine hohe Greifpräzision erforderlich, wenn die Hand der Greifvorrichtung ein Werkstück ergreift. Selbst wenn die Greifpräzision gering ist, falls zum Beispiel die Hand ein Teil ungefähr ergreift, ist es ausreichend, dass die Hand das Werkstück zuverlässig ergreift und es aus dem Lagerkarton nimmt.
-
Allerdings ist es in der Greifvorrichtung, die in 10 oder 11 dargestellt ist, nur möglich, ein Werkstück zu greifen, das in einer vorbestimmten Ausrichtung angeordnet ist. Ferner muss die Greifvorrichtung, um zu verhindern, dass die Greifvorrichtung gegen die Innenwand des Lagerkartons stößt, nach unten weisen. Aus diesem Grund kann ein Werkstück, das an einer Ecke des Lagerkartons angeordnet ist, nicht ergriffen werden.
-
Darüber hinaus konnte in der verwandten Technik nicht bestätigt werden, dass die Greifvorrichtung in der Tat ein Werkstück ergriffen hatte.
-
Im Vergleich zu der
US-Patentschrift Nr. 3,527,492 kann die Greifvorrichtung in der
japanischen Patentschrift Nr. 5681271 ein Werkstück mit einem größeren Gewicht ergreifen. Experimente usw. zeigen, dass die Greifkraft, die zum Halten eines Werkstücks entgegen der Schwerkraft notwendig ist, die an das Werkstück angelegt ist, das heißt, die Reibungskraft eines Greifteils der Greifvorrichtung um mehr als das Vielfache größer als das Gewichts des Werkstücks ist. Wenn ein Werkstück ein relativ großes Gewicht, z. B. 20 kg, im Vergleich zur notwendigen Greifkraft hat, kann die Festigkeit der elastischen Elemente von Fingerteilkörpern gegen Knicken unzureichend sein.
-
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts einer solchen Situation geschaffen und hat als Aufgabe die Bereitstellung einer überaus vielseitigen Robotergreifvorrichtung, die sich einem Werkstück mit einem großen Gewicht vertikal nach unten nähern kann und dieses mit einer hohen Zuverlässigkeit ohne Berücksichtigung der Ausrichtung und Form des Werkstücks und ohne Verwendung einer teuren Servohand ergreifen kann.
-
Zur Erfüllung der oben erwähnten Aufgabe wird gemäße einem ersten Aspekt eine Robotergreifvorrichtung mit zwei oder mehreren Fingerteilen bereitgestellt, in denen sich vordere Enden der Fingerteile zu einem Griffzentrum bewegen, um ein zu greifendes Objekt zu greifen. Jedes Fingerteil weist einen Fingerteilkörper auf, der aus mindestens zwei oder mehreren plattenförmigen elastischen Elementen, einem ersten rutschfesten Teil, das an einer inneren Oberfläche einer vorderen Endseite des Fingerkörperteils bereitgestellt ist, und einem Verstärkungselement besteht, das entlang einer äußeren Oberfläche des Fingerteilkörpers angeordnet ist, mit dem vorderen Ende des Fingerteilkörpers verbunden ist und eine höhere Steifigkeit als der Fingerteilkörper aufweist. Die vorderen Enden und die Basisenden der mindestens zwei oder mehreren plattenförmigen elastischen Elemente des Fingerkörperteils sind aneinander befestigt, während die mindestens zwei oder mehreren elastischen Elemente einander in ihrer Dickenrichtung überlappen. Der Fingerteilkörper ist einer von Fingerteilkörpern, die sich zum Griffzentrum erstrecken und zueinander weisen. Das Verstärkungselement weist ein erstes Drehgelenk auf, welches das Verstärkungselement zum Drehen um eine erste Drehachse veranlasst, die senkrecht zur Längsrichtung des Fingerteilkörpers ist und die parallel zu der Oberfläche des Fingerteilkörpers ist. Die Robotergreifvorrichtung weist ein Antriebsteil auf, das ein Basisende des Fingerteilkörpers zum Bewegen entlang des Griffzentrums veranlasst, um die Fingerteile zu Öffnen und Schließen zu veranlassen. Wenn das Antriebsteil die Basisenden der Fingerteilkörper zum Bewegen nach unten entlang des Griffzentrums veranlasst, sind die Fingerteilkörper der Fingerteile derart nach außen gekrümmt und voneinander beabstandet, dass die Fingerteile geöffnet werden. Wenn das Antriebsteil die Basisenden der Fingerteilkörper zum Bewegen nach oben entlang des Griffzentrums veranlasst, sind die Fingerteilkörper der Fingerteile derart nach innen gekrümmt, dass die Fingerteile geschlossen werden.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, wobei das Verstärkungselement ein zweites Drehgelenk aufweist, welches das Verstärkungselement zum Drehen um eine zweite Drehachse veranlasst, die parallel zu der ersten Drehachse ist und die sich zwischen dem ersten Drehgelenk und dem vorderen Ende des Fingerteilkörpers befindet.
-
Gemäß einem dritten Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, wobei jedes Fingerteil ferner ein oder mehrere zweite rutschfeste Teile an der inneren Oberfläche des Fingerteilkörpers aufweist.
-
Gemäß einem vierten Aspekt wird der dritte Aspekt bereitgestellt, wobei die Robotergreifvorrichtung ferner ein Verbindungselement zum Verbinden des zweiten rutschfesten Teils mit dem Fingerteilkörper und ein Trennbegrenzungsteil zum Verhindern einer Bewegung des zweiten rutschfesten Teils weg von der inneren Oberfläche des Fingerteilkörpers um mehr als einen vorbestimmten Abstand aufweist. Gemäß einem fünften Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, wobei eine Greifoberfläche des ersten rutschfesten Teils eines Fingerteils in Bezug auf eine Greifoberfläche des ersten rutschfesten Teils eines anderen Fingerteils derart angeordnet ist, dass, wenn die Fingerteile geschlossen werden, sich die vorderen Endseiten der Fingerteile zuerst berühren.
-
Gemäß einem sechsten Aspekt wird der zweite Aspekt bereitgestellt, wobei das zweite Drehgelenk mit einem Drehbegrenzungsteil versehen ist, das eine Drehung um mehr als einen vorbestimmten Drehwinkel verhindert.
-
Gemäß einem siebten Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, wobei das erste rutschfeste Teil mit einem Schutzelement versehen ist, welches das vordere Ende des Fingerteilkörpers schützt, und wobei das Schutzelement aus dem ersten rutschfesten Teil zur vorderen Endseite des Fingerteils hervorsteht.
-
Gemäß einem achten Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, der mit einem Druckteil versehen ist, das gegen eine äußere Oberfläche des Fingerteilkörpers nahe einem Basisende des Fingerteilkörpers drückt.
-
Gemäß einem neunten Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, wobei das erste rutschfeste Teil an seiner Greifoberfläche mit einer Mehrzahl von Reliefteilen, einer Mehrzahl von Vorsprüngen oder einer Mehrzahl von Rillenteilen versehen ist.
-
Gemäß einem 10. Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, der mit einem Einstellteil versehen ist, das ein Intervall, über welches das Basisende des Fingerteilkörpers zum Bewegen veranlasst wird, definiert und einstellt.
-
Gemäß einem 11. Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, der mit einem Messteil versehen ist, das ein Gewicht des Objekts misst.
-
Gemäß einem 12. Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, der mit einem Grifferkennungsteil versehen ist, das nahe dem ersten rutschfesten Teil bereitgestellt ist und das einen Griff des ergriffenen Zustands erhält, indem gegen es gedrückt wird.
-
Gemäß einem 13. Aspekt wird der 12. Aspekt bereitgestellt, wobei das Grifferkennungsteil, das nahe dem ersten rutschfesten Teil bereitgestellt ist, eine Erfassungsvorrichtung, ein Erfassungsvorrichtungs-Druckteil, das gegen die Erfassungsvorrichtung drückt, und ein Druckbegrenzungsteil aufweist, welches das Drücken des Erfassungsvorrichtungs-Druckteils gegen die Erfassungsvorrichtung um eine vorbestimmte Menge oder mehr begrenzt.
-
Gemäß einem 14. Aspekt wird der zweite Aspekt bereitgestellt, wobei die Robotergreifvorrichtung ferner Gelenkwinkel-Erkennungsteile aufweist, die in der Nähe des zweiten Drehgelenks bereitgestellt sind, um ein Signal bei einem vorbestimmten Drehwinkel auszugeben.
-
Gemäß einem 15. Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, der mit einem Objekterfassungsteil versehen ist, das ein Kontaktverfahren oder ein kontaktloses Verfahren der Gegenwart des Objekts erfasst, das von den Fingerteilen ergriffen wird.
-
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der ausführlichen Beschreibung typischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, deutlicher hervor.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1A ist eine Seitenansicht, die einen offenen Zustand einer Robotergreifvorrichtung basierend auf der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
1B ist eine Seitenansicht, die einen geschlossenen Zustand einer Robotergreifvorrichtung basierend auf der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
2 ist eine Seitenansicht einer Robotergreifvorrichtung basierend auf der vorliegenden Erfindung.
-
3A ist eine erste vergrößerte Teilansicht des Zeitpunktes, wenn die Robotergreifvorrichtung ein Werkstück ergreift.
-
3B ist eine zweite vergrößerte Teilansicht des Zeitpunktes, wenn die Robotergreifvorrichtung ein Werkstück ergreift.
-
4A ist eine erste Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, von der vorderen Endseite betrachtet.
-
4B ist eine zweite Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, von der vorderen Endseite betrachtet.
-
5A ist eine vergrößerte Teilansicht des Zeitpunktes, wenn eine Robotergreifvorrichtung, die nicht mit einem zweiten Drehgelenk versehen ist, ein Werkstück ergreift.
-
5B ist eine vergrößerte Teilansicht des Zeitpunktes, wenn eine Robotergreifvorrichtung, die mit einem zweiten Drehgelenk versehen ist, ein Werkstück ergreift.
-
6A ist eine erste perspektivische Ansicht, die ein vorderes Ende einer Robotergreifvorrichtung darstellt.
-
6B ist eine zweite perspektivische Ansicht, die ein vorderes Ende einer Robotergreifvorrichtung darstellt.
-
7A ist eine erste Ansicht, die zeigt, wenn die Robotergreifvorrichtung ein Werkstück ergreift.
