JPH0232350Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は産業用ロボツトに関し、特にパレタ
イジングや搬送あるいは組立てなどの作業を行な
うロボツトにおいて、ワークと把持爪との相対位
置を検出する探索センサやその把持爪の位置ずれ
を確認するための装置に関するものである。

従来の技術 周知のように産業用ロボツトは、動作の自由度
が高く、テイーチングに基づいて多様な作業を行
なうことができるので、各種の分野で導入されて
いる。ところでこの種のロボツトによつてパレタ
イジングや搬送などのワークのハンドリングを行
なう場合、ロボツトはテイーチングに基づく経
路、手順によつて動作するから、ワークの位置決
め不良があつた場合には、ワークと把持爪との相
対位置にずれが生じ、ワークのハンドリングを行
なうことができなくなる。

そこで従来、アームに取付けたセンサによつて
ワークの位置ずれを検出し、その検出結果に基づ
いてテイーチングによるデータを補正しつつ作業
を行なう位置補正機能付きのロボツトが考えられ
ている。その場合、第８図に示すように、把持爪
１を設けた作業用ハンド２の中心に一致させてセ
ンサ３を配置できれば、作業用ハンド２全体が第
９図のように正規の位置からずれたとしても、セ
ンサ３も同様に変位するために、作業用ハンド２
の中心とセンサ３の中心との相対位置に変動は生
じない。したがつてセンサ３を上述した位置に配
置できれば、作業用ハンド２全体のずれが生じて
もそのまま継続使用が可能であり、したがつて保
全整備性が良好となる。しかしながら前述した作
業用ハンド２の中心に一致する位置は、ワークを
つかむ個所であるから、その位置にセンサ３を取
付けることは、物理的に不可能である。

したがつて現実にはセンサ３を作業用ハンド２
の中心から外れた位置に配置せざるを得ず、その
場合、大別して、第１０図に示すように把持爪１
の外側部にセンサ３を取付ける方式と、第１１図
に示すように作業用ハンド２から離れた個所にセ
ンサ３を設ける方式との２方式が考えられる。し
かしながら後者の方式では、ロボツトの動作範囲
や対象とするワーク４の移動範囲を考慮した場
合、ワーク４等との干渉を避けるために、センサ
３を上部に設けて上方からワーク４を検知するこ
とになり、その結果平面方向でのワーク４のずれ
量５を検知できても、上下方向でのずれ量６は検
知できない。これに加え、センサ３を上部に設け
た場合には、第１１図Ｂに示すような把持爪１の
先端部における中心のずれ量７を検知することが
できない。いずれにしても作業用ハンド２から離
れた個所にセンサ３を設ける方式は、作業用ハン
ド２２とワーク４との相対位置の補正用としては
不適当である。

他方、把持爪１の外側部にセンサ３を取付ける
前者の方式では、センサ３もしくは把持爪１が周
囲の障害物等に衝突するなどのことにより、以下
の３態様の不良状態が生じることが考えられる。
第１に第１２図Ａに示すようにセンサ３を保持し
ているブラケツト３ａが変形してセンサ３の位置
ずれ量８が生じる場合であり、第２は第１２図Ｂ
に示すようにセンサ３を取付けてある把持爪１が
変形することによりセンサ３に位置ずれ量９が生
じる場合である。このいずれの場合であつても、
センサの位置検出を行ない得なくなるか、もしく
は位置検出を行ない得ても把持爪１がワークに干
渉する事態が生じ、ワークの適切なハンドリング
を行なえなくなる。また第３は第１３図に示すよ
うにセンサ３を取付けていない把持爪１が変形し
た場合である。このような場合には、ワークをつ
かむ中心位置すなわち把持爪１の先端部における
作業用ハンド２の中心にずれ量１０が生じるか
ら、位置検出を正確に行なうことができるもの
の、変形した把持爪１がワークに干渉し、あるい
はワークをつかむことができず、正常なハンドリ
ングができなくなる。その結果、上述した不良状
態が生じた場合には、ワークの損傷、周囲の物品
の損壊、センサ３や作業用ハンド２あるいはロボ
ツトの破損などの不都合が生じる。

