JP2009160672A - マニピュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】歯車部品を歯面に当接するガイド鋼球で支持する支持台に効率よく装着する。
【解決手段】ハンド部１４は、歯車部品であるワーク１６を把持する３個の爪５８を有する。３個の爪５８のそれぞれが径方向外に向けてにスライドして、ワークの円筒面２０に当接し、これを把持する。爪５８は、回動自在に支持されたローラ７４を有する。ワークは、このローラを介して支持されるため、ハンド部１４に把持されている状態であっても回転自在となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを把持して所定の位置に運ぶマニピュレータに関する。

製造業の生産ラインにおいて、ワークに所定の加工を行うために、この加工内容に合わせてワークを治具や加工機の支持台に固定する作業が行われる。加工作業と同様、この固定作業においても、ワークを取出し位置で把持し、固定位置へと運ぶマニピュレータによる自動化が進められている。下記特許文献１には、対象物に形成された穴にワークを挿入する装置が記載されている。

特開２００４−１６７６５１号公報

歯車の部分を有するワークの加工においては、歯車の歯面を基準にした加工がしばしば行われる。歯面を基準にするために、歯の間の谷間に挿入され、谷の両側の歯面に当接するガイド球を用いるワークの位置決め方法が採用されている。ガイド球の位置が特定されていれば、歯車部品の、歯の回転方向の位置（位相）も含め、位置合わせを行うことができる。

歯車の歯の間にガイド球が挿入されるようにするために、歯車の回転方向の位置合わせ、すなわち歯の位相をガイド球の位置に合わせる作業が必要となる。歯車部分を撮影して画像を取得し、画像に基づき位置合わせを行うことが考えられるが、装置規模が大きくなり、また、作業時間の短縮もさほど期待できない。

本発明は、歯車の部分を有するワーク（以下、歯車部品）を所定の位置に、特に歯の位相合わせを、簡易な構成の装置により実現することを目的とする。

本発明に係るマニピュレータの対象となる部品は、周面に形成された歯と円筒面を有する歯車部品である。マニピュレータは、この歯車部品を把持して、歯車部品を歯面基準で支持する支持台に渡す。マニピュレータは、開閉する複数の爪を含むハンド部を有し、この爪を開いて、または閉じて歯車部品の円筒面を把持する。また、マニピュレータは、把持した歯車部品の円筒面の軸線に沿って、この歯車部品が移動するように駆動する並進駆動部と、前記軸線周りに歯車部品が回動するように駆動する回動駆動部と、前記軸線に交差する面内で開閉駆動する爪駆動部と、これらの駆動部を制御する制御部とを有する。爪は、回動自在に支持された回動要素を含み、この回動要素を介して前記歯車部品の円筒面を把持し、これにより歯車部品が、ハンド部に対して、その円筒面の軸線周りに回動することが許容される。制御部は、並進駆動部を制御して歯車部品を前記支持台へと進出させ、歯の側面が前記ガイドに当接したときには、歯車部品を進出方向に付勢した状態で回動駆動部を制御して歯車部品を回動させる。

前記爪は略円柱形状とすることができ、前記回動要素は、前記円柱形状の軸線周りに回動可能に支持されたローラとできる。このローラにより前記円柱形状の側面が形成される。

また、前記制御部は、歯車部品を支持具に渡す際に爪駆動部を制御して歯車部品を把持する力を低下させるようにできる。

また、前記ガイドは、歯の谷に位置して谷の両側の歯面に当接して歯面を支持するガイド球と、ガイド球が歯の谷に導かれるように歯に当接して歯車部品を誘導する、くさび形状のガイド爪を含むものとできる。制御部は、歯の側面がガイドに当接したときに、回動駆動部を制御して、歯車部品を、歯車のピッチ円上の歯厚の１／２回動させるようにできる。

