JPH0343015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概 要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段（第１図） 作 用 実施例 (a) 実施例の説明（第２図、第３図） (b) 実施例を用いた磁気デイスク装置組立の説明
（第４図、第５図、第６図） 発明の効果 〔概要〕 物品を治具に固定した物品搭載台から吸着ハン
ドにより物品を吸着取出しする物品取出し装置に
関し、治具に係合する物品の最下物品に弾性部材
を設け、吸着ハンドが物品を吸着取出す際の、吸
着ハンドの自由度を補つて確実に物品を取出せる
ようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、物品（部品）を搭載する物品搭載台
から、吸着ハンドにより物品を吸着取出しする物
品取出し装置に関する。

近年のロボツトの精密制御技術の発展により、
機械加工におけるロード作業、溶接作業のみなら
ず組立作業まで可能となつている。このような組
立作業においては、予じめ組立てられる物品（部
品）が物品搭載台（以下部品用パレツトと称す）
の定められた位置に搭載用意されており、ロボツ
トには、その部品搭載位置を教示しておき、ロボ
ツトはその把持手段を教示された位置に移動して
部品用パレツトから部品を取り出して組立作業を
行う。

尚、把持とは保持と把握の総称であり、保持と
はロボツトが指によらず物品のもつ移動の自由度
を拘束することを云い、受け形、つり下げ形、吸
着形等があり、又は把握とはロボツトが指により
物品のもつ自由度を拘束することを云う。

〔従来の技術〕

例えば、第７図に示す磁気デイスクの組立作業
においては、部品として、円形の中心穴を有する
磁気デイスク（以下円板と称す）４２が部品用パ
レツト１０に設けた治具１１に係合して搭載さ
れ、即ち、治具１１に円板４２の中心穴を挿入す
るように搭載され、部品用パレツト１０の所定の
位置に固定され、図のロボツトの作業位置に部品
用パレツト１０が予じめ基台上に人手又はコンベ
ア等により自動的に運ばれてセツトされる。尚、
パレツトとは、部品を搭載するための台を意味
し、固定であつても移動式であつてもよい。

一方、ロボツトは、ハンドとして吸着ハンド３
０を有し、アーム３２に対しコンプライアンス機
構３１を介し取付けられており、吸着ハンド３０
に真空ポンプと接続されるパイプ３３が設けら
れ、吸着面３０ａを負圧として部品を真空吸着す
るように構成されている。

そして、ロボツトのアーム３２がＸ、Ｙ、Ｚ方
向に駆動されて、部品パレツト１０の円板４２に
吸着ハンド３０が近接し、真空吸着によつて円板
４２を吸着面３０ａで吸着した後、部品用パレツ
ト１０から円板４２を取り出し組立用パレツト２
０方向にアーム３２を駆動して、組立用パレツト
２０上のデイスクエンクロージヤ（以下ベースと
称す）４０に搭載されたスピンドルモータ４１の
スピンドルに吸着した円板４２を挿入して、吸着
を解き、円板４２をスピンドルモータ４１のスピ
ンドルに嵌め合せる。

このようなロボツトの作業においては、ロボツ
トの教示位置と実際の部品搭載位置は正確に一致
することはなく、部品用パレツト１０がロボツト
に対して置かれる位置誤差及び、部品用パレツト
１０への治具１１のセツト時のセツト（組立）誤
差によつて実際の部品搭載位置をミリメートル単
位以下の誤差に収めることは難しい。

このため、ハンド３０とアーム３２との間にコ
ンプライアンス機構３１を設け、この誤差をロボ
ツト側で吸収するような試みがなされている。

このコンプライアンス機構３１は、基本的には
ハンド３０に人間の手首の如くの柔軟性を持たせ
るものであり、簡単な構成のものでは、平行板バ
ネ等により若干のＸ、Ｙ、Ｚ方向の変位を可能と
するもの（特開昭59−53192号）や、又力センサ
ーによつて構成し、力センサーで外力を検出して
これをアーム３２の駆動系にフイートバツクして
力制御によつてアーム３２の教示位置からの変位
を付与するように構成したものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、係る部品の搭載位置誤差をロボ
ツト側で吸収するにも限度があり、第８図Ａの如
く、アーム３２によつて力Ｆが与えられたハンド
３０の先端が治具１１の上面にＰ点で当接してし
まうと、ハンド３０には反力としてＺ方向のZp
しか得られないから、コンプライアンス機構３１
ではＺ方向の誤差しか吸収できず、この場合必要
なＸ、Ｙ方向の変位は得られず、ハンド３０の進
行は不可能となるという問題が生じていた。

