JPH0839474A - 把持装置 - Google Patents

把持装置

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JPH0839474A
JPH0839474A JP17702894A JP17702894A JPH0839474A JP H0839474 A JPH0839474 A JP H0839474A JP 17702894 A JP17702894 A JP 17702894A JP 17702894 A JP17702894 A JP 17702894A JP H0839474 A JPH0839474 A JP H0839474A
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JP
Japan
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gripping
gripping force
spring
movable finger
gripped
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JP17702894A
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English (en)
Inventor
Hideharu Kikuchi
英晴 菊池
Hajime Torii
元 鳥居
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】異なる形状の物体を把持することができ、か
つ、物体の把持力を適正に制御することができる把持装
置を提供する。 【構成】可動フィンガ4の最先端には、気体圧を受けて
把持しようとするワーク22に密着するように構成され
た気体圧作動クランプシリンダ16を備えている。クラ
ンプシリンダ16は背面から支持板17によって支持さ
れており、支持板17はスプリング18によって弾性的
に可動フィンガ4上に支持されている。これによってク
ランプシリンダ16はスプリング18を介して可動フィ
ンガ4に支持されている。可動フィンガ4の支持板17
の背面に当接するプローブを有するスプリング18の変
位量を検出する変位センサ19が設けられている。スプ
リング18の弾性係数はは予め分かっている。変位セン
サ19によって検出されたスプリング18の変位量はコ
ンピュータ21に入力される。コンピュータ21は、ク
ランプシリンダ16の変位量に基づく把持力の変化を考
慮して当該ワーク22のために設定された目標把持力と
なるように位置制御信号をエンコーダ7に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、把持力を適正に維持し
つつ異なる形状のワークを把持することができる把持装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】製品の組立工程などにおいて、部品を把
持して搬送したり移送したりする作業をロボットに行な
うことか行われている。この場合、ロボットハンドを部
品毎に専用のハンドを取りつけるようにすると、部品形
状が変わるごとにロボットハンドを取り替えなければな
らず、交換作業が不可欠となって、効率が低下するとと
もに部品ごとに異なるハンドを用意しなければならない
ので、コスト的にも不利となる。このような観点から、
従来から1つのハンドで異なる形状の部品を把持できる
ロボットハンドが提案されている。たとえば、特開平4
−183588号公報には、ハンドチャックのフィンガ
ーの内側に貼られたゴム状のチューブの内部に気体を送
り込み、膨張した該チューブによって被把持物体を把持
するようにしたハンドチャックが開示されている。この
開示された把持装置では、物体に対して把持機構に設け
られたゴム状のチューブすなわち係合部材が、物体に当
たったときに物体の外形に倣うように変形するので、異
なる形状の物品を1つのハンドの構成で適正に把持する
ことができる。また、係合部材を気体によって動作させ
ているで物体の把持力を分散させて平均化することがで
き、すなわち、応力集中を解消することができるので物
体の損傷を極力抑えることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されたハンドでは、把持力の大きさを制御することは
できないのでつねに一定の把持力によって把持されるこ
とになる。しかし、物体によっては、把持力が大きすぎ
て破損する恐れが生じる場合があり、逆に、重い物体な
どのように物体によっては、把持力小さいために適正に
把持できない場合が生じる。本発明はこのような事情に
鑑みて構成されたもので、異なる物体を把持することが
できるとともに、物体の把持力を適正に制御することが
できる把持装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下のように構成される。すなわち、本発
明の把持装置は、異なる形状の物体を把持する装置であ
って、対向してかつ隔置して互いの相対位置を調整可能
に配置された一対の把持機構と、該各把持機構に設けら
れ、付加される圧力に応じた接触圧で物体の外形に倣う
ように物体に圧接する係合部材と、前記把持機構の基台
と、上記係合部材との間に設けられる弾性変位部材と、
該弾性変位部材の変位を検出する弾性変位量検出手段
と、さらに上記一方の把持機構と他方の把持機構の相対
