JP2020049638A - ロボットハンド - Google Patents

Abstract

【課題】円筒形状の対象物の滑りを正確に検出することができるとともに、加工機に対するワークの自動供給を可能とするロボットハンドを提供する。【解決手段】本発明のロボットハンド１００は、円筒形状の対象物２００を把持するロボットハンドにおいて、前記対象物に対向するベース面１１ａを有し、前記ベース面に垂直な方向に延びる第１の回転軸の周りに回転可能なベース部１１と、前記ベース部に設けられ、前記対象物を把持する把持機構１３と、前記把持機構に対する前記対象物の滑りを検出する滑り検出機構１５と、前記滑り検出機構における検出結果を通知する通知部５２と、を備え、前記把持機構は、前記第１の回転軸に交差する方向に開閉することで前記対象物を把持する少なくとも２つの把持部を有し、前記把持部に前記検出機構が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットハンドに関する。

従来、ＮＣ加工機におけるワーク（対象物）の固定方式として用いられるネジヤトイは、特殊な手法のため、ワークの着脱自動化が困難とされていた。このため、ネジヤトイに対してワークをセットする際には、作業者がネジヤトイへ手作業で取り付けていた。また、ネジヤトイに対するワークの着座も作業者による目視で確認していた。現在は、作業者における作業効率を大幅に改善するために、ワークセットの自動化を可能にするロボットの開発が進められている。

ロボットによる自動化を進めるにあたって、ネジヤトイに着座した後に発生するワークの空回りが問題となる。つまり、ワークがロボットハンドに把持された状態で加工機側の回転につられて空回りしてしまうと、ワークの外周面に擦れ傷や歪等が生じてしまうことがある。

特許文献１には、メカニカルハンドによって掴んだワークの滑りを超音波で検出する方法が開示されている。このメカニカルハンドは、基部に取り付けられた２本のフィンガを開閉することによってワークを掴み、超音波トランスデューサからワークに向けて超音波を送信し、そのワークからの反射波を受信することでワークの滑りを検出している。具体的には、送受信パルスの時間差によって基部とワークとの距離を測定し、その測定結果と、前回の測定結果との差によってワークの相対変位（滑り）を検出している。

特開昭５８−６９６５２号公報

しかしながら、ワークが円筒形状であった場合、ワークが回転しても基部とワークとの距離に変化が生じないため、ワークの相対変位（滑り）を正確に検出することが難しい。そこで、円筒形状のワークであっても着座後の滑りを正確に検出することのできるロボットハンドが望まれている。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、円筒形状の対象物の滑りを正確に検出することができるとともに、加工機に対するワークの自動供給を可能とするロボットハンドを提供することを目的の一つとする。

本発明の第１の態様によれば、円筒形状の対象物を把持するロボットハンドにおいて、前記対象物に対向するベース面を有し、前記ベース面に垂直な方向に延びる第１の回転軸の周りに回転可能なベース部と、前記ベース部に設けられ、前記対象物を把持する把持機構と、前記把持機構に対する前記対象物の滑りを検出する滑り検出機構と、前記滑り検出機構における検出結果を通知する通知部と、を備え、前記把持機構は、前記第１の回転軸に交差する方向に開閉することで前記対象物を把持する少なくとも２つの把持部を有し、前記把持部に前記検出機構が設けられている、ロボットハンドが提供される。

本発明の一つの態様によれば、円筒形状の対象物の滑りを正確に検出することができるとともに、加工機に対する対象物の自動供給を可能とするロボットハンドを提供することができる。

図１は、一実施形態のロボットハンドにおいてワークを把持した状態の様子を示す斜視図である。 図２は、一実施形態のロボットハンドにおいてワークを把持した状態の様子を示す側面図である。 図３は、一実施形態のロボットハンドにおいてワークを把持した状態の様子を示す正面図である。 図４は、一実施形態のロボットハンドの構成を示す斜視図である。 図５は、一実施形態のロボットハンドに把持された状態でロボットハンドとワークとの間で生じるワークの滑りを検出する動作を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るロータおよびモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

