JP6568279B1 - Robot hand and robot - Google Patents
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Abstract
【課題】打ち抜き刃を把持して、木型に形成された溝に嵌め込むのに適したロボットハンドを提供する。【解決手段】X軸方向に延在する第1のレール11と、X軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第1のレール11に支持され、Y軸方向に延在する第2のレール12および第3のレール13と、Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第2のレール12および第3のレール13にそれぞれ支持され、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材21、22を含む第1のチャック15および第2のチャック16と、を備える。第1のレール11は、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能に、ロボットマニピュレータに支持される。【選択図】図1A robot hand suitable for gripping a punching blade and fitting it into a groove formed in a wooden shape is provided. A first rail 11 extending in the X-axis direction and a second rail 11 supported by the first rail 11 so as to be movable in the X-axis direction and capable of stopping at an arbitrary position and extending in the Y-axis direction. Around the axis parallel to the Z-axis direction, supported by the second rail 12 and the third rail 13 so as to be movable in the Y-axis direction and capable of stopping at any position. The first chuck 15 and the first chuck 15 include a pair of gripping members 21 and 22 that can be rotated in a direction and can be stopped at an arbitrary angle, and can be operated in directions close to and away from each other in a direction orthogonal to the Z-axis direction. 2 chucks 16. The first rail 11 is supported by the robot manipulator so as to be rotatable around an axis parallel to the Z-axis direction and to be able to stop at an arbitrary angle. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、打ち抜き型の木型に形成された溝に打ち抜き刃を挿入するためのロボットハンド、および該ロボットハンドを備えるロボットに関する。 The present invention relates to a robot hand for inserting a punching blade into a groove formed in a punching-type tree, and a robot including the robot hand.
紙、プラスチックシート、ダンボールまたは合成紙等の基材から、所望の形状のブランクを打ち抜くために、木型に打ち抜き刃と罫線刃を嵌め込んだ打ち抜き型が用いられる。例えば、特許文献1には、ブランクの折り曲げ罫線が交叉している打ち抜き型が記載されている。特許文献1の打ち抜き型は、基材を所望の形状に打ち抜き成形する打ち抜き刃と罫線刃を合板等の木型に直角に植え込まれている打ち抜き型であって、罫線刃が交叉する罫線刃の交叉方向の先端近傍の高さが先端方向に徐々に低くなるようにC面取りされている。
In order to punch a blank having a desired shape from a base material such as paper, plastic sheet, cardboard or synthetic paper, a punching die in which a punching blade and a ruled line blade are fitted into a wooden die is used. For example,
打ち抜き型は、木槌、銅ハンマーまたは特殊なゴムハンマーを使って手作業で、打ち抜き刃と罫線刃を木型に形成された溝に嵌め込んで作成される。打ち抜き刃と罫線刃を溝に嵌め込むには熟練者の作業を要し、時間がかかっている。 The punching die is created by manually fitting a punching blade and a ruled blade into a groove formed in the wooden die using a wooden hammer, a copper hammer or a special rubber hammer. Inserting the punching blade and the ruled line blade into the groove requires the work of an expert and takes time.
ところで、製品の組立にロボットが利用されている。組立に用いられるロボットは、ロボットアームの先に把持する物品に合わせたロボットハンドを備えている。ロボットハンドは、対向する一対の挟持面を有する単純な挟み込みか、人の手を模した関節を有する多指のハンドが多く用いられている。 By the way, robots are used to assemble products. A robot used for assembling includes a robot hand that matches an object to be gripped at the tip of a robot arm. As the robot hand, a multi-fingered hand having a simple pinching having a pair of holding surfaces facing each other or a joint imitating a human hand is often used.
例えば、特許文献2には、台紙付製品、ブリスターパック等の表裏の一方の面が偏平で他方の面が凹凸や膨出を有する異形物品を把持できるロボットハンドが記載されている。特許文献2のロボットハンドは、物品を着脱自在に把持する把持部を備える。把持部は、開閉可能に対向する挟持面と、各挟持面に対応する吸着部を各挟持面に並列して有する。各挟持面は、ロボットハンドの先端側からロボットアーム側に延び、把持部は、ロボットアームの先端におけるロボットハンドの突出方向と平行な仮想軸を中心に旋回可能である。 For example, Patent Document 2 describes a robot hand that can grip a deformed article having a flat surface on one side and a flat surface on the other surface, such as a product with a mount, a blister pack, and the like. The robot hand of Patent Literature 2 includes a gripping unit that detachably grips an article. The gripping portion has a clamping surface that can be opened and closed, and a suction portion corresponding to each clamping surface in parallel with each clamping surface. Each clamping surface extends from the front end side of the robot hand to the robot arm side, and the gripper can turn around a virtual axis parallel to the protruding direction of the robot hand at the front end of the robot arm.