-
7B ist eine zweite Ansicht, die zeigt, wenn die Robotergreifvorrichtung ein Werkstück ergreift.
-
7C ist eine dritte Ansicht, die zeigt, wenn die Robotergreifvorrichtung ein Werkstück ergreift.
-
8A ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines ersten rutschfesten Teils.
-
8B ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines ersten rutschfesten Teils.
-
8C ist eine perspektivische Ansicht von 8A.
-
9A ist eine perspektivische Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit zwei Fingerteilen versehen ist.
-
9B ist eine perspektivische Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit drei Fingerteilen versehen ist.
-
9C ist eine perspektivische Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit vier Fingerteilen versehen ist.
-
10A ist eine Draufsicht einer ersten Hand in der verwandten Technik.
-
10B ist eine Seitenansicht einer ersten Hand in der verwandten Technik.
-
11 eine Ansicht, die eine zweite Hand in der verwandten Technik darstellt.
-
12 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung.
-
13A ist eine vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung in einem offenen Zustand.
-
13B ist eine vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung in einem ergriffenen Zustand.
-
14A ist eine andere vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung.
-
14B ist eine Vorderansicht einer Robotergreifvorrichtung, die in 14A dargestellt ist.
-
15A ist noch eine andere vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung.
-
15B ist eine Vorderansicht einer Robotergreifvorrichtung, die in 15A dargestellt ist.
-
15C ist noch eine andere vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung in einem ergriffenen Zustand.
-
16A ist eine vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung in einem offenen Zustand und unmittelbar, nachdem die Fingerspitze zum Beispiel mit einem Werkstück in Kontakt gebracht ist.
-
16B ist eine vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung in einem offenen Zustand und zu dem Zeitpunkt, wenn die Fingerspitze zum Beispiel mit einem Werkstück in Kontakt ist und abgesenkt wird.
-
17 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit einem kontaktosen Objekterfassungsteil versehen ist.
-
18 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Robotergreifvorrichtung, die mit einem kontaktosen Objekterfassungsteil versehen ist.
-
19 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, wobei ein kontaktloses Objekterfassungsteil an der Außenseite bereitgestellt ist.
-
20 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit einem Kontakt-Objekterfassungsteil versehen ist.
-
21 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Robotergreifvorrichtung darstellt, die mit einem Objekterfassungsteil versehen ist.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. In den folgenden Figuren sind ähnlichen Elementen ähnliche Bezugszeichen zugewiesen. Zwecks eines leichteren Verständnisses weisen diese Figuren einen auf geeignete Weise geänderten Maßstab auf.
-
1A und 1B sind Seitenansichten, die einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand einer Robotergreifvorrichtung basierend auf der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Robotergreifvorrichtung 60, die in diesen Zeichnungen dargestellt ist, ist mit zwei Fingerteilen versehen. Die Fingerteile bestehen hauptsächlich aus Fingerteilkörpern 1, die aus länglichen Platten und einem Paar Verstärkungselementen 20 bestehen, die an den Außenseiten der Fingerteilkörper 1 angeordnet sind und die Steifigkeiten aufweisen, die höher als die der Fingerteilkörper 1 sind. Ferner ist in diesen Zeichnungen ein Griffzentrum „a” zwischen den zwei Fingerteilen dargestellt.
-
Jeder Fingerteilkörper 1 ist vorzugsweise aus eine Federstahlplatte hergestellt. Allerdings kann der Fingerteilkörper 1 zum Beispiel aus einem Harz gebildet sein, das elastisch ist. In 1A und 1B bilden zwei Federstahlplatten, die einander in ihrer Dickenrichtung überlappen, jeden Fingerteilkörper 1. Jeder Fingerteilkörper 1 kann aus drei oder mehreren Federstahlplatten bestehen, die einander überlappen. Eine Mehrzahl von Federstahlplatten des Fingerteilkörpers 1 sind aneinander nur an einem Basisende und einem vorderen Ende des Fingerteilkörpers 1 oder in ihrer Nähe befestigt. Mit zunehmender Anzahl von Federstahlplatten in einem Fingerteilkörper 1 nimmt die Flexibilität des Fingerteilkörpers 1 gegenüber Verbiegung ab, jedoch wird die Knickfestigkeit des Fingerteilkörpers 1 verbessert.
-
Es sei klargestellt, dass, selbst wenn die Erhöhung der Dicke einer Federstahlplatte anstatt der Überlappung einer Mehrzahl von Federstahlplatten angewendet wird, die Knickfestigkeit verbessert werden kann. Allerdings wird in diesem Fall die Flexibilität des Fingerteilkörpers 1 gegenüber Verbiegung deutlich reduziert und es ist schwierig, einen Greifvorgang auszuführen, der später beschrieben werden wird. Somit werden die Fingerteilkörper 1 vorzugsweise durch einander Überlappen einer Mehrzahl von Federstahlplatten und Befestigen dieser nur an den Basisenden und den vorderen Enden der Fingerteilkörper 1 und in ihrer Nähe gebildet. Wenn die Fingerteilkörper 1 gebogen werden, werden Zwischenräume zwischen den Oberflächen der Federstahlplatten außer in der Nähe der befestigten Abschnitte geschaffen.
-
Darüber hinaus sind die Basisenden der zwei Fingerteilkörper 1 in 1A und 1B mit dem vorderen Ende einer Welle 9 verbunden, die sich entlang eines Griffzentrums „a” bewegen kann. Die Welle 9 ist durch eine lineare Kugelbuchse in ein Durchgangsloch eines Basisteils 8 eingeführt. Es sei klargestellt, dass anstatt einer linearen Kugellagerbuchse ein Gleitlager oder ein Lager mit linearem Antrieb mit einer Führungsschiene verwendet werden kann.
-
Falls sich die Welle 9 in der Abwärtsrichtung aus 1A bewegt, biegen sich die Fingerteilkörper 1 der zwei Fingerteile nach außen und trennen sich voneinander.
-
Aufgrunddessen öffnet sich die Robotergreifvorrichtung 60. Falls sich die Welle 9 ferner in die entgegengesetzte Richtung bewegt, biegen sich die Fingerteilkörper 1 der zwei Fingerteile nach innen, wodurch die Robotergreifvorrichtung 60 geschlossen wird (siehe 1B). Es sei klargestellt, dass der Einfachheit halber in den Figuren außer 1A und 1B jeder Fingerteilkörper 1 manchmal einfach durch eine Linie dargestellt ist.
-
2 ist eine Seitenansicht einer Robotergreifvorrichtung basierend auf der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 dargestellt, ist die Robotergreifvorrichtung 60 an einem vorderen Endteil 61 eines Roboters (nicht dargestellt) befestigt. Die Robotergreifvorrichtung 60 ist mit einem Luftzylinder 62 als ein Aktuator versehen, der mit dem Basisteil 8 gekoppelt ist. Ferner ist eine Ausgangswelle 63 zur Vermeidung der Einwirkung einer exzentrischen Last auf die Ausgangswelle 63 des Luftzylinders 62 mit der Welle 9 durch eine Universalkupplung 64 verbunden.
-
Es sei klargestellt, dass anstatt eines Luftzylinders 62 ein Hydraulikzylinder als der Aktuator verwendet werden kann. Als Alternative kann die Welle 9 aus einem Kugelgewindetrieb oder einer Zahnstange/Ritzel hergestellt sein und von einem Servomotor (nicht dargestellt) angetrieben werden. Ferner weisen die Fingerteilkörper 1 Flexibilität auf, sodass die Fingerteilkörper 1 auch von dem Aktuator aufgewickelt werden können. In diesem Fall kann die axiale Richtungslänge des Basisteils 8 verkürzt werden.
-
Unter erneuter Bezugnahme auf 1A usw. sind zwei Einstellteile 7 an der Welle 9 entlang der axialen Richtung der Welle 9 befestigt. Die Welle 9 kann sich nur zwischen den zwei Einstellteilen 7 bewegen. Mit anderen Worten erfüllen die Einstellteile 7 die Rolle des Einschränkens und Einstellens des Hubs der Welle 9 und infolgedessen des Einstellens des Öffnungs- und Schließumfangs der Fingerteile.
-
Wie in 1A usw. dargestellt, sind an den Außenseiten der Fingerteilkörper 1, die an den gegenüberliegenden Seiten vom Griffzentrum „a” positioniert sind, Verstärkungselemente 20 angeordnet. Jedes Verstärkungselement 20 weist ein erstes Verstärkungsteil 21, ein zweites Verstärkungsteil 22 und ein drittes Verstärkungsteil 23 auf. Diese Verstärkungsteile 21 bis 23 sind längliche Platten. Diese Verstärkungsteile 21 bis 23 sind aus einem Material mit einer Steifigkeit gebildet, die hoch genug ist, sodass sie sich nicht verbiegen, wenn sich der Fingerteilkörper 1 biegt.
-
Wie aus den Figuren zu sehen ist, ist das Basisende jedes ersten Verstärkungsteils 21 an der äußeren Umfangsoberfläche des Basisteils 8 der Robotergreifvorrichtung 60 befestigt. Das distale Ende des ersten Verstärkungsteils 21 ist durch ein erstes Drehgelenk 4 mit einem Basisende des zweiten Verstärkungsteils 22 verbunden. Die Verstärkungsteile 21 und 22 des Verstärkungselements 20 schwenken um das erste Drehgelenk 4, wodurch sich das Verstärkungselement 20 biegt und ausdehnt.
-
Ferner ist das distale Ende jedes zweiten Verstärkungsteils 22 ist durch ein zweites Drehgelenk 10 mit einem Basisende des dritten Verstärkungsteils 23 verbunden. Darüber hinaus ist das distale Ende jedes dritten Verstärkungsteils 23 mit einem vorderen Ende des Fingerteilkörpers 1 verbunden. Ferner ist, wie dargestellt, an der Innenseite des vorderen Endes des Fingerteilkörpers 1 ein erstes rutschfestes Teil 2, das aus einem flexiblen Material gebildet ist, befestigt.