図１は、一実施形態のロボットハンド１００においてワーク（対象物）２００を把持した状態の様子を示す斜視図である。図２は、一実施形態のロボットハンド１００においてワーク２００を把持した状態の様子を示す側面図である。図３は、一実施形態のロボットハンド１００においてワーク２００を把持した状態の様子を示す正面図である。図４は、一実施形態のロボットハンド１００の構成を示す斜視図である。図５は、一実施形態のロボットハンド１００に把持された状態でロボットハンド１００とワーク２００との間で生じる滑りを検出する動作を説明するための図である。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸方向は、図１に示す中心軸Ｏ１，回転軸Ｏ２の軸方向と平行な方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向と直交する方向であって図１の上下方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

また、特に断りのない限り、中心軸Ｏ１，回転軸Ｏ２に平行な方向（Ｘ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｏ１，回転軸Ｏ２を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｏ１，回転軸Ｏ２を中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｏ１，回転軸Ｏ２の軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。

図１および図２に示す本実施形態のロボットハンド１００は、不図示のアームに取り付けられるロボットハンドであって、対象物であるワーク２００を把持して所定の場所へ供給する。本実施形態のロボットハンド１００は、例えばＮＣ加工機に対して、ワーク２００を供給あるいは排出させる際に使用される。

ロボットハンド１００は、不図示のアームの先端に取り付けられる。ロボットハンド１００は、当該ロボットハンド１００の中心軸Ｏ１に円筒形状のワーク２００の中心軸Jを略一致させた状態で、ワーク２００を把持する。

ロボットハンド１００は、図１、図２、図３、図４に示すように、ベース部１１と、エアチャック把持機構（把持機構）１３と、伸縮機構１９と、滑り検出機構１５と、滑り検出センサ（通知部）５２とを少なくとも備えて構成されている。ロボットハンド１００の動作は、例えば、アームやＮＣ加工機を駆動する制御ユニット（不図示）によって制御される。

本実施形態におけるエアチャック把持機構１３は、本発明に係る「把持機構」の一例であって、チャックの種類は適宜変更可能である。

（ベース部）
ベース部１１は、不図示のアームに接続するためのジョイント部１１ｊ（図１、図４）と、三角形状を呈する平面状の板部材１１ｋ（図３）と、を少なくとも有する。板部材１１ｋは、ジョイント部１１ｊに対向して設けられる。板部材１１ｋは、ジョイント部１１ｊとは反対側にベース面１１ａを有し、ベース面１１ａの中心１１ｃ（図３）が中心軸Ｏ１と一致している。ベース面１１ａは、把持対象となるワーク２００の一方の端面２００ｃ（図２）に対向する。

（伸縮機構）
伸縮機構１９は、ベース部１１に設けられる。本実施形態では、例えば３つの伸縮機構１９を備えている。伸縮機構１９は、全体的に円柱形状をなし、中心軸Ｏ１に沿ってベース面１１ａに対して垂直に延びている。

伸縮機構１９は、図３および図４に示すように、伸縮支持部４１と、弾性部（不図示）と、伸縮部４２と、を少なくとも有して構成されている。
本実施形態では、３つの伸縮機構１９が、中心軸Ｏ１を中心とする同心円上に等しい間隔で配置されている。伸縮機構１９は、図４に示す軸方向から見たときに三角形状をなすベース面１１ａの３つの角部にそれぞれ配置されている。各角部に配置された３つの伸縮機構１９は、それぞれの伸縮部４２の先端面４２ａが、把持対象となるワーク２００の端面２００ｃ（図２）に接触可能な位置に配置されている。

伸縮支持部４１は、板部材１１ｋに設けられた貫通孔１１ｇ内に挿入されて固定されている。伸縮支持部４１の内側に配置される弾性部は、中心軸Ｏ１の軸方向に伸縮可能な部材である。弾性部としては、例えばバネ等が採用される。

