JPH04289087A - ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークを把持するハ
ンドを備えたロボット装置に係り、特に上記ワークを把
持させるための教示作業を簡単に行うことができるもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のロボット装置を示す構成図
であり、図において、１はロボット本体、２はロボット
本体１の先端に固定して取り付けられたハンド、３ａ及
び３ｂはハンド２を構成しワークを直接把持する二つの
グリップ、４はロボット本体１を駆動する制御装置、５
は制御装置４に接続され、ロボット本体１及びハンド２
の手動操作を行なうための教示装置である。

【０００３】また、図８はハンドを構成する二つのグリ
ップ３ａ、３ｂの基本動作を示す図であり、開状態を示
す３ａ及び３ｂの各グリップは左右対称な動作をして、
各々３０ａ及び３０ｂに示す閉状態の位置に動作し、開
閉動作にともない両者の間を往復する。この時、各グリ
ップの動作するストロークは、開状態の時のグリップ３
ａ、３ｂ間のストロークＬの半分Ｌ／２となる。

【０００４】次に動作について図９を併用しつつ説明す
る。図９において、６はピン等のワーク挿入用の穴を設
けたパレットであり、７はパレット６の穴に挿入された
ピン等のワークである。まず、図９（ａ）はハンド２が
グリップ３ａ、３ｂを開いた状態で、ワーク７の上空に
位置決めされている様子を示す。この時、ハンド２の中
心とワーク７の中心は互いに一致しておらず、グリップ
３ａ、３ｂとワーク７との間の距離は、各々Ｌａ及びＬ
ｂとなり等しくない。この様な状態は、ロボットの教示
作業においては常に発生し、通常、作業者は教示装置５
を操作してハンド２の位置を動かし、互いの中心が一致
するように目視操作を行ないつつ、互いの中心が一致し
た時点でその位置及び姿勢に関するデータを教示情報と
して教示装置５を介して入力することになるが、完全に
一致させることは困難である。

【０００５】図９（ｂ）は、この様な状態で例えば、教
示装置５を操作して、グリップ３ａ、３ｂを閉じた時の
様子を示す。この時、グリップ３ａ、３ｂは左右対称に
動作するので、最初にグリップ３ａがワーク７に接触し
、その後グリップ３ｂが接触する。そして、最終的には
一般にロボット１の剛性の方がワーク７及びパレット６
の剛性よりも小さいため、図９（ｃ）に示すように、ハ
ンド２がグリップ３ａ側に若干移動して静止する。

【０００６】次に、ワーク７がフリーな状態にある場合
について、図１０を併用しつつ説明する。図１０におい
て、８は平らな摩擦の少ない定盤であり、ワーク７はこ
の定盤８上にフリーに置かれている。図１０（ａ）は図
９（ａ）と同様、ハンド２がグリップ３ａ、３ｂを開い
た状態で、ワーク７の上空に位置決めされている様子を
示し、ハンド２の中心とワーク７の中心は互いに一致し
ていない。図１０（ｂ）はこの様な状態でグリップ３ａ
、３ｂを閉じた時の様子を示し、グリップ３ａ、３ｂは
左右対称に動作するので、先にグリップ３ａがワーク７
に接触する。 この時、ワーク７はグリップ３ａからの力を受けるため
、反対側のグリップ３ｂがワーク７に接触するまでの間
、定盤８上を滑り移動する。そして最終的には、図９（
ｃ）に示すように、ロボット１の剛性がワーク７及び定
盤８の間の摩擦力につりあった状態で静止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のロボット装置は
以上のように構成されているので、ハンド２とワーク７
の位置が一致していない状態でグリップ３ａ、３ｂを閉
じた場合、ワーク７が固定されている図９のようなケー
スではロボット１側のハンド２の移動を伴い、ロボット
本体１の正確な位置の教示作業ができない。また、グリ
ップ３ａ、３ｂを閉じた後では、ハンド２がワーク７に
対してどちら側に偏っていたかが不明となる。一方、ワ
ーク７が固定されていない図１０のようなケースでは、
ワーク７の移動を伴うため、ワーク７の初期位置を教示
しようとする場合に不具合いが生じる。いずれのケース
でも正確な教示作業を行なうためには教示装置５の微妙
な操作が必要となり、この操作に多大な時間と経験を必
要とするという欠点があり、また、図９のようなケース
ではハンド２とロボット１の間にロードセル等のセンサ
を設けて、ワーク７からの反力を検知して補正動作を行
なうものもあるが、高価なものになるという欠点があっ
た。

