JPS63150181A - 板状ワ−クの吸着方法 - Google Patents
板状ワ−クの吸着方法Info
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- JPS63150181A JPS63150181A JP29789686A JP29789686A JPS63150181A JP S63150181 A JPS63150181 A JP S63150181A JP 29789686 A JP29789686 A JP 29789686A JP 29789686 A JP29789686 A JP 29789686A JP S63150181 A JPS63150181 A JP S63150181A
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- Japan
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- plate
- suction
- proximity sensor
- line segment
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、産業用ロボットの把持装置である吸着装置
によってワークを吸着する方法、とくに板状ワークの被
吸着面のほぼ中央位置において、板状ワークを吸着させ
る方法に関する。
によってワークを吸着する方法、とくに板状ワークの被
吸着面のほぼ中央位置において、板状ワークを吸着させ
る方法に関する。
一般に、産業用ロボットの把持機構としての吸着ハンド
（電磁式、真空式）は、構造的に簡単で、かつコスト的
にも有利であるから広く利用される。 この吸着ハンドによって安全確実にワークを把持するた
めに、例えば、ワークの重心位置を吸着箇所として選択
する、といった使用上の配慮が求められる。そのため、
一般には作業台上でワークを位置決めすることがおこな
われる。ワークが同一形状で、しかも多数ある場合には
、比較的簡単な位置決め機構によって、その目的を達成
することができる。
（電磁式、真空式）は、構造的に簡単で、かつコスト的
にも有利であるから広く利用される。 この吸着ハンドによって安全確実にワークを把持するた
めに、例えば、ワークの重心位置を吸着箇所として選択
する、といった使用上の配慮が求められる。そのため、
一般には作業台上でワークを位置決めすることがおこな
われる。ワークが同一形状で、しかも多数ある場合には
、比較的簡単な位置決め機構によって、その目的を達成
することができる。
しかし実際には、形状９寸法が異なり、しかも個数の少
ない、いわゆる多種少量のワークを吸着対象としなけれ
ばならない場合も多い。 このような場合には、次のような問題点がある。 新たなワークの吸着の都度、位置決めの修正をしなけれ
ばならないから、作業能率を低下させることになる。し
かも、吸着箇所の適正な選択を省略すると、把持の信頼
性が悪くなり、安全面で事故につながるおそれが残るこ
とになる。 この発明の目的は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、形状２寸法の異なる多種少量の板状ワークを吸着
対象とする場合でも、自動的に対応してワークの中央位
置（重心位置）をほぼ吸着箇所となし得るような簡便な
方法を提供することにある。
ない、いわゆる多種少量のワークを吸着対象としなけれ
ばならない場合も多い。 このような場合には、次のような問題点がある。 新たなワークの吸着の都度、位置決めの修正をしなけれ
ばならないから、作業能率を低下させることになる。し
かも、吸着箇所の適正な選択を省略すると、把持の信頼
性が悪くなり、安全面で事故につながるおそれが残るこ
とになる。 この発明の目的は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、形状２寸法の異なる多種少量の板状ワークを吸着
対象とする場合でも、自動的に対応してワークの中央位
