JP6622598B2 - ロボットハンド、多関節ロボット、及び素材の搬入方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレスブレーキ等の曲げ加工機への素材の搬入等を行う多関節ロボットの先端部に装着されかつ素材又は製品を保持するロボットハンド等に関する。

近年、曲げ加工機による曲げ加工に多関節ロボットが使用されることが多くなっている。それに伴い、多関節ロボットの一部であるロボットハンドについて種々な開発がなされている。ロボットハンドは、多関節ロボットの先端部に装着されるハンド本体と、ハンド本体に設けられかつ素材又は製品の表面を吸着（吸着保持）する複数の吸着グリッパとを具備している。また、吸着グリッパは、素材エリアの素材（素材エリアに載置された素材）を吸着する際における、多関節ロボットの先端部の惰走量（急停止に伴う惰走量）及び素材の水平方向に対する傾き（傾きが有る場合に限る）を吸収できるようになっている。なお、素材の水平方向に対する傾きは、マグネットフロータによって素材を浮上させる場合、素材がバラ積みされている場合、又は素材を支持するパレット自体に水平方向に対する傾きが有る場合等に生じる。そして、代表的なものとして、次の３つのタイプの吸着グリッパがロボットハンドの構成要素として用いられている。

第１のタイプの吸着グリッパは、ハンド本体に軸方向に移動可能に設けられたパッド軸と、このパッド軸の先端部に設けられかつ素材又は製品の表面に吸着可能（接触可能）な平型の吸着パッドとを有している。また、第１のタイプの吸着グリッパは、パッド軸の外周側に設けられかつパッド軸を先端方向（パッド軸の先端方向）へ付勢するコイルスプリングと、パッド軸の基端部に設けられかつパッド軸の先端方向の移動を規制するストッパとを有している。つまり、第１のタイプの吸着グリッパは、スプリング付き平型の吸着グリッパである。

第２のタイプの吸着グリッパは、ハンド本体に軸方向に設けられたパッド軸と、このパッド軸の先端部に設けられかつ軸方向に伸縮可能に構成されかつ素材又は製品の表面に吸着可能（接触可能）なベローズ型の吸着パッドとを有している。つまり、第２のタイプの吸着グリッパは、ベローズ型の吸着グリッパである。

第３のタイプの吸着グリッパは、第２のタイプの吸着グリッパの構成に加えて、ハンド本体にパッド軸に対して平行に設けられた別のパッド軸を有している。また、第３のタイプの吸着グリッパは、別のパッド軸の先端部に設けられかつベローズ型の吸着パッドを収縮させた状態で素材又は製品の表面に吸着可能（接触可能）な平型の吸着パッドを有している。つまり、第３のタイプの吸着グリッパは、平型の吸着グリッパとベローズ型の吸着グリッパを組み合わせた複合型の吸着グリッパである。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１から特許文献３に示すものがある。

特開２０１５−１６８０２１公報 特開２０１３−１１１６６６号公報 特開平９−２９３６５号公報

ところで、スプリング付き平型の吸着グリッパをロボットハンドの構成要素として用いた場合には、コイルスプリングの軸方向の収縮量（伸縮量）が大きく、素材エリアの素材を吸着する際における、多関節ロボットの先端部の惰走量及び素材の水平方向に対する傾きを十分に吸収することができる。これにより、多関節ロボットの先端部を素材エリアの素材に対して高速で接近させることができ、吸着グリッパによる素材の吸着に要する時間（素材の吸着タクト）の短縮を図ることができる。一方、吸着パッドの吸着面（吸着グリッパの吸着面）を上方向に向かせると、ワークの重量又は慣性によってコイルスプリングが伸縮して、ハンド本体に対する吸着パッドの吸着面の位置が変化して安定しない。そのため、吸着パッドの吸着面を上方向へ向かせた状態で、多関節ロボットによって曲げ加工機に対して素材を安定的に搬入することが困難になるという問題がある。

また、ベローズ型の吸着グリッパをロボットハンドの構成要素として用いた場合には、吸着パッドの吸着面を上方向に向かせても、ワークの重量等によってハンド本体に対する吸着パッドの吸着面の位置が変化することがない。これにより、吸着パッドの吸着面を上方向へ向かせた状態で、多関節ロボットによって素材を曲げ加工機に対して安定的に搬入することができる。一方、ベローズ型の吸着パッドの軸方向の収縮量（伸縮量）がコイルスプリングの軸方向の収縮量に比べて小さく、素材エリアの素材を吸着する際に、多関節ロボットの先端部の惰走量及び素材の水平方向に対する傾きを十分に吸収することができない。そのため、多関節ロボットの先端部を素材エリアの素材に対して高速で接近させることが難しく、吸着グリッパによる素材の吸着に要する時間が長くなるという問題がある。

