JPH09277187A - ロボット用ハンド等の置台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボット用ハンド等の置台に倣い機構を設置
することにより、ロボットが置台に載置されたロボット
ハンド、ワーク等を正確に保持することができると共
に、倣い機構の固定機構が、変形、破損等することがな
いロボット用ハンド等の置台を提供する。 【解決手段】 床面に載置される第１の支持台と、前記
第１の支持台の上部に配されロボット用ハンド等を載置
する第２の支持台と、前記第１の支持台の上面部と第２
の支持台の下面部との間に設けられた倣い機構とを備
え、前記倣い機構１０は、第１の支持台の上面に取付け
られた基体１１と、基体１１の中心部に上下動、揺動自
在に装着されたバネポスト１２と、バネポスト１２を基
体１１に対して支持する球面ブッシュ１３と、バネポス
ト１２の上面に取付けられると共に第２の支持台の下面
部４ｂに対して回動自在に取付けられたリンクボール１
４と、バネポスト１２を上方に付勢するコイルスプリン
グ１５とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットを使用し
て各種作業を行う際に用いられる、ロボットハンド、ワ
ーク等の置台に関し、特に倣い機構を備えたロボット用
ハンド等の置台に関する。

【０００２】

【従来の技術】作業の自動化、省力化、作業能率向上の
ために、従来から、業に適したロボットハンドを装着し
たロボットが用いられている。このロボットハンドは一
般的には置台に置かれており、ロボットが載置された複
数のロボットハンドの中からその作業に適合したロボッ
トハンドを選択し、装着するようになっている。

【０００３】その一例を図３に基づいて説明する。図に
示すように、ロボット１０１に設けられたア−ム１０１
ａの先端部にはＡＴＣ（オ−トツ−ルチェンジャ）１０
２が取り付けられ、また、ハンド１０４の上端部にも前
記ＡＴＣ１０２と結合するように構成されたＡＴＣ１０
５が取り付けられている。そして、ロボット制御装置
（図示せず）からの指令により、前記ア−ム１０１ａは
駆動され、前記ＡＴＣ１０２は前記ＡＴＣ１０５に移動
するようになされている。前記ＡＴＣ１０５の位置、す
なわちハンド１０４の脱着位置は、予めロボットの制御
装置（図示せず）に位置情報として入力されており、外
部（操作者）からの指令によって前記制御装置が動作
し、ア−ム１０１ａのＡＴＣ１０２を所定位置に移動さ
せる。このＡＴＣ１０２の所定位置への移動によって、
置台１０３に載置されたロボットハンド（以下、ハンド
という）１０４の中から作業に適合したハンド１０４が
選択され、前記ＡＴＣ１０２にＡＴＣ１０５を介して前
記ハンド１０４が装着される。

【０００４】しかし、ロボット１０１、ハンド１０４が
載置された置台１０３は、床上ＦＬに置かれるのが一般
的であり、この床面ＦＬが傾斜等している場合には、予
め制御装置に対して教示した位置情報と実際の位置とに
ずれが生ずる。即ち、図３において点線で示すように、
予め制御装置に対して教示したハンド側ＡＴＣ１０５の
位置情報と、実線で示すＡＴＣ１０５の実際の位置とが
ずれた場合、ア−ム１０１ａの先端部を移動させても、
ＡＴＣ１０２とＡＴＣ１０５とを適切に結合させること
はできなかった。また、図４に示すように床面ＦＬが傾
斜している場合には、ＡＴＣ１０２とハンド１０４側に
設けられたＡＴＣ１０５とが対向しないため、確実に両
者を結合させることができなかった。

【０００５】かかる問題を解決するために、従来のロボ
ットでは前記ＡＴＣ１０２に倣い機構（図示せず）を設
け、置台１０３に載置されたハンド１０４の実際の位置
と、制御装置によって移動したＡＴＣ１０２との位置が
ずれた場合にも、その位置ずれを吸収し、ＡＴＣ１０２
とＡＴＣ１０５とが結合できるようになっている。この
倣い機構は揺動自在に構成されているため、ロボット１
０１の作業中にはロボット側ＡＴＣ１０２の倣い機構を
固定し、不用意に動作しないようになされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の倣い機構はハンド側に設けられているために、作業は
ロボット側ＡＴＣ１０２の倣い機構を固定した上で行わ
なければならなかった。即ち、ロボット側のＡＴＣ１０
２の倣い機構を固定しない状態にあっては、ＡＴＣ１０
２，１０５で保持されているハンドは不安定な状態にあ
り、この状態で所定の作業を行なうことができないため
である。そのため、ロボット側ＡＴＣ１０２の倣い機構
を固定した上で所定の作業が行なわれるが、ハンドが重
い場合、またワ−クからの反力や負荷が大きい場合に
は、前記倣い機構、特に固定機構に多大の負荷がかかる
ため、倣い機構の固定機構が、変形、破損等することが
あり、適切に倣い機構を固定することができないという
技術的課題があった。

