JP2718576B2 - 産業用ロボットのセンサ付きドア開閉ハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットのアー
ム先端に装着されるハンド装置に関し、特に自動車の製
造ラインにおいて、車体の内部に塗装、シーリング等の
諸作業を塗装ロボット、シーリングロボット等で自動遂
行するとき、ロボットの先端に装着されて車体のドアの
開閉を行なうドア開閉用ハンドの改良構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の製造ラインにおいては、搬送路
上を移動するワーク、つまり、車体を所定の作業ステー
ションにおいて停止させ、車体内部に対して塗装やシー
リング等の所要の製造工程上の作業が自動遂行される。
このとき、作業ステーションには停止した車体のドアを
開扉して塗装ロボットやシーリングロボットの作業用エ
ンドエフェクタを車体内部に進入可能にする補助ロボッ
トが配設される。即ち、同補助ロボットのアーム先端に
ドア開閉用のハンドが装着され、同ハンドには車体のド
アに係合するピン状の爪又は吸着パッドが具備され、こ
れらをドアの窓ガラス装着溝等の適所に係合させてから
ロボットアーム等の動作によりドアをそのヒンジ回りに
開扉動作させる工程を一定の教示プログラムに従って遂
行するように構成されている。

【０００３】図７は典型的な自動車の製造ラインにおい
て、被作業対象である車体１に対して作業ロボット３と
ドア開閉用の補助ロボット４とが作業ステーションにお
ける車体停止位置の両側に配置された例を示している。
車体１は図示されていない搬送装置により矢印Ｔの方向
に搬送されて作業ステーションに達して停止する。次い
で、補助ロボット４の作業腕４ａの先端に装着されたド
ア開閉ハンド５が車体１の両側のドア２を車体１との枢
着支点回りに開扉する。図示例では、手前側のドア２が
実線で示す閉扉位置から矢印のように２点鎖線で示す開
扉位置に開かれて緩衝性のストッパ６で停止している。
ドア２の開扉後、作業ロボット３がその作業腕３ａの先
端の塗装具やシーリング作業具を車体１の内部に進入さ
せて所定の塗装作業やシーリング作業を遂行する。作業
終了後には、再び、補助ロボット４が作動してドア２を
閉扉し、閉扉後の車体１は次の作業工程へ搬送される。
なお、図７において、作業ロボット３や補助ロボット４
は必要に応じて複数台が作業ステーションに設けられる
場合もある。上述のような自動車の製造ラインに適用さ
れる従来の補助ロボットと、その作業腕４ａの先端に設
けられる従来のドア開閉ハンド５との構成の典型例が、
図８〜図１０に略示されている。

【０００４】図８は、水平多関節ロボットを補助ロボッ
トとして用いる場合の例であり、上腕、前腕から成るロ
ボット腕４ａはロボット胴と共に上下動作自由度を有す
ると共に２つの旋回軸回りに旋回自由度を有し、また、
ロボット腕４ａの先端の手首４ｂがその出力端をロボッ
ト腕４ａの旋回軸と平行な縦旋回軸回りに旋回させる構
成を有し、このロボット手首４ｂにドアセンサ５ａとド
ア係合ピン５ｂとを有したドア開閉ハンド５が具備され
たものである。つまり、３つの動作自由度を有したロボ
ット腕４ａと１つの旋回自由度を有したロボット手首４
ｂによりドア開閉ハンド５は、そのドアセンサ５ａで前
述した車体のドア２を検出し、ドアセンサ５ａに対して
予め設定された位置に配置されているドア係合ピン５ｂ
でドア２に係合し、閉扉状態のドアを開扉させるもので
ある。このとき、ドア係合ピン５ｂにはハンド５自体及
びドアを損傷させないように、ハンド５内部に矢印で示
す一方向にドア係合ピン５ｂを逃がす逃げ機構（図示
略）が内蔵されている。

