KR890004609B1

KR890004609B1 - An industrial robot

Info

Publication number: KR890004609B1
Application number: KR1019870000406A
Authority: KR
Inventors: 히사오 가도우
Original assignee: 미쓰비시덴기 가부시기가이샤; 시기 모리야
Priority date: 1986-02-07
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1989-11-20
Also published as: KR880008860A; JPS62181841A

Abstract

An industrial robot for fitting a workpiece(8) held by a robot hand(7) into a hole(11) of a base member(10) comprises a robot arm(2) fixedly mounting the robot hand on its end, an elevation means including a vertical shaft(14,19) for vertically moving the robot hand, a number of actuators(3) for swinging the robot arm horizontally, a control means for controlling operations of the elevation means and the actuators, and one base and an insertion end of the workpiece being chambered(8a). The control means is responsive to a detection of the workpiece being lowered by the elevation means. The workpiece is inserted into the hole with a centering effect of the chamber.

Description

Industrial Robot Unit

제1도와 제2도는 종래의 산업용 로보트 장치를 도시한 정면도.1 and 2 are front views showing a conventional industrial robot apparatus.

제3도는 본 발명의 1실시예에 의한 산업용 로보트 장치와 워크를 도시한 전체 구성도.3 is an overall configuration diagram showing an industrial robot apparatus and a workpiece according to an embodiment of the present invention.

제4도는 제3도의 상면도.4 is a top view of FIG.

제5도는 제3도의 산업용 로보트 장치의 구동기와 핸드 기구등을 상세하게 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing in detail the driver and the hand mechanism of the industrial robot apparatus of FIG.

제6도는 본 발명의 제어부의 구성을 도시한 블럭도.6 is a block diagram showing the configuration of a control unit of the present invention.

제7도는 본 발명의 로보트 장치의 제어 동작을 도시한 흐름도.7 is a flowchart showing the control operation of the robot device of the present invention.

제8도는 본 발명의 다른 실시예의 산업용 로보트 장치를 도시한 정면도.8 is a front view showing the industrial robot apparatus of another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 로보트 본체 2 : 로보트 암1: robot body 2: robot arm

