JPS61208510A - 作業用ロボツト - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するだめの手段（第１図）作用 実施例 （ａ）　　ロボット本体の全体構成の説明（第２図） （ｂ）　　Ｘ軸モジュール及びパレットの説明（第３図
、第４図、第５図、第６図） （ｃ）　　Ｘ軸モジュール動作の説明 （第７図、第８図） （ｄｌ　　Ｙ軸、Ｚ軸モジュール及び作業手段の説明（
第９図、第１０図、第１１図）　　　　”（ｅ）　　治
具の説明 （第１２図、第１３図、第１４図、第１５図）（ｆ）　
　ロボット制御装置の構成の説明（第１６図） （ｇ）　　ロボット制御装置の基本制御動作の説明（第
１７図、第１８図） （ｈ）　　作業動作の説明（第１９図、第２０図。

第２１図、第２２図、第２３図、第２４図。

第２５図、第２６図） （１）磁気ディスク組立作業の説明 〔概要〕 作業手段が物品に接して作業を行なう作業用四ボットに
おいて９作業手段に加えられる力を検出する力検出手段
と１作業手段を複数軸方向に駆動する第１の七ジュール
と、物品を搭載し異なる軸方向に駆動位置決めする第２
のモジュールと、力検出手段の出力に基いて第１．第２
のモジュールを駆動制御する制御手段とを設けることに
よって作業を高速、高精度に行なうようにしたものであ
る０ 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物品の取出し、取付け、ねじ締め等の物品に
接して作業手段が作業を行なうための作業用ロボットに
関し、特に、高速、高精度の作業の可能な作業用ロボッ
トに関する。

近年、ファクトリ−オートメーションの進展に伴ない種
々の自動作業機械が用いられている。このような自動作
業機械では、特にロボットと称される自動機械が利用さ
れている。

このようなロボットにおいては、物品に対する作業を行
なうハンドを備えておシ、ハンドによって物品に接して
作業を行なうとともにハンドは物品に対し相対的に３次
元の位置決めが行なわれる。

〔従来の技術〕

従来のロボットでは、一般に物品は治具、パレット等で
固定され、ハンド側が３次元位置決めされる構成が用い
られておシ、又この位置決めは位置フィードバック制御
によって行なわれていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のロボットでは、ハンド側を３次元
位置決めするため、ロボット自身のイナーシャが大とな
シ、高速駆動が困難であるという問題が生じている他に
２位置決め精度は位置決め機構の精度によって定められ
、対象物品の位置誤差を含め、高精度な位置決めが困難
となシ、高速駆動すると、接触時の衝撃で物品を傷つけ
るおそれがあシ、精密な作業が困難であるという問題も
あった。

本発明は、高速で精密な作業を行ないうる作業用−ポッ
トを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

図中、ＡＩは第１のモジュールであシ９作業手段ＣＨを
複数軸（例えば、Ｙ軸、Ｚ軸の２軸）に駆動するもの、
Ａ２は第２のモジュールでアリ。

作業される物品ＤＥを前述の軸と異なる方向の軸（例え
ばＹ軸）に位置決めするもの、ＢＳは力検出手段でアシ
、作業手段ＣＨに加えられる力を検出するもの、ＣＴは
制御手段であり、力検出手段ＢＳの出力に基いて第１の
モジュールＡ１及び第２のモジュールＡ２を駆動制御す
るものである。

従って、物品ＤＨの移動と９作業手段ＣＨの移動とによ
って少なくとも３次元の位置決めが実行され、且つ力検
出手段ＢＳの出力によってこの位置決めが制御されるこ
とになる。

〔作用〕

本発明では、物品ＤＢと作業手段ＣＨの両者が移動する
ことによって３次元の位置合せが行なわれるためロボッ
ト自身のイナーシャが減少し、高速の作業が可能となる
とともに、力検出手段ＢＳによって物品ＤＥに接する作
業手段ＣＨに加わる力を検出しながら制御しているので
、高速動作しても物品ＤＥを傷つけたシ９９作業円滑に
行なわれなかったシすることが防止でき、従って精密な
作業が実行できる。

〔実施例〕

（ａ）　　ロボット本体の全体構成の説明第２図は本発
明の一実施例ロボット本体の構成図である。

図中、ｌａ、ｌｂは各々Ｘ軸モジュールであシ。

第３図乃至第８図にて後述する様にＸ軸方向の位置決め
を行なうもの、２ａ、２ｂは各々カバーであシ、各々Ｘ
軸モジュール１ａ、１ｂを覆い、Ｘ軸モジュールｌａ、
ｌｂ内からグリス、金属粉等の外部への飛散を防止する
もの、２６は排気チューブであり９図示しない真空排気
装置に接続され。

カバー２ａ内を排気して、カバー２ａ内に外部から流入
する気流を作ってグリス、金属粉等の外部への飛散を防
止するものであり、カバー２ｂに対しても同一の排気チ
ューブが設けられている。

３ａ、３ｂは各々パレットであシ、第９図及び第１０図
にて後述する様に部品等が搭載され、各々Ｘ軸モジュー
ル１ａ、１ｂによってＸ方向に位置決めされるもの、３
ｃはビンスタンドであり、穴探索治具３ｄを支持するも
の、４ｇ、４ｂは各々支持部でアシ、後述するＹ軸モジ
ュールを支持するだめのものでアシ、台足４０，４１と
、これに固定されたＬ字形の支持フレーム４２．４３と
。

支持フレーム４２に設けられたコネクタボックスとを有
し、更に支持フレーム４２．４３間に設けられるＹ軸モ
ジュールの周囲を覆うジャバラカバー４５と、ジャバラ
カバー４５内を排気する一対の排気チューブ４６．４７
とを有するもの、５はＹ軸モジュールでアシ、ジャバラ
カバー４５内に設けられ、第１１図にて後述する様に後
述するＺ軸モジュールをＹ軸モータ５６によってＹ方向
に駆動位置決めするもの、６は、２軸モジユールであシ
、ｚ軸方向の駆動位置決めを行なうものでアシ。

Ｚ軸モータを覆うモータカバー６０及びＺ軸を覆うカバ
ー６６によって覆われるもの、７ａは吸着ハンド部であ
＃）、Ｚ軸モジュール６によってｚ方向に駆動され、γ
軸モータを覆うモータカバー７１と、γ軸モータによっ
て回転される真空吸着ハンド７３を有するもの、７ｂは
電動ドライバ部であシ、Ｚ軸モジュール６によって２方
向駆動され。

１自由度カセンサを覆うカバー７７と電動ドライバ７８
を有するものである。

尚、磁気ディスク装置の組立のため、パレット３ａには
ディスクエンクロージャ８０が、パンツ）３ｂには、ス
ピンドルモータ８１．磁気ディス且つＹ軸モジュール５
の下部に一対のＸ軸モジュ−／Ｌ７１　ａ　、　ｌ　ｂ
が並設され、基本的には、Ｘ、Ｙ。

２の３軸の門型直交ロボットを構成している。そして２
軸モジユール６には作業手段として、物品の取出し、取
υ付けを行う吸着ハンド部７ａと。

ねじ締め固定を行なう電動ドライバ、部７ｂとが設けら
れ、これらが、ｙ、ｚ方向に駆動され、一方パレツ）３
ａ、３ｂがＸ方向に駆動されて３次元の位置決めがなさ
れ、物品の取出し、取シ付け。

ねじ締めという組立作業を行なうようにしている。

又、各モジュールｌａ、ｌｂ、５．５はカバー２ａ、２
ｂ、ジャバラカバー４５及びカバー６０゜６６によって
覆われ且つ排気チューブ２６，４６゜４７によって内部
が排気されるため、これらモジュール１ａｔｌｂ、５．
６の動作に伴なうグリスや金属粉等の外部への飛散が防
止され、クリーンルーム内での組立作業に適したロボッ
トを構成し。

吸着ハンド部７ａでもγ軸モータがカバー７１によって
覆われ、又電動ドライバ部７ｂでも１自由度カセンナが
カバー７７で覆われておシ且つ吸着ハンド７ａと真空吸
着ハンド７３の内部、電動ドライバ７８の内部も図示し
ない排気チューブによって排気され、一層防じんの効果
を高めている。

