TWI758477B

TWI758477B - 工件夾持裝置

Info

Publication number: TWI758477B
Application number: TW107116107A
Authority: TW
Inventors: 原耕二
Original assignee: 日商Ｓｍｃ股份有限公司
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2022-03-21
Also published as: US10870206B2; CN108943000B; JP2018192576A; KR20180127243A; US20180333864A1; TW201900367A; CN108943000A; JP6914475B2; KR102423803B1; DE102018111431A1

Abstract

一種工件夾持裝置(10)，包括基體(20)與經組構成夾持工件(100)的一對夾爪單元(22)。該對夾爪單元(22)的第一夾爪單元(40)包括鏟件(52)，經組構成在箭頭Z方向相對於該基體(20)往復運動且在垂直於箭頭Z方向的平面上旋轉。該對夾爪單元(22)的第二夾爪單元(60)包括壓制件(74)，經組構成在箭頭X方向往復運動且在垂直於箭頭Z方向的平面上旋轉。

Description

工件夾持裝置

本發明係有關於一種工件夾持裝置，其係在附接至機器人的狀態下使用。

為了改善生產效率，現正推廣用於造成機器人在生產線之各個步驟的至少一部分中執行作業的自動化。例如，工件夾持裝置(所謂機器手)附接至機器人，以便從預定位置提取工件且搬運工件到其他位置(例如，參考日本早期公開專利公開號：2013-000857)。

以往工件夾持裝置一直無法夾持不同形狀以及由例如鈑金件之板狀構件製成的工件。例如，揭示於日本早期公開專利公開號：2013-000857的工件夾持裝置以能夠夾持不同尺寸之工件的方式組構，不過，該日本早期公開專利未組構成能夠夾持不同形狀的工件。

本發明已想出考慮到上述問題，而且以提供能夠夾持不同形狀之工件的工件夾持裝置為目標。

為了達成上述目標，本發明之特徵在於，一種工件夾持裝置，包括基體與設置在該基體上且經組構成夾持工件的夾持機構，其中，該夾持機構包括第一夾爪單元以及第二夾爪單元，該第一夾爪單元具有經組構成相對於該基體在第一軸向往復運動且在垂直於該第一軸向之平面上旋轉的第一固持結構，該第二夾爪單元具有經組構成在垂直於該第一軸向之第二軸向往復運動且在垂直於該第一軸向之平面上旋轉的第二固持結構。

根據上述組構，利用該第一夾爪單元之該第一固持結構與該第二夾爪單元之該第二固持結構，該工件夾持裝置能夠適當地夾持不同形狀的工件。更具體而言，在該第一軸向來回移動(亦即，往復運動)且在垂直於該第一軸向之平面上旋轉的該第一固持結構，以及在垂直於該第一軸向之該第二軸向往復運動且在垂直於該第一軸向垂直之平面上旋轉的該第二固持結構，能夠根據該工件的形狀在數個操作之間做選擇，例如沿著該第一軸向夾合該工件，或沿著該第二軸向夾合該工件。結果，該工件夾持裝置能夠採用各種夾持模式，從而可大幅增進多樣性。

此外，該第一軸向可為使該第一固持結構接近或遠離該基體的方向，且該第二軸向可為使該第二固持結構接近或遠離該第一夾爪單元的方向。

藉由改變該第一固持結構與該基體的相對距離，以及改變該第二固持結構與該第一夾爪單元的相對距離，該工件固持結構可利用該第一及該第二固持結構輕易完成該工件的夾合與夾合釋放兩者。

替換地，該基體可包括在垂直於該第二軸向之方向突出的固定夾持體，而該第二夾爪單元可包括活動夾持體，經組構成藉由沿著該第二軸向移動，可夾持該工件於該活動夾持體與該固定夾持體之間。

藉由使該第二夾爪單元之該活動夾持體沿著該第二軸向移動的簡單操作，該工件夾持裝置能夠夾合及夾持該工件於該固定夾持體與該活動夾持體之間。

除了上述組構以外，該工件夾持裝置可具有以下組構：該固定夾持體從該基體突出的方向與該第一夾爪單元突出的方向相反，且該活動夾持體從該第二夾爪單元穿過設置於該基體的長孔且突出的方向與該第二夾爪單元突出的方向相反。

除了利用該第一及該第二夾爪單元夾持工件以外，藉由改變該基體的取向，該工件夾持裝置可輕易切換到用該固定夾持體及該活動夾持體夾持工件的狀態。

在這種情況下，以平面圖視之，該第一及該第二固持結構較佳為組構成彼等從處於固持該工件前之等待狀態的一待用位置朝向處於固持該工件之狀態的一固持位置旋轉的方向係互相相反。

