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[TECHNISCHES GEBIET]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Roboterhand, einen Roboter und ein Verfahren zum Anpassen der Handbreite der Roboterhand.
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[ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK]
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Herkömmlich wurde eine Energiequelle, wie beispielsweise ein Druckluftzylinder oder ein elektrischer Aktuator, verwendet, um die Handbreite einer Roboterhand zu verändern (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1 bis 3). In Patentliteratur 1 und 2 ist die Energiequelle in der Roboterhand installiert. In Patentliteratur 3 wird zum Verringern des Gewichts der Roboterhand eine Antriebskraft von einer Energiequelle, die unabhängig von der Roboterhand ist, verwendet, um die Handbreite zu ändern.
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[ENTGEGENHALTUNGSLISTE]
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[PATENTLITERATUR]
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- [PTL 1] Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2008-137107
- [PTL 2] Japanisches Patent Nr. 4495509
- [PTL 3] Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2006-272526
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[KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG]
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[TECHNISCHE AUFGABE]
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In den Fällen von Patentliteratur 1 und 2 gibt es einen Nachteil, dass, da das Gewicht der Roboterhand von dem Gewicht der Energiequelle erhöht wird, die Belastbarkeit der Roboterhand von dem Gewicht der Energiequelle verringert wird. Obgleich die Erfindung im Fall von Patentliteratur 3 sich zur Verringerung des Gewichts der Roboterhand eignet, gibt es einen Nachteil, dass die Struktur komplex wird, da ein Bauteil, wie beispielsweise eine Verkabelung, zum Übertragen der Antriebskraft von der Energiequelle auf die Roboterhand benötigt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Roboterhand, einen Roboter und ein Verfahren zum Anpassen der Handbreite der Roboterhand bereitzustellen, in denen die Handbreite angepasst werden kann, das Gewicht verringert werden kann und die Struktur vereinfacht werden kann.
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[LÖSUNG DER AUFGABE]
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Um die zuvor beschriebene Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Roboterhand, umfassend: ein Paar beweglicher Elemente, das von einem Handgelenkflansch eines Roboterkörpers abnehmbar ist und die in einem Abstand voneinander angebracht sind; einen Halteteil, der an jedem von dem Paar beweglicher Elemente vorgesehen ist und der ein Werkstück hält; und einen Breitenanpassungsmechanismus, der das Paar beweglicher Elemente derart stützt, dass eine relative Bewegung davon in einer Breitenrichtung erlaubt wird, die eine Richtung ist, in der das Paar beweglicher Elemente angebracht ist, und der den Abstand zwischen dem Paar beweglicher Elemente mittels der relativen Bewegung des Paares beweglicher Elemente in der Breitenrichtung anpasst. Das Paar beweglicher Elemente wird als ein Ergebnis der Steuerung des Breitenanpassungsmechanismus mittels des Betriebs des Roboterkörpers oder als ein Ergebnis der Steuerung des Breitenanpassungsmechanismus von einem Benutzer relativ in der Breitenrichtung bewegt.
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Gemäß diesem Aspekt ist ein Paar beweglicher Elemente in einem Abstand voneinander angebracht. Somit ist es möglich, ein Werkstück unter Verwendung der Halteteile, die an den beweglichen Elementen vorgesehen sind, stabil zu halten. Die Handbreite, die der Abstand zwischen dem Paar beweglicher Elemente ist, kann mittels des Breitenanpassungsmechanismus angepasst werden. Somit ist es mittels Anpassens der Handbreite gemäß der Breite des Werkstücks möglich, mit den Halteteilen Werkstücke zu halten, die verschiedene Abmessungen aufweisen.
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In diesem Fall ist keine Energiequelle notwendig, da das Paar beweglicher Elemente von dem Roboterkörper oder dem Bediener, der den Breitenanpassungsmechanismus steuert, stattdessen unter Verwendung einer Energiequelle, wie beispielsweise eines Druckluftzylinders oder eines elektrischen Aktuators, relativ bewegt werden. Dies macht es möglich, das Gewicht der Roboterhand zu verringern und die Struktur zu vereinfachen.
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Gemäß dem ersten vorhergehenden Aspekt kann der Breitenanpassungsmechanismus einen Verriegelungsmechanismus umfassen, der die relativen Positionen des Paares beweglicher Elemente in der Breitenrichtung fixiert.
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Mittels Fixierens der relativen Positionen des Paares von beweglichen Elementen mittels des Verriegelungsmechanismus in Situationen mit Ausnahme der Situation, in der die Handbreite angepasst wird, ist es möglich, zu verhindern, dass das Paar beweglicher Elemente sich unbeabsichtigt bewegt und somit die Handbreite unbeabsichtigt geändert wird.
