WO2015136613A1

WO2015136613A1 - ロボットハンド

Info

Publication number: WO2015136613A1
Application number: PCT/JP2014/056269
Authority: WO
Inventors: 幸輔清田
Original assignee: Ykk株式会社
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2015-09-17
Also published as: TW201540445A; CN105705304A; TWI568554B

Abstract

　把持爪が物品に強く当接し物品が損傷することがないロボットハンドとする。　ロボットハンドの把持装置（３ａ）は、装置本体（４０）と、装置本体（４０）に上下に移動自在に連結した把持部（５０）を備え、装置本体（４０）と把持部（５０）を一体として下方に移動し、把持部（５０）の把持爪（５１）を互いに接近する方向に移動することで把持部（５０）の把持爪（５１）で物品を把持し、把持爪（５１）が物品を把持せずに、物品の上面に当接したときは装置本体（４０）が把持部（５０）に向けて下方に移動するようにし、装置本体（４０）の把持部（５０）に向かう移動を検出する検出手段（６０）を設け、検出手段（６０）の検出信号で装置本体（４０）を移動する移動装置（３ｂ）を停止し、把持爪（５１）が物品に強く当接し、把持爪（５１）で物品が損傷することがないようにする。

Description

ロボットハンド

　本発明は、物品を把持して搬送するロボットハンドに関する。

　物品を把持して搬送するロボットハンドが特許文献１に開示されている。
　このロボットハンドは、支柱の上端部に第１アームを回転自在に支持し、第１アームに第２アームを回転自在に支持する。第２アームに支持ロッドを上下移動自在に設け、支持ロッドの下端部に把持部を設けたものである。
　ロボットアームは、次のようにして物品を搬送する。
　第１アーム及び第２アームを回転して把持部を物品の上に位置決めする。次いで、把持部を把持解放状態とし、支持ロッドを下方に移動することで、把持部を物品の両側方に置く。この状態で把持部を把持状態に動作して物品を把持する。
　次いで、支持ロッドを上方に移動することで、把持部とともに物品を持ち上げ、第１アーム及び第２アームを回転して把持部とともに物品を所定の位置まで搬送する。

特開平８－３０９２９５号公報

　ロボットハンドは、把持部を下方に移動して物品を把持する際に、把持部と物品の位置がずれていると、把持部は物品の上面に強く当接し、把持部が物品を損傷してしまうことがある。

　本発明の目的は、把持部の把持爪が物品に強く当接し物品を損傷することがないロボットハンドとすることである。

　本発明は、装置本体４０と、前記装置本体４０から延設された把持部５０からなり、前記把持部５０により物品を把持可能な把持装置３ａと、前記把持装置３ａを移動する上下移動及び平行移動可能に保持する移動装置３ｂを備え、前記把持装置３ａは、移動装置３ｂによって装置本体４０と把持部５０が一体となって下方に移動するロボットハンドであって、
　前記把持部５０が物品を把持せず、当接した場合に、装置本体４０のみが把持部５０に向けて下方に移動し、
　前記装置本体４０のみが把持部５０に向けて移動したことを検出する検出手段６０と、
　前記検出手段６０の検出信号で移動装置３ｂの移動を停止する手段を設けたことを特徴とするロボットハンドである。

　本発明のロボットハンドは、前記装置本体４０と把持部５０を、上下に移動自在に連結する連結手段７０と、
　前記装置本体４０と把持部５０の上下方向の間隔を所定の大きさに保持する保持手段８０を設け、
　前記検出手段６０は、装置本体４０と把持部５０の上下方向の間隔が所定の大きさよりも小さくなると検出信号を出力するようにできる。

　本発明のロボットハンドは、前記把持部５０にガイド杆７１を上下方向に向けて取り付け、ガイド杆７１を装置本体４０に上下方向に移動自在に支持して連結手段７０とし、
　前記ガイド杆７１の回りにコイルスプリング８１を設け、コイルスプリング８１の一端を装置本体４０に接し、他端を把持部５０に接することで保持手段８０とすることができる。