（ｂ）　　ｘ軸モジュール及びパレットの説明第３図は
Ｘ軸モジュールｌａ、ｌｂの外観斜視図であシ、第４図
は第３図構成の内部構成図である０ 図中、１０はＸ軸可動部でアシ、後述するパレットを支
持してＸ軸方向に移動するもの、１１はボールネジでｓ
ｂ、ｘ軸回動部１０と係合し９回転によシＸ軸可動部１
０をＸ軸方向に直進駆動するもの、１２．１３は一対の
ガイドでｓｂ、ｘ軸可動部１０をＸ軸方向にガイドする
もの、１４はＸ軸モータであシ、ボールネジ１１を回転
させるもの、１５ａはモータ支持板であり、Ｘ軸モータ
１４が取付けられるものｌ　１５ｂ、１５Ｃはベアリン
グハウジングでアシ、ボールネジ１１の両端ヲヘアリン
グで支えるもの、１６はペアリンクカバーでア如、ベア
リングハウジング１５Ｃのベアリングを覆うもの、１７
はカップリングであシ。

モータ１４の軸とボールネジ１１とを結合するもの、１
８はフラットケーブルであシ、可動部１゜と図示しない
制御回路とを電気的に接続するためのもの、２０．２１
は各々側板であり、２３．２４は各々サイドカバーでＩ
り、　Ｌ字形をなし、側板２０．２１に取付けられるも
の、２５はセンターカバーであシコの字形をなし、ベア
リングハウジング１５ｂ、１５Ｃに取付けられるもの、
２１ａ。

２１ｂ、２１Ｃ，２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇは各
々チューブ継手でアシ、所定の間隔を置いて側板２１に
設けられ、カバー内と連通ずるもの、２６ａ。

２６ｂ、２６Ｃ，２６ｄ、２６８，２６ｆ、２６ｇ　は
排気チューブ２６の分岐チューブであり、各々一端がチ
ューブ継手２１８〜２１ｇに接続され、他端は図示しな
い真空排気装置に接続されるものである。

ＢＬＴは搬送ベルトであり、後述する物品搭載台（パレ
ット）を搬送するための歯溝が形成されているもの、Ｒ
ＬＩ　、ＲＬ２はレールであす、搬送ベル）ＢＬＴによ
って搬送されるパレットのだめのレールである。

第４図に示す如く、ボールネジ１１は一対のベアリング
ハウジング１５ｂ　、１５Ｃ間にベアリングで支持され
て設けられ、且つカップリング１７を介しモータ１４の
軸に連結されている。従って。

モータ１４の駆動によってボールネジ１１が回転し、可
動部１０がガイド１２，１３にガイドされて、一対のベ
アリングハウジング１５ｂ　、１５Ｃ間を移動する。

このボールネジ１１及び可動部１０は側板２０゜２１に
設けられたサイドカバー２３．２４及０．　ハウジング
１５ｂ、１５Ｃ間に設けられたセンターカバー２５で覆
われておシ９両端はベアＩ）７グハウジング１５ｂ、１
５Ｃで閉鎖されている。

従って、これらカバー２３．２４，２５１側板２０．２
１．ベアリングハウジン／１５ｂ、１５ｃによってボー
ルネジ１１及び可動部１０は四方及び上部が覆われ、下
方はフロア（床）であるから。

ボールネジ１１及びガイド１２，１３上のグリス及び内
部のホコリが外部へ飛散せず、ボールネジ１１の回転に
対する接線方向の延長は全てカバー２３．２４，２５及
び側板２０，２１に行きつき。

回転による飛散物の外部への直接飛散も防止できる〇 一方、係る内部は側板２１に設けられたチューブ継手２
１８〜２１ｇを介し排気チューブ２６ａ〜２６ｇによシ
図示しない真空排気装置に連通しておシ、常時真空排気
装置によって内部排気が行われ、Ｘ軸モジュールの外部
から内部への気流をつ＜シ９発生したホコリ、グリス、
金属粉等の外部への流出を防ぐ。即ち、排気によって内
部圧力を下げ、ゴミ、グリス等の流出を防ぐことができ
る。

又、排気チューブ２６８〜２６ｇを複数設けることによ
って、可動部１０の高速移動による内部の圧力分布の変
動によって、可動部１０より発生するグリス等の分布が
激しく変化し、瞬間的に高圧力になっても、複数の分散
した場所で排気することで、外部へ気流が発生すること
を防いでいる。

又、ベアリングもカバートロで覆い、モータ１４モカバ
ーで覆うことによってこれらが外部に露出することなく
、グリス等の飛散防止を高めている。

後述する如くこのＸ軸モジュールｌ　ａ（ｌｂ）の可動
部１０は、パレットを支持し、パレットを送シ、バレッ
ト上の搭載物への作業のため所望の位置に位置決めされ
るものでアシ、パレットは搬送ベルトＢＬＴによってレ
ールＲＬＩ、ＲＬ２に沿ってＸ軸モジュールｌ　ａ（ｌ
ｂ）まで搬送された後。

可動部１０で支持され、ボールネジ送シ機構で所望の位
置に位置決めされる。

第５図は第４図構成のＸ軸モジュールの詳細構成図であ
シ、第５図（５）はその斜視図、第５図（Ｂ）は第５図
（５）のム°−Ａ′断面図である。

図中、第４図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してあ、９，１００は可動フレームであシ。

後述する各部を支持するだめのもの、　１０１　、１０
２゜１０３　、１０４は各々ピンガイドであシカ解放型
リニアベアリングで構成され、可動フレーム１００上の
四隅に設けられるもの、　１０５　、１０６　、１０７
　、１０８はリニアベアリングでアシ、可動フレーム１
００下部の四隅に設けられ、ガイド１２，１３と係合す
る移動ガイドの役目を果たすもの、１０９はナツトであ
シ、ボールネジ１１と係合するべく、フレーム１００に
設けられるもの、　１１１．１１２．１１３．１１４は
各々ピンであシ、各々ピンガイド１０１　、　１０２　
。

１０３．１０４に上下動可能にはめ合わされるもの。

１１５．１１６はピン支持ばシでアシ、中央にナツト１
１５　ａ　、　１１６　ａを有し、各々ピン１１１と１
１３゜１１２と１１４と両端で連結して支持するもの、
　１１７゜１１８は走行レールでアシ、ビンガイド１０
１〜１０４の両側に設けられ、後述するパレットの走行
のためのもの、　１２０　、１２１はピン駆動ボールネ
ジであ＃）、ピン支持ばシ１１５，１１６のナツト１１
５　ａ　、　１１６ａと係合して９回転によシピン支持
ばｌｙ　１１５，１１６を上下動せしめ、これによって
ピン１１１〜１１４を上下動するもの、１２２はピン駆
動モータであり。

モータ固定部１２６　ａ　、　１２６　ｂによってフレ
ーム１００の下部に固定され、ジヨイント１２４によっ
てピン駆動ボールネジ１２０と連結され、ピン駆動ボー
ルネジ１２０を回転させるもの、１２８はフラットケー
ブル用コネクタであり、フラットケーブル１８の接続の
ためのものである。尚、ビン駆動ボールネジ１２１に対
してもフレーム１００下部にモータ固定部１２７　ａ　
、　１２７　ｂによって固定されたピン駆動モータ１２
３にジヨイント１２５によって連結される。

従って、可動部１０は、フレーム１００のナツト１０９
がボールネジ１１に係合し、ボールネジ１１の回転によ
って直進するとともに、フレーム１００下部のリニアベ
アリング１０５　、１０６がガイド１２゜１３と係合し
て、直進動作を円滑にガイドする。

又、フレーム１００下部のピン駆動モータ１２２゜１２
３の回転によってピン支持ばり１１５，１１６を上下動
し、これによってピン１１１〜１１４が上下動する。こ
れによって搬送ベル）ＢＬＴによシ搬送されているパレ
ットをとらえ（キャッチし）、ベル）ＢＬＴから解放し
、またベル）ＢＬＴへ戻すようにする。

第６図は、係るパレット３ａ（３ｂ）の詳細構成図であ
る。

図中、第５図で示したものと同一のものは同一の記号で
示されておシ、３０はパレットフレームでアシ、後述す
るパレット板を支持するためのもの、３１ａ〜３１ｄは
テーパ穴でアシ、パレットフレーム３０の四隅に設けら
れ、ピン１１１〜１１４と係合するテーパを持つ穴で構
成されるもの、３２ａ〜３２ｄはパレット固定用アング
ルでアシ、パレットフレーム３０の四隅に設けられ、パ
レット３ａ（３ｂ）が可動部１０にとらえられた時に可
動部１０の走行レール１１７，１１８と係合してパレッ
トａ　ａ（ａｂ）を可動部１０上で固定するためのもの
。