歯車部品を、歯面支持する支持台に速やかに渡すことができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のマニピュレータ１０の要部構成を示す図である。マニピュレータ１０は、多軸ロボットアーム１２と、このアーム１２の先端に装着されたハンド部１４を含む。多軸ロボットアーム１２は、汎用のものを使用することができ、少なくとも図１の左右方向にハンド部１４を移動させる制御軸と、ハンド部１４を左右方向の軸周りに回動させる制御軸と、これらの軸を制御する制御部を有するものである。ハンド部１４は、ワーク１６を把持し、図１おける右方向に位置する支持台に向けて移動してワークを渡す。支持台は、ワーク１６の加工時にこれを支持するものである。この支持台に対して進退する方向を、以降ハンド部並進方向と呼ぶ。対象となるワーク１６は、周面に歯が形成された歯車部品である。特に、ここで説明するのは、部品の外周面に歯１８が形成され、内周面として円筒面２０が形成された歯車部品である。外周面に形成された歯１８のピッチ円の軸線と円筒面２０の軸線は一致している。また、はすば歯車として説明するが、平歯車等であってもよい。ワーク１６は、その円筒面の軸線方向がハンド部並進方向と一致するように、また円筒面の軸線周りにハンド部１４により回動駆動できるように、ハンド部１４に把持される。

ハンド部１４は、位相確認用フローティング機構部２２、ワーク有無確認用フローティング機構部２４および三爪チャック部２６を有する。図２は、位相確認用フローティング機構部２２およびワーク有無確認用フローティング機構部２４の要部断面図であり、図３は、三爪チャック部２６およびワーク有無確認用フローティング機構部２４の一部を図１の右方向より見た図である。

位相確認用フローティング機構部２２は、多軸ロボットアーム１２の端に固定されるベース板２８と、第１支持軸３０と、ベース板２８に第１支持軸３０を介して支持されるフローティング板３２を含む。第１支持軸３０は、周方向に３個が等間隔に配置されているが、図面では簡略のために１個のみ示している。第１支持軸３０の詳細が図２に示されている。第１支持軸３０は、ベース板２８に固定されるブッシュ３４と、ブッシュ３４を貫通し、これにスライド可能に支持されるスライド軸３６と、ブッシュ３４の端とフローティング板３２の間に配置され、これらを離す方向に付勢するばね３８とを含む。ばね３８は、スライド軸３６と同軸配置されるコイルばねとすることが好ましい。スライド軸３６の一端（図２において右端）は、フローティング板３２に固定され、他端には、円筒形または厚板円板形状の第１ドグ４０が固定される。第１ドグ４０は、１個の第１支持軸３０に備えられていればよい。ベース板２８には、ブラケットを介して位相確認スイッチ４２が固定されている。この位相確認スイッチ４２は、第１ドグ４０が移動して正面に来ると、これを検知し、ＯＮ信号を出力する。

ブッシュ３４とスライド軸３６の相対運動により、フローティング板３２は、ベース板２８に対するハンド部並進方向の移動を許容されている。図１および図２に示される状態は、ベース板２８とフローティング板３２が最も離れた状態を示す。この状態よりフローティング板３２がベース板２８に近接する方向に移動すると、これに伴って、スライド軸３６およびこれに固定されている第１ドグ４０も移動する。この移動により、第１ドグ４０が位相確認スイッチ４２の検知範囲に入ると、スイッチ４２はＯＮ信号を出力する。すなわち、位相確認スイッチ４２のＯＮ信号の出力は、フローティング板３２がベース板２８に近づく方向に移動したことを示す。後に詳述するが、このＯＮ信号の出力が、位相が合わずにワーク１６が支持台に渡せない状態であることを示す。

