特許 5912474 ロボットハンド装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5912474

(24)【登録日】2016年4月8日

(45)【発行日】2016年4月27日

(54)【発明の名称】ロボットハンド装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20160414BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/00 C

【請求項の数】7

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-269600(P2011-269600)

(22)【出願日】2011年12月9日

(65)【公開番号】特開2013-119153(P2013-119153A)

(43)【公開日】2013年6月17日

【審査請求日】2014年9月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】掃部 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】▲たか▼山 裕規

(72)【発明者】

【氏名】赤松 政彦

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開平７−９３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−３０５５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−３０９５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１４８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１７１７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のハンドを有するロボットハンド装置において、
ロボットアームの先端の手首部の回転軸心と直交する取付け面に固定され、この取付け面に対して垂直方向に延びるように設けられた本体部材と、
前記本体部材に夫々独立に前記本体部材が延びる方向に伸縮可能に設けられた複数の伸縮機構と、
前記複数の伸縮機構の伸縮部材の先端部に夫々設けられた複数のハンドとを備え、
前記伸縮機構は、前記伸縮部材と、前記本体部材に対して前記伸縮部材を昇降自在に且つ水平方向へ移動不能に案内する案内機構であって、前記本体部材の外側面部に設けられた案内機構と、前記伸縮部材を本体部材に対して昇降駆動可能な駆動シリンダ手段とを備えたことを特徴とするロボットハンド装置。

【請求項2】

前記複数の伸縮機構は、前記本体部材に前記手首部の回転軸心を中心として周方向に等間隔になるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド装置。

【請求項3】

前記複数のハンドは、複数種類の形状又は姿勢のワークに対応する複数種類のハンドを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド装置。

【請求項4】

前記駆動シリンダ手段は、エアシリンダであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のロボットハンド装置。

【請求項5】

前記エアシリンダのピストンロッドを進出側へ又は退入側へ弾性付勢する弾性部材を備えていることを特徴とする請求項４に記載のロボットハンド装置。

【請求項6】

前記複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御する駆動制御手段と、
前記複数のハンドで把持する把持対象のワークをバラ積み状態に収納した収納エリアを撮像する撮像手段とを有し、
前記撮像手段で前記収納エリアを撮像する毎に、前記駆動制御手段が撮像手段から受ける画像情報に基づいて前記複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御して複数のハンドにより複数のワークを把持することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のロボットハンド装置。

【請求項7】

前記複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御する駆動制御手段と、
前記複数のハンドで把持する把持対象のワークのベルトコンベアによる搬送状態を撮像する撮像手段とを有し、
前記撮像手段で前記ワークの搬送状態を撮像し、前記駆動制御手段が前記ワークの前記ロボットアームによる搬送の搬送先の収納情報と前記撮像手段から受ける画像情報とに基づいて、前記手首部の位置及び旋回角度を制御しながら複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御して、複数のハンドにより複数のワークの平面視における姿勢を揃えながら把持することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のロボットハンド装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はロボットアームの先端部に取り付けられたロボットハンド装置に関し、特に複数のワークを夫々把持して取り出す複数の伸縮可能なハンドを有するロボットハンド装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、製造工場等において、垂直多関節ロボットや水平多関節ロボット等のアームの先端の手首部に取り付けられる種々のロボットハンド装置が実用化されている。これらロボットハンド装置においては、複数種類の形状や姿勢のワークを個別に把持してある場所から別の場所に移動させる為に、複数のハンドの中からワークに適したハンドを選択し、そのハンドによってワークを把持して他の場所に移動させるような作業が多い。

【0003】

ここで、上記の複数のアームを有するロボットハンド装置として、ロボットアームの先端部に複数のハンドを装備したターレットを回転可能に設け、このターレットを回転させることでハンドを切り換えるターレットハンド、複数のハンドを設けたツールチェンジャをロボットの近くの所定の場所に設け、把持対象のワークに適したハンドを、ツールチェンジャから選択して、ロボットアームの先端部に取り付けるツールチェンジャハンド等が実用化されている。

【0004】

この種のロボットハンド装置として、特許文献１にはワークの搬送に用いるパラレルロボットが開示されている。このパラレルロボットは、パラレルリンク機構の下端部にワークピッチ可変装置を設け、このワークピッチ可変装置に複数の移動ブロックを１列状に支持し、各移動ブロックに１対の吸着パッドを設け、リンク機構を介して複数の移動ブロックの水平方向の間隔を調節可能に構成してある。

【0005】

特許文献２には、ワークの形状に段差がある場合にも、ワークを確実に吸着できるようにしたワーククランプ装置であってロボットハンドに取付け可能なワーククランプ装置が開示されている。このワーククランプ装置は、複数のエアシリンダと、それらエアシリンダのピストンロッドの先端に夫々設けられた複数の吸着パッドとを備え、ワークの形状に対応するように複数のピストンロッドを進出させ、複数の吸着パッドで１つのワークを吸着して固定するように構成してある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−２５３９２号公報

【特許文献2】特開２００８−８７１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ロボットによりワークを把持又は吸着して移動させる場合、ワークが収納ケースにバラ積み状態で収容されており、その中からワークを取り出して治具等に整列状態にセットする場合がある。

【0008】

上記のターレットハンドでは、ワークの形状又は姿勢に応じて、ターレットを回転させて複数のハンドの中からハンドを選択してワークを把持可能であるが、ターレットとその複数のハンドによりロボットハンド装置が大型化してしまう。そのため、収納ケースの奥部や隅部にあるワークの取り出しが困難であったり、収納ケース又はその収納ケース内のワークとロボットハンド装置が干渉してしまうこともある。

【0009】

上記のツールチェンジャハンドでは、ワークの形状又は姿勢に応じてツールチェンジャから対応するハンドを選択してこのハンドをロボットアームの先端部に着脱するため、ハンドの選択と着脱に時間がかかるうえ、ロボットアームの先端部に取り付けた１つのハンドで１つのワークを把持するため、取り出し作業の高速化は到底困難であるうえ、ツールチェンジャの製作費が高価になる。

【0010】

特許文献１のパラレルロボットにおいては、複数の移動ブロックを装備したワークピッチ可変装置が大型になるため、収納ケースからのワークの取り出し等に適したものではなく、複数の移動ブロックの高さ位置が一定でありワークに応じて変更できないため、バラ積み状態のワーク等に対処できない。

【0011】

特許文献２のロボットアームに取り付けるワーククランプ装置は、段差付きの１つのワークを複数のハンドで吸着固定するものであり、２つのエアシリンダを並列状に配置したものである。そのため、ワーククランプ装置に１種類の複数の吸着パッドを装備しているため、形状や姿勢の異なる種々のワークを取り出す等の作業に適したものではなく、複数のワークの同時取り出し等に適したものではない。

【0012】

本発明の目的は、複数のハンドに複数のワークを順に把持しそれらを一括して取り出して移動可能なロボットハンド装置を提供すること、独立に伸縮させて狭隘空間にも挿入可能な複数の伸縮部材の先端部にハンドを夫々設けたロボットハンド装置を提供すること、
複数種類の形状や姿勢のワークを把持可能な複数種類のハンドを装備して並行的に使用可能なロボットハンド装置を提供すること等である。