３３８〜３３ｄは車輪でｈｈ、パレットフレーム３０の
四隅にパレット固定用アングル３２８〜３２ｄとの間に
設けられ、レールＲＬＩ、ＲＬ２上をパレットフレーム
３０が走行するためのもの、３４ａ〜３４ｄは間隔管で
アリ、パレットフレーム３０とパレット固定用アングル
３２８〜３２ｄとの間隔を保ち、車輪３３８〜３３ｄの
回転を保証するためのもの、３５ａ〜３５ｄはボルトで
アリ、パレット固定用アングル３２８〜３２ｄを間隔管
３４８〜３４ｄを介しパレットフレーム３０に取付ける
だめのもの、３６ａ〜３６ｄはパレット板固定用ネジ穴
であシ、パレット板をパレットフレーム３０に取付ケる
だめのもの、３７はパレット板であり、物品が搭載され
るもの、３８はベルト結合金具で１Ｌパレツト板３７の
側部に設けられ、搬送ベル）ＢＬＴの歯溝と係合するこ
とによって、搬送ベルトＢＬＴによるパレット３　ａ（
３ｂ）の搬送を行わしめるものである。

従って、パンツ）　３　ａ（３ｂ）は、パンツ）　板３
７のベルト結合金具３８によって搬送ベル）ＢＬＴと結
合して、且つ車輪３３８〜３３ｄによってレールＲＬＩ
、ＲＬ２上を搬送ベル）ＢＬＴによって走行シ、且つパ
レットフレーム３０のｆ　−ハ穴３１ａ〜３１ｄにピン
１１１〜１１４が係合してハレツトフレーム３０が持ち
上げられ、可動部１０にパレット３　ａ（３ｂ）がとら
えられ、搬送ベルトＢＬＴとベルト結合金具３８との係
合が解かれ、ボールネジ送りが可能となる。

（ｃｌ　　Ｘ軸モジュールの動作の説明第７図は第３図
乃至第６図構成の動作説明図。

第８図は第７図におけるボールネジ送シ機構の送シ動作
説明図である。

第３図及び第４図で説明した如く、搬送ベルトＢＬＴは
常時図の左方向に移動しており、パンツ）　３　ａ（３
ｂ）はベルト結合金具３８が搬送ベルトＢＬＴの歯溝と
係合しているから、この保合によシバｖツ）３　ａ（３
ｂ）はｖ−ルＲＬ　１　、　ＲＬ　２上を第７区内の如
く走行して搬送が行われる。

一方、可動部１０は第７図（５）の如くモータ１４側で
ある右端に位置し、パンツ）　３　ａ（３ｂ）の到着を
待つ。

更に、パンツ）　３　ａ（３ｂ）が搬送ベル）ＢＬＴに
よって搬送され、可動部１０・の待機位置に到達し、可
動部１０のレール１１７　、　ｉｉｓ上を走行する。

パレット３ａ（３ｂ）が可動部１０の所定位置に搬送さ
れたことを可動部１０に設けられた図示しないセンサー
が検出すると、ピン駆動モータ１２２゜１２３が駆動さ
れ、ピン駆動ボールネジ１２０　、１２１を回転させて
ピン支持ばり１１５，１１６を上昇せしめる。これによ
ってビン支持はＤ　１１５　、１１６の両側に設けられ
たピン１１１〜１１４が上昇する。

このため、第７図（Ｂ）及び第８図に示す如くピン１１
１〜１１４がパレット３　ａ（３ｂ）のパレットフレー
ム３０のテーパ穴３１ａ〜３１ｄに挿入し、パレットフ
レーム３０全体を持ち上げ、パレット板３７のベルト結
合金具３８を搬送ベル）ＢＬＴから離し、接触を解除す
る。これとともに、パレット固定用アングル３２８〜３
２ｄが第８図の如く可動部１０のレール１１７，１１８
の下面に接触し、又車輪３４ａ　〜３４ｄはレール１１
７，１１８上から離れる。

これによってパンツ）　３　ａ（３ｂ）は可動部１０上
に支持固定される。この時ピン１１１〜１１４の先端が
テーパ状に形成されているため、ピン１１１〜１１４の
テーパ穴３１ａ〜３１ｄへの挿入に時間差が生じて位置
決め誤差が生じても、これを吸収できる。又、パンツ）
３　ａ（３ｂ）のテーパ穴３１ａ〜３１ｄ　　に同率の
テーパ形状を設けることによシ。

ピン１１１〜１１４との間で水平方向に安定したパレッ
ト３　ａ（３ｂ）の保持ができる。

このようにしてパンツ）　３　ａ（３ｂ）が可動部１０
上に保持された後、第７図（ｑの如く位置決めモータ１
４が回転し、ポールネジ１１を回転せしめて可動部１０
をガイド１２，１３に沿った所望の位置に位置決めする
。とれによってパンツ）３ａ（３ｂ）のＸ軸方向の位置
決めが行なわれ２例えば第８図に示すパンツ）３ｂ上の
治具に固定された磁気ディスク８２の吸着ハンド部７ａ
による取出しが行なわれる。

このようにして作業が終了すると１位置決めモータ１４
の回転によシ、可動部１０をベアリングハウジング１５
Ｃ側である左端に移動せしめる。

次に、ピン駆動モータ１２２，１２３を逆回転せしめ、
ビン支持は！Ｄ　１１５　、　１１６を下降せしめ、ピ
ン１１１〜１１４を下降させる。これによってパレット
３　ａ（３ｂ）は下降し、パレットフレーム３０のテー
バ穴３１ａ〜３１ｄとピン１１１〜１１４との保合が解
除され、車輪３３ａ〜３３ｄがｖ　−ル１１７　、１１
８に復帰し、パレット固定用アングル３２８〜３２ｄの
レール１１７，１１８下面との接触解除が行われ。

パンツ）　３　ａ（３ｂ）は可動部１０上でフリー状態
となる。従って、パンツ）　３　ａ（３ｂ）のベルト結
合金具３８が搬送ベル）ＢＬＴの歯溝と係合して。

パンツ）　３　ａ（３ｂ）は再び搬送ベル）ＢＬＴによ
ってレールＲＬＩ、ＲＬ２上を図の左方に搬送される。

その後、可動部１０はモータ１４によって第７図（５）
の右端の位置に戻され次のパレットの到着を待つ。

このようにして、ボールネジ送シ機構１は搬送ベルト５
０で送られてくるパレット４をキャッチし、搬送ベルト
５０から解放し、所定の位置へ位置決めを行′い、ロボ
ットの作業に供し１作業終了後、再び搬送ベルト５０に
パレット４を戻してノくレット４を解放する。

上述の実施例ではベルトコンベアのラインを止めないで
１次々とパレットを流してボールネジ送シ機構１で位置
決めを行うことによシ、生産ラインにロボットを容易に
組込める。

この実施例の外に、搬送ベル）ＢＬＴ、レールＲＬＩ、
ＲＬ２を設けず、Ｘ軸モジュー　ル１　ａ＋１ｂのみを
用いて１人手により可動部１０にパレット３　ａ（３ｂ
）をセットしてボールネジ送シによる位置決めを行って
もよく、更に予じめ可動部１０にパンツ）　３　ａ（３
ｂ）を固定しておいてもよく。

これらの場合ピンの上下動機構は設けなくてもよい０ （ｄ）　　Ｙ軸、Ｚ軸モジュール及び作業手段の説明第
９図は第２図構成のＹ軸モジュール、２軸モジユール、
吸着ハンド部及び電動ドライバ部の詳細構成図である０ 図中、５は前述のＹ軸モジュールを示し、５１゜５２は
その支持フレームで６！？、５３．５４はそのガイドで
あり、支持フレーム５１．５２間に設けられるもの、５
５はそのボールネジであり、支持フレーム５１．５２間
に設けられ、その回転に　。

よりＺ軸モジュール６をＹ方向に直進移動させるもの、
５６は前述のＹ軸モータであわ、支持フレーム５１に設
けられ、ボールネジ５５にカップリングを介して接続さ
れ、ボールネジ５５を回転させるものである。

合しＹ方向に駆動されるもの、６２はＺ軸モータであシ
、前述のカバー６０で覆われ、Ｚ軸支持フレーム６１に
取付けられ、後述するボールネジを回転させるもの、６
３．６４は一対のガイドであシ、ｚ軸支持フレーム６１
に２軸方向に沿って設けられるもの、６５はボールネジ
であシ、Ｚ軸モータ６２によって回転され、後述するＺ
軸可動ブロックをＺ軸方向に駆動するもの、６７はＺ軸
可動ブロックであり、ボーシネ９６５０回転によってＺ
軸方向にガイド６３，６４に沿って直進移動するもので
ある。

