JPH0528523Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、光学式滑り検出装置、特にハンドに
把持されたワークの滑りを光学的に検出する装置
に関する。

［従来の技術］ 今日、ロボツトの普及に伴い、ロボツトハンド
を用いた作業が各種分野にて幅広く行われてい
る。

しかし、ロボツトハンドは、人間の手と異な
り、それ自体センサ機能を有しないため、ロボツ
トハンドを用いてワークの把持し所望の作業を行
う場合には、ハンドによりワークが良好に把持さ
れているか否かを常時検出する必要がある。

特に、ロボツトハンドを用いてワークを把持す
る場合には、例えばワークに対する把持部位のば
らつき等に起因する重心のアンバランス等により
把持されたワークが滑り落ちることがあり、従つ
て、ロボツトハンドのワークの滑りを確実に検出
しその落下を未然に防止することが必要となる。

このため、従来より、例えば東工大タイプ、名
工大タイプ、ベルグラード大タイプの滑り検出装
置が提案されている。

前記東工大タイプの検出装置は、測定スリツト
が設けられた円盤を、ロボツトハンドに把持され
たワークに当接させ、この円盤のスリツトを介し
て発光ダイオードとフオトトランジスタとが対向
するように形成されている。

このようにすることにより、ロボツトハンドに
把持されたワークに滑りが生じると、この滑りに
よつて円盤が回転し、発光ダイオードとフオトト
ランジスタ間の光路が断続的に遮断されるため、
この時フオトトランジスタから出力されるパルス
信号を検出することにより、ワークの滑りを良好
に検出することができる。

また、名工大タイプの検出装置は、ワーク表面
の粗さを利用してその滑りを検出するものであ
り、圧電素子表面に固定されたサフアイヤ針をハ
ンドに把持されたワークの表面に押し当てるよう
にして形成されている。

このようにすることにより、ワークの滑りはサ
フアイヤ針を介して圧電素子に伝達され、この時
発生する圧力変化によりハンドに把持されたワー
クの滑りを良好に検出することが可能となる。

また、ベルグラード大タイプの検出装置は、導
電体からなるボールの表面に市松模様形状に絶縁
部分を形成し、このボールをロボツトハンドに把
持されたワークに対し回転可能に押圧接触させて
いる。

このようにすることにより、前記ボールの２箇
所の支持枠に電気的な出力接点を設けることによ
り、ワークの滑りに起因して発生するボールの回
動を電気信号として検出し、ハンドに把持された
ワークの滑りを良好に検出することが可能とな
る。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、このような従来の滑り検出装置は、い
ずれも円盤、サフアイア針、ボール等のピツクア
ツプをハンドに把持されたワークに機械的に接触
させてその滑り量を測定するよう形成されてい
る。

このため、測定対象となるワークはその表面が
ほぼ平滑なものであることが必要であり、特に東
工大タイプ及びベルグラード大タイプの装置で
は、複雑な形状をしたワークの滑り測定を行うこ
とは極めて難しいという問題があつた。

また、前記従来装置は、いずれもそのピツクア
ツプが滑りを機械的に検出するよう形成されてい
るため、装置全体の小型軽量化を充分に図ること
ができず、その取付け自由度が小さいという問題
があつた。

更に、前記従来の装置は、いずれもピツクアツ
プをワーク測定部へ機械的に接触するよう形成さ
れているため、ピツクアツプとワーク表面との接
触抵抗が検出精度で与える影響が大きく、特にワ
ーク表面が滑り易い場合には、ワークの滑りを充
分正確に測定することができないという問題があ
つた。

［考案の目的］ 本考案はこのような従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ハンドに把持されたワ
ークの滑りを、ワークの形状に影響させることな
く、非接触で良好に測定することの可能な光学式
滑り検出装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的に達成するため、本考案は、 ハンドに把持されたワークに対し検出光を投光
する投光手段と、 ワークからの反射光を受光し電気信号に変換す
る受光手段と、 受光手段の検出信号に基づきハンドに対するワ
ークの滑りを演算する演算手段と、 を含み、ハンドに把持されたワークの滑りを非接
触で検出することを特徴とする。

ここにおいて、前記演算手段は、 受光手段の出力を積分する積分回路と、 この積分回路の出力を所定時間間隔でサンプル
ホールドするサンプルホールド回路と、 を含み、前記積分回路の出力とサンプルホールド
回路の出力とを差演算することにより、ハンドに
対するワークの滑り量を演算するよう形成するこ
とが好ましい。

