JPH0238357B2

JPH0238357B2 -

Info

Publication number: JPH0238357B2
Application number: JP57089978A
Authority: JP
Inventors: Yoshitada Sekine; Fumiki Yokota
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1990-08-30
Also published as: JPS58206387A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、ロボツトの位置補正装置に関する
ものである。近時、実用化されつつある組立（アセンブリ）
ロボツトにおいては、締結作業や部品の差し込み
作業等を如何にして迅速巧妙に失敗なく繰り返し
行えるようにするかが、重要な課題になつてい
る。例えば、締結作業の例を採るなら、ねじが自動
供給される自動ねじ締め機を、ロボツトの可動部
の先端に取り付けたメカニカルハンドに把持させ
るか、ロボツトの可動部先端に直接取り付けて、
その自動ねじ締め機の先端をワークのねじ穴上に
正確に位置決めした後、自動ねじ締め機を垂直に
降してねじ締め作業を行うことが考えられる。ところが、この作業を恙無く迅速に行うには、
ロボツトの繰り返し精度の向上を計ることも然る
事ながら、ロボツトの作業位置に供給されるワー
クのねじ穴位置が一定でないと、ロボツトの作業
端である自動ねじ締め機の先端の位置決めが正確
であつても失敗する確率が高くなつてしまう。この事は、例えば自動車のインストルメントパ
ネルのようにねじ穴の位置精度がミリ単位でバラ
ツクようなワークの締結作業を行う場合に特に顕
在化する問題である。そこで、近年ロボツトに視覚認識機能を持たせ
て、前述のワークのねじ穴位置を視覚的に認識し
て、自動ねじ締め機の先端の位置補正を行うこと
が試みられている。しかしながら、これではTVカメラからの画像
データの処理に現段階の技術では時間がかかりす
ぎる難点があるばかりか、装置全体が高価である
ため、実用性があまりない。この発明は、上記のような背景に鑑みてなされ
たものであり、前述のねじ穴のようなロボツトの
作業小域と、ロボツトの作業端（前述の例では自
動ねじ締め機の先端）との間の位置ずれ誤差を比
較的簡単な装置で高速に補正吸収し得るようにす
ることを目的とする。そのため、この発明によるロボツトの位置補正
装置は、ロボツトの作業端に、該作業端の目標位
置の近傍に位置する円形状の作業小域の存在を検
出する３以上の検出部を、該作業小域内に包含さ
れるように同一円周上に分散配置した検出体を設
け、また、前記作業小域の存在を検出した前記検
出体における検出部の位置及び個数に応じて、よ
り多くの検出部を前記作業小域内に導く予め一義
的に定められた前記作業端の移動方向及び移動量
のデータ群からなる位置補正データが記憶された
位置補正データ記憶手段を予め設けておき、前記
作業端を前記目標位置に位置決めした時に、前記
位置補正データ記憶手段から前記作業小域の存在
を検出した前記検出体における検出部の位置及び
個数に適合した位置補正データを前記データ群の
中から選択し、この選択された位置補正データに
基づいてロボツトの可動部を駆動し、以上のよう
な動作を、前記検出体における全ての検出部が前
記作業小域の領域内に位置されるまで繰り返し行
なわせることで、前記作業端の位置補正を行なう
ようにしている。なお、この明細書中において、ロボツトの作業
端とは、ロボツトの可動部の先端（手首部）自体
又はその先端に取り付けたメカルカルハンドに自
動ねじ締め機のような工具を持たせた場合なら、
その工具の先端部を、又メカルカルハンドによつ
て直接何らかの作業（部品の差し込み作業等）を
