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ロボットハンドおよびロボットシステム

阅读:253发布:2020-10-29

专利汇可以提供ロボットハンドおよびロボットシステム专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且【課題】ワイヤハーネスの結線作業の自動化に適した汎用性の高いロボットハンドを提供する。 【解決手段】ロボットハンドは、長尺のハーネス本体21およびハーネス本体21の末端に接続されたコネクタ22を有するワイヤハーネス20を把持するものであり、ハーネス本体21を末端の近傍において把持する固定把持部6と、固定把持部6に対して、固定把持部6によって把持されたハーネス本体21の長手方向に移動可能である押圧部7と、押圧部7がコネクタ22をハーネス本体21の長手方向外方に押圧するように押圧部7を固定把持部6から離間する方向に移動させる駆動部8とを備える。 【選択図】図3,下面是ロボットハンドおよびロボットシステム专利的具体信息内容。

ワイヤハーネスを把持するロボットハンドであって、 前記ワイヤハーネスが、長尺のハーネス本体と、該ハーネス本体の末端に接続されたコネクタとを有するものであり、 前記ハーネス本体を前記末端の近傍において把持する固定把持部と、 該固定把持部に対して、該固定把持部によって把持された前記ハーネス本体の長手方向に移動可能である押圧部と、 該押圧部が前記コネクタを前記ハーネス本体の長手方向外方に押圧するように当該押圧部を前記固定把持部から離間する方向に移動させる駆動部とを備えるロボットハンド。前記押圧部が、前記固定把持部によって把持された前記ハーネス本体の長手方向に前記固定把持部と配列され、前記ハーネス本体を把持する可動把持部であり、 該可動把持部は、前記ハーネス本体を長手方向に移動不可に把持する固定状態、または、前記ハーネス本体を長手方向に移動可能に把持する保持状態に、前記ハーネス本体を把持可能である請求項1に記載のロボットハンド。2組の前記固定把持部、前記押圧部および前記駆動部を備え、 一方の組の前記固定把持部が、前記ハーネス本体を一方の末端の近傍において把持し、他方の組の前記固定把持部が、前記ハーネス本体を他方の末端の近傍において把持する請求項1または請求項2に記載のロボットハンド。ワイヤハーネスを把持するロボットハンドであって、 前記ワイヤハーネスが、長尺のハーネス本体と、該ハーネス本体の一方の末端および他方の末端にそれぞれ接続された2つのコネクタとを有するものであり、 前記ハーネス本体を前記一方の末端の近傍において把持する第1把持部と、 前記ハーネス本体を前記他方の末端の近傍において把持する第2把持部とを備えるロボットハンド。前記ワイヤハーネスの全体の位置および姿勢を検出する全体検出部を備える請求項1から請求項4のいずれかに記載のロボットハンド。前記コネクタを含む前記ワイヤハーネスの端部の位置および姿勢を検出する部分検出部を備える請求項1から請求項5のいずれかに記載のロボットハンド。ロボットと、 該ロボットのロボットアームの先端に接続される請求項1から請求項3のいずれかに記載のロボットハンドと、 前記ロボットおよび前記ロボットハンドを制御し、前記コネクタを相手側コネクタに接続するコネクタ接続作業を前記ロボットおよび前記ロボットハンドに行わせるロボット制御装置とを備え、 前記コネクタ接続作業が、前記固定把持部によって前記ハーネス本体を末端の近傍において把持する工程と、前記駆動部の動作によって前記コネクタを前記押圧部で押圧する工程と、押圧されている前記コネクタを前記ロボットアームの動作によって相手側コネクタに接続する工程とを含む、ロボットシステム。前記ロボットハンドが、前記コネクタを含む前記ワイヤハーネスの端部の位置および姿勢を検出する部分検出部を備え、 前記ロボット制御装置は、 前記ハーネス本体を把持する工程において、前記部分検出部によって検出された前記ワイヤハーネスの端部の位置および姿勢に基づいて、前記ハーネス本体に対する前記固定把持部の位置および姿勢を制御し、 前記コネクタを接続する工程において、前記部分検出部によって検出された前記コネクタの位置および姿勢に基づいて、前記相手側コネクタに対する前記ロボットハンドの位置および姿勢を制御する請求項7に記載のロボットシステム。ロボットと、 該ロボットのロボットアームの先端に接続される請求項4に記載のロボットハンドと、 前記ロボットおよび前記ロボットハンドを制御し、前記ワイヤハーネスを搬送する搬送作業を前記ロボットおよび前記ロボットハンドに行わせるロボット制御装置とを備え、 前記搬送作業が、前記ハーネス本体を前記一方の末端の近傍において前記第1把持部によって把持する工程と、前記ハーネス本体を前記他方の末端の近傍において前記第2把持部によって把持する工程と、前記第1把持部および前記第2把持部によって把持されている前記ワイヤハーネスを前記ロボットアームの動作によって搬送する工程とを含む、ロボットシステム。前記ロボットハンドが、前記ワイヤハーネスの全体の位置および姿勢を検出する全体検出部を備え、 前記ロボット制御装置は、前記ハーネス本体を把持する工程において、前記全体検出部によって検出された前記ワイヤハーネスの全体の位置および姿勢に基づいて、前記ハーネス本体に対する前記ロボットハンドの位置および姿勢を制御する請求項9に記載のロボットシステム。

