JPH06270085A - ロボットハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用ロボットに用いられる、複数のツール
が取付可能なロボットハンドに関して、ツール切換を平
行運動機構により行うことでハンドのコンパクト化をは
かる。また、各ツール取付部分にフローティング機構を
設置することでワーク等の破損を防止する。 【構成】 一定軸芯回りに回転して複数位置に切り換え
可能なハンド本体３ａ、３ｂを設け、ハンド本体３ｂに
取り付けられたフローティングユニット１１ｂにはツー
ル取付部２６ｂを設け、さらに、ツール取付部２６ｂに
取り付けられた検出プレート２８と、フローティング方
向に調整可能な近接センサ３２を設け、フローティング
ユニット１１ｂによって、異常時に過大な反力が作用す
るのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動組立ラインに設置
される産業用ロボット等に用いられるロボットハンドに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボット等の自動組立機を用いて
電子機器等を組立生産するラインにおいては、電子機器
の高性能化により部品点数や組立工数が増加し、組立が
複雑化してきている。

【０００３】このために、組立工程においては複数のツ
ール取付可能なハンドを１台のロボットに装着し、１つ
の工程でできる限り多くの作業数をこなせるようにして
いる。

【０００４】この種のロボットハンドの一例として、図
７〜図１０に示すように２つのツールが取付可能な９０
°反転のユニットが知られている。図７は正面図、図８
は下面図、図９は右側面図、図１０は側面断面図であ
る。４１は本体枠で、その上面プレート４２がロボット
連結部として連結用アダプタなどを介してロボット（図
示せず）に取り付けられる。４３はハンド本体で、両側
に回転軸４４、４５が突設され、本体枠４１の両側の側
面プレート４６、４７により軸受を介して回転自在に支
持されている。４８がその回転軸芯である。回転軸４４
には従動ギヤ４９が固定されている。５０はロータリア
クチュエータで、本体枠４１の側面プレート４６に取り
付けられており、その出力軸に固定された駆動ギヤ５１
が従動ギヤ４９に噛合され、ロータリアクチュエータ５
０により駆動ギヤ５１、従動ギヤ４９を介してハンド本
体４３を回転駆動可能に構成されている。５２、５３は
ハンド本体が９０°回転したときの終端で位置決めする
ストッパであり、本体枠４１の上面プレート４２に固定
されている。５４は第１のツール取付部、５５は第２の
ツール取付部であり、各種作業のためのツール５６、５
７が取り付けられる。これらのツール取付部５４と５５
には、それぞれハンド本体４３にこれらのツール取付部
５４、５５のフローティング方向にスライド自在に挿通
された各一対のスライドシャフト５８、５９と、６０、
６１が固定されている。６２はツール取付部５４、５５
の側面に突出して取り付けられたプレートで、このプレ
ート６２上に検出用プレート６３、６４がフローティン
グ方向に位置調整可能に取り付けられている。６５は、
本体枠４１の側面プレート４７に固定されたプレートで
あり、このプレート６５上に近接センサ６６、６７が固
定されている。

【０００５】図１０において、第２のツール取付部５５
に固定されたスライドシャフト６０、６１はリニアブッ
シング６８、６９、７０、７１を介してハンド本体４３
に支持され、滑らかに摺動可能である。また、７２、７
３はスライドシャフト６１の先端に固定されたボルトと
ワッシャであり、ハンド本体４３に設けられた凸部７４
との係合にてスライドシャフト６０の抜け止めが成され
ている。図示は省略しているが、第１のツール取付部５
４も同様の機構にてハンド本体４３に取り付けられてい
る。７５、７６は、ツール取付部５４、５５をハンド本
体４３から離間する方向に付勢する圧縮バネであり、両
者間に介装されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
構成では、以下のような問題を有している。図９に示す
ように、２つのツール取付部が９０°を成しているため
ハンド本体の動作範囲が大きくなってしまい、ハンドと
してのコンパクト化を困難にしている。従って、ツール
の全長がそのままハンドの動作範囲に影響し、周囲環境
との干渉などから、ロボット自体の水平方向の動作範囲
を制限することとなる。

【０００７】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、平行運動機構
により複数位置に切換可能なハンド本体とハンド本体の
位置切換を行う駆動手段を設け、ハンド本体にその各切
換位置に対応して複数のツール取付部が、ハンド本体に
フローティング機構を介して取り付けたことを特徴とす
る。