又、第８図Ｂの如く、ハンド３０の進行は行わ
れたが、ハンド３０が傾いて円板４２に当接した
ときには、パイプ３３側の吸着面３０ａは円板４
２に当接しないため、円板１２の吸着が不可能と
なるという問題も生じていた。

従つて、ロボツト側でコンプライアンス機構３
１を用いて位置誤差を吸収すべくハンド３０に自
由度を与えたとしても、それに限りがあり、係る
誤差を吸収しきれず、円板４２の取り出し作業が
円滑に進行しないという問題があり、特に部品が
小型化するにつれその傾向が大であつた。

本発明は、係る問題点に鑑み、ハンドの自由度
を物品搭載台側でも補えるように構成して、取り
出し動作を確実にせしめることのできる物品取出
し装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

本発明は、第１図に示すように、固定された治
具１１に物品４２の穴部を係合して該物品４２を
搭載する物品搭載台１０と、周囲に吸着部を有す
る吸着ハンドを位置ずれ吸収のため該吸着ハンド
に自由度を付与するコンプライアンス機構を介し
ハンド移動機構に接続してなる物品吸着部とを有
し、該吸着ハンドが、該吸着ハンドの中央に該治
具が挿入されるように動作して、該治具に係合す
る物品を吸着して取出す物品取出し装置におい
て、該治具１１により位置が固定された部品４２
を支持し且つ該部品４２の傾きを可能とする弾性
部材１２を、該物品搭載台１０に設け、該吸着ハ
ンドの物品４２を介する当接力に応じて該弾性部
材１２が弾性変形して、該吸着ハンドの傾きに応
じて該部品４２を傾けるようにし、該吸着ハンド
の物品吸着動作を補助することを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、弾性部材１２によつてその上に搭
載される部品（円板）４２が治具１１に係合した
まま傾むき可能とし、傾むいた吸着ハンド３０の
当接力に応じて部品４２も傾むくようにせしめ
て、搭載部品に傾きという自由度を付与すること
でハンドの自由度を補つて、部品の取り出し動作
を確実にせしめるものである。

〔実施例〕

(a) 実施例の説明。

第２図は本発明の一実施例要部分解構成図で
ある。

図中、第７図及び第１図と同一のものは同一
の記号で示してあり、１０ａはねじ穴であり、
部品用パレツト１０に設けられ、治具１１を部
品用パレツト１０に固定するためのもの、１１
１は取付部であり、治具１１の取付部を構成す
るもの、１３は取付けねじであり、治具１１の
取付け部１１１を部品用パレツト１０に固定す
べく部品用パレツト１０のねじ穴１０ａに係合
するものである。

係る分解構成において、治具１１は円板４２
の円形穴に合わせて円筒状に構成され、ねじ１
３が取付け部１１１を介し部品用パレツト１０
のねじ穴１０ａにねじ込まれることによつて部
品用パレツト１０に固定される。更に、円形状
の弾性部材１２（例えばシリコンゴム）が治具
１１に挿入され、弾性部材１２が治具１１の取
付け部１１１上の最下部に位置することによつ
て完成する。

この実施例では、治具１１は円筒状に構成さ
れているが搭載される部品の穴に合わせて楕円
状、多角形状であつてもよく、又、取付け部１
１１の縁を設けず、弾性部材１２が直接部品用
パレツト１０上に配置されるようにしてもよ
い。

第３図は第２図構成の動作説明図である。

第３図Ａに示す如く、ハンド３０と治具１１
との間に若干の誤差があつても、ハンド３０の
先端は治具１１の傾斜部１１０に当接し、ハン
ド３０は傾斜部１１０の傾斜面の法線方向の力
ｆが付与される。このため、コンプライアンス
機構３１では、力ｆのＸ方向成分XpとＹ方向
成分YpとによつてＸ、Ｙ方向のバネによる変
位又は力制御ではＸ、Ｙ方向の位置変位が生じ
て、ハンド３０は円滑に傾斜部１１０を滑るよ
うにして治具１１へ進行する。

ここで、傾斜部１１０は面取り部として治具
の上面周囲に設けられるものであるが、位置誤
差の吸収を大きくするため、この面取りより大
なる傾斜部を面取り又はＲ加工により形成す
る。

