JP2016215320A - 物品保持具、搬送ロボット、および物品搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ツールチェンジャーのような複雑且つ高価な装置を用いることなく、複数種類の搬送対象物をロボットによって支障なく搬送可能とすること。【解決手段】この物品保持具7は、ロボットハンドの可動爪部材によって解放可能に保持される保持具本体部8と、保持具本体部8に変位可能に設けられ、物品を保持する物品保持位置と物品を解放する物品解放位置とを切り換え可能な保持具可動部9と、物品保持具7がロボットハンドから切り離された状態において、保持具可動部9を物品保持位置に維持するための保持状態維持手段18,19,20と、を備える。【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、ロボットハンドに着脱自在に装着される物品保持具、同物品保持具が装着されるロボットハンドを有する搬送ロボット、および同搬送ロボットを用いた物品搬送方法に関する。

近年、従来は作業員が行っていた各種の作業をロボットに代替させて、生産プロセスを自動化するシステムが幅広く実用化されている（特許文献１）。

例えば、比較的重量の大きい機器を、製造中の製品における所定の位置に取り付ける作業について、従来はホイストなどで機器を吊り上げ、作業員が所定の位置まで移動させて、製造中の製品に対してボルトなどで機器を固定していたが、この機器の搬送作業をロボットに代替させるシステムがある。

この種のシステムにおいて、ロボットによる搬送対象物の種類は様々であり、１種類のロボットハンドで複数種類の搬送対象物に対応することが困難な場合がある。このような場合には、搬送対象物に応じた専用のロボットハンドを、ロボットアーム先端に自動交換にて装着する機構として、ツールチェンジャーが使用されている（特許文献２）。

特開２０１３−１９３１５５号公報 特開２０１３−９４８９２号公報

しかしながら、ツールチェンジャーを使用して複数種類の専用ハンドを適宜交換する方式では、ツールチェンジャーを駆動するための機構が複雑であり、また、ツールチェンジャー自身が高価であるために設備コストが増大してしまい、さらに、複数種類の専用ハンドの置き場所をロボットセル内に確保する必要があるため、ロボットセルをコンパクト化することが難しいという問題があった。

特に、搬送対象物が大型の重量物である場合には、それに応じて専用ハンドも重量化・大型化してしまい、更なるコストの上昇や、ロボットセルの大型化がもたらされる。

本発明は、上述した従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであって、ツールチェンジャーのような複雑且つ高価な装置を用いることなく、複数種類の搬送対象物をロボットによって支障なく搬送することを可能とする物品保持具、および同物品保持具が装着されるロボットハンドを有する搬送ロボット、並びに同搬送ロボットを用いた物品搬送方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、物品を搬送するための搬送ロボットのロボットハンドに着脱自在に装着される物品保持具であって、前記ロボットハンドの可動爪部材によって解放可能に保持される保持具本体部と、前記保持具本体部に変位可能に設けられ、前記物品を保持する物品保持位置と前記物品を解放する物品解放位置とを切り換え可能な保持具可動部と、前記物品保持具が前記ロボットハンドから切り離された状態において、前記保持具可動部を前記物品保持位置に維持するための保持状態維持手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記保持具可動部の前記物品保持位置と前記物品解放位置とを、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって切り換え可能となるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記保持状態維持手段は、前記保持具可動部を前記物品保持位置に向けて弾発的に付勢するための付勢手段を有する、ことを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記物品保持具から前記物品を解放する際には、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって、前記付勢手段の付勢力に抗して前記保持具可動部を前記物品解放位置に変位させるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第１乃至第４のいずれかの態様において、前記ロボットハンドから切り離された前記物品保持具に前記物品が保持された状態において、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持することにより、前記保持具可動部が前記物品保持位置に固定されるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第１乃至第５のいずれかの態様において、前記保持具本体部は、前記物品に当接されて前記保持具可動部と協働して前記物品を保持する当接保持部を有する、ことを特徴とする。

