JP2706767B2 - Working robot - Google Patents
Working robotInfo
- Publication number
- JP2706767B2 JP2706767B2 JP60050845A JP5084585A JP2706767B2 JP 2706767 B2 JP2706767 B2 JP 2706767B2 JP 60050845 A JP60050845 A JP 60050845A JP 5084585 A JP5084585 A JP 5084585A JP 2706767 B2 JP2706767 B2 JP 2706767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- force
- pallet
- module
- screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
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) ロボツト本体の全体構成の説明(第2図)
(b) X軸モジユール及びパレツトの説明(第3図,
第4図,第5図,第6図)
(c) X軸モジユール動作の説明(第7図,第8図)
(d) Y軸,Z軸モジユール及び作業手段の説明(第9
図,第10図,第11図)
(e) 治具の説明(第12図,第13図,第14図,第15
図)
(f) ロボツト制御装置の構成の説明(第16図)
(g) ロボツト制御装置の基本制御動作の説明(第17
図,第18図)
(h) 作業動作の説明(第19図,第20図,第21図,第
22図,第23図,第24図,第25図,第26図)
(i) 磁気デイスク組立作業の説明(第27図,第28
図)
発明の効果
〔概要〕
作業手段が物品に接して作業を行なう作業用ロボツト
において,作業手段に加えられる力を検出する力検出手
段と,作業手段を複数軸方向に駆動する第1のモジユー
ルと,物品を搭載し異なる軸方向に駆動位置決めする第
2のモジユールと,力検出手段の出力に基いて第1,第2
のモジユールを駆動制御する制御手段とを設けることに
よつて作業を高速,高精度に行なうようにしたものであ
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明は,物品の取出し,取付け,ねじ締め等の物品
に接して作業手段が作業を行なうための作業用ロボツト
に関し,特に,高速,高精度の作業の可能な作業用ロボ
ツトに関する。
近年,フアクトリーオートメーシヨンの進展に伴ない
種々の自動作業機械が用いられている。このような自動
作業機械では,特にロボツトと称される自動機械が利用
されている。
このようなロボツトにおいては,物品に対する作業を
行なうハンドを備えており,ハンドによつて物品に接し
て作業を行なうとともにハンドは物品に対し相対的に3
次元の位置決めが行なわれる。
〔従来の技術〕
従来のロボツトでは,一般に物品は治具,パレツト等
で固定され,ハンド側が3次元位置決めされる構成が用
いられており,又この位置決めは位置フイードバツク制
御によつて行なわれていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら,従来のロボツトでは,ハンド側を3次
元位置決めするため,ロボツト自身のイナーシヤが大と
なり,高速駆動が困難であるという問題が生じている他
に,位置決め精度は位置決め機構の精度によつて定めら
れ,対象物品の位置誤差を含め,高精度な位置決めが困
難となり,高速駆動すると,接触時の衝撃で物品を傷つ
けるおそれがあり,精密な作業が困難であるという問題
もあつた。
本発明は,高速で精密な作業を行ないうる作業用ロボ
ツト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,A1は第1のモジユールであり,作業手段CHを複
数軸(例えば,Y軸,Z軸の2軸)に駆動するもの,A2は第
2のモジユールであり,作業される物品DEを前述の軸と
異なる方向の軸(例えばX軸)に位置決めするもの,BS
は力検出手段であり,作業手段CHに加えられる力を検出
するもの,CTは制御手段であり,力検出手段BSの出力に
基いて第1のモジユールA1及び第2のモジユールA2を駆
