JPH0583355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ロボツトハンドによる物品の組込み
方法に関し、特に工業用組立ロボツトにおいてそ
の把持部品の位置調整を可能とする機能を持たせ
たロボツトハンドによる物品の組込方法に関す
る。

［従来の技術］ 最近のロボツト技術では、その技術精度の向上
したことと、電子機器分野の発達にともなう制御
手段の進歩とによつて、ロボツトハンドによる位
置出しでミクロン単位のような高精度の作業まで
がなされるようになつた。また、ロボツトの用途
も拡大され、種々な組立ロボツトが実用化されつ
つある。

このような組立ロボツトでは、例えば１つの組
立用部品を所定の位置に組込むための位置合せが
求められるが、かかる場合の位置合せは、大方の
場合、ロボツトハンドをそのような位置に導く制
御の問題よりは、むしろ組込む部品を正しい位置
に把持させるよう位置決め制御することの方が大
切となる。

そこで、ロボツトハンドに把持させる位置の精
度を高めることが必要となり、このためには、ロ
ボツトに部品を供給するための供給手段、例えば
箱に高い精度で部品を配列するか、もしくは、供
給手段とは別に設けた治具にまでいつたん部品を
運ばせてから、この治具を介して部品を正しい位
置に修正し、再度把持し直させるかなどの方法が
講じられていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ロボツトへのワーク部品供給た
めの部品収納手段、例えば供給箱に高い精度の部
品配置を求めたりすることは、このような箱を含
む周辺装置に費用を要し、コスト高を招く。ま
た、治具上でハンドに再把握動作を行わせるよう
にすることは、それだけ作業時間のロスを招く。

本発明の目的は、上述したような従来の問題に
着目し、その解決を図るべく、物品（部品）組込
のための位置調整機能を持たせたロボツトのロボ
ツトハンドにより組込みの過程において位置決め
を可能とするロボツトハンドによる物品の組込方
法を提案することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、第１
の物品を指部材により該第１の物品収納位置から
把持して第２の物品の所定の組込位置に搬送し、
該組込位置に前記第１の物品の組込みを行うロボ
ツトハンドによる組込方法であつて、把持のため
に前記指部材を開閉自在に保持する手掌部材、該
手掌部材を変位自在に支持する腕部材および該腕
部材に対して前記手掌部材の変位を拘束可能な拘
止手段を具備するロボツトハンドと、前記第１の
物品の位置決めを行うための基準部材および該基
準部材を前記位置決めのための基準位置と退避位
置とに駆動する駆動可能な駆動手段を有し、前記
ロボツトハンドと共に同方向に回動自在な位置決
め台とを有するロボツトの前記指部材により前記
物品収納位置から前記第１の物品を把持させ、前
記ロボツトハンドを前記収納位置から前記組込位
置に動作させる動作中、前記手掌手段を変位が許
容される状態に保ちつつ前記動作中に前記駆動手
段により前記基準部材を前記退避位置から前記基
準位置に導いて前記主掌部材の指部材に把持され
る前記第１の物品の位置決めを行い、該第１の物
品が位置決めされた時点で前記拘止手段により前
記手掌手段を拘止し、位置決めされた前記第１の
物品を前記ロボツトハンドにより前記第２の物品
の所定の組込位置に導くことを特徴とするもので
ある。

［作用］ 本発明によれば、手掌部材の指部材に第１の物
品を把持させた状態でロボツトハンドを第１物品
の収納位置から第２の物品の所定の組込位置に動
作させる動作中に、ロボツトハンドと共に回動す
る位置決め台上で基準部材をその駆動手段により
基準位置に駆動させて基準部材により指部材に把
持される第１の物品の位置決めを手掌部材を介し
て実施可能とするもので、位置決めがなされたな
らば、拘止手段により手掌部材の変位を拘止し、
指部材に把持された第１の物品の位置決め状態を
そのまま前記組込位置にまで維持させることがで
きる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図および第２図は本発明を適用するロボツ
トハンドの一例を示す。