本発明の第７の態様による搬送ロボットは、第１乃至第６のいずれかの態様の物品保持具と、前記物品保持具が着脱自在に装着されるロボットハンドと、を備えたことを特徴とする。

本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記物品保持具による前記物品の保持状態を維持しつつ前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持する第１保持モードと、前記物品保持具による前記物品の保持状態を解除しつつ前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持する第２保持モードと、を切り換え可能である、ことを特徴とする。

本発明の第９の態様は、第７または第８の態様の搬送ロボットを用いて物品を搬送する物品搬送方法であって、前記物品に装着された前記物品保持具の前記保持具本体部を、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって保持する保持具保持工程と、前記搬送ロボットを駆動して前記物品保持具と共に前記物品を所定の搬送先に搬送する物品搬送工程と、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって前記物品保持具の前記保持具可動部を操作して、前記物品保持具による前記物品の保持状態を解除する保持状態解除工程と、前記搬送ロボットを駆動して、前記ロボットハンドに装着された状態にある前記物品保持具を前記物品から取り外す保持具取外し工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記保持具保持工程において、前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持することにより、前記保持具可動部が前記物品保持位置に固定される、ことを特徴とする。

本発明の第１１の態様は、第９または第１０の態様において、前記保持状態解除工程において、前記物品保持具による前記物品の保持状態を解除しつつ前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持する、ことを特徴とする。

本発明によれば、ツールチェンジャーのような複雑且つ高価な装置を用いることなく、複数種類の搬送対象物をロボットによって支障なく搬送することを可能とする物品保持具、および同物品保持具が装着されるロボットハンドを有する搬送ロボット、並びに同搬送ロボットを用いた物品搬送方法を提供することができる。

本発明の一実施形態による搬送ロボットを模式的に示した側面図。 図１に示した搬送ロボットのロボットハンドを模式的に示した横断面図。 図１に示した搬送ロボットのロボットハンドを模式的に示した図２ＡのＢ−Ｂ線に沿った縦断面図。 図１に示した搬送ロボットのロボットハンドに装着される物品保持具を模式的に示した平面図。 図３Ａに示した物品保持具を模式的に示した正面図であり、保持部可動部が物品保持位置にある状態を示した図。 図３Ａに示した物品保持具を模式的に示した側面図であり、保持部可動部が物品保持位置にある状態を示した図。 図３Ａに示した物品保持具を模式的に示した正面図であり、保持部可動部が物品解放位置にある状態を示した図。 図３Ａに示した物品保持具を模式的に示した正面図であり、保持部可動部が物品解放位置にある他の状態を示した図。 図３Ａに示した物品保持具を物品に装着した状態を模式的に示した平面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品に装着した状態を模式的に示した正面図。 図３Ａに示した物品保持具をロボットハンドで保持する際の動作を説明するための平面図。 図３Ａに示した物品保持具をロボットハンドで保持する際の動作を説明するための正面図。 図３Ａに示した物品保持具をロボットハンドで保持した状態を模式的に示した平面図。 図３Ａに示した物品保持具をロボットハンドで保持した状態を模式的に示した正面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための平面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための正面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の平面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の正面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の平面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の正面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の正面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の平面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の正面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の正面図。 図３Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の正面図。 図１に示した搬送ロボットのロボットハンドに装着可能な他の物品保持具を模式的に示した平面図。 図１４ＡのＢ−Ｂ線断面図。 図１４ＡのＣ−Ｃ線矢視図。 図１４Ａに示した物品保持具を物品に装着する際の動作を説明するための縦断面図。 図１４Ａに示した物品保持具を物品に装着した状態を示した縦断面図。 図１４Ａに示した物品保持具をロボットハンドで保持する際の動作を説明するための縦断面図。 図１４Ａに示した物品保持具をロボットハンドで保持した状態を模式的に示した縦断面図。 図１４Ａに示した物品保持具をロボットハンドで保持した状態を模式的に示した平面図。 図１４Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための縦断面図。 図１４Ａに示した物品保持具を物品から取り外す際の動作を説明するための他の縦断面図。 図１４Ａに示した物品保持具を物品から取り外した状態を模式的に示した縦断面図。