行う場合なら、メカニカルハンドにおける所定の
一端部を夫々表わすものとする。また、ロボツトの作業小域とは、前述のような
締結作業の場合なら、ねじ穴等の穴又はスタツド
ボルト等を、差し込み作業の場合なら差込穴又は
ピン等を、又単にワーク上に付したマークの探索
作業の場合ならそのマークを夫々表わすものとす
る。以下、この発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。第１図は、この発明を適用した水平多関節型ロ
ボツトによる締結作業の様子を示す斜視図であ
る。同図において、SCARA型とも称される水平多
関節型ロボツト１は、基部２上に正立固定した柱
体３と、この柱体３に対して矢示Ｚ方向に上下動
する昇降部４と、この昇降部４に対してｘ−ｙ平
面を矢示θ₁方向に旋回する第１腕５と、この第１
腕５に対して同じくｘ−ｙ平面上を矢示θ₂方向に
旋回する第２腕６と、この第２腕６の端盤６ａに
取り付けられ、後述する自動ねじ締め機７をベア
リングに介して回転自在に取り付けた手首部８と
によつて軸構成されている。そして、昇降部４は、柱体３に取り付けたモー
タM₁によつて減速機GB₁及び柱体３内の回転−
直線運動変換機構を介して矢示Ｚ方向に駆動さ
れ、第１腕５は、昇降部４に取り付けたモータ
M₂によつて減速機GB₂を介して矢印θ₁方向に駆
動される。また、第２腕６は、第１腕５に取り付けたモー
タM₃によつて減速機GB₃を介してθ₂方向に駆動
される。なお、PG₁〜PG₃は各モータM₁〜M₃の出力軸
に取り付けたパルスジエネレータであり、夫々昇
降部４及び第１、第２腕５，６の移動位置を検出
する。また、昇降部４及び第１、第２腕５，６の連結
軸部に回転自在に取り付けた歯付プーリPU₁，
PU₂と、自動ねじ締め機７のまわりに固着した歯
付プーリPU₃との間には、夫々歯付ベルトVT₁，
VT₂を張装してあり、これによつて第１、第２
腕５，６が夫々矢示θ₁，θ₂方向に旋回しても自動
ねじ締め機７の姿勢が常に一定となる。そして、この水平多関節型ロボツト１は、その
前面に設置したワーク搬送コンベア９によつて矢
示Ｙ方向から搬送されて図示の位置に停止するコ
ンベア９にクランプされた自動車のインストルメ
ントパネル１０におけるグローブボツクス１１
に、グローブボツクスリツド１２をねじ締めする
作業を行う。なお、グローブボツクスリツド１２には、タツ
ピングねじをねじ込む穴１２ａが穿設してあり、
この穴１２ａはコンベア９の上流でグローブボツ
クスリツド１２をグローブボツクス１１に仮設す
る時に、グローブボツクス側の穴との間の位相を
合せてある。そして、このグローブボツクスリツド１２の穴
１２ａの穿設位置が部品毎に異なつている可能性
があるので、ロボツト１の先端に取り付けた自動
ねじ締め機７を例えば予めテイーチングによつて
得た目標位置に移動させた時、後述する位置補正
装置によつて穴１２ａと自動ねじ締め機７の先端
との位置ずれ誤差を吸収しようとするものであ
る。次に、第２図を参照して自動ねじ締め機７の概
略を説明する。同図において、図示しないねじ供給管に連通す
るねじ供給口１３から送られてきたタツピングね
じ１４は、図示しないリターンスプリングによつ
て図示のように閉じた樹脂製のチヤツク爪１５，
１５によつてチヤツクされており、チヤツク爪１
５，１５を締め付け面に当てて、自動ねじ締め機
７を押すと、ビツト7aが前進してタツピングね
じ１４と共にチヤツク爪１５，１５を押し広げる
ため、タツピングねじ１４が締め付け面の穴に覗
き、その後ビツト7aが内蔵モータによつて回転
してねじ締めがなされる。そして、この自動ねじ締め機７のチヤツク爪１
５，１５の先端部は、第１図のグローブボツクス
リツド１２の穴１２ａの存在を検出する４個の検
出部を一定の配列で分散配置するための検出体の
