JP7006404B2

JP7006404B2 - ワークの支持装置、支持方法及びロボットアーム

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Publication number: JP7006404B2
Application number: JP2018047832A
Authority: JP
Inventors: 駿佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2038-03-15
Also published as: US10611035B2; US20190283261A1; CN110271032A; JP2019155564A

Description

本発明は、ワークの支持装置、支持方法及びロボットアームに関する。

特許文献１には、ワークの製造誤差を吸収して当該ワークを把持可能な把持装置が開示されている。詳細には、特許文献１の把持装置は、他方の把持装置に近接・離間方向と直交する方向の軸線回りに回転自在な揺動部材と、揺動部材にボールジョイントを介して設けられた把持部材と、を備えている。このような構成により、揺動部材の揺動と、ボールジョイントによる把持部材の首振りと、でワークの製造誤差を吸収可能としている。

特開２０１３－１３６１２５号公報

特許文献１の把持装置は、ワークの製造誤差を吸収して把持することはできるが、異なる形状のワークを把持することはできない。つまり、複数種類のワークを把持するためには、各々のワークの形状に対応した把持装置を用意する必要があり、特許文献１の把持装置は、汎用性がない課題を有する。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複数種類のワークに対応可能な高い汎用性を有するワークの支持装置、支持方法及びロボットアームを実現する。

本発明の一態様に係るワークの支持装置は、
初期形状で予め設定された第１の温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態から予め設定された第２の温度より低く冷却すると硬化し、再度、前記第１の温度以上に加熱すると前記初期形状に復元しつつ軟化する、前記ワークを支持する樹脂部と、
前記樹脂部の温度を調整する温度調整部と、
前記温度調整部を制御する制御部と、
を備える。
これにより、支持するワークが変わる度に、樹脂部を第１の温度以上に加熱して初期形状とし、初期形状とした樹脂部にワークを押し付けることで、樹脂部をワークの形状に応じた形状に形成することができる。そのため、各々のワークの形状に対応したマテリアルハンドリングを用意しなくても、複数種類のワークを支持することができ、高い汎用性を有する。

上述のワークの支持装置において、前記ワークの種類及び形状を示す固有データが格納されるデータ格納部を備え、
前記制御部は、今回、支持するワークが、前回、支持したワークと等しい場合、前記温度調整部によって前記樹脂部を加熱せず、前記今回、支持するワークが、前記前回、支持したワークと異なる場合、前記温度調整部を制御して前記樹脂部を、前記第１の温度以上に加熱して前記初期形状とすることが好ましい。

本発明の一態様に係るロボットアームは、上述のワークの支持装置を備える。

本発明の一態様に係るワークの支持方法は、
初期形状で予め設定された第１の温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態から予め設定された第２の温度より低く冷却すると硬化し、再度、前記第１の温度以上に加熱すると前記初期形状に復元する樹脂部で、今回、支持するワークが、前回、支持したワークと等しいか否かを判定する工程と、
前記今回、支持するワークが、前記前回、支持したワークと異なる場合、前記樹脂部を前記第１の温度以上に加熱して前記初期形状とし、前記樹脂部に前記今回、支持するワークを押し付けて当該今回、支持するワークの形状に応じた凹部を形成し、前記樹脂部の凹部に前記今回、支持するワークを嵌め込んだ状態で、前記樹脂部で前記今回、支持するワークを支持する工程と、
を備える。
これにより、支持するワークが変わる度に、樹脂部を第１の温度以上に加熱して初期形状とし、初期形状とした樹脂部にワークを押し付けることで、樹脂部をワークの形状に応じた形状に形成することができる。そのため、各々のワークの形状に対応したマテリアルハンドリングを用意しなくても、複数種類のワークを支持することができ、高い汎用性を有する。

上述のワークの支持方法において、前記今回、支持するワークが、前記前回、支持したワークと等しい場合、前記樹脂部を加熱せず、前記樹脂部の凹部に前記今回、支持するワークを嵌め込む工程を備えることが好ましい。