【０００５】図９は、円柱座標形ロボットを補助ロボッ
ト４として用いた従来例を示している。上下動作するロ
ボット胴に支持されたロボット腕４ａが水平に伸縮動作
し、同ロボット腕４ａの先端に具備されたロボット手首
４ｂは、その出力端を水平軸線回りに旋回させる動作自
由度を有し、従って、同ロボット手首４ｂに装着された
ドア開閉ハンド５が有するドア係合ピン５ｂを、これら
ロボット腕４ａやロボット手首４ｂの動作で車体のドア
２のウインド溝等に係合させて同ドア２を開閉させるも
のである。この場合には、ドアセンサは具備されず、ま
た、ドア係合ピン５ｂは図示のようにバネ逃げ機構７に
よって衝接時の逃げ緩衝を行なうように構成されてい
る。

【０００６】図１０は、周知の６軸多関節産業用ロボッ
トをドア開閉用の補助ロボットに採用した例を示してい
る。この例では、ロボット腕４ａの先端に具備されたロ
ボット手首４ｂに吸着パッド８を有したドア開閉ハンド
５を装着し、車体のドア２を吸着パッド７で保持して開
閉動作させるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
図８に示した水平多関節形ロボットを補助ロボット４と
して用いる場合には、ドア開閉ハンド５に具備されたド
アセンサ５ａとドア係合ピン５ｂの上下動作はロボット
自体の動作自由度、つまり、ロボット胴の上下動作に依
存する構成で、これら両要素を独立に動作させることは
不可能な構成であるために、ドアセンサ５ａとドア係合
ピン５ｂとの相互位置を微細に調整することができない
不利がある。しかも、ドア係合ピン５ｂの逃げ方向がド
アセンサ５ａに対して接近または離反する一方向に限ら
れた構造のために、緩衝効果が充分でない不利が有る。

【０００８】又、図９に示した円柱座標型ロボットを補
助ロボット４として用いる構成では、ドアハンド５がド
ア係合ピン５ｂのみを有し、ドアセンサを有しないため
に、自動車製造ラインで作業対象の車体１が作業ステー
ションで停止位置ずれを生じた場合等にドア２の位置ず
れを検出してドア係合ピン５ｂの動作を微細に制御する
ことは困難になると言う不利がある。

【０００９】更に、図１０に示した多関節形ロボットを
補助ロボット４に用い吸着パッド８を有したドア開閉ハ
ンド５を用いる構成では、吸着パッド８がドア２のパネ
ル面に接触するために痕跡を残し易く、問題である。ま
た、６軸動作自由度を有した多関節形ロボットを補助ロ
ボットに使用することはコスト高になる問題もある。

【００１０】依って、本発明の目的は、上述した従来の
諸実施例による補助ロボットとドア開閉ハンドとの構成
に伴う不利を解消せんとすることにある。本発明の他の
目的は、動作自由度の少ないロボットを補助ロボットに
用いてコスト低減を図ると共にドア開閉ハンド自体にア
クチュエータ手段を有することにより、ドアセンサとド
ア係合ピンないし爪とを独立に作動させ得るようにし
て、車種の違いによるドア構造の違い、又は作業ステー
ションにおける車体の停止位置ずれにも簡単に対処して
ドア開閉を行なうことが可能なドア開閉ハンドを提供せ
んとするものである。本発明の更に他の目的は、ドアセ
ンサやドア係合爪の緩衝機構を改善することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的に鑑
み、ドア開閉ハンド自体にドアセンサとドア係合爪とを
夫々独立に車体のドアに対して接近、離反方向に移動さ
せ得る各独立のアクチュエータ手段を具備した構成とす
るものである。また、ドアセンサの支持体とドア係合爪
の支持体には衝接時に作用する外力を緩衝する多方向性
の緩衝手段を夫々具備させることにより、車体のドアを
損傷させる危惧やドア開閉ハンド自体の損傷、延いては
補助ロボットの損傷を回避できる構成としたものであ
る。

