DE102020127178A1

DE102020127178A1 - Taschenförmiges aktuatorsystem, greifvorrichtung unter verwendung desselben, roboterhand und verfahren zur verwendung einer roboterhand

Info

Publication number: DE102020127178A1
Application number: DE102020127178.6A
Authority: DE
Inventors: Akira TSUKUI; Masaki Koike; Koichi Tanihara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2021-05-12
Also published as: KR102379799B1; JP2021074848A; CN112847407A; CN112847407B; US20210138662A1; KR20210057655A; JP7230779B2; US11623351B2

Abstract

Taschenförmiges Aktuatorsystem (0A, 0B; 10A-10D) mit einem taschenförmigen Aktuator (1A, 1B; 11A-11D) mit einem luftdichten Taschenelement (2A, 2B; 12A-12D) und fließfähigen Partikeln (3A, 3B; 13A-13D), die in das Taschenelement gefüllt sind; einer Taschenelement-Kommunikationsleitung (4A, 4B; 14A-14D), die so konfiguriert ist, dass sie mit einem Inneren des Taschenelements kommuniziert; einer Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung (5A, 5B; 15A-15D), die so konfiguriert ist, dass sie mit einer Unterdruckquelle (LP) kommuniziert; einer Überdruckquellen-Kommunikationsleitung (6A, 6B; 16A-16D), die so konfiguriert ist, dass sie mit einer Überdruckquelle (HP) kommuniziert; einen Schaltmechanismus (7A, 7B; 17A-17D), der so konfiguriert ist, dass er ein Schalten zwischen Kommunikationszielorten des Taschenelements durchführt, so dass das Innere des Taschenelements mit Außenluft, der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung und der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung über die Taschenelement-Kommunikationsleitung kommuniziert; und ein Schaltsteuerelement (8, 18), das so konfiguriert ist, dass es das Schalten zwischen den Kommunikationszielorten durch den Schaltmechanismus steuert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein taschenförmiges Aktuatorsystem, das konfiguriert ist, einen taschenförmigen Aktuator zu betätigen, eine Greifvorrichtung, die das taschenförmige Aktuatorsystem verwendet, eine Roboterhand, die die Greifvorrichtung enthält, und ein Verfahren zur Verwendung der Roboterhand.
Stand der Technik
Es sind ein taschenförmiger Aktuator, eine Greifvorrichtung, die konfiguriert ist, mit Hilfe des taschenförmigen Aktuators ein Werkstück zu greifen, und ein Verfahren zum Greifen eines Werkstücks mit Hilfe der Greifvorrichtung bekannt (siehe JP 2011 - 230 260 A , JP 2014 - 8 583 A ). Zum Beispiel ist ein taschenförmiger Aktuator (ein Anlageabschnitt 6) in JP 2011 - 230 260 A in jedem der Klemmabschnitte 4b, 5b in den Klemmen 4, 5 vorgesehen, wobei die Klemmabschnitte 4b, 5b so konfiguriert sind, dass sie ein Werkstück 50 einspannen, so dass der taschenförmige Aktuator als Anlageabschnitt 6 dient, das an dem Werkstück 50 anliegt. Der taschenförmige Aktuator enthält eine innere Packung 11 aus einem elastischen Material und Partikel 12, die in die innere Packung 11 gefüllt sind. Der taschenförmige Aktuator (der Anlageabschnitt 6) setzt das Innere der inneren Packung 11 unter Druck und verfestigt die Partikel 12, während die Partikel 12 in einer bestimmten Form gehalten werden, so dass der Anlageabschnitt 6 eine Form hat, die an dem Werkstück 50 anliegt. Dann wird das Werkstück 50 geklemmt und durch die Klemmabschnitte 4b, 5b der Klemmen 4, 5 über die Anlageabschnitte 6 gehalten (siehe Zusammenfassung, Absätze [0057] bis [0074], 15, 17 in JP 2011 - 230 260 A ).
Als solche halten die taschenförmigen Aktuatoren (die Anlageabschnitte 6) das Werkstück 50, indem sie auf geeignete Weise einen Zustand, in dem das Innere der inneren Packung 11 auf den atmosphärischen Druck eingestellt ist, so dass die Partikel 12 fließfähig sind, und einen Zustand, in dem das Innere der inneren Packung 11 drucklos ist, so dass die Partikel 12 verfestigt werden, während die Partikel 12 in einer bestimmten Form gehalten werden, nutzen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zusätzlich zu einem Fall, in dem die taschenförmigen Aktuatoren so verwendet werden, dass nach der Verformung der taschenförmigen Aktuatoren entsprechend der Form des zu greifenden Werkstücks das jeweilige Innere der inneren Verpackungen drucklos gemacht werden, so dass die taschenförmigen Aktuatoren verfestigt werden, gibt es jedoch einen solchen Fall, in dem das Werkstück durch die Verwendung der taschenförmigen Aktuatoren elastisch gepresst wird oder das Werkstück durch die Verwendung der taschenförmigen Aktuatoren bewegt werden soll.
Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf ein solches Problem durchgeführt, und Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein taschenförmiges Aktuatorsystem bereitzustellen, das drei Zustände eines taschenförmigen Aktuators erreichen kann, d.h. einen „elastisch verformbaren Zustand“, einen „weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand“ und einen „harten und nicht verformbaren Zustand“. Darüber hinaus soll die vorliegende Erfindung eine Greifvorrichtung unter Verwendung des taschenförmigen Aktuatorsystems, eine Roboterhand einschließlich der Greifvorrichtung und eine Verwendung der Roboterhand bereitstellen.

(1) Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Lösen der oben genannten Aufgabe ist ein taschenförmiges Aktuatorsystem, das einen taschenförmigen Aktuator, eine Taschenelement-Kommunikationsleitung, eine Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung, eine Überdruckquellen-Kommunikationsleitung, einen Schaltmechanismus und ein Schaltsteuerelement enthält. Der taschenförmige Aktuator enthält ein luftdichtes Taschenelement aus einem flexiblen Folienmaterial und fließfähige Partikel, die in das Taschenelement gefüllt sind. Die Taschenelement-Kommunikationsleitung ist so konfiguriert, dass sie mit dem Inneren des Taschenelements des taschenförmigen Aktuators kommuniziert. Die Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung ist so konfiguriert, dass sie mit einer Unterdruckquelle kommuniziert, die einen niedrigeren Luftdruck als die Umgebungsluft hat. Die Überdruckquellen-Kommunikationsleitung ist so konfiguriert, dass sie mit einer Überdruckquelle kommuniziert, die einen höheren Luftdruck als die Umgebungsluft hat. Der Schaltmechanismus ist so konfiguriert, dass er ein Schalten zwischen den Kommunikationszielorten für das Taschenelement des taschenförmigen Aktuators durchführt, so dass das Innere des Taschenelements mit der Umgebungsluft, der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung und der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung über die Taschenelement-Kommunikationsleitung kommuniziert. Der Schaltsteuerabschnitt ist so konfiguriert, dass er das Schalten zwischen den Kommunikationszielorten durch den Schaltmechanismus steuert.

In dem taschenförmigen Aktuatorsystem kann das Innere des mit den Partikeln gefüllten Taschenelements über die Taschenelement-Kommunikationsleitung schaltbar mit der Umgebungsluft, der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung und der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommunizieren.
In einem Fall, in dem das Innere des Taschenelements über die Taschenelement-Kommunikationsleitung mit der Umgebungsluft kommuniziert, wird das Taschenelement leicht verformt, wenn ein Werkstück an dem taschenförmigen Aktuator (das Taschenelement) anliegt und eine Kraft auf den taschenförmigen Aktuator (das Taschenelement) ausgeübt wird, so dass die in das Taschenelement eingefüllten Partikel fließen. Hierdurch kann der gesamte taschenförmige Aktuator leicht verformt werden.
Unterdessen wird in einem Fall, in dem das Innere des Taschenelements über die Taschenelement-Kommunikationsleitung mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, das Innere des Taschenelements durch die Unterdruckquelle, die mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, drucklos gemacht, so dass das Taschenelement durch einen atmosphärischen Druck außerhalb des Taschenelements zusammengedrückt wird. Aus diesem Grund werden die in das Taschenelement eingefüllten Partikel komprimiert, so dass die Partikel in engen Kontakt miteinander kommen und schwer fließen können. Dementsprechend kann der taschenförmige Aktuator nicht leicht verformt werden.
Unterdessen wird in einem Fall, in dem das Innere des Taschenelements über die Taschenelement-Kommunikationsleitung mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, das Taschenelement von innen durch die Überdruckquelle, die mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, unter Druck gesetzt, so dass das Taschenelement wie ein Ballon aufgeblasen wird. Dabei kann das Werkstück oder dergleichen, an dem das Taschenelement anliegt, elastisch gepresst werden, oder das Werkstück oder dergleichen, an dem das Taschenelement anliegt, kann durch eine Anpresskraft von dem taschenförmigen Aktuator (dem Taschenelement) bewegt werden. Alternativ kann das Werkstück elastisch gegriffen werden.
Das heißt, dass das taschenförmige Aktuatorsystem unter diesem Aspekt ein System ist, das drei Zustände des taschenförmigen Aktuators erreichen kann, d.h. einen „elastisch verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung)“, einen „weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Umgebungsluft)“ und einen „harten und nicht verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung)“.
Das taschenförmige Aktuatorsystem kann verschiedene Verwendungen anwenden, aber das taschenförmige Aktuatorsystem kann z.B. auf folgende Weise verwendet werden. Das heißt, in einem Zustand, in dem das Innere des Taschenelements mit der Umgebungsluft kommuniziert, kann der taschenförmige Aktuator, wenn der taschenförmige Aktuator mit dem Werkstück oder ähnlichem in Kontakt gebracht wird, leicht verformt werden, um der Form des Werkstücks oder ähnlichem zu folgen, an dem der taschenförmige Aktuator anliegt.
In Anbetracht dessen wird in einem Zustand, in dem das Innere des Taschenelements vorübergehend mit der Umgebungsluft kommuniziert, der taschenförmige Aktuator mit dem Werkstück oder dergleichen in Kontakt gebracht, so dass der taschenförmige Aktuator eine Form entlang des Werkstücks oder dergleichen hat. Ferner, in einem Fall, in dem der Schaltmechanismus so gesteuert wird, dass das Innere des Taschenelements mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, um drucklos zu werden, behält der taschenförmige Aktuator die Form entlang der Form des Werkstücks oder dergleichen bei, an dem der taschenförmige Aktuator anliegt, und der taschenförmige Aktuator geht in einen nicht verformbaren Zustand über. Dementsprechend ist es z.B. in einer Greifvorrichtung, an der das taschenförmige Aktuatorsystem angebracht ist, möglich, das Werkstück oder ähnliches durch Verwendung des taschenförmigen Aktuators, der verformt wird, um der Form des Werkstücks oder ähnlichem zu folgen, entsprechend zu greifen.
Ferner wird in einem Zustand, in dem das Innere des Taschenelements vorübergehend mit der Umgebungsluft kommuniziert, der taschenförmige Aktuator mit dem Werkstück oder dergleichen in Kontakt gebracht, so dass der taschenförmige Aktuator eine Form entlang des Werkstücks oder dergleichen aufweist. Danach wird der Schaltmechanismus so gesteuert, dass das Innere des Taschenelements mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, um unter Druck gesetzt zu werden. In diesem Fall kann das Werkstück o.ä., an dem der taschenförmige Aktuator anliegt, durch den taschenförmigen Aktuator elastisch gedrückt werden. Alternativ kann das Werkstück o.ä., an dem der taschenförmige Aktuator anliegt, bewegt werden, indem es durch den taschenförmigen Aktuator elastisch gedrückt wird. Dementsprechend kann z.B. die Greifvorrichtung, an der der taschenförmige Aktuator angebracht ist, das Werkstück oder dergleichen greifen, während das Werkstück oder dergleichen elastisch gedrückt wird, und die Greifvorrichtung kann das Werkstück oder dergleichen, an dem der taschenförmige Aktuator anliegt, bewegen, indem sie auf das Werkstück oder dergleichen drückt.
Beispiele für ein Filmmaterial, das eine Flexibilität aufweist und das luftdichte Taschenelement in dem taschenförmigen Aktuator bildet, können z.B.
Gummimaterialien mit Elastizität und Luftdichtheit wie Naturkautschuk und synthetischer Kautschuk, z.B. Styrol-Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Fluorkautschuk und Silikonkautschuk, Filme aus Kunstharz wie Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyimid und Polytetrafluorethylen, Verbundmaterialien aus einem Kunstharzfilm und einem Metallfilm wie einer Aluminiumfolie usw. sein.
Ferner können Beispiele für die fließfähigen Partikel, die in das Taschenelement gefüllt sind, Sand, Salzpartikel, Zuckerpartikel, Aluminiumoxidpartikel, Keramikpartikel wie Siliciumdioxidpartikel, Glaspartikel, Kunstharzpartikel (Pellets), schäumende Harzpartikel wie Styrolschaumpartikel, Metallpartikel wie Eisenpartikel, Aluminiumpartikel und Kupferpartikel und Mischungen davon umfassen.
Darüber hinaus kann der taschenförmige Aktuator so konfiguriert werden, dass das Taschenelement direkt mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, aber der taschenförmige Aktuator kann so konfiguriert werden, dass eine Außenseite des Taschenelements mit einem äußeren Taschenelement bedeckt wird, das als Außenhülle dient, ähnlich wie JP 2011 - 230 260 A und so weiter.
Die Unterdruckquelle sollte über einen Mechanismus verfügen, der den Druck im Inneren des Taschenelements des taschenförmigen Aktuators über die Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung herabsetzen kann, so dass der Druck im Inneren des Taschenelements niedriger wird als die Außenluft (der atmosphärische Druck). Die Unterdruckquelle kann z.B. eine Vakuumpumpe oder ein Vakuumtank sein, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.
Die Überdruckquelle sollte über einen Mechanismus verfügen, der das Innere des Taschenelements des taschenförmigen Aktuators über die Überdruck-Kommunikationsleitung unter Druck setzen kann, so dass der Druck im Inneren des Taschenelements höher wird als der der Umgebungsluft (der atmosphärische Druck). Beispiele für die Überdruckquelle können ein Kompressor, ein Kompressor mit einem Überdruck-Gasreservetank, ein an einen Kompressor angeschlossener Überdruck-Gasreservetank, eine Werksluftleitung, ein Überdruck-Gaszylinder wie ein Druckluftzylinder oder ein Stickstoffgaszylinder usw. sein. Je nach dem Luftdruck des Gases in der Überdruckquelle kann in der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung ein Druckregelelement wie z.B. ein Druckregler (ein Drucksteuergerät) vorgesehen sein. Darüber hinaus ist der Schaltmechanismus ein Mechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Taschenelement-Kommunikationsleitung durch eine Steuerung so schaltet, dass die Taschenelement-Kommunikationsleitung schaltbar mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung, der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung und der Umgebungsluft kommuniziert. Der Schaltmechanismus kann z.B. ein elektromagnetisches Vier-Wege-Schaltventil sein, das mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung, der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung, der Umgebungsluft und der Taschenelement-Kommunikationsleitung verbunden ist. Ferner kann der Schaltmechanismus eine Vielzahl von elektromagnetischen Schaltventilen verwenden, um die Taschenelement-Kommunikationsleitung so zu steuern, dass die Taschenelement-Kommunikationsleitung mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung, der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung, und der Umgebungsluft kommuniziert.