说明书全文

本発明は、ロボットハンドおよびロボットシステムに関し、特に、端部にコネクタを有するワイヤハーネス用のロボットハンドに関するものである。

様々な装置の組立工程に、ワイヤハーネスを搬送しワイヤハーネスのコネクタを相手側コネクタに接続する結線作業が含まれる。近年、結線作業の自動化が進んでいる(例えば、特許文献1〜3参照。)。特許文献1〜3では、コネクタをロボットハンドによって把持し、ロボットハンドを移動させることによってコネクタを相手側コネクタに接続している。

特開平06−188061号公報

特開2014−176917号公報

特開2005−011580号公報

しかしながら、ワイヤハーネスのコネクタの種類は多く、1つのロボットハンドで複数種類のコネクタを把持することができない。したがって、特許文献1〜3のように、コネクタ自体を把持するロボットハンドの場合、コネクタの種類毎に専用のロボットハンドが必要となり、設備費用が膨大になるという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ワイヤハーネスの結線作業の自動化に適した汎用性の高いロボットハンドおよびこれを備えるロボットシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。 本発明の第1の態様は、ワイヤハーネスを把持するロボットハンドであって、前記ワイヤハーネスが、長尺のハーネス本体と、該ハーネス本体の末端に接続されたコネクタとを有するものであり、前記ハーネス本体を前記末端の近傍において把持する固定把持部と、該固定把持部に対して、該固定把持部によって把持された前記ハーネス本体の長手方向に移動可能である押圧部と、該押圧部が前記コネクタを前記ハーネス本体の長手方向外方に押圧するように当該押圧部を前記固定把持部から離間する方向に移動させる駆動部とを備えるロボットハンドである。

本態様によれば、ハーネス本体の末端の近傍が固定把持部によって把持された状態で押圧部が駆動部によってコネクタに向かって移動させられることによって、コネクタが押圧部により長手方向外方に押圧される。コネクタが押圧された状態において、固定把持部による把持位置とコネクタと間のハーネス本体の端部には張がかかり、コネクタの位置および姿勢が安定する。したがって、押圧部によってコネクタを押圧した状態のままロボットハンドを移動させることによって、コネクタを相手側コネクタに接続することができる。 このように、ロボットハンドは、コネクタではなくハーネス本体を把持するので、様々な種類のコネクタの接続作業を同一のロボットハンドによって実現することができる。すなわち、ワイヤハーネスの結線作業の自動化に適した汎用性の高いロボットハンドを提供することができる。

上記態様において、前記押圧部が、前記固定把持部によって把持された前記ハーネス本体の長手方向に前記固定把持部と配列され、前記ハーネス本体を把持する可動把持部であり、該可動把持部は、前記ハーネス本体を長手方向に移動不可に把持する固定状態、または、前記ハーネス本体を長手方向に移動可能に把持する保持状態に、前記ハーネス本体を把持可能であってもよい。 この構成によれば、ハーネス本体の端部を長手方向に間隔をあけた2箇所で固定把持部および可動把持部によってより安定的に把持することができる。

