JPH068185A - 産業用ロボットの付加二軸装置のマスタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用ロボットの手首先端に取着れさる付加
二軸装置のマスタリングを簡単に遂行可能なマスタリン
グ装置を提供すること。 【構成】 産業用ロボット（８）の手首（１３）先端に
取着される付加二軸装置（１５）のマスタリングに当た
り、同装置（１５）が有する２つの回転駆動軸（θ１、
θ２）の一方を作動させたときに、可動側マスタリング
治具（４６）の較正面（４７、４８）は、Ｘ軸またはＹ
軸方向に略平行に変位し、従って、固定側マスタリング
治具（４１）が保持した二つの変位測定ゲージ（４４、
４５）の目盛を順次に設定マスタリング目盛表示へ追い
込み、マスタリングを簡単に達成する構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットのマス
タリング装置に関し、特に、産業用ロボットの手首の先
端に取着されてロボット固有の動作自由度に付加的に重
畳される二つの動作自由度を有することにより、一つの
平面内で高精度の軌跡動作を遂行可能な付加二軸装置の
原点較正を行うマスタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に産業用ロボットにおいては、従来
より、製造過程の最終過程やロボット使用時にロボット
機体の旋回胴、ロボットアーム、ロボット手首等の可動
要素の駆動源を成すサーボモータを交換したとき、或い
は、偶発的にロボット機体が周囲に配置された外部機器
と機械的な接触を生じたりして部品の交換がなされた場
合等には、ロボット機体の所定の原点姿勢とプログラム
の原点との間の一致を図る較正、つまり、マスタリング
が行われる。このようなマスタリングはまた、同じプロ
グラムに対してロボット機体が交換された場合の互換性
を図る際にも遂行される。

【０００３】このような産業用ロボットのマスタリング
は、一般的にロボット機体自体が有する可動要素の原点
姿勢に関して遂行されると共にロボット機体の手首先端
に装着される付加軸装置、特に、手首先端に装着可能な
ベース部と、同ベース部に保持された二つの回転駆動源
にそれぞれ結合した二つの回転駆動軸と、それらの回転
駆動軸に各枢着された第１、第２の二つのリンク系と、
該第１、第２のリンク系が相互に結合された枢着節に設
けられ、一平面内でＸ、Ｙの直交二軸方向に自在に移動
可能なツール取付部とを有して成る付加二軸装置に就い
てもマスタリングが遂行される。特に、上記した二つの
リンク系を有する付加二軸装置の場合には、同装置のツ
ール取付部に装着したツールを高精度の軌跡に沿って作
動させるために、二つの回転駆動軸の絶対原点座標の設
定を行うマスタリングを高精度に達成し得ることが要求
される。

【０００４】ここで、二つの回転駆動軸と、二つのリン
ク系と、ツール取付部とを有した付加二軸装置の構成に
就いて、図４及び図５に基づいて簡単に説明する。図４
は産業用多関節型ロボットと、その手首先端に装着され
た付加二軸装置との全体的構成を示した斜視図である。
産業用ロボット８は、ベースを下底部に有した固定胴９
の上部に搭載された立軸回りに旋回可能な旋回胴１０
と、同旋回胴１０の一端に基端側が枢着されたロボット
上腕１１と、そのロボット上腕１１の先端に基端側が枢
着されたロボット前腕１２と、そのロボット前腕１２の
先端に設けられたロボット手首１３とを有したロボット
機体を有し、このロボット機体はロボット制御装置１４
の教示プログラムに従って制御される。また、ロボット
手首１２の取付面には付加二軸装置１５が、そのベース
部を介して取着され、この付加二軸装置１４の先端に取
着れさたツールＴ１は、同付加二軸装置１５が有する２
つの回転駆動源の作動に従って内蔵の二つのリンク系を
介して高精度の軌跡動作を行う構成を有している。従っ
て、ロボット機体の旋回胴１０、ロボット上腕１１、ロ
ボット前腕１２、手首１３の作動によってワーク上の近
傍まで付加二軸装置１５を移動変位させて目的位置に位
置決めし、次いで位置決めされた付加二軸装置１５が、
ツールＴ１を作動させるようになっている。