-
Falls die Welle 9 linear entlang des Griffzentrums „a” gleitet, werden die linearen Bewegungen der Basisenden der zwei Fingerteilkörper 1 in Drehbewegungen der Verstärkungselemente 20 um die ersten Drehgelenke 4 umgewandelt. Beim Verlängern der zweiten Verstärkungsteile 22 kann der Öffnungsabstand zwischen den vorderen Enden der zwei Fingerteile vergrößert werden und infolgedessen die Öffnungs- und Schließeffizienz der Fingerteile erhöht werden.
-
Diesbezüglich sind 3A und 3B eine erste und eine zweite vergrößerte Teilansicht des Zeitpunktes, wenn die Robotergreifvorrichtung ein Werkstück ergreift. In diesen Figuren geht man davon aus, dass ein rechteckiges parallelepipedförmiges Werkstück W am Griffzentrum „a” angeordnet ist. Die Steifigkeit der ersten Verstärkungsteile 21 in 3A und 3B ist größer als die Steifigkeit der zweiten Verstärkungsteile 22. Als Alternative kann die Dicke der ersten Verstärkungsteile 21 in 3A und 3B größer als die Dicke der zweiten Verstärkungsteile 22 gemacht werden.
-
3A zeigt den Zeitpunkt, zu dem sich die Fingerteilkörper 1 biegen und ein Werkstück W kontaktieren, wenn die Welle 9 angehoben wird. Zu diesem Zeitpunkt verformen sich die zweiten Verstärkungsteile 22 nicht sehr. Nur die Teile der ersten rutschfesten Teile 2 in der Nähe der vorderen Enden kontaktieren das Werkstück W. Falls ferner die Welle 9 weiter angehoben wird, wie in 3B dargestellt, biegen sich die mittleren Teile der zweiten Verstärkungsteile 22 nach innen. Aus diesem Grund kontaktiert der Großteil der Oberflächen der ersten rutschfesten Teile 2 die zwei Seitenoberflächen des Werkstücks W. Mit anderen Worten folgen in der Konfiguration, die in 3A und 3B dargestellt ist, die ersten rutschfesten Teile 2 den Seitenoberflächen des Werkstücks und kontaktieren die Seitenoberflächen des Werkstücks W formschlüssig. Daher kann in diesem Fall die „Folge”-Leistung erhöht werden.
-
4A und 4B sind Ansichten von der vorderen Endseite der Robotergreifvorrichtung betrachtet. 4A zeigt den Zustand, bevor die Fingerteilkörper 1 ein Werkstück W ergreifen, während 4B den Zustand zeigt, nachdem die Fingerteilkörper 1 ein Werkstück W ergreifen. Das Werkstück W, das in diesen Zeichnungen dargestellt ist, ist ein röhrenförmiges Element mit einem trapezförmigen Querschnitt und ist derart angeordnet, dass die Oberseite und die Unterseite seines Querschnitts zum Griffzentrum „a” vertikal werden. Ferner ist das Werkstück W derart angeordnet, dass eine Seitenoberfläche des Werkstücks W zu einem ersten rutschfesten Teil 2 parallel wird, während die andere Seitenoberfläche des Werkstücks W zum anderen ersten rutschfesten Teil parallel wird.
-
Wie aus diesen Zeichnungen zu sehen ist, wenn ein Werkstück W ergriffen wird, wird der Fingerteilkörper 1 eines ersten rutschfesten Teils 2 verdreht. Daher verformt sich der Fingerteilkörper 1 elastisch derart, dass das erste rutschfeste Teil 2 einer Seitenoberfläche des Werkstücks W folgt. Aufgrunddessen kontaktiert das erste rutschfeste Teil 2 eine Seitenoberfläche des Werkstücks W formschlüssig. Aus diesem Grund kann in der vorliegenden Erfindung das Werkstück W zuverlässig ergriffen werden, selbst wenn eine Seitenoberfläche eines Werkstücks W nicht parallel zu dem ersten rutschfesten Teil 2 ist.
-
Auf diese Weise werden in der vorliegenden Erfindung Fingerteilkörper 1 verwendet, die aus einer Mehrzahl von plattenförmigen elastischen Elementen bestehen, sodass die Robotergreifvorrichtung 60 in einer einfachen Struktur hergestellt werden kann. Infolgedessen kann die Robotergreifvorrichtung 60 im Vergleich zu einer Servohand viel preisgünstiger hergestellt werden. Ferner sind die Fingerteilkörper 1 hoch flexible und ferner ergreifen zwei Fingerteilkörper 1 das Werkstück W, indem sie es umschließen, sodass Werkstücke von verschiedenen Formen, die in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet sind, stabil ergriffen werden können.
-
In dieser Hinsicht zeigen Experimente usw. an, dass, wenn das Gewicht des Werkstücks W relativ groß, z. B. 20 kg ist, die Robotergreifvorrichtung 60 eine Greifkraft benötigt, die mehrere Male größer als das Gewicht des Werkstücks W ist. Falls jeder Fingerteilkörper 1 aus einer Federstahlplatte mit einer dünnen Dicke besteht, kann die Spannung, die erzeugt wird, wenn die Robotergreifvorrichtung 60 das Werkstück W mit einer Greifkraft ergreift, die mehrere Male größer als das Gewicht des Werkstücks ist, veranlassen, dass der Fingerteilkörper 1 leicht einknickt. Folglich verbessert die Überlappung einer Mehrzahl von Federstahlplatten miteinander die Knickfestigkeit des Fingerteilkörpers 1 gegenüber Verbiegen ohne einen bemerkenswerten Verlust der Flexibilität. Daher kann in der vorliegenden Erfindung sogar ein Werkstück mit einem relativ großen Gewicht, z. B. 20 kg ergriffen werden.
-
Wie ferner in 1A und 4A zu sehen ist, ist an der rückseitigen Oberflächenseite jedes ersten rutschfesten Teils 2 ein distales Ende des Verstärkungsteils 23 angeordnet. Ferner ist an dem dritten Verstärkungsteil 23 ein Schutzelement 5 befestigt, das in einem vorbestimmten Winkel gebogen ist. Das Schutzelement 5 ist vorzugsweise aus einer Metallplatte mit einer relativ hohen Steifigkeit hergestellt. Das Schutzelement 5 ist derart angeordnet, dass es das erste rutschfeste Teil 2 von der Außenseite abdeckt. Das vordere Ende des Schutzelements 5 ist weiter an der vorderen Endseite des Fingerteils als das vordere Ende des ersten rutschfesten Teils 2 angeordnet.
-
Beim Entnehmen einer Mehrzahl von Werkstücken W, die zufällig in einem Lagerkarton usw. gestapelt sind, müssen die vorderen Enden der Fingerteile der Robotergreifvorrichtung 60 in die Zwischenräume zwischen relativ harten Werkstücken W eintreten. Die ersten rutschfesten Teile 2 sind aus einem flexiblen Material gebildet, sodass die Teile der ersten rutschfesten Teile 2 nahe den vorderen Enden beim Entnehmen eines Werkstücks W leicht auf das Werkstück W auftreffen und beschädigt werden.
-
Im Hinblick auf diesen Punkt schützen die Schutzelement 5, die in 4A usw. dargestellt sind, in der vorliegenden Erfindung die ersten rutschfesten Teile 2 und die dritten Verstärkungsteile 23. Aus diesem Grund treten die Fingerteile leicht in die Zwischenräume zwischen den Werkstücken W und zwischen den Seitenoberflächen des Lagerkartons, der die Werkstücke lagert, und den Werkstücken W ein. Aus diesem Grund wird das Werkstück W leicht ergriffen, selbst wenn ein Werkstück W an einer Ecke des Lagerkartons usw. angeordnet ist. Wenn ferner die Fingerteile zum Eintreten in die Zwischenräume zwischen Werkstücken W veranlasst werden und wenn die vorderen Enden der Fingerteile auf die untere Oberfläche des Lagerkartons auftreffen, der die Werkstücke lagert, kann verhindert werden, dass die vorderen Enden der Fingerteile beschädigt werden. Genauer werden die Schutzelemente 5, die dargestellt sind, in einem vorbestimmten Winkel gebogen, sodass die vorderen Enden der Fingerteile, zum Beispiel die vorderen Enden der ersten rutschfesten Teile 2, zuverlässig geschützt werden können.
-
Wie unter erneuter Bezugnahme auf 1A und 4 zu sehen ist, stehen die Schutzelemente 5 vorzugsweise nicht aus den Greifoberflächen der ersten rutschfesten Teile 2 zur Seite des Griffzentrums „a” heraus. Der Grund dafür ist, dass, wenn ein Werkstück W eine dünne Dicke aufweist oder wenn ein Werkstück W eine längliche Form aufweist, bevor das Werkstück W die Greifoberflächen der ersten rutschfesten Teile 2 kontaktiert, die zwei Schutzelemente 5 miteinander in Kontakt treten können. Wenn die Schutzelemente 5 nicht aus den Greifoberflächen der ersten rutschfesten Teile 2 zur Seite des Griffzentrums „a” herausstehen, können die ersten rutschfesten Teile 2 zuverlässig mit dem Werkstück W in Kontakt gebracht werden.
-
Wie ferner in 1A dargestellt, sind auf der Seite der inneren Oberflächen der Fingerteilkörper 1 Mehrzahlen von zweiten rutschfesten Teilen 3 befestigt. Ein einziger Fingerteilkörper 1 kann auch ein einziges zweites rutschfestes Teil 3 aufweisen, das ebenfalls befestigt ist. An der Oberfläche jedes zweiten rutschfesten Teils 3 ist eine große Anzahl von Reliefteilen ausgebildet, sodass der Reibungskoeffizient der Oberfläche relativ groß ist. Auf diesem Grund, selbst wenn das Werkstück W darauf aufgetragenes Schmieröl, Arbeitsöl usw. aufweist, wird verhindert, dass das Werkstück W zwischen den Fingerteilen abrutscht. Es sei erwähnt, dass anstatt der Reliefteile eine Mehrzahl von Vorsprüngen oder eine Mehrzahl von Rillen auf der Oberfläche jedes zweiten rutschfesten Teils 3 ausgebildet sein kann. Als Alternative kann die innere Oberfläche jedes Fingerteilkörpers 1 Reliefformen oder Rillen aufweisen, die direkt darauf ausgebildet sind, sodass der Fingerteilkörper 1 und das zweite rutschfeste Teil 3 einstückig ausgebildet sein können. Aufgrunddessen kann auf ein Werkstück W Druck ausgeübt werden und es kann zuverlässig ergriffen werden.
