KR20140094456A

KR20140094456A - 로봇 핸드 및 로봇

Info

Publication number: KR20140094456A
Application number: KR1020140006484A
Authority: KR
Inventors: 도시유키 하라다; 겐이치 모토나가; 게이고 이시바시
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2014-07-30
Also published as: JP2014140910A; CN103934827A; US8894113B2; EP2756937A2; US20140203582A1

Abstract

본 발명은, 워크의 다양성에 관계없이, 확실하게 간섭을 방지하는 것을 과제로 한다. 실시형태의 로봇 핸드는, 복수 개의 보지부와, 공압 구동부를 구비한다. 상기 복수 개의 보지부는, 복수 개의 워크 각각을 개별로 보지 가능하게 마련된다. 상기 공압 구동부는, 상기 보지부 중의 하나가 상기 워크를 보지할 때에, 이러한 보지부를 공압에 의해 다른 보지부보다도 상기 워크 측으로 돌출시킨다.

Description

로봇 핸드 및 로봇{ROBOT HAND AND ROBOT}

개시된 실시형태는, 로봇 핸드 및 로봇에 관한 것이다.

종래, 아암의 선단에 마련된 로봇 핸드를 이용하여 가공품의 조립과 같은 소정의 작업을 행하는 로봇이 알려져 있다.

구체적으로, 이러한 로봇은, 예를 들어, 척 등을 구비한 로봇 핸드를 갖는 수평 다관절형의 소위 스카라 로봇으로서 구성되고, 척을 이용해서 콘덴서 등의 전자 부품을 파지하면서, 이러한 전자 부품을 기판에 다는 것과 같은 가공 작업을 행한다.

또한, 이러한 가공 작업을 로봇에 효율적으로 행하게하여, 공정 작업 시간의 단축화 등을 도모하기 위해서, 복수 개의 척을 구비한 로봇 핸드를 갖는 로봇도 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

구체적으로는, 특허문헌 1에 개시된 "워크의 반송 장치"가 구비하는 로봇은, 로봇 핸드에 독립 구동 가능한 복수 개의 척을 갖고 있고, 처리 전의 워크 및 처리가 끝난 워크를 동시에 보지(保持)가능한 구성을 이루고 있었다. 한편, 이러한 복수 개의 척은, 워크의 파지 방향을 대략 동일하게 하여 대략 병렬로 배치되어 있다.

특개 2003-159687호 공보

그러나, 상술한 종래의 로봇 핸드에서는, 워크의 다양성에 관계없이, 확실하게 간섭을 방지한다고 하는 점에서 더 개선의 여지가 있다. 구체적으로는, 상술한 종래의 로봇 핸드는, 파지 방향을 대략 동일하게 하는 복수 개의 척이 대략 병렬로 배치되어 있기 때문에, 척 각각의 파지 폭이 한정되어 있다. 이 때문에, 큰 파지 폭을 요구하는 워크의 파지에 대응할 수 없었다.

이러한 점은, 큰 파지 폭의 척을 구비함으로써, 큰 워크를 파지할 필요가 있는 경우와 같은 워크의 다양성에는 대응할 수 있으나, 로봇 핸드의 대형화를 초래하기 때문에, 로봇 핸드가 간섭하기 쉽게 되버린다.

실시형태의 일 태양(態樣)은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 워크의 다양성에 관계없이, 확실하게 간섭을 방지하는 것이 가능한 로봇 핸드 및 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시 형태의 일 태양의 로봇 핸드는, 복수 개의 보지부와, 공압 구동부를 구비한다. 상기 복수 개의 보지부는, 복수 개의 워크 각각을 개별로 보지가능하게 마련된다. 상기 공압 구동부는, 상기 보지부 중의 하나가 상기 워크를 보지할 때에, 해당 보지부를 공압에 의해 다른 보지부보다도 상기 워크 측으로 돌출시킨다.

실시형태의 일 태양에 의하면, 워크의 다양성에 관계없이, 확실하게 간섭을 방지하는 것이 가능하다.