　本発明のロボットハンドは、前記装置本体４０に取り付けた投光器６４、受光器６５と、前記把持部５０に取り付け、投光器６４の光を遮光する検出体６６で検出手段６０とすることができる。

　本発明のロボットハンドは、前記装置本体４０と把持部５０が一体となって上下に移動するときは検出体６６が投光器６４の光を遮光し、装置本体４０が把持部５０に向けて下方に移動したときは検出体６６が投光器６４の光を遮光せずに受光器６５が受光して検出信号を出力するようにできる。

　本発明によれば、装置本体４０を下方に移動することで、把持部５０の把持爪５１が物品を把持するときに、把持爪５１が物品を把持せずに、把持爪５１が物品に当接したことを検出手段６０で検出し、それにより移動装置３ｂを停止し、装置本体４０の下方への移動を停止するから、把持爪５１が物品に強く当接し物品を損傷することがない。

スライドファスナー用スライダーの引手を搬送する装置の概略平面図である。ロボットハンドの正面図である。把持装置の拡大正面図である。図３の右側面図である。図３の左側面図である。図３の検出手段部分の拡大図である。図６の平面図である。

　図１は、本発明のロボットハンドを用いてスライドファスナー用スライダーの引手を搬送する装置を概略的に示す平面図である。
　図１に示すように、引手搬送装置１は、搬送コンベア２とロボットハンド３を備えている。
　搬送コンベア２は、無端状のベルト２ａを有している。ベルト２ａは図示しないモータを駆動することで矢印ａ方向に回転する。
　スライドファスナー用スライダーの引手４はベルト２ａに載置される。ベルト２ａは矢印ａ方向に回転することで、引手４を把持領域Ａまで移送し、引手４を把持領域Ａまで移送するとベルト２ａは停止する。
　ロボットハンド３は、ベルト２ａで把持領域Ａまで移送された引手４を把持する。ロボットハンド３は把持した引手４を、スライドファスナー用スライダーを組み立てるスライダー組立機５まで搬送する。

　ロボットハンド３は、図１及び図２に示すように、引手４を把持する把持装置３ａと、把持装置３ａを移動する移動装置３ｂを備えている。
　移動装置３ｂは、基台３０の上面に設けた柱部３１と、柱部３１に対して回転可能に取り付けられた第１アーム３２と、第１アーム３２に対して回転可能に取り付けられた第２アーム３３と、第２アーム３３に対して回転及び上下動自在に取り付けた縦軸３４を有する。第１アーム３２と第２アーム３３の回転軸と、縦軸３４は、搬送コンベア２の上面に対して垂直な方向と平行に延びている。これにより、第１アーム３２と第２アーム３３は、各回転軸を中心にして、搬送コンベア２の上面と平行な水平面内を回転することができる。また、縦軸３４は、第１アーム３２と第２アーム３３が回転することにより、水平方向に移動することができる。
　縦軸３４の下端部に把持装置３ａが取り付けてある。
　これにより、把持装置３ａは水平方向に任意の位置に移動できると共に、上下に移動でき、かつ縦軸３４を中心にして３６０°回転できる。
　把持装置３ａは縦軸３４に取り付けた装置本体４０と、この装置本体４０に連結した把持部５０を有している。把持部５０は２つの把持爪５１を備えている。

　ロボットハンド３の移動装置３ｂは、前述の構成に限ることはない。つまり、ロボットハンド３の移動装置３ｂは、把持装置３ａが水平方向の任意の位置に移動できると共に、上下に移動でき、さらに把持装置３ａが垂直中心線の回りに３６０°回転できれば良い。
　また、ロボットハンド３の移動装置３ｂは把持装置３ａが水平方向の特定の複数の位置に移動し、上下に移動できるものでも良い。

