JP2735136B2 - ロボツトハンド、及び、ロボツトハンドによるワーク把持方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ロボツトによる部品の自動組立において
異形な部品（丸、四角等）や、歯の噛み合いが決まって
いるギヤの組付がでる汎用的なロボツトハンドに関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、異形部品（丸、四角形等）の組付に用いられる
ロボツトハンドとしては、先に本願出願人により出願さ
れた部品把持用ハンド装置（特願昭63-207359号、昭和6
3年８月23日出願）が知られており、また、ギヤの組付
に関しては、同様に、本願出願人により出願された汎用
ギヤロボツトハンド（特願昭61-197091号、昭和61年８
月25日出願）が知られている。

また、実開昭62-178095号公報には、３本の指部材
を、１本と２本の２群に分け、ワークを両側から挟持す
る事により、ワークを把持する様にする技術が開示され
ている。

［発明が解決しようしている課題］ しかしながら、特願昭63-207359号に開示された部品
把持用ハンド装置によれば、ギヤを噛合させたままで組
み付けることができず、また、特願昭61-197092号に開
示された汎用ギヤロボツトハンドによれば、異形部品の
把持組付が行なえず、また、ギヤの回転方向を位置決め
する手段がないのでかみあう歯がきまっている、即ち、
噛合状態が所定の状態に予め規定されているギヤの組付
を行なう事ができないものである。

また、実開昭62-178095号公報に開示された技術で
は、確かに、ワークが傾いていた場合でも、１本に分類
された指部材を自身の軸線回りに回転自在に支持してい
るため、把持しようとするワークの姿勢変更を許容する
ことが出来、３本の指部材が確実にワークの外周に当接
する事になるが、例えば、ワークの形状が異なり、ワー
クが傾斜面を有する場合には、この様な形状のワークを
把持する事が不可能となるものである。

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、傾斜面やアングル部材を有する任意形状
のワークを確実に把持する事の出来るロボツトハンド及
び把持方法を提供する事である。

また、この発明の別の目的は、Ｌ字状のような、平板
や直方体等の単純な外観形状でない形状のワークを確実
に把持する事の出来るロボツトハンド及び挟持方法を提
供する事である。

また、この発明の他の目的は、把持しようとするワー
ク形状に応じて、３本の指先部材の配設位置を、把持す
るのに適切な配置状態に変更させる事により、ワークを
確実に把持する事の出来るロボツトハンド及び把持方法
を提供する事である。

［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、この発
明に係るロボットハンドは、ワークを把持するためのロ
ボットハンドであって、ハンド本体と、このハンド本体
に取り付けられ、第１の移動軌跡上を移動可能な第１の
指部材と、この第１の指部材を、前記第１の移動軌跡に
沿って移動駆動する第１の駆動手段と、前記ハンド本体
に取り付けられ、第２の移動軌跡上を移動可能な第２及
び第３の指部材と、前記第２及び第３の指部材を、前記
第２の移動軌跡に沿って、互いに接離駆動する第２の駆
動手段と、前記第１の移動軌跡と第２の移動軌跡とのな
す角度を変更する角度変更手段を具備する。

また、好ましくは、前記ワークの形状を認識する認識
手段と、ワークの形状に応じて、前記第１及び第２の移
動軌跡のなす角度の情報を記憶する記憶手段と、前記認
識手段からの形状情報に基づきの、前記記憶手段から、
対応する角度情報を読み出し、この読み出した角度情報
に基づき、前記角度変更手段を駆動制御する制御手段を
更に具備する。

また、好ましくは、前記ワークの形状を認識する認識
手段と、この認識手段からの形状情報に基づき、第１及
び第２の駆動手段における駆動量を制御する制御手段を
更に具備する。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発
明に係るロボットハンドによるワーク把持方法は、３本
の指部材を有するロボットハンドによるワーク把持方法
であって、これら指部材の中の第１の指部材を第１の移
動軌跡に沿って移動させる第１の工程と、これら指部材
の中の第２及び第３のの指部材を第２の移動軌跡に沿っ
て移動させ、両者の間の距離を調整する第２の工程と、
前記第１及び第２の移動軌跡のなす角度を変更する第３
の工程とを具備し、前記第１の指部材の、第２及び第３
の指部材に対する離間距離を変化させることにより、前
記ワークを把持する。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発
明に係るロボットハンドによるワーク把持方法は、ワー
クの形状情報を記憶する記憶手段と、前記ワークを把持
するための複数の指部材と、前記複数の指部材を駆動す
る駆動手段と、前記複数の指部材の移動軌跡のなす角度
を制御する制御手段とを備えるロボットハンドによるワ
ーク把持方法であって、前記ワークの形状情報に基づい
て、前記制御手段にて前記複数の指部材の移動軌跡をな
す角度を制御すると共に、前記駆動手段にて前記複数の
指部材を駆動制御してワークを把持する。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発
明に係るロボットハンドは、ワークを把持するための複
数の指部材と、前記複数の指部材を駆動する駆動手段
と、前記ワークの形状を認識する認識手段と、前記認識
手段により認識された前記ワークの形状に基づき、前記
複数の指部材を前記ワークの把持可能な状態に駆動制御
する制御手段とを具備する。

