JPH01109091A - ロボツトハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、上面に機能表面部分と機能を有しないマー
ジン部分とを有した物品を移送するためのロボットハン
ドに関する。

［従来の技術］ 従来、物品を把持して、所定の組立位置まで移送する装
置、即ち、ロボットハンドとして、物品の上面を吸着具
により吸着して移送する方式や、物品を複数の指部材で
側方から挟み込んで保持した上で移送する方式が知られ
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ ここで、この物品が、光学系のレンズであり、ロボット
ハンドによりこのレンズを鏡胴内に収納する場合には、
上述した移送方式を採用すると以下のような問題点が生
じることになる。

即ち、物品を複数の指部材で側方から挟み込んで保持し
て移送する方式においては、確かに、物品を確実に把持
することが出来、移送動作自体に問題は無いが、これら
の指部材により把持されたレンズを鏡胴に収納する際に
おいては、把持している指部材自身が邪魔となり、この
収納動作を困難とする問題が生じることになる。

一方、上述した問題は、物品の上面を吸着具により吸着
して移送する方式により解決出来るものであるが、この
場合には、光学系の機能表面部分として規定されるレン
ズの中心部分を吸着パッド等により直接接触した状態で
吸引することになるので、この機能表面部分の研磨面が
損傷する虞が有る問題が生じることになる。

この発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、こ
の発明の目的は、物品の機能表面部分に直接接触しない
状態において、物品を確実に吸引しつつ、自由に収納す
べく移送することの出来るロボットハンドを提供するこ
とである。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決し、目的を達成するため、この発
明に係わるロボットハンドは、上面に機能表面部分と機
能を有しないマージン部分とを有した物品を移送するた
めのロボットハンドにおいて、上下動及び側方に８動可
能に設けられたハンド本体と、このハンド本体に取り付
けられ、移送される物品のマージン部分に上方より当接
する複数の規制片と、前記ハンド本体に上下方向に沿っ
て８動に取り付けられ、前記規制片が物品のマージン部
分に上方より当接した状態において、この物品の略中心
部の、所定の間隙を置いた上方まで下降される吸引部材
と、この吸引部材を上下動させる駆動手段と、この吸引
部材に接続され、前記物品な負圧により吸引するための
ポンプ手段と、このポンプ手段により発生した負圧を検
出する圧力検出手段とを具備し、この圧力検出手段によ
り検出した負圧が、前記物品の吸引するに充分な所定の
値に達した時点で、前記駆動手段による吸引部材の下降
動作は停止される事を特徴としている。

［作用］ 以上のように構成されるロボットハンドにおいては、先
ず、規制片が物品のマージン部分に上方から近接する。

この近接した状態において、ポンプ手段によりその開口
下端に負圧を生じている吸引部材が、駆動手段を介して
物品の略中心部の上方まで下降されることになる。この
下降途中において、圧力検出手段により検出された負圧
が所定の値に達した時点で、駆動手段による吸引部材の
下降動作は停止される。このように下降動作が停止され
た状態で、物品は吸引部材に向けて負圧により付勢され
ることになる。このようにして、物品は持ち上げられた
規制片に下方から当接して、結局、ロボットハンドに吸
着されることになる。

このようにして、物品はロボットハンドに吸引され、こ
のロボットハンドの８勤に応じて自由に移送されること
になる。

［実施例］ 以下に、この発明に係わるロボットハンドの一実施例の
構成を添付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図に示すように、このロボットハンド１０は、図示
しないロボットアームの下端に、吸着する物品の種類に
応じて取り変え可能に取着されるものであり、この一実
施例においては、物品として光学系のレンズ１２を吸引
して移送するために設けられている。ここで、この光学
レンズ１２は、その中央部を精密に研磨された状態の光
学機能面として規定され、この光学機能面以外の外周縁
は、マージン部分として、光学系に関与する機能を有さ
ない部分として規定されている。

このロボットハンド１０は、図示するように、ロボット
アームの下端に着脱自在に取着されるハンド本体１４を
備えている。このハンド本体１４は、上下方向に沿って
延出した状態で、上下両端が開放された中空円筒状に形
成され、その上端には、これと同軸に平歯車１６が、ま
た、下端には、これと同軸に傘歯車１８が、夫々ハンド
本体１４に対して回転自在に取り付けられている。また
、このハンド本体１４の周壁には、上下方向に沿って延
出した状態で、長溝２０が形成されている。

