JP4726241B2

JP4726241B2 - 産業用ロボットのロボットハンド

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Application number: JP2007035834A
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Inventors: 基一郎高野
Original assignee: SCHUNK INTEC. K.K.
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Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2011-07-20
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Description

本発明は、製造工程等において、大きさの異なる複数のワークから、目的とするワークを他のワークに干渉されることなく容易に挟持することができる産業用ロボットのロボットハンドに関するものである。

従来より、製造工程等において大きさの異なる複数のワークから目的とするワークを把持して取り出すための、産業用ロボットのロボットハンドが公知となっている。このロボットハンドには様々な機構のものが存在するが、一対のフィンガー体を備え、この一対のフィンガー体の挟持間隔を変化させることによりワークを挟持するロボットハンドが一般的に使用されている。

上記一対のフィンガー体を備えたロボットハンドによってワークを挟持するには、まず、一対のフィンガー体がそれぞれ離反方向に摺動して最も大きな開口間隔を形成し得る最大開口位置に、一対のフィンガー体をそれぞれ配置して最大開口間隔を形成する。そして、この最大開口間隔を形成した一対のフィンガー体の内方に保持目的のワークが配置されるよう一対のフィンガー体を移動する。そして、一対のフィンガー体を最大開口位置からワークの両側に当接するまで内方に摺動させてワークを保持可能とするものである。

このように、従来のロボットハンドのフィンガー体は、内方に摺動を始める直前まで最大開口間隔を形成している。そのため、例えば、作業テーブルに複数のワークをランダムに置いた状態で、一対のフィンガー体により形成される最大開口間隔よりも遙かに小さな被保持外径のワークを挟持しようとする場合、フィンガー体を保持目的のワークに近づけて、一対のフィンガー体の内方にワークを配置しようとしても、フィンガー体は上記ワークの被保持外径よりも遙かに大きな最大開口間隔を形成しているため、保持目的のワークの周辺の他のワークに接触しやすいものとなる。従って、フィンガー体によってワークを保持することが困難なものとなるという不都合が生じていた。

またフィンガー体の最大開口間隔内にワークが配置されるようフィンガー体を移動した際に、フィンガー体とワークとの間に大きな間隔が形成されるものとなる。そのため、フィンガー体が内方に摺動してワークの両側に当接するまでに時間がかかるため、フィンガー体によりワークを保持する際の作業性が低下するものとなる。

そこで、上記のような不都合を回避するために、ワークの被保持外径より少しだけ大きな最大開口間隔を形成可能とするフィンガー体を予め複数用意し、ワークの被保持外径が異なる度に、対象となるワークの被保持外径に応じた最大開口間隔を形成可能とするフィンガー体を、ロボットハンドの本体に付け替える作業を行っていた。従って、フィンガー体の付け替えのために部品点数が多くなるとともに、付け替え作業に時間と手間がかかり作業性が悪いものとなっていた。

そこで、特許文献１に示す如く、最大開口間隔に加えて、各ワークの被保持外径よりも少し大きな間隔である待機開口間隔を形成可能とし、保持目的のワークの被保持外径に応じてフィンガー体の待機開口間隔を調節可能としたロボットハンドが従来より公知となっている。
特開平５−１７７５７６号公報

特許文献１に記載の発明は、軸を支点として回動可能な一対のフィンガー体と、このフィンガー体を接続したクランプ用シリンダ−と、このクランプ用シリンダーに隣接したスタンバイ用シリンダ−とで構成している。そして、スタンバイ用シリンダ−のピストンロッドの先端に、このピストンロッドの摺動量を調節可能とする調節手段を設け、この調節手段を調節することにより、ピストンロッドの摺動量を変化させて、一対のフィンガー体の待機開口間隔を所望の大きさに調節可能としている。

そのため、調節手段を調節して、保持目的のワークの被保持外径よりも少しだけ大きな待機開口間隔を形成することが可能となる。従って、大きさの異なる複数のワークから、保持目的のワークの両側に一対のフィンガー体を、他のワークに接触することなく容易に配置することができるため、保持目的のワークを容易に保持することが可能となる。

また、一対のフィンガー体の待機開口間隔内に保持目的のワークが配置されるようフィンガー体を移動した場合に、上記ワークの被保持外径とフィンガー体の待機開口間隔とは近似したものとなる。従って、フィンガー体を内方に摺動させてフィンガー体がワークの両側に当接するまでの時間を短くすることができる。

