特開 2024-67638 把持機構を備えたハンド、およびこれを備えた部品供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024067638

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】把持機構を備えたハンド、およびこれを備えた部品供給システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240510BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022177868

(22)【出願日】2022-11-07

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100213470

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 真二

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 俊樹

(72)【発明者】

【氏名】丸井 直樹

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS10

3C707ES03

3C707ET08

3C707EV03

3C707HS27

3C707KS03

3C707KS04

3C707KT01

3C707KT06

3C707KT09

3C707NS02

(57)【要約】

【課題】把持機構をロボットの先端に取り付けたままキャリブレーションを行うことができ、且つ、ワークのピックアップをしながらの修正が不要なハンド、および部品供給システムを提供する。
【解決手段】ハンド６は、ロボット４のアーム１０の先端に取り付けられてワークＷをピックアップする。ハンド６は、開閉方向に移動する把持機構２２を有している。把持機構２２は複数の爪部２４を有し、把持機構２２が閉じることでワークＷを爪部２４で把持する。爪部２４に、キャリブレーション治具３０が位置固定される切欠き２６が設けられている。
【選択図】図７Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットのアームの先端に取り付けられて、搬送台上のワークをピックアップするハンドであって、
前記ワークを把持する閉方向および前記ワークを離す開方向に移動する把持機構を備え、
前記把持機構は複数の爪部を有し、前記把持機構が閉じることで前記ワークを前記爪部で把持し、
前記爪部に、キャリブレーション治具が位置固定される切欠きが設けられているハンド。

【請求項2】

請求項１に記載のハンドにおいて、前記キャリブレーション治具は、前記爪部に固定される基部と、前記基部から前記把持機構と反対側に延びるピン部と、を有し、
前記キャリブレーション治具の前記基部の外形は多角形状であり、
前記爪部の切欠きが、前記基部の角に合致する形状であるハンド。

【請求項3】

請求項１または２に記載のハンドにおいて、前記キャリブレーション治具のピン部の先端形状が十字であるハンド。

【請求項4】

請求項１または２に記載のハンドにおいて、前記キャリブレーション治具および前記爪部に、前記爪部が前記キャリブレーション治具を把持した状態で同軸となる治具挿通孔および爪部挿通孔がそれぞれ設けられているハンド。

【請求項5】

請求項１または２に記載のハンドにおいて、さらに、前記把持機構の姿勢を変更する１自由度以上のアクチュエータを備えたハンド。

【請求項6】

ワークを搬送台に供給する部品供給装置と、
前記搬送台が配置された第１のエリアから該第１のエリアとは異なる第２のエリアに前記ワークを搬送するロボットと、
前記ロボットのアームの先端に取り付けられて、前記第１のエリアで前記搬送台上の前記ワークをピックアップし、前記第２のエリアで前記ワークを置くハンドと、を備えた部品供給システムであって、
前記ハンドは、前記ワークを把持する閉方向および前記ワークを離す開方向に移動する把持機構を有し、
前記把持機構は複数の爪部を有し、前記把持機構が閉じることで前記ワークを前記爪部で把持し、
前記爪部に、キャリブレーション治具が位置固定される切欠きが設けられ、
前記把持機構を閉じて内側に力が加わることで、前記ロボットに対する前記キャリブレーション治具の位置と姿勢が固定される部品供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機械部品、電子部品等のワークを把持するハンドの把持機構およびこれを備えた部品供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

機械部品、電子部品等のワークの部品供給システムとして、ワークを自動的に整列させて搬送台に供給し、搬送台上でワークをロボットによってピックアップして次の工程に供給するものがある（例えば、特許文献１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許平６－２３８５８４号公報

【特許文献2】特許６８９２９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示す部品供給システムでは、搬送台の上流に設置されたカメラでワークを撮影し、画像処理などでワークの位置と姿勢を検出し、下流側に設置したロボットでワークをピックアップする。すなわち、撮像エリアでカメラが撮像したワークを含む画像平面は、搬送台によって下流側に一定速度でピックアップエリアに搬送される。その搬送距離を搬送台が取得し、制御装置に送信する。搬送距離は、例えば、搬送台に設置されたモータのエンコーダ値から算出される。

【0005】

搬送台から得られた搬送距離と、カメラから得られた画像平面内でのワーク位置から、制御装置はロボットがワークをピックアップする各関節の駆動位置を算出し、ロボットを動作させてワークをピックアップする。ここで、カメラがワークを含む画像平面を撮像する撮像エリアと、ロボットがワークをピックアップするピックアップエリアとが離れているので、搬送台とロボットとの位置関係を決定するキャリブレーション、カメラとロボットおよび搬送台との位置関係を決定するキャリブレーションが必要となる。

【0006】

特許文献２に示す部品供給システムでは、搬送台（コンベア）が円盤となっており、撮像エリアでカメラが撮像した画像平面は円盤の中心回りに円弧状に動作する。このため、キャリブレーションが正確でない場合、ピックアップエリアでロボットがピックアップする位置が大きくずれてしまう恐れがある。

【0007】

従来は、カメラに対するロボットおよびコンベアのキャリブレーションを行う際、ワークを把持する把持機構をロボットの先端に取り付けたままキャリブレーションを行おうとすると、把持機構の中心位置を推測して設定しなければならなかった。その場合、正確な中心位置が分かりにくくずれが生じてしまい、ワークのピックアップをしながらそのずれを修正する必要があった。

【0008】

また、把持機構をロボット先端から取り外し、キャリブレーション治具をロボットの先端に取り付けてキャリブレーションを行う場合、再度把持機構を取り付けた際の取り付け誤差によりずれが生じてしまい、ワークのピックアップをしながらそのずれを修正する必要があった。

【0009】

本発明の目的は、把持機構をロボットの先端に取り付けたままキャリブレーションを行うことができ、且つ、ワークのピックアップをしながらの修正が不要なハンド、および部品供給システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のハンドは、ロボットのアームの先端に取り付けられて、搬送台上のワークをピックアップするハンドであって、前記ワークを把持する閉方向および前記ワークを離す開方向に移動する把持機構を備えている。前記把持機構は複数の爪部を有し、前記把持機構が閉じることで前記ワークを前記爪部で把持する。前記爪部に、キャリブレーション治具が位置固定される切欠きが設けられている。

【0011】

この構成によれば、キャリブレーション治具の位置を固定する切欠きが爪部に設けられ、把持機構を閉じて内側に力を加えることでキャリブレーション治具のロボットに対する位置と姿勢が固定される。これにより、ワークを把持する把持機構をキャリブレーション時に変更することなく、把持機構の中心位置が明確になる。したがって、キャリブレーションがしやすくなる。また、把持機構および爪部を設置したままキャリブレーションを行うことができるので、キャリブレーション後のずれ補正が不要となる。

【0012】

本発明において、前記キャリブレーション治具は、前記爪部に固定される基部と、前記基部から前記把持機構と反対側に延びるピン部とを有し、前記キャリブレーション治具の前記基部の外形は多角形状であり、前記爪部の切欠きが、前記基部の角に合致する形状であってもよい。この構成によれば、切欠きが円弧である場合に比べて、キャリブレーション治具の位置と姿勢が切欠きに合致しやすく、キャリブレーション治具の位置と姿勢が固定しやすい。

【0013】

本発明において、前記キャリブレーション治具のピン部の先端形状が十字であってもよい。この構成によれば、把持機構の中心位置だけでなく、回転方向の位置も明確となる。したがって、キャリブレーションが一層容易になる。

【0014】

本発明において、前記キャリブレーション治具および前記爪部に、前記爪部が前記キャリブレーション治具を把持した状態で同軸となる治具挿通孔および爪部挿通孔がそれぞれ設けられていてもよい。この構成によれば、治具挿通孔および爪部挿通孔に位置決め用のピンを挿入することで、キャリブレーション治具が把持機構の中心軸方向にずれることを抑制できる。したがって、キャリブレーションが一層容易になる。

【0015】

本発明において、前記ハンドは、さらに、前記把持機構の姿勢を変更する１自由度以上のアクチュエータを有していてもよい。この構成によれば、ロボットの先端の中心軸と把持機構の中心軸が一致しない場合でも、キャリブレーション治具により把持機構の中心位置が明確となるので、キャリブレーションがしやすい。

【0016】

本発明の部品供給システムは、ワークを搬送台に供給する部品供給装置と、前記搬送台が配置された第１のエリアから該第１のエリアとは異なる第２のエリアに前記ワークを搬送するロボットと、前記ロボットのアームの先端に取り付けられて、前記第１のエリアで前記搬送台上の前記ワークをピックアップし、前記第２のエリアで前記ワークを置くハンドとを備えている。前記ハンドは、前記ワークを把持する閉方向および前記ワークを離す開方向に移動する把持機構を有している。把持機構は複数の爪部を有し、前記把持機構が閉じることで前記ワークを前記爪部で把持する。前記爪部に、キャリブレーション治具が位置固定される切欠きが設けられている。前記把持機構を閉じて内側に力が加わることで、前記ロボットに対する前記キャリブレーション治具の位置と姿勢が固定される。

【発明の効果】

【0017】

本発明のハンドおよび部品供給システムによれば、ワークを把持する把持機構をロボットの先端に取り付けたままキャリブレーションを行う場合、キャリブレーション治具をそのまま設置することで把持機構の中心位置が明確となる。そのため、ワークのピックアップをしながらずれを修正する必要がなくなる。また、把持機構をロボット先端から取り外す必要がないので、把持機構を取り外して使用する専用のキャリブレーション治具をロボットの先端に取り付けてキャリブレーションを行う必要がない。したがって、把持機構の取り付け誤差によるずれが生じないので、ワークのピックアップをしながらそのずれを修正する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係るハンドを備えた部品供給システムを示す斜視図である。