-
In 1A sind Druckelemente 6 nahe den Basisenden der Fingerteilkörper 1 befestigt. Die Druckelemente 6 drücken die Fingerteilkörper 1 zum Griffzentrum „a”, sodass sich die Fingerteilkörper 1 nicht in Richtungen weg vom Griffzentrum „a” herauswölben.
-
In einer bestimmten Ausführungsform sind die Druckelemente 6 Nockenstößel. Bei der Verwendung von Nockenstößeln als Druckelemente 6 treten die Druckelemente 6 mit den Fingerteilkörpern 1 in Rollkontakt. Auf diese Weise kann die Abnutzung der Fingerteilkörper 1 reduziert werden. Falls die Durchmesser der Druckelemente 6 erhöht werden, können darüber hinaus die Krümmungsradien an den Basisenden der Fingerteilkörper 1 erhöht werden. Infolgedessen wird die Spannung, die auf die Fingerteilkörper 1 einwirkt, reduziert, und selbst wenn die Fingerteilkörper 1 wiederholt gebogen werden, kann die Lebensdauer der Fingerteilkörper 1 verlängert werden.
-
5A ist eine vergrößerte Teilansicht des Zeitpunktes, wenn eine Robotergreifvorrichtung ein Werkstück ergreift. In 5A sind die zweiten Drehgelenke 10 nicht bereitgestellt, sodass auch keine dritten Verstärkungsteile 23 vorhanden sind. Stattdessen sind die zweiten Verstärkungsteile 22 um genau die Mengen der dritten Verstärkungsteile 23 verlängert. Ferner wird in 5A ein relativ großes zylindrisch geformtes Werkstück W ergriffen.
-
Wie in 5A dargestellt, verbiegen sich die zwei Fingerteilkörper 1, wenn das Werkstück W ergriffen wird, derart, dass sie der äußeren Form des Werkstücks W folgen. Zu diesem Zeitpunkt kontaktiert die Mehrzahl von zweiten rutschfesten Teilen 3 formschlüssig die obere äußere Oberfläche des Werkstücks W. Darüber hinaus verhindern die oben erwähnten Druckelemente 6, dass sich die Nähe der Enden der Fingerteilkörper 1 nach außen verbiegen. Daher kann in der vorliegenden Erfindung ein relativ großes zylinderförmiges Werkstück W fest ergriffen werden.
-
Allerdings sind in 5A die zweiten Drehgelenke 10 nicht bereitgestellt, sodass die vorderen Enden der Fingerteile, die weiter weg vom Werkstück W angeordnet sind, von den Druckelementen 6 betrachtet, offen sind. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, dass das Werkstück W von den vorderen Enden der Fingerteile abrutscht.
-
Im Gegensatz dazu sind in einer vergrößerten Teilansicht des Zeitpunktes, wenn eine Robotergreifvorrichtung, die mit den zweiten Drehgelenken versehen ist, das Werkstück ergreift, das heißt, 5B, die dritten Verstärkungsteile 23 mit den distalen Enden der zweiten Verstärkungsteile 22 durch die zweiten Drehgelenke 10 gekoppelt. In der Konfiguration, die in 5B dargestellt ist, drehen sich die dritten Verstärkungsteile 23 weiter nach innen um die zweiten Drehgelenke 10, wodurch die ersten rutschfesten Teile 2 der äußeren Form des Werkstücks W folgen und den unteren Teil des Werkstücks W stützen. Infolgedessen werden die vorderen Enden der Fingerteile geschlossen und es wird schwieriger für das Werkstück W, das ergriffen ist, abzurutschen. Mit anderen Worten wird man verstehen, dass die Konfiguration, die in 5B dargestellt ist, ein Werkstück W noch zuverlässiger ergreifen kann als die Konfiguration, die in 5A dargestellt ist.
-
Eine vereinfachte Roboterhand ergriff ein Werkstück W nur mit den vorderen Enden der Fingerteile, sodass beim Anheben eines Werkstücks W oder während einer schnellen Bewegung nach dem Ergreifen das Werkstück W oftmals abrutschte. Allerdings können in der vorliegenden Erfindung die dritten Verstärkungsteile 23 schließen, sodass das Werkstück W fest umschlossen und nahe den Zentren der Fingerteile ergriffen werden kann. Daher rutscht das Werkstück W selbst beim Anheben eines Werkstücks W oder während einer schnellen Bewegung nach dem Ergreifen nahezu niemals ab.
-
6A und 6B sind perspektivische Ansichten, die ein vorderes Ende einer Robotergreifvorrichtung darstellen. Wie in diesen Zeichnungen dargestellt, weist ein zweites Drehgelenk 10 ein Drehbegrenzungsteil 11 auf, das eine Drehung eines dritten Verstärkungsteils 23 um mehr als einen vorbestimmten Drehwinkel verhindert. Genauer ist das Drehbegrenzungsteil 11 ein Vorsprung, der die äußere Oberfläche des zweiten Verstärkungsteils 22 teilweise überlappt. Aufgrund des Drehbegrenzungsteils 11 wird verhindert, dass das vordere Endteil des Fingerteils, das dem dritten Verstärkungsteil 23 entspricht, sich nach außen öffnet.
-
Üblicherweise wirkt eine Kraft derart, dass sich der Fingerteilkörper 1 gerade erstreckt, sodass das Drehbegrenzungsteil 11 konstant arbeitet. Wenn ein Werkstück W ergriffen wird, dreht sich das vordere Endteil ferner zum Griffzentrum „a”. Mit anderen Worten dreht sich das dritte Verstärkungsteil 23 nach innen um das zweite Drehgelenk 10. Zum Beispiel umschließt, wie in 6A dargestellt, das vordere Endteil des Fingerteils das Werkstück W und das Werkstück W kann zuverlässig ergriffen werden.
-
Ferner besteht in dem Zustand, in dem die Robotergreifvorrichtung 60 ein Werkstück W ergreift, falls die vorderen Endteile der Fingerteile auf die untere Oberfläche des Lagerkartons oder auf ein Werkstück auftreffen, das ein anderes als das Werkstück W ist, die Möglichkeit, dass sich die dritten Verstärkungsteile 23 um die zweiten Drehgelenke 10 drehen, um sich vom Griffzentrum „a” zu trennen. Allerdings sind in der vorliegenden Erfindung die Drehbegrenzungsteile 11 vorhanden, sodass sich die dritten Verstärkungsteile 23 zum Griffzentrum „ a” drehen. Mit anderen Worten, da die Drehbegrenzungsteile 11 vorhanden sind, sind in der vorliegenden Erfindung niemals zwei Fingerteile vollkommen offen. Daher kann verhindert werden, dass ein Werkstück W von der Robotergreifvorrichtung 60 abrutscht.
-
Wie oben erläutert, hat die Robotergreifvorrichtung 60 der vorliegenden Erfindung eine „Folge”-Funktion, welche die Flexibilität der Fingerteilkörper 1 nutzt, eine Schließfunktion der vorderen Endteile der Fingerteile, welche die zweiten Drehgelenke 10 nutzt, und eine zuverlässige Greiffunktion, welche die ersten rutschfesten Teile 2 und die zweiten rutschfesten Teile 3 nutzt. Daher kann die Robotergreifvorrichtung 60 eine große Anzahl von Kontaktteilen mit dem Werkstück W sichern. Aus diesem Grund kann ein Werkstück W ungeachtet der Ausrichtung des Werkstücks W zuverlässig ergriffen werden, indem die Robotergreifvorrichtung 60 lediglich zum Bewegen in der vertikalen Abwärtsrichtung veranlasst wird.
-
7A bis 7C sind Ansichten, die eine Robotergreifvorrichtung zeigen, die ein Werkstück ergreift. Diese Zeichnungen zeigen, als das Werkstück W, eine Welle, auf der ein Flansch bereitgestellt ist. Genauer ist der Flansch des Werkstücks W, das in 7A dargestellt ist, zur Welle exzentrisch befestigt. Mit anderen Worten ist das Werkstück W, das in 7A dargestellt ist, um seine Mittelachse nicht liniensymmetrisch.
-
Wenn ein Werkstück W derart angeordnet ist, dass die Mittelachse des Werkstücks W die gleiche wie die Bewegungsrichtung der Welle 9 wird, ist es aus diesem Grund schwierig, das Werkstück W zu ergreifen. Allerdings biegt sich selbst in einem solchen Fall in der vorliegenden Erfindung, wie in 7A dargestellt, indem sich nur ein drittes Verstärkungsteil 23 um das zweite Drehgelenk 10 dreht, ein Fingerteilkörper 1 mehr nach innen als der andere Fingerteilkörper 1. Mit anderen Worten biegen sich in der vorliegenden Erfindung die zwei Fingerteilkörper 1 auf voneinander unterschiedliche Arten und Weisen. Daher können die Fingerteilkörper 1 ein Werkstück W derart ergreifen, dass sie ihm folgen, und können das Werkstück W zuverlässig ergreifen.
-
Wenn ferner ein Werkstück W derart angeordnet ist, dass die Mittelachse des Werkstücks W im Wesentlichen vertikal zum Griffzentrum „a” ist, muss das Werkstück W derart ergriffen werden, dass es die zwei Enden der Welle des Werkstücks W spreizt. In der vorliegenden Erfindung öffnen sich selbst in einem solchen Fall, wie in 7B dargestellt, beide der zwei Fingerteilkörper 1 in die jeweiligen maximal offenen Positionen. Daher kann ein länglich geformtes Werkstück W leicht ergriffen werden.
-
Wenn darüber hinaus ein Werkstück W derart angeordnet ist, dass die Mittelachse des Werkstücks W im Griffzentrum „a” enthalten ist oder zu einem spitzen Winkel in Bezug auf das Griffzentrum „a” wird, muss das Werkstück W derart gehalten werden, dass der Flansch des Werkstücks W umschlossen wird. In der vorliegenden Erfindung drehen sich selbst in einem solchen Fall, wie in 7C dargestellt, die zwei dritten Verstärkungsteile 23 um die jeweiligen zweiten Drehgelenke 10. Infolgedessen folgen die zwei Fingerteilkörper 1 dem Flansch des Werkstücks W, um dieses zu umschließen, und die zwei ersten rutschfesten Teile 2 stützen das Werkstück W von unten. Daher kann das Werkstück W zuverlässig ergriffen werden.