【０００５】図５は、上記の付加二軸装置１５が有する
二つのリンク系の詳細な構造を示している。同図５に示
すように、付加二軸装置１５は、ベース部１６に保持さ
れた２つの回転駆動源Ｍ１、Ｍ２に結合された第１、第
２の回転駆動軸θ１、θ２を備え、これらの回転駆動軸
θ１、θ２には２つのリンク１７、１８を有した第１の
リンク系１９と、他の２つのリンク２１、２２を有した
第２のリンク系２３とを有しており、それら第１、第２
のリンク系１９、２３のリンク１８と２３とが結合され
た枢着構造の節部２４にツール取付部２５が設けられ、
このツール取付部２５にツールＴ１が着脱自在に取着可
能に構成されている。そして、上記ツール取付部２５
は、２つの回転駆動軸θ１、θ２の回転に応じて二つの
第１、第２のリンク系１９、２３を介して直交二軸（Ｘ
軸、Ｙ軸）方向に高精度に移動変位するようになってい
る。

【０００６】さて、このような付加二軸装置１５のマス
タリングに当たっては、図６に示すように、同二軸装置
１５のベース部１６に位置決めピン等で正確に取付けさ
れるスタンド形の構造を有した固定側マスタリング治具
３０と、そのマスタリング治具３０に直交配置で設けら
れたゲージ取付ブラケット３１、３２に取付けられて市
販のゲージブロック等で零点調整が行われる変位測定ゲ
ージ３３、３４と、付加二軸装置１５のツール取付部２
５におけるツール取付面２５ａに位置決めピン等で正確
に取付けされる可動側マスタリング治具３５とから成る
マスタリング装置が用いられる。すなわち、同可動側マ
スタリング治具３５の較正面３５ａ、３５ｂが固定側マ
スタリング治具３０の変位に接触、係合し、予め変位測
定ゲージ３３、３４に設定、調整された零点が得られた
とき、同付加二軸装置１５の原点が制御装置１４に設定
され、マスタリングが達成されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
図６に示す従来のマスタリング装置では、二つの変位測
定ゲージ３３、３４の触針先端は付加二軸装置１５のツ
ール取付部２５における枢動中心を通る構成がとられ、
その状態で可動側マスタリング治具３５の構成面３５
ａ、３５ｂと接触して両ゲージ３３、３４が零点表示を
したとき、マスタリングが達成されるように設定されて
いる。

【０００８】このために、図７、図８に示すように、例
えば、付加二軸装置１５の２つの回転駆動軸θ１、θ２
を回転作動させてリンク系１９、２３を介してツール取
付部２５を固定側マスタリング治具３０に接近した近傍
位置で移動変位させるとき、一方の回転駆動軸θ１又は
θ２の回転駆動に応じて可動マスタリング治具３５の両
較正面３５ａ、３５ｂが共に移動変位（Ｘ方向変位、Ｙ
方向変位）してしまうために、両変位測定ゲージ３３、
３４の零点表示によるマスタリング位置を見つけ出す作
業は極めて煩瑣、困難になると言う欠点を有している。
すなわち、図７と図８とは夫々、回転駆動軸θ１を作動
させた場合と回転駆動軸θ２を作動させた場合の可動マ
スタリング治具３５の較正面３５ａ、３５ｂの変位を示
し、各変位測定ゲージ３３又は３４を個別に零点表示ま
で追い込む操作をすることは極めて困難であることが理
解できる。

【０００９】上述の欠点に鑑み、本発明の目的は、二つ
のリンク系を内蔵して産業用ロボットの手首先端に装着
される付加二軸装置のマスタリングを簡単に遂行可能な
マスタリング装置を提供せんとすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の発明の
目的に鑑み、付加二軸装置のマスタリングに当たり、同
付加二軸装置が有する２つの回転駆動源の一方の回転駆
動源を作動させたときに、可動側マスタリング治具の較
正面は、Ｘ軸またはＹ軸方向に平行に変位し、従って、
固定側マスタリング治具に装着した二つの変位測定ゲー
ジの目盛を順次に零点またはその他の設定マスタリング
目盛表示へ回転駆動軸の作動により追い込み、マスタリ
ングを達成するようにしたものである。

