JPS58132489A - 工業用ロボツトのハンド交換方式 - 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】 本発明は工業用ロボットのハンド交換方式に係ｐ，％に
ハンドを次々と交換して組立作業を行なう工業用ロボッ
トのハンド交換位置に適用して好適なハンド交換方式に
関する。

教示再生式の工業用ロボットでは、あらかじめ教示操作
盤よシミボット動作を教示し、七の教示自答《以下ロボ
ット指令データという》をロボット制御俟置内のメモ’
ＪＫ記憶させておき、機械側よ）サービス要求がある度
に一遍のロボット指令データを逐次続出して該機械に繰
返し反復サービスする．同、このロボット指令データは
、サービススヘキボ゜イ／ト情報、動作速度、ポイント
におけるハンドのＩＩＩ＃や工作機械側との信号のやり
とり等を指示するサービスコード等より成っている。

又、上記教示は一般的に、（ｘ）’ポット指令データを
格納すべきメモリアドレスの設定、（２）ジ薦グ送プ《
手動送））Ｋよる位置決め、（３）ポイントの位置情報
及び速度指令値の設定、（４）Ｉ：Ｉボットサービスコ
ードの設定という順序で行われ、上記（１）乃至（４）
のシーケ／スを繰返し行うことにより工ｆｖ機械に対す
る一連のロボット動作が教示される。

ところで、かかる教示再生式の工業用ロボットにおいて
は、最近その・・／ドを交換できる機能が必４１になっ
てきている。たとえば、一連の組立作ａｔ工業用ａボッ
トに行わせる場合を考えると、作業に応じて該工業リミ
ットに種々のハンドを装着せしめ、且つ種々の工具を把
持させなくてはならない、というのは、ある作業ではネ
ジ締めのためにドライバを把持さぜる会費がＴｏり、又
別の作業では穴明けのためにドリルを把持させなくては
ならないからである。即ち、作業に応じて次々と工具を
交換して組立作業が行われる。

一方、たとえばドリルを把持したときは該ドリルを所定
の回転適度で回転さぜるハツトが必ｌ！になるがドライ
バその他の工具を把持したと亀には該工具を所定速度で
回転させるノ・／ドは不要である。このため作業に応じ
てハンドも交換しなくてはならない。同、以後ノ・／ド
のみならず作業用工具をも含めてハンドと称する。

しかしながら、従来のロボットは予め教示され九ロボッ
ト指令データに基いて工作機械へのワーロボット自身の
ハンドを交換することが行われていなかった。

従って、本発明はロボットのハンドを容易に変換できる
と共に、短時間でハンド交換ができるハツド父換方式を
提供することを目的とする。

以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る工業用ロボットのノ・／ド交換方
式の概略を説明する説明図である。

図中、１０１は工業用ロボットであり、腕１０１ａと、
手首部１０１ｂと、互いに１８０°の関係をもって手首
＠　１０１ｂに装着された２つの自動ハツド又換装置（
以畿ＡＴＣ装置という）　ＩＱＩＣ，ＩＱＩｄ金有して
いる。腕１０１ａは図示しないサーボモータによシ上下
方向（ｚ軸方向）、伸縮方向（Ｒ軸方向）、旋回軸方向
（＆軸方向）に七れぞれ移動できるように構成されてい
る。又、手首ｍ１０１ｂは±９０゜及び±１８０°回転
ができるようになっている。１０２はロータリ童コ／ベ
ア構成のハツト配列台であり、ハツト置台１［５上には
モータ１０４やチェー／１０５などの駆動手段により回
転駆動される多数のハ／ドフィーダパレット１０４，１
０６・・・が載置せられている。そして、各ハンドフィ
ーダパレット１０４．１０６・・・にはアタッテメｙ）
１０７が取付けられ、該アタツチメントにはそれぞれハ
ツトが収容されている。１０８はロボット制御装置であ
シ、予め教示されたロボット指令データに基いてロボッ
ト１０１を制御すると共に各ハンドフィーダバレッ）　
１０４（７）位ｔ１１ｔｔ１１１ｔｈナウ、１ｏｔｕハ
／Ｖ配置１４台１０２とロボット制御装［１０８間を接
続するケーブルでＴｏも。