以下、本発明の一実施形態による搬送ロボット、同搬送ロボットと共に使用される物品保持具、および同搬送ロボットを用いた物品搬送方法について、図面を参照して説明する。

図１に示したように本実施形態による搬送ロボット１は、多関節型のロボットアーム２と、このロボットアーム２の先端に装着されたロボットハンド３と、ロボットアーム２およびロボットハンド３を駆動制御するロボットコントローラ４と、を有する。なお、本例においては６軸多関節型ロボットを使用しているが、本発明の適用対象となるロボットはこれに限定されるものではなく、各種のロボットに本発明を適用することができる。

図２Ａに示したように、ロボットハンド３は、全体として略円筒形を成しており、その先端面（図２Ｂにおける下面）に、手首軸線Ｌを中心として等角度間隔で配置された３つの可動爪部材５を有する。なお、本例においては可動爪部材５の設置数を３つとしているが、これを２つとし、或いは４つ以上とすることもできる。

各可動爪部材５は、サーボモータなどの動力源からの駆動力によって半径方向に移動可能であり、手首軸線Ｌに近づく閉動作と、手首軸線Ｌから離れる開動作とを行うことができる。可動爪部材５に閉動作を行わせることにより、可動爪部材５の内面５ａにて対象物を保持することができる。また、環状の対象物をその内周面において保持する場合には、可動爪部材５に開動作を行わせることにより、可動爪部材５の外面５ｂにて対象物を保持することができる。

図２Ｂに示したように、可動爪部材５の内面５ａには、半径方向外側に窪んだ把持凹部６が形成されており、把持凹部６の上面６ａは下面６ｂよりも半径方向の寸法が大きく設定されている。可動爪部材５の把持凹部６に対象物の凸状部分（例えばフランジ状の部分）を嵌め入れて、対象物を可動爪部材５で把持することができる。

図３Ａ乃至図３Ｃに示したように、本実施形態による物品保持具７は、保持具本体部８と、保持具本体部８に変位可能に設けられた保持具可動部９と、を有する。

保持具本体部８は、ロボットハンド３の可動爪部材５の閉動作によって把持される内側円筒部材１０を有し、内側円筒部材１０の下面には梁部材１１が設けられている。内側円筒部材１０の上端外周面には、ロボットハンド３の可動爪部材５の把持凹部６と嵌まり合う鍔状突起１０ａが形成されている。

梁部材１１の両端下面には、それぞれ、Ｌ字状部材１２が設けられており、Ｌ字状部材１２の先端上面には、物品（ワーク）の下面に当接される当接保持部材１３が設けられている。

保持具可動部９は、内側円筒部材１０よりも大径かつ短尺の外側円筒部材１４を有し、外側円筒部材１４の中央には、内側円筒部材１０が挿通される貫通孔１４ａが形成されている。外側円筒部材１４は、その中心軸線方向において、内側円筒部材１０と干渉することなく、内側円筒部材１０に対して相対的に変位することができる。図３Ａおよび図３Ｃに示したように、外側円筒部材１４の内部には、その中心軸線周りに等角度間隔にて３つのブロック部材１５が設けられている。

梁部材１１の下方には、梁部材１１とほぼ同じ幅で梁部材１１よりも短尺の昇降板１６が設けられており、昇降板１６は、その長手方向中央部にて、昇降板支持ボルト１７の先端部が螺着されている。昇降板支持ボルト１７は、内側円筒部材１０の中央に形成された貫通孔に遊びを持って挿入されている。昇降板１６の両端上面には、それぞれ、ガイドロッド１８が立設されており、ガイドロッド１８は、梁部材１１に設けられた筒状のリニアガイド１９によって上下方向に移動自在に支持されている。

