JPH0985668A - フローティング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元空間内の多方向への遊動機能を有し、
かつコンパクトで低価格に構成されたフローティング機
構を得ること。 【解決手段】 ベース部３０の上下に機械の主部７０と
作業部１０とに結合されるフランジ部２２、２４を有
し、ベース部３０の遊動室３０ａ内部に転動体４２によ
って平面に沿って多方向に遊動自在に支持した遊動ディ
スク４０を設け、この遊動ディスク４０を複数の方向か
ら引っ張る引張弾性手段４８、４１を設けて遊動ディス
ク４０の遊動により作業部１０の遂行する作業の全ての
方向の作業誤差を吸収できる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械の主部と同主
部に結合されてワーク等に対して所定の作業を遂行する
機械の作業部との間に介挿されて該作業部に対して三次
元空間内の遊動自由度を付与し、同作業部が遂行する据
え付け作業、位置決め作業等における位置ずれやワーク
把持作業時におけるワーク側の寸法誤差による把持誤差
（以下、これらを作業誤差と言う）を吸収することによ
り適正な作業遂行を可能にするためのフローティング機
構に関し、例えば産業用ロボットの機体における手首を
主部とし、この手首に着脱自在に取付けられるロボット
ハンド等のエンドエフェクタを作業部として両者の間に
介挿されることにより、ハンド作業における作業誤差を
吸収するために用いることができるフローティング機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりフローティング機構は、自動機
械の作業端部や産業用ロボットのロボット機体における
手首とハンドとの間に介挿されて作業端部やロボットハ
ンドがワークに対して遂行する種々の作業における作業
誤差を吸収するために多用されている。例えば、ロボッ
ト機体の可動部を構成するロボット旋回胴、ロボットア
ーム、ロボット手首、ロボットハンド等が所定のプログ
ラムの教示に従ってワークを搬送して所望の位置に位置
決めしたり、１つのワーク部品を他のワーク部品に据え
付けたり、ワークを工作機械のチャック装置に装着し、
また取り外しする等の種々のロボット作業を無人遂行す
る際に、手首とハンドとの間に介挿されたフローティン
グ機構は、据え付け誤差、位置決め誤差、ワーク自体の
寸法誤差に基づくワーク掴み誤差等の種々の作業誤差を
吸収し、正しいワークを位置決め作業、所定の据え付け
作業、正しいワークの把持等を遂行し得るようにしてい
ることは周知である。

【０００３】このような従来から用いられているフロー
ティング機構は、自動機械等の機械の主部に結合される
第１の結合部材と機械の作業部に結合される第２の結合
部材との間に直交二軸方向に動作自由度を供するリニア
ガイド装置（直線案内装置）又は一平面内における第
１、第２の結合部材間の相対的な回転自由度を供する転
動ベアリング装置を介在させるか或いは上記のリニアガ
イド装置、ベアリング装置の組み合わせ装置を介在さ
せ、第２結合部材を作業部に結合してワークに対して機
械から所望の作業を遂行するとき、種々の作業誤差を吸
収するようにした構成を有していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来のフ
ローティング機構は、リニアガイド装置又はベアリング
装置の単体により形成し、機械の主部と作業部との間に
介挿する場合、或いは両者を上下に組合わせた組合体に
より形成したフローティング機構を機械の主部と作業部
との間に介挿する場合にも前者では、一平面内での平行
遊動、或いは回転遊動を許容するのみであり、十分に作
業誤差を吸収できない欠点がある。他方、後者では、両
機構の組み合わせ遊動を許容することにより、作業誤差
の吸収性能は改善するものの、機械主部と作業部との間
に大型かつ大重量のフローティング機構が介在すること
により、狭小な作業領域では使用が困難になる等の機械
の作動上で制限を生ずると言う不利があり、更に、機械
要素の多数、用いられることからフローティング機構自
体がコスト高になる不利がある。

