JP2017196683A - Robot hand, control method for the same, and robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットハンド、ロボットハンドの制御方法およびロボットに関するものである。 The present invention relates to a robot hand, a robot hand control method, and a robot.
例えば、工業製品の製造工程で用いられるロボット(産業用ロボット)として、特許文献1に記載のロボットが知られている。特許文献1に記載のロボットは、ベース部と、関節を介してベース部に接続されている第1アームと、関節を介して第1アームに接続されている第2アームと、関節を介して第2アームに接続されているロボットハンドと、を有している。また、ロボットハンドには、半導体ウェハ等のワークを吸着するための吸着孔と、吸着孔へ真空圧を供給するための真空ポンプと、が配置されている。 For example, a robot described in Patent Document 1 is known as a robot (industrial robot) used in an industrial product manufacturing process. The robot described in Patent Document 1 includes a base, a first arm connected to the base via a joint, a second arm connected to the first arm via a joint, and a joint. A robot hand connected to the second arm. Further, the robot hand is provided with a suction hole for sucking a workpiece such as a semiconductor wafer and a vacuum pump for supplying a vacuum pressure to the suction hole.
しかしながら、特許文献1のロボットでは、ロボットハンドとワークとの接触を検知する手段がないため、ロボットハンドによってワークを吸着する際には、常に真空ポンプを作動して吸着孔に真空圧を供給しておかなければスムーズなワークの吸着を行うことができない。そのため、真空ポンプにかかる負担が増大し、真空ポンプの寿命が低下してしまう。 However, since the robot of Patent Document 1 does not have means for detecting contact between the robot hand and the workpiece, when the workpiece is sucked by the robot hand, the vacuum pump is always operated to supply the vacuum pressure to the suction hole. If this is not done, the workpiece cannot be sucked smoothly. For this reason, the burden on the vacuum pump increases, and the life of the vacuum pump decreases.
本発明の目的は、ポンプにかかる負担を低減し、ポンプの長寿命化を図ることのできるロボットハンド、ロボットハンドの制御方法およびロボットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a robot hand, a robot hand control method, and a robot that can reduce the load on the pump and extend the life of the pump.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のロボットハンドは、対象物を吸着する吸着部を有し、前記対象物に接触させる接触部と、
前記接触部と前記対象物との接触を検知する接触検知部と、
前記吸着部に連通しているポンプと、
前記接触検知部の検知結果に基づいて前記ポンプの作動を制御する制御部と、を有していることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The robot hand of the present invention has a suction part that sucks an object, and a contact part that makes contact with the object;
A contact detection unit that detects contact between the contact unit and the object;
A pump communicating with the adsorbing portion;
And a control unit that controls the operation of the pump based on a detection result of the contact detection unit.
これにより、ポンプにかかる負担を低減し、ポンプの長寿命化を図ることのできるロボットハンドが得られる。 Thereby, the robot hand which can reduce the burden concerning a pump and can attain the lifetime of a pump is obtained.
本発明のロボットハンドでは、前記接触検知部は、前記接触部と前記対象物との接触を検知して信号を出力し、
前記制御部は、前記信号を入力すると、前記吸着部内の圧力が低減するように前記ポンプを制御することが好ましい。
In the robot hand of the present invention, the contact detection unit detects a contact between the contact unit and the object, and outputs a signal.
When the control unit inputs the signal, it is preferable to control the pump so that the pressure in the adsorption unit is reduced.
これにより、ポンプの作動時間を短くすることができ、ポンプにかかる負担を低減することができる。 Thereby, the operation time of a pump can be shortened and the burden concerning a pump can be reduced.
本発明のロボットハンドでは、前記制御部は、前記吸着部内の圧力が増加するように前記ポンプを制御して、前記吸着部から前記対象物を離脱させることが好ましい。
これにより、より確実に、吸着部から対象物を離脱させることができる。
In the robot hand according to the aspect of the invention, it is preferable that the control unit controls the pump so that the pressure in the suction unit increases, and causes the object to be detached from the suction unit.
Thereby, a target object can be made to detach | leave from an adsorption | suction part more reliably.
本発明のロボットハンドでは、前記接触検知部は、感圧部を備えていることが好ましい。
これにより、接触検知部の構成が比較的簡単なものとなる。
In the robot hand according to the aspect of the invention, it is preferable that the contact detection unit includes a pressure sensitive unit.
Thereby, the structure of a contact detection part becomes a comparatively simple thing.
本発明のロボットハンドでは、前記感圧部は、カーボンナノチューブを含む樹脂部を有していることが好ましい。
これにより、優れた感圧特性を有する感圧部となる。
In the robot hand of the present invention, it is preferable that the pressure sensitive part has a resin part containing carbon nanotubes.