藉由該工件夾持裝置使該第一及該第二固持結構各自在其待用位置以互相相反的方向旋轉，使該第一及該第二固持結構處於在同一方向延伸的狀態。因此，可減少該第一及該第二固持結構各自從待用位置到固持位置的移動範圍。結果，即使在可利用空間很小的情形下，仍可令人滿意地夾持該工件。

此外，該第一及該第二固持結構中之至少一者在從待用位置朝向固持位置之方向的一側上可具有錐形部。

藉由具有在該第一及該第二固持結構中之至少一者上的錐形部，該工件夾持裝置可使錐形部在該第一及該第二固持結構旋轉時得以輕易地進入到該工件的下側上。

此外，該第一及該第二固持結構各具有從在由該待用位置朝向該固持位置之方向的一側突出的爪構件。

藉由具有爪構件，該工件夾持裝置可造成該第一及該第二固持結構從該工件的兩側接近該工件，且藉由該等爪構件的相互操作可夾合單一工件。

此外，該第一夾爪單元較佳為包括連接至該基體且經組構成使該第一固持結構沿著該第一軸向移動的縱向致動器，以及連接至該縱向致動器且經組構成旋轉該第一固持結構的第一旋轉致動器，而且該第二夾爪單元較佳為包括連接至該基體且經組構成使該第二固持結構沿著該第二軸向移動的橫向致動器，以及連接至該橫向致動器且經組構成旋轉該第二固持結構的第二旋轉致動器。