第２図及び第３図はハツトフィーダパレットの構造概略
図である。同、第１図と同一部分には同一符号を付し、
七の祥細な説明は省略する。図において、１０４ｍはパ
レット本体、１０６ｂはパレット本体１０６１の底面１
１１部にネジ止めされた支持部材、１０４Ｃはドグであ
シ、該ドグ１０４Ｃとチェー７１０Ｓは支持部材１０６
ｂに固着されている。父、ドグ１０６Ｃは第２ｆｌＥｌ
＠）Ｋ示すようにハツトフィーダパレット１０６走 トスイツデ１０８ｎと逆転用リミットスイッチ１０８ｒ
に当接するよう圧配設されている，　１０６ｄ，１０６
ｇはパレット本体１０６ｍの底面に装着された車輪であ
シ、ハツト置台１０５上を動くようになっている。

尚、ドグ１０６Ｃとリミットスイｙｆ　１０８ｎ，１０
８ｒに替えて、ｌｃ２図（Ｃ）に示すように近接センサ
ドグ１０６ｆと近接セ／す１０６ｇを用いてもよい。

さて、モータ１０４（第１図）を回動すればチェー７１
０５が回転し、該チェ、−７と一体にハツドフィーダパ
レツｌー１０６４ｂ圓転する．そして、所望の”７）−
ｔ−収容Ｌ−Ｃ’いるハンドフィーダパレット１０６を
ａボット動作と並行してハツド父換位置に位置決めして
おき、ハンド変換命令により、・・／ドを把持していな
い一方のＡＴＣ装櫨によジノ・／ドを把持させ、しかる
後手首を１８０ｇ　回転させて他方のＡＴＣ装置に把持
されているハツトを該パレット１０６の７タツテメント
１０７に収容させればハンドの変換が終了する．同、第
５図に示すように直線部に於て等間隔で詰まるように配
列されてイルハンドフィーダパレツ）　１０６，１０６
・・・ハコーすｉｌにおいて第１１６に示すようにある
角度をもって開くようになってＶ％　４　。

４４図はハンド置台の４Ｉ！部上面図であシ１第１図乃
至縞暴図と同一部分には同一符号を付していゐ０図中、
１１１）、１１０・・・はそれぞれハツトで、アメツテ
メ／ト１０７に形成した７１／ド受容部に収容せしめら
れている。又、−中ｆＩ＋ｓｍにて示すノ・／ドフィー
ダパレット１０６が占める位置がハンド交換位置である
。

第５歯はハツト１１０の一例を示す図であシ、把持−１
１０ｊＫはドリル１１０ｂが装着されている。

又ＡＴＣ装置１１０１ｃ或ｖｈｌｄ　１０１ｄ　（Ｉｓ
Ｉ　Ｅ　）　Ｋ把持される劇［１１０１：にはスイッチ
１１０ｄが更に胴部１１０（：の頭部にはモータ１１０
Ｃが装着ぜられている＊　Ａ　Ｔ　Ｃｉ！ｃ　Ｉｌｌ　
０１　ｃ或いは１０１ｄにより＾／ノド１Ｇが把持され
るとスイッチ１１０ｄが動作し、これによ）モータ１０
１・が回転してドリル１１０ｂが所定−転遍皺で回転す
る。

縞６図は本発明に係るノ・／ド交換方式を実現する丸め
のブロック図である。

図中、ｚｏｎＦｉ、ａボット制御ｚ　＝　ｙト、２０１
Ｆｉ新ハツト割出回路、２０２は速ｆ制御回路、２０３
はモータ（第１図の１０４に相幽する）、２０４はノＳ
ノドフイーダパレット１０６０位置を検出する検出器で
あり、たとえばｔｓｚ図Ｃ）Ｋ示す近接センサドグ１０
６ｆと近接セ／す１０４ｊｉによシ構成され、近接セン
サドグ１０６ｆが近接セ／す１０６ｇと対向する毎に１
ｇＩＡの位置パルスＰＰが発生する。新ノ１ノド割出回
路２０１において、２ｐ１ａｉｊノ・／ド父換命令が与
えられ九とき、ノ・／ドコードＨ口口を紀憶すル新ハツ
ドコードレジスタ、　　２０１ｂはＩＪ４仕選択されて
いる楓ハツドのハツトコードを１憶する楓ノー７ドコー
ドレジスタ、２０１ＣはノＳ／トコートドノーノド位置
の対応関係を記憶するテーブルである。

冑、ハツト位置とは／％　／ド配列台１０２上の基準位
＠（４４図の斜線で示すハツトフィーダパレットが占め
る位置）から所定ノ１ノド迄のハツトフィーダパレット
の数である。九とえば基準となるノ・／ドフィーダパレ
ット１０６を上記ハツド配判台１０２上の基準位ｔＫ位
置決めした状態で、チェー／１０５を所定方向へ回転し
、該チェー／の回転によ）所定のハンドフィーダパレッ
トが基準位置に位置決めされ喪とき、該位置決めされる
迄に検出器２０４から発生するパルス数がハツト位置で
ある。

