JPS6071184A - ロボツトハンド - 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】 この発明はロボットハンドに関する。

産業用ロボットによって物品を把持せしめる場合、物品
のセツティング位置がロボットに予め教示している位置
とズしていた場合には、ハンドのグリップ爪の閉動作に
伴って物品が横移動されながら把まれることになる。一
方、物品によっては例えば精密仕上されたワーク等は横
移動されることによって該ワー７り底面がパレ。

ト面によって傷つけられたり、あるいは物品がパレット
表面に形成された凹部内に載置されてセツティングされ
ている場合には、物品が横移動されずに倒されてしまっ
て把持不能になるといった支障が生じるおそれがある。

この発明は、物品の載置位置が正規の教示位置に対して
ズしている場合にも、グリップ爪が自動的に該物品の位
置に倣って心的に閉動作し、該物品を移動することなく
当該載置状態のまま把持することができるロボットハン
ドを提供するものである。

以丁、図面に基づいて実施例を説明する。

図において、（１）は図示しないロボットアームに連結
固定したハンド（２）の基端支持枠であり。

該支持枠（１）の前後壁（ｌａ）（ｌｂ）間には前後に
沿−）で延びる４本のガイドシャフト（３）が架設して
あり、該ガイドシャフト（３）の左右２本ずつにそれぞ
れ、グリップ爪の爪支持部材（４１（５１がスライド軸
受部（４ａ）（５ａ）を介して摺動自在（第１図中Ｘ方
向）に支持されている。

そして、上記一対の爪支持部（４）　（５）は、それぞ
れのスライド軸受部（４ａ）（５ａ）に固設したラック
（６）　（７）と、該ラック（６）（方間に介装され、
双方に噛合うピニオンギア（８）とにより連動連結され
て、その先端部（４ｂ）（５Ｌ＋）が互いに接近離反し
て移動するようになっているのであるが、上記ピニオン
ギア（８）はさらに次のようにして支持されて爪支持部
材（４）（５）の移動方向に沿って移動自在にな−って
いる。

すなわち、（９）は前記ガイドシャフト（３）に摺動自
在に支持したスライドベースであり、該スライドベース
（９）にピニオンギア（８）の回転軸（８ａ）を軸受支
持せしめであるのであって、この例では、該スライドベ
ース（９）上に駆動用の油圧モータ（１１）を搭載し、
該油圧モータ（１１）の回転軸を上記回転軸（８ａ）に
直結しである。（１２）は支持枠（１）に固定した流体
シリンダであり、該シリンダのロッド（１２ａ）が伸び
て、スライドベース（９）に形成した円錐凹孔（１３）
内に突入すると、スライドベース（９）は支持枠（１）
に対して固定されるようになっている。また、（１４）
は支持枠（１）にブラヶー。

ト（１５）を介して取付けた、その前面がスライドベー
ス（９）に密接するまさっ板（１６）と該まさっ板（１
６）をスライドベース（９）方向へ付勢する圧縮ばね（
１７）とからなるスライドベース（９）の制動装置であ
る。

一対の爪支持部材（４）（５）は上記のようになって、
油圧モータ（１１）を適宜正逆転することにより、その
先端部（４ｂＸ５ｂ）が互いに接近離反するが、該先端
部（４ｂ）（５ｂ）には次のようにしてグリップ爪（１
８Ｘ１９）を設けである。

すなわち、各爪支持部材（４）　（５）の先端部（４ｂ
）（５ｂ）には、該爪支持部材（４）（５）の移動方向
に直交する方向（第１図中Ｘ方向）に沿って延びる２本
ずつのガイドシャフト（２１）（２２）を架設してあり
、該２本ずつのガイドシャフト（２１Ｘ２２）にそれぞ
れ、Ｖ字状の把持面（１８ａ）（１９ａ）を形成したブ
ロック状のグリップ爪（１８）（１９）を摺動自在に支
持せしめであるのであり、この一対のグリ、ノブ爪（１
８）（１９）は、一方のグリップ爪（１８）から、他の
グリップ爪（１９）を挾むように延びた連行案内板（２
３）が突設されて、該一対のグリップ爪（１８）（１９
）はＸ方向においては常に同一の位置をとって移動する
ようになされていると共に、他方のグリップ爪（１９）
の背面には前記スライドベース（９）の円錐凹孔（１３
）と同様の円錐凹孔（２４）が形成されて、該円錐凹孔
（２４）内に爪支持部材（５）に搭載した流体シリンダ
（２５）のロッド（２５ａ）端が突入すると、該一対の
グＩＪ　ノブ爪（１８）（１９）が爪支持部材（４）（
５）に対して中央位置で摺動不能に固定されるようにな
っている。また、各爪支持部材先端（４ｂ）（５１：＋
）にはワーク尚の抑圧用流体シリンダ（２６）（２７）
がそれぞれ設けられている。

