JPH0994789A - コンプライアンス継手 - Google Patents
コンプライアンス継手Info
- Publication number
- JPH0994789A JPH0994789A JP25353295A JP25353295A JPH0994789A JP H0994789 A JPH0994789 A JP H0994789A JP 25353295 A JP25353295 A JP 25353295A JP 25353295 A JP25353295 A JP 25353295A JP H0994789 A JPH0994789 A JP H0994789A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary shaft
- plate
- horizontal
- stopper
- vertical plate
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】構造的に安定なコンプライアンス継手を提供す
る。 【解決手段】固定側フレ−ム１の固定側垂直プレ−ト１
２に可動側垂直プレ−ト２１が水平方向ガイド軸３１で
支持され、これらの両垂直プレ−ト間に圧縮用バネ５と
ストッパ−４が介在され、可動側垂直プレ−ト２１に一
対の水平サポ−ト２２，２３が突設され、これらの両サ
ポ−トにまたがり固定側水平プレ−ト１１に対して垂直
な回転軸２４が軸支されると共に回転軸の一端部２４１
がサポ−ト２３から突出され、両サポ−ト２２，２３間
の回転軸部分に捩じれ用バネ６が回転軸２４の回転に対
して捩じれモ−メントを発生するように装着され、回転
軸２４の上記突出端部２４１の先端に回動プレ−ト２５
が結着され、回転軸に回転に対するストッパ−７１，７
２が設けられている。
る。 【解決手段】固定側フレ−ム１の固定側垂直プレ−ト１
２に可動側垂直プレ−ト２１が水平方向ガイド軸３１で
支持され、これらの両垂直プレ−ト間に圧縮用バネ５と
ストッパ−４が介在され、可動側垂直プレ−ト２１に一
対の水平サポ−ト２２，２３が突設され、これらの両サ
ポ−トにまたがり固定側水平プレ−ト１１に対して垂直
な回転軸２４が軸支されると共に回転軸の一端部２４１
がサポ−ト２３から突出され、両サポ−ト２２，２３間
の回転軸部分に捩じれ用バネ６が回転軸２４の回転に対
して捩じれモ−メントを発生するように装着され、回転
軸２４の上記突出端部２４１の先端に回動プレ−ト２５
が結着され、回転軸に回転に対するストッパ−７１，７
２が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンプライアンス継
手に関し、更に、詳しくは工業用ロボットのハンドに工
具を取付けて自動ハンドリングにより機械加工を行う場
合、ロボットのハンドと工具との間に介在させて工具の
位置決め誤差を弾性的に吸収するために使用するデバイ
スに関するものである。
手に関し、更に、詳しくは工業用ロボットのハンドに工
具を取付けて自動ハンドリングにより機械加工を行う場
合、ロボットのハンドと工具との間に介在させて工具の
位置決め誤差を弾性的に吸収するために使用するデバイ
スに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】工業用ロボット等の自動ハンドリング装
置によって機械加工を行う場合、ロボットのハンドに取
付けた工具をワ−ク面に対し位置決めしたうえで、ティ
−チングさせたプログラムに従って工具をハンドリング
している。この場合、高い位置決め精度を求めると、装
置の高コスト化や加工速度の低下が避けられないので、
多少の位置決め誤差は許容し、この誤差をコンプライア
ンス機構で吸収させている。
置によって機械加工を行う場合、ロボットのハンドに取
付けた工具をワ−ク面に対し位置決めしたうえで、ティ
−チングさせたプログラムに従って工具をハンドリング
している。この場合、高い位置決め精度を求めると、装
置の高コスト化や加工速度の低下が避けられないので、
多少の位置決め誤差は許容し、この誤差をコンプライア
ンス機構で吸収させている。
【０００３】従来、ロボットのハンドと工具との間に、
図３に示すようなコンプライアンス継手を介在させて位
置決め誤差をバネの弾性変形で吸収することが提案され
