本發(fā)明涉及一種末端執(zhí)行器，尤其用來處理不同種類的處理對象物的末端執(zhí)行器，及具備該末端執(zhí)行器的工業(yè)用機器人，以及該工業(yè)用機器人的運轉(zhuǎn)方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)用機器人中，將對應(yīng)于其作業(yè)內(nèi)容的適當?shù)哪┒藞?zhí)行器(手部)安裝在機械臂前端，利用機械臂的驅(qū)動來移送由末端執(zhí)行器保持的處理對象物。在一邊組裝形狀、尺寸不同的各種種類的處理對象物(零件)一邊完成產(chǎn)品的生產(chǎn)線上，需要有能夠應(yīng)對多種處理對象物的工業(yè)用機器人。

如果想要針對每種處理對象物而配置專用的機器人，那么為了設(shè)置那些機器人而需要的空間增大，另外機器人的制造成本也增加。因此，要求能夠利用一臺機器人應(yīng)對不同的作業(yè)內(nèi)容或處理對象物。

因此，提出了如下工業(yè)用機器人：根據(jù)作業(yè)內(nèi)容而自動地更換安裝在機械臂的前端的手部的整體，或者根據(jù)處理對象物的形狀、尺寸，能夠?qū)惭b在機械臂前端的手部的構(gòu)成局部變更(專利文獻1、2)。

背景技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2013-192365號公報

專利文獻2：日本專利特開2011-177862號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[發(fā)明所要解決的問題]

然而，能夠根據(jù)處理對象物的種類或大小來變更安裝在機械臂前端的手部的構(gòu)成的工業(yè)用機器人中，為了變更手部的構(gòu)成，而需要復(fù)雜的構(gòu)成，要替換的手部的設(shè)置空間變大，由于復(fù)雜的構(gòu)成而可靠性降低，另外成本增加。

本發(fā)明是鑒于所述以往的技術(shù)問題而開發(fā)的，目的在于提供一種末端執(zhí)行器、及具備該末端執(zhí)行器的工業(yè)用機器人、以及該工業(yè)用機器人的運轉(zhuǎn)方法，所述末端執(zhí)行器能夠一邊抑制所述問題，一邊大幅度擴大能夠處理的處理對象物的種類及大小的范圍。

[解決問題的技術(shù)手段]

為了解決所述問題，本發(fā)明的第1形態(tài)是一種末端執(zhí)行器，安裝在工業(yè)用機器人的機械臂，且特征在于具備：末端執(zhí)行器基部，連接在所述機械臂；第1對象物保持機構(gòu)，設(shè)置在所述末端執(zhí)行器基部，且用來保持第1種類的處理對象物；第2對象物保持單元，用來保持第2種類的處理對象物；以及單元保持機構(gòu)，設(shè)置在所述末端執(zhí)行器基部，且用來將所述第2對象物保持單元以能夠釋放的方式保持；且構(gòu)成為利用所述第1對象物保持機構(gòu)來驅(qū)動由所述單元保持機構(gòu)保持的所述第2對象物保持單元。

本發(fā)明的第2形態(tài)根據(jù)本發(fā)明的第1形態(tài)，特征在于，所述第1對象物保持機構(gòu)具有第1抓持部件，所述第1抓持部件用來抓持所述第1種類的處理對象物；且構(gòu)成為利用所述第1抓持部件來驅(qū)動由所述單元保持機構(gòu)保持的所述第2對象物保持單元。

本發(fā)明的第3形態(tài)根據(jù)本發(fā)明的第2形態(tài)，特征在于，所述第2對象物保持單元具有第2抓持部件，所述第2抓持部件用來抓持所述第2種類的處理對象物；且構(gòu)成為利用所述第1抓持部件來驅(qū)動由所述單元保持機構(gòu)保持的所述第2對象物保持單元的所述第2抓持部件。

本發(fā)明的第4形態(tài)根據(jù)本發(fā)明的第3形態(tài)，特征在于，所述第2對象物保持單元具有賦能組件，所述賦能組件用來將所述第2抓持部件向抓持所述第2種類的處理對象物的方向賦能；且構(gòu)成為抵抗所述賦能組件的賦能力而利用所述第1抓持部件向?qū)⑺龅?種類的處理對象物釋放的方向驅(qū)動所述第2抓持部件。

