JP2000271890A - 吸着把持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状及び大きさの一定でない曲面を有するワ
ークを安定して確実に把持することができる吸着把持機
構を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の吸着把持機構１は、主ロッド２
と、この主ロッド２の先端部に設けた主吸着パッド３
と、主ロッド２の基端部にその一端部が接続された少な
くとも１つの案内ロッド４と、この案内ロッド４の他端
部をガイドとして傾動する傾動部材５と、この傾動部材
５の案内ロッド４に係合する端部と反対側端部にその基
端部を設けた従ロッド６と、この従ロッド６の先端部に
設けた従吸着パッド７と、一端側に主ロッド２を上下移
動可能に挿通して支承する支承部８Ａを備え、他端側に
傾動部材５の傾動支点部８Ｂを有した作動基材８とを具
備したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形状及び大きさの
一定でない曲面を有するワークを安定して確実に把持す
ることができる吸着把持機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば産業用ロボットの把持アー
ムやその他の作業装置における把持機構として、物体
（以下、ワークという）を吸着して把持するものが、例
えば特開平８−１５０５８６号公報、特開平６−４８５
７６号公報、特開平７−１３６９６７号公報に開示され
ている。

【０００３】特開平８−１５０５８６号公報に記載のロ
ボットハンドは、その先端部に開口を有し、該開口面に
網部材を設けた筒状体内を負圧吸引するものであり、ワ
ークが負圧吸引によって開口から筒状体へと吸引される
際、網部材によって開口位置に止まり、結果としてワー
クは網部材と接触した状態で把持される。

【０００４】特開平６−４８５７６号公報に記載の吸着
把持方法は、共通アームに設けた複数の真空吸着パッド
のうちの１つをワークに吸着させた後、ワークに吸着さ
せた真空吸着パッドを中心にアームを回転させて残りの
真空吸着パッドをワーク位置へと移動させ、このときに
残りの真空吸着パッドの吸着性を検知し、位置決めを行
ったうえで、ワークを把持するものである。

【０００５】特開平７−１３６９６７号公報に記載のハ
ンドリング装置は、ワークを把持し簡単な組立をも行う
ことができるよう、ロボットアームにリンク機構を介し
て吸着機構が設けてあり、リンク機構は、ロボットアー
ムに対して一定の相対位置を回動中心として垂直面内に
て揺動するリンクと、このリンクの回動中心の近傍に設
け、ワークを受け止める位置決め治具と、リンクを揺動
させる往復駆動機構とを備えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のものは、いずれもワークの被把持面が平面であ
ることが前提とされており、形状及び大きさの一定でな
い曲面を有するワークを安定して把持することができな
かった。

【０００７】例えば特開平８−１５０５８６号公報に記
載のロボットハンドは、負圧吸引力で把持できる箇所と
しては筒状体の開口部分のみなので、開口より大きいワ
ークや表面が曲面状のワーク、あるいは形状及び大きさ
の一定でないワークを、安定して把持することができ
ず、把持位置から移動させるような場合にはワークを落
下させることがある。

【０００８】そこで、負圧吸引力を増大させることが考
えられるが、そのようにした場合、列をなして搬送され
るワークにおいて目的としないワークまでも吸引しまう
ことが考えられ、ワークを１つずつ把持することができ
なくなる。

【０００９】また、特開平６−４８５７６号公報に記載
の吸着把持方法は、複数の真空吸着パッドがワークに吸
着したときに、残りの真空吸着パッドをワークに吸着さ
せるべく共通アームを移動させるが、共通アームは直棒
状で、かつ共通アームは複数の吸着パッドの位置する平
面と同一平面しか移動しないので、上記同様に表面が曲
面状のワークや形状及び大きさの一定でないワークを把
持することは困難である。

【００１０】また、特開平７−１３６９６７号に記載の
ハンドリング装置は、吸着機構が、往復駆動機構により
リンク機構を介して、ロボットアームに対して一定の相
対位置を回動中心として垂直面内にて揺動するようにな
っているが、このハンドリング装置にて把持可能なワー
クは、その平面が傾斜した状態のワークであり、従っ
て、形状及び大きさの一定でないワークや表面が曲面状
となったワークを把持することは困難である。

【００１１】本発明は、上記の問題を解決するものであ
り、形状及び大きさの一定でない曲面を有するワークを
安定して確実に把持することができる吸着把持機構を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の吸着把持機構は、主吸着パッドをワーク
に吸着させたときの主ロッドの移動に伴って、傾動部材
が従ロッドと共に傾動し、従ロッドに設けた従吸着パッ
ドが、主吸着パッドの吸着面に対して角度を変更しつ
つ、主ロッドの軸芯方向に移動してワークを吸着するよ
うにしたのである。このようにすることで、形状及び大
きさの一定でない曲面を有するワークを安定して確実に
把持することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の吸着把持機構は、主ロッ
ドと、この主ロッドの先端部に設けた主吸着パッドと、
主ロッドの基端部にその一端部が接続された少なくとも
１つの案内ロッドと、この案内ロッドの他端部をガイド
として傾動する傾動部材と、この傾動部材の前記案内ロ
ッドに係合する端部と反対側端部にその基端部を設けた
従ロッドと、この従ロッドの先端部に設けた従吸着パッ
ドと、一端側に前記主ロッドを上下移動可能に挿通して
支承する支承部を備え、他端側に前記傾動部材の傾動支
点部を有した作動基材とを具備したものである。