更に、複合型の吸着グリッパをロボットハンドの構成要素として用いた場合にも、ベローズ型の吸着グリッパをロボットハンドの構成要素として用いた場合と同様の問題が生じる。

つまり、吸着グリッパによる素材の吸着に要する時間の短縮を図りつつ、吸着パッドの吸着面を上方向に向かせた状態で、多関節ロボットによって素材を曲げ加工機に対して安定的に搬入することは困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成からなるロボットハンド等を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、多関節ロボットの先端部に装着され、素材又は製品を保持するロボットハンドであって、前記多関節ロボットの先端部に装着されるハンド本体と、前記ハンド本体に設けられ、前記ハンド本体に対して軸方向（パッド軸の軸方向）へ移動可能なパッド軸と、前記パッド軸の先端部に設けられかつ素材又は製品の表面に吸着可能（接触可能）な吸着パッドと、前記パッド軸の外周側に設けられかつ前記パッド軸を先端方向（前記パッド軸の先端方向、換言すれば、軸方向の一方側）へ付勢するスプリングと、前記パッド軸の先端方向の移動を規制するストッパとを有し、素材又は製品の表面を吸着（吸着保持）する吸着グリッパと、前記ハンド本体に設けられ、前記ストッパによって前記パッド軸の先端方向の移動を規制した状態で、前記パッド軸を前記ハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定するロック機構と、を具備したことを要旨とする。

本発明の第１の特徴によると、前記多関節ロボットの動作を制御することにより、前記多関節ロボットの先端部（前記ロボットハンド）を素材エリアに接近させる。これにより、前記吸着パッドを素材エリアの素材の表面に接触（吸着）させて、前記スプリングを軸方向へ収縮させながら、前記パッド軸を前記ハンド本体に対して相対的に基端方向へ移動させることができる。従って、前記多関節ロボットの先端部の惰走量（急停止に伴う惰走量）及び素材の水平方向に対する傾き（傾きが有る場合に限る）を十分に吸収しながら、前記吸着グリッパによって素材エリアの素材の表面を吸着（吸着保持）して、前記ロボットハンドによって素材を保持することができる。

前記ロボットハンドによって素材を保持した後に、前記多関節ロボットの動作を制御することにより、前記多関節ロボットの先端部を上方向へ僅かに移動させる。すると、前記パッド軸の自重及び前記スプリングの付勢力によって前記パッド軸が前記ハンド本体に対して相対的に先端方向（下方向）へ移動して、前記ストッパによって前記パッド軸の先端方向の移動を規制した状態にすることができる。そして、前記ロック機構によって前記パッド軸を前記ハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定する。

前記パッド軸を前記ハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定した後に、前記多関節ロボットの動作を制御することにより、前記多関節ロボットの先端部を曲げ加工機に接近させる。これにより、前記吸着パッドの吸着面（前記吸着グリッパの吸着面）を上方向に向かせた状態で、素材を前記曲げ加工機に搬入することができる。ここで、前記パッド軸が前記ハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定されているため、前記吸着パッドの吸着面を上方向に向かせても、前記ハンド本体に対する前記吸着パッドの吸着面の位置が変化することがない。

本発明の第２の態様は、先端部（前記多関節ロボットの先端部）に本発明の第１の態様からなるロボットハンドが装着されたことである。

本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様による作用と同様の作用を奏する。

また、本発明の第２の態様によると、素材を前記曲げ加工機に搬入した後に、前記曲げ加工機によって素材に対して曲げ加工を行うことにより、素材から製品に仕上げることができる。このとき、前記ロボットハンドによって素材を保持した状態で、前記多関節ロボットの動作を制御することにより、素材の曲げ加工の補助を行ってもよい。

製品を仕上げた後に、前記ロボットハンドによって製品を保持した状態で、前記多関節ロボットの動作を制御することにより、前記多関節ロボットの先端部（前記ロボットハンド）を製品エリアに接近させる。そして、前記吸着グリッパの吸着状態（前記吸着パッドの吸着状態）、換言すれば、前記ロボットハンドの保持状態を解除する。これにより、製品を前記曲げ加工機から搬出して製品エリアに送出すことができる。なお、前記多関節ロボットの先端部を製品エリアに接近させる途中に、前記ロック機構による前記ハンド本体に対する前記パッド軸の固定状態を解除してもよい。