上記態様において、2組の前記固定把持部、前記押圧部および前記駆動部を備え、一方の組の前記固定把持部が、前記ハーネス本体を一方の末端の近傍において把持し、他方の組の前記固定把持部が、前記ハーネス本体を他方の末端の近傍において把持してもよい。 この構成によれば、ハーネス本体の両末端の近傍を2つの固定把持部によって把持することで、ワイヤハーネスを安定的に把持することができる。そして、ロボットハンドを移動させることによって、ワイヤハーネスを搬送することができる。また、ハーネス本体の両末端に接続された2つのコネクタの位置および姿勢を、各組の押圧部および駆動部によって安定させ、2つのコネクタを相手側コネクタにそれぞれ接続することができる。

本発明の第2の態様は、ワイヤハーネスを把持するロボットハンドであって、前記ワイヤハーネスが、長尺のハーネス本体と、該ハーネス本体の一方の末端および他方の末端にそれぞれ接続された2つのコネクタとを有するものであり、前記ハーネス本体を前記一方の末端の近傍において把持する第1把持部と、前記ハーネス本体を前記他方の末端の近傍において把持する第2把持部とを備えるロボットハンドである。

本態様によれば、ハーネス本体の両末端の近傍を第1把持部および第2把持部によって把持することで、ワイヤハーネスを安定的に把持することができる。そして、ロボットハンドを移動させることによって、ワイヤハーネスを搬送することができる。 このように、ロボットハンドは、コネクタではなくハーネス本体を把持するので、様々な種類のコネクタの搬送作業を同一のロボットハンドによって実現することができる。すなわち、ワイヤハーネスの結線作業の自動化に適した汎用性の高いロボットハンドを提供することができる。

上記各態様において、前記ワイヤハーネスの全体の位置および姿勢を検出する全体検出部を備えていることが好ましい。 この構成によれば、コネクタに対するロボットハンドの大まかな位置および姿勢を決めるために、全体検出部による検出結果を用いることができる。

上記各態様において、前記コネクタを含む前記ワイヤハーネスの端部の位置および姿勢を検出する部分検出部を備えていることが好ましい。 この構成によれば、固定把持部、第1把持部または第2把持部のコネクタに対する位置および姿勢を正確に決めるために、部分検出部による検出結果を用いることができる。

本発明の第3の態様は、ロボットと、該ロボットのロボットアームの先端に接続される第1の態様に係るロボットハンドと、前記ロボットおよび前記ロボットハンドを制御し、前記コネクタを相手側コネクタに接続するコネクタ接続作業を前記ロボットおよび前記ロボットハンドに行わせるロボット制御装置とを備え、前記コネクタ接続作業が、前記固定把持部によって前記ハーネス本体を末端の近傍において把持する工程と、前記駆動部の動作によって前記コネクタを前記押圧部で押圧する工程と、押圧されている前記コネクタを前記ロボットアームの動作によって相手側コネクタに接続する工程とを含む、ロボットシステムである。

上記第3の態様において、前記ロボットハンドが、前記コネクタを含む前記ワイヤハーネスの端部の位置および姿勢を検出する部分検出部を備え、前記ロボット制御装置は、前記ハーネス本体を把持する工程において、前記部分検出部によって検出された前記ワイヤハーネスの端部の位置および姿勢に基づいて、前記ハーネス本体に対する前記固定把持部の位置および姿勢を制御し、前記コネクタを接続する工程において、前記部分検出部によって検出された前記コネクタの位置および姿勢に基づいて、前記相手側コネクタに対する前記ロボットハンドの位置および姿勢を制御してもよい。

本発明の第4の態様は、ロボットと、該ロボットのロボットアームの先端に接続される第2の態様に係るロボットハンドと、前記ロボットおよび前記ロボットハンドを制御し、前記ワイヤハーネスを搬送する搬送作業を前記ロボットおよび前記ロボットハンドに行わせるロボット制御装置とを備え、前記搬送作業が、前記ハーネス本体を前記一方の末端の近傍において前記第1把持部によって把持する工程と、前記ハーネス本体を前記他方の末端の近傍において前記第2把持部によって把持する工程と、前記第1把持部および前記第2把持部によって把持されている前記ワイヤハーネスを前記ロボットアームの動作によって搬送する工程とを含む、ロボットシステムである。