本発明によれば、複数種類のワークに対応可能な高い汎用性を有するワークの支持装置、支持方法及びロボットアームを実現できる。

実施の形態１のロボットアームの構成を模式的に示す図である。実施の形態１のロボットアームのマテリアルハンドリングを模式的に示す断面図である。実施の形態１のロボットアームを用いてボデーを搬送する手順を示すフローチャート図である。実施の形態１の樹脂部の初期形状を模式的に示す側面図である。実施の形態１の樹脂部にボデーの形状が転写された状態を模式的に示す側面図である。実施の形態１の樹脂部でボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。実施の形態１の樹脂部で図６と異なる孔位置のボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。実施の形態１の樹脂部でボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。実施の形態１の樹脂部で図８と異なる孔形状のボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。実施の形態２のマテリアルハンドリングを模式的に示す平面図である。実施の形態２のマテリアルハンドリングを模式的に示す側面図である。実施の形態２のマテリアルハンドリングを模式的に示す正面図である。図１２のXIII－XIII断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態のロボットアームの構成を簡単に説明する。図１は、本実施の形態のロボットアームの構成を模式的に示す図である。ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いて説明する。

ロボットアーム１は、例えば、生産ラインにおいてボデーなどのワークを搬送する際に用いられる。但し、ロボットアーム１の用途は、特に限定されない。ロボットアーム１は、図１に示すように、ロボットアーム本体２及び支持装置３を備えている。ロボットアーム本体２は、例えば、多関節ロボットアームである。支持装置３は、ボデーなどのワークを支持するべく、マテリアルハンドリング４及び制御盤５を備えている。

図２は、本実施の形態のロボットアームのマテリアルハンドリングを模式的に示す断面図である。マテリアルハンドリング４は、図１に示すように、ロボットアーム本体２の先端部に接続されている。そして、マテリアルハンドリング４は、図２に示すように、ベース部６、樹脂部７、温度調整部８、熱伝達部９及び温度検出部１０を備えている。

ベース部６は、ロボットアーム本体２の先端部に接続されている。ベース部６は、例えば、鉄製である。樹脂部７は、ワークを支持する。樹脂部７は、例えば、当該樹脂部７のＺ軸＋側の面にワークの支持面を備えた板状部材であり、詳細は後述するが、支持するワークの形状に応じた凹部が形成される。

なお、樹脂部７のＺ軸＋側の面は、ワークのＺ軸－側の端部の一部を支持可能な形状でもよく、ワークのＺ軸－側の端部の全部を支持可能な形状でもよい。要するに、樹脂部７は、ワークをＺ軸－側から支持可能な形状であればよい。樹脂部７は、ベース部６のＺ軸＋側の面に載置されている。

このような樹脂部７は、ポリマー樹脂などの形状記憶樹脂から成る。そのため、樹脂部７は、初期形状で予め設定された第１の温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態から予め設定された第２の温度より低く冷却すると硬化し、再度、第１の温度以上に加熱すると初期形状に復元しつつ軟化する。

温度調整部８は、樹脂部７の温度を調整する。温度調整部８は、冷却器８ａ及び加熱器８ｂを備えている。冷却器８ａは、樹脂部７を冷却する。冷却器８ａは、例えば、ベース部６に形成された冷却路８ｃ及びポンプ（図示を省略）を備えており、当該冷却路８ｃの内部に冷却媒体として気体や液体が流れる構成とされている。これにより、ポンプを介して冷却路８ｃの内部に冷却媒体を流すと、ベース部６を介して樹脂部７が冷却される。

加熱器８ｂは、樹脂部７を加熱する。加熱器８ｂは、例えば、ベース部６の内部に埋設されたヒータを備えている。これにより、ヒータに通電して当該ヒータを加熱すると、ベース部６を介して樹脂部７が加熱される。

