JPS5988601A

JPS5988601A - 計測兼把持装置

Info

Publication number: JPS5988601A
Application number: JP19955882A
Authority: JP
Inventors: Ryo Ono; 大野　稜; Kazuaki Shoji; 小路　和明
Original assignee: Tateisi Electronics Co; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1984-05-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景この発明は、計測兼把持装置に関し、とくにロボット・
ハンドに蓮したものであって、ワーク（被把持物）の寸
法の計測とその把持とを同時に行なう装置に関する。

従来、のロボット・ハンドはワークの把持を目的とした
ものか多かった。把持とワークの寸法の計測とを漱用し
たものも多少はあったが、必ずしも石精度の計測はでき
なかった。

発明の概要この発明は、高精度の言１ｉｌｌｌｌと安定した把持と
が可能な計測兼把持装置を提供することを目的とする。

この発明による計測兼把持装置は、回転自在に支持され
た回転子、軸方向にあみ移動自在に支持され、かつ運動
方向変換用の傾斜面を有するものであって、回転子にね
じはめられ、回転子の回転にともなって軸方向に動く移
動子、半径方向にのみ移動自在に支持され、かつ移動子
の傾斜面に接触する傾斜面を有するものであって、移動
子の軸方向運動にともなって半径方向に動く複数の検出
子、各検出子の傾斜面を移動子の傾斜面に常に密接させ
るばね、回転子を回転駆動するモータ、およびモータの
回転角を検出するエンコーダを備えていることを特徴と
する。検出子は、鉄等の金属古たは硬質プラスチック等
でつくられている。

モータを回転させることにより、検出子は半径方向に内
方に向って王たは外方に向って突出し、ワークの外周面
または内周面を押圧してワークを把持す々。ナた検出子
の移動量すなわちモータの回転角はエンルーダによって
検出されるから、これによりワークの外側寸法または内
側寸法を測定することができる。検出子は剛体でつくら
れているから、ワークが剛体であればその寸法を正確に
測定することが可能である。

モータの回転は移動子の軸方向運動に変換され、さらに
検出子の半径方向運動に変換されており、これらの変換
において減速させられているから、高精度の寸法測定が
可能である。

検出子の数は、把持すべきワークの形状に応じて任意に
選択することができるが、これを３個としかつ１２０°
で等角度配置とした場合には円形断面のワークに最適で
ある。

この発明はたとえばロボット・ノスンドに好適である。

この場合にはワークの把持と同時にその寸法が計測布れ
るから、計測値にもとづいて把持したワークが所定のも
のであるかどうかを判定すると−とができ、ワークの選
別作業、正常なワークのみの組立てなどの作業が可能と
なる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して詳述す
る。

実施例の説明第１図および第２図は、内側すなわちワークにあけられ
た穴、孔、くぼみ等の内側の寸法を計測するとともに、
ワークをこれらの穴等の内側から把持するのに適した装
置を示している。

またこの実施例においては、検出子は３個設けられてい
るカシら、穴等が円形のものである場合に好適であり、
その内径が計測される。

これらの図において、ハウジング（３）は円筒状であっ
て、筒体（３＋）と両端面板（３２１ｆ３３１とから構
成されている。このハウジング（３）内には、歯車機構
支持部材■、回転子および移動子支持部材（３５１なら
びに検出子案内部材（７）が設けられかつ固定されてい
る。

ハウジング（３）の一方の端面板αにはモータ（２）が
固定されており、その出力軸（２１１はハウジング（３
）内にのびている。モータの出力Ｍ１２Ｄには小歯ｉ２
Ｚが固定されている。エンコーダ（１）はモータ（２）
の回転角度を検出するもので、モータ（２）に取付けら
れている。エンコーダ（１）としては、アブソリュート
形、インクレメンタル形のいずれのものでもよい。ただ
インクレメンタル形のものでは、原点検出センサ（図示
略）が必要となる。

エンコーダ（１）の出力か、ワークの測定された内径を
表わす。

支持部材□□□には支軸２３＋が回転自在に支持されて
おり、この支軸ｆ２３１の両端に大小の歯車！２４１　
ｆ２５ｊがそれぞれ固定されている。大歯車（財）はモ
ータ出力軸（２１）の歯車にと噛み合っており、小歯軍
Ｃ５）は回転子（４）に固定された＠　Ｔ４ｈ　（２Ｂ
）と噛み合っている。

