JP6347068B2

JP6347068B2 - ロボットハンド

Info

Publication number: JP6347068B2
Application number: JP2014021960A
Authority: JP
Inventors: 弘樹国師; 靖之増田; 修二南澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: JP2015147275A

Description

本発明は、ロボットハンドに関する。

プリント基板にコネクタを実装する際に、コネクタの倒れの防止を目的として、コネクタ端子口にキャップが挿入される。

特開２０１３−１４９４１５号公報

このキャップを外す作業を自動化することが望まれている。コネクタからキャップを外そうとすると、キャップの下部が基板に引きずられることによって、キャップの上部がロボットハンド側に倒れるおそれがある。そこで、キャップ背面を支える支持具を設けることで、キャップの倒れを抑制することが考えられる。しかしながら、この場合、キャップの背面に対して当該支持具を精度良く位置合わせすることが必要となる。

１つの側面では、本発明は、簡易な構成でキャップを安定して外すことができるロボットハンドを提供することを目的とする。

１つの態様では、ロボットハンドは、コネクタキャップの下側に位置し、前記コネクタキャップの下方から前記コネクタキャップ下部に接触し、前記コネクタキャップの一面を固定する突起物を有する下クランパと、前記コネクタキャップの上側に位置し、前記コネクタキャップの他面側の斜め上方から、前記コネクタキャップを前記突起物に押しつけるように前記コネクタキャップを押さえる上クランパと、を備え、前記下クランパは、前記コネクタキャップの前記突起物と反対側への移動を制限するストッパを備え、前記ストッパは、前記上クランパが前記コネクタキャップに近づくと前記コネクタキャップに近づくように連動する。

簡易な構成でキャップを安定して外すことができる。

（ａ）〜（ｄ）はコネクタおよびコネクタキャップを例示する図である。比較例に係るロボットハンドの構成を例示する模式図である。（ａ）および（ｂ）はロボットハンドの問題点を説明するための模式図である。実施例１に係るロボットハンドの全体構成を例示する模式図である。ロボットハンドを含むシステムの全体構成を例示する図である。（ａ）〜（ｅ）はコネクタからコネクタキャップを外す際のロボットハンド１００の一連の動作を例示する図である。

実施例の説明に先立って、コネクタ１０およびコネクタキャップ２０について説明する。図１（ａ）〜図１（ｄ）は、コネクタ１０およびコネクタキャップ２０を例示する図である。図１（ａ）は上面図であり、図１（ｂ）は正面図であり、図１（ｃ）は側面図である。図１（ｄ）は、図１（ｃ）の拡大図である。

図１（ａ）〜図１（ｄ）で例示されるように、コネクタ１０は、プリント基板３０上に実装される実装部１１と、実装部１１からプリント基板３０と離間しかつプリント基板３０に対して平行に突出する端子部１２とを備える。実装部１１は、プリント基板３０の配線と電気的に接続される端子１３などを備える。端子部１２は、他の機器と電気的に接続されるコネクタ端子口１４などを備える。

コネクタ１０は、プリント基板３０への表面実装の際に倒れるおそれがある。そこで、コネクタ端子口１４にコネクタキャップ２０が挿入される。コネクタキャップ２０は、コネクタ端子口１４の少なくとも一部を覆うキャップ部２１と、端子部１２を支持する支持部２２とを備える。キャップ部２１は、コネクタ端子口１４に形成された凹部に嵌合するキャップ突起部２３を備える。これにより、コネクタキャップ２０はコネクタ１０に対して固定される。支持部２２は、端子部１２とプリント基板３０との離間距離程度の高さを有することによって、端子部１２を支持する。例えば、支持部２２の高さは、２．０〜２．６ｍｍ程度である。

コネクタ１０からコネクタキャップ２０を外す作業を自動化することが望まれている。そこで、比較例に係るロボットハンド２００の構成が考えられる。図２は、ロボットハンド２００の構成を例示する模式図である。図２で例示するように、ロボットハンド２００は、アクチュエータ２０１、上クランパ２０２、下クランパ２０３、ロボットアーム２０４などを備える。

