JP2003080486A - ロボットハンド及びその把持方法並びにその制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットハンド及び把持方法において、種々
の形状の把持対象物を安定的に把持するとともに、十分
な保持力を確保して組立作業や分解作業を確実に行い、
コンプライアンス機能を持たせる。 【解決手段】 フィンガ２ａ，２ｂによりワークを挟持
するロボットハンド５において、フィンガ２ａ，２ｂの
ワークとの接触部に粉体を封入可能な複数の独立した粉
体ホルダ３を設け、各粉体ホルダ３に対応した粉体の供
給及び排出を行う粉体給排手段３２と、粉体の流量を検
出する流量検知手段３３と、粉体給排手段３２を制御
し、流量検知手段３３の検出値に基づいて各粉体ホルダ
３の粉体封入量を制御する封入量制御手段３４を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、把持対象物を把
持して組立及び分解を行うロボットハンドに関し、特に
把持対象物を安定的に把持し、また組立や分解の際に生
じ得る誤差を吸収する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から把持対象物（ワーク）を把持し
て所定の組立作業や分解作業を行うロボットハンドが知
られている。このようなロボットハンドにより組立作業
や分解作業を行うには、把持対象物を安定的に把持し、
その誤差や位置決め誤差を吸収する必要がある。ロボッ
トハンドに把持対象物を安定的に把持させるためにはそ
のフィンガを特定の形状にしたり、あるいはその姿勢を
変化させたりすることにより把持対象物を機械的に拘束
することに加え、フィンガと把持対象物の表面との摩擦
で把持対象物を固定することが考えられる。そのための
方法にフィンガの表面をゴム等の弾性材料で構成し、そ
の変形と摩擦とによって把持対象物を把持したり、把持
対象物の形状に対応した形状のフィンガを持つハンドで
把持するという方法がある。しかし、フィンガの表面を
弾性材料で構成すると、形状の複雑な把持対象物を把持
しようとしたときに弾性材料の変形量だけではフィンガ
の先端が把持対象物の形状に倣う（追従する）ことがで
きず、把持が不安定になることがあった。また、フィン
ガの形状を把持対象物の形状に対応させる方法では、把
持対象物ごとにフィンガあるいはハンドを用意して把持
対象物ごとにその都度交換しなければならず、余計なコ
ストがかかるばかりか交換作業に要する時間が大きくな
るという問題があった。

【０００３】一方、誤差を吸収する方法としては、リス
ト部に設けたコンプライアンス機構を介してアームとハ
ンドを接続することによって誤差を吸収する方法が一般
的である。しかし、この方法の場合、コンプライアンス
機構を設けていることによりリストの可動部からハンド
先端までの距離が大きくなって振動しやすく、ハンド先
端での微小な動きが難しくなるという問題があった。以
上のようなことから、把持対象物ごとにフィンガあるい
はハンドを交換することなく形状の複雑な把持対象物を
安定的に把持し、把持対象物の誤差や位置決め誤差を吸
収できるロボットハンドに関し、例えば特許第２６９９
５２０号公報と、特開平８−２９４８８５号公報とがあ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特許第２６９９５２０
号公報には、アームの先端に２つ以上のフィンガを有す
るハンドにおいて、フィンガの先端部にワークを保持す
るための流動性磁性粉体を封入した袋部を設けたロボッ
トが開示されている。このロボットは、ワークを挟持し
て組立作業を行う際、一旦その流動性磁性粉体を非磁化
させ袋部を軟化させてワークの形状に対応して変形し、
その後、磁化させ袋部を硬化させることによってワーク
を把持するようになっている。そのため、このロボット
は、磁界の作用で機能が影響を受けるワークを把持でき
ないという欠点があった。また、このロボットは、組立
作業の際にワークの引っ掛かりや傾きを検知するため、
ワークを把持した状態でそれに加わる荷重を検知するよ
うになっていて、その検知値からワークの引っ掛かりや
傾きを検知した時に組立作業を停止させ、流動性磁性粉
体を非磁化し軟化させた状態でフィンガを振ることによ
って、ワークの姿勢を修正し再び流動性磁性粉体を磁化
して組立作業を開始する。しかし、こうすると、ワーク
を把持しているときに流動性磁性粉体を軟化させること
になるから、その把持が不安定になりやすく、ワークを
落としてしまうおそれもある。また、流動性磁性粉体は
弾性が小さいため軟化させてフィンガを振っても、ワー
クが所望の姿勢に戻らないおそれもある。