該工件夾持裝置藉由該縱向致動器、該第一旋轉致動器、該橫向致動器及該第二旋轉致動器，使得該第一固持結構與該第二固持結構能夠獨立且互相合作地操作。

根據本發明，該工件夾持裝置能夠適當地夾持不同形狀的工件，且據此，包括該工件夾持裝置的機器人展現能夠搬運各種類型之工件的高度多樣性。

由以下結合附圖的說明可更加明白本發明以上及其他的目標、特徵及優點，其中以圖解說明性的實施例圖示本發明的較佳具體實施例。

10、10A‧‧‧工件夾持裝置

11A‧‧‧第一夾持機構

11B‧‧‧第二夾持機構

12‧‧‧夾持機器人

14‧‧‧臂體

14a‧‧‧遠端臂體

15‧‧‧掛載部件

16‧‧‧關節

18‧‧‧控制單元

20‧‧‧基體

22‧‧‧夾爪單元

24‧‧‧第一塊體

26‧‧‧第二塊體

28‧‧‧安裝螺絲孔

30‧‧‧長孔

32‧‧‧固定夾持體

34‧‧‧固定部

36‧‧‧延伸部

36a‧‧‧延伸端部

38‧‧‧橡膠片

40、40A‧‧‧第一夾爪單元

42‧‧‧縱向致動器

42a‧‧‧固定缸

42b‧‧‧活動桿

42c‧‧‧埠口

44‧‧‧間隔件

46‧‧‧第一旋轉致動器

46a‧‧‧圓柱體

46b‧‧‧轉軸

46c‧‧‧埠口

48、48A‧‧‧第一固持結構

50‧‧‧第一導引機構

50a‧‧‧導軌

50b‧‧‧滑件

51‧‧‧肘板

52‧‧‧鏟件

54‧‧‧錐形部

56‧‧‧第一鉤部

57‧‧‧延伸板體

58‧‧‧爪構件

60、60A‧‧‧第二夾爪單元

62‧‧‧橫向致動器

62a‧‧‧固定缸

62b‧‧‧活動桿

62c‧‧‧埠口

62d‧‧‧附接體

64‧‧‧活動夾持體

64a‧‧‧延伸端部

66‧‧‧間隔件

68‧‧‧第二旋轉致動器

68a‧‧‧圓柱體

68b‧‧‧轉軸

68c‧‧‧埠口

70、70A‧‧‧第二固持結構

72‧‧‧第二導引機構

72a‧‧‧滑件

74‧‧‧壓制件

76‧‧‧第二鉤部

77‧‧‧延伸板體

78‧‧‧爪構件

100、110、120、130‧‧‧工件

112‧‧‧平面主板部

114‧‧‧邊緣部

132‧‧‧孔洞

200‧‧‧工件儲存空間

202‧‧‧擺放位置

X、X1、X2、Y、Y1、Y2、Z、Z1、Z2‧‧‧箭頭方向

第1圖的解釋圖係示意性圖示加工現場與應用根據本發明具體實施例之工件夾持裝置的夾持機器人；第2圖的透視圖係圖示第1圖的工件夾持裝置；第3圖的解釋圖係圖示第2圖之工件夾持裝置旋轉180°的狀態；第4圖的透視圖係圖示根據一變體的工件夾持裝置；第5A圖為圖示工件夾持裝置之操作的第一側視圖；第5B圖為從第5A圖之箭頭VB透視的視圖；第5C圖為圖示工件夾持裝置之操作的第二側視圖；第5D圖為從第5C圖之箭頭VD透視的視圖；第6A圖為圖示工件夾持裝置之操作的第三側視圖；第6B圖為沿著第6A圖之直線VIB-VIB繪出的剖視圖；第6C圖為圖示工件夾持裝置之操作的第四側視圖；第6D圖為沿著第6C圖之直線VID-VID繪出的剖視圖；第7A圖的第一側面剖視圖係圖示該工件夾持裝置之第一夾持機構的夾持；第7B圖的第二側面剖視圖係圖示該工件夾持裝置之第一夾持機構的夾持；第8圖的解釋圖係圖示利用第4圖之工件夾持裝置夾持工件；以及第9圖的解釋圖係圖示利用第4圖之工件夾持裝置夾持另一工件。

下文中，將參考所附圖式提出並詳述本發明工件夾持裝置的較佳具體實施例。

如第1圖所示，根據本發明之具體實施例的工件夾持裝置10用來作為夾持機器人12的末端執行器(end effector)。夾持機器人12安裝在工廠中，且搬運數個工件100至實行預定製程(焊接工件或其類似者)之加工裝置的另一工件或夾具。此外，其上裝設有工件夾持裝置10的物件不限於夾持機器人12，且可應用至以夾持工件為目的之各種裝置。

例如，夾持機器人12經組構成為多關節或活節型機器人，且包含複數個臂體14、使臂體14可轉動地互相連接的複數個關節16、與控制各個關節16之操作的控制單元18。夾持機器人12的控制單元18使各個臂體14及各個關節16移動，以便將工件夾持裝置10移到工件儲存空間200而使工件100暫時坐落於其中。此外，工件夾持裝置10在控制單元18的控制下夾持(保持)工件100。此外，藉由各個臂體14及各個關節16的操作，將夾住的工件100搬運到擺放位置202，且在擺放位置202釋放工件100的夾持以便配置(設置)工件100。

具體而言，如第2圖所示，為了夾持不同形狀的複數個工件100類型，根據本具體實施例的工件夾持裝置10經組構成為可實施不同夾持模式的多手型機器人。以下將具體描述與工件夾持裝置10有關的細節。

此外，在以下說明中，將參考第2圖的方向標示來描述裝置組態的方向。更具體而言，用箭頭X標示裝置的橫向方向(大約是第2圖的左右方向)，用箭頭Y標示裝置的寬度方向(大約是第2圖圖紙之前後方向)，以及用箭頭Z標示裝置的高度方向(大約是第2圖圖紙之上下方向)。此外，用箭頭X1的方向大略標示向右的方向，用箭頭X2的方向大略標示向左的方向，用箭頭Y1的方向大略標示圖紙之向後的方向，用箭頭Y2的方向大略標示圖紙之向前的方向，用箭頭Z1的方向大略標示向上的方向，以及用箭頭Z2的方向大略標示向下的方向。此外，提供該等方向標示以便增進說明的了解，且在夾持機器人12的驅動作用下，可使用處於任何任意取向的工件夾持裝置10。

夾持機器人12的遠端臂體14a包括其上裝設有工件夾持裝置10的掛載部件(mounted part)15，且掛載部件15相對於遠端臂體14a的外殼至少可旋轉180度或更多(也參考第1圖)。因此，與掛載部件15的旋轉一起，工件夾持裝置10可在第2圖的箭頭Z方向可上下翻轉(也參考第3圖)。

如第2圖及第3圖所示，工件夾持裝置10包括連接至掛載部件15的基體20、與設在基體20上且夾持工件100的一對夾爪單元22。該對夾爪單元22由各自做不同操作的第一夾爪單元40與第二夾爪單元60構成。此外，該對夾爪單元22的操作係由夾持機器入12的控制單元18控制。此外，工件夾持裝置10可設有與夾持機器入12之控制單元分開以單獨控制工件夾持裝置10的控制單元。

基體20形成為塊狀且擁有剛性使得該對夾爪單元22得以被可操作地固持。更具體言之，在箭頭X方向延伸且在箭頭Z方向擁有充分厚度的矩形的第一塊體24與在箭頭X1方向位於第一塊體24之一側上且在箭頭Z2方向與第一塊體24相連的矩形的第二塊體26係一體地建構在一起。

第一夾爪單元40在箭頭Z2方向附接至第一塊體24的表面(下表面)，且第二夾爪單元60在箭頭Z2方向附接至第二塊體26的表面。因此，基體20將第一夾爪單元40與第二夾爪單元60支承在以預定距離互相分離之位置上。

第二塊體26在箭頭X方向的長度比第一塊體24短。因此，基體20的下表面側呈階梯狀。第二塊體26與第一塊體24一起形成一個部分，基體20透過該部分附接至掛載部件15，且該部分充當用以適當調整第一夾爪單元40之高度與第二夾爪單元60之高度的間隔件。

