JPH03505306A

JPH03505306A - ロボットアームのエンドエフェクタの機械的閉ループ位置決め系

Info

Publication number: JPH03505306A
Application number: JP1506815A
Authority: JP
Inventors: ダービー、スティーブン　ジェイ．
Original assignee: フランク　ガイドン
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1991-11-21
Also published as: EP0420909A4; US4919586A; EP0420909A1; WO1989011434A1; AU3769489A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ｑボットアームのエンドエフェクタの機械的閉ループ位置決め系ｌ亘立豆見技術分野本発明は、一般にロボット装置に関し、特に、随伴するワーク取付具、あるいはその他のロボット系とともに閉ループ基準台枠を創設し、もってエンドエフェクタの操作をロボットアームの総運動の不正確性および／または振動から不干渉とすることによって、作業精密性の低いロボットに高度に精密な作業を実行可能とさせる、新規な機械的ロボットアーム位置決め系に関する。

従来の技術の説明コストの低減のため、ロボット装置は、多くの産業分野で広く適用され、その重要性が増加し続けている。産業ロボットは、広く、材料、部品、工具を移動させる構成の再プログラム可能な多機能マニプレータと、種々のプログラムされた動作を通じて種々の作業の実行を特徴とする特殊装置とに定義される。一般に、実行される作業には、穴あけ、溶接、スプレー塗装およびビックアンドプレース操作が含まれる。現在の産業ロボットの主流は、前記操作に対して合格であるが、一方、その応用に際し、多くの組立作業、点検作業を伴うように、位置決めの高度な精密性が、必要不可欠である場合に対して、例えば、小型の電子部品の組立体には、通常、その公差は厳格とされ、さらに、プリント回路基板の場合のように、部品または構成部品間の空間の限定によって、しばしば、制限が加えられることになることに対して、前記装置は、前記精密性が低いため、重大な問題に直面していた。

典型的な産業ロボット系は、複数の連携したアームセグメントを有し、その端部に、例えば、つかみ具またはマイクロマニプレータのようなエンドエフェクターを配設しである。目標の３次元位置あるいは角位置に関して必然的に生じる位置上および回転上の誤差の要因には、ギヤバックラッシ、曲げたわみおよび校正誤差等がある。該誤差は、近位のアーム部材がら遠位のエンドエフェクターまで累積することになる。ロボット装置の精度の問題についての主な議論は、１９８８年春季発行の「ロボット装置の今日」第１巻第１号における（ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ　ｂｙ　Ｒｏｂｏｔｉｃｓ　Ｔｏｄａｙ、Ｖｏｌ、Ｉ　Ｎｏ、１゜Ｓｐｒｉｎｇ、１９８８　ｅｄｉｔｉｏｎ）チア　ビー、ディの（ｂｙ　Ｃｈｉａ　Ｐ、　　Ｄａｙ）　ｒ　Ｄボット精度の問題およびその改良方法」と称する論文において（ｉｎ　ａｎａｒｔｉｃｌｅ　ｅｎｔｉｔｌｅｄ：Ｒｏｂｏｔ　Ａｃｃｕｒａｃｙ　ｌ５ｓｕｅｓ　ａｎｄＭｅｔｈｏｄｓ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ”）検討されている。

従来技術の装置では、はとんど、最近開発されたレーザ追跡技術に典型的に見られるような、複雑で高価なセンサ手段やフィードバック手段によって前記の移動量の誤差または偏差を是正することにのみ、関心が集中している。該追跡システムによれば、エンドエフェクタの位置を、より精度よく決定することができるが、それは、大抵の産業ロボット系において、実行可能というよりはむしろより複雑で経費を要するとの認識の方が強く、また、しばしば、単に目標位置および目標配向のためにとどまらず、むしろロボットの全経路゛のまでをも目的とする程に、精密な座標を要求する傾向にある。さらに、装置の保全または取替のため、またはその他の、前もってプログラムした点から片寄らせて移動させたすべての場合、現存の装置は、明らかにエンドエフェクタを同一位置に正確に復元することを要求せざるを得ない。

従来技術の装置の他の例は、イノウニ（Ｉｎｏｕｅ）によるアメリカ合衆国特許第４，５６２，３９１号（Ｕ、Ｓ、　Ｐａｔｅｎｔ　Ｎｏ、４，５６２，３９１）において、「ロボット装置の位置決め系」と称して　　　　（ｅｎｔｉｔｌｅｄ”Ｒｏｂｏｔｉｃ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ”）開示されている。

簡単に述べると、イノウニの特許は、ジャイロスコープ組立体を含む、放電加工（ＥＤＭ）の中心ための位置決め系が記載されている。一旦、所定の移動が実行されると、ジャイロスコープは、系の遠位端における、連携したアーム部材、ハンド部材あるいは工具電極のいかなるものについて、推測される特殊な配向の精度の監視のため、方向基準を検査する。しかし、レーザ追跡システムを伴う場合のように、このアプローチは、大抵の産業への応用において、実行可能であるというよりは、より複雑で経費を要するものである。

イノウニの特許は、また、突出した複数のビンを有し、ワークを固定して載置する第１位置決め板を含む、前記ＥＤＭ系のためのフェイルセイフを記載している。第２位置決め板は、電極ホルダー上で着脱自在であり、複数のボアホールを有している。前記ビンと前記ホールとは、ワークに対する前記工具電極の電極表面の適正配置時に、前記ホールによる前記ビンの完全な収容を可能して配置してあり、それにより、ロボット系の遠位端における、ジャイロ組立体により前記ワークに対してなされる、・前記電極の適正な位置決めの正否をチェックする。

前述したように、イノウニのジャイロ組立体は、大抵の産業への応用において、受入可能であるというよりは、むしろより複雑で経費を要するものと考えられる。さらに、前記のフェイルセイフの特徴は、工具電極の適正な位置決めに対し何ら役立たない。ジャイロ組立体は、いかなる時でも、ワーク位置決め板に平行な電極ホルダー位置決め板上で基準台枠を保全する。電極ホルダー位置決め板がワーク位置決め板に接触したか否かのカフィードバックまたはセンサ情報は生じない。前記プロセスでは、ロボット系が真に精度よいものであることを前提としなければ、前記ボアホールをリーマする可能性がある。すなわち、ウェツジングやつまりの問題を生ずることなく、極めて精度よく、前記ビンをそれに対応する前記ホールに挿入させる必要がある。