Thereby, it becomes a pressure-sensitive part which has the outstanding pressure-sensitive characteristic.
本発明のロボットハンドでは、前記接触部を保持する保持部と、
前記接触部の前記保持部に対する変位を許容する変位許容部と、を有していることが好ましい。
In the robot hand of the present invention, a holding part that holds the contact part;
It is preferable to have a displacement allowing portion that allows displacement of the contact portion relative to the holding portion.
これにより、接触部と対象物との接触時の応力を緩和することができ、対象物の破損の可能性を低減することができる。 Thereby, the stress at the time of a contact with a contact part and a target object can be relieve | moderated, and the possibility of the damage of a target object can be reduced.
本発明のロボットハンドでは、前記変位許容部は、前記接触部を前記対象物に向けて付勢する付勢部を有していることが好ましい。
これにより、変位許容部の構成が比較的簡単なものとなる。
In the robot hand according to the aspect of the invention, it is preferable that the displacement allowing portion includes a biasing portion that biases the contact portion toward the object.
Thereby, the structure of a displacement permission part becomes a comparatively simple thing.
本発明のロボットハンドでは、前記ポンプは、圧電素子を有していることが好ましい。
これにより、例えば、駆動源としてモーター等を用いた場合と比較してポンプの振動を低減することができる。そのため、ポンプの作動に起因するロボットハンドの振動を低減することができ、ロボットハンドの動作精度の低下を低減することができる。
In the robot hand of the present invention, it is preferable that the pump has a piezoelectric element.
Thereby, for example, the vibration of the pump can be reduced as compared with the case where a motor or the like is used as a drive source. Therefore, it is possible to reduce the vibration of the robot hand caused by the operation of the pump, and it is possible to reduce the decrease in the operation accuracy of the robot hand.
本発明のロボットハンドでは、前記接触部を複数有していることが好ましい。
これにより、例えば、対象物を把持することができる。
The robot hand of the present invention preferably has a plurality of the contact portions.
Thereby, for example, an object can be grasped.
本発明のロボットハンドの制御方法は、対象物を吸着する吸着部を有している接触部と、
前記接触部と前記対象物との接触を検知する接触検知部と、
前記吸着部に接続されているポンプと、を有し、
前記接触検知部が前記接触部と前記対象物との接触を検知した後に、前記ポンプによって前記吸着部内の圧力を低減させることを特徴とする。
これにより、ポンプにかかる負担を低減し、ポンプの長寿命化を図ることができる。
The control method of the robot hand of the present invention includes a contact part having an adsorption part for adsorbing an object,
A contact detection unit that detects contact between the contact unit and the object;
A pump connected to the suction part,
After the contact detection unit detects contact between the contact unit and the object, the pressure in the adsorption unit is reduced by the pump.
Thereby, the load concerning a pump can be reduced and the lifetime improvement of a pump can be aimed at.
本発明のロボットは、基台と、
前記基台に対して回動可能に接続されているアームと、
前記アームに接続されているロボットハンドと、を有し、
前記ロボットハンドは、対象物を吸着する吸着部を有している接触部と、
前記接触部と前記対象物との接触を検知する接触検知部と、
前記吸着部に連通しているポンプと、
前記接触検知部の検知結果に基づいて前記ポンプの作動を制御する制御部と、を有していることを特徴とする。
The robot of the present invention includes a base,
An arm rotatably connected to the base;
A robot hand connected to the arm,
The robot hand has a contact part having an adsorption part for adsorbing an object;
A contact detection unit that detects contact between the contact unit and the object;
A pump communicating with the adsorbing portion;
And a control unit that controls the operation of the pump based on a detection result of the contact detection unit.
これにより、ポンプにかかる負担を低減し、ポンプの長寿命化を図ることのできるロボットが得られる。 Thereby, the robot which can reduce the burden concerning a pump and can attain the lifetime of a pump is obtained.
以下、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの制御方法およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a robot hand, a robot hand control method, and a robot of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るロボットを示す側面図である。図2は、図1に示すロボットが備えているロボットハンドを示す斜視図である。図3は、図2に示すロボットハンドの断面図である。図4は、図2に示すロボットハンドが有する感圧部を示す断面図である。図5は、図2に示すロボットハンドが有するポンプを示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a side view showing a robot according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a robot hand provided in the robot shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the robot hand shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a pressure-sensitive portion of the robot hand shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a pump of the robot hand shown in FIG. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 is also referred to as “upper” and the lower side is also referred to as “lower”.
