JPH03277488A - Hand unit for part, part assembling device using such hand unit and method of testing part jointed state using such hand unit - Google Patents

Hand unit for part, part assembling device using such hand unit and method of testing part jointed state using such hand unit

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Publication number
JPH03277488A
JPH03277488A JP23906390A JP23906390A JPH03277488A JP H03277488 A JPH03277488 A JP H03277488A JP 23906390 A JP23906390 A JP 23906390A JP 23906390 A JP23906390 A JP 23906390A JP H03277488 A JPH03277488 A JP H03277488A
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JP
Japan
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hand
parts
gripping force
hand unit
force
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Pending
Application number
JP23906390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minako Hara
美奈子 原
Hisaaki Hirabayashi
平林 久明
Norihiro Yazaki
矢崎 憲弘
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To grip even extremely small parts with appropriate gripping force and enable highly accurate positioning by providing jogging mechanism for performing the jogging control of both position and gripping force of a hand part on the basis of the detection value from a position sensor and a gripping force sensor fitted at the hand part. CONSTITUTION:Gripping force control is performed by comparing the command value supplied to jogging mechanism 16, 17 respectively provided at hand parts 8, 9 to the detection value from gripping force sensors respectively fitted at the hand parts 8, 9 and feedback-controlling the jogging mechanisms 16, 17 to regulate force applied to the gripping force control parts 13 of the hand parts 8, 9. Position control is performed by comparing the command value supplied to the jogging mechanisms 16, 17 respectively provided at the band parts 8, 9 to the detection value from position sensors 14 respectively provided at the hand parts 8, 9 and feedback-controlling the jogging mechanisms 16, 17 to regulate force applied to the position control parts 12 of the respective hand parts 8, 9 while holding the gripping force of the hand parts 8, 9 to the set value.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は1部品のハンドユニットと、このハンドユニッ
トを用いた部品の組立装置と、ハンドユニットを用いた
部品の接合状態の試験方法に係り、特に半導体、光素子
等の微小な部品を把持し、位置決めして組み立て、また
は部品と他の部材との接合状態の良否の試験を行うため
に好適な部品のハンドユニットと、このハンドユニット
を用いた部品の組立装置と、ハンドユニットを用いた部
品の接合状態の試験方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a one-part hand unit, a part assembly device using the hand unit, and a method for testing the joint state of parts using the hand unit. , a hand unit that is a part suitable for gripping, positioning and assembling minute parts such as semiconductors and optical elements, or testing the quality of the joint between the parts and other members, and this hand unit. The present invention relates to a parts assembly device used and a method for testing the joint state of parts using a hand unit.

[従来の技術] 部品の把持1位置決め2組立の一連の動作を行う従来の
装置は、特開昭61−87110号公報に記載のように
、部品の把持後、平行板ばねを用いた一体形構造の部材
に対し、アクチュエータを駆動し、板ばね部材の変形を
利用して部品の微小位置決めを行う構成となっていた。
[Prior Art] A conventional device that performs a series of operations of gripping, positioning, and assembling a component is an integral type device using a parallel plate spring after gripping the component, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-87110. The structure is such that an actuator is driven with respect to a structural member, and minute positioning of the part is performed using deformation of a leaf spring member.

[発明が解決しようとする課題] 前記従来技術は、把持部品への把持力に応じた微動位!
!調整機構がついておらず、微動中の把持力の検出がで
きない問題があり、高精度の微調整を行うことができな
い問題があり、位置決めの微動作に伴う把持力の変化を
防ぎ、一定の把持力を保つことが困難である等の問題が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned prior art is capable of fine movement according to the gripping force on the gripped part!
! There is no adjustment mechanism, and there is a problem that it is not possible to detect the gripping force during fine movement, making it impossible to perform fine adjustment with high precision. There were problems such as difficulty in maintaining power.

本発明の第1の目的は、適正な把持力での部品の把持と
、高精度の位置決めとを同時に行うことができ、しかも
少ない部材で構成可能で、汎用性の高い部品のハンドユ
ニットを提供することにあ乞。
The first object of the present invention is to provide a highly versatile component hand unit that can simultaneously grip a component with an appropriate gripping force and position it with high precision, can be configured with a small number of components, and is highly versatile. I beg you to do it.

また、本発明の第2の目的は、前記ハンドユニットを用
いて、能率よく部品を組立可能な部品の組立装置を提供
することにある。
A second object of the present invention is to provide a parts assembly device that can efficiently assemble parts using the hand unit.

さらに、本発明の第3の目的は、前記ハンドユニットを
用いて、能率よくかつ的確に部品を組立可能な部品の組
立装置を提供することにある。
Furthermore, a third object of the present invention is to provide a parts assembly device that can efficiently and accurately assemble parts using the hand unit.

そして、本発明の第4の目的は、前記ハンドユニットを
用いて、部品と他の部材との接合状態を的確に試験可能
な部品の接合状態の試験方法を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to provide a method for testing the joint state of parts, which allows the joint state of parts and other members to be accurately tested using the hand unit.

[課題を解決するための手段] 前記第1の目的を達成するため、本発明は被把持部品を
把持するための少なくとも2個で一対をなすハンド部を
、互いに対向させて配置し、各ハンド部に、位置制御部
と把持力制御部とを設け、前記位置制御部に位置センサ
を取り付け、把持力制御部に把持力センサを取り付け、
各ハンド部に、当該ハンド部に取り付けられた位置セン
サと把持力センサからの検出値に基づき、1個で当該ハ
ンド部の位置と把持力とを微動制御する微動機構を設け
たものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the first object, the present invention provides a method in which a pair of at least two hand parts for gripping a part to be gripped are arranged facing each other, and each hand a position control unit and a gripping force control unit, a position sensor is attached to the position control unit, a gripping force sensor is attached to the gripping force control unit,
Each hand is provided with a fine movement mechanism that finely controls the position and gripping force of the hand based on detected values from a position sensor and a gripping force sensor attached to the hand.

また、前記第1の目的を達成するため、本発明は各ハン
ド部の位置制御部と把持力制御部とを、切欠部と板ばね
部、板ばねと切欠部、切欠部同士、板ばね部同士のいず
れかにより構成したものであり、さらには各ハンド部の
微動機構として、圧電素子と、磁歪素子と、化学的変化
に対応して体積が変化しかつ力が変化する素子と、物理
的変化に対応して体積が変化しかつ力が変化する素子の
いずれかを用いたものである。
Further, in order to achieve the first object, the present invention provides a position control section and a gripping force control section of each hand section, such as between a notch and a leaf spring, between a leaf spring and a notch, between two notches, and between a leaf spring and a leaf spring. Furthermore, the fine movement mechanism of each hand part includes a piezoelectric element, a magnetostrictive element, an element whose volume changes in response to chemical changes and whose force changes, and a physical This uses any element whose volume changes and force changes in response to change.

さらにまた、前記第1の目的を達成するため、本発明は
ハンド部を、化学的変化に対応して体積が変化しかつ力
が変化する材料と、物理的変化に対応して体積が変化し
かつ力が変化する材料のいずれかにより形成するととも
に、前記ハンド部を被把持部品を把持すべく少なくとも
2個、互いに対向させて配置し、各ハンド部に位置セン
サと把持力センサとを取り付け、各ハンド部に取り付け
られた位置センサと把持力センサの検出値に基づき、各
ハンド部の位置および把持力を制御可能に構成したもの
である。
Furthermore, in order to achieve the first object, the present invention provides a hand portion made of a material whose volume changes in response to a chemical change and whose force changes, and a material whose volume changes in response to a physical change. and is made of any material whose force changes, and at least two of the hand portions are arranged facing each other to grip the gripped part, and a position sensor and a gripping force sensor are attached to each hand portion, The position and gripping force of each hand part can be controlled based on the detected values of the position sensor and gripping force sensor attached to each hand part.

また、前記第2の目的を達成するため、本発明は前記ハ
ンドユニットを、被把持部品の把持方向において少なく
とも2次元方向に粗rpm可能な粗動機構に取り付けた
ものである。
Further, in order to achieve the second object, the present invention is such that the hand unit is attached to a coarse movement mechanism capable of coarse rpm in at least two dimensions in the gripping direction of the gripped part.

さらに、前記第3の目的を達成するため、本発明はハン
ドユニットの中心部に観察用照明光を照射する光学系を
配備したものであり、またハンドユニットの各ハンド部
と被把持部品との相対的位置を撮像し1画像処理する画
像処理装置を配備したものであり、さらにはハンドユニ
ットの中心部に観察用照明光を照射する光学系と、ハン
ドユニットの各ハンド部と被把持部品との相対的位置を
撮像し、画像処理する画像処理装置を配備したものであ
る。
Furthermore, in order to achieve the third object, the present invention is equipped with an optical system that irradiates the observation illumination light to the center of the hand unit, and also provides an optical system that irradiates observation illumination light to the center of the hand unit. It is equipped with an image processing device that images the relative position and processes one image, and is also equipped with an optical system that irradiates the center of the hand unit with observation illumination light, and a system that connects each hand of the hand unit and the part to be gripped. This system is equipped with an image processing device that captures images of the relative positions of the objects and performs image processing.

そして、前記第4の目的を達成するため、本発明は前記
ハンドユニットを用い、このハンドユニットを構成して
いる複数のハンド部のうちの少なくとも1個を被試験部
品に接触させ、かつあらかじめ決められた加圧力を与え
、被試験部品と他の部材との接合状態の良否を検査する
ようにしたものである。
In order to achieve the fourth object, the present invention uses the hand unit, brings at least one of the plurality of hand parts constituting the hand unit into contact with the part to be tested, and The tester applies a pressure applied to the test piece to check the quality of the joint between the part to be tested and other members.

[作用コ 本発明ハンドユニットでは、複数のハンド部を互いに開
いた状態で被把持部品を把持する位置に設置する。
[Operation] In the hand unit of the present invention, the plurality of hand parts are placed in a mutually open state at a position for gripping a part to be gripped.

ついで、各ハンド部に設けられた微動機構を駆動すべく
指令を与え、各ハンド部に設けられた位置制御部と把持
力制御部とにカを加えると同時に、各ハンド部の位置制
御部に取り付けられた位置センサと1把持力制御部に取
り付けられた把持力センサとにより、各ハンド部の位置
と把持力とを検出する。
Next, a command is given to drive the fine movement mechanism provided in each hand section, and force is applied to the position control section and gripping force control section provided on each hand section, and at the same time, a command is given to the position control section of each hand section. The position and gripping force of each hand part are detected by the attached position sensor and the gripping force sensor attached to one gripping force control part.

そして、把持力制御は各ハンド部に設けられた微動機構
に与えた指令値と、各ハンド部に取り付けられた把持力
センサからの検出値とを比較し、当該微動機構をフィー
ドバック制御し、当該ハンド部の把持力制御部に加える
力を調整して行う。
Then, gripping force control is performed by comparing the command value given to the fine movement mechanism provided in each hand with the detection value from the gripping force sensor attached to each hand, and performing feedback control on the fine movement mechanism. This is done by adjusting the force applied to the gripping force control section of the hand section.

また、位置制御は各ハンド部に設けられた前記微動機構
に与えた指令値と、各ハンド部に取り付けられた位置セ
ンサからの検出値とを比較し、当該微動機構をフィード
バック制御し、当該ハンド部の把持力を設定値に保持し
つつ、当該ハンド部の位置制御部に加える力を調整して
行う。
In addition, position control compares the command value given to the fine movement mechanism provided in each hand with the detection value from the position sensor attached to each hand, and performs feedback control of the fine movement mechanism, and This is done by adjusting the force applied to the position control section of the hand section while maintaining the gripping force of the hand section at a set value.

さらに、前記把持力制御と位置制御とを同時に実施する
ことにより、部品の把持力と位置とを同時に調整するこ
とができる。
Furthermore, by simultaneously performing the gripping force control and position control, the gripping force and position of the component can be adjusted at the same time.

