JP2002160176A - ネジ状物体を回転させるロボット - Google Patents
ネジ状物体を回転させるロボットInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高価なレーザ機構無しで複数のネジ状の物体
をより確実に回すことのできるロボットを提供する。 【解決手段】 ネジ状物体の頭部に嵌合するドライバチ
ップおよび前記ドライバチップを回転させるθ軸モータ
を具えるロボットヘッドと、前記ロボットヘッドを所定
のネジ状物体の位置に移動させるＸ−Ｙステージ動作用
のＸ軸およびＹ軸モータと、前記ロボットヘッドを前記
ネジ状物体のヘッドに対して垂直方向に移動させ、前記
ドライバチップを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させるＺ
軸モータとを具える、ネジ状物体を回転させるロボット
において、前記θ軸モータの回転を監視し、該モータの
脱調および回転不可を検知する手段を具え、前記ドライ
バチップを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させて、前記ド
ライバヘッドを回転させる際、前記θ軸モータの脱調ま
たは回転不可が検知された場合、嵌合が失敗していると
みなし、嵌合を再施行するように構成した。
をより確実に回すことのできるロボットを提供する。 【解決手段】 ネジ状物体の頭部に嵌合するドライバチ
ップおよび前記ドライバチップを回転させるθ軸モータ
を具えるロボットヘッドと、前記ロボットヘッドを所定
のネジ状物体の位置に移動させるＸ−Ｙステージ動作用
のＸ軸およびＹ軸モータと、前記ロボットヘッドを前記
ネジ状物体のヘッドに対して垂直方向に移動させ、前記
ドライバチップを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させるＺ
軸モータとを具える、ネジ状物体を回転させるロボット
において、前記θ軸モータの回転を監視し、該モータの
脱調および回転不可を検知する手段を具え、前記ドライ
バチップを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させて、前記ド
ライバヘッドを回転させる際、前記θ軸モータの脱調ま
たは回転不可が検知された場合、嵌合が失敗していると
みなし、嵌合を再施行するように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネジ状の物体を回
すロボットに関するものである。
すロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばネジ状の物体を回すことにより例
えば電気的な接続、切断、調節がなされるような装置を
操作する場合、この装置が高所または遠隔地にあってネ
ジ状の物体を回す作業の際や、前記装置が例えば多数の
回線を切り替える多数のネジ状の物体が並べられている
ような構造でそのネジ状の物体を回す作業の際、ネジ状
物体の頭部に嵌合するドライバチップおよび前記ドライ
バチップを回転させるθ軸モータを具えるロボットヘッ
ドと、前記ロボットヘッドを所定のネジ状物体の位置に
移動させるＸ−Ｙステージ動作用のＸ軸およびＹ軸モー
タと、前記ロボットヘッドを前記ネジ状物体のヘッドに
対して垂直方向に移動させ、前記ドライバチップを前記
ネジ状物体の頭部に嵌合させるＺ軸モータとを具える多
軸駆動のロボットがしばしば使用されている。各モータ
には一般的にステッピングモータが使用される。
えば電気的な接続、切断、調節がなされるような装置を
操作する場合、この装置が高所または遠隔地にあってネ
ジ状の物体を回す作業の際や、前記装置が例えば多数の
回線を切り替える多数のネジ状の物体が並べられている
ような構造でそのネジ状の物体を回す作業の際、ネジ状
物体の頭部に嵌合するドライバチップおよび前記ドライ
バチップを回転させるθ軸モータを具えるロボットヘッ
ドと、前記ロボットヘッドを所定のネジ状物体の位置に
移動させるＸ−Ｙステージ動作用のＸ軸およびＹ軸モー
タと、前記ロボットヘッドを前記ネジ状物体のヘッドに
対して垂直方向に移動させ、前記ドライバチップを前記
ネジ状物体の頭部に嵌合させるＺ軸モータとを具える多
軸駆動のロボットがしばしば使用されている。各モータ
には一般的にステッピングモータが使用される。
【０００３】このようなロボットにおいては、前記ドラ
イバチップとネジ状物体の頭部とを嵌合させる際の精度
が重要である。従来のロボットにおいては、嵌合が失敗
したときの対策として、ステッピングモータの脱調を検
出し、軸ずれを補正せず、モータトルク、パルスレート
等を変更する方式が用いられている。また、位置検出に
レーザを使用した機構を搭載し、高精度を実現している
ロボットもある。
イバチップとネジ状物体の頭部とを嵌合させる際の精度
が重要である。従来のロボットにおいては、嵌合が失敗
したときの対策として、ステッピングモータの脱調を検
出し、軸ずれを補正せず、モータトルク、パルスレート
等を変更する方式が用いられている。また、位置検出に
レーザを使用した機構を搭載し、高精度を実現している
ロボットもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のロボ
ットにおける、脱調を検出した場合に軸ずれを補正せ
ず、モータトルク、パルスレート等を変更するといった
方式では、１箇所の被回転物を回す作業においては有効
だが、複数の被回転物を回す作業は困難である。また、
位置検出にレーザ機構を設けた場合、非常に高価になっ
てしまう。
ットにおける、脱調を検出した場合に軸ずれを補正せ
ず、モータトルク、パルスレート等を変更するといった
方式では、１箇所の被回転物を回す作業においては有効
だが、複数の被回転物を回す作業は困難である。また、
位置検出にレーザ機構を設けた場合、非常に高価になっ
てしまう。
【０００５】上述したことを鑑み、本発明の目的は、高
価なレーザ機構無しで複数のネジ状の物体をより確実に
回すことのできるロボットを提供することである。
価なレーザ機構無しで複数のネジ状の物体をより確実に
回すことのできるロボットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、請求項
１に記載の第１発明のロボットは、上記ロボットにおい
て、前記θ軸モータの回転を監視し、該モータの脱調お
よび回転不可を検知する手段を具え、前記ドライバチッ
プを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させて、前記ドライバ
ヘッドを回転させる際、前記θ軸モータの脱調または回
転不可が検知された場合、嵌合が失敗しているとみな
し、嵌合を再施行するように構成したことを特徴とす
る。
１に記載の第１発明のロボットは、上記ロボットにおい
て、前記θ軸モータの回転を監視し、該モータの脱調お
よび回転不可を検知する手段を具え、前記ドライバチッ
プを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させて、前記ドライバ
ヘッドを回転させる際、前記θ軸モータの脱調または回
転不可が検知された場合、嵌合が失敗しているとみな
し、嵌合を再施行するように構成したことを特徴とす
る。
【０００７】請求項２に記載の第２発明のロボットは、
前記第１発明のロボットにおいて、前記ドライバチップ
を前記ネジ状物体の頭部に最初に嵌合させる際、該ロボ
ットの各部分およびネジ状物体の誤差配分により算出さ
れた位置により嵌合動作を行うようにしたことを特徴と
する。
前記第１発明のロボットにおいて、前記ドライバチップ
を前記ネジ状物体の頭部に最初に嵌合させる際、該ロボ
ットの各部分およびネジ状物体の誤差配分により算出さ
れた位置により嵌合動作を行うようにしたことを特徴と
する。
【０００８】請求項３に記載の第３発明のロボットは、
前記ドライバチップと前記ネジ状物体の頭部との前記正
規位置における嵌合が失敗した場合、該ロボットの各部
分およびネジ状物体の公差に基づいて予め計算された予
測誤差だけ前記嵌合が失敗した位置から移動した位置に
おいて嵌合の再施行を行うようにしたことを特徴とす
る。
前記ドライバチップと前記ネジ状物体の頭部との前記正
規位置における嵌合が失敗した場合、該ロボットの各部
分およびネジ状物体の公差に基づいて予め計算された予
測誤差だけ前記嵌合が失敗した位置から移動した位置に
おいて嵌合の再施行を行うようにしたことを特徴とす
る。
【０００９】請求項４に記載の第４発明のロボットは、
前記予測誤差に基づく再施行を、前記正規位置を中心と
し、半径を前記予測誤差とした円周上の等間隔の８つの
点において、嵌合が成功するまで順次に行うようにした