　次に、ロボットハンド３がベルト２ａ上の引手４を把持する動作の一例を説明する。
　搬送コンベア２のベルト２ａに検出領域Ｂが設定してある。検出領域Ｂはベルト２ａの把持領域Ａよりもベルト回転方向上流側に設定している。
　ベルト２ａを停止した状態で検出領域Ｂを図示しないカメラで撮影する。カメラの画像を図示しない画像処理部で画像処理し、検出領域Ｂの引手４の位置及び引手４の向き等を判断し、引手４の位置、向き等をコントローラ７に記憶する。
　ベルト２ａを矢印ａ方向に回転し、引手４をベルト２ａとともに移送する。
　このとき、ベルト移動距離検出手段６でベルト２ａの移動距離を検出する。ベルト移動距離検出手段６は、ベルト２ａに接したローラ６ａと、ローラ６ａの回転数を検出するエンコーダ６ｂを備えている。ベルト２ａが回転することでローラ６ａが回転する。ローラ６ａの回転数をエンコーダ６ｂが検出し、そのエンコーダ６ｂの検出値でベルト移動距離を検出する。

　検出したベルト移動距離はコントローラ７に入力する。
　コントローラ７は、検出したベルト移動距離によりベルト２ａの検出領域Ｂの引手４が把持領域Ａに到達したことを感知する。
　コントローラ７は搬送コンベア２を停止し、ベルト２ａの回転を止める。
　次いで、コントローラ７は記憶した引手４の位置及び引手４の向きに応じてロボットハンド３の移動装置３ｂを動作制御し、把持装置３ａの把持部５０を引手４の上に位置決めする。このとき、把持部５０は、２つの把持爪５１が互いに離れた把持解放状態である。
　把持装置３ａを下方に移動し、把持部５０の２つの把持爪５１をベルト２ａに接する。そして、２つの把持爪５１を互いに接近する方向に移動し、２つの把持爪５１が引手４の２つの端面に接し、２つの把持爪５１が引手４を把持する。

　次に、把持装置３ａの詳細を説明する。
　図３乃至図５に示すように、把持装置３ａは装置本体４０と把持部５０と検出手段６０を備えている。
　装置本体４０は縦軸３４の下部に取り付けてある。装置本体４０は縦軸３４とともに上下に移動し、縦軸３４とともに３６０°回転する。
　把持部５０は装置本体４０の下部に上下に移動自在に連結してある。
　装置本体４０の下部と把持部５０の上部は上下方向に離隔している。
　把持部５０は下方の位置に保持され、装置本体４０の下部と把持部５０の上部は上下方向の間隔は所定の大きさに保持してある。
　装置本体４０に所定の大きさ以上の下向きの力が負荷することで、装置本体４０は把持部５０に向けて下方に移動し、装置本体４０と把持部５０の上下方向の間隔は小さくなる。
　２つの把持爪５１は把持部５０の下部に設けてある。把持爪５１は把持装置３ａが下方に移動することでベルト２ａに接するようにしている。

　検出手段６０は、把持爪５１が引手４を把持せずに、把持爪５１が引手４の上面に当接し、装置本体４０が把持部５０に向けて下方に移動したこと、つまり、装置本体４０と把持部５０の上下方向の間隔が所定の大きさよりも小さくなったことを検出する。
　検出手段６０の検出信号はコントローラ７に入力される。
　コントローラ７は、検出手段６０の検出信号が入力されるとロボットハンド３の各動作を停止する。

　次に引手４の把持動作を説明する。
　ロボットハンド３の２つの把持爪５１がベルト２ａ上の引手４を把持するときは、縦軸３４を下方に移動することで、装置本体４０を下方に移動する。これにより、装置本体４０と把持部５０が一体となって下方に移動する。
　２つの把持爪５１がベルト２ａの上面に接したときに縦軸３４を停止し、２つの把持爪５１をベルト２ａの上面に接した状態とする。このとき、２つの把持爪５１は互いに離れた把持解放位置である。
　次いで、２つの把持爪５１を互いに接近する方向に移動し、２つの把持爪５１が引手４を把持する。

　前述のようにして２つの把持爪５１が引手４を把持する際に、図３に仮想線で示すように把持爪５１の真下に把持しようとする引手４が存在したり、把持しようとする引手４と隣接した引手４が把持爪５１の真上に存在することがある。
　このような状態で、把持装置３ａの装置本体４０を下方に移動すると、把持爪５１がベルト２ａの上面に接する以前にベルト２ａ上の引手４の上面に当接する。
　把持爪５１がベルト２ａ上の引手４の上面に当接した後に把持装置３ａの装置本体４０が下方に移動すると、把持爪５１が引手４のために下方に移動しないから、把持部５０は下方に移動せずに装置本体４０が把持部５０に向けて下方に移動する。これにより、装置本体４０と把持部５０の上下方向の間隔が所定の大きさよりも小さくなる。