このように、本発明ハンドユニットでは、複数のハンド
部にそれぞれ微動機構を設け、1個の微動機構で直接当
該ハンド部の位置制御と把持カ制御御の両方を行うよう
にしているので、被把持部品が微小な部品であっても、
適正な把持力で把持し、かつ高精度で位置決めでき、こ
れら部品の把持と位置決めとを同時に行うことができる
。しかも、1個の微動機構を当該ハンド部の位置制御と
把持力制御とに共用しているので、少ない部材で各ハン
ド部の位置制御と把持力制御とを同時に行うことが可能
である。さらに、各ハンド部を微動機構によりそれぞれ
独立に駆動することができるので、部品を組み付ける相
手方の部材の形状等に合わせて多様に動作させることが
できる結果、汎用性の向上を図ることが可能である。
In this way, in the hand unit of the present invention, each of the plurality of hand sections is provided with a fine movement mechanism, and one fine movement mechanism directly controls both the position of the hand section and the gripping force. Even if the parts to be gripped are minute ones,
The parts can be gripped with appropriate gripping force and positioned with high precision, and these parts can be gripped and positioned at the same time. Furthermore, since one fine movement mechanism is commonly used to control the position and gripping force of each hand, it is possible to control the position and gripping force of each hand at the same time with a small number of members. Furthermore, since each hand can be driven independently by a fine movement mechanism, it can be operated in a variety of ways depending on the shape of the other component to which the parts are assembled, resulting in improved versatility. be.

また、本発明ハンドユニットでは、各ハンド部の位置制
御部と把持力制御部とを、切欠部と板ばね部、板ばね部
と切欠部、切欠部同士または板ばね部同士を組み合わせ
て構成しており、そのいずれも各ハンド部の位置制御と
把持力制御とを的確に行うことができる。
Further, in the hand unit of the present invention, the position control section and the gripping force control section of each hand section are configured by combining a notch and a leaf spring part, a leaf spring part and a notch, two notches, or two leaf springs. In either case, the position control and gripping force control of each hand part can be performed accurately.

さらに、本発明ハンドユニットでは、各ハンド部の微動
機構を、圧電素子と、磁歪素子と、温度等の化学的変化
に対応して体積が変化しかつ力が変化する素子と、光量
や光波長等の物理的変化に対応して体積が変化しかつ力
が変化する素子のいずれかで構成しており、そのいずれ
においても各ハンド部の位置制御と把持力制御とを的確
に行うことができる。
Furthermore, in the hand unit of the present invention, the fine movement mechanism of each hand part is composed of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, an element whose volume changes and force changes in response to chemical changes such as temperature, and the amount of light and wavelength of light. The device is composed of elements that change volume and force in response to physical changes such as .

また、本発明の他のハンドユニットでは、温度等の化学
的変化に対応して体積が変化しかつ力が変化する材料、
または光量や光波長等の物理的変化に対応して体積が変
化しかつ力が変化する材料で形成された複数のハンド部
を、互いに開いた状態で、被把持部品を把持する位置に
設置する。
In addition, other hand units of the present invention include materials whose volume changes and force changes in response to chemical changes such as temperature;
Alternatively, a plurality of hands made of a material whose volume and force change in response to physical changes such as the amount of light or wavelength of light are installed in positions where they are open to each other and grip the part to be gripped. .

ついで、各ハンド部に温度等の化学的な指令、また光量
や光波長等の物理的な指令を与え、各ハンド部の体積を
変化させかつ力を発生させ、被把持部品を把持するとと
もに位置を調整し、これと同時に各ハンド部に取り付け
られた位置センサにより位置を検出し、各ハンド部に取
り付けられた把持力センサにより把持力を検出する。
Next, chemical commands such as temperature, and physical commands such as light intensity and wavelength are given to each hand part to change the volume of each hand part and generate force, gripping the part to be gripped and adjusting the position. At the same time, the position is detected by a position sensor attached to each hand, and the gripping force is detected by a gripping force sensor attached to each hand.

そして、このハンドユニットにおいても、把持力制御は
各ハンド部に設けられた微動機構に与えた指令値と、各
ハンド部に取り付けられた把持力センサからの検出値と
を比較し、当該微動機構をフィードバック制御し、当該
ハンド部の把持力制御部に加える力を調整して行う。
In this hand unit as well, gripping force control is performed by comparing the command value given to the fine movement mechanism provided in each hand with the detection value from the gripping force sensor attached to each hand, and This is done by performing feedback control and adjusting the force applied to the gripping force control section of the hand section.

また、位置制御は各ハンド部に設けられた前記微動機構
に与えた指令値と、各ハンド部に取り付けられた位置セ
ンサからの検出値とを比較し、当該微動機構をフィード
バック制御し、当該ハンド部の把持力を設定値に保持し
つつ、当該ハンド部の位置制御部に加える力を調整して
行う。
In addition, position control compares the command value given to the fine movement mechanism provided in each hand with the detection value from the position sensor attached to each hand, and performs feedback control of the fine movement mechanism, and This is done by adjusting the force applied to the position control section of the hand section while maintaining the gripping force of the hand section at a set value.

さらに、前記把持力制御と位置制御とを同時に実施する
ことにより、部品の把持力と位置とを同時に調整するこ
とができる。
Furthermore, by simultaneously performing the gripping force control and position control, the gripping force and position of the component can be adjusted at the same time.

したがって、このハンドユニットにおいても、複数のハ
ンド部にそれぞれ微動機構を設け、1個の微動機構で直
接当該ハンド部の位置制御と把持力制御の両方を行うよ
うにしているので、被把持部品が微小な部品であっても
、適正な把持力で把持し、かつ高精度で位置決めでき、
これら部品の把持と位置決めとを同時に行うことができ
る。しかも、1個の微動機構を当該ハンド部の位置制御
と把持力制御とに共用しているので、少ない部材で各ハ
ンド部の位置制御と把持力制御とを同時に行うことが可
能である。
Therefore, in this hand unit, each of the plurality of hand parts is provided with a fine movement mechanism, and one fine movement mechanism directly controls both the position and gripping force of the hand part, so that the gripped part Even minute parts can be gripped with appropriate gripping force and positioned with high precision.
Gripping and positioning of these parts can be performed simultaneously. Furthermore, since one fine movement mechanism is commonly used to control the position and gripping force of each hand, it is possible to control the position and gripping force of each hand at the same time with a small number of members.

次に、本発明の部品の組立装置では、前記ハンドユニッ
トを粗動機構に取り付けている。前記粗動機構は、被把
持部品の把持方向において、少なくとも2次元方向に移
動可能に構成されている。
Next, in the parts assembly apparatus of the present invention, the hand unit is attached to a coarse movement mechanism. The coarse movement mechanism is configured to be movable in at least two dimensions in the gripping direction of the gripped component.

そこで、この部品の組立装置では、被把持部品を把持す
るときは、ハンドユニットの各ハンド部を開いた状態で
まず粗動機構を駆動し、前記ハンド部を被把持部品を把
持する位置に移動させる。
Therefore, in this part assembly device, when gripping a part to be gripped, first drive the coarse movement mechanism with each hand part of the hand unit open, and move the hand part to the position where it grips the part to be gripped. let

ついで、各ハンド部を微動機構により駆動させて被把持
部品を把持し、かつ同微動機構により把持した部品を、
組み付けるへき相手方の部材に対して位置決めする。か
かる部品の把持力制御と位置制御とは、各ハンド部に取
り付けられた把持力センサと位置センサの検出値に基づ
いて行う。
Next, each hand part is driven by a fine movement mechanism to grip the part to be gripped, and the part gripped by the fine movement mechanism is
Position it relative to the other member to be assembled. Grip force control and position control of such parts are performed based on detection values of a grip force sensor and a position sensor attached to each hand section.

前記部品を位置決めしたのち、相手方の部材に部品を組
み付ける。ついで、複数のハンド部のうちの、相対する
ハンド部の少なくとも一方のハンド部の微動機構を駆動
し、当該ハンド部を開く方向に作動させ、部品を放す。
After positioning the parts, the parts are assembled to the other member. Then, the fine movement mechanism of at least one of the opposing hands among the plurality of hands is driven to operate the hand in a direction to open the hand, thereby releasing the component.

続いて、粗動機構を駆動し、ハンドユニットを原点位置
に戻し、また各ハンド部を原点状態に復帰させる。
Subsequently, the coarse movement mechanism is driven to return the hand unit to the original position and return each hand section to the original position.

したがって、この部品の組立装置では前記ハンドユニッ
トを用いて、能率よく部品を組み立てることができる。
Therefore, in this parts assembly apparatus, parts can be assembled efficiently using the hand unit.

また、本発明の部品の他の組立装置は、光学系を配備し
ている。この光学系は、ハンドユニットの中心部に観察
用照明光を照射するようにしている。
Another apparatus for assembling parts according to the present invention is equipped with an optical system. This optical system is designed to irradiate observation illumination light onto the center of the hand unit.

したがって、この部品の組立装置によりば、光学系によ
り被把持部品に対して観察用照明光を照射し、被把持部
品を観察しなから把持2位置決めを行うことができるの
で、作業を能率よくかつ的確に遂行することができる。
Therefore, according to this parts assembly apparatus, the optical system irradiates the part to be gripped with observation illumination light, and the gripping 2 positioning can be performed without observing the part to be gripped, making the work more efficient and possible. Can be carried out accurately.

さらに、本発明の部品の別の組立装置では、画像処理装
置を配備している。この画像処理装置は。
Furthermore, another apparatus for assembling parts according to the present invention is equipped with an image processing apparatus. This image processing device.

ハンドユニットの各ハンド部と被把持部品との相対的位
置を撮像し、その画像処理を行うようにしている。
The relative position of each hand part of the hand unit and the gripped part is imaged and the image processing is performed.

したがって、この部品の組立装置では、画像処理装置に
より得られた各ハンド部と被把持部品の相対的位置情報
に基づいて、被把持部品の把持。
Therefore, in this parts assembly apparatus, the part to be gripped is gripped based on the relative position information of each hand section and the part to be gripped obtained by the image processing device.

位置決めを行い得るので、作業を能率よくかつ的確に行
うことができる。
Since positioning can be performed, work can be performed efficiently and accurately.

さらにまた、本発明の部品の他の組立装置では、前記光
学系と1画像処理装置の両方を配備している。
Furthermore, another assembly device for parts according to the present invention is equipped with both the optical system and one image processing device.

その結果、この部品の組立装置では、被把持部品の把持
9位置決めをより一層能率よくかつ的確に行うことがで
きる。
As a result, in this parts assembly apparatus, the grip 9 positioning of the gripped part can be performed more efficiently and accurately.

そして、本発明に係る部品の接合状態の試験方法では、
ハンドユニットを構成している複数のノ)ノド部のうち
の少なくとも1個を、被試験部品に接触させる。さらに
、前記ハンド部により被試験部品に、あらかじめ決めら
れた加圧力を与える。
In the method for testing the joint state of parts according to the present invention,
(a) At least one of the plurality of throat portions constituting the hand unit is brought into contact with the part to be tested. Furthermore, a predetermined pressing force is applied to the component to be tested by the hand section.

その加圧力があらかじめ決められた値になっているか、
否かはハンド部に取り付けられた把持力センサで確認す
る。
Is the pressure at a predetermined value?
This is confirmed by the gripping force sensor attached to the hand.

ついで、被試験部品と他の部材とのはんだ付は等による
接合状態の良否を検査する。
Next, the quality of the joint between the component under test and other components is inspected by soldering or the like.

このように、本発明に係る部品の接合状態の試験方法で
は、部品の把持9位置決め用のハンドユニットを利用し
て、部品と他の部材との接合状態を的確に試験すること
ができる。
As described above, in the method for testing the joint state of parts according to the present invention, the joint state of the part and other members can be accurately tested by using the hand unit for gripping and positioning the part.

