JPS6411431B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、位置繰返し精度が比較的よくない
産業用ロボツトでも、精密に仕上げられたワーク
を相対的に隙間が小さい位置決め装置に挿入・嵌
合させることができる産業用ロボツトのハンド装
置に関するものである。

〔従来技術〕

従来技術による産業用ロボツトのハンド装置を
用いて、ワークを位置決め装置に挿入し嵌合させ
る場合の動作を第１図，第２図により説明する。
位置決め装置２０に嵌合されるワーク１０は、基
準円筒部１０ａ、基準円筒部１０ａに対して所定
量偏心してその外周面を加工される偏心円筒部１
０ｅおよびロボツトハンド１の把持爪３，３で把
持される把持側円筒部１０ｂとで構成され、円筒
部１０ａおよび１０ｂは基準面として精密に加工
されている。また、基準円筒部１０ａの端部に
は、位置決め装置２０への挿入を案内するための
ガイド面１０ｃが形成されている。一方、旋削加
工用工作機械等に装着され、例えば第１図に示す
ようなワーク１０を所定位置に位置決めする位置
決め装置２０は、基準円筒部１０ａを嵌合させる
嵌合穴２１と、その開口端で基準円筒部１０ａの
ガイド面１０ｃと協同してその挿入を案内するガ
イド面２１ｃおよび嵌合して位置決めされたワー
ク１０を把持する一対の把持片２２とで構成され
る。

このワーク１０をハンド装置１で把持して位置
決め装置２０に挿入・嵌合させて位置決めする場
合は、先ず、ワーク１０の把持側円筒部１０ｂ
を、保持体２に開閉自在に取付けられた一対の把
持爪３で把持し、基準円筒部１０ａを位置決め装
置２０の嵌合穴２１に対向するように、ハンド装
置１の動作を所定のプログラムに従つて制御す
る。次に、ハンド装置１をワーク１０と共に緩か
に前進させると、基準円筒部１０ａのガイド面１
０ｃが嵌合穴２１のガイド面２１ｃに当接し、制
御誤差による直径方向の位置ずれΔdは両ガイド
面１０ｃ及び２１ｃの摺動変位で芯合せされ、続
く前進で基準円筒部１０ａは嵌合穴２１に挿入さ
れてその端面に当接する。この当接による位置決
め嵌合を終了すると、位置決め装置２０の把持片
２２，２２を閉じてワーク１０を保持するととも
に、ハンド装置１の把持爪３，３を開放する。

従来の装置は上記のように構成されているの
で、ワーク１０の位置決めを精密に行なうために
は、嵌合穴２１の内径を基準円筒部１０ａの外径
に近づける必要があるが、接近すればする程嵌合
穴２１への挿入が困難になる。しかも、ワーク１
０をハンド装置１で把持したままで挿入を行なう
と、ワーク１０は自由度をもたず、両ガイド面１
０ｃと２１ｃとの摺動案内による変位で位置決め
装置２０の軸線に対してワーク１０の軸線に傾き
が生じ、挿入時の姿勢移動に対する自由度が少な
いので、ワーク１０の挿入が困難であつた。この
ため、挿入を円滑に行なえるようにするために
は、産業用ロボツトのハンド装置の位置繰返し精
度を位置決め精度に合せて高めるか、あるいは嵌
合穴２１と基準円筒部１０ａとの間の間隙を広ろ
げるかしなければならず、したがつて、位置決め
精度を低下させなければならなかつた。

このように、従来装置は、位置決め精度を維持
するためには、高価な高精度の産業用ロボツト装
置を使用するか、ハンド装置に特別な位置決め装
置を付加しなければならないという欠点があつ
た。

〔発明の概要〕

この発明は、以上のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、ワークを位置決
め装置の嵌合穴に挿入するときに、ワークの先端
が位置決め装置へ若干入つた時点で、ワークが傾
むいて挿入不可能にならない程度にハンド装置の
把持爪を最小限に開いて、ワークの位置および姿
勢に自由度を与えるように開放し、ワークの基準
円筒部を位置決め装置の嵌合穴に円滑に挿入で
き、高精度の産業用ロボツトを使用しなくても高
精度に位置決めを行なえるようにした産業用ロボ
ツトのハンド装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

この発明による一実施例を第１図，第２図を参
照して第３図により説明する。先ず、(イ)のように
ワーク１０の把持側円筒部１０ｂをハンド装置１
一対の把持爪３で把持し、位置決め装置２０の嵌
合孔２１に対向して位置決めする。次に、基準円
筒部１０ａを嵌合穴２１へ向けて緩かに前進させ
ると、ハンド装置１の位置決め誤差により夫々の
ガイド面１０ｃと２１ｃとが接触する。この接触
により生じる応力または変位を、ハンド装置１の
保持体２の取付けた感知器で検知すると、ロボツ
トの制御装置は把持爪３をワーク１０が傾いて嵌
合穴２１へ挿入が不可能とならない程度に最小限
開き、把持側円筒部１０ｂと把持爪３との間に最
小限の間隙ｈを生じさせ(ロ)、ワーク１０を変位可
能な自由状態とする。上記接触感知器は、例えば
位置決め装置２０の嵌合孔のガイド面２１ｃの内
面に、該内面に直交して空気を噴出する孔を複数
個設け、ワークの先端ガイド面１０ｃが嵌合穴の
ガイド面２１ｃに接触すると、空気噴出の抵抗と
なり、噴出孔内の空気圧が変化するので、その空
気圧の変化に応じて把持爪の把持を緩めるように
構成されたものである。続いてワーク１０はハン
ド装置１の保持体２で押圧されながら前進し、両
摺動面１０ｃと２１ｃとの摺動変位によつて芯合
せされ、基準円筒部１０ａの嵌合穴２１への進入
に伴なうワーク１０の姿勢は、把持側円筒部１０
ｂの自由度により容易に修正され、基準円筒部１
０ａは円滑に嵌合穴２１に挿入されてその端面に
当接する。この当接を感知すると、位置決め装置
２０の一対の把持片２２，２２を閉じてワーク１
０を保持するとともに、ハンド装置１の把持を大
きく開放して復帰させる(ハ)。