【０００７】本発明は、上記した従来の課題を解決する
ためになされたものであり、ロボット用ハンド等の置台
に倣い機構を設置することにより、置台に載置されたハ
ンド等を正確に保持することができると共に、倣い機構
の固定機構が、変形、破損等することがないロボット用
ハンド等の置台を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかるロボット用ハンド等の置台は、ロボ
ットを使用して各種作業を行う際に用いられるハンド、
ワーク等が載置される置台において、床面に載置される
第１の支持台と、前記第１の支持台の上部に配されロボ
ット用ハンド等を載置する第２の支持台と、前記第１の
支持台の上面部と第２の支持台の下面部との間に設けら
れた倣い機構とを備え、前記倣い機構は、第１の支持台
の上面に取付けられた基体と、基体の中心部に上下動、
揺動自在に装着されたバネポストと、バネポストを基体
に対して支持する球面ブッシュと、バネポストの上面に
取付けられると共に第２の支持台の下面部に対して回動
自在に取付けられたリンクボールと、バネポストを上方
に付勢するコイルスプリングとを含むことを基本的構成
としている。そして、本発明は前記第１の支持台が、床
面に設置されたレ−ル上を移動可能な台車である場合に
特に有効である。

【０００９】前述のように、本発明によるロボット用ハ
ンド等の置台は、床面に載置される第１の支持台の上部
にロボット用ハンド等を載置する第２の支持台を設ける
と共に、前記第１、２の支持台間に倣い機構を設け、前
記倣い機構によって第２の支持台を第１の支持台に対し
て移動可能に構成したため、予め教示した所定の位置に
ハンドが配されていない場合であっても、その位置ずれ
を吸収して、ロボット側ＡＴＣに対して、ハンド側ＡＴ
Ｃを確実に結合させることができる。

【００１０】また、本発明のロボット用ハンド等の置台
をワ−ク置台に用いれば、ハンドによって、ワ−クを確
実に把持することができる。また、ハンド、ワ−クが重
い場合、あるいはワ−クからの反力や負荷が大きい場合
であっても、ロボット側に倣い機構が設けられていない
ため、固定機構に多大の負荷がかかることもなく、倣い
機構の固定機構が、変形、破損等することもない。

【００１１】特に、第１の支持台が床上のレールに沿っ
て移動可能な台車である場合には、レールのうねりなど
によりこの台車が捻れて、第２の支持台上のハンド等の
位置が、予め制御装置に教示した位置とずれていても、
前記した倣い機構により位置ずれを吸収することがで
き、ハンドの確実な装着が可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。ここで、図１は本発明の
一実施形態を示すロボット用ハンドの置台の正面図、図
２は図１に示す倣い機構の要部拡大断面図である。図に
示すように、ロボット用ハンドの置台１は、床上ＦＬに
敷設したレール２に沿って移動可能な台車である第１の
支持台３（以下、台車という）と、前記台車３の上部に
倣い機構１０を介して設けられたハンド等を載置する第
２の支持台４（以下、ハンド支持台という）と、前記第
２の支持台４の上側部に設けられたハンド支持機構５と
によって、その主要部が構成されている。

【００１３】このハンド支持台４は、その上面部４ａと
下面部４ｂとが支柱４ｃで連結され、ほぼ直方体形状の
枠体を構成している。そして、前記上面部４ａには開孔
部４ｄが形成され、前記開孔部４ｄの縁部にハンド６の
外縁部６ａが係合することにより、ハンド６が支持され
るようになされている。また、下面部４ｂにも上面部４
ａと同様に、開孔部４ｅが形成され、上面部に支持され
たハンド６の下部６ｂが挿通するように構成されてい
る。ここで、ハンド支持台４に載置されたハンド６は、
前記上面部４ａの開孔部４ｄに係合固定されているの
で、このハンド６を上方から取出すことができる。

【００１４】前記ハンド支持台４の上側部に設けられた
ハンド支持機構５は、台座５ａの支点５ｂを中心に回転
可能に取付けられたハンド支持板５ｃと、前記ハンド支
持板５ｃを回転駆動するために台座５ａに取付けられた
のシリンダユニット５ｄと、前記ハンド支持板５ｃとシ
リンダユニット５ｄとを連結し、前記シリンダユニット
５ｄの駆動力により、前記ハンド支持板５ｃを回転させ
る連結レバ−５ｅとにより構成されている。

