JPS6211995B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6211995B2 JPS6211995B2 JP59012736A JP1273684A JPS6211995B2 JP S6211995 B2 JPS6211995 B2 JP S6211995B2 JP 59012736 A JP59012736 A JP 59012736A JP 1273684 A JP1273684 A JP 1273684A JP S6211995 B2 JPS6211995 B2 JP S6211995B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- rotating shaft
- compliance
- assembly
- tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Automatic Assembly (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、多様な製品の変化に対応できるフ
レキシビリテイーの付与を目的とした嵌合い専用
の組立用ロボツトに関するものである。
レキシビリテイーの付与を目的とした嵌合い専用
の組立用ロボツトに関するものである。
従来、組立用ロボツトとしては直角座標形、円
筒座標形などのものが知られていたが、比較的作
業域が狭いばかりでなく、概してコンプライアン
スに方向性が無い為、例えば穴に対して部品を装
入する組立作業を行なつた場合に、部品が適正な
位置および姿勢に制御されずに、穴の入口部分で
こじれを生ずる問題点があつた。又、このような
問題点に対しては、受動コンプライアンス機構、
或いは能動サーボ機構等が提案されていたが、組
立てられる部品の形状や重量に制約を受けると共
に、全体の機構が複雑になるなどの問題点があつ
た。
筒座標形などのものが知られていたが、比較的作
業域が狭いばかりでなく、概してコンプライアン
スに方向性が無い為、例えば穴に対して部品を装
入する組立作業を行なつた場合に、部品が適正な
位置および姿勢に制御されずに、穴の入口部分で
こじれを生ずる問題点があつた。又、このような
問題点に対しては、受動コンプライアンス機構、
或いは能動サーボ機構等が提案されていたが、組
立てられる部品の形状や重量に制約を受けると共
に、全体の機構が複雑になるなどの問題点があつ
た。
然るにこの発明は、ベースに保持した第１回転
軸に第１腕を取付け、こ第１腕に保持した第２回
転軸に第２腕を取付けると共に、前記第２腕に組
付工具を有する工具保持軸を軸方向摺動自在に設
置することにより多関節形の組立用ロボツトを構
成したので、コンプライアンス特性に異方性を与
えて、前記受動コンプライアンス機構、或いは能
動サーボ機構を介することなく、部品の位置およ
び姿勢を適正に制御し得ると共に、比較的広い作
業域の嵌合い専用構造を得て、前記従来の問題点
を悉く解決することに成功したのである。
軸に第１腕を取付け、こ第１腕に保持した第２回
転軸に第２腕を取付けると共に、前記第２腕に組
付工具を有する工具保持軸を軸方向摺動自在に設
置することにより多関節形の組立用ロボツトを構
成したので、コンプライアンス特性に異方性を与
えて、前記受動コンプライアンス機構、或いは能
動サーボ機構を介することなく、部品の位置およ
び姿勢を適正に制御し得ると共に、比較的広い作
業域の嵌合い専用構造を得て、前記従来の問題点
を悉く解決することに成功したのである。
即ちこの発明を実施例について説明すれば、ベ
ース１に垂直に設置した回転自在の第１回転軸２
に、第１腕３の基部を取付け、前記第１回転軸２
に、ベース１に設置した電動機４を減速機５の介
在のもとに連結すると共に、前記第１腕３の先端
コ字状部３ａに垂直に設置した回転自在の第２回
転軸６に、第２腕７の基部を取付け、前記第２回
転軸６に、第１腕３上に設置した電動機８を減速
機９の介在のもとに連結する。前記電動機４，８
はパルスモーター、DCモーターその他の電動機
を使用し、電動機の種類によつては減速機５，９
を省く場合もある。前記第２腕７の先端部には、
嵌合い用の部品を把持できる工具保持軸１０を垂
直に、かつ摺動自在に設置し、該工具保持軸１０
の先端部に組付工具１１を連設する。組付工具１
１には真空チヤツクを示したが、二本爪ジヨーな
どを用いることもできる。ここで組付工具１１で
取扱われる部品の形状を四角形のものと仮定する
と、第１腕３および第２腕７の回動によつて組付
工具１１の位置座標を与えたとき、部品の姿勢
（向き）もＺ軸（工具保持軸１０の方向をＺ軸と
