JPH01103279A

JPH01103279A - 三次元計測ロボット

Info

Publication number: JPH01103279A
Application number: JP25946687A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yakuyama; 役山　孝志; Toshiaki Ueda; 上田　俊昭
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; TOKYO BOEKI Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; TOKYO BOEKI Ltd
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-20
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JP2660409B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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軸の計測機機構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軸の計測機機構や
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冬作動
部と対応し、かつ、それらの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１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。

［問題点を解決するだめの手段］上記の［１的を達成するための構成を、実施例に対応す
る第１図ないし第３図に基いて説明する。

すなわち、本発明の三次元計測ロボットは、直交３軸の
計測機機構１のアーム１１に、回転アーム部１２．１４
と曲折アーム部１３．１５とを有する多関節アーム２を
設け、この多関節アーム２の先端に接触子３を備える三
次元計測ロボットにおいて、前記アーム１１及び各アー
ム部１２゜＋３．１４．１５に、その駆動操作をする操
作スイッチを設けたものである。

［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１２，１
３．１４．１５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、Ｉｖｌする定
盤４に沿って水平に配置した固定ベース５と、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Ｉｔ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
は移動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ＩＯ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ＩＯに固定された
ボールねじナツ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ｌＯをコ
ラム９に沿って上下駆動する。またヘッド本体ＩＯ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！１に沿って配設されるラックギヤと噛
み合うことでアーム＋１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ｌ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＋３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Ｉ４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。

＋６はコンピュータ装置を含む制御装置であり、１−記
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？ｌｌ１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ｉＬ面図
及び側面図であり、符号１７ないし３８で示ずものは操
作スイッチである。

直交３軸の計測機機構１のアームＩ＋の先端部には、そ
の平面ｇｉ（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ＩＩ
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−２
３，２４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−・
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ＩＩは右側へ移動し、２０を操作すればアームＩ
Ｉ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゜２３．２
４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。２
５．２Ｂ、２７．２８は第１回転アーム部１２の返品で
あるアームＩｔ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１４の回動駆動操作
用の操作スイッチ、３５．３８は第２回転アーム部１４
に設けた第２曲折アーム部Ｉ５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宜７〜３６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
応する一対で千−夕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＋
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６さらに多関節アーム２の先端部には操作スイッチ３７．
３８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Ｔ３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ずれば、ティーチ
ング作業が手際よくできる。

［発明の効果］以−Ｌ述べたように本発明の三次元計測ロボットは、直
交３軸の計測機機構のアーム及び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たため、
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になってもスイッチ操作が
手際よく容易にでき、ティーチングの作業性がよい。

また操作スイッチをロボット本体側に設けることで、従
来のようにロボット本体と別個の比較的重ち１のあるコ
ントロール装置を持ちながら、しかもコントロール装置
とロボット本体を接続するコードを引潮しながら作業す
ることはなくなり、作業者の負担が軽くなってこの点で
もティーチングの作業能率が改善される。

【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。ｌ・・・直交３軸の計測機機構２・・・多関節アーム３・・・接触子 ■・・・アーム１２．１４・・・回転アーム部１３．１５・・・曲折アーム部１７〜３８・・・操作スイッチ特許出願人　　日産自動申株式会社同　　　東京貿易株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直交３軸の計測機機構のアームに、回転アーム部
と折曲アーム部とを有する多関節アームを設け、この多
関節アームの先端に接触子を備える三次元計測ロボット
において、前記アーム及び各アーム部に、その駆動操作
をする操作スイッチを設けたことを特徴とする三次元計
測ロボット。
（２）操作スイッチは駆動対象の動作方向に対応して配
置した一対のスイッチからなる特許請求の範囲第１項記
載の三次元計測ロボット。