JPH05293784A - ロボットハンド - Google Patents

ロボットハンド

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JPH05293784A
JPH05293784A JP4097594A JP9759492A JPH05293784A JP H05293784 A JPH05293784 A JP H05293784A JP 4097594 A JP4097594 A JP 4097594A JP 9759492 A JP9759492 A JP 9759492A JP H05293784 A JPH05293784 A JP H05293784A
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JP
Japan
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work
gripping device
claws
robot hand
claw
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JP4097594A
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English (en)
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Kiyoharu Naito
清晴 内藤
Takashi Kameda
高志 亀田
Koichi Ono
浩一 大野
Mitsushige Ikeda
充茂 池田
Masataka Iikura
政孝 飯倉
Mikio Hosogane
幹男 細金
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】位置決め時に生じた誤差を解消してワークを正
確に把持しうる誤差補正機能付ロボットハンドを提供す
る。 【構成】上下動自在の把持装置12の軸線周りに相対向
して一対の爪15a、bを配置し、爪開閉用アクチュエ
ータ17に取り付ける。各爪15a、bには約45°に
刻まれたV字溝16を設ける。また、各爪15a、bの
下部には支持板18を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットハンドに係
り、特にワークを把持する際に、位置決め時に生じた誤
差を解消してワークを正確に把持することができる誤差
補正機能付のロボットハンドに関する。
【0002】
【従来の技術】ロボットの把持機構としては、ロボット
のハンドの先端部に把持装置を付加し、この把持装置に
よってワークを把持するようにしたものが一般的であ
る。このようなロボットハンドの一例を図10に示す。
同図に示すように、従来のロボットハンドとしては、吸
着式ハンドが広く使用されており、図示しない真空ユニ
ットに接続された吸盤1を取付部材2を介してハンドの
先端部3に取り付けた構造となっている。ワークの把持
は、吸盤1をワークの吸着面に接面させ、真空ユニット
で発生する吸引力によってワークを吸着させることによ
ってなされる。なお、図中の符号「4」は、吸盤を上下
方向に駆動するモータである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のロボットハンドにあっては、所定の位置決め
地点においてただ単にワークを把持するだけの構造であ
るため、もし位置決め時に誤差が生じた場合には、誤差
は誤差としてワークの重心や角度がずれた状態のままワ
ークを把持していた。そのため、ワークが正確に把持さ
れていない場合には、搬送中にワークが落下したりある
いは他のワーク等と接触したりするなどのおそれがあっ
た。
【0004】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ワークを把持する際に、位
置決め時に生じた誤差を解消してワークを正確に把持す
ることができる誤差補正機能付のロボットハンドを提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ワークを把持する上下方向に直線運動自在
の把持装置と、前記把持装置の軸線周りにこの軸線上の
一点に向かって求心運動自在に配置された複数の爪と、
前記爪の下部に取り付けられたワーク支持用の支持板と
を有することを特徴とする。
【0006】
【作用】このように構成した本発明にあっては、ワーク
を把持するに際し、ロボットハンドは、所定の位置決め
地点において、まず把持装置を下降させてワークを把持
し、ワークを把持した後、把持装置を上昇させつつ各爪
を求心運動させてこれを閉じる。このとき、ワークの中
心が把持装置の軸線からずれている場合には、爪が閉じ
る過程において、各爪が軸線上の一点に向かって移動す
るのに伴って、ワークは爪の挟持力で中心が把持装置の
軸線と一致するように位置補正される。その後、爪を閉
じた状態で把持装置を一度オフしてワークを解放する。
これにより、ワークはその中心が把持装置の中心と一致
する状態に正確に位置決めされる。把持装置がオフして
いる間、爪で挟持されているワークの支持は支持板によ
ってなされる。その後、再び把持装置をオンするとワー
クは正確に位置決めされた状態で確実に把持されること