ことを特徴とする。
前記予測誤差に基づく再施行を、前記正規位置を中心と
し、半径を前記予測誤差とした円周上の等間隔の８つの
点において、嵌合が成功するまで順次に行うようにした
ことを特徴とする。
【００１０】請求項５に記載の第５発明のロボットは、
前記θ軸モータを、該モータと共に回転する等間隔のス
リットが設けられた円盤と前記スリットを検知するフォ
トセンサとを具えるステッピングモータとし、前記脱調
及び回転不可を検知する手段が、前記フォトセンサが発
生した前記スリット検出信号間の前記θ軸モータの駆動
パルスを計数し、計数されたパルス数が前記θ軸モータ
を前記スリット間隔だけ回転動作させるために必要な駆
動パルス数と一致しない場合、前記θ軸モータに脱調が
発生したと判断し、前記θ軸モータを駆動するパルスが
送出されてから所定の数の前記スリット検出信号が通知
されるまでの時間が所定値より長い場合、前記θ軸モー
タが回転不可であると判断するように構成したことを特
徴とする。
前記θ軸モータを、該モータと共に回転する等間隔のス
リットが設けられた円盤と前記スリットを検知するフォ
トセンサとを具えるステッピングモータとし、前記脱調
及び回転不可を検知する手段が、前記フォトセンサが発
生した前記スリット検出信号間の前記θ軸モータの駆動
パルスを計数し、計数されたパルス数が前記θ軸モータ
を前記スリット間隔だけ回転動作させるために必要な駆
動パルス数と一致しない場合、前記θ軸モータに脱調が
発生したと判断し、前記θ軸モータを駆動するパルスが
送出されてから所定の数の前記スリット検出信号が通知
されるまでの時間が所定値より長い場合、前記θ軸モー
タが回転不可であると判断するように構成したことを特
徴とする。
【００１１】
【発明の効果】前記第１発明のロボットによれば、多軸
駆動のロボットにて、ネジ状の物体を回す作業動作の
際、動作不具合による作業失敗を低減させるため、ロボ
ットのＸ−Ｙステージ移動後、ネジ状の物体をロボット
が確実に回すことのできる位置を、ネジ状物体とロボッ
トヘッドの初期嵌合時から回転作業終了までに、補正し
ながら検出することにより、レーザ位置検出装置等の高
価な装置を用いることなく、ネジ状の物体をより確実に
回すことができる。
駆動のロボットにて、ネジ状の物体を回す作業動作の
際、動作不具合による作業失敗を低減させるため、ロボ
ットのＸ−Ｙステージ移動後、ネジ状の物体をロボット
が確実に回すことのできる位置を、ネジ状物体とロボッ
トヘッドの初期嵌合時から回転作業終了までに、補正し
ながら検出することにより、レーザ位置検出装置等の高
価な装置を用いることなく、ネジ状の物体をより確実に
回すことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるロボットを
用いるネジ状物体が多数配置された装置の一例の概観を
示す斜視図である。装置１の１つの面（Ｘ−Ｙ平面）に
は、多数のネジ状物体２ｉ，ｊ（ｉ＝１，２，．．．，
ｍ，ｊ＝１，２，．．．，ｎ）が配置されている。
用いるネジ状物体が多数配置された装置の一例の概観を
示す斜視図である。装置１の１つの面（Ｘ−Ｙ平面）に
は、多数のネジ状物体２ｉ，ｊ（ｉ＝１，２，．．．，
ｍ，ｊ＝１，２，．．．，ｎ）が配置されている。
【００１３】図２は、本発明によるロボットの一実施形
態の構成を示す上面図である。ロボット３は、前記ネジ
状物体の頭部と勘合させるドライバチップ（図示せず）
を回転させるθ軸モータ６を搭載したロボットヘッド４
と、ロボットヘッド４を前記Ｘ−Ｙ平面に対して垂直方
向（Ｚ軸方向）に移動するＺ軸モータ８と、ロボットヘ
ッド４をＸ−Ｙ平面上で移動するＸ軸モータ１０及びＹ
軸モータ１２とを備える。ロボット３を図１に示す装置
１に用いるときの様子を図３に示す。
態の構成を示す上面図である。ロボット３は、前記ネジ
状物体の頭部と勘合させるドライバチップ（図示せず）
を回転させるθ軸モータ６を搭載したロボットヘッド４
と、ロボットヘッド４を前記Ｘ−Ｙ平面に対して垂直方
向（Ｚ軸方向）に移動するＺ軸モータ８と、ロボットヘ
ッド４をＸ−Ｙ平面上で移動するＸ軸モータ１０及びＹ
軸モータ１２とを備える。ロボット３を図１に示す装置
１に用いるときの様子を図３に示す。
【００１４】図４は、ロボットヘッド４と、ネジ状物体
ｉ，ｊとの関係を示す線図である。ロボットヘッド４
は、θ軸モータ６に装着したドライバチップ１４をネジ
状物体 ｉ，ｊの頭部に嵌合させ、θ軸モータ６を回転す
ることによってネジ状物体ｉ， ｊを回転させる。
ｉ，ｊとの関係を示す線図である。ロボットヘッド４
は、θ軸モータ６に装着したドライバチップ１４をネジ
状物体 ｉ，ｊの頭部に嵌合させ、θ軸モータ６を回転す
ることによってネジ状物体ｉ， ｊを回転させる。
【００１５】図５は、ロボット３とその制御部の構成を
示すブロック図である。ロボット３が具えるモータ、す
なわち、Ｘ軸モータ１０、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ
８、θ軸モータ６の各々をステッピングモータとし、各
モータには回転検出用のスリットを等間隔に４つ設け、
各モータの回転時にこれらのスリットを検知し、スリッ
ト検出信号を発生するフォトセンサ３０、３２、３４及
び３６を各々のモータに接続する。
示すブロック図である。ロボット３が具えるモータ、す
なわち、Ｘ軸モータ１０、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ
８、θ軸モータ６の各々をステッピングモータとし、各
モータには回転検出用のスリットを等間隔に４つ設け、
各モータの回転時にこれらのスリットを検知し、スリッ
ト検出信号を発生するフォトセンサ３０、３２、３４及
び３６を各々のモータに接続する。
【００１６】制御部１６は、ロボット３のＸ軸モータ１
０、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ８、θ軸モータ６に各
々接続され、各モータの駆動パルスを供給するＸ軸ドラ
イバ１８、Ｙ軸ドライバ２０、Ｚ軸ドライバ２２及びθ
軸ドライバ２４と、これらのドライバに接続され、各モ
ータ用の駆動パルスを生成する駆動パルス生成部２６
と、この駆動パルス生成部２６に接続され、これを制御
するＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット） ２８
とを具える。制御部１６は、さらに、ロボット３のフォ
トセンサ３０、３２、３４及び３６に接続され、前記ス
リット検出信号を受け、各スリット検出信号間に発生す
る前記駆動パルス数を計数する計数部３８と、各モータ
を１／４回転させるのに必要な予め決められた駆動パル
ス数を記憶する記憶部４２と、計数部３８及び記憶部４
２に接続され、計数部３８から受けた計測駆動パルス数
を記憶部４２から受けた予め決められた駆動パルス数と
比較し、これらが一致しない場合に該モータに脱調が発
生したことを決定する脱調検出部４０と、各ステッピン
グモータを駆動するパルスを送出してから、２回目のス
リット検出信号が通知されるまでの時間を監視し、所定
値より長い場合に該ステッピングモータが回転していな
いと判断する回転検出部４４とを具える。
０、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ８、θ軸モータ６に各
々接続され、各モータの駆動パルスを供給するＸ軸ドラ
イバ１８、Ｙ軸ドライバ２０、Ｚ軸ドライバ２２及びθ
軸ドライバ２４と、これらのドライバに接続され、各モ
ータ用の駆動パルスを生成する駆動パルス生成部２６
と、この駆動パルス生成部２６に接続され、これを制御
するＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット） ２８
とを具える。制御部１６は、さらに、ロボット３のフォ
トセンサ３０、３２、３４及び３６に接続され、前記ス
リット検出信号を受け、各スリット検出信号間に発生す
る前記駆動パルス数を計数する計数部３８と、各モータ
を１／４回転させるのに必要な予め決められた駆動パル
ス数を記憶する記憶部４２と、計数部３８及び記憶部４
２に接続され、計数部３８から受けた計測駆動パルス数
を記憶部４２から受けた予め決められた駆動パルス数と
比較し、これらが一致しない場合に該モータに脱調が発
生したことを決定する脱調検出部４０と、各ステッピン
グモータを駆動するパルスを送出してから、２回目のス
リット検出信号が通知されるまでの時間を監視し、所定
値より長い場合に該ステッピングモータが回転していな
いと判断する回転検出部４４とを具える。
【００１７】ロボット３の動作時、最初にＭＰＵ ２８
は、駆動パルス生成部２６に命令して所定の数のパルス
をＸ軸ドライバ１８及びＹ軸ドライバ２０に発生させ、
Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モータ１２を駆動し、所望のネ
ジ状物体２ｉ，ｊの位置にロボットヘッド４を移動し、
このネジ状物体の頭部の直上にドライバチップ１４が位
置するようにする。この際のロボットヘッドの位置決め
を、ロボット３の組み立て誤差、歪み、移動誤差等や、
装置１の組み立て誤差、ネジ状物体の取り付け誤差等を
考慮した誤差配分により算出されたネジ状物体２ｉ，ｊ
の正規位置に基づいて行う。さらにこの際、計数部３８
はフォトセンサ３０及び３２から前記スリット検出信号
を受け、各スリット検出信号間に発生する前記駆動パル
ス数を計数して脱調検出部４０に供給する。脱調検出部
４０は、脱調検出部４０から受けたＸ軸モータ１０及び
Ｙ軸モータ１２各々が１／４回転する間に各モータに供
給された駆動パルス数を、記憶部４２から受けた各モー
タを１／４回転させるのに必要な駆動パルス数とを比較
し、各モータが脱調していないかどうかを監視する。ま
た、回転検出部４４は、Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モータ
１２各々を駆動するパルスを送出してから２回目のスリ
ット検出信号が通知されるまでの時間を測定し、各々の
モータが回転しているかどうかを監視する。Ｘ軸モータ
１０又はＹ軸モータ１２の脱調又は無回転が検知された
場合、ＭＰＵ ２８は動作を一時停止させる。
は、駆動パルス生成部２６に命令して所定の数のパルス
をＸ軸ドライバ１８及びＹ軸ドライバ２０に発生させ、
Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モータ１２を駆動し、所望のネ
ジ状物体２ｉ，ｊの位置にロボットヘッド４を移動し、
このネジ状物体の頭部の直上にドライバチップ１４が位
置するようにする。この際のロボットヘッドの位置決め
を、ロボット３の組み立て誤差、歪み、移動誤差等や、
装置１の組み立て誤差、ネジ状物体の取り付け誤差等を
考慮した誤差配分により算出されたネジ状物体２ｉ，ｊ
の正規位置に基づいて行う。さらにこの際、計数部３８
はフォトセンサ３０及び３２から前記スリット検出信号
を受け、各スリット検出信号間に発生する前記駆動パル
ス数を計数して脱調検出部４０に供給する。脱調検出部
４０は、脱調検出部４０から受けたＸ軸モータ１０及び
Ｙ軸モータ１２各々が１／４回転する間に各モータに供
給された駆動パルス数を、記憶部４２から受けた各モー
タを１／４回転させるのに必要な駆動パルス数とを比較
し、各モータが脱調していないかどうかを監視する。ま
た、回転検出部４４は、Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モータ
１２各々を駆動するパルスを送出してから２回目のスリ
ット検出信号が通知されるまでの時間を測定し、各々の
モータが回転しているかどうかを監視する。Ｘ軸モータ
１０又はＹ軸モータ１２の脱調又は無回転が検知された
場合、ＭＰＵ ２８は動作を一時停止させる。
【００１８】次に、ＭＰＵ ２８は駆動パルス生成部２
６に命令して所定の数のパルスをＺ軸ドライバ２２に発
生させ、Ｚ軸モータ８を駆動し、ドライバチップ１４と
ネジ状物体２ｉ，ｊの頭部とを嵌合させる。この際、Ｘ
軸モータ１０及びＹ軸モータ１２に関して上述したのと
同様に、Ｚ軸モータ８の脱調及び無回転を監視する。
６に命令して所定の数のパルスをＺ軸ドライバ２２に発
生させ、Ｚ軸モータ８を駆動し、ドライバチップ１４と
ネジ状物体２ｉ，ｊの頭部とを嵌合させる。この際、Ｘ
軸モータ１０及びＹ軸モータ１２に関して上述したのと
同様に、Ｚ軸モータ８の脱調及び無回転を監視する。
【００１９】次に、ＭＰＵ ２８は駆動パルス生成部２
６に命令して所定の数のパルスをθ軸ドライバ２４に発
生させ、θ軸モータ６を駆動し、ネジ状物体を所望の角
度回転させる。この際、Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モータ
１２に関して上述したのと同様に、θ軸モータ６の脱調
及び無回転を監視する。θ軸モータ６の脱調又は無回転
が検知された場合、ドライバチップ１４とネジ状物体２
ｉ，ｊの頭部との嵌合が失敗していると判断する。この
場合、θ軸モータ６の駆動を停止し、再嵌合動作を行
う。まず、Ｚ軸モータ８を逆に回転させ、ドライバチッ
プ１４を後退させる。次に、Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モ
ータ１２を駆動し、予め決められた位置にドライバチッ
プ１４を移動させる。
６に命令して所定の数のパルスをθ軸ドライバ２４に発
生させ、θ軸モータ６を駆動し、ネジ状物体を所望の角
度回転させる。この際、Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モータ
１２に関して上述したのと同様に、θ軸モータ６の脱調
及び無回転を監視する。θ軸モータ６の脱調又は無回転
が検知された場合、ドライバチップ１４とネジ状物体２
ｉ，ｊの頭部との嵌合が失敗していると判断する。この
場合、θ軸モータ６の駆動を停止し、再嵌合動作を行
う。まず、Ｚ軸モータ８を逆に回転させ、ドライバチッ
プ１４を後退させる。次に、Ｘ軸モータ１０及びＹ軸モ
ータ１２を駆動し、予め決められた位置にドライバチッ
プ１４を移動させる。
【００２０】ここで再嵌合動作の際にドライバチップ１
４を移動させる範囲について説明する。ロボット３及び
装置１を組み合わせたときのＸ軸及びＹ軸方向の誤差
は、統計的には各誤差要因の二乗和平方（母集団平均μ
＝０としたときの３σ）であり、この例の場合、０．７
４ｍｍとする。製品とした場合のばらつきを考慮して最
大誤差をロボット３及び装置１の誤差の単純和である
１．０３ｍｍ（４σ）とする。したがってドライバチッ
プ１４とネジ状物体２ｉ，ｊの頭部との嵌合条件を、正
常嵌合範囲（ロボット３及び装置１を完全剛体とした場
合の正常嵌合範囲±０．３５ｍｍとネジ状物体２ｉ，ｊ
の頭部のガタ±０．０５ｍｍの和）±０．４０ｍｍ、組
み立て誤差±０．７４ｍｍ、最大誤差±１．０３ｍｍ、
嵌合エラー発生領域（最大誤差−正常嵌合範囲）±０．
６３ｍｍとする。これらの範囲の関係を図６に示す。こ
の図に示す同心円の中心をドライバチップ１４の中心と
すると、ネジ状物体２ｉ，ｊの頭部が一番内側の半径
０．４０ｍｍの円内にあるならば嵌合は成功する。嵌合
が失敗した場合、ネジ状物体２ｉ，ｊの頭部は、この半
径０．４０ｍｍの円の外側、最大誤差である半径１．０
３ｍｍの円の内側にあるはずである。
４を移動させる範囲について説明する。ロボット３及び
装置１を組み合わせたときのＸ軸及びＹ軸方向の誤差
は、統計的には各誤差要因の二乗和平方（母集団平均μ
＝０としたときの３σ）であり、この例の場合、０．７
４ｍｍとする。製品とした場合のばらつきを考慮して最
大誤差をロボット３及び装置１の誤差の単純和である
１．０３ｍｍ（４σ）とする。したがってドライバチッ
プ１４とネジ状物体２ｉ，ｊの頭部との嵌合条件を、正
常嵌合範囲（ロボット３及び装置１を完全剛体とした場
合の正常嵌合範囲±０．３５ｍｍとネジ状物体２ｉ，ｊ
の頭部のガタ±０．０５ｍｍの和）±０．４０ｍｍ、組
み立て誤差±０．７４ｍｍ、最大誤差±１．０３ｍｍ、
嵌合エラー発生領域（最大誤差−正常嵌合範囲）±０．
６３ｍｍとする。これらの範囲の関係を図６に示す。こ
の図に示す同心円の中心をドライバチップ１４の中心と
すると、ネジ状物体２ｉ，ｊの頭部が一番内側の半径
０．４０ｍｍの円内にあるならば嵌合は成功する。嵌合
が失敗した場合、ネジ状物体２ｉ，ｊの頭部は、この半
径０．４０ｍｍの円の外側、最大誤差である半径１．０
３ｍｍの円の内側にあるはずである。
【００２１】そこで、再嵌合動作の際、例えば、図７に
示すような位置を選択する。中心の二重円は最初の嵌合
動作において選択した位置である。周囲の円は、前記二
重円を中心とした半径０．７４ｍｍの円周上にほぼ位置
する点である。本例の場合、Ｘ軸モータ及びＹ軸モータ
にステッピングモータを使用しているため、Ｘ軸方向及
びＹ軸方向の移動距離を、約０．７１ｍｍ（４パルス
分）、約０．５３ｍｍ（３パルス分）とすれば、図に示
すような８点の位置を選択することができる。最初の嵌
合動作が失敗した場合、これらのような位置において嵌
合が成功するまで順次に再嵌合動作を行う。
示すような位置を選択する。中心の二重円は最初の嵌合
動作において選択した位置である。周囲の円は、前記二
重円を中心とした半径０．７４ｍｍの円周上にほぼ位置
する点である。本例の場合、Ｘ軸モータ及びＹ軸モータ
にステッピングモータを使用しているため、Ｘ軸方向及
びＹ軸方向の移動距離を、約０．７１ｍｍ（４パルス