（２６ａ）（２７ａ）は各ロッド端に固定した抑圧板で
ある。

上記実施例のハンドは以上のようになっているので、例
えば次のようにしてパレット上に置かれたワーク（イ）
を把持し移動しうる。

すなわち、第３図に示したように、円筒状のワークＷが
正規の教示位置（５）からＸおよびＸ方向において△Ｘ
、△ｙだけズした位置（Ｂ）に載置されているとすると
、ロボットハンドはそのグリップ爪（１８）（１９）が
開いた状態で、まず第３図鎖線図示の位置へと位置決め
される。その後、前記油圧モータ（１１）を連方向に回
転すれば、前述の通り爪支持部先端（４ｂ）（５ｂ）同
士が接近してグリップ爪（１８Ｘ１９）間にワークＷが
挾持されるが、双方の爪支持部材（４）（５）を連動連
結しているピニオンギア（８）がこの発明にしたがって
移動自在となっているので、上記把持動作に入いる前に
、前記シリンダ（１２）を収縮してロッド（１２ａ）先
端を円錐凹孔（１３）から抜き出しスライドベース（９
）の固定を解除しておけば、一対のグリップ爪（１８）
（１９）はその把持中心をも移動方向に沿って変位自在
になされ、載置状態のワーク尚の中心の）を中心として
Ｘ方向において心的に把持動作する。

すなわち、第３図図示の状態から双方のグリ、・プ爪（
１８）（１９）が接近移動すると、一方のグリップ爪（
１９）が先にワーク（イ）外周に当接するが、当接した
グリップ爪（１９）はワーク（５）の自重によって停止
され、つまり爪支持部材（５）が停止され、該爪支持部
梠（５）が停止されたことによって、ピニオンギア（８
）は一方のラック（力を蹴って横移動しつつ回転するこ
ととなり、他方の爪支持部材（４）が２倍の速度で移動
されて他方のグリップ爪（１８）が急速にワークＷに接
近してワークＷを挾むことになるのである。この際、ワ
ーク（５）重量が軽い場合にも先に当接したグリップ爪
（１９）によってワーク（５）が横移動されることがな
いようにするためには、爪支持部材（４）（５）および
スライドベース（９）がカイトシャフト（３）に沿って
極めて軽く移動するようになすことが望ましく、他方、
上記移動の谷易さが過度になって、一対のグリップ爪（
１８Ｘ１９）が交互に移動したり一方の爪がワーク当接
前に停止してしまったりして、瞬間の把持中心が一定し
ないまま把持動作することは良好な把持を実現するため
に回避することが望ましいのであるが、上記実施例では
、スライドベース（９）の上面へと小径のまさり板（［
６）を密接して該スライドベース（９）の移動の円滑塵
を調整するようになっている。

そして、この把持動作に人いる削に前記シリンダ（１２
）と同様にシリンダ（２５）のロット（２５ａ）先端を
もグリップ爪（１９）の円錐凹孔（２４）から抜き出し
、グリップ爪（１８Ｘ１９）をＸ方向において摺動自在
になしておけば、上記のグリップ爪（１８）（１９）の
Ｘ方向における心的な把持動作１こ伴って、Ｘ方向にお
いてもワーク中心串）を中心とした心的な把持動作が行
われる。

すなわち、上述のようにしてグリップ爪（１８）（１９
）’の′Ｘ方向における把持動作が遂行さｉ”ｔ　ｔニ
ーならば、グリップ爪（１８）（１９）の双方が（Ｂ）
位置におけるワーク（５）外周に接近して当接するが、
この例のグリップ爪（１８）（１９）は把持面（１８ａ
）（１９ａ）がＶ字状になっているために、該Ｖ字状溝
のし）ずれか一方の傾斜面に先にワーク外周ｈ（当接し
たならば、該グリップ爪０ｓ）０９）＋４ｃよＸ方１句
の把持圧力の分力として、グリップ爪（１８）（１９）
をワーク中心（Ｂ）方向へと修正移動するＸ方向の分力
が働き、グリップ爪（１８）（１９）は既に固定が解除
されてＸ方向に摺動自在になっていることがら△ｙだけ
移動されてワーク（イ）をその把持面・　（１８ａ）（
１９ａ）中央で把持するようになるのである。この際、
一対のグリップ爪（１８Ｘ１９）は前記連行案内板（２
３）によって連動して移動される。

つまり、要するに前記ピニオンギア（８）がＸ方向に移
動自在になっていることによっそグリップ爪（１８Ｘ１
９）のＸ方向における把持中心が可変となり、ワークＷ
の位置ズレ△Ｘが吸収され、グリップ爪（１８Ｘ１９）
自体がＸ方向に移動自在となっていることによってＸ方
向における把持中心が可変となり、ワークＷの位置ズレ
△ｙが吸収されて、その結果グリップ爪（１８Ｘ１９）
によって、ワーク（イ）がズした載置位置のまま横移動
されることなしに把持されるのである。

ソシて、上記のようにしてワーク（イ）が把持されたな
らば、アームを上昇および移動してワークＷを持上げ、
搬送するが、ワーク尚の移動後の位置での旋盤チャック
（３０）等への受渡し位置を教示された正規の位置にな
すために、把持動作においてズレ△ｘ５△ｙを吸収する
ために偏位されたグリップ爪（１８）（１９）位置を次
のようにして再び正常な原点位置に戻す。