ここで、１はロボツトハンドの腕部材であり、
２は手掌部材である。手掌部材２には連結軸３が
固定してあり、この連結軸３を介して腕部材１の
ホーク部１Ａと手掌部材２のホーク部２Ａとが連
結してある。

さらに、４はホーク部２Ａの外側で連結軸３に
支承させるようにして設けたコの字型のばね受け
部材であり、ばね受け部材４と腕部材１のホーク
部１Ａとの間にはそれぞれコイルばね５を介装し
て、これらのばね５のばね力によりばね受け部材
４を介して手掌部材２を腕部材１のほぼ中心の初
期位置に保持させる。

６は連結軸３を掴持可能な状態に保持するクラ
ンプ部６Ａを有するクランパであり、初期状態で
は軸３は摺動自在に保持しているが、後述する手
掌部材２を変位位置に拘持するときのみ電気信号
により掴持することができる。

また、手掌部材２はホーク部２Ａとは直角な向
きの軸支部２Ｂを有し、この軸支部２Ｂに左右対
称ねじを刻設したねじ棒７を枢支させる。８はこ
のねじ棒７の左右対称のねじ部にそれぞれ螺合さ
せた指部材であり、ねじ棒７の例えば右回転によ
り双方の指部材８を互いに近接させる方向に、ま
た左回転により双方の指部材８を互いに引離す方
向に動作させることができる。９はこのねじ棒８
を駆動させるモータである。

このように構成したロボツトハンドでは、クラ
ンパ６を動作させずにクランプ部６Ａにより軸３
を摺動自在に保持させた第１図に示すような状態
で、一方では指部材８によりワーク部品、すなわ
ちロボツトハンドで所定の位置に組込まれる部品
１０を把持させたままのときに、例えば第３図に
示すようにワーク部品１０の右端に基準ゲージ１
１を当接させて、力を加えたとすると、左側のば
ね５を圧縮させながら手掌部材２および軸３を左
方に変位させることができる。

そこで、所定の位置まで変位させたところで、
クランパ６に電気信号を供給して、クランプ部６
Ａにより軸３を拘持させれば、ハンドによりワー
ク部品１０をこのような位置に保つたままの状態
に保持し続けることができるもので、以下に、こ
のようなロボツトハンドによる一連の位置決め動
作の一例を第４図によつて説明する。

第４図において、１２は基準ゲージ１１を基準
位置と退避位置とに移動可能なプランジヤであ
り、１３はプランジヤ１２を装設して位置決め台
である。この位置決め台１３はロボツト胴部１４
に取付けられていて、胴部１４と共に台座１５に
回動自在に保持される。１６はその先端に腕部材
１を取付けた主腕部、１７は主腕部１６と胴１４
とを連結している肘部である。

本例では、軸棒状のワーク部品１０を収納した
部品供給箱１８およびこのワーク部品１０を嵌込
む切込み溝１９を有する受枠部材２０がそれぞれ
所定の位置に設置してあり、ロボツトはそのロボ
ツトハンドにより部品供給箱１８からワーク部品
１０を取出して受枠部材２０の切込み溝１９の定
位置にこれを嵌込む作業をなす。

このような作業は、本図とは別に用意されたコ
ンピユータのプログラム制御にしたがつて行われ
るが、かかる場合、ロボツトの手掌部材２および
指部材８により部品１０を供給箱１８から取出す
にあたつて、その把持する位置の精度を高めるこ
とは、一般に極めてむずかしい。

ところで、本例の場合にあつては、円柱状をな
すワーク部品１０の軸と直角な方向の位置は、指
部材８によつて部品１０を把持させる場合に、あ
らかじめ指部材８間の間隔を余裕をもつて開かせ
るようにしておけば把持させた状態で自動的に位
置決めされるので問題ない。

ただ、軸方向の把持位置が問題であり、その精
度はどうしても低くなる。

本例ではロボツトを操作して、その指部材８に
より供給箱１８からワーク部品１０を取出すと、
まず、ワーク部品１０の先端部が位置決め台１３
上の基準ゲージ１１の面と対向する位置にくるよ
う主腕部１６を移動させ、ここでは第１図に示し
たクランパ６を弛緩状態となして手掌部材２を摺
動自在となす。

