JPH0379159B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば工業ロボツト又は座標テーブル
に使用する物品保持・操作装置に関するものであ
る。

ロボツトアームとロボツトグリツパを含む位置
決めシステムでは、リモートコムプリカンスセン
ターズ（Remote Complicance Centers）と称
する既知の装置がある。前記センターズはロボツ
トアームとロボツトグリツパの間に置いて、構成
部品を所要位置に挿入するのに必要なコムプリカ
ンスをロボツトグリツパに与えるようになす。し
かしながら、これらの装置は受動的になり、即ち
それらは不整列を監視する感知手段をもたず、ま
た必要な調節を行なうためのモータ又はその他の
型式の作動器をもつていない。

特にロボツトを自動組立用に使用するときは高
い位置決め精度が要求される。研究グループが行
なつた仕事は構成部品の不整列を感知し、ロボツ
トアームの位置を調節することによつて不整列を
修正するという試みである。

ロボツトアームは比較的重いので、数百ミリメ
ートルから数ミリメートルの範囲にわたる微小調
節をなすことは困難である。

本発明によれば、外方部材と、可動のセンサー
部材と、外方部材とセンサー部材の間に配置した
複数のベローと、前記センサー部材内に配置する
と共に物品を保持する手段に連結された内方部材
を備え、前記センサー部材は複数のノズルを備
え、各ノズルは前記複数のベローのうちの各々１
つと関連せしめられ、更に、各ノズルと関連せし
められる絞り手段をもちかつこの絞り手段を介し
て前記ノズルにガスを供給するための第１ガス管
路を備え、前記ノズルは位置を感知すべき内方部
材に対向して配置され、更に、各ノズルとこのノ
ズルに関連する絞り手段の間の点で第１ガス管路
を前記ノズルに関連するベローに連結する第２ガ
ス管路を備え、前記ノズルに関連するベローはそ
れが関連するノズルに対してセンサー部材の反対
の側に配置されており、かくして内方部材が前記
ノズルに近づいたり遠ざかつたりすることに起因
して起こるガス管路内の圧力の増減に応動してガ
スをベローに出し入れして前記内方部材を動かす
ことを特徴とする物品保持・操作装置が提供され
る。

作動、感知手段は流体式又は電気式作動、感知
手段とすることができる。

流体式装置の場合、好適には位置感知手段は絞
り手段を経て第一ガス管路を通してガスが供給さ
れるノズルを含み、前記ノズルはその位置を感知
すべき部材に対向して配置されており、また第二
ガス管路を含み、この第二ガス管路はノズルと前
記絞り手段の間で第一ガス管路に連結され、かつ
前記作動手段に連結されており、前記部材がノズ
ルに向つてそれから離れるように動くとき、前記
絞り手段におけるガス圧が増大又は減少し、第二
ガス管路を経てガスを作動手段に向かつて又はそ
れから離れるように流すように構成する。この場
合、作動手段はベロー又は柔軟なカプセルを含
み、前記カプセルはガスをベローに入れたり出し
たりするために第二ガス管路に連結され、前記カ
プセルは部材を動かすためにその部材に衝合す
る。

電気式装置の場合、位置感知手段は衝合する部
材間の接触力を感知できる電気センサーを含む。
好適には電気センサーはひずみ計とする。

添付図面について説明すべき本発明の実施例は
感知と作動の両方の働きができる適応可能なユニ
ツトを夫々含んでいる。このユニツトはロボツト
アーム端に取付けられ、ロボツトハンドル（グリ
ツパ）用の基部を供する。感知手段を具えたユニ
ツトはそれ自身で、アームの作動器の使用にたよ
ることなしに正確な動きを行なう。このユニツト
は、グリツパ用の基台として作用する内方部材
と、センサー部材と、外方部材とを含む。全ロボ
ツトアームを調節する場合よりもずつと小さい重
量が操作されるので、ロボツトハンドによつて保
持される構成部品の整列に必要な微小調節を行な
うのは容易になる。

後述するユニツトにおいては、内方部材とセン
サー部材間の構成部品の不整列が感知され、一
方、修正作用が外方センサーとセンサー部材間に
生ぜしめられる。それ故センサー部材は内方と外
方の部材間の仲介体として作用する。第３ａ，３
ｂ，５及び６図に示すユニツトは感知手段と作動
手段の両方のために空気を使用するが、その代り
同様のユニツトを第８ａ，８ｂ図に示すものとし
て構成することができる。これらはセンサー（容
量形、誘導形等）及び例えばソレノイド、電磁石
又はステツプモータを利用する電気作動手段を使
用する。