【００１２】即ち、本発明によれば、ロボット先端に装
着されてワークのドアを近接センサ型のドアセンサで検
出し、前記ドアが有する所定の凹溝に開閉爪を係合させ
て開閉する産業用ロボットのセンサ付きドア開閉ハンド
において、前記ロボット先端との装着面を有したハンド
基板と、前記ハンド基板から延び、前記ドアセンサおよ
び前記開閉爪を前記ドアの内側々面と前記ドアの凹溝と
の間の間隔に対応した定位置関係を有して隔たる二位置
に保持するアームと、前記ハンド基板に対して、前記二
位置の一方の位置で前記ドアセンサを直線センサ移動軸
に沿って移動させることにより前記ワークのドアの内側
々面の被検位置の近くまで前記ドアセンサを到達させ、
離反させ得ると共に到達時にロボット動作で前記ドアセ
ンサにより前記被検位置を検出可能にするドアセンサ移
動手段と、前記ハンド基板に対して、前記二位置の他方
の位置で前記直線センサ移動軸と隔てた直線爪移動軸に
沿って前記開閉爪を前進、退避移動させ得ると共に前記
ドアセンサによる前記ワークのドアの内側々面の被検位
置の検出時に該ドアの凹溝の上方における退避位置に前
記開閉爪を位置せしめ、かつ該退避位置から該凹溝との
係合位置に向けて前記開閉爪を移動させる開閉爪作動手
段とを、具備して構成されたことを特徴とする産業用ロ
ボットのセンサ付きドア開閉ハンドが提供される。ま
た、上記被検位置とドアセンサとの衝接を緩衝する多方
向性の緩衝手段を該ドアセンサの支持体に設けた産業用
ロボットのセンサ付きドア開閉ハンドと、ワークのドア
と係合状態にある開閉爪に作用する外力を緩衝する多方
向性の緩衝手段を該開閉爪の支持体に設けた産業用ロボ
ットのセンサ付きドア開閉ハンドが提供される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて、更に詳細に説明する。図１は、本発明によるドア
開閉ハンドを具備した産業用ロボット（補助ロボット）
の全体的構成を示す側面図、図２は、本発明の実施例に
よるドア開閉ハンドにおいて、そのドアセンサが自動車
の製造ラインで停止した車体のウインド越しにドア内部
に進入してドアを内側から検出し、ドア開閉爪がドアの
上方からウンド口の縁の係合溝に嵌入、係合せんとして
いる状態を示す拡大図、図３は車体のドアからドアセン
サが退避し、ドアの係合溝に開閉爪が係合している状態
を示す拡大図、図４は、本発明によるドア開閉ハンドの
具体的実施例の構成を示す側面図、図５は図４の矢視５
ー５線による平面図、図６は図４の矢視６ー６線による
側面図である。

【００１４】図１に示すように、本発明によれば、補助
ロボット４として用いられる産業用ロボットは、自動車
の製造ラインにおける作業ステーションの床面に設置さ
れるロボットベース１１の上部に縦軸回りに水平面内で
旋回可能に取付けられたロボット上腕１３、このロボッ
ト上腕１３の先端に同じく縦軸回りに水平面内で旋回可
能に取付けられたロボット前腕１５、このロボット前腕
１５の先端に装着されて縦軸回りに水平面内で旋回可能
な出力端を有したロボット手首１７とを具備して構成さ
れ、同ロボット手首１７に本発明に係るドア開閉ハンド
２０が装着されている。

【００１５】このドア開閉ハンド２０は、後述の如く、
ドアセンサ２２、ドア開閉爪２４を備えて両者は共に上
下方向に夫々の独立したアクチュエータ手段２６、２８
により移動可能に構成されている。両アクチュエータ手
段２６、２８は後述の如く最適にはエアシリンダで構成
される。上記ドアセンサ２２とドア開閉爪２４とは夫々
が個別の支持体３０、３２に保持され、両支持体３０、
３２は、夫々ドアセンサ２２とドア開閉爪２４を支持し
てハンド基板３４に対して上述のように、上下に移動可
能に構成された状態で搭載されている。なお、外部に設
置される緩衝性のストッパ６は、車体からドアが開扉さ
れたときに停止位置を規定するために設けられており、
先端に弾性受けを有することにより、ドアの衝接時のシ
ョックを緩衝し、かつ、ドアの損傷を防止している。

