特許 7664979 把持装置及び把持方法

(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】2025-04-10

(45)【発行日】2025-04-18

(54)【発明の名称】把持装置及び把持方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/06 20060101AFI20250411BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/06 304H

B23Q3/06 304K

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023138225

(22)【出願日】2023-08-28

(65)【公開番号】P2025032760

(43)【公開日】2025-03-12

【審査請求日】2023-08-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(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】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100227835

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 剛孝

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼安 直樹

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 彩乃

(72)【発明者】

【氏名】徐 陽

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１５０３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１５５２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２２－５１７１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１１７７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０４６０３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

任意形状のワークを複数のクランプ爪を用いて把持する把持装置であって、
基台と、
前記基台上に配置され、前記基台の径方向に沿って延在し、前記基台の軸線周りに回動可能に構成された回動部と、
前記回動部上に配置され、前記基台の径方向に沿って移動可能な案内部と、
前記案内部上に配置され、前記案内部に対して、前記基台の軸線に平行な軸線周りに回転可能に構成されたベースと、
前記ベースにおいて、前記基台の径方向内側に配置され、複数のピンを有する前記クランプ爪と、
前記ベースに配置され、圧力流体を収容すると共に複数の前記ピンと接続されたチャンバを有し、前記チャンバを加圧する微動機構部と、を備え、
前記ワークの形状データを含むワーク情報に基づいて、前記回動部を前記基台の軸線周りに回動させると共に前記案内部を前記基台の径方向に沿って移動させ、前記ベース及び前記クランプ爪を回転させ、前記微動機構部によって前記クランプ爪の複数の前記ピンを前記ワークの形状に倣い押し当てる、ことを特徴とする把持装置。

【請求項2】

前記クランプ爪は、前記ワークのクランプ力を変更可能な力覚センサを備える、請求項１に記載の把持装置。

【請求項3】

前記微動機構部は、前記チャンバの加圧を調整するためのネジを有する、請求項２に記載の把持装置。

【請求項4】

前記ベースは、上下動可能に構成されている、請求項３に記載の把持装置。

【請求項5】

前記ワーク情報は、前記ワークの材質、前記ワークの加工に用いる工具、及び、該工具を用いて行う前記ワークの加工条件の情報を含む、請求項４に記載の把持装置。

【請求項6】

互いに直交する３つの直動送り軸と少なくとも２つの回転送り軸とを有する工作機械において、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の把持装置を用いて任意形状のワークを把持する把持方法であって、
前記把持装置は、前記ワークの形状データを含むワーク情報を記憶する記憶部を備え、
（ｉ）前記記憶部に記憶された前記ワーク情報に基づいて、前記工作機械の主軸頭が前記ワークを前記把持装置まで移動することと、
（ii）前記ワーク情報に基づいて、前記回動部を前記基台の軸線周りに回動させ、前記基台の周方向における前記クランプ爪の位置決めをすることと、
（iii）前記ワーク情報に基づいて、前記案内部を前記基台の径方向に沿って移動させ、前記基台の径方向における前記クランプ爪の位置決めをすることと、
（iv）前記ワーク情報に基づいて、前記クランプ爪の複数の前記ピンを前記チャンバによって加圧し、前記ワークの形状に倣い押し当てることと、
を含む、任意形状のワークを把持する把持方法。

【請求項7】

前記記憶部に記憶された前記ワーク情報に基づいて、前記基台の周方向における前記クランプ爪の位置決めをする、請求項６に記載の任意形状のワークを把持する把持方法。

【請求項8】

前記記憶部に記憶された前記ワーク情報に基づいて、前記基台の径方向における前記クランプ爪の位置決めをする、請求項７に記載の任意形状のワークを把持する把持方法。

【請求項9】

前記ピンが前記ワークに近接する位置まで前記クランプ爪を移動させた後に、前記チャンバを加圧して前記ピンを前記ワークの形状に倣って押し当てる、請求項８に記載の任意形状のワークを把持する把持方法。

【請求項10】

前記工作機械の前記主軸頭を用いて、前記基台の径方向及び周方向に沿って前記ワークを移動させることによって、前記ワークの前記クランプ爪に対する位置を調整する、請求項９に記載の任意形状のワークを把持する把持方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、把持装置及び把持方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動的に機械加工を行う上で、被加工物を工作機械に安定して取り付けることや工作機械に対して安定して固定することが必要とされる。一方、被加工物は、加工目的に応じて形状や大きさが異なる場合があり、配送用の貨物等のように定型ではないため、例えば、アームで両側から挟み込むように把持しても、被加工物を安定して把持できない可能性がある。このため、特許文献１には、工作機械を使用して機械加工される回転対称のワークピースを支持するためのチャックであって、チャック本体と、少なくとも３つのクランプジョーと、駆動手段としての電動モータと、制御ユニットとを備えるチャックが開示されている。また、特許文献２には、種々の形状の物体を把持する把持ヘッドであって、ベースと、ベースにおいて把持方向に直線的にガイドされ、フレーム及び把持方向に沿って変位可能な複数のピンを備える把持ジョーを備える把持ヘッドが開示されている。

【0003】

しかしながら、特許文献１に記載されたクランプジョーや特許文献２に記載された把持ヘッドは、被加工物の径方向に沿って移動することはできるものの、被加工物の周方向に沿って移動することはできない。このため、これらの把持装置は、例えば、大きさの異なる相似形状の被加工物を把持することができたとしても、外周形状が大きく異なる被加工物を把持することが困難になる可能性がある。また、被加工物の剛性が部位によって異なる場合に、剛性の低い箇所を避けて把持することが困難になる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６５９４１００号

【文献】特許第６７２５８０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、任意形状のワークを把持することができる把持装置及び把持方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、任意形状のワークを複数のクランプ爪を用いて把持する把持装置であって、基台と、基台上に配置され、基台の径方向に沿って延在し、基台の軸線周りに回動可能に構成された回動部と、回動部上に配置され、基台の径方向に沿って移動可能な案内部と、案内部上に回転可能に配置されたベースと、ベースにおいて、基台の径方向内側に配置され、複数のピンを有するクランプ爪と、ベースに配置され、圧力流体を収容すると共に複数のピンと接続されたチャンバを有し、チャンバを加圧する微動機構部と、を備え、前記ワークの形状データを含むワーク情報に基づいて、回動部を基台の軸線周りに回動させると共に案内部を基台の径方向に沿って移動させ、ベース及びクランプ爪を回転させ、微動機構部によってクランプ爪の複数のピンをワークの形状に倣い押し当てる、ことを特徴とする把持装置が提供される。

【0007】

また、本発明によれば、互いに直交する３つの直動送り軸と少なくとも２つの回転送り軸とを有する工作機械において、本発明の把持装置を用いて任意形状のワークを把持する把持方法であって、把持装置は、ワークの形状データを含むワーク情報を記憶する記憶部を備え、（ｉ）記憶部に記憶されたワーク情報に基づいて、工作機械の主軸頭がワークを把持装置まで移動することと、（ii）ワーク情報に基づいて、回動部を基台の軸線周りに回動させ、基台の周方向におけるクランプ爪の位置決めをすることと、（iii）ワーク情報に基づいて、案内部を基台の径方向に沿って移動させ、基台の径方向におけるクランプ爪の位置決めをすることと、（iv）ワーク情報に基づいて、クランプ爪の複数のピンをチャンバによって加圧し、ワークの形状に倣い押し当てることと、を含む、任意形状のワークを把持する把持方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る把持装置によれば、基台と、基台上に配置され、基台の径方向に沿って延在し、基台の軸線周りに回動可能に構成された回動部と、回動部上に配置され、基台の径方向に沿って移動可能な案内部と、案内部上に回転可能に配置されたベースと、ベースにおいて、基台の径方向内側に配置され、複数のピンを有するクランプ爪と、を備える。このため、回動部を基台の軸線周りに回動させることによってクランプ爪を基台の周方向に沿って回動させ、回動部上の案内部を基台の径方向に沿って移動させることによってクランプ爪を基台の径方向に沿って移動させることができる。さらに、ベース及びクランプ爪を回転させることによって、ワークに対するクランプ爪の向きを調整することができる。これによって、ワークの形状データを含むワーク情報に基づいて、ワークに対するクランプ爪の位置を調整することができる。さらに、クランプ爪には、圧力流体を収容すると共に複数のピンと接続されたチャンバを有し、チャンバを加圧する微動機構部が配置されている。このため、ワークの形状や剛性に対応して、クランプ爪の複数のピンの出し入れを調整し、これらをワークの形状に倣い押し当てることができる。これらによって、本発明に係る把持装置は、任意形状のワークを把持することができる。

