JPH02190285A - ロボット用ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はロボット用ハンドに関し、さらに詳細にいえ
ば、ワークの状態等に拘らず異常反力の発生を未然に検
出するようにした新規なロボット用ハンドに関する。

〈従来の技術、および発明が解決しようとする課題〉 従゛来から産業用ロボットには、ワーク、ツール等を把
持するためのハンドが装着されており、ロボットアーム
を動作させることによりハンドを所望箇所まで移動させ
た状態でワーク、ツール等を把持し、必要な作業を行な
わせるようにしている。

しかし、ハンドは一般的にロボットアームの先端部に開
閉可能に装管されているだけであり、ロボットアームが
予め教示された所定位置まで移動した時点でハンドの開
閉動作を行なうのであるから、教示ミスが生じた場合、
ワーク、ツール等が所期のものと異なる場合、ワーク、
ツール等の状態が異なる場合等においては、ハンドがワ
ーク、ツール等に強く押付けられてしまい、最悪の場合
には、異常反力によりハンドまたはワーク、ツール等が
破損されてしまうという問題がある。

また、このような問題を解消させるために、ロボットア
ームの先端部に対してハンドをフローティング支持させ
ることが考えられるが、フローティング可能な範囲内に
おける誤差に対処することができるだけであり、誤差が
著しく大きい場合には、上記と同様に異常反力が発生し
、ハンドまたはワーク、ツール等が破損されてしまうと
いう問題がある。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
教示ミスが生じた場合、ワーク、ツール等が所期のもの
と異なる場合、ワーク、ツール等の状態が異なる場合等
において、異常反力が発生することを未然に検出するこ
とができるロボット用ハンドを提供することを目的とし
ている。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明のロボット用ハ
ンドは、ワーク把持部をフローティング機構を介してハ
ンド本体に連結しているとともに、ハンド本体に対する
ワーク把持部の相対位置を検出する状態検出手段が設け
られである。

但し、上記状態検出手段としては、予め設定された複数
の相対位置を検出する複数個のセンサであってもよく、
または、予め設定された複数の相対位置を検出するポテ
ンショメータであってもよい。

く作用ン 以上の構成のロボット用ハンドであれば、ワーク把持部
をフローティング機構を介してハンド本体に連結してい
るので、ワーク把持部がワーク、ツール等に押付けられ
ても、所定範囲内においては異常反力が発生することを
確実に防止することができる。そして、押付は動作が継
続させられれば、ワーク把持部がハンド本体に接近し、
最終的に異常反力が発生することになるのであるが、ハ
ンド本体に対す、るワーク把持部の相対位置を状態検出
手段により検出することができるので、異常反力が発生
する前の状態を検出することにより、ワーク把持部また
はワーク、ツール等が破損されることのないようにロボ
ット動作を制御することができる。

そして、状態検出手段が、予め設定された複数の相対位
置を検出する複数個のセンサである場合には、段階的に
ワーク把持部とハンド本体との相対位置を検出すること
ができ、異常反力が発生する直前の状態のみならず、正
常にワーク、ツール等を把持し得る状態をも検出するこ
とができる。

また、状態検出手段が、予め設定された複数の相対位置
を検出するポテンショメータである場合には、検出すべ
き相対位置を簡単に変更することができるとともに、検
出すべき相対位置の数をも簡単に増減することができる
。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第５図はこの発明のロボット用ハンドを装着した産業用
ロボットの一例を示す概略図であり、組立用スカラ型ロ
ボット（６）のアーム先端部にロボット用ハンド（７）
が装着されているとともに、ロボット用ハンドに対して
開閉動作のための圧力流体を供給するための切替弁（８
）が設けられている。そして、ロボット用ハンド（力の
押付は状態、開閉状態を示す信号を取込むとともに、切
替弁（８）に対して必要な制御信号を供給するロボット
コントローラ（９）が設けられている。ロボットコント
ローラ（９）からロボットアームを動作させるための制
御信号が出力されることは勿論である。尚、（９１）は
Ａ／Ｄ変換器である。