しかしながら、特許文献１に記載のロボットハンドは、調節手段によって事前に調節したある一定の待機開口間隔しか形成することができない。そのため、一対のフィンガー体の待機開口間隔を他の大きさの待機開口間隔に変更する場合には、その都度上記調節手段を調節しなければならない。従って、被保持外径の異なる複数のワークを順次挟持する場合には、各ワークの被保持外径に対応させてその都度調節手段を調節し、フィンガー体の待機開口間隔を変更する必要があるため、作業に時間と手間がかかり作業性が悪いものとなっていた。

そこで本発明は、上述の如き課題を解決しようとするものであって、大きさが異なる複数のワークが存在する場合に、一対のフィンガー体により、最大開口間隔に加えて、各ワークの被保持外径よりも少し大きな間隔である待機開口間隔を容易に形成可能とするとともに、被保持外径の異なる複数のワークに対応させて、各ワーク毎に大きさの異なる待機開口間隔を順次迅速に形成可能とし、大きさの異なるワークを順次またはランダムに移送する際の作業性を向上させようとするものである。

上述の如き課題を解決するため、本発明は、ラックアンドピニオン機構と、ストッパー機構と、センサー機構とを備えたものである。そして、ラックアンドピニオン機構は、ハンドシリンダー内に、連結杆を介して連結した一対のハンドピストンを摺動可能に挿入し、この一対のハンドピストンの軸方向の両端外方位置のハンドシリンダーに、加圧気体の導入出口を各々開口している。

また、上記連結杆に主動ラックギアを形成し、この主動ラックギアに主動ピニオンギアを係合して回動可能とする貫通軸をハンドシリンダーに貫通配置している。そして、この貫通軸の両端をハンドシリンダーから外方に突出し、上記貫通軸の下端外周に従動ピニオンギアを形成している。そして、この従動ピニオンギアに、一対のフィンガー体にそれぞれ形成した一対の従動ラックギアを係合し、上記一対のフィンガー体をハンドシリンダーの軸方向に従って摺動可能としたものである。

また、ストッパー機構は、上記ハンドシリンダーから上方に突出した貫通軸と係合可能として作動停止位置を規制するものである。尚、このストッパー機構は、ラックアンドピニオン機構の貫通軸の上端にストッパーギアを固定配置するとともに、このストッパーギアに臨ませてストッパーギアに係合可能なストッパー体を進退可能に配置し、このストッパー体の進退を前記複数のセンサーの検知信号により制御可能としたものであっても良い。また、センサー機構は、上記ラックアンドピニオン機構のフィンガー体の移動幅方向の内方に臨ませて、フィンガー体の位置を検知可能とする複数のセンサーを一定間隔を介して配置したものである。尚、上記センサーは、ハンドシリンダーに設けたセンサープレートにフィンガー体の移動方向と並行に形成した長穴に、取り外し可能且つ位置移動可能に固定配置しても良い。

上記の如く構成したものにおいて、まず上記センサー機構の複数のセンサーのうち、一対のフィンガー体の最大開口間隔よりも小さく、保持目的のワークの被保持外径よりも大きな間隔で一対のフィンガー体の間隔を決定し得るセンサーを、検知可能状態とする。尚、上記複数のセンサーは、保持目的のワークに応じて、予めいずれか一つを検知可能な状態としたものであっても良い。

そして、上記の如くセンサーを検知可能状態としてフィンガー体を内方に摺動させて上記検知可能状態としたセンサーに近接する。これにより、上記センサーがフィンガー体を検知し、ストッパー機構の制御装置を作動させる。そして、一対のフィンガー体を停止させて一対のフィンガー体により待機開口間隔を形成する。そして、このように待機開口間隔を形成した状態でロボットハンドを移動し、このロボットハンドの一対のフィンガー体の待機開口間隔の内方に、保持目的のワークの被保持外径を配置する。そして、ストッパー機構を解除してフィンガー体の停止を解除することにより、フィンガー体を内方に摺動させて上記待機開口間隔を狭め、各フィンガー体が上記ワークの両側に当接し、ワークを挟持可能としたものである。