【課題を解決するための手段】

【0013】

請求項１のロボットハンド装置は、複数のハンドを有するロボットハンド装置において、ロボットアームの先端の手首部の回転軸心と直交する取付け面に固定され、この取付け面に対して垂直方向に延びるように設けられた本体部材と、前記本体部材に夫々独立に前記本体部材が延びる方向に伸縮可能に設けられた複数の伸縮機構と、前記複数の伸縮機構の伸縮部材の先端部に夫々設けられた複数のハンドとを備え、前記伸縮機構は、前記伸縮部材と、前記本体部材に対して前記伸縮部材を昇降自在に且つ水平方向へ移動不能に案内する案内機構であって、前記本体部材の外側面部に設けられた案内機構と、前記伸縮部材を本体部材に対して昇降駆動可能な駆動シリンダ手段とを備えたことを特徴としている。

【0014】

請求項２のロボットハンド装置は、請求項１の発明において、前記複数の伸縮機構は、前記本体部材に前記手首部の回転軸心を中心として周方向に等間隔になるように配置されたことを特徴としている。

【0015】

請求項３のロボットハンド装置は、請求項１又は２の発明において、前記複数のハンドは、複数種類の形状又は姿勢のワークに対応する複数種類のハンドを含むことを特徴としている。

【0016】

請求項４のロボットハンド装置は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記駆動シリンダ手段は、エアシリンダであることを特徴としている。

【0017】

請求項５のロボットハンド装置は、請求項４の発明において、前記エアシリンダのピストンロッドを進出側へ又は退入側へ弾性付勢する弾性部材を備えていることを特徴としている。

【0018】

請求項６のロボットハンド装置は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御する駆動制御手段と、前記複数のハンドで把持する把持対象のワークをバラ積み状態に収納した収納エリアを撮像する撮像手段とを有し、前記撮像手段で前記収納エリアを撮像する毎に、前記駆動制御手段が撮像手段から受ける画像情報に基づいて前記複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御して複数のハンドにより複数のワークを把持することを特徴としている。

【0019】

請求項７のロボットハンド装置は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御する駆動制御手段と、前記複数のハンドで把持する把持対象のワークのベルトコンベアによる搬送状態を撮像する撮像手段とを有し、前記撮像手段で前記ワークの搬送状態を撮像し、前記駆動制御手段が前記ワークの前記ロボットアームによる搬送の搬送先の収納情報と前記撮像手段から受ける画像情報とに基づいて、前記手首部の位置及び旋回角度を制御しながら複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御して、複数のハンドにより複数のワークの平面視における姿勢を揃えながら把持することを特徴としている。

【発明の効果】

【0020】

請求項１の発明（ロボットハンド装置）によれば、ロボットアームの先端の手首部の回転軸心と直交する取付け面に固定され、この取付け面に対して垂直方向に延びるように設けられた本体部材と、本体部材に夫々独立に伸縮可能に設けられた複数の伸縮機構と、複数の伸縮機構の伸縮部材の先端部に夫々設けられた複数のハンドとを備え、伸縮機構は、伸縮部材と、本体部材に対して伸縮部材を昇降自在に且つ水平方向へ移動不能に案内する案内機構であって、本体部材の外側面部に設けられた案内機構と、伸縮部材を本体部材に対して昇降駆動可能な駆動シリンダ手段とを備えたので、伸縮機構の動作を円滑で高精度にすることができ、収納ケース内にバラ積みされたワークを取り出すような作業を行う場合、複数の伸縮機構の伸縮部材を順々に伸長させてそのハンドでワークを把持するのを繰り返して、複数のハンドにワークを把持した状態でロボットアームを移動させることにより、一度の取り出し動作で複数のワークを取り出せるため、作業能率を格段に高めることができる。

【0021】

ロボットアームの先端側には、伸長状態の伸縮部材の先端に１つのハンドがあるだけで、その他のハンドは収縮状態の伸縮部材により退避した位置に保持されるため、その他のハンドと収納ケースやその内部のワークとの干渉を避けることができ、収納ケースの奥部や隅部などの狭隘スペースからのワークの取り出しが可能となる。しかも、複数のハンドをワークの形状や姿勢に応じた複数種類のハンドとすることができるため、ロボットハンド装置でワークを把持する性能を高め、汎用性を高めることができる。

【0022】

請求項２の発明によれば、複数の伸縮機構は、本体部材に手首部の回転軸心を中心として周方向に等間隔になるように配置されたので、複数の伸縮機構を全体としてコンパクトに構成でき、手首の回転を介してハンドの位置を制御する面でも有利である。

【0023】

請求項３の発明によれば、複数のハンドは、複数種類の形状又は姿勢のワークに対応する複数種類のハンドを含むので、これら複数種類のハンドによって、複数種類の形状又は姿勢のワークの取り出し作業を容易に行うことができる。

【0024】

請求項４の発明によれば、駆動シリンダ手段はエアシリンダであるので、エアシリンダの駆動力によって伸縮部材を伸縮駆動することができ、伸縮機構の動作を円滑で高精度、高速化することができ、構成を簡単化できる。

【0025】

請求項５の発明によれば、伸縮機構は、エアシリンダのピストンロッドを進出側へ又は退入側へ弾性付勢する弾性部材を備えているので、エアシリンダへの加圧エアの供給ラインを１系統減らすことができる。また、進出側又は退入側への伸縮部材の動作を高速化することができる。

【0026】

請求項６の発明によれば、撮像手段で収納エリアを撮像する毎に、駆動制御手段が撮像手段から受ける画像情報に基づいて複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御して複数のハンドにより複数のワークを把持するので、画像情報によって収納エリアからワークを取り出す為の最適なエリアを選択して、ワークを取り出すように制御することができる。

【0027】

請求項７の発明によれば、撮像手段でワークの搬送状態を撮像し、駆動制御手段がワークのロボットアームによる搬送の搬送先の収納情報と撮像手段から受ける画像情報とに基づいて、手首部の位置及び旋回角度を制御しながら複数の伸縮機構を夫々独立に駆動制御して、複数のハンドにより複数のワークの平面視における姿勢を揃えながら把持するので、ロボットアームによる搬送の搬送先で、ロボットアームの手首部をワーク把持状態のハンド毎に旋回させる必要がなくなり、複数のワークを搬送先に迅速に載置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】実施例１に係るロボットハンド装置（伸縮部材収縮状態）の側面図である。

【図2】ロボットハンド装置（伸縮部材収縮状態）の正面図である。

【図3】図１のIII- III線断面図である。

【図4】ハンド４Ｂの正面図である

【図5】ハンド４Ｂの側面図である。

【図6】変更形態に係るハンド４Ａ，４Ｂの側面図である。

【図7】ハンド４Ｃの側面図である。

【図8】ハンド４Ｃの背面図である。

【図9】ハンド４Ｃの正面図である。

【図10】異なる使用状態におけるハンド４Ｃの側面図である。

【図11】実施例２に係るロボットハンド装置と、収納ケースにバラ積み状態に収納された複数のワークの正面図である。

【図12】ロボットとロボットハンド装置の制御系のブロック図である。

【図13】ワークの取り出し制御のフローチャートである。

【図14】実施例３に係るロボットハンド装置（伸縮部材収縮状態）の側面図である。

【図15】ロボットハンド装置（伸縮部材伸長状態）の側面図である。

【図16】実施例４に係るロボットハンド装置の側面図である。

【図17】ロボットとロボットハンド装置の制御系のブロック図である。

【図18】ワークの取り出し制御のフローチャートである。

【図19】ワークの取り出し作業を説明する状態説明図であり、（ａ）はベルトコンベアと搬送状態の複数のワークの平面図、（ｂ）は収納箱と収納状態の複数のワークの平面図、（ｃ）は（ｂ）の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

