JPH0260473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は２腕ロボツトに関し、特にその両腕
の位置決め制御に関する。

近年、特に製造加工業分野では、溶接，塗装，
機械，加工，組立，検査，測定工程等の自動化の
強い要請に応えて各種の産業用ロボツトの開発が
盛んである。

この産業用ボツトとしては、例えば人間の上肢
の動作機能に類似した様々な動作機能や認識機能
及び感覚機能等を有して、自律的に行動し得る所
謂知能（インテリジエント）ロボツトが主流とな
つてきている。

そして、このようなインテリジエントロボツト
にあつては、人間の上肢の動作機能に類似した動
作機能を持たせるために、複数の自由度を有する
可動部を具備した多関節の形態を採ることが多
い。

例えば、自由空間での任意の物体のハンドリン
グを行なうには、３次元空間中の１点を規定する
ために３つ、その位置での姿勢（方向）を規定す
るためにさらに３つの計６つの自由度が少くとも
必要である。

ところで、このようなインテリジエントロボツ
トの１つである多関節形２腕ロボツトによつて２
つの部品の組付け作業を行なう場合、例えば四角
柱状の軸を形成した部品と四角筒状の穴を形成し
た部品とを互いに嵌合する際に、各腕の先端のメ
カニカルハンドによつて夫々把持した２つの部品
の相対位置関係が正確でないと嵌合できない。

この場合、各腕を構成する可動部の駆動部に設
けた内界センサ（パルスジエネレータ等）からの
実位置データを利用する位置決め制御によつて、
２つの部品の相対位置関係をある程度の精度に規
制することはできるが、内界センサの精度，可動
部の各関節部の精度などから制御精度に一定の限
界があり、例えば寸法公差の厳しい部品同志の組
付けを行なう場合などには充分な精度が得られな
かつた。

この発明は、このような問題を解決するために
なされたものであり、２腕ロボツトの両腕の先端
に取付けたメカニカルハンドによつて把持した２
つの部品の相対位置が予め定めたとうりになるよ
うに、両腕の先端部を高精度で位置決め制御し
て、部品の組付け作業を確実に行なえるようにす
ることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、複数の
自由度を有する可動部を具備した多関節形２腕ロ
ボツトにおいて、２本の腕の先端部付近の互いに
対向する部位の一方に平行光線を放射する光源
を、他方に該光源からの平行光線を入射方向を規
制する枠状の光路溝を通して受光する受光面に多
数の受光素子を配設した光センサをそれぞれ設け
る。

さらに、上記２本の腕の先端部をほぼ対向させ
るための仮目標位置を示す予め定めた位置データ
と上記可動部に設けた内界センサからの実位置デ
ータとに基づいて前記両腕の可動部を個々に駆動
制御する第１の制御手段と、 この制御手段によつて２本の腕の先端部が上記
仮目標位置に到達して両者がほぼ対向した後、上
記光センサによる受光パターンを検出する受光パ
ターン検出手段と、 それによつて検出された受光パターンを予め定
められた基準パターンと比較して、両パターンを
一致させるために必要な位置補正データを算出
し、その位置補正データに応じて両腕の可動部を
相対的に駆動制御して、該両腕の先端部が予め定
めた相対位置となるように位置決めする第２の制
御手段とを備えたものである。

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図は、この発明を適用した８自由度の可動
部を具備した多関節２腕ロボツトによるワークの
組付作業時の様子を示す平面図である。

同図において、１はロボツトの基部であり、そ
の内部には、後述するこの発明に係わるロボツト
の各部の駆動制御やセンサ類の信号処理等を集中
的に行なう制御装置等を設けてある。

この基部１の上部には、腰部２を固定してあ
り、この腰部２がロボツトの可動部の固定端とな
る（実質的には、基部１が固定端）。

このロボツトは、図示のような右腕Ａ及び左腕
Ｂとを有し、これ等の左右両腕Ａ，Ｂを構成する
可動部は、腰部２に連結した胴部３から順に、
夫々肩部４，４′，上腕５，５′，第１中腕６，
６′，第２中腕７，７′，下腕８，８′，及びメカ
ニカルハンド（以下、単に「ハンド」と云う）
９，９′を図示のように連結して構成され、胴部
３は腰部２の図示しない垂直軸のまわりを、肩部
４，４′は前記垂直軸と平行な軸のまわりを、
夫々旋回し得るようになつている。

