移載ハンドおよび移載方法
【課題】ワークのクリップ等への嵌め込みや挿入において、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収し、クリップ力に負けず確実に嵌め込むことができる移載ハンドを提供する。
【解決手段】ワークをターゲットに嵌め込む移載ハンド100において、前記ワークを保持する保持部1と前記保持部を移動可能な状態で支持するガイド部3と前記保持部を移動可能方向に加圧する加圧バネ3bと前記ガイド部を回転可能な状態で支持する回転支持部4を備えていることを特徴とする。
【解決手段】ワークをターゲットに嵌め込む移載ハンド100において、前記ワークを保持する保持部1と前記保持部を移動可能な状態で支持するガイド部3と前記保持部を移動可能方向に加圧する加圧バネ3bと前記ガイド部を回転可能な状態で支持する回転支持部4を備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はある部品を対象物に位置決め、移載する移載ハンドおよび移載方法に関する。特に対象物と部品の隙間が小さいか、隙間がほとんどない部分に部品を嵌め込むことが可能な移載ハンドおよび移載方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットや自動組立機械を用いて、部品(以下、「ワーク」と呼称する)を対象物(以下、「ターゲット」と呼称する)に嵌め込んだり、挿入する装置が種々考案されている。たとえば、特許文献1にはワークを柔軟な吸着パッドで保持し、チャック本体を回転させ、吸着パッドの柔軟性によりターゲットの凹部にワークを挿入する装置が開示されている。
【0003】
この装置によれば、ターゲットとワークの隙間が小さいか隙間がほとんど無い場合においても、位置決め誤差、あるいはワークの形状誤差を吸収して、確実にワークをターゲットに嵌め込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−312335号公報
【発明の概要】
【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に記載されている装置は、吸着パッドの柔軟性により位置決め誤差やワーク誤差を吸収しているため、吸着パッドで吸着できないワークには適用できない。またクリップ等の弾性体への嵌め込みでは、吸着パッドが柔軟なため、クリップの反力に負けた場合は、弾性体にワークが押し込めず、確実に嵌め込めない虞がある。
【0006】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ターゲットとワークの隙間が小さいか、隙間がほとんどない部分にワークを嵌め込む工程において、ワークの素材にかかわらず、確実にターゲットに嵌め込むことが可能な移載ハンドを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る移載ハンドは、ワークをターゲットに嵌め込む移載ハンドにおいて、前記ワークを保持する保持部と、前記保持部を移動可能な状態で支持するガイド部と、前記保持部を移動可能方向に加圧する加圧バネと、前記ガイド部を回転可能な状態で支持する回転支持部を備えていることを特徴としている。
【0008】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部は、回転軸を備え、前記保持部は、開閉可能なグリッパにより構成され、グリッパの爪の間に前記回転軸が配置されたことを特徴としている。
【0009】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部が前後左右方向周りの直交する方向周りに回転可能に構成されたことを特徴としている。
【0010】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部と前記ガイド部を連結する予圧バネを備えたことを特徴としている。
【0011】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部と前記ガイド部を連結するリンク機構により構成されたことを特徴としている。
【0012】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記保持部がワークの嵌め込まれるクリップの剛性より大きい剛性を有する吸着パッドにより構成されたことを特徴としている。
【0013】
本発明に係る移載方法は、弾性を有した複数のクリップが設けられたターゲットにワークを移載する移載方法であって、前記ワークを前記クリップの少なくとも一つに部品を接触させた後、下方向にハンドを移動させることにより前記複数のクリップの全てに部品を押し込むことを特徴としている。
【0014】
また、本発明に係る移載方法は、上記のいずれかに記載のハンドを用いて、弾性を有した複数のクリップが設けられたターゲットにワークを移載する移載方法であって、前記ワークを前記クリップの少なくとも一つに部品を接触させた後、下方向にハンドを移動させることにより前記複数のクリップの全てに部品を押し込むことを特徴としている。
【発明の効果】
【0015】
本発明の移載ハンドによれば、ターゲットとワークの隙間が小さいか、隙間がほとんどない部分にワークを嵌め込む工程において、ワークの素材にかかわらず、確実にターゲットに嵌め込むことが可能な移載ハンドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第1の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図2】第1の実施形態に係る移載ハンドを2台連結した移載ハンドユニットを示す斜視図である。
【図3】実施形態に係る全体構成を示す平面図である。
【図4】第1の実施形態に係る動作説明図である。
【図5】第2の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図6】第2の実施形態に係る動作説明図である。
【図7】第3の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図8】第3の実施形態に係る概略説明図である。
【図9】第4の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図10】第4の実施形態に係る動作説明図である。
