JPS60232895A - ロボットハンドによる物品の組込方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明はロボットノ・ンドに関し、特に工業用組立ロボ
ットのノ・ンドにおける掌握部に、把持部品の位置調整
を可能とする機能を持たせたロボットハンドに関する。

〔従来技術〕

最近のロボット技術では、その技術精度の向上したこと
と、電子機器分野の発達にともなう制御手段の進歩とに
よって、ロボットノ・ンドによる位置出しでミクロン単
位のような高精度の作秦までがなされるようになった。

また、ロボットの用途も拡大されて、種々な組立ロボッ
トが実用化されつつある。

このような組立ロボツｉでは、例えば１つの組立用部品
を所定の位置に組込むための位置合せがめられるが、か
かる場合の位置合せは、大言の場合、ロボットハンドを
そのような位置に導く制御の問題よりは、むしろ組込む
部品を正１〜い位置に把持させるよう位置決め制御する
ことの方が大切となる。

そこで、ロボットハンドに把持させる位置の精度を高め
ることが必要となり、このためには、ロボットに部品を
供給するだめの供給手段、例えば箱に高い精度で部品を
配列するか、若しくは、供給手段とは別に設けた治具に
までいったん部品を運ばせてから、この治具を介して部
品を正しい位置に修正し、再度把持し直させるかなどの
方法が構しられていた。

しかしながら、ロボットへの部品供給手段、例えば供給
箱に高い精度の部品配置をめたシすることは、このよう
な箱を含む周辺装置に費用を要し、コスト高を招く。ま
た、治具上でハンドに再把握動作を行わせるようにする
ことは、それだけ作業時間のロスを招く。

〔目　的〕

本発明の目的は、上述したような従来の欠点を除去すべ
く、部品を把持する把持部を、ロボットハンドと把持部
との連結部を介して変位および固定が可能なようになし
、更に位置評整動作を行う基準ゲージをロボット・・ン
ドの動作と関連する位置に設けて、把持部に握持された
状態の−１まで部品をロボットハンドの動作により基準
ゲージの位置に導き、ここで把持部を変位可能な状態と
なして基準ゲージを動作させることによシ部品を介して
把持部を所定の位置まで変位させ、この状態で把持部を
固定することによシ部品の位置決めが得られるようにし
たロボットハンドを提供することにある。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す。

ココで、１はロボットハンドの腕部材であシ、２は手掌
部材である。手掌部材２には連結軸３が固定してあシ、
この連結軸３を介して腕部材１のホーク部ＩＡと手掌部
材２のホーク部２Ａとが連結しである。

更に、４はホーク部２Ａの外側で連結軸３に支承させる
ようにして設けたコの字型のばね受け部材であり、ばね
受け部材４と腕部材１のホーク部ＩＡとの間にはそれぞ
れコイルばね５を介装して、これらのはね５のばね力に
よりばね受け部材４を介して手掌部材２を腕部材１のほ
ぼ中心の初期位置に保持させる。

６は連結軸３を掴持可能な状態に保持するクランプ部６
Ａを有するクランパであシ、初期状態では軸３を摺動自
在に保持しているが、後述する手掌部材２を変位位置に
拘持するときのみ電気信号によシ掴持することができる
。

また、手掌部材２はホーク部材２Ａとは直角な向きの軸
支部２Ｂを有し、この軸支部２Ｂに左右対称ねじを刻設
したねじ棒７を枢支させる。８はこのねじ棒７の左右対
称のねじ部にそれぞれ螺合させた指部材であり、ねじ棒
７の例えば右回転により双方の指部材８を互いに近接さ
せる方向に、まだ左回転によシ双方の指部材８を互いに
引離す方向に動作させることができる。９はこのねじ棒
８を駆動させるモータである。

このように構成したロボットノ・ンドでは、クランパ６
を動作させずクランプ部６Ａにより軸３を１動自在に保
持させた第１図に示すような状態で、一方では指部材８
によりワーク部品、すなわちロボットハンドで所定の位
置に組込まれる部品１０を把持させたままのときに、例
えば第３図に示すようにワーク部品１０の右端に基準ゲ
ージ１１を当接させて、力を加えたとすると、左側のば
ね５を圧縮させなから手掌部材２および軸３を左方に変
位させることができる。

そこで、所定の位置まで変位させたところで、クランパ
６に電気信号を供給して、クランプ部６Ａによシ軸３を
拘持させれば、・・ンドによりワーク部品１０をこのよ
うな位置に保った才まの状態に保持し続けることができ
るもので、以下に、このようなロボット・・ンドによる
一連の位置決め動作の一例を第４図によって説明する。

第４図において、１２は基準ゲージ１１を基準位置と退
避位置とに移動可能なプランジャであり、１３はプラン
ジャ１２を装設した位置決め台である。この位置決め台
１３はロボット胴部１４に取伺けられていて、胴部１４
と共に台座１５に回動自在に保持される。１６はその先
端に腕部材１を取付けた主腕部、１７は主腕部！６と胴
１４とを連結している計部である。

本例では、軸棒状のワーク部品１ｏを収納した部品供給
箱１８およびこのワーク部品１ｏを嵌込む切込み溝１９
を有する受枠部材２ｏがそれぞれ所定の位置に設置して
あシ、ロボットはそのロボットハンドによ多部品供給箱
１８からワーク部品１０を取出して受枠部材２ｏの切込
み溝１９の定位置にこれを嵌込む作業をなす。

このような作業は、本図とは別に用意されたコンピュー
タのプログラム制御にしたがって行われるが、かかる場
合、ロボットの手掌部２および指部材８によ多部品１０
を供給箱１８から取出すにあたって、その把持する位置
の精度を高めることは、一般に極めてむずかしい。

すなわち、本例の場合にあっては、円柱状をなすワーク
部品１０の軸と直角な方向の位置は、指部材８によって
部品１ｏを把持させる場合に、あらかしめ指部材８間の
間隔を余裕をもって開かせるようにしておけば把持させ
た状態で自動的に位置決めされるので問題ないが、軸方
向の把持位置が問題であり、その精度は低い。

本例ではロボットを操作して、その指部材８によシ供給
箱１８からワーク部品１０を取出すと、まず、ワーク部
品１０の先端部が位置決め合１３上の基準ゲージ１１０
面と対向する位置にくるよう主腕部１６を移動させ、こ
こでは第１図に示したクランパ６を弛緩状態となして手
掌部材２を摺動自在となす。

かくして、次にプランジャ１２を駆動して、基準ゲージ
１１を位置決めの基準位置にまで動作させ、ゲージ１１
によって、ワーク部品１０と、この部品を握持している
指部材８および手掌部材２をもろ共に基準位置まで変位
させて、クランパ６によシ軸３を把持させて、この基準
位置を保持きせる。

なお、基準ゲージ１１はプランジャ１２によって元の位
置にまで退避させられるが、部品１０を上述したような
位置に位置決めする動作は、部品１０を主腕部１６と共
に胴部１４によって旋回動作させ、組込みの対称である
受枠２０の切込み溝１９の上方にまで移動する移動動作
中に行われる。

そこで、切込み溝１９にワーク部品１０を組みつけたあ
とは、ロボット胴部１４を再度旋回させて、次の部品１
０を受取シに行く動作中にクランパ６を緩めて手掌部材
２を初期状態の位置に戻すことができる。

次に、第５図によシ本発明の他の実施例を説明する。本
例では手掌部材の向きを変向可能とする。

す々わち、本例の手掌部材２２は軸支部２２Ｂと球体部
２２０とを有し、一方の腕部材２１にはその先端部にク
ランプ形のすり割シ部２１Ａが設けられていて、とのす
ｂｏｂ部２１Ａから先の腕部材にそれぞれ半球面型の軸
受部２１Ｂを形設する。

かくして、この双方の半球面型軸受部２１Ｂの間に手掌
部材２２の球体部２２Ｇを把持させるようになし、更に
腕部材２１のすり割シ部材２１Ａには、軸受部２１Ｂに
よる球体部２２０のクランプ状態すなわち拘持状態を得
るだめのクランパ２６を設けて、軸受部２１Ｂの外側と
手掌部材２２の水平部２２Ｄとの間には手掌部材２２に
初期状態を保持させる／でめの保持ばね２５を介装する
。

