JPS59500362A - 物品保持・操作装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 操作ユニット 本発明は例えば工業ロボット又は座標テーブルに使用する操作ユニットに関する ものである。

ロボットアームとロボットグリッパを含む位置決めシステムでは、リモートコム プリカンスセンターズ（Ｒｅｍｏｔｅ　ＣＯ＋ｎ１）ｌｉｃａｎｃｅＣｅｎｔｅ ｒｓ）と称スル既知ノ装置がある。前記センターズはロボットアームとロボット グリッパの間に置いて、構成部品を所要位置に挿入するのに必要なコムプリカン スをロボットグリッパに与えるようになＴ。しかしながら、これらの装置は受動 的になり、即ちそれらは不整列を監視する感知手段をもたず、また必要な経筋を 行なうためのモータ又は雪の他の型式の作動器をもっていない。

特にロボットを自動組立用に使用するときは高い位置決め精度が要求される。研 究グループが行なった仕事は構成部品の不整列を感知し、ロボットアームの位置 を調節することによって不整列を修正するという試みである。

ロボットアームは比較的重いので、数百ミリメートルから数ミリメートルの範囲 にわたる微小調節をなすことは困難である。

゛本発明によれば、ハウジングを含み、前記ハウジング内に、２Ｌ）ハウジング 内の一部材の位置を感知するための位置感知手段を有し、前記部材は掴み手段に ある場所で連結されており、またｂ）前記ハウジング内の前記部材を勤がすため に前記感知手段と前記部材に連結された作動手段がある如き操作ユニットが提供 される。

作動、感知手段は流体式又は電気式作動、感知手段とすることができる。

流体式装置の場合、好適には位置感知手段は絞り手段を経て第一ガス管路を通し てガスが供給されるノズルを含み、前記ノズルはその位置を感知すべき部材に対 向して配置されており、また第二ガス管路を含み、この第二カス管路はノズルと 前記絞り手段の間で第一ガス管路に連結され、かつ前記作動手段に連結されてお り、前記部材がノズルに向って又はそれから離れるように動くとき、前記絞り手 段におけるカス圧が増大又は減少し、第二カス管路を経てガスを作動手段に向っ て又はそれから離れるように流すように構成する。

この場合、作動手段はベロー又は柔軟なカプセルを含み、前記カプセルはガスを ベローに入れたり出したりするために第二カス管路に連結され、前記カプセルは 部材を動かすためにその部材に衝合する。

電気式装置の場合、位置感知手段は衝合する部材間の接触力を感知できる電気セ ンサーを含む。好適には電気センサーはひずみ計とする。

添附図面について説明すべき本発明の実施例は感知と作動の両方の働きができる 適応可能なユニットを夫々含んでいる。このユニットはロボットアーム端に取付 けられ、ロボットハンドル（グリッパ）用の基部ヲ供する。感知手段を具えたユ ニットはそれ自身で、アームの作動器の使用にたよることなしに正確な動きを行 なう。このユニットは、グリッパ用の基台として作用する内方部材と、センサー 部材と、外方部材とを含む。全ロホ゛ットアームを調節する場合よりもずっと小 さい重量が操作されるので、ロボットハンドによって保持される構成部品の整列 に必要な微小調節を行なうのは容易になる。

後述するユニットにおいては、内方部材とセンサー部材間の構成部品の不整列が 感知され、一方、修正作用が外方センサーとセンサー部材間に生ぜしめられる。

それ故センサー部材は内方と外方の部材間の仲介体として作用する。第３ａ、３ ｂ、５及び６図に示すユニットは感知手段と作動手段の両方のために空気を使用 するか、その代り向洋のユニットを第ｓａ、ｓｂ図に示すものとして構成するこ とができる。これらＧはセンサー（容量形、誘導形等）及び例えば゛ルノイド、 電磁石又はステップモータを利用する電気作動手段を使用する。

以下、本発明を実施例につき添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例の原理を説明する図；第２図と第４図は本発明の異なっ た実施例によって補整される不整列の異なった種類のものを示す図；第３ａ図と 第３ｂ図は第２図に示す種類の補整をするための本発明の実施例を示す部分切除 した側面図と平面図； 第５図は第４図に示す種類の不整列を補整するための本発明の実施例を示す部分 切除した側面図；第６図は第４図に示す種類の不整列を補整するための本発明の 別の実施例を示す側面図； 第７図は作動手段の別の実施例を示す図；第８ａ図と第８ｂ図は夫々本発明の電 気的装置の平面図と部分切除した側面図である。

第３　ａ　、　３　ｂ　＋　５及び６図に示す本発明の実施例ｉｔ空気圧作動器 に関して、背圧センサーの原理を使っている。第１図を参照されたい。構成部品 の位置ルま面１空気が圧力ＰＳで一定供給源から供給される。而１がノズル２に 接近すると、オリフィス３の下流側の導管内の圧力は増し、この結果作動器を成 すベロー４を膨張せしめる。

上記原理に基づく数個のセンサー作動器ユニットは２つ以上の方向で直線調節及 び角度調節の両方を行なうために組合わせることができる。

ピンを孔に挿入する場合、生ずるかも知れない不整列は第２図に示す。ピンが孔 の面取部に接触する不整列は第ａａ、３ｂ図に示す型式のユニットによって矯正 される。第３ａ　、３ｂ図のユニットでは、外方部材５はロボットアーも上に取 付けられるが、最も内方の部材６はロホ゛ットハンド（グリッパ）用の基台を洪 する。部材６はセンサー部材７の内部で水平面内で自由に摺動でき、前記センサ ー部材は外方部材５の内部に取付けた２対のベロー４ａ　、４ｂと４０，４ｄに より任意の水平方向に動かすことができる。もし例えば、ビンがグリッパによっ て孔内に押入れられるときに面取部の右側面と最初の接触をなせば、部材６は左 方へ摺動してノズル２ａを閉じようとする。これにより右側のベロー４ａ内の圧 力は増大せしめられる。同時に内方部材６は左側ベロー４ｂに連結したノズル２ ｂを開き、その圧力を減ら、す。この結果、センサー部材７はベロー４ａ、４ｂ の対により左方へ動かされ、内方部材６を運び、かくしてビンの不整列を修正す ることになる。センサー部材７の内部での部材６の動きはほんの１０分の数ミリ メートルに過ぎないが、外方部材５の内部でのセンサー部＋；ｆ７の動きはずっ と大きく、数ミリメートル程度になる。同様に、もう一対のセンサーノズル２Ｃ ，２ｄとベロー４０．４ｄの対は垂直方向の調節を行なうことができる。従って ユニットの平面内の任意方向の不整列は調整することができる。

角度の不整列（第４図）は第５図に示すユニットによって修正できる。内方部材 ６はこの場合センサー部（オフ内で、成る制限角度以内で回転できる部分球面継 手の形をした部品である。感知ノズル２ａ、２ｂは垂直位置からのあらゆる片寄 りを監視する。例えばもしビシの傾きが垂直から時計回り方向であれば、左方の ノズル２ａは閉し、かくして右方でベロー４ａに連結ぎれた導管内の圧力を増大 せしめる。同様にノズル２ｂは開き、かくして左方のベロー４ｂ内の圧力を減少 せしめる。この結果、ベロー４ａは膨張して、部材６を左方へ押し、従って傾き を減らし、最後にはこの傾きを除去することになる。更に、他の対の感知ノズル と他の対のベローか垂直軸線に対する調節を行なう。

角度の不整列の修正はまた第６図に示すユニットによっても可能である。この場 合には以前の如く水平面内の（ベローによる）調節を行なう代りに、前記修正は 外方部材５の内部で部材６を回転させることによって行なわれる。この場合、部 材間の相対的動きのすべては、以前の如く、その幾つか又は丁べてか直線運動で ある代りに、回転運動となる。更に、別の対の感知ノズルと別の対のベローが垂 直軸線の回りの調節を行なう。

上述の各実施例においては、２対の感知ノズルと２対の作動器−ベローを含むユ ニットは２つの自由度をもち、前記対は２つの垂直方向と２つの垂直軸線の回り の整列を行なうために十字形をなすように配置されることば云うまでもない。

平面又は角度の整列の何れかを実施するため、お互に１２０°だけ位置がずれて いる場合、３つの感知ノズルと３つのベローのみを使うことができる。

成る場合には、調節のための全自由度を与えるために４つの自由度まで使用する 必要がある。このような場合、第３　ａ　＋　３　ｂ図に示すユニットと第６図 に示すユニットをお互に結合することができる。この場合、一方のユニットの内 方部材は他方のユニットの外方部材に固定し、かくして２つの直線と２つの回転 の調節を可能にする。

上記操作ユニットはできるだけコンパクトで小さいのが有利であるので、比較的 大きなスペースをとるベローは例えば合成ゴムの如き柔軟な材料から成型された カプセルと置換えることができる。その他のすべての点では、ユニットの外形は 同じままである。草７図はセンサー部材７を作動させるために外方部材の内部に 成型されたかかるカプセル１０を示す。カプセルの膨張側は、必要な調節を行な うためロボットハンドの基部を動かすことができる。

第８ａ、８ｂ図は２自由度の電気感知ユニットの一例を示す。この場合、構成部 品の不整列を感知するのに微小な変位を使う代りに、このユニットは合わされ気 信号に及び／又はその逆に変換せしめられるならば、空気圧ユニットで達成する ことができる。組合せ電気感知−空気圧作動又は空気圧感知・電気作動もまた本 発明のユニットに使うことができる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ハウジングを含み、前記ハウジング内に、ａ）ハウジング内の一部材の位置 を感知するための位置感知手段を有し、前記部材は掴み手段にある場所で連結さ れており、またｂ）前記ハウジング内の前記部材を動かすために前記感知手段と 前記部材に連結された作動手段を有することを特徴とする操作ユニット。 ２　請求の範囲ｌ記載の操作ユニットにおいて、位置感知手段はノズルと、絞り 手段を経てノズルにガスを供給するための絞り手段をもった第一ガス管路とを含 み、前記ノズルはその位置を感知すべき部材に対向して配置されており、また第 二ガス管路を含み、この第二ガス管路はノズルと前記絞り手段の間で第一ガス管 路に連結され、かつ前記作動手段に連結さｎており、もし前記部材がノズルに向 って又はそれから離れるように動けば、前記絞り手段におけるガス圧が増大又は 減少し、第二ガス管路を経てガスを作動手段に向って又はそれから離れるように 流すことを特徴とする操作ユニット。 ３　請求の範囲２記載の操作ユニットにおいて、前記絞り手段がオリアイスから なることを特徴とする操作ユニット。 ４　請求の範囲２又は３記載の操作ユニットにおいて、作動手段はベローからな り、前記ベローはガスをベローに入れたり出したりする第二ガス管路に連結され ておりかつ前記部材を動がすためにその部材に衝合することを特徴とする操作ユ ニット。 ５　請求の範囲２又は３記載の操作ユニットにおいて、作動手段は柔軟なカプセ ルがらなり、このカプセルはガスをカプセルに入れたり出したりする第二ガス管 路に連結されておりかつ前記部材を動かすためにその部材・に衝合することを特 徴とする操作ユニット。 ６、請求の範＠５記載の操作ユニットにおいて、カプセルは合成ゴムで作られる ことを特徴とＴる操作ユニット。 ７、　請求の範囲１記載の操作ユニットにおいて、位置感知手段は衝合する部材 間の接触力を感知できる電気感知手段からなることを特徴とする操作ユニット。 ８　請求の範囲７記載の操作ユニットにおいて、電気感知手段は少なくとも１つ のひずみ計からなることを％？７ｔとする操作ユニット。 ９　請求の範囲７記載の操作ユニットにおいて、作動手段は電磁手段からなるこ とを％徴とする操作二二′ント。