【図11】第5の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図12】第5の実施形態に係る動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【0018】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図1〜図4を用いて以下に説明する。本実施形態では、矩形形状のワーク40をターゲット32上に設けられたクリップ32a、32bの間への嵌め込みに適用した例を示す。
【0019】
図1は、移載ハンド100の構成を示した図であり、(a)は、第1の実施形態を示す正面図、(b)は側面図である。
【0020】
図2は、第1の実施形態のハンドを2台連結した移載ハンドユニットを示す斜視図である。
【0021】
図3は、実施形態の全体構成を示す平面図である。
【0022】
図4は、第1の実施形態の動作説明図である。
【0023】
図3を用いて装置全体の構成と動作を説明する。図においてワーク40は供給台30の上に置かれる。ターゲット32は移載台31の上に置かれる。ロボット400は供給台30と移載台31の上方に設置され、ロボット400の先端には移載ハンドユニット300が取り付けられている。ロボット400は移載ハンドの上下、前後、左右の移動を制御している。ワーク40はロボット400により供給台30からを取り上げられ、ターゲット32上のクリップ32a、32b間に嵌め込まれる。クリップ32a、32bは弾性体で構成されている。
<移載ハンドの構成>
図1を用いて移載ハンド100の構成を説明する。移載ハンド100は保持部(グリッパ)1、ガイド部3、回転支持部4により構成されている。ワーク40を保持する保持部はグリッパ1により構成され、一方向に開閉可能な構造になっている。グリッパ1はガイド部3の可動台3cに固定されている。
【0024】
ガイド部3の可動台3cはガイド3aにより、一方向に稼動可能となるように案内され、加圧バネ3bにより一方向に加圧されている。ガイド3aはガイドベース3dに固定されている。ガイドベース3dは、回転支持部4の回転軸4aの軸周りに回転可能となるように支持されている。回転軸4aは回転支持ベース4cにおいて、グリッパ1の爪の間の上方にあたる部分に固定されている。
【0025】
図2に移載ハンドユニット300の構成を示す。移載ハンド100を2台を連結板20により連結することにより、構成されている。連結板上20に設けられた接続板21によりロボット400に取りつけられる。
<移載ハンドの動作>
次に、本実施形態に係る移載ハンド100の移載工程における動作手順について、図4を用いて説明する。動作は図4の(a)〜(f)の順に進められる。
【0026】
最初に図4(a)に示すように、移載ハンド100はロボット400のアームの制御により、供給台30上に置かれた矩形形状のワーク40の上方に移動される。このときグリッパ1は解放状態である。次に図4(b)に示すように、移載ハンド100は下降し、グリッパ1が閉じることにより矩形形状のワーク40が把持された後、移載ハンド100は上昇し、移載台31上のターゲット32上に移動する。このとき、ワーク40がターゲット32上に設けられたクリップ32a、32b間のほぼ真上になるように移動する。次に図4(c)に示すように、移載ハンド100は下降する。このとき矩形形状のワーク40は、一方のクリップ32aだけに当てられ、傾いた状態となる。次に移載ハンド100は図4(d)に示したように、ワーク40の当てられていないクリップ32bの方に向かって矢印方向に移動し、矩形形状のワーク40は、加圧バネ3bのバネ力により他方のクリップ32bに押し当てられる。次に、図4(e)に示すように、移載ハンド100は矢印方向に下降し、ワーク40はクリップ32aに押込まれる。最後に図4(f)に示すように、移載ハンド100はグリッパ1を開き、矩形形状のワーク40を解放し、上昇する。このとき可動台3cは加圧バネ3bの反発力により元の位置に戻る。
【0027】
以上のような流れにより、矩形形状のワーク40をクリップ32a、32bの間に確実に嵌め込むことができる。このようにワーク40をグリッパ1で把持することにより、ワークの幅方向の中心とグリッパの中心が一致し、その結果、移載ハンドとワークの幅方向の位置が一致するため、移載ハンドに対する矩形形状のワーク40の幅方向のおおよその位置決めができる。
【0028】
また、矩形形状のワーク40をクリップの一方だけに押し当てて傾けることにより、他端とクリップの間隔を保ってターゲット32に当接させることができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。
【0029】
さらに、移載ハンド100を図4(d)に示したように、ワーク40が傾く方向(矢印方向)に移動させ、加圧バネ3bで加圧することにより、ターゲット32上に設けられたクリップを基準にワーク40を滑らせて嵌め込むことができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。更にワーク40の一方の端を先にクリップに押し当ててから、他端を嵌め込むことにより、ワーク40をターゲット32の上部からクリップ32a、32bに同時に押し込むよりも、押込み力の低減を図ることができ、強い押し込み力によってワーク40やクリップ32a、32bが変形したり破損する虞もない。
【0030】
なお、本実施形態では矩形形状のワーク40を扱うために移載ハンド100を2連で構成しているが、移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40の形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0031】
(第2の実施形態)
次に、図5および図6を用いて本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では上記第1の実施形態の装置に、予圧バネ6が回転支持部4とガイドベース3dの間に設けられている点が異なっている。
<移載ハンドの構成>
図5(a)は、第2の実施形態を示す正面図、図5(b)は側面図である。ガイドベース3dにおいて、ガイド3aおよびガ加圧バネ3bが設けられている側と向き合う側の外側に、予圧バネ接続部3eが設けられ、ガイドベース3b上部の回転支持ベース4cと予圧バネ6にて連結されている。
<移載ハンドの動作>
