(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボットの腕に着脱自在なロボットハンドであって、
(a)前記腕に連結する連結部と、
(b)前記連結部に接続するハンド本体部と、
(c)前記ハンド本体部に接続し、被把持物を把持する複数の把持部と、
を備え、
前記連結部と前記ハンド本体部とは、一体部位として一体的に成形され、
前記一体部位の内部に前記連結部から前記ハンド本体部に接続された前記把持部まで通じる駆動エアーの流路が形成され、
前記ハンド本体部は、ベース部と、前記ベース部から互いに異なる複数方向に伸び、先端に前記把持部が取り付けられる複数のブランチ部とを含む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、
前記一体部位は、樹脂で形成さ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、
前記ブランチ部の先端部は複数に分岐しており、分岐した各先端部には前記把持部が取り付けられることを特徴とするロボットハンド。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のロボットハンドにおいて、
前記一体部位の内部または表面には、電気配線のルートが形成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ないし請求項３のいずれかに記載のロボットハンドにおいて、
前記一体部位の内部または表面には、電気配線が施されていることを特徴とするロボットハンド。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のロボットハンドにおいて、
前記駆動エアーの流路が、前記腕内を通して送られる空気が供給可能に形成されていることを特徴とするロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットの腕に着脱自在なロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
多点数の部品から構成される組立体をロボットにより自動的に組み立てる自動組立技術が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示される自動組立技術においては、ロボットの腕に装着するロボットハンドを組立体の品種切替えに応じて交換できるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５４９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のロボットハンドでは、ロボットの腕にロボットハンドを連結させるための構造を有する特定の部品をハンド本体に取付けなければならないため、その分、ロボットハンドを構成する部品の数が増加してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、産業用ロボットの腕に着脱自在なロボットハンドに関する部品点数を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、産業用ロボットの腕に着脱自在なロボットハンドであって、(a)前記腕に連結する連結部と、(b)前記連結部に接続するハンド本体部と、(c)前記ハンド本体部に接続し、被把持物を把持する複数の把持部とを備え、前記連結部と前記ハンド本体部とは、一体部位として一体的に成形され、前記一体部位の内部に前記連結部から前記ハンド本体部に接続された前記把持部まで通じる駆動エアーの流路が形成され、前記ハンド本体部は、ベース部と、前記ベース部から互いに異なる複数方向に伸び、先端に前記把持部が取り付けられる複数のブランチ部とを含んでいる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るロボットハンドにおいて、前記一体部位は、樹脂で形成されている。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係るロボットハンドにおいて、前記ブランチ部の先端部は複数に分岐しており、分岐した各先端部には前記把持部が取り付けられる。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係るロボットハンドにおいて、前記一体部位の内部または表面には、電気配線のルートが形成されている。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係るロボットハンドにおいて、前記一体部位の内部または表面には、電気配線が施されている。