本発明によれば、前述のように、前記吸着グリッパによって素材を吸着する際における、前記多関節ロボットの先端部の惰走量及び素材の水平方向に対する傾きを十分に吸収することができる。そのため、前記多関節ロボットの先端部を素材エリアに載置した素材に対して高速で接近させることができ、前記吸着グリッパによる素材の吸着に要する時間（素材の吸着タクト）の短縮を図ることができる。

また、本発明によれば、前述のように、前記吸着パッドの吸着面を上方向に向かせても、前記ハンド本体に対する前記吸着パッドの吸着面の位置が変化することがない。そのため、前記吸着パッドの吸着面を上方向に向かせた状態で、前記多関節ロボットによって素材を曲げ加工機に対して安定的に搬入することができる。

つまり、本発明よれば、前記吸着グリッパによる素材の吸着に要する時間の短縮を図りつつ、前記吸着パッドの吸着面を上方向に向かせた状態で、前記多関節ロボットによって素材を曲げ加工機に対して安定的に搬入することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る多関節ロボットの全体構成及び動作を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係るロボットハンドを示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るロボットハンドの一部を示す拡大図である。 図４は、図１におけるIV-IV線に沿った図である。 図５は、吸着グリッパによって素材エリアの素材の表面を吸着した様子を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係るロック機構によってパッド軸をハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定した様子を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る多関節ロボットの動作を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る多関節ロボットの動作を示す図である。 図９は、本発明の実施形態に係る多関節ロボットの動作を示す図である。 図１０は、本発明の実施形態の変形例１に係るロック機構によってパッド軸をハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定した様子を示す図である。 図１１は、本発明の実施形態の変形例２に係るロック機構によってパッド軸をハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定した様子を示す図である。

本発明の実施形態（変形例１及び変形例２を含む）について図面を参照して説明する。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意であって、「備えられる」と同義である。「備える」とは、直接的に備えることの他に、別部材を介して間接的に備えることを含む意であって、「設ける」と同義である。「軸方向」とは、パッド軸の軸方向、換言すれば、吸着グリッパの軸方向のことをいう。「先端方向」とは、パッド軸の先端方向、換言すれば、吸着グリッパの先端方向のことをいう。「基端方向」とは、パッド軸の基端方向、換言すれば、吸着グリッパの基端方向のことをいう。図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｄ」は、軸方向、「Ｄ１」は、先端方向（軸方向の一方側）、「Ｄ２」は、基端方向（軸方向の他方側）をそれぞれ指している。

（実施形態）
図１に示すように、本発明の実施形態に係る多関節ロボット１は、プレスブレーキ３の前方（正面側）に配設されている。多関節ロボット１は、６軸の制御軸を有し、プレスブレーキ３への素材Ｗの搬入、素材Ｗの曲げ加工の補助、及びプレスブレーキ３からの製品Ｍ（図９参照）の搬出を行うものである。

ここで、曲げ加工機の一例としてのプレスブレーキ３は、下部テーブル５と、下部テーブル５に上下に対向しかつ上下方向へ移動可能な上部テーブル７とを具備している。下部テーブル５は、その上側（下部テーブル５の上側）に、下部金型９を着脱可能に備えている。上部テーブル７は、その下側（上部テーブル７の下側）に、下部金型９と協働して曲げ加工を行う上部金型１１を着脱可能に備えている。また、プレスブレーキ３の近傍には、複数の素材Ｗを素材パレットＰ１を介して載置（積載）するための素材エリアＡ１が設けられている。素材エリアＡ１の前側近傍には、素材エリアＡ１に載置された最上部の素材Ｗを磁力によって浮上させるマグネットフロータ１３が設けられている。素材エリアＡ１に左右方向に離隔した位置には、製品Ｍを製品パレットＰ２（図９参照）を介して載置するための製品エリアＡ２（図９参照）が設けられている。

そして、本発明の実施形態に係る多関節ロボット１の具体的な構成は、以下の通りである。

多関節ロボット１は、ベース台１５を具備しており、このベース台１５は、床面に敷設した一対のガイドレール１７に左右方向へ移動可能に支持されている。また、ベース台１５は、その適宜位置（ベース台１５の適宜位置）に、ベース台１５を左右方向へ移動させるためのベース台用制御モータ（図示省略）を備えている。

ベース台１５は、その上部（ベース台１５の上部）に、アーム支持部材１９を備えており、アーム支持部材１９は、鉛直（垂直）な第１制御軸Ｓ₁周りに旋回可能になっている。ベース台１５は、その適宜位置に、アーム支持部材１９を旋回させるためのロボット用第１制御モータ（図示省略）を備えている。また、アーム支持部材１９は、その上部（アーム支持部材１９の上部）に、下部アーム２１を備えており、下部アーム２１は、その基端側（下部アーム２１の基端側）の水平な第２制御軸Ｓ₂周りに揺動可能になっている。アーム支持部材１９は、その適宜位置（アーム支持部材１９の適宜位置）に、下部アーム２１を揺動させるためのロボット用第２制御モータ（図示省略）を備えている。