【００１４】上記構成において、本発明の吸着把持機構
をワークに向かって移動させ、主吸着パッドによってワ
ークを吸着把持させた後、さらに本発明の吸着把持機構
を移動させると、主ロッドは停止した状態で作動基材と
傾動部材が移動する。そして、傾動部材が、作動基材に
設けた作動支点部を中心として、従ロッド及び従吸着パ
ッドを有した側が主ロッドの軸芯方向へ移動するように
傾動する。傾動部材が傾動することによって主ロッドの
軸芯方向へ移動した従吸着パッドは、主吸着パッドと共
にワークに吸着する。

【００１５】このように、本発明の吸着把持機構は、主
吸着パッドによってワークを吸着し、従吸着パッドが、
主吸着パッドの吸着面とは異なる吸着面でワークを吸着
するので、形状及び大きさの一定でない曲面を有したワ
ークを安定して確実に把持することができる。案内ロッ
ドは、少なくとも１つ設けるのであるが、主ロッドに対
して、案内ロッドを複数設け、これら案内ロッドの各々
に、傾動部材、従ロッド、及び従吸着パッドを設けるこ
とで多方面からワークを把持することが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１〜図４は、本発明の吸着把持機構を示す。
図において、１は、ワークＷを吸着把持する本発明の吸
着把持機構であり、以下のように構成されている。２
は、主ロッドであり、この主ロッド２は、吸着把持機構
１につき１本有している。さらに、主ロッド２は、中途
箇所に、つまり後述の主吸着パッド３と作動基材８との
間に、主吸着パッド３側の端部を該主ロッド２に固定し
たコイルばね２Ａを設けている。

【００１７】３は、主ロッド２の先端部に設けた主吸着
パッドであり、この主吸着パッド３は、例えば弾性を有
する部材でなり、主ロッド２の先端部から下方へと拡径
する截頭円筒状とされている。さらに、主吸着パッド３
は、截頭円筒内部を負圧吸引するための吸引装置から接
続された不図示のチューブが主ロッド２との取付位置近
傍に設けられている。

【００１８】４は、主ロッド２の基端部にその一端部が
接続され、該主ロッド２と直交する方向に伸びた案内ロ
ッドである。この案内ロッド４は、１本の主ロッド２に
対し、少なくとも１本設けられ、図１には１本、図２乃
至図４では２本設けた例を示している。また、案内ロッ
ド４の先端部には、後述する傾動部材５のスライダ５Ａ
内に挿通されたピン４Ａを設けている。

【００１９】５は、案内ロッド４の他端部をガイドとし
て傾動する傾動部材であり、この傾動部材５は、案内ロ
ッド４が位置する側の端部に、案内ロッド４のピン４Ａ
を挿通するスライダ５Ａを設けている。

【００２０】６は、傾動部材５において案内ロッド４が
位置する側と反対の端部にその基端部を設けた従ロッド
である。従ロッド６は、中途箇所に、つまり後述の従吸
着パッド７と傾動部材５との間に、コイルばね６Ａを設
けている。

【００２１】７は、従ロッド６の先端部に設けた従吸着
パッドであり、この従吸着パッド７は、例えば弾性を有
する部材でなり、従ロッド６の先端部から下方へと拡径
する截頭円筒状とされいる。さらに、従吸着パッド７
は、截頭円筒内部を負圧吸引するための吸引装置から接
続された不図示のチューブが従ロッド６との取付位置近
傍に設けられている。

【００２２】８は、一端側に主ロッド２を上下移動可能
に挿通して支承する支承部８Ａを有し、他端側に傾動部
材５の傾動支点部８Ｂを有した作動基材であり、この作
動基材８が不図示のロボットの例えばアーム部に設けら
れる。

【００２３】このような構成を採用することで、案内ロ
ッド４が移動すると、ピン４Ａに案内されて、スライダ
５Ａが移動し、該案内ロッド４に対し傾動部材５が相対
的に傾動する。

【００２４】次に、上記構成の吸着把持機構１の動作に
ついて説明する。例えば曲面を有したワークＷを把持す
るとき、不図示のロボットのアーム部を動作させて作動
基材８をワークＷの位置する方向、つまり図１では下方
へと移動させ、主吸着パッド３を、ワークＷの一部に、
例えば本実施例の場合、図１（ａ）に示すように、ワー
クＷの頂上面に吸着させる。なお、このとき、主吸着パ
ッド３と従吸着パッド７における、上記した不図示の負
圧吸引装置も作動させておく。

