JPH0215331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動ねじ締め用ロボツトにおけるチ
ヤツクユニツトの先端を所定位置決め穴に移動
後、更に、ｒ−θテーブルを移動させ、チヤツク
ユニツトの先端位置を所定位置決め穴の中心点に
調心する自動ねじ締め用ロボツトに関する。

従来、ｒ−θテーブルからなるねじ締め用ロボ
ツトにおけるチヤツクユニツトと所定位置決め穴
との調心は、ｒ−θテーブルの駆動源をそれぞれ
回転制御し、その二方向軸のテーブルを二軸方向
に移動させて行なわれている。この自動ねじ締め
用ロボツトでは、チヤツクユニツトと所定位置決
め穴との調心精度を高めるために、調心用センサ
を設け、その調心作業は調心用センサを所定位置
決め穴の周辺に移動させ、その調心用センサに所
定位置決め穴を検出させて行なわれている。この
結果、チヤツクユニツトと所定位置決め穴との調
心精度が高められ、大きな成果をもたらした。

ところが、上記の方法により、所定の作業位置
から偏心している所定位置決め穴を検出する場
合、その調心用センサは所定位置決め穴の円周内
のいずれの位置を通つても所定位置決め穴を検出
するので、その所定位置決め穴の円周内における
調心用センサの検出位置は、所定位置決め穴の中
心点と一致しない場合が多い。

そこで、自動ねじ締め用ロボツトにおけるチヤ
ツクユニツトの先端位置は目標とする所定位置決
め穴の中心点に調心されない場合が多発してい
る。その結果、高精度の調心が要求されるねじ締
め等の作業の場合、所定位置決め穴の中心点とチ
ヤツクユニツトの先端位置とにずれが生じ、この
位置ずれが大きな欠点となつている。

本発明は、上記の欠点の除去を目的とするもの
で、以下実施例を図面に基づいて説明する。第１
図及び第２図において、１は自動ねじ締め用ロボ
ツトであり、ロボツト本体２、チヤツクユニツト
３及び調心用センサ４からなつている。前記ロボ
ツト本体２は支柱５を有し、その支柱５にはこれ
を中心に回転自在なΘ軸テーブル６が配置されて
おり、このΘ軸テーブル６はパルスモータでなる
Θ軸用モータ８の回転を受けて所定角度回転する
ように構成されている。また、前記Θ軸テーブル
６にはｒテーブル７が直線往復自在に保持されて
おり、これに保持されたｒ用モータ（図示せず）
の回転が直線往復運動に変換され、ｒテーブル７
がΘ軸テーブル６に対して直線往復運動するよう
に構成されている。

前記ｒテーブル７の先端にはその延びる方向に
延びるアーム９が固定されており、このアーム９
の先端には前記アーム９と交叉する方向で下方に
延びるねじ締めユニツト２４が固定されている。
このねじ締めユニツト２４は、ドライバビツト
（図示せず）の下方でねじを保持する一対のチヤ
ツク爪（図示せず）を有するチヤツクユニツト３
を備えており、しかも、前記ドライバビツトがね
じ締めユニツト２４に内蔵されたエアーシリンダ
（図示せず）の作動により昇降して前記チヤツク
ユニツト３を挿通可能に構成されている。

前記チヤツクユニツト３のチヤツク本体１０に
は、第２図及び第３図に示すように、ジヨイント
ベース１１が取付けられている。前記ジヨイント
ベース１１にはセンサホルダ１２がジヨイントピ
ン１３ａにより取付けられ、そのセンサホルダ１
２はジヨイントベース１１に回転自在に保持され
ている。前記センサホルダ１２には後記する一対
の調心用センサが前記チヤツクユニツト３の下方
でかつドライバビツトの軸心上に交点を持つよう
に固定されており、この交点位置にワークがない
時、調心用センサからの光が他の調心用センサに
達しないように構成されている。

前記センサホルダ１２には突出部が設けられて
おり、後記するジヨイント２３にその突出部は回
動自在に保持されている。一方、前記チヤツクユ
ニツト３の胴部にはブラケツト１４が一体に取付
けられ、そのブラケツト１４にはエアーシリンダ
１５が回動自在に取付けられている。前記エアー
シリンダ１５のロツド１６の先端にはジヨイント
２３がジヨイントピン１３ｂにより取付けられ、
前記エアーシリンダ１５により調心用センサ４は
チヤツクユニツト３の先端位置から離脱するよう
に構成されている。