し、これと直交する方向をＸ軸およびＹ軸とす
る。）のまわりに回転する。これは一般には望ま
しくない。そこで摺動自在な工具保持軸１０を更
に第２腕７に対して回転自在とし、該工具保持軸
１０に歯付ベルト車１９を固着し、該歯付ベルト
車１９と、第２回転軸６と同心（各中心線が一致
することを言う。）で、回転自在に設置した２段
の歯付ベルト車２０，２０ａの、一方のベルト車
２０に歯付ベルト２１を掛けると共に、前記歯付
ベルト車２０ａと、第１回転軸２と同心で、回転
自在に設けた歯付ベルト車２２に歯付ベルト２３
を掛け、前記歯付ベルト車２２を電動機２５と連
結し、軸受２４によつて回転自在に支承したもの
である。上記の実施例によれば、電動機２５を回
転させることなく第１腕３および第２腕７を回動
させた場合には、組付工具１３で把持した部品の
姿勢は変らず、どのような位置に対しても部品に
回転を与えることなく平行移動させることができ
る。一方電動機２５の軸を所要の角度だけ回転さ
せれば、組付工具１３をＺ軸のまわりに任意の角
度回転させて、部品の姿勢を制御することもでき
る。このような構造は姿勢保持のみの目的に対し
ては、製図器などにおいて既に採用されている
が、組立用ロボツトに適用したことによつて、移
動中の部品の姿勢保持という困難な問題を解決し
たばかりでなく、電動機２５を付加したことによ
つて積極的に姿勢を変更する目的にも利用可能と
したものである。
ース１に垂直に設置した回転自在の第１回転軸２
に、第１腕３の基部を取付け、前記第１回転軸２
に、ベース１に設置した電動機４を減速機５の介
在のもとに連結すると共に、前記第１腕３の先端
コ字状部３ａに垂直に設置した回転自在の第２回
転軸６に、第２腕７の基部を取付け、前記第２回
転軸６に、第１腕３上に設置した電動機８を減速
機９の介在のもとに連結する。前記電動機４，８
はパルスモーター、DCモーターその他の電動機
を使用し、電動機の種類によつては減速機５，９
を省く場合もある。前記第２腕７の先端部には、
嵌合い用の部品を把持できる工具保持軸１０を垂
直に、かつ摺動自在に設置し、該工具保持軸１０
の先端部に組付工具１１を連設する。組付工具１
１には真空チヤツクを示したが、二本爪ジヨーな
どを用いることもできる。ここで組付工具１１で
取扱われる部品の形状を四角形のものと仮定する
と、第１腕３および第２腕７の回動によつて組付
工具１１の位置座標を与えたとき、部品の姿勢
（向き）もＺ軸（工具保持軸１０の方向をＺ軸と
し、これと直交する方向をＸ軸およびＹ軸とす
る。）のまわりに回転する。これは一般には望ま
しくない。そこで摺動自在な工具保持軸１０を更
に第２腕７に対して回転自在とし、該工具保持軸
１０に歯付ベルト車１９を固着し、該歯付ベルト
車１９と、第２回転軸６と同心（各中心線が一致
することを言う。）で、回転自在に設置した２段
の歯付ベルト車２０，２０ａの、一方のベルト車
２０に歯付ベルト２１を掛けると共に、前記歯付
ベルト車２０ａと、第１回転軸２と同心で、回転
自在に設けた歯付ベルト車２２に歯付ベルト２３
を掛け、前記歯付ベルト車２２を電動機２５と連
結し、軸受２４によつて回転自在に支承したもの
である。上記の実施例によれば、電動機２５を回
転させることなく第１腕３および第２腕７を回動
させた場合には、組付工具１３で把持した部品の
姿勢は変らず、どのような位置に対しても部品に
回転を与えることなく平行移動させることができ
る。一方電動機２５の軸を所要の角度だけ回転さ
せれば、組付工具１３をＺ軸のまわりに任意の角
度回転させて、部品の姿勢を制御することもでき
る。このような構造は姿勢保持のみの目的に対し
ては、製図器などにおいて既に採用されている
が、組立用ロボツトに適用したことによつて、移
動中の部品の姿勢保持という困難な問題を解決し
たばかりでなく、電動機２５を付加したことによ
つて積極的に姿勢を変更する目的にも利用可能と
したものである。
以上の説明において、軸の方向を垂直とした
が、必ずしも垂直である必要はなく、要するに第
１回転軸、第２回転軸および工具保持軸の三つの
軸が平行であれば良い。
が、必ずしも垂直である必要はなく、要するに第
１回転軸、第２回転軸および工具保持軸の三つの
軸が平行であれば良い。
上記の組立用ロボツトによれば、電動機４，８
の駆動により第１腕３および第２腕７が回動し
て、２自由度の多関節形の平面ロボツトが構成さ
れ、工具保持軸１０の先端部に設けた組付工具１
１の先端１４は第３図に示したような作業域を得
る。即ち第１腕３の初期位置θａ１および第２腕
の初期位置θａ２並びに各腕の揺動振り角θｂ
１，θｂ２を夫々適宜の値に設定することによつ
