(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の駆動源を用いてフィードバック制御を行う場合でも、制御が容易で、ケーブルの引き回しが行いやすいロボットハンドを提供する。【解決手段】本発明のロボットハンドは、少なくとも３つの把持指を基部に備え、ロボットハンドを制御するロボットハンド制御部と、３つの把持指を独立して互いに接近または離間させる複数の駆動機構と、駆動機構が有する複数の駆動源を個別に制御する複数の駆動制御部と、基部に配され、前記ロボットハンド制御部からの指令値を前記複数の把持指それぞれに対応する駆動制御部へ分配する分配制御部と、を備え、把持指のうち少なくとも１つの把持指は、前記駆動源と前記駆動制御部と、一体となって構成されていることを特徴とする。【選択図】図２
2019104099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの把持指を基部に備え、対象物を把持するロボットハンドにおいて、
前記ロボットハンドを制御するロボットハンド制御部と、
前記３つの把持指を独立して互いに接近または離間させる複数の駆動機構と、
前記駆動機構が有する複数の駆動源を個別に制御する複数の駆動制御部と、
前記基部に配され、前記ロボットハンド制御部からの指令値を前記複数の把持指それぞれに対応する駆動制御部へ分配する分配制御部と、を備え、
前記把持指のうち少なくとも１つの把持指は、前記駆動源と前記駆動制御部と、一体となって構成されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットハンドにおいて、前記把持指の内、少なくとも１つは前記基部に着脱可能に設けられていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のロボットハンドにおいて、
前記３つの把持指の内、２つの把持指の接近または離間の方向を変更するために、前記２つの把持指を旋回させる旋回手段と、
前記旋回手段が有する旋回駆動源を制御する旋回制御部と、を備え、
前記基部は、前記旋回手段と前記旋回制御部と、一体となって構成されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロボットハンドにおいて、
前記ロボットハンド制御部と前記分配制御部はシリアル通信で接続されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボットハンドにおいて、
前記駆動源はベベルギアを用いて前記把持指に駆動を伝達することを特徴とするロボットハンド。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロボットハンドにおいて、
前記駆動機構は平行リンク機構で構成されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のロボットハンドにおいて、
前記旋回手段はギア機構であることを特徴とするロボットハンド。
【請求項８】
請求項７に記載のロボットハンドにおいて、
前記ギア機構には波動歯車減速機が用いられていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のロボットハンドをロボットアームに備えたロボット装置。
【請求項１０】
少なくとも３つの把持指が基部に設けられ、前記把持指を複数の駆動源により独立して駆動させ、対象物を把持するロボットハンドの制御方法であって、
前記把持指のそれぞれに設けられた当接部を、前記基部を構成する部材に突き当てる突き当て工程と、
前記突き当て工程で突き当てられた位置を、前記駆動源の原点として設定する原点設定工程と、を有し、
前記突き当て工程と、前記原点設定工程と、を前記把持指のそれぞれで行うことを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制御方法を実行させるための制御プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御プログラムを格納した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットハンド及びロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ、プリンタなどのように小型で複雑な構造を有する工業製品の組立、加工などの作業の自動化が行われている。この種の工業製品に使用される部品は、小型の精密部品が多く、その形状も多種にわたっている。
【０００３】
こういった多種多様な部品の把持に対応するために、部品の形状や寸法違いに適応できる多様な把持形態が実現できるロボットハンドが提案されている（特許文献１）。特許文献１では、ロボットハンドが３本の把持指を持ち、多様な把持形態を実現するために、３本の把持指全てに駆動源を設け、全ての把持指が独立して駆動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１６４８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
