JPS60180751A - ワ−ク加工ロボツト系の位置決め方法と装置 - Google Patents

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】 （技術分野） ／ この発明は、ワーク加］ニロホット系の位置決め方法と
装置に関するもので、ワークを加工処理するに、あたっ
て、ワークとロボットとの相対位置をａポットの基本座
標系を移動して位置決めするようにしたものである。

（従来技術） 従来、加］ニロポット系の前面に配置されるワークに対
する相対位置の設定は、一般に加７「ロポン）・系の設
置位置を基準位置と定め、この基準位置に対し、ワーク
テーブルあるいはワーク自体の搬入位１？７を微動補正
して、その４＋’７置を設定している。

この補正には種々のやり方があるが、そのひとつとして
パレットを用いる方法があるが、位置決め装置やパレッ
トに費用が掛りすぎるため全体としてコスト高になるの
みならず、場所を大きくとるという欠点がある。またビ
デオセンサーなどを用いて位置ずれを補正しながら加工
する方法もあるが、補正のために時間が掛り、効率の点
からして問題がある。また加工個所が多い場合やロフト
が大きい場合には加工コストが高くなる。しかもシステ
ム全体も現時点では非常に高価となるのを免れない。更
に作業員の視認によって手作業により補正する方法もあ
るが、ワークの形状が複雑な場合には作業に高度の熟練
を必要とし、全体として非常に人手を要することになる
。しかも手作業によっているので、ロボット系全体の自
動化やワーク作業工程の流れ作業化になじまない。

（発明の要旨） この発明の目的は、加工ロボット系とワークの相対位置
決めを簡単な作業で、しかも迅速正確に実施できること
を可能とするもので、自動化や流れ作業化になじみ易い
ものとすることにある。

即ち、この発明にあっては、固定状態にあるロボットに
対してワークの位置を微動補正するという従来の発想を
全く転換し、まず、中立位置にあるロボットとワークと
の相対位置関係を仮に設定し、しかるのち、ロボット用
のフローティングベースを機台から浮揚状態にしつつ、
加工ロボット系に備えたワークに対する位置決め機構を
ワークの基準設定要素に合致させることにより、もしロ
ボットとワークとの間の相対位置に誤差がある場合、固
定状ｙ魚にあるワーク側から受ける位置決め機構の水平
応力により、フローティングベースを移動することによ
りロボットの基本座標系を移動し、ワークと加工ロボッ
ト系の相対位置を正確に定めるようにしたものである。

（実施態様） 第１図および第２図は、この発明の第１実施例を示すも
ので、同図において、■、は加工ロボット系を載置する
ための機台であって、該機台上には加工ロボット系を浮
揚させるためのフローティングベース２が載置されてい
る。このフローティングベース２を浮揚する手段は既知
のものであって、−例として機台１の上面とフローティ
ングベース２の下面との間に圧搾空気を注入することに
より、機台１とフローティングベース２間を二薄い空気
層が形成され、これにより相当の重量物が載置されてい
てもフローティングベースは容易に水平方向に移動する
ことが知られている。そして前記フローティングベース
２に載置固定されたロボット３には、加工Ｊ１．３２が
アーム３１によりワーク加工方向に延設され、加工具３
２を３次限的に駆動することが可能となっている。

前記フローティングベース２と機台１間には、相対位置
関係を固定するためのクランプ機構４１と、このクラン
プ機構４１を駆動するための流体圧シリンダー４２から
なる係１１二機構４が配設され、流体圧シリンター４２
が作動したとき、クランプ機構４１の作用によりフロー
ティングベース２をその時点の位置に固定する。更にフ
ローティングベース２には、ワーク加工方向に位置決め
アーム５が延設され、該位置決めアームの先端には、流
体圧シリンター６１と該流体圧シリンター６１のロフト
に従動し、先端が尖頭形に形成された位置決めピン６２
からなる位置決め機構６が垂設されており、流体圧シリ
ンダー６１の作動により、位置決めピン６２が上下動す
る。

次に、機台ｌ内には、中立位１１′設定機構としての流
体圧シリンターフが配設され、該シリンターの先端が尖
頭形に形成されたロッｌ’　７１が、フローティングベ
ース２の下面に形成された基準孔（図示せず）に挿入さ
れたとき、機台７とフローティングベース２とのノ１（
準となる中立位置を得るための設定かなされる。

以１、の如く構成されたこの発明の第１実施例の動作ｆ
ｌ、様について、以下に説明する。

ます、機ｆ？　１とフローティングベース２との相対関
係が中ヴ位置に設定され、ロボット３のアーム３１が予
め設定した作業原点となる位置に停止している状態にお
いて、ロボット系前面にワークＷが搬入され、ワーク自
体のロボント系に対する位置設定が暫定的になされる。