て、四つの円弧に囲まれた扇形の面積の最大作業
域１６をカバーすることができ、該最大作業域１
６の中に長方形の標準作業域１７を取ることがで
きる。然して前記電動機４，８の回転角を既知の
手段により制御することによつて、最大作業域１
６内の任意の位置に工具先端を位置決めすること
が可能である。
の駆動により第１腕３および第２腕７が回動し
て、２自由度の多関節形の平面ロボツトが構成さ
れ、工具保持軸１０の先端部に設けた組付工具１
１の先端１４は第３図に示したような作業域を得
る。即ち第１腕３の初期位置θａ１および第２腕
の初期位置θａ２並びに各腕の揺動振り角θｂ
１，θｂ２を夫々適宜の値に設定することによつ
て、四つの円弧に囲まれた扇形の面積の最大作業
域１６をカバーすることができ、該最大作業域１
６の中に長方形の標準作業域１７を取ることがで
きる。然して前記電動機４，８の回転角を既知の
手段により制御することによつて、最大作業域１
６内の任意の位置に工具先端を位置決めすること
が可能である。
以上この発明の実施例について説明したが、以
下にはこの発明の効果について説明する。
下にはこの発明の効果について説明する。
第１の効果は、この発明の組立用ロボツトは方
向によつて機械のコンプライアンス（柔らかさ）
が異なるということである。即ち第１図におい
て、Ｚ方向に力が加わつた場合にはコンプライア
ンスが小さく、工具先端はほとんど変位しないの
に対して、Ｘ方向又はＹ方向に力が加わるとコン
プライアンスが大きく、僅かな力でも比較的大き
な距離だけ横に変位する。モーメントに対しても
同様で、Ｚ軸まわりのコンプライアンスが大きい
のに対し、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわりのコンプライ
アンスは小さくなつており、従つてこじれの少な
い作業を可能にする。これを第２図によつて説明
する。いま面取部のある軸状の部品２６を、部品
２７の穴２７ａに装入する組立仕事を考える。
向によつて機械のコンプライアンス（柔らかさ）
が異なるということである。即ち第１図におい
て、Ｚ方向に力が加わつた場合にはコンプライア
ンスが小さく、工具先端はほとんど変位しないの
に対して、Ｘ方向又はＹ方向に力が加わるとコン
プライアンスが大きく、僅かな力でも比較的大き
な距離だけ横に変位する。モーメントに対しても
同様で、Ｚ軸まわりのコンプライアンスが大きい
のに対し、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわりのコンプライ
アンスは小さくなつており、従つてこじれの少な
い作業を可能にする。これを第２図によつて説明
する。いま面取部のある軸状の部品２６を、部品
２７の穴２７ａに装入する組立仕事を考える。
機械の位置決め精度或いは部品の加工精度が悪
い為に第２図ａに示したような位置ずれを生じた
とすると、組付工具に把持された部品２６には矢
印１５のような力がかかる。このとき、この発明
の組立用ロボツトのようにコンプライアンスに方
向性があると、第２図ｂに示したように部品２６
は矢示１８の方向にずれるだけで、部品２６と穴
２７ａが合致して、部品２６を正確に穴２７ａ内
に押し込むことができる。然るに従来の組立用ロ
ボツトのようにコンプライアンスに方向性が無い
と、コンプライアンスの値の大小に拘らず、部品
２６は第２図ｃに示したように傾き、これを無理
に押し込もうとすると穴２７ａの入口でこじれを
生じていた。このようにこの発明においては工具
保持軸が傾く前に横ずれを起す構造であつて、部
品の面取りの範囲内で自動的に位置ずれを修正す
ることを可能としている。この修正は受動的に行
われる為に、位置ずれの検出やサーボモーターな
どによる能動修正を必要とせず、きわめて短時間
に修正を行うことができ、しかも何ら特別な装置
を必要としないので、きわめて安価に組立用ロボ
ツトを構成することができる。従来の装置では工
具保持軸１０と組付工具１１の間にリストセンサ
を介設して、前記矢示１５のような力を検出して
いる例が多いが、高価となる上に、リストセンサ
自体ががコンプライアンスとなつて、結局第２図
ｃのような状態の原因となつていた。又工具保持
軸と組付工具との間に介設する受動コンプライア
ンス機構も開発されているが、組付けるべき部品
の形状や重量に制約を受ける欠点があつた。この
発明では組立用ロボツトの構造自体に異方性のあ
るコンプライアンス特性を持たせたので、遂行率
の高い組立作業を実現できるのである。
い為に第２図ａに示したような位置ずれを生じた
とすると、組付工具に把持された部品２６には矢
印１５のような力がかかる。このとき、この発明