【００１６】さて、本発明によれば、図１と共に図２、
図３に示すように、ドア開閉ハンド２０のドアセンサ２
２は、非接触性の周知の近接スイッチで形成され、図２
に明示の如く、車体のドア２のウインド口２ａから車体
内部に補助ロボット４のロボット動作自由度を利用した
制御動作により車体外部から差し込まれる。次いでアク
チュエータ手段２６の駆動により下動してドア２の内側
パネル面２ｃにおける所定の位置、つまり、予め教示さ
れた位置とほぼ対向する位置へ下ろされる。この時点
で、開閉爪２４は、ドアセンサ２２との位置関係からド
ア２の上記ウインド口２ａの上方位置からやや車体内側
の位置に保持される。 次いで、ロボット動作を利用して
ドアセンサ２２および開閉爪２４を有したドア開閉ハン
ド２０を車体内部から外部に向かう方向に引き寄せる
と、近接センサ型のドアセンサ２２がドア２の内側パネ
ル面２ｃにおける所定位置に接近し、同位置を検出す
る。このとき、ドアセンサ２２とドア開閉爪２４とは予
め所定の位置関係を夫々の支持体３０、３２によって調
整設定された関係に常時、維持されている。つまり、内
側パネル面２ｃとドア２のウインド口２ａにウインドガ
ラスの装填用に形成されているウインド溝２ｂの溝中心
との間の間隔に対応してドア開閉爪２４とドアセンサ２
２との間の距離が所定量となる位置関係に調整設定さ
れ、維持されているから、ドア開閉爪２４はウインド溝
２ｂの上方位置に到達している。従って、次にドア開閉
爪２４をアクチュエータ手段２８の駆動で下動させる
と、図３に明示の如く、同開閉爪２４がドア２のウイン
ド溝２ｂに係合する。この時点でドアセンサ２２は上方
へアクチュエータ手段２６の駆動で引上げられ、車体の
内部においてドア２から解離した位置に後退される。

【００１７】次いで、補助ロボット４のロボット上腕１
３、ロボット前腕１５及びロボット手首１７の３つの動
作自由度を用いた制御動作により、ドア開閉ハンド２０
を引き寄せてドア２を開扉方向へ開き、弾性受けを有し
たストッパ６に軽く当接した時点で停止してドア開扉作
用を終了する。

【００１８】その後は図１に従う既述の説明から明らか
なように、作業ロボット３（図１参照）が作動して車体
内部の塗装やシーリング等の所定の作業を遂行する。こ
のときに、必要に応じて、ドア開閉ハンド２０のドア開
閉爪２４は、アクチュエータ手段２８の駆動でドア２か
ら係合を解除して後退位置に後退させておくことも可能
である。

【００１９】なお、ドアの閉扉作用は、車体外でストッ
パ６に当接したドア２に対して上述と同様にしてドアセ
ンサ２２とドア開閉爪２４を作動させて開閉爪２４をド
ア２のウインド溝２ｂに係合させる。その後、ロボット
制御動作によって開閉爪２４と共にドア２を閉扉方向に
枢動させれば良い。このとき、ドアセンサ２２は上方に
後退させて閉扉時に車体に接触しないようにしておけば
良い。上述した構成、作用を有するドア開閉ハンド２０
は更に、図４〜図６に基づいて後述するように、ドアセ
ンサ２２及びドア開閉爪２４がドア２を検出し、係合し
てドアを開扉させる過程で、誤操作でドアセンサ２２が
ドア２のパネル面２ｃに衝接したときやドア開閉爪２４
がドア２の何れかの部分に衝接したとき等に作用する外
力、特に、ドアセンサ２２やドア開閉爪２４の上下動作
方向とは異なる横方向の外力成分が作用したときに、そ
の外力を緩衝するために緩衝手段が設けられている。ま
た、この緩衝手段は、ドア開閉爪２４がドア２のウイン
ド溝２ｂに係合してドア２を開扉し、ストッパ６にドア
２が当接して停止する過程でも当接力が誤って大きいと
きに、その当接力によるショックの緩衝を行なうべく、
開閉爪２４に逃げ動作を与え、開閉爪２４自体、ドア
２、補助ロボット４にショックによる損傷や何らかの障
害等が発生しないようにしている。