役目もなす。すなわち、第３図に示すようにチヤツク爪１
５，１５の先端面１５ａ，１５ａの外周部には、
夫々２個ずつ計４個の同径の逃げ穴１５b₁〜１５
b₄を対称的に穿設してあり、この等４個の逃げ穴
１５b₁〜１５b₄の各底部にはチヤツク爪１５，１
５内にモールドした４本の光フアイバ１６の受光
端面部１６ａを夫々固定してある。そして、これ等４本の光フアイバ１６は、例え
ば第２図に示すチヤツク爪１５，１５の位置から
外部に一旦出た後、自動ねじ締め機７の頭部内に
設けた検出回路に導かれている。検出回路は、例えば第４図に示すような構成の
回路部を４個備えている。この回路部は、光フアイバ１６によつて伝達さ
れた光をフオトトランジスタPTで受けて、その
光強度に応じた電流を抵抗Ｒに流す。そして、この抵抗Ｒの両端に発生する電圧V_X
を例えばCMOSのシユミツトトリガバツフアSH
で受けて、電圧V_Xがその入力スレシヨルドレベ
ルV_THより大きいか小さいかで出力ｅが“Ｈ”又
は“Ｌ”になるように回路定数を設定する。例えば、チヤツク爪１５，１５の先端面１５
ａ，１５ａの径d₁、グローブボツクスリツド１２
の穴１２ａの径d₂、及び逃げ穴１５a₁〜１５b₄の
径d₃の間に、例えば第５図に示すような大小関係
を設定した場合、例えば逃げ穴１５b₄が図示のよ
うに穴１２ａに対して約2/3以上覗いた時に、出
力ｅが“Ｌ”に、それ以上では“Ｈ”になるよう
にする。なお、グローブボツクスリツド１２の穴１２ａ
は、穴１２ａ以外の部分より暗くなつている。このようにすると、シユミツトトリガバツフア
SHの出力ｅが“Ｌ”の時、出力トランジスタTr
がオフであるから、出力P₄は定電流源CIによつ
て“１”になり、出力ｅが“Ｈ”の時、出力トラ
ンジスタTrがオンして、出力P₄が“０”になる。なお、同回路部中、ダイオードＤは逆接防止
用、ツエナーダイオードZD₁は逆流防止用、ツエ
ナーダイオードZD₂はサージ吸収用である。したがつて、出力P₄が“１”か“０”かを調
べることによつて、逃げ穴１５b₄の検出部である
光フアイバ１６の端面部１６ａが穴１２ａの存在
を検出したか否かを知ることができる。以下、第６図に示すように、逃げ穴１５b₁〜１
５b₄に対応する検出部をQ₁〜Q₄と称し、それ等
に対応する各検出回路部の出力をP₁〜P₄と称す
る。第７図は、この発明によるロボツトの位置補正
装置を含む第１図の水平多関節型ロボツト１の制
御ブロツク図である。なお、第７図のパルス分配器２０から先の偏差
カウンタ２１、駆動部２２、速度検出部２３、及
び位置カウンタ２４は、第１図の昇降部４を駆動
するモータM₁のデジタルDCサーボ系であり、他
の第１、第２腕５，６のデジタルDCサーボ系は
全く同様に構成されているので、図示を省略す
る。先ず、ロボツトを駆動制御するための基礎とな
る部分に就て説明する。同図において、移動データ算出部１７は、後述
するゲート信号G₁によつてゲート回路１８が開
いた時に、メモリ１９から読み出される第１図の
自動ねじ締め機７の先端の目標位置を示す位置デ
ータと現在位置レジスタ２５に格納されている昇
降部４及び第１、第２腕５，６各部の現在位置デ
ータとに基づいて、昇降部４の移動量及び第１、
第２腕５，６の各移動角を算出して、その算出結
果をパルス分配器２０に出力する。なお、メモリ１９には、第１図のグローブボツ
クスリツド１２の各穴１２ａの位置を例えばテイ
ーチングによつて求めた結果である複数の位置デ
ータやロボツトの原点位置データ等が格納してあ
り、予め定めた作業順序に従つて読み出される。ただし、これ等の各位置データでは、ロボツト
１の先端の自動ねじ締め機７を夫々相異なるグロ
ーブボツクスリツド１２の各穴１２ａ上に正確に
位置決めできる保証はないが、少なくともその近
傍に位置決めすることは可能である。パルス分配器２０は、移動データ算出部１７か