下部アーム２１は、その先端部（下部アーム２１の先端部）に、第１上部アーム２３を備えており、第１上部アーム２３は、その基端側（第１上部アーム２３の基端側）の水平な第３制御軸Ｓ₃周りに揺動可能になっている。下部アーム２１は、その先端部の適宜位置に、第１上部アーム２３を揺動させるためのロボット用第３制御モータ（図示省略）を備えている。また、第１上部アーム２３は、その先端部（第１上部アーム２３の先端部）に、第２上部アーム２５を備えており、第２上部アーム２５は、その基端側（第２上部アーム２５の基端側）の第４制御軸Ｓ₄周りに回転可能になっている。第１上部アーム２３は、その基端部（第１上部アーム２３の基端部）の適宜位置に、第２上部アーム２５を回転させるためのロボット用第４制御モータ（図示省略）を備えている。

第２上部アーム２５は、その先端部（第２上部アーム２５の先端部）に、第１リスト２７を備えており、第１リスト２７は、その基端側（第１リスト２７の基端側）の第５制御軸Ｓ₅周りに揺動可能になっている。第１上部アーム２３は、その基端部の適宜位置に、第１リスト２７を揺動させるためのロボット用第５制御モータ（図示省略）を備えている。また、第１リスト２７は、その先端部（第１リスト２７の先端部）に、第２リスト２９を備えており、第２リスト２９は、その基端側（第２リスト２９の基端側）の第６制御軸Ｓ₆周りに回転可能になっている。第１上部アーム２３は、その基端部の適宜位置に、第２リスト２９を回転させるためのロボット用第６制御モータ（図示省略）を備えている。

第２リスト２９は、その先端部（第２リスト２９の先端部）に、素材Ｗ又は製品Ｍを保持するロボットハンド３１を着脱可能に備えている。換言すれば、ロボットハンド３１は、多関節ロボット１の先端部である第２リスト２９の先端部に着脱可能に装着されている。

なお、多関節ロボット１は、前述のように６軸の制御軸を有しているが、ベース台用制御モータによってベース台１５が左右方向へ移動することによって実質的に７軸の制御軸を有している。また、多関節ロボット１が６軸の制御軸（実質的に７軸の制御軸）を有する代わりに、５軸以下の制御軸又は７軸以上の制御軸（実質的に８軸以上の制御軸）を有してもよい。

続いて、本発明の実施形態に係るロボットハンド３１の構成の詳細について説明する。

図２から図４に示すように、ロボットハンド３１は、第２リスト２９の先端部に装着されるハンド本体３３を具備している。ハンド本体３３は、第２リスト２９の先端部に着脱可能に装着される円形の装着部（装着ベース）３５と、装着部３５に設けられた第１支持バー３７と、第１支持バー３７にその長手方向に間隔を置いて設けられた複数の第２支持バー３９とを有している。

各第２支持バー３９は、その両先端部（各第２支持バー３９の両先端部）に、素材Ｗ又は製品Ｍの表面にエアの吸引力によって吸着する吸着グリッパ４１を備えている。そして、吸着グリッパ４１の具体的な構成は、次の通りである。

第２支持バー３９は、その先端部（第２支持バー３９の先端部）に、ガイドスリーブ４３を備えている。ガイドスリーブ４３は、その内側（ガイドスリーブ４３の内側）に、パイプ状のパッド軸４５を軸方向へ移動可能に備えている。換言すれば、パッド軸４５は、第２支持バー３９の先端部にガイドスリーブ４３を介して軸方向へ移動可能に設けられている。また、パッド軸４５の先端側は大径部４５ａになっており、パッド軸４５の基端側は小径部４５ｂになっている。パッド軸４５の大径部４５ａの外周面には、被係合部としての周溝４７が形成されている。

パッド軸４５は、その先端部（パッド軸４５の先端部）に、素材Ｗ又は製品Ｍの表面に吸着可能（接触可能）な平型の吸着パッド４９を備えており、吸着パッド４９は、ウレタンゴム又はシリコンゴム等のゴム材料により構成されている。また、パッド軸４５の基端部は、エアを吸引するエア吸引源としての共通の吸引ポンプ５１にエア配管５３を介して接続されている。吸引ポンプ５１は、多関節ロボット１の適宜位置に設けられたコントローラ（図示省略）に接続されている。