かくして、次にプランジヤ１２を駆動して、基
準ゲージ１１を位置決めの基準位置にまで動作さ
せ、ゲージ１１によつて、ワーク部品１０と、こ
の部品を握持している指部材８および手掌部材２
をもろ共に基準位置まで変位させて、クランパ６
により軸３を把持させて、この基準位置を保持さ
せる。

なお、基準ゲージ１１はプランジヤ１２によつ
て元の位置にまで退避させられるが、部品１０を
上述したような位置に位置決めする動作は、部品
１０を主腕部１６と共に胴部１４によつて旋回動
作させ、組込みの対称である受枠２０の切込み溝
１９の上方にまで移動する移動動作中に行われ
る。

そこで、切込み溝１９にワーク部品１０を組み
つけたあとは、ロボツト胴部１４を再度旋回させ
て、次の部品１０を受取りに行く動作中にクラン
パ６を緩めて手掌部材２を初期状態の位置に戻す
ことができる。

次に、第５図により本発明にかかる他の実施例
を説明する。

本例は手掌部材の向きを変向可能とするもので
ある。すなわち、本例の手掌部材２２は軸支部２
２Ｂと球体部２２Ｃとを有し、一方の腕部材２１
にはその先端部にクランプ形のすり割り部２１Ａ
が設けられていて、このすり割り部２１Ａから先
の腕部材にそれぞれ半球面型の軸受部２１Ｂが設
けられる。

かくして、この双方の半球面型軸受部２１Ｂの
間に手掌部材２２の球体部２２Ｃを把持させるよ
うになし、さらに腕部材２１のすり割り部２１Ａ
には、軸受部２１Ｂによる球体部２２Ｃのクラン
プ状態、すなわち拘持状態を得るためのクランパ
２６を設けて、軸受部２１Ｂの外側と手掌部材２
２の水平部２２Ｄとの間には手掌部材２２に初期
状態を保持させるための保持ばね２５を介装す
る。

このように構成したロボツトハンドでは、指部
材８によつてワーク部品１０を把持させた状態の
まま、クランパ２６を弛緩状態となして、ワーク
部品１０を所定の方向および所定の仰俯角にまで
変位させることができ、このような位置決めが得
られた状態でクランパ２６を動作させて手掌部材
２２からさきをそのままの拘持状態に保つことが
できる。また、モータ９により指部材８を動作さ
せて、ワーク部品１０を所定の組込み位置に組付
けたあとは、再度クランパ２６を緩めて、ばね２
５のばね力により手掌部材２２を初期状態に戻す
ことができる。

なお、以上の説明のうち、第１図〜第４図の例
では部品１０の位置を一方向にのみ調整可能な場
合について、さらにまた、第５図の例では３次元
方向の変位調整が可能な場合についてそれぞれ述
べたが、本発明の適用はこれらに限られるもので
はなく、このような形態の種々な組合せまたは変
形により２次元平面での変位が可能であるのみな
らず、この平面に対する垂直方向の位置調整を可
能とすることもできる。