在基體20在箭頭X1方向的端部，在箭頭X1方向的端面、在箭頭Y2方向的側面以及在箭頭Z1方向的側面各自設置有複數個(第2圖圖示為4個)安裝螺絲孔28。因此，基體20可以各種姿勢旋緊且固定至掛載部件15。例如，藉由連接基體20在箭頭X1方向的端面與掛載部件15，基體20繞著掛載部件15在箭頭X方向的延伸軸線旋轉，且該對夾爪單元22的位置可翻轉180度。使基體20與掛載部件15互相固定的方法不限於螺絲固定法，且可運用各種其他方法，例如焊接或其類似者。

此外，以平面圖視之(在箭頭Z2方向)，在縱向方向(在箭頭X方向)延伸的長孔30係設置在基體20在橫向方向的中央部分。長孔30在較靠近箭頭X2方向上形成在箭頭Z方向穿透第一塊體24。第二夾爪單元60的活動夾持體64(隨後會加以描述)設置在長孔30中。

此外，固定夾持體32設在基體20在箭頭Z1方向的表面(上表面)上並能夠把工件100夾合(夾鉗)於其本身與第二夾爪單元60之間。固定夾持體32連接至基體20在橫向方向的中央部分，且與長孔30在箭頭X2方向之一側相連，以藉此封閉長孔30的一部分。

固定夾持體32形成為在側視圖中呈L形(沿箭頭Y2方向視之)。更具體言之，固定夾持體32包括在箭頭X方向延伸且具有與長孔30寬度相同之寬度的固定部34，以及在固定部34之一端彎成直角且沿著箭頭Z1方向延伸的延伸部36。藉由適當的固定構件，例如螺絲固定法、黏著劑、焊接或其類似者，將固定部34牢牢地固定至基體20。

固定夾持體32的延伸部36與第二夾爪單元60構成直接把工件100夾持於其間的第一夾持機構11A。延伸部36的延伸端部36a呈楔形，其中在箭頭X2方向之一側上的側面係朝向它在箭頭X1方向的投影方向傾斜，且在箭頭X1方向之一側上的側面延伸成平面形狀。具有增加之彈性力及磨擦阻力的橡膠片38設在延伸端部36a在箭頭X1方向之一側的側面上。

設在第一夾持機構11A之相對側上的該對夾爪單元22構成第二夾持機構11B，用以通過第一夾爪單元40與第二夾爪單元60的互相合作來夾持工件100。

第一夾爪單元40包括縱向致動器42、間隔件44、第一旋轉致動器46、與第一固持結構48。縱向致動器42與第一旋轉致動器46構成用以能夠使第一固持結構48相對於基體20的運動之驅動機構。

縱向致動器42的上部連接且固定至基體20，以及使連接至彼之下部的間隔件44、第一旋轉致動器46及第一固持結構48在箭頭Z方向(第一軸向)移動。例如，可應用具有固定缸42a與基於空氣(壓縮空氣)之供給及排放而對於固定缸42a相對運動的活動桿42b之空氣缸，來作為這種驅動機構。

更具體言之，活動桿42b係部分容納於固定缸42a內，且分割固定缸42a之內部空間(未圖示)的凸緣(未圖示)設在活動桿42b上。此外，能夠讓空氣進出各個被分割之內部空間的兩個埠口42c設在固定缸42a上。埠口42c連接至未圖示的空氣源。藉由在控制單元18的控制下供給或排放空氣，可調整各個內部空間的內部壓力。結果，該凸緣移到適當位置，且活動桿42b調整了位置。此外，縱向致動器42不限於上述組構，且可應用其他的組構，例如液壓缸、滾珠螺桿機構或其類似者。

此外，設置在固定缸42a附近且引導活動桿42b滑動的第一導引機構50設在縱向致動器42上。第一導引機構50由連接至固定缸42a的導軌50a與連接至活動桿42b之L形的滑件50b(參考第3圖)構成。滑件50b包括在箭頭Z方向延伸的第一部分與在箭頭Z2方向之端部處呈垂直彎曲的第二部分，其中活動桿42b係連接至一表面，且間隔件44連接至另一表面。滑件50b之第一部分伴隨活動桿42b的位移沿著導軌50a的引導，從而使間隔件44在箭頭Z方向穩定地移位。

第一夾爪單元40的間隔件44形成為有預定板厚的圓盤形狀，且調整第一固持結構48相對於第二夾爪單元60在箭頭Z方向的位置。藉由如螺絲或其類似者之固定構件，將第一旋轉致動器46固定在間隔件44的下表面(在箭頭Z2方向的表面)。