【００１１】すなわち、本発明によれば、産業用ロボッ
トの手首先端に装着可能なベース部と、該ベース部に保
持された二つの回転駆動源にそれぞれ結合した二つの回
転駆動軸と、それらの回転駆動軸に各枢着された第１、
第２の二つのリンク系と、該第１、第２のリンク系が相
互に結合された枢着節に設けられ、一平面内でＸ、Ｙの
直交二軸方向に自在に移動可能なツール取付部とを有し
て成る付加二軸装置の原点位置を較正するマスタリング
装置において、前記ベース部に位置決め、装着されると
共にＸ軸およびＹ軸方向の変位測定ゲージを保持した固
定側マスタリング治具と、前記ツール取付部に位置決
め、装着され、前記Ｘ軸およびＹ軸方向のそれぞれの変
位測定ゲージに接触、係合する第１、第２の二つの較正
面を有すると共に該第１及び第２の各較正面が前記変位
測定ゲージとの接触位置近傍で前記二つの回転駆動軸に
おける一方の回転軸の回転に応じてＸ軸又はＹ軸方向に
略平行に変位可能な面として形成されている可動側マス
タリング治具とを、具備して構成されたことを特徴とす
る産業用ロボットの付加二軸装置のマスタリング装置が
提供される。

【００１２】

【作用】上述の構成を有したマスタリング装置を用いれ
ば、固定側マスタリング治具を付加二軸装置のツール取
付部に位置決めピンを用いて所定の取付位置に取付け、
それに保持された変位測定ゲージの目盛を予め設計、選
定された所定の目盛表示となるように、市販のゲージブ
ロックを用いて設定し、他方、ツール取付部には可動側
マスタリング治具を、同じく位置決めピンを用いて所定
の取付位置に取付け、次いで、付加二軸装置の二つの回
転駆動源を順次に、又は交互に作動させて可動側マスタ
リング治具の較正面が変位測定ゲージの触針と接触、係
合し、所定の目盛表示が得られるように追い込む。

【００１３】斯くして、両変位測定ゲージの目盛値が上
記の所定の目盛表示に成ったとき、マスタリングが終了
する。この場合に、付加二軸装置のツール取付部は、二
つの回転駆動源の一方を作動させると、二つの回転駆動
軸と二つのリンク系とを介して同ツール取付部に取付け
られた可動側マスタリング治具の較正面は、常に、一方
の面がＸ軸またはＹ軸に平行に変位するからその平行変
位面と接触した変位測定ゲージの目盛は一定値を維持す
る。故に、その間に、他方の較正面と接触した変位測定
ゲージの目盛値を目的の所定目盛値へ追い込むように該
他方の較正面を変位させれば良く、各回転駆動軸を個別
に作動させながらマスタリングの作業を遂行できるか
ら、極めて容易にマスタリング位置に設定することが可
能となる。

【００１４】以下、本発明に係る付加二軸装置用のマス
タリング装置を実施例に基づいて更に詳細に説明する。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の実施例による付加二軸装置用
のマスタリング装置を構成を示す正面図、同図２及図３
は、付加二軸装置の二つの回転駆動軸を交互に作動させ
た場合のマスタリング治具の作用を説明する説明図であ
る。なお、付加二軸装置の構成は、図４、図５の図示に
より既に説明した構成を有し、本発明のマスタリング装
置もこのような二つのリンク系を有した付加二軸装置に
適用されるものであると解して差支えない。

【００１６】図１を参照すると、本発明に係るマスタリ
ング装置４０は、付加二軸装置１５のベース部１６に位
置決めピン６０、ボルトねじ６１等を用いて所定の取付
位置に固定されるスタンド形の固定側マスタリング治具
４１と、同固定側マスタリング治具４１の二つの直交配
置で設けられたブラケット４２、４３に止めネジ６２を
用いて取付けられたＸ軸方向の変位測定ゲージ４４、Ｙ
軸方向の変位測定ゲージ４５とを有している。これらの
固定側マスタリング治具４１と、それに保持された変位
測定ゲージ４４、４５のそれぞれの構造は、図６に示し
た従来のマスタリング装置の対応の治具３０、ゲージ３
３、３４と違いは無い。