置（重心位置）をほぼ吸着箇所となし得るような簡便な
方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、この発明は、板状ワーク
の被吸着面に平行で、かつ互に直角な２つの方向に移動
可能な吸着ハンドに設げられた近接センサを、まず、前
記所定の２つの方向のいづれか一方向に平行な複数の平
行線上を移動させ、これら平行線の内で、板状ワークの
外形線によって限られる線分の長さが最大となる第１の
線分を選び、次にこの第１線分の中央位置を通って、前
記の２つの方向のうちの他の方向に近接センサを移動さ
せて、板状ワークの外形線によって限られる第２線分の
中央位置を求め、これを被吸着中心位置とする。
の被吸着面に平行で、かつ互に直角な２つの方向に移動
可能な吸着ハンドに設げられた近接センサを、まず、前
記所定の２つの方向のいづれか一方向に平行な複数の平
行線上を移動させ、これら平行線の内で、板状ワークの
外形線によって限られる線分の長さが最大となる第１の
線分を選び、次にこの第１線分の中央位置を通って、前
記の２つの方向のうちの他の方向に近接センサを移動さ
せて、板状ワークの外形線によって限られる第２線分の
中央位置を求め、これを被吸着中心位置とする。
」二記第２線分の中央位置において、吸着ハンドに板状
ワークを吸着させると、吸着ハンドを板状ワークの中心
、あるいは中心近傍に吸着させられる。
ワークを吸着させると、吸着ハンドを板状ワークの中心
、あるいは中心近傍に吸着させられる。
この発明の実施例を、以下に図を参照しながら説明する
。なお、第１図はこの発明の詳細な説明するための概略
説明図、第２図は吸着ハンド、近接センサ、および板状
ワークの位置関係の説明図、第３図は円形板状ワークの
場合における被吸着箇所探索の説明図、第４図は同じく
方形板状ワークの場合の説明図、第５図は同じく三角形
板状ワークの場合の説明図、第６図はこの実施例に好適
な板状ワーク形状の説明図である。 第１図において、吸着装置１０は主として、アーム１を
含む、図示してないロボット装置、アーム１の先端部に
設けられる吸着ハンド２、およびこの吸着ハンド２の吸
着面の近傍に設けられる近接センサ３からなっている。 なお、作業面４の上に板状ワーク５が載置され、このワ
ーク５を吸着装置によって吸着して所定の他の箇所に移
送することを作業目的とする。 第２図によって補足すると、近接センサ３の検知面の垂
直方向の位置水準は、吸着ハンド２の吸着面のそれより
若干、上方にある。アーム１および吸着ハンド２が、実
線表示の位置にあるとき、吸着ハンド２の吸着面中心部
はほぼワーク５の重心位置と一致しており、そのまま下
がってワーク５を吸着すれば吸着箇所として適切である
。他方、二点鎖線表示位置にあるとき一前記位置より寸
法ａだけ左方に偏っている−には、吸着箇所としては不
適切である。なお、近接センサ３としては、光電形、磁
気形、超音波形またはりミツトスイッチ形などが適用可
能であり、その使用目的と使用条件とによって適宜選択
される。 第１図、第２図においてば、ワーク５の位置ば概略的に
は定められているが、位置決め具ないし位置決め装置に
よって正確には確定されていない。 また、アーム１、したがって吸着ハンド２は、第１図の
Ｘ、Ｙの各方向にそれぞれ平行に移動可能に案内支持さ
れていて、それぞれの移動のとき、近接センサ３によっ
て、ワーク５の輪郭、つまり外形線に対向した位置にき
たことを検知する。そして、この位置検知データに基づ
いて、ワーク５の中心部を推定し、この位置に吸着ハン
ド２の吸着面の中心をもっていく。この際、近接センサ
３と吸着ハンド２との各中心位置間の距離は、もちろん
補正される。 以下の３種類の形状の板状ワークの場合を例にして詳し
く説明する。 まず、第３図を参照しながら、円形の板状ワーク１５の
場合について説明する。吸着動作に先行して、以下のよ
うな手順でワークの中心位置を探索する。 ■近接センサ３を吸着ハンド２とともに（第１図参照）
、ワーク１５の被吸着面に近接対向させて、図の横方向
の互いに平行で等間隔な線ＸＩ、Ｘ２゜Ｘ３．Ｘ４の各
線上にそって移動させる。 ■その各平行線Ｘ１＋Ｘ２．ｘ３．ｘ４がワーク１５の
外形線で切られるときの線分長の中で最大値をとるもの
を選ぶと、平行線ｘ２による線分長Ｅ２である。 ■次に、線分長Ｅ２の中央位置ＰＬ（丸印表示）を決め
る。 ■そして、この２１点をとおり線Ｘ１．− などに直
角な線Ｙ１の線上にそって近接センサを移動させる。 ■そのときの移動線Ｙ１が、ワーク１５の外形線で切ら
れるときの線分の中央位置を０１点（二重丸印表示）と
すると、この０１点が被吸着面の中心位置□円形の中心
□と一致する。 なお前記の例では、正確にワーク１５の中心を探索する
ことができたが、これはワーク１５の形状が円形である
ことの特例である。一般には、前記のようにして求めた
位置と、実際のワーク中心位置とは若干の誤差を生じる
。次に述べる方形ワークの例がそのことを示す。 第４図において、方形ワーク２５がその辺をＸ方向に対
して傾斜して置かれている。この場合、Ｘ１１〜Ｘ１６
の６本の平行で等間隔な線にそって移動させる。その結
果、線Ｘ１４のときに最大の線分長が得られ、その中心
をｐＨ点（丸印）とする。このｐＨ点を通り、線Ｘ１４
に直角に線Ｙ１．１を引き、これがワーク２５の外形と
交わる点の中央点Ｑ１２点（二重丸印）を求める。この
場合、０１２点は方形ワーク２５の中心０１０点と若干
の誤差がある。 そして、この誤差の程度は、方形ワーク２５の辺のＸ方
向との１頃斜角度や、平行線ＸＬ −の、方形ワーク２
５の外形との位置関係などによる。例えば、方形ワーク
２５の一方の辺がＸ方向と一致すれば、誤差を生じるこ
とはない。また、平行線Ｘ１゜−の間隔を細かくすれば
、誤差を小さくすることができる。なお、各平行線Ｘｌ
、 −は必ずしも等間隔である必要はない。 前記した二つの例は、ワーク外形が２個の互いに直角な
軸線を対称軸としてもつものであった。 このような外形のときに番よ、誤差を比較的小さく抑え
ることができるが、そうでないときには、その外形の隅
たりの程度に応じて誤差を生じることになる。次に、第
５図を参照しながらそのことを説明する。 第５図の例は、ワーク３５の形状が三角形の場合である
。図で、等間隔の４本の平行線Ｘ２１〜Ｘ２４を引くと
、ワーク３５の外形線で切られる線分の最大のものは、
この場合では平行ｗｃＸ２３によって得られる。そして
、この中心Ｐ２１点（丸印）から、Ｘ２３と直角にＹ２
１をとり、その中央点Ｑ２２（二重丸印）を求めると、
これがこの考案に基づいて探索された中心点である。図
から明らかなように、この０２２点と、ワーク３５の実
際の重心位置Ｇ２０との位置誤差は、前記の二つの実施
例（第３図、第４図参照）の場合より大きい。これは、
三角形ワーク３５が、互いに直角な二つの軸線を対称線
としでもたないからである。 一般に、ワークの外形が、厳密には互いに直角な二つの
軸線を対称線としてもたないとしても、近似的には対称
線をもつと考えてよい場合も多くある。その場合の近似
の程度のつかみ方について、第６図を参照しながら説明
する。 この第６図で、対象とするワークの外形をＲ（実線表示
）とするとき、この外形Ｒに近似な楕円Ｒｏ（破線表示
）□場合によっては方形□を考える。そうすると、ワー
ク外形Ｒが、この楕円Ｒｏの二つの対称軸Ｘ、Ｙを共通
の対称軸とするときの近似の程度を、ワーク外形Ｒと基
準にとった楕円Ｒｏとの重なり具合から概略的に知るこ
とができる。なお、このワーク外形Ｒに対しては、軸Ｘ
、Ｙのいずれか一方の軸線に平行に近接センサを移動さ
せて中心位置を探索するのが合理的である。
。なお、第１図はこの発明の詳細な説明するための概略
説明図、第２図は吸着ハンド、近接センサ、および板状
ワークの位置関係の説明図、第３図は円形板状ワークの
場合における被吸着箇所探索の説明図、第４図は同じく
方形板状ワークの場合の説明図、第５図は同じく三角形
板状ワークの場合の説明図、第６図はこの実施例に好適
な板状ワーク形状の説明図である。 第１図において、吸着装置１０は主として、アーム１を
含む、図示してないロボット装置、アーム１の先端部に
