JP3146304B2 - ロボット用リストコンプライアンス装置 - Google Patents

ロボット用リストコンプライアンス装置

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JP3146304B2
JP3146304B2 JP33829396A JP33829396A JP3146304B2 JP 3146304 B2 JP3146304 B2 JP 3146304B2 JP 33829396 A JP33829396 A JP 33829396A JP 33829396 A JP33829396 A JP 33829396A JP 3146304 B2 JP3146304 B2 JP 3146304B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高精度の組み立
て作業や嵌め合い作業等を行わせるロボットのリストに
設けられる装置(この明細書ではこの装置をロボット用
リストコンプライアンス)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のロボット用リストコンプライアン
ス装置は、図6に示すように、二枚のプレート90,9
1相互間に円柱状のゴムエレメント92を介装させて構
成してあり、使用する際には、ロボットR側にプレート
90を取り付け、プレート91にハンドHが取り付けら
れる。
【0003】上記ゴムエレメント92は、図6や図7に
示すように、下方に向かって中心線CL側に傾斜させて
配置させてあり、コンプレイアンスの中心CC(以下、
コンプライアンス中心CCという)はピンPの先端に一
致させてある。そして、前記構成及びその他構成との組
合せにより、ピンPの先端に水平方向の力が作用すれば
ピンは力の方向に並進し、ピンPの先端にモーメントが
作用するとピンP先端を中心に回転するようにしてあ
る。
【0004】ここで、上記したコンプライアンス中心C
Cは、
【数1】
【0005】なる式で表すことができる。尚、上記式
中、kcはゴムエレメントの圧縮方向のバネ定数、ks
はゴムエレメントの剪断方向のバネ定数であり、また、
L,m,θについては図7参照のこと。
【0006】従来のコンプライアンス装置は上記のよう
な構成としてあるから、例えば、図8に示すように孔構
成壁から力Fを受けた場合にはピンPがゴムエレメント
92の弾性力に抗して同図の実線から二点鎖線の状態に
水平移動する態様で挿入され、また、図9に示すように
孔構成壁からの力によりモーメントMが発生した場合に
はピンがゴムエレメント92の弾性力に抗して同図の実
線から二点鎖線の状態に傾倒する態様で挿入される。即
ち、このコンプライアンス装置をロボットのリスト部に
配置させた場合、高精度の組み立て作業や嵌め合い作業
等が可能になる。
【0007】しかしながら、上記作業時において、許容
誤差吸収量を超えた場合、機械的ストッパーにぶつかり
リジットになるが、それより大きな偏芯量があった場合
でも作業機(ロボット等)はロボット用リストコンプラ
イアンス装置が既にリジットになったことを認知してい
ないため作業達成のためハメアイ作業を続け、故にロボ
ットやワークに過大な力がかかり、変形、破損、ゴジリ
を生じてしまうことがあった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、許容誤差吸収量を超えた場合にそれをリアルタイム
で検知することができるロボット用リストコンプライア
ンス装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明のロボット用リ
ストコンプライアンス装置は、導電性を有する上・下板
1,2相互を複数の円柱状のゴムエレメント3で接続す
ると共に前記上・下板1,2相互間に電位差を設け、
・下板1,2のうちの一方に、軸部40と拡径頭部41とを
有する導電性のストップピン4を突設すると共に、上・
下板1,2のうちの他方に、軸部40が非接触状態に遊挿
されているピン挿入孔13、及び拡径頭部41が非接触状態
で収容されている空間部Kを設けてあり、前記ストップ
ピン4はゴムエレメント3の一つでも許容誤差吸収量を
越えた場合に上・下板1,2のうちの他方に接触するよ
うにしてあり、前記ストップピン4が上・下板1,2の