また、上腕５，５′は肩部４，４′に前記垂直軸
と直交する方向に設けた上腕軸のまわりを、第１
中腕６，６′は上腕５，５′の先端部に前記上腕軸
と平行な方向に設けた第１中腕軸のまわりを、
夫々旋回し得るようになつている。

さらに、第２中腕７，７′は、第１中腕６，
６′の先端部に前記第１中腕軸と直交する方向に
設けた第２中腕軸のまわりを、下腕８，８′は第
２中腕７，７′の先端部に前記第２中腕軸と直交
する方向に設けた下腕軸のまわりを、ハンド９，
９′は下腕８，８′の先端部に前記下腕軸と直交す
る方向に設けたハンド軸のまわりを夫々回転又は
旋回し得るようになつている。

なお、第１図に示す上腕５，５′の状態は、肩
部４，４′から図面と直交する方向に下つている。

また、胴部３からハンド９，９′までの各部は、
夫々例えばDCモータによつて直接又は遠隔的に
駆動される。

このように構成した可動部の運動機能を図記号
で表わすと、第２図に示すようになり、この可動
部が８自由度を有することが解る。なお、同図で
は右腕Ａは左腕Ｂと全く同様であるので、左腕Ｂ
のみ示してある。

第１図に戻つて、右腕Ａの下腕８の内側には、
平行光線を放射し得る光源１０を、左腕Ｂの下腕
８′の内側には、光源１０からの平行光線を受光
する光センサ及びこの光センサへの前記平行光線
の入射方向を規制する光路規制部材を一体に構成
した検出部１１を夫々図示のように配設してあ
る。

この光源１０及び検出部１１の構造及び作用の
詳細を第３図以降を参照して説明する。

第３図において、１２が光センサ（斜線を施し
た部分）であり、光源１０からの平行光線を受光
する。１３が光路規制部材であつて、光センサ１
２への平行光線の入射方向を規制する。

この光センサ１２及び光路規制部材１３は、具
体的には断面四角形の凹所の底部に光センサ１２
を配設し、その上に不透光性のブロツク１３ａを
組込んで断面方形枠状の縦溝である光路溝１３ｂ
を形成し、平行光線が光路溝１３ｂの深さ方向と
平行に入射されるときのみ光センサ１２の有効受
光面（図に斜線を施して示す）に到達し得るよう
に構成してある。

なお、光センサ１２としてはフオトダイオード
アレイ，CCDイメージセンサ等を用いる。また、
この実施例では光源１０と光センサ１２の外形の
大きさは略同一にしてある。

このようにすると、光源１０と検出部１１との
相対位置関係が正確であるときには、光源１０か
ら放射される平行光線は光路溝１３ｂにその深さ
方向に全面に亘つて入射されるので、光センサ１
２の有効受光面の全面に光が照射されるため、光
センサ１２の各受光素子の出力は全面に亘つてほ
ぼ同一になる。

ところが、光源１０と検出部１１とが相対的に
傾射して例えば第４図イに示す位置関係になる
と、光源１０からの平行光線のうち光路溝１３ｂ
の上下部分に入射される平行光線l₁，l₂は、光路
溝１３ｂの側壁に遮られて光センサ１２上には到
達出来ないので、光センサ１２上には同図ロに示
すような影部（黒塗り部分）が生ずる。

また、光源１０と検出部１１とが相対回転して
例えば第５図イに示す位置関係になると、光源１
０と対峙しない光路溝１３ｂのコーナ部分には平
行光線が入射されないので、光センサ１２上には
同図ロに示すような影部が生ずる。

さらに、光源１０と検出部１１とが上下に相対
移動して第６図イに示す位置関係になると、光源
１０と対峙しない光路溝１３ｂの下部には平行光
線が入射されないので、光センサ１２上には同図
ロに示すような影部が生ずる。