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Gemäß dem ersten vorhergehenden Aspekt kann der Verriegelungsmechanismus eine Knopfschraube umfassen, die einen Knopf aufweist, der von dem Roboterkörper oder dem Bediener gesteuert wird und der das Paar beweglicher Elemente in Bezug zueinander fixiert.
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Der Roboterkörper oder der Bediener können das Paar beweglicher Elemente durch Drehen des Knopfs in der Richtung, in der die Knopfschraube festgezogen wird (Verriegelungsrichtung), relativ zueinander fixieren. Der Roboterkörper oder der Bediener können die Fixierung des Paares beweglicher Elemente durch Drehen des Knopfs in der Richtung lösen, in der die Knopfschraube gelockert wird (Entriegelungsrichtung). Auf diese Weise kann das Paar beweglicher Elemente mit einem einfachen Betrieb fixiert und gelöst werden.
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In dem ersten vorhergehenden Aspekt kann der Verriegelungsmechanismus einen Knopfeinhakteil umfassen, der an dem Handgelenkflansch befestigt ist und der mit dem Knopf in Eingriff steht.
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Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, den Knopf durch Betrieb des Roboterkörpers zu drehen. Insbesondere in einem Zustand, in dem das Paar beweglicher Elemente von dem Handgelenkflansch entfernt wird, kann der Roboterkörper den Knopf mittels Ineingriffbringens des Knopfeinhakteils, der an dem Handgelenkflansch befestigt ist, mit dem Knopf und dann Drehens des Handgelenkflansches um den Knopfeinhakteil drehen.
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Gemäß dem ersten vorhergehenden Aspekt kann der Breitenanpassungsmechanismus eine Zahnstange, die an einem von dem Paar beweglicher Elemente vorgesehen ist, und ein Ritzel umfassen, das an dem anderen von dem Paar beweglicher Elemente vorgesehen ist und das in die Zahnstange eingreift.
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Bei dieser Ausgestaltung bewegt sich die Zahnstange während der Drehung des Ritzels nur, wenn eine Kraft, die größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, in der Breitenrichtung auf das Paar beweglicher Elemente angewandt wird, wodurch es dem Paar beweglicher Elemente erlaubt wird, sich relativ zu bewegen.
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Gemäß dem ersten vorhergehenden Aspekt kann der Breitenanpassungsmechanismus ein Zahnrad umfassen, das in das Ritzel eingreift und das von dem Roboterkörper oder dem Bediener gedreht wird.
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Wenn sich das Zahnrad dreht, wird die Drehung des Zahnrads auf das Ritzel übertragen. Die Drehung des Ritzels bewegt die Zahnstange in der Breitenrichtung. Die Bewegung der Zahnstange bewegt das Paar beweglicher Elemente relativ in der Breitenrichtung. Das heißt, der Roboterkörper oder der Bediener können die Handbreite mittels Drehens des Zahnrades anpassen. Der Betrag, um den die Handbreite angepasst wird, kann präzise mittels der Anzahl von Drehungen des Zahnrades gesteuert werden.
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Gemäß dem ersten vorhergehenden Aspekt kann der Breitenanpassungsmechanismus einen Einhakteil für das bewegliche Element umfassen, der an dem Handgelenkflansch befestigt ist und der in einen Abschnitt von einem von dem Paar beweglicher Elemente eingreift.
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Mit dieser Ausgestaltung ist es mittels des Betriebs des Roboterkörpers möglich, eines der beweglichen Elemente in der Breitenrichtung zu bewegen, um die Handbreite anzupassen. Insbesondere kann in einem Zustand, in dem das Paar beweglicher Elemente von dem Handgelenkflansch entfernt wird, der Roboterkörper eines von den beweglichen Elementen mittels Ineingriffbringens des Einhakteils für das bewegliche Element, der an dem Handgelenkflansch befestigt ist, mit einem Abschnitt von dem einen von den beweglichen Elementen und Bewegens des Handgelenkflansches in der Breitenrichtung bewegen.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Roboter, umfassend: einen Roboterkörper, der einen Handgelenkflansch aufweist; und die Roboterhand gemäß dem vorhergehenden Aspekt; und eine Steuereinheit, die den Roboterkörper steuert. Die Steuereinheit bewirkt, dass der Roboterkörper einen Betrieb zum relativen Bewegen des Paares beweglicher Elemente in der Breitenrichtung durchführt.
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Gemäß dem vorhergehend beschriebenen zweiten Aspekt kann die Steuereinheit bewirken, dass der Roboterkörper einen Betrieb zum Entfernen des Paares beweglicher Elemente von dem Handgelenkflansch durchführt, und dann bewirken, dass der Roboterkörper einen Betrieb zum relativen Bewegen des Paares beweglicher Elemente in der Breitenrichtung durchführt.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Anpassen der Handbreite der Roboterhand gemäß den vorhergehenden Aspekten, wobei der Roboterkörper das Paar beweglicher Elemente relativ in der Breitenrichtung bewegt.