上記第4の態様において、前記ロボットハンドが、前記ワイヤハーネスの全体の位置および姿勢を検出する全体検出部を備え、前記ロボット制御装置は、前記ハーネス本体を把持する工程において、前記全体検出部によって検出された前記ワイヤハーネスの全体の位置および姿勢に基づいて、前記ハーネス本体に対する前記ロボットハンドの位置および姿勢を制御してもよい。

本発明によれば、ワイヤハーネスの結線作業の自動化に適した汎用性の高いロボットハンドを提供することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す概略図である。

本発明の一実施形態に係るロボットハンドの全体構成を示す上側から見た斜視図である。

ワイヤハーネスを把持した状態の図2のロボットハンドの部分斜視図である。

固定チャック部および可動チャック部を上側から見た拡大斜視図であり、可動チャック部によってコネクタを押圧した状態を示す図である。

固定チャック部の正面図である。

可動チャック部の正面図である。

図1のロボットシステムによるワイヤハーネスの搬送作業およびコネクタの接続作業を示すフローチャートである。

把持ユニットのカメラによって取得される画像を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るロボットハンド1およびロボットシステム100について図面を参照して説明する。 ロボットシステム100は、図1および図2に示されるように、ロボットハンド1と、ロボット30と、ロボット30およびロボットハンド1を制御するロボット制御装置40とを備えている。ロボットシステム100は、図3に示されるように、ワイヤハーネス20を把持し、ワイヤハーネス20の搬送およびコネクタ22の相手側コネクタへの接続を行うものである。

ワイヤハーネス20は、可撓性を有する長尺のハーネス本体21と、ハーネス本体21の両末端に配置された2つのコネクタ22と、を備えている。ハーネス本体21の内部には、複数の電線23が収容されている。複数の電線23は、ハーネス本体21内を長手方向に貫通し、複数の電線23の両末端にコネクタ22が接続されている。ハーネス本体21の径方向において、コネクタ22は、ハーネス本体21の外径よりも大きな外径を有し、ハーネス本体21よりも径方向外方に突出している。

ロボット30は、複数の関節を含むロボットアーム30aを有し、ロボットアーム30aの先端には、ロボットハンド1が接続されるフランジ30bが設けられている。図1には、ロボット30として、6つの関節軸J1〜J6を有する垂直多関節ロボットが示されている。ロボット30は、物体の搬送や装置の組み立て等に一般に使用される他の種類のロボットであってもよい。ロボット30は、ロボット制御装置40と接続され、ロボット制御装置40からロボットアーム30aの各関節のサーボモータに制御指令が供給される。ロボットハンド1は、ロボット制御装置40と接続され、ロボット制御装置40からロボットハンド1の各部分4,5,6c,7c,8,9に制御指令または駆動力(例えば、電力またはエア圧)が供給される。

ロボットハンド1は、図2に示されるように、フランジ30bに固定されるベース部2と、ベース部2に支持された3つの把持ユニット3(31,32,33)と、3つの把持ユニット3をロボットハンド1の中心軸Aに沿う方向にそれぞれ直線移動させる3つの直線駆動装置4と、ベース部2に固定されワイヤハーネス20全体の位置および姿勢を検出するカメラ(全体検出部)5とを備えている。図3は、ロボットハンド1がワイヤハーネス20を把持している状態を示している。

ベース部2は、中心軸Aに沿う方向に相互に対向する2枚の平坦なプレート2a,2bと、プレート2a,2b間で延びプレート2a,2bを相互に固定する複数本の支柱2cとを備えている。上プレート2aには、フランジ30bに着脱可能である取付部2dが設けられている。取付部2dがフランジ30bに取り付けられた状態において、ロボットハンド1の中心軸Aはフランジ30bの中心軸(6軸の垂直多関節ロボットの場合には第6軸J6)と一致し、プレート2a,2bは、フランジ30bの中心軸に垂直に配置される。下プレート2bは、3つの端部を有するY字状である。中心軸Aに直交する径方向において、下プレート2bの1つの端部(第1端部)は一側(図2の左側)に配置され、下プレート2bの2つの端部(第2端部、第3端部)は他側(図2の右側)に配置される。 以下、中心軸Aに沿う方向をロボットハンド1の上下方向と定義する。また、上プレート2a側を上側、下プレート2b側を下側と定義する。

