JPS60161091A - 産業用ロボツトのフロ−テイングリスト - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は産業用ロボットのフローティングリストに関す
る。これは、産業用ロボソ１〜の組立て作業やハンドリ
ング作業で位置決めの補正に外力を伴う産業用ロボット
の分野で利用されるものである。

〔従来技術〕

産業用ロボットで物品を所定の被嵌合体の嵌挿孔に嵌合
させる時の芯ずれを補正する装置として特開昭５７−１
６３０９３号公報Ｇこ記載されているものがある。これ
は、リモート・センタリング・コンプライアンス（ＲＣ
Ｃ）と呼称されるもので、主にワイヤブロックと筐体お
よび円板とから構成され、ロボット固定座とハンド取付
は座との間に介在される装置である。その作動を略述す
る。産業用ロボットのハンドが被嵌合体に嵌挿するため
に物品を把持し、所定の位置で下ろして被嵌合体の嵌挿
孔に嵌挿する。このとき、物品と嵌挿孔との中心が僅か
でもずれていると、嵌挿孔の入口縁部に物品の下面が当
接し入口縁部からの反力が下方より物品に作用する。そ
の結果、この反力が物品に対し偶奇力となって、ワイヤ
ブロック、筐体および円板との相対位置を変形させ、上
述のずれを吸収する。そして、物品は被嵌合体に嵌挿さ
れる。したがって、物品と嵌挿孔との中心がずれていて
も、ＲＣＣはそのずれを吸収することができる。しかし
、このＲＣＣによれば、ロボット固定座とハンド取イ」
け座との間にワイヤブロック、筐体、円板を挟んで上下
方向の変位が拘束されているので、引張方向のずれによ
る補正が不可能となるという問題がある。また、ワイヤ
ブロックはスプリングにより構成されているので、所定
位置からのずれを吸収できる範囲がバネ當数によって限
定され、その範囲を越えてずれを吸収することが不可能
であるという問題がある。加えて、ロボットの動作によ
る振動やびびりにより位置決めがしにくくなるという問
題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
その目的は、産業用ロボットのハンドにより物品を組立
てる際に物品に偶奇力をその強さ、その作用方向に関係
なく吸収することのできる産業用ロボットのフローティ
ングリス１−を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の特徴を図面に基づいて説明すると以下の通りで
ある。

第１の発明は、第１図に示すように、ハンド取付は座３
の中心に、ロボット固定座２方向に突出したシリンダ９
が設けられていると共に、そのシリンダ９内で逆方向に
イ１勢された２つのピストン１２．１３が嵌着され、そ
のハンド取付は座側ピストン１２のピストンロッド１６
は、ロボット固定座側ピストン１３およびロボット固定
座２を貫通すると共に、その先端にはロボット固定座２
の中心に形成された調心孔６にハンド取付は座３の反対
側から嵌着する調心体１７が設けられ、ロボット固定座
側ピストン１３のピストンロッド１９には、ロボット固
定圧２のハンド取付は産制の面２ａに当接する当接面１
９ａが形成されていると共にハンド取付り座３に平行な
調心板２０が一体化され、この調心板２０に形成された
調心孔２１にロボット固定座側から嵌着する調心体２４
を有するロッド２３が、ハンド取付は座３で球面ブツシ
ュ２５を介して支持されると共にロボット固定圧２で軸
方向の摺動可能な球面ブツシュ２８で支持された産業用
ロボットのフローナイングリスト■である。

第２の発明は、第２図に示すように、ノ＼ンド取イ１け
座３の中心に、ロボット固定座２方向に突出したシリン
ダ９が設けられていると共に、そのシリンダ９内で逆方
向に付勢された２つのピストン１２．１３が嵌着され、
そのハンド取（ｔ　ＬＪ座側ピストン１２のピストンロ
ッド１６は、ロボット固定座側ピストン１３およびロボ
ット固定座２を貫通ずると共に、その先端にはロボット
固定座２の中心に形成された調心孔６にハンド取付は座
３の反対側から嵌着する調心体１７が設けられ、ロボッ
ト固定座側ピストン１３のピストン口・ノド３４には、
球面ブツシュ３５を介してロボット固定座２のハンド取
付は産制の面２ａに当接する当接面３６ａが形成されて
いると共にハンド取付は座３に平行な調心板２０が一体
化され、この調心板２０に形成された調心孔２１にロボ
ット固定座側から嵌着する調心体２４を有するロッド２
３が、ハンド取付は座３で球面ブツシュ２５を介して支
持されると共にロボット固定座２で軸方向の摺動可能な
球面ブツシュ２８で支持された産業用ロボットのフロー
ティングリスト３７である。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は第１の発明であるフローティングリストの１実
施例の断面図である。このフローナイングリスト１はロ
ボット固定座２とハンド取付は座３との間に介在されて
いて、ロボット固定座２は図示しないロボットアームに
ボルト４で固定される一方、ハンド取イ１け座３は図示
しないハンドに固着されている。ロボット固定座２の中
央部には凹陥部５が形成されている。さらに、その中心
にはテーパ状の凹陥部を有する調心孔６が穿設されてい
る。ハンド取イ］け座３のロボット固定座側における底
面３ａには、その中心に凹陥部７が刻設されている。こ
の凹陥部７の中心に空気抜き用の排気孔８が穿設されて
いる。底面３ａに凹陥部７を内側に含んでシリンダ９が
突出して固着されている。シリンダ９外周にはその内部
１０に空気圧を導入する導入座１１が設けらている。シ
リンダ内部１０には前述の導入された空気圧により逆方
向にイ１勢される２つのハンド取（１け産制ピストン１
２とロボット固定座側ピストン１３とが、その外周に０
リング１４．１５を装着して嵌着されている。ハンド取
付は座側ピストン１２の下方への変位は上述の底面３ａ
により拘束されている一方、ロボット固定座側ピストン
１３の」二方への変位はシリンダ端面９ａで拘束されて
いる。ピストンＩ２のピストンロッド１６はロボット固
定座側ピストン１３とロボット固定座２とを貫通してい
る。

その先端は調心体１７をボルト１８で一体化している。

調心体１７の嵌着部１７ａは上述の調心孔６に調心体１
７がハンド取付は座３の反則側から嵌着したとき、芯出
しが容易になされるようにテーパ状になってい乞。ピス
トンＩ３のピストン１：１ソド１９は、ロボット固定座
２のハンド取イー１り産制の図示する形状の面２ａに当
接する当接面■９ａを形成すると共にその上端部でハン
ド取（」り座３に平行な調心板２０を外方に向けて固着
している。ピストンロッドＩ９の当接面１９ａはロボッ
ト固定座２のハンド取付は産制の面２ａに当接するよう
になっている。調心板２０には上述の調心孔６と同様の
形状を有する調心孔２１が例えば周囲に等間隔に３個所
穿設される。この調心孔２１とは異なる位置で周囲に等
間隔に３個所案内孔２２が調心板２０に穿設されている
。調心孔２１を貫通するロッド２３はロボット固定座２
とハンド取付は座３との間に介在されている。ロッド２
３の中央部には調心孔２１に嵌着する調心体２４が固着
されている。調心体２４の嵌着部２４ａは前述のピスト
ンロソド１６の調心体１７の嵌着部１７ａと同様の理由
からテーパ状に形成されている。

ロッド２３の下α１！１は球面ブツシュ２５を介してハ
ンド取付は座３に支持されている一方、上端はロボット
固定座２に穿設された摺動孔２６の内面２６ａで、部Ｊ
ｒＪｆ　２７を介して軸方向に摺動可能なように支持さ
れている。部材２７とロッド２３との間に球面ブツシュ
２８が介在されている。なお、各球面ブツシュ２５．２
８はロッド２３の両端でポルＩ・２９．３０により一体
化され、ｌ二１ソド２３の回動を可能にしている。上述
の調心板２０に穿設された案内孔２２には案内ロッド３
１が縦通している。その下端はハンド取付は座３にボル
ト３２で固定されている。案内ロッド３１は調心板２０
の上下方向の変位を案内する機能とハンド数例は座３の
回転に付随して誠心板２０を回転させる機能とを有して
いる。

このような構成のフローティングリストによれば、以下
のように物品に作用する偏向力を円滑に吸収して組立て
作業を行なうことができる。

（イ）準備段階として、シリンダ９の導入座１１より約
５　ｋｇ　／　ｃＩｌの空気圧をシリンダ内部１０に導
入する。この空気圧はピストン１２．１３のＱ　ＩＪン
グｊ４．１５によりシールされる一方、ピストン１２．
１３を逆方向にイ」勢する。その結果、ピストン１２は
下方へ変位してハンド取イ」り庄３の底面３ａを押圧し
、ハンド取イ」け座３を下方へ変位させると共に、シリ
ンダ内部１０の空気をＩＪＩ’気孔８より外部に放出さ
せる。このとき、ピストンロッド１６の調心体１７はロ
ボット固定座２の調心孔６に強く嵌着する。その結果、
ロボット固定座２とハンド取イリリ座３との中心は一致
する。これと同時に、ハンド取付は座３に下端を支持さ
れているロッド２３も下方へ変位する。さらに、ロッド
２３の調心体２４は調心板２０の調心孔２１に嵌着する
ので、回転方向が位置決めされる。上述のピストン１３
は空気圧により上方に変位するので、ピストンｌ′Ｊノ
ド１９の当接面１９ａはロボット固定座２の面２ａに当
接する。

以上の作用によってロボットとハンドは所期の姿勢に位
置決めされる。

（ロ）つぎの準備段階では、産業用ロボットが物品を把
持して、その位置決めを行なう。このとき、位置決めの
信号を受けてシリンダ内部１０の空気圧を上述の５　ｋ
ｇ　／　ｏＡから２　ｋｇ　／　ｃｎｌ程度まで下げる
。

そして、このように空気圧を下げることによって、偏向
力が作用したときに、フローティングリストｌの部品が
ある程度自由に変位できるようにする。

なお、物品の把持は、すでに、ロボット固定座２とハン
ド取イルノ座３との中心がピストンロッド１６の調心体
１７により一致させられているので、円滑に行なわれる
ことは言うまでもない。

（ハ）以上の準備段階が完了した後、物品に回転力のみ
が作用したと想定する。この回転力はハンド取イ１け座
３に伝達されハンド取付は座３を回転させる力となる。

その結果、ロッド２３はその下端をハンド取イ旧ノ座３
に支持されているので、ロッド２３の下端は回転する。

しかし、その上端は　−ロボット固定座２に回転方向の
変位を拘束されているので、ロッド２３は球面ブツシュ
２８の中心３３を基点として、摺動孔２６の内面２６ａ
で軸方向に摺動しながら円周方向に傾き、斜め下方へ変
位する。このとき、調心体２４も同方向に変位するので
、この調心体２４は調心板２ｏと一体となっ一ζ、調心
板２０を下方へ変位させる。また、この調心板２０ば下
方へ変位すると共にロッド２３と案内ロッド３１とによ
って回転する。これに伴い、調心体２４と一体となって
いるピｙ、′Ｆン１３も下方へ変位する結果、シリンダ
内部１ｏの容積は縮小し空気圧は増加する。この増圧さ
れた空気圧と上述の調心板２０を下方へ変位させる力と
が等しくなったときに、回転は阻止され回転力は空気圧
に吸収される。

（ニ）回転力の代わりに偏心力のみが作用したときは、
この偏心力はハンド取付は座３を横方向に変位させる力
となる。その結果、この力はハンド取付は座３に支持さ
れているロッド２３の下端を横方向に変位させるので、
ロッド２３は斜め横に１頃き下方へ変位する。このとき
、調心板２ｏも横に移動しながら下方へ変位しロッド１
６は上方に変位する。シリンダ内部ＩＯの容積が縮小し
て空気圧は増加し偏心力がこの空気圧に吸収されること
は上述と同様である。

（ボ）つぎに、しＺボットのハンドが物品を把持して所
定の位置まで搬送するときは、その物品の重′力のため
にハンド数例げ座３は下方に引っ張られる。この引張力
がロッド２３の調心体２４を介してピストン１３を下方
へ引っ張る力となる。その結果、ピストン１３は下方へ
変位しシリンダ内部ＩＯの空気圧は増加する。この引張
力と空気圧とが等しくなったときに、ピストン１３は停
止し“ζ引張力は吸収される。このとき、ロッド２３の
下端と案内ロッド３１の下端とはハンド取付は座３に引
っ張られるので、ロッド２３はその上端で摺動孔２６の
内面２６ａを摺、動しながら下方へ変位すると同時に、
案内ロッド３１も同様に下方へ変位する。

（へ）ロボットのハンドが物品を把持して搬送している
途中、物品に上述の引張力に加えて回転力が作用するき
、この回転力はハンド取付は座３に作用する。ロッド２
３の調心体２４が調心孔２１に嵌着された状態で、上述
の回転力のみが作用したときと同様に、ロッド２３が円
周方向に傾いて下方に変位する。その結果、調心板２０
が下方へ押圧され、ピストン１３が下方へ変位して、空
気圧が増加し回転力が空気圧に吸収される。

（ト）上述の引張力に加えて偏心力が作用したときは、
上述の偏心力のみが作用したときと同様にハンド取付は
座３が横方向に変位するので、ロッド２３が同方向に傾
き下方へ変位する。関心体２４を介して関心板２０は下
方へ押圧される。その結果、ピストン１３が空気圧を増
圧する。この空気圧とピストン１３を下方へ変位させる
力とが等しくなったときに偏心力は空気圧に吸収される
。

（チ）物品を所定の位置まで搬送して所定の物品に載せ
る場合、ハンドを介してフローティングリストｌに圧縮
力のみが作用すると、この圧縮力はハンド取付は座３を
上方に移動させる力となる。

その結果、シリンダ９は同方向に変位し、ピストンロッ
ド１６の関心体１７はロボット固定座２の関心孔６から
離反する。ロッド２３の調心体２４も関心板２０の調心
孔６から離反する。これと同時に、ハンド取付は座３の
底面３ａに当接しているピストン１２は上方に変位して
、シリンダ内部ＩＯの空気圧を増加させる。ピストン１
３は上方へ空気圧によって変位する。このピストン１３
と一体の関心板２０も上方へ変位して、ピストンロソｒ
１９の当接面１９ａはロボット固定座２の面２ａに当接
する。そして、ハンド取付は座３がピストン１゛２を上
方へ変位させる力と空気圧がピストン１３を押圧する力
とが等しくなったときに、上述の圧縮力は空気圧に吸収
される。このとき、案内ロッド３Ｉも案内孔２２をＭｉ
１１シて上方へ変位することは言うまでもない。

（ヌ）この状態で上述の圧縮力に加えて回転力が作用す
るとこれらの力はハンドを介してハンド取（ｊけ座３に
伝わり、・・ンド取付は座３を回転させる。その結果、
ロッド２３の下端の球面ブツシュ２５が回転するので、
このロッド２３は上端の球面ブツシュ２８の中心３３を
基点として円周方向にｉｔｓき下方へ変位する。そして
、ロッド２３の調心体２４が調心板２０の調心孔２１に
嵌着して、調心板２０を下方へ変位させる。調心板２０
と一体のピストン１３が空気圧を増圧する。この空気圧
と関心＃１ｉ２０を下方へ変位させる力とが等しくなっ
たときに、回転力は空気圧に吸収される。このとき、調
心板２０は案内ロッド３１により回転しながら下方へ変
位することは言うまでもない。

（ル）上述の回転力の代わりに偏心力が圧縮力に加えて
作用する場合は、ハンド取付は座３を横方向に変位させ
る力がロッド２３に作用し、ロッド２３は横方向に傾き
下方へ変位すると共にピストンロッド１９の当接面１９
ａはロボット固定座２の面２ａを摺動する。その後、上
述と同様に調心板２０が下方へ変位して、空気圧を増圧
し偏心力は空気圧に吸収される。

（ヲ）さらに、上述の種々の偶奇力が同時に働いた場合
にも上述の変位が組み合わさって、偶奇力は空気圧に吸
収される。

第２図は、第２の発′明の１実施ｆｆ１Ｊで、上述の発
明と構成の異ならない部分については同一の符号をイリ
してその説明を省く。これは、ロボット固定座側ピスト
ン１３のピストンロッド３４に球面ブツシュ３５を嵌着
させ、この球面ブツシュ３５を介してロボット固定座２
のハンド取付は産制の面、２ａに当接して摺動する部材
３６を設け、この部材３６に当接面３６ａを形成させた
装置３７であ、る。この実施例によっても上述と同様の
作動がなされることは言うまでもなく、加えて、ピスト
ンロッドに球面ブツシュを介在させたので、軸心の倒れ
方向の変位も吸収できることになる。

以上、シリンダ内に空気圧を導入して両ピストンを逆方
向に付勢させる場合について説明したが、空気圧の代わ
りにスプリングで付勢させてもよいし空気圧とスプリン
グとを組み合わせて付勢させてもよい。

（発明の効果） 以上の詳細な説明から判るように、本発明は物品の組立
て作業やハンドリング作業で物品に作用する偶奇力を吸
収するために、ロボット固定座側とハンド取付は産制と
の間で３次元的に変位する構成としたので、物品に偶奇
力が作用してもロボット固定座側に影響を与えることな
く、円滑かつ安定した組立て作業が行なわれる。加えて
、フローティングリストは剛性力が強いので、機械的寿
命の増大を図ることができる。さらに、空気圧で偶奇力
を吸収制御するので、空気圧の強弱を変化させることに
より、吸収制御の範囲を任意に変えることができる。そ
の結果、偶奇力を吸収できる範囲が増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示す全体断面図、第２図
は第２の発明の実施例を示す全体断面図である。 Ｌ３’ｌ−・フローティングリスト、２−ロボット固定
座、’ｌ　ａ−面、３−ハンド取イリは座、６．２１−
調心孔、９−シリンダ、１２−ハンド取付は圧側ピスト
ン、１３−ロボット固定座側ピストン、【６．１９．３
４−ピストンロッド、１７．２４−調心体、１９ａ、３
６３−当接面、２０−ｍ−調心板、２３−ロッド、２５
．２８．３５−球面ブツシュ 特許出願人　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士　吉　村　勝　俊 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボット固定座とハンド取付しノ座とが対向して
   設けられたロボットリストにおいて、前記ハンド取付は
   座の中心に、ロボット固定座方向に突出したシリンダが
   設けられていると共に、そのシリンダ内で逆方向に付勢
   された２つのピストンが嵌着され、 そのハンド取付は産制ピストンのピストンロンドは、ロ
   ボット固定座側ピストンおよびロボソ１−固定座を貫通
   すると共に、その先端にはロボ７＋・固定座の中心に形
   成された調心孔にハンド数例は座の反対側から嵌着する
   調心体が設けられ、ロボット固定座側ピストンのピスト
   ンロンドには、ロボット固定座のハンド取付は産制の面
   に当接する当接面が形成されていると共にハンド取付は
   座に平行な調心板が一体化され、 この調心板に形成された調心孔にロボット固定座側から
   嵌着する調心体を有するロンドが、前記ハンド取付は座
   で球面ブンシュを介して支持されると共にロボット固定
   座で軸方向の摺動可能な球面ブツシュで支持され、 ていることを特徴とする産業用ロボットのフローティン
   グリスト。
2. （２）ロボソ１−固定座とハンド取付は座とが対向して
   設けられたロボットリストにおいて、前記ハンド取イく
   １り座の中心に、ロボット固定座方向に突出したシリン
   ダが設けられていると共に、そのシリンダ内で逆方向に
   付勢された２つのピストンが嵌着され、 そのハンド取付は産制ピストンのピストンロンドは、ロ
   ボット固定座側ピストンおよびロボット固定座を貫通す
   ると共に、その先端にはロボット固定座の中心に形成さ
   れた調心孔にハンド取付は座の反対側から嵌着する関心
   体が設けられ、ロボット固定座側ピストンのピストンロ
   ンドには、球面ブツシュを介してロボット固定座のハン
   ド取付は産制の面に当接する当接面が形成されていると
   共にハンド取付は座に平行な調心板が一体化され、 この調心板に形成された調心孔にロボット固定座側から
   嵌着する調心体を有するロッドが、前記ハンド取付は座
   で球面ブツシュを介して支持されると共にロボット固定
   座で軸方向の摺動可能な球面ブツシュで支持され、 ていることを特徴とする産業用ロボットのフローティン
   グリスト。