JPS63196394A - ロボツトを用いた工作物移載装置 - 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〉 本発明は工作物の移載をロボットを用いて行う工作物移
載装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の装置ではアームの先端に旋回可能に取り付けられ
たロボットハンドに１個の距離センサを取り付け、この
距離センサを用いた工作物の傾きを測定してロボットハ
ンドの向きを補正してから工作物を把持するようにして
いた。すなわち、工作物を把持する前にロボットハンド
を工作物の被把持部の長手方向と直交する方向に移動し
て被把持部の１番目の箇所における位置を検出させ、そ
の後ロボットハンドを被把持部の長手方向に移動してか
ら再び被把持部と交差する方向に移動させることによっ
て被把持部の前記１番目の箇所と離間した被把持部の２
番目の箇所における位置を検出させて、この２つの測定
位置より工作物の傾きを演算する。この後ロボットハン
ドを旋回させ、これによって、ロボットハンドに設けら
れた把持爪の把持面を工作物の非把持部と平行にしてか
ら、工作物の把持を行うようにしていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、上述のような装置では被把持部の２つの異なっ
た位置を１つの距離センサによって検出しているためロ
ボットハンドを数置にわたって移動させなければならず
動作時間が長くなり、移載作業に時間がかかるという問
題がある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上述した問題を解決するためになされたもので
、アームの先端に旋回可能に取り付けられたロボットハ
ンドに一対の距離センサをロボットハンドの旋回軸線と
直交する方向に一定の間隔を持って取り付け、ロボット
ハンドの移動により前記一対の距離センサを工作物に形
成された被把持部の長手方向と交差する方向に移動させ
前記一対の距離センサを前記工作物の被把持部の２つの
異なる位置に対応させる移動手段と、前記一対の距離セ
ンサの出力に基づき前記ロボットハンドの前記旋回軸線
回りにおける角度位置を変更して前記ロボットハンドに
設けられた把持爪に形成された把持面を前記工作物の被
把持部の延在方向と平行にする傾き補正手段とこの傾き
補正手段による補正動作終了後に前記工作物の被把持部
を前記把持爪で把持して工作物を移載する把持制御手段
とを設けたものである。

く作用〉 ロボットハンドに取り付けられた一対の距離センサが被
把持部の長手方向にある異なった２つの箇所に対応する
ようにロボットハンドを移動させて、一対の距離センサ
の出力に基づいてロボットハンドを旋回させて把持爪に
形成された把持面を被把持部の延在方向と平行にしたの
ち、工作物を把持爪で把持して移載を行う。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図においてｌは移載位置にある工作物Ｔの移載を行
うためのロボット本体であり、このロボット本体ｌには
ＣＰＵと記憶メモリとインターフェイス及び駆動回路よ
り構成されるロボットコントローラ２が接続されている
。

ロボット本体１の手首１ａにはロボットハンド３が手首
１ａの軸線を中心として旋回可能なように装着されてい
る。

ロボットハンド３は第２図、第３図、第４図に示すよう
に手首接続部材４により手首部１ａに装着され、手首接
続部材４の下には支持部材５が装着されている。６は把
持機構であり、支持部材５を両側から挟むようにして装
着されている。把持機構６はシリンダ７と可動部材８と
リンク部材９及び把持爪１０によって構成されている。

シリンダ７の内部にあるピストンと可動部材８が接続さ
れており、可動部材８とリンク部材９、リンク部材９と
把持爪１０はそれぞれビンによって接続されていて、シ
リンダ７に接続されたエアチューブより供給されるエア
によってピストンが可動し、この動きが可動部材８、リ
ンク部材９、把持爪１０と伝達されて把持爪１０が開閉
動作を行う。

支持部材５の手首接続部材４とは反対側の下端にはＺ軸
距離センサ１１が手首部１ａの旋回軸線上に装着されて
おり、第２図の図面上においてＺ軸距離センサ１１の前
の左右に一対のＸ＋距離センサ１２ａとＸ２距離センサ
１２ｂが間隔りで装着されている。

