The Basic Principles Of 峻朗

さらに、本実施形態では、ハウジング12の軸線方向先端側の支持部12kと、軸線方向基端側のシリンダ構造12sの内面との間に、これらの間の内側寸法(内径)の差に相当する段差を備えた内側段部12eが設けられるとともに、作動体13の軸線方向先端側の被支持部13kと、軸線方向基端側のシリンダ摺接部13sとの間に、これらの間の外側寸法(外径)の差に相当する段差を備えた外側段部13eが設けられる。これにより、シリンダ構造12sと作動体13の受圧部13d及びシリンダ摺接部13sにより構成されるシリンダ構造の作動面積を大きく確保して大きな把持力を容易に実現できるとともに、軸線方向先端側の構造のコンパクト化が容易化される。

図6には、第5実施形態のハンドリングユニット50の縦断面図(a)、平面図(b)及び正面図(c)を示す。この第5実施形態では、第1実施形態と同様のコレット51、ハウジング52及び作動体53を備え、第1実施形態と同様のコネクタ58を介して流体供給口52pから流体がシリンダ構造52s内に供給可能になっている。このため、第1~第4実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、ハウジング52が、平坦面52fを備えた外面構造を有する点で第1実施形態と異なる。平坦面52fは、図示例では上面と下面の2面に形成されているが、いずれか一方の面にのみ形成されていてもよい。平坦面52fを設け、この平坦面52fをロボットアーム先端部の取付面に装着する際に、ハンドリングユニット50を取付し易くなるとともに、その取付姿勢の高精度化や取付剛性の強化を図ることができる。

図8には、第7実施形態のハンドリングユニット70の正面図(a)及び縦断面図(b)を示す。この第7実施形態では、第1実施形態と同様のコレット71、ハウジング72及び作動体73を備え、第1実施形態と同様のコネクタ78を介して流体供給口72pから流体がシリンダ構造72s内に供給可能になっている。このため、第1~第6実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、上記流体の流体圧が低減され若しくは消失された状態で、コレット71の複数のフィンガー部71cがその弾性変形部71bの弾性復元力により拡径して把持対象物Pを内側から把持して把持状態となり、上記流体圧が増大され若しくは印加された状態で、駆動部73cにより被動部71tに駆動力が与えられることにより、コレット71の複数のフィンガー部71cが弾性変形部71bの内側への弾性変形により把持対象物から退避して非把持状態となる点で第1実施形態と異なる。すなわち、コレット71の把持対象物Pへの把持態様は第6実施形態と同様に内径把持であるが、基本的な構造は第1~第5実施形態と同様に構成される。ただし、作動体73の動作によってコレット71が把持状態から非把持状態へ移行し、作動体73の退避によってコレット71が非把持状態から把持状態に戻る点で、第1~第5実施形態とは逆になる。このコレット71では、スプリングバック量が負の値に設計されており、駆動力を受けない状態で弾性変形部71bの弾性復元力に基づく把持力が発生し、駆動力を受けることによる弾性変形に基づいて把持力が低下し若しくは消失する。

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例えば、コレット11は自動調心機能を有するので、基本的には、把持状態において複数の弾性変形部11b又はフィンガー部11cの弾性変形量や歪などに大きな差異はないが、大きな差異がある場合には把持態様に何らかの不具合が生じていると考えることができる。例えば、把持対象物Pが柔らかい上に、把持動作時のハンドリングユニット10の軸芯位置がずれていたことにより、複数のフィンガー部11cが把持対象物Pを把持する際に偏心した状態で把持対象物Pを噛み込んでしまい、その結果、コレット11の調心機能が発揮されずに、偏心状態のままで把持状態になった場合には、各フィンガー部11cの把持態様が異なったまままとなるため、上記の大きな差異が生ずる可能性がある。したがって、この場合には、一旦、非把持状態に戻してから、圧力調整器P1の流体圧を低下させ、把持力を低下させた状態で、再度、把持状態に移行させる。また、上記とは逆に、把持力が弱すぎることによって把持対象物Pが把持面11gからずれる場合にも、把持態様検出器S3~S5の検出信号Sdによってこれを検知し、一旦、非把持状態に戻してから、流体圧を高めた上で、再度、把持状態へ移行させるか、或いは、そのまま流体圧を高めて把持力を増大させる。なお、把持態様検出器S3~S5としては、複数の弾性変形部11b又はフィンガー部11cの間の検出値の異同或いは差若しくは比ではなく、各弾性変形部11bと、これに接続されるフィンガー部11cとの間の軸線方向の歪量を検出することによって、フィンガー部11cが把持対象物Pを把持している把持力そのものを検出することも可能である。この把持力の検出値は、上記複数の弾性変形部11b又はフィンガー部11cの間の検出値の異同或いは差若しくは比と同様に用いることができる他に、把持対象物Pの硬さを判定(推定)するデータとして用いることができるので、このデータに応じて、上記流体圧の調整により把持力を適切な範囲に修正することも可能である。