一方、上述した平歯車１６の中心部には、透孔が形成さ
れ、この透孔の内周面には、図示していないが、雌ねじ
溝が螺刻されている。この雌ねじ溝に螺合する雄ねじ部
２２を上部に一体に備えた状態で、吸引部材としての吸
引管２４が、ハンド本体１４内を上下方向に突出して装
着されている。この吸引管２４の周壁には、前述した長
溝２０に挿通される係合ビン２６が、半径方向外方に突
出した状態で一体に形成されている。このような吸引管
２４の構成により、平歯車１６が回転駆動されることに
より、係合ピン２６と長溝２０との係合を介して、吸引
管２４は、ハンド本体１４内を上下動することになる。

尚、この吸引管２４の上端は、チューブ２８を介して吸
引ポンプ３０に接続されている。このようにして、吸引
ポンプ３０が起動することに応じて、吸引管２４の下端
開口は、吸引動作することになり、これに近接する物品
を、負圧により吸引することになる。

一方、上述したハンド本体１４の上部の外周面には、半
径方向外方に向けて、３本のアングル部材３２，３４．
３６が一体に取り付けられている。これらアングル部材
３２，３４．３６は、周方向に沿って等間隔に配設され
ており、夫々の先端には、下方に折曲された折曲片３８
，４０゜４２が一体に形成されている。各折曲片３８゜
４０．４２とハンド本体１４との間には、半径方向に沿
って延出し、かつ上下に離間した状態で、一対のガイド
ロッド４４ａＨ４４ｂ、４６ａ；４６ｂ、４８ａ；４８
ｂが夫々架は渡されている。

また、各アングル部材３２，３４．３６には、対応する
ガイドロッド４４ａＨ４４ｂ、４６ａ；４６ｂ、４８ａ
Ｈ４８ｂの間に位置した状態で、半径方向に沿って延出
してねじ締５０，５２゜５４が配設されている。各ねじ
締５０，５２゜５４の外方端部は、対応する折曲片３Ｂ
、４０゜４２に回転自在に支持されており、また、その
内方端部には、前述した傘歯車１８に噛合する小傘歯車
５６．５８．６０が同軸に、且つ一体に取り付けられて
いる。尚、小傘歯車６０は、第１図においては、ハンド
本体１４の陰になり、示されていない。

ここで、各アングル部材３２，３４．３６には、対応す
るガイドロッド４４　ａ　；　４４　ｂ　＊４６ａ；４
６ｂ、４８ａ；４８ｂにより、ハンド本体１４の半径方
向に沿って夫々スライド自在にスライドブロック６２，
６４．６６が配設されている。各スライドブロック６２
，６４．６６は、対応するねじ締５０，５２．５４に夫
々螺合しており、このようにして、傘歯車１８が回転駆
動されることによるねじ締５０，５２．５４の回転に応
じて、これらスライドブロック６２，６４゜６６は、半
径方向に沿って同時にスライドすることになる。

このように構成されるスライドブロック６２゜８４．６
６の下面には、垂直に立ち下がった状態で、指部材とし
ての規制片６８．フ０，７２が夫々固着されている。こ
れら規制片８８，７０゜７２は、ハンド本体１４の周囲
において、これと同軸になるよう配設されている。また
、これら規制片６８，７０．７２の下端は、同一高さに
設定されており、物品としての光学レンズ１２の上面の
外周縁に規定されたマージン部分に上方から当接するよ
うになされている。

一方、第１のアングル部材３２の上面には、吸引管２４
を上下動させるための第１の駆動モータ７４が、取付用
ステイア６を介して取り付けられている。この第１の駆
動モータ７４は、下方に向けて駆動軸７４ａを突出して
備えており、この駆動軸７４ａには、前述した平歯車１
６に噛合する駆動平歯車７８が一体回転するように同軸
に固定されている。

また、第３のアングル部材３６の折曲片４２の外側面に
は、スライドブロック６２，６４．６６を半径方向に沿
ってスライドさせるための第２の駆動モータ８０が取着
されている。この駆動モータ８０は、半径方向に沿って
延出した状態で駆動軸を備えており、この駆動軸は、ね
じ締５４に整合した状態で一体回転するように接続され
ている。

ここで、前述した各スライドブロック６２゜８４．８６
の下面には、光学レンズ１２を吸引動作することに先立
って、この光学レンズ１２をロボットハンド１０に対し
て正確に位置決め、即ち、センタリングするためのセン
タリング部材８２．８４．８６が夫々設けられている。

各センタリング部材８２，８４．８６は、対応する規制
片６８，７０．７２の上端であって、対応するスライド
ブロック６２，６４．６６との取り付は部に、枢支ピン
８８を夫々介して、対応するスライドブロック６２，８
４．６６の摺動軌跡を通る垂直面内で回動自在に枢支さ
れている。即　　゛ち、各センタリング部材８２，８４
．８６は、第１図に実線で示すように、対応する規制片
６８゜７０．７２から所定角度だけ外方に離間した待機
位置と、破線で示すように、対応する規制片６８．７０
．７２の外方の側面に当接したセンタリング位置との間
で回動自在に枢支されている。

