JP2019018305A - 把持装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワークを把持する際にワークの形状及び姿勢の影響を受けにくい把持装置を提供する。【解決手段】把持装置20は、外力の作用により第1移動方向M1及び第2移動方向M2に往復動する可動部31と、弾性を有し、可動部31から延びる複数のアーム32と、アーム32において、可動部31に接続する基端部321と先端部322との間の部位の第1移動方向M1への変位を制限する支持部33と、を有する把持ハンド30と、可動部31に外力を作用させるアクチュエータ40と、を備える。複数のアーム32は、可動部31とともに基端部321が第1移動方向M1に変位するとき、支持部33に変位が制限される部位を支点として、先端部322が互いに離れた開位置から先端部322が互いに近付いた閉位置に向かって変位する。【選択図】図2

Description

本発明は、把持装置に関する。
特許文献1には、取出位置にある対象物(ワーク)を挟持して、取出位置とは別の位置まで搬送するロボットハンドが開示されている。このロボットハンドは、第1の対象物を挟んで把持する一対の開閉部を有する第1の挟持部と、第1の対象物と異なる第2の対象物を把持する一対の開閉部を有する第2の挟持部と、を備えている。こうして、このロボットハンドは、挟持部を使い分けることで、種類の異なる対象物を把持することを可能としている。
特開2010−23120号公報
ところが、上記のようなロボットハンドは、第1の対象物及び第2の対象物を把持できても、第1の対象物及び第2の対象物と形状の異なる対象物を把持できないおそれがある。また、上記のようなロボットハンドは、一定の姿勢を取る第1の対象物及び第2の対象物を把持できても、一定の姿勢を取らない第1の対象物及び第2の対象物を把持できないおそれがある。すなわち、上記のようなロボットハンドは、ワークを把持する際に、ワークの形状及び姿勢の影響を受けやすい。
本発明の課題は、ワークを把持する際にワークの形状及び姿勢の影響を受けにくい把持装置を提供することである。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する把持装置は、外力の作用により第1移動方向及び第1移動方向の逆方向となる第2移動方向に往復動する可動部と、弾性を有し、前記可動部から延びる複数のアームと、前記アームにおいて、前記可動部に接続する基端部とその反対側となる先端部との間の部位の前記第1移動方向への変位を制限する制限部と、を有する把持ハンドと、前記可動部に外力を作用させるアクチュエータと、を備え、複数の前記アームは、前記可動部とともに前記基端部が前記第1移動方向に変位するとき、前記制限部に変位が制限される部位を支点として、前記先端部が互いに離れた開位置から前記先端部が互いに近付いた閉位置に向かって変位する。
上記構成によれば、把持装置の把持ハンドにワークを把持させる場合には、把持ハンドをワークに接近させた後で、アクチュエータの駆動により、可動部を第1移動方向に変位させる。すると、把持ハンドの複数のアームが開位置から閉位置に変位し、複数のアームがワークを挟み込む。ここで、複数のアームは、弾性を有しているため、ワークの形状及び姿勢に合わせて弾性変形する。このため、複数のアームとワークとの間に隙間が生じにくい。こうして、把持装置は、ワークを把持する際にワークの形状及び姿勢の影響を受けにくい。
上記把持ハンドにおいて、前記把持ハンドは、前記可動部とともに往復動する従動ロッドを有し、前記アクチュエータは、前記従動ロッドを介して、前記可動部に外力を作用させることが好ましい。
上記構成によれば、アクチュエータが把持ハンドの可動部に外力を直接作用させる場合と異なり、アクチュエータを可動部の近くに配置しなくてもよくなる。このため、把持装置の設計の自由度を高めることができる。
上記把持ハンドにおいて、前記従動ロッドは、前記可動部に埋設されるアンカーを有することが好ましい。
上記構成によれば、可動部と従動ロッドとを強固に一体化できる。例えば、可動部に従動ロッドを接着剤で接着させたり、可動部と従動ロッドとに対応する凹凸形状を設けた上で両者を係合させたりすることで、可動部と従動ロッドとを一体化する場合と比較して、可動部から従動ロッドが取り外れにくくなる。
上記把持ハンドは、前記アクチュエータと前記従動ロッドとを連結する連結部を備え、前記アクチュエータは、前記第1移動方向及び前記第2移動方向に往復動する駆動ロッドを有し、前記連結部は、前記従動ロッドと前記駆動ロッドとを着脱自在に連結することが好ましい。
上記構成によれば、連結部によって、把持ハンドを他の把持ハンドに容易に交換できる。
上記把持ハンドは、前記アクチュエータを制御することで、複数の前記アームを前記開位置と前記閉位置との間で変位させる制御部を備え、前記制御部は、前記把持ハンドが前記第2移動方向に移動することでワークに接近する状況下において、前記従動ロッドの前記第1移動方向への変位に基づいて、複数の前記アームを前記開位置から前記閉位置に変位させるタイミングを制御することが好ましい。
上記構成によれば、把持ハンドを第2移動方向に移動させることで、把持ハンドをワークに接近させる場合には、把持ハンドがワークに接触したタイミングで可動部が第1移動方向に変位する。そして、制御部は、可動部の変位に伴う従動ロッドの変位に基づいて、複数のアームを開位置から閉位置に変位させるタイミングを制御する。このため、把持装置は、把持ハンドとワークとの相対距離を検出しなくても、把持ハンドでワークを把持するのに適したタイミングで、複数のアームを開位置から閉位置に変位させることができる。
上記把持ハンドは、前記可動部の前記第1移動方向における端面とともに閉空間を形成する閉空間形成部材を備え、前記アクチュエータは、前記閉空間の圧力を調整する圧力調整部を有することが好ましい。
上記構成によれば、圧力調整部は、閉空間の圧力を高くすることで、閉空間の容積が大きくなる方向(第2移動方向)に可動部を変位させる。また、圧力調整部は、閉空間の圧力を低くすることで、閉空間の容積が小さくなる方向(第1移動方向)に可動部を変位させる。このため、アクチュエータを、可動部を往復動させる直動アクチュエータとする場合と比較して、把持装置を第1移動方向に小型化しやすい。
上記把持ハンドは、前記アクチュエータを制御することで、複数の前記アームを前記開位置と前記閉位置との間で変位させる制御部を備え、前記アクチュエータは、前記閉空間の圧力を検出する圧力検出部を有し、前記制御部は、前記把持ハンドが前記閉空間形成部材とともに前記第2移動方向に移動することでワークに接近する状況下において、前記閉空間の圧力変化に基づいて、複数の前記アームを前記開位置から前記閉位置に変位させるタイミングを制御することが好ましい。
上記構成によれば、把持ハンドを第2移動方向に移動させることで、把持ハンドをワークに接近させる場合には、把持ハンドがワークに接触したタイミングで可動部が第1移動方向に変位する。そして、制御部は、可動部の変位に伴う閉空間の圧力変化に基づいて、複数のアームを開位置から閉位置に変位させるタイミングを制御する。このため、把持装置は、把持ハンドとワークとの相対距離を検出しなくても、把持ハンドでワークを把持するのに適したタイミングで、複数のアームを開位置から閉位置に変位させることができる。
上記把持ハンドにおいて、複数の前記アームが前記開位置に配置されるとき、前記可動部は、前記アームの先端部よりも前記第2移動方向に突出することが好ましい。
把持ハンドでワークを把持する場合には、複数のアームがワークを挟み込むことができるように、可動部がワークに接触した状態で、複数のアームを開位置から閉位置に変位させることが好ましい。