以上で明らかなように、現在、有効なロボット位置決め系よりも、複雑性および経費を低減するとともに、精密性の低い産業ロボットを、高度に精密なロボット組立体とする新規な位置決め系が望ましいと考えられる。

】」しＬ巨１− 冒頭で述べたことをさらに詳しく説明すると、本発明は、高度に精密な作業を実行させるため、ワーク取付具あるいはその他のロボット系に対してロボットアームのエンドエフェクタを位置決め決めする機械的閉ループ系からなる。該系は、アームの遠位機能端の近傍に着脱自在な手首組立体を含む。手首組立体は、コンプライアンス部材と、該コンプライアンス部材に連接した第１位置決め部材とを有している。第１位置決め部材は、第１連結手段を含む。前記ワーク取付具に随伴した第２位置決め部材は、第２連結手段を含む。第１連結手段および第２連結手段は、同一の寸法とするとともに、前記ワーク取付具上における目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、ロボットアームの回転内で嵌合可能に位置決めしである。

コンプライアンス部材は、前記目標座標への、前記ロボットアームの到達時に第２連結手段に嵌合させるための、第１連結手段の回転および並進運動の自由度を備えている。第１位置決め部材および第２位置決め部材の連結は、ロボットアームの総運動の不正確性または振動から前記エンドエフェクタの操作を分離する機械閉ループ基準台枠を有効に創設する。

発展させた実施例においては、本発明は、前記ワーク取付具の平面に平行な平面上で、２次元方向に移動可能な第２位置決め部材を含んでいる。

該可動第２位置決め部材は、それに随伴する第２連結手段を有するとともに、第１連結手段および第２連結手段の嵌合時にロボットアームのエンドエフェクタとワーク取付具との間に位置して構成させ、第２位置決め部材は、また、所定操作の実行のため、それを介して前記エンドエフェクタを前記ワークに連通させる開口を含んでいる。

本発明のさらに別の実施例においては、第２０ボツトアームのエンドエフェクタに対する第１０ボツトアームのエンドエフェクタの位置決めに有効であり、該系は、前記第１０ボツトアームに着脱自在な第１手首組立体と、前記第２０ボツトアームに着脱自在な第２手首組立体とを含んでいる。

第１手首組立体は、第１コンプライアンス部材と、該第１コンプライアンス部材に固定した第１位置決め部材とを含む。第２手首組立体は、第２位置決め部材を含む。第１位置決め部材および第２位置決め部材は、各々、第１連結手段および第２連結手段を含む。前記のように、第１連結手段および第２連結手段は、同一の寸法とするとともに、目標座標への、前記ロボットアームの到達時に、ロボットアームの回転内で嵌合可能に位置決めしである。コンプライアンス部材は、前記目標座標への、前記ロボットアームの到達時に第２連結手段に嵌合させるための、第１連結手段の回転および並進運動の自由度を備えている。一旦、第１位置決め部材および第２位置決め部材が連結すると、第１０ボツトアームおよび第２０ボツトアームに起因する総運動の不正確性または振動から、前記第１０ボツトアームのエンドエフェクタの操作および前記第２０ボツトアームのエンドエフェクターの操作を分離する機械閉ループ基準台枠が創設される。

このように、本発明は、ワーク取付具またはその他のロボット系に対するアームのエンドエフェクタの位置決めのため、ロボットアームに連結可能な機械的閉ループ系を提供することを第１の目的とする。

本発明は、精密性の低いロボットマニプレータに、高度に精密な作業を実行させることを可能とする機械的閉ループ位置決め系を提供することを他の目的とする。

さらに、本発明は、前記の周知なロボット位置決め系よりも、複雑性および経費を低減した機械的閉ループ位置決め系を提供することを目的とする。　また、本発明は、エンドエフェクタの操作をロボットアームの総運動の不正確性および／または振動から不干渉とする機械的閉ループ位置決め系を提供することを目的とする。

さらにまた、本発明は、どの標準産業ロボットマニプレータに対しても着脱自在に装備し得る、汎用性ある機械的閉ループ位置決め系を提供することを目的とする。

図面の簡単な説明本発明の、前記またはその他の目的、効果および特徴を、以下の詳細な説明からさらによく明確にするための参考に参照図面を添付し、すなわち、第１図は、本発明による機械的閉ループ位置決め系の一実施例の斜視図、第２図は、第１図に図示したワーク取付具の正面図、第３図は、本発明による機械的閉ループ位置決め系の他の実施例の斜視図、第４図は、エンドエフェクタが系の部品であり、それは第１連結手段および第２連結手段が片寄った、本発明のさらに別の実施例の斜視図、第５図は、第１連結手段および第２連結手段が種々の形状を有する、本発明のさらにまた別の実施例の斜視図、第６図は、第２位置決め手段がＸＹテーブルによってワーク取付具に対して移動可能である、本発明のさらに他の実施例の正面図、第７図は、第６図のワーク取付具、第２位置決め手段およびＸＹテーブル系の副次組立体の平面図、第８図は、本発明による、２つのロボットアームエンドエフェクタを有する閉ループ系の実施例の斜視図、第９図は、第８図の２つのアームを持つ実施例の正面からの一部断面図、そして、第１０図は、第９図に示した実施例の平面図である。

の詳細な説第１図を参照して、同図には、本発明による機械的閉ループ系１０の、第１の構成が図示されている。系１ｏは、ロボットマニプレータ１２に、取付板１４およびボルトやねじ（図示しな、い）のような一般の固定手段を介して着脱自在に取付けられた手首組立体１１を含んでいる。または、所望に応じて、板１４を早替え手首軸継手を介してエンゲージマニプレータ１２に配設し、前記手首軸継手自体は前記マニプレータに固定して装着する構成とすることもできる。コンプライアンス軸継手１６は例えばゴムブロックあるいはその他のエラストマー材料、またはばね機構を備え、該軸継手１６は取付板１４を上固定板１８に接続している。コンプライアンス軸継手１６は、マニプレータ１２に固定した板１４に対し、３次元方向で板１８を並進および回転運動可能とする。