［作用］ 以上のように構成されたこの発明に係わるロボツトハ
ンドによれば、３本の指部材の中の第１の指部材は、決
められた第１の移動軌跡上を移動し、残りの２本の第２
及び第３の指部材は、第１の移動軌跡と所定角度をなす
第２の移動軌跡上を移動し、そして、第１乃至第３の指
部材は、互いの相対距離を変化させる事により、ワーク
を把持する事になる。

この様に作用するロボツトハンドは、直方体や立方体
等のブロツク部材を把持するのに好適するものである。

また、この発明に係るロボツトハンドは、第１の移動
軌跡と第２の移動軌跡とのなす角度を変更する機能を有
している。この様にして、ブロツク部材の側面を構成す
る所の互いに対向する平面が、平行平面でない場合にお
いても、この様な非平行平面体の把持に好適する事にな
る。

また、この発明に係るロボツトハンドは、３本の指部
材の中の第１の指部材を、第１の移動軌跡に沿つて移動
させ、第２及び第３の指部材を、第２の移動軌跡に沿つ
て互いに接離する状態で移動させると共に、各指部材は
ピン部材を突出させる事になる。この様にして、３本の
指部材の相互の距離と、各指部材の突出長さを調整する
事により、傾斜面がアングル部を有するワークを把持す
ることが出来る事になる。

また、この発明に係るロボツトハンドによれば、ワー
クの形状に応じて、３本の指部材の相互の離間距離、第
１及び第２の移動軌跡のなす角度、各指部材のピン部材
の突出長さを規定し、これらの情報を記憶手段に記憶し
ておき、把持すべきワークが送られてくると、そのワー
クの形状を認識手段を介して認識し、記憶手段から対応
する形状情報を読みだして、対応する駆動手段を適宜駆
動制御して、ワークを確実に把持することが出来る事に
なる。

また、記憶手段に記憶されたワークの形状情報に基づ
いて、制御手段にて複数の指部材の移動軌跡のなす角度
を制御すると共に、駆動手段にて複数の指部材を駆動制
御してワークを把持することにより、各指部材のワーク
把持姿勢を最適な姿勢に設定できる。

また、認識手段により認識されたワークの形状に基づ
き、複数の指部材をワークの把持可能な状態に駆動制御
することにより、傾斜面やアングル部材を有するワーク
を確実に把持することができる。

［実施例］ 以下に、この発明に係わるロボツトハンドの一実施例
の構成を、添付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図は一実施例のロボツトハンド10を示しており、
このロボツトハンド10は、一端が下方に折曲され折曲片
12aを有する正面略Ｌ字状のハンド本体12を備えてい
る。このハンド本体12は、その上面中央部において、連
結ロツド14を介して図示しないロボツトアームの先端に
着脱自在に接続されている。ここで、このハンド本体12
の下面であつて、上述した折曲片12aが形成されていな
い他端部より内方に入り込んだ部分には、支持ブロツク
16が固着されている。

この支持ブロツク16と折曲片12aとの間には、ハンド
本体12の延出方向により規定される第１の移動軌跡Ａに
沿って延出し、外周面にねじ溝が螺刻された第１の送り
ねじ棒18が、自身の中心軸回りに回動自在に軸支されて
いる。この第１の送りねじ棒18は、折曲片12aの外面に
取り付けられた第１の駆動モータ20の駆動軸に連結され
ており、この第１の駆動モータ20の起動に伴ない、回転
駆動されるようになされている。