図1に示すロボット10は、ロボット本体100と、ロボット本体100に接続可能なロボットハンド1と、を有している。ロボットハンド1は、ロボット10のエンドエフェクターとして用いることができる。
A
[ロボット本体]
図1に示すように、ロボット本体100は、水平多関節ロボット(スカラロボット)であって、図示しない床面にボルト等によって固定されている基台110と、基台110に対して回動可能に接続されているアーム120と、を有している。また、アーム120は、関節機構を介して基台110に回動可能に接続されている第1アーム130と、関節機構を介して第1アーム130に回動可能に接続されている第2アーム140と、第2アーム140に設けられている作業ヘッド150と、を有している。
[Robot body]
As shown in FIG. 1, the
基台110は、図示しない床面にボルト等によって固定されている。また、基台110内には、第1アーム130を基台110に対して軸J1まわりに回動させる駆動部191が設置されている。また、第2アーム140内には、第2アーム140を第1アーム130に対して軸J2まわりに回動させる駆動部192が設置されている。
The
また、作業ヘッド150は、第2アーム140の先端部に配置されている。作業ヘッド150は、第2アーム140の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット151およびボールネジナット152と、スプラインナット151およびボールネジナット152に挿通されたスプラインシャフト153と、を有している。スプラインシャフト153は、第2アーム140に対して、その軸まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に移動(昇降)可能となっている。そして、このようなスプラインシャフト153の先端部(下端部)にエンドエフェクターとしてのロボットハンド1が取りつけられている。
In addition, the
第2アーム140内には、回転モーター194と、昇降モーター195とが配置されている。回転モーター194の駆動力は、スプラインナット151に伝達され、スプラインナット151が正逆回転すると、スプラインシャフト153が軸J3まわりに正逆回転する。一方、昇降モーター195の駆動力は、ボールネジナット152に伝達され、ボールネジナット152が正逆回転すると、スプラインシャフト153が上下に移動する。
A
[ロボットハンド]
図2および図3に示すロボットハンド1は、吸着により対象物であるワークWを保持できるようになっている。このようなロボットハンド1は、ワークWを吸着する吸着部としての吸着孔23を有し、ワークWに接触させる接触部2と、接触部2とワークWとの接触を検知する接触検知部3と、吸着孔23に接続され、吸着孔23内の圧力を変化させるポンプ4と、接触検知部3の検知結果に基づいてポンプ4の作動を制御する制御部5と、を有している。このように、制御部5が、接触検知部3の検知結果に基づいてポンプ4の作動を制御することで、例えば、ポンプ4の作動時間を短くできたり、ポンプ4の空引き(大気を吸引し続ける状態)を防止したりすることができる。そのため、ポンプ4にかかる負担を低減することができ、ポンプ4の長寿命化を図ることができる。また、ロボットハンド1の低消費電力化を図ることができる。
[Robot hand]
The robot hand 1 shown in FIGS. 2 and 3 can hold a workpiece W as an object by suction. Such a robot hand 1 has a
制御部5の制御について具体的に説明すると、制御部5は、接触部2がワークWに接触していない状態ではポンプ4を停止させる。そして、接触検知部3が接触部2とワークWとの接触を検知すると信号を出力する。制御部5は、接触検知部3からの信号を入力すると、ポンプ4を作動し、ポンプ4に吸着孔23内の圧力を低減させることで(例えば、ポンプ4により吸着孔23を真空圧にすることで)、吸着孔23にワークWを吸着させる。このような制御によれば、前述したようにポンプ4の作動時間を短くできると共に、ポンプ4の空引きを防止でき、ポンプ4の長寿命化を図ることができる。また、接触部2がワークWに接触した後にポンプ4を作動させるため、ワークWとの接触前に吸着孔23にポンプ4の作動による気流が発生せず、吸着前のワークWの位置ずれが発生し難い。
The control of the control unit 5 will be specifically described. The control unit 5 stops the
接触検知部3が接触部2とワークWとの接触を検知すると、制御部5は、吸引量が一定となるようにポンプ4の作動を制御してもよい。これにより、より確実にワークWを吸着することができる。ただし、接触検知部3は、後述するように接触部2とワークWとの接触力(吸着力)を検知することもできるようになっている。そのため、制御部5は、吸着孔23でワークWを吸着している状態において、接触部2とワークWとの接触力が所定の範囲内に収まるように、吸引量を調整するようにポンプ4の作動を制御することもできる。これにより、接触力が大き過ぎてワークWが破損したり、接触力が弱過ぎてワークWが不本意に離脱したりする可能性を低減することができる。
When the
また、制御部5は、吸着孔23にワークWが吸着されている状態において、ポンプ4に吸着孔23内の圧力を増加させることで(例えば、ポンプ4により吸着孔23の圧力を大気圧以上にすることで)吸着孔23からワークWをリリースする(離脱させる)。これにより、より確実に、吸着孔23からワークWをリリースすることができる。そして、吸着孔23からワークWがリリースされたことを接触検知部3が検知すると、制御部5は、ポンプ4の作動を停止する。
In addition, the control unit 5 causes the
以下、このようなロボットハンド1について詳細に説明する。なお、ワークWとしては、特に限定されず、例えば、集積回路等の半導体ウェハ、発振器、物理量センサー等の電子デバイス等が挙げられる。 Hereinafter, the robot hand 1 will be described in detail. The workpiece W is not particularly limited, and examples thereof include a semiconductor wafer such as an integrated circuit, an electronic device such as an oscillator and a physical quantity sensor, and the like.