これらの歯車機構は、モータ（２）の回転を減速すると
ともにエンコーダ（１）の分解能を向上させるものであ
り、場合によっては不要となる。つまり、モータ（２）
の出力軸ｃ２１）と回転子（４）とを直結してもよい。

回転子（４）はベアリング田を介して支持部材田に回転
自在にのみ支持されている。回転子（４）は、ハウジン
グ（３）内の中心に配置されている。この回転子（４）
には上述の歯車機構を介してモータｆ２ｉの回転力が伝
達される。回転子（４）の前半部分（第１図の左側半分
−）の外周面には精密雄ねじ（４１）゛が切られている
。

移動子（５）は、後半の円筒状部分（５１）と前半の円
錐状部分（５Ｚとから構成、されている。円筒状部分（
５１）の内周面には精密雌ねじ（５４１が切られており
、これが回転子（４）の雄ねじ（４１）と嵌め合わされ
ている。また円筒状部分６１１の外周面には軸方向にキ
’ｆｌｊ　５５）が形成されている。支持部材に）の内
周面の対応する箇所にも゛キー溝■が形成されており、
両キー溝憫）（９）にキー□□□）が入れられている。

このキー（３８）によって移動体（５）の回転が阻止さ
れる。

上記の精密ねじにより、回転子（４）の回転は移動体（
５）の軸方向への往復移動に変換される。この往復動は
さらに減辻されたものとなっている。

必要ならば、負荷の低減および寿命延長を図る目的で、
精密ねじに代えてポールわじを用いることができる。

検出子（６）は丁度１２００ごとに３個設けらちでいる
。案内部材（７）には３個の案内孔（７１）があけられ
ており、検出子（６）はこの案内孔（７１）にそって半
径方向に移動自在に支持されている。

各検出子（６）の内器先端面（６１）は傾斜しており、
移動子（５）の円錐状傾斜面Ｓ）にそいかつ接触してい
る。各検出子（６）と支持部材−との間には引きばね（
６２）がそれぞれ設けられており、とのばね（６２）の
付勢力によって検出子（６）の傾斜面（６１）は移動子
（５）の円錐状傾斜面賦）に常に密接している。

モータ（２）が正転すると移動体（５）がム出し、両傾
斜面（６１）■）の接触によって各検出子（６ｊは、外
方に突出する◇このことにより、ワークにあ、けられた
穴、孔、くぼみ等の内周面に検出子（６）が強く当り、
ワークを把持する。また検出子（６）の突出量すなわち
エンコーダ（１）によって検出されたモータ（２）の回
（云角度によってワークの上記内周面の寸法が測定され
る。モータ（２）が遊転すると引きばね（６２）の力に
よって各検出子（６）ｊ；進入して元の位置に戻る。

検出子（６）は剛体（鉄等の金属または硬質プラスチッ
ク等）であるから、ワークもまた剛体であれば正硫な寸
法の測定が可能である。検出子（６）の突出は、歯車機
構、精密ねじおよび斜面によって減速されているから、
高精度の測定が可能となる。

また、検出子（６）は３個設けられかつ１２ｏ０の等分
配性されているから、円形の穴等の内側に適しており、
かつワークの把持も安定している。移動体（５）が円錐
状部分Ｌ５２１を有し、この円錐状部分６２）の斜面に
検出子（６）が接しているので、３個の検出子（６）の
突出母および突出速度はすべて等しい。しｆｔがって、
この装置のセンタとワークのセンタとが多少ダれそいて
も、ワークはそのセンタが装置のセンタ（こ一致するよ
うに移動されなから計測、把持される。すなわちこの装
置は求芯効果を有しているので、ワークの位置決めを正
確にする必要は１ｊい。

この実施例においては検出子は３個設けられているが、
検出子の個数および配置はワークの穴等の断面形状に応
じて適宜定めることができる。たとえば長方形穴の場合
には検出子を２個にしてもよい。

第３図は、」二連の胴側兼把持装置の制御手順とくに計
測のための動作を示している。この制　　　　：御は、
たとえばロボットを制御するＣＰＵによって実行される
。検出子（６）が最大突出母だけ移動するのに要する時
間ｔ］があらかじめ定められている。まな、ワークに応
じて、そのワークの計測すべき穴等の寸法の許容範囲、
すなわち最小寸法Ｎ１と最大寸法Ｎ２（Ｎｌ、Ｎ２はモ
ータ（２）の回転角で表わされている）があらかじめ定
められている。

