JP2575216B2 - ワーク把持状態検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、フインガによりワークをクランプした状
態を検出するワーク把持状態検出方法に関する。

［従来の技術］ 従来、フインガによりワークをクランプした状態を検
出するワーク把持状態検出方法としては、例えば、リミ
ツトスイツチ、光フアイバセンサ、近接センサ等を用
い、これらスイツチやセンサからの検出結果に基づい
て、フインガによるワークの把持状態を検出するように
している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような検出方法を、例えば、NC工
作機に搭載の汎用フインガに適用する場合において、問
題となる。即ち、この汎用フインガは、単一の構成で、
様々な部品を把持することが可能なように構成されてお
り、広く利用されている。ここで、このフインガによる
ワークの把持状態を検出するためのセンサ等の配設位置
により、ワークの把持状態、もしくは、把持位置によ
り、把持状態を検出出来ない場合が生じることになる。

具体的には、第5A図に示すように、フインガａにより
円筒状の第１のワークｂを把持する場合においては、こ
の第１のワークｂの一部がセンサｃに対向することにな
るので、この形状であれば、ほとんどの大きさの第１の
ワークｂの把持状態をこのセンサｃを介して検出するこ
とが可能となる。しかしながら、第5B図に示すように、
このフインガａにより段部を有する第２のワークｄを把
持する場合においては、この第２のワークｄがセンサｃ
に対向することにならないので、センサｃを介しての把
持状態を検出することが出来なくなる。

この結果、第２のワークｄ用にセンサを備えたフイン
ガを特別に用意する必要が生じることになる。換言すれ
ば、フインガ自身の構成とすると、様々な形状のワーク
を把持することが出来るものの、その把持状態を検出し
ようとすると、その適用範囲が極端に狭められ、用途が
限定されることになる問題点が指摘されている。

この発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、
この発明の目的は、従来あるフインガを、その構成を変
更すること無く、且つ、センサを備えない状態で、確実
に把持することの出来るフインガの把持状態を確実に検
出することの出来るワーク把持状態検出方法を提供する
事である。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決し、目的を達成するため、この
発明に係わるワーク把持状態検出方法は、ワークの形状
に応じて、これを把持する位置までフインガを移動させ
る第１の工程と、前記フインガを弱い力で更にワークを
把持するように追い込み移動させる第２の工程と、この
第２の工程によるフインガの移動の有無を検出する第３
の工程と、この第３の工程で、フインガの移動が無い場
合にワーク把持の完了を検出し、移動が有る場合にワー
ク把持がなされていないことを検出する第４の工程とを
具備する事を特徴としている。

［実施例］ 以下に、この発明に係わるワーク把持状態検出方法の
一実施例が適用されるフインガ装置の構成を添付図面の
第１図乃至第４図を参照して、詳細に説明する。

第１図に示すように、ワーク把持状態検出方法の一実
施例が適用されるフインガ装置10は、NC工作機（図示せ
ず）のアーム12に接続される本体14を備えている。この
本体14は、下辺が開放された筐体から形成されており、
即ち、上側に位置する水平片14aと、この水平片14aの左
右両端から夫々立ち下がった左右の垂直片14b,14cとか
ら構成されている。

これら左右の垂直片14b,14cに両端を夫々固着された
状態で、一対のガイドロツド16a,16bが互いに上下に平
行に、且つ、水平方向に沿つて延出した状態で配設され
ている。これら上下のガイドロツド16a,16bにより、水
平方向に沿つてスライド自在に一対のフインガ部材18a,
18bが支持されている。これらフインガ部材18a,18bは、
上下方向に沿つて延出するように形成されている。

ここで、本体14の図中右方の垂直片14cには、一対の
フインガ部材18a,18bを互いに離間・接近するように駆
動するための駆動源としての可逆転可能なサーボモータ
20が、図示しない駆動軸を水平軸回りに回転駆動する状
態で取り付けられている。このサーボモータ20には、そ
の回転量を正確に規定できるよう、その回転量を検出す
るためのロータリエンコーダ22が取着されている。

このサーボモータ20の図示しない駆動軸には、これと
一体に、送りねじ24が接続されている。ここで、この送
りねじ24は、中心部より図中左方に位置する順ねじ部24
aと、右方に位置する逆ねじ部24bとから構成されてい
る。一方、上述した一対のフインガ部材18a,18bの中
で、左方のフインガ部材18aには、順ねじ部24aに螺合す
るねじ穴部26aが、また、右方のフインガ部材18bには、
逆ねじ部24bに螺合するねじ穴部26bが夫々形成されてい
る。

このように、左方のフインガ部材18aが順ねじ部24a
に、また、右方のフインガ部材18bが逆ねじ部24bに夫々
螺着することにより、この送りねじ24が時計方向に回転
駆動することにより、両フインガ部材18a,18bは互いに
離間することになり、把持していたワークを開放するこ
とになる。また、送りねじ24が反時計方向に回転駆動す
ることにより、両フインガ部材18a,18bは互いに近接す
ることになり、ワークを両フインガ部材18a,18bの間に
把持することになる。

ここで、このサーボモータ20は、NC工作機の制御ユニ
ット28に接続され、これによりその回転駆動量を正確に
制御されるようになされている。また、ロータリエンコ
ーダ22も、この制御ユニツト28に接続され、これにサー
ボモータ20の回転量の検出結果を出力するようなされて
いる。

以上のように構成されるフインガ装置10において、こ
の発明の特徴を成すワーク把持状態検出方法を以下に説
明する。

先ず、このNC工作機によりワークＷを精密加工する場
合には、このNC工作機に設けられたフインガ装置10に、
所定形状のワークＷを把持させる。この為、フインガ装
置10は、予め、両フインガ部材18a,18bが最大距離だけ
離間するよう設定されている。この最大離間状態から、
加工しようとするワークＷの外形寸法（詳細には、両フ
インガ部材18a,18bで把持する所のワークＷの外形寸
法）を、図示しない入力装置を介して、制御ユニツト28
に入力する。この入力に応じて、制御ユニット28は、両
フインガ部材18a,18bの第１の目標位置として、これら
の間にワークＷを把持するに充分な位置に設定する。そ
して、制御ユニット28は、サーボモータ20を起動して、
これの駆動軸を、従つて、送りねじ24を反時計方向に、
両フインガ部材18a,18bが第１の目標位置に移動するに
必要な回転数だけ回転駆動する。

ここで、このサーボモータ20の駆動に際して、位置ゲ
インは、大きな値、例えば、フインガ部材18a,18bを1mm
だけ移動させるに必要なモータのトルクを、2kg−cmに
設定されている。この結果、両フインガ部材18a,18b
は、互いに接近されて、第２図に実線で示すように、ワ
ークＷは両フインガ部材18a,18bに把持されることにな
る。

このように大きな位置ゲインに設定されたサーボモー
タ20がワークＷを把持するに必要な回転数だけ回転する
と、即ち、両フインガ部材18a,18bがワークＷを把持す
るに必要な距離だけ移動されると、両フインガ部材18a,
18bは第１の目標位置にもたらされ、この時点で、サー
ボモータ20の駆動は停止される。

このサーボモータ20の駆動停止後、位置ゲインが小さ
な値、例えば、フインガ部材18a,18bを1mmだけ移動させ
るに必要なモータのトルクを、0.4kg−cmに設定され
る。そして、この小さな位置ゲインにより、再び、サー
ボモータ20は反時計方向に回転駆動される。

ここで、この位置ゲインが小さな値に変更された時点
で、両フインガ部材18a,18bの目標位置は、第１の目標
位置から、これより内側に設定された第２の目標位置
（第２図において一点鎖線で示す位置に両フインガ部材
18a,18bがもたらされた位置）に変更される。即ち、再
開されたサーボモータ20による両フインガ部材18a,18b
の第２の目標位置は、上述したワークＷの外形寸法より
も僅かに小さな値、例えば、設定したワークＷの外形寸
法の90％の値となるよう自動設定されている。

この結果、両フインガ部材18a,18bにワークＷが実際
に把持されていない場合には、両フインガ部材18a,18b
は、サーボモータ20の駆動により、より接近する方向に
移動することになる。この移動状態は、ロータリエンコ
ーダ22を介して検出され、この検出結果は制御ユニツト
28に送られる。ここで、制御ユニツト28は、このような
両フインガ部材18a,18bが移動したことを知らせる検出
信号を受けて、両フインガ部材18a,18b間には、実際に
ワークＷが把持されていない事を認識し、所定の警告動
作を開始する。

一方、サーボモータ20を起動したにも拘らず、所定時
間経過しても、ロータリエンコーダ22から両フインガ部
材18a,18bが移動したことを知らせる検出信号が出力さ
れない場合には、制御ユニツト28は両フインガ部材18a,
18b間にワークＷが実際に把持されていると認識する。

そして、制御ユニット28は、サーボモータ20による両
フインガ部材18a,18bの目標位置を、第２の目標位置か
ら、当初の第１の目標位置に再度設定変更する。この結
果、サーボモータ20を駆動しようとする制御信号の出力
が停止され、両フインガ部材18a,18bは実際に移動され
ない状態で、換言すれば、ワークＷの把持状態を解消さ
れない状態で、サーボモータ20の起動状態が停止され
る。

この後、サーボモータ20による位置ゲインは、大きな
値である2kg−cmに復帰され、一連の把持動作を終了す
る。

以上詳述したように、この一実施例によれば、フイン
ガ装置10によりワークＷを把持するに際して、フインガ
装置10に実際にワークＷが把持されたか否かの検出は、
従来のようにセンサを用いること無く、フインガ部材18
a,18bを弱い力で更にワークＷを把持するように追い込
み移動させ、フインガ部材18a,18bの移動の有無を検出
し、フインガ部材18a,18bの移動が無い場合にワークＷ
の把持の完了を検出し、移動が有る場合にワークＷの把
持がなされていないことを検出するものである。

特に、この一実施例においては、両フインガ部材18a,
18bを第１の目標位置まで移動させるに際して、大きな
値の位置ゲインにより行なわれるように設定しているの
で、位置決め精度が良好に維持されることになる。一
方、両フインガ部材18a,18bを第１の目標位置から第２
の目標位置まで移動させるに際して、小さな値の位置ゲ
インにより行なわれるように設定しているので、これに
より、ワークＷが破損される虞は無い。

このようにして、この一実施例では、従来のフインガ
装置の構成を全く変更すること無く、制御ユニツト28に
おける制御手順を多少変更することにより、センサを使
用しない状態で、第3A図及び第3B図に示すように様々な
形状のワークＷの把持状態を確実に検出することが出来
るようになる。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されるこ
となく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可
能であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、一旦、第１の
目標位置まで両フインガ部材18a,18bを移動させた後、
両フインガ部材18a,18bの移動力を弱めることを、位置
ゲインを小さな値に設定することにより実行するように
説明したが、これに限定されることなく、例えば、第４
図に変形例として示すように構成しても良い。即ち、こ
の変形例においては、サーボモータ20には、第１の定電
流装置30が切り替えスイツチ32を介して第２の定電流装
置34とを切り変え可能に接続されている。ここで、第１
の定電流装置30は、上述した一実施例において大きい位
置ゲイン2.0kg−cmを達成すると同様な強い電流を流す
よう設定されており、第２の定電流装置34は、小さい位
置ゲイン0.4kg−cmを達成すると同様な弱い電流を流す
よう設定されている。

このように、上述した一実施例においては、両フイン
ガ部材18a,18bによる把持力の大小を、位置ゲインを変
更することにより制御するのに対して、変形例において
は、直接に電流装置を貴ち変えることにより達成するよ
うに構成しても良いものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係わるワーク把持状
態検出方法は、ワークの形状に応じて、これを把持する
位置までフインガを移動させる第１の工程と、前記フイ
ンガを弱い力で更にワークを把持するように追い込み移
動させる第２の工程と、この第２の工程によるフインガ
の移動の有無を検出する第３の工程と、この第３の工程
で、フインガの移動が無い場合にワーク把持の完了を検
出し、移動が有る場合にワーク把持がなされていないこ
とを検出する第４の工程とを具備する事を特徴としてい
る。

従つて、この発明によれば、従来あるフインガを、そ
の構成を変更すること無く、且つ、センサを備えない状
態で、確実に把持することの出来るフインガの把持状態
を確実に検出することの出来るワーク把持状態検出方法
が提供される事になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるワーク把持状態検出方法の一
実施例が実施されるフインガ装置の構成を概略的に示す
斜視図； 第２図はフインガ部材による第１の目標位置としてのワ
ークＷの把持位置及び第２の目標位置を示す正面図； 第3A図及び第3B図は、夫々、異なる形状のワークの把持
状態を示す正面図； 第４図はこの一実施例の変形例の構成を概略的に示す
図；そして、 第5A図及び第5B図は、従来のフインガ装置によるワーク
の把持状態を概略的に示す正面図である。 図中、10……フインガ装置、12……アーム、14……本
体、14a……水平辺、14b;14c……垂直辺、16a;16b……
ガイドロツド、18a;18b……フインガ部材、20……サー
ボモータ、22……ロータリエンコーダ、24……送りね
じ、24a……順ねじ部、24b……逆ねじ部、26a;26b……
ねじ穴部、28……制御ユニツト、30……第１の定電源装
置、32……スイツチ、34……第２の定電源装置である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの形状に応じて、これを把持する位
   置までフインガを移動させる第１の工程と、 前記フィンガを弱い力で更にワークを把持するように追
   い込み移動させる第２の工程と、 この第２の工程によるフインガの移動の有無を検出する
   第３の工程と、 この第３の工程で、フインガの移動が無い場合にワーク
   把持の完了を検出し、移動が有る場合にワーク把持がな
   されていないことを検出する第４の工程とを具備する事
   を特徴とするワーク把持状態検出方法。