JPS63221990A - End section effector for robot device - Google Patents

End section effector for robot device

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JPS63221990A
JPS63221990A JP62057716A JP5771687A JPS63221990A JP S63221990 A JPS63221990 A JP S63221990A JP 62057716 A JP62057716 A JP 62057716A JP 5771687 A JP5771687 A JP 5771687A JP S63221990 A JPS63221990 A JP S63221990A
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robot
compliance
component
end effector
relative
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JP62057716A
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グレゴリー・ダブリュー・ホルコム
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ロボット装置、特に端部作動装置を使用する
ロボットシステムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to robotic devices, and more particularly to robotic systems using end actuators.

(従来の技術) ロボット装置は、多くの工業分野で一般的に使用されて
いる。1つの重要な分野に、プリント配線板の所定の位
置に電子部品を挿入するロボット装置がある。一般に、
プリント配線板は、アッセンブリラインに沿ってコンベ
ア上で移動する。アッセンブリラインにそって独立した
各ステーションで、挿入機が同種の部品を挿入する。従
来のロボット装置は、一般に、1つのサイズまたは1つ
の形の部品しか取り扱えず、異なった部品に適応させる
には、機械を交換するか変形する必要があった。
BACKGROUND OF THE INVENTION Robotic devices are commonly used in many industrial fields. One important area is robotic equipment that inserts electronic components into predetermined locations on printed wiring boards. in general,
The printed wiring board moves on a conveyor along an assembly line. At each independent station along the assembly line, an inserter inserts like parts. Conventional robotic equipment can generally handle only one size or shape of part, requiring the machine to be replaced or modified to accommodate different parts.

したがって、典型的には、異なった機械ステーションが
異なったサイズまたは形の部品を挿入するために使用で
きる。もちろん、こうすると、生産物挿入ラインの資本
コストが大きく増加するし、アッセンブリラインを収容
し支持するために物理的空間が増加する。標準でない形
とサイズのあるロボット部品の場合や、少量が回路に使
用される場合は、典型的には、手作業を用いて各配線板
に対する挿入工程を終える。このため、配線板にアッセ
ンブルする速度と効率がさらに減少する。
Thus, typically different machine stations can be used to insert parts of different sizes or shapes. Of course, this greatly increases the capital cost of the product insertion line and increases the physical space required to accommodate and support the assembly line. For robotic parts with non-standard shapes and sizes, or when small quantities are used in circuits, manual labor is typically used to complete the insertion process for each board. This further reduces the speed and efficiency of assembly onto a wiring board.

典型的な従来のロボット装置は、所定の一連の動きの間
に移動するよう調整されているロボットアームを備えて
いる。端部作動体がロボットアームに結合される。この
ロボットアームにそなえられるグリッパユニットは、ロ
ボットアームが部品供給ステーションに移動するときに
各部品をつかみ、ロボットアームが部品供給ステーショ
ンからプリント配線板へ動く間にその部品を保持し、部
品のリードがプリント配線板に形成された穴に挿入され
た時にその部品を離すように調整されている。典型的に
は、全部品が、機械によりまたは手作業により配線板に
挿入されると、その配線板は、ハンダ付はステーション
へ移動し、そこで部品が配線板にハンダ付けされる。
A typical conventional robotic device includes a robotic arm that is adjusted to move during a predetermined series of movements. An end effector is coupled to the robotic arm. The gripper unit attached to this robot arm grips each component as the robot arm moves to the component supply station, holds the component while the robot arm moves from the component supply station to the printed wiring board, and holds the component while the robot arm moves from the component supply station to the printed wiring board. It is calibrated to release the component when inserted into a hole formed in a printed wiring board. Typically, once all the components have been mechanically or manually inserted into the board, the board is moved to a soldering station where the components are soldered to the board.

(発明が解決しようとする問題点) 本出願人が知る限り従来のロボット装置は、著しく変わ
るサイズや形を有する部品を処理することができなかっ
た。そこで、典型的には、別の端部作動体が、各の異な
った型の部品に対して必要になる。また、そのような装
置は、典型的には、同じ型の部品を処理する場合にも、
部品本体の名目的なサイズの変化やリードに比べての変
化による問題が生しる。多くの部品は、材料をモールド
またはディップして形成されるので、サイズや形の著し
い変化や、リードとの関係に対する本体の変化が生じう
る。したがって、名目的な大きさからの著しい変化があ
ると、自動的な挿入が不完全になり、該部品が電気的に
は規格内であっても除かれるおそれがある。電気的に規
格内の部品のこのような除去は、配線板をアッセンブル
するコストを増大させる。
Problems to be Solved by the Invention As far as the applicant is aware, conventional robotic devices have not been able to process parts having significantly varying sizes and shapes. A separate end effector is then typically required for each different type of part. Such equipment also typically processes parts of the same type.
Problems arise due to changes in the nominal size of the component body and changes relative to the leads. Many parts are formed by molding or dipping materials, which can result in significant variations in size and shape, as well as changes in the body relative to the lead. Therefore, significant variations from the nominal size may result in incomplete automatic insertion and the risk of removal of the component even though it is electrically within spec. This removal of electrically in-spec components increases the cost of assembling the wiring board.

本発明の目的は、サイズが変化する部品を扱うように調
整できろロボットシステムを提供することである。
It is an object of the present invention to provide a robotic system that can be adjusted to handle parts of varying size.

本発明の別の目的は、部品本体とリードとの関係が部品
により異なる標準的でない電子部品をあつかうように調
整される端部作動体を提供することである。
Another object of the present invention is to provide an end effector that is tailored to handle non-standard electronic components where the relationship between the component body and the leads varies from component to component.

本発明の他の目的は、本体からリードへの方向の変化を
補償して、部品を損なわずにまたリードを曲げずに正確
に部品を置くように調整されたロボットアーム端部作動
体を提供することである。
Another object of the invention is to provide a robot arm end effector that is adjusted to compensate for changes in direction from the body to the lead to accurately place parts without damaging the part or bending the lead. It is to be.

本発明のさらに別の目的は、プリント配線板」二に部品
を他の部品と近接した配置でも正確に置くように調整さ
れたロボットシステムを提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a robotic system that is tailored to accurately place components on printed wiring boards, even in close proximity to other components.

(問題点を解決するための手段) 本発明に係る第1のロボット装置の端部作動体において
、部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品リード
とににり特徴付けられる電子部品のプリント配線板への
挿入のためのロボットと結合して使用するための端部作
動体において、上記・  の部品本体をつかむために上
記のロボットに結合され、第1と第2のジョー部材を有
する部品グリッピング機構と、電子部品の本体に相対的
にジョー部材を開き、そして、閉じるための作動手段と
、上記のロボットの所定の部分に相対的な、X、Y。
(Means for Solving the Problems) In the end effector of the first robot device according to the present invention, a component body, at least one component lead from the component body, and an electronic component characterized by garlic. An end effector for use in conjunction with a robot for insertion into a printed wiring board, the end effector having first and second jaw members coupled to the robot for grasping the body of the component. a component gripping mechanism, actuation means for opening and closing the jaw members relative to the body of the electronic component, and X, Y relative to a predetermined portion of said robot.

Z座標系の3本の直交軸の各々に関するグリッピング機
構の直線運動と回転運動を運動の作動範囲て許すだめの
追従状態の間に作動される追従手段であって、位置が束
縛されている部品の本体に相対的に上記のジョー部材が
閉じられるときに上記のグリッピング機構に及ぼされる
反動力に応答して」−記の追従状態の間に、上記のロボ
ットに相対的な上記のグリッピング機構の初期位置から
上記の作動範囲内で上記のロボットに相対的な任意の使
用位置へ、上記のグリッピング機構に移動を許すための
手段を含む追従手段と、少くとも上記の直交軸のまわり
の回転と上記の直交軸のなかの2軸に関する直線移動と
に関して上記の使用位置に上記のロボットに相対的に上
記の部品グリッピング機構の位置を固定するために、上
記の追従状態に続いて作動される固定手段とからなる。
A tracking means operated during a tracking state that allows linear and rotational movement of the gripping mechanism with respect to each of the three orthogonal axes of the Z coordinate system within the operating range of the movement, and whose position is constrained. in response to a reaction force exerted on said gripping mechanism when said jaw member is closed relative to the body of said gripping mechanism relative to said robot during the following state of tracking means comprising means for permitting movement of said gripping mechanism from an initial position to any position of use relative to said robot within said operating range; and rotation about at least said orthogonal axis. A fixing actuated subsequent to said follow-up condition to fix the position of said part gripping mechanism relative to said robot in said position of use with respect to a linear movement about two of said orthogonal axes. It consists of means.

本発明に係る第2のロボット装置の端部作動体において
、部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品リード
とを存する電子部品を処理するためのロボット部品挿入
システムにおいて、部品リードに相対的な所定の位置に
部品を供給するように適合された部品入手ステーション
と、ロボット制御器、ロボットアームおよび、上記のロ
ボットアームに結合された端部作動体からなるプログラ
ム可能なロボットであり、逐次上記の入手ステーション
で部品の本体をつかみ上記の部品のリードをプリント配
線板に形成された所定の孔に挿入するという運動の所定
のシーケンスの間にロボットアームと端部作動体とを制
御するための手段を制御器が備えるロボットとからなり
、上記の端部作動体は、上記の部品本体をつかむために
第1と第2のジョー部材を有する部品グリッピング機構
と、電子部品の本体に相対的にジョー部材を開き、そし
て、閉じるための作動手段と、上記のロボットの所定の
部分に相対的な、x、y、z座標系の3本の直交軸の各
々に関するグリッピング機構の直線運動と回転運動を運
動の作動範囲で許すための追従状態の間に作動される追
従手段であって、位置が束縛されている部品の本体に相
対的に上記のジョー部材が閉じられるときに上記のグリ
ッピング機構に及ぼされる反動力に応答して上記の追従
状態の間に、上記のロボットに相対的な上記のグリヅピ
ンク機構の初期位置から上記の作動範囲内で上記のロボ
ットに相対的な任意の使用位置へ、上記のグリッピング
機構に移動を許すための手段を含む追従手段と、上記の
作動範囲内で上記の使用位置に上記のロボットに相対的
に上記の部品クリッピング機構の位置を固定するために
、上記のジョー部材が上記の部品上に閉じかつh記のリ
ードが上記のステーションに束縛される間に上記の追従
状態に続いて作動される固定手段とからなる。
In the end effector of the second robot device according to the present invention, in the robot component insertion system for processing an electronic component that includes a component body and at least one component lead from the component body, a programmable robot consisting of a parts acquisition station adapted to deliver parts to predetermined locations; a robot controller; a robot arm; and an end effector coupled to said robot arm; for controlling a robot arm and an end effector during a predetermined sequence of movements of grasping the body of a component at said acquisition station and inserting the leads of said component into a predetermined hole formed in a printed wiring board; a robot, the controller having means for gripping the body of the electronic component, the end effector comprising a component gripping mechanism having first and second jaw members for gripping the body of the electronic component; actuating means for opening and closing the jaw members and linear movement and rotation of the gripping mechanism relative to a predetermined portion of said robot about each of the three orthogonal axes of the x, y, z coordinate system; compliant means actuated during a compliant state for permitting movement within an operating range of movement, said gripping mechanism being activated when said jaw member is closed relative to the body of the part whose position is being constrained; during said follow-up state in response to a recoil force exerted on said Grid Pink mechanism from an initial position relative to said robot to any use position relative to said robot within said operating range; , a following means comprising means for permitting movement of said gripping mechanism, and said part clipping mechanism for fixing a position of said part clipping mechanism relative to said robot in said position of use within said operating range; locking means which are activated following the above-mentioned tracking condition while the jaw members of are closed on the above-mentioned parts and the leads of h are constrained to the above-mentioned stations.

本発明に係る第3のロボット装置の端部作動体において
、部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品リード
とを有する電子部品を処理するためのロボット部品挿入
システムにおいて、部品リードに相対的な所定の位置に
部品を供給するための部品入手ステーションと、ロボッ
ト制御器、ロボットアームおよび、上記のロボットアー
ムに結合された端部作動体からなるプロクラム可能なロ
ボッI・であり、逐次上記の入手ステーションで部品を
つかみ上記の部品をプリント配線板の所定の孔に挿入す
るためにロボットアームと端部作動体とを制御するため
の手段を制御器が備え、上記ロボットは、上記のロボッ
トアームに相対的に部品リードの位置を定めるための基
準として上記のリードの上記の所定の位置を用いるため
の手段を備えるロボットと、上記の端部作動体は、上記
の部品の本体を上記の入手ステーションでつかみ次に部
品リードとロボットアームとの関係を維持するための手
段を備え、上記の端部作動体は、第1ジョー部材と、第
2ジョー部材と、上記のジョー部材を部品本体に相対的
に開き閉じるための作動機構と、上記のジョー部材を搬
送する構造部材とからなる部品本体グリッピング機構と
、上記のグリッピング機構を上記のロボットアームに結
合するための結合手段とを備え、上記の結合手段は、第
1端部と第2端部とを有するコネクティングリンク部材
と、上記のロボットアームに結合されかつ上記のコネク
ティングリンクの上記の第1端部と結合される第1コン
プライアンス機構であって、上記のロボットアームに相
対的な第1コンプライアンス点の近傍で上記のコネクテ
ィングリンク部材の回転を許す第1状態の間に作動され
る手段と、上記の回転を防ぐために上記のコネクティン
グリンク部材の位置を固定する第2状態の間に作動され
る手段とを備える第1コンプライアンス機構と、上記の
ジョー部材を搬送する上記の構造部材に結合され上記の
コネクティングリンク部材の上記の第2端部に結合され
る第2コンプライアンス機構であって、上記の構造部材
に相対的に第2コンプライアンス点の近傍で上記のコネ
クティングリンク部材の回転を許す上記の第1状態の間
に作動される手段と、上記の回転を防止するために上記
のコネクティングリンク部材の位置を固定する上記の第
2状態の間に作動される手段とを備える第2コンプライ
アンス機構とを備え、上記のコネクティングリンク部材
と、上記の第1と第2のコンプライアンス機構とは、さ
らに、上記の第1状態の間に上記のロボットアームと上
記の構造部材との間の移動を許す手段を備える。
In the end effector of the third robot device according to the present invention, in the robot component insertion system for processing an electronic component having a component body and at least one component lead from the component body, a parts acquisition station for supplying parts to predetermined locations; a programmable robot I, comprising a robot controller, a robot arm, and an end effector coupled to said robot arm; A controller includes means for controlling a robot arm and an end effector to grab a component at an acquisition station and insert said component into a predetermined hole in a printed wiring board, said robot a robot comprising means for using said predetermined position of said lead as a reference for determining the position of said component lead relative to an arm; said end effector; The end effector includes means for grasping at an acquisition station and then maintaining a relationship between the part lead and the robot arm, the end effector having a first jaw member, a second jaw member, and a means for moving the jaw member to the part body. a component body gripping mechanism comprising an operating mechanism for opening and closing relative to the jaw member, a structural member for transporting the jaw member, and a coupling means for coupling the gripping mechanism to the robot arm, The coupling means includes a connecting link member having a first end and a second end, and a first compliance mechanism coupled to the robot arm and coupled to the first end of the connecting link. means actuated during a first state to permit rotation of said connecting link member in the vicinity of a first compliance point relative to said robot arm; and said connecting link member for preventing said rotation. said second end of said connecting link member coupled to said structural member carrying said jaw member; and said second end of said connecting link member coupled to said structural member carrying said jaw member. a second compliance mechanism coupled to the structural member, the means being actuated during the first state to permit rotation of the connecting link member in the vicinity of a second compliance point relative to the structural member; a second compliance mechanism comprising means actuated during said second state for fixing the position of said connecting link member to prevent said rotation, said connecting link member; The first and second compliance mechanisms further include means for permitting movement between the robot arm and the structural member during the first state.