らの算出結果に基づいて、各部の移動量（角）を
パルス数で表わしたパルス信号を形成して、夫々
のパルス信号を各デジタルDCサーボ系の偏差カ
ウンタ２１に分配出力する。デジタルDCサーボ系では、偏差カウンタ２１
のカウント出力に応じて駆動部２２内のＤ／Ａ変
換器及びサーボアンプを介してモータM₁を回転
駆動制御するようになつており、その速度及び位
置（回転量）制御の概略は次の如くである。すなわち、モータM₁の正転方向に回すべき時
は、パルス分配器２０からのパルス信号を偏差カ
ウンタ２１のアップカウント端子Ｕに、モータ
M₁によつて作動するパルスジエネレータPG₁か
らフイードバツクされるパルス信号を偏差カウン
タ２１のダウンカウント端子Ｄに、夫々図示しな
い切換回路を介して入力する。このようにすると、モータM₁が回転し始めた
時点から一定時間経過するまでは、パルス信号の
周期及びパルスジエネレータPG₁の出力特性によ
つて決まる速さで、偏差カウンタ２１のカウント
値は増加し、前記一定時間経過後は偏差カウンタ
２１のカウント値は一定に保たれる。そして、偏差カウンタ２１のアツプカウント端
子Ｕに入力されるパルス信号がなくなると、パル
スジエネレータPG₁からのパルス信号よつてその
カウント値がデクリメントされていく。このような変化をする偏差カウンタ２１のカウ
ント値を速度基準値として、この速度基準値と速
度検出部２３からの実速値（パルスジエネレータ
PG₁からのパルス信号をＦ／Ｖ変換して得る）と
を比較して両者が一致するように駆動部２２は速
度フイードバツク制御する。このように、偏差カウンタ２１がパルス分配器
２０からのパルス信号をカウントし始めることに
よつてモータM₁が回転し始め、偏差カウンタ２
１のカウント値が増加、一定、減少して零になる
ことによつて、モータM₁がそのパルス数に応じ
た回転数だけ回転して停止し、それによつて位置
（回転量）制御が行われる訳であるが、モータM₁
の回転量が所定値以上又は以下の場合は、次のよ
うな補正が行われる。すなわち、パルスジエネレータPG₁としてイン
クリメンタル形のものを使用すると、モータM₁
の回転方向をその出力パルス信号の位相を弁別す
ることによつて検知できる。そこで、前述した切換回路にその弁別機能を持
たせて、モータM₁が正転の時は前述のとおりパ
ルスジエネレータPG₁からのパルス信号を偏差カ
ウンタ２１のダウンカウント端子Ｄに、逆転の時
はそのパルス信号をアツプカウント端子Ｕに夫々
入力するようにする。このようにすると、当然の事ながら回転量が所
定値に充たない時は、偏差カウンタ２１のカウン
ト値は零にはならないので、モータM₁をさらに
正方向に回転してカウント値が零になるように作
用し、回転量が所定値を越えていれば、偏差カウ
ンタ２１のカウント値は負の値であるから、モー
タM₁は逆方向に回転されると共に、その回転に
応じてパルスジエネレータPG₁から出力されるパ
ルス信号によつて負の値のカウント値が正方向に
向つてインクリメントされて、カウント値が零に
なるように作用する。それによつて、モータM₁は結果的にはパルス
分配器２０からのパルス信号のパルス数に応じた
回転数だけ回転して停止する。なお、現在位置レジスタ２５は、前述のように
して駆動制御される各モータM₁〜M₃の始動時点
からの見かけ上の回転量（正転量−逆転量）をカ
ウントする３個の位置カウンタ２４からのカウン
ト出力を格納するようにしてあり、それによつて
ロボツト１の各部が原点位置からどれだけ動いた
かを示す現在位置データを常に保持している。なお、これ等の各位置カウンタ２４も、各パル
スジエネレータPG₁〜PG₃からのパルス信号の位
相を検知して、モータM₁〜M₃の正転時のパルス
信号をアップカウント端子に、逆転時のパルス信
号をダウンカウント端子に夫々入力する切換回路