なお、この挿入・嵌合により軸線方向ならびに
直径方向の位置決めは正確になされるが、円周方
向の位置決めは産業用ロボツトの制御精度に依存
する。そこで、位置決め装置側に、挿入後にその
位置を矯正する部材を設ける。この矯正動作を第
４図，第５図に示す。第４図は、位置決め装置３
０に位置決めピン３３を突出可能に設け、一方、
ワーク１１の基準円筒部１１ａにも位置決めピン
３３の円錐状先端部と同形状の位置決め穴１１ｄ
を設ける。そして、基準円筒部１１ａが嵌合穴３
１に当接して停止し、位置決め装置３０の把持片
３２による把持を行なう前に位置決めピン３３を
突出させると、その円錐状先端部が位置決め穴１
１ｄ内に突入し、それぞれの円錐面の摺動でワー
ク１１は軸線方向および円周方向に変位し、ハン
ド装置１の制御誤差による円周方向のずれΔθ、
当接時の衝撃反力による軸線方向誤差Δxを矯正
する。この矯正後に位置決め装置３０の一対の把
持片３２でワークを保持するとともに、ハンド装
置１の把持爪３の把持を大きく開放する。

また、第５図は、ワーク１２の基準円筒部１２
ａ周面の一部にスプライン状の凹溝１２ｄを多数
設け、一方、位置決め装置４０の嵌合穴４１周面
に、凹溝１２ｄとほゞ同寸法で係合する位置決め
突条４３ａと、これらに連らなつて先端が細くな
つて凹溝１２ｄとの係合を案内するテーパ部４３
ｂとからなる矯正部材４３を、凹溝数より少ない
数で設ける。これにより、基準円筒部１２ａが位
置決め用の嵌合穴４１に挿入されると、先ず凹溝
１２ｄはテーパ部４３ｂに案内されて係合し、こ
の時点ではハンド装置１による把持が僅かに開放
されてワーク１２は自由状態になつているので、
続く進入で凹溝１２ｄは突条４３ａに嵌合して、
円周方向の位置ずれΔθは矯正され、嵌合穴４１
の周面および端面による直径方向および軸線方向
の位置決めで、ワーク１２は正しく把持される。
この後、偏心円筒部１０ｅを軸線として位置決め
装置３０，４０を回転させ、偏心円筒部外周面を
旋削加工すると、その外周面は基準円筒部に対し
て所定方向位置で、かつ所定偏心量で精密に加工
される。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、ワークが位置
決め装置に若干挿入された時点で、産業用ロボツ
トのハンド装置による把持を僅かに開放すること
により、高価な高精度の産業用ロボツトを使用し
なくとも、または特別な位置決め装置をハンド部
に付加することなく、ワーク基準円筒部を位置決
め装置嵌合穴に円滑に挿入でき、その嵌合により
高精度の位置決めを行なうことができ、位置決め
に要するトータルコストを大幅に低減しうるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の産業用ロボツトのハンド装置に
よる位置決め装置の説明図、第２図ａ，ｂはその
作用説明図、第３図は中心から下部を省略して示
したこの発明の一実施例の作用説明図、第４図は
この発明の他の実施例の作用説明図、第５図ａは
この発明のさらに別の実施例の作用説明図、ｂは
そのＡ―Ａ一部拡大断面図である。 １…ハンド装置、２…保持体、３…把持爪、１
０，１１，１２…ワーク、１０ａ，１１ａ，１２
ａ…基準円筒部、１０ｂ，１１ｂ，１２ｂ…把持
側円筒部、１０ｃ，１１ｃ，１２ｃ…ガイド面、
１１ｄ…位置決め穴、１２ｄ…凹溝、１０ｅ，１
１ｅ，１２ｅ…偏心円筒部、２０，３０，４０…
位置決め装置、２１，３１，４１…嵌合穴、２１
ｃ，３１ｃ，４１ｃ…ガイド面、２２，３２，４
２…把持片、３３…位置決めピン、４３…矯正部
材、４３ａ…位置決め用突条、４３ｂ…テーパ
部。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示
すものとする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の把持爪でワークの一端を把持しワーク
   の先端部を所定の位置決め装置の嵌合穴に挿入し
   ワークを該位置きめ装置に装着するように構成さ
   れた産業用ロボツトのハンド装置において、 上記位置決め装置の嵌合穴のガイド面に設けた
   複数個の空気噴出孔からの空気噴出遮断による空
   気圧変化を検出することにより、上記ガイド面へ
   のワーク先端部の接触を検知するように構成され
   た接触感知器を備え、 上記接触の検知に応じてその把持爪の把持を若
   干開いてワークの変位を若干自由にし、ついでハ
   ンド装置の保持体でワークを押圧してワークを位
   置決め装置の嵌合穴へ挿入させるようにした ことを特徴とする産業用ロボツトのハンド装置に
   おけるワークの位置決め装置への装着方法。 ２ 上記産業用ロボツトのハンド装置において、
   ワークの先端部および位置きめ装置の嵌合穴に、
   ワークの円周方向の位置決めを行う係合部を形成
   した ことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボツト
   のハンド装置におけるワークの位置決め装置への
   装着方法。