ロボットハンド1は、前述した接触部2、接触検知部3、ポンプ4および制御部5の他に、接触部2を保持する保持部6と、接触部2の保持部6に対する変位を許容する変位許容部7と、を有している。変位許容部7は、ダンパーのような機能を発揮し、接触部2をワークWに接触させたときの衝撃を緩和することができると共に、接触部2のワークWへの押し当てが過度に強くなってしまうことを防止することができる。そのため、ワークWの破損のおそれが低減する。
The robot hand 1 includes a holding
保持部6は、ロボット本体100のスプラインシャフト153に接続される接続部としての基部61と、基部61に固定され、基部61から下側へ延びている管状のシャフト62と、を有している。ただし、保持部6の構成としては、特に限定されず、例えば、シャフト62を省略してもよい。
The holding
シャフト62の先端部には接触部2が配置されている。接触部2は、シャフト62に接続されている本体部21と、本体部21の先端部に配置されている吸着パッド22と、吸着パッド22の先端面に開放する貫通孔により構成されている吸着孔23と、を有している。そして、吸着孔23は、シャフト62内に配置されている配管Hを介してポンプ4に接続されている。そのため、ポンプ4を作動することで吸着孔23内の圧力を変化させることができ、これにより、吸着孔23でワークWを吸着したり、吸着したワークWをリリースしたりすることができる。
The
本体部21は、長尺な筒状をなし、その基端部がシャフト62内に挿入されている。また、本体部21は、シャフト62に対して上下方向(接触部2をワークWに向けて移動させる方向。本体部21の軸方向)に変位可能となっている。また、本体部21は、その基端部に設けられているフランジ211を有し、このフランジ211がシャフト62と当接することで、シャフト62からの離脱が防止されている。
The main body 21 has a long cylindrical shape, and a base end portion thereof is inserted into the shaft 62. Further, the main body 21 is displaceable in the vertical direction (the direction in which the
吸着パッド22は、ワークWに接触させる部位である。吸着パッド22は、弾性を有しており、ワークWと接触した際に弾性変形するようになっている。そのため、接触部2をワークWに押し付けた際に過度な押圧力がワークWに加わり難くなり、ワークWの破損のおそれが低減する。また、接触部2をワークWに押し付けた際に吸着パッド22のワークWとの接触面22a(先端面)がワークWの被吸着面W1に倣って変形するため、より確実に、吸着パッド22をワークWと密着させることができる。そのため、より確実に、接触部2によってワークWを吸着することができると共に、空気漏れが少ない分、ポンプ4の負担も減る。
The
以上、接触部2について説明したが、接触部2の構成としては、これに限定されず、例えば、吸着パッド22は、省略してもよい。この場合、吸着孔23は、例えば、本体部21の先端面に開放する貫通孔により構成すればよい。また、本体部21の形状も特に限定されず、長尺でなくてもよい。
Although the
変位許容部7は、図3に示すように、接触部2をワークWに向けて付勢する付勢部71を有している。付勢部71は、シャフト62内に配置されており、保持部6に対して接触部2をワークWに向けて(シャフト62の先端側に)付勢している。そのため、接触部2をワークWに押し当てると、付勢部71の付勢力に抗して接触部2が保持部6に接近するように上方(図3中の矢印a方向)へ変位し、前記押し当てが解除されると付勢部71の付勢力によって接触部2が保持部6から離間するように下方(図3中の矢印b方向)へ変位する。このような構成によれば、接触部2を適度な押圧力でワークWに押し当てることができるため、ワークWの破損のおそれが低減すると共に、接触部2によるワークWの吸着をより確実に行うことができる。また、変位許容部7の構成が比較的簡単なものとなる。なお、付勢部71としては、接触部2を保持部6に対して付勢することができれば特に限定されず、例えば、バネ部材、ゴム部材等の弾性部材を用いることができる。なお、本実施形態では付勢部71としてバネ部材が用いられており、多少収縮した状態でシャフト62内に収まっている。また、付勢部71の配置としても特に限定されず、例えば、シャフト62の外側に配置されていてもよい。
As shown in FIG. 3, the
接触検知部3は、吸着パッド22の上側(ワークWとの接触面と反対の面側)に位置し、吸着パッド22と接触している感圧部31を備えている。この感圧部31には吸着パッド22をワークWに押し付けることにより生じる応力が吸着パッド22を介して伝わるようになっている。感圧部31は、受けた応力に応じた検出信号を出力するようになっており、出力された検出信号から接触部2とワークWとが接触しているか否か、さらには、接触部2とワークWとが接触している場合には接触力(吸着力)の大きさを検知することができる。このように、接触検知部3が感圧部31を備えていることで接触検知部3の構成が比較的簡単なものとなる。なお、感圧部31の配置としては、吸着パッド22をワークWに押し付けることにより生じる応力を受けることができれば特に限定されず、例えば、吸着パッド22の先端面に配置されていてもよい。
The