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係るロボットハンドにおいて、前記駆動エアーの流路が、前記腕内を通して送られる空気が供給可能に形成されている
【発明の効果】
【００１２】
請求項１ないし請求項６の発明によれば、産業用ロボットの腕に連結する連結部とハンド本体部とは、一体部位として一体的に成形されているため、ロボットハンドに関する部品点数を削減できる。
さらに、請求項１ないし請求項６の発明においては、一体部位の内部には連結部からハンド本体部に接続された把持部まで通じる駆動エアーの流路が形成されているため、ロボットハンドの外部に駆動エアーの配管等を設ける必要がなくなり、ロボットの動作範囲の拡大が図れる。
【００１３】
特に、請求項２の発明においては、一体部位が樹脂で形成されているため、ロボットハンドの軽量化が図れるとともに、加工性や絶縁性が向上する。
【００１５】
また、請求項４の発明においては、一体部位の内部または表面に電気配線のルートが形成されているため、ロボットの動作等によって断線のおそれがあるロボットハンド外部の空中配線の区間を短縮できる。
【００１６】
また、請求項５の発明においては、一体部位の内部または表面に電気配線が施されているため、ロボットの動作等によって断線のおそれがあるロボットハンド外部の空中配線の区間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜ロボットの要部構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るロボットハンド３を腕に装着したロボット１の要部構成を示す外観図である。なお、本図ではロボットハンド３で角柱状のワーク９を把持している様子を示している。
【００１８】
産業用ロボットであるロボット１は、鉛直軸まわりの２つの旋回自由度の間に、水平軸まわりの３つの回動自由度をアーム結合した６自由度の垂直多関節ロボットとして構成されている。そして、ロボット１では、部品などのワーク９を把持して水平方向にそのワーク９を組み付ける作業を行うことも可能で、上下方向にワーク９を組み付ける作業も可能となっている。
【００１９】
ロボット１のアーム(腕)２は、その先端にロボットハンド３を着脱可能な着脱部２１が設けられている。この着脱部２１と、着脱部２１に連結するための特定の構造を有するロボットハンド３の連結部３１との着脱動作について、図２を参照して説明する。ここで、図２(ａ)は、着脱部２１に連結部３１が結合されていない状態を示し、図２(ｂ)は、結合されている状態を示している。
【００２０】
アーム２の先端の着脱部２１は、その中心軸に沿って突出した短尺の円筒形とされた突出部２２を有しており、この突出部２２の側面の複数箇所に形成された円形孔のそれぞれの内部に、この円形孔よりも若干大きな径を持つ可動球２３が収容されている。円筒突出部２２の内部にはアーム２内を通して圧縮空気が供給されるようになっており、その圧縮空気の供給のＯＮ／ＯＦＦによって、可動球２３が円筒突出部２２の側面から出没できるようになっている。
【００２１】
一方、ロボットハンド３の連結部３１に設けた着脱孔３１Ｈは、その出口付近が狭まるような逆テーパの傾斜面３１ａを有する構造となっており、その開口径が、アーム２側の突出部２２の外径と適合している。
【００２２】
そして、図２(ａ)に示す非結合状態では、可動球２３は突起部２２の内部に収容されている。ところが、図２(ｂ)に示す結合状態では、圧縮空気の供給によって可動球２３を移動させて可動球２３の一部を突起部２２の外部に突出させることにより、着脱孔３１Ｈの傾斜部３１ａに可動球２３が係合する。これによって、アーム２とロボットハンド３とが連結されることとなる。以上の動作により、組立作業に必要なロボットハンド３の交換が容易となる。また、圧縮空気の供給を停止すると可動球２３への付勢力は消失し、アーム２を引き抜くことによってロボットハンド３をその自重で取り外すことができる。
【００２３】
＜ロボットハンド３の要部構成＞
図３は、ロボットハンド３の要部構成を示す斜視図である。なお、本図ではロボットハンド３でワーク９を把持している様子を示している。
【００２４】
ロボットハンド３は、上述のように短尺の円筒形状を有する連結部３１と、連結部３１に接続するハンド本体部(以下では単に「本体部」とも称する)３２と、本体部３２に接続する８つのチャック部(把持部)３３とを備えている。そして、連結部３１と本体部３２とは、一体部位３０として樹脂で一体的に成形されている。この一体部位３０の成形には、例えば所定の金型が用いられる。
【００２５】