本発明に係る第4のロボット装置の端部作動体において
、部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品リード
とにより特徴付けられる電子部品のリードのプリント配
線板への挿入のためのロボ・ソトと結合して使用する端
部作動体であって、電子部品の本体に相対的にジョー部
材を開き閉じるための作動手段と、第1コンプライアン
ス点の近傍で増分回転を制御の下に許し、上記の増分回
転を防ぐために選択的にロックできるための手段であっ
て、ロボットに結合される第1コンプライアンス手段と
、コネクテイングリンク部材により上記の第1コンプラ
イアンス手段に結合され、第2コンプライアンス点の近
傍での増分回転を制御の下に許すための上記のクリッピ
ング機構に結合され、上記の増分回転を防ぐためにロッ
クできる第2コンプライアンス手段とを備え、上記の第
1と第2のコンプライアンス手段は、相対的な直線移動
が可能であり、3次元空間の3本の直交軸の各々に相対
的に上記のクリッピング機構の直線運動と回転運動を選
択的に行うため、且つ、上記のロボ・ソトに相対的な上
記のクリッピング機構の回転を選択的に防ぐために共動
する。
In the fourth end effector of a robot device according to the present invention, a robot for inserting a lead of an electronic component into a printed wiring board characterized by a component body and a component lead from at least one component body. - an end effector for use in conjunction with an electronic component, the actuation means for opening and closing the jaw member relative to the body of the electronic component and permitting controlled incremental rotation in the vicinity of a first compliance point; , means for selectively locking to prevent said incremental rotation, said first compliance means being coupled to said robot; and said means being coupled to said first compliance means by a connecting link member, said means being selectively lockable to prevent said incremental rotation; a second compliance means coupled to said clipping mechanism for permitting controlled incremental rotation in the vicinity of said clipping mechanism and lockable to prevent said incremental rotation; said first and second compliance means being lockable to prevent said incremental rotation; , is capable of relative linear movement, and selectively performs the linear movement and rotational movement of the clipping mechanism relative to each of the three orthogonal axes in the three-dimensional space, and the robot-soto cooperating to selectively prevent rotation of the clipping mechanism relative to the clipping mechanism.

本発明に係る第5のロボット装置の端部作動体において
、ロボット部品挿入システムにおいて、ロボット制御器
、ロボットアームおよび、上記のロボットアームに結合
された端部作動体からなるプログラム可能なロボットで
あり、逐次部品をつかみプリント配線板に挿入するとい
う運動の所定のソーケンスの間にロボットアームと端部
作動体とを制御する制御器が備えるロボットと、部品リ
ードに相対的な所定の位置に部品を供給するように適合
された部品入手ステーションと、上記のロボットアーム
に結合された端部作動体とを備え、上記の端部作動体は
、(a)上記の部品をつかむために上記の制御器からの
制御信号によって作動され、固定された第1ジョー部材
と、移動できる第2ジョー部材と、上記の第1ジョー部
材と相対的に上記の第2ジョー部材を動かすように適合
された気圧手段とを備えるクリッピング手段であって、
上記の気圧手段は、シリンダ内に配置された第1と第2
のピストン部材を有する合成ピストンアッセンブリを備
え、上記の第2ジョー部材は上記のロッドにより搬送さ
れ、上記の第2ピストンは、上記の第1ピストンに相対
的に膨張位置に第2ピストンを付勢するスプリング手段
を備え、上記の第1ピストンに相対的に上記のロッドに
摺動可能に取り付けられ、上記のクリッピング手段は、
上記の合成ピストンアッセンブリが圧縮位置に駆動され
るときに上記の気圧手段を作動してクランプ位置に上記
のジョー部材を駆動するように適合され、」―記のスプ
リング部材は、上記の気圧手段の解放の際に上記の合成
ピストンアッセンブリを上記の膨張位置に駆動して上記
のピストンを膨張ストロークだけ移動するクリッピング
手段と、(b)上記のクリッピング手段を上記のロボッ
トアームと結合するためのコンプライアンス手段であっ
て、上記のクリッピング手段の位置が上記のロボットア
ームに関して所定の移動範囲内で移動できる第1状態と
、上記のクリッピング機構の水平位置が上記のロボッ)
・アー18に関して実質的に固定される第2状態とで選
択的に動作できるコンプライアンス手段とを備え、上記
のロボット部品挿入システムは、上記のジョー部材を増
分距離だけ開くことにより所定の挿入位置に上記の部品
を放すように適合されている。
A fifth end effector of a robot device according to the present invention, in a robot component insertion system, is a programmable robot comprising a robot controller, a robot arm, and an end effector coupled to the robot arm. , a controller comprising a controller for controlling a robot arm and an end effector during a predetermined sequence of movements of sequentially grasping and inserting a component into a printed wiring board, and placing the component in a predetermined position relative to the component lead. a part acquisition station adapted to dispense the part; and an end effector coupled to the robotic arm, the end effector configured to: (a) engage the controller to grasp the part; a fixed first jaw member, a movable second jaw member, and pneumatic means adapted to move said second jaw member relative to said first jaw member. A clipping means comprising:
The above-mentioned pneumatic means includes first and second air pressure means disposed within the cylinder.
a composite piston assembly having a piston member, the second jaw member being carried by the rod, and the second piston biasing the second piston to an expanded position relative to the first piston. spring means slidably mounted on said rod relative to said first piston; said clipping means;
said spring member is adapted to actuate said pneumatic means to drive said jaw member to a clamping position when said composite piston assembly is driven to a compressed position; (b) a clipping means for driving said composite piston assembly to said expanded position to move said piston an expansion stroke upon release; and (b) compliance means for coupling said clipping means to said robotic arm. (a first state in which the position of the clipping means can be moved within a predetermined movement range with respect to the robot arm; and a horizontal position of the clipping mechanism in the robot arm);
- a compliance means selectively operable in a second state in which the jaw member is substantially fixed with respect to the arm 18; Adapted to release the above parts.

本発明に係る第6のロボット装置の端部作動体において
、ロボット装置に対する端部作動体であって、第1ジョ
ー部材と、第2ジョー部材と、上記のジョー部材を開き
閉じるための作動手段とを備えるクリッピング機構と、
リンク手段を結合することによっていっしょに組み合わ
された第1と第2のコンプライアンス機構を備えた、上
記のクリッピング手段と上記のロボット装置とを結合す
るためのコンプライアンス手段であって、上記の第1コ
ンプライアンス機構は、上記のロボット装置に結合され
、上記の第2コンプライアンス機構は、上記のクリッピ
ング機構に結合され、上記のコンプライアンス手段は、
第1状態(この状態では、上記のクリッピング機構が上
記のロボット装置に関して所定の移動範囲内で自由に移
動できる)と第2状@(この状態では、上記のクリッピ
ング手段の位置か上記のロボット装置に関して実質的に
固定される)とで作用できるように適合されるコンプラ
イアンス手段とを備え、上記の第1コンプライアンス機
構は、第1スプリツトボール・ソケットアッセンブリを
備え、この第1スプリツトボール・ソケットアッセンブ
リは、上記のロボット装置に固定して結合される第1ソ
ケット部材と、上記の第1ソケット部材と結合された浮
動ソケット部材であって、上記の第1ソケット部材と協
働して分離したソケット空洞を区画するように配置され
る浮動ソケット部材と、上記のソケット空洞内に上記の
コネクティングリンクのそれぞれの側に1つずつ配置す
るように適合される第1と第2のスプリットボール部材
と、上記の第1コンプライアンス機構に相対的に上記の
コネクティングリンクの位置を実質的に固定するように
」−記のソケット部材に圧縮力を及ぼすための第1作動
手段とからなる←÷忰÷→。
A sixth end effector for a robot device according to the present invention, which includes a first jaw member, a second jaw member, and an actuation means for opening and closing the jaw members. a clipping mechanism comprising;
Compliance means for coupling said clipping means and said robotic device, comprising first and second compliance mechanisms combined together by coupling linking means, said first compliance The mechanism is coupled to the robotic device, the second compliance mechanism is coupled to the clipping mechanism, and the compliance means includes:
a first state (in this state, the clipping mechanism can move freely within a predetermined movement range with respect to the robot device) and a second state (in this state, the position of the clipping device is said first compliance mechanism comprises a first split ball and socket assembly, said first compliance mechanism being adapted to act with said first split ball socket assembly; The assembly includes a first socket member fixedly coupled to the robotic device, and a floating socket member coupled to the first socket member, the assembly including a floating socket member that cooperates with the first socket member to separate the assembly. a floating socket member disposed to define a socket cavity; first and second split ball members adapted to be disposed within the socket cavity, one on each side of the connecting link; a first actuating means for exerting a compressive force on the socket member so as to substantially fix the position of said connecting link relative to said first compliance mechanism. .

(作 用) 本発明は、プログラマブルザーボロボットシステムと共
に使用するように調整された端部作動体からなる。この
端部作動体は、コンプライアンス機構によりロボットア
ームと結合された部品グリッピング機構からなる。この
グリッピング機構は、2個のグリヅパジョー部材からな
り、グリップの開閉のために気圧で作動される。コンプ
ライアンス機構は、2つの状態で動作するように調整さ
れている。第1の浮動状態では、グリッピング手段は、
作動体が取り付けられているロボットアームの取(j板
に関して所定の移動範囲内で自由に移動できる。第2の
状態では、グリッピング手段は、取付板に関して固定し
て保持される。作動手段は、コンプライアンス機構を2
つの状態で選択的に作動するようにそなえられている。
OPERATION The present invention comprises an end effector adapted for use with a programmable servo robot system. The end effector consists of a part gripping mechanism coupled to a robot arm by a compliance mechanism. This gripping mechanism consists of two gripper jaw members and is pneumatically actuated to open and close the grip. The compliance mechanism is arranged to operate in two states. In the first floating state, the gripping means
The gripping means of the robot arm on which the actuating body is attached (can be moved freely within a predetermined range of movement with respect to the plate). In the second state, the gripping means are held fixed with respect to the mounting plate. The actuating means are Compliance mechanism 2
It is equipped to operate selectively in one state.

本発明のロボットシステムの挿入ザイクルは、以下の工
程からなる。(1)グリッピング機構を開き、コンプラ
イアンス機構を第1状態にし、端部作動体を部品入手ス
テーションの入手すべき部品の上に位置する。(2)グ
リッピング機構を部品上で閉じ、コンプライアンス機構
を第1状態にし、部品またはリードに予め負担をかけた
り変形したすすることなく、部品をつかませる。(3)
コンプライアンス機構を、部品またはリードに予め負担
をかけたり変形したりすることなく、第2の固定状態に
作動する。(4)部品入手ステーションから部品リード
をはずす。(5)ロボットアームを配線板の方へ移動し
、部品を所定の位置に挿入する。
The insertion cycle of the robot system of the present invention consists of the following steps. (1) Open the gripping mechanism, place the compliance mechanism in the first state, and position the end effector over the part to be acquired at the parts acquisition station. (2) Close the gripping mechanism over the component and place the compliance mechanism in the first state to grip the component without pre-stressing or deforming the component or lead. (3)
The compliance mechanism is actuated to the second fixed state without prestressing or deforming the component or lead. (4) Remove the parts lead from the parts acquisition station. (5) Move the robot arm toward the wiring board and insert the component into the predetermined position.

(6)グリッピング機構をゆるめ、アームを引っこめる
(6) Loosen the gripping mechanism and retract the arm.

(実施例) 本発明は、特に標準でない部品の取扱いに適合させた新
規なロボットシステムと端部作動体からなる。以下の好
ましい実施例の説明は、当業者が本発明を製造・使用で
きるように行う。開示された実施例の種々の変形は直ち
に明らかになる。本発明は、開示された実施例に制限さ
れず、本発明の原理と新規な特徴を含む最大の範囲まで
許容されるべきである。
EXAMPLE The present invention consists of a novel robotic system and end effector specifically adapted for handling non-standard parts. The following description of the preferred embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications of the disclosed embodiments will be readily apparent. This invention is not limited to the disclosed embodiments, but is to be accorded the widest scope that incorporates the principles and novel features of the invention.