前記調心用センサ４は、第３図及び第４図に示
すように、投射型センサであり、投光器１７及び
受光器１８からなつている。前記投光器１７はワ
ーク１９面上に投射点Ｐを常にドライバビツト
（図示せず）の先端下に位置するように配置され
ている。一方、前記受光器１８は投射点Ｐからの
反射光に対する位置に配置され、その投射点Ｐの
軌跡２０におけるθ（−）、θ（＋）、ｒ（−）及び
ｒ（＋）方向の各一辺の状態をオン・オフ信号に
変換し、ワーク１９面上の所定位置決め穴２１の
中心点を検出するように構成されている。

次に、本発明の要部を説明する。

上記のように構成した自動ねじ締め用ロボツト
１は制御装置（図示せず）を有し、その制御装置
はθ軸用モータ８及びｒ用モータ（図示せず）に
所定パルス数を供給することにより回転を制御す
るもので、あらかじめ記憶された作業位置を順次
呼出して前記ねじ締めユニツトを所定位置まで移
動させて、Θ軸テーブル６およびｒテーブル７の
移動完了信号を発信するように構成されている。
また、前記制御装置は前記移動完了信号を受ける
と、作業位置の調心プログラムを実行するように
構成されている。この調心プログラムは、第６図
に示すように、（第５図参照） (イ) 移動完了信号を受けると、Θ軸テーブルを駆
動するΘ軸用モータを所定方向に回転させる単
位駆動パルスを供給し、Θ軸テーブルをΘ（−）
方向のＡ点に向かつてすなわち反時計方向に移
動させるとともに、調心センサの出力変化を判
定する。

(ロ) 調心センサの出力がオンからオフに反転しな
いとき、(イ)に戻る。

(ハ) 調心センサがオンからオフに反転するとき、
駆動パルス数（ΘN）を０とする。

(ニ) Θ軸用モータに単位駆動パルスを供給してΘ
軸テーブルをΘ（＋）方向のＢ点に向かつてす
なわち時計方向に移動させ、この駆動パルス数
をカウントする（（ΘN）←（ΘN）＋１）とと
もに、調心センサの出力変化を判定する。

(ホ) 調心センサがオンからオフに反転しないと
き、(ニ)に戻る。

(ヘ) 調心センサがオンからオフに反転するとき、
駆動パルス数（ΘN）の中間値（ΘN／２）を
算出する。

(ト) Θ軸用モータに駆動パルス数（ΘN）が前記
中間値になるように単位駆動パルスを供給し
て、前記Θ軸テーブルをＢ点からΘ（−）方向
のＣ点に向かつてすなわち反時計方向に移動さ
せる。

(チ) 駆動パルス数（ΘN）が前記中間値（ΘN／
２）でない時、(ト)に戻る。

(リ) 駆動パルス数（ΘN）が前記中間値（ΘN／
２）になつて、Θ軸テーブルをＢ点からＣ点ま
で移動させ、Ｃ点で停止させる。

(ヌ) ｒテーブルを駆動するｒ用モータを所定方向
に回転させる単位駆動パルスを供給し、ｒテー
ブルをｒ（＋）方向のＤ点に向かつて前進させ
るとともに、調心センサの出力変化を判定す
る。

(ル) 調心センサの出力がオンからオフに反転し
ないとき、(ヌ)に戻る。

(ヲ) 調心センサがオンからオフに反転すると
き、駆動パルス数（rN）を０とする。

(ワ) ｒ用モータに単位駆動パルスを供給してｒ
テーブルをｒ（−）方向のＥ点に向かつて後退
させ、この駆動パルス数をカウントする
（（rN）←（rN）＋１）とともに、調心センサ
の出力変化を判定する。