動制御するものである。
従つて,物品DEの移動と,作業手段CHの移動とによつ
て少なくとも3次元の位置決めが実行され,且つ力検出
手段BSの出力によつてこの位置決めが制御されることと
なる。
即ち、本発明は、対象物に対して作業を行うエンドエ
フェクタと前記エンドエフェクタを移動させるための移
動機構とを有する第1のモジュールと、前記対象物を搭
載し、一方向に前記対象物を位置決めする第2のモジュ
ールとを有し、前記移動機構と前記対象物との双方を駆
動して、作業を行う作業用ロボットにおいて、前記第1
のモジュールを前記第2のモジュールを跨ぐように、前
記第1のモジュールの両側を支持する支持機構と、前記
エンドエフェクタと前記移動機構との間に設けられ、前
記エンドエフェクタに加えられる力を検出する力検出手
段と、前記対象物へ移動させるための移動指令と前記力
検出手段からの力制御出力との合成によって、前記第1
のモジュールを駆動制御する制御手段とを設けたことを
特徴とする。
〔作用〕
本発明では,物品DEと作業手段CHの両者が移動するこ
とによつて3次元の位置合せが行なわれるためロボツト
自身のイナーシヤが減少し,高速の作業が可能となると
ともに,力検出手段BSによつて物品DEに接する作業手段
CHに加わる力を検出しながら制御しているので,高速動
作しても物品DEを傷つけたり,作業が円滑に行なわれな
かつたりすることが防止でき,従つて精密な作業が実行
できる。
〔実施例〕
(a) ロボツト本体の全体構成の説明
第2図は本発明の一実施例ロボツト本体の構成図であ
る。
図中,1a,1bは各々X軸モジユールであり,第3図内視
第8図にて後述する様にX軸方向の位置決めを行なうも
の,2a,2bは各々カバーであり,各々X軸モジユール1a,1
bを覆い,X軸モジユール1a,1b内からグリス,金属粉等の
外部への飛散を防止するもの,26は排気チユーブであ
り,図示しない真空排気装置に接続され,カバー2a内を
排気して,カバー2a内に外部から流入する気流を作つて
グリス,金属粉等の外部への飛散を防止するものであ
り,カバー2bに対しても同一の排気チユーブが設けられ
ている。3a,3bは各々パレツトであり,第12図及び第13
図,第14図にて後述する様に部品等が搭載され,各々X
軸モジユール1a,1bによつてX方向に位置決めされるも
の,3cはピンスタンドであり,穴探索治具3dを支持する
もの,4a,4bは各々支持部であり,後述するY軸モジユー
ルを支持するためのものであり,台足40,41と,これに
固定されたL字形の支持フレーム42,43と,支持フレー
ム42に設けられたコネクタボツクスとを有し,更に支持
フレーム42,43間に設けられるY軸モジユールの周囲を
覆うジヤバラカバー45と,ジヤバラカバー45内を排気す
る一対の排気チユーブ46,47とを有するもの,5はY軸モ
ジユールであり,ジヤバラカバー45内に設けられ,第9
図にて後述する様に後述するZ軸モジユールをY軸モー
タ56によつてY方向に駆動位置決めするもの,6はZ軸モ
ジユールであり,Z軸方向の駆動位置決めを行なうもので
あり,Z軸モータを覆うモータカバー60及びZ軸を覆うカ
バー66によつて覆われるもの,7aは吸着ハンド部であり,
Z軸モジユール6によつてZ方向に駆動され,γ軸モー
タを覆うモータカバー71と,γ軸モータによつて回転さ
れる真空吸着ハンド73を有するもの,7bは電動ドライバ
部であり,Z軸モジユール6によつてZ方向駆動され,1自
由度力センサを覆うカバー77と電動ドライバ78を有する
ものである。
尚,磁気デイスク装置の組立のため,パレツト3aには
デイスクエンクロージヤ80が,パレツト3bには,スピン
ドルモータ81,磁気デイスク82,スペーサー83等が設けら
れている。
この実施例では,支持部4a,4bはY軸モジユール5及
びZ軸モジユール6を支持して門型構成をなし,且つY
軸モジユール5の下部に一対のX軸モジユール1a,1bが
並設され,基本的には,X,Y,Zの3軸の門型直交ロボツト
を構成している。そしてZ軸モジユール6には作業手段
として,物品の取出し,取り付けを行う吸着ハンド部7a
と,ねじ締め固定を行なう電動ドライバ部7bとが設けら
れ,これらが,Y,Z方向に駆動され,一方パレツト3a,3b
がX方向に駆動されて3次元の位置決めがなされ,物品
の取出し,取り付け,ねじ締めという組立作業を行なう
