JP2702633B2 - ロボットにおけるワークチャック再トライ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車部品等を把持す
るロボットに係り、特に全体を安価に構成できるロボッ
トにおけるワークチャック再トライ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のロボットの制御装置とし
ては、図６に示すようにワークＷを把持するワークチャ
ック１をアーム２の先端に有し、該ワークチャック１を
Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動可能なロボット３と、ワー
クＷが収納されるワーク台車４の上方位置に設けられ
て、該ワーク台車４内に収納されたワークＷを映しその
画像を画像データを出力するビジョンセンサ５と、前記
ワーク台車４内のワークＷを照らす専用照明６と、前記
ビジョンセンサ５から出力された画像データに基づきＸ
−Ｙ平面内におけるワークＷの位置を検出し、この位置
データをロボット３に対して出力するビジョンコントロ
ーラ７とを具備するものである。そして、前記ロボット
３では、ビジョンコントローラ７から出力されたワーク
Ｗの位置データに基づき、ワークチャック１をＸ−Ｙ平
面内で駆動して、目的とするワークＷの上方位置にまで
移動させ、更に該ワークチャック１を降下させて、ワー
ク台車４内のワークＷを把持させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成されたロボットの制御装置では、ビジョンセンサ
５、専用照明６、ビジョンコントローラ７とからなるビ
ジョン装置が高価であり、また、ビジョンセンサ５から
出力された情報量の多い画像データを処理するためワー
クチャック１を所定位置に移動させるのに時間がかかる
という問題がある。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、近接スイッチから出力されるＯＮ／ＯＦＦ
の信号に基づいて、Ｘ−Ｙ平面内におけるワークＷの位
置を検出することが可能な安価で、かつワークチャック
位置決めのための情報処理を高速で行うことが可能なロ
ボットにおけるワークチャック再トライ制御装置の提供
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明では、検出穴を有するワークを把持する
ワークチャックが具備されたロボットにおいて、前記ワ
ークチャックに上下方向に移動自在に設けられ、かつそ
の下端部がワークの検出穴に挿入された場合に上方に移
動する検出バーと、前記ワークチャックに設けられて、
該検出バーが上方に移動したときに、該検出バーがワー
クの検出穴に挿入されたことを示す検出ＯＮ信号を出力
する近接スイッチと前記ワークチャックをワークに対し
て把持する位置に移動させる制御部とを具備し、前記制
御部により、ワークチャックをワークに対して把持する
位置に近接させるとともに、該ワークへの近接により近
接スイッチから検出ＯＮ信号が出力されない場合に、該
ワークチャックをワークから離間させた後に再度、ワー
クに近接させるように再トライさせ、更に、この再トラ
イ回数をカウントして、そのカウント値が所定値になっ
た場合に、異常を示す異常検出信号を出力するようにし
ている。

【０００６】第２の発明では、前記制御部に、再トライ
時においてワークチャックをワークに近接させるための
教示データを、再トライ回数に応じて複数設定するよう
にしている。

【０００７】第３の発明では、前記制御部に対して、再
トライ回数が８回になったときに異常を示す異常検出信
号を出力させるようにしている。

【０００８】

【作用】本発明では、ワークチャックのワークへの近接
時に、近接スイッチに設けられた検出バーがワークから
外れた位置に降下した場合には、該検出バーがワークに
よって押し上げられず、よって近接スイッチから検出Ｏ
Ｎ信号は出力されない。そして、このとき制御部では、
ワークに対して近接した位置にあるワークチャックを、
ワークから離間させる方向に移動させた後に、再度ワー
クに近接させるように再トライさせるとともに、このよ
うな再トライ回数（近接→離間→近接の回数）をカウン
トして、そのカウント値が所定値になった場合に、異常
を示す異常検出信号を出力するようにしている。すなわ
ち、本発明に示すロボットにおけるワークチャック再ト
ライ制御装置では、近接スイッチから出力される検出Ｏ
Ｎ信号／検出ＯＦＦ信号に基づいて、ワークチャックを
ワークに対して確実に保持できる位置に配置させるもの
であるので、結果として、処理する情報量が少なくて済
む。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５に基づ
いて説明する。まず、図１及び図２を参照してロボット
１０と、該ロボット１０のアーム先端に設けられた近接
センサ１８について説明する。

