JP7354373B1 - Robots and robot systems - Google Patents

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Abstract

【課題】ロボットハンドのアクチュエータを極力小さくし、搬送物の重量に依存しない、コンパクトなロボットハンドとロボットシステムの提供すること。【解決手段】ロボットシステムにおいて、ロボットアーム４０と、その先端に第１の回転軸線３００回りに回転可能に設けられたロボットハンド６０と、ロボットハンド６０のベース６２に設けられ第１の回転軸線３００に平行に延びる第１のフィンガ６８と、ロボットハンド６０のベース６２に移動可能に設けられ、第１の回転軸線３００に直交する方向に移動するフレーム８８と、フレーム８８に設けられ第１の回転軸線３００に平行に延びる第２のフィンガ７２と、搬送物４５の第１の穴に第１のフィンガ６８を挿入し、かつ、第２の穴に第２のフィンガ７２を挿入し、ロボットハンド６０を回転させることにより搬送物４５を回転させる制御を行う制御装置２００と、を具備する。【選択図】図１An object of the present invention is to provide a compact robot hand and robot system in which the actuator of the robot hand is made as small as possible and does not depend on the weight of a conveyed object. A robot system includes a robot arm 40, a robot hand 60 provided at the tip thereof to be rotatable about a first rotation axis 300, and a robot hand 60 provided at a base 62 of the robot hand 60 and provided with a first rotation axis 300. a frame 88 movably provided on the base 62 of the robot hand 60 and movable in a direction orthogonal to the first rotation axis 300; The second finger 72 extends parallel to the axis 300, the first finger 68 is inserted into the first hole of the conveyed object 45, and the second finger 72 is inserted into the second hole, and the robot hand 60 A control device 200 that performs control to rotate the conveyed object 45 by rotating the conveyance object 45 is provided. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、搬送物の移動や姿勢の転回を行うロボット及びそのロボットを用いたロボットシステムに関する。 The present invention relates to a robot that moves a conveyed object and rotates its posture, and a robot system using the robot.

特許文献１には、ロボットハンドが複数の指を有し、電動のアクチュエータにより複数の指の開閉動作を行うことで搬送物等の把持を行う発明が開示されており、１つのアクチュエータで２本の指の開閉動作を連動させるロボットハンドが開示されている。特許文献２には、自動車の製造工程における自動車のドアの把持装置及び方法に関する双腕ロボットの発明が開示されている。双腕ロボットの腕の先端にはそれぞれ第１把持治具及び第２把持治具を備えている。第１把持治具は２つのドアパッドを有し、２つのドアパッドの間隔を把持するドアの種類、寸法に応じて可変させる機能を有している。 Patent Document 1 discloses an invention in which a robot hand has a plurality of fingers and grasps a conveyed object by opening and closing the plurality of fingers using an electric actuator. A robot hand is disclosed in which the opening and closing operations of the fingers of the robot hand are linked. Patent Document 2 discloses an invention of a dual-arm robot relating to an automobile door gripping device and method in an automobile manufacturing process. A first gripping jig and a second gripping jig are provided at the tips of the arms of the dual-arm robot, respectively. The first gripping jig has two door pads, and has a function of varying the distance between the two door pads depending on the type and size of the door to be gripped.

特開２０２１－１５９９９９号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-159999 特開２０１２－１４００２２号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-140022

特許文献１のようにロボットハンドが複数の指を有し、それらの指がアクチュエータにて連動する場合、搬送物を把持する指の姿勢が変化すると、搬送物の重量が全ての指の動作に影響を与える。２本の指が開閉するロボットハンドの場合、２本の指で搬送物を把持し、２本の指が上下に位置する姿勢になると、下側の指に搬送物の重量が作用して、下側の指を開く方向の力が作用する。すると、上側の指にも連動して開く方向の力が作用するため、把持力が減少する。このとき、搬送物を落としてしまうリスクがある。例えば、重量搬送物を把持する場合は、さらにリスクが高まる。このようなリスクを回避するために大型な剛性の高いロボットハンドを使用したり、能力の大きなアクチュエータを用いる必要があるため、ロボットハンド自体の構造が大型になり、重量が増えるため、ロボットにおける可搬重量が小さくなる問題があった。 When a robot hand has a plurality of fingers as in Patent Document 1, and these fingers are interlocked by an actuator, when the posture of the fingers grasping the conveyed object changes, the weight of the conveyed object changes depending on the movement of all the fingers. influence In the case of a robot hand with two fingers that open and close, when the two fingers grasp the object and the two fingers are positioned one above the other, the weight of the object acts on the lower finger. A force is applied in the direction of opening the lower fingers. Then, a force in the direction of opening is also applied to the upper fingers, thereby reducing the gripping force. At this time, there is a risk of dropping the transported object. For example, when gripping a heavy object, the risk increases even more. In order to avoid such risks, it is necessary to use a large, highly rigid robot hand or an actuator with large capacity, which increases the structure of the robot hand itself and increases its weight. There was a problem that the carrying weight was small.