また、支持ブロツク16と折曲片12aとの間であつて、
この第１の送りねじ棒18の下方でこれと平行に、即ち、
第１の移動軌跡Ａに沿つて延出した状態で第１のガイド
軸22が固着されている。そして、これら支持ブロツク16
と折曲片12aとの間には、上述した第１の送りねじ棒18
に螺合し、第１のガイド軸22によりガイドされた状態
で、第１の摺動ブロツク24が往復動自在に配設されてい
る。このようにして、この第１の摺動ブロツク24は、第
１の駆動モータ20の回転方向に応じて、ハンド本体12の
下方において、第１の移動軌跡Ａに沿つて往復動される
ことになる。

尚、この第１の摺動ブロツク24の下面には、これから
下方に延出した状態で、第１の指部材26aが一体的に取
り付けられており、この第１の指部材26aの下面には、
これと同軸に更に下方に延出した状態で、径少の第１の
指先部材26bが下方に向けて突出可能に取り付けられて
いる。この第１の指先部材26bの先端部には、先端を鋭
利になすようにテーパ面が形成されている。ここで、こ
の指先部材26bの下方への突出機構については、後に詳
細に説明する。

一方、上述したハンド本体12の、折曲片12aが設けら
れていない他端部の下面には、垂直軸回りに回動自在に
回動軸28が軸支されている。この回転軸28の上端は、ハ
ンド本体12を貫通しており、ハンド本体12の上面に載置
された第２の駆動モータ30に接続された減速機構32の出
力軸に連結されている。また、この回動軸28の下端は、
下面が開放された正面略コ字状に形成された回動ハウジ
ング34の上面中央部に一体的に接続されている。

即ち、この回動ハウジング34は、これの延出方向が、
第２の移動軌跡Ｂを規定しており、両端に下方に向けて
折曲された折曲片34a,34bを一体的に備えている。両折
曲片34a,34b間には、回動ハウジング34の延出方向に沿
つて、即ち、第２の移動軌跡Ｂに沿つて延出し、外周面
にねじ溝が螺刻された第２の送りねじ棒36が、自身の中
心軸回りに回動自在に軸支されている。この第２の送り
ねじ棒36に形成されたねじ溝は、中央部において左右に
分割され、互いに反対方向に螺刻されるように設定され
ている。そして、この第２の送りねじ棒36は、一方の折
曲片34aの外面に取り付けられた第３の駆動モータ38の
駆動軸に連結されており、この第３の駆動モータ38の起
動に伴ない、回転駆動されるようになされている。

また、両折曲片34a,34b間であつて、この第２の送り
ねじ棒36の下方でこれと平行に、即ち、第２の移動軌跡
Ｂと平行に、第２のガイド軸40が固着されている。そし
て、両折曲片34a,34b間には、上述した第２の送りねじ
棒36の一方のねじ溝に螺合し、第２のガイド軸40により
ガイドされた状態で、第２の摺動ブロツク42が第２の移
動軌跡Ｂに沿つて往復動自在に、また、第２の送りねじ
棒36の他方のねじ溝に螺合し、第２のガイド軸40により
ガイドされた状態で、第３の摺動ブロツク44が第２の移
動軌跡Ｂに沿つて往復動自在に、夫々配設されている。
このようにして、これら第２及び第３の摺動ブロツク4
2,44は、第３の駆動モータ38の回転方向に応じて、回動
ハウジング34の下方において、第２の移動軌跡Ｂに沿つ
て、互いに近接または離間するように往復動されること
になる。

尚、これら第２及び第３の摺動ブロツク42,44の夫々
の下面には、夫々の下方に延出した状態で、第２及び第
３の指部材46a,48aが夫々一体的に取り付けられてお
り、これら第２及び第３の指部材46a,48aの夫々の下面
には、これと同軸に更に下方に延出した状態で、径少の
第２及び第３の指先部材46b,48bが夫々、下方に向けて
突出可能に取り付けられている。これら第２及び第３の
指先部材46b,48bの夫々の先端部には、先端を鋭利にな
すようにテーパ面が形成されている。ここで、これら第
２及び第３の指先部材46b,48bの下方への突出機構は、
第１の指先部材26bの下方への突出機構と同様であり、
後述する。

ここで、上述した第１乃至第３の駆動モータ20,30,38
の駆動軸には、夫々にロータリエンコーダ50,52,54が接
続されており、第１乃至第３の駆動モータ20,30,38の回
転駆動量は、対応するロータリエンコーダ50,52,54によ
り、夫々正確に検出されるようなされている。そして、
これら３つのロータリエンコーダ50,52,54は、全体制御
を司る制御ユニツト56に接続されている。この制御ユニ
ツト56の構成及び機能については、後述する。

