JP2579028B2

JP2579028B2 - ロボツトのハンド装置

Info

Publication number: JP2579028B2
Application number: JP2096473A
Authority: JP
Inventors: 雄策我妻; 猛谷古宇; 康青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPH03294197A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、部品を把持したり組み付けるためのロボ
ツトのハンド装置に関する。

［従来の技術］従来より、任意形状の部品を確実に把持することが出
来る様にするために、例えば実開昭60−74986号公報に
開示されている様に、３本のフインガ部材を備え、これ
ら３本のフインガ部材を所定の半径で回転自在に支持す
る技術が知られている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような従来技術においては、３本
のフインガ部材の回転中心は夫々固有に固定され、ま
た、夫々の回転半径も一定に規定され、しかも、３本の
フインガ部材の回転状態は互いに同期する様に設定され
ているため、特定形状の部品を把持しようとすると、３
本のフインガ部材の把持位置はおのずと限定されてしま
い、且つ、把持時の各フインガ部材の移動軌跡は円弧と
なり、このため、特に、組み付け時にフインガ部材を逃
がす場合、既に載置されているワークとの干渉を避ける
事が困難な場合が発生する。

また、ロボツトにハンド装置を取り付けた基準に対し
て、把持時の部品の位置を自由に設定する事が不可能に
近く、ロボツトの中心位置より大きく離れて部品を把持
せざるをえず、ロボツトの作業領域を大きくしなければ
ならない問題点が指摘されている。

更に、特定形状の部品に対しては、別のハンド装置を
使用しなければならず、このための交換動作や、事前に
多種類のハンド装置を準備しなければならず、組み立て
装置全体のコストを上げる要因となつている。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この
発明の目的は、１種類のハンド装置で、任意形状の部品
を確実に、把持・組み付ける事の出来るロボツトのハン
ド装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明
に係わるロボツトのハンド装置は、部品の把持・組み付
け動作を行う複数のフインガ部材を備えたロボツトのハ
ンド装置であって、前記複数のフインガ部材を前記ロボ
ツトに対して取り付ける取付部材と、前記複数のフイン
ガ部材を所定の第１の平面上に沿うように独立的に進退
駆動するために前記取付部材において配設される第１の
駆動手段と、該第１の駆動手段による前記第１の平面上
の移動位置において、前記各フインガ部材を、前記第１
の平面上で前記第１の平面と直交する軸回りに回転駆動
させる第２の駆動手段とを具備し、前記各第２の駆動手
段は、第２の駆動モータと、該第２の駆動モータにより
回転駆動される回動ハウジングとを備え、前記各第１の
駆動手段は、前記回動ハウジングに前記第１の平面に平
行な軸線に沿って摺動可能に支持され、前記フインガ部
材が取り付けられた摺動アームと、前記回動ハウジング
に取り付けられた第１の駆動モータと、該第１の駆動モ
ータと前記摺動アームとの間に介設され、かつ前記第１
の駆動モータによる回転駆動力を、直線運動力として摺
動アームに伝達する伝達手段とを備える事を特徴として
いる。

また、この発明に係わるロボツトのハンド装置におい
て、前記各第１の駆動手段は、対応する前記フインガ部
材の直線位置を位置決め可能にするように構成されてい
る事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボツトのハンド装置におい
て、前記各フインガ部材は、対応する前記摺動アームに
対して着脱自在に取り付けられている事を特徴としてい
る。

また、この発明に係わるロボツトのハンド装置におい
て、前記フインガ部材は、前記取付部材において３本分
設けられている事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボツトのハンド装置におい
て、前記３本のフインガ部材は、前記取付部材の周囲に
おいて等間隔に配設されている事を特徴としている。

また、この発明に係わるロボツトのハンド装置におい
て、前記３本のフインガ部材は、前記取付部材の中心部
位に対して同一円周上に位置する様に配設されている事
を特徴としている。