本発明は、前述した従来技術の課題を解決するために、アクチュエータで開閉動作するフィンガを有するロボットハンドで搬送物を保持し、該搬送物を転回させるロボットにおいて、ロボットハンドのフィンガ開閉アクチュエータの大きさを極力小さくし、可搬重量を大きくできるロボット及びロボットシステムを提供することを目的としている。 In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention provides a robot that holds a conveyed object with a robot hand having fingers that are opened and closed by actuators, and rotates the conveyed object. The purpose of the present invention is to provide a robot and a robot system that can minimize the weight and increase the payload.

前述の目的を達成するため、本発明によれば、搬送物に係合する複数のフィンガを有し搬送物を移動するロボットにおいて、ロボットアームと、ロボットアームの先端に第１の回転軸線回りに回転可能に設けられたロボットハンドと、複数のフィンガの一つであって、ロボットハンドのベースに設けられ第１の回転軸線に平行な方向に延びる第１のフィンガと、ロボットハンドのベースに移動可能に設けられ、第１の回転軸線に直交する方向に移動するフレームと、複数のフィンガの一つであって、フレームに設けられ第１の回転軸線に平行な方向に延びる第２のフィンガと、搬送物に設けられた第１の穴に第１のフィンガを挿入し、搬送物に設けられた第２の穴に第２のフィンガを挿入し、第１の回転軸線回りにロボットハンドを回転させることにより該搬送物を回転させる制御を行う制御装置と備えたロボットシステムが提供される。 In order to achieve the above object, the present invention provides a robot that has a plurality of fingers that engage with a conveyed object and moves the conveyed object. a robot hand that is rotatably provided; a first finger that is one of the plurality of fingers and that is provided at the base of the robot hand and extends in a direction parallel to the first rotation axis; and a first finger that is movable to the base of the robot hand. a second finger, one of the plurality of fingers, provided on the frame and extending in a direction parallel to the first axis of rotation; , insert a first finger into a first hole provided in the transferred object, insert a second finger into a second hole provided in the transferred object, and rotate the robot hand around the first rotation axis. A robot system is provided that includes a control device that controls the rotation of the conveyed object by rotating the conveyed object.

本発明によれば、ロボットハンドで把持した搬送物を、第１のフィンガを支点に転回させるとき、搬送物の重量は第１のフィンガ，第２のフィンガ及びのフレームを介してロボットの手首部が受ける。つまり搬送物を持ち上げ、転回させるときにかかる搬送物の重力方向の負荷をフィンガ開閉サーボモータには与えない。ロボットの荷重支持能力、並びに手首部、第１のフィンガ，第２のフィンガ及びフレームの剛性は、把持する搬送物の重量に相応する大きさにする必要はあるが、フィンガ開閉サーボモータの駆動能力は、少なくとも第２のフィンガを第１のフィンガに対して接近、離反させる能力だけあれば良い。従って、フィンガ開閉サーボモータを極力小さくすることができ、ロボットハンドを小型、軽量化することが可能となる。また、小型、軽量化したロボットハンドでも重量の大きな搬送物を移動することができる。 According to the present invention, when the conveyed object gripped by the robot hand is rotated about the first finger, the weight of the conveyed object is transferred to the wrist of the robot via the first finger, the second finger, and the frame. receives. In other words, the finger opening/closing servo motor is not subjected to the load in the direction of gravity of the transported object when lifting and turning the transported object. The load supporting capacity of the robot and the rigidity of the wrist, first finger, second finger, and frame need to be large enough to correspond to the weight of the conveyed object to be grasped, but the driving capacity of the finger opening/closing servo motor is All that is required is at least the ability to move the second finger toward and away from the first finger. Therefore, the finger opening/closing servo motor can be made as small as possible, and the robot hand can be made smaller and lighter. In addition, even a small and lightweight robot hand can move heavy objects.