を入力側に夫々接続してある。以上のようにして、第１図のロボツト１の手首
部８に取り付けた自動ねじ締め機７の先端を、コ
ンベア９上にインストルメントパネル１０のグロ
ーブボツクス１１に仮設したグローブボツクスリ
ツド１２の各穴１２ａの近傍（一致する場合もあ
る）に位置決めすることができる。次に、この発明に係わる部分に就て説明する。
第７図において、検出回路２６は、第４図に示し
た検出回路部を４個備えており、検出部Q₁〜Q₄
の検出結果に応じて前述した出力P₁〜P₄を出力
する。判別回路２７は、後述するゲート信号G₂によ
つて開かれるゲート回路２８を介して入力される
検出回路２６からの出力P₁〜P₄を２進データと
して入力して、第１表に示すような条件の下に信
号S₀〜S₁₃を出力する。なお、第１表において、例えばQ₁〜Q₄がオフ
とは、検出部Q₁〜Q₄の全てが穴１２ａの存在を
検出していないことを表わし、Q₁がオンとは検
出部Q₁のみが穴１２ａの存在を検出しているこ
とを示す。

【表】また、第１表においてQ₁，Q₃がオン又はQ₂，
Q₄がオンとなる状態がないのは、第６図から明
らかなように４個の検出部Q₁〜Q₄のうち、対角
に位置する２個の検出部のみが穴１２ａの存在を
検出することがあり得ないからである。なお、このように作用する判別回路２７は、例
えば公知の２進−16進変換回路によつて簡単に作
ることができる。制御部２９は、この発明に係わる制御を含むロ
ボツト全体の制御を司る。すなわち、制御部２９は、第８図イに示すロボ
ツト起動指令S_Tが入力されると、先ず同図ロに示
すゲート信号G₁をゲート回路１８に出力して、
ゲート回路１８を開き、それによつて最初の目標
位置を示す位置データがメモリ１９からの移動デ
ータ算出部１７に出力される。移動データ算出部１７は、その位置データを受
けた後、第８図ハに示すようにゲート信号G₁の
立下りのタイミングに基づいて、ロボツト１の各
部の移動データを算出して、その算出結果をパル
ス分配器２０に出力する。そして、パルス分配器２０は、その算出結果を
受けて第８図ニに示すようなタイミングで各デジ
タルDCサーボ系の各偏差カウンタ２１に前記算
出結果に応じたパルス信号を分配出力する。それによつて、前述したデジタルDCサーボ系
の作用により、入力されたパルス信号に応じた位
置決め制御がなされるため、ロボツト１の手首部
８に取り付けた自動ねじ締め機７の先端は、グロ
ーブボツクスリツド１２の最初の穴１２ａの位置
近傍に目標位置に位置決めされる。なお、上記の説明では、ロボツト１を原点から
いきなり最初の目標位置まで動かすようにした
が、実際には両者の間に複数の中継点を設定して
ロボツト１の運動軌跡を限定するようにしてい
る。次に、パルス分配器２０がパルス信号の分配を
終了すると、第８図ホに示す分配終了信号P_Eが
制御部２９に入力される。制御部２９は、この分配終了信号P_Eを受けて
第８図ヘに示すようなゲート信号G₂をゲート回
路２８に出力して、ゲート回路２８を開く。このゲート回路２８が開くと、自動ねじ締め機
７の先端面の検出部Q₁〜Q₄の穴検出状況に応じ
た出力P₁〜P₄が検出回路２６から判別回路２７
に出力されて、前述のような判別が行われ、それ
によつて第８図トに示すタイミングで信号S₀〜
S₁₃の何れか１つが制御部２９に入力される。制御部２９は、この信号を受けて該信号がS₀な
らば、検出部Q₁〜Q₄の何れもグローブボツクス
リツド１２の穴１２ａを検出していないので、位
置補正不能と見做して異常信号NGを出力し、ロ
ボツト１の動作停止等の異常処理を行う。また、入力信号がS₁〜S₁₂なら、それに対応す
る選択信号T₁〜T₁₂の何れかを選択読出回路３０
に出力する。選択読出回路３０は、選択信号T₁〜T₁₂に応じ
て夫々自動ねじ締め機７の先端の移動方向及び移