他方側に接触した状態を電気信号として出力できるよう
にしてある。
【0010】なお、上記装置において、上・下板1,2
を円形状に形成されたものとすると共にゴムエレメント
3とストップピン4を60°間隔で交互に配置させてあ
ることが好ましい。
【0011】上記した発明の作用・効果については、以
下の発明の実施の形態の欄で明らかにする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に従って説明する。
【0013】図1に、この発明の実施形態のコンプライ
アンス装置をロボットR(マニュプレータ等)の出力端
とハンドHとの間に取り付けた状態を示すものである。
以下にこの装置及びこれの主要構成部分について詳述す
る。〔コンプライアンス装置の全体構成について〕 このロボ
ット用リストコンプライアンス装置は、図2や図3に示
すように、導電性を有する上・下板1,2を3本の円柱
状のゴムエレメント3で接続すると共に前記上・下板
1,2相互間にケーブル19,29を介して電位差を設
け、前記下板2に導電性を有するストップピン4を3本
突設し、前記ストップピン4はゴムエレメント3の一つ
でも許容誤差吸収量を超えた場合に上板1に接触するよ
うにしてある。そして、前記ストップピン4が上板1に
接触した状態を電気信号として出力されるものとしてあ
る。〔上板1の構成について〕 上板1は、図2や図3に示す
ように、導電性金属より成る主板10と非導電性部材よ
り成る蓋板11とから構成されており、これらを重ね合
わせるようにして形成されている。ここで、蓋板11を
非導電性部材で構成したのはノイズの発生を抑制するた
めである。
【0014】主板10は、図2に示すように、平面視円
形状の板材により構成されており、図3や図4に示すよ
うに貫通孔15を有した凹部14を120°間隔で設け
ると共に凹部14を形成した側の反対側面にゴムエレメ
ント3を位置決めするための凹部14を設け、更に、ピ
ン挿入孔13を有した皿部12を凹部14から60°ズ
レた位置に設けてある。なお、この上板1には図示して
いないが、ロボットR側に取り付けるためのネジ孔を設
けてある。
【0015】蓋板11は、図2や図3に示すように、上
記主板10と同径の平面視円形状のもので、主板10と
の接合面側に電導メッキ部16を施して構成してある。
【0016】なお、上記主板10に蓋板11が接合(ネ
ジ止め等)された状態では、図3に示すように、ストッ
プピン4の拡径頭部41が収容される空間部Kが形成さ
れている。〔下板2の構成について〕 下板2は、図2に示すように導電性金属より成る平面視
円形状のもので、図3や図4に示すように、上記皿部1
2と対応させてストップピン4を螺着するためのネジ孔
20を、貫通孔15を有した凹部14と対応させてネジ
孔25を有した凹部24を、凹部16と対応させて凹部
26を、それぞれ形成してある。〔ゴムエレメント3の構成について〕 ゴムエレメント3は、図4に示すように、ゴム板31と
硬板32とを交互に積層固着した導電性を有さないもの
で、その両端にはネジ孔30aを有する取付板30を具
備させてある。
【0017】なお、このゴムエレメント3は、図4に示
すように、取付板30を凹部16,26に嵌入した状態
で、凹部14,24及び貫通孔15,25を介してビス
Bをネジ孔30aにねじ込むことにより上・下板1,2
相互間に固定される。〔ストップピン4の構成について〕 ストップピン4は、
図3に示すように、軸部40と、前記軸部40の一端に
設けられたネジ孔20に螺入される雄ネジ部42と、前
記軸部40の他端に設けられた拡径頭部41とから構成
されている。
【0018】なお、装置組み立て状態において、図3に
示すように、拡径頭部41は上記空間K内に空間構成壁
に接触することなく収容されていると共に、軸部40は
ピン挿通孔13の構成壁に接触することなく挿通されて
おり、ゴムエレメント3の一つでも許容誤差吸収量を超
えた場合に上板1に接触するように設定してある。〔ストップピン4が上板1に接触したときに電気信号を
出力するための構成〕 図5に電気信号を出力するための
概念図であり、同図中、符号Aはシーケンサのコモン
(他の入力接点でもよい)であり、符号Bはシーケンサ
の入力である。 〔この装置の作用・効果について〕 この装置は、上記の
