JPS61168481A - センサー及びセンサーを用いた制御システム - 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】 本発明はロボット・グリッパのための制御装置に関する
ものであり、かつこのような装置に使用するための感知
装置にも関するものである。

自動組立ておよび／または処理装置においては、例えば
ワークピースや工具のような物品を１つの予め定められ
た加工位置から他の加工位置に運搬するためにロボット
・グリッパが用いられることが多い、その場合、物品は
所要程度の精度をもって所定の位置に与えられなければ
ならず、そのためには通常、物品がグリッパ内に正しく
保持されているかどうかを評価することが望ましい。

公知め装置は、予め計画された所望の通路上でのグリッ
パの運動を制御するようになされた処理装置を具備して
いる。物品が正しく保持されているかどうかを評価する
ために、通路は、物品が既知の位置に固定されたセンサ
に接触するように設計されている。従来においては、セ
ンサの出力が連続的にモニタされ、接触が検知された場
合にグリッパが停止される。そこで、グリッパの位置が
評価され、かつ必要ならば、グリッパの実際位置と予想
位置との間のずれを考慮するために適当な補正が通路に
与えられる。

このような従来技術は、グリッパが遅延を受けて、それ
による処理および／または組立作業の能率が低下するこ
とになるので、その点で不満足であった・ センサがグリッパ自体に取付けられ、加工面に関して固
定されておりかつグリッパ、従ってセンサがそれに関し
て移動しうる物品の位置を評価するために用いられる場
合にも遅延が生じうる。

本発明の目的は、上述した問題点が少なくとも軽減され
る制御装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、ロボット・グリッパの制御装
置において、予め設定された通路の両端の間の中間位置
においてあるいは基準位置において、前記グリッパ上に
取付けられた感知装置と加工位置に配置されたまたは前
記グリッパによって担持された物品との間の接触を生ず
るように前記通路上における前記グリッパの運動を制御
するための処理回路を具備しており、前記感知装置は、
前記接触が生じたことに応答して電気信号を発生するよ
うになされており、前記処理回路は前記電気信号を用い
て前記基準位置または前記グリッパに対する前記物品の
位置を評価するようになされており、前記感知装置はそ
れのベース部分に対して変位可能なプローブ部材を具備
していて、前記接触が生じた後にも前記通路上において
グリッパが前記中間位置をこえて実質的に連続的にかつ
拘束なく移動しうるようになされていることを特徴とす
るロボット・グリッパの制御装置が提供される。

本発明の制御装置によれば、グリッパが運動しているあ
いだに、データが評価されうる。この種の「迅速Ｊ　（
ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）測定によれば、それ以外の場合
に比較して、より迅速なデータの蓄積と、より効率的な
グリッパ運動の計画が可能となる。

センサは、実際上、ベースに対してそれ自体変位可能な
支持構体上にプローブ部材が取付けられている「ノ・２
り・ダウン」構造を有している。

以下図面を参照して本発明につきさらに詳細に説明しよ
う。

第１図の制御システムは、予め定められた通路上でのロ
ボット・グリッパの運動を制御するようになされた処理
回路１０を具備している。Ａで示されている物品が正し
く把持されているかどうかを評価するために、感知装置
３０が上記通路上の既知の位置においてその物品に接触
するようにして設けられている。そのような接触が生ず
ると、そ゛の感知装置が電気的パルスを発生し、そのパ
ルスが上記処理回路に送られる。

一般に、上記処理回路には、把持されるべき物品の寸法
および／または形状ならびにグリッパ内における所定の
位置および／または配向に関するデータが供給され、そ
してこのデータにより、上記処理回路は、上記接触の時
点におけるグリッパの予想位置を８１価することができ
る。勿論、この評価は物品が正しく把持されているとい
う仮定に基づいている。実際位置と予想位置とのずれの
程度は上記処理回路によって評価されうるが、その場合
、処理回路は、グリッパ内における物品のずれ（ｍｉｓ
ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）および／または誤配向（＋ｗｉｓ
−ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を補償するために通路の適
当な修正を行ないうる。

