JPH0740278A - ロボットのハンド装置 - Google Patents
ロボットのハンド装置Info
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- JPH0740278A JPH0740278A JP5206913A JP20691393A JPH0740278A JP H0740278 A JPH0740278 A JP H0740278A JP 5206913 A JP5206913 A JP 5206913A JP 20691393 A JP20691393 A JP 20691393A JP H0740278 A JPH0740278 A JP H0740278A
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- 238000012937 correction Methods 0.000 description 32
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 ワーク把持用フィンガ部とオフセットした位
置にある2カ所の基準孔を持つワークを、これとはめ合
う2カ所の基準ピンを持った治具に取り付けるような、
2孔挿入作業に適する、構造が簡単、かつ高剛性であり
安価なロボットのハンド装置を提供。 【構成】 ロボットのアーム10とワーク把持用フィンガ
部6との間に、それぞれアーム10に対しフィンガ部6
を、軸方向にクッシヨンを持たす軸方向クッション機構
4、回転方向に可撓に連結する可撓回転継手3、及び軸
方向にに対し垂直なXY方向に移動可能にされたXY移
動スライド機構5、が介され、XY移動スライド機構5
はそれぞれX方向X及びY方向に可動に支持されかつ両
端に各1対の押圧装置53、54により内側に向けて押され
た1対の板51、57を含む。
置にある2カ所の基準孔を持つワークを、これとはめ合
う2カ所の基準ピンを持った治具に取り付けるような、
2孔挿入作業に適する、構造が簡単、かつ高剛性であり
安価なロボットのハンド装置を提供。 【構成】 ロボットのアーム10とワーク把持用フィンガ
部6との間に、それぞれアーム10に対しフィンガ部6
を、軸方向にクッシヨンを持たす軸方向クッション機構
4、回転方向に可撓に連結する可撓回転継手3、及び軸
方向にに対し垂直なXY方向に移動可能にされたXY移
動スライド機構5、が介され、XY移動スライド機構5
はそれぞれX方向X及びY方向に可動に支持されかつ両
端に各1対の押圧装置53、54により内側に向けて押され
た1対の板51、57を含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットのアー
ムとワーク把持用フィンガ部との間に介されるフローテ
ィング装置に関し、特にに図3に示すような、ワーク把
持用フィンガ部bとオフセットした位置にある2カ所の
基準孔dを持つワークaを、これとはめ合う2カ所の基
準ピンcを持った治具bに取り付ける、2孔挿入作業に
適するロボットのハンド装置に関する。
ムとワーク把持用フィンガ部との間に介されるフローテ
ィング装置に関し、特にに図3に示すような、ワーク把
持用フィンガ部bとオフセットした位置にある2カ所の
基準孔dを持つワークaを、これとはめ合う2カ所の基
準ピンcを持った治具bに取り付ける、2孔挿入作業に
適するロボットのハンド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】主たる従来技術として、特公昭56-26531
公報等に開示するような弾性体による方式と、特公平5-
13793 公報等に開示するような変位センサ等を用いた外
力検出装置及び制御装置による方法等がある。上記の技
術による課題としては、特公昭56-26531公報のものは、
ハンド同軸上の軸挿入に関する作業以外の、例えばハン
ド軸心からオフセットした2軸挿入の適用は困難であ
り、重力方向以外の作業は困難であった。又特公平5-13
793 公報の変位センサ等を用いた外力検出装置及び制御
装置による方法では、一般に装置が高価になりかつ実際
の適用に当たっては困難な事が多かった。これらの課題
を解決する手段として、特開平2-311291等に開示するよ
うな、コンプライアンス動作、シフト動作、クッション
動作等、各々独立した機能を持つモジュールを組合せ、
2孔挿入を可能にした例もあった。
公報等に開示するような弾性体による方式と、特公平5-
13793 公報等に開示するような変位センサ等を用いた外
力検出装置及び制御装置による方法等がある。上記の技
術による課題としては、特公昭56-26531公報のものは、
ハンド同軸上の軸挿入に関する作業以外の、例えばハン
ド軸心からオフセットした2軸挿入の適用は困難であ
り、重力方向以外の作業は困難であった。又特公平5-13
793 公報の変位センサ等を用いた外力検出装置及び制御
装置による方法では、一般に装置が高価になりかつ実際
の適用に当たっては困難な事が多かった。これらの課題
を解決する手段として、特開平2-311291等に開示するよ
うな、コンプライアンス動作、シフト動作、クッション
動作等、各々独立した機能を持つモジュールを組合せ、
2孔挿入を可能にした例もあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に水平多関節型ロ
ボットや直交座標型ロボットでは、垂直多関節型ロボッ
トに比べ、自由度が少なく、それを補うためにハンド装
置の機構も複雑で高価になる。以上の理由から、垂直多
関節型ロボットに適用する場合は単純なロボットのハン
ド装置が望まれた。詳説すると、特公昭56-26531公報に
開示する図4で示す1軸1孔挿入の従来技術では、弾性
体による方式の場合、遠隔心合わせ装置から離れた挿入
部材の端部に近い位置あるいはその端のある位置に実際
