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公開番号2025083282
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2024130161
出願日2024-08-06
発明の名称エンドエフェクタ
出願人川崎重工業株式会社,川重岐阜エンジニアリング株式会社
代理人弁理士法人三協国際特許事務所
主分類B25J 15/00 20060101AFI20250523BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】加工精度の向上に資するエンドエフェクタを提供する。
【解決手段】エンドエフェクタ(1)は、ロボットアームに固定されるベース部材(21)と、ドリルユニット(3)と、弾性接続部材(24)と、を備える。ドリルユニット(3)は、ドリル(31)と、当該ドリル(31)を支持するドリルサポート(32)と、ドリル(31)をドリルサポート(32)に対し進退及び回転させる動力装置(34)と、ドリルサポート(32)からワーク(W)に向けて突出するプレッシャフート(33)と、を含む。弾性接続部材(24)は、複数のゴム板と複数の剛性板とがベース部材(21)とドリルサポート(32)との間にわたって積層された構造を有し、ベース部材(21)とドリルサポート(32)とを互いに接続する。弾性接続部材(24)には、圧縮機構(23)によって圧縮荷重が付与される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ワークを加工するためにロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタであって、
ドリルと、当該ドリルを支持するドリルサポートと、前記ドリルを前記ドリルサポートに対し進退及び回転させる動力装置と、前記ドリルサポートから前記ワークに向けて突出し、前記ドリルによる加工時に前記ワークに接触するプレッシャフートと、を含むドリルユニットと、
前記ロボットアームに固定され、前記ドリルの中心軸と平行なドリル軸方向について前記ドリルサポートから離間したベース部材と、
複数のゴム板と当該ゴム板よりも剛性の高い複数の剛性板とが前記ベース部材と前記ドリルサポートとの間にわたって積層された構造を有し、前記ベース部材と前記ドリルサポートとを互いに接続する弾性接続部材と、
前記弾性接続部材に対し、前記ゴム板及び前記剛性板の積層方向の圧縮荷重を付与する圧縮機構と、を備えた、エンドエフェクタ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記ドリルサポートを挟んで前記ベース部材の反対側に配置される先端側部材をさらに備え、
前記圧縮機構は、前記先端側部材を前記ベース部材に引き寄せる方向の荷重が生じるように前記先端側部材と前記ベース部材とを連結することにより、前記ドリルサポートを介して前記弾性接続部材を圧縮する、エンドエフェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記弾性接続部材と同様の構造を有し、かつ前記先端側部材と前記ドリルサポートとを互いに接続する先端側弾性接続部材をさらに備えた、エンドエフェクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記弾性接続部材は、互いに離れた３つ以上の第１要素弾性体を含み、
前記先端側弾性接続部材は、互いに離れた３つ以上の第２要素弾性体を含み、
前記各第１要素弾性体の重心と前記各第２要素弾性体の重心とを結んでできる仮想多面体の内部に前記ドリルユニットの重心が含まれるように、前記第１要素弾性体及び前記第２要素弾性体が配置されている、エンドエフェクタ。
【請求項５】
請求項１に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記圧縮機構は、前記ドリルサポートを前記ベース部材に引き寄せる方向の荷重が生じるように前記ドリルサポートと前記ベース部材とを連結することにより、前記弾性接続部材を圧縮する、エンドエフェクタ。
【請求項６】
請求項５に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記弾性接続部材は、互いに離れた３つ以上の要素弾性体を含み、
前記ドリル軸方向に沿って見たときに、前記各要素弾性体の重心を結んでできる仮想多角形の内部に前記ドリルユニットの重心が含まれるように、前記各要素弾性体が配置されている、エンドエフェクタ。
【請求項７】
請求項５に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記弾性接続部材は、前記ゴム板及び前記剛性板が積層された構造を有する、複数の要素弾性体を含み、
複数の前記要素弾性体は、前記ドリル軸方向と直交する方向視において、前記ゴム板及び前記剛性板の積層方向が前記ドリル軸方向と非平行になるように傾斜して配置される、エンドエフェクタ。
【請求項８】
請求項７に記載のエンドエフェクタにおいて、
複数の前記要素弾性体は、当該各要素弾性体の重心を通って前記積層方向に延びる弾性体中心線が前記ロボットアームと反対の先端側ほど前記ドリルの中心軸に近づくように傾斜して配置される、エンドエフェクタ。
【請求項９】
請求項８に記載のエンドエフェクタにおいて、
複数の前記要素弾性体は、それぞれの前記弾性体中心線が、前記ドリルの中心軸を含む直線であるドリル中心線上の一つの交点で交わるように傾斜して配置される、エンドエフェクタ。