【００２０】次に本発明によるドア開閉ハンド２０の具
体的な実施例に就いて、図４〜図６を参照して説明す
る。図４から図６に示すドア開閉ハンド２０は、Ｌ字形
の構造要素として形成されたハンド基板３４を有し、こ
のハンド基板３４の上面３６が補助ロボット４のロボッ
ト手首１７（図１）の先端にボルトねじ等の固定手段又
は溶接等の強固な固定手段によって取付けられる。他
方、ハンド基板３４のリブ３８には箱状のハンドハウジ
ング４０がねじで固定、装着されており、この２組の直
線ガイド装置の直線レール４２、４４と同直線レール４
２、４４に沿って上下方向に摺動可能なスライダ４６、
４８が収納されており、前者のスライダ４６には第１の
横アーム６２が取付けられ、後者のスライダ４８には第
１の横アーム６２より横方向に短く形成された第２の横
アーム６４が取付けられている。上記のスライダ４６は
エアシリンダ５２をアクチュエータ手段にして摺動し、
スライダ４８はエアシリンダ５４をアクチュエータ手段
にして摺動する。そして、各直線レール４２、４４の下
端部にはハンドハウジング４０に着脱自在に固定された
ストッパ５６が設けられ、両スライダ４６、４８の停止
位置を規定をしている。このとき、ストッパ５６の取付
位置をハンドハウジング４０に対して上下方向に適宜に
変更、調節すると、スライダ４６、４８が下降して停止
する位置を変更、調節することができるようになってお
り、また、スライダ４６、４８の下端には、ストッパ５
６に対する衝接時の緩衝用に合成ゴム材等から成るクッ
ション４６ａ、４８ａが取付けられている。また、上記
の両エアシリンダ５２、５４に圧力エアを供給するエア
ケーブル群５８はハンド基板３４のリブ３８及びハンド
ハウジング４０に適宜のクランプ部材により保持され、
外部のエア供給源から圧力エアを供給するように配設さ
れている。また、図６に明示の如く、両エアシリンダ５
２、５４の上端には圧力調節弁等から成るスピード調節
器６０ａ、６０ｂが設けられ、エアシリンダ５２、５４
の作動速度を調節してスライダ４６、４８の摺動速度を
調節、制御する機構を形成している。従って、後述のよ
うに、スライダ４６、４８に取付けられた横アーム６
２、６４の上下速度が制御され、同横アーム６２、６４
に支持されて上下動作するドアセンサ２２とドア開閉爪
２４の上下動作の速度が調整、制御されて適正な速度で
ドア検出とドア係合とが可能になっている。

【００２１】さて、ドアセンサ２２を形成する近接セン
サ２２ａは、横アーム６２に取付られた下垂板６６の下
端部に取付けられた緩衝機構６８を介して取付けられて
いる。この緩衝機構６８は、２本一対の軸体７０、７０
と、これら両軸体７０の上端に設けられた錐体状のテー
パ部材７２、７２と、これらの両テーパ部材７２が着座
される相補的なテーパ受け面を有したテーパ座７４、７
４と、同テーパ座７４を有するブロック部材７６と上記
各軸体７０、７０の下端に取付られたブラケット部材８
０との間に配設された１対の圧縮バネ８２、８２と、軸
体７０、７０の上端に形成されたねじ部に係合する弛み
止めナット８４、８４とを有して構成されている。そし
て、軸体７０、７０の下端に取付けられたブラケット部
材８０に近接センサ２２ａがネジ止め等の固定手段で取
付けられている。なお、近接センサ２２ａの信号ケーブ
ル線２２ｂは、周知の耐屈曲ケーブルで形成され、ドア
センサ２２（近接センサ２２ａ）の支持体を形成する上
記の横アーム６２、下垂板６６、緩衝機構６８等によっ
て構成されるセンサ支持体に適所でケーブルクランプに
より保持され、また横アーム６２の上下動に伴って移動
するケーブル線部分は、周知のケーブル保護シート、例
えば、テトラフルオロエチレン材（商標名：テフロン）
からなるケーブル保護シートで保護し、またガイド８６
で案内することで内部信号線の損傷による作業信頼性の
劣化を防止している。