伸縮部４２は、板部材１１ｋに固定された伸縮支持部４１に対して移動可能に設けられている。伸縮部４２は、例えば上述した弾性部の先端に取り付けられ、弾性部の伸縮動作に追従して中心軸Ｏ１の軸方向（図４中の矢印Ａで示す方向）に沿って移動する。伸縮部４２は、伸縮支持部４１内に収縮した状態で収容された弾性部によって、ベース面１１ａから離れる方向（＋Ｘ側）に常に付勢されている。各伸縮機構１９において、弾性部によって伸縮部４２に作用する付勢力（弾性力）は互いに等しい。

エアチャック時にワーク２００の端面２００ｃに当接した各伸縮機構１９は、上記弾性部による付勢力を受けた伸縮部４２によりワーク２００の端面２００ｃを＋Ｘ方向へと押し込むこととなる。

（エアチャック把持機構）
エアチャック把持機構１３は、ベース部１１に設けられる。エアチャック把持機構１３は、図３および図４に示すように、ワーク２００を把持するための把持部３１を、例えば３つ有している。把持部３１の数は３つに限られず、少なくとも２つ以上の把持部３１を有していればよい。複数の把持部３１は、図３および図４に示すように、中心軸Ｏ１を中心とする同心円上に等しい間隔で配置され、各々の少なくとも一部が上記板部材１１ｋのベース面１１ａと軸方向で対向している。

エアチャック把持機構１３は、図３および図４に示すように、第１の把持部（把持部）１３１を一つと、第２の把持部（把持部）１３２を二つ有している。第１の把持部１３１および第２の把持部１３２，１３２は、エアチャック動作時に、ベース面１１ａに沿って中心軸Ｏ１に対して垂直な方向へ同時に開閉移動する。

ここで、エアチャック把持機構１３の「開閉」について次のように定義する。本実施形態では、すべての把持部１３１，１３２，１３２が、中心軸Ｏ１に向かって互いに近づいた状態を「閉状態：チャック状態」とし、中心軸Ｏ１から互いに離れた状態を「開状態：チャック解除状態」とする。

第１の把持部１３１は、図３および図４に示すように、第１の基部３２、第１の爪部３３および複数のネジ３４を有している。第１の基部３２は、正方形状の板状部材からなる。第１の爪部３３は、削り出し加工等によりＬ字形状に成形される。図４に示すように、第１の爪部３３における第１部分３３Ａには、滑り検出機構１５の一部を配置させるための開口３３ｃが設けられ、第１の爪部３３の第２部分３３Ｂには、複数のネジ穴（不図示）が設けられている。各ネジ穴に、第１の爪部３３を第１の基部３２に固定するための上記ネジ３４が挿入され、第１の爪部３３が第１の基部３２の一面３２ａ側にネジ止めされて固定されている。

第２の把持部１３２，１３２は、図３および図４に示すように、第２の基部３５と、第２の爪部３６と、複数のネジ３４とをそれぞれ有している。第２の基部３５は、扇形状の板状部材であり、その一面３５ａ（板部材１１ｋとは反対側の面）に第２の爪部３６が設けられている。

図４に示すように、第２の爪部３６は、中心軸Ｏ１の軸方向に沿って延びる爪３６ａと、中心軸Ｏ１に垂直な方向（以下、径方向とも言う）に広がる固定部３６ｂと、を有している。爪３６ａは、図３に示す軸方向から見て円弧形状とされており、内側にワーク２００の外周面２００ａに接触する接触面３６ｃを有している。接触面３６ｃは、軸方向から見て真円の１／４程度の湾曲面であって、ワーク２００の外周面２００ａの曲率に略等しい曲率を有する。

これにより、接触面３６ｃの略全体がワーク２００の外周面２００ａに接触することとなる。２つの第２の把持部１３２における、ワーク２００の外周面２００ａに対する各接触面３６ｃの接触面積が増えれば、第１の把持部１３１とともにワーク２００を安定的に把持することができる。