【請求項１０】
請求項９に記載のエンドエフェクタにおいて、
複数の前記要素弾性体は、前記積層方向に同一の長さを有し、かつ前記各要素弾性体の重心と前記交点との距離が互いに等しくなるように配置される、エンドエフェクタ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ワークを加工するためにロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
エンドエフェクタの一例として、下記特許文献１のものが知られている。具体的に、この特許文献１には、ロボットアームの先端部とエンドエフェクタとの間、あるいはエンドエフェクタ自身に、コイルスプリング等の弾性体からなる機械的なコンプライアンス機構を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－２３１９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のように、弾性体からなる機械的なコンプライアンス機構を用いた場合、例えばエンドエフェクタの姿勢によっては、弾性体が望ましくない方向に変形し、エンドエフェクタによる加工精度が低下するおそれがある。
【０００５】
本開示は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、加工精度の向上に資するエンドエフェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本開示の一局面に係るエンドエフェクタは、ワークを加工するためにロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタであって、前記ロボットアームに固定されるベース部材と、ドリルと、当該ドリルを支持するドリルサポートと、前記ドリルを前記ドリルサポートに対し進退及び回転させる動力装置と、前記ドリルサポートから前記ワークに向けて突出し、前記ドリルによる加工時に前記ワークに接触するプレッシャフートと、を含むドリルユニットと、複数のゴム板と当該ゴム板よりも剛性の高い複数の剛性板とが前記ドリルの中心軸と平行なドリル軸方向に積層された構造を有し、前記ベース部材と前記ドリルサポートとを互いに接続する弾性接続部材と、前記弾性接続部材に対し前記ドリル軸方向の圧縮荷重を付与する圧縮機構と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、加工精度の向上に資するエンドエフェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の第１実施形態に係るエンドエフェクタを含む作業ロボットを概略的に示す図である。
上記エンドエフェクタの詳細構造を示す正面断面図である。
積層ゴムの構造を示す断面図である。
上記積層ゴムが変形した状態を示す断面図である。
複数の上記積層ゴムとドリルユニットの重心との位置関係を示す斜視図である。
動力装置を拡大して示す正面図である。
上記エンドエフェクタを用いてワークにドリル加工を施す状況を示す図２相当図である。
ドリルがワークを貫通した状況を示す図２相当図である。
上記積層ゴムがせん断方向に変形した状況を示す図２相当図である。
ドリル軸が鉛直線に対し傾く姿勢でドリル加工を行う状況を示す図１相当図である。
上記第１実施形態の変形例を説明するための図４相当図である。
本開示の第２実施形態に係るエンドエフェクタを示す正面断面図である。
複数の積層ゴムとドリルユニットの重心との位置関係を示す斜視図である。
ドリルがワークを貫通した状況を示す図１１相当図である。
本開示の第３実施形態に係るエンドエフェクタを示す正面断面図である。
積層ゴムの構造を示す断面図である。
積層ゴムとドリルユニットとの位置関係を示す図である。
上記エンドエフェクタの作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、本開示のエンドエフェクタの好ましい実施形態について詳細に説明する。本開示のエンドエフェクタは、ワークを加工するためにロボットアームに取り付けられる。ロボットアームは、ワークにおける任意の加工位置にエンドエフェクタがアプローチできるように当該エンドエフェクタを移動可能に支持するものである。ロボットアームは、このような機能を有するものであればその種類を問わないが、例えば多関節ロボットが好適である。
【００１０】
（１）第１実施形態
図１は、本開示の第１実施形態に係るエンドエフェクタ１を含む作業ロボットを概略的に示す図である。作業ロボットは、多関節ロボットからなるロボットアーム１００と、ロボットアーム１００の先端部に取り付けられたエンドエフェクタ１と、を備える。本実施形態において、ロボットアーム１００は、第１アーム部１０１及び第２アーム部１０２を含む。第２アーム部１０２は、第１アーム部１０１の先端部１０１ａに関節１０３を介して回動可能に連結されている。第１アーム部１０１は、さらに上流側のアーム部に関節等を介して回動可能に連結されている。エンドエフェクタ１は、第２アーム部１０２の先端部１０２ａにブラケット１０５を介して取り付けられている。なお、以下では、第２アーム部１０２の先端部１０２ａのことをアーム先端部１０２ａという。アーム先端部１０２ａは、第２アーム部１０２の延設方向であるアーム軸方向Ｄｘの一方側の端部であって、関節１０３とは反対側の端部である。
（【００１１】以降は省略されています）

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