の回動中心を設定し、ここに働く外力を用いて、作業部
材の軸心を孔の軸線と一致するよう回動する事によって
コンプライアンスを達成していた。しかし、ここで言う
回動中心とは、遠隔心合わせ装置の軸心の延長線上に位
置するものであり、この軸心からオフセットした位置の
挿入作業には適用困難であった。
ボットや直交座標型ロボットでは、垂直多関節型ロボッ
トに比べ、自由度が少なく、それを補うためにハンド装
置の機構も複雑で高価になる。以上の理由から、垂直多
関節型ロボットに適用する場合は単純なロボットのハン
ド装置が望まれた。詳説すると、特公昭56-26531公報に
開示する図4で示す1軸1孔挿入の従来技術では、弾性
体による方式の場合、遠隔心合わせ装置から離れた挿入
部材の端部に近い位置あるいはその端のある位置に実際
の回動中心を設定し、ここに働く外力を用いて、作業部
材の軸心を孔の軸線と一致するよう回動する事によって
コンプライアンスを達成していた。しかし、ここで言う
回動中心とは、遠隔心合わせ装置の軸心の延長線上に位
置するものであり、この軸心からオフセットした位置の
挿入作業には適用困難であった。
【0004】即ち、図4に示すような重力方向の作業に
おいても、図示しないワーク把持用フィンガ部に把持さ
れた軸8を、入口に面取り9を施した孔13に挿入しよう
とするとき、軸8の合成挿入力は挿入力F1と水平方向求
芯力F2の合成されたF3である。ここで図3に示す孔の面
取部と軸との接触点において、軸の合成挿入力F3は、面
取り部の接触面に対する法線方向分力F4と、接線方向分
力F5に分解される。F4により、接線方向摩擦力F6が働く
が、F5がこれより大きければ軸は孔に挿入される。挿入
動作を行うには、遠隔心合わせ装置の水平方向求芯力
は、F5がF6より大きくなるようにF2を小さくしておかね
ばならない。さらに、フローティング機構の作業方向が
重力方向以外の作業においては、水平方向求芯力F2は重
力の影響を受けるため、作業方向、作業部材の形状、は
め合い部の表面状態に応じて、水平方向求芯力F2も最適
な値に調整する事が必要となる。しかし現在一般に使用
される遠隔心合わせ装置には、水平方向求芯力を調整す
る簡単な機構がなかった。
おいても、図示しないワーク把持用フィンガ部に把持さ
れた軸8を、入口に面取り9を施した孔13に挿入しよう
とするとき、軸8の合成挿入力は挿入力F1と水平方向求
芯力F2の合成されたF3である。ここで図3に示す孔の面
取部と軸との接触点において、軸の合成挿入力F3は、面
取り部の接触面に対する法線方向分力F4と、接線方向分
力F5に分解される。F4により、接線方向摩擦力F6が働く
が、F5がこれより大きければ軸は孔に挿入される。挿入
動作を行うには、遠隔心合わせ装置の水平方向求芯力
は、F5がF6より大きくなるようにF2を小さくしておかね
ばならない。さらに、フローティング機構の作業方向が
重力方向以外の作業においては、水平方向求芯力F2は重
力の影響を受けるため、作業方向、作業部材の形状、は
め合い部の表面状態に応じて、水平方向求芯力F2も最適
な値に調整する事が必要となる。しかし現在一般に使用
される遠隔心合わせ装置には、水平方向求芯力を調整す
る簡単な機構がなかった。
【0005】次に特開平2-311291公報に示されるような
力制御による従来技術では、力覚センサ部、把持部、遠
隔心合せ装置部に加え、制御回路、制御ソフト等が必要
になり装置が高価になるほか、各々の場合に応じて異な
る制御が要求されるため、適用が困難な事が多かった。
そこで特開平2-311291公報では、複雑なモジュールを段
重ねしたハンド装置を直交座標型ロボットに取り付けて
2孔挿入を行うためのハンド機構が開示されている。し
かしこのような複雑なモジュールを段重ねしたハンド装
置は長手方向にかさばり、剛性、強度の点より重量物の
搬送、および水平方向近辺の挿入には適用が困難であ
り、特に垂直多関節型ロボットのハンドとしては適さな
かった。本発明の課題は、ワーク把持用フィンガ部とオ
フセットした位置にある2カ所の基準孔を持つワーク
を、これとはめ合う2カ所の基準ピンを持った治具に取
り付けるような、2孔挿入作業に適する、構造が簡単、
かつ高剛性であり安価なロボットのハンド装置を提供す
ることにある。
力制御による従来技術では、力覚センサ部、把持部、遠
隔心合せ装置部に加え、制御回路、制御ソフト等が必要
になり装置が高価になるほか、各々の場合に応じて異な
る制御が要求されるため、適用が困難な事が多かった。
そこで特開平2-311291公報では、複雑なモジュールを段
重ねしたハンド装置を直交座標型ロボットに取り付けて
2孔挿入を行うためのハンド機構が開示されている。し
かしこのような複雑なモジュールを段重ねしたハンド装
置は長手方向にかさばり、剛性、強度の点より重量物の
搬送、および水平方向近辺の挿入には適用が困難であ
り、特に垂直多関節型ロボットのハンドとしては適さな
かった。本発明の課題は、ワーク把持用フィンガ部とオ
フセットした位置にある2カ所の基準孔を持つワーク
を、これとはめ合う2カ所の基準ピンを持った治具に取
り付けるような、2孔挿入作業に適する、構造が簡単、
かつ高剛性であり安価なロボットのハンド装置を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、特許
請求の範囲記載のロボットのハンド装置を提供すること
によって上述した従来技術の課題を解決した。
請求の範囲記載のロボットのハンド装置を提供すること
によって上述した従来技術の課題を解決した。
【0007】
──
──
【作用】かかる構成によると、ロボットの手首又は回転
機構によりフィンガ部とオフセットした位置にある2カ
所の基準孔に対しワークを回転方向で位置決めし、XY
移動スライド機構で並進方向の芯ずれを吸収し、可撓回
転継手により回転方向の位相ずれを吸収し、軸方向クッ
