JPH0457693A

JPH0457693A - ロボットハンド

Info

Publication number: JPH0457693A
Application number: JP16540490A
Authority: JP
Inventors: Tadao Karasawa; 唐澤　忠夫; Itaru Akaha; 赤羽　至; Naohiko Kawamata; 川俣　尚彦; Hiroshi Takasugi; 高杉　宏
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1992-02-25
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JP2716046B2

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〕本発明は組立部品等の搬送物を把持しつつ所定位置に搬
送する場合に使用するロボットハンドに関する。

［従来の技術〕ロボットハンドの従来技術としては、搬送物品を光学系
のレンズとするロボットハンドが特開平１１０９０９０
号公報によって開示されている。

同公報所載のロボットハンドは、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の移送を目
的とするもので、前記マージン部分に当接する複数の規
制片と前記機能面に対して所定間隔を置いた位置まで下
降し得る吸引部材とこの吸引部材を介して前記物品を１
引するポンプ手段を備えて成るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前記公報所載のロボットハンドの複数の規制
片はハンド本体の半径方向に沿って同時にスライドする
もので、被搬送物の形状については、おのずと限定され
（例えば円形、方形あるいは多角形であっても中心より
左右対称のもの等に限定され）、左右が非対称等の異形
状の被搬送物の位置決め搬送は不可能である。

また、複数の規制片については、吸引部材を介するポン
プ手段の負圧による無接触の保持を規制するためのもの
で、レンズ等の芯出しには、規制片以外のセンタリング
部材が要求され、操作の煩雑性と構成が複雑となる等の
欠点を有するものであった。

因って、本発明はかかる前記ロボットハンドにおける欠
点に鑑みて開発されたもので、異形物であっても、円形
あるいは方形、多角形の搬送物と同様に搬送し得るとと
もに操作が簡易であって、しかも構成の簡単なロボット
ハンドの提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用］本発明のロボ
ットハンドは３本あるいは３本以上の複数のハンドアー
ムを支軸の軸心線に対して半径方向に移動自在に、かつ
等間隔に支持するとともに各ハンドアームを独立して半
径方向に移動制御し得るように構成したことを特徴とす
る。

しかして、本発明のロボットハンドによれば、各ハンド
アームを支軸に対してそれぞれ独立して半径方向に移動
制御し得るように構成したもので、予め各ハンドアーム
に対して被搬送物の外形形状に対応する移動量をセット
しておくことによって、被搬送物の外形形状に左右され
ることのない適確な把持作用を得ることができる。

〔実施例〕以下、本発明ロボットハンドの実施例を図面とともに説
明する。

（第１実施例）第１図〜第８図は本発明ロボットハンドの第１実施例を
示し、第１図はロボットハンドの斜視図、第２図〜第４
図は一部を省略した要部の側断面図、第５図は一部を省
略した平面図、第６図は底面図、第７図は第６図のカバ
ーを取り除き、一部を省略した底面図、第８図はハンド
アームによる異形物品の把持状態を示す説明図である。

１はロボットハンドで、このロボットハンド】の支軸２
はロボット（不図示）の駆動軸（不図示）に連結され、
ロボットの制御Ｂ部を介して上下および水平方向に移動
および回転移動制御し得るように構成されている。

また、前記支軸２には円形状の上側支持板３を固定する
とともにこの支持板３には円周方向間に等間隔位置に立
設した３本の吊下軸４を介して円形状の下側支持板５を
固定しである。

しかして、前記各吊下軸４には、同軸４の上下端を前記
上下側支持板３および５に固定した固定部材６および７
間にスプリング８を介装することによって下側支持Ｆｉ
５に加わる押圧力を各軸４のスプリング８の弾力を介し
て眼用し得るように構成されている。

さらに、前記下側支持板５に加わる上側支持板３方向の
押圧力が、許容範囲以上になった場合には機器の損傷を
まねくことになるので、かかる欠点を防止する目的で、
前記各吊下軸４あるいはいずれかの軸４には、第２図に
示す如く、軸４の下端側の固定部材７側に光電センサー
用ドク９を取付けるとともに上端側の固定部材６側には
これに対向せしめて光電センサー１０を取付けることに
よって許容範囲以上の下側支持板５に対する押圧力を検
知し得るように構成されている。

すなわち、かかる検出手段についてはロボットによって
ロボットハンド１が被搬送物を移送する工程において、
被搬送物の把持時あるいは所要位置への載置時等の際に
必要以上に下降された場合の事故を防止するためのもの
である。

また、前記下側支持板５の上側には、第５図に示す如く
、前記各吊下軸４間に位置セしめてサーボモータ１１．
１２および１３が配設されるとともに下側支持板５の下
側には、第７図に示す如く、前記各サーボモータ１１．
１２および１３の駆動軸１４．１５および１６に対応せ
しめて、ガイドレール１７．１８および１９が固着され
ている。

そして、前記各ガイドレール１７．１８および１９には
ガイドレール１．７．１８および１９の長さ方向に沿っ
て移動自在なスライド部材２０．２１および２２が装着
されている。

さらに、各スライド部材２０．２１および２２には、前
記各サーボモータ１１１２および１３の駆動軸１４．１
５および１６（各軸１４，１５および１６は下側支持板
５の下側に貫通突出されている）に固着された各ビニオ
ン２３に噛合するラック２４を固着するとともに各スラ
イド部材２０．２１および２２には各支持部材２５を介
して略コ字状のアーム取付Ｆｉ２６を取付け、かつ各ア
ーム取付板２６の端部にハンドアーム２７，２８および
２９を取付けである。

前記各ハンドアーム２７．２Ｂおよび２９の各支持部材
２５は、前記各スライド部材２０．２１および２２に固
着した枢支板３０に上下ビン３１および３２により各支
持片３３を回動自在に枢支し、かつ各支持片３３の下端
に前記各アーム取付板２６を固着すとことにより構成さ
れている。

そして、前記各枢支板３０に枢支される各支持板３３の
上端側は各支持板３３に開口されたバカ穴３４を介して
ビン３１に枢支されるとともに第３図に示す如く、各枢
支板３０に固定される各押圧ビン３５にて常時外側方向
に押圧されて、各ハンドアーム２７，２Ｂおよび２９の
垂直状態を保持せしめられるよう構成されている。

従って、゛・もし各ハンドアーム２７，２８および２９
に外力が加わった場合、各支持板３３は下側のビン３２
を支点に押圧ピン３５の弾力に抗して回動し、前記各ハ
ンドアーム２７．２Ｂおよび２９に加わった外力を吸収
し得るものである。

さらに、各支持部材２５の外側には、第２図に示す如く
、各ハントアーム２７，２８および２９の原点位置を検
知する各検出センサ３６を取付板３７を介してそれぞれ
下側支持板５に取付けである。

また、前記各スライド部材２０．２１および２２の原点
位置側には、第３図に示す如く、原点側エンドストッパ
ー３７を下側支持板５に突設した取付はビン３８を介し
て取付けるとともに前記各サーボモータ１１．１２およ
び１３の駆動軸１４゜１５および１６側に位置せしめて
突設したビン３９と前記ビン３８間にはバックラッシュ
補正用のスプリングを装着しである。

しかして、前記各ハンドアーム２７，２８および２９は
第６図および第７図に示す如く、支軸２の軸心Ａよりの
放射線Ｂ、ＣおよびＤ上に位置せしめて支軸２の軸心線
と平行して垂直状態に配置されるとともに各ハンドアー
ム２７，２８および２９は各アーム２７．２８および２
９に対応する各サーボモータ１１．１２および１３の駆
動により、ビニオン２３、う、り２４を介する各スライ
ド部材２０．２１および２２のガイドレール１７１８お
よび１９に沿う移動に伴って前記放射線（スライド線）
Ｂ、ＣおよびＤ上を前後方向に独立して移動し得るよう
に構成されている。

尚、前記各ハンドアーム２７，２８および２９の構成説
明に当たって使用した前記第１図〜第７図においては各
構成の要部を示すために便宜上、前記３木のハンドアー
ム２７，２８および２９のうちのいずれかを示し、他を
省略して示すとともにその他の構成についても同様であ
って、各図相互間における対応関係は必ずしも一致しな
い部分を有するものである。

さて、前記構成から成るロボットハンドｌについては前
記３本のハンドアーム２７，２Ｂおよび２９に加えて、
前記支軸２の軸心線上に位置せしめて、被搬送物を吸着
せしめつつ保持する吸着部４０を装備することにより構
成されている。

そして、この吸着部４０は、第４図に示す如く、下側支
持板５の中央部に装着されたシリンダ４１を介して吸引
ロッド４２を上下自在に保持するとともにこの吸引口、
ド４２の上端を不図示の負圧源に接続し、かつ下端には
被搬送物の吸着用バット４３を着脱自在に取付けること
により構成されている。

尚、図中、４４はロボットハンドｌの外装ケース、４５
は吸着部４０の外筒で、この外筒４５と吸引ワンド４２
間にはスライドベアリング４６が介装されている。

以上の構成から成るロボットハンド１によって被搬送物
を把持しつつ所要の搬送位置に搬送する場合について、
以下に第８図とともに説明する。

まず、第８図に示す被搬送物は中央部に円筒状の鏡筒部
４７を有する光学系の保持部材４８であって、保持部材
４８の保持部４９の外形形状は円筒状の鏡筒部４７と違
って扇形状の異形状をなすものである。

しかして、かかる外形形状の保持部材４８をロボットハ
ンド１にて保持し、所要位置に搬送せんとする場合には
、鏡筒部４７の光軸の中心を第６図示におけるロボット
ハンド１の支軸２の軸心Ａに一致せしめるとともに各ハ
ンドアーム２７，２８および２９のスライド方向となる
各放射＆ｉｌ　Ｂ　。

ＣおよびＤと保持部４９の外周縁における交点、すなわ
ち各ハンドアーム２７，２８および２９による保持部材
４８の把持時における各ハンドアーム２７２８および２
９と保持部４９の外周縁との接点に各ハンドアーム２７
．２８および２９の半径の距離をプラスした距離り、、
Ｌ、およびり。

を予め測定し、これを各ハンドアーム２７，２８および
２９の移動制御部に入力してセ・ノドする。

しかる後、ロボットハンド１はロボットの駆動部を介し
て保持部材４８の供給位置の上側に移動保持されるとと
もにロボットハンド１の各ノ＼ンドアーム２７，２Ｂお
よび２９は各サーボモータ１１．１２および１３が作動
されて原点位置まで移動される。

かかる原点位置のＷｉ認は各検出センサ３６により検出
しつつ確認される。

因って各ハンドアーム２７，２Ｂおよび２９が原点位置
に移動されたのを確認後ロボ・７トノ＼ンド１がロボッ
トの駆動部の作動を介して下降されるとともに各ハンド
アーム２７．２８および２９が保持部材４８の外側にセ
ットされ、さらに、各ハンドアーム２７，２８および２
９の移動制御′ｎ部を介して、各ハンドアーム２７，２
Ｂおよび２９の各サーボモータ１１．，１２および１３
が作動されて、各ハンドアーム２７．２８および２９の
スライド部材２０．２１および２２がガイドレール１７
　１８および１９に沿って移動されることにより、各ハ
ンドアーム２７，２Ｂおよび２９がそれぞれ距ｊｉｌＬ
、ｌ、Ｌｘおよびり、だけ移動し、保持部材４日の保持
部４９外周縁に当接して保持部材４８を把持することが
できる。

かかる各ハンドアーム２７．２Ｂおよび２９による保持
部材４８の把持後、ロボットハント１はロボットの駆動
部の作動により」−Ｈされるとともに水平移動しつつ、
保持部材４８を所要の搬送位置まで搬送され、かつその
搬送位置に至った時点にてロボットハンド１が下降され
るとともに各ハンドアーム２７２８および２９にて把持
される保持部材４３が搬送位置上側に載置されるのを待
って、各ハンドアーム２７，２８および２９がサーボモ
ータｌＬ１２および１３の作動にて原点位置に移動され
、保持部材４８の把持状態が解放されるのを待って、ロ
ボットハンドｌはロボットの駆動部を介して再度、前記
保持部材４８の供給位置に移動され、以下前記と同様の
操作が繰り返し遂行されることにより、保持部材４８を
順次供給位置より搬送位置まで連続的に搬送される。

また、前記ロボットハンド１による保持部材４８の搬送
に加えて、円形状の被搬送物の搬送をも同様に遂行する
ことができるとともにロボットハンドｌの中央部に装備
された吸着部４０を使用した被搬送物、例えば、前記保
持部材４８の鏡筒部４７内に嵌着して構成する光学系の
レンズの搬送をも実施し得る。

すなわち、レンズの搬送に当たってはロボットハンドｌ
をロボットを介してレンズ（不図示）の供給位置に移動
後、ロボットハンド１を下降（粗動）するとともに吸着
部４０の？リンダ４１を介して吸着用バット４３を下降
（微動）してレンズ面に当接し、この当接に関連して負
圧源を作動することによりレンズを吸着用バット４３に
吸着保持する。

しかる後、ロボットハンドｌの」二昇（吸着用バノ）・
４３の上昇も含む）並びに水平移動にてレンズを搬送位
置に搬送し、かつ下降（ロボ・ノド／’ｔンド１の下降
とシリンダ４１による吸着用ノクノ１−４３の下降を含
む）および負圧源の解除によりレンズを搬送位置に載置
することができる。

尚、前記レンズの搬送工程においては、吸着用バット４
３により吸着後のレンズの芯出しを各７１ンドアーム２
７．２８および２９を介して、すなわチ各ハンドアーム
２１．２８および２９を原点位置より前進端方向へ同時
に所要量（レンズの径に対応した芯出しに必要な移動量
）を移動することにより実施することができ、例えば前
記工程にて供給セントされた保持部材４８の鏡筒部４７
内にレンズを芯出しつつ嵌装する作業をも正確に実施す
ることが可能である。

以上の説明から明らかな通り、本実施例のロボソトハン
ド１によれば各ハンドアーム２７，２８および２９はそ
れぞれの移動制御部、すなわち各サーボモータ１１．１
２および１３の作動による各ヒニオン２３、ラック２４
を介する各ガイドレール１７．１８および１９に沿う各
スライド部材２０．２１および２２によって独自に移動
制御し得るので、被搬送物の外形形状に左右されること
のない把持が可能である。

また、各ハンドアーム２７２８および２９の移動量につ
いても微調整が可能で、被搬送物の適確な把持を遂行し
得る。

例えば、サーボモータ１１．］、２および１３による各
ハンドアーム２７．２Ｂおよび２９の移動精度は１パル
ス５μ−の精度であり、サーボモータ１１．１２および
１３に換えてステッピングモーターによる実施も可能で
ある。

尚、前述したように吸着部４０を併用することによって
複数種類の部品の搬送と同時に、それらの部品の組立作
業をも実施し得る。

（第２実施例）第９図〜第１３図は本発明ロボットハンドの第２実施例
を示し、第９図〜第１ｆ図は要部の一部省略側断面図、
第１２図および第１３図は要部の一部省略平面図および
底面図である。

本実施例のロボットハンド１は、前記第１実施例におけ
る３本のハンドアーム２７，２８および２９の移動制御
機構の構成を異にするもので、以下にはその構成につい
て、第９図〜第１３図とともに説明する。

尚、各図中、その他の構成については第１実施例と同一
構成から成り、その同一構成部分については同一番号を
付して、説明を省略する。

まず、下側支持板５の」二側には、第１２回に示す如く
、各ハンドアーム２７．２Ｂおよび２９の各駆動モータ
５０，５１および５２を固定するとともに各駆動モータ
５０，５＋および５２の各駆動軸５３．５４および５５
にタイミングベル］・５６の駆動プーリー５７を固着し
である。

他方、下側支持板５の下側には第１３図に示す如く各ハ
ンドアーム２７．２８および２９のスライド線Ｂ−Ｄに
平行する線上の前後方向間にそれぞれ一対の支持フレー
ム５８．５９　６０　　Ｇｌｔ−７よび６２．６３を突
設するとともに各支持フレーム５８，５９，６０．６１
および６２．６３間にそれぞれリードスクリュー６４お
よび上下ガイド軸６５を渡架し、かつ各上下ガイド軸６
５に各ハンドアーム２７．２８および２９のスライド部
材７０．７１および７２の上下ガイド軸受６６および６
７をスライド自在に装着するとともに中央部のスライド
孔（不図示）中にリードスクリュー６４を嵌装し、中央
部に取付けたボールネジ６８をリードスクリュー６４の
ネジ部に螺合することにより、各ハンドアーム２７，２
Ｂおよび２９の各スライド部材７０．７１および７２を
各支持フレーム５Ｂ、５９，６０．６１および６２６３
間においてスライド自在に取付けである。

また、前記各スライド部材７０．７１および７２の下部
には取付板７３を介して各ハンドアーム２７．２８およ
び２９を支軸２の軸心線と平行せしめて垂直に取付けで
ある。

さらに、各スライド部材７ｏ、７１および７２のリード
スクリュー６４には従動ブーＩＪ−７４を固着するとと
もにタイミングベルト５６を介して前記各駆動モータ５
０．５１および５２の駆動プーリー５７と連結されてい
る。

しかして、前記構成から成る各ハンドアーム２７．２８
および２９の移動機構において、各駆動’Ｅ−夕５０，
５１および５２を作動することにより、駆動プーリー５
７、タイミングベルト５６、従動プーリー７４を介して
、リードスクリュー６４を回転することができ、このリ
ードスクリュー６４に螺合するボールネジ６８を介して
各スライド部材７０．７１および７２をそれぞれリード
スクリュー６４の回転方向に従って各ガイド軸６５に沿
って前後いずれかの方向にスライドすることができるの
で、各スライド部材７０．７１および７２に保持される
各ハンドアーム２７，２Ｂおよび２９のそれぞれをスラ
イド線上Ｂ、ＣおよびＤを進退動せしめることができる
。

すなわち、各ハンドアーム２７，２Ｂおよび２９の移動
制御は、前記各駆動モータ５０５１および５２の駆動を
制御することによって実施出来るとともに各ハンドアー
ム２７，２Ｂおよび２９はそれぞれ独立してその移動量
を制御することができる。

また、第９図に示すように、各ハンドアーム２７．２Ｂ
および２９の原点位置の検出ランク３６は一方の支持フ
レーム側に取付けられている。

さて、以上の構成から成る本実施例のロボットハンド１
によっても、前記第１実施例と同様の操作により、第８
図示の異形状の被搬送物を搬送出来るとともにその他の
作用効果についても同様であるので、その説明は省略す
る。

尚、第１および第２実施例では３本のハンドアーム２７
．２８および２９を設けた実施例について説明したが必
要に応じて３本以上の複数本による実施例も勿論可能で
あるとともに各ハンドアーム２７．２Ｂおよび２９の移
動制御機構の構成についても、第１および第２実施例の
構成に限定されるものではない。

（発明の効果）本発明のロボットハンドによれば、被搬送物の外形形状
に左右されることなく、適確な搬送作業を遂行すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明ロボットハンドの第１実施例を
示し、第１図はロボットハンドの斜視図、第２図〜第４
図は一部を省略した要部の側断面図、第５図は一部を省
略した平面図、第６図は底面図、第７図は第６図のカバ
ーを取り除き、一部を省略した底面図、第８図はハンド
アームによる異形物品の把持状態を示す説明図、第９図
〜第１３図は本発明ロボットハンドの第２実施例を示し
、第９図〜第１１図は要部の一部省略側断面図、第１２
図および第１３図は要部の一部省略平面図および底面図
である。ｌ・・・ロボットハンド２・・・支軸３・・・上側支持板４・・・吊下軸５・・・下側支持板６．７・・・固定部材８・・・スプリング９・・・光電センサー用ドクＩＯ・・・光電センサーＩＩ、１２．１３・・・サーボモータ１４．１５．１６・・・駆動軸１７．１８．１９・・・ガイドレール２０．２１．２２・・・スライド部材２３・・・ビン２４・・・ランク２５・・・支持部材２６・・・アーム取付機２７．２８．２９−・・ハンドアーム３０・・・枢支板３１３２・・・ビン３３　・−・支持誉反３４・・・バカ穴３５・・・押圧ビン３６・・・検出センサ３７・・・ストンパー３８．３９・・・ビン４０・・・吸着部４１・・・シリンダ４２・・・吸引ロンド４３・・・吸着用パッド４４・・・外装ケース４５・・−外筒４６−・・スライドベアリング４７・・・鏡筒部４８・・・保持部材５０．５１．５２・・・駆動モータ５３．５４．５５・・・駆動軸５６−・・タイミングベルト５７・・・駆動プーリー５８．５９，６０．６１．６２　６３・・・支持フレーム６４・・・リードスクリュー６５・・・上下ガイド軸６６　６７・・・ガイド軸６８・・・ポールネジ７０　７１　７２・・・スライ７３・・取付板７４・・従動プーリード部材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）３本あるいは３本以上の複数のハンドアームを支
軸の軸心線に対して半径方向に移動自在に、かつ等間隔
に支持するとともに各ハンドアームを独立して半径方向
に移動制御し得るように構成したことを特徴とするロボ
ットハンド。