把持指を高精度に制御するためには、エンコーダ等による位置検出機構を駆動源に設けフィードバック制御を行うことが一般的である。しかし特許文献１ではこれら複数の駆動源におけるフィードバック制御を、ロボットハンド全体を制御する制御部１つで制御している。そのため制御が集中してしまい、制御が複雑になるという問題がある。
【０００６】
さらに駆動源の数だけ駆動源をフィードバック制御するための位置検出機構が必要となり、それらを搭載するとロボットハンドの構造が複雑になる。例えば各機構と通信するためのケーブルの本数が多くなる。これらのケーブルはロボット装置外に設置された制御部に接続されるが、断線を防ぐためにロボットアーム内を通って接続されることが望ましい。しかしケーブルの本数が多いため、ロボットアーム内に収め辛くなる。
【０００７】
本発明の目的は、このような課題に着目してなされたものであり、制御する対象が増えてもロボットハンドの制御が容易で、ケーブルの引き回しが行いやすいロボットハンドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、少なくとも３つの把持指を基部に備え、対象物を把持するロボットハンドにおいて、前記ロボットハンドを制御するロボットハンド制御部と、前記３つの把持指を独立して互いに接近または離間させる複数の駆動機構と、前記駆動機構が有する複数の駆動源を個別に制御する複数の駆動制御部と、前記基部に配され、前記ロボットハンド制御部からの指令値を前記複数の把持指それぞれに対応する駆動制御部へ分配する分配制御部と、を備え、前記把持指のうち少なくとも１つの把持指は、前記駆動源と前記駆動制御部と、一体となって構成されていることを特徴とするロボットハンドを採用した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、把持指ごとに設けられた各駆動源制御部が、各把持指に設けられた駆動源のフィードバック制御を行う。これによりロボットハンド全体の動作を制御するロボットハンド制御部は各駆動源の制御値を決定するだけで良く、各把持指の位置を監視する必要がなくなるため制御が容易となる。
【００１０】
また、把持指は駆動源と駆動源制御部と一体化して構成され、基部に取り付けられる分配制御部を設けている。ゆえに、各駆動制御部の通信ケーブルを分配制御部により一つにまとめることができる。よって、分配制御部よりロボット装置外に設置されたロボットハンド制御部に一本のケーブルでロボットアーム本体内部を通って接続を行うことができるので、ロボットハンド制御部からロボットハンドへのケーブルをロボットアーム本体内部に収めやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるロボットシステム１００の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるロボットハンド本体３００の詳細図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるロボットハンド本体３００の動作を表す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるロボットシステム１００の制御系の詳細な制御ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における把持指３２０の原点設定を行う機構の詳細図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるロボットハンド本体３００の各把持指の原点設定を行う際のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態のロボットシステム１００の概略構成を示している。図１においてロボットシステム１００は、多関節ロボットとして構成されたロボットアーム本体２００とロボットハンド本体３００、ロボットアーム本体２００とロボットハンド本体３００を制御するシステム制御装置４００と外部入力装置５００を備えている。またシステム制御装置４００からの指令を受けとり、ロボットアーム本体２００とロボットハンド本体３００を個々に制御するロボットアーム制御装置６００とロボットハンド制御装置７００を備えている。
【００１４】
本実施形態のロボットアーム本体２００は６軸多関節で構成されている。ロボットアーム本体２００は、基台２１０と６つのロボットアームリンク２０１〜２０６で構成されている。各ロボットアームリンク２０１〜２０６は各関節軸Ｊ１〜Ｊ６を図示した矢印周りにそれぞれ回転駆動される。
【００１５】