【００１０】ロボット１０は、ロボット本体１１と、該
ロボット本体１１に設けられたアーム１２と、該アーム
１２の先端に設けられたワークチャック１３とを有する
ものであって、前記ワークチャック１３は、ロボット本
体１１内に設けられた駆動モータ（図示略）により、ア
ーム１２を介して、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に対して任意
の方向に移動されるとともに、ワークＷに対して近接離
間するときの角度も変更できるようになっている。

【００１１】ロボット１０の先端に設けられたワークチ
ャック１３について説明すると、このワークチャック１
３は、図２に示すようにアーム１２に支持された支持部
材１４と、この支持部材１４上に設けられたシリンダ機
構１５と、該シリンダ機構１５により矢印（イ）方向に
駆動されて、ワーク台車１６内のワークＷを把持するハ
ンド部１７とから構成されたものである。なお、前記ハ
ンド部１７は一対あるが図面では他の一つは省略されて
いる（確認して下さい）。

【００１２】一方、前記ワークチャック１３には、該ワ
ークチャック１３がワークＷに近接したか否かを検出す
るための近接センサ１８が設けられている。この近接セ
ンサ１８は、支持部材１４にスプリング１９により上下
方向に移動自在にかつ下方に付勢された状態で支持され
て、その下端がワークＷに当接された場合にスプリング
１９の付勢力に抗して上方に移動される検出バー２０
と、支持部材１４上に設けられて、検出バー２０の検出
部２０Ａ（後述する）を検出したときにＯＮとなる近接
スイッチ２１とから構成されたものであって、この近接
スイッチ２１がＯＮとなった場合には、検出バー２０が
ワークＷのボス穴ｈに挿入されたことを示す検出ＯＮ信
号が出力されるようになっている。また、前記検出バー
２０はその上端に検出部２０Ａを有するものであり、こ
の検出部２０Ａが近接スイッチ２１に最も接近した位置
にある場合に、該近接スイッチ２１をＯＮとさせる。

【００１３】また、前記検出バー２０の下端には、円錐
部２０Ｂ、板部２０Ｃ、突出部２０Ｄが設けられている
が、これらの役割については以下の（一）〜（三）にて
説明する。なお、以下の説明において、ワークチャック
１３がワークＷを把持する場合には、該ワークチャック
１３が、垂直方向下方に予め設定された一定距離移動す
るようになっている。

【００１４】（一） 図３（ａ）に示すように、ワーク
チャック１３が垂直方向に降下して、該ワークチャック
１３から下方に突出するように設けられている検出バー
２０が、ワークＷのボス穴ｈ内に正確に挿入された場合
には、ワークチャック１３の降下が停止する直前に、検
出バー２０の下端がボス穴ｈにはまり、この状態でワー
クチャック１３が微小量降下することにより、検出バー
２０が上方に距離ｚ１（図２参照）だけ押し上げられ
る。そして、検出バー２０が距離ｚ１だけ上昇すること
によって、該検出バー２０の上端の検出部２０Ａが近接
スイッチ２１をＯＮとする。なお、以上のようなワーク
チャック１３の降下距離と、検出バー２０がボス穴ｈの
底部に当接したときの移動量（＝距離ｚ１）との関係は
試験により予め設定されている。また、検出バー２０の
下端がボス穴ｈにはまった状態とは、図３（ａ）に示す
ように該検出バー２０の下端の円錐部２０Ｂがボス穴ｈ
に挿入され、かつ該検出バー２０の下端の板部２０Ｃが
ボス穴ｈを塞ぐように該ボス穴ｈの周縁部に正確に当接
している状態をいう。

【００１５】（二） ワークチャック１３が垂直方向に
一定距離降下した際に、検出バー２０がワークＷのボス
穴ｈ内に挿入されず、かつ検出バー２０がワークＷから
外れた位置にあるときには、検出バー２０が押し上げら
れず、これによって近接スイッチ２１はＯＦＦ状態のま
まである。

【００１６】（三） ワークチャック１３が垂直方向に
一定距離降下した際に、検出バー２０の位置がボス穴ｈ
からずれて、例えば、検出バー２０の下端の突出部２０
ＤがワークＷのボス穴ｈの周縁部に乗り上げたときに
は、図３（ｂ）に示すように、該検出バー２０が上昇す
ることになるが、該検出バー２０が上昇するタイミング
が早くなるので、突出部２０Ｄの長さ分、該検出バー２
０の移動量が多くなり、その結果、該検出バー２０の検
出部２０Ａが近接スイッチ２１の検出位置を通過してし
まい、該近接スイッチ２１がＯＦＦの状態を維持するこ
とになる。