例えば、複数のアームが開位置に配置されるとき、アームの先端部が可動部よりも第2移動方向に(ワーク側に)突出していると、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、把持ハンドをワークに接近させるときに、可動部よりも先にアームがワーク又はワークを支持する台に接触し、可動部が変位するおそれがある。言い換えれば、制御部は、可動部がワークに接触していない状態で、複数のアームを開位置から閉位置に変位させるおそれがある。
これに対し、上記構成によれば、把持ハンドをワークに接近させるときに、可動部がアームよりも先にワークに接触しやすくなる。このため、把持装置は、複数のアームを適切なタイミングで開位置から閉位置に変位させることができる。
上記構成の把持装置によれば、ワークを把持する際にワークの形状及び姿勢の影響を受けにくい。
第1実施形態の搬送装置の概略図。 第1実施形態の把持装置の断面図。 第1実施形態の把持装置の把持ハンドを示す図であって、(a),(b)は斜視図、(c)は断面図。 第1実施形態の把持装置の連結部の分解斜視図。 第1実施形態の把持ハンドの動作を説明する模式図。 第1実施形態の把持装置の断面図。 第1実施形態において、ワークを搬送するときに制御部が実行する処理の流れを示すフローチャート。 (a)〜(c)は、第1実施形態の把持ハンドが比較的大きなワークを把持するときの状況の変化を示す端面図。 (a)〜(c)は、第1実施形態の把持ハンドが比較的小さなワークを把持するときの状況の変化を示す端面図。 第2実施形態の搬送装置の概略図。 第2実施形態の把持装置の断面図。 第2実施形態の把持装置の断面図。 第2実施形態において、ワークを搬送するときに制御部が実行する処理の流れを示すフローチャート。 把持ハンドの他の実施形態を示す斜視図。 把持ハンドの他の実施形態を示す断面図。 把持ハンドの他の実施形態を示す斜視図。 把持ハンドの他の実施形態を示す斜視図。
(第1実施形態)
以下、搬送装置の第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第1実施形態の搬送装置は、ワークを把持する把持ハンドを有する把持装置を用いて、ワークを搬送する装置である。
図1に示すように、搬送装置10は、ワーク(以下、「ワークW」とも言う。)を把持する把持装置20と、把持装置20を移動させる第1移動機構11と、把持装置20を第1移動機構11とともに移動させる第2移動機構12と、把持装置20、第1移動機構11及び第2移動機構12を制御する制御部13と、を備える。
第1実施形態において、第2移動機構12が把持装置20及び第2移動機構12を移動させる方向を第1方向D1とし、第1移動機構11が把持装置20を移動させる方向を第3方向D3とする。また、第1方向D1及び第3方向D3の両方向と直交する方向を第2方向D2とする。なお、第1実施形態では、第3方向D3は鉛直方向でもある。
図2に示すように、把持装置20は、ワークWを把持する把持ハンド30と、把持装置20の一部の構成部材を収容するハウジング40と、把持ハンド30を動作させるアクチュエータ50と、アクチュエータ50と把持ハンド30とを連結する連結部60と、を備える。
図3(a),(b),(c)に示すように、把持ハンド30は、外力の作用により往復動する可動部31と、可動部31から延びる複数のアーム32と、アーム32の基端部321とその反対側となる先端部322との間の部位を支持する支持部33と、可動部31からアーム32とは異なる方向に延びる従動ロッド34と、有する。
把持ハンド30において、可動部31、複数のアーム32及び支持部33は、金属材料よりも大きな弾性変形が可能なゴム又は樹脂などで一体形成される。例えば、把持ハンド30は、ゴム及び樹脂などを型に流し込んだ後に硬化(架橋)させることで成形すればよい。この場合、把持ハンド30の材質次第では、把持ハンド30がアンダーカットを有する形状であっても通常の型での成形が可能となる。
可動部31は、略楕円体状をなし、軸方向と直交する断面形状が円形となっている。可動部31は、従動ロッド34を介した外力の作用により、第1移動方向M1及び第1移動方向M1の逆方向となる第2移動方向M2に往復動する。第1移動方向M1及び第2移動方向M2は、可動部31の軸方向であり、第3方向D3でもある。
図3(a),(b)に示すように、複数のアーム32は、可動部31の周方向に等間隔に設けられている。すなわち、複数のアーム32は、可動部31から第1移動方向M1と交差する方向に放射状に延びている。なお、ここで言う等間隔とは、可動部31の周方向において隣り合うアーム32の間隔が厳密に一致していることを言うのではなく、製造時の誤差等を含んでもよいものとする。図3(c)に示すように、アーム32は、可動部31の径方向外側に進むに連れて、第1移動方向M1に向かった後に第2移動方向M2に向かうように湾曲(屈曲)している。
図3(c)に示すように、アーム32の基端部321において、アーム32の延びる方向と直交する断面積は、可動部31に向かうに連れて次第に小さくなる。アーム32の先端部322において、アーム32の延びる方向と直交する断面積は、アーム32の基端から先端に向かう方向に進むに連れて次第に小さくなる。このため、アーム32の先端部322は、先細りする爪形状となっている。なお、図3(b)に示すように、第1実施形態において、複数のアーム32の基端部321及び基端部321寄りの部分は、可動部31の周方向に一体化している。
図3(a)に示すように、支持部33は、略円筒状をなし、アーム32と交差する方向に延びている。図3(c)に示すように、支持部33の外径は軸方向に一定とされ、支持部33の内径は軸方向における第1端(上端)から第2端(下端)に向かうほど大きくなる。このため、支持部33におけるアーム32に接続する端部において、支持部33の延びる方向と直交する断面積は、アーム32に向かうに連れて次第に小さくなる。
図3(c)に示すように、従動ロッド34は、可動部31から第1移動方向M1に延びている。従動ロッド34は、棒状の軸部341と、連結部60に係合する係合部342と、可動部31に埋設されるアンカー343と、を有する。係合部342は、従動ロッド34の軸方向における第1端(上端)に固定され、アンカー343は、従動ロッド34の軸方向における第2端(下端)に固定される。
係合部342は、軸部341よりも外形の大きな多角柱状をなしている。アンカー343は、軸部341よりも外径の大きな円板状をなしている。アンカー343は、把持ハンド30を一体形成するときに、軸部341の第2端とともに、可動部31と一体化されることが好ましい。なお、係合部342及びアンカー343は、軸部341に対して、締結、嵌合、接着及び溶接などの態様で固定すればよい。
図2に示すように、ハウジング40は、筒状をなしている。ハウジング40は、ハウジング40の側部に開口する開口部41を覆うカバー42を有する。ハウジング40の軸方向における第2端(下端)には、把持ハンド30の支持部33を収容する収容凹部43が設けられる。収容凹部43は、把持ハンド30の支持部33の外径に応じた内径を有する。カバー42は、ボルトなどの締結部材によって、ハウジング40に着脱自在に取り付けられる。ハウジング40からカバー42を取り外した状態では、開口部41を介してハウジング40の内部が露出する。なお、ハウジング40は、把持ハンド30の支持部33、把持ハンド30の従動ロッド34、連結部60及び後述するアクチュエータ50の駆動ロッド53の一部を収容する。
図2に示すように、アクチュエータ50は、円柱状の内部空間51が設けられるシリンダ52と、シリンダ52に対して伸縮する駆動ロッド53と、圧縮空気の供給源の一例としての圧縮機54とシリンダ52の内部空間51との接続状態を切り替える電磁弁55と、駆動ロッド53の位置を検出する第1検出部56及び第2検出部57と、を有する。
シリンダ52は、ハウジング40の軸方向における第1端(上端)に固定される。シリンダ52には、シリンダ52の外部とシリンダ52の内部空間51とを接続する第1流路521及び第2流路522が設けられる。第1流路521は、シリンダ52の内部空間51の軸方向における第1端(上端)に開口し、第2流路522は、シリンダ52の内部空間51の軸方向における第2端(下端)に開口している。