ようにしている。
又,各モジユール1a,1b,5,6はカバー2a,2b,ジヤバラ
カバー45及びカバー60,66によつて覆われ且つ排気チユ
ーブ26,46,47によつて内部が排気されるため,これらモ
ジユール1a,1b,5,6の動作に伴なうグリスや金属粉等の
外部への飛散が防止され,クリーンルーム内での組立作
業に適したロボツトを構成し,吸着ハンド部7aでも,軸
モータがカバー71によつて覆われ,又電動ドライバ部7b
でも1自由度力センサがカバー77で覆われており且つ吸
着ハンド7aと真空吸着ハンド73の内部,電動ドライバ78
の内部も図示しない排気チユーブによつて排気され,一
層防じんの効果を高めている。
(b) X軸モジユール及びパレツトの説明
第3図はX軸モジユール1a,1bの外観斜視図であり,
第4図は第3図構成の内部構成図である。
図中,10はX軸可動部であり,後述するパレツトを支
持してX軸方向に移動するもの,11はボールネジであり,
X軸可動部10と係合し,回転によりX軸可動部10をX軸
方向に直進駆動するもの,12,13は一対のガイドであり,X
軸可動部10をX軸方向にガイドするもの,14はX軸モー
タであり,ボールネジ11を回転させるもの,15aはモータ
支持至であり,X軸モータ14が取付けられるもの,15b,15c
はベアリングハウジングであり,ボールネジ11の両端を
ベアリングで支えるもの,16はベアリングカバーであ
り,ベアリングハウジング15cのベアリングを覆うもの,
17はカツプリングであり,モータ14の軸とボールネジ11
とを結合するもの,18はフラツトケーブルであり,可動
部10と図示しない制御回路とを電気的に接続するための
もの,20,21は各々側板であり,23,24は各々サイドカバー
であり,L字形をなし,側板20,21に取付けられるもの,25
はセンターカバーでありコの字形をなし,ベアリングハ
ウジング15b,15cに取付けられるもの,21a,21b,21c,21d,
21e,21f,21gは各々チユーブ継手であり,所定の間隔を
置いて側板21に設けられ,カバー内と連通するもの,26
a,26b,26c,26d,26e,26f,26gは排気チユーブ26の分岐チ
ユーブであり,各々一端がチユーブ継手21a〜21gに接続
され,他端は図示しない真空排気装置に接続されるもの
である。
BLTは搬送ベルトであり,後述する物品搭載台(パレ
ツト)を搬送するための歯溝が形成されているもの,RL
1,RL2はレールであり,搬送ベルトBLTによつて搬送され
るパレツトのためのレールである。
第4図に示す如く,ボールネジ11は一対のベアリング
ハウジング15b,15c間にベアリングで支持されて設けら
れ,且つカツプリング17を介しモータ14の軸に連結され
ている。従つて,モータ14の駆動によつてボールネジ11
が回転し,可動部10がガイド12,13にカードされて,一
対のベアリングハウジング15b,15c間を移動する。
このボールネジ11及び可動部10は側板20,21に設けら
れたサイドカバー23,24及びハウジング15b,15c間に設け
られたセンターカバー25で覆われており,両端はベアリ
ングハウジング15b,15cで閉鎖されている。
従つて,これらカバー23,24,25,側板20,21,ベアリン
グハウジング15b,15cによつてボールネジ11及び可動部1
0は四方及び上部が覆われ,下方はフロア(床)である
から,ボールネジ11及びガイド12,13上のグリス及び内
部のホコリが外部へ飛散せず,ボールネジ11の回転に対
する接線方向の延長は全てカバー23,24,25及び側板20,2
1に行きつき,回転による飛散物の外部への直接飛散も
防止できる。
一方,係る内部は側板21に設けられたチユーブ継手21
a〜21gを介し排気チユーブ26a〜26gにより図示しない真
空排気装置に挿通しており,常時真空排気装置によつて
内部排気が行われ,X軸モジユールの外部から内部への気
流をつくり,発生したホコリ,グリス,金属粉等の外部
への流出を防ぐ。即ち,排気によつて内部圧力を下げ,
ゴミ,グリス等の流出を防ぐことができる。
又,排気チユーブ26a〜26gを複数設けることによつ
て,可動部10の高速移動による内部の圧力分布の変動に
よつて,可動部10より発生するグリス等の分布が激しく
変化し,瞬間的に高圧力になつても,複数の分散した場