図１は、本実施形態に係るロボットの概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of a robot according to this embodiment. 図２ａは、本実施形態に係るロボットハンドの側面図である。FIG. 2a is a side view of the robot hand according to this embodiment. 図２ｂは、本実施形態に係るロボットハンドの正面図である。FIG. 2b is a front view of the robot hand according to this embodiment. 図２ｃは、図２ａのロボットハンドのＡ－Ａ断面図である。FIG. 2c is a sectional view taken along line AA of the robot hand in FIG. 2a. 図３の（ａ）～（ｄ）は、本実施形態に係るロボットが搬送物を転回させるときの状態変化を示す図である。FIGS. 3(a) to 3(d) are diagrams showing state changes when the robot according to the present embodiment rotates the conveyed object. 図４は、本実施形態に係るロボットを２台用いて、搬送物を把持し転回させるロボットシステムの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a robot system that uses two robots according to the present embodiment to grip and rotate a conveyed object. 図５は、フィンガラックの概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a finger rack. 図６は、ロボットハンドで搬送物を移動させる形態の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a configuration in which a conveyed object is moved by a robot hand.

以下、添付図面を参照して、実施形態に係るロボット及びロボットシステムを説明する。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。 Hereinafter, a robot and a robot system according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding, the scale of figures may be changed for explanation.

本願発明の一実施形態に係るロボットについて、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るロボット１は、図１に示すように、床面に設置される旋回ベース１０、旋回部２０、第１アーム３０、ロボットアーム４０、手首部５０，ロボットハンド６０を備えている。 A robot according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the robot 1 according to the present embodiment includes a swing base 10 installed on the floor, a swing section 20, a first arm 30, a robot arm 40, a wrist section 50, and a robot hand 60. .

旋回部２０は、旋回ベース１０に鉛直軸線回りに旋回可能に支持されている。第１アーム３０は、旋回部２０に前後に回動可能に設けられ、ロボットアーム４０は、第１アーム３０に対して上下に回動可能に設けられている。ロボットアーム４０の先端部には、ロボットアーム４０に対して上下に回動可能に設けられた手首部５０を有し、さらに、手首部５０に対して回転可能に設けられたロボットハンド６０、ロボット１を制御する制御装置２００を有する。 The rotating portion 20 is supported by the rotating base 10 so as to be able to rotate around a vertical axis. The first arm 30 is provided so as to be rotatable back and forth on the rotating section 20, and the robot arm 40 is provided so as to be rotatable up and down with respect to the first arm 30. The robot arm 40 has a wrist portion 50 at the tip thereof that is rotatable up and down with respect to the robot arm 40, and further includes a robot hand 60 that is rotatable with respect to the wrist portion 50, and a robot hand 60 that is rotatable with respect to the wrist portion 50. It has a control device 200 that controls 1.

ロボットハンド６０は、ベース６２、フレーム８８、フィンガ開閉サーボモータ６４、クランプ用アクチュエータ６６、第１のフィンガ６８、チャック装置７０、第２のフィンガ７２を有する。 The robot hand 60 includes a base 62, a frame 88, a finger opening/closing servo motor 64, a clamp actuator 66, a first finger 68, a chuck device 70, and a second finger 72.

図２ａは、本実施形態に係る２つのフィンガを有したロボットハンド６０の側面図を示し、図２ｂは、本実施形態に係るロボットハンド６０の正面図を示し、図２ｃは図２ａのＡ－Ａ断面図を示している。図中には、ロボットの１つの構成要素である手首部５０と、手首部５０の先端に、手首部５０の第１の回転軸線３００回りに回転可能に設けられたロボットハンド６０と、ベース６２に設けられるガイドブロック８２、及びボールねじナット２９と、ガイドブロック８２に係合するレール８４と、レール８４が固定されるフレーム８８と、フレーム８８に設けられるフィンガ開閉サーボモータ６４と、フィンガ開閉サーボモータ６４と連結されているボールねじ２８と、フレーム８８に設けられたクランプ用アクチュエータ６６によって着脱可能にクランプされる第１のフィンガ６８と、フレーム８８に設けられる第２のフィンガ７２を示す。本実施形態では、第１のフィンガ６８のシャンク６８ａはテーパ形状を有するが、これに限らず、ストレート形状や六角形状等であってもよい。 FIG. 2a shows a side view of a robot hand 60 with two fingers according to the present embodiment, FIG. 2b shows a front view of the robot hand 60 according to the present embodiment, and FIG. 2c shows the A-- A sectional view is shown. In the figure, a wrist portion 50 that is one component of the robot, a robot hand 60 rotatably provided at the tip of the wrist portion 50 around a first rotation axis 300 of the wrist portion 50, and a base 62 are shown. a guide block 82 and a ball screw nut 29 provided in the guide block 82, a rail 84 that engages with the guide block 82, a frame 88 to which the rail 84 is fixed, a finger opening/closing servo motor 64 provided in the frame 88, and a finger opening/closing servo A ball screw 28 coupled to a motor 64, a first finger 68 removably clamped by a clamping actuator 66 provided on a frame 88, and a second finger 72 provided on the frame 88 are shown. In this embodiment, the shank 68a of the first finger 68 has a tapered shape, but is not limited to this, and may have a straight shape, a hexagonal shape, or the like.

