JPH0117826B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、ワーク加工ロボツト系の位置決め
方法と装置に関するもので、ワークを加工処理す
るにあたつて、ワークとロボツトとの相対位置を
ロボツトの基本座標系を移動して位置決めするよ
うにしたものである。

（従来技術） 従来、加工ロボツト系の前面に配置されるワー
クに対する相対位置の設定は、一般に加工ロボツ
ト系の設置位置を基準位置と定め、この基準位置
に対し、ワークテーブルあるいはワーク自体の搬
入位置を微動補正して、その位置を設定してい
る。

この補正には種々のやり方があるが、そのひと
つとしてパレツトを用いる方法があるが、位置決
め装置やパレツトに費用が掛りすぎるため全体と
してコスト高になるのみならず、場所を大きくと
るという欠点がある。またビデオセンサーなどを
用いて位置ずれを補正しながら加工する方法もあ
るが、補正のために時間が掛り、効率の点からし
て問題がある。また加工個所が多い場合やロツト
が大きい場合には加工コストが高くなる。しかも
システム全体も現時点では非常に高価となるのを
免れない。更に作業員の視認によつて手作業によ
り補正する方法もあるが、ワークの形状が複雑な
場合には作業に高度の熟練を必要とし、全体とし
て非常に人手を要することになる。しかも手作業
によつているので、ロボツト系全体の自動化やワ
ーク作業工程の流れ作業化になじまない。

（発明の要旨） この発明の目的は、加工ロボツト系とワークの
相対位置決めを簡単な作業で、しかも迅速正確に
実施できることを可能とするもので、自動化や流
れ作業化になじみ易いものとすることにある。

即ち、この発明にあつては、固定状態にあるロ
ボツトに対してのワーク位置を微動補正するとい
う従来の発想を全く転換し、まず、中立位置にあ
るロボツトとワークとの相対位置関係を仮に設定
し、しかるのち、ロボツト用のフローテイングベ
ースを機台から浮揚状態にしつつ、加工ロボツト
系に備えたワークに対する位置決め機構をワーク
の基準設定要素に合致させることにより、もしロ
ボツトとワークとの間の相対位置に誤差がある場
合、固定状態にあるワーク側から受ける位置決め
機構の水平応力により、フローテイングベースを
移動することによりロボツトの基本座標系を移動
し、ワークと加工ロボツト系の相対位置を正確に
定めるようにしたものである。

（実施態様） 第１図および第２図は、この発明の第１実施例
を示すもので、同図において、１は加工ロボツト
系を載置するための機台であつて、該機台上には
加工ロボツト系を浮揚させるためのフローテイン
グベース２が載置されている。このフローテイン
グベース２を浮揚する手段は既知のものであつ
て、一例として機台１の上面とフローテイングベ
ース２の下面との間に圧搾空気を注入することに
より、機台１とフローテイングベース２間に薄い
空気層が形成され、これにより相当の重量物が載
置されていてもフローテイングベースは容易に水
平方向に移動することが知られている。そして前
記フローテイングベース２に載置固定されたロボ
ツト３は、加工具３２がアーム３１によりワーク
加工方向に延設され、加工具３２を３次限的に駆
動することが可能となつている。

前記フローテイングベース２と機台１間には、
相対位置関係を固定するためのクランプ機構４１
と、このクランプ機構４１を駆動するための流体
圧シリンダー４２からなる係止機構４が配設さ
れ、流体圧シリンダー４２が作動したとき、クラ
ンプ機構４１の作用によりフローテイングベース
２をその時点の位置に固定する。更にフローテイ
ングベース２には、ワーク加工方向に位置決めア
ーム５が延設され、該位置決めアームの先端に
は、流体圧シリンダー６１と該流体圧シリンダー
６１のロツドに従動し、先端が尖頭形に形成され
た位置決めピン６２からなる位置決め機構６が垂
設されており、流体圧シリンダー６１の作動によ
り、位置決めピン６２が上下動する。

次に、機台１内には、中立位置設定機構として
の流体圧シリンダー７が配設され、該シリンダー
の先端が尖端形に形成されたロツド７１が、フロ
ーテイングベース２の下面に形成された基準孔
（図示せず）に挿入されたとき、機台７とフロー
テイングベース２との基準となる中立位置を得る
ための設定がなされる。

以上の如く構成されたこの発明の第１実施例の
動作態様について、以下に説明する。

まず、機台１とフローテイングベース２との相
対関係が中立位置に設定され、ロボツト３のアー
ム３１が予め設定した作業原点となる位置に停止
している状態において、ロボツト系前面にワーク
Ｗが搬入され、ワーク自体のロボツト系に対する
位置設定が暫定的になされる。この時点におい
て、往々にして対的位置誤差は発生しているが、
高々数ミリ程度のものである。このようにして、
ワークＷのロボツト系前面における設置準備がな
されると、位置決め機構６の流体圧シリンダー６
１が作動し、その位置決めピン６２の先端が一例
として第５図Ａに示すごとき状態まで降下し、仮
想線で示す位置決めピン６２の先端テーパ面がワ
ーク側の基準孔Whに臨んだ状態で係止する。即
ち、位置決めピン６２の中心と基準孔Whの中心
Ｐが正確に一致した第５図Ｃの状態であれば、ロ
ボツト系とワークＷの相対位置の誤差は零である
が、第５図Ａの状態では誤差Ｄが生じていること
になる。