所で排気することで,外部へ気流が発生することを防い
でいる。
又,ベアリングもカバー16で覆い,モータ14もカバー
で覆うことによつてこれらが外部に露出することなく,
グリス等の飛散防止を高めている。
後述する如くこのX軸モジユール1a(1b)の可動部10
は,パレツトを支持し,パレツトを送り,パレツト上の
搭載物への作業のため所望の位置に位置決めされるもの
であり,パレツトは搬送ベルトBLTによつてレールRL1,R
L2に沿つてX軸モジユール1a(1b)まで搬送された後,
可動部10で支持され,ボールネジ送り機構で所望の位置
に位置決めされる。
第5図は第4図構成のX軸モジユールの詳細構成図で
あり,第5図(A)はその斜視図,第5図(B)は第5
図(A)のA−A′断面図である。
図中,第4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,100は可動フレームであり,後述する各部
を支持するなめのもの,101,102,103,104は各々ピンガイ
ドであり,解放型リニアベアリングで構成され,可動フ
レーム100上の四隅に設けられるもの,105,106,107,108
はリニアベアリングであり,可動フレーム100下部の四
隅に設けられ,ガイド12,13と係合する移動ガイドの役
目を果たすもの,109はナツトであり,ボールネジ11と係
合するべく,フレーム100に設けられるもの,111,1112,1
13,114は各々ピンであり,各々ピンガイド101,102,103,
104に上下動可能にはめ合わされるもの,115,116はピン
支持ばりであり,中央にナツト115a,116aを有し,各々
ピン111と113,112と114と両端で連結して支持するもの,
117,118は走行レールであり,ピンガイド101〜104の両
側に設けられ,後述するパレツトの走行のためのもの,1
20,121はピン駆動ボールネジであり,ピン支持ばり115,
116のナツト115a,116aと係合して,回転によりピン支持
ばり115,116を上下動せしめ,これによつてピン111〜11
4を上下動するもの,122はピン駆動モータであり,モー
タ固定部126a,126bによつてフレーム100の下部に固定さ
れ,ジヨイント124によつてピン駆動ボールネジ120と連
結され,ピン駆動ボールネジ120を回転させるもの,128
はフラツトケーブル用コネクタであり,フラツトケーブ
ル18の接続のためのものである。尚,ピン駆動ボールネ
ジ121に対してもフレーム100下部にモータ固定部127a,1
27bによつて固定されたピン駆動モータ123にジヨイント
125によつて連結される。
従つて,可動部10は,フレーム100のナツト109がボー
ルネジ11に係合し,ボールネジ11の回転によつて直進す
るとともに,フレーム100下部のリニアベアリング105,1
06がガイド12,13と係合して,直進動作を円滑にガイド
する。又,フレーム100下部のピン駆動モータ122,123の
回転によつてピン支持ばり115,116を上下動し,これに
よつてピン111〜114が上下動する。これによつて搬送ベ
ルトBLTにより搬送されているパレツトをとらえ(キヤ
ツチし),ベルトBLTから解放し,またベルトBLTへ戻す
ようにする。
第6図は,係るパレツト3a(3b)の詳細構成図であ
る。
図中,第5図で示したものと同一のものは同一の記号
で示されており,30はパレツトフレームであり,後述す
るパレツト板を支持するためのもの,31a〜31dはテーパ
穴であり,パレツトフレーム30の四隅に設けられ,ピン
111〜114と係合するテーパを持つ穴で構成されるもの,3
2a〜32dはパレツト固定用アングルであり,パレツトフ
レーム30の四隅に設けられ,パレツト3a(3b)が可動部
10にとらえられた時に可動部10の走行レール117,118と
係合してパレツト3a(3b)を可動部10上で固定するため
のもの,33a〜33dは車輪であり,パレツトフレーム30の
四隅にパレツト固定用アングル32a〜32dとの間に設けら
れ,レールRL1,RL2上をパレツトフレーム30が走行する
ためのもの,34a〜34dは間隔管であり,パレツトフレー
ム30とパレツト固定用アングル32a〜32dとの間隔を保
ち,車輪33a〜33dの回転を保証するためのもの,35a〜35