位置を検出する位置検出手段と、前記一対の把持機構の
相対位置を所定間隔に制御する駆動手段と、前記位置検
出手段と弾性変位量検出手段からの信号に応じて、前記
駆動手段に信号を出力して物体が所定の目標把持力で把
持されるように把持機構の位置を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とする。
【0005】好ましい態様では、さらに、把持する対象
となる物品に応じて目標把持力を設定する目標把持力設
定手段を有する。さらに別の態様では、前記把持機構を
ネジ送り機構によって所定位置に制御されるようになっ
ている。さらに、好ましくは、把持機構は一方が可動で
他方が固定されており、前記係合部材は両把持機構に設
けられる。
【0006】
【作用】上記本発明の構成おいて、コンピュータなどの
制御装置によりロボットアームを適宜駆動してまず一対
の把持機構の間に物体を位置せしめる。つぎに、駆動手
段を駆動して可動の把持機構を他方に把持機構に向けて
移動せしめ、ワークに係合部材を当接させる。そして、
ワークと係合部材との接触圧が目標把持力以上になった
場合には、係合部材に空気などの適当な気体を導入して
膨張させる。これによって、係合部材を物体の背後方向
から支持する弾性変位部材は、上記係合部材の膨張分だ
け弾性力に抗して後退する。このとき把持機構の位置は
変更されていないので、把持力は、目標把持力よりも大
きくなる、この把持力の増加分は、弾性変位量検出手段
によって弾性変位量を検出することによって判明するの
で、制御手段は、駆動手段に制御信号を出力して、位置
検出手段によって検出された一方の把持機構と他方の把
持機構の間隔を上記弾性変位量に基づいて補正し、前記
駆動手段に信号を出力して物体が所定の目標把持力で把
持されるように把持機構の位置を制御する。この目標把
持力は、好ましくは、把持される物体に応じて適正値が
予め分かっているので、制御手段は予め設定された物体
毎の値になるように駆動手段に制御信号を送って、把持
機構の位置制御を行なう。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1には、1つの実施例にかかる把持装置1が示されてい
る。本例の把持装置は、ロボットアーム2の先端に取り
つけられており、図においてロボットアーム2の両側か
ら下方に延びる固定フィンガ3と可動フィンガ4とを備
えている。固定フィンガ3は、ロボットアーム2の下端
部に全巾にわたって延びるように成形された支持部5と
一体に設けられている。支持部5の上部には可動フィン
ガ4の位置を制御するためのサーボモータ6が設けられ
るとともにこのサーボモータ6に隣接してエンコーダ7
が設けられ、サーボモータ6に位置制御信号を出力する
ようになっている。可動フィンガ4は、図において横方
向に延びるスクリュー軸8上を左右に移動できるように
なっている。可動フィンガ4には、上記スクリュー軸8
上に設けてあるネジに螺合するネジを設けたスクリュー
ナット9を備えている。これによって可動フィンガ4ば
スクリュー軸8が回転するとき図において該軸8上を左
右に移動する。
【0008】スクリュー軸8の左端はロボットアーム2
に支持されるサポート部材10によって回転自在に支持
されている。該スクリュー軸8はサーボモータ6の出力
軸11と平行に延びており、サーボモータ6の出力軸1
1上には出力歯車12が設けられる。そして、スクリュ
ー軸8上には上記出力歯車12に対応して入力歯車13
が設けられ、上記出力歯車12と入力歯車13とはベル
ト14によって動力伝達可能に連結されている。さらに
可動フィンガ4は、リニアガイド15を一体的に備えて
おり、このリニアガイド15は、支持部5に常時係合し
て、可動フィンガ4が上記スクリュー軸8を左右に移動
するとき、安定的に移動できるように可動フィンガ4を
支持している。可動フィンガ4の最先端には、図2に示
すようにエア等の気体を導入するようになっており、こ
の気体圧を受けて把持しようとするワーク22(本例で
は、点火プラグ)に密着するように構成された気体圧作
動クランプシリンダ16を備えている。このクランプシ
リンダ16は背面から支持板17によって支持されてお
り、さらにこの支持板17はスプリング18によって弾
性的に可動フィンガ4上に支持されている。これによっ
てクランプシリンダ16はスプリング18を介して可動
フィンガ4に支持されている。図2に詳細に示すよう
に、さらに可動フィンガ4の支持板17の背面に当接す
るプローブを有するスプリング18の変位量を検出する
変位センサ19が設けられている。上記スプリング18
の変位量とスプリング18が発揮する弾性力との関係す
なわちスプリング18の弾性係数はは予め分かってい
る。また、固定フィンガ3には、クランプシリンダ20
が上記可動フィンガ4のクランプシリンダ16に対峙し
て設けられる。本例では、サーボモータ6の作動をを制
御するためにコンピュータ21が設けられる。上記変位
センサ19によって検出されたスプリング18の変位量
はコンピュータ21に入力される。コンピュータ21
は、変位センサ16によって検出された支持板17すな
わちクランプシリンダ16の変位量に基づく把持力の変
化を考慮して当該ワーク22のために設定された目標把
持力となるように位置制御信号をエンコーダ7に出力す
るようになっている。
【0009】以上の把持装置において、ワーク22の把
持動作について説明する。図2を参照すると、コンピュ
ータ21は、まず、ワーク22を把持できる位置までロ
ボットアームを移動させる(ステップS1)。この場
