JP6667548B2 - エンドエフェクタ、ロボット、及びロボットの作業方法 - Google Patents
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Description
ロボットアームの手首部に取り付けられるエンドエフェクタであって、
前記手首部と連結されるプラットホーム、前記プラットホームより第1方向へ突出し且つ前記第1方向と直交する第2方向へ近接・離反する平行な一対の指を有するロボットハンドと、
前記ロボットハンド及び作業者が把持するグリップ、及び、前記グリップと結合された機能部を有する機器とを備え、
前記グリップは前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向へ延びる筒形状を呈し、前記グリップの外周面に前記一対の指が係合する係合部が設けられるとともに、前記グリップの内周面に前記第3方向へ延びるガイド部が設けられており、
前記機能部は、前記機器に搭載された又は付属した少なくとも1つのアクチュエータと、前記ガイド部に通され且つ前記ロボットハンドと接続されない前記アクチュエータの配線とを含むことを特徴としている。
ロボットアームと、
前記ロボットアームの手首部に取り付けられた前記エンドエフェクタと、
前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタの動作を制御するロボット制御装置とを備えることを特徴としている。
また、本発明の別の一態様に係るロボットは、
ロボットアームと、
前記ロボットアームの手首部に取り付けられるロボットハンドと、
前記ロボットハンド及び作業者が把持するグリップ、及び、少なくとも1つのアクチュエータを含む機能部を有する機器と、
前記ロボットアーム、前記ロボットハンド及び前記機器の動作を制御するロボット制御装置と、
前記作業者から前記機器への操作が入力される操作入力装置と、
前記操作入力装置及び前記ロボット制御装置と電気的に接続された機器制御装置と を備え、
前記機器制御装置は、前記操作入力装置及び前記ロボット制御装置のうち選択された1つを前記機能部と電気的に接続して、前記機能部が前記操作入力装置からの指令を受けて動作する状態と、前記機能部が前記ロボット制御装置からの指令を受けて動作する状態とを切り替えることを特徴としている。
ロボットアームと、前記ロボットアームの手首と連結されるロボットハンドと、前記ロボットハンド及び作業者が把持するグリップ及び少なくとも1つのアクチュエータを含む機能部を有する機器と、前記ロボットアーム、前記ロボットハンド及び前記機器の動作を制御するロボット制御装置と、前記作業者が前記機器に対する操作を入力する操作入力装置と、前記機能部の動作を制御する機器制御装置とを備えた産業用ロボットの作業方法であって、
前記ロボット制御装置が、前記ロボットハンドに前記機器の前記グリップを把持させるステップと、
前記機器制御装置が、前記操作入力装置と前記機能部との接続を解除して、前記ロボット制御装置と前記機能部とを電気的に接続するステップと、
前記ロボット制御装置が、前記ロボットハンドに前記機器の前記グリップの把持を保持させながら、前記機器を動作させるステップと、
前記機器制御装置が、前記ロボット制御装置と前記機能部との接続を解除して、前記操作入力装置と前記機能部とを電気的に接続するステップと、
前記操作入力装置が、前記機能部を動作させるステップと、を含むことを特徴としている。
まず、作業ステーション2の概要から説明する。
次に、ロボット1の構成について説明する。
エンドエフェクタ5としてベースハンド5Aを単体で使用する場合には、ロボット1のアーム10の手首部13のメカニカルインターフェース14とエンドエフェクタ5のベースハンド5Aのロボットインターフェース71とが結合され、アーム10にベースハンド5Aが装着される。また、モード選択装置59は自動モードに切り替えられ、ベースハンド5Aの動作、即ち、ベースハンド5Aの把握動作と解放動作は、ロボット制御装置6により制御される。
エンドエフェクタ5としてベースハンド5Aと拡張ハンド5Bとの複合体を使用する場合には、先ず、ロボット1のアーム10の手首部13のメカニカルインターフェース14とエンドエフェクタ5のベースハンド5Aのロボットインターフェース71とが結合され、アーム10にベースハンド5Aが装着される。