同図より、ロボットアーム本体２００の基台２１０とロボットアームリンク２０１は不図示の駆動源を挟んで接続されている。ロボットアームリンク２０１は初期姿勢からＪ１を中心に矢印方向に可動範囲を有するものとする。
【００１６】
ロボットアーム本体２００のロボットアームリンク２０１とロボットアームリンク２０２は不図示の駆動源を挟んで接続されている。ロボットアームリンク２０２は、初期姿勢からＪ２を中心に矢印方向に可動範囲を有するものとする。
【００１７】
ロボットアーム本体２００のロボットアームリンク２０２とロボットアームリンク２０３は不図示の駆動源を挟んで接続されている。ロボットアームリンク２０３は、初期姿勢からＪ３を中心に矢印方向に可動範囲を有するものとする。
【００１８】
ロボットアーム本体２００のロボットアームリンク２０３とロボとアームリンク２０４は不図示の駆動源を挟んで接続されている。ロボットアームリンク２０４は、初期姿勢からＪ４を中心に矢印方向に可動範囲を有するものとする。
【００１９】
ロボットアーム本体２００のロボットアームリンク２０４とロボットアームリンク２０５は不図示の駆動源を挟んで接続されている。ロボットアームリンク２０５は、初期姿勢からＪ５を中心に矢印方向に可動範囲を有するものとする。
【００２０】
ロボットアーム本体２００のロボットアームリンク２０５とロボットアームリンク２０６は不図示の駆動源を挟んで接続されている。ロボットアームリンク２０６は、初期姿勢からＪ６を中心に矢印方向に可動範囲を有するものとする。
【００２１】
ロボットアーム本体２００の先端のロボットアームリンク２０６には、ロボットハンド本体３００が装着される。このロボットハンド本体３００をロボットアーム本体２００により移動させ、任意の位置にある対象物に対して把持等の操作を行う。ロボットハンド本体３００の詳しい構成は後述する。
【００２２】
システム制御装置４００はロボットシステム１００全体を統括して制御する。そしてロボットアーム制御装置６００とロボットハンド制御装置７００に指令を送信することで各制御装置がロボットアーム本体２００とロボットハンド本体３００を制御する。そしてロボットハンド本体３００を任意の３次元位置に位置させ、対象物に対して把持等の操作を行うことができる。
【００２３】
外部入力装置５００は、システム制御装置４００に複数の教示点のデータを送信する教示装置であり、主にロボットシステム１００の設置現場において、操作者がロボットアーム本体２００とロボットハンド本体３００の動作を指定するのに用いられる。
【００２４】
図２は本実施形態１におけるロボットハンド本体３００の概略構成を示している。図２（ａ）（ｂ）はロボットハンド本体３００の斜視図である。図２（ｃ）は把持指３２０を基部３４０から取り外した際の図である。基部３４０は後述する旋回用のモータ３４５、モータ３４５を制御するモータ制御部３４１、分配制御部３５０、センサ演算基板３６０、旋回駆動軸３９２、３９３を有している。
【００２５】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態のロボットハンド本体３００は基部３４０に取り付けられた３つの把持指３１０、３２０、３３０を備えている。各把持指はそれぞれ対象物と接触する接触部３８１、３８２、３８３を備えている。
【００２６】
各把持指３１０、３２０、３３０には、接触部３８１、３８２、３８３を互いに接近もしくは離間させるためのモータ３１５、３２５、３３５を具備している。各モータ３１５、３２５、３３５には、回転角度を測定するエンコーダ３１６、３２６、３３６（図４）を備えられており、各接触部の位置を精密に制御できる。
【００２７】
ロボットハンド本体３００の各モータ３１５、３２５、３３５は平行リンク機構１０、２０、３０を介して接触部３８１、３８２、３８３を互いに接近もしくは離間させる。本実施形態における平行リンク機構１０、２０、３０は平行四節リンク機構で構成されている。この構成により、各接触部３８１、３８２、３８３の姿勢を平行状態に保持したまま互いに接近または離間可能とすることができる。各接触部３８１、３８２、３８３の姿勢を平行状態に保持したまま互いに接近もしくは離間可能な機構であれば平行四節リンク以外の機構を用いても良い。
【００２８】
上記の各モータ３１５、３２５、３３５と平行リンク機構１０、２０、３０が、３つの把持指を独立して互いに接近または離間させる複数の駆動機構の構成の一例である。
【００２９】
また本実施形態では、３本の把持指のうち、２本の把持指３２０、３３０はそれぞれ矢印ａ、ｂの方向に旋回可能なようにモータ３４５が基部３４０に備えられている。把持指３２０、３３０は旋回駆動軸３９２、３９３に着脱可能に設けられており、旋回駆動軸３９２、３９３は軸Ｏ、Ｏ’を中心に回転する。これにより把持指３２０と把持指３３０を軸Ｏ及びＯ’を中心に矢印ａ、ｂ方向に旋回することができる。モータ３４５は不図示のギア機構により旋回駆動軸３９２、３９３を回転させる。なお、旋回駆動軸３９２、３９３は不図示のギア機構により同期して互いに逆回転する。