パッド軸４５は、その小径部４５ｂの外周側に、パッド軸４５を先端方向（軸方向の一方側）へ付勢するスプリングとしてコイルスプリング５５を備えている。コイルスプリング５５は、ガイドスリーブ４３内に位置しており、軸方向に伸縮可能に構成されている。また、パッド軸４５は、その基端部（パッド軸４５の基端部）に、ガイドスリーブ４３に接触することによってパッド軸４５の先端方向の移動を規制するリング状のストッパ５７を備えている。

第１支持バー３７は、その適宜位置（第１支持バー３７の適宜位置）に、吸着パッド４９が素材エリアＡ１の素材（素材エリアＡ１の素材パレットＰ１に載置した素材）Ｗの表面に近接又は接触したこと検出する検出機構５９を備えている。そして、検出機構５９の具体的な構成は、次の通りである。

図３及び図５に示すように、第１支持バー３７は、その適宜位置に、Ｌ型のブラケット６１を備えており、ブラケット６１は、第２支持バー３９に対して平行な平行部６１ａと、第２支持バー３９に対して垂直な垂直部６１ｂとを有している。また、ブラケット６１は、平行部６１ａに、吸着パッド４９に先立って素材Ｗの表面に接触する接触ピン６３を長手方向（接触ピン６３の長手方向）へ移動可能に備えている。接触ピン６３は、その中間部（接触ピン６３の中間部）に、２つのフランジ６５，６７を有しており、２つのフランジ６５，６７は、ブラケット６１の平行部６１ａの両側（一方側と他方側）を位置している。更に、ブラケット６１の平行部６１ａと第１のフランジ６５は、それらの間に、接触ピン６３を先端方向（接触ピン６３の先端方向）へ付勢するコイルスプリング６９を備えている。

接触ピン６３は、その基端部（接触ピン６３の基端部）に、ドグ７１を備えている。ブラケット６１は、垂直部６１ｂに、ドグ７１を検出する近接センサ７３を備えている。ここで、接触ピン６３の先端部が素材エリアＡ１の素材Ｗの表面に接触して、接触ピン６３がコイルスプリング６９の付勢力に抗しつつ基端方向（上方向）へ移動すると、近接センサ７３によってドグ７１が検出されるようになっている。換言すれば、近接センサ７３によってドグ７１が検出されると、吸着パッド４９が素材エリアＡ１の素材Ｗの表面に近接又は接触したことが検出されたことになる。そして、近接センサ７３によってドグ７１が検出されると、コントローラによって共通の吸引ポンプ５１の吸引動作を開始するようになっている。

各第２支持バー３９は、吸着グリッパ４１に対応する位置（吸着グリッパ４１の近傍）に、パッド軸４５をハンド本体３３に対して軸方向へ移動不能に固定するロック機構７５を備えている。各ロック機構７５による固定動作（ロック動作）は、ストッパ５７によってパッド軸４５の先端方向の移動を規制した状態で行われる。そして、ロック機構７５の具体的な構成は、次の通りである。

図３及び図６に示すように、第２支持バー３９は、吸着グリッパ４１に対応する位置（吸着グリッパ４１の近傍）に、一対のスライドガイド７７を備えている。一対のスライドガイド７７は、それらの間（一対のスライドガイド７７の間）に、係合部材としてのＵ字状の係合フック７９を軸方向（パッド軸４５の軸方向）に直交する方向へ移動可能に備えている。換言すれば、係合フック７９は、第２支持バー３９における吸着グリッパ４１に対応する位置に一対のスライドガイド７７を介して前記直交する方向へ移動可能に設けられている。そして、係合フック７９は、ストッパ５７によってパッド軸４５の先端方向の移動を規制した状態で、前記直交する方向の一方側からパッド軸４５の周溝４７に係合可能になっている。

第２支持バー３９は、吸着グリッパ４１に対応する位置に、係合フック７９を前記直交する方向へ移動させるための係合アクチュエータとしての係合シリンダ８１を備えている。係合シリンダ８１は、前記直交する方向へ移動可能な作動ロッド８３を有しており、作動ロッド８３の先端部は、係合フック７９に連結されている。なお、係合シリンダ８１は、各係合フック７９毎に設けられる代わりに、例えば２つ又は３つの係合フック７９からなるグルーブ毎に設けられるようにしてもよい。

続いて、本発明の実施形態の作用について、本発明の実施形態に係る素材の搬入方法を含めて説明する。本発明の実施形態に係る素材の搬入方法は、ロボットハンド３１を用いて、素材エリアＡ１の素材Ｗを曲げ加工機に対して搬入する方法であって、吸着ステップ、移動規制ステップ、固定ステップ、及び搬入ステップを有している。

