JPH0355277B2 - - Google Patents

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JPH0355277B2
JPH0355277B2 JP59070045A JP7004584A JPH0355277B2 JP H0355277 B2 JPH0355277 B2 JP H0355277B2 JP 59070045 A JP59070045 A JP 59070045A JP 7004584 A JP7004584 A JP 7004584A JP H0355277 B2 JPH0355277 B2 JP H0355277B2
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robot
gripping
hand
sensor
axis direction
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は部材の位置を検出するセンサ類を有
するロボツト用ハンドに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a robot hand having sensors for detecting the position of a member.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

製品の組立に柔軟性が要求される場合には、組
立中の製品をたとえばコンベヤなどの搬送装置で
搬送し、その途中に設けられたステーシヨンにロ
ボツトを設置して、このロボツトにより順次所要
の部材を取付けることがおこなわれてる。しかし
今日一般に使用されているロボツトは、テイーチ
ングなどによつてあらかじめきめられた一定の軌
跡を通つて動作を繰返すものであるため、所要の
部材が正確に位置ぎめされていないと把持するこ
とができない。
When flexibility is required for product assembly, the product being assembled is transported by a conveyor or other transport device, and a robot is installed at a station along the way, and the robot sequentially assembles the required parts. is being installed. However, the robots commonly used today repeatedly move along a fixed trajectory determined in advance by teaching, etc., so they cannot grasp the required part unless it is accurately positioned. .

そこでこれを解決する一方法として、集積され
た部材を一旦整列して搬送し正確に位置ぎめした
のち、この部材を把持する方法がある。しかしこ
の方法は、ロボツト、部材の集積装置のほかに、
部材を整列して搬送する装置および位置ぎめする
装置が必要となり、組立装置全体が大形化する欠
点がある。
One method for solving this problem is to once align and transport the accumulated members, position them accurately, and then grip the members. However, this method requires not only robots and parts accumulation equipment, but also
This requires a device for aligning and conveying the members and a device for positioning them, which has the disadvantage that the entire assembly device becomes large.

また他の方法として、ロボツトにカメラを搭載
して、このカメラから得られる画像情報を処理し
て部材の位置を検出し、それによりロボツトの軌
跡を修正して部材を把持する方法が開発されてい
る。この方法では、たとえばロボツトの腕に1台
のカメラを取付ければ、ロボツトの動作範囲のす
べてから画像情報を得ることができ、この画像情
報から集積された部材のXY平面上における位置
を検出することができる。しかし上記画像情報か
らはXY平面に垂直なZ軸方向の部材位置情報を
得ることができないので、部材がXY軸方向ばか
りでなくZ軸方向にもずれていると、このような
ロボツトでは把持できなくなる。
Another method has been developed in which a camera is mounted on the robot, the image information obtained from the camera is processed to detect the position of the part, and the trajectory of the robot is corrected accordingly to grasp the part. There is. In this method, for example, by attaching one camera to the robot's arm, it is possible to obtain image information from the entire operating range of the robot, and from this image information, the position of the accumulated parts on the XY plane is detected. be able to. However, it is not possible to obtain component position information in the Z-axis direction perpendicular to the XY plane from the above image information, so if the component is misaligned not only in the XY-axis direction but also in the Z-axis direction, such a robot cannot grasp it. It disappears.

これを解決するためには、XY平面上の画像情
報を得るカメラとZ軸方向の画像情報を得るカメ
ラをロボツトに搭載すればよいが、このように2
台以上のカメラを搭載すると、画像情報の処理が
複雑になるばかりでなく、ロボツトの可搬重量も
低下するという欠点を生ずる。
In order to solve this problem, the robot should be equipped with a camera that obtains image information on the XY plane and a camera that obtains image information in the Z-axis direction.
Mounting more than one camera on a robot not only complicates the processing of image information, but also reduces the weight that the robot can carry.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は簡単な構造でしかも可搬重量を制限
することなく、部材の3次元空間における位置を
検出して正確に把持するロボツト用ハンドを得る
ことにある。
The object of the present invention is to obtain a robot hand which has a simple structure and can detect the position of a member in three-dimensional space and accurately grasp it without limiting the payload.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

ロボツト本体に取付けられるハンドに、XY平
面上における部材の位置を検出する視覚装置と、
この視覚装置で検出された部材のZ軸方向の位置
をロボツトの制御回路に検出させる信号を送出す
るとを設け、これら視覚装置とセンサとの組合せ
によつて部材の3次元空間における位置を検出し
て正確に把持できるようにした。
A visual device that detects the position of the member on the XY plane is attached to the hand attached to the robot body,
A device is provided to send a signal that causes the control circuit of the robot to detect the position of the member in the Z-axis direction detected by the visual device, and the position of the member in three-dimensional space is detected by the combination of the visual device and the sensor. This allows for accurate gripping.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づ
いて説明する。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings.