駆動ロッド53は、棒状の軸部531と、シリンダ52の内周面と摺動するピストン532と、を有する。軸部531の軸方向における第1端(上端)には、ピストン532が設けられる。ピストン532は、シリンダ52の内部空間51を軸方向に区画するように配置される。シリンダ52の内部空間51において、ピストン532に区画される一方の空間は第1流路521に接続し、他方の空間は第2流路522に接続している。軸部531の軸方向における第2端(下端)は、連結部60に固定される。
電磁弁55は、大気と第1流路521とを接続する一方で圧縮機54と第2流路522とを接続する第1状態と、圧縮機54と第1流路521とを接続する一方で大気と第2流路522とを接続する第2状態と、を切り替える。
第1検出部56は、シリンダ52の軸方向における第1端(上端)寄りの位置に配置され、第2検出部57は、シリンダ52の軸方向における第2端(下端)寄りの位置に配置される。第1検出部56は、駆動ロッド53がシリンダ52に対して最も収縮した状態を検出し、第2検出部57は、駆動ロッド53がシリンダ52に対して最も伸長した状態を検出する。言い換えれば、第1検出部56は、ピストン532がシリンダ52の内部空間51の第1端まで変位しているか否かを検出し、第2検出部57は、ピストン532がシリンダ52の内部空間51の第2端まで変位しているか否かを検出する。一例として、ピストン532に磁石を設ける場合には、第1検出部56及び第2検出部57をピストン532に設けた磁石の磁気を検出する磁気センサとすればよい。
そして、アクチュエータ50は、電磁弁55の切り替えにより、駆動ロッド53を第1移動方向M1に変位(収縮)させたり、駆動ロッド53を第2移動方向M2に変位(伸長)させたりする。
図4に示すように、連結部60は、略円柱状をなしている。連結部60は、駆動ロッド53が固定される本体部61と、本体部61とともに従動ロッド34を挟み込む挟持部62と、挟持部62を本体部61に固定する固定部材63と、を有する。
図4に示すように、連結部60の軸方向における本体部61の第1端(上端)には、駆動ロッド53の第2端(下端)が固定される。連結部60の軸方向における本体部61の第2端(下端)には、連結部60の径方向に凹部611が設けられる。凹部611には、連結部60の径方向を深さ方向とする第1の係合穴612及び第2の係合穴613が、連結部60の軸方向に隣り合うように設けられる。連結部60の軸方向において、第1の係合穴612は第2の係合穴613よりも第1端側(上側)に設けられる。また、連結部60の軸方向と直交する方向(第2方向D2)において、第1の係合穴612の開口長さは、第2の係合穴613の開口長さよりも長くなっている。詳しくは、第1の係合穴612の開口長さは、従動ロッド34の係合部342の外形に応じた長さであり、第2の係合穴613の開口長さは、従動ロッド34の軸部341の外径に応じた長さである。また、挟持部62は、本体部61の凹部611に対応した半円柱状をなしている。挟持部62には、本体部61の凹部611に面する部分に本体部61の第1の係合穴612に対応する係合穴(不図示)が設けられる。
連結部60が駆動ロッド53と従動ロッド34とを連結する場合には、本体部61の第1の係合穴612及び第2の係合穴613に従動ロッド34の軸部341及び係合部342を収めた状態で、本体部61に挟持部62を固定部材63で固定する。すると、従動ロッド34の係合部342が第1の係合穴612及び第2の係合穴613の段差に係合し、従動ロッド34の連結部60に対する軸方向への移動が制限される。また、従動ロッド34の軸部341及び係合部342が本体部61及び挟持部62に挟み込まれ、従動ロッド34の連結部60に対する径方向への移動が制限される。こうして、連結部60は、駆動ロッド53と従動ロッド34とを連結する。なお、連結部60が駆動ロッド53と従動ロッド34との連結を解除する場合には、本体部61から挟持部62を取り外した後に、本体部61から従動ロッド34を取り外せばよい。
図2に示すように、アクチュエータ50の駆動ロッド53と把持ハンド30の従動ロッド34とは、ハウジング40の内部で連結部60を介して連結される。これにより、アクチュエータ50は、駆動ロッド53、連結部60及び従動ロッド34を介して、可動部31に外力を作用させることが可能となる。
図1に示すように、第1移動機構11は、第3方向D3(第1移動方向M1及び第2移動方向M2)に把持装置20を往復動させることのできる直動式のアクチュエータであればよい。また、第2移動機構12は、第1方向D1に把持装置20及び第1移動機構11を往復動させることのできる直動式のアクチュエータであればよい。例えば、第1移動機構11及び第2移動機構12は、エアシリンダ、油圧シリンダ及び電動アクチュエータなどで構成すればよい。
次に、図5を参照して、把持ハンド30の複数のアーム32の動作について説明する。図5では、説明の容易のために把持ハンド30のハッチングを省略している。
図5に示すように、従動ロッド34(駆動ロッド53)が第1移動方向M1に変位すると、可動部31は、第2移動方向M2に突出する「第2の位置」から第1移動方向M1に退避する「第1の位置」に変位する。すると、第1移動方向M1に変位する可動部31にアーム32の基端部321が引っ張られ、アーム32の基端部321が可動部31とともに第1移動方向M1に変位する。このとき、アーム32は、弾性変形しながら、可動部31との連結部位P1を回動中心として回動する。
一方、支持部33は、ハウジング40によって、第1移動方向M1への変位が制限されている。このため、アーム32の先端部322と基端部321との間の部位(支持部33との連結部位P2)は、第1移動方向M1への変位が支持部33によって制限される。その結果、アーム32は、支持部33に変位が制限される部位(支持部33との連結部位P2)を回動中心として回動する。
つまり、アーム32は、支持部33に第1移動方向M1への変位が制限される部位を支点として、基端部321が第1移動方向M1に変位する一方、先端部322が第2移動方向M2に変位する。その結果、複数のアーム32は、先端部322が互いに離れた位置である「開位置」から先端部322が互いに近付いた位置である「閉位置」に変位する。そして、第1実施形態では、支持部33がアーム32の第1移動方向M1への変位を制限する「制限部」の一例に相当する。
このように、第1実施形態では、従動ロッド34(駆動ロッド53)が第2移動方向M2に変位し、可動部31が第2の位置に位置するとき、複数のアーム32が開位置に配置される。また、従動ロッド34(駆動ロッド53)が第1移動方向M1に変位し、可動部31が第1の位置に位置するとき、複数のアーム32が閉位置に配置される。図5において、第1の位置は、二点鎖線で示す可動部31の位置であり、閉位置は、二点鎖線で示す複数のアーム32の位置である。また、第2の位置は、実線で示す可動部31の位置であり、開位置は、実線で示す複数のアーム32の位置である。
なお、把持ハンド30において、可動部31、複数のアーム32及び支持部33は、一体形成される弾性体である。このため、図5に二点鎖線で示すように、可動部31が第1移動方向M1に変位するに連れて、アーム32が支持部33を第1移動方向M1に押す力が増大すると、支持部33が弾性変形することがある。すなわち、この場合には、アーム32の支持部33に対する回動中心(支持部33との連結部位P2)の位置が、可動部31の第1移動方向M1への変位に応じて移動することになる。
さらに、図5に二点鎖線で示すように、示すように、第1実施形態の複数のアーム32は、湾曲しているため、閉位置に配置される複数のアーム32と第1の位置に配置される可動部31との間には空間が形成される。この空間は、アーム32の長さを変更したり、アーム32の湾曲態様を変更したりすることで、大きさ及び形状などを変更できる。