(2) Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Greifvorrichtung mit einem taschenförmigen Aktuator. Die Greifvorrichtung umfasst einen Greifmechanismus mit einer Vielzahl von Greifelementen, wobei der Greifmechanismus so konfiguriert ist, dass er ein Werkstück durch Bewegen mindestens eines der Greifelemente greift. Die Greifvorrichtung umfasst mindestens ein taschenförmiges Aktuatorsystem, das in (1) beschrieben ist. Die Greifelemente umfassen jeweilige Anlagegreifabschnitte, die so konfiguriert sind, dass sie das Werkstück durch Anliegen an das Werkstück greifen. Mindestens einer der Anlagegreifabschnitte wird durch den taschenförmigen Aktuator in dem taschenförmigen Aktuatorsystem gebildet.

In der Greifvorrichtung wird mindestens einer der Anlagegreifabschnitte des Greifmechanismus durch den taschenförmigen Aktuator im taschenförmigen Aktuatorsystem gebildet. Unterdessen kann das taschenförmige Aktuatorsystem, wie oben beschrieben, die drei Zustände des taschenförmigen Aktuators erreichen, d.h. den „elastisch verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Überdruck-Kommunikationsleitung“, den „weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Umgebungsluft)“ und den „harten und nicht verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung)“.
Aus diesem Grund kann die Greifvorrichtung den durch den taschenförmigen Aktuator gebildeten Anlagegreifabschnitt in Kontakt mit dem zu greifenden Werkstück bringen, indem einer von drei Zuständen ausgewählt wird, d.h. ein „elastisch verformbarer Anliege-Zustand“, ein „weicher und leicht unelastisch verformbarer Anliege-Zustand“ und ein „harter und nicht verformbarer Anliege-Zustand“. Dies kann den Freiheitsgrad eines Greifzustands des Werkstücks durch die Anlagegreifabschnitte der Greifelemente weiter erhöhen und ein geeigneteres Greifen des Werkstücks erreichen.
Darüber hinaus wird in einem Zustand, in dem das Innere des Taschenelements vorübergehend mit der Umgebungsluft in Verbindung gebracht wird, der taschenförmige Aktuator mit dem Werkstück in Kontakt gebracht, so dass der taschenförmige Aktuator eine Form entlang des Werkstücks hat, und danach wird der Schaltmechanismus so gesteuert, dass das Innere des Taschenelements drucklos gemacht wird. Dies ermöglicht ein festes Greifen des Werkstücks (in einem Zustand, in dem eine gegriffene Haltung des Werkstücks nicht verformt werden kann) durch Verwendung des nicht verformbaren Anlagegreifabschnitts (des taschenförmigen Aktuators), der in der Form entlang des Werkstücks verformt wird.
Alternativ dazu wird in einem Zustand, in dem das Innere des Taschenelements vorübergehend mit der Umgebungsluft kommuniziert, der taschenförmige Aktuator mit dem Werkstück oder dergleichen in Kontakt gebracht, so dass der taschenförmige Aktuator eine Form entlang des Werkstücks oder dergleichen hat. Danach wird der Schaltmechanismus so gesteuert, dass das Innere des Taschenelements mit Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, um unter Druck gesetzt zu werden, so dass das Taschenelement aufgeblasen wird. In diesem Fall kann das Werkstück, an dem der taschenförmige Aktuator (das Taschenelement) anliegt, durch den taschenförmigen Aktuator (das Taschenelement) elastisch gedrückt werden. Alternativ kann das Werkstück, an dem der taschenförmige Aktuator (das Taschenelement) anliegt, bewegt werden, indem es durch den taschenförmigen Aktuator elastisch gedrückt wird. Dementsprechend kann in der Greifvorrichtung das Werkstück weich gegriffen werden (in einem Zustand, in dem die gegriffene Haltung des Werkstücks leicht verformbar ist), während das Werkstück elastisch durch den Anlagegreifabschnitt (den taschenförmigen Aktuator) gedrückt wird, oder das Werkstück, an das der Anlagegreifabschnitt (der taschenförmige Aktuator) anliegt, kann durch Drücken des Werkstücks bewegt werden.

(3) Die in (2) beschriebene Greifvorrichtung kann so konfiguriert werden, dass die Anzahl der in der Greifvorrichtung vorgesehenen taschenförmigen Aktuatorsysteme gleich oder größer als die Anzahl der Greifelemente ist und dass die Anlagegreifabschnitte der Greifelemente durch entsprechende taschenförmige Aktuatoren der taschenförmigen Aktuatorsysteme gebildet werden.

In der Greifvorrichtung werden alle Anlagegreifabschnitte durch die taschenförmigen Aktuatoren der taschenförmigen Aktuatorsysteme gebildet. Aus diesem Grund kann jeder der Anlagegreifabschnitte einen der oben genannten drei Zustände wählen, wodurch der Freiheitsgrad des Greifzustands des Werkstücks durch das Greifelement weiter erhöht und ein geeigneteres Greifen erreicht wird.

(4) Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Greifvorrichtung unter Verwendung eines taschenförmigen Aktuatorsystems. Die Greifvorrichtung umfasst einen Greifmechanismus mit einer Vielzahl von Greifelementen, wobei der Greifmechanismus so konfiguriert ist, dass er ein Werkstück durch Bewegen mindestens eines der Greifelemente greift. Die Greifvorrichtung umfasst eine Vielzahl von taschenförmigen Aktuatorsystemen, die in (1) beschrieben sind. Die Greifelemente umfassen jeweilige Anlagegreifabschnitte, die so konfiguriert sind, dass sie das Werkstück durch Anliegen an das Werkstück greifen. Mindestens eines der Greifelemente ist so konfiguriert, dass der Anlagegreifabschnitt und ein basisendseitiger Anschlagbereich durch entsprechende taschenförmige Aktuatoren der taschenförmigen Aktuatorsysteme gebildet werden. Der basisendseitige Anlageabschnitt ist näher an einer Basisendseite angeordnet als der Anlagegreifabschnitt, wobei der basisendseitige Anlageabschnitt so konfiguriert ist, dass er von der Basisendseite des mindestens einen der Greifelemente an das Werkstück anliegt.

In der Greifvorrichtung umfasst mindestens eines der Greifelemente des Greifmechanismus den Anlagegreifabschnitt und den basisendseitigen Anlageabschnitt, die jeweils durch den taschenförmigen Aktuator des taschenförmigen Aktuatorsystems gebildet werden. Wie oben beschrieben, kann das taschenförmige Aktuatorsystem die drei Zustände des taschenförmigen Aktuators erreichen, d.h. den „elastisch verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung“, den „weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Außenluft)“ und den „harten und nicht verformbaren Zustand (zum Zeitpunkt der Kommunikation mit der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung)“.
Aus diesem Grund kann die Greifvorrichtung den durch den taschenförmigen Aktuator gebildeten Anlagegreifabschnitt in Kontakt mit dem zu greifenden Werkstück bringen, und zwar in einem Anliege-Zustand, der aus drei Zuständen ausgewählt wird, d.h. dem „elastisch verformbaren Anliege-Zustand“, dem „weichen und leicht unelastisch verformbaren Anliege-Zustand“ und dem „harten und nicht verformbaren Anliege-Zustand“. Dies kann den Freiheitsgrad des Greifzustands des Werkstücks durch die Anlagegreifabschnitte der Greifelemente weiter erhöhen und ein geeigneteres Greifen des Werkstücks erreichen.
Außerdem enthält in der Greifvorrichtung mindestens eines der Greifelemente zusätzlich zu dem durch den taschenförmigen Aktuator gebildeten Anlagegreifabschnitt den basisendseitigen Anlageabschnitt, der durch den taschenförmigen Aktuator gebildet und näher an der Basisendseite als der Anlagegreifabschnitt angeordnet ist, wobei der basisendseitige Anlageabschnitt so konfiguriert ist, dass er von der Basisendseite des Greifelements aus an das Werkstück anliegt. Aus diesem Grund ist es möglich, den Freiheitsgrad des Greifzustands des Werkstücks weiter zu erhöhen und ein geeigneteres Greifen des Werkstücks zu erreichen, indem der basisendseitige Anlageabschnitt (der taschenförmige Aktuator) in einen beliebigen der drei Zustände gebracht wird.
Ferner liegt bei der Greifvorrichtung der in mindestens einem der Greifelemente enthaltene basisendseitige Anlageabschnitt von der Basisendseite des Greifelements an das Werkstück an. Dementsprechend wird in einem Zustand, in dem das Innere des Taschenelements des taschenförmigen Aktuators, das den basisendseitigen Anlageabschnitt bildet, dazu veranlasst, mit der Umgebungsluft zu kommunizieren, der basisendseitige Anlageabschnitt (der taschenförmige Aktuator) mit dem Werkstück oder dergleichen in Kontakt gebracht, so dass der basisendseitige Anlageabschnitt (der taschenförmige Aktuator) eine Form entlang des Werkstücks oder dergleichen hat. Danach wird der Schaltmechanismus so gesteuert, dass das Innere des Taschenelements mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, so dass es unter Druck gesetzt wird, so dass das Taschenelementaufgeblasen wird, und in diesem Zustand kann der basisendseitige Anlageabschnitt veranlasst werden, das Werkstück, an dem der basisendseitige Anlageabschnitt anliegt, elastisch zu drücken oder das Werkstück durch Drücken zu bewegen.

(5) Die in (4) beschriebene Greifvorrichtung kann so konfiguriert werden, dass die Anzahl der in der Greifvorrichtung vorgesehenen taschenförmigen Aktuatorsysteme doppelt so viele oder mehr als die Anzahl der Greifelemente beträgt und dass entsprechende Anlagegreifabschnitte und entsprechende basisendseitige Anlageabschnitte der Greifelemente durch entsprechende taschenförmige Aktuatoren der taschenförmigen Aktuatorsysteme gebildet werden.

In der Greifvorrichtung enthalten alle Greifelemente entsprechende Anlagegreifabschnitte und entsprechende basisendseitigen Anlageabschnitte, die jeweils durch den taschenförmigen Aktuator gebildet werden.
Aus diesem Grund verwendet die Greifvorrichtung für das zu greifende Werkstück die jeweils durch den taschenförmigen Aktuator gebildeten Anlagegreifabschnitte und die jeweils durch den basisendseitigen Aktuator gebildeten Anlageabschnitte, so dass es möglich ist, den Freiheitsgrad des Greifzustands des Werkstücks weiter zu erhöhen und ein geeigneteres Greifen des Werkstücks zu erreichen.

(6) Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Roboterhand, die einen Roboterhandkörper, den Greifmechanismus der in (2) oder (3) beschriebenen Greifvorrichtung, wobei der Greifmechanismus in einem distalen Endabschnitt des Roboterhandkörpers angeordnet ist, und einen Kraftsensor, der so konfiguriert ist, dass er eine auf den Greifmechanismus ausgeübte externe Kraft erfasst, umfasst.

Die Roboterhand enthält den Kraftsensor. Dementsprechend kann, wenn ein vorbestimmter Prozess an dem Werkstück ausgeführt wird, so dass das Werkstück durch den Greifmechanismus gegriffen, durch den Roboterhandkörper bewegt und in ein Einführungsloch eines Einführungszielelements eingeführt wird, eine externe Kraft, die auf das von den Greifelementen gegriffene Werkstück ausgeübt wird, durch den Kraftsensor über den Greifmechanismus erfasst werden. Aus diesem Grund kann der Prozessvorgang angehalten werden, wenn eine ungewöhnliche externe Kraft auf das Werkstück in der Mitte eines Einführvorgangs in das Einführloch aufgrund einer ungeeigneten Greifhaltung des Werkstücks ausgeübt wird. Auf diese Weise kann eine Fehlerbehebung bei der Bearbeitung des Werkstücks durchgeführt werden.

(7) Die in (6) beschriebene Roboterhand kann so konfiguriert werden, dass der Kraftsensor ein sechsachsiger Kraftsensor ist, der zwischen dem Körper der Roboterhand und dem Greifmechanismus angeordnet ist.

Die Roboterhand enthält den sechsachsigen Kraftsensor als Kraftsensor. Dementsprechend ist es möglich, wenn ein vorbestimmter Prozess am Werkstück durchgeführt wird, eine externe Kraft, die über das Werkstück o.ä. auf den Greifmechanismus ausgeübt wird, genauer zu erkennen, indem die externe Kraft auf die jeweiligen Achsen zerlegt wird.
Zu beachten ist, dass der sechsachsige Kraftsensor ein Sensor ist, der zwischen dem Körper der Roboterhand und dem Greifmechanismus angeordnet und so konfiguriert ist, dass er Translationskräfte in drei Richtungen X, Y und Z, die Translationsrichtungen sind, und Momente in drei Richtungen Rx, Ry und Rz, die Rotationsrichtungen um die jeweiligen Achsen sind, erfasst.

(8) Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Roboterhand, die einen Körper der Roboterhand; den Greifmechanismus der in (4) oder (5) beschriebenen Greifvorrichtung, wobei der Greifmechanismus in einem distalen Endabschnitt des Körpers der Roboterhand angeordnet ist, und einen Kraftsensor, der so konfiguriert ist, dass er eine auf die Greifelemente des Greifmechanismus ausgeübte externe Kraft erfasst, umfasst.

Die Roboterhand enthält auch den Kraftsensor. Dementsprechend kann, wenn ein vorbestimmter Prozess an dem Werkstück ausgeführt wird, so dass das Werkstück von dem Greifmechanismus gegriffen und von dem Körper der Roboterhand bewegt wird, eine externe Kraft, die auf das von den Greifelementen gegriffene Werkstück ausgeübt wird, von dem Kraftsensor über die Greifvorrichtung erfasst werden. Aus diesem Grund kann der Prozessvorgang angehalten werden, wenn aufgrund einer ungeeigneten Greifhaltung des Werkstücks eine ungewöhnliche externe Kraft auf das Werkstück ausgeübt wird. Auf diese Weise kann eine Anomalie im Prozess auf das Werkstück entsprechend erkannt werden.
Außerdem wird bei der Roboterhand der Anlagegreifabschnitt des Greifelements im Greifmechanismus durch den taschenförmigen Aktuator gebildet. Dementsprechend ist es möglich, einen flexiblen Prozess am Werkstück durchzuführen, indem die drei oben genannten Anliege-Zustände richtig eingesetzt werden. Darüber hinaus enthält in der Roboterhand mindestens eines der Greifelemente den basisendseitigen Anlageabschnitt, der durch den taschenförmigen Aktuator gebildet wird. Dementsprechend ist es möglich, einen weiteren flexiblen Prozess am Werkstück durchzuführen, indem die oben genannten drei Anliege-Zustände für den basisendseitigen Anlageabschnitt richtig verwendet werden. Der weitere flexible Prozess ist z.B. das Drehen des Werkstücks oder ähnliches.

(9) Die in (8) beschriebene Roboterhand kann so konfiguriert werden, dass der Kraftsensor ein sechsachsiger Kraftsensor ist, der zwischen dem Körper der Roboterhand und dem Greifmechanismus angeordnet ist.

Die Roboterhand enthält auch den sechsachsigen Kraftsensor als Kraftsensor. Dementsprechend ist es, wenn ein vorbestimmter Prozess am Werkstück durchgeführt wird, möglich, eine externe Kraft zu erkennen, die auf das von der Roboterhand gegriffene Werkstück ausgeübt wird, indem die externe Kraft auf sechs Achsen zerlegt wird. Aus diesem Grund ist es selbst dann, wenn eine ungewöhnliche äußere Kraft, die auf das Werkstück in der Mitte des Prozesses aufgrund einer ungeeigneten Greifhaltung des Werkstücks ausgeübt wird, erkannt wird, möglich, die äußere Kraft besser zu erkennen und geeignetere Maßnahmen zu ergreifen.