特許文献3には、多様な物品を安定して把持できる多指ロボットハンドが記載されている。特許文献3のロボットハンドは、根元関節を介して3本の指機構が連結された第1掌部と、根元関節を介して1本の指機構が連結された第2掌部と、第1掌部と第2掌部とを連結する掌関節と、を備える。掌関節は、第1掌部に対する第2掌部の連結角度が変わるのを許容するように構成されている。掌関節、曲げ関節、根元関節の曲げ関節、根元関節は、何れも互いに平行な回動軸を有し、この回動軸回りの回動動作によって屈曲する。 Patent Document 3 describes a multi-fingered robot hand that can stably hold various articles. The robot hand of Patent Document 3 includes a first palm unit in which three finger mechanisms are coupled through a root joint, a second palm unit in which one finger mechanism is coupled through a root joint, and a first palm unit. A palm joint that connects the palm and the second palm. The palm joint is configured to allow the connection angle of the second palm to the first palm to change. The palm joint, the bending joint, the bending joint of the root joint, and the root joint all have rotating shafts that are parallel to each other, and are bent by a rotating operation around the rotating shaft.
従来のロボットハンドは、対向する一対の挟持面を有する単純な挟み込みか、人の手を模した関節を有する多指のハンドであって、多様で複雑な折り曲げ形状の打ち抜き刃を把持して、木型に形成された溝に嵌め込むには不向きであった。 A conventional robot hand is a multi-fingered hand having a simple pinching having a pair of opposing holding surfaces or a joint imitating a human hand, holding a punch blade having various and complicated bending shapes, It was unsuitable for fitting into a groove formed in a wooden mold.
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたもので、打ち抜き刃を把持して、木型に形成された溝に嵌め込むのに適したロボットハンドおよびロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot hand and a robot suitable for holding a punching blade and fitting it into a groove formed in a wooden shape.
本発明の第1の観点に係るロボットハンドは、X軸方向に延在する第1のレールと、それぞれが独立に、X軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第1のレールに支持され、X軸方向に直交するY軸方向に延在する第2のレールおよび第3のレールと、Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第2のレールに支持され、X軸方向およびY軸方向のいずれにも直交するZ軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第1のチャックと、Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第3のレールに支持され、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第2のチャックと、を備える。第1のレールは、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能に、ロボットマニピュレータに支持される。 The robot hand according to the first aspect of the present invention is a first rail that extends in the X-axis direction and that can move independently in the X-axis direction and stop at any position. Supported by the second rail and the third rail extending in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and supported by the second rail so as to be movable in the Y-axis direction and stopable at an arbitrary position; It can be rotated around an axis parallel to the Z-axis direction orthogonal to both the axial direction and the Y-axis direction, and can be stopped at any angle, and is close to and away from each other in the direction orthogonal to the Z-axis direction. A first chuck including a pair of gripping members operable in a direction, and a third rail supported so as to be movable in the Y-axis direction and capable of being stopped at an arbitrary position, and rotated around an axis parallel to the Z-axis direction. A direction that can move and can be stopped at any angle and is perpendicular to the Z-axis direction. Comprising a second chuck including a pair of gripping members facing to be actuated in a direction toward and away from each other, the. The first rail is supported by the robot manipulator so as to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction and to be able to stop at an arbitrary angle.
好ましくは、第1のチャックとは独立に、Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第2のレールに支持され、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第3のチャックをさらに備える。 Preferably, independently of the first chuck, supported on the second rail so as to be movable in the Y-axis direction and capable of being stopped at an arbitrary position, and rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction. A third chuck is further provided that includes a pair of gripping members that can be stopped at an angle and that can operate in directions close to and away from each other in a direction orthogonal to the Z-axis direction.
好ましくは、第2のチャックとは独立に、Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第3のレールに支持され、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第4のチャックをさらに備える。 Preferably, independently of the second chuck, supported on the third rail so as to be movable in the Y-axis direction and capable of being stopped at an arbitrary position, rotatable around an axis parallel to the Z-axis direction, and arbitrary A fourth chuck is further provided that includes a pair of gripping members that can be stopped at an angle and that can operate in directions that approach and move away from each other in a direction that is orthogonal to the Z-axis direction.
好ましくは、第2のレールおよび第3のレールとは独立に、X軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第1のレールに支持され、Y軸方向に延在する第4のレールと、Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に第4のレールに支持され、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第5のチャックと、をさらに備える。 Preferably, independent from the second rail and the third rail, the fourth rail is supported by the first rail so as to be movable in the X-axis direction and capable of stopping at an arbitrary position, and extends in the Y-axis direction. It is supported by the fourth rail so that it can move in the Y-axis direction and can be stopped at any position, can be rotated around an axis parallel to the Z-axis direction, and can be stopped at any angle, in the Z-axis direction. And a fifth chuck including a pair of gripping members that oppose each other in an orthogonal direction and can operate in a direction approaching and separating from each other.
好ましくはあるいは、第1のレールに支持され、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第6のチャックをさらに備える。 Preferably, it is supported by the first rail, is rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction and can be stopped at any angle, and is close to and away from each other in a direction perpendicular to the Z-axis direction. A sixth chuck including a pair of gripping members operable in the direction is further provided.
本発明の第2の観点に係るロボットは、垂直多関節型のロボットマニピュレータと、本発明の第1の観点に係るロボットハンドと、を備える。ロボットマニピュレータの手首部に、ロボットハンドの第1のレールがZ軸方向に平行な軸の周りに回動可能に支持される。 A robot according to a second aspect of the present invention includes a vertical articulated robot manipulator and a robot hand according to the first aspect of the present invention. A first rail of the robot hand is supported on the wrist of the robot manipulator so as to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction .
本発明のロボットハンドは、互いに離れた任意の挟み角度の2つのチャックで打ち抜き刃を把持できるので、打ち抜き刃を把持して、木型に形成された溝に嵌め込むのに適している。 Since the robot hand of the present invention can hold the punching blade with two chucks having arbitrary sandwiching angles apart from each other, it is suitable for gripping the punching blade and fitting it into a groove formed in a wooden mold.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るロボットハンドの斜視図である。ロボットハンド1は、ベース10に固定されX軸方向に延在して互いに平行な2本の第1のレール11と、それぞれが独立にX軸方向に移動可能に第1のレール11に支持され、X軸に直交するY軸方向に延在する第2のレール12および第3のレール13とを備える。第2のレール12には、Y軸方向に移動可能に支持される第1のチャック15が配置されている。第3のレール13には、Y軸方向に移動可能に支持される第2のチャック16が配置されている。
FIG. 1 is a perspective view of a robot hand according to
第1のチャック15および第2のチャック16はそれぞれ独立に、X軸方向およびY軸方向のいずれにも直交するZ軸方向に平行な軸の周りに回動可能である。第1のチャック15および第2のチャック16はそれぞれ、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材21,22を含む。
The
第2のレール12および第3のレール13はそれぞれ、第1のレール11にリニアガイドで移動可能に支持されている。第1のレール11にはブロック31,32が嵌合し、ブロック31,32と第1のレール11の間に介在する鋼球のころがり運動で、ブロック31,32は滑らかに摺動可能に支持される。第2のレール12および第3のレール13はそれぞれ、2本の第1のレール11のそれぞれに嵌合する2つのブロック31,32に固定されている。
Each of the
第2のレール12および第3のレール13はそれぞれ、ボールねじ39,40のナット45が固定され、ナット45に螺合するねじ軸42,43の回転でX軸方向に移動する。第3のレール13に固定されるナットは、図1では隠れて見えない。ねじ軸42,43はそれぞれ、軸方向に移動しないように両端部がベアリングで回転可能に支持されている。ねじ軸42,43の一端は、図示しないカップリングでモータ47,48の軸に連結されている。ねじ軸42,43は、モータ47,48によって回転し、モータ47,48の回転を止めることによって、任意の位置でナット45、すなわち第2のレール12および第3のレール13を停止することができる。第1のレール11に平行に、ブロック31,32のX軸方向の位置を検出する、図示しないリニアスケールが配置されている。リニアスケールでブロック31,32の位置を検出し、指定する位置になるようにモータ47,48を制御することで、所望の位置にブロック31,32を停止することができる。
The
第1のチャック15および第2のチャック16はそれぞれ、第2のレール12および第3のレール13にリニアガイドで移動可能に支持されている。第2のレール12および第3のレール13にはそれぞれブロック33,34が嵌合し、ブロック33,34と第2のレール12および第3のレール13の間に介在する鋼球のころがり運動で、ブロック33,34は滑らかに摺動可能に支持される。
The
ブロック33,34にはそれぞれエンドレスのベルト50,51の一箇所が固定されている。ベルト50,51はそれぞれ駆動プーリ55,56と従動プーリ60,61に掛け回され、モータ65,66で駆動プーリ55,56を回転することによってベルト50,51が回転し、ブロック33,34はY軸方向に移動する。モータ65,66の回転を止めることによって、任意の位置でブロック33,34を停止することができる。第2のレール12および第3のレール13にそれぞれ平行に、ブロック33,34のY軸方向の位置を検出する、図示しないリニアスケールが配置されている。リニアスケールでブロック33,34の位置を検出し、指定する位置になるようにモータ65,66を制御することで、所望の位置にブロック33,34を停止することができる。
One
第1のチャック15および第2のチャック16はそれぞれ、Z軸に平行な軸の周りに回転可能に回転台70,71に支持され、回転台70,71はブロック33,34に固定されている。第1のチャック15および第2のチャック16はそれぞれ、モータ76,77を回転させることで回転する。回転台70,71にはロータリエンコーダが組み込まれており、第1のチャック15および第2のチャック16それぞれの回転角度を検出できる。ロータリエンコーダで回転角度を検出し、指定する回転角度になるようにモータ76,77を制御することで、第1のチャック15および第2のチャック16をそれぞれ所望の回転角度に停止することができる。
The
第1のチャック15および第2のチャック16の把持部材21,22はそれぞれ、Z軸に平行な軸の周りに回転対称に配置されている。第1のチャック15および第2のチャック16それぞれの回転角度範囲は、180°あればよい。把持部材21,22は、第1のチャック15および第2のチャック16それぞれの任意の回転角度において、互いに近接および離反する方向に作動し得る。把持部材21,22は、例えば、圧縮空気の作用で閉じたり開いたりする。第1のチャック15および第2のチャック16それぞれの回転動作と把持部材21,22の開閉動作は独立であって、把持部材21,22の閉じた状態および開いた状態いずれでも、回転することができる。第1のチャック15および第2のチャック16の、第1のレール11からのZ軸方向の高さは同じである。
The gripping
図1では、モータ47,48,65,66,76,77を駆動するための配線、リニアスケールの配線、およびロータリエンコーダの配線が省略されている。また、把持部材21,22を作動させるための空気の配管も省略されている。モータ47,48,65,66,76,77、リニアスケールおよびロータリエンコーダの配線は、図示しない制御装置に接続され、制御装置の指令で、第1のチャック15および第2のチャック16は任意の位置および角度に制御される。把持部材21,22を作動させる空気の配管は、電磁弁を介して圧縮空気溜まりに接続されている。制御装置の指令で電磁弁を作動することで、把持部材21,22が開閉動作する。
In FIG. 1, wiring for driving the
