(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを吸着して把持する吸着把持機構において、主ロッドと、この主ロッドの先端部に設けた主吸着パッドと、前記主ロッドの基端部にその一端部が接続された少なくとも１つの案内ロッドと、この案内ロッドの他端部をガイドとして傾動する傾動部材と、この傾動部材の前記案内ロッドに係合する端部と反対側端部にその基端部を設けた従ロッドと、この従ロッドの先端部に設けた従吸着パッドと、一端側に前記主ロッドを上下移動可能に挿通して支承する支承部を備え、他端側に前記傾動部材の傾動支点部を有した作動基材とを具備したことを特徴とする吸着把持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状及び大きさの一定でない曲面を有するワークを安定して確実に把持することができる吸着把持機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば産業用ロボットの把持アームやその他の作業装置における把持機構として、物体（以下、ワークという）を吸着して把持するものが、例えば特開平８−１５０５８６号公報、特開平６−４８５７６号公報、特開平７−１３６９６７号公報に開示されている。
【０００３】
特開平８−１５０５８６号公報に記載のロボットハンドは、その先端部に開口を有し、該開口面に網部材を設けた筒状体内を負圧吸引するものであり、ワークが負圧吸引によって開口から筒状体へと吸引される際、網部材によって開口位置に止まり、結果としてワークは網部材と接触した状態で把持される。
【０００４】
特開平６−４８５７６号公報に記載の吸着把持方法は、共通アームに設けた複数の真空吸着パッドのうちの１つをワークに吸着させた後、ワークに吸着させた真空吸着パッドを中心にアームを回転させて残りの真空吸着パッドをワーク位置へと移動させ、このときに残りの真空吸着パッドの吸着性を検知し、位置決めを行ったうえで、ワークを把持するものである。
【０００５】
特開平７−１３６９６７号公報に記載のハンドリング装置は、ワークを把持し簡単な組立をも行うことができるよう、ロボットアームにリンク機構を介して吸着機構が設けてあり、リンク機構は、ロボットアームに対して一定の相対位置を回動中心として垂直面内にて揺動するリンクと、このリンクの回動中心の近傍に設け、ワークを受け止める位置決め治具と、リンクを揺動させる往復駆動機構とを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のものは、いずれもワークの被把持面が平面であることが前提とされており、形状及び大きさの一定でない曲面を有するワークを安定して把持することができなかった。
【０００７】
例えば特開平８−１５０５８６号公報に記載のロボットハンドは、負圧吸引力で把持できる箇所としては筒状体の開口部分のみなので、開口より大きいワークや表面が曲面状のワーク、あるいは形状及び大きさの一定でないワークを、安定して把持することができず、把持位置から移動させるような場合にはワークを落下させることがある。
【０００８】
そこで、負圧吸引力を増大させることが考えられるが、そのようにした場合、列をなして搬送されるワークにおいて目的としないワークまでも吸引しまうことが考えられ、ワークを１つずつ把持することができなくなる。
【０００９】
また、特開平６−４８５７６号公報に記載の吸着把持方法は、複数の真空吸着パッドがワークに吸着したときに、残りの真空吸着パッドをワークに吸着させるべく共通アームを移動させるが、共通アームは直棒状で、かつ共通アームは複数の吸着パッドの位置する平面と同一平面しか移動しないので、上記同様に表面が曲面状のワークや形状及び大きさの一定でないワークを把持することは困難である。
【００１０】
また、特開平７−１３６９６７号に記載のハンドリング装置は、吸着機構が、往復駆動機構によりリンク機構を介して、ロボットアームに対して一定の相対位置を回動中心として垂直面内にて揺動するようになっているが、このハンドリング装置にて把持可能なワークは、その平面が傾斜した状態のワークであり、従って、形状及び大きさの一定でないワークや表面が曲面状となったワークを把持することは困難である。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、形状及び大きさの一定でない曲面を有するワークを安定して確実に把持することができる吸着把持機構を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の吸着把持機構は、主吸着パッドをワークに吸着させたときの主ロッドの移動に伴って、傾動部材が従ロッドと共に傾動し、従ロッドに設けた従吸着パッドが、主吸着パッドの吸着面に対して角度を変更しつつ、主ロッドの軸芯方向に移動してワークを吸着するようにしたのである。