７ａは前述の吸着ハンド部であシ、７０はその支持フレ
ームであシ、可動ブロック６７に固定されるもの、７２
はγ軸モータであシ、前述のカバー７１で覆われ、真空
吸着ハンド７３をＹ軸を中心に回転させるもの、７３は
前述の真空吸着ハンドであシ吸着面７３ａを有し９図示
しない吸気チューブによって真空ポンプに接続され、吸
着面７３ａを負圧にするもの、７４は４自由度カセンサ
でアシ、真空吸着ハンド７３に加えられるＹ軸、Ｙ軸、
２軸、γ軸方向の外力を独立に検出するものでアシ、第
１１図にて後述するものである。

７ｂは前述の電動ドライバ部であシ、７５はその支持７
レームであシ、可動ブロック６７に固定されるもの、７
６は１自由度カセンサであシカカバー７７で覆われ、電
動ドライバ７８に付与されるＺ軸方向の外力を検出する
ものであシ、第１０図にて後述するもの、７８は電動ド
ライバでアシ。

ねじを吸着してねじ締め動作を行なうものであシ。

第１０図にて後述するものである。

従って、Ｙ軸モータ５６の駆動によって、ボールネジ５
５が回転し、Ｚ軸モジュール６がＹ方向にガイド５３．
５４に沿ってスライド移動し、Ｚ軸モータ６２の駆動に
よって、ボールネジ６５が回転し、可動ブロック６７が
Ｚ方向にガイド６３゜６４に沿ってスライド移動１〜て
、真空吸着ハンド７３及び電動ドライバ７８はＹｚ平面
の所望の位置に位置決めされ、且つ真空吸着ハンド７３
はγ軸上−タ７２によってＹ軸を中心に回転される。

゛・□　第１０図は電動ドライバ７８及びｌ自由度力セ
ンサ７６の構成図である。

図中、７６は前述の１自由度カセンサであシ。

一対の平行板バネ７６ａ、７６ｂと、各板バネ７６ａ、
７６ｂの内面にそれぞれ設けられた歪ゲージ７６０　、
７６１　、７６２　、７６３で構成され、歪ゲージ７６
０〜７６３が第１０図（Ｂ）の如くブリッジ接続されて
、入力電圧Ｖｉｎに対する出力電圧Ｖｏｕｔの大きさに
よって、歪ゲージ７６０〜７６３に加えられたモーメン
ト、即ち平行板バネ７６ａ、７６ｂを変形させた外力を
検出するものである。

７８は電動ドライバであシ２本体７８０内に電動モータ
とこれによって回転するドライバが設けられるとともに
、先端７８２が真空ポンプに接続された吸気チューブに
よって負圧にされるものであり。

電動ドライバ７８の先端７８２がねじに接触すると。

ねじを真空吸着し、ねじによって電動ドライバ７８の先
端７８２がおおわれて密閉空間が形成されることによシ
、ねじをドライバの先端に保持するものである。即ち、
電動ドライバ７８はねじをその先端部で真空吸着して保
持するものである。

第１１図は第９図構成の４自由度カセンサ７４の構成図
であり、第１１図（５）はその斜視図、第１１図（Ｂ）
はその分解斜視図である。

図において、７４０はｘ、ｙ、ｚ軸方向の力を検出する
力検出モジュールであって、Ｘ、Ｙの２方向にのびる角
棒７４１　、７４２よ多構成される十字状の角棒に角穴
ａ、　ａ’、　ｂ、　ｂ’、　ｃ、　ｃ’を設ける（放
電加工等を使用して穴を開ける）ことによシ。

夫々ニ平行板ばね体ａｌ、ａｌ’＊　ｂｌ、ｂｌ’ｙ　
ｃｌ、０１′を構成する。

力検出モジュール７４０は、第１１図から明らかな如く
、各平行板ばね体が変位方向が互いに直交するように設
けられているので、平行板ばね体ａ１１ａｌ’でＸ軸方
向のたわみ、平行板ばね体ｂ１゜ｂ　１’でＹ軸方向の
たわみ、平行板ばね体ｃｌ、ｃ１′でＺ方向のたわみを
夫々分担する３自由度を有する。

７４３　、７４４は夫々力検出モジュール７４０を支持
する支持体であって、支持体７４３はねじ７４５によシ
角棒７４２と連結され、支持体７４４はねじ７４６によ
シ角棒７４１と連結されている。尚、ねじ７４５゜７４
６は片方のみ示し、さらに、各ねじ７４５が螺合するね
じ穴７４３ａと他方の穴は中心穴７４０ａの中心位置か
ら等しい距離の位置に設定され、同様にねじ７４６が螺
合するねじ穴７４４ａと７４４ｂは中心穴２５０ａの中
心位置から等しい距離（Ｌ９＝Ｌ１０）の位置に設定さ
れている。

７４７は支持体７４３にねじ７４８によシ連結される出
力棒であって、力検出モジュール７４０に設けられた穴
７４０ａを貫通するように構成されている。

この場合、支持体７４４が真空吸着ハンド７３に固定さ
れる。

尚、出力棒７４７は力検出モジュール７４０に設けられ
た穴７４０ａを貫通するよう構成されているが。

支持体７４４を貫通するように構成してもよく、・この
場合は、支持体７４４０基台への取付けを反対側（角棒
７４１　、７４２側）で連゛結する必要がある。

７４９　ａ　、　７４９　ｂ　、　７４９　Ｃ、７４９
ｄ　、　７４９　ｅ　、　７４９　ｆは歪ゲージであっ
て、夫々各平行板ばね体ａｌ’、ｂｌ。

０１′の変位を検出する。ここで、この歪ゲージは１軸
方向の力をトルクの影響を受けずに検出するため、中心
穴７４０ａを中心として中心点対象となるように貼付し
、夫々ブリッジ回路を構成せしめる。

従って９図示されていないが、平行板ばね体ａ１ｔＣ１
１ｂｌ’にも歪ゲージが中心穴７４０ａの中心点対象位
置となるように各々２枚づつ貼付されている。

以上説明した構成とすることによシ９例えば。

出力棒７４７はＸ軸方向の力が加わった場合、歪ゲージ
７４９　Ｃ、７４９ｄが平行板ばねＣ′１の変位を検出
し、Ｘ軸方向のみの力を検出でき、同様にＹ軸方向の力
が加わった場合歪ゲージ７４９　ｅ　、　７４９　ｆが
平行板ばねｂｌの変位を検出し、ｚ軸方向の力が加わっ
た場合歪ゲージ７４９　ａ　、　７４９　ｂが平行板ば
ねａｌ　ｉの変位を検出し、各軸の力成分を検出する０ さらに複数方向の合力が加わった場合でも、角棒７４１
　、７４２に加わる力の位置は中心穴７４０ａの中心位
置から等しい距離の位置に支持体７４３　、７４４によ
シ加わるため、各平行板はね体が夫々の分力Ｆｘ、Ｆｙ
を独立して検出することができる。

７５０はγ力検出モジュールであって、力検出モジュー
ル７４０の出力棒７４７にねじ７５１を介して取付けら
れる中心部材７５２を備えると共に、板ばね７５０　ａ
　、　７５０　ｂ　、　７５０　ｃ　、　７５０　ｄ　
　を介して接続される外輪７５３を含む。７５４ａ　、
　７５４ｂ　、　７５４Ｃ、７５４ｄ　は歪ゲージであ
って、板ばね７５０　ａ　、　７５０　Ｃに貼付（中心
部材７５２の中心点対象位置で、同一面側）され、同様
にブリッジ回路を構成する。

尚、γ力検出モジュール７５０の出力棒７４７への取付
けは、ねじ７５１のみで出力棒７４７の中心位置として
いるが、この構成では外輪７５３にトルクを与えた際に
、ねじ７５１のゆるみ等が生じるため。

実際には、中心部材７５２から突出するピンを出力軸７
５７に係合させてまわり止めを施すと共に、中心位置か
らずれたところでねじ７５１にょシ固定する必要がある
。

また、このことは、出力軸７５７と支持体７５４との結
合の場合も同様である。

この構成とすることによシ中心部材７５２を固定し、外
輪７５３に中心軸（γ軸）まわシのトルクを加えると板
ばね７５０　ａ　、　７５０　ｂ　、　７５０　Ｃ、７
５０ｄ　がたわむ。コノたわみを歪ゲージ７５４　ａ　
、　７５４　ｂ　、　７５４　Ｃ。