第２図は１つの実施例を単純化して概略的に示しており
、この実施例では、グリッパ２０は１つの方向（Ｘ軸方
向）のみに移動し、かつ断面が矩形状の物品Ａは第２図
Ｔａ＋に示されているように中央に把持されるようにな
されている。このような状況において、グリッパは、物
品の前面が感知装置３０に接触した場合に、予想位置Ｘ
、を採る。

しかしながら、物品が第２図山）に示されているように
正しく保持されていない場合には、グリッパは実際位置
ｘ０−δＸを採り、処理回路は、グリッパ内における物
品のずれの程度、すなわちδＸだけ原通路を短かくする
ことにより補正作用をしなければならない、物品が不規
則上形状または複雑な形状を有している場合には、グリ
ッパは、ずれおよび／または誤配向の精確な性質および
程度を評価するために、多数の異なる方向から感知装置
に接近する必要がありうる。

第３図および第４図に示されているように、感知装置は
、グリッパによって保持された物品に接触しても、その
グリッパの運動が実質的に中断されることがないように
構成されている。

感知装置は、ベース３１、ロフト状プローブ３２、およ
びそのプローブが取付けられた支持構体３３の３つの主
要部分を有している。これら３つの部分はそれぞれ、感
知装置の共通の長手方向軸線ＸＸを中心としかつその軸
線に関して円筒状の対称性を有する通常安定な形状を有
する。しかしながら、グリッパの運動を許容するために
、プローブとそれの支持構体は上記軸線に対して個々に
変位可能である。

物品に最初に接触した第３図（ｂｌに示されている状態
では、プローブは支持構体に関して変位され、そして後
でさらに詳細に説明する変位センサが瞬時的に応答して
、接触が検知されたことを示す。

プローブは支持構体に対して制限された変位を受けうる
にすぎず、従って、実際上、第３図（ｅ）に示されてい
るように停止するのが困難となる。然る後、支持構体自
体が第３図（ｄｌに示されているようにベースに対して
変位される。従って、感知装置は、実際上、「ノック・
ダウンＪ　（ｋｎｏｃｋ−ｄｏｗｎ）構造を有している
。

第４図を参照すると、プローブはブツシュ３４の下方部
分３４′に固定して係止されている。そのブツシュの上
方部分３４＃は支持構体の本体に固定されておりかつ実
際上ピボットを形成するリムＲを有している。そのピボ
ット上で、プンプが揺動し、支持構体に対するプローブ
の角度変位を許容するようになされている。

ブツシュの下方部分には圧縮ばね３５が作用し、プロー
ブを図示された安定な位置に維持するとともに、プロー
ブを、それが変位された後に、その安定位置に精確に復
帰させようとする。

この実施例では、ブツシュは変位センサ３６をも収容し
ており、この変位センサ３６は、ブツシュの上方部分お
よび下方部分に取付けられたフェライトコアＣ′、Ｃ＃
上に巻装された一対のコイルＷ′、Ｗ″で構成されてい
る。物品との接触によってプローブが若干変位され、そ
の変位により、上記コイルの相互インダクタンスに検知
可能な変化を生じさせるのに十分な空隙が上記コアの間
に生じる。通常、一方のコイルに適当な交流信号が供給
され、そして他方のコイルのリード線間でレスポンス信
号が検知される。

物品との接触を検知するのに適した感知装置としては、
例えば光学型、容量型、磁気型または圧電型等の他の型
式のセンサを用いてもよいことが理解されるであろう。

ブツシュの上方部分におけるフランジ３７は、支持構体
に対するプローブの変位を制限する止めを構成する。し
かしながら、ベースに対して支持構体自体が変位するこ
とによって、プローブは感知装置の長手方向軸線ＸＸに
対して継続的に変位されうる。これがために、支持構体
の下縁部に形成された溝Ｇに、ピボットとして作用する
ベースの直立リムＲ′が位置づけられる。ベースと支持
構体はコイルばね３８によって弾性的に互いに連結され
ており、かつ下縁部が適当な形状となされていることに
より、支持構体は変位時にベースと接触した状態に確立
に保持される。ばね３５の場合と同様に、ばね３８は支
持構体を第４図に示されているように安定な位置に保持
するとともに、その構体を、それが変位された後に、上
記安定な位置に精確に復帰させるように作用する。