したがつて前述したセンサ３を設けてもロボツ
トの作業位置にずれが生じた場合には、センサ３
あるいは作業用ハンド２に何らかの処理を施して
位置ずれを修正する必要がある。しかしながら作
業位置のずれは、前述したようにセンサ３を要因
とする場合と、把持爪１を要因とする場合の二態
様があるから、修正処置を施す以前に位置ずれの
要因が、これらのいずれによるものか見出す必要
があり、併せてそのずれ量を予め見出す必要があ
る。

従来、上述した作業位置のずれ要因やずれ量を
検知する手段がなかつたために、目視観察に基づ
く判断で位置ずれ修正のための作業を行ない、そ
の後テスト運転により修正結果の良否を調べ、修
正不十分の場合には、再度修正作業を行なつてい
た。

考案が解決しようとする問題点 しかるに上述した従来の方法は、作業者の経験
と勘に基づく所謂トライアンドエラー方式である
から、作業位置のずれを修正する作業に長時間を
要し、また作業用ハンドを交換した場合にも同様
な問題が生じ、さらに目視に基づくものであるた
めに、発見が遅れて作業用ハンドやセンサが破損
するおそれがあつた。

この考案は上記の事情に鑑み、ロボツトによる
作業位置のずれ要因およびずれ量を自動的かつ簡
単に検知することができ、ひいては把持爪やセン
サの調整時間を短縮することのできる位置ずれ確
認装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記の目的を達成するために、所
定の対象物に感応する２個のセンサを互いに直交
する２方向に沿つて配置してなるセンサユニツト
を、把持爪の所定個所に取付けるとともに、把持
爪によつてつかみ上げたワークを載せるチエツク
台座を、ロボツトのアームの動作範囲内における
予め定めた位置に配置し、そのチエツク台座上に
前記センサが感応する基準指標を設け、さらにワ
ークの位置ずれ寸法を示す目盛を互いに直交する
２方向に沿つてチエツク台座上に付したことを特
徴とするものである。

実施例 つぎにこの考案の実施例を第１図ないし第７図
を参照して説明する。

第１図および第２図は３本の把持爪１１ａ，１
１ｂ，１１ｃによつて環状のワーク１２を把持す
る構成のロボツトにこの考案を適用した例を示す
図であつて、所定の１本の把持爪１１ａの外側に
センサユニツト１３が取付けられている。センサ
ユニツト１３は、直角に折れ曲つたブラケツト１
４に、投光器１５ａ，１５ｂと受光器１６ａ，１
６ｂとからなる２対のセンサ１７ａ，１７ｂを直
交する２方向に向けて取付け、各投光器１５ａ，
１５ｂと受光器１６ａ，１６ｂとの間に異物が介
在して光が遮られることにより動作するよう構成
されている。またロボツトの動作範囲内における
予め定めた所定位置に、把持爪１１ａ〜１１ｃに
よつてつかみ上げたワーク１２を載せて位置ずれ
をチエツクするためのチエツク台座１８が配置さ
れており、そのチエツク台座１８は第１図および
第２図に示すように、ワーク１２を嵌め込むよう
中心部が高くなつた２段構造であつて、その中心
には基準位置を示す基準ピン１９が立設されてお
り、またチエツク台座１８の上面には位置ずれ量
を表示するための目盛２０が、前記各センサ１７
ａ，１７ｂの配置方向と平行になるよう、すなわ
ち互いに直交する２方向に沿つて付されている。

つぎに上記の装置の使用方法を説明する。上記
の装置は、センサ１７ａ，１７ｂの位置ずれおよ
び把持爪１１ａ〜１１ｃの位置ずれを共に確認す
ることができ、先ずセンサ１７ａ〜１７ｂの位置
ずれの確認を行なつた後に、把持爪１１ａ〜１１
ｃの位置ずれの確認を行なう。すなわちセンサ１
７ａ，１７ｂおよび把持爪１１ａ〜１１ｃが共に
正常な状態において前記基準ピン１９が各センサ
１７ａ，１７ｂにおける光を遮るようセンサユニ
ツト１３を把持爪１１ａ〜１１ｂと共に互いに直
交する２方向へ移動させ、センサ１７ａ，１７ｂ
が動作する位置に基づいてセンサ１７ａ，１７ｂ
の位置ずれの有無を確認し、位置ずれがなければ
把持爪１１ａ〜１１ｃによつてワーク１２をつか
み上げてチエツク台座１８に載せ、その載置状態
に基づいて把持爪１１ａ〜１１ｂの位置ずれを確
認し、他方、センサ１７ａ，１７ｂに位置ずれが
あつた場合には、そのずれ量の確認操作を行な
う。このような一連の動作は、予め行なうテイー
チングに基づいて行なわせることができる。