感圧部31としては特に限定されないが、例えば、感圧導電性樹脂を用いた構成であることが好ましい。この場合、感圧部31は、図4に示すように、第1電極および第2電極が櫛歯状に噛み合って配置されている櫛歯電極(図示せず)を備える電極層31aと、電極層31a上に配置され、感圧導電性樹脂をシート状にした樹脂部31bと、を有する構成とすることができる。また、樹脂部31bは、カーボンナノチューブを含んでいることが好ましい。これにより、感圧部31の構成が比較的簡単なものとなる。また、感圧部31の小型化や軽量化を図ることもできる。特に、樹脂部31bがカーボンナノチューブを有する構成とすることで、感圧部31が受ける圧力と感圧部31から出力される検出信号との関係を線形(比例)にすることができる。そのため、優れた感圧特性が得られ、特に、吸着孔23でワークWを吸着している際の接触力(吸着力)をより精度よく検知することができる。そのため、前述したような制御部5によるポンプ4の作動制御をより精度よく行うことができる。
Although it does not specifically limit as the pressure
なお、樹脂部31bに含まれる樹脂材料としては特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。また、感圧部31の他の構成としては、例えば、感圧導電性ゴム、基材に感圧導電インクを塗布したもの等が挙げられる。
In addition, although it does not specifically limit as a resin material contained in the resin part 31b, For example, a polycarbonate resin, a silicone resin, etc. can be used. Moreover, as another structure of the pressure
ポンプ4は、基部61に配置されており、配管Hと接続されている。このように、ポンプ4を基部61に配置することで、配管Hを短くすることができ、圧力損失を低減することができる。本実施形態のポンプ4は、図5に示すように、ベース基板41と、ベース基板41に接合され、ダイアフラム421を有しているダイアフラム基板42と、ダイアフラム421上に配置され、ダイアフラム421を変形させる駆動源としての圧電素子43と、を備えている。
The
ベース基板41には、吸引孔または排出孔として機能する2つの貫通孔411、412が設けられている。そして、貫通孔411が配管Hに接続されており、貫通孔412が大気に解放している。
The
ダイアフラム基板42に設けられているダイアフラム421は、ベース基板41と対向して配置され、ダイアフラム421とベース基板41との間にはポンプ室Pが形成されている。また、ダイアフラム421は、ポンプ部ダイアフラム422と、ポンプ部ダイアフラム422を挟んで配置されている2つのバルブ部ダイアフラム423、424と、を有している。バルブ部ダイアフラム423、424は、貫通孔411、412と対向して配置され、貫通孔411、412と重なる部分には貫通孔411、412に向けて突出する台座425、426が設けられている。さらに、台座425、426の下面(貫通孔411、412と対向している面)にはパッキン441、442が配置されており、このパッキン441、442によって、通常状態において貫通孔411、412が閉じた状態に保たれている。
The
また、圧電素子43は、ポンプ部ダイアフラム422に設けられ、ポンプ部ダイアフラム422を撓み変形させる第1圧電素子431と、バルブ部ダイアフラム423に設けられ、バルブ部ダイアフラム423を撓み変形させる第2圧電素子432と、バルブ部ダイアフラム424に設けられ、バルブ部ダイアフラム424を撓み変形させる第3圧電素子433と、を有し、これら3つの圧電素子431、432、433は、それぞれ、制御部5によって、独立して駆動されるようになっている。
The
そして、第2、第3圧電素子432、433の駆動によってバルブ部ダイアフラム423、424を上側に動かすことで、貫通孔411、412を開くことができる。また、第1圧電素子431の駆動によってポンプ部ダイアフラム422を上側に動かすことで気体の吸引を、下側に動かすことで気体の排出を実現することができる。そして、ポンプ部ダイアフラム422と、バルブ部ダイアフラム423、424の駆動タイミングを制御することで、任意の方向への送気が可能となる。そのため、例えば、貫通孔411から気体を吸引し、貫通孔412から気体を排出すれば、吸着孔23内の圧力を低減させることができ、接触部2にワークWを吸着させることができる。反対に、貫通孔412から気体を吸引し、貫通孔411から気体を排出すれば、吸着孔23(配管H)内の圧力を増加させることができ、吸着孔23からワークWをリリースすることができる。
The through
このように、ポンプ4は、1台で吸排気が可能な吸排気ポンプであるため、例えば、吸引用のポンプと排気用のポンプとを別々に用意する必要がない。そのため、ロボットハンド1の小型化および軽量化を図ることができる。また、圧電素子43を駆動源としているため、例えば、駆動源がモーターの場合と比較して振動を小さくすることができる。そのため、ポンプ4の作動に起因するロボットハンド1の振動を低減することができ、ロボットハンド1の動作精度の低下を低減することができる。
Thus, since the
<第2実施形態>
図6は、本発明の第2実施形態に係るロボットハンドの断面図である。図7は、図6に示すロボットハンドの斜視図である。
Second Embodiment
FIG. 6 is a cross-sectional view of a robot hand according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of the robot hand shown in FIG.