ている（特開平３−６６５８３号公報）。図３におい
て、１’は把手１１’付きの固定板を、３’，…は固定
板１’に垂直に立設された支持棒を、２’は支持棒外径
よりも大なる内径の孔において支持棒３’，…に挿通さ
れた可動板をそれぞれ示している。５’，…は各支持棒
３’，…に固定板１’と可動板２’との間において装着
された下部バネを示し、下端が固定板１’にバネ保持手
段５１’で固定され、上端が可動板２’に同様なバネ保
持手段（図には現れていない）で固定されている。
６’，…は各支持棒３’，…に可動板２’の上側におい
て装着されたバネを示し、下端が可動板２’にバネ保持
手段６１’で固定され、上端がバネ止め具６２’で支持
棒上端に結着されている。
図３に示すようなコンプライアンス継手を介在させて位
置決め誤差をバネの弾性変形で吸収することが提案され
ている（特開平３−６６５８３号公報）。図３におい
て、１’は把手１１’付きの固定板を、３’，…は固定
板１’に垂直に立設された支持棒を、２’は支持棒外径
よりも大なる内径の孔において支持棒３’，…に挿通さ
れた可動板をそれぞれ示している。５’，…は各支持棒
３’，…に固定板１’と可動板２’との間において装着
された下部バネを示し、下端が固定板１’にバネ保持手
段５１’で固定され、上端が可動板２’に同様なバネ保
持手段（図には現れていない）で固定されている。
６’，…は各支持棒３’，…に可動板２’の上側におい
て装着されたバネを示し、下端が可動板２’にバネ保持
手段６１’で固定され、上端がバネ止め具６２’で支持
棒上端に結着されている。
【０００４】このコンプライアンス継手においては、固
定板がロボットのハンドに取付けられ、可動板に工具が
取付けられて使用される。而して、位置決め誤差を極座
標系でΔｒ、Δθとすると、誤差成分Δｒは可動板の孔
内スペ−スでの支持棒のバネ曲げ反力に抗してのＸ方向
移動で吸収され、誤差成分Δθは可動板の孔内スペ−ス
での支持棒のバネ捩じれげ反力に抗してのθ方向回動で
吸収される。
定板がロボットのハンドに取付けられ、可動板に工具が
取付けられて使用される。而して、位置決め誤差を極座
標系でΔｒ、Δθとすると、誤差成分Δｒは可動板の孔
内スペ−スでの支持棒のバネ曲げ反力に抗してのＸ方向
移動で吸収され、誤差成分Δθは可動板の孔内スペ−ス
での支持棒のバネ捩じれげ反力に抗してのθ方向回動で
吸収される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このコンプライアンス
継手においては、誤差のΔｒ成分及びΔθ成分が共通の
バネの変形で吸収されてバネが圧縮応力と捩じれ応力と
の複雑な合成応力を受けるために、早期に疲労し易く、
不安定である。また、支持棒が可動板の孔内周に当るま
で移動したとき（支持棒の移動量が孔内周のストッパ−
作用で抑止される最大量になったとき）、支持棒の付け
根に大なる曲げモ−メントが作用して支持棒が曲がり易
く、かかる面からも構造的に不安定である。
継手においては、誤差のΔｒ成分及びΔθ成分が共通の
バネの変形で吸収されてバネが圧縮応力と捩じれ応力と
の複雑な合成応力を受けるために、早期に疲労し易く、
不安定である。また、支持棒が可動板の孔内周に当るま
で移動したとき（支持棒の移動量が孔内周のストッパ−
作用で抑止される最大量になったとき）、支持棒の付け
根に大なる曲げモ−メントが作用して支持棒が曲がり易
く、かかる面からも構造的に不安定である。
【０００６】本発明の目的は、構造的に安定なコンプラ
イアンス継手を提供することにある。
イアンス継手を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコンプライ
アンス継手は、固定側水平プレ−トと固定側垂直プレ−
トを備えた固定側フレ−ムの固定側垂直プレ−トに可動
側垂直プレ−トが水平方向ガイド軸で支持され、これら
の両垂直プレ−ト間に圧縮用バネとストッパ−が介在さ
れ、上記の可動側垂直プレ−トに一対の水平サポ−トが
突設され、これらの両サポ−トにまたがり上記固定側水
平プレ−トに対して垂直な回転軸が軸支されると共に回
転軸の一端部が固定側水平プレ−トと反対側のサポ−ト
から突出され、両サポ−ト間の回転軸部分に捩じり用バ
ネが回転軸の回転に対して捩じれモ−メントを発生する