ワーク有無確認フローティング機構部２４は、フローティング板３２と、第２支持軸４４と、フローティング板３２に第２支持軸４４を介して支持される当接板４６を含む。当接板４６は、ハンド部１４がワーク１６を把持しているとき、ワーク１６に当接している。第２支持軸４４は周方向に３個が等間隔に配置され、また第１支持軸３０の周方向位置とずれて配置されている。図においては、簡略のために１個のみ示している。第２支持軸４４の詳細が図２に示されている。第２支持軸４４の構成は、第１支持軸３０のものと類似している。第２支持軸４４は、フローティング板３２に固定されるブッシュ４８と、このブッシュを貫通し、これにスライド可能に支持されるスライド軸５０と、ブッシュ４８の端と当接板４６の間に配置され、これらを離す方向に付勢するばね５２とを含む。図示する例では、二つのばね５２が直列配置されているが、長い単一のばねを用いることも当然できる。ばね５２は、スライド軸５０と同軸に配置されるコイルばねとすることが好ましい。スライド軸５０の一端（図２において右端）は、当接板４６に固定され、他端には、円筒形または厚板円板形状の第２ドグ５４が固定される。第２ドグ５４は、１個の第２支持軸４４に備えられていればよい。フローティング板３２には、ブラケットを介してワーク有無確認スイッチ５６が固定されている。このワーク有無確認スイッチ５６は、第２ドグ５４が移動して正面に来ると、これを検知し、ＯＮ信号を出力する。

ブッシュ４８とスライド軸５０の相対運動により、当接板４６は、フローティング板３２に対するハンド部並進方向の移動を許容されている。図１および図２に示される状態は、ハンド部１４がワーク１６を正常に把持した状態であり、このときにはフローティング板３２と当接板４６は、ワーク１６を把持していないときに比べて近接した位置にある。また、このときは、第２ドグ５４が、ワーク有無確認スイッチ５６の検出範囲内に位置し、スイッチ５６はＯＮ信号を出力する。一方、ハンド部１４がワーク１６を把持していない状態では、第２ドグ５４は、ワーク有無確認スイッチ５６の検出範囲の外にある。すなわち、ワーク有無確認スイッチ５６のＯＮ信号の出力は、ハンド部１４がワーク１６を正常に把持している状態であることを示す。

三爪チャック部２６は、円周上に配置された３個の爪が、それぞれ半径方向に移動して全体として開閉し、ワーク１６を把持するものである。シリンダ部６０には、半径方向にスライドする３個のエアチャック６２が設けられ、個々のエアチャック６２に爪５８が支持されている。３個の爪５８は、当接板４６の開口６４（図３参照）を通ってハンド部１４の回動軸に平行に延びる。エアチャック６２の駆動は、流体圧、好適には空気圧を利用して行われる。シリンダ部６０には、爪５８の動作確認のためのスイッチを内蔵することができる。この実施形態の場合、ワーク１６が無いのに３個の爪５８が開くと、開き側の端までスライドする。これを検知する第１のスイッチを設けることができる。また、ワーク１６を把持し、予定された位置で爪５８が達し、ここで止まったことを検知する第２のスイッチを設けることができる。さらに、ワーク１６を離すとき、爪５８が閉じ側の端までスライドしたことを検知する第３のスイッチを設けることができる。

図４は、爪５８の構造を示す断面図である。エアチャック６２の台座６６に爪軸６８がボルトにより固定されている。爪軸６８は段付きの軸であり、この爪軸６８にブッシュ７０，７２を介してローラ７４が装着されている。爪軸６８とローラ７４は共通の軸線を有し、ローラ７４は、爪軸６８の周りに回動自在に支持されている。爪軸６８の先端（図４中では右端）には、ローラ７４の抜けを防止するためのスペーサ７６が固定されている。スペーサ７６は太径部と細径部を有し、この太径部の端面と先端側の配置されたブッシュ７２の端面との間に、ローラ７４の回動が許容されるよう隙間ｃが形成されている。ブッシュ７２の先端側にはフランジ７８が形成され、このフランジ７８により、ローラ７４の図中右方向への動きが阻止される。ローラ７４の先端には、ワーク１６の抜けを防止するためのフランジ８０が設けられている。このフランジ８０がワーク円筒部分の端面に掛かってワーク１６が脱落することを防止する。