［作用］以上のように構成されるロボツトのハンド装置におい
ては、ハンド本体に少なくとも２本のフインガ部材を備
え、夫々のフインガ部材が、直線運動を実行させる第１
の駆動手段と、前記軸線に直交する所定の回転軸線回り
に、この第１の駆動手段を回転駆動する第２の駆動手段
とにより、移動駆動される事になる。この結果、各フイ
ンガ部材は、任意の軌跡を有して移動することが出来る
事となり、この結果、少なくとも２本のフインガ部材を
用いて、部品を任意の位置で把持することが出来る事と
なり、任意形状の部品に対するハンド装置の共通化を実
現する事が可能となる。

［実施例］以下に、この発明に係わるロボツトのハンド装置の一
実施例の構成を、添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図に示す様に、この一実施例のハンド装置10は、
ロボツトのアームＸ（第２図に示す。）の下端に取り付
けられたハンド本体12を備えている。このハンド本体12
は、略円板状に形成され、これの中心位置に、上述した
ロボツトアームの下端が接続される様に設定されてい
る。また、この略円板状のハンド本体12の外周には、こ
の一実施例においては３つの突出片14a,14b,14cが半径
方向外方に向けて突出した状態で一体的に形成されてい
る。

また、このハンド装置10は、これら３つの突出片14a,
14b,14cに、夫々移動機構16a,16b,16cを介して同一平面
状において任意の軌跡を有して移動駆動される様になさ
れた３本のフインガ部材18a,18b,18cを備得ている。こ
のように各移動機構16a,16b,16cにおいて、対応するフ
インガ部材18a,18b,18cを任意の軌跡を有して移動駆動
するために、各々、対応するフインガ部材18a,18b,18c
を所定の軸線Ａに沿って直線状に移動させる第１の駆動
機構20a,20b,20cと、各第１の駆動機構20a,20b,20cを軸
線Ａに直交する所定の回転軸線Ｂ（第２図に示す。）回
りに回転駆動させる第２の駆動機構22a,22b,22cとを備
えている。

以下に、これら移動機構16a,16b,16cの構成を詳細に
説明するが、夫々の構成は同一になされているため、以
下においては、第１のフインガ部材18aを移動駆動する
第１の移動機構16aの構成を代表して説明し、他の移動
機構16b,16cの構成の説明を省略する。

この移動機構16aは、上述した様に、第１の駆動機構2
0aと第２の駆動機構22aとを備えており、第２の駆動機
構22aは、第２図に示す様に、対応する突出片14aを上下
に貫通した状態で取り付けられた取り付けハウジング24
を備えている。この取り付けハウジング24は、中空筒状
に形成され、これの上面には、第２の駆動モータ26が固
着されている。この第２の駆動モータ26は、そのモータ
軸26aを下方に延出した状態で、取り付けハウジング24
内に突出する様に設定されている。即ち、このモータ軸
26aは、ハンド本体12の延出面に対して直交する様に設
定された回転軸線Ｂの回りに回転駆動される様に取り付
けられている。

また、この取り付けハウジング24の下部には、モータ
軸26aと整合して、これの下方に突出した状態で、駆動
軸28がベアリング30を介して回転自在に軸支されてい
る。そして、この駆動軸28の下端には、回動ハウジング
32が固定した状態で取り付けられている。一方、駆動軸
28とモータ軸26aとは、カツプリング部材34を介して、
互いに一体的に回転する様に連結されている。

このように第２の駆動機構22aは構成されているの
で、第２の駆動モータ26の起動に応じて、回動ハウジン
グ32は、ハンド本体12の延出面に直交する回転軸線Ｂの
回りに回転駆動される事になる。

一方、上述した第１の駆動機構20aは、この回動ハウ
ジング32に取り付けられている。ここで、この回動ハウ
ジング32は、回転軸線Ｂに対して直交し、且つ、ハンド
本体12の延出面に対して平行になる様に設定された軸線
Ａに沿って延出した貫通孔32aを備えている。尚、この
貫通孔32aの断面形状は、この一実施例においては、略
正方形状に設定されている。

