JPH034355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は把持爪を備えた複数のハンドの内の１
つを選択的に作業ヘツドに取付け、この取付けら
れたハンドの把持爪の開閉を数値指令に従つて行
うようにした交換式ハンドを備えた作業装置に関
するものである。

〈従来技術〉 ハンドにより物品を把持して物品の移載等を行
う作業装置において、ハンドに設けられている把
持爪の開閉を数値制御により連続して制御する場
合、ポテンシヨメータ等の位置検出器を設けて把
持爪の位置を検出する必要がある。特に、把持す
る物品の形状に応じてハンドを交換するようにし
たものにおいては、新たに装着したハンドの把持
爪の位置を正確に検出できないと把持爪の位置制
御が正確に行えない問題がある。

すなわち、複数のハンドを交換して作業を行う
ものにおいては、各ハンドによつて把持する物品
の寸法が異なり、作業完了時における把持爪の位
置が一定でないため、新しいハンドが装着された
場合には新たに装着されたハンドの把持爪がハン
ド交換時にどこに位置しているかを正確に認識し
なければ把持爪の正確な位置制御が行えないこと
になる。

各ハンドの把持爪の位置を正確に認識するため
には、複数のハンドのそれぞれに把持爪の位置を
検出するポテンシヨメータ等の位置検出器を設け
るとともに、作業ヘツドへのハンドの取付けによ
つてポテンシヨメータの出力を作業ヘツド側へ供
給するようにすればよいが、このようにすると、
各ハンドのそれぞれにポテンシヨメータ等の位置
検出器が必要となるだけでなく、ハンドと作業ヘ
ツドとの間で信号の伝達を行なうための接続装置
も必要となり、ハンドが複雑で大形化する問題が
あつた。

〈発明の目的〉 そこで本発明はハンド交換後において、作業へ
ツドに新たに取付けられたハンドの把持爪を自動
的に基準原点に復帰させて、この位置で把持爪の
位置を検出する位置検出手段を初期化できるよう
にし、これによつて各ハンドにポテンシヨメータ
等の位置検出器を設けなくてもハンド交換後にお
ける把持爪の位置を正確に制御できるようにする
ことを目的とするものである。

〈発明の構成〉 第１図は本発明を明示するための全体構成図で
ある。作動ヘツド１０側には、駆動手段３６によ
つて回転され、ハンド１１の結合時にハンド１１
側の爪送り機構と係合する駆動軸４１と、この駆
動軸４１に連結され、把持爪１２の位置を検出す
る変位検出手段４３が設けられている。さらに、
ハンド１１には、把持爪１２が基準原点RPに位
置したことを検出する原点検出手段を設けてこの
原点検出手段からの信号を作動ヘツド１０側に伝
達できるように構成され、把持爪１２の位置を制
御する制御装置５５内には、変位検出手段４３か
ら信号によつて内容を変更する位置検出手段５６
と、ハンド交換後においてハンド１１の把持爪１
２が基準原点RPに位置するまで駆動手段３６を
作動させる位置決め手段７３ｄと、この位置決め
動作後に前記位置検出手段５６を初期化して、位
置検出手段５６の内容と把持爪１２の位置とを一
致させる初期化手段７３ｅとが設けられている。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図において、１０は、把持爪１２を備え
たハンド１１を選択的に装着可能な作業ヘツド
で、この作業ヘツド１０は、一対のパイロツトバ
ー１６ａ，１６ｂによつて横送り台１７に対して
上下動可能に案内支持され、送りねじ１８を介し
てサーボモータ１９によつて移動されるようにな
つている。また、横送り台１７は、アキユームレ
ートコンベア２０およびこのアキユームレートコ
ンベア２０の側方に設けられた搬送台車Ｃの通路
CPを跨いで配設されたクロスビーム２１上を移
動可能に案内され、クロスビーム２１の端部に取
付けられたサーボモータ２２によつて、作業ヘツ
ド１０をアキユームレートコンベア２０および通
路CP上の搬送台車Ｃの上方に位置決め可能とな
つている。また、第２図においてクロスビーム２
１の左端には、複数のハンド１１を貯蔵するハン
ド貯蔵マガジン２３および交換アーム２４ａを備
えたハンド交換装置２４が設けられており、横送
り台１７を左端まで移動させた状態でハンド貯蔵
マガジン２３内のハンド１１と作業ヘツド１０上
のハンド１１とを交換するようになつている。

前記ハンド１１は、第３図に示すように、作業
ヘツド１０の下端に穿設された保持穴１０ａと嵌
合するシヤンク部１１ａを有し、このシヤンク部
１１ａの先端に一体的に形成された爪案内部１１
ｂには、両端部に互いに逆方向の雄ねじを刻設し
たねじ軸２５が中央部で支承されてシヤンク部１
１ａの軸線と直交する方向に延在し、このねじ軸
２５の両端ねじ部に一対の把持爪１２が螺合して
いる。また、シヤンク部１１ａの軸心には上端部
に係合駒２６を有する入力軸２７が軸承され、こ
の入力軸２７とねじ軸２５は一対のかさ歯車２８
ａ，２８ｂによつて連結されている。

