本發(fā)明涉及使用電磁體的吸附面保持工件的機(jī)械手和具備該機(jī)械手的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

在使用機(jī)器人輸送輸送對(duì)象物(工件)的情況下，作為該機(jī)械手，公知有具有開閉式的爪(手指)的機(jī)械手、具有真空墊的機(jī)械手、具有電磁體的機(jī)械手等。作為與其相關(guān)聯(lián)的以往技術(shù)，例如在日本特開平10－156779號(hào)公報(bào)中記載有一種機(jī)械手，該機(jī)械手是在連結(jié)構(gòu)件的一端部固定裝備有真空卡盤，該連結(jié)構(gòu)件借助球面軸承保持于保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件安裝于保持臂而成的。

此外，在日本特開平06－190771號(hào)公報(bào)中記載有一種機(jī)械手，該機(jī)械手包括：支承板和支承桿，該支承板和支承桿相對(duì)于接頭箱上下運(yùn)動(dòng)；工件保持板和電磁體，該工件保持板和電磁體設(shè)置于支承板和支承桿，以支承桿的頂端部為支點(diǎn)地?cái)[動(dòng)，并且保持工件；以及波紋管，其設(shè)置在支承板與工件保持板之間，用于在工件保持板保持了工件之后校正工件的姿態(tài)以使該工件成為水平狀態(tài)。

在機(jī)械手是真空吸附式的情況下，通常需要昂貴的真空產(chǎn)生裝置，導(dǎo)致包含機(jī)器人的系統(tǒng)整體成本上升。此外，在為了對(duì)保持著的工件的姿態(tài)進(jìn)行校正而使用空氣驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器等驅(qū)動(dòng)器的情況下，也會(huì)導(dǎo)致成本上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供具有不使用驅(qū)動(dòng)器、真空產(chǎn)生裝置等昂貴的裝置就能夠與工件的被吸附面的姿態(tài)(傾斜)相應(yīng)地使電磁體適當(dāng)?shù)嘏c該被吸附面面對(duì)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)的機(jī)械手和具備該機(jī)械手的機(jī)器人。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種機(jī)械手，其通過將電磁體的吸附面對(duì)準(zhǔn)工件的被吸附面并吸附所述工件來保持所述工件，其中，該機(jī)械手包括：手基座；保持件，其安裝于所述手基座；連結(jié)構(gòu)件，其借助以旋轉(zhuǎn)中心位于手中心軸線的方式設(shè)置在所述保持件的內(nèi)部的球面軸承，以相對(duì)于所述保持件姿態(tài)變更自如的方式安裝于該保持件，并且具有在相對(duì)于所述保持件而言與所述手基座相反側(cè)自所述保持件突出的突出部；以及保持件基座，其固定在所述電磁體的與所述吸附面相反側(cè)的安裝部位，所述連結(jié)構(gòu)件的所述突出部安裝于所述保持件基座，從而使得所述連結(jié)構(gòu)件借助所述保持件基座與所述電磁體成為一體，在所述保持件基座設(shè)有姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件，該姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件用于使所述保持件基座恢復(fù)為所述連結(jié)構(gòu)件的所述突出部的中心軸線與所述手中心軸線一致的中立姿態(tài)。

在較佳的技術(shù)方案中，所述姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件具備板簧。

另外，也可以是，所述姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件具備多個(gè)板簧，該多個(gè)板簧構(gòu)成為向互不相同的8個(gè)方向作用恢復(fù)力。

此外，本發(fā)明提供一種具備上述機(jī)械手的機(jī)器人。

附圖說明

通過參照附圖說明以下較佳的實(shí)施方式，可進(jìn)一步明確本發(fā)明的上述或者其他的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。

圖1是表示本發(fā)明的較佳的實(shí)施方式的機(jī)械手的立體圖。

圖2是圖1的機(jī)械手的側(cè)剖視圖。

圖3是表示利用圖1的機(jī)械手對(duì)工件進(jìn)行的操作步驟的一例子的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明的較佳的實(shí)施方式的機(jī)械手10的立體圖，圖2是機(jī)械手10的沿著中心軸線的側(cè)剖視圖。圖1所示的機(jī)械手10構(gòu)成為，借助能夠旋轉(zhuǎn)的腕軸14安裝在多關(guān)節(jié)機(jī)器人等機(jī)器人(手臂)12的頂端，將電磁體20的吸附面22對(duì)準(zhǔn)并吸附于由能夠利用磁力吸附的金屬等形成的對(duì)象物(工件)16的被吸附面18，從而保持、輸送工件16。

更詳細(xì)地講，機(jī)械手10包括：手基座24，其連接于腕軸14；保持件26，其安裝于手基座24；球面軸承28，其以其旋轉(zhuǎn)中心位于手中心軸線的方式設(shè)置在保持件26的內(nèi)部；連結(jié)構(gòu)件32，其借助球面軸承28以相對(duì)于保持件26姿態(tài)變更自如的方式安裝于該保持件26，并且在相對(duì)于保持件26而言與手基座24相反側(cè)具有自保持件26突出的突出部30；以及保持件基座36，其固定于電磁體20的與吸附面22相反側(cè)的安裝部位(安裝面)34。

連結(jié)構(gòu)件32的突出部30安裝于保持件基座36，從而使得連結(jié)構(gòu)件32借助保持件基座36與電磁體20成為一體。在圖2的例子中，連結(jié)構(gòu)件32的突出部30貫通保持件基座36，以螺紋擰緊式結(jié)合于電磁體20的安裝部位34的大致中央。