このように構成したロボットハンドでは、指部材８によ
ってワーク部品１０を把持させた状態のまま、クランパ
２６を弛緩状態となして、ワーク部品１０を所定の方向
および所定の仰俯角にまで変位させることができ、この
・ような位置決めが得られた状態でクランパ２６を動作
させて手掌部材２２からさきをそのままの拘持状態に保
つことができる。また、モータ９により指部材８を動作
させて、ワーク部品１０を所定の組込み位置に組付けた
あとは、再度クランパ２６を緩めて、ばね２５のばね力
によシ手掌部材２２を初期状態に戻すことができる。

なお、以上の説明のうち、第１図〜第４図の例では部品
１０の位置を一方向にのみ調整可能な場合について述べ
、更に第５図の例では３次元方向の変位調整が可能な場
合について述べたが、本発明の適用はこれらに限られる
ものではなく、このような形態の種々な組合せまたは変
形によシ２次元平面での変位が可能であるのみならず、
この平面に対する平置方向の位置調整を可能とすること
もできる。

更にまた、第１図〜第４図に示した例で片側のはねのみ
を設けるようにして、初期状態では手掌部材をこのばね
のばね力によシ一方向側に偏倚させた状態に保たせ、位
置調整にあたっては、この偏倚させた方向とは反対側の
方向から力を加えるようにすることもできる。

〔効　果〕

以上説明したように、本発明によれば、部品の把持が可
能な指部材を有する手掌部材と、これに連なる腕部材と
の連結部を、手掌部材が変位自在なように構成し、更に
、任意の位置で腕部材に手掌部材の拘持が可能な手段を
連結部に関連して設けたので、指部材に部品を把持させ
たままの状態で手掌部材を変位させることにょシ部品の
位置決めが可能となり、更に手掌部材を拘持することに
よシ部品を位置決めの状態のま１に保持することができ
て、部品供給手段に特別に部品供給位置の精度を高める
ような配慮を要せず、簡単な装置でハンドに高い精度の
部品位置決めを行わせることができる。

また、位置決め装置を、腕部材に連結して腕部材と一体
化して移動動作する部材の一部に設置したことにより、
上述した一連の位置決め動作を腕部材による部品の移動
動作中に行わせることができて、部品を持ちかえさせた
り、位置決めのためにだけ時間を消費したりすることが
なくなり、ロボットによる組立時間を短縮することがで
き、位置決めのためにハンド部分を停止させずに作業を
行わせることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明ロボットハンドの構成の一
例を示すそれぞれ部分断面図および側面図、 第３図はその基準ゲージによる位置決め状態を示す断面
図、 第４図は本発明ロボットノ・ンドを適用して部品の組立
動作を行わせるようにした装置の一例を示す斜視図、 第５図は本発明ロボットノ・ンドの他の実施例による構
成を一例として示す部分断面図である。 １１２１・・腕部材、 ２．２２・・・手掌部材、 ６Ａ・・・クランプ部、 ８・・・指部材、 ９・・・モータ、 １０・・・ワーク部品、 １１・・・基準ゲージ、 １２・・・プランジャ、 １３・・・位置決め台、 １４・・・胴部、 １６・・・主腕部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）物体の把持が可能な手掌部材と、腕部材と、前記手
   掌部材を前記腕部材に連結する連結部と、該連結部に関
   連して前記手掌部材の変位および拘止が可能であって、
   位置決め手段により前記手掌部材を変位させて、該手掌
   部材の把持する前記物体の位置決めを行い、該手掌部材
   を拘止させることにより前記物体を前記位置決めの状態
   に保持させる位置決め拘止部材とを具えたことを特徴と
   するロボットノ・ンド。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のロボットハンドにお
   いて、前記位置決め手段を前記腕部材の関連する位置に
   設けたことを特徴とするロボットハンド。 （以下余白）