-
Darüber hinaus sind 8A und 8B eine detaillierte Seitenansicht und eine Vorderansicht jedes ersten rutschfesten Teils 2, und 8C ist eine perspektivische Ansicht von 8A. Wie aus diesen Figuren zu sehen ist, weist das erste rutschfeste Teil 2 vier erste Vorsprünge 71 auf, die in der Nähe des vorderen Endes des Fingerteilkörpers 1 bereitgestellt sind und die sich in der Längsrichtung des Fingerteilkörpers 1 erstrecken, und zwei zweite Vorsprünge 72, die sich vertikal in Bezug auf die ersten Vorsprünge 71 unterhalb der ersten Vorsprünge 71 erstrecken. Die ersten Vorsprünge 71 und die zweiten Vorsprünge 72 sind elastische Elemente, die aus einer flexiblen hochmolekularen Verbindung hergestellt sind. Eine solche Struktur verbessert die Möglichkeit, dass die ersten Vorsprünge 71 und die zweiten Vorsprünge 72 auf den ersten rutschfesten Teilen 2 einen Teil des Werkstücks W erfassen können, selbst wenn das Werkstück W eine komplizierte Form aufweist, um zu verhindern, dass das Werkstück herunterfällt. Natürlich können die Anzahl und Anordnung der ersten Vorsprünge 71 und der zweiten Vorsprünge 72 geändert werden.
-
Darüber hinaus können anstatt der Bereitstellung der Vorsprünge 71 und 72 die gesamten Oberflächen der ersten rutschfesten Teile 2, die zum Werkstück W weisen, mit Beschichtungsteilen beschichtet werden, die aus einer flexiblen hochmolekularen Verbindung hergestellt sind. In diesem Fall wird bevorzugt, dass die Beschichtungsteile raue Abschnitte oder Rillen aufweisen. Dies hat natürlich zur Folge, dass die ersten rutschfesten Teile 2 eine ausreichende Anti-Rutsch-Funktion haben. Es sei klargestellt, dass die ersten rutschfesten Teile 2, die in 8A bis 8C dargestellt sind, eine andere Konfiguration aufweisen können, die zum Beispiel in 6A und 6B dargestellt ist.
-
Wie aus 1A und 1B usw. zu sehen ist, sind die ersten rutschfesten Teile 2 an den Innenseiten der vorderen Enden der Fingerteile befestigt. Ferner sind die ersten rutschfesten Teile 2 derart angeordnet, dass sie zuerst ein Werkstück W kontaktieren, wenn die Fingerteile geschlossen werden. Wenn also das Werkstück W ergriffen wird, wird es für das Werkstück W schwierig, zwischen den zwei ersten rutschfesten Teilen 2 abzurutschen. Selbst wenn das Werkstück W länglich ist, wenn es dünn ist oder wenn es extrem klein ist, können ferner die vorderen Enden der ersten rutschfesten Teile 2 das Werkstück W problemlos ergreifen. Mit anderen Worten kann die Robotergreifvorrichtung 60 der vorliegenden Erfindung verschiedene Formen von Werkstücken W handhaben und ist überaus vielseitig.
-
Es sei klargestellt, dass, selbst mit der Robotergreifvorrichtung 60 der vorliegenden Erfindung es manchmal, sein kann, dass das Werkstück W nicht ergriffen wird oder eine Mehrzahl von Werkstücken W gleichzeitig ergriffen wird. Wenn ein Werkstück W ergriffen wird, ist es aus diesem Grund wünschenswert, sein Gewicht zu messen und das Messergebnis mit einem vorbestimmten Wert zu vergleichen. In einem solchen Fall kann das Messergebnis als die Grundlage für eine leichte Beurteilung der Notwendigkeit für ein erneutes Ergreifen eines Werkstücks W verwendet werden.
-
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 ist ein Gewichtssensor 65 zwischen dem Basisteil der Robotergreifvorrichtung 60 und dem vorderen Endteil 61 des Handgelenks des Roboters angeordnet. Der Gewichtssensor 65 misst das Gewicht, während die Robotergreifvorrichtung 60 ein Werkstück W ergreift. Ferner kann der Wert, den der Gewichtssensor 65 misst, um das bekannte Gewicht der Robotergreifvorrichtung 60 reduziert werden, um einen subtrahierten Wert zu ermitteln. Der subtrahierte Wert ist das Gewicht des ergriffenen Werkstücks W. Danach wird die Differenz zwischen dem subtrahierten Wert und dem bekannten Gewicht des Werkstücks W ermittelt. Falls die Differenz im Wesentlichen null ist, bedeutet dies, dass ein Werkstück W auf geeignete Weise ergriffen wird.
-
Wenn die Differenz ein negatives Vorzeichen hat und der Wert im Wesentlichen der gleiche wie das vorbestimmte Gewicht des Werkstücks W ist, wird beurteilt, dass ein Werkstück W nicht ergriffen wurde und die Vorrichtung wird zum Betrieb veranlasst, um ein Werkstück W erneut zu ergreifen. Wenn darüber hinaus die Differenz ein positives Vorzeichen hat und der Wert das bekannte Gewicht eines Werkstücks oder mehr ist, kann beurteilt werden, dass zwei oder mehrere, das heißt, eine Mehrzahl von Werkstücken W gleichzeitig ergriffen werden. In diesem Fall werden die Fingerteile geöffnet, um das Werkstück W einmal freizugeben. Ferner wird die Vorrichtung zum Betrieb veranlasst, um ein Werkstück W erneut zu ergreifen. Auf diese Weise wird man verstehen, dass eine Konfiguration, die mit dem Gewichtssensor 65 versehen ist, zur Beurteilung der Notwendigkeit eines erneuten Ergreifens eines Werkstücks vorteilhaft ist.
-
9A bis 9C sind perspektivische Teilansichten von Robotergreifvorrichtungen, die mit zwei Fingerteilen, drei Fingerteilen bzw. vier Fingerteilen versehen sind. Wie in 9A dargestellt, wurde die Robotergreifvorrichtung 60 in der oben erwähnten Ausführungsform mit zwei Fingerteilen erläutert.
-
Allerdings kann die Robotergreifvorrichtung 60, wie in 9B dargestellt, auch mit drei Fingerteilen versehen sein, oder, wie in 9C dargestellt, auch mit vier Fingerteilen versehen sein. Es sei klargestellt, dass der Fall, in dem die Robotergreifvorrichtung 60 eine noch größere Anzahl von Fingerteilen aufweist, ebenfalls innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Die Anzahl der Fingerteile wird gemäß der Form des Werkstücks W, dem Verwendungszweck der Robotergreifvorrichtung 60 usw. bestimmt. Man wird verstehen, dass beim Ändern der Anzahl von Fingerteilen auf diese Weise die Anzahlen und Anordnungen der Basisteile 8, Wellen 9, Druckelemente 6 usw. in ähnlicher Weise geändert werden.
-
12 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung. In 12 wird ein drittes Verstärkungsteil 23 an zwei Positionen gebogen, sodass das vordere Ende des dritten Verstärkungsteils 23 parallel zu einem Fingerteilkörper 1 nahe dem vorderen Ende des Fingerteilkörpers 1 wird. Ferner ist ein Grifferkennungsteil 121 nahe dem vorderen Ende des dritten Verstärkungsteils 23 eingebettet, das parallel zu dem Fingerteilkörper 1 ist und zum Fingerteilkörper 1 weist. Das Grifferkennungsteil 121 ist ein Grenzschalter, ein Näherungsschalter, Drucksensor usw. Es sei klargestellt, dass, wenngleich dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, die anderen Fingerteilkörper 1 eine ähnliche Konfiguration aufweisen. Das Gleiche gilt für die anderen Zeichnungen, die auch später erläutert werden.
-
Wenn die Fingerteilkörper 1 geschlossen werden und ein Werkstück W ergriffen wird, wird die Druckkraft durch die ersten rutschfesten Teile 2 und die Fingerteilkörper 1 auf die Grifferkennungsteile 121 übertragen. Aus diesem Grund können die Grifferkennungsteile 121 bestätigen, dass ein Werkstück W ergriffen wird. Die Grifferkennungsteile 121 können ungeachtet dessen, welche Teile der ersten rutschfesten Teile 2 das Werkstück W ergreifen, auch erkennen, dass ein Werkstück W ergriffen wird.
-
13A und 13B sind vergrößerte Teilansichten einer Robotergreifvorrichtung im offenen Zustand bzw. im ergriffenen Zustand. Das Grifferkennungsteil 121, das in 13A und 13B dargestellt ist, weist eine Erfassungsvorrichtung 131 und ein Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 auf, das gegen die Erfassungsvorrichtung 131 drückt. Wie in 13A und 13B dargestellt, ist die Erfassungsvorrichtung 131 an der inneren Oberfläche eines Schutzelements 5 an der Innenseite eines Lochs 23a befestigt, das in dem dritten Verstärkungsteil 23 ausgebildet ist. Das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 ist an der äußeren Oberfläche des Fingerteilkörpers 1 an einer Position befestigt, die der Erfassungsvorrichtung 131 entspricht.
-
Darüber hinaus ist nahe dem Biegeteil des dritten Verstärkungsteils 23 ein Abstandshalter 133 zwischen dem dritten Verstärkungsteil 23 und dem Fingerteilkörper 1 bereitgestellt.
-
Die Dicke des Abstandshalters 133 entspricht im Allgemeinen der Dicke des Erfassungsvorrichtungs-Druckteils 132. Aus diesem Grund, wie aus 13A zu sehen ist, ist im offenen Zustand eine Lücke, die dem Abstandshalter 133 entspricht, zwischen dem Fingerteilkörper 1 und dem vorderen Endabschnitt 23b des dritten Verstärkungsteils 23 ausgebildet. Ferner wird in 13A auf die Erfassungsvorrichtung 131 von dem Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 kein Druck ausgeübt, das heißt, die zwei werden voneinander getrennt.