尚、各センタリング部材Ｂ２，８４．８６は、対応する
規制片６８，７０．７２の下端より、僅かに下方に延出
するように形成されている。

ここで、各センタリング部材８２，８４．８６を待機位
置とセンタリング位置との間で回動駆動するために、エ
アーシリンダ機構９０，９２゜９４が夫々接続されてい
る。各エア−シリンダ機構９０，９２．９４は、対応す
るスライドブロック６２，６４．６６の後端に枢支ピン
９６を介して、対応するセンタリング部材８２，８４．
８６と同一面内で回転自在に枢支された取付片９８゜ｔ
ｏｏ、１０２と、対応する取付片９８゜１００．１’０
２に取り付けられたシリンダ本体１０４．１０８，１０
８と、各シリンダ本体１０４．１０６，１０８に空気圧
に応じて突出・引き込み可能に設けられ、先端が対応す
るセンタリング部材８２，８４．８６に枢着されたピス
トン１１０，１１２，１１４と、各シリンダ本体１０４
．１０６，１０８に圧縮空気を導入するバイブｔｔａ、
ｔｔａ、１２０と、これらパイプ１１６．１１８．１２
０を介して各シリンダ本体１０４．１０６，１０８に圧
縮空気を送るための図示しない圧縮空気発生源とから構
成されている。尚、取付片１００と、シリンダ本体１０
６と、ピストン１１２とは、図面の都合上図示されてい
ない。

尚、上述した吸引ポンプ３０には、詳細は図示していな
いが、吸引管２４による吸引力を検出するために、吸引
管２４の下端開口に発生する負圧状態を検出するための
圧力検出器１２２が取り付けられている。

以上のように構成されるロボットハンド１０を用いて、
光学レンズ１２を吸引して移送する動作を、以下に説明
する。

先ず、移送動作の待機状態においては、ロボットアーム
は、第２図において符合Ａで示す位置に、ロボットハン
ド１０をもたらせている。この待機状態において、セン
タリング部材８２゜８４．８６は、対応する規制片６８
．７０．７２の直外方の待機位置に位置した状態に、ま
た、吸引管２４は上方に持ち上げられた状態に、そして
、各規制片６８．７０．７２は夫々半径方向外方に偏倚
された状態に、夫々もたらされている。

この待機状態から、ロボットが所定の光学レンズ１２を
吸引して、図示しない鏡胴内に装着するよう図示しない
制御装置から指示されると、この光学レンズ１２が載置
された載置ステージＢの上方位置に、ロボットハンド１
０が位置するように、ロボットアームは８動駆動する。

一方、第２の駆動モータ８０が起動して、ねじ締５４を
自身の軸回りに回転駆動する。このねじ締５４の回転に
応じて、スライドブロック６６は、ハンド本体１４の半
径方向に沿って８勤することになる。

ここで、このねじ締５４の回転駆動力は、これの先端に
同軸に固定された傘歯車６０と、ハンド本体１４に回転
自在に取り付けられた傘歯車１８との噛合を介して、傘
歯車１８に伝達されてこれを回転駆動し、この傘歯車１
８の回転により、これに噛合する傘歯車５６．５８を共
に回転駆動することにより、ねじ棒５０，５２が回転す
ることに応じて、他のスライドブロック６２．６４も、
同様に半径方向に沿って８動することになる。

尚、この第２のｗＡｉｌｌｌモータ８０の駆動量、即ち
、各スライドブロック６２，６４．６６の移動量は、各
規制片６８，７０．７２の下端が、吸引しようとする光
学レンズ１２の外周縁部に規定されたマージン部分の上
方に位置し、更に詳細には、各規制片６８，７０．７２
の外側面が、この光学レンズ１２の外周縁に整合する位
置にもたらされるように、吸引しようとする光学レンズ
１２の外径寸法に応じて設定されている。

そして、このロボットハンド１０が、吸引しようとする
光学レンズ１２の上方にもたらされると、ロボットアー
ムは次に下降され、ロボットハンド１０の３木の規制片
６８．７０．７２の下端が、光学レンズ１２の表面に当
接する直前に、その下降動作を停止する。この後、各エ
アーシリンダ機構９０．９２．９４が起動して、対応す
るセンタリング部材８２．８４．８６を待機位置からセ
ンタリング位置に向けて回動駆動する。この結果、光学
レンズ１２の載置位置における中心位置が、ハンド本体
１４の中心位置とずれていた場合であっても、３本のセ
ンタリング部材８２゜８４．８６のセンタリング位置へ
の回動に伴なってハンド本体１４の中心位置と正確に整
合するように寄せられ、所謂センタリング動作が実行さ
れることになる。