一方、作業ヘツド１０の下端円筒部にはハンド
１１の装着状態を維持するノツチ機構３５が設け
られており、上方方形部にはハンド１１の係合駒
２６を回転する駆動機構３６が配設されている。
この駆動機構３６は、保持穴１０ａの軸線の延長
線上に回転可能に取付けられ、ウオーム３７を介
して作業ヘツド１０の外壁に取付けられたサーボ
モータ３８によつて回転されるウオームホイル４
０と、このウオームホイル４０の軸心を貫通して
上下方向に延在し、スプライン係合によりウオー
ムホイル４０に対して上下方向のみ移動が許容さ
れた駆動軸４１とによつて主に構成され、この駆
動軸４１はスプリング４２によつて下方に向く押
圧力が付与され、ハンド１１を作業ヘツド１０へ
取付けた時に駆動軸４１の下端に形成された係合
歯が係合駒２６の係合歯に係合する。

また、作業ヘツド１０の上端には駆動軸４１の
回転量を検出して把持爪１２の位置を検出する位
置検出器４３が取付けられている。この位置検出
器４３はインクリメンタル形の位置検出器で、把
持爪１２が一定距離変位する度に変位方向に応じ
て正もしくは負のパルスを発生し、このパルスは
位置検出カウンタ５６に供給されて累積加算され
るようになつている。

さらに、前記ハンド１１の爪案内部１１ａに
は、把持爪１２が基準原点RPに位置した時に把
持爪１２の基部と接触する原点検出用の検知部材
４６が絶縁スリーブを介して取付けられており、
この検知部材４６は、導線４７を介してハンド１
１のハンド交換用把持部に形成された切欠部に絶
縁体を介して取付けられたハンド側電極４８と結
線されており、このハンド側電極４８はハンド１
１が作業ヘツド１０に取付けられることによつて
作業ヘツド１０の下方円筒部に絶縁体を介して取
付けられたヘツド側電極４９と接触するように構
成されている。そして、このヘツド側電極４９
と、作業ヘツド１０との間には、電源Ｅとリレー
CRを直列接続した接触検出回路５０が接続され
ており、ハンド１１上の把持爪１２が基準原点
RPに位置して検知部材４６と接触すると、電極
４９，４８、導線４７、検知部材４６、把持爪１
２、ハンド１１、作動ヘツド１０、リレーCRに
よつて形成される閉回路に電極が流れ、リレー
CRが付勢される。

次に制御回路の構成について説明すると、数値
制御装置５５内の中央処理装置６０はマイクロプ
ロセツサによつて構成され、この中央処理装置６
０には、メモリ６１、データ入力装置６２、イン
タフエイス６３ａ，６３ｂが接続され、インタフ
エイス６３ａには、サーボモータ１９，２２，３
８をそれぞれ駆動するドライブユニツトDUZ，
DUX，DUUが接続され、インタフエイス６３ｂ
にはカウンタ５６と接触検出回路５０が接続され
ている。

前記メモリ６１には、各種組付作業を行うため
の数値制御プログラムを記憶する数値制御データ
エリアNCDAが設けられ、作業する物品の種類
に応じた複数組の数値制御プログラムが記憶され
ている。この複数の数値制御プログラムのそれぞ
れには第４図ａ，ｂに示すように、作業物品に適
したハンド１１を作業ヘツド１０に取付けるため
のハンド交換指令用Ｈコードが最初のブロツクに
プログラムされており、このＨコードが読出され
ると、現在装着されているハンド１１をハンド貯
蔵マガジン２３へ返却し、次に使用するハンド１
１を作業ヘツド１０に装着するための固定サイク
ルを実行する。

今、物品Waをアキユームレートコンベア２０
から搬送台車Ｃへ移載する作業が完了し、これに
続いて形状の異なる物品Wbをアキユームレート
コンベア２０から搬送台車Ｃへ移載する作業を行
うものとすると、図略のメインコンピユータより
中央処理装置６０に対して、物品Wbの品番と起
動指令STARTが与えられる。すると、中央処理
装置６０は第５図に示すプログラムを実行し、ま
ずステツプ７０において物品の品番に基づいて、
実行すべき数値制御プログラムを選択し、ステツ
プ７１において１ブロツクのプログラムを読出
す。そして、読出されたプログラムが、ハンド交
換を指令するＨコードである場合には、ステツプ
７２からステツプ７３へ移行してハンド交換の処
理を行い、読出されたプログラムが移動指令であ
る場合にはステツプ７５からステツプ７６へ移行
してパルス分配処理を行う。

各物品の移載を行う数値制御プログラムの最初
のブロツクにはハンド１１の交換を指令するＨコ
ードがプログラムされているため、まず、これが
ステツプ７１にて読出され、ステツプ７３におい
てハンド交換の処理を実行する。