本実施形態に係るロボットハンドは、主に、接触検知部およびポンプの配置が異なること以外は、前述した第1実施形態のロボットと同様である。 The robot hand according to the present embodiment is mainly the same as the robot according to the first embodiment described above except that the arrangement of the contact detection unit and the pump is different.
なお、以下の説明では、第2実施形態のロボットハンドに関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図6では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the robot hand according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
本実施形態のロボットハンド1では、接触部2は、図6に示すように、シャフト62に接続されている本体部21と、本体部21の先端面に開放する貫通孔により構成されている吸着孔23と、を有している。すなわち、本実施形態の接触部2は、前述した第1実施形態の構成から吸着パッド22を省略した構成となっている。
In the robot hand 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
また、接触検知部3の感圧部31は、シャフト62内に配置されており、付勢部71の基端側に、付勢部71と接触して設けられている。そのため、接触部2とワークWとの接触力は、本体部21および付勢部71を介して感圧部31に伝わる。
The
また、図7に示すように、ポンプ4は、保持部6(基部61)から離間して配置されており、保持部6から延出して延びている配管Hを介して吸着孔23と接続されている。このように、ポンプ4を保持部6に配置しないことで、その分、ロボットハンド1のロボット本体100に支持される部分の重量を軽くすることができる。また、このような構成によれば、ポンプ4の大きさや重量がロボットハンド1の移動性能に影響を与えないため、例えば、前述した第1実施形態で用いられているようなダイアフラムポンプに替えて、より大型で吸引力の高いポンプ4を用いることも可能となる。また、このようなポンプ4としては、1台で吸気および排気の両方を行うことができるものであってもよいし、1台で吸気および排気の一方しか行うことができないものであってもよい。後者の場合には、ポンプ4として、吸気用のポンプと排気用のポンプとをそれぞれ配置すればよい。
In addition, as shown in FIG. 7, the
また、配管Hの途中にはバルブ8が設けられており、このバルブ8は、制御部5によって、接触検知部3が接触部2とワークWとの接触を検知することで開かれる。そして、バルブ8が開かれた後(または同時)に、ポンプ4が作動して吸着孔23にワークWが吸着されるようになっている。
A valve 8 is provided in the middle of the pipe H. The valve 8 is opened by the control unit 5 when the
なお、バルブ8としては、特に限定されないが、可変バルブ(すなわち、開度を調整可能なバルブ)であることが好ましい。これにより、バルブ8を制御することで、吸着孔23内の圧力を調整することができ、吸着孔23とワークWとの接触力(吸着力)を簡単かつ高精度に制御することができる。また、バルブ8は、大気解放できるようになっていてもよい。吸着孔23がワークWを吸着している状態で、ポンプ4を停止させると共に、バルブ8を大気解放することで、吸着孔23内を大気圧に戻してワークWをリリースすることができる。このような構成によれば、例えば、排気用のポンプを省略することができる。
The valve 8 is not particularly limited, but is preferably a variable valve (that is, a valve whose opening degree can be adjusted). Thereby, by controlling the valve 8, the pressure in the
以上のような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
<第3実施形態>
図8は、本発明の第3実施形態に係るロボットハンドを示す斜視図である。図9は、図8に示すロボットハンドの制御系を示すブロック部である。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a perspective view showing a robot hand according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing a control system of the robot hand shown in FIG.
本実施形態に係るロボットハンドは、主に、接触部を複数有していること以外は、前述した第1実施形態のロボットハンドと同様である。 The robot hand according to the present embodiment is mainly the same as the robot hand of the first embodiment described above except that it has a plurality of contact portions.
なお、以下の説明では、第3実施形態のロボットハンドに関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図8では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。 In the following description, the robot hand according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted. Moreover, in FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to embodiment mentioned above.