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Gemäß dem dritten Aspekt kann der Roboterkörper das Paar beweglicher Elemente von dem Handgelenkflansch entfernen und dann das Paar beweglicher Elemente relativ in der Breitenrichtung bewegen.
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[VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
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Die vorliegende Erfindung stellt dahingehend einen Vorteil bereit, dass es möglich ist, die Handbreite anzupassen, das Gewicht zu verringern und die Struktur zu vereinfachen.
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Figurenliste
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- [1] 1 zeigt die Gesamtausgestaltung eines Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- [2] 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Gesamtausgestaltung einer Einheit auf der Slave-Seite einer Roboterhand gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [3] 3 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Halten eines Werkstücks mit der Roboterhand in 1.
- [4] 4 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines anderen Verfahrens zum Halten des Werkstücks mit der Roboterhand in 1.
- [5] 5 ist eine Darstellung zur Erläuterung von Betriebsarten zum Fixieren und Lösen des Paares von Rahmen, die von dem Roboterkörper in 1 durchgeführt werden.
- [6] 6 ist eine Darstellung zur Erläuterung von Betriebsarten zum Fixieren und Lösen des Paares von Rahmen, die von dem Roboterkörper in 1 durchgeführt werden.
- [7] 7 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Handbreiten-Anpassungsbetriebs, der von dem Roboterkörper in 1 durchgeführt wird.
- [8] 8 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Handbreiten-Anpassungsbetriebs, der von dem Roboterkörper in 1 durchgeführt wird.
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[BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN]
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Nachfolgend werden eine Roboterhand 1, ein Roboter 100 und ein Verfahren zum Anpassen der Handbreite der Roboterhand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Der Roboter 100 gemäß dieser Ausführungsform umfasst einen Roboterkörper 2, die Roboterhand 1, die an dem Roboterkörper 2 befestigt ist, und eine Steuereinheit 3 zum Steuern des Roboterkörpers 2.
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Der Roboterkörper 2 ist ein Roboter, der typischerweise verwendet wird, um Werkstücke W zu transportieren. 1 zeigt als ein Beispiel den sechsachsigen Gelenkroboterkörper 2, der die Gelenkachsen J1 bis J6 aufweist. Der Roboterkörper 2 kann von einem anderen Typ sein, wie beispielsweise ein SCARA-Roboter oder ein Parallelroboter (engl. parallel link robot). Der Roboterkörper 2 weist einen Arm 4 auf. Der Arm 4 ist an dem distalen Ende davon mit einem Handgelenkflansch 5 versehen, an dem die Roboterhand 1 befestigt werden kann. Der Roboterkörper 2 kann den Handgelenkflansch 5 durch Bewegen des Arms 4 dreidimensional bewegen.
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, umfasst die Roboterhand 1: Werkzeugwechsler 6; ein Paar von Rahmen (bewegliche Elemente) 7A und 7B, die in einem Abstand voneinander angebracht sind; Saugnäpfe (Halteteile) 8 und Rollen (Halteteile) 9, die für jedes von dem Paar von Rahmen 7A und 7B vorgesehen sind, und die das Werkstück W halten; und einen Breitenanpassungsmechanismus 10, der das Paar von Rahmen 7A und 7B stützt, um die relative Bewegung davon in der Breitenrichtung A zu erlauben. Die Breitenrichtung A ist eine Richtung, in der das Paar von Rahmen 7A und 7B angebracht sind.
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Der Werkzeugwechsler 6 umfasst eine Master-Platte 6A, die an dem Handgelenkflansch 5 des Roboterkörpers 2 befestigt ist, und eine Slave-Platte 6B, die von der Master-Platte 6A abnehmbar ist. Der Roboterkörper 2 kann die Slave-Platte 6B durch Übertragen von Druckluft oder eines elektrischen Signals an die Master-Platte 6A über einen Luftkreislauf oder eine elektrische Schaltung (nicht gezeigt) an der Master-Platte 6A befestigen oder davon entfernen.
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Wie in 2 bis 4 gezeigt, sind das Paar von Rahmen 7A und 7B linear und sind parallel zueinander. Ein Rahmen 7A ist ein fester Rahmen, der über eine feste Platte 12 an der Slave-Platte 6B fixiert ist. Die feste Platte 12 ist an der Slave-Platte 6B und dem festen Rahmen 7A fixiert. Der andere Rahmen 7B ist ein beweglicher Rahmen 7B, der mittels des Breitenanpassungsmechanismus 10 gestützt wird, um in der Breitenrichtung A in Bezug zu der Slave-Platte 6B und dem festen Rahmen 7A beweglich zu sein.