このハンド交換処理の詳細が第６図に示されて
おり、この処理ルーチンの最初のステツプ７３ａ
からステツプ７３ｃで、横送り台１７をハンド交
換位置に割出してた後、ハンド貯蔵装置２３内の
次に使用するハンド１１をハンド交換位置に割出
し、新ハンド１１と旧ハンド１１を交換する処理
をハンド交換制御装置５７と協同して行う。そし
て、このハンド交換の処理が完了すると、中央処
理装置６０はステツプ７３ｄに移行し、新たに作
業ヘツド１０に装着されたハンド１１の把持爪１
２を基準原点RPに位置決めする処理を行なう。
すなわち、中央処理装置６０は、ステツプ７３ｄ
において、接触検出回路５０から信号が送出され
るまで把持爪１２を閉じる方向へ移動させる負の
指令パルスをＵ軸へ分配し、接触検出回路５０か
ら接触検出信号が送出されると、把持爪１２が基
準原点RPに位置決めされたことを判別してＵ軸
へのパルス分配を停止する。そして、これに引続
くステツプ７３ｅにおいて、位置検出カウンタ５
６を零リセツトし、新たに装着されたハンド１１
における把持爪１２の位置と位置検出カウンタ５
６の計数値が表す爪位置とを一致させる。

このような処理が完了すると、第５図のステツ
プ７３からステツプ７１へもどつて引続く数値制
御データの読出しを行い、それが移動指令データ
であれば、ステツプ７２からステツプ７５を介し
てステツプ７６へ移行し、指令された移動軸へパ
ルス分配を行つて、サーボモータ１９，２２，３
８のいずれかを回転させる。このときパルス分配
が把持爪１２の開閉を制御するＵ軸に対するもの
である場合には、位置検出カウンタ５６の出力に
より把持爪１２の現在位置を検出して、把持爪１
２を指令位置まで移動させるためのパルス分配を
行うが、ハンド交換後の上記処理において、位置
検出カウンタ５６の計数値が新ハンド１１の爪位
置を正確に表すように、初期設定されているた
め、ハンド交換後においては位置検出カウンタ５
６の計数出力が新ハンド１１の把持爪１２の位置
を正確に表しており、ハンド１１の交換後も爪位
置を正確に制御できる。

なお、上記実施例においては、把持爪１２が基
準原点RPに位置したことを把持爪１２と検知部
材４６との接触を電流の導通で検出していたが、
サーボモータ３８を流れる電流の増加によつて検
出する等、他の方法によつて検出してもよい。

〈効果〉 以上述べたように本発明においては、作業ヘツ
ドに取付けられているハンドの把持爪が、基準原
点に位置したことを検出する原点検出手段と、こ
の原点検出手段から信号が出力されるまで把持爪
を移動させる位置決め手段とを設け、把持爪を基
準原点に位置決めし、これに応答して位置検出手
段を初期化することにより基準原点を基準にして
ハンド交換後における把持爪の位置を制御するよ
うにしたので、ハンド交換を行う作業装置におい
ても作業ヘツド側に設けた変位検出手段によつて
把持爪の位置を正確に検出することが可能とな
り、各ハンド毎にポテンシヨメータ等の位置検出
器を設けなくても良い利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための全体構成図、
第２図〜第６図は本発明の実施例を示すもので、
第２図は作業装置の全体構成図に制御回路を示す
ブロツク図を併記した図、第３図は第２図におけ
る作業ヘツド１０およびハンド１１の構成を示す
縦断面図、第４図ａ，ｂは第２図における数値制
御データエリアNCDAに記憶される数値制御プ
ログラムを示す図、第５図は第２図における中央
処理装置６０の動作を示すフローチヤート、第６
図は第５図におけるステツプ７３の詳細を示すフ
ローチヤートである。 １０……作業ヘツド、１１……ハンド、１２…
…把持爪、２４……ハンド交換装置、２５……ね
じ軸、２７……入力軸、２８ａ，２８ｂ……かさ
歯車、３６……駆動機構、４１……駆動軸、４３
……変位検出器、４６……検知部材、５０……接
触検出回路、５６……位置検出カウンタ、６０…
…中央処理装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 把持爪を備えた複数のハンドの内の特定のも
   のを選択的に作業ヘツドに取付け、この取付けら
   れたハンドの把持爪の開閉を数値指令に従つて行
   うようにした交換式ハンドを備えた作業装置にお
   いて、前記ハンドの取付けによつてハンド側の爪
   移動機構と係合する駆動軸と、この駆動軸を変位
   させて前記把持爪を移動させる駆動手段と、前記
   駆動軸に連係された変位検出手段とを作業ヘツド
   側に設けるとともに、前記作業ヘツドに取付けら
   れたハンドの前記把持爪が基準原点に位置したこ
   とを検出する原点検出手段を設け、前記把持爪の
   開閉を制御する制御装置には、前記変位検出手段
   からの信号に応答して内容を変更して前記把持爪
   の位置を認識する位置検出手段と、前記把持爪が
   前記基準原点に位置するまで前記駆動手段を作動
   させる位置決め手段と、この位置決め手段による
   把持爪の前記基準原点への位置決めに応答して前
   記位置検出手段を初期化する初期化手段とを設け
   たことを特徴とする交換式ハンドを備えた作業装
   置。