(10) Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verwendung der in (6) oder (7) beschriebenen Roboterhand. Die Verwendung umfasst: einen Greifschritt des Ergreifens des Werkstücks durch die Anlagegreifabschnitte der Greifelemente des Greifmechanismus; einen Einführschritt des Einführens des gegriffenen Werkstücks in ein Einführungsloch eines Einführungszielwerkstücks; und einen Freigabeschritt des Freigebens des in das Einführungsloch eingeführten Werkstücks vom Greifen durch die Greifelemente. Der Einführschritt umfasst: einen Bewegungsschritt des Bewegens des das Werkstück greifenden Greifmechanismus in Richtung auf das Einführungsloch des Einführungszielwerkstücks entlang einer Lochachse des Einführungslochs, während eine über das Werkstück auf den Greifmechanismus ausgeübte äußere Kraft durch den Kraftsensor erfasst wird; einen Überwachungsschritt für eine ungewöhnliche externe Kraft, bei dem in dem Bewegungsschritt überwacht wird, ob eine ungewöhnliche externe Kraft in der externen Kraft größer als ein vorbestimmter Schwellenwert für eine ungewöhnliche externe Kraft wird oder nicht, wobei die ungewöhnliche externe Kraft entlang einer Richtung verläuft, die sich von einer Richtung einer externen Kraft in Vorschubrichtung unterscheidet, wobei die externe Kraft in Vorschubrichtung entlang einer Richtung verläuft, die einer Vorschubrichtung des Greifmechanismus entgegengesetzt ist; einen Bewegungsanhalteschritt zum vorübergehenden Anhalten der Bewegung in dem Bewegungsschritt, wenn die ungewöhnliche externe Kraft größer als der Schwellenwert für die ungewöhnliche externe Kraft wird; einen Haltungsänderungsschritt zum Ändern einer Haltung des Werkstücks, so dass, nachdem die Bewegung in dem Bewegungsanschlagschritt angehalten wurde, das Taschenelement von mindestens einem der taschenförmigen Aktuatoren, die die an das Werkstück anliegenden Anlagegreifabschnitte bilden, aufgeblasen wird, indem bewirkt wird, dass das Innere des Taschenelements über die Taschenelement-Kommunikationsleitung mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, so dass, wenn die Bewegung in Vorschubrichtung wieder gestartet wird, wird die Größe einer ungewöhnlichen externen Kraft, die nach dem Neustart über das Werkstück auf den Greifmechanismus ausgeübt wird, kleiner als die Größe der ungewöhnlichen externen Kraft vor dem Anhalten; einen erneuten Greifschritt zum erneuten Greifen des Werkstücks durch die Greifelemente; und einen Neustartschritt zum erneuten Starten der Bewegung in der Vorschubrichtung, wobei die Bewegung vorübergehend angehalten wird.

Bei der Verwendung der Roboterhand kann selbst in einem Fall, in dem eine ungewöhnliche äußere Kraft auf das Werkstück in der Mitte des Prozesses aufgrund einer ungeeigneten Greifhaltung des Werkstücks oder ähnlichem ausgeübt wird, wenn die Greifhaltung des Werkstücks geändert wird, das Werkstück auf geeignete Weise in das Einführungsloch des Einführungszielwerkstücks eingeführt werden. Dadurch kann der Fall reduziert werden, dass das Werkstück nicht in das Einführungsloch eingeführt werden kann.

(11) Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist alternativ eine in (8) oder (9) beschriebene Verwendung der Roboterhand. Die Verwendung umfasst: einen Greifschritt des Ergreifens des Werkstücks durch die Anlagegreifabschnitte der Greifelemente des Greifmechanismus; einen Einführschritt des Einführens des gegriffenen Werkstücks in ein Einführungsloch eines Einführungszielwerkstücks; und einen Freigabeschritt des Freigebens des in das Einführungsloch eingeführten Werkstücks vom Greifen durch die Greifelemente. Der Einführschritt umfasst: einen Bewegungsschritt des Bewegens des das Werkstück greifenden Greifmechanismus in Richtung auf das Einführungsloch des Einführungszielwerkstücks zu entlang einer Lochachse des Einführungslochs, während eine über das Werkstück auf den Greifmechanismus ausgeübte äußere Kraft durch den Kraftsensor erfasst wird; einen Überwachungsschritt für eine ungewöhnliche externe Kraft, bei dem in dem Bewegungsschritt überwacht wird, ob eine ungewöhnliche externe Kraft in der externen Kraft größer als ein vorbestimmter Schwellenwert für eine ungewöhnliche externe Kraft wird oder nicht, wobei die ungewöhnliche externe Kraft entlang einer Richtung verläuft, die sich von einer Richtung einer externen Kraft in Vorschubrichtung unterscheidet, wobei die externe Kraft in Vorschubrichtung entlang einer Richtung verläuft, die einer Vorschubrichtung des Greifmechanismus entgegengesetzt ist; einen Bewegungsanhalteschritt zum vorübergehenden Anhalten der Bewegung in dem Bewegungsschritt, wenn die ungewöhnliche externe Kraft größer als der Schwellenwert für die ungewöhnliche externe Kraft wird; einen Haltungsänderungsschritt zum Ändern einer Haltung des Werkstücks, so dass, nachdem die Bewegung in dem Bewegungshalteschritt angehalten wurde, das Taschenelement von mindestens einem der taschenförmigen Aktuatoren, die die Anlagegreifabschnitte oder die an das Werkstück anliegenden basisendseitigen Anlageabschnitte bilden, aufgeblasen wird, indem bewirkt wird, dass das Innere des Taschenelements über die Taschenelement-Kommunikationsleitung mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, so dass, wenn die Bewegung in Vorschubrichtung erneut gestartet wird, wird die Größe einer ungewöhnlichen äußeren Kraft, die nach dem Neustart über das Werkstück auf die Greifelemente ausgeübt wird, kleiner als die Größe der ungewöhnlichen äußeren Kraft vor dem Anhalten; einen erneuten Greifschritt zum erneuten Greifen des Werkstücks durch die Greifelemente; und einen Neustartschritt zum erneuten Starten der Bewegung in der Vorschubrichtung, wobei die Bewegung vorübergehend angehalten wird.

Auch bei der Verwendung der Roboterhand kann selbst in einem Fall, in dem eine ungewöhnliche äußere Kraft auf das Werkstück in der Mitte des Prozesses aufgrund einer ungeeigneten Greifhaltung des Werkstücks oder ähnlichem ausgeübt wird, wenn die Greifhaltung des Werkstücks geändert wird, das Werkstück in geeigneter Weise in das Einführungsloch des Einführungszielwerkstücks eingeführt werden. Dadurch kann der Fall verringert werden, dass das Werkstück nicht in das Einführungsloch eingeführt werden kann.

(12) Ferner kann bei der in (11) beschriebenen Verwendungen im Schritt der Haltungsänderung mindestens eines der Taschenelemente, die die Anlageabschnitte bilden, aufgeblasen werden, so dass das Werkstück in Richtung der distalen Endseiten der mit den basisendseitigen Anlageabschnitten versehenen Greifelemente bewegt wird.

Bei der Verwendung der Roboterhand wird beim Schritt der Haltungsänderung der taschenförmige Aktuator, der den basisendseitigen Anlageabschnitt bildet, aufgeblasen, so dass das Werkstück zu einer distalen Endseite des mit dem basisendseitigen Anlageabschnitt versehenen Greifelements bewegt wird. Hierdurch kann die Haltung des Werkstücks in einigen Fällen leichter geändert werden, so dass die Größe der ungewöhnlichen äußeren Kraft nach dem Neustart kleiner wird als die Größe der ungewöhnlichen äußeren Kraft vor dem Anliegen. Mit einer solchen Konfiguration kann das Werkstück in einem breiteren Bereich angemessen in das Einführungsloch des Einführungszielwerkstücks eingeführt werden, wodurch der Fall, dass das Werkstück nicht in das Einführungsloch eingeführt werden kann, weiter verringert werden kann.
Zu beachten ist, dass die Bewegung des Werkstücks in Richtung der distalen Endseite des Greifelements einen Fall einschließt, in dem das Werkstück translatorisch in Richtung der distalen Endseite des Greifelements bewegt wird, einen Fall, in dem das Werkstück rotatorisch so bewegt wird, dass ein Teil des Werkstücks, an dem der basisendseitige Anlageabschnitt anliegt, in Richtung der distalen Endseite des Greifelements bewegt wird, und einen Fall, der sowohl die translatorische Bewegung als auch die Rotationsbewegung einschließt.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren beschrieben, in denen gleichartige Ziffern gleichartige Elemente bezeichnen und wobei:

1 bezieht sich auf die Ausführungsformen 1 und 2 und ist eine erläuternde Ansicht, die eine Roboterhand mit einem distalen Endabschnitt zeigt, der mit einem Spannmechanismus einer Spannvorrichtung unter Verwendung eines taschenförmigen Aktuatorsystem versehen ist;
2 bezieht sich auf die Ausführungsform 1 und ist eine erläuternde Ansicht der Spannvorrichtung unter Verwendung des taschenförmigen Aktuatorsystems;
3 bezieht sich auf die Ausführungsform 1 und ist eine erklärende Ansicht, die einen Zustand vor dem Einführen eines ersten von der Spannvorrichtung gegriffenen Verbindungsstücks in ein Einführungsloch entlang der Achse eines zweiten Verbindungsstücks zeigt;
4 bezieht sich auf die Ausführungsform 1 und ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand nach dem Einführen des ersten von der Spannvorrichtung ergriffenen Verbindungsstücks in das Einführungsloch des zweiten Verbindungsstücks zeigt;
5 bezieht sich auf die Ausführungsform 1 und ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf eines Prozesses für die Roboterhand zeigt, bei dem das erste Verbindungsstück durch die Spannvorrichtung gegriffen und das erste Verbindungsstück in das Einführungsloch des zweiten Verbindungsstücks eingeführt wird;
6 bezieht sich auf die Ausführungsform 1 und ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das erste Verbindungsstück, das von der Spannvorrichtung gegriffen wird, in das Einführungsloch des zweiten Verbindungsstücks in einem Zustand eingeführt wird, in dem die Achse des Spannmechanismus einen versetzten Winkel zur Achse des zweiten Verbindungsstücks aufweist und die Bewegung des ersten Verbindungsstücks aufgrund der Erkennung einer ungewöhnlichen äußeren Kraft angehalten wird;
7 bezieht sich auf die Ausführungsform 1 und ist eine erklärende Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das erste Verbindungsstück, das von der Spannvorrichtung gegriffen wird, von einem Anlagegreifabschnitt, der mit einem Überdruck kommuniziert gedrückt und bewegt wird;
8 bezieht sich auf die Ausführungsform 1 und ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das erste Verbindungsstück, das bewegt wurde, wieder von der Spannvorrichtung gegriffen wird und das Einführen des ersten Verbindungsstücks in das Einführungsloch des zweiten Verbindungsstücks wieder aufgenommen wird;
9 bezieht sich auf die Ausführungsform 2 und ist eine erläuternde Ansicht der Spannvorrichtung unter Verwendung des taschenförmigen Aktuatorsystems;
10 bezieht sich auf die Ausführungsform 2 und ist eine erklärende Ansicht, die einen Zustand vor dem Einführen des ersten von der Spannvorrichtung gegriffenen Verbindungsstücks in das Einführungsloch entlang der Achse des zweiten Verbindungsstücks zeigt;
11 bezieht sich auf die Ausführungsform 2 und ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand nach dem Einführen des ersten von der Spannvorrichtung ergriffenen Verbindungsstücks in das Einführungsloch des zweiten Verbindungsstücks zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf eines Prozesses für die Roboterhand gemäß der Ausführungsform 2 zeigt, bei dem das erste Verbindungsstück durch die Spannvorrichtung gegriffen und das erste Verbindungsstück in die Einführöffnung des zweiten Verbindungsstücks eingeführt wird;
13 bezieht sich auf die Ausführungsform 2 und ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das erste Verbindungsstück, das von der Spannvorrichtung gegriffen wird, in das Einführungsloch des zweiten Verbindungsstücks in einem Zustand eingeführt wird, in dem die Achse des Spannmechanismus einen versetzten Winkel zur Achse des zweiten Verbindungsstücks aufweist und die Bewegung des ersten Verbindungsstücks aufgrund der Erkennung einer ungewöhnlichen externen Kraft angehalten wird;
14 bezieht sich auf die Ausführungsform 2 und ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das erste Verbindungsstück, das von der Einspannvorrichtung gegriffen wird, durch den mit einem Überdruck kommunizierenden Anlagegreifabschnitt gedrückt und bewegt wird; und
15 bezieht sich auf die Ausführungsform 2 und ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das erste bewegte Verbindungsstück wieder von der Spannvorrichtung gegriffen und das Einführen des ersten Verbindungsstücks in die Einführöffnung des zweiten Verbindungsstücks wieder aufgenommen wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 wird im Folgenden die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 zeigt eine Roboterhand 30 gemäß der Ausführungsform 1, und 2 zeigt eine Konfiguration einer Spannvorrichtung 20 unter Verwendung der taschenförmigen Aktuatorsysteme 0A, 0B.
Wie in 1 gezeigt, enthält die Roboterhand 30 der Ausführungsform 1 einen Spannmechanismus 20S der Spannvorrichtung 20. Der Spannmechanismus 20S ist in einem distalen Endabschnitt 31S (die linke Seite in 1) eines Roboterhandkörpers 31 über einen Kraftsensor 40 vorgesehen. Unter ihnen ist der Roboterhandkörper 31 ein sogenannter Knickarmroboter, und eine Position und eine Bewegung jedes Teils des Roboterhandkörpers 31 wird durch ein Roboterhandsteuergerät 32 gesteuert. Inzwischen ist der Spannmechanismus 20S der Spannvorrichtung 20 ein elektrischer Greifer, der so konfiguriert ist, dass er ein Werkstück (z.B. ein erstes Verbindungsstück C1) wie später beschrieben greifen kann.
Wie in 2 gezeigt, besteht der Spannmechanismus 20S der Spannvorrichtung 20 aus einem Spannkörperabschnitt 21 und einem Paar von Greifelementen 22, 23, die sich vom Spannkörperabschnitt 21 aus erstrecken. Die Greifelemente 22, 23 sind so konfiguriert, dass sie im Spannkörperabschnitt 21 gleitend beweglich sind, und die Vorgänge zum Greifen und Freigeben eines Werkstücks werden durch einen Spannkörpersteuerabschnitt 20C gesteuert. Es ist zu beachten, dass, wie durch Pfeile in 2 angegeben, unter den Bewegungen der Greifelemente 22, 23 die Richtungen, in denen sich die Greifelemente 22, 23 einander nähern, als Greifseiten 20A und die Richtungen, in denen die Greifelemente 22, 23 voneinander entfernt sind, als Freigabeseiten 20B bezeichnet werden. Das heißt, wenn die Greifelemente 22, 23 zu den Greifseiten 20A bewegt werden, kann der Spannmechanismus 20S ein Werkstück greifen, und wenn die Greifelemente 22, 23 zu den Freigabeseiten 20B bewegt werden, kann der Spannmechanismus 20S das Werkstück freigeben.
Der Kraftsensor 40 ist ein sechsachsiger Kraftsensor, der Translationskräfte in drei Richtungen X, Y und Z, die Translationsrichtungen sind, und Momente in drei Richtungen Rx, Ry und Rz, die Rotationsrichtungen um die jeweiligen Achsen sind, erfassen kann. In der Ausführungsform 1 ist, wie in 2 gezeigt, der Spannmechanismus 20S so am sechsachsigen Kraftsensor 40 befestigt, dass eine Gleitrichtung der Greifelemente 22, 23 in X-Richtung und eine Richtung entlang einer Achse 20X des Spannmechanismus 20S in Z-Richtung verläuft. Beachten Sie, dass eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung und der Z-Richtung die Y-Richtung ist, eine Richtung, die um die Z-Richtung (eine Z-Achse, die Achse 20X des Spannmechanismus 20S) rotiert, die Rz-Richtung ist, eine Richtung, die um die X-Richtung (eine X-Achse) rotiert, die Rx-Richtung ist, und eine Richtung, die um die Y-Richtung (eine Y-Achse) rotiert, die Ry-Richtung ist. Eine Sensor-Ausgabeinformation vom Kraftsensor 40 wird in den Spannkörpersteuerabschnitt 20C eingegeben.
Aus diesem Grund kann der Kraftsensor 40 in einem Fall, in dem, wenn die Greifelemente 22, 23 ein Werkstück (z.B. das erste Verbindungsstück C1) greifen und einen vorbestimmten Vorgang durchführen, das so gegriffene Werkstück, die Greifelemente 22, 23 oder der Spannkörperabschnitt 21 an anderen Elementen anliegt und eine ungewöhnliche äußere Kraft auf das Werkstück, die Greifelemente 22, 23 oder den Spannkörperabschnitt 21 ausgeübt wird, die ungewöhnliche äußere Kraft erfassen. Dementsprechend kann, wenn der Kraftsensor 40 eine ungewöhnliche äußere Kraft feststellt, eine Fehlerbehebung am Werkstück durchgeführt werden, so dass z.B. die Bewegung des Werkstücks durch den Roboterhandkörper 31 angehalten wird. Außerdem ist der Kraftsensor 40 ein sechsachsiger Kraftsensor, und daher kann der Kraftsensor 40 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein vorbestimmter Prozess an einem Werkstück durchgeführt wird, eine externe Kraft, die über das Werkstück o.ä. auf einen Greifmechanismus ausgeübt wird, genauer erkennen, indem die externe Kraft auf die jeweiligen Achsen zerlegt wird.
Die Spannvorrichtung 20 wird unter Bezugnahme auf 2 genauer beschrieben. Die Greifelemente 22, 23 des Spannmechanismus 20S bestehen aus den jeweiligen Klemmbackenelementen 24, 25 und den jeweiligen Anlagegreifabschnitten 26, 27. Die Klemmbackenelemente 24, 25 bestehen aus Metall und haben einen L-förmigen Querschnitt. Die Klemmbackenelemente 24, 25 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die Anlagegreifabschnitte 26, 27 sind in den Klemmbackenelementen 24, 25 vorgesehen. Unter ihnen enthalten die Klemmbackenelemente 24, 25 entsprechende Basisabschnitte 24A, 25A, die teilweise durch den Spannkörperabschnitt 21 gestützt werden, und entsprechende Klemmbackenabschnitte 24B, 25B, die sich von den Basisabschnitten 24A, 25A entlang der Achse 20X erstrecken. Die Anlagegreifabschnitte 26, 27 sind auf den jeweiligen Innenseiten der Klemmbackenabschnitte 24B, 25B angeordnet. Aus diesem Grund wird in einem Fall, in dem ein Werkstück von den Greifelementen 22, 23 des Spannmechanismus 20S gegriffen wird, das Werkstück so gegriffen, dass das Werkstück an den Anlagegreifabschnitten 26, 27 anliegt.
Die Anlagegreifabschnitte 26, 27 sind taschenförmige Aktuatoren 1A, 1B in den taschenförmigen Aktuatorsystemen 0A, 0B. Die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B (die Anlagegreifabschnitte 26, 27) bestehen aus den entsprechenden Taschenelementen 2A, 2B und den entsprechenden Partikeln 3A, 3B. Die Taschenelemente 2A, 2B sind weich, leicht verformbar und luftdicht. Die Partikel 3A, 3B sind fließfähig und in die Taschenelemente 2A, 2B gefüllt. In der Ausführungsform 1 sind die Taschenelemente 2A, 2B aus Nitrilkautschuk (NBR) und die Partikel 3A, 3B aus Aluminiumoxidpartikeln hergestellt. Die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B werden von einem Aktuatorsteuergerät 9 betrieben, das an eine Unterdruckquelle LP und eine Überdruckquelle HP angeschlossen ist.
Genauer gesagt ist das jeweilige Innere der Taschenelemente 2A, 2B der taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B mit den jeweiligen Schaltmechanismen 7A, 7B über die jeweiligen Taschenelement-Kommunikationsleitungen 4A, 4B verbunden. Die Schaltmechanismen 7A, 7B sind mit der Umgebungsluft AT, mit der Unterdruckquelle LP über entsprechende Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen 5A, 5B und mit der Überdruckquelle HP über entsprechende Überdruckquellen-Kommunikationsleitungen 6A, 6B verbunden. Auf der Grundlage einer Steuerung durch ein Schaltsteuerabschnitt 8 kann das Innere der Taschenelemente 2A, 2B über entsprechende Taschenelement-Kommunikationsleitungen 4A, 4B schaltbar mit der Umgebungsluft AT, der Unterdruckquelle oder der Überdruckquelle HP verbunden werden. Der Schaltsteuerabschnitt 8 ist mit dem Spannkörpersteuerabschnitt 20C verbunden. Der Schaltsteuerabschnitt 8 führt Antriebssteuerungen am Roboterhandkörper 31, am Spannkörperabschnitt 21 und an den taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B durch Zusammenarbeit der Roboterhandbedienungsvorrichtung 32, des Spannkörpersteuerabschnitts 20C und des Schaltsteuerabschnitts 8 aus, so dass der Spannkörperabschnitt 21 ein Werkstück angemessen greifen und einen vorbestimmten Vorgang ausführen kann.
In einem Fall, in dem das jeweilige Innere der Taschenelemente 2A, 2B der taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B mit der Umgebungsluft AT über die Taschenelement-Kommunikationsleitungen 4A, 4B kommunizieren, ist das Innere der Taschenelemente 2A, 2B auch gleich einem äußeren Luftdruck (Atmosphärendruck), so dass die in die Taschenelemente 2A, 2B eingefüllten Partikel 3A, 3B leicht fließen können. Dementsprechend werden, wenn das Werkstück an den taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B (den Taschenelementen 2A, 2B) anliegt und eine Kraft auf die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B (den Taschenelementen 2A, 2B) ausgeübt wird, die Taschenelemente 2A, 2B leicht verformt, so dass die in die Taschenelemente 2A, 2B eingefüllten Partikel 3A, 3B fließen können. Das heißt, die Taschenelemente 2A, 2B (die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) gehen in einen weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand über.
Unterdessen, wenn das Innere der Taschenelemente 2A, 2B über die Taschenelement-Kommunikationsleitungen 4A bzw. 4B mit den Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen 5A, 5B kommuniziert, wird das Innere der Taschenelemente 2A, 2B durch die Unterdruckquelle LP, die mit den Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen 5A, 5B kommunizieren, drucklos gemacht, so dass die Taschenelemente 2A, 2B durch den atmosphärischen Druck außerhalb der Beutelglieder 2A, 2B zusammengedrückt werden. Aus diesem Grund werden die Partikel 3A, 3B, die in die Taschenelemente 2A, 2B gefüllt sind, komprimiert, so dass die Partikel 3A, 3B in engen Kontakt miteinander kommen und schwer fließen können. Infolgedessen gehen die Taschenelemente 2A, 2B (die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) in einen harten und nicht verformbaren Zustand über.
Unterdessen, wenn das Innere der Taschenelemente 2A, 2B über die Taschenelement-Kommunikationsleitungen 4A bzw. 4B mit den Überdruckquellen-Kommunikationsleitungen 6A, 6B kommuniziert, werden die Taschenelemente 2A, 2B von innen durch die Überdruckquelle HP, die mit den Überdruckquellen-Kommunikationsleitungen 6A, 6B kommuniziert, unter Druck gesetzt, so dass die Taschenelemente 2A, 2B wie ein Ballon aufgeblasen werden. Hierdurch können die Taschenelemente 2A, 2B in einen elastisch verformbaren Zustand gebracht werden. Dadurch kann z.B. das an die Taschenelemente 2A, 2B angrenzende Werkstück o.ä. (die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) elastisch gepresst werden, oder das Werkstück o.ä., an dem die Taschenelemente 2A, 2B (die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) anliegen, kann durch Anpresskräfte der Taschenelemente 2A, 2B (der taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) bewegt werden. Alternativ kann das Werkstück elastisch gegriffen werden.
Als solche können die taschenförmigen Aktuatorsysteme 0A, 0B der Ausführungsform 1 die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B in drei Zustände bringen, d.h. den „elastisch verformbaren Zustand“, den „weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand“ und den „harten und nicht verformbaren Zustand“. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Unterdruckquelle LP, die mit den Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung 5A, 5B verbunden ist, durch einen Vakuum-Reservetank VT und eine daran angeschlossene Vakuumpumpe VP gebildet wird. Ferner besteht die an die Überdruckquellen-Kommunikationsleitungen 6A, 6B angeschlossene Überdruckquelle HP aus einem Überdruck-Reservetank HT und einem daran angeschlossenen Kompressor CP. Die Vakuumpumpe VP kann jedoch direkt an die Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen 5A, 5B angeschlossen werden. Der Kompressor CP kann auch direkt an die Überdruckquellen-Kommunikationsleitung 6A, 6B angeschlossen werden. Es ist zu beachten, dass bei Verwendung des Vakuum-Reservetanks VT oder des Überdruck-Reservetanks HT der Vorteil besteht, dass Druckschwankungen begrenzt werden können. Alternativ kann anstelle des Kompressors CP auch eine Überdruckgasflasche wie z.B. eine Stickstoffgasflasche verwendet werden.
Weiterhin werden in der Spannvorrichtung 20 der Ausführungsform 1 die Anlagegreifabschnitte 26, 27 des Spannmechanismus 20S durch die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B der taschenförmigen Aktuatorsysteme 0A, 0B gebildet, so dass die Anlagegreifabschnitte 26, 27 die oben genannten drei Zustände erreichen können. Aus diesem Grund können in der Spannvorrichtung 20 die Anlagegreifabschnitte 26, 27 durch Auswahl eines Zustandes aus den oben genannten drei Zuständen mit dem ersten zu greifenden Verbindungsstück C1 in Kontakt gebracht werden, wodurch es möglich wird, den Freiheitsgrad eines Greifzustandes des ersten Verbindungsstücks C1 zu erhöhen und das ersten Verbindungsstück C1 geeigneter zu greifen. Außerdem sind in der Ausführungsform 1 die Anlagegreifabschnitte 26, 27 sowohl die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B und können jeden der drei oben genannten Zustände wählen. Dadurch wird der Freiheitsgrad des Greifzustands des ersten Verbindungsstücks C1 durch die Greifelemente 22, 23 weiter erhöht und ein geeigneteres Greifen des ersten Verbindungsstücks C1 erreicht.