また、Ｘ２軸距離センサ１２ｂの後には、Ｙ軸距離セン
サ１３が設けられている。ここでＺ軸距離センサとＸ、
距離センサ１２ａとＸ２距離センサ１２ｂとＹ軸距離セ
ンサ１３とにはそれぞれ投光部と受光部が内蔵されてい
る。Ｚ軸距離センサ１１は投光部１１ａから投光された
光が工作物Ｔに当って反射されこの光を受光部１１ｂで
受光し、工作物Ｔまでの距離を測定するものであり、Ｘ
。

距離センサ１２ａとＸ２距離センサ１２ｂ及びＹ軸距離
センサ１３は特定距離内に反射面がある場合にＯＮを出
力し、ない場合にはＯＦＦを出力する。

次に以上のような構成のロボット移載装置の動作につい
て第５図に示したフローチャートと第６図、第７図、第
８図の動作説明図で説明する。

移載動作が指令されるとロボットコントローラ２のＣＰ
Ｕは第５図のフローチャートを実行する。

ステップ１００でロボットハンド３を工作物Ｔのほぼ中
央に位置する移動開始点０の上に移動し、ステップ１０
１でＺ軸距離センサ１１で工作物Ｔまでの高さを測定し
、ステップ１０２でＸＩ距離センサ１２ａとＸ２距離セ
ンサ１２ｂ及びＹ軸距離センサ１３の検出距離内に工作
物Ｔの被把持部Ｅの上面が入るような所定の高さにロボ
ットハンド３を移動する。

ステップ１０３でＸＩ距離センサ１２ａがＯＮかどうか
を判定しＯＮであればステップ１０６へ進みＯＮでない
ならステップ１０４へ進んでＸ２距離センサがＯＮかど
うか判定するＯＮであればステップ１０９へ進み、ＯＮ
でなければステップ１０５に進んで第５図においてＸ方
向工作物Ｔの被把持部Ｅのある方向へＸＩ距離センサ１
２ａまたはＸ２距離センサ１２ｂのどちらかがＯＮにな
るまで移動する。

第７図に示すようにＸ、距離センサ１２ａが工作物Ｔの
被把持部Ｅの上にくるとＸＩ距離センサ１２ａｆＪ＜Ｏ
Ｎとなり、ステ・ノブ１０３からステップ１０９へ進ん
でＸＩ距離センサ１２ａの座標を記憶する。

次にステップ１１０に進み、もう一つの距離センサのＸ
２距離センサ１２ｂがＯＮかどうか判定し、ＯＮであれ
ばステップ１１２に進みＯＮでなければステップ１１１
に進み、再びロボットハンド３をＸ２距離センサ１２ｂ
が工作物Ｔの被把持部ＥのであるＸ方向にロボットハン
ド３を移動していき、ステップ１０７へもどりＸ２距離
センサ１２ｂがＯＮになるまで移動を繰り返す。第８図
のようにＸ２距離センサ１２ｂが工作物Ｔの被把持部Ｅ
の上にくるとステップ１１２に進み第２の距離センサの
Ｘ２距離センサ１２ｂの座標Ｂを記憶する。

また、逆に先にＸ２距離センサ１２ｂがＯＮとなった場
合はステップ１０６に進み、このＸ２距離センサ１２ｂ
を第１の距離センサとして座標Ａを記憶する。その後、
ステップ１０７でＸ、距離センサ１２ａがＯＮかどうか
を判定し、ＯＮでなければステップ１０８との間でｘ１
距離センサ１２ａがＯＮになるまでロボットハンド３を
移動し、ＯＮになったところでＸＩ距離センサ１２ａの
座標を第２の距離センサの座標Ｂとして記憶する。