このような冷却器８ａの冷却路８ｃ及び加熱器８ｂのヒータは、Ｚ軸方向から見て、樹脂部７の全域を冷却又は加熱できるように、配置されていればよい。

熱伝達部９は、樹脂部７の内部まで冷却及び加熱されるように当該樹脂部７を囲む。熱伝達部９は、例えば、ベース部６に比べて熱伝導率が高い材料の一種である銅などで構成されており、嵌入部９ａ、側壁部９ｂ及び底部９ｃを備えている。嵌入部９ａは、側壁部９ｂの内部に形成されており、樹脂部７が嵌め込まれている。このように嵌入部９ａに嵌め込まれた樹脂部７のＺ軸＋側の面は、熱伝達部９から露出している。

側壁部９ｂは、樹脂部７の側面と面接触するように当該樹脂部７の側面を覆う。なお、側壁部９ｂは、樹脂部７の全ての側面を覆っていてもよく、樹脂部７の一部の側面を覆っていてもよい。要するに、樹脂部７の内部まで冷却及び加熱されるように、側壁部９ｂは配置されていればよい。

底部９ｃは、樹脂部７のＺ軸－側の面と面接触するように当該樹脂部７のＺ軸－側の面を覆う。底部９ｃは、側壁部９ｂのＺ軸－側の端部と連続している。このような熱伝達部９は、ベース部６のＺ軸＋側の面に固定されている。これにより、樹脂部７は、熱伝達部９を介して温度調整部８によって加熱及び冷却される。

温度検出部１０は、樹脂部７の温度を検出し、検出結果を制御盤５に出力する。温度検出部１０は、例えば、プローブ式の温度計であり、熱伝達部９の側壁部９ｂに固定されている。そして、温度検出部１０のプローブは、側壁部９ｂに形成された貫通孔（図示を省略）に通され、当該プローブの先端部が樹脂部７に接触している。但し、温度検出部１０は、プローブ式の温度計に限らず、樹脂部７の温度を検出することができる構成の温度計であればよい。

制御盤５は、データ格納部５ａ及び制御部５ｂを備えている。データ格納部５ａは、樹脂部７が支持するワークの種類、形状及び搬送先などの固有データを格納している。制御部５ｂは、詳細は後述するが、ワークの固有データに基づいて、今回、樹脂部７で支持するワークが、前回、樹脂部７で支持したワークと等しいか否かを判定し、判定結果に基づいて、温度調整部８の冷却器８ａのポンプや加熱器８ｂを制御する。また、制御部５ｂは、ロボットアーム本体２を制御する。

但し、本実施の形態のロボットアーム１は、温度調整部８及びロボットアーム本体２を制御するために制御盤５を併用しているが、ロボットアーム本体２を制御するための制御盤を別途、備えていてもよい。

次に、本実施の形態のロボットアーム１を用いてワークを搬送する手順を説明する。本実施の形態では、ワークとして車両のボデーを搬送するものとし、ロボットアーム１を用いてボデーを搬送する工程内で、ボデーの支持方法（支持工程）が実施される。ここで、樹脂部７の初期形状では、樹脂部７のＺ軸＋側の面が略平坦であるとする。また、ロボットアーム１は、予め設定された受け渡し部に搬送されたワークを支持するものとする。

図３は、本実施の形態のロボットアームを用いてボデーを搬送する手順を示すフローチャート図である。図４は、本実施の形態の樹脂部の初期形状を模式的に示す側面図である。図５は、本実施の形態の樹脂部にボデーの形状が転写された状態を模式的に示す側面図である。なお、図４及び図５では、ボデーの一部を簡略化して示しており、ボデーの形状を忠実に示していない。