도 1a는, 실시형태의 로봇의 개략 구성을 나타내는 모식 측면도이다.
도 1b는, 로봇이 가공하는 가공품의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2a는, 실시형태의 핸드의 구성을 나타내는 모식 정면도이다.
도 2b는, 실시형태의 핸드의 구성을 나타내는 모식 사시도이다.
도 3a는, 공압 구동부의 접속 구성을 나타내는 도이다.
도 3b는, 공압 구동부의 동작에 연동하는 척의 동작을 나타내는 모식 사시도이다.
도 4a는, 제 1 척 ~ 제 3 척의 배치 관계를 나타내는 모식 평면도이다.
도 4b는, 도 4a를 보다 간략하게 나타낸 모식도이다.
도 5a는, 공압을 이용함으로써 얻어지는 효과의 설명도(첫 번째)이다.
도 5b는, 공압을 이용함으로써 얻어지는 효과의 설명도(두 번째)이다.

이하 첨부도면을 참조하여, 본원이 개시하는 로봇 핸드 및 로봇의 실시형태를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

그리고, 이하에서는, 기판에 대하여 콘덴서 등의 전자 부품을 다는 조립 로봇을 예로 들어 설명을 행한다. 또한, 조립 로봇에 대해서는, 단순히 "로봇"으로 기재한다. 그리고, 엔드 이펙터인 "로봇 핸드"에 대해서는, "핸드"로 기재한다.

그리고, 기판에 달려지는 전자부품에 대해서는 "워크"로 기재하는 것으로 하고, 종별이 상이하면 워크 W1, W2, ... 와 같이 [W+번호]의 부호를 붙이는 것으로 하나, 종별에 관계없이 워크 전체를 총칭하는 경우에는, "W" 단독의 부호를 붙이는 것으로 한다.

먼저, 실시형태의 로봇(10)의 구성에 대해서 도 1a를 이용해서 설명한다. 도 1a는, 실시형태의 로봇(10)의 개략 구성을 나타내는 모식 측면도이다.

한편, 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 도 1a에는, 연직 위 방향을 정방향으로 하고, 연직 아래 방향을 부방향으로 하는 Z축을 포함하는 3차원의 직교 좌표계를 도시하고 있다. 따라서, XY평면에 따른 방향은, "수평방향"을 가리킨다. 이러한 직교 좌표계는, 이하의 설명에 이용하는 다른 도면에 있어서도 나타내는 경우가 있다.

또한, 이하에서는, 복수 개로 구성되는 구성요소에 대해서는, 복수 개 중의 일부에만 부호를 붙이고, 그 외에 대해서는 부호의 부여를 생략하는 경우가 있다. 이러한 경우, 부호를 붙인 일부와 그 외는 같은 구성인 것으로 한다.

도 1a에 도시하는 바와 같이, 로봇(10)은, 수평 방향으로 동작하는 아암부(11)를 구비하는 수평 다관절 로봇이다. 구체적으로는, 로봇(10)은, 아암부(11)와, 핸드(12)와, 아암 베이스(13)와, 기대부(14)를 구비한다.

핸드(12)는, 아암부(11)의 선단부에 마련되는 앤드 이펙터이다. 아암 베이스(13)는, 아암부(11)를 수평회전 가능하게 지지하는, 아암부(11)의 기부이다. 또한, 아암부(11)는, 제 1 아암(11a)과, 제 2 아암(11b)을 구비한다.

제 1 아암(11a)은, 그 기단부가 아암 베이스(13)에 대하여 축(S) 주위에 회전 가능하게 연결된다(도 중의 화살표(101) 참조). 그리고, 제 2 아암(11b)은, 그 기단부가 제 1 아암(11a)의 선단부에 대하여 축(R) 주위에 회전가능하게 연결된다(도 중의 화살표(102) 참조).