座標Ａと座標Ｂを記憶したところで２つの座標の差をス
テップ１１３でＣとして求める。

次にステップ１１４でこのＣの値と、ＸＩ距離センサ１
２ａとＸ２距離センサ１２ｂとの間隔りとから被把持部
Ｅの長手方向の傾きθを求めてステップ１１５に進む。

ステップ１１５に進むとロボットハンド３をＸ方向とは
逆な方向へ被把持部より所定量だけ離れた位置に移動す
る。ステップ１１６ではロボットハンド３を被把持部Ｅ
の長手方向の外形線と平行になる方向に傾きθだけ旋回
させる。

次にステップ１１７に進みＹ軸距離センサ１３がＹ方向
にある工作物Ｔの外形部を検出してＯＮとなっているか
を判定し、ＯＮならステップ１１９へ進みＯＮでないな
らばステップ１１８へ進んでＹ軸距離センサ１３がＯＮ
となるまでロボットハンド３を把持部Ｅと平行にＹ方向
へ移動して、Ｙ軸距離センサ１３がＯＮになったところ
でステップ１１９に進み把持部Ｅと平行に所定量だけＹ
方向とは逆の方向へ移動してその後ステップ１２０で工
作物Ｔを把持爪１０で把持して移載を行う。

以上のような移載動作の他に第９図に示すようなフロー
チャートにしたがって移載動作を行ってもよい。

ステップ２００で移動開始点Ｏにロボットハンド３を移
動して、ステップ２０１でロボットハンド３から工作物
Ｔまでの高さを測定し、ステップ２０２でロボットハン
ド３を所定の高さまで移動する。

ステップ２０３でＸ１距離センサ１２ａがＯＮかどうか
判定を行ないＯＮであればステップ２０６へ進みＯＮで
なければステップ２０４へ進む。

ステップ２０４へ進むとＸ２距離センサ１２ｂがＯＮで
あるかどうかを判定し、ＯＮであればステップ２０８へ
進みＯＮでなければステップ２０５に進んでロボットハ
ンド３を工作物Ｔの被把持部ＥのあるＸ方向に移動する
。次にステップ２０３に再びもどり、ステップ２０４と
ステップ２０５との間でＸｌ距離センサ１２ａとＸ２距
離センサ１２ｂのうちどちらかがＯＮになるまでロボッ
トハンド３をＸ方向に移動する。

第９図に示すようにＸ１距離センサ１２ａが被把持部の
上にある場合はステップ２０６へ進んでＸ２距離センサ
１２ｂ７り＜ＯＮかどうかを判定してＯＮであればステ
ップ２１０に進みＯＮでないならステップ２０５に進ん
で、Ｘｌ距離センサ１２ａを中心としてロボットハンド
３を所定角度右旋回させて、ステップ２０７との間でＸ
２距離センサ１２ｂがＯＮになるまで右旋回をくり返す
。

また逆にステップ２０４でＸ２距離センサ１２ｂがＯＮ
になった場合はステップ２０８へ進みＸｌ距離センサ１
２ａがＯＮかどうかを判定するＸ１距離センサ１２ａが
ＯＮであればステップ２１Ｏに進んでＯＮでないならス
テップ２０９に進みロボットハンド３をＸ２距離センサ
１２ｂを中心として左旋回させてステップ２０８との間
でＸ＋距離センサ１２ａがＯＮとなるまでロボットハン
ド３を旋回させる。

Ｘｌ距離センサ１２ａとＸ２距離センサ１２ｂがＯＮと
なると第１θ図のようにロボットハンド３は被把持部Ｅ
の上に平行にθだけ傾いた状態となっている。

この状態からステップ２１０へ進みロボットハンド３を
Ｘ方向とは逆な方向へ被把持部より所定量だけ離れた位
置に移動する。そしてステップ２１１でＹ軸距離センサ
１３がＯＮかどうか判定し、ＯＮであればステップ２１
３に進んで、ＯＮでなければステップ２１２でロボット
ハンド３を被把持部Ｅと平行にＹ方向へＹ軸距離センサ
１３がＯＮとなるまで移動して、ＯＮとなったところで
ステップ２１３に進む。