図6は、第2の実施形態の動作説明図である。動作は第1の実施形態で示した手順と同じである。だだし、予圧バネ6を付加することにより、グリッパ1の部分の動作が安定する。具体的には、第1の実施形態では回転軸4aのみでガイド部3と回転支持部4が連結されているので、移載ハンド100のターゲット32への下降、スライド、押し込みは常にロボットアームによる力の制御のみに頼っているが、本実施形態では、回転軸4aに加え、予圧バネ6がガイド部3と回転支持部4を連結しているので、図6(c)に示すように、ターゲット32上のクリップ32aに、ワーク40の片側を押し付ける際に予圧バネ6が伸び、図6(d)に示すように、グリッパ1が把持したワーク40を予圧バネ6の縮もうとする力が働いて、ロボットアームによる力の制御のみの場合よりも、よい滑らかにグリッパ1をスライドさせてワークを嵌め込むことができる。
【0032】
さらに、本実施形態では、予圧バネ6はあらかじめバネを伸ばした状態で配置されているので、バネの引張力が働き、ガイド部3と回転支持部4が安定した状態で固定される。このため、移載ハンド100がワーク40を把持し、ターゲット32の上部まで移動、下降し、ワーク40をスライドしながら押し込み、上昇するという一連の工程において、移載ハンド100の姿勢が常に安定した状態で作業を進めることができる。
【0033】
なお、本実施形態でも、第1の実施形態と同様、矩形形状のワーク40を扱うために移載ハンド100を2連で構成しているが、移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40の形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0034】
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る第3の実施形態について、図7および図8を用いて以下に説明する。なお、上述した第1および第2の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では上記の実施形態と回転支持部4の構成が異なっている。
<移載ハンドの構成>
図7(a)は、第3の実施形態を示す正面図、図7(b)は側面図である。図7(a)に示すように、回転軸4aは、図面正面から見て左右方向の傾きに合わせてガイド部3およびグリッパ1の部分が動くように、軸周りに回転可能となっている。また、回転軸4bは、図面正面から見て前後方向の傾きに合わせて、ガイド部3およびグリッパ1の部分が動くように軸周りに回転可能となっている。つまり、前後左右方向軸周りの直交する回転軸4a、4b周りに回転可能になるように構成されている。
【0035】
ガイドベース3dにおいて、ガイド3aおよび加圧バネ3bが設けられている側の外側に加圧バネ接続部3fが設けられ、ガイドベース3b上部の回転支持ベース4cと予圧バネ6にて連結されている。また、ガイド3aおよびガ加圧バネ3bが設けられている側と向き合う側の外側にも、同様に加圧バネ接続部3eが設けられ、ガイドベース3b上部の回転支持ベース4cと予圧バネ6にて連結されている。
<移載ハンドの動作>
図8は、第3の実施形態の概略説明図である。動作手順は第1の実施形態で示した手順と同じである。また、予圧バネ6を付加することにより、グリッパ1の部分の動作が安定する点は第2の実施形態と同様である。
【0036】
図8に示すように、ターゲット32が図面正面から見て左に傾いた状態に置かれるか、ターゲット32の一部が傾いている場合について説明する。この場合、回転軸4b周りにグリッパ1が図面正面から見て左回りに回転されることにより、グリッパ1に把持されたワーク40を傾いた面に沿って嵌め込むことができる。
【0037】
本実施形態では、第1の実施形態、第2の実施形態と同様の効果が得られると共に、回転自由度を追加することにより、ターゲット32等の嵌め込み対象の傾きに合わせて、確実にワーク40を嵌め込むことが可能となる。
【0038】
また、移載ハンド100が取り付けられるロボットの回転軸を組み合わせることによって、たとえば車両のボディなど、水平でなく傾きを持った面に対してもワーク40を沿わせて嵌め込むことが可能となる。
【0039】
(第4の実施形態)
本発明に係る第4の実施形態について、図9および図10を用いて以下に説明する。なお、上述した第1、第2および第3の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では上記の実施形態と2本のリンクおよび、リンクと可動台3cの間に加圧バネを設けた点が異なっている。
<移載ハンドの構成>
図9(a)は、第4の実施形態を示す正面図、図9(b)は側面図である。図において保持部であるグリッパ1は一方向に開閉可能なグリッパである。グリッパ1はガイド部3の可動台3cに固定されている。ガイド部3の可動台3cは、回転支持部4から伸びた2本のリンク4eに連結されている。リンク4eの端部は、回転軸4dによりガイド部3の可動台3cと回転支持部4に連結されている。リンク4eの一方とガイド部3の可動台3cの間には、加圧バネ3bが設けられている。加圧バネ3bはあらかじめ伸ばされた状態で設けられており、加圧バネの縮もうとする力で、加圧バネ3bの設けられていない側のリンク4eがストッパ4fに押し当てられており、回転支持部4cと可動台3cは略平行になっている。
<移載ハンドの動作>
図10は、第4の実施形態の動作説明図である。動作は図10の(a)〜(f)の順に進められる。
【0040】
最初に図10(a)に示すように、移載ハンド100はロボット400のアームの制御により、供給台30に置かれた矩形形状のワーク40の上方に移動される。この時にグリッパ1は、解放状態である。次に図10(b)に示すように移載ハンド100は下降し、グリッパ1が閉じることにより、矩形形状のワーク40が把持された後、移載ハンド100は上昇し、移載台31上のターゲット32上に移動する。このとき、ワーク40がターゲット32上に設けられたクリップ32a、32b間のほぼ真上になるように移動する。次に図10(c)に示すように、移載ハンド100は下降する。このとき矩形形状のワーク40は一方のクリップ32aだけに当てられ、傾いた状態となる。次に移載ハンド100は、図10(d)に示したように、ワーク40の当てられていないクリップ32bの方に向かって矢印方向に移動し、矩形形状のワーク40は他方のクリップ32bに押し当てられ、加圧バネ3bは伸びた状態となる。このとき可動台3cは右に傾いた状態となり、回転支持部4cと平行でなくなる。次に、図10(d)に示すように、更に矢印方向に移動すると伸びた加圧バネ3bの縮もうとする力によって可動台3cが水平状態に戻り、矩形形状のワーク40はクリップ32bを軸に回転し、図10(e)に示すようにワーク40の端部がクリップ32aに押込まれる。最後に図10(f)に示すように、移載ハンド100はグリッパ1を開き、矩形形状のワーク40を解放し、上昇する。