上固定板１８には３つの位置決め脚２０が装着されており、脚２０は、それぞれ、おす円すい形の自由端２２を有している。各自由端２２は、それと対応する、下固定板２６におけるめす円すい形の収容部または口２４（第２図参照）と精密に連結する構成となっている。口２４の位置決めおよび形状は、脚２０の端２２を収容し、それによってマニプレータ１２を、下固定板２６に連接した部品取付具２８内に配置させたワーク（図示しない）上の所定位置に到達させるものとなっている。所望に応じて、下固定板２６および部品取付具２８を単一のワーク取付具からなるものとしてもよい。

おす円すい形自由端２２は、板１８および脚２０を適宜並進および回転運動させ十分に口と嵌合させるコンプライアンス軸継手１６によって、プログラムされた目標位置への、マニプレータ１２の到達時に、めす円すい形口２４と容易に連結する。マニプレータ１２は、自由端２２を、めす円すい形口２４の容積内に位置させるのに十分な程の精度で、並進および回転運動させるのみでよく、また、口２４には、前記連結を容易とする程度の寸法が与えられている。例えば、典型的な産業ロボットマニプレータは、プログラムされた目標位置から１／１０インチ（０，２５４ｃｍ）と１／１００インチ（０，０２５４ｃｍ）との間のいずれかとする精度で分析する。このように、端２２の正確な位置決めのため、口２４を精密に配置させているが、さらにマニプレータの精度分析を十分とする、テーバ面による案内をも含んでいる。

一旦、端２２がめす円すい形の容積内に収容されると、コンプライアンス軸継手１６に連結したマニプレータ１２は、おす円すい形の表面を、それと対応するめす円すい形の表面に押しつける。口２４内への端２２の連結に伴い、閉ループ系の物理位置は、下固定板２６および部品取付具２８に対する全方向および全配向に関して設定される。

上固定板１８には、つかみ具、その他の標準ツーリングあるいはマイクロマニプレータのようなエンドエフェクタ３０が取付けられている。端２２が口２４内へ連結し、精密な基準位置を定めてから、エンドエフェクタ３０が、所定操作を行うので、それにより、エフェクタ３０の操作は、マニプレータ１２の不正確性または振動から干渉されなくなる。所望に応じて、系１ｏを、マニプレータに、マニプレータに設置した既存のエンドエフェクタの機能を復原または損なうことなく、取付ける構成としてもよい。エンドエフェクタ３０を、マニプレータの総運動の不正確性および／または振動から分離することによって、高度に精密な作業が実行可能となる。例えば、ロボットマニプレータ自体の分析は１／１０インチ（０，２５４ｃｍ）から１／１００インチ（０，０２５４ｃｍ）までを可能とするのみであるのに対し、前記の例では１７１０００インチ（０，ＯＯ２５４ｃｍ）のオーダーもしくはそれ以上のオーダーで実行可能となる。

エンドエフェクタ３０に１つまたは複数の回転および／または並進運動用のアクチュエータを備え、平行および／または連続した機械チェーンで操作させることができる。１つまたは複数の把持装置を前記機械チェーンに配ｌさせ、所定の操作を、補助させるかあるいは実行させるために適用することも可能である。既存のエンドエフェクタについての議論はジョージ　クライン（Ｇｅｏｒｇｅ　Ｋ１１ｎｅ）著の”従来デザインにおける標準エンドエフェクターおよびその機能についての概要”　（Ａ　５ｕｒｖｅｙ　ｏｆ　５ｔａｎｄｅｒｄ　Ｅｎｄ　Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ｒｏｌｅｓ　ｉｎ　Ｃｕｓｔｏｍ　Ｄｅｓｉｇｎ）に提示されており、ロボットエンドエフェクタとして開示されている：すなわち、ミシガン州　プリマイスの、１９８６年６月“ １７日および同年同月１８日の応用会議におけるデザイン（Ｄｅｓｉｇｎ　ｉｎ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉ。

ｎｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｊｕｎｅ　１７　＆　１８，１９８６　ｉｎＰｌｙｍｏｕｔｈ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）である。さらに、エンドエフェクタのデザイン指針についての概観は、マーチン　ジェイ、ローゼンクランツ、ザ　サード（Ｍａｒｔｉｎ　Ｊ、Ｒｏｓｅｎｋｒａｎｚ、　ｍ　）著の”機械ローディングおよび材料の手扱いへの応用のためのエンドエフェクタのデザイン指針”（Ｅｎｄ　ＥｆｆｅｃｔｏｒＤｅｓｉｇｎ　Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ　ｆｏｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄＭａｔｅｒｉａｌ　Ｈａｎｄｌｉｎｇ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）に提示されており、ロボットエンドエフェクタとして開示されている：すなわち、ミシガン州　リボニアの１９８５年３月１９日および同年同月２０日の応用会議におけるデザイン（Ｄｅｓｉｇｎ　ｉｎ　ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｍａｒｃｈ　１９　＆　２０．１９８５ｉｎ　Ｌｉｖｏｎｉａ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）である。なお、前記各開示は、その後、両者をまとめて生産エンジニア協会（Ｔｈｅ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）によって刊行された。

第１図で説明した本発明のその他の実施例の幾つかをそれぞれ第３図、第４図および第５図に示す。各実施例において、第１図で説明した実施例と同一の部品には同一の符号を符しである。まず第３図を参照して、閉ループ系３１は、取付板１４と、コンプライアンス軸継手１６と、上固定板１８とを含んでいる。板１８には、第１図の説明で図示した脚２０よりも短い長さの３つの脚３２が取付けである。下固定板３４は、対向した一対の側壁３６と、その上縁３８の適正位置に配置した口２４とを含んでいる。図示した他の実施例と同様に、本閉ループ系の寸法、ワーク取付具に位置決めするワークまたは部品の形状およびエンドエフェクターで実行する操作は、大きいものとして想定している。