【００１７】以下に、ロボット１０のワークチャック１
３を動作させるためのフローチャートを図４を参照して
説明する。このフローチャートは、符号３０で示すコン
トローラの制御部３１の制御内容を示すものであり、こ
のコントローラ３０内の記憶部３２にはロボット１０を
動作させるための複数の教示データが予め記憶されてい
る（これら教示データはステップ１，３，４，８にて使
用される）。また、このコントローラ３０には、以下の
フローチャートにおいて異常が検出されたことを示す報
知手段３３（ブザー、ランプ、表示画面等）は設けられ
ている他、制御部３１内にはカウンタ（図示略）も設け
られている。

【００１８】《ステップ１》コントローラ３０の記憶部
３２内に予め記憶させておいた教示データに基づき、ワ
ークチャック１３を基準位置（図５参照）に降下させ
る。なお、この基準位置は、ワークチャック１３が降下
した際に、検出バー２０がワークＷのボス穴ｈに挿入さ
れる確率が最も高い位置であり、予め試験することによ
り特定されている。また、このステップ１において、コ
ントローラ３０に内蔵されているカウンタ（図示略）の
値を１に設定する。 《ステップ２》ステップ１で示した教示データに基づ
き、ワークチャック１３を一定距離降下させたときに、
近接スイッチ２１から検出ＯＮ信号が出力されか否かを
判断し、ＹＥＳの場合にステップ３に進み、ＮＯの場合
にステップ４に進む。

【００１９】《ステップ３》検出バー２０がボス穴ｈに
正確に挿入されており、よって規定の位置にワークＷが
あると判定して、シリンダ機構１５を作動させ、これに
よってハンド部１７にワークＷを把持させる。この後、
ワークチャック１３を移動させ、ハンド部１７により把
持されたワークＷを所定の場所に運搬する。 《ステップ４》降下した位置にあるワークチャック１３
を上昇させる。なお、ここでワークチャック１３は、ワ
ークＷの上面にハンド部１７が干渉しない程度に上昇さ
せるようにする。

【００２０】《ステップ５》制御部３１に内蔵されてい
るカウンタが９となったか否か（すなわち再トライ回数
が８になったか否か）を判断し、ＹＥＳの場合にステッ
プ６に進み、ＮＯの場合にステップ７に進む。 《ステップ６》ステップ５において、ワークチャック１
３によるワークＷの把持を合計９回行ったと判定された
場合（９回全てがワークＷのボス穴ｈに検出バー２０が
挿入されない場合）に、コントローラ３０に内蔵されて
いる報知手段３３に対して異常検出信号を出力して、作
業者に対して異常を報知させる。

【００２１】《ステップ８》制御部３１に内蔵されてい
るカウンタを１アップさせて、次のステップ５に進む。 《ステップ９》ステップ８にて設定されたカウンタの値
（値２〜９）に基づき、記憶部３２に記憶されている教
示データを選択し、更にこの選択した教示データに基づ
き、ワークチャック１３を再度ワークＷに対して降下
（すなわち、再トライ）させる。

【００２２】なお、記憶部３２には、例えば再トライ回
数が１である場合（カウンタの値は２）に、図５に符号
で示すように基準位置からＹ方向に＋５ｍｍずれた位
置に、ワークチャック１３を下降させるための教示デー
タが記憶され、また、再トライ回数が２である場合（カ
ウンタの値は３）に、符号で示すように基準位置から
Ｙ方向に−５ｍｍずれた位置に、ワークチャック１３を
下降させるための教示データが記憶され、また、再トラ
イ回数が３である場合（カウンタの値は４）に、符号
で示すように基準位置からＸ方向に＋５ｍｍずれた位置
に、ワークチャック１３を下降させるための教示データ
が記憶され、以下同様に、再トライ回数が４〜８である
場合（カウンタの値は５〜９）に、符号〜でそれぞ
れ示すように、基準位置からＸ軸あるいはＹ軸方向に所
定量ずれた位置にワークチャック１３を下降させるため
の教示データが記憶されている。なお、記憶部３２に記
憶された教示データに基づき移動されるワークチャック
１３の位置〜は、検出バー２０がワークＷのボス穴
ｈに挿入される確率（予め試験することにより求められ
る）に基づいて決定される。具体的には、，，…
…と数字が増す毎に検出バー２０がワークＷのボス穴ｈ
に挿入される確率は低くなる。そして、ステップ８を経
た場合には元のステップ２に進み、降下させたワークチ
ャック１３により、近接スイッチ２１がＯＮされるか否
かを判断する。

