JPS63156625A - ロボツト用作業工具保持装置 - 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、産業用ロボットの手首に作業工具を保持させ
、その作業工具が所定の加工を行ない得るようにしたロ
ボット用作業工具保持装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のロボット用作業保持装置にあっては、産
業用ロボッ１〜を用いてぼり取り作業を行なう場合、被
加工物に対しその被加工物の切削反力に打も勝つように
作業工具を保持する必要があり、種々のものが提案され
、実用に供されている。

前記保持装置としての第１の従来例は、産業用ロボット
の手首に取付けたブラケットに作業工具を保持させるよ
うにしたものがある。

第２の従来例は、前記第１の従来例と同様に取付ける他
、力センサ及び電気的制御手段を持ち。

これらの機能によって複雑な形状の被加工物でも作業工
具を被加工物の周囲に沿って追従作業し得るように構成
されている。

第３の従来例は、第５図に示すように、ロボット手首１
にハウジング２を取付け、そのハウジング２内に、先端
に作業工具４を装着した回転形の原動機３を、支点Ａを
中心として回動可能に支持し、その原動機３の先端側の
周囲とハウジングとの間に原動機３を軸心方向に引張る
ばね５を放射状に配置させている。

第４図の従来例は、第６図に示すように、先端に作業工
具４を着脱可能に取付けた回転形原動機３の特定部を原
動機軸線上の支点Ａを中心として原動機が自由に全方向
に向けられるよう自在に支持、し、該原動機３の他の特
定部には原動機軸線上の一点に向い合うように二つの流
体シリンダ６゜６を配置し該流体シｊノンダ６，６は内
圧力を制御するための圧力制御弁が設けられた該加圧支
持装置により、被加工物１０に対する作業工具４の押し
付は力が調整出来るごとく構成されている。

第５の従来例は、原動機３を第４の従来例と同様に取付
ける他−Ｈ動機３軸と同心の作業工具４の外周を軸受で
支え該軸受の外周に前述の加圧支持装置７を取付け、該
加圧支持装置７が作業工具４の逍りを駆動モータによっ
て、゛回転して押し付方の方向を変えることができるよ
うに橘成さｔている、 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、上記に示す従来技術では、次に述へる間頴点
がある。

即ち、第１の従来例では１作業工具をブラケットを用い
て直接ロボットの手首に取付けただけのものであるから
、被加工物の位置ズレや加工部の凹凸に対して作業工具
の先端を常に一定力で接触させることができず、又切削
反力による振動や衝撃がロボットの手首に直接伝わるの
で、ロボットに悪影響をあたえる問題があった。

第２の従来例では、あらゆる複雑な形状の被加工物でも
追従することは可能であるが、多くの検出器と複雑な制
御が必要となり、装置が極めて高価なものとなる問題が
あった。

第３の従来例では、ばね５で作業工具をあるゆる方向に
支持するため、ロボットの進行方向に対しても弾性変形
をおこし、正常な切削状態かえられないという現象がお
こっている。

第４の従来例では、流体シリンダ６及びこの流体シリン
ダを制御する加圧支持装置７を取付るため、流体配管の
引回し、流体シリンダ６及び加圧支持装置の取付けにお
いて、構造がそれだけ複雑になる問題があった。

第５の従来例では、流体シリンダ６及び加圧支持装置７
を用いているので、第４の従来例と同様に構造が複雑に
なり、しかも加圧支持装置７を、作業工具４の回りに回
転させるため、軸受や駆動用モータをさらに用いている
ので１部品点数が増え、構造がいっそう複雑になる問題
があった。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点に鑑み、被加工
物に位置ずれや凹凸があっても、作業工具が常に一定力
で被加工物に接触して作業を的確に行なうことができ、
しかも簡単な構造で安価にできるロボット用作業工具保
持装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、産業用ロボットの回転可能な手首に取付け
られるハウジングと、先端に作業工具を装着し、かつハ
ウジング内の中心軸上に他端部の支点を中心として回動
可能に取付けられた電動機と、その電動機の中間部及び
ハウジング間に架装され、電動機をハウジングの中心軸
上に保持させる第１のばねと、電動機の先端部及びハウ
ジング間に架装され、電動機を介し作業工具を、第１の
ばねのばね力に抗し中心軸と交差する一方向に付勢させ
る第２のばねと、被加工物の加工時、第２のばねによる
作業工具の付勢方向を常に被加工物に向けるべく被加工
物の周囲に沿ってハウジングを回転制御する制御手段と
を備えている。