図４に示すように、固定部３６ｂは、爪３６ａの端部から径方向外側に扇形状に広がる部分である。固定部３６ｂは、軸方向から見たときに第２の基部３５の外形の一部と一致した形状とされている。
このような第２の爪部３６は、固定部３６ｂに設けられたネジ穴（不図示）に挿入されるネジ３４によって、第２の基部３５の一面３５ａ側にネジ止めされている。

図３に示すように、エアチャック把持機構１３を中心軸Ｏ１から見たとき、第１の把持部１３１は板部材１１ｋの上辺側に位置し、第２の把持部１３２，１３２は板部材１１ｋの上辺１１ｋ１を除く他の２つの辺１１ｋ２，１１ｋ２側にそれぞれ位置している。第１の把持部１３１および第２の把持部１３２，１３２は、エアチャック把持機構１３の開閉動作時に、板部材１１ｋの各辺１１ｋ１，１１ｋ２，１１ｋ２に対して、各把持部１３１，１３２，１３２がそれぞれ交差する方向（図３中の矢印Ｂで示す方向）に移動する。

エアチャック把持機構１３は、例えば、第１の把持部１３１を移動させるエアシリンダ（不図示）と、第１の把持部１３１の動きを第２の把持部１３２，１３２に伝える連動構造（不図示）とを備えている。これにより、エアシリンダが駆動されることで第１の把持部１３１が移動し、これに連動して第２の把持部１３２，１３２が移動する。

エアチャック把持機構１３においてワーク２００を把持する力は、ロボットハンド１００に対してワーク２００が着座する前と後で変化させることができる。

（滑り検出機構）
滑り検出機構１５は、エアチャック把持機構１３に対するワーク２００の滑りを検出する。滑り検出機構１５は、図３および図４に示すように、上記第１の把持部１３１に設けられており、第１の把持部１３１とともに移動する。

滑り検出機構１５は、ローラー５１および滑り検出センサ５２を少なくとも有している。さらに、滑り検出機構１５は、図４に示すように、センサ取り付け部５５と、取り付けカバー５６とを有している。

ローラー５１は、図３および図４に示す回転軸Ｏ２の軸回りに回転する。ローラー５１は、第１の把持部１３１の開口３３ｃ（図４）内に配置されている。ローラー５１の回転軸Ｏ２は、ロボットハンド１００の中心軸Ｏ１に平行している。

図３に示すように、エアチャック把持機構１３によってワーク２００を把持する際、ローラー５１は、ワーク２００の外周面２００ａに接触し、他の把持部１３２，１３２の爪３６ａ，３６ａとともにワーク２００を支える。つまり、ローラー５１は、第１の把持部１３１の爪としても機能する。

ローラー５１は、その外周面５１ａがワーク２００の外周面２００ａに接触した状態で、ワーク２００の回転に追従して回転可能である。図５に示すように、ローラー５１の回転軸Ｏ２はワーク２００の中心軸Ｊと平行しているため、ワーク２００の回転方向（図５中の矢印Ｃで示す方向）とローラー５１の回転方向（図５中の矢印Ｄで示す方向）とは互いに相反する。ここで、ローラー５１は、ワーク２００と単に接触している状態では簡単に回転しない。

図２に示すように、ローラー５１の直径ｄ１は、ワーク２００の直径ｄ２よりも小さい。本実施形態において、ローラー５１の外周は、例えば、ワーク２００の外周の１／５に相当する。

ローラー５１は、例えば、ワーク２００を装着するＮＣ加工装置で使用される切削油の影響を受けにくい材料で構成されていることが好ましい。本実施形態では、ポリアセタール（ＰＯＭ）が採用されている。

図３および図４に示すように、ローラー５１の外周面５１ａには、滑り検出センサ５２によって検出可能な検出ピン５３が、少なくとも１つ設けられている。検出ピン５３は、所定の長さを有し、回転軸Ｏ２に対して垂直な方向に延びている。