【００３０】
モータ３４５には、各把持指のモータ３１５、３２５、３３５と同様に回転角度を測定するエンコーダ３４６（図４）が備えられており、把持指３２０および３３０の周回位置を精密に制御することができる。
【００３１】
上記のギア機構は旋回手段の一例であり、モータ３４５は旋回駆動源の一例である。なお、旋回手段は旋回駆動軸３９２、３９３を含む。
【００３２】
また本実施形態のロボットハンド本体３００には、各モータ３１５、３２５、３３５、３４５を個々に制御するモータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１が搭載されている。特に旋回駆動を行う把持指３２０、３３０は、モータ３２５、３３５とこれらを制御するモータ制御部３２１、３３１がそれぞれ一体に設けられ、把持指３２０、３３０と共に旋回駆動できるように構成されている。すなわち把持指３２０、３３０は、それぞれのモータ３２５、３３５とモータ制御部３２１、３３１とがユニット化されている。詳しい構成は後述する。
【００３３】
モータ３１５とモータ３４５を制御するモータ制御部３１１、３４１は基部３４０に設けられている。またモータ制御部３１１、３４１が設けられた逆側の面に、各モータ制御部へ通信および電力を分配する分配制御部３５０が設けられている（図２（ｂ））。これにより各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１の接続をまとめてロボットハンド制御装置７００に接続できるように構成されている。分配制御部３５０の詳細は後述する。
【００３４】
また、把持指３１０の接触部３８１には、接触部３８１に加わった外力を検出する力覚センサ３６１が設けられており、力覚センサ３６１で検出した電圧の変化を力情報に変換するセンサ演算基板３６０が把持指３１０に具備されている。
【００３５】
さらに各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１、センサ演算基板３６０をシステム制御装置４００に接続するためのケーブル３７０が図２のように張り巡らされている。なお、ケーブル３７０は各モータと各モータ制御部との通信、力覚センサ３６１とセンサ演算基板３６０との通信にも使用されている。
【００３６】
図２（ｃ）に示す様に、本発明のロボットハンド本体３００の把持指３２０と把持指３３０は基部に対して取り外し可能となっている。図２（ｃ）では把持指３２０を例として基部から取り外した状態を示している。以下では把持指３２０の構成について説明するが同様の構成が把持指３３０にも設けられているものとする。
【００３７】
同図より、把持指３２０には基部に着脱可能に締結するための締結手段５０が設けられている。締結手段５０はその凹溝５４で旋回駆動軸３９２を挟み込むようにして旋回駆動軸３９２と把持指３２０を装着する。旋回駆動軸３９２には凸部５１、締結手段５０の凹溝５４の内面には凹部５２が設けられており、旋回駆動軸３９２が締結手段５０に挟まれると、凸部５１と凹部５２が嵌合し、旋回駆動軸３９２と把持指３２０とが位置決めされる。
【００３８】
さらに締結手段５０には雌ねじが切られた孔５３を設けられており、旋回駆動軸３９２が締結手段５０に挟まれている状態で、不図示のボルトを孔５３に挿入し締結することで、把持指３２０と旋回駆動軸３９２との装着状態を維持する。
【００３９】
また把持指３２０の平行リンク機構２０を駆動させるモータ３２５の出力軸にベベルギア６０を設け、動力伝達の経路を直角に曲げ減速機７０の入力軸に伝達する。減速機７０の出力軸は平行リンク機構２０につながっており、モータ３２５の駆動が減速された駆動力が伝達される。そして平行リンク機構２０が駆動され接触部３８２が動作する。このとき、減速機７０はバックラッシュを低減させるため波動歯車減速機であることが望ましい。
【００４０】
上記のようにべベルギア６０を用い、モータ３２５の動力伝達の経路を変えることでモータ３２５の近傍にモータ制御基板３２１を並列して搭載する空間を設けることができる。これにより把持指３２０にモータ３２５とモータ制御部３２１を一体にして設けることができる。
【００４１】
以上より把持指３２０には、モータ３２５とモータ制御部３２１が一体にユニット化して設けられており、基部３４０に対して着脱可能に設けられている。
【００４２】
図３は本実施形態のロボットハンド本体３００の動作を示した上面図である。図３（ａ）は軸Ｏと軸Ｏ’を結んだ一点鎖線Ｃに対して、把持指３２０、３３０の接触部３８２、３８３の、接近／離間方向Ｐがほぼ垂直となっている図である。接触部３８１の接近／離間方向を矢印Ｓで示す。図３（ｂ）は接近／離間方向Ｐと一点鎖線Ｃとのなす角θが約３０°となっている図である。図３（ｃ）は接近／離間方向Ｐと一点鎖線Ｃとがほぼ平行となっている図である。
【００４３】