第1図の斜視図は、本発明によるロボットシステムの構
成部分を示す。好ましい実施例では、ロボット10は、
セイコーインスツルメンツUSAインコーボレーテッド
により販売されるRT−3000型からなる。このロボ
ットは、プログラマブルな、±0.00’1インチの名
目位置反復性を有する4軸DCザーボロボツトである。
The perspective view of FIG. 1 shows the components of a robot system according to the invention. In a preferred embodiment, robot 10:
It consists of a model RT-3000 sold by Seiko Instruments USA Inc. The robot is a programmable, 4-axis DC servo robot with a nominal position repeatability of ±0.00'1 inch.

ロボットアーム15は、ロボット本体20から軸25に
そって伸びる。このアームは、軸25にそって選択的に
伸び、縮むことが可能であり、ロボット本体20の中心
軸30のまイつりに回転できる。この本体20は、また
、軸30にそって選択的に伸び、縮むことが可能であり
、アーム15を」1下できる。
The robot arm 15 extends from the robot body 20 along an axis 25. This arm can selectively extend and retract along axis 25 and can rotate about central axis 30 of robot body 20. The body 20 is also selectively extendable and retractable along the axis 30, allowing the arm 15 to be lowered.

ロボット10は、また、第1図に示さないが、中央制御
器とキーボードインターフェースを備えていて、システ
ムのオペレータは、キーボードインターフェースを介し
て中央制御器を用いる。当業者に周知のように、システ
ム制御器は、所定の移動と作動シーケンスを実行ずろた
めにプログラムできる。したがって、制御器は、入手ス
テーションで保持されている部品のり−トの既知の位置
と、その部品を挿入すべきプリント配線板の既知の位置
とを関連してプログラムされろ。
Robot 10 also includes a central controller and keyboard interface, not shown in FIG. 1, through which the system operator uses the central controller. As is well known to those skilled in the art, the system controller can be programmed to perform predetermined movement and actuation sequences. Therefore, the controller is programmed with the known location of the component stack held at the acquisition station and the known location of the printed wiring board into which the component is to be inserted.

端部作動体は、アーム15の伸びることが可能な端部に
取り付けられる。当業者に周知なように、端部作動体は
、ロボットシステムによって取り扱うべき部品に作用す
るように使用される。部品60は、入手ステーション7
0へ配達される。ロボット制御器のプログラムは、入手
ステーノヨン70上の端部作動体を移動し、次に端部作
動体を下げてコンベアライン上の次の部品をつかむよう
に、ロボットアームを動かすように作成されている。
The end effector is attached to the extendable end of the arm 15. As is well known to those skilled in the art, end effectors are used to act on parts to be handled by a robotic system. Part 60 is available at acquisition station 7
Delivered to 0. The robot controller is programmed to move the robot arm to move the end effector on the acquisition station 70 and then lower the end effector to grab the next part on the conveyor line. There is.

入手ステーション70は、気圧で作動される部品リード
クランピングバイス600(第11図)を用いる。この
バイス600は、部品リードをつかんで、部品を所定の
入手点に固定する。したがって、入手ステーションでの
部品のリードの位置は、既知のパラメータである。端部
作動体は、リードではなく本体でその部品をつかむ。こ
のため、出願人の知っている従来の作動体装置では、端
部作動体での部品本体の大きさの変化は、部品リードへ
の予負荷の張力を生じ、あるいは、リードを曲げてしま
う。その結果、リードが名目的な位置からかなりはずれ
ると挿入ができなくなり、ロボットシステムによる部品
挿入の失敗が生じることがある。
Acquisition station 70 uses a pneumatically operated component lead clamping vise 600 (FIG. 11). This vise 600 grips the component lead and fixes the component at a predetermined acquisition point. Therefore, the position of the part lead at the acquisition station is a known parameter. The end effector grips the part with its body rather than its lead. Thus, in conventional effector systems known to applicants, changes in the size of the component body at the end effector create preload tension on the component lead or bend the lead. As a result, insertion may become impossible if the lead is moved too far from its nominal position, resulting in failure of component insertion by the robotic system.

本発明による端部作動体は、この問題を緩和する。端部
作動体のクリッピング機構は、新規なコンプライアンス
機構によってロボットアーム取付板と結合される。この
コンプライアンス機構は、部品がつかまれている間に、
クリッピング機構を取付板を基準として所定の範囲で移
動させ、そして、クリッピング機構は、部品」二でクラ
ンピング平衡位置にくる。このため、コンプライアンス
機構は、部品が配線板に挿入される間、平衡位置に固定
される。このように、新規な端部作動体は、ロボット取
付フランジに対して部品を維持し、部品リードの正確な
配置を可能にする手段を提供する。
The end effector according to the invention alleviates this problem. The end effector clipping mechanism is coupled to the robot arm mounting plate by a novel compliance mechanism. This compliance mechanism ensures that while the part is being gripped,
The clipping mechanism is moved through a predetermined range with respect to the mounting plate, and the clipping mechanism is brought to a clamping equilibrium position at part 2. Thus, the compliance mechanism is fixed in an equilibrium position while the component is inserted into the wiring board. The novel end effector thus provides a means to maintain the part relative to the robot mounting flange and to allow accurate placement of the part lead.

新規な端部作動体100は、第2図〜第10図により詳
細に示される。第2図は、第1図の矢印2の方向の側面
図であり、円筒状のシュラウド105は、本装置の種々
の面を説明するため断面で示されている。第2図に示さ
れているように、作動体は、ネジによる留め金具112
によってロボットアーム取付フランジ22に固定される
円形のインターフェイス板110を含む。シュラウド1
05には、内部に向いたリップ107が形成される。
The novel end effector 100 is shown in more detail in FIGS. 2-10. FIG. 2 is a side view in the direction of arrow 2 of FIG. 1, with the cylindrical shroud 105 shown in cross-section to illustrate various aspects of the device. As shown in FIG. 2, the actuating body includes a screw fastener 112.
includes a circular interface plate 110 that is secured to the robot arm mounting flange 22 by. shroud 1
05 is formed with an inwardly directed lip 107.

リップ107は、フランジ22とインターフェイス板1
10との間にはまり、両者の間で留め金具112によっ
て圧縮されてンユラウド105の位置を保つ。
Lip 107 connects flange 22 and interface plate 1
10 and is compressed by a fastener 112 between the two to maintain the position of the enclosure 105.

作動体は、また、円形の下側の板120を含む。The actuating body also includes a circular lower plate 120.

3個のカウンタバランススプリング+30が、インター
フェイス板110と下側の板120との間に結合され、
板110.120の周辺で120゜の間隔で配置される
。スプリング130は、クリッピング機構400、下側
の板120および下側のアッセンブリ300の重量の一
部を取り上げて、作動体装置が部品に及ぼす挿入力を減
少し、かつ、摩擦を減少し、このため、クリッピング機
構400は、コンプライアンス機構が第1の浮動状態に
あるときにさらに自由に「浮動」できるようになる。
three counterbalance springs +30 are coupled between the interface plate 110 and the lower plate 120;
They are spaced 120° apart around the periphery of plates 110, 120. The spring 130 takes up some of the weight of the clipping mechanism 400, lower plate 120, and lower assembly 300, reducing the insertion force exerted by the actuator device on the part and reducing friction, thus reducing friction. , the clipping mechanism 400 is allowed to "float" more freely when the compliance mechanism is in the first floating state.

」二側の分離したボール・ソケット・アッセンブ ″す
200は、インターフェイス板llOの下側の面に固定
される。下側の分離したボール・ソケット・アッセンブ
リ300は、下側の板+20の上側の面に固定される。
Two separate ball and socket assemblies 200 are secured to the lower surface of the interface plate 11O.A lower separate ball and socket assembly 300 is attached to the upper surface of the lower plate +20. fixed to the surface.

アッセンブリ200,300は、コネクティングリンク
150によっていっしょに結合される。
Assemblies 200, 300 are coupled together by connecting link 150.

クリッピング機構400は、板120の下側の面に固定
される。第3図の作動体の底面にも示されるように、ク
リッピング機構は、固定されたグリップジョー410と
移動できるグリップジョー420を含む。グリップジョ
ー420は、複動式エアシリンダ430によって作動さ
れて、板120の下側の面に形成されたスロットにそっ
て移動する。
Clipping mechanism 400 is fixed to the lower surface of plate 120. As also shown on the bottom of the actuator in FIG. 3, the clipping mechanism includes a fixed gripping jaw 410 and a movable gripping jaw 420. The gripping jaws 420 are actuated by a double-acting air cylinder 430 to move along a slot formed in the lower surface of the plate 120.

第2図より明らかなように、底板120は、シュラウド
105の内面に接触することなく、ある範囲で移動でき
る。下でより詳細に説明されるように、コンプライアン
ス機構が第1状態にあるとき、上側と下側のアッセンブ
リ200,300は、下側の板120が上側の板110
に関して所定の範囲内で自由に移動できるように調整さ
れる。
As is clear from FIG. 2, the bottom plate 120 can move within a certain range without contacting the inner surface of the shroud 105. As explained in more detail below, when the compliance mechanism is in the first state, the upper and lower assemblies 200, 300 are arranged so that the lower plate 120 is lower than the upper plate 110.
It is adjusted so that it can move freely within a predetermined range.

第5図は、第2図の5−5線にそった端部作動体110
の断面図を示し、さらに、外側のシュラウド105を部
分的に断面で示してエアシリンダ430を示す。上側の
ボール・ソケット・アッセンブリ200は、固定したボ
ールソケット205、浮動するボールソケット210、
および分離したボール部材215,220を含む。固定
されたボールソケット220は、ネジによる留め金具2
07によってインターフェイス板110の底面に確保さ
れる。張力ボルト225は、ソケット205゜210、
分離したボール部材215,220、およびコネクティ
ングリンク+50に形成される一列をなす孔を通る。ナ
ツト230は、ボルト225をアッセンブルした位置に
保つ。第5図の断面に示すように、ボルト225は、レ
バー235により作動されたとき、ボール部材215,
220上でボールソケット205,210を閉じる。
FIG. 5 shows the end effector 110 taken along line 5-5 in FIG.
, and further shows the outer shroud 105 partially in section to show the air cylinder 430. The upper ball and socket assembly 200 includes a fixed ball socket 205, a floating ball socket 210,
and separate ball members 215, 220. The fixed ball socket 220 is attached to the screw fastener 2
07 on the bottom surface of the interface plate 110. The tension bolt 225 has a socket 205°210,
It passes through a line of holes formed in the separate ball members 215, 220 and the connecting link +50. Nut 230 holds bolt 225 in the assembled position. As shown in cross-section in FIG. 5, when the bolt 225 is actuated by the lever 235, the ball member 215
Close the ball sockets 205, 210 on 220.

下側のアッセンブリ300は、アッセンブリ200に対
応する。固定されたソケット305は、ネジによる留め
金具307により下側の板120の上面に確保される。
Lower assembly 300 corresponds to assembly 200. A fixed socket 305 is secured to the upper surface of the lower plate 120 by a screw fastener 307.

張力ボルト325は、浮動するボールソケット310、
分離したボール部材315.320、固定されたソケッ
ト305、およびコネクティングリンク150に形成さ
れたスロット155に形成された一列をなす孔を通って
適合する。ナツト330は、張力ボルト325をアッセ
ンブルされた位置に確保する。作動するレバー335は
、ボルト325に張力を与え、ボールソケット305,
310を分離したボール部材315.320とコネクテ
ィングリンク+50の上で閉じる。
The tension bolt 325 has a floating ball socket 310;
The separate ball members 315 , 320 fit through the fixed socket 305 and the aligned holes formed in the slots 155 formed in the connecting link 150 . Nut 330 secures tension bolt 325 in the assembled position. The actuated lever 335 tensions the bolt 325 and the ball socket 305,
310 is closed over the separated ball members 315, 320 and connecting link +50.

第6図〜第8図は、上側と下側のアッセンブリ200.
300をより詳細に示す。第6図の断面図に示すコネク
ティングリンク150は、」二側アッセンブリ200の
張力ボルト225を収容するための孔157と、下側ア
ッセンブリ300の張力ボルト325を収容するための
長いスロットI55とを備える。スロット155は、ア
ッセンブリ200と縦の関係でスロット155の長さに
そってアッセンブリ300を移動できるようにする。
6-8 illustrate the upper and lower assemblies 200.
300 is shown in more detail. Connecting link 150, shown in cross-section in FIG. . Slot 155 allows assembly 300 to be moved along the length of slot 155 in longitudinal relationship with assembly 200.

この余分な移動の自由度の目的は、下で説明される。The purpose of this extra freedom of movement is explained below.

第7図の下側のアッセンブリ300の断面図を用いて、
アッセンブリの作動機構を説明する。下側アッセンブリ
300は、第4図の断面図にも示される。作動するレバ
ー335は、張力ボルト325により、端部336を、
疲労ブロック340に対抗させて保持される。好ましい
実施例では、分離したソケット部材305,310は、
アルミニウムから加工され、鋼の疲労ブロック340が
、レバーアーム335の端部336によりソケット部材
310が反復して接触することにより生じる疲労を減少
するため使用される。レバーアームの反対の端部338
では、ピン350がソケット310から突き出て、レバ
ー335に形成された溝355(第2図参照)に適合し
、レバーアーム335をさらに束縛する。
Using the cross-sectional view of the lower assembly 300 in FIG.
The operating mechanism of the assembly will be explained. Lower assembly 300 is also shown in cross-section in FIG. The actuated lever 335 causes the tension bolt 325 to cause the end 336 to
It is held against fatigue block 340. In a preferred embodiment, separate socket members 305, 310 include
A steel fatigue block 340, machined from aluminum, is used to reduce fatigue caused by repeated contact of socket member 310 by end 336 of lever arm 335. Opposite end 338 of lever arm
Now, a pin 350 projects from the socket 310 and fits into a groove 355 (see FIG. 2) formed in the lever 335 to further constrain the lever arm 335.

一対のネジ山をつけた保持ボルト345.35〇は、ソ
ケット部材310の穴を通り、固定されたソケット部材
305に形成されたネジ穴にネジで係合する。ボルト3
45,350は、固く締められていないので、ソケット
305.310の隣り合う面は、束縛されて接触するが
、隣り合う面の相互の移動を許している。
A pair of threaded retaining bolts 345, 350 pass through holes in socket member 310 and threadably engage threaded holes formed in fixed socket member 305. bolt 3
45, 350 are not tightened so that adjacent surfaces of sockets 305, 310 are constrained into contact, but allow movement of the adjacent surfaces relative to each other.