【実施例1】

【0030】

先ず、ロボットハンド装置１の全体構成について説明する。
図１〜図１０に示すように、ロボットハンド装置１は、本体部材２と、この本体部材２に設けられた同構造の３組の伸縮機構３と、これら３組の伸縮機構３の伸縮部材３５の先端部に取り付けられた複数種類の形状又は姿勢のワークＷ１を把持可能な複数種類のハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃとを備えている。このロボットハンド装置１は、垂直多関節ロボットや水平多関節ロボット等のロボットアームＡの先端に手首部Ｗを介して回転軸心Ｓの回りに回転駆動可能に設けられるものである。

【0031】

以下では、ロボットハンド装置１は、縦向きの基準姿勢にした場合を例として説明する。尚、図１，図２においては、ロボットハンド装置１の１組の伸縮機構３とハンド４Ａのみ図示し、それ以外の伸縮機構３とハンド４Ｂ，４Ｃの図示は省略している。また、伸縮機構３とハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃの数は３組に限定される訳ではなく、２組でもよく、４組以上でもよいが、本実施例では３組の場合を例にして説明する。

【0032】

次に、本体部材２について説明する。
図１〜図３に示すように、本体部材２は、ロボットアームＡの手首部Ｗの取付け面Ｆに固定された上端板部材３１、この上端板部材３１の下面に固定された三角筒部材３２、三角筒部材３２の外周部に固定された３つの連結板３３、３つの連結板３３の下端部に固定された環状部材３４とで構成されている。本体部材２は、ロボットアームＡの手首部Ｗの取付け面Ｆ（手首部Ｗの回転軸心Ｓと直交している）に対して垂直下方（鉛直下方）へ延びるように設けられている。

【0033】

上端板部材３１は円板で構成されている。この上端板部材３１は、手首部Ｗの取付け面Ｆに下方から当接させ、ピン部材により位置決めした状態で、複数のボルト３１ａにより取付け面Ｆに固定されている。上端板部材３１の下面に、三角筒部材３２の上端部の上端鍔部３２ｃが複数のボルト３２ｄにより固定されている。

【0034】

三角筒部材３２は、本体部材２の全長の約４０〜５０％程度の長さを有する。この三角筒部材３２の外形の形状は、正三角形の角部を円弧状にした三角形的形状であり、３つの辺部に相当する３つの固定面３２ａが周方向に等間隔に形成されている。三角筒部材３２は手首部Ｗの回転軸心Ｓと共通の軸心を有する。固定面３２ａは回転軸心Ｓと平行な鉛直面である。三角筒部材３２の中心部分には円筒孔３２ｂが形成されている。

【0035】

連結板３３は、三角筒部材３２の全長の約２．５倍の長さを有し、固定面３２ａとほぼ同幅の帯状の板部材である。３つの連結板３３の各々において、連結板３３の上部が固定面３２ａに当接させた状態で、複数のボルト３３ａで固定面３２ａに固定され、三角筒部材３２の下方へ延びている。こうして、３つの連結板３３が周方向に等間隔に配置されている。環状部材３４は、三角筒部材３２と同様の外形形状と３つの固定面３４ａを有する。各辺部の固定面３２ａと固定面３４ａは共通の鉛直面上にあり、３つの連結板３３の下端部が３つの固定面３４ａに複数のボルトで夫々固定されている。

【0036】

次に、伸縮機構３について説明する。
図１〜図３に示すように、３組の伸縮機構３は、本体部材２に夫々独立に伸縮可能に且つ周方向３等分位置に設けられている。これら３組の伸縮機構３は、本体部材２にロボットアームＡの手首部Ｗの回転軸心Ｓを中心として周方向に等間隔になるように配置されている。これらの伸縮機構３は、ハンド駆動制御ユニット（駆動制御手段、図示略）によって夫々独立に駆動制御されるものである。尚、３組の伸縮機構３は、全て同じ構成なので、以下では、１組の伸縮機構３についてのみ説明する。

【0037】

図１〜図３に示すように、伸縮機構３は、手首部Ｗの回転軸心Ｓと平行方向に延びる伸縮部材３５と、この伸縮部材３５と伸縮部材３５の先端部に連結されたハンド４Ａを回転軸心Ｓと平行方向に案内するリニアガイド３６と、伸縮部材３５を伸縮駆動するエアシリンダ３７などを備えている。

【0038】

上記の伸縮部材３５は、連結板３３とほぼ同幅の板部材であり、リニアガイド３６のガイドレール３６ａよりも幾分短く形成され、ガイドレール３６ａの外側近傍に平行に配設されている。伸縮部材３５の上端部がリニアガイド３６のスライダ３６ｂにボルト３５ａで固定され、伸縮部材３５はリニアガイド３６によって前記回転軸心Ｓと平行方向に低摩擦で円滑に移動するように案内される。伸縮部材３５の先端部（下端部）にハンド４Ａが取り付けられている。

【0039】

図１，図２に示すように、リニアガイド３６は、手首部Ｗの取付け面Ｆと直交する方向に延びるガイドレール３６ａと、ガイドレール３６ａに上下方向に摺動自在に係合されたスライダ３６ｂとを備えている。ガイドレール３６ａは、連結板３３の下半部分の外面に複数のボルトで固定されている。スライダ３６ｂは図１に実線で示す上限位置と、２点鎖線で示す下限位置とに亙って昇降可能に構成されている。スライダ３６ｂが上限位置のとき伸縮部材３３は収縮状態になり、スライダ３６ｂが下限位置のとき伸縮部材３３が伸長状態になる。

【0040】

次に、エアシリンダ３７について説明する。
図１，図２に示すように、複動型のエアシリンダ３７は、シリンダ本体３８と、シリンダ本体３８内のピストン部から下方へ延びてシリンダ本体３８から突出しているピストンロッド３９とを備えている。このエアシリンダ３７は、連結板３３の上半部分の外側に間隔を空けて回転軸心Ｓと平行に配設されている。シリンダ本体３８内のピストン部の上側に往動作動室が形成され、ピストン部の下側に復動作動室が形成されている。

【0041】

シリンダ本体３８の上端部の端壁部材３８ａには、往動作動室に連通した加圧エアポート３８ｃが形成され、シリンダ本体３８の下端部の端壁部材３８ｂには、復動作動室に連通した加圧エアポート３８ｄが形成され、これら加圧エアポート３８ｃ，３８ｄは、加圧エア供給ホース（図示略）により加圧エア供給源に夫々接続されている。ピストンロッド３９を伸長させる際には、往動作動室に加圧エアを供給し、復動作動室の加圧エアを排出する。上記と反対に、ピストンロッド３９を伸長させる際には、復動作動室に加圧エアを供給し、往動作動室の加圧エアを排出する。

【0042】

シリンダ本体３８の上端側の端壁部材３８ａは、Ｌ形金具４０とスペーサ４１を介して連結板３３の上端部に固定され、シリンダ本体３８の下端側の端壁部材３８ｂは、Ｌ形金具４２とスペーサ４３を介して連結板３３の中段部に固定されている。

【0043】

ピストンロッド３９の下端部を伸縮部材３５に固定するため、伸縮部材３５の中段部において、伸縮部材３５の外面に連結台４４が固定され、この連結台４４の水平な上面に連結ブロック４５が固定され、ピストンロッド３９の下端部が連結ブロック４５にナットを含むネジ結合４６にて連結されている。連結台４４は、２枚のブラケット４４ａと、これらブラケット４４ａの上端に固着された水平板４４ｂとで構成されている。

【0044】

次に、３種類のハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃについて説明する。
図１〜図１０に示すように、本実施例のロボットハンド装置１においては、収納ケース内にバラ積みされた状態の種々の姿勢のワークＷ１を把持する為に、３種類のハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃが３組の伸縮部材３５の先端に夫々設けられている。

【0045】

ハンド４Ａは縦向き姿勢のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持可能なハンドであり、ハンド４Ｂは横向き姿勢のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持可能なハンドであり、ハンド４Ｃは横向きに配置されたワークＷ１の大径部Ｗ１ｂを把持可能なハンドである。

【0046】

ハンド４Ａ，４Ｂは、同様の構成のものであるので、最初にハンド４Ａの構成について説明する。図１〜図５に示すように、ハンド４Ａは、ハンド本体５０と、このハンド本体５０内に設けられたハンド駆動機構（図示略）と、このハンド駆動機構によって開閉駆動されてワークＷ１を把持可能な１対の爪部材５１，５２とを備えている。

【0047】

ハンド本体５０は直方体状の箱体に構成され、このハンド本体５０は伸縮部材３５の下端部の外面に複数のボルト５０ａで固定されている。ハンド本体５０の内部のハンド駆動機構は、小型の複動型エアシリンダにより１対の爪部材５１，５２を開閉駆動するように構成してある。上記のエアシリンダに加圧エアを供給・排出する為の２つの加圧エアポート５０ｂ，５０ｃがハンド本体５０に設けられ、これら２つの加圧エアポート５０ｂ，５０ｃは、加圧エア供給ホース（図示略）を介して加圧エア供給源に夫々接続されている。

【0048】

ハンド駆動機構で開閉駆動される１対の平行な出力部材５３，５４がハンド本体５０から下方へ縦向きに突出する状態に設けられ、これら１対の出力部材５３，５４に１対の爪部材５１，５２が複数のボルト５１ａ，５２ａにより夫々固定されている。

【0049】

１対の爪部材５１，５２は側面視Ｌ形に形成され、爪部材５１，５２の上部には出力部材５３，５４の外面に固定される固定部５１ｂ，５２ｂが形成され、爪部材５１，５２の下部には固定部５１ｂ，５２ｂよりも回転軸心Ｓと反対側へ突出し且つワーク把持側の内面が出力部材５３，５４の内面とほぼ同一面とされた爪部５１ｃ，５２ｃが形成されている。

【0050】

１対の爪部材５１，５２において、爪部５１ｃ，５２ｃの内面部分には、縦向き姿勢のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持可能なＶ溝状の縦溝部５５，５６と、この縦溝部５５，５６と直交状の横溝部５７，５８であって、横向き姿勢のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持可能な横溝部５７，５８とが形成されている。

【0051】

これらハンド４Ａ，４ＢによりワークＷ１を把持する場合、ハンド本体５０内のエアシリンダへの加圧エアの供給・排出を制御することにより、伸長状態のエアシリンダを収縮動作させると、１対の出力部材５３，５４及び１対の爪部材５１，５２が相接近するように閉駆動され、ワークＷ１を把持することができる。

【0052】

縦向き姿勢のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持する場合は、図１〜図３に示すように、縦溝部５５，５６間にワークＷ１の縦向きの軸部Ｗ１ａを挟持することでワークＷ１を把持する。横向き姿勢のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持する場合は、図４、図５に示すように、横溝部５７，５８間にワークＷ１の横向きの軸部Ｗ１ａを挟持することでワークＷ１を把持する。

【0053】

ワークＷ１の把持を解除する場合には、前記のエアシリンダへの加圧エアの供給・排出を制御することにより、収縮状態のエアシリンダを伸長動作させると、１対の出力部材５３，５４及び１対の爪部材５１，５２が相離隔するように開駆動され、ワークＷ１の把持を解除することができる。

【0054】

尚、斜め姿勢のワークＷ１を把持可能にする為に、図６に示すように、ハンド４Ａを爪部５１ｃ，５２ｃが斜め上方に向くように傾斜状に伸縮部材３５に固定しても良い。同様に、ハンド４Ａをその爪部５１ｃ，５２ｃが先端側が斜め下方に向くように傾斜状に伸縮部材３５に固定しても良い。

【0055】

次に、ハンド４Ｃについて説明する。
図７〜図９に示すように、ハンド４Ｃは、ハンド本体６０と、このハンド本体６０に設けられたエアシリンダを含むハンド駆動機構と、このハンド駆動機構で開閉駆動される１対の出力部材６１，６２と、ハンド駆動機構により出力部材６１，６２を介して開閉駆動されてワークＷ１を把持可能な１対の爪部材６３，６４とを備え、横向き姿勢のワークＷ１の大径部Ｗ１ｂを把持するものである。ハンド本体６０と出力部材６１，６２とハンド駆動機構は、ハンド４Ａ，４Ｂのものと同様であるのでそれらについての説明は省略し、１対の爪部材６３，６４について説明する。尚、図７における左右方向を左右方向として説明する。

【0056】

１対の爪部材６３，６４は、平行に配置されたほぼクランク形状に構成されている。図７、図８に示すように、右側の爪部材６３は、上部の固定部６５と、水平板部６６と、縦向きの爪部６７と、補強用の複数のリブなどで一体的に構成されている。固定部６５は縦向きの板部材からなり、その上端部が出力部材６１の外面に複数のボルト６５ａにより固定されている。水平板部６６の右端部が固定部６５の下端に固定され、爪部６７は水平板部６６の左端部分に固定されている。

【0057】

爪部６７は、ワークＷ１の軸部Ｗ１ａを下方から導入可能なアーチ形の開口部６７ａとその両側の１対の爪部本体６７ｂとを有する縦板６７ｃであって出力部材６１と平行な縦板６７ｃと、この縦板６７ｃの１対の爪部本体６７ｂの右端面と水平板部６６とに固定された１対の補強リブ６７ｄとで構成されている。尚、アーチ形の開口部６７ａの幅はワークＷ１の軸部Ｗ１ａの直径よりも大きく、大径部Ｗ１ｂの直径よりも小さい。

【0058】

図７、図９に示すように、左側の爪部材６４は、上部の固定部６８と、水平板部６９と、縦向きの爪部７０と、補強用の複数のリブなどで一体的に構成されている。固定部６８は縦向きの板部材からなり、その上端部が出力部材６２の外面に複数のボルト６８ａにより固定されている。水平板部６９の右端部が固定部６８の下端部に固定され、爪部７０は水平板部６９の左端部分に固定されている。

【0059】

爪部７０は、ワークＷ１の軸部Ｗ１ａを下方から導入可能なアーチ形の開口部７０ａとその両側の１対の爪部本体７０ｂとを有する縦板７０ｃであって出力部材６２と平行な縦板７０ｃと、この縦板７０ｃの１対の爪部本体７０ｂの左端面と水平板部６９とに固定された１対の補強リブ７０ｄとで構成されている。尚、アーチ形の開口部７０ａの幅はワークＷ１の軸部Ｗ１ａの直径よりも大きく、大径部Ｗ１ｂの直径よりも小さい。

【0060】

水平板部６９は、爪部材６３の水平板部６６よりも上側に配置され、爪部７０は、爪部材６３の爪部６７に左方から対向しており、爪部７０のアーチ形の開口部７０ａにワークＷ１の軸部Ｗ１ａを下方から導入すると共に、爪部６７，７０の間にワークＷ１の大径部Ｗ１ｂを位置させた状態で、ハンド駆動機構により１対の爪部材６３，６４を接近させることにより、図７に示すように爪部６７と爪部７０とでワークＷ１の大径部Ｗ１ｂを把持することができ、ワークＷ１の取り出し後に１対の爪部材６３，６４を離隔方向へ駆動することにより、ワークＷ１に対する把持を解除可能に構成されている。

【0061】

尚、爪部６７にも、アーチ形の開口部６７ａが形成されているため、その開口部６７ａにワークＷ１の軸部Ｗ１ａを下方から導入し、爪部６７と爪部７０との間にワークＷ１の大径部Ｗ１ｂを位置させた状態にした場合にも、ワークＷ１を把持することができる。
尚、図１０に示すように、ハンド４Ｃの爪部６７と爪部７０によって傾斜姿勢のワークＷ１の大径部Ｗ１ｂを把持して、ワークＷ１を取り出すこともできる。

【0062】

次に、本発明のロボットハンド装置１の作用、効果について説明する。
最初に、図示しないロボット制御ユニットによりロボットアームＡを駆動制御して、ロボットアームＡを待機位置に移動させ、ハンド駆動制御ユニット（駆動制御手段）によりロボットハンド装置１を駆動制御することにより、３組のエアシリンダ３７の各々の復動作動室に加圧エアを供給するとともに、各々の往動作動室の加圧エアを排出することで、図１に示すように、３組の伸縮部材３５を上限位置へ復帰させた初期状態にする。

【0063】

次に、ロボット及びロボットハンド装置１により、収納ケース内にバラ積みされた状態の種々の姿勢のワークＷ１の取り出しを行う場合、１度の取り出し毎に、ロボットアームＡ側に装備された撮像機器により収納ケース内を撮像し、その画像情報に基づいて把持対象のワークＷ１を決定し、ロボットアームＡの位置を制御し、ロボットハンド装置１を動作させる。

【0064】

この場合、ロボットアームＡを収納ケースの上方に移動させ、撮像機器により撮像を行なってから 第１のハンド４Ａで把持可能な縦向き姿勢（又は横向き姿勢）の第１のワークＷ１を決定し、次にロボットアームＡの手首部Ｗを回転駆動して、第１のハンド４Ａを把持対象の第１のワークＷ１の上方に位置させる。

【0065】

次に、第１のエアシリンダ３７の往動作動室に加圧エアを供給すると共に、復動作動室の加圧エアを排出しながら第１の伸縮部材３５を伸長させ、第１のハンド４Ａで第１のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持する。

【0066】

次に、上記の第１のエアシリンダ３７により第１の伸縮部材３５と第１のハンド４Ａを上昇させてから、前記と同様にロボットアームＡの移動及び／又は手首部Ｗの回転を介して第２のハンド４Ｂを横向き姿勢（又は縦向き姿勢）のワークＷ１の上方に位置させ、第２のエアシリンダ３７を伸長させて第２のハンド４Ｂで第２のワークＷ１の軸部Ｗ１ａを把持してから、第２の伸縮部材３５と第２のハンド４Ｂを上昇させる。

【0067】

以下同様にして、第３のハンド４Ｃに横向きに配置されたワークＷ１の大径部Ｗ１ｂを把持させ且つ上昇位置に保持し、その後、ロボットアームＡによりロボットハンド装置１を、目的位置へ移動させて、第１〜第３のハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃで把持した第１〜第３のワークＷ１を目的位置のパレット上に整列させた状態に載置する。

【0068】

このように、ワークの取り出し作業を３個ずつのワークを単位として行うことができるため、ワークの取り出し作業を能率的に行うことができる。つまり、複数の伸縮機構３の伸縮部材３５を順々に伸長させてそのハンド４Ａ，４Ｂ，４ＣでワークＷ１を把持するのを繰り返して、複数のハンド４Ａ，４Ｂ，４ＣにワークＷ１を把持した状態でロボットアームＡを動作させることにより、一度の取り出し動作で複数のワークＷ１を取り出せるため、作業能率を格段に高めることができる。

【0069】

ここで、複数のワークＷ１が、バラ積み状態で収納ケースに収納されている場合、収納ケース内が仕切り板で区画されている場合など、収納ケース及び／又は仕切り板の隅部などの狭隘空間、収納ケース及び／又は仕切り板とワークＷ１の間の狭隘空間、ワークＷ１とワークＷ１の間の狭隘空間などに、ハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃを挿入して把持することも必要である。

【0070】

ロボットアームＡの先端側には、伸長状態の伸縮部材３５の先端に１つのハンド４Ａがあるだけで、その他のハンド４Ｂ，４Ｃは収縮状態の伸縮部材３５により退避した位置に保持されるため、その他のハンド４Ｂ，４Ｃと収納ケースやその内部のワークＷ１との干渉を避けることができ、収納ケースの奥部や隅部などの狭隘空間からのワークＷ１の取り出しが可能となる。しかも、複数のハンド４Ａ，４Ｂ，４ＣとしてワークＷ１の形状や姿勢に応じた複数種類のハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃを採用することができるため、ロボットハンド装置１でワークＷ１を把持する性能を高め、汎用性を高めることができる。

【0071】

複数の伸縮機構３は、本体部材２に手首部Ｗの回転軸心Ｓを中心として周方向に等間隔になるように配置されたので、複数の伸縮機構３をコンパクトに配置することができ、ロボットハンド装置１の小型化を図ることができ、手首部Ｗの回転を介して伸縮機構３の位置を制御できるため制御上も有利である。

【0072】

このロボットハンド装置１は、複数種類の形状又は姿勢のワークＷ１に対応する複数種類のハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃを備えているので、これら複数種類のハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃによって、複数種類の形状（軸部、大径部）又は姿勢（縦向き、横向き、斜め向き）のワークＷ１の取り出し作業を容易に実行することができる。

【0073】

伸縮機構３は、伸縮部材３５と、伸縮部材３５とこの伸縮部材３５の先端部に連結されたハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃを手首部Ｗの回転軸心Ｓと平行方向に案内するリニアガイド３６と、この伸縮部材３５を伸縮駆動するエアシリンダ３７とを備えているため、エアシリンダ３７の駆動力によって伸縮部材３５を駆動することができ、伸縮機構３の動作を円滑で高精度、高速化することができ、構成を簡単化できる。

【実施例2】

【0074】

次に、実施例１のロボットハンド装置１に適用可能なバラ積み状態のワークの取り出し処理の一例について説明する。

【0075】

図１１に示すように、本実施例のロボットハンド装置１Ａは、ロボットハンド装置１の伸縮機構３と同様の２組の伸縮機構３Ａを本体部材２Ａの両側部に装備したものである。２組の伸縮機構３Ａの伸縮部材３５Ａの先端部（下端部）には、ハンド４Ａ，４Ｂが夫々取り付けられている。

【0076】

この本体部材２Ａの下端部の中央部には、撮像用のカメラ７０（撮像手段に相当する）が下向きに設けられており、ロボットハンド装置１Ａを収納ケース７１の上方の所定高さ位置に保持した状態で、このカメラ７０により収納ケース７１内の収納エリアの全体を撮像可能になっている。尚、カメラ７０の取付位置は、本体部材２Ａの下端部に限定する必要はなく、本体部材２Ａの近傍部に設けるようにしても良いし、収納ケース７１内の収納エリアの全体を撮像可能であれば取付位置は特に限定しない。

【0077】

図１２に示すように、ロボットを制御するロボット駆動制御ユニット７２は、ロボットの第１〜第７軸のサーボモータ７２ａ，７２ｂ・・などを制御するものであり、ハンド駆動制御ユニット７３は２組の伸縮機構３Ａのエアシリンダ３７Ａを独立に駆動制御すると共に、ハンド４Ａ，４Ｂを独立に駆動制御するものである。ハンド駆動制御ユニット７３はロボット駆動制御ユニット７２に接続されている。ロボット駆動制御ユニット７２とハンド駆動制御ユニット７３とが、駆動制御手段に相当する。

【0078】

伸縮機構３Ａのエアシリンダ３７Ａの駆動制御は、加圧エア供給源のバルブ類の制御を介して行われる。ハンド４Ａ，４Ｂの駆動制御は、加圧エア供給源のバルブ類の制御と、真空ポンプ及びバルブ類の制御を介して行われる。カメラ７０で撮像した画像データはロボット駆動制御ユニット７２へ供給される。尚、本実施例のロボットは７軸の多関節ロボットを例にして説明するが、７軸のロボットに限らず５軸、６軸のロボットでもよく、多関節ロボット以外のロボットでもよい。

【0079】

次に、ロボット駆動制御ユニット７２とハンド駆動制御ユニット７３により実行されるバラ積み状態のワークの取り出し制御について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。このワークの取り出し制御の制御プログラムは、ロボット駆動制御ユニット７２のコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１，２・・・）は各ステップを示す。

【0080】

先ず、ロボットハンド装置１Ａによるバラ積み状態の複数のワークＷ２を取り出す制御が開始されると、ロボットアームＡの位置を制御することにより、カメラ７０を収納ケース７１の真上に移動させ、図１１に示す位置よりも上方の所定高さ位置にカメラ７０を保持した状態で、複数のワークＷ２をバラ積み状態に収納した収納ケース７１内の収納エリアの全体をカメラ７０により撮像する（Ｓ１）。このカメラ７０により撮像された画像データは、ロボット駆動制御ユニット７２に供給されてコンピュータの揮発性の記憶部（例えば、ＲＡＭ）に一時的に格納される。

【0081】

次に、ロボット駆動制御ユニット７２において、カメラ７３から供給された画像データから収納エリア内における複数のワークＷ２の形状や姿勢を解析して記憶する（Ｓ２）。次に、複数のワークＷ２の形状や姿勢と関連付けて収納ケース７１内の収納エリアを２組のハンド４Ａ，４Ｂに夫々対応する２つの分割エリアＡ，Ｂに分割して、その分割エリアＡ，Ｂに関するデータを記憶する（Ｓ３）。

【0082】

このワークの取り出し制御においては、カメラ７０による１回の撮像情報に基づいて、２組のハンド４Ａ，４Ｂによる２個のワークＷ２の取り出しを行う関係上、一方の分割エリアＡからワークＷ２を取り出した際に、分割エリアＡのバラ積み状態のワークＷ２の一部が崩れる可能性があるが、このワークＷ２の崩れが他方の分割エリアＢに影響を及ぼさないように収納エリアを分割する。

【0083】

次に、ロボット駆動制御ユニット７２により第１軸〜第７軸のサーボモータ７２ａ，７２ｂ・・・を駆動制御してロボットアームＡの位置を制御し、ハンド４Ａを分割エリアＡの上方に移動させ且つハンド４Ａを把持対象となるワークＷ２の上方に移動させる（Ｓ４）。

【0084】

次に、分割エリアＡからワークＷ２を取り出す為に、ハンド駆動制御ユニット７３により伸縮機構３Ａの伸縮部材３５Ａを把持対象のワークＷ２へ向けて伸長させ（Ｓ５）、ハンド駆動制御ユニット７３を制御して、左側のハンド４ＡにワークＷ２を把持させ（Ｓ６）、次に、伸縮部材３５Ａを上方へ収縮動作させることで、ワークＷ２を分割エリアＡから取り出す（Ｓ７）。

【0085】

次に、Ｓ８においてワークＷ２の取り出し作業が完了したか否かを判定し、Ｎｏの場合、Ｓ９に移行し、第１軸〜第７軸のサーボモータ７２ａ，７２ｂ・・・を駆動制御して、ロボットアームＡの位置を制御し、ハンド４Ｂを分割エリアＢの上方に移動させ且つハンド４Ｂを把持対象となるワークＷ２の上方に移動させる（Ｓ４）。

【0086】

次に、分割エリアＢのワークＷ２をハンド４Ｂで取り出す為に、ハンド駆動制御ユニット７３により伸縮機構３Ａの伸縮部材３５Ａを把持対象のワークＷ２へ向けて伸長させ（Ｓ５）、ハンド駆動制御ユニット７３の制御を介して、右側のハンド４ＢにワークＷ２を把持させ（Ｓ６）、次に、伸縮部材３５Ａを上方へ収縮動作させることで、ワークＷ２を分割エリアＢから取り出す（Ｓ７）。

【0087】

次に、ハンド４Ａ，４Ｂによって収納エリアから複数のワークＷ２の取り出し作業が完了したか否かを判定し（Ｓ８）、Ｙｅｓの場合、Ｓ１０に移行し、第１軸〜第７軸のサーボモータ７２ａ，７２ｂ・・・を駆動制御して、ロボットアームＡの位置を制御し、左右のハンド４Ａ，４Ｂで夫々把持した２つのワークＷ２を所定の場所に移動させて所定のパレット上に載置台する。

【0088】

次に、ワークＷ２の取り出し作業が終了したか否か判定し（Ｓ１１）、Ｎｏの場合、Ｓ１に移行してＳ１以降を繰り返えし実行し、Ｙｅｓの場合は、ロボットハンド装置１ＡによるワークＷ２の取り出し作業を終了する。

【0089】

尚、本実施例では、２つのハンド４Ａ，４Ｂで２分割した収納エリアからの複数のワークＷ２の取り出し作業について説明したが、２分割に限らず、３組の伸縮機構及びハンドを装備している場合には、収納エリアを３分割し、５組の伸縮機構及びハンドを装備している場合には、収納エリアを５分割するなど、伸縮機構及びハンドの数に応じて収納エリアを複数分割するものとする。

【0090】

以上説明したように、本実施例のワークＷ２の取り出し制御おいては、カメラ７０で収納エリアを撮像する毎に、収納エリアをハンド４Ａ，４Ｂに対応する２つのエリアＡ，Ｂに分割し、カメラ７０から受ける画像データに基づいて、ロボット駆動制御ユニット７２がロボットハンド装置１Ａの位置を制御すると共に、ハンド駆動制御ユニット７３が２組の伸縮機構３Ａ及びハンド４Ａ，４Ｂを夫々独立に駆動制御して２組のハンド４Ａ，４Ｂにより２つのワークＷ２を把持するので、収納エリアからワークＷ２を取り出す為の最適なエリアを選択し、ハンド４Ａによるワークの取り出しの影響を受けることなく、ハンド４Ｂでワークを取り出すことができる。

【実施例3】

【0091】

次に、実施例１のロボットハンド装置１を部分的に変更した実施例３に係るロボットハンド装置１Ｂについて説明する。

【0092】

図１４，図１５に示すように、ロボットハンド装置１Ｂは、籠のような形状の本体部材２Ｂと、この本体部材２Ｂに設けられた複数の伸縮機構３Ｂと、これら複数の伸縮機構３Ｂの伸縮部材３５Ｂの先端部に夫々取り付けられた複数の吸着式のハンド４Ｄとを備えている。尚、図１４，図１５においては、ロボットハンド装置１Ｂの伸縮機構３Ｂとハンド４Ｄを一組のみ図示し、それ以外の伸縮機構３Ｂとハンド４Ｄの図示は省略している。

