特許 7448680 ハンド、ハンドシステム、及びその制御方法

(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】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】ハンド、ハンドシステム、及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022559129

(86)(22)【出願日】2021-10-25

(86)【国際出願番号】 JP2021039333

(87)【国際公開番号】W WO2022092034

(87)【国際公開日】2022-05-05

【審査請求日】2023-05-12

(31)【優先権主張番号】P 2020182802

(32)【優先日】2020-10-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】木村 睦

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－９４３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２６７２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５２４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４３２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２６６２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－４９６０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを取出すハンド部と、
取出した前記ワークを所定位置に押当てて固定するワーク固定部と、
前記ハンド部及び前記ワーク固定部を支持するベース部と、
を備え、
前記ベース部は前記ワーク固定部のみを回動させるワーク固定回動部を備える、ハンド。

【請求項2】

前記ベース部は前記ハンド全体を回動させるハンド回動部を備える、請求項１に記載のハンド。

【請求項3】

前記ハンド部は前記ハンド回動部の動作に応じて１８０°単位で回動する、請求項２に記載のハンド。

【請求項4】

前記ワーク固定部は前記ワーク固定回動部の動作に応じて９０°単位で回動する、請求項１から３のいずれか一項に記載のハンド。

【請求項5】

前記ワーク固定部の回動角度を表示する回動角度表示部をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のハンド。

【請求項6】

前記ワーク固定部は前記ワークを一方向、二方向、又は三方向に押当てて固定する、請求項１から５のいずれか一項に記載のハンド。

【請求項7】

前記ワーク固定部は所定方向に進退する一つ又は複数の可動部材を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のハンド。

【請求項8】

ワークを取出すハンド部と、
取出した前記ワークを所定位置に押当てて固定するワーク固定部と、
前記ハンド部及び前記ワーク固定部を支持するベース部と、
を備え、
前記ワーク固定部は所定方向に進退する一つ又は複数の可動部材を備え、
前記ワーク固定部は前記可動部材を支持する支持部材をさらに備え、前記支持部材は前記ワークを押当てる前記所定位置に当接可能な当接面を備える、ハンド。

【請求項9】

ワークを取出すハンドと、前記ハンドを取付けて前記ワークを搬送する搬送装置と、を備えるハンドシステムであって、
前記ハンドは、前記ワークを取出すハンド部と、取出した前記ワークを所定位置に押当てて固定するワーク固定部と、前記ハンド部及び前記ワーク固定部を支持するベース部と、を備え、
前記ベース部は前記ワーク固定部のみを回動させるワーク固定回動部を備え、
前記搬送装置は前記ハンド部で取出した前記ワークを前記所定位置の近傍まで搬送する、ハンドシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハンド技術に関し、特にワーク取出とワーク固定を実施可能なハンド、ハンドシステム、及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建築物において、形鋼（コラム鋼、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼等）や棒鋼等の鉄鋼部材の組み合わせで建造される構造を鉄骨構造（Ｓ造）というが、鉄骨構造の各部材を繋ぎ合わせる方法としては締結と溶接が使用されている。原則的に工場等で予め接合する場合は溶接を行い、現場で接合する場合は締結を行うが、大規模な建造物はボルト等のねじを用いずに溶接で接合を行うことが多い。溶接による鉄骨部材の接合は、クランプ（シャコマン）や治具による部材同士の突合せと仮固定を行った後に部材間の継目が溶接されて行われる。

【0003】

鉄骨構造の溶接では、主となる柱や梁等の母材の他、裏当金やエンドタブ等の補助材を一体的に溶接することがある。裏当金やエンドタブ等の補助材は溶接された鉄骨構造の始端や終端、継目の交差部、突合せ部等の欠陥が生じ易い箇所を補助する役割を果たす。また裏当金を用いる場合、片面溶接で済むため、両面溶接を必要とする裏はつりより工数が削減され、施工性も向上し、経済性でも優位となる。

【0004】

溶接による鉄骨材料の接合は、手溶接、半自動溶接、自動溶接等で行われている。手溶接や半自動溶接は、溶接又は搬入等の技術や機材を使用するため、技術者の確保が必要となる。また、高温、アーク光、粉塵、スパッタ等の溶接に起因する悪環境性、高所又は低所、上向きでの作業は作業者への身体的負担が大きい。そのため、溶接ロボット等の溶接機を用いた自動溶接の導入も多い。自動溶接でも、接合の流れは大きく変わらず、溶接前の部材同士の仮固定が必要になる。柱や梁等の主たる母材同士を突合わせて仮固定するため、電動アクチュエータ又は油圧アクチュエータ等を備える大型の治具を使用して自動化が図られている。

【0005】

しかし、柱や梁等の母材と比べて裏当金やエンドタブのように小さな補助材を、特に隅や隙間等の限られた空間で仮固定する場合、母材と補助材のサイズ差が大きいため、母材用の上記治具を補助材の仮固定に兼用することは困難であることが多い。従って、自動溶接工程前に手作業で仮付け溶接を行うことがあり、溶接工程全ての自動化には依然として至っていない場合がある。ゆえに、隅や隙間といった限られた空間であってもワークを所定位置に固定する技術が望まれている。

【0006】

ところで、産業用ロボット等のピックアンドプレイス用ハンドとしては、多指把持式、磁気吸着式、真空吸着式、ベルヌーイ式といった種々のハンドが知られている。これらハンドは、ワークを取出し、ワークが所定位置に搬送された後、ワークを払出す。しかし、既存のハンドはワークを所定位置に密着させて固定する機能を有していない。本願に関連する技術としては後述のものが公知である。

【0007】

特許文献１には、溶接裏当治具が開示されている。溶接裏当治具は、溶接部材の裏側で回動可能に設けたシリンダと、裏当金押圧台座をシリンダ先端に枢着して構成される。シリンダ先端の一側は裏当金を揺動自在に持ち、シリンダ先端の他側は溶接部材に当接する掛止端を持つ。

【0008】

特許文献２には、裏当金機構が開示されている。裏当金機構は平行リンク機構を有している。平行リンクの一端はクランプ支持台等に回転可能に取付けられ、平行リンクの他端は裏当金の支持部材を回転自在に持つ。

【0009】

特許文献３には、裏当金固定装置が開示されている。裏当金固定装置は、上下の裏当金固定金物と、裏当金固定金物から立設していて互いに逆ねじを有する上下螺桿と、上下螺桿に亘って螺装されたカプラと、を備えている。

【0010】

特許文献４には、ロボットハンドが開示されている。ロボットハンドは多関節ロボットのリスト先端部に着脱可能に装着される。ロボットハンドは固定グリッパと可動グリッパを備えている。リストは回転可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】実開平０６－０３４８９０号公報

【文献】実開昭５９－００１４７７号公報

【文献】特開平１０－２５８３９３号公報

【文献】特開２０１８－１１１１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、従来の問題点に鑑み、ワーク取出とワーク固定を実施可能なハンド技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示の一態様は、ワークを取出すハンド部と、取出したワークを所定位置に押当てて固定するワーク固定部と、ハンド部及びワーク固定部を支持するベース部と、を備え、ベース部はワーク固定部のみを回動させるワーク固定回動部を備える、ハンドを提供する。
本開示の他の態様は、ワークを取出すハンドと、ハンドを取付けてワークを搬送する搬送装置と、を備えるハンドシステムであって、ハンドは、ワークを取出すハンド部と、取出したワークを所定位置に押当てて固定するワーク固定部と、ハンド部及びワーク固定部を支持するベース部と、を備え、ベース部はワーク固定部のみを回動させるワーク固定回動部を備え、搬送装置はハンド部で取出したワークを所定位置の近傍まで搬送する、ハンドシステムを提供する。
本開示の別の態様は、ワークを取出すハンド部と、取出したワークを所定位置に押当てて固定するワーク固定部と、ハンド部及びワーク固定部を支持するベース部と、を備え、ワーク固定部は所定方向に進退する一つ又は複数の可動部材を備え、ワーク固定部は可動部材を支持する支持部材をさらに備え、支持部材はワークを押当てる所定位置に当接可能な当接面を備える、ハンドを提供する。

【発明の効果】

【0014】

本開示の一態様によれば、ワーク取出とワーク固定を実施可能なハンド技術を提供できる。またワークの固定位置が例えば高所、低所、限られた空間等の作業困難な場所にあってもワーク取出とワーク固定を自動化できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第一実施形態のハンドシステムを示す概略構成図である。

【図2】第一実施形態のハンドの斜視図である。

【図3】第一実施形態のハンドの斜視図である。

【図4】ワークを一方向に固定するハンドの斜視図である。

【図5】ベース部を回動したハンドの斜視図である。

【図6】ワークを一方向に固定するハンドの斜視図である。

【図7】第二実施形態のハンドの斜視図である。

【図8】ベース部を回動したハンドの斜視図である。

【図9】ベース部をさらに回動したハンドの斜視図である。

【図10】ベース部をさらに回動したハンドの斜視図である。

【図11】ワークを二方向に固定するハンドの斜視図である。

【図12】ワークを二方向に固定するハンドの斜視図である。

【図13】ワークを二方向に固定するハンドの斜視図である。

【図14】ワークを二方向に固定するハンドの斜視図である。

【図15】ワーク取出からワーク固定までの流れを示す斜視図である。

【図16】ハンドシステムの制御方法を示すフローチャートである。

【図17】第三実施形態のハンドの斜視図である。

【図18】第三実施形態のハンドの斜視図である。

【図19】ワークを奥行方向に固定したハンドの斜視図である。

【図20】ワークを奥行方向に固定したハンドの斜視図である。

【図21】第四実施形態のハンドの斜視図である。

【図22】ベース部を回動したハンドの斜視図である。

【図23】ワークを三方向に固定するハンドの斜視図である。

【図24】ワークを三方向に固定するハンドの斜視図である。

【図25】ワークを三方向に固定するハンドの斜視図である。

【図26】ワークを三方向に固定するハンドの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。なお、本書において用語「ワーク取出」とは、ワークをスタッカ等の所定場所からピックアップすることを意味する。また本書において用語「ワーク固定」とは、ワークの一時的な仮固定だけではなく、接着剤によるワークの接着やスナップフィットによるワークの係合といったワークの半永久的な固定等も含む意味である。また本書において「回動」とは、正回転及び逆回転の双方を含む意味である。また本書において用語「外」とはハンドの外側を意味し、用語「内」はハンドの内側を意味する。従って、用語「外方」はハンドの外側へハンドから離れる方向を意味し、用語「内方」とはハンドの内側へハンドに近づく方向を意味する。

【0017】

先ず、第一実施形態のハンドシステム１について説明する。図１はハンドシステム１の概略構成図である。ハンドシステム１はワーク取出とワーク固定を実施するシステムである。ハンドシステム１は、ワークを取出すハンド２０と、ハンド２０を取付けてワークを搬送する搬送装置１０と、を備えている。搬送装置１０は例えば垂直多関節ロボット等の産業用ロボットでよい。搬送装置１０は例えばロボットを制御する制御部を備えている。制御部は、例えばプロセッサを内蔵したプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）、プログラムを実行しないＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の半導体集積回路等を備えている。ハンド２０は例えば搬送装置１０に着脱可能に取付けられる。

【0018】

図２及び図３は第一実施形態のハンド２０の斜視図である。ハンド２０はワーク取出と一方向へのワーク固定を行うハンドである。例えばハンド２０は、ワーク取出を行うハンド部２１と、ワークを所定位置に押当てて固定するワーク固定部２２と、ハンド部２１とワーク固定部２２を支持するベース部２３と、を備えている。ハンド部２１は、例えばグリッパ等の多指把持式ハンドであり、第一指２１ａと第二指２１ｂを備えている。第一指２１ａと第二指２１ｂはハンド２０の軸線方向（例えばＸ軸方向）に直交するハンド方向Ｈに移動することでワーク取出とワーク払出を行う。第一指２１ａと第二指２１ｂは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0019】

ワーク固定部２２はハンド２０の軸線方向（例えばＸ軸方向）に直交する第一方向Ｐ１にワークを押当てて固定する。例えばワーク固定部２２は、第一方向Ｐ１に進退する複数の可動部材２２ａ、２２ｂと、可動部材２２ａ、２２ｂを支持する支持部材２２ｃと、を備えている。可動部材２２ａ、２２ｂは例えば棒状体である。可動部材２２ａ、２２ｂは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。支持部材２２ｃは例えばベース部２３に固定されるブラケットである。

【0020】

ベース部２３は例えば円柱体である。ベース部２３は搬送装置１０に取付けられる。ハンド部２１とワーク固定部２２は、ベース部２３によって支持され、ベース部２３からハンド２０の軸線方向の外方へ延在している。またワーク固定部２２はハンド部２１よりもハンド２０の外方へ延在している。換言すれば、可動部材２２ａ、２２ｂはハンド部２１よりもハンド２０の外方に配置される。これにより、ワークＷをハンド部２１で取出した状態でワークＷをワーク固定部２２で第一方向Ｐ１に押当てて固定することが可能になる。

【0021】

図４はワークＷを一方向（例えば突合せ部ＢＰの裏側）に固定するハンド２０の斜視図である。例えば鋼板等の母材である第一被加工材Ｗ１と第二被加工材Ｗ２の端部同士を突合せて溶接を行う場合（即ち、第一被加工材Ｗ１と第二被加工材Ｗ２の突合せ溶接を行う場合）、ハンド２０は例えば裏当金であるワークＷを突合せ部ＢＰに押当てて固定するのに有用である。つまり、ハンド部２１で取出したワークＷをワーク固定部２２で突合せ部ＢＰの裏側に押当てて固定する。ワークＷを突合せ部ＢＰの裏側に押当てて固定する間に、ワークＷをハンド部２１から払出すとよい。これにより、ワークＷを突合せ部ＢＰの裏側に密着させることが可能になる。その後、溶接ロボット等の別の溶接機で突合せ部ＢＰの表側から溶接を行う。

【0022】

図５はベース部２３を回動したハンド２０の斜視図である。ベース部２３は、搬送装置１０（図１参照）に取付けられ、搬送装置１０の動作に応じて回動する。ベース部２３はハンド２０全体を回動させる。ハンド部２１及びワーク固定部２２はベース部２３の動作に応じて一緒に回動する。

【0023】

ベース部２３はハンド２０の回動角度を表示する回動角度表示部２４を備えているとよい。回動角度表示部２４は例えばベース部２３の側周面から突起した突起片でよい。図５と図３に示す回動角度表示部２４を比べると、図５に示すハンド２０は図３に示すハンド２０の回動角度から軸線回り（例えばＸ軸回り）に１８０°回転していることが分かる。これにより、ワーク固定部２２によるワークＷの押当て方向を変更できる。なお、ハンド２０は１８０°ではなく任意の角度だけ回転することも可能である。

【0024】

図６はワークＷを一方向（例えば突合せ部ＢＰの表側）に固定するハンド２０を示す斜視図である。例えば第一被加工材Ｗ１と第二被加工材Ｗ２の突合せ部ＢＰの表側にワークＷを押当てて固定する場合、ベース部２３を回転してハンド２０全体の回動角度を突合せ部ＢＰの表側の角度に対応させておく。例えばワークＷをハンド部２１でスタッカ等から取出した後、ワークＷを搬送装置１０（図１参照）で突合せ部ＢＰの表側の近傍に搬送するまでの間に又は搬送した後に、ハンド２０全体を軸線回り（例えばＸ軸回り）に１８０°回転しておく。続いて、取出したワークＷをワーク固定部２２で突合せ部ＢＰの表側に押当てて固定する。ワークＷを突合せ部ＢＰの表側に押当てて固定する間に、ワークＷをハンド部２１から払出すとよい。これにより、ワークＷを突合せ部ＢＰの表側に密着させることが可能になる。その後、溶接ロボット等の別の溶接機で突合せ部ＢＰの裏側から溶接を行う。

【0025】

第一実施形態のハンド２０によれば、ワーク取出と一方向へのワーク固定を実施できる。またワークＷの固定位置（例えば突合せ部の表側や裏側等）が例えば高所、低所、限られた空間等の作業困難な場所にあってもワーク取出とワーク固定を自動化できる。

【0026】

以下、第二実施形態のハンド３０について説明する。図７は第二実施形態のハンド３０の斜視図である。理解を容易にするため、第一実施形態のハンド２０とは異なる構成についてのみ説明する。ハンド３０はワーク取出と二方向へのワーク固定を行うハンドである。ワーク固定部２２は、ハンド３０の軸線方向（Ｘ軸方向）に直交する第一方向Ｐ１と、第一方向Ｐ１に直交する第二方向Ｐ２と、にワークＷを押当てて固定する。例えばワーク固定部２２は、第一方向Ｐ１に進退する複数の可動部材２２ａ、２２ｂに加えて、第一方向Ｐ１に直交する第二方向Ｐ２に進退する複数の可動部材２２ｄ、２２ｅを備えている。可動部材２２ｄ、２２ｅは例えば棒状体である。可動部材２２ｄ、２２ｅは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0027】

可動部材２２ｄ、２２ｅは例えば支持部材２２ｃに支持される。支持部材２２ｃは例えばベース部２３に固定されるブラケットである。支持部材２２ｃはワークＷを押当てる所定位置に当接可能な第一当接面ＦＳ及び第二当接面ＳＳの少なくとも一方を備えているとよい。第一当接面ＦＳと第二当接面ＳＳの少なくとも一方を、ワークＷを押当てる隅部等の所定位置に当接させることでワーク固定を安定的に行うことが可能になる。

【0028】

また可動部材２２ａ、２２ｂ、２２ｄ、２２ｅはハンド部２１よりもハンド３０の外方に配置される。これにより、ワークＷをハンド部２１で取出した状態でワークＷをワーク固定部２２で第一方向Ｐ１と第二方向Ｐ１に押当てて固定することが可能になる。

【0029】

図８はベース部２３を回動したハンド３０の斜視図である。ベース部２３は、ハンド３０全体を回動させるハンド回動部２３ａと、ワーク固定部２２のみを回動させるワーク固定回動部２３ｂと、を備えているとよい。ハンド回動部２３ａは、例えば図１に示す搬送装置１０に取付けられ、搬送装置１０の動作に応じて回動する。ハンド回動部２３ａは例えば円柱体である。ハンド回動部２３ａは例えばその回動中心でハンド部２１を支持する。ハンド部２１はハンド回動部２３ａからハンド３０の外方へ延在する。ハンド部２１はハンド回動部２３ａの動作に応じてハンド３０の軸線回り（例えばＸ軸回り）に任意の角度だけ回動する。ハンド回動部２３ａとワーク固定回動部２３ｂは、例えば歯車、軸受等によって連結される。

【0030】

ワーク固定回動部２３ｂはハンド回動部２３ａ上を回動する。ワーク固定回動部２３ｂは例えば中空円柱体である。ワーク固定回動部２３ｂは例えばその円柱底面でワーク固定部２２を支持する。ワーク固定部２２はワーク固定回動部２３ｂからハンド３０の外方へ延在する。ワーク固定部２２はワーク固定回動部２３ｂの動作に応じてハンド３０の軸線回り（例えばＸ軸回り）に任意の角度だけ回動する。ハンド回動部２３ａとワーク固定回動部２３ｂは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0031】

例えば図８に示すハンド回動部２３ａは図７に示すハンド回動部２３ａの回動角度から軸線回り（例えばＸ軸回り）に１８０°回転している。これにより、ハンド部２１で取出したワークＷの裏表を反転できる。ワークＷはその先端において斜めに面取りされた面取り部Ｔを有している。例えば図８と図７のワークＷを比べると、図８に示す面取り部Ｔは図７に示す面取り部Ｔと比べてＺ軸方向で反対方向を向いていることが分かる。

【0032】

また回動角度表示部２４はワーク固定部２２の回動角度を表示する。回動角度表示部２４は例えばワーク固定回動部２３ｂの外周面から突起した突起片でよい。例えば図８と図７に示す回動角度表示部２４を比べると、図８に示すワーク固定回動部２３ｂは図７に示すワーク固定回動部２３ｂの回動角度から軸線回り（例えばＸ軸回り）に９０°回転していることが分かる。これにより、ワーク固定部２２によるワークＷの押当て方向を変更できる。

【0033】

図９はベース部２３をさらに回動したハンド３０の斜視図である。図９に示すハンド回動部２３ａは図８に示すハンド回動部２３ａの回動角度から回動していない。一方、図９と図８に示す回動角度表示部２４を比べると、図９に示すワーク固定回動部２３ｂは図８に示すワーク固定回動部２３ｂの回動角度から軸線回り（例えばＸ軸回り）にさらに９０°回転していることが分かる。これにより、ハンド部２１で取出したワークＷの裏表を反転せずに、ワーク固定部２２によるワークＷの押当て方向のみを変更できる。

【0034】

図１０はベース部２３をさらに回動したハンド３０の斜視図である。図１０に示すハンド回動部２３ａは図９に示すハンド回動部２３ａの回動角度から軸線回り（例えばＸ軸回り）にさらに１８０°回転している。一方、図１０と図９に示す回動角度表示部２４を比べると、図１０に示すワーク固定回動部２３ｂは図９に示すワーク固定回動部２３ｂの回動角度から軸線回り（例えばＸ軸回り）にさらに９０°回転していることが分かる。これにより、ハンド部２１で取出したワークＷの裏表を反転すると共に、ワーク固定部２２によるワークＷの押当て方向も変更できる。

【0035】

図１１～図１４はワークＷを二方向（例えば隅部）に固定するハンド３０の斜視図である。例えばＨ形鋼である第一被加工材Ｗ１の両側に２枚の鋼板である第二被加工材Ｗ２と第三被加工材Ｗ３を溶接する場合、ハンド３０は例えば裏当金であるワークＷを第一被加工材Ｗ１と第二被加工材Ｗ２との間に形成された隅部や第一被加工材Ｗ１と第三被加工材Ｗ３との間に形成された隅部に押当てて固定する場合に有用である。なお、第一被加工材Ｗ１は柱部分の付け根に湾曲部Ｒを有し、ワークＷの面取り部Ｔ（図８参照）が第一被加工材Ｗ１の湾曲部Ｒに倣った湾曲形状を有していることに留意されたい。

【0036】

図１１に示すハンド３０は第一被加工材Ｗ１と第二被加工材Ｗ２との間に形成された右下隅部ＢＲＣにワークＷを押当てて固定している。つまりワーク固定部２２はワークＷを二方向（例えばＸ軸方向とＺ軸方向）に押当てて固定している。ハンド３０はこのように限られた空間の中の隅部であってもワークＷを固定できる。

【0037】

図１２に示すハンド３０は第一被加工材Ｗ１と第二被加工材Ｗ２との間に形成された右上隅部ＴＲＣにワークＷを押当てて固定している。図１２と図１１に示すハンド３０を比べると、ハンド回動部２３ａは軸線回り（例えばＸ軸回り）に１８０°回転することでワークＷの裏表を反転し、一方で、ワーク固定回動部２３ｂが軸線回り（例えばＸ軸回り）に９０°回転することでワークＷの押当て方向を変更していることが分かる。

【0038】

図１３に示すハンド３０は第一被加工材Ｗ１と第三被加工材Ｗ３との間に形成された左上隅部ＴＬＣにワークＷを押当てて固定している。図１３と図１２に示すハンド３０を比べると、ハンド回動部２３ａが回動していないためワークＷの裏表は反転されていないが、ワーク固定回動部２３ｂが軸線回り（例えばＸ軸回り）に９０°回転することでワークＷの押当て方向のみを変更していることが分かる。

【0039】

図１４に示すハンド３０は第一被加工材Ｗ１と第三被加工材Ｗ３との間に形成された左下隅部ＢＬＣにワークＷを押当てて固定している。図１４と図１３に示すハンド３０を比べると、ハンド回動部２３ａが軸線回り（例えばＸ軸回り）に１８０°回転することでワークＷの裏表を反転し、ワーク固定回動部２３ｂが軸線回り（例えばＸ軸回り）に９０°回転することでワークＷの押当て方向を変更していることが分かる。

【0040】

以下、ワークＷを隅部に固定する場合においてワーク取出からワーク固定までの流れについて説明する。図１５はワーク取出からワーク固定までの流れを示す斜視図であり、図１６はハンドシステム１の制御方法を示すフローチャートである。このフローチャートを実行するプログラムは例えば搬送装置１０の制御部内のプロセッサで実行されることに留意されたい。

【0041】

先ず、例えば裏当金であるワークＷをハンド部２１でスタッカＳから取出す（ステップＳ１）。ワークＷをスタッカＳから取出す前に、ワーク固定部２２の可動部材がスタッカＳに干渉しないように可動部材を後退させておくとよい。次いで、取出したワークＷを搬送装置１０（図１参照）で例えば左下隅部ＢＬＣの近傍まで搬送する（ステップＳ２）。ワークＷをスタッカＳから取出した後、ワークＷを左下隅部ＢＬＣの近傍へ搬送する間に又は搬送した後に、ハンド回動部２３ａ及びワーク固定回動部２３ｂの少なくとも一方（ベース部２３）を回動してハンド部２１とワーク固定部２２の回動角度を左下隅部ＢＬＣの角度に対応させておくとよい。続いて、ワークＷをワーク固定部２２で左下隅部ＢＬＣに押当てて固定する（ステップＳ３）。ワークＷを左下隅部ＢＬＣに押当てて固定する間に、ワークＷをハンド部２１から払出すとよい。これにより、ワークＷを左下隅部ＢＬＣに密着させることが可能になる。その後、溶接ロボット等の別の溶接機で左下隅部ＢＬＣの裏側から溶接を行う。

【0042】

第二実施形態のハンド３０によれば、ワーク取出と二方向へのワーク固定を実施できる。またワークＷの固定位置（例えば隅部等）が例えば高所、低所、限られた空間等の作業困難な場所にあってもワーク取出とワーク固定を自動化できる。

【0043】

以下、第三実施形態のハンド４０について説明する。図１７及び図１８は第三実施形態のハンド４０の斜視図である。理解を容易にするため、第二実施形態のハンド３０とは異なる構成についてのみ説明する。ハンド４０はワーク取出と一方向へのワーク固定を行うハンドである。ハンド４０は、ハンド４０の軸線方向（例えばＸ軸方向）、即ち奥行方向へワーク固定を行う点で、第二実施形態のハンド３０とは異なる。ワーク固定部２２はハンド４０の軸線方向と同じ第三方向Ｐ３にワークＷを押当てて固定する。ワーク固定部２２は第三方向Ｐ３に進退する複数の可動部材２２ｆ、２２ｇを備えている。

【0044】

可動部材２２ｆ、２２ｇは例えば棒状体である。可動部材２２ｆ、２２ｇはベース部２３によって支持される。可動部材２２ｆ、２２ｇは、ハンド部２１よりもハンド４０の外方に前進し、ハンド部２１よりもハンド４０の内方に後退する。可動部材２２ｆ、２２ｇは例えばハンド部２１の周囲に配置される。これにより、ワークＷをハンド部２１で取出した状態でワークＷを可動部材２２ｆ、２２ｇで第三方向Ｐ３、即ち奥行方向に押当てて固定することが可能になる。可動部材２２ｄ、２２ｅは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0045】

ベース部２３は、第二実施形態のハンド３０と同じく、ハンド４０全体を回動させるハンド回動部２３ａと、ワーク固定部２２のみを回動させるワーク固定回動部２３ｂと、を備えている。ハンド部２１はハンド回動部２３ａの動作に応じてハンド４０の軸線回り（例えばＸ軸回り）に任意の角度だけ回動する。ハンド回動部２３ａとワーク固定回動部２３ｂは、例えば歯車、軸受等によって連結される。

【0046】

ワーク固定回動部２３ｂはハンド回動部２３ａ上を回動する。ワーク固定部２２はワーク固定回動部２３ｂの動作に応じてハンド４０の軸線回り（例えばＸ軸回り）に任意の角度だけ回動する。ハンド回動部２３ａとワーク固定回動部２３ｂは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0047】

図１９はワークＷを奥行方向（例えば突合せ部ＢＰの始端ＳＥと終端ＥＥ）に固定したハンド４０の斜視図である。ハンド４０は例えばエンドタブである２つのワークＷを突合せ部ＢＰの始端ＳＥと終端ＥＥに夫々押当てて固定する場合に有用である。つまり、例えば２つのハンド４０を使用してハンド部２１で取出したワークＷをワーク固定部２２で突合せ部ＢＰの始端ＳＥと終端ＥＥに夫々押当てて固定する。ワークＷを突合せ部ＢＰの始端ＳＥ又は終端ＥＥに押当てて固定する間に、ワークＷをハンド部２１から払出すとよい。これにより、ワークＷを始端ＳＥと終端ＥＥに夫々密着させることが可能になり、また、ハンド部２１が後続の溶接工程を妨げないようにする。その後、溶接ロボット等の別の溶接機で突合せ部ＢＰの始端ＳＥから終端ＥＥまで溶接を行う。

【0048】

図２０はワークＷを奥行方向（隙間Ｇ）に固定したハンド４０の斜視図である。ハンド４０は例えば板状体であるワークＷを部材Ｗ１の隙間Ｇに差込んで溶接する場合にも有用である。つまり、ハンド部２１で取出したワークＷを搬送装置１０（図１参照）で隙間Ｇの入口まで搬送した後、ワークＷをワーク固定部２２で隙間Ｇに差込んで固定する。ワークＷを差込んで固定する間に、ワークＷをハンド部２１から払出すとよい。これにより、ワークＷを差込んで固定する間に搬送装置１０を移動させる必要がない。ワーク固定部２２によるワークＷの差込み固定ができない場合は、ワークＷを搬送装置１０で隙間Ｇの入口に位置決めし直すとよい。その後、溶接ロボット等の別の溶接機で隙間Ｇの入口を溶接する。

【0049】

第三実施形態のハンド４０によれば、ワーク取出とハンド４０の軸線方向（即ち奥行方向）へのワーク固定を実施できる。またワークＷの固定位置（例えば突合せ部の始端や終端、隙間等）が例えば高所、低所、限られた空間等の作業困難な場所にあってもワーク取出とワーク固定を自動化できる。

【0050】

以下、第四実施形態のハンド５０について説明する。図２１及び図２２は第四実施形態のハンド５０の斜視図である。理解を容易にするため、第三実施形態のハンド４０とは異なる構成についてのみ説明する。ハンド５０はワーク取出と三方向へのワーク固定を行うハンドである。ワーク固定部２２は、ハンド５０の軸線方向（例えばＸ軸方向）に直交する第一方向Ｐ１と、第一方向Ｐ１に直交する第二方向Ｐ２と、第一方向Ｐ１及び第二方向Ｐ２の双方に直交する第三方向Ｐ３（ハンド５０の軸線方向と同じ）と、にワークＷを押当てて固定する。例えばワーク固定部２２は、第一方向Ｐ１に進退する複数の可動部材２２ａ、２２ｂと、第二方向Ｐ２に進退する複数の可動部材２２ｄ、２２ｅと、第三方向Ｐ３に進退する一つの可動部材２２ｈと、を備えている。可動部材２２ａ、２２ｂ、２２ｄ、２２ｅは例えば棒状体であり、可動部材２２ｈは例えばリング状体である。可動部材２２ａ、２２ｂ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｈは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0051】

可動部材２２ａ、２２ｂ、２２ｄ、２２ｅは例えば支持部材２２ｃに支持される。支持部材２２ｃは例えばベース部２３に固定されるブラケットである。支持部材２２ｃは、ワークＷを押当てる所定位置に当接可能な第一当接面ＦＳ及び第二当接面ＳＳ（図２２参照）の少なくとも一方を備えているとよい。第一当接面ＦＳと第二当接面ＳＳの少なくとも一方を、ワークＷを押当てる隅部等の所定位置に当接させることでワーク固定を安定的に行うことが可能になる。

【0052】

可動部材２２ｈは例えばリング状体である。可動部材２２ｈはベース部２３によって支持される。可動部材２２ｈは、ハンド部２１よりもハンド５０の外方に前進し、ハンド部２１よりもハンド５０の内方に後退する。可動部材２２ｈは例えばハンド部２１の周囲に配置される。これにより、ワークＷをハンド部２１で取出した状態でワークＷを可動部材２２ｈで第三方向Ｐ３、即ち奥行方向に押当てて固定することが可能になる。可動部材２２ｈは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0053】

ベース部２３は、第三実施形態のハンド４０と同じく、ハンド５０全体を回動させるハンド回動部２３ａと、ワーク固定部２２のみを回動させるワーク固定回動部２３ｂと、を備えている。ハンド部２１はハンド回動部２３ａの動作に応じてハンド５０の軸線回り（例えばＸ軸回り）に任意の角度だけ回動する。ハンド回動部２３ａとワーク固定回動部２３ｂは、例えば歯車、軸受等によって連結される。

【0054】

ワーク固定回動部２３ｂはハンド回動部２３ａ上を回動する。ワーク固定部２２はワーク固定回動部２３ｂの動作に応じてハンド５０の軸線回り（例えばＸ軸回り）に任意の角度だけ回動する。ハンド回動部２３ａとワーク固定回動部２３ｂは例えばサーボモータ等の駆動源（図示せず）によって駆動される。

【0055】

図２３～図２６はワークＷを三方向（例えば二つの隅部）に固定するハンド５０の斜視図である。ハンド５０は例えば箱状体である第一被加工材Ｗ１の二つの隅部に押当てて固定する場合に有用である。例えば図２３に示すハンド５０は第一被加工材Ｗ１の左上隅部ＴＬＣと奥上隅部ＴＤＣにワークＷを押当てて固定している。つまりワーク固定部２２はワークＷを三方向（例えばＸＹＺ軸方向）に押当てて固定している。ハンド５０はこのように限られた空間内の隅部であってもワークＷを固定できる。

【0056】

図２４に示すハンド５０は第一被加工材Ｗ１の左下隅部ＢＬＣと奥下隅部ＢＤＣにワークＷを押当てて固定している。図２４と図２３に示すハンド５０を比べると、ハンド回動部２３ａは回動せず、ワーク固定回動部２３ｂが軸線回り（例えばＸ軸回り）に９０°回転することでワークＷの押当て方向を変更していることが分かる。

【0057】

図２５に示すハンド５０は第一被加工材Ｗ１の右下隅部ＢＲＣと奥下隅部ＢＤＣにワークＷを押当てて固定している。図２５と図２４に示すハンド５０を比べると、ハンド回動部２３ａは回動せず、ワーク固定回動部２３ｂが軸線回り（例えばＸ軸回り）に９０°回転することでワークＷの押当て方向のみを変更していることが分かる。

【0058】

図２６に示すハンド５０は第一被加工材Ｗ１の右上隅部ＴＲＣと奥上隅部ＴＤＣにワークＷを押当てて固定している。図２６と図２５に示すハンド５０を比べると、ハンド回動部２３ａは回動せず、ワーク固定回動部２３ｂが軸線回り（例えばＸ軸回り）に９０°回転することでワークＷの押当て方向を変更していることが分かる。

【0059】

第四実施形態のハンド５０によれば、ワーク取出と三方向へのワーク固定を実施できる。またワークＷの固定位置（例えば２つの隅部等）が例えば高所、低所、限られた空間等の作業困難な場所にあってもワーク取出とワーク固定を自動化できる。

【0060】

以上の実施形態におけるハンドシステムやハンドの構成及び動作は一例であり、他の構成を採用し得ることに留意されたい。例えば搬送装置１０は、水平多関節ロボット、パラレルリンク型ロボット等の他の産業用ロボットや、ヒューマノイド等の他の形態のロボットでもよい。また搬送装置１０は、ロボットではなく、シャトル、無人搬送車（automated guided vehicle）等の他の形態の搬送装置でもよい。

【0061】

またハンド部２１は、例えば磁気吸着式、真空吸着式、ベルヌーイ式等の他の形態のハンド部でもよい。またワーク固定部２２は、ワークを一方向、二方向、又は三方向に押当てて固定するが、各方向は必ずしも直交している必要はなく、ハンドの軸線方向（例えばＸ軸方向）に対して傾斜した傾斜方向にワークを押当てて固定するように構成されてもよい。また同一方向に進退する可動部材２２ａと可動部材２２ｂ、可動部材２２ｄと可動部材２２ｅ、及び可動部材２２ｆと可動部材２２ｇは、複数の可動部材ではなく、一つの可動部材で構成されてもよい。またこれら可動部材は、棒形状ではなく、板状体等の他の形体でもよい。また奥行方向（即ち第三方向Ｐ３）に進退する可動部材２２ｈは、棒状体やリング状体ではなく、弓状体等の他の形体でもよい。

【0062】

またハンド回動部２３ａとワーク固定回動部２３ｂはそれらの配置を入れ替えてもよい。この場合、ワーク固定回動部２３ｂがハンド全体を回動し、ハンド回動部２３ａがハンド部２１のみを回動することになる。またハンドはハンド部２１の回動角度を表示する回動角度表示部をさらに備えていてもよい。ハンド部２１の回動角度を表示する回動角度表示部は例えばハンド回動部２３ａの外周面から突起した突起片でよい。

【0063】

またハンド２０は、溶接ではなく、ろう接、締結、カシメ、接着、スナップフィット等の他の接合、又は他の製造におけるワーク取出とワーク固定にも適用できることに留意されたい。従って、ワークＷは、例えば裏当金やエンドタブ等の板状体や直方体ではなく、例えば棒状体、Ｈ形体、Ｌ形体、Ｔ形体等の他の形体のワークでもよい。

【0064】

前述したプロセッサ、他の半導体集積回路等で実行されるプログラム、又は前述したフローチャートを実行するプログラムは、コンピュータ読取り可能な非一時的記録媒体、例えばＣＤ－ＲＯＭ等に記録して提供してもよいし、或いは有線又は無線を介してＷＡＮ（wide area network）又はＬＡＮ（local area network）上のサーバ装置から配信して提供してもよい。

【0065】

本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。

【符号の説明】

【0066】

１ ハンドシステム
１０ 搬送装置
２０、３０、４０、５０ ハンド
２１ ハンド部
２１ａ 第一指
２１ｂ 第二指
２２ ワーク固定部
２２ａ、２２ｂ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ 可動部材
２２ｃ 支持部材
２３ ベース部
２３ａ ハンド回動部
２３ｂ ワーク固定回動部
２４ 回動角度表示部
Ｐ１ 第一方向
Ｐ２ 第二方向
Ｐ３ 第三方向
Ｈ ハンド方向
Ｗ ワーク
Ｗ１ 第一被加工材
Ｗ２ 第二被加工材
Ｗ３ 第三被加工材
ＢＰ 突合せ部
Ｔ 面取り部
ＦＳ 第一当接面
ＳＳ 第二当接面
Ｒ 湾曲部
ＢＲＣ 右下隅部
ＴＲＣ 右上隅部
ＴＬＣ 左上隅部
ＢＬＣ 左下隅部
ＴＤＣ 奥上隅部
ＢＤＣ 奥下隅部
Ｓ スタッカ
ＳＥ 始端
ＥＥ 終端
Ｇ 隙間

【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】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】