このロボツトのハンドは、上端面にロボツトの
腕1などロボツトの動作部に取付けられる筒状の
突起2が形成され一側面にスライド部3が形成さ
れた取付部4を有する。上記スライド部3は、上
記取付部4の一側面に固定された上下一体の端面
部をもつ断面コ字形の固定体6と、この固定体6
に対してスライドする断面鍵形のスライド体7と
からなる。このスライド体7は、上記固定体6の
上下一対の端面部間に装架された一対の案内棒8
に嵌挿されて上下方向にスライドすることがで
き、上記固定体6の上端面部とスライド体7の上
端面との間の案内棒8のまわりに配置された圧縮
コイルばね9の弾圧によつて下方向に付勢され、
常時は固定体6の下端面部に設けられた高さ調整
可能なストツパ(図示せず)に圧接して停止して
いる。この位置がスライド体7の正規位置であ
る。上記取付部4はこのハンドの一部であつて、
部材を把持するための把持部11は、このスライ
ド体7の下端に固定され、上記取付部4の一側か
ら他側の方向に延出する一対の爪12を有する。
この一対の爪12は、上記スライド体7の下端面
に取付けられた把持部匡体13の内側に収容され
た爪駆動機構によつて接離し、任意に所要の部材
を把持しまた把持した部材を解放することができ
る。しかしてこのハンドは、上記ロボツトの動作
部に直接または間接的に取付けられる視覚装置1
5を有し、特に図面には上記取付部4の下端面に
上記スライド部3の固定部6に隣接しかつ把持部
11の爪12に対向して、上下方向の光軸を有す
るカメラからなる視覚装置15を固定したものを
示した。またスライド部3の固定体6の上端面部
にはスライド体7の接近を検出する非接触形のセ
ンサ16が固定されている。
This robot hand has a mounting portion 4 having a cylindrical protrusion 2 formed on its upper end surface to be attached to an operating part of the robot such as an arm 1 of the robot, and a sliding portion 3 formed on one side surface. The slide portion 3 includes a fixed body 6 fixed to one side of the mounting portion 4 and has a U-shaped cross section and has an integral upper and lower end surface.
The slide body 7 has a key-shaped cross section and slides against the slide body 7. This slide body 7 includes a pair of guide rods 8 mounted between a pair of upper and lower end surfaces of the fixed body 6.
The guide rod 8 is inserted into the guide rod 8 between the upper end surface of the fixed body 6 and the upper end surface of the slide body 7, and is slidable in the vertical direction by the elastic pressure of a compression coil spring 9. is biased downward,
Normally, it is stopped by being pressed against a height-adjustable stopper (not shown) provided on the lower end surface of the fixed body 6. This position is the normal position of the slide body 7. The mounting part 4 is a part of this hand,
A gripping part 11 for gripping a member is fixed to the lower end of the slide body 7 and has a pair of claws 12 extending from one side of the mounting part 4 to the other side.
The pair of claws 12 are moved toward and away from each other by a claw drive mechanism housed inside a grip housing 13 attached to the lower end surface of the slide body 7, and are used to arbitrarily grip a desired member or the gripped member. can be released. However, the lever hand is attached to the visual device 1 directly or indirectly attached to the operating part of the robot.
5, and in particular, the drawing shows a camera having an optical axis in the vertical direction, adjacent to the fixing part 6 of the sliding part 3 and facing the claw 12 of the gripping part 11 on the lower end surface of the mounting part 4. The visual device 15 is shown fixed. Further, a non-contact type sensor 16 for detecting the approach of the slide body 7 is fixed to the upper end surface of the fixed body 6 of the slide portion 3.