【０００８】この発明は上記の様な課題を解決するため
になされたもので、簡単な操作で短時間に教示作業を行
うことができ、又、精密な教示作業を行うことなく正確
な教示情報が自動的に得られるロボット装置を得ること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るロボット
装置は、ワークを把持する複数のグリップを有してなる
ハンドを備え、上記ハンドの位置及び姿勢の教示に対し
てその再生動作が可能なものにおいて、上記それぞれの
グリップに設けられ、上記それぞれのグリップと上記ワ
ークとの接触状態を検出する接触センサと、上記それぞ
れのグリップと上記ワークとの接触状態を表示する表示
素子からなる表示部と、上記接触センサの出力信号の発
生順序を判断し、少なくとも上記接触状態が最初に生じ
たグリップに対応する上記表示素子に信号を出力する信
号生成部とを備えたものである。

【００１０】また、この発明の別の発明に係るロボット
装置は、ワークを把持する複数のグリップを有してなる
ハンドを備え、上記ハンドの位置及び姿勢の教示に対し
てその再生動作が可能なものにおいて、上記それぞれの
グリップに設けられ、上記それぞれのグリップと上記ワ
ーク間の距離または角度を検出するセンサと、上記それ
ぞれのセンサの出力信号に基づき、上記ワークと上記そ
れぞれのグリップとの相対位置を算出する距離計算部と
、該距離計算部の出力信号に基づき、上記ハンドの位置
及び姿勢の補正を行う信号を生成する位置補正部とを備
えたものである。

【００１１】

【作用】この発明においては、それぞれのグリップとワ
ークとの接触状態を接触センサによって検出し、該検出
信号の発生順序を信号処理部で判断し、少なくとも上記
接触状態が最初に生じたグリップに対応する表示部の表
示素子に信号を出力して、ハンドの位置を明示する。

【００１２】また、この発明の別の発明においては、そ
れぞれのグリップとワーク間の距離または角度をセンサ
によって検出し、該検出信号に基づいて距離計算部が上
記それぞれのグリップとワークとの相対位置を算出し、
位置補正部が上記算出された相対位置からハンドの位置
及び姿勢の補正を行うための信号を生成して、ハンドと
ワークとの位置関係を補正する。

【００１３】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はロボット装置を示す構成図であり、同図において、９
は後述する接触センサの出力信号の発生順序を判断する
信号処理部であり、その他の従来例を示す図７と同一の
符号については同一または相当する部分を示しているの
で、その説明を省略する。

【００１４】図２は図１に示したハンド２の詳細を示す
図であり、同図において、１１ａ及び１１ｂはそれぞれ
グリップ３ａ、３ｂに組み込まれ、上記グリップ３ａ、
３ｂとワーク７との接触状態を検出する接触センサ、１
０ａ及び１０ｂはそれぞれハンド２本体に設けられ、上
記信号処理部９の出力信号を表示するための表示部に相
当するＬＥＤである。

【００１５】次に動作について図３を併用しつつ説明す
る。図３において、６はピン等のワーク挿入用の穴を設
けたパレットであり、７はパレット６の穴に挿入された
ピン等のワークである。まず、図３（ａ）はハンド２が
グリップ３ａ、３ｂを開いた状態で、ワーク７の上空に
位置決めされている様子を示す。この時、ハンド２の中
心とワーク７の中心は互いに一致しておらず、グリップ
３ａ、３ｂとワーク７との間の距離は、各々Ｌａ及びＬ
ｂとなり等しくない。

【００１６】図３（ｂ）はこの様な状態で例えば教示装
置５を操作して、グリップ３ａ、３ｂを閉じた時の様子
を示す。グリップ３ａ、３ｂは左右対称に動作するので
、先にグリップ３ａがワーク７に接触し、グリップ３ａ
に組み込まれた接触センサ１１ａからの信号が信号処理
部９に入力される。その後、グリップ３ｂも図３（Ｃ）
に示すようにワーク７と接触し、グリップ３ｂに組み込
まれた接触センサ１ｂからの信号も遅れて信号処理部９
に入力される。信号処理部９では、これら二つの信号の
入力順序を判断し、この例ではより早く接触を検出した
接触センサ１１ａに対応するＬＥＤ１０ａを点灯させる
。従って、いずれのＬＥＤが点灯するかを知ることによ
り、ハンド２とワーク７の位置関係を知ることが可能と
なる。