【0041】
以上のような流れにより、矩形形状のワーク40をクリップ32a、32bの間に確実に嵌め込むことができる。このようにワーク40をグリッパで把持することにより、移載ハンドに対する矩形形状のワーク40の幅方向のおおよその位置決めができる。
【0042】
また、矩形形状のワーク40をクリップの一方だけに押し当てて傾けることにより、他端とクリップの間隔を保って対象物に当接させることができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。
【0043】
また、移載ハンド100を図10(d)に示したようにワーク40が傾く方向(矢印方向)に移動させることにより、リンク4eの角度が変化し、それに伴いワークが回転する。ターゲット32上に設けられたクリップを基準にしてワーク40を滑らせて嵌め込むことができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。更にワーク40の一方の端を先にクリップに押し当ててから、他端を嵌め込むことにより、ワーク40をターゲット32の上部からクリップ32a、32bに同時に押し込むよりも、押込み力の低減を図ることができ、強い押し込み力によってワーク40やクリップ32a、32bが変形したり破損する虞もない。
【0044】
なお、本実施形態では矩形形状のワーク40を扱うために移載ハンド100を2連で構成しているが移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40の形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0045】
(第5の実施形態)
本発明に係る第5の実施形態について、図11および図12を用いて以下に説明する。なお、上述した第1および第2の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では保持部であるグリッパ1が吸着パッド9により構成されている点が上記の実施形態と異なっている。
<移載ハンドの構成>
図11(a)は、第5の実施形態を示す正面図、図11(b)は側面図である。図11(a)に示すように、上記実施形態で示された、保持部であるグリッパ1が吸着パッド9により構成され、ガイド部3の可動台3cの下部に固定されている。吸着パッド9はターゲット32上に設けられた弾性体であるクリップ32a、32bの剛性よりも大きい剛性を有している。
<移載ハンドの動作>
図12は、第5の実施形態の動作説明図である。動作は図12の(a)〜(f)の順に進められる。動作は第2の実施形態で示した手順と同じである。だだし、図12(b)において、矩形形状のワーク40はグリッパ1による把持ではなく、吸着パッド9による吸着により供給台から取り出される。
【0046】
第1の実施形態に示した効果と同様の効果を得るとともに、グリッパ1を吸着パッド9とすることにより厚みの薄いワーク40であっても、吸着可能な形状であれば供給台から取り出すことが可能となる。
【0047】
また、従来例のような吸着パッド9の柔軟性だけで誤差を吸収した場合にはクリップの反力に打ち勝つことができず、ワーク40がターゲット32に嵌め込まれる際、先に吸着パッド9から外れてしまい、クリップにワーク40を嵌め込むことができないが、本実施形態のように、吸着パッド9の剛性を弾性体であるクリップ32a、32bの剛性より大きく設定することにより、矩形形状のワーク40をクリップ32a、32bの反力に打ち勝ってターゲット32に確実に嵌め込むことができる。
【0048】
なお、本実施形態でも、矩形形状のワーク40を扱うために、移載ハンド100を2連で構成しているが、移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40のサイズや形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0049】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0050】
実施形態は矩形形状のワーク40のターゲット32への移載に関する適用例で具体的に説明を行ったが、それに限定されるものではなく、ワーク40の形状やサイズによらず適用可能である。
【符号の説明】
【0051】
1 グリッパ
3 ガイド部
3a ガイド
3b 加圧バネ
3c 可動台
3d ガイドベース
3e、3f 加圧バネ接続部
4 回転支持部
4a、4b 回転軸
4c 回転支持ベース
4e リンク
4f ストッパ
6 予圧バネ
9 吸着パッド
20 連結板
30 供給台
31 移載台
32 対象物
32a、32b クリップ
40 ワーク
100 移載ハンド
300 移載ハンドユニット
400 ロボット
【技術分野】
【0001】
本発明はある部品を対象物に位置決め、移載する移載ハンドおよび移載方法に関する。特に対象物と部品の隙間が小さいか、隙間がほとんどない部分に部品を嵌め込むことが可能な移載ハンドおよび移載方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットや自動組立機械を用いて、部品(以下、「ワーク」と呼称する)を対象物(以下、「ターゲット」と呼称する)に嵌め込んだり、挿入する装置が種々考案されている。たとえば、特許文献1にはワークを柔軟な吸着パッドで保持し、チャック本体を回転させ、吸着パッドの柔軟性によりターゲットの凹部にワークを挿入する装置が開示されている。
【0003】
この装置によれば、ターゲットとワークの隙間が小さいか隙間がほとんど無い場合においても、位置決め誤差、あるいはワークの形状誤差を吸収して、確実にワークをターゲットに嵌め込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−312335号公報
【発明の概要】
【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に記載されている装置は、吸着パッドの柔軟性により位置決め誤差やワーク誤差を吸収しているため、吸着パッドで吸着できないワークには適用できない。またクリップ等の弾性体への嵌め込みでは、吸着パッドが柔軟なため、クリップの反力に負けた場合は、弾性体にワークが押し込めず、確実に嵌め込めない虞がある。