【００１７】他方、付加二軸装置１５のツール取付部２
５のツール取付面２５ａに同じく位置決めピン及びボル
トねじ（図示に現れない）で所定の取付位置に取付けら
れる可動側マスタリング軸４６が設けられ、この可動側
マスタリング治具４６は、上記の二つの変位測定ゲージ
４４、４５の触針４４ａ、４５ａの先端と接触、係合す
る較正面４７、４８をオフセット位置に有した１つの部
材形状をしている。

【００１８】ここで、本発明に係るマスタリング装置４
０においては、固定側マスタリング治具４１の変位測定
ゲージ４４、４５の近傍位置まで可動側マスタリング治
具４６の較正面４７、４８を予め接近させ、次いで、付
加二軸装置１５の二つの回転駆動軸θ１、θ２（図５参
照）における一方の回転駆動軸θ１又はθ２を更に作動
させ、可動側マスタリング治具４６が有する二つの較正
面４７、４８における一方の較正面、例えば、較正面４
７をＸ軸方向に変位させて変位測定ゲージ４４の触針４
４ａに接触、係合により所定の原点位置へ追い込む過程
で、他方の較正面４８は、そのＸ軸方向には同時に変位
するが、Ｙ軸方向には略変位しないような面を成すよう
に形成されている。つまり、較正面４７、４８が夫々、
変位測定ゲージ４４、４５の触針４４ａ、４５ａに接
触、係合した状態では、図１からも理解できるように、
両触針４４ａ、４５ａの軸線をＸ軸方向、Ｙ軸方向に延
長した交点位置が、付加二軸装置１５のツール取付部２
５におけるツール取付面２５ａの枢着軸心と一致しない
オフセット位置に在るように選定されている。

【００１９】このような位置関係は、付加二軸装置１５
のツール取付部２５のツール取付面２５ａの面内にＸ、
Ｙ座標を設定して、その座標系における各座標位置に就
いて、ベース部１６の近傍で回転駆動軸θ１又はθ２を
作動させたとき、それらの座標位置がＸ軸方向またはＹ
軸方向に平行に変位する位置を実験的に求め、求めた位
置と一致した位置に較正面４７、４８が来るように形成
された可動側マスタリング治具４６を形成することによ
り、所望の可動側マスタリング治具４６を得ることがで
きる。

【００２０】図２は、上述した本発明に係るマスタリン
グ装置４０において、可動側マスタリング治具４６を固
定側マスタリング治具４１に保持された変位測定ゲージ
４４、４５の近傍位置において、付加二軸装置１５の一
方の回転駆動軸θ１を、その駆動源Ｍ１により回転作動
させることにより、可動側マスタリング治具４６の一方
の較正面４７に大きなＸ軸方向の変位を得たとき、他方
の較正面４８は同じくＸ軸方向に略平行に変位をしてい
るが、Ｙ軸方向には略変位が無いことを示し、従って、
回転駆動軸θ１を作動させることにより、較正面４７と
変位測定ゲージ４４との接触、係合部で所定のマスタリ
ング位置に対応したゲージ目盛値になるように、簡単に
追い込むことが可能なことを示している。つまり、図示
の破線で示した可動側マスタリング治具４６は回転駆動
治具θ１の作動に対応した変位を示している。

【００２１】図３は、同様に付加二軸装置１５の別の回
転駆動軸θ２を作動させると、可動側マスタリング治具
４６の較正面４７はＹ軸方向に略平行に変位し、他方較
正面４８はＹ軸方向に大きく変位をすることを説明して
いる。従って、変位測定ゲージ４５の目盛値が予め調
整、設定した所定のマスタリング位置に対応した目盛値
となるように簡単に追い込むことが可能であることを説
明している。

【００２２】なお、本発明によれば、固定側マスタリン
グ治具４１に保持された変位測定ゲージ４４、４５によ
るマスタリング位置に対応した目盛を設定し、可動側マ
スタリング治具４６の二つの較正面４７、４８をこれら
の二つの変位測定ゲージ４４、４５に接触、係合させた
とき、各回転駆動軸θ１またはθ２を回転作動させて所
定のゲージ目盛に追い込む過程で、各回転駆動軸θ１ま
たはθ２の回転作動により生ずる較正面４７または４８
の変位割合が略同程度に発生するように各較正面４７、
４８を設けておくと、マスタリング操作に際して、両回
転駆動軸を回転させて順次に変位測定目盛値を所定値に
追い込むに当たり、Ｘ軸方向とＹ軸方向のマスタリング
精度の一致させることが可能になる。従って、可動側マ
スタリング治具４６の較正面４７、４８は、夫々の変位
測定ゲージ４４、４５に対して略等距離に形成された面
となるように予め形成される。