ガイドロッド１８には、螺旋状の圧縮バネ（付勢手段）２０が設けられており、圧縮バネ２０の上端はリニアガイド１９の下端に形成されたフランジ部に当接され、圧縮バネ２０の下端は昇降板１６の上面に当接されている。図３Ｄに示したように、圧縮バネ２０の付勢力に抗して昇降板１６を上昇させると、これと一体に外側円筒部材１４が上昇する。

また、昇降板支持ボルト１７を締め付けることにより、図３Ｅに示したように昇降板１６が内側円筒部材１０側に引き寄せられるので、これにより、昇降板１６を上方位置（物品解放位置）に維持することができる。

図３Ａに示したように、昇降板１６の長手方向の中央部には、昇降板１６に直行する方向に延在する一対の水平連結ロッド２１が設けられている。水平連結ロッド２１は、垂直連結ロッド２２によって外側円筒部材１４の下面に連結されている。１本の水平連結ロッド２１が、梁部材１１を間に挟んで両側に配置された２本の垂直連結ロッド２２で支持されている。

水平連結ロッド２１の端部には、一対の物品抑え板２３が設けられており、一対の抑え板２３は、梁部材１１を挟んで両側に配置されている。物品抑え板２３は、外側円筒部材１４と一体に、保持具本体部８（内側円筒部材１０、梁部材１１など）に対して相対的に昇降可能である。これにより、物品抑え板２３は、物品（ワーク）を保持する物品保持位置（下方位置）と、物品（ワーク）を解放する物品解放位置（上方位置）とを切り換え可能である。

本実施形態におけるガイドロッド１８、リニアガイド１９、および圧縮バネ２０は、本発明における保持状態維持手段、すなわち、物品保持具がロボットハンドから切り離された状態において、保持具可動部を物品保持位置に維持するための保持状態維持手段を構成する。なお、物品抑え板２３やガイドロッド１８に作用する重力によって物品を物品抑え板２３で十分に保持できる場合には、圧縮バネ２０を省略して保持状態維持手段を構成しても良い。

次に、本実施形態による搬送ロボット１を用いて物品（ワーク）を搬送する方法について、図面を参照して説明する。

まず初めに準備段階として、作業員は、図４Ａおよび図４Ｂに示したように、複雑な形状を有するワーク（物品）Ｗに物品保持具７を装着する。すなわち、昇降板支持ボルト１７を締め付けて圧縮バネ２０の付勢力に抗して物品抑え板２３を持ち上げ、物品抑え板２３と当接保持部材１３との上下間隔を拡げた状態で、ワークＷをその間に挿入する。そして、昇降板支持ボルト１７を緩めて物品抑え板２３を解放し、圧縮バネ２０の付勢力および重力により降下させ、ワークＷの上面を物品抑え板２３で押圧する。これにより、ワークＷが物品抑え板２３と当接保持部材１３とで挟み込まれて保持される。

なお、本例における物品保持具７は、上部の中央部が開放された形状または上部の外周部に縁だけが存在するような形状のワークＷを保持対象としているため、ワークＷの上部の縁または外形部を押さえるために、物品抑え板２３は、梁部材１１の直下ではなく、梁部材１１を間に挟んで両側に一対設けられている。上記と異なる形状のワークの場合、例えば、上部の中央部が開放されておらず、直接押さえ付けることが可能なものである場合には、物品抑え板は、梁部材の直下に１つ設けるようにしても良い。

図４Ａおよび図４Ｂに示したように物品保持具７をワークＷに装着したら、ロボットコントローラ４によってロボットアーム２を駆動して、図５Ａおよび図５Ｂに示したようにロボットハンド３をワークＷの直上に移動する。このとき、ロボットハンド３の３つの可動爪部材５は、図５Ａに示したように、物品保持具７の外側円筒部材１４に設けた３つのブロック部材１５の直上に位置している。また、３つの可動爪部材５は開状態とされている。