【０００５】加えて、リニアガイド装置やベアリング装
置に求心用バネを有する機構では、機械主部と作業部と
の間に介挿させて遊動作用を遂行させる際に、調整作業
が多岐に渡り、従って調整に多大の作業時間を費やす不
利がある。また、遊動時のフローティング力の調整や位
置調整に工具を用いる必要があるために、自動的にフロ
ーティング力を所望に応じて調整する等が不可能である
と言う欠点も有している。

【０００６】加えて従来のフローティング機構では、例
えば機械の主部と作業部とが相対的に傾斜するような遊
動作用を遂行することが不可能であり、フローティング
機能上で平面内での直交二軸方向の遊動や縦軸回りの回
転のみに制限される。故に、機能的に制限があり、より
有効なフローティング機構の開発、提供が要請されてい
る。

【０００７】依って本発明の主目的は、従来のフローテ
ィング機構を改善し、三次元空間内における遊動自由度
を向上させ得る新規なフローティング機構を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、比較的少数の構造部品
によって構成され、かつ機械の主部に対する作業部の遊
動自由度を三次元空間における多方向に確保し、従って
低コストでありながら、作業誤差の吸収性能を向上させ
ることが可能なフローティング機構を提供せんとするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的に
鑑みて、機械の主部と該主部に結合されてワーク等に対
して所定の作業を遂行する機械の作業部との間に介挿さ
れ、該作業部に対して三次元空間内の遊動自由度を付与
するフローティング機構において、前記機械の主部に結
合する結合機枠を備えた筐体構造のベース部と、前記ベ
ース部の上下支持板間に複数の転動体を介して挟持され
る遊動ディスクと該遊動ディスクに一体遊動可能に配設
されると共に前記機械の作業部に結合される取付けフラ
ンジ部とを備えて形成されたフローティング部と、前記
筐体構造のベース部の内周域に対して前記フローティン
グ部の遊動ディスクを該ベース部の略中心部に保持する
ように少なくとも三方向から該遊動ディスクに引っ張る
ように設けられる引張弾性手段とを少なくとも具備して
構成されフローティング機構を提供するものである。こ
のような転動体および引張弾性手段を備えたフローティ
ング機構は、機械主部に対して作業部を１つの平面内に
おける他方向の直線変位や回転変位に加えて平面からの
傾き遊動をも含む三次元空間内で多数の自由度による遊
動変位を許容し、従ってロボットハンド等の機械作業部
が遂行する作業における作業誤差の吸収性能を従来に比
較的して格段に向上させることができるのである。

【０００９】なお、好ましくは、上述のフローティング
機構における引張弾性手段は、上記ベース部の内周域の
離間した三位置に各一端を枢着し、上記フローティング
部の遊動ディスクの周辺三位置に各他端が枢着された少
なくとも３つの流体圧シリンダと、該３つの流体圧シリ
ンダから前記フローティング部の遊動ディスクに作用す
る引張力を各個別に増減調節する流体圧調節手段とを具
備して構成する。

【００１０】このような構成とすれば、フローティング
部の遊動ディスクに作用する引張弾性手段の弾性力を自
動的に外部指令信号の印加によって調節し、機械主部に
対する作業部のフローティング作用（遊動作用）を所定
のワーク作業に対して最適化することが可能となる。な
お、上記のベース部の内周域の三位置は相互に等間隔に
配設されることが好ましく、また遊動ディスクの三位置
も対応して等間隔に離間した位置に選定されることが好
ましい。

【００１１】また、本発明によれば、上記フローティン
グ部の遊動ディスクを、上記ベース部に対して所定の中
心位置に機械的に強制位置決めするセンタリング手段を
更に具備した構成とし、機械の主部、作業部を一位置か
ら他の位置へ移動する過程等では、遊動ディスクをセン
タリングして該主部と作業部との間を暫時的に拘束し得
るようにすることが好ましい。