また、この回動ハウジング32の一側には、外方に向け
て延出する取り付け片32bが一体的に形成されている。
そして、この取り付け片32bが形成された側の回動ハウ
ジング32の側面には、上述した貫通孔32aに連通する連
通溝32cが、軸線Ａに沿って、回動ハウジング32の全長
に渡り形成されている。即ち、この連通溝32cは、その
両端が、回動ハウジング32の両端面において開口する様
に形成されている。

そして、この第１の駆動機構20aは、上述した回動ハ
ウジング32の貫通孔32a内に、軸線Ａに沿って摺動可能
に支持され、一端下面に対応するフインガ部材18aが立
ち下がつた状態で取り付けられた摺動アーム34と、回動
ハウジング32の取り付け片32bに取り付けられた第１の
駆動モータ36と、この第１の駆動モータ36と摺動アーム
34との間に介設され、第１の駆動モータ36による回転駆
動力を直線運動力として摺動アーム34に伝達する伝達機
構38とを備えている。

尚、各フインガ部材18a,18b,18cは、細長い丸棒状に
各々形成されており、この一実施例においては、対応す
る摺動アーム34に対して取り外し可能な状態で取り付け
られている。

ここで、この第１の駆動モータ36は、そのモータ軸36
aを下方に突出した状態で、取り付け片32bに取り付けら
れている。即ち、このモータ軸26aは、上述した第２の
駆動モータ26と同様に、ハンド本体12の延出面に対して
直交する様に設定された回転軸線Ｂの回りに回転駆動さ
れる様に取り付けられている。一方、この伝達機構38
は、このモータ軸36aの下端に同軸に固着されたピニオ
ンギヤ40と、第３図に明白に示される様に、摺動アーム
34の第１の駆動モータ36が設けられた側の側面に、軸線
Ａに沿って延出した状態で取り付けられ、上述した連通
溝32cを介して、ピニオンギヤ40と噛合するラツク42と
から構成されている。

このように第１の駆動機構20aは構成されているの
で、第１の駆動モータ36の起動に応じて、摺動アーム34
は、ハンド本体12の延出面に平行に設定された軸線Ａに
沿って往復駆動される事になる。

ここで、これら第１乃至第３の移動機構16a,16b,16c
において、夫々を構成する部品の大きさ及び長さは同一
に設定されている。この結果、各移動機構16a,16b,16c
における摺動アーム36の配設位置は、ハンド本体12を基
準とした場合、同一高さとなる様に設定される事とな
る。換言すれば、各摺動アーム36は、略円板状のハンド
本体12の延出面と平行に設定された平面内において、各
々、軸線Ａに沿って移動駆動されると共に、回転軸線Ｂ
回りに回転駆動される事となる。

以上詳述した様に、この一実施例によれば、各フイン
ガ部材18a,18b,18c毎に設けられ、対応する各々のフイ
ンガ部材18a,18b,18cを移動するための各移動機構16a,1
6b,16cは、対応するフインガ部材18a,18b,18cを軸線Ａ
に沿って往復駆動する第１の駆動機構20a,20b,20cと、
対応する第１の駆動機構20a,20b,20cを各々回転軸線Ｂ
回りに買い手駆動する第２の駆動機構22a,22b,22cとを
備える様に構成されているので、各フインガ部材18a,18
b,18cは、任意の軌跡を通り、所望の位置、即ち、把持
しようとする部品（図示せず）の任意の位置に移動させ
得る事となる。

尚、第１の駆動モータ36及び第２の駆動モータ26に
は、夫々に、夫々の回動角度を検出するためのロータリ
エンコーダ44,46が取り付けられている。そして、これ
らロータリエンコーダ44,46は、図示しない制御ユニツ
トに接続されており、この制御ユニツトは、両ロータリ
エンコーダ44,46から出力されてきた検出結果に基づ
き、各フインガ部材18a,18b,18cの、対応する回転軸線
Ｂからの距離、即ち、各フインガ部材18a,18b,18cの各
々の回転半径と、回動開始位置からの回動角度、即ち、
現在の回動位置とを演算し、各フインガ部材18a,18b,18
cのハンド本体12に対する極座標系における絶対位置を
検出するように構成されている。