[実施例コ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。[Example code] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図〜第10図(A)、(B)は本発明の一実施例を
示すもので、第1図は微小部品の組立装置の斜視図、第
2図は同組立装置の概念図、第3図はハンドユニットを
構成しているハンド部1個の拡大斜視図、第4図は対象
とする部品である微小部品の供給から把持2位置決め9
組み付けに至る過程を示すフローチャート、第5図(A
)、(B)はハンド部に設けられた位置検出部の変形状
態を示す模式図、第5図(C)、(D)は同ハンド部に
設けられた把持力制御部の変形状態を示す模式図、第6
図(A)〜(D)はハンドユニットの微動機構として圧
電素子を用いたときのハンド部に与えた荷重−歪量、電
圧−変位、電圧−歪量、電圧−荷重の関係を示す図、第
7図(A)〜(C)はハンドユニットの位置制御9把持
力制御1位置および把持力制御の説明図、第8図(A)
、(B)はハンドユニットの把持力制御と位置制御とを
同時に行う場合の説明図、第9図(A)〜(E)および
第10図(A)、(B)は色々な形状の部品とこれに組
み付ける微小部品の位置決めと、ハンドユニットのハン
ド部の離し方向の説明図である。
1 to 10 (A) and (B) show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view of an assembly device for micro parts, FIG. 2 is a conceptual diagram of the same assembly device, Fig. 3 is an enlarged perspective view of one hand part constituting the hand unit, and Fig. 4 shows the supply, gripping, and positioning of the target component, which is a micro component.
Flowchart showing the process leading to assembly, Figure 5 (A
), (B) are schematic diagrams showing the deformed state of the position detection section provided in the hand section, and FIGS. 5(C) and (D) show the deformed state of the gripping force control section provided in the same hand section. Schematic diagram, No. 6
Figures (A) to (D) are diagrams showing the relationships between load-strain amount, voltage-displacement, voltage-strain amount, and voltage-load applied to the hand unit when a piezoelectric element is used as the fine movement mechanism of the hand unit, 7(A) to (C) are explanatory diagrams of the hand unit position control 9 gripping force control 1 position and gripping force control, and FIG. 8(A)
, (B) is an explanatory diagram when gripping force control and position control of the hand unit are performed at the same time, and Figures 9 (A) to (E) and Figures 10 (A) and (B) are parts of various shapes. FIG. 4 is an explanatory diagram of the positioning of the microcomponents to be assembled thereto, and the direction in which the hand portion of the hand unit is released.

これらの図に示す実施例の組立装置は、第1図。The assembly apparatus of the embodiment shown in these figures is shown in FIG.

第2図に示すように、色々な部材を支持するアーム2を
有する支持台1と、部品供給台3と、この部品供給台3
の搬送機構4と、微小部品6を把持して位置決めするハ
ンドユニット7と、このハンドユニット7の粗動機構2
0と、観察用照明光の光学系38と、各部の制御装置3
9とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, there is a support stand 1 having an arm 2 for supporting various members, a parts supply stand 3, and this parts supply stand 3.
a transport mechanism 4, a hand unit 7 that grips and positions a minute component 6, and a coarse movement mechanism 2 of this hand unit 7.
0, an optical system 38 for observation illumination light, and a control device 3 for each part.
9.

なお、この実施例では第2図に示すように、部品を組み
付ける相手方の部材を部品5とし、これに位置決めして
組み付ける対象部品を微小部品6としている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the component to which the component is assembled is a component 5, and the target component to be positioned and assembled thereon is a micro component 6.

前記部品供給台3は、X、Y方向に移動可能な搬送機構
4上に搭載されている。そして、この部品供給台3は搬
送機構4を介して部品5や微小部品6をあらかじめ決め
られた位置へ搬送するようになっている。
The component supply table 3 is mounted on a transport mechanism 4 that is movable in the X and Y directions. This component supply table 3 is configured to transport components 5 and microcomponents 6 to predetermined positions via a transport mechanism 4.

前記ハンドユニット7は、第1図および第2図に示すよ
うに、微小部品6の把持方向に対向させて配置された2
個一対のハンド部8,9と、各ハンド部8,9に設けら
れた微動機構である圧電素子16.17により構成され
ている。
As shown in FIG. 1 and FIG.
It is composed of a pair of individual hand parts 8 and 9 and piezoelectric elements 16 and 17 which are fine movement mechanisms provided in each hand part 8 and 9.

前記ハンド部8,9は、この実施例では鉄等の剛性でか
つ弾性変形する材料で形成されている。
In this embodiment, the hand parts 8 and 9 are made of a rigid and elastically deformable material such as iron.

また、各ハンド部8,9は第3図に示すように、フレー
ム部10とチャック部11とをカギ型に組み合わせて形
成されている。各ハンド部8,9のチャック部11には
、第3図に示すように、長さ方向に間隔をおいて位置制
御部12と、把持力制御部13とが設けられている。前
記位置制御部12は、第3図に示すように、チャック部
11の輻方向に対向させて設けられた切欠部12a、 
12bにより形成されており、切欠部12a、12bの
外側には位置センサである歪ゲージ14が貼り付けられ
ている。前記把持力制御部13は、第3図に示すように
、チャック部11の幅方向に互いに平行に設けられた板
ばね13a、 13bで、つまり平行板ばねで形成され
ており、板ばね1.3a、1.3bの外側には把持力セ
ンサである歪ゲージ15が貼り付けられている。前記歪
ゲージ14.15は、第1図に示す各部の制御装置39
に、検出値を送り込むようになっている。
Further, each hand section 8, 9 is formed by combining a frame section 10 and a chuck section 11 into a key shape, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the chuck section 11 of each hand section 8, 9 is provided with a position control section 12 and a gripping force control section 13 at intervals in the length direction. As shown in FIG. 3, the position control section 12 includes a cutout section 12a provided facing the chuck section 11 in the radial direction;
12b, and a strain gauge 14, which is a position sensor, is attached to the outside of the notches 12a and 12b. As shown in FIG. 3, the gripping force control section 13 is formed of plate springs 13a and 13b provided parallel to each other in the width direction of the chuck section 11, that is, a parallel plate spring. A strain gauge 15, which is a gripping force sensor, is attached to the outside of 3a and 1.3b. The strain gauges 14 and 15 are controlled by a control device 39 for each part shown in FIG.
The detected value is sent to the

前記圧電素子16は、一方のハンド部8のフレーム部1
0とチャック部11間に設けられており、アンプ18を
通じて圧電素子16に電圧を印加し、圧電素子16によ
りハンド部8のチャック部11に設けられた位置制御部
12と把持力制御部13とに共通に力を付与するように
なっている。前記圧電素子17は、他方のハンド部9の
フレーム部10とチャック部11間に設けられており、
アンプ19を通じて圧電素子17に電圧を印加し、圧電
素子17によりハンド部9のチャック部11に設けられ
た位置制御部12と把持力制御部13とに共通に力を付
与するようになっている。なお、前記アンプ18.19
は第2図に示す各部の制御装置39に接続されている。
The piezoelectric element 16 is connected to the frame portion 1 of one hand portion 8.
0 and the chuck part 11, and applies a voltage to the piezoelectric element 16 through the amplifier 18, and the piezoelectric element 16 controls the position control part 12 and the gripping force control part 13 provided in the chuck part 11 of the hand part 8. It is designed to give power in common. The piezoelectric element 17 is provided between the frame part 10 and the chuck part 11 of the other hand part 9,
A voltage is applied to the piezoelectric element 17 through the amplifier 19, and the piezoelectric element 17 applies a force in common to the position control section 12 and the gripping force control section 13 provided on the chuck section 11 of the hand section 9. . In addition, the amplifier 18.19
are connected to a control device 39 of each section shown in FIG.

前記ハンドユニット7の粗動機構20は、第1図。The coarse movement mechanism 20 of the hand unit 7 is shown in FIG.

第2図に示すように、直角座標系のX方向粗動部と、X
方向粗動部と、2方向粗動部の他に、Y軸周りの姿勢制
御部と、2軸周りの姿勢制御部とを有して構成されてい
る。
As shown in Figure 2, the X-direction coarse movement part of the rectangular coordinate system,
In addition to the directional coarse movement section and the two-direction coarse movement section, it is configured to include an attitude control section around the Y axis and an attitude control section around the two axes.

前記ハンドユニット7のX方向粗動部は、第2図に示す
ように、ボールねじ21と、ハンドユニット7のハンド
部8,9に固定されかつ前記ボールねじ21に螺合され
たガイド22.23と、ボールねじ21を駆動するモー
タ28と、このモータ28のアンプ33とを備えている
As shown in FIG. 2, the X-direction coarse movement section of the hand unit 7 includes a ball screw 21 and a guide 22. which is fixed to the hand sections 8, 9 of the hand unit 7 and screwed into the ball screw 21. 23, a motor 28 for driving the ball screw 21, and an amplifier 33 for the motor 28.

前記YZ方向粗動部は、第1図、第2図に示すように、
YZ方向リニアステージ25と、これを移動させるアク
チュエータ30と、このアクチュエータ30のアンプ3
5とを備えている。
The YZ direction coarse movement section, as shown in FIGS. 1 and 2,
A YZ direction linear stage 25, an actuator 30 for moving this, and an amplifier 3 for this actuator 30.
5.

前記Y軸周りの姿勢制御部は、第1図、第2図に示すよ
うに、Y軸周り(η方向)の回転ステージ26と、これ
を回転させるモータ31と、このモータ31のアンプ3
6とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the posture control unit around the Y-axis includes a rotation stage 26 around the Y-axis (in the η direction), a motor 31 that rotates the stage 26, and an amplifier 3 for the motor 31.
6.

前記2軸周りの姿勢制御部は、第1図、第2図に示すよ
うに、2軸周り(θ方向)の回転ステージ27と、これ
を回転させるモータ32と、このモータ32のアンプ3
7とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the attitude control unit around the two axes includes a rotation stage 27 around the two axes (in the θ direction), a motor 32 that rotates the stage 27, and an amplifier 3 for the motor 32.
7.

前記ハンドユニット7と、これの粗動機構20とは、第
2図から分かるように、YZ方向リニアステージ25を
介して、支持台1のアーム2に支持されている。また、
粗動機構20のアンプ33〜37も、第2図に示す制御
装置39に接続されている。
As can be seen from FIG. 2, the hand unit 7 and its coarse movement mechanism 20 are supported by the arm 2 of the support base 1 via a YZ direction linear stage 25. Also,
The amplifiers 33 to 37 of the coarse movement mechanism 20 are also connected to a control device 39 shown in FIG.

前記光学系38は、ハンドユニット7の中心部に照明光
を照射し、かつその反射光を取り込み、微小部品6とハ
ンドユニット7のハンド部8,9の相対的位置等を観察
し得るようになっている。
The optical system 38 irradiates the center of the hand unit 7 with illumination light and captures the reflected light so that the relative positions of the microcomponents 6 and the hand parts 8 and 9 of the hand unit 7 can be observed. It has become.

前記第1図〜第10図(A)、(B)に示す実施例のハ
ンドユニットと微小部品組立装置は、次のように動作す
る。
The hand unit and micro component assembly apparatus of the embodiment shown in FIGS. 1 to 10 (A) and (B) operate as follows.

いま、主に第1図〜第4図により、微小部品の搬送2把
持9位置決め2組み付けに至る一連の動作について説明
する。
Now, referring mainly to FIGS. 1 to 4, a series of operations including transporting, gripping, positioning, and assembling of minute parts will be described.

まず、部品供給位置で、第2図に示す部品供給台3上に
微小部品6を置き、搬送機構4により部品供給台3を部
品位置決め2組立位置に送り、これにより微ノ」1部品
6を部品位置決め9組立位置に供給する。このときの微
小部品6の向きは調整されていないが、微か部品6はハ
ンドユニット7の中央部に設けられた光学系38の視野
内に入っている。
First, at the component supply position, place the microcomponent 6 on the component supply table 3 shown in FIG. Part positioning 9 Supply to assembly position. Although the orientation of the minute component 6 at this time is not adjusted, the minute component 6 is within the field of view of the optical system 38 provided at the center of the hand unit 7.

微小部品6の供給後、光学系38で微小部品6を観察し
ながら、粗動機構20のYZ方向リニアステージ25、
X方向リニアステージ24.2軸周りの回転ステージ2
7、Y軸周りの回転ステージ26を動かし、微小部品6
に対してハンドユニット7のハンド部8,9の位置およ
び姿勢を調整する。
After supplying the microcomponents 6, while observing the microcomponents 6 with the optical system 38, move the YZ direction linear stage 25 of the coarse movement mechanism 20,
X-direction linear stage 24. Rotation stage 2 around two axes
7. Move the rotation stage 26 around the Y axis to remove the micro parts 6.
The positions and postures of the hand sections 8 and 9 of the hand unit 7 are adjusted relative to the above.