２０１４１は・・／ド交換命令で指令された新ハンドの
ハンド位置Ｈ，を記憶する新ハ／ド位瀘レジスタ、２０
１＠は埃在選択されている視ハンドのハンド位置Ｈｏ′
Ｖｒ記憶する現ハンド位置レジスタ、２０１ｆ。

１０１ｇはアンドグー？、２０１ｈＦｉ値ハツト位置１
１１ＫＩ　　と堤ハツド位置）１０の差分を求め、該差
分を出力する演算回路、２０１１は続出・畳込側御回路
、２０１ｊは前記差分がグリｔソ卜されると共に、チェ
ーン１０８（第４図）が所足菫（ハツドフィーダパレッ
ト間のピッチ）回転する毎に検出器２０４から発生する
位置パルスＰＰ七回転方向に厄じて可逆針数する可逆カ
クンタ、２Ω１ｎは可逆カラ７り２０１ｊの内容をＤＡ
ｉ換するＤＡ変換器、２０１ｍは可逆カラ／り２０１ｊ
　　の内容を監視し、その内容が零罠なっ九とき“１”
の位置決め完了信号ＰＥＮを出力する零判定回路である
。

次に第６図の動作を説明する。さて、ロボット制御ユニ
ット２００は、ハンド変換命令を含むロボット指令デー
タを順次メモリより読み出してロボットを制御すると共
に、ハンド交換命令が読み出されれば、該命令を新ハツ
ド割出Ｎ路２０１に出力する　ｆＡｌ、ロボット制御ユ
ニット２００はメモリより１ブロツク先のロボット指令
データを先読みしており、該ロボット指令データにハン
ド変換命令が含まれていれば、該命令、を衝ハツド輛出
回路２（Ｈに出力する。

さて、ＡＴＣｉ置に装着されている）・／ドのノ・ノド
コードを“ＨＱ９”、該ハンドがＡＴＣ装置に装着され
る！！ＩＫ占めていたハンド位置を“３”とすれハ、ハ
ツトコードＨｏ！ｌ”　ハ現ノ・ノドコードレジスタ２
０１ｂに記憶されておす、又ハ／ド位＠’５″は現ハン
ド位置レジスタ２０１ｅにそれぞれ記憶されている、こ
の状態で、ロボット制御ユニット２００がロボット指令
データの先読みによりハツト交換命令を新ハンド割出回
路２０１に入力すると、該新ハツド割出回路はハンドフ
ィーダパレット１０６の位置決め制御１４Ｉｔａポット
動作と並行して開始する。卸ち、まず、命令された新ノ
・／ドコード（Ｈ２１が指令されたものとする）を新ハ
ンドコードレジスタ２０１１に記憶させる。続出・書込
制御回路２０１１はテーブル２０１Ｃよシハノドコード
Ｈ２１に対応するハンド位置情報“１５２を読与出し１
これを新ハツド位置として新ノ・／ド位置しジスタ！０
１４　Ｋ記憶させる。

ついで新ハ／ド位ｆｔＨｎ（＝ＩＳ）とｍ”：／ド位置
１１ｏ［−１）の差分を演算し、該差分を可逆カフ／り
２０１ｊにグリセットする。しかる債、可逆カラ／り２
０１ｊの計数値が零となるようにモータ２０Ｍを１転し
、チェーン１Ｑ５（第４図）を回転させ、新ハンドを基
準位置（ＩＩ４図の斜ｌＩａ部）Ｋ位置決めする。

新ハツドが基準位置に到達すると、可逆カウンタ２０１
ｊの内容が零とな）、零判定回路２０１ｍよシ位置決め
完了信号１’ＫＮが出力される。この結果、アノドゲー
ト２０１ｆがＩ！ｌｎ新ノ＼ンド位ノド１ｓ”が現ハン
ド位置レジスタ２０１ｅ　Ｋ記憶される。

一方、ロボットはロボット制御ユニット２００の制御に
よシ現ブロックのロボット指令データに基いて動作して
いる。そして、紋埃ブロックのロボット指令データに基
づくロボット動作が終了すると、次の既に先読みされて
い；ｂｃ１ポット指令データ（ハンド交換動作）による
ハンド交換動作を開始する。即ち、まず位置決め完了信
号ＰＥＮが発生しているかどうかをチェックする。位置
決め完了信号ＰＥＮがまだ発生していなければ新ノ・／
ドの位置決めが完了する迄待つ０位置決め完了信号ＰＥ
Ｎが発生していれば、ハツトを把持していない一方のＡ
ＴＣ装置を作動させ、該ＡＴＣ装置にハツトコードＨ２
１の新ハツドを把持させる。ついで、手首部を１８旬０
　回転し、ＨＯ２の旧工具を新ハツドが収容されていた
アタッチメントに装着する。