上述した確認動作のうち、先ずセンサ１７ａ，
１７ｂについての確認動作を具体的に説明する
と、第３図ないし第５図はその動作を原理的に示
す模式図である。センサ１７ａ，１７ｂが正常な
状態でセンサ１７ａ，１７ｂを基準ピン１９に向
けて移動させた場合に、センサ１７ａ，１７ｂが
オフとなる第１ポイントP₁とセンサ１７ａ，１
７ｂが基準ピン１９に感応してオンとなる第２ポ
イントP₂とを両者の間隔が作業要求精度となる
よう定めておく。これはテイーチング時に各ポイ
ントP₁，P₂を記憶させておくことにより行なう
ことができる。第３図および第４図Ａ，Ｂは、ロ
ボツトを起動してセンサ１７ａ，１７ｂの確認動
作を行なわせた場合を示し、第３図に示す状態で
は第１ポイントP₁でセンサ１７ａ，１７ｂがオ
フ、第２ポイントP₂でセンサ１７ａ，１７ｂが
オンとなつているから、センサ１７ａ，１７ｂに
特に位置ずれが無く、正常と判断される。これに
対し第４図Ａに示す状態では、センサ１７ａ，１
７ｂを第１ポイントP₁から第２ポイントP₂へ移
動させるようロボツトが動作したにも拘らずセン
サ１７ａ，１７ｂがオフとなつており、したがつ
てセンサ１７ａ，１７ｂが図の上方へ位置ずれを
生じていると判断され、センサ位置の異常がアラ
ーム表示される。また第４図Ｂの状態では、オフ
であるべき第１ポイントP₁においてセンサ１７
ａ，１７ｂがオンとなつているから、センサ１７
ａ，１７ｂが図の下方へ位置ずれを生じていると
判断され、この場合もセンサ位置の異常がアラー
ム表示される。

センサ位置に異常がなければ、把持爪１１ａ，
１１ｃの位置ずれ確認の動作に移り、また第４図
Ａ，Ｂに示すようにセンサ１７ａ，１７ｂの位置
ずれがあつた場合には、位置ずれ方向およびずれ
量確認の動作を行なう。位置ずれ方向およびずれ
量確認の動作は第５図に示すように、センサ１７
ａ，１７ｂの移動方向において基準ピン１９の前
後に亙りセンサ１７ａ，１７ｂのずれ量をカバー
できる範囲で10〜20個程度の例えば２mm間隔のチ
エツクポイントP₃を設定・記憶させておき、こ
れらのチエツクポイントP₃を通過するようセン
サ１７ａ，１７ｂを移動させた際に、センサ１７
ａ，１７ｂがオンとなるチエツクポイントP₃を
求めることにより行なう。すなわちセンサ１７
ａ，１７ｂが基準ピン１９に感応してオンとなつ
たチエツクポイントP₃を正常な場合と比較すれ
ば、ずれの方向およびずれ量が求まる。

こうして知ることのできたセンサ１７ａ，１７
ｂの位置ずれの修正は、センサユニツト１３にお
けるブラケツト１４を直し、あるいはロボツトを
動作させるプログラム内容をオフセツト機能によ
つて変えることにより行なうことができる。

以上のようにしてセンサ１７ａ，１７ｂについ
て確認を行ない、センサ１７ａ，１７ｂに位置ず
れがなかつた場合および位置ずれの修正を行なつ
た後に、把持爪１１ａ〜１１ｃの確認のための動
作を行なう。すなわちロボツトが予め定めたプロ
グラムに従つて動作し、把持爪１１ａ〜１１ｃに
よつてワーク１２をつかみ上げるとともに、チエ
ツク台座１８に運んでその上に載せる。その場
合、ワーク１２が第６図に示すようにチエツク台
座１８に同心状に載れば、位置ずれが生じてい
ず、把持爪１１ａ〜１１ｂは正常であると判断さ
れる。これに対し第７図に示すようにワーク１２
の中心がチエツク台座１８の中心からずれた場合
は、把持爪１１ａ〜１１ｃに変形が生じていると
判断される。このような位置ずれの方向とずれ量
は、チエツク台座１８の上面に付した目盛２０に
よつて読み取ることができる。そしてこのような
位置ずれの修正は、把持爪１１ａ〜１１ｃの変形
を直し、あるいはプログラム内容をオフセツト機
能によつて補正することによつて行なうことがで
きる。