７５４ｄで検出し、ブリッジ回路を介して出力を取シ出
すことによシ、ｚ軸（γ）に関するトルク背のみを検出
することができる。

（ｅ）　　治具の説明 第１２図はパレット（組立バレン））３ａ上に設けられ
た治具の構成図である。

図中１３７０ａ〜３７０Ｃはベース足台であり、前述の
ディスクエンクロージャー（以下ベースと称す）８０の
足が置かれるもの、３７０ｄは突き当てブロックであり
、ベース８０の足が置かれ、突き当てられるものでＩＣ
，Ｔ字形状をなすもの、３７１は円筒状部材でアわ、ベ
ース８０のスピンドルモータ取付穴と係合するもの、３
７２はＬ字形の引っかけ部材でｌＤ＋　Ｌ字形板バネで
構成され、ベース８０の一部と係合し、ベース８０を突
き当てブロック３７０　ｄ方向に付勢するもの、３７３
は弾性ブロックであシ９例えば硬質ゴムで構成され、後
述すルヘース８０１Ｃセットされるスピンドルモータ８
１のモータを固定するため円筒状部品３７１内部に設け
られるもの、ＳＣは各々取付けねじである。

係る構成の組立用パレットは、パレット板３７の保合穴
に円筒状部材３７１を係合せしめ、取付けねじ８Ｃによ
ってパレット板３７に固定する。又。

Ｌ字形のベース足台３７０ａ〜３７０Ｃ及び突き当てブ
ロック３７０　ｄ”をパレット板３７の四隅に取付けね
じＳＣで固定し、同様に引っかけ部材３７２の端部をパ
レット板３７の左端側面に取付けねじｓｃで取付ける。

更に弾性ブロックを円筒状部材３７１の底部に接着剤、
によって固定取付け、第１２図（５）の組立用パレット
が完成する。

このパレットにベース８ｏを取付けるには、ベース８０
のスピンドルモータ取付穴８ｏｏを円筒状部材３７１に
はめ合せ１足８０２　、８０３　、８０４　、８０５を
ベース足台３７０ａ〜３７０Ｃ及び突き当てブロック３
７０ｄ上に位置せしめ、突起部８０１に引っかけ部材３
７２のクランク部を引っかけることによってベース８０
の足８０５を取付穴８００を中心に突き当てブロック３
７０ｄに突き当てて位置決めする。

このようにベース８０の装着は容易でアシ、取外しも引
っかけ部材を外し、ベース８０を堆力外せばよく容易で
ある。

第１３図は部品用バレン）３ｂ上に設けられた治具の構
成図、第１４図は第１３図における部品搭載図である。

図中１３７４ａ〜３７４Ｃは搭載用治具でアシ、円筒形
をなし、治具３７４ａは円板８２の搭載のためのもの、
治具３７４ｂはスペーサー８３の搭載のためのもの、治
具３７４Ｃは円板８２が治具３７４ａに搭載される際に
円板８２間に設けられる円板収納用スペーサー８６（第
１４図）を収容しておくためのもので”　Ｊ）　ｔ　ａ
７ｓ　ａ〜３７５Ｃは弾性部材であ）。

リング状のシリコンゴムで構成されるものであシ。

各々治具３７４　ａ、　３７４　ｂ、　３７４　ｃに挿
入されているものである。３７６はモータセット用治具
であわ。

第１４図（Ｑに示す如くその上部縁面３７６ａにスピン
ドルモータ８１が搭載され、且つ位置出しビン３７６ｂ
によってスピンドルモータ８１のねじ穴と係合してその
位置を固定するためのもの、３７７はクランパ用治具で
あシワモータセット用治具３７６の底部３７６Ｃに設け
られ、クランパ８４を搭載するためのものであシ、同様
に下部に弾性部材３７８を有するもの、３７９はねじス
タンドでアシ、穴３７９ａの内に取付けねじ８５ａを搭
載しておく亀の、３７６ｄは弾性部材であシワモータセ
ット用治具３７６の底、、部３７６　ｃと部品用パレッ
ト板３７間に設けられるもの、８６は円板収納用スペー
サーでアシ、円板８２の治具３７４ａに搭載に際し９円
板８２間に間隔を保つため治具３７４ａに挿入されるも
のである。

このように構成された部品用パレット板３７においては
、治具３７４ａには、第１４図（３）に示す如く、必要
枚数の円板８２がその間に円板収納用スペーサー８６を
設けて弾性部材３７５ａ上にセットされ、治具３７４ｂ
には、第１４図（Ｂ）に示す如く。

必要数のスペーサー８３が弾性部材３７５ｂ上にセネ ツトされる。又第１４図（Ｑの如く、クランパ用治具３
７７には２弾性部材３７８上にクランパ８４がセットさ
れ、且つモータセット用治具３７６の上面縁面３７６ａ
にスピンドルモータ８１がそのねじ穴を位置出しビン３
７６ｂに挿入してセットされる。このようにセットされ
たクランパ８４とスピンドルモータ８１の中心軸は同一
であシ２階層構造によって搭載スペースが少なくて済み
１反ロボットも同一位置の教示によってスピンドルモー
タ８１とり２ンパ８４の取シ出しが出来都合がよい。

更にねじスタンド３７９に取付けねじ８５ａがセットさ
れ、セラ・ト完了となる。

又９弾性部材３７５　ａ　〜３７５　Ｃ、３７８を設け
ることにより、その上に設けられる物品（円板８２゜ス
ペーサ８３．クランパ８４）にローリング、ピッチング
という自由度を持たせ、ロボットのハンドの自由度を補
うことができる。

第１５図は第２図における穴探索治具３ｄの構成図であ
る。

図中、３９０はピンであシ、後述する穴を探索するため
のピンでアシ、先端３９０ａは根本３９０ｂよシ細く形
成されているもの、３９１は円筒部であり。

前述の真空吸着ハンド７３とはめ合い関係となるもので
あシ、ピン３９００半径方向移動用溝穴３９１ａを有す
るもの、３９２は吸着面であシ、前述の真空吸着ハンド
７３によって吸着されるもの、３９３は取付は金具であ
シ、ピン３９０を保持し、且つ円筒部３９１へ取付けら
れるもの、３９４はピン調節用ねじであシ、取付は金具
３９３間にビン３９０をはさみ込んでビン３９０を保持
せしめるもの、３９５はビン調節用ねじてあシ、取付は
金具３９３を円筒部３９１に取付けるためのものである
。

係る構成の治具３ｄでは、ビン３９０の治具３ｄの中心
から位置を調節用ねじ３９５をゆるめて溝穴１１ａに沿
って動かすことによって調節でき且つピン３９０の高さ
を調節用ねじ３９４をゆるめて、ピン３９０を取付は金
具３９３に対する位置を変えて調節できる。

（ｆ）　　ロボット制御装置の構成の説明第１６図はロ
ボット制御装置のブロック図である０ 図中、第２図から第９図で示したものと同一のものは同
一の記号で示してあシ、９はロボット制御装置で４ｆｉ
、９０はマイク四コンピュータ部であり、マイクロプロ
セッサ（以下Ｍ　Ｐ　Ｕ゛と称す）９０ａとメモリ９０
ｂとを有し、ＭＰＵ９０ａがメモリ９０ｂから教示デー
タを読み出し、コマンド解析、コマンド実行を行ない、
後述する如く通常制御モードとカフィードバック制御モ
ードを行なって各軸のモータを一制御するためのもの、
９１ａ〜９１ｅは各々各軸（γ〜Ｘ２軸）のサーボ回路
であシ、後述する位置検出器からの現在位置Ｐ、　　〜
Ｐｘ、とＭＰＵ　９０　ａからの指令位置ｃ、、　ｃＹ
、　ＣＺｐ　Ｃｒとの差に基いて位置制御し、且つＭＰ
Ｕ９０ａからの指令速度Ｗ〜■；８．実速度との差に基
いて速度制御するもの、９２ａ〜９２ｅはパワーアンプ
であり、各々サーボ回路９２８〜９２ｅの出力に基いて
各軸のモータ７２，６２，５６，１４　に駆動電流Ｉ、
〜ＩＸ２を供給するもの、９３はエンコーダ位置検出回
路であシ、各軸モータ７２，６２，５６，１４　　に設
けられたエンコーダ（図中Ｅ）の出力を計数し。