滑り検出センサ５２は、例えば光電センサである。滑り検出センサ５２は、検出ピン５３に向けて検出光を照射し、その反射光を受光することにより、検出ピン５３を検出可能である。検出ピン５３を有するローラー５１は、ワーク２００の回転に追従することから、検出ピン５３を検出することでローラー５１の回転を間接的に検出することが可能である。
また、滑り検出センサ５２は、本発明に係る通知部としても機能し、ローラー５１の回転検出結果を制御ユニットに通知する。

滑り検出センサ５２は、図４に示すように、センサ取り付け部５５を介して、第１の把持部１３１に取り付けられている。センサ取り付け部５５に取り付けることで、第１の把持部１３１に対して滑り検出センサ５２が位置決めされる。

取り付けカバー５６は、滑り検出センサ５２の周囲を囲むようにセンサ取り付け部５５に固定される。取り付けカバー５６によって滑り検出センサ５２の周囲を被覆することで、外光の影響を受けず、検出ピン５３の高精度な検出が可能になる。この滑り検出機構１５は、第１の把持部１３１とともに移動する。

ロボットハンド１００の動作を制御する制御ユニットは、滑り検出機構１５において検出された滑り情報に基づいて、図３に示すネジヤトイ３００側の回転を制御する。

＜ロボットハンドの動作＞
次に、本実施形態のロボットハンド１００の動作について述べる。

まず、搬送用のパレット内に並べられた複数のワーク２００のうち、１つのワーク２００を把持してパレット内から所定の基台上へ取り出す（ステップ１）。パレットに収容された多数の円筒形状のワーク２００は、各々の開口を上下に向けて立てた状態で並べられている。

ステップ１において、制御ユニットは、例えば、アームを動かしてロボットハンド１００を、把持対象のワーク２００の上方へと移動させる。続けて、エアチャック把持機構１３のエアシリンダを駆動して、エアチャック把持機構１３における３つの把持部１３を開くように移動させる。エアチャック把持機構１３を開状態としたロボットハンド１００を対向するワーク２００に近づけていき、ワーク２００の端面２００ｃに、エアチャック把持機構１３に設けられた３つの伸縮支持部４１が接近あるいは接触した状態で、エアシリンダを再び駆動させて３つの把持部１３を閉じるように移動させる。このとき、３つの伸縮支持部４１すべてがワーク２００の端面２００ｃに接触していなくてもよい。

このようにして、対象となるワーク２００を１つ把持してパレット内から取り出す。その後、制御ユニットは、ロボットハンド１００を基台上へと移動させ、エアチャック把持機構１３の３つの把持部１３を開いて開状態にし、把持していたワーク２００を基台上に置く。

次に、ロボットハンド１００により、基台上に取り出したワーク２００を再び把持し直す（ステップ２）。
ステップ２において、制御ユニットは、エアチャック把持機構１３を開状態にしたまま、ワーク２００の端面２００ｃに、３つの伸縮機構１９すべてを突き当てる。各伸縮機構１９は、ワーク２００からの反力を受けて回転軸Ｏの軸方向に縮みながら、ワーク２００を基台側へと押し付ける。これにより、ロボットハンド１０のベース面１１ａに対して、ワーク２００の端面２００ｃが平行になる。３つの伸縮機構１９をワーク２００に突き当てた状態で、制御ユニットは、再びエアチャック把持機構１３の３つの把持部１３を閉じて閉状態にし、ワーク２００を把持する。

このとき、第１の把持部１３１に設けられた滑り検出機構１５のローラー５１の外周面５１ａが、ワーク２００の外周面２００ａに接触した状態となる。第１の把持部１３１に設けられた滑り検出機構１５のローラー５１と、他の第２の把持部１３２，１３２の爪３６ａ，３６ａとによってワーク２００を把持する。