第1のチャック15および第2のチャック16は、作動範囲で相対的に任意の位置および任意の角度に制御できるので、どのような角度に折れ曲がった打ち抜き刃であっても、その任意の2箇所を把持することができる。第1のチャック15および第2のチャック16は、相互の相対的な位置と角度を保って、第1のレール11の中心に対して平行移動しうる。
Since the
図2は、実施の形態1に係るロボットハンドを備えるロボットの例を示す図である。ロボット99は、垂直多関節型のロボットマニピュレータ90と、図1に示すロボットハンド1とを備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a robot including the robot hand according to the first embodiment. The
垂直多関節型のロボットマニピュレータ90は、基台91、胴92、下腕93、上腕94、前腕部95および手首96を備え、S軸、L軸、U軸、R軸、B軸およびT軸の6自由度を有する。ロボットマニピュレータ90の胴92は、基台91に対してS軸の周りに旋回可能である。通常、S軸が垂直に配置される。下腕93は胴92に対してS軸に直交するL軸の周りに回動可能であり、下腕93は前後に作動する。上腕94は下腕93に対して、L軸に平行なU軸の周りに回動可能である。L軸は上腕94の上げ下げに相当する。前腕部95は、上腕94に対して、L軸に直交またはねじれの位置にあるR軸の周りに回動可能である。R軸は腕の回転に対応する。
The vertical articulated
手首96は、前腕部95の先端に、R軸に直交するB軸の周りに回動可能に支持される。手首96は、前腕部95への支持部に対して、B軸に直交するT軸の周りに回動可能である。ロボットハンド1の中心を通るZ軸に平行な軸が、手首96のT軸に一致するように、ロボットハンド1が手首96に固定される。ロボットハンド1のZ軸は、B軸の周りに回動可能であり、ロボットハンド1は、中心を通るZ軸の周りに回動可能である。図示しないロボット制御装置によって、ロボットマニピュレータ90のS軸、L軸、U軸、R軸、B軸およびT軸それぞれにとりつけられたモータを駆動制御して角度を調節することによって、手首96の位置とT軸の向きおよび回転角度を可動範囲の任意の点に制御できる。
The
図3は、打ち抜き型の例を示す平面図である。図3の外枠は木型110の外形を表す。枠内の太い実線は打ち抜き刃を、細い実線は罫線刃を示す。実線の太さは図示の便宜であって、打ち抜き刃と罫線刃の厚さには関係がない。紙、プラスチックシート、ダンボールまたは合成紙等の基材から図3の打ち抜き型100で打ち抜かれ、罫線刃で折り曲げ線が形成されたブランクからは、直方体の箱が形成される。
FIG. 3 is a plan view showing an example of a punching die. The outer frame in FIG. 3 represents the outer shape of the
打ち抜き刃は、分割された太い実線部分の側面形状を有する帯状の刃である。罫線刃は、分割された細い実線の側面形状を有する帯状の刃である。図3の打ち抜き型は、例えば、14個の打ち抜き刃と、12枚の罫線刃から構成されている。木型110には、太い実線で示される打ち抜き刃用の溝と、細い実線で示される罫線刃用の溝が形成されている。打ち抜き刃および罫線刃は、木型110に形成された溝に植え込まれる。
The punching blade is a band-shaped blade having a side shape of a divided thick solid line portion. The ruled line blade is a strip-shaped blade having a side surface shape of a thin thin line that is divided. The punching die shown in FIG. 3 includes, for example, 14 punching blades and 12 ruled line blades. The
図4は、打ち抜き刃の例を示す斜視図である。図4の例は、図3の打ち抜き刃101を示す。打ち抜き刃101は、一定の幅を有し片側に切断刃が形成された帯状の鋼材を、折り曲げ、切断して形成される。打ち抜き刃101には、溝の方向の移動を防止する切り欠きが形成される。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a punching blade. The example of FIG. 4 shows the
打ち抜き刃101の切断刃が形成された辺を上にし、打ち抜き刃101の帯状の幅方向を垂直にして、平らな台に載置しておく。図2に示すロボット99で、ロボットハンド1のZ軸を下に向け、手首96のT軸の回転角度、ならびに、第1のチャック15および第2のチャック16の位置と回転角度を、打ち抜き刃101の形状に合わせて調節する。その姿勢で、打ち抜き刃101の上からロボットハンド1を打ち抜き刃101まで下ろして、第1のチャック15および第2のチャック16を閉じれば、打ち抜き刃101をロボットハンド1で把持することができる。打ち抜き刃101を把持したまま、ロボットハンド1を木型110の溝の上に移動し、手首96の位置と回転角度を調節してロボットハンド1を下ろせば、打ち抜き刃101を溝に嵌め込むことができる。
The
図3に示すように、多くの打ち抜き刃は折り曲げて形成されているので、折り曲げられた打ち抜き刃の一つの面を把持しても、その面に交わる面を溝に嵌め込む抵抗で、打ち抜き刃を溝に嵌め込むことができない。たとえ平面状の打ち抜き刃または罫線刃であっても、溝に嵌め込む抵抗は一様ではないので、一箇所だけで把持したのでは、溝に嵌め込むことができない。 As shown in FIG. 3, since many punching blades are formed by bending, even if one surface of the folded punching blade is gripped, the punching blade is subjected to the resistance of fitting the surface intersecting the surface into the groove. Cannot fit into the groove. Even if it is a flat punching blade or a ruled line blade, the resistance to be fitted into the groove is not uniform, so if it is gripped only at one place, it cannot be fitted into the groove.