또한, 제 2 아암(11b)의 선단부에는, 핸드(12)의 기단부가 축(T) 주위에 회전가능하게 연결된다(도 중의 화살표(103) 참조). 핸드(12)는, 각각 선단부가 연직 아래 방향으로 되도록 마련된 복수 개의 척(12a)을 구비하고 있고, 이러한 척(12a)을 이용해서 전자 부품을 파지한다. 한편, 척(12a)를 포함하는 핸드(12)의 구성의 상세한 것에 대해서는 도 2a 이하를 이용해서 후술한다.

한편, 아암 베이스(13)는, 기대부(14)에 대하여, 연직 방향(즉, Z축 방향)을 따라서 슬라이드 가능하게 마련된다(도 중의 화살표(104) 참조). 이하에서는, 이러한 연직 방향을 따른 슬라이드 동작을, 로봇(10)의 "Z축 동작"이라고 기재하는 경우가 있다.

기대부(14)는, 아암 베이스(13)를 지지함과 함께, 이러한 아암 베이스(13)를 연직 방향을 따라 슬라이드시키는, 즉, 로봇(10)에 "Z축 동작"을 행하게 하는 유닛이다.

여기서, 이러한 로봇(10)이 행하는 가공작업에 대해서, 간략하게 서술한다. 도 1b는, 로봇(10)이 가공하는 가공품의 일례를 나타내는 모식도이다.

도 1b에 도시하는 바와 같이, 로봇(10)은, 예를 들어, 기판(CB)에 대하여 워크 W1이나 워크 W2와 같은 전자부품을 다는 가공작업을 행한다. 한편, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 이러한 워크 W1이나 워크 W2는, 예를 들어 콘덴서나 저항기 등인 경우, 각각 형상이나 크기가 상이한 것이 통상적이다.

여기서, 로봇(10)이, 이러한 형상이나 크기에 따라서 파지 폭 등이 상이한 복수 개의 척(12a)을 미리 구비하는 것으로 하여, 이들을 전환하면서 워크 W1이나 워크 W2를 개별로 파지하는 것으로 하면, 보다 효율적으로 작업을 행하는 것이 가능하다.

다만, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 예를 들어, 기판(CB)에 워크 W2를 달 때, 근접한 부위에 워크 W1 등의 장애물이 존재하면, 이 때 워크 W2를 파지하고 있는 척(12a)이 이러한 장애물에 간섭받을 우려가 있다. 따라서, 복수 개의 척(12a)를 이용한 작업의 효율화를 도모함과 함께, 척(12a), 더 나아가서는 핸드(12)의 장애물과의 간섭을 확실하게 방지하는 것이 중요하다.

여기서, 본 실시형태에서는, 핸드(12)가, 복수 개의 워크(W)를 개별로 파지가능하게 마련된 복수 개의 척(12a)을 구비함과 함께, 이러한 척(12a) 중의 하나가 워크(W)를 파지할 때에, 이러한 척(12a)을 다른 척(12a)보다도 워크(W) 측으로 돌출시키는 것으로 하였다. 또한, 이러한 돌출에는, 공압을 이용하는 것으로 하였다.

그리고, 본 실시형태에서는, 복수 개의 척(12a)을, 핸드(12)의 회전축인 축(T)의 둘레 방향을 따라 배치하는 것으로 하였다. 이하, 이러한 핸드(12)의 구성의 상세한 것에 대해서, 도 2a 이하를 이용하여 구체적으로 설명한다.

도 2a는, 핸드(12)의 구성을 나타내는 모식 정면도이고, 도 2b는, 핸드(12)의 구성을 나타내는 모식 사시도이다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 핸드(12)는, 복수 개의 척(12a)을 구비한다. 복수 개의 척(12a)의 각각은, 그 선단부가 연직 아래 방향으로 되도록 마련된다.

한편, 본 실시형태에서는, 3 개의 척(12a)을 구비하는 것으로 하고, 각각 제 1 척(12aa), 제 2 척(12ab), 제 3 척(12ac)로 기재하는 것으로 한다. 다만, 이것은, 척(12a)의 개수를 한정하는 것이 아니고, 적어도 2 개 이상이 구비되어 있으면 된다.

