JPH03104589A - マニプレータ型ロボット - Google Patents

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〉 この発明は、マニプレータ型ロポットに関し、とくに位
置決め技術に関する． （従来の技術） マニプレータ型ロボットで作業を実行させる場合、マニ
プレータの先端に装着された作業工具，指あるいは部品
等（以下、ピースという）を作業を行なうべきワークの
所定の位置に所定の姿勢で位置決めすることが必要であ
る． 従来、例えば第６図および第７図に示すボルトの締め込
み作業ように、ワークであるボルトＢの中心袖Ｏにピー
スであるドライバヘッドＤの中心輸を一致させ、この状
態を維持しつつドライバヘッドＤを駆勤させながら押し
込むことが必要である． この作業をロボットＲに円滑に実行させるには、ドライ
バヘッドＤの中心軸を前記ポルトＢの中心軸Ｏ上に精度
良く一致させることが重要であり、このためにマニプレ
ータＭに多数の関節Ｊｌ　−Ｊ５を設け、これらの関節
Ｊ１〜Ｊ５がそれぞれなす角度を高精度に制御すること
により、中心軸Ｏに一致させ、作業の円滑を図っている
．すなわち、このような従来のマニプレータ型ロボット
Ｒにおいては、マニプレータＭに組み込まれた多数の関
節Ｊｌ−Ｊ５を適宜に屈曲させることによって、ピース
であるドライバヘッドＤをワークであるボルトＢに対す
る適切な位置および姿勢に位置決めすることとしている
． （発明が解決すべき課題） しかし、ロボットとワークとの相対的な位置関係によっ
ては、ロボットのマニプレータが有する関節をいかに屈
曲させても、マニプレータの先端に装着されたピースを
ワーク上の所望の位置に所望の姿勢で位置決めすること
のできない場合がある． このような場合、従来の技術によれば、マニプレータに
さらに関節を追加することによって、マニプレータの自
由度を高めることが行なわれている． このように、関節を追加してマニプレータの自由度を高
めると、制御すべき関節の個数が増加するのでマニプレ
ータの制御が煩雑となる．また、マニプレータの先端に
装着されたピースの位置決め精度は、マニプレータの各
関節の有する誤差が累積されて定まるので、各関節の屈
曲精度を高精度に制御することが必要となり、この点か
らもマニプレータの制御が複雑なものとなる．この発明
は、このような事情に基づいてなされたもので、有する
関節の数の割に自由度の高いマニプレータを提供し、マ
ニプレータ型ロボットの嗣御の煩雑化を防止することを
目的とする．（課題を解決するための手段） この目的を達威するために、この発明は、複数のアーム
部材を屈曲可能に構成した関節を介して順次接続したマ
ニプレータを有するとともに、このマニプレータの先端
にピースを連結部を介して装着したマニプレータ型ロボ
ットにおいて、前記関節と連結部のうち少なくとも一箇
所には、弾性的に屈曲可能に構威したフレキシブルジョ
イントを設置したものである． （作用） この発明によれば、ピースはフレキシブルジョイントに
よって周方向のいずれの方向、にも屈曲することができ
るので自由度が高く、ピースをワークに押圧させること
によって、ワークからの反力でフレキシブルジョイント
を所望の方向に屈曲させることができるので、比較的少
数の関節を有するものでありながら自由度の高いマニプ
レータ型ロボットを提供することができ、制御の煩雑化
を防止することができる． （実施例） 以下、図面に示す実施例によりこの発明を説明するが、
まず第１図から第４図に示す第１実施例により説明する
． １はマニプレータ型ロボットを示し、台車２とマニプレ
ータ３とを有する． マニプレータ３は、第１のアーム部材４と第２のアーム
部材５とを有し、第１のアーム部材４の基端４ａは前記
台車２上に垂直軸（２軸）まわりに回動可能に構成され
たＺ軸関節６に支持されている． そして、この第１のアーム部材４の先端４ｂには水平Ｍ
（Ｙ軸）まわりに回助可能に構成されたＹｏｌｋ関節７
