(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部品を吸着子で着脱自在に吸着保持し、第２部品を開閉する爪で着脱自在に把持して組み付け部に搬送するロボットハンドであって、開閉する一対の爪で部品を把持する姿勢と同姿勢で別部品を吸着保持できる位置に吸着子が設けられ、且つ複数の部品を組み合わせて一対の爪と吸着子とで保持可能とし、上記一対の爪の対向する内面には、吸着子で吸着された第１部品と第２部品の軸とが一致するように第１部品の位置補正するための段差部を備えると共に、吸着子を段差部に対向する位置に配置し、第１部品を吸着子で吸着し、一対の爪を閉じて第２部品を把持した状態で、ハンド本体を組み付け部まで搬送し、吸着子による吸着を停止し、一対の爪を開き、第１及び第２部品を組み付け部に組み付けるようにして成ることを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
爪と吸着子とは、各部品を保持したときに各部品の組み付け軸と略一致する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。
【請求項３】
爪は、吸着子で吸着されている第１部品を第２部品の軸に位置補正した後に第２部品を把持することを特徴とする請求項２記載のロボットハンド。
【請求項４】
吸着子は弾性連結部材を介してハンド本体に連結して成ることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。
【請求項５】
吸着子を複数配置し、複数の第１部品を各吸着子で同時に吸着保持可能として成ることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の部品を把持して組み付け部に搬送するためのロボットハンドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の部品を把持して組み付け部に搬送するロボットハンドとして、図１２に示すように、複数のハンド３１を具備したターレット式マルチハンド３０が知られており、矢印Ｆで示す方向にハンド本体３２を回転させることで各ハンド３１，３１の切り替えを行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のターレット式マルチハンド３０では、第１部品を１つのハンド３１で把持した後、第２部品を別のハンド３１で把持するためには、第２部品を把持できる姿勢となるようにハンド本体３２を回転させてハンド３１の切り替えを行う必要があり、このように部品把持のためにハンド本体３２の姿勢を変化させる工程が別途必要となるので、組立ての速度が低下するという問題があり、また、複数のハンド３１をその回転方向に並べて配設しているために、ハンド全体の大型化を招くという問題もある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、小型で、しかも組立の高速化を図ることが容易なロボットハンドを提供することを課題とし、さらに複数部品の組み付けの円滑化を図ることができるロボットハンドを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、第１部品Ａを吸着子４で着脱自在に吸着保持し、第２部品Ｂを開閉する爪３で着脱自在に把持して組み付け部２０に搬送するロボットハンドであって、開閉する一対の爪３で部品を把持する姿勢と同姿勢で別部品を吸着保持できる位置に吸着子４が設けられ、且つ複数の部品を組み合わせて一対の爪３と吸着子４とで保持可能として成ることを特徴としており、このように構成することで、ハンド本体２を同姿勢にしたまま、複数の部品を爪３と吸着子４とで保持可能となり、従って、ロボットハンドの姿勢を変える工程が不要となり、しかも爪３と吸着子４とで各部品を組み合わせて保持できることによって、各部品の組み付け速度が早まり、組立の高速化を図ることができる。
また、上記一対の爪３の対向する内面には、吸着子４で吸着された第１部品Ａを第２部品Ｂの軸Ｂ1 に位置補正するための段差部５を具備しているので、爪３に設けた段差部５を利用して吸着子４に吸着保持される部品の位置ずれを無くすことができる。さらに、吸着子４を段差部５に対向する位置に配置し、第１部品Ａを吸着子４で吸着し、一対の爪３を閉じて第２部品Ｂを把持した状態で、ハンド本体２を組み付け部２０まで搬送し、吸着子４による吸着を停止し、一対の爪３を開き、第１及び第２部品Ａ，Ｂを組み付け部２０に組み付けるようにしたので、爪３で第２部品Ｂを把持する姿勢と同姿勢で把持する位置に設けた吸着子４にて第１部品Ａを着脱自在に吸着保持できるようになる。
【０００６】