여기서, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 예를 들어, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)은, 각각의 파지폭(a~c)이 상이하는 등, 구성이 상이한 조합으로 하는 것이 가능하다.

이러한 파지폭(a~c) 등은, 취급하는 워크(W)의 형상이나 크기 등에 의해 규정된다. 한편, 도 2b에서 나타내는 예에서는, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac) 각각의 파지폭(a~c)은, "a<b<c"의 관계인 것으로 한다.

또한, 반드시 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)의 구성이 각각 상이한 것일 필요는 없다. 예를 들어, 동일 형상의 다량의 워크(W)를, 동일 구성의 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)에 의해 동시에 파지함으로써, 공정 작업 시간의 단축화를 도모해도 좋다. 한편, 본 실시형태에서는, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac) 각각의 구성이 상이한 것으로 설명을 진행한다.

그리고, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)은, 연직 방향에 대략 평행한 핸드(12)의 회전축인 축(T)의 둘레 방향을 따라서 배치된다. 이러한 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)의 배치관계의 상세한 것에 대해서는, 도 4a 및 도 4b를 이용해서 후술한다.

도 2a의 설명으로 돌아간다. 도 2a에 도시하는 바와 같이, 핸드(12)는, 척 구동부(12b)와, 척 구동원(12c)과, 가이드 샤프트(12d)와, 공압 구동부(12e)를 더 구비한다. 또한, 공압 구동부(12e)는, 에어 실린더(12ea)와, 셔틀변(12eb)과, 전자변(12ec)을 구비한다.

척 구동부(12b)는, 척(12a) 각각의 기단부에 연결되어, 척(12a)을 갖는 1 조의 척 손톱부(爪)를 개폐하는 구성이며, 예를 들어, 랙 앤 피니언(rack-and-pinion) 등을 사이에 두고 구성된다. 이러한 개폐구성은, 척 구동부(12b)에 연결되는 척 구동원(12c)의 구동력에 의해 구동된다.

또한, 척 구동부(12b)는, 척 구동부(12b)가 가이드 샤프트(12d)를 따라서 슬라이드 할 때의 가이드 기구를 내장하고 있다.

에어 실린더(12ea)는, 척 구동부(12b)를 통해서 척(12a) 마다 연결되는 기계요소이고, 압축 공기의 에너지를 직동(直動)운동으로 변환하여 척(12a)를 가이드 샤프트(12d)를 따라서 슬라이드시킨다. 또한, 에어 실린더(12ea)는, 2 개 이상의 포트를 갖는 복동(複動)형으로 하여 구성된다.

한편, 여기에서는, 에어 실린더(12ea)는 각각, 척(12a)을 연직 아래 방향으로 눌러 내리는 "OUT" 포트와, 연직 위 방향으로 눌러 올리는 "IN" 포트의 두 개의 포트를 갖는 것으로 한다. 이 점의 상세한 것에 대해서는, 도 3a를 이용해서 후술한다.

또한, 도 2a에 나타내는 셔틀변(12eb)은, 에어 실린더(12ea)마다 연결되어, 이러한 에어 실린더(12ea)로 공급되는 공압의 흐름 방향을 전환하는 방향 제어변이다.

구체적으로는, 셔틀변(12eb)은, 2 개의 입구와 1 개의 출구를 갖고, 2 개의 입구로부터 공급되는 공압의 고저차에 의해 상기 출구를 어느 한 쪽의 입구와 접속시킨다. 한편, 본 실시형태에서는, 셔틀 밸브(12eb)의 출구는 항상 고압측의 입구와 접속된다. 이러한 셔틀변(12eb)에 대해서도, 도 3a를 이용해서 후술한다.

전자변(12ec)은, 척(12a) 중 어느 하나를 배타적으로 돌출시키기 위해서 셔틀변(12eb)에 의한 공압의 흐름 방향의 전환을 제어하는 유닛이다. 구체적으로는, 전자변(12ec)은, 공압 신호계 라인의 각 포트를 ON/OFF 함으로써, 셔틀변(12eb)에 의한 공압의 흐름 방향의 전환을 제어한다. 이러한 전자변(12ec)에 대해서도, 도 3a를 이용해서 후술한다.