図５は、ワーク１６を加工時に支持する支持台８２を示す図である。図面を簡略にするために、ワーク１６は、歯の部分のみ示し、また支持台８２もワーク１６が固定される固定面８４とワーク１６を歯面基準で把持するための把持ブロック８６のみを示す。図６、図７は、把持ブロック８６の要部を示す図である。固定面８４上の３カ所、ワーク１６の外側となる位置に、把持ブロック８６が設けられている。把持ブロック８６のワーク１６に対向する面には、ガイド爪８８とガイド鋼球９０が配置されている。ガイド鋼球９０は、鋼球を数珠のようにワイヤ９２で連ねたものである（図６参照）。この鋼球が連なる方向は、歯車のヘリカルアングルに対応している。ガイド爪８８は、図６に示す矢印Ａに挿入されるワーク１６の歯間の谷に入り込み、ガイド鋼球９０が歯間の谷に誘導されるよう、ワーク１６の挿入を案内する。ワーク１６が固定面８４に当接すると、把持ブロック８６は、周囲よりワーク１６を把持する。このとき、ガイド鋼球９０を介して把持することにより、歯面基準で、かつ歯の位相も整合した状態でワーク１６を固定することができる。また、ガイド爪８８は、把持ブロック８６の間の位置にも配置してよい。

図８は、ガイド爪８８の概略形状を示す斜視図である。ガイド爪８８の先端（図８中左端）は、軸方向に徐々に細くなっていき、また挿入されてくるワーク１６に対向する面９４（図中上側の面）は、反対側の面に比べて細くなっている。したがって、ガイド爪８８の先端を、先端方向から見たときには、挿入されてくるワーク１６に対向する面が幅が細く、反対側の面の幅が広い、概略的にくさび形状となっている。

図９は、三爪チャック部２６のエアチャック６２を駆動する流体圧回路の回路図である。本実施形態では流体として空気が使用できる。エアチャック６２は、シリンダ部６０内に備えられるエアシリンダ９６により開閉する。シリンダ９６内には、ピストンで仕切られた第１エア室１００、第２エア室１０２が形成され、第１エア室１００に空気が送られるとピストン９８は、図中左方向に移動する。ピストン９８が可動範囲の端まで移動すると、スライド弁１０４が第１エア室１００内の圧力を開放する。一方、第２エア室１０２に空気が送られるとピストン９８は右方向に移動し、可動範囲の端に達するとスライド弁１０４が、第２エア室１０２の圧力を開放する。このピストン９８の動きに連動してエアチャック６２が開閉動作する。エアシリンダ９６の二つのエア室１００，１０２への空気の供給を切り換えるのが、チャック開閉ソレノイド弁１０６である。

チャック開閉ソレノイド弁１０６に供給される空気は、エア源１０８からの圧力を維持して供給される場合と、減圧弁１１０を通過させて減圧してから送られる場合とがある。これを切り換えるのが、供給エア圧変更ソレノイド弁１１２である。供給エア圧変更ソレノイド弁１１２から直接チャック開閉ソレノイド弁１０６に至る経路、および減圧弁１１０を介してチャック開閉ソレノイド弁１０６に至る経路の双方に逆止弁１１３が設けられている。

三爪チャック部２６によりワーク１６を把持して支持台８２の位置までこれを移動する際には、高いエア圧で空気を供給し、エアチャック６２によるワーク把持力を高め、ワーク１６の落下を防止する。一方、ワークを支持台８２に装着する際には、エア圧を下げ把持力を低くする。これにより、ローラ７４の摩擦力が小さくなり、回転しやすくなって、ワーク１６自体のハンド部１４に対する回転も容易になる。

図１０〜図１７を参照して、マニピュレータ１０の動作を説明する。図１０は、ロボットアーム１２を有するロボット１１４、支持台８２およびワーク取出し台１１６の配置を示す平面図である。ロボット１１４は、ロボットアーム１２に装着されたハンド部１４を、原点位置１１８からワーク１６が置かれるワーク取出し台１１６の上方位置１２０に移動させ、そこから下降してワークを把持する把持位置１２２と移動させる。ワーク１６を把持した後、ワーク１６が支持台８２に正対する正対位置１２４へとハンド部１４を移動させる。さらに、ワーク１６が支持台８２に向けて移動するようにハンド部１４を進出させ、装着位置１２６まで進出させる。このとき、支持台８２に対して歯車の位相が整合されていれば、ワーク１６は支持台８２に装着される。位相がずれている場合、ロボット１１４は、ロボットアーム１２を制御して、ハンド部１４を、歯車部分の軸線周りに回動させ、位相あわせを行い、再度、ワーク１６の装着を試行する。装着後、ハンド部１４を原点位置１１８に退避させる。