したがって、ワーク、ツール等に対してロボット用ハン
ド（７）が所定の押付は状態になるまでロボットアーム
を動作させ、所定の開閉状態になるまでロボット用ハン
ド（７）を開閉させることによりワーク、ツール等の把
持、開放を行なうことができる。

第４図はこの発明のロボット用ハンドの一実施例を示す
概略正面図であり、図示しないロボットアームに装管さ
れるハンド本体（１）と、ワーク、ツール等を把持する
ワーク把持部（２）と、ワーク把持部（２）を接離可能
にハンド本体（１）に連結するとともに、ハンド本体（
１）から離れる方向に付勢するフローティング機構口と
、ワーク把持部（２）に一体的に装着された状態検出部
（４）と、ワーク把持部（２）に装着された把持位置検
出部（５）とを有している。

第１図Ａはフローティング機構および状態検出部とを詳
細に示す正面図、同図Ｂは側面図であり、ハンド本体（
１）とワーク把持部（２）とがガイド軸（３１）により
接離可能に連結されているとともに、コイルばね（３２
）により両者を離すようにスライド付勢されている。そ
して、ワーク把持部（２）の所定位置からハンド本体（
１）に向かって突出する取付板（４１）の所定位置に、
上記スライド方向に並ぶように２個の近接スイッチ（４
２）　（４３）が取付けられている。

さらに、ハンド本体（１）の所定位置からワーク把持部
（２）に向かって突出するように近接スイッチ駆動用の
突出板（４４）が取付けられている。

したがって、ワーク把持部（２）に全く外力が作用して
いない場合には、第２図Ａに示すように、何れの近接ス
イッチ（４２）（４３）も突出板（４４）と正対せず、
ワーク把持部（２）に外力が作用して所定位置までハン
ド本体（１）に接近した場合には、第２図Ｂに示すよう
に、一方の近接スイッチ（４２）のみが突出板（４４）
と正対し、ワーク把持部（２）がさらにハンド本体（１
）に接近した場合には、第２図Ｃに示すように、両近接
スイッチ（４２）　（４３）が突出板（４４）と正対す
る。

第３図Ａは把持位置検出部を示す正面図、同図Ｂは側面
図であり、ワーク把持部（２）にポテンショメータ（５
１）が取付けられているとともに、接離可能な１対の把
持爪（２１）（２２）の一方に対してポテンショメータ
（５１）の可動部（５２）が連結されている。

上記の構成の産業用ロボットの動作は次のとおりである
。

先ず、ワーク、ツール等を把持するために必要なロボッ
トアームの動作、ワーク把持部（２）の押付は状態、把
持のために必要な把持爪（２１）（２２）の位置等をテ
ィーチング・ペンダント等を用いて予め教示しておく。

その後は、教示データに基づくロボット動作を行なわせ
ることにより、所定位置に配置されているワーク、ツー
ル等を把持することができる。そして、把持したワーク
・ツール等に基づく必要な処理を行なった後は、把持状
態を解除するとともに、待機位置まで移動することによ
り次の一連の動作に備える。

以上の説明は、所期のワーク、ツール等が所定位置に正
確にセットされた場合の動作であり、ワーク、ツール等
が存在しない場合、異なる種類のワーク、ツール等がセ
ットされた場合等においては、以下のようにして異常状
態を検出することができる。即ち、ワーク、ツール等が
存在しない場合には、ロボット用ハンド（７）を予め教
示された位置まで移動させても外力が全く作用゛しない
ので、ワーク把持部（２）がハンド本体（１）から最も
離れた状態のままである。したがって、第２図Ａに示す
ように、何れの近接スイッチ（４２）　（４３）も突出
板（４４）と正対せず、ＯＦＦのままであるから、両近
接スイッチ（４２）　（４３）から出力されるＯＦＦ信
号に基づいてワーク、ツール等が存在しないことを検出
することができる。また、正規の高さよりも高いワ−り
、ツール等がセットされている場合には、ロボット用ハ
ンド（７）を予め教示された位置まで移動させるまでの
間に、ワーク把持部（２）がハンド本体（１）に著しく
接近する。したがって、第２図Ｃに示すように、両近接
スイッチ（４２）　（４３）が突出板（４４）と正対し
、ＯＮになるのであるから、両近接スイッチ（４２）　
（４３）から出力されるＯＮ信号に基づいて間違ったワ
ーク、ツール等がセットされていることを検出すること
ができる。後者の場合には、検出信号に基づいてロボッ
ト動作を停止させることにより、ロボット用ハンド（７
）に異常反力が作用することを未然に防止することがで
き、ロボット用ハンドまたはワーク、ツール等の破損を
未然に防止することができる。尚、第２図Ａ、Ｃの状態
は間違ったワーク、ツール等がセットされている場合の
みならず、教示ミスにより異なる位置に向かってロボッ
ト動作を行なわせた場合にも発生する。

