JP6582542B2 - 近接覚センサを備えたワーク搬送用ハンド - Google Patents
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Description
被検知物の検知は、ピジョンセンサによっても行われるが、ピジョンセンサの死角となるロボットの脚周りや腕周辺には近接覚センサを設けることが行われている。
ロボットに設けられる近接覚センサは、例えば、特許文献1、特許文献2に記載されている。特許文献1には、発光素子と受光素子とを入れ替えて使用することにより、回路網を簡易化する近接覚センサが記載されている。特許文献2には、ロボットの腕等にセンサ素子を含むノードペア同士を網目状に接続し、センサ素子が円柱等の側周面に沿って配列されることが記載されている。また、特許文献2には、比較例として、フォトリフレクタが設けられたシート状の基板でロボットの腕等を覆うことが記載されている。
被取付部材毎に仕様を変えることは、近接覚センサの開発コストの観点からは不利である。即ち、ロボットに取付けられる近接覚センサでは、脚や腕のサイズが異なるロボット毎にセンサ素子を搭載する基板を設計し直す必要が生じる。
光強度を検出する複数の光センサを備える第1基板と、
第1基板の複数の光センサが出力した信号に基づいて複数の光センサと被検知物との距離情報を取得する距離情報取得部を備える第2基板と、
第1基板から第2基板へ信号生成部によって生成された信号を送信する信号送信部と、を含む。
また、本発明の一態様の近接覚センサは、上記態様において、第2基板の距離情報取得部が取得した距離情報に基づいて、複数の光センサが配置された第1基板上の領域における被検知物の位置を取得する位置情報取得部を備えることが望ましい。
また、本発明の一態様の近接覚センサは、光センサの出力信号を距離情報に変換する変換テーブルを距離情報取得部が備えることが望ましい。
また、本発明の一態様の近接覚センサは、搭載する光センサの数や種類が異なる様々な第1基板に対して、第2基板に搭載されたマイクロプロセッサがそれらの種類を自動的に認識し、上述の位置情報取得部に送信する信号を制御し、また最適な変換テーブルを選択する機能を持つことが望ましい。
また、本発明の一態様の近接覚センサは、光センサに供給する電圧を変化させる機能を有し、被検知物と第1基板との距離が離れている場合は高い電圧を供給し、被検知物との距離が近くなると低い電圧を供給することが望ましい。
[第1実施形態]
図2は、本発明に係る近接覚センサの全体構成を示した図である。図1は第1基板11の斜視図である。第1基板11は、被検知物によって反射した光の光強度を検出する複数個の光センサ23を有している。また、第1基板11は、光センサ23を実装する基板21を有している。基板21には、光センサ23が生成した出力信号を外部に出力するためのコネクタ27が設けられている。
そのため、マイクロプロセッサ31にフォトトランジスタ23bが受光する反射光の強度と、フォトトランジスタ23bと被検知物との距離との関係を表す変換テーブルを記憶させる。
本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では光センサ23に用いられているLED23aを必要な時のみ発光させる。マイクロプロセッサ31が光センサ23の出力を読み込むタイミングに合わせてLED23aを発光させ、それ以外のタイミングでは消光させる。発光させるタイミングはLED23aの光強度が安定する時間を勘案して決定する。
本発明の第3実施形態では、被検知物の距離に応じてLED23aに供給する電圧を変更する。光センサ23は被検知物が遠いと反射光が弱くなってセンサ感度が低下し、検知能力が低下する問題があった。そこで、図6(b)に示すように被検知物が光センサ23から遠い位置にある場合、LED23aに供給する電圧を上げ、図6(a)に示すように被検知物が光センサ23から近い位置にある場合、LED23aに供給する電圧を下げる。電圧を上げることでLED23aの発する光強度が増大し、被検知物が遠くても強い反射光が得られるので、遠い物体を正確に検知することができる。
図7は本発明の第4実施形態を表す模式図であり、搭載する光センサ23の数が異なる複数種類の第1基板11の中から、第2基板12に接続されている第1基板11の種類を自動的に認識する機能を第2基板12に設ける。
第1基板11のコネクタ27と第2基板12のコネクタ37には、第1基板11の種類を特定するためのピンが設けられている。図7は例として3種類の第1基板11が存在する場合の認識方法を示している。コネクタ27には第1基板11の種類を識別するためのピンが2本あり、それぞれのピンには第1基板11の種類に応じて0Vまたは3.3V〜5Vの電圧が掛けられている。
ピンに電圧を掛ける場合を1、電圧を掛けない場合を0と表すと(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)の4種類の状態が存在するので、これらを第1基板11の種類に対応付けることで、第1基板11の種類を自動で認識することができる。上述の変換テーブルも認識した第1基板11に適したものを自動で選択する。
本発明の第5実施形態は、ワーク搬送用ハンド100やロボットハンド101に第1基板11を取り付け、ワークWを適切に把持するためのハンドの位置決めを行う。図8はコンベア110上を流れるワークWを、コンベア110を止めずに把持するシステムの模式図である。第1基板11が取り付けられたハンド100を、コンベア110によって搬送されているワークWに接近させる。
第1基板11に複数の光センサ23を搭載する場合、動作電力の供給は単純に配線を分岐させても良いが、分岐数が増えると電圧が低下する虞がある。そのため、図5に示すようにトランジスタTを用いて共通の電源線から取り込んだ電源を、発光タイミング信号を用いてLED23aをON/OFFさせても良い。電源電圧が安定するので、反射光の光強度にばらつきが少なくなり、検出精度が向上する。
11 第1基板
12 第2基板、
13 配線ケーブル
14 制御装置
23 光センサ
23a 発光ダイオード、23b フォトトランジスタ
31 マイクロプロセッサ
Claims (2)
- 光強度を検出する複数の光センサを備える第1基板と、
第1基板の複数の前記光センサが出力した信号に基づいて複数の前記光センサと被検知物との距離情報を取得する距離情報取得部を備える第2基板と、
前記第1基板から前記第2基板へ信号生成部によって生成された信号をパラレル通信によって送信する信号送信部と、
前記距離情報取得部が取得した距離情報に基づいて被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、を含む近接覚センサが、ワーク把持腕の内側に設置されたワーク搬送用ハンド。 - コンベア上を搬送されるワークに対して請求項1に記載したワーク搬送用ハンドを、前記コンベアの速度に追従させつつ前記ワークの上方から接近させ、前記ワークが前記第1基板の前記光センサの検出範囲に入ったら、前記光センサの出力信号を基に求めた前記距離情報と前記位置情報を参照して前記ハンドを前記ワークの真上に位置させることを特徴とするワークの搬送方法。
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