直動案内装置を構成するガイドブロック８２はレール８４を支え、レール８４は軸線方向に沿って前後に移動する。本実施形態では、ベース６２に対してフレーム８８を移動させる送り機構として、ボールねじ２８と、ボールねじナット２９と、アクチュエータであるフィンガ開閉サーボモータ６４を用いた形態で説明する。フィンガ開閉サーボモータ６４は、ボールねじ２８を回転駆動し、フレーム８８を移動させる。ボールねじ２８を回転させることで、第２のフィンガ７２を第１のフィンガ６８に対して、接近、離反させるまた、送り機構は流体圧シリンダを用いた駆動機構で、ベース６２に対してフレーム８８を移動させてもよい。 A guide block 82 constituting a linear guide device supports a rail 84, and the rail 84 moves back and forth along the axial direction. This embodiment will be described using a ball screw 28, a ball screw nut 29, and a finger opening/closing servo motor 64 as an actuator as a feeding mechanism for moving the frame 88 relative to the base 62. The finger opening/closing servo motor 64 rotates the ball screw 28 and moves the frame 88. By rotating the ball screw 28, the second finger 72 approaches and moves away from the first finger 68.The feeding mechanism is a drive mechanism using a fluid pressure cylinder, and the frame 88 is moved relative to the base 62. may be moved.

第１のフィンガ６８は、ロボットハンド６０に設けられているクランプ用アクチュエータ６６によってクランプされている。第１のフィンガ６８は、ロボットハンド６０のベース６２を介してロボット１の手首部５０に連結されている。搬送物４５を保持する場合、搬送物４５の保持穴４７に挿入される第１のフィンガ６８は円筒形状が好ましく、第１の回転軸線３００と同軸である。また、保持穴４７の形状については円形に限らず種々の形状が考えられるが、好ましくは円形がよい。第２のフィンガ７２は、フレーム８８に取り付けられており、拡縮可能な三つ爪を有するフィンガが好ましい。なお、搬送物４５に設けられた保持穴４７の位置および２つの保持穴４７の間隔は、制御装置２００に記憶されており、記憶された位置及び間隔に基づいてロボットハンド６０の位置決めと第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２の間隔の制御が行われる。保持穴４７の位置および２つの保持穴４７の間隔は、予めロボットをティーチングして記憶させてもよいし、数値制御プログラムとして制御装置２００に入力して記憶させてもよい。 The first finger 68 is clamped by a clamp actuator 66 provided on the robot hand 60. The first finger 68 is connected to the wrist portion 50 of the robot 1 via the base 62 of the robot hand 60. When holding the conveyed object 45 , the first finger 68 inserted into the holding hole 47 of the conveyed object 45 preferably has a cylindrical shape and is coaxial with the first rotation axis 300 . Further, the shape of the holding hole 47 is not limited to a circular shape, and various shapes can be considered, but a circular shape is preferable. The second finger 72 is attached to the frame 88 and is preferably a three-claw finger that is expandable and retractable. Note that the position of the holding hole 47 provided in the conveyed object 45 and the interval between the two holding holes 47 are stored in the control device 200, and the positioning of the robot hand 60 and the first The distance between the second finger 68 and the second finger 72 is controlled. The position of the holding hole 47 and the interval between the two holding holes 47 may be stored by teaching the robot in advance, or may be input into the control device 200 as a numerical control program and stored.