dはボルトであり,パレツト固定用アングル32a〜32dを
間隔管34a〜34dを介しパレツトフレーム30に取付けるた
めのもの,36a〜36dはパレツト板固定用ネジ穴であり,
パレツト板をパレツトフレーム30に取付けるためのも
の,37はパレツト板であり,物品が搭載されるもの,38は
ベルト結合金具であり,パレツト板37の側部に設けら
れ,搬送ベルトBLTの歯溝と係合することによつて,搬
送ベルトBLTによるパレツト3a(3b)の搬送を行わしめ
るものである。
従つて,パレツト3a(3b)は,パレツト板37のベルト
結合金具38によつて搬送ベルトBLTと結合して,且つ車
輪33a〜33dによつてレールRL1,RL2上を搬送ベルトBLTに
よつて走行し,且つパレツトフレーム30のテーパ穴31a
〜31dにピン111〜114が係合してパレツトフレーム30が
持ち上げられ,可動部10にパレツト3a(3b)がとらえら
れ,搬送ベルトBLTとベルト結合金具38との係合が解か
れ,ボールネジ送りが可能となる。
(c) X軸モジユールの動作の説明
第7図は第3図乃至第6図構成の動作説明図,第8図
は第7図におけるボールネジ送り機構の送り動作説明図
である。
第3図及び第4図で説明した如く,搬送ベルトBLTは
常時図の左方向に移動しており,パレツト3a(3b)はベ
ルト結合金具38が搬送ベルトBLTの歯溝と係合している
から,この係合によりパレツト3a(3b)はレールRL1,RL
2上を第7図(A)の如く走行して搬送が行われる。
一方,可動部10は第7図(A)の如くモータ14側であ
る右端に位置し,パレツト3a(3b)の到着を待つ。
更に,パレツト3a(3b)が搬送ベルトBLTによつて搬
送され,可動部10の待機位置に到達し,可動部10のレー
ル117,118上を走行する。
パレツト3a(3b)が可動部10の所定位置に搬送された
ことを可動部10に設けられた図示しないセンサーが検出
すると,ピン駆動モータ122,123が駆動され,ピン駆動
ボールネジ120,121を回転させてピン支持ばり115,116を
上昇せしめる。これによつてピン支持ばり115,116の両
側に設けられたピン111〜114が上昇する。
このため,第7図(B)及び第8図に示す如くピン11
1〜114がパレツト3a(3b)のパレツトフレーム30のテー
パ穴31a〜31dに挿入し,パレツトフレーム30全体を持ち
上げ,パレツト板37のベルト結合金具38を搬送ベルトBL
Tから離し,接触を解除する。これとともに,パレツト
固定用アングル32a〜32dが第8図の如く可動部10のレー
ル117,118の下面に接触し,又車輪33a〜33dはレール11
7,118上から離れる。
これによつてパレツト3a(3b)は可動部10上に支持固
定される。この時ピン111〜114の先端がテーパ状に形成
されているため,ピン111〜114のテーパ穴31a〜31dへの
挿入に時間差が生じて位置決め誤差が生じても,これを
吸収できる。又,パレツト3a(3b)のテーパ穴31a〜31d
に同率のテーパ形状を設けることにより,ピン111〜114
との間で水平方向に安定したパレツト3a(3b)の保持が
できる。
このようにしてパレツト3a(3b)が可動部10上に保持
された後,第7図(C)の如く位置決めモータ14が回転
し,ボールネジ11を回転せしめて可動部10をガイド12,1
3に沿つた所望の位置に位置決めする。これによつてパ
レツト3a(3b)のX軸方向の位置決めが行なわれ,例え
ば第8図に示すパレツト3b上の治具に固定された磁気デ
イスク82の吸着ハンド部7aによる取出しが行なわれる。
このようにして作業が終了すると,位置決めモータ14
の回転により,可動部10をベアリングハウジング15c側
である左端に移動せしめる。
次に,ピン駆動モータ122,123を逆回転せしめ,ピン
支持ばり115,116を下降せしめ,ピン111〜114を下降さ
せる。これによつてパレツト3a(3b)は下降し,パレツ
トフレーム30のテーパ穴31a〜31dとピン111〜114との係
合が解除され,車輪33a〜33dがレール117,118に復帰
し,パレツト固定用アングル32a〜32dのレール117,118
下面との接触解除が行われ,パレツト3a(3b)は可動部
10上でフリー状態となる。従つて,パレツト3a(3b)の
ベルト結合金具38が搬送ベルトBLTの歯溝と係合して,