　これにより、検出手段６０は検出信号に出力し、検出信号はコントローラ７に入力される。コントローラ７はロボットハンド３の各動作が直ちに停止し、装置本体４０は把持爪５１が引手４の上面に当接すると直ちに停止する。
　これにより、把持部５０（把持爪５１）は、その場（つまり、引手４の上面に当接した位置）で停止するので、把持部５０（把持爪５１）が引手４の上面に強く当接することがなく、把持部５０（把持爪５１）が引手４を損傷することがない。つまり、コントローラ７は装置本体４０を停止する手段である。

　把持装置３ａの装置本体４０は、第１体４１と、第１体４１の下部に設けた第２体４２を備えている。
　把持部５０は、上部体５２と、下部体５３と、下部体５３に設けた２つの爪取付体５４を有している。爪取付体５４に把持爪５１が取り付けてある。
　下部体５３は、２つの爪取付体５４を互いに接近する方向（把持方向）及び互いに離れる方向（把持解放方向）に移動する機構を備えている。

　装置本体４０の第２体４２と把持部５０の上部体５２とに亘って連結手段７０及び保持手段８０が設けてある。
　連結手段７０は、上部体５２に設けたガイド杆７１を有する。ガイド杆７１は上部体５２よりも上方に突出し、第２体４２の孔４３を貫通して第２体４２よりも上方に突出している。
　ガイド杆７１の突出端にプレート７２が取り付けてある。
　ストッパ７３が、その上面にプレート７２が接するように第２体４２に設けてある。

　これにより、上部体５２（把持部５０）はガイド杆７１、プレート７２、ストッパ７３で第２体４２（装置本体４０）に吊り下げ連結され、第２体４２と上部体５２は上下方向に離隔している。上部体５２はガイド杆７１、プレート７２とともに第２体４２に対して上方に移動できる。上部体５２はガイド杆７１に沿って下方に移動できる。

　保持手段８０は、第２体４２（装置本体４０の下部）と上部体５２（把持部５０）との上下方向の間隔を所定の大きさに保持する。
　例えば、ガイド杆７１の回りにコイルスプリング８１を設ける。コイルスプリング８１の長さ方向の一端部を第２体４２の下面に接し、コイルスプリング８１の長さ方向の他端部を上部体５２に接することで、コイルスプリング８１で装置本体４０と把持部５０を互いに離れる方向に移動し、プレート７２をストッパ７３に接する。これにより、装置本体４０と把持部５０との上下方向の間隔を所定の大きさに保持する。

　検出手段６０は、センサ取付プレート６１と検出体取付プレート６２を有している。センサ取付プレート６１は第２体４２（装置本体４０）に取り付けてある。検出体取付プレート６２は上部体５２（把持部５０）に取り付けてある。
　センサ取付プレート６１と検出体取付プレート６２は対向している。

　図６及び図７に示すように、センサ取付プレート６１の上部に凹部６３を有している。凹部６３は上方に開口している。
　センサ取付プレート６１の凹部６３を境とした一側に投光器６４が設けてある。他側に受光器６５が設けてある。
　投光器６４と受光器６５は対向し、投光器６４が投光した光を受光器６５を受光することで、検出信号を出力するようにしてある。
　検出体取付プレート６２の上部に検出体６６が取り付けてある。検出体６６はセンサ取付プレート６１の凹部６３に挿入している。
　検出体６６とセンサ取付プレート６１は上下方向に移動可能である。
　検出体６６は投光器６４が投光した光を遮光する位置で、センサ取付プレート６１が検出体６６に対して上下方向に所定の距離Ｌ移動すると投光器６４が投光した光は受光器６５まで到達する。