-
Im Gegensatz dazu, wie in 13B dargestellt, verformt sich in dem Zustand, in dem das Werkstück W ergriffen ist, das vordere Endteil des Fingerteilkörpers 1, das mehr zur vorderen Endseite als der Abstandshalter 133 angeordnet ist, elastisch nach außen. Infolgedessen drückt das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132, das an der äußeren Oberfläche des Fingerteilkörpers 1 befestigt ist, gegen die Erfassungsvorrichtung 131. Aus diesem Grund erkennt das Grifferkennungsteil 121, dass ein Werkstück W ergriffen wurde. Es sei klargestellt, dass, wenn der Griff an dem Werkstück W freigegeben wird, der Fingerteilkörper 1 in seinen ursprünglichen Zustand versetzt wird, der in 13A dargestellt ist, und sich das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 von der Erfassungsvorrichtung 131 trennt.
-
In dieser Hinsicht, wie aus 13A und 13B zu sehen ist, bleibt das vordere Endteil 23b zwischen dem Loch 23a des dritten Verstärkungsteils 23 und dem vorderen Ende des dritten Verstärkungsteils 23. Wie in 13B dargestellt, wenn sich der Fingerteilkörper 1 nach außen biegt, grenzt das vordere Ende des Fingerteilkörpers 1 an das vordere Endteil 23b des dritten Verstärkungsteils 23 an, sodass sich der Fingerteilkörper 1 niemals über das vordere Endteil 23b hinaus biegt.
-
Aus diesem Grund wird auf die Erfassungsvorrichtung 131 von dem Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 nie um mehr als eine vorbestimmte Menge Druck ausgeübt. Daher kann verhindert werden, dass eine äußerst große Kraft von dem Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 an die Erfassungsvorrichtung 131 angelegt wird, und ein Zerbrechen der Erfassungsvorrichtung 131 kann verhindert werden. Mit anderen Worten erfüllt das vordere Endteil 23b des dritten Verstärkungsteils 23 die Rolle eines Druckbegrenzungsteils, welches das Drücken der Erfassungsvorrichtung 131 um mehr als eine vorbestimmte Menge durch das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 begrenzt.
-
Wenn also das Grifferkennungsteil 121 erkennt, dass ein Werkstück W ergriffen wurde, kann die Zuverlässigkeit dieser Erkennung erhöht werden.
-
In der Ausführungsform, die in 13A und 13B dargestellt ist, ist die Erfassungsvorrichtung 131 im Inneren des Lochs 23a des dritten Verstärkungsteils 23 bereitgestellt und das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 132 ist an der hinteren Oberflächenseite des ersten rutschfesten Teils 2 bereitgestellt. Auf diese Weise kann in diesem Fall ein Grifferkennungsteil einer Druckstruktur gebildet werden, welche die elastische Verformung des Fingerteilkörpers 1 nutzt. Ferner ist die Erfassungsvorrichtung 131 an der Innenseite des Lochs 23a des dritten Verstärkungsteils 23 angeordnet, sodass, selbst wenn das Grifferkennungsteil 121 in das Fingerteil eingebaut ist, verhindert werden kann, dass das Fingerteil dicker wird.
-
Diesbezüglich ist 14A eine andere vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung, während 14B eine Vorderansicht der Robotergreifvorrichtung ist, die in 14A dargestellt ist. Wie in diesen Zeichnungen dargestellt, ist die innere Oberfläche des Fingerteilkörpers 1 über dem ersten rutschfesten Teil 2 mit einem anderen Grifferkennungsteil 141 versehen.
-
Wie aus den Zeichnungen zu sehen ist, ist das andere Grifferkennungsteil 141 ein mattenförmiger Schalter, ein schnurförmiger Schalter, eine Druckfühlfolie usw. und erstreckt sich teilweise von dem oberen Ende des ersten rutschfesten Teils 2 entlang des Fingerteilkörpers 1. Als Alternative kann das andere Grifferkennungsteil 141 ein Satz einer Mehrzahl von kleinen Grenzschaltern oder kleinen Druckschaltern sein, die in einer planaren Form angeordnet sind.
-
Wie in 14A dargestellt, wenn der Fingerteilkörper 1 das Werkstück W über dem ersten rutschfesten Teil 2 ergreift, wird auf das Grifferkennungsteil 141 von dem Werkstück W Druck ausgeübt, wobei die Gegenwart des Werkstücks W auf diese Weise erfasst werden kann. Ungeachtet dessen, welches Teil des Fingerteilkörpers 1, an dem das Grifferkennungsteil 141 befestigt ist, zum Ergreifen des Werkstücks W verwendet wird, kann das Grifferkennungsteil 141 gut erkennen, dass das Werkstück W ergriffen wurde. In der Ausführungsform, die in 14A und auch 14B dargestellt ist, wird man verstehen, dass eine ähnliche Wirkung wie die oben erläuterte erhalten wird.
-
15A ist noch eine andere vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung, während 15B eine Vorderansicht der Robotergreifvorrichtung ist, die in 15A dargestellt ist. Wie in diesen Zeichnungen dargestellt, ist an der inneren Oberfläche des Fingerteilkörpers 1 über dem ersten rutschfesten Teil 2 eine folienförmige Erfassungsvorrichtung 151 bereitgestellt. Ferner ist ein Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 152, das gegen die folienförmige Erfassungsvorrichtung 151 drückt, an einem Ende eines Verbindungselements 153 bereitgestellt, das die Funktion einer Tellerfeder hat. Das andere Ende des Verbindungselements 153 ist an der Oberfläche des Fingerteilkörpers 1 befestigt. Das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 152 erfüllt die Rolle eines zweiten rutschfesten Teils 3. Wie aus 15B zu sehen ist, weisen dieses Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 152 und das Verbindungselement 153 Breiten auf, die im Wesentlichen der Breite der folienförmigen Erfassungsvorrichtung 151 entsprechen.
-
In 15A ist das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 152 aufgrund des Verbindungselements 153 von der folienförmigen Erfassungsvorrichtung 151 getrennt. Mit anderen Worten, wenn ein Werkstück W nicht ergriffen wird, verhindert das Verbindungselement 153, dass das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 152 gegen die folienförmige Erfassungsvorrichtung 151 drückt. Wie veranschaulicht, ist ferner eine Mehrzahl von Erfassungsvorrichtungs-Druckteilen 152 und Verbindungselementen 153 vorzugsweise nacheinander entlang der Länge des Fingerteilkörpers 1 bereitgestellt.
-
15C ist noch eine andere vergrößerte Teilansicht einer Robotergreifvorrichtung in einem ergriffenen Zustand. Wie in 15C dargestellt, falls der Fingerteilkörper 1, der über dem ersten rutschfesten Teil 2 angeordnet ist, da Werkstück W ergreift, wird auf das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 152 von dem Werkstück W Druck ausgeübt und das Verbindungselement 153 verformt sich elastisch. Schließlich kann die untere Oberfläche des Verbindungselements 153 gegen die folienförmige Erfassungsvorrichtung 151 drücken, wobei die Gegenwart eines Werkstücks W erfasst werden kann. Es sei klargestellt, dass beim Freigeben des Griffs eines Werkstücks W das Verbindungselement 153 in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wie in 15A dargestellt ist, und sich das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil 152 und das Verbindungselement 153 von der Erfassungsvorrichtung 151 trennen. Man wird verstehen, dass die Ausführungsform, die in 15A bis 15C dargestellt ist, vorteilhafte Wirkungen erhalten werden können, die denjenigen ähnlich sind, die oben erläutert sind.
-
In dieser Hinsicht ist in 8A bis 8C wie oben beschrieben die Erfassungsvorrichtung 151 nicht dargestellt, sondern eine Mehrzahl von zweiten rutschfesten Teilen 3, die eine Konfiguration aufweisen, die derjenigen des Erfassungsvorrichtungs-Druckteils 152 ähnlich ist, sind mit dem entsprechenden Fingerteilkörper 1 durch die Verbindungselemente 153 verbunden. Wie in 8A dargestellt, wenn das Werkstück W mit dem unteren der zweiten rutschfesten Teile 3 in Kontakt gebracht ist, biegt sich das entsprechende Verbindungselement 153 nach innen. Dadurch wird bewirkt, dass sich das untere zweite rutschfeste Teil 3 weg vom Fingerteilkörper 1 bewegt. Wenn die Biegemenge des Verbindungselements 153 zu groß ist, kann das Verbindungselement 153 durch Ziehen zerbrechen.
-
Daher ist in der vorliegenden Erfindung ein steifes Trennbegrenzungsteil 154, das sich zwischen jedem zweiten rutschfesten Teil 3 und dem Fingerteilkörper 1 erstreckt, an dem zweiten rutschfesten Teil 3 befestigt. Wie in 8C dargestellt, geht der Fingerteilkörper 1 durch die Durchgangslöcher, die in dem Trennbegrenzungsteil 154 ausgebildet sind. Die Tiefe der Durchgangslöcher, die der Dickenrichtung des Fingerteilkörpers 1 entspricht, ist größer als die Dicke des Fingerteilkörpers 1. Wenn der Fingerteilkörper 1 gebogen wird, werden Zwischenräume zwischen den Oberflächen der überlappenden Federstahlplatten geschaffen, und dementsprechend wird bevorzugt, dass die Tiefe der Durchgangslöcher größer als die Gesamtdicke des Fingerteilkörpers 1, einschließlich der Zwischenräume ist.
-
Daher wird in dem Prozess des Biegens des Verbindungselements 153 nach Innen das Trennbegrenzungsteil 154 mit dem Fingerteilkörper 1 in Eingriff gebracht. Folglich wird verhindert, dass sich das zweite rutschfeste Teil 3 um mehr als einen vorbestimmten weg von dem Fingerteilkörper 1 bewegt, und entsprechend wird verhindert, dass das Verbindungselement 153 frühzeitig zerbricht. Es sei klargestellt, dass sich in 8A die Verbindungselemente 153 schräg nach unten von den entsprechenden zweiten rutschfesten Teilen 3 zu dem Fingerteilkörper 1 erstrecken. Als Alternative können sich in einer Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, die Verbindungselemente 153 schräg nach oben von den entsprechenden zweiten rutschfesten Teilen 3 zu dem Fingerteilkörper 1 erstrecken.
-
16A und 16B sind vergrößerte Teilansichten einer Robotergreifvorrichtung in einem offenen Zustand und zu dem Zeitpunkt, wenn die Fingerspitze zum Beispiel mit einem Werkstück in Kontakt ist. Wie in diesen Figuren dargestellt, ist auf der Innenseite des zweiten Drehgelenks 10 ein kleiner Grenzschalter 161 auf der Seite des zweiten Verstärkungsteils 22 angeordnet und ein Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters ist auf der Seite des dritten Verstärkungsteils 23 angeordnet.