ついで、X方向粗動部のボールねじ21を、ハンドユニ
ット7のハンド部8,9が微小部品6をつかむ方向に回
転させ、ハンド部8,9に固定されているガイド22.
23を介してハンド部8,9を互いに接近する方向に送
り、ハンド部8,9のチャック部11を微小部品6に接
触させる。このときの接触力は、微小部品6の品質を害
しない程度の大きさに設定された設定値A以下とする。
Next, the ball screw 21 of the X-direction coarse movement section is rotated in the direction in which the hand sections 8 and 9 of the hand unit 7 grip the microcomponent 6, and the guide 22.
The hand parts 8 and 9 are sent in a direction approaching each other via 23, and the chuck parts 11 of the hand parts 8 and 9 are brought into contact with the microcomponent 6. The contact force at this time is set to be less than or equal to a set value A, which is set to a magnitude that does not impair the quality of the microcomponent 6.

前記接触力が設定値A以下か、否かの判定は、各ハンド
部8.9のチャック部11に貼り付けられた歪ゲージ1
5から力信号を取り込んで行う。さらに、光学系38に
より、ハンド部8,9の微小部品6への接触時における
微小部品6の状態を確認し、品質への影響を配慮する。
Determination as to whether the contact force is less than or equal to the set value A is made using the strain gauge 1 attached to the chuck part 11 of each hand part 8.9.
This is done by taking in the force signal from 5. Further, the optical system 38 confirms the state of the microcomponent 6 when the hands 8 and 9 contact the microcomponent 6, and takes into consideration the influence on quality.

もしも、ハンド部8,9の接触力が設定値Aより大きく
、微小部品6の品質に悪影響を及ぼすおそれがあると判
断されるときは、X方向粗動部により微小部品6からハ
ンド部8゜9のチャック部11の先端部をいったん離し
、再びX方向リニアステージ24、Y軸周りの回転ステ
ージ26、Z軸周りの回転ステージ27を動かし、微小
部品6の向きに対して、ハンドユニット7の位置。
If the contact force between the hands 8 and 9 is greater than the set value A, and it is determined that there is a risk of adversely affecting the quality of the microcomponent 6, the coarse movement section in the X direction moves the microcomponent 6 to the hand 8°. Once the tip of the chuck part 11 of 9 is released, the X-direction linear stage 24, the rotation stage 26 around the Y-axis, and the rotation stage 27 around the Z-axis are moved again. position.

姿勢を調整したうえで、ハンドユニット7のハンド部8
,9のチャック部11の先端部を、設定値A以下でかつ
Oより大きい接触力で微小部品6に接触させる。
After adjusting the posture, move the hand part 8 of the hand unit 7.
, 9 are brought into contact with the microcomponent 6 with a contact force that is less than the set value A and greater than O.

なお、前記粗動機構2oを動がして行う微小部品6への
ハンドユニット7のハンド部8,9のチャック部11の
先端部の接触力では、微小部品6を把持することができ
ないようになっている。
Note that the contact force of the tips of the chuck portions 11 of the hand parts 8 and 9 of the hand unit 7 to the micro component 6 by moving the coarse movement mechanism 2o is not able to grip the micro component 6. It has become.

微小部品6にこれの品質を害しない適正な接触力でハン
ドユニット7のハンド部8,9のチャック部11の先端
部を接触させたのち、ハンドユニット7のハンド部8,
9の微動機構である圧電素子16、17にアンプ18.
19により電圧を印加し、前記圧電素子16.17によ
りハンド部8,9のチャック部11を、微小部品6をは
さむ方向に動作させ、微小部品6を加圧する。このとき
の加圧力は、微小部品6を把持するために必要な大きさ
で、かつ微小部品6の品質を害しない設定値Bとする。
After bringing the tips of the chuck parts 11 of the hand parts 8 and 9 of the hand unit 7 into contact with the micro parts 6 with an appropriate contact force that does not impair the quality of the parts, the hand parts 8 and 9 of the hand unit 7 are brought into contact with each other.
An amplifier 18.
19 applies a voltage, and the piezoelectric elements 16 and 17 move the chuck portions 11 of the hands 8 and 9 in a direction to sandwich the microcomponent 6, thereby pressurizing the microcomponent 6. The pressing force at this time is set to a value B that is necessary to grip the microcomponent 6 and does not impair the quality of the microcomponent 6.

前記微小部品6をハンドユニット7のハンド部8.9に
より設定値Bの加圧力で把持したのち、YZ方向リニア
ステージ25を部品供給台3がら離れる方向に移動させ
る。これにより、ハンドユニット7のハンド部8,9に
把持されている微小部品6をいったん持ち上げる。
After the microcomponent 6 is gripped by the hand section 8.9 of the hand unit 7 with a pressure of a set value B, the YZ direction linear stage 25 is moved in a direction away from the component supply table 3. As a result, the microcomponent 6 held by the hand parts 8 and 9 of the hand unit 7 is once lifted.

この状態で、搬送機構4により部品供給台3を部品供給
位置に送り1部品供給台3上に部品5を置く。ついで、
搬送機構4により部品供給台3を部品位置決め9組立位
置に移動させ、微小部品6を組み付けるべき部品5を位
置決め9組立位置に位置決めする。
In this state, the transport mechanism 4 moves the component supply table 3 to the component supply position and places the component 5 on the component supply table 3. Then,
The transport mechanism 4 moves the component supply table 3 to the component positioning 9 assembly position, and the component 5 to which the microcomponent 6 is to be assembled is positioned at the positioning 9 assembly position.

ついで、ハンドユニット7の粗動機構20のX方向リニ
アステージ24.Y軸周りの回転ステージ26、Z軸周
りの回転ステージ27を動かし、前記部品5に対して微
小部品6を位置決めすると同時に姿勢を調整する。さら
に、ハンドユニット7の微動機構である圧電素子16.
17に電圧を印加し、ハンド部8,9を移動させ、前記
部品5に対して微小部品6を所定位置に高精度で位置決
めする。
Next, the X-direction linear stage 24 of the coarse movement mechanism 20 of the hand unit 7 is moved. The rotation stage 26 around the Y axis and the rotation stage 27 around the Z axis are moved to position the microcomponent 6 with respect to the component 5 and adjust its posture at the same time. Furthermore, a piezoelectric element 16 which is a fine movement mechanism of the hand unit 7.
17, the hand parts 8 and 9 are moved, and the microcomponent 6 is positioned at a predetermined position with high accuracy with respect to the component 5.

前記部品5に対して微小部品6を高精度で位置決めした
のち、YZ方向リニアステージ25を、部品5ヘハンド
部8,9を接近させる方向に移動させ、ハンド部8,9
に把持されている微小部品6を部品5の所定位置に組み
付ける。
After positioning the minute component 6 with respect to the component 5 with high precision, the YZ direction linear stage 25 is moved in a direction to bring the hand sections 8 and 9 closer to the component 5.
The microcomponent 6 held by the microcomponent 6 is assembled to the predetermined position of the component 5.

前記部品5に微小部品6を組み付は後、圧電素子16.
17の電圧を消去し、またハンドユニット7の粗動機構
20のボールねじ21を、微小部品6がらハンド部8,
9を離す方向に回転させ、ガイド22゜23を介して微
小部品6からハンド部8,9を離し、作業終了とする。
After assembling the micro component 6 to the component 5, the piezoelectric element 16.
17, and also remove the ball screw 21 of the coarse movement mechanism 20 of the hand unit 7 from the hand unit 8,
9 is rotated in the direction of separation, and the hand portions 8 and 9 are separated from the microcomponent 6 via the guides 22 and 23, thereby completing the work.

これら一連の順序動作を、第4図のフローチャートで簡
明に示す。
These series of sequential operations are simply shown in the flowchart of FIG.

なお、前記部品5に対する微小部品6の位置決め9組み
付は作業の終了後、搬送機構4を能動し、部品供給台3
を介して、微小部品6を組み付けた部品5を次工程へ送
る。
In addition, after the positioning and assembling of the microcomponents 6 to the component 5 is completed, the transport mechanism 4 is activated and the component supply table 3 is moved.
The part 5 with the minute parts 6 assembled thereto is sent to the next process.

次に、第5図(A)〜(D)および第8図(A)、(B
)により、ハンドユニットの作用について詳細に説明す
る。
Next, FIGS. 5(A) to (D) and FIGS. 8(A) and (B)
), the operation of the hand unit will be explained in detail.

ハンドユニット7のハンド部8,9の位置制御部12を
切欠部12a、 12bで形成し、把持力制御部13を
板ばね13a、 13bによる平行板ばねで形成し、位
置9把持カセンサとして位置制御部12と把持力制御部
I3とに歪ゲージ14.15を貼り付け、微動機構とし
て圧電素子16.17を用いたこの実施例では。
The position control section 12 of the hand sections 8 and 9 of the hand unit 7 is formed by notches 12a and 12b, and the gripping force control section 13 is formed by a parallel leaf spring formed by leaf springs 13a and 13b, and position control is performed as a position 9 gripping force sensor. In this embodiment, strain gauges 14 and 15 are attached to the portion 12 and the gripping force control portion I3, and piezoelectric elements 16 and 17 are used as the fine movement mechanism.

圧電素子16.17によりハンド部8,9のチャック部
11に力を加えると、位置制御部12と歪ゲージ14と
は第5図(A)→(B)のように変形し、把持力制御部
13と歪ゲージI5とは第5図(C)→(D)のように
変形する。このとき、位置制御部12と把持力制御部1
3に加える力を変化させることにより、歪ゲージ14.
15が伸び縮みし、電荷に対する抵抗値が変化するので
、8力される力信号、つまり電圧値が変化する。
When force is applied to the chuck parts 11 of the hand parts 8 and 9 by the piezoelectric elements 16 and 17, the position control part 12 and the strain gauge 14 are deformed as shown in FIG. 5(A) → (B), and the gripping force is controlled. The portion 13 and the strain gauge I5 are deformed as shown in FIG. 5(C)→(D). At this time, the position control section 12 and the gripping force control section 1
By varying the force applied to strain gauge 14.
15 expands and contracts, and the resistance value to electric charge changes, so the applied force signal, that is, the voltage value changes.

したがって1把持力制御は (i)  第6図(A)に符号41で示すように、ハン
ド部のチャック部11に加えた荷重と把持力制御部13
の歪量との関係をあらかじめ計測した結果と、(il)
第6図(C)に示すように、圧電素子に印加した電圧と
把持力制御部13の歪量との関係をあらかじめ計測した
結果とを基に、 (iii)  第6図(D)に示すように、圧電素子に
印加する電圧の指令値と荷重との関係を導いて行うこと
ができる。
Therefore, one gripping force control is (i) As shown by reference numeral 41 in FIG. 6(A), the load applied to the chuck part 11 of the hand part and the gripping force control part 13
The results of pre-measurement of the relationship between the amount of distortion and (il)
As shown in FIG. 6(C), based on the results of pre-measurement of the relationship between the voltage applied to the piezoelectric element and the strain amount of the gripping force control unit 13, (iii) As shown in FIG. 6(D), This can be done by deriving the relationship between the command value of the voltage applied to the piezoelectric element and the load.

また1位置制御は (i)  第6図(A)に符号40で示すように、チャ
ック部11に加えた荷重と位置制御部12の歪量との関
係をあらかじめ計測した結果と、 (ii)  第6図(B)に示すように、圧電素子に印
加した電圧とチャック部11の先端部の変位量との関係
をあらかじめ計測した結果とを基に。
Furthermore, 1-position control is based on (i) the result of previously measuring the relationship between the load applied to the chuck part 11 and the amount of strain in the position control part 12, as shown by reference numeral 40 in FIG. 6(A), and (ii) As shown in FIG. 6(B), based on the results of measuring the relationship between the voltage applied to the piezoelectric element and the amount of displacement of the tip of the chuck portion 11 in advance.

(■)第6図(D)に示すように、圧電素子に印加する
電圧の指令値と荷重との関係を導いて行うことができる
(■) As shown in FIG. 6(D), this can be done by deriving the relationship between the command value of the voltage applied to the piezoelectric element and the load.

そして、把持力制御の場合は、第7図(B)に示すよう
に、歪ゲージ15からの力信号を検出し、検出された力
信号に従い、目標把持力を満たすように、ハンド部8,
9の圧電素子16.17に指令値として電圧を印加する
In the case of gripping force control, as shown in FIG. 7(B), a force signal from the strain gauge 15 is detected, and the hand portion 8,
A voltage is applied to the piezoelectric elements 16 and 17 of No. 9 as a command value.