図１１は、ハンド部１４が原点位置１１８にあるときの状態を示している。ハンド部１４は下方を向いている。ベース板２８とフローティング板３２は最も離れた状態（距離ａ１）となっており、またフローティング板３２と当接板４６も最も離れた状態（距離ｂ１）となっている。このため、第１および第２ドグ４０，５４は、対応する位相およびワーク有無確認スイッチ４２，５６の検知範囲外にあり、これらのスイッチ４２，５６はＯＦＦになっている。

図１２は、ハンド部１４が、ワーク１６が載置されたワーク取出し台１１６の上方の位置（取出し台上方位置）１２０に移動したときの状態を示している。ここから、ロボットアーム１２は、ハンド部１４を、ワークに向けて鉛直方向にプログラムにより定められた位置まで降下させる。図１３は、ハンド部１４が降下して、当接板４６がワーク１６の端面に当接し、爪５８がワークの内筒面２０の内側に進入した状態を示している。降下過程において、まず当接板４６がワーク１６に当接し、当接後もハンド部１４は降下する。当接板４６は、これ以上降下できないため、ばね５２が圧縮され、フローティング板３２と当接板４６の距離が短縮される。距離がｂ２に短縮されると、第２ドグ５４がワーク有無確認スイッチ５６の検知範囲に進入し、スイッチ５６はＯＮ信号を出力する。前記の定められた位置まで降下したときに、このＯＮ信号が出力されていれば、ワーク１６が存在すると判断され、三爪チャック部２６により、３個の爪５８が展開し、ワークの円筒面２０に内側から当接する。このとき、エアチャック６２は高いエア圧で駆動される。また、定められた位置まで降下したときに、前記ＯＮ信号が出力されていなければ、ワークが存在しないと判断されて、作業者等にこれを報知する処理が実行される。爪５８の展開によりワーク１６を把持した状態で、ハンド部１４は上昇し、さらに横に移動して正対位置１２４に向けて移動する。なお、当接板４６がワークに当接後、第２支持軸４４に属するばね５２が圧縮されるのは、このばね５２のばね定数が、第１支持軸３０に属するばね３８のばね定数より十分小さいものと設定されているためである。また、ばね５２の付勢力に抗してワーク１６を把持しておくために、爪５８とワークの円筒面２０の間に十分な摩擦力が働くよう、エアチャック６２を駆動するエア圧が設定されている。また、爪５８のローラに設けられたフランジ８０も、ばね５２の付勢力によるワーク１６の脱落の抑止に寄与している。

図１４は、ハンド部１４が正対位置１２４にある状態を示す。正対位置１２４においては、ハンド部１４は、それまでの下向きの状態から水平方向の状態に向きを変えている。これにより、ワーク１６の爪５８が当接している円筒面２０の軸線が、ハンド部並進方向に一致する。また、三爪チャック部２６に供給されるエア圧を減圧し、３個の爪５８によるワーク１６の把持力を低減する。このときには、ワーク１６を横向きにして把持した状態となっているので、ワーク１６に作用する重力に対抗する必要がなくなり、大きな把持力は必要なくなる。また、把持力が小さくなることにより摩擦力が低下して、爪５８のローラ７４が回転しやすくなる。正対位置１２４からハンド部１４をハンド部並進方向に支持台８２に向けて移動させる。支持台８２のガイド爪８８と歯車部分の歯が干渉しなければ、ワーク１６は支持台の固定面８４に当接するまで送られる（図１５）。このとき歯面がガイド爪８８に案内され、ワーク１６が回転しながら送られる。このワーク１６の回転は、爪５８のローラ７４が回動自在に支持されていることにより許容される。また、歯車の歯の側面とガイド爪８８が若干ずれた状態で当接するときも、ワーク１６が回転を許容されていることで、歯とガイド爪８８の干渉が解消され、ワーク１６が装着されやすい。