本発明は上述の如く構成したものであって、複数のセンサーのうちのいずれかのセンサーを検知可能とすることにより、一対のフィンガー体を検知可能なセンサー位置において容易に停止させることができる。そのため、保持目的のワークの被保持外径よりも少しだけ大きな一対のフィンガー体の間隔を決定し得るセンサーを、検知可能な状態とすることにより、保持目的のワークの被保持外径よりも少しだけ大きな間隔である待機開口間隔を形成することが可能となる。従って、コンピュータ等の手段によって、検知可能とするセンサーを随時変更してフィンガー体の停止位置を調節することにより、フィンガー体の待機開口間隔の大きさを容易且つ迅速に変更することが可能となる。

そのため、被保持外径が異なる複数のワークが存在する場合に、各ワークの被保持外径よりも少しだけ大きな待機開口間隔を容易に形成可能とするとともに、被保持外径の異なる複数のワークに対応した待機開口間隔を、各ワーク毎に順次迅速に形成可能とし、被保持間隔の異なる複数のワークを順次又はランダムに移送する際の作業性を向上させることができる。

本発明の一実施例を図面に於いて説明する。まず、本実施例のラックアンドピニオン機構(１)について以下に詳細に説明すると、図２に示す如く、ハンドシリンダー(２)の内部に円柱状のハンドシリンダー室(３)を貫通形成し、このハンドシリンダー室(３)の両端を、一対の密閉壁(４)(５)でそれぞれ密閉するとともに、このハンドシリンダー室(３)に、外周にパッキン(６)(７)を固定した一対のハンドピストン(８)(１０)を摺動可能に挿入配置している。

そして、この一対のハンドピストン(８)(１０)を、主動ラックギア(１１)を形成した連結杆(１２)と、図３に示す如くこの連結杆(１２)に一定の挿入間隔を介して平行に配置した支柱(１３)とにより連結している。また、図２に示す如く、上記ハンドシリンダー(２)には、ハンドピストン(８)(１０)の軸方向両端の外方に、加圧気体の導入出を行うための一方及び他方導入出口(１４)(１５)を各々開口している。そして、この一方及び他方導入出口(１４)(１５)から加圧気体をハンドシリンダー(２)内に導入、又はハンドシリンダー(２)から外方に導出して、加圧気体の押圧力によりハンドピストン(８)(１０)をハンドシリンダー(２)の軸方向に前後摺動可能としている。

また、図３に示す如く、上記支柱(１３)と連結杆(１２)との挿入間隔には、円柱形の貫通軸(１６)をハンドシリンダー(２)の長さ方向中央で、このハンドシリンダー(２)の軸方向と垂直に貫通するとともに、この貫通軸(１６)の上端及び下端をそれぞれ外方に突出して配置している。また、図２に示す如く、上記貫通軸(１６)は、軸受(１７)(１８)を介してハンドシリンダー(２)に回動可能に軸支している。また、貫通軸(１６)の外周には、主動ラックギア(１１)の対向位置に、この主動ラックギア(１１)に係合可能な主動ピニオンギア(２０)を形成している。

また、上記の如くハンドシリンダー(２)から外方に突出配置した貫通軸(１６)の下端外周には、従動ピニオンギア(２１)を設けている。また、図３に示す如く、上記ハンドシリンダー(２)の底面(２２)両側には、一対のレール型のガイド(２３)(２４)をハンドシリンダー(２)の長さ方向に連続的に配置している。

そして、このガイド(２３)(２４)には、滑り案内面を転がり案内面に変えることが可能なリニアガイド(２５)(２６)を、それぞれガイド(２３)(２４)に沿って摺動可能に係合配置している。そして、上記リニアガイド(２５)(２６)の底面には、一対の従動ラックギア(３０)(３１)を、貫通軸(１６)の下端に設けた従動ピニオンギア(２１)に係合させた状態で固定配置している。そして、この従動ラックギア(３１)の底面には、Ｌ字型のフィンガー体(２７)(２８)をそれぞれ接続固定している。そのため、一対のフィンガー体(２７)(２８)は、リニアガイド(２５)(２６)及び従動ラックギア(３１)を介してハンドシリンダー(２)の軸方向に挟持間隔を狭めたり広げたりすることができるよう摺動可能としている。