図５Ａおよび図５Ｂに示した状態から、可動爪部材５の把持凹部６の内側上面６ａが内側円筒部材１０の上面に当接し、可動爪部材５の下端がブロック部材１５の上面に当接するまで、ロボットハンド３を降下させて、そこで停止させる。この状態から、図６Ａおよび図６Ｂに示したように、３つの可動爪部材５に閉動作を行わせ、可動爪部材５の把持凹部６を内側円筒部材１０の鍔状突起１０ａに嵌め入れる。これにより、ロボットハンド３によって物品保持具７が保持される（保持具保持工程）。

この状態においては、図６Ｂに示したように、可動爪部材５の下端がブロック部材１５の上面に当接されているので、外側円筒部材１４は、内側円筒部材１０に対して相対的に上昇することができない。外側円筒部材１４は物品抑え板２３と一体化されており、内側円筒部材１０は当接保持部材１３と一体化されているので、物品抑え板２３と当接保持部材１３とでワークＷを挟み込んで保持した状態が維持される。

次に、ロボットコントローラ４によってロボットアーム２を駆動して、物品保持具７と共にワークＷを所定の搬送先まで搬送する（物品搬送工程）。この物品搬送工程においては、上述したように物品抑え板２３と当接保持部材１３とでワークＷを挟み込んで保持した状態が維持されているので、搬送途中でワークＷが外れて落下するようなことはない。

ワークＷを所定の搬送先まで搬送して載置したら、ロボットコントローラ４によってロボットハンド３を駆動して、図７Ａおよび図７Ｂに示したように、３つの可動爪部材５に開動作を行わせ、閉状態から開状態へと切り換える。これにより、ロボットハンド３による物品保持具７の保持状態が解除される。

次に、ロボットコントローラ４によりロボットハンド３を駆動して、手首軸線Ｌ周りにロボットハンド３を回転させ、図８Ａおよび図８Ｂに示したように、可動爪部材５をブロック部材１５の直上位置から非直上位置に移動させる。この状態から可動爪部材５に閉動作を行わせて、図９Ａおよび図９Ｂに示したように、可動爪部材５によって内側円筒部材１０を再び把持する。

そして、ロボットコントローラ４によりロボットアーム２を駆動して、ロボットハンド３を僅かに降下させる。このとき、上述したように可動爪部材５はブロック部材１５の直上位置から非直上位置に移動させてあるので、可動爪部材５の下降動作がブロック部材１５で阻止されることがない。

内側円筒部材１０を可動爪部材５で把持した状態でロボットハンド３を僅かに降下させると、ワークＷは所定の搬送先に載置されて不動であるから、図１０に示したように、内側円筒部材１０と一体に梁部材１１および当接保持部材１３が降下する。これにより、物品抑え板２３当接保持部材１３とでワークＷを挟み込んで保持する保持状態が解除される（保持状態解除工程）。なお、この保持状態解除工程においては、梁部材１１の下降動作に伴って圧縮バネ２０が更に縮む。

図１０に示した状態から、ロボットコントローラ４によりロボットハンド３を駆動して、図１１Ａおよび図１１Ｂに示したように、可動爪部材に開動作を行わせ、閉状態から開状態に切り換える。これにより、可動爪部材５の半径方向外側面（図２Ｂ中の外面５ｂ）が、外側円筒部材１４の内周面１４ｂに押し付けられる。その結果、外側円筒部材１４が可動爪部材５によって保持される。

この状態においては、可動爪部材５の把持凹部６の内側上面６ａは、内側円筒部材１０の上面に当接された状態が維持されている。すなわち、圧縮バネ２０の付勢力によって、内側円筒部材１０の上面が可動爪部材５の把持凹部６の内側上面６ａに押圧されている。

図１１Ｂに示した状態から、ロボットコントローラ４によりロボットアーム２を駆動して、ロボットアーム２を僅かに上昇させる。すると、物品保持具７の外側円筒部材１４がロボットハンド３の可動爪部材５によって保持されているので、ロボットハンド３と一体に物品保持具７が僅かに上昇する。これにより、物品保持具７の物品抑え板２３がワークの上面から離れ、図１２に示したように、ワークＷと物品保持具７とが互いに接触していない状態となる。