【０００５】一方、特開平８−２９４８８５号公報に
は、ロボットハンドの指面に複数のエアバックを装着し
てそのエアバックへの供給圧力を一定とし、ワークの把
持動作によりそのエアバックを収縮変形させてワークと
エアバックの接触面積を拡大するようにしたロボットハ
ンドが記載されている。このロボットハンドは、エアバ
ックの働きによりワークとの接触面積が大きくはなる
が、エアバック内の流体にエアーを用いるので追従性が
あまく、ワークを正確に位置決めできないおそれがあっ
た。そのエアーの内圧を上げた状態で用いると想定され
るシリコンやゴムではエアバックが変形するが、それ以
上変形しない厚さになると接触面積が大きくならない可
能性がある。しかし、接触面積が多少増えても、ワーク
（例えば部品）の形状に完全に倣う(対応する)状態には
ならないため、組立反力に耐えることができず、正常な
組立ができないおそれがあった。この発明は、上記の問
題点を解決するためになされたもので、ロボットハンド
及び把持方法において、種々の形状の把持対象物を安定
的に把持するとともに、十分な保持力を確保して組立作
業や分解作業を確実に行い、コンプライアンス機能を持
たせたることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、２本以上のフィンガにより把持対象物
を所定の力で挟持するロボットハンドにおいて、少なく
とも１本以上のフィンガが把持対象物の形状に合わせて
変形し、該フィンガの変形状態を維持し得るように構成
されていることを特徴とするものである。このロボット
ハンドは、変形したフィンガの形状により把持対象物を
機械的に拘束することができ、種々の形状の把持対象物
を安定的に把持することができる。また、上記フィンガ
が、把持対象物との接触部に粉体を封入可能な複数の独
立した粉体ホルダを有し、その各粉体ホルダに対応した
粉体の供給及び排出を行う粉体給排手段と、粉体給排手
段を制御する制御手段とを設けたロボットハンドとして
もよい。

【０００７】粉体の流量を検出する検出手段と、その手
段の検出値に基づき上記各粉体ホルダの粉体封入量を制
御する封入量制御手段とを設けてもよい。さらに、既知
の把持対象物の形状及び把持作業に合わせて選択的に上
記各粉体ホルダの粉体の供給及び排出を行うように構成
されているロボットハンドとしてもよい。このロボット
ハンドによれば、既知はもとより未知の物体をも含む種
々の形状の把持対象物を安定的に把持することができ
る。そして、把持対象物と上記フィンガとの接触状態を
検知する接触検知手段と、該手段の検知結果によって、
上記各粉体ホルダの粉体封入量の過不足を判断する封入
量判断手段を設けてもよい。このロボットハンドによれ
ば、フィンガと物体との接触状態を検出して、既知はも
とより未知の物体をも含む種々の形状の把持対象物を安
定的に把持することができる。

【０００８】またこの発明は、把持対象物との接触部に
粉体を封入可能な複数の独立した粉体ホルダを有する２
本以上のフィンガにより把持対象物を挟持するロボット
ハンドの把持方法において、把持対象物とフィンガとの
接触状態を検知する接触検知工程と、該工程の検知結果
によって、上記粉体ホルダの粉体封入量の過不足を判断
する封入量判断工程とを有するロボットハンドの把持方
法も提供する。上記接触検知工程は、把持対象物とフィ
ンガとの接触状態を両者の接触力により検知するのが好
ましい。