(カ) 調心センサがオンからオフに反転しないと
き、（ワ）に戻る。

(ヨ) 調心センサがオンからオフに反転すると
き、駆動パルス数（rN）の中間値（rN／２）
を算出する。

(タ) ｒ用モータに駆動パルス数（rN）が前記中
間値になるように単位駆動パルスを供給して、
前記ｒテーブルをＥ点からｒ（＋）方向のＯ点
に向かつて前進させる。

(レ) 駆動パルス数が前記中間値（rN／２）でな
い時、（タ）に戻る。

(ソ) 駆動パルス数が前記中間値（rN／２）にな
つて、ｒテーブルがＥ点からＯ点まで移動さ
せ、Ｃ点で停止させる。

(ツ) 位置決め完了信号をねじ締めユニツトに送
る。

ように構成されている。

このように設定された移動量からなるθ軸テー
ブル６及びｒテーブル７は、第５図に示すよう
に、軌跡２０上をＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ点の順序に
従つてＯ点に移動し、前記チヤツクユニツト３及
び調心用センサ４は略十字状に連続的に移動する
ように構成されている。

上記のように構成された自動ねじ締め用ロボツ
ト１により調心位置決め作業を行なう場合、第１
図、第２図及び第３図に示すように、θ軸用モー
タ８及びｒ用モータ（図示せず）を駆動させ、チ
ヤツクユニツト３及び調心用センサ４をアーム９
と一体にθ軸方向及びｒ方向に移動させ、そのチ
ヤツクユニツト３の先端をワーク１９面上の所定
位置決め穴２１内における所定の作業位置２２に
位置させる。

ところで、第５図及び第６図に示すように、所
定位置決め穴２１の中心点よりチヤツクユニツト
３の先端位置がずれている場合、θ軸用モータ８
に１パルスを加え、チヤツクユニツト３及び調心
用センサ４を所定位置決め穴２１の円周内におけ
る所定の作業位置２２からθ（−）方向に１パル
ス毎移動させる。そこで、調心用センサ４は所定
位置決め穴２１の円周とθ軸の円弧との交叉点上
にＡ点を検出（phs：オフ）し、チヤツクユニツ
ト３の先端を所定の作業位置２２からＡ点に位置
させる。

次に、前記チヤツクユニツト３がＡ点に達した
後、θ軸用モータ８にパルス数を加え、調心用セ
ンサ４をθ（＋）方向に所定量移動させる。そこ
で、調心用センサ４は前記交叉点上のＢ点を検出
（phs：オフ）し、チヤツクユニツト３の先端を
Ａ点からＢ点に位置させる。更に、前記チヤツク
ユニツト３が前記交叉点上のＢ点に達した後、θ
軸用モータ８に所定パルス数を加え、調心用セン
サ４をθ（−）方向に所定移動量の1/2移動させ
る。そこで、調心用センサ４は前記交叉点Ａ点及
びＢ点の円弧AB上に、その中間点であるＣ点を
検出し、チヤツクユニツト３の先端をＢ点からＣ
点に位置させる。

一方、前記チヤツクユニツト３が前記円弧AB
の中間点であるＣ点に達した後、ｒ用モータ（図
示せず）に１パルスを加え、チヤツクユニツト３
及び調心用センサ４をｒ（＋）方向に１パルス毎
移動させる。そこで、調心用センサ４は所定位置
決め穴２１の円周とｒ方向の直線との交叉点上に
Ｄ点を検出（phs：オフ）し、チヤツクユニツト
３の先端をＣ点からＤ点に位置させる。

次に、前記チヤツクユニツト３が前記交叉点上
のＤ点に達した後、ｒ用モータにパルス数を加
え、調心用センサ４をｒ（−）方向に所定量移動
させる。そこで、調心用センサ４は交叉点上のＥ
点を検出（phs：オフ）し、チヤツクユニツト３
の先端をＤ点からＥ点に位置させる。更に、前記
チヤツクユニツト３が前記交叉点上のＥ点に達し
た後、ｒ用モータに所定パルス数を加え、調心用
センサ４をｒ（＋）方向に所定移動量の1/2移動さ
せる。そこで、調心用センサ４は交叉点上の直線
DE上に、その中間点であるＯ点を検出し、チヤ
ツクユニツト３の先端をＥ点からＯ点に位置さ
せ、調心を完了させる。