ような構成としてあるから、ストップピン4と上板1と
の接触は、上板1に対する下板2のX−Y−Z方向の相
対移動(図8の実線の状態から二点鎖線の状態に移動す
るような場合の誤差吸収をする場合)及び上板1に対す
る下板2のX−Y軸回りの移動(図9の実線の状態から
二点鎖線の状態に移動するような場合の誤差吸収をする
場合)により生じる。即ち、この装置を使用した場合、
3次元方向の許容誤差吸収量のオーバーを検知すること
ができる。したがって、過負荷によるワークやロボット
及びロボット用リストコンプライアンス単体の変形・破
損を防止することが可能となる。〔他の実施形態について〕 .上板1側にストップピン4を設けるようにしてもよ
い。 .上板1を一枚の導電性金属で構成させるようにして
もよい。 .ゴムエレメント3とストップピン4との角度間隔は
上述の60°間隔に限定されることなく90°間隔でも
よい。さらに、ゴムエレメント3及びストップピン4は
それぞれ120°(又は90°)間隔であるが、ゴムエ
レメント3とストップピン4とが50°(40°)ずれ
て配置されるものでもよい。
【0019】
【発明の効果】この発明は上記のような構成であるか
ら、次の効果を有する。
【0020】発明の実施の形態の欄に記載した内容か
ら、許容誤差吸収量を超えた場合にそれをリアルタイム
で検知することができるロボット用リストコンプライア
ンス装置を提供を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態のリストコンプライアンス
装置をロボットの出力端とハンドの間に取り付けた状態
を示す正面図。
【図2】前記リストコンプライアンス装置の斜視図。
【図3】前記リストコンプライアンス装置の断面図。
【図4】前記リストコンプライアンス装置に使用されて
いるゴムエレメント及びその付近の断面図。
【図5】前記リストコンプライアンス装置において、ス
トップピンが上板に接触したときに電気信号を出力する
ための回路の概念図。
【図6】先行技術のリストコンプライアンス装置をロボ
ットの出力端に取り付けた状態を示す正面図。
【図7】ゴムエレメントとコンプライアンス中心との関
係を示す図。
【図8】リストコンプライアンス装置を使用したロボッ
トで、ピンを孔に嵌め込もうとしている図。
【図9】リストコンプライアンス装置を使用したロボッ
トで、ピンを孔に嵌め込もうとしている図。
【符号の説明】
1 上板 2 下板 3 ゴムエレメント 4 ストップピン

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性を有する上・下板(1)(2)
    互を複数の円柱状のゴムエレメント(3)で接続すると
    共に前記上・下板(1)(2)相互間に電位差を設け、
    上・下板(1)(2)のうちの一方に、軸部(40)と拡
    径頭部(41)とを有する導電性のストップピン(4)を
    突設すると共に、上・下板(1)(2)のうちの他方
    に、軸部(40)が非接触状態に遊挿されているピン挿入
    孔(13)、及び拡径頭部(41)が非接触状態で収容され
    ている空間部(K)を設けてあり、前記ストップピン
    (4)はゴムエレメント(3)の一つでも許容誤差吸収
    量を越えた場合に上・下板(1)(2)のうちの他方に
    接触するようにしてあり、前記ストップピン(4)が上
    ・下板(1)(2)の他方側に接触した状態を電気信号
    として出力できるようにしてあることを特徴とするロボ
    ット用リストコンプライアンス装置。
  2. 【請求項2】 上・下板(1)(2)を円形状に形成さ
    れたものとすると共にゴムエレメント(3)とストップ
    ピン(4)を60°間隔で交互に配置させてあることを
    特徴とする請求項1記載のロボット用リストコンプライ
    アンス装置。
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US9925579B2 (en) * 2013-06-10 2018-03-27 Honda Motor Co., Ltd. Processing tool and hemming device

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