本發(fā)明的第5形態(tài)根據(jù)本發(fā)明的第1至第4形態(tài)中的任一形態(tài)，特征在于，所述單元保持機構(gòu)設(shè)置在所述末端執(zhí)行器基部的中央部，所述第1對象物保持機構(gòu)設(shè)置在所述單元保持機構(gòu)的周圍。

本發(fā)明的第6形態(tài)的工業(yè)用機器人的特征在于具備：本發(fā)明的第1至第5形態(tài)中的任一形態(tài)的末端執(zhí)行器；以及機械臂，安裝著所述末端執(zhí)行器。

本發(fā)明的第7形態(tài)是一種工業(yè)用機器人的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于：其是根據(jù)本發(fā)明的第6形態(tài)的工業(yè)用機器人的運轉(zhuǎn)方法，且具備如下步驟：利用所述單元保持機構(gòu)來保持所述第2對象物保持單元；利用所述第1對象物保持機構(gòu)來驅(qū)動所述第2對象物保持單元，利用所述第2對象物保持單元來保持所述第2種類的處理對象物；以及驅(qū)動所述機械臂而移送由所述第2對象物保持單元保持的所述第2種類的處理對象物。

本發(fā)明的第8形態(tài)是一種工業(yè)用機器人的運轉(zhuǎn)方法，其特征在于：其是根據(jù)本發(fā)明的第6形態(tài)的工業(yè)用機器人的運轉(zhuǎn)方法，且具備如下步驟：利用所述單元保持機構(gòu)來保持所述第2對象物保持單元；驅(qū)動所述機械臂而移送由所述第2對象物保持單元保持的所述第2種類的處理對象物；以及利用所述第1對象物保持機構(gòu)來驅(qū)動所述第2對象物保持單元，釋放由所述第2對象物保持單元保持的所述第2種類的處理對象物。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明，能提供一種末端執(zhí)行器、及具備該末端執(zhí)行器的工業(yè)用機器人、以及該工業(yè)用機器人的運轉(zhuǎn)方法，所述末端執(zhí)行器能一邊抑制制造成本增加、隨著構(gòu)成的復(fù)雜化而產(chǎn)生的可靠性降低及更換手部設(shè)置空間增大，一邊大幅度擴大能夠處理的對象物的種類或大小的范圍。

附圖說明

圖1是表示安裝著本發(fā)明的一實施方式的末端執(zhí)行器(將第2對象物保持單元卸除的狀態(tài))的工業(yè)用機器人的概略構(gòu)成的側(cè)視圖。

圖2是將圖1所示的工業(yè)用機器人的末端執(zhí)行器以卸除了第2對象物保持單元的狀態(tài)表示的從斜下方觀察的立體圖。

圖3是圖2所示的末端執(zhí)行器的前視圖。

圖4是圖2所示的末端執(zhí)行器的仰視圖。

圖5是將圖2所示的末端執(zhí)行器與第1種類的處理對象物一起表示的縱剖視圖。

圖6是以保持著第2種類的處理對象物的狀態(tài)表示在圖2所示的末端執(zhí)行器安裝著第2對象物保持單元的狀態(tài)的立體圖。

圖7是以保持著第2種類的處理對象物的狀態(tài)表示圖6所示的末端執(zhí)行器的縱剖視圖。

圖8是表示驅(qū)動圖6所示的末端執(zhí)行器的第2對象物保持單元而釋放第2對象物的狀態(tài)的立體圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的一實施方式的工業(yè)用機器人1的末端執(zhí)行器4進行說明。

如圖1所示，本實施方式的工業(yè)用機器人1具備：多關(guān)節(jié)型機械臂2；以及末端執(zhí)行器(手部)4，安裝在機械臂前端的手腕軸3。

此外，應(yīng)用本發(fā)明的工業(yè)用機器人的種類并不特別限定，能應(yīng)用于垂直多關(guān)節(jié)型機器人或水平多關(guān)節(jié)型機器人等各種工業(yè)用機器人。