【0093】

このロボットハンド装置１Ｂの伸縮機構３Ｂは、エアシリンダ３７Ｂのピストンロッド３９Ｂを進出側へ弾性付勢する圧縮状態の弾性部材３０を備えているが、本体部材２Ｂと伸縮機構３Ｂとハンド４Ｄは、実施例１の本体部材２と伸縮機構３とハンド４Ａ〜４Ｃと異なる部分はあるが基本的に共通しているものなので詳細な説明は省略する。

【0094】

弾性部材３０は、圧縮状のスプリング部材で構成され、本体部材２Ｂと伸縮部材３５Ｂとの間において、ピストンロッド３９Ｂに外嵌状に且つ圧縮状に装着されている。この弾性部材３０は、図１４に示すようにピストンロッド３９Ｂが退入状態になると最大圧縮状になり、図１５に示すピストンロッド３９Ｂが伸長状態になると最小圧縮状態になるように設定されている。

【0095】

この構成によると、伸縮部材３５Ｂの伸長方向の力は、弾性付勢力（バネ力）から得られるので、エアシリンダ３７Ｂへの進出用加圧エアの供給ラインを１系統減らすことができる上、弾性付勢力による緩衝作用を得ることができる。この緩衝作用により、ハンド４ＤとワークＷ３の精密な位置決めが不要となる。ハンド４Ｄが吸着式のものであるので、弾性付勢力によりハンド４ＤをワークＷ３に押圧するぐらいに進出動作させることで、ハンド４ＤとワークＷ３が密着状に当接し、ハンド４Ｄからのエア漏れを防止できる。

【0096】

尚、上記では、弾性部材３０は、伸縮部材３５Ｂを進出側へ弾性付勢しているが、これに限定する必要はなく、エアシリンダ３７Ｂのピストンロッド３９Ｂを退入側へ弾性付勢する弾性部材を備える構成であっても良い。この場合も同様に、エアシリンダ３７Ｂへの退入用加圧エアの供給ラインを１系統減らすことができる。また場合によっては、複数のハンド４Ｄで１つのワークを把持しても良い。このようにすることで、ワークをより強固に把持することができる。

【実施例4】

【0097】

次に、ロボットハンド装置１，１Ｂに適用可能なベルトコンベア上にバラバラな状態で配置されて搬送される複数のワークの取り出し処理の一例について説明する。

【0098】

図１６に示すように、本実施例のロボットハンド装置１Ｃは、実施例３のロボットハンド装置１Ｂとほぼ同様な構成のものであって、本体部材２Ｂと、４組の伸縮機構３Ｂと、各伸縮機構３Ｂの伸縮部材３５Ｂの先端部に夫々取り付けられた４組の吸着式のハンド４Ｄとを備えている。尚、図１６においては、ロボットハンド装置１Ｃの伸縮機構３Ｂとハンド４Ｄを二組のみ図示し、それ以外の２組の伸縮機構３Ｂとハンド４Ｄの図示は省略している。

【0099】

本体部材２Ｂの下端部の中央部には、撮像用のカメラ７０Ｃ（撮像手段に相当する）が下向きに設けられており、ロボットハンド装置１Ｃをベルトコンベア８０の上方の所定高さ位置に保持した状態で、このカメラ７０Ｃによりベルトコンベア８０上の複数のワークＷ４の搬送状態を撮像可能になっている。尚、カメラ７０Ｃの取付位置は、本体部材２Ｂの下端部に限定する必要はなく、本体部材２Ｂの近傍部に設けるようにしても良いし、ベルトコンベア８０上のワークＷ４の搬送状態を撮像可能であれば取付位置は特に限定しない。カメラ７０Ｃで撮像した画像データはロボット駆動制御ユニット７２Ｃへ供給される。

【0100】

図１７に示すように、ロボットを制御するロボット駆動制御ユニット７２Ｃは、第１軸〜第７軸のサーボモータ７２ａ，７２ｂ・・などを制御するものであり、ロボット駆動制御ユニット７２Ｃに接続されたハンド駆動制御ユニット７３Ｃは、４組の伸縮機構３Ｂのエアシリンダ３７Ｂを独立に駆動制御すると共に、ハンド４Ｄを独立に駆動制御するものである。ロボット駆動制御ユニット７２Ｃとハンド駆動制御ユニット７３Ｃとが、駆動制御手段に相当する。尚、これら制御ユニット７２Ｃ，７３Ｃは、実施例２のロボット駆動制御ユニット７２やハンド駆動制御ユニット７３と実質的に同様なものである。

【0101】

次に、ロボット駆動制御ユニット７２Ｃとハンド駆動制御ユニット７３Ｃにより実行されるベルトコンベア８０上にバラバラな状態で配置されて搬送される同種の複数のワークＷ４を取り出して収納箱に収納するワークの取り出し制御について、図１８のフローチャートに基づいて説明する。このワークの取り出し制御の制御プログラムは、ロボット駆動制御ユニット７２Ｃのコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝２１，２２・・・）は各ステップを示す。

【0102】

先ず、このワークの取り出し制御の概要について説明する。
このワークの取り出し制御においては、カメラ７０でコンベア８０上のワークＷ４の搬送状態を撮像し、ロボット駆動制御ユニット７２Ｃにより、ワークＷ４のロボットアームＡによる搬送の搬送先の収納情報とカメラ７０から受ける画像情報とに基づいて、手首部Ｗの位置及び旋回角度を制御しながら複数の伸縮機構３Ｂを夫々独立に駆動制御して、複数のハンド４Ｄにより複数のワークＷ４の平面視における姿勢を揃えながら把持して収納箱８１に収納する。

【0103】

ロボットハンド装置１Ｃによる、図１９（ａ）に示すベルトコンベア８０により搬送される複数のワークＷ４を取り出す制御が開始されると、ロボットアームＡの位置を制御することにより、カメラ７０Ｃをベルトコンベア８０の撮像対象部分の真上の所定高さ位置に移動させ、手首部Ｗの旋回姿勢を所定姿勢に保持した状態で、カメラ７０Ｃによりベルトコンベア８０の撮像対象部分上の複数のワークＷ４の搬送状態を撮像する（Ｓ２１）。
このカメラ７０Ｃにより撮像された画像データは、ロボット駆動制御ユニット７２Ｃに供給されてコンピュータの揮発性の記憶部（例えば、ＲＡＭ）に一時的に格納される。

【0104】

ロボット駆動制御ユニット７２Ｃにおいて、カメラ７３から供給された画像データから把持対象の４つのワークＷ４の姿勢を解析すると共に、予め記憶部に記憶されているロボットアームＡによる搬送の搬送先の収納情報（例えば、収納箱８１の位置等）に基づいて４つのワークＷ４の収納位置を解析する（Ｓ２２）。

【0105】

次に、ソフトカウンタＣを「０」に初期化する（Ｓ２３）。次に、ロボット駆動制御ユニット７２Ｃにより第１軸〜第７軸のサーボモータ７２ａ，７２ｂ・・・を駆動制御して、撮像時点からの経過時間とコンベア８０の搬送速度を加味しながら、今回把持するＣ番目（但し、Ｃ＝１，２，３，４の何れか）のワークＷ４の姿勢に応じて且つ把持するワークＷ４の姿勢が同一姿勢に揃うように、ロボットアームＡの手首部Ｗの位置及び旋回角度を制御しながら、１組のハンド４Ｄを今回把持対象のＣ番目のワークＷ４の上方に移動させる（Ｓ２４）。