なお、上記視覚装置15から得られる画像情報
は、CPUなどからなる処理回路で処理され、そ
の結果得られる情報がロボツトの制御回路に送ら
れてロボツトの動作制御に利用される。また上記
センサ16の信号は、上記ロボツトの制御回路に
送られて把持部11の爪12の動作制御に利用さ
れる。
The image information obtained from the visual device 15 is processed by a processing circuit such as a CPU, and the resulting information is sent to a control circuit of the robot and used to control the robot's operation. Further, the signal from the sensor 16 is sent to the control circuit of the robot and used to control the operation of the claws 12 of the gripping section 11.

このハンドを取付けたロボツトはつぎのように
動作する。
The robot equipped with this hand operates as follows.

まずロボツトの腕1が移動して、この腕1に取
付けられたハンドが集積された部材上にくると、
視覚装置15から得られる画像情報から、部材の
XY平面上における位置が検出される。ロボツト
は、この部材の位置情報に基づいてこの軌跡を修
正し、ハンドを部材上に正確に位置ぎめする。続
いてこのハンドを上記視覚装置15で検出した部
材に向けて前進させると、把持部11の爪12が
その部材の一部または部材を支持するXY平面に
あたり、スライド体7を圧縮コイルばね9の弾圧
に抗してZ軸方向に変位させる。かくしてスライ
ド体7がセンサ16に接近すると、このセンサ1
6から送出される信号に基づいてロボツトは、ハ
ンドの前進を停止し、それと同時に一対の爪12
を接近させて部材を把持する。
First, the arm 1 of the robot moves, and when the hand attached to this arm 1 comes over the assembled members,
From the image information obtained from the visual device 15, the
The position on the XY plane is detected. The robot corrects this trajectory based on the position information of the member and accurately positions the hand on the member. Subsequently, when the hand is moved forward toward the member detected by the visual device 15, the claw 12 of the grip portion 11 hits a part of the member or the XY plane that supports the member, and the slide body 7 is moved by the compression coil spring 9. Displace it in the Z-axis direction against the pressure. Thus, when the slide body 7 approaches the sensor 16, this sensor 1
Based on the signal sent from the robot 6, the robot stops the forward movement of the hand, and at the same time, the pair of claws 12
approach and grasp the member.

一対の爪12が部材を把持すると、ロボツトは
ハンドを後退させる。このときセンサ16に接近
する方向に変位していたスライド体7は、圧縮さ
れたコイルばね9の弾圧によつて正規位置に復帰
する。
When the pair of claws 12 grip the member, the robot moves its hand backward. At this time, the slide body 7, which had been displaced in the direction approaching the sensor 16, returns to its normal position due to the elastic pressure of the compressed coil spring 9.

なお、把持した部材の解放は、上記動作説明か
ら容易に類推できるのでその説明を省略する。
Note that the release of the gripped member can be easily inferred from the above explanation of the operation, so the explanation thereof will be omitted.

上記のようにハンドを形成すると、このハンド
に取付けられた視覚装置15が部材のXY平面上
における位置を検出し、センサ16がスライド体
7の変位から上記視覚装置15で検出した部材の
Z軸方向の位置を検出するので、3次元的に位置
ずれした部材に対してもこれを正確に把持するこ
とができ、またZ軸方向高さの異なる各種部材を
同じハンドで容易に把持することができる。また
このハンドは、通常のハンドに1台の視覚装置1
5と1個のセンサ16と単純なスライド部3を付
加したものであるから、従来のハンドの重量と大
差なく軽量に形成することができる。またこのハ
ンドに設けられたスライド部3およびセンサ16
は、把持した部材を他部材に取付けるときに、Z
軸方向安全センサとしても作用するという効果が
ある。
When the hand is formed as described above, the visual device 15 attached to this hand detects the position of the member on the XY plane, and the sensor 16 detects the Z-axis of the member detected by the visual device 15 from the displacement of the slide body 7. Since the position in the direction is detected, it is possible to accurately grasp a member that is misaligned three-dimensionally, and it is also possible to easily grasp various members with different heights in the Z-axis direction with the same hand. can. This hand also has one visual device in addition to the normal hand.
5, one sensor 16, and a simple slide portion 3, it can be made lightweight with no significant difference in weight from a conventional hand. Also, the slide portion 3 and sensor 16 provided on this hand
When attaching the gripped member to another member, Z
It also has the effect of acting as an axial safety sensor.

つぎに他の実施例について説べる。 Next, other embodiments will be explained.

