DE112020001748T5

DE112020001748T5 - Haltevorrichtung und hiermit versehener roboter

Info

Publication number: DE112020001748T5
Application number: DE112020001748.6T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Azuma; Takayuki Ishizaki; Masataka Yoshida; Mitsunobu OKA; Satoshi Kamata
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2021-12-30
Also published as: CN113710436A; KR20210137181A; US20220193929A1; WO2020204202A1; TWI735198B; JP2020168700A; JP7168514B2; TW202042989A; CN113710436B

Abstract

Es wird eine Haltevorrichtung bereitgestellt, die ein Werkstück mit einer einfachen Bewegung sicher halten kann.
Haltevorrichtung zum Halten eines Werkstücks, gekennzeichnet durch:
eine Basis,
ein Führungselement, das an der Basis montiert ist und sich in einer ersten Richtung erstreckt,
einen ersten Haltemechanismus, der durch Aufbringen einer äußeren Kraft von dem Führungselement geführt wird, sich in der ersten Richtung bewegen kann und das Werkstück halten kann, und
einen zweiten Haltemechanismus, der ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, die sich jeweils über den ersten Haltemechanismus in der ersten Richtung gegenüberliegen und sich jeweils in Bezug auf die Basis bewegen können, indem das erste Element und das zweite Element von einem Aktuator angetrieben werden, wobei das erste Element und das zweite Element durch Änderung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element in der ersten Richtung das Werkstück einklemmen und halten können.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten eines Werkstücks und einen hiermit versehenen Roboter.
Hintergrundtechnik
Herkömmlich sind Haltevorrichtungen zum Halten eines Werkstücks bekannt. Als solche Haltevorrichtung liegt z. B. eine Roboterhand in Patentdokument 1 vor.
In der Roboterhand des Patentdokuments 1 wird zunächst ein Saugnapf durch einen Hubaktuator gesenkt und dann zum Festsaugen eines Werkstücks angelegt. Während der Saugnapf durch den Hubaktuator angehoben wird, werden Klauen durch einen Öffnungs-/Schließaktuator geschlossen. Hier werden bei der Bewegung der beiden Klauen in Richtung der axialen Mitte die Ecken des Werkstücks in die V-förmigen Nuten der beiden Klauen geführt und die Position des Werkstücks korrigiert. Das Werkstück wird dann gelöst, indem der Saugnapf bei den geschlossenen beiden Klauen losgelassen wird, und der Saugnapf wird richtig gesetzt und danach wieder angelegt wird, um das Werkstück sicher zu greifen.
Ermittelte Schrift
Patentdokument
Patentdokument 1: JP Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-293784
Übersicht der Erfindung
Zu lösende Aufgabe der Erfindung
In Patentdokument 1 ist vorgeschlagen, dass eine Roboterhand mit zwei Haltemechanismen (d. h. einem Saugnapf, der sich an einem Werkstück festsaugen und halten kann, und zwei Klauen, die ein Werkstück greifen und halten können) versehen ist, um das Werkstück sicher zu halten. Die Roboterhand des Patentdokuments 1 musste jedoch komplizierte Bewegungen vornehmen, um das Werkstück auf diese Weise zu halten.
Daher bezweckt die vorliegende Erfindung die Bereitstellung einer Haltevorrichtung und eines hiermit versehenen Roboters, die ein Werkstück mit einer einfachen Bewegung sicher halten können.
Mittel zu Lösen der Aufgabe
Zum Lösen der obigen Aufgabe handelt es sich bei einer Haltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung um eine Haltevorrichtung zum Halten eines Werkstücks, gekennzeichnet durch: eine Basis, ein Führungselement, das an der Basis montiert ist und sich in einer ersten Richtung erstreckt, einen ersten Haltemechanismus, der durch Aufbringen einer äußeren Kraft von dem Führungselement geführt wird, sich in der ersten Richtung bewegen kann und das Werkstück halten kann, und einen zweiten Haltemechanismus, der ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, die sich jeweils über den ersten Haltemechanismus in der ersten Richtung gegenüberliegen und sich jeweils in Bezug auf die Basis bewegen können, indem das erste Element und das zweite Element von einem Aktuator angetrieben werden, wobei das erste Element und das zweite Element durch Änderung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element in der ersten Richtung das Werkstück einklemmen und halten können.
Gemäß der obigen Ausbildung wird eine äußere Kraft entlang der ersten Richtung von entweder dem ersten Element oder dem zweiten Element über das Werkstück auf den ersten Haltemechanismus aufgebracht, indem der erste Haltemechanismus das Werkstück hält und dann der Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element verringert wird. Der erste Haltemechanismus bewegt sich dann einstückig mit einem der obigen Elemente und dem Werkstück, während der erste Haltemechanismus von dem sich in der ersten Richtung erstreckenden Führungselement geführt wird. Hierdurch, unabhängig davon, welcher Teil des Werkstücks durch den ersten Haltemechanismus gehalten wird, ist es möglich, den Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu verringern, während der Zustand gehalten ist, in dem das Werkstück durch den ersten Haltemechanismus gehalten ist, und das Werkstück durch den zweiten Haltemechanismus zu greifen und zu halten. Als Folge kann die Haltevorrichtung ein Werkstück mit einer einfachen Bewegung sicher halten.
Ein drittes Element, das einstückig mit dem ersten Element beweglich ist und zwischen dem ersten Haltemechanismus und dem zweiten Element in der ersten Richtung angeordnet ist, und ein viertes Element, das einstückig mit dem zweiten Element beweglich ist und zwischen dem ersten Haltemechanismus und dem ersten Element in der ersten Richtung angeordnet ist, können vorgesehen sein, wobei das dritte und das vierte Element durch Greifen des ersten Haltemechanismus den ersten Haltemechanismus in der ersten Richtung positioniert, wenn der Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element maximal ist, und den ersten Haltemechanismus vom positionierten Zustand löst, wenn der Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element kleiner ist als der maximale Abstand
Gemäß der obigen Ausbildung ist es möglich, indem die Arbeit zum Halten des Werkstücks durch den ersten Haltemechanismus vorgenommen wird, nachdem der Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element den maximalen Abstand erreicht, zu verhindern, dass sich der erste Haltemechanismus durch den positionierten ersten Haltemechanismus in die erste Richtung bewegt, und den Stoß des ersten Elements und des zweiten Elements auf das Werkstück zu unterdrücken. Es ist ferner möglich, indem das Werkstück durch den ersten Haltemechanismus gehalten und danach der Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element auf einen Abstand verringert wird, der kleiner als der maximale Abstand ist, die Arbeit zum Greifen und Halten des Werkstücks durch das erste Element und das zweite Element vorzunehmen, während der erste Haltemechanismus vom positionierten Zustand gelöst wird. Hierdurch ist es möglich, die Arbeit zum Greifen und Halten des Werkstücks durch den zweiten Haltemechanismus effizient vorzunehmen, während der Zustand gehalten ist, in dem das Werkstück durch den ersten Haltemechanismus gehalten ist.
Der erste Haltemechanismus kann am oberen Teil des Werkstücks anliegen und das Werkstück halten, und der zweite Haltemechanismus kann das Werkstück einklemmen und halten, indem das erste Element an einen ersten Teil des Seitenteils des Werkstücks, der auf einer Seite in der ersten Richtung positioniert ist, angelegt wird und das zweite Element an einen zweiten Teil des Seitenteils des Werkstücks, der auf der anderen Seite in der ersten Richtung positioniert ist, angelegt wird.
Gemäß der obigen Ausbildung ist es möglich, das Werkstück durch den ersten Haltemechanismus und den zweiten Haltemechanismus sicherer zu halten.
Der erste Haltemechanismus kann das Werkstück z. B. durch Festsaugen mit Unterdruck halten.
Der erste Haltemechanismus kann einen Dehnungsteil, der sich in einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung ausdehnen und zusammenziehen kann, und einen Halteteil aufweist, der an der Spitze des Dehnungsteils vorgesehen ist und zum Halten des Werkstücks dient, wobei, wenn der Dehnungsteil im zusammengezogenen Zustand ist, die Spitze des Halteteils näher am Basisende als die jeweiligen Spitzen des ersten Elementes und des zweiten Elementes positioniert ist, und, wenn der Dehnungsteil im ausgedehnten Zustand ist, die Spitze des Halteteils näher an der Spitze als die jeweiligen Spitze des ersten und des zweiten Elements positioniert ist.
Gemäß der obigen Ausbildung kann das Werkstück auch in dem Fall, in dem andere Gegenstände neben dem Werkstück vorhanden sind, mit einer einfachen Bewegung sicher gehalten werden, ohne durch die anderen Gegenstände behindert zu werden.
Zum Lösen der Aufgabe ist der Roboter gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch eine Haltevorrichtung nach einem der obigen Abschnitte und einen Roboterarm, an dessen Spitze die Haltevorrichtung vorgesehen ist, und der mindestens eine Gelenkachse aufweist.
Gemäß der obigen Ausbildung ist es möglich, das Werkstück mit einer einfachen Bewegung sicher zu halten, da die Haltevorrichtung nach einem der obigen Abschnitte vorgesehen ist.