このように所定位置決め穴２１の円周とθ軸の
円弧との交叉するＡ点及びＢ点からなる円弧AB
の中間点であるＣ点を設定し、そのＣ点でθ軸を
一定にし、そのθ軸上のＣ点にｒ方向を位置させ
るので、そのｒ方向は所定位置決め穴２１の中心
点を通ることになり、なんらの補足的機構をくわ
えることなく高精度の調心が可能となる。

以上、説明したように、本発明は、ｒ−θテー
ブルからなるロボツトに取付けられたチヤツクユ
ニツトの先端位置に保持した調心用センサを所定
位置決め穴の円周上を略十字状に移動させるよう
に構成されているため、この結果、制御装置に教
示するだけで高精度の調心が可能となり、ねじ締
め作業の精度を高める等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関する自動ねじ締め用ロボツ
トの側面図、第２図は第１図の要部平面図、第３
図は第１図のＡ−Ａ線から見た調心用センサ付き
チヤツクユニツトの拡大図、第４図はチヤツクユ
ニツトの移動範囲を示す図、第５図は所定位置決
め穴の円周上の投射点の軌跡図、第６図は本発明
のフローチヤートをしめす。 １……自動ねじ締め用ロボツト、２……ロボツ
ト本体、３……チヤツクユニツト、４……調心用
センサ、５……支柱、６……θ軸テーブル、７…
…ｒテーブル、８……θ軸用モータ、９……アー
ム、１０……チヤツク本体、１１……ジヨイント
ベース、１２……センサホルダ、１３ａ，１３ｂ
……ジヨイントピン、１４……ブラケツト、１５
……エアーシリンダ、１６……ロツド、１７……
投光器、１８……受光器、１９……ワーク、２０
……軌跡、２１……所定位置決め穴、２２……所
定の作業位置、２３……ジヨイント、２４……ね
じ締めユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルスモータの回転を受けて支柱を中心に回
   転するΘ軸テーブルと、このΘ軸テーブルに保持
   されてかつｒ用モータの回転を受けて直線往復自
   在のｒテーブルとを設け、このｒテーブルにその
   延びる方向に延びるアームを取付け、このアーム
   の先端にねじが保持される一対のチヤツク爪を有
   するチヤツクユニツトを備えかつ前記アームと交
   叉する方向で下方に延びるねじ締めユニツトを取
   付け、このねじ締めユニツトと一体にその下方位
   置で交点を持つように傾斜して保持された一対の
   調心センサを取付ける一方、 あらかじめ記憶された作業位置を順次呼出して
   ねじ締めユニツトを順次所定作業位置まで移動さ
   せて移動完了信号を発信する制御装置を備えた自
   動ねじ締め用ロボツトにおいて、 (イ) 移動完了信号を受けると、Θ軸テーブルを駆
   動するΘ軸用モータを所定方向に回転させる単
   位駆動パルスを供給し、Θ軸テーブルを反時計
   方向に移動させるとともに、調心センサの出力
   変化を判定する。 (ロ) 調心センサの出力がオンからオフに反転しな
   いとき、(イ)に戻る。 (ハ) 調心センサがオンからオフに反転するとき、
   単位駆動パルスを供給してΘ軸テーブルを時計
   方向に移動させて、駆動パルス数をカウントす
   るとともに、調心センサの出力変化を判定す
   る。 (ニ) 調心センサがオンからオフに反転するとき、
   駆動パルス数の中間値を算出し、この中間値に
   なるまで駆動パルスを供給する。 (ホ) ｒテーブルを駆動するｒ用モータを所定方向
   に回転させる単位駆動パルスを供給し、ｒテー
   ブルを前進させるとともに、調心センサの出力
   変化を判定する。 (ヘ) 調心センサの出力がオンからオフに反転しな
   いとき、(ニ)に戻る。 (ト) 調心センサがオンからオフに反転するとき、
   単位駆動パルスを供給してｒテーブルを後退さ
   せ、駆動パルス数のカウントを開始するととも
   に、調心センサの出力変化を判定する。 (チ) 調心センサがオンからオフに反転するとき、
   駆動パルス数の中間値を算出し、この中間値に
   なるまで駆動パルスを供給し、ｒテーブルを前
   進させる。 (リ) 位置決め完了信号を発信する。 ように構成した制御装置を有することを特徴とす
   る自動ねじ締め用ロボツト。