JPH0364277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はロボツトハンドのコンプライアンス装
置に関し、特にロボツトによる自動組立の中で被
挿入部品と挿入部品との相対的位置ズレを吸収す
る手段を設け高精度の組立てを可能としたロボツ
トハンドのコンプライアンス装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より挿入部品を被挿入部品に嵌入させる装
置として例えば第１図や第２図に示す装置が用い
られていた。第１図において５２はロボツトハン
ド、５３は挿入部品、６１はゴム等の可撓部材、
７１は可撓部材６１により支持されている可動板
である。第１図のような可撓部材６１にゴム等を
採用すると材質、構造上可動板７１の移動に大き
な力を必要とし又無負荷時（挿入部品が被挿入部
品に嵌合する前の状態）の可動板７１が所定位置
（ハンド位置）に復帰せず自己復帰精度が悪かつ
た。

又第２図において６２はバネ等の可撓部材であ
り固定板６３の周囲から付勢することにより可動
板６４の位置を決めている。第２図のようにバネ
等の付勢による可動板６４の位置決め方法ではバ
ネの釣合いにより可動板６４の位置が決まつてし
まう為可動板６４のスライド機構の摩擦の影響を
大きく受け又バネ常数が全て同じもので構成する
のが難しく第１図で示した装置と同様にやはり自
己復帰精度が悪かつた。

このように従来の装置では挿入部品と被挿入部
品との相対的位置ズレのズレ吸収に大きな力を必
要とし、吸収すべきズレ量が大きく又部品挿入時
に部品に必要以上の負荷がかかり部品をキズ付け
てしまい摩耗粉を発生させるという問題があつ
た。更にゴムやバネ等の可撓部材のみで可動板の
位置決めを行つていた為にロボツトハンドの振動
の原因となりロボツトアームを高速で移動させる
のが難しくなるという問題があつた。

（本発明の目的） 本発明は挿入部品と被挿入部品との位置ズレに
よるズレ吸収力を小さくし、部品挿入時の部品へ
のキズや摩耗粉の発生を最小限に押えることを可
能にした軽負荷、高精度のロボツトハンドのコン
プライアンス装置の提供を目的とする。

本発明の他の目的はロボツトハンドに付随して
いる可動部が無負荷時に所定位置に高精度に復帰
することができるようにしたロボツトハンドのコ
ンプライアンス装置の提供にある。

本発明の更なる目的はロボツトハンドに付随し
ている可動部の位置決め手段の位置決め力を可変
にすることによりロボツトアームの移動中はコン
プライアンス装置を固定することによりコンプラ
イアンス装置が原因となつて生じるロボツトハン
ドの振動等を軽減しロボツトアームの高速移動を
可能としたロボツトハンドのコンプライアンス装
置の提供にある。

（本発明の主たる特徴） ロボツトアームとロボツトハンドとの取付部で
あつて前記ロボツトハンドの一部に把持部品の挿
入軸の直角方向に移動自在に可動部を設け前記ロ
ボツトハンドと前記ロボツトアームの相対的な変
位を可能としたコンプライアンス装置において、
前記可動部に接する突出部の突出端位置を規制可
能としかつ前記突出部の突出力をバイアス部材に
より行うようにしたシリンダを複数個前記ロボツ
トアームの一部に設けることにより前記可動部の
位置決めを行つたことである。又前記可動部に接
する突出部の突出力を変更可能としたことであ
る。その他の本発明の特徴は実施例において記載
されている。

（実施例） 第３図は本発明の一実施例の縦断面図、第４図
は第３図のCC断面図、第５図Ａ，Ｂは第３図の
一部分の説明図、第６図Ａ〜Ｅは本実施例の動作
状態を示す説明図である。