この吟点において、往々にして相対位置に誤差は発生し
ているが、高々数ミリ程度のものである。このようにし
て、ワークＷのロボット系前面における設置準備がなさ
れると、位置決め機構６の流体圧シリンダー６１が作動
し、その位置決めピン６２の先端が一例として第５図（
Ａ）に示すごとき状態まで降下し、仮想線で示す位１決
めピン６２の先端テーパ面がワーク側の基準孔ｗｈに臨
んだ状態で係止する。即ち、位置決めピン６２の中心と
基準孔ｗｈの中心Ｐが正確に一致した第５図（Ｃ）の状
態であれば、ロボット系とワークＷの相対位置の誤差は
零であるが、第５図（Ａ）の状態では誤差りが生じてい
ることになる。

以上でロボット系とワークＷの位置決めの準備がなされ
た状態に至り、かかる状態でまず、流体圧シリンダー７
が作動し、そのロッド７１がフローティングベース２の
基準孔から引抜かれる。

そして機台１とフローティングベース２間に圧搾空気が
注入されると、両者間に極〈薄い空気層が形成され、フ
ローティングベース２は浮揚状態となり、これとほぼ同
期して流体圧シリンダー６１の位置決めピン６２が更に
降下され、その尖頭形の先端が基準孔ｗｈに挿入されて
ゆく。即ち、位置決めピン６２の先端のテーパ面は、第
５図（１３）に示すごとく基準孔ｗｈの開口端縁に摺接
しながら降下し、やがて第５図（Ｃ）のごとく基準孔ｗ
ｈに位置決めピン６２が完全に挿入されることになる。

従って、位置決めピン６２は、降下させるに従って、定
位置に固定されたワークＷの基準孔ｗｈから水平応力を
受け、強制的に移動される。これにより位置決め機構６
およびアーム５を介して位置決めピン６２の水平応力が
フローティングベース２に伝達され、該フローティング
ベース２は、位置決めピン６２の水平応力を吸収するご
とく全体が移動して静止し、ロボット系とワークＷとの
相対位置が正確に設定されることになる。即ち、位置決
めピン６２の先端が基準孔ｗｈのどの位置に臨んでいて
も前述のごとき位置決めピン挿入操作を行なうことによ
り、誤差相当品。だけ平面座標系においてフローティン
グベース２を移動することができるものである。

このようにして、ワークＷとロボット系同志で、基準と
する相対位置が正確に定まると、圧搾空気の注さ−を解
除し、フローティングベース２を機台１１に再度載置し
、係止機構４を作動してフローティングベース２と機台
１を確実に固定係止する。かかる状態に至ると、ロボッ
ト３の運転が開始され、ワークＷに対し所定の加工作業
が実行される。

以−Ｉ−のごとくしてワークＷに対する加工作業が終了
すると、ワークＷは搬出されるのであるが、前回の作業
により機台１とフローティングベース２間に誤差吸収に
相当するだけ位置のズレがあり、これをキャンセルしな
いかぎり誤差が蓄積され、やがては位置決めピン６２の
先端が基準孔ｗｈへ挿入可能に臨むことができない位置
に偏位してしまう可能性がある。従って、１回のワーク
加工作業終了毎にフローティングベース２を機台ｌに対
する正確な中立位置に設定し直す必要がある。即ち、こ
の操作は、加工作業が終了してワークＷが搬出されると
、係ｌ二機構４の作動を解除して再度フローティングベ
ース２と機台１間に圧搾空気が注入され、再びフローテ
ィングベース２を浮揚状態とし、これとほぼ同期Ｓせて
流体圧シリンダー７を作動し、それまで降下させていた
ロッド７１を上Ａせしめ、フロ−ティングベース２に形
成されている図示しない基準孔に挿入することにより、
フローティングベース２と機台１の中立イ１“を置を確
保し、しかるのち、Ｊビ搾空気の注入を解除することに
より、フローティングベース２は機台ｌの正確な中）”
を位置に載置換えされ、係＋Ｌ機構４を作動して同定す
ることにより、次回のワーク加下作業に対応できるよう
に準備がなネれる。要するに、この位置決め操作は、第
５図に示す位置決めピンと基準孔との関係と同等の構成
が採用されているもので、具体的な構成の開示は省略す
る。

以」−は、この発明の第１の実施例を説明したもので、
図からも明らかなごとく、正確に平面座標系においてロ
ボットを位置決めするためには、少なくとも２ケ所のポ
イントで位置決めピンをワークの所定の基準孔に挿入す
ることが必要条件となる。このため第１実施例では１基
のロボットが設置されたフローティングベースの２ケ所
から位置決めアームを延設し、実施を可能としたもので
あるが、以下に説明する第２実施例では、フローティン
グベースに２基のロボットが設置されていることを利用
して、この発明の実施を可能にしようとしたものであり
、以下にこの第２実施例を第３図および第４図に基づい
て詳細に説明する。

同図において、同一構成は同一符合で表すが。

相違するところは、第１実施例における位置決めアーム
５が省略されたもので、これに代用するものとしてロボ
ット３のアーム３１が用いられており、該アーム３１に
位置決め機構６を構成する流体圧シリンダー６１と位置
決めピン６２が適宜支。

持具により、一体的に取付けられている。従って、ロボ
ット３のアーム３１を作業原点となる初期位置に設定し
て、位置決めピン６２をワークＷの基準孔ｗｈに臨ませ
ることにより、第１実施例と全く同じ動作態様を得るこ
とができる。即ち、第２実施例の構成は、フローティン
グベース２」二に２基のロボント３・３を設置している
ので実施が可能となっａもので、フローティングベース
上のロボットが１基である第１実施例では１位置決めア
ームか必要になる訳である。