ション機構構により適切な挿入、引き抜き動作を可能と
し、挿入、引き抜き荷重の適切化、またロボットへの衝
撃の緩和を行い、2孔挿入作業に適する、構造が簡単、
かつ高剛性であり安価なロボットのハンド装置となっ
た。
機構によりフィンガ部とオフセットした位置にある2カ
所の基準孔に対しワークを回転方向で位置決めし、XY
移動スライド機構で並進方向の芯ずれを吸収し、可撓回
転継手により回転方向の位相ずれを吸収し、軸方向クッ
ション機構構により適切な挿入、引き抜き動作を可能と
し、挿入、引き抜き荷重の適切化、またロボットへの衝
撃の緩和を行い、2孔挿入作業に適する、構造が簡単、
かつ高剛性であり安価なロボットのハンド装置となっ
た。
【0008】
【実施例】以下添付した図1乃至図3に基づきこの発明
を詳細に説明する。図1(a) は本発明の一実施例ロボッ
トのハンド装置の構成を示す一部を切り欠いた要部断面
図である。本発明のロボットのハンド装置はロボットの
アーム10とワーク把持用フィンガ部6との間に、それぞ
れアーム10に対しフィンガ部6を、軸方向にクッシヨン
を持たす軸方向クッション機構4、軸方向クッション機
構4のクッション軸41に固定されたハウジング1に固定
されかつフィンガ部6をZ軸軸心7の回りに回転させる
回転機構2、それぞれアーム10に対しフィンガ部6を、
可撓に連結する可撓回転継手3、及び軸方向にに対し垂
直なXY方向に移動可能にされたXY移動スライド機構
5、からなる回転/フローティング機構が介されこれに
よりコンプライアンス機能を持つようにされ、XY移動
スライド機構5はそれぞれX方向X及びY方向に可動に
支持されかつ両端に各1対の押圧装置53、54により内側
に向けて押された1対の板51、52を含む。
を詳細に説明する。図1(a) は本発明の一実施例ロボッ
トのハンド装置の構成を示す一部を切り欠いた要部断面
図である。本発明のロボットのハンド装置はロボットの
アーム10とワーク把持用フィンガ部6との間に、それぞ
れアーム10に対しフィンガ部6を、軸方向にクッシヨン
を持たす軸方向クッション機構4、軸方向クッション機
構4のクッション軸41に固定されたハウジング1に固定
されかつフィンガ部6をZ軸軸心7の回りに回転させる
回転機構2、それぞれアーム10に対しフィンガ部6を、
可撓に連結する可撓回転継手3、及び軸方向にに対し垂
直なXY方向に移動可能にされたXY移動スライド機構
5、からなる回転/フローティング機構が介されこれに
よりコンプライアンス機能を持つようにされ、XY移動
スライド機構5はそれぞれX方向X及びY方向に可動に
支持されかつ両端に各1対の押圧装置53、54により内側
に向けて押された1対の板51、52を含む。
【0009】ハウジング1はアーム10に固定されたベー
スプレート10′にボルト取り付けされた実施例では2個
の4角な箱型の軸方向クッション機構4に支持されてい
る。軸方向クッション機構4のクッション軸41を取り囲
む本体43はベースプレート10′にボルト取り付けされ固
定される。本体43とクッション軸41の間には本体43の内
方に突出する中間部44が及びクッション軸の径大部48が
支点となってスライドブッシュ45、45、弾性部材42及び
スラストワッシャ46、47が配置され、弾性部材42を径大
部48がスラストワッシャ46、47を介して押したとき、ク
ッション軸41を上下させる。
スプレート10′にボルト取り付けされた実施例では2個
の4角な箱型の軸方向クッション機構4に支持されてい
る。軸方向クッション機構4のクッション軸41を取り囲
む本体43はベースプレート10′にボルト取り付けされ固
定される。本体43とクッション軸41の間には本体43の内
方に突出する中間部44が及びクッション軸の径大部48が
支点となってスライドブッシュ45、45、弾性部材42及び
スラストワッシャ46、47が配置され、弾性部材42を径大
部48がスラストワッシャ46、47を介して押したとき、ク
ッション軸41を上下させる。
【0010】クッション機構4は軸心7方向と平行に2
本のクッション軸41を並列に配し、第2軸22に支持され
たフィンガ部6が軸方向の力を受けたとき伸縮し、クッ
ション軸41を介して第2ハウジング11及びハウジング1
をクッション機構4から出入させ、この軸方向のクッシ
ョン動作方向以外の並進及びすべての回動にたいして高
い剛性を持つ。これにより軸方向の挿入、引き抜き荷重
の適切化、またロボットへの衝撃の緩和をおこなう。
本のクッション軸41を並列に配し、第2軸22に支持され
たフィンガ部6が軸方向の力を受けたとき伸縮し、クッ
ション軸41を介して第2ハウジング11及びハウジング1
をクッション機構4から出入させ、この軸方向のクッシ
ョン動作方向以外の並進及びすべての回動にたいして高
い剛性を持つ。これにより軸方向の挿入、引き抜き荷重
の適切化、またロボットへの衝撃の緩和をおこなう。
【0011】回転機構2はハウジング1に固定されかつ
1端にフィンガ61を有するフィンガ6と間接的に下記部
材を介して連結された第1軸21を、軸線7の回りに回転
させる。ハウジング1を貫通して延びる第1軸21下端に
可撓回転継手3が連結されている。可撓回転継手3は、
図1(c)に示すように、第1軸21下端に接合したハブ
12、及び第2軸22上部と接合したハブ13、及びこれらの
軸21、22、ハブ12、13、間に組み込まれ回転を伝達する
可撓材31を含む。ハブ12、13は可撓材31を支持し回転を
伝達する役目をする。第2軸22はハウジング1を貫通し
かつハウジング1に固定された第2ハウジング11に軸受
16、17を介して回転可能に支持される。可撓回転継手3
の可撓材31に接した第2軸22が第1軸21に対し回転方向
にずれたとき、弾性体のたわみを利用し軸心7回りの位
相ずれを吸収する。
1端にフィンガ61を有するフィンガ6と間接的に下記部
材を介して連結された第1軸21を、軸線7の回りに回転
させる。ハウジング1を貫通して延びる第1軸21下端に
可撓回転継手3が連結されている。可撓回転継手3は、
図1(c)に示すように、第1軸21下端に接合したハブ
12、及び第2軸22上部と接合したハブ13、及びこれらの
軸21、22、ハブ12、13、間に組み込まれ回転を伝達する
可撓材31を含む。ハブ12、13は可撓材31を支持し回転を
伝達する役目をする。第2軸22はハウジング1を貫通し
かつハウジング1に固定された第2ハウジング11に軸受
16、17を介して回転可能に支持される。可撓回転継手3
の可撓材31に接した第2軸22が第1軸21に対し回転方向
にずれたとき、弾性体のたわみを利用し軸心7回りの位
相ずれを吸収する。
【0012】第2軸22に支持されたフィンガ部6には、
XY移動スライド機構5が介されている。即ち、第2軸
22に固定された第1ベアリング部材55は図1(b) に示す
ようなX方向Xに可動に支持されかつ両端に1対の押圧
装置53により内側に向けて押された板51と摺接し、板51
は第2ベアリング部材56と摺接し、第2ベアリング部材
56に固定された板52は図1(b) に一部点線で示すような
Y方向Yに可動に支持されかつ両端に1対の押圧装置54
により内側に向けて押されさらに第3ベアリング部材57
とY方向に摺接する。第3ベアリング部材57はフィンガ
部6と固定され、フィンガ部6上端面62は第2軸22に固
定された軸ハウジング23の下端面57と摺接し、板51、52
が軸ハウジング23内面との間に設けられた各XY方向の
隙間分だけ押圧装置53、54に抗して移動するとき、フィ
ンガ部6も同時に移動するが、2方向の回動運動に対し
て高い剛性を持つようににされている。
XY移動スライド機構5が介されている。即ち、第2軸
22に固定された第1ベアリング部材55は図1(b) に示す
ようなX方向Xに可動に支持されかつ両端に1対の押圧
装置53により内側に向けて押された板51と摺接し、板51
は第2ベアリング部材56と摺接し、第2ベアリング部材
56に固定された板52は図1(b) に一部点線で示すような
Y方向Yに可動に支持されかつ両端に1対の押圧装置54
により内側に向けて押されさらに第3ベアリング部材57
とY方向に摺接する。第3ベアリング部材57はフィンガ
部6と固定され、フィンガ部6上端面62は第2軸22に固
定された軸ハウジング23の下端面57と摺接し、板51、52
が軸ハウジング23内面との間に設けられた各XY方向の
隙間分だけ押圧装置53、54に抗して移動するとき、フィ
ンガ部6も同時に移動するが、2方向の回動運動に対し
て高い剛性を持つようににされている。
【0013】回転機構2は、基準孔を持つワークを、相
手基準ピンの位相に合わせるための回転機構であり、種
々の基準ピン位相を有する工程の作業を可能にする。基
準ピン位相が1種類の場合や、ロボット自身の手首で回
転できる場合には、省略してもよく、代替的に回転機構
2に代えて、第1軸21をアーム10に支持された図示しな
い手首により回転させてもよい。又実施例では、XY移
動スライド機構5はフィンガ部6に近接して設けられた
ので、フィンガ部6の各XY方向の移動が極めて軽く容
易になったが、スペースの都合等で、一連の流れにとら
われず、各々の機構同士の入れ替えがあってもかまわな
い。さらに押圧装置53、54は押圧力を調節可能にした
が、予め調節された固定押圧装置であってもよい。フィ
ンガ部6は空気圧により作動する機構で、図1ではつか
む機能を持つが引っ掛ける、吸いつける等の機能を持つ
もの、または、これらを組み合わせた機能を持つもので
もよい。
手基準ピンの位相に合わせるための回転機構であり、種
々の基準ピン位相を有する工程の作業を可能にする。基
準ピン位相が1種類の場合や、ロボット自身の手首で回
転できる場合には、省略してもよく、代替的に回転機構
2に代えて、第1軸21をアーム10に支持された図示しな
い手首により回転させてもよい。又実施例では、XY移
動スライド機構5はフィンガ部6に近接して設けられた
ので、フィンガ部6の各XY方向の移動が極めて軽く容
易になったが、スペースの都合等で、一連の流れにとら
われず、各々の機構同士の入れ替えがあってもかまわな
い。さらに押圧装置53、54は押圧力を調節可能にした
が、予め調節された固定押圧装置であってもよい。フィ
ンガ部6は空気圧により作動する機構で、図1ではつか
む機能を持つが引っ掛ける、吸いつける等の機能を持つ
もの、または、これらを組み合わせた機能を持つもので
もよい。
【0014】以下作動につき、ワークaと治具bを示す
斜視図である図2及びワークa取り出しから治具bに取
り付けるまでの一連の流れを示す説明図である図3を参
照して述べる。ロボットに一軸の自由度を付加するべく
取り付けた回転機構2により、ワークaとフィンガ部6
の軸心7を中心とする回動方向の位相を合わせ、ワーク
aを把持する(ステップ101 )。治具b上にワークaを
搬送し(ステップ102)、回転機構2によりワークと治
具との回動方向の位相を合わせ(ステップ103)、ワー
クを治具に挿入する作業が行われる。
斜視図である図2及びワークa取り出しから治具bに取
り付けるまでの一連の流れを示す説明図である図3を参
照して述べる。ロボットに一軸の自由度を付加するべく
取り付けた回転機構2により、ワークaとフィンガ部6
の軸心7を中心とする回動方向の位相を合わせ、ワーク
aを把持する(ステップ101 )。治具b上にワークaを
搬送し(ステップ102)、回転機構2によりワークと治
具との回動方向の位相を合わせ(ステップ103)、ワー
クを治具に挿入する作業が行われる。
【0015】この時、ロボットが把持しているワークa
の基準孔dと、治具の基準ピンcとの軸心のXY方向の
位置ずれdX、dYがあるときは(ステップ103 )XY移動
スライド機構5による並進により位置ずれdX、dYを吸収
する。ワークaの基準孔dと、治具の基準ピンcとの軸
心のまわりの位相ずれdθがあるときは(ステップ104
)可撓回転継手3による回動運動により吸収する。ス
テップ105 は挿入完了を示す。又ワーク挿入時dと、治
具の基準ピンcとの間のはめあいがきつく、挿入荷重で
挿入出来なかった場合、及び種々の干渉により挿入出来
なかった場合は、軸方向クッション機構4により、ハウ
ジング1に対しこれに取り付くフィンガ部6が可撓し、
この動作を図示しないセンサで検知、ロボットで適宜判
断処理を行うことができる。またワークaを基準ピンc
から引き抜く時も、同様に設定された引き抜き荷重で引
き抜きが出来なかった場合も軸方向クッション機構4が
動作し図示しないセンサで検知、ロボットで適宜判断処
理を行うことができる。
の基準孔dと、治具の基準ピンcとの軸心のXY方向の
位置ずれdX、dYがあるときは(ステップ103 )XY移動
スライド機構5による並進により位置ずれdX、dYを吸収
する。ワークaの基準孔dと、治具の基準ピンcとの軸
心のまわりの位相ずれdθがあるときは(ステップ104
)可撓回転継手3による回動運動により吸収する。ス
テップ105 は挿入完了を示す。又ワーク挿入時dと、治
具の基準ピンcとの間のはめあいがきつく、挿入荷重で
挿入出来なかった場合、及び種々の干渉により挿入出来
なかった場合は、軸方向クッション機構4により、ハウ
ジング1に対しこれに取り付くフィンガ部6が可撓し、
この動作を図示しないセンサで検知、ロボットで適宜判
断処理を行うことができる。またワークaを基準ピンc
から引き抜く時も、同様に設定された引き抜き荷重で引
き抜きが出来なかった場合も軸方向クッション機構4が
動作し図示しないセンサで検知、ロボットで適宜判断処
理を行うことができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、X軸、
Y軸、Z軸の並動及びZ軸まわりの回動にのみ自由度を
持ち、XY移動スライド機構はZ軸のなわりの自由度の
2つの回動に剛性を持たせたフローティング機構によ
り、ワーク把持用フィンガ部とオフセットした位置にあ
る2カ所の基準孔を持つワークを、これとはめ合う2カ
所の基準ピンを持った治具に取り付けがような、2孔挿
入作業に適する、構造が簡単、かつ高剛性であり安価な
ロボットのハンド装置を提供するものとなった。しかも
挿入方向に直角な平面のX、Y方向並進運動部の剛性の
調整が容易で、重力方向以外の2孔挿入作業も可能とな
った。
Y軸、Z軸の並動及びZ軸まわりの回動にのみ自由度を
持ち、XY移動スライド機構はZ軸のなわりの自由度の
2つの回動に剛性を持たせたフローティング機構によ
り、ワーク把持用フィンガ部とオフセットした位置にあ
る2カ所の基準孔を持つワークを、これとはめ合う2カ
所の基準ピンを持った治具に取り付けがような、2孔挿
入作業に適する、構造が簡単、かつ高剛性であり安価な
ロボットのハンド装置を提供するものとなった。しかも
挿入方向に直角な平面のX、Y方向並進運動部の剛性の
調整が容易で、重力方向以外の2孔挿入作業も可能とな
った。
【図1】(a) は本発明の一実施例ロボットのハンド装置
の構成を示す一部を切り欠いた要部断面図、(b) は(a)
のZ−Z矢視方向断面図、(c)は可撓回転継手3を示
す概略分解斜視図。
の構成を示す一部を切り欠いた要部断面図、(b) は(a)
のZ−Z矢視方向断面図、(c)は可撓回転継手3を示
す概略分解斜視図。
【図2】図1の実施例ロボットのハンド装置が作業する
ワークaと治具bを示す斜視図。
ワークaと治具bを示す斜視図。
【図3】ワークa取り出しから治具bに取り付けるまで
の一連の流れを示す説明図。
の一連の流れを示す説明図。
【図4】従来のロボットのハンド装置が作業する軸8を
ワーク7の穴13に挿入するときの作用力の関係をを示す
説明図。
ワーク7の穴13に挿入するときの作用力の関係をを示す
説明図。
1..ハウジング 3..可撓回転継手 4..軸方向クッション機構 5..XY移動スライド機構 6..フィンガ部 51、52..板 53、54..押圧装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットのアー
ムとワーク把持用フィンガ部との間に介されるフローテ
ィング装置に関し、特にに図3に示す、ワーク把持用フ
ィンガ部bとオフセットした位置にある2カ所の基準孔
dを持つワークaを、これとはめ合う2カ所の基準ピン
cを持った治具bに取り付ける、2孔挿入作業に適する
ようなロボットのハンド装置に関する。
ムとワーク把持用フィンガ部との間に介されるフローテ
ィング装置に関し、特にに図3に示す、ワーク把持用フ
ィンガ部bとオフセットした位置にある2カ所の基準孔
dを持つワークaを、これとはめ合う2カ所の基準ピン
cを持った治具bに取り付ける、2孔挿入作業に適する
ようなロボットのハンド装置に関する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】即ち、図4に示すような重力方向の作業に
おいても、図示しないワーク把持用フィンガ部に把持さ
れた軸8を、入口に面取り9を施した孔72に挿入しよう
とするとき、軸8の合成挿入力は挿入力F1と水平方向求
芯力F2の合成されたF3である。ここで図3に示す孔の面
取部と軸との接触点において、軸の合成挿入力F3は、面
取り部の接触面に対する法線方向分力F4と、接線方向分
力F5に分解される。F4により、接線方向摩擦力F6が働く
が、F5がこれより大きければ軸は孔に挿入される。挿入
動作を行うには、遠隔心合わせ装置の水平方向求芯力
は、F5がF6より大きくなるようにF2を小さくしておかね
ばならない。さらに、フローティング機構の作業方向が
重力方向以外の作業においては、水平方向求芯力F2は重
力の影響を受けるため、作業方向、作業部材の形状、は
め合い部の表面状態に応じて、水平方向求芯力F2も最適
な値に調整する事が必要となる。しかし現在一般に使用
される遠隔心合わせ装置には、水平方向求芯力を調整す
る簡単な機構がなかった。
おいても、図示しないワーク把持用フィンガ部に把持さ
れた軸8を、入口に面取り9を施した孔72に挿入しよう
とするとき、軸8の合成挿入力は挿入力F1と水平方向求
芯力F2の合成されたF3である。ここで図3に示す孔の面
取部と軸との接触点において、軸の合成挿入力F3は、面
取り部の接触面に対する法線方向分力F4と、接線方向分
力F5に分解される。F4により、接線方向摩擦力F6が働く
が、F5がこれより大きければ軸は孔に挿入される。挿入
動作を行うには、遠隔心合わせ装置の水平方向求芯力
は、F5がF6より大きくなるようにF2を小さくしておかね
ばならない。さらに、フローティング機構の作業方向が
重力方向以外の作業においては、水平方向求芯力F2は重
力の影響を受けるため、作業方向、作業部材の形状、は
め合い部の表面状態に応じて、水平方向求芯力F2も最適
な値に調整する事が必要となる。しかし現在一般に使用
される遠隔心合わせ装置には、水平方向求芯力を調整す
る簡単な機構がなかった。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】 次に特開平2-311291公報に示されるよう
な力制御による従来技術では、力覚センサ部、把持部、
遠隔心合せ装置部に加え、制御回路、制御ソフト等が必
要になり装置が高価になるほか、各々の場合に応じて異
なる制御が要求されるため、適用が困難な事が多かっ
た。そこで特開平2-311291公報では、複雑なモジュール
を段重ねしたハンド装置を直交座標型ロボットに取り付
けて2孔挿入を行うためのハンド機構が開示されてい
る。しかしこのような複雑なモジュールを段重ねしたハ
ンド装置は長手方向にかさばり、剛性、強度の点より重
量物の搬送、および水平方向近辺の挿入には適用が困難
であり、特に垂直多関節型ロボットのハンドとしては適
さなかった。本発明の課題は、ワーク把持用フィンガ部
とオフセットした位置にある2カ所の基準孔を持つワー
クを、これとはめ合う2カ所の基準ピンを持った治具に
取り付ける、2孔挿入作業に適するような、構造が簡
単、かつ高剛性であり安価なロボットのハンド装置を提
供することにある。
な力制御による従来技術では、力覚センサ部、把持部、
遠隔心合せ装置部に加え、制御回路、制御ソフト等が必
要になり装置が高価になるほか、各々の場合に応じて異
なる制御が要求されるため、適用が困難な事が多かっ
た。そこで特開平2-311291公報では、複雑なモジュール
を段重ねしたハンド装置を直交座標型ロボットに取り付
けて2孔挿入を行うためのハンド機構が開示されてい
る。しかしこのような複雑なモジュールを段重ねしたハ
ンド装置は長手方向にかさばり、剛性、強度の点より重
量物の搬送、および水平方向近辺の挿入には適用が困難
であり、特に垂直多関節型ロボットのハンドとしては適
さなかった。本発明の課題は、ワーク把持用フィンガ部
とオフセットした位置にある2カ所の基準孔を持つワー
クを、これとはめ合う2カ所の基準ピンを持った治具に
取り付ける、2孔挿入作業に適するような、構造が簡
単、かつ高剛性であり安価なロボットのハンド装置を提
供することにある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【実施例】以下添付した図1乃至図3に基づきこの発明
を詳細に説明する。図1(a) は本発明の一実施例ロボッ
トのハンド装置の構成を示す一部を切り欠いた要部断面
図である。本発明のロボットのハンド装置はロボットの
アーム10とワーク把持用フィンガ部6との間に、それぞ
れアーム10に対しフィンガ部6を、軸方向にクッシヨン
を持たす軸方向クッション機構4、軸方向クッション機
構4のクッション軸41に固定されたハウジング1に固定
されかつフィンガ部6をZ軸軸心7の回りに回転させる
回転機構2、それぞれアーム10に対しフィンガ部6を、
可撓に連結する可撓回転継手3、及び軸方向にに対し垂
直なXY方向に移動可能にされたXY移動スライド機構
5、からなる回転/フローティング機構が介されこれに
よりコンプライアンス機能を持つようにされ、XY移動
スライド機構5はそれぞれX方向X及びY方向に可動に
支持されかつ両端に各1対の押圧装置53、54により内側
に向けて押された1対のベアリング部材である板51、57
を含む。
を詳細に説明する。図1(a) は本発明の一実施例ロボッ
トのハンド装置の構成を示す一部を切り欠いた要部断面
図である。本発明のロボットのハンド装置はロボットの
アーム10とワーク把持用フィンガ部6との間に、それぞ
れアーム10に対しフィンガ部6を、軸方向にクッシヨン
を持たす軸方向クッション機構4、軸方向クッション機
構4のクッション軸41に固定されたハウジング1に固定
されかつフィンガ部6をZ軸軸心7の回りに回転させる
回転機構2、それぞれアーム10に対しフィンガ部6を、
可撓に連結する可撓回転継手3、及び軸方向にに対し垂
直なXY方向に移動可能にされたXY移動スライド機構
5、からなる回転/フローティング機構が介されこれに
よりコンプライアンス機能を持つようにされ、XY移動
スライド機構5はそれぞれX方向X及びY方向に可動に
支持されかつ両端に各1対の押圧装置53、54により内側
に向けて押された1対のベアリング部材である板51、57
を含む。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】ハウジング1はアーム10に固定されたベー
スプレート10′にボルト取り付けされた実施例では2個
の4角な箱型の軸方向クッション機構4に支持されてい
る。軸方向クッション機構4のクッション軸41を取り囲
む本体43はベースプレート10′にボルト取り付けされ固
定される。本体43とクッション軸41の間には本体43の内