3つの把持ユニット3(31,32,33)は、下プレート2bの3つの端部にそれぞれ固定されている。各把持ユニット3は、図2から図4に示されるように、ハーネス本体21を径方向にそれぞれ把持する一対のチャック部6,7と、チャック部7を直線移動させる直線駆動装置(駆動部)8と、コネクタ22を含むワイヤハーネス20の端部を検出するカメラ(部分検出部)9と、を備えている。チャック部6,7および直線駆動装置8は、固定プレート10を介して直線駆動装置4に接続されている。

一対のチャック部6,7は、中心軸Aに直交する平面上に配列されている。一方のチャック部6は、固定プレート10に固定されベース部2に対して中心軸Aに沿う方向にのみ移動可能な固定チャック部(固定把持部)である。他方のチャック部7は、固定プレート10および固定チャック部6に対して一対のチャック部6,7の配列方向に移動可能な可動チャック部(押圧部、可動把持部)である。可動チャック部7は、固定チャック部6よりも径方向外側の位置(中心軸Aから離れた位置)に配置されており、これにより、固定チャック部6がハーネス本体21を把持した状態において可動チャック部7は固定チャック部6とコネクタ22との間に配置される。

固定チャック部6は、相互に対向する一対の爪6a,6bと、一対の爪6a,6bを開閉させる電動シリンダ6cと、を備えている。一対の爪6a,6bは、一対のチャック部6,7の配列方向に直交する方向に対向している。図5に示されるように、各爪6a,6bの内面には、一対のチャック部6,7の配列方向に沿って延び、ハーネス本体21の一部分が径方向に嵌る溝6dが形成されている。電動シリンダ6cが一対の爪6a,6bを相互に近接する閉方向に移動させることによって、固定チャック部6は、ハーネス本体21を溝6d内に収容した状態で一対の爪6a,6bの間に把持する。一方、電動シリンダ6cが一対の爪6a,6bを相互に離間する開方向に移動させることによって、固定チャック部6はハーネス本体21を開放する。

可動チャック部7は、相互に対向する一対の爪7a,7bと、一対の爪7a,7bを開閉させる電動シリンダ7cと、を備えている。一対の爪7a,7bは、一対のチャック部6,7の配列方向に直交する方向に対向している。図6に示されるように、各爪7a,7bの内面には、一対のチャック部6,7の配列方向に沿って延び、ハーネス本体21の一部分が径方向に嵌る溝7dが形成されている。電動シリンダ7cが一対の爪7a,7bを相互に近接する閉方向に移動させることによって、可動チャック部7は、ハーネス本体21を溝7d内に収容した状態で一対の爪7a,7bの間に把持する。一方、電動シリンダ7cが一対の爪7a,7bを相互に離間する開方向に移動させることによって、可動チャック部7はハーネス本体21を開放する。

ロボット制御装置40が電動シリンダ6c,7cによって爪6a,6b;7a,7bの位置を制御することにより、各チャック部6,7によるハーネス本体21の把持力を調整することができる。固定チャック部6は、ハーネス本体21を長手方向に移動不可である固定状態に把持する。可動チャック部7は、ハーネス本体21を、長手方向に移動不可である固定状態および長手方向に移動可能である保持状態に択一的に把持する。

直線駆動装置8は、可動プレート11を介して可動チャック部7と接続されている。直線駆動装置8は、例えば電動シリンダであり、可動チャック部7の移動量および停止位置を制御することができる。直線駆動装置8は、一対のチャック部6,7の配列方向に沿って、可動チャック部7を固定チャック部6に近接する方向および固定チャック部6から離間する方向に直線移動させる。