図1のロボットハンド1によれば、折り曲げて形成された交わる2つの面を有する打ち抜き刃を、交わる2つの面それぞれで把持できるので、打ち抜き刃を木型の溝に嵌め込むことができる。平面状の打ち抜き刃または罫線刃であっても、離れた2箇所で把持できるので、木型の溝に嵌め込むことができる。
According to the
さらに、第1のチャック15および第2のチャック16は、相互の相対的な位置と角度を保って、第1のレール11の中心に対して平行移動させることができるので、打ち抜き刃に対する力の作用点を変えて溝に嵌め込むことができる。例えば、第1のチャック15を第1のレール11の中心に近く配置して嵌め込む力をかけ、次に、第2のチャック16を中心に近く配置して嵌め込む力をかけるというような嵌め込み方ができる。
Further, the
実施の形態1に係るロボットハンド1によれば、互いに離れた任意の挟み角度に回転可能な2つのチャックで打ち抜き刃を把持できるので、打ち抜き刃を把持して、木型に形成された溝に嵌め込むのに適している。
According to the
実施の形態1では、第2のレール12および第3のレール13をボールねじ39,40で位置決めし、第1のチャック15および第2のチャック16をベルト駆動で位置決めする構成を示した。第2のレール12および第3のレール13をベルト駆動、ラックとピニオンまたはラックとウォームなどで位置決めしてもよい。また、第1のチャック15および第2のチャック16をボールねじ、ラックとピニオンまたはラックとウォームなどで位置決めしてもよい。第1のレール11、第2のレール12および第3のレール13をそれぞれ、リニアガイドに代えて、リニアブッシュまたはボールスプラインなどを用いてもよい。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2に係るロボットハンドの斜視図である。実施の形態2では、第2のレール12に、第1のチャック15に加えて第3のチャック17がY軸方向に移動可能に支持されている。第3のチャック17は、第1のチャック15と同様に、ベルト駆動でY軸方向に移動可能で任意の位置で停止できる。第3のチャック17は、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能である。第3のチャック17は、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材23を含む。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view of the robot hand according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, a
第2のレール12には第3のチャック17を回転可能に支持する回転台72が固定されるブロック35が嵌合し、ブロック35と第2のレール12の間に介在する鋼球のころがり運動で、ブロック35は滑らかに摺動可能に支持される。ブロック35にはエンドレスのベルト52の一箇所が固定されている。ベルト52は駆動プーリ57と従動プーリ62に掛け回され、モータ67で駆動プーリ57を回転することによってベルト52が回転し、ブロック35はY軸方向に移動する。モータ67の回転を止めることによって、任意の位置でブロック35を停止することができる。第2のレール12に平行に、ブロック35のY軸方向の位置を検出する、図示しないリニアスケールが配置されている。リニアスケールでブロック35の位置を検出し、指定する位置になるようにモータ67を制御することで、所望の位置にブロック35を停止することができる。
A
第3のチャック17は、Z軸に平行な軸の周りに回転可能に回転台72に支持され、回転台72はブロック35に固定されている。第3のチャック17は、モータ78を回転させることで回転する。回転台72にはロータリエンコーダが組み込まれており、第3のチャック17の回転角度を検出できる。ロータリエンコーダで回転角度を検出し、指定する回転角度になるようにモータ78を制御することで、第3のチャック17を所望の回転角度に停止することができる。
The
第3のチャック17の把持部材23は、Z軸に平行な軸の周りに回転対称に配置されている。第3のチャック17の回転角度範囲は、180°あればよい。把持部材23は、第3のチャック17の任意の回転角度において、互いに近接および離反する方向に作動し得る。把持部材23は、例えば、圧縮空気の作用で閉じたり開いたりする。第3のチャック17の回転動作と把持部材23の開閉動作は独立であって、把持部材23の閉じた状態および開いた状態いずれでも、回転することができる。第3のチャック17の第1のレール11からの高さは、第1のチャック15の高さと同じである。
The gripping
実施の形態2のロボットハンド1によれば、打ち抜き刃を互いに離れた3箇所で把持できるので、より安定して打ち抜き刃を木型の溝に嵌め込むことができる。例えば、図3の打ち抜き刃102または打ち抜き刃103のように、断面がコ字形状の両側の2箇所と中間の1箇所を把持して、溝に嵌め込むことができる。
According to the
図6は、実施の形態2の変形例に係るロボットハンドの斜視図である。変形例ではさらに、第3のレール13に、第2のチャック16に加えて第4のチャック18がY軸方向に移動可能に支持されている。第4のチャック18は、第2のチャック16と同様に、ベルト駆動でY軸方向に移動可能で任意の位置で停止できる。第4のチャック18は、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能である。第4のチャック18は、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材24を含む。その他の構成は、実施の形態2と同様である。
FIG. 6 is a perspective view of a robot hand according to a modification of the second embodiment. In the modified example, in addition to the