また、図２に示す如く、一対のフィンガー体(２７)(２８)の下方には、板状のチャック(３２)(３３)をそれぞれ鉛直方向に形成配置している。また、ハンドシリンダー(２)の一方及び他方導入出口(１４)(１５)からの加圧気体の導入出は、図４に示す如く、５ポート３ポジションプレッシャセンターのハンド電磁弁(３４)により制御している。

次に、本実施例のストッパー機構(３５)について以下に詳細に説明すると、図２に示す如く、上記ラックアンドピニオン機構(１)のハンドシリンダー(２)の上方には、ケーシング(３７)を配置している。そして、このケーシング(３７)の内部には、中央に収納室(３６)を形成するとともにこの収納室(３６)とは隔壁(４４)を介してストッパーシリンダー(４２)を形成している。そして、上記収納室(３６)の内部には、貫通軸(１６)の上端を突出収納し、この貫通軸(１６)の突出部にストッパーギア(４１)をビス(４０)により固定している。

また、上記収納室(３６)の内部には、上記ストッパーギア(４１)に臨ませてくさび形のストッパー体(４９)を配置し、貫通軸(１６)の回動を制御可能としている。また、ストッパー体(４９)は、突出杆(４８)を介してストッパーピストン(４７)に接続している。このストッパーピストン(４７)は、ストッパーシリンダー(４２)内に摺動自在に配置している。

また、上記ストッパーシリンダー(４２)には、連結部材(５１)を接続し、この連結部材(５１)に、加圧気体の導入出を可能とする他方ストッパー導入出口(５２)を開口している。また、ストッパーピストン(４７)と隔壁(４４)との間にも、一方ストッパー導入出口(５３)を設けている。そして、図４に示す如く、上記ストッパーシリンダー(４２)への加圧気体の導入出は、５ポート２ポジションのストッパー電磁弁(５４)により制御している。また、ストッパー機構(３５)には、上記ストッパーギア(４１)を制御可能とする制御装置(図示せず。)を備えている。

次に、本実施例のセンサー機構(５５)について以下に詳細に説明する。まず、図１に示す如く、上記ラックアンドピニオン機構(１)のハンドシリンダー(２)の正面に、板状のセンサープレート(５６)を接続固定している。そして、このセンサープレート(５６)には、長尺な長穴(５７)をフィンガー体(２７)(２８)の移動方向と並行に、一端側から他端側まで連続的に形成している。

また、このセンサープレート(５６)には４個のセンサー(５８)を、間隔を介して直列に、フィンガー体(２７)(２８)の移動幅方向の内方に臨ませて配置している。このセンサー(５８)は、上記センサープレート(５６)の長穴(５７)に係合可能な係合突部(図示せず。)を背面に突設している。

そして、この係合突部をセンサープレート(５６)の長穴(５７)に係合することにより、各センサー(５８)をセンサープレート(５６)に取り外し可能で位置移動可能に固定配置している。そのため、センサー(５８)を長穴(５７)の任意の位置に取り付けることができるとともに、一度センサープレート(５６)に取り付けたセンサー(５８)を、他の位置に移動させることも可能である。

また、上記各センサー(５８)は略直方体であって、図１に示す如く、正面下端には、点灯により検知可能状態を知らせる検知ランプ(６０)を設けるとともに、図５に示す如く、背面には検知体(６１)を設け、図５に示す如く、この検知体(６１)によって検知可能な被検知体(６２)をフィンガー体(２７)に配置することにより、フィンガー体(２７)の位置を検知可能としている。尚、上記被検知体(６２)を検知することができるのは検知可能状態にあるセンサー(５８)の検知体(６１)のみであって、検知可能状態にないセンサー(５８)の検知体(６１)は、被検知体(６２)が近づいてもこの被検知体(６２)を検知することができない。

上述の如く構成したものにおいて、ロボットハンドの作動手順について以下に詳細に説明する。本実施例では４個のセンサー(５８)をセンサープレート(５６)に取り付ける。尚、説明の便宜のため、図１において左側から右側に順次第１センサー(６３)、第２センサー(６４)、第３センサー(６５)、第４センサー(６６)とする。そして、この第１センサー〜第４センサー(６３)、(６４)、(６５)、(６６)の長穴(５７)への係合配置の手順について以下に説明する。