動量を示す位置補正データを格納したレジスタ
RST１〜RST１２の何れか１つを選択して、そ
の選択したレジスタから位置補正データを第８図
チに示すタイミングで移動データ算出部１７に出
力する。レジスタRST１〜RST１２に格納する位置補
正データの内容と選択信号T₁〜T₁₂の関係は、例
えば第２表に示すように設定してある。

【表】

【表】なお、第２表のように設定した理由は、例えば
第９図イに示すように、検出部Q₄のみが穴１２
ａの存在を検出している場合、自動ねじ締め機７
を検出部Q₄方向（矢印方向）に距離l₁移動させれ
ば、同図ロに示すように検出部Q₁，Q₂が穴１２
ａの存在を検出するようになり、この状態から検
出部Q₁，Q₂の中心方向（矢示方向）に自動ねじ
締め機７を距離l₂移動させれば、同図ハに示すよ
うに検出部Q₁，Q₃，Q₄が穴１２ａの存在を検出
するようになるからである。また、第９図ハの状態から検出部Q₄の方向
（矢示方向）に自動ねじ締め機７を距離l₃移動さ
せれば、同図ニに示すように全ての検出部Q₁〜
Q₄が穴１２ａの存在を検出するようになるから
である。したがつて、第２表のように設定することによ
つて、４個の検出部Q₁〜Q₄の１つが穴１２ａの
存在を検出していれば、前述のように３回位置補
正を繰返すと、第９図ニに示すように検出部Q₁
〜Q₄の全てが穴１２ａの存在を検出するように
なり、検出部Q₁〜Q₄の２つが穴１２ａの存在を
検出していれば、２回位置補正を繰返すと、第９
図ニのようになる。また、検出部Q₁〜Q₄の３つが穴１２ａの存在
を検出していれば、１回の位置補正で第９図ニに
示すようになる。第７図に戻つて、制御部２９に判別回路２７か
ら入力される信号がS₁₃なら、再び第８図ロに示
すゲート信号G₁をゲート回路１８に出力してゲ
ート回路１８を開き、それによつて今度はねじ締
め作業を行うための位置データがメモリ１９から
読み出されて、その位置データが移動データ算出
部１７に出力される。以上のような前提の下に、制御部２９が実行す
る制御動作の流れを第１０図のフロー図に従つて
説明する。 STEP1 前述したようにしてロボツト１の手首
部８に取り付けた自動ねじ締め機７をテイーチ
ングによる目標位置まで移動させる。 STEP2 自動ねじ締め機７の先端が目標位置に
位置したら、判別回路２７からの信号S₀〜S₁₃
に基づいて、検出部Q₁〜Q₄のどれが幾つ穴１
２ａの存在を検出したかをチエツクし、何れも
検出していなければ異常信号NGを出力して異
常処理を行う。検出部Q₁〜Q₄の内１〜３個穴１２ａの存在
を検出していれば、選択信号T₁〜T₁₂の何れか
を選択読出回路３０に出力してSTEP3に進み、
４個とも穴１２ａの存在を検出していれば、ゲ
ート信号G₁をゲート回路１８に出力して
STEP4に進む。 STEP3 STEP2において出力された選択信号T₁
〜T₁₂の何れかによつて選択されたレジスタ
RST１〜RST１２の何れかから読み出された
第２表に示す位置補正データを移動データ算出
部１７に出力し、それによつて前述した移動デ
ータ算出部１７、パルス分配器２０、及びロボ
ツト各部のデジタルDCサーボ系の作用により、
自動ねじ締め機７の先端の位置補正を行う。そして、このSTEP3とSTEP2のループを繰
り返して、検出部Q₁〜Q₄が全て穴１２ａの存
在を検出したら、前記ループから抜け出て
STEP4に進む。 STEP4 自動ねじ締め機７の先端面の検出部Q₁
〜Q₄が全てグローブボツクスリツド１２の穴
１２ａを検出しているため、自動ねじ締め機７
の先端部が穴１２ａに完全に覗いており、ねじ
締めが可能である。そこでゲート信号G₁によつてゲート回路１
８を開いてねじ締め作業を行うための位置デー
タをメモリ１９から読み出して、移動データ算
出部１７に出力し、それによつてねじ締め作業