分）、約０．５３ｍｍ（３パルス分）とすれば、図に示
すような８点の位置を選択することができる。最初の嵌
合動作が失敗した場合、これらのような位置において嵌
合が成功するまで順次に再嵌合動作を行う。
【００２２】このような再嵌合位置を選択した場合の嵌
合可能範囲を図８に示す。この図では、わかりやすいよ
うに、最初の嵌合動作位置から半径０．７４ｍｍの円周
上に等間隔で再嵌合位置を選択した。この図からわかる
ように、各再嵌合位置における正常嵌合範囲を合わせた
嵌合可能範囲は±０．９５ｍｍとなり、組み立て誤差の
±０．７４ｍｍの領域を完全に包含し、最大誤差±１．
０３ｍｍの領域のほとんどをカバーすることができる。
合可能範囲を図８に示す。この図では、わかりやすいよ
うに、最初の嵌合動作位置から半径０．７４ｍｍの円周
上に等間隔で再嵌合位置を選択した。この図からわかる
ように、各再嵌合位置における正常嵌合範囲を合わせた
嵌合可能範囲は±０．９５ｍｍとなり、組み立て誤差の
±０．７４ｍｍの領域を完全に包含し、最大誤差±１．
０３ｍｍの領域のほとんどをカバーすることができる。
【図１】 本発明によるロボットを用いるネジ状物体が
多数配置された装置の一例の概観を示す斜視図である。
多数配置された装置の一例の概観を示す斜視図である。
【図２】 本発明によるロボットの一実施形態の構成を
示す上面図である。
示す上面図である。
【図３】 ロボット３を装置１に用いるときの様子を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】 ロボットヘッド４と、ネジ状物体ｉ，ｊとの
関係を示す線図である。
関係を示す線図である。
【図５】 ロボット３とその制御部の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】 ドライバチップ１４とネジ状物体２ｉ，ｊの
頭部との嵌合条件を説明する線図である。
頭部との嵌合条件を説明する線図である。
【図７】 再嵌合動作の際に選択する位置を説明する線
図である。
図である。
【図８】 再嵌合動作の際の嵌合可能範囲を説明する線
図である。
図である。
１ 装置 ２ ネジ状物体 ３ ロボット ４ ロボットヘッド ６ θ軸モータ ８ Ｚ軸モータ １０ Ｘ軸モータ １２ Ｙ軸モータ １４ ドライバチップ １６ 制御部 １８ Ｘ軸ドライバ ２０ Ｙ軸ドライバ ２２ Ｚ軸ドライバ ２４ θ軸ドライバ ２６ 駆動パルス生成部 ２８ ＭＰＵ ３０、３２、３４、３６ フォトセンサ ３８ 計数部 ４０ 脱調検出部 ４２ 記憶部 ４４ 回転検出部
Claims (5)
- 【請求項１】 ネジ状物体の頭部に嵌合するドライバチ
ップおよび前記ドライバチップを回転させるθ軸モータ
を具えるロボットヘッドと、前記ロボットヘッドを所定
のネジ状物体の位置に移動させるＸ−Ｙステージ動作用
のＸ軸およびＹ軸モータと、前記ロボットヘッドを前記
ネジ状物体のヘッドに対して垂直方向に移動させ、前記
ドライバチップを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させるＺ
軸モータとを具える、ネジ状物体を回転させるロボット
において、前記θ軸モータの回転を監視し、該モータの
脱調および回転不可を検知する手段を具え、前記ドライ
バチップを前記ネジ状物体の頭部に嵌合させて、前記ド
ライバヘッドを回転させる際、前記θ軸モータの脱調ま
たは回転不可が検知された場合、嵌合が失敗していると
みなし、嵌合を再施行するように構成したことを特徴と
するロボット。 - 【請求項２】 請求項１に記載のロボットにおいて、前
記ドライバチップを前記ネジ状物体の頭部に最初に嵌合
させる際、該ロボットの各部分およびネジ状物体の誤差
配分により算出された位置により嵌合動作を行うように
したことを特徴とするロボット。 - 【請求項３】 請求項２に記載のロボットにおいて、前
記ドライバチップと前記ネジ状物体の頭部との前記正規
位置における嵌合が失敗した場合、該ロボットの各部分
およびネジ状物体の公差に基づいて予め計算された予測
誤差だけ前記嵌合が失敗した位置から移動した位置にお
いて嵌合の再施行を行うようにしたことを特徴とするロ
ボット。 - 【請求項４】 請求項３に記載のロボットにおいて、前
記予測誤差に基づく再施行を、前記正規位置を中心と
し、半径を前記予測誤差とした円周上の等間隔の８つの
点において、嵌合が成功するまで順次に行うようにした