【００２５】その後、さらに作動基材８を下方に移動す
ると、作動基材８が主ロッド２に対して下方に移動す
る。このとき、コイルばね２Ａが、作動基材８に当接し
て圧縮状態となる。

【００２６】一方、作動基材８が下方に移動すると、ピ
ン４Ａに対してスライダ５Ａが該ピン４Ａに案内され、
傾動部材５が、図１（ｂ）に示すように、作動基材８の
傾動支点部８Ｂを中心として、従ロッド６を設けた側が
主ロッド２の軸芯方向に移動するように傾動する。

【００２７】これによって、従吸着パッド７が、ワーク
Ｗにおける主吸着パッド３が吸着した面とは異なる角度
からワークＷに接触し吸着し、吸引把持機構１がワーク
Ｗを安定して吸引把持したこととなる。なお、従吸着パ
ッド７がワークＷに吸着した後、例えば過度にワークＷ
へ従吸着パッド７からの接触圧力が加わった際には、コ
イルばね６Ａが圧縮される。

【００２８】この後、ワークＷを、例えば所定位置まで
搬送し、主吸着パッド３及び従吸着パッド７の負圧吸引
を停止すると、ワークＷは、主吸着パッド３及び従吸着
パッド７から解放される。ワークＷが解放されると、上
記で圧縮したコイルばね２Ａが自然長に伸びるように復
元して、主ロッド２、案内ロッド４、傾動部材５、従ロ
ッド６が全て、初期位置へと戻る。なお、このときに、
上記した従ロッド６のコイルばね６Ａも自然長に伸びる
ように復元する。

【００２９】図２には、案内ロッド４を互いに同一平面
に２本設けた例を示し、この場合、ワークＷは、主吸着
パッド３を挟む両方の従吸着パッド７，７から挟み込む
ように吸着把持される。

【００３０】図３には、案内ロッド４を互いに異なる平
面に２本設けた例を示し、この場合、図示するように球
体のように３次元的な形状のワークＷを、多方面から吸
着把持することができる。

【００３１】図４には、吸着把持機構１を多数（図示で
は３つ）設けた例を示し、この場合、図示するように、
長尺で曲面を有したワークＷを吸着把持することが可能
となる。つまり、各々の吸着把持機構１が独立して確実
にワークＷを吸着把持するので、長尺の面において、図
示のように一定の曲率のワークＷでなくても、安定して
確実に吸着把持することができる。

【００３２】このように、吸着把持機構１は、主ロッド
２に設けた主吸着パッド３におけるワークＷの吸着面と
は異なる角度から、従吸着パッド７がワークＷに吸着す
るので、形状及び大きさの一定でないワークＷを安定し
てかつ確実に把持することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の吸着把持機構
は、主吸着パッドをワークに吸着させた後、さらに本発
明の吸着把持機構を移動することによって、傾動部材が
傾動し、従吸着パッドが、主吸着パッドの吸着面に対し
て角度を変更しつつ、主ロッドの軸芯方向へ移動してワ
ークを吸着するので、簡単かつ安価な構成で、形状及び
大きさの一定でないワークを安定して確実に把持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸着把持機構において案内ロッドを１
本設けた構成を示し、（ａ）はワークを把持する途中の
状態を示す図、（ｂ）はワークを把持した状態を示す図
である。

【図２】本発明の吸着把持機構において案内ロッドを同
一平面に２本設けた構成を示す図である。

【図３】本発明の吸着把持機構において案内ロッドを互
いに異なる平面に２本設けた構成を示す図である。

【図４】本発明の吸着把持機構を多数用いてワークを把
持した状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 吸着把持機構 ２ 主ロッド ３ 主吸着パッド ４ 案内ロッド ５ 傾動部材 ６ 従ロッド ７ 従吸着パッド ８ 作動基材 ８Ａ 支承部 ８Ｂ 傾動支点部 Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂山 和之 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 斉藤 幸男 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 草野 兼光 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 沖田 清 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 3F061 AA01 CB03 CB05 CB13 CC00 DB02 DB03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを吸着して把持する吸着把持機構
   において、主ロッドと、この主ロッドの先端部に設けた
   主吸着パッドと、前記主ロッドの基端部にその一端部が
   接続された少なくとも１つの案内ロッドと、この案内ロ
   ッドの他端部をガイドとして傾動する傾動部材と、この
   傾動部材の前記案内ロッドに係合する端部と反対側端部
   にその基端部を設けた従ロッドと、この従ロッドの先端
   部に設けた従吸着パッドと、一端側に前記主ロッドを上
   下移動可能に挿通して支承する支承部を備え、他端側に
   前記傾動部材の傾動支点部を有した作動基材とを具備し
   たことを特徴とする吸着把持機構。