【００２２】上述した緩衝機構６８によれば、ドアセン
サ２２（近接センサ２２ａ）を一対の圧縮バネ８２、８
２で軸体７０、７０の軸方向には強固に支持し、この軸
方向以外の横方向からの外力が作用するとバネ８２、８
２の変形に伴って両テーパ部材７２がテーパ座７４、７
４のテーパ受け面から外れ、故に、軸体７０、７０の下
端にブラケット部材８０を介して支持さている近接セン
サ２２ａに逃げ動作を付与して外力を緩衝する作用を行
なう。しかも、外力が除去され、又は消去すると、再び
テーパ部材７２がテーパ座７４にバネ８２、８２の復帰
力を受けて復帰し、再び、近接センサ２２ａを強固に支
持する構造になっている。しかも、２本一対の平行配置
の軸体７０、７０にブラケット部材８０が取付けられ、
かつ、２組のテーパ係合部、つまり、テーパ部材７２、
７２とテーパ座７４、７４との係合が形成されている構
造を有していることから、近接センサ２２ａには回り止
め一対の平行配置の軸体７０、７０にブラケット部材８
０が取付けられ、かつ、２組のテーパ係合部、つまり、
テーパ部材７２、７２とテーパ座７４、７４との係合が
形成されている構造を有していることから、近接センサ
２２ａには回り止め作用が得られ、近接センサ２２ａの
近接検出面は常に、一定の姿勢、方向を維持し得る構成
になっている。つまり、検出精度を常に、一定レベルに
維持し得るのである。

【００２３】他方、ドア開閉爪２４は棒状体構造を有
し、先端は合成樹脂材等の軟質材料から成る先細のピン
２４ａに依って形成され、車体のドア２のウインド溝２
ｂ（図２参照）に係合し得る形状、寸法に形成されてい
る。このドア開閉爪２４は、横アーム６４に取付けられ
た緩衝機構９０を介して支持されており、横アーム６４
と緩衝機構９０がドア開閉爪２４の支持体を形成してい
る。緩衝機構９０は、下端に開閉爪２４がねじ止め等で
固定、係止けるブラケット部材９４を有したシャフト９
２と、このシャフト９２の上部に形成されたテーパ部９
６と、このテーパ部９６が着座する相補形状のテーパ座
９８を有して横アーム６４にボルトで固定れたブロック
部材１００と、シャフト９２の回りに在って上記ブロッ
ク部材１００の下端とブラケット部材９４との間に配設
された圧縮バネ１０２と、シャフト９２の上端に形成さ
れたネジ部分に螺合された弛み止めナット１０４とから
構成されている。この緩衝機構９０もドアセンサ２２の
緩衝機構６８と実質的に同様な構成と作用をする機構と
して設けられており、バネ１０２によってシャフト９２
が支持体である横アーム６４に対して常に下方に付勢さ
れて強固に維持され、ピン２４ａに軸線方向以外の横方
向から外力が作用すると、テーパ部９６がテーパ座９８
から外れて開閉爪２４に逃げ動作を付与し、外力が除去
ないし消去されると、バネ１０２のばね力により、テー
パ部９６が自然にばね座９８に復帰、着座する構成に成
っている。従って、開閉爪２４と車体のドア２のウイン
ド溝２ｂへの係合動作時に、何らかのショックが及んだ
り、または既述のように、ドアの開扉終端でストッパ６
に衝接したときに緩衝が行なわれて、ドア２を開閉爪２
４で傷付ける事故や開閉爪２４の破損、ロボットに及ぶ
ショック等を未然に防止する機能を果たしているのであ
る。