設けられる吸着ハンド２、およびこの吸着ハンド２の吸
着面の近傍に設けられる近接センサ３からなっている。 なお、作業面４の上に板状ワーク５が載置され、このワ
ーク５を吸着装置によって吸着して所定の他の箇所に移
送することを作業目的とする。 第２図によって補足すると、近接センサ３の検知面の垂
直方向の位置水準は、吸着ハンド２の吸着面のそれより
若干、上方にある。アーム１および吸着ハンド２が、実
線表示の位置にあるとき、吸着ハンド２の吸着面中心部
はほぼワーク５の重心位置と一致しており、そのまま下
がってワーク５を吸着すれば吸着箇所として適切である
。他方、二点鎖線表示位置にあるとき一前記位置より寸
法ａだけ左方に偏っている−には、吸着箇所としては不
適切である。なお、近接センサ３としては、光電形、磁
気形、超音波形またはりミツトスイッチ形などが適用可
能であり、その使用目的と使用条件とによって適宜選択
される。 第１図、第２図においてば、ワーク５の位置ば概略的に
は定められているが、位置決め具ないし位置決め装置に
よって正確には確定されていない。 また、アーム１、したがって吸着ハンド２は、第１図の
Ｘ、Ｙの各方向にそれぞれ平行に移動可能に案内支持さ
れていて、それぞれの移動のとき、近接センサ３によっ
て、ワーク５の輪郭、つまり外形線に対向した位置にき
たことを検知する。そして、この位置検知データに基づ
いて、ワーク５の中心部を推定し、この位置に吸着ハン
ド２の吸着面の中心をもっていく。この際、近接センサ
３と吸着ハンド２との各中心位置間の距離は、もちろん
補正される。 以下の３種類の形状の板状ワークの場合を例にして詳し
く説明する。 まず、第３図を参照しながら、円形の板状ワーク１５の
場合について説明する。吸着動作に先行して、以下のよ
うな手順でワークの中心位置を探索する。 ■近接センサ３を吸着ハンド２とともに（第１図参照）
、ワーク１５の被吸着面に近接対向させて、図の横方向
の互いに平行で等間隔な線ＸＩ、Ｘ２゜Ｘ３．Ｘ４の各
線上にそって移動させる。 ■その各平行線Ｘ１＋Ｘ２．ｘ３．ｘ４がワーク１５の
外形線で切られるときの線分長の中で最大値をとるもの
を選ぶと、平行線ｘ２による線分長Ｅ２である。 ■次に、線分長Ｅ２の中央位置ＰＬ（丸印表示）を決め
る。 ■そして、この２１点をとおり線Ｘ１．− などに直
角な線Ｙ１の線上にそって近接センサを移動させる。 ■そのときの移動線Ｙ１が、ワーク１５の外形線で切ら
れるときの線分の中央位置を０１点（二重丸印表示）と
すると、この０１点が被吸着面の中心位置□円形の中心
□と一致する。 なお前記の例では、正確にワーク１５の中心を探索する
ことができたが、これはワーク１５の形状が円形である
ことの特例である。一般には、前記のようにして求めた
位置と、実際のワーク中心位置とは若干の誤差を生じる
。次に述べる方形ワークの例がそのことを示す。 第４図において、方形ワーク２５がその辺をＸ方向に対
して傾斜して置かれている。この場合、Ｘ１１〜Ｘ１６
の６本の平行で等間隔な線にそって移動させる。その結
果、線Ｘ１４のときに最大の線分長が得られ、その中心
をｐＨ点（丸印）とする。このｐＨ点を通り、線Ｘ１４
に直角に線Ｙ１．１を引き、これがワーク２５の外形と
交わる点の中央点Ｑ１２点（二重丸印）を求める。この
場合、０１２点は方形ワーク２５の中心０１０点と若干
の誤差がある。 そして、この誤差の程度は、方形ワーク２５の辺のＸ方
向との１頃斜角度や、平行線ＸＬ −の、方形ワーク２
５の外形との位置関係などによる。例えば、方形ワーク
２５の一方の辺がＸ方向と一致すれば、誤差を生じるこ
とはない。また、平行線Ｘ１゜−の間隔を細かくすれば
、誤差を小さくすることができる。なお、各平行線Ｘｌ
、 −は必ずしも等間隔である必要はない。 前記した二つの例は、ワーク外形が２個の互いに直角な
軸線を対称軸としてもつものであった。 このような外形のときに番よ、誤差を比較的小さく抑え
ることができるが、そうでないときには、その外形の隅
たりの程度に応じて誤差を生じることになる。次に、第