【0006】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ターゲットとワークの隙間が小さいか、隙間がほとんどない部分にワークを嵌め込む工程において、ワークの素材にかかわらず、確実にターゲットに嵌め込むことが可能な移載ハンドを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る移載ハンドは、ワークをターゲットに嵌め込む移載ハンドにおいて、前記ワークを保持する保持部と、前記保持部を移動可能な状態で支持するガイド部と、前記保持部を移動可能方向に加圧する加圧バネと、前記ガイド部を回転可能な状態で支持する回転支持部を備えていることを特徴としている。
【0008】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部は、回転軸を備え、前記保持部は、開閉可能なグリッパにより構成され、グリッパの爪の間に前記回転軸が配置されたことを特徴としている。
【0009】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部が前後左右方向周りの直交する方向周りに回転可能に構成されたことを特徴としている。
【0010】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部と前記ガイド部を連結する予圧バネを備えたことを特徴としている。
【0011】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記回転支持部と前記ガイド部を連結するリンク機構により構成されたことを特徴としている。
【0012】
また、本発明に係る移載ハンドは、前記保持部がワークの嵌め込まれるクリップの剛性より大きい剛性を有する吸着パッドにより構成されたことを特徴としている。
【0013】
本発明に係る移載方法は、弾性を有した複数のクリップが設けられたターゲットにワークを移載する移載方法であって、前記ワークを前記クリップの少なくとも一つに部品を接触させた後、下方向にハンドを移動させることにより前記複数のクリップの全てに部品を押し込むことを特徴としている。
【0014】
また、本発明に係る移載方法は、上記のいずれかに記載のハンドを用いて、弾性を有した複数のクリップが設けられたターゲットにワークを移載する移載方法であって、前記ワークを前記クリップの少なくとも一つに部品を接触させた後、下方向にハンドを移動させることにより前記複数のクリップの全てに部品を押し込むことを特徴としている。
【発明の効果】
【0015】
本発明の移載ハンドによれば、ターゲットとワークの隙間が小さいか、隙間がほとんどない部分にワークを嵌め込む工程において、ワークの素材にかかわらず、確実にターゲットに嵌め込むことが可能な移載ハンドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第1の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図2】第1の実施形態に係る移載ハンドを2台連結した移載ハンドユニットを示す斜視図である。
【図3】実施形態に係る全体構成を示す平面図である。
【図4】第1の実施形態に係る動作説明図である。
【図5】第2の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図6】第2の実施形態に係る動作説明図である。
【図7】第3の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図8】第3の実施形態に係る概略説明図である。
【図9】第4の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図10】第4の実施形態に係る動作説明図である。
【図11】第5の実施形態に係る移載ハンド示す概略図であり、(a)は、正面図、(b)は側面図である。
【図12】第5の実施形態に係る動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【0018】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図1〜図4を用いて以下に説明する。本実施形態では、矩形形状のワーク40をターゲット32上に設けられたクリップ32a、32bの間への嵌め込みに適用した例を示す。
【0019】
図1は、移載ハンド100の構成を示した図であり、(a)は、第1の実施形態を示す正面図、(b)は側面図である。
【0020】
図2は、第1の実施形態のハンドを2台連結した移載ハンドユニットを示す斜視図である。
【0021】
図3は、実施形態の全体構成を示す平面図である。
【0022】
図4は、第1の実施形態の動作説明図である。
【0023】
図3を用いて装置全体の構成と動作を説明する。図においてワーク40は供給台30の上に置かれる。ターゲット32は移載台31の上に置かれる。ロボット400は供給台30と移載台31の上方に設置され、ロボット400の先端には移載ハンドユニット300が取り付けられている。ロボット400は移載ハンドの上下、前後、左右の移動を制御している。ワーク40はロボット400により供給台30からを取り上げられ、ターゲット32上のクリップ32a、32b間に嵌め込まれる。クリップ32a、32bは弾性体で構成されている。
<移載ハンドの構成>
図1を用いて移載ハンド100の構成を説明する。移載ハンド100は保持部(グリッパ)1、ガイド部3、回転支持部4により構成されている。ワーク40を保持する保持部はグリッパ1により構成され、一方向に開閉可能な構造になっている。グリッパ1はガイド部3の可動台3cに固定されている。
【0024】
ガイド部3の可動台3cはガイド3aにより、一方向に稼動可能となるように案内され、加圧バネ3bにより一方向に加圧されている。ガイド3aはガイドベース3dに固定されている。ガイドベース3dは、回転支持部4の回転軸4aの軸周りに回転可能となるように支持されている。回転軸4aは回転支持ベース4cにおいて、グリッパ1の爪の間の上方にあたる部分に固定されている。
【0025】
図2に移載ハンドユニット300の構成を示す。移載ハンド100を2台を連結板20により連結することにより、構成されている。連結板上20に設けられた接続板21によりロボット400に取りつけられる。
<移載ハンドの動作>