また、第１の摺動ブロツク24は、最も折曲片12aに近
接した位置を原点位置として規定されている。このた
め、折曲片12aには、第１の摺動ブロツク24の原点位置
を検出するための第１の原点センサ58が設けられてい
る。この第１の原点センサ58は、制御ユニツト56に接続
されており、第１の摺動ブロツク24が原点位置に移動し
てきた時点で、第１の原点信号を制御ユニツト56出力す
る様に構成されている。ここで、制御ユニツト56は、こ
の第１の原点信号を受けて、第１の摺動ブロツク24の原
点位置を規定し直す様に動作する。

一方、回動ハウジング34は、これの延出方向、即ち、
第２の移動軌跡Ｂが、ハンド本体12の延出方向、即ち、
第１の移動軌跡Ａと直行する回動位置を、原点位置とし
て規定されている。このため、支持ブロツク16には、回
動ハウジング34の原点位置を検出するための第２の原点
センサ60が設けられている。この第２の原点センサ60
は、制御ユニツト56に接続されており、回動ハウジング
34が原点位置に回動されてきた時点で、第２の原点信号
を制御ユニツト56に出力する様に構成されている。ここ
で、制御ユニツト56は、この第２の原点信号を受けて、
回動ハウジング45の原点位置を規制し直す様に動作す
る。

更に、第２及び第３の摺動ブロツク42,44は、最も離
間した状態、即ち、夫々対応する折曲片34a,34bに夫々
近接した位置を原点位置として規定されている。尚、こ
れら第２及び第３の摺動ブロツク42,44は、互いに機械
的に同期した状態で、離間・近接動作を行うため、一方
の摺動ブロツク、具体的には、第２の摺動ブロツク42の
原点位置のみを検出すれば良いものである。このため、
折曲片34aには、第２の摺動ブロツク42の原点位置を検
出するための第３の原点センサ62が設けられている。こ
の第３の原点センサ62は、制御ユニツト56に接続されて
おり、第２の摺動ブロツク42が原点位置に移動してきた
時点で、第３の原点信号を制御ユニツト56出力する様に
構成されている。ここで、制御ユニツト56は、この第３
の原点信号を受けて、第２及び第３の摺動ブロツク42,4
4の夫々の原点位置を規定し直す様に動作する。

次に、先に説明した第１の指先部材26bの下方への突
出機構64aについて、第２図を参照して説明する。尚、
この突出機構64aは、第２及び第３の指先部材46b,48bの
夫々の突出機構と同様であるため、この第１の指先部材
26bの突出機構64aの説明を援用し、これら第２及び第２
の指先部材46b,48bの夫々の突出機構の説明を省略す
る。

この突出機構64aは、第２図に示す様に、第１の摺動
ブロツク24の内部に、上下方向に沿つて延出したシリン
ダ室66を備えている。このシリンダ室66内には、ピスト
ン体68が上下方向に沿つて摺動自在に収納されている。
このピストン体68の上面にはストツパ部材70が一体的に
取り付けられており、また、これの下面には、第１の指
部材26aの内部を上下に貫通し、シリンダ室66内に取り
入れられた第１の指先部材26bの上端が接合されてい
る。

ここで、このピストン体68は、コイルスプリング72に
より、常時上方への付勢力を受けている。また、このシ
リンダ室66の上端は、第１の摺動ブロツク24を貫通して
形成された連通孔74を介して、接続弁76aを経て、加圧
機構78aに接続されている。尚、この加圧機構78aは常時
駆動されており、また、接続弁76aは制御ユニット56に
より、開放位置と閉塞位置との間で切換駆動制御される
様になされている。

この様に突出機構64aは構成されているので、第１の
指先部材26bを下方に向けて突出する必要が無いと判断
される状態において、制御ユニツト56は、接続弁76aを
閉塞位置に保持する。この結果、ピストン体68はコイル
スプリング72の付勢力により上方に偏倚され、従つて、
このピストン体68に接合された第１の指先部材26bも、
上方に引き込まれ、上方待機位置に保持される事にな
る。一方、第１の指先部材26bを下方に向けて突出する
必要があると判断された場合には、制御ユニツト56は、
接続弁76aを閉塞位置から開放位置に切換駆動する。こ
の結果、ピストン体68は、コイルスプリング72の付勢力
に抗して下方に押し出され、従つて、第１の指先部材26
bも、下方に向けて突出される事になる。尚、この突出
状態から、制御ユニツト56が接続弁76aを開放位置から
閉塞位置に切換駆動する事により、ピストン体68は、コ
イルスプリング72の付勢力により押し上げられ、第１の
指先部材26bは上方待機位置まで復帰する事になる。