歯とガイド爪８８が干渉した状態、すなわちワーク１６がガイド爪８８に当接し、これ以上送ることができなくなった状態が図１６に示されている。ワーク１６が当接した後、ハンド部１４を進出させると、フローティング板３２とベース板２８の距離が縮められる。これは、ワーク１６をハンド部１４により把持したとき、すでに、第２支持軸４４が短縮されており、これ以上短縮されない状態となっているためである。距離がａ２まで短縮すると、第１ドグ４０が位相確認スイッチ４２の検出範囲に入り、このスイッチ４２がＯＮ信号を出力する。この信号により、ワーク１６の装着が失敗したことが検知される。これに基づき、ロボットアーム１２は、ハンド部１４をワークの円筒面２０の軸線を中心に回転させる。つまり、手首をねじるような動作を行う。回転量は、歯車のピッチ円上の歯厚の約１／２とすることが好適である。ワーク１６をガイド爪８８に押し当てた状態で、歯厚の１／２、ステップ的に、すなわちじわじわと回転させるのではなく速やかに回転させる。回転方向は、あらかじめ定めておくことができる。ワーク１６をガイド爪８８に対して押し当てる力は、主に第１支持軸３０のばね３８の付勢力により発生される。この回転により歯とガイド爪の干渉が解消され、ワーク１６が支持台８２に装着される。これにより、ベース板２８とフローティング板３２の距離はａ１に広がり、位相確認スイッチ４２の出力はＯＦＦになる。

上記より、ワーク１６の支持台８２への装着は、ワークが正規に装着されたときの位置にハンド部１４が位置し、位相確認スイッチ４２の出力がＯＦＦとなっていることにより判断できることが分かる。

ワーク１６を支持台の固定面８４に当接するまで送り込むことができたら、３個の爪５８を閉じてワーク１６とハンド部１４の係合を解く。この状態から、ロボットアーム１２はハンド部１４を退避させる方向に移動させる。この状態が図１７に示されている。このとき、第２ドグ５４は、ワーク有無確認スイッチ５６の検知範囲から外れ、このスイッチ５６の出力がＯＦＦとなる。これにより、ワーク１６が支持台８２に渡されたことが検知される。

図１８には、本実施形態の効果を示す図が示されている。ハンド部の爪に回動自在なローラを装着したものと、回動しない固定の爪としたもの、そしてそれぞれに対し、最初にワーク１６を装着できなかったとき（再試行時）に、ワーク１６を歯厚の１／２回転させた場合と、歯厚だけ回転させた場合のそれぞれの頻度を示している。４つの条件に対し、１００回装着動作を繰り返した。例えば、ローラ爪を装着し、再試行時には歯厚だけワーク１６を回転させる仕様においては、１回で装着できた例が７７、再試行で装着できた例が２３である。さらに、再試行の例に関して１回の再試行で装着できた例が１７例、２回繰り返した例が５例、３回繰り返した例が１例となっている。

ローラを装着した爪（ローラ爪）は、計２００例のうち１７３例（８６．５％）が１回で、すなわち再試行を行わずに装着できたのに対し、ローラを持たない固定円筒爪では１回で装着できたのは３８例（１９％）であった。このようにローラ爪を採用することで、１回で装着される回数を大幅に削減できることが分かる。また、再試行についても、ローラ爪を採用することで１回で済む頻度が高まることが分かる。固定円筒爪の場合、３回以上の再試行を繰り返す例が非常に多いことが分かる。

また、再試行時の回転量については、ローラ爪の場合も、固定円筒爪の場合も、歯厚の１／２回転させた方が再試行の回数が減少していることが分かる。本実施形態の場合、前述のように、ガイド爪がくさび形状であり、挿入されてくるワークに対向する面の幅が、歯厚に比して、十分小さくなっているため、歯厚の１／２程度回転させることで、良好な結果が得られたものと考えられる。なお、この試験例において用いた歯車の歯厚は、ピッチ円上で約３．６ｍｍ、ガイド爪８８のテーパ形状先端の幅は、約１．５ｍｍである。