図中１はロボツトアームへの取付固定板で、そ
の下面１ａは後述の可動部である可動板２のスラ
イドガイド部になつている。２は可動部であり本
実施例では可動板より構成し、両面にスライドガ
イド部２ａと外周部に少なくとも３カ所の平面の
位置決め端面２ｃを有している。３は下面固定板
でその上面３ａには可動板２のスライドガイド部
になつている。４は鋼球、５は鋼球４を保持する
リテーナ、６は固定板連結板である。以上の各要
素により可動板２を部品の挿入軸と直角方向ａに
のみ変位可能とし、挿入軸方向ｂには変位させな
い構成としている。７は可動板２に固定されてい
るハンド取付板、８はハンド取付板７のロツクナ
ツト、５１はロボツトアーム先端部、５２はロボ
ツトハンド、５３は挿入部品、５４は被挿入部品
である。３１は本実施例の特徴とする可動板２の
位置決め用のシリンダであり第５図Ａ，Ｂにその
詳細図を示す。第５図Ａは可動板２を位置決めし
ている状態、第５図Ｂは可動板２が変位した状態
である。９はシリンダチユーブ１０に嵌合する位
置決め用のピストンで大径部９ａと位置決め端９
ｄを形成する小径部９ｂを有しておりその段差部
９ｃはシリンダチユーブへの突当て端となつてい
る。１０はシリンダチユーブでその外周には雄ネ
ジが切られ、ピストン９の大径部９ａの嵌合する
大径穴１０ａと、ピストン小径部９ｂの通過可能
な小径穴１０ｂを持つており、その段差部１０ｃ
はピストンの段差部９ｃの突当て面となつてい
る。１１はバネ、１２はシリンダチユーブの後蓋
兼流体接続継手、１３はシリンダチユーブのロツ
クナツトである。前述の固定板連結板６には、シ
リンダチユーブ１０の雄ネジに合つた雌ネジが複
数個設けられており、以上の各要素を有する位置
決め用のシリンダは可動板２の周囲に複数個対向
する形で設けられ、その位置決め端９ｄ位置は部
品の挿入軸に直角方向ａに調整した後、固定でき
る構造になつている。その時、対向する複数個の
位置決めシリンダは第５図Ａに示す様に各位置決
め端９ｄが可動板２の位置決め端面２ｃに接し、
かつ各位置決めシリンダ内でピストンの段差部９
ｃがシリンダチユーブの段差部１０ｃに接する状
態で位置調整され固定されている。次に上記構成
において動作順を第６図Ａ〜Ｅで説明する。同図
Ａはロボツトアーム５１の水平方向の移動によ
り、ロボツトハンド５２が挿入部品５３を把持
し、搬送している状態を示すものである。この
時、可動板２を位置決めしている位置決めシリン
ダ３１には流体（例えば圧縮空気）が供給され、
ロボツトアーム移動中に可動板２が動かない様
に、位置決めされピストン９は固定されている。
次に同図Ｂは、被挿入部品５４の上方で、ロボツ
トアームが停止しこれからロボツトアームの挿入
軸方向への移動により、挿入部品５３を被挿入部
品５４に挿入しようとしている状態である。この
時挿入部品５３と被挿入部品５４の相対的位置は
δだけずれている。但しこの位置ずれ量δは挿入
部品５３又は被挿入部品５４の少くとも一方に設
けられている面取の量c₁，c₂の合計分以下の量で
ある。ここで、ロボツトアームの水平方向移動が
終了し、少なくとも挿入部品５３と被挿入部品５
４の嵌合が始まる前までには、上述の可動板２の
位置決めシリンダへの流体の供給が絶たれ位置決
めピストン９は内蔵のバネ１１のみによつて位置
決めされている状態になる。次に同図Ｃは、ロボ
ツトアームが挿入軸方向へ移動中の状態を示し挿
入部品５３と被挿入部品５４は既に嵌合を開始し
ている。この時、上述した挿入部品５３と被挿入
部品５４の相対的位置ずれがある為に挿入開始
時、面取部c₁，c₂での反力を受ける。この反力の
水平方向成分により、挿入部品５３、ロボツトハ
ンド５２そしてハンド取付板７を介して可動板２
が位置決めシリンダに内蔵のバネ１１を撓ませ
て、水平方向にのみ変位し、挿入部品５３が被挿
入部品５４に嵌合を開始し、面取部の通過を終了
するまでには、挿入部品５３と被挿入部品５４の
相対的位置ズレ量δは自動的に吸収され、嵌合挿
入が可能になる。同図Ｄは更にロボツトアームが
挿入軸方向へ移動し挿入が終了した状態、同図Ｅ
は挿入部品５３をアンクランプし、ロボツトハン
ド５２が退却した状態を示す。この時、可動板２
は、位置決めシリンダに内蔵されたバネ１１によ
つて自動的に元の位置に戻る。又位置決めシリン
ダに再び流体を供給することにより、可動板２は
固定され、ロボツトアームの水平方向移動が開始
できる様になる。

尚本実施例においては位置決めシリンダに圧縮
空気や油等の流体とバネ等から構成したバイアス
部材を用いる代わりに例えばサーボモータとバネ
等で構成し、更に力制御に位置制御を加え視覚セ
ンサーと組合わせて構成すれば面取量分以上に挿
入部品と被挿入部品との相対的位置ずれがあつて
も嵌合挿入可能な広汎用の挿入装置とすることが
できる。

（本発明の効果） 本発明によれば可動板の位置決め手段を、複数
個の位置決めシリンダを可動板の周囲に対向させ
て設けてはさみ込むことにより、可動板の位置を
位置決めシリンダのピストンの突出端位置で決め
ることができる為、従来のバネ等の可撓部材の力
のバランスで決めていた方式に比べ、容易に可動
板の位置決め精度を向上させることができる。例
えば従来±50μの位置決め精度であつたものが本
発明によれば±6μまで改善することができた。
これにより可動板に取付けられたロボツトハンド
の位置再現性が良くなり、被挿入部品と挿入部品
の相対位置ズレ量を少なくすることができ、ズレ
吸収ストロークを小さくすることができる。又位
置決めシリンダ内でピストンを突出させているバ
ネは、ピストンと可動板を動かせる最小限の力を
持つていれば良く、従来のバネ等の可撓部材の力
のバランスで決めていた方式に比べ、バネ力及び
バネ定数を小さくすることができる。以上により
被挿入部品と挿入部品の相対位置ズレの吸収量及
び吸収力を小さくすることができ、部品挿入時に
発生するキズ、摩耗粉等を最小限に押えられる効
果がある。更に必要に応じて位置決めシリンダに
流体を供給して位置決めピストンをロツクできる
構造にした為、ロボツトアームの移動中にコンプ
ライアンス装置が原因となつて生じるロボツトハ
ンドの振動等の問題を解決することができ、ロボ
ツトアームを高速で搬送できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は各々従来のコンプライアンス
装置の一例の縦断面図、第３図は本発明の一実施
例の縦断面図、第４図は第３図のCC断面図、第
５図Ａ，Ｂは第３図の一部分の説明図、第６図Ａ
〜Ｅは本発明の一実施例の動作状態を示す説明図
である。 図中、１は取付固定板、２は可動板、３は下面
固定板、４は鋼球、６は固定板連結板、３１は位
置決めシリンダ、９は位置決めピストン、１０は
シリンダチユーブ、１１はバネ、１２は後蓋兼流
体接続継手である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸受手段によつて水平方向に可動に保持しそ
   の外周に少なくとも３面の外周面を有した可動部
   材と、前記可動部材に取り付け物品を把持する手
   段と、前記可動部材の各外周面毎に複数個設けた
   チユーブと、前記各チユーブ内に配置したバネ部
   材と、前記チユーブ内に挿入し前記バネ部材の附
   勢力によつてチユーブの開口から突出し前記可動
   部材の各外周面を押圧するピストンを有するシリ
   ンダーとを備え、前記物品把持手段によつて物品
   を把持して前記シリンダーに流体を供給して前記
   可動部材の移動を阻止して前記物品を被挿入部品
   に搬送し、前記物品の前記被挿入部品に挿入する
   に際し前記可動部材の移動阻止を解除し、前記バ
   ネ部材のバネ力によつて前記可動部材の各外周面
   毎に複数箇所の押圧力を作用させて前記可動部材
   に水平方向移動と回転を許動するようにしたこと
   を特徴とするロボツトハンドのコンプライアンス
   装置。