以上詳述した様に、この一実施例によれば、部品の把
持・組み付け動作を実行するロボツトのハンド装置10に
おいて、３本のフインガ部材18a,18b,18cを備え、夫々
のフインガ部材18a,18b,18cに直線と回転との２つの駆
動態様を持たせ、３本のフインガ部材18a,18b,18cが、
同一平面状において、任意の位置に、任意の方向から移
動することが出来る事となる。このように、任意の位置
に、任意の方向から３本のフインガ部材18a,18b,18cを
夫々移動させるが出来る事により、種々の形状を有する
任意部品を、自由な３点で把持することが出来る事とな
り、ロボツトに対して、限定されない位置で、この部品
を把持することが出来る事となる。このようにして、ロ
ボツトの動作領域を拡大することなく、部品を確実に把
持することが出来る事になる。

また、この一実施例によれば、１つのハンド装置10で
把持することが出来る部品の数が多くなり、実質的にハ
ンド装置10を交換することなく、多種の部品を確実に把
持することが出来る事になる。

また、この一実施例によれば、把持しようとする部品
の形状に応じて、フインガ部材18a,18b,18cで把持する
ことが出来ない部位を避けて、確実に把持することが出
来る部位で把持する事が可能となり、把持動作の確実性
が高められる事になる。

また、この一実施例によれば、部品の把持時、３本の
フインガ部材18a,18b,18cを、任意の方向から部品に対
して移動可能にしているため、把持しようとする部品が
ハンド装置10内でずれる事が小さくなされる事になる。
また、部品を組み付ける際に、各々のフインガ部材18a,
18b,18cを任意の方向に逃がすことが出来るので、部品
の設計変更等にも確実に、且つ、簡単に処理することが
出来る事になる。

また、この一実施例によれば、１つのハンド装置10で
把持する事の出来る部品の種類が多くなるるため、他の
ハンド装置を準備する数を減少させて、組み立て装置全
体にかかる費用の低減を達成する事が可能となる。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されるこ
となく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可
能である事は言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、部品を把持す
るためのフインガ部材として３本のフインガ部材18a,18
b,18cを用いる様に説明したが、この発明は、このよう
な構成に限定されることなく、フインガ部材は２本のみ
配設し、これら２本のフインガ部材に対応して、移動機
構も２つだけ備える様に構成しても、２本のフインガ部
材が同一平面状で任意に位置決め可能であるため、何ら
問題なく、部品を確実に把持、この場合は、挟持するこ
とが出来る事になる。

また、上述した一実施例においては、各フインガ部材
18a,18b,18cは、何らの駆動手段をも有さない、単なる
細長い丸棒状に形成される様に説明したが、この発明
は、このような構成に限定されることなく、例えば、空
圧シリンダ等の駆動手段を備え、フインガ部材18a,18b,
18cを上下動させることが出来る様に構成し、３本のフ
インガ部材18a,18b,18cの夫々の高さ位置を変更するこ
とが出来る様に構成しても良い。

また、上述した一実施例においては、１本の摺動アー
ム34に対して１本のフインガ部材を取り付ける様に説明
したが、この発明は、このような構成に限定されること
なく、例えば、１本の摺動アーム34の両端に夫々種類の
異なるフインガ部材を取り付ける様に構成し、部品の種
類に応じて、これらフインガ部材を使い分ける様にして
も良いものである。

また、上述した一実施例においては、摺動アーム34
は、対応する回動ハウジング32から一方方向にのみ延出
し得る様に説明したが、この発明は、このような構成に
限定されることなく、両方向に選択的に延出することが
出来る様に構成することが出来るものである。このよう
に構成する事により、特に、摺動アーム34の両端に夫々
フインガ部材を設けた場合に、効果が高まる事になる。