이들 공압 구동기(12e)를 구성하는 에어 실린더(12ea), 셔틀변(12eb) 및 전자변(12ec)은, 튜브(Tb)나 크로스(CR)와 같은 접속부재를 통해서 상호 접속된다.

다음으로, 이러한 공압 구동부(12e)의 접속 구성에 대해서 도 3a를 이용해서, 또한, 이러한 공압 구동부(12e)의 동작에 연동하는 척(12a)의 동작에 대해서 도 3b를 이용해서, 각각 설명한다.

도 3a는, 공압 구동부(12e)의 접속 구성을 나타내는 도이다. 그리고, 도 3b는, 공압 구동부(12e)의 동작에 연동하는 척(12a)의 동작을 나타내는 모식 사시도이다.

한편, 도 3a에서는, 에어 실린더(12ea), 셔틀변(12eb) 및 크로스(CR) 각각의 부호에 대해서, 제 1 척(12aa)의 계통에는 "-1"의 부호를, 제 2 척(12ab)의 계통에는 "-2"의 부호를, 제 3 척(12ac)의 계통에는 "-3"의 부호를 각각 붙이고 있다.

그리고, 도 3a에서는, 전자변(12ec)은, 3 개의 포트를 갖는 3 포트 전자변인 것으로 하나, 포트 수를 한정하는 것은 아니다. 또한, 여기서는 주로 제 1 척(12aa)의 계통에 대해서 설명하고 있고, 제 2 척(12ab) 및 제 3 척(12ac)의 각각에 대해서는 같은 구성으로 하여 설명을 생략하는 경우가 있다.

그리고, 도 3b에서는, 척(12a) 중, 제 2 척(12ab)의 도시를 생략하고 있다.

도 3a에 도시하는 바와 같이, 전자변(12ec)은 3 개의 포트에 이어지는 밸브(V1~V3)를 갖고 있다. 그리고, 제 1 척(12aa)에 연결되는 에어 실린더(12ea-1)가 갖는 "OUT" 포트에는, 밸브(V1)로부터의 공압 공급로가 접속된다.

그리고, 이러한 밸브(V1)로부터의 공압 공급로는 크로스(CR-1)를 통해서 분기되어, 셔틀변 12eb-2 및 셔틀변 12eb-3 중 한 쪽의 입구로 접속된다.

이러한 도 3a에 나타내는 접속 구성에서, 전자변(12ec)의 밸브(V1)에 이어지는 포트가 ON 된 경우, 전자변(12ec)은 미리 고압용으로 규정된 압력의 공압을, 밸브(V1)의 계통에 공급한다. 한편, 이러한 고압용의 공압은, 0.5MPa(메가파스칼) 정도가 바람직하다.

한편, 이 때, 전자변(12ec)의 밸브 V2 및 V3에 이어지는 포트는 OFF된다. 즉, 밸브 V2 및 V3의 계통은, 밸브 V1의 계통에 대하여 상대적으로 저압으로 되어, 공압의 고저차가 생긴다.

그리고, 이러한 경우, 밸브 V1의 계통인 에어 실린더(12ea-1)의 "OUT" 포트에는, 고압용의 공압이 공급되는 것으로 된다. 이로써, 에어 실린더(12ea-1)는, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 제 1 척(12aa)을 연직 아래 방향으로 눌러 내린다(도 중의 화살표(301) 참조).

또한, 이러한 경우, 에어 실린더 12ea-2 및 12ea-3의 "IN" 포트에는, 전술한 공압의 고저차에 의해, 셔틀변 12eb-2 및 12eb-3을 통해서 고압용의 공압이 공급되는 것으로 된다. 이로써, 에어 실린더 12ea-2 및 12ea-3은, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 제 2 척(12ab)(도시 생략) 및 제 3 척(12ac)를 연직 위 방향으로 눌러 올린다(도 중의 화살표(302) 참조).