【００１２】更に、上記フローティング部の遊動ディス
クと当接、離反自在に設けられ、当接時に該遊動ディス
クの遊動を阻止するロック手段を上記のベース部に設け
て遊動ディスクを任意の姿勢のまま一時的に拘束するこ
とを可能にすることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す好
ましい実施形態に従って更に詳細に説明するが、同添付
図面において、図１は本発明に係るフローティング機構
をロボット機体のハンドの前段に配設した例を示す正面
図、図２は、同図１の２−２矢視方向から見た平面図、
図３は、図１に示したフローティング機構の構成を詳示
した断面図、図４は、図３の４−４線による平面図、図
５は、同フローティング機構を産業用ロボットのロボッ
ト機体における吸着作用ハンドと手首との間に介挿、配
設して具備した状態を示すロボット機体の外観斜視図、
図６は、流体圧シリンダを用いて引張弾性手段、センタ
リング手段、ロック手段を構成した場合の流体回路図、
図７は他の実施形態を示す図４と同様の平面図である。

【００１４】先ず、図１および図２を参照すると、本発
明に実施形態に係るフローティング機構２０がロボット
機体におけるエンドエフェクタを形成するロボットハン
ド１０の前段に設けられる場合の構成を示している。こ
の場合のロボットハンド１０は上部にフローティング機
構２０に結合されるフランジ構造部１２を有し、このフ
ランジ構造部１２の下方にハンドベース板１４を有し、
該ハンドベース板１４に吸着盤１６が枢動ブラケット１
５を介して多数、各独立に保持されることにより、ワー
ク等を吸着作用により把持することが可能な吸着ハンド
を形成しているものである。

【００１５】このような吸着ハンドとして形成されたロ
ボットハンド１０が図示されていないロボット手首の先
端にフローティング機構２０を介して結合され、ロボッ
ト機体のプログラム動作に応じて例えば、ワーク（図示
なし）を把持して一位置から他の位置へ搬送して該他の
位置にワークを荷下ろしする等の作業を遂行するときに
は、ワークを吸着盤１６を介して吸着、把持する。そし
て、この場合には、ワークの表面に段差面が有る場合、
或いはワーク表面が傾斜状態に成っている等の諸条件応
じて複数の吸着盤１６が種々、異なる姿勢をとることに
より、ワーク表面の状態に追従し、適正な吸着作用を発
揮する必要がある。その場合には、フローティング機構
２０が有効に機能して吸着ハンドから成るロボットハン
ド１０がフローティング機構２０と共に姿勢を遊動変位
させて夫々の吸着盤１６をワークの表面に適正に吸着さ
せるように作用するのである。

【００１６】さて、フローティング機構２０は、ロボッ
ト手首（図１、２に図示なし）に結合される機枠構造の
フランジ部２２を上方に具備し、またロボットハンド１
０のフランジ結合部１２との結合部を形成する取付けフ
ランジ部２４を下方に突出させたベース部３０を具備
し、このベース部３０の内部に遊動機構を形成する後述
の遊動ディスク、引張弾性手段、センタリング手段、ロ
ック手段等が配設されており、図１のベース部３０にお
けるフランジ部２２の下方にはこれらのセンタリング手
段とロック手段のアクチュエータを形成するシリンダ５
２、６２が立設されている様子が示されている。

【００１７】ここで、図３、図４を参照すると、フロー
ティング機構２０のベース部３０は上記の機枠構造のフ
ランジ部２２を上面に取り付けた支持ベース板３２と、
この支持ベース板３２の下方に設けられた、例えば円筒
形状を有する周壁３４と、この周壁３４の下方の開口を
閉鎖するように取付られた、中心部に開口３６を有した
蓋状支持板３８とを具備して構成され、ベース部３０の
内部には図４に明示されるように、遊動室３０ａが形成
されている。