第7図と第8図を参照すると、一対のエアシリンダが浮
動するボールソケット310に適合される。ロッド36
4,384がそれぞれエアピストン362,382から
伸び、エアピストン362゜382は、浮動するソケッ
ト部材310に形成された円孔374,394内で交互
に搬送される。
Referring to FIGS. 7 and 8, a pair of air cylinders are fitted to the floating ball socket 310. rod 36
4 and 384 extend from air pistons 362 and 382, respectively, and the air pistons 362 and 382 are alternately conveyed within circular holes 374 and 394 formed in floating socket member 310.

エアーライン370,390は、それぞれ、通路372
.392により孔374,394と連通ずる固定物36
8,388へ導かれる。ピストン362.382と孔の
壁との間のエアのもれを最小にするために、各ピストン
には、それぞれ、〇−リングガスケットシール366.
386が適合されている。
Air lines 370 and 390 each have a passage 372
.. Fixed object 36 communicating with holes 374, 394 through 392
It will lead you to 8,388. To minimize air leakage between the pistons 362, 382 and the bore wall, each piston has a respective O-ring gasket seal 366.
386 has been adapted.

ライン370,390を加圧すると、生した圧力により
、個々のピストン366.386が通路372.392
から動き、このため、ロッド364.384が作動する
レバー335の端部338と接触して、レバー335を
押してソケット部材310から離れさず。張力ボルト3
25は、支点となり、レバ一端部336により加えられ
た力を彼方ブロック340に対して生じさせ、また、ナ
ツト330によりソケット部材305に対して生じさせ
る。2つのソケット部材305,310に対するこれら
の力は、分離したボール部材315゜320に対抗する
力になり、これにより、ボール部材をソケット部材に対
して固定する。
When lines 370, 390 are pressurized, the resulting pressure forces individual pistons 366, 386 into passages 372, 392.
The rod 364 , 384 thus contacts the end 338 of the actuating lever 335 and pushes the lever 335 away from the socket member 310 . Tension bolt 3
25 serves as a fulcrum, and causes the force applied by the lever end 336 to be exerted on the far block 340, and the force exerted by the nut 330 on the socket member 305. These forces on the two socket members 305, 310 result in opposing forces on the separate ball members 315, 320, thereby fixing the ball members relative to the socket members.

分離したボール部材315,320は、レバー335が
起動された時にボール部材315の表面316がボール
部材320の隣りあう而321と接触するように調整さ
れる。さらに、分離したボール部材は、コネクティング
リンク150と分離したボール部材の隣り合う而との間
に約0.0005インチのクリアランスがあるように作
成されるので、コネクティングリンク150は、リンク
150のスロット155の範囲にそって、ホール・ソケ
ット・アッセンブリ300に対して自由にスライドでき
る。
Separate ball members 315, 320 are arranged such that surface 316 of ball member 315 contacts adjacent surface 321 of ball member 320 when lever 335 is actuated. Additionally, the separate ball members are constructed such that there is approximately 0.0005 inch clearance between the connecting link 150 and adjacent separate ball members such that the connecting link 150 is can freely slide relative to the hole socket assembly 300 along the range.

好ましい実施例では、アッセンブリ300を固定しまた
はロックするための気圧源と、エアピストン362,3
82を引っ込めアッセンブリ300をその固定位置から
放すための真空源との間のライン370,390を切り
替えるために、バルブが設けられる。真空は、0−リン
グシールにより生じるピストン引込に対して摩擦抵抗に
打ちかつ。他の抵抗を克服する適当な手段、たとえばス
プリングは、当業者には容易にわかる。
In a preferred embodiment, a source of air pressure to secure or lock the assembly 300 and air pistons 362,3 are provided.
A valve is provided to switch lines 370, 390 between retracting 82 and a vacuum source to release assembly 300 from its fixed position. The vacuum overcomes the frictional resistance to piston retraction created by the O-ring seal. Suitable means for overcoming other resistances, such as springs, will be readily apparent to those skilled in the art.

上側のアッセンブリ200は、下側アッセンブリ300
について説明したのと同様に作用する。
The upper assembly 200 is the lower assembly 300.
It works in the same way as described for .

ただし、アッセンブリ200に相対的なリンク150の
実質的に縦の運動は、与えられない。なぜなら、張力ボ
ルト225を通ずためにリンクI50に形成されている
のは、スロットではなく孔だからである。
However, no substantial vertical movement of link 150 relative to assembly 200 is provided. This is because a hole, not a slot, is formed in link I50 for passing tension bolt 225 therethrough.

グリッピング機構を起動する複動式エアシリンダは、第
5図、第9図、第10図に示される。エアシリンダ43
0は、ロッド435の一端に取り付けられたピストンア
ッセンブリ450を含む。
A double acting air cylinder for activating the gripping mechanism is shown in FIGS. 5, 9 and 10. Air cylinder 43
0 includes a piston assembly 450 attached to one end of rod 435.

ロッド435は、固定されたグリッパ−ジョー410に
形成された開口を通る。スライドするグリッパジョー4
20は、ロッド435の他端に固定される。
Rod 435 passes through an opening formed in fixed gripper jaw 410. Sliding gripper jaw 4
20 is fixed to the other end of the rod 435.

第9図は、第5図の9−9線でのコンパウンドピストン
アッセンブリ450の断面図である。アッセンブリ45
0は、ロッド435と一体に形成される第1ピストン部
材455を含む。ピストン435は、U−シール456
とその中に適合した張力スプリング457を含む。スプ
リング457は、シール456の外側のリップ458を
外側に付勢し、シリンダ430の内周と接触させる。
FIG. 9 is a cross-sectional view of compound piston assembly 450 taken along line 9--9 of FIG. assembly 45
0 includes a first piston member 455 that is integrally formed with rod 435. Piston 435 is U-seal 456
and a tension spring 457 fitted therein. Spring 457 urges outer lip 458 of seal 456 outwardly into contact with the inner circumference of cylinder 430 .

第2ピストン部材460は、ボタンネジ480とワッシ
ャ4−81によりピストン435の端にスライド可能に
保持される。ネジ480は、ロッド435の端に形成さ
れたネジ穴の中に確保される。
The second piston member 460 is slidably held at the end of the piston 435 by a button screw 480 and a washer 4-81. A screw 480 is secured within a threaded hole formed in the end of rod 435.

孔462はピストン460の中に形成される。ロツド4
35J:のピストン460の移動は、ネジ480とワッ
シャ481により一方向に束縛される。
A hole 462 is formed in piston 460. rod 4
The movement of the piston 460 of 35J: is restricted in one direction by a screw 480 and a washer 481.

一対のワッシャ波スプリング470,475は、第1ピ
ストン455と第2ピストン460の間でロッド435
上で同心的に取り付けられている。
A pair of washer wave springs 470 and 475 are connected to the rod 435 between the first piston 455 and the second piston 460.
mounted concentrically at the top.

スプリング470,475は、ピストン460がワッシ
ャ481と接して十分伸びて、第9図に示す離れた位置
へ第2ピストン460を付勢する。
Springs 470 and 475 are fully extended as piston 460 contacts washer 481 to urge second piston 460 to the separated position shown in FIG.

エアシリンダ430は、複動式シリンダであり、加圧エ
アにより、エア通路492,494を通って、矢印49
0の方向にシリンダのキャップ端440とまたは矢印4
85の方向にシリンダのロッド端と結合する。グリッピ
ング機構を閉じるため、加圧エアがシリンダのロッド端
に導入され、ロッド435とグリッパジョー420を矢
印485の方向へ移動させて、ジョー420が部品また
は固定したジョー4.10に対して閉じる。O−リング
シール465は、ピストン455にU−カップシール4
56により生じる摩擦遅れ、または、2つの波スプリン
グ470,4.75により生じるスプリング力よりも大
きいピストン460の摩擦遅れを及は゛すので、波スプ
リング470.475は、第9図に距離rcJとして示
された部品移動ストロークにより、第10図に示す圧縮
配置へ圧縮される。
The air cylinder 430 is a double-acting cylinder, and pressurized air passes through the air passages 492 and 494 in the direction indicated by the arrow 49.
with the cap end 440 of the cylinder in the direction of 0 or arrow 4
It connects with the rod end of the cylinder in the direction of 85. To close the gripping mechanism, pressurized air is introduced into the rod end of the cylinder, moving rod 435 and gripper jaw 420 in the direction of arrow 485 so that jaw 420 closes against the part or fixed jaw 4.10. O-ring seal 465 connects U-cup seal 4 to piston 455.
Wave springs 470, 475 are shown as distance rcJ in FIG. The part movement stroke compresses the parts into the compressed configuration shown in FIG.

コンパウンドピストンアッセンブリ450は、新規なグ
リッパ解放手段を提供する。公知の作動体グリッパ装置
に固有の問題の一つは、挿入後に部品を作動体から放す
ため、気圧グリッパアッセンブリへの気圧が解放される
とき、部品への摩擦遅れが十分大きいと、部品が運び去
られ、または、作動体が引き上げられるときに挿入位置
からずれることである。もしグリッピング機構が挿入後
に、作動体が引き上げられる前に開かれるならば、グリ
ッパジョーは、開くストロークにより配線板上の他の部
品と接触するかもしれない。その場合、その部品の損傷
と位置ずれの一方または双方を生じる。密に配置する配
電板では、クリッパジョーは、十分間いた位置まで移動
できないこともある。
Compound piston assembly 450 provides a novel gripper release means. One of the problems inherent in known actuator gripper devices is that when air pressure is released to the pneumatic gripper assembly to release the part from the actuator after insertion, if the frictional lag on the part is large enough, the part will be transported. or be displaced from the inserted position when the actuating body is pulled up. If the gripping mechanism is opened after insertion and before the actuator is pulled up, the gripper jaws may contact other components on the circuit board due to the opening stroke. In that case, the component may be damaged and/or misaligned. In closely spaced power distribution boards, the clipper jaws may not be able to move far enough apart.

コンパウンドピストンアッセンブリ450は、この問題
を解決する。気圧がシリンダのロッド端から解放される
とき、圧縮された波スプリング470.475は解放さ
れ、ピストン455,460に対して膨張力を作用する
。U−カップンール456によりピストン455に作用
する摩擦遅れが、ピストン460にO−リングソール4
65によって作用する遅れより小さいので、ピストン4
55、ロッド435およびグリッパジョー420が矢印
490の方向に距離rcJに実質的に等しい距離だ(J
動く間にピストン460は実質的に静止している。ジョ
ー機構が距離rcJだげ開放すると、グリッパ機構が挿
入された部品から引き上げられるときに、部品に作用す
る遅れはもはや生じず、しかも、開放運動は比較的小さ
く、隣りの部品を保護する。
Compound piston assembly 450 solves this problem. When air pressure is released from the rod end of the cylinder, the compressed wave springs 470,475 are released and exert an expansion force on the pistons 455,460. The friction delay acting on the piston 455 by the U-cup ring 456 causes the piston 460 to
65, so the piston 4
55, rod 435 and gripper jaw 420 are at a distance substantially equal to distance rcJ in the direction of arrow 490 (J
During movement, piston 460 remains substantially stationary. When the jaw mechanism opens by a distance rcJ, there is no longer any delay in acting on the part when the gripper mechanism is pulled up from the inserted part, yet the opening movement is relatively small and protects the neighboring parts.

グリッピング機構がプリント配線板から−たん引き」二
げられると、加圧エアのエアシリンダ430のキャップ
端への導入が許され、グリッパジョー4.10,420
を十分開放する。好ましい実施例では、この特徴により
、隣りの部品と0.05 インヂ内で部品の挿入が可能
になる。
When the gripping mechanism is lifted off the printed wiring board, pressurized air is allowed to enter the cap end of the air cylinder 430 and gripper jaws 4.10, 420.
fully open. In the preferred embodiment, this feature allows insertion of parts within 0.05 inches of adjacent parts.

一対の通気孔(図示しない)が、エアシリンダのキャッ
プ端が第1と第2のピストン4.55,460の間の空
間と連通ずるように、第2ピストン460に形成される
。通気孔は、この空間が加圧されるのを防止し、2つの
ピストンの圧縮を防ぐ。
A pair of vent holes (not shown) are formed in the second piston 460 so that the cap end of the air cylinder communicates with the space between the first and second pistons 4,55,460. The vent prevents this space from becoming pressurized and prevents compression of the two pistons.

第5図を参照すると、挿入失敗センサ580がソケット
部材210に設けられ、下側のアッセンブリ300のソ
ケット部材310の存在を検出できるように適合される
。センサ580は、ソケット部材210に形成した対応
する孔に適合するスプリング負荷のプランジャ582を
含む。プランジャは、センサ580のターゲットとして
作用する。
Referring to FIG. 5, an insertion failure sensor 580 is provided on the socket member 210 and is adapted to detect the presence of the socket member 310 of the lower assembly 300. Sensor 580 includes a spring-loaded plunger 582 that fits into a corresponding hole formed in socket member 210. The plunger acts as a target for sensor 580.

センサの目的は、部品を配線板に挿入するときの失敗を
検出することである。そのような失敗においてリードは
配線板に予め形成された穴に挿入されないので、リード
は配線板の表面と接触する。
The purpose of the sensor is to detect failures when inserting components into the wiring board. In such a failure, the leads are not inserted into the pre-formed holes in the wiring board, so that the leads come into contact with the surface of the wiring board.

作動体が低下するとき、部品、下側アッセンブリ300
、下側の板120およびグリッピング機構は静止したま
まであるが、アッセンブリ200と〜48− リンク150は、スロット155の範囲で下がる。
When the actuating body is lowered, the parts, lower assembly 300
, the lower plate 120 and gripping mechanism remain stationary, but the assembly 200 and ~48- link 150 are lowered within the slot 155.