の組立用ロボツトのようにコンプライアンスに方
向性があると、第２図ｂに示したように部品２６
は矢示１８の方向にずれるだけで、部品２６と穴
２７ａが合致して、部品２６を正確に穴２７ａ内
に押し込むことができる。然るに従来の組立用ロ
ボツトのようにコンプライアンスに方向性が無い
と、コンプライアンスの値の大小に拘らず、部品
２６は第２図ｃに示したように傾き、これを無理
に押し込もうとすると穴２７ａの入口でこじれを
生じていた。このようにこの発明においては工具
保持軸が傾く前に横ずれを起す構造であつて、部
品の面取りの範囲内で自動的に位置ずれを修正す
ることを可能としている。この修正は受動的に行
われる為に、位置ずれの検出やサーボモーターな
どによる能動修正を必要とせず、きわめて短時間
に修正を行うことができ、しかも何ら特別な装置
を必要としないので、きわめて安価に組立用ロボ
ツトを構成することができる。従来の装置では工
具保持軸１０と組付工具１１の間にリストセンサ
を介設して、前記矢示１５のような力を検出して
いる例が多いが、高価となる上に、リストセンサ
自体ががコンプライアンスとなつて、結局第２図
ｃのような状態の原因となつていた。又工具保持
軸と組付工具との間に介設する受動コンプライア
ンス機構も開発されているが、組付けるべき部品
の形状や重量に制約を受ける欠点があつた。この
発明では組立用ロボツトの構造自体に異方性のあ
るコンプライアンス特性を持たせたので、遂行率
の高い組立作業を実現できるのである。
更にこのような構造を持つことによつて、面取
寸法内での位置ずれを許容できるので、組立用ロ
ボツトの位置決め分解能は必ずしも高くなくても
良い。このことによつて位置決めの高速化も可能
となり、繰返しの早い組立作業が達成できる。
寸法内での位置ずれを許容できるので、組立用ロ
ボツトの位置決め分解能は必ずしも高くなくても
良い。このことによつて位置決めの高速化も可能
となり、繰返しの早い組立作業が達成できる。
以上に述べた効果はＺ軸方向のコンプライアン
スと他の方向のコンプライアンスとの間に三倍以
上の差のある場合に顕著となると考えられる。
スと他の方向のコンプライアンスとの間に三倍以
上の差のある場合に顕著となると考えられる。
この発明の第２の効果は可搬重量の制約が少な
いということである。
いということである。
即ちＺ軸を重力の方向にとるならば、これはコ
ンプライアンスの小さい方向であるから、取扱う
部品の重量による組立用ロボツトの変形はきわめ
て少なくすることができる。従つて従来のロボツ
トのように重力によるロボツト自体の構造変形を
考慮して制御を行なう必要がなく、制御方法を簡
単にすることができる。
ンプライアンスの小さい方向であるから、取扱う
部品の重量による組立用ロボツトの変形はきわめ
て少なくすることができる。従つて従来のロボツ
トのように重力によるロボツト自体の構造変形を
考慮して制御を行なう必要がなく、制御方法を簡
単にすることができる。
次に第３の効果は作業域の広いことである。多
関節形を採用している為、作業域は同等の大きさ
を持つ直角座標形のロボツトに対して10倍以上の
広さになり、同等の大きさを持つ極座標形のロボ
ツトに対しても３割以上も広くなる。従つて組立
用ロボツトを能力の割に小形にすることができ、
システム構成上、或いは経済的に有利である。
関節形を採用している為、作業域は同等の大きさ
を持つ直角座標形のロボツトに対して10倍以上の
広さになり、同等の大きさを持つ極座標形のロボ
ツトに対しても３割以上も広くなる。従つて組立
用ロボツトを能力の割に小形にすることができ、
システム構成上、或いは経済的に有利である。
実施例では第１回転軸２と第２回転軸６の２関
節のものについて説明したが、３関節以上の構造
としても異方性のあるコンプライアンスが得られ
て、上記とほぼ同様の作用効果が得ることが可能
である。
節のものについて説明したが、３関節以上の構造
としても異方性のあるコンプライアンスが得られ
て、上記とほぼ同様の作用効果が得ることが可能
である。
第１図はこの発明の実施例の正面図、第２図は
組付部品の変位説明図、第３図は同じく実施例の
作業域の説明図である。 １……ベース、２……第１回転軸、３……第１
腕、４……電動機、５……減速機、６……第２回
転軸、７……第２腕、８……電動機、９……減速
機、１０……工具保持軸、１１……組付工具、１
２……矢示、１４……組付工具の先端、１５……
矢示、１６……最大作業域、１７……標準作業
域、１８……矢示、１９………，２０，２０ａ，
２２……歯付ベルト車、２１，２３……歯付ベル
ト、２４……軸受、２５……電動機、２６，２７
……部品、２７ａ……部品の穴。