Als Nächstes wird ein Werkstückprozess beschrieben, bei dem die Roboterhand 30 einschließlich der Spannvorrichtung 20 unter Bezugnahme auf einen Prozess des Greifens des ersten Verbindungsstücks C1 als Werkstück durch den Spannmechanismus 20S der Roboterhand 30 und des Einführens des ersten Verbindungsstücks C1 in ein Einführungsloch C2H eines zweiten Verbindungsstücks C2 eines Objektes OJ als Einführungszielwerkstück verwendet wird (siehe die 3, 4 und 5). Es ist zu beachten, dass das Objekt OJ als Einführungszielwerkstück und hiervon das zweite Verbindungsstück C2 an einer vorbestimmten Position angeordnet sind.
Zuerst wird in einem Greifschritt S1 ein zu greifender Abschnitt C1G des ersten Verbindungsstücks C1 von den Greifelementen 22, 23 des Spannmechanismus 20S gegriffen. Genauer gesagt, werden die Greifelemente 22, 23 zu den Freigabeseiten 20B (Außenseiten) bewegt (Schritt S11), und das Innere der Anlagegreifabschnitte 26, 27 (die Taschenelemente 2A, 2B) wird dazu veranlasst mit der Umgebungsluft AT zu kommunizieren (Schritt S12). Gleichzeitig wird der Spannmechanismus 20S in eine Greifposition für das erste Verbindungsstück C1 gebracht (Schritt S13). Genauer gesagt wird der Spannmechanismus 20S durch den Roboterhandkörper 31 bewegt, und der Spannmechanismus 20S wird so positioniert, dass der zu greifende Abschnitt C1G des ersten Verbindungsstücks C1 zwischen zwei Greifelementen 22, 23 platziert wird. In diesem Zustand werden die beiden Greifelemente 22, 23 zu den Greifseiten 20A (Innenseiten) bewegt, und der zu greifende Abschnitt C1G des ersten Verbindungsstücks C1 wird zwischen den Anlagegreifabschnitten 26, 27 eingeklemmt, bis sich die Greifelemente 22, 23 nicht mehr bewegen können (Schritt S14). Es ist zu beachten, dass an diesem Punkt das Innere der Anlagegreifabschnitte 26, 27 mit der Umgebungsluft AT kommuniziert, so dass die Anlagegreifabschnitte 26, 27 sich leicht in Formen entlang der Form des zu greifenden Abschnitts C1G des ersten Verbindungsstücks C1 verformen, an dem die Anlagegreifabschnitte 26, 27 anliegen. Dies liegt daran, dass die in die Taschenelemente 2A, 2B eingefüllten Partikel 3A, 3B leicht fließen.
Anschließend wird in den Anlagegreifabschnitten 26, 27 Vakuum gezogen (Schritt S15). Genauer gesagt werden die jeweiligen Kommunikationszielorte der Taschenelement-Kommunikationsleitungen 4A, 4B durch die Schaltmechanismen 7A, 7B geschaltet, so dass die Taschenelement-Kommunikationsleitungen 4A, 4B mit den Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen 5A, 5B kommunizieren und das jeweilige Innere der Taschenelemente 2A, 2B durch die Unterdruckquelle LP drucklos gemacht wird. Hierdurch werden die Anlagegreifabschnitte 26, 27 in den harten und nicht verformbaren Zustand gebracht, während die Formen der Anlagegreifabschnitte 26, 27 im allgemeinen der Form des zu greifenden Abschnitts C1G des ersten Verbindungsstücks C1 folgen, an dem die Anlagegreifabschnitte 26, 27 anliegen. Somit kann der Spannmechanismus 20S den zu greifenden Abschnitt C1G im ersten Verbindungsstück C1 entsprechend greifen. Es ist zu beachten, dass die 3, 4 einen Fall zeigen, in dem das erste Verbindungsstück C1 in einem Zustand gegriffen wird, in dem eine Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 entlang der Achse 20X des Spannmechanismus 20S liegt.
Danach wird der Spannmechanismus 20S durch den Roboterhandkörper 31 in eine vorbestimmte Position in der Nähe des zweiten Anschlusses C2 bewegt (ein Bewegungsschritt S2).
In einem nachfolgenden Einführschritt S3 wird ein Einführungsabschnitt C1S des ersten Verbindungsstücks C1 in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 eingeführt (ein Bewegungsschritt S2). Genauer gesagt wird der Roboterhandkörper 31 verfahren, so dass der Spannmechanismus 20S entlang einer Richtung (einer Vorschubrichtung PH) entlang der Achse 20X bewegt wird, wie durch einen schwarzen Pfeil in 3 angegeben. Zu diesem Zeitpunkt, während die Achse 20X des Spannmechanismus 20S entlang einer Lochachse C2X des zweiten Verbindungsstücks C2 gehalten wird, wird der Einführungsabschnitt C1S des ersten Verbindungsstücks C1 allmählich nahe an das zweite Verbindungsstück C2 herangeführt und in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 eingeführt (ein Bewegungsschritt S31, siehe 4). Es ist zu beachten, dass in Ausführungsform 1 die Vorschubrichtung PH, die durch den schwarzen Pfeil in 3 angezeigt wird, entlang der oben beschriebenen Z-Richtung verläuft. Weiterhin zeigen die 3, 4 einen Fall, in dem die Achse 20X des Spannmechanismus 20S entlang der Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 liegt, so dass die Achse C1X auch entlang der Bohrungsachse C2X liegt.
Wenn das erste Verbindungsstück C1 eingeführt wird, erfasst der Kraftsensor 40 eine externe Kraft HF, die auf das erste Verbindungsstück C1 ausgeübt wird. In Anbetracht dessen kehrt der Prozess zum Bewegungsschritt S31 zurück und das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 wird fortgesetzt, wenn eine externe Kraft (eine externe Kraft in Vorschubrichtung) rfz in Vorschubrichtung PH (die Z-Richtung), die vom Kraftsensor 40 erfasst wird, kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert für externe Kräfte in Vorschubrichtung THz (rfz < THz, Ja in Schritt S33).
Unterdessen, wenn die externe Kraft rfz in Vorschubrichtung eine Größe erreicht, die gleich oder größer ist als der Schwellenwert THz für die externe Kraft in Vorschubrichtung (rfz ≥ THz, Nein in Schritt S33), wird davon ausgegangen, dass die externe Kraft rfz in Vorschubrichtung zugenommen hat, weil das erste Verbindungsstück C1 an das Sacklochende des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 eingeführt wird. In Anbetracht dessen geht der Prozess zu einem Freigabeschritt S4 über. Hier wird die Bewegung des Roboterhandkörpers 31 angehalten, und die Greifelemente 22, 23 des Spannmechanismus 20S werden zu den Freigabeseiten 20B bewegt, so dass das erste Verbindungsstück C1 aus dem Spannmechanismus 20S freigegeben wird. Hiermit ist das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 abgeschlossen.
Zum Zeitpunkt des Einführens des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 ist es vorzuziehen, dass, wie in den 3, 4 gezeigt, , während ein Zustand beibehalten wird, in dem die Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1, das von dem Spannmechanismus 20S gegriffen wird, entlang der Achse 20X des Spannmechanismus 20S und die Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 entlang der Lochachse C2X des zweiten Verbindungsstücks C2 liegt, der Spannmechanismus 20S entlang der Vorschubrichtung PH (der Z-Richtung), die durch den schwarzen Pfeil angezeigt wird, bewegt wird und das erste Verbindungsstück C1 in das zweite Verbindungsstück C2 eingeführt wird. Wenn jedoch das erste Verbindungsstück C1 durch den Spannmechanismus 20S gegriffen wird, kann das erste Verbindungsstück C1 nicht immer so gegriffen werden, dass die Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 entlang der Achse 20X des Spannmechanismus 20S liegt, wie in 3 gezeigt. Das heißt, in einigen Fällen kann das erste Verbindungsstück C1 so gegriffen werden, dass das erste Verbindungsstück C1 von einer vorbestimmten Position abweicht, oder das erste Verbindungsstück C1 kann in einem Zustand gegriffen werden, in dem die Achse C1X geneigt ist. Ferner kann in einigen Fällen das zweite Verbindungsstück C2 so platziert werden, dass das zweite Verbindungsstück C2 von einer vorbestimmten Position abweicht, oder das zweite Verbindungsstück C2 kann in einen Zustand gebracht werden, in dem die Lochachse C2X geneigt ist.
In einem Fall, in dem die Haltungen oder dergleichen des ersten Verbindungsstücks C1 und des zweiten Verbindungsstücks C2 als solche nicht geeignet sind, selbst wenn das erste Verbindungsstück C1 in das zweite Verbindungsstück C2 durch den Roboterhandkörper 31 im Einführschritt S3 durch Einstellen des Spannmechanismus 20S entlang einer vorbestimmten Ortskurve oder in einer vorbestimmten Haltung eingeführt werden soll, kann das erste Verbindungsstück C1 in einigen Fällen nicht geeignet an das Sacklochende des Einführungslochs C2H eingeführt werden. In solchen Fällen tritt häufig ein solcher Zustand auf, dass der Einführungsabschnitt C1S des ersten Verbindungsstücks C1 teilweise innerhalb des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2H platziert ist, aber ein distaler Endumfangsabschnitt C1SE des Einführungsabschnitts C1S des ersten Verbindungsstücks C1 an eine innere Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 anstößt, so dass das erste Verbindungsstück C1 im Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 festsitzt (siehe 6).
Weiterhin wird in diesem Fall festgestellt, dass der Kraftsensor 40 ungewöhnliche externe Kräfte in Richtungen (X-Richtung und Y-Richtung) senkrecht zur Vorschubrichtung PH (Z-Richtung) sowie die externe Kraft (die externe Kraft rf in Vorschubrichtung) in Vorschubrichtung PH (Z-Richtung) erfasst, da die externe Kraft rf auf das erste Verbindungsstück C1 ausgeübt wird, und so weiter. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform zur Vereinfachung nur eine ungewöhnliche äußere Kraft rfx in X-Richtung (Gleitrichtung der Greifelemente 22, 23) als ungewöhnliche äußere Kräfte in den Richtungen (X-Richtung und Y-Richtung) senkrecht zur Vorschubrichtung PH (Z-Richtung) in Betracht gezogen wird.
Weiterhin werden in der vorliegenden Ausführungsform die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B für die Anlagegreifabschnitte 26, 27 der Greifelemente 22, 23 verwendet. In diesem Zusammenhang haben die Erfinder folgende Gegebenheit konzipiert. D.h. selbst in einem Fall, in dem das erste Verbindungsstück C1 nicht ausreichend bis zum Sacklochende der Einführungsöffnung C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 in der Mitte des Einführschritts S3 wie oben beschrieben eingeführt werden kann, kann die Einführung des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 fortgefahren werden, wenn die Haltung des ersten Verbindungsstücks C1 nach dem Greifen durch den Spannmechanismus 20S geändert werden kann und die Einführung in den Einführschritt S3 nach der Änderung der Haltung wieder aufgenommen wird. Ferner kann durch ein- oder mehrmaliges Wiederholen des Haltungswechsels und des Neustarts des Einführens das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 endgültig abgeschlossen werden.
In Anbetracht dessen ist in der vorliegenden Ausführungsform beim Bewegen der ersten Verbindungsstücks C1 im Bewegungsschritt S31 eine ungewöhnliche externe Kraftüberwachung im Schritt S32 vorgesehen. In der Überwachungsstufe S32 für ungewöhnliche externe Kraft wird überwacht, ob die Größe (der Betrag) |rfx| der vom Kraftsensor 40 erfassten ungewöhnlichen externen Kraft rfx kleiner als ein ungewöhnlicher externer Kraftschwellenwert THx ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Größe |rfx| der ungewöhnlichen externen Kraft rfx kleiner als der Schwellenwert THx der ungewöhnlichen externen Kraft (Irfxl < THx) ist, geht der Prozess in Schritt S33, wie oben beschrieben, weiter. Unterdessen fährt der Prozess im Fall von Nein im Überwachungsschritt S32 für ungewöhnliche externe Kraft, d.h. in einem Fall, in dem die Größe |rfx| der ungewöhnlichen externen Kraft rfx gleich oder größer als der Schwellenwert THx der ungewöhnlichen externen Kraft (Irfxl ≥ THx) ist, mit einem Bewegungsanhalteschritt S34 fort, und die Bewegung des ersten Verbindungsstücks C1 in der Vorschubrichtung PH wird vorübergehend angehalten. Danach wird in einem Haltungsänderungsschritt S35 die Haltung des ersten Verbindungsstücks C1 unter Verwendung der Anlagegreifabschnitte 26, 27 (die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) geändert. Dann wird in einem erneuten Greifschritt S36 das erste Verbindungsstück C1 erneut von den Greifelementen 22, 23 gegriffen. Danach wird in einem Neustartschritt S37 der vorübergehend angehaltene Bewegungsschritt S31 wieder aufgenommen, so dass das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 fortgesetzt wird. Hiermit kann das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 abgeschlossen werden.
Es ist zu beachten, dass im Folgenden Einzelheiten des Schrittes S32 zur Überwachung ungewöhnlicher externer Kräfte, des Bewegungsanhalteschrittes S34, des Haltungsänderungsschrittes S35, des erneuten Greifschrittes S36 und des Neustartschrittes 37 beschrieben werden. Bei einem Einführvorgang in einem Fall, in dem die Haltungen des ersten Verbindungsstücks C1 und des zweiten Verbindungsstücks C2 angemessen sind, wie in den 3, 4 gezeigt, d.h. in einem Einführvorgang, bei dem das erste Verbindungsstück C1 so gegriffen wird, dass die Achse 20X des Spannmechanismus 20S entlang der Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 liegt, und der Spannmechanismus 20S in der Vorschubrichtung PH (der Z-Richtung) so vorgeschoben wird, dass die Achsen 20X, C1X entlang der Lochachse C2X des zweiten Verbindungsstücks C2 liegen, ist es schwierig, die Vorgänge von den Schritten S32 bis S37 zu beschreiben.
In Anbetracht dessen wird im Folgenden durch Nachahmung eines Falles, in dem eine Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 20S nicht geeignet ist, oder eines Falles, in dem eine Platzierungshaltung des zweiten Verbindungsstücks C2 nicht geeignet ist, ein solcher Fall im Einführschritt S3 gesondert festgelegt, während ein Teil des Einführungsabschnitts C1S des ersten Verbindungsstücks C1 sicher in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 platziert wird, der distale Endumfangsabschnitt C1SE des Einführungsabschnitts C1S des ersten Verbindungsstücks C1 an die innere Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 anliegt, so dass das erste Verbindungsstück C1 in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 gesteckt wird. Das heißt, der erste Verbindungsstück C1 wird so gegriffen, dass die Achse 20X des Spannmechanismus 20S entlang der Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 liegt, und das erste Verbindungsstück C1 wird absichtlich diagonal in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 eingeführt. Das heißt, der Spannmechanismus 20S wird in der Vorschubrichtung PH (Z-Richtung) so bewegt, dass die Achse 20X des Spannmechanismus 20S diagonal die Bohrungsachse C2X des zweiten Verbindungsstücks C2 unter einem Versatzwinkel θ1 kreuzt (siehe 6). Ein Verfahren zum Ändern der Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 20S im Einführschritt S3 und zum Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 in einem solchen Fall wird nachfolgend beschrieben. Es ist zu beachten, dass auch in diesem Fall der Greifschritt S1, der Bewegungsschritt S2 und der Freigabeschritt S4 gleich sind, weshalb in der folgenden Beschreibung auf deren Beschreibung verzichtet wird.
Wie oben beschrieben, wird im Greifschritt S1 das erste Verbindungsstück C1 so gegriffen, dass die Achse 20X des Spannmechanismus 20S entlang der Achse C1X des ersten Verbindungstücks C1 liegt, und dann wird der Spannmechanismus 20S in eine Position in der Nähe des zweiten Verbindungsstücks C2 bewegt (der Bewegungsschritt S2, siehe 5). Anschließend wird im Bewegungsschritt S31 im Einführschritt S3 der Spannmechanismus 20S in der durch den schwarzen Pfeil angezeigten Vorschubrichtung PH vorgeschoben. Dadurch liegt ein Teil (eine untere linke Ecke in 6) des distalen Endumfangs C1SE des ersten Verbindungsstücks C1 an der inneren Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 an. Hierdurch erhält das erste Verbindungsstück C1 die äußere Kraft rf als Reaktionskraft von der inneren Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H, wie in 6 gezeigt. Es ist zu beachten, dass die äußere Kraft rf auch auf den Spannmechanismus 20S, den Kraftsensor 40 und den Roboterhandkörper 31 übertragen wird.
Die externe Kraft rf wird die externe Kraft rfz in Vorschubrichtung in die Vorschubrichtung PH (die Z-Richtung) und die ungewöhnliche externe Kraft rfx (eine ungewöhnliche externe Kraft rfxb vor dem Anhalten) in der Gleitrichtung (die X-Richtung) der Greifelemente 22, 23 unterteilt, wobei die Gleitrichtung (die X-Richtung) senkrecht zur Vorschubrichtung (die Z-Richtung) ist, wie in 6 gezeigt. Dann wird im Überwachungsschritt S32 der ungewöhnlichen äußeren Kraft festgestellt, ob die Größe (der Betrag) |rfx| der ungewöhnlichen äußeren Kraft rfx kleiner als die Schwelle THx der ungewöhnlichen äußeren Kraft (|rfx| < THx) ist oder nicht. In einem Fall von Ja, d.h. in einem Fall, in dem die ungewöhnliche äußere Kraft rfx klein ist, geht der Prozess in den zuvor beschriebenen Schritt S33 über, und die nachfolgenden Prozesse werden ausgeführt. Unterdessen, in einem Fall von Nein, d.h. in einem Fall, in dem die Größe |rfx| der ungewöhnlichen äußeren Kraft gleich oder größer als der Schwellenwert THx (|rfx| <THx) der ungewöhnlichen äußeren Kraft ist, fährt der Prozess mit dem Bewegungsanhalteschritt S34 fort, und die Bewegung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Roboterhandkörper 31 in Vorschubrichtung PH wird vorübergehend angehalten.