カメラ9は、例えば2次元カメラである。カメラ9は、ベース部2(図示する例では下プレート2b)に固定され、可動チャック部7よりも上方に配置されている。カメラ9は、下方を向き、可動チャック部7およびその周囲を含む視野を有する。カメラ9によって取得された画像は、ロボット制御装置40に送信される。

各直線駆動装置4は、ベース部2に固定され、固定プレート10を介して一対のチャック部6,7および直線駆動装置8を支持している。各直線駆動装置4は、一対のチャック部6,7および直線駆動装置8を一体的に上下方向に直線移動させる。直線駆動装置4は、例えば、エアシリンダまたは電動シリンダである。

カメラ5は、例えば2次元カメラである。カメラ5は、ベース部2(図示する例では上プレート2a)に固定され、下方を向いている。カメラ5の焦点距離はカメラ9の焦点距離よりも長く、カメラ5は、ロボットハンド1の下方に配置されるワイヤハーネス20の全体を含む広い視野を有する。カメラ5によって取得された画像は、ロボット制御装置40に送信される。

ロボット制御装置40は、プロセッサを有する制御部と、RAM、ROMおよび不揮発性メモリ等を有する記憶部とを備える。記憶部には、ロボットハンド1およびロボット30にワイヤハーネス20の結線作業を実行させるための動作プログラムが記憶されている。制御部は、動作プログラムに従ってロボットハンド1およびロボット30を制御することによって、ワイヤハーネス20の結線作業をロボットハンド1およびロボット30に実行させる。

次に、ロボットハンド1およびロボット30によるワイヤハーネス20の結線作業について説明する。 ワイヤハーネス20の結線作業は、図7に示されるように、ワイヤハーネス20を把持ユニット31,32によって把持し搬送する搬送作業S1〜S6と、コネクタ22を相手側コネクタ(例えば、機器に設けられたコネクタ)に接続するコネクタ接続作業S7〜S9とを含む。

ワイヤハーネス20は、図示しない供給装置によって所定の供給位置に供給される。まず、ロボットアーム30aの動作によってロボットハンド1が供給位置のワイヤハーネス20の上方に移動する。 次に、ステップS1において、カメラ5が、ロボットハンド1の下方に配置されているワイヤハーネス20の全体を含む画像を取得し、ロボット制御装置40が、画像に基づいてワイヤハーネス20の全体の位置および姿勢を検出し、さらに2つのコネクタ22の位置および姿勢を検出する。

次に、ステップS2において、検出された一方のコネクタ22の位置および姿勢に基づいてロボットアーム30aが動作することによってロボットハンド1が移動し、下プレート2bの第1端部の第1把持ユニット31が一方のコネクタ22の上方に配置される。 次に、ステップS3において、第1把持ユニット31のカメラ9が、第1把持ユニット31の下方に配置されている一方のコネクタ22およびこれと隣接するハーネス本体21の一端部を含む画像を取得し、ロボット制御装置40が、図8に示されるように、画像に基づいてコネクタ22およびハーネス本体21の一端部の位置および姿勢を検出する。

次に、ステップS4において、検出されたコネクタ22およびハーネス本体21の一端部の位置および姿勢に基づいてロボットアーム30aおよび直線駆動装置4が動作することによって、第1把持ユニット31の一対のチャック部6,7は、ハーネス本体21の、コネクタ22からハーネス本体21の長手方向に所定距離だけ離れた位置に配置される。このときに、一対のチャック部6,7はハーネス本体21の長手方向に沿って配列され、可動チャック部7が、固定チャック部6と一方のコネクタ22との間に配置される。次に、図3に示されるように、固定チャック部6(第1把持部)および可動チャック部7は、ハーネス本体21を一対の爪6a,6b;7a,7bによってそれぞれ把持する。これにより、ハーネス本体21が一端の近傍において一対のチャック部6,7によって把持される。

次に、ステップS2〜S4が繰り返される。すなわち、2回目のステップS2において、ステップS1において検出された他方のコネクタ22の位置に基づいてロボットアーム30aが動作することによってロボットハンド1が移動し、下プレート2bの第2端部の第2把持ユニット32が他方のコネクタ22の上方に配置される。 次に、2回目のステップS3において、第2把持ユニット32のカメラ9が、第2把持ユニット32の下方に配置されている他方のコネクタ22およびこれと隣接するハーネス本体21の他端部を含む画像を取得し、ロボット制御装置40が、画像に基づいてコネクタ22およびハーネス本体21の他端部の位置を検出する。