次に、本実施形態に係る移載ハンド100の移載工程における動作手順について、図4を用いて説明する。動作は図4の(a)〜(f)の順に進められる。
【0026】
最初に図4(a)に示すように、移載ハンド100はロボット400のアームの制御により、供給台30上に置かれた矩形形状のワーク40の上方に移動される。このときグリッパ1は解放状態である。次に図4(b)に示すように、移載ハンド100は下降し、グリッパ1が閉じることにより矩形形状のワーク40が把持された後、移載ハンド100は上昇し、移載台31上のターゲット32上に移動する。このとき、ワーク40がターゲット32上に設けられたクリップ32a、32b間のほぼ真上になるように移動する。次に図4(c)に示すように、移載ハンド100は下降する。このとき矩形形状のワーク40は、一方のクリップ32aだけに当てられ、傾いた状態となる。次に移載ハンド100は図4(d)に示したように、ワーク40の当てられていないクリップ32bの方に向かって矢印方向に移動し、矩形形状のワーク40は、加圧バネ3bのバネ力により他方のクリップ32bに押し当てられる。次に、図4(e)に示すように、移載ハンド100は矢印方向に下降し、ワーク40はクリップ32aに押込まれる。最後に図4(f)に示すように、移載ハンド100はグリッパ1を開き、矩形形状のワーク40を解放し、上昇する。このとき可動台3cは加圧バネ3bの反発力により元の位置に戻る。
【0027】
以上のような流れにより、矩形形状のワーク40をクリップ32a、32bの間に確実に嵌め込むことができる。このようにワーク40をグリッパ1で把持することにより、ワークの幅方向の中心とグリッパの中心が一致し、その結果、移載ハンドとワークの幅方向の位置が一致するため、移載ハンドに対する矩形形状のワーク40の幅方向のおおよその位置決めができる。
【0028】
また、矩形形状のワーク40をクリップの一方だけに押し当てて傾けることにより、他端とクリップの間隔を保ってターゲット32に当接させることができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。
【0029】
さらに、移載ハンド100を図4(d)に示したように、ワーク40が傾く方向(矢印方向)に移動させ、加圧バネ3bで加圧することにより、ターゲット32上に設けられたクリップを基準にワーク40を滑らせて嵌め込むことができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。更にワーク40の一方の端を先にクリップに押し当ててから、他端を嵌め込むことにより、ワーク40をターゲット32の上部からクリップ32a、32bに同時に押し込むよりも、押込み力の低減を図ることができ、強い押し込み力によってワーク40やクリップ32a、32bが変形したり破損する虞もない。
【0030】
なお、本実施形態では矩形形状のワーク40を扱うために移載ハンド100を2連で構成しているが、移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40の形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0031】
(第2の実施形態)
次に、図5および図6を用いて本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では上記第1の実施形態の装置に、予圧バネ6が回転支持部4とガイドベース3dの間に設けられている点が異なっている。
<移載ハンドの構成>
図5(a)は、第2の実施形態を示す正面図、図5(b)は側面図である。ガイドベース3dにおいて、ガイド3aおよびガ加圧バネ3bが設けられている側と向き合う側の外側に、予圧バネ接続部3eが設けられ、ガイドベース3b上部の回転支持ベース4cと予圧バネ6にて連結されている。
<移載ハンドの動作>
図6は、第2の実施形態の動作説明図である。動作は第1の実施形態で示した手順と同じである。だだし、予圧バネ6を付加することにより、グリッパ1の部分の動作が安定する。具体的には、第1の実施形態では回転軸4aのみでガイド部3と回転支持部4が連結されているので、移載ハンド100のターゲット32への下降、スライド、押し込みは常にロボットアームによる力の制御のみに頼っているが、本実施形態では、回転軸4aに加え、予圧バネ6がガイド部3と回転支持部4を連結しているので、図6(c)に示すように、ターゲット32上のクリップ32aに、ワーク40の片側を押し付ける際に予圧バネ6が伸び、図6(d)に示すように、グリッパ1が把持したワーク40を予圧バネ6の縮もうとする力が働いて、ロボットアームによる力の制御のみの場合よりも、よい滑らかにグリッパ1をスライドさせてワークを嵌め込むことができる。
【0032】
さらに、本実施形態では、予圧バネ6はあらかじめバネを伸ばした状態で配置されているので、バネの引張力が働き、ガイド部3と回転支持部4が安定した状態で固定される。このため、移載ハンド100がワーク40を把持し、ターゲット32の上部まで移動、下降し、ワーク40をスライドしながら押し込み、上昇するという一連の工程において、移載ハンド100の姿勢が常に安定した状態で作業を進めることができる。
【0033】
なお、本実施形態でも、第1の実施形態と同様、矩形形状のワーク40を扱うために移載ハンド100を2連で構成しているが、移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40の形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0034】
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る第3の実施形態について、図7および図8を用いて以下に説明する。なお、上述した第1および第2の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では上記の実施形態と回転支持部4の構成が異なっている。
<移載ハンドの構成>
図7(a)は、第3の実施形態を示す正面図、図7(b)は側面図である。図7(a)に示すように、回転軸4aは、図面正面から見て左右方向の傾きに合わせてガイド部3およびグリッパ1の部分が動くように、軸周りに回転可能となっている。また、回転軸4bは、図面正面から見て前後方向の傾きに合わせて、ガイド部3およびグリッパ1の部分が動くように軸周りに回転可能となっている。つまり、前後左右方向軸周りの直交する回転軸4a、4b周りに回転可能になるように構成されている。
【0035】