本体部３２は、掌に相当するベース部３２１と、ベース部３２１から４方向に伸びる４つのブランチ部３２２とを備えている。各ブランチ部３２２は、先端が２つに分岐しており、各先端部には例えば金属製のチャック部３３が取り付けられている。なお、チャック部３３は、軽量化を図るために樹脂で形成するようにしても良い。
【００２６】
一体部位３０の内部には、エアー駆動するチャック部３３に圧縮空気(駆動エアー)を供給するための管路と、チャック部３３に電気的に接続する電線を通すための管路とが形成されている。ここで、一体部位３０は加工性に優れる樹脂で形成されているため、一体部位３０の内部に管路を設けるのは容易である。以下では、これらの管路について詳しく説明する。
【００２７】
図４は、図３のIV−IV位置から見た一体部位３０の断面を示す図である。
【００２８】
一体部位３０に設けられる管路３０ａは、着脱部２１に接続する連結部３１の端面３１ｅからチャック部３３まで通じる駆動エアーの流路(一部の図示を省略)として形成されている。
【００２９】
このような構成の管路３０ａにより、アーム２内を通して送られる圧縮空気を管路３０ａの連結部３１に位置する入口３０ｉに供給すれば、管路３０ａを介してチャック部３３に圧縮空気を送れることとなる。これにより、ロボットハンド３の外部に駆動エアーの配管を設けることなく、チャック部３３の２つのフィンガー３４ａ、３４ｂを閉方向に駆動して被把持物であるワーク９を把持することが可能となる。
【００３０】
以上のように一体部位３０の内部に駆動エアーの管路３０ａを設けることにより、チャック部３３に駆動エアーを供給する配管などが不要となってロボット１の動作範囲の拡大が図れる。
【００３１】
図５は、図３のＶ−Ｖ位置から見た一体部位３０の断面を示す図である。
【００３２】
一体部位３０に設けられる管路３０ｂは、ベース部３２１内に装着される基板３５からブランチ部３２２の途中まで通じる電気配線の通路(ルート)として形成されている。なお、基板３５は、例えばモジュール化されており、端子台や小配線が実装されている。
【００３３】
このような管路３０ｂの内部にはケーブルＣが敷設されており、ケーブルＣ(Ｃａ，Ｃｂ)の両端は基板３５とチャック部３３とに接続している。なお、ケーブルＣａ、Ｃｂそれぞれは、図３に示す各チャック部３３ａ、３３ｂに接続される。このようなケーブルＣにより、例えばチャック部３３のフィンガー３４ａ、３４ｂでワーク９が適切に把持されているか否かを検知する検知センサからの信号を基板３５で受信することが可能となる。このように本体部３２には、チャック部３３の把持や検知が機能するようにチャック部３３が設置されている。
【００３４】
以上のように樹脂製の一体部位３０の内部に電気配線用の管路３０ｂを設けることにより、ロボット１の動作等により断線のおそれのある空中配線の区間を短縮できるとともに、配線に関する絶縁性が向上する。
【００３５】
以上のようにロボットハンド３では、ロボットの腕に連結する連結部３１と本体部３２とが一体部位(一体部品)３０として成形されているため、ロボットハンドに関する部品点数を削減できる。また、一体部位３０は樹脂で形成されているため、ロボットハンドの軽量化が図れる。これにより、ロボットハンドが装着されたアームの動作スピードを向上でき、作業時間の短縮化が図れる。
【００３６】
なお、本実施形態のロボットハンドについては、図１に示すような垂直多関節ロボットに装着可能なタイプに限らず、図６に示す他のロボット５に装着可能なタイプであっても良い。このロボット５のロボットハンドに関して以下で説明する。
【００３７】
ロボット５は、鉛直軸まわりの３つの旋回自由度のアーム結合の先端に鉛直軸方向の１つの伸縮自由度を持たせた４自由度の水平多関節ロボットとして構成されている。そして、ロボット５では、部品などのワーク９を把持して上下方向に部品を組み付ける作業が可能となっている。
【００３８】
ロボット５のアーム６は、その先端にロボットハンド７を着脱可能な着脱部６１が設けられている。
【００３９】
図７は、ロボットハンド７の要部構成を示す斜視図である。
【００４０】
ロボットハンド７は、上記のロボットハンド３の連結部３１と同様の構成を有する連結部７１と、連結部７１に接続するハンド本体部(以下では単に「本体部」ともいう)７２と、本体部７２に接続(設置)する２つのチャック部７３とを備えている。そして、連結部７１と本体部７２とは、一体部位７０として樹脂で一体的に成形されている。これにより、上記のロボットハンド３と同様にロボットハンド７の構成部品数を削減できるとともに軽量化が図れることとなる。
【００４１】