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In einem Zustand, in dem das Paar von Rahmen 7A und 7B über die Master-Platte 6A und die Slave-Platte 6B des Werkzeugwechslers 6 an dem Handgelenkflansch 5 befestigt sind, ist die Breitenrichtung A senkrecht zu der Mittelachse (sechsten Achse J6) des Handgelenkflanschs 5. Für gewöhnlich ist während des Transports eines Werkstücks W der Handgelenkflansch 5 nach unten ausgerichtet und das Paar von Rahmen 7A und 7B ist horizontal angeordnet. Hier ist nachfolgend die Seite, die der Slave-Platte 6B benachbart ist, als die obere Seite der Rahmen 7A und 7B definiert, und die Seite, die der Slave-Platte 6B entgegengesetzt ist, ist als die untere Seite der Rahmen 7A und 7B definiert.
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Der bewegliche Rahmen 7B weist eine Breitenanpassungsführung 13 auf, die von der oberen Oberfläche davon vorspringt. Die Breitenanpassungsführung 13 kann ein plattenförmiges Element, wie in den Zeichnungen gezeigt, oder ein Element sein, das irgendeine andere Form aufweist.
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Die Saugnäpfe 8 sind an dem festen Rahmen 7A an einer Vielzahl von Positionen vorgesehen, die sich in der Längsrichtung voneinander weg befinden. Auf ähnliche Weise sind die Saugnäpfe 8 an dem beweglichen Rahmen 7B an einer Vielzahl von Positionen vorgesehen, die sich in der Längsrichtung voneinander weg befinden. Die Saugnäpfe 8 sind an Positionen vorgesehen, die von den unteren Seiten der Rahmen 7A und 7B nach unten verschoben sind, und haften, wie in 3 gezeigt, an der oberen Oberfläche des Werkstücks W, das unter den Rahmen 7A und 7B angeordnet ist.
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Die Rollen 9 sind an dem festen Rahmen 7A an einer Vielzahl von Positionen vorgesehen, die in der Längsrichtung voneinander abgewandt sind. Auf ähnliche Weise sind die Rollen 9 an dem beweglichen Rahmen 7B an einer Vielzahl von Positionen vorgesehen, die sich in der Längsrichtung voneinander abgewandt sind. Jede von den Rollen 9 ist in der Lage, sich um eine Drehwelle davon zu drehen, die sich in der Breitenrichtung A erstreckt und, wie in 4 gezeigt, die untere Seite von Endabschnitten eines dünnen, flachen Werkstücks W, wie beispielsweise einer gedruckten Leiterplatte, stützt. Das an den Rollen 9 platzierte Werkstück W kann während des Drehens der Rollen 9 in der Längsrichtung der Rahmen 7A und 7B verschoben werden.
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Der Breitenanpassungsmechanismus 10 umfasst zwei lineare Wellen 15, die derart angeordnet sind, dass sie sich in der Breitenrichtung A erstrecken, und zwei Führungshülsen 16, die die linearen Wellen 15 in der Längsrichtung führen. Die zwei linearen Wellen 15 sind in einem Abstand voneinander in der Längsrichtung der Rahmen 7A und 7B angebracht. Die linearen Wellen 15 sind an einem Ende an dem beweglichen Rahmen 7B fixiert. Die Führungshülsen 16 sind rohrartige Elemente, die an der festen Platte 12 fixiert sind. Die linearen Wellen 15 dringen in deren Längsrichtung durch die Führungshülsen 16 ein und können sich reibungslos in deren Längsrichtung in Bezug zu den Führungshülsen 16 bewegen. Wenn eine äußere Kraft in der Breitenrichtung A auf den beweglichen Rahmen 7B angewandt wird, bewegen sich die linearen Wellen 15 reibungslos durch die Führungshülsen 16, wodurch es dem beweglichen Rahmen 7B ermöglicht wird, sich in eine Richtung hin zu dem festen Rahmen 7A oder davon weg zu bewegen. Folglich ändert sich die Handbreite B, die der Abstand zwischen dem Paar von Rahmen 7A und 7B ist, auf eine stufenlose Weise.
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Der Breitenanpassungsmechanismus 10 umfasst einen Verriegelungsmechanismus 11, der die relativen Positionen des Paares von Rahmen 7A und 7B in der Breitenrichtung A fixiert. Der Verriegelungsmechanismus 11 umfasst eine Führungsschiene 17, die sich zwischen dem beweglichen Rahmen 7B und der festen Platte 12 in der Breitenrichtung A erstreckt, und eine Knopfschraube 18, die das Paar von Rahmen 7A und 7B in Bezug zueinander fixiert.