上記には、ワーク、ツール等を把持する場合についての
み説明しているが、ワーク、ツール等を開放する場合に
も、両近接スイッチ（４２）　（４３）からＯＦＦ信号
またはＯＮ信号が出力されることにより、相手側のワー
クが存在していないこと、こじれ等に起因する装着ミス
であること等を検出することができる。

また、正規の位置に正規の高さのワーク、ツール等がセ
ットされている場合には、把持爪（２１）（２２）を接
近させることによりワーク、ツール等を把持するのであ
るが、把持爪（２１）（２２）の移動量を示す信号がポ
テンショメータ（５１）から出力されるのであるから、
出力信号に基づいてワーク、ツール等の平面サイズを識
別することができる。したがって、平面サイズのみが異
なるワーク、ツール等であっても、適否を確実に判別す
ることができる。

尚、以上の説明から明らかなように、近接スイッチ（４
２）（４３）をハンド本体（１）側に取付け、ワーク把
持部（２）側に突出板（４４）を取付けても同様の動作
を行なわせることができる。

〈実施例２〉 第６図は他の実施例を示す要部正面図であり、第１図の
実施例と異なる点は、近接スイッチ（４２）（４３）お
よび突出板（４４）に変えてポテンショメータ（４５）
を設けた点のみである。即ち、ポテンショメータ（４５
）がハンド本体（１）に取付けられているとともに、ポ
テンショメータ（４５）の可動部（４６）がワーク把持
部（２）に連結されている。

したがって、この実施例の場合には、ワーク把持部（２
）とハンド本体（１）との相対位置に対応する信号がポ
テンショメータ（４５）から出力され、この出力信号に
基づいて、上述のような異常状態か、正常な状態かを識
別することができ、ロボット用ハンド（７）またはワー
ク、ツール等の破損を未然に防止することができる。さ
らに、この実施例においては、ポテンショメータ（４５
）の取付は位置を変化させることなく検出位置を簡１Ｆ
に変更することができるとともに、検出すべき位置の数
をも簡＋１１−に変更することができ、複数種類のワー
ク、ツール等を取扱う組立用ロボットに好適である。

尚、上記向れの実施例においても、把持爪（２１）（２
２）の移動量を検出するためのポテンショメータ（５１
）に代えてディジタルスケールを使用することが可能で
あり、この場合にはＡ／Ｄ変換器（９１）が不要になる
ので、構成を簡素化することができる。

また、上記把持爪（２１）（２２）は、外形把持のみな
らず内径把持をも行ない得るものであることが好ましく
、広範囲のワーク、ツール等に対処することができる。

〈具体例〉 第７図はねじ締め用の電動ドライバを把持し得るように
したロボット用ハンドを示す概略斜視図であり、上記実
施例と異なる点は、把持爪（２１）（２２）の中間部か
ら電動ドライバ専用の把持爪（２３）（２４）を一体的
に突出させた点のみである。

第８図は電動ドライバ００）の構成を示す概略縦断面図
、第９図はスタンドに保持された状態を示す概略斜視図
であり、電動ドライバ（１０）の所定位置に把持のため
のホルダ（１１）が一体的に設けられているとともに、
内部に交換可能なねじ締めビット（１２）が設けられて
いる。そして、先端部に、フィーダ（１４）から供給さ
れるボルトを収容し、ねじ締め可能状態になるように姿
勢制御するボルト保持部（１３）が設けられている。尚
、（１５）は、必要とされない場合に電動ドライバ（１
０）を保持しておくだめのスタンドである。

