JPS60167792A

JPS60167792A - ロボツトハンドの制御方法

Info

Publication number: JPS60167792A
Application number: JP2413984A
Authority: JP
Inventors: 小路　和明
Original assignee: Tateisi Electronics Co; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1984-02-09
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1985-08-31

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】〈発明の技術分野〉本発明は産業用ロボットに関連し、特に角形成いは板状
ワークを安定把持するためのロボットハンドの制御方法
に関する。

〈発明の背景〉従来、角形や板状のワークを把持するためのロボットハ
ンドが開発されており、組立および検査工程等を自動化
するために導入された産業用ロボットのエンドエフェク
タとして使用されている。それらの多くは、ワーク把持
面が平行移動するように機械的拘束したものであり、通
常、動作の自由度は１てあり、操作指の数は二本である
。斯るロボットハンドの一例として、第５図および第６
図に示す如く、ハンドベース７に駆動用モータ７１の本
体部分が固着され、該モータ７１の出力軸７２にギヤ８
およびｉ−操作指第一指８１が固着され、第−指８１の
先端部には、回転自由な枢軸８２を設けて第二指８３お
よびタイミングプーリ８４を軸固定し、該プーリ８４と
同一径のタイミングプーリ８５を前記モータの出力軸７
２に軸固定して、両プーリ８４，８５間をタイミングベ
ルト８６にて連繋している。また、ハンドベース７には
、ギヤ９および該ギヤ９に固着された第二操作指第二指
４４が回転自由に軸支され、第−指９１の先端部に回転
自由な枢軸９２を設けて第二指９３およびタイミングプ
ーリ９４を軸固定している。

前記ギヤ９を軸承した枢軸９７には、前記プーリ９４と
同一径のタイミングプーリ９５が軸止され、両プーリ９
５．９４間をタイミングベルト９６にて連繋し且つ前記
両ギヤ８，９は歯数比１対１で噛合している。かかる、
ロボットハンドにおいて、駆動モータ７１の作動により
出力軸７２が回転することにより、両操作指の第−指８
１．’９１は、ギヤ８，９の噛合によって互いに逆方向
に回動し、このとき、両操作指の第二指８３．９３は、
タイミングブーりとベルトによる平行移動機構により、
互いに平行を保ち開閉運動をなし、角形ワーク或いは板
−状ワークを把持する。ところが、斯るロボットハンド
では、軽量ワークの場合、問題はないが重量が大で大き
な把持力を必要とする場合に不都合を生じる。即ち、角
形ワーク或いは板状ワークを第二指８３．９３が平行な
状態で軽く挾み、モータ７１のトルクを徐々に上げるこ
とによって、タイミングベルト８６．９６に弾性変形等
が生じ第二指８３．９３の平行度が失なわれ、第二指８
３．９３とワークとの接触が点接触となってワーク自重
によるモーメントが作用し、ワークが脱落する、等の不
都合を生じる。

〈発明の目的〉本発明は上記の不都合に鑑み、操作指や駆動系に弾性変
形を生じるも、安定してワークを把持し得るロボットハ
ンドの制御方法を提供することを目的とする。

〈実施例の説明〉図面は本発明を実施するロボットハンドの概略図であっ
て、ハンドベース１．には減速機１・１、第−指駆動用
モータ１２、エンコーダ１３が順に固着され、減速機１
１の出力軸１４にはギヤ２、第−操作指第一術２１を固
着すると共に、更に、出力軸１４にはギヤ３および該ギ
ヤ３に固着されたタイミングプーリ３１が回転自由に軸
承されている。前記第−指２１の先端には回転自由な枢
軸２２を配備して、該枢軸２２に前記プーリ３１と同一
径のタイミングプーリ２３および第−操作指第二指２４
が固着され、両プーリ３１゜２３間をタイミングベルト
３２にて連繋している。また、ハンドベース１には、第
一操作指に対応して減速機１５、第二指駆動用モータ１
６、エンコーダ１７が順に固着され、減速機１５の出力
軸１８にはギヤ４と該ギヤ４に固着された第二操作指部
−指４１が回転自由に軸承され、更に出力軸１８には、
ギヤ５とタイミングプーリ５１か固着されている。第二
操作指部−指４１の先端部には回転自由な枢軸４２を配
備し、該枢軸４２に前記プーリ５１と同一径のタイミン
グプーリ４３および第二操作指第二指４４が固着され、
両ブーＩＪ　５１　、４３間をタイミングベルト５２に
て連繋している。第一操作指、拘Ｓ二操作指の両出力軸
１４．１８に配備したギヤ３と５および２と４はそれぞ
れギヤ比１対１で噛合している。また、第−操作指第二
指２４のワーク把持面には公知の圧覚センサ２５．２６
が操作指の長手方向に配備され、両センサはそれぞれ駆
動モータを制御すべく接続されている。

次にロボットハンドの動作について説明する。

先ず第−指駆動用モータ１２か回転すると、減速機１１
で減速増力され、第−操作指第一術２１が回転する。こ
の回転はギヤ２と４に伝達され、ギヤ４に固着された第
二操作指部−指４１は、それぞれ第一関節１４’、１８
’まわりに同量宛、反対方向に回転する。このとき、第
二指駆動用モータ１６の軸を止めておくと、タイミング
プーリ５１、ギヤ５およびギヤ５と噛合しているギヤ３
、該ギヤ３に固着されているタイミングプーリ３１はす
べて回転せず、従って、第−操作指第二指２４と第二操
作指第二指４４は平行移動する。

第二指駆動用モータ１６が回転すると、減速機１５で減
速増力され、ギヤ５およびタイミングプーリ５１が回転
する。この回転は、タイミングベルト５２によりタイミ
ングプーリ４３に伝達され、更に第二操作指第二指４４
に伝達される。一方、ギヤ５の回転はギヤ３、タイミン
グプーリ３１、タイミングベルト３２、タイミングプー
リ２３、第−操作指第二指２４の順に伝達され、従って
、第二指駆動用モータ１６を回転すると、第−操作指第
二指２４と第二操作指第二指４４は、それぞれ第二関節
軸２２’、　４２・まわりに同量、反対方向の回転運動
を行なうものである。

第４図は本発明にかかるロボットハンドの制御フローを
示す。

まず、ステップ６１において、ロボットの初期状態とし
て第−指２１．４１は開いた状態、第二指２４．４４は
互いに平行な状態に設定する。この設定は、モータ１２
，１６に取”付けたエンコーダ１３．１７を用いて実施
する。次に、ステップ６２で、該ロボットハンドをエン
ドエフェクタとして取付けたロボットアームを駆動して
、ロボットハンドをワーク把持位置に移動且つ停止させ
る。つぎにステップ６３において、センサ２５からの出
力ｐｚｓ、センサ２６からの出力Ｐ２６の差をとり、こ
れが予め定められた許容範囲ε以下か否かを判定する。

なお、Ｐ２５゜Ｐ２６はそれぞれセンサ２５，２６に作
用する圧力と正比例の関係にあり、Ｐ２５　＋　’２６
の値がゼロでなく、Ｐ２５とＰ２６の差がゼロの場合、
第二指２４’、４４がワークに対して殆んど平行であり
、角形ワークや板状ワークの把持に最も安定している。

第二指２４．４４がワーク表面に接触するまでは、Ｐ２
５とＰ２６はともにゼロであり、且つＰ２５とＰ２６の
差もゼロであり、この差がゼロのときには、ステップ６
３の判定は“’ＹＥＳ”となって次のステップ６４に進
む。ステップ６４においてＰ２５とＰ２６の和が予め設
定された目標値Ｐｒ以上か否かを判断し、”ＹＥＳ”の
ときはパ次のステップへ″進み、ステップ６４の判定が
“’ＮＯ”のとき、ステップ６５に進み、第一指駆動用
モータ１２を第−指が閉じる方向に駆動する。センサ２
５，２６にワークが接触すると、接触圧に応じて出力Ｐ
２５．Ｐ２６が大きさを持ち、把持する力が弱いときは
操作指や駆動系の弾性変形も小さく、第二指２４．４４
の平行度はある程度保たれる。従って、Ｐ２５とＰ２６
　の差はそれほど大きくならず、また把持の支障にはな
らない。しかし、目標値Ｐｒが大きい場合は、操作指や
関節駆動系の弾性変形が大きくなり、第二指２４．４４
の平行度は失なわれ、両センサ２５゜２６の接触圧に差
を生じる。ＩｚｓとＰ２６の差が許容値εよりも大きく
なった場合、ステップ６７に進む。ステップ６６におい
て、Ｐ２５がＰ２６より大きいか否かの判定が’ＹＥＳ
”のとき、ステップ６７で第二指駆動用モータ１６を第
二指か閉成する方向に駆動し、また、ステップ６６の判
定が“ＮＯ”の場合、ステップ６８に進み第二指を開く
方向にモータ１６を駆動するもので、第二指２４．４４
の平行を常に保ちながらワークに力を与え、安定した把
持を実現する。

〈発明の効果〉本発明は上記の如く、操作指のワーク把持面に少な、く
とも２個の圧覚センサ２．５　、２６を配し、両圧覚セ
ンサからの信号の和と差によって第−指および第二指を
駆動制御するようにしたから、操作指や関節駆動系の剛
性が低くても安定にワークを把持し得、発明目的を達成
した効果を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるロボツトノ＼ンドの概略正面図
、第２図は第１図ｌｌ−４線に沿う断面図、第３図は■
−■線に沿う断面図、第４図はロボットハンドの動作を
示す制御フローチャート、第５図は従来のロボットハン
ドの概略正面図、第６図は第５図中ＩＶ　−ＩＶ線に沿
う断面図である。１・・・・ハンドベース１２・・・・・・第一指駆動用モータ１６・・・・・・第二指駆動用モータ２１・・・・・・第−操作指第一術２４・・・・・・第−操作指第二指４１・・・・・・第二操作指第−指４４・・・・・・第二操作指第二指２５．２６・・・・・圧覚センサ特許出願人　立石電機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

ハンドベース幌対し第一関節軸まわりに回転する第−指
と該第−指に対し第二関節軸まわりに回転する第二指と
からなる操作指を一本以上持ち、第一指駆動用モー“夕
により全ての操作指の第−指を駆動し、第二指駆動用モ
ータにより全ての操作指の第二指を駆動するように構成
したロボットハンドにおいて、前記操作指のうち少なく
とも一本の操作指のワーク把持面に少なくとも二個の圧
覚センサを操作指の長手方向に配置し、前記圧覚センサ
からの信号の和と差によって第−指および第二指を駆動
することを特徴とするロボットハンドの制御方法。