先ず、制御部５ｂは、データ格納部５ａから、今回、樹脂部７で支持するボデー１１の固有データを取得する（Ｓ１）。詳細には、例えば、ボデー１１の固有データは、車種、ボデー１１の形状及び搬送先などを示すデータであり、データ格納部５ａに格納されている。そのため、制御部５ｂは、データ格納部５ａからボデー１１の固有データを読み出すことで、今回、樹脂部７で支持するボデー１１の固有データを取得することができる。

次に、制御部５ｂは、今回、樹脂部７で支持するボデー１１が、前回、樹脂部７で支持したボデー１１と等しいか否かを判定する（Ｓ２）。詳細には、制御部５ｂは、例えば、データ格納部５ａから、前回、樹脂部７で支持したボデー１１の固有データを取得し、今回、樹脂部７で支持するボデー１１の固有データが示す車種及び前回、樹脂部７で支持したボデー１１の固有データが示す車種に基づいて、今回、樹脂部７で支持するボデー１１が、前回、樹脂部７で支持したボデー１１と等しいか否かを判定する。

次に、制御部５ｂは、今回、樹脂部７で支持するボデー１１が、前回、樹脂部７で支持したボデー１１と異なる場合（Ｓ２のＮＯ）、温度調整部８を制御して樹脂部７を加熱する（Ｓ３）。詳細には、制御部５ｂは、温度検出部１０の検出結果に基づいて、温度調整部８の加熱器８ｂを制御し、ベース部６及び熱伝達部９を介して樹脂部７を第１の温度（例えば、４５℃）以上に加熱する。

このとき、樹脂部７は、前回、支持したボデー１１のＺ軸－側の端部の形状に対応する凹部が形成されているが、第１の温度以上に加熱されると、図４に示すように、樹脂部７のＺ軸＋側の面が略平坦である初期形状に復元すると共に軟化する。

次に、制御部５ｂは、温度調整部８の加熱器８ｂを制御しつつ、樹脂部７で今回、支持するボデー１１を受けるようにロボットアーム本体２を制御する（Ｓ４）。詳細には、制御部５ｂは、ボデー１１に対してＺ軸－側からマテリアルハンドリング４が近づくようにロボットアーム本体２を制御し、樹脂部７のＺ軸＋側の面にボデー１１のＺ軸－側の端部を接触させて所定の深さ押し込む。

このとき、樹脂部７は、上述のように第１の温度以上に加熱されているので軟化しており、図５に示すように、樹脂部７のＺ軸＋側の面にボデー１１のＺ軸－側の端部の形状が転写される。つまり、樹脂部７のＺ軸＋側の面には、今回、支持するボデー１１のＺ軸－側の端部の形状に応じた凹部７ａが形成される。なお、樹脂部７のＺ軸＋側の面に凹部７ａを形成する際に、熱伝達部９の側壁部９ｂにボデー１１が接触しないように、側壁部９ｂは形成されているとよい。

ここで、制御部５ｂは、樹脂部７のＺ軸＋側の面にボデー１１のＺ軸－側の端部の形状を転写した際のロボットアーム本体２の各関節の座標データなどをデータ格納部５ａに出力するとよい。ロボットアーム本体２の各関節の座標データは、例えば、各関節のモータに設けられたエンコーダの検出結果などに基づいて、導き出すことができる。データ格納部５ａは、固有データに加えて、ロボットアーム本体２の各関節の座標データを格納する。なお、座標データは、例えば、今回、樹脂部７で支持するボデー１１が、前回、樹脂部７で支持したボデー１１と異なる場合、データ格納部５ａから削除するとよい。

次に、制御部５ｂは、樹脂部７を冷却させるために温度調整部８の冷却器８ａのポンプを制御する（Ｓ５）。詳細には、制御部５ｂは、ボデー１１のＺ軸－側の端部が樹脂部７のＺ軸＋側の面に所定の深さ押し込まれた状態を維持するようにロボットアーム本体２を制御しつつ、温度検出部１０の検出結果に基づいて、温度調整部８の冷却器８ａのポンプを制御し、ベース部６及び熱伝達部９を介して樹脂部７を第２の温度（例えば、２５℃）より低く冷却する。これにより、樹脂部７のＺ軸＋側の面にボデー１１のＺ軸－側の端部の形状に応じた凹部７ａが形成された状態で、樹脂部７が硬化する。