図３は、ロボットハンド６０で搬送物４５の転回を行う際の状態変化を示すフロー図であり、その手順を説明する。
図３（ａ）は、ロボットの近傍に台車１００によって搬送物４５を水平姿勢で運搬する。第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２の間隔をフィンガ開閉サーボモータ６４で保持穴４７の間隔に合わせ、第２のフィンガ７２の直径を縮径して、第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２を保持穴４７へ挿入する。挿入後は、フィンガ開閉サーボモータ６４への給電をオフする。第１のフィンガ６８の外径は、保持穴４７の内径より若干小さく作られており、第１のフィンガ６８と保持穴４７との間には隙間がある。図３（ｂ）は、第２のフィンガ７２を拡径して保持穴４７へ接触させ、ロボットハンド６０を上昇させて搬送物４５を水平姿勢のまま持ち上げる。このとき、フィンガ開閉サーボモータ６４に負荷を与えないよう、フィンガ開閉サーボモータ６４への給電をオフのままにする。 FIG. 3 is a flowchart showing state changes when the conveyed object 45 is turned by the robot hand 60, and the procedure will be explained.
In FIG. 3(a), an object 45 is transported in a horizontal position by a cart 100 near the robot. The distance between the first finger 68 and the second finger 72 is adjusted to the distance between the holding holes 47 using the finger opening/closing servo motor 64, and the diameter of the second finger 72 is reduced. Insert finger 72 into holding hole 47. After insertion, the power supply to the finger opening/closing servo motor 64 is turned off. The outer diameter of the first finger 68 is made slightly smaller than the inner diameter of the holding hole 47, and there is a gap between the first finger 68 and the holding hole 47. In FIG. 3(b), the second finger 72 is expanded in diameter and brought into contact with the holding hole 47, and the robot hand 60 is raised to lift the conveyed object 45 in a horizontal position. At this time, the power supply to the finger opening/closing servo motor 64 is kept off so as not to apply a load to the finger opening/closing servo motor 64.

図３（ｃ）は、第１のフィンガ６８を支点とした搬送物４５の転回を示す図であり、図中に示すように第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２で搬送物４５を持ち上げる力をフレーム８８の移動方向とその垂直方向に分解した分力で示す。第１のフィンガ６８は、持ち上げ力Ｐ１に対する第１分力Ｐ１１と、第２分力Ｐ１２が作用する。一方、第２のフィンガ７２は、持ち上げ力Ｐ２に対する第１分力Ｐ２１と、第２分力Ｐ２２が作用する。 FIG. 3(c) is a diagram showing the rotation of the conveyed object 45 using the first finger 68 as a fulcrum, and as shown in the figure, the conveyed object 45 is lifted by the first finger 68 and the second finger 72. The force is shown as component force divided into the moving direction of the frame 88 and the perpendicular direction. A first component force P11 and a second component force P12 with respect to the lifting force P1 act on the first finger 68. On the other hand, on the second finger 72, a first component force P21 and a second component force P22 with respect to the lifting force P2 act.

図３（ｃ）では、ロボット１の手首部５０を回転駆動させ、搬送物４５を垂直にする。保持穴４７に両フィンガ６８、７２が挿入された状態で搬送物４５の姿勢を転回させていくと、前記隙間に起因する第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２間の距離の変化により、分力Ｐ２２は、分力Ｐ１２と共に、第１の円筒フィンガ６８で支持することになる。このとき、分力Ｐ２１は、フレーム８８、レール８４、ガイドブロック８２を介してベース６２が支持する。分力Ｐ１１，Ｐ１２は、第１のフィンガ６８を固定しているベース６２が支持する。このような動作を行うことによって、搬送物４５の重量は、ベース６２だけで受けることになる。搬送物４５の姿勢が垂直に近づくに従って、第１のフィンガ６８と保持穴４７との隙間のため、第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２との間隔が徐々に広がるが、フィンガ開閉サーボモータ６４への給電をオフしているのでフィンガ開閉サーボモータ６４には負荷を与えない。結局、分力Ｐ２２は第２のフィンガ７２では支持されず、第１のフィンガ６８で支持することになる。第２のフィンガ７２に作用する分力Ｐ２１によるモーメント荷重は、フレーム８８を介してベース６２が支持する。従って、搬送物４５の転回４９の動作中は、ベース６２だけで搬送物４５の重量を受けることになる。 In FIG. 3(c), the wrist portion 50 of the robot 1 is rotated to make the conveyed object 45 vertical. When the attitude of the conveyed object 45 is rotated with both fingers 68 and 72 inserted into the holding hole 47, the distance between the first finger 68 and the second finger 72 changes due to the gap. The component force P22 is supported by the first cylindrical finger 68 together with the component force P12. At this time, the component force P21 is supported by the base 62 via the frame 88, the rail 84, and the guide block 82. The component forces P11 and P12 are supported by the base 62 to which the first finger 68 is fixed. By performing such an operation, the weight of the conveyed object 45 is borne only by the base 62. As the attitude of the conveyed object 45 approaches vertical, the gap between the first finger 68 and the second finger 72 gradually increases due to the gap between the first finger 68 and the holding hole 47, but the finger opening/closing servo motor Since the power supply to the finger opening/closing servo motor 64 is turned off, no load is applied to the finger opening/closing servo motor 64. As a result, the component force P22 is not supported by the second finger 72, but is supported by the first finger 68. The moment load due to the component force P21 acting on the second finger 72 is supported by the base 62 via the frame 88. Therefore, during the rotation 49 of the conveyed object 45, only the base 62 bears the weight of the conveyed object 45.