第一旋轉致動器46使第一固持結構48繞著在箭頭Z方向的軸線旋轉及運動。例如，可應用具有連接至間隔件44之圓柱體46a與基於空氣之供給及排放而與圓柱體46a相對旋轉的轉軸46b(參考第3圖)的旋轉致動器，來作為此種驅動機構。

例如，在第一旋轉致動器46中，葉片(未圖示)連接至轉軸46b，且用於決定葉片之角度範圍的固定壁(未圖示)設在圓柱體46a內部。此外，在圓柱體46a內，各自在葉片兩側形成壓力室，且未圖示的空氣源連接至在圓柱體46a中各自與壓力室連通的兩個埠口46c。空氣源在控制單元18的控制下供給及排放空氣，藉此使葉片旋轉且將彼之運動傳送到轉軸46b。此外，第一旋轉致動器46不限於上述組構，且可應用其他的組構，例如電動機機構或其類似者。

第一固持結構48固定至在箭頭Z2方向從圓柱體46a突出的轉軸46b。在轉軸46b旋轉時，第一固持結構48在與箭頭Z方向垂直的平面上定中心地繞著轉軸46b旋轉。

根據本具體實施例的第一固持結構48由與第二夾爪單元60合作從上面及下面來夾合工件100的板狀的鏟件52構成。鏟件52在縱向方向的一端部連接至轉軸46b，且鏟件52在與轉軸46b之軸向(在箭頭Z方向)垂直的方向從一端部伸出預定長度。基於轉軸46b的操作狀態，鏟件52可移到沿著箭頭X1方向配置的固持位置，且可移到沿著箭頭Y2方向配置的待用位置。

鏟件52形成為在箭頭Z方向有預定厚度的實質長方體形狀。鏟件52在從待用位置朝向夾持位置旋轉之方向的一側部為錐形部54，其上表面(在箭頭Z1方向的表面)係向下傾斜。此外，錐形部54的下表面(在箭頭Z2方向的表面)形成為平面形狀。另須說明的是，以橫截面視之，錐形部54形成為直角三角形，其中其厚度係朝向在寬度方向的外側逐漸遞減。

藉由具有此一錐形部54，當鏟件52從待用位置轉到固持位置時，它的下銳角部分首先進入到工件100的下側上。因此，鏟件52可沿著錐形部54的斜坡輕易進入到工件100的下側，且鏟起及引導工件100到鏟件52的上表面(平表面)。

此外，第一固持結構48不限於第2圖的鏟件52，且可應用各種替代組構。第4圖的透視圖圖示根據一變體的工件夾持裝置10A。工件夾持裝置10A的第一夾爪單元40A(第一固持結構48A)由第一鉤部56構成，其用於與第二夾爪單元60A合作以從工件100之一側接近工件100，或鉤住工件100的預定位置。

第一鉤部56包括具有一端在彼之縱向方向連接至轉軸46b且在與轉軸46b的軸向垂直之方向延伸預定長度的延伸板體57，與連接至延伸板體57之另一端部的爪構件58。

爪構件58經形成可從延伸板體57的一側部 (在從第一鉤部56之待用位置旋轉到固持位置之方向的側部)突出。以平面圖視之，爪構件58與延伸板體57的一端面齊平，且形成為直角三角形，其中彼之寬度朝向爪構件58突出的方向變窄。

翻到第2圖及第3圖，工件夾持裝置10的第二夾爪單元60為與固定夾持體32一起構成第一夾持機構11A的一部分，且與第一夾爪單元40一起構成第二夾持機構11B。更具體言之，第二夾爪單元60包括橫向致動器62、活動夾持體64、間隔件66、第二旋轉致動器68、與第二固持結構70。不像第一夾爪單元40，第二夾爪單元60使第二固持結構70在箭頭X方向(第二軸向)移位而不使第二固持結構70在箭頭Z方向移位。

橫向致動器62的上部連接且固定至基體20，且橫向致動器62使活動夾持體64、間隔件66、第二旋轉致動器68及第二固持結構70在箭頭X方向往復運動。如同縱向致動器42，可應用具有固定缸62a與基於空氣之供給及排放而對於固定缸62a相對運動的活動桿62b之空氣缸，來作為此種驅動機構。

更詳細地說，橫向致動器62包含與盒狀的固定缸62a相對移動的一對活動桿62b，以及各個活動桿62b的突出端部(在箭頭X2方向的端部)藉由附接體62d橋接。類似縱向致動器42，固定缸62a備有由各個活動桿62b之凸緣(未圖示)將固定缸內部分割成的數個內部空間，與能夠讓空氣進出各個被分割之內部空間的兩個埠口62c。各個埠口62c各自連接至未圖示的空氣源。藉由在控制單元18的控制下供給或排放空氣，可調整各個內部空間的內部壓力，且調整各個活動桿62b在箭頭X方向的位置。