此外，在機(jī)械手10的保持件基座36設(shè)有姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件38，該姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件38用于使連結(jié)構(gòu)件32(保持件基座36)的姿態(tài)恢復(fù)為連結(jié)構(gòu)件32的突出部30的中心軸線與手中心軸線一致的中立姿態(tài)。姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件38優(yōu)選為不使用空氣驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器這樣的驅(qū)動(dòng)器地產(chǎn)生恢復(fù)力的構(gòu)件，例如優(yōu)選為板簧、螺旋彈簧或者盤簧等彈性構(gòu)件，特別優(yōu)選為板簧。

此外，為了向互不相同的多個(gè)方向作用恢復(fù)力，板簧38優(yōu)選設(shè)有多個(gè)。在圖示例中，在與電磁體20的吸附面22平行(與手中心軸線垂直)的面內(nèi)，為了向自手中心軸線以放射狀(例如45°的等間隔)延伸的8個(gè)方向作用恢復(fù)力，在保持件26和保持件基座36的外側(cè)面上(例如45°的等角度間隔)設(shè)有8個(gè)板簧38。另外，在使用多個(gè)板簧的情況下，其個(gè)數(shù)并不限定于8個(gè)，例如也可以是3個(gè)、4個(gè)或6個(gè)，在這種情況下，也優(yōu)選以等角度間隔(120°、90°或60°)設(shè)置在保持件基座36的外側(cè)面上。

接著，參照?qǐng)D3的流程圖說明使用機(jī)械手10對(duì)工件16進(jìn)行的操作步驟的一例子。首先，進(jìn)行使機(jī)械手10接近工件16(在圖2的例子中是向下方移動(dòng))(步驟s1)、將手10(電磁體20的吸附面22)與工件16的被吸附面18對(duì)準(zhǔn)的操作(面對(duì)準(zhǔn))(步驟s2)。

在此，由于電磁體20與能夠利用球面軸承28相對(duì)于保持件26(手基座24)變更姿態(tài)的連結(jié)構(gòu)件32一體構(gòu)成，因此，即使在電磁體20的吸附面22與工件16的被吸附面18不平行的狀態(tài)下使機(jī)械手10接近工件16，電磁體20也通過抵接于工件16而自動(dòng)地變更姿態(tài)，進(jìn)行理想的面對(duì)準(zhǔn)。

接著，利用電磁體20的磁力使工件16吸附于電磁體20(步驟s3)。之后，在使手10(在圖2的例子中是向上方)移動(dòng)時(shí)，利用板簧38的恢復(fù)力使電磁體20(連結(jié)構(gòu)件32)的在吸附時(shí)變化了的、相對(duì)于保持件26的姿態(tài)恢復(fù)為突出部30的中心軸線與手中心軸線一致的中立姿態(tài)(步驟s4)。

之后，利用機(jī)械手10將工件16輸送到預(yù)定的輸送目的地(步驟s5)。因而，在工件輸送時(shí)能夠使工件16相對(duì)于機(jī)械手10的姿態(tài)始終恒定，因此，在輸送先目的地對(duì)工件進(jìn)行的處理(向下一個(gè)工序交接工件等)能夠容易地進(jìn)行。

在應(yīng)當(dāng)由手10吸附、保持的工件有多個(gè)的情況下，這些工件既可以在預(yù)定位置一個(gè)接一個(gè)地配置(例如排列配置)，也可以散裝配置于集裝箱等。特別是在散裝配置的情況下，即便不嚴(yán)密地控制向各工件靠近時(shí)手的姿態(tài)，也能夠自動(dòng)地進(jìn)行理想的面對(duì)準(zhǔn)，而且在吸附工件使其自集裝箱等分離了之后，手的姿態(tài)自動(dòng)地恢復(fù)到中立位置，因此，本實(shí)施方式的機(jī)械手極為有利。

采用本發(fā)明，即使在吸附面的的傾斜存在波動(dòng)的情況下，也能夠容易地使手的吸附面與工件的被吸附面對(duì)準(zhǔn)。此外，通過使用板簧作為姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件，從而不使用空氣驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器等就能夠?qū)ぜM(jìn)行吸附、保持。并且，為了向互不相同的8個(gè)方向作用恢復(fù)力而設(shè)置多個(gè)板簧，從而能夠進(jìn)一步提高手的柔量。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
具有能夠與工件的被吸附面的姿態(tài)相應(yīng)地使電磁體適當(dāng)?shù)嘏c該被吸附面面對(duì)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)的機(jī)械手和具備該機(jī)械手的機(jī)器人。機(jī)械手包括：手基座，其連接于腕軸；保持件，其安裝于手基座；球面軸承，其以其旋轉(zhuǎn)中心位于手中心軸線的方式設(shè)置在保持件內(nèi)部；連結(jié)構(gòu)件，其借助球面軸承以相對(duì)于保持件姿態(tài)變更自如的方式安裝于該保持件，并且在相對(duì)于保持件而言與手基座相反側(cè)具有自保持件突出的突出部；保持件基座，其固定在電磁體的與吸附面相反側(cè)的安裝面；以及姿態(tài)恢復(fù)構(gòu)件，其用于使保持件基座恢復(fù)為連結(jié)構(gòu)件的突出部的中心軸線與手中心軸線一致的中立姿態(tài)。

技術(shù)研發(fā)人員：松本憐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：發(fā)那科株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：2017.02.06
技術(shù)公布日：2017.09.26