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Die Führungsschiene 17 weist einen linearen Schlitz 17a auf, der sich in der Breitenrichtung A erstreckt. Ein Ende der Führungsschiene 17 ist an dem beweglichen Rahmen 7B fixiert.
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Die Knopfschraube 18 umfasst ein Außengewinde (nicht gezeigt) und einen Griffteil 18a, der ein Knopf ist, der an ein Ende des Außengewindes angeschlossen ist. Die Führungsschiene 17 ist zwischen dem Griffteil 18a und der festen Platte 12 eingeschichtet. Das Außengewinde der Knopfschraube 18 dringt durch den Schlitz 17a ein und ist an einem Innengewinde befestigt, das in der festen Platte 12 gebildet ist.
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Als ein Ergebnis der Drehung der Knopfschraube 18 in eine Festziehrichtung (Verriegelungsrichtung) wird die Führungsschiene 17 in Bezug zu der festen Platte 12 fixiert, wodurch der bewegliche Rahmen 7B in Bezug zu dem festen Rahmen 7A fixiert wird. Somit wird die Handbreite B konstant gehalten.
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Andererseits wird als ein Ergebnis der Drehung der Knopfschraube 18 in eine Lockerungsrichtung (Entriegelungsrichtung), die Fixierung der Führungsschiene 17 in Bezug zu der festen Platte 12 gelöst. Folglich wird der bewegliche Rahmen 7B in Bezug zu dem festen Rahmen 7A beweglich, wodurch es möglich wird, die Handbreite B zu ändern. In einem Zustand, in dem die Fixierung gelöst wird, bewegt sich die Führungsschiene 17 gemeinsam mit den linearen Wellen 15 reibungslos in der Längsrichtung in Bezug zu der Knopfschraube 18. Somit ist es möglich, das Paar von Rahmen 7A und 7B mit der Knopfschraube 18 an gewünschten relativen Positionen in Bezug zueinander zu fixieren, wodurch es möglich wird, die Handbreite B an einer gewünschten Breite zu halten.
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Wie in 5 und 6 gezeigt, umfasst der Breitenanpassungsmechanismus 10 ferner einen Knopf 18a und einen Einhakteil (Knopfeinhakteil, Teil zum Einhaken des beweglichen Elements) 19 zum Steuern der Breitenanpassungsführung 13. Der Einhakteil 19 weist eine Ausnehmung 19a auf, die in sowohl die Breitenanpassungsführung 13 als auch den Griffteil 18a eingreift. Der Einhakteil 19 ist an dem Handgelenkflansch 5 des Roboterkörpers 2 befestigt.
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Wie vorhergehend beschrieben, umfasst die Roboterhand 1 eine Einheit auf der Master-Seite, die die Master-Platte 6A und den Einhakteil 19 umfasst und die während des Betriebs des Roboterkörpers 2 ständig an dem Handgelenkflansch 5 befestigt ist, und eine Einheit auf der Slave-Seite, die die Slave-Platte 6B, die Rahmen 7A und 7B und den Breitenanpassungsmechanismus 10 umfasst und die von dem Handgelenkflansch 5, wie während des Betriebs des Roboterkörpers 2 erforderlich, abnehmbar ist.
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Die Steuereinheit 3 umfasst eine Speichereinheit (nicht gezeigt) und einen Prozessor (nicht gezeigt). Die Speichereinheit speichert ein Handbreiten-Anpassungsprogramm, um zu bewirken, dass der Roboterkörper 2 einen Betrieb zum Anpassen der Handbreite B der Roboterhand 1 durchführt. Mittels des Steuerns des Roboterkörpers 2 gemäß dem Handbreiten-Anpassungsprogramm führt der Prozessor automatisch die Anpassung der Handbreite B gemäß der Breite des zu haltenden Werkstücks W durch.
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Als Nächstes wird ein Handbreiten-Anpassungsbetrieb (Handbreiten-Anpassungsverfahren), der von dem Roboterkörper 2 durchgeführt wird, beschrieben.
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Zuerst platziert der Roboterkörper 2 die Einheit auf der Slave-Seite, die an dem Handgelenkflansch 5 befestigt ist, an einem vorbestimmten Platz und trennt die Slave-Platte 6B von der Master-Platte 6A, um die Einheit auf der Slave-Seite von dem Handgelenkflansch 5 zu entfernen.
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Als Nächstes greift der Roboterkörper 2 mittels Bewegens des Arms 4 mit dem Griffteil 18a in den Einhakteil 19 des Handgelenkflansches 5 ein, wie in 5 gezeigt. Dann dreht der Roboterkörper 2 mittels der Bewegung des Arms 4 den Handgelenkflansch 5 um den Einhakteil 19 in der Entriegelungsrichtung, wie in 6 gezeigt. Folglich werden der Griffteil 18a und die Knopfschraube 18 in der Entriegelungsrichtung gedreht, wodurch die Fixierung des beweglichen Rahmens 7B in Bezug zu dem festen Rahmen 7A gelöst wird.