3 : 구동기 7 : 핸드 장치3: driver 7: hand device

8 : 맞붙이는 부품 9 : 바닥면8: joining parts 9: bottom

10 : 맞붙이는 베이스 12 : 베이스대10: working base 12: base stand

13 : 부품대 14 : 승강축13: part stand 14: lifting shaft

15 : 고정자 17 : 구동축15: stator 17: drive shaft

본 발명은 산업용 로보트 장치에 관한 것으로, 특히 고정부에 고정된 서로 맞붙이는 베이스의 끼워 맞춤 구멍에 맞붙이는 부품을 정밀도 좋게 끼워맞춰서 조립작업을 행할 수 있는 산업용 로보트 장치에 관한 것이다. 제1도는 종래의 끼워맞춰서 조립하는 산업용 로보트장치를 도시한 정면도이다. 도면중, (4)는 로보트 암의 선단부(5)는 이 선단부(4)에 수직방향으로 마련된 회전 운동축(6)은 자동 조정 중심장치(6a)는 회전 운동축(5)에 고정된 윗쪽판, (6b)는 이 윗쪽판(6a)의 중심에 수직으로 마련된 중심재, (6c)는 윗쪽판(6a)와 평행으로 배치된 아래쪽판, (6d)는 윗쪽판(6a)와 아랫쪽판(6c)를 평면방향으로 어떠한 방향으로도 요동할 수 있도록 지지하는 3개의 링크로써, 상단부(6d')와 하단부(6d")는 구형의 베어링으로 형성되어 있다. 그리고, 링크(6d)는 서로 평행이고 윗쪽판(6a)와 아래쪽판(6c)에 대해서 수직으로 구성되어 있다. (6e)는 아래쪽판(6c)에 고정된 원통체로써, 중심재(6b)의 일부를 덮는 길이가 갖고 있다. 6(f)는 중심재(6b)와 원통제(6e)사이에 개재된 고무등의 탄성체, (7)은 아래쪽판(6c)에 고정된 핸드 장치로써, 공기압 또는 모터에 의해 구동되는 손잡이(7a)를 마련하고 있으며, 막대(8)등의 맞붙이는 부품을 수직으로 잡는다. (8a)는 막대(8)의 선단의 전체둘레에 마련된 면 접촉부, (9)는 작업대, (10)은 작업대(9)위에 고정된 맞붙이는 베이스로 되는 부품, (10a)는 부품(10)에 수직으로 뚫려서 막대(8)이 끼워 맞춰지는 구멍, (10b)는 구멍(10a)의 입구이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial robot apparatus, and more particularly, to an industrial robot apparatus capable of performing an assembly operation by precisely fitting a part to be fitted to a fitting hole of a base to be joined to each other fixed to a fixed part. 1 is a front view showing a conventional robot assembly to be assembled by fitting. In the figure, reference numeral 4 denotes the upper end portion 5 of the robot arm, which is provided in the direction perpendicular to the distal end portion 4, and the upper side of which the automatic adjustment center 6a is fixed to the rotational axis 5. The plate 6b is a center member provided perpendicular to the center of the upper plate 6a, the 6c is a lower plate arranged in parallel with the upper plate 6a, and the 6d is an upper plate 6a and a lower plate. As the three links supporting 6c so as to be able to swing in any direction in the planar direction, the upper end 6d 'and the lower end 6d "are formed of spherical bearings. It is parallel and is comprised perpendicularly with respect to the upper board 6a and the lower board 6c. 6e is a cylindrical body fixed to the lower board 6c, and has a length which covers a part of center material 6b. 6 (f) is an elastic body such as rubber interposed between the center member 6b and the cylindrical agent 6e, and (7) is a hand device fixed to the lower plate 6c, the hand being driven by pneumatic or motor. A tooth 7a is provided, and the joining parts such as the rod 8 are held vertically, 8a is a surface contact portion provided at the entire circumference of the tip of the rod 8, 9 is a work table, 10 Is a fitting base part fixed on the worktable 9, 10a is vertically drilled into the part 10 so that the rod 8 is fitted, and 10b is an inlet of the hole 10a.

상기와 같이 구성된 종래의 로보트 장치는 구멍(10a)의 중심에 대해서 막대(8)의 중심이 상대적으로 약간 편심된 관계위치에 있어도 이 상대 편심칫수가 면 접촉부(8a)의 칫수이하이면, 로보트 장치의 승강축을 제어하여 하강시켜 제2도에 도시한 바와같이 탄성체(6f)가 변형하여 막대(8)이 구멍(10a) 중심에 자동적으로 맞춰져서 삽입되어 조립작업이 행하여 진다.In the conventional robot apparatus configured as described above, even if the relative eccentric dimension is less than or equal to the dimension of the surface contacting portion 8a even when the center of the rod 8 is relatively eccentric with respect to the center of the hole 10a, the robot apparatus As shown in FIG. 2, the elastic body 6f is deformed, the rod 8 is automatically aligned with the center of the hole 10a, and the assembly operation is performed.

상기와 같이 종래의 로보트 장치에서는 장치자체의 제조 비용이 고가로 됨과 동시에 장치 전체에 대형화되기 때문에 로보트 조작상의 스페이스 효율이 저하한다는 등의 문제점이 있었다.As described above, in the conventional robot apparatus, since the manufacturing cost of the apparatus itself becomes expensive and the size of the apparatus is large, there is a problem that space efficiency in robot operation is lowered.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 핸드 장치를 소형화하는 것에 의해서 조작할때의 스페이스 효율이 높고, 또한 높은 정밀도의 끼워맞춤 작업을 행할 수 있는 산업용 로보트 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve such a problem, and to provide an industrial robot apparatus capable of performing a highly precise fitting operation with high space efficiency when operating by miniaturizing a hand apparatus.

본 발명에 관한 산업용 로보트 장치에서는 고정부에 고정된 맞붙이는 베이스의 끼워 맞춤구멍에 핸드 수단으로 잡은 맞붙이는 부품을 삽입할 때에 서로 끼워 맞춤하는맞붙이는 베이스의 끼워 맞춤구멍의 입구와 맞붙이는 부품의 선단의 어느 한쪽 또는 양쪽에 면 접촉부를 마련하여 맞붙이는 부품을 잡는 로보트 암을 하강시켜 상기 면 접촉부의 입구에서 끼워넣음이 실행되면, 로보트 암을 회전운동하고 있는 구동기의 여자를 차단기로서 차단하여 끼워 맞춤하는 워크 사이의 수평방향의 구속을 해방하고, 이 해방상태에서 다시 로보트 암을 하강시켜서 소정의 끼워 맞춤 작업을 실실행하는 것이다.In the industrial robot apparatus according to the present invention, when inserting the fitting parts held by the hand means into the fitting holes of the mating base fixed to the fixed portion, the parts of the parts to be fitted with the inlet of the fitting holes of the mating base to be fitted to each other. When the robot arm which lowers the robot arm which catches the part to be joined by providing a surface contact part at one or both ends of the tip is inserted, and the insertion is performed at the inlet of the surface contact part, the excitation of the driver which rotates the robot arm as a breaker is inserted as a breaker. The restraint in the horizontal direction between the workpieces to be fitted is released, and the robot arm is lowered again in this released state to actually execute a predetermined fitting operation.

본 발명에서 워크의 한쪽 또는 양쪽에 면 접촉부가 마련되어 있으므로, 핸드 장치로 잡아서 로보트 암의 제어동작으로 위치가 구속되어 있는 맞붙이는 부품이 초기의 끼워넣음을 행하면, 그 후는 수평방향으로 자유상태로 되기 때문에 고정쪽의 워크 위치에 따라서 끼워넣은 틈새가 미소한 높은 정밀도의 끼워맞춤 작업을 행할 수가 있다.In the present invention, one or both of the workpieces are provided with surface contact portions, and thus, when the mating parts whose positions are constrained by the control operation of the robot arm by holding them with the hand device are initially inserted, they are then freed in the horizontal direction. Therefore, the fitting work of the high precision which the clearance gap inserted according to the workpiece | work position of a fixed side is minute can be performed.

제3도는 본 발명의 1실시예에 의한 산업용 로보트 장치와 워크를 도시한 전체 구성도이며, 제4도는 제3도의 상면도이다. 제3도와 제4도에 있어서, (1)은 로보트 본체, (2)는 로보트 암, (3)은 이들의 로보트 암(2)를 선회시키는 구동기, (7)은 로보트 암(2)의 선단부에 자착된 핸드 장치, (8)은 이 핸드 장치(7)에 잡혀진 워크인 맞붙이는 부품, (9)는 바닥면, (10)은 맞붙이는 부품(8)이 끼워넣어지는 구멍, (12)는 맞붙이는 베이스(10)을 정위치에 탑재하는 베이스, (13)은 맞붙이는 부품(8)을 정위치에 탑재하는 부품대, (14)는 로보트 암(2)를 상승 또는 하강시키는 승각축이다.FIG. 3 is an overall configuration diagram showing an industrial robot apparatus and a workpiece according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a top view of FIG. In FIG. 3 and FIG. 4, (1) is a robot body, (2) is a robot arm, (3) is an actuator for turning these robot arms 2, (7) is a tip end portion of the robot arm 2 (8) is a workpiece to be joined to the workpiece held by this hand device (7), (9) is a bottom surface, (10) is a hole into which the component (8) is to be fitted, (12) ) Is a base for mounting the mating base 10 in place, (13) is a component table for mounting the mating part 8 in place, and (14) is a lift for raising or lowering the robot arm 2. It is an angular axis.