拡張ハンド5B単体を使用する場合には、拡張ハンド5Bは、ロボット1のエンドエフェクタ5としてではなく、作業者が操るツールとして機能する。よって、モード選択装置59は手動モードに切り替えられる。作業者は、図11に示すように、拡張ハンド5Bのグリップ81を握って、拡張ハンド5Bを所望の位置、例えば、吸着パッド92の先端が対象物の直ぐ上方にある位置まで移動させたうえで、操作入力装置53を操作して吸着パッド92に吸引力を発生させる。また、作業者は、拡張ハンド5Bのグリップ81を握って、拡張ハンド5Bを所望の位置、例えば、対象物の置き目標位置へ移動させたうえで、操作入力装置53を操作して吸着パッド92から対象物を解放する。
ここで、上記構成のロボット1の作業方法について説明する。
上記実施形態に係る拡張ハンド5Bは4点吸着型ハンドであるが、拡張ハンド5Bはこれに限定されず、求められる機能に応じて多種多様な構造を取りうる。例えば、拡張ハンド5Bは、(a)把握式ハンド、(b)非把持式ハンド、(c)工具・器具としての機能を発揮する工具ハンド・器具ハンド、及び、(d)搬送ハンドの少なくとも1種であってよい。そこで、以下では、エンドエフェクタ5の拡張ハンド5Bのバリエーションについて説明する。以下の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
把持式ハンドには、一対の指がスライドするスライド式グリッパ、一対の指が回転する回転式グリッパ、複数の指を備えた複数指グリッパなどが含まれる。
非把持式ハンドには、掬い、引っかけ、突き刺し、粘着、真空吸着、磁気吸着、及び、静電吸着などの把持以外の方式によって対象物をハンドに固定するものが含まれる。
工具ハンド・器具ハンドには、アーク溶接トーチ、スポット溶接ガン、サンダ、グラインダ、ばり取り機、ルータ、ドリル、スプレーガン、接着剤ガン、シリコン塗布ガン、自動ネジ回し、レーザ切断ガン、ウォータジェットガンなどの、それ自身が実際に仕事をする工具や器具が含まれる。
搬送ハンドは、アクチュエータなどの駆動部を持たず、対象物を載せて運ぶための支持具としての機能を有するものである。搬送ハンドは、対象物に応じて適切な形状を備え得る。以下では、ガラス板などの板状の対象物を搬送する搬送ハンドと、ガラス板よりも小さな基板などの板状の対象物を搬送する搬送ハンドとについて説明する。
ここで、上記拡張ハンド5Bを台20に載置するためのラック100について説明する。
ここで、製造工場にインストールされる製造システム、及びその構築方法について説明する。この製造システムには、上述のロボット1及びエンドエフェクタ5が用いられる。
2 :作業ステーション
5 :エンドエフェクタ
5A :ベースハンド(ロボットハンド)
5B :拡張ハンド(機器の一例)
6 :ロボット制御装置
10 :ロボットアーム
13 :手首部
14 :メカニカルインターフェース
20 :台
51 :負圧源
52 :電磁弁(アクチュエータの一例)
53,53a :操作入力装置
54 :機器制御装置
59 :モード選択装置
61 :エア源
62 :電磁弁
70 :プラットホーム
71 :ロボットインターフェース
72 :把持指
72a :爪
73 :アクチュエータ
81 :グリップ
82 :機能部
83 :係合部
Claims (13)
- ロボットアームの手首部に取り付けられるエンドエフェクタであって、
前記手首部と連結されるプラットホーム、前記プラットホームより第1方向へ突出し且つ前記第1方向と直交する第2方向へ近接・離反する平行な一対の指を有するロボットハンドと、
前記ロボットハンド及び作業者が把持するグリップ、及び、前記グリップと結合された機能部を有する機器とを備え、
前記グリップは前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向へ延びる筒形状を呈し、前記グリップの外周面に前記一対の指が係合する係合部が設けられるとともに、前記グリップの内周面に前記第3方向へ延びるガイド部が設けられており、
前記機能部は、前記機器に搭載された又は付属した少なくとも1つのアクチュエータと、前記ガイド部に通され且つ前記ロボットハンドと接続されない前記アクチュエータの配線とを含む、
エンドエフェクタ。 - 前記ロボットハンドは、前記一対の指の対向する面に凹凸形状が設けられており、
前記係合部が、前記一対の指に設けられた前記凹凸形状と嵌り合う凹凸形状を有する、
請求項1に記載のエンドエフェクタ。 - 前記係合部が、前記グリップの軸心を介して対称に設けられた、前記指が嵌る溝幅で前記グリップの前記外周面において軸心方向と平行に延びる溝を含む、