各軸の現在位置Ｐ、％　Ｐ、！を検出するもの、９４は
リミット検出回路であシ、各軸の左右両端のリミットセ
ンサ（図中のＬ８）の出力を検出し、検出信号ＬＳｒ　
”’　Ｌ８Ｘ’Ｊを発するもの、９５はコントローラで
あ’）　＊　ＭＰ　Ｕ　９０　ａから指令位置Ｃ７〜Ｃ
ｘ２．指令速度鵞〜Ｖ、１を対応する軸のサーボ回路９
１８〜９１ｅ　　に分配供給し、エンコーダ位置検出回
路９３からの各軸の現在位置Ｐ−〜ＰＸ２及びＩ）　ミ
ツト検出回路９４の検出信号’Ｌｇｙ　〜ＬＳＸ２をＭ
ＰＵ　９０　ａに通知するもの、９６ａはアンプであシ
ア１自由度力センサ７６の２軸力計測値Ｆｚ及び４自由
度カセンサ７４のＸｓ　Ｙｔ　Ｚｔ　ｒ軸力計測値Ｆ’
、、　ｐＹ、　Ｆｚ。

Ｆ、を増幅するもの、９６ｂはフィルタであシ、アンプ
９６ａの出力の高周波成分をカットするもの。

９６Ｇはアナログ／デジタルコンバータ（以下Ａ／Ｄコ
ンバータと称す）でアシ、フィルタ９６ｂを介して与え
られる各軸方向の力計測値Ｆ、、ＦＹ。

Ｆｚ、Ｆｒをデジタル値に変換するもの、９７ａは圧力
センサであシ、電動ドライバ７８の吸気チューブ７８１
及び真空吸着ハンド７３の吸気チューブの圧力ｐ、、ｐ
、を検出し、ねじ等の吸着、解除を検出するもの、９７
ｂは電磁弁であシ、電動ドライバ７８の吸気チューブ７
８１及び真空吸着ハンド７３の吸気チューブと後述する
真空ポンプとの接続のオン／オフを行い、吸着、解除を
行なわしめるもの、９７Ｃは電磁弁駆動回路であシ、電
磁弁９７ｂを駆動して、オン／オフを行なわしめるもの
。

９７ｄは入出力（Ｉｌｏ）インターフェイス（以下イン
ターフェイスと称す）で；ｈＦ）、ＭＰＵ　９ｏａから
の電磁弁オン／オフ指令を電磁弁駆動回路９７Ｃへ与え
、圧力センサ９７ａからの検出信号をＭＰＵ９０ａへ通
知するもの、９８は操作部でアシ。

オペレータが動作の起動や動作モード、データ等を入力
するもの、９９はバスであり、ＭＰＵ９０ａとコントロ
ーラ９５．Ａ／Ｄコンバータ９６Ｃ。

インターフェイス９７ｄ、操作部９８とを接続し。

これらの間でデータ、コマンドのやりとシを行なうため
のものである。

２９ａは真空排気装置であシ、各軸の排気チューブ２６
，４６．４７及び真空吸着ハンド部７ａ及び電動ドライ
バ部７ｂに接続され、各モジュールｌａ、ｌｂ、５，６
及びハンド部、ドライバ部７ａ、７ｂを排気するもの、
２９ｂは真空ポンプでアシ、電動ドライバ７８の吸気チ
ューブ７８１及び真空吸着ハンド７３の吸気チューブと
電磁弁９７ｂを介し接続され、これらに吸着動作を行な
わしめるものである。

（ｇ）　　ロボット制御装置の基本制御動作の説明第１
７図はＭＰＵ９０ａの処理説明図であシ、第１８図はカ
フィードバック制御モードの説ＦｉＡ図である。

ＭＰＵ９０ａはメインルーチンにおいて、教示データの
コマンドを解析し、これを実行して各軸の位置指令、速
度指令、力指令を作成し、バス９９を介しコントローラ
９５へ出力し、又コント四−ラ９５桑λらの現在位置Ｐ
ｒ””　ＰＮ２によって各軸の位置及び力センサ７６，
７４の力計測値Ｆ、−Ｆ、を監視シ、更にバスインター
フェイス９７ｄに電磁弁オン／オフ指令を与えるもので
ある。そして９通常モードでは、指令位置と指令速度を
そのｔまコントローラ９５へ与えて、サーボ回路を介し
各軸を指令位置に位置決めする。一方、カフィードバッ
クモードにおいては、所定周期でカフィードバック制御
の割込み処理ルーチンを実行する。即ち。

力センサの力計測値Ｆ、％Ｆ、をオフセット補正し。

さらに不感帯処理して、装置利得を掛は制御出方を得、
これを指令速度又は指令力から差し引いた・ものを指令
速度ｖ；−ｖＱ２としてバス９９を介しコントローラ９
５へ与える。

この不感帯処理においては、不感帯幅Ｗ７〜Ｗ、を自由
に設定でき、セットされた不感帯幅がＷである時は、力
計測値Ｆが正なら（Ｆ−Ｗ）を出力し。

負なら（Ｆ＋Ｗ）を出力するものである。

とのカフィードバック制御によって次の様な制御ができ
る。

ある軸（例えば２軸）に指令速度■を与えると。

物品への接近中は第１８図（５）の如く、指令速度隻で
移動する。一方、物品に点Ｐ１で接触すると、第１８図
（Ｂ）の如く力センサがたわんで変形し、変形量に応じ
た力計測値Ｆ、が発生するが不感帯幅Ｗの範囲では制御
出力Ｐｚは零のため、速度はＶｚのままとな、！１１．
Ｆｚ＞Ｗとなると制御出力Ｐｚが発生し、指令速度Ｖｚ
を減少していく、従ってＺ軸の移動速度も減少し、　Ｐ
ｚ＝Ｖｚとなると、Ｚ軸は停止する。この時Ｐｚの押し
付は力が物品へ付与されておシ、従って指令速゛度Ｖｚ
は指令力となっている。これによ　。

つて物品への接近、接触、押し付けが連続的に実行され
る。そして物品の２軸方向への位置にかかわらず、この
動作が行なわれるため、２軸方向の物品の位置の教示は
不要となる。

これを利用して後述する物品の吸着、挿入、ねじの吸着
、ねじ締め等を円滑に行なうことができる０ 又、第１８図Ωに示す如く２位置指令、速度指令が与え
られていない軸においてその軸方向に外力が与えられる
と、力センサのたわみによる力計測値Ｆによって制御出
力が発生し、これが指令速度となって力計測値Ｆが零と
なる方向にその軸が駆動される。このことを利用して、
ノ１ンドと物品のはめ合せ時にハンドと物品が接触して
はめ合せが困難となっても、力センサの出力が零となる
方向に自動的に駆動され９円滑なはめ合せが可能となシ
、物品の吸着、挿入がよシ一層円滑となる。

（ｈ）　　作業動作の説明 第１９図は第２図から第１６図構成のロボットによる物
品吸着動作の流れ図である０・この動作の内容は、教示
データで示される位置に移動後、カフィードバック制御
をＯＮとし、真空吸着のパルプを開いてｚ軸を下げて行
き、物品を吸着し、真空センナが感知したならば教示デ
ータで示す位置に戻るものである。

■　ＭＰＵ　９０　ａは通常モードで教示データに従っ
てｘ、ｙ、ｚ軸に指令位置Ｃ，，ＣＹ、　Ｃ，、指令速
度Ｖｘ　、　ＶＹ　、　Ｖｚを発し、真空吸着ハンド７
３を教示データで示される位置へ教示データで示される
速度で移動し９位置決めする。

振動が止まるまで０．５秒間停止する。

■　次に、ＭＰＵ９０ａはカフィードバック制御をＯＮ
にし、各軸の不感帯幅をＷｘ　、　Ｗｙ　、　Ｗｚに設
定する０ ■　次にＭＰＵ９０ａは電磁弁９７ｂをインターフェイ
ス９７ｄを介し駆動回路９７０で電磁弁９７ｂをオンし
て真空吸着ハンド７３のパルプを開く。

■　次にＭＰＵ９０ａを指令速度Ｖｚを出力し、カフィ
ードバック制御によってｚ軸を下げて行く。

物品に接触すると、第１８図（８）、（Ｂ）の如くカフ
ィードバック制御によって動きが止まったならば。

ＭＰＵ９０ａは圧力センサ９７ａによシ吸着したかどう
かを調べる。

この時のＺ方向の押圧力はＦＺと設定されている。

■　もし吸着していなければｘ、Ｙ方向の力の不感帯幅
を０として、ｘ、Ｙ方向の感度を高め。

さらにＺ軸方向の押し付は力をΔＦｚ増してみて吸着す
るかどうかを調べる。

即ち、ＭＰＵ９０ａはＸ、Ｙ方向の不感帯幅を零とし、
Ｘ、Ｙ方向のカフィードバックの感度を高くシ、さらに
前述の速度指令隻は押し付は力Ｆｚであるから９隻＋Δ
Ｆｚを発する０ これを押し付は力ＦＺｍａｘまで１０段階に変えながら
試みる。１０回賦与て吸着しなかった時はあきらめ、エ
ラーメツセージを出力する。