次に、制御ユニットは、アームを駆動して、ロボットハンド１００によって把持したワーク２００をＮＣ加工機のネジヤトイ３００に取り付ける（ステップ３）。
ステップ３において、制御ユニットは、ワーク２００を把持したロボットハンド１００を移動して、ワーク２００をネジヤトイ３００に対向させる。その後、加工機側の主軸を回転させることにより、ワーク２００の内側に設けられた雌ネジ２００ｅ（図５）をネジヤトイ３００側の雄ネジ３００ｅに螺合させ、ワーク２００をネジヤトイ３００に取り付ける。

ネジヤトイ３００にワーク２００が着座すると、ワーク２００はネジヤトイ３００に対して回転しなくなる。しかしながら、ネジヤトイ３００側の回転は、ワーク２００が着座した後も続くため、着座後のワーク２００が、ロボットハンド１００に把持された状態で、ネジヤトイ３００の回転につられて空回りしてしまうことがある。

そこで、制御ユニットは、ネジヤトイ３００に対するワーク２００の取り付け動作中、滑り検出機構１５においてローラー５１の回転を監視する（ステップ４）。制御ユニットは、滑り検出機構１５による検出ピン５３の検出を、少なくともエアチャック把持機構１３によってワーク２００を把持した時点で開始することが望ましい。つまり、上述したステップ３およびステップ４を同時に実行する。

本実施形態において、制御ユニットは、滑り検出機構１５において検出ピン５３が２回検出されると、ロボットハンド１００とワーク２００との間に滑りが生じたと判断する。

ここで、検出ピン５３を２回検出する理由としては、ネジヤトイ３００に対してワーク２００が着座した後、ロボットハンド１００に把持された状態で、ロボットハンド１００との間で生じるワーク２００の空回りを正確に検出するためである。つまり、検出開始時にすでに滑り検出センサ５２による検出領域に検出ピン５３が入っていると、ワーク２００に回転が生じていない段階で検出ピン５３が検出されてしまい、ネジヤトイ３００に対するワーク２００の取り付けが終了していないことも考えられる。

このため、加工機側のネジヤトイ３００にワーク２００が確実に着座した状態で、ロボットハンド１００とワーク２００との間で生じる滑りを検出する必要がある。よって、本実施形態では、検出ピン５３を２回目に検出したときに、ロボットハンド１００とワーク２００との間に滑りが発生したと判断する。

制御ユニットは、滑り検出機構１５においてロボットハンド１００とワーク２００との間で生じる滑りを検出した場合に、その検出結果に基づいて制御を行う。具体的には、検出ピン５３を２回検出すると、その検出結果を滑り検出センサ５２から制御ユニットにフィードバックする。制御ユニットは、滑り検出センサ５２からの通知に基づいて、加工機側の回転を停止する。これにより、着座後のワーク２００がロボットハンド１００に把持された状態のまま、ネジヤトイ３００の回転に追従して連れ回ってしまうのをなくすことができる。

以上述べたように、本実施形態のロボットハンド１００によれば、軸回りの回転において外形の変化が生じにくい円筒形状のワーク２００であっても、着座後のワーク２００とロボットハンド１００との間で生じる滑りを正確に検出することができる。

また、ロボットハンド１００とワーク２００との間で滑りが生じたことを滑り検出センサ５２から制御ユニットに知らせることで、ネジヤトイ３００側の回転を停止させることができる。これにより、ネジヤトイ３００に着座した後のワーク２００とロボットハンド１００との間で生じる滑りを素早く停止させることができ、ワーク２００の外周面２００ａに傷や歪みが生じてしまうのを防ぐことができる。これにより、不良品の発生を大幅に減らし、品質の安定化を図ることができる。

また、以前は、ＮＣ加工機のネジヤトイ３００に対するワーク２００の取り付け作業を作業者による手作業で行っていたが、本実施形態のロボットハンド１００によって、ＮＣ加工機のネジヤトイ３００に対するワーク２００の取り付け作業（供給）を自動化することが可能となり、作業効率を向上させることができる。さらに、ネジヤトイ３００に対するワーク２００の取り外し作業（排出）を自動化することも可能なため、作業効率をより一層向上させることができる。