まず第１センサー(６３)について説明すると、被検知体(６２)を設けたフィンガー体(２７)の最大開口位置を確認し、この最大開口位置に臨ませて、第１センサー(６３)をセンサープレート(５６)の長穴(５７)に係合配置する。これにより、例えば、第１センサー(６３)を検知可能状態とした場合にフィンガー体(２７)(２８)を最大開口位置まで摺動させると、この最大開口位置において上記第１センサー(６３)がフィンガー体(２７)の被検知体(６２)を検知するものとなる。

次に、第４センサー(６６)について説明すると、一対のフィンガー体(２７)(２８)が内方に摺動して互いに最も近接する閉止位置を確認し、この閉止位置に臨ませて、第４センサー(６６)をセンサープレート(５６)の長穴(５７)に係合配置する。そして、例えば第４センサー(６６)を検知可能状態とした場合にフィンガー体(２７)を閉止位置まで摺動させると、上記第４センサー(６６)が上記閉止位置においてフィンガー体(２７)の被検知体(６２)を検知するものとなる。

また、上記の如く４個のセンサー(５８)のうち、上記第１センサー(６３)及び第４センサー(６６)をセンサープレート(５６)に係合配置した後に、残りの２個の第２センサー(６４)、及び第３センサー(６５)をセンサープレート(５６)に配置する。そこで、まず複数のワーク(６７)の被保持外径を予め測定しておき、フィンガー体(２７)(２８)のチャック(３２)(３３)により上記被保持外径よりも少しだけ大きな待機開口間隔を形成する待機開口間隔の形成位置を確認する。尚、上記の如く２個のセンサーが残っているため、上記待機開口間隔の形成位置を２箇所設定することができる。そして、この２箇所の待機開口間隔の形成位置に臨ませて、第２センサー(６４)及び第３センサー(６５)を、第１センサー(６３)と第４センサー(６６)との間に、それぞれ間隔を介して配置する。

尚、上記２カ所の待機開口間隔の形成位置に加えて、ワーク(６７)の被保持外径が大きな場合は、上記最大開口位置を待機開口間隔の形成位置として使用することも可能である。また、本実施例では４個のセンサー(５８)をセンサープレート(５６)に配置しているが、他の異なる実施例では、センサー(５８)を５個以上配置しても良いし、また、３個以下の複数とすることも可能である。

上記の如く、センサープレート(５６)に４個のセンサー(５８)を配置した状態で、例えば、第２センサー(６４)を、保持目的のワーク(６７)の被保持外径よりも少しだけ大きめの待機開口間隔を形成する検知可能状態とすれば、図６(ｂ)に示す如く第２センサー(６４)の検知ランプ(６０)が点灯する。

また、図２及び図６(ａ)に示す如く、一対のフィンガー体(２７)(２８)を最大開口位置に予め配置するとともに、ストッパー機構(３５)のストッパーギア(４１)とストッパー体(４９)を非係合状態としておく。このような状態において、ハンド電磁弁(３４)を切り替えて、ハンドピストン(１０)と密閉壁(５)とが接触している側の一方導入出口(１５)から加圧気体を導入するとともに、この一方導入出口(１５)とは反対側の他方導入出口(１４)から、ハンドピストン(８)と密閉壁(４)との間に存在する加圧気体を導出する。

これにより、一対のハンドピストン(８)(１０)が加圧気体の押圧方向に摺動し、これに伴って連結杆(１２)がハンドピストン(８)(１０)と同一方向に摺動して主動ラックギア(１１)が主動ピニオンギア(２０)を介して貫通軸(１６)を時計回りに回動させるため、従動ピニオンギア(２１)も貫通軸(１６)と同一方向に回動する。そして、この従動ピニオンギア(２１)の回動により、一対の従動ラックギア(３０)(３１)がそれぞれ内方に移動し、この従動ラックギア(３０)(３１)を設けた一対のフィンガー体(２７)(２８)が、それぞれガイド(２３)(２４)に沿って内方に摺動するものとなる。

尚、上記一対のフィンガー体(２７)(２８)には、転動体無限循環型のリニアガイド(２５)(２６)を接続しているため、一対のフィンガー体(２７)(２８)の摺動時には、このリニアガイド(２５)(２６)により、カジリやミクロスリップ等を生じることがない。従って、フィンガー体(２７)(２８)の摺動を円滑なものとすることが可能となる