上側のアッセンブリ200が下がると、近接センサのプ
ランジャは、ソケット部材310の上側の隣りあう表面
と接触し、」二側に押される。好ましい実施例では、プ
ランジャの上向きの0.0フインヂの移動は、近接セン
サ580を作動させ、部品挿入が失敗したことを示す。
As the upper assembly 200 is lowered, the plunger of the proximity sensor contacts the upper adjacent surface of the socket member 310 and is pushed outward. In the preferred embodiment, upward movement of the plunger 0.0 fins activates the proximity sensor 580, indicating a failed component insertion.

ロボット制御器は、次に、部品の再挿入を試みるか、ま
たは、その部品を捨て新しい部品を入手するかを決定で
きる。
The robot controller can then decide whether to attempt to reinsert the part or discard the part and obtain a new part.

第5図を参照すると、第2の近接センサ585が、下側
の板120に取付けられ、部品の入手の失敗の条件を検
出するように調整されている。このセンサ585は、グ
リップジョー410,420が十分間じたときに作動す
るように調整されている。第2の近接センサ585が作
動すると、グリッピング機構が部品をつかんでいないこ
とをロボット制御器に指示するので、別の部品を入手す
る決定が可能になる。
Referring to FIG. 5, a second proximity sensor 585 is mounted to the lower plate 120 and is adapted to detect a failure to obtain parts condition. This sensor 585 is adjusted to activate when the gripping jaws 410, 420 are sufficiently spaced apart. Activation of the second proximity sensor 585 indicates to the robot controller that the gripping mechanism is not gripping the part, allowing a decision to obtain another part.

第1I図は、好ましい実施例の圧力系と電気系の相互関
係を説明するブロック図を示す。ロボット制御器600
は、複数の電気的に作動される圧力バルブを介して圧力
系を制御するように適合されている。制御器600は、
システムに設けられた若干のセンサ変換器から入力デー
タを受は取る。
FIG. 1I shows a block diagram illustrating the interaction of the pressure and electrical systems of the preferred embodiment. robot controller 600
is adapted to control the pressure system via a plurality of electrically actuated pressure valves. The controller 600 is
It receives input data from a number of sensor transducers installed in the system.

当業者に周知であるが、ロボット制御器は、工程と移動
の所定のンーケンスと一致してロボットを動作させるた
めにプログラム可能である。
As is well known to those skilled in the art, robot controllers are programmable to operate the robot consistent with predetermined sequences of steps and movements.

制御されろ過された加圧エアは、ライン505を介して
システムに供給される。真空生成器5IOは、ライン5
06を介して加圧エアにより駆動される。好ましい実施
例では、真空生成器510は、PIAB  USAイン
コーポレーテット(02043マサヂユセツツ州ヒンガ
ム、シャープストリード65)のMI6型真空生成器を
含む。この装置は、バルブ545と結合されるライン5
12を真空にする。矢印511は、真空生成器510の
排気口を示す。このような矢印は一般に第11図におい
て排気口を示すために使用されている。
Controlled, filtered, pressurized air is supplied to the system via line 505. Vacuum generator 5IO is connected to line 5
It is driven by pressurized air via 06. In a preferred embodiment, vacuum generator 510 includes a MI6 vacuum generator from PIAB USA, Inc. (65 Sharp Streed, Hingham, Mass. 02043). This device includes line 5 coupled to valve 545.
Vacuum 12. Arrow 511 indicates the exhaust port of vacuum generator 510. Such arrows are generally used in FIG. 11 to indicate exhaust ports.

加圧エアは、ライン505を介して、バルブ515.5
20,525,530,535,540に与えられる。
Pressurized air is supplied via line 505 to valve 515.5.
20,525,530,535,540.

バルブ515は、5ボート2方向バルブであり、入手ス
テーションのリードクランピングバイス600の複動式
エアピストンを操作するように適合されている。電気配
線516は、電気アクチュエータバルブ515と制御器
500の出力部との間に結合される。バルブ515は、
エアライン517,518を介してクランプ600のエ
アピストン602の端を押す2つの高圧出力ボートを備
える。バルブ515の2つのボートは、排気口と結合さ
れる。こうして、制御器6゜Oからの電気的制御信号に
より、部品リードクランプバイスは、開かれ、または、
閉じられる。
Valve 515 is a five-boat two-way valve adapted to operate the double-acting air piston of the acquisition station's lead clamping vise 600. Electrical wiring 516 is coupled between electrical actuator valve 515 and an output of controller 500. The valve 515 is
Two high pressure power boats are provided that push the end of the air piston 602 of the clamp 600 via air lines 517,518. Two ports of valve 515 are coupled to the exhaust port. Thus, an electrical control signal from the controller 6°O causes the component lead clamp vice to open or
Closed.

入手ステーションは、さらに、部品リードセンサ590
を備え、このセンサ590は、リードクランピングバイ
ス600に部品のリードが存在することを検出するよう
に適合される。好ましい実施例では、センサ590は、
スカナマチック・コーポレーション(+3060、ニュ
ーヨーク州、エルブリッジ、私書箱S)の52005−
3LED型光電センザを含む。このセンサにおいては、
LEDが光を発生し、この光が光ファイバの外径を通っ
てターゲットまで同軸に伝えられる。光は、部品のリー
ドによって反射され、内側の光ファイバの光束を通って
フォトトランジスタ変換器まで戻る。センサ590の出
力端子は、制御器600に電気配線591を介して結合
され、バイスにおける部品リードの存在を示す信号を与
える。
The acquisition station further includes a component lead sensor 590.
The sensor 590 is adapted to detect the presence of a component lead in the lead clamping vice 600. In a preferred embodiment, sensor 590 is
52005- of Scanamatic Corporation (+3060, PO Box S, Elbridge, New York)
Includes 3 LED type photoelectric sensor. In this sensor,
The LED generates light that is coaxially transmitted through the outer diameter of the optical fiber to the target. Light is reflected by the component leads and returns through the inner optical fiber bundle to the phototransistor transducer. The output terminal of sensor 590 is coupled to controller 600 via electrical wiring 591 to provide a signal indicating the presence of a component lead in the vice.

入手ステーションは、また、「バイス開放」センサ59
5を含み、「バイス開放」状態を示す信号を制御器60
0に送るように適合されている。このセンサは、ハネウ
ェル・コーポレーションのマイクロスイッチ部門(マザ
チュセッツ州マルポロ)の37XL31−003型ホー
ル効果近接センザを含む。
The acquisition station also has a "vise open" sensor 59.
5 and transmits a signal indicating the "vise open" condition to the controller 60.
Adapted to send to 0. The sensor includes a Model 37XL31-003 Hall Effect Proximity Sensor from Honeywell Corporation, Microswitch Division, Marpolo, Mass.

当業者には直ちに明白であるが、センサ590.595
により与えられた情報により、制御器は、コンベアまた
は他の通常の手段によりバイスに配達されている部品の
リードをバイスにつかませ、その後、部品リードを放さ
せることが可能になる。
As will be readily apparent to those skilled in the art, the sensor 590.595
The information provided by enables the controller to cause the vise to grasp the lead of a part being delivered to the vise by a conveyor or other conventional means, and then to release the part lead.

圧力バルブ520.525.530.535は、SMC
ニコーマヂック・インコーホレーテッド(46241イ
ンディアナ州インディアナポリス、西しイモンドストリ
ード5538)のNVS4114−00520型3ボー
トバルブを含む。各バルブは、また、排気口と結合され
たボートを有する。バルブ520の高圧出力ボートは、
バルブ545の1つの入力ボートに結合される。真空生
成器510の出力は、バルブ545の他の入力ボートに
結合される。バルブ525の出力は、バルブ545のパ
イロットボート(制御ボート)に結合される。 バルブ
545は、ハンフリプロダクッ(49003ミシガン州
力うマズー私書箱2008)のVAI25A型バルブを
含む。このバルブは、高圧源と真空源との間でバルブパ
イロットボートの圧力により出力ライン546を切り換
えるように作用する。圧力ライン546は、上側と下側
のアッセンブリ200,300に設けられた4個の単動
式エアシリンダに結合される。こうして、制御器は、制
御バルブ525,545によりアッセンブリ200,3
00を作動するエアンリンダに加圧エアまたは真空を供
給できる。
Pressure valve 520.525.530.535 is SMC
Includes NVS4114-00520 3-boat valve from Nicomagic Inc., 5538 West Imond Streed, Indianapolis, IN 46241. Each valve also has a boat associated with an exhaust port. The high pressure output boat of valve 520 is
It is coupled to one input port of valve 545. The output of vacuum generator 510 is coupled to another input port of valve 545. The output of valve 525 is coupled to a pilot boat (control boat) of valve 545. Valve 545 includes a model VAI25A valve from Humphrey Products, PO Box 2008, Mazu, Michigan 49003. This valve operates to switch output line 546 between a high pressure source and a vacuum source due to valve pilot boat pressure. Pressure line 546 is coupled to four single acting air cylinders located in the upper and lower assemblies 200,300. Thus, the controller connects assemblies 200, 3 with control valves 525, 545.
Pressurized air or vacuum can be supplied to the air cylinder that operates the 00.

上記の挿入失敗センサ580は、浮動するソケット部材
210に配置される。好ましい実施例では、このセンサ
は、ハネウェル・コーポレーションのマイクロスイッチ
部門のFYGE/MIO−0型近接センサを含む。その
出力信号は、制御器500に電気配線581を介して送
られ、上に説明したように、挿入失敗を示すセンサ信号
を与える。
The insertion failure sensor 580 described above is placed on the floating socket member 210. In a preferred embodiment, the sensor includes a FYGE/MIO-0 proximity sensor from Honeywell Corporation's Microswitch Division. The output signal is sent to controller 500 via electrical wiring 581 to provide a sensor signal indicative of a failed insertion, as described above.

グリッピング機構エアシリンダ430は、バルブ530
,535,540,570,575により作動される。
The gripping mechanism air cylinder 430 has a valve 530
, 535, 540, 570, 575.

バルブ530,535の出力は、それぞれ、圧力調節器
550,555とチェックバルブ560,565を通り
バルブ570へ通じる。調節器550’、555は、異
なった圧力レベル(たとえば、IOまたは20psi)
をバルブ570に与えるように別々に調整できる。2つ
の調節器を用いる目的は、制御器が2つのグリップ圧力
を選択できるようにするためである。制御器は、バルブ
570を作動することによりグリップ圧力を選択するよ
うに適合されている。このバルブ570は、好ましい実
施例では、ハンフリプロダクツの3El型バルブを含む
The outputs of valves 530 and 535 pass to valve 570 through pressure regulators 550 and 555 and check valves 560 and 565, respectively. Regulators 550', 555 may be configured to operate at different pressure levels (e.g., IO or 20 psi).
can be separately adjusted to provide valve 570 with The purpose of using two regulators is to allow the controller to select between two grip pressures. The controller is adapted to select the grip pressure by actuating valve 570. The valve 570, in the preferred embodiment, includes a Humphrey Products 3El type valve.

バルブ570の出力は、急速排気バルブ575を通り、
エアシリンダ430のロッド端に達する。
The output of valve 570 passes through a quick exhaust valve 575;
The rod end of air cylinder 430 is reached.

バルブ575は、ハンフリプロダクツのSQE型バルブ
を含み、バルブ570からの圧力が低下しはじぬたとき
に、バルブ575に与えられた加圧エアを急速に排気す
るように適合されている。バルブ575は、システムの
サイクルタイムを増加させる。
Valve 575 includes a Humphrey Products SQE type valve and is adapted to rapidly vent the pressurized air applied to valve 575 when the pressure from valve 570 fails to decrease. Valve 575 increases the cycle time of the system.

バルブ540は、ロポ゛ット出力バルブ(セイコーRT
−3000ロボツトの内部にある)を含み、その出力は
、複動式エアシリンダ430のキャップ端に結合される
Valve 540 is a robot output valve (Seiko RT
-3000 robot), the output of which is coupled to the cap end of a double-acting air cylinder 430.

バルブ570,540は、制御器500により同時に作
動され、シリンダ430を作動する。このため、グリッ
プを閉じるため、バルブ570を開き、バルブ540を
閉じる。グリップを十分に開くため、バルブ540を開
き、バルブ570を閉じる。部品を放すために、バルブ
570を閉じ、これにより、エアシリンダ530のキャ
ップ端とロッド端の双方から加圧エアの供給をやめる。
Valves 570 and 540 are actuated simultaneously by controller 500 to actuate cylinder 430. Therefore, to close the grip, valve 570 is opened and valve 540 is closed. To fully open the grip, valve 540 is opened and valve 570 is closed. To release the part, valve 570 is closed, thereby removing pressurized air from both the cap and rod ends of air cylinder 530.

センサ585は、グリッパアッセンブリの「ンヨー閉鎖
」位置を検出するために備えられる。好ましい実施例で
は、センサ585は、ハネウェル・コーポレーションの
マイクロスイッチ部門のFYGE/MIO−0型近接セ
ンザである。
A sensor 585 is provided to detect the "closed" position of the gripper assembly. In the preferred embodiment, sensor 585 is a FYGE/MIO-0 proximity sensor from Honeywell Corporation's Microswitch Division.

当業者に明らかなように、他の電気的システムや圧力シ
ステムのレイアウトも本発明を実施するために使用でき
る。別のリードクランピングバイスや入手ステーション
もただちに本システムに組みこむことができ、システム
の能力を増加できる。
As will be apparent to those skilled in the art, other electrical and pressure system layouts may be used to implement the invention. Additional lead clamping vises and acquisition stations can be readily incorporated into the system to increase system capacity.

バルブやセンサの種類も、ただちに個々の目的に合うよ
うに変更できる。
The types of valves and sensors can also be quickly modified to suit individual purposes.