図１２に示した状態から、ロボットコントローラ４によりロボットアーム２を駆動して、梁部材１１の長手方向に直交する水平方向に物品保持具７を移動させ、図１３に示したようにワークＷから物品保持具７を取り外す（保持具取外し工程）。

以上の動作により、本実施形態による搬送ロボット１および物品保持具７を用いたワークＷの搬送作業が終了する。

次に、図１に示した搬送ロボット１のロボットハンド３に装着可能な他の物品保持具について、図面を参照して説明する。

図１４Ａ乃至図１４Ｃに示したように、この物品保持具３０は、保持具本体部３１と、保持具本体部３１に変位可能に設けられた保持具可動部３２と、を有する。保持具本体部３１は、ロボットハンド３の可動爪部材５の開動作によって保持される円筒部材３３を有し、円筒部材３３の下面に鍔状部材３４が設けられている。

保持具可動部３２は、円筒部材３３の中心軸線周りに等角度間隔で配置された３つの可動係止部材３５を有し、可動係止部材３５は、保持具本体部３１の鍔状部材３４の上面に設けられたリニアガイド機構３６によって半径方向に移動可能に支持されている。可動係止部材３５の下端には、半径方向内側に向けて延びる張出し部３５ａが形成されている。可動係止部材３５の半径方向内側上端には、可動水平板３７が固定されている。

保持具本体部３１の鍔状部材３４の上面には、各可動係止部材３５に対応して３つの揺動レバー３８が設けられており、各揺動レバー３８は、その中間位置にて、上下方向に延在する回転軸３９に固定されている。これにより、揺動レバー３８は、回転軸３９と一体に回転可能である。回転軸３９には捩りバネ４０が設けられており、この捩りバネ４０の付勢力によって、図１４Ａにおいて時計回りの方向に揺動レバー３８が付勢されている。

揺動レバー３８は、その一端に調整ネジ４１が設けられており、回転軸３９を間に挟んで調整ネジ４１と反対側に長孔４２が形成されている。長孔４２には、可動水平板３７の上面に固定された可動垂直板４３の上端に設けた短尺支軸４４が移動可能に挿通されている。

可動係止部材３５、可動水平板３７、および可動垂直板４３が一体として移動する。可動垂直板４３が半径方向に移動すると、揺動レバー３８の長孔４２の縁部が、可動垂直板４３の短尺支軸４４によって押圧され、揺動レバー３８が揺動する。

上述したように揺動レバー３８は捩りバネ４０によって付勢されているので、その付勢力が短尺支軸４４を介して可動垂直板４３および可動水平板３７に伝達され、可動水平板３７が半径方向内側に付勢される。これにより、可動水平板３７と一体化されている可動係止部材３５も、半径方向内側に付勢される。

上述した物品保持具３０を用いて、図１５に示した環状のワーク（物品）Ｗを搬送する際には、まず初めに準備段階として、作業員は、捩りバネ４０の付勢力に抗して可動係止部材３５を半径方向外側に押し開いた状態で、ワークＷを可動係止部材３５の内側に位置させる。この状態で可動係止部材３５を解放して、捩りバネ４０の付勢力により、図１６に示したように可動係止部材３５をワークＷに係止させる。

図１６に示したように物品保持具３０をワークＷに装着したら、ロボットコントローラ４によってロボットアーム２を駆動して、図１７に示したようにロボットハンド３をワークＷの直上に移動する。このとき、ロボットハンド３の３つの可動爪部材５は閉状態である。

図１７に示した状態からロボットハンド３を降下させて、可動爪部材５を保持具本体部３１の円筒部材３３の内側に位置させる。この状態から、ロボットハンド３の可動爪部材５に開動作を行わせ、図１８Ａおよび図１８Ｂに示したように、可動爪部材５の半径方向外側面（図２Ｂの外面５ｂ）を円筒部材３３の内周面に押し付ける。これにより、３つの可動爪部材５によって保持具本体部３１の円筒部材３３が保持される（第１保持モードによる保持具保持工程）。