パレツト3a(3b)は再び搬送ベルトBLTによつてレールR
L1,RL2上を図の左方に搬送される。
その後,可動部10はモータ14によつて第7図(A)の
右端の位置に戻され次のパレツトの到着を待つ。
このようにして,ボールネジ送り機構1は搬送ベルト
BLTで送られてくるパレツト4をキヤツチし,搬送ベル
トBLTから解放し,所定の位置へ位置決めを行い,ロボ
ツトの作業に供し,作業終了後,再び搬送ベルトBLTに
パレツト4を戻してパレツト4を解放する。
上述の実施例ではベルトコンベアのラインを止めない
で,次々とパレツトを流してボールネジ送り機構で位置
決めを行うことにより,生産ラインにロボツトを容易に
組込める。
この実施例の外に,搬送ベルトBLT,レールRL1,RL2を
設けず,X軸モジユール1a,1bのみを用いて,人手により
可動部10にパレツト3a(3b)をセツトしてボールネジ送
りによる位置決めを行つてもよく,更に予じめ可動部10
にパレツト3a(3b)を固定しておいてもよく,これらの
場合ピンの上下動機構は設けなくてもよい。
(d) Y軸,Z軸モジユール及び作業手段の説明
第9図は第2図構成のY軸モジユール,Z軸モジユー
ル,吸着ハンド部及び電動ドライバ部の詳細構成図であ
る。
図中,5は前述のY軸モジユールを示し,51,52はその支
持フレームであり,53,54はそのガイドであり,支持フレ
ーム51,52間に設けられるもの,55はそのボールネジであ
り,支持フレーム51,52間に設けられ,その回転により
Z軸モジユール6をY方向に直進移動させるもの,56は
前述のY軸モータであり,支持フレーム51に設けられ,
ボールネジ55にカツプリングを介して接続され,ボール
ネジ55を回転させるものである。
6は前述のZ軸モジユールであつて,61はそのZ軸支
持フレームであり,ボールネジ55に係合しY方向に駆動
されるもの,62はZ軸モータであり,前述のカバー60で
覆われ,Z軸支持フレーム61に取付けられ,後述するボー
ルネジを回転させるもの,63,64は一対のガイドであり,Z
軸支持フレーム61にZ軸方向に沿つて設けられるもの,6
5はボールネジであり,Z軸モータ62によつて回転され,
後述するZ軸可動ブロツクをZ軸方向に駆動するもの,6
7はZ軸可動ブロツクであり,ボールネジ65の回転によ
つてZ軸方向にガイド63,64に沿つて直進移動するもの
である。
7aは前述の吸着ハンド部であり,70はその支持フレー
ムであり,可動ブロツク67に固定されるもの,72はγ軸
モータであり,前述のカバー71で覆われ,真空吸着ハン
ド73をγ軸を中心に回転させるもの,73は前述の真空吸
着ハンドであり吸着面73aを有し,図示しない吸気チユ
ーブによつて真空ポンプに接続され,吸着面73aを負圧
にするもの,74は4自由度力センサであり,真空吸着ハ
ンド73に加えられるX軸,Y軸,Z軸,γ軸方向の外力を独
立に検出するものであり,第11図にて後述するものであ
る。
7bは前述の電動ドライバ部であり,75はその支持フレ
ームであり,可動ブロツク67に固定されるもの,76は1
自由度力センサであり,カバー77で覆われ,電動ドライ
バ78に付与されるZ軸方向の外力を検出するものであ
り,第10図にて後述するもの,78は電動ドライバであ
り,ねじを吸着してねじ締め動作を行なうものであり,
第10図にて後述するものである。
従つて,Y軸モータ56の駆動によつて,ボールネジ55が
回転し,Z軸モジユール6がY方向にガイド53,54に沿つ
てスライド移動し,Z軸モータ62の駆動によつて,ボール
ネジ65が回転し,可動ブロツク67がZ方向にガイド63,6
4に沿つてスライド移動して,真空吸着ハンド73及び電
動ドライバ78はYZ平面の所望の位置に位置決めされ,且
つ真空吸着ハンド73はγ軸モータ72によつてγ軸を中心
に回転される。
第10図は電動ドライバ78及び1自由度力センサ76の構
成図である。
図中,76は前述の1自由度力センサであり,一対の平
行板バネ76a,76bと,各板バネ76a,76bの内面にそれぞれ
設けられた歪ゲージ760,761,762,763で構成され,歪ゲ
ージ760〜763が第10図(B)の如くブリツジ接続され
て,入力電圧Vinに対する出力電圧Voutの大きさによつ
て,歪ゲージ760〜763に加えられたモーメント,即ち平