【００１５】したがって、シリンダユニット５ｄを必要
に応じて動作させることにより、前記ハンド支持板５ｃ
を支点５ｂを中心に回転させることができる。即ち、ハ
ンドを置台１に載置させて、移動する際には図１におい
て実線で示すように、ハンド６を上方から抑え、ハンド
６が不用意に位置ずれしないようになされている。

【００１６】また、床上に敷設したレール２に沿って移
動可能な台車３の上面部と、ハンド支持台４の下面部４
ｂとの間には、倣い機構１０が所定の数、例えばハンド
支持台４の四隅に設置されている。そして、これらの倣
い機構１０により、予めロボットの制御装置に教示した
ハンドの位置と、実際の支持台４上のハンド６の位置と
のずれを吸収することができるようになされている。

【００１７】以下、図２に基づいて、ロボット用ハンド
置台の倣い機構１０を詳細に説明する。尚、図２は倣い
機構の要部を示す断面図である。この倣い機構１０は、
台車３の上面に取付けられた基体１１と、基体１１の中
心部に上下動、及び揺動自在に装着されたバネポスト１
２と、バネポスト１２を基体１１に対して支持する球面
ブッシュ１３と、バネポスト１２の上面に取付けられハ
ンド支持台４の下面部４ｂと係合するリンクボール１４
と、バネポスト１２を上方に付勢するコイルスプリング
１５とにより、その主要部が構成されている。

【００１８】前記バネポスト１２は、下方に逆Ｔ字状の
鍔１２ａを有しており、このバネポスト１２を支持して
いる球面ブッシュ１３の外周部は、基体１１の下面に形
成された開口部１１ａ内にブッシュ１６を介して保持さ
れている。そして、このブッシュ１６はリング状蓋体１
７により下方に抜け出さないように保持されている。

【００１９】このように、バネポスト１２は球面ブッシ
ュ１３を介して、基体１１に保持されているため、バネ
ポスト１２は基体１１に対して揺動することができると
ともに、球面ブッシュ１３の内面をバネポスト１２が摺
動することができるため、バネポスト１２は上下動する
ことができる。

【００２０】また、リンクボール１４は、バネポスト１
２より軸径の大きいベース盤１２ｂを介してバネポスト
１２の上面にねじ込みにより取付けられている。そし
て、バネポスト１２を上方に付勢するコイルスプリング
１５が、前記基体１１と上面のベース盤１２ｂとの間に
装着され、このコイルスプリング１５によって、下方向
に摺動したバネポスト１２は初期状態に復帰することが
できるようになされている。

【００２１】そして、上記リンクボール１４は、ハンド
置台１の下面部４ｂにブッシュ１８を介して装着され、
またハンド支持台４の下面４ｂと倣い機構１０の基体１
１との間には、コイルスプリング１５を覆うように防塵
用のブーツ１９が装着されている。

【００２２】次に、この置台の倣い機構１０の動作につ
いて説明する。まず、床上に敷設したレール２に沿って
台車３を移動させ、所定位置で停止させる。そして、ハ
ンド支持台４に載置されたハンドをア−ムに装着するた
め、制御装置により前記ア−ムを移動させ、予め制御装
置に教示されている位置にロボット側ＡＴＣ１０２を移
動させる。

【００２３】このとき、台車の停止位置、床面の傾斜等
により、ロボット側のＡＴＣ１０２の位置と、実際にハ
ンド６が置かれている位置との間にずれが生じた場合に
は、ロボット用ハンド置台１側に設置した倣い機構１０
が作用して、台車３に対してハンド支持台４がＡＴＣ１
０２へ移動し、その位置ずれが吸収される。

【００２４】即ち、ハンド置台１の水平方向の位置ずれ
は、リンクボール１４と球面ブッシュ１３とが、それぞ
れの球中心Ｐ₁ 、Ｐ₂ 回りに回転することにより吸収さ
れ、鉛直方向の位置ずれは、球面ブッシュ１３とバネポ
スト１２との上下方向の摺動により吸収される。更に、
水平方向および鉛直方向が相互に作用することによりハ
ンド置台１の傾斜方向の位置ずれをも吸収することがで
きる。このようにして、位置ずれを吸収することができ
るため、床面ＦＬ等が傾斜等していても、ロボット側Ａ
ＴＣ１０２とハンド側ＡＴＣ１０５とを適切に結合させ
ることができ、ハンドを確実に装着することができる。

【００２５】尚、上記バネポスト１２と基体１１の下面
が密着した状態（図２に示した状態）では、ロボット側
のＡＴＣ１０２とハンド６とが離れる方向、即ち、置台
１の上方向の位置ずれを吸収することができないため、
ハンドの着脱位置を制御装置に教示する場合、バネポス
ト１２を下方に押し下げた状態を位置情報として制御装
置に教示すれば、このバネポスト１２の押し下げ量を上
方向の位置ずれの吸収量とすることができる。