【０００９】好適には、ツール取付部のハンド本体に対
する相対位置を検出する手段が設けられる。

【００１０】

【作用】上記構成のロボットハンドにより、ツールがお
互い平行に移動しながら切り替わるため、ハンドのコン
パクト化が図れ、ツールの全長がロボットの水平方向の
動作範囲に影響することはなくなる。

【００１１】また、フローティング機構を有しているの
で、ロボットに対する教示誤りや各種異常があってツー
ル取付部に取り付けたツールがワークに押しつけられる
ような事態が生じた場合にも、フローティング機構の作
用範囲内であれば過大な反力が作用するのを防止でき
る。

【００１２】さらに、ツール取付部のハンド本体に対す
る相対位置を検出する手段を設けると、フローティング
範囲を越える前の状態を検出することでツールがワーク
に異常に押しつけられる前にロボットを停止させること
によりワークなどの破損を防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の一実施例について図１〜図
４を参照しながら説明する。図１はその正面図、図２は
側面図、図３はフローティング機構を有したユニット
（以下、単に“フローティングユニット”とする）の
図、図４はツール取付部のハンド本体に対する相対位置
を検出する際の様子を示した図である。

【００１４】図１、図２において、１は本体枠で、その
上面プレート２がロボット連結部として連結用アダプタ
などを介してロボット（図示せず）に取り付けられる。
３ａ、３ｂは扇型をしたハンド本体で、それぞれ片側に
回転軸４、５が突設され、本体枠１の片側の側面プレー
ト６により軸受を介して回転自在に支持されている。７
ａ、７ｂがその回転軸芯であり、図２に示すように共に
ロボットの回転軸中心７ｃを通るよう取り付けられる。

【００１５】８はロータリアクチュエータで、本体枠１
の側面プレート９に取り付けられており、その出力軸１
０は、ハンド本体３ａと割締め固定されている。１１
ａ、１１ｂは、フローティングユニットでその詳細を図
３に示す。

【００１６】ここで、シャフト１２、１３は、取付プレ
ート１４と固定されており軸受１５、１６を介してユニ
ット本体１７に支持され、滑らかに摺動可能である。１
８、１９はともに圧縮バネであり、取付プレート１４を
下方へ付勢するよう取り付けられている。２０、２１
は、取付プレート１４の摺動距離（以下“フローティン
グ量”）を調整するためのスペーサである。

【００１７】以上のように構成されたフローティングユ
ニット１１ｂが、２２を回転軸としてピン２４と、軸受
によってハンド本体３ａに回転可能に支持されている。
また同様に、２３を回転軸としてピン２５と、軸受によ
ってハンド本体３ｂに回転可能に支持されている。フロ
ーティングユニット１１ａについても同様にハンド本体
３ａ、３ｂにそれぞれ回転可能に支持されており、この
とき両フローティングユニットの回転軸２２、２３がと
もに、回転軸芯７ａ、７ｂを中心とした同心円上に位置
するように取り付けられている。

【００１８】２６ｂは、ツール取付部であり取付プレー
ト１４に固定されており、各種作業のためのツール２７
が取り付けられる。

【００１９】２８はツール取付部２６ｂに突出して取り
付けられた検出プレートである。２９は、本体枠１の上
面プレート２に固定されたプレートであり、このプレー
ト上にプレート３０、３１がフローティング方向に調整
可能に取り付けられている。さらに、このプレート３
０、３１上に近接センサ３２、３３が固定されている。

【００２０】この構成により、近接センサの取付をフロ
ーティング方向に調整可能にしている。

【００２１】以上の構成によると、フローティングユニ
ット１１ａ、１１ｂが各々平行リンクとなり、平行運動
機構を構成するため、ロータリアクチュエータ８でハン
ド本体３ａを回転駆動させると、図２に示すように互い
の位置が切り替わることになる。

【００２２】また、ツール取付部２６ｂに取り付けたツ
ール２７にて所定の作業を行う場合、ロボットに対する
教示誤りや、各種異常があってツール２７がワークに押
しつけられるような事態が生じても、ツール取付部２６
ｂがハンド本体３ａ、３ｂに対してフローティングユニ
ット１１ａ、１１ｂにてフローティング支持されている
ので、そのフローティングユニット範囲内であれば過大
な反力が作用するのを防止することができる。