以上の説明より明らかなように、好ましい実施例のコン
プライアンス機構は、該機構が第1浮動状態にあるとき
、コネクティングリンク150を」二側のボール・ソケ
ット・アッセンブリ200に関して所定の範囲で移動す
るように適合されている。移動の範囲は、一般に張力ボ
ルト225の周bb− りであり、該リンク150とソケット部材205゜21
0の隣り合う面との間のクリアランスと、張力ボルト2
25が分離したボール部材2+5,220とソケット部
材205,210に挿入される孔と核張カボルトとの間
のクリアランスの量により定まる。好ましい実施例の使
用のための必要な移動範囲は、比較的小さく、実際には
、図面に示されたそれぞれのクリアランスは、説明のた
めに少し誇張されている。実際の必要な移動範囲は、個
々の使用の関数である。
As will be apparent from the foregoing description, the compliance mechanism of the preferred embodiment is configured to move the connecting link 150 over a predetermined range with respect to the ball and socket assembly 200 on the second side when the mechanism is in the first floating state. It is adapted to. The range of movement is generally around the tension bolt 225 and between the link 150 and the socket member 205°21.
Clearance between adjacent surfaces of 0 and tension bolt 2
25 is determined by the amount of clearance between the separated ball member 2+5, 220, the hole inserted into the socket member 205, 210, and the core tension bolt. The required range of travel for use of the preferred embodiment is relatively small, and in fact the respective clearances shown in the drawings are slightly exaggerated for illustrative purposes. The actual range of movement required is a function of the individual use.

コンプライアンス機構は、さらに、該機構が第1状態に
あるとき、コネクティングリンク+50に関して下側の
板120と下側のアッセンブリ300とを所定の範囲で
移動できろように適合されている。移動範囲は、一般に
張力ボルト330の周りであり、該リンクとソケット部
材305,310の隣り合う面との間のクリアランスと
、張力ボルト330が分離したボール部材315,32
0とソケット部材305,310に挿入される孔と該ボ
ルトとの間のクリアランスとにより定まる。
The compliance mechanism is further adapted to allow a predetermined range of movement of the lower plate 120 and the lower assembly 300 with respect to the connecting link +50 when the mechanism is in the first state. The range of movement is generally around the tension bolt 330 and the clearance between the link and adjacent surfaces of the socket members 305, 310 and the ball members 315, 32 from which the tension bolt 330 is separated.
0 and the clearance between the bolt and the hole inserted into the socket member 305, 310.

付加的な自由度が、リンク150内に形成されたスロッ
ト155により与えられ、アッセンブリ300の該リン
ク!50に関する垂直運動をスロットI55の範囲で可
能にする。
An additional degree of freedom is provided by a slot 155 formed in the link 150 of the assembly 300! 50 is allowed in the area of slot I55.

コンプライアンス機構により可能となる多数の移動範囲
は、本発明の新規な特徴の一つである。
The multiple ranges of movement enabled by the compliance mechanism is one of the novel features of the present invention.

コンプライアンス機構が第1状態にあると、グリッピン
グ機構は、入手ステーションでクランピングバイスに保
持される部品についてクランピング平衡位置を見出すこ
とができる。この平衡点は、部品本体の変化または部品
の本体とリードとの関係の変化により、名目」−のクラ
ンピング点からずれる可能性がある。コンプライアンス
機構の運動の自由度のため、下側の板は、たとえば、水
平位置かられずかに斜めの位置にわずかに移動し、グリ
ッピングンヨーが作動体の中心軸かられずかにずれる可
能性がある。作動体に自1’JEiここのクランピング
平衡を見出させるという性能は、コンプライアンス機構
が部品サイズのずれに適応できることを意味する。コン
プライアンス機構がないと、ずれは、リードに予負荷を
生じ、リードを曲げるか、または、部品リードが入手ス
テーションから放されたときにロボットアームに関して
リードの位置のずれを生じるだろう。
When the compliance mechanism is in the first state, the gripping mechanism can find a clamping equilibrium position for the part held in the clamping vise at the acquisition station. This equilibrium point can shift from the nominal clamping point due to changes in the component body or changes in the relationship between the component body and the leads. Due to the freedom of movement of the compliance mechanism, the lower plate can move slightly, for example from a horizontal position to an oblique position, and the gripping yaw can be slightly displaced from the central axis of the actuating body. be. The ability to force the actuator to find its own clamping equilibrium means that the compliance mechanism can accommodate deviations in part size. Without a compliance mechanism, misalignment would create a preload on the lead, bending the lead, or causing a shift in the position of the lead with respect to the robot arm when the part lead is released from the acquisition station.

クランピング平衡位置を見出すのに十分な所定の「浮動
時間」の後、コンプライアンス機構は、第2状態すなわ
ち固定状態へと作動される。この状態では、グリッピン
グ機構の水平位置は、ロボット取付フランジに関して固
定される。上に説明したように、」二への垂直運動は、
リンク150のスロット155によりなお可能である。
After a predetermined "float time" sufficient to find the clamping equilibrium position, the compliance mechanism is actuated to the second or fixed state. In this state, the horizontal position of the gripping mechanism is fixed with respect to the robot mounting flange. As explained above, the vertical motion to the ``two''
Slot 155 of link 150 still allows.

コンプライアンス機構が固定状態にあると、入手ステー
ションでリードクランピングバイスから部品を放すこと
ができ、そして、入手ステーションから、その部品を挿
入すべきプリント配線板の所定の位置の」二の一点へロ
ボットアームを動かせる。次に、ロボットアームを低下
して、部品のリードを配線板の予め形成した穴に挿入す
る。
With the compliance mechanism in a fixed state, the component can be released from the lead clamping vise at the acquisition station, and the robot moves from the acquisition station to a point on the printed wiring board where the component is to be inserted. You can move the arm. The robot arm is then lowered to insert the component leads into the preformed holes in the wiring board.

挿入工程をさらに容易にするため、ロボット制御器をプ
ログラムして、配線板の位置の上で所定の距離だけ、通
常はリードが配線板に接触するまで、ロボットアームに
部品を低下させ、そして、次にロボットアームを振動さ
せる。この振動運動は、リード挿入を容易にするため、
個々の配線板の穴を横ぎって前後にリードを動かす。次
に、アームは、下方向のストロークを終える。
To further facilitate the insertion process, the robot controller is programmed to lower the component onto the robot arm a predetermined distance above the wiring board location, typically until the leads contact the wiring board, and Next, make the robot arm vibrate. This oscillating motion facilitates lead insertion.
Move the leads back and forth across the individual wiring board holes. The arm then completes its downward stroke.

振動の程度は、個々の使用についての要求に依存する。The degree of vibration depends on the requirements of the individual use.

好ましい実施例では、振動運動すなわち水平運動は、0
.002インチから0.02インチの大きさの範囲であ
る。
In a preferred embodiment, the oscillatory or horizontal motion is 0
.. The size ranges from 0.002 inches to 0.02 inches.

好ましい実施例によるロボットシステムの典型的な挿入
サイクル時間は、約2.5秒である。このサイクル時間
において、コンプライアンス機構の「浮動」時間、すな
わち、グリッピング機構が部品上で閉じた後、コンプラ
イアンス機構が第1状態にある時間は、典型的には、5
0ミリ秒より短い。サイクル時間と浮動時間は、明らか
に個々の使用により変化する。
A typical insertion cycle time for a robotic system according to a preferred embodiment is about 2.5 seconds. During this cycle time, the "float" time of the compliance mechanism, i.e., the time the compliance mechanism is in the first state after the gripping mechanism closes on the part, is typically 5
Less than 0 milliseconds. Cycle times and float times obviously vary with individual use.

典型的な挿入ザイクルは、以下の工程からなる。A typical insertion cycle consists of the following steps.

挿入するべき部品を、所定の入手点に置き、その−60
〜 点でたとえば気圧クランピングバイスにより固定する。
Place the part to be inserted at the specified acquisition point, and -60
- Clamp in a pneumatic clamping vise, for example.

ロボットアームを、入手するべき部品の」二の一点へ運
ぶ。コンプライアンス機構を第1の浮動状態にし、グリ
ッピング機構を十分に開き、ジョーが部品の対向する側
部の」二に位置するようになる点までグリッパジョーを
低下する。典型的には、固定したジョーを部品の隣り合
う側部から約1732インチだけ離れて配置してアーム
を低下する。
Bring the robot arm to the second point of the parts you need to obtain. The compliance mechanism is placed in a first floating state, the gripping mechanism is fully opened, and the gripper jaws are lowered to a point where the jaws are positioned two opposite sides of the part. Typically, the fixed jaws are placed approximately 1732 inches from adjacent sides of the part to lower the arm.

次に、アームを水平に動かして、固定したジョーを部品
の側部へ運び、そして、グリッピング機構を作動して、
移動できるジョーを部品の対向する側部に閉じて、部品
をつかむ。
The arm is then moved horizontally to bring the fixed jaw to the side of the part and actuate the gripping mechanism,
The movable jaws are closed on opposite sides of the part to grip the part.

コンプライアンス機構は第1の浮動状態にあるので、予
負荷を生じたりリードを曲げたりすることなく、部品を
つかむ。
Since the compliance mechanism is in the first floating state, it grips the part without preloading or bending the leads.

所定の浮動時間が経過すると、コンプライアンス機構を
第2の固定状態に作動して、コンプライアンス機構をロ
ックする。この作動は、部品リードへの予負荷を実質的
に生じない。次に、入手ステーションの気圧クランプを
作動して、部品を放させる。
Once the predetermined float time has elapsed, the compliance mechanism is actuated to a second fixed state to lock the compliance mechanism. This operation produces substantially no preload on the component leads. Next, activate the pneumatic clamp at the acquisition station to release the part.

次に、ロボットアームは、部品を引き上げ、所定の配線
板位置の」二の位置へ動かし、そして、下向きの挿入ス
トロークを開始する。挿入ストロークの間、上記の振動
を用いる。部品を配線板に挿入すると′、グリッパエア
シリンダへの気圧を解放し、グリッパエアシリンダのロ
ッドを引っ込ませ、その膨張ストロークの間に部品を放
させる。次に、ロボットアームを引き上げ、グリッパジ
ョーを十分に開く。ロボットアームを部品入手点」二の
位置へ戻すと、システムは、直ちに次のザイクルを開始
できる。
The robot arm then picks up the part, moves it to a predetermined board position, and begins a downward insertion stroke. The vibrations described above are used during the insertion stroke. Once the component is inserted into the circuit board, air pressure is released to the gripper air cylinder, causing the gripper air cylinder rod to retract and release the component during its expansion stroke. Next, pull up the robot arm and fully open the gripper jaws. Returning the robot arm to the parts acquisition point allows the system to immediately begin the next cycle.

以上に説明した実施例は、本発明の詳細な説明できる多
くの可能な特別な実施例を単に説明したものである。当
業者には、本発明の原理による多くの変形例が、本発明
の精神と範囲からはずれることなく直ちに可能である。
The embodiments described above are merely illustrative of the many possible special embodiments of the invention that can be described in detail. Many modifications to the principles of the invention will readily occur to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention.