このように、光源１０と検出部１１との相対位
置が正確な位置関係から僅かでも偏倚すると、光
センサ１２上にはそれに応じた影部が発生し、そ
れによつて光センサ１２の各受光素子の出力は平
行光線が入射された部分と入射されない影部とで
は異なつてくる。

したがつて、光センサ１２の各受光素子の出力
を読み出せば、光源１０と検出部１１との相対位
置関係に応じた受光パターンデータを得ることが
できる。

なお、第３図において斜線を施して示す有効受
光面の部分のみに光センサ１２を配設しても良
く、又四角形状の全面が受光面である光センサ１
２上にブロツク１３ａを載せて有効受光面を形成
するようにしても良い。

さらに、光センサ１２の有効受光面には、その
幅方向に１ビツト又は数ビツトの受光素子を配列
してある。この場合、ビツト数が多い程検知精度
が向上する。

そして、上記のような検出部１１の光センサ１
２からの受光パターンデータに基づいて、光源１
０と検出部１１とを設けた左右両腕Ａ，Ｂの下腕
８，８を高精度に位置決め制御する。

第１図に戻つて、ロボツトの正面には、載置し
た部品１５，１６を間欠的に距離Ｓずつ矢印Ｃ方
向に搬送する部品搬送コンベア１４を配置してあ
る。

なお、部品１５，１６には夫々軸部１５ａと軸
孔１６ａとがあり、これ等軸部１５ａと軸孔１６
ａとを嵌合させることにより、部品１５，１６の
組付けが完了する。

また、部品１５，１６は、ロボツトによつて組
付ける前の段階では、第１図の図面左側に示した
状態で部品搬送コンベア１４上に載置されてい
る。

ロボツトは、正面に搬送されてきた部品を、図
示しない視覚装置によつて部品１５，１６の位置
を確認してから、基部１内の制御装置の指示によ
つて左右両腕Ａ，Ｂを駆動して、部品１５，１６
を把持し得る位置にハンド９，９′を動かす。

そして、それが完了すると、ハンド９，９′に
よつて部品１５，１６を図示のように把持する。

なお、この時点における左右両腕Ａ，Ｂの各部
の姿勢は、図示の状態と異なる。

この部品１５，１６を把持した姿勢から、図示
の両部品１５，１６の組付け寸前の姿勢を経て組
付け完了するまでの左右両腕Ａ，Ｂの駆動制御の
詳細を、第７図及び第８図をも参照しながら説明
する。

第７図は、この２腕ロボツトの制御装置の構成
を示すブロツク図であり、この発明における第１
の制御手段及び受光パターン検出手段と第２の制
御手段の機能を果すものである。

なお、第７図のブロツク図に示す制御装置は実
際には２組あり、夫々第１図に示したロボツトの
左右両腕Ａ，Ｂの駆動制御を司る。但し、８自由
度の１つに対応するロボツトの胴部３について
は、２組の制御装置によつて夫々独立して駆動制
御し得るようになつている。

また、第７図のパルス分配器１７から先のアツ
プダウンカウンタ１８，駆動部１９，DCモータ
２０，パルスジエネレータ２１，速度検出部２
２，及びアツプダウンカウンタ２３からなるデジ
タルDCサーボ機構は、夫々胴部３，肩部４，上
腕５，第１中腕６，第２中腕７，下腕８，ハンド
９，及びハンド９の把持部に対応して計８組右腕
Ａ用としてあり、左腕Ｂ用にも同様に前記各部に
対応して８組ある。

先ず、この制御装置による基本的な制御機能に
ついて説明する。

同図において、移動角算出部２４は、前記８個
のDCモータによつて夫々駆動される前記８個の
各部の移動角を、目標とする位置のデータ及び方
向（姿勢）データ並びに現在位置レジスタ２５に
格納されている前記各部の現在位置データに基づ
いて算出して、その算出結果をデジタル信号の形
でパルス分配器１７に出力する。

パルス分配器１７は、移動角算出部２４からの
移動角算出結果に基づいて、夫々各部の移動角を
パルス数で表わしたパルス信号を形成して、それ
等を前記８個の各部に対応したデジタルDCサー
ボ機構のアツプダウンカウンタ（以下、単に「カ
ウンタ」と略称する）１８に夫々分配出力する。