ステップ２１３に進むとロボットハンド３を被把持部Ｅ
と平行にＹ方向とは逆方向に所定量だけ移動する。

その後ステップ２１４で工作ｖＪＴを把持爪１０で把持
して移載を行う。

以上のような処理を行うことによりロボットの動作数の
少ない移載時間の短い工作物の移載が行なえる。

〈発明の効果〉 以上のように本発明はロボットハンドの旋回軸線に直交
する方向に一対の距離センサを一定の間隔をもって取り
付け、この距離センサを工作物の被把持部の２つの異な
る位置に対応させ、距離センサの出力に基づきロボット
ハンドの把持面を工作物の被把持部の延在方向と平行に
するようにしたので従来の一つの距離センサで被把持部
の２つの異なる位置を検出するものより、少ない動作数
で工作物の傾きを検出して補正を行うことができ、移載
時間を短縮することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すロボ−／　）を用い
た工作物移載装置の概略図、第２図はロボットハンドの
正面図、第３図は第２図の■−■矢視断面図、第４図は
第２図のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、第５図は第１実施例に
おけるロボットコントローラのフローチャート、第６図
、第７図、第８図は第１実施例の動作説明図、第９図は
第２実施例におけるロボットコントローラのフローチャ
ート、第１０図、第１１図二無＃＃丼は第２実施例の動
作説明図である。 １・・・ロボット本体、２・・・ロボットコントローラ
、３・・・ロボットハンド、６・・・把持機構、１１・
・・Ｚ軸距離センサ、１２ａ・・・ＸＩ距離センサ、１
２ｂ・・・Ｘ２距離センサ、１３・・・Ｙ軸距離センサ
、Ｔ・・・工作物、Ｅ・・・被把持部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作物の移載をロボットを用いて行う工作物の移
   載装置であって、アームの先端に旋回可能に取り付けら
   れたロボットハンドに一対の距離センサを前記ロボット
   ハンドの旋回軸線と直交する方向に一定の間隔を持って
   取り付け、前記ロボットハンドの移動により前記一対の
   距離センサを前記工作物に形成された被把持部の長手方
   向と交差する方向に移動させ前記一対の距離センサを前
   記工作物の被把持部の２つの異なる位置に対応させる移
   動手段と、前記一対の距離センサの出力に基づき前記ロ
   ボットハンドの前記旋回軸線回りにおける角度位置を変
   更して前記ロボットハンドに設けられた把持爪に形成さ
   れた把持面を前記工作物の被把持部の延在方向と平行に
   する傾き補正手段とこの傾き補正手段による補正動作終
   了後に前記工作物の被把持部を前記把持爪で把持して工
   作物を移載する把持制御手段とを設けたことを特徴とす
   るロボットを用いた工作物移載装置。
2. （２）前記傾き補正手段は、一対の距離センサがそれぞ
   れ前記工作物の被把持部と対応した時の位置のずれより
   工作物の傾きを求める演算手段と、この演算手段より演
   算された傾きに基づき前記把持爪の把持面と前記工作物
   の被把持部の延在方向が平行になるような角度位置に前
   記ロボットハンドを旋回させる旋回手段とによって構成
   されている特許請求の範囲第１項記載のロボットを用い
   た工作物移載装置。
3. （３）前記傾き補正手段は、前記一対の距離センサのう
   ちの一方の距離センサが前記工作物の被把持部を検知し
   たことを判別する判別手段と、この判別手段の作動後に
   前記一方の距離センサを中心として前記旋回軸線と直交
   する面内で前記ロボットハンドを旋回し他方の距離セン
   サが前記工作物を検知した位置で停止することにより前
   記把持爪の把持面を前記工作物の被把持面と平行な位置
   に補正する回動手段とで構成されている特許請求の範囲
   第１項記載のロボットを用いた工作物移載装置。