また、位置制御の場合は、第7図(A)に示すように、
歪ゲージ14からの力信号を検出し、検出された力信号
に従い、目標位置に向かって、ハンド部8,9が同じ移
動量で移動するように、ハンド部8,9の圧電素子16
.17に指令値として電圧を印加する。
In addition, in the case of position control, as shown in Fig. 7 (A),
The piezoelectric elements 16 of the hand parts 8 and 9 detect the force signal from the strain gauge 14, and move the hand parts 8 and 9 by the same amount of movement toward the target position according to the detected force signal.
.. A voltage is applied to 17 as a command value.

さらに、位置制御と把持力制御とを同時に行う場合は、
第7図(C)に示すように、歪ゲージ15からの力信号
と、歪ゲージ14からの力信号とを検出しながら、把持
力と移動量とが、ともに目標値を満たすように、指令値
として電圧を印加する。このときの指令値は、ハンド部
8の圧電素子16とハンド部9の圧電素子17とで異な
る。
Furthermore, when performing position control and grip force control at the same time,
As shown in FIG. 7(C), while detecting the force signal from the strain gauge 15 and the force signal from the strain gauge 14, a command is given so that both the gripping force and the amount of movement satisfy the target values. Apply voltage as a value. The command value at this time is different between the piezoelectric element 16 of the hand section 8 and the piezoelectric element 17 of the hand section 9.

この実施例では、ハンド部8,9をそれぞれ独立に制御
可能な圧電素子16.17で微動させるようにしている
ので、前記のように指令を与えることが可能となる。い
ま、例えば第8図(A)、(B)に示すように、ハンド
部8,9で把持した微小部品6を現在位置X、からXl
へ位置決めしつつ、現在の把持力f1をf2(ただし、
L>fl)へ変化させたいとする。
In this embodiment, the hands 8 and 9 are slightly moved by independently controllable piezoelectric elements 16 and 17, so that it is possible to give commands as described above. Now, for example, as shown in FIGS. 8(A) and 8(B), the microcomponent 6 held by the hands 8 and 9 is moved from the current position X to Xl.
While positioning the current gripping force f1 to f2 (however,
Suppose we want to change it to L>fl).

この場合には、ハンド部9の移動指令値DRを。In this case, the movement command value DR of the hand section 9 is.

DR= (xi  xo)+ΔR(ただし、ΔR≧0)
ハンド部8の移動指令値DLを、 DL= (XニーX O)−ΔL(ただし、Δ、≧0)
とするΔR9ΔLを与えてやればよい。
DR= (xi xo)+ΔR (however, ΔR≧0)
The movement command value DL of the hand section 8 is DL= (X Knee X O) - ΔL (However, Δ, ≧0)
It is sufficient to give ΔR9ΔL.

前記ΔR9ΔLは、ハンド部8に貼り付けられた歪ゲー
ジ14.15と、ハンド部9に貼り付けられた歪ゲージ
14.15とからの検出信号と、Δfとによって求まる
値である。ただし、 Δf=ft  fl である。
The ΔR9ΔL is a value determined from the detection signals from the strain gauge 14.15 attached to the hand portion 8 and the strain gauge 14.15 attached to the hand portion 9, and Δf. However, Δf=ft fl .

この実施例によれば、前記のようにして、位置。According to this embodiment, as described above, the position.

把持力の同時制御が可能となる。Simultaneous control of gripping force is possible.

また、この実施例ではハンドユニット7のハンド部8,
9が独立して微動制御可能に構成されているので、ハン
ド部8,9を次のように制御することができる。
Further, in this embodiment, the hand portion 8 of the hand unit 7,
Since the hand parts 9 are configured to be able to be independently and finely controlled, the hand parts 8 and 9 can be controlled as follows.

すなわち、第9図(A)〜(D)に示すように、微小部
品6を組み付ける部品5の表面が平坦な場合は、部品5
に対して微小部品6を位置決めして組み付けたのち、第
9図(E)に示すように、ハンド部8,9を圧電素子に
より互いに離れる方向に同距離移動させ、ハンド部8.
9から微小部品6を放すように制御することができる。
That is, as shown in FIGS. 9(A) to 9(D), when the surface of the component 5 to which the microcomponent 6 is assembled is flat, the component 5
After positioning and assembling the microcomponent 6, the piezoelectric elements move the hand parts 8, 9 the same distance in the direction away from each other, as shown in FIG. 9(E).
Control can be performed to release the microcomponent 6 from the microcomponent 9.

さらに、第10図(A)、(B)に示すように、微小部
品6を組み付ける部品5の表面の1例えば−側部に凸部
5′がある場合には、部品5に対して微小部品6を位置
決めして組み付けたのち、凸部5′側のハンド部9を動
かさず、ハンド部8のみ、当該圧電素子により移動させ
、ハンド部8,9から微小部品6を放すように制御する
こともできる。
Furthermore, as shown in FIGS. 10(A) and 10(B), if there is a protrusion 5' on the surface of the component 5 to which the microcomponent 6 is to be assembled, for example, on the negative side, the microcomponent After positioning and assembling the small parts 6, the hand part 9 on the convex part 5' side is not moved, and only the hand part 8 is moved by the piezoelectric element, and the micro parts 6 are controlled to be released from the hand parts 8, 9. You can also do it.

なお、第9図(A)〜(D)および第10図(A)にお
いて、破線で囲んだ部分は微小部品6の組み付は位置を
示す。
In addition, in FIGS. 9(A) to 10(D) and FIG. 10(A), the portions surrounded by broken lines indicate the assembly positions of the microcomponents 6.

また、前記第1図、第2図に示す部品の組立装置に、光
学系38に代えて、画像処理装置(図示せず)を配備し
てもよい。
Furthermore, an image processing device (not shown) may be provided in place of the optical system 38 in the parts assembly apparatus shown in FIGS. 1 and 2.

そして1画像処理装置により、ハンドユニット7の各ハ
ンド部8,9と微小部品6との相対的位置を撮像し、そ
の画像を処理し、各ハンド部8゜9と微小部品6の相対
的位置情報を作成し、その位置情報に基づいて各ハンド
部8,9を動かすようにすれば、より一層能率よくかつ
的確に作業を遂行することが可能となる。
Then, an image processing device 1 images the relative position of each hand part 8, 9 of the hand unit 7 and the micro component 6, processes the image, and calculates the relative position of each hand part 8.9 and the micro component 6. By creating information and moving each hand section 8, 9 based on the position information, work can be performed more efficiently and accurately.

さらに、前記光学系38と画像処理装置の両方を配備し
てもよい。このようにすれば、さらに能率よくかつ的確
に作業を行うことができる。
Furthermore, both the optical system 38 and the image processing device may be provided. In this way, work can be performed more efficiently and accurately.

次に、第11図〜第14図はそれぞれハンドユニットの
ハンド部の色々な実施例を示すもので、ハンド部1個の
みの斜視図である。
Next, FIGS. 11 to 14 each show various embodiments of the hand portion of the hand unit, and are perspective views of only one hand portion.

第11図に示すハンド部8,9には、チャック部11に
位置制御部42と、把持力制御部43とが設けられてい
る。前記位置制御部42は、チャック部11の幅方向に
互いに平行に設けられた板ばね42a、 42bからな
る平行板ばねで形成されている。前記把持力制御部43
は、チャック部11の幅方向に対向させて設けられた切
欠部43a、 43bにより形成されている。前記位置
制御部42の板ばね42a、42bの外側には歪ケージ
14が貼り付けられ、前記把持力制御部43の切欠部4
3a、43bの外側には、歪ゲージ15が貼り付けられ
ている。
In the hand parts 8 and 9 shown in FIG. 11, the chuck part 11 is provided with a position control part 42 and a gripping force control part 43. The position control section 42 is formed of parallel leaf springs consisting of leaf springs 42a and 42b provided parallel to each other in the width direction of the chuck section 11. The gripping force control section 43
are formed by notches 43a and 43b provided oppositely in the width direction of the chuck portion 11. A strain cage 14 is attached to the outside of the leaf springs 42a and 42b of the position control section 42, and the notch 4 of the gripping force control section 43
A strain gauge 15 is attached to the outside of 3a and 43b.

また、第12図に示すハンド部8,9には、チャック部
11に位置制御部44と、把持力制御部45とが設けら
れている。前記位置制御部44は、チャック部11の幅
方向に対向させて設けられた切欠部44a。
Further, in the hand parts 8 and 9 shown in FIG. 12, a position control part 44 and a gripping force control part 45 are provided in the chuck part 11. The position control section 44 is a cutout section 44a that is provided to face the chuck section 11 in the width direction.

44bにより形成されている。前記把持力制御部45は
、チャック部11の幅方向に対向させて設けられた切欠
部45a、 45bにより形成されている。前記位置制
御部44の切欠部44a、44bの外側には、歪ゲージ
14が貼り付けられ、前記把持力制御部45の切欠部4
5a 、 45bの外側には、歪ゲージ15が貼り付け
られている。
44b. The gripping force control section 45 is formed by notches 45a and 45b provided oppositely in the width direction of the chuck section 11. A strain gauge 14 is pasted on the outside of the notches 44a and 44b of the position control section 44, and the notch 4 of the gripping force control section 45
A strain gauge 15 is attached to the outside of 5a and 45b.

さらに、第13図に示す実施例のハンド部8,9には、
チャック部11に位置制御部46と、把持力制御部47
とが設けられている。前記位置制御部46は、チャック
部11の幅方向に互いに平行に設けられた板ばね46a
、 46bからなる平行板ばねで形成されている。前記
把持力制御部47は、チャック部11の幅方向に耳いに
平行に設けられた板ばね47a、 47bからなる平行
板ばねで形成されている。前記位置制御部46の板ばね
46a、46bの外側には、歪ゲージ14が貼り付けら
れ、前記把持力制御部47の板ばね47a、47bの外
側には、歪ゲージ15が貼り付けられている。
Furthermore, the hand parts 8 and 9 of the embodiment shown in FIG.
A position control section 46 and a gripping force control section 47 are provided in the chuck section 11.
and is provided. The position control section 46 includes leaf springs 46a provided parallel to each other in the width direction of the chuck section 11.
, 46b. The gripping force control section 47 is formed of parallel plate springs including plate springs 47a and 47b provided in the width direction of the chuck section 11 in parallel to the ears. A strain gauge 14 is attached to the outside of the leaf springs 46a, 46b of the position control section 46, and a strain gauge 15 is attached to the outside of the leaf springs 47a, 47b of the gripping force control section 47. .

そして、第14図に示す実施例のハンド部8,9では、
チャック部11に位置制御部48と、把持力制御部49
とが設けられている。前記位置制御部48は、チャック
部11の幅方向に対向させて設けられた切欠部48a、
 48bにより形成されている。前記把持力制御部49
は、チャック部11の先端部に向かって互いに間隔を漸
減する形状の板ばね49a、 49bからなる傾斜板ば
ねで形成されている。前記位置制御部48の切欠部48
a、48bの外側には、歪ゲージ14が貼り付けられ、
前記把持力制御部49の板ばね49a。
In the hand portions 8 and 9 of the embodiment shown in FIG.
A position control section 48 and a gripping force control section 49 are provided in the chuck section 11.
and is provided. The position control section 48 includes cutout sections 48a provided oppositely in the width direction of the chuck section 11;
48b. The gripping force control section 49
is formed of an inclined leaf spring consisting of leaf springs 49a and 49b whose spacing gradually decreases toward the tip of the chuck portion 11. Notch portion 48 of the position control section 48
A strain gauge 14 is pasted on the outside of a and 48b,
A leaf spring 49a of the gripping force control section 49.

49bの外側には、歪ゲージ15が貼り付けられている
A strain gauge 15 is attached to the outside of 49b.

前記第11図〜第14図に示す実施例のハンド部8゜9
の作用は、前記第3図に示すものと同様である。
Hand portion 8°9 of the embodiment shown in FIGS. 11 to 14
The action is similar to that shown in FIG. 3 above.