［発明の効果］以上詳述した様に、本発明に係わるロボツトのハンド
装置は、部品の把持・組み付け動作を行う複数のフイン
ガ部材を備えたロボツトのハンド装置であって、前記複
数のフインガ部材を前記ロボツトに対して取り付ける取
付部材と、前記複数のフインガ部材を所定の第１の平面
上に沿うように独立的に進退駆動するために前記取付部
材において配設される第１の駆動手段と、該第１の駆動
手段による前記第１の平面上の移動位置において、前記
各フインガ部材を、前記第１の平面上で前記第１の平面
と直交する軸回りに回転駆動させる第２の駆動手段とを
具備し、前記各第２の駆動手段は、第２の駆動モータ
と、該第２の駆動モータにより回転駆動される回動ハウ
ジングとを備え、前記各第１の駆動手段は、前記回動ハ
ウジングに前記第１の平面に平行な軸線に沿って摺動可
能に支持され、前記フインガ部材が取り付けられた摺動
アームと、前記回動ハウジングに取り付けられた第１の
駆動モータと、該第１の駆動モータと前記摺動アームと
の間に介設され、かつ前記第１の駆動モータによる回転
駆動力を、直線運動力として摺動アームに伝達する伝達
手段とを備える事を特徴としている。

従つて、この発明によれば、１種類のハンド装置で、
任意形状の部品を確実に、把持・組み付ける事の出来る
ロボツトのハンド装置が提供される事になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるロボツトのハンド装置の一実
施例の構成を示す下面図；第２図は第１図に示すハンド装置における２つの移動機
構の構成を示す縦断面図；そして、第３図は１つの移動機構における伝達機構の構成を示す
側面図である。図中、10……ハンド装置、12……ハンド本体、14a;14b;
14c……突出片、16a;16b;16c……移動機構、18a;18b;18
c……フインガ部材、20a;20b;20c……第１の駆動機構、
22a;22b;22c……第２の駆動機構、24……取り付けハウ
ジング、26……第２の駆動モータ、26a……モータ軸、2
8……駆動軸、30……ベアリング、32……回動ハウジン
グ、32a……貫通孔、32b……取り付け片、32c……連通
穴、34……摺動アーム、36……第１の駆動モータ、36a
……モータ軸、38……伝達機構、40……ピニオンギヤ、
42……ラック、44;46……ロータリエンコーダである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】部品の把持・組み付け動作を行う複数のフ
インガ部材を備えたロボツトのハンド装置であって、前記複数のフインガ部材を前記ロボツトに対して取り付
ける取付部材と、前記複数のフインガ部材を所定の第１の平面上に沿うよ
うに独立的に進退駆動するために前記取付部材において
配設される第１の駆動手段と、該第１の駆動手段による前記第１の平面上の移動位置に
おいて、前記各フインガ部材を、前記第１の平面上で前
記第１の平面と直交する軸回りに回転駆動させる第２の
駆動手段とを具備し、前記各第２の駆動手段は、第２の駆動モータと、該第２
の駆動モータにより回転駆動される回転ハウジングとを
備え、前記各第１の駆動手段は、前記回動ハウジングに前記第
１の平面に平行な軸線に沿って摺動可能に支持され、前
記フインガ部材が取り付けられた摺動アームと、前記回
動ハウジングに取り付けられた第１の駆動モータと、該
第１の駆動モータと前記摺動アームとの間に介設され、
かつ前記第１の駆動モータによる回転駆動力を、直線運
動力として摺動アームに伝達する伝達手段とを備える事
を特徴とするロボツトのハンド装置。
【請求項２】前記各第１の駆動手段は、対応する前記フ
インガ部材の直線位置を位置決め可能にするように構成
されている事を特徴とする請求項第１項に記載のロボツ
トのハンド装置。
【請求項３】前記各フインガ部材は、対応する前記摺動
アームに対して着脱自在に取り付けられている事を特徴
とする請求項第１項に記載のロボツトのハンド装置。
【請求項４】前記フインガ部材は、前記取付部材におい
て３本分設けられている事を特徴とする請求項第１項に
記載のロボツトのハンド装置。
【請求項５】前記３本のフインガ部材は、前記取付部材
の周囲において等間隔に配設されていることを特徴とす
る請求項第４項に記載のロボツトのハンド装置。
【請求項６】前記３本のフインガ部材は、前記取付部材
の中心部位に対して同一円周上に位置する様に配設され
ている事を特徴とする請求項第５項に記載のロボツトの
ハンド装置。