図３（ｄ）は、搬送物４５が垂直姿勢のとき、第１のフィンガ６８のみで搬送物４５の重量を支持し、搬送物４５を台車１００にのせる。第２のフィンガ７２を収縮させ、両フィンガを搬送物４５から抜く。以上で、ロボットハンド６０で搬送物４５を転回する作業が完了する。 In FIG. 3D, when the object 45 is in a vertical position, the weight of the object 45 is supported only by the first finger 68, and the object 45 is placed on the trolley 100. The second finger 72 is retracted and both fingers are removed from the conveyed object 45. With the above steps, the work of rotating the conveyed object 45 using the robot hand 60 is completed.

上述した、フィンガ開閉サーボモータ６４は、フィンガ開閉サーボモータ６４の給電をオン／オフ制御することに代えて、トルクリミッタ付きモータを採用してもよい。トルクリミッタ付きモータとは、過負荷に対する安全機能を備えたサーボモータであり、予め設定された値を超える負荷トルクがモータ軸に作用すると切断し、負荷トルクが設定値に戻ると接続するクラッチ付モータ等がある。 For the finger opening/closing servo motor 64 described above, a motor with a torque limiter may be used instead of controlling the power supply of the finger opening/closing servo motor 64 on/off. A motor with a torque limiter is a servo motor with a safety function against overload, and has a clutch that disconnects when a load torque exceeding a preset value is applied to the motor shaft and connects when the load torque returns to the set value. There are motors etc.

図４に示すように、ロボットを第１のロボット５１、第２のロボット５４として２台用いるときは、搬送物４５の両側にそれぞれ対向配置され、ロボット制御装置２００により、該２台の第１のロボット５１、第２のロボット５４の同期制御をおこなうことで、該搬送物４５の重力方向の転回を行う。第１のロボット５１と第２のロボット５４は、それぞれ、第１のロボットハンド５２と第２のロボットハンド５６を有する。搬送物４５が大型ではなく、長さは同程度だが厚みが薄い場合は、第１のロボット５１だけで転回を行うことができる。
なお、本実施形態に限らず、ロボットハンドは、加工機に載置されているワークを反転させる作業や、素材、加工後のワークを台車に載置させる場合、予めロボットハンドで素材やワークの姿勢を変えた上で素材、ワークを台車に載置することができる。 As shown in FIG. 4, when two robots are used as a first robot 51 and a second robot 54, they are placed facing each other on both sides of the conveyed object 45, and the robot control device 200 controls the By synchronously controlling the robot 51 and the second robot 54, the conveyed object 45 is rotated in the direction of gravity. The first robot 51 and the second robot 54 each have a first robot hand 52 and a second robot hand 56. If the conveyed object 45 is not large and has a similar length but a thinner thickness, the first robot 51 alone can perform the rotation.
Note that, not limited to this embodiment, when the robot hand performs work such as reversing a workpiece placed on a processing machine or placing a material or a processed workpiece on a trolley, the robot hand may be used to move the material or workpiece in advance. Materials and workpieces can be placed on the trolley after changing their posture.