-
16A zeigt einen Zustand unmittelbar nachdem das Fingerspitzenende der Robotergreifvorrichtung 60 zum Beispiel mit einem Werkstück oder einem Fußbodenteil L in Kontakt gebracht ist. In diesem Zustand wird nicht auf den kleinen Grenzschalter 161 gedrückt. In 16B, während das Fingerspitzenende in großem Maße geneigt ist, wird auf den kleinen Grenzschalter 161 von dem Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters Druck ausgeübt, um ein Signal auszugeben.
-
Die Positionsbeziehung zwischen dem kleinen Grenzschalter 161 und dem Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters wird je nach dem Winkel des zweiten Drehgelenks 10 bestimmt, durch den die Ausgabe eines Signals erforderlich ist. Wenn der Winke des Fingerspitzenendes um das zweite Drehgelenk 10 einen vorbestimmten Winkel erreicht und der Biegeradius des Fingerteilkörpers 1 gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Menge ist, wird ein Signal ausgegeben. Mit anderen Worten werden der kleine Grenzschalter 161 und das Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters verwendet, um zu erkennen, ob das zweite Drehgelenk 10 einen gewünschten Winkel aufweist. Somit können der kleine Grenzschalter 161 und das Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters als ein Drehwinkel-Erkennungsteil verwendet werden.
-
Es wird ferner bevorzugt, dass der Biegeradius des Fingerteilkörpers 1, auf dessen Grundlage ein Signal ausgegeben werden soll, eine zulässige Menge in Bezug auf den zulässigen Grenzbiegeradius aufweist. Dadurch wird bewirkt, dass das vordere Ende des Fingerteils aufhört, sich vorwärts zu bewegen, bevor der der Fingerteilkörper 1 zerbricht. Anschließend wird die Robotergreifvorrichtung 60 nach oben bewegt, um eine Last, die an das vordere Ende des Fingerteils angelegt wird, zu reduzieren.
-
Es sei klargestellt, dass in 16A und 16B das Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters neben einer Funktion des Drückens auf den kleinen Grenzschalter 161 eine Funktion als ein Drehbegrenzungsteil 11 hat. 16B zeigt einen Zustand, in dem der kleine Grenzschalter 161 von dem Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters gedrückt und eingeschaltet wird, erfüllt jedoch noch keine Funktion als das Drehbegrenzungsteil 11. Als Alternative müssen der kleine Grenzschalter 161 und das Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters nicht unbedingt klein sein.
-
Anstatt des kleinen Grenzschalters 161 können ein Lasersensor, ein Näherungssensor oder ein Berührungssensor, der nicht dargestellt ist, verwendet werden. Es wird ferner bevorzugt, dass das Drehwinkel-Erkennungsteil, das aus dem kleinen Grenzschalter 161 und dem Druckteil 162 des kleinen Grenzschalters besteht, in jedem Fingerteil bereitgestellt ist. Als Alternative kann das Drehwinkelerkennungsteil nicht nur in dem zweiten Drehgelenk 10, sondern auch einem ersten Drehgelenk 4 bereitgestellt sein. Wenn die Robotergreifvorrichtung 60 ferner drei oder mehrere Drehgelenke aufweist, kann ein Gelenkwinkel-Erkennungsteil in jedem Drehgelenk bereitgestellt sein.
-
17 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit einem kontaktosen Objekterfassungsteil versehen ist. In 17 ist ein Photovoltaikschalter 171 an dem Basisteil 8 der Robotergreifvorrichtung 60 befestigt. Der Photovoltaikschalter 171 ist derart bereitgestellt, dass der projizierte Laserstrahl auf den mittleren Teil zwischen zwei ersten rutschfesten Teilen 2 auftrifft. Wenn ein Werkstück W zwischen zwei ersten rutschfesten Teilen 2 ergriffen wird, wird der projizierte Laserstrahl von dem Werkstück W reflektiert und das reflektierte Licht wird als ein empfangender Laserstrahl an dem Photovoltaikschalter 171 empfangen. Daher kann der Photovoltaikschalter 171 erkennen, dass ein Werkstück W gehalten wird.
-
Ferner ist 18 eine perspektivische Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit einem anderen kontaktosen Objekterfassungsteil versehen ist. In 18 ist anstatt des Photovoltaikschalters 171 eine Kamera 181 in ähnlicher Weise an dem Basisteil 8 der Robotergreifvorrichtung 60 befestigt. Die Kamera 181 zeichnet die Region zwischen zwei ersten rutschfesten Teilen 2 in vorbestimmten Zeitintervallen auf. Wenn ferner ein Bild, das sich von dem Bild im Anfangszustand unterscheidet, in dem kein Werkstück W vorhanden ist, erhalten wird, kann bestätigt werden, dass das Werkstück W ergriffen wird.
-
Ferner ist 19 eine perspektivische Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit einem kontaktosen Objekterfassungsteil an der Außenseite versehen ist. In 19 ist die Kamera 191 an der Tischoberfläche befestigt, die sich von dem Fußbodenteil erstreckt. Die Kamera 191 kann in ähnlicher Weise die Region zwischen den zwei ersten rutschfesten Teilen 2 der Robotergreifvorrichtung 60 aufzeichnen. Ferner geht man davon aus, dass die Kamera 191 mit einer Steuerung (nicht dargestellt) des Roboters verbunden ist.
-
Nachdem die Robotergreifvorrichtung 60 des Roboters ein Werkstück W ergreift, nimmt der Roboter eine bestimmte Haltung ein, wobei die Kamera 191 zusammen die zwei ersten rutschfesten Teile 2 der Robotergreifvorrichtung 60 und ein Werkstück W zwischen ihnen aufzeichnet. Wenn ferner ein Bild, das sich von dem Bild im Anfangszustand unterscheidet, in dem kein Werkstück W vorhanden ist, erhalten wird, kann bestätigt werden, dass das Werkstück W ergriffen wird. Es sei klargestellt, dass die Kamera 191 nicht an dem Tisch befestigt sein muss, der sich vom Fußbodenteil erstreckt. Die Kamera 191 kann auch an einer Position angeordnet sein, die eine andere als die Robotergreifvorrichtung 60 und der Roboter ist.
-
Diese Photovoltaikschalter 171 und Kameras 181 und 191 sind kontaktlose Objekterfassungsteile, die erfassen, dass ein Objekt W ergriffen ist. Ferner kann anstatt der Kamera 191 ein Photovoltaikschalter oder ein Näherungsschalter eingesetzt werden. Durch Bereitstellen eines kontaktlosen Objekterfassungsteils an einer Position weiter weg von den Fingerspitzen der Robotergreifvorrichtung 60 kann auf diese Weise ein höherer Erfassungsgrad erzielt werden.
-
Darüber hinaus ist 20 eine perspektivische Ansicht einer Robotergreifvorrichtung, die mit einem Kontakt-Objekterfassungsteil versehen ist. In 20 ist anstatt eines Photovoltaikschalters 171 ein Berührungsschalter 201 in ähnlicher Weise an dem Basisteil 8 der Robotergreifvorrichtung 60 befestigt. Wie dargestellt, weist der Berührungsschalter 201 einen länglichen Stab 201a auf. Sein vorderes Ende ist nahe der Region zwischen den zwei ersten rutschfesten Teilen 2 angeordnet.
-
Wenn ein Objekt W zwischen zwei ersten rutschfesten Teilen 2 ergriffen wird, kontaktiert das vordere Ende des Stabs 201a das Objekt W, sodass bestätigt werden kann, dass ein Werkstück W ergriffen ist. Aus diesem Grund ist der Berührungsschalter 201 ein Kontakt-Objekterfassungsteil, das erfasst, dass ein Objekt W ergriffen ist. Beim Einsatz eines Kontakt-Objekterfassungsteils, das ein Werkstück W direkt kontaktiert, kann auf diese Weise ein Objekt mit noch höherer Präzision erfasst werden. Es sei klargestellt, dass anstatt der Kamera 191, die in 18 dargestellt ist, ein Berührungsschalter 201 an dem Tisch befestigt sein kann, die sich von dem Fußbodenteil erstreckt. Ferner ist ein solches Kontakt- oder kontaktloses Objekterfassungsteil auch wirksam, um unter verschiedenen Typen von Werkstücken W, die kein unterschiedliches Gewicht haben, auf andere Art und Weise als die Messung des Gewichts zu unterscheiden.
-
21 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Robotergreifvorrichtung darstellt, die mit einem Objekterfassungsteil versehen ist. In 21 werden als Objekterfassungsteil Grifferkennungsteile 121, 141, ein Photovoltaikschalter 171, Kameras 181 und 191 und ein Berührungsschalter 201 verwendet.
-
Zuerst wird der Roboter zum Bewegen an eine Position zur Entnahme eines Werkstücks W veranlasst. Ferner gibt in 21 bei Schritt S11 eine Robotersteuerung (nicht dargestellt) einen Greifanweisung (Fingerschließanweisung) an die Robotergreifvorrichtung 60 aus, um ein Werkstück W zu ergreifen. Aufgrunddessen führt die Robotergreifvorrichtung 60 einen Vorgang zur Entnahme eines Werkstücks W von einem Entnahmeort aus und ergreift es. Danach bestätigt das Objekterkennungsteil bei Schritt S12, ob sich das Werkstück W in einem ergriffenen Zustand befindet.
-
Wenn beurteilt wird, dass ein Werkstück W ergriffen ist, geht die Routine weiter zu Schritt S13, wo eine Anweisung zur Beförderung an einen Zielort ausgegeben wird. Falls das Werkstück W an den Zielort befördert wird, gibt eine Robotersteuerung (nicht dargestellt) eine Freigabeanweisung (Fingeröffnungsanweisung) an die Robotergreifvorrichtung 60 aus, um das Werkstück W freizugeben. Falls das Werkstück W freigegeben wird, gibt es bei Schritt S15 eine Rückkehranweisung aus, um zu veranlassen, dass der Roboter an den Werkstückentnahmeort zurückkehrt.