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Als Nächstes bringt der Roboterkörper 2 mittels Bewegens des Arms 4 den Einhakteil 19 mit der Breitenanpassungsführung 13 in Eingriff. Dann bewegt der Roboterkörper 2 durch Bewegen des Arms 4 den Handgelenkflansch 5 linear in der Breitenrichtung A, wie in 7 und 8 gezeigt. Folglich bewegen sich die Breitenanpassungsführung 13 und der bewegliche Rahmen 7B linear in der Breitenrichtung A in Bezug zu dem festen Rahmen 7A, wodurch die Handbreite B geändert wird. Der Betrag, um den die Handbreite B geändert wird, wird um den Betrag gesteuert, um den sich der Handgelenkflansch 5 in der Breitenrichtung A bewegt. 7 zeigt einen Fall, in dem der bewegliche Rahmen 7B hin zu dem festen Rahmen 7A bewegt wird. 8 zeigt einen Fall, in dem der bewegliche Rahmen 7B von dem festen Rahmen 7A weg bewegt wird.
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Als Nächstes greift der Roboterkörper 2 mittels Bewegens des Arms 4 erneut mit dem Griffteil 18a in den Einhakteil 19 des Handgelenkflansches 5 ein, wie in 6 gezeigt. Dann dreht der Roboterkörper 2 mittels der Bewegung des Arms 4 den Handgelenkflansch 5 um den Einhakteil 19 in der Verriegelungsrichtung, wie in 5 gezeigt. Folglich werden der Griffteil 18a und die Knopfschraube 18 in der Verriegelungsrichtung gedreht, wodurch der bewegliche Rahmen 7B erneut in Bezug zu dem festen Rahmen 7A fixiert wird. Somit wird die Handbreite B konstant gehalten.
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Wie vorhergehend beschrieben, sind das Paar von Rahmen 7A und 7B ausgestaltet, sich als ein Ergebnis der Steuerung des Breitenanpassungsmechanismus 10 mittels des Betriebs des Roboterkörpers 2 relativ in der Breitenrichtung A zu bewegen. Die relativen Positionen des Paares von Rahmen 7A und 7B werden als ein Ergebnis der Steuerung des Verriegelungsmechanismus 11 mittels des Betriebs des Roboterkörpers 2 fixiert und gelöst. Insbesondere ist die Roboterhand 1 nicht mit einer Energiequelle, wie beispielsweise einem Druckluftzylinder oder einem elektrischen Aktuator, versehen, die verwendet wird, um die Handbreite B anzupassen. Somit ist es möglich, das Gewicht der Roboterhand 1 zu verringern. Da eine Struktur, wie beispielsweise eine Verkabelung, zum Übertragen der Antriebskraft zum Anpassen der Handbreite B in der Einheit auf der Slave-Seite der Roboterhand 1 nicht notwendig ist, kann die Struktur vereinfacht werden.
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Als ein Ergebnis der Steuerung des Roboterkörpers 2 mittels der Steuereinheit 3 wird die Anpassung der Handbreite B automatisch durchgeführt. Mit anderen Worten, es ist nicht erforderlich, dass ein Bediener die Handbreite B anpasst. Somit wird ein bedienerloser Betrieb sogar in einem Fall möglich, in dem verschiedene Werkstücke W, die unterschiedliche Größen aufweisen, unter Verwendung derselben Roboterhand 1 transportiert werden. Dies ist insbesondere von Vorteil bei einem bedienerlosen Dauerbetrieb, wie beispielsweise einem Betrieb über die ganze Nacht.
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In dieser Ausführungsform kann der Breitenanpassungsmechanismus 10 ein Mittel aufweisen, das die Bewegung des beweglichen Rahmens 7B in der Breitenrichtung A verbietet, wenn eine Kraft in der Breitenrichtung A, die auf den beweglichen Rahmen 7B angewandt wird, kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und das eine Bewegung des beweglichen Rahmens 7B in der Breitenrichtung A zulässt, wenn die Kraft in der Breitenrichtung A, die auf den beweglichen Rahmen 7B angewandt wird, größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist. Das Vorsehen eines solchen Mittels kann eine unerwünschte Bewegung des beweglichen Rahmens 7B aufgrund einer Erschütterung oder dergleichen verhindern.
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Zum Beispiel kann dieses Mittel die Reibung zwischen den äußeren Umfangsoberflächen der linearen Wellen 15 und den inneren Umfangsoberflächen der Führungshülsen 16 sein.