図５，６に示すように、第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２は、保持する搬送物４５に応じた複数種類のフィンガと交換することができる。第１のフィンガ６８を取り外し、フィンガクランプ装置３９のテーパ穴４１に交換フィンガ１１０のシャンク９２を挿入し、クランプ用アクチュエータ６６によって交換フィンガ１１０を把持することでフィンガの交換を行う。第２のフィンガ７２は、チャック装置７０の内蔵アクチュエータで第２のフィンガ７２の爪を拡径させて交換したい交換フィンガを挿入し、第２のフィンガ７２の爪を縮径させることで交換フィンガ１２０のシャンク９０を把持する。 As shown in FIGS. 5 and 6, the first finger 68 and the second finger 72 can be replaced with a plurality of types of fingers depending on the conveyed object 45 to be held. The first finger 68 is removed, the shank 92 of the replacement finger 110 is inserted into the tapered hole 41 of the finger clamp device 39, and the replacement finger 110 is gripped by the clamping actuator 66 to replace the finger. The second finger 72 is installed by expanding the diameter of the claw of the second finger 72 using the built-in actuator of the chuck device 70, inserting the replacement finger to be replaced, and reducing the diameter of the claw of the second finger 72. grip the shank 90 of.

ロボットの近傍には、複数種類のフィンガを格納するためのフィンガラック１５０が設けられている。フィンガラック１５０に格納される複数種類のフィンガは、上述した円筒フィンガ以外にも、搬送物４５の角部に係合するＬ形のフィンガ、例えば、図５に示すような、第１のＬ形フィンガ１１０、第２のＬ形フィンガ１２０を備えている。また、第１のＬ形フィンガ１１０のシャンク９２は、第１のフィンガ６８のシャンクと同じテーパ形状を有している。 A finger rack 150 for storing a plurality of types of fingers is provided near the robot. The plurality of types of fingers stored in the finger rack 150 include, in addition to the cylindrical fingers described above, L-shaped fingers that engage with the corners of the conveyed object 45, for example, a first L-shaped finger as shown in FIG. A finger 110 and a second L-shaped finger 120 are provided. Additionally, the shank 92 of the first L-shaped finger 110 has the same tapered shape as the shank of the first finger 68.

図６では、図５に示したフィンガラック１５０から、搬送物４５に適応したフィンガに交換を行うことで一つの形状に限らず、異なる形状の搬送物４５を移動させる実施例として、第１のＬ形フィンガ１１０、第２のＬ形フィンガ１２０で角形の搬送物４５を移動する機械を示している。 In FIG. 6, a first embodiment is shown in which the finger rack 150 shown in FIG. A machine is shown in which a rectangular conveyed object 45 is moved by an L-shaped finger 110 and a second L-shaped finger 120.

ロボットハンド６０を上述のように構成したので、ボールねじ２８、フィンガ開閉サーボモータ６４の能力を最小限のものにできる。少なくとも、第１のフィンガ６８及び第２のフィンガ７２間の距離を無負荷状態で調整できるだけの能力でよい。つまり、ハンド開閉のアクチュエータを小型化できるため、ロボットハンド６０を小型軽量化できる。そうすると、ロボットハンド６０が軽量化された分、重い搬送物４５を保持して転回等の処理を行うことができる。 Since the robot hand 60 is configured as described above, the capabilities of the ball screw 28 and the finger opening/closing servo motor 64 can be minimized. At least the ability to adjust the distance between the first finger 68 and the second finger 72 under no load is sufficient. In other words, since the actuator for opening and closing the hand can be made smaller, the robot hand 60 can be made smaller and lighter. Then, since the robot hand 60 is lighter, it can hold the heavy conveyed object 45 and perform processing such as turning.

他の実施形態としては、ロボットハンド６０にカメラ４００を設置してもよい。カメラ４００がある場合は、予め制御装置２００に搬送物４５の保持穴４７の位置および２つの保持穴４７の間隔を記憶させておかなくても、保持穴４７を撮影することで、ロボットハンド６０に対する保持穴４７の相対位置および２つの保持穴４７の間隔を制御装置２００に取得することができる。撮影した結果から得られた２つの保持穴４７の間隔に合致するように、第１のフィンガ６８と第２のフィンガ７２の間隔を変更すればよい。 In another embodiment, the camera 400 may be installed on the robot hand 60. If the camera 400 is provided, the robot hand 60 can be photographed by photographing the holding hole 47 without having the control device 200 memorize the position of the holding hole 47 of the conveyed object 45 and the interval between the two holding holes 47 in advance. The relative position of the holding holes 47 with respect to each other and the interval between the two holding holes 47 can be acquired by the control device 200. The distance between the first finger 68 and the second finger 72 may be changed to match the distance between the two holding holes 47 obtained from the photographed results.