-
Wenn diesbezüglich bei Schritt S12 beurteilt wird, dass ein Werkstück W nicht ergriffen wurde, kehrt die Routine zurück zu Schritt S11, wo ein Werkstück W erneut ergriffen wird. Wie oben erläutert, wird in der vorliegenden Erfindung ein Vorgang ausgeführt, um den ergriffenen Zustand zu bestätigen, wie bei Schritt S12 dargestellt. Falls ferner der ergriffene Zustand nicht geeignet ist, kehrt die Routine schnell zurück zu Schritt S11, wo das Objekt erneut ergriffen wird.
-
Im Stand der Technik kann die Abfolge von Vorgängen, die in Schritt S13 bis Schritt S15 aus 21 dargestellt sind, schließlich in einem Zustand ausgeführt werden, in dem kein Werkstück W ergriffen wurde. Allerdings wird in der vorliegenden Erfindung bei Schritt S12 ein Vorgang ausgeführt, um den ergriffenen Zustand zu bestätigen, sodass die Abfolge von Vorgängen, die von Schritt S13 bis Schritt S15 dargestellt ist, immer in einem Zustand ausgeführt wird, in dem ein Werkstück W ergriffen ist. Aus diesem Grund muss in der vorliegenden Erfindung der unnütze Vorgang des Bewegens zu einem Zielort in einem Zustand, in dem kein Werkstück W ergriffen ist, nicht ausgeführt werden, und infolgedessen kann die Zykluszeit verkürzt werden.
-
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
-
Im ersten Aspekt wird die lineare Bewegung des Basisendes des Fingerteilkörpers in eine Drehbewegung eines Verstärkungselements um das erste Drehgelenk umgewandelt. Aus diesem Grund kann eine bestimmte Greifkraft unter Verwendung des ersten Drehgelenks als ein Stützpunkt ohne Berücksichtigung der Öffnung der Fingerteile erhalten werden, und infolgedessen ist ein stabiler Griff eines Werkstücks (zu ergreifenden Objekts) möglich. Ferner folgen die Fingerteile der äußeren Form des Werkstücks und greifen das Werkstück, während sie es umhüllen, sodass die Möglichkeit des Abrutschens des Werkstücks gering ist. Ferner wird jeder Fingerteilkörper durch Überlappen einer Mehrzahl von plattenförmigen elastischen Elementen gebildet. Dies verbessert die Knickfestigkeit gegen ein Verbiegen bei gleichzeitiger Bewahrung der Flexibilität. Somit können Fingerteile hergestellt werden, die einer großen Greifkraft standhalten, die zum Ergreifen eines Werkstücks mit einem großen Gewicht notwendig ist. Ein Betrieb mit linearem Antrieb durch ein Antriebsteil wird in eine Drehbewegung um das erste Drehgelenk umgewandelt, sodass, falls der Hub des Antriebsteils relativ gering ist, die Fingerteile weit geöffnet werden können und die Effizienz des Öffnens und Schließens der Fingerteile erhöht werden kann. Darüber hinaus wird die Struktur der Greifvorrichtung einfacher, sodass auch eine Verringerung des Gewichts und eine Kostenreduzierung erzielt werden können. Darüber hinaus wird es für die Verstärkungselemente, die an den Außenseiten der zu Fingerteilkörper angeordnet sind, schwieriger, sich zu biegen, sodass eine Wölbung der Verstärkungselemente nach außen zum Zeitpunkt des Ergreifens verhindert wird und die Verstärkungselemente nie auf die Umgebung auftreffen werden.
-
Im zweiten Aspekt wird das zweite Drehgelenk bereitgestellt, sodass die Fähigkeit zum Folgen der äußeren Form eines Werkstücks verbessert wird. Wenn ein Werkstück ergriffen wird, schließen sich die vorderen Enden der Fingerteile zur Innenseite. Daher wird es schwieriger für das Werkstück, abzurutschen. Selbst wenn die vorderen Enden der Fingerteile auf ein hartes Element, zum Beispiel die untere Oberfläche des Lagerkartons auftreffen, drehen sich die Fingerteile ferner um das zweite Drehgelenk nach innen, sodass ein Aufprall beim Auftreffen auf etwas vermieden werden kann und eine Beschädigung der Fingerteile verhindert werden kann.
-
Im dritten Aspekt wird das zweite rutschfeste Teil bereitgestellt, sodass, wenn ein Werkstück zwischen den inneren Oberflächen der Fingerteilkörper gehalten wird, ein Abrutschen für die Werkstücke schwieriger wird und ein zuverlässiger ergriffener Zustand erhalten werden kann.
-
Im vierten Aspekt, wenn ein Werkstück ergriffen oder freigegeben wird, verhindert das Inkontaktbringen des zweiten rutschfesten Teils mit dem Werkstück, dass das Verbindungselement durch Ziehen zerbricht, wenn eine übermäßige Kraft an das Verbindungselement angelegt wird, sodass sich das Verbindungselement weg von dem Fingerteilkörper bewegt.
-
Im fünften Aspekt kann das Werkstück, selbst wenn das Werkstück länglich ist, dünn ist oder extrem klein ist, gehalten werden und die Vielseitigkeit kann erhöht werden.
-
Im sechsten Aspekt wird das sekundäre Drehgelenk mit einem Drehbegrenzungsteil bereitgestellt, sodass sich das vordere Ende eines Fingerteils nicht nach außen öffnet. Aus diesem Grund kann ein Abrutschen eines Werkstücks weiter verhindert werden.
-
Im siebten Aspekt tritt das vordere Ende eines Fingers leicht in die Lücke zwischen einem Werkstück und einem Lagerkarton ein. Selbst wenn das vordere Ende eines Fingerteils auf die untere Oberfläche eines Lagerkartons usw. auftrifft, kann darüber hinaus eine Beschädigung des ersten rutschfesten Teils verhindert werden.
-
Im achten Aspekt wird ein Biegen des Fingerteilkörpers nach außen verhindert und die Greifkraft wird erhöht.
-
Im neunten Aspekt wird das Abrutschen für ein Werkstück schwieriger, selbst wenn auf das Werkstück Schmieröl, Arbeitsöl usw. aufgebracht ist.
-
Im 10. Aspekt kann die Menge der Öffnung und Schließung der Fingerteile frei eingestellt werden.
-
Im 11. Aspekt wird ein Nichtergreifen eines Werkstücks oder eine Aufnahme mehrerer Werkstücke basierend auf dem Gewicht beurteilt. Daher ist dies beim erneuten Ergreifen eines Werkstücks vorteilhaft.
-
Im 12. Aspekt kann ungeachtet dessen, welche Teile der ersten rutschfesten Teile oder inneren Oberflächen der Fingerteilkörper ein Objekt ergreifen, problemlos erkannt werden, dass ein Objekt ergriffen wird. Eine solche Beurteilung kann unmittelbar vorgenommen werden, wenn das Objekt ergriffen und angehoben wird. Wenn ein Objekt nicht ergriffen wird, kann daher unmittelbar ein erneuter Versuch des Vorgangs ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die durchschnittliche Zykluszeit verkürzt werden.
-
Im 13. Aspekt kann die Erfassungsvorrichtung im Inneren des Verstärkungselements bereitgestellt sein, das an der hinteren Oberfläche des ersten rutschfesten Teils angeordnet ist, und das Erfassungsvorrichtungs-Druckteil kann an der rückseitigen Oberflächenseite des ersten rutschfesten Teils bereitgestellt sein. In diesem Fall kann ein Grifferkennungsteil einer Druckstruktur gebildet werden, welche die elastische Verformung eines Fingerteilkörpers nutzt. Selbst wenn das Grifferkennungsteil in das Fingerteil eingebaut ist, kann ferner vermieden werden, dass das Fingerteil dicker wird. Da darüber hinaus ein Druckbegrenzungsteil vorhanden ist, kann verhindert werden, dass gegen die Erfassungsvorrichtung stärker als notwendig gedrückt wird, und die Zuverlässigkeit kann verbessert werden.
-
Im Hinblick auf einen Abschnitt, der sich von dem zweiten Drehgelenk zur vorderen Endseite des Fingerteils erstreckt, wenn die Fingerspitze stark gegen eine Gruppe von Werkstücken gedrückt wird, oder das Fingerspitzenende übermäßig tief in eine Gruppe von Werkstücken eingeführt wird, neigt sich die Fingerspitze tendenziell zum Griffzentrum „a” nach vorne. Im 14. Aspekt ist ein Gelenkwinkel-Erkennungsteil enthalten, das ein Signal ausgibt, wenn ein Winkel, der zwischen dem zweiten Verstärkungsteil und dem dritten Verstärkungsteil gebildet wird, einen vorbestimmten Winkel erreicht. Wenn der Winkel die Nähe des vorbestimmten zulässigen Grenzwinkels erreicht, wird ein Signal ausgegeben. Wenn also das Signal ausgegeben wird, kann bestimmt werden, dass eine übermäßige Last an das Fingerspitzenende angelegt wird. In einem solchen Fall wird die Robotergreifvorrichtung nach oben bewegt, um das Fingerspitzenende vor der übermäßigen Last zu schützen.
-
Im 15. Aspekt ist das Objekterfassungsteil an einer Position entfernt von der Fingerspitze bereitgestellt, sodass ein höherer Erfassungsgrad möglich ist. Falls ein Kontakt-Objekterfassungsteil eingesetzt wird, das ein Objekt direkt kontaktiert, ist ein noch höherer Erfassungsgrad möglich.
-
Typische Ausführungsformen wurden verwendet, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, jedoch wird ein Fachmann verstehen, dass die oben erwähnten Änderungen und verschiedene andere Änderungen, Streichungen und Ergänzungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Fachmann wird auch verstehen, dass die vorliegende Erfindung hinsichtlich des Greifens eines Werkstücks, das verschiedene Formen aufweisen kann und in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet sein kann, im Vergleich zu der Greifvorrichtung, die in der
japanischen Patentschrift Nr. 5681271 offenbart ist, die Handhabung eines Werkstücks mit einem größeren Gewicht ermöglicht und auch ermöglicht, dass diese einzige Greifvorrichtung verschiedene Werkstücke ergreift, angefangen bei kleinen und leichten Werkstücken bis hin zu schweren und großen Werkstücken, um die Vielseitigkeit zu verbessern.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2011-245566 A [0005, 0006]
- US 3527492 [0005, 0007, 0007, 0007, 0011]
- JP 5681271 [0011, 0166]