また、ハンド部8,9は前記図11〜図14以外の一体
切欠機構(図示せず)により構成してもよく、例えば先
端部切欠の形を三角形とすれば作用点を中心に切欠部が
変形し、回転動作を行うので部品6を把持する時にチャ
ック部11の先端部の変位を少なくさせることができる
ので、変位誤差を少なくすることも可能である。
Furthermore, the hand parts 8 and 9 may be constructed by an integral notch mechanism (not shown) other than those shown in FIGS. Since it deforms and rotates, it is possible to reduce the displacement of the tip of the chuck part 11 when gripping the component 6, and it is also possible to reduce displacement errors.

さらに、ハンド部8,9の微動機構には、圧電素子に限
らず、磁歪素子等を用いてもよい。
Furthermore, the fine movement mechanism of the hand parts 8 and 9 is not limited to a piezoelectric element, but may also use a magnetostrictive element or the like.

さらには、ハンド部8,9のチャック部11は、図面に
示したX方向の1自由度に限らず、X方向の他にYまた
はZ方向を加えた2自由度、およびx、y、z方向の3
自由度としてもよく、多自由度とした場合には、微小部
品6をより一層的確に把持することが可能となる。
Furthermore, the chuck portions 11 of the hand portions 8 and 9 are not limited to one degree of freedom in the X direction shown in the drawings, but have two degrees of freedom in the Y or Z direction in addition to the X direction, and x, y, and z. direction 3
It may be a degree of freedom, and when it is made into multiple degrees of freedom, it becomes possible to grip the minute component 6 even more accurately.

さらにまた、ハンド部8,9は例えば鉄等の剛性で弾性
変形する材料で形成したものに限らず。
Furthermore, the hand parts 8 and 9 are not limited to being made of a rigid and elastically deformable material such as iron.

靭性の大きい例えば硬質ゴムやプラスチック等で形成し
、そのハンド部8,9のチャック部11に前述のごとき
位置制御部と把持力制御部とを設けてもよい。
It may be made of a material having high toughness, such as hard rubber or plastic, and the chuck portions 11 of the hand portions 8 and 9 may be provided with a position control portion and a gripping force control portion as described above.

そして、ハンド部8,9を硬質ゴムやプラスチックで形
成した場合には、ハンドユニット7の微動機構として、
温度等の化学的変化に対応して体積が変化しかつ力が変
化する材料で形成したもの。
When the hand parts 8 and 9 are made of hard rubber or plastic, as a fine movement mechanism of the hand unit 7,
A device made of a material whose volume and force change in response to chemical changes such as temperature.

光量や光波長等の物理的変化に対応して体積が変化しか
つ力が変化する材料で形成したものを用いることも可能
である。
It is also possible to use a material made of a material whose volume and force change in response to physical changes such as the amount of light and wavelength of light.

ついで、第15図、第16図および第17図(A)〜(
D)は本発明ハンドユニットの他の実施例を示すもので
、第15図はハンドユニットの概念図、第16図は作用
状態を示す概念図、第17図(A)〜(D)はこの実施
例においてハンド部を構成している材料と光量との関係
を示す図である。
Next, FIGS. 15, 16, and 17 (A) to (
D) shows another embodiment of the hand unit of the present invention, FIG. 15 is a conceptual diagram of the hand unit, FIG. 16 is a conceptual diagram showing the operating state, and FIGS. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the material forming the hand portion and the amount of light in the example.

これらの図に示す実施例のハンドユニット50は、2個
一対のハンド部51.52と、各ハンド部51.52に
設けられた位置センサである光センサ53および把持力
センサである光センサ54と、ハンド部51゜52の微
動駆動源である光55と、この光55の光量制御装置5
6とを備えて構成されている。
The hand unit 50 of the embodiment shown in these figures includes a pair of hand parts 51.52, an optical sensor 53 which is a position sensor and an optical sensor 54 which is a grip force sensor provided on each hand part 51.52. , a light 55 which is a fine movement driving source for the hand parts 51 and 52, and a light amount control device 5 for this light 55.
6.

前記ハンド部51.52は、光透過性で光量の変化に対
応してその大きさ、つまり体積が変化する材料で形成さ
れている。このハンド部51.52を形成している材料
の特性は、第17図(A)と(C)、または第17図(
B)と(D)に示している。
The hand portions 51 and 52 are made of a material that is transparent and whose size, that is, volume, changes in response to changes in the amount of light. The characteristics of the material forming the hand portions 51, 52 are shown in FIGS. 17(A) and (C) or FIG. 17(
Shown in B) and (D).

前記位置センサである光センサ53および把持力センサ
である光センサ54には、光ファイバや受光素子等が用
いられている。これら光センサ53.54は、ハンド部
51.52を透過した光量を検出し、その検出値を光量
制御装置56に送り込むようになっている。
Optical fibers, light receiving elements, and the like are used for the optical sensor 53, which is the position sensor, and the optical sensor 54, which is the gripping force sensor. These optical sensors 53 and 54 detect the amount of light transmitted through the hand portions 51 and 52, and send the detected values to the light amount control device 56.

前記光量制御装置i56は、ハンド部51.52に指令
値として光55を与え、またハンド部51.52に送っ
た光量と光センサ53.54から取り込んだ光量とを比
較し、第17図(A)と(C)、または第17図(B)
と(D)の関係を基に、ハンド部51.52をフィード
バック制御するようになっている。
The light amount control device i56 gives light 55 as a command value to the hand portion 51.52, and compares the amount of light sent to the hand portion 51.52 with the amount of light taken in from the optical sensor 53.54, and calculates the amount of light as shown in FIG. A) and (C) or Figure 17 (B)
Based on the relationship between and (D), the hand sections 51 and 52 are feedback-controlled.

この実施例のハンドユニット50では、微小部品6の把
持および位置決め時に、光量制御装置56よりハンド部
51.52へ微動駆動力として光55を送る。
In the hand unit 50 of this embodiment, when gripping and positioning the microcomponent 6, the light amount control device 56 sends light 55 to the hand portions 51 and 52 as a fine movement driving force.

前記ハンド部51.52へ光55を与えると、その光量
によりハンド部51.52の体積が第17図(A)また
は(B)のように変化し、またハンド部51.52の力
が第17図(C)または(D)のように変化する。これ
により、ハンド部51.52の微小部品6に対する把持
力を微調整することができ、かつハンド部51゜52を
移動させて微小部品6の位置も微調整することが可能と
なる。
When light 55 is applied to the hand portion 51.52, the volume of the hand portion 51.52 changes as shown in FIG. 17 (A) or (B) depending on the amount of light, and the force of the hand portion 51. It changes as shown in Figure 17 (C) or (D). This makes it possible to finely adjust the gripping force of the hand parts 51 and 52 on the microcomponent 6, and also to finely adjust the position of the microcomponent 6 by moving the hand parts 51 and 52.

前記ハンド部51.52に光55を与えると同時に、ハ
ンド部51.52を透過した光量を光センサ53.54
で検出し、その検品値を光量制御装置56に送り込む。
At the same time that light 55 is applied to the hand portion 51.52, the amount of light transmitted through the hand portion 51.52 is measured by an optical sensor 53.54.
and sends the inspection value to the light amount control device 56.

前記光量制御装置56では、ハンド部51.52に指令
値として与えた光量と、光センサ53.54から取り込
んだ光量とを比較し、第17図(A)と(C)、または
第17図(B)と(D)の関係に基づいて、ハンド部5
1.52による微小部品6の把持力および位置を微調整
し、かつ位置決めする。
The light amount control device 56 compares the amount of light given as a command value to the hand portion 51.52 and the amount of light taken in from the optical sensor 53.54, and compares the amount of light given as a command value to the hand portion 51.52 and the amount of light taken in from the optical sensor 53.54. Based on the relationship between (B) and (D), the hand portion 5
1. Finely adjust the gripping force and position of the micro component 6 according to 52, and position it.

この実施例の他の構成2作用は、前記第1図〜第3図に
示す実施例について説明したところと同様である。
The other functions of the second structure of this embodiment are the same as those described for the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 above.

続いて、第18図(A)〜(D)は本発明ハンドユニッ
トの別の実施例を示すもので、ハンド部を構成している
材料と光波長との関係を示す図である。
Next, FIGS. 18(A) to 18(D) show another embodiment of the hand unit of the present invention, and are diagrams showing the relationship between the material constituting the hand portion and the wavelength of light.

この実施例では、ハンド部の把持力および位置を微調整
する微動駆動源として、第15図〜第17図(A)〜(
D)に示す実施例の光に代えて、光波長を用いている。
In this embodiment, a fine movement drive source for finely adjusting the gripping force and position of the hand section is used in FIGS. 15 to 17 (A) to (
A light wavelength is used instead of the light in the example shown in D).

ハンド部を構成している材料には、光波長一体積、光波
長−力の関係が第18図(A)と(C)、または第18
図(B)と(D)の関係にあるものを用いる。
The material constituting the hand part has the relationship between light wavelength and volume, light wavelength and force as shown in Figure 18 (A) and (C), or Figure 18.
The relationships shown in Figures (B) and (D) are used.

また、ハンド部の位置センサおよび把持力センサには光
センサを用い、その光センサには光感度フィルタ等を用
いる。
Further, an optical sensor is used as a position sensor and a grip force sensor of the hand portion, and a light-sensitive filter or the like is used for the optical sensor.

そして、光波長の制御は第18図(A)と(C)、また
は第18図(B)と(D)に示す関係を基に、フィード
バック制御可能な光波長制御装置により行うようになっ
ている。
The optical wavelength is controlled by an optical wavelength control device capable of feedback control based on the relationships shown in FIGS. 18(A) and (C) or 18(B) and (D). There is.

この実施例の他の構成および作用は、前記第15図〜第
17図(A)〜(D)に示す実施例と同様である。
The other structure and operation of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 15 to 17(A) to 17(D).

さらに1本発明ハンドユニットではハンド部自体を音波
等の物理的変化に対応して体積が変化しかつ力が変化す
る材料で形成してもよく、さらにはハンド部自体を温度
等の化学的変化に対応して体積が変化しかつ力が変化す
る材料で形成してもよい。
Furthermore, in the hand unit of the present invention, the hand section itself may be formed of a material whose volume changes and force changes in response to physical changes such as sound waves, and furthermore, the hand section itself may be formed of a material that changes in volume and force in response to physical changes such as sound waves. It may be made of a material whose volume and force change in response to the change in volume.

次に、第19図(A)、(B)および第20図はハンド
ユニットを用いた部品の接合状態の試験方法を示すもの
で、第19図(A)、(B)は部品の接合状態の試験方
法の一実施例の説明図、第20図は部品の接合状態の試
験方法の過程を示すフローチャートである。
Next, FIGS. 19(A), (B), and 20 show a method for testing the joining state of parts using a hand unit, and FIGS. 19(A), (B) show the joining state of parts. FIG. 20 is a flowchart showing the process of testing the joint state of parts.

この実施例の部品の接合状態の試験方法では、本発明に
係る例えば第1図〜第3図に示すハンドユニット7を用
いる。また、この実施例の部品の接合状態の試験方法で
は、部品5に微小部品6をはんだ付けし、そのはんだ付
は部57が所定の接合強度を持っているか、否かを試験
する場合を示す。
In the method of testing the joint state of parts in this embodiment, a hand unit 7 according to the present invention shown in FIGS. 1 to 3, for example, is used. In addition, the method for testing the joint state of parts in this embodiment shows a case in which a minute part 6 is soldered to a part 5, and the soldering part 57 is tested to see whether or not it has a predetermined joint strength. .

この部品の接合状態の試験方法を実施するに当たっては
、微小部品6をはんだ付けした部品5を、第19図(A
)に示すように、固定台58上に固定手段(図示せず)
により固定する。
In carrying out this test method for the joint state of parts, the part 5 to which the micro parts 6 are soldered is shown in FIG. 19 (A
), a fixing means (not shown) is mounted on the fixing base 58.
Fix it by.

ついで、微小部品6にハンドユニット7の一方のハンド
部、つまり第19図(A)、(B)に示す実施例ではハ
ンド部9を接触させる。
Next, one hand portion of the hand unit 7, that is, the hand portion 9 in the embodiment shown in FIGS. 19(A) and 19(B), is brought into contact with the microcomponent 6.