以下、本発明を実施例につき添付図面を参照し
て説明する。

第３ａ，３ｂ，５及び６図に示す本発明の実施
例は空気圧作動器に関して、背圧センサーの原理
を使つている。第１図を参照されたい。構成部品
の位置は面１によつて監視される。ノズル２はオ
リフイス３を経て空気が圧力P_Sで一定供給源から
供給される。面１がノズル２に接近すると、オリ
フイス３の下流側の導管内の圧力は増し、この結
果作動器を成すベロー４を膨張せしめる。

第１ガス管路３′はノズル２ａと関連せしめら
れる絞り手段３ａをもち、この絞り手段を介して
ノズル２ａにガスを供給する。第２ガス管路３″
はノズル２ａとこのノズル２ａに関連する絞り手
段３ａの間の点で第１ガス管路３′を前記ノズル
２ａに関連するベロー４ａに連結する。このベロ
ー４ａはこのベローが関連するノズル２ａに対し
てセンサー部材７の反対側に配置されている。

上記原理に基づく数個のセンサー作動器ユニツ
トは２つ以上の方向で直線調節及び角度調節の両
方を行なうために組合わせることができる。

ピン孔に挿入する場合、生ずるかも知れない不
整列は第２図に示す。ピンが孔の面取部に接触す
る不整列は第３ａ，３ｂ図に示す型式のユニツト
によつて矯正される。第３ａ，３ｂ図のユニツト
では、外方部材５はロボツトアーム上に取付けら
れるが、最も内方の部材６はロボツトハンド（グ
リツパ）用の基台を供する。部材６はセンサー部
材７の内部で水平面内で自由に摺動でき、前記セ
ンサー部材は外方部材５の内部に取付けた２対の
ベロー４ａ，４ｂと４ｃ，４ｄにより任意の水平
方向に動かすことができる。もし例えば、ピンが
グリツパによつて孔内に押入れられるときに面取
部の右側面と最初の接触をなせば、部材６は左方
へ摺動してノズル２ａを閉じようとする。これに
より右側のベロー４ａ内の圧力は増大せしめられ
る。同時に内方部材６は左側ベロー４ｂに連結し
たノズル２ｂを開き、その圧力を減らす。この結
果、センサー部材７はベロー４ａ，４ｂの対によ
り左方へ動かされ、内方部材６を運び、かくして
ピンの不整列を修正することになる。センサー部
材７の内部での部材６の動きはほんの10分の数ミ
リメートルに過ぎないが、外方部材５の内部での
センサー部材７の動きはずつと大きく、数ミリメ
ートル程度になる。同様に、もう一対のセンサー
ノズル２ｃ，２ｄとベロー４ｃ，４ｄの対は垂直
方向の調節を行なうことができる。従つてユニツ
トの平面内の任意方向の不整列は調整することが
できる。

角度の不整列（第４図）は第５図に示すユニツ
トによつて修正できる。内方部材６はこの場合セ
ンサー部材７内で、或る制限角度以内で回転でき
る部分球面継手の形をした部品である。感知ノズ
ル２ａ，２ｂは垂直位置からのあらゆる片寄りを
監視する。例えばもしピンの傾きが垂直から時計
回り方向であれば、左方のノズル２ａは閉じ、か
くして右方でベロー４ａに連結された導管内の圧
力を増大せしめる。同様にノズル２ｂは開き、か
くして左方のベロー４ｂ内の圧力を減少せしめ
る。この結果、ベロー４ａは膨張して、部材６を
左方へ押し、従つて傾きを減らし、最後にはこの
傾きを除去することになる。他の対の感知ノズル
と他の対のベローが垂直軸線に対する調節を行な
う。

角度の不整列の修正はまた第６図に示すユニツ
トによつても可能である。この場合には以前の如
く水平面内の（ベローによる）調節を行なう代り
に、前記修正は外方部材５の内部で部材６を回転
させることによつて行なわれる。この場合、部材
間の相対的動きのすべては、以前の如く、その幾
つか又はすべてが直線運動である代りに、回転運
動となる。更に、別の対の感知ノズルと別の対の
ベローが垂直軸線の回りの調節を行なう。

上述の各実施例においては、２対の感知ノズル
と２対の作動器−ベローを含むユニツトは２つ自
由度をもち、前記対は２つの垂直方向と２つの垂
直軸線の回りの整列を行なうために十字形をなす
ように配置されることは云うまでもない。