本発明の他の実施例を第４図に示す。板１４はマニプレータ１２に固定して取付けてあり、コンプライアンス軸継手１６は、板１４を上固定板４０に連結している。板４０は、第３図の説明で図示した短い長さの３つの位置決め脚４１を支持している。前記と同様に、脚４１の自由端２２は、おす円すい形であり、めす円すい形口２４に連結する。図示のように、口２４は、部品取付具２８から片寄った持ち上げパッド４４の上表面４３に、適正に位置決めされている。パッド４４を下固定板４２に固定するか、あるいは下固定板４２と一体としてもよい。エンドエフェクタ３０は、ワ−り（図示しない）に目標操作を実行するため、部品取付具２８上とともに上固定板４ｏの一端にて支持部材４６に連結している。

第５図の、本発明による実施例は、形状を異にした自由端をそれぞれ有する、複数の位置決め脚を含んでいる。すなわち、前記のように上固定板４８は３つの脚を支持している；しがし本実施例では、３つの脚５０ａ、脚５０ｂおよび脚５０ｃは、それぞれの自由端５２ａ、自由端５２ｂおよび自由端５２ｃに、各々、異なる嵌合面を有している。特に、端５２ａはおす円すい形表面を有し、端５２ｂは平面状の表面を有し、端５２ｃはおす形くさび状の表面を有している。端５２ａおよび端５２ｃが、下固定板５４内に適正に位置決めして形成した、対応するめす形口すなわち円すい形口５６ａおよびくさび形口５６ｃに、各々、連結する構成となっている。平面状表面の端５０ｂは、下固定板５４の上表面５３に当接するのみである。

くさび形の自由端５２ｃおよび、それに対応するくさび形の口５６ｃは、エンドエフェクタ３ｏに対する、回転運動による適正な配向を保証するため、端５２ｃおよび端５２ａを結ぶ仮想線４９と、口５６ｃおよび口５６ａを結ぶ仮想線５１とが、平行となる位置にて、それぞれ配設しである。

本実施例の連結形状は、本発明の実施の上で、好適な改良例と目される。位置決め基準の大部分は、おす円すい最端５２ａとそれと対応するめす円すい形口５６ａとから導出される。おすくさび最端５２ｃは、脚５０ｂと協働して下固定板５４の面に垂直な、マニプレータ１２の適正配向を決定するのみならず、おすくさび最端５２ｃは、また、下固定板５４の面における閉ループの基準台枠の配向をも決定する。前記と同様に、部品取付具５５を下固定板５４に連接するか、あるいは下固定板５４と一体としてもよい。

本発明の他の実施例である機械的閉ループ系６０を第６図および第７図に示す。

本実施例は、特に、表面軸付チップをプリント回路基板に整定する場合にしばしばあるような、固定したワークが系の位置決め脚の許容空間よりも大きい場合に有効である。前記のように、前記各実施例と同一の部品には同一の符号を符すこととする。

コンプライアンス軸継手１６は、上固定板１８を、マニプレータアーム１２に装着した取付板１４と連結している。上固定板１８から３つの位置決め脚６２が延在し、各脚６２は、それぞれ、おす円すい形の自由端６４を有している。また、板１８は、エンドエフェクタ６１を支持している。

各端６４は、それぞれに対応する、運動可能な下固定板６８内のめず円すい形の収容部または口６６に連結する。ＸＹテーブルの位置決め装置が可動板６８を、プリント回路基板、その他のワークに対して位置させるために適用しである。下板６８は、開口６°９を含み、開口６９を介してエンドエフェクタ６１が、所定操作の実行のため、ワークに連通ずる。表面軸付チップ−プリント回路基板の例では、エンドエフェクタ６１は、特定の単一自由度を持つ取付はアクチュエータ６３と、表面軸付チップを把握する構成のつかみ具６５とプの回転を促す第２の自由度をアクチュエータ６３内に持たせてもよい。

板６８を移動させるＸＹテーブル位置決め装置は、プリント回路基板上に板を配置し、一旦、端６４がロ６６内に連結すると、アクチュエータ６３とつかみ具６５とは、所定操作をする位置上の適正位置に置かれることになる。ＸＹテーブル位置決め装置は、当業者によって想定し得る、多くの方法のいかなるものであってもよい。例えば、図示の実施例は、それぞれ、一対の平行な、第１線形案内面８０ａおよび第２線形案内面８０ｂを含んでいる。一対の第２線形案内面８０ｂは、第１線形案内面８０ａに垂直に配置しであるとともに、一対の第１線軸受８２によって一対の第１線形案内面を横断可能に取付けである。一対の第２線軸受８４は、一対の第２線形案内面８０ｂに対する、下固定板６８の並進運動を促す。第１駆動手段は、ステッパーモータまたはサーボモータ８６ａと、親ねじまたはボールねじ８８ａと、ボールナツト９０ａとを備えており、第１駆動手段は、一対の第１線形案内面に沿う、上部組立体の運動を制御する。モータ８６ａは基底構造９２にモータ取付具９４ａで取付けである。

前記と同一の第２駆動手段は、一対の第１線形案内面８０ａに沿って、移行可能に取付けてあり、一対の第２線形案内面に沿う、下固定板６８の運動を指示する。すなわち、第２のステッパーモータまたはサーボモータ８６ｂは、第２のポールナツト９０ｂを、第２の親ねじまたはボールねじ８８ｂに沿って駆動する。モータ９０ｂは、下部駆動組立体に取付具９４ｂで取付けである。

ＸＹテーブル位置決め装置の速さは、位置決め脚によってマニプレータアームを連結させる前に、下固定板６８を目標位置に置く程度の速さとする必要がある。

もつとも、ＸＹテーブル位置決め装置は、ロボットマニプレータの変位に比べて、下固定板を、周期当たり、大きな変位で移動させる必要がないため、ＸＹテーブル位置決め装置の速さについては、問題にならないと考えられる。