第３図および第４図に関して上述した種類は、第１図に
関して上述した種類のシステムに用いた場合に特に有利
である。上述した種類の「ノック・ダウン」構造を有す
る感知装置は、グリッパの拘束されない運動を可能にし
、従って、「迅速な」（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆ　ｌｙ）測定
が可能で、それにより、他の場合に比較して、より迅速
なデータの蓄積およびより速いマニプレーク速度が得ら
れる。上記感知装置は、ロボ７）・グリッパが多数の異
なる方向からセンサに接近してそのグリッパに関する複
雑な物品の位置および／または配向を評価するのに十分
なデータを蓄積しなければならない適用場面で特に有利
であり、これらの状況では、グリッパ運動のより能率的
な計画が達成されうる。

本発明の他の実施例では、上述した種類の「ノック・ダ
ウン」センサがグリッパ自体に取付けられ、グリッパが
、従ってそのセンサがそれに関して移動しうる物品の位
置および／または配向を評価するために用いられうる。

その物品は、例えば、加工面上に取付けられたバイス内
に保持されうる。

グリッパは、物品に接触してその物品のグリッパに関す
る位置および／または配向を、不明確さを伴なうことな
しに、評価するために、１つの通路上を移動せしめられ
うる。センサは、例えば、物品の独特の特徴に接触する
ように用いられうる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボット・グリッパを制御するためのシステム
を示す概略図、第２図は第１図に示されたシステムの実
施例を単純化して示す図、第３図（ａｌ〜（ｄ）は感知
装置の種々の動作状態を示す図、第４図は感知装置をそ
れの長手方向軸線上でみた詳細な断面図である。 図面において、１０は処理回路、Ａは物品、３０は感知
装置、３１はベース、３２はプローブ、３３は支持構体
、３４はブツシュ、３５は圧縮ばね、３６は変位センサ
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット・グリッパの制御装置において、予め設定
   された通路の両端の間の中間位置においてあるいは基準
   位置において、前記グリッパ上に取付けられた感知装置
   と加工位置に配置されたまたは前記グリッパによって担
   持された物品との間の接触を生ずるように前記通路上に
   おける前記グリッパの運動を制御するための処理回路を
   具備しており、前記感知装置は、前記接触が生じたこと
   に応答して電気信号を発生するようになされており、前
   記処理回路は前記電気信号を用いて前記基準位置または
   前記グリッパに対する前記物品の位置を評価するように
   なされており、前記感知装置はそれのベース部分に対し
   て変位可能なプローブ部材を具備していて、前記接触が
   生じた後にも前記通路上においてグリッパが前記中間位
   置をこえて実質的に連続的にかつ拘束なく移動しうるよ
   うになされていることを特徴とするロボット・グリッパ
   の制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、前
   記プローブ部材は、前記ベース部分に対して変位可能な
   支持構体上に取付けられており、かつ前記プローブ部材
   を、それが変位された場合に、安定な位置へと復帰させ
   るように前記支持構体とベース部分を弾性的に連結する
   手段が設けられている前記制御装置。 ３、特許請求の範囲第２項記載の制御装置において、前
   記プローブ部材は前記支持構体に対して一時的に変位可
   能であり、かつそのプローブ部材には、接触が生じたこ
   とに基因する前記支持構体に対するプローブ部材の初期
   変位に応答して前記電気信号を発生する検知手段が設け
   られている前記制御装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の制御装置において、前
   記支持構体、ベース部分およびプローブ部材は、プロー
   ブ部材が、支持構体に対して、予め設定された程度だけ
   最初に変位された場合にのみ、ベース部分に対する支持
   構体の変位が生じうるように互いに対して構成されてい
   る前記制御装置。 ５、特許請求の範囲第１〜４項のうちの１つに記載され
   た制御装置において、前記処理回路は、前記基準位置ま
   たはグリッパに対する前記物品の位置の前記評価に依存
   して前記通路を修正するようになされている前記制御装
   置。