Bspw. kann an der mindestens einen Gelenkachse ein erster Servomotor vorgesehen sein, um sich selbst rotatorisch anzutreiben, der Aktuator zum Antrieb des ersten Elementes und des zweiten Elementes kann als zweiter Servomotor ausgebildet sein und eine Robotersteuerung zum Servosteuern jedes des ersten und des zweiten Servomotors kann zusätzlich vorgesehen sein.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Haltevorrichtung und einen hiermit versehenen Roboter bereitzustellen, die das Werkstück mit einer einfachen Bewegung sicher halten können.
Figurenliste
Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Ort für den Transport von Wellpappkartons angewendet ist.
2 ein Blockdiagramm für ein Steuerungssystem eines Roboters, der mit der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist.
3 eine Vorderansicht der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 eine Schnittansicht der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (A) eine Schnittansicht entlang der in 3 gezeigten IVA bis IVA bis Linie und (B) eine Schnittansicht entlang der in der gleichen Zeichnung gezeigten IVB-IVB-Linie ist.
5 eine Schnittansicht der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (A) eine Schnittansicht entlang der in 3 gezeigten VA bis VA bis Linie und (B) eine Schnittansicht entlang der in 5(A) gezeigten VB-VB-Linie ist.
6 eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten eines Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehalten ist, wobei (A) eine Darstellung bei der Positionierung der Haltevorrichtung oberhalb des Wellpappkartons, und (B) eine Darstellung bei Ausziehen eines Luftzylinders nach der Zeichnung (A), wodurch der Wellpappkarton durch den ersten Haltemechanismus festgesaugt und gehalten wird.
7. eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, wobei (A) eine Darstellung des Zustands ist, in dem der Luftzylinder nach dem Festsaugen und Halten des Wellpappkartons durch den ersten Haltemechanismus wieder zusammengezogen ist, und (B) eine Darstellung während der Verringerung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element nach der Zeichnung (A) ist.
8 eine schematische Darstellung beim Abschluss der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons in einer anderen Art und Weise durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, wobei (A) eine Seitenansicht der Gesamtstruktur und (B) eine in 9(A) gezeigte IXB-Pfeilansicht ist.
10 eine Vorderansicht eines ersten abgewandelten Beispiels der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons im ersten abgewandelten Beispiel der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, wobei (A) eine Darstellung während der Verringerung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ist, und (B) eine Darstellung beim Abschluss der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung ist.
12 eine schematische Darstellung der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons im zweiten abgewandelten Beispiel der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gesehen von der Vorderendseite der Haltevorrichtung, wobei (A) eine Darstellung während der Verringerung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element, und (B) eine Darstellung beim Abschluss der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung ist.
13 eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons im vierten abgewandelten Beispiel der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird.

Ausführungsformen
Die Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist durch die vorliegende Ausführungsform nicht beschränkt. Im Folgenden werden die gleichen oder entsprechenden Elemente in allen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und die überlappende Erläuterung wird weggelassen.
1 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Ort für den Transport von Wellpappkartons angewendet ist. Wie in 1 gezeigt, wird die Haltevorrichtung 20A gemäß der vorliegenden Ausführungsform an einen Ort zum Transport eines quaderförmigen Wellpappkartons W (Werkstück) angewendet und eingesetzt. Konkret ist die Haltevorrichtung 20A als Roboterhand 10 ausgebildet, der die Arbeit zum Halten und Transportieren eines auf der obersten Stufe liegenden Wellpappkartons W aus mehreren gestapelten Wellpappkartons W wiederholt.
(Roboter 10)
Der Roboter 10 ist mit einem Sockel 11, einem Roboterarm 12, dessen Basisende mit dem Sockel 11 verbunden ist, einer Haltevorrichtung 20A, die an der Spitze des Roboterarms 12 montiert ist, und einer Robotersteuerung 16 zur Steuerung der Bewegung des Roboterarms 12 und der Haltevorrichtung 20A versehen.
(Roboterarm 12)
Wie in 1 gezeigt, ist der Roboterarm 12 als vertikaler Gelenkroboter mit sechs Gelenkachsen JT1 bis JT6 und sechs Gliedern 14a bis 14e ausgebildet, die durch die Gelenkachsen JT1 bis JT6 nacheinander verbunden sind. Die Gelenkachsen JT1 bis JT6 werden jeweils von Servomotoren 15a bis 15f (erste Servomotoren) angetrieben (s. 2).
Die Gelenkachse JT1 verbindet den Sockel 11 und das Basisende des Glieds 14a drehbar um eine in Längsrichtung verlaufende Achse. Die Gelenkachse JT2 verbindet die Spitze des Glieds 14a mit dem Basisende des Glieds 14b drehbar um eine in horizontaler Richtung verlaufende Achse. Die Gelenkachse JT3 verbindet die Spitze des Glieds 14b mit dem Basisende des Glieds 14c drehbar um eine in horizontaler Richtung verlaufende Achse.
Die Gelenkachse JT4 verbindet die Spitze des Glieds 14c mit dem Basisende des Glieds 14d drehbar um eine in Längsrichtung des Glieds 14c verlaufende Achse. Die Gelenkachse JT5 verbindet die Spitze des Glieds 14d mit dem Basisende des Glieds 14e drehbar um eine in orthogonal zur Längsrichtung des Glieds 14d verlaufende Achse. Die Gelenkachse JT6 verbindet die Spitze des Glieds 14e verdrehbar mit dem Basisende der Haltevorrichtung 20.
(Robotersteuerung 16)
2 ist ein Blockdiagramm für ein Steuerungssystem eines Roboters, der mit der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. Wie in 2 gezeigt, weist die Robotersteuerung 16 einen Speicher 17 zum Ablegen eines Programms und einen Prozessor 18 zum Ausführen des im Speicher 17 abgelegten Programms auf. Die Robotersteuerung 16 kann die Bewegung des Roboterarms 12 durch Servosteuerung der Servomotoren 15a bis 15f steuern, die für jede der Gelenkachsen JT1 bis JT6 vorgesehen sind. Außerdem kann die Robotersteuerung 16 die Bewegung der Haltevorrichtung 20A durch Servosteuerung der Servomotoren 61 des zweiten Haltemechanismus 60 steuern, der später beschrieben wird. Weiterhin kann die Robotersteuerung 16 die Bewegung eines Luftzylinders 42 steuern, der später beschrieben wird.
Die Robotersteuerung 16 vergleicht die jeweiligen Befehls- und Rückkopplungswerte der Servomotoren 15a bis 15f, die im Roboterarm 12 vorgesehen sind, und die jeweiligen Befehls- und Rückkopplungswerte des Servomotors 61, der im zweiten Haltemechanismus 60 vorgesehen ist, und steuert dementsprechend die Bewegung der Servomotoren 15a bis 15f und 61. Hierbei können der Befehlswert und der Rückkopplungswert bspw. die Drehposition, die Drehgeschwindigkeit und den Stromwert der Servomotoren 15a bis 15f und 61 umfassen.
(Haltevorrichtung 20A)
3 ist eine Vorderansicht der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine Schnittansicht der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (A) eine Schnittansicht entlang der in 3 gezeigten IVA bis IVA bis Linie und (B) eine Schnittansicht entlang der in der gleichen Zeichnung gezeigten IVB-IVB-Linie ist. 5 ist eine Schnittansicht der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (A) eine Schnittansicht entlang der in 3 gezeigten VA bis VA bis Linie und (B) eine Schnittansicht entlang der in 5(A) gezeigten VB-VB-Linie ist.
Wie in den 3 bis 5 gezeigt, ist die Haltevorrichtung 20A gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Basis 21, Führungselementen 30a, 30b, die an der Basis 21 montiert sind und sich in einer Breitenrichtung (erste Richtung) erstrecken, einem ersten Haltemechanismus 40, der an den Führungselementen 30a, 30b montiert ist und sich an einem Wellpappkarton W durch Unterdruck festsaugen und halten kann, und einem zweiten Haltemechanismus 60 versehen, der den Wellpappkarton W einklemmen und halten kann.
In der folgenden Erläuterung wird die Richtung, die das später beschriebene erste Element 62 und das zweite Element 64 verbindet, als Breitenrichtung oder Querrichtung (erste Richtung) bezeichnet, die Richtung, die orthogonal zur Breitenrichtung verläuft und in der der später beschriebene Luftzylinder 42 sich ausdehnt und zusammenzieht, wird als Höhenrichtung oder Längsrichtung (zweite Richtung) bezeichnet, und die Richtung, die orthogonal zur Breitenrichtung und zur Höhenrichtung verläuft, wird als Tiefenrichtung bezeichnet.
(Basis 21)
Die Basis 21 ist in Form eines hohlen Quaders gebildet und auf jeder der fünf Flächen abgesehen von der quaderförmigen Oberseite sind Öffnungen gebildet. In der Mitte der Oberseite der Basis 21 ist ein Montageteil 28, der an der Spitze des Roboterarms 12 montiert ist, herausragend vorgesehen.