(発明の効果) 上に説明した発明は、標準でない部品と同様に標準の部
品を挿入するためにも使用できる。本発明を使用すると
、1ダ一ス以上の異なった種類の部品(標準部品と標準
でない部品とを含む)をプリント配線板」二に密に配置
して挿入できる。本発明のコンプライアンス機構を用い
ると、本システムは、各々の型やサイズの部品に対応で
きる。本発明の新規な放す機構を用いると、本システム
は、密に配置して部品を挿入できる。
EFFECTS OF THE INVENTION The invention described above can be used to insert standard as well as non-standard parts. Using the present invention, more than one dozen different types of components (including standard and non-standard components) can be inserted into a printed wiring board in a closely spaced arrangement. Using the compliance mechanism of the present invention, the system can accommodate each type and size of parts. Using the novel release mechanism of the present invention, the system allows for the insertion of components in close-space arrangements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、好ましい実施例に用いたロボットシステムを
説明する斜視図である。 第2図は、第1図の矢印2の方向で端部作動体の円筒状
カバーを取り去った状態の、好ましい実施例の端部作動
体ユニットの側面図である。 第3図は、好ましい実施例の端部作動体の底面図である
。 第4図は、好ましい実施例の端部作動体の、第2図の4
−4線での上面断面図である。 第5図は、好ましい実施例の端部作動体の、第2図の5
−5線での側面断面図と、クリッパアッセンブリのエア
シリンダの図である。 第6図は、第5図の6−6線での断面図であり、好まし
い実施例で使用される」1下の分離したボール・ソケッ
ト・アッセンブリの結合を説明する。 第7図は、第5図の7−7線での下側の分離したボール
・ソケット・アッセンブリの断面図である。 第8図は、分離したボール・ソケット・アッセンブリを
作動させるために好ましい実施例で用いる二重エアシリ
ンダ/ピストン配置を説明する断面図である。 第9図は、膨張位置でのエアピストンアッセンブリとと
もに本発明の好ましい実施例に使用されるグリッパ機構
を作動するエアシリンダの、第5図の9−9線での断面
図である。 第1O図は、圧縮位置でのグリッパ機構エアピストンア
ッセンブリを説明する断面図である。 第1+図は、好ましい実施例のロボットシステムの圧力
系と電気系を説明する機能ブロック図である。 IO・・ロボット、I5・ ロボットアーム、20・・
・ロボット本体、60・・部品、70・・・入手ステー
ション、100・・・端部作動体、110.120・・
板、130・・スプリング、150・・・コネクティン
グリンク、 155・・スロット、 200.300・・・アッセンブリ八 205.305・・・固定したボールソケット、210
.310  作動するボールソケット、21.5,22
0,315,320・・・分離したボール、225.3
25・・・張力ボルト、230・・・レバー、330・
・・ナツト、335・・・レバー、364.384・・
ロッド、 366.386・・・ピストン、 400・・・グリッピング機構、 410.420・・・ジョー、 430・エアシリンダ、 450・・・ピストンアッセンブリ、 455.460  ピストン、 457・・・スプリング、 470.475・・スプリング。 第2図 第5図 第6図 第7図 34−一匡l。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a robot system used in a preferred embodiment. 2 is a side view of the preferred embodiment end effector unit with the cylindrical cover of the end effector removed in the direction of arrow 2 of FIG. 1; FIG. FIG. 3 is a bottom view of the end effector of the preferred embodiment. FIG. 4 shows the end effector of the preferred embodiment at 4 of FIG.
FIG. 4 is a top sectional view taken along line -4. FIG. 5 shows a preferred embodiment of the end effector shown in FIG.
FIG. 5 is a side sectional view taken along line -5 and a view of the air cylinder of the clipper assembly. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6--6 of FIG. 5, illustrating the coupling of the separate ball and socket assemblies used in the preferred embodiment. 7 is a cross-sectional view of the lower separated ball and socket assembly taken along line 7-7 of FIG. 5; FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a dual air cylinder/piston arrangement used in a preferred embodiment to operate a separate ball and socket assembly. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line 9--9 of FIG. 5 of the air cylinder actuating the gripper mechanism used in the preferred embodiment of the invention with the air piston assembly in the expanded position. FIG. 1O is a cross-sectional view illustrating the gripper mechanism air piston assembly in the compressed position. FIG. 1+ is a functional block diagram illustrating the pressure system and electrical system of the robot system of the preferred embodiment. IO・・Robot, I5・ Robot arm, 20・・
・Robot body, 60... Parts, 70... Obtaining station, 100... End effector, 110.120...
Plate, 130...Spring, 150...Connecting link, 155...Slot, 200.300...Assembly 8 205.305...Fixed ball socket, 210
.. 310 Operating ball socket, 21.5, 22
0,315,320...separated ball, 225.3
25...Tension bolt, 230...Lever, 330...
...Natsuto, 335...Lever, 364.384...
Rod, 366.386 Piston, 400 Gripping mechanism, 410.420 Jaw, 430 Air cylinder, 450 Piston assembly, 455.460 Piston, 457 Spring, 470. 475...Spring. Figure 2, Figure 5, Figure 6, Figure 7, Figure 34-1.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品リ
ードとにより特徴付けられる電子部品のプリント配線板
への挿入のためのロボットと結合して使用するための端
部作動体において、 上記の部品本体をつかむために上記のロボットに結合さ
れ、第1と第2のジョー部材を有する部品グリッピング
機構と、 電子部品の本体に相対的にジョー部材を開き、そして、
閉じるための作動手段と、 上記のロボットの所定の部分に相対的な、X、Y、Z座
標系の3本の直交軸の各々に関するグリッピング機構の
直線運動と回転運動を運動の作動範囲で許すための追従
状態の間に作動される追従手段であって、位置が束縛さ
れている部品の本体に相対的に上記のジョー部材が閉じ
られるときに上記のグリッピング機構に及ぼされる反動
力に応答して上記の追従状態の間に、上記のロボットに
相対的な上記のグリッピング機構の初期位置から上記の
作動範囲内で上記のロボットに相対的な任意の使用位置
へ、上記のグリッピング機構に移動を許すための手段を
含む追従手段と、 少くとも上記の直交軸のまわりの回転と上記の直交軸の
なかの2軸に関する直線移動とに関して上記の使用位置
に上記のロボットに相対的に上記の部品グリッピング機
構の位置を固定するために、上記の追従状態に続いて作
動される固定手段とからなる端部作動体。
(1) In an end effector for use in combination with a robot for inserting an electronic component into a printed wiring board, the end effector is characterized by a component body and at least one component lead from the component body, a component gripping mechanism coupled to the robot and having first and second jaw members for grasping a component body of the electronic component; and opening the jaw members relative to the body of the electronic component;
actuating means for closing and permitting linear and rotational movement of the gripping mechanism relative to the predetermined portion of said robot with respect to each of the three orthogonal axes of the X, Y, Z coordinate system within an actuating range of movement; compliant means actuated during a compliant state for the purpose of the present invention, wherein the compliant means is responsive to a recoil force exerted on the gripping mechanism when the jaw member is closed relative to the body of the part being constrained in position; and during said tracking state, said gripping mechanism is moved from an initial position of said gripping mechanism relative to said robot to any use position relative to said robot within said operating range. tracking means including means for permitting said part relative to said robot in said position of use with respect to at least rotation about said orthogonal axis and linear movement about two of said orthogonal axes; and a locking means which is actuated following the above-mentioned follow-up condition in order to fix the position of the gripping mechanism.
(2)特許請求の範囲第1項に記載された端部作動体に
おいて、 上記の追従状態の間に上記の追従手段を作動するための
手段と、上記の追従状態に続いて上記の固定手段を作動
するための手段をさらに有することを特徴とする端部作
動体。
(2) In the end effector according to claim 1, there is provided a means for activating the following means during the following state, and a fixing means following the following state. An end effector further comprising means for actuating.
(3)特許請求の範囲第1項に記載された端部作動体に
おいて、 グリッピング機構の直線運動と回転運動とを許すために
追従状態の間に作動される上記の手段が、(a)上記の
ロボットに相対的に固定された第1点のまわりで作動範
囲内に回転するために上記のグリッピング機構の位置付
けを許すための第1コンプライアンス手段と、 (b)上記のグリッピング機構に相対的に固定され上記
の第1点から離れて配置される第2点のまわりで自由に
回転するために上記のグリッピング機構の位置付けを許
すための第2コンプライアンス手段と、 (c)上記の第1コンプライアンス手段と上記の第2コ
ンプライアンス手段とを相互に移動することを許すため
に上記の第1と第2のコンプライアンス手段を結合する
結合手段からなることを特徴とする端部作動体。
(3) In the end effector as claimed in claim 1, the above-mentioned means activated during the follow-up state to permit linear and rotational movement of the gripping mechanism include: (a) the above-mentioned means; (b) a first compliance means for permitting positioning of said gripping mechanism to rotate within an operating range about a first point fixed relative to said robot; (c) second compliance means for permitting positioning of said gripping mechanism to rotate freely about a second point fixed and spaced apart from said first point; and (c) said first compliance means. and said second compliance means, said end effector comprising coupling means for coupling said first and second compliance means to permit mutual movement of said first and said second compliance means.
(4)特許請求の範囲第3項に記載された端部作動体に
おいて、 上記の結合手段がリンク部材を備え、 上記の第1コンプライアンス手段が、上記のロボットに
固定された第1ボール・ソケット部材アッセンブリを備
え、上記のボール部材が上記のリンク部材の第1端部を
支えるための手段を備え、上記の第2コンプライアンス
手段が、上記のグリッピング機構に固定された第2ボー
ル・ソケット部材アッセンブリを備え、上記の第2ボー
ル部材が上記リンク部材の第2端部を支えるための手段
を備え、 上記の追従状態の間に、上記の第1と第2のボール部材
は、所定の運動範囲を通してそれぞれの対応するソケッ
トの内で回転を許され、このため、上記のロボットに相
対的な上記のグリッピング機構の上記の運動を許すこと
を特徴とする端部作動体。
(4) In the end effector according to claim 3, the coupling means includes a link member, and the first compliance means includes a first ball and socket fixed to the robot. a second ball and socket member assembly comprising a member assembly, the ball member comprising means for supporting a first end of the link member, the second compliance means being secured to the gripping mechanism; and means for the second ball member to support the second end of the link member, and during the tracking state, the first and second ball members move through a predetermined range of motion. an end effector, characterized in that it is allowed to rotate within its respective corresponding socket through the end effector, thereby allowing said movement of said gripping mechanism relative to said robot;
(5)特許請求の範囲第4項に記載された端部作動体に
おいて、 上記の固定手段が、 上記の第1ソケット部材を上記のボール部材に対して圧
縮し上記のボール部材の位置をソケット部材の中で固定
するために上記の第1ソケット部材に圧縮力を及ぼすた
めの第1作動手段と、上記の第2ソケット部材を上記の
ボール部材に対して圧縮し上記のボール部材の位置をソ
ケット部材の中で固定するために上記の第2ソケット部
材に圧縮力を及ぼすための第2作動手段 を有することを特徴とする端部作動体。
(5) In the end effector described in claim 4, the fixing means compresses the first socket member against the ball member to change the position of the ball member into the socket. a first actuating means for applying a compressive force to said first socket member to secure it within said member; and a first actuating means for compressing said second socket member relative to said ball member and positioning said ball member. An end effector characterized in that it has second actuating means for exerting a compressive force on said second socket member for securing within said socket member.
(6)部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品リ
ードとを有する電子部品を処理するためのロボット部品
挿入システムにおいて、 部品リードに相対的な所定の位置に部品を供給するよう
に適合された部品入手ステーションと、ロボット制御器
、ロボットアームおよび、上記のロボットアームに結合
された端部作動体からなるプログラム可能なロボットで
あり、逐次上記の入手ステーションで部品の本体をつか
み上記の部品のリードをプリント配線板に形成された所
定の孔に挿入するという運動の所定のシーケンスの間に
ロボットアームと端部作動体とを制御するための手段を
制御器が備えるロボットとからなり、上記の端部作動体
は、 上記の部品本体をつかむために第1と第2のジョー部材
を有する部品グリッピング機構と、 電子部品の本体に相対的にジョー部材を開き、そして、
閉じるための作動手段と、 上記のロボットの所定の部分に相対的な、X、Y、Z座
標系の3本の直交軸の各々に関するグリッピング機構の
直線運動と回転運動を運動の作動範囲で許すための追従
状態の間に作動される追従手段であって、位置が束縛さ
れている部品の本体に相対的に上記のジョー部材が閉じ
られるときに上記のグリッピング機構に及ぼされる反動
力に応答して上記の追従状態の間に、上記のロボットに
相対的な上記のグリッピング機構の初期位置から上記の
作動範囲内で上記のロボットに相対的な任意の使用位置
へ、上記のグリッピング機構に移動を許すための手段を
含む追従手段と、 上記の作動範囲内で上記の使用位置に上記のロボットに
相対的に上記の部品グリッピング機構の位置を固定する
ために、上記のジョー部材が上記の部品上に閉じかつ上
記のリードが上記のステーションに束縛される間に上記
の追従状態に続いて作動される固定手段とからなるロボ
ット部品挿入システム。
(6) A robotic component insertion system for processing an electronic component having a component body and at least one component lead from the component body, adapted to feed the component at a predetermined position relative to the component lead. A programmable robot consisting of a parts acquisition station, a robot controller, a robot arm, and an end effector coupled to the robot arm, and sequentially grabs the body of the part at the acquisition station and retrieves the part. a robot, the controller comprising means for controlling the robot arm and the end effector during a predetermined sequence of movements of inserting the lead of the robot into a predetermined hole formed in a printed wiring board; an end effector comprising: a component gripping mechanism having first and second jaw members for grasping the component body; and opening the jaw members relative to the body of the electronic component;
actuating means for closing and permitting linear and rotational movement of the gripping mechanism relative to the predetermined portion of said robot with respect to each of the three orthogonal axes of the X, Y, Z coordinate system within an actuating range of movement; compliant means actuated during a compliant state for the purpose of the present invention, wherein the compliant means is responsive to a recoil force exerted on the gripping mechanism when the jaw member is closed relative to the body of the part being constrained in position; and during said tracking state, said gripping mechanism is moved from an initial position of said gripping mechanism relative to said robot to any use position relative to said robot within said operating range. a following means comprising means for permitting said jaw member to rest on said part for fixing a position of said part gripping mechanism relative to said robot in said operating position within said operating range; and a fixing means which is activated subsequent to said follow-up condition while said lead is tethered to said station.
(7)特許請求の範囲第6項に記載されたロボットシス
テムにおいて、 上記の部品入手ステーションは、上記のリードの位置を
上記の所定の位置につかせるために部品のリードをつか
むためのリードクランピング装置を備え、 上記のロボット制御器は、上記のリードをつかむ上記の
所定の位置を、上記のリードを挿入するプリント配線板
上の所定の開口位置と関連付けるための手段を備え、 上記のロボット制御器は、さらに、上記のリードクラン
ピング装置にリードがつかまれている部品の本体をつか
むために上記のロボットアームと上記の端部作動体の位
置を定めるための手段と、上記のグリッピング機構の上
記の直線運動と回転運動を許すための上記の手段を作動
するための手段と、上記の運動許可手段が作動される間
に上記の部品本体上に上記のジョー部材を閉じるための
且つ上記のリードに予負荷を作用させずに上記のロボッ
トアームに相対的にグリッピング平衡位置に達すること
をグリッピング機構に許すための手段と、上記のグリッ
ピング機構の位置を上記の平衡位置に実質的に固定する
ために上記の固定手段を作動するための手段と、上記の
部品リードを上記のプリント配線板位置の開口に挿入す
るために上記の入手ステーションから上記のプリント配
線板に相対的に所定の位置に上記のロボットアームを移
動するための手段とを備えていることを特徴とするロボ
ットシステム。