【００１８】さて、遊動室３０ａの内部の略中央位置に
は円板形状をした適宜の厚みを有する遊動ディスク４０
が設けられ、この遊動ディスク４０は既述の取付けフラ
ンジ部２４と結合棒２４ａを介して一体に形成されてい
る。遊動ディスク４０は、上下面４０ａ、４０ｂを有
し、これらの上下面４０ａ、４０ｂを有した遊動ディス
ク４０がベース部３０の支持ベース板３２と蓋状支持板
３８とに適宜のリテイナー手段（保持手段）を介して転
動自在に保持されている鋼球によって形成された複数の
転動体４２の間に挟持されており、これによって同遊動
ディスク４０は１つの平面内の座標系で多方向に自由に
遊動可能に保持されている。

【００１９】他方、ベース部３０の上下支持板３２、３
８の間に形成された遊動室３０ａ内には上記の周壁３４
の内面に取着された保持ブラケット４７ａに一端４８ａ
が枢着、支持され、他端４８ｂが遊動ディスク４０の外
周４０ｃの一点に保持ブラケット４７ｂを介して枢着、
支持された流体圧シリンダ４８が設けられ、本実施形態
では略等間隔（１２０°間隔）に３つの流体圧シリンダ
４８が設けられた構成を有している。

【００２０】これらの流体圧シリンダ４８はベース部３
０の周壁からそれぞれシリンダ軸線に沿った３方向に遊
動ディスク４０を引き寄せる引張力を付与する引張弾性
手段として設けられ、一般的には、一つの平面内におい
て１点で交叉する３方向に沿って遊動ディスク４０に引
張力を付与している。また、これらの流体圧シリンダ４
８は、内部に圧力流体の供給を受けることにより弾性的
に遊動ディスク４０を上記シリンダ軸線方向に引き寄せ
る構造を具備しており、後述のように、内部への供給流
体の圧力値を加減調節することにより引張力を加減調節
することも可能に形成されている。

【００２１】このように遊動ディスク４０は、既述のご
とく複数の転動体４２によって平面内を遊動自在に挟持
された状態に設けられ、かつ同時に３つの方向から引張
弾性力を受けた状態に保持されている。従って、遊動デ
ィスク４０は、一つの平面内における遊動が可能である
と共に同平面に対して上下遊動、傾き遊動も可能であ
り、更に、流体圧シリンダ４８の枢着構造に基づいて同
遊動ディスク４０の中心に立てた軸線回りに一定量の遊
動回転も許容される構成される。つまり、遊動ディスク
４０は、三次元空間内で引張弾性手段を形成する３つの
流体圧シリンダ４８の弾性作用によって許容される動作
範囲内で、ベース部３０の遊動室３０ａ内において最初
に設定された初期姿勢位置または後述するセンタリング
位置を中心にして回動も可能で、結局は全ての方向に遊
動可能な多方向動作自由度を備え、従って遊動ディスク
４０と一体に遊動する取付けフランジ部２４を介してロ
ボットハンド１０等の機械の作業部に対し、ワークを作
業対象にした位置決め作業、据え付け作業、ワーク把
持、搬送作業、および工作機械のチャック装置に対する
ワークの着脱作業等の各種の作業時に必要、十分な作業
誤差吸収機能を付与することができるのである。

【００２２】なお、図３に明示するように、遊動ディス
ク４０は、その片面、例えば上面４０ａの適宜箇所に凹
所４０ｄが予め形成されており、この凹所４０ｄにセン
タリング手段のアクチュエータを形成する流体圧シリン
ダ５２によって突出、後退作動される位置決めピン５２
ａを係合、離脱せしめ、以て遊動ディスク４０をセンタ
リング位置又は初期設定位置に一時的に拘束することが
可能に形成されている。勿論、流体圧シリンダ５２は、
外部の圧力流体供給源からの圧力流体の供給を制御する
ことにより、適宜に位置決めピン５２ａを遊動ディスク
４０の凹所４０ｄに係合、離脱させることができる。つ
まり、上記の流体圧シリンダ５２、遊動ディスク４０の
上面に形成された凹所４０ｄ、位置決めピン５２ａ等に
よってセンタリング手段が形成されているのである。勿
論、センタリング手段は遊動ディスク４０の下面４０ｂ
側や周面４０ｃを利用して初期設定姿勢位置に一時的に
拘束する構成とすることも可能であることは容易に理解
できよう。