第二導引機構72設在橫向致動器62上以便引導附接體62d的滑動，且由連接至固定缸62a之導軌(未圖示)與連接至附接體62d之U形的滑件72a構成。活動夾持體64與滑件72a一起固定至附接體62d，且橫向致動器62造成滑件72a及活動夾持體64在箭頭X方向一體地滑動。

活動夾持體64沿著箭頭Z1方向從連接至附接體62d之根部線性延伸，且經由基體20的長孔30突出到基體20的相對側。活動夾持體64的延伸端部64a係設定成與固定至基體20之固定夾持體32的延伸端部36a有相同的高度。活動夾持體64之延伸端部64a形成與固定夾持體32對稱，且形成為楔形，以及在面向固定夾持體32的表面上設置橡膠片38。

此外，間隔件66固定至第二導引機構72之滑件72a的下表面。第二夾爪單元60的間隔件66形成為有預定板厚的矩形板形狀，且調整第二固持結構70的高度(在箭頭Z方向)。藉由如螺絲或其類似者的固定構件，將第二旋轉致動器68固定在間隔件66的下表面(在箭頭Z2方向的表面)。

至於第二旋轉致動器68，可採用與第一旋轉致動器46類似的結構(亦即，具有圓柱體68a及轉軸68b 的組構)。然而，第二旋轉致動器68的轉軸68b的旋轉方向係設定為與第一旋轉致動器46的轉軸的旋轉方向相反的方向。因此，第一固持結構48與第二固持結構70在待用位置時是在相同的方向延伸(在第2圖的箭頭Y2方向)，且彼等的延伸端在轉向至固持位置時互相接近。

根據本具體實施例的第二固持結構70係組構成板狀的壓制件74。壓制件74形成為具有與鏟件52類似之延伸長度、寬度及板厚的長方體形狀。伴隨轉軸68b的旋轉，壓制件74可移到該壓制件沿著箭頭X2方向配置的固持位置，且可移到該壓制件沿著箭頭Y2方向配置的待用位置。鏟件52與壓制件74藉由夾合工件100於其間來固持工件100。

在根據第4圖之變體的工件夾持裝置10A中，第二夾爪單元60A(第二固持結構70A)也具有與第一固持結構48A之第一鉤部56對稱的第二鉤部76。另須說明的是，第二鉤部76包括延伸板體77以及設置成與延伸板體77之延伸端部相連的爪構件78，其在第二鉤部76從待用位置旋轉到固持位置之方向上從板體77的側部突出。爪構件78形成為直角三角形並具有朝向爪構件78突出方向變窄之寬度。

儘管附圖省略未圖示，然而工件夾持裝置10可具有包括鏟件52與壓制件74兩者以及第一及第二鉤部56、76的組構。例如，工件夾持裝置10經組構成第一及第二旋轉致動器46、68的轉軸46b、68b可旋轉180度或更多。此外，第一固持結構48具有鏟件52與第一鉤部56以轉軸46b作為基點而方向相反地突出(位置反相偏移180度)的組構，且第二固持結構70具有壓制件74與第二鉤部76以轉軸68b作為基點而方向相反地突出的組構。因此，根據工件100的形狀，工件夾持裝置10可在使用鏟件52與壓制件74的情形與使用第一及第二鉤部56、76的情形之間切換。

根據本具體實施例的工件夾持裝置10、10A基本上使用上述方式組構。以下描述工件夾持裝置10、10A的優點及效果。

如上述，工件夾持裝置10藉由改變整個裝置的姿勢，以及該對夾爪單元22的動作及運動來實現對應至工件100之各種形狀的各種夾持模式。以下描述事例，如第1圖所示，夾住工件110具有平面主板部112與在主板部112之一側折彎的邊緣部114。例如，工件110均以直立方式容納於工件儲存空間200的籃子中，其中彼等的邊緣部114都朝上且邊緣部114重疊。

在此情形下，操作員設定控制單元18的控制內容使得工件110的邊緣部114被工件夾持裝置10的一對夾爪單元22(第二夾持機構11B的鏟件52與壓制件74)夾住。在加工工件110時，夾持機器人12基於來自控制單元18的指令來操作複數個臂體14與複數個關節16，且使工件夾持裝置10移到工件儲存空間200。結果，如第5A圖及第5B圖所示，工件夾持裝置10設置在位於打算被夾持之工件110上方有一預定距離的位置。此時，鏟件52與壓制件74沿著箭頭Y2方向設置在待用位置(也參考第2圖)。

在使工件夾持裝置10相對於待夾持的工件110定位之後，控制單元18操作第一及第二夾爪單元40、60以藉此移動第一及第二固持結構48、70。更具體言之，第一夾爪單元40驅動縱向致動器42，且使鏟件52在向下方向(在箭頭Z2方向)移動。結果，鏟件52設置在與工件110邊緣部114相同的高度位置。此外，第二夾爪單元60驅動橫向致動器62，且使壓制件74在橫向方向(在箭頭X2方向)移動。更具體言之，壓制件74設置在比鏟件52及工件110的邊緣部114高的位置。

接下來，如第5C圖及第5D圖所示，第一夾爪單元40驅動第一旋轉致動器46以藉此使鏟件52在反時鐘方向旋轉，且使鏟件52從待用位置移到固持位置。在轉動時，鏟件52的錐形部54進入到工件110之邊緣部114的下側，且於鏟件52在邊緣部114的下側向內滑動時，沿著斜坡鏟起邊緣部114。在邊緣部114的下部，配置在固持位置的鏟件52處於朝向邊緣部114之延伸方向(在箭頭X1方向)的姿勢(也參考第6A圖及第6B圖)。

另一方面，第二夾爪單元60驅動第二旋轉致動器68以藉此使壓制件74順時鐘旋轉，且使壓制件74從待用位置移到固持位置。在處於固持位置時，在邊緣部114上方，壓制件74處於朝向邊緣部114之延伸方向(在箭頭X2方向)的姿勢。此外，藉由使壓制件74位於邊緣部114上方，在鏟件52進入到工件110邊緣部114的下側時，可抑制工件110改變姿態。此外，壓制件74的旋轉不一定需與鏟件52的旋轉同時發生。例如，在首先使壓制件74位於固持位置後，才轉動鏟件52。

當鏟件52設置在邊緣部114的下側，工件夾持裝置10驅動縱向致動器42且使鏟件52在向上方向(在箭頭Z1方向)移動，藉此升高工件110的邊緣部114。在這種情況下，在壓制件74在箭頭X2方向移動以及鏟件52與壓制件74兩者配置一起在固持位置時，以平面圖視之，鏟件52與壓制件74會部分互相重疊。因此，當鏟件52向上移動時，鏟件52立即到達駐留於其上方的壓制件74附近，以藉此將工件110的邊緣部114夾合於鏟件52和壓制件74之間。

因此，如第6C圖及第6D圖所示，工件夾持裝置10可從上面及下面來夾持工件110的邊緣部114。此外，在處於夾持狀態時，夾持機器人12藉由向上拉扯工件夾持裝置10來提取工件110，且搬運工件110到擺放位置202(夾具)(也參考第1圖)。此時，由於邊緣部114被上下夾合，工件夾持裝置10能夠極大地防止工件110掉落或跌落。

此外，如第7A圖及第7B圖所示，在搬運沒有邊緣部114之簡單板狀的工件120的情形下，工件夾持裝置10用第一夾持機構11A夾持工件120。更具體言之，夾持機器人12的控制單元18轉動掛載部件15，且造成第一夾持機構11A面向工件120(也參考第3圖)。此外，在夾持工件120之前，控制單元18驅動第二夾爪單元60(橫向致動器62)，且使工件夾持裝置10的活動夾持體64位在與固定夾持體32分離的位置。

此外，當工件夾持裝置10位於待夾持的工件120上方時，夾持機器人12放低工件夾持裝置10且使工件120插在固定夾持體32和活動夾持體64之間。如上述，固定夾持體32及活動夾持體64的延伸端部36a、64a形成為楔形。因此，即使複數個工件120彼此並排地排列，延伸端部36a、64a中之各者伴隨彼等的向下運動可插在工件120之間，而工件120中之一者可輕易夾合於固定夾持體32與活動夾持體64之間。

當工件夾持裝置10放低到預定位置時，夾持機器人12驅動橫向致動器62以藉此使活動夾持體64朝向固定夾持體32移動。結果，固定夾持體32與活動夾持體64可夾合待夾持工件120於其間。在處於夾持狀態時，固定夾持體32與活動夾持體64可對工件120施加適當的夾持力，此外，藉由彼此的橡膠片38，可防止工件120掉落。因此，即使是板狀工件120，工件夾持裝置10可適當地提取板狀工件120且將它搬運到預定位置。

此外，如第3圖所示，工件夾持裝置10在縱向致動器42的活動桿42b上或第一導引機構50的滑件50b或其類似者上可備有肘板(bracket)51(參考第3圖的兩點虛線)。例如，肘板51形成為從滑件50b在箭頭X1方向伸出且在箭頭Z1方向折彎的L形。此外，它在箭頭X1方向的端部面向第一夾持機構11A之工件120的夾持位置。

在此情形下，縱向致動器42可使肘板51在箭頭Z方向移位，且在由固定夾持體32與活動夾持體64夾持工件120之時，肘板51壓抵工件120。結果，藉由抑制工件120的搖晃或其類似者，肘板51可協助由第一夾持機構11A所執行之夾持。此外，肘板51的端部可包括用於夾住工件120之機構或其類似者，且可經組構成可與第一夾持機構11A一起支承工件120。本質上，在工件夾持裝置10不需要該對夾爪單元22中之一夾爪單元的致動器之操作的情形下，藉由裝設輔助機構至該一夾爪單元之致動器的活動部分，可藉由另一致動器的操作來協助工件100的夾持。