図１及び図５に示すように、複数の制御モータの駆動により多関節ロボット１の動作を制御することにより、第２リスト２９及びロボットハンド３１を素材エリアＡ１に接近させる。すると、接触ピン６３の先端部が素材エリアＡ１の最上部の素材Ｗの表面に接触することによって、近接センサ７３によってドグ７１が検出される。続いて、共通の吸引ポンプ５１の吸引動作を開始して、各吸着パッド４９の吸着面を下方向に向かせた状態で、複数の吸着パッド４９を素材エリアＡ１の素材Ｗの表面に吸着させる。更に、図６に示すように、ロボットハンド３１を下方向へ移動させることにより、複数のコイルスプリング５５を軸方向へ収縮させながら、複数のパッド軸４５をハンド本体３３に対して相対的に基端方向（上方向）へ移動させる（吸着ステップ）。これにより、第２リスト２９の惰走量及び素材Ｗの水平方向に対する傾き（傾きが有る場合に限る）を十分に吸収しながら、複数の吸着グリッパ４１によって素材エリアＡ１の素材Ｗの表面を吸着（吸着保持）して、ロボットハンド３１によって素材Ｗを保持することができる。

ロボットハンド３１によって素材Ｗを保持した後に、複数の制御モータの駆動により多関節ロボット１の動作を制御することにより、各吸着パッド４９の吸着面を下方向に向かせた状態で、第２リスト２９を上方向へ移動させる。すると、複数のパッド軸４５の自重及び複数のコイルスプリング５５の付勢力によって複数のパッド軸４５がハンド本体３３に対して相対的に先端方向（下方向）へ移動して、各ストッパ５７によって各パッド軸４５の先端方向の移動を規制した状態にすることができる（移動規制ステップ）。そして、図５に示すように、各係合シリンダ８１の駆動により各係合フック７９を前記直交する方向の一方側へ移動させて、各パッド軸４５の周溝４７に係合させる。これにより、各ロック機構７５によって各パッド軸４５をハンド本体３３に対して軸方向へ移動不能に固定することができ、ロボットハンド３１によって素材Ｗを安定的に保持することができる（固定ステップ）。

各パッド軸４５をハンド本体３３に対して軸方向へ移動不能に固定した後に、複数の制御モータの駆動により多関節ロボット１の動作を制御することにより、第２リスト２９をプレスブレーキ３に接近させる。これにより、図７に示すように、各吸着パッド４９の吸着面を上方向に向かせた状態で、素材Ｗをプレスブレーキ３に搬入することができる（搬入ステップ）。ここで、各パッド軸４５がハンド本体３３に対して軸方向へ移動不能に固定されているため、各吸着パッド４９の吸着面を上方向に向かせても、ハンド本体３３に対する各吸着パッド４９の吸着面の位置が変化することがない。

素材Ｗをプレスブレーキ３に搬入した後に、上部テーブル７を上下方向（下方向と上方向）へ複数回移動させて、素材Ｗに対して複数回の曲げ加工を行うことにより、素材Ｗから製品Ｍに成形することができる。このとき、図８に示すように、ロボットハンド３１によって素材Ｗを保持した状態で、複数の制御モータの駆動により多関節ロボット１の動作を制御することにより、素材Ｗの曲げ加工の補助を行う。

製品Ｍを仕上げた後に、図９に示すように、ロボットハンド３１によって製品Ｍを保持した状態で、複数の制御モータの駆動により多関節ロボット１の動作を制御することにより、第２リスト２９（ロボットハンド３１）を製品エリアＡ２に接近させる。そして、各吸着パッド４９の吸着面を下方向に向かせた状態で、各吸着パッド４９の吸着状態、換言すれば、ロボットハンド３１の保持状態を解除する。これにより、製品Ｍをプレスブレーキ３から搬出して製品エリアＡ２（製品エリアＡ２の製品パレットＰ２）に送出すことができる。

なお、第２リスト２９の先端部を製品エリアＡ２に接近させる途中に、各係合シリンダ８１の駆動により各係合フック７９を前記直交する方向の他方側へ移動させることにより、各係合フック７９の係合状態を解除して、ハンド本体３３に対する各パッド軸４５の固定状態を解除してもよい。

従って、本発明の実施形態によれば、前述のように、複数の吸着グリッパ４１によって素材エリアＡ１の最上部の素材Ｗの表面を吸着する際における、第２リスト２９の惰走量及び素材Ｗの水平方向に対する傾きを十分に吸収することができる。そのため、第２リスト２９を素材エリアＡ１の素材Ｗに対して高速で接近させることができ、複数の吸着グリッパ４１による素材Ｗの吸着に要する時間（素材Ｗの吸着タクト）の短縮を図ることができる。