【００２３】他方、遊動ディスク４０は、その上下面４
０ａ、４０ｂの一方の面、図示例では上面４０ａにロッ
ク棒６２ａを流体圧シリンダ６２から成るアクチュエー
タによって当接または離反せしめ得る構成として設ける
ことにより、遊動ディスク４０を一時的にロックするこ
とも可能に設けられている。即ち、このように遊動ディ
スク４０を介して取付けフランジ２４をロックすること
により該取付けフランジ２４を介して遊動ディスク４０
と結合された機械の作業部、例えばロボットハンド１０
を一定姿勢状態に保持させることができるのである。こ
のように一定姿勢状態に保持させ得ることが可能である
ことから、吸着ハンド構造のロボットハンド１０がワー
クを吸着盤１６（図１参照）で吸着、把持した際に把持
姿勢をそのままロック（保持状態にする）することが可
能となり、把持したワークを搬送する場合等に効果的に
用いることができる。

【００２４】なお、ロック棒６２ａ、アクチュエータを
成す流体圧シリンダ６２等によって構成されるロック手
段において、ロック棒６２ａの下端面は遊動ディスク４
０の上面４０ａに密着可能な面形状を有することが望ま
しく、従ってロック棒６２ａの下端面が平坦面に形成さ
れるときは、遊動ディスク４０が水平姿勢状態に復帰さ
れたときに、ディスク上面４０ａの平坦な表面に該下端
面が当接して、密着するような構成にすれば良い。

【００２５】ここで、図５を参照すると、上述したフロ
ーティング機構２０を産業用多関節型ロボットのロボッ
ト機体における手首７０と吸着ハンドとして形成された
ロボットハンド１０との間に介挿し、同ロボットハンド
１０によってワーク（図示なし）を吸着把持して例え
ば、一位置から他位置へ搬送して所定の姿勢に積み上げ
る等の作業を遂行する場合の構成が示されている。

【００２６】この図５の構成において、産業用多関節ロ
ボット１００はロボット制御装置９０とロボット機体８
０とにより構成され、後者の多関節型ロボット機体８０
の動作がロボット制御装置９０に教示、格納された制御
プログラムに従って遂行される。多関節型ロボット機体
８０は上述した手首７０の後方に垂直面内で関節軸回り
に旋回動作する第１、第２のロボットアーム７２、７４
を備え、第１ロボットアーム７２はロボット胴８４の上
端に水平軸心回りに旋回可能に枢着された構造を有して
いる。また、ロボット胴８４は、ベース部８２に対して
垂直軸線回りに旋回可能に設けられている。なお、ロボ
ット手首７０の先端に介挿されるフローティング機構２
０やロボットハンド１０に具備された種々の流体アクチ
ュエータ手段等はロボット機体８０の周囲又は機体内部
を通して圧力流体等の作動媒体が適宜の供給管を介して
供給されるように構成され、また種々の制御弁等はロボ
ット制御装置９０からの制御信号ラインを経て作動制御
される構成がとられることは多関節型産業用ロボットに
おける周知の構成と同様である。