デジタルDCサーボ機構では、カウンタ１８の
カウント出力（バイナリイ出力）を駆動部１９内
のＤ／Ａ変換器及びサーボアンプを介してDCモ
ータ２０をそのカウント出力に応じて回転駆動制
御するようになつており、その速度及び位置（回
転量）制御の概略は次の如くである。

すなわち、DCモータ２０を正転方向に回わす
べき時（現在位置レジスタ２５の現在位置データ
によつて決まる）は、パルス分配器１７からのパ
ルス信号をカウンタ１８のアツプカウント端子Ｕ
に、DCモータ２０によつて作動するパルスジエ
ネレータ２１からフイードバツクされるパルス信
号をカウンタ１８のダウンカウント端子Ｄに、
夫々図示しない切換回路を介して入力する。

このようにすると、DCモータ２０が回転し始
めた時点から一定時間経過するまでは、パルスジ
エネレータ２１の出力特性によつて決まる速さ
で、カウンタ１８のカウント値は増加し、前記一
定時間経過後はカウンタ１８のカウント値は一定
に保たれる。

そして、カウンタ１８のアツプカウント端子Ｕ
に入力されるパルス信号がなくなると、パルスジ
エネレータ２１からのパルス信号によつてそのカ
ウント値がデクリメントされていく。

このような変化をするカウンタ１８のカウント
値を速度基準値にして、この速度基準値と速度検
出部２２からの実速度値（パルスジエネレータ２
１からのパルス信号をＦ／Ｖ変換して得る）とを
比較して両者が一致するように駆動部１９は速度
フイードバツク制御する。

一方、カウンタ１８がパルス分配器１７からの
パルス信号をカウントし始めることによつてDC
モータ２０が回転し始め、カウンタ１８のカウン
ト値が増加，一定，減少して零になることによつ
て、DCモータ２０がそのパルス数に応じた回転
数だけ回転して停止し、それによつて位置（回転
量）制御が行なわれる訳であるが、DCモータ２
０の回転数が所定回転数以上又は以下の場合は、
次のような補正が行なわれる。

パルスジエネレータ２１としてインクリメンタ
ル形のものを使用すると、DCモータ２０の回転
方向をその出力パルス信号の位相を弁別すること
によつて検知できる。

そこで、前述した切換回路にその弁別機能を持
たせて、DCモータ２０が正転の時は前述のとお
りパルスジエネレータ２１からのパルス信号をカ
ウンタ１８のダウンカウント端子Ｄに、逆転の時
はそのパルス信号をアツプカウント端子Ｕに夫々
入力するようにする。

このようにすると、当然のことながら回転数が
所定値に充たない時は、カウンタ１８のカウント
値は零にはならないので、DCモータ２０をさら
に正方向に回転してカウント値が零になるように
作用し、回転数が所定値を越えていれば、カウン
タ１８のカウント値は負の値であるから、DCモ
ータ２０は逆方向に回転されると共に、その回転
に応じてパルスジエネレータ２１から出力される
パルス信号によつて負の値のカウント値が正方向
に向つてインクリメントされて、カウント値が零
になるように作用する。

それによつて、DCモータ２０は結果的にはパ
ルス分配器１７からのパルス信号のパルス数に応
じた回転数だけ回転して停止する。

なお、現在位置レジスタ２５は、前述のように
して駆動制御される各DCモータ２０の始動時点
からの見かけ上の回転数量（正転数―逆転数）を
カウントする８個のアツプダウンカウンタ２３か
らのカウント出力を格納するようにしてあり、そ
れによつてロボツトの各部が原点位置からどれだ
け動いたかを示す現在位置データを常に保持して
いる。

なお、この各アツプダウンカウンタ２３も、各
パルスジエネレータ２１からのパルス信号の位相
を検知して、DCモータ２０の正転時のパルス信
号をアツプカウント端子に、逆転時のパルス信号
をダウンカウント端子に夫々入力する切換回路を
入力側に接続してある。