〔作用〕

電動機を駆動して作業工具を回転させ、その状態で産業
用ロボットの手首により作業工具を被加工物の周囲に沿
って移動させると、作業工具は。

第２のばねのばね力によって一方向に付勢され、しかも
制御手段によってハウジングが回転されることにより第
２のばねによる付勢方向が常に被加工物に向くので、被
加工物に対しその周囲に亘り略一定の押圧力で接触して
加工できる。

従って、作業工具が被加工物の周囲に亘り接触して加工
できるので、被加工物が複雑な形状であっても、また多
少位置ずれがあっても、さらに凹凸があっても、確実に
加工することができ、しかも従来例のような多くの検出
器及び複雑な制御または流体シリンダ及び加圧支持装置
等が不要になり、それだけ簡単な構造で安価にできる。

Ｃ実施例〕 以下１本発明の実施例を第１図展望第４図により説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す断面側面図、第２
図は第１図の■−■線断面図、第３図は産業ロボットに
取付けられたハウジングと被加工物との関係を示す説明
用斜視図５第４図は被加工物の周囲に対する作業工具の
接触状態を示す作用説明図である。

実施例のロボット用作業工具保持装置は、大別すると、
ハウジング１１と、電動機１２と、第１のばね１６と、
ばね１７と１位置決め機構２２と、制御手段２５とを備
えて構成されている。

前記ハウジング１は、第工図展望第３図に示すように、
産業用ロボットの手首１００の先端に取付けられており
、その先端が開口された中空形状をなしている。産業用
ロボットの手首１００は第３図に示す如く、ハウジング
１１を軸周りに回転し、またロボット腕機構の動作によ
って被加工物の周囲に沿って移動するようにしている。

前記電動機１２は、先端に作業工具としての砥石１３を
装置している。そして電動機１２の他端部がハウジング
１１内の中心軸上に設けられたブラケット１４にピン１
５によって取付けられて、電ｆｉＪ機１２はピン１５を
中心として回動するようにしている。

前記第１のばね１６は、電動機１２の中間部及びハウジ
ング１１間の相対向する位置に夫々架装され、電動機１
２をハウジング１１の中心軸上に保持させるようにして
いる。即ち、電動機１２の中心軸とハウジング１１の中
心軸とが一致するようにしている。

前記第２のばね１７は、電動機１２の先端部及びハウジ
ング１１間に架装され、前記第１のばね１６の弾性力に
抗し１作業工具１３をその中心軸と交差する一方向に付
勢させている。即ち、前記第２のばね１７は、電動機１
２ケースの先端部にピン１８によって一端が軸支された
ロッド１９と。

ハウジング１１のロッド１９と対向する位置にピン２０
によって一端が軸支され、かつその内部にロッド１９の
他端を挿入した中空のばねホルダ２１とを有し、ばねホ
ルダ２１の内部における一端とｐラド１９の他端間に縮
設されることにより、電動機】２を介し作業工具１３を
、第１のばね１６のばね力に抗し中心軸と直交する一方
向に付勢させるようにしている。そのため、第２のばね
１７は第１のばね１６より大きいばね力に設定されてい
る。

前記位置決め機構２２は、電動機１２ケースの先端部に
ピン２４によって一端部が軸支されたロッド２３と、ハ
ウジング１１内のロッド２３と対向する位置に取付けら
れたソレノイド２４とを有し。

産業用ロボットに被加工物３０の形状を教示させるとき
、ソレノイド２４を励磁して該ソレノイドピン２４ａを
ロッド２３に当接させることにより、電動機１２をハウ
ジング１１の中心軸上に位置決めさせ、被加工物の加工
時、ソレノイド２４を消磁し、ソレノイドビン２４ａを
ロッド２３から後退させることにより電動機１２を釈放
するようにしている。