さらにまた、第１図〜第４図に示した例に対し
て、その片側のばねのみを設けるようにして、初
期状態では手掌部材をこのばねのばね力により一
方向側に偏倚させた状態に保たせ、位置調整にあ
たつては、この偏倚させた方向とは反対側の方向
から力を加えるようにすることもできる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、第
１の物品を指部材により該第１の物品収納位置か
ら把持して第２の物品の所定の組込位置に搬送
し、該組込位置に前記第１の物品の組込みを行う
ロボツトハンドによる組込方法であつて、把持の
ために前記指部材を開閉自在に保持する手掌部
材、該手掌部材を変位自在に支持する腕部材およ
び該腕部材に対して前記手掌部材の変位を拘束可
能な拘止手段を具備するロボツトハンドと、前記
第１の物品の位置決めを行うための基準部材およ
び該基準部材を前記位置決めのための基準位置と
退避位置とに駆動する駆動可能な駆動手段を有
し、前記ロボツトハンドと共に同方向に回動自在
な位置決め台とを有するロボツトの前記指部材に
より前記物品収納位置から前記第１の物品を把持
させ、前記ロボツトハンドを前記収納位置から前
記組込位置に動作させる動作中、前記手掌手段を
変位が許容される状態に保ちつつ前記動作中に前
記駆動手段により前記基準部材を前記退避位置か
ら前記基準位置に導いて前記手掌部材の指部材に
把持される前記第１の物品の位置決めを行い、該
第１の物品が位置決めされた時点で前記拘止手段
により前記手掌手段を拘止し、位置決めされた前
記第１の物品を前記ロボツトハンドにより前記第
２の物品の所定の組込位置に導くようにするの
で、指部材に第１の部品（部品）を把持させたま
まの状態で手掌部材を変位させることにより部品
の位置決めが可能となり、さらに手掌部材を拘持
することができで、第２の部品（部品供給手段）
に特別な部品供給位置の精度を高めるような配慮
を要せず、簡単な装置でロボツトハンドに高い精
度の部品位置決めを行わせることができる。

また、ロボツトハンドと共に回動する位置決め
台上の位置決め装置と、ロボツトハンドの手掌手
段指部材に把持される第１の物品（部品）とを位
置決めのための基準位置でかかわらせることによ
り位置決めがなされるので、上述した一連の位置
決め動作を腕部材による物品の移動動作中に行わ
せることができて、部品を持ちかえさせたり、位
置決めのためにだけ時間を消費したりすることが
なくなり、位置決めのためにハンド部分を停止さ
せずに作業を行わせることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するためのロボツトバン
ドの構成の一例を示す部分断面図、第２図は本発
明に適用するロボツトハンドの構成の一例を示す
部分側面図、第３図は本発明によつてその基準ゲ
ージによる位置決めがなされる状態を示す断面
図、第４図は本発明にかかるロボツトハンドを利
用して部品の組立動作を行わせるようにした装置
の一例を示す斜視図、第５図は本発明にかかるロ
ボツトハンドの他の例の構成を示す部分断面図で
ある。 １，２１……腕部材、２，２２……手掌部材、
６Ａ……クランプ部、８……指部材、９……モー
タ、１０……ワーク部品、１１……基準ゲージ、
１２……ブランジヤ、１３……位置決め台、１４
……胴部、１６……主腕部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の物品を指部材により該第１の物品収納
   位置から把持して第２の物品の所定の組込位置に
   搬送し、該組込位置に前記第１の物品の組込みを
   行うロボツトハンドによる組込方法であつて、 把持のために前記指部材を開閉自在に保持する
   手掌部材、該手掌部材を変位自在に支持する腕部
   材および該腕部材に対して前記手掌部材の変位を
   拘束可能な拘止手段を具備するロボツトハンド
   と、 前記第１の物品の位置決めを行うための基準部
   材および該基準部材を前記位置決めのための基準
   位置と退避位置とに駆動する駆動可能な駆動手段
   を有し、前記ロボツトハンドと共に同方向に回動
   自在な位置決め台と を有するロボツトの前記指部材により前記物品収
   納位置から前記第１の物品を把持させ、 前記ロボツトハンドを前記収納位置から前記組
   込位置に動作させる動作中、前記手掌手段を変位
   が許容される状態に保ちつつ前記動作中に前記駆
   動手段により前記基準部材を前記退避位置から前
   記基準位置に導いて前記手掌部材の指部材に把持
   される前記第１の物品の位置決めを行い、該第１
   の物品が位置決めされた時点で前記拘止手段によ
   り前記手掌手段を拘止し、 位置決めされた前記第１の物品を前記ロボツト
   ハンドにより前記第２の物品の所定の組込位置に
   導くことを特徴とするロボツトハンドによる物品
   の組込方法。