また、第1実施形態では、図3及び図5に示すように、把持ハンド30の可動部31に外力が作用しない場合には、複数のアーム32は、開位置に配置される。
次に、制御部13の制御対象及び制御内容について説明する。
図1に示すように、制御部13は、第1移動機構11を制御し、把持装置20を第3方向D3(第1移動方向M1及び第2移動方向M2)に移動させる。こうして、制御部13は、ワークWを支持するワーク支持部(以下「ワーク支持部14」とも言う。)に向けて把持装置20を接近させたり、ワーク支持部14から把持装置20を退避させたりする。また、制御部13は、第2移動機構12を制御し、把持装置20及び第1移動機構11を第1方向D1に移動させる。こうして、制御部13は、ワークWの搬送元となる位置と搬送先となる位置との間で把持装置20及び第1移動機構11を移動させる。なお、ワーク支持部14は、1以上のワークWが載置される台であってもよいし、1以上のワークWが収容される容器であってもよい。
図2に示すように、制御部13は、アクチュエータ50(電磁弁55)を制御し、駆動ロッド53を往復動させる。詳しくは、制御部13は、図6に示すように、電磁弁55を第1状態に切り替えて、駆動ロッド53を第1移動方向M1に変位させたり、図2に示すように、電磁弁55を第2状態に切り替えて、駆動ロッド53を第2移動方向M2に変位させたりする。さらに、制御部13は、第1検出部56及び第2検出部57から出力される信号に基づいて、シリンダ52に対する駆動ロッド53の位置を取得する。
そして、把持ハンド30にワークWを把持させる際には、制御部13は、把持装置20を第2移動方向M2に移動させて、ワーク支持部14に接近させる。その後、制御部13は、把持ハンド30の複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させる。すると、把持ハンド30の複数のアーム32がワークWを挟み込み、把持ハンド30がワークWを把持する。
ここで、把持ハンド30がワークWを把持するためには、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させるときに、把持ハンド30がワークWに十分に接近した状態又は把持ハンド30がワークWに接触した状態であることが好ましい。言い換えれば、把持ハンド30がワークWから離れている状態で、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させると、把持ハンド30がワークWを把持できない可能性がある。
そこで、制御部13は、把持装置20を第2移動方向M2に移動させるときの従動ロッド34の変位に基づいて、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させるタイミングを制御する。詳しくは、把持装置20を第2移動方向M2に移動させ続けると、把持ハンド30がワークWに接触する。すると、把持ハンド30の可動部31が第1移動方向M1に変位することで、従動ロッド34、連結部60及び駆動ロッド53が第1移動方向M1に変位する。つまり、把持ハンド30がワークWに接触すると、駆動ロッド53のピストン532が第2検出部57の検出範囲外に変位する。このため、駆動ロッド53のピストン532が第2検出部57の検出範囲外に変位した後であれば、把持ハンド30をワークWに接触させた状態で、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させることができる。
こうして、制御部13は、把持装置20を第2移動方向M2に移動させるとき、第2検出部57の検出結果に基づいて、従動ロッド34(駆動ロッド53)が第1移動方向M1に変位するタイミングを取得する。そして、制御部13は、従動ロッド34(駆動ロッド53)が第1移動方向M1に変位したタイミングに基づいて、把持装置20の第2移動方向M2への移動を停止させ、把持ハンド30の複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させる。
ここで、第1実施形態では、図3(c)に示すように、把持ハンド30の複数のアーム32が開位置に配置される場合、把持ハンド30の可動部31が複数のアーム32よりも第2移動方向M2に僅かに突出する。このため、把持装置20の第2移動方向M2への移動時に、可動部31が複数のアーム32よりも先にワークWに接触しやすい。したがって、制御部13は、第2検出部57の検出結果に基づいて、把持ハンド30がワークWに接触するタイミングをより正確に取得できる。
次に、図7に示すフローチャートを参照して、搬送装置10が媒体を把持するときに制御部13が実行する処理の流れについて説明する。なお、制御部13が本処理を実行する際には、把持ハンド30の複数のアーム32が開位置に配置されているものとする。
図7に示すように、制御部13は、第2移動機構12を駆動し、把持装置20がワーク支持部14の第1移動方向M1に位置するように把持装置20を移動させる(ステップS11)。その後、制御部13は、第1移動機構11を駆動し、把持装置20を第2移動方向M2に移動させる(ステップS12)。続いて、制御部13は、第2検出部57から出力される信号に基づいて、駆動ロッド53(従動ロッド34)が第1移動方向M1に変位したか否かを判定する(ステップS13)。駆動ロッド53(従動ロッド34)が第1移動方向M1に変位していない場合(ステップS13:NO)、すなわち、把持ハンド30がワークWに接触していない場合、制御部13は、再度、ステップS13の処理を実行する。この場合には、把持装置20の第2移動方向M2への移動が継続される。
ステップS13において、駆動ロッド53(従動ロッド34)が第1移動方向M1に変位する場合(ステップS13:YES)、すなわち、把持ハンド30がワークWに接触する場合、制御部13は、第1移動機構11の駆動を停止し、把持装置20の第2移動方向M2への移動を停止させる(ステップS14)。その後、制御部13は、アクチュエータ50を駆動し、駆動ロッド53を第1移動方向M1に変位させる(ステップS15)。すなわち、制御部13は、把持ハンド30の複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させて、把持ハンド30にワークWを把持させる。続いて、制御部13は、第1移動機構11を駆動し、把持装置20を第1移動方向M1に移動させる(ステップS16)。
その後、制御部13は、第2移動機構12を駆動し、ワークWの搬送先となる位置に把持装置20及び第1移動機構11を移動させる(ステップS17)。そして、制御部13は、アクチュエータ50を駆動し、駆動ロッド53を第2移動方向M2に変位させる(ステップS18)。すなわち、制御部13は、把持ハンド30にワークWを解放させる。なお、ステップS18の処理の実行前に、制御部13は、第1移動機構11を駆動し、把持装置20を第2移動方向M2に移動させてもよい。その後、制御部13は、本処理を終了する。
次に、図8及び図9を参照して、搬送装置10の把持装置20がワークWを把持するときの作用について説明する。なお、作用の説明では、既に把持ハンド30がワークWに接触するまで、把持装置20が第2移動方向M2に移動しているとする。
まず、図8を参照して、把持装置20が比較的大きなワークWを把持する場合について説明する。
図8(a)に示すように、第2の位置に配置される把持ハンド30の可動部31がワークWに接触すると、アクチュエータ50により、従動ロッド34が第1移動方向M1に変位し始める。すなわち、把持ハンド30の複数のアーム32が開位置から閉位置に変位し始める。