図３（ａ）の状態から、基部３４０内部のモータ３４５を駆動させ、旋回駆動軸３９２、３９３を回転させることで図３（ｂ）、図３（ｃ）の把持形態を取ることができる。
【００４４】
図３（ｂ）は旋回駆動軸３９２、３９３を図３（ａ）の状態から矢印ａ、ｂ方向に回転ささせ、接触部３８２、３８３の接近、離間方向Ｐと鎖線ｃが３０°の角度をなす把持形態となっている。
【００４５】
図３（ｃ）は図３（ｂ）からさらに矢印ａ、ｂ方向に旋回駆動軸３９２、３９３を駆動させ、離間方向Ｐと一点鎖線Ｃがほほ平行状態となる把持形態となっている。このとき、旋回している把持指３２０、３３０がさらに矢印ａ、ｂ方向に旋回して、把持指３１０に干渉しないよう、旋回領域を制限するストッパー８０が基部３４０に設けられている。
【００４６】
同様に図３（ｃ）の把持形態から図３（ａ）の把持形態に戻る際に、把持指３２０と把持指３３０を旋回させすぎて、把持指３２０、３３０が互いに干渉しないよう、旋回領域を制限するストッパー８０が基部に設けられている。
【００４７】
以上のように、把持指３１０、３２０、３３０の接触部３８１、３８２、３８３を互いに接近もしくは離間させるモータ３１５、３２５、３３５と、把持指３２０、３３０を旋回させるモータ３４５により多様な把持形態を取ることができる。多様な把持形態を取れることで多様な対象物の把持に対応することができる。
【００４８】
図４は本発明のロボットシステム１００の制御系を詳細に表したブロック図である。図４に示すように、本実施形態のロボットハンドシステム１００はロボットシステム全体を制御するシステム制御装置４００からロボットアーム制御装置６００とロボットハンド制御装置７００に動作に関する指令を送信する。ロボットアーム制御装置６００とロボットハンド制御装置７００はシステム制御装置４００からの指令を基にロボットアーム本体２００とロボットハンド本体３００の制御を行う。以下ではロボットハンド本体３００の制御系に関して詳細に説明し、ロボットアーム本体２００の制御に関する詳細な説明は省略する。
【００４９】
図４より、システム制御装置４００はロボットシステム１００の各種動作に応じたプログラムや、必要なデータ等を記憶したＲＯＭ（不図示）と、ＣＰＵ（不図示）の作業領域として使用するＲＡＭ（不図示）とを備えたマイクロプロセッサ４０１を備えている。外部入力装置５００、ロボットアーム制御装置６００とはシリアル通信インターフェイス４０２、４０３で接続されている。ロボットハンド制御装置７００とは入出力インターフェイス４０４によって接続されている。
【００５０】
上記と同様の構成がロボットアーム制御装置６００とロボットハンド制御装置７００にも設けられている。尚、ロボットアーム制御装置６００とロボットアーム本体２００とはシリアル通信で接続され、ロボットハンド制御装置７００のシリアル通信インターフェイス７０２はロボットハンド本体３００と接続されている。
【００５１】
尚、ロボットハンド制御装置７００とロボットハンド本体３００の通信には、たとえばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信プロトコルが用いられており、各制御部間はＣＡＮ通信バスによって接続されているものとする。
【００５２】
同図よりシステム制御装置４００がロボットハンド本体３００の動作に関する指令をロボットハンド制御装置７００に送信する。システム制御装置４００からの指令はどの対象物を把持なのかを定めた簡単な指令値である。
【００５３】
ロボットハンド制御装置７００はシステム制御装置４００から指令を受け取り、把持する対象物の種類に応じた動作を行うため、各モータ３１５、３２５、３３５、３４５の制御値を分配制御部３５０に送信する。この際ロボットハンド制御装置７００は、システム制御装置４００から受け取った指令とロボットハンド本体３００の現在の状態を加味して各モータ３１５、３２５、３３５、３４５の制御値を決定する。
【００５４】
決定した各モータ３１５、３２５、３３５、３４５の制御値は分配制御部３５０を介して各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１へ送信される。分配制御部３５０は各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１に対応した制御値を送信するよう制御する。分配制御部３５０からの制御値を受信した各モータ制御部は、各モータに具備されたエンコーダ３１６、３２６、３３６、３４６からの情報を取得する。そして制御値に応じた位置に各把持指３１０、３２０、３３０が位置するように各モータをフィードバック制御する。モータ制御部３１１、３２１、３３１は接触部３８１、３８２、３８３の位置を、モータ制御部３４１は把持指３２０、３３０の旋回位置を制御する。
【００５５】