尚、上述した説明においては、第１の指先部材26b用
の突出機構64aについてのみ説明したが、以降の説明に
おいて、第２及び第３の指先部材46b,48bの夫々の突出
機構の制御動作を説明するに際しては、添え字「ａ」に
換えて「ｂ」及び「ｃ」を夫々付した状態で表すものと
する。

次に、第３図を参照して、制御ユニツト56の構成を概
略的に説明する。

この制御ユニツト56は、ワーク形状を認識するワーク
形状認識部56aを備えている。このワーク形状認識部56a
には、ワークを撮像し、その撮像情報に基づき、画像を
認識する画像認識装置80が接続され、この画像認識装置
80からの画像情報に基づき、ワーク形状を認識する様に
構成されている。

また、この制御ユニツト56は、ワーク毎に固有の形状
情報が記憶された記憶部56bを備えている。この形状情
報としては、対応するワークの外形寸法を示す情報と共
に、把持する際に第１の指先部材26bが当接する面と，
第２及び第３の指先部材4bb,48bが当接する面との相対
位置関係のを示す情報、並びに、ワークの載置面から
の、第１乃至第３の指先部材26b,46b,48bの夫々の最適
の当接位置の高さを示す情報等が含まれている。

一方、この制御ユニツト56は、第１及び第３の駆動モ
ータ20,38を駆動制御して、３本の指部材26a,46a,48aの
相対位置を変更制御するための指間隔制御部56cを備え
ている。この指間隔制御部56cは、上述したワーク形状
認識部56a及び記憶部56bから、これから把持しようとす
るワークの形状情報を得ると共に、３本の指部材26a,46
a,48aの現在位置を、第１及び第３のロータリエンコー
ダ50,54と、第１及び第３の原点センサ58,62とからの、
夫々の検出信号に基づき検出する様に構成されている。

また、この制御ユニツト56は、第２の駆動モータ30を
駆動制御して、上述した第１及び第２の移動軌跡A,Bの
なす角度を変更制御するための傾斜角制御部56dを備え
ている。この傾斜角制御部56dは、これから把持しよう
とするワークの形状情報をワーク形状認識部56a及び記
憶部56bから得ると共に、回動ハウジング34の現在回動
位置を、第２のロータリエンコーダ52と、第２の原点セ
ンサ60とからの、夫々の検出信号に基づき検出する様に
構成されている。

更に、この制御ユニツト56は、接続弁76を駆動制御し
て、上述した突出機構64の駆動状態を制御するための指
先突出制御部56eを備えている。この指先突出制御部56e
は、これから把持しようとするワークの形状情報をワー
ク形状認識部56a及び記憶部56bから得る様に構成されて
いる。

次に、第４図を参照して、この様に構成された制御ユ
ニツト56におけるワークの把持動作の制御手順を説明す
る。

先ず、ステツプS10において、第１乃至第３の駆動モ
ータ20,30,38を、夫々対応する原点センサ58,60,62をオ
ンする方向に駆動する。そして、ステツプS12におい
て、夫々対応する原点センサ58,60,62がオンする事によ
り、ステツプS14において、対応する駆動モータ20,30,3
8の駆動を夫々停止する。この様にして、制御ユニツト5
6における指間隔制御部56cにおいて、３本の指部材26a,
46a,48aの夫々の原点位置を確認し、夫々の現在位置を
原点位置からの絶対量として認識することが出来る事と
なる。

尚、これらステツプS10乃至ステツプS14の手順は、起
動時に１回実行すれば十分であり、引き続く次のワーク
の把持動作において、繰り返し実行する必要は無い。

この後の、ステツプS16において、ワーク形状認識部5
6aが起動され、これから把持しようとするワークの形状
を、画像認識装置80からの画像情報に基づき認識する。
そして、ステツプS18において、このステツプS16で認識
したワーク形状に基づき、記憶部56bから、対応するワ
ークの形状情報を読み込む。

