JPS61203234A - 物品取出し装置 - 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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段（第１図）作用 実施例 （ａ）実施例の構成の説明（第２図） 山）実施例の動作の説明（第３図） （Ｃ）実施例を用いた磁気ディスク装置組立の説明（第
４図、第５図、第６図） 発明の効果 〔概要〕 例えばロボット等の物品処理装置の作業に供される物品
固定用部材（治具）を有する物品搭載台であって、物品
の穴部と係合する治具の最下部に弾性部材を設け、ロボ
ットの把持手段（ハンド）が治具に係合した物品を取出
す際のハンドの自由度を補って確実に物品を取出せるよ
うにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、例えばロボット等の作業に供される物品（部
品）を搭載するための物品搭載台に関し、特に部品を固
定するための治具を有する物品搭載台の改良に関する。

近年のロボットの精密制御技術の発展により、機械加工
におけるロード作業、溶接作業のみならず組立作業まで
可能となっている。このような組立作業においては、予
じめ組立てられる物品（部品）が物品搭載台（以下部品
用パレットと称す）の定められた位置に搭載用意されて
おり、ロボットには、その部品搭載位置を教示しておき
、ロボットはその把持手段を教示された位置に移動して
部品用パレットから部品を取り出して組立作業を行う。

尚、把持とは保持と把握の総称であり、保持とはロボッ
トが指によらず物品のもつ移動の自由度を拘束すること
を云い、受は形、つり下げ形、吸着形等があり、又は把
握とはロボットが指により物品のもつ自由度を拘束する
ことを云う。

〔従来の技術〕 例えば、第７図に示す磁気ディスクの組立作業において
は、部品として、円形の中心穴を有する磁気ディスク（
以下円板と称す）４２が部品用パレット１０に設けた治
具１）に係合して搭載され、即ち、治具１）に円板４２
の中心穴を挿入するように搭載され、部品用パレット１
０の所定の位置に固定され、図のロボットの作業位置に
部品用バレン）１０が予じめ基台上に人手又はコンベア
等により自動的に運ばれてセントされる。尚、パレット
とは、部品を搭載するための台を意味し、固定であって
も移動式であってもよい。

一方、ロボットは、ハンドとして吸着ハンド３０を有し
、アーム３２に対しコンプライアンス機構３１を介し取
付けられており、吸着ハンド３０に真空ポンプと接続さ
れるバイブ３３が設けられ、吸着面３０ａを負圧として
部品を真空吸着するように構成されている。

そして、ロボットのアーム３２がｘ、ｙ、Ｚ方向に駆動
されて、部品バレン）１０の円板４２に吸着ハンド３０
が近接し、真空吸着によって円板４２を吸着面３０ａで
吸着した後、部品用パレット１０から円板４２を取り出
し組立用パレット２０方向にアーム３２を駆動して、組
立用パレット２０上のディスクエンクロージャ（以下ベ
ースと称す）　４０に搭載されたスピンドルモータ４１
のスピンドルに吸着した円板４２を挿入して、吸着を解
き、円板４２をスピンドルモータ４１のスピンドルに嵌
め合せる。

このようなロボットの作業においては、ロボットの教示
位置と実際の部品搭載位置は正確に一致することはなく
、部品用パレット１０がロボットに対して置かれる位置
誤差及び、部品用パレット１０への治具１）のセット時
のセット（組立）誤差によって実際の部品搭載位置をミ
リメートル単位以下の誤差に収めることは難しい。

このため、ハンド３０とアーム３２との間にコンプライ
アンス機構３１を設け、この誤差をロボット側で吸収す
るような試みがなされている。

このコンプライアンス機構３１は、基本的にはハンド３
０に人間の手首の如くの柔軟性を持たせるものであり、
簡単な構成のものでは、平行板バネ等により若干のｘ、
ｙ、Ｚ方向の変位を可能とするもの（特開昭５９−５３
１９２号）や、又力センサーによって構成し、力センサ
ーで外力を検出してこれをアーム３２の駆動系にフィー
ドバックして力制御によってアーム３２の教示位置がら
の変位を付与するように構成したものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、係る部品の搭載位置誤差をロボット側で
吸収するにも限度があり、第８図（Ａ）の如く、アーム
３２によって力Ｆが与えられたハンド３０の先端が治具
１）の上面にＰ点で当接してしまうと、ハンド３０には
反力としてＺ方向のＺｐＬか得られないから、コンプラ
イアンス機構３１ではＺ方向の誤差しか吸収できず、こ
の場合必要なＸ、Ｙ方向の変位は得られず、ハンド３０
の進行は不可能となるという問題が生じていた。

又、第８図（Ｂ）の如く、ハンド３０の進行は行われた
が、ハンド３０が傾いて円板４２に当接したときには、
パイプ３３例の吸着面３０ａは円板４２に当接しないた
め、円板１２の吸着が不可能となるという問題も生じて
いた。

従って、ロボット側でコンプライアンス機構３１を用い
て位置誤差を吸収すべくハンド３０に自由度を与えたと
しても、それに限りがあり、係る誤差を吸収しきれず、
円板４２の取り出し作業が円滑に進行しないという問題
があり、特に部品が小型化するにつれその傾向が大であ
った。

本発明は、係る問題点に鑑み、ハンドの自由度を物品搭
載台側でも補えるように構成して、取り出し動作を確実
にせしめることのできる物品搭載台を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

図中、第７図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してあり、１２は弾性部材であり、治具１）の最下部
に設けられるもの、１）０は傾斜部であり、治具１）の
上面周囲に設けられるものである。

〔作用〕

本発明では、弾性部材１２によってその上に搭載される
部品（円板）４２が治具１）に係合したまま傾むき可能
とし、傾むいたハンド３０に応じて部品４２も傾むくよ
うにせしめて、搭載部品に傾きという自由度を付与する
ことでハンドの自由度を補って、部品の取り出し動作を
確実にせしめるものである。

〔実施例〕

（ａ）実施例の構成の説明。

第２図は本発明の一実施例分解構成図である。

図中、第７図及び第１図と同一のものは同一の記号で示
してあり、１０ａはねじ穴であり、部品用パレット１０
に設けられ、治具１）を部品用パレ・ノド１０に固定す
るためのもの、１）１は取付部であり、治具１）の取付
部を構成するもの、１３は取付けねじであり、治具１）
の取付は部１）１を部品用パレット１０に固定すべく部
品用パレット１０のねじ穴１０ａに係合するものである
。

係る分解構成において、治具１工は円板４２の円形穴に
合わせて円筒状に構成され、ねじ１３が取付は部１）１
を介し部品用バレ７）１０のねじ穴１０ａにねじ込まれ
ることによって部品用バレン）１０に固定される。更に
、円形状の弾性部材１２（例えばシリコンゴム）が治具
１）に挿入され、弾性部材１２が治具１）の取付は部１
）１上の最下部に位置することによって完成する。

この実施例では、治具１）は円筒状に構成されているが
搭載される部品の穴に合わせて楕円状、多角形状であっ
てもよく、又、取付は部１）１の縁を設けず、弾性部材
１２が直接部品用パレット１０上に配置されるようにし
てもよい。

伽）実施例の動作の説明。

第３図は第２図構成の動作説明図である。

第３図（Ａ）に示す如く、ハンド３０と治具１）との間
に若干の誤差があっても、ハンド３０の先端は治具１）
の傾斜部１）０に当接し、ハンド３０は傾斜部１）０の
傾斜面の法線方向の力ｆが付与される。このため、コン
プライアンス機構３１では、力ｆのＸ方向成分ＸｐとＹ
方向成分ｙｐとによってＸ、Ｙ方向のバネによる変位又
は力制御ではＸＳＹ方向の位置変位が生じて、ハンド３
０は円滑に傾斜部１）０を滑るようにして治具１）へ進
行する。

ここで、傾斜部１）０は面取り部として治具の上面周囲
に設けられるものであるが、位置誤差の吸収を大きくす
るため、この面取りより大なる傾斜部を面取り又はＲ加
工により形成する。

一方、第３図（Ｂ）に示す如く、ハンド３０が円板４２
に対し傾いた状態で当接しても、弾性部材１２がハンド
３０より円板４２を介して与えられる力によって弾性変
形することにより円板４２が図の矢印Ａ方向に傾むき、
従ってパイプ３３例の吸着面３０ａが円板４２に接近又
は当接でき、真空吸着による取り出しが可能となる。

即ち、治具１）の傾斜部１）０によって図のＸＹ平面で
の誤差を吸収し且つ弾性部材１２によって部品４２側で
のローリング、ピッチングを生ぜしめてロボットの自由
度を補うことが可能となる。

これによって、ハンド、パレットとも厳しい取り付は精
度を要求されず、安価なロボット、安価なパレットによ
る取り出し作業が実現できる。

尚、前述のハンドは、吸着ハンドの外に磁力吸着ハンド
あるいは円板の外径を把持するハンド等の取り出しハン
ドであってもよい。

（Ｃ）実施例パレットによる磁気ディスク装置組立の説
明。

第４図は、磁気ディスク装置の組立作業の説明図であり
、図中、第７図で示したものと同一のものは同一の記号
で示してあり、４１ａはスピンドルであり、４３はスペ
ーサーであり、４４はクランパであり、４５ａは取付け
ねじである。

この組立作業では、組立用バレン）２０　（第７図参照
）に予じめベース４０を固定しておき、一方、部品用パ
レットｌＯには第５図、第６図で示す如くスピンドルモ
ータ４１、円板４２、スペーサー４３、クランパ４４及
び取付けねじ４５ａを搭載しておく。そして、ロボット
は部品用パレット１０からスピンドルモータ４１を取り
出し、ベース４０の取付は穴に嵌め合わせ、次に取付け
ねじ４５ａを取り出し図示しないロボットの電動ドライ
バで取付けねし４５ａによってスピンドルモータ４１を
ベース４０に取付け、更に円板４２、スペーサー４３の
順で部品用パレット１ｏがら取り出して、スピンドルモ
ータ４１のスピンドル４１ａに嵌め込む。所定の枚数（
例えば６枚）の円板４２を嵌め込んだ後、ロボットは部
品用パレット１０からクランパ４４を取り出し、スピン
ドル４１ａの上面に嵌め合わせ、取付けねじ４５ａでク
ランパ４４をスピンドル４１ａに固定せしめて、円板４
２を上から押さえ、組立てを完了する。

第５図は係る組立てのための部品用パレットの構成図で
あり、第６図は第５図における搭載側説明図である。

図中、第２図と同一のものは同一の記号で示してあり、
ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃは治具であり、前述の治具１）
と同一のものであり、治具１）ａは円板４２の搭載のた
めのもの、治具１）ｂはスペーサー４３の搭載のための
もの、治具１）　ｃ　ハ円板４２が治具１）ａに搭載さ
れる際に円板４２間に設けられる円板収納用スペーサー
４６　（第６図）を収容しておくためのものであり、１
２ａ、１２ｂ、１２ｃは弾性部材であり、前述の弾性部
材１２と同一のものであり、各々治具１）ａ、１）ｂ、
ｌｌｃに挿入されているものである。１４はモータセッ
ト用治具であり、第６図（Ｃ）に示ス如くその上部縁面
１４０にスピンドルモータ４１が搭載され、且つ位置出
しピン１４１によってスピンドルモータ４１のねし穴と
係合してその位置を固定するためのもの、１５はクラン
パ用治具であり、モータセット用治具１４の底部１４２
に設けられ、クランパ４４を搭載するためのものであり
、同様に下部に弾性部材１６を有するもの、１７はねじ
スタンドであり、穴１７ａの内に取付けねじ４５ａを搭
載しておくもの、１８は弾性部材であり、モータセット
用治具１４の底部１４２と部品用パレット１０間に設け
られるもの、４６は円板収納用スペーサーであり、円板
４２の治具１）ａに搭載に際し、円板４２間に間隔を保
つため治具１）ａに挿入されるものである。

このように構成された部品パレット１ｏにおいては、治
具１）ａには、第６図（Ａ）に示す如く、必要枚数の円
板４２がその間に円板収納用スペーサー４６を設けて弾
性部材１２ａ上にセットされ、治具１）ｂには、第６図
（Ｂ）に示す如く、必要数のスペーサー４３が弾性部材
１２ｂ上にセントされる。又第６図（Ｃ）の如く、クラ
ンパ用治具１５には、弾性部材１６上にクランパ４４が
セントされ、且つモータセット用治具１４の上面縁面１
４０にスピンドルモータ４１がそのねじ穴を位置出しビ
ン１４１に挿入してセントされる。このようにセットさ
れたクランパ４４とスピンドルモータ４１の中心軸は同
一であり、階層構造によって搭載スペースが少なくて済
み、又ロボットも同一位置の教示によってスピンドルモ
ータ４１とクランパ４４の取り出しが出来都合がよい。

更にねしスタンド１７に取付けねじ４５ａがセットされ
、セット完了となる。

以降の組立に際しては、前述の第４図の組立作業で説明
した如く、ロボットの吸着ハンド３０がスピンドルモー
タ４１、円板４２、スペーサー４３、クランパ４４の順
で部品パレット１０から取り出し、組立パレット２０上
のベース４０上に組立てていくとともに、ロボットの電
動ドライバがねじスタンド１７より取付けねし４５ａを
吸着してスピンドルモータ４１のベース４０への取付は
及びクランパ４４のスピンドル４１ａへの取付ケのため
ねじ締めを行って固定する。尚、吸着ハンド３０は、円
板４２の吸着、スピンドル４１ａへの嵌め合わせ後、治
具１）ａの円板収納用スペーサー４６を吸着し、取り外
して治具１）Ｃに嵌め込んで回収し、再び次の円板４２
の吸着を行う。

又、クランパ治具１５上のクランパ４４を吸着ハンド３
０が吸着する際にも、弾性部材１６によってクランパ４
４が傾いて自由度を補うことができる。

上述の実施例では、磁気ディスク円板、スペーサーの取
り出しの例で説明したが、これに限られることはない。

以上本発明を一実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、治具の最下部に弾
性部材を設けて、その上に設けられる物品にローリング
、ピッチングという自由度を持たせ、ロボットのハンド
の自由度を補うことができるという効果を奏し、又、治
具の上面周囲に設けた傾斜部によって、ロボットハンド
のコンプライアンス機構の機能を十分発揮でき、付与さ
れた自由度を補うことができるという効果を奏し、治具
に固定された物品をロボットハンドが円滑に取り出すこ
とが可能となるとともに高速取り出しも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例分解構成図、第３図は第２図
実施例構成の動作説明図、第４図は本発明の通用例とし
ての磁気ディスク装置の組立説明図、 第５図は第４図組立のためのパレット構成図、第６図は
第５図構成の部品搭載を示す図、第７図はロボットによ
る組立作業説明図、第８図は従来構成の問題点説明図で
ある。 図中、１〇一部品搭載パレット、 １）、ｌｌａ、ｌｌｂ、１）　ｃ−治具、１）０−傾斜
部、 １２・−弾性部材、 ４２・−・円板、 ４３−スペーサー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物品処理装置の把持手段によって把持される物品
   を搭載するための物品搭載台であって、前記物品の穴部
   に係合して該物品の位置を固定するための治具と、 前記治具が固定される基台と、 前記治具により位置が固定される物品を支持する弾性部
   材とを有する物品搭載台。
2. （２）前記物品は磁気ディスク円板であり、前記把持手
   段は該磁気ディスク円板を吸着把持する手段であり、前
   記位置決め手段は該磁気ディスク円板の円形穴と嵌合す
   るスピンドルであることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の物品搭載台。