如圖2至圖4所示，本實施方式中的末端執(zhí)行器4具備末端執(zhí)行器基部5，所述末端執(zhí)行器基部5連接在機械臂2(圖1)。在末端執(zhí)行器基部5設(shè)置著第1對象物保持機構(gòu)6，所述第1對象物保持機構(gòu)6用來保持第1種類的處理對象物。

第1對象物保持機構(gòu)6具有：多個第1抓持部件7，用來抓持第1種類的處理對象物；以及抓持部件驅(qū)動器件8，用來驅(qū)動這些第1抓持部件7。

在本實施方式中，3個第1抓持部件7圍繞末端執(zhí)行器4的中心軸線L0以等角度間隔(120°)配置。利用抓持部件驅(qū)動器件8將各第1抓持部件7相對于末端執(zhí)行器4的中心軸線L0在半徑方向前后驅(qū)動。

抓持部件驅(qū)動器件8的種類并不特別限定，能使用氣缸等流耐壓缸或伺服馬達等電動驅(qū)動源等各種驅(qū)動源。

如圖5所示，在利用第1對象物保持機構(gòu)6來保持第1種類的處理對象物O1時，設(shè)為利用抓持部件驅(qū)動器件8而使各第1抓持部件7位于半徑方向外側(cè)的狀態(tài)，驅(qū)動機械臂，使3個第1抓持部件7位于第1種類的處理對象物O1的上端部的周圍。

在該狀態(tài)下，使各第1抓持部件7向半徑方向內(nèi)側(cè)移動，利用各第1抓持部件7從3個方向抓持第1種類的處理對象物O1的上端部。接著，驅(qū)動機械臂2將第1種類的處理對象物O1移送到特定的移送目的地，利用抓持部件驅(qū)動器件8而使各第1抓持部件7向半徑方向外側(cè)移動，解除對第1種類的處理對象物O1的抓持。

如圖6及圖7所示，在末端執(zhí)行器基部5的中央部設(shè)置著單元保持機構(gòu)10，所述單元保持機構(gòu)10用來將第2對象物保持單元9以能夠釋放的方式保持。第2對象物保持單元9是用來保持第2種類的處理對象物O2的單元。在本例中，單元保持機構(gòu)10通過吸附來保持第2對象物保持單元9。

但是，單元保持機構(gòu)10用來保持第2對象物保持單元9的機構(gòu)并不限定于吸附，也可為利用抓持部件進行抓持?？傊灰獮槟芟鄬τ谀┒藞?zhí)行器基部5而將第2對象物保持單元9以能夠釋放的方式固定的機構(gòu)，則可為任意機構(gòu)。

此外，在本實施方式中，第2種類的處理對象物O2與第1種類的處理對象物O1相比所要被保持的部分的直徑小，無法利用第1對象物保持機構(gòu)6的第1抓持部件7來保持第2種類的處理對象物O2。

也就是說，在本實施方式的末端執(zhí)行器中，即便為直徑小至無法利用第1對象物保持機構(gòu)6保持的程度的處理對象物，也能利用被保持在單元保持機構(gòu)10的第2對象物保持單元9來保持。

此外，本實施方式中的第2種類的保持對象物O2在本實施方式中設(shè)為O形環(huán)。

第2對象物保持單元9具有：單元主體11，吸附保持在單元保持機構(gòu)10；以及多個第2抓持部件12，用來抓持第2種類的處理對象物O2。在本實施方式中，3個第2抓持部件12圍繞末端執(zhí)行器基部5的中心軸線L0以等角度間隔(120°)配置。在各第2抓持部件12的前端部形成著凹部12A，所述凹部12A供作為第2種類的保持對象物O2的O形環(huán)嵌入。

如圖7所示，各第2抓持部件12相對于單元主體11而由樞支銷13揺動自如地被支持，并且利用壓縮彈簧(賦能組件)14被向抓持第2種類的處理對象物O2的方向(對象物抓持方向)賦能。對象物抓持方向上的第2抓持部件12的揺動動作由各止動部件15限制，所述各止動部件15針對各第2抓持部件12設(shè)置在半徑方向內(nèi)側(cè)。

本實施方式的末端執(zhí)行器基部5構(gòu)成為利用第1對象物保持機構(gòu)6來驅(qū)動由單元保持機構(gòu)10保持的第2對象物保持單元9。更具體來說，構(gòu)成為利用第1對象物保持機構(gòu)6的第1抓持部件7來驅(qū)動由單元保持機構(gòu)10保持的第2對象物保持單元9的第2抓持部件12。

也就是說，如果從圖6及圖7所示的狀態(tài)使第1對象物保持機構(gòu)6的第1抓持部件7向半徑方向內(nèi)側(cè)移動，那么如圖8所示，利用第1抓持部件6的前端的爪部，將第2對象物保持單元9的第2抓持部件12的上端部壓入以抵抗壓縮彈簧14的賦能力。由此，各第2抓持部件12被向釋放第2種類的處理對象物O2的方向驅(qū)動。

從第2抓持部件12釋放的第2種類的處理對象物O2(在本實施方式中為O形環(huán))例如如圖8所示，嵌合于預(yù)先配置在第2種類的處理對象物O2的下方的部件。

在利用被保持在單元保持機構(gòu)10的第2對象物保持單元9來保持第2種類的處理對象物O2時，抵抗各壓縮彈簧14的賦能力而利用各第1抓持部件7來驅(qū)動各第2抓持部件12，使各第2抓持部件12移動到釋放位置。在該狀態(tài)下，驅(qū)動機械臂2，使3個第2抓持部件12定位在第2種類的處理對象物O2的周圍。

在該狀態(tài)下，使各第1抓持部件7向半徑方向外側(cè)移動，利用各壓縮彈簧14的賦能力而使各第2抓持部件12向?qū)ο笪镒コ址较蛞苿樱纱?，利用各?抓持部件12而從3個方向抓持第2種類的處理對象物O2。

接著，驅(qū)動機械臂2而將第2種類的處理對象物O2移送到特定的位置，使各第1抓持部件7向半徑方向內(nèi)側(cè)移動且使各第2抓持部件12向?qū)ο笪镝尫欧较蛞苿樱獬龑Φ?種類的處理對象物O2的抓持。

此外，單元保持機構(gòu)10如上所述用于保持第2對象物保持單元9，但也能用于保持第3種類的處理對象物。在由單元保持機構(gòu)10保持著第3種類的處理對象物的狀態(tài)下驅(qū)動機械臂2，而將第3種類的處理對象物移送到特定的場所。

如以上所述，根據(jù)本實施方式，由于在末端執(zhí)行器基部5設(shè)置第1對象物保持機構(gòu)6及單元保持機構(gòu)10，并且利用第1對象物保持機構(gòu)6的第1抓持部件7來驅(qū)動由單元保持機構(gòu)10保持的第2對象物保持單元9的第2抓持部件12，所以能一邊抑制工業(yè)用機器人1的制造成本的增加、隨著構(gòu)成的復(fù)雜化而產(chǎn)生的可靠性降低及更換手部設(shè)置空間的增大，一邊大幅度擴大能夠處理的處理對象物的種類或大小的范圍。

另外，由于也能將用來保持第2對象物保持單元9的單元保持機構(gòu)10用于保持處理對象物，所以可進一步擴大能夠處理的處理對象物的種類或大小的范圍。

[符號的說明]

1 工業(yè)用機器人

2 機械臂

3 手腕軸

4 末端執(zhí)行器(手部)

5 末端執(zhí)行器基部

6 第1對象物保持機構(gòu)

7 第1抓持部件

8 抓持部件驅(qū)動器件

9 第2對象物保持單元

10 單元保持機構(gòu)

11 單元主體

12 第2抓持部件

12A 第2抓持部件的凹部

13 樞支銷

14 壓縮彈簧(賦能組件)

15 止動部件

O1 第1種類的處理對象物

O2 第2種類的處理對象物