以上、この発明の第１．第２の実施例について詳細に説
明したが、この実施例において、基準設定要素としての
ワーク側の基準孔をワーク自体に予め形成されたもの、
−例としてピアノフレームの数句はポルト孔などを利用
する場合に限らず、例えば、ワークを搬送パレッ（・の
ごときに固定し、この搬送パレットの所定位置に基準孔
形成したものでもよく、要するに、位置決めピンと基準
孔との保合関係が正確に保たれる状態にあればよい（第
６図（Ａ）参照）。更に基準設定要素としてワーク側の
基準孔を用いる場合に限らず、他の例として第６図（Ｂ
）に示すごとく、ワーク側に基準設定要素としてのノ、
（準ピン８を備え、これに対応する位置決め要素に前述
の位置決めピンに代えて位置決めホルダー９を備えるこ
とによっても実施を可能とすることができる。即ち、同
図において、前記基準ピン８の基端はワーク側に固定さ
れ、開放端は尖頭形に形成されたものであって、位１行
決めホルダー９は基準ピン８の対接面に該基準ピン８の
挿入孔９１が形成されている。従って、位１６決めホル
ダー９を基準ピン８に挿入した場合、ワーク側に基準孔
を形成し、これに位置決めピンを挿入する前述の実施例
の場合と同等の作用効果を得ることができる。

また、フローティングベースの浮揚手段について、実施
例では圧搾空気を注入する既存の方法を採用しているが
、その他、電磁石などを用いた浮揚手段を用いても、こ
の発明の特許請求の範囲を逸脱するものではない。

更に、この発明の実施例において、位置決めアームに剛
性の高い単一構成のものを想定しているが、これに代え
て、ある程度の強度を備え、正位置に自己復帰できる応
力吸収型のアームとし、例えば、フローティングベース
を浮揚する以前に位置決め要素と基準設定要素を合致さ
せ、これによる水平応力を位置決めアームに蓄積してお
いて、フローティングベースを浮揚させる方法も考え得
るが、要するに位置決め要素によって得やれる水平応力
の発生をフローティングベースに的確に伝達できればよ
く、この位置決めアームは実施例の構成のものに限定さ
れるものではない。

（発明の効果） 以−１，から明らかなごとく、この発明によれば、加「
ロポッＩ・系の前方に配置するワークの固だ位置は、あ
る程度の精度を保っていればよく、ワークを゛１ガ定的
に配置したのち、加工ロボット系自体がワークに対する
相対位置の誤差を吸収するごとく移動するものであり、
ワークを微調整するごとき人為的作業は全く不要であり
、しかも搬入されてくるワーク毎にフローティング−＼
−スの中立位置の修１Ｆを繰り返しｌ＋るので、精度を
極めて正確に保たれる。従って、この発明によれば、位
１？°１快め作業をほとんど自動的に行なうことかでき
るので、省力化に資するところ大であるとともに、加工
ロボッド系全体の自動化および加工工程の流れ作業化に
寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の第１実施例を表わす
正面図および側面図、 第３図および第４図は、この発明の第２実施例を表わす
正面図および側面図、 第５図（Ａ）〜（Ｃ）は、位置決めピンが基準孔に挿入
される態様を表わした説明図、第６図（Ａ）（Ｂ）は、
位置決め要素の例を表わす斜視図である。 ｌ・・・機台 ２・拳・フローティングベース ３壷・番ロボット ４・・・係止機構 ５・・・位置決めアーム ６・・・位置決め要素 ６２・・・位置決めピン ７・ｅ拳流体圧シリンダー ８・・修基準ピン ９ＩＩ＃φ位置決めホルダー 特許出願人　日本楽器製造株式会社 特許出願代理人　弁理士　菅原一部 第１図 ７ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］　ワーク加工ロボット系のロポ・ントを載置した
   フローティングベースを適宜手段にて浮揚させたとき、
   前記ワーク加工ロボット系の要所から延設した位置決め
   機構と、ワーク側に備えた基準設定要素どを合致させ、
   これによりロボットの基本座標系を移動してワークに対
   する相対位置を設定できるようにしたことを特徴とする
   ワーク加工ロホット系の位置決め方法。 ［２］　ワーク加工ロボット系の要所からワーク加下方
   向に延設された位置決め機構と、前記ワーク加」−系の
   ロボ、ｉ・を載置したフローティングパ、−スの浮揚手
   段とを備えてなることを特徴とするワーク加工ロボット
   系の位置決め装置。 ［３１特許請求の範囲第［２］項記載の発明において、
   機台とフローティングベースとの相対的基準位置を設定
   するだめの中立位置設定機構を備えてなるワーク加工ロ
   ボット系の位置決め装置。 ［４］特許請求の範囲第［２］項記載の発明において、
   機台とフローティングベースとの相対位置関係を固定す
   るための係ｒＬ機構を備えてなるワーク加工ロポント系
   の位１買決め装置。