【０００９】また、上記封入量判断工程は、把持対象物
とフィンガの接触力が前記すべてのフィンガで均等にな
るようにして、上記各粉体ホルダへの粉体封入量の過不
足を判断するのがよい。把持対象物の把持作業時に、上
記接触検知工程の検知結果が上記すべてのフィンガで均
等になるように把持対象物を操る工程を有するとよい。
さらに、この発明は、把持対象物との接触部に粉体を封
入可能な複数の独立した粉体ホルダを有する２本以上の
フィンガにより把持対象物を挟持するロボットハンドの
制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体であって、把持対象物とフィンガとの接触状態
を検知する接触検知機能と、その機能の検知結果によっ
て、上記粉体ホルダの粉体封入量の過不足を判断する機
能をコンピュータに実現させるプログラムを含むロボッ
トハンドの制御プログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体も提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明による
ロボットハンド５の構成を模式的に示す図である。ロボ
ットハンド５は、図に示すように、ハンド１と、フィン
ガ２と、粉体ホルダ３とを有し、粉体チューブ３１と、
粉体給排手段３２と、流量検知手段３３と、封入量制御
手段３４とを有している。ハンド１は、モータ及び歯車
等からなる機構を内蔵していて、フィンガ２の間隔を狭
めたり広げたりしながらワークを把持させる動作を実行
する。フィンガ２は、相対立して配置され接近及び離反
するように動作する２本のフィンガ２ａ，２ｂからなっ
ていて、ワークと接触する接触面に微小粒径の粉体が封
入可能な独立した粉体ホルダ３が複数設けられ、各粉体
ホルダ３の粉体の封入量（粉体封入量）が調整されて把
持対象物の形状に合わせて変形するように構成されてい
る。このような構成により、ロボットハンド５はフィン
ガをワークの形状に対応して変形させてワークを機械的
に拘束することができて、種々の形状のワークを安定的
に把持することができるようになっている。なお、この
点については後に詳しく説明する。

【００１１】各粉体ホルダ３は粉体チューブ３１を介し
て粉体給排手段３２と連結され、把持状態が安定するよ
うにワークの形状や把持作業に対応して粉体の供給及び
排出の制御により粉体封入量が制御され、それによって
各フィンガ２ａ，２ｂの接触面が変形しかつその変形状
態が維持されるようになっている。また、各粉体ホルダ
３は、物体との接触の境界領域に存在するため、ハンド
１の挟持動作でワークから受ける反力により内部を粉体
が移動することによってその形状に倣うように変形す
る。これによってワークが安定的に把持される。粉体チ
ューブ３１は各粉体ホルダ３と粉体給排手段３２とを連
結するチューブで、粉体給排手段３２から粉体ホルダ３
への粉体の供給及び粉体ホルダ３から粉体給排手段３２
への排出を行う際に粉体が通過する。粉体給排手段３２
は粉体チューブ３１を通じて各粉体ホルダ３への粉体の
供給及び排出を実行する。流量検知手段３３は粉体チュ
ーブ３１に装着され、粉体チューブ３１の内部を通過す
る粉体の流量を検出する。封入量制御手段３４は粉体給
排手段３２を制御するとともに、流量検知手段３３の検
出値に基づき粉体の供給または排出量を制御して各粉体
ホルダ３内の粉体封入量を制御する手段である。

【００１２】次に、各粉体ホルダ３内の粉体封入量を制
御する手順について、図３を参照して説明する。図３は
粉体封入量を粉体の流量により制御する手順を示すフロ
ーチャートで、Ｓはステップを略記したものである。粉
体封入量の制御動作が始まるとステップ１に進み、ま
ず、封入すべき粉体封入量を封入量制御手段３４がワー
クやロボットハンド５により行われる作業内容に応じて
粉体ホルダ３ごとに設定する。ステップ２に進むと粉体
給排手段３２が動作して粉体の供給あるいは排出が開始
され、続くステップ３では流量検知手段３３が動作して
粉体流量の検出が行われる。そして、続くステップ４で
検出される粉体流量を逐次時間積分して各粉体ホルダ３
の粉体封入量を算出する。ステップ５に進むとステップ
４で求めた粉体封入量が設定値以上であるか否かを判断
し、そうであればステップ６に進み、そうでければステ
ップ３に戻る。ステップ６では粉体の供給または排出量
が設定値に達したとして粉体の供給または排出を停止す
る。こうして、粉体封入量が設定値に達するまで粉体の
供給または排出が継続される。ロボットハンド５は以上
の手順で各粉体ホルダ３の粉体封入量を制御してワーク
を把持することになる。

【００１３】続いて、図２、図４及び図６を参照し、ワ
ークが既知部品である場合を例にとって、その組立作業
と、形状とに応じて粉体の供給あるいは排出を行って各
粉体ホルダ３の粉体封入量を選択的に制御してワークを
把持する場合の手順について説明する。図２は、ロボッ
トハンド５により、部品１０と部品１１とを組立てる場
合の組立作業の一工程を模式的に示す図である。部品１
０は、平板状の底部１０ａの上面中央に棒状の突起１０
ｂを有する軸受部１０ｃが形成されている。部品１１
は、突起１０ｂに対応する孔部１１ａが形成された部材
で、その孔部１１aに突起１０ｂを挿入して軸受部１０
ｃに載置することができるようになっている。この部品
１０と部品１１を組立てて一体化するには、まず部品１
１を把持してその孔部１１aに部品１０の突起１０ｂを
挿入しなければならないから、部品１１を把持すること
ができるように保持力を大きくする必要がある。部品１
０と部品１１の形状と両者の組立作業を考慮して、各粉
体ホルダ３の粉体封入量は次のように制御される。

【００１４】まず、各粉体ホルダ３について、フィンガ
２ａ，２ｂの先端（前方）部分の粉体を排出する一方、
その他の粉体ホルダ３に粉体を供給して封入する選択的
な供給排出を行うことによって、フィンガ２によるいわ
ゆる段付き爪を擬似的に形成する。続いて、その状態で
部品１１をフィンガ２ａ，２ｂの間に把持して持ち上げ
る。そして、部品１１の孔部１１ａの位置を突起１０ｂ
に併せたときにフィンガ２ａ，２ｂの間隔を広げて部品
１１を矢印ａ方向に落下させ、突起１０ｂを孔部１１a
に挿入させる。以上により部品１１を部品１０に挿入す
る部品１０と部品１１の組立作業が安定的に行われる。
以上とは逆に部品１０と部品１１とを分解する場合は、
フィンガ２ａ，２ｂの先端（前方）部分の粉体ホルダ３
に粉体を封入し、その他の粉体ホルダ３から粉体を排出
することによって、フィンガ２によるいわゆる引掛け爪
を擬似的に形成し、部品１１を把持するための保持力を
確保する。その状態で部品１１をフィンガ２ａ，２ｂの
間に把持して持ち上げ部品１０から引き抜く。以上によ
って、部品１０と部品１１の分解作業が安定的に行われ
る。

【００１５】そして、図４に示すように、部品１２の形
状が逆テーパ状の場合の各粉体ホルダ３の粉体封入量
は、フィンガ２ａ，２ｂの接触面が部品１２の逆テーパ
形状に対応した順テーパ形状になるように制御される。
ところが、部品１２は形状が元々既知であり、予め粉体
封入量が粉体ホルダ３ごとに設定されており、封入量制
御手段３４がその設定値になるように粉体封入量を各粉
体ホルダ３ごとに選択的に制御して所望の順テーパ形状
を各粉体ホルダ３によって形成する。そのために各粉体
ホルダ３は粉体封入量が図６に示すフローチャートにし
たがって次のように制御される。すなわち、処理開始後
のステップ７では、記憶されている情報にしたがい各粉
体ホルダ３の粉体封入量を封入量制御手段３４が決定し
てステップ８に進み、各粉体ホルダ３の粉体の供給を開
始する。後続のステップ９では各粉体ホルダ３の粉体封
入量を判断し、粉体封入量が設定値に一致すればステッ
プ１０に進み、そうでなければステップ８に戻って設定
値になるまで処理を繰返す。ステップ１０では粉体封入
量が設定値になったとして粉体の供給を停止してステッ
プ１１に進む。

【００１６】ここまでのステップで、フィンガ２ａ，２
ｂの接触面部分が部品１２の逆テーパ形状に対応した順
テーパ形状になっている。そして、フィンガ２ａ，２ｂ
を把持可能位置まで開放してステップ１２に進み、フィ
ンガ２ａ，２ｂを移動させて部品１２を把持させる。こ
のようにすると、フィンガ２ａ，２ｂの接触面が部品１
２の逆テーパ形状に対応した順テーパ形状になっている
から、部品１２の把持状態は極めて安定する。このよう
に、ロボットハンド５は、ワークの形状及び作業に対応
して爪形状が変形されるため、種々の形状のワークを安
定して把持できるようになっている。続いて、図５に示
すロボットハンド１５について説明する。このロボット
ハンド１５は、図１に示すロボットハンド５と比較して
接触検知手段５０と、封入量判断手段５１とが設けられ
ている点で異なるほかは共通している。以下の説明はそ
の相違点を中心に行い、共通点の説明は省略ないし簡略
化する。

【００１７】接触検知手段５０は、２本のフィンガ２
ａ，２ｂの相対する内側の接触面に粉体ホルダ３に対応
して設けられた接触検知手段５０ａ，５０ｂからなって
いて、その表面に独立した粉体ホルダ３が複数装着され
ている。各接触検知手段５０ａ，５０ｂは、各粉体ホル
ダ３に把持対象物が接触するときの接触力を各粉体ホル
ダ３を通じ計測してワークとフィンガ２ａ，２ｂの接触
状態を検知することが可能に構成されている。封入量判
断手段５１は、封入量制御手段３４と接触検知手段５０
に接続されていて、各粉体ホルダ３に封入されている粉
体封入量の過不足を接触検知手段５０から入力する接触
力により判断し、その判断の結果を封入量制御手段３４
に入力する。つまり、封入量制御手段３４が流量検知手
段３３による粉体の流量値を検出しながら封入量判断手
段５１から入力する情報により各粉体ホルダ３への粉体
供給または排出量を制御でき、これによって各粉体ホル
ダ３の粉体封入量が適切な値に制御される。

【００１８】次に、接触検知手段５０の検知結果により
各粉体ホルダ３の封入量を選択的に制御する手順につい
て図７に示すフローチャートを参照して説明する。ロボ
ットハンド１５は、把持動作を開始後のステップ１３で
フィンガ２を移動させ、把持しようとするワーク（例え
ば部品）とフィンガ２を接触を開始させる。続くステッ
プ１４で接触検知手段５０がＯＮか否か（接触があるか
否か）を判断し、ＯＮであればステップ１５に進み、Ｏ
Ｎでなければ（ＯＦＦであれば）ステップ１７に進む。
ステップ１５に進むと、粉体ホルダ３から粉体の排出を
行ってステップ１６に進み、封入量判断手段５１によっ
て粉体封入量の過不足を判断し、その結果により粉体の
排出が完了したか否かが判断される。ここで、完了した
と判断した場合にはステップ２０に進み、そうでなけれ
ばステップ１５に戻る。以上のステップを実行すること
で、ワークに接触する各粉体ホルダ３について、ワーク
との接触が確実になる妥当な粉体封入量になるまで粉体
排出処理を繰返す。

【００１９】一方、ステップ１７に進むと、フィンガ２
ａ，２ｂの移動が完了したか否かを判断して完了したと
判断した場合には後続のステップ１８に進むが、そうで
ない場合にはステップ１４に戻ってフィンガ２ａ，２ｂ
の移動が完了するまで動作を繰返す。ステップ１８に進
むと、フィンガ２ａ，２ｂの移動が完了したとして粉体
給排手段３２により粉体チューブ３１を通じて各粉体ホ
ルダ３への粉体供給を開始してステップ１９に進み、封
入量判断手段５１により各粉体ホルダ３への粉体封入量
の過不足が有るか否かを判断し、過不足がない（設定値
になっている）ならステップ２０に進み、そうでなけれ
ばステップ１８に戻る。ステップ２０では、各粉体ホル
ダ３の粉体封入量が適切になったとして各粉体ホルダ３
への粉体の供給を停止する。

【００２０】以上のようにして、ステップ１３からステ
ップ２０までを実行すると、次のような作用効果が得ら
れる。ロボットハンド１５によりワークを把持する場合
には、各粉体ホルダ３がワークに接触するためそのワー
クに接触する粉体ホルダ３から粉体が排出される。この
場合、封入量判断手段５１が動作して粉体封入量の過不
足を各粉体ホルダ３ごとに判断することによって、接触
がより効果的になるようにしている。つまり、接触検知
手段５０の検知結果より、接触はしているものの接触が
必要以上の粉体ホルダ３からは粉体を排出させてより適
切にフィンガ２ａ，２ｂに接触させる一方、接触が発生
していない粉体ホルダ３には設定された封入量になるま
で粉体を封入して確実に接触させるようにする。以上に
より、ロボットハンド１５にとって表面形状が未知のワ
ークでも、その表面の凹凸形状に合わせて爪形状を変形
でき、ワークを安定的に把持することが可能となる。

【００２１】次に、粉体ホルダの粉体封入量をワークと
フィンガ２ａ，２ｂとの接触力がワーク（例えば部品）
との接触面上ですべて均等になるようにして制御する手
順について図８に示すフローチャートを参照して説明す
る。ロボットハンド１５は動作を開始するとステップ２
１に進み、ワークの接触力を設定する。これは部品の把
持力となる。把持動作を開始してフィンガ２を移動させ
ると、フィンガ２がワークとの接触を開始する。そこ
で、続くステップ２２では、上述したステップ１４と同
様に接触検知手段５０の動作状態がＯＮであるか否かを
判断し、ＯＮであればステップ２３に進み、ＯＮでない
（ＯＦＦである）場合にはステップ２６に進む。ステッ
プ２３では、該当する各粉体ホルダ３で粉体の供給また
は排出を行い、続くステップ２４では封入量判断手段５
１により、各粉体ホルダ３の粉体封入量が、接触力が設
定値に一致する妥当な量か否かを判断する。ここで、接
触力が設定値に一致していれば後続のステップ２５に進
み、そうでなければステップ２３に戻る。ステップ２５
に進むと、フィンガ２ａ，２ｂの移動が完了したか否か
を判断して完了していればステップ２９に進み、完了し
ていなければステップ２３に戻る。以上のステップ２３
からステップ２５までを実行することにより、フィンガ
２の移動が完了した時点でワークとの接触を生じている
各粉体ホルダ３の接触力が設定値と等しくなるように粉
体封入量が制御されることになる。

【００２２】一方、ステップ２６ではフィンガ２ａ，２
ｂの移動が完了したか否かを判断して完了していれば後
続のステップ２７に進み、完了していなければステップ
２２に戻る。そして、ステップ２７からステップ２９ま
でを実行して処理を終了する。ステップ２７からステッ
プ２９は、上述したステップ１８からステップ２０まで
と同様なので詳しい説明を省略する。このステップ２７
からステップ２９までの処理によれば、接触検知手段５
０によりワークとの接触が発生していないと判断された
粉体ホルダ３には設定された封入量になるまで粉体が封
入されることになる。以上により、ロボットハンド１５
によれば、接触が発生する境界領域の粉体ホルダ３にお
いても、設定値を満たすために必要な量の粉体が封入さ
れるため、既知部品、未知部品のいずれに対してもその
部品の表面形状の凹凸に合わせて爪形状が変形され、部
品をより一層安定的かつ位置精度良く把持することが可
能となる。

【００２３】次に、図９及び図１０を参照して組立作業
時に部品のずれが生じた場合に、接触検知手段５０の出
力値がすべてのフィンガで同じになるように制御するた
めの手順について説明する。ロボットハンド１５は組立
作業を開始するとステップ３０に進み、組立作業の対象
となる部品を把持する動作を実行する。この場合、図９
に示すように、部品１１を把持して部品１０に挿入する
組立作業において、部品１１の孔部１１ａと、部品１０
の突起１０ｂの位置がずれているのにそのままの状態で
挿入作業を行えば、部品１０，１１はもとよりフィンガ
２を通してハンド１に対しても過大な力が加わり、部品
１０，１１及びハンド１が破損してしまうおそれがあ
る。そこで、このようなずれが生じた場合でも、正確に
作業できるコンプライアンス機能を付加するため以下の
ような手順で制御を行う。

【００２４】ステップ３０に続いてステップ３１に進む
と、封入量判断手段５１により各粉体ホルダ３の粉体封
入量が、設定値に一致する妥当な量か否かを判断して、
一致していればステップ３２に進み、不一致なら再度ス
テップ３１を実行する。ステップ３２に進むと、部品１
１の部品１０への挿入を開始し、続くステップ３３では
各フィンガ２ａと２ｂの出力が一致しているか否かを判
断し、一致していればステップ３４に進み不一致ならス
テップ３５に進む。各フィンガ２ａと２ｂの出力が一致
しているということは、上述のずれが生じていないと判
断された場合であるから、ステップ３４では、部品１１
の部品１０への挿入が完了したか否かを判断し、完了し
ていれば組立作業を終了し、完了していなければステッ
プ３３に戻る。

【００２５】ハンド１で部品１１を把持すると、すべて
のフィンガにおいてフィンガと部品１１の接触力が均等
になるように制御されているため、接触検知手段５０ａ
と５０ｂの計測値は等しくなっている。したがって、部
品１１を部品１０へ挿入する作業を行う場合に部品１１
の孔部１１ａと、部品１０の突起１０ｂの位置がずれて
部品１０，１１およびハンド１に過大な力が加わると、
元来等しいはずの接触検知手段５０ａと接触検知手段５
０ｂの計測値がずれてしまう。そこで、各フィンガ２ａ
と２ｂの出力が一致せずにずれた場合は、ステップ３５
に進んでずれた計測値を等しくするように部品１１の位
置を操る操作工程を設けることにより、部品１１と部品
１０の中心位置を一致させて正確な挿入動作を行えるよ
うになる。この部品１１の操る操作工程としては、フィ
ンガの移動による調整、アームの移動による調整により
実行することが考えられるが、フィンガによる操りの方
が調整距離及び時間を短縮することができるので、より
有利である。例えば、２フィンガのチャックタイプハン
ドであれば、フィンガを同時に平行移動させることによ
り、このコンプライアンス機能を達成できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、ロボットハンドのフィンガがワークの形状及び作
業に対応して爪形状が変形されるため、既知形状はもと
より未知形状でも、種々の形状のワークを安定して把持
できる。したがって、十分な保持力を確保して組立作業
や分解作業を確実に行うことができる。また、フィンガ
とワークの接触状態がすべてのフィンガで等しくなるよ
うに制御して、コンプライアンス機能を持たせたること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるロボットハンドの構成を模式的
に示す図である。

【図２】この発明によるロボットハンドにより、選択的
に粉体ホルダの供給排出を行って２つの既知部品を組立
てる作業の一工程を模式的に示す図である。

【図３】粉体ホルダの粉体封入量を粉体の流量により制
御する手順を示すフローチャートである。

【図４】この発明によるロボットハンドにより、逆テー
パ状の部品をその形状に合わせて選択的に粉体ホルダの
供給排出を行い把持する工程を模式的に示す図である。

【図５】この発明による別のロボットハンドの構成を模
式的に示す図である。

【図６】粉体ホルダの粉体封入量を粉体の流量により制
御する別の手順を示すフローチャートである。

【図７】粉体ホルダの粉体封入量を接触検知手段の検知
結果により制御する手順を示すフローチャートである。

【図８】粉体ホルダの粉体封入量をワークとフィンガと
の接触力がワークとの接触面上ですべて均等になるよう
にして制御する手順を示すフローチャートである。

【図９】組立作業時に部品の位置ずれを生じた場合に接
触検知手段の出力値がすべてのフィンガで同じになるよ
うにする組立作業の一工程を模式的に示す図である。

【図１０】組立作業時に部品の位置ずれを生じた場合に
接触検知手段の出力値がすべてのフィンガで同じになる
ように制御する手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１：ハンド ２，２ａ，２ｂ：フィンガ ３：粉体ホルダ ５，１５：ロボットハンド １０，１１，１２：部品 １０ａ：底部 １０ｂ：突起 １０ｃ：軸受部 １１ａ：孔部 ３１：粉体チューブ ３２：粉体給排手段 ３３：流量検知手段 ３４：封入量制御手段 ５０：接触検知手段 ５１：封入量判断手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平澤 友康 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 高橋 斗美子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 内田 拓也 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 3C007 DS01 ES03 ET08 EV14 EV16 HS00 KS00 KS30 KS31 KX08 LV06 MT10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２本以上のフィンガにより把持対象物を
   所定の力で挟持するロボットハンドにおいて、 少なくとも１本以上のフィンガが把持対象物の形状に合
   わせて変形し、該フィンガの変形状態を維持し得るよう
   に構成されていることを特徴とするロボットハンド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロボットハンドにおい
   て、 前記フィンガが、把持対象物との接触部に粉体を封入可
   能な複数の独立した粉体ホルダを有し、 該各粉体ホルダに対応した粉体の供給及び排出を行う粉
   体給排手段と、 該粉体給排手段を制御する制御手段とを設けたことを特
   徴とするロボットハンド。
3. 【請求項３】 請求項２記載のロボットハンドにおい
   て、 粉体の流量を検出する検出手段と、 該手段の検出値に基づき前記各粉体ホルダの粉体封入量
   を制御する封入量制御手段とを設けたことを特徴とする
   ロボットハンド。
4. 【請求項４】 既知の把持対象物の形状及び把持作業に
   合わせて選択的に前記各粉体ホルダの粉体の供給及び排
   出を行うように構成されていることを特徴とする請求項
   ２又は３に記載のロボットハンド。
5. 【請求項５】 請求項２又は３に記載のロボットハンド
   において、 把持対象物と前記フィンガとの接触状態を検知する接触
   検知手段と、 該手段の検知結果によって、前記各粉体ホルダの粉体封
   入量の過不足を判断する封入量判断手段を設けたことを
   特徴とするロボットハンド。
6. 【請求項６】 把持対象物との接触部に粉体を封入可能
   な複数の独立した粉体ホルダを有する２本以上のフィン
   ガにより把持対象物を挟持するロボットハンドの把持方
   法において、 把持対象物とフィンガとの接触状態を検知する接触検知
   工程と、 該工程の検知結果によって、前記粉体ホルダの粉体封入
   量の過不足を判断する封入量判断工程とを有することを
   特徴とするロボットハンドの把持方法。
7. 【請求項７】 前記接触検知工程は、把持対象物とフィ
   ンガとの接触状態を両者の接触力により検知することを
   特徴とする請求項６記載のロボットハンドの把持方法。
8. 【請求項８】 前記封入量判断工程は、把持対象物とフ
   ィンガの接触力が前記すべてのフィンガで均等になるよ
   うにして、前記各粉体ホルダへの粉体封入量の過不足を
   判断することを特徴とする請求項６記載のロボットハン
   ドの把持方法。
9. 【請求項９】 請求項６記載のロボットハンドの把持方
   法において、 把持対象物の把持作業時に、前記接触検知工程の検知結
   果が前記すべてのフィンガで均等になるように把持対象
   物を操る工程を有することを特徴とするロボットハンド
   の把持方法。
10. 【請求項１０】 把持対象物との接触部に粉体を封入可
    能な複数の独立した粉体ホルダを有する２本以上のフィ
    ンガにより把持対象物を挟持するロボットハンドの制御
    プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
    媒体であって、 把持対象物とフィンガとの接触状態を検知する接触検知
    機能と、 該機能の検知結果によって、前記粉体ホルダの粉体封入
    量の過不足を判断する機能をコンピュータに実現させる
    プログラムを含むロボットハンドの制御プログラムを記
    録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。