JPH0577187A

JPH0577187A - ハンド装置

Info

Publication number: JPH0577187A
Application number: JP23843091A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shimamura; 公一嶋村; Ryuichi Onda; 隆一恩田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はワークを把持するロボットに取り付
けられたハンド装置に関し、位置ずれを生じているワー
クを容易、確実に把持すると共に、簡易に位置ずれ修正
を行うことを目的とする。【構成】駆動ロッド１１とフィンガ６ａ，６ｂとの間
に、それぞれのフィンガ６ａ，６ｂが異なる移動量であ
ってワーク２７を確実に把持する差動手段８を設ける。
差動手段８は、駆動ロッド１１の先端に設けられた回動
可能な差動ジョイント部を構成するフランジ１５ａ，１
５ｂと、フィンガ６ａ，６ｂに形成されたフィンガジョ
イント部の凹部２３ａ，２３ｂと、フランジ１５ａ，１
５ｂと凹部２３ａ，２３ｂを連結し、駆動ロッド１１の
移動をフィンガ６ａ，６ｂに伝達する回転可能なリンク
１７ａ，１７ｂとにより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを把持するロボ
ットに取り付けられたハンド装置に関する。

【０００２】近年、各分野での組立、加工ロボットや自
動組立機の導入が進むに伴い、ワークの条件に合わせて
各種のロボットハンドやツールが開発されている。この
場合、ワークとハンドとに位置ずれがあると、該ワー
ク、ハンド、ハンドが取り付けられているロボットや自
動組立機の故障の原因となることから、位置ずれを簡易
な方法で修正する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】従来、各分野で導入されている組立、加
工における把持用のロボットは、先端に取り付けられた
ハンドにより、パレット又は位置固定用治具に固定され
ているワークを把持する。

【０００４】ここで、図６に、従来のロボットの一例の
斜視図を示す。図６におけるロボット１は、例えば６自
由度の場合を示したもので、基台２上にアーム部３ａ〜
３ｃが設けられ、アーム部３ｃの先端にハンド装置４が
取り付けられる。このロボット１は、各関節部でモータ
等により３方向３姿勢の移動が可能である。また、ハン
ド装置４は、機構部５及びワークを直接把持するフィン
ガ６ａ，６ｂにより構成される。

【０００５】ところで、ロボット１においてワークを把
持する場合、自動組立機に位置するパレットや位置固定
用治具に固定されたワークと、該ロボット１のハンド装
置４とに微妙な位置ずれを生じているまま該ワークを把
持すると、ワーク、ハンド装置４（ひいてはロボット
１）や自動組立機に負荷を与えることとなる。これによ
り、ワーク不良、ハンド装置４，ロボット１の故障の原
因となったり、ワークを把持することができないという
事態を生じる。

【０００６】そこで、位置ずれを修正する方法として、
画像認識により修正を行う視覚認識装置や、ハンド装置
４のワークへの力の印加状態により修正を行う力覚認識
装置等をロボット１自体又はハンド装置４に取り付ける
ものがある。すなわち、これら認識装置によりワークと
ハンド装置との位置ずれを検出し、その検出情報をロボ
ット１に与え、該ロボット１自身がその情報に基づいて
位置ずれを修正するものである。また、該検出情報によ
り自動組立機（ワーク側）で位置ずれ修正を行う場合も
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ロボット１自
体にハンド装置以外の各認識装置を取り付ける必要があ
り、限られたロボット先端の搭載重量やスペースに収ま
らない場合がある。一方、各認識装置をロボット先端に
取り付けようとすると、ワークに対してロボット１が大
型化するという問題がある。

【０００８】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、位置ずれを生じているワークを容易、確実に把
持すると共に、簡易に位置ずれ修正を行うハンド装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、ロボットの
先端に取り付けられ、駆動手段により所定数のフィンガ
でワークを把持するハンド装置において、前記駆動手段
の直線方向の移動により、該直線方向と異なる方向に前
記所定数のフィンガを移動させ、該所定数の各フィンガ
の同じ又は異なる移動量で前記ワークを把持させる差動
手段を設けることにより解決される。