本実施形態のロボットハンド1は、図8に示すように、接触部2としての指部24を3本(複数)有している。また、保持部6は、3つの指部24を支持する支持部66と、支持部66を駆動する駆動部67と、を備えている。駆動部67は、支持部66を軸J4まわりに回動させることができる。また、3本の指部24は、それぞれ、軸J4に近づく向きと離れる向きとに可動であり、例えば手を閉じたり開いたりするような動作が可能である。これにより、ロボットハンド1は、ワークWを把持したり、把持しているワークWを開放(リリース)したりすることができる。
As shown in FIG. 8, the robot hand 1 of the present embodiment has three (a plurality)
3つの指部24は、支持部66の軸J4の周方向に離散的に配列されている。これら指部24は、支持部66に接続され、関節機構を介して支持部66に接続されている基節部241と、基節部241に接続されている中節部242と、中節部242に接続されている末節部243と、を有している。そして、各指部24の末節部243の腹には吸着孔23が設けられており、吸着孔23の周囲には感圧部31が配置されている。また、図9に示すように、各指部24の吸着孔23には配管Hを介して専用のポンプ4が接続されており、制御部5が各ポンプ4の作動を独立して制御することで、各指部24でのワークWの吸着、リリースを独立して制御することができる。
The three
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.
<第4実施形態>
図10は、本発明の第4実施形態に係るロボットが有するロボット本体を示す斜視図である。
<Fourth embodiment>
FIG. 10 is a perspective view showing a robot body included in the robot according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態に係るロボットは、主に、ロボット本体の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態のロボットと同様である。 The robot according to the present embodiment is the same as the robot according to the first embodiment described above except that the configuration of the robot body is mainly different.
なお、以下の説明では、第4実施形態のロボットに関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。 In the following description, the robot of the fourth embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
図10に示すロボット本体200は、例えば床や天井に固定される基台210と、関節機構221を介して基台210に連結され、関節機構221を軸に回動する第1アーム231と、関節機構222を介して第1アーム231に連結され、関節機構222を軸に回動する第2アーム232と、関節機構223を介して第2アーム232の先端に連結され、関節機構223を軸に回動する第3アーム233と、関節機構224を介して第3アーム233の先端に連結され、関節機構224を軸に回動する第4アーム234と、関節機構225を介して第4アーム234の先端に連結され、関節機構225を軸に回動する第5アーム235と、関節機構226を介して第5アーム235の先端に連結され、関節機構226を軸に回動する第6アーム236と、を有している。また、第6アーム236にはハンド接続部240が設けられており、ハンド接続部240には、ロボットハンド1が装着可能となっている。
A robot
このような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
<第5実施形態>
図11は、本発明の第5実施形態に係るロボットが有するロボット本体を示す斜視図である。
<Fifth Embodiment>
FIG. 11 is a perspective view showing a robot body included in the robot according to the fifth embodiment of the present invention.
本実施形態に係るロボットは、主に、ロボット本体の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態のロボットと同様である。 The robot according to the present embodiment is the same as the robot according to the first embodiment described above except that the configuration of the robot body is mainly different.
なお、以下の説明では、第5実施形態のロボットに関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。 In the following description, the robot of the fifth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
図11に示すロボット本体300は、例えば床や天井に固定される基台310と、基台310に接続されている胴体320と、胴体320の左右に接続されている一対の多関節ロボットアーム330と、胴体320に設けられているステレオカメラ360および信号灯370と、を有している。
A robot
また、基台310には、ロボット本体300の移動を容易とする複数の車輪(図示せず)と、各車輪をロックするロック機構(図示せず)と、ロボット本体300を移動する際に把持するハンドル311と、が設けられている。さらに、基台310には、作業台に当接させるためのバンパー312、緊急時にロボット本体300を停止させるための非常停止ボタン313、入力装置314等が設けられている。
The
胴体320は、基台310に対して昇降可能かつ回動可能に接続されている。各多関節ロボットアーム330は、関節機構を介して胴体320に連結されている第1肩部331と、関節機構を介して第1肩部331に連結されている第2肩部332と、捻り機構を介して第2肩部332の先端に連結されている上腕部333と、関節機構を介して上腕部333の先端に連結されている第1前腕部334と、捻り機構を介して第1前腕部334の先端に連結されている第2前腕部335と、関節機構を介して第2前腕部335の先端に連結されている手首部336と、捻り機構を介して手首部336の先端に連結されている連結部337と、を有している。また、連結部337にはハンド部338が設けられており、ハンド部338には、ロボットハンド1が装着可能となっている。
The
このような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 According to the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
以上、本発明のロボットハンド、ロボットハンドの制御方法およびロボットについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。 The robot hand, the robot hand control method, and the robot according to the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit has the same function. Any configuration can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment suitably.