ように装着され、同回転軸の上記突出端部の先端に回動
プレ−トが結着され、同回転軸に回転に対するストッパ
−が設けられていることを特徴とする構成である。
アンス継手は、固定側水平プレ−トと固定側垂直プレ−
トを備えた固定側フレ−ムの固定側垂直プレ−トに可動
側垂直プレ−トが水平方向ガイド軸で支持され、これら
の両垂直プレ−ト間に圧縮用バネとストッパ−が介在さ
れ、上記の可動側垂直プレ−トに一対の水平サポ−トが
突設され、これらの両サポ−トにまたがり上記固定側水
平プレ−トに対して垂直な回転軸が軸支されると共に回
転軸の一端部が固定側水平プレ−トと反対側のサポ−ト
から突出され、両サポ−ト間の回転軸部分に捩じり用バ
ネが回転軸の回転に対して捩じれモ−メントを発生する
ように装着され、同回転軸の上記突出端部の先端に回動
プレ−トが結着され、同回転軸に回転に対するストッパ
−が設けられていることを特徴とする構成である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明に係るコン
プライアンス継手を示す説明図である。図１において、
１は固定側フレ−ムであり、固定側水平プレ−ト１１と
固定側垂直プレ−ト１２とを備えている。２１は可動側
垂直プレ−トであり、上端並びに下端にそれぞれ水平サ
ポ−ト２２，２３が突設されている。３１，３１は水平
ガイド軸であり、一端において可動側垂直プレ−ト２１
に結着され、他端側が固定側垂直プレ−ト１２の水平ガ
イド管１２１，１２１に摺動自在に挿入されている。４
は可動側垂直プレ−ト２１の水平方向移動に対するスト
ッパ−であり、固定側垂直プレ−ト１２への当接で最大
ストロ−クが定められる。上記の水平ガイド軸３１も水
平ガイド管奥端１２２との当接でストッパ−として使用
される。５，５は各水平ガイド軸３１，３１に装着され
た圧縮用バネである。
実施の形態について説明する。図１は本発明に係るコン
プライアンス継手を示す説明図である。図１において、
１は固定側フレ−ムであり、固定側水平プレ−ト１１と
固定側垂直プレ−ト１２とを備えている。２１は可動側
垂直プレ−トであり、上端並びに下端にそれぞれ水平サ
ポ−ト２２，２３が突設されている。３１，３１は水平
ガイド軸であり、一端において可動側垂直プレ−ト２１
に結着され、他端側が固定側垂直プレ−ト１２の水平ガ
イド管１２１，１２１に摺動自在に挿入されている。４
は可動側垂直プレ−ト２１の水平方向移動に対するスト
ッパ−であり、固定側垂直プレ−ト１２への当接で最大
ストロ−クが定められる。上記の水平ガイド軸３１も水
平ガイド管奥端１２２との当接でストッパ−として使用
される。５，５は各水平ガイド軸３１，３１に装着され
た圧縮用バネである。
【０００９】２４は上記の両水平サポ−ト２２，２３間
にまたがりベアリング５１，５１を介し、しかも、上記
固定側水平プレ−ト１１と反対側の水平サポ−ト２３か
ら突出して軸支された回転軸であり、その軸方向は上記
固定側水平プレ−ト１１に対し垂直方向とされている。
６は両水平サポ−ト２２，２３間において回転軸に装着
された捩じり用バネであり、一端が回転軸２４に結着さ
れ、他端が一方の水平サポ−トに結着されている。
にまたがりベアリング５１，５１を介し、しかも、上記
固定側水平プレ−ト１１と反対側の水平サポ−ト２３か
ら突出して軸支された回転軸であり、その軸方向は上記
固定側水平プレ−ト１１に対し垂直方向とされている。
６は両水平サポ−ト２２，２３間において回転軸に装着
された捩じり用バネであり、一端が回転軸２４に結着さ
れ、他端が一方の水平サポ−トに結着されている。
【００１０】２５は回転軸２４の突出端部２４１の先端
に結着された回動プレ−トである。７１は回転軸２４に
取付けられたストッパ−アタッチメント、７２は下側の
水平サポ−ト２３に取付けられたストッパ−リミットで
ある。図２は本発明に係るコンプライアンス継手Ａを使
用して加工工具ＢをロボットのハンドＣに取付けた状態
を示し、上記コンプライアンス継手の固定側水平プレ−
トをハンドのフランジ面にボルト等で固定し、回動プレ
−トに加工工具をボルト等で取付けてある。
に結着された回動プレ−トである。７１は回転軸２４に
取付けられたストッパ−アタッチメント、７２は下側の
水平サポ−ト２３に取付けられたストッパ−リミットで