【００１０】また、適宜、前記所定数のフィンガの移動
量をそれぞれ検出する所定数のセンサを設ける。

【００１１】

【作用】上述のように、ハンド装置に差動手段を設けて
いる。この差動手段は、駆動手段と所定数のフィンガと
の間に設けられるもので、該フィンガの同じ又は異なる
移動量でワークを把持させる。

【００１２】すなわち、ワークとハンド装置とに位置ず
れを生じている場合に、差動手段によりフィンガの把持
中心とワーク中心とが一致されることから、該ワークを
容易、確実に把持することが可能となる。

【００１３】また、センサにより各フィンガの移動量を
検出する。これによりハンド装置とワークとの位置ずれ
量が得られ、簡易に位置ずれ修正することが可能とな
る。

【００１４】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図１（Ａ）はハンド装置の正面断面図であり、図１
（Ｂ）は側部断面図である。なお、図６と同一の構成部
分には同一符号を付す。

【００１５】図１（Ａ），（Ｂ）においてハンド装置４
は、ロボット１の所定数のアーム３ａ〜３ｃの先端に取
り付けられるもので、機構部５及びフィンガ６ａ，６ｂ
により構成される。機構部５は、駆動手段７及び差動手
段８により構成される。

【００１６】駆動手段７は、駆動ロッド１１がバネ１２
を介在させて電磁ソレノイド１３により直線移動で駆動
される。すなわち、フィンガ６ａ，６ｂの閉時の駆動源
が電磁ソレノイド１３であり、駆動ロッド１１を図面上
で上方に移動させる。また、フィンガ６ａ，６ｂの開時
の駆動源がバネ１２であり、付勢力により駆動ロッド１
１を下方に移動させる。

【００１７】差動手段８は、駆動ロッド１１の先端に、
回転ボール１４ａ，１４ｂにより回動可能（自在軸継
手）な２枚の平行フランジ１５ａ，１５ｂによる差動ジ
ョイント部が設けられる。このフランジ１５ａ，１５ｂ
間に、軸１６ａ，１６ｂにより回転可能なリンク手段で
あるリンク１７ａ，１７ｂの一端に形成された球状の連
結片１８ａ，１８ｂが位置して、自在軸継手を構成す
る。

【００１８】一方、フィンガ６ａ，６ｂは、ガイドブロ
ック２０ａ，２０ｂを有し、それぞれ２つのガイド溝２
１ａ₁，２１ａ₂，２１ｂ₁，２１ｂ₂が形成されて、
ガイド２２ａ，２２ｂに沿って摺動する。そして、ガイ
ドブロック２０ａ，２０ｂにはフィンガジョイント部で
ある凹部２３ａ，２３ｂが形成され、該凹部２３ａ，２
３ｂ内にリンク１７ａ，１７ｂの他端に形成された球状
の連結片１８ｂ，１９ｂが回転可能に位置する。

【００１９】これら機構部５はハウジング２４内に配置
され、該ハウジング２に、フィンガ６ａ，６ｂ（ガイド
ブロック２０ａ，２０ｂ）の位置（移動量）を検出する
レーザを使用した近接センサ等のセンサ２５が設けられ
る。

【００２０】ここで、図２に、ロボットの動作を説明す
るための図である。上述のハンド装置４は、例えば、図
６に示すような多関節型ロボット１のアーム３ｃの先端
に取り付けられ、パレット２６に固定されたワーク２７
を把持する。例えば、ハンド装置４（フィンガ６ａ，６
ｂの中間位置）とワーク２７の中心位置がずれている場
合、単にフィンガ６ａ，６ｂによりワーク２７をピック
アップすれば、図１に示す差動手段８により、フィンガ
６ａ，６ｂの把持中心位置が自動的にずれて、把持ミス
を生じることがない。また、センサ２５ａ，２５ｂによ
りフィンガ６ａ，６ｂの位置を検出することにより、上
記ワーク２７との位置ずれ量が算出され、この位置ずれ
量に基づいてフィンガ６ａ，６ｂの把持中心位置を移動
させて位置ずれ修正を行うものである。以下、詳述す
る。

