JPH0645286Y2 - ロボット用ドリリングユニット位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は穿孔板を用いることなく穿孔用ドリルの位置決
めを高精度に行い得るようにしたロボット用ドリリング
ユニット位置決め装置に関する。

〔従来の技術〕

ロボット用ドリリングユニットでたとえば航空機に用い
られる複合材料で作られたワークに穿孔するには、たと
えばテクニカルペーパー1983年（MR83-901）のRobotic
Drilling in Aircraft Manufacturingに記載されている
ようにガイドブッシュを埋めこんだ穿孔板を用意し、こ
の穿孔板をガイドブッシュがワークの穿孔位置に合うよ
うに配置し、ガイドブッシュ内を穿孔用ドリルを通すこ
とで行なっているが、この場合には穿孔すべきワークに
応じてガイドブッシュを埋めこんだ穿孔板を準備する必
要がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

ガイドブッシュを埋めこんだ穿孔板を、穿孔しようとす
るワークに応じて交換することは、ワークに穿孔を行う
ための作業時間を短縮することに対して制限となってい
る。

そこでロボット用ドリリングユニットで、穿孔板を用い
ることなくワークを穿孔しようとする試みがなされた
が、この場合にはロボットの位置決め誤差によってドリ
リングユニットのスピンドル軸の軸線がワーク面に対し
て傾斜配置され、穿孔開始時にドリルセンタがずれ、２
枚重ねのワークに結合用ファスナを通すための孔を開け
る場合にワーク間に隙間ができてしまい、結合用ファス
ナがワークの孔に挿通できないことがある。

本考案は上記した点に鑑みてなされたもので、スピンド
ル軸の軸線がワーク面に対して直角に位置しかつワーク
間の浮き上りをなくしファスナの挿入に最適な精度をも
つ孔を開けることを可能にしたロボット用ドリリングユ
ニット位置決め装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のロボット用ドリリングユニット位置決め装置
は、軸方向に延びるスピンドル通路を備えドリリングユ
ニットのケーシングに進退自在に配設されたワーク浮き
上がり押え用シリンダと、このワーク浮き上がり押え用
シリンダのケーシングより突出する端部に形成された変
位量検知センサ支持部と、進退自在のセンシングプロー
ブを備え上記変位量検知センサ支持部に周方向に間隔を
置いて配置された少なくとも３個の変位量検知センサで
検出したそれぞれの変位量に基づきロボットの傾き量に
変換するとともに、それぞれの傾き量に応じた補正信号
をロボット制御装置に送り、それぞれの変位量検知セン
サの検出信号が等しくなるようドリリングユニットの角
度を制御する角度補正手段と、上記ワーク浮き上がり押
え用シリンダの先端部に設けられた弾性変形する材料で
作られたコンプライアンス装置と、コンプライアンス装
置に基端側を支持されかつ先端面がワークに当接するワ
ーク浮き上がり押え用ノーズピースとを有して構成され
る。

〔作用〕

本考案のロボット用ドリリングユニット位置決め装置に
おいては、ワーク浮き上がり押え用シリンダを作動させ
てワーク浮き上がり押え用シリンダの先端部に設けたワ
ーク浮き上がり押え用ノーズピースをワーク面に押付
け、ワークの浮き上がりを押え、この際ワーク浮き上が
り押え用シリンダとワーク浮き上がり押え用ノーズピー
ズとの間にコンプライアンス装置が設けられているの
で、ワーク浮き上がり押え用ノーズピースのワーク面へ
の片当りがなく、またワーク浮き上がり押え用シリンダ
のケーシングより突出する端部に形成された変位量検知
量検地センサ支持部に設けた複数個の変位量検知センサ
のセンシングプローブの変位でワーク面に対するドリリ
ングユニットのスピンドルの軸線の直角度を検出し、こ
の状態を保つようにロボット用ドリリングユニットを補
正し、ついでドリリングユニットを前進させてワークを
穿孔することになる。

〔実施例〕

以下本考案の一実施例を図面につき説明する。第４図に
おいて符号１は多自由度産業用ロボットであって、この
多自由度産業用ロボット１に設けたドリリングユニット
２には、前後方向に動く支持台３およびこの支持台３を
動かす送り用パルスモータ４が配設されている。また支
持台３にはドリル５を装着した主軸回転用パルスモータ
６が配置されている。

一方上記多自由度産業用ロボット１にはロボット制御装
置７が、またドリリングユニット２および主軸回転用パ
ルスモータ６にはドリリング制御装置８がそれぞれ設け
られており、これらロボット制御装置７および主軸回転
用パルスモータ６は、ロボット動作プログラムおよび切
削条件プログラムを入力したパソコン９により制御され
ている。