ガイドベース3dにおいて、ガイド3aおよび加圧バネ3bが設けられている側の外側に加圧バネ接続部3fが設けられ、ガイドベース3b上部の回転支持ベース4cと予圧バネ6にて連結されている。また、ガイド3aおよびガ加圧バネ3bが設けられている側と向き合う側の外側にも、同様に加圧バネ接続部3eが設けられ、ガイドベース3b上部の回転支持ベース4cと予圧バネ6にて連結されている。
<移載ハンドの動作>
図8は、第3の実施形態の概略説明図である。動作手順は第1の実施形態で示した手順と同じである。また、予圧バネ6を付加することにより、グリッパ1の部分の動作が安定する点は第2の実施形態と同様である。
【0036】
図8に示すように、ターゲット32が図面正面から見て左に傾いた状態に置かれるか、ターゲット32の一部が傾いている場合について説明する。この場合、回転軸4b周りにグリッパ1が図面正面から見て左回りに回転されることにより、グリッパ1に把持されたワーク40を傾いた面に沿って嵌め込むことができる。
【0037】
本実施形態では、第1の実施形態、第2の実施形態と同様の効果が得られると共に、回転自由度を追加することにより、ターゲット32等の嵌め込み対象の傾きに合わせて、確実にワーク40を嵌め込むことが可能となる。
【0038】
また、移載ハンド100が取り付けられるロボットの回転軸を組み合わせることによって、たとえば車両のボディなど、水平でなく傾きを持った面に対してもワーク40を沿わせて嵌め込むことが可能となる。
【0039】
(第4の実施形態)
本発明に係る第4の実施形態について、図9および図10を用いて以下に説明する。なお、上述した第1、第2および第3の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では上記の実施形態と2本のリンクおよび、リンクと可動台3cの間に加圧バネを設けた点が異なっている。
<移載ハンドの構成>
図9(a)は、第4の実施形態を示す正面図、図9(b)は側面図である。図において保持部であるグリッパ1は一方向に開閉可能なグリッパである。グリッパ1はガイド部3の可動台3cに固定されている。ガイド部3の可動台3cは、回転支持部4から伸びた2本のリンク4eに連結されている。リンク4eの端部は、回転軸4dによりガイド部3の可動台3cと回転支持部4に連結されている。リンク4eの一方とガイド部3の可動台3cの間には、加圧バネ3bが設けられている。加圧バネ3bはあらかじめ伸ばされた状態で設けられており、加圧バネの縮もうとする力で、加圧バネ3bの設けられていない側のリンク4eがストッパ4fに押し当てられており、回転支持部4cと可動台3cは略平行になっている。
<移載ハンドの動作>
図10は、第4の実施形態の動作説明図である。動作は図10の(a)〜(f)の順に進められる。
【0040】
最初に図10(a)に示すように、移載ハンド100はロボット400のアームの制御により、供給台30に置かれた矩形形状のワーク40の上方に移動される。この時にグリッパ1は、解放状態である。次に図10(b)に示すように移載ハンド100は下降し、グリッパ1が閉じることにより、矩形形状のワーク40が把持された後、移載ハンド100は上昇し、移載台31上のターゲット32上に移動する。このとき、ワーク40がターゲット32上に設けられたクリップ32a、32b間のほぼ真上になるように移動する。次に図10(c)に示すように、移載ハンド100は下降する。このとき矩形形状のワーク40は一方のクリップ32aだけに当てられ、傾いた状態となる。次に移載ハンド100は、図10(d)に示したように、ワーク40の当てられていないクリップ32bの方に向かって矢印方向に移動し、矩形形状のワーク40は他方のクリップ32bに押し当てられ、加圧バネ3bは伸びた状態となる。このとき可動台3cは右に傾いた状態となり、回転支持部4cと平行でなくなる。次に、図10(d)に示すように、更に矢印方向に移動すると伸びた加圧バネ3bの縮もうとする力によって可動台3cが水平状態に戻り、矩形形状のワーク40はクリップ32bを軸に回転し、図10(e)に示すようにワーク40の端部がクリップ32aに押込まれる。最後に図10(f)に示すように、移載ハンド100はグリッパ1を開き、矩形形状のワーク40を解放し、上昇する。
【0041】
以上のような流れにより、矩形形状のワーク40をクリップ32a、32bの間に確実に嵌め込むことができる。このようにワーク40をグリッパで把持することにより、移載ハンドに対する矩形形状のワーク40の幅方向のおおよその位置決めができる。
【0042】
また、矩形形状のワーク40をクリップの一方だけに押し当てて傾けることにより、他端とクリップの間隔を保って対象物に当接させることができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。
【0043】
また、移載ハンド100を図10(d)に示したようにワーク40が傾く方向(矢印方向)に移動させることにより、リンク4eの角度が変化し、それに伴いワークが回転する。ターゲット32上に設けられたクリップを基準にしてワーク40を滑らせて嵌め込むことができるため、位置決め誤差、ワーク誤差を吸収することができる。更にワーク40の一方の端を先にクリップに押し当ててから、他端を嵌め込むことにより、ワーク40をターゲット32の上部からクリップ32a、32bに同時に押し込むよりも、押込み力の低減を図ることができ、強い押し込み力によってワーク40やクリップ32a、32bが変形したり破損する虞もない。
【0044】
なお、本実施形態では矩形形状のワーク40を扱うために移載ハンド100を2連で構成しているが移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40の形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0045】
(第5の実施形態)
本発明に係る第5の実施形態について、図11および図12を用いて以下に説明する。なお、上述した第1および第2の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では保持部であるグリッパ1が吸着パッド9により構成されている点が上記の実施形態と異なっている。
<移載ハンドの構成>
図11(a)は、第5の実施形態を示す正面図、図11(b)は側面図である。図11(a)に示すように、上記実施形態で示された、保持部であるグリッパ1が吸着パッド9により構成され、ガイド部3の可動台3cの下部に固定されている。吸着パッド9はターゲット32上に設けられた弾性体であるクリップ32a、32bの剛性よりも大きい剛性を有している。