【0106】

次に、ベルトコンベア８０上からＣ番目のワークＷ４を取り出す為に、ハンド駆動制御ユニット７３Ｃにより、１組の伸縮機構３Ｂの伸縮部材３５ＢをＣ番目のワークＷ４へ向けて伸長させ（Ｓ２５）、ハンド４Ｄの吸着パッド４ＤａにワークＷ４の重心Ｇ近傍部を吸着把持させる（Ｓ２６）。次に、伸縮部材３５Ｂを上方へ収縮動作させることで、前記ワークＷ４をベルトコンベア８０上から取り出す（Ｓ２７）。次に、ソフトカウンタＣを「１」だけインクリメントする（Ｓ２８）。

【0107】

次に、Ｓ２９において、ソフトカウンタＣ＝４か否か判定することにより４つのハンド４Ｄで４つのワークＷ４の取り出し作業が完了したか否かを判定する。その判定がＮｏの場合、Ｓ２４に移行してＳ２４〜Ｓ２８を繰り返えし、Ｓ２９の判定がＹｅｓとなった場合にはＳ３０へ移行する。

【0108】

次に、Ｓ３０において、第１軸〜第７軸のサーボモータ７２ａ，７２ｂ・・・を駆動制御して、収納情報と把持した４つのワークの姿勢に基づいて、ロボットアームＡの位置を制御し、４組のハンド４Ｄで夫々把持した４つのワークＷ４を搬送先の収納箱８１の上方へ移動させる。次に、Ｓ３１において、図１９（ｂ）に示すように、ハンド駆動制御ユニット７３Ｃの制御を介して、収納箱８１の４つの収納部に合うように手首部Ｗを旋回させて、平面視にて姿勢が揃えられた４つのワークＷ４の４組のハンド４Ｄによる把持を解除して収納箱８１の収納部に４つのワークＷ４を一括して収納する。

【0109】

次に、ワークＷ４の取り出し作業が終了したか否か判定し（Ｓ３１）、Ｎｏの場合、Ｓ２１に移行してＳ２１以降を繰り返えし実行し、Ｙｅｓの場合は、ロボットハンド装置１ＣによるワークＷ４の取り出し制御を終了する。

【0110】

尚、本実施例では、４つのハンド４Ｄでベルトコンベア８０上に適当に配置された４つのワークＷ４の取り出し作業について説明したが、４つに限らず、１組〜３組，５組以上の伸縮機構及びハンドを装備し、搬送先もこれらの数のワークを収納可能な場合には、これらの数に対応するように、ハンドによりワークＷ４を平面視における姿勢を揃えながら把持して搬送して、一括して収容しても良い。

【0111】

尚、複数のハンド４Ｄで吸着把持されるワークＷ４の相対的な位置姿勢は、ロボットアームＡによる搬送の搬送先の収納箱８１の収納情報に合致すれば良いので、図１９（ｃ）に示すように、複数のハンド４ＤでワークＷ４の重心Ｇをずらせた状態で把持することも可能である。また、本実施例では、吸着式のハンド４Ｄについて説明したが、特にこれに限定する必要はなく、複数のワークＷ４を平面視における姿勢を揃えた状態で把持することができるのであれば、実施例１のハンド４Ａ〜４Ｃを使用しても良い。

【0112】

以上説明したように、本実施例のワークＷ４の取り出し制御おいては、カメラ７０ＣでワークＷ４の搬送状態を撮像し、ワークＷ４のロボットアームＡによる搬送の搬送先の収納情報とカメラ７０Ｃから受ける画像情報とに基づいて、ロボット駆動制御ユニット７２Ｃが、手首部Ｗの位置及び旋回角度を制御しながら、ハンド駆動制御ユニット７３Ｃが、複数の伸縮機構３Ｂを夫々独立に駆動制御して、複数のハンド４Ｄにより複数のワークＷ４の平面視における姿勢を制御しながら把持するので、ロボットアームＡによる搬送の搬送先で、ロボットアームＡの手首部Ｗをワーク把持状態のハンド４Ｄ毎に旋回させる必要がなくなり、複数のワーク４Ｄを収納箱８１に迅速に載置することができる。

【0113】

尚、本実施例は７軸の多関節ロボットに本発明のロボットハンド装置を適用して複数のワークを把持することを例にして説明しているが、多関節７軸のロボットに限らず、これ以外のロボット、特にパラレルリンクロボット（所謂、デルタロボット）を採用するのが好適である。この場合、パラレルリンクロボットに本発明のロボットハンド装置を適用すると、手首部の回転軸の１自由度に加えて、位置決めに必要な自由度を持たせることも可能となる。

【0114】

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例１のロボットハンド装置１においては、３組の伸縮機構３及びハンド４Ａ，４Ｂ，４Ｃが設けられ、特にこれらの数に限定する必要はなく、２組でもよく、４組以上の伸縮機構とハンドを設けることもできる。また、複数のハンドとして、全て同じ構成のものを採用しても良い。

【0115】

［２］前記実施例１〜４において、前記伸縮機構３，３Ａ，３Ｂの伸縮部材を伸縮させるのにエアシリンダ３７，３７Ａ，３７Ｂを採用したが、このエアシリンダ３７，３７Ａ，３７Ｂの代わりに、油圧シリンダ、電動シリンダなども採用可能である。

【0116】

［３］前記実施例１〜４のロボットハンド装置１，１Ａ〜１Ｃにおける本体部材２，２Ａ，２Ｂは一例を示すものに過ぎず、種々の構造の本体部材を採用することも可能であり、本体部材２，２Ａ，２Ｂは、鋼製のものでもよく、軽合金製のものでもよく、合成樹脂製のものでもよい。

【0117】

［４］前記実施例１〜４のハンド４Ａ〜４Ｄは把持式や吸着式のハンドであったが、ハンドの構造は上記のものに限定されず、磁力でワークＷ１〜Ｗ４を固定する磁力式のハンドやこれら以外の構造のものを採用しても良い。

【0118】

［５］前記実施例１〜４の本体部材２，２Ａ，２Ｂは、手首部Ｗの取付け面Ｆに対して垂直方向に延びるように設けられ、複数の伸縮機構３，３Ａ，３Ｂは、本体部材２，２Ａ，２Ｂに手首部Ｗの回転軸心Ｓを中心として周方向に等間隔になるように配置されているが、特にこれらの構成に限定する必要はなく、本体部材が、手首部Ｗの取付け面Ｆに対して任意の角度で傾いて設けられても良く、また、複数の伸縮機構が、本体部材の手首部Ｗの回転軸心Ｓを中心として配置されなくても良く、周方向に等間隔に配置されなくても良い。

【0119】

［６］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例を部分的に変更した形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0120】

Ａ ロボットアーム
Ｗ 手首部
Ｆ 取付け面
Ｓ 回転軸心
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４ ワーク
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ロボットハンド装置
２，２Ａ，２Ｂ 本体部材
３，３Ａ，３Ｂ 伸縮機構
４Ａ〜４Ｄ ハンド
３０ 弾性部材
３５，３５Ａ，３５Ｂ 伸縮部材
３６ リニアガイド
３７，３７Ａ，３７Ｂ エアシリンダ
７０，７０Ｃ カメラ（撮像手段）
７２，７２Ｃ ロボット駆動制御ユニット（駆動制御手段）
７３，７３Ｃ ハンド駆動制御ユニット（駆動制御手段）

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】