JPH11262886A - ワーク把持装置 - Google Patents

ワーク把持装置

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JPH11262886A
JPH11262886A JP9077298A JP9077298A JPH11262886A JP H11262886 A JPH11262886 A JP H11262886A JP 9077298 A JP9077298 A JP 9077298A JP 9077298 A JP9077298 A JP 9077298A JP H11262886 A JPH11262886 A JP H11262886A
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claws
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Takao Kanamaru
孝夫 金丸
Sadao Kubo
貞夫 久保
Masahiro Shimada
昌洋 嶋田
Yasuhiro Kimikado
泰博 公門
Osatake Miki
修武 三木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットハンド1で処理するワーク10が多
様な大きさや形態を持つものであっても、ハンド交換に
よる作業中断をすることなくそれぞれのワーク10を十
分な把持力で掴み工作機械に適用することができるロボ
ットハンド用のワーク把持装置を提供する。 【解決手段】2個の把持爪5を有する平行な2個の指
2、3が対向する方向に並進して開閉することにより4
個の把持爪5でワークを押さえる4点接触式平行2指ハ
ンドであって、指2、3に取り付けられた把持爪5の間
隔をそれぞれ調整できるよう動作することを特徴とす
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、ワークを把持して
加工機械により加工するロボットのハンドに用いるワー
ク把持機構の分野に関し、特に種々の鋳物ワーク等を流
れ作業的に扱う場合に有効なワーク把持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動化の進んだ鋳物工場では、
鋳出したワークをロボットハンドで把持して研削機械に
押し当ててバリ等の不要部分を削ぎ落として鋳物の形状
を整える工程を有する。従来、このような用途に用いる
ロボットハンドは、対向する2本の板状の指を持ち、こ
れが互いに並進して開閉し指先でワークを平行に押さえ
て把持するような構造になっていた。このような構造の
把持指では、把持指が押さえようとするワークが鋳出し
たままの鋳物の肌のように凹凸がある場合、把持指とワ
ークはワークの凸部の頂点で接触するため、面で支持す
ることができず把持力が実質的に低下する場合があっ
た。また、把持指とワークの接触点が一定の位置となら
ないために把持姿勢が不安定になっていた。
【0003】このような不都合を解消するため、把持指
の板状の部分に三角柱状等の把持爪を取り付け、この把
持爪によってワークを押さえるようにしたものがある。
これによって、把持しようとするワーク表面に凹凸があ
っても、常に一定の位置でワークと接触することができ
るため把持の安定性が確保できる。しかし、このような
構造の把持爪を用いて多様な種類のワークについて仕上
げ作業を行う場合には、ワークの寸法に応じた爪間隔の
ハンドを多種用意しておきそれぞれのワークに応じハン
ドを交換する必要があるので、ハンド交換のために仕上
げ作業の中断を余儀なくされる場合があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の解決
しようとする課題は、ロボットハンドで処理するワーク
が多様な大きさや形態を持つものであっても、ハンド交
換による作業中断をすることなくそれぞれのワークを十
分な把持力で掴み工作機械に適用することができるロボ
ットハンド用のワーク把持装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のワーク把持装置は、2個の把持爪を有する
平行な2個の指が対向する方向に並進して開閉すること
により4個の把持爪でワークを押さえる4点接触式平行
2指ハンドであって、指に取り付けられた把持爪の間隔
を調整できるよう動作することを特徴とする。
【0006】本発明のワーク把持装置は、少なくとも各
指一個の把持爪を可動とすることで、ワークの大きさや
形状に対応した把持爪間隔を選択することができるので
ワークを充分な把持力で掴むことができる。また、ワー
クの長辺と短辺を持ち替えるときにもその長さに合わせ
て爪間隔を選択することができる。さらに、凹凸を有す
るワークの面に当接する場合であっても稜線で支えられ
るために不安定になることがない。
【0007】また、把持爪全てが可動式であれば、ひと
つの指に設けられた2つの把持爪がそれぞれ指の中心線
から等距離にすることができ、把持爪でワークを固定す
る際に把持爪からかかる力が平均するため、より確実に
ワークを把持することができる。
【0008】また、把持爪をばね等の弾性体を介して開
閉ハンドに固定しておくことにより、ワークの把持面2
面が正確に平行でない場合やワーク表面にバリや予期し
ない凹凸を有する場合であっても凹凸に従って把持爪が
伸縮するので、常に4個の把持爪が当接して4点支持に
よる十分な把持力をもってワークを支えるようにするこ
とができる。
【0009】上記のワーク把持装置に対して、カメラと
画像処理装置を用いてワークの形を判断し、把持爪間隔
を自動で判断し反映させることも考えられる。対象ワー
クの形をカメラで撮影し、その画像を画像処理装置に送