次に、制御部５ｂは、ボデー１１を搬送するためにロボットアーム本体２を制御する（Ｓ６）。詳細には、Ｓ５の工程で、既にボデー１１は凹部７ａに嵌め込まれて樹脂部７によって支持された状態であるので、制御部５ｂは、ロボットアーム本体２を制御して、ボデー１１を予め設定された搬送先に搬送する。その後、ボデー１１に対してマテリアルハンドリング４をＺ軸－側に移動するように、制御部５ｂがロボットアーム本体２を制御すると、ロボットアーム１は新たなボデー１１を支持可能な状態になる。

一方、制御部５ｂは、今回、樹脂部７で支持するボデー１１が、前回、樹脂部７で支持したボデー１１と等しい場合（Ｓ２のＹＥＳ）、樹脂部７に既に形成された凹部７ａを利用してボデー１１を支持して搬送する（Ｓ７）。

詳細には、制御部５ｂは、データ格納部５ａからロボットアーム本体２の各関節の座標データを取得する。ロボットアーム本体２の各関節の座標データは、支持するボデー１１の形状を樹脂部７に転写した際のロボットアーム本体２の各関節の座標データである。そのため、制御部５ｂが取得した座標データに基づいて、ロボットアーム本体２を制御すると、樹脂部７の凹部７ａにボデー１１を良好に嵌め込んで支持することができる。

そして、樹脂部７の凹部７ａにボデー１１が嵌め込まれた状態で、制御部５ｂは、ロボットアーム本体２を制御して、ボデー１１を予め設定された搬送先に搬送する。

このように本実施の形態のワークの支持装置３、支持方法及びロボットアーム１は、初期形状で第１の温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態から第２の温度より低く冷却すると硬化し、再度、第１の温度以上に加熱すると初期形状に復元しつつ軟化する樹脂部７によってワークを支持する。

これにより、支持するワークが変わる度に、樹脂部７を第１の温度以上に加熱して初期形状とし、初期形状とした樹脂部７にワークを押し付けることで、樹脂部７をワークの形状に応じた形状に形成することができる。そのため、本実施の形態のワークの支持装置３、支持方法及びロボットアーム１は、マテリアルハンドリング４を交換することなく、複数種類のワークを支持することができ、高い汎用性を有する。

ここで、一般的には、ボデーの所定の位置を受ける受けゴマやボデーに形成された孔に挿入される受けピンをマテリアルハンドリングの治具に取り付け、受けゴマや受けピンを用いてボデーを支持していた。そのため、支持するボデーの変更に伴ってボデーの孔位置や孔形状などが変わると、その都度、受けゴマや受けピンを交換する必要がある。その際に、受けゴマや受けピンは、マテリアルハンドリングの治具に精度良く取り付ける必要がある。そのため、受けゴマや受けピンの交換作業が繁雑で、しかも、交換時間が嵩んでボデーの搬送効率が低い課題を有していた。

図６は、本実施の形態の樹脂部でボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。図７は、本実施の形態の樹脂部で図６と異なる孔位置のボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。図８は、本実施の形態の樹脂部でボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。図９は、本実施の形態の樹脂部で図８と異なる孔形状のボデーを支持した状態を模式的に示す側面図である。なお、図６乃至図９では、ボデーの一部を簡略化して示しており、ボデーの形状を忠実に示していない。

図６及び図７に示すように、本実施の形態では、支持するボデー１１の孔１１ａの位置に応じて、適宜、樹脂部７の形状を変化させて、支持するボデー１１の変更に対応することができる。また、図８及び図９に示すように、本実施の形態では、ボデー１１の孔１１ａの形状に応じて、適宜、樹脂部７の形状を変化させて、支持するボデー１１の変更に対応することができる。

そのため、複数種類のボデー１１が混在する生産ラインにおいて、本実施の形態のワークの支持装置３、支持方法及びロボットアーム１を用いると、一般的なボデーの支持方法に比べて、受けゴマや受けピンの交換作業を省略でき、ボデー１１の搬送効率を向上させることができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態のロボットハンドは、実施の形態１のロボットアーム１に対して、マテリアルハンドリングの構成を工夫している。ここで、本実施の形態のロボットハンドは、実施の形態１のロボットアーム１と略等しい構成とされており、マテリアルハンドリングの構成のみが異なるので、以下の説明では、重複する説明を省略するために、マテリアルハンドリングの構成のみを説明する。

図１０は、本実施の形態のマテリアルハンドリングを模式的に示す平面図である。図１１は、本実施の形態のマテリアルハンドリングを模式的に示す側面図である。図１２は、本実施の形態のマテリアルハンドリングを模式的に示す正面図である。図１３は、図１２のXIII－XIII断面図である。なお、図１０乃至図１３では、温度調整部を省略して示している。

本実施の形態のマテリアルハンドリングは、樹脂部の内部まで加熱及び冷却し易い構成とされている。詳細には、マテリアルハンドリング２１は、ベース部２２、アダプター部２３、熱伝達部２４及び樹脂部２５を備えている。

ベース部２２は、図１０乃至図１２に示すように、Ｚ軸方向から見て、略門形状に形成されており、Ｘ軸方向に延在する基部２２ａ、基部２２ａのＸ軸＋側の端部からＹ軸－方向に突出する第１の突出部２２ｂ、及び基部２２ａのＸ軸－側の端部からＹ軸－方向に突出する第２の突出部２２ｃを備えている。

第１の突出部２２ｂ及び第２の突出部２２ｃのＹ軸方向の長さは、ワークのＹ軸方向の幅寸法（例えば、ボデーの幅寸法）より長く設定されている。また、第１の突出部２２ｂと第２の突出部２２ｃとのＸ軸方向の間隔は、ワークのＸ軸方向の長さ（例えば、ボデーの長さ）より短く設定されている。このようなベース部２２は、例えば、鉄製である。

アダプター部２３は、図１０及び図１１に示すように、ベース部２２の第１の突出部２２ｂ（第２の突出部２２ｃ）のＹ軸方向の長さと略等しい長さを有し、例えば、アルミニウム製である。そして、アダプター部２３は、図１２及び図１３に示すように、第１の凹部２３ａ及び第２の凹部２３ｂを備えている。

第１の凹部２３ａは、図１３に示すように、アダプター部２３のＺ軸－側の面に形成されており、Ｚ軸－側に開口部を有する。そして、第１の凹部２３ａは、Ｙ軸方向に延在している。このような第１の凹部２３ａがベース部２２の各々の第１の突出部２２ｂ、第２の突出部２２ｃのＺ軸＋側の端部に嵌め込まれることで、アダプター部２３はベース部２２に固定されている。

第２の凹部２３ｂは、図１２及び図１３に示すように、アダプター部２３のＺ軸＋側の面に形成されており、Ｚ軸＋側に開口部を有する。そして、第２の凹部２３ｂは、Ｙ軸方向に延在している。このような第２の凹部２３ｂは、樹脂部２５のＺ軸方向の高さに比べて浅く設定されており、樹脂部２５のＺ軸－側の部分と対応する形状とされている。例えば、第２の凹部２３ｂのＸＺ断面形状は、略矩形状に形成されている。

このようなアダプター部２３には、図１３に示すように、冷却パイプ２６及びヒータ２７が設けられている。冷却パイプ２６は、実施の形態１の冷却路８ｃと同様に、当該冷却パイプ２６の内部に冷却媒体が通される。冷却パイプ２６は、Ｙ軸方向に延在するように第２の凹部２３ｂのＺ軸－側の面（底面）に形成された溝２３ｃの内部に配置されている。これにより、冷却パイプ２６は、第２の凹部２３ｂの底面近傍に配置されている。このとき、例えば、冷却パイプ２６は、Ｘ軸方向で間隔を開けて配置するとよい。但し、冷却パイプ２６は、第２の凹部２３ｂの底面近傍に配置されていればよい。

ヒータ２７は、図１３に示すように、Ｙ軸方向に延在するように第２の凹部２３ｂの底面に形成された溝２３ｄの内部に配置されている。これにより、ヒータ２７も、第２の凹部２３ｂの底面近傍に配置されている。このとき、例えば、溝２３ｄの上段にヒータ本体を配置し、溝２３ｄの下段に配線を配置すればよい。また、例えば、ヒータ２７は、冷却パイプ２６の間に配置するとよい。但し、ヒータ２７も、第２の凹部２３ｂの底面近傍に配置されていればよい。

熱伝達部２４は、図１３に示すように、アダプター部２３の第２の凹部２３ｂの周面に沿うように当該第２の凹部２３ｂに嵌め込まれている。熱伝達部２４は、ベース部２２やアダプター部２３に比べて熱伝導率の高い材料で構成されており、アダプター部２３の第２の凹部２３ｂの周面に沿うように折り曲げられている。例えば、熱伝達部２４は、溝形に折り曲げられた銅製の板状部材である。熱伝達部２４は、図１０に示すように、アダプター部２３の第２の凹部２３ｂのＹ軸方向の長さと略等しい長さを有する。これにより、熱伝達部２４は、アダプター部２３の第２の凹部２３ｂの周面全域を覆っている。

樹脂部２５は、実施の形態１の樹脂部７と同様に、ポリマー樹脂などの形状記憶樹脂から成る。樹脂部２５は、図１０及び図１１に示すように、長尺のブロック状に形成されており、アダプター部２３の第２の凹部２３ｂのＹ軸方向の長さと略等しい長さを有する。例えば、樹脂部２５は、略矩形ブロック状に形成されている。このような樹脂部２５は、図１２及び図１３に示すように、熱伝達部２４の内部に嵌め込まれている。これにより、樹脂部２５は、熱伝達部２４を介してアダプター部２３に固定されている。

このような構成により、冷却パイプ２６の内部に冷却媒体を流すと、熱伝達部２４を介して樹脂部２５を冷却することができる。また、ヒータ２７に通電して当該ヒータ２７を加熱すると、熱伝達部２４を介して樹脂部２５を加熱することができる。そのため、本実施の形態のワークの支持装置、支持方法及びロボットハンドも、マテリアルハンドリング２１を交換することなく、複数種類のワークを支持することができ、高い汎用性を有する。

しかも、樹脂部２５のＹ軸方向の長さは、ワークのＹ軸方向の幅寸法に対して長いので、樹脂部２５にワークを押し付けて当該樹脂部２５にワークのＺ軸－側の端部の形状を転写する際に、ロボットアーム本体２の制御が容易である。

また、Ｚ軸方向から見て、ベース部２２の第１の突出部２２ｂと第２の突出部２２ｃとを跨ぐように樹脂部を配置した場合に比べて、樹脂部２５のＸ軸方向の厚さが薄く、樹脂部２５の内部まで加熱及び冷却し易い。そのため、ワークの形状を樹脂部２５に精度良く転写することができる。

ここで、樹脂部２５のＸ軸方向の厚さは、熱伝達部２４による樹脂部２５のＸ軸＋側の面からの加熱と、熱伝達部２４による樹脂部２５のＸ軸－側の面からの加熱と、により、樹脂部２５の内部まで略均等に加熱されるように設定されるとよい。これにより、ワークの形状を樹脂部２５により精度良く転写することができる。

また、樹脂部２５は、図１３に示すように、樹脂部２５を軽量化するために、肉抜き部２５ａが形成されているとよい。これにより、マテリアルハンドリング２１を軽量化することができ、当該マテリアルハンドリング２１が接続されるロボットアーム本体２を小型化することができる。

なお、本実施の形態の樹脂部２５は、アダプター部２３の第２の凹部２３ｂの内部でＹ軸方向に連続しているが、複数に分断されていてもよい。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上記実施の形態では、ワークとしてボデーを支持しているが、支持する部材は特に限定されない。

上記実施の形態では、熱伝達部を介して樹脂部を加熱及び冷却しているが、熱伝達部を省略してもよい。

上記実施の形態では、ワークの支持装置をロボットアームに用いているが、ワークの搬送台車や搬送ハンガーなどに用いてもよい。

上記実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ロボットアーム
２ロボットアーム本体
３ワークの支持装置
４マテリアルハンドリング
５制御盤
５ａデータ格納部
５ｂ制御部
６ベース部
７樹脂部、７ａ凹部
８温度調整部、８ａ冷却器、８ｂ加熱器、８ｃ冷却路
９熱伝達部、９ａ嵌入部、９ｂ側壁部、９ｃ底部
１０温度検出部
１１ボデー、１１ａボデーの孔
２１マテリアルハンドリング
２２ベース部、２２ａ基部、２２ｂ第１の突出部、２２ｃ第２の突出部
２３アダプター部、２３ａ第１の凹部、２３ｂ第２の凹部、２３ｃ、２３ｄ溝
２４熱伝達部
２５樹脂部、２５ａ肉抜き部
２６冷却パイプ
２７ヒータ

Claims

ワークを支持する装置であって、
初期形状で予め設定された第１の温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態から予め設定された第２の温度より低く冷却すると硬化し、再度、前記第１の温度以上に加熱すると前記初期形状に復元しつつ軟化する、前記ワークを支持する樹脂部と、
前記樹脂部の温度を調整する温度調整部と、
前記温度調整部を制御する制御部と、
を備え、
前記樹脂部には、肉抜き部が形成されている、ワークの支持装置。
前記ワークの種類及び形状を示す固有データが格納されるデータ格納部を備え、
前記制御部は、今回、支持するワークが、前回、支持したワークと等しい場合、前記温度調整部によって前記樹脂部を加熱せず、前記今回、支持するワークが、前記前回、支持したワークと異なる場合、前記温度調整部を制御して前記樹脂部を、前記第１の温度以上に加熱して前記初期形状とする、請求項１に記載のワークの支持装置。
請求項１又は２に記載のワークの支持装置を備える、ロボットアーム。
ワークを支持する方法であって、
初期形状で予め設定された第１の温度以上に加熱すると軟化し、軟化した状態から予め設定された第２の温度より低く冷却すると硬化し、再度、前記第１の温度以上に加熱すると前記初期形状に復元しつつ軟化する、肉抜き部が形成された樹脂部で、今回、支持するワークが、前回、支持したワークと等しいか否かを判定する工程と、
前記今回、支持するワークが、前記前回、支持したワークと異なる場合、前記樹脂部を前記第１の温度以上に加熱して前記初期形状とし、前記樹脂部に前記今回、支持するワークを押し付けて当該今回、支持するワークの形状に応じた凹部を形成し、前記樹脂部の凹部に前記今回、支持するワークを嵌め込んだ状態で、前記樹脂部で前記今回、支持するワークを支持する工程と、
を備える、ワークの支持方法。
前記今回、支持するワークが、前記前回、支持したワークと等しい場合、前記樹脂部を加熱せず、前記樹脂部の凹部に前記今回、支持するワークを嵌め込んで、前記樹脂部で前記今回、支持するワークを支持する工程を備える、請求項４に記載のワークの支持方法。