第3のレール13には、第4のチャック18を回転可能に支持する回転台73が固定されるブロック36が嵌合し、ブロック36と第3のレール13の間に介在する鋼球のころがり運動で、ブロック36は滑らかに摺動可能に支持される。ブロック36にはエンドレスのベルト53の一箇所が固定されている。ベルト53は駆動プーリ58と従動プーリ63に掛け回され、モータ68で駆動プーリ58を回転することによってベルト53が回転し、ブロック36はY軸方向に移動する。モータ68の回転を止めることによって、任意の位置でブロック36を停止することができる。第3のレール13に平行に、ブロック36のY軸方向の位置を検出する、図示しないリニアスケールが配置されている。リニアスケールでブロック36の位置を検出し、指定する位置になるようにモータ68を制御することで、所望の位置にブロック36を停止することができる。
A
第4のチャック18は、Z軸に平行な軸の周りに回転可能に回転台73に支持され、回転台73はブロック36に固定されている。第4のチャック18は、モータ79を回転させることで回転する。回転台73にはロータリエンコーダが組み込まれており、第4のチャック18の回転角度を検出できる。ロータリエンコーダで回転角度を検出し、指定する回転角度になるようにモータ79を制御することで、第4のチャック18を所望の回転角度に停止することができる。
The
第4のチャック18の把持部材24は、Z軸に平行な軸の周りに回転対称に配置されている。第4のチャック18の回転角度範囲は、180°あればよい。把持部材24は、第4のチャック18の任意の回転角度において、互いに近接および離反する方向に作動し得る。把持部材24は、例えば、圧縮空気の作用で閉じたり開いたりする。第4のチャック18は、把持部材24の閉じた状態および開いた状態いずれでも、回転することができる。変形例では、第1から第4のチャック15,16,17,18の第1のレール11からの高さがそろっており、第1から第4のチャック15,16,17,18の把持部材21,22,23,24の先端が、常に同一平面上にあるように配置されている。
The
変形例のロボットハンド1によれば、打ち抜き刃を4箇所で把持できる。さらに、3箇所で把持するチャックの組み合わせを変えながら、打ち抜き刃を溝に嵌め込むことができる。例えば、第1、第2および第3のチャック15,16,17で把持して嵌め込む力を加え、次に、第1、第2および第4のチャック15,16,18で把持して嵌め込む力を加えるというような嵌め込み方ができる。
According to the
図5および図6においても、図1と同様に、制御装置への配線および圧縮空気溜まりへの配管が省略されている。実施の形態2およびその変形例においても、第3のチャック17および第4のチャック18の位置決めをベルト駆動以外に、ボールねじ、ラックとピニオンまたはラックとウォームなどを用いてもよい。
In FIGS. 5 and 6, as in FIG. 1, wiring to the control device and piping to the compressed air reservoir are omitted. Also in the second embodiment and the modification thereof, the positioning of the
実施の形態3.
図7は、本発明の実施の形態3に係るロボットハンドの斜視図である。実施の形態3に係るロボットハンド1は、実施の形態1の構成に加えて、第4のレール14および第5のチャック19を備える。第5のチャック19は、Y軸方向に移動可能に第4のレール14に支持される。第5のチャック19は、Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能である。第5のチャック19は、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材25を含む。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a perspective view of a robot hand according to Embodiment 3 of the present invention. The
第4のレール14は、第1のレール11にリニアガイドで移動可能に支持されている。第1のレール11にはブロック37が嵌合し、ブロック37と第1のレール11の間に介在する鋼球のころがり運動で、ブロック37は滑らかに摺動可能に支持される。第4のレール14は、2本の第1のレール11のそれぞれに嵌合する2つのブロック37に固定されている。
The
第4のレール14にはボールねじ41のナット46が固定され、ナット46に螺合するねじ軸44の回転でX軸方向に移動する。ねじ軸44は、軸方向に移動しないように両端部がベアリングで回転可能に支持されている。ねじ軸44の一端は、図示しないカップリングでモータ49の軸に連結されている。ねじ軸44は、モータ49によって回転し、モータ49の回転を止めることによって、任意の位置でナット46、すなわち第4のレール14を停止することができる。第1のレール11に平行に、ブロック37のX軸方向の位置を検出する、図示しないリニアスケールが配置されている。リニアスケールでブロック37の位置を検出し、指定する位置になるようにモータ49を制御することで、所望の位置にブロック37を停止することができる。
The
第5のチャック19は、第4のレール14にリニアガイドで移動可能に支持されている。第4のレール14にはブロック38が嵌合し、ブロック38と第4のレール14の間に介在する鋼球のころがり運動で、ブロック38は滑らかに摺動可能に支持される。
The
ブロック38にはエンドレスのベルト54の一箇所が固定されている。ベルト54は駆動プーリ59と従動プーリ64に掛け回され、モータ69で駆動プーリ59を回転することによってベルト54が回転し、ブロック38はY軸方向に移動する。モータ69の回転を止めることによって、任意の位置でブロック38を停止することができる。第4のレール14に平行に、ブロック38のY軸方向の位置を検出する、図示しないリニアスケールが配置されている。リニアスケールでブロック38の位置を検出し、指定する位置になるようにモータ69を制御することで、所望の位置にブロック38を停止することができる。
One portion of the
第5のチャック19は、Z軸に平行な軸の周りに回転可能に回転台74に支持され、回転台74はブロック38に固定されている。第5のチャック19は、モータ80を回転させることで回転する。回転台74にはロータリエンコーダが組み込まれており、第5のチャック19の回転角度を検出できる。ロータリエンコーダで回転角度を検出し、指定する回転角度になるようにモータ80を制御することで、第5のチャック19を所望の回転角度に停止することができる。
The
第5のチャック19の把持部材25は、Z軸に平行な軸の周りに回転対称に配置されている。第5のチャック19の回転角度範囲は、180°あればよい。把持部材25は、第5のチャック19の任意の回転角度において、互いに近接および離反する方向に作動し得る。把持部材25は、例えば、圧縮空気の作用で閉じたり開いたりする。第5のチャック19の回転動作と把持部材25の開閉動作は独立であって、把持部材25の閉じた状態および開いた状態いずれでも、回転することができる。
The gripping
図7においても、図1と同様に、制御装置への配線および圧縮空気溜まりへの配管が省略されている。実施の形態3においても、第4のレール14をベルト駆動、ラックとピニオンまたはラックとウォームなどで位置決めしてもよい。また、第5のチャック19をボールねじ、ラックとピニオンまたはラックとウォームなどで位置決めしてもよい。第4のレール14は、リニアガイドに代えて、リニアブッシュまたはボールスプラインなどを用いてもよい。
Also in FIG. 7, as in FIG. 1, wiring to the control device and piping to the compressed air reservoir are omitted. Also in the third embodiment, the
実施の形態3のロボットハンド1によれば、実施の形態2と同様に、打ち抜き刃を互いに離れた3箇所で把持できるので、より安定して打ち抜き刃を木型の溝に嵌め込むことができる。実施の形態3のロボットハンド1では、打ち抜き刃を溝に嵌め込む力の作用点に対して把持する3箇所の配置の自由度が高い。
According to the
実施の形態4.
図8は、本発明の実施の形態4に係るロボットハンドの斜視図である。実施の形態4では、実施の形態1の構成に加えて、第1のレール11に支持される第6のチャック20を備える。第6のチャック20は、第1のレール11に対してZ軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能である。第6のチャック20は、Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材26を含む。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a perspective view of a robot hand according to Embodiment 4 of the present invention. In the fourth embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a
第6のチャック20は、Z軸に平行な軸の周りに回転可能に回転台75に支持され、回転台はベース10に固定されている。第6のチャック20はベース10を介して第1のレール11に支持されている。第6のチャック20は、回転台75に組み込まれたモータ81を回転させることで回転する。回転台75にはロータリエンコーダが組み込まれており、第6のチャック20の回転角度を検出できる。ロータリエンコーダで回転角度を検出し、指定する回転角度になるようにモータ81を制御することで、第6のチャック20を所望の回転角度に停止することができる。
The
第6のチャック20の把持部材26は、Z軸に平行な軸の周りに回転対称に配置されている。第6のチャック20の回転角度範囲は、180°あればよい。把持部材26は、第6のチャック20の任意の回転角度において、互いに近接および離反する方向に作動し得る。把持部材26は、例えば、圧縮空気の作用で閉じたり開いたりする。第6のチャック20の回転動作と把持部材26の開閉動作は独立であって、把持部材26の閉じた状態および開いた状態いずれでも、回転することができる。第6のチャック20の第1のレール11からの高さは、第1のチャック15および第2のチャック16の高さと同じである。図8においても、図1と同様に、制御装置への配線および圧縮空気溜まりへの配管が省略されている。
The
実施の形態4のロボットハンド1では、第6のチャック20に対する第1のチャック15および第2のチャック16の相対位置は任意であるから、実施の形態2または実施の形態3と同様に、打ち抜き刃を互いに離れた3箇所で把持できるので、より安定して打ち抜き刃を木型の溝に嵌め込むことができる。実施の形態4では、第6のチャック20の第1のレール11に対する位置は動かないので、第6のチャック20に対する嵌め込む力の作用点を変えることができないが、実施の形態2または3に比べて構造が簡単であり、制御する要素が少なくて済む。実施の形態4の第6のチャック20を備える構造は、実施の形態2または変形例に組み合わせることができる。
In the
実施の形態のロボットハンドを備えるロボットは、垂直多関節型のロボットには限らない。例えば、極座標型ロボット、直角座標型ロボット、水平多関節型ロボットまたはパラレルリンク型ロボットなどを用いることができる。ロボットハンドをZ軸の周りの任意の回転角度に保持して、Z軸に直交する平面内とZ軸の方向に移動して、木型の範囲をカバーできればどのような形式のロボットでも用いることができる。 A robot including the robot hand according to the embodiment is not limited to a vertical articulated robot. For example, a polar coordinate robot, a rectangular coordinate robot, a horizontal articulated robot, a parallel link robot, or the like can be used. Hold the robot hand at an arbitrary rotation angle around the Z axis, move it in the plane perpendicular to the Z axis and in the Z axis direction, and use any type of robot that can cover the range of the tree shape. Can do.