【００２７】上述した産業用多関節型ロボット１００の
ロボットハンド１０がワークの吸着把持と搬送を行う過
程では、吸着ハンド型のロボットハンド１０の吸着盤１
６が例えば、外表面に段差形状を有したワークを吸着把
持するとき、ロボット機体側のロボット胴８４、第１、
第２のロボットアーム７２、７４およびロボット手首７
０等の関節動作に従ってロボットハンド１０をワーク表
面に押圧すると、フローティング機構２０の遊動機能を
利用してロボットハンド１０はワークの表面形状に追従
して吸着盤１６をワーク表面に押付け、同ワークを吸
着、把持することが可能であり、同時にワークの形状誤
差をフローティング機構２０において吸収することによ
り、正確にワーク把持を遂行することができるのであ
る。

【００２８】なお、上述のワークの形状誤差を吸収する
ばかりでなく、ワークを搬送した位置で、例えば、所定
の容器内に収納するとき、容器開口を介してワークを荷
下ろしする際の開口位置に対するワークの降下位置ずれ
等もフローティング機構２０の遊動ディスク４０が遊動
作用を行って吸収し、適正に容器内部にワークを荷下ろ
しすることができるのである。

【００２９】なお、ワークの荷下ろし後にロボットハン
ド１０が初期位置に帰還する際にはフローティング機構
２０におけるロック手段の流体圧シリンダ６２でロック
棒６２ａを突出、当接させて遊動ディスク４０をロック
すれば、フラ付きのない状態でロボットハンド１０を初
期位置に向けて移送することができる。更に、初期位置
に帰還した際に、フローティング機構２０のセンタリン
グ手段における流体圧シリンダ５２を作動させて位置決
めピン５２ａを遊動ディスク４０に当接させることによ
り、該遊動ディスク４０をセンタリングすれば、次のワ
ークを吸着、把持する際の初期姿勢を一定の姿勢に安定
的に設定することが可能となり、作業の正確な進行を保
証することが可能となる。

【００３０】上述の説明は、本発明の実施形態に係るフ
ローティング機構２０の作業誤差吸収機能の幾つかのみ
を説明したもので、その他、例えば、第１のワークをロ
ボットハンド１０で把持して第２のワークの孔部に組み
入れる等の据え付け作業に当たっては、第１のワークと
第２のワークとの据え付け時の位置ずれ（作業誤差）を
フローティング機構２０の遊動ディスク４０が弾性的に
遊動することにより、第１のワークを第２のワークの孔
部に円滑に組み入れることが可能となる。

【００３１】ここで、図６を参照して引張弾性手段を形
成する３つの流体圧シリンダ４８、センタリング手段の
アクチュエータを形成する流体圧シリンダ５２、ロック
手段のアクチュエータを形成する流体圧シリンダ６２の
具体的な流体作動システムに就いて以下に詳述する。図
６において、フローティング機構２０の引張弾性手段を
構成する３つの流体圧シリンダ４８は夫々、対応配設さ
れた３つの電気式圧力制御弁１０１を介して同一の流体
圧供給ライン１０２に接続されており、上記３つの電気
式圧力制御弁１０１は各々が独立にロボット制御装置９
０（図５参照）から入力されるフローティング圧力信号
（フローティング１圧力信号〜フローティング３圧力信
号）に応じて流体圧シリンダ４８に対する供給流体圧を
制御し、その結果、３つの流体圧シリンダ４８が遊動デ
ィスク４０に付与する引張力を制御し得る構成となって
いる。

【００３２】なお、各流体圧シリンダ４８の帰還流体圧
は圧力流体の帰還ライン１０３に連通している。この場
合に、ロボット制御装置９０から各流体圧シリンダ４８
に印加されるフローティング圧力信号値に従って電気式
圧力制御弁１０１は比例的に流体圧力を加減調節するこ
とが可能であり、従って、遊動ディスク４０に付与され
る引張張力を加減調節することによって同遊動ディスク
４０をベース部３０の遊動室３０ａ内部で適宜に位置調
節を行うことが可能となる。依って、所要に応じてフロ
ーティング機構２０に結合されたロボットハンド１０の
精密な位置調整等を遂行することも可能となる。