そして、ステツプS20において、指間隔制御部56cが起
動され、３本の指部材26a,46a,48aの、夫々の現在の設
定位置を読み込む。この後、ステツプS22において、こ
のステツプS20で読み込んだ３本の指部材26a,46a,48aの
現在位置と、ステツプS18で読み込んだ所の、把持しよ
うとするワークの形状情報とから、このワークを把持す
るに際して、３本の指部材26a,46a,48aを現在位置か
ら、更に間隔を広げる方向に移動させる必要があるか否
かを判断する。

このステツプS22において、YESと判断された場合、即
ち、３本の指部材26a,46a,48aの現在位置が、把持しよ
うとするワークの外周よりも内方に位置しており、把持
動作が不能であると判断される場合には、ステツプS24
において、３本の指部材26a,46a,48aが現在位置より、
対応する原点センサ58,62を夫々オンのする方向に移動
する様に、第１及び第３の駆動モータ20,38を夫々駆動
制御する。そして、ステツプS26において、第１及び第
３の原点センサ58,62が夫々オンする事を検出する事に
より、ステツプS28において、第１及び第３の駆動モー
タ20,38の駆動を停止する。そして、引き続きステツプS
30を実行する。

一方、上述したステツプS22において、NOと判断され
た場合、即ち、３本の指部材26a,46a,48aの現在位置
が、把持しようとするワークの外周よりも外方に位置し
ており、把持動作が現在位置で可能であると判断される
場合には、ステツプS24乃至28をスキツプして、直接ス
テツプS30を実行する。

このステツプS30においては、傾斜角制御部56dが起動
され、回動ハウジング34の現在の回動位置を読み込む。
そして、ステツプS32において、このステツプS30で読み
込んだ回動ハウジング34の現在の回動位置と、ステツプ
S18で読み込んだ所の、把持しようとするワークの形状
情報とから、このワークを把持するに際して、回動ハウ
ジング34を現在回動位置から、更に回動させる必要があ
るか否かを判断する。

このステツプ34においてYESと判断された場合、即
ち、ワークを把持するに際して、回動ハウジング34を現
在回動位置から更に回動させる必要があると判断された
場合には、ステツプS34において、第２の駆動モータ30
を駆動して、回動ハウジング34を回動駆動する。そし
て、ステツプS36において、回動ハウジング34が必要と
される回動角度だけ回動した事が検出されると、ステツ
プS38において、第２の駆動モータ30の駆動が停止さ
れ、引き続きステツプS40を実行する。

一方、上述したステツプS32においてNOと判断される
場合、即ち、ワークを把持するに際して、回動ハウジン
グ34を現在回動位置から更に回動させる必要が無いと判
断された場合には、上述したステツプS34乃至38をスキ
ップして、直接ステツプS40を実行する。

このステツプS40においては、指先突出制御部56eが起
動され、３本の指先部材26b,46b,48bの突出状態を読み
込む。そして、ステツプS42におい、このステツプS40で
読み込んだ所の、３本の指先部材26b,46b,48bの突出状
態と、ステツプS18で読み込んだ所の、把持しようとす
るワークの形状情報とから、このワークを把持するに際
して、３本の指先部材26b,46b,48bの何れかを突出させ
る必要があるか否かを判断する。

このステツプS42においてYESと判断された場合、即
ち、ワークを把持するに際して、３本の指先部材26b,46
b,48bの何れかを突出させる必要があると判断された場
合には、ステツプS44において、突出させる必要がある
と判断された指先部材26b,46b,48bの突出機構64a,64b,6
4cに対応する接続弁76a,76b,78cを開放状態に駆動し、
引き続きステツプS46を実行する。

一方、ステツプS42にちおいて、NOと判断された場
合、即ち、ワークを把持するに際して、３本の指先部材
26b,46b,48bの何れをも突出させる必要が無いと判断さ
れた場合には、ステツプS48において、全ての接続弁76
a,76b,76cを閉塞状態に駆動し、引き続きステツプS46を
実行する。

このステツプS46においては、再び、指間隔制御部56c
が起動し、３本の指先部材26b,46b,48b、即ち、３本の
指部材26a,46a,48aの間隔のを狭くする方向に、第１及
び第３の駆動モータ20,38を駆動制御する。そして、ス
テツプS49において、３本の指先部材26b,46b,48b、即
ち、３本の指部材26a,46a,48aによりワークがクランプ
された事が検出されると、ステツプS50において、第１
及び第３の駆動モータ20,38の駆動を停止する。尚、上
述したステツプS48におけるクランプ完了は、例えば、
第１及び第３の駆動モータ20,38の通電電流を監視する
事や、接触センサを介して行われるものである。