このとき各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１は、常に現在の各接触部３８１、３８２、３８３と把持指３２０、３３０の旋回位置を、分配制御部３５０を介してロボットハンド制御装置７００へ送信している。さらに各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１のいずれかから送信が無い場合、送信が無いモータ制御部を異常として検出している。さらに、各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１にはＩＤが割り当てられており、異常個所の特定を容易にしている。
【００５６】
これによりロボットハンド制御装置７００は、各モータの制御値の決定やロボットハンド本体３００の状態が正常か異常かの判断を行う。そして異常と判断されれば停止指令をシステム制御装置４００やロボットアーム制御装置６００への送信を行う。
【００５７】
また本実施形態では、把持指３１０は、接触部３８１の内部に３軸の力覚センサ３６１を具備している。基部３４０に具備したセンサ演算基板３６０で、力覚センサ３６１からの検出値を力の値に演算してロボットハンド制御装置７００へ分配制御部３５０を介して送信している。
【００５８】
上記のモータ制御部３１１、３２１、３３１が駆動制御部の一例、モータ制御部３４１が旋回制御部の一例である。
【００５９】
以上によりロボットハンド本体３００の全体の動作を制御するロボットハンド制御装置７００は各モータ３１５、３２５、３３５、３４５の制御値あるいは制御コマンドと制御量を決定するだけで良い。後は各把持指３１０、３２０、３３０と基部３４０に搭載された各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１が各エンコーダからの値により各モータのフィードバック制御を行う。これによりロボットハンド制御装置７００は各把持指３１０、３２０、３３０の位置を監視する必要が無くロボットハンド本体３００の全体の動作の制御が容易になる。
【００６０】
また、把持指にモータとモータ制御部を一体化して設けているため、モータ制御部とモータとの通信ケーブルを各把持指３１０、３２０、３３０に収めることができる。また分配制御部３５０も基部３４０に備えられ、各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１とロボットハンド制御部７００とのケーブル３７０を分配制御部３５０により一つにまとめることができる。
【００６１】
よって、分配制御部３５０より各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１との通信をまとめて一本のケーブルでロボットハンド制御部７００と行うことができる。ゆえにロボットハンド制御部７００からロボットハンド本体３００へのケーブルをロボットアーム本体２００内部に収めやすくなる。
【００６２】
また、旋回動作により駆動が多くなる把持指３２０、３３０を基部と着脱可能に設けている。そのため把持指の部品が破損したときなど、メンテナンスを行いやすくすることができる。
【００６３】
上記で説明したロボットハンド本体３００について各把持指３１０、３２０、３３０は独立して駆動する。そのため高精度な把持を行うためには各モータ３１５、３２５、３３５、３４５の駆動が正確である必要がある。特に各モータ３１５、３２５、３３５、３４５の駆動における原点がずれてしまうと把持指３１０、３２０、３３０の位置がずれてしまい正確な把持が困難となる。以下では本実施形態における各モータの原点設定について詳述する。
【００６４】
図５は本実施形態における各把持指の各モータの原点設定を行う機構の詳細図である。図５（ａ）は図４（ｃ）の把持形態の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）の領域Ａを拡大した図である。図６は各把持指の各モータの原点設定のフローチャートである。
【００６５】
図５（ａ）に示すように本実施形態のロボットハンドでは各把持指の原点設定を行う際、同図のように各把持指３１０、３２０、３３０を互いに離間させた状態とする。
【００６６】
図５（ｂ）より把持指３２０には当接部９０と９１が設けられている。当接部９１は平行リンク機構２０を支持しているリンク支持部２１に当接し、当接部９０は上記で述べたストッパー８０に当接する。これにより当接部９１とリンク支持部２１とが当接した位置をモータ３２５の原点とし、当接部９０とストッパー８０が当接した位置を、旋回駆動を行なわせるモータ３４５の原点位置とすることができる。
【００６７】
上記の当接部９０は把持指３１０、３３０にも同様に設けられており、把持指３１０、３３０に設けられたモータ３１５、３３５の原点設定を行うことができる。当接部９１について本実施形態では把持指３２０に設けているが、把持指３２０、３３０はモータ３４５により同期して旋回するので、当接部９１を把持指３３０に設けても同様の効果を得ることができる。
【００６８】