［作用］ 本考案は以上の構成からなり、次にその作用を
説明する。

本考案によれば、ハンドに把持されたワークに
向け、投光手段から検出光が照射され、ワークに
て反射されたその検出光は受光手段により受光さ
れる。

このとき、ワークに滑りがほとんどない場合に
は、受光手段の受光量にはほとんどど変化ない
が、ワークの滑りが発生すると、受光手段の受光
量が変化する。

本考案においては、このような受光量の変化を
演算手段を用いて演算することにより、ハンドに
把持されたワークの滑りを非接触で正確に検出測
定することができる。

特に、本考案によれば、ワークに対する機械的
な接触部を必要とすることなく、この滑りを非接
触で測定することができるため、ワークの形状が
複雑なものであつてもその滑りを良好に測定する
ことができ、しかも、装置全体を小型軽量化し、
ハンドに対する取付け自由度を大きなものとする
ことができ、更に、ワーク表面の滑り抵抗に影響
されることなく、滑り検出を良好に行うことが可
能となる。

［実施例］ 次に、本考案の好適な実施例を図面に基づき説
明する。

第２図には、ロボツトハンドの好適な実施例が
示されており、実施例のロボツトハンド１２は、
複数本の指１４を用いてワーク１６を把持するよ
う形成されている。

ここにおいて、各指１４は、ピン１８により、
回動可能に軸止されており、各指１４の相対向す
る内側面にはワーク１６を把持する複数の爪２０
が突設されている。

また、このロボツトハンド１２のシリンダ２２
内には、ロツド２４が図中上下方向へ移動自在に
収納されており、該ロツド２４の先端はリンク２
６を介して各指１４の上端に連結されている。

以上の構成とすることにより、ロツド２４を図
中下方向に移動させることにより、各指１４はピ
ン１８を介してハの字状に開き、ワーク１６の把
持が解除される。

また、これとは逆に、ロツド２４の図中上方向
へ移動させると、各指１４は前回とは逆方向に回
動制御され、爪２０を用いてワーク１６を所定の
押圧力をもつて把持することとなる。

ところで、このようにロボツトハンド１２を用
いてワーク１６を把持するにあたり、ワーク１６
の把持部位のばらつき、またはその他各種の原因
より、把持されたワーク１６がロボツトハンド１
２から滑り落ちてしまう場合がある。

本考案の特徴的事項は、このようなワーク１６
の滑りを非接触で光学的に検出することにある。

このため、本考案においては、ロボツトハンド
１２に把持されたワーク１６に対し検出光を照射
する発光手段と、ワークからの反射光を受光し電
気信号に変換する受光手段とが設けられ、受光手
段の検出する受光量の変化に基づきハンド１２に
対するワーク１６の滑りの検出を行つている。

実施例においては、前記発光手段としてLED
等の発光素子３０が用いられ、受光手段としてフ
オトトランジスタ等の受光素子３２が用いられて
いる。

そして、これら受光素子３０及び受光素子３２
は、指１４の内側面に爪２０の間に位置して設け
られ、前記発光素子３０はワーク１６へ向け検出
光を照射し、また受光素子３２はワーク１６から
の反射光を受光して受光量に応じた電気信号を出
力し、その出力信号を演算回路４０へ向け出力し
ている。

本考案において、この演算回路４０は、受光素
子３２の検出出力に基づき、ロボツトハンド１２
に対するワーク１６の滑りを演算するよう形成さ
れている。

第１図には、この演算回路４０の具体的な構成
が示されており、第３図には回路各部における出
力信号波形図が示されている。ここにおいて、第
３図Ａはワーク１６に滑りが発生した場合の信号
波形をし、同図Ｂは、ワーク１６に滑りが存在し
ない場合における信号波形をそれぞれ表してい
る。

まず、受光素子３２が出力される検出信号Ａに
は、第３図に示すごとく、ロボツトハンド１２や
ワーク１６の振動等により、ノイズ成分が混入し
ているため、これをこのまま演算処理すると過渡
的な影響を受け誤つた演算を行つてしまう恐れが
ある。このため、受光素子３２の検出信号Ａは、
積分回路４２を介してそのノイズ成分が除去され
たのち、アンプ４４を介してサンプルホールド回
路４６及び減算回路４８を向けそれぞれ出力され
る。