方に突出する中間部44及びクッション軸の径大部48が支
点となってスライドブッシュ45、45、弾性部材42及びス
ラストワッシャ46、47が配置され、弾性部材42を径大部
48がスラストワッシャ46、47を介して押したとき、クッ
ション軸41を上下させる。
スプレート10′にボルト取り付けされた実施例では2個
の4角な箱型の軸方向クッション機構4に支持されてい
る。軸方向クッション機構4のクッション軸41を取り囲
む本体43はベースプレート10′にボルト取り付けされ固
定される。本体43とクッション軸41の間には本体43の内
方に突出する中間部44及びクッション軸の径大部48が支
点となってスライドブッシュ45、45、弾性部材42及びス
ラストワッシャ46、47が配置され、弾性部材42を径大部
48がスラストワッシャ46、47を介して押したとき、クッ
ション軸41を上下させる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】第2軸22とフィンガ部6との間にはXY移
動スライド機構5が介されている。XY移動スライド機
構5は、図1(b) に矢印Xで示すようなX方向に可動に
支持されかつ両端に1対の押圧装置53により内側に向け
て押されたベアリング部材である板51が、第2軸22に固
定されたベアリング部材55と摺接し、ベアリング部材で
ある板51とベアリング部材55とはX方向ベアリング部を
形成する。そして、ベアリング部材52は、図1(b) に矢
印Yで示すようなY方向に可動に支持されかつ両端に1
対の押圧装置54により内側に向けて押されたベアリング
部材である板57とY方向に摺接する。ベアリング部材で
ある57はフィンガ部6と固定されかつベアリング部材52
とでY方向ベアリング部を形成する。ベアリング部材52
とベアリング部材56とは接合され、ベアリング部材56は
べアリング部材である板51と摺接する。フィンガ部6上
端面62は第2軸22に固定された軸ハウジング23の下端面
59と摺接し、ベアリング部材である板51、57が軸ハウジ
ング23内面との間に設けられた各XY方向の隙間分だけ
押圧装置53、54に抗して移動するとき、フィンガ部6も
同時に移動するが、2方向の回動運動に対して高い剛性
を持つようににされている。
動スライド機構5が介されている。XY移動スライド機
構5は、図1(b) に矢印Xで示すようなX方向に可動に
支持されかつ両端に1対の押圧装置53により内側に向け
て押されたベアリング部材である板51が、第2軸22に固
定されたベアリング部材55と摺接し、ベアリング部材で
ある板51とベアリング部材55とはX方向ベアリング部を
形成する。そして、ベアリング部材52は、図1(b) に矢
印Yで示すようなY方向に可動に支持されかつ両端に1
対の押圧装置54により内側に向けて押されたベアリング
部材である板57とY方向に摺接する。ベアリング部材で
ある57はフィンガ部6と固定されかつベアリング部材52
とでY方向ベアリング部を形成する。ベアリング部材52
とベアリング部材56とは接合され、ベアリング部材56は
べアリング部材である板51と摺接する。フィンガ部6上
端面62は第2軸22に固定された軸ハウジング23の下端面
59と摺接し、ベアリング部材である板51、57が軸ハウジ
ング23内面との間に設けられた各XY方向の隙間分だけ
押圧装置53、54に抗して移動するとき、フィンガ部6も
同時に移動するが、2方向の回動運動に対して高い剛性
を持つようににされている。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】 以下作動につき、ワークaと治具bを示
す斜視図である図2及びワークa取り出しから治具bに
取り付けるまでの一連の流れを示す説明図である図3を
参照して述べる。ロボットに一軸の自由度を付加するべ
く取り付けた回転機構2により、ワークaとフィンガ部
6の軸心7′を中心とする回動方向の位相を合わせ、ワ
ークaを把持する(ステップ101 )。治具b上にワーク
aを搬送し(ステップ102 )、回転機構2によりワーク
と治具との回動方向の位相を合わせ(ステップ103 )、
ワークを治具に挿入する作業が行われる。
す斜視図である図2及びワークa取り出しから治具bに
取り付けるまでの一連の流れを示す説明図である図3を
参照して述べる。ロボットに一軸の自由度を付加するべ
く取り付けた回転機構2により、ワークaとフィンガ部
6の軸心7′を中心とする回動方向の位相を合わせ、ワ
ークaを把持する(ステップ101 )。治具b上にワーク
aを搬送し(ステップ102 )、回転機構2によりワーク
と治具との回動方向の位相を合わせ(ステップ103 )、
ワークを治具に挿入する作業が行われる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、X軸、
Y軸、Z軸の並動及びZ軸まわりの回動にのみ自由度を
持ち、XY移動スライド機構はZ軸のまわりの自由度の
2つの回動に剛性を持たせたフローティング機構によ
り、ワーク把持用フィンガ部とオフセットした位置にあ
る2カ所の基準孔を持つワークを、これとはめ合う2カ
所の基準ピンを持った治具に取り付けるような、2孔挿
入作業に適するような、構造が簡単、かつ高剛性であり
安価なロボットのハンド装置を提供するものとなった。
しかも挿入方向に直角な平面のX、Y方向並進運動部の
剛性の調整が容易で、重力方向以外の2孔挿入作業も可
能となった。
Y軸、Z軸の並動及びZ軸まわりの回動にのみ自由度を
持ち、XY移動スライド機構はZ軸のまわりの自由度の
2つの回動に剛性を持たせたフローティング機構によ
り、ワーク把持用フィンガ部とオフセットした位置にあ
る2カ所の基準孔を持つワークを、これとはめ合う2カ
所の基準ピンを持った治具に取り付けるような、2孔挿
入作業に適するような、構造が簡単、かつ高剛性であり