Anschließend wird im Haltungsänderungsschritt S35 aus den Anlagegreifabschnitten 26, 27 (den taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) die Innenseite des Anlagegreifabschnitts (der Anlagegreifabschnitt 27 auf der unteren Seite in 7) auf einer Seite, auf der die ungewöhnliche äußere Kraft rfx aufgebracht wird, an die Umgebungsluft AT abgegeben. Das heißt, der Schaltmechanismus 7B wird durch das Schaltsteuerelement 8 so geschaltet, dass das Innere des taschenförmigen Aktuators 1B mit der Umgebungsluft AT kommuniziert (Schritt S351). Hierdurch wird der Anlagegreifabschnitt 27 (der taschenförmige Aktuator 1B) in den weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand gebracht.
Unterdessen wird das Innere des Anlagegreifabschnitts (der Anlagegreifabschnitt 26 auf der Oberseite in 7) auf einer Seite gegenüber der Seite, auf der die ungewöhnliche externe Kraft rfx aufgebracht wird, mit der Überdruckquelle HP verbunden. Das heißt, der Schaltmechanismus 7A wird durch das Schaltsteuerelement 8 so geschaltet, dass das Innere des taschenförmigen Aktuators 1A mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung kommuniziert, um mit dem Überdruck-Reservetank HT zu kommunizieren (Schritt S352). Hierdurch wird der Anlagegreifabschnitt 26 (der taschenförmige Aktuator 1A) wie ein Ballon aufgeblasen und in den elastisch verformbaren Zustand gebracht, und wie in 7 gezeigt, wird das erste Verbindungsstück C1 durch eine durch einen schwarzen Pfeil angezeigte Druckkraft F gedrückt. Infolgedessen bewegt sich das erste Verbindungsstück C1 von einer Haltung, die durch eine Linie mit abwechselnd, einem langen Strich und zwei kurze Strichen angedeutet ist, in eine Haltung, die durch eine durchgehende Linie angedeutet ist, und der Anlagegreifabschnitt 27 (der taschenförmige Aktuator 1B) verformt sich. Es ist zu beachten, dass aufgrund der Bewegung des ersten Verbindungsstücks C1 die Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 nicht entlang der Achse 20X des Spannmechanismus 20S liegt.
Anschließend geht der Prozess zum erneuten Greifschritt S36 über. Hier werden die beiden Greifelemente 22, 23 wieder zu den Greifseiten 20A (den Innenseiten) bewegt, und der zu greifende Abschnitt C1G des ersten Verbindungsstücks C1 wird zwischen den Verbindungsabschnitten 26, 27 eingeklemmt, bis sich die Greifelemente 22, 23 nicht mehr bewegen können (Schritt S361). Ferner werden die Schaltmechanismen 7A, 7B durch das Schaltsteuerelement 8 so geschaltet, dass die Anlagegreifabschnitte 26, 27 (die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B) wieder mit den Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen 5A bzw. 5B kommunizieren, so dass sie mit einem Unterdruck-Reservetank LT (der Unterdruckquelle LP) kommunizieren (Schritt S362). Auf diese Weise wird das erste Verbindungsstück C1 bei einer Haltungsänderung wieder von den Greifelementen 22, 23 gegriffen.
Weiterhin wird im Neustartschritt S37 der vorübergehend angehaltene Bewegungsschritt S31 wieder aufgenommen und das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 fortgesetzt (siehe 8). Wie oben beschrieben, kann eine externe Kraft rfa, eine externe Kraft rfza in Vorschubrichtung und eine ungewöhnliche externe Kraft rfxa nach dem Neustart beseitigt werden (rfa = rfza = rfxa = 0) oder die ungewöhnliche externe Kraft rfxa kann im Vergleich zu der ungewöhnlichen externen Kraft rfxb vor dem Anhalten verringert werden (rfxa < rfxb), da die Haltung des ersten Verbindungsstücks C1 geändert wird. Danach werden die Schritte S31 bis S33 wie oben beschrieben wiederholt. Nach einer negativen Bestimmung (Nein) (rfz ≥ THz) in Schritt S33 wird die Bewegung des Roboterhandkörpers 31 angehalten und die Greifelemente 22, 23 werden zu den Freigabeseiten 20B bewegt, so dass das erste Verbindungsstück C1 aus dem Spannmechanismus 20S freigegeben wird (Freigabeschritt S4). Hiermit ist das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 abgeschlossen. Es ist zu beachten, dass bei erneuter negativer Bestimmung (Nein) (|rfx| ≥ THx) in Schritt S32 während der Wiederholung der Schritte S31 bis S33 die Schritte S34 bis S37 erneut durchgeführt werden, so dass das Einführen erneut gestartet wird.
Allgemein gilt, dass in einem Fall, in dem der Versatzwinkel θ1 ausreichend klein ist (z.B. in einem Fall von θ1 = 0 bis 7,5 Grad), der distale Endumfangsbereich C1SE des ersten Verbindungsstücks C1 nicht an die innere Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 anliegt, so dass die Größe |rfxa| der ungewöhnlichen äußeren Kraft rfxa nach dem Neustart kleiner ist als der Schwellenwert THx der ungewöhnlichen äußeren Kraft (|rfxa| < THx). Selbst wenn der distale Endumfangsbereich C1SE des ersten Verbindungsstücks C1 an die innere Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 anliegt, ist die Größe |rfxa| der ungewöhnlichen externen Kraft rfxa nach dem Neustart kleiner als der Schwellenwert THx der ungewöhnlichen externen Kraft (|rfxa| < THx). Dementsprechend wird das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in Schritt S31 fortgesetzt, ohne das Einführen in Schritt S34 vorübergehend anzuhalten. Hierdurch kann das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 abgeschlossen werden.
Unterdessen kann in einem Fall, in dem der Versatzwinkel θ1 bis zu einem gewissen Grad groß ist (z.B. in einem Fall von θ1 =7,5 bis 18 Grad), wenn die Haltung des ersten Verbindungsstücks C1 ein- bis dreimal geändert wird (die Schritte S34 bis S37 werden ein- bis dreimal durchgeführt), das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in Schritt S31 fortgesetzt werden, so dass das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 abgeschlossen werden kann.
Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem der Versatzwinkel θ1 zu groß ist (z.B. θ1 ≥ 18 Grad), selbst wenn die Haltung des ersten Verbindungsstücks C1 in den Schritten S34 bis S37 wiederholt geändert wird, das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 möglicherweise nicht abgeschlossen werden kann.
Es wird davon ausgegangen, dass ein Bereich des Versatzwinkels θ1 (z.B. θ1 = 7,5 bis 18 Grad), der den Abschluss des Einführens des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 durch mehrmaliges Ändern der Haltung (Schritte S34 bis S37) erreichen kann, abhängig von den Formen des ersten Verbindungsstücks C1 und dem Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2, der Größe eines Spalts zwischen dem ersten Verbindungsstück C1 und dem Einführungsloch C2H, den Materialien der Verbindungsstücke usw. variiert.
Weiter, wie in den 3, 4 gezeigt, in einem Fall, in dem der Versatzwinkel θ1, der zwischen der Lochachse C2X des zweiten Verbindungsstücks C2 und der Achse 20X des Spannmechanismus 20S gebildet wird, θ1 = 0 erfüllt, wird davon ausgegangen, dass ein zulässiger Bereich der Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 20S und ein zulässiger Bereich der Platzierungshaltung des zweiten Verbindungsstücks C2 auch von den Formen des ersten Verbindungsstücks C1 und des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2, der Größe des Spaltes zwischen dem ersten Verbindungsstück C1 und des Einführungsloch C2H, den Materialien des Verbindungsstücks usw. abhängen. Der zulässige Bereich der Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 20S und der zulässige Bereich der Platzierungshaltung des zweiten Verbindungsstücks C2 sind Bereiche, die den Abschluss des Einführens des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 durch mehrmaliges Ändern der Haltung erreichen können (Schritte S34 bis S37).
In jedem Fall kann jedoch bei Verwendung der Verwendung der Roboterhand 30 selbst dann, wenn in der Mitte des Prozesses aufgrund einer ungeeigneten Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 (des Werkstücks) o.ä. eine ungewöhnliche äußere Kraft auf das Werkstück ausgeübt wird, das erste Verbindungsstück C1 auf geeignete Weise in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 (des Einführungszielwerkstücks) eingeführt werden, indem die Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 geändert wird (ein Haltungsänderungsschritt S35A). Dadurch kann der Fall verringert werden, dass das erste Verbindungsstück C1 nicht in das Einführungsloch C2H eingeführt werden kann.
Ausführungsform 2
Als Nächstes wird die Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf 1 und die 9 bis 15 beschrieben. Es ist zu beachten, dass im Folgenden hauptsächlich ein Teil beschrieben wird, der sich von Ausführungsform 1 unterscheidet, und eine Beschreibung über ein ähnliches Teil wird weggelassen oder vereinfacht. Außerdem hat ein ähnliches Teil das gleiche Bezugszeichen. In einer Roboterhand 130 gemäß Ausführungsform 2 haben der Roboterhandkörper 31, das Roboterhandsteuergerät 32 und der Kraftsensor 40 die gleichen Konfigurationen wie in der Roboterhand 30 der Ausführungsform 1 (siehe die 1, 2). Ferner sind in einer Spannvorrichtung 120 der Ausführungsform 2 der Spannkörperabschnitt 21 eines Spannmechanismus 120S und die Klemmbackenelemente 24, 25 der Greifelemente 122, 123 ebenfalls dieselben wie der Spannkörperabschnitt 21 des Spannmechanismus 20S der Spannvorrichtung 20 und die Klemmbackenelemente 24, 25 der Greifelemente 22, 23 in Ausführungsform 1. Weiterhin werden, ähnlich wie bei der Ausführungsform 1, wie durch Pfeile in 9 angedeutet, Richtungen, in denen die Greifelemente 122, 123 nahe beieinander liegen, als Greifseiten 120A bezeichnet, wenn ein Werkstück gegriffen wird, und Richtungen, in denen die Greifelemente 122, 123 voneinander beabstandet sind, als Freigabeseiten 120B, wenn das gegriffene Werkstück freigegeben wird.
Es ist zu beachten, dass in der Ausführungsform 1 die Greifelemente 22, 23 jeweils einen Anlagegreifabschnitt 26, 27 als taschenförmigen Aktuator 1A, 1B enthalten.
Andererseits enthalten in der Roboterhand 130 der Ausführungsform 2 die Greifelemente 122, 123 des Spannkörperabschnitts 121 jeweils ein Anlagegreifabschnitt 126, 127 und ein basisendseitige Anlageabschnitte 128, 129, wie in 9 gezeigt. Das heißt, die Greifelemente 122, 123 enthalten jeweilige Anlagegreifabschnitte 126, 127, die so konfiguriert sind, dass sie an einem Werkstück (z.B. dem ersten Verbindungsstück C1) anliegen und das Werkstück in einem Greifzustand greifen, wobei die Anlagegreifabschnitte 126, 127 an den Innenseiten der Klemmbackenabschnitte 24B, 25B der Klemmbackenelemente 24, 25 vorgesehen sind. Zusätzlich dazu enthalten die Greifelemente 122, 123 jeweils basisendseitige Anlageabschnitte 128, 129, die so konfiguriert sind, dass sie von den Basisendseiten BE der Greifelemente 122, 123 an das Werkstück anliegen, wobei die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 an distalen Endseiten TE der Basisabschnitte 24A, 25A vorgesehen sind, so dass die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 näher an den Basisendseiten BE als die Anlagegreifabschnitte 126, 127 angeordnet sind.
Die Anlagegreifabschnitte 126, 127 und die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 sind taschenförmige Aktuatoren 11A bis 11D in taschenförmigen Aktuatorsystemen 10A bis 10D. Ähnlich wie die taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B in der Ausführungsform 1 bestehen die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D aus den entsprechenden Taschenelemente 12A bis 12D und den entsprechenden Partikeln 13A bis 13D. Die Taschenelemente 12A bis 12D sind weich, leicht verformbar und luftdicht. Die Partikel 13A bis 13D sind fließfähig und in die Taschenelemente 12A bis 12D gefüllt. Ebenfalls in Ausführungsform 2 sind die Taschenelemente 12A bis 12D aus Nitrilkautschuk und die Partikel 13A bis 13D aus Aluminiumoxidpartikeln hergestellt. Ferner werden die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D von einer Aktuator-Steuervorrichtung 19 betrieben, die mit der Unterdruckquelle LP und der Überdruckquelle HP verbunden ist.
Genauer gesagt ist das jeweilige Innere der Taschenelemente 12A bis 12D der taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D mit den jeweiligen Schaltmechanismen 17A bis 17D über die Taschenelement-Kommunikationsleitungen 14A bis 14D verbunden. Die Schaltmechanismen 17A bis 17D sind mit der Umgebungsluft AT, mit der Unterdruckquelle LP über entsprechende Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen 15A bis 15D und mit der Überdruckquelle HP über entsprechende Überdruckquellen-Kommunikationsleitungen 16A bis 16D verbunden. Auf der Grundlage einer Steuerung durch ein Schaltsteuerelement 18 kann das Innere der Taschenelemente 12A bis 12D über entsprechende Taschenelement-Kommunikationsleitungen 14A bis 14D schaltbar mit der Umgebungsluft AT, der Unterdruckquelle LP oder der Überdruckquelle HP verbunden werden. Das Schaltsteuerelement 18 ist mit dem Spannkörpersteuerabschnitt 20C verbunden. Das Schaltsteuerelement 18 führt Antriebssteuerungen für den Roboterhandkörper 131, den Spannkörperabschnitt 121 und die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D durch Zusammenarbeit des Roboterhandsteuergeräts 32, des Spannkörpersteuerabschnitts 20C und des Schaltsteuerelements 8 aus, so dass der Spannkörperabschnitt 121 ein Werkstück angemessen greifen und einen vorbestimmten Vorgang ausführen kann.
Es ist zu beachten, dass die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D in drei Zustände gebracht werden können, d.h. in den „elastisch verformbaren Zustand“, den „weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand“ und den „harten und nicht verformbaren Zustand“, indem die Luftdrücke innerhalb der Taschenelemente 12A bis 12D umgeschaltet werden. Dies entspricht den taschenförmigen Aktuatoren 1A, 1B in der Ausführungsform 1, und daher werden deren Beschreibungen weggelassen.
In den taschenförmigen Aktuatorsystemen 10A bis 10D in Ausführungsform 2 können die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D jeweils in drei Zustände gebracht werden, d.h. in den „elastisch verformbaren Zustand“, in den „weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand“ und in den „harten und nicht verformbaren Zustand“.
Weiterhin werden in der Spannvorrichtung 120 in der Ausführungsform 2 die Anlagegreifabschnitte 126, 127 und die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 des Spannmechanismus 120S durch die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D in den taschenförmigen Aktuatorsystemen 10A bis 10D gebildet, so dass die Anlagegreifabschnitte 126, 127 und die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 die oben genannten drei Zustände erreichen können. Aus diesem Grund können auch in der Spannvorrichtung 120 die Anlagegreifabschnitte 126, 127 durch Auswahl eines Zustands aus den oben genannten drei Zuständen mit dem ersten zu greifenden Verbindungsstück C1 in Kontakt gebracht werden, wodurch es möglich wird, den Freiheitsgrad eines Greifzustands des ersten Verbindungsstücks C1 zu erhöhen und das erste Verbindungsstück C1 geeigneter zu greifen. Darüber hinaus werden die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 in einen beliebigen der drei Zustände gebracht, wodurch es möglich wird, den Freiheitsgrad eines Greifzustandes des ersten Verbindungsstücks C1 weiter zu erhöhen und ein geeigneteres Greifen des ersten Verbindungsstücks C1 zu erreichen.
Außerdem werden die Anlagegreifabschnitte 126, 127 und die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 durch die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D gebildet und können jeden der drei oben genannten Zustände wählen. Dadurch wird der Freiheitsgrad des Greifzustands des ersten Verbindungsstücks C1 durch die Greifelemente 122, 123 weiter erhöht und ein besser geeignetes Greifen des ersten Verbindungsstücks C1 erreicht.
Aus diesem Grund kann der Kraftsensor 40 in einem Fall, in dem zu dem Zeitpunkt, zu dem die Greifelemente 122, 123 ein Werkstück (z.B. das erste Verbindungsstück C1) greifen und einen vorbestimmten Vorgang ausführen, das gegriffene Werkstück, die Greifelemente 122, 123 oder der Spannkörperabschnitt 121 an anderen Elementen anliegt und eine ungewöhnliche äußere Kraft auf das gegriffene Werkstück, die Greifelemente 122, 123 oder den Spannkörperabschnitt 121 ausgeübt wird, die ungewöhnliche äußere Kraft erfassen. Dementsprechend kann, wenn der Kraftsensor 40 die ungewöhnliche externe Kraft erkennt, eine Fehlerbehebung am Werkstück durchgeführt werden, so dass z.B. die Bewegung des Werkstücks durch den Roboterhandkörper 131 angehalten wird. Außerdem ist der Kraftsensor 40 ein sechsachsiger Kraftsensor, und daher kann der Kraftsensor 40, wenn ein vorbestimmter Prozess an einem Werkstück durchgeführt wird, eine externe Kraft, die über das Werkstück o.ä. auf den Greifmechanismus ausgeübt wird, genauer erkennen, indem er die externe Kraft auf die jeweiligen Achsen zerlegt.
Als Nächstes wird ein Werkstückprozess unter Verwendung der Roboterhand 130 beschrieben, unter Bezugnahme auf einen Prozess des Greifens des ersten Verbindungsstücks C1 als Werkstück durch den Spannmechanismus 120S der Roboterhand 130 und des Einführens des ersten Verbindungsstücks C1 in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 des Objektes OJ als Einführungszielwerkstück, ähnlich wie bei der Ausführungsform 1 (siehe die 10 bis 12). Es ist zu beachten, dass das Objekt als Einführungszielwerkstück und hiervon das zweite Verbindungsstück C2 an einer vorbestimmten Position angeordnet sind.