すると、図8(b)に示すように、複数のアーム32が開位置から閉位置に変位する途中で、複数のアーム32の先端部322がワークWに接触する。ここで、複数のアーム32は、ワークWに接触した後も閉位置に向かって変位し続けようとする。このため、複数のアーム32は、ワークWからの反力を受けながら弾性変形する。言い換えれば、複数のアーム32は、ワークWの形状に合うように弾性変形する。
そして、図8(c)に示すように、従動ロッド34が第1移動方向M1に変位し終わると、把持ハンド30の可動部31が第1の位置に配置される。つまり、把持ハンド30の複数のアーム32がワークWを挟み込み、把持ハンド30がワークWを把持した状態となる。
続いて、図9を参照して、把持装置20が比較的小さなワークWを把持する場合を説明する。
図9(a)に示すように、比較的大きなワークWを把持する場合と同様に、第2の位置に配置される把持ハンド30の可動部31がワークWに接触すると、アクチュエータ50により、従動ロッド34が第1移動方向M1に変位し始める。すなわち、把持ハンド30の複数のアーム32が開位置から閉位置に変位し始める。
すると、図9(b)に示すように、複数のアーム32が開位置から閉位置に変位する途中で、複数のアーム32の先端部322がワークWに接触する。ところが、この場合には、図8(b)に示す場合よりも、複数のアーム32の先端部322がワークWに接触するタイミングが遅くなる。つまり、図9(b)に示す可動部31の位置は、図8(b)に示す可動部31の位置よりも、第1の位置寄りの位置となる。すなわち、ワークWが小さい分、複数のアーム32が閉位置寄りの位置まで変位した後に、複数のアーム32の先端部322がワークWに接触する。ただし、複数のアーム32は、先端部322がワークWに接触した後も、閉位置に向かって変位し続けようとするため、複数のアーム32がワークWの形状に合うように弾性変形する。
そして、図9(c)に示すように、従動ロッド34が第1移動方向M1に変位し終えると、把持ハンド30の可動部31が第1の位置に配置される。つまり、把持ハンド30の複数のアーム32がワークWを挟み込み、把持ハンド30がワークWを把持した状態となる。
以上より、把持装置20(把持ハンド30)は、ワークWの大きさに関わらず、ワークWを把持することが可能となる。なお、図8及び図9では、把持装置20(把持ハンド30)が形状の異なるワークWを把持する場合について説明したが、把持装置20(把持ハンド30)が姿勢の異なる同一形状のワークWを把持する場合についても同様である。
以上説明した第1実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)把持ハンド30にワークWを把持させる場合には、把持ハンド30をワークWに接触させた状態で、可動部31を第1移動方向M1に変位させる。すると、把持ハンド30の複数のアーム32が開位置から閉位置に変位し、複数のアーム32がワークWを挟み込む。ここで、複数のアーム32は弾性を有しているため、ワークWの形状に合わせて弾性変形できる。すなわち、形状及び姿勢が一定でないワークWに合わせて複数のアーム32が弾性変形し、複数のアーム32とワークWとの隙間が生じにくくなる。こうして、把持ハンド30は、ワークWを把持する際にワークWの形状及び姿勢の影響を受けにくい。
(2)アーム32における可動部31と接続する端部(基端部321)の剛性が高い場合には、可動部31とアーム32とが相対的に変位しにくく、可動部31を往復動させるために必要な外力が大きくなりやすい。この点、第1実施形態によれば、アーム32における可動部31と接続する端部の断面積が小さくされる分、当該端部の剛性が低くなりやすい。このため、アーム32を開位置から閉位置に変位させるために、可動部31に作用させる外力を小さくできる。
(3)支持部33におけるアーム32と接続する端部の剛性が高い場合には、支持部33とアーム32とが相対的に変位しにくく、可動部31に作用させる外力が大きくなりやすい。この点、第1実施形態によれば、支持部33におけるアーム32と接続する端部の断面積が小さくされる分、当該端部の剛性が低くなりやすい。このため、アーム32を開位置から閉位置に変位させるために、可動部31に作用させる外力を小さくできる。
(4)アーム32の先端部322において、アーム32の延びる方向と直交する断面積をアーム32の先端に向かうに連れて次第に小さくした。このため、把持ハンド30が、積み重なった複数のワークWから1以上のワークWを把持する際に、アーム32の先端部322が積み重なるワークWの間に形成される隙間に入り込みやすくなる。このため、把持ハンド30は、積み重なった複数のワークWから1以上のワークWを把持しやすい。また、把持ハンド30が孔や凹凸形状を有するワークWを把持するときに、アーム32の先端部322がワークWの孔や凹凸形状に入り込みやすくなる。このため、把持ハンド30は、孔や凹凸形状を有するワークWを把持しやすい。
(5)アーム32を湾曲させることで、把持ハンド30の可動部31と閉位置に配置される複数のアーム32との間に空間が形成されるようにした。これによれば、把持ハンド30がワークWを把持するときに、ワークWの一部又は全部を空間に収めることが可能となる。このため、把持ハンド30がワークWを把持する際に、ワークWの姿勢が安定しやすい。
(6)複数のアーム32を可動部31の周方向に等間隔に設けたため、把持ハンド30は、ワークWを把持する際に、ワークWの形状及び姿勢の影響をより受けにくい。
(7)アクチュエータ50は、従動ロッド34を介して可動部31に外力を作用させる。このため、アクチュエータ50が把持ハンド30の可動部31に外力を直接作用させる場合と異なり、アクチュエータ50を可動部31の近くに配置しなくてもよくなる。このため、把持装置20の設計の自由度を高めることができる。
(8)把持ハンド30の従動ロッド34は、可動部31に埋設されるアンカー343を有するため、可動部31と従動ロッド34とを強固に一体化できる。例えば、可動部31に従動ロッド34を接着剤で接着させたり、可動部31と従動ロッド34とに対応する凹凸形状を設けた上で両者を係合させたりすることで、可動部31と従動ロッド34とを一体化する場合と比較して、可動部31から従動ロッド34が取り外れにくくなる。
(9)従動ロッド34と駆動ロッド53とを着脱自在に連結する連結部60により、把持ハンド30を他の把持ハンド30に容易に交換できる。このため、把持装置20は、大きさ及び形状などが異なるワークWに適した把持ハンド30を使い分けることもできる。なお、把持ハンド30を交換する場合には、ハウジング40に開口部41を設けたことで、連結部60に対する従動ロッド34の着脱作業が行いやすい。
(10)制御部13は、把持装置20が第2移動方向M2に移動させるときに、従動ロッド34の第1移動方向M1への変位に基づいて、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させるタイミングを制御する。このため、制御部13は、把持ハンド30とワークWとの相対距離を検出しなくても、把持ハンド30がワークWを把持するのに適したタイミングで、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させることができる。
(11)把持ハンド30でワークWを把持する場合には、複数のアーム32がワークWを挟み込むことができるように、可動部31がワークWに接触した状態で、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させることが好ましい。例えば、複数のアーム32が開位置に配置されるとき、アーム32の先端部322が可動部31よりも第2移動方向M2に(ワークW側に)突出していると、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、把持装置20をワークWに接近させるときに、可動部31よりも先にアーム32がワークW又はワーク支持部14に接触し、可動部31が変位するおそれがある。言い換えれば、制御部13は、可動部31がワークWに接触していない状態で、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させるおそれがある。