ある。図２は本発明に係るコンプライアンス継手Ａを使
用して加工工具ＢをロボットのハンドＣに取付けた状態
を示し、上記コンプライアンス継手の固定側水平プレ−
トをハンドのフランジ面にボルト等で固定し、回動プレ
−トに加工工具をボルト等で取付けてある。
【００１１】このロボットの操作によりワ−クを加工す
るには、ロボットに内蔵された位置決め装置により加工
工具を対象ワ−ク面に位置決めする。図１において、ワ
−クへの加工工具への押し付け方向Ｘは、水平ガイド軸
方向とする。この場合、位置決めに多少の誤差（極座標
上でΔｒ、Δθの誤差とする）があっても、圧縮用バネ
の圧縮バネ定数をｋ、捩じれ用バネの捩じれバネ定数を
ｋ’とすると、圧縮用バネには圧縮応力ｋ×Δｒが、捩
じれ用バネには捩じれ応力ｋ’×Δθがそれぞれ発生
し、位置決め誤差Δｒ、Δθを圧縮用バネの弾性圧縮変
形と捩じれ用バネの弾性捩じれ変形で吸収できる。
るには、ロボットに内蔵された位置決め装置により加工
工具を対象ワ−ク面に位置決めする。図１において、ワ
−クへの加工工具への押し付け方向Ｘは、水平ガイド軸
方向とする。この場合、位置決めに多少の誤差（極座標
上でΔｒ、Δθの誤差とする）があっても、圧縮用バネ
の圧縮バネ定数をｋ、捩じれ用バネの捩じれバネ定数を
ｋ’とすると、圧縮用バネには圧縮応力ｋ×Δｒが、捩
じれ用バネには捩じれ応力ｋ’×Δθがそれぞれ発生
し、位置決め誤差Δｒ、Δθを圧縮用バネの弾性圧縮変
形と捩じれ用バネの弾性捩じれ変形で吸収できる。
【００１２】上記において、圧縮用バネの圧縮定数ｋ及
び捩じれ用バネの捩じれ定数ｋ’は、バネ線材の直径を
ｄ、バネのコイル直径をＤ、コイル数をｎ、縦弾性係数
をＥ、せん断弾性係数をＧとすると、 ｋ＝Ｇｄ4／（８ｎＤ3） ｋ’＝Ｅｄ4／（６４ｎＤ） で与えられ、最大許容位置決め誤差をΔＲ、ΔΘとすれ
ば、ｋ×ΔＲ及びｋ’×ΔΘをロボットやワ−クまたは
ボルト結着部に対し安全応力とするように、バネの諸特
性やストッパ−の位置が定められている。
び捩じれ用バネの捩じれ定数ｋ’は、バネ線材の直径を
ｄ、バネのコイル直径をＤ、コイル数をｎ、縦弾性係数
をＥ、せん断弾性係数をＧとすると、 ｋ＝Ｇｄ4／（８ｎＤ3） ｋ’＝Ｅｄ4／（６４ｎＤ） で与えられ、最大許容位置決め誤差をΔＲ、ΔΘとすれ
ば、ｋ×ΔＲ及びｋ’×ΔΘをロボットやワ−クまたは
ボルト結着部に対し安全応力とするように、バネの諸特
性やストッパ−の位置が定められている。
【００１３】上記において、構成材料にはできるだけ軽
量なものが使用され、固定側フレ−ム、可動側垂直プレ
−ト、水平サポ−ト並びに回動プレ−トにはアルミニウ
ムを使用することが好ましい。
量なものが使用され、固定側フレ−ム、可動側垂直プレ
−ト、水平サポ−ト並びに回動プレ−トにはアルミニウ
ムを使用することが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係るコンプライアンス継手を使
用すれば、位置決め誤差の直動方向成分が水平ガイド軸
に装着された圧縮用バネ並びに水平ガイド軸に対するス
トッパ−で吸収並びに規制され、位置決め誤差の回転方
向成分が回転軸に装着された捩じれ用バネ並びに回転軸
に対するストッパ−で吸収並びに規制され、それぞれの
位置決め誤差成分がそれぞれのバネ並びにストッパ−で
相互に独立して吸収並びに規制されるから、位置決め誤
差の両成分を共通のバネ並びにストッパ−で吸収並びに
規制している図３に示した従来例に較べ、バネの疲労並
びにストッパ−の疲労を軽減でき、安定性に優れてい
る。
用すれば、位置決め誤差の直動方向成分が水平ガイド軸
に装着された圧縮用バネ並びに水平ガイド軸に対するス
トッパ−で吸収並びに規制され、位置決め誤差の回転方
向成分が回転軸に装着された捩じれ用バネ並びに回転軸
に対するストッパ−で吸収並びに規制され、それぞれの
位置決め誤差成分がそれぞれのバネ並びにストッパ−で
相互に独立して吸収並びに規制されるから、位置決め誤
差の両成分を共通のバネ並びにストッパ−で吸収並びに
規制している図３に示した従来例に較べ、バネの疲労並
びにストッパ−の疲労を軽減でき、安定性に優れてい
る。
【図１】本発明に係るコンプライアンス継手を示す説明
図である。
図である。