■　カフィードバック制御を０ＦＦＩ、、通常モードで
前述の教示データで示される位置へ教示データで示され
る速度で戻す。

第２０図は係る物品吸着動作の説明図でああ。

前述のステップ■によって第２０区内の如（Ｘ。

Ｙ方向の位置決め誤差によってハンド７３が円板８２の
治具３７４ａに接触しても、Ｘ、Ｙ方向の感度を高めで
あるため、第１８図（Ｑの如く、ハンド７３は治具３７
４ａに沿って、Ｘ、Ｙ方向に駆動され、はめ合いが可能
となる。又、第２０図の）の如く斜めにはめ合って、吸
着が困難でも、ハンド７３は姿勢制御されるとともに弾
性部材３７５ａの働きで円板８２がピッチングし、吸着
が可能となる。

しかもＺ軸方向は教示しなくてもよいので、係る多層に
積み重ねられた円板８２をティーチングなしに順次吸着
域シ出しできる。

第２１図は物品挿入動作の流れ図である。

この動作は、物品を吸着把持した吸着ハンド７３を教示
データで示される位置に移動後、カフィードバック制御
をＯＮとし、ｚ軸を下げて行き、底に到着し、動きが止
まったならば真空吸着ハンドのパルプを閉じ、掴んでい
たものを放し、゛教示データで示される位置に戻るもの
である。

■　ＭＰＵ９０ａは通常モードで教示データに従って、
ｘ、ｙ、ｚ軸に指令位置ｃｘ、　ＣＹ、　Ｃ，、指令速
度Ｖｘ　、　ＶＹ　、　Ｖｚを出力し、真空吸着ハンド
７３を教示データで示される位置へ教示データで示され
る速度で移動し２位置決めする。

振動が止まるまで０．５秒間待つ。

■　ＭＰＵ　９０　ａはカフィードバック制御をＯＮに
し、各軸の不感帯幅（かたさ）をＷｘ、ＷＹ、Ｗｚに設
定し、Ｖ、＝＝Ｖ、１　とする。

■　これによって２軸、即ち真空吸着ハンド７３を下降
していく。

Ｏ物品に接触すると、第１８図（５）、（Ｂ）の如くカ
フィードバック制御で全軸の動きが止まる。ＭＰＵ９０
ａは真空吸着ハンド７３の電磁弁９７ｂを閉じ、掴んで
いたものを放す。ＭＰＵ９０ａは圧力センサ９７ａの出
力によシこれを調べる。

０　カフィードバックをＯＦ’ＰＬ、、通常モードで教
示データで示される位置へ、教示データで示される速度
で戻す。

第２２図はねじ吸着動作の流れ図である。

この動作は第１９図の物品吸着動作とほとんど同一であ
シ、電動ドライバ７８を教示データで示される位置に移
動後カフィードバックをオンとし。

２軸を下げ、ねじを吸着したことを感知したら。

教示データに示す位置に戻るものである。

■　ＭＰＵ　９０　ａは通常モードで教示データに従っ
てｘ、ｙ、ｚ軸に指令位置ＣＸ、ＣＹ、Ｃ２，指令速度
Ｖｘ　、　Ｖｙ　、　Ｖｚを発し、電動ドライバ７８を
教示データで示される位置へ教示データで示される速度
で移動し９位置決めする。

振動が止まるまで０．５秒間停止する。

■　次にＭＰＵ　９０　ａはカフィードバック制御をＯ
Ｎにする。

次にＭＰＵ９０ａは電磁弁９７ｂをインターフェイス９
７ｄを介し駆動回路９７ｃで電磁弁９７ｂをオンして電
動ドライバ７８のパルプを開く。

次にＭＰＵ９０ａを指令速度■ｚ＝　ＶＳＺＩを出力し
。

カフィードバック制御によってｚ軸を下げていく。

■　ねじに接触すると、第１８図（５）、但）の如くカ
フィードバック制御によって動きが止まったならば、Ｍ
ＰＵ９０ａは圧力センサ９７ａによシ吸着したかどうか
を調べる。

との時のＺ方向の押圧力はＦ、と設定されている。

■　カフィードバック制御をＯＦ　Ｐ　ｌ、、通常モー
ドで前述の教示データで示される位置へ教示データで示
される速度で戻す。

第２３図はねじ締め動作の流れ図である。

この動作は、電動ドライバ７８を教示データで示される
位置に移動した後、カフィードバック制御をＯＮとし、
ｚ軸を下げて行き、電動ドライバ部７ｂの力センサ７６
が所定値以上を検知したところから指定した時間だけｚ
軸を下方向に押し付けた後、教示データで示される位置
に戻すものである。

、　　＠　　ＭＰＵ９０ａは通常モードで教示データに
従って、ｘ、ｙ、ｚ軸に指令位置Ｃ，，Ｃ，、Ｃ，、指
令速度Ｖｘ、■ｉ、Ｖｚを出力し、電動ドライバ７８を
教示データで示される位置へ教示データで示される速度
で移動し２位置決めする。

振動が止まるまで０．５秒間待つ。

Ｏカフィードバック制御をＯＮにし、ＶＺ＝ＶｓＺ１に
設定する。

これによってｚ軸は下降していく。

Ｏ仮締めの場合には、ねじ締め場所に突き肖って第１８
図（５）、（Ｂ）のフィードバック制御が行なわれる。

又１本締めの場合にはねじの頭に突き当って同様に制御
される。

・　一方、ＭＰＵ９０ａは電動ドライバ７８の力センサ
７６の力計測値Ｆｚを監視し９例えば不感帯幅の１／４
の力を検出したら、ｚ軸の下降速度を■５ｚ１（Ｖ昆＜
　ｖｓｚｔ　）とし、ねじ締めに適したものに小さくす
る。

電動ドライバ７８はある特定の軸方向荷重を受は石とオ
ンしてドライバを回転し、特定のトルク以下で動作して
ねじ大にねじをねじ込み、締結によって負荷トルクが増
大すると回転を停止する。

仮締めの時は下降速度ｖｓｚｔでの下降時間を仮締め分
に設定し、ステップ［相］へ行き９本締めの蒔は下降速
度■ｚ１での下降時間を本締め分に設定し。

ねじ締結する。

θ　次にＭＰＵ９０ａはカフィードバック制御を０ＦＦ
Ｌ、教示データで指定された位置へ教示データで示され
る速度で戻す。

第２４図は穴位置合せ動作の説明図であり、第２５図は
その動作の流れ図、第２６図は探索ビンの動作説明図で
ある。

尚、第２４図及び第２６図で示す如く、スピンドルモー
タ８１のハブ８１ａ上のねじ穴ＨＩＯ〜Ｈ１２とその上
に設けられたクランパ８４のばか穴Ｈ２０〜Ｈ２２との
位置合せを第１５図に示した穴探索治具３ｄによって行
なうものについて説明する。

■　先づ、ハンド７３が■の如くＺ方向に下降していき
、治具スタンド３Ｃ上の治具３ｄを吸着する。治具３ｄ
の円筒部３９１はノ・ンド７３とはめ合い関係となシ、
吸着面７３ａ　、７３ｂによって吸着面３９２が吸着さ
れ、吸着把持される。この動作は第１９図の吸着動作と
同一のものである００　次にノ・ンド７３が＠、■の如
くＺ方向に上昇し、Ｙ方向に駆動されてクランパ４４上
に位置決めされる。

＠　次にハンド７３は＠の如くｚ軸方向に下降していき
、クランパ８４面に吸着把持したピン３９０が接触する
。

０　ここで、第２６図（５）の如き、クランパ８４の穴
Ｈ２０〜Ｈ２２とハブ８１ａのねじ穴、Ｈ１０〜Ｈ１２
がづれていたとし、ピン３９０が図の如くクランパ４４
に接触したとする。

ハンド７３はγ軸を中心に回転し、クランパ８４の穴探
索を行なう。ハンド７３の回転によって治具３ｄが回転
し、ピン３９０の先端は第２６図（５）の如くクランパ
８４面上を移動する。この時ｚ軸方向に押圧力が与えら
れているので、クランパ８４の穴Ｈ２１の位置に到達す
ると、第２６図（Ｂ）の如き、ピン１０が穴Ｈ２１に落
ち込みノ・ブ４１ｂに接触する。

［相］　更に、第２６図（Ｑの如くＺ軸に押圧力を付与
したままγ軸を中心に）・ンド７３を回転すると。

ピン３９０の先端は穴Ｈ２１を介しフープ８１８面を微
い、且つ、クランパ８４を穴Ｈ２１との係合によって回
転させる。そして、ハブ８１Ｈのねじ穴Ｈ１１の位置に
到達すると、ピン３９０の先端はねじ穴Ｈ１ｌに落ち込
み、第２６図００如くピン３９０は穴Ｈ２１を介しねじ
穴Ｈ１ｌに挿入される。この時ピン３９０の先端３９０
ａ部分のみがねじ穴Ｈ１ｌに落ち込み、根本３９０ｂは
ねじ穴Ｈ１ｌよシ太いためねじ穴Ｈ１ｌの入口で進入が
不可となシ、余分な進入を防止している。

［相］　このようにして穴の位置合せが終了すると。

ハンド７３は前述の＠、■、■の順で移動され。

治具３ｄをスタンド３Ｃに戻して終了する。

（ｉ）　　磁気ディスク組立作業の説明第２７図は磁気
ディスク装置の組立の説明図。

第２８図は係る組立のだめの流れ図である。

この組立作業では、第２図、第１３図及び第１４図に示
したように９組立用パンツ）３Ｈにベース（ディスクエ
ンクロージャ）を搭載しておき。

部品バレン）３ｂには部品である前述の磁気ディスク８
２と、スベー？−８３！：、スピンドルモータ８１と、
クランパ８４と、取付けねじ８５ａと３−ｃ を各々治具３７４　ａ　、　３７４　ｂ　、　３７６　
、３７７　、ねじスタンド３７９に搭載しておく。

そして１部品バレン）３ｂはＸ軸モジュール１ｂによっ
てＸ軸方向に位置決めされ、吸着ノ・ンド７３がＹ軸方
向に位置決めされ、ｚ軸方向に駆動されて部品バレン）
３ｂ上の部品を吸着数ｐ出し。

Ｘ軸モジュール１ａによってＸ軸方向に位置決めされた
バレン）３ａ上のベース８０に取付ける。

一方電動ドライバフ８は同様に部品バレン）３ｂの取付
けねじ８５ａを吸着取多出し、パレット３ａのベース８
２等にねじ締めを行う。

以下、磁気ディスク装置の組立てについて説明する。

（＋）　　ｒ！Ａ着ハンド７３が先づパレット３ｂのス
ピンドルモータ８１を吸着数シ出し、パレット３ａのベ
ース８０に取付ける。

（１１）次に、吸着ノーンドア３は穴探索用ビン３ｄを
吸着把持し、ベース８０上でベース８０とスピンドルモ
ータ８１の穴が一致していることをピン３９０を差し込
んで確認する。そして穴探索用ピン３ｄをスタンド３Ｃ
に戻す。

（１１）次に電動ドライバ７８がパンツ）３ｂの取付け
ねじ８５ａを吸着数シ出し、パレット３ａ上でスピンド
ルモータ８１をベース８０にねじ締め固定する。この時
ねじ８５ａを仮締めした後本締めする。

（１ｖ）次に吸着ハンド７３がパンツ）３ｂから磁気デ
ィスク８２を取出し、パンツ）３ａ上のスピンドルモー
タ８１のスピンドル（ハブ）８１ａに挿入し、所要枚数
挿入されたかを調べる。

（ｖ）所要枚数挿入されていなければ、吸着ノ・ンド７
３はパレット３ｂからスペーサ８３を取出し。

パレット３ａ上のスピンドルモータ８１のスピンドル８
１Ｈに挿入し、吸着ハンド７３は治具３７４ａの磁気デ
ィスク８２間の円板収納スペーサ８６（第１４図参照）
を吸着取出し１部品パレット３ｂ上の治具３７４Ｃに挿
入収容せしめて、ステップ（ｌＶ）へ戻る。

（Ｖθ　所要枚数の磁気ディスク８２をスピンドルモー
タ８１のスピンドル８１ａに挿入し終ると。

吸着ハンド７３がパレット３ｂのクランパ８４を吸着数
シ出し、パレット３ａ上のスピンドルモータ８１のスピ
ンドル８１ａ上にはめ込む。

（ｖｌ；　　次に、吸着ハンド７３がステップ（１１）
と同様。

穴探索用ピン３ｄを吸着把持し、クランパ８４の穴とス
ピンドル８１ｂの穴の位置合せを行ない。

穴探索用ビン３ｄをスタンド３Ｃに戻す。

＆ＩＱ　　次に、電動ドライバ７８がパレット３ｂの取
付けねじ８５ａを吸着取出し、前述と同様、仮締め後１
本締めを行ない、取付けねじ８５ａによってクランパ８
４をスピンドル８１Ｈにねじ締め固定して組立てを完了
する。

前述の実施例では、磁気ディスク装置の組立作業によっ
て説明したが、これに限られず、他の装置の組立作業で
あってもよく９作業手段も電動ドライバー、吸着ハンド
に限られない。

以上本発明を一実施例により説明したが９本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であシ。

本発明からこれらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、物品と作業手段の
相方が駆動されて作業を行なうから高速駆動が可能とな
るという効果を奏し、又９作業手段が物品と接して取り
出し、取付は等の作業を行なうに際し９作業手段に加え
られる力を検出して制御するから、高速駆動しても円滑
で精密な作業も可能となるという効果も奏し、特に組立
作業に用いて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図は本発明の一実施例組立ロボット本体の全体構成
図。 第３図は第２図構成におけるＸ軸モジュールの外観斜視
図。 第４図は第３図構成のＸ軸モジュールの内部構成図。 第５図は第４図構成のＸ軸モジュールの詳細構成図。 第６図は第５図構成に用いられるパレットの詳細構成図
。 第７図、第８図は第４図から第６図構成のＸ軸モジュー
ルの動作説明図。 第９図は第２図構成のＹ、Ｚ軸モジュール及び作業手段
の構成図。 第１０図は第９図構成における電動ドライバ及び１自由
度カセンサの構成図。 第１１図は第９図構成における４自由度カセンサの構成
図。 第１２図は第２図構成における組立用パレットの治具構
成図。 第１３図は第２図構成における部品用パレットの治具構
成図。 第１４図は第１３図の部品用パレットの部品搭載図。 第１５図は第２図構成における穴探索治具の構成図。 第１６図は第２図構成におけるロボット制御装置のブロ
ック図。 第１７図は第１６図構成のプロセッサ内の処理説明図。 第１８図は第１７図におけるカフィードバック制御モー
ドの説明図。 第１９図は第２図及び第１６図構成による物品吸着動作
の流れ図。 第２０図は第９図の物品吸着動作説明図。 第２１図は第２図及び第１６図構成による物品挿入動作
の流れ図。 第２２図は第２図及び第１６図構成によるネジ吸着動作
の流れ図。 第２３図は第２図及び第１６図構成によるネジ締め動作
の流れ図。 第２４図は第２図及び第１６図構成による穴位置合せ動
作の説明図。 第２５図は第２図及び第１６図構成による穴位置合せ動
作の流れ図。 第２６図は第２４図の探索ビンの動作説明図。 第２７図は本発明のロボットによる組立作業の一例説明
図。 第２８図は第２７図の磁気ディスク装置の組立作業流れ
図である。 図中、ＡＩ、５．６・・・第１のモジュール、Ａ２゜１
ａ、１ｂ・＝第２のモジュー　ル、　Ｄ　Ｅ　、　７　
ａ　、　７ｂ　、−・作業手段、ＤＢ　、８０〜８５ａ
・・・物品、ＣＴ。 ９・・・制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 作業手段に加えられる力を検出する力検出手段と、 該作業手段を複数軸方向に駆動する第１のモジュールと
   、物品を搭載し、該第１のモジュールの軸方向と異なる
   軸方向に該物品を位置決めする第２のモジュールと、 該力検出手段の出力に基いて該第１のモジュール及び第
   ２のモジュールを駆動制御する制御手段とを有し、 該物品に接して該作業手段が行なう作業を該力検出手段
   の出力をフィードバックして制御することを特徴とする
   作業用ロボット。