これに対し、第1実施形態によれば、複数のアーム32が開位置に配置されるとき、可動部31がアーム32の先端部322よりも第2移動方向M2に突出している。このため、把持装置20をワークWに接近させるときに、可動部31がアーム32よりも先にワークWに接触しやすくなる。したがって、把持装置20は、複数のアーム32を適切なタイミングで開位置から閉位置に変位させることができる。
(12)把持ハンド30の複数のアーム32が開位置から閉位置に変位するときに、アーム32の先端部322が可動部31の軸線に向かって集合する。このため、比較的小さなワークWがワーク支持部14上に散らばっている状況下において、把持ハンド30は、ワークWを可動部31の軸線に向かって掻き集めることができる。
(13)把持ハンド30の複数のアーム32の先端部322を先細りする形状としたため、複数のアーム32が閉位置に配置されるときに、隣り合うアーム32の先端部322の間に隙間ができにくい。このため、可動部31と複数のアーム32との間の空間にワークWが収まったときに、把持ハンド30からワークWが脱落しにくい。
(14)把持ハンド30は、独立して弾性変形できる複数のアーム32を有するため、ワークWを把持する場合に、複数のアーム32を異なる態様で弾性変形させることができる。すなわち、複数のアーム32がワークWの形状に合うように、独立して弾性変形するため、ワークWに接触しないアーム32が生じにくい。こうして、複数のアーム32の全てがワークWに接触しやすくなる点で、把持装置20(把持ハンド30)がワークWを把持する際に、ワークWの姿勢が安定する。
(第2実施形態)
以下、搬送装置の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比較したとき、把持ハンド30の可動部31を往復動させるアクチュエータ50の構造が主に異なる。このため、第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と共通する構成について同一の符号を付し、構成、作用及び効果についての説明を省略する。
図10に示すように、搬送装置10Aは、把持装置20Aと、第1移動機構11と、第2移動機構12と、制御部13Aと、を備える。図11に示すように、把持装置20Aは、ワークWを把持する把持ハンド30Aと、把持ハンド30Aを保持するホルダー70と、把持ハンド30Aを動作させるアクチュエータ80と、を備える。
図11に示すように、把持ハンド30Aは、外力の作用により往復動する可動部31と、可動部31から延びる複数のアーム32と、アーム32の基端部321と先端部322との間の部位を支持する支持部35と、を有する。
支持部35は、略円筒状をなしている。支持部35は、アーム32と交差する方向に延びている。支持部35の外径は支持部35の軸方向に一定とされ、支持部35の内径は支持部35の軸方向における第1端(上端)から第2端(下端)に向かうほど大きくなる。このため、支持部35におけるアーム32に接続する端部において、支持部35の延びる方向と直交する断面積は、アーム32に向かうに連れて次第に小さくなる。支持部35の第1端側には、第2端側よりも内径が狭まった小径部351が設けられる。
ホルダー70は、円柱状をなす円柱部71と、筒状をなす筒状部72と、を有する。円柱部71の内部には、空気が流れる流路711が設けられる。流路711の一端は、円柱部71の外周面に開口し、流路711の他端は、円柱部71において、筒状部72に囲まれる領域に開口している。図10に示すように、円柱部71の軸方向における第1端(上端)には、第1移動機構11が連結される。図11に示すように、筒状部72は、円柱部71と接続する基端から先端に向かうほど内径が大きくなっている。一方、筒状部72の基端側の外周面には先端側の外周面よりも外径が小さい係合溝721が設けられる。
そして、ホルダー70の筒状部72に、把持ハンド30Aの支持部35を被せることで、ホルダー70に把持ハンド30Aが取り付けられる。このとき、把持ハンド30Aの小径部351は、ホルダー70の係合溝721に係合し、把持ハンド30A及びホルダー70の隙間が埋められる。その結果、把持ハンド30Aの可動部31の第1移動方向M1における端面(上面)とホルダー70との間に閉空間CSが形成される。閉空間CSは、流路711の一端と接続している。こうした点で、第2実施形態では、ホルダー70が「閉空間形成部材」の一例に相当する。
アクチュエータ80は、閉空間CSを減圧する減圧部81と、減圧部81と流路711との接続状態を切り替える電磁弁82と、閉空間CSの圧力を検出する圧力検出部83と、を有する。減圧部81は、例えば、吸引ポンプである。減圧部81は、閉空間CSから空気を吸引し、閉空間CSを減圧する。電磁弁82は、減圧部81と流路711とを接続する吸引状態と、流路711と大気とを接続する開放状態と、減圧部81及び大気のどちらにも流路711を接続しない密閉状態と、を切り替える。
電磁弁82は、複数の電磁弁82を組み合わせることで構成してもよい。また、圧力検出部83は、閉空間CSに設けてもよいし、流路711に設けてもよいし、電磁弁82と流路711との間に設けてもよい。
次に、制御部13Aの制御対象及び制御内容について説明する。
図11に示すように、制御部13Aは、アクチュエータ80を制御し、可動部31を往復動させる。詳しくは、制御部13Aは、電磁弁82を吸引状態に切り替えて、減圧部81に閉空間CSを減圧させる。すると、閉空間CSの圧力が低くなり、図12に示すように、可動部31が閉空間CSの容積が小さくなる方向(第1移動方向M1)に変位する。その結果、把持ハンド30Aの複数のアーム32が開位置から閉位置に変位する。
一方、制御部13Aは、電磁弁82を開放状態に切り替えて、閉空間CSを大気に接続させる。すると、閉空間CSの圧力が大気圧となり、図11に示すように、可動部31が閉空間CSの容積が大きくなる方向(第2移動方向M2)に変位する。その結果、把持ハンド30Aの複数のアーム32が閉位置から開位置に変位する。
こうして、第2実施形態において、制御部13Aは、把持ハンド30Aの複数のアーム32を開位置に配置させたり閉位置に配置させたりする。また、減圧部81及び電磁弁82は、閉空間CSの圧力を調整する「圧力調整部」の一例を構成する。なお、制御部13Aは、圧力検出部83からの出力信号に基づいて、閉空間CSの圧力を取得する。
そして、制御部13Aは、把持装置20Aを第2移動方向M2に移動させるときの閉空間CSの圧力変化に基づいて、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させるタイミングを制御する。つまり、第2実施形態においても、把持装置20Aを第2移動方向M2に移動させ続けることにより、把持ハンド30AがワークWに接触し、可動部31が第1移動方向M1に変位する。このとき、電磁弁82を密閉状態に切り替えておけば、閉空間CSの容積が減少することに伴い、閉空間CSの圧力が増大する。このため、閉空間CSの圧力が増大した後であれば、把持ハンド30AをワークWに接触した状態で、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させることができる。
こうして、制御部13Aは、把持装置20Aを第2移動方向M2に移動させるとき、圧力検出部83の検出結果に基づいて、可動部31が第1移動方向M1に変位するタイミングを取得する。そして、制御部13Aは、可動部31が第1移動方向M1に変位したタイミングに基づいて、把持装置20Aの第2移動方向M2への移動を停止させ、把持ハンド30Aの複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させる。