【００２６】次いで、ロボット側のＡＴＣ１０２とハン
ド置台１のハンド側のＡＴＣ１０５との着脱位置が、予
め教示した着脱位置と、３次元の位置で±３ｍｍずれて
いる場合について実験を行った結果、倣い機構が設けら
れていない場合には、着脱を１回として、２７６回中、
２６４回成功し、成功率は９７．７％であったが、この
程度の成功率では自動装置としては使用できるものでは
なかった。しかも、成功した場合にあっても、各部のた
わみで位置ずれを吸収しているために、耐久性に悪影響
を及ぼすものと推察される。

【００２７】次に、本発明による倣い機構をハンド置台
に設置した場合について同様に実験を行った。着脱を１
回として、４１７回中、４１７回成功し、成功率は１０
０％であった。しかも、たわみは殆どコイルスプリング
で吸収するため、他の機構部に影響しない。したがっ
て、自動装置としても十分使用できることが確認され
た。

【００２８】尚、本発明にかかる置台の倣い機構の設置
位置と設置数は、特に限定されるものではなく、必要に
応じて、設置数、設置位置を定めることができる。ま
た、上記実施の形態では、ハンドの置台を例に説明した
が、特にこれに限定されるものではなく、本発明はワ−
クの置台等にも当然適用することができるものである。
即ち、ハンドによって、ワ−クを把持する場合にも、こ
のロボット用ハンド等の置台の倣い機構を用いることに
より、位置ずれを吸収することができるため、確実にワ
−クを保持することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるロボ
ット用ハンド等の置台は、床面に載置される第１の支持
台と、前記第１の支持台の上部に配されロボット用ハン
ド等を支持する第２の支持台との間に倣い機構を設け、
前記倣い機構によって、ロボット用ハンド等を支持する
第２の支持台を第１の支持台に対して、移動可能に構成
したため、制御装置にあらかじめ教示した所定の位置に
ハンド等が配されていない場合であっても、その教示位
置と実際の位置とのずれを吸収して、ロボット側ＡＴＣ
にハンドを確実に装着できる。また、本発明のロボット
用ハンド等の置台をワ−ク置台として用いれば、ハンド
によって、ワ−クを確実に把持することができる。

【００３０】また、ハンド、ワ−クが重い場合、あるい
はワ−クからの反力や負荷が大きい場合であっても、ロ
ボット側に倣い機構が設けられていないため、固定機構
に多大の負荷がかかることもなく、また倣い機構の固定
機構が、変形、破損等することもない。特に、本発明
は、床上のレールに沿って移動可能な台車がレールのう
ねりなどにより捻れて、ロボットとハンド支持台との位
置が、予め教示した位置とずれていても、ハンド支持台
側に設置した倣い機構により位置ずれを吸収することが
できるため、かかる場合に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる置台の一実施形態を示す正面図
である。

【図２】本発明にかかる置台の倣い機構を示す断面図で
ある。

【図３】従来のロボットとハンドの着脱動作を説明する
ための図である。

【図４】従来のハンドを載置した台車の捻れ状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 置台 ２ レール ３ 台車（第１の支持台） ４ ハンド支持台（第２の支持台） １０ 倣い機構 １１ 基体 １２ バネポスト １３ 球面ブッシュ １４ リンクボール １５ コイルスプリング １６ ブッシュ １７ リング状蓋体 １８ ブッシュ １９ ブーツ

フロントページの続き (72)発明者 水谷 省吾 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 辻本 健一 愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 石川 佳延 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 久保 吉一 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属工 業株式会社和歌山製鉄所内 (72)発明者 南之園 信竹 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットを使用して各種作業を行う際に
   用いられるロボットハンド、ワーク等が載置される置台
   において、 床面に載置される第１の支持台と、前記第１の支持台の
   上部に配されロボット用ハンド等を載置する第２の支持
   台と、前記第１の支持台の上面部と第２の支持台の下面
   部との間に設けられた倣い機構とを備え、 前記倣い機構は、第１の支持台の上面に取付けられた基
   体と、基体の中心部に上下動、揺動自在に装着されたバ
   ネポストと、バネポストを基体に対して支持する球面ブ
   ッシュと、バネポストの上面に取付けられると共に第２
   の支持台の下面部に対して回動自在に取付けられたリン
   クボールと、バネポストを上方に付勢すコイルスプリン
   グとを含むことを特徴とするロボット用ハンド等の置
   台。
2. 【請求項２】 前記第１の支持台は、床面に設置された
   レ−ル上を移動可能な台車であることを特徴とする請求
   項１に記載のロボット用ハンド等の置台。