【図2】同部品供給システムの変形例を示す斜視図である。

【図3】同部品供給システムの別の変形例を示す斜視図である。

【図4】同ハンドを示す図である。

【図5】図４のハンドを矢印V方向から見た図である。

【図6A】キャリブレーション治具の一例を示す図である。

【図6B】図６Ａのキャリブレーション治具を矢印VIB方向から見た図である。

【図7A】同ハンドで同キャリブレーション治具を把持した状態を示す図である。

【図7B】図７Ａを矢印VIIB方向から見た図である。

【図8A】本発明の第２実施形態に係るハンドを示す図である。

【図8B】図８Ａのハンドを矢印VIIIB方向から見た図である。

【図9A】同ハンドに把持されるキャリブレーション治具を示す図である。

【図9B】図９Ａのキャリブレーション治具を矢印IXB方向から見た図である。

【図10】同キャリブレーション治具の変形例を示す図である。

【図11A】変形例のキャリブレーション治具をハンドに固定した状態を示す図である。

【図11B】図１１Ａを矢印XIB方向から見た図である。

【図12A】同キャリブレーション治具の別の変形例を示す図である。

【図12B】図１２Ａのキャリブレーション治具を矢印XIIB方向から見た図である。

【図13A】本発明の第３実施形態に係るハンドを示す図である。

【図13B】同ハンドを矢印XIIIB方向から見た図である。

【図14A】本発明の第４実施形態に係るハンドを示す図である。

【図14B】図１４Ａのハンドを矢印XIVB方向から見た図である。

【図14C】図１４ＢのXIVC部を拡大して示す図である。

【図15】本発明の第５実施形態に係るハンドを備えたロボットを示す図である。

【図16】同ハンドを示す図である。

【図17】同ハンドの図１６とは別の姿勢を示す図である。

【図18A】同ハンドの把持機構を示す図である。

【図18B】同把持機構を矢印XVIIIB方向から見た図である。

【図19】本発明の第６実施形態に係る部品供給システムを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、「上流」および「下流」は、ワークの流れ方向の「上流」および「下流」をいう。図１は本発明の第１実施形態に係る部品供給システムＳＹを示す斜視図で、図２は同部品供給システムＳＹの変形例を示す斜視図で、図３は同部品供給システムＳＹの別の変形例を示す斜視図である。

【0020】

［第１実施形態］
［システム全体］
図１に示すように、部品供給システムＳＹは、部品供給装置２により自動的に整列されたワークＷを、ロボット４およびハンド６によってピックアップして次工程の自動機械などに供給する。詳細には、部品供給システムＳＹは、ワークＷを搬送台８に供給する部品供給装置２と、搬送台８が配置された第１のエリアＡ１から第１のエリアＡ１とは異なる第２のエリアＡ２にワークＷを搬送するロボット４と、ロボット４のアーム１０の先端に取り付けられたハンド６とを備えている。

【0021】

本実施形態では、ワークＷは、ボルトのような円筒形の部材である。ただし、ワークＷは、これに限定されず、例えば、機械部品、電子部品、プラスチック部品、薬品、医療品、食料品、雑貨類等であってもよい。

【0022】

部品供給装置２、ロボット４およびハンド６は、制御装置１２により同期制御される。具体的には、搬送台８上のワークＷの位置および姿勢がワーク検出手段１４により検出され、ワーク検出手段１４で検出された位置にロボット４のアーム１０が移動し、ワーク検出手段１４で検出された姿勢に応じた角度でハンド６がワークＷを把持する。その後、ロボット４のアーム１０が第２のエリアＡ２に移動し、ハンド６がワークＷを離す。以降、この動作が繰り返される。なお、後述の図２、図３、図１５、図１９では、制御装置１２が省略されている。

【0023】

本実施形態では、図１のワーク検出手段１４は、カメラのような撮影手段である。ただし、ワーク検出手段１４は、カメラに限定されず、例えば、距離センサ等であってもよい。カメラは、ワークＷの位置および姿勢の検出専用に設けられてもよく、別の用途に兼用されてもよい。また、カメラは、固定式であってもよく、ロボット４のアーム１０に取り付けられてもよい。

【0024】

［部品供給装置］
部品供給装置２の搬送台８に、センシングエリア１６と、ピックアップエリア１８とが設けられている。センシングエリア１６では、前述のワーク検出手段１４によりワークＷの位置および姿勢が検出される。ピックアップエリア１８では、ロボット４およびハンド６によりワークＷがピックアップされる。

【0025】

この例では、センシングエリア１６と、ピックアップエリア１８は、その一部もしくは全体が重なっている。詳細には、ワークＷは卓上や箱の中にばらばらに入れられ、その上方に設置されたカメラ（ワーク検出手段）１４によってセンシングエリア１６の画像が得られ、画像処理によってワークＷの位置と姿勢が取得される。取得されたワークＷの位置と姿勢の情報から、ロボット４がターゲットとなるワークＷをピックアップする。

【0026】

その際、キャリブレーションを行い、ロボット４の基準座標系とカメラ１４で撮像する画像平面ＩＰの座標系を予め合わせる必要がある。キャリブレーション方法としては、画像平面ＩＰ内の任意の位置をロボット４の先端に設置したツール先端で指し示し、ロボット４の基準座標系におけるツール先端の位置を用いて算出する。もしくは、カメラ１４の撮像範囲内にロボット４の一部やツールの一部が写り込む位置でロボット４を停止させ、特徴点を基準に画像処理により算出する。

【0027】

図２に示す変形例では、部品供給装置２が直線状のコンベア８で、その上面をワークＷが流れている。図２の例では、カメラ１４でワークＷを撮像するセンシングエリア１６と、ロボット４がワークＷをピックアップするピックアップエリア１８は重ならない。

【0028】

図２の例では、ワークＷがコンベア８上を流れ、センシングエリア１６でカメラ１４により位置と姿勢の情報が得られる。ピックアップエリア１８までワークＷが流れたとき、コンベア８の搬送距離ＤからターゲットワークＷの位置を算出し、ロボット４の基準座標系に変換してロボット４がワークＷをピックアップする。そのため、カメラ１４で撮像した画像平面ＩＰの座標系と、その画像平面ＩＰがコンベアで搬送されたと仮定する搬送後の画像平面ＩＰａにおけるロボット４の基準座標系を、キャリブレーションにより予め合わせておく必要がある。

【0029】

キャリブレーション方法としては、例えば、キャリブレーション用のプレートを用意して上流から流し、センシングエリア１６においてカメラ１４で撮像して特徴点の位置情報を取得した後、ピックアップエリア１８でロボット４の先端に直接取り付けた専用治具でその特徴点を指す方法がある。

【0030】

図３に示す変形例では、部品供給装置２が円弧状の円盤やコンベア８である。この場合も、図２の例と同様のキャリブレーションを行う必要がある。図１～３のシステムにおけるキャリブレーションの課題については後述する。

【0031】

［ロボット］
図１を用いてロボット４の構成を説明するが、ロボット４の構成は図２および図３でも同じである。ロボット４は、複数のアーム１０を有し、水平軸周りにアーム１０が回動する多関節ロボットである。ロボット４は、搬送台８のある第１のエリアＡ１と、次工程の第２のエリアＡ２との間を旋回する。本実施形態のロボット４は、図３に示すように、床面に固定された基体部２０と、３つの第１～３のアーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとを有している。

【0032】

基部２０は、その軸心ＡＸ１が鉛直方向に延びる円柱形状の部材である。基部２０は、床面に対して、第１の回転軸心ＡＸ１回りに旋回自在に連結されている。本実施形態では、第１の回転軸心ＡＸ１は、基部２０の軸心ＡＸ１に一致している。

【0033】

第１のアーム１０Ａは、直線状に延びる棒状の部材で、基端部１０Ａａが基体部２０の上部に、水平方向の第２の回転軸心ＡＸ２回りに旋回自在に連結されている。第２のアーム１０Ｂは、直線状に延びる棒状の部材で、基端部１０Ｂａが、第１のアーム１０Ａの先端部１０Ａｂに、水平方向の第３の回転軸心ＡＸ３回りに旋回自在に連結されている。第２のアーム１０Ｂは、第１のアーム１０Ａの先端部１０Ａｂに対して水平方向の第４の回転軸心ＡＸ４回りに回動自在である。

【0034】

第３のアーム１０Ｃは、直線状に延びる棒状の部材で、第２のアーム１０Ｂの先端部１０Ｂｂに水平方向の第５の回転軸心ＡＸ５回りに旋回自在に連結されている。第３のアーム１０Ｃは、第２のアーム１０Ｂの先端部１０Ｂｂに対して鉛直方向の第６の回転軸心ＡＸ６回りに回動自在である。第３のアーム１０Ｃの下端１０Ｃａに、前記ハンド６が取り付けられている。

【0035】

基部２０および各アームのアーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、アクチュエータ（図示せず）により駆動される。アクチュエータは、例えば、電動モータであるが、これに限定されない。本実施形態では、ロボット４は、床面に固定されているが、固定されていなくてもよい。また、ロボット４は、本実施形態の構造に限定されず、任意の作業用ロボットを適用できる。

【0036】

［ハンド］
図４および図５を用いてハンド６の構成を説明する。ハンド６の構成は図１～３で同じである。ハンド６は、第１のエリアＡ１（図１）で搬送台８上のワークＷをピックアップし、第２のエリアＡ２（図１）でワークＷを置く。ハンド６は、ワークＷを把持する閉方向およびワークを離す開方向に移動する把持機構２２を有している。図４は、把持機構２２が閉状態のハンド６を示している。把持機構２２は、例えば、圧縮空気により駆動される。ただし、把持機構２２の駆動源は、これに限定されず、油圧モータ、電動モータ等であってもよい。

【0037】

把持機構２２は複数の爪部２４を有している。本実施形態では、把持機構２２が２つの爪部２４を有しているが、３つ以上であってもよい。把持機構２２が閉じることで（閉方向に移動することで）、ワークＷが爪部２４で把持される。

【0038】

図５に示すように、爪部２４に、キャリブレーション治具３０（図６Ａ）が位置固定される切欠き２６が設けられている。切欠き２６は、爪部２４におけるワークＷを把持する把持面２４ａに形成され、把持面２４ａから開方向に凹んだ溝である。

【0039】

図６Ａおよび図６Ｂに、キャリブレーション治具３０の一例を示す。キャリブレーション治具３０は、爪部２４に固定される基部３２と、基部３２から把持機構２２と反対側（図６Ａの下方）に延びるピン部３４とを有している。ピン部３４の先端部３４ａは、キャリブレーション時に特徴点を指し示すように鋭角となっている。

【0040】

本実施形態では、キャリブレーション治具３０の基部３２の外形（横断面の形状）は四角形である。つまり、基部３２は４つの角部３２ａを有している。ただし、基部３２の外形は、四角形以外の多角形状であってもよい。また、基部３２の外形は円形であってもよい。

【0041】

図７Ａおよび図７Ｂは、爪部２４でキャリブレーション治具３０を把持した状態を示す。図７Ａに示すように、キャリブレーション時に、キャリブレーション治具３０の基部３２が爪部２４の把持面２４ａで把持される。本実施形態では、図７Ｂに示すように、爪部２４の切欠き２６は、基部３２の角部３２ａに合致または対応する形状である。図７Ｂの例では、２つの切欠き２６に、対角上の２つの角部３２ａがそれぞれ嵌り込んでいる。このような構造とするで、爪部２４に閉方向に力を加えたとき、キャリブレーション治具３０が爪部２４の切欠き２６に嵌まりやすいので、キャリブレーション治具３０の設置が容易となる。

【0042】

把持機構２２を閉じて内側に力が加わることで、ロボット４に対するキャリブレーション治具３０の位置と姿勢が固定される。詳細には、把持機構２２を閉じたときに、キャリブレーション治具３０に対して爪部２４から力が加わるようにすることで、キャリブレーション治具３０を把持した際にキャリブレーション治具３０のずれが抑えられる。

【0043】

図７Ａでは、把持機構２２を閉じて爪部２４でキャリブレーション治具３０を把持した状態を示しているが、把持機構２２を開けたときに、キャリブレーション治具３０が爪部２４から力が加わらないように設計することで、キャリブレーション治具３０を容易に外したり設置したりすることができる。また、爪部２４の切欠き２６よりもキャリブレーション治具３０の基部３２を長くすることで、把持状態が安定し、ずれが抑えられる。

【0044】

［キャリブレーションの課題］
爪部２４に切欠き２６がない従来のハンド６では、つぎのような問題があった。
図１のシステムＳＹにおいて、図４に示すような把持機構２２を閉方向に移動させて複数の爪部２４でワークＷを把持する構造の場合、ワークＷを把持していない状態では、把持機構２２の中心位置が明確にならないので、キャリブレーション位置がずれやすい。つまり、このような構造では、ワークＷがないと複数の爪部２４の間に隙間があり、把持機構２２の中心は仮想のものとなる。また、中心軸Ｘ１の傾きが明確でないので、キャリブレーション後に傾きを補正する必要がある。

【0045】

図２のシステムＳＹの場合、キャリブレーション後に専用治具をロボット４の先端から取り外し、把持機構２２を改めてロボットの先端に設置する。このため、再度設置する際の位置ずれや傾きのずれをキャリブレーション後に補正する必要がある。

【0046】

図３のシステムＳＹにおいても図２と同様にキャリブレーション後に補正する必要がある。さらに、図３のシステムＳＹでは、ワークＷおよび画像平面ＩＰの経路が直線状ではなく円弧状である。このため、キャリブレーション時のずれや、専用治具を取り外した後、ロボット４の先端に把持機構を再度設置した際のずれがピックアップ時に大きく影響する。

【0047】

［作用効果］
上述の本実施形態の構成によれば、図７Ａ，７Ｂに示すように、キャリブレーション治具３０の位置を固定する切欠き２６が爪部２４に設けられ、把持機構２２を閉じて内側に力を加えることでキャリブレーション治具３０のロボット４に対する位置と姿勢が固定される。これにより、ワークＷを把持する把持機構２２をキャリブレーション時に変更することなく、把持機構２２の中心位置（中心軸Ｘ１）が明確になる。したがって、キャリブレーションがしやすくなる。また、把持機構２２および爪部２４を設置したままキャリブレーションを行うことができるので、キャリブレーション後のずれ補正が不要となる。

【0048】

図７Ｂに示すように、爪部２４の切欠き２６が、キャリブレーション治具３０の基部３６の角部３６ａに合致する形状である。これにより、切欠き２６が円弧である場合に比べて、キャリブレーション治具３０の位置と姿勢が切欠き２６に合致しやすく、キャリブレーション治具３０の位置と姿勢が固定しやすい。

【0049】

ワークＷを把持する把持機構２２をロボット４の先端に取り付けたままキャリブレーションを行う場合、キャリブレーション治具３０をそのまま設置することで把持機構２２の中心位置（中心軸Ｘ１）が明確となる。そのため、ワークＷのピックアップをしながらずれを修正する必要がなくなる。また、把持機構２２をロボット４の先端から取り外す必要がないので、把持機構２２を取り外して使用する専用のキャリブレーション治具をロボット４の先端に取り付けてキャリブレーションを行う必要がない。したがって、把持機構２２の取り付け誤差によるずれが生じないので、ワークＷのピックアップをしながらそのずれを修正する必要がなくなる。

【0050】

このように、上記実施形態のハンド６の把持機構２２によれば、図１～３のいずれの部品供給システムＳＹにおいても、キャリブレーション後のずれ補正が不要となる。

【0051】

以下に、その他の実施形態について説明する。各実施形態において、先行する実施形態と同様の構成については共通の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0052】

［第２実施形態］
図８Ａおよび図８Ｂは、第２実施形態のハンド６Ａを示す。第２実施形態のハンド６Ａでは、各爪部２４に爪部挿通孔４０が設けられている。本実施形態では、爪部挿通孔４０は、その軸心が中心軸Ｘ１と直交する方向に延びる貫通孔である。

【0053】

図９Ａおよび図９Ｂは、第２実施形態のハンド６Ａに把持されるキャリブレーション治具３０Ａを示す。キャリブレーション治具３０Ａは、その基部３２に治具挿通孔４２が設けられている。治具挿通孔４２は、爪部挿通孔４０に対応する位置に設けられる。本実施形態では、図８Ａに示すように、治具挿通孔４２の軸心は、爪部２４に把持された状態で爪部挿通孔４０と同軸となるように設定されている。

【0054】

図８Ａに示すように、把持機構２２が開いた状態で、２つの爪部２４，２４の間にキャリブレーション治具３０Ａが設置され、爪部挿通孔４０および治具挿通孔４２に位置決めピン４４が挿通される。この状態で、把持機構２２を閉じることで、キャリブレーション治具３０Ａが固定される。このとき、位置決めピン４４がガイドとなるので、キャリブレーション治具３０Ａの設置が容易となる。その他の構成は第１実施形態と同じである。

【0055】

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、爪部挿通孔４０および治具挿通孔４２に位置決めピン４４を挿入することで、キャリブレーション治具３０Ａが把持機構２２の中心軸Ｘ１方向にずれることを抑制できる。したがって、キャリブレーションが一層容易になる。また、キャリブレーション治具３０Ａの軸方向の位置も一意に決まるので、キャリブレーション時の高さも規定できる。このとき、爪部挿通孔４０および治具挿通孔４２と、位置決めピン４０の寸法を軽微なすきまとすることで、設置を容易にしつつ、ずれを抑えることができる。

【0056】

図１０は、キャリブレーション治具の変形例を示す。図１０のキャリブレーション治具３０Ｂは、その基部３２に、治具挿通孔４２に代えて、位置決め突起４６が設けられている。位置決め突起４６の軸心は、治具挿通孔４２の軸心と同様に、爪部２４に把持された状態で爪部挿通孔４０と同軸となるように設定されている。位置決め突起４６の突出量は、把持機構２２が開いたときに爪部２４からキャリブレーション治具３０Ｂを取り外すことができる長さに設定されている。

【0057】

図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、把持機構２２が開いた状態で、２つの爪部２４，２４の間にキャリブレーション治具３０Ｂが設置される。この状態で、把持機構２２を閉じることで、位置決め突起４６が爪部挿通孔４０に挿通される。さらに把持機構２２を閉じることで、キャリブレーション治具３０Ｂが固定される。このとき、位置決め突起４６がガイドとなるので、キャリブレーション治具３０Ｂの設置が容易となる。

【0058】

この変形例によれば、図８Ａのように把持機構２２が開いた状態でキャリブレーション治具３０Ａを固定しながら位置決めピン４４を爪部挿通孔４０および治具挿通孔４２に挿通する手間がなくなり、設置しやすい。その他の構成および効果は第２実施形態と同じである。

【0059】

図１２Ａおよび図１２Ｂは、別の変形例のキャリブレーション治具３０Ｃを示す。この例では、ピン部３４の先端部３４ａが十字となっている。ピン部３４の先端部３４ａは、キャリブレーション時に特徴点を指し示す部分である。その他の構成は、図１０の例と同じである。

【0060】

この変形例によれば、図１０の例と同様の効果を奏する。さらに、図１２Ａおよび図１２Ｂの変形例によれば、キャリブレーション治具３０Ｃのピン部３４の先端形状が十字であるから、把持機構２２の中心位置（中心軸Ｘ１）だけでなく、回転方向の位置も明確となる。具体的には、十字の周方向位置を目視で確認することで、把持機構２２がどれだけ周方向にずれているか、つまり回転方向の位置を把握できる。したがって、キャリブレーションが一層容易になる。

【0061】

なお、この変形例におけるキャリブレーション治具３０Ｃのピン部３４の先端部３４ａを十字形状とする構成は、図６Ａおよび図６Ｂのキャリブレーション治具３０や、図９Ａおよび図９Ｂのキャリブレーション治具３０Ａにも適用できる。

【0062】

［第３実施形態］
図１３Ａおよび図１３Ｂは、第３実施形態のハンド６Ｂを示す。第３実施形態は、把持機構２２の中心軸Ｘ１と直交する方向に軸心を有する円筒形のワークＷをピックアップする例である。図１３Ａに示すように、把持機構２２の爪部２４の把持面２４ａに、ワークＷの外形に沿ったワーク固定凹部４８が形成されている。

【0063】

図１３Ｂに示すように、ワーク固定凹部４８は、キャリブレーション治具３０を固定する切欠き２６とは９０°ずれた位置に形成されている。これにより、ワークＷを把持する際に、キャリブレーション治具用の切欠き２６の影響が抑えられる。その他の構成および効果は、第１実施形態と同じである。

【0064】

図１３Ａおよび図１３Ｂでは、図６Ａおよび図６Ｂのキャリブレーション治具３０を用いた例を説明したが、図９Ａおよび図９Ｂのキャリブレーション治具３０Ａや、図１２Ａおよび図１２Ｂのキャリブレーション治具３０Ｃを用いることもできる。この場合、第３実施形態のハンド６Ｂの爪部２４に爪部挿通孔４０を設ける。

【0065】

［第４実施形態］
図１４Ａ、図１４Ｂおよび図１４Ｃは、第４実施形態のハンド６Ｃを示す。第４実施形態は、把持機構２２の中心軸Ｘ１と平行な軸心を有する円筒形のワークＷをピックアップする例である。図１４Ｂに示すように、把持機構２２の爪部２４の把持面２４ａに、ワークＷの外形に沿ったワーク固定凹部４８Ａが形成されている。

【0066】

図１４Ｃに示すように、ワーク固定凹部４８Ａは、キャリブレーション治具３０を固定する切欠き２６と同軸で、且つ、ワーク固定凹部５０に対して切欠き２６の角度が鋭角となっている。これにより、ワークＷを把持する際に、キャリブレーション治具用の切欠き２６の影響が抑えられる。その他の構成および効果は、第１実施形態と同じである。

【0067】

図１４Ａ～図１４Ｃでは、図６Ａおよび図６Ｂのキャリブレーション治具３０を用いた例を説明したが、図９Ａおよび図９Ｂのキャリブレーション治具３０Ａや、図１２Ａおよび図１２Ｂのキャリブレーション治具３０Ｃを用いることもできる。この場合、第４実施形態のハンド６Ｃの爪部２４に爪部挿通孔４０を設ける。

【0068】

［第５実施形態］
図１５は、第５実施形態に係るハンド６Ｄを備えたロボット４Ａを示す。

【0069】

［ロボット］
図１５に示すロボット４Ａは、複数のアーム５０を有し、水平方向にアーム５０が動作する水平多関節ロボットである。ロボット４Ａは、搬送台８のある第１のエリアＡ１と、次工程の第２のエリアＡ２との間を旋回する。本実施形態のロボット４は、床面に固定された基体部５２と、３つの第１～３のアーム５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃとを有している。

【0070】

第１のアーム５０Ａは、水平方向に延びる角棒状の部材で、基端部５０Ａａが基体部５２の上面に、鉛直方向の第１の回転軸心ＡＸ１１回りに旋回自在に連結されている。第２のアーム５０Ｂは、水平方向に延びる角棒状の部材で、基端部５０Ｂａが、第１のアーム５０Ａの先端部５０Ａｂに、鉛直方向の第２の回転軸心ＡＸ１２回りに旋回自在に連結されている。

【0071】

第３のアーム５０Ｃは、鉛直方向に延びる円柱状の軸部材で、第２のアーム５０Ｂの先端部５０Ｂｂに挿通されている。第３のアーム５０Ｃは、第２のアーム５０Ｂの先端部５０Ｂｂに対して鉛直方向に移動自在で、且つ、鉛直方向の第３の回転軸心ＡＸ１３回りに回転自在である。第３のアーム５０Ｃの下端５０Ｃａに、前記ハンド６Ｄが取り付けられている。

【0072】

各アームのアーム５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、アクチュエータ（図示せず）により駆動される。アクチュエータは、例えば、電動モータであるが、これに限定されない。本実施形態では、ロボット４Ａは、床面に固定されているが、固定されていなくてもよい。また、ロボット４Ａは、本実施形態の構造に限定されず、任意の作業用ロボットを適用できる。

【0073】

［ハンド］
本実施形態のハンド６Ｄは、把持機構２２の姿勢を変更する１自由度以上のアクチュエータ５４を有している。ハンド６Ｄは、第３のアーム５０Ｃの下端５０Ｃａに、第３の回転軸心ＡＸ１３回りに旋回自在に取り付けられている。ロボット４Ａの第３のアーム５０Ｃとハンド６Ｄは、図１６に示すＬ字形のブラケット５２により連結されている。詳細には、ブラケット５２の水平部分５２ａの上面に第３のアーム５０Ｃの下端５０Ｃａが連結され、ブラケット５２の鉛直部分５２ｂにハンド６Ｄのアクチュエータ５４がボルト連結されている。本実施形態では、ハンド６Ｄは、ブラケット５２の鉛直部分５２ｂの内側の面、すなわち第３の回転軸心ＡＸ１３側の面に取り付けられている。ただし、ブラケット５２の形状、ハンド６Ｄの配置はこれに限定されない。

【0074】

アクチュエータ４０は、水平方向に延びる第４の回転軸心ＡＸ１４を有する。把持機構２２は連結部材５６を介してアクチュエータ５４に連結されている。連結部材５６は、板状の長尺部材からなり、その基端部５６ａがアクチュエータ５４に第４の回転軸心ＡＸ１４回りに回動自在に連結され、先端部５６ｂに把持機構２２がボルト連結されている。アクチュエータ５４が駆動することで、把持機構２２は図１７の位置となる。

【0075】

図１７は、アクチュエータ５４が図１６から９０°回転した状態、すなわちハンド６Ｄが下向きの状態を示す。一方、図１６はハンド６Ｄが横向きの状態を示す。このように、ブラケット５２が第３の回転軸心ＡＸ１３回りに回動することでハンド６Ｄが任意の位置に変更され、連結部材５４が第４の回転軸心ＡＸ１４回りに回動することで把持機構２２が任意の姿勢に変更される。このように、ハンド６Ｄの姿勢が変更可能であるから、ワークＷをピックアップする際に、ハンド６Ｄが他のワークや機器に接触するのを回避できる。その結果、ハンド６Ｄや他の機器に不具合が生じるのを防ぐことができるうえに、作業効率が向上する。

【0076】

本実施形態の把持機構２２も、上述の各実施形態と同様に、開閉自在な複数の爪部２４を有するチャック装置である。本実施形態では、把持機構２２は２つの爪部２４を有しているが、爪部２４は３つ以上であってもよい。図１７に示すように、本実施形態では、ロボット４Ａの第３のアーム５０Ｃの第３の回転軸心ＡＸ１３と、把持機構２２の第５の軸心ＡＸ１５は一致していない。つまり、第５の軸心ＡＸ１５が、第３の回転軸心ＡＸ１３に対して水平方向にオフセットされている。ここで、第５の軸心ＡＸ１５は、把持機構２２の把持中心（中心軸）である。

【0077】

第５実施形態では、ロボット４Ａの先端に１自由度以上のアクチュエータ５４が設置され、ワークＷをピックアップした後、ワークＷの姿勢を変更し、ワークＷを所定の場所に設置する。１自由度以上のアクチュエータ５４の回転軸ＡＸ１４がロボット４Ａの最も先端にある関節の回転軸ＡＸ１３と交差せずオフセットを持つ場合や、ブラケット５２をＬ字形とする場合、ロボット４Ａの回転軸ＡＸ１３と把持機構２２の把持中心（中心軸）ＡＸ１５とのオフセット量を考慮しなければ、ロボット４Ａがピックアップする位置が大きくずれてしまう。

【0078】

図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、第５実施形態のハンド６Ｄの爪部２４に切欠き２６を設けることで、キャリブレーション治具３０の中心軸と把持機構２２の中心軸ＡＸ１５を合わせることができる。このように、ワークＷを把持する姿勢においてロボット先端の中心軸ＡＸ１３とワーク把持位置ＡＸ１５が一致しない場合でも、オフセット量を考慮せずにキャリブレーションを実施できる。

【0079】

第５実施形態によれば、ロボット４Ａの先端の中心軸ＡＸ１３と把持機構２２の中心軸ＡＸ１５が一致しない場合でも、キャリブレーション治具３０により把持機構２２の中心位置が明確となるので、キャリブレーションがしやすい。

【0080】

［第６実施形態］
図１９は、第６実施形態に係る部品供給システムＳＹを示す。第６実施形態の部品供給システムＳＹは、図３の円盤状の搬送部を有する部品供給装置２と、図１５～図１８Ａ，１８Ｂの第５実施形態のロボット４Ａおよびハンド６Ｄとを備えている。

【0081】

上述のように、搬送部が円盤状となっている部品供給装置２では、キャリブレーション時のずれや、専用治具を取り外した後、ロボットの先端に把持機構を再度設置した際のずれの影響が大きい。また、Ｌ字形のブラケット５２とアクチュエータ５４を有するハンド６Ｄでは、ロボット４Ａの先端の中心軸ＡＸ１３と把持機構２２の中心軸ＡＸ１５が一致しないので、キャリブレーションが難しい。

【0082】

図１８Ａおよび図１８Ｂのハンド６Ｄのように、爪部２４に切欠き２６を設けることで、キャリブレーション治具３０の中心軸と把持機構２２の中心軸ＡＸ１５を合わせることができ、把持中心位置が明確となる。このため、キャリブレーションがしやすい。このように、円盤状の搬送部を有する部品供給装置２と、Ｌ字形のブラケット５２とアクチュエータ５４を有するハンド６Ｄを用いた場合でも、把持機構２２をロボット４Ａの先端に取り付けたままキャリブレーションを行うことができ、且つ、ワークＷのピックアップをしながらの修正が不要となる。

【0083】

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0084】

２ 部品供給装置
４，４Ａ ロボット
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ ハンド
８ 搬送台
１０ アーム
２２ 把持機構
２４ 爪部
２６ 切欠き
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ キャリブレーション治具
３２ 基部
３４ ピン部
４０ 爪部挿通孔
４２ 治具挿通孔
５４ アクチュエータ
ＳＹ 部品供給システム
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図19】