本発明のさらに別の実施例を第８図から第１０図までに示す。本実施例は、２つ（若しくはそれ以上）のロボットマニプレータを用いて、所定操作を実行する場合に利用できる。鉄系は、座標系ロボットマニプレータ制御に関する幾つかの問題を、機械的閉ループ基準台枠の創設を通じて解決できる。第１の手首組立体１００ａは、マニプレータアーム９８ａに、取付板１０２ａで取付けてあり、該取付手段は、前記のようにいかなる一般の手段であってもよい。コンプライアンス軸継手１０４ａは、板１０２ａを上固定板１０６に連接しており、上固定板１０６は、３つの脚１０８を支持している。各脚１０８の自由端１１０は、それぞれ、めす円すい形の収容部または口１１２を、その内部に有している。同様に、第２の手首組立体が、ロボットマニプレータ９８ａに、取付板１０２ｂで取付けである。コンプライアンス軸継手１０４ｂは、取付板１０２ｂを下固定板１１４に連接し、さらに、下固定板１１４は、それに取付けた３つの位置決め脚１１６を有している。

各々の脚１１６は、おす円すい形の自由端１１８を有している。各端１１８は、プログラムされた目標座標への、ロボットマニプレータ９８ａおよびロボットマニプレータ９８ｂの到達時に、円すい形口１１２に嵌合可能に位置決めおよび構成されており、それによって、閉ループ基準台枠を創設する。他の実施例と同様に、該閉ループ基準台枠は、上固定板に連接したエンドエフェクタ１２０、および下固定板に連接したエンドエフェクタ１２２の操作を、ロボットマニプレータ９８ａおよびロボットマニプレータ９８ｂの、不正確性または振動から分離する。エンドエフェクタ１２０およびエンドエフェクタ１２２を、実行すべき作業によって、同種あるいは異種のものとしてもよい。さらに、前記マニプレータの連結を効率よく行うため、各固定板の、一方またはその両方に、おす／めす円すい形の位置決め手段を付加して、他のロボットマニプレータを、前記と同様に、連結させてもよい。

本発明における、２つのロボットマニプレータを連結する実施例の、他の実施例を第９図および第１０図に示す。本実施例において、上固定、板およびそれによって支持される脚の代わりに、第１円筒固定板１３０が適用され、円筒固定板１３０はその自由端１３２にておす形縁１３１を有している。それに対応する、第２円筒固定板１３４が、第８図の実施例の、それに支持された脚を有する下固定板の代わりに適用され、円筒固定板１３４は、めす形収容部または口１３５を有している。

さらに、回転運動による配向ビン１３８が、回転運動用収容部１３９に連結し、適正な回転度を保証する。

本発明による機械的閉ループ系の実施例の幾つかを添付図面に図示するとともに、前記の詳細な説明にて説明したが、本発明は、前記記載の特定の実施例に限定されるものではなく、本発明゛の概要から逸脱することなく、多数にわたる、その再構成、修正および代替が可能であると考えられる。

例えば、所望に応じて、おす円すい形の脚端と、それに対応するめす円すい形口とを取り替えて、上固定板および下固定板に配置させてもよい。さらに、前記の、円すい形、平面およびくさび形の表面形状のほか、その他の立体形状を適用することもできる。それ以外の変更もまた、当業者によって想到され得る。請求の範囲は、それらすべての修正をも包含する意図である。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成２年１１月コ２日特許庁長官　　っ　　　　　　　暉１、特許出願の表示ＰＣＴ／ＵＳ　８９１０２１４６２、発明の名称ロボットアームのエンドエフェクタの機械的閉ループ位置決め系３、特許出願人住　所　　アメリカ合衆国、ニューヨーク州　１２１８０、トロイ、ビーブルズ　アベニュー　１２２３国　籍　　アメリカ合衆国４、代理人住所東京都新宿区西新宿−丁目２５番１号（〒１６３新宿センタービル内私書箱第４０１１号）鵜沼特許事務所（１）補正書の翻訳文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１通請　　　求　　　の　　　範　　　囲１．ワーク取付具に位置決めしたワークへの、高度に精密な作業の実行を独立して操作するマイクロ−ロボットマニプレータが備えられたロボットアームの遠位端を、前記ワーク取付具に対し、Ｘ軸、Ｘ軸およびＺ軸について並進的に位置決めするとともに前記のＸ軸、Ｘ軸およびＺ軸の回りについて回転的に位置決めさせる機械的閉ループ系であって、鉄系は、コンプライアンス部材と、該コンプライアンス部材に連接されるとともに第１連結手段を含む第１位置決め部材と、を有する前記ロボットアームに着脱自在な手首組立体と；ワーク取付具に随伴し、第２連結手段を含む第２位置決め部材と、を備え；前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：ｉ）　前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第１位置決め脚と、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に随伴した第１位置決め口と、を有し、該第１位置決め口は、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記第１位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状のテーパ案内面を有し；前記第１連結手段と前記第２連結手段とは、また：ｉｉ）　　前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第２位置決め脚と、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に随伴した第２・位置決め口と、を有し、該第２位置決め口は、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記第２位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状のテーバ案内面を有し；さらに、前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：１ｉｉ）前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第３位置決め脚を有し、該第３位置決め脚は、その自由端を、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に、嵌合させる寸法および形状を有し；前記コンプライアンス部材は、前記各ロボットアームの、前記ワーク取付具に対する所定３次元並進座標および所定３次元回転配向への到達時に、前記第２連結手段に対し、その嵌合のため、精密に位置決めする、前記第１連結手段への、回転および並進運動の自由度を備え、前記第１位置決め部材と前記第２位置決め部材とを、前記マイクロ−ロボットマニプレータの独立操作を、前記ロボットアームの総運動の不正確性および振動から不干渉とする、６つの並進および回転運動の自由度を有する機械的閉ループ基準台枠を創設して、連結させる、機械的閉ループ位置決め系。

２、前記ロボットアームは、独立したマイクロ−ロボットマニプレータを含み、前記手首組立体は、前記アームの前記マイクロ−ロボットマニプレータの機能を損なうことなく、前記ロボットアームに着脱自在な請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３、（削除）４、（削除）５、前記位置決め系は、さらにマイクロ−ロボットマニプレータを備え、該マイクロ−ロボットマニプレータを、前記手首軸組立体に固定した請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