상기와 같이 구성된 로보트 장치에 있어서 제4도에 도시한 바와같이, 부품대(13)위에 탑재된 여러개의 맞붙이는 부품(8)을 로보트 장치에 의해서 차례로 베이스(12)에 탑재 된 맞붙이는 베이스(10)에 끼워넣을 경우, 도시하지 않는 제어부의 명령에 따라서 구동기(3)과 승강축(14)가 작동하여 맞붙이는 부품(8)을 잡고 제5도에 도시한 바와 같이 맞붙이는 베이스(10)의 바로 위까지 반송하여 로보트 암(2)가 하강하고, 맞붙이는 부품(8)의 면 접촉부(8a)가 맞붙이는 베이스(10)의 면 접촉부(10a)에 맞닿고, 끼워넣은 깊이가 소정값에 도달하면 제6도의 제어부의 블럭도에서 알 수 있는 바와같이, 상기의 끼워넣은 깊이의 위치 정보에 따라 I/O포트를 거친 CPU, RAM, ROM의 연산에 의한 명령으로 제5도에 도시한 구동기(3)의 고정자(15)의 여자가 차단되므로, 회전자(16)을 고정하고 있던 구동축(17)이 구속상태에서 해방된다. 또, 상술한 암(2)의 선단부에 있어서, 구동기(3) 이외에도 제어상태에 의한 구속에서 해방된다. 이어서, 승강축(14)가 하강을 개시해서 맞붙이는 부품(8)이 소정의 정해진 깊이까지 맞붙이는 베이스(10)에 삽입되면, 핸드 장치(7)의 손잡이(7a)가 개방되는 맞붙이는 부품(8)에서 이탈하여 소정의 작업이 종료한다.In the robot apparatus configured as described above, as shown in FIG. 4, the mating base 8, which is mounted on the base 12 by the robot apparatus, is mounted on a plurality of mating parts 8 mounted on the component stage 13 ( 10), the base 10 for holding the parts 8 to which the driver 3 and the lifting shaft 14 operate, in accordance with a command of a control unit (not shown), to be joined as shown in FIG. The robot arm 2 is lowered and the robot arm 2 is lowered, and the surface contacting portion 10a of the base 10, which the surface contacting portion 8a of the part 8 to be joined with, is brought into contact with, and the inserted depth is a predetermined value. As shown in the block diagram of the control unit of FIG. 6, the instruction shown in FIG. 5 is a command by calculation of CPU, RAM and ROM via the I / O port according to the position information of the embedded depth. Since the excitation of the stator 15 of the driver 3 is blocked, the rotor 16 is fixed. The driven drive shaft 17 is released from the restrained state. Moreover, in the tip part of the arm 2 mentioned above, in addition to the driver 3, it is free | released by restraint by a control state. Subsequently, when the lifting shaft 14 starts lowering and the joining part 8 is inserted into the joining base 10 to a predetermined predetermined depth, the joining part in which the handle 7a of the hand device 7 is opened. Departure from (8), the predetermined operation is completed.

이 로보트 장치와 제어동작을 제7도의 흐름도에 따라 설명한다. 즉, 제7도에 도시한 바와 같이, 우선 핸드 장치(7)을 부품대(13)위에 탑재된맞붙이는 부품(8)을 잡는 위치로 이동시킨다. 다음에, 맞붙이는 부품(8)을 핸드 장치(7)의 손잡이(7a)로 잡는다.The robot apparatus and the control operation will be described according to the flowchart of FIG. That is, as shown in FIG. 7, first, the hand apparatus 7 is moved to the position which catches the mating part 8 mounted on the component base 13. As shown in FIG. Next, the part to be joined 8 is gripped by the handle 7a of the hand device 7.

이어서, 핸드 장치(7)을 로보트 암(2)로 선회시키는 것에 의해 맞붙이는 부품(8)을 맞붙이는 베이스(10)의 구멍(11)의 바로 위로 이동시킨다. 그후, 맞붙이는 부품(8)을 승강축(14)를 거쳐서 하강시켜 제1의 규정위치 까지 하강시킨다. 제1의 규정 위치까지의 하강은 승강축(14)의 승강량으로 검출하든가 또는 맞붙이는 부품(8)과 맞붙이는 베이스(10)의 접촉으로 검출한다. 이 검출에 따라서 구동기(3)의 고정자(15)의 여자를 차단하면 제어상태에 의한 구속에서 해방된다. 이상태에서 맞붙이는 부품(8)을 승강축(14)를 거쳐서 하강시켜 맞붙이는 부품(8)을 다시 제2의 규정 위치까지 하강시킨다.Then, by turning the hand device 7 with the robot arm 2, the joining parts 8 are moved directly above the holes 11 of the joining base 10. Thereafter, the joining part 8 is lowered via the lifting shaft 14 and lowered to the first prescribed position. The lowering to the first prescribed position is detected by the lifting amount of the lifting shaft 14 or by the contact of the base 10 to be joined with the part 8 to be joined. When the excitation of the stator 15 of the driver 3 is interrupted in accordance with this detection, it is released from restraint by the control state. In this state, the part 8 to be joined is lowered via the lifting shaft 14 to lower the part 8 to be joined back to the second prescribed position.