【００１７】この場合は、ＬＥＤ１０ａが点灯して、ハ
ンド２が図３に示すように右寄りにあることが分かる。 従って、作業者は教示装置５を操作することにより一旦
ハンド２を開き、ＬＥＤ１０ａを消灯させた後、ハンド
２を左寄りに微小移動させて前よりも一致の度合を良く
することができ、これらを繰り返して適性な位置及び姿
勢が得られた時点で、これらに関するデータを教示情報
として教示装置５に入力し、教示作業を終了する。

【００１８】なお、上記実施例ではＬＥＤ１０ａ、１０
ｂをハンド２部分に設ける場合を示したが、ハンド２部
分以外の例えば教示装置５等に設けるようにしても上記
実施例と同様の効果を奏する。

【００１９】また、上記実施例では接触センサ１１ａ、
１１ｂが最初にワーク７との接触状態を検出した時点で
ＬＥＤ１０ａ、１０ｂを点灯させる場合について説明し
たが、例えば信号処理部９に入力される上記接触センサ
の検出信号の入力時間間隔を測定し、該入力時間間隔が
予め設定された値以下であれば、ＬＥＤ１０ａ、１０ｂ
の両方を点灯させ、ハンド２とワーク７間の位置の変位
量が許容範囲内であることを表示するようにしても良く
、また、ハンド２にエアーハンドが用いられるような場
合には、エアーの圧力差によりグリップ３ａ、３ｂの動
作速度が異なるため、このような場合には上記予め設定
される値を変更可能にしておけば、上記実施例と同様の
効果を奏する。

【００２０】実施例２． 次に、この発明の別の発明の一実施例を図について説明
する。図４はロボット装置を示す構成図であり、同図に
おいて、１２は後述する距離センサの出力信号から、グ
リップ３ａ、３ｂとワーク７間の相対位置を算出する距
離計算部、１３は距離計算部１２の出力からハンド２の
位置及び姿勢を補正する補正信号を生成する位置補正部
であり、その他の従来例を示す図７と同一の符号につい
ては同一または相当する部分を示しているので、その説
明を省略する。

【００２１】図５は図４に示したハンド２の詳細を示す
図であり、同図において、１４ａ及び１４ｂはそれぞれ
グリップ３ａ、３ｂに組み込まれ、上記グリップ３ａ、
３ｂとワーク７間の距離を、例えば光等により非接触で
検出するセンサとしての距離センサである。

【００２２】次に動作について図６を併用しつつ説明す
る。図６において、８は平らな摩擦の少ない定盤であり
、ワーク７はこの定盤８上にフリーに置かれている。 まず、図６（ａ）はハンド２がグリップ３ａ、３ｂを開
いた状態で、ワーク７の上空に位置決めされている様子
を示す。この時、ハンド２の中心とワーク７の中心は互
いに一致しておらず、グリップ３ａ、３ｂとワーク７と
の間の距離は、各々Ｌａ及びＬｂとなり等しくない。

【００２３】次に、教示装置５を操作して距離センサ１
４ａ、１４ｂを機能させ、グリップ３ａ、３ｂとワーク
７との間の距離を測定する。この距離センサ１４ａ、１
４ｂの出力は距離計算部１２に入力され、ここではグリ
ップ３ａ、３ｂとワーク７との相対的な位置関係が求め
られる。 さらに、この距離計算部１２の出力は位置補正部１３に
入力され、ここでロボットの位置及び姿勢の補正信号が
求められて、制御装置４にフィードバックされる。この
結果、ロボット１はこの補正信号にもとづいてハンド２
を移動させ、図６（ｂ）に示すように、グリップ３ａ、
３ｂとワーク７との距離が等しくなる位置で静止する。 従って、図３（ｃ）に示すように、再度この状態で教示
装置５を操作してグリップ３ａ、３ａを閉じると、定盤
８の上に置かれたワーク７は滑る事なくグリップ３ａ、
３ｂにより把持される。以後、この時点の位置及び姿勢
に関するデータを教示情報として教示装置５に入力し、
教示作業を終了する。