以上でロボツト系とワークＷの位置決めの準備
がなされた状態に至り、かかる状態でまず、流体
圧シリンダー７が作動し、そのロツド７１がフロ
ーテイングベース２の基準孔から引抜かれる。そ
して機台１とフローテイングベース２間に圧搾空
気が注入されると、両者間に極く薄い空気層が形
成され、フローテイングベース２は浮揚状態とな
り、これとほぼ同期して流体圧シリンダー６１の
位置決めピン６２が更に降下され、その尖端形の
先端が基準孔Whに挿入されてゆく。即ち、位置
決めピン６２の先端のテーパ面は、第５図Ｂに示
すごとく基準孔Whの開口端縁に摺接しながら降
下し、やがて第５図Ｃのごとく基準孔Whに位置
決めピン６２が完全に挿入されることになる。従
つて、位置決めピン６２は、降下させるに従つ
て、定位置に固定されたワークＷの基準孔Whか
ら水平応力を受け、強制的に移動される。これに
より位置決め機構６およびアーム５を介して位置
決めピン６２の水平応力がフローテイングベース
２に伝達され、該フローテイングベース２は、位
置決めピン６２の水平応力を吸収するごとく全体
が移動して静止し、ロボツト系とワークＷとの相
対位置が正確に設定されることになる。即ち、位
置決めピン６２の先端が基準孔Whのどの位置に
臨んでいても前述のごとき位置決めピン挿入操作
を行なうことにより、誤差相当量だけ平面座標系
においてフローテイングベース２を移動すること
ができるものである。

このようにして、ワークＷとロボツト系同志
で、基準とする相対位置が正確に定まると、圧搾
空気の注入を解除し、フローテイングベース２を
機台１上に再度載置し、係止機構４を作動してフ
ローテイングベース２と機台１を確実に固定係止
する。かかる状態に至ると、ロボツト３の運転が
開始され、ワークＷに対し所定の加工作業が実行
される。

以上のごとくしてワークＷに対する加工作業が
終了すると、ワークＷは搬出されるのであるが、
前回の作業により機台１とフローテイングベース
２間に誤差吸収に相当するだけの位置のズレがあ
り、これをキヤンセルしないかぎり誤差が蓄積さ
れ、やがては位置決めピン６２の先端が基準孔
Whへ挿入可能に臨むことができない位置に偏位
してしまう可能性がある。従つて、１回のワーク
加工作業終了毎にフローテイングベース２を機台
１に対する正確な中立位置に設定し直す必要があ
る。即ち、この操作は、加工作業が終了してワー
クＷが搬出されると、係止機構４の作動を解除し
て再度フローテイングベース２と機台１間に圧搾
空気が注入され、再びフローテイングベース２を
浮揚状態とし、これとほぼ同期させて流体圧シリ
ンダー７を作動し、それまで降下させていたロツ
ド７１を上昇せしめ、フローテイングベース２に
形成されている図示しない基準孔に挿入すること
により、フローテイングベース２と機台１の中立
位置を確保し、しかるのち、圧搾空気の注入を解
除することにより、フローテイングベース２は機
台１の正確な中立位置に載置換えされ、係止機構
４を作動して固定することにより、次回のワーク
加工作業に対応できるように準備がなされる。要
するに、この位置決め操作は、第５図に示す位置
決めピンと基準孔との関係と同等の構成が採用さ
れているもので、具体的な構成の開示は省略す
る。

以上は、この発明の第１の実施例を説明したも
ので、図からも明らかなごとく、正確に平面座標
系においてロボツトを位置決めするためには、少
なくとも２ケ所のポイントで位置決めピンをワー
クの所定の基準孔に挿入することが必要条件とな
る。このため第１実施例では１基のロボツトが設
置されたフローテイングベースの２ケ所から位置
決めアームを延設し、実施を可能としたものであ
るが、以下に説明する第２実施例では、フローテ
イングベースに２基のロボツトが設置されている
ことを利用して、この発明の実施を可能にしよう
としたものであり、以下にこの第２実施例を第３
図および第４図に基づいて詳細に説明する。