なお、上記の実施例では、投光器と受光器とか
らなるセンサを用いた例について説明したが、こ
の考案におけるセンサは、光学的手段によるもの
以外に電磁的手段によるものをも使用でき、それ
に伴い基準指標も前述した基準ピン以外に、セン
サに応じた各種のものを用いることができる。

考案の効果 以上の説明から明らかなようにこの考案によれ
ば、センサが基準指標の近傍を予め定めた方向に
通過し、また把持爪がワークをつかみ上げてチエ
ツク台座に載せるようテイーチング等により動作
プログラムを組んでおき、そのプログラムに従つ
てロボツトを動作させることにより、センサが基
準指標に感応するタイミングの変動によつてセン
サの位置ずれを検知でき、またチエツク台座上の
ワークの位置ずれによつて把持爪の位置ずれを知
ることができる。またセンサが基準指標に感応す
るタイミングのずれからセンサのずれ量を知るこ
とができ、またチエツク台座上に付した目盛によ
つて把持爪のずれ量を知ることができる。このよ
うにこの考案の装置によれば、センサや把持爪の
ずれを、自動的かつ定量的に検知できるので、ロ
ボツトの作業位置のずれを迅速に修正でき、また
その修正を的確に行なうことができるから、その
作業途中での把持爪の破損など二次的損傷を未然
に防止でき、さらには１サイクルないし数サイク
ルごとにこの考案の装置を用いた位置ずれ確認動
作を行なわせることにより、把持爪を含むハンド
部の損傷を防止することができるなどの効果を得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例におけるセンサユ
ニツトとチエツク台座とを示す斜視図、第２図は
把持爪によつてつかみ上げたワークをチエツク台
座に載せる状態の斜視図、第３図および第４図
Ａ，Ｂはセンサの位置ずれの確認動作を示す概念
図であつて、第３図は正常な状態を示し、第４図
Ａ，Ｂは位置ずれを生じている場合をそれぞれ示
す。第５図はずれ量検知のための動作を示す概念
図、第６図はワークを位置ずれすることなくチエ
ツク台座に載せた状態の平面図、第７図はワーク
がチエツク台座に対して位置ずれしている状態の
平面図、第８図はセンサの配置位置の一例を示す
略解図、第９図は第８図に示す構造においてセン
サと把持爪との相対位置の変動がないことを説明
するための略解図、第１０図はセンサの配置位置
の他の例を示す略解図、第１１図Ａはセンサの配
置位置の更に他の例を示す略解図、第１１図Ｂは
第１１図Ａに示す構造において把持爪とセンサと
の相対位置の変動が生じることを説明するための
略解図、第１２図Ａ，Ｂは第１０図に示す構造に
おけるセンサの位置ずれの態様を示す略解図、第
１３図は位置ずれの要因となる把持爪の変形の例
を示す略解図である。 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ……把持爪、１２……
ワーク、１３……センサユニツト、１７ａ，１７
ｂ……センサ、１８……チエツク台座、１９……
基準ピン、２０……目盛。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 予め定めたプログラムにしたがつて所定の範囲
   内を動作させられるアームの先端部に、ワークを
   つかむ把持爪を設けた産業用ロボツトにおいて、
   所定の対象物に感応する２個のセンサを互いに直
   交する２方向に沿つて配置してなるセンサユニツ
   トを、前記把持爪の所定個所に取付けるととも
   に、把持爪によつてつかみ上げたワークを載せる
   チエツク台座を、アームの動作範囲内における予
   め定めた位置に配置し、そのチエツク台座上に前
   記センサが感応する基準指標を設け、さらにワー
   クの位置ずれ寸法を示す目盛を、互いに直交する
   ２方向に沿つてチエツク台座上に付してなること
   を特徴とするロボツトの探索センサ及び把持爪の
   位置ずれ確認装置。