此外，根據圖示於第4圖之變體的工件夾持裝置10A備有第一及第二鉤部56、76作為第一及第二固持結構48A、70A，藉此能夠從工件120兩側(在箭頭Y方向)對於板狀工件120接近。

更具體言之，如第8圖所示，夾持機器人12將在固持位置待命的第一及第二鉤部56、76置於抵接工件120的兩側。此外，藉由旋轉驅動第一及第二旋轉致動器46、68，從而使第一及第二鉤部56、76各自移到固持位置，使得待夾持的工件120配置在第一及第二鉤部56、76之間。此時，第一及第二鉤部56、76的各個爪構件58、78在彼之投影方向為尖的，因此，即使複數個工件120互相並排地排列，伴隨彼等的旋轉，爪構件58、78仍可插在工件120之間，且工件120中之一者可輕易夾合於爪構件58、78之間。

此外，在第一及第二鉤部56、76設置於固持位置的狀態下，工件夾持裝置10A驅動橫向致動器62且移動第二鉤部76以更靠近第一鉤部56。結果，可互相把工件120夾合於第一鉤部56和第二鉤部76之間。

此外，如第9圖所示，在工件夾持裝置10A中，藉由應用第一及第二鉤部56、76，在孔洞132或溝槽或其類似者設置在工件130中的情形下，工件130的夾持可利用孔洞132或溝槽或其類似者。例如，伴隨從待用位置到固持位置的旋轉，第一及第二鉤部56、76的爪構件58、78插入工件130的孔洞132。此外，藉由驅動橫向致動器62，工件夾持裝置10A調整第一鉤部56之爪構件58與第二鉤部76之爪構件78的間隔。此外，此時，可驅動縱向致動器42藉此使第一及第二鉤部56、76的高度彼此不同，以及爪構件58、78可重疊且插入孔洞132。

結果，工件夾持裝置10A可鉤住或抓住工件130之孔洞132的邊緣部，且藉此適當夾持工件100。此外，當然，可設計具有適當形狀的爪構件58、78，以便成為可輕易鉤住或抓扣工件130的孔洞132或溝槽或其類似者。

以前述方式，利用第一夾爪單元40的第一固持結構48與第二夾爪單元60的第二固持結構70，根據本具體實施例的工件夾持裝置10、10A能夠適當夾持不同形狀的工件100。更具體言之，在箭頭Z方向往復運動(來回移動)且在與箭頭Z方向垂直的平面上旋轉的第一固持結構48以及在箭頭X方向往復運動且在與箭頭Z方向垂直的平面旋轉的第二固持結構70能夠根據工件100的形狀沿著箭頭Z方向來夾合工件100，或沿著箭頭X方向來夾合工件100。結果，工件夾持裝置10能夠採用各種夾持模式，從而展現能夠輸送各種類型工件的高度多樣性。

此外，第一固持結構48與基體20的相對距離係由第一夾爪單元40改變，然而第二固持結構70與第一夾爪單元40的相對距離由第二夾爪單元60改變。因此，利用第一及第二固持結構48、70，可輕易完成工件100的夾合與夾合釋放兩者。此外，藉由使活動夾持體64沿著箭頭X方向移動，工件夾持裝置10能夠夾持工件100於固定夾持體32和活動夾持體64之間。此外，藉由改變基體20的取向，設置於基體20在第一及第二夾爪單元40、60之相對側上的固定夾持體32與活動夾持體64可輕易用來夾持工件100，而不是第一及第二夾爪單元40、60。

在這種情況下，在工件夾持裝置10使第一及第二固持結構48、70方向相反地旋轉的組構下，可減少第一及第二固持結構48、70從待用位置到固持位置的移動範圍。因此，即使在可利用空間很小的情形下，它仍可令人滿意地夾持工件100。此外，藉由第一固持結構48的形式為有錐形部54的鏟件52，工件夾持裝置10可使鏟件52 能夠沿著錐形部54輕易進入到工件100的下側上。

替換地，藉由有爪構件58、78的第一及第二固持結構48A、70A，工件夾持裝置10A可造成第一及第二固持結構48A、70A從工件100側面接近工件100，且藉由爪構件58、78的相互操作可夾合單一工件100。

具體而言，根據本具體實施例的工件夾持裝置10係由縱向致動器42、第一旋轉致動器46、橫向致動器62及第二旋轉致動器68構成。根據這些特徵，可獨立且互相合作地操作第一固持結構48與第二固持結構70。

本發明不限於上述具體實施例，且根據本發明範疇可能有各種變體。

10‧‧‧工件夾持裝置