(Führungselemente 30a, 30b)
Die Führungselemente 30a, 30b sind derart an der Unterseite der Basis 21 montiert, dass die Führungselemente 30a, 30b sich parallel zueinander in Breitenrichtung vom linken Ende zum rechten Ende der Unterseite der Basis 21 erstrecken. Das Führungselement 30a wird am vorderen Teil der Unterseite der Basis 21 und das Führungselement 30b am hinteren Teil der Unterseite der Basis 21 montiert. Die Führungselemente 30a, 30b sind derart angeordnet, dass die Führungselemente 30a, 30b sich zwischen dem später beschriebenen ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 in Breitenrichtung erstrecken (d. h. derart, dass sich das erste Element 62 und das zweite Element 64, wie später beschrieben, über die Führungselemente 30a, 30b in Breitenrichtung gegenüberliegen).
(Erster Haltemechanismus 40)
Der erste Haltemechanismus 40 weist den Luftzylinder 42 (Dehnungsteil), der in Höhenrichtung erstreckend angeordnet ist, und Sauggreifer 48a bis 48h (die Sauggreifer 48e bis 48g sind nicht dargestellt. Halteteil) auf, die an der Spitze des Luftzylinders 42 vorgesehen sind und den Wellpappkarton W halten können, indem sich die Sauggreifer 48a bis 48h an der Oberseite des Wellpappkartons W durch Unterdruck festsaugen (am oberen Teil des Werkstücks anliegen).
Der Luftzylinder 42 weist einen hohlzylinderförmigen Zylinderkörper 43 und einen am Zylinderkörper 43 montierten, in Höhenrichtung hin- und her bewegbaren Kolben 45 auf. Der Zylinderkörper 43 ist, in Höhenrichtung gesehen, in der Mitte der Basis 21 angeordnet (d. h. an einer Stelle, die sich, in Höhenrichtung gesehen, mit dem von der Oberseite der Basis 21 herausragend vorgesehenen Montageteil 28 überlappt). Der Zylinderkörper 43 ist ferner derart angeordnet, dass sich ein Teil von seinem Basisende bis zu einem Teil vor dem Vorderende in Höhenrichtung innerhalb der Basis 21 erstreckt und dass das Vorderende des Zylinderkörpers 43 von einer am Boden der Basis 21 gebildeten Öffnung nach unten der Basis 21 vorsteht.
Der Luftzylinder 42 weist eine bereits bekannte Struktur auf, bei der die Länge eines von der Unterseite des Zylinderkörpers 43 vorstehenden Kolbens 45 durch Hin- und Herbewegung des Kolbens 45 in Höhenrichtung geändert wird. Hierdurch weist der Luftzylinder 42 als Ganzes eine Struktur auf, die sich in Höhenrichtung ausdehnen und zusammenziehen kann.
Der erste Haltemechanismus 40 ist derart ausgebildet, dass im Zustand, in dem der Kolben 45 des Luftzylinders 42 zurückgezogen ist (s. 3, 4 und 6(A) usw.), die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h näher am Basisende liegen als die jeweiligen Spitzen des später beschriebenen ersten Elements 62 und zweiten Elements 64. Außerdem ist der erste Haltemechanismus 40 derart ausgebildet, dass im Zustand, in dem sich der Kolben 45 des Luftzylinders 42 ausdehnt (s. 6(B)), die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h näher an der Spitze liegen als die jeweiligen Spitzen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64.
Der erste Haltemechanismus 40 weist zusätzlich einen zu greifenden Gegenstand 50 auf, der am hinteren Ende des Basisteils des Zylinderkörpers 43 (d. h. eines Teils des Zylinderkörpers 43, der innerhalb der Basis 21 angeordnet ist) fixiert ist und in Höhenrichtung gesehen im Wesentlichen U-förmig ist. Der zu greifende Gegenstand 50 wird von einem dritten Element 72 und einem vierten Element 74 des später beschriebenen zweiten Haltemechanismus 60 gegriffen.
Der zu greifende Gegenstand 50 weist auf: ein erstes plattenförmiges Element 51, dessen mittlerer Teil der Vorderseite in Breitenrichtung am hinteren Ende des Zylinderkörpers 43 fixiert ist, ein zweites plattenförmiges Element 52, das an einer Kante der Rückseite in Breitenrichtung des ersten plattenförmigen Elements 51 stehend vorgesehen ist und sich nach hinten erstreckt, und ein drittes plattenförmiges Element 53, das an der anderen Kante der Rückseite in Breitenrichtung des ersten plattenförmigen Elements 51 stehend vorgesehen ist und sich nach hinten erstreckt. Der zu greifende Gegenstand 50 ist, in Höhenrichtung gesehen, an seiner hinteren Kante offen.
An der Spitze des Zylinderkörpers 43 (d. h. einem Teil des Zylinderkörpers 43, der unterhalb der Unterseite der Basis 21 angeordnet ist) ist ein Gleitkörper 55 fixiert, der auf den Führungselementen 30a, 30b gleiten kann, wenn eine äußere Kraft aufgebracht wird (mit anderen Worten, passiv). Der Gleitkörper 55 weist ein plattenförmiges Hauptelement 56 und vier Gleitelemente 57a bis 57d (der Gleitelement 57d ist nicht dargestellt) auf, die an der Oberseite des Hauptelements 56 fixiert sind.
Der Gleitelement 57a ist an einer Ecke montiert, die aus der vorderen Kante der Oberseite des Hauptelements 56 und einer Kante in Breitenrichtung gebildet wird, und das Gleitelement 57b ist an einer Ecke fixiert, die aus der vorderen Kante der Oberseite des Hauptelements 56 und der anderen Kante in Breitenrichtung gebildet wird. Ein Gleitelement 57c ist ferner an einer Ecke fixiert, die aus der hinteren Kante der Oberseite des Hauptelements 56 und einer Kante in Breitenrichtung gebildet wird, und ein Gleitelement 57d ist an einer Ecke fixiert, die von der hinteren Kante der Oberseite des Hauptelements 56 und der anderen Kante in Breitenrichtung gebildet wird. Jedes der Gleitelemente 57a bis 57d ist in Breitenrichtung im Wesentlichen U-förmig.
Die Gleitelemente 57a und 57b sind jeweils derart vorgesehen, dass die Gleitelemente 57a und 57b das Führungselement 30a in Breitenrichtung gesehen von unten umschließen, und können in Breitenrichtung durch das Führungselement 30a geführt gleiten. Demgegenüber sind die Gleitelemente 57c und 57d jeweils derart vorgesehen, dass die Gleitelemente 57c und 57d das Führungselement 30b in Breitenrichtung gesehen von unten umschließen, und können in Breitenrichtung durch das Führungselement 30b geführt gleiten.
Wie oben erläutert, sind die Gleitelemente 57a bis 57d jeweils an der Oberseite eines Hauptelements 56 fixiert. Daher werden die Gleitelemente 57a bis 57d und das Hauptelement 56 (mit anderen Worten der Gleitkörper 55) von den Führungselementen 30a, 30b geführt und können sich einstückig bewegen. Da der Gleitkörper 55 am Zylinderkörper 43 fixiert ist, kann sich der Luftzylinder 42 einstückig mit dem Gleitkörper 55 bewegen. Aus dem obigen Grund wird der erste Haltemechanismus 40 durch Aufbringen einer äußeren Kraft durch die Führungselemente 30a, 30b geführt und ist in Breitenrichtung beweglich.
(Zweiter Haltemechanismus 60)
Der zweite Haltemechanismus 60 weist ein erstes Element 62 und ein zweites Element 64 auf, die über den ersten Haltemechanismus 40 in Breitenrichtung jeweils gegenüberliegen und jeweils durch Antrieb durch einen Servomotor 61 (Aktuator oder zweiten Servomotor) in Bezug auf die Basis 21 beweglich sind.
Das erste Element 62 und das zweite Element 64 sind jeweils derart angeordnet, dass die Längsrichtung ihrer Hauptflächen mit der Höhenrichtung der Haltevorrichtung 20A zusammenfällt, die Breitenrichtung ihrer Hauptflächen mit der Tiefenrichtung der Haltevorrichtung 20A und die Dickenrichtung ihrer Hauptflächen mit der Breitenrichtung der Haltevorrichtung 20A. Der zweite Haltemechanismus 60 kann ferner den Wellpappkarton W zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 einklemmen und halten, indem der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 in Breitenrichtung geändert wird.
Wie in den 4(B) und 5(B) gezeigt, ist der Servomotor 61 derart angeordnet, dass sich sein Motorgehäuse von der Rückseite der Basis 21 nach hinten erstreckt, und sich seine Drehwelle (nicht dargestellt) von einer an der Rückseite der Basis 21 gebildeten Öffnung durch das Innere der Basis 21 erstreckt. Auf der Drehwelle des Servomotors 61 ist ein Ritzel 65 montiert. Ins Ritzel 65 greifen Zahnstangen 66a, 66b ein.
Konkret greift die Zahnstange 66a in einen Teil auf einer Seite des Ritzels 65 in radialer Richtung (hier der obere Teil des Ritzels 65) ein. In einen Teil auf der anderen Seite des Ritzels 65 in radialer Richtung (hier der untere Teil des Ritzels 65) greift die Zahnstange 66b ein. Der zweite Haltemechanismus 60 ist derart ausgebildet, dass das Ritzel 65 durch den Servomotor 61 gedreht wird, um die Zahnstangen 66a, 66b in Breitenrichtung jeweils auf gegenüberliegende Seiten zu bewegen.
An der Oberseite der Zahnstange 66a ist die Unterseite eines plattenförmigen Zwischenelements 68a fixiert. Das Zwischenelement 68a ist derart angeordnet, dass das Zwischenelement 68a sich durch das Innere der Basis 21 in Breitenrichtung erstreckt und von einer Öffnung, die auf der rechten Seite der Basis 21 (in der Vorderansicht von 3 die Seite, die auf der linken Seite des Papiers positioniert ist) gebildet ist, nach außen der Basis 21 vorsteht. Ein plattenförmiges erstes Element 62 wird an der vorderen Kante des Teils des Zwischenelements 68a, der nach außen der Basis 21 vorsteht, stehend vorgesehen, so dass sich das plattenförmige erste Element 62 nach unten erstreckt.
Die Oberseite eines plattenförmigen Zwischenelements 68b ist an der Unterseite der Zahnstange 66b fixiert. Das Zwischenelement 68b ist derart angeordnet, dass das Zwischenelement 68b sich durch das Innere der Basis 21 in Breitenrichtung erstreckt und von einer Öffnung, die auf der linken Seite der Basis 21 (in der Vorderansicht von 3 die Seite, die auf der rechten Seite des Papiers positioniert ist) gebildet ist, nach außen der Basis 21 vorsteht. Ein plattenförmiges zweites Element 64 wird an der vorderen Kante des Teils des Zwischenelements 68b, der nach außen der Basis 21 vorsteht, stehend vorgesehen, so dass sich das plattenförmige zweite Element 64 nach unten erstreckt.
Gemäß der obigen Ausbildung kann der zweite Haltemechanismus 60 den Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 in Breitenrichtung ändern, indem das Ritzel 65 durch den Servomotor 61 gedreht wird. Hierdurch kann der zweite Haltemechanismus 60 den Wellpappkarton W zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 halten.
Konkret legt der zweite Haltemechanismus 60 das erste Element 62 auf die rechte Seite des Wellpappkartons W (der erste Teil des Seitenteils des Werkstücks, der auf einer Seite in der ersten Richtung positioniert ist) auf und das zweite Element 64 auf die linke Seite des Wellpappkartons W (der zweite Teil des Seitenteils des Werkstücks, der auf der anderen Seite in der ersten Richtung positioniert ist), wodurch der Wellpappkarton W eingeklemmt und gehalten werden kann. Die Robotersteuerung 16 kann feststellen, dass, wenn der im Rückkopplungswert des Servomotors 61 enthaltene Stromwert größer als ein vorgegebener Stromwert ist, die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkartons W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 abgeschlossen ist.
An der Basiskante eines Teils des Zwischenelements 68a, der sich durch das Innere der Basis 21 erstreckt, ist ein plattenförmiges drittes Element 72 stehend vorgesehen. Das dritte Element 72 ist in Breitenrichtung zwischen dem ersten Haltemechanismus 40 und dem zweiten Element 64 angeordnet. Da das dritte Element 72 über das Zwischenelement 68a am ersten Element 62 montiert ist, ist das dritte Element 72 einstückig mit dem ersten Element 62 beweglich. Das erste Element 62 und das dritte Element 72 können jeweils als separate Elemente gebildet und an dem Zwischenelement 68a fixiert sein. Alternativ können das erste Element 62, das dritte Element 72 und das Zwischenelement 68a einstückig gebildet sein.
An der Basiskante eines Teils des Zwischenelements 68b, der sich durch das Innere der Basis 21 erstreckt, ist ein plattenförmiges viertes Element 74 stehend vorgesehen. Das vierte Element 74 ist in Breitenrichtung zwischen dem ersten Haltemechanismus 40 und dem ersten Element 62 angeordnet. Da vierte Element 74 über das Zwischenelement 68a am zweiten Element 64 montiert ist, ist das vierte Element 74 einstückig mit dem zweiten Element 64 beweglich. Das zweite Element 64 und das vierte Element 74 können jeweils als separate Elemente gebildet und an dem Zwischenelement 68b fixiert sein. Alternativ können das zweite Element 64, das vierte Element 74 und das Zwischenelement 68b einstückig gebildet sein.
Das dritte Element 72 und das vierte Element 74 positionieren den ersten Haltemechanismus 40 in der Mitte in der Breitenrichtung der Basis 21 durch Greifen des zu greifenden Gegenstands 50 (durch Greifen des ersten Haltemechanismus), wenn der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 maximal ist (s. 3 usw.). Das dritte Element 72 und das vierte Element 74 lösen den ersten Haltemechanismus 40 vom positionierten Zustand, wenn der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 kleiner ist als der maximale Abstand (s. 7(A) und 8).
(Beispiel für ein Arbeitsverfahren zum Halten des Wellpappkartons W)
Anschließend wird ein Beispiel für ein Arbeitsverfahren zum Halten des Wellpappkartons W unter Verwendung der Haltevorrichtung 20A der obigen Ausführungsform und des hiermit versehenen Roboters 10 anhand der 6 bis 8 erläutert. In diesem Beispiel des Arbeitsverfahrens wird der Fall erläutert, in dem die Haltevorrichtung 20A und der hiermit versehene Roboter 10 die Arbeit zum Halten und Transportieren eines auf der obersten Stufe liegenden Wellpappkartons W aus mehreren gestapelten Wellpappkartons W wiederholt. Um visuelle Komplikationen zu vermeiden, ist die Darstellung des Roboterarms 12 in den Zeichnungen 6 bis 8 weggelassen.
6 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten eines Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehalten ist, wobei (A) eine Darstellung bei der Positionierung der Haltevorrichtung oberhalb des Wellpappkartons, und (B) eine Darstellung bei Ausziehen eines Luftzylinders nach der Zeichnung (A), wodurch der Wellpappkarton durch den ersten Haltemechanismus festgesaugt und gehalten wird.
Zunächst wird, wie in 6(A) gezeigt, die Haltevorrichtung 20A durch Änderung der Körperhaltung des Roboterarms 12 oberhalb des Wellpappkartons W positioniert. Hierbei wird die Körperhaltung des Roboterarms 12 derart geändert, dass die Höhenrichtung der Haltevorrichtung 20A parallel zur vertikalen Richtung verläuft und der am Roboterarm 12 montierte Montageteil 28 über dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 positioniert ist.
Hierbei ist der Kolben 45 des Luftzylinders 42 zurückgezogen, wodurch die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h näher am Basisende als die Spitzen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 positioniert sind. Außerdem wird die Körperhaltung des Roboterarms 12 derart geändert, dass die Sauggreifer 48a bis 48h in Höhenrichtung jeweils einem der Wellpappkartons W an der obersten Stufe gegenüberliegen
Indem hierbei der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 auf einen maximalen Abstand festgelegt wird, wird ferner der Wellpappkarton W im Bereich zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 in Breitenrichtung positioniert. Indem der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 auf den maximalen Abstand festgelegt wird, greifen das dritte Element 72 und das vierte Element 74 den zu greifenden Gegenstand 50 und positionieren den ersten Haltemechanismus 40 in der Mitte in der Breitenrichtung der Basis 21 (d. h. an der Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20A, die in der Zeichnung durch eine Strichpunktlinie dargestellt ist). Daher überschneiden sich in 6(A) die Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20A und die Mittelachsenlinie L₂ des ersten Haltemechanismus 40.
In diesem Beispiel des Arbeitsverfahrens wird der Fall erläutert, dass in der in 6 dargestellten Vorderansicht der Haltevorrichtung 20A die Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20A und die Mittelachsenlinie L₂ des ersten Haltemechanismus 40 rechts von einer Mittellinie (nicht dargestellt) liegen, die sich in Höhenrichtung des zu haltenden Wellpappkartons W erstreckt. Dies ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt und die Mittellinien L₁ , L₂ können sich links von der Mittellinie positionieren oder mit dieser zusammenfallen, die sich in Höhenrichtung des Wellpappkartons W erstreckt. Auch in diesem Fall können die Haltevorrichtung 20A und der hiermit versehene Roboter 10 den Wellpappkarton W in ähnlicher Arbeitsweise halten und transportieren.
Als nächstes wird, wie in 6(B) gezeigt, der Kolben 45 des Luftzylinders 42 nach unten ausgedehnt, um die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h näher an der Spitze als die Spitzen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 zu positionieren, und die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h an die Oberseite des Wellpappkartons W anzulegen. Dann saugen sich die Sauggreifer 48a bis 48h an der Oberseite des Wellpappkartons W durch Unterdruck fest und halten den Wellpappkarton W Auf diese Weise wird im Beispiel dieser Arbeitsmethode der Wellpappkarton W an der obersten Stufe durch den ersten Haltemechanismus 40 gehalten.
7. ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, wobei (A) eine Darstellung des Zustands ist, in dem der Luftzylinder nach dem Festsaugen und Halten des Wellpappkartons durch den ersten Haltemechanismus wieder zusammengezogen ist, und (B) eine Darstellung während der Verringerung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element nach der Zeichnung (A) ist. 8 ist eine schematische Darstellung beim Abschluss der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 7(A) gezeigt, wird der Wellpappkarton W an der obersten Stufe durch den ersten Haltemechanismus 40 gehalten und danach der Kolben 45 des Luftzylinders 42 wieder zurückgezogen, um die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h näher am Basisende als die Spitzen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 zu positionieren, und den Wellpappkarton W zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 zu positionieren.
Weiterhin, wie in 7(B) gezeigt, dreht der Servomotor 61 das Ritzel 65, um den Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 unter den maximalen Abstand zu verringern. Auf diese Weise wird, indem der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W hält, der Luftzylinder 42 zurückgezogen wird und dann der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 verringert wird, wird eine äußere Kraft F entlang der Breitenrichtung durch das erste Element 62 (entweder das erste oder das zweite Element) über den Wellpappkarton W auf den ersten Haltemechanismus 40 aufgebracht. Der erste Haltemechanismus 40 bewegt sich dann einstückig mit dem ersten Element 62 (einem der obigen Elemente) und dem Werkstück, während der erste Haltemechanismus 40 von den sich in Breitenrichtung erstreckenden Führungselementen 30a, 30b geführt wird.
Wie in 8 gezeigt, bewegt sich die Mittelachsenlinie L₂ des ersten Haltemechanismus 40 nach rechts in der Zeichnung, und die Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20A und die in Höhenrichtung des Wellpappkartons W verlaufende Mittellinie fallen zusammen. Hierdurch kann der Wellpappkarton W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 eingeklemmt (mit anderen Worten, der Wellpappkarton W durch den zweiten Haltemechanismus 60 eingeklemmt) und gehalten werden.
Wie oben erwähnt, kann in diesem Beispiel eines Arbeitsverfahrens durch Verwendung der Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausfuhrungsform ein Wellpappkarton W durch zwei Haltemechanismen 40, 60 sicher gehalten werden (d. h. den ersten Haltemechanismus 40, der sich am Wellpappkarton W festsaugen und halten kann, und den zweiten Haltemechanismus 60, der den Wellpappkarton W einklemmen und halten kann).
In diesem Beispiel des Arbeitsverfahrens kann der Wellpappkarton W, der von der Haltevorrichtung 20A durch Festsaugen und Einklemmen gehalten wird, durch Änderung der Körperhaltung des Roboterarms 12 an einen anderen Ort transportiert werden. Beim Loslassen des von der Haltevorrichtung 20A gehaltenen Wellpappkartons W kann das Halten durch Einklemmen nach dem Lösen des Haltens durch Festsaugen gelöst werden, oder das Halten durch Festsaugen kann nach dem Lösen des Haltens durch Einklemmen gelöst werden, oder das Halten durch Festsaugen und das Halten durch Einklemmen können gleichzeitig gelöst werden.
Durch Wiederholung des Beispiels des obigen Arbeitsverfahrens können die Haltevorrichtung 20A und der hiermit versehene Roboter 10 die Arbeit zum Halten und Transportieren eines auf der obersten Stufe liegenden Wellpappkartons W aus mehreren gestapelten Wellpappkartons W wiederholen.
(Effekte)
Wenn bspw. die Roboterhand im obigen Patentdokument 1 ein Werkstück hält, indem ein Teil des Werkstücks, der von der in Höhenrichtung verlaufenden Mittellinie abweicht, mit einem Saugnapf festgesaugt wird, ist es notwendig, das vom Saugnapf gehaltene Werkstück einmal loszulassen und den Saugnapf in die richtige Position (d. h. auf die in Höhenrichtung verlaufenden Mittellinie des Werkstücks) zu setzen und danach das Werkstück wieder vom Saugnapf zu halten. D. h., die Roboterhand im obigen Patentdokument 1 muss eine komplizierte Bewegung beim Halten des Werkstücks vornehmen.
Demgegenüber kann die Haltevorrichtung 20A der obigen Ausführungsform, unabhängig davon, an welchem Teil der Oberseite des Wellpappkartons W sich die Sauggreifer 48a bis 48h den Wellpappkartons W festsaugen (unabhängig davon, welchen Teil des Werkstücks der erste Haltemechanismus hält), den Zustand des Haltens des Wellpappkartons W durch den ersten Haltemechanismus 40 beibehalten und den Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 verringern, um den Wellpappkartons W durch den zweiten Haltemechanismus 60 einzuklemmen und zu halten. Da der Wellpappkarton W durch Festsaugen und Einklemmen gehalten wird, kann die Haltekraft des Wellpappkartons W im Vergleich zu dem Fall, in dem der Wellpappkarton W entweder lediglich durch Festsaugen oder lediglich durch Einklemmen gehalten wird, verbessert werden. Folglich kann die Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform den Wellpappkarton W mit einer einfachen Bewegung sicher halten.
Außerdem ist es bei der Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform möglich, indem die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons W nach der Festlegung des Abstands zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 auf einen maximalen Abstand durch den ersten Haltemechanismus 40 vorgenommen wird, durch den positionierten ersten Haltemechanismus 40 zu verhindern, dass sich der erste Haltemechanismus 40 in Breitenrichtung zu bewegen, und dass das erste Element 62 und das zweite Element 64 gegen den Wellpappkarton W zu stoßen. Indem der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 auf einen Abstand verringert wird, der kleiner als der maximale Abstand ist, nachdem der Wellpappkarton W durch den ersten Haltemechanismus 40 gehalten wird, ist es möglich, den ersten Haltemechanismus 40 vom positionierten Zustand zu lösen und die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkarton W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 vorzunehmen. Hierdurch kann die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkartons W durch den zweiten Haltemechanismus 60 effizient ausgeführt werden, während der Zustand beibehalten wird, in dem der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W hält.
Weiterhin liegt in der obigen Ausführungsform der erste Haltemechanismus 40 an der Oberseite des Wellpappkartons Wan, um sich am Wellpappkarton W festzusaugen und zu halten, und der zweite Haltemechanismus 60 liegt an der rechten und der linken Seite des Wellpappkartons W an, um den Wellpappkarton W einzuklemmen und zu halten. Hierdurch ist es möglich, den Wellpappkarton W durch den ersten Haltemechanismus 40 und den zweiten Haltemechanismus 60 sicherer zu halten im Vergleich zum Fall, in dem der erste Haltemechanismus 40 an der Vorderseite des Wellpappkartons W anliegt, um sich am Wellpappkarton W festzusaugen und zu halten, und der zweite Haltemechanismus 60 an der Ober- und Unterseite des Wellpappkartons W anliegt, um den Wellpappkarton W einzuklemmen und zu halten.
In der Haltevorrichtung 20A der obigen Ausführungsform sind die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h näher am Basisende als die jeweiligen Spitzen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 positioniert, wenn der Luftzylinder 42 in einem zusammengezogenen Zustand ist, und die Spitzen der Sauggreifer 48a bis 48h sind näher an der Spitze als die jeweiligen Spitzen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 positioniert, wenn der Luftzylinder 42 in einem ausgedehnten Zustand ist. Hierdurch, wie in der obigen Ausführungsform, selbst wenn ein anderer Wellpappkarton W (ein anderes Objekt) neben dem Wellpappkarton W vorhanden ist, ist es möglich, den Wellpappkarton W durch eine einfache Bewegung sicher zu halten, ohne durch den anderen Wellpappkarton W gestört zu werden (d. h., während verhindert wird, dass das erste Element 62 und das zweite Element 64 gegen den anderen Wellpappkarton W stoßen).
(Abgewandeltes Beispiel)
Aus der obigen Erläuterung liegen dem Fachmann viele Verbesserungen und andere Ausführungsformen der Erfindung nahe. Die obige Erläuterung ist daher lediglich als Beispiel zu verstehen und dient dem Zweck, den Fachmann über die beste Art und Weise, die Erfindung durchzuführen, zu belehren. Die Einzelheiten der Struktur und/oder der Funktion können substantiell modifiziert werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Anhand von 9 wird eine weitere Art und Weise der Arbeit zum Halten eines Wellpappkartons durch eine Haltevorrichtung gemäß der obigen Ausführungsform erläutert. 9 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons in einer anderen Art und Weise durch die Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, wobei (A) eine Seitenansicht der Gesamtstruktur und (B) eine in 9(A) gezeigte IXB-Pfeilansicht ist.
In der obigen Ausführungsform wird der Fall erläutert, in dem sich der erste Haltemechanismus 40 an der Oberseite eines Wellpappkartons W (Werkstück) festsaugt und den Wellpappkarton W hält, und der zweite Haltemechanismus 60 an der rechten und der linken Seite des Wellpappkartons W anliegt und den Wellpappkarton W einklemmt und hält. Wie in 9 gezeigt, kann z. B. durch Drehen der Gelenkachse JT6 um 90° gegenüber dem in 1 gezeigten Zustand sich der erste Haltemechanismus 40 an der Vorderseite des Wellpappkartons W festsaugen, um den Wellpappkarton W zu halten, und der zweite Haltemechanismus 60 kann an der rechten und der linken Seite des Wellpappkartons W anliegen, um den Wellpappkarton W einzuklemmen und zu halten.
Alternativ können der Roboterarm 12 und die Haltevorrichtung 20 in die gleiche Körperhaltung wie in 1 gebracht werden, und dann kann sich der erste Haltemechanismus 40 an der Vorderseite des Wellpappkartons W festsaugen, um den Wellpappkarton W zu halten, und der zweite Haltemechanismus 60 kann an der Unterseite und der Oberseite des Wellpappkartons W anliegen, um den Wellpappkarton W einzuklemmen und zu halten.
(Erstes abgewandeltes Beispiel)
Anhand von 10 wird ein erstes abgewandeltes Beispiel der Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform erläutert. 10 ist eine Vorderansicht eines ersten abgewandelten Beispiels der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Haltevorrichtung 20B gemäß dem abgewandelten Beispiel ist mit der gleichen Ausbildung wie die Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform, abgesehen davon, dass die Haltevorrichtung 20B Federelemente 80a, 80b (elastische Körper) und Federfixierelemente 82a, 82b anstelle des zu greifenden Gegenstands 50, des dritten Elements 72 und des vierten Elements 74 aufweist. Daher werden die gleichen Teile mit den gleichen Referenznummern versehen und gleiche Erläuterungen werden nicht wiederholt.
Wie in 10 gezeigt, ist die Haltevorrichtung 20B gemäß dem abgewandelten Beispiel mit einem Federfixierelement 82a, das sich vom rechten Ende der Unterseite der Basis 21 (der Teil, der sich in der Vorderansicht von 10 auf der linken Seite des Papiers positioniert) nach unten erstreckt, und einem Federelement 80a, dessen eines Ende am linken Ende des Federfixierelements 82a und dessen anderes Ende am rechten Ende der Spitze des Zylinderkörpers 43 montiert ist, zusätzlich versehen.
Außerdem ist die Haltevorrichtung 20B gemäß dem abgewandelten Beispiel mit einem Federfixierelement 82b, das sich vom linken Ende der Unterseite der Basis 21 (der Teil, der sich in der Vorderansicht von 10 auf der rechten Seite des Papiers positioniert) nach unten erstreckt, und einem Federelement 80b, dessen eines Ende am rechten Ende des Federfixierelements 82b und dessen anderes Ende am linken Ende der Spitze des Zylinderkörpers 43 montiert ist, zusätzlich versehen.
Im vorliegenden abgewandelten Beispiel weisen die Federelemente 80a, 80b jeweils die gleiche Form und die gleiche Federkonstante auf. Wenn keine äußere Kraft auf den ersten Haltemechanismus 40 aufgebracht wird, wird der erste Haltemechanismus 40 durch eine zusammenziehende elastische Kraft des Federelements 80a in Richtung des ersten Elements 62 gezogen. Der erste Haltemechanismus 40 wird durch eine zusammenziehende elastische Kraft des Federelements 80b ebenfalls in Richtung des zweiten Elements 64 gezogen.
Wenn keine äußere Kraft auf den ersten Haltemechanismus 40 aufgebracht wird, gleichen sich die zusammenziehende elastische Kraft des Federelements 80a und die zusammenziehende elastische Kraft des Federelements 80b aus. Daher wird der erste Haltemechanismus 40 in der Mitte der Breitenrichtung der Basis 21 positioniert (d. h. auf der Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20B, die in der Zeichnung durch die Strichpunktlinie dargestellt ist). Daher überschneiden sich in 10 die Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20B und die Mittelachsenlinie L₂ des ersten Haltemechanismus 40.
Anschließend wird anhand von 11 ein Beispiel für ein Arbeitsverfahren zum Halten eines Wellpappkartons W unter Verwendung der Haltevorrichtung 20B und eines hiermit versehenen Roboters gemäß dem obigen abgewandelten Beispiel erläutert. 11 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons im ersten abgewandelten Beispiel der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird, wobei (A) eine Darstellung während der Verringerung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ist, und (B) eine Darstellung beim Abschluss der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung ist.
Im Beispiel dieses Arbeitsverfahrens ist der Ablauf vom Halten eines Wellpappkartons W durch Festsaugen durch den ersten Haltemechanismus 40 bis zum Zurückziehen des Luftzylinders 42 gleich wie bei dem in den 6 bis 8 erläuterten Beispiel eines Arbeitsverfahrens mit der Haltevorrichtung 20A. Dementsprechend werden die gleichen Erläuterungen und Darstellungen nicht wiederholt. Um visuelle Komplikationen zu vermeiden, wird die Darstellung der Roboterarm in 11 weggelassen.
Wie in 11(A) gezeigt, indem der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W hält, der Luftzylinder 42 zurückgezogen wird und dann der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 verringert wird, wird eine äußere Kraft F entlang der Breitenrichtung durch das erste Element 62 (entweder das erste oder das zweite Element) über den Wellpappkarton W auf den ersten Haltemechanismus 40 aufgebracht. Dann bewegt sich der erste Haltemechanismus 40 einstückig mit dem ersten Element 62 (einem der obigen Elemente) und dem Wellpappkarton W gegen die zusammenziehende elastische Kraft des Federelements 80a, während der erste Haltemechanismus 40 durch die sich in Breitenrichtung erstreckenden Führungselemente 30a, 30b geführt wird.
Wie in 11(B) gezeigt, bewegt sich ferner die Mittelachsenlinie L₂ des ersten Haltemechanismus 40 nach rechts in der Zeichnung, und die Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20A und die in Höhenrichtung des Wellpappkartons W verlaufende Mittellinie fallen zusammen. Hierdurch kann der Wellpappkarton W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 eingeklemmt (mit anderen Worten, der Wellpappkarton W durch den zweiten Haltemechanismus 60 eingeklemmt) und gehalten werden.
Wie oben beschrieben, ist es auch bei der Verwendung der Haltevorrichtung 20B gemäß dem obigen ersten abgewandelten Beispiel auf die gleiche Weise wie bei der Verwendung der Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform (mit anderen Worten, auch bei Verwendung von Federelementen 80a, 80b anstelle des zu greifenden Gegenstands 50, des dritten Elements 72 und des vierten Elements 74) möglich, durch den positionierten ersten Haltemechanismus 40 zu verhindern, dass sich der erste Haltemechanismus 40 in Breitenrichtung bewegt. Außerdem ist es möglich, die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkartons W durch den zweiten Haltemechanismus 60 effizient vorzunehmen, während der Zustand, in dem der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W hält, beibehalten wird.
(Zweites abgewandeltes Beispiel)
Anhand von 12 wird ein zweites abgewandeltes Beispiel der Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform erläutert. 12 ist eine schematische Darstellung der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons im zweiten abgewandelten Beispiel der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gesehen von der Vorderendseite der Haltevorrichtung, wobei (A) eine Darstellung während der Verringerung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element, und (B) eine Darstellung beim Abschluss der Arbeit zum Halten des Wellpappkartons durch die Haltevorrichtung ist. Die Haltevorrichtung 20C gemäß dem abgewandelten Beispiel ist mit der gleichen Struktur wie die Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform versehen, abgesehen von den Strukturen des Führungselements 30, des ersten Haltemechanismus 40, des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64. Daher werden die gleichen Teile mit den gleichen Referenznummern versehen und gleiche Erläuterungen werden nicht wiederholt.
Wie in 12 gezeigt, sind im vorliegenden abgewandelten Beispiel das erste Element 62 und das zweite Element 64, von der Spitzenseite der Haltevorrichtung 20C aus gesehen, jeweils L-förmig gebildet. Auch im vorliegenden abgewandelten Beispiel sind mehrere Führungselemente 30 in einer gitterartigen Anordnung vorgesehen (nicht dargestellt). Mit den mehreren Führungselementen 30, die auf diese Weise angeordnet sind, kann sich der erste Haltemechanismus 40, der in 12 in gestrichelten Linien dargestellt ist, durch Aufbringen einer äußeren Kraft zusätzlich in Breitenrichtung (erste Richtung) auch in Tiefenrichtung bewegen, während der erste Haltemechanismus 40 durch die mehreren Führungselemente 30 geführt wird. Im vorliegenden abgewandelten Beispiel ist ferner der erste Haltemechanismus 40 mit der in Höhenrichtung verlaufenden Achse (d. h. der Achse des Luftzylinders 42) als Drehachse drehbar.
Durch die obige Ausbildung kann die Haltevorrichtung 20C gemäß dem vorliegenden abgewandelten Beispiel die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons W auf die folgende Art und Weise vornehmen. Im Beispiel dieses Arbeitsverfahrens ist der Ablauf vom Halten eines Wellpappkartons W durch Festsaugen durch den ersten Haltemechanismus 40 bis zum Zurückziehen des Luftzylinders 42 gleich wie bei dem in den 6 bis 8 erläuterten Beispiel eines Arbeitsverfahrens. Dementsprechend werden die gleichen Erläuterungen und Darstellungen nicht wiederholt.
Wie in 12(A) gezeigt, indem der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W hält, der Luftzylinder 42 zurückgezogen wird, und dann der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 verringert wird, wird eine äußere Kraft durch das zweite Element 64 (eines der ersten und zweiten Elemente) über den Wellpappkarton W auf den ersten Haltemechanismus 40 aufgebracht.
Wie in 12(B) gezeigt, wird der Wellpappkarton W bei abnehmendem Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 auf die jeweiligen Innenflächen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 geführt, die Position und der Körperhaltung des Wellpappkartons W werden korrigiert, und die Mittellinie L₁ der Haltevorrichtung 20C und die in Höhenrichtung verlaufende Mittellinie des Wellpappkartons W (nicht dargestellt) fallen zusammen. Hierdurch kann der Wellpappkarton W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 eingeklemmt (mit anderen Worten, der Wellpappkarton W durch den zweiten Haltemechanismus 60 eingeklemmt) und gehalten werden.
Auf den ersten Haltemechanismus 40 wird eine äußere Kraft vom ersten Element 62 und zweiten Element 64 über den Wellpappkarton W aufgebracht, während der Wellpappkarton W auf die jeweiligen Innenflächen des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 geführt wird. Der erste Haltemechanismus 40 bewegt sich durch Aufbringen der äußeren Kraft auf diese Weise sowohl in Breitenrichtung (erste Richtung) als auch in Tiefenrichtung und dreht sich mit der Achse als Drehachse, die sich in Höhenrichtung erstreckt, während die Oberseite des Wellpappkartons W festgesaugt wird und der gehaltene Zustand beibehalten wird.
Auf die obige Weise geht der erste Haltemechanismus 40 von dem in 12(A) gezeigten Zustand (d. h. die in Höhenrichtung des ersten Haltemechanismus 40 verlaufende Achsenlinie fällt mit der Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20C zusammen) zu dem in 12(B) gezeigten Zustand (d. h. die in Höhenrichtung des ersten Haltemechanismus 40 verlaufende Achsenlinie weicht von der Mittelachsenlinie L₁ der Haltevorrichtung 20C ab) über.
(Drittes abgewandeltes Beispiel)
Anhand von 13 wird ein drittes abgewandeltes Beispiel der Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform erläutert. 13 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die Arbeit zum Halten des Wellpappkartons im vierten abgewandelten Beispiel der Haltevorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird. Die Haltevorrichtung 20D gemäß dem abgewandelten Beispiel ist mit der gleichen Struktur wie die Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform, abgesehen von der Struktur des ersten Haltemechanismus 40. Daher werden die gleichen Teile mit den gleichen Referenznummern versehen und gleiche Erläuterungen werden nicht wiederholt.
Im vorliegenden abgewandelten Beispiel weist der erste Haltemechanismus 40 ein plattenförmiges Basiselement 49a und Gleitstücke 49b, 49c auf, die jeweils plattenförmig gebildet und gleitend am Basiselement 49a montiert sind. Das Basiselement 49a ist zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 in Breitenrichtung derart angeordnet, dass die Längsrichtung seiner Hauptfläche mit der Tiefenrichtung der Haltevorrichtung 20D, die Breitenrichtung seiner Hauptfläche mit der Breitenrichtung der Haltevorrichtung 20D und seine Dickenrichtung mit der Höhenrichtung der Haltevorrichtung 20D zusammenfällt.
Das Basiselement 49a weist ein Hauptelement 56 auf, das in der Mitte seiner Oberseite vorgesehen ist. Das Hauptelement 56 weist einen ersten Teil, der in der Mitte der Oberseite des Basiselements 49a fixiert ist, einen zweiten Teil, der sich in Höhenrichtung von einer Kante in der Längsrichtung des ersten Teils erstreckt, die mit der Tiefenrichtung der Haltevorrichtung 20D zusammenfällt, und einen dritten Teil auf, der sich in Höhenrichtung von der anderen Kante in der Längsrichtung des ersten Teils erstreckt.
Am Vorderende des zweiten Teils des Basiselements 49a ist ein Gleitelement 57a gleitend an dem sich in Breitenrichtung der Haltevorrichtung 20D erstreckenden Führungselement 30a montiert. Am Vorderende des dritten Teils des Basiselements 49a ist ein Gleitelement 57b gleitend an dem sich in Breitenrichtung der Haltevorrichtung 20D erstreckenden Führungselement 30b montiert.
Die Gleitstücke 49b, 49c sind jeweils an der Unterseite des Basiselements 49a derart montiert, dass die Längsrichtung ihrer Hauptfläche mit der Höhenrichtung der Haltevorrichtung 20D, die Breitenrichtung ihrer Hauptfläche mit der Breitenrichtung der Haltevorrichtung 20D und ihre Dickenrichtung mit der Tiefenrichtung der Haltevorrichtung 20D zusammenfällt. Im vorliegenden abgewandelten Beispiel kann der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W durch die Gleitstücke 49b, 49c einklemmen und halten, indem der Abstand zwischen den Gleitstücken 49b, 49c in Tiefenrichtung der Haltevorrichtung 20D mit Hilfe eines Servomotors (nicht dargestellt) geändert wird. Der vorgenannte Servomotor kann von der Robotersteuerung 16 (in 13 nicht dargestellt) im Betrieb gesteuert werden.
Wie oben erläutert, ist der erste Haltemechanismus 40 nicht darauf beschränkt, den Wellpappkarton W (Werkstück) durch Festsaugen mit Unterdruck zu halten, sondern kann den Wellpappkarton W durch Einklemmen halten. Hierbei, wie im vorliegenden abgewandelten Beispiel, ist es bevorzugt, dass der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W in Tiefenrichtung orthogonal zu der Breitenrichtung (erste Richtung) halten, in der der zweite Haltemechanismus 60 den Wellpappkarton W hält. Der erste Haltemechanismus 40 ist jedoch nicht auf den obigen Fall beschränkt und kann das Werkstück durch Durchstechen mit einer Nadel oder in einer sonstigen Art und Weise halten.
(Sonstiges abgewandeltes Beispiel)
In der obigen Ausführungsform wird der Fall erläutert, in dem sich die Haltevorrichtung 20A am Wellpappkarton W (Werkstück) festsaugt und einklemmt, um den Wellpappkarton W zu halten. Hierdurch kann die Haltevorrichtung 20A gemäß der obigen Ausführungsform das betreffende Werkstück auch dann sicher halten, wenn das Werkstück nicht zum Festsaugen geeignet ist, weil es z. B. mit einer Luftpolsterfolie verpackt ist, oder das Werkstück aufgrund seiner komplexen Form nicht zum Einklemmen geeignet ist, da die Haltevorrichtung 20A das Werkstück nicht lediglich durch Einklemmen, sondern auch durch Festsaugen hält. Die Haltevorrichtung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und es ist auch möglich, die Haltevorrichtung zu verwenden, indem zwischen dem Halten durch Festsaugen und dem Halten durch Einklemmen gewechselt wird.
In der obigen Ausführungsform wird der Fall erläutert, in dem die Basis 21 in Form eines hohlen Quaders gebildet ist und auf jeder der fünf Flächen abgesehen von der quaderförmigen Oberseite Öffnungen gebildet sind. Die Basis ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und die Basis kann aus einer sechseckigen Grundplatte und einer Deckplatte, die in der Dickenrichtung gesehen die gleiche Form und Größe aufweisen, und vier Säulen bestehen, die sich in Höhenrichtung erstrecken, um die Grundplatte und die Deckplatte zu verbinden, oder kann eine sonstige Struktur aufweisen.
In den obigen Ausführungsformen und einem ersten abgewandelten Beispiel wird der Fall erläutert, in dem der erste Haltemechanismus 40 in der Mitte der Breitenrichtung der Basis 21 in einem Zustand positioniert ist, in dem keine äußere Kraft aufgebracht wird. Dies ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und der erste Haltemechanismus 40 kann in einem Zustand, in dem keine äußere Kraft aufgebracht wird, an einer Position positioniert werden, die von der Mitte der Breitenrichtung der Basis 21 abweicht. Es ist ferner auch möglich, dass der erste Haltemechanismus 40 nicht positioniert ist. Hierdurch ist keine Ausbildung zur Positionierung des ersten Haltemechanismus 40 mehr erforderlich, so dass eine Vereinfachung der Struktur der Haltevorrichtung möglich ist.
In den obigen Ausführungsformen und den abgewandelten Beispielen wird der Fall erläutert, in dem der Dehnungsteil als Luftzylinder 42 ausgebildet ist. Dies ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und der Dehnungsteil kann als linearer Bewegungsmechanismus, der z. B. durch einen Servomotor zur Dehnungsbewegung in Höhenrichtung angetrieben wird, oder als sonstiger Mechanismus ausgebildet werden.
In den obigen Ausführungsformen und den abgewandelten Beispielen wird der Fall erläutert, in dem die Robotersteuerung 16 feststellt, dass, wenn der im Rückkopplungswert des Servomotors 61 enthaltene Stromwert größer als ein vorgegebener Stromwert ist, die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkartons W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 abgeschlossen ist. Dies ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und es ist auch möglich, dass ein Außenkraftsensor zum Erfassen einer auf das erste Element 62 aufgebrachten äußeren Kraft an dem ersten Element 62 montiert und ein ähnlicher Außenkraftsensor auch an dem zweiten Element 64 montiert wird, und die Robotersteuerung 16 auf der Basis der Erfassungswerte dieser Außenkraftsensoren feststellt, dass die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkartons W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 abgeschlossen ist.
Ein anderer Sensor als ein Außenkraftsensor (z. B. ein Kontaktsensor usw.) kann an dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 montiert sein, und die Robotersteuerung 16 kann auf der Basis der Erfassungswerte dieser Außenkraftsensoren feststellen, dass die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkartons W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 abgeschlossen ist.
Der Außenkraftsensor oder ein anderer Sensor muss nicht sowohl am ersten Element 62 als auch am zweiten Element 64, sondern lediglich an mindestens einem des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 vorgesehen sein. Dann kann die Robotersteuerung 16 auf der Basis des Sensors, der an mindestens einem des ersten Elements 62 und des zweiten Elements 64 vorgesehen, feststellen, dass die Arbeit zum Einklemmen und Halten des Wellpappkartons W durch das erste Element 62 und das zweite Element 64 abgeschlossen ist.
In den obigen Ausführungsformen und den abgewandelten Beispielen wird der Fall erläutert, in dem die Haltevorrichtungen 20A bis 20D jeweils als eine Hand des Roboters 10 zum Halten und Transportieren eines quaderförmigen Wellpappkartons W (Werk) ausgebildet sind. Die Haltevorrichtung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und die Haltevorrichtung kann als Roboterhand ausgebildet werden, um bspw. einen Wellpappkarton in einer Würfelform, in Form eines polygonalen Prismas außer dem Vierkantpfosten, eines Zylinders oder einer anderen Form zu halten und zu transportieren, oder als Roboterhand zum Halten und Transportieren von Werkstücken, die keine vorgegebene Form aufweisen (z. B. Lebensmittel wie Frittiertes oder Gebackenes oder Steine usw.), oder als Roboterhand zum Halten und Transportieren anderer Werkstücke ausgebildet werden.
In den obigen Ausführungsformen und den abgewandelten Beispielen wird der Fall erläutert, in dem der erste Haltemechanismus 40 durch die Führungselemente 30a, 30b geführt wird und in Breitenrichtung gleiten kann, indem ein Gleitkörper 55 vorgesehen ist. Dies ist jedoch nicht auf den Fall beschränkt, und der erste Haltemechanismus kann ein Rad anstelle des Gleitkörpers 55 aufweisen und durch die Führungselemente geführt werden und sich in Breitenrichtung bewegen, indem das Rad durch das Führungselement geführt wird und sich in Breitenrichtung bewegt, oder kann durch Führungselemente in einer anderen Art und Weise geführt werden und sich in Breitenrichtung bewegen.
In den obigen Ausführungsformen und den abgewandelten Beispielen wird der Fall erläutert, in dem der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W hält und dann der Luftzylinder 42 zusammengezogen wird und danach sich der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 verringert. Der Abstand zwischen dem ersten Element 62 und dem zweiten Element 64 kann jedoch auch verringert werden, so dass das erste Element 62 und das zweite Element 64 nicht gegen den Wellpappkarton W stoßen, während der erste Haltemechanismus 40 den Wellpappkarton W hält und der Luftzylinder 42 zurückgezogen wird.
In den obigen Ausführungsformen und den abgewandelten Beispielen wird der Fall erläutert, in dem die Haltevorrichtungen 20Abis 20D als Hand eines Roboters 10 ausgebildet sind, der ein vertikaler Gelenkroboter ist. Die Haltevorrichtung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt und kann bspw. als Hand eines horizontalen Gelenkroboters, als Hand eines Polarkoordinatenroboters, als Hand eines Zylinderkoordinatenroboters oder als Hand eines rechtwinkligen Koordinatenroboters ausgebildet sein, oder kann auch als Hand eines zylindrischen Koordinatenroboters, eines rechtwinkligen Koordinatenroboters, oder eines sonstigen Roboters ausgebildet werden.
In den obigen Ausführungsformen und den abgewandelten Beispielen wird der Fall erläutert, in dem die Haltevorrichtungen 20A bis 20D jeweils als eine Hand eines Roboters 10 ausgebildet sind. Dies ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und die Haltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann z. B. von einer Decke abgehängt werden, so dass sich die Haltevorrichtung entlang der Decke bewegen kann, oder kann in einer anderen Art und Weise verwendet werden.
Bezugszeichenliste

10: Roboter

11: Sockel
12: Roboterarm
14: Glied
15: Servomotor
16: Robotersteuerung
17: Speicher
18: Prozessor
20: Haltevorrichtung
21: Basis
28: Montageteil
30: Führungselement
40: erster Haltemechanismus
42: Luftzylinder
43: Zylinderkörper
45: Kolben
48: Sauggreifer
49a: Basiselement
49b, 49c: Gleitstück
50: zu greifender Gegenstand
51: erstes plattenförmiges Element
52: zweites plattenförmiges Element
53: drittes plattenförmiges Element
55: Gleitkörper
56: Hauptelement
57: Gleitelement
60: zweiter Haltemechanismus
61: Servomotor
62: erstes Element
64: zweites Element
65: Ritzel
66: Zahnstange
68: Zwischenelement
72: drittes Element
74: viertes Element
80: Federelement
L1: Mittelachse der Haltevorrichtung
L2: Mittelachse des ersten Haltemechanismus
F: äußere Kraft
JT: Gelenkachse
W: Wellpappkarton

Claims

Haltevorrichtung zum Halten eines Werkstücks, gekennzeichnet durch: eine Basis, ein Führungselement, das an der Basis montiert ist und sich in einer ersten Richtung erstreckt, einen ersten Haltemechanismus, der durch Aufbringen einer äußeren Kraft von dem Führungselement geführt wird, sich in der ersten Richtung bewegen kann und das Werkstück halten kann, und einen zweiten Haltemechanismus, der ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, die sich jeweils über den ersten Haltemechanismus in der ersten Richtung gegenüberliegen und sich jeweils in Bezug auf die Basis bewegen können, indem das erste Element und das zweite Element von einem Aktuator angetrieben werden, wobei das erste Element und das zweite Element durch Änderung des Abstands zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element in der ersten Richtung das Werkstück einklemmen und halten können.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend: ein drittes Element, das einstückig mit dem ersten Element beweglich ist und zwischen dem ersten Haltemechanismus und dem zweiten Element in der ersten Richtung angeordnet ist, und ein viertes Element, das einstückig mit dem zweiten Element beweglich ist und zwischen dem ersten Haltemechanismus und dem ersten Element in der ersten Richtung angeordnet ist, wobei das dritte und das vierte Element durch Greifen des ersten Haltemechanismus den ersten Haltemechanismus in der ersten Richtung positioniert, wenn der Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element maximal ist, und den ersten Haltemechanismus vom positionierten Zustand löst, wenn der Abstand zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element kleiner ist als der maximale Abstand.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Haltemechanismus am oberen Teil des Werkstücks anliegen und das Werkstück halten kann, und der zweite Haltemechanismus das Werkstück einklemmen und halten kann, indem das erste Element an einen ersten Teil des Seitenteils des Werkstücks, der auf einer Seite in der ersten Richtung positioniert ist, angelegt wird und das zweite Element an einen zweiten Teil des Seitenteils des Werkstücks, der auf der anderen Seite in der ersten Richtung positioniert ist, angelegt wird.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Haltemechanismus das Werkstück durch Festsaugen mit Unterdruck halten kann.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Haltemechanismus einen Dehnungsteil, der sich in einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung ausdehnen und zusammenziehen kann, und einen Halteteil aufweist, der an der Spitze des Dehnungsteils vorgesehen ist und zum Halten des Werkstücks dient, wobei, wenn der Dehnungsteil im zusammengezogenen Zustand ist, die Spitze des Halteteils näher am Basisende als die jeweiligen Spitzen des ersten Elementes und des zweiten Elementes positioniert ist, und, wenn der Dehnungsteil im ausgedehnten Zustand ist, die Spitze des Halteteils näher an der Spitze als die jeweiligen Spitze des ersten und des zweiten Elements positioniert ist.
Roboter, gekennzeichnet durch: eine Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einen Roboterarm, an dessen Spitze die Haltevorrichtung vorgesehen ist, und der mindestens eine Gelenkachse aufweist.
Roboter nach Anspruch 6, wobei an der mindestens einen Gelenkachse ein erster Servomotor vorgesehen ist, um sich selbst rotatorisch anzutreiben, der Aktuator zum Antrieb des ersten Elementes und des zweiten Elementes als zweiter Servomotor ausgebildet ist, und eine Robotersteuerung zum Servosteuern jedes des ersten und des zweiten Servomotors zusätzlich vorgesehen ist.