行板ばね76a,76bを変形させた外力を検出するものであ
る。
78は電動ドライバであり,本体780内に電動モータと
これによつて回転するドライバが設けられるとともに,
先端782が真空ポンプに接続された吸気チユーブによつ
て負圧にされるものであり,電動ドライバ78の先端782
がねじに接触すると,ねじを真空吸着し,ねじによつて
電動ドライバ78の先端782がおおわれて密閉空間が形成
されることにより,ねじをドライバの先端に保持するも
のである。即ち,電動ドライバ78はねじをその先端部の
真空吸着して保持するものである。
第11図は第9図構成の4自由度力センサ74の構成図で
あり,第11図(A)はその斜視図,第11図(B)はその
分解斜視図である。
図において,740はX,Y,Z軸方向の力を検出する力検出
モジユールであつて,X,Yの2方向にのびる角棒741,742
より構成される十字状の角棒に角穴a,a′,b,b′,c,c′
を設ける(放電加工等を使用して穴を開ける)ことによ
り,夫々に平行板ばね体a1,a1′,b1,b1′,c1,c1′を構
成する。
力検出モジユール740は,第11図から明らかな如く,
各平行板ばね体が変位方向が互いに直交するように設け
られているので,平行板ばね体a1,a1′でX軸方向のた
わみ,平行板ばね体b1,b1′でY軸方向のたわみ,平行
板ばね体c1,c1′でZ方向のたわみを夫々分担する3自
由度を有する。
743,744は夫々力検出モジユール740を支持する支持体
であつて,支持体743はねじ745により角棒742と連結さ
れ,支持体744はねじ746により角棒741と連結されてい
る。尚,ねじ745,746は片方のみ示し,さらに,各ねじ7
45が螺合するねじ穴743aと他方の穴は中心穴740aの中心
位置から等しい距離の位置に設定され,同様にねじ746
が螺合するねじ穴744aと744bは中心穴250aの中心位置か
ら等しい距離(L9=L10)の位置に設定されている。
747は支持体743にねじ748により連結される出力棒で
あつて,力検出モジユール740に設けられた穴740aを貫
通するように構成されている。
この場合,支持体744が真空吸着ハンド73に固定され
る。
尚,出力棒747は力検出モジユール740に設けられた穴
740aを貫通するよう構成されているが,支持体744を貫
通するように構成してもよく,この場合は,支持体744
の基台への取付けを反対側(角棒741,742側)で連結す
る必要がある。
749a,749b,749c,749d,749e,749fは歪ゲージであつ
て,夫々各平行板ばね体a1′,b1,c1′の変位を検出す
る。ここで,この歪ゲージは軸方向の力をトルクの影響
を受けずに検出するため,中心穴740aを中心として中心
点対象となるように貼付し,夫々ブリツジ回路を構成せ
しめる。
従つて,図示されていないが,平行板ばね体a1,c1,b
1′にも歪ゲージが中心穴740aの中心点対象位置となる
ように各々2枚づつ貼付されている。
以上説明した構成とすることにより,例えば,出力棒
747はX軸方向の力が加わつた場合,歪ゲージ749a,749b
が平行板ばねa′1の変位を検出し,X軸方向のみの力を
検出でき,同様にY軸方向の力が加わつた場合歪ゲージ
749e,749fが平行板ばねb1の変位を検出し,Z軸方向の力
が加わつた場合歪ゲージ749c,749dが平行板ばねc′1
の変位を検出し,各軸の力成分を検出する。
さらに複数方向の合力が加わつた場合でも,角棒741,
742に加わる力の位置は中心穴740aの中心位置から等し
い距離の位置に支持体743,744により加わるため,各平
行板ばね体が夫々の分力Fx,Fyを独立して検出すること
ができる。
750はγ力検出モジユールであつて,力検出モジユー
ル740の出力棒747にねじ751を介して取付けられる中心
部材752を備えると共に,板ばね750a,750b,750c,750dを
介して接続される外輪753を含む。754a,754b,754c,754d
は歪ゲージであつて,板ばね750a,750cに貼付(中心部
材752の中心点対象位置で,同一面側)され,同様にブ
リツジ回路を構成する。
尚,γ力検出モジユール750の出力棒747への取付け
は,ねじ751のみで出力棒747の中心位置としているが,
この構成では外輪753にトルクを与えた際に,ねじ751の