　センサ取付プレート６１又は検出体取付プレート６２を上下方向に移動し、取り付け高さを調整できるようにしてある。
　これにより、センサ取付プレート６１の投光器６４が投光した光を受光器６５に到達するまでの移動距離Ｌを調整できる。

　検出手段６０の検出動作を説明する。
　装置本体４０と把持部５０との上下方向の間隔が所定の大きさのときは、検出体６６が投光器６４の光を遮光する。
　これにより、受光器６５は投光器６４の光を受光しないので、検出手段６０は検出信号を出力しない。

　把持爪５１が引手４の上面に当接し、把持部５０が下方に移動せずに装置本体４０が下方に移動することで、装置本体４０と把持部５０との上下方向の間隔が小さくなったときは、センサ取付プレート６１が検出体取付プレート６２に対して下方に移動するので、投光器６４、受光器６５が検出体６６よりも下方に移動し、投光器６４の光を受光器６５が受光する。
　これにより、検出手段６０は検出信号を出力する。

　検出手段６０は、接触式スイッチ、近接スイッチとすることができる。

　この実施の形態のロボットハンドは、ベルト２ａ上の引手４を把持するようにしたが、これに限ることはない。つまり、本発明のロボットハンドは、載置面（ベルト２ａ）に載置された物品（引手４）を把持するロボットハンドである。

　２ａ…ベルト（載置面）、３ａ…把持装置、３ｂ…移動装置、４…引手（物品）、７…コントローラ（停止する手段）、４０…装置本体、５０…把持部、５１…把持爪、６０…検出手段、６１…センサ取付プレート、６２…検出体取付プレート、６４…投光器、６５…受光器、６６…検出体、７０…連結手段、７１…ガイド杆、８０…保持手段、８１…コイルスプリング。

Claims

　装置本体（４０）と、前記装置本体（４０）から延設された把持部（５０）からなり、前記把持部（５０）により物品を把持可能な把持装置（３ａ）と、前記把持装置（３ａ）を移動する上下移動及び平行移動可能に保持する移動装置（３ｂ）を備え、前記把持装置（３ａ）は、移動装置（３ｂ）によって装置本体（４０）と把持部（５０）が一体となって下方に移動するロボットハンドであって、
　前記把持部（５０）が物品を把持せず、当接した場合に、装置本体（４０）のみが把持部（５０）に向けて下方に移動し、
　前記装置本体（４０）のみが把持部（５０）に向けて移動したことを検出する検出手段（６０）と、
　前記検出手段（６０）の検出信号で移動装置（３ｂ）の移動を停止する手段を設けたことを特徴とするロボットハンド。
　前記装置本体（４０）と把持部（５０）を、上下に移動自在に連結する連結手段（７０）と、
　前記装置本体（４０）と把持部（５０）の上下方向の間隔を所定の大きさに保持する保持手段（８０）を設け、
　前記検出手段（６０）は、装置本体（４０）と把持部（５０）の上下方向の間隔が所定の大きさよりも小さくなると検出信号を出力するようにした請求項１記載のロボットハンド。
　前記把持部（５０）にガイド杆（７１）を上下方向に向けて取り付け、ガイド杆（７１）を装置本体（４０）に上下方向に移動自在に支持して連結手段（７０）とし、
　前記ガイド杆（７１）の回りにコイルスプリング（８１）を設け、コイルスプリング（８１）の一端を装置本体（４０）に接し、他端を把持部（５０）に接することで保持手段（８０）とした請求項２記載のロボットハンド。
　前記装置本体（４０）に取り付けた投光器（６４）、受光器（６５）と、前記把持部（５０）に取り付け、投光器（６４）の光を遮光する検出体（６６）で検出手段（６０）とした請求項１～３いずれか１項記載のロボットハンド。
　前記装置本体（４０）と把持部（５０）が一体となって上下に移動するときは検出体（６６）が投光器（６４）の光を遮光し、装置本体（４０）が把持部（５０）に向けて下方に移動したときは検出体（６６）が投光器（６４）の光を遮光せずに受光器（６５）が受光して検出信号を出力するようにした請求項４記載のロボットハンド。