を介して第２のアーム部材５の基端５ａが連結されてい
る． この第２のアーム部材５は、前記’ｌｋまわりに旋回可
能であるとともに、その内部に不図示の伸縮機構を有し
ているので、第２のアーム部材５の先端５ｂは前記Ｙ軸
まわりに変位することができ、かつＹ輪に垂直方向に進
退可能となっている．そして、この第２のアーム部材５
の先端５ｂには、この第２のアーム部材５の袖方向（Ｘ
軸）まわりに回動可能に構威されたＸ軸関節８により不
図示のプレートが支持され、このプレートにはコイルス
プリング１１（この発明でいうフレキシブルジョイント
に該当する）が連結されて連結部９が形或され、この連
結部９を介してピース部１２が装着されている． この実施例は後述するように、マニプレータ型ロボット
１の実行すべき作業がボルト１５を締め込むことである
ので、ピース部１２はピースであるドライバヘッド１３
とこのドライバヘッド１３を回転駆勤する駆動装置とし
てのモータ１４とを有しており（第３図参照）、これら
のドライバヘッド１３とモータ１４とは同輪上に配置さ
れ、剛直に連結されて一体に構成されている．そのため
、この実施例におけるピースであるドライバヘッド１３
の位置決め動作は、ピース部１２の全体として行なわれ
る． このように構成されたマニプレータ型ロボット１による
ボルト１５の締め込み動作を以下に説明する． まず、台車２を移動させて、マニプレータ３の先端がワ
ークであるボルト１５に到達しつる位置で停止させる． そして、前記２軸関節６およびＹ軸関節７を調節してマ
ニプレータ３の先端に装着されたドライバヘッド１３を
締め込み作業を行なうボルト１５の方向に向けて位置さ
せた状態とする（第ｌ図および第２図）． この後、第２のアーム部材５に内装されている伸縮機構
を作動させて、第３図に示すようにドライバヘッド１３
をポルト１５に近接させ、さらに前記伸縮機構を伸張さ
せると、ドライバヘッド１３にはポルト１５の頭部１５
ａから反力が作用してピース部１２全体がコイルスプリ
ング１１の部分で屈曲されてドライバヘッド１３のかん
合穴１３ａにボルト１５の頭部１５ａがはまり込む（第
４図）． この場合、ピース部１２はコイルスプリング１１によっ
て周方向のいずれの方向にも自由に屈曲可能に支持され
ているから、ドライバヘッド１３に頭部１５ａがはまり
込む可能性は高いものである． この実施例においては、とくにドライバヘッド１３のか
ん合穴１３ａの開口端を若干広げてガイド部１６゜（こ
の発明でいうガイド手段に該当する）を形成し、ドライ
バヘッド１３のボルト頭部ｌ５ａへのはまり込みが円滑
になされるように、配慮がなされている． すなわち、マニプレータ３の伸張によってドライバヘッ
ド１３のかん合穴１３ａの開口端側からボルト頭部１５
ａが侵入する場合に、このガイド部１Ｂは前記頭部１５
ａを円滑にがん合穴１３ａ内に案内収容させ、ピース部
１２を前記頭部１５ａに沿うように前記コイルスプリン
グ１１の部分で屈曲させて、ピース部１２全体をボルト
１５の中心軸に一致する姿勢に矯正するものである．そ
して、この際、ピース部１２はドライバヘッド１３とこ
のドライバヘッド１３を駆動するモータ１４とを一体的
に構威してあるので、フレキシブルジョイントであるコ
イルスプリングｌ１が屈曲してもドライバヘッド１３と
モータ１４との間での位置ずれがなく、モータ１４がら
ドライバヘッド１３への動力伝達に支障を生じず、ボル
ト１５の締め込み作業を円滑に実行させることができる
． なお、ボルト頭部１５ａの角部とドライバヘツド１３の
かん合穴１３ａの角部の位置がずれていることによって
、はまり込みが円滑でない場合には、前記Ｘ輪関節８を
適宜回転させて再度はめ込み作業を行なわせればよい． 次に、第５図に示す第２実施例を説明するが、この第２
実施例は、先に説明した第１実施例とは、ドライバヘッ
ドの形状が異なり、この実施例のドライバヘッドにはガ
イド部が形成されておらず、ガイド部に代えてワークで
あるボルトを装着すべきワーク本体２２にガイド部材２