【００３３】又、３つの流体圧シリンダ４８による引張
力を共通的に増減すれば、遊動ディスク４０に付与する
弾性引張張力を増減させ、該遊動ディスク４０の遊動作
用上の剛性をロボットハンドが遂行する作業種に従って
増減調節することもできる。例えば、軟質のワークに対
する処理作業においては、遊動作用上の剛性を低減させ
るように調節することも可能であり、逆に、硬質金属ワ
ーク等の処理作業では遊動作用上の剛性を増強調節する
ことも可能となるのである。

【００３４】この際に、流体圧シリンダ４８の作動桿の
突出量を検出するリミットスイッチ等の適宜の検出手段
を設けておけば、流体圧シリンダ４８のオーバーストロ
ークを検出してロボット制御装置９０に検出値をフィー
ドバックし、流体圧シリンダ４８の過剰なストローク動
作を抑止する安全手段を構成するようにしても良い。他
方、センタリング手段の流体圧シリンダ５２およびロッ
ク手段の流体圧シリンダ６２は周知のソレノイド弁１０
５、１０６を介して流体圧供給ライン１０２と流体圧帰
還ライン１０４に結合されており、ロボット制御装置９
０から入力されるセンタリング信号に従ってソレノイド
弁１０５を切替えて流体圧シリンダ５２に対する圧力流
体の供給、排出を制御する構成を有している。もちろ
ん、同流体圧シリンダ５２に流体圧が供給されると位置
決めピン５２ａ（図３参照）が遊動ディスク４０の凹所
４０ｄに係入してセンタリング作用（位置決め作用）を
行う。逆に流体圧を排出することにより、センタリング
解除を行うことができる。

【００３５】同様に、ロック手段の流体圧シリンダ６２
は、ソレノイド弁１０６がロボット制御装置９０からの
フローティング（遊動）ロック信号の印加に従って切替
え動作することにより、ロック作用及びロック解除を行
う構成を有し、ロック作用時にはロック棒６２ａ（図３
参照）が遊動ディスク４０の上面４０ａに当接してロッ
クを施すのである。

【００３６】以上の説明から明らかなように、本発明に
よるフローティング機構を産業用ロボットのロボット機
体や種々の自動機等の機械における主部（手首部等）と
作業部（ロボットハンド等）との間に介挿すれば、三次
元空間における全ての方向に同フローティング機構の遊
動ディスクが遊動可能であり、故に、作業部が所定の作
業を遂行する過程で作業誤差を効果的に吸収することが
できるのである。

【００３７】図７は、上述した実施形態を簡単化して遊
動ディスク４０を３つの流体圧シリンダ４８により引張
る構成に代えて３つの均等なバネ手段４１、例えば、３
つのコイルばねにより引っ張る構成とした場合を図示し
ている。このようなバネ手段４１を用いた構成によれ
ば、ロボットハンド１０等の機械の作業部が常に一定の
作業を遂行し、所定の作業誤差だけを吸収すれば良い等
の簡単な構成が要請されるときには、引張力の調整機能
は不要となり、安価に効果的なフローティング機構を構
成することができる。もちろん、遊動ディスク４０は上
下に配設された複数の転動体４２で挟持される構成は、
上述した実施形態と同じであることから、三次元空間内
における全ての方向に遊動して作業誤差の吸収を遂行し
得ることは同様であることが理解できよう。

【００３８】

【発明の効果】以上、本発明によれば、機械の主部と作
業部との間に介挿されてフローティング機能を遂行する
フローティング機構として三次元空間の全ての方向への
遊動機能を有した機構として構成されるために従来のフ
ローティング機構に比較して多様の作業誤差を吸収する
ことが可能てあり、かつ、比較的少数かつ安価な構造部
品（例えば鋼球、市販の流体圧シリンダ、バネ手段等）
を用いた小規模形のフローティング機構が得られるの
で、フローティング機構自体を高性能でありながら、安
価に製造することが可能となる効果を得ることができ
る。