保持具保持工程おいてロボットハンド３の可動爪部材５が保持具本体部３１の円筒部材３３を保持する位置は、図１８Ｂに示したように、可動爪部材５の半径方向外側端部が、揺動レバー３８の調整ネジ４１の頭部に当接される位置である。すなわち、ロボットハンド３の可動爪部材５によって保持具本体部３１の円筒部材３３を保持すると、これに伴って揺動レバー３８の調整ネジ４１の頭部に可動爪部材５の半径方向外側端部が当接される。

その結果、図１８Ｂにおいて反時計回り方向への揺動レバー３８の回転動作が規制され、ひいては可動係止部材３５の半径方向外側への移動が規制される。すなわち、保持具保持工程において、物品保持具３０によるワークＷの保持状態が維持される。

次に、ロボットコントローラ４によってロボットアーム２を駆動して、物品保持具３０と共にワークＷを所定の搬送先まで搬送する（物品搬送工程）。この物品搬送工程においては、上述したように物品保持具３０によるワーク保持状態が維持されているので、搬送途中でワークＷが外れて落下するようなことはない。

ワークＷを所定の搬送先まで搬送して載置したら、ロボットコントローラ４によってロボットハンド３を駆動して、３つの可動爪部材５に閉動作を行わせ、開状態から閉状態へと切り換える。これにより、ロボットハンド３による物品保持具３０の保持状態が解除される。

次に、ロボットコントローラ４によりロボットハンド３を駆動して、手首軸線Ｌ周りにロボットハンド３を回転させ、図１９に示したように、ロボットハンド３の可動爪部材５を、物品保持具３０の可動係止部材３５に対応する位置に移動させる。この状態からロボットハンド３の可動爪部材５に開動作を行わせて、図２０に示したように、可動爪部材５の半径方向外側端部によって、可動垂直板４３を半径方向外側に変位させる。これにより、可動係止部材３５が半径方向外側に変位し、ワークＷの保持状態が解除される。

このとき、可動爪部材５の半径方向外周面（図２Ｂ中の外面５ｂ）が、物品保持具３０の円筒部材３３の内周面３３ａに押し付けられ、これにより、可動爪部材５によって物品保持具３０が保持された状態となる。すなわち、本例においては、物品保持具３０によるワークＷの保持状態を解除しつつ、可動爪部材５によって物品保持具３０が保持される（第２保持モード）。

図２０に示した状態から、ロボットコントローラ４によりロボットアーム２を駆動して、図２１に示したようにロボットハンド３を上昇させ、ワークＷから物品保持具３０を取り外す（保持具取外し工程）。

以上述べたように本実施形態によれば、搬送対象のワークＷの形状に応じて物品保持具７、３０を用意するだけで、ツールチェンジャーのような複雑且つ高価な装置を用いることなく、共通のロボットハンド３を用いて、形状の異なる複数種類のワークＷを搬送することができる。

また、上述した実施形態においては、ロボットハンド３によって物品保持具７、３０を保持することで、物品保持具７、３０によるワークＷの保持状態が維持されるので、搬送時におけるワークＷの落下を確実に防止することができる。

また、図１４Ａ乃至図１４Ｃに示した物品保持具３０においては、物品保持具３０によるワークＷの保持状態をロボットハンド３の可動爪部材５によって解除する動作が、可動爪部材５により物品保持具３０を保持する動作でもあるので、作業工程を簡素化し、作業時間を短縮することができる。