また、本発明の実施形態によれば、前述のように、各吸着パッド４９の吸着面を上方向に向かせても、ハンド本体３３に対する各吸着パッド４９の吸着面の位置が変化することがない。そのため、各吸着パッド４９の吸着面を上方向に向かせた状態で、多関節ロボット１によって素材Ｗをプレスブレーキ３に対して安定的に搬入することができる。

つまり、本発明の実施形態によれば、複数の吸着グリッパ４１による素材Ｗの吸着に要する時間の短縮を図りつつ、各吸着パッド４９の吸着面を上方向に向かせた状態で、多関節ロボット１によって素材Ｗをプレスブレーキ３に対して安定的に搬入することができる。

（実施形態の変形例１）
図１０に示すように、ロボットハンド３１は、ロック機構７５（図３参照）に代えて、別のロック機構８５を用いてもよい。また、本発明の実施形態の変形例１においては、パッド軸４５から周溝４７（図３参照）を省略し、パッド軸４５に接続片８７が固定されている。そして、別のロック機構８５の具体的な構成は、次の通りである。

第２支持バー３９は、吸着グリッパ４１に対応する位置に、一対（１つのみ図示）のスライドガイド８９を備えている。一対のスライドガイド８９は、それらの間（一対のスライドガイド８９の間）に、係止部材としての係止フック９１を軸方向に直交する方向へ移動可能に備えている。換言すれば、係止フック９１は、第２支持バー３９における吸着グリッパ４１に対応する位置に一対のスライドガイド８９を介して前記直交する方向へ移動可能に設けられている。そして、係止フック９１は、ストッパ５７によってパッド軸４５の先端方向の移動を規制した状態で、前記直交する方向の一方側からパッド軸４５の基端方向の移動を規制するように接続片８７に係止可能になっている。換言すれば、係止フック９１は、前記直交する方向の一方側からパッド軸４５の基端方向の移動を規制するようにパッド軸４５に接続片８７を介して係止可能になっている。

第２支持バー３９は、吸着グリッパ４１に対応する位置に、係止フック９１を前記直交する方向へ移動させるための係止アクチュエータとしての係止シリンダ９３を備えている。係止シリンダ９３は、前記直交する方向へ移動可能な作動ロッド９５を有しており、各作動ロッド９５の先端部は、係止フック９１に連結されている。なお、係止シリンダ９３は、各係止フック９１毎に設けられる代わりに、例えば２つ又は３つの係止フック９１からなるグルーブ毎に設けられるようにしてもよい。

前述の構成により、ストッパ５７によってパッド軸４５の先端方向の移動を規制した状態で、係止シリンダ９３の駆動により係止フック９１を前記直交する方向の一方側へ移動させて、パッド軸４５に接続片８７を介して係止させる。これにより、パッド軸４５をハンド本体３３に対して軸方向へ移動不能に固定することができる。一方、係止シリンダ９３の駆動により係止フック９１を前記直交する方向の他方側へ移動させることにより、係止フック９１の係止状態を解除して、ハンド本体３３に対するパッド軸４５の固定状態を解除することができる。

そして、本発明の実施形態の変形例１においても、本発明の実施形態と同様の作用及び効果を奏する。

（実施形態の変形例２）
図１１に示すように、ロボットハンド３１は、ロック機構７５（図３参照）に代えて、第２支持バー３９にパッド軸４５を囲むように設けられたシャフトクランプ（ロック機構の一例）９７を用いてもよい。シャフトクランプ９７は、流体圧又は電磁力を利用してパッド軸４５の大径部４５ａをクランプする半割状の一対（１つのみ図示）のクランプ部材９９を有している。また、本発明の実施形態の変形例２においては、パッド軸４５から周溝４７（図３参照）を省略している。

前述の構成により、ストッパ５７によってパッド軸４５の先端方向の移動を規制した状態で、一対のクランプ部材９９によってパッド軸４５の大径部４５ａをクランプする。これにより、パッド軸４５をハンド本体３３に対して軸方向へ移動不能に固定することができる。一方、一対のクランプ部材９９のクランプ状態を解除することにより、ハンド本体３３に対するパッド軸４５の固定状態を解除することができる。

そして、本発明の実施形態の変形例２においても、本発明の実施形態と同様の作用及び効果を奏する。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、吸着グリッパ４１の代わりに、電磁石を有しかつ素材Ｗ等の表面を磁力によって吸着する別の吸着グリッパ（図示省略）を用いる等、種々の変更が可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