平面又は角度の整列の何れかを実施するため、
お互に120°だけ位置がずれている場合、３つの感
知ノズルと３つのベローのみを使うことができ
る。

或る場合には、調節のための全自由度を与える
ために４つの自由度まで使用する必要がある。こ
のような場合、第３ａ，３ｂ図に示すユニツトと
第６図に示すユニツトをお互に結合すすることが
できる。この場合、一方のユニツトの内方部材は
他方のユニツトの外方部材に固定し、かくして２
つの直線と２つの回転の調節を可能にする。

上記操作ユニツトはできるだけコンパクトで小
さいのが有利であるので、比較的大きなスペース
をとるベローは例えば合成ゴムの如き柔軟な材料
から成型されたカプセルと置換えることができ
る。その他のすべての天では、ユニツトの外形は
同じままである。第７図はセンサー部材７を作動
させるために外方部材の内部に成型されたかかる
カプセル１０を示す。カプセルの膨張側は、必要
な調節を行なうためロボツトハンドの基部を動か
すことができる。

第８ａ，８ｂ図は２自由度の電気感知ユニツト
の一例を示す。この場合、構成部品の不整列を感
知するのに微小な変位を使う代りに、このユニツ
トは合わされた部材間の接触力を直接に感知する
ひずみ計素子８を備える。生ずる如何なる不整列
も監視された接触力の不釣合によつて証明され
る。

この実施例では、センサー部材７と内方部材６
は横渡し部材９によつて連結され、こうして１つ
のモジユールを形成する。

電気感知作動手段を使う場合、（単数又は複数
の）電気センサーからくる信号はコンピユータで
簡単に処理される。このコンピユータは必要な修
正をなすように作動器に指令し、（単数又は複数
の）電気作動器の作用を最適化する。同じこと
は、もし空気圧信号が電気信号に及び／又はその
逆に変換せしめられるならば、空気圧ユニツトで
達成することができる。組合せ電気感知−空気圧
作動又は空気圧感知・電気作動もまた本発明のユ
ニツトに使うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の原理を説明する図；
第２図と第４図は本発明の異なつた実施例によつ
て補整される不整列の異なつた種類のものを示す
図；第３ａ図と第３ｂ図は第２図に示す種類の補
整をするための本発明の実施例を示す部分切除し
た側面図と平面図；第５図は第４図に示す種類の
不整列を補整するための本発明の実施例を示す部
分切除した側面図；第６図は第４図に示す種類の
不整列を補整するための本発明の別の実施例を示
す側面図；第７図は作動手段の別の実施例を示す
図；第８ａ図と第８ｂ図は夫々本発明の電気的装
置の平面図と部分切除した側面図である。 １……面、２……ノズル、３……オリフイス、
４ａ〜４ｄ……ベロー、５……外方部材、６……
内方部材、７……センサー部材、８……ひずみ計
素子、９……横渡し部材、１０……カプセル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外方部材５と、可動のセンサー部材７と、外
   方部材５とセンサー部材７の間に配置した複数の
   ベロー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、前記センサー
   部材内に配置すると共に物品を保持する手段に連
   結された内方部材６を備え、前記センサー部材は
   複数のノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備え、各
   ノズルは前記複数のベローのうちの各々１つと関
   連せしめられ、更に、各ノズルと関連せしめられ
   る絞り手段３ａ，３ｂをもちかつこの絞り手段を
   介して前記ノズルにガスを供給するための第１ガ
   ス管路３′を備え、前記ノズルは位置を感知すべ
   き内方部材６に対向して配置され、更に、各ノズ
   ルとこのノズルに関連する絞り手段の間の点で第
   １ガス管路３′を前記ノズルに関連するベローに
   連結する第２ガス管路３″を備え、前記ノズルに
   関連するベローはそれが関連するノズルに対して
   センサー部材の反対の側に配置されており、かく
   して内方部材が前記ノズルに近づいたり遠ざかつ
   たりすることに起因して起こるガス管路内の圧力
   の増減に応動してガスをベローに出し入れして前
   記内方部材６を動かすことを特徴とする物品保
   持・操作装置。 ２ 前記ベローは柔軟なカプセルからなり、この
   カプセルは前記第２ガス管路連結されていて、ガ
   スをカプセルに出し入れすることができるように
   なし、かつセンサー部材に衝合してこれを動か
   し、かくして前記内方部材６を動かすことを特徴
   とする請求項１に記載の装置。 ３ 前記カプセルは合成ゴムで作られたことを特
   徴とする請求項２に記載の装置。