上記実施例ではセンサとして非接触形センサを
用いたが、このセンサは接触形のセンサでもよ
い。
Although a non-contact type sensor is used as the sensor in the above embodiment, this sensor may be a contact type sensor.

また上記実施例では、取付部にスライド部を設
け、このスライド部のスライド体の変位をセンサ
で検出して、部材のZ軸方向の位置を検出するよ
うにしたが、接触形のセンサをたとえば把持部に
直接固定して、スライド部なしで部材のZ軸方向
位置を検出するようにハンドを形成してもよい。
Further, in the above embodiment, a sliding part is provided in the mounting part, and the displacement of the sliding body of this sliding part is detected by a sensor to detect the position of the member in the Z-axis direction. The hand may be formed so as to be directly fixed to the gripping part and detecting the position of the member in the Z-axis direction without using a sliding part.

〔発明の効果〕 ハンドに部材のXY平面上における位置を検出
する視覚装置と、このXY平面に垂直なZ軸方向
の位置をロボツトの制御回路に検出させる信号を
送出するセンサを取付けたので、正しく集積され
た部材は勿論、3次元的に位置ずれした部材につ
いても、確実に把持することができ、またZ軸方
向高さの異なる部材も同じハンドで把持すること
ができ、1台のカメラを搭載した従来のロボツト
の欠点を完全に解消することができる。
[Effects of the Invention] Since the hand is equipped with a visual device that detects the position of the member on the XY plane and a sensor that sends a signal that causes the robot control circuit to detect the position in the Z-axis direction perpendicular to the XY plane, It is possible to reliably grasp not only correctly stacked components but also components that are three-dimensionally misaligned, and components with different heights in the Z-axis direction can be grasped with the same hand, making it possible to use a single camera. The drawbacks of conventional robots equipped with this can be completely eliminated.

またこのハンドは、通常のハンドに1台の視覚
装置と1個のセンサを付加したものであるから、
可搬重量を犠牲にしない軽量構造に形成すること
ができる。
Also, this hand is a normal hand with one visual device and one sensor added, so
It can be formed into a lightweight structure without sacrificing payload.

またセンサは、部材のZ軸方向の位置検出ばか
りでなく、把持した部材を他部材に取付けるとき
のZ軸方向安全センサとしても使用できるなどの
効果を奏する。
Further, the sensor not only detects the position of the member in the Z-axis direction, but also can be used as a safety sensor in the Z-axis direction when attaching the gripped member to another member.

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

図面はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
る。 1……ロボツトの腕、3……スライド部、4…
…取付部、6……固定体、7……スライド体、9
……圧縮コイルばね、11……把持部、12……
爪、15……視覚装置、16……センサ。
The drawing is a perspective view showing an embodiment of the invention. 1... Robot's arm, 3... Slide part, 4...
...Mounting part, 6...Fixed body, 7...Sliding body, 9
... Compression coil spring, 11 ... Gripping section, 12 ...
Claws, 15...Visual device, 16...Sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 部材を把持する把持部およびロボツトアーム
に取付けられて上記把持部を支持する取付部を有
する把持装置と、視覚方向を上記取付部に取付け
られて上記部材のXY平面上における把持位置を
検出する視覚装置と、上記把持部と一体になり上
記部材もしくはこの部材の置かれている台の接触
でZ軸方向に弾性的に付勢されてスライドするス
ライド体と、このスライド体の移動を検出するセ
ンサとを備え、このセンサの検出信号で上記ロボ
ツトアームのZ軸方向の前進動作を停止するよう
にしたことを特徴とするロボツト用ハンド。
1. A gripping device having a gripping part for gripping a member and a mounting part attached to a robot arm to support the gripping part, and a gripping device having a visual direction attached to the mounting part to detect the gripping position of the member on the XY plane. A visual device, a slide body that is integrated with the gripping section and slides while being elastically biased in the Z-axis direction upon contact with the member or the stand on which the member is placed, and detecting the movement of the slide body. A robot hand comprising: a sensor, and a detection signal from the sensor causes the robot arm to stop forward movement in the Z-axis direction.
JP7004584A 1984-04-10 1984-04-10 Hand for robot Granted JPS60217087A (en)

Priority Applications (1)

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JPS60217087A JPS60217087A (en) 1985-10-30
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Families Citing this family (3)

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KR950005415B1 (en) * 1986-09-19 1995-05-24 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 Mobile robot system
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JPS48100853A (en) * 1972-04-05 1973-12-19

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