【００２１】図３に、位置ずれのないワークの把持を説
明するための図を示す。図３（Ａ）において、まず、駆
動ロッド１１が下方の直線方向に移動すると（図１にお
ける電磁ソレノイド１３がオフ状態）、差動ジョイント
部のフランジ１５ａ，１５ｂ間で連結片１８ａ，１９ａ
が回転することによりリンク１７ａ，１７ｂが軸１６
ａ，１６ｂを中心に反時計方向に回転する。これにより
フィンガ６ａ，６ｂがガイド２２ａ（２２ｂ）に沿って
水平方向に移動して開放状態となる。

【００２２】そこで、図３（Ｂ）において、フィンガ６
ａ，６ｂ間にワーク２７を位置させたときに、把持中心
位置とワーク２７の中心位置がずれていない場合、電磁
ソレノイド１３をオン状態にすると駆動ロッド１１が上
方に直線移動することにより、リンク１７ａ，１７ｂが
軸１６ａ，１６ｂを中心に時計方向に回転する。そし
て、フィンガ６ａ，６ｂがガイド２２ａ（２２ｂ）に沿
って水平移動してワーク２７を把持する。この場合、互
いの中心位置が同じことからフィンガ６ａ，６ｂのそれ
ぞれの移動量は同じであり、また、２つのセンサ２５
ａ，２５ｂの移動検出量も同じとなる。なお、差動ジョ
イント部のフランジ１５ａ，１５ｂにおいては水平状態
を維持する。

【００２３】次に、図４に、位置ずれを生じたワークの
把持を説明するための図を示す。まず、図４（Ａ）にお
いて、図３（Ａ）の状態から駆動ロッド１１を上方に移
動させた場合、フィンガ６ａ，６ｂの把持中心位置とワ
ーク２７の中心位置がずれていると（ワーク２７がフィ
ンガ６ａ側にずれているとする）、フィンガ６ａがワー
ク２７に先に当接する。

【００２４】続いて、図４（Ｂ）において、さらに駆動
ロッド１１が上方に移動すると、差動ジョイント部にお
ける回転ボール１４ａ，１４ｂを中心にフランジ１５
ａ，１５ｂが回動して、リンク１７ｂをさらに時計方向
に回転する。これにより、フィンガ６ｂがワーク２７に
当接して、フィンガ６ａ，６ｂによりワーク２７を把持
するものである。すなわち、位置ずれを生じている場合
でも差動ジョイント部により把持中心位置とワーク２７
の中心位置を一致させることができ、容易かつ確実にワ
ーク２７を把持することができる。

【００２５】この場合、センサ２５ａにより検出したフ
ィンガ６ａの距離をＸ₁とし、センサ２５ｂにより検出
したフィンガ６ｂの距離をＸ₂とすると、Ｘ₀＝（Ｘ₁
−Ｘ ₂）／２がフィンガ６ａ，６ｂの中心位置とワーク
２７の中心位置の位置ずれ量となる。

【００２６】この位置ずれ量Ｘ₀の情報をロボット１又
はワーク２７側の自動組立機等にフィードバックするこ
とにより、ロボット１を位置修正し、又はパレット２６
を位置修正して、把持中心位置とワーク２７の中心位置
を一致させることができる。すなわち、何れかの中心位
置を座標変換することとなる。従って、座標変換以後は
フィンガ６ａ，６ｂの把持中心位置とワーク２７の中心
位置とが一致した状態で、ワーク２７のピックアップを
行うことができる。

【００２７】なお、上記実施例における中心位置の一致
を行う座標変換は一次元の場合を示しているが、ロボッ
ト１の姿勢を変えることにより（例えばハンド装置４を
横方向にする）、二次元又は三次元の座標変換を行うこ
ともできる。

【００２８】次に、図５に、本発明の他の位置ずれ検出
を説明するための図を示す。図５は、パレット２６に載
置されたワーク２７を他の位置２６ａに移し替える場合
を示している。まず、ワーク２７をピックアップする前
に、指示された位置２６ａにハンド装置４を移動させ、
該位置２６ａ内でフィンガ６ａ，６ｂを開いた状態とし
て位置ずれ量を上述の方法で検出する。この検出に基づ
いてフィンガ６ａ，６ｂの把持中心位置と該位置２６ａ
の中心位置を一致させる座標変換を行う。その後、ワー
ク２７をピックアップして移動し、該位置２６ａ内にワ
ーク２７を位置させるものである。この方法は、当該位
置２６ａの中心位置とワーク２７の中心位置が一致する
ことに着目したもので、フィンガ６ａ，６ｂを開くこと
で位置ずれ量を検出するものである。

【００２９】このように、ハンド装置４の把持中心位置
とワーク２７の中心位置との間にずれを生じても、該ハ
ンド装置４やワーク２７に余分な負荷を与えずに容易か
つ確実に把持することができる。また、ハンド装置４自
体が位置ずれを検出することから、視覚、力覚等の外部
認識装置をロボット１に取り付ける必要がなく、限られ
たスペースで組立、加工ラインを構築することが可能と
なる。

【００３０】なお、上記実施例では２本のフィンガ６
ａ，６ｂによりワーク２７を把持する場合を示したが、
ガイド２２ａ（２２ｂ）と平面上に直交するガイドを設
け、差動ジョイント部を共通に、２本のフィンガ及びリ
ンクを加えて４本のフィンガによりワーク２７を把持さ
せるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、駆動手段
により所定数のフィンガの同じ又は異なる移動量でワー
クを把持させる差動手段を設けることにより、フィンガ
の把持中心と位置ずれを生じているワークを容易かつ確
実に把持することができると共に、簡易に位置ずれ修正
を行い中心位置の一致した状態でワークを把持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】ロボットの動作を説明するための図である。

【図３】位置ずれのないワークの把持を説明するための
図である。

【図４】位置ずれを生じたワークの把持を説明するため
の図である。

【図５】本発明の他の位置ずれ検出を説明するための図
である。

【図６】従来のロボットの一例の斜視図である。

【符号の説明】

１ロボット４ハンド装置５機構部６ａ，６ｂフィンガ７駆動手段８差動手段１１駆動ロッド１５ａ，１５ｂフランジ１７ａ，１７ｂリンク２２ａ，２２ｂガイド２３ａ，２３ｂ凹部（フィンガジョイント部）２５ａ，２５ｂセンサ２７ワーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボット（１）の先端に取り付けられ、
駆動手段（７，１１）により所定数のフィンガ（６ａ，
６ｂ）でワーク（２７）を把持するハンド装置におい
て、前記駆動手段（７，１１）の直線方向の移動により、該
直線方向と異なる方向に前記所定数のフィンガ（６ａ，
６ｂ）を移動させ、該所定数の各フィンガ（６ａ，６
ｂ）の同じ又は異なる移動量で前記ワーク（２７）を把
持させる差動手段（８）を設けることを特徴とするハン
ド装置。
【請求項２】前記差動手段（８）は、直線方向に移動する前記駆動手段（１１）に設けられ、
回動可能な差動ジョイント部（１４ａ，１４ｂ，１５
ａ，１５ｂ）と、ガイド（２２ａ，２２ｂ）により該駆動手段（１１）の
移動方向と異なる方向に移動する前記所定数のフィンガ
（６ａ，６ｂ）のそれぞれに形成された所定数のフィン
ガジョイント部（２３ａ，２３ｂ）と、前記差動ジョイント部（１５ａ，１５ｂ）と該所定数の
フィンガジョイント部（２３ａ，２３ｂ）とを連結し、
該駆動手段（１１）の移動方向と異なる方向に該所定数
のフィンガ（６ａ，６ｂ）を移動させ、該所定数のフィ
ンガ（６ａ，６ｂ）のそれぞれの移動量に応じて該差動
ジョイント部（１５ａ，１５ｂ）を回動させる所定数の
リンク手段（１７ａ，１７ｂ）と、を有することを特徴とする請求項１記載のハンド装置。
【請求項３】前記所定数のフィンガ（６ａ，６ｂ）の
移動量をそれぞれ検出する所定数のセンサ（２５ａ，２
５ｂ）を設けることを特徴とする請求項１又は２記載の
ハンド装置。