ここで、上記爪３と吸着子４とは、各部品を保持したときに各部品の組み付け軸Ｃと略一致する位置に配置されているのが好ましく、この場合、爪３と吸着子４とをコンパクトに配置できる。
上記爪３は、吸着子４で吸着されている第１部品Ａを第２部品Ｂの軸Ｂ１  に位置補正した後に第２部品Ｂを把持するのが好ましく、この場合、吸着子４に吸着保持される部品の位置ずれを無くすことによって複数部品の組み付けが容易となる。
【０００８】
上記吸着子４は弾性連結部材１２を介してハンド本体２に連結して成るのが好ましく、この場合、吸着子４がクッション機能を保有することにより、吸着子４にて部品をより安定して吸着保持することができる。
【０００９】
上記吸着子４を複数配置し、複数の第１部品Ａを各吸着子４で同時に吸着保持可能とするのが好ましく、この場合、吸着子４にて吸着保持できる部品数を増加させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を説明する。
本実施形態のロボットハンド１は、図１に示すように、ハンド本体２の先端部に設けられる開閉自在の一対の爪３と、爪３の開閉機構（図示せず）と、両爪３の中心部に位置する１つの吸着子４と、吸着子４に連通する真空吸引機（図示せず）等を具備している。
【００１１】
一対の爪３は、側面から見て左右対称のＬ形に形成され、基端側を回転中心として先端側が互いに近接離反する方向に回動自在となっており、この爪３の先端で第２部品Ｂが把持されるものである。また両爪３の対向する内面には段差部５が設けられており、この段差部５は、吸着子４に吸着されている第１部品Ａを第２部品Ｂの軸Ｂ１  と一致するように第１部品Ａの位置補正を行う機能を有している。
【００１２】
一方、吸着子４は、左右の爪３の中心位置に配置されており、基端が真空吸引機に接続されると共に先端が吸着面となったパイプ状に形成されている。この吸着子４の先端は、爪３の先端よりも内側位置、つまり両爪３の各段差部５に対向する位置に配置されており、爪３で第２部品Ｂを把持する姿勢と同姿勢で吸着保持する位置に設けた吸着子４にて第１部品Ａを着脱自在に吸着保持できるようになっている。
【００１３】
また、上記爪３と吸着子４は、第１部品Ａを吸着子４で吸着し、第２部品Ｂを爪３で把持したときに第１及び第２部品Ａ，Ｂの組み付け軸Ｃ（図３（ｅ））と略一致する位置に配置されている。そして、第１部品Ａを吸着子４で吸着し、第２部品Ｂを爪３で把持した状態で各部品Ａ，Ｂを組み合わせて保持できるものであり、この保持状態で各部品Ａ，Ｂを組み付け部２０まで搬送可能となっている。
【００１４】
次に、上記ロボットハンド１を用いて複数の部品を組み付けるまでの工程の一例を図３に示す。最初に図３（ａ）のように爪３を開き、ハンド本体２（図１）を下降し、吸着子４により断面Ｔ字状の第１部品Ａを吸着保持する。次いで、ハンド本体２を上昇させ、第１部品Ａを吸着した状態で爪３を閉じ、第１部品Ａの位置を補正する（図３（ｂ）の状態）。次いで、図３（ｃ）のように第１部品Ａを吸着した状態で爪３を開き、第１部品Ａよりも小径の第２部品Ｂ（本実施形態ではコイルバネ）の把持の準備を行い、次いでハンド本体２を下降し爪３を閉じ、第２部品Ｂを把持した後（図３（ｄ）の状態）、ハンド本体２を上昇させ、組み付け部２０へ移動する。そして、ハンド本体２にて２部品を組み付け部２０に組み付け後に、図３（ｅ）のように吸着子４による吸着を停止し、爪３を開き、組み付け部２０より退避して次工程へ進む。
【００１５】
しかして、開閉する爪３で第２部品Ｂを把持する姿勢と同姿勢で第１部品Ａを吸着保持できる位置に吸着子４を設けたことによって、ハンド本体２を同姿勢にしたまま、２つの部品Ａ，Ｂを爪３と吸着子４とで保持可能となり、従って、ハンド本体２の姿勢を合わせる工程が不要となり、しかも異なる形状の部品Ａ，Ｂであってもハンド本体２の姿勢を変化させずに保持できるものであり、そのうえ形状が異なる２つの部品Ａ，Ｂを爪３と吸着子４とで組み合わせて保持できるものであるから、各部品Ａ，Ｂの組み付け速度が早まり、従来のターレット式マルチハンドと比較して組立の高速化を図ることが容易となる。しかも爪３と吸着子４とから成るダブルチャックによる複数部品のハンドリングにより、ハンド全体の小型化を図ることができる。さらに爪３と吸着子４とを、各部品Ａ，Ｂを保持した状態で各部品Ａ，Ｂの組み付け軸Ｃが略一致する位置に配置したことによって、爪３と吸着子４とをコンパクトに配置でき、ロボットハンド１の小型化が一層容易となる。
【００１６】