すなわちドリル５はワーク10に対して最適切削条件で切
削されるようになっている。

他方上記ドリリングユニット２のケーシング11には、第
１図に示すように軸方向に延びるスピンドル通路12を備
えたワーク浮き上がり押え用シリンダ13がケーシング11
に対して進退自在に配設されている。このワーク浮き上
がり押え用シリンダ13のケーシング11より突出する端部
にはこれと一体に変位量検知センサ支持部14が形成され
ている。この変位量検知センサ支持部14はワーク浮き上
がり押え用シリンダ13より大径であって、周辺部には３
つの変位量検知センサ15を備えたドリリングユニットの
角度を制御する角度補正手段が配置されている。これら
３つの変位量検知センサ15は、変位量検知センサ支持部
の周方向に120度の間隔を置いて配置されている。上記
変位量検知センサ15は進退自在のセンシングプローブ16
を備え、このセンシングプローブ16はばね17により突出
方向に付勢されている。上記変位量検知センサ15はセン
シングプローブ16の変位量をアナログ電圧として出力す
る。このセンシングプローブ16お変位量すなわちアナロ
グ電圧変位量はアンプにて増幅された後、AD変換されて
パソコン９に送られ、ここで演算され、ロボットの傾き
量に変換される。そしてこのロボットの傾き量に応じて
ロボットの位置は補正されることになる。

また上記のワーク浮き上がり押え用シリンダ13の突出端
にはスピンドル通路12を囲むようにコンプライアンス装
置18が固設されている。このコンプライアンス装置18は
たとえばシリコンゴムのような弾性変形する材料で作ら
れている。そしてこのコンプライアンス装置18にワーク
浮き上がり押え用ノーズピース19が基端側を支持するよ
うに取付けられている。

しかしてロボット用ドリリングユニット２の位置決めを
行うには、まずドリリングユニット２を、第１図に示す
ようにワーク10の穿孔位置に対向配置し、ついでワーク
浮き上がり押え用シリンダ13を、第２図に示すようにケ
ーシング11に対して前進させてワーク浮き上がり押え用
ノーズピース19および３つの変位量検知センサ15をワー
ク10の面に当接させる。このワーク浮き上がり押え用ノ
ーズピース19はコンプライアンス装置18に支持されてい
るので、ワーク浮き上がり押え用ノーズピース19がワー
ク10の面に直角に位置していない場合には、コンプライ
アンス装置18が変形してワーク浮き上がり押え用ノーズ
ピース19がワーク10の面に直角に位置する。ワーク10の
面に対するドリル５の傾斜角度を３つの変位量検知セン
サ15により検出され、３つの変位量検知センサ15のセン
シングプローブ16の変位量はアナログ電圧に変換されか
つアンプにて増幅された後、AD変換されてパソコン９に
送られる。パソコン９に送られた信号は予めプログラム
されている計算式により演算され、ロボットの傾き量に
変換される。そしてパソコン９からでる補正信号はロボ
ット制御装置７に送られる。これと同時にワーク浮き上
がり押え用シリンダ13が後退し、ロボット制御装置７か
らでる制御信号によりロボットの傾き量に応じてロボッ
トの位置が補正される。すなわち３つの変位量検知セン
サ15の検出信号が等しくなるようにロボットの位置が制
御される。このロボットの位置補正が完了すると、ドリ
ル５がワーク10の面に対して直角に位置することにな
る。そして再びワーク浮き上がり押え用シリンダ13が前
進し、ワーク10の面に直角に位置するワーク浮き上がり
押え用ノーズピース19がワーク10を押圧し、ワーク10の
浮き上りをなくし、ドリル５を進めることでワーク10の
所定位置に孔が形成される。

なお上記実施例では３つの変位量検知センサ15を設けた
が、これら変位量検知センサ15の数は使用条件に応じて
変動するのはもちろんである。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、ドリリングユニット
位置決めに際してワーク毎に必要とされたガイドブッシ
ュが不要となり、また２枚重ねのワークに孔を開ける場
合にも、ワーク間の浮き上りがないので、高精度の位置
決めができ、しかもワーク浮き上がり押え用ノーズピー
スでワークを押圧した状態でドリルの穿孔を行うので、
ファスナの挿入に最適な精度をもつ孔を開けることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるロボット用ドリリングユニット位
置決め装置の位置決め前の状態を示す図、第２図はワー
ク浮き上がり押え用ノーズピースでワークを押圧した状
態を示す図、第３図はワーク浮き上がり押え用シリンダ
がワークの面に直角に位置するように補正された状態を
示す図、第４図はロボット用ドリリングユニットを示す
概略図である。 ５……ドリル、10……ワーク、13……ワーク浮き上がり
押え用シリンダ、14……変位量検知センサ支持部、15…
…変位量検知センサ、18……コンプライアンス装置、19
……ワーク浮き上がり押え用ノーズピース。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に延びるスピンドル通路を備えドリ
   リングユニットのケーシングに進退自在に配設されたワ
   ーク浮き上がり押え用シリンダと、このワーク浮き上が
   り押え用シリンダのケーシングより突出する端部に形成
   された変位量検知センサ支持部と、進退自在のセッシン
   グプローブを備え上記変位量検知センサ支持部に周方向
   に間隔を置いて配置された少なくとも３個の変位量検知
   センサで検出したそれぞれの変位量に基づきロボットの
   傾き量に変換するとともに、それぞれの傾き量に応じた
   補正信号をロボット制御装置に送り、それぞれの変位量
   検知センサの検出信号が等しくなるようドリリングユニ
   ットの角度を制御する角度補正手段と、上記ワーク浮き
   上がり押え用シリンダの先端部に設けられた弾性変形す
   る材料で作られたコンプライアンス装置と、このコンプ
   ライアンス装置に基端側を支持されかつ先端面でワーク
   に当接するワーク浮き上がり押え用ノーズピースとを有
   するロボット用ドリリングユニット位置決め装置。