次に、2回目のステップS4において、検出されたコネクタ22およびハーネス本体21の他端部の位置に基づいてロボットアーム30aおよび直線駆動装置4が動作することによって、第2把持ユニット32の一対のチャック部6,7が、ハーネス本体21の、コネクタ22からハーネス本体21の長手方向に所定距離だけ離れた位置に位置決めされる。このときに、一対のチャック部6,7はハーネス本体21の長手方向に沿って配列され、可動チャック部7が、固定チャック部6と他方のコネクタ22との間に配置される。次に、固定チャック部6(第2把持部)および可動チャック部7は、ハーネス本体21を一対の爪6a,6b;7a,7bによってそれぞれ把持する。これにより、ハーネス本体21が他端の近傍において一対のチャック部6,7によって把持される。

ハーネス本体21の両端部が2つの把持ユニット31,32によって把持された後(ステップS5のYES)、ステップS6において、ロボットアーム30aの動作によってロボットハンド1およびワイヤハーネス20は、供給位置から相手側コネクタが配置されている接続位置に搬送される。

次に、ステップS7において、第1把持ユニット31の可動チャック部7が、把持力を弱めることによって、ハーネス本体21を長手方向に移動可能な保持状態に把持する。次に、固定チャック部6がハーネス本体21を固定状態に把持したままの状態で、直線駆動装置8が、可動チャック部7を固定チャック部6から離間する方向に移動させる。図4に示されるように、可動チャック部7は、爪7a,7bが一方のコネクタ22のハーネス本体21側の端面をハーネス本体21の長手方向外方に押圧する位置まで、ハーネス本体21の長手方向に沿って移動する。図3に示されるように、ハーネス本体21の末端とコネクタ22との間に隙間が存在し可撓性が高い電線23が露出している場合、露出している電線23の湾曲によってコネクタ22の位置および姿勢が容易に変化する。可動チャック部7によって一方のコネクタ22を長手方向外方に押圧することによって、ワイヤハーネス20の固定チャック部6による把持位置とコネクタ22との間の部分には張力がかかった状態になり、一方のコネクタ22の位置および姿勢が安定する。

次に、ステップS8において、第1把持ユニット31のカメラ9が、一方のコネクタ22の画像を取得し、ロボット制御装置40が、一方のコネクタ22の姿勢を検出する。次に、検出されたコネクタ22の姿勢に基づいてロボットアーム30aが動作することによって、第1把持ユニット31に把持されている一方のコネクタ22が相手側コネクタに接続される。

次に、ステップS7,S8が繰り返される。すなわち、2回目のステップS7において、第2把持ユニット32の可動チャック部7が、把持力を弱めることによってハーネス本体21を保持状態に把持し、直線駆動装置8が、可動チャック部7を固定チャック部6から離間する方向に移動させ、爪7a,7bは、他方のコネクタ22のハーネス本体21側の端面をハーネス本体21の長手方向外方に押圧する。これにより、他方のコネクタ22の位置および姿勢が安定する。

次に、2回目のステップS8において、第2把持ユニット32のカメラ9が、他方のコネクタ22の画像を取得し、ロボット制御装置40が、他方のコネクタ22の姿勢を検出する。次に、検出されたコネクタ22の姿勢に基づいてロボットアーム30aが動作することによって、第2把持ユニット32に把持されている他方のコネクタ22が相手側コネクタに接続される。 ワイヤハーネス20の全てのコネクタ22が相手側コネクタに接続された後(ステップS9のYES)、ロボットハンド1は供給位置に戻り、ステップS1〜S9を繰り返す。

このように、本実施形態によれば、ロボットハンド1には、ハーネス本体21の長手方向に相互に離間した位置に配置される少なくとも2つの把持ユニット31,32が設けられている。そして、2つの把持ユニット31,32によってワイヤハーネス20の両端部を把持することによって、可撓性を有する長いワイヤハーネス20を安定的に保持することができる。これにより、ワイヤハーネス20の供給位置から接続位置までの搬送を自動化することができる。