【図２】本発明に係るコンプライアンス継手の使用状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】従来のコンプライアンス継手を示す説明図であ
る。
る。
１ 固定側フレ−ム １１ 固定側水平プレ−ト １２ 固定側垂直プレ−ト ２１ 可動側垂直プレ−ト ２２ 水平サッポ−ト ２３ 水平サッポ−ト ２４ 回転軸 ２４１ 回転軸一端部 ２５ 回動プレ−ト ３１ 水平ガイド軸 ４ ストッパ− ５ 圧縮用バネ ６ 捩じれ用バネ ７１ ストッパ−アタッチメント ７２ ストッパ−リミット
Claims (1)
- 【請求項１】固定側水平プレ−トと固定側垂直プレ−ト
を備えた固定側フレ−ムの固定側垂直プレ−トに可動側
垂直プレ−トが水平方向ガイド軸で支持され、これらの
両垂直プレ−ト間に圧縮用バネとストッパ−が介在さ
れ、上記の可動側垂直プレ−トに一対の水平サポ−トが
突設され、これらの両サポ−トにまたがり上記固定側水
平プレ−トに対して垂直な回転軸が軸支されると共に回
転軸の一端部が固定側水平プレ−トと反対側のサポ−ト
から突出され、両サポ−ト間の回転軸部分に捩じり用バ
ネが回転軸の回転に対して捩じれモ−メントを発生する
ように装着され、同回転軸の上記突出端部の先端に回動
プレ−トが結着され、同回転軸に回転に対するストッパ
−が設けられていることを特徴とするコンプライアンス
継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25353295A JPH0994789A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | コンプライアンス継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25353295A JPH0994789A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | コンプライアンス継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0994789A true JPH0994789A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17252683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25353295A Pending JPH0994789A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | コンプライアンス継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0994789A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101863035A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-10-20 | 华中科技大学 | 一种机器人用柔性手腕 |
| CN106799728A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-06 | 天津工业大学 | 一种被动柔顺装置 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25353295A patent/JPH0994789A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101863035A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-10-20 | 华中科技大学 | 一种机器人用柔性手腕 |
| CN106799728A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-06 | 天津工业大学 | 一种被动柔顺装置 |
| CN106799728B (zh) * | 2017-03-16 | 2023-04-25 | 天津工业大学 | 一种被动柔顺装置 |
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