６、（削除）７、（削除）８、（削除）９、前記第１位置決め部材は、前記位置決め脚を含み、前記位置決め口は、前記第２位置決め部材に随伴した請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１０、前記位置決め口は、前記第１位置決め部材に随伴し、前記第２位置決め部材は、前記位置決め脚を有する請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１１、前記位置決め脚は、各々、直線状であって定値の長さを有する請求の範囲第１項に記載の機械酌量ループ位置決め系。

１２．前記第１位置決め脚の自由端は、おす円すい形であり、前記第１位置決め口は、めす円すい形である請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１３、前記位置決め脚の自由端は、おすくさび形であり、前記第２位置決め口は、めすくさび形である請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１４、前記第２位置決め脚の自由端は、おすくさび形であり、前記第２位置決め口は、めすくさび形である請求の範囲第１２項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１５、前記くさび形自由端と前記くさび形口とを、前記円すい形自由端および前記円すい形口を結ぶ線分と、前記くさび形自由端およびくさび形口とを結ぶ線分と、を同一線分とする位置にて、配設した請求の範囲第１４項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１６、第３位置決め脚の自由端は、平面状である請求の範囲第１４項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１７、前記第３位置決め脚を有しない、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに随伴した第３位置決め口を、さらに有し、該第３位置決め口は、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記ロボットアームの分析内で、前記第３位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有する請求の範囲第１２項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１８、前記第２位置決め脚の自由端および第３位置決め脚の自由端は、各々、おす円すい形であり、前記第２位置決め口と前記第３位置決め口とは、各々、めす円すい形である請求の範囲第１７項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

１９、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材の連結時に、各々により、三角形を形成する位置に、前記位置決め脚を構成し、該三角形内へ配置可能に、前記マイクロ−ロボットマニプレータを構成した請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２０、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材の連結時に、各々により、三角形を形成する位置に、前記位置決め脚を構成し、該三角形から片寄った配置を可能として、前記マイクロ−ロボットマニプレータを構成した請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２１、前記ワーク取付具は、該ワーク取付具におけるワークの位置決め時に、該ワークから片寄るパッドを含み、該パッドは、それに随伴する前記第２位置決め部材を有する請求の範囲第２０項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２２、前記パッドを、前記ワークの前記ワーク取付具内での位置決め時に、前記ワーク上をもって終点とする位置に、配置可能に構成し、前記位置決め口を前記第２位置決め部材に随伴させた請求の範囲第２１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２３、前記口を、前記第２位置決め部材に随伴させ、前記第２位置決め部材を、前記ワーク取付具と一体とした請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め装置。

２４、前記手首組立体を、前記ロボットアームに、着脱自在に装着した請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２５、前記コンプライアンス部材は、ゴムからなる請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２６、前記コンプライアンス部材は、エラストマー材料からなる請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２７、前記コンプライアンス部材は、ばねを含む請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２８、前記コンプライアンス部材は、ゴム、エラストマー材料およびばねの、少なくとも、いずれか２つからなる請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

２９、前記第２位置決め部材を、前記ワーク取付具に対し、移動自在に構成した請求の範囲第１項にに記載の機械的閉ループ位置決め系。

３０、前記第２位置決め部材を、前記ワーク取付具の平面に平行な平面上で、２次元方向に移動可能に構成し、前記第２位置決め部材を、前記第１部材および前記第２部材の連結時に、前記ロボットアームのエンドエフェクタと前記ワーク取付具との間に、配置可能に構成し、また前記第２位置決め部材は、それを介して、前記エンドエフェクタを、前記ワーク取付具に位置決めしたワークに連通させる開口を有する請求の範囲第２９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３１、ワーク取付具に位置決めしたワークへの、高度に精密な作業の実行を独立して操作するマイクロ−ロボットマニプレータが備えられたロボットアームの遠位端を、前記ワーク取付具に対し、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸について並進的に位置決めするとともに前記のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の回りについて回転的に位置決めさせる機械的閉ループ系であって、鉄系は、第１コンプライアンス部材と、該第１コンプライアンス部材に連接されるとともに第１機械連結手段を含む第１位置決め部材と、を有する第１０ボツトアームに着脱自在な第１手首組立体と；第２機械連結手段を含む第２位置決め部材を有する、第２０ボツトアームに着脱自在な第２手首組立体と、を備え；前記第１連結手段と前記第２連結手段とを、それぞれの目標位置への前記第１０ボツトアームおよび前記第２０ボツトアームの到達時に、前記第１０ボツトアームおよび前記第２０ボツトアームの分析内で、嵌合可能な寸法とするとともに前記第１連結手段と前記第２連結手段とを前記嵌合に位置決めし；前記コンプライアンス部材は、前記各ロボットアームの、目標位置への到達時に、前記第２連結手段に対し、その嵌合のため、精密に位置決めする、前記第１連結手段への、回転および並進運動の自由度を備え、前記第１位置決め部材と前記第２位置決め部材とを、前記マイクロ−ロボットマニプレータの独立操作を、前記ロボットアームの総運動の不正確性および振動から不干渉とする、６つの並進および回転運動の自由度を有する機械的閉ループ基準台枠を創設して、連結させる機械的閉ループ位置決め系。

３２、前記系は、第１エンドエフエクタと第２エンドエフエクタとを含み、前記第１エンドエフエクタを、第１手首組立体に固定し、前記第２エンドエフエクタを、第２手首組立体に固定した請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３３、前記第１エンドエフエクタは、第１マイクロマニプレータを有し、前記第２エンドエフエクタは、第２マイクロマニプレータを有する請求の３４、前記第２手首組立体は、さらに第２コンプライアンス部材を有し、前記第２位置決め部材を前記第２コンプライアンス部材に固定し、該第２コンプライアンス部材は、第１コンプライアンス部材との協働により、プログラムされた目標位置への、前記各ロボットアームの到達時に、嵌合可能な、前記第１連結手段と前記第２連結手段とへの、回転および並進運動の自由度を備えた請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３５、前記第１コンプライアンス部材は、ゴムからなる請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３６、前記第１コンプライアンス部材は、エラストマー材料からなる請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３７、前記第１コンプライアンス部材は、ばねを含む請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３８、前記第１コンプライアンス部材は、ゴム、エラストマー材料およびばねの、少なくとも、２つからなる請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