図６は本実施形態における各把持指の各モータの原点設定のフローを示している。システム制御装置４００から原点設定の開始命令をロボットハンド制御装置７００が受け取ると、ロボット制御装置７００は各把持指のモータ制御部に対し原点設定の開始命令を送信しフローが開始される。
【００６９】
Ｓ１０１で各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１は原点設定の開始命令を受け取ると、各モータ３１５、３２５、３３５、３４５のパラメータを初期化する。
【００７０】
そしてＳ１０２に進み、各モータ３１５、３２５、３３５、３４５の回転方向の確認を行う。これは各当接部９０、９１がストッパー８０とリンク支持部２１に突き当たっていると各モータのＺ相探索ができなくなるため、各モータの動ける方向を確認している。上記ストッパー８０とリンク支持部２１は基部３４０を構成する部材である。
【００７１】
次にＳ１０３に進み、各モータのＺ相と電気角との関係を取得する。
【００７２】
そしてＳ１０４で各把持指に設けた当接部９１と、把持指３２０に設けた当接部９０をそれぞれリンク支持部２１とストッパー８０に突き当たるまで各モータを駆動させる。
【００７３】
そしてＳ１０５で各モータを駆動させている際に、各モータの電流値が一定かつエンコーダ値の変動量が所定の値で収まっているかどうか判定する。Ｓ１０５：ＹｅｓならばＳ１０６に進み、Ｓ１０５：ＮｏならばＳ１０４の直前に戻り当接部９０、９１の突き当てを続ける。
【００７４】
Ｓ１０５：ＹｅｓによりＳ１０６に進めば、そのときのエンコーダの位置を各接触部の接近、離間動作と各把持指の旋回動作を担うモータの原点とする。
【００７５】
そしてＳ１０７で、各把持指を初期姿勢となる所定の位置に移動させ原点設定完了の信号をロボットハンド制御装置７００に送信する。そして原点設定のフローを終了する。
【００７６】
本実施形態では、ロボットハンド制御装置７００から各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１へ同時に原点設定の開始命令を送信したが、個別に各モータ制御部３１１、３２１、３３１、３４１に送信してもよい。
【００７７】
また、把持指３２０、３３０の旋回を担うモータ３４５の原点設定は、他のモータ３１５、３２５、３３５の原点設定後に実行するのが望ましい。そうすることで、すべての把持指３１０、３２０、３３０を所望の接近、離間方向の位置にすることができ、モータ３４５の原点設定の際に、把持指同士が衝突する危険性をなくすことができる。
【００７８】
本実施形態の処理手順は具体的にはロボットハンド制御装置７００により実行されるものである。従って上述した機能を実現するソフトウェアの制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００７９】
また、上記実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体がマイコン６０１、マイコン４０１、マイコン７０１に制御プログラムが格納される場合について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。本発明を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御プログラムを供給するための記録媒体としては、ＨＤＤ、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は産業用ロボットに利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０、２０、３０  平行リンク機構
２１  リンク支持部
５０  締結手段
５１  凸部
５２  凹部
５３  孔
５４  凹溝
６０  ベベルギア
７０  減速機
８０  ストッパー
９０、９１  当接部
１００  ロボットシステム
２００  ロボットアーム本体
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６  ロボットアームリンク
２１０  基台
３００  ロボットハンド本体
３１０、３２０、３３０  把持指
３１１、３２１、３３１、３４１  モータ制御部
３１５、３２５、３３５、３４５  モータ
３１６、３２６、３３６、３４６  エンコーダ
３４０  基部
３５０  分配制御部
３６０  センサ演算基板
３６１  力覚センサ
３７０  ケーブル
３８１、３８２、３８３  接触部
３９２、３９３  旋回駆動軸
４００  システム制御装置
５００  外部入力装置
６００  ロボットアーム制御装置
７００  ロボットハンド制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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