また、供給位置のワイヤハーネス20に対するチャック部6,7の位置および姿勢が、カメラ5,9による検出結果に基づいて制御される。したがって、供給位置において、ハーネス本体21の各端部および各コネクタ22の位置および姿勢が不定であっても、ハーネス本体21をチャック部6,7によって適切に把持することができる。これにより、ロボットハンド1を、ワイヤハーネス20の自動搬送により適した構成とすることができる。

また、各把持ユニット31,32,33には、固定チャック部6によってハーネス本体21の端部が固定された状態でコネクタ22を押圧する可動チャック部7が設けられている。可動チャック部7によるコネクタ22の押圧によって、固定チャック部6によるハーネス本体21の把持位置とコネクタ22との間において、ハーネス本体21および電線23は張力がかかった状態に維持される。これにより、コネクタ22の位置および姿勢を安定させ、コネクタ22の相手側コネクタへの接続を自動化することができる。

また、各チャック部6,7は、コネクタ22自体ではなく、ハーネス本体21を把持する。したがって、コネクタ22の形状に関わらず、ロボットハンド1によるワイヤハーネス20の把持および搬送とコネクタ22の相手側コネクタへの接続とが可能である。また、コネクタ22が、コネクタ22全体が相手側コネクタ内に挿入される種類のものであっても、相手側コネクタへの接続をロボットハンド1の移動によって行うことができる。このように、様々な種類のコネクタ22を有するワイヤハーネス20の自動搬送および自動接続を同一のロボットハンド1によって行うことができ、汎用性の高いロボットハンド1を提供することができる。

本実施形態において、2つのコネクタ22を有するワイヤハーネス20の搬送および接続について説明したが、ロボットハンド1は、3つのコネクタ22を有するY字状のワイヤハーネス20にも対応することができる。すなわち、ワイヤハーネス20は、ハーネス本体21の長手方向の途中位置に分岐部を有し、一端側に単一のコネクタ22を有し、他端側に2つコネクタ22を有していてもよい。この場合、3つ目のコネクタ22の把持および接続は、下プレート2bの第3端部の第3把持ユニット33によって行われる。

また、ロボットハンド1の把持ユニットの数は、把持対象のワイヤハーネス20のコネクタ22の数に応じて適宜変更可能である。例えば、2つのコネクタ22を有するワイヤハーネス20用の場合、I字状の下プレートの2つの端部に2つの把持ユニットが設けられる。4つのコネクタ22を有するワイヤハーネス20用の場合、X字状の下プレートの4つの端部に4つの把持ユニットが設けられる。

本実施形態において、コネクタ22を押圧する押圧部が、可動チャック部7であることとしたが、これに代えて、他の手段であってもよい。例えば、固定チャック部6に、ハーネス本体21を支持しながらハーネス本体21の長手方向に沿って伸縮可能な部材が押圧部として設けられていてもよい。 本実施形態において、全体検出部が、ワイヤハーネス20の画像を取得するカメラであることとしたが、これに代えて、他の種類のセンサであってもよい。同様に、部分検出部が、カメラ以外の種類のセンサであってもよい。

本実施形態において、ワイヤハーネス20の搬送およびコネクタ22の接続の両方を行うロボットハンド1について説明したが、ロボットハンドは、ワイヤハーネス20の搬送およびコネクタ22の接続の一方のみを行うように設計されていてもよい。 例えば、ワイヤハーネス20の搬送専用のロボットハンドの場合、可動チャック部7を備えていなくてもよい。コネクタ22の接続専用のロボットハンドの場合、把持ユニットを1つのみ備えていてもよい。

1 ロボットハンド 2 ベース部 3,31,32,33 把持ユニット 4 直線駆動装置 5 カメラ(全体検出部) 6 固定チャック部(固定把持部) 7 可動チャック部(押圧部、可動把持部) 8 直線駆動装置(駆動部) 9 カメラ(部分検出部) 20 ワイヤハーネス 21 ハーネス本体 22 コネクタ 30 ロボット 30a ロボットアーム 40 ロボット制御装置 100 ロボットシステム

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