【００２４】なお、上記実施例ではグリップ３ａ、３ｂ
に設けられたセンサをグリップ３ａ、３ｂとワーク７間
の距離を検出する距離センサ１４ａ、１４ｂを用いた場
合について説明したが、これをさらにグリップ３ａ、３
ｂとワーク７間の角度の変位を検出する機能をも有する
センサとすれば、グリップ３ａ、３ｂとハンド２の傾き
が一致していない場合であっても、グリップ３ａ、３ｂ
とワーク７との角度変位を補正して正確な教示情報が得
られ、上記実施例と同様の効果を奏する。

【００２５】なお、上記それぞれの実施例では接触セン
サ１１ａ、１１ｂあるいは距離センサ１４ａ、１４ｂが
設けられるグリップを、グリップ３ａ、３ｂの２つの場
合で説明したが、これに限定されるものでなく、例えば
、ワーク７を三爪のように周囲から囲み込む構造でも良
く、又、把持する方法もワーク７の種類によっては内側
から把持するようなものであっても、上記実施例と同様
の効果を奏する。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によればそれぞ
れのグリップとワークとの接触状態を接触センサによっ
て検出し、該検出信号の発生順序を信号処理部で判断し
、少なくとも上記接触状態が最初に生じたグリップに対
応する表示部の表示素子に信号を出力して、ハンドの位
置を明示するように構成したので、熟練を要することな
く簡単な操作で短時間に教示作業を行うことができるも
のが得られるという効果がある。

【００２７】また、この発明の別の発明によればそれぞ
れのグリップとワーク間の距離または角度をセンサによ
って検出し、該検出信号に基づいて距離計算部が上記そ
れぞれのグリップとワークとの相対位置を算出し、補正
部が上記算出された相対位置からハンドの位置及び姿勢
の補正を行うための信号を生成して、ハンドとワークと
の位置関係を補正するように構成したので、精密な教示
作業を行うことなく正確な教示情報を自動的に得ること
ができるものが得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すロボット装置の構成
図である。

【図２】この発明の一実施例を示すハンドの詳細図であ
る。

【図３】この発明の一実施例を示す穴に挿入されたワー
クを接触センサを有するハンドで把持する際の手順を示
す図である。

【図４】この発明の別の発明の一実施例を示すロボット
装置の構成図である。

【図５】この発明の別の発明の一実施例を示すハンドの
詳細図である。

【図６】この発明の別の発明の一実施例を示す定盤に置
かれたワークを距離センサを有するハンドで把持する際
の手順を示す図である。

【図７】従来のロボット装置の構成図である。

【図８】従来のグリップの動作を説明する図である。

【図９】従来の穴に挿入されたワークをグリップで把持
する際の手順を示す図である。

【図１０】従来の定盤に置かれたワークをグリップで把
持する際の手順を示す図である。

【符号の説明】

２　　ハンド ３ａ　　グリップ ３ｂ　　グリップ ５　　教示装置 ７　　ワーク ９　　信号処理部 １０ａ　　ＬＥＤ １０ｂ　　ＬＥＤ １１ａ　　接触センサ １１ｂ　　接触センサ １２　　距離計算部 １３　　位置補正部 １４ａ　　距離センサ １４ｂ　　距離センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワークを把持する複数のグリップを有
   してなるハンドを備え、上記ハンドの位置及び姿勢の教
   示に対してその再生動作が可能なロボット装置において
   、上記それぞれのグリップに設けられ、上記それぞれの
   グリップと上記ワークとの接触状態を検出する接触セン
   サと、上記それぞれのグリップと上記ワークとの接触状
   態を表示する表示素子からなる表示部と、上記接触セン
   サの出力信号の発生順序を判断し、少なくとも上記接触
   状態が最初に生じたグリップに対応する上記表示素子に
   信号を出力する信号生成部とを備えたことを特徴とする
   ロボット装置。
2. 【請求項２】　　ワークを把持する複数のグリップを有
   してなるハンドを備え、上記ハンドの位置及び姿勢の教
   示に対してその再生動作が可能なロボット装置において
   、上記それぞれのグリップに設けられ、上記それぞれの
   グリップと上記ワーク間の距離または角度を検出するセ
   ンサと、上記それぞれのセンサの出力信号に基づき、上
   記ワークと上記それぞれのグリップとの相対位置を算出
   する距離計算部と、該距離計算部の出力信号に基づき、
   上記ハンドの位置及び姿勢の補正を行う信号を生成する
   位置補正部とを備えたことを特徴とするロボット装置。