そして、上記フィンガー体(２７)(２８)の内方への摺動に伴って、フィンガー体(２７)に設けた被検知体(６２)も内方に移動する。そして、フィンガー体(２７)の被検知体(６２)が第２センサー(６４)に近づいた時点で、第２センサー(６４)の検知体(６１)が被検知体(６２)を検知し、ストッパー機構(３５)の制御装置に信号を送信する。これにより、ストッパー機構(３５)のストッパー電磁弁(５４)が切り替わり、ストッパーシリンダー(４２)の隔壁(４４)側に設けた一方ストッパー導入出口(５３)から加圧気体を導出するとともに、連結部材(５１)に設けた他方ストッパー導入出口(５２)から加圧気体を導入する。

これにより、連結部材(５１)側に位置していたストッパーピストン(４７)が加圧気体に押圧されて隔壁(４４)側に摺動する。このストッパーピストン(４７)の摺動に伴い、ストッパー体(４９)がストッパーギア(４１)に係合する。

この係合によりストッパーギア(４１)の回動が停止するとともに、貫通軸(１６)の回動が停止し、ラックアンドピニオン機構(１)の作動が停止することにより、内方に摺動していた一対のフィンガー体(２７)(２８)が停止する。これにより、図６(ｂ)に示す如く、フィンガー体(２７)(２８)の一対のチャック(３２)(３３)によって保持目的のワーク(６７)の被保持外径よりも少しだけ大きな待機開口間隔を形成することが可能となる。

尚、上記の如くハンド電磁弁(３４)を切り替えてストッパー機構(３５)を作動させる際には、同時にラックアンドピニオン機構(１)のハンド電磁弁(３４)をプレッシャーセンターに切り替える。このように、ハンド電磁弁(３４)をプレッシャーセンターに切り替えることにより、ハンドシリンダー(２)の一方及び他方導入出口(１４)(１５)から加圧気体が導入されるため、ハンドピストン(８)(１０)の両側に加圧気体が存在するものとなる。

そのため、次にハンド電磁弁(３４)を切り替えた際には、上記加圧気体の存在によりハンドピストン(８)(１０)を徐々に摺動させることが可能となる。従って、ハンド電磁弁(３４)の切り替え時に、ハンドピストン(８)(１０)が急激に摺動することがないため、ハンドピストン(８)(１０)がハンドシリンダー(２)の密閉壁(４)(５)に衝突して、ハンドピストン(８)(１０)や密閉壁(４)(５)を破損するという事態を防ぐことが可能となる。

上記の如く、一対のフィンガー体(２７)(２８)を停止させてワーク(６７)の被保持外径よりも少し大きな待機開口間隔を形成した状態で、ロボットハンドを保持目的のワーク(６７)の方向に移動させる。そして、図６(ｃ)に示す如く、保持目的のワーク(６７)と、このワーク(６７)の両隣のワーク(６７)との間隔にフィンガー体(２７)(２８)のチャック(３２)(３３)をそれぞれ差し入れ、このチャック(３２)(３３)の内方に保持目的のワーク(６７)を配置する。

この時、一対のフィンガー体(２７)(２８)の待機開口間隔を、最大開口位置よりも狭く、且つ保持目的のワーク(６７)の被保持外径よりも少しだけ大きいものとしているため、保持目的のワーク(６７)の両隣のワーク(６７)にフィンガー体(２７)(２８)が接触する事態を防ぐことが可能となる。従って、チャック(３２)(３３)の内方に保持目的のワーク(６７)を容易に配置することができる。また、チャック(３２)(３３)とワーク(６７)との間隔が狭いため、フィンガー体(２７)(２８)がワーク(６７)の両側に当接して保持するまでに時間を要することなく、作業性を向上させることができる。

次に、ストッパー電磁弁(５４)を切り替えてストッパー機構(３５)のストッパー体(４９)とストッパーギア(４１)との係合を解除するとともに、プレッシャーセンターとしたハンド電磁弁(３４)をもとの状態に切り替える。これにより、ラックアンドピニオン機構(１)が作動し、一対のフィンガー体(２７)(２８)が待機開口間隔の形成位置から更に内方に摺動する。