合、ワークが固定フィンガに近接して位置するような位
置に把持装置が移動させられる。そして、コンピュータ
は、ワークの種類に基づいて目標把持力を設定する(ス
テップS2)。本例の場合には、ワークは硬く比較的重
いので確実に把持するために比較的大きな目標把持力が
設定される。つぎにコンピュータ21は、エンコーダ7
にサーボモータ6を駆動するための制御信号を出力して
可動フィンガ4を固定フィンガ3に対して移動させて、
ワーク22を把持する(ステップS3)。この場合、上
記で設定した目標把持力に達するまで可動フィンガ4を
移動させる(ステップS4)。そして、把持力が目標把
持力に達した場合には、コンピュータ21は、クランプ
シリンダ16、20に空気を導入して膨張させ、クラン
プシリンダ16、20によってワーク22の外形に倣う
ような状態でワークを把持する(ステップS5)。この
とき、クランプシリンダ16、20の膨張分だけ支持板
が後退方向に変位するとともにその変位量に応じて把持
力が増大する。この変位は変位センサ19によって検出
されているので、コンピュータ21はこの変位量に基づ
いて、把持力を補正するようにサーボモータ6を駆動
し、可動フィンガ4の位置を調節する(ステップS
6)。この可動フィンガ4の位置調整によって、把持力
が目標値に達したところで把持装置の制御を終了し、ロ
ボットアーム2を移動させる。
【0010】図4には、ワークとして、ガスケット23
を把持した状態が示されている。ガスケットは、プラグ
22に比して軽く柔らかいので比較的小さい目標把持力
が設定される。そして、上記説明した手順で目標把持力
を達成するようにサーボモータによって可動フィンガの
位置制御が行われる。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明に係る把持装置を用
いることにより、ワークの形状が異なっても、その形状
に倣うように平均化して把持力でワークを把持すること
ができる。また、把持力をそのワークに最適に値に制御
しつつ把持することができるので、形状がことなるだけ
でなく、特徴、特性が異なるワークについても把持装置
の構成を変更することなく適正に把持することができ
る。したがって、把持装置を構成するに際し、ワークの
形状特質などを詳細に検討する必要がなく、簡単に構成
することができる。さらに、把持装置によってワークを
把持する場合に正確にワークに対して位置決めする必要
がないので、把持動作を迅速におこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例にかかる把持装置の概略図、
【図2】本発明の1実施例にかかる把持装置によってプ
ラグを把持した状態を示す側面図、
【図3】図1の把持装置を用いてワークを把持する場合
に制御の内容を示すフローチャート、
【図4】本発明の1実施例にかかる把持装置によってガ
スケットを把持した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
1 把持装置、 2 ロボットアーム、 3 固定フィンガ、 4 可動フィンガ、 5 支持部、 6 サーボモータ、 7 エンコーダ、 8 スクリュー軸、 9 スクリューナット、 10 サポート部材、 11 出力軸、 12 出力歯車、 14 ベルト、 15 リニアガイド、 16、20 クランプシリンダ、 21 コンピュータ、 22 ワーク(プラグ) 23 ワーク(ガスケット)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】異なる形状の物体を把持する装置であっ
    て、 対向してかつ隔置して互いの相対位置を調整可能に配置
    された一対の把持機構と、該各把持機構に設けられ、付
    加される圧力に応じた接触圧で物体に外形に倣うように
    物体に圧接する係合部材と、 前記把持機構の基台と、上記係合部材との間に設けられ
    る弾性変位部材と、 該弾性変位部材の変位を検出する弾性変位量検出手段
    と、 さらに上記一方の把持機構と他方の把持機構の相対位置
    を検出する位置検出手段と、 前記一対の把持機構の相対位置を所定間隔に制御する駆
    動手段と、 前記位置検出手段と弾性変位量検出手段からの信号に応
    じて、前記駆動手段に信号を出力して物体が所定の目標
    把持力で把持されるように把持機構の位置を制御する制
    御手段とを備えたことを特徴とする把持装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、さらに、把持する対象
    となる物体に応じて目標把持力を設定する目標把持力設
    定手段とを備えたことを特徴とする把持装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記把持機構をネジ送
    り機構によって所定位置に制御されるように構成された
    ことを特徴とする把持装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記把持機構は一方が
    可動で他方が固定されており、前記係合部材は両把持機
    構に設けられたことを特徴とする把持装置。
JP17702894A 1994-07-28 1994-07-28 把持装置 Pending JPH0839474A (ja)

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