また、吸着子４で保持されている第１部品Ａの位置補正を行うにあたって、吸着子４を挟んで相対している一対の爪３の内面に段差部５を設け、爪３の先端部で第２部品Ｂを把持し、段差部５で第１部品Ａの位置補正を行うようにしたから、第１部品Ａと第２部品Ｂとの径が異なる場合でも、一対の爪３の先端が吸着子４を中心に対称な状態で閉じる方向に駆動することにより、爪３の段差部５による第１部品Ａの位置補正が常に第２部品Ｂの軸Ｂ１  を中心として対称的に行われることとなる。例えば図３（ａ）のように第１部品Ａが左側にずれて保持されている場合、或いは図４（ａ）のように右側にずれて保持されている場合のいずれにおいても、爪３は吸着子４を中心に対称な状態で閉じられるため、一方の爪３の段差部５が第１部品Ａを押してセンタリングしながら、両方の爪３が同時に閉じられることによって、第１部品Ａの軸Ａ１  と吸着子４の中心軸Ｍとが一致して第１部品Ａの位置補正を確実に行うことができる。またこのとき、吸着子４は第１部品Ａを真空吸着により保持しているため、第１部品Ａは吸着子４の先端面をスリップ移動するために、爪３によって第１部品Ａの位置補正が強制的に行われても、吸着子４に無理な負荷がかかることがなく、第１部品Ａの位置補正をスムーズに行うことができ、組み付けの円滑化を図ることができるという利点がある。
【００１７】
なお、本実施形態では、第２部品Ｂとしてコイルバネを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば図５に示す筒状部材等であってもよい。さらに図６に示すように、第２部品Ｂの径を第１部品Ａの径よりも大きくすると共に、左右の爪３の位置を吸着子４に対して非対称に配置するようにしてもよく、この場合、上記した図１〜図４の実施形態と同様の作用効果が得られるだけでなく、第１部品Ａの軸Ａ１  と第２部品Ｂの軸Ｂ１  とが一致していない場合においても両部品を組み合わせて保持できるという利点がある。
【００１８】
また異径部品を保持する場合の更に他の実施形態を図７及び図８に示す。
図７は爪３の一部に吸着子４で吸着される第１部品Ａを弾性的に把持する左右一対のアーム状のバネ部１０を突設させてある。他の構成は図１〜図４の実施形態と同様である。この実施形態では、吸着子４で吸着されている第１部品Ａの大径部分を、上記爪３から突設したバネ部１０の先端で弾性的に把持することができ、このときバネ部１０が弾性変形しながら第１部品Ａを弾性把持することによって、異径部品であっても安定把持できるようになり、異径部品の回り止め効果が得られ、組み付け作業が一層容易となる。
【００１９】
一方図８は、爪３の内側に吸着子４で吸着される第１部品Ａの両側にウレタンゴム等の弾性体１１を配設したものであり、爪３の先端で第２部品Ｂを把持した時に、第１部品Ａが弾性体１１によって両側から弾性把持されることによって、異径部品の保持状態が安定化し、図７の場合と同様、異径部品の回り止め効果が得られ、組み付け作業が容易となる。
【００２０】
本発明の更に他の実施形態として、図９及び図１０に示すように、吸着子４をコイルバネ等から成る弾性連結部材１２を介してハンド本体２に連結するようにしてもよい。尚図９では図面の理解を容易にするために爪の図示を省略してある。この実施形態では、吸着子４の上端を側面視Ｌ字状の昇降部材１３の下端に支持し、該昇降部材１３の上端をハンド本体２の側方位置に配置すると共に、コイルバネ等の弾性連結部材１２を介して昇降部材１３の上端をハンド本体２の側面上部に連結支持したものであり、これにより吸着子４はクッション機能を保有することとなり、第１部品Ａを吸着保持する際の安定化を一層高めることができるものである。
【００２１】
本発明の更に他の実施形態として、図１１に示すように、吸着子４を２個配置し、２個の第１部品Ａを各吸着子４で同時に吸着保持可能としてもよい。図中の５は段差部である。この実施形態では、開閉する一対の爪３に対して２個の吸着子４を設けたことによって、吸着子４によって吸着保持できる第１部品Ａの数が増えることとなり、例えば２個のピン状の第１部品Ａを各吸着子４で同時に吸着保持できると共に、２つのピン孔を有する１枚の板状の第２部品Ｂを爪３で把持でき、しかも第１部品Ａと第２部品Ｂとを組み合わせた状態で把持でき、さらに吸着子４の数は２個に限らず、３個以上設けることも可能であるので、吸着子４にて吸着保持できる部品数を増加させることができ、吸着保持できる部品の複数化が容易になるという利点がある。
【００２２】
尚、上記実施形態では、吸着子４による第１部品Ａの保持を真空吸着で行う方法を例示したが、この方法に代えて、磁気的に吸着する方法であってもよく、第１部品Ａが磁気的に吸着可能な磁性材から成る場合において、吸着子４を磁石で構成することで、上記磁性材から成る第１部品Ａを吸着子４にて磁気的に着脱自在に保持できるようになる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、第１部品を吸着子で着脱自在に吸着保持し、第２部品を開閉する爪で着脱自在に把持して組み付け部に搬送するロボットハンドであって、開閉する一対の爪で部品を把持する姿勢と同姿勢で別部品を吸着保持できる位置に吸着子が設けられ、且つ複数の部品を組み合わせて一対の爪と吸着子とで保持可能として成るから、爪による部品の把持と吸着子による部品の吸着保持とを同姿勢で行うことによって、各部品を保持する際にロボットハンドの姿勢を変える工程が不要となり、しかも爪と吸着子とで複数の部品を組み合わせて保持できることによって、各部品の組み付け速度が早まり、従来のターレット式マルチハンドと比較して組立の高速化を図ることが容易となる。