JP2009125867A

JP2009125867A - 産業用ロボットのハンド装置

Info

Publication number: JP2009125867A
Application number: JP2007303906A
Authority: JP
Inventors: Akira Kunisaki; 晃国崎; Takeshi Mototani; 猛本谷
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】ワーク把持力の大小にかかわらずフィンガーが抜け落ち、ワークが落下することがない、かつハンド装置全体を交換することなくワークの形状に合わせてフィンガーのみをコスト安に交換できる産業用ロボットのハンド装置を提供。
【解決手段】各フィンガー取り付けベース 6下面61（図３（ａ））に各フィンガー取付ベース 6に直交する方向に形成されたＴ字状断面をもちかつ下面に開口をもつ横方向Ｔ字状水平盲溝66と、上部に各Ｔ字状水平盲溝溝66と嵌まり合う横方向Ｔ字状頭部71と、Ｔ字状頭部71から垂下するフィンガー部77からなる交換可能なフィンガー 7と、Ｔ字状水平盲溝66にフィンガーの横方向Ｔ字状頭部71が嵌まり合った時の抜け止め部材 2とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は異種形状や寸法違い又は高さがばらつく場合を含む多品種のワークを把持可能な産業用ロボットのハンド装置に関する。

従来の製造ラインで作業を行う産業用ロボットのハンド装置には、ワークをハンドリングする用途で使用されるものが多く存在する。製造ラインへの素材の投入、加工機械へのワークの着脱、箱詰めなど、産業用ロボットを活用した自動化システムは非常に多様な分野で使われている。ハンドリングロボットの先端には、通常、ロボットハンド又はハンド装置と呼ばれるワークを把持するハンド装置が搭載される。
特開昭５９−１９２４８４号公報実公平６−１６６９４号公報

ところが、同一のロボットシステムが異種形状や寸法違い又は高さがばらつく場合を含む多数のワークをハンドリングする場合、同一のハンド装置では把持することができないことが多い。そこで、ワークの形状や寸法に適合した仕様の複数のハンド装置を準備し、これらをオートツールチェンジャを介してロボットに取り付け、生産品種変更時に、ロボットに搭載するハンド装置を取り替えることで対応する方法がある。しかしながら、オートツールチェンジャを介して取り付けられたハンド装置を取り替えるためには、交換動作のための時間が必要であり、頻繁に生産品種を変更する製造ラインの場合は、生産効率が落ちるという問題があった。さらに、多種の形状、寸法又は高さのワークに対応するためには、これに対応した多数のハンド装置を準備する必要があり、加えて、オートツールチェンジャも準備する必要があるなど、設備コストが高くなるというデメリットがあった。また、特許文献１、２に記載するように、ハンド装置全体を取り替えるのではなく、同一のハンド装置で、ハンド装置の爪のみ取り替えるものがある。

しかしながら、これらの特許文献１、２に記載する発明によれば、ハンド装置の爪であるフィンガーの挿入方向が鉛直方向で動作するとき、ワーク把持時のワーク把持力は、フィンガーとフィンガー受け具の間の摩擦係数に把持力を掛けた摩擦力であり、この摩擦力がワークの自重とロボット動作による反力以上でないと、フィンガーがフィンガー受け具から抜け落ち、ワークが落下するという課題があった。即ち重いワークを小さい把持力で持つことは困難であり、ワーク把持力を制御するためのセンサーや制御装置が必要となり、こすと増となり、また、常にフィンガーがフィンガー受け具から抜け落ち、ワークが落下するリスクがあるため、高価なワークを落下させると甚大な被害が発生するようなワークの搬送には使用できないという課題があった。

本発明の課題はかかる従来の課題を解決した、産業用ロボットのハンド装置で、ワーク把持力の大小にかかわらずフィンガーが抜け落ち、ワークが落下することがない、形状や寸法違いや高さがばらつく場合を含む多数のワークをすくいあげるように把持することができ、かつハンド装置全体を交換することなくワークの形状に合わせてフィンガーのみをコスト安に交換できる産業用ロボットのハンド装置を提供することにある。

このため本発明は、産業用ロボットのアーム先端に支持されたフレームと、前記フレームに１端を水平軸の回りに回転可能に支持されかつ前記１端に延長かぎ形部を有する一対のＬ字状リンクと、各前記Ｌ字状リンクと平行に１端を前記フレームに回転可能に支持された平行リンクと、一対の各前記Ｌ字状リンク他端と前記平行リンク他端に回動可能に水平に支持された一対のフィンガー取付ベースと、
一対の各前記フィンガー取付ベース下面に各前記フィンガー取付ベースに直交する方向に形成されたＴ字状断面をもちかつ下面に開口をもつＴ字状水平盲溝と、上部に各前記Ｔ字状水平盲溝溝と嵌まり合う横方向Ｔ字状頭部と横方向Ｔ字状頭部から垂下するフィンガー部からなる交換可能なフィンガーと、前記横方向Ｔ字状水平盲溝に前記フィンガーの横方向Ｔ字状頭部が嵌まり合った時の抜け止め部材とを有することを特徴とする産業用ロボットのハンド装置によって上述した本発明の課題を解決した。