一方、第３図Ｂに示す如く、ハンド３０が円
板４２に対し傾いた状態で当接しても、弾性部
材１２がハンド３０より円板４２を介して与え
られる力によつて弾性変形することにより円板
４２が図の矢印Ａ方向に傾むき、従つてパイプ
３３側の吸着面３０ａが円板４２に接近又は当
接でき、真空吸着による取り出しが可能とな
る。

即ち、治具１１の傾斜部１１０によつて図の
XY平面での誤差を吸収し且つ弾性部材１２に
よつて部品４２側でのローリング、ピツチング
を生ぜしめてロボツトの自由度を補うことが可
能となる。

これによつて、ハンド、パレツトとも厳しい
取り付け精度を要求されず、安価なロボツト、
安価なパレツトによる取り出し作業が実現でき
る。

尚、前述のハンドは、吸着ハンドの外に磁力
吸着ハンド等の取り出しハンドであつてもよ
い。

(b) 実施例を用いた磁気デイスク装置組立の説
明。

第４図は、磁気デイスク装置の組立作業の説
明図であり、図中、第７図で示したものと同一
のものは同一の記号で示してあり、４１ａはス
ピンドルであり、４３はスペーサーであり、４
４はクランパであり、４５ａは取付けねじであ
る。

この組立作業では、組立用パレツト２０（第
７図参照）に予じめベース４０を固定してお
き、一方、部品用パレツト１０には第５図、第
６図で示す如くスピンドルモータ４１、円板４
２、スペーサー４３、クランパ４４及び取付け
ねじ４５ａを搭載しておく。そして、ロボツト
は部品用パレツト１０からスピンドルモータ４
１を取り出し、ベース４０の取付け穴に嵌め合
わせ、次に取付けねじ４５ａを取り出し図示し
ないロボツトの電動ドライバで取付けねじ４５
ａによつてスピンドルモータ４１をベース４０
に取付け、更に円板４２、スペーサー４３の順
で部品用パレツト１０から取り出して、スピン
ドルモータ４１のスピンドル４１ａに嵌め込
む。所定の枚数（例えば６枚）の円板を嵌め込
んだ後、ロボツトは部品用パレツト１０からク
ランパ４４を取り出し、スピンドル４１ａの上
面に嵌め合わせ、取付けねじ４５ａでクランパ
４４をスピンドル４１ａに固定せしめて、円板
４２を上から押さえ、組立てを完了する。

第５図は係る組立てのための部品用パレツト
の構成図であり、第６図は第５図における搭載
例説明図である。

図中、第２図と同一のものは同一の記号で示
してあり、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは治具であ
り、前述の治具１１と同一のものであり、治具
１１ａは円板４２の搭載のためのもの、治具１
１ｂはスペーサー４３の搭載のためのもの、治
具１１ｃは円板４２が治具１１ａに搭載される
際に円板４２間に設けられる円板収納用スペー
サー４６（第６図）を収納しておくためのもの
であり、１２ａ，１２ｂ，１２ｃは弾性部材で
あり、前述の弾性部材１２と同一のものであ
り、各々治具１１ａ，１１ｂ，１１ｃに挿入さ
れているものである。１４はモータセツト用治
具であり、第６図Ｃに示す如くその上部縁面１
４０にスピンドルモータ４１が搭載され、且つ
位置出しピン１４１によつてスピンドルモータ
４１のねじ穴と係合してその位置を固定するた
めのもの、１５はクランパ用治具であり、モー
タセツト用治具１４の底部１４２に設けられ、
クランパ４４を搭載するためのものであり、同
様に下部に弾性部材１６を有するもの、１７は
ねじスタンドであり、穴１７ａの内に取付けね
じ４５ａを搭載しておくもの、１８は弾性部材
であり、モータセツト用治具１４の底部１４２
と部品用パレツト１０間に設けられるもの、４
６は円板収納用スペーサーであり、円板４２の
治具１１ａに搭載に際し、円板４２間に間隔を
保つため治具１１ａに挿入されるものである。

このように構成された部品パレツト１０にお
いては、治具１１ａには、第６図Ａに示す如
く、必要枚数の円板４２がその間に円板収納用
スペーサー４６を設けて弾性部材１２ａ上にセ
ツトされ、治具１１ｂには、第６図Ｂに示す如
く、必要数のスペーサー４３が弾性部材１２ｂ
上にセツトされる。又第６図Ｃの如く、クラン
パ用治具１５には、弾性部材１６上にクランパ
４４がセツトされ、且つモータセツト用治具１
４の上面縁面１４０にスピンドルモータ４１が
そのねじ穴を位置出しピン１４１に挿入してセ
ツトされる。このようにセツトされたクランパ
４４とスピンドルモータ４１の中心軸は同一で
あり、階層構造によつて搭載スペースが少なく
て済み、又ロボツトも同一位置の教示によつて
スピンドルモータ４１とクランパ４４の取り出
しが出来都合がよい。

