JPH0588892U - ロボットハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度なフィンガ移動機構の機能をさほど必
要とせず、かつワークに多少の寸法誤差が生じていたと
しても、確実にワークを把持してハンドリング操作を行
うことが可能なロボットハンドを提供することを目的と
している。 【構成】 対向配置された少なくとも２本のフィンガが
もうけられている。そして、これらフィンガを逆方向へ
移動させてフィンガ間の間隔を変化させ、かつ停止させ
たフィンガを保持するフィンガ移動機構が設けられてい
る。また、それぞれのフィンガに互いに対向配置させた
状態で取り付けられ、かつフィンガの移動方向と直交す
る方向に移動可能な複数のつめが設けられている。そし
て、それぞれのつめに設けられ、かつ一方のつめを他方
のつめに向かう方向に付勢する弾性部材が具備されてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロボットアームの先端に装着されて把持物を自動的に把持するロボ ットハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、半導体ウェハ処理工程等においては、クリーンルーム内部において作 業者が出す塵によるクリーン度が低下するのを防止するために、作業者の工程数 を極力減らし、その替わりに種々のロボット等によりクリーンルーム内部の作業 が行なわれるようになっている。

【０００３】 ロボットが行う作業の一例としては、複数枚(２５〜５０枚)のウェハを収納し たウェハキャリア(以下、ワークと略称する。)をクリーンルーム内部の所定位置 まで移動させる作業がある。この作業を行うロボットとしては、ロボット本体に 搭載されたアームの先端にワークのハンドリングを行うロボットハンドが設けら れ、ロボットハンドでワークを把持した後、ロボット自体を走行させることによ りウェハキャリアを所定位置まで移動させるものがある。

【０００４】 前記ロボットハンドの具体的構成としては、図８及び図９に示すように、クリ ーン化のために電動により駆動し、かつワーク１を把持する力を維持する手段と してコイルバネ２が使用されたロボットハンド３が知られている。

【０００５】 このロボットハンド３は、アーム４の先端部に回動自在に連結されているハン ド本体５と、このハンド本体５に内蔵された伸縮機構(フィンガ移動機構)６によ り矢印Ａ方向に一定の距離だけ移動可能な互いに対向配置されたフィンガ７,７ と、これらフィンガ７,７上に設けられた複数のすくい部８上にフィンガ７の移 動方向(Ａ方向)と同一方向(矢印Ｂ方向)と移動するようにコイルバネ２を介在さ せて設けられた複数のつめ９とから構成されている。

【０００６】 上記構成のロボットハンド３によりワーク１のハンドリング操作を行うには、 先ず、ロボットアーム４を移動させて、ワーク１を把持する姿勢位置までロボッ トハンド３の位置決め動作を行う。次に、フィンガ移動機構６,６を作動させて フィンガ７,７を矢印Ａ方向の閉じる方向に移動し、それぞれのつめ９をワーク １の側面に接触させる。さらにフィンガ７を所定の間隔まで閉じることにより、 つめ９とすくい部８との間に介在させたコイルバネ２を圧縮させる。そして、こ のコイルバネ２の付勢力より、つめ９はワーク１に対して矢印Ｃ方向に押圧力を 加えてワーク１を把持する。

【０００７】 ここで、つめ９のワーク１に対する押圧力をＦ、ワーク１の質量をＭ、つめ９ とワーク１間の摩擦係数をμ、ハンド本体５がロボットアーム４によって移動さ せられる際の水平方向の加速度をα及び上方向の加速度をβ、重力加速度をgと すると、 Ｆ＞Ｍ×α……（１） であれば、ワーク１の移動時におけ把持が不確実になることはない。また、 Ｆ＞Ｍ(g＋β)／μ……（２） であれば、ワーク１を落下させてしまうおそれがない。ただし、ワーク１に凹凸 部があり、その形状を利用して引っ掛けた状態でワーク１を持ち上げて把持する 方式であれば、（２）式を満たす必要はない。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記従来のロボットハンド３においては、フィンガ移動機構６,６ により移動するフィンガ７,７間の間隔がさほど正確ではなく、また、このフィ ンガ移動機構６,６のガタ等により、所定位置において保持させたフィンガ７,７ が少しづつ開いてしまうおそれがある。さらには、把持するワーク１の形状に多 少の寸法誤差が生じている。