アクチュエータ２０１は、平行クランプ型アクチュエータである。アクチュエータ２０１は、上クランパ２０２をコネクタキャップ２０の上方からコネクタキャップ２０に対して移動させ、下クランパ２０３をコネクタキャップ２０の下方からコネクタキャップ２０に対して移動させる。それにより、上クランパ２０２および下クランパ２０３は、コネクタキャップ２０を把持することができる。なお、下クランパ２０３の先端部には、上側に突出することによってコネクタキャップ２０に対する引掛り部として機能する突起物２０５が備わっている。ロボットアーム２０４は、上クランパ２０２および下クランパ２０３がコネクタキャップ２０を把持した状態で、上クランパ２０２および下クランパ２０３を、コネクタキャップ２０に対してコネクタ１０と反対側に移動する。それにより、コネクタ１０からコネクタキャップ２０を引き抜くことができる。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、ロボットハンド２００の問題点を説明するための模式図である。図３（ａ）で例示されるように、ロボットアーム２０４がコネクタキャップ２０を引き抜こうとすると、支持部２２とプリント基板３０との間に摩擦が生じ、コネクタキャップ２０の下部がプリント基板３０に引きずられることがある。この場合、図３（ｂ）で例示するように、コネクタキャップ２０の上部がロボットアーム２０４側に倒れるおそれがある。それにより、コネクタキャップ２０の把持を失敗するおそれがある。

そこで、コネクタキャップ２０の背面（コネクタ１０側の面）を支える支持具を設けることによって、コネクタキャップ２０の倒れを抑制することが考えられる。しかしながら、支持具をコネクタキャップ２０に対して精度良く位置合わせすることが必要となる。この場合、ロボットハンド２００の構成が複雑化してしまう。そこで、以下の実施例では、簡易な構成でコネクタキャップ２０を安定して外すことができるロボットハンドについて説明する。

図４は、実施例１に係るロボットハンド１００の全体構成を例示する模式図である。図４で例示するように、ロボットハンド１００は、ロボットアーム結合部３１を介して外部のロボットアームと結合されている。それにより、ロボットハンド１００は、外部のロボットアームの動きと連動する。また、ロボットハンド１００は、フローティング機構３２、アクチュエータ３３、上クランパ３４、下クランパ３５、リンクプレート３６、ガイドレール３７、ストッパ３８などを備える。

フローティング機構３２は、上クランパ３４および下クランパ３５の所定範囲の上下動を許容する機構である。例えば、フローティング機構３２は、ロボットアーム結合部３１に対して相対的に移動するスライド等の機構を有する。なお、フローティング機構３２は、バネ等の弾性部材３９を備えることによって、上クランパ３４および下クランパ３５が所定の力で上下動する場合に、上クランパ３４および下クランパ３５を所定位置に戻す力を発生させる。

アクチュエータ３３は、回転型のアクチュエータである。アクチュエータ３３は、自身を中心として、上クランパ３４を回転させる。当該回転において、上クランパ３４の長手方向を回転の半径方向とする。それにより、アクチュエータ３３は、上クランパ３４を下クランパ３５に近づける動作と、上クランパ３４を下クランパ３５から離す動作を行うことができる。下クランパ３５の先端部には、上側に突出することによってコネクタキャップ２０に対する引掛り部として機能する突起物４０が備わっている。

リンクプレート３６は、上クランパ３４の動きに対してストッパ３８を連動させる構成を有する。ストッパ３８は、ガイドレール３７に沿って移動する。本実施例においては、上クランパ３４が下クランパ３５に近づくと、ストッパ３８は、コネクタキャップ２０に近づく。また、リンクプレート３６は、上クランパ３４がコネクタキャップ２０に接触するとストッパ３８がコネクタキャップ２０に接触するまたはストッパ３８がコネクタキャップ２０の直前で停止するように構成されている。それにより、ストッパ３８は、コネクタキャップ２０の突起物４０と反対側への移動を制限する。

図５は、ロボットハンド１００を含むシステム３００の全体構成を例示する図である。図５で例示するように、システム３００は、メインコントローラ５０、ロボットコントローラ６０、ロボットアーム７０、トレイ８０などを含む。メインコントローラ５０は、ロボットコントローラ６０に信号を送信することによって制御する。ロボットコントローラ６０は、メインコントローラ５０からの信号に指示に従い、ロボットアーム７０の動作を制御する。ロボットアーム７０は、ロボットコントローラ６０の指示に従って、ロボットハンド１００を移動させる。また、メインコントローラ５０は、ロボットハンド１００の動作を制御する。

次に、システム３００の動作の概要について説明する。ロボットアーム７０は、ロボットコントローラ６０の指示に従って、ロボットハンド１００をコネクタ１０の方向に移動させる。次に、メインコントローラ５０は、上クランパ３４と下クランパ３５がコネクタキャップ２０を把持するようにアクチュエータ３３を制御する。次に、ロボットアーム７０は、ロボットコントローラ６０に指示に従って、ロボットハンド１００をコネクタ１０から離れる方向に移動させる。それにより、コネクタ１０からコネクタキャップ２０が外れる。次に、ロボットアーム７０は、ロボットコントローラ６０の指示に従って、コネクタキャップ２０をトレイ８０に搬送する。