１を保持させてある点のみが相違し、その他は同様であ
る．以下の説明においては、この相違点についてのみ説
明し共通点についての説明は省略する．すなわち、この
ガイド部材２１は、いわゆるワッシャと兼用に形威され
たもので、ワーク本体２２の表面上に溶接等の手段で予
め強固に固定してある． このガイド部材２ｌは、第５図に断面で示すように、ボ
ルト頭部１５ａの周囲を囲んだ浅皿状の縁部２１ａとボ
ルト頭部１５ａの側面を囲むポケット２ｌｂとを一体に
有するもので、前記縁部２１ａは接近するドライバヘッ
ド１３を正確にボルト頭部１５ａに案内し、ポケット２
ｌｂは接近してきたドライバヘッド１３の一端部をボル
ト頭部１５ａとの間で拘束してコイルスプリングｌ１の
位置で屈曲させることによって、ピース部１２の姿勢を
ボルト頭部１５ａに垂直の姿勢に矯正し、はめ込みを円
滑にするものである． なお、かかるガイド部材２１を用いる場合に、ドライバ
ヘッド１３のボルト頭部１５ａとのかん合穴１３ａの開
口部形状を菊型として前述と同様のガイド部を形威して
おけば、ガイド部材２１に接触して支持された状態のド
ライバヘッド１３が第２のアーム部材５内の伸縮機構で
押圧されることによって、ボルト頭部１５ａの角部がが
ん合穴１３ａの角部に沿うようにドライバヘッド１３が
回転するから、前記Ｘ軸関節８まわりの調整を行なわず
に高い確率ではめ込むことができる．また、かかるガイ
ド部材２１を予めワーク本体２２に装着してある場合に
、ピースとしてボルト把持用チャックを有するドライバ
ヘッドを用いることによって、この実施例のマニプレー
タ型ロポット１でワーク本体２２にボルトをセットする
作業を行なうこともできる． 以上説明したこれらの実施例においては、マニプレータ
３の先端のピース部１２の連結部９にのみフレキシブル
ジョイントを設置したものであるが、この発明はこれに
限らず、前記連結部９に代えて前記各関節８，　　７．
　　８のいずれかに、あるいは前記連結部９とこれらの
関節６，　　７．　　８のうちのいずれかの複数箇所に
フレキシブルジョイントを設置しても同様に実施するこ
とができる．（発明の効果） この発明は、以上説明したように構成したから、ピース
はフレキシブルジョイントによって周方向のいずれの方
向にも屈曲することができるので自由度が高く、ピース
をワークに押圧させることによって、ワークからの反力
でフレキシブルジョイントを所望の方向に屈曲させるこ
とができるので、比較的少数の関節を有するものであり
ながら自由度の高いマニプレータ型ロボットを提供する
ことができ、制御の煩雑化を防止することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はこの発明の第１実施例に関し、第ｌ
図はマニプレータ型ロボットの全体側面図、第２図はマ
ニプレータ型ロボットの全体上面図、第３図はピース部
の拡大側面図、第４図ははめ込み状態のピース部拡大側
面図、第５図は第３図に相当する第２実施例の拡大側面
図、第６図および第７図は従来例に関し、第６図はマニ
プレータ型ロボットの全体側面図、第７図はマニプレー
タ型ロボットの全体上面図である． １５；ワーク（ボルト）、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のアーム部材を屈曲可能に構成した関節を介
   して順次接続したマニプレータを有するとともに、この
   マニプレータの先端にピースを連結部を介して装着した
   マニプレータ型ロボットにおいて、 前記関節と連結部のうち少なくとも一箇所には、弾性的
   に屈曲可能に構成したフレキシブルジョイントを設置し
   たことを特徴とするマニプレータ型ロボット。
2. （２）請求項１記載のマニプレータ型ロボットにおいて
   、 前記ピースまたはワークの少なくとも一方に、該ピース
   のワークへの押圧動作に附随してピースの位置決め姿勢
   を矯正するガイド手段を設けたことを特徴とするマニプ
   レータ型ロボット。