そして、図６(ｄ)に示す如く、フィンガー体(２７)(２８)のチャック(３２)(３３)が保持目的のワーク(６７)の両側に接触する。このようにチャック(３２)(３３)がワーク(６７)の両側に接触した後も、フィンガー体(２７)(２８)は更に内方に摺動しようとするため、この内方への摺動力がチャック(３２)(３３)を介してワーク(６７)の両側に伝達される。そのため、チャック(３２)(３３)はワーク(６７)に挟持力を働かせることが可能となり、ワーク(６７)を把持することができる。

これにより、フィンガー体(２７)(２８)のチャック(３２)(３３)が保持目的のワーク(６７)を挟持した状態となる。そして、図６(ｅ)に示す如く、この状態でロボットハンドを上方に引き上げ、保持目的のワーク(６７)を目的場所に移送することが可能となる。そして、上記ワーク(６７)を目的場所に移送した後、ハンド電磁弁(３４)を切り替えて一対のフィンガー体(２７)(２８)を離反方向に移動させる。

一対のフィンガー体(２７)(２８)を離反方向に摺動させる場合には、まず、ハンド電磁弁(３４)を切り替え、上記フィンガー体(２７)(２８)の内方への摺動時には加圧気体を導入していた一方導入出口(１５)から加圧気体を導出するとともに、この一方導入出口(１５)とは反対側の他方導入出口(１４)から加圧気体を導入する。

これにより、一対のハンドピストン(８)(１０)が逆方向に摺動するため、貫通軸(１６)が逆方向に回動するものとなる。そのため、従動ピニオンギア(２１)も逆方向に移動して、この従動ピニオンギア(２１)を設けた一対のフィンガー体(２７)(２８)はそれぞれ離反方向に移動するものとなる。そして、このフィンガー体(２７)(２８)の離反方向への移動により、チャック(３２)(３３)にて挟持していたワーク(６７)が解放されて、保持目的のワーク(６７)の移送が完了する。

尚、万が一フィンガー体(２７)(２８)によるワーク(６７)の挟持に失敗した場合には、一対のフィンガー体(２７)(２８)は図７(ｅ)に示す如くハンドシリンダー(２)の幅方向中央付近の閉端位置までそれぞれ内方に摺動するが、このフィンガー体(２７)(２８)の位置は第４センサー(６６)によって検知され、ラックアンドピニオン機構(１)の作動を停止する。

次に、上記のワーク(６７)の被保持外径よりも大きな被保持外径の別個のワーク(６７)を挟持する場合には、コンピュータによって検知可能なセンサー(５８)を第２センサー(６４)から第１センサー(６３)に切り替える。これにより、図７(ａ)(ｂ)に示す如く、第１センサー(６３)の検知ランプ(６０)が点灯し、フィンガー体(２７)(２８)は最大開口位置において待機開口間隔を形成するものとなる。

そして、フィンガー体(２７)(２８)は、第２センサー(６４)作動時の待機開口間隔の形成位置よりも外方に位置する開端位置において待機開口間隔を形成するため、上記第２センサー(６４)作動時よりも大きな待機開口間隔を形成することが可能となる。従って、図７(ｃ)(ｄ)に示す如く、より大きな被保持外径のワーク(６７)を挟持することができる。

また、第２センサー(６４)作動時のワーク(６７)の被保持外径よりも小さな被保持外径のワーク(６７)を挟持する場合には、作動センサーを第３センサー(６５)に切り替える。これにより、図８(ａ)(ｂ)に示す如く、第３センサー(６５)の検知ランプ(６０)が点灯し、フィンガー体(２７)(２８)は第２センサー(６４)位置よりも内方第３センサー(６５)位置において待機開口間隔を形成するものとなる。そのため、第２センサー(６４)作動時よりもより小さな待機開口間隔を形成することができる。

これにより、図８(ｃ)〜(ｅ)に示す如く、被保持外径の小さなワーク(６７)を他のワーク(６７)に干渉されることなく挟持することが可能となる。上記の如く、コンピュータを操作して作動センサーを切り替えるのみで、ロボットハンドのフィンガー体(２７)(２８)を取り替えることなく、一対のフィンガー体(２７)(２８)のみで、待機開口間隔の大きさを容易且つ迅速に変更することができる。そのため、特許文献１に記載のロボットハンドの如く、ワーク(６７)の被保持外径が異なる度に、待機開口間隔の大きさをその都度調節するという手間を要することなく、被保持外径の異なる複数のワーク(６７)に対応した待機開口間隔を、各ワーク（６７）毎に順次迅速に形成可能とし、被保持外径の異なる複数のワーク(６７)を順次又はランダムに移送する際の作業性を向上させることができる