これＫよシ、旧ハンド（ＨＯ２の）−／ド）はノ・ノド
位置１５の７タツチメ／トに収容されたことになる。

以上により、ハンド交換が完了すると／・ノド交換完了
信号ＨＣＤがロボット制御ユニット２００よｐ新ハンド
割出回路２０１に出力される。

仁のノ％ノド交換完了信号ＨＣＤが発生すれば、続出・
書込制御回路２０１１はテーブル２０１Ｃに記憶されて
いる’１（２１１Ｆ’を“ＨＯ９１５”に更新する。即
ち、続出・書込制御回路２（Ｈ１は、現ハンド位置レジ
スタ２０１６に記憶されている現ハ／ド位置ＨＯ（：１
５）を用いてテーブル２ＱＩＣ↓すＨ２１１５’を読み
出す。ついで読出・書込ＩＩ御回路２０１１は、現ハン
ドコードレジスタ２０１ｂ　Ｋ記憶されている現ハ７ド
コード（＝“ＨＱ９′）管用いて’１ｌｌ）？　　１５
”を生成し、仁れ奢テーブル２０１Ｃに書込めばテーブ
ル２０１ｃの更新動作が終了する。更新−作が終了すれ
ば更新完了信号ＲＮＤが発生し、こＯｊ！新完了信号Ｒ
ＮＤにより新ノ・ノドコード“［２１”　が現ハツドコ
ードと表って現ハンドコードレジスタ２０１ｂ　Ｋ記憶
され、すべてのハンド交換処場が終了する。

以上、本発明を実施例に従って詳細に説明したが、本実
ｆ１４は実施例に限るものではない、九とえば、ハンド
配列台としてＱ−タリフ／ペア形のものを用１九が、第
７図に示す如（Ｘ−Ｙ方向に移動可能なテーブル３０１
上に縦横にハンドフィーダバレッ）　５０２，５０２・
・・を載置し、該テーブルの位置決め制御により、所望
のハンドを工具交換位置に位置決めする構成のものであ
ってもよい。又、ハンド配列台の駆動源としてはＤＣサ
ーボモータ、ＡＣサーボモータ、空圧或いは油圧シリン
ダ、又はロータリアクチュエータなどが考えられる。

以上、本発明によ・ればロボット動作と並行して変換用
ハンドの位置決めができる丸め短時間でハンドの交換を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工業用ロボットハツト交換方式の
概略説明図、第２図及び第３図はハンドフィーダパレッ
トの構造概略図、第４図はハンド置台の要部上面図、第
５図はハンドの一例を示す図、第６図は本発明のハンド
交換方式を実現するためのプａツク図、第７図はハンド
配列台の別の実施例説明図である。 １０１・・ロボット、Ｉ　Ｑ　１　ｍ　・・腕、１１’
Ｎｂ・・手「１１０１Ｃ，１０１ｄ・・・ＡＴＣ装置、
１０２・・・ノＳノド配列台、１０３・・・ハンド置台
、１０６・・・ワークフイーダノくレツ）、１０７・・
・アタッチメ／）、１０８・・・ロボット制御装置、１
１０・・・ハンド、２００・・・ロボット制御ユニツ）
、２０１・・・新ノ・／ド割出回路、２０２・・・速度
制御回路、２０５・・・モータ 特許出願人　　富士通ファナック株式会社代場入　升境
士　　　　辻　　　　　實外２名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　工業用ロボットのハンド交換方式において、
   ハンド配列台上に配列され九所定のハンドをロボット制
   御装置の制御によシバノド交換位置に位置決めし、ロボ
   ットをしてハンドの変換を行わせると共に、ロボット指
   令データに基ろ＜ロボットの動作と並行して、ハンド配
   列台上の交換すべきハンドをハンド交換位置へ位置決め
   することを特徴とする工業用ロボットのハンド交換方式
   。
2. （２）前記ハンド配列台の駆動源としてＤＣ？−−ポモ
   ータ、ＡＣサーボモータ、空圧あるいは油圧７す／ダ筐
   えはロータリアクチュエータなどＯうちのひとつ１九は
   複数を利用し九ことを特徴とする請求 ハンド交換方式。