一方、前記制御手段２５は、被加工物の加工時。

産業用ロボットの手首１０を駆動して第２のばね１７に
よる付勢方向が常に被加工物３０に向くようにハウジン
グ１１を回転するようにしており。

産業用ロボットの制御装置に組込まれている。

次に、実施例のロボット用作業工具保持装置の動作を被
加工物３ｏのばね取り作業について述へる。

まず、産業用ロボットに被加工物３０の形状を認識させ
るため、予め保持装置における位置決め機構２２のソレ
ノイド２４の励磁によって電動機１２をハウジング１１
の中心軸上に位置決めし。

この状態で産業用ロボットの制御装置によりロボットの
手首１０を被加工物３０の周囲に沿って移動することに
より予め教示する。その場合、保持装置の制御手段には
第２のばね１７による電動機１２の付勢方向が被加工物
３ｏを向くようにハウジング１１の回転位置を教示させ
ておく。

次いで、位置決め機構２２のソレノイド２４を消磁して
電動機１２を釈放した後、被加工物３０のばね取り作業
を行なう。

即ち、保持装置の電動機１２を駆動して作業工具として
の砥石１３を回転し、その状態でロボットの手首１００
の移動により砥石１３を被加工物３０の周囲に沿って移
動させると、砥石１３は、第２のばね１７のばね力によ
って付勢され、しかも制御手段によって第２のばね１７
による電動機１２の付勢方向が常に被加工物３０に向く
ので。

被加工物３０の周囲に亘り略一定の押圧力で接触して切
削することができる（第４図参照）。

従って、砥石１３が被加工物３０に周囲に亘り接触切削
できるので、被加工物３０が複雑な形状であってもきた
多少の位置ずれを起こしていても。

しかも周囲に凹凸があってもぼり取り作業を確実に行な
える。

また、保持装置は、電動機１２の先端に装着された砥石
１３を付勢させる為の第２のばね１７と。

砥石１３が加工時、常に被加工物３ｏに付勢されるよう
にハウジング１１を回転制御させる制御手段とを備えて
いるので、従来例に比較すると、被加工物の切削反力に
よる振動や衝撃等がロボットの手首に直に伝わることを
妨げ、しかも多くの検出器及び複雑な制御または流体シ
リンダ及び加圧支持装置等が不要になり、それだけ構造
が簡単で安価にできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば０作業工具を中心軸と
交差する一方向に付勢させ、被加工物の加工時、作業工
具が常に被加工物に対し付勢されるように被加工物の周
囲に沿ってハウジングを回転制御し１作業工具が被加工
物の周囲に亘り接触するように構成したので、被加工物
が複雑な形状であっても、また多少位置ずれがあっても
、さらに凹凸があっても確実に加工することができ、し
かも構造が簡単で安価にできる効果がある、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面側面図。 第２図は第１図のＤ−■線断面図、第３図は産業用ロボ
ットに取付けられたハウジングと被加工物との関係を示
す説明用斜視図、第４図は被加工物の周囲に対する作業
工具の接触状態を示す作用説明図、第５図は（ａ）及び
（ｂ）は従来の保持装置の一例を示す正面図及び断面側
面図、第６図は従来の保持装置の他の例を示す断面側面
図である６１１・・・ハウジング、１２・・・電動機、
１６．・・・第１のばね、１７・・・第２のばね、２５
・・・制御手段、１３・・・作業工具、Ａ・・・電動機
１２の支点。 ＄　３　図 ＄　４　凹 ＄　　５　　　凹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、産業用ロボットの回転可能な手首に取付けられるハ
   ウジングと、先端に作業工具を装着し、かつハウジング
   内の中心軸上に他端部の支点を中心として回動可能に取
   付けられた電動機と、その電動機の中間部及びハウジン
   グ間に架装され、電動機をハウジングの中心軸上に保持
   させる第１のばねと、電動機の先端部及びハウジング間
   に架装され、電動機を介し作業工具を、第１のばねのば
   ね力に抗し中心軸と交差する一方向に付勢させる第２の
   ばねと、被加工物の加工時、第２のばねによる作業工具
   の付勢方向を常に被加工物に向けるべく被加工物の周囲
   に沿ってハウジングを回転制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とするロボット用作業工具保持装置。