このようにすることで、形状及び大きさの一定でない曲面を有するワークを安定して確実に把持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の吸着把持機構は、主ロッドと、この主ロッドの先端部に設けた主吸着パッドと、主ロッドの基端部にその一端部が接続された少なくとも１つの案内ロッドと、この案内ロッドの他端部をガイドとして傾動する傾動部材と、この傾動部材の前記案内ロッドに係合する端部と反対側端部にその基端部を設けた従ロッドと、この従ロッドの先端部に設けた従吸着パッドと、一端側に前記主ロッドを上下移動可能に挿通して支承する支承部を備え、他端側に前記傾動部材の傾動支点部を有した作動基材とを具備したものである。
【００１４】
上記構成において、本発明の吸着把持機構をワークに向かって移動させ、主吸着パッドによってワークを吸着把持させた後、さらに本発明の吸着把持機構を移動させると、主ロッドは停止した状態で作動基材と傾動部材が移動する。そして、傾動部材が、作動基材に設けた作動支点部を中心として、従ロッド及び従吸着パッドを有した側が主ロッドの軸芯方向へ移動するように傾動する。傾動部材が傾動することによって主ロッドの軸芯方向へ移動した従吸着パッドは、主吸着パッドと共にワークに吸着する。
【００１５】
このように、本発明の吸着把持機構は、主吸着パッドによってワークを吸着し、従吸着パッドが、主吸着パッドの吸着面とは異なる吸着面でワークを吸着するので、形状及び大きさの一定でない曲面を有したワークを安定して確実に把持することができる。案内ロッドは、少なくとも１つ設けるのであるが、主ロッドに対して、案内ロッドを複数設け、これら案内ロッドの各々に、傾動部材、従ロッド、及び従吸着パッドを設けることで多方面からワークを把持することが可能となる。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１〜図４は、本発明の吸着把持機構を示す。図において、１は、ワークＷを吸着把持する本発明の吸着把持機構であり、以下のように構成されている。２は、主ロッドであり、この主ロッド２は、吸着把持機構１につき１本有している。さらに、主ロッド２は、中途箇所に、つまり後述の主吸着パッド３と作動基材８との間に、主吸着パッド３側の端部を該主ロッド２に固定したコイルばね２Ａを設けている。
【００１７】
３は、主ロッド２の先端部に設けた主吸着パッドであり、この主吸着パッド３は、例えば弾性を有する部材でなり、主ロッド２の先端部から下方へと拡径する截頭円筒状とされている。さらに、主吸着パッド３は、截頭円筒内部を負圧吸引するための吸引装置から接続された不図示のチューブが主ロッド２との取付位置近傍に設けられている。
【００１８】
４は、主ロッド２の基端部にその一端部が接続され、該主ロッド２と直交する方向に伸びた案内ロッドである。この案内ロッド４は、１本の主ロッド２に対し、少なくとも１本設けられ、図１には１本、図２乃至図４では２本設けた例を示している。また、案内ロッド４の先端部には、後述する傾動部材５のスライダ５Ａ内に挿通されたピン４Ａを設けている。
【００１９】
５は、案内ロッド４の他端部をガイドとして傾動する傾動部材であり、この傾動部材５は、案内ロッド４が位置する側の端部に、案内ロッド４のピン４Ａを挿通するスライダ５Ａを設けている。
【００２０】
６は、傾動部材５において案内ロッド４が位置する側と反対の端部にその基端部を設けた従ロッドである。従ロッド６は、中途箇所に、つまり後述の従吸着パッド７と傾動部材５との間に、コイルばね６Ａを設けている。
【００２１】
７は、従ロッド６の先端部に設けた従吸着パッドであり、この従吸着パッド７は、例えば弾性を有する部材でなり、従ロッド６の先端部から下方へと拡径する截頭円筒状とされいる。さらに、従吸着パッド７は、截頭円筒内部を負圧吸引するための吸引装置から接続された不図示のチューブが従ロッド６との取付位置近傍に設けられている。
【００２２】
８は、一端側に主ロッド２を上下移動可能に挿通して支承する支承部８Ａを有し、他端側に傾動部材５の傾動支点部８Ｂを有した作動基材であり、この作動基材８が不図示のロボットの例えばアーム部に設けられる。
【００２３】