このように光学レンズ１２のセンタリングが実行された
時点で、各規制片６８，７０．７２は、光学レンズ１２
のマージン部分の直上方に位置することになる。

この状態から、吸引ポンプ３０が起動して、吸引管２４
による吸引動作が開始されると共に、第１の駆動モータ
７４が起動して、平歯車１６を回転駆動し、吸引管２４
を下降させることになる。

このようにして、吸引管２４の下端開口は、上方から光
学レンズ１２の上面の中心部（光学機能面を含む部分）
に徐々に近接することになる。−方、前述した圧力検出
器１２２による吸引圧力（負圧）の検出動作が開始され
る。

ここで、このように吸引管２４が下降することに応じて
、これの下端開口における負圧発生状態は、徐々に高め
られていくことになる。そして、この圧力検出器１２２
による検出圧力が、最大真空圧の約８０％に至った時点
で、第１の駆動モータフ４の駆動が停止される。ここで
、この最大真空圧は、吸引管２４が光学レンズ１２に密
着した状態において吸引動作を実行した場合に発生する
負圧により規定されるものである。そして、このように
最大真空圧の約８０％に至った時点において、吸引管２
４の下端は、第３図に示すように、光学レンズ１２の上
面から僅か上方に位置する状態に設定されることになる
。

具体的には、この一実施例において、光学レンズ１２の
重さは最大で１００ｇであり、最大真空圧は、約６００
ｍｍＨｇに設定されている。この条件において、８０％
の吸引負圧は、４８０ｍｍＨｇとなり、この吸引負圧が
達成される際の吸引管２４と光学レンズ１２との間隙は
０．０３ｍａ＋となり、この吸引負圧によりもたらされ
る吸引力は約２５０ｇとなる。このようにして、この一
実施例においては、吸引管２４が光学レンズ１２に非接
触の状態で、負圧により光学レンズ１２を吸引して持ち
上げることが可能となる。

このように、吸引管２４の下端が光学レンズ１２の上面
の僅か上方に位置する状態において発生する負圧は、こ
の光学レンズ１２を上方に付勢するに充分な値に設定さ
れており、この結果、この負圧に基づき、光学レンズ１
２は、３本の規制片６８．フ０．フ２の下端に下方から
付勢されて、第４図に示すように、光学レンズ１２はロ
ボットハンド１０に吸引・保持されることになる。

このように光学レンズ１２を吸引・保持したロボットハ
ンド１０は、ロボットアームの上下方向、及び側方向の
移動に伴なって、鏡胴が載置されている場所Ｃの上方位
置まで移送される。このように移送された時点において
は、各エアーシリンダ機構９０，９２．９４の起動が停
止される。

即ち、図示しない圧縮空気発生源からの圧縮空気の導入
が停止され、各ピストン１１０，１１２゜１１４は対応
するシリンダ本体１０４，１０６゜１０８内に引き込ま
れる。この引き込みにより、各センタリング部材８２，
８４．８６は、センタリング位置から外方の待機位置に
回動される。

このように七゛ンタリング部材８２，８４．８６による
センタリング動作が解除された後において、このロボッ
トアームの下降動作により、光学レンズ１２は鏡胴内の
所定位置まで移送されることになる。そして、この所定
位置に移送された状態で、吸引ポンプ３０の駆動が停止
されることにより、この光学レンズ１２はロボットハン
ド１０への吸引状態が解除されて取り外され、鏡胴内に
収納・保持されることになる。

この後、ロボットハンド１０は、前述した待機位置まで
移動され、ここに保持されることにより、一連の光学レ
ンズ１２の移送動作を完了する。

以上詳述したように、この一実施例のロボットハンド１
０によれば、これにより移送される物品としての光学レ
ンズ１２を、光学機能面には非接触の状態で吸引・保持
した状態で移送するようにしている。特に、この光学レ
ンズ１２に接触する規制片６Ｂ、７０．７２は、光学レ
ンズ１２のマージン部分にのみ当接するように設定され
ている。このようにして、この移送に際して、光学レン
ズ１２の光学機能面を傷付ける虞が完全に解消されるこ
とになる。

