JP2660409B2 - 三次元計測ロボット - Google Patents

三次元計測ロボット

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JP2660409B2 JP62259466A JP25946687A JP2660409B2 JP 2660409 B2 JP2660409 B2 JP 2660409B2 JP 62259466 A JP62259466 A JP 62259466A JP 25946687 A JP25946687 A JP 25946687A JP 2660409 B2 JP2660409 B2 JP 2660409B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば、自動車の部品や車体等の立体形状
を計測する、直交3軸の計測機構溝のアームに接触子を
備える多関節アームが設けられる三次元計測ロボットに
関し、詳しくは、ティーチングプレイバック方式によっ
てロボットを作動させるに際して直交3軸の計測機構溝
や多関節アームを駆動操作するスイッチをこれらロボッ
ト本体に配設してティーチングの作業性を改善した三次
元計測ロボットに関する。 [従来の技術] 三次元計測ロボットにおいて、ティーチングプレイバ
ック方式により被計測物を計測する場合には直交3軸の
計測機機構や多関節アーム(ロボット本体)を適当に作
動させて被計測物の計測点及びこの計測点に至る経路を
ティーチングし、このティーチングに基づいて計測点の
自動計測を行い測定値を得ている。そして、ティーチン
グ時のロボット本体の作動は、ロボット本体とは別個の
ティーチング用のコントロール装置を使用して操作する
ものであり、コントロール装置にはロボット本体の先端
に設けられる接触子の位置制御をするロボット本体各作
動部と対応し、かつ、それらの動作方向に対応して多数
個の操作スイッチ(ジョグスイッチ)が設けられてお
り、これら操作スイッチを適宜に操作することでロボッ
トのてティーチングを行うものである。 [発明が解決しようとする問題点] しかし直交3軸の計測機機構と多関節アームからなる
ロボット本体は作動部分が多いため、ティーチングによ
るロボットの動きが複雑になると、ティーチング作業者
には操作スイッチとロボットの動きとの関連性が理解し
ずらく、コントロール装置のスイッチ操作に手間どって
操作性が悪く、ティーチングの作業性がよくないという
問題がある。 また、作業者が重量のあるコントロール装置を手持ち
し、配線コードを引き廻しながらティーチング作業をし
なければならないこともその作業能率を低下させる原因
であった。 本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、
ティーチング用のスイッチの操作とロボット本体作動部
の動きとの関係が理解し易くて操作スイッチの操作性が
よく、しかもコントロール装置を手持ちする等のことが
なくティーチングの作業性を改善した三次元計測ロボッ
トを提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】 上記目的は本発明によれば、被計測物を載置する定盤
の載置面に沿って水平に配した固定ベースと、この固定
ベースに移動可に配した移動ベースと、この移動ベース
に立設したコラムと、このコラムに摺動可に配したヘッ
ド本体と、このヘッド本体に上記コラムに対し直交方向
に摺動可に配したアームと、このアームの先端部に回動
可に配した第1回転アーム部と、この第1回転アーム部
の先端部に曲折可に配した第1曲折アーム部と、この第
1曲折アーム部の先端部に回動可に配した第2回転アー
ム部と、この第2回転アーム部の先端部に曲折可に配し
た第2曲折アーム部と、この第2曲折アーム部の先端部
に上下動可に配した接触子と、よりなる直交3軸の計測
機機構において、 上記アームには、該アームを二方向に移動操作する二
対の操作スイッチと、上記移動ベースを二方向に移動操
作する一対の操作スイッチと、上記ヘッド本体を二方向
に移動操作する一対の操作スイッチと、上記第1回転ア
ーム部を二方向に回動操作する二対の操作スイッチとが
夫々配され、 上記第1曲折アーム部には、該第1曲折アーム部を二
方向に移動操作する一対の操作スイッチと、上記第2回
転アーム部を二方向に回動操作する二対の操作スイッチ
とが夫々配され、 上記第2回転アーム部には、上記第2曲折アーム部を
二方向に移動操作する一対の操作スイッチが配され、 上記第2曲折アーム部には、上記接触子を二方向に移
動操作する一対の操作スイッチが配されており、 上記各操作スイッチは一対で一組として構成されてお
り、且つ、一対の操作スイッチの配置関係は移動対象の
移動方向に対応させ、更に、操作スイッチを作動部の操
作に適する部分に区分して配置させた三次元計測ロボッ
トとすることにより達成される。 [作用] 上記のように構成する三次元計測ロボットでは、直交
3軸の計測機機構1のアーム11及び各アーム部12,13,1
4,15にその駆動操作をする操作スイッチを設けること
で、ロボット本体の作動部と操作スイッチとが対応し、
スイッチ操作とロボット本体作動部との動きが理解し易
い。 また、操作スイッチは、従来のようにロボット本体と
は別個のコントロール装置に設けるものではなく、ロボ
ット本体に設けるものであるため、コントロール装置を
手持ちしてティーチング作業をするようなことはなく、
ロボット本体の間近で自由に作業ができる。 [実施例] 以下、本発明の実施例を図面によって説明する。 第1図は本実施例に係る三次元計測ロボットの全体図
を示すもので、1は直交3軸の計測機機構であり、2は
その計測機機構1のアームに設けた多関節アーム、3は
多関節アーム2の先端に設けた被計測物に接触する接触
子(センサー)である。 直交3軸の計測機機構1は、被計測物を載置する定盤
4に沿って水平に配置した固定ベース5、この固定ベー
ス5の上面に長手方向に設けたレール6,7上を移動可能
に設けた移動ベース8と、移動ベース8上に垂直に立設
したコラム9と、このコラム9上を摺動可能に配設した
ヘッド本体10と、固定ベース5とコラム9に夫々直交し
ヘッド本体10を貫通して摺動可能に配設したアーム11と
から構成される。 なお、この直交3軸の計測機機構は従来より十分に公
知であるため、詳しい説明は省略するが、各動作部は所
定の駆動機構を備えている。すなわち、移動ベース8上
にはベース駆動用の交流三相サーボモータが配設され、
このモータにて減速機を介して回転駆動されるピニオン
ギヤが固定ベース5に沿って配設されるラックギヤと噛
み合うことで移動ベース8を固定ベース5上に沿って駆
動する。またコラム9の頂部にはヘッド本体10の駆動用
の交流三相サーボモータ及び減速機が配設され、この減
速機の出力軸と連結されたボールねじ軸がコラム9内に
配設されるとともに、ヘッド本体10に固定されたボール
ねじナットと螺合されており、モータによりボールねじ
軸を回転駆動することによりヘッド本体10をコラム9に
沿って上下駆動する。またヘッド本体10にはアーム11の
駆動用の交流三相サーボモータが配設され、このモータ
にて減速機を介して回転駆動されるピニオンギヤがアー
ム11に沿って配設されるラッグギヤと噛み合うことでア
ーム11をヘッド本体10に対して駆動可能にしている。 次に多関節アーム2は、直交3軸の計測機機構1のア
ーム11の先端に配設され、このアーム11と同軸に回動可
能に配設される第1回転アーム部12と、この第1回転ア
ーム部12に対して曲折可能に配設される第1曲折アーム
部13と、この第1曲折アーム部13と同軸に回動可能に配
設される第2回転アーム部14と、この第2回転アーム部
14に対して曲折可能に配設される第2曲折アーム部15と
からなり、この第2曲折アーム部15の先端に接触子3が
設けられる。 なお、各アーム部には駆動用の直流サーボモータ及び
減速機が内蔵され、これら減速機の出力軸に各アーム部
が連結されており、回転・曲折アーム部はこれら駆動機
構によって所定の角度範囲で回動・曲折される。 16はコンピュータ装置を含む制御装置であり、上位直
交3軸の計測機機構1及び多関節アーム2の各動作部を
駆動制御し、また接触子3が計測点と接触して電気信号
を発生したときに直交3軸の動作部のモータの出力軸に
接続して設けた角度センサー及び多関節アーム2の各ア
ーム部内に設け、これら各動作部の回転・曲折角度を検
出する角度センサーからの各角度変位を取り込んで計測
を行う。 本発明は上記のような三次元計測ロボットにおいて、
直交3軸の計測機機構のアームや多関節アームの各アー
ム部に、その駆動操作をする操作スイッチを設けるもの
である。 すなわち第2図及び第3図は多関節アーム2の平面図
及び側面図であり、符号17ないし38で示すものは操作ス
イッチである。 直交3軸の計測機機構1のアーム11の先端部には、そ
の平面側(第2図)に、移動ベース8の移動操作用の一
対の操作スイッチ17,18が配設され、アーム11の移動操
作用の一対の操作スイッチ19,20が配設されている。ま
た同じくアーム11の先端部には、その側面側(第3図)
に、ヘッド本体10をコラム9に沿って上下移動させる一
対の操作スイッチ21,22が配設され、アーム11の移動操
作用の一対の操作スイッチ23,24が配設されている。 図示のように直交3軸の計測機機構の3軸配置構造に
対応してそれらを駆動操作するための操作スイッチが配
置されるものであり、しかも各操作スイッチは一対で一
組とされ、その一対のスイッチの配置関係は駆動対象の
動作方向に対応させるものであり、例えば、アーム11用
の操作スイッチ19,20のうち、19を操作すればアーム11
は右側へ移動し、20を操作すればアーム11は左側へ移動
するようにしている。 なおアーム11用の操作スイッチ19,20,23,24は平面側
及び側面側の両面に重複して設けるがこれは操作性を考
慮してのことである。 また操作スイッチは多関節アーム2にも設けられる。
25,26,27,28は第1回転アーム部12の近部であるアーム1
1の先端部に設ける第1回転アーム部12の回転駆動操作
用の操作スイッチ、29,30は第1曲折アーム部13に設け
た同アーム部の曲折駆動操作用の操作スイッチ、31,32,
33,34は第1曲折アーム部13に設けた第2回転アーム部1