以上の構成により、例えば前述したロボツトの
左右両腕Ａ，Ｂによつて部品１５，１６を把持す
る場合、ロボツトの視覚装置によつて確認した部
品搬送コンベア１４上の部品１５，１６の位置デ
ータと、部品１５，１６を把持するために必要な
胴部３からハンド９，９′までの各部の予め定め
た姿勢を示す方向（姿勢）データ並びに現在位置
レジスタ２５の現在位置データに基づいた位置決
め制御がなされて、部品１５，１６の把持が実現
する。

次に、この発明に係わる部分について説明す
る。第７図において、ゲート信号発生部２６は、
基本クロツク信号CKを元にして、位置決めスタ
ート信号ST，受光パターン検出部４０からの光
検出信号Ｐ，パルス分配器１７からの分配終了信
号P_E及び動作モード信号S_M等の入力タイミング
から、アンド回路２７〜３３を開くゲート信号
G₁〜G₇及びパターン記憶部３４に記憶したパタ
ーンを選択するためのセレクタ３５のセレクト信
号Ｍを作り出す。

すなわち、ロボツトの両腕Ａ，Ｂのハンド９，
９′が部品１５，１６を把持した時点で発生する
位置決めスタート信号ST（第８図イ参照）に基づ
いて第８図ロ〜ホに示すゲート信号G₁，G₃，G₄，
G₆（ゲート信号G₄は、ゲート信号G₁の立下りのタ
イミングに基づいて形成される）が形成され、同
図ヌに示すゲート信号G₂は同図チに示す分配終
了信号P_Eの立下りのタイミングに基づいて、又
同図ヲに示すゲート信号G′₄はゲート信号G₂の立
下りのタイミングに基づいて夫々形成される。

また、同図ワに示すゲート信号G₅は同図リに
示す光検出信号Ｐの立上りのタイミングに基づい
て形成され、同図カに示すゲート信号G₇は、目
標算出部４１の算出終了のタイミング（同図ヨに
示す）に基づいて形成される。

さらに、セレクト信号Ｍは、動作モード信号
S_Mが入力した時点で直ちに出力される。

先ず、ゲート信号発生部２６に位置決めスター
ト信号STが入力されると、第８図ロ，ハ，ホに
示すゲート信号G₁，G₃，G₆によつてアンド回路
２７，２９，３２が所定時間開き、若干遅れて同
図ニに示すゲート信号G₄によつてアンド回路３
０が開く。

それによつて、仮目標位置設定レジスタ３６か
らは、第１図に示したロボツトの左右両腕Ａ，Ｂ
の下腕８，８′に夫々設けた光源１０と検出部１
１とが部品搬送コンベア１４から所定の高さの位
置で略対向する仮目標位置を示す予め定めた位置
データが、アンド回路２９，３２を介して移動角
算出部２４に出力される。

また、第１方向レジスタ３７からは、ロボツト
の各部の姿勢が仮目標位置で第１図に示すような
姿勢となるような方向データがアンド回路２７，
方向設定レジスタ３９，及びアンド回路３０を介
して移動角算出部２４に出力される。

移動角算出部２４は、第８図ヘに示すように同
図ニに示すゲート信号G₄の立下りのタイミング
に基づいて、入力された位置データ，方向データ
及び現在位置レジスタ２５からの現在位置データ
の演算処理を開始し、ロボツトの各部の移動角を
算出して、その算出結果をパルス分配器１７に出
力する。

そして、パルス分配器１７はロボツトの各部に
応じてパルス信号をデジタルDCサーボ機構のカ
ウンタ１８に分配出力する。

それによつて、前述したデジタルDCサーボ機
構の作用により、入力されたパルス信号のパルス
数（位置及び方向データを含む）に応じた位置決
め制御がなされるため、ロボツトの左右両腕Ａ，
Ｂの下腕８，８′に夫々設けた光源１０と検出部
１１とが部品搬送コンベア１４から所定の高さの
位置で略対向するようになる。

ここまでが第１の制御手段としての機能であ
り、次いで受光パターン検出手段である受光パタ
ーン検出部４０及びそれによつて検出された受光
パターンを用いて両腕の先端部が予め定めた相対
位置となるように位置決めする第２の制御手段と
しての各部の機能について説明する。