また、本実施形態において、ローラー５１の直径ｄ１がワーク２００の直径ｄ２よりも小さいため、ワーク２００が一回転する前に上記滑りを検出することができる。つまり、ワーク２００の回転数に対してローラー５１の回転数の方が高いため、ロボットハンド１００とワーク２００との間に生じたわずかな滑りであっても検出することが可能となる。これにより、着座後、早い段階で、ロボットハンド１００とワーク２００との間で生じた滑りを検出することができ、ロボットハンド１００に把持されたワーク２００の周方向に大きく傷が付いてしまうのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、ローラー５１に設けられた検出ピン５３が１つだけであるが、ローラー５１の周方向に複数の検出ピン５３を設けてもよい。上述したように、検出ピン５３が１つだけの場合、最初から滑り検出センサ５２による検出領域に検出ピン５３が入っている場合も考えられるため、本実施形態では、ローラー５１に設けられた１つの検出ピン５３を、滑り検出センサ５２によって２回検出することでワーク２００の回転を検出している。この場合、１つの検出ピン５３を２回に検出するためにはローラー５１が一回転することを要する。

そこで、例えば、ローラー５１の外周面５１ａに検出ピン５３を周方向に複数設けておくことによって、ローラー５１が一回転する前に２つ目の検出ピン５３を検出する方法としてもよい。この方法であれば、滑り検出センサ５２において検出ピン５３が２つ検出された時点でワーク２００の回転を検出することができる。このため、着座後のワーク２００とロボットハンド１００との間で生じる滑りをより早い段階で検出することが可能となる。これにより、ロボットハンド１００とワーク２００の間で生じる滑りに対して迅速に対策を施すことができ、外周面２００ａに擦れ傷や歪み等が発生してしまうのを効率よく防ぐことができる。

また、従来は、ネジヤトイ３００に対するワーク２００の着座を作業者による目視によって確認していたが、本実施形態のロボットハンド１００では、ローラー５１（ワーク２００）の回転を検出することによってネジヤトイ３００に対するワーク２００の着座を機械的に確認することができる。ローラー５１の回転が始まるのは、ネジヤトイ３００に対してワーク２００が着座した後である。このため、ローラー５１の回転を検出することによって、ネジヤトイ３００に対してワーク２００を確実に着座させることができる。

このようなことから、ワーク２００の着座が完了した後は、ロボットハンド１００との間で生じたワーク２００の滑りをなるべく早い段階で検出することが望ましく、上述したようにローラー５１に複数の検出ピン５３を設けることは、検出精度を高める上でとても有効である。

なお、検出ピン５３の数を増やすだけでなく、ワーク２００に対するローラー５１の大きさの比率を調整することで、検出精度を高めるようにしてもよい。

また、滑り検出機構１５をエアチャック把持機構１３の把持部３１に設けることにより、省スペース化が可能である。

さらに、本実施形態のロボットハンド１００においては、エアチャック把持機構１３の３つの把持部３１を中心軸Ｏ１に交差する方向へ開閉し、ワーク２００を径方向外側から掴むように把持するため、ワーク２００に傷や歪を生じさせることなく、ワーク２００を確実に把持することができる。

また、３つの把持部３１を中心軸Ｏ１に交差する方向に開閉してワーク２００を把持することにより、ベース部１１の中心にワーク２００の中心を近づけた状態で把持することができる。本実施形態では、一度把持したワーク２００を掴みなおすことで、ベース部１１の中心軸Ｏ１にワーク２００の中心軸Ｊをほぼ一致させることができる。これにより、例えば、ＮＣ加工機のネジヤトイ３００に対するワーク２００の位置決めが正確に行われ、ワーク２００の供給が安定する。