更にねじスタンド１７に取付けねじ４５ａが
セツトされ、セツト完了となる。

以降の組立に際しては、前述の第４図の組立
作業で説明した如く、ロボツトの吸着ハンド３
０がスピンドルモータ４１、円板４２、スペー
サー４３、クランパ４４の順で部品パレツト１
０から取り出し、組立パレツト２０上のベース
４０上に組立てていくとともに、ロボツトの電
動ドライバがねじスタンド１７より取付けねじ
４５ａを吸着してスピンドルモータ４１のベー
ス４０への取付け及びクランパ４４のスピンド
ル４１ａへの取付けのためねじ締めを行つて固
定する。尚、吸着ハンド３０は、円板４２の吸
着、スピンドル４１ａへの嵌め合わせ後、治具
１１ａの円板収納用スペーサー４６を吸着し、
取り外して治具１１ｃに嵌め込んで回収し、再
び次の円板４２の吸着を行う。

又、クランパ治具１５上のクランパ４４を吸
着ハンド３０が吸着する際にも、弾性部材１６
によつてクランパ４４が傾いて自由度を補うこ
とができる。

上述の実施例では、磁気デイスク円板、スペー
サーの取り出しの例で説明したが、これに限られ
ることはない。

以上本発明を一実施例により説明したが、本発
明は本発明の主旨に従い種々の変形が可能であ
り、本発明からこれらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、次の効果
を奏する。

治具に係合した物品を支持し、傾きを可能と
する弾性部材を設け、吸着ハンドの物品を介す
る当接力に応じて弾性部材が弾性変形して支持
する物品を吸着ハンドの傾きに応じて傾けるよ
うにしているので、吸着取出しされる物品にロ
ーリング、ピツチングという自由度を持たせ、
ロボツトの吸着ハンドの自由度を補うことがで
き、吸着ハンドが傾いて吸着動作しても、物品
もそれに応じて傾くので、吸着ハンドの吸着部
により確実に物品を吸着できるという効果を奏
する。

コンプライアンス機構で位置ずれの吸収のた
め吸着ハンドに自由度を与えると、位置ずれ吸
収動作で吸着ハンドが治具により傾く場合が多
いが、このような場合でも物品を吸着でき、コ
ンプライアンス機構の位置ずれ吸収動作によつ
て位置ずれを吸収し且つ吸着動作を確実にせし
めるという効果を奏する。

治具は固定されており、弾性部材で物品のみ
傾き可能としているので、コンプライアンス機
構による治具に沿つた位置ずれ吸収動作を行つ
ても、吸着ハンドと治具の衝突によつて振動が
生じ、これによる共振を防止でき、コンプライ
アンス機構の位置ずれ吸収動作に悪影響を与え
ないで、吸着動作を確実にせしめるという効果
も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明
の一実施例分解構成図、第３図は第２図実施例構
成の動作説明図、第４図は本発明の適用例として
の磁気デイスク装置の組立説明図、第５図は第４
図組立のためのパレツト構成図、第６図は第５図
構成の部品搭載を示す図、第７図はロボツトによ
る組立作業説明図、第８図は従来構成の問題点説
明図である。 図中、１０……部品搭載パレツト、１１，１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ……治具、１１０……傾斜
部、１２……弾性部材、４２……円板、４３……
スペーサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定された治具に物品の穴部を係合して該物
   品を搭載する物品搭載台と、 周囲に吸着部を有する吸着ハンドを位置ずれ吸
   収のため該吸着ハンドに自由度を付与するコンプ
   ライアンス機構を介しハンド移動機構に接続して
   なる物品吸着部とを有し、 該吸着ハンドが、該吸着ハンドの中央に該治具
   が挿入されるように動作して、該治具に係合する
   物品を吸着して取出す物品取出し装置において、 該治具により位置が固定された物品を支持し且
   つ該部品の傾きを可能とする弾性部材を該物品搭
   載台に設け、該吸着ハンドの物品を介する当接力
   に応じて該弾性部材が弾性変形して、該吸着ハン
   ドの傾きに応じて該部品を傾けるようにし、該吸
   着ハンドの物品吸着動作を補助することを 特徴とする物品取出し装置。