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Alternativ kann dieses Mittel eine Zahnstange, die an einem von dem Paar von Rahmen 7A und 7B vorgesehen ist, und ein Ritzel aufweisen, das an dem anderen von dem Paar von Rahmen 7A und 7B vorgesehen ist und das in die Zahnstange eingreift. Die Zahnstange ist zum Beispiel an dem beweglichen Rahmen 7B fixiert und bewegt sich, wenn der bewegliche Rahmen 7B sich bewegt, in der Breitenrichtung A. Die Zahnstange kann an einer von den linearen Wellen 15 vorgesehen sein. Das Ritzel ist zum Beispiel an dem festen Rahmen 7A fixiert. Die Handbreite B kann mittels der Teilung der Zähne der Zahnstange angepasst werden.
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Wenn die Kraft in der Breitenrichtung A, die auf den beweglichen Rahmen 7B angewandt wird, kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, funktionieren die Zahnstange und das Ritzel auch als ein Verriegelungsmechanismus, der den beweglichen Rahmen 7B in Bezug zu dem festen Rahmen 7A fixiert.
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Der Breitenanpassungsmechanismus 10 kann überdies ein Zahnrad umfassen, das in das Ritzel eingreift. Wenn der Roboterkörper 2 das Zahnrad unter Verwendung eines bestimmten Werkzeugs, wie beispielsweise eines elektrischen Schraubendrehers oder eines Mutternschraubers, dreht, wird die Drehung des Zahnrades auf das Ritzel übertragen und die Drehung des Ritzels bewegt die Zahnstange und den beweglichen Rahmen 7B in der Breitenrichtung A. Der Betrag, um den der bewegliche Rahmen 7B bewegt wird, wird mittels der Anzahl von Drehungen des Zahnrades gesteuert. Das Werkzeug zum Drehen des Zahnrades kann, ähnlich wie der Einhakteil 19, an dem Handgelenkflansch 5 befestigt sein oder kann über eine andere Slave-Platte an dem Handgelenkflansch 5 befestigbar oder davon abnehmbar sein. Das System kann derart ausgestaltet sein, dass die Drehung des Zahnrades mittels des Ritzels verlangsamt wird, um zu verhindern, dass das Zahnrad sich in Situationen, die sich von der Situation unterscheiden, in der das Zahnrad von dem Roboterkörper 2 gedreht wird, auf unbeabsichtigte Weise dreht.
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In dieser Ausführungsform ist der Einhakteil 19 an dem Handgelenkflansch 5 des Roboterkörpers 2 befestigt. Alternativ kann der Einhakteil 19 unabhängig von dem Roboterkörper 2 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann der Einhakteil 19 an einem Umfangsteil des Roboterkörpers 2 fixiert sein.
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In diesem Fall werden die Drehung des Griffteils 18a und die Anpassung der Handbreite B in einem Zustand durchgeführt, in dem die Einheit auf der Slave-Seite an dem Handgelenkflansch 5 befestigt ist.
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Genauer gesagt, bewegt der Roboterkörper 2 in einem Zustand, in dem die Einheit auf der Slave-Seite an dem Handgelenkflansch 5 befestigt ist, den Arm 4, um den Griffteil 18a mit dem Einhakteil 19 in Eingriff zu bringen, und dreht dann den Handgelenkflansch 5 um den Einhakteil 19 und den Griffteil 18a in die Entriegelungsrichtung. Folglich wird die Fixierung des beweglichen Rahmens 7B in Bezug zu dem festen Rahmen 7A gelöst.
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Als Nächstes bewegt der Roboterkörper 2 den Arm 4, um die Breitenanpassungsführung 13 mit dem Einhakteil 19 in Eingriff zu bringen, und bewegt dann den Handgelenkflansch 5 linear in der Breitenrichtung A, um die Handbreite B anzupassen.
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Dann bewegt der Roboterkörper 2 den Arm 4, um den Griffteil 18a erneut mit dem Einhakteil 19 in Eingriff zu bringen, und dreht dann den Handgelenkflansch 5 um den Einhakteil 19 und den Griffteil 18a in der Verriegelungsrichtung. Folglich wird der bewegliche Rahmen 7B in Bezug auf den festen Rahmen 7A fixiert.
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In dem Fall, in dem der Breitenanpassungsmechanismus 10 das Zahnrad aufweist, kann ein Werkzeug, wie beispielsweise ein Schraubendreher oder ein Schrauber (engl. nut runner), an einem Umfangsteil des Roboterkörpers 2 fixiert werden. In diesem Fall kann der Roboterkörper 2 durch Bewegen des Arms 4 in einem Zustand, in dem die Einheit auf der Slave-Seite an dem Handgelenkflansch 5 befestigt ist, das Werkzeug in das Zahnrad einpassen und dann kann der Roboterkörper 2 durch Drehen des Handgelenkflanschs 5 um das Zahnrad die Handbreite B anpassen.