また、本実施形態のロボットハンド１００では、上述したように、搬送用のパレット内に収容されたワーク２００を基台上へ一旦取り出し、ベース部１１に設けた３つの伸縮機構１９によって、ワーク２００の端面２００ｃをロボットハンド１００のベース面１１ａに対して平行にした状態でワーク２００を把持することができる。ワーク２００の平面を確保することで、ネジヤトイ３００側の雄ネジ３００ｅに、ワーク２００側の雌ネジをスムーズに螺合させることができ、例えばＮＣ加工機へのワーク２００の取り付け作業を確実かつ正確に実施することができる。

以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

上述した実施形態のロボットハンド１００は、例えば、ＮＣ旋盤等の加工装置に搭載されるとしたが、その用途は特に限定されない。

また、上述した実施形態のロボットハンド１００は、３本指のエアチャック構造を例に挙げて述べたが、ワーク２００を把持する構造はこれに限定されない。
例えば、把持部３１の数が２つだけの場合、一方の把持部３１に滑り検出機構１５を設け、他方の把持部３１が、例えば軸方向から見て半円弧形状の接触面３６ｃを有していることが好ましい。このような把持構造とすることで、把持部３１の数が少なくても、ワーク２００の外周面２００ａに接触する面積を増やすことができるため、ワーク２００を安定的に把持することができる。

また、例えば、第２の把持部１３２の接触面３６ｃにすべり止め部材を設けてワーク２００との間の摩擦係数を高め、着座後のワーク２００の滑りを抑制する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、ローラー５１の外周面５１ａに検出ピン５３を設けた構成としたが、検出ピン５３に代えてカムを設けた構成としてもよい。

１０，１００…ロボットハンド、１１…ベース部、１１ａ…ベース面、１１ｃ…中心、１３…エアチャック把持機構（把持機構）、１５…検出機構、１９…伸縮機構、３３，３６…爪部、３６ａ…爪、５１…ローラー、５１ａ…ローラー５１の外周面、２００ａ…ワーク２００の外周面、５２…滑り検出センサ（通知部）、５３…検出ピン、１３１…第１の把持部（把持部）、１３２…第２の把持部（把持部）、２００…ワーク（対象物）、２００ｃ…ワーク２００の端面、ｄ１…ローラー５１の直径、ｄ２…ワーク２００の直径、Ｏ１…中心軸（ベース部１１の中心軸）、Ｏ２…回転軸（ローラー５１の回転軸）

Claims (6)

1. 円筒形状の対象物を把持するロボットハンドにおいて、
   前記対象物に対向するベース面を有し、前記ベース面に垂直な方向に延びる第１の回転軸の周りに回転可能なベース部と、
   前記ベース部に設けられ、前記対象物を把持する把持機構と、
   前記把持機構に対する前記対象物の滑りを検出する滑り検出機構と、
   前記滑り検出機構における検出結果を通知する通知部と、を備え、
   前記把持機構は、前記第１の回転軸に交差する方向に開閉することで前記対象物を把持する少なくとも２つの把持部を有し、前記把持部に前記検出機構が設けられている、
   ロボットハンド。
2. 前記滑り検出機構は、前記対象物の外周面に接触した状態で前記対象物の滑りに追従して回転可能なローラーと、前記ローラーの回転を検出する滑り検出センサと、を有している、
   請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記ローラーの回転軸は、前記ベース部の前記第１の回転軸に平行し、
   前記ローラーの直径は前記対象物の直径よりも小さい、
   請求項２に記載のロボットハンド。
4. 前記ローラーの外周面に、前記回転軸に対して垂直であるとともに前記滑り検出センサによって検出可能な検出ピンが少なくとも１つ設けられている、
   請求項２または３に記載のロボットハンド。
5. 前記把持部を３つ以上備えており、
   各把持部は、前記第１の回転軸を中心とする同心円上に所定の間隔をおいて配置されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のロボットハンド。
6. 前記ベース部に設けられ、前記対象物の軸方向一方の端面に接することで前記第１の回転軸に沿う方向へ伸縮し、前記ベース面に対して前記対象物の前記端面を平行にする少なくとも一つの伸縮機構を有している、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のロボットハンド。

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