請求項1に記載のエンドエフェクタ。 - 前記一対の指に爪が設けられており、
前記溝に前記爪が嵌入する凹部が設けられている、
請求項3に記載のエンドエフェクタ。 - 前記作業者から前記機器への操作が入力される操作入力装置と、
前記操作入力装置、及び、前記ロボットハンド及び前記機器の動作を制御するロボット制御装置と電気的に接続された機器制御装置とを更に備え、
前記機器制御装置は、前記操作入力装置及び前記ロボット制御装置のうち選択された1つを前記機能部と電気的に接続して、前記機能部が前記操作入力装置からの指令を受けて動作する状態と、前記機能部が前記ロボット制御装置からの指令を受けて動作する状態とを切り替える、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。 - 前記機器制御装置に、自動モードと手動モードの選択指令を入力するモード選択装置が電気的に接続されており、
前記機器制御装置は、前記モード選択装置から前記自動モードの選択指令が入力されたときに、前記ロボット制御装置と前記機能部とを電気的に接続し、前記モード選択装置から前記手動モードの選択指令が入力されたときに、前記操作入力装置と前記機能部とを電気的に接続する、
請求項5に記載のエンドエフェクタ。 - 前記操作入力装置が、フットスイッチ、前記グリップに設けられたボタンスイッチ、又は、前記グリップに設けられたレバースイッチである、
請求項5又は6に記載のエンドエフェクタ。 - 前記機能部に負圧源と配管を介して接続された少なくとも1つの吸着パッドが設けられており、
前記少なくとも1つのアクチュエータが、前記配管に設けられた電磁弁を含んでいる、
請求項1に記載のエンドエフェクタ。 - 前記機能部に回転ツールが設けられており、
前記少なくとも1つのアクチュエータが、前記回転ツールを駆動する電動モータを含んでいる、
請求項1に記載のエンドエフェクタ。 - ロボットアームと、
前記ロボットアームの手首部に取り付けられた、請求項1〜9のいずれか一項に記載のエンドエフェクタと、
前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタの動作を制御するロボット制御装置とを備える、
ロボット。 - ロボットアームと、
前記ロボットアームの手首部に取り付けられるロボットハンドと、
前記ロボットハンド及び作業者が把持するグリップ、及び、少なくとも1つのアクチュエータを含む機能部を有する機器と、
前記ロボットアーム、前記ロボットハンド及び前記機器の動作を制御するロボット制御装置と、
前記作業者から前記機器への操作が入力される操作入力装置と、
前記操作入力装置及び前記ロボット制御装置と電気的に接続された機器制御装置と を備え、
前記機器制御装置は、前記操作入力装置及び前記ロボット制御装置のうち選択された1つを前記機能部と電気的に接続して、前記機能部が前記操作入力装置からの指令を受けて動作する状態と、前記機能部が前記ロボット制御装置からの指令を受けて動作する状態とを切り替える、
ロボット。 - ロボットアームと、前記ロボットアームの手首と連結されるロボットハンドと、前記ロボットハンド及び作業者が把持するグリップ及び少なくとも1つのアクチュエータを含む機能部を有する機器と、前記ロボットアーム、前記ロボットハンド及び前記機器の動作を制御するロボット制御装置と、前記作業者が前記機器に対する操作を入力する操作入力装置と、前記機能部の動作を制御する機器制御装置とを備えた産業用ロボットの作業方法であって、
前記ロボット制御装置が、前記ロボットハンドに前記機器の前記グリップを把持させるステップと、
前記機器制御装置が、前記操作入力装置と前記機能部との接続を解除して、前記ロボット制御装置と前記機能部とを電気的に接続するステップと、
前記ロボット制御装置が、前記ロボットハンドに前記機器の前記グリップの把持を保持させながら、前記機器を動作させるステップと、
前記機器制御装置が、前記ロボット制御装置と前記機能部との接続を解除して、前記操作入力装置と前記機能部とを電気的に接続するステップと、
前記操作入力装置が、前記機能部を動作させるステップと、を含む、
ロボットの作業方法。 - 前記ロボット制御装置が、前記ロボットハンドに前記機器の前記グリップの把持を解除させて、前記ロボットハンドに対象物へ作用させるステップを、更に含む、
請求項12に記載のロボットの作業方法。
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