さらに爪と吸着子とから成るダブルチャックによる複数部品のハンドリングによって、ロボットハンドの小型化を図ることができる。また上記一対の爪の対向する内面には、吸着子で吸着された第１部品と第２部品の軸とが一致するように第１部品の位置補正するための段差部を備えると共に、吸着子を段差部に対向する位置に配置し、第１部品を吸着子で吸着し、一対の爪を閉じて第２部品を把持した状態で、ハンド本体を組み付け部まで搬送し、吸着子による吸着を停止し、一対の爪を開き、第１及び第２部品を組み付け部に組み付けるようにしているから、爪に設けた段差部を利用して吸着子に吸着保持される部品の位置ずれを無くすことができ、複数部品の組み付けをより円滑に行うことができる。さらに、吸着子を段差部に対向する位置に配置したので、爪で第２部品を把持する姿勢と同姿勢で把持する位置に設けた吸着子にて第１部品を着脱自在に吸着保持できるものである。
【００２４】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の爪と吸着子とが、各部品を保持したときに各部品の組み付け軸と略一致する位置に配置されているので、請求項１記載の効果に加えて、爪と吸着子とをコンパクトに配置でき、ロボットハンドの小型化が一層容易となる。
また請求項３記載の発明は、請求項２記載の爪が、吸着子で吸着されている第１部品を第２部品の軸に位置補正した後に第２部品を把持するものであるから、請求項２記載の効果に加えて、吸着子に吸着保持される部品の位置ずれを無くすことによって複数部品の組み付けが容易となり、組立ての高速化を図ることができる。
【００２８】
また請求項４記載の発明は、請求項１記載の吸着子が弾性連結部材を介してハンド本体に連結されているから、請求項１記載の効果に加えて、吸着子がクッション機能を保有することにより、吸着子にて部品を吸着保持する際の安定化を一層高めることができる。
また請求項５記載の発明は、請求項１記載の吸着子を複数配置し、複数の第１部品を各吸着子で同時に吸着保持可能として成るから、請求項１記載の効果に加えて、吸着子にて吸着保持できる部品数を増加させることができ、爪と吸着子とで保持できる部品の複数化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は同上の爪と吸着子を示す側面図及び底面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は同上の部品把持動作を説明する工程図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同上の部品の位置補正の動作を説明する側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の斜視図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態の斜視図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の側面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態の側面図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態の側面図である。
【図１０】図９の斜視図である。
【図１１】本発明の更に他の実施形態の斜視図である。
【図１２】従来例の斜視図である。
【符号の説明】
３  爪
４  吸着子
５  段差部
１０  バネ部
１１  弾性体
１２  弾性連結部材
２０  組み付け部
Ａ  第１部品
Ｂ  第２部品
Ｃ  組み付け軸
【図１】
0003603443.tif 000002
【図２】
0003603443.tif 000003
【図３】
0003603443.tif 000004
【図４】
0003603443.tif 000005
【図５】
0003603443.tif 000006
【図６】
0003603443.tif 000007
【図７】
0003603443.tif 000008
【図８】
0003603443.tif 000009
【図９】
0003603443.tif 000010
【図１０】
0003603443.tif 000011
【図１１】
0003603443.tif 000012
【図１２】
0003603443.tif 000013