まずタイマがスタートされ（ステップ（１０１）１モー
タ（２）が正回転される（ステップ（１ｏ２））。

タイマの時間ｔがｔｌに達すると（ステップ（１０３）
）、（既に検出子（６）がワークに当っているので、モ
ータ（２）は強制的に回転が止められている）、そのと
きのエンフータ責１）の出力（モータ（２）の回転角）
Ｎが読込まれ、Ｎ１＜Ｎ＜Ｎ２かどうかが判定される（
ステップ＜　１０４　）、　：！。

測定値ＮがＮ１とＮ２との間にあわばそのワーク寸法は
正常と判断され（ステップ（：＋０ｓ））、そうでなけ
れば異常寸法となる（ステップ（１０６））。

この後モータ（２）の駆動が停止さ２１．る（ステップ
（１０７））。

このように、ワークの把持と計測とを同時に行なってい
るから、把持されたワークが正常なものが異常なものか
をただちに判定することができる。したがって、この装
置をロボット・ハンドに適用した場合には、正常、異常
ワークの振分作業、および正常ワークのみの組立て作業
を行１：うことかでき、作業時間を大巾に短縮すること
が可能となる。　＜５−、　ｌｉ＋１定圧や把持力は、
モータ（２）への印加電圧また（曾供紛電流によって任
意に設定することかでざる。

第４図および第５図は、外側すなわちワークの外側の寸
法を計測するとともに、ワークを外側から把持するのに
適した装置を示している。

これらの図において、第１図および８２図に示すものと
同一物には可−符号を付し、説明を省略する。

減速機のがモータ（２）側に設けられている。回転子（
４）は減速機２Ｄの出力軸のに直結されている。

移動子（５）は、ハウジング（３）の筒体回にその内周
凹にそって軸方向に移動自在に支持されている。

Ｅ　ｆｌ　（３１）には回り止めね、じ（３９）が設け
られ、とのねじＣ９１が移動子（５）の溝ら５）に入る
ことにより、移動子（５）の回転が阻止されている。

移動子（５）は筒状部公邸）を有しており、この筒状部
分況）の先端部内周面に円環状の傾斜四６３）か形成さ
れている。傾斜面の３）は、後方（モータ（２）の方向
）に向って径が小さくなる方向に傾斜している。検出子
（６）は移動体（５）のｔ、ｉ状部分（５Ｇ）の内側に
配置されており、その外側端面に形成された傾斜面（６
１）が移動子（５）の傾斜面已３）に密接している。引
責はね（６２）は、各検出子（６）と移動子（５）との
間に設け、られている。

モータ（２）を正回転させると、検出子（６）は内方に
向って突出し、ワークを把持するとともにその外面の寸
法がｉｙす定さ２′Ｌる。モータ（２）を逆回転させれ
ば、ばね（６２）の力によって検出子（６）は元の位置
に戻る。

【図面の簡単な説明】

１」第１図および第２図は、内スに適した実施例を示すもの
で、第１図は縦断面図、第２図は第１図の■−■線にそ
う断面図、第３Ｖは針側動作を示すフロー・チャート、
・第４図およびダニ５．１・１図は外環に適した実施例を示し、第４図は縦断面図、第
５Ｚは第４図のｖ−Ｖ線にそう断面図である。（１）・・・角度検出用エンコーダ、（２）・・・モー
タ、（４）・・・回転子、（５）・・・移動子、（６）
・φ・検出子、ｆ５：１Ｂ６１）・・−傾斜面、（６，
２）・・・引きばね。以　　上特許出願人　　立石電機株式会社第１図 η ■ 第２図第３図 ◎粘

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　回転自在に支持された回転子、軸方向にのみ
移動自在に支持３され、かつ運動方向変換用の傾斜面を
有するものであって、回転子にねじはめられ、回転子の
回転にともなって軸方向に動く移動子、半径方向にのみ移動自在に支持され、かつ移動子の傾斜
面に接触する傾斜面を有するものであって、移動子の軸
方向運動ｊごともなって半径方向に動く複数の検出子、
。各検出子の傾斜面を移動子の傾斜面に常に密接させるば
ね、回転子を回転駆動するモータ、およびモータの回転角を検出するエンコーダ、を信えた計測兼
把持装置。
（２）　　検出子か外方に突出する、特許請求の範肚第
（１）項記載の計測兼把持装置。
（３）検出子か内方に突出する、特許請求の範囲第（１
）項記載の計測兼把持装置。