すなわち、ハンドを上昇してワークＷを持上げた後に、
前記流体シリンダ（１２Ｘ２５）を伸張して円錐状に形
成されたロット（１２ａ）（２５ａ）先端をそれぞれス
ライドベース（９）の円錐凹孔（１３）およびグリップ
爪（１９）背面の円錐凹孔（２４）に突入することによ
って、該スライドベース（９）およびグリップ爪（１８
）（１９）を原点位置、つまりズレのない正規の教示位
置に載置されたワークＷを把持した際のグリップ爪（１
８）（１９）位置に、グリップ爪（１８）（１９）を復
帰せしめるのである。

したがってスライドベース（９）のＸ方向における移動
範囲つまり、ズレ量△Ｘの吸収可能範囲はロット（１２
ａ）先端が円錐凹孔（工３）を外れなし１程度の距離に
設定され、グリップ爪（１８）（１９，）のｙ方向にお
ける移動範囲つまり、ズレ量△ｙの吸収可能範囲もロッ
ド（２５ａ）先端が円錐凹孔（２４）を外れない程度の
距離に設定され、上記円錐凹孔（１３）（２４）の径を
大になせば上記ズレ量△Ｘ、△ｙの吸収可能範囲もある
程度大になすことができる。

なお、この原点復帰の際も一対のグリップ爪（１８）（
１９）は連行案内板（２３）によって一連に移動される
。

また、搬送後に旋盤のチャック（３Ｑ）等へ受渡しする
際には、第４図に略示したようにチャック（３０）の把
持爪（３０ａ）内にワーク（５）を挿入して位置決めし
た後、前記シリンダロッド（２５ａ）先端を円錐凹孔（
２４）から抜き出し、グリップ爪（１８）（１９）をｙ
方向において移動自在となすと共に、油圧モータ（１１
）の油圧の圧力を下げて爪（１８）（１９）把持力を低
下させ、かつ、前記流体シリンダ（２６）（２７）を伸
張してワークＷをチャック（３０）方向へと押圧せしめ
れば、ワーク（ロ）はグリップ爪（１８）（１９）によ
って緩く保持された状態でチャック把持爪（３０ａ）面
に圧着されるので、次にチャック把持爪（３０ａ）を閉
じれば、ワークＷをねじったり、ハンド（２）側または
チャック（３０）側に過大な負荷を生じることなく、良
好に受渡しが行われる。

受渡しが完了した後、油圧モータ（１１）を逆転してグ
リップ爪（１８）（１９）を全開し、前記シリンダロッ
ド（２５ａ）を再び円錐凹孔（２４）内に突入してグリ
ップ爪（１８Ｘ１９）をｙ方向において原点位置に復帰
せしめておく。

なお、上記抑圧用の流体シリンダ（２６）（２７）はワ
ークが軽量の場合にばばね装置であってもよい。

また、グリップ爪（１８）（１９）の把持面（１８ａ）
（１９ａ）の形状も特に７字状に限られず、Ｕ字状であ
ってもよいし、例えば第５図のような四部を有する特殊
な形状のワーク尚の場合には逆１こ７字状の突起（１８
ｂ）（１９ｂ）を有する面であってもよい。

さらに、上側のロボット／）ンドは第２図鎖線図示位置
に同一構造のハンド（２）を設けてアームに取付け、ダ
ブルハンドとすることもできる。

いずれにしても、以上の説明で明らかなように、この発
明のロボットハンドは、爪支持部材を連動連結している
ピニオンギアを該爪支持部材の接離方向に沿って移動自
在になすと共に。

グリップ爪を爪支持部材に対して、上記接離方向に直交
する方向に移動自在になして取付けであるので、グリッ
プ爪の把持中心を一平面内で変位自在にできて、正規の
位置とはズした位置に載置へれた物品の中心を中心とし
て心的に把持動作せしめ得、把持動作中に物品を横移動
したり、倒してしまって把持不能になるといった支障を
生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るロボットハンドの１実施例の平
面図、第２図は第１図のＩ［’−１線断面図、第３図は
グリップ爪の把持動作を示す説明図、第４図はチャック
への受渡し状態を示す説明図、第５図は他の実施例にお
けるワークおよびグリップ爪を示した平面略図である。 （２）・・・・・・ロボットハンド　（４Ｘ５）・・・
・・・爪支持部材（６Ｘ７）・・・・・・ランク　（３
）・・・・・ビニオンギアＩＪ瀧■・・・・・・グリッ
プ爪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラックとピニオンギアにより連動連結され、互いに接近
   離反する一対の爪支持部材と、該爪支持部材それぞれに
   設けたグリップ爪とからなるロボットハンドであって、
   前記ピニオンギアを爪支持部材の接離方向に沿って移動
   自詮になすと共に、グリップ爪を爪支持部材に対して、
   該爪支持部（オの接離方向に直交する方向に移動自在に
   なして取付けたことを特徴とするロボットハンド。