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公開番号2025135852
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024033864
出願日2024-03-06
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
代理人弁理士法人三協国際特許事務所
主分類B25J 13/08 20060101AFI20250911BHJP(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】加圧によるワークの変形の影響を抑えながらワークの傾きを検出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、ベース部材(2)と、加工子(3)と、ワークを加圧する加圧部材(5)と、ワーク表面の傾斜角度を検出する角度検出機構(11)とを備える。角度検出機構(11)は、ワーク表面に接触する接触プローブ(12)と、接触プローブ(12)を、ベース部材(2)に対して角度変化可能に支持し、かつ加圧部材(5)に対して所定方向(D)に進退可能に支持する支持構造(13)と、所定方向(D)に対する接触プローブ(12)の傾斜角度を検出する角度検出センサ(14)とを有する。接触プローブ(12)の接触部(12a)は、加圧部材(5)に対し、所定方向であるドリル軸方向(D)のうちベース部材(2)から離れる方向であるドリル先端方向(D1)に突出している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ワークの加工を行うためにロボットあるいは加工機に搭載されるエンドエフェクタであって、
前記ロボットあるいは加工機に取り付けられるベース部材と、
前記ワークを加工する加工子と、
前記ベース部材に支持され、前記加工子による加工時に前記ワークを加圧する加圧部材と、
前記ベース部材を基準として所定方向に対する前記ワークの表面の傾斜角度を検出する角度検出機構と、を備え、
前記角度検出機構は、
前記ワークの表面に接触する接触部を有する接触プローブであって、前記接触部が前記加圧部材に対し、前記所定方向のうち前記ベース部材から離れる方向に突出している接触プローブと、
前記接触プローブを、前記ベース部材に対して角度変化可能に支持し、かつ前記加圧部材に対して前記所定方向に進退可能に支持する支持構造と、
前記所定方向に対する前記接触プローブの傾斜角度を検出する角度検出センサとを有するエンドエフェクタ。
続きを表示（約 1,300 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、
前記加圧部材は、前記所定方向に延びる筒形状であり、前記加工子と同心状になる位置に配置され、
前記接触プローブは、筒形状である基部を有し、
前記接触部は、前記基部における前記加工子の先端側の端部に設けられ、
前記基部は、前記加圧部材が前記ワークを加圧していない状態では前記所定方向に延びて前記加工子および前記加圧部材と前記同心状に配置される、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、
前記加圧部材および前記基部のうちの少なくとも１つは、筒形状の側方に開いた開口を含む、エンドエフェクタ。
【請求項４】
請求項２に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記接触部は、板形状の接触板を含み、
前記加圧部材は、前記所定方向から見て前記接触板に重なる範囲内に配置されている、エンドエフェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記基部は、筒形状の前記加圧部材の内側に配置され、
前記接触板は、筒形状の前記基部の軸心から離れる方向に突出している、
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、
前記接触板における前記加圧部材に向き合う面は、凹む球面を有する、エンドエフェクタ。
【請求項７】
請求項２に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記加圧部材および前記基部は、円筒形状であり、
前記基部は、前記加圧部材の内側に配置され、
前記加圧部材および前記基部は、前記加圧部材の内径と前記基部の外径との差が前記加工子の先端方向に向かって徐々に大きくなる、エンドエフェクタ。
【請求項８】
請求項２に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記支持構造は、前記基部に付勢して、前記加圧部材が前記ワークを加圧していない状態において前記基部を前記加圧部材と同心になる位置に保持する付勢部材を含む、エンドエフェクタ。
【請求項９】
請求項１～８のいずれか１項に記載のエンドエフェクタにおいて、
前記支持構造は、前記接触プローブを支持する支持体と、前記接触プローブの周方向に互いに離間する位置に配置されるとともに前記所定方向に延びる３本以上の棒状部材を含み、
前記３本以上の棒状部材のそれぞれは、前記ベース部材に対して前記所定方向に進退可能に支持され、かつ、当該棒状部材の端部は、前記支持体の傾きに応じて前記所定方向に進退するように当該支持体に当接または接続しており、
前記角度検出センサは、前記ベース部材にそれぞれ固定され、前記３本以上の棒状部材の前記所定方向における進退量を測定する３個以上の進退センサを含み、前記３本以上の棒状部材の進退量から前記接触プローブの傾斜角度を検出する、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、
前記棒状部材の端部は、前記支持体に前記所定方向から押し当てられることにより当接している、エンドエフェクタ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットあるいは加工機に搭載され、ワークを加工するエンドエフェクタに関する。
続きを表示（約 1,300 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のロボットドリリングユニットが知られている。具体的に、この特許文献１には、ドリルを回転自在に支持するシリンダと、シリンダの下面に固定され、ワークを押さえつけるプレッシャフートと、シリンダとワークとの角度を検出する角度検出機構とを備えたドリリングユニットが開示されている。
【０００３】
プレッシャフートは、ドリルを取り囲む円筒状の部材であるノーズピースと、ノーズピースを支持するコンプライアンス装置とを有する。コンプライアンス装置は、弾性材料で作られている。
【０００４】
角度検出機構は、ワークに接触する３本のセンシングプローブと、センシングプローブの変位量を個別に検知する３個の変位量検知センサとを有する。各センシングプローブは、ノーズピースの外側に配置されている。各センシングプローブの下端の高さは、ノーズピースの下端の高さと一致している。
【０００５】
上記のドリリングユニットでは、ドリルの軸線に対するワーク表面の傾斜角度を検出するときに、プレッシャフートのノーズピースおよび３本のセンシングプローブがワークの表面に同時に押し付けられる。この状態で、３本のセンシングプローブの変位量を３個の変位量検知センサによって検出することによって、ワーク表面の傾斜角度を検出する。ドリリングユニットは、検出された傾斜角度に基づいて、ドリルの軸線がワーク表面の法線と一致するように、ロボットアームによって角度調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
実公平６－４５２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のドリリングユニットでは、３本のセンシングプローブの下端位置が、ノーズピースの下端位置に一致しており、角度検出時において、ノーズピースおよび３本のセンシングプローブがワークの表面に同時に押し付けられる。
【０００８】
この構造では、ワークの表面がドリル軸線に対して傾斜している場合には、ノーズピースがワークに斜めに押し付けられた状態でドリリングユニットの角度を補正する。この時、ノーズピースおよび３本のセンシングプローブがワークに押し付けられた状態を維持するために、ドリリングユニットからワークへ大きい荷重が付加され続ける。
【０００９】
ここで、ワークの剛性が比較的高い場合には問題ないが、ワークの厚みが薄く剛性が低い場合等の場合には、ドリリングユニットをワークに押し付けたままドリリングの傾きを修正するとワークが変形することが懸念される。加圧によってワークが変形した場合、ワークを初期の形状に戻す補正をすること、および補正後に角度検出動作を再度行うことなどの追加の作業が生じる。
【００１０】
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、加圧によるワークの変形の影響を抑えながらワークの傾きを検出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】
（【００１１】以降は省略されています）

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