を行う。なお、ねじ締め作業を行うための位置データ
とは、第１図の昇降部４のみを矢示Ｚ方向に所
定量を降すのに必要な位置データである。 STEP5 STEP4のねじ締め作業が完了したか否
かを監視し、完了したらSTEP6に進む。なお、ねじ締め作業が完了したか否かを監視
する方法としては、自動ねじ締め機７のビツト
7aにかかるトルクを検出することによつて行
うとか、単にタイマにより時間計測によつて行
う方法等が考えられる。 STEP6 グローブボツクスリツド１２の全ての
穴１２ａのねじ締め作業が完了したか否かとチ
エツクし、完了していなければSTEP1に戻つ
て前述の動作を繰り返し、完了していれば
STEP7に進む。なお、２回目以降におけるSTEP1で処理さ
れる目標位置は、グローブボツクスリツド１２
の各穴１２ａに対応して順次メモリ１９から読
み出される。 STEP7 ロボツト１の作業位置に停止したコン
ベア９上のインストルメントパネル１０におけ
るグローブボツクスリツド１２の取り付けが終
了したので、ロボツト１を原点に復帰させて、
次の作業タイミングまで待機する。なお、第７図において、判別回路２７、制御部
２９、選択読出回路３０、及びレジスタRST１
〜RST１２によつて位置補正量決定手段を、又
移動データ算出部１７、パルス分配器２０、現在
位置レジスタ２５、及び各デジタルDCサーボ系
によつて位置補正制御手段を夫々構成している。また、以下に上記実施例の変更例を列記する。 (イ) 第３図に示す逃げ穴１５b₁〜１５b₄の径と光
フアイバ１６の受光端面部１６ａの径とを同径
にしても略同様の検出効果を奏する。 (ロ) 第１１図イに示すように、４個の検出部Q₁
〜Q₄の中心に新たな検出部Q₅を設けて、この
検出部Q₅が穴１２ａの存在を検出した時点で、
ねじ締め作業を開始するようにしても良い。この場合、上記実施例より精度は落ちるが、
自動ねじ締め機７の先端中心が、穴１２ａに覗
くようになるので、ねじ締めは可能である。なお、このようにした場合、チエツク爪１
５，１５の先端面１５ａ，１５ａが開いた状態
を示す第１１図ロのようになる。 (ハ) 検出部の数は、２個以上なら幾つでも良く、
例えば第１２図に示すように７個にしても良
い。この場合、例えば先端面１５ａ，１５ａの径
d₄は、穴１２ａの径d₅の２倍弱とし、７個の検
出部のうち近接する３個を夫々穴１２ａと同円
に内接するようにする。そして、検出部のうち１つが、穴１２ａの存
在を検出していれば、その検出した検出部の方
向にl₄＝d⁴／２−d³／２（d₃：検出部の径）移
動させ、又検出部のうちの２つが、穴１２ａの
存在を検出していれば、その検出した２つの検
出部の中心方向に前記l₄だけ移動させれば、必
らず中心の検出部が穴１２ａの存在を検出する
ようになり、それによつてねじ締め作業が失敗
なく行える。 (ニ) 上記実施例では、ロボツト１の手首部８に自
動ねじ締め機７を取り付けるようにしたが、手
首部８にメカニカルハンドを装着して、このメ
カニカルハンドによつて自動ねじ締め機７を把
持させるようにしても良い。 (ホ) 上記実施例では、自動車のインストルメント
パネルのグローブボツクスリツドの締結作業に
この発明を適用した例について述べたが、イン
ストルメントパネルの他の部分（メータ等）や
他のワークの締結作業にも全く同様に適用でき
る。なお締結作業の中で、例えばスタツドボルト
にナツトを締め付ける作業の場合も、ナツトラ
ンナに前述のような自動ねじ締め機に取り付け
たような複数の検出部を取り付ければ、同様の
効果を奏する。また、ロボツトの手首部８に取り付けたメカ
ニルハンドによつてピン等の差し込み作業を行
うような場合なら、メカニカルバンドに複数の
検出部を設けて、それによつてピンの差込穴と
メカニカルハンドとの位置ずれを検出して、位