安価なロボットのハンド装置を提供するものとなった。
しかも挿入方向に直角な平面のX、Y方向並進運動部の
剛性の調整が容易で、重力方向以外の2孔挿入作業も可
能となった。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) は本発明の一実施例ロボットのハンド装置
の構成を示す一部を切り欠いた要部断面図、(b) は(a)
のZ−Z矢視方向断面図、(c)は可撓回転継手3を示
す概略分解斜視図。
の構成を示す一部を切り欠いた要部断面図、(b) は(a)
のZ−Z矢視方向断面図、(c)は可撓回転継手3を示
す概略分解斜視図。
【図2】ワークa取り出しから治具bに取り付けるまで
の一連の流れを示す説明図。
の一連の流れを示す説明図。
【図3】図1の実施例ロボットのハンド装置が作業する
ワークaと治具bを示す斜視図。
ワークaと治具bを示す斜視図。
【図4】従来のロボットのハンド装置が作業する軸8を
ワーク71の穴72に挿入するときの作用力の関係をを示す
説明図。
ワーク71の穴72に挿入するときの作用力の関係をを示す
説明図。
【符号の説明】 1..ハウジング 3..可撓回転継手 4..軸方向クッション機構 5..XY移動スライド機構 6..フィンガ部10..アーム 51、57..ベアリング部材である板 53、54..押圧装置
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
Claims (3)
- 【請求項1】 ロボットのアームとワーク把持用フィン
ガ部との間に、それぞれ前記アームに対し前記フィンガ
部を、軸方向にクッシヨンを持たす軸方向クッション機
構、軸心の回りに回転可能に可撓に連結する可撓回転継
手、及び軸方向にに対し垂直なXY方向に移動可能にさ
れたXY移動スライド機構、からなるフローティング機
構を介しこれにより前記アームに対し前記フィンガ部が
コンプライアンス機能を持つようにされ、前記XY移動
スライド機構はそれぞれX方向及びY方向に可動に支持
されかつ両端に各1対の押圧装置により内側に向けて押
された1対の板を含むことを特徴とするロボットのハン
ド装置。 - 【請求項2】 前記ロボットの前記アームと前記フィン
ガ部との間に介され前記アームに対し前記フィンガ部を
軸心の回りに回転させる回転機構を有する請求項1記載
のロボットのハンド装置。 - 【請求項3】 前記XY移動スライド機構は前記フィン
ガ部に近接して設けられかつ前記押圧装置は押圧力を調
節可能にされた請求項1又は請求項2記載のロボットの
ハンド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206913A JPH0740278A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ロボットのハンド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206913A JPH0740278A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ロボットのハンド装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0740278A true JPH0740278A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16531159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5206913A Withdrawn JPH0740278A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | ロボットのハンド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740278A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112276996A (zh) * | 2019-07-25 | 2021-01-29 | 佛山隆深机器人有限公司 | 一种柔性单元及应用该柔性单元的机械手臂 |
| JPWO2023281951A1 (ja) * | 2021-07-06 | 2023-01-12 | ||
| EP4364907A4 (en) * | 2021-06-30 | 2024-10-23 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Hand and robot system |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP5206913A patent/JPH0740278A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112276996A (zh) * | 2019-07-25 | 2021-01-29 | 佛山隆深机器人有限公司 | 一种柔性单元及应用该柔性单元的机械手臂 |
| EP4364907A4 (en) * | 2021-06-30 | 2024-10-23 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Hand and robot system |
| JPWO2023281951A1 (ja) * | 2021-07-06 | 2023-01-12 | ||
| WO2023281951A1 (ja) * | 2021-07-06 | 2023-01-12 | 株式会社日立ハイテク | スライドガラス搬送装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |