JPS624471Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工業用ロボツトに係る。

予め記憶された情報に基づいて動作し、複数の
可動部からなる可動腕部を有する工業用ロボツト
すなわちテイーチング・プレイバツク型の工業用
ロボツトであつて、腕部の先端に固定された作業
部を有する工業用ロボツトは知られている。

この種の工業用ロボツトを高精度に動作させる
必要がある場合、例えば、作業部としての接着材
吐出ノズルをワーク被作業部材に接触させながら
目標となる作業線上を追従させる接着作業にこの
ロボツトを適用する場合、プレイバツク時におけ
るロボツトの可動部相互の位置とテイーチング時
における可動部の相対位置すなわち可動部相互の
位置との誤差、ワークの位置決め時の誤差、ワー
ク自体の形状の誤差のために、プレイバツクの
際、ロボツトのノズル先端のワークに対する軌跡
に誤差が生ずる恐れがある。

ロボツトのノズルのワークに対する相対位置
（ズレ）を検出し、ズレを補正すべくロボツトの
可動腕部の可動部相互の位置を予じめ記憶された
データに基づいて設定された可動部相互の位置に
対して補正するようにしたいわゆるセンサタイプ
の工業用ロボツトも知られている。

しかし乍ら、この種のロボツトでは、多数の自
由度を有する腕部の補正位置を求めるべく複雑な
計算（いわゆる座標変換演算）を行う必要があり
ロボツトの位置制御に多くの時間を要するのみな
らず、このような補正を加えることによつてロボ
ツト腕部の可動部相互の位置がテイーチング位置
からズレてしまうために、腕部のスムーズなプレ
イバツクが必ずしもなされ難い。

加えて、センサタイプの工業ロボツトにおいて
センサからの検出信号に基づいて常に可動部の位
置を補正せんとすると、センサから得られる検出
信号が不適当な場合には、本来要求される補正動
作と異なる動作を行い、センサからの検出信号に
基づく位置補正がかえつて可動部の位置決めを不
正確なものとする。

本考案は前記諸点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、テイーチング時とプレ
イバツク時とにおいて被作業体の設定位置、すな
わち被作業物体の作業部位が夫々異なつていて
も、プレイバツク時その相違を自動的に補正し
得、加えて、プレイバツク時補正動作に不適当な
センサ検出信号を除去し確実な補正動作を行い得
る工業用ロボツトを提供することにある。本考案
の前記目的は、被作業部体上において一方向に伸
長した作業部位に作用を及ぼす作業を行なう作業
部と、作業部を変位自在に支持しており、予め記
憶された情報に基づいて、前記作業中に作業部が
前記作業部位に沿いながら作業部位に対して相対
的に移動するように動作する可動腕部と、予め設
定された作業部の位置を示す基準信号と作業中に
おいて検出して得られる前記作業部位を示す検出
信号とを比較することによつて予め設定された作
業部の位置と前記作業部位とのズレを検出する検
出手段と、作業部を可動腕部に対して変位せしめ
て前記ズレを補正する補正手段と、前記作業部位
において前記ズレの検出には不適当な検出信号が
得られる領域では補正手段での補正動作を禁止す
る禁止手段とからなる工業用ロボツトによつて達
成される。

次に本考案による好ましい一具体例を図面に基
づいて説明する。

図において、ロボツト本体１は基台２と可動腕
部３とよりなり、可動腕部３は基台２に対してＡ
方向に回動自在な回転テーブル４と、テーブル４
に対してＢ方向に回動自在な第一アーム部５と、
アーム部５に対してＣ方向に回動自在な第二アー
ム部６と、アーム部６に対して三方向に回動自在
な、いわゆるエレフアントノーズタイプの手首部
７とからなる。テーブル４は、基台２内に収納さ
れた油圧式ロータリアクチユエータ２ａの作動に
よりＡ方向に回動され、アーム部５及び６は
夫々、油圧シリンダ５ａ及び６ａの作動によりＢ
及びＣ方向に回動され、手首部７は、アーム部６
内等に収納されたアクチユエータ７ａの作動によ
り、任意の方向に回動される。手首部７の円筒状
先端部８には、ブラケツト９が固定されており、
ブラケツト９には、連結部材１０を介してもう一
つのブラケツト１２が補正回転軸線１１のまわり
に、回動自在に設けられている。ブラケツト１２
には、被作業物体１３の作業面１３ａにスリツト
像１４を投影するためのスリツト光源１５、作業
面１３ａ上のスリツト像１４を撮像するための半
導体イメージセンサ等を用いたテレビカメラ１
６、ロボツト本体１の作業部１７が固定されてい
る。ブラケツト１２のブラケツト９に対する回動
軸１８は中央部でカメラ１６に固定されており、
両端部でブラケツト９の側方突出部９ａ，９ｂに
より回動自在に支持されている。回動軸１８の一
端部には歯車１９が固定されており、歯車１９に
は歯車２２が噛合しており、歯車２２は減速機２
１の出力軸に固着されており、減速機２１は、ブ
ラケツト９に固定されたコアレスモータ等応答性
の良いモータ２０に連結されている。モータ２０
の回転に応じてスリツト光源１５、カメラ１６及
び作業部１７が一体的に軸線１１のまわりで回動
変位される。ブラケツト９に固定されたポテンシ
ヨメータ２３は、歯車１９に噛合する歯車２３ａ
を介して、歯車１９と連結されており、モータ２
０の回転角すなわち、軸線１１のまわりでのブラ
ケツト１２のブラケツト９に対する回転角を検出
する。

カメラ１６の受光光軸２４、換言すればカメラ
１６の中心軸線２４は回転軸線１１に直交してお
り、スリツト光源１５の光軸２５は光軸２４に斜
交していると共に回転軸線１１に斜交している。
作業部１７は、先端部２６で作業面１３ａに軽く
接触し、先端部２６から物体１３の接着部２７に
接着材を出す接着材吐出用ノズル２９と、ノズル
２９を接着方向Ｅに沿う方向（前後）及びこの方
向に交差する方向（左右）に変位可能に弾性支持
する弾性部材よりなるノズルホルダ３０と、ノズ
ルホルダ３０をブラケツト１２に対して固定位置
に保つ剛性連結部３１とよりなる。ノズルホルダ
３０はプレイバツクの際の先端２６の上下方向の
誤差をも吸収し得る。ノズル２９は軸線２４，２
５と同一平面内にあり、ノズル２９の先端２６は
軸線２４と２５との交点に位置している。

制御装置７０は、テイーチングデータを記憶す
る記憶装置７１を有しており、テイーチング動作
の際、記憶装置７１には、本体１の腕部３の位
置、すなわちテーブル４の基台２に対する相対位
置、アーム部５のテーブル４に対する相対位置、
アーム部６のアーム部５に対する相対位置及び手
首部７のアーム部６に対する相対位置並びにブラ
ケツト１２のブラケツト９に対する相対位置がテ
イーチングデータとして記憶される。これら相対
位置は腕部３の各部に設けられたポテンシヨメー
タ（図示せず）及びポテンシヨメータ２３により
検出される。テイーチングデータは、プレイバツ
ク動作の際、記憶装置７１から読み出されて、比
較器４６に供給される。比較器４６は、目標値と
して記憶装置７１から供給されるテイーチングデ
ータとポテンシヨメータ２３から出力される現在
値としての位置信号とを比較し、その差をサーボ
増幅器４５に出力する。増幅器４５の出力により
モータ２０は作動される。比較器４６、増幅器４
５、モータ２０、ポテンシヨメータ２３により一
つのフイードバツクループが形成されており、同
様のフイードバツクループが腕部３の各部に対応
して形成されている。増幅器４５には、他の比較
器としての画像処理装置４７からの比較結果が補
正動作禁止回路７２を介して供給されており、画
像処理装置４７は、記憶装置７１に記憶された基
準信号としての基準画像又は基準画像の特徴とセ
ンサとしてのカメラ１６からの検出信号としての
画像と比較し、その差を禁止回路７２に供給す
る。禁止回路７２は、テイーチング動作の際にス
イツチ７３で設定されたテイーチングデータとし
ての補正許可信号が、プレイバツク動作の際記憶
装置７１から読み出されると、画像処理装置４７
からの比較結果の増幅器４５への転送を許容する
一方、テイーチング動作の際にスイツチ７３で設
定されたテイーチングデータとしての補正禁示信
号がプレイバツク動作の際記憶装置７１から読み
出されると、読み出し前の画像処理装置４７から
の比較結果を保持し、次に補正許可信号が記憶装
置７１から供給されるまで保持した比較結果を増
幅器４５に供給する。禁止回路７２に補正許可信
号が供給されている際には、増幅器４５、モータ
２０、カメラ１６及び画像処理装置４７は、他の
一つのフイードバツクループを形成すると共に本
考案による補正手段を構成している。また、本考
案による禁止手段は禁止回路７２と記憶回路７１
の一部とによつて構成される。スイツチ７３は、
本体１において、テイーチング時操作容易な部位
に設けられており、操作者により操作される。

このように構成されたロボツト８０において、
記憶装置７１に第５図に示すような基準スリツト
画像８１が記憶されている場合の凹所８２を含む
接合開始点８３から接合終了点８４までの接合部
２７を接着する動作を以下説明する。まず、テイ
ーチングの際には、物体１３に対して本体１を手
動により動かし、先端２６をテイーチング開始点
８５にもたらし、軸線１１を接合部２７と平行に
し、軸線２４を作業面１３ａと直交せしめ、軸線
２４と２５との交点を開始点８５に位置せしめ、
この状態でスイツチ７３を操作し、補正許可信号
を記憶装置７１に記憶する。尚、腕部３の各部の
相対位置を検出するポテンシヨメータ及びブラケ
ツト１２のブラケツト９に対する相対位置を検出
するポテンシヨメータ２３からの相対位置検出信
号は、先端２６の開始点８５への設定後における
操作者のテイーチング開始スイツチ（図示せず）
の作動により、テイーチング終了まで一定時間間
隔をもつて順次テイーチングデータとして記憶装
置７１に記憶される。スイツチ７３の操作後、前
記状態を保持しつつ先端２６を接合部２７に沿つ
てＥ方向と反対の方向に移動せしめ、凹所８２が
カメラ１６で撮像される十分手前の位置８６でス
イツチ７３を操作し、補正禁止信号を記憶装置７
１に記憶する。更に先端２６をＥ方向と逆に動か
し、接合開始点８３に位置決めし、開始点８３に
おいて接着材吐出開始指示スイツチ（図示せず）
を操作しテイーチングデータとして吐出開始信号
を記憶装置７１に記憶する。その後、先端２６を
Ｅ方向に沿つて動かし、位置８６でスイツチ７３
を操作し補正許可信号を記憶装置７１に再び記憶
し、更に接合部２７がなくなる位置８４がカメラ
１６で撮像される十分手前の位置８７でスイツチ
７３を操作し、補正禁止信号を記憶装置７１に記
憶し、最後に、位置８４に先端２６がもたらされ
た際に、接着材吐出停止スイツチ（図示せず）を
操作し、テイーチングデータとして吐出停止信号
を記憶装置７１に記憶する。尚、接着材吐出開始
スイツチの操作後は、凹所８２の部位では、凹所
８２の形状に合わせて先端２６を動かし、凹所８
２に関するテイーチングデータをも記憶装置７１
に記憶する。

プレイバツク動作の際には、テーブル４の基台
２に対する相対位置、アーム部５のテーブル４に
対する相対位置、アーム部６のアーム部５に対す
る相対位置、手首部７のアーム部６に対する相対
位置及びブラケツト１２のブラケツト９に対する
相対位置は夫々、記憶装置７１から読み出される
テイーチングデータと各部の相対位置を検出する
ポテンシヨメータからの信号とに基づくアクチユ
エータ２ａ，７ａ、シリンダ５ａ，６ａ、及びモ
ータ２０の作動により順次テイーチング時の関係
に設定される。例えば、ブラケツト１２のブラケ
ツト９に対する相対位置は、記憶装置７１からの
テイーチングデータとポテンシヨメータ２３から
の信号を比較する比較器４６の比較結果によりモ
ータ２０が作動されてテイーチング時の関係に設
定される。更にこのようにして先端２６が位置８
５，８６，８３及び８６に順次位置決めされる途
中、記憶装置７１に記憶された接着材吐出開始及
び停止信号の読み出しにより、先端２６の位置８
３から８４までのＥ方向の移動では、作業部１７
は、作業部材に作用を及ぼす作業すなわちノズル
２９からの作業材の吐出及び接合部２７への接着
材の供給を行なう。また、Ｅ方向と逆方向の先端
２６の移動において、位置８５に先端２６が設定
されると、記憶装置７１から補正許可信号が読み
出される結果、禁止回路７２は、画像処理装置４
７からの比較結果を増幅器４５に転送する。画像
処理装置４７は、カメラ１６で撮像するスリツト
１４の画像と記憶装置７１に記憶された基準信号
としての基準スリツト画像８１とを比較検査す
る。光源１５、カメラ１６、及び作業部材１７と
物体１３の接合部２７とがテイーチング時と同様
な位置関係にある際には、カメラ１６は検出信号
として基準スリツト画像８１と同一の画像を受像
する。一方、光源１５、カメラ１６及び作業部材
１７と物体１３の接合部２７とがテイーチング時
の位置関係と異なる際には、カメラ１６は例えば
スリツト画像８８を受像する。画像８８のスリツ
ト１５に対応する像８９において、接合部２７の
段差で生じる曲折部の位置９０と画像８８の中央
位置９１とのＪ方向に関する距離９２は、先端２
６と接合部２７とのＪ方向のズレの量を表わして
いる。カメラ１６から画像８１と同一の画像が得
られる際には、画像処理装置４７は補正量零の比
較結果を禁止回路７２を介して増幅器４５に供給
する。補正量零の際には、モータ２０はこの比較
結果により作動されず、もつぱら比較器４６から
の比較結果により作動される。一方、カメラ１６
から画像８８が得られる際には、画像処理装置４
７は、距離９２に基づく値の補正量の比較結果を
禁止回路７２を介して増幅器４５に供給する結
果、モータ２０はこの補正量により作動され、ブ
ラケツト１２はカメラ１６から画像８１と同一の
画像が得られるまでＨ方向に回動される。距離９
２に基づく値の補正量が存在する際には、モータ
２０はこの比較結果と比較器４６からの比較結果
により作動される。先端２６がこのように補正さ
れながらＥ方向と逆に移動され位置８６にもたら
されると、記憶装置７１から補正禁止信号が読み
出されるため、禁止回路７２は、画像処理装置４
７からの比較結果の逐次の増幅器４５への転送を
停止し、補正禁止信号が読み出された時点におけ
る画像処理装置４７からの比較結果を保持し、こ
れを増幅器４５に供給する。従つて、ブラケツト
１２は先端２６の位置８６から位置８３に至り再
び位置８６にもどす移動中では、比較器４６の比
較結果によるモータ２０の作動によつてのみＨ方
向に回動される。先端２６のＥ方向の移動におい
て、位置８６では補正許可信号が、位置８７では
補正禁止信号が夫々記憶装置７１から読み出され
るため、位置８６と８７との間では画像処理装置
４７からの比較結果が増幅器４５に供給され、位
置８７と８４との間では、画像処理装置４７から
の比較結果の逐次の増幅器４５への供給は停止さ
れる。このようにロボツト８０は、カメラ１６か
ら検出信号として不適当な画像が得られる領域、
すなわち、先端２６が正確に接合部２７に設定さ
れていても基準スリツト画像８１と同一の画像が
カメラ１６から得られない位置８６から８３まで
の間、位置８３から位置８６までの間及び位置８
７から位置８４までの間では補正動作を行わな
い。