【００２３】以上詳細に説明したように、本実施例に示
すロボットにおけるワークチャック１３の再トライ制御
装置によれば、ワークチャック１３のワークＷへの近接
により近接スイッチ２１から検出ＯＮ信号が出力されな
い場合、すなわち検出バー２０がワークＷのボス穴ｈに
正確に挿入されない場合に、ワークＷが基準となる位置
からずれて配置されているとして、ワークＷに対して近
接した位置にあるワークチャック１３を、ワークＷから
離間させる方向に移動させた後に、再度ワークＷに近接
させるように再トライさせるとともに、このような再ト
ライ回数（近接→離間→近接の回数）をカウントして、
そのカウント値が所定値になった場合に、異常を示す異
常検出信号を出力するようにしている（ステップ５〜
６）。

【００２４】すなわち、本発明に示すロボットにおける
ワークチャック再トライ制御装置では、近接スイッチ２
１から出力される検出ＯＮ信号に基づいて、ワークチャ
ック１３を制御するものであるので、処理する情報量が
少なくて済み、これによってワークＷに対するワークチ
ャック１３の位置合わせを高速で行わせることができ、
かつ装置も安価にできる効果が得られる。また、図５に
示すように、ワークＷに対するワークチャック１３の近
接位置を、再トライ回数に応じて微小にずらすようにし
たので、８回の再トライにより、ワークチャック１３を
ワークＷに対して確実に保持できる位置に配置させるこ
とができ、この点においてもワークＷに対するワークチ
ャック１３の位置合わせを高速で行なえる効果が得られ
る。

【００２５】また、検出バー２０が挿入されるボス穴ｈ
は、該ワークＷの位置検出のために設けられたものでは
なく、ワークＷを例えば自動車の本体等に取り付ける作
業用に設けられたものであり、よってこのようなボス穴
ｈを利用したという点において、本制御装置を安価にで
きる効果が得られる。なお、本実施例では、ステップ５
においてカウンタの値が９になったときに、次のステッ
プ６において異常検出信号を出力するようにしたが、こ
れに限定されず、ステップ５においては任意の値を設定
できるものとする。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に示すロボットにおけるワークチャック再トライ制御装
置では、近接スイッチから出力される検出ＯＮ信号／検
出ＯＦＦ信号に基づいて、ワークチャックをワークに対
して確実に保持できる位置に配置できるものであるの
で、結果として、処理する情報量が少なくて済み、これ
によってワークに対するワークチャックの位置合わせを
高速で行わせることができ、かつ装置も安価にできる効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボットの全体を示す斜視図

【図２】ワークチャックの部分を示す正面図

【図３】ワークの検出穴に対する検出バーの挿入状態を
示す図。

【図４】ロボットの制御部の制御内容を示すフローチャ
ート。

【図５】再トライ回数に応じたロボットの動作図

【図６】従来のロボットを示す斜視図

【符号の説明】

Ｗ……ワーク ｈ……ボス穴（検出穴） １３……ワークチャック ２０……検出バー ２１……近接スイッチ ３１……制御部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出穴を有するワークを把持するワーク
   チャックが具備されたロボットにおいて、 前記ワークチャックに対して上下方向に移動自在に設け
   られ、かつその下端部がワークに当接した場合に上方に
   移動する検出バーと、 前記ワークチャックに設けられて、該検出バーが上方に
   移動したときに、該検出バーがワークの検出穴に挿入さ
   れたことを示す検出ＯＮ信号を出力する近接スイッチと
   前記ワークチャックをワークに対して把持する位置に移
   動させる制御部とを具備してなり、 前記制御部は、ワークチャックをワークに対して把持す
   る位置に近接させるとともに、該ワークへの近接により
   近接スイッチから検出ＯＮ信号が出力されない場合に、
   該ワークチャックをワークから離間させた後に再度、ワ
   ークに近接させるように再トライさせ、更に、この再ト
   ライ回数をカウントして、そのカウント値が所定値にな
   った場合に、異常を示す異常検出信号を出力することを
   特徴とするロボットにおけるワークチャック再トライ制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記制御部には、再トライ時においてワ
   ークチャックをワークに近接させるための教示データ
   が、再トライ回数に応じて複数設定されていることを特
   徴とする請求項１記載のロボットにおけるワークチャッ
   ク再トライ制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御部は、前記異常を示す異常検出
   信号を再トライ回数が８回になったときに出力させるこ
   とを特徴とする請求項１記載のロボットにおけるワーク
   チャック再トライ制御装置。