【００２３】

【発明の効果】以上の実施例の説明を介して明らかなよ
うに、本発明によれば、産業用ロボットの手首に取着さ
れる付加二軸装置のマスタリングに当たり、同付加二軸
装置が有する２つの回転駆動源の一方の回転駆動源を作
動させたときに、可動側マスタリング治具の較正面は、
Ｘ軸またはＹ軸方向に略平行に変位し、故に、固定側マ
スタリング治具の二つの変位測定ゲージの目盛を順次に
零点又は所定の設定マスタリング目盛表示へ回転駆動軸
の作動により追い込み、マスタリングを簡単に達成可能
にしたものである。従って、付加二軸装置のマスタリン
グを簡単な較正操作で遂行可能なマスタリング装置が得
られ、故に、マスタリング操作における作業能率の向上
が達成されるのである。

【００２４】また、マスタリングに当たり、一平面内に
おけるＸ軸方向とＹ軸方向の二軸方向におけるマスタリ
ング精度を同一精度で設定可能なマスタリング装置が形
成可能であることから、マスタリング操作の精度向上を
もたらすことも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による付加二軸装置用のマスタ
リング装置を構成を示す正面図である。

【図２】付加二軸装置の二つの回転駆動軸の一方の回転
駆動軸を作動させた場合の本発明に係るマスタリング治
具の作用を説明する説明図である。

【図３】付加二軸装置の二つの回転駆動軸の他の一方の
回転駆動軸を作動させた場合の本発明に係るマスタリン
グ治具の作用を説明する説明図である。

【図４】付加二軸装置を具備した産業用多関節型ロボッ
トの全体的な構成を示す斜視図である。

【図５】付加二軸装置の二つのリンク系を有した構成を
示す略示斜視図である。

【図６】従来の付加二軸装置のマスタリング装置の構成
を示す正面図である。

【図７】付加二軸装置の二つの回転駆動軸の一方の回転
駆動軸を作動させた場合の従来のマスタリング治具の作
用を説明する説明図である。

【図８】付加二軸装置の二つの回転駆動軸の他方の回転
駆動軸を作動させた場合の従来のマスタリング治具の作
用を説明する説明図である。

【符号の説明】

８…産業用多関節型ロボット １３…ロボット手首 １５…付加二軸装置 １９…第１のリンク系 ２３…第２のリンク系 ２５…ツール取付部 ２５ａ…ツール取付面 ４０…マスタリング装置 ４１…固定側マスタリング治具 ４４…変位測定ゲージ ４４ａ…触針 ４５…変位測定ゲージ ４５ａ…触針 ４６…可動側マスタリング治具 ４７…較正面 ４８…較正面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用ロボットの手首先端に装着可能な
   ベース部と、該ベース部に保持された二つの回転駆動源
   にそれぞれ結合した二つの回転駆動軸と、それらの回転
   駆動軸に各枢着された第１、第２の二つのリンク系と、
   該第１、第２のリンク系が相互に結合された枢着節に設
   けられ、一平面内でＸ、Ｙの直交二軸方向に自在に移動
   可能なツール取付部とを有して成る付加二軸装置の原点
   位置を較正するマスタリング装置において、 前記ベース部に位置決め、装着されると共にＸ軸および
   Ｙ軸方向の変位測定ゲージを保持した固定側マスタリン
   グ治具と、 前記ツール取付部に位置決め、装着され、前記Ｘ軸およ
   びＹ軸方向のそれぞれの変位測定ゲージに接触、係合す
   る第１、第２の二つの較正面を有すると共に該第１及び
   第２の各較正面が前記変位測定ゲージとの接触位置近傍
   で前記二つの回転駆動軸における一方の回転軸の回転に
   応じてＸ軸又はＹ軸方向に略平行に変位可能な面として
   形成されている可動側マスタリング治具とを、具備して
   構成されたことを特徴とする産業用ロボットの付加二軸
   装置のマスタリング装置。