る。画像処理装置はワークの形を確認し、それに対応す
る把持爪間隔を判断、爪間隔可変機構に結果を送る。ま
たここで画像処理装置は形だけでなく、対象ワークに存
在する凹凸についてや、バリの形・箇所等をも計測し、
これに対応した把持爪位置を判断することもできる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るロボットハン
ドに用いるワーク把持機構を、図面を用い実施例に基づ
いて詳細に説明する。
【0011】図1は本発明のワーク把持機構の1実施例
の斜視図である。図を参照すると、ロボットハンド1に
は平行に対向して2本の指が設けられている。第1指2
と第2指3は、それぞれ先端の対向面側に爪間隔可変機
構4が設けられている。把持爪5は全ての把持爪5が存
在する面の中で、指の移動方向に対して垂直に動き、爪
間隔可変機構4から内側に向かって鋭いエッジを有する
ように取り付けられている。
【0012】ロボットハンド1は例えば多関節ロボット
のアームに固定されて使用する。ワーク10の大きさに
対応して爪間隔可変機構4により把持爪5同士の間隔を
ワーク10の幅に合わせ変更し、そのまま2本の指2、
3が姿勢を保持して並進するとほぼ平面上に配設された
4個の把持爪5がワーク10の両側面に当接し爪先のエ
ッジでしっかりワーク10を把持することができる。
【0013】図2の(a)と(b)はワーク把持機構の
作用を説明する図面で、図1のワーク把持装置がそれぞ
れ把持辺長の長いワーク11を挟んで把持した状態と把
持辺長の短いワーク12を挟んで把持した状態をワーク
側から見たところを表している。
【0014】図2(a)に示すように、ロボットハンド
1が把持辺長の長いワーク11を把持する場合、この把
持辺長の長さに合わせるために爪間隔可変機構4により
爪間隔dを広げている。これにより、ワークの把持面2
面のそれぞれ端近くに把持爪を位置させることができワ
ーク10を確実に把持することができる。また図2
(b)に示すように、ロボットハンド1が把持辺長の短
いワーク12を把持する場合、爪間隔可変機構4により
爪間隔dを狭めることにより、ワークを把持するに適切
な爪間隔を維持することができる。
【0015】このようにして一般に爪間隔を爪間隔可変
機構4によって対象ワークの把持辺長に応じて変更する
ことにより、対象ワークの把持面2面のそれぞれ両端近
くに把持爪を位置させることが可能である。これによっ
て様々な大きさのワークを確実に把持することができ
る。
【0016】図3に爪間隔可変機構4の例を示す。図を
参照すると、モータ8が歯車9を介して送りねじ7を回
転するように繋がっており、把持爪5が送りねじ7のね
じ溝が切られた部分に係合している。モータ8が回転し
歯車9によって適切に減速され、それにつれて送りねじ
7が回転すると、送りねじ7に切られたピッチ分だけ把
持爪5が移動する。送りねじ7は歯車9の位置を境にね
じの向きが変えられており、送りねじ7がある方向に回
転することによって、双方の把持爪5はそれぞれ反対の
方向に進行する。
【0017】したがって、モータ8の回転回数により、
把持爪5の位置を決定することができる。このようにし
て把持爪間隔dを任意の大きさに設定できるので、各種
対象ワーク10に対応した適切な把持爪間隔dを選択す
ることができる。
【0018】把持爪5でワーク10を掴んで研削機・研
磨機・切削機等の工作機械に押し当てて加工する時で
も、同じ指に設けられた2つの把持爪5を支持するねじ
の向きが互いに逆方向であるので、ねじを回す力が相殺
されるため、把持爪5が作業中に移動してしまうことは
ない。
【0019】また、把持爪5の内部か爪間隔可変機構4
の内部、また爪間隔可変機構の取り付け部等にばねを仕
込んでおき、これが伸縮するようにしてもよい。このよ
うな機構を設ければ、鋳物ワーク10の凹凸や把持面が
正確に平行でない場合であっても、把持爪5が鋳物ワー
ク10の表面に圧接する。このため、確実に鋳物ワーク
を4点把持することができる。
【0020】この図3では、把持爪5の取り付け部付近
にばねを仕込んだ状態を示している。このばねは把持爪
5の根元に設けられたシリンダの内部に設けられ、ピス
トン6で押さえられている。ピストン6は充分な長さが
シリンダの中にあり、この部分がガイドの役割をする。
これにより、把持爪5は横からの外力に対しても位置ず
れを起こさない。
【0021】把持間隔可変機構は図3に示した手法だけ
でなく、以下の方法等も考えられる。各指のそれぞれの
把持爪の底部にラックを把持爪動作方向に平行に取り付
けておき、それぞれのラックが対面を向くようにしてお
く。その間に双方のラックに噛むようにピニオンギアを
設け、モータで回すことによってラックを動かす。この
時、それぞれのラックは反対に動くので、把持爪間隔を
調整することができる。
【0022】各指1本のアクチュエータの両端に把持爪
を設け、アクチュエータを伸縮させることで把持爪間隔
を制御する方法や、各指2本のアクチュエータにしてそ
れぞれ一個の把持爪を持ち、それぞれの把持爪を別々に
制御する方法等がある。
【0023】図4は鋳物の整形を行う自動研削工程に本
実施例のワーク把持機構を用いて組織された自動仕上げ
システムの例について説明する図面である。ベルトコン
ベア13によって順次8ワーク10が搬送されてきて、
流れてくるワーク10は定位置についた時にビデオカメ
ラ14によって撮影される。ビデオカメラ14で生成さ
れた映像信号は画像処理装置15に送られ、画像処理装
置15では対象ワーク10の形状や載置姿勢、また凹凸
の有無やバリの位置等を確認する。それの情報に基づい
て、ワークに把持爪5を当てる位置を決定し、これに従
って爪可変機構4は把持爪5の間隔を調整する。
【0024】そしてロボットアーム16が画像処理装置
15からの情報により、ワーク10の位置まで移動し、