５図を参照しながらそのことを説明する。 第５図の例は、ワーク３５の形状が三角形の場合である
。図で、等間隔の４本の平行線Ｘ２１〜Ｘ２４を引くと
、ワーク３５の外形線で切られる線分の最大のものは、
この場合では平行ｗｃＸ２３によって得られる。そして
、この中心Ｐ２１点（丸印）から、Ｘ２３と直角にＹ２
１をとり、その中央点Ｑ２２（二重丸印）を求めると、
これがこの考案に基づいて探索された中心点である。図
から明らかなように、この０２２点と、ワーク３５の実
際の重心位置Ｇ２０との位置誤差は、前記の二つの実施
例（第３図、第４図参照）の場合より大きい。これは、
三角形ワーク３５が、互いに直角な二つの軸線を対称線
としでもたないからである。 一般に、ワークの外形が、厳密には互いに直角な二つの
軸線を対称線としてもたないとしても、近似的には対称
線をもつと考えてよい場合も多くある。その場合の近似
の程度のつかみ方について、第６図を参照しながら説明
する。 この第６図で、対象とするワークの外形をＲ（実線表示
）とするとき、この外形Ｒに近似な楕円Ｒｏ（破線表示
）□場合によっては方形□を考える。そうすると、ワー
ク外形Ｒが、この楕円Ｒｏの二つの対称軸Ｘ、Ｙを共通
の対称軸とするときの近似の程度を、ワーク外形Ｒと基
準にとった楕円Ｒｏとの重なり具合から概略的に知るこ
とができる。なお、このワーク外形Ｒに対しては、軸Ｘ
、Ｙのいずれか一方の軸線に平行に近接センサを移動さ
せて中心位置を探索するのが合理的である。
【発明の効果】。
以上説明したように、この発明においては、吸着動作に
先行して、近接センサを吸着ハンドとともに、ワークの
被吸着面に近接対向させて、所定の一方向（Ｘ方向）と
平行な複数個の線にそって移動させ、その各平行線がワ
ークの外形線で切られるときの線分長の中で最大値をと
るものを選び、その最大値をとる線分の中央位置Ａを決
め、このＡ点をとおりＸ方向と直角なＹ方向に近接セン
サを移動させ、そのときの移動線が、ワークの外形線で
切られるときの線分の中央位置Ｂ点を決めて、このＢ点
において板状ワークを吸着ハンドに吸着させるようにし
たので、従来の技術に比べ次のようなすぐれた効果があ
る。 （１） 把持動作の信軌性が向上し、同時に安全性が
より確立される。 （２） とくに多種少量のワークに対して、その都度
の位置決め修正が不要となり、作業能率を向上しうる。 （３）構造的に簡単な装置によって実現されるので、コ
スト増分が少なく、なによりも極めて汎用性がある。 （４）要求される位置精度に応じて、動作を調整するこ
とができる。
先行して、近接センサを吸着ハンドとともに、ワークの
被吸着面に近接対向させて、所定の一方向（Ｘ方向）と
平行な複数個の線にそって移動させ、その各平行線がワ
ークの外形線で切られるときの線分長の中で最大値をと
るものを選び、その最大値をとる線分の中央位置Ａを決
め、このＡ点をとおりＸ方向と直角なＹ方向に近接セン
サを移動させ、そのときの移動線が、ワークの外形線で
切られるときの線分の中央位置Ｂ点を決めて、このＢ点
において板状ワークを吸着ハンドに吸着させるようにし
たので、従来の技術に比べ次のようなすぐれた効果があ
る。 （１） 把持動作の信軌性が向上し、同時に安全性が
より確立される。 （２） とくに多種少量のワークに対して、その都度
の位置決め修正が不要となり、作業能率を向上しうる。 （３）構造的に簡単な装置によって実現されるので、コ
スト増分が少なく、なによりも極めて汎用性がある。 （４）要求される位置精度に応じて、動作を調整するこ
とができる。
第１図はこの発明の詳細な説明するための概略説明図、
第２図は吸着ハンド、近接センサ、および板状ワークの
位置関係の説明図、 第３図は円形板状ワークの場合における被吸着箇所探索
の説明図、 第４図は同じく方形板状ワークの場合の説明図、第５図
は同じく三角形板状ワークの場合の説明図、第６図はこ
の実施例に好適な板状ワーク形状の説明図である。 符月説明 １：アーム、２：吸着ハンド、３：近接センサ、４：作
業面、Ｊ ｌ ］、５＋ ２５，３５ ：ワーク、１