次に、図13に示すフローチャートを参照して、搬送装置10AがワークWを搬送するときに、制御部13Aが実行する処理の流れについて説明する。
図13に示すように、制御部13Aは、第2移動機構12を駆動し、把持装置20Aがワーク支持部14の第1移動方向M1に位置するように把持装置20Aを移動させる(ステップS21)。その後、制御部13は、第1移動機構11を駆動し、把持装置20Aを第2移動方向M2に移動させる(ステップS22)。続いて、制御部13Aは、圧力検出部83から出力される信号に基づいて、閉空間CSの圧力が変化したか否かを判定する(ステップS23)。詳しくは、制御部13Aは、閉空間CSの圧力が増大したか否かを判定する。このため、ステップS23では、所定の判定値を予め設定し、制御部13Aは、閉空間CSの圧力が判定値以上となったときに、閉空間CSの圧力が変化したと判定すればよい。
閉空間CSの圧力が変化しない場合(ステップS23:NO)、すなわち、把持ハンド30AがワークWに接触していない場合、制御部13Aは、再度、ステップS23の処理を実行する。この場合には、把持装置20Aの第2移動方向M2への移動が継続される。
ステップS23において、閉空間CSの圧力が変化する場合(ステップS23:YES)、すなわち、把持ハンド30AがワークWに接触する場合、制御部13Aは、第1移動機構11の駆動を停止し、把持装置20Aの第2移動方向M2への移動を停止させる(ステップS24)。その後、制御部13Aは、アクチュエータ80を駆動し、閉空間CSの減圧させる(ステップS25)。すなわち、制御部13Aは、把持ハンド30Aの複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させて、把持ハンド30AにワークWを把持させる。続いて、制御部13Aは、第1移動機構11を駆動し、把持装置20を第1移動方向M1に移動させる(ステップS26)。
その後、制御部13Aは、第2移動機構12を駆動し、ワークWの搬送先となる位置に把持装置20A及び第1移動機構11を移動させる(ステップS27)。そして、制御部13は、アクチュエータ80を駆動し、閉空間CSを大気開放させる(ステップS28)。すなわち、制御部13Aは、把持ハンド30Aの複数のアーム32を開位置に変位させて、把持ハンド30AにワークWを解放させる。その後、制御部13Aは、本処理を終了する。
なお、第2実施形態において、「把持装置20Aを昇降」させるとは、把持装置20Aの構成部材のうち、少なくとも昇降させる必要のある構成部材を昇降させることを言う。すなわち、把持装置20Aの構成部材のうち、昇降させる必要のない構成部材であるアクチュエータ80の減圧部81及び電磁弁82は、昇降させてもよいし、昇降させなくてもよい。
以上説明した第2実施形態によれば、第1実施形態の効果(1)〜(6),(11)〜(14)と同等の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
(1)把持装置20Aをワーク支持部14に接近させる際に、可動部31に外力を作用させなくても、複数のアーム32が開位置に配置される。詳しくは、閉空間CSの圧力を調整しなくても、複数のアーム32が開位置に配置される。このため、可動部31に外力を作用させて複数のアーム32を開位置に配置させる場合よりも、開位置に配置される複数のアーム32の姿勢が安定する。したがって、開位置に配置される複数のアーム32の姿勢に起因して、把持ハンド30がワークWを把持しにくくなることを抑制できる。
(2)減圧部81は、閉空間CSの圧力を高くすることで、閉空間CSの容積が大きくなる方向、すなわち第2移動方向M2に可動部31を変位させる。また、減圧部81は、閉空間CSの圧力を低くすることで、閉空間CSの容積が小さくなる方向、すなわち第1移動方向M1に可動部31を変位させる。このため、アクチュエータ80を、可動部31を往復動させる直動アクチュエータとする場合と比較して、把持装置20Aを第1移動方向M1に小型化しやすい。
(3)把持装置20Aを第2移動方向M2に移動させることで、把持ハンド30AをワークWに接近させる場合には、把持ハンド30AがワークWに接触したタイミングで可動部31が第1移動方向M1に変位する。そして、可動部31の変位に伴う閉空間CSの圧力変化に基づいて、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させるタイミングが制御される。このため、把持ハンド30AとワークWとの相対距離を検出しなくても、把持ハンド30AでワークWを把持するのに適したタイミングで、複数のアーム32を開位置から閉位置に変位させることができる。
なお、上記実施形態は、以下に示すように変更してもよい。
・図14及び図15に示すように、把持ハンド30Bは、円板状をなす可動部31Bと、可動部31Bから延びる複数のアーム32Bと、複数のアーム32Bの基端部321Bと先端部322Bとの間の部位を支持する支持部33Bと、を有する。複数のアーム32Bは、可動部31Bから直線状に延びている。複数のアーム32Bの先端部322Bは、球状に形成される。また、アーム32が開位置に配置されるとき、アーム32の先端は、可動部31よりも第2移動方向M2に位置している。
図15に二点鎖線で示すように、従動ロッド34が第1移動方向M1に変位すると、複数のアーム32Bが開位置から閉位置に変位する。このとき、把持ハンド30Bは、アーム32Bの先端部322Bが第2移動方向M2に突出した状態となる。また、アーム32Bの先端部322Bが球状に形成されるため、把持ハンド30CがワークWを把持する際に、ワークWからの反力で押し潰れやすい。このため、アーム32の先端部322BとワークWとの接触面積が大きくなりやすく、把持ハンド30Cは、凹凸や孔の少ないワークWを特に把持しやすい。
・図16に示すように、把持ハンド30Cは、可動部31に外力が作用しない場合に、複数のアーム32が閉位置に配置されるように形成してもよい。この場合、把持ハンド30Cは、可動部31に外力が作用する場合に、複数のアーム32が開位置に配置される。詳しくは、従動ロッド34を第2移動方向M2に変位させることで、複数のアーム32が閉位置から開位置に変位する。
これによれば、可動部31に外力を作用させなくても、複数のアーム32が閉位置に配置される。このため、可動部31に外力を作用させなくても、把持ハンド30Cは、複数のアーム32の弾性によってワークWを把持した状態を維持できる。言い換えれば、把持ハンド30CがワークWを把持する際に、可動部31に対して外力を作用し続ける必要がなくなる。
・図17に示すように、把持ハンド30Dは、略板状をなす可動部31Dと、可動部31Dから延びる一対のアーム32Dと、アーム32Dの基端部321Dと先端部322Dの間の部位を支持する一対の支持部33Dと、を有する。可動部31Dは、第1移動方向M1と直交する断面積が矩形をなしている。一対のアーム32Dは、可動部31Dの短手方向(第1方向D1)における両端部から延びるように設けられる。また、一対のアーム32Dは、可動部31Dの長手方向(第2方向D2)に亘って設けられる。これによれば、把持ハンド30Dは、可動部31Dの長手方向を長手方向とする長尺のワークを把持しやすい。
・搬送装置10,10Aは、把持装置20,20A(把持ハンド30,30A)とワークWとの相対距離を検出する検出部を備えてもよい。この場合、制御部13,13Aは、上記検出部の検出結果に基づいて、把持ハンド30,30Aを開位置から閉位置に変位するタイミングを制御してもよい。
・アーム32の先端部322にワークWとの接触を検出する検出部を設けてもよい。この場合、制御部13は、上記検出部の検出結果に基づいて、把持ハンド30,30Aを開位置から閉位置に変位するタイミングを制御してもよい。