図６（ａ）〜図６（ｅ）は、コネクタ１０からコネクタキャップ２０を外す際のロボットハンド１００の一連の動作を例示する図である。なお、図６（ａ）〜図６（ｅ）においては、コネクタキャップ２０からコネクタ１０に対する方向を＋Ｘ方向とする。したがって、コネクタ１０からコネクタキャップ２０を引き抜く方向は、−Ｘ方向となる。また、プリント基板３０からコネクタ１０に対する方向を＋Ｙ方向とする。したがって、フローティング機構３２の上方向への移動は＋Ｙ方向となる。

図６（ａ）で例示するように、初期位置においては、上クランパ３４および下クランパ３５は、コネクタキャップ２０に接触していない。図６（ｂ）で例示するように、外部のロボットアームが＋Ｘ方向に移動することに伴って、下クランパ３５の先端がコネクタキャップ２０の下側を通過する。この場合、突起物４０もコネクタキャップ２０の下側を通過して、コネクタキャップ２０の背面側に位置するようになる。

次に、図６（ｃ）で例示するように、アクチュエータ３３は、上クランパ３４を回転させることによって下クランパ３５に近づける。それにより、上クランパ３４の下面は、コネクタキャップ２０に対して斜めに押し付けられる。この場合、図６（ｄ）で例示するように、上クランパ３４のコネクタキャップ２０に対する接触に伴い、フローティング機構３２が＋Ｙ方向に上昇する。それにより、下クランパ３５も＋Ｙ方向に上昇することによって、下クランパ３５の上面がコネクタキャップ２０下部に接触する。また、突起物４０がコネクタキャップ２０の背面側に位置していることから、上クランパ３４は、コネクタキャップ２０を突起物４０に対して押し付ける。また、ストッパ３８は、コネクタキャップ２０に接触するまたはコネクタキャップ２０の直前で停止する。なお、アクチュエータ３３は、上クランパ３４のコネクタキャップ２０に対する接触を維持する。

次に、図６（ｅ）で例示するように、外部のロボットアームが−Ｘ方向に移動することに伴って、上クランパ３４および下クランパ３５がコネクタキャップ２０をコネクタ１０から引き抜く。この場合、上クランパ３４の下面がコネクタキャップ２０を斜め上方向から押し付けられているため、コネクタキャップ２０の−Ｘ方向への倒れが抑制される。また、ストッパ３８がコネクタキャップ２０の−Ｘ方向への移動を制限することから、コネクタ１０とコネクタキャップ２０との間で生じる摩擦に起因するコネクタキャップ２０の＋Ｘ方向の倒れが抑制される。

本実施例においては、下クランパ３５が、コネクタキャップ２０の下部に接触してコネクタキャップ２０を固定する突起物４０を有している。それにより、コネクタキャップ２０をコネクタ１０から引き抜くことができる。また、上クランパ３４は、コネクタキャップ２０を突起物４０に押し付けるようにコネクタキャップ２０の斜め上方向から押える。それにより、コネクタキャップ２０とプリント基板３０との摩擦に起因するコネクタキャップ２０の倒れを抑制することができる。以上ことから、本実施例に係るロボットハンド１００においては、簡易な構成で安定してコネクタキャップ２０をコネクタ１０から外すことができる。また、コネクタキャップ２０の引き抜きの際に、ストッパ３８がコネクタキャップ２０の移動を制限することから、コネクタキャップ２０の＋Ｘ方向への倒れを抑制することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０コネクタ
２０コネクタキャップ
３１ロボットアーム結合部
３２フローティング機構
３３アクチュエータ
３４上クランパ
３５下クランパ
３６リンクプレート
３７ガイドレール
３８ストッパ
３９弾性部材
４０突起物
５０メインコントローラ
６０ロボットコントローラ
７０ロボットアーム
８０トレイ
１００ロボットハンド

Claims

コネクタキャップの下側に位置し、前記コネクタキャップの下方から前記コネクタキャップ下部に接触し、前記コネクタキャップの一面を固定する突起物を有する下クランパと、
前記コネクタキャップの上側に位置し、前記コネクタキャップの他面側の斜め上方から、前記コネクタキャップを前記突起物に押しつけるように前記コネクタキャップを押さえる上クランパと、を備え、
前記下クランパは、前記コネクタキャップの前記突起物と反対側への移動を制限するストッパを備え、
前記ストッパは、前記上クランパが前記コネクタキャップに近づくと前記コネクタキャップに近づくように連動することを特徴とするロボットハンド。
前記上クランパの長手方向を半径方向として前記上クランパを回転させることによって前記上クランパを前記コネクタキャップに接触させるアクチュエータを備えることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。