３９、前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第１位置決め脚を有し、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、それに随伴した第１位置決め口を有し、該第１０は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記第１位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有し；前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第２位置決め脚を有し、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、それに随伴した第２位置決め口を有し、該第２位置決め口は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記ロボットアームの回転内で前記第２位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有し；さらに、前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第３位置決め脚を有し、該第３位置決め脚は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に係合させる寸法および形状を有する請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

４０、前記第１位置決め脚の自由端は、おす円すい形であり、前記第１位置決め口は、めす円すい形である請求の範囲第３９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

４１、前記第３位置決め脚を有しない、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに随伴した第３位置決め口を、さらに有し、該第３位置決め口は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記ロボットアームの分析内で、前記第３位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有する請求の範囲第３９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

４２、前記第２位置決め脚の自由端および前記第３位置決め脚の自由端は、各々、おす円すい形であり、前記第２位置決め口および第３位置決め口は、各々、めす円すい形である請求の範囲第４１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

４３、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材の連結時に、各々により、三角形を形成する位置に、前記位置決め脚を構成し、該三角形内に配置可能に、前記第１エンドエフエクタおよび前記第２エンドエフエクタを、各々、構成させて、前記第１手首組立体を前記第１０ボツトアームに、着脱自在に装着し、前記第２手首組立体を前記第２０ボツトアームに、着脱自在に装着した請求の範囲第３９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