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前記筒体の前記軸体よりも前記基部側に収容され、前記軸体を先端方向に付勢するコイルばねと、

本発明において、前記ハウジングの前記コレット係止部は、前記コレットを軸線方向先端側から係止し、前記コレットは、前記コレット係止部により前記係止位置で軸線方向先端側への移動が阻止されることが好ましい。この場合において、前記コレットは、前記係止位置より軸線方向基端側に移動可能に構成されることが望ましい。また、前記ハウジングに対して前記コレットを前記軸線方向先端側へ付勢することにより、前記コレットが前記コレット係止部に係止された状態に保持可能に構成されたコレット付勢手段をさらに具備することが望ましい。前記コレット付勢手段は、前記コレットと前記ハウジングとの間に設けられた弾性復元力を与える弾性体により構成されることが望ましい。

本発明において、前記作動体では、前記シリンダ摺接部と前記シリンダ構造の内面とが気密に構成される軸線方向の範囲に対して、相互に重なる軸線方向の範囲に前記コレット摺接部が設けられることが好ましい。ここで、前記シリンダ側摺接部と前記シリンダ構造の内面とが気密に構成される軸線方向の範囲は、前記シリンダ側摺接部と前記シリンダ構造の内面との間に単一のシール部材のみが配置される場合には当該シール部材が配置される軸線方向の範囲、或いは、複数のシール部材が配列される場合には、複数のシール部材の間の相互に最も離れたシール部材の間にわたる軸線方向の範囲である。

最初に、機能実現手段100Aにおける処理内容を説明する。この機能実現手段100Aは、流体供給源102の供給する流体の流体圧を制御することにより、コレット11のフィンガー部11cの把持力を制御する手段である。コレット11のフィンガー部11cによる把持対象物Pの把持力は、流体圧が受圧部13dに加わることによって生ずる作動力が作動体13に加わり、この作動体13に加わる作動力と、作動ばね14の弾性復元力との差によって定まる駆動力が駆動部13cから被動部11tに与えられることにより、フィンガー部11cによる把持対象物Pの把持力が定まる。このため、上記流体圧を圧力調整器P1により調整することにより、上記把持力を適宜の値に調整し、設定したり、変化させたりすることができる。流体圧の調整は、制御部101の制御信号Rp1によって行うことができる。このとき、作動体位置検出器S1の検出信号Ss、把持態様検出器S3-S5の検出信号Sd、又は、把持対象物検出器S6の検出信号Stの少なくともいずれか一つに基づいて、制御部101が制御信号Rp1を設定し、上記流体圧を変化させる。ここで、以下に説明する検出信号Sdの他に、検出信号Ssからは上述のように把持対象物の把持寸法の大小を推定できるので、把持寸法の大小に適した把持力に調整することが可能になる。また、検出信号Stからは把持対象物の硬さを推定できるので、この硬さに適した把持力に調整することが可能になる。

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図3には、第2実施形態のハンドリングユニット20の縦断面図(a)及び背面図(b)を示す。この第2実施形態では、第1実施形態と同様のコレット21、ハウジング22及び作動体23を備え、第1実施形態と同様のコネクタ28を介して流体供給口22pから流体がシリンダ構造内に供給可能になっている。このため、第1実施形態と同様に構成される部分の説明は省略する。ただし、本実施形態は、ハウジング22の支持部22dに設けられた通気口22qにコネクタ29を接続し、コネクタ29を介して通気口22qから軸孔21x内へ流体を供給したり、軸孔21x内から通気口22qを介して流体を排出したりすることができるようになっている点で第1実施形態と異なる。ここで、通気口22qは、後述する排気装置や流体供給源に接続される場合において上記流体吸排口を構成する。

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