尚、前記具体例では、基準画像として第５図に
示すような画像８１を記憶装置７１に記憶した
が、例えば第７図ａないしｃに示すような接合部
１０１〜１０３の際には、夫々基準画像１０４〜
１０６を記憶装置７１に記憶しておけばよい。
（Ｆは光軸である）。また、前記具体例では、基準
画像を予め記憶装置７１に記憶したが、テイーチ
ング動作の際にカメラ１６で撮像される画像を基
準画像として記憶装置７１に記憶してもよく、そ
の際画像８８を基準画像として記憶してもよい。
加えて、異なる複数の基準画像を同時に記憶装置
７１に記憶し、必要に応じで、特定の基準画像を
画像処理装置に供給するようにしてもよい。

尚、本考案は接着用に限定されず、種々のその
他の用途のロボツトにも適用し得る。

前記の如く、本考案によれば、テイーチング時
とプレイバツク時とにおいて、被作業物体の設定
位置又は被作業物体の作業部位が夫々異なつてい
ても、プレイバツク時、その相違を補正し得るた
め、作業部材を正確に作業部位に設定し得る上
に、適当な検出信号を得られ難い作業部位に対し
ては、必要に応じて補正動作を停止し得るため、
完全に誤つたプレイバツク動作を無くし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による好ましい一具体例の正面
図、第２図及び第３図は第１図に示す具体例の手
首等の詳細斜視図、第４図は第１図に示す具体例
の制御動作ブロツク図、第５図及び第６図は夫々
テレビカメラによるスリツト画像の説明図、第７
図は種々の接合部とスリツト画像との説明図であ
る。 １……ロボツト本体、３……腕部、１６……テ
レビカメラ、１７……作業部材、２３……ポテン
シヨメータ、４７……画像処理装置、７１……記
憶装置、７２……禁止回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被作業部体上において一方向に伸長した作業部
   位に作用を及ぼす作業を行なう作業部と、作業部
   を変位自在に支持しており、予め記憶された情報
   に基づいて、前記作業中に作業部が前記作業部位
   に沿いながら作業部位に対して相対的に移動する
   ように動作する可動腕部と、予め設定された作業
   部の位置を示す基準信号と作業中において検出し
   て得られる前記作業部位を示す検出信号とを比較
   することによつて予め設定された作業部の位置と
   前記作業部位とのズレを検出する検出手段と、作
   業部を可動腕部に対して変位せしめて前記ズレを
   補正する補正手段と、前記作業部位において前記
   ズレの検出には不適当な検出信号が得られる領域
   では補正手段での補正動作を禁止する禁止手段と
   からなる工業用ロボツト。