1…ロボットハンド、2…接触部、21…本体部、211…フランジ、22…吸着パッド、22a…接触面、23…吸着孔、24…指部、241…基節部、242…中節部、243…末節部、3…接触検知部、31…感圧部、31a…電極層、31b…樹脂部、4…ポンプ、41…ベース基板、411、412…貫通孔、42…ダイアフラム基板、421…ダイアフラム、422…ポンプ部ダイアフラム、423、424…バルブ部ダイアフラム、425、426…台座、43…圧電素子、431…第1圧電素子、432…第2圧電素子、433…第3圧電素子、441、442…パッキン、5…制御部、6…保持部、61…基部、62…シャフト、66…支持部、67…駆動部、7…変位許容部、71…付勢部、8…バルブ、10…ロボット、100…ロボット本体、110…基台、120…アーム、130…第1アーム、140…第2アーム、150…作業ヘッド、151…スプラインナット、152…ボールネジナット、153…スプラインシャフト、191、192…駆動部、194…回転モーター、195…昇降モーター、200…ロボット本体、210…基台、221、222、223、224、225、226…関節機構、231…第1アーム、232…第2アーム、233…第3アーム、234…第4アーム、235…第5アーム、236…第6アーム、240…ハンド接続部、300…ロボット本体、310…基台、311…ハンドル、312…バンパー、313…非常停止ボタン、314…入力装置、320…胴体、330…多関節ロボットアーム、331…第1肩部、332…第2肩部、333…上腕部、334…第1前腕部、335…第2前腕部、336…手首部、337…連結部、338…ハンド部、360…ステレオカメラ、370…信号灯、H…配管、J1、J2、J3、J4…軸、P…ポンプ室、W…ワーク、W1…被吸着面、a、b…矢印
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Robot hand, 2 ... Contact part, 21 ... Main body part, 211 ... Flange, 22 ... Suction pad, 22a ... Contact surface, 23 ... Suction hole, 24 ... Finger part, 241 ... Base joint part, 242 ... Middle joint
Claims (11)
前記接触部と前記対象物との接触を検知する接触検知部と、
前記吸着部に連通しているポンプと、
前記接触検知部の検知結果に基づいて前記ポンプの作動を制御する制御部と、を有していることを特徴とするロボットハンド。 A contact part for adsorbing an object, and a contact part for contacting the object;
A contact detection unit that detects contact between the contact unit and the object;
A pump communicating with the adsorbing portion;
And a control unit that controls the operation of the pump based on a detection result of the contact detection unit.
前記制御部は、前記信号を入力すると、前記吸着部内の圧力が低減するように前記ポンプを制御する請求項1に記載のロボットハンド。 The contact detection unit detects a contact between the contact unit and the object and outputs a signal,
The robot hand according to claim 1, wherein when the signal is input, the control unit controls the pump so that a pressure in the adsorption unit is reduced.
前記接触部の前記保持部に対する変位を許容する変位許容部と、を有している請求項1ないし5のいずれか1項に記載のロボットハンド。 A holding part for holding the contact part;
The robot hand according to claim 1, further comprising a displacement allowing portion that allows displacement of the contact portion relative to the holding portion.
前記接触部と前記対象物との接触を検知する接触検知部と、
前記吸着部に接続されているポンプと、を有し、
前記接触検知部が前記接触部と前記対象物との接触を検知した後に、前記ポンプによって前記吸着部内の圧力を低減させることを特徴とするロボットハンドの制御方法。 A contact part having an adsorption part for adsorbing an object;
A contact detection unit that detects contact between the contact unit and the object;
A pump connected to the suction part,
A method for controlling a robot hand, wherein the pressure in the suction unit is reduced by the pump after the contact detection unit detects contact between the contact unit and the object.
前記基台に対して回動可能に接続されているアームと、
前記アームに接続されているロボットハンドと、を有し、
前記ロボットハンドは、対象物を吸着する吸着部を有している接触部と、
前記接触部と前記対象物との接触を検知する接触検知部と、
前記吸着部に連通しているポンプと、
前記接触検知部の検知結果に基づいて前記ポンプの作動を制御する制御部と、を有していることを特徴とするロボット。 The base,
An arm rotatably connected to the base;
A robot hand connected to the arm,
The robot hand has a contact part having an adsorption part for adsorbing an object;
A contact detection unit that detects contact between the contact unit and the object;
A pump communicating with the adsorbing portion;
And a control unit that controls the operation of the pump based on a detection result of the contact detection unit.
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JP2021020303A (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | 株式会社デンソーウェーブ | Adsorption hand for robot |
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2016
- 2016-04-26 JP JP2016087874A patent/JP2017196683A/en active Pending
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JP2021020303A (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | 株式会社デンソーウェーブ | Adsorption hand for robot |
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