【００３９】しかも、フローティング機構の遊動ディス
クに付与される引張張力を外部制御信号に従って加減調
節することが可能であり、故に遊動ディスクの遊動性能
を機械の作業部が遂行する作業種に合わせて適正なレベ
ルに調節することもでき、故に、調節機能を保有したフ
ローティング機構を実現し、得ることができたのであ
る。

【００４０】また、センタリング手段やロック手段を具
備することにより、フローティング機構の遊動ディスク
を所要に応じて所定位置に位置決め拘束したり、或いは
任意の位置でロックする等の多機能を保有せしめること
ができるので、フローティング機構の機能上の有効性を
一段と向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフローティング機構をロボット機
体のハンドの前段に配設した例を示す正面図である。

【図２】図１の２−２矢視方向から見た平面図である。

【図３】図１に示したフローティング機構の構成を詳示
した断面図である。

【図４】図３の４−４線による平面図である。

【図５】同フローティング機構を産業用ロボットのロボ
ット機体における吸着作用ハンドと手首との間に介挿、
配設して具備した状態を示すロボット機体の外観斜視図
である。

【図６】流体圧シリンダを用いて引張弾性手段、センタ
リング手段、ロック手段を構成した場合の流体回路図で
ある。

【図７】他の実施形態を示す図４と同様の平面図であ
る。

【符号の説明】

１０…ロボットハンド ２０…フローティング機構 ２２…フランジ部 ２４…取付けフランジ部 ３０…ベース部 ３０ａ…遊動室 ３４…周壁 ４０…遊動ディスク ４２…転動体 ４８…流体圧シリンダ ５２…流体圧シリンダ ５２ａ…位置決めピン ６２…流体圧シリンダ ６２ａ…ロック棒 ７０…ロボット手首 ９０…ロボット制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 勝 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 篠塚 一亮 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械の主部と該主部に結合されてワーク
   等に対して所定の作業を遂行する機械の作業部との間に
   介挿され、該作業部に対して三次元空間内の遊動自由度
   を付与するフローティング機構において、 前記機械の主部に結合する結合機枠を備えた筐体構造の
   ベース部と、 前記ベース部の上下支持板間に複数の転動体を介して挟
   持される遊動ディスクと該遊動ディスクに一体遊動可能
   に配設されると共に前記機械の作業部に結合される取付
   けフランジ部とを備えて形成されたフローティング部
   と、 前記筐体構造のベース部の内周域に対して前記フローテ
   ィング部の遊動ディスクを該ベース部の略中心部に保持
   するように少なくとも三方向から該遊動ディスクに引っ
   張るように設けられる引張弾性手段と、 を少なくとも具備して構成され、前記フローティング部
   の遊動に従って前記機械の主部と作業部との間で作業誤
   差の吸収作用を行うことを特徴とするフローティング機
   構。
2. 【請求項２】 前記引張弾性手段は、前記ベース部の内
   周域の離間した三位置に各一端を枢着し、前記フローテ
   ィング部の遊動ディスクの周辺三位置に各他端が枢着さ
   れた少なくとも３つの流体圧シリンダと、該３つの流体
   圧シリンダから前記フローティング部の遊動ディスクに
   作用する引張力を各個別に増減調節する流体圧調節手段
   とを具備して構成された請求項１記載のフローティング
   機構。
3. 【請求項３】 前記フローティング部の遊動ディスク
   を、前記ベース部に対して所定の中心位置に機械的に強
   制位置決めするセンタリング手段を更に具備した請求項
   １に記載のフローティング機構。
4. 【請求項４】 前記フローティング部の遊動ディスクと
   当接、離反自在に設けられ、当接時に該遊動ディスクの
   遊動を阻止するロック手段を更に具備したことを特徴と
   する請求項１に記載のフローティング機構。