【０００９】 しかしながら、従来のロボットハンド３においては、つめ９のワーク１に対す る押圧力Ｆが、コイルバネ２の圧縮量により比例する構造になっているので、上 述したフィンガ移動機構６,６の機構上の問題、さらにはワーク１の寸法誤差が 生じた場合には、つめ９のワーク１に対する押圧力Ｆが小さくなり、それにより ワーク１の把持力が弱くなってしまい正常なハンドリング操作が行えないという 問題があった。

【００１０】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高精 度なフィンガ移動機構の機能をさほど必要とせず、かつワークに多少の寸法誤差 が生じていたとしても、確実にワークを把持してハンドリング操作を行うことが 可能なロボットハンドを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るロボットハンドは、対向配置された少なくとも２本のフィンガと 、これらフィンガを逆方向へ移動させてフィンガ間の間隔を変化させ、かつ停止 させたフィンガを保持するフィンガ移動機構と、それぞれのフィンガに互いに対 向配置させた状態で取り付けられ、かつフィンガの移動方向と直交する方向に移 動可能な複数のつめと、それぞれのつめに設けられ、かつ一方のつめを他方のつ めに向かう方向に付勢する弾性部材とが具備されていることを特徴とするもので ある。

【００１２】

【作用】

本考案に係るロボットハンドによれば、フィンガの移動方向と直交する方向に 移動可能なつめが、弾性部材の付勢力により把持物に押圧力を加えて把持する構 造になっているので、フィンガの閉じる位置によって弾性部材の圧縮量が変化せ ず、かつ把持物の寸法誤差が生じても押さえる力が変化せず、把持物が確実に把 持される。

【００１３】

【実施例】

本考案のロボットハンドの実施例について、図１ないし図７を参照して説明す る。なお、図８及び図９に示したものと同一構成部には、同一符号を付してその 説明を省略する。

【００１４】 図１及び図２は本考案の第１の実施例のロボットハンド１０を示すものである 。

【００１５】 このロボットハンド１０の特徴は、それぞれのフィンガ７,７に互いに対向配 置させて取り付けられて、フィンガ７,７の移動方向(矢印Ａ方向)と直交する方 向(矢印Ｄ方向)に移動自在となるように複数のつめ１１が設けられており、さら にこのつめ１１の移動する方向(矢印Ｄ方向)に向けて付勢力が働くようにコイル バネ２が設けられていることである。

【００１６】 本実施例のつめ１１は、外観Ｌ字状に形成されたもので、フィンガ７,７の上 面に固定されたすくい部１２の側面につめ１１の長辺部１１aの外側面がガイド されて矢印Ａ方向に移動可能となるように設けられている。また、把持すべきワ ーク１が最初に接触するつめ１１の短辺部１１bの先端部１３はテーパ状に形成 されている。

【００１７】 上記構成からなるロボットハンド１０によりワーク１のハンドリング操作を行 うには、先ず、ロボットアーム４を移動させて、ワーク１を把持する姿勢位置ま でロボットハンド３の位置決め動作を行う。次に、フィンガ移動機構６,６を作 動させてフィンガ７,７を矢印Ａ方向の閉じる方向に移動させ、それぞれのつめ １１のテーパ状の先端部１３をワーク１と接触させる(図３参照)。そして、さら にフィンガ７,７を所定の間隔となるまで閉じる方向に移動させることにより、 つめ１１が矢印Ｄ方向に移動し、つめ１１とすくい部１２との間に介在されたコ イルバネ２を圧縮させる。そして、このコイルバネ２の付勢力より、互いに対向 しているつめ１１,１１が、押圧面１１c,１１cでワーク１に対して押圧力を加え ていき、それによりワーク１が把持される(図４及び図５参照)。