サンプルホールド回路４６は、発振回路５０か
ら出力されるクロツクパルスＥに同期してアンプ
４４の出力Ｃをサンプルホールドし、減算回路４
８へ出力する。

すなわち、このサンプルホールド回路４６は、
発振回路５０から出力されるクロツクパルスＥが
Ｈレベルの状態にある場合に、アンプ４４の出力
をホールドして減算回路４８へ出力し、また、ク
ロツクパルスＥがＬレベルの状態である場合に
は、アンプ４４の出力Ｃをそのまま減算回路４８
へ向け出力する。

従つて、サンプルホールド回路４６から出力さ
れる信号Ｄは、ワーク１６に滑りが存在しない場
合には、第３図Ｂに示すごとく、アンプ４４の出
力Ｃと一致するため、減算回路４８の出力Ｆは０
となる。

これに対し、ワーク１６に滑りが発生した場合
には、第３図Ａに示すごとく、サンプルホールド
回路４６の出力Ｄと、アンプ４４の出力Ｃの値は
異つたものとなるため、減算回路４８が出力され
る信号Ｆは単位時間あたりのワーク１６の滑り量
に対応した値となる。

そして、この減算回路４８の出力信号Ｆは、予
め滑り検出用の基準値δVが設定された判定回路
５２に入力され、判定回路５２は、減算回路４８
の出力信号Ｆの絶対値が基準値δVの絶対値を上
回つている期間中Ｈレベルの検出パルス信号Ｇを
出力する。

従つて、本実施例の装置によれば、ワーク１６
に滑りが存在しない場合には、判定回路５２から
なんらパルス信号Ｇが出力されず、これとは逆に
ワーク１６に滑りが存在する場合には、この滑り
量に対応したパルス幅を有する検出パルス信号Ｇ
が出力されることになる。

このように、本実施例によれば、判定回路５２
の出力Ｇに基づきワーク１６の滑り量の検出を行
うことができることから、この検出信号に基づい
て各種制御を行うことが可能となり、例えば判定
回路５２の出力信号Ｇをロボツトハンド制御回路
に入力し、ワーク１６に滑りが発生した場合に
は、ロボツトハンド部１２の把持力を増加させ、
これを確実に把持させるよう制御することが可能
となる。

なお、本実施例においては、演算回路４０を第
１図に示すように構成した場合を例にとり説明し
たが、本考案はこれに限らず、受光素子３２の検
出出力に基づきワークの滑り検出を行うことがで
きるならば、どのような回路構成を採用すること
も可能である。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、ハンド
に把持されたワークの滑り検出をワーク対し非接
触で行うことができることから、複雑な形状をし
たワークに対してもその滑り検出を良好に行うこ
とができ、しかもワーク表面の摩擦抵抗に影響さ
せることなく、この滑り検出を良好に行うことが
可能となる。更に、本考案によれば、ワークに対
する機械的な接触部を有しないため、ワーク表面
の摩擦抵抗に影響を受けることなくその滑りを更
に正確に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる光学式滑り検出装置の
好適な実施例を示すブロツク図、第２図は本実施
例の光学式滑り検出装置が設けられたロボツトハ
ンドの概略説明図、第３図は第１図に示す装置の
回路各部における出力信号波形図である。 １２……ロボツトハンド、１６……ワーク、３
０……発光素子、３２……受光素子、４０……演
算回路、４２……積分回路、４６……サンプルホ
ールド回路、４８……減算回路、５０……発振回
路、５２……判定回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ハンドに把持されたワークに対し検出光を投光
   する投光手段と、 ワークからの反射光を受光し電気信号に変換す
   る受光手段と、 前記受光手段の電気信号に基づきハンドに対す
   るワークの滑りを演算する演算手段と、 を有し、 前記投光手段及び前記受光手段は前記ハンドに
   把持されている前記ワークに接触しない部分に設
   けられ、 前記演算手段は、 前記受光手段の出力を積分する積分回路と、 この積分回路の出力を所定時間間隔でサンプル
   ホールドするサンプルホールド回路と、 前記積分回路の出力と前記サンプルホールド回
   路の出力とを差演算する減算回路と、 前記減算回路の出力と予め設定された基準値と
   を比較し、前記減算回路の出力が基準値の絶対値
   を上回つている時に前記ワークの滑りが発生して
   いると判定し、その期間中検出パルス信号を出力
   する判定回路と、 を有することを特徴とする光学式滑り検出装置。