１ 搬送ロボット
２ ロボットアーム
３ ロボットハンド
４ ロボットコントローラ
５ 可動爪部材
５ａ 可動爪部材の内面
５ｂ 可動爪部材の外面
６ 可動爪部材の把持凹部
６ａ 把持凹部の上面
６ｂ 把持凹部の下面
７ 物品保持具
８ 保持具本体部
９ 保持具可動部
１０ 内側円筒部材
１０ａ 内側円筒部材の鍔状突起
１１ 梁部材
１２ Ｌ字状部材
１３ 当接保持部材
１４ 外側円筒部材
１４ａ 外側円筒部材の貫通孔
１４ｂ 外側円筒部材の内周面
１５ ブロック部材
１６ 昇降板
１７ 昇降板支持ボルト
１８ ガイドロッド
１９ リニアガイド
２０ 圧縮バネ（付勢手段）
２１ 水平連結ロッド
２２ 垂直連結ロッド
２３ 物品抑え板
３０ 物品保持具
３１ 保持具本体部
３２ 保持具可動部
３３ 保持具本体部の円筒部材
３３ａ 円筒部材の内周面
３４ 保持具本体部の鍔状部材
３５ 可動係止部材
３５ａ 可動係止部材の張出し部
３６ リニアガイド機構
３７ 可動水平板
３８ 揺動レバー
３９ 揺動レバーの回転軸
４０ 捩りバネ
４１ 調整ネジ
４２ 長孔
４３ 可動垂直板
４４ 短尺支軸
Ｌ 手首軸線
Ｗ ワーク（物品）

Claims (11)

1. 物品を搬送するための搬送ロボットのロボットハンドに着脱自在に装着される物品保持具であって、
   前記ロボットハンドの可動爪部材によって解放可能に保持される保持具本体部と、
   前記保持具本体部に変位可能に設けられ、前記物品を保持する物品保持位置と前記物品を解放する物品解放位置とを切り換え可能な保持具可動部と、
   前記物品保持具が前記ロボットハンドから切り離された状態において、前記保持具可動部を前記物品保持位置に維持するための保持状態維持手段と、を備えた物品保持具。
2. 前記保持具可動部の前記物品保持位置と前記物品解放位置とを、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって切り換え可能となるように構成されている、請求項１記載の物品保持具。
3. 前記保持状態維持手段は、前記保持具可動部を前記物品保持位置に向けて弾発的に付勢するための付勢手段を有する、請求項１または２に記載の物品保持具。
4. 前記物品保持具から前記物品を解放する際には、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって、前記付勢手段の付勢力に抗して前記保持具可動部を前記物品解放位置に変位させるように構成されている、請求項３記載の物品保持具。
5. 前記ロボットハンドから切り離された前記物品保持具に前記物品が保持された状態において、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持することにより、前記保持具可動部が前記物品保持位置に固定されるように構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の物品保持具。
6. 前記保持具本体部は、前記物品に当接されて前記保持具可動部と協働して前記物品を保持する当接保持部を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の物品保持具。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の物品保持具と、
   前記物品保持具が着脱自在に装着されるロボットハンドと、
   を備えた搬送ロボット。
8. 前記物品保持具による前記物品の保持状態を維持しつつ前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持する第１保持モードと、前記物品保持具による前記物品の保持状態を解除しつつ前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持する第２保持モードと、を切り換え可能である、請求項７記載の搬送ロボット。
9. 請求項７または８に記載の搬送ロボットを用いて物品を搬送する物品搬送方法であって、
   前記物品に装着された前記物品保持具の前記保持具本体部を、前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって保持する保持具保持工程と、
   前記搬送ロボットを駆動して前記物品保持具と共に前記物品を所定の搬送先に搬送する物品搬送工程と、
   前記ロボットハンドの前記可動爪部材によって前記物品保持具の前記保持具可動部を操作して、前記物品保持具による前記物品の保持状態を解除する保持状態解除工程と、
   前記搬送ロボットを駆動して、前記ロボットハンドに装着された状態にある前記物品保持具を前記物品から取り外す保持具取外し工程と、を備えた物品搬送方法。
10. 前記保持具保持工程において、前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持することにより、前記保持具可動部が前記物品保持位置に固定される、請求項９記載の物品搬送方法。
11. 前記保持状態解除工程において、前記物品保持具による前記物品の保持状態を解除しつつ前記可動爪部材によって前記保持具本体部を保持する、請求項９または１０に記載の物品搬送方法。
    

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