【００２３】また、近接センサ３２、３３にてハンド本
体に対するツール取付部２６ｂの相対位置を検出するこ
とにより、フローティング範囲を越えてツールがワーク
に押しつけられるのを未然に検出してワークの破損を防
止することができる。

【００２４】これをフローティングユニット１１ｂに取
り付けられたツール取付部２６ｂの場合について図４を
参照して説明する。図４（ａ）の状態は、ツール２７が
正規の位置へ移動後、作業待ちの状態であるため、ツー
ル２７には何の反力も加わっていない状態である。ここ
で、近接センサ３２、３３は通常時ＯＮの仕様であるの
で、この状態では検出用プレート２８が近接センサ３
２、３３に正対せず、近接センサ３２、３３の出力はと
もにＯＮとなり正常状態であることを確認することがで
きる。

【００２５】図４（ｂ）の状態は、ある作業をするため
にあらかじめ教示した正規の位置へ何の異常もなく移動
した場合で、ツール取付部２６ｂがフローティング範囲
内で移動し、検出用プレート２８が近接センサ３２に正
対し、一方の近接センサ３２だけがＯＦＦとなり、正常
状態であることを判断できる。

【００２６】図４（ｃ）の状態は、ある作業をするため
に、あらかじめ教示した正規の位置へ移動する際に何ら
かの異常が発生し、ツール取付部２６ｂが異常にフロー
ティングした場合で、検出用プレート２８が、近接セン
サ３２、３３に正対し、共に出力がＯＦＦとなり、異常
状態であることを判断できる。これによりこれ以上ツー
ル取付部２６ｂがフローティングすることを、あらかじ
め防ぐことができる。もう一方のツール取付部２６ａに
関しても、同様にして、異常反力によるワークの破損を
未然に防ぐことができる。

【００２７】上記実施例では、フローティングの検出用
プレートをフローティングユニットの中のツール取付部
２６ｂに取り付け、検出高さの調整は近接センサ３２、
３３で行っていたが、これに変えて、図５、図６に示す
ようにシャフト１２、１３の先端にブロック３４、３５
を取り付け、円柱形近接センサ３６を側面プレート９に
固定し、プロック３４、３５の取り付け位置をフローテ
ィング方向に調整することでフローティングの高さ検出
を行うこともできる。

【００２８】

【発明の効果】以上の構成により、ツールの取り付け方
法及び、切り替え方法がともに平行にできるため、ハン
ドのコンパクト化が容易にはかれる。

【００２９】また、ツールがワークに押しつけられて
も、各々のツールがフローティング機構を有しているの
で、フローティングの範囲内であれば、異常状態による
反力は防ぐことができ、フローティングの範囲を越えて
ツールが押しつけられる場合でも、ツール取付部のハン
ド本体に対する相対位置を検出する検出手段によって、
フローティングの範囲を越える前の状態を検出し、ツー
ルがワークに異常に押しつけられ、ワークが破損するこ
とを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロボットハンドの一実施例の正面図

【図２】図１のII−II矢視断面図

【図３】同ハンドのフローティングユニットの図

【図４】同実施例のツール取付部のハンド本体に対する
相対位置検出状態の説明図

【図５】他のフローティング検出方法を有したロボット
ハンドの正面図

【図６】図５のフローティングユニットの図

【図７】従来例のロボットハンドの正面図

【図８】図７のIII−III矢視図

【図９】図７のIV−IV矢視断面図

【図１０】図７の右側面図

【符号の説明】

３ａ ハンド本体 ３ｂ ハンド本体 ７ａ 回転軸芯 ７ｂ 回転軸芯 ７ｃ ロボットの回転軸中心 ８ ロータリアクチュエータ ９ 側面プレート １０ 出力軸 １１ａ フローティングユニット １１ｂ フローティングユニット ２６ａ ツール取付部 ２６ｂ ツール取付部 ３２ 近接センサ ３３ 近接センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行運動機構により複数位置に切換可能
   なハンド本体とハンド本体の位置切換を行う駆動手段を
   設け、ハンド本体にその各切換位置に対応して複数のツ
   ール取付部を取り付けたことを特徴とするロボットハン
   ド。
2. 【請求項２】 各ツール取付部が、ハンド本体にフロー
   ティング機構を介して取り付けたことを特徴とする請求
   項１記載のロボットハンド。
3. 【請求項３】 ツール取付部のハンド本体に対する相対
   位置を検出する手段を設けたことを特徴とする請求項２
   記載のロボットハンド。