組付部品の変位説明図、第３図は同じく実施例の
作業域の説明図である。 １……ベース、２……第１回転軸、３……第１
腕、４……電動機、５……減速機、６……第２回
転軸、７……第２腕、８……電動機、９……減速
機、１０……工具保持軸、１１……組付工具、１
２……矢示、１４……組付工具の先端、１５……
矢示、１６……最大作業域、１７……標準作業
域、１８……矢示、１９………，２０，２０ａ，
２２……歯付ベルト車、２１，２３……歯付ベル
ト、２４……軸受、２５……電動機、２６，２７
……部品、２７ａ……部品の穴。
Claims (1)
- １ ベースに回転自在に保持された第１回転軸に
第１腕の一側を取付け、該第１腕の他側に、回転
自在で、かつ前記第１回転軸と平行に保持された
第２回転軸に、第２腕の基端部を取付け、該第２
腕の先端部に工具保持軸を、前記第２回転軸と平
行で、かつ軸方向摺動自在に設置すると共に、前
記工具保持軸の軸方向のコンプライアンスを十分
小さく、これと垂直な面内のコンプライアンスを
十分大きくしてコンプライアンスに異方性を与え
た嵌め合い専用構造であつて、嵌合部品又は穴端
の何れか一方は面取りされており、前記工具保持
軸の先端部に嵌め合い用の部品を把持する為の組
付工具を装着し、前記第１回転軸および第２回転
軸に夫々プーリーを回転自在に装着し、前記工具
保持軸にプーリーを固定し、前記各プーリー間に
ベルトを夫々装着したことを特徴とする組立用ロ
ボツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1273684A JPS59146778A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 組立用ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1273684A JPS59146778A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 組立用ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146778A JPS59146778A (ja) | 1984-08-22 |
| JPS6211995B2 true JPS6211995B2 (ja) | 1987-03-16 |
Family
ID=11813716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1273684A Granted JPS59146778A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 組立用ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146778A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214084U (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-28 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5620138B2 (ja) * | 1973-12-27 | 1981-05-12 | ||
| JPS52121262A (en) * | 1976-04-01 | 1977-10-12 | Tsubakimoto Chain Co | Robot arm actuating system |
| JPS53136258A (en) * | 1977-04-27 | 1978-11-28 | Kobe Steel Ltd | Memorization and reproduction type industrial robot |
| JPS6149075A (ja) * | 1984-08-14 | 1986-03-10 | 清水建設株式会社 | 耐震壁 |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP1273684A patent/JPS59146778A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214084U (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59146778A (ja) | 1984-08-22 |
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