次に、第1図〜第3図に示すハンドユニット7を用いた
場合は、微動機構である圧電素子17を駆動し、ハンド
部9を第19図(A)、(B)に矢印で示す方向に移動
させ、微小部品6にあらかじめ決められた加圧力Cを与
え、はんだの固着状態が良好か、否かをチエツクする。
Next, when the hand unit 7 shown in FIGS. 1 to 3 is used, the piezoelectric element 17, which is a fine movement mechanism, is driven, and the hand part 9 is moved as shown by arrows in FIGS. direction, applying a predetermined pressing force C to the microcomponent 6, and checking whether the solder is in a good state of adhesion.

前記微小部品6に与えた加圧力が、前記法められた加圧
力Cに達しているか、否かの判断は、第1図、第3図に
示すチャック部11の把持力制御部13の板ばね13a
または13bの外側に貼り付けられた歪ゲージ15から
の力信号により行うことができる。
The judgment as to whether or not the pressing force applied to the microcomponent 6 has reached the prescribed pressing force C is made by the plate of the gripping force control section 13 of the chuck section 11 shown in FIGS. 1 and 3. Spring 13a
Alternatively, it can be performed using a force signal from the strain gauge 15 attached to the outside of the strain gauge 13b.

前記微小部品6の一方から、あらかじめ決められた加圧
力Cを与え、この加圧力Cよりもはんだ固着力が大きい
ときは、はんだ付は状態が良好と判断し1部品5に対す
る微小部品6のはんだ付は組立終了とする。もしも、前
記加圧力Cよりもはんだ固着力が小さいときは、第19
図(B)に示すように、はんだ付は部57が破断される
ことになる。
A predetermined pressure C is applied to one of the microcomponents 6, and when the solder adhesion force is greater than the pressure C, it is determined that the soldering condition is good, and the soldering of the microcomponent 6 to one component 5 is performed. Attached is the end of assembly. If the solder adhesion force is smaller than the pressing force C, the 19th
As shown in Figure (B), part 57 is broken during soldering.

その場合には、ハンドユニット7のハンド部8゜9によ
り微小部品6を把持し、ハンドユニット7のハンド部8
,9の微動機構である第3図に示す圧電素子16.17
を駆動し、部品5に対して微小部品6を再び位置決めし
たのち、はんだ付は直しを行う。そして、改めてはんだ
付けを行った部分の同化後、再びハンドユニット7を利
用して部品の接合状態の試験を行う。
In that case, the hand portion 8°9 of the hand unit 7 grasps the minute component 6, and the hand portion 8 of the hand unit 7
, 9, the piezoelectric elements 16 and 17 shown in FIG.
After driving the microcomponent 6 and repositioning the microcomponent 6 with respect to the component 5, the soldering is corrected. Then, after assimilating the soldered parts again, the hand unit 7 is used again to test the joint state of the parts.

なお、これら一連の過程を、第20図のフローチャート
で簡明に示す。
Incidentally, these series of processes are simply shown in the flowchart of FIG.

以上の説明からも分かるように、本発明のハンドユニッ
トを利用して、部品5に対して微小部品6を位置決めし
、部品5と微小部品6とをはんだ付は等により組み立て
たのち、同じハンドユニットを用いてはんだ付は部57
等の接合状態の試験をも実施することができる。
As can be seen from the above explanation, the hand unit of the present invention is used to position the microcomponent 6 with respect to the component 5, and after assembling the component 5 and the microcomponent 6 by soldering, etc., Soldering using the unit is part 57
It is also possible to conduct tests on the bonded state such as.

なお、この部品の接合状態の試験方法には、前記第1図
〜第3図に示すハンドユニット7に限らず、第15図〜
第17図(A)〜(D)に示すハンドユニット50や、
第18図(A)〜(D)に示す特性を持ったハンドユニ
ット等を用いてもよい。
Note that this testing method for the joint state of parts is not limited to the hand unit 7 shown in FIGS.
The hand unit 50 shown in FIGS. 17(A) to (D),
A hand unit or the like having the characteristics shown in FIGS. 18(A) to 18(D) may be used.

[発明の効果] 以上説明した請求項1記載の発明によれば、被把持部品
を把持するための少なくとも2個で一対をなすハンド部
を、互いに対向させて配置し、各ハンド部に位置制御部
と把持力制御部とを設け、前記位置制御部に位置センサ
を取り付け、把持力制御部に把持力センサを取り付け、
各ハンド部に、当該ハンド部に取り付けられた位置セン
サと把持力センサからの検出値に基づき、1個で当該A
ノド部の位置と把持力とを微動制御する微動機構を設け
ており、複数のハンド部にそれぞれ微動機構を設け、1
個の微動機構で直接当該ハンド部の位置制御と把持力制
御の両方を行うようにしているので、被把持部品が微小
な部品であっても、適正な把持力で把持し、かつ高精度
で位置決めできる外、これら部品の把持と位置決めとを
同時に行い得る効果がある。しかも、1個の微動機構を
当該ハンド部の位置制御と把持力制御とに共用している
ので、少ない部材で各ハンド部の位置制御と把持力制御
とを同時に行い得る効果があり、各ノ)ノド部を微動機
構によりそれぞれ独立に駆動することができるので、部
品を組み付ける相手方の部材の形状等に合わせて多様に
動作させることができる結果、汎用性の向上を図り得る
効果もある。
[Effects of the Invention] According to the invention described in claim 1 described above, at least two hand parts forming a pair for gripping a part to be gripped are arranged to face each other, and each hand part is provided with position control. and a gripping force control unit, a position sensor is attached to the position control unit, a gripping force sensor is attached to the gripping force control unit,
Based on the detected values from the position sensor and gripping force sensor attached to each hand part, one piece is attached to the corresponding A
A fine movement mechanism is provided to finely control the position and gripping force of the throat part, and each of the plurality of hand parts is provided with a fine movement mechanism.
The fine movement mechanism directly controls both the position and gripping force of the hand, so even if the part to be gripped is minute, it can be gripped with appropriate gripping force and with high precision. In addition to being able to position the parts, it also has the effect of simultaneously gripping and positioning these parts. Moreover, since one fine movement mechanism is used for controlling the position and gripping force of each hand, it is possible to control the position and gripping force of each hand at the same time with a small number of members. ) Since the throat parts can be driven independently by the fine movement mechanism, they can be operated in a variety of ways according to the shape of the other member to which the parts are assembled, resulting in improved versatility.

また、請求項2記載の発明によれば、各ハンド部の位置
制御部と把持力制御部とを、切欠部と板ばね部、板ばね
と切欠部、切欠部同士、板ばね部同士のいずれかにより
構成しており、さらにまた請求項3記載の発明によれば
、各ハンド部の微動機構として、圧電素子と、磁歪素子
と、化学的変化に対応して体積が変化しかつ力が変化す
る素子と、物理的変化に対応して体積が変化しかつ力が
変化する素子のいずれかを用いているので、それぞれ部
品の適正な把持力での把持と、高精度の位置決めとを同
時に、的確に行い得る効果がある。
According to the second aspect of the invention, the position control section and the gripping force control section of each hand section can be arranged between the notch and the leaf spring, between the leaf spring and the notch, between the notches, and between the leaf springs. According to the third aspect of the invention, the fine movement mechanism of each hand part includes a piezoelectric element, a magnetostrictive element, and a piezoelectric element whose volume changes and whose force changes in response to chemical changes. Since we use either an element whose volume changes and whose force changes in response to physical changes, it is possible to grip the part with an appropriate gripping force and position it with high precision at the same time. There are effects that can be achieved accurately.

さらに、請求項4記載の発明によれば、ハンド部を、化
学的変化に対応して体積が変化しかつ力が変化する材料
と、物理的変化に対応して体積が変化しかつ力が変化す
る材料のいずれかにより形成するとともに、前記ハンド
部を被把持部品を把持すへく少なくとも2個、互いに対
向させて配置し、各ハンド部に位置センサと把持力セン
サとを取り付け、各ハンド部に取り付けられた位置セン
サと把持力センサの検出値に基づき、各ハンド部の位置
および把持力を制御可能に構成しており、この発明にお
いても、部品の適正な把持力での把持と、高精度の位置
決めとを同時に行うことができる効果があり、少ない部
材で構成し得る効果もある。
Furthermore, according to the invention as set forth in claim 4, the hand portion is made of a material whose volume changes and force changes in response to a chemical change, and a material whose volume changes and force changes in response to a physical change. At least two of the hand parts are arranged facing each other to grip the part to be gripped, and a position sensor and a gripping force sensor are attached to each hand part. The position and gripping force of each hand part can be controlled based on the detected values of the position sensor and gripping force sensor attached to the hand part, and this invention also has the ability to grip parts with an appropriate gripping force and a high gripping force. There is an effect that accurate positioning can be performed at the same time, and there is also an effect that it can be constructed with fewer members.

また、請求項5記載の発明によれば、前記ハンドユニッ
トを、被把持部品の把持方向において少なくとも2次元
方向に粗調整可能な粗動機構に取り付けており、被把持
部品を把持するときは、ハンドユニットの各ハンドを開
いた状態でます粗動機構を駆動し、前記ハンド部を被把
持部品を把持する位置に移動させ、ついで各ハンド部を
微動機構により駆動させて被把持部品を把持し、かつ同
微動機構により把持した部品を、組み付けるべき相手方
の部材に対して位置決めするようにしているので、前記
ハンドユニットを用いて、部品を能率よくかつ的確に組
み立て得る効果がある。
Further, according to the invention as set forth in claim 5, the hand unit is attached to a coarse movement mechanism capable of coarse adjustment in at least two dimensions in the gripping direction of the gripped part, and when gripping the gripped part, With each hand of the hand unit open, the coarse movement mechanism is driven to move the hand section to a position where it grips the part to be gripped, and then each hand part is driven by the fine movement mechanism to grip the part to be gripped. , and because the fine movement mechanism positions the gripped part relative to the other member to be assembled, the hand unit can be used to efficiently and accurately assemble the parts.

さらに、請求項6記載の発明によれば、前記ハンドユニ
ットの中心部に照明光を照射する光学系を配備しており
、さらにまた請求項7記載の発明によれば、前記ハンド
ユニットの各ハンド部と被把持部品との相対的位置を撮
像し、画像処理する画像処理装置を配備しているので、
それぞれより一層能率よくかつ的確に作業を遂行し得る
効果がある。
Furthermore, according to the invention set forth in claim 6, an optical system for irradiating illumination light is provided at the center of the hand unit, and furthermore, according to the invention set forth in claim 7, each hand of the hand unit Since we are equipped with an image processing device that captures and processes the relative position of the part and the part to be gripped,
Each has the effect of allowing work to be performed more efficiently and accurately.

また、請求項8記載の発明によれば、前記光学系と画像
処理装置の両方を配備しているので、さらに能率よくか
つ的確に作業を遂行し得る効果がある。
Further, according to the invention as set forth in claim 8, since both the optical system and the image processing device are provided, there is an effect that the work can be carried out more efficiently and accurately.