【００２４】なお、図４に破線で示したドアセンサ２２
とドア開閉爪２４とは、既述のように、両スライダ４
６、４８の摺動量をハンドハウジング４０内の下端のス
トッパ５６の位置変更で調整することにより、可変であ
り、その結果、ドアセンサ２２又はドア開閉爪２４の位
置が可変であることを示している。特に、ドアセンサ２
２の位置は検出対象であるドア２の内パネル面２ａ（図
２参照）の被検位置が例えば、内装品との関係で車種に
応じて変更を要する場合が有り、そのような時に、ドア
センサ２２の下降量を調節して被検位置を変更、対処す
ることが可能になる。

【００２５】以上、本発明によるドア開閉ハンドの具体
的実施例の構成と作用とに就いて説明したが、上述の構
成において、例えば、緩衝機構の雄形テーパ部とテーパ
座とから成る部分は、すり鉢形ないし円錐形のテーパ形
状に限ることなく、部分曲面部と、それに相補的な曲面
座とによって形成する構成としても良いことは言うまで
もない。また、ドア開閉爪２４の先端形状は車体のドア
のウインド溝に応じて適宜の形状に形成可能であること
は言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上、本発明による産業用ロボットのド
ア開閉ハンドの構成によれば、ハンド先端に設けられた
ドアセンサをドアのウインド口から車体内部に進入さ
せ、内側からゆっくりとドアの内パネルに接近させなが
らドア検出を実効し、検出後に開閉爪を下ろしてドアの
ウインド溝内に爪を係合させ、その係合状態を維持して
ドアを開扉又は閉扉する構成とし、特に、ドアセンサの
上下動作やドア開閉爪のウインド溝との係合、解離は夫
々、ハンド基板に取り付けた各独立のアクチュエータに
よって各独立の軸線に沿って上下動作を駆動できるの
で、ドアセンサとドアや開閉爪とドアとの干渉、ドアセ
ンサと開閉爪との干渉等の不都合を回避することができ
る。そして、ロボット機体側の動作自由度は単に、ドア
開閉ハンドを車体に接近させ、また、ドアセンサを車体
内部に進入させる段階でのみ作用させれば良いので、従
来の補助ロボットよりも動作自由度を低減させたロボッ
トで形成させ得るので、補助ロボットのコスト低減に寄
与することができる。

【００２７】また、ドアセンサ及び開閉爪は各々支持体
に具備された緩衝機構の作用で誤操作時や外部に在る例
えば、ストッパとの当接時に作用する横方向の外力によ
るショックを回避して、ドア開閉ハンド自体や車体のド
ア、補助ロボット機体等に影響が及んで発生する損傷や
何らの障害を未然に確実に防止できる効果を有してい
る。また、ドアセンサとドア開閉爪とが夫々の支持体に
より軸方向には強固に支持された状態で互いに一定の姿
勢状態を常時、維持し得るから、ドア検出精度、開閉爪
によるドアの捕捉精度を高度に維持することができる効
果を得ることもでき、従来のドア開閉ハンドの不利を確
実に克服することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるドア開閉ハンドを具備した産業用
ロボット（補助ロボット）の全体的構成を示す側面図で
ある。

【図２】本発明の実施例によるドア開閉ハンドにおい
て、そのドアセンサが自動車の製造ラインで停止した車
体のウインド越しにドア内部に進入してドアを内側から
検出し、ドア開閉爪がドアの上方からウンド口の縁の係
合溝に嵌入、係合せんとしている状態を示す拡大図であ
る。