１ ロボット
３９ フィンガクランプ装置
４０ ロボットアーム
４５ 搬送物
５０ 手首部
５１ 第１のロボット
５４ 第２のロボット
６０ ロボットハンド
６２ ベース
６４ フィンガ開閉サーボモータ
６６ クランプ用アクチュエータ
６８ 第１のフィンガ
７２ 第２のフィンガ
１５０ フィンガラック
２００ 制御装置
４００ カメラ 1 Robot 39 Finger clamp device 40 Robot arm 45 Object to be transported 50 Wrist portion 51 First robot 54 Second robot 60 Robot hand 62 Base 64 Finger opening/closing servo motor 66 Clamp actuator 68 First finger 72 Second finger 150 Fingerrack 200 Control device 400 Camera

Claims (4)

搬送物に係合する複数のフィンガをロボットハンドに有し該搬送物を移動するロボットシステムにおいて、
ロボットアームと、
前記ロボットアームの先端に第１の回転軸線回りに回転可能に設けられたロボットハンドと、
前記複数のフィンガの一つであって、前記ロボットハンドのベースに設けられ前記第１の回転軸線に平行な方向に延びる第１のフィンガと、
前記ロボットハンドのベースに移動可能に設けられ、前記第１の回転軸線に直交する方向に移動するフレームと、
前記複数のフィンガの一つであって、前記フレームに設けられ前記第１の回転軸線に平行な方向に延びる第２のフィンガと、
前記搬送物に設けられた第１の穴に前記第１のフィンガを挿入し、該搬送物に設けられた第２の穴に前記第２のフィンガを挿入し、前記第１の回転軸線回りに前記ロボットハンドを回転させることにより該搬送物を回転させる制御を行う制御装置と、
を具備し、
前記第１のフィンガは円筒形状であり、該円筒の軸線は前記第１の回転軸線と一致し、前記制御装置は前記第１の回転軸線を水平の状態にして搬送物を持ち上げ、前記ロボットハンドを回転させることを特徴としたロボットシステム。 In a robot system in which a robot hand has a plurality of fingers that engage with a conveyed object and moves the conveyed object,
robot arm and
a robot hand rotatably provided at the tip of the robot arm about a first rotation axis;
a first finger that is one of the plurality of fingers and is provided on the base of the robot hand and extends in a direction parallel to the first rotation axis;
a frame that is movably provided on the base of the robot hand and moves in a direction perpendicular to the first rotation axis;
a second finger that is one of the plurality of fingers and is provided on the frame and extends in a direction parallel to the first rotation axis;
The first finger is inserted into a first hole provided in the conveyed object, the second finger is inserted into a second hole provided in the conveyed object, and the rotation is performed around the first rotation axis. a control device that controls rotating the conveyed object by rotating the robot hand;
Equipped with
The first finger has a cylindrical shape, the axis of the cylinder coincides with the first axis of rotation, and the control device lifts the object with the first axis of rotation in a horizontal state, and lifts the object to be carried by the robot hand. A robot system that rotates . 前記ロボットハンドはベースと、フレームと、前記ベースと前記フレームの間に設けられ、前記ベースに対する前記フレームの移動を案内する直動案内装置と、前記ベースに対し前記フレームを移動する送り機構とを有している請求項１に記載のロボットシステム。 The robot hand includes a base, a frame, a linear guide device that is provided between the base and the frame and guides movement of the frame with respect to the base, and a feed mechanism that moves the frame with respect to the base. The robot system according to claim 1, comprising: 前記送り機構が、該直動案内装置に沿って該フレームに設けられたボールねじと、前記ボールねじに係合し、前記ベースに設けられたボールねじナットと、該ボールねじを駆動するフィンガ開閉サーボモータとで構成された請求項２に記載のロボットシステム。 The feeding mechanism opens and closes a ball screw provided on the frame along the linear guide device, a ball screw nut provided on the base that engages with the ball screw, and a finger that drives the ball screw. The robot system according to claim 2, comprising a servo motor. 請求項１に記載のロボットを２台用い、前記搬送物の両側に該ロボットを配置し、前記搬送物の両側面に形成されたそれぞれ２つの穴に前記２台のロボットの第１のフィンガと第２のフィンガを挿入し、前記制御装置は、前記２台のロボットを同時に制御し該搬送物を回転させる搬送ロボットシステム。 Two robots according to claim 1 are used, the robots are arranged on both sides of the conveyed object, and the first fingers of the two robots are inserted into two holes formed on both sides of the conveyed object, respectively. A transfer robot system in which a second finger is inserted, and the control device simultaneously controls the two robots and rotates the transferred object.
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