次に、パルス分配器１７がパルス信号の分配を
終了すると、第８図チに示す分配終了信号P_Eが
ゲート信号発生部２６に入力され、それによつて
同図ヌに示すゲート信号G₂が発生して、アンド
回路２８を開き、若干遅れて発生されるゲート信
号G′₄（第８図ヲ）によつてアンド回路３０も開
く。

それによつて、第２方向レジスタ３８からは、
第１方向レジスタ３７から先に出力した方向デー
タと同様な方向データがアンド回路２８，方向設
定レジスタ３９，及びアンド回路３０を介して移
動角算出部２４に出力される。

一方、光源１０と検出部１１とが前記仮目標位
置に到達して両者が略対向すると、検出部１１の
光センサ１２（第３図参照）には、両者の相対位
置関係に応じた影部が生ずる。

そこで、第７図の受光パターン検出部４０によ
つて光センサ１２から受光信号を読み取つて、そ
の影部に応じた受光パターンデータを得る。この
受光パターンデータは、位置補正量算出部４６に
入力されて、予めパターンセレクタ３５によつて
選択されたパターン記憶部３４の基準パターンデ
ータと比較され、両者を一致させるために必要な
位置補正量データが算出される。

なお、パターン記憶部３４には、予め光源１０
と検出部１１との相対位置関係によつて得られる
受光パターンを多数記憶してあり、必要な両者の
相対位置関係（部品１５，１６の嵌合に必要な位
置関係）をその中から選び得る。

そして、位置補正量算出部４６は、算出した位
置補正量データをアンド回路３１を介して目標算
出部４１に出力する。

なお、アンド回路３１は、受光パターン検出部
４０が光センサ１２からの受光信号を読み取つた
時点で、そこから出力される光検出信号Ｐ（第８
図リ）に基づいてゲート信号発生部２６において
発生されるゲート信号G₅（第８図ワ）によつて開
かれている。

目標算出部４１は、第８図ヨに示すタイミング
で入力された位置補正量データに基づいてロボツ
トのハンド９，９′が把持した部品１５，１６が
互いに嵌合し得る（光センサ１２の受光パターン
が基準パターンと等しくなる）最終目標位置デー
タを算出する。

そして、この目標算出部４１が最終目標位置デ
ータを算出し終わると、第８図カに示すタイミン
グでゲート信号発生部２６から出力されるゲート
信号G₇によつてアンド回路３３が開くから、そ
こを介して目標算出部４１は最終目標位置データ
を移動角算出部２４に出力する。

移動角算出部２４は、この最終目標位置データ
と先に入力された方向データと現在位置レジスタ
２５からの現在位置データとに基づいて移動角を
算出し、それによつて前述したようにパルス分配
器１７，及びデジタルDCサーボ機構を介してロ
ボツトの各部を駆動して、両腕Ａ，Ｂを相対的に
制御し、検出部１１の光センサ１２からの受光パ
ターンが基準パターンと等しくなるようにする。

なお、１回の補正移動制御で、位置決め完了し
ない場合は、当然のことながら受光パターンと基
準パターンとが一致しないので、前述の動作が繰
返される。

また、この補正移動制御による位置決め時に
は、ロボツトの左右両腕Ａ，Ｂの一方を動かさず
に、他方のみを動かすようにしても、両方を動か
すようにしても良い。

そして、このような相対的な位置決め制御を行
ないながら、ロボツトのハンド９，９′によつて
把持した部品１５，１６を互いに近づけていけ
ば、両部品１５，１６の組付作業が失敗なく正確
に行なえ、組付作業が完了したら両者を部品搬送
コンベア１４（第１図参照）に降すことによつて
一作業が終了する。

なお、光源１０と検出部１１との取付位置の関
係は、予めハンド９，９′によつて把持した部品
１５，１６の組付時に割り出して、左右両腕Ａ，
Ｂの下腕８，８′に取付けておく。