同図において、同一構成は同一符合で表すが、
相違するところは、第１実施例における位置決め
アーム５が省略されたもので、これに代用するも
のとしてロボツト３のアーム３１が用いられてお
り、該アーム３１に位置決め機構６を構成する流
体圧シリンダー６１と位置決めピン６２が適宜支
持具により、一体的に取付けられている。従つ
て、ロボツト３のアーム３１を作業原点となる初
期位置に設定して、位置決めピン６２をワークＷ
の基準孔Whに臨ませることにより、第１実施例
と全く同じ動作態様を得ることができる。即ち、
第２実施例の構成は、フローテイングベース２上
に２基のロボツト３・３を設置しているので実施
が可能となつたもので、フローテイングベース上
のロボツトが１基である第１実施例では、位置決
めアームが必要になる訳である。

以上、この発明の第１、第２の実施例について
詳細に説明したが、この実施例において、基準設
定要素としてのワーク側の基準孔をワーク自体に
予め形成されたもの、一例としてピアノフレーム
の取付けボルト孔などを利用する場合に限らず、
例えば、ワークを搬送パレツトのごときに固定
し、この搬送パレツトの所定位置に基準孔形成し
たものでもよく、要するに、位置決めピンと基準
孔との係合関係が正確に保たれる状態にあればよ
い（第６図Ａ参照）。更に基準設定要素としてワ
ーク側の基準孔を用いる場合限らず、他の例とし
て第６図Ｂに示すごとく、ワーク側に基準設定要
素としての基準ピン８を備え、これに対応する位
置決め要素に前述の位置決めピンに代えて位置決
めホルダー９を備えることによつても実施を可能
にすることができる。即ち、同図において、前記
基準ピン８の基端はワーク側に固定され、開放端
は尖頭形に形成されたものであつて、位置決めホ
ルダー９は基準ピン８の対接面に該基準ピン８の
挿入孔９１が形成されている。従つて、位置決め
ホルダー９を基準ピン８に挿入した場合、ワーク
側に基準孔を形成し、これに位置決めピンを挿入
する前述の実施例の場合と同等の作用効果を得る
ことができる。

また、フローテイングベースの浮揚手段につい
て、実施例では圧搾空気を注入する既存の方法を
採用しているが、その他、電磁石などを用いた浮
揚手段を用いても、この発明の特許請求の範囲を
逸脱するものではない。

更に、この発明の実施例において、位置決めア
ームに剛性の高い単一構成のものを想定している
が、これに代えて、ある程度の強度を備え、正位
置に自己復帰できる応力吸収型のアームとし、例
えばフローテイングベースを浮揚する以前に位置
決め要素と基準設定要素を合致させ、これによる
水平応力を位置決めアームに蓄積しておいて、フ
ローテイングベースを浮揚させる方法も考え得る
が、要するに位置決め要素によつて得られる水平
応力の発生をフローテイングベースに的確に伝達
できればよく、この位置決めアームは実施例の構
成のものに限定されるものではない。

（発明の目的） 以上から明らかなごとく、この発明によれば、
加工ロボツト系の前方に配置するワークの固定位
置は、ある程度の精度を保つていればよく、ワー
クを暫定的に配置したのち、加工ロボツト系自体
がワークに対する相対位置の誤差を吸収するごと
く移動するものであり、ワークを微調整するごと
き人為的作業は全く不要であり、しかも搬入され
てくるワーク毎にフローテイングベースの中立位
置の修正を繰り返し得るので、精度を極めて正確
に保たれる。従つて、この発明によれば、位置決
め作業をほとんど自動的に行なうことができるの
で、省力化に資するところ大であるとともに、加
工ロボツト系全体の自動化および加工工程の流れ
作業化に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の第１実施例
を表わす正面図および側面図、第３図および第４
図は、この発明の第２実施例を表わす正面図およ
び側面図、第５図Ａ〜Ｃは位置決めピンが基準孔
に挿入される態様を表わした説明図、第６図Ａ，
Ｂは、位置決め要素の例を表わす斜視図である。 １……機台、２……フローテイングベース、３
……ロボツト、４……係止機構、５……位置決め
アーム、６……位置決め要素、６２……位置決め
ピン、７……流体圧シリンダー、８……基準ピ
ン、９……位置決めホルダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワーク加工ロボツト系のロボツトを載置した
   フローテイングベースを適宜手段にて浮揚させた
   とき、前記ワーク加工ロボツト系の要所から延設
   した位置決め機構と、ワーク側に備えた基準設定
   要素とを合致させ、これによりロボツトの基本座
   標系を移動してワークに対する相対位置を設定で
   きるようにしたことを特徴とするワーク加工ロボ
   ツト系の位置決め方法。 ２ ワーク加工ロボツト系の要所からワーク加工
   方向に延設された位置決め機構と、前記ワーク加
   工系のロボツトを載置したフローテイングベース
   の浮揚手段とを備えてなることを特徴とするワー
   ク加工ロボツト系の位置決め装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の発明において、
   機台とフローテイングベースとの相対的基準位置
   を設定するための中立位置設定機構を備えてなる
   ワーク加工ロボツト系の位置決め装置。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の発明において、
   機台とフローテイングベースとの相対位置関係を
   固定するための係止機構を備えてなるワーク加工
   ロボツト系の位置決め装置。