<移載ハンドの動作>
図12は、第5の実施形態の動作説明図である。動作は図12の(a)〜(f)の順に進められる。動作は第2の実施形態で示した手順と同じである。だだし、図12(b)において、矩形形状のワーク40はグリッパ1による把持ではなく、吸着パッド9による吸着により供給台から取り出される。
【0046】
第1の実施形態に示した効果と同様の効果を得るとともに、グリッパ1を吸着パッド9とすることにより厚みの薄いワーク40であっても、吸着可能な形状であれば供給台から取り出すことが可能となる。
【0047】
また、従来例のような吸着パッド9の柔軟性だけで誤差を吸収した場合にはクリップの反力に打ち勝つことができず、ワーク40がターゲット32に嵌め込まれる際、先に吸着パッド9から外れてしまい、クリップにワーク40を嵌め込むことができないが、本実施形態のように、吸着パッド9の剛性を弾性体であるクリップ32a、32bの剛性より大きく設定することにより、矩形形状のワーク40をクリップ32a、32bの反力に打ち勝ってターゲット32に確実に嵌め込むことができる。
【0048】
なお、本実施形態でも、矩形形状のワーク40を扱うために、移載ハンド100を2連で構成しているが、移載ハンド100が1つの構成でもよく、扱うワーク40のサイズや形状、ターゲット32の形状、ロボット400、供給台30、移載台31の配置等により、移載ハンド100の連結数については適宜決定すればよい。
【0049】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0050】
実施形態は矩形形状のワーク40のターゲット32への移載に関する適用例で具体的に説明を行ったが、それに限定されるものではなく、ワーク40の形状やサイズによらず適用可能である。
【符号の説明】
【0051】
1 グリッパ
3 ガイド部
3a ガイド
3b 加圧バネ
3c 可動台
3d ガイドベース
3e、3f 加圧バネ接続部
4 回転支持部
4a、4b 回転軸
4c 回転支持ベース
4e リンク
4f ストッパ
6 予圧バネ
9 吸着パッド
20 連結板
30 供給台
31 移載台
32 対象物
32a、32b クリップ
40 ワーク
100 移載ハンド
300 移載ハンドユニット
400 ロボット
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークをターゲットに嵌め込む移載ハンドにおいて、
前記ワークを保持する保持部と
前記保持部を移動可能な状態で支持するガイド部と
前記保持部を移動可能方向に加圧する加圧バネと
前記ガイド部を、回転可能な状態で支持する回転支持部を備えていることを特徴とする移載ハンド。
【請求項2】
前記回転支持部は、回転軸を備え、
前記保持部は、開閉可能なグリッパにより構成され、グリッパの爪の間に前記回転軸が配置されたことを特徴とする請求項1記載の移載ハンド。
【請求項3】
前記回転支持部が、前後左右方向周りの直交する方向周りに回転可能に構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の移載ハンド。
【請求項4】
前記回転支持部と前記ガイド部を連結する予圧バネを備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の移載ハンド。
【請求項5】
前記回転支持部と前記ガイド部を連結するリンク機構により構成されたことを特徴とする請求項1または2記載の移載ハンド。
【請求項6】
前記保持部がワークの嵌め込まれるクリップの剛性より大きい剛性を有する吸着パッドにより構成されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の移載ハンド。
【請求項7】
弾性を有した複数のクリップが設けられたターゲットにワークを移載する移載方法であって、
前記ワークを前記クリップの少なくとも一つに部品を接触させた後、下方向にハンドを移動させることにより、前記複数のクリップの全てに部品を押し込むことを特徴とする移載方法。
【請求項8】
請求項1〜6のいずれか1項に記載のハンドを用いることを特徴とする請求項7に記載に移載方法。
【請求項1】
ワークをターゲットに嵌め込む移載ハンドにおいて、
前記ワークを保持する保持部と
前記保持部を移動可能な状態で支持するガイド部と
前記保持部を移動可能方向に加圧する加圧バネと
前記ガイド部を、回転可能な状態で支持する回転支持部を備えていることを特徴とする移載ハンド。
【請求項2】
前記回転支持部は、回転軸を備え、
前記保持部は、開閉可能なグリッパにより構成され、グリッパの爪の間に前記回転軸が配置されたことを特徴とする請求項1記載の移載ハンド。
【請求項3】
前記回転支持部が、前後左右方向周りの直交する方向周りに回転可能に構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の移載ハンド。
【請求項4】
前記回転支持部と前記ガイド部を連結する予圧バネを備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の移載ハンド。
【請求項5】
前記回転支持部と前記ガイド部を連結するリンク機構により構成されたことを特徴とする請求項1または2記載の移載ハンド。
【請求項6】
前記保持部がワークの嵌め込まれるクリップの剛性より大きい剛性を有する吸着パッドにより構成されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の移載ハンド。
【請求項7】
弾性を有した複数のクリップが設けられたターゲットにワークを移載する移載方法であって、
前記ワークを前記クリップの少なくとも一つに部品を接触させた後、下方向にハンドを移動させることにより、前記複数のクリップの全てに部品を押し込むことを特徴とする移載方法。
【請求項8】
請求項1〜6のいずれか1項に記載のハンドを用いることを特徴とする請求項7に記載に移載方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2011−245595(P2011−245595A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−121725(P2010−121725)
【出願日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]