０：吸着装置。 鶴装置 第１ 目 躬２図 Ｙ＋ 。 第３圀 兜４ 図 第６図 一’＋Ｆ＋ら−
位置関係の説明図、 第３図は円形板状ワークの場合における被吸着箇所探索
の説明図、 第４図は同じく方形板状ワークの場合の説明図、第５図
は同じく三角形板状ワークの場合の説明図、第６図はこ
の実施例に好適な板状ワーク形状の説明図である。 符月説明 １：アーム、２：吸着ハンド、３：近接センサ、４：作
業面、Ｊ ｌ ］、５＋ ２５，３５ ：ワーク、１
０：吸着装置。 鶴装置 第１ 目 躬２図 Ｙ＋ 。 第３圀 兜４ 図 第６図 一’＋Ｆ＋ら−
Claims (1)
- 板状ワークの被吸着面に平行でかつ互に直角な所定の２
つの方向に移動可能な吸着ハンドに設けられた近接セン
サを、前記所定の２方向のいずれか一方向に平行な複数
の平行線上を移動させ、前記平行線の内で前記板状ワー
クの外形線によって限られる線分の長さが最大の第１線
分を選び、この第１線分の中央位置を通り、前記２方向
の他の方向に前記近接センサを移動させて、前記板状ワ
ークの外形線によって限られる第２線分の中央位置を求
め、この第２線分の中央位置において前記吸着ハンドに
板状ワークを吸着させることを特徴とする板状ワークの
吸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29789686A JPS63150181A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 板状ワ−クの吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29789686A JPS63150181A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 板状ワ−クの吸着方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63150181A true JPS63150181A (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=17852510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29789686A Pending JPS63150181A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 板状ワ−クの吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63150181A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3005983U (ja) * | 1994-06-10 | 1995-01-17 | ダイトロンテクノロジー株式会社 | 基板搬送ロボット用の光反射型基板検出装置 |
| WO2023190012A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 京セラ株式会社 | ロボットハンド、処理装置、駆動機構制御部、プログラム及び制御システム |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP29789686A patent/JPS63150181A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3005983U (ja) * | 1994-06-10 | 1995-01-17 | ダイトロンテクノロジー株式会社 | 基板搬送ロボット用の光反射型基板検出装置 |
| WO2023190012A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 京セラ株式会社 | ロボットハンド、処理装置、駆動機構制御部、プログラム及び制御システム |
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