本発明の産業用ロボットのハンド装置では、一対の各前記フィンガー取付ベース下面に各前記フィンガー取付ベースに直交する方向に形成されたＴ字状断面をもちかつ下面に開口をもつＴ字状水平盲溝と、上部に各前記Ｔ字状水平盲溝溝と嵌まり合う横方向Ｔ字状頭部と横方向Ｔ字状頭部から垂下するフィンガー部からなる交換可能なフィンガーと、前記横方向Ｔ字状水平盲溝に前記フィンガーの横方向Ｔ字状頭部が嵌まり合った時の抜け止め部材とを有することにより、産業用ロボットのハンド装置で、ワーク把持力の大小にかかわらずワーク把持力を調節する装置を必要とせず、フィンガーが抜け落ち、ワークが落下することがなく、かつハンド装置全体を交換することなくワークの形状に合わせてフィンガーのみをコスト安に交換でき、また交換したフィンガーの固定位置精度がよく、ワークをフィンガーの内側で掴む内掴できるだけでなく、ワークをフィンガーの外側で掴む外掴みも可能な産業用ロボットのハンド装置を提供するものとなった。

好ましくは、前記抜け止め部材は、前記フィンガー取付ベース下端から垂下するストッパ本体と、前記ストッパ本体に回転可能に一端を支持され、他端を前記ストッパ本体に一端を固定されたスプリングの他端に斜め方向位置で支持されるストッパレバーとを有することが望ましい。より好ましくは、前記交換可能なフィンガーは、ロボット設置面に配置されたフィンガー取り外し治具で取り外し可能にされ、前記フィンガー取り外し治具は治具本体と、前記フィンガーが降下されたとき前記ストッパレバーを抜け止め位置から抜け位置まで回転させる、治具本体に固定された斜面を有することにより、前記フィンガーを前記フィンガー取付ベースから容易にとり外しできるものとなった。

本発明の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態の産業用ロボットのハンド装置を示す全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のフィンガー抜け止め部材２を示す要部拡大正面図、（ｃ）は（ｂ）の一部を切り欠いた要部断面図、図２は図１（ａ）のハンド装置の内部の構成を示す概略正面図、図３（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ）のハンド装置のフインガー取付ベースにフィンガーを取付ける状態を示す斜視図、図４はロボット設置面に配置されたフィンガー取り外し治具４で交換可能なフィンガーを取り外す状態を示す要部拡大斜視図である。図５（ａ）、（ｂ）は交換可能なフィンガーのバリエーションを示す。

本発明の実施形態の産業用ロボットのハンド装置では、図１〜図３に示すように、共に図示しない産業用ロボットのアーム先端に支持された、フレーム 1と、フレーム 1に１端51を水平軸52の回りに回転可能に支持されかつ前記１端51に延長かぎ形部55を有する一対のＬ字状リンク 5と、各前記Ｌ字状リンク 5と平行に１端81をフレーム 1に回転可能に支持された平行リンク 8と、一対の各Ｌ字状リンク 5他端と平行リンク 8他端に回動可能に水平に支持された一対のフィンガー取付ベース 6と、各フィンガー取り付けベース 6下面61（図３（ａ））に各フィンガー取付ベース 6に直交する方向に形成されたＴ字状断面をもちかつ下面に開口をもつ横方向Ｔ字状水平盲溝66と、上部にＴ字状水平盲溝溝66と嵌まり合う横方向Ｔ字状頭部71とＴ字状頭部71から垂下するフィンガー部77からなる交換可能なフィンガー 7と、横方向Ｔ字状水平盲溝66にフィンガーのＴ字状頭部71が嵌まり合った時の抜け止め部材 2とを有するものである。一対のＬ字状リンク 5の延長かぎ形部55端部が図２で見て、上下動されることにより、一対のフィンガー 7が開閉する。

〔本発明の実施形態の効果〕本発明の実施形態の産業用ロボットのハンド装置は、一対の各前記フィンガー取付ベース下面に各前記フィンガー取付ベースに直交する方向に形成されたＴ字状断面をもちかつ下面に開口をもつ横方向Ｔ字状水平盲溝と、上部に各前記Ｔ字状水平盲溝溝と嵌まり合う横方向Ｔ字状頭部とＴ字状頭部から垂下するフィンガー部からなる交換可能なフィンガーと、前記横方向Ｔ字状水平盲溝に前記フィンガーの横方向Ｔ字状頭部が嵌まり合った時の抜け止め部材とを有することにより、産業用ロボットのハンド装置で、ワーク把持力の大小にかかわらずワーク把持力を調節する装置を必要とせず、フィンガーが抜け落ち、ワークが落下することがなく、かつハンド装置全体を交換することなくワークの形状に合わせてフィンガーのみをコスト安に交換でき、また交換したフィンガーの固定位置精度がよく、ワークをフィンガーの内側で掴む内掴できるだけでなく、ワークをフィンガーの外側で掴む外掴みも可能なハンド装置を提供するものとなった。

好ましくは、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、抜け止め部材 2は、フィンガー取付ベース 6下端から垂下するストッパ本体21と、ストッパ本体21に回転可能に一端を支持され、他端を前記ストッパ本体21に一端を固定されたスプリング22の他端24に斜め方向位置で支持されるストッパレバー23とを有することが望ましい。図３において、（ａ）はフィンガー 7取り付け前でフィンガー 7は点線で示すフィンガー取り外し治具４に収納されており、（ｂ）でフィンガー取付ベース 6下端がＡ矢印方向に降下され、フィンガーのＴ字状頭部71に当たりストッパレバー23を斜め上方位置まで押し上げ、ストッパレバー23がＴ字状頭部71に干渉しないようにされ、この状態から、（ｃ）ではＴ字状水平盲溝66に嵌入され、その後で、（ｄ）でストッパレバー23はスプリング22により下方に回転されＴ字状頭部71を抜け止めする。より好ましくは、図４に示すように、交換可能なフィンガー 7は、ロボット設置面 3に配置されたフィンガー取り外し治具 4で取り外し可能にされ、フィンガー取り外し治具 4は治具本体41と、フィンガー 7がＡ矢印方向に降下されたとき、ストッパレバー23を抜け止め位置（図３（ｄ））から抜け位置（図３（ｂ））まで回転させる治具本体に固定された斜線で示す斜面42を有することにより、フィンガーをフィンガー取付ベース 6からＢ矢印方向に容易にとり外しできる。図５（ａ）、（ｂ）は交換可能なフィンガーのバリエーションを示す。

（ａ）は本発明の実施形態の産業用ロボットのハンド装置を示す全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のフィンガー抜け止め部材２を示す要部拡大正面図、（ｃ）は（ｂ）の一部を切り欠いた要部断面図。図１（ａ）のハンド装置の内部の構成を示す概略正面図。（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ）のハンド装置のフインガー取付ベースにフィンガーを取付ける状態を示す斜視図。ロボット設置面に配置されたフィンガー取り外し治具４で交換可能なフィンガーを取り外す状態を示す要部拡大斜視図である。（ａ）、（ｂ）は交換可能なフィンガーのバリエーションを示す。

符号の説明

１：フレーム、２：抜け止め部材、５：Ｌ字状リンク、６：フィンガー取り付けベース、７：フインガー、８：平行リンク、51：Ｌ字状リンクの１端、52：水平軸55：Ｌ字状リンクの延長かぎ形部、61：フィンガー取り付けベース下面
66：Ｔ字状水平盲溝、71：Ｔ字状頭部、77：フィンガー部

Claims

産業用ロボットのアーム先端に支持されたフレームと、前記フレームに１端を水平軸の回りに回転可能に支持されかつ前記１端に延長かぎ形部を有する一対のＬ字状リンクと、各前記Ｌ字状リンクと平行に１端を前記フレームに回転可能に支持された平行リンクと、一対の各前記Ｌ字状リンク他端と前記平行リンク他端に回動可能に水平に支持された一対のフィンガー取付ベースと、
一対の各前記フィンガー取付ベース下面に各前記フィンガー取付ベースに直交する方向に形成されたＴ字状断面をもちかつ下面に開口をもつＴ字状水平盲溝と、上部に各前記Ｔ字状水平盲溝溝と嵌まり合う横方向Ｔ字状頭部と横方向Ｔ字状頭部から垂下するフィンガー部からなる交換可能なフィンガーと、前記横方向Ｔ字状水平盲溝に前記フィンガーの横方向Ｔ字状頭部が嵌まり合った時の抜け止め部材とを有することを特徴とする産業用ロボットのハンド装置。
前記抜け止め部材は、前記フィンガー取付ベース下端から垂下するストッパ本体と、前記ストッパ本体に回転可能に一端を支持され、他端を前記ストッパ本体に一端を固定されたスプリングの他端に斜め方向位置で支持されるストッパレバーとを有することを特徴とする請求項１記載の産業用ロボットのハンド装置。
前記交換可能なフィンガーは、ロボット設置面に配置されたフィンガー取り外し治具で取り外し可能にされ、前記フィンガー取り外し治具は治具本体と、前記フィンガーが降下されたとき前記ストッパレバーを抜け止め位置から抜け位置まで回転させる、治具本体に固定された斜面を有することを特徴とする請求項２記載の産業用ロボットのハンド装置。