【００１８】 ここで、従来のロボットハンド３のように、フィンガ移動機構６,６のガタ等 によりフィンガ７,７の間隔が所定距離より開いている場合や、把持されるワー ク１の形状に寸法誤差が生じたとしても、つめ１１の押圧面１１cがワーク１に 接触しているかぎりコイルバネ２の圧縮量は変化せず、かつフィンガ７,７の移 動方向と直交する方向にコイルバネ２の付勢力が働くので、つめ１１のワーク１ に対する押圧力は常に一定の大きさとなる。

【００１９】 また、フィンガ移動機構６,６がフィンガ７,７を閉じる力をＰ、つめ１１のワ ーク１に対する押圧力をＦ′、摩擦係数μとすると、 Ｐ＝μＦ′ の関係にある。通常、ワーク１及びつめ１１の材料として使用される金属、合成 樹脂間の摩擦係数μは、μ＝０.１〜０.３程度であり、押圧力Ｆ′の値が多少大 きくても、フィンガ７,７を閉じる力Ｐは小さくて良い。よって、押圧力Ｆ′の 値を余裕をみて大きめに設定でき、ワーク１をより確実に把持できる。

【００２０】 以上、述べたことから容易に理解できるように、フィンガ７,７の移動方向と 直交する方向に移動可能なつめが、コイルバネ２の付勢力によりワーク１に押圧 力を加えて把持する構造になっているので、従来のようにフィンガ７,７の閉じ る位置によってコイルバネ２の圧縮量が変化せず、かつワーク１の寸法誤差が生 じても押さえる力が変化しないので、ワーク１を確実に把持することができる。

【００２１】 また、図６及び図７に示すものは、本考案のロボットハンドの第２の実施例を 示すものであり、本実施例にあっては、つめ１５を支持しかつ矢印Ｅ方向へ付勢 力を働かせるために、板バネ１６が使用されたものである。

【００２２】 この板バネ１６がを使用したロボットハンドでワーク１のハンドリング操作を 行うには、図１に示すように、フィンガ移動機構６,６を作動させてフィンガ７, ７を矢印Ａ方向の閉じる方向に移動させることにより、つめ１６の先端部１７を ワーク１と接触させ(図６参照)、さらにフィンガ７,７を所定の間隔となるまで 閉じる方向に移動させることにより、板バネ１６が下向きに変形してつめ１５に ワーク１が把持される(図７参照)。そして、板バネ１６の付勢力によりワーク１ に対して押圧力が加えられ、それによりワーク１が把持される。

【００２３】 従って、図１ないし図５に示したロボットハンド１０と同様の作用効果を得る ことができる。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案のロボットハンドによれば、フィンガの移動方向と 直交する方向に移動可能なつめが、弾性部材の付勢力により把持物に押圧力を加 えて把持する構造になっているため、フィンガの閉じる位置によって弾性部材の 圧縮量が変化せず、かつ把持物の寸法誤差が生じても押さえる力が変化しないの で、把持物を確実に把持することができ、正常なハンドリング操作を行うことが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のロボットハンドの平面図である。

【図２】本考案のロボットハンドの正面図である。

【図３】ワークを把持するつめのテーパ状の先端部がワ
ークと接触した状態を示す平面図である。

【図４】ワークを把持するつめの押圧面がワークと接触
した状態を示す平面図である。

【図５】つめがワークを把持した状態を示す平面図であ
る。

【図６】第２の実施例のつめがワークを把持している途
中の状態を示す平面図である。

【図７】第２の実施例のつめがワークを把持した状態を
示す平面図である。

【図８】従来のロボットハンドの平面図である。

【図９】従来のロボットハンドの正面図である。

【符号の説明】

２ コイルバネ(弾性部材) ６ フィンガ移動機構 ７ フィンガ １０ ロボットハンド １１、１５ つめ １６ 板バネ(弾性部材）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置された少なくとも２本のフィン
   ガと、これらフィンガを逆方向へ移動させてフィンガ間
   の間隔を変化させ、かつ停止させたフィンガを保持する
   フィンガ移動機構と、それぞれのフィンガに互いに対向
   配置させた状態で取り付けられ、かつフィンガの移動方
   向と直交する方向に移動可能な複数のつめと、それぞれ
   のつめに設けられ、かつ一方のつめを他方のつめに向か
   う方向に付勢する弾性部材とが具備されていることを特
   徴とするロボットハンド。