この後、ステツプS52において、把持完了信号を出力
する。この把持完了信号に基づき、図示しないロボツト
は、ロボツト側の制御装置の制御手順に従い、ワークを
把持した状態のロボツトハンドを所定の載置位置まで搬
送する事になる。そして、ロボツトハンド10が所定の載
置位置まで搬送され終ると、ロボツト側の制御装置は制
御ユニツト56に対して把持解除信号を出力する。

即ち、制御ユニツト56においては、ステツプS52が実
行された後、ステツプS54において、この把持解除信号
が出力されるのを待ち、この把持解除信号の出力を検出
すると、ステツプS56において、３本の指先部材26b,46
b,48b、即ち、３本の指部材26a,46a,48aの間隔を僅かに
広くする方向に、第１及び第３の駆動モータ20,38を駆
動制御する。そして、ステツプS58において、把持解除
完了信号を出力する。ここで、ロボツト側の制御装置
は、この把持解除完了信号を受けて、ロボツトハンド10
を、元の、ワークを把持する位置まで復帰搬送する。そ
して、この制御装置は、この復帰搬送が終了すると、制
御ユニツト56に対して、復帰搬送完了信号を出力する。

即ち、制御ユニツト56においては、ステツプS58を実
行した後、ステツプS60において、この復帰搬送完了信
号が出力されるのを待ち、この復帰搬送完了信号の出力
を検出した後において、更に、ステツプS62において、
次のワークの把持命令の出力を持って、上述したステツ
プS16に戻り、ステツプS16以降の制御手順を実行する。

この様に制御ユニツト56は、所定の制御手順を実行す
る事により、第５図に示す様な複雑な形状のワークW
₁や、第６図に示す様な段差のあるワークW₂を確実に把
持することが出来る事になる。尚、第５図に示すワーク
W₁においては、第１の指部材26aが当接する点に対する
接線l₁と、第２及び第３の指部材46a,48aを結ぶ線分l₂
とが、所定の鋭角αで交差する形状を呈するものであ
る。この様なワークW₁を把持するに当たり、回動ハウジ
ング34を適宜回転させる事により、３本の指部材26a,46
a,48aで構成される把持姿勢を、最適な姿勢に設定する
ことが出来、このワークW₁を確実に把持することが出来
る事になる。

また、第６図に示すワークW₂においては、一方の把持
位置の高さH₁と他方の把持位置の高さH₂とが大きく異な
った形状を呈している。この様な形状のワークW₂を把持
するに際しては、この一方の把持位置を、第１の指部材
26aで当接する様にし、また、他方の把持位置を、第２
及び第３の指先部材46b,48bを第２及び第３の指部材46
a,48aから下方に突出され、これ亜第２及び第３の指先
部材46b,48bで当接する様に設定する事により、このワ
ークW₂を確実に把持することが出来る事になる。

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
能のである事は言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、傾斜面やアン
グル部材を有する任意形状のワークを確実に把持するこ
とができる。

また、本発明によれば、Ｌ字状のような、平板や直方
体等の単純な外観形状でない形状のワークを確実に把持
することができる。

また、本発明によれば、把持しようとするワーク形状
に応じて、３本の指先材の配置位置を、把持するのに適
切な配置状態に変更させることにより、ワークを確実に
把持することができる。

また、本発明によれば、記憶手段に記憶されたワーク
の形状情報に基づいて、制御手段にて複数の指部材の移
動軌跡のなす角度を制御すると共に、駆動手段にて複数
の指部材を駆動制御してワークを把持することにより、
各指部材のワーク把持姿勢を最適な姿勢に設定できる。