そして、請求項9記載の発明によれば、前記ハンドユニ
ットを用い、このハンドユニットを構成している複数の
ハンド部のうちの少なくとも1個を被試験部品に接触さ
せ、かつあらかじめ決められた加圧力を与え、被試験部
品と他の部材との接合状態の良否を検査するようにして
いるので、前記ハンドユニットを用いて、部品と他の部
材との接合状態を的確に試験し得る効果がある。
According to the ninth aspect of the invention, the hand unit is used, and at least one of the plurality of hand parts constituting the hand unit is brought into contact with the part to be tested, and a predetermined application is performed. Since pressure is applied to check the quality of the joint between the part under test and other members, the hand unit can be used to accurately test the joint state of the part and other members. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第10図(A)、(B)は本発明の一実施例を
示すもので、第1図は微小部品の組立装置の斜視図、第
2図は同組立装置の概念図、第3図はハンドユニットを
構成しているハンド部1個の拡大斜視図、第4図は対象
とする部品である微小部品の供給から把持1位置決め2
組み付けに至る過程を示すフローチャート、第5図(A
)、(B)はハンド部に設けられた位置検出部の変形状
態を示す模式図、第5図(c)、(D)は同ハンド部に
設けられた把持力制御部の変形状態を示す模式図、第6
図(A)〜(D)はハンドユニットの微動機構として圧
電素子を用いたときのハンド部に与えた荷重−歪量、電
圧−変位、電圧−歪量、電圧−荷重の関係を示す図、第
7図(A)〜(C)はハンドユニットの位置制御9把持
力制御2位置および把持力制御の説明図、第8図(A)
、(B)はハンドユニットの把持力制御と位置制御とを
同時に行う場合の説明図、第9図(A)〜(E)および
第10図(A)、(B)は色々な形状の部品とこれに組
み付ける微小部品の位置決めと、ハンドユニットのハン
ド部の離し方向の説明図である。第11図〜第14図は
それぞれハンドユニットのハンド部の色々な実施例を示
すもので、ハンド部1個のみの斜視図である。第15図
〜第17図(A)〜(D)は本発明ハンドユニットの他
の実施例を示すもので、第15図はハンドユニットの概
念図、第16図は作用状態を示す概念図、第17図(A
)〜(D)はハンド部を構成している材料と光量との関
係を示す図である。第18図(A)〜(D)は本発明ハ
ンドユニットの別の実施例を示すもので、ハンド部を構
成している材料と光波長との関係を示す図である。第1
9図(A)、(B)および第20図は本発明のハンドユ
ニットを用いた部品の接合状態の試験方法を示すもので
、第19@(A)、(B)は試験方法の一実施例の説明
図、第20図は試験方法の過程を示すフローチャートで
ある。 3・・・部品供給台、5・・・微小部品を組み付ける相
手方の部材としての部品、6・・・対象とする部品であ
る微小部品、7・・・ハンドユニット、8,9・・・ハ
ンド部、11・・・ハンド部のチャック部、 +2・・
・位置制御部、12a、 12b・・・位置制御部を形
成している切欠部、13・・把持力制御部、13a、 
13b・・把持力制御部を形成している板ばね、14・
・・位置センサである歪ゲージ、15・・・把持力セン
サである歪ゲージ、16゜17・・・微動機構である圧
電素子、20・・・ハンドユニットの粗動機構、21・
・・粗動機構を構成しているボールねじ、 22.23
・・・同ガイド、24・・・同X方向リニアステージ、
25・・・同X方向リニアステージ、26同Y軸周りの
回転ステージ、27・・・同Z軸周りの回転ステージ、
28・・・同モータ、30・・・同アクチュエータ、3
1.32・・・同モータ、38・・・光学系、39・・
・各部の制御装置、42・・・ハンド部の位置制御部、
42a、 42b・・・板ばね、43・・・把持力制御
部、43a、 43b・・・切欠部。 44・・・位I’制御部、44a、 44b・・・切欠
部、45・・・把持力制御部、45a、 45b・・・
切欠部、46・・・位置制御部、46a、 46b・・
・板ばね、47・・・把持力制御部、47a、 47b
・・・板ばね、48・・・位置制御部、48a、 48
b・・・切欠部、49・・・把持力制御部、49a、 
49b・・・板ばね、50・・・ハンドユニット、51
.52・・・ハンド部、53・・位置センサである光セ
ンサ、54・・・把持力センサである光センサ。 55・・・ハンド部の微動駆動源である光、56・・・
光量制御装置、57・・・はんだ付は部、58・・・部
品の固定台。
1 to 10 (A) and (B) show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view of an assembly device for micro parts, FIG. 2 is a conceptual diagram of the same assembly device, Fig. 3 is an enlarged perspective view of one hand part constituting the hand unit, and Fig. 4 shows the supply, gripping, positioning, and positioning of the target micro parts.
Flowchart showing the process leading to assembly, Figure 5 (A
), (B) are schematic diagrams showing the deformed state of the position detection section provided in the hand section, and FIGS. 5(c) and (D) show the deformed state of the gripping force control section provided in the same hand section. Schematic diagram, No. 6
Figures (A) to (D) are diagrams showing the relationships between load-strain amount, voltage-displacement, voltage-strain amount, and voltage-load applied to the hand unit when a piezoelectric element is used as the fine movement mechanism of the hand unit, 7(A) to (C) are explanatory diagrams of the hand unit position control 9 gripping force control 2 position and gripping force control, and FIG. 8(A)
, (B) is an explanatory diagram when gripping force control and position control of the hand unit are performed at the same time, and Figures 9 (A) to (E) and Figures 10 (A) and (B) are parts of various shapes. FIG. 4 is an explanatory diagram of the positioning of the microcomponents to be assembled thereto, and the direction in which the hand portion of the hand unit is released. 11 to 14 each show various embodiments of the hand portion of the hand unit, and are perspective views of only one hand portion. 15 to 17 (A) to (D) show other embodiments of the hand unit of the present invention, FIG. 15 is a conceptual diagram of the hand unit, FIG. 16 is a conceptual diagram showing the operating state, Figure 17 (A
) to (D) are diagrams showing the relationship between the material constituting the hand portion and the amount of light. FIGS. 18(A) to 18(D) show another embodiment of the hand unit of the present invention, and are diagrams showing the relationship between the material constituting the hand portion and the wavelength of light. 1st
Figures 9 (A) and (B) and Figure 20 show a test method for the joint state of parts using the hand unit of the present invention, and Figures 19 (A) and (B) are one implementation of the test method. An explanatory diagram of an example, FIG. 20, is a flowchart showing the process of the test method. 3... Parts supply stand, 5... Parts as the other member to which the micro parts are assembled, 6... Minute parts that are the target parts, 7... Hand unit, 8, 9... Hand Part, 11...Chuck part of hand part, +2...
-Position control section, 12a, 12b... Notch forming the position control section, 13...Gripping force control section, 13a,
13b...Plate spring forming the gripping force control section, 14...
... Strain gauge as a position sensor, 15... Strain gauge as a gripping force sensor, 16°17... Piezoelectric element as a fine movement mechanism, 20... Coarse movement mechanism of the hand unit, 21.
・・Ball screw that constitutes the coarse movement mechanism, 22.23
...Same guide, 24...Same X-direction linear stage,
25... The same X-direction linear stage, 26 The same rotary stage around the Y-axis, 27... The same rotary stage around the Z-axis,
28... the same motor, 30... the same actuator, 3
1.32...same motor, 38...optical system, 39...
- Control device for each part, 42... position control unit for the hand part,
42a, 42b...Plate spring, 43...Gripping force control section, 43a, 43b...Notch portion. 44... I' control section, 44a, 44b... Notch section, 45... Gripping force control section, 45a, 45b...
Notch portion, 46...Position control portion, 46a, 46b...
- Leaf spring, 47...Gripping force control section, 47a, 47b
...Plate spring, 48...Position control section, 48a, 48
b... Notch part, 49... Gripping force control part, 49a,
49b... Leaf spring, 50... Hand unit, 51
.. 52... Hand part, 53... Optical sensor which is a position sensor, 54... Optical sensor which is a gripping force sensor. 55... Light which is a fine movement driving source of the hand part, 56...
Light amount control device, 57...Soldering part, 58...Component fixing stand.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被把持部品を把持するための少なくとも2個で一対
をなすハンド部を、互いに対向させて配置し、各ハンド
部に位置制御部と把持力制御部とを設け、前記位置制御
部に位置センサを取り付け、把持力制御部に把持力セン
サを取り付け、各ハンド部に、当該ハンド部に取り付け
られた位置センサと把持力センサからの検出値に基づき
、1個で当該ハンド部の位置と把持力とを微動制御する
微動機構を設けたことを特徴とする部品のハンドユニッ
ト。 2、請求項1において、各ハンド部の位置制御部と把持
力制御部とを、切欠部と板ばね部、板ばねと切欠部、切
欠部同士、板ばね部同士のいずれかにより構成したこと
を特徴とする部品のハンドユニット。 3、請求項1において、各ハンド部の微動機構として、
圧電素子と、磁歪素子と、化学的変化に対応して体積が
変化しかつ力が変化する素子と、物理的変化に対応して
体積が変化しかつ力が変化する素子のいずれかを用いた
ことを特徴とする部品のハンドユニット。 4、ハンド部を、化学的変化に対応して体積が変化しか
つ力が変化する材料と、物理的変化に対応して体積が変
化しかつ力が変化する材料のいずれかにより形成すると
ともに、前記ハンド部を被把持部品を把持すべく少なく
とも2個、互いに対向させて配置し、各ハンド部に位置
センサと把持力センサとを取り付け、各ハンド部に取り
付けられた位置センサと把持力センサの検出値に基づき
、各ハンド部の位置および把持力を制御可能に構成した
ことを特徴とする部品のハンドユニット。 5、請求項1〜4のいずれかに記載のハンドユニットを
、被把持部品の把持方向において少なくとも2次元方向
に粗調整可能な粗動機構に取り付けたことを特徴とする
部品の組立装置。 6、請求項5において、ハンドユニットの中心部に光学
系を配備したことを特徴とする部品の組立装置。 7、請求項5において、ハンドユニットの各ハンド部と
被把持部品との相対的位置を撮像し、画像処理する画像
処理装置を配備したことを特徴とする部品の組立装置。 8、請求項5において、ハンドユニットの中心部に光学
系と、ハンドユニットの各ハンド部と被把持部品との相
対的位置を撮像し、画像処理する画像処理装置を配備し
たことを特徴とする部品の組立装置。 9、請求項1〜4のいずれかに記載のハンドユニットを
用い、このハンドユニットを構成している複数のハンド
部のうちの少なくとも1個を被試験部品に接触させ、か
つあらかじめ決められた加圧力を与え、被試験部品と他
の部材との接合状態の良否を検査することを特徴とする
部品の接合状態の試験方法。
[Claims] 1. A pair of at least two hand parts for gripping a part to be gripped are arranged opposite to each other, and each hand part is provided with a position control part and a gripping force control part, A position sensor is attached to the position control section, a grip force sensor is attached to the grip force control section, and one piece is attached to each hand section based on the detected values from the position sensor and grip force sensor attached to the hand section. A hand unit of a component characterized by being provided with a fine movement mechanism that finely controls the position and gripping force of a hand part. 2. In claim 1, the position control section and the gripping force control section of each hand section are constituted by either a notch part and a leaf spring part, a leaf spring and a notch part, two notch parts, or two leaf spring parts. A hand unit of parts featuring the following. 3. In claim 1, as the fine movement mechanism of each hand part,
Using either a piezoelectric element, a magnetostrictive element, an element whose volume changes and force changes in response to chemical changes, or an element whose volume changes and force changes in response to physical changes. A hand unit of parts characterized by the following. 4. The hand part is formed of either a material whose volume changes and force changes in response to a chemical change, or a material whose volume changes and force changes in response to a physical change, and At least two of the hand parts are arranged facing each other to grip the part to be gripped, a position sensor and a gripping force sensor are attached to each hand part, and the position sensor and the gripping force sensor attached to each hand part are connected to each other. A hand unit of a component characterized in that the position and gripping force of each hand part can be controlled based on detected values. 5. A parts assembly apparatus, characterized in that the hand unit according to any one of claims 1 to 4 is attached to a coarse movement mechanism capable of coarse adjustment in at least two dimensions in the gripping direction of the gripped part. 6. The parts assembly apparatus according to claim 5, wherein an optical system is provided in the center of the hand unit. 7. The parts assembly apparatus according to claim 5, further comprising an image processing device that takes an image of the relative position of each hand part of the hand unit and the gripped part and processes the image. 8. Claim 5 is characterized in that the hand unit is provided with an optical system and an image processing device that images the relative position of each hand part of the hand unit and the gripped part and processes the image at the center of the hand unit. Parts assembly equipment. 9. Using the hand unit according to any one of claims 1 to 4, at least one of the plurality of hand parts constituting the hand unit is brought into contact with the part to be tested, and a predetermined application is performed. A method for testing the joint state of parts, characterized by applying pressure and inspecting the quality of the joint between the test part and other members.
JP23906390A 1990-02-13 1990-09-11 Hand unit for part, part assembling device using such hand unit and method of testing part jointed state using such hand unit Pending JPH03277488A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010162650A (en) * 2009-01-15 2010-07-29 Nsk Ltd Gripper system, gripper, and manipulation system
JP2016078208A (en) * 2014-10-22 2016-05-16 セイコーエプソン株式会社 robot

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