ゆるみ等が生じるため,実際には,中心部材752から突
出するピンを出力軸757に係合させてまわり止めを施す
と共に,中心位置からずれたところでねじ751により固
定する必要がある。
また,このことは,出力軸757と支持体754との結合の
場合も同様である。
この構成とすることにより中心部材752を固定し,外
輪753に中心軸(γ軸)まわりのトルクを加えると板ば
ね750a,750b,750c,750dがたわむ。このたわみを歪ゲー
ジ754a,754b,754c,754dで検出し,ブリツジ回路を介し
て出力を取り出すことにより,Z軸(γ)に関するトルク
Tγのみを検出することができる。
(e) 治具の説明
第12図はパレツト(組立パレツト)3a上に設けられた
治具の構成図である。
図中,370a〜370cはベース足台であり,前述のデイス
クエンクロージヤー(以下ベースと称す)80の足が置か
れるもの,370dは突き当てブロツクであり,ベース80の
足が置かれ,突き当てられるものであり,T字形状をなす
もの,371は円筒状部材であり,ベース80のスピンドルモ
ータ取付穴と係合するもの,372はL字形の引つかけ部材
であり,L字形状バネで構成され,ベース80の一部と係合
し,ベース80を突き当てブロツク370d方向に付勢するも
の,373は弾性ブロツクであり,例えば硬質ゴムで構成さ
れ,後述するベース80にセツトされるスピンドルモータ
81のモータを固定するため円筒状部品371内部に設けら
れるもの,SCは各々取付けねじである。
係る構成の組立用パレツトは,パレツト板37の係合穴
に円筒状部材371を係合せしめ,取付けねじSCによつて
パレツト板37に固定する。又,L字形のベース足台370a〜
370c及び突き当てブロツク370dをパレツト板37の四隅に
取付けねじSCで固定し,同様に引つかけ部材372の端部
をパレツト板37の左端側面に取付けねじSCで取付ける。
更に弾性ブロツクを円筒状部材371の底部に接着剤によ
つて固定取付け,第12図(A)の組立用パレツトが完成
する。
このパレツトにベース80を取付けるには,ベース80の
スピンドルモータ取付穴800を円筒状部材371にはめ合
せ,足802,803,804,805をベース足台370a〜370c及び突
き当てブロツク370d上に位置せしめ,突起部801に引つ
かけ部材372のクランク部を引つかけることによつてベ
ース80の足805を取付穴800を中心に突き当てブロツク37
0dに突き当てて位置決めする。
このようにベース80の装着は容易であり,取外しも引
つかけ部材を外し,ベース80を取り外せばよく容易であ
る。
第13図は部品用パレツト3b上に設けられた治具の構成
図,第14図は第13図における部品搭載図である。
図中,374a〜374cは搭載用治具であり,円筒形をな
し,治具374aは円板82の搭載のためのもの,治具374bは
スペーサー83の搭載のためのもの,治具374cは円板82が
治具374aに搭載される際に円板82間に設けられる円板収
納用スペーサー86(第14図)を収容しておくためのもの
であり,375a〜375cは弾性部材であり,リング状のシリ
コンゴムで構成されるものであり,各々治具374a,374b,
374cに挿入されているものである。376はモータセツト
用治具であり,第14図(C)に示す如くその上部縁面37
6aにスピンドルモータ81が搭載され,且つ位置出しピン
376bによつてスピンドルモータ81のねじ穴と係合してそ
の位置を固定するためのもの,377はクランパ用治具であ
り,モータセツト用治具376の底部376cに設けられ,ク
ランパ84を搭載するためのものであり,同様に下部に弾
性部材378を有するもの,379はねじスタンドであり,穴3
79aの内に取付けねじ85aを搭載しておくもの,376dは弾
性部材であり,モータセツト用治具376の底部376cと部
品用パレツト板37間に設けられるもの,86は円板収納用
スペーサーであり円板82の治具374aに搭載に際し,円板
82間に間隔を保つため治具374aに挿入されるものであ
る。
このように構成された部品用パレツト板37において
は,治具374aには,第14図(A)に示す如く,必要枚数
の円板82がその間に円板収納用スペーサー86を設けて弾
性部材375a上にセツトされ,治具374bには,第14図
(B)に示す