Ａ１ 素材エリア
Ａ２ 製品エリア
Ｗ 素材
Ｍ 製品
Ｐ１ 素材パレット
Ｐ２ 製品パレット
１ 多関節ロボット
３ プレスブレーキ
５ 下部テーブル
７ 上部テーブル
９ 下部金型
１１ 上部金型
１３ マグネットフロータ
１５ ベース台
１９ アーム支持部材
２１ 下部アーム
２３ 第１上部アーム
２５ 第２上部アーム
２７ 第１リスト
２９ 第２リスト
３１ ロボットハンド
３３ ハンド本体
３５ 装着部
３７ 第１支持バー
３９ 第２支持バー
４１ 吸着グリッパ
４３ ガイドスリーブ
４５ パッド軸
４５ａ 大径部
４５ｂ 小径部
４７ 周溝（被係合部）
４９ 吸着パッド
５１ 吸引ポンプ
５３ エア配管
５５ コイルスプリング
５７ ストッパ
５９ 検出機構
６１ ブラケット
６３ 接触ピン
７１ ドグ
７３ 近接センサ
７５ ロック機構
７７ スライドガイド
７９ 係合フック
８１ 係合シリンダ
８５ 別のロック機構
８７ 接続片
８９ スライドガイド
９１ 係止フック
９３ 係止シリンダ
９７ シャフトクランプ
９９ クランプ部材

Claims (7)

1. 多関節ロボットの先端部に装着され、素材又は製品を保持するロボットハンドであって、
   前記多関節ロボットの先端部に装着されるハンド本体と、
   前記ハンド本体に設けられ、前記ハンド本体に対して軸方向へ移動可能なパッド軸と、前記パッド軸の先端部に設けられかつ素材又は製品の表面に吸着可能な吸着パッドと、前記パッド軸の外周側に設けられかつ前記パッド軸を先端方向へ付勢するスプリングと、前記パッド軸の先端方向の移動を規制するストッパとを有し、素材又は製品の表面を吸着する吸着グリッパと、
   前記ハンド本体に設けられ、前記ストッパによって前記パッド軸の先端方向の移動を規制した状態で、前記パッド軸を前記ハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定するロック機構と、を具備したロボットハンド。
2. 前記パッド軸の外周面に被係合部が形成され、
   前記ロック機構は、
   前記ハンド本体に軸方向に直交する方向へ移動可能に設けられ、前記ストッパによって前記パッド軸の先端方向の移動を規制した状態で、前記直交する方向の一方側から前記パッド軸の前記被係合部に係合可能な係合部材と、
   前記係合部材を前記直交する方向へ移動させるための係合アクチュエータと、を有した請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記パッド軸に接続片が固定され、
   前記ロック機構は、
   前記ハンド本体に軸方向に直交する方向へ移動可能に設けられ、前記ストッパによって前記パッド軸の先端方向の移動を規制した状態で、前記直交する方向の一方側から前記パッド軸の基端方向の移動を規制するように前記パッド軸に前記接続片を介して係止可能な係止部材と、
   前記係止部材を前記直交する方向へ移動させるための係止アクチュエータと、を有した請求項１に記載のロボットハンド。
4. 前記ロック機構は、
   前記ハンド本体に設けられかつ前記パッド軸を軸方向に移動不能にクランプするシャフトクランプであることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
5. 前記ハンド本体に設けられ、前記吸着パッドが素材エリアの素材の表面に近接又は接触したことを検出する検出機構を具備したことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のロボットハンド。
6. 先端部に請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のロボットハンドが装着された特徴とする多関節ロボット。
7. 請求項１に記載のロボットハンドを用いて、素材エリアの素材を曲げ加工機に対して搬入する素材の搬入方法であって、
   前記多関節ロボットの先端部を素材エリアに接近させることにより、前記吸着パッドを素材エリアの素材の表面に接触させて、前記スプリングを軸方向へ収縮させながら、前記パッド軸を前記ハンド本体に対して相対的に基端方向へ移動させて、前記吸着グリッパによって素材エリアの素材の表面を吸着する吸着ステップと、
   前記吸着ステップの終了後に、前記多関節ロボットの先端部を上方向へ移動させることにより、前記パッド軸を前記ハンド本体に対して相対的に先端方向へ移動させて、前記ストッパによって前記パッド軸の先端方向の移動を規制した状態にする移動規制ステップと、
   前記移動規制ステップの終了後に、前記ロック機構によって前記パッド軸を前記ハンド本体に対して軸方向へ移動不能に固定する固定ステップと、
   前記固定ステップの終了後に、前記多関節ロボットの先端部を前記曲げ加工機に接近させることにより、前記吸着パッドの吸着面を上方向に向かせた状態で、素材を前記曲げ加工機に搬入する搬入ステップと、を具備した素材の搬入方法。

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