Zuerst wird in einem Greifschritt S1A der zu greifende Abschnitt C1G des ersten Verbindungsstücks C1 von den Greifelementen 122, 123 des Spannmechanismus 120S gegriffen. Der Greifschritt S1A ähnelt im Allgemeinen dem Greifschritt S1 in der Ausführungsform 1 (Schritte S11 bis S15, siehe 5). Der Greifschritt S1A unterscheidet sich vom Greifschritt S1 insofern, dass anstelle von Schritt S12, die jeweiligen Innenseiten der Anlagegreifabschnitte 126, 127 und der basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 (die Taschenelemente 12A bis 12D) mit der Umgebungsluft AT kommunizieren (Schritt S12A), und anstelle von Schritt S15 wird das Vakuumziehen in den Anlagegreifabschnitten 126, 127 und den basisendseitigen Anlageabschnitten 128, 129 (den Taschenelementen 12A bis 12D) durchgeführt (Schritt S15A). Hierdurch kann der zu greifende Abschnitt C1G des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 120S entsprechend gegriffen werden. Es ist zu beachten, dass, ähnlich wie in den 3, 4 in Ausführungsform 1, die 10, 11 einen Fall zeigen, in dem das erste Verbindungsstück C1 in einem Zustand gegriffen wird, in dem die Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 entlang einer Achse 120X des Spannmechanismus 120S liegt.
Danach wird, ähnlich wie bei Ausführungsform 1, der Spannmechanismus 120S durch den Roboterhandkörper 131 in eine vorbestimmte Position nahe dem zweiten Verbindungsstück C2 bewegt (der Bewegungsschritt S2).
In einem anschließenden Einführschritt S3A wird der Einführungsabschnitt C1S des ersten Verbindungsstücks C1 in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 in einem Prozess ähnlich wie bei der Ausführungsform 1 eingeführt. Genauer gesagt wird der Roboterhandkörper 131 so verfahren, dass der Spannmechanismus 120S in der Vorschubrichtung PH entlang der Achse 120X bewegt wird, wie durch einen schwarzen Pfeil in 10 angegeben. Zu diesem Zeitpunkt, während die Achse 120X des Spannmechanismus 120S entlang der Lochachse C2X des zweiten Verbindungsstücks C2 gehalten wird, wird der Einführungsabschnitt C1S des ersten Verbindungsstücks C1 allmählich nahe an das zweiten Verbindungsstück C2 herangeführt und in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 eingeführt (der Bewegungsschritt S31, siehe 11). Auch in der Ausführungsform 2 ist die Vorschubrichtung PH entlang der Z-Richtung. Weiterhin zeigen die 10, 11 einen Fall, in dem die Achse 120X des Spannmechanismus 120S entlang der Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 liegt, so dass die Achse C1X auch entlang der Bohrungsachse C2X liegt.
Wenn der Einführungsabschnitt C1S des ersten Verbindungsstücks C1 in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 (Nein in Schritt S33) eingeführt wird, geht der Prozess zum Freigabeschritt S4 über, ähnlich wie bei Ausführungsform 1. Hier wird die Bewegung des Roboterhandkörpers 131 angehalten, und das erste Verbindungsstück C1 wird aus dem Spannmechanismus 120S freigegeben. Hiermit ist das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 abgeschlossen.
Es ist zu beachten, dass sich der Einführschritt S3A in der Ausführungsform 2 vom Einführschritt S3 in der Ausführungsform 1 durch den Haltungswechselschritt S35A und einen erneuten Greifschritt S36A unterscheidet, der andere Teil des Einführschritts S3A in der Ausführungsform 2 jedoch dem Einführschritt S3 in der Ausführungsform 1
ähnelt. Es ist schwierig, diese Schritte in den in den 10, 11 gezeigten Zuständen zu beschreiben. In Anbetracht dessen, ähnlich wie bei der Beschreibung unter Verwendung der 6 bis 8 in Ausführungsform 1, wird in Ausführungsform 2, durch Nachahmung eines Falles, in dem die Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 120S nicht geeignet ist, oder eines Falles, in dem die Platzierungshaltung des zweiten Verbindungsstücks C2 nicht geeignet ist, der Spannmechanismus 120S in der Vorschubrichtung PH (Z-Richtung) so bewegt, dass die Achse 120X des Spannmechanismus 120S die Lochachse C2X des zweiten Verbindungsstücks C2 in einem Versatzwinkel θ2 diagonal (siehe 6) in Bezug auf die 13 bis 15 kreuzt. Im Folgenden wird ein Prozess beschrieben, bei dem die Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 120S geändert wird und das erste Verbindungsstück C1 in einem solchen Fall im Einführschritt S3A in das zweite Verbindungsstück C2 eingeführt wird. Es ist zu beachten, dass auch in diesem Fall der Greifschritt S1A, der Bewegungsschritt S2 und der Freigabeschritt S4 gleich sind, weshalb in der folgenden Beschreibung auf deren Beschreibung verzichtet wird.
Wie oben beschrieben, wird im Greifschritt S1A das erste Verbindungsstück C1 so gegriffen, dass die Achse 120X des Spannmechanismus 120S entlang der Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 liegt, und dann wird der Spannmechanismus 120S in eine Position in der Nähe des zweiten Verbindungsstücks C2 bewegt (der Bewegungsschritt S2, siehe 12). Anschließend wird im Bewegungsschritt S31 im Einführschritt S3A der Spannmechanismus 120S in der Vorschubrichtung PH vorgeschoben. Dadurch liegt ein Abschnitt (eine untere linke Ecke in 13) des distalen Endumfangsabschnitts C1SE des ersten Verbindungsstücks C1 an die innere Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H des zweiten Verbindungsstücks C2. Hierdurch erhält das erste Verbindungsstück C1 die äußere Kraft rf als Reaktionskraft von der inneren Umfangsfläche C2HI des Einführungslochs C2H wie in 13 gezeigt.
Es ist zu beachten, dass die äußere Kraft rf auch auf den Spannmechanismus 120S, den Kraftsensor 40 und den Roboterhandkörper 131 übertragen wird.
Anschließend wird im Überwachungsschritt S32 für ungewöhnliche externe Kraft, ähnlich wie in Ausführungsform 1, bestimmt, ob die Größe |rfx| der ungewöhnlichen externen Kraft rfx (die ungewöhnliche externe Kraft rfxb vor dem Anhalten) kleiner als der Schwellenwert THx der ungewöhnlichen externen Kraft (|rfx| < THx) ist oder nicht. Wenn hier die ungewöhnliche externe Kraft rfx klein ist (Ja), fährt der Prozess mit dem zuvor beschriebenen Schritt S33 fort, und die nachfolgenden Prozesse werden ausgeführt. Unterdessen fährt der Prozess in einem Fall, in dem die Größe |rfx| der ungewöhnlichen externen Kraft gleich oder größer als der Schwellenwert THx (|rfx| ≥ THx) (Nein) der ungewöhnlichen externen Kraft ist, mit dem Bewegungsanhalteschritt fort, und die Bewegung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Roboterhandkörper 131 in der Vorschubrichtung PH wird vorübergehend angehalten.
Im anschließenden Haltungsänderungsschritt S35A wird, anders als bei der Ausführungsform 1, eine Berechnung auf der Grundlage einer Richtung, einer Größe oder ähnlichem der ungewöhnlichen äußeren Kraft rfx durchgeführt, um zu ermitteln, mit welchem von einem Vakuum, der Umgebungsluft und dem Überdruck das jeweilige Innere der Anlagegreifabschnitte 126, 127 und der basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 (die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D) verbunden werden sollen (Schritt S353A).
Anschließend wird die in Schritt S353A bezeichnetes Inneres des Anlagegreifabschnitts oder des basisendseitigen Anlageabschnitts (der Anlagegreifabschnitt 127 auf der unteren Seite in 14) an die Umgebungsluft AT freigegeben. Das heißt, der Schaltmechanismus 17B wird durch das Schaltsteuerelement 18 so geschaltet, dass das Innere des taschenförmigen Aktuators 11B mit der Umgebungsluft AT kommuniziert (Schritt S351A). Hierdurch wird der Anlagegreifabschnitt 127 (der taschenförmige Aktuator 11B) in den weichen und leicht unelastisch verformbaren Zustand gebracht.
Ferner wird das Innere des Anlagegreifabschnitts oder des basisendseitigen Anlageabschnitts (der Anlagegreifabschnitt 126 auf der Oberseite und der basisendseitige Anlageabschnitt 129 auf der Unterseite in 14), die in Schritt S353A bezeichnet ist, mit der Überdruckquelle HP verbunden. Das heißt, die Schaltmechanismen 17A, 17D werden durch das schaltende Steuerelement 18 so geschaltet, dass das Innere des taschenförmigen Aktuators 11A, 11D mit den Überdruckquellen-Kommunikationsleitungen 16A, 16D und damit mit dem Überdruck-Reservetank HT (Schritt S352A) kommunizieren. Das Innere des verbleibenden Anlagegreifabschnitts oder des verbleibenden basisendseitigen Anlageabschnitts (der basisendseitige Anlageabschnitt 128 auf der Oberseite in 14) bleibt mit der Unterdruckquelle LP verbunden, ohne den Schaltmechanismus 17C zu schalten, d.h. bleibt mit dem Vakuum verbunden, so dass der verbleibende Anlagegreifabschnitt oder der verbleibende basisendseitige Anlageabschnitt im harten und nicht verformbaren Zustand gehalten wird. Dabei werden der Anlagegreifabschnitt 126 und der basisendseitige Anlageabschnitt 129 (die taschenförmigen Aktuatoren 11A, 11D) wie ein Ballon aufgeblasen und in den elastisch verformbaren Zustand gebracht, und das erste Verbindungsstück C1 wird durch Druckkräfte F1, F2 so gedrückt, dass es sich im Uhrzeigersinn dreht, wie in 14 gezeigt. Dabei bewegt sich das erste Verbindungsstück C1 von einer Haltung, die durch eine Linie mit abwechselnd einem langen Strich und zwei kurzen Strichen angedeutet ist, in eine Haltung, die durch eine durchgehende Linie angedeutet ist, und der Anlagegreifabschnitt 127 (der taschenförmige Aktuator 11B) verformt sich Es ist zu beachten, dass auch bei der Bewegung des ersten Verbindungsstücks C1 die Achse C1X des ersten Verbindungsstücks C1 nicht entlang der Achse 120X des Spannmechanismus 120S liegt.
Ähnlich wie bei der Ausführungsform 1 werden zwei Greifelemente 122, 123 wieder zu den Greifseiten 120A (den Innenseiten) bewegt, und der zu greifende Abschnitt C1G des ersten Verbindungsstücks C1 wird zwischen den Anlagegreifabschnitten 26, 27 eingeklemmt, bis sich die Greifelemente 22, 23 nicht mehr bewegen können (Schritt S361). Ferner werden die Schaltmechanismen 17A, 17B, 17D durch das Schaltsteuerelement 18 so geschaltet, dass die Anlagegreifabschnitte 126, 127 und die basisendseitigen Anlageabschnitte 128, 129 (die taschenförmigen Aktuatoren 11A bis 11D) mit den Unterdruckquellen-Kommunikationsleitungen15A bis 15D bzw. mit dem Unterdruck-Reservetank LT (der Unterdruckquelle LP) kommunizieren (Schritt S362A). Auf diese Weise wird das erste Verbindungsstück C1 bei einer Haltungsänderung wieder von den Greifelementen 122, 123 gegriffen.
Danach wird, ähnlich wie bei der Ausführungsform 1, im Neustartschritt S37 der vorübergehend angehaltene Bewegungsschritt S31 wieder aufgenommen und das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 fortgesetzt (siehe 15). Da die Haltung des ersten Verbindungsstücks C1 wie bereits erwähnt geändert wird, können auch in der Ausführungsform 2 die externe Kraft rfa, die externe Kraft rfza in Vorschubrichtung und die ungewöhnliche externe Kraft rfxa nach dem Neustart beseitigt (rfa = rfza = rfxa = 0) oder die ungewöhnliche externe Kraft rfxa im Vergleich zur ungewöhnlichen externen Kraft rfxb vor dem Anhalten verringert werden (rfxa < rfxb) (es ist zu beachten, dass 15 den Fall rfxa = 0 zeigt). Dann werden die Schritte S31 bis S33 wiederholt. Nach einer negativen Bestimmung (Nein) (rfz ≥ THz) in Schritt S33 wird die Bewegung des Roboterhandkörpers 131 angehalten und die Greifelemente 122, 123 werden zu den Freigabeseiten 120B bewegt, so dass das erste Verbindungsstück C1 aus dem Spannmechanismus 120S freigegeben wird (Freigabeschritt S4). Hiermit ist das Einführen des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 abgeschlossen.
Es ist zu beachten, dass bei erneuter negativer Bestimmung (Nein) (|rfx| ≥ THx) in Schritt S32 während der Wiederholung der Schritte S31 bis S33 die Schritte S34 bis S37 erneut durchgeführt werden, so dass das Einführen erneut gestartet wird.
Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Greifelemente 22, 23 nur mit den Anlagegreifabschnitten 26, 27 wie die Roboterhand 30 in Ausführungsform 1 versehen sind, kann in einem Fall, in dem die Greifelemente 122, 123 mit entsprechenden Anlagegreifabschnitten 126, 127 und entsprechenden basisendseitigen Anlageabschnitten 128, 129 wie die Roboterhand 130 in Ausführungsform 2 versehen sind, das erste Verbindungsstück C1 (das Werkstück) in eine geeignetere Haltung gebracht werden. Aus diesem Grund kann ein Bereich des Versatzwinkels θ2, der die Vollendung des Einführens des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 durch mehrmaliges Verändern der Haltung (Schritte S34 bis S37, siehe 12) erreichen kann, breiter gemacht werden als der Bereich des Versatzwinkels θ1 in Ausführungsform 1 (z.B. θ2 = 7,5 bis 28 Grad).
Es ist zu beachten, dass ähnlich wie bei der Ausführungsform 1 davon ausgegangen wird, dass dieser Bereich auch von den Formen des ersten Verbindungsstücks C1 und dem Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2, der Größe des Spaltes zwischen dem ersten Verbindungsstück C1 und dem Einführungsloch C2H, den Materialien der Verbindungsstücke usw. abhängt.
Weiter, wie in den 10, 11 gezeigt, in einem Fall, in dem der Versatzwinkel θ2, der zwischen der Lochachse C2X des zweiten Verbinders C2 und der Achse 120X des Spannmechanismus 120S gebildet wird ,θ2 = 0 erfüllt, wird davon ausgegangen, dass ein zulässiger Bereich der Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 120S und ein zulässiger Bereich der Platzierungshaltung des zweiten Verbindungsstücks C2 auch von den Formen des ersten Verbindungsstücks C1 und dem Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2, der Größe des Spaltes zwischen dem ersten Verbindungsstück C1 und dem Einführungsloch C2H, den Materialien der Verbindungsstücke usw. abhängen. Der zulässige Bereich der Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 durch den Spannmechanismus 120S und der zulässige Bereich der Platzierungshaltung des zweiten Verbindungsstücks C2 sind Bereiche, die den Abschluss des Einführens des ersten Verbindungsstücks C1 in das zweite Verbindungsstück C2 durch mehrmaliges Ändern der Haltung erreichen können (Schritte S34 bis S37, siehe 12).
Auf jeden Fall kann jedoch bei Verwendung der oben beschriebenen Verwendung der Roboterhand 130 selbst dann, wenn in der Mitte des Prozesses aufgrund einer unangemessenen Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 (des Werkstücks) o.ä. eine ungewöhnliche äußere Kraft auf das Werkstück ausgeübt wird, das erste Verbindungsstück C1 auf geeignete Weise in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 (des Einführungszielwerkstücks) eingeführt werden, indem die Greifhaltung des ersten Verbindungsstücks C1 geändert wird (der Haltungsänderungsschritt S35A). Dadurch kann der Fall verringert werden, dass das erste Verbindungsstück C1 nicht in das Einführungsloch C2H eingeführt werden kann.
Außerdem werden bei der Verwendung der Roboterhand 130 in der Ausführungsform 2 im Haltungsänderungsschritt S35A der taschenförmige Aktuator 11C, der den basisendseitigen Anlageabschnitt 128 bildet, oder der taschenförmige Aktuator 11D, der den basisendseitigen Anlageabschnitt 129 bildet, aufgeblasen, so dass das erste Verbindungsstück C1 (das Werkstück) zu den distalen Endseiten TE der mit den taschenförmigen Aktuatoren 11C, 11D versehenen Greifelementen 122, 123 bewegt werden kann. Hierdurch kann die Haltung des ersten Verbindungsstücks C1 so verändert werden, dass die Größe |rfx| der ungewöhnlichen äußeren Kraft nach dem Neustart kleiner ist als die Größe der ungewöhnlichen äußeren Kraft vor dem Anhalten. Mit einer solchen Konfiguration kann das erste Verbindungsstück C1 in geeigneter Weise in das Einführungsloch C2H des zweiten Verbindungsstücks C2 (das Einführungszielwerkstück) in einem breiteren Bereich eingeführt werden, wodurch der Fall, dass das erste Verbindungsstück C1 nicht in das Einführungsloch C2H eingeführt werden kann, weiter verringert werden kann.
Die obige Beschreibung beschreibt die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der Ausführungsformen 1, 2. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen 1, 2 beschränkt und kann entsprechend modifiziert und angewendet werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Ausführungsformen 1, 2 befassen sich z.B. mit einem Beispiel, bei dem zwei klemmbackenförmige Greifelemente 22, 23, 122, 123 im Spannmechanismus (der Greifvorrichtung) 20S, 120S vorgesehen sind, um ein Werkstück (z.B. das erste Verbindungsstück C1) zu greifen. Es können jedoch drei oder mehr Greifelemente in der Greifvorrichtung vorgesehen sein, um das Werkstück zu greifen.
Ferner handelt es sich bei den Ausführungsformen um ein Beispiel, bei dem die Anlagegreifabschnitte einer Vielzahl von (zwei in den Ausführungsformen 1, 2) in der Greifvorrichtung vorgesehenen Greifelementen alle durch die taschenförmigen Aktuatoren gebildet werden. Es kann jedoch eine Greifvorrichtung verwendet werden, bei der keiner der Anlagegreifabschnitte der Greifelemente durch den taschenförmigen Aktuator gebildet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011230260 A [0002, 0017]
JP 20148583 A [0002]