また、本発明によれば、認識手段により認識されたワ
ークの形状に基づき、複数の指部材をワークの把持可能
な状態に駆動制御することにより、傾斜面やアングル部
材を有するワークを確実に把持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるロボツトハンドの一実施例の
構成を示す斜視図； 第２図は第１図に示す摺動ブロツク内に備えられた突出
機構の構成を詳細に示す断面図； 第３図は第１図に示す制御ユニツトの構成を示すブロツ
ク図； 第４図は制御ユニツトの制御手順を示すフローチヤー
ト； 第５図はこのロボツトハンドで把持されることの出来る
ワークの形状の一例を示す斜視図；そして、 第６図はこのロボツトハンドで把持される事の出来るワ
ークの形状の他の例を示す斜視図である。 図中、Ａ……第１の移動軌跡、Ｂ……第２の移動軌跡、
10……ロボツハンド、12……ハンド本体、12a……折曲
片、14……連結ロツド、16……支持ブロツク、18……送
りねじ軸、20……第１の駆動モータ、22……ガイドロツ
ド、24……第１の摺動ブロツク、26a……第１の指部
材、26b……第１の指先部材、28……回動軸、30……第
２の駆動モータ、32……減速機構、34……回動ハウジン
グ、34a;34b……折曲片、36……第２の送りねじ棒、38
……第３の駆動モータ、40……第２のガイド軸、42……
第２の摺動ブロツク、44……第３の摺動ブロツク、46a
……第２の指部材、46b……第２の指先部材、48a……第
３の指部材、48b……第３の指先部材、50;52;54……ロ
ータリエンコーダ、56……制御ユニツト、56a……ワー
ク形状認識部、56b……記憶部、56c……指間隔制御部、
56d……傾斜角制御部、56e……指先突出制御部、58;60;
62……原点センサ、64……突出機構、66……シリンダ
室、68……ピストン体、70……ストツパ部材、72……コ
イルスプリング、74……連通孔、76a;76b;76c……接続
弁、78a;78b;78c……加圧機構、80……画像認識装置あ
る。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを把持するためのロボットハンドで
   あって、 ハンド本体と、 このハンド本体に取り付けられ、第１の移動軌跡上を移
   動可能な第１の指部材と、 この第１の指部材を、前記第１の移動軌跡に沿って移動
   駆動する第１の駆動手段と、 前記ハンド本体に取り付けられ、第２の移動軌跡上を移
   動可能な第２及び第３の指部材と、 前記第２及び第３の指部材を、前記第２の移動軌跡に沿
   って、互いに接離駆動する第２の駆動手段と、 前記第１の移動軌跡と第２の移動軌跡とのなす角度を変
   更する角度変更手段を具備することを特徴とするロボッ
   トハンド。
2. 【請求項２】前記ワークの形状を認識する認識手段と、 ワークの形状に応じて、前記第１及び第２の移動軌跡の
   なす角度の情報を記憶する記憶手段と、 前記認識手段からの形状情報に基づき、前記記憶手段か
   ら、対応する角度情報を読み出し、この読み出した角度
   情報に基づき、前記角度変更手段を駆動制御する制御手
   段を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のロ
   ボットハンド。
3. 【請求項３】前記ワークの形状を認識する認識手段と、 この認識手段からの形状情報に基づき、第１及び第２の
   駆動手段における駆動量を制御する制御手段を更に具備
   することを特徴とする請求項１に記載のロボットハン
   ド。
4. 【請求項４】３本の指部材を有するロボットハンドによ
   るワーク把持方法であって、 これら指部材の中の第１の指部材を第１の移動軌跡に沿
   って移動させる第１の工程と、 これら指部材の中の第２及び第３の指部材を第２の移動
   軌跡に沿って移動させ、両者の間の距離を調整する第２
   の工程と、 前記第１及び第２の移動軌跡のなす角度を変更する第３
   の工程とを具備し、 前記第１の指部材の、第２及び第３の指部材に対する離
   間距離を変化させることにより、前記ワークを把持する
   ことを特徴とするロボットハンドによるワーク把持方
   法。
5. 【請求項５】ワークの形状情報を記憶する記憶手段と、 前記ワークを把持するための複数の指部材と、 前記複数の指部材を駆動する駆動手段と、 前記複数の指部材の移動軌跡のなす角度を制御する制御
   手段とを備えるロボットハンドによるワーク把持方法で
   あって、 前記ワークの形状情報に基づいて、前記制御手段にて前
   記複数の指部材の移動軌跡のなす角度を制御すると共
   に、前記駆動手段にて前記複数の指部材を駆動制御して
   ワークを把持することを特徴とするワーク把持方法。
6. 【請求項６】ワークを把持するための複数の指部材と、 前記複数の指部材を駆動する駆動手段と、 前記複数の指部材の移動軌跡のなす角度を制御する制御
   手段と、 前記ワークの形状を認識する認識手段と、 前記認識手段により認識された前記ワークの形状に基づ
   き、前記複数の指部材を前記ワークの把持可能な状態に
   駆動制御する制御手段とを具備することを特徴とするロ
   ボットハンド。