置補正するようにしても良い。 (ヘ) 上記実施例では、この発明を３軸の水平多関
節型ロボツトに適用した例について述べたが、
これに限るものではなく、どのような軸構成の
ロボツトにも同様に適用できる。以上説明したように、この発明によれば、ねじ
穴のようなロボツトの作業小域とロボツトの作業
端との間の位置ずれ誤差を比較的簡単な装置でし
かも従来の視覚認識装置に比べて高速に補正吸入
できるので、ロボツトの生産ラインに設置する上
で多大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した水平多関節型ロ
ボツトによる締結作業の様子を示す斜視図、第２
図は、第１図の自動ねじ締め機の概略を示す拡大
部分断面図、第３図は、自動ねじ締め機の先端部
に一体に設けた検出体の一例を示す構成図、第４
図は、第３図の検出部の検出回路部の一例を示す
回路図、第５図は、検出体とグローブボツクスリ
ツドの穴との大きさの関係を示す説明図、第６図
は、検出体の４個の検出部の各称定義に供する
図、第７図は、この発明によるロボツトの位置補
正装置を含む第１図の水平多関節型ロボツトの制
御装置の一例を示すブロツク図、第８図イ〜チ
は、夫々第７図の動作説明に供するタイミングチ
ヤート、第９図イ〜ニは、夫々位置補正の概要説
明に供する図、第１０図は、第７図の制御部が実
行する制御動作を示すフロー図、第１１図イ，ロ
及び第１２図は、夫々検出体の他の構成例を示す
説明図である。１……水平多関節型ロボツト、７……自動ねじ
締め機、９……部品搬送コンベア、１０……イン
ストルメントパネル、１２……グローブボツクス
リツド、１２ａ……穴（作業小域）、１５……チ
ヤツク爪（検出体）、１５b₁〜１５b₄……逃げ穴、
１６……光フアイバ、１６ａ……受光端面部、１
７……移動データ算出部、２０……パルス分配
器、２１……偏差カウンタ、２２……駆動部、２
３……速度検出部、２４……位置カウンタ、２５
……現在位置レジスタ、２６……検出回路、２７
……判別回路、２９……制御部、３０……選択読
出回路、M₁〜M₃……モータ、PG₁〜PG₃……パ
ルスジエネレータ、Q₁〜Q₅……検出部、RST１
〜RST１２……レジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】１ロボツトの作業端に設けられ、該作業端の目
標位置の近傍に位置する円形状の作業小域の存在
を検出する３以上の検出部を該作業小域よりも狭
い領域内で同一円周上に分散配置した検出体と、前記作業小域の存在を検出した前記検出体にお
ける検出部の位置及び個数に応じて、より多くの
検出部を前記作業小域内に導く予め一義的に定め
られた前記作業端の移動方向及び移動量のデータ
群からなる位置補正データが記憶された位置補正
データ記憶手段と、前記作業端を前記目標位置に位置決めした時
に、前記作業小域の存在を検出した前記検出体に
おける検出部の位置及び個数に適合した位置補正
データを前記位置補正データ記憶手段に記憶され
ているデータ群の中から選択する選択手段と、該選択手段によつて選択された位置補正データ
に基づいて前記ロボツトの可動部を駆動する駆動
手段と、前記検出体における全ての検出部が前記作業小
域の領域内に位置されるまで前記選択手段による
位置補正データの選択及び前記駆動手段による前
記可動部の駆動を繰り返し行ない、前記作業端の
位置補正を行なう位置補正制御手段とを有するこ
とを特徴とするロボツトの位置補正装置。２検出体が、ロボツトの可動部の先端に取り付
けた自動ねじ締め機における開閉可能なチヤツク
爪であり、３以上の検出部が、前記チヤツク爪の
先端面に一定の配列で分散配置した複数本の光フ
アイバの各受光端面部であつて、その各光フアイ
バによつて伝達される光を検出するようにした特
許請求の範囲第１項記載のロボツトの位置補正装
置。