즉, 밸브 V1~V3 중, 밸브 V1에 이어지는 포트만이 ON되는 것에 의해, 제 1 척(12aa)은, 그 외 제 2 척(12ab) 및 제 3 척(12ac)보다도 워크(W) 측으로 배타적으로 돌출되는 것으로 된다.

이러한 제 1 척(12aa)의 경우와 같이, 도 3a에 나타내는 접속구성에 의해, 전자변(12ec)의 밸브 V2에 이어지는 포트만이 ON된 경우에는, 제 2 척(12ab)이, 그 외 제 1 척(12aa) 및 제 3 척(12ac)보다도 워크(W) 측으로 배타적으로 돌출되는 것으로 된다.

또한, 마찬가지로, 전자변(12ec)의 밸브 V3에 이어지는 포트만이 ON된 경우에는, 제 3 척(12ac)이, 그 외 제 1 척(12aa) 및 제 2 척(12ab)보다도 워크(W) 측으로 배타적으로 돌출되는 것으로 된다.

즉, 사용하는 척(12a) 만을 그때마다 다른 척(12a)보다도 워크(W) 측으로 돌출시킴으로써, 워크(W)가 집중하여 혼재하고 있는 경우나, 좁은 장소 등에서도, 장애물에 간섭받는 것 없이 워크(W)의 파지 또는 해제를 행하는 것이 가능해진다.

한편, 도 3a의 접속구성에 도시된 바와 같이, 셔틀변(12eb-1~12eb-3)을 이용함으로써, 공급되는 공압의 역류를 방지하는 효과도 또한 얻을 수 있다.

다음으로, 도 4a 및 도 4b를 이용해서, 척(12a)를 구성하는 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac) 각각의 배치관계에 대해서 설명한다. 도 4a는, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)의 배치관계를 나타내는 모식 평면도이다. 또한, 도 4b는, 도 4a를 보다 간략하게 나타낸 모식도이다.

상술한 설명에서 이미 서술되어 있으나, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)은, 핸드(12)의 회전축인 축(T)의 둘레 방향을 따라 배치된다. 이로써, 핸드(12)를 컴팩트하게 정리하여, 소형화하는 데에 이바지할 수 있다.

또한, 핸드(12)가 축(T) 주위에 회전할 때의 선회경(R1)이 비대화되는 것을 방지하는 것이 가능하기 때문에, 핸드(12)의 장애물과의 간섭을 방지하는 것에 이바지할 수 있다.

여기서, 도 4b를 이용해서, 더 상세하게 설명한다. 도 4b에 도시하는 바와 같이, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)은, 단순히 축(T)의 둘레 방향을 따르는 것이 아니고, 평면에서 본 경우에, 축(T)을 중심으로 하여 그린 가상원(R2)의 원주 상에 각각의 제어점(P1~P3)이 배치되도록 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 여기서 말하는 제어점(P1~P3)은, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac) 각각의 작용점(워크(W)를 파지하는 부분) 등에 해당하고, 로봇(10)이 동작할 때에 순차 연산에 의해 구해진다.

이로써, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)의 제어점(P1~P3)을 축(T)으로부터 등거리(즉, 반경 r)로 하여 연산하는 것이 가능하기 때문에, 로봇(10)의 제어를 복잡화시키는 것 없이 행하는 것이 가능하다.

또한, 이러한 효과를 얻기 위해서, 도 4b에 나타내는 배치각(θ₁~θ₃)을 동등하게, 즉, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)을 가상원(R2)의 원주 상에 등간격으로 배치하는 것에 의해 알맞게 된다.

그리고, 제 1 척(12aa)~제 3 척(12ac)의 제어점(P1~P3)이, 가상원(R2)의 원주상에 각각 배치되는 것과 함께, 각각의 파지 방향(401~403)이, 가상원(R2)의 접선 방향(t1~t3)과 대략 평행하게 되도록 마련하는 것이 바람직하다.

이로써, 예를 들어, 워크(W)의 크기에 따라서 더 큰 파지 폭을 요구하는 경우 등에, 선회경(R1)이 그리는 영역 내에서, 어느 정도 큰 파지 폭을 갖는 척(12a)으로의 교환을 행하여, 이를 이용하는 것이 가능하다.

따라서, 선회경(R1)이 비대화하는 것을 방지하는 것이 가능하기 때문에, 핸드(12)의 장애물과의 간섭을 방지하는 것을 이바지하는 것이 가능하다. 또한, 워크(W)의 다양성에도 대응하는 것이 가능하다.

다음으로, 척(12a)을 돌출시키는 것과 관련해 공압을 이용함으로써 얻어지는 효과에 대해서, 도 5a 및 도 5b를 이용해서 구체적으로 설명한다. 도 5a 및 도 5b는, 공압을 이용함으로써 얻어지는 효과의 설명도(첫 번째 및 두 번째)이다.

도 5a에 도시하는 바와 같이, 로봇(10)은, 기판(CB)에 대하여, 워크(W1)를 다는 것과 관련해서, 예를 들어, 척(12a) 중 어느 하나를 이용해서 워크(W1)를 파지하면서, 워크(W1)로부터 연장하는 리드(Ld)를 기판(CB)에 형성된 구멍부(H)에 꽂는 동작을 행한다. 이러한 동작은, 로봇(10)의 Z축 동작에 의해 행해진다.

이 때, 척(12a)은, 공압 구동부(12e)의 구동에 의해, 즉 공압에 의해 돌출되어 있기 때문에, 유동체인 공기에 의해, 탄성력이 작용한 상태로 되어 있다. 따라서, 로봇(10)의 Z축 동작에 의해 워크(W1)의 리드(Ld)를 구멍부(H)에 꽂을 때의 충격을 흡수하여 누르러뜨리는 것이 가능해 진다.

즉, 워크(W1)와 같은 전자부품 등의 무용한 파손을 방지하는 것에 이바지하는 것이 가능하다. 또한, 이러한 충격을 흡수할 수 있는 점을 고려하여, 로봇(10)의 Z축 동작의 동작 속도를 높이는 것이 가능하기 때문에, 공정 작업 시간의 단축화에도 이바지하는 것이 가능하다.

또한, 척(12a)이 공압에 의해 돌출되어 있는 것에 의해, 로봇(10)의 Z축 동작을 어시스트하는 것이 가능하다.

예를 들어, 척(12a)이, 워크(W)를 파지하면서, 이러한 워크(W)를 소정의 계합부위에 계합시킬 필요가 있는 것으로 한다.

이러한 경우, 워크(W)를 계합시키는 것에는, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 소정의 압입력을 가지고 로봇(10)에 Z축 동작을 행하게 할 필요가 있다(도 중의 화살표(501) 참조). 다만, 이 때, 척(12a)은, 공압 구동부(12e)의 구동에 의해 탄성력이 작용한 상태로 되어 있다.

따라서, 로봇(10)은, 이러한 탄성력에 의한 어시스트를 이용할 수 있기 때문에(도 중의 화살표(502) 참조), Z축 동작만에 의한 소정의 압입력을 가지고 워크(W)를 계합시킬 필요가 없다. 이로써, 예를 들어, 로봇(10)이 소형 경량의 것인 경우 등에, Z축 동작만에 의한 압입력에 져서 아암부(11)가 휘는 것 등을 방지하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이, 실시형태의 핸드(로봇 핸드)는, 복수 개의 척과, 공압 구동부를 구비한다. 상기 복수 개의 척은, 복수 개의 워크 각각을 개별로 보지가능하게 마련된다. 상기 공압 구동부는, 상기 척 중 하나가 상기 워크를 보지할 때에, 이러한 척을 공압에 의해 다른 척 보다도 상기 워크 측으로 돌출시킨다.

따라서, 실시형태의 핸드에 의하면 워크의 다양성에 관계없이, 확실하게 간섭을 방지하는 것이 가능하다.

한편, 상술한 실시형태에서는, 척에 의해서 워크를 파지하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 핸들링 툴의 종별을 한정하는 것은 아니며, 예를 들어, 흡착에 의한 것 등, 워크를 보지가능한 것이라면 좋다. 따라서, 상기 척에 대해서는, "보지부"로 바꿔 말해도 좋다.

그리고, 상술한 실시형태에서는, 수평 다관절형의 소위 스카라 로봇을 예로 들었으나, 아암의 선단에 핸드를 갖고, 이러한 핸드가 보지부를 가지고 워크를 보지가능하다면, 로봇의 종별을 한정하는 것은 아니다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 방향 제어변으로서 셔틀변을 이용하는 경우를 예로 들었으나, 셔틀변에 한정되지 않아도 좋다.

그리고, 상술한 실시형태에서는, 기판에 대하여 전자부품을 다는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 로봇이 행하는 가공 동작의 태양을 이것에 한정하는 것은 아니다.

더 나은 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 의한 광범위한 태양은, 이상과 같이 나타내고 기술한 특정의 상세한 설명 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 것 없이, 다양한 변경이 가능하다.

10: 로봇
11: 아암부
11a: 제 1 아암
11b: 제 2 아암
12: 핸드
12a: 척
12aa: 제 1 척
12ab: 제 2 척
12ac: 제 3 척
12b: 척 구동부
12c: 척 구동원
12d: 가이드 샤프트
12e: 공압 구동부
12ea: 에어 실린더
12eb: 셔틀변
12ec: 전자변
13: 아암 베이스
14: 기대부
CB: 기판
CR: 크로스
H: 구멍부
Ld: 리드
P1~P3: 제어점
R: 축
R1: 선회경
R2: 가상원
S: 축
T: 축
Tb: 튜브
V1~V3: 밸브
W, W1, W2: 워크
a~c: 파지폭
r: 반경
t1~t3: 접선 방향
θ₁~θ₃: 배치각

Claims

복수 개의 워크 각각을 개별로 보지가능하게 마련된 복수 개의 보지부와,
상기 보지부 중 하나가 상기 워크를 보지할 때에, 해당 보지부를 공압에 의해 다른 보지부보다도 상기 워크 측으로 돌출시키는 공압 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇 핸드.
제 1 항에 있어서,
상기 공압 구동부는,
상기 보지부마다 연결된 에어 실린더와,
상기 에어 실린더마다 연결되어, 해당 에어 실린더로 공급되는 공압의 흐름 방향을 전환하는 방향 제어변과,
상기 방향 제어변에 의한 공압의 흐름 방향의 전환을 제어함으로써, 상기 보지부 중 하나를 배타적으로 돌출시키는 전자변을 더 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇 핸드.
제 2 항에 있어서,
상기 방향 제어변은,
두 개의 입구와 한 개의 출구를 갖고, 상기 두 개의 입구로부터 입력되는 공압의 고저차에 의해 상기 출구를 어느 한 쪽의 상기 입구와 접속시키는 셔틀변인 것을 특징으로 하는
로봇 핸드.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보지부 각각은,
선단부가 연직 아래 방향으로 되도록 마련되는 것과 함께, 연직 방향으로 대략 평행한 회전축의 둘레 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는
로봇 핸드.
제 4 항에 있어서,
상기 보지부는,
한 조의 척 손톱부에 의해서 상기 워크를 파지하는 척이고,
상기 척은,
평면에서 본 경우에 상기 회전축을 중심으로 하여 그린 가상원의 원주 상에 해당 척의 제어점이 배치되는 것과 함께, 해당 척의 파지 방향이 상기 가상원의 접선 방향과 대략 평행하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
로봇 핸드.
제 5 항에 있어서,
상기 척은,
상기 가상원의 원주 상에 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는
로봇 핸드.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 로봇 핸드를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇.