JP7318316B2 - 把持方法 - Google Patents

Description

本発明は、把持方法及び部品に関する。

特許文献１に記載の組立装置は、搬送を目的として部品を把持するチャック機構を備える。チャック機構は、電動の把持機構である。このほか、エアー吸引又は電動吸引を用いた把持機構も知られている。

特開平７－２４１７３３号公報

従来の把持機構は、空気圧又は電気エネルギーのような動力を利用していたので、コスト高であり、また故障しやすいものであった。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、低コストで故障しにくい把持機構による把持方法と、把持の対象物として好適な部品とを提供することを目的とする。

本発明の把持方法は、転動体と、前記転動体を収容する枠体とを有する把持機構を用いた対象物の把持方法であって、第１段階と、第２段階とを備える。前記第１段階では、前記転動体の外面と前記枠体の内面との間に前記対象物の第１部分が把持されるように、前記把持機構が前記対象物に対して相対移動する。前記第２段階では、前記対象物の把持が解除される前に、前記対象物の第２部分によって前記転動体が持ち上げられるように、前記把持機構が前記対象物に対して更に相対移動する。

本発明の部品は、部品本体と、前記部品本体から突出した被把持部とを備える。前記被把持部は、第１部分と、前記第１部分に連結された第２部分とを有する。前記第１部分は、一定の厚みを有する板状体の主面の一部を含む。前記第２部分は、前記第１部分との連結箇所から離れるにつれて増加する厚みを有する。

本発明によれば、低コストで故障しにくい把持機構による把持方法と、把持の対象物として好適な部品とを提供することができる。

実施形態に係る把持方法が適用される組立装置の一例を示す図である。 把持機構の一例を示す正面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 実施形態に係る部品の一例を示す斜視図である。 図４のＶ－Ｖ断面図である。 把持方法の第１段階を示す断面図である。 把持方法の第２段階を示す断面図である。 把持機構の変形例を示す正面図である。 把持コロの重量調整の一例を示す断面図である。 把持コロの変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図１～図７を参照しながら説明する。図１及び図２において、便宜上、左から右への向きをＸ軸の正の向き、奥から手前への向きをＹ軸の正の向き、上から下への向きをＺ軸の正の向きとする。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１を参照して、実施形態に係る把持方法が適用される組立装置１００について説明する。図１は、組立装置１００の一例を示す図である。

図１に示されるように、組立装置１００は、第１部品４を第２部品５に嵌合させて組み付ける装置である。組立装置１００は、ロボット１と、位置ずれ修正装置２と、把持機構３とを備える。

把持機構３は、第１部品４を把持する。第２部品５は、位置決め機構１０の上で位置決めされている。第１部品４は、「部品」の一例に相当する。

位置ずれ修正装置２は、第２部品５に対して、把持機構３が把持した第１部品４の位置ずれを修正する。具体的に説明すると、位置ずれ修正装置２は、第２部品５への第１部品４の嵌合の際に第１部品４に働く力の向きを検出し、その力の向きに応じて第１部品４の位置ずれを修正する。

ロボット１は、第１部品４に対して把持機構３を相対移動させ、また第２部品５に対して把持機構３を相対移動させる。具体的に説明すると、ロボット１は、第１部品４の収納場所まで把持機構３を移動させ、把持機構３に第１部品４を把持させた後、把持機構３とともに第１部品４を第２部品５の直上まで移動させる。この後、ロボット１は、把持機構３とともに第１部品４をＺ軸の正の向きに移動させることにより、第１部品４を第２部品５に嵌合させる。嵌合が達成された後、ロボット１は、第１部品４に対する把持機構３の把持を解除させ、把持機構３をＺ軸の負の向きに移動させる。

次に、図２及び図３を参照して、把持機構３について説明する。図２は、把持機構３の一例を示す正面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

図２に示されるように、把持機構３は、ホルダー３１と、把持コロ３２とを備える。ホルダー３１の長手方向と、把持コロ３２の長手方向とは、いずれもＸ軸の方向である。ホルダー３１は、「枠体」の一例に相当する。把持コロ３２は、「転動体」の一例に相当する。

図３に示されるように、把持コロ３２は、円柱状の芯部３２１と、芯部３２１の周面を覆う被覆部３２２とを有する。例えば、芯部３２１は鉄のような金属で、被覆部３２２はポリアセタール樹脂のような弾性体でそれぞれ構成される。芯部３２１の密度は、被覆部３２２の密度よりも大きい。被覆部３２２は、圧縮変形が可能である。被覆部３２２の周面の摩擦係数は、芯部３２１の周面の摩擦係数よりも大きい。

図３に示されるように、ホルダー３１は、把持コロ３２を収容する枠体であって、背板３１１と、天板３１２と、上前板３１３と、下前板３１４と、左右の側板３１６とを有する。例えば、ホルダー３１は、アルミニウムのような軽金属で構成される。

背板３１１は、ＺＸ平面に沿って延びる矩形の板である。天板３１２は、背板３１１の上縁を始端としてＸＹ平面に沿って延びる矩形の板である。上前板３１３は、天板３１２の前縁を始端として、背板３１１から離れる方向へ斜め下方に向かって延びる矩形の板である。下前板３１４は、上前板３１３の下縁を始端として、背板３１１に近づく方向へ斜め下方に向かって延びる矩形の板である。

背板３１１と下前板３１４との間には、開口３１５が形成されている。開口３１５のＹ方向の幅は、把持コロ３２の直径よりも小さい。したがって、開口３１５を通して把持コロ３２が落下することはない。背板３１１及び下前板３１４は、把持コロ３２の重量を支える。開口３１５は、把持対象物の挿入を受けることができる。

背板３１１、天板３１２、上前板３１３及び下前板３１４は、ホルダー３１の左右側面にそれぞれ略五角形の開口を形成する。左右の側板３１６は、これらの開口を塞ぐように設置されている。ただし、少なくとも一方の側板３１６は、把持解除の際に把持コロ３２を通さずに把持対象物を通すための切欠部３１７を、背板３１１に近い位置に有する。

例えば側板３１６を開閉自在に構成することにより、把持コロ３２の出し入れが可能になる。

次に、図４及び図５を参照して、実施形態に係る第１部品４について説明する。図４は、第１部品４の一例を示す斜視図である。図５は、図４のＶ－Ｖ断面図である。

図４に示されるように、第１部品４は、部品本体４１と、被把持部４２とを備える。部品本体４１は、略直方体の形状を有する。被把持部４２は、把持機構３によって把持されやすいように、部品本体４１から突出する。被把持部４２は矩形の板状に形成され、被把持部４２の端面が部品本体４１の主面の１つに接続されている。

被把持部４２は、第１主面４２１と、第２主面４２２とを有する。第１主面４２１及び第２主面４２２は、ＺＸ平面に沿って延びる。第１主面４２１はＹ軸の負側に、第２主面４２２はＹ軸の正側にそれぞれ位置する。

被把持部４２は、２つのリブ４２３，４２３を更に有する。２つのリブ４２３，４２３は、Ｘ軸方向に互いに距離を隔てて設けられている。各リブ４２３は、第２主面４２２からＹ軸の正の向きへ突出する。各リブ４２３は、第２主面４２２に対して傾斜した傾斜面４２４として形成された端面を有する。

第２部品５は、略直方体の形状を有する部品本体５１に、第１部品４の部品本体４１を受け入れる凹部５２が形成されたものである。

図５に示されるように、被把持部４２は、第１部分Ｌ１と、第２部分Ｌ２とを有する。第１部分Ｌ１は、被把持部４２のＺ軸の負側の端部を含む。第２部分Ｌ２は、第１部分Ｌ１に連結されている。第１部分Ｌ１は、一定の厚みｔ１を有する板状体の主面の一部、すなわち第２主面４２２の一部を含む。第２部分Ｌ２は、第１部分Ｌ１との連結箇所から離れるにつれて増加する厚みｔ２を有する。第２部分Ｌ２は、リブ４２３に形成された傾斜面４２４を含む。

次に、図６及び図７を参照して、実施形態に係る把持方法について説明する。図６は、把持方法の第１段階を示す断面図である。図７は、把持方法の第２段階を示す断面図である。

図６に示されるように、把持機構３は、第１段階において、把持コロ３２に働く重力の作用により、把持コロ３２の外面とホルダー３１の内面との間に第１部品４を把持する。具体的には、被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間に、適度の摩擦力で被把持部４２の第１部分Ｌ１を構成する第２主面４２２が把持される。被覆部３２２が圧縮変形することにより、被覆部３２２が非弾性体で構成された場合に比べて被把持部４２との接触面積が大きくなり、大きい把持力を実現している。

図７に示されるように、把持機構３は、第１部品４の把持が解除される前に、第１部品４に対してＺ軸の正の向きに相対移動する。把持方法は、第１段階から第２段階へ移行する。第２段階において、把持コロ３２は、被把持部４２の第２部分Ｌ２を構成するリブ４２３の傾斜面４２４によって持ち上げられる。その結果、被覆部３２２の圧縮変形による大きい把持力が緩和される。

以下、図１～図７を参照して、組立装置１００の動作を説明する。

第１工程において、ロボット１は、図１に示されるように、第１部品４の収納場所まで把持機構３を移動させる。そして、ロボット１は、被把持部４２と背板３１１とが互いに平行になるように把持機構３の姿勢を調整したうえ、第１部品４に対して、把持機構３をＺ軸の正の向きに相対移動させる。被把持部４２は、開口３１５を通してホルダー３１の中へ入り、把持コロ３２を押し退けながらホルダー３１の中を上昇する。その後、傾斜面４２４が把持コロ３２を押し上げる前に、把持機構３の移動が停止する。その結果、図６に示される第１段階の状態が実現する。

第２工程において、ロボット１は、把持機構３をＺ軸の負の向きに移動させる。ロボット１は、把持機構３を更に移動させることにより、図１に示されるように、第２部品５の直上まで第１部品４を搬送する。被把持部４２は、被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間に把持されたままである。

第３工程において、ロボット１は、把持機構３をＺ軸の正の向きに移動させる。その結果、第１部品４が第２部品５に嵌合される。少なくとも嵌合の直前までは、図６に示される第１段階の状態が維持される。

第４工程において、ロボット１は、把持機構３をＺ軸の正の向きに更に移動させる。傾斜面４２４が把持コロ３２を押し上げることにより、図７に示される第２段階の状態が実現する。第２段階は、把持解除の準備段階である。

第５工程において、ロボット１は、把持機構３をＸ軸の正の向きに移動させる。被把持部４２は、被覆部３２２の外面と背板３１１の内面との間を擦り抜け、更に切欠部３１７を通過する。その結果、把持機構３による第１部品４の把持が解除される。第１部品４は、第２部品５に嵌合されたままである。

第６工程において、ロボット１は、把持機構３をＺ軸の負の向きに移動させつつ、次の作業に備えて把持機構３を元の位置に戻す。

次に、図８を参照して、把持機構３の変形例について説明する。図８は、把持機構３の変形例を示す正面図である。

図８の把持機構３は、ホルダー３１に収容された把持コロ３２ａの数が複数である点で、図２の把持機構３と異なる。複数個の把持コロ３２ａの重量を互いに異ならせれば、複数の把持力を使い分けることができる。また、複数個の把持コロ３２ａにおいて、周面の摩擦係数を互いに異ならせてもよい。

次に、図９を参照して、把持コロ３２の重量調整について説明する。図９は、把持コロ３２の重量調整の一例を示す断面図である。

図９の把持コロ３２は、芯部３２１の直径が縮小された点で、図３中の把持コロ３２と異なる。芯部３２１及び被覆部３２２の各々の材料、並びに把持コロ３２の全体の直径が同じであれば、金属製の芯部３２１の直径が小さいほど、把持コロ３２の重量が小さくなる。逆に、金属製の芯部３２１の直径が大きいほど、把持コロ３２の重量が大きくなる。芯部３２１及び／又は被覆部３２２の材料を変更することによって把持コロ３２の重量調整をすることも可能である。

次に、図１０を参照して、把持コロ３２の変形例について説明する。図１０は、把持コロ３２の変形例を示す断面図である。

図１０の把持コロ３２は、内輪３２３と、外輪３２４と、クッションリブ３２５とを有する点で、図３及び図９中の把持コロ３２と異なる。内輪３２３は小径の円筒状であり、外輪３２４は大径の円筒状である。クッションリブ３２５は、内輪３２３と外輪３２４との間を３箇所で接続するように設置されている。クッションリブ３２５が設置された３箇所は、略１２０度の角度だけ互いに隔てられている。内輪３２３と、外輪３２４と、クッションリブ３２５とは、いずれもポリアセタール樹脂のような弾性体で構成される。図１０の把持コロ３２は、全体的に圧縮変形が可能であり、大きい把持力を実現できる。

実施形態によれば、ホルダー３１及び把持コロ３２（又は３２ａ）のみで動力不要の把持機構３が構成される。その結果、低コストで故障しにくい把持機構３が実現する。しかも、把持対象である第１部品４に傾斜面４２４を有するリブ４２３が設けられたので、把持の解除が容易である。

上記した各実施形態の説明は、本発明における好適な実施形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

例えば、実施形態では、図４に示されたように、リブ４２３の数が２であったが、これに限られない。リブ４２３の数は、１又は３以上であってもよい。また、被把持部４２にリブ構造が設けられず、被把持部４２がＸ方向の全幅に渡って連続する傾斜面４２４を有してもよい。

本発明は、把持機構の分野に利用可能である。

３ 把持機構
４ 第１部品（部品）
３１ ホルダー（枠体）
３２ 把持コロ（転動体）
３２ａ 把持コロ（転動体）
４１ 部品本体
４２ 被把持部
４２１ 第１主面
４２２ 第２主面（主面）
４２３ リブ
４２４ 傾斜面（端面）
Ｌ１ 第１部分
Ｌ２ 第２部分

Claims (1)

1. 転動体と、前記転動体を収容する枠体とを有する把持機構を用いた対象物の把持方法であって、
   前記転動体の外面と前記枠体の内面との間に前記対象物の第１部分が把持されるように、前記把持機構を前記対象物に対して相対移動するステップと、
   前記対象物の把持が解除される前に、前記対象物の第２部分によって前記転動体が持ち上げられるように、前記把持機構を前記対象物に対して更に相対移動するステップと
   を備えた、把持方法。

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