また、第７図では位置データや方向データを送
る信号線を１本で代表して示したが、実際には
夫々所定ビツト数の信号線が３本（Ｘ，Ｙ，Ｚ方
向用）ずつある。

以上説明したように、この発明による２腕ロボ
ツトは、２つの部品の組付け作業を行なう場合
に、まずメカニカルハンドで部品を把持した両腕
の可動部を第１の制御手段によつて個々に駆動制
御して、２本の腕の先端部を仮目標位置でほぼ対
向させた後、第２の制御手段によつて位置補正デ
ータに応じて両腕の可動部を相対的に駆動制御し
て、該両腕の先端部が予め定めた相対位置となる
ように位置決めするので、組付けるべき部品の相
対位置を高精度に制御でき、組付けを確実に行な
うことができる。

しかも、２本の腕の実際の相対位置の検出を、
その各腕の先端部付近の互いに対向する部位の一
方に平行光線を放射する光源を、他方に該光源か
らの平行光線を入射方向を規制する枠状の光路溝
を通して受光する受光面に多数の受光素子を配設
した光センサをそれぞれ設け、その光センサによ
る受光パターンを検出することによつて行ない、
その検出した受光パターンを予め定められた基準
パターンと比較して、両パターンを一致させるた
めに必要な位置補正データを算出するようにして
いるので、２本の腕の相対的な位置ずれのみでな
く、傾きや回転までも上記受光パターンから高精
度で判別することが可能になり、それを補正する
ために必要な位置補正データを算出することがで
きる。

また、外部にカメラのような撮像装置や照明器
具等を配置する必要がないので、組立ラインへの
設置が容易でスペース上の問題を生じることがな
いばかりか、相対位置の検出精度が照明等の外部
条件や部品の形状や傾きなどに左右されるような
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した多関節２腕ロボ
ツトによるワークの組付作業時の様子を示す平面
図、第２図は、第１図におけるロボツトの可動部
の運動機能を示す記号図、第３図は、この発明に
用いる相対位置関係検出用の光源と検出部の一例
を示す斜視図、第４図イ，ロ，第５図イ，ロ、及
び第６図イ，ロは、夫々第３図の光源と検出部と
の相対位置関係の偏倚と光センサ上での影部の発
生状態の異なる例を示す説明図、第７図は、この
発明の一実施例を示すブロツク図、第８図イ〜ヨ
は、夫々第７図の動作説明に供する各部の信号波
形図である。 １…基部、２…腰部、３…胴部、４，４′…肩
部、５，５′…上腕、６，６′…第１中腕、７，
７′…第２中腕、８，８′…下腕、９，９′…メカ
ニカルハンド、１０…光源、１１…検出部、１２
…光センサ、１４…部品搬送コンベア、１５，１
６…部品、１７…パルス分配器、２０…DCモー
タ、２１…パルスジエネレータ、２４…移動角算
出部、３４…パターン記憶部、３６…仮目標位置
設定レジスタ、３９…方向設定レジスタ、４０…
受光パターン検出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の自由度を有する可動部を具備した多関
   節形２腕ロボツトにおいて、 ２本の腕の先端部付近の互いに対向する部位の
   一方に平行光線を放射する光源を、他方に該光源
   からの平行光線を入射方向を規制する枠状の光路
   溝を通して受光する受光面に多数の受光素子を配
   設した光センサをそれぞれ設けると共に、 前記２本の腕の先端部をほぼ対向させるための
   仮目標位置を示す予め定めた位置データと前記可
   動部に設けた内界センサからの実位置データとに
   基づいて前記両腕の可動部を個々に駆動制御する
   第１の制御手段と、 該制御手段によつて前記２本の腕の先端部が前
   記仮目標位置に到達して両者がほぼ対向した後、
   前記光センサによる受光パターンを検出する受光
   パターン検出手段と、 該手段によつて検出された受光パターンを予め
   定められた基準パターンと比較して、両パターン
   を一致させるために必要な位置補正データを算出
   し、その位置補正データに応じて前記両腕の可動
   部を相対的に駆動制御して、該両腕の先端部が予
   め定めた相対位置となるように位置決めする第２
   の制御手段と、 を備えたことを特徴とする２腕ロボツト。