になる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例に係るロボットハンド
の斜視図、図2は同実施例の初期状態の時の正面図、図
3は同実施例の吸着下降時の正面図、図4は同実施例の
クランプ時の正面図、図5はワークの重心が中央にある
ときの同実施例の動作の段階的説明図、図6はワークの
重心がずれているときの同実施例の動作の段階的説明図
である。
【0008】このロボットハンド10は、図1と図2に
よく示されているように、吸盤11をワークに接面させ
真空力によりワークを吸着してこれを把持する把持装置
12を有し、この把持装置12は把持装置昇降用アクチ
ュエータ13(以下、単に昇降用アクチュエータとい
う)により駆動されて上下方向に直線運動するようにな
っている。昇降用アクチュエータ13は例えばモータで
構成されており、ハンド先端の取付部14に固定されて
いる。また、このロボットハンド10は、把持装置12
の軸線を中心軸として相対向して一対の爪15a、bが
配置されている。各爪15a、bには例えば45°の角
度に刻まれたV字形の溝16が形成されている。各爪1
5a、bは、これを開閉駆動する爪開閉用アクチュエー
タ17(以下、単に開閉用アクチュエータをいう)によ
って、把持装置12の移動方向と直交する方向に同期し
て進退移動(本実施例では平行移動)する。すなわち、
中心軸に向かって求心運動するようになっている。後述
するように、この爪15の開閉動作によって、把持装置
12に把持されたワークの位置や角度が補正されるよう
になっている。開閉用アクチュエータ17は例えばエア
シリンダで構成されており、これもまたハンドの取付部
14に固定されている。さらに、各爪15a、bの下部
には、把持装置12がワークを解放した状態の時に爪1
5により挟持されているワークの落下を防止するための
支持板18が取り付けられている。また、各爪15a、
bには、より一層幅広い角度を矯正させるために角度矯
正ロッド19が取り付けられている。
【0009】次に、このように構成されたロボットハン
ドの動作について説明する。なお、図中ではワークWと
して立方体の積木を例示している。
【0010】ワークWに対する把持動作を開始する以前
の初期状態において、昇降用アクチュエータ13(ない
し把持装置12)は上限位置で、開閉用アクチュエータ
17(ないし爪15)は開限位置でそれぞれ待機してい
る(図2参照)。ワークWに対する把持動作は所定の位
置決め地点においてなされるが、その際には、まず昇降
用アクチュエータ13で駆動されて把持装置12が降下
し、吸盤11をワークWに接面させた後把持装置12を
オンして吸着させワークWを把持する(図3参照)。そ
してワークWを把持した後、昇降用アクチュエータ13
で把持装置12を上昇させながら開閉用アクチュエータ
17で駆動して爪15を閉じ、爪15でワークWを側方
からクランプする(図4参照)。
【0011】このとき、ワークWの位置決めが正確で、
ワーク(積木)Wの重心が中央にありかつ角度も合って
いる場合には(図5(a) 参照)、爪15を閉じるだけで
ワークWは確実にクランプされることになる(図5(b)
参照)。
【0012】これに対し、ワークWの重心がずれ角度も
合っていない場合には(図6(a) 参照)、爪15を閉じ
る過程において、各爪15a、bが軸心に向かって移動
するのに伴って、各爪15a、bに刻まれているV字溝
16にワークWの角が案内されて(図6(b) 参照)、ワ
ークWの重心が軸心と一致しかつ角度も合うように位置
補正される(図6(c) 参照)。このようにして、当初の
位置決め時に生じた誤差が解消される。しかし、吸盤1
1の位置は軸心からずれてしまう。
【0013】そこで、その後、吸盤11を正しい位置に
つけ直すため、爪15を閉じた状態のまま一旦把持装置
12をオフしてワークWを把持装置12による拘束から
解放する(図6(d) 参照)。これによって、把持装置1
2の吸盤11が軸線上に正しくセットされることにな
る。この間、ワークWは支持板18によって支持される
ので、ワークWが落下することはない。
【0014】そして、再度吸盤11をワークWに接面さ
せた後把持装置12をオンしてワークWを吸着把持する
(図6(e) 参照)。これによって、ワークWは正確に位
置決めされた状態で確実に把持されることになる。誤差
の補正がなされワークWが正しく把持されると、開閉用
アクチュエータ17を駆動して爪15を元の開限位置に
戻しておく。以上で把持動作が完了する。
【0015】その後、ワークWを所定の位置に搬送し、
その位置で把持装置12を下降させ爪15を開けてワー
クWを下ろした後、再び把持装置12を上昇させてロボ
ットハンド10を初期状態に戻す。
【0016】図7は本発明の他の実施例に係るロボット
ハンドの正面図、図8はそれの把持動作における各部分
の動作順序のタイムチャートである。この第2実施例で
は、第1実施例において爪の開閉機構としてエアシリン
ダを用いて爪を直接開閉していたのを、これに代えてリ
ンク機構を利用して爪の開閉動作を行わせるようにした
ものである。図中、符号「21」は吸盤22を含む把持
装置、「23」は把持装置21を昇降させる昇降用アク
チュエータ(例えばモータ)、「24」は例えばV字溝
が刻まれた一対の爪、「25」はリンク機構、「26」
は開閉用アクチュエータ(例えばエアシリンダ)、「2
7」は支持板である。この場合、各爪24a、bの求心
運動は揺動運動の形をとる。
【0017】このロボットハンド20の把持動作は、基
本的には第1実施例の場合と全く同じであるので、図8
は簡単に説明するにとどめる。把持動作を開始する前、
把持装置21は上限位置でオフ状態にあり、爪24は開
限位置にある(T1 )。その後把持動作が開始される
と、把持装置21は下降して(T2 )吸盤22がワーク
と接面したところでオンしてワークを吸着把持する(T
3 )。次いで、把持装置21を上昇させながら
(T4 )、爪24を閉じる(T5 )。この過程において
ワークは爪24の溝に案内されるようにして位置補正さ
れる。その後把持装置21をオフして吸盤22をワーク
から離す(T6 )。この時点において、吸盤22は軸線
上に正しくセットされるので、ワークと把持装置21と
の間で正確な位置決め補正が完了する。その後再び把持
装置21をオンしてワークを確実に把持する(T7 )。
この時点で、爪24を開いてもワークが落下する心配は
なくなる。次いで、爪24を開く(T8 )。そしてこの
状態でワークを搬送し、所定の場所で把持装置21を降
下させ(T9 )これをオフして(T10)ワークを下ろし
た後、再び上昇して(T11)初期状態に戻る。
【0018】図10は本発明のさらに他の実施例に係る
ロボットハンドの正面図である。この第3実施例では、
爪の開閉機構として、第1実施例におけるエアシリンダ
の代わりにラック31とピニオン32を利用している。
ピニオン32は開閉アクチュエータとしてのモータ33
によって回転駆動される。なお、図中、符号「34」は
吸盤35を含む把持装置、「36」は把持装置34を昇
降させる昇降用アクチュエータ(例えばモータ)、「3
7」は例えばV字溝が刻まれた一対の爪、「38」は支
持板である。
【0019】以上、本実施例によれば、把持装置12、
21、34の軸線周りに相対向して一対の溝付の爪1
5、24、37を求心運動自在に設けたので、最初にワ
ークを把持した際にその重心や角度に誤差があったとし
ても、爪を閉じる過程においてその誤差を矯正してワー
クを正しく把持することができる。
【0020】さらに、爪の開閉機構としてリンク機構2
5を利用した実施例にあっては、その構造からしてハン
ド自体を軽量化することができる。また、ラック31と
ピニオン32を利用して爪を開閉する実施例にあって
は、爪37の開閉駆動にもモータ33を使用することで
静かに動作させることが可能になる。
【0021】なお、本実施例では、爪を二個で構成して
いるが、三個以上の爪を把持装置の軸線周りに対称的に
配置するようにしても良い。この場合にも、適宜、ワー
クの重心や角度を矯正するための矯正用の溝を設けてお
く。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ワー
クを把持する際に、位置決め時に生じた誤差を解消して
ワークを正確に把持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るロボットハンドの斜視
図である。
【図2】同実施例の初期状態の時の正面図である。
【図3】同実施例の吸着下降時の正面図である。
【図4】同実施例のクランプ時の正面図である。
【図5】ワークの重心が中央にあるときの同実施例の動
作の段階的説明図である。
【図6】ワークの重心がずれているときの同実施例の動
作の段階的説明図である。
【図7】本発明の他の実施例に係るロボットハンドの正
面図である。
【図8】同実施例の把持動作における各部分の動作順序
のタイムチャートである。
【図9】本発明のさらに他の実施例に係るロボットハン
ドの正面図である。
【図10】従来のロボットハンドの一例の正面図であ
る。
【符号の説明】
10、20、30…ロボットハンド 12、21、34…把持装置 13、23、36…把持装置昇降用アクチュエータ 15、24、37…爪 17、26、33…爪開閉用アクチュエータ 18、27、38…支持板 25…リンク機構 31…ラック 32…ピニオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 充茂 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 飯倉 政孝 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 細金 幹男 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークを把持する上下方向に直線運動自在
    の把持装置と、 前記把持装置の軸線周りにこの軸線上の一点に向かって
    求心運動自在に配置された複数の爪と、 前記爪の下部に取り付けられたワーク支持用の支持板
    と、 を有することを特徴とするロボットハンド。
JP4097594A 1992-04-17 1992-04-17 ロボットハンド Pending JPH05293784A (ja)

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JP4097594A JPH05293784A (ja) 1992-04-17 1992-04-17 ロボットハンド

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