ことを特徴とする。 - 【請求項５】 請求項１、２、３又は４に記載のロボッ
トにおいて、前記θ軸モータを、該モータと共に回転す
る等間隔のスリットが設けられた円盤と前記スリットを
検知するフォトセンサとを具えるステッピングモータと
し、前記脱調及び回転不可を検知する手段が、前記フォ
トセンサが発生した前記スリット検出信号間の前記θ軸
モータの駆動パルスを計数し、計数されたパルス数が前
記θ軸モータを前記スリット間隔だけ回転動作させるた
めに必要な駆動パルス数と一致しない場合、前記θ軸モ
ータに脱調が発生したと判断し、前記θ軸モータを駆動
するパルスが送出されてから所定の数の前記スリット検
出信号が通知されるまでの時間が所定値より長い場合、
前記θ軸モータが回転不可であると判断するように構成
したことを特徴とするロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358880A JP2002160176A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | ネジ状物体を回転させるロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358880A JP2002160176A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | ネジ状物体を回転させるロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002160176A true JP2002160176A (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18830716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000358880A Pending JP2002160176A (ja) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | ネジ状物体を回転させるロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002160176A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100652542B1 (ko) * | 2003-07-11 | 2006-12-06 | 닛토고기 가부시키가이샤 | 나사조임잊음방지장치 |
| WO2016068175A1 (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | ライフロボティクス株式会社 | ロボットアーム機構及びステッピングモータ制御装置 |
-
2000
- 2000-11-27 JP JP2000358880A patent/JP2002160176A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100652542B1 (ko) * | 2003-07-11 | 2006-12-06 | 닛토고기 가부시키가이샤 | 나사조임잊음방지장치 |
| WO2016068175A1 (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | ライフロボティクス株式会社 | ロボットアーム機構及びステッピングモータ制御装置 |
| JP2016087731A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | ライフロボティクス株式会社 | ロボットアーム機構及びステッピングモータ制御装置 |
| CN107148329A (zh) * | 2014-10-31 | 2017-09-08 | 生活机器人学股份有限公司 | 机械臂机构及步进马达控制装置 |
| US9999972B2 (en) | 2014-10-31 | 2018-06-19 | Life Robotics Inc. | Robot arm mechanism and stepping motor control device |
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