(7) In the robot system as set forth in claim 6, the component obtaining station includes a lead clamping device for grasping the lead of the component in order to position the lead at the predetermined position. the robot controller comprising means for associating the predetermined position for gripping the lead with a predetermined opening position on the printed wiring board into which the lead is inserted; The device further includes means for positioning the robotic arm and the end effector to grasp the body of a component having a lead gripped by the lead clamping device; means for actuating said means for permitting linear and rotational movement of said member; and said lead for closing said jaw member on said body of said part while said movement permitting means is actuated; means for permitting a gripping mechanism to reach a gripping equilibrium position relative to said robot arm without preloading said gripping mechanism; and for substantially fixing the position of said gripping mechanism in said equilibrium position. means for actuating said securing means to said position from said obtaining station relative to said printed wiring board for inserting said component lead into an opening in said printed wiring board position; A robot system comprising: a means for moving a robot arm; and a means for moving a robot arm.
(8)特許請求の範囲第6項に記載されたロボットシス
テムにおいて、 上記の部品入手ステーションは、さらに、上記のクラン
ピング装置で部品リードの存在を検出し上記のロボット
制御器にリードセンサ信号を供給するように適合される
リード検出手段を備えることを特徴とするロボットシス
テム。
(8) In the robot system set forth in claim 6, the parts acquisition station further detects the presence of a part lead with the clamping device and sends a lead sensor signal to the robot controller. A robotic system comprising lead detection means adapted to dispense.
(9)特許請求の範囲第8項に記載されたロボットシス
テムにおいて、 上記の部品入手ステーションは、さらに、上記のリード
クランピング装置が十分閉じた状態を検出し、そのこと
を示すクランピング信号を上記のロボット制御器に供給
するためのバイスクランピングセンサ手段を備えること
を特徴とするロボットシステム。
(9) In the robot system according to claim 8, the parts acquisition station further detects that the lead clamping device is fully closed, and outputs a clamping signal indicating this. A robot system comprising a vice clamping sensor means for supplying the robot controller to the robot controller.
(10)特許請求の範囲第6項に記載されたロボットシ
ステムにおいて、 上記のロボットシステムは、さらに、上記のジョー部材
をある増分距離だけ開くことにより所定の配線板位置に
部品を放すための手段を備えることを特徴とするロボッ
トシステム。
(10) A robotic system according to claim 6, further comprising: means for releasing a component into a predetermined board position by opening said jaw member an incremental distance; A robot system comprising:
(11)特許請求の範囲第10項に記載されたロボット
システムにおいて、 上記の第1ジョー部材の位置が固定され、上記の端部作
動体は、さらに、上記の第1ジョー部材に相対的に上記
のジョー部材を移動するように適合された気圧手段を備
えることを特徴とするロボットシステム。
(11) In the robot system according to claim 10, the position of the first jaw member is fixed, and the end effector further has a position relative to the first jaw member. A robotic system characterized in that it comprises pneumatic means adapted to move said jaw members.
(12)部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品
リードとを有する電子部品を処理するためのロボット部
品挿入システムにおいて、 部品リードに相対的な所定の位置に部品を供給するため
の部品入手ステーションと、 ロボット制御器、ロボットアームおよび、上記のロボッ
トアームに結合された端部作動体からなるプログラム可
能なロボットであり、逐次上記の入手ステーションで部
品をつかみ上記の部品をプリント配線板の所定の孔に挿
入するためにロボットアームと端部作動体とを制御する
ための手段を制御器が備え、上記ロボットは、上記のロ
ボットアームに相対的に部品リードの位置を定めるため
の基準として上記のリードの上記の所定の位置を用いる
ための手段を備えるロボットと、 上記の端部作動体は、上記の部品の本体を上記の入手ス
テーションでつかみ次に部品リードとロボットアームと
の関係を維持するための手段を備え、 上記の端部作動体は、 第1ジョー部材と、第2ジョー部材と、上記のジョー部
材を部品本体に相対的に開き閉じるための作動機構と、
上記のジョー部材を搬送する構造部材とからなる部品本
体グリッピング機構と、上記のグリッピング機構を上記
のロボットアームに結合するための結合手段とを備え、 上記の結合手段は、 第1端部と第2端部とを有するコネクティングリンク部
材と、 上記のロボットアームに結合されかつ上記のコネクティ
ングリンクの上記の第1端部と結合される第1コンプラ
イアンス機構であって、上記のロボットアームに相対的
な第1コンプライアンス点の近傍で上記のコネクティン
グリンク部材の回転を許す第1状態の間に作動される手
段と、上記の回転を防ぐために上記のコネクティングリ
ンク部材の位置を固定する第2状態の間に作動される手
段とを備える第1コンプライアンス機構と、上記のジョ
ー部材を搬送する上記の構造部材に結合され上記のコネ
クティングリンク部材の上記の第2端部に結合される第
2コンプライアンス機構であって、上記の構造部材に相
対的に第2コンプライアンス点の近傍で上記のコネクテ
ィングリンク部材の回転を許す上記の第1状態の間に作
動される手段と、上記の回転を防止するために上記のコ
ネクティングリンク部材の位置を固定する上記の第2状
態の間に作動される手段とを備える第2コンプライアン
ス機構とを備え、 上記のコネクティングリンク部材と、上記の第1と第2
のコンプライアンス機構とは、さらに、上記の第1状態
の間に上記のロボットアームと上記の構造部材との間の
移動を許す手段を備えるロボット部品挿入システム。
(12) In a robot component insertion system for processing an electronic component having a component body and at least one component lead from the component body, a component for feeding the component to a predetermined position relative to the component lead. A programmable robot consisting of an acquisition station, a robot controller, a robot arm, and an end effector coupled to the robot arm, which sequentially grabs parts at the acquisition station and places the parts on a printed wiring board. A controller includes means for controlling a robot arm and an end effector for insertion into a predetermined hole, said robot as a reference for positioning a component lead relative to said robot arm. a robot comprising means for using the predetermined position of the lead; and the end effector is configured to grasp the body of the part at the acquisition station and then determine the relationship between the part lead and the robot arm. the end effector includes a first jaw member, a second jaw member, an actuation mechanism for opening and closing the jaw member relative to the component body;
A component body gripping mechanism comprising a structural member for conveying the jaw member, and a coupling means for coupling the gripping mechanism to the robot arm, the coupling means comprising a first end and a first end. a connecting link member having two ends; a first compliance mechanism coupled to the robot arm and coupled to the first end of the connecting link, the first compliance mechanism being relative to the robot arm; means actuated during a first state permitting rotation of said connecting link member in the vicinity of a first compliance point and during a second state fixing the position of said connecting link member to prevent said rotation; a second compliance mechanism coupled to said structural member carrying said jaw member and coupled to said second end of said connecting link member; , means actuated during said first condition for permitting rotation of said connecting link member in the vicinity of a second compliance point relative to said structural member; and said connecting link member for preventing said rotation. and means actuated during said second state for fixing the position of said link member, said connecting link member and said first and second compliance mechanisms.
The compliance mechanism further comprises means for permitting movement between the robot arm and the structural member during the first state.
(13)部品本体と少くとも1本の部品本体からの部品
リードとにより特徴付けられる電子部品のリードのプリ
ント配線板への挿入のためのロボットと結合して使用す
る端部作動体であって、 電子部品の本体に相対的にジョー部材を開き閉じるため
の作動手段と、 第1コンプライアンス点の近傍で増分回転を制御の下に
許し、上記の増分回転を防ぐために選択的にロックでき
るための手段であって、ロボットに結合される第1コン
プライアンス手段と、コネクティングリンク部材により
上記の第1コンプライアンス手段に結合され、第2コン
プライアンス点の近傍での増分回転を制御の下に許すた
めの上記のクリッピング機構に結合され、上記の増分回
転を防ぐためにロックできる第2コンプライアンス手段
とを備え、 上記の第1と第2のコンプライアンス手段は、相対的な
直線移動が可能であり、3次元空間の3本の直交軸の各
々に相対的に上記のグリッピング機構の直線運動と回転
運動を選択的に行うため、且つ、上記のロボットに相対
的な上記のグリッピング機構の回転を選択的に防ぐため
に共働する端部作動体。
(13) An end effector used in combination with a robot for inserting leads of an electronic component into a printed wiring board, characterized by a component body and at least one component lead from the component body, , actuating means for opening and closing the jaw members relative to the body of the electronic component; and selectively lockable to allow controlled incremental rotation in the vicinity of the first compliance point and to prevent said incremental rotation. means, the first compliance means being coupled to the robot; the first compliance means being coupled to the first compliance means by a connecting link member for permitting controlled incremental rotation in the vicinity of a second compliance point; a second compliance means coupled to the clipping mechanism and lockable to prevent said incremental rotation, said first and second compliance means being capable of relative linear movement, said first and second compliance means being capable of relative linear movement; cooperating to selectively effect linear and rotational motion of said gripping mechanism relative to each of the orthogonal axes of the book, and selectively prevent rotation of said gripping mechanism relative to said robot; end effector.
(14)ロボット部品挿入システムにおいて、ロボット
制御器、ロボットアームおよび、上記のロボットアーム
に結合された端部作動体からなるプログラム可能なロボ
ットであり、逐次部品をつかみプリント配線板に挿入す
るという運動の所定のシーケンスの間にロボットアーム
と端部作動体とを制御する制御器を備えるロボットと、
部品リードに相対的な所定の位置に部品を供給するよう
に適合された部品入手ステーションと、上記のロボット
アームに結合された端部作動体とを備え、 上記の端部作動体は、 (a)上記の部品をつかむために上記の制御器からの制
御信号によって作動され、固定された第1ジョー部材と
、移動できる第2ジョー部材と、上記の第1ジョー部材
と相対的に上記の第2ジョー部材を動かすように適合さ
れた気圧手段とを備えるグリッピング手段であって、上
記の気圧手段は、シリンダ内に配置された第1と第2の
ピストン部材を有するコンパウンドピストンアッセンブ
リを備え、上記の第2ジョー部材は上記のロッドにより
搬送され、上記の第2ピストンは、上記の第1ピストン
に相対的に膨張位置に第2ピストンを付勢するスプリン
グ手段を備え、上記の第1ピストンに相対的に上記のロ
ッドに摺動可能に取り付けられ、上記のグリッピング手
段は、上記のコンパウンドピストンアッセンブリが圧縮
位置に駆動されるときに上記の気圧手段を作動してクラ
ンプ位置に上記のジョー部材を駆動するように適合され
、上記のスプリング部材は、上記の気圧手段の解放の際
に上記のコンパウンドピストンアッセンブリを上記の膨
張位置に駆動して上記のピストンを膨張ストロークだけ
移動するグリッピング手段と、(b)上記のグリッピン
グ手段を上記のロボットアームと結合するためのコンプ
ライアンス手段であって、上記のグリッピング手段の位
置が上記のロボットアームに関して所定の移動範囲内で
移動できる第1状態と、上記のグリッピング機構の水平
位置が上記のロボットアームに関して実質的に固定され
る第2状態とで選択的に動作できるコンプライアンス手
段とを備え、 上記のロボット部品挿入システムは、上記のジョー部材
を増分距離だけ開くことにより所定の挿入位置に上記の
部品を放すように適合されているロボット部品挿入シス
テム。
(14) A robot component insertion system, which is a programmable robot consisting of a robot controller, a robot arm, and an end effector coupled to the robot arm, and moves to sequentially grasp components and insert them into a printed wiring board. a robot comprising a controller for controlling the robot arm and the end effector during a predetermined sequence of;
a part acquisition station adapted to feed a part into a predetermined position relative to a part lead; and an end effector coupled to the robot arm, the end effector comprising: (a ) a fixed first jaw member and a movable second jaw member actuated by a control signal from the controller to grip the part; pneumatic means adapted to move two jaw members, said pneumatic means comprising a compound piston assembly having first and second piston members disposed within a cylinder; a second jaw member of the is carried by the rod, and the second piston includes spring means for biasing the second piston to an expanded position relative to the first piston; Said gripping means is slidably mounted relative to said rod and actuates said pneumatic means to move said jaw member into a clamping position when said compound piston assembly is driven into a compression position. gripping means adapted to drive, said spring member driving said compound piston assembly to said expanded position to move said piston an expansion stroke upon release of said pneumatic means; b) compliance means for coupling said gripping means with said robot arm, said gripping means having a first state in which the position of said gripping means can be moved within a predetermined range of movement with respect to said robot arm, and said gripping means; a second state in which the horizontal position of the mechanism is substantially fixed with respect to the robot arm; A robotic part insertion system that is adapted to release said part into a predetermined insertion position.
(15)ロボット装置に対する端部作動体であって、第
1ジョー部材と、第2ジョー部材と、上記のジョー部材
を開き閉じるための作動手段とを備えるグリッピング機
構と、 リンク手段を結合することによっていっしょに組み合わ
された第1と第2のコンプライアンス機構を備えた、上
記のグリッピング手段と上記のロボット装置とを結合す
るためのコンプライアンス手段であって、上記の第1コ
ンプライアンス機構は、上記のロボット装置に結合され
、上記の第2コンプライアンス機構は、上記のグリッピ
ング機構に結合され、上記のコンプライアンス手段は、
第1状態(この状態では、上記のグリッピング機構が上
記のロボット装置に関して所定の移動範囲内で自由に移
動できる)と第2状態(この状態では、上記のグリッピ
ング手段の位置が上記のロボット装置に関して実質的に
固定される)とで作用できるように適合されるコンプラ
イアンス手段とを備え、 上記の第1コンプライアンス機構は、第1の分離したボ
ール・ソケットアッセンブリを備え、この第1の分離し
たボール・ソケットアッセンブリは、 上記のロボット装置に固定して結合される第1ソケット
部材と、 上記の第1ソケット部材と結合された浮動ソケット部材
であって、上記の第1ソケット部材と協働して分離した
ソケット空洞を区画するように配置される浮動ソケット
部材と、 上記のソケット空洞内に上記のコネクティングリンクの
それぞれの側に1つずつ配置するように適合される第1
と第2の分離したボール部材と、上記の第1コンプライ
アンス機構に相対的に上記のコネクティングリンクの位
置を実質的に固定するように上記のソケット部材に圧縮
力を及ぼすための第1作動手段とからなる端部作動体。
(15) A gripping mechanism, which is an end effector for a robot device and includes a first jaw member, a second jaw member, and an actuation means for opening and closing the jaw members, and a link means are coupled to each other. Compliance means for coupling said gripping means and said robotic apparatus, comprising first and second compliance mechanisms combined together by said first compliance mechanism, said first compliance mechanism said second compliance mechanism coupled to said apparatus, said second compliance mechanism coupled to said gripping mechanism, said compliance means comprising:
a first state (in this state, the gripping mechanism can move freely within a predetermined movement range with respect to the robot device) and a second state (in this state, the position of the gripping means is in a position relative to the robot device) and a compliance means adapted to act with a first discrete ball and socket assembly (substantially fixed), the first compliance mechanism comprising a first discrete ball and socket assembly; The socket assembly includes a first socket member that is fixedly coupled to the robot device, and a floating socket member that is coupled to the first socket member and that cooperates with the first socket member to separate the socket assembly. a first floating socket member adapted to be disposed within said socket cavity, one on each side of said connecting link;
and a second separate ball member; and a first actuation means for applying a compressive force to the socket member to substantially fix the position of the connecting link relative to the first compliance mechanism. An end effector consisting of.
JP62057716A 1987-01-13 1987-03-12 End section effector for robot device Pending JPS63221990A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120089581A (en) * 2011-02-02 2012-08-13 쿠카 로보테르 게엠베하 Method for referencing a drive position of at least one electric drive

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5411068A (en) * 1977-06-28 1979-01-26 Mitsubishi Electric Corp Treating apparatus for freezing sludge
JPS5935396A (en) * 1982-08-13 1984-02-27 ジヤツク・ケネス・イボツト Static electricity generator

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