ロボットハンド1でワーク10を把持する。ロボットア
ーム16はグラインダ17にワーク10の未整形部を当
て、上下、回転、持ち替え等することにより、整形をす
る。なお、持ち替える際にはワーク10の新たに把持す
る辺長に合わせて把持爪間隔を爪間隔可変機構4によっ
て調整をし直す。ワーク10の整形が終了すれば、ロボ
ットアーム16はワーク10をベルトコンベア13上に
置き、一連の作業を終了、次のワーク10に向けて把持
爪の間隔を調整する。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明のワー
ク把持機構は、省力化された加工工場等においてロボッ
トハンドがワークを扱う場所で用いることにより、加工
対象ワークが多様な大きさ・形状を持つものであっても
ワークの大きさに合わせた指の交換等をせずに十分な把
持力でワークを掴み工作機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のワーク把持機構の1実施例の斜視図で
ある。
【図2】本実施例のワーク把持機構の作用を説明する図
面である。
【図3】本発明のワーク把持機構の内、爪間隔可変機構
についての1実施例の機構を説明する図面である。
【図4】本実施例のワーク把持機構を組み込んだロボッ
トハンドによって鋳物の整形を行う自動研削装置を説明
する図面である。
【符号の説明】
1 ロボットハンド 2、3 指 4 爪間隔可変機構 5 把持爪 6 ピストン 7 送りねじ 8 モータ 9 歯車 10 鋳物ワーク 11 幅の広い鋳物ワーク 12 幅の狭い鋳物ワーク 13 ベルトコンベア 14 ビデオカメラ 15 画像処理装置 16 ロボットアーム 17 グラインダ
【手続補正書】
【提出日】平成11年1月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 昌洋 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 公門 泰博 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 三木 修武 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2個の把持爪を有する平行な2個の指が
    対向する方向に並進して開閉することにより4個の把持
    爪でワークを押さえる開閉ハンドであって、前記2個の
    把持爪が前記指面で間隔を調整できるようにした開閉ハ
    ンドを有することを特徴とするワーク把持装置。
  2. 【請求項2】 前記把持爪をばね等の弾性体を介して前
    記開閉ハンドに取り付けたことを特徴とする請求項1記
    載のワーク把持装置。
  3. 【請求項3】 ワークを撮影して画像処理する装置をさ
    らに備え、該画像処理装置が前記開閉ハンドがワークを
    押さえる部分の寸法を計測して前記把持爪の間隔を調整
    することを特徴とする請求項1または2記載のワーク把
    持装置。
  4. 【請求項4】 前記画像処理装置においてさらにワーク
    の凹凸やバリを確認して前記把持爪がワークを押さえる
    位置を決定することを特徴とする請求項3記載のワーク
    把持装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から4いずれかの記載のワーク
    把持装置を取り付けたワークハンドリング装置と、ワー
    ク仕上げ装置とを備え、該ワークハンドリング装置が自
    動操作でワークを把持し、前記ワーク仕上げ装置にワー
    クを押し付けて仕上げ作業を行う自動仕上げシステム。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8930009B2 (en) 2011-10-20 2015-01-06 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system and processed object manufacturing method
CN109922672A (zh) * 2016-11-29 2019-06-21 川崎重工业株式会社 机器人及其运转方法、以及涂覆系统
WO2022097409A1 (ja) * 2020-11-04 2022-05-12 川崎重工業株式会社 ハンド、ロボット、ロボットシステム及びハンドの制御方法
WO2024172362A1 (ko) * 2023-02-15 2024-08-22 삼성전자주식회사 로봇 핸드 및 그 제어 방법
US12611783B2 (en) 2023-02-15 2026-04-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Robot hand and control method of the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022097409A1 (ja) * 2020-11-04 2022-05-12 川崎重工業株式会社 ハンド、ロボット、ロボットシステム及びハンドの制御方法
WO2024172362A1 (ko) * 2023-02-15 2024-08-22 삼성전자주식회사 로봇 핸드 및 그 제어 방법
US12611783B2 (en) 2023-02-15 2026-04-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Robot hand and control method of the same

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