・第1実施形態において、把持装置20は、可動部31又は従動ロッド34の変位を直接的に検出する検出部を備えてもよい。この場合、制御部13は、上記検出部の検出結果に基づいて、把持ハンド30を開位置から閉位置に変位するタイミングを制御してもよい。
・搬送装置10,10Aは、ワーク支持部14を撮像する撮像装置を備えてもよい。この場合、制御部13,13Aは、撮像装置が撮像した画像に基づいてワークWの姿勢を取得してもよい。そして、制御部13,13Aは、ワークWの姿勢に応じて、把持装置20の位置及び第1移動方向M1に延びる軸回りの角度などを調整してもよい。
・把持ハンド30,30Aは、把持する対象となるワークWに応じて、形状などを適宜に変更してもよい。例えば、把持ハンド30,30Aは、アーム32の長さ及び数を変更したり、アーム32の延びる方向において弾性率に差を設けたりしてもよい。
・把持ハンド30,30Aのアーム32の基端部321において、アーム32の延びる方向と直交する断面積は、可動部31に向かうに連れて一定であってもよい。また、把持ハンド30の支持部33におけるアーム32に接続する端部において、支持部33,35の延びる方向と直交する断面積は、アーム32に向かうに連れて一定であってもよい。
・把持ハンド30,30Aの支持部33,35は、円筒状でなくてもよい。例えば、支持部33,35は、複数のアーム32から個別に延びるように、アーム32と同じ数だけ設けてもよい。
・把持ハンド30,30Aのアーム32は、ワークWと接触し得る部分に細かい凹凸形状を有してもよい。これによれば、把持ハンド30のアーム32の凹凸形状にワークWが引っ掛かりやすくなる。その結果、把持ハンド30がワークWを把持する際に、ワークWの姿勢が安定しやすい。
・把持ハンド30,30Aにおいて、可動部31はアーム32と別体に形成してもよいし、支持部33,35はアーム32と別体に形成してもよい。この場合、アーム32は、可動部31及び支持部33,35に対して回動可能に連結されることが好ましい。
・把持ハンド30,30Aにおいて、支持部33,35とアーム32とを別体とする場合、支持部33,35は、アーム32の先端部322と基端部321との間の部位の第1移動方向M1の変位を制限する構成であればよい。例えば、図2に示す把持ハンド30において、支持部33を省略すると、ハウジング40が「制限部」の一例として機能する。すなわち、アーム32の基端部321が可動部31とともに第1移動方向M1に変位する際に、ハウジング40がアーム32の基端部321と先端部322との間の部位の第1移動方向M1への変位を制限する。その結果、複数のアーム32は、ハウジング40に第1移動方向M1への変位が制限される部位を支点に開位置から閉位置に変位できる。
・連結部60は、従動ロッド34と駆動ロッド53とを着脱自在に連結できる構成であればよい。例えば、連結部60は、磁気を利用して従動ロッド34と駆動ロッド53とを着脱自在に連結してもよいし、いわゆるスナップフィットに相当する構造を従動ロッド34及び駆動ロッド53の少なくとも一方に設けることで両者を着脱自在に連結してもよい。
・第1移動機構11は、把持装置20,20Aを鉛直方向と交差する方向に往復移動させてもよい。例えば、第1移動機構11は、把持装置20,20Aを水平方向に往復移動させることで、把持装置20,20Aをワーク支持部14に接近させたりワーク支持部14から退避させたりしてもよい。なお、この場合には、第1移動方向M1及び第2移動方向M2も鉛直方向と交差する方向となる。
・ワークWの材質は、樹脂であってもよいし、金属であってもよいし、他の材質であってもよい。また、ワークWは、製品の構成部材であってもよいし、完成品であってもよい。
10,10A…搬送装置、11…第1移動機構、12…第2移動機構、13,13A…制御部、14…ワーク支持部、20,20A…把持装置、30,30A,30B,30C,30D…把持ハンド、31,31B,31D…可動部、32,32B,32D…アーム、321,321B,321D…基端部、322,322B,322D…先端部、33,33B,33D…支持部(制限部の一例)、351…小径部、34…従動ロッド、341…軸部、342…係合部、343…アンカー、35…支持部(制限部の一例)、351…小径部、40…ハウジング、41…開口部、42…カバー、43…収容凹部、50…アクチュエータ、51…内部空間、52…シリンダ、521…第1流路、522…第2流路、53…駆動ロッド、531…軸部、532…ピストン、54…圧縮機、55…電磁弁、56…第1検出部、57…第2検出部、60…連結部、61…本体部、611…凹部、612…第1の係合穴、613…第2の係合穴、62…挟持部、63…固定部材、70…ホルダー(閉空間形成部材の一例)、71…円柱部、711…流路、721…係合溝、72…筒状部、80…アクチュエータ、81…減圧部(圧力調整部の一例)、82…電磁弁(圧力調整部の一例)、83…圧力検出部、CS…閉空間、D1…第1方向、D2…第2方向、D3…第3方向、M1…第1移動方向、M2…第2移動方向、P1,P2…連結部位、W…ワーク。

Claims (8)

  1. 外力の作用により第1移動方向及び第1移動方向の逆方向となる第2移動方向に往復動する可動部と、弾性を有し、前記可動部から延びる複数のアームと、前記アームにおいて、前記可動部に接続する基端部とその反対側となる先端部との間の部位の前記第1移動方向への変位を制限する制限部と、を有する把持ハンドと、
    前記可動部に外力を作用させるアクチュエータと、を備え、
    複数の前記アームは、前記可動部とともに前記基端部が前記第1移動方向に変位するとき、前記制限部に変位が制限される部位を支点として、前記先端部が互いに離れた開位置から前記先端部が互いに近付いた閉位置に向かって変位する
    把持装置。
  2. 前記把持ハンドは、前記可動部とともに往復動する従動ロッドを有し、
    前記アクチュエータは、前記従動ロッドを介して、前記可動部に外力を作用させる
    請求項1に記載の把持装置。
  3. 前記従動ロッドは、前記可動部に埋設されるアンカーを有する
    請求項2に記載の把持装置。
  4. 前記アクチュエータと前記従動ロッドとを連結する連結部を備え、
    前記アクチュエータは、前記第1移動方向及び前記第2移動方向に往復動する駆動ロッドを有し、
    前記連結部は、前記従動ロッドと前記駆動ロッドとを着脱自在に連結する
    請求項3に記載の把持装置。
  5. 前記アクチュエータを制御することで、複数の前記アームを前記開位置と前記閉位置との間で変位させる制御部を備え、
    前記制御部は、前記把持ハンドが前記第2移動方向に移動することでワークに接近する状況下において、前記従動ロッドの前記第1移動方向への変位に基づいて、複数の前記アームを前記開位置から前記閉位置に変位させるタイミングを制御する
    請求項2〜請求項4の何れか一項に記載の把持装置。
  6. 前記可動部の前記第1移動方向における端面とともに閉空間を形成する閉空間形成部材を備え、
    前記アクチュエータは、前記閉空間の圧力を調整する圧力調整部を有する
    請求項1に記載の把持装置。
  7. 前記アクチュエータを制御することで、複数の前記アームを前記開位置と前記閉位置との間で変位させる制御部を備え、
    前記アクチュエータは、前記閉空間の圧力を検出する圧力検出部を有し、
    前記制御部は、前記把持ハンドが前記閉空間形成部材とともに前記第2移動方向に移動することでワークに接近する状況下において、前記閉空間の圧力変化に基づいて、複数の前記アームを前記開位置から前記閉位置に変位させるタイミングを制御する
    請求項6に記載の把持装置。
  8. 複数の前記アームが前記開位置に配置されるとき、前記可動部は、前記アームの先端部よりも前記第2移動方向に突出する
    請求項5又は請求項7に記載の把持装置。
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