チャック部７３は、２本のブランチ部７３１と、各ブランチ部７３１の先端に取り付けられたチャック本体７３２とを備えている。このチャック本体７３２は、上記のロボットハンド３のチャック部３３と同様の構成を有しており、駆動エアーを用いてワーク９の把持が可能となっている。
【００４２】
このような構成のロボットハンド７においても、一体部位７０の内部に図４の管路３０ａに相当する駆動エアーの管路を設けることにより、この管路を介しアーム６内を通じて送られる圧縮空気をチャック本体７３２に供給できることとなる。
【００４３】
また、一体部位７０の内部に図５の管路３０ｂに相当する電気配線用の管路を設けることにより、ロボット５の動作等によって断線のおそれがある空中配線の区間を短縮できる。
【００４４】
＜変形例＞
上記の実施形態における一体部位については、樹脂で形成するのは必須でなく、例えばアルミダイカストなどの材質で形成するようにしても良い。このように一体部位を樹脂やアルミダイカストで成型すれば、大量生産が可能となる。
【００４５】
また、一体部位については、金属を切削加工して製造しても良い。
【００４６】
上記の実施形態における電気配線については、一体部位の内部に配線用の管路を設けるのは必須でなく、一体部位の表面付近に電線を敷設するようにしても良い。具体的には、図８(ａ)に示すように一体部位３０の表面に電気配線のルートとして形成された溝３０ｃに沿ってケーブルＣｃを敷設しても良く、また図８(ｂ)に示すように一体部位３０の表面に直接ケーブルＣｄを敷設して電気配線を施すようにしても良い。
【００４７】
また、一体部位の内部に電気配線用の管路を設けず、樹脂製の一体部位を成形する際に内部にケーブル(電線)を混入し一体とすることにより、一体部位の内部に電気配線を施すようにしても良い。
【００４８】
上記の実施形態におけるロボットハンド３の一体部位については、図９に示す一体部位３０Ａを一体的に成形するようにしても良い。
【００４９】
一体部位３０Ａは、図３に示すロボットハンド３の連結部３１およびベース部３２１と同様の構成を有する連結部３１Ａおよびハンド本体部３２Ａとを備えている。なお、図３に示すロボットハンド３のブランチ部３２２に相当する部位(把持部)は、本体部３２Ａの４つの接続面３２ｆに接続することとなる。
【００５０】
以上のような構成の一体部位３０Ａにおいても、部品点数の削減や軽量化が図れることとなる。
【００５１】
また、一体部位３０Ａの内部に、管路３０ａ(図４)に相当する駆動エアーの管路３０ｐや、管路３０ｂ(図５)に相当する電気配線用の管路３０ｑを形成することにより、ロボットハンドの外部に設けるエアー配管や空中配線の区間を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るロボットハンド３を腕に装着したロボット１の要部構成を示す外観図である。
【図２】アーム２の着脱部２１とロボットハンド３の連結部３１との着脱動作を説明するための図である。
【図３】ロボットハンド３の要部構成を示す斜視図である。
【図４】図３のIV−IV位置から見た一体部位３０の断面を示す図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ位置から見た一体部位３０の断面を示す図である。
【図６】他のロボット５の要部構成を示す外観図である。
【図７】ロボットハンド７の要部構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の変形例に係る電気配線を説明するための図である。
【図９】本発明の変形例に係る一体部位３０Ａを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、５  ロボット
２、６  アーム
３、７  ロボットハンド
９  ワーク
２１、６１  着脱部
３０、３０Ａ、７０  一体部位
３０ａ、３０ｐ  駆動エアーの管路
３０ｂ、３０ｑ  電気配線用の管路
３０ｃ  電気配線用の溝
３１、３１Ａ、７１  連結部
３２、３２Ａ、７２  ハンド本体部
３３、３３ａ、３３ｂ、７３  チャック部
３４ａ、３４ｂ  フィンガー
３５  基板
３２１  ベース部
３２２、７３１  ブランチ部
７３２  チャック本体
Ｃ、Ｃａ〜Ｃｄ  ケーブル
【図１】
0004804113.tif 000002
【図２】
0004804113.tif 000003
【図３】
0004804113.tif 000004
【図４】
0004804113.tif 000005
【図５】
0004804113.tif 000006
【図６】
0004804113.tif 000007
【図７】
0004804113.tif 000008
【図８】
0004804113.tif 000009
【図９】
0004804113.tif 000010