그후, 맞붙이는 부품(8)을 해방하고 구동기(3)의 고정자(15)를 여자하여 로보트를 세이브 시킨다. 이와 같이해서, 맞붙이는 부품과 맞붙이는 베이스의 끼워맞춤 작업이 행하여진다. 그리고, 상기 실시예에서는 로보트 본체(1)쪽에 마련된 승강축(14)를 구동시키는 예에 대해서 설명하였으나. 제8도에 도시한바와 같이 로보트 암(2)의 선단부에 장착된 실린더(18)에 의해서 승강축(19)를 구동시켜서 맞붙이는 부품(8)을 맞붙이는 베이스(10)에 끼워넣은 구성의 경우에도 구동기(3)에 대한 구속상태를 해방하여 승강축(19)를 하강시켜 조립작업을 행하도록 제어하면 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻는다.Thereafter, the joining part 8 is released and the stator 15 of the driver 3 is excited to save the robot. In this manner, the fitting work of the base to be joined with the part to be joined is performed. In the above embodiment, an example of driving the lifting shaft 14 provided on the robot body 1 side has been described. As shown in FIG. 8, the cylinder 18 mounted on the tip end of the robot arm 2 drives the lifting shaft 19 to fit the parts 8 to be joined to the base 10 to be joined. Even in this case, if the restraint state for the driver 3 is released and the lifting shaft 19 is lowered and controlled to perform the assembly work, the same effect as in the above embodiment is obtained.

이상 설명한 바와 같이, 본발명은 로보트 암쪽의 워크를 면 접촉부의 초기의 끼워넣는 위치에서 정지시키고, 구동기에 의한 수평방향의 구속을 해방하고 나서 다시 끼워 넣는 동작을 행하도록 구성하였기 때문에 맞붙일 때에 수평방향이 자유로운 상태로 되므로 높은 정밀도의 끼워 맞춤 작업을 정확하게 행할 수가 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is configured to stop the workpiece on the robot arm at the initial insertion position of the surface contact portion, and to release the restraint in the horizontal direction by the driver and perform the operation of reinsertion. Since the direction becomes free, there is an effect that the high precision fitting work can be performed accurately.

Claims

In the industrial robot device which inserts the fitting parts 8 held by the hand means 7 into the fitting holes 11 of the base 10 fixed to the fixing portion, the hand means 7 at the distal end thereof. A robot arm 2 fixedly attached), elevating means including elevating shafts 14 and 19 for vertically moving the hand means, a plurality of drivers 3 for turning the robot arm horizontally, and the elevating means. And control means for controlling the operation of the means and the driver, wherein the face contact portion 8a is provided at either the inlet of the fitting hole of the mating base and the distal end of the mating part, and the control means is moved up and down. The joining part is lowered by means to detect the initial state of being approached or inserted into the fitting hole of the joining base to block the excitation of the driver, and then to the lifting means. The lowering of the fitting parts is carried out so that the fitting holes of the fitting base insert the fitting parts, and there is a gap between the fittings and the fitting holes which are joined by hand means which can freely move horizontally by blocking the excitation of the driver. Axial misalignment is automatically adjusted by centering the surface contact while the elevating means is lowering again.

The industrial robot apparatus according to claim 1, wherein inlets of the fitting holes of the mating bases provide surface contact portions (8a, 10a) at both ends of the mating parts.

The industrial robot apparatus according to claim 1, wherein the robot arm is connected to a plurality of arms.

The industrial robot apparatus according to claim 3, wherein the industrial robot is disposed at each of the connecting portions of the plurality of arms to be driven.

The industrial robot apparatus according to claim 4, wherein the elevating means connects between the rear end of the robot arm and the elevating shaft (14) on the robot body side to vertically drive the hand device.

The method of claim 4, wherein the elevating means has a cylinder (18) mounted at the tip of the robot arm for vertically driving the elevating shaft (14), and the hand means (7) is elevating the elevating shaft (14). Industrial robotic device mounted on the shaft.

The industrial robot apparatus according to claim 1, wherein a driver is provided at the tip of the robot arm, and the hand means is mounted on a drive shaft (17) of the driver.

The industrial robot according to claim 1, wherein the control means detects the approach of the mating base according to the lifting amount of the lifting means.

The industrial robot apparatus according to claim 1, wherein said control means detects an initial insertion by detecting a contact between said mating part (8) and a mating base (10).