本発明の一実施例を示すロボットハンドの正面図。実施例１のラックアンドピニオン機構及びストッパー機構を示す断面図。図２のＡ−Ａ線断面図。ハンドシリンダーとハンド電磁弁、及びストッパーシリンダーとストッパー電磁弁との接続状態を示す概念図。実施例１のロボットハンドの底面図。フィンガー体及び第２センサーの作動状態を示す概念図。フィンガー体及び第１センサーの作動状態を示す概念図。フィンガー体及び第３センサーの作動状態を示す概念図。

符号の説明

１ラックアンドピニオン機構
２ハンドシリンダー
８、１０ハンドピストン
１１主動ラックギア
１２連結杆
１４、１５導入出口
１６貫通軸
２０主動ピニオンギア
２１従動ピニオンギア
２７、２８フィンガー体
３０、３１従動ラックギア
３５ストッパー機構
４１ストッパーギア
４２ストッパーシリンダー
４９ストッパー体
５５センサー機構
５８センサー
６２被検知体
６７ワーク

Claims

ハンドシリンダー内に、連結杆を介して連結した一対のハンドピストンを摺動可能に挿入し、この一対のハンドピストンの軸方向の両端外方位置のハンドシリンダーに、加圧気体の導入出口を各々開口するとともに上記連結杆に主動ラックギアを形成し、この主動ラックギアに主動ピニオンギアを係合して回動可能とする貫通軸をハンドシリンダーに貫通配置し、この貫通軸の両端をハンドシリンダーから外方に突出し、上記貫通軸の下端外周に従動ピニオンギアを形成し、この従動ピニオンギアに、一対のフィンガー体にそれぞれ設けた一対の従動ラックギアを係合して、上記一対のフィンガー体をハンドシリンダーの軸方向に従って摺動可能としたラックアンドピニオン機構と、このラックアンドピニオン機構のハンドシリンダーから上方に突出した貫通軸に係合可能として一対のフィンガー体の作動停止位置を規制するストッパー機構と、上記ラックアンドピニオン機構のフィンガー体の移動幅方向の内方に臨ませて、フィンガー体の位置を検知可能とする複数のセンサーを、一定間隔を介して配置したセンサー機構とを備えたものであって、このセンサー機構の複数のセンサーのうちで、一対のフィンガー体の最大開口間隔よりも小さく、保持目的のワークの被保持外径よりも大きな間隔で一対のフィンガー体の間隔を決定しうるセンサーを検知可能状態とし、このセンサーの検知可能状態でフィンガー体を内方に摺動させ、該フィンガー体が検知可能なセンサーに近接すると、このセンサーがフィンガー体を検知し、ストッパー機構の制御装置を作動させて一対のフィンガー体を停止させることにより一対のフィンガー体に待機開口間隔を形成し、このフィンガー体の待機開口間隔の内方に保持目的のワークの被保持外径を配置した状態で、ストッパー機構を解除してフィンガー体の上記停止を解除することにより、フィンガー体を内方に摺動させて待機開口間隔を狭め、上記ワークを保持可能としたことを特徴とする産業用ロボットのロボットハンド。
ストッパー機構は、ラックアンドピニオン機構の貫通軸の上端にストッパーギアを固定配置するとともに、このストッパーギアに臨ませてストッパーギアに係合可能なストッパー体を進退可能に配置し、このストッパー体の進退を複数のセンサーの検知信号により制御可能としたことを特徴とする請求項１の産業用ロボットのロボットハンド。
複数のセンサーは、保持目的のワークに応じて予めいずれか一つを検知可能な状態としたことを特徴とする請求項１の産業用ロボットのロボットハンド。
複数のセンサーは、ハンドシリンダーに設けたセンサープレートにフィンガー体の移動方向と並行に形成した長穴に、取り外し可能且つ位置移動可能に固定配置したことを特徴とする請求項１の産業用ロボットのロボットハンド。