Claims

Taschenförmiges Aktuatorsystem, mit einem taschenförmigen Aktuator (1A, 1B; 11A-11D) mit einem luftdichten Taschenelement (2A, 2B; 12A-12D), das aus einem Folienmaterial mit einer Flexibilität hergestellt ist, und fließfähigen Partikeln (3A, 3B; 13A-13D), die in das Taschenelement (2A, 2B; 12A-12D) gefüllt sind; einer Taschenelement-Kommunikationsleitung (4A, 4B; 14A-14D), die so konfiguriert ist, dass sie mit einem Inneren des Taschenelements (2A, 2B; 12A-12D) des taschenförmigen Aktuators (1A, 1B; 11A-11D) kommuniziert; einer Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung (5A, 5B; 15A-15D), die so konfiguriert ist, dass sie mit einer Unterdruckquelle (LP) kommuniziert, die einen niedrigeren Luftdruck als die Umgebungsluft hat; einer Überdruckquellen-Kommunikationsleitung (6A, 6B; 16A-16D), die so konfiguriert ist, dass sie mit einer Überdruckquelle (HP) kommuniziert, die einen höheren Luftdruck als die Umgebungsluft hat; einem Schaltmechanismus (7A, 7B; 17A-17D), der so konfiguriert ist, dass er ein Schalten zwischen Kommunikationszielorten des Taschenelements (2A, 2B; 12A-12D) des taschenförmigen Aktuators (1A, 1B; 11A-11D) durchführt, so dass das Innere des Taschenelements (2A, 2B; 12A-12D) mit der Umgebungsluft, der Unterdruckquellen-Kommunikationsleitung (5A, 5B; 15A-15D) und der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung (6A, 6B; 16A-16D) über die Taschenelement-Kommunikationsleitung (4A, 4B; 14A-14D) kommuniziert; und einem Schaltsteuerabschnitt (8, 18), der so konfiguriert ist, dass er das Schalten zwischen den Kommunikationszielorten durch den Schaltmechanismus (7A, 7B; 17A-17D) steuert.
Greifvorrichtung, mit einem Greifmechanismus, der eine Vielzahl von Greifelementen (22, 23; 122, 123) enthält, wobei der Greifmechanismus so konfiguriert ist, dass er ein Werkstück durch Bewegen mindestens eines der Greifelemente (22, 23; 122, 123) greift; und mindestens einem taschenförmigen Aktuatorsystem nach Anspruch 1, wobei die Greifelemente (22, 23; 122, 123) jeweilige Anlagegreifabschnitte (26, 27; 126, 127) umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie das Werkstück durch Anliegen an das Werkstück greifen; und mindestens einer der Anlagegreifabschnitte (26, 27; 126, 127) durch den taschenförmigen Aktuator (1A, 1B; 11A-11D) in dem taschenförmigen Aktuatorsystem gebildet wird.
Greifvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Anzahl der taschenförmigen Aktuatorsysteme, die in der Greifvorrichtung vorgesehen sind, gleich oder größer als die Anzahl der Greifelemente (22, 23; 122, 123) ist; und die Anlagegreifabschnitte (26, 27; 126, 127) der Greifelemente (22, 23; 122, 123) durch jeweilige taschenförmige Aktuatoren (1A, 1B; 11A-11D) der taschenförmigen Aktuatorsysteme gebildet werden.
Greifvorrichtung, mit einem Greifmechanismus, der eine Vielzahl von Greifelementen (122, 123) enthält, wobei der Greifmechanismus so konfiguriert ist, dass er ein Werkstück durch Bewegen mindestens eines der Greifelemente (122, 123) greift; und einer Vielzahl von taschenförmigen Aktuatorsystemen nach Anspruch 1, wobei die Greifelemente (122, 123) jeweilige Anlagegreifabschnitte (126, 127) umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie das Werkstück durch Anliegen an das Werkstück greifen; und mindestens eines der Greifelemente (122, 123) so konfiguriert ist, dass der Anlagegreifabschnitt (126, 127) und ein basisendseitiger Anlageabschnitt (128, 129) durch jeweilige taschenförmige Aktuatoren der taschenförmigen Aktuatorsysteme gebildet werden, wobei der basisendseitige Anlageabschnitt (128, 129) näher an einer Basisendseite des mindestens einen der Greifelemente (122, 123) angeordnet ist als der Anlagegreifabschnitt (126, 127), wobei der basisendseitige Anlageabschnitt (128, 129) so konfiguriert ist, dass er von der Basisendseite des mindestens einen der Greifelemente (122, 123) aus an das Werkstück anliegt.
Greifvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Anzahl der taschenförmigen Aktuatorsysteme, die in der Greifvorrichtung vorgesehen sind, doppelt so viele oder mehr als die Anzahl der Greifelemente (122, 123) beträgt; und jeweilige Anlagegreifabschnitte (126, 127) und jeweilige basisendseitige Anlageabschnitte (128, 129) der Greifelemente (122, 123) durch jeweilige taschenförmige Aktuatoren der taschenförmigen Aktuatorsysteme gebildet werden.
Roboterhand, mit einem Roboterhandkörper (31, 131); dem Greifmechanismus der Greifvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Greifmechanismus in einem distalen Endabschnitt des Roboterhandkörpers (31, 131) angeordnet ist; und einem Kraftsensor (40), der so konfiguriert ist, dass er eine auf den Greifmechanismus ausgeübte externe Kraft erkennt.
Roboterhand nach Anspruch 6, wobei der Kraftsensor (40) ein sechsachsiger Kraftsensor ist, der zwischen dem Körper der Roboterhand (31, 131) und dem Greifmechanismus angeordnet ist.
Roboterhand, mit einem Roboterhandkörper (131); dem Greifmechanismus der Greifvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Greifmechanismus in einem distalen Endabschnitt des Roboterhandkörpers (131) angeordnet ist; und einem Kraftsensor (40), der so konfiguriert ist, dass er eine externe Kraft erfasst, die auf die Greifelemente (122, 123) des Greifmechanismus ausgeübt wird.
Roboterhand nach Anspruch 8, wobei der Kraftsensor (40) ein sechsachsiger Kraftsensor ist, der zwischen dem Körper (131) der Roboterhand und dem Greifmechanismus angeordnet ist.
Verfahren zur Verwendung der Roboterhand nach Anspruch 6 oder 7, welches umfasst: einen Greifschritt zum Greifen des Werkstücks durch die Anlagegreifabschnitte (26, 27; 126, 127) der Greifelemente (22, 23; 122, 123) des Greifmechanismus; einen Einführschritt zum Einführen des gegriffenen Werkstücks in ein Einführungsloch eines Einführungszielwerkstücks; und einen Freigabeschritt zum Freigeben des in das Einführungsloch eingeführten Werkstücks vom Greifen durch die Greifelemente (22, 23; 122, 123), wobei der Einführschritt umfasst: einen Bewegungsschritt des Bewegens des Greifmechanismus, der das Werkstück greift, in Richtung des Einführungslochs des Einführungszielwerkstücks entlang einer Lochachse des Einführungslochs, während eine über das Werkstück auf den Greifmechanismus ausgeübte äußere Kraft durch den Kraftsensor (40) erfasst wird, einen Überwachungsschritt zum Überwachen einer ungewöhnlichen externen Kraft, bei dem in dem Bewegungsschritt überwacht wird, ob eine ungewöhnliche externe Kraft in der externen Kraft größer als eine vorbestimmte ungewöhnliche externe Kraftschwelle wird, wobei die ungewöhnliche externe Kraft entlang einer Richtung liegt, die sich von einer Richtung einer externen Kraft in Vorschubrichtung unterscheidet, wobei die externe Kraft in Vorschubrichtung entlang einer Richtung liegt, die einer Vorschubrichtung des Greifmechanismus entgegengesetzt ist, einen Bewegungsanhalteschritt zum vorübergehenden Anhalten einer Bewegung im Bewegungsschritt, wenn die ungewöhnliche äußere Kraft größer als die ungewöhnliche externe Kraftschwelle wird, einen Haltungsänderungsschritt zum Ändern einer Haltung des Werkstücks, so dass, nachdem die Bewegung im Bewegungsanhalteschritt angehalten wurde, das Taschenelement (2A, 2B; 12A-12D) von mindestens einem der taschenförmigen Aktuatoren (1A, 1B; 11A-11D), die die an das Werkstück anliegenden Anlagegreifabschnitte (26, 27; 126, 127) bilden, aufgeblasen wird, indem bewirkt wird, dass das Innere des Taschenelements (2A, 2B; 12A-12D) mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung (6A, 6B; 16A-16D) über die Taschenelement-Kommunikationsleitung (4A, 4B; 14A-14D) kommuniziert, so dass, wenn die Bewegung in die Vorschubrichtung erneut gestartet wird, eine Größe einer ungewöhnlichen äußeren Kraft, die über das Werkstück nach dem Neustart auf den Greifmechanismus ausgeübt wird, kleiner wird als eine Größe der ungewöhnlichen äußeren Kraft vor dem Anhalten, einen erneuten Greifschritt zum erneuten Greifen des Werkstücks durch die Greifelemente (22, 23; 122, 123), und einen Neustartschritt, bei dem die Bewegung in der Vorschubrichtung wiederaufgenommen wird, wobei die Bewegung vorübergehend angehalten wird.
Verfahren zur Verwendung der Roboterhand nach Anspruch 8 oder 9, welches umfasst: einen Greifschritt zum Greifen des Werkstücks durch die Anlagegreifabschnitte (126, 127) der Greifelemente (122, 123) des Greifmechanismus; einen Einführschritt zum Einführen des gegriffenen Werkstücks in ein Einführungsloch eines Einführungszielwerkstücks; und einen Freigabeschritt zum Freigeben des in das Einführungsloch eingeführten Werkstücks vom Greifen durch die Greifelemente (122, 123), wobei der Einführschritt umfasst: einen Bewegungsschritt zum Bewegen des Greifmechanismus, der das Werkstück greift, in Richtung des Einführungslochs des Einführungszielwerkstücks entlang einer Lochachse des Einführungslochs, während eine über das Werkstück auf den Greifmechanismus ausgeübte äußere Kraft durch den Kraftsensor (40) erfasst wird, einen Überwachungsschritt zum Überwachen einer ungewöhnlichen externen Kraft, bei dem in dem Bewegungsschritt überwacht wird, ob eine ungewöhnliche externe Kraft in der externen Kraft größer als eine vorbestimmte ungewöhnliche externe Kraftschwelle wird, wobei die ungewöhnliche externe Kraft entlang einer Richtung liegt, die sich von einer Richtung einer externen Kraft in Vorschubrichtung unterscheidet, wobei die externe Kraft in Vorschubrichtung entlang einer Richtung liegt, die einer Vorschubrichtung des Greifmechanismus entgegengesetzt ist, ein Bewegungsanhalteschritt zum vorübergehenden Anhalten einer Bewegung im Bewegungsschritt, wenn die ungewöhnliche äußere Kraft größer wird als die ungewöhnliche externe Kraftschwelle, einen Haltungsänderungsschritt zum Ändern einer Haltung des Werkstücks, so dass, nachdem die Bewegung in dem Bewegungsanhalteschritt angehalten wurde, das Taschenelement (12A-12D) von mindestens einem der taschenförmigen Aktuatoren, die die Anlagegreifabschnitte (126, 127) oder die basisendseitigen Anlageabschnitte (128, 129) bilden, die an das Werkstück anliegen aufgeblasen wird, indem bewirkt wird, dass das Innere des Taschenelements (12A-12D) über die Taschenelement-Kommunikationsleitung (14A-14D) mit der Überdruckquellen-Kommunikationsleitung (16A-16D) kommuniziert, so dass, wenn die Bewegung in der Vorschubrichtung erneut gestartet wird, eine Größe einer ungewöhnlichen äußeren Kraft, die nach dem Neustart über das Werkstück auf die Greifelemente ausgeübt wird, kleiner wird als eine Größe der ungewöhnlichen äußeren Kraft vor dem Anhalten, einen erneuten Greifschritt zum erneuten Greifen des Werkstücks durch die Greifelemente (122, 123), und einen Neustartschritt, bei dem die Bewegung in die Vorschubrichtung wieder aufgenommen wird, wobei die Bewegung vorübergehend angehalten wird.
Verfahren zur Verwendung nach Anspruch 11, wobei in dem Haltungsänderungsschritt mindestens eines der Taschenelemente (12C, 12D), die die basisendseitigen Anlageabschnitte (128, 129) bilden, so aufgeblasen wird, dass das Werkstück zu den distalen Endseiten der Greifelemente (122, 123) hin bewegt wird, die mit den basisendseitigen Anlageabschnitten (128, 129) versehen sind.