1 ロボットハンド
10 ベース
11 第1のレール
12 第2のレール
13 第3のレール
14 第4のレール
15 第1のチャック
16 第2のチャック
17 第3のチャック
18 第4のチャック
19 第5のチャック
20 第6のチャック
21,22,23,24,25,26 把持部材
31,32,33,34,35,36,37,38 ブロック
39,40,41 ボールねじ
42,43,44 ねじ軸
45,46 ナット
47,48,49 モータ
50,51,52,53,54 ベルト
55,56,57,58,59 駆動プーリ
60,61,62,63,64 従動プーリ
65,66,67,68,69 モータ
70,71,72,73,74,75 回転台
76,77,78,79,80,81 モータ
90 ロボットマニピュレータ
91 基台
92 胴
93 下腕
94 上腕
95 前腕部
96 手首
99 ロボット
100 打ち抜き型
101,102,103 打ち抜き刃
110 木型
1 Robot hand
10 base
11 First rail
12 Second rail
13 Third rail
14 Fourth rail
15 First chuck
16 Second chuck
17 Third chuck
18 Fourth chuck
19 Fifth chuck
20 Sixth chuck
21, 22, 23, 24, 25, 26
39, 40, 41 Ball screw
42, 43, 44 Screw shaft
45, 46 nut
47, 48, 49 Motor
50, 51, 52, 53, 54 belt
55, 56, 57, 58, 59 Drive pulley
60, 61, 62, 63, 64 driven pulley
65, 66, 67, 68, 69 Motor
70, 71, 72, 73, 74, 75 turntable
76, 77, 78, 79, 80, 81 Motor
90 Robotic manipulator
91 base
92 torso
93 Lower arm
94 upper arm
95 forearm
96 wrist
99 robot
100 punching mold
101,102,103 Punching blade
110 Wooden
Claims (6)
それぞれが独立に、前記X軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に前記第1のレールに支持され、前記X軸方向に直交するY軸方向に延在する第2のレールおよび第3のレールと、
前記Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に前記第2のレールに支持され、前記X軸方向および前記Y軸方向のいずれにも直交するZ軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、前記Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第1のチャックと、
前記Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に前記第3のレールに支持され、前記Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、前記Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第2のチャックと、
を備え、
前記第1のレールは、前記Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能に、ロボットマニピュレータに支持されるロボットハンド。 A first rail extending in the X-axis direction;
Each of the second rail and the third rail is supported by the first rail so as to be independently movable in the X-axis direction and stopable at an arbitrary position, and extends in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction. Rails
It is supported by the second rail so that it can move in the Y-axis direction and can stop at any position, and rotates around an axis parallel to the Z-axis direction perpendicular to both the X-axis direction and the Y-axis direction. A first chuck including a pair of gripping members that are movable and can be stopped at an arbitrary angle, and that are operable to approach and move away from each other in a direction perpendicular to the Z-axis direction;
The Z-axis is supported by the third rail so as to be movable in the Y-axis direction and capable of being stopped at an arbitrary position, is rotatable around an axis parallel to the Z-axis direction, and can be stopped at an arbitrary angle. A second chuck including a pair of gripping members that are operable to approach and move away from each other in a direction orthogonal to the direction;
With
The first rail is a robot hand supported by a robot manipulator so as to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction and capable of stopping at an arbitrary angle.
前記Y軸方向に移動可能かつ任意の位置で停止可能に前記第4のレールに支持され、前記Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能かつ任意の角度に停止可能で、前記Z軸方向に直交する方向に対向して互いに近接および離反する方向に作動し得る一対の把持部材を含む第5のチャックと、
をさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載のロボットハンド。 Independently of the second rail and the third rail, a fourth rail is supported by the first rail so as to be movable in the X-axis direction and capable of being stopped at an arbitrary position, and extends in the Y-axis direction. Rails
The Z-axis is supported by the fourth rail so as to be movable in the Y-axis direction and capable of being stopped at an arbitrary position, is rotatable around an axis parallel to the Z-axis direction, and can be stopped at an arbitrary angle. A fifth chuck including a pair of gripping members that are operable to approach and move away from each other in a direction orthogonal to the direction;
The robot hand according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
請求項1から5のいずれか1項に記載のロボットハンドと、
を備え、
前記ロボットマニピュレータの手首部に、前記ロボットハンドの前記第1のレールが前記Z軸方向に平行な軸の周りに回動可能に支持されるロボット。 A vertical articulated robot manipulator;
The robot hand according to any one of claims 1 to 5,
With
A robot in which the first rail of the robot hand is supported on the wrist of the robot manipulator so as to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction .
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