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In dieser Ausführungsform wird der gemeinsame Einhakteil 19 für den Griffteil 18a und die Breitenanpassungsführung 13 verwendet. Alternativ können ein Einhakteil, der lediglich für den Griffteil 18a verwendet wird, und ein Einhakteil vorgesehen sein, der lediglich für die Breitenanpassungsführung 13 verwendet wird.
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In dieser Ausführungsform muss, obgleich der bewegliche Rahmen 7B die Breitenanpassungsführung 13 aufweist, die Breitenanpassungsführung 13 nicht notwendigerweise vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Einhakteil 19 mit einem Abschnitt des beweglichen Rahmens 7B oder einer anderen Struktur, die an dem beweglichen Rahmen 7B fixiert ist, eingreifen.
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In dieser Ausführungsform weist der Verriegelungsmechanismus 11 die Knopfschraube 18 auf, die als ein Mittel zum Fixieren der relativen Positionen des Paares von Rahmen 7A und 7B dient. Alternativ kann der Verriegelungsmechanismus 11 ein anderes Mittel aufweisen. Zum Beispiel kann der Verriegelungsmechanismus 11 einen Druckschalter aufweisen und das Paar von Rahmen 7A und 7B kann als ein Ergebnis des Drückens des Druckschalters mittels des Roboterkörpers 2 fixiert und gelöst werden.
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In dieser Ausführungsform ist nur einer von dem Paar von Rahmen 7A und 7B in der Breitenrichtung A beweglich. Alternativ können beide von den Rahmen 7A und 7B in der Breitenrichtung A beweglich sein. Durch im Wesentlichen symmetrisches Bewegen des Paares von Rahmen 7A und 7B in der Breitenrichtung A in Bezug zu der Master-Platte 6A und der Slave-Platte 6B des Werkzeugwechslers 6 ist es möglich, die Position des Schwerpunkts der Gesamtheit der Roboterhand 1 zu stabilisieren.
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Es kann ein anderes Paar von Rahmen vorgesehen sein, die zu einer relativen Bewegung in der Längsrichtung des Paares von Rahmen 7A und 7B in der Lage sind. Insbesondere können vier Rahmen derart angeordnet sein, dass sie ein Rechteck bilden, derart dass die Handbreite B in zwei Richtungen angepasst werden kann, die senkrecht zueinander sind.
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Obgleich die Saugnäpfe 8 und die Rollen 9, die als die Halteteile zum Halten des Werkstücks W dienen, in dieser Ausführungsform vorgesehen sind, kann der Typ der Halteteile auf zweckmäßige Weise gemäß dem zu haltenden Werkstück W geändert werden. Zum Beispiel können Magnete, Haken oder Spannfutterklauen für ein Außendurchmesser-Spannfutter oder ein Innendurchmesser-Spannfutter als die Halteteile eingesetzt werden.
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In dieser Ausführungsform steuert der Roboterkörper 2 den beweglichen Rahmen 7B, um die Handbreite B anzupassen. Alternativ kann ein Bediener die Handbreite B durch manuelles Steuern des beweglichen Rahmens 7B anpassen.
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In dieser Ausführungsform steuert der Roboterkörper 2 den Verriegelungsmechanismus 11, um den beweglichen Rahmen 7B zu fixieren und zu lösen. Alternativ kann ein Bediener den Verriegelungsmechanismus 11 manuell steuern, um den beweglichen Rahmen 7B zu fixieren und zu lösen.
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In dieser Ausführungsform kann ein Roboter, der sich von dem Roboterkörper 2 unterscheidet, an dem die Roboterhand 1 befestigt ist, den beweglichen Rahmen 7B bewegen und den Verriegelungsmechanismus 11 steuern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Roboterhand
- 2
- Roboterkörper
- 3
- Steuereinheit
- 4
- Arm
- 5
- Handgelenkflansch
- 6
- Werkzeugwechsler
- 7A,7B
- Rahmen (bewegliches Element)
- 8
- Saugnapf (Halteteil)
- 9
- Rolle (Halteteil)
- 10
- Breitenanpassungsmechanismus
- 11
- Verriegelungsmechanismus
- 12
- feste Platte
- 13
- Breitenanpassungsführung
- 15
- lineare Welle
- 16
- Führungshülse
- 17
- Führungsschiene
- 18
- Knopfschraube
- 18a
- Griffteil
- 19
- Einhakteil (Knopfeinhakteil, Einhakteil für das bewegliche Element)
- 19a
- Ausnehmung
- 100
- Roboter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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