【図３】車体のドアからドアセンサが退避し、ドアの係
合溝に開閉爪が係合している状態を示す拡大図である。

【図４】本発明によるドア開閉ハンドの具体的実施例の
構成を示す側面図である。

【図５】図４の矢視５ー５線による平面図である。

【図６】図４の矢視６ー６線による側面図である。

【図７】典型的な自動車の製造ラインの作業ステーショ
ンにおける構成を示す略示図である。

【図８】水平多関節ロボットを補助ロボットとして用い
た従来のドア開閉ハンドの構成を示す略示機構図であ
る。

【図９】円柱座標形ロボットを補助ロボット４として用
いた従来のドア開閉ハンドの構成を示した略示機構図で
ある。

【図１０】周知の６軸多関節産業用ロボットをドア開閉
用の補助ロボットに採用した従来のドア開閉ハンドの構
成を示した略示機構図である。

【符号の説明】

１…車体 ２…ドア ２ａ…ウインド口 ２ｂ…ウインド溝 ２ｃ…内側パネル面 ４…補助ロボット ６…ストッパ １３…ロボット上腕 １５…ロボット前腕 １７…ロボット手首 ２０…ドア開閉ハンド ２２…ドアセンサ ２２ａ…近接センサ ２４…ドア開閉爪 ２４ａ…ピン ３４…ハンド基板 ４０…ハンドハウジング ４２…直線レール ４４…直線レール ４６…スライダ ４８…スライダ ５２…アクチュエータ手段 ５４…アクチュエータ手段 ６２…横アーム ６４…横アーム ６８…緩衝機構 ９０…緩衝機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 均 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所内 (72)発明者 上松 正明 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所内 (56)参考文献 特開 昭62−83256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−90884（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−227572（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−136290（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−78293（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット先端に装着されてワークのドア
   を近接センサ型のドアセンサで検出し、前記ドアが有す
   る所定の凹溝に開閉爪を係合させて開閉する産業用ロボ
   ットのセンサ付きドア開閉ハンドにおいて、前記 ロボット先端との装着面を有したハンド基板と、 前記ハンド基板から延び、前記ドアセンサおよび前記開
   閉爪を前記ドアの内側々面と前記ドアの凹溝との間の間
   隔に対応した定位置関係を有して隔たる二位置に保持す
   るアームと、 前記ハンド基板に対して、前記二位置の一方の位置で前
   記ドアセンサを直線センサ移動軸に沿って移動させるこ
   とにより前記ワークのドアの内側々面の被検位置の近く
   まで前記ドアセンサを到達させ、離反させ得ると共に到
   達時にロボット動作で前記ドアセンサにより前記被検位
   置を検出可能にするドアセンサ移動手段と、 前記ハンド基板に対して、前記二位置の他方の位置で前
   記直線センサ移動軸と隔てた直線爪移動軸に沿って前記
   開閉爪を前進、退避移動させ得ると共に前記ドアセンサ
   による前記ワークのドアの内側々面の被検位置の検出時
   に該ドアの凹溝の上方における退避位置に前記開閉爪を
   位置せしめ、かつ該退避位置から該凹溝との係合位置に
   向けて前記開閉爪を移動させる開閉爪作動手段とを、 具備して構成されたことを特徴とする産業用ロボットの
   センサ付きドア開閉ハンド。
2. 【請求項２】 前記被検位置と前記ドアセンサとの衝接
   を緩衝する多方向性の緩衝手段を前記ドアセンサの支持
   体に設けた請求項１に記載の産業用ロボットのセンサ付
   きドア開閉ハンド。
3. 【請求項３】 前記ドアの凹溝と係合状態にある前記開
   閉爪に作用する外力を緩衝する多方向性の緩衝手段を前
   記開閉爪の支持体に設けた請求項１に記載の産業用ロボ
   ットのセンサ付きドア開閉ハンド。
4. 【請求項４】 前記ドアセンサ移動手段は、第１のエア
   シリンダと、該第１のエアシリンダの駆動に応じて前記
   ドアセンサの支持体を摺動させる、前記直線センサ移動
   軸と平行に配設された第１の直線案内手段とを具備して
   成る請求項１に記載の産業用ロボットのセンサ付きドア
   開閉ハンド。
5. 【請求項５】 前記開閉爪作動手段は、第２のエアシリ
   ンダと、該第２のエアシリンダの駆動に応じて前記開閉
   爪の支持体を摺動させる、前記直線爪移動軸に平行に配
   設された第２の直線案内手段とを具備して成る請求項４
   に記載の産業用ロボットのセンサ付きドア開閉ハンド。