また、この一実施例のロボットハンド１０によれば、移
送する光学レンズ１２の外周よりも内−側に、これを保
持する部材が存在することになる。

このようにして、この光学レンズ１２を鏡胴内に収納・
保持する動作に際して、何等、この収納・保持動作を損
なうことが無く、良好に行なえるものである。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されること
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、物品として光学
レンズ１２に適用される場合につき説明したが、この発
明は、これに限定されることなく、どのような物品にで
も適用出来、特に、吸着される物品の表面に、接触して
はならない機能表面と、接触しても物品の機能に何等影
響を与えないマージン部分とが有る場合に、有効に適用
されるものである。

また、上述した一実施例においては、規制片は符合６８
，７０．７２で示されるように３本設けられるように説
明したが、これに限定されることなく、その本数は、２
本以上であれば何本でも良い。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係わるロボットハンド
は、上面に機能表面部分と機能を有しないマージン部分
とを有した物品を移送するためのロボットハンドにおい
て、上下動及び側方に移動可能に設けられたハンド本体
と、このハンド本体に取り付けられ、移送される物品の
マージン部分に上方より当接する複数の規制片と、前記
ハンド本体に上下方向に沿って８動に取り付けられ、前
記規制片が物品のマージン部分に上方より当接した状態
において、この物品の略中心部の、所定の間隙を置いた
上方まで下降される吸引部材と、この吸引部材を上下動
させる駆動手段と、この吸引部材に接続され、前記物品
を負圧により吸引するためのポンプ手段と、このポンプ
手段により発生した負圧を検出する圧力検出手段とを具
備し、この圧力検出手段により検出した負圧が、前記物
品の吸引するに充分な所定の値に達した時点で、前記駆
動手段による吸引部材の下降動作は停止される事を特徴
としている。

従って、物品の機能表面部分に直接接触しない状態にお
いて、物品を確実に吸引しつつ、自由に収納すべく移送
することの出来るロボットハンドが提供されることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるロボットハンドの一実施例の
構成を示す斜視図； 第２図は第１図に示すロボットハンドの動作位置を概略
的に示す正面図： 第３図は各規制片が光学レンズのマージン部分に上方か
ら近接した状態を示す正面図；そして、第４図は吸引管
が下降して光学レンズに近接し、この光学レンズが吸引
されて各規制片に下方から当接している状態を示す正面
図である。 図中、１０・・・ロボットハンド、１２・・・光学レン
ズ、１４・・・ハンド本体、１６・・・平歯車、ｔａ−
・・傘歯車、２０−・・長溝、２２・・・雄ねじ部、２
４−・・吸引管、２６・・・係合ビン、２８・・・チュ
ーブ、３０・・・吸引ポンプ、３２；３４；３６・・・
アングル部材、３８　、４０　、４２　・・・折曲片、
４４ａ　；　４４ｂ　：４６ａ　；　４６ｂ　：　４８
ａ　；　４８ｂ・−・ガイドロッド、５０；５２；５４
・・・ねじ棒、５６　；　５８　；６０−・・傘歯車、
６２．６４．６６・・・スライドブロック、６Ｂ、７０
．７２・・・規制片、７４・・・第１の駆動モータ、７
４ａ・・・駆動軸、７６−・・取付用ステイ、７８・・
・平歯車、８０・・・第２の駆動モータ、８２；８４；
８６・・・センタリング部材、８８・・・枢支ビン、９
０；９２；９４・・・エアーシリンダ機構９６・・・枢
支ビン、９８；１００：１０２・・・取付片、１０４；
１０６；１０８・・・シリンダ本体、１１０．１１２；
１１４・・・ピストン、１１６；１１８；１２０−・・
パイプ、１２２・・・圧力検出器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上面に機能表面部分と機能を有しないマージン部
   分とを有した物品を移送するためのロボットハンドにお
   いて、 上下動及び側方に移動可能に設けられたハンド本体と、 このハンド本体に取り付けられ、移送される物品のマー
   ジン部分に上方より当接する複数の規制片と、 前記ハンド本体に上下方向に沿つて移動に取り付けられ
   、前記規制片が物品のマージン部分に上方より当接した
   状態において、この物品の略中心部の、所定の間隙を置
   いた上方まで下降される吸引部材と、 この吸引部材を上下動させる駆動手段と、 この吸引部材に接続され、前記物品を負圧により吸引す
   るためのポンプ手段と、 このポンプ手段により発生した負圧を検出する圧力検出
   手段とを具備し、 この圧力検出手段により検出した負圧が、前記物品の吸
   引するに充分な所定の値に達した時点で、前記駆動手段
   による吸引部材の下降動作は停止される事を特徴とする
   ロボットハンド。
2. （２）前記所定の値は、最大真空圧の約８０％に設定さ
   れている事を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   ロボットハンド。