このような構成を採用することで、案内ロッド４が移動すると、ピン４Ａに案内されて、スライダ５Ａが移動し、該案内ロッド４に対し傾動部材５が相対的に傾動する。
【００２４】
次に、上記構成の吸着把持機構１の動作について説明する。例えば曲面を有したワークＷを把持するとき、不図示のロボットのアーム部を動作させて作動基材８をワークＷの位置する方向、つまり図１では下方へと移動させ、主吸着パッド３を、ワークＷの一部に、例えば本実施例の場合、図１（ａ）に示すように、ワークＷの頂上面に吸着させる。なお、このとき、主吸着パッド３と従吸着パッド７における、上記した不図示の負圧吸引装置も作動させておく。
【００２５】
その後、さらに作動基材８を下方に移動すると、作動基材８が主ロッド２に対して下方に移動する。このとき、コイルばね２Ａが、作動基材８に当接して圧縮状態となる。
【００２６】
一方、作動基材８が下方に移動すると、ピン４Ａに対してスライダ５Ａが該ピン４Ａに案内され、傾動部材５が、図１（ｂ）に示すように、作動基材８の傾動支点部８Ｂを中心として、従ロッド６を設けた側が主ロッド２の軸芯方向に移動するように傾動する。
【００２７】
これによって、従吸着パッド７が、ワークＷにおける主吸着パッド３が吸着した面とは異なる角度からワークＷに接触し吸着し、吸引把持機構１がワークＷを安定して吸引把持したこととなる。なお、従吸着パッド７がワークＷに吸着した後、例えば過度にワークＷへ従吸着パッド７からの接触圧力が加わった際には、コイルばね６Ａが圧縮される。
【００２８】
この後、ワークＷを、例えば所定位置まで搬送し、主吸着パッド３及び従吸着パッド７の負圧吸引を停止すると、ワークＷは、主吸着パッド３及び従吸着パッド７から解放される。ワークＷが解放されると、上記で圧縮したコイルばね２Ａが自然長に伸びるように復元して、主ロッド２、案内ロッド４、傾動部材５、従ロッド６が全て、初期位置へと戻る。なお、このときに、上記した従ロッド６のコイルばね６Ａも自然長に伸びるように復元する。
【００２９】
図２には、案内ロッド４を互いに同一平面に２本設けた例を示し、この場合、ワークＷは、主吸着パッド３を挟む両方の従吸着パッド７，７から挟み込むように吸着把持される。
【００３０】
図３には、案内ロッド４を互いに異なる平面に２本設けた例を示し、この場合、図示するように球体のように３次元的な形状のワークＷを、多方面から吸着把持することができる。
【００３１】
図４には、吸着把持機構１を多数（図示では３つ）設けた例を示し、この場合、図示するように、長尺で曲面を有したワークＷを吸着把持することが可能となる。つまり、各々の吸着把持機構１が独立して確実にワークＷを吸着把持するので、長尺の面において、図示のように一定の曲率のワークＷでなくても、安定して確実に吸着把持することができる。
【００３２】
このように、吸着把持機構１は、主ロッド２に設けた主吸着パッド３におけるワークＷの吸着面とは異なる角度から、従吸着パッド７がワークＷに吸着するので、形状及び大きさの一定でないワークＷを安定してかつ確実に把持することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の吸着把持機構は、主吸着パッドをワークに吸着させた後、さらに本発明の吸着把持機構を移動することによって、傾動部材が傾動し、従吸着パッドが、主吸着パッドの吸着面に対して角度を変更しつつ、主ロッドの軸芯方向へ移動してワークを吸着するので、簡単かつ安価な構成で、形状及び大きさの一定でないワークを安定して確実に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸着把持機構において案内ロッドを１本設けた構成を示し、（ａ）はワークを把持する途中の状態を示す図、（ｂ）はワークを把持した状態を示す図である。
【図２】本発明の吸着把持機構において案内ロッドを同一平面に２本設けた構成を示す図である。
【図３】本発明の吸着把持機構において案内ロッドを互いに異なる平面に２本設けた構成を示す図である。
【図４】本発明の吸着把持機構を多数用いてワークを把持した状態を示す図である。
【符号の説明】
１    吸着把持機構
２    主ロッド
３    主吸着パッド
４    案内ロッド
５    傾動部材
６    従ロッド
７    従吸着パッド
８    作動基材
８Ａ  支承部
８Ｂ  傾動支点部
Ｗ    ワーク
【図１】
0003712560.tif 000002
【図２】
0003712560.tif 000003
【図３】
0003712560.tif 000004
【図４】
0003712560.tif 000005