4の回動駆動操作用の操作スイッチ、35,36は第2回転ア
ーム部14に設けた第2曲折アーム部15の曲折駆動操作用
の操作スイッチである。これらの操作スイッチ25〜36も
同様に一対で一組とされ、その一対の配置関係は駆動対
象の動作方向に対応させている。例えば、第1回転アー
ム部12の操作スイッチ25,26のうち25を操作すれば第1
回転アーム部12は操作スイッチ25側に回動し、26を操作
すれば逆に回動する。また同じ操作対象に対して2組の
操作スイッチを平面と側面に配設する等して操作の便を
はかっている。 これら操作スイッチ17〜36は、ロボット本体の各動作
部を駆動するモータの制御回路中に電気接続され、対応
する一対でモータの正逆回転切換スイッチを構成するも
のであり、例えば具体的には前記直流サーボモータにあ
ってはスイッチ操作でモータに供給する電源の極性を反
転し、また交流三相サーボモータではスイッチ操作で三
相電源の各相とモータとの接続関係を3線中2線を切換
るものである。 さらに多関節アーム2の先端部には操作スイッチ37,3
8が設けられる。この操作スイッチは一対が接触子3の
軸方向(接触子3は第2曲折アーム部15の先端に設けら
れるためこの第2曲折アーム部15の軸方向でもある)に
配置されている。そして、この操作スイッチ37,38の操
作によって接触子3をその軸方向に進退させるものであ
る。この場合、多関節アーム2の各アーム部の姿勢はそ
のままとして直交3軸の計測機機構1の移動ベース8、
ヘッド本体10及びアーム11を同時にかつ同じ長さだけ移
動させることで可能であり、操作スイッチ37,38はこの
ような駆動系の制御回路中に設けられるものである。 直交3軸の計測機機構1及び多関節アーム2の各操作
用スイッチを使ってこれらの作動部を適宜に移動させ接
触子3を被計測物の計測点にアプローチするとともに操
作スイッチ37,38を使って接触子3をその軸方向に移動
操作し計測点に接触させるようにすれば、ティーチング
作業が手際よくできる。 【発明の効果】 以上のように、本発明によれば、直交3軸の計測機機
構のアーム、各回転アーム部及び各曲折アーム部に、一
対で一組の各操作スイッチを、駆動対象の動作方向に対
応させて配置したこと及び上記各操作スイッチを、駆動
操作の対象となるロボット本体の作動部の操作に適する
部分に区分して配置したことにより、操作スイッチと駆
動操作の対象となるロボット本体の作動部の動きとの対
応関係がわかりやすく、ティーチングによるロボットの
動きが複雑であってもスイッチ操作を誤操作なく正確に
手際よく容易に行うことができ、ティーチングの作業能
率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例に係る三次元計測ロボットの全
体図、第2図は同じく多関節アーム部分の平面図、第3
図は同じく多関節アーム部分の側面図である。 1……直交3軸の計測機機構 2……多関節アーム 3……接触子 11……アーム 12,14……回転アーム部 13,15……曲折アーム部 17〜38……操作スイッチ

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.被計測物を載置する定盤の載置面に沿って水平に配
    した固定ベースと、この固定ベースに移動可に配した移
    動ベースと、この移動ベースに立設したコラムと、この
    コラムに摺動可に配したヘッド本体と、このヘッド本体
    に上記コラムに対し直交方向に摺動可に配したアーム
    と、このアームの先端部に回動可に配した第1回転アー
    ム部と、この第1回転アーム部の先端部に曲折可に配し
    た第1曲折アーム部と、この第1曲折アーム部の先端部
    に回動可に配した第2回転アーム部と、この第2回転ア
    ーム部の先端部に曲折可に配した第2曲折アーム部と、
    この第2曲折アーム部の先端部に上下動可に配した接触
    子と、よりなる直交3軸の計測機機構において、 上記アームには、該アームを二方向に移動操作する二対
    の操作スイッチと、上記移動ベースを二方向に移動操作
    する一対の操作スイッチと、上記ヘッド本体を二方向に
    移動操作する一対の操作スイッチと、上記第1回転アー
    ム部を二方向に回動操作する二対の操作スイッチとが夫
    々配され、 上記第1曲折アーム部には、該第1曲折アーム部を二方
    向に移動操作する一対の操作スイッチと、上記第2回転
    アーム部を二方向に回動操作する二対の操作スイッチと
    が夫々配され、 上記第2回転アーム部には、上記第2曲折アーム部を二
    方向に移動操作する一対の操作スイッチが配され、 上記第2曲折アーム部には、上記接触子を二方向に移動
    操作する一対の操作スイッチが配されており、 上記各操作スイッチは一対で一組として構成されてお
    り、且つ、一対の操作スイッチの配置関係は移動対象の
    移動方向に対応させ、更に、操作スイッチを作動部の操
    作に適する部分に区分して配置させた三次元計測ロボッ
    ト。
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