【0009】

また、本発明に係る把持方法によれば、把持装置は、ワークの形状データを含むワーク情報を記憶する記憶部を備え、記憶部に記憶されたワーク情報に基づいて、工作機械の主軸頭がワークを把持装置まで移動させることができる。さらに、ワーク情報に基づいて、主軸頭が移動したワークの位置に合わせて、回動部を基台の軸線周りに回動させ、基台の周方向におけるクランプ爪の位置決めをすることができると共に、案内部を基台の径方向に沿って移動させ、基台の径方向におけるクランプ爪の位置決めをすることができる。これによって、ワークの形状に応じて、ワークに対するクランプ爪の位置を調整することができる。さらに、クランプ爪の複数のピンをチャンバによって加圧し、ワークの形状に倣い押し当てることができる。このように、本発明に係る把持方法は、任意形状のワークを把持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１実施形態に係る把持装置の斜視図を示す。

【図2】図２は、ワークに対する位置を調整する把持装置の斜視図を示す。

【図3】図３は、ワークのクランプ位置を固定した把持装置の斜視図を示す。

【図4】図４は、クランプ爪のワークに対する位置調整の模式図を示す。

【図5A】図５Ａは、クランプ爪のピンのワークに対する位置調整の模式図を示す。

【図5B】図５Ｂは、クランプ爪のピンのワークに対する位置調整の模式図を示す。

【図5C】図５Ｃは、クランプ爪のピンのワークに対する位置調整の模式図を示す。

【図6】図６は、把持装置の変形例の模式図を示す。

【図7】図７は、第２実施形態に係る把持装置の斜視図を示す。

【図8】図８（ａ）から図８（ｃ）は、把持したワークの３面加工を行うために姿勢を変更する把持装置の斜視図を示す。

【図9】図９（ａ）から図９（ｃ）は、ワークの段取り替えを行う把持装置の斜視図を示す。

【図10】図１０は、側面の加工終了後のワークを取り外した把持装置の斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る把持装置を説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺を変更して説明する場合がある。

【0012】

（第１実施形態）
図１には、第１実施形態に係る把持装置１０の斜視図を示す。把持装置１０は、図示しない互いに直交する３つの直動送り軸と少なくとも２つの回転送り軸とを有する工作機械３２においてワークＷを把持するために使用される。把持装置１０は、任意形状、すなわち、外周形状及び剛性が部位によって異なるようなワークＷを把持できるように構成されており、基台１２と、基台１２上に配置され、基台１２の径方向に沿って延在する回動部１４と、回動部１４上に配置された案内部１８とを備える。ここでは、３つの回動部１４及び案内部１８が基台１２上に配置されている。基台１２は、周方向に沿って形成された基台ガイド溝１６と、中心部に配置され、図示しないモータ等の駆動装置によって回転可能に構成された中心軸２８とを備える。回動部１４は、基台１２における径方向内側の端部が中心軸２８と連結されると共に、その下面側に形成された嵌込部１４ａが基台ガイド溝１６に嵌め込まれる。このため、回動部１４は、基台１２の軸線周りに、すなわち、中心軸２８周りに回動可能に構成されている。また、把持装置１０は、中心軸２８と電気的に接続され、中心軸２８の回転を制御することによって、回動部１４の基台１２上の位置を調整するための制御部４８を備える。

【0013】

回動部１４の上面側には、その長手方向、すなわち、基台１２の径方向に沿って回動部ガイド溝２０が形成されている。案内部１８は、その下面側に形成された嵌込部１８ａが回動部ガイド溝２０に嵌め込まれ、回動部１４の長手方向、すなわち、基台１２の径方向に沿って移動可能に構成されている。また、案内部１８は、制御部４８と電気的に接続されており、制御部４８は、案内部１８の移動を制御することによって案内部１８の回動部１４に対する位置を調整することができる。

【0014】

案内部１８の上方側には、ベース２２が案内部１８に対して回転可能に配置されている。ベース２２は、制御部４８と電気的に接続されており、制御部４８は、ベース２２の回転を制御することによって、基台１２の中心軸２８側に配置されるワークＷに対するベース２２の向きを調整することができる。

【0015】

ベース２２の前方側、すなわち、基台１２の径方向内側には、クランプ爪２４が配置されている。クランプ爪２４は、中心軸２８側へ向けて延在する複数のピン２４ａを備える。ベース２２は、また、圧力流体を収容すると共に複数のピン２４ａと接続されたチャンバ６０（図６参照）を有し、チャンバ６０を加圧又は減圧することによってピン２４ａを出し入れするための微動機構部２６を備える。微動機構部２６は、制御部４８と電気的に接続されており、制御部４８は、チャンバ６０の加圧又は減圧を制御することによって、ベース２２からのピン２４ａの出し入れを調整することができる。これによって、基台１２上に移動されたワークＷの形状に倣ってピン２４ａをワークＷへと押し当てることができる。

【0016】

ベース２２と案内部１８との間には、力覚センサ５６（図６参照）が配置されている。力覚センサ５６は、ワークＷの形状に倣って押し当てたピン２４ａに対するワークＷの反発力を検出することができる。力覚センサ５６は、制御部４８と電気的に接続されており、制御部４８は、力覚センサ５６によって検出された反発力を検知し、これに基づいてチャンバ６０の加圧又は減圧を制御することができる。これによって、クランプ爪２４のピン２４ａによるワークＷへのクランプ力を調整することができる。

【0017】

微動機構部２６は、チャンバ６０の圧力を調整するための加圧ネジ２６ａを有する。チャンバ６０内を加圧する力は、加圧ネジ２６ａを回転させるためのトルクに比例するように構成されている。このため、図３に示すように、加圧ネジ２６ａの上方側から、例えば、レンチ等の工具を差し込んで、加圧ネジ２６ａを回すことによって、チャンバ６０の圧力を増減させることができる。これによって、クランプ爪２４のピン２４ａによるワークＷのクランプ力を微調整することができる。

【0018】

図１に示すように、ベース２２は、また、案内部１８から上下動可能に構成されており、制御部４８によってベース２２の高さ位置を調整することができる。このため、ワークＷに押し当てるクランプ爪２４のピン２４ａの高さ位置を調整することができる。

【0019】

中心軸２８の上方側には、上方側へ向けて延在する複数のピン３０ａを有する中央支持部３０が形成されている。このため、基台１２上に移動されたワークＷを中央支持部３０によって下方側から支持することができる。中央支持部３０は、制御部４８と電気的に接続されており、制御部４８は、中心軸２８からのピン３０ａの出し入れを調整することができる。これによって、基台１２上に移動されたワークＷの形状に倣ってピン３０ａを押し当てることができる。

【0020】

工作機械３２の主軸頭３４に取り付けられた主軸３６には、チャック３８を取り付けることができる。チャック３８は、その長手方向に沿ってスライド可能に構成されたアーム４０と、アーム４０から出し入れ可能に構成されたピン４２ａを有する可動爪４２とを備える。このため、ワーク棚等から取り出したワークＷをアーム４０及び可動爪４２によって安定して把持し、把持装置１０の基台１２上まで移動させることができる。

【0021】

図２に示すように、主軸３６には、チャック３８に替えてグリッパ４４を取り付けることができる。グリッパ４４は、ベース２２を上方側から挟み込むことができるように形成されており、ベース２２を案内部１８に対して回転させることができる。これによって、基台１２の中心軸２８側に配置されるワークＷに対するベース２２の向きを調整することができる。

【0022】

また、図３に示すように、主軸３６には、チャック３８に替えてレンチドライバ４６を取り付けることができる。このため、主軸３６に取り付けたレンチドライバ４６を加圧ネジ２６ａに差し込み、これを速度制御でなくトルク制御で回転させることができる。これによって、チャンバ６０の圧力を増減させることができ、クランプ爪２４のピン２４ａによるワークＷのクランプ力を微調整することができる。

【0023】

制御部４８は、ワークＷの３次元形状データ、ワークＷの材質及び各部位の剛性等のデータを含むワーク情報が収録された記憶部４８ａを有する。記憶部４８ａに収録されるワーク情報には、ワークＷの加工に用いる工具（図示省略）、ワークＷの加工対象となる部位及び工具を用いて行うワークＷの加工条件等の情報も含む。制御部４８は、ワーク情報に基づいて、把持装置１０及びチャック３８でワークＷを把持する際にワークＷのどの部位を把持するかを総合的に判断することができる。具体的には、制御部４８は、図１に示すように、主軸３６に取り付けられたチャック３８を用いてワークＷを把持する前に、ワーク情報に含まれるワークＷの形状データ及び材質のデータからワークＷの重心位置を算出する。次に、制御部４８は、ワーク情報に含まれる工具、ワークＷの加工対象となる部位及びワークＷの加工条件からワークＷの切削抵抗、すなわち、切削する際にワークＷに作用する力及び切削抵抗がワークＷに作用する向きを算出する。ここで、ワークＷの加工工程が複数ある場合には、加工工程ごとに切削抵抗の大きさ及び向きを算出する。制御部４８は、このように算出した切削抵抗の大きさ及び向きに基づいて、ワークＷを確実に把持し、かつ、把持するためのクランプ力を最小にすることができる把持位置、すなわち、ワークＷに対するクランプ爪２４のピン２４ａの位置を決定する。

【0024】

制御部４８は、図１に示すように、算出したワークＷの重心位置及び決定したワークＷの把持位置に基づいて、チャック３８を作動してワークＷを把持させる。制御部４８は、チャック３８がワークＷを把持すると、主軸３６及びチャック３８を基台１２の中央支持部３０まで移動させ、ワークＷを中央支持部３０上に載置させる。このとき、ワークＷに対するクランプ爪２４の位置は、チャック３８がワークＷを把持している状態で主軸３６を回転することによって調整してもよく、また、ワークＷを中央支持部３０に載置した後に回動部１４を回動することによって調整してもよい。

【0025】

図４には、ワークＷに対するクランプ爪２４の位置決めの一例として、中央支持部３０に載置したワークＷ及び基台１２の平面図を模式的に示す。また、同じく図中には基台１２の中心を原点とする直行軸であるＸ軸及びＹ軸を示す。ここに示す例では、ワークＷの切削抵抗を算出した結果、Ｘ軸に沿って正方向に作用する切削抵抗及びＹ軸に沿って負方向に作用する切削抵抗が支配的であることが分かっている。このため、制御部４８は、切削抵抗とは反対向きのＸ軸に沿った負方向及びＹ軸に沿った正方向へ向けてクランプ力を作用させる、すなわち、クランプ爪２４をワークＷへ押し付けることができるように、３つのベース２２（図４中ａ、ｂ、ｃ）のうちの２つ（図４中ａ、ｃ）を回動させて位置決めをする（図４中Ｐ１、Ｐ３）。さらに、Ｐ１及びＰ３からのクランプ力と釣り合うように、残りのベース２２（図４中ｂ）を回動して位置決めする（図４中Ｐ２）。これによって、切削抵抗を打ち消すようにクランプ爪２４をワークＷに押し付けることができるため、任意形状のワークＷを安定して把持することができる。

【0026】

図５Ａから５Ｃには、ワークＷを把持するために、ワークＷに押し当てているクランプ爪２４のピン２４ａを模式的に表す。図５Ａに示すように、ワークＷは、ワークＷに押し付けられたピン２４ａによって把持されている。切削抵抗などのワークＷに作用する力は、ワークＷとこれに押し当てられたピン２４ａによって形成された力の伝達経路ＬＰを通じてベース２２に伝達され、力覚センサ５６によって検出することができる。また、ピン２４ａは、ベース２２に対して任意の位置でロック可能に構成されており、クランプ爪２４でワークＷを把持する際には、ピン２４ａのロック又はアンロックの２つのモードをピン２４ａごとに切り替えることができる。このため、制御部４８は、力覚センサ５６によって検出した力の大きさに応じて、ピン２４ａのロック又はアンロックを切り替えると共に、ワークＷに押し当てるピン２４ａを切り替えることができる。これによって、安定してワークＷを把持することができるようにピン２４ａの位置を最適化することができる。図５Ｂには、ピン２４ａをロックした状態を示す。加圧ネジ２６ａを回転してチャンバ６０の圧力を増減することによって、ピン２４ａのワークＷに押し付ける力を増減させることができる。また、チャンバ６０の圧力を増加させるのに伴い、ピン２４ａ同士を上下方向に密着させるため、ピン２４ａ同士の間に摩擦力を生じさせる。ピン２４ａは、この摩擦力によって動きが抑制されるため、ピン２４ａの位置を安定させることができる。さらに、一部のピン２４ａをワークＷの表面に押し当て、残りのピン２４ａをワークＷの表面から離した状態でロックすることによって、例えば、剛性が低く、ピン２４ａを押し当てたくない部位や開口が形成されているためピン２４ａを押し当てることができない部位等を避けてワークＷを把持することができる。図５Ｃには、ピン２４ａをアンロックした状態を示す。アンロックした状態では、ピン２４ａ自体の拘束力は弱いため、ピン２４ａをワークＷの表面に倣って押し当てることによって、ピン２４ａ全体でワークＷを把持することができ、クランプ力を複数のピン２４ａに分散することができる。

【0027】

（変形例）
さらに、本実施形態に係る把持装置１０の変形例について説明する。本実施形態と同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0028】

図６には、変形例に係る把持装置５０の要部を模式的に示す。図中に示すように、回動部は、ガイドレール５２によって構成されてもよい。また、案内部は、ガイドレール５２に跨って配置されたロッドレスシリンダ５４等によって構成されてもよい。さらに、力覚センサ５６は、ベース５８の内部ではなく、ベース５８とロッドレスシリンダ５４との間に配置されてもよい。また、ワークＷの形状によっては、１つのガイドレール５２上にクランプ爪２４を有するベース５８が複数配置されてもよい。

【0029】

続いて、本実施形態に係る把持装置１０及び把持方法の作用及び効果を説明する。

【0030】

本実施形態に係る把持装置１０によれば、基台１２と、基台１２上に配置され、基台１２の径方向に沿って延在し、基台１２の中心軸２８周りに回動可能に構成された回動部１４と、回動部１４上に配置され、基台１２の径方向に沿って移動可能な案内部１８と、案内部１８上に回転可能に配置されたベース２２と、ベース２２において、基台１２の径方向内側に配置され、複数のピン２４ａを有するクランプ爪２４と、を備える。このため、回動部１４を基台１２の中心軸２８周りに回動させることによってクランプ爪２４を基台１２の周方向に沿って回動させ、回動部１４上の案内部１８を基台１２の径方向に沿って移動させることによってクランプ爪２４を基台１２の径方向に沿って移動させることができる。さらに、ベース２２及びクランプ爪２４を回転させることによって、ワークＷに対するクランプ爪２４の向きを調整することができる。これによって、ワークＷの形状に応じて、ワークＷに対するクランプ爪２４の位置を調整することができる。さらに、クランプ爪２４には、圧力流体を収容すると共に複数のピン２４ａと接続されたチャンバ６０を有し、チャンバ６０を加圧する微動機構部２６が配置されている。このため、ワークＷの形状や剛性に対応して、クランプ爪２４の複数のピン２４ａの出し入れを調整し、これらをワークＷの形状に倣い押し当てることができる。これらのことから、把持装置１０によって任意形状のワークＷを把持することができる。

【0031】

また、本実施形態に係る把持装置１０によれば、ベース２２と案内部１８との間には、力覚センサ５６を備える。このため、ワークＷの形状に倣って押し当てたピン２４ａに対するワークＷの反発力を力覚センサ５６によって検出することができる。これによって、制御部４８は、力覚センサ５６によって検出された反発力を検知してチャンバ６０の加圧又は減圧を制御することができ、クランプ爪２４のピン２４ａによるワークＷのクランプ力を調整することができる。

【0032】

さらに、本実施形態に係る把持装置１０によれば、微動機構部２６は、チャンバ６０の圧力を調整するための加圧ネジ２６ａを有する。このため、主軸３６に取り付けたレンチドライバ４６を加圧ネジ２６ａに差し込み、これを回転することができる。これによって、チャンバ６０の圧力を増減させることができ、クランプ爪２４のピン２４ａによるワークＷのクランプ力を微調整することができる。

【0033】

また、本実施形態に係る把持装置１０によれば、ベース２２は、上下動可能に構成されている。このため、電気的に接続された制御部４８によってベース２２の高さ位置を調整することができ、ワークＷの形状に応じて、これに押し当てるクランプ爪２４のピン２４ａの高さ位置を調整することができる。

【0034】

さらに、本実施形態に係る把持装置１０によれば、ワークＷの３次元形状データ、ワークＷの材質及び各部位の剛性のデータに加えて、ワークＷの加工に用いる工具、ワークＷの加工対象となる部位及び工具を用いて行うワークＷの加工条件等の情報も含むワーク情報を記憶する記憶部４８ａを備える。このため、把持装置１０は、ワーク情報に基づいて、ワークＷを把持する際にワークＷのどの部位を把持するかを総合的に判断することができる。これによって、例えば、切削抵抗を打ち消すようにクランプ爪２４をワークＷに押し付けることができるため、任意形状のワークＷを安定して把持することができる。また、制御部４８は、力覚センサ５６によって検出した力の大きさに応じて、任意の位置でロック可能に構成されたピン２４ａのロック又はアンロックを切り替えると共に、ワークＷに押し当てるピン２４ａを切り替えることができる。これによって、安定してワークＷを把持することができるようにピン２４ａの位置を最適化することができる。

【0035】

以上の説明のとおり、本実施形態に係る把持装置１０及び把持方法は、任意形状のワークＷを安定して把持することができる。

【0036】

（第２実施形態）
以下、図７から図１０を用いて第２実施形態に係る把持装置７０及び把持方法について説明する。第１実施形態と同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0037】

図７に示すように、本実施形態に係る把持装置７０は、工作機械（図示省略）に設けられた基台としての傾斜旋回台６２上に配置されている。傾斜旋回台６２は、工作機械に配置された互いに直交する３つの直動送り軸及び２つの回転送り軸（何れも図示省略）によって、直動及び回動可能に構成されている。このため、把持装置７０によって把持されたワークＷと加工用工具（図示省略）とを直交する３つの直動送り軸に沿って相対移動させることができると共に、２つの回転送り軸周りに相対的に回動させることができる。

【0038】

把持装置７０は、傾斜旋回台６２上に配置され、傾斜旋回台６２の径方向に沿って延在し、傾斜旋回台６２の軸線周りに回動可能に構成された回動部６４と、回動部６４上に配置され、傾斜旋回台６２の径方向に沿って移動可能な案内部（図示省略）上に回転可能に配置されたベース６６とを備える。また、把持装置７０は、ベース６６において、傾斜旋回台６２の径方向内側に配置され、複数のピンを有するクランプ爪２４を備える。

【0039】

図８（ａ）から図８（ｃ）に示すように、クランプ爪２４によって把持された傾斜旋回台６２上のワークＷは、回転送り軸を回動させることによって、クランプ爪２４が押し当てられていない３面をそれぞれ上方側へ向けることができる。これによって、図８（ａ）に示すワークＷ上面、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すワークＷの長辺側の側面を機械加工することができる。

【0040】

図９（ａ）に示すように、上面及び長辺側の側面を加工したワークＷの段取り替えを行うために、ワークＷは、クランプ爪２４及びベース６６をワークＷから遠ざけることによって解放される。解放されたワークＷは、主軸３６に取り付けたチャック３８によって把持された状態で持ち上げられる。持ち上げられたワークＷ（図中の一点鎖線）は、図９（ｂ）に示すように、主軸３６を回転することによって回動するチャック３８と共に向きを変える。向きを変えたワークＷは、あらためて回動部６４上に載置され、クランプ爪２４によって把持される。このため、図９（ｃ）に示すように、クランプ爪２４によって当初は把持されていたワークＷの短辺側の側面（図中の矢印で指し示す面）を加工することができる。

【0041】

図１０に示すように、短辺側の側面が加工されたワークＷは、再度クランプ爪２４から解放され、チャック３８によって持ち上げられる。持ち上げられたワークＷは、回動部６４側に加工用工具（図示省略）を取付けることによって、ワークＷの底面も加工することができる。

【0042】

公知の把持装置では、加工途中にワークＷの段取りを替える、すなわち、ワークＷを持ち替えようとすると、持ち替えによる加工位置のズレが発生する場合がある。この点に関して、本実施形態に係る把持装置７０によれば、ワークＷの形状データを含むワーク情報に基づいて、回動部６４を傾斜旋回台６２の軸線周りに回動させると共にベース６６及びクランプ爪２４を回転させ、クランプ爪２４をワークＷの形状に倣い押し当てることができる。このため、加工途中にワークＷの段取り替えがあったとしても、ワークＷの形状データを含むワーク情報に基づいて、詳細に把持装置７０の位置合わせをすることができ、適切な把持位置においてワークＷの段取り替えをすることができる。これによって、ワークＷの加工精度を向上させることができる。

【0043】

以上の説明のとおり、本実施形態に係る把持装置７０及び把持方法は、任意形状のワークＷを安定して、かつ、加工精度を確保できるように把持することができる。

【0044】

以上、把持装置１０、５０、７０の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者が想到する範囲において、上記の実施形態の様々な変形が本発明の実施形態に含まれる。

【符号の説明】

【0045】

１０ 把持装置
１２ 基台
１４ 回動部
１８ 案内部
２２ ベース
２４ クランプ爪
２４ａ ピン
２６ 微動機構部
３２ 工作機械
３４ 主軸頭
４８ａ 記憶部
５０ 把持装置
５２ ガイドレール（回動部）
５４ ロッドレスシリンダ（案内部）
５６ 力覚センサ
５８ ベース
６０ チャンバ
６２ 傾斜回転台（基台）
６４ 回動部
６６ ベース
７０ 把持装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】