したがって、この具体例においては、所定位置までロボ
ット動作を行なわせた後、把持爪（２３）（２４）を互
に接近させることにより、スタンド（１５）から電動ド
ライバ（１０）を取出すことができる。次いで、電動ド
ライバ（１０）をねじ締め箇所に正対させるようにロボ
ット動作を行なわせ、電動ドライバ（１０）を駆動する
ことにより、ねじ締めを行なうことができる。

ねじ締めされるべきワークがセットされていない場合に
は、ロボット用ハンド（７）が所定位置まで移動しても
ワーク把持部（２）に外力が作用しないので、上記実施
例と同様にワークが存在しないことを検出することがで
きる。逆に、正規のワークよりも高いワークがセットさ
れている場合、ワークのセット状態が不適切である場合
には、ロボット用ハンド（７）が所定位置に移動する前
にワーク把持部（２）がハンド本体（１）に著しく接近
するので、上記実施例と同様にワークのセットミスを検
出することができる。

また、この具体例において、電動ドライバ（１０）を単
に仮締めのために使用すれば、通常の組立作業用のスカ
ラ型ロボットで十分に対処することができ、従来のねじ
締めロボットと比較して著しく安価なねじ締めロボット
を提供することができる。

また、この具体例は、電動ドライバ（１０）を把持する
状態と他のワーク、ツール等を把持する状態とを選択す
ることができるので、汎用性を著しく向上させることが
できる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、近接スイッチの数を減少させ、または増加さ
せることが可能であるほか、近接スイッチ（４２）　（
４３）に代えて光電スイッチ等を使用することが可能で
あり、その他、この発明の要旨を変更しない範囲内にお
いて種々の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように第１の発明は、所定範囲内において異常反
力が発生することを確実に防止することができるととも
に、異常反力が発生する前の状態を検出することができ
、この結果、ロボット用ノ＼ンドまたはワーク、ツール
等の破損を未然に防止することができるという特有の効
果を奏する。

第２の発明は、段階的にワーク把持部とハンド本体との
相対位置を検出することができ、異常反力が発生する直
前の状態のみならず、正常にワーク、ツール等を把持し
得る状態をも検出することができるという特有の効果を
奏する。

第３の発明は、検出すべき相対位置を簡単に変更するこ
とができるとともに、検出すべき相対位置の数をも簡単
に増減することができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａはフローティング機構および状態検出部とを詳
細に示す正面図、 同図Ｂは側面図、 第２図は近接スイッチと突出数との関係を説明する図、 第３図Ａは把持位置検出部を示す正面図、同図Ｂは側面
図、 第４図はこの発明のロボット用ハンドの一実施例を示す
概略正面図、 第５図はこの発明のロボット用ハンドを装着した産業用
ロボットの一例を示す概略図、第６図は他の実施例を示
す要部正面図、第７図はねじ締め用の電動ドライバを把
持し得るようにしたロボット用ハンドを示す概略斜視図
、第８図は電動ドライバの構成を示す概略縦断面図、 第９図はスタンドに保持された状態を示す概略斜視図。 第３図 第４図 （１）・・・ハンド本体、（２）・・・ワーク把持部、
（３）・・・フローティング機構、（４）・・・状態検
出部、（４２）　（４３）・・・近接スイッチ、（４５
）・・・ボテンショメータ 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワーク把持部（２）をフローティング機構口を介し
   てハンド本体（１）に連結しているとともに、ハンド本
   体（１）に対するワーク把持部（２）の相対位置を検出
   する状態検出手段（４）が設けられてあることを特徴と
   するロボット用ハンド。 ２、状態検出手段（４）が、予め設定された複数の相対
   位置を検出する複数個のセンサ （４２）（４３）である上記特許請求の範囲第１項記載
   のロボット用ハンド。 ３、状態検出手段（４）が、予め設定された複数の相対
   位置を検出するポテンショメー タ（４５）である上記特許請求の範囲第１項記載のロボ
   ット用ハンド。