本実施形態では、外周に歯が形成された外歯歯車部品について説明したが、内周に歯が形成された内歯歯車部品についても本発明を適用できる。また、内周の円筒面でなく、外周の円筒面を把持するようにもできる。

本実施形態のマニピュレータの要部構成図である。 位相確認用およびワーク有無確認用フローティング機構部の要部断面図である。 三爪チャック部を示す正面図である。 三爪チャック部の爪の構造を示す断面図である。 支持台の概略図である。 支持台の把持ブロックの要部構成図である。 支持台の把持ブロックの要部構成図である。 ガイド爪の概略形状を示す斜視図である。 三爪チャック部のチャック駆動流体圧回路の回路図である。 本実施形態のマニピュレータが使用される作業場の平面配置を示す図である。 原点位置にあるときのハンド部の状態を示す図である。 取出し台上方位置にあるときのハンド部の状態を示す図である。 把持位置にあるときのハンド部の状態を示す図である。 正対位置にあるときのハンド部の状態を示す図である。 装着位置であって、特にワークの受け渡しに成功したときのハンド部の状態を示す図である。 装着位置であって、特にワークの受け渡しに失敗したときのハンド部の状態を示す図である。 ワークの受け渡しが完了しハンド部が退避した状態を示す図である。 ローラ爪の採用およびハンド部の回転角度に関する実験結果を示す図である。

符号の説明

１０ マニピュレータ、１２ ロボットアーム、１４ ハンド部、１６ ワーク（歯車部品）、１８ 歯、２０ 円筒面、２２ 位相確認用フローティング機構部、２４ ワーク有無確認用フローティング機構部、２６ 三爪チャック部、２８ ベース板、３２ フローティング板、４０ 第１ドグ、４２ 位相確認スイッチ、４６ 当接板、５４ 第２ドグ、５６ ワーク有無確認スイッチ、５８ 爪、７４ ローラ、８２ 支持台、８６ 把持ブロック、８８ ガイド爪、９０ ガイド鋼球。

Claims (4)

1. 周面に形成された歯と円筒面を有する歯車部品を、前記歯の歯面に当接するガイドによって歯面基準で支持する支持台に渡すマニピュレータであって、
   開閉する複数の爪により前記円筒面を把持するハンド部と、
   把持された歯車部品の前記円筒面の軸線に沿って当該歯車部品が移動するようにハンド部を駆動する並進駆動部と、
   前記円筒面の軸線周りに歯車部品が回動するようにハンド部を駆動する回動駆動部と、
   前記爪を、前記円筒面の軸線に交差する面内で開閉駆動する爪駆動部と、
   並進駆動部、回動駆動部および爪駆動部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記爪は、回動自在に支持された回動要素を含み、この回動要素を介して前記歯車部品を把持することで、この歯車部品が前記円筒面の軸線周りに回動することが許容され、
   制御部は、並進駆動部を制御して、歯車部品を前記支持台へと進出させ、歯の側面が前記ガイドに当接したときには、歯車部品を進出方向に付勢した状態で回動駆動部を制御して歯車部品を回動させる、
   マニピュレータ。
2. 前記爪は略円柱形状であり、前記回動要素は、前記円柱形状の軸線周りに回動可能に支持されたローラであり、このローラにより前記略円柱形状の側面が形成される、請求項１に記載のマニピュレータ。
3. 前記制御部は、歯車部品を支持具に渡す際に爪駆動部を制御して歯車部品を把持する力を低下させる、請求項１または２に記載のマニピュレータ。
4. 前記ガイドは、歯の谷に位置して谷の両側の歯面に当接して歯面を支持するガイド球と、ガイド球が歯の谷に導かれるよう、歯面に当接して、歯車部品を誘導する、くさび形状のガイド爪を含み、
   制御部は、歯の側面がガイドに当接したときに、回動駆動部を制御して、歯車部品を、歯車のピッチ円上の歯厚の１／２回動させる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のマニピュレータ。

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