４４、前記第１位置決め部材は、円筒状であり、前記第１連結手段は、円形の位置決め縁を有し、また、前記第２位置決め部材は、円筒状であり、前記第２連結手段は、前記円形位置決め縁に対応する寸法であって、該位置決め縁を収容可能な、円形の位置決め溝を含み、さらに前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に随伴する、回転配向の連結手段を備えた請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．高度に精密な作業を実行させるため、ワーク取付具に対してロボットアームのエンドエフェクタを位置決めする機械的閉ループ系であって、該系は、コンプライアンス部材と、該コンプライアンス部材に連接されるとともに第１連結手段を含む第１位置決め部材と、を有する、ロボットアームに着脱自在な手首組立体と；ワーク取付具に随伴し、第２連結手段を含む第２位置決め部材と、を備え；前記第１連結手段と前記第２連結手段とを、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に前記ロボットアームの分析内で、嵌合可能な寸法とするとともに、前記第１連結手段と前記第２連結手段とを、前記嵌合可能に位置決めし；前記コンプライアンス部材は、前記ワークに対する目標座標および目標配向への、前記ロボットアームの到達時に、前記第２連結手段と嵌合する前記第１連結手段への、回転および並進運動の自由度を備え、前記第１位置決め部材と前記第２位置決め部材とを、前記エンドエフェクタの操作を、前記ロボットアームの総運動の、不正確性および振動から不干渉とする機械的閉ループ基準台枠を創設して、連結させる機械的閉ループ位置決め系。
２．前記ロボットアームは、前記エンドエフェクタを含み、前記手首組立体は、前記アームの前記エンドエフェクタの機能を損なうことなく、前記ロボットアームに着脱自在な請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３．前記ロボットアームの前記エンドエフェクタは、マイクロマニプレータを備えた請求の範囲第２項に記載の機械閉ループ位置決め系。
４．前記ロボットアームの前記エンドエフェクタは、標準ツーリングを備えた請求の範囲第２項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
５．前記位置決め系は、さらに前記エンドエフェクタを備え、該エンドエフェクタを、前記手首軸組立体に固定した請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
６．前記エンドエフェクタは、マイクロマニプレータを備えた請求の範囲第５項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
７．前記エンドエフェクタは、標準ツーリングを備えた請求の範囲第６項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
８．前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第１位置決め脚と、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に随伴した第１位置決め口と、を有し、該第１位置決め口は、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記ロボットアームの分析内で、前記第１位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有し；前記第１連結手段と前記第２連結手段とは、また：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第２位置決め脚と、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に随伴した第２位置決め口と、を有し、該第２位置決め口は、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記ロボットアームの分析内で前記第２位置決め脚の自由端を嵌合して収容する形状を有し；さらに、前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第３位置決め脚を有し、該第３位置決め脚は、その自由端を、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に、嵌合させる寸法および形状を有する請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
９．前記第１位置決め部材は、前記位置決め脚を含み、前記位置決め口は、前記第２位置決め部材に随伴した請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１０．前記位置決め口は、前記第１位置決め部材に随伴し、前記第２位置決め部材は、前記位置決め脚を有する請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１１．前記位置決め脚は、各々、直線状であって定値の長さを有する請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１２．前記第１位置決め脚の自由端は、おす円すい形であり、前記第１位置決め口は、めす円すい形である請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１３．前記第２位置決め脚の自由端は、おすくさび形であり、前記第２位置決め口は、めすくさび形である請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１４．前記第２位置決め脚の自由端は、おすくさび形であり、前記第２位置決め口は、めすくさび形である請求の範囲第１２項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１５．前記くさび形自由端と前記くさび形口とを、前記円すい形自由端および前記円すい形口を結ぶ線分と、前記くさび形自由端およびくさび形口とを結ぶ線分と、を同一線分とする位置にて、配設した請求の範囲第１４項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１６．第３位置決め脚の自由端は、平面状である請求の範囲第１４項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１７．前記第３位置決め脚を有しない、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに随伴した第３位置決め口を、さらに有し、該第３位置決め口は、前記ワーク取付具に対する目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記ロボットアームの分析内で、前記第３位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有する請求の範囲第１２項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１８．前記第２位置決め脚の自由端および第３位置決め脚の自由端は、各々、おす円すい形であり、前記第２位置決め口と前記第３位置決め口とは、各々、めす円すい形である請求の範囲第１７項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
１９．前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材の連結時に、各々により、三角形を形成する位置に、前記位置決め脚を構成し、該三角形内へ配置可能に、前記エンドエフェクタを構成した請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２０．前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材の連結時に、各々により、三角形を形成する位置に、前記位置決め脚を構成し、該三角形から片寄った配置を可能として、前記エンドエフェクタを構成した請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２１．前記ワーク取付具は、該ワーク取付具におけるワークの位置決め時に、該ワークから片寄るパッドを含み、該パッドは、それに随伴する前記第２位置決め部材を有する請求の範囲第２０項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２２．前記パッドを、前記ワークの前記ワーク取付具内での位置決め時に、前記ワーク上をもって終点とする位置に、配置可能に構成し、前記位置決め口を、前記第２位置決め部材に随伴させた請求の範囲第２１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２３．前記口を、前記第２位置決め部材に随伴させ、前記第２位置決め部材を、前記ワーク取付具と一体とした請求の範囲第８項に記載の機械的閉ループ位置決め装置。
２４．前記手首組立体を、前記ロボットアームに、着脱自在に装着した請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２５．前記コンプライアンス部材は、ゴムからなる請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２６．前記コンプライアンス部材は、エラストマー材料からなる請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２７．前記コンプライアンス部材は、ばねを含む請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２８．前記コンプライアンス部材は、ゴム、エラストマー材料およびばねの、少なくとも、いずれか２つからなる請求の範囲第１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
２９．前記第２位置決め部材を、前記ワーク取付具に対し、移動自在に構成した請求の範囲第１項にに記載の機械的閉ループ位置決め系。
３０．前記第２位置決め部材を、前記ワーク取付具の平面に平行な平面上で、２次元方向に移動可能に構成し、前記第２位置決め部材を、前記第１部材および前記第２部材の連結時に、前記ロボットアームのエンドエフェクタと前記ワーク取付具との間に、配置可能に構成し、また前記第２位置決め部材は、それを介して、前記エンドエフェクタを、前記ワーク取付具に位置決めしたワークに連通させる開口を有する請求の範囲第２９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３１．第１ロボットアームのエンドエフェクターを、第１ロボットアームのエンドエフェクターに対して位置決めする機械的閉ループ系であって、該系は：第１コンプライアンス部材と、該第１コンプライアンス部材に固定されるとともに第１連結手段を含む第１位置決め部材と、を有する、第１ロボットアームに着脱自在な第１手首組立体と；第２連結手段を含む第２位置決め部材を有する、第２ロボットアームに着脱自在な第２手首組立体と、を備え；前記第１連結手段と前記第２連結手段とを、それぞれの目標位置への、前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームの到達時に、前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームの分析内で、嵌合可能な寸法とするとともに前記第１連結手段と前記第２連結手段とを、前記嵌合可能に位置決めし；前記第１コンプライアンス部材は、それぞれの目標位置への、前記各ロボットアームの到達時に、前記第２連結手段と嵌合可能な、前記第１連結手段への、回転および並進運動の自由度を備え、前記第１位置決め部材と前記第２位置決め部材とを、前記第１ロボットアームのエンドエフェクタおよび前記第２ロボットアームのエンドエフェクタの操作を、前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームの、総運動の不正確性および振動から不干渉とする機械的閉ループ基準台枠を創設して、連結させる機械的閉ループ位置決め系。
３２．前記系は、第１エンドエフェクタと第２エンドエフェクタとを含み、前記第１エンドエフェクタを、第１手首組立体に固定し、前記第２エンドエフェクタを、第２手首組立体に固定した請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３３．前記第１エンドエフェクタは、第１マイクロマニプレータを有し、前記第２エンドエフェクタは、第２マイクロマニプレータを有する請求の範囲第３２項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３４．前記第２手首組立体は、さらに第２コンプライアンス部材を有し、前記第２位置決め部材を前記第２コンプライアンス部材に固定し、該第２コンプライアンス部材は、第１コンプライアンス部材との協働により、プログラムされた目標位置への前記各ロボットアームの到達時に、嵌合可能な、前記第１連結手段と前記第２連結手段とへの回転および並進運動の自由度を備えた請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３５．前記第１コンプライアンス部材は、ゴムからなる請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３６．前記第１コンプライアンス部材は、エラストマー材料からなる請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３７．前記第１コンプライアンス部材は、ばねを含む請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３８．前記第１コンプライアンス部材は、ゴム、エラストマー材料およびばねの、少なくとも、２つからなる請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
３９．前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第１位置決め脚を有し、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、それに随伴した第１位置決め口を有し、該第１口は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記第１位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有し；前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第２位置決め脚を有し、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、それに随伴した第２位置決め口を有し、該第２位置決め口は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記第２位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有し；さらに、前記第１連結手段と前記第２連結手段とは：前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに連接した第３位置決め脚を有し、該第３位置決め脚は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、他の、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に係合させる寸法および形状を有する請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
４０．前記第１位置決め脚の自由端は、おす円すい形であり、前記第１位置決め口は、めす円すい形である請求の範囲第３９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
４１．前記第３位置決め脚を有しない、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材のひとつに随伴した第３位置決め口を、さらに有し、該第３位置決め口は、目標位置への、前記ロボットアームの到達時に、前記ロボットアームの分析内で、前記第３位置決め脚の自由端を、嵌合して収容する形状を有する請求の範囲第３９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
４２．前記第２位置決め脚の自由端および前記第３位置決め脚の自由端は、各々、おす円すい形であり、前記第２位置決め口および第３位置決め口は、各々、めす円すい形である請求の範囲第４１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
４３．前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材の連結時に、各々により、三角形を形成する位置に、前記位置決め脚を構成し、該三角形内に配置可能に、前記第１エンドエフェクタおよび前記第２エンドエフェクタを、各々、構成させて、前記第１手首組立体を前記第１ロボットアームに、着脱自在に装着し、前記第２手首組立体を前記第２ロボットアームに、着脱自在に装着した請求の範囲第３９項に記載の機械的閉ループ位置決め系。
４４．前記第１位置決め部材は、円筒状であり、前記第１連結手段は、円形の位置決め縁を有し、また、前記第２位置決め部材は、円筒状であり、前記第２連結手段は、前記円形位置決め縁に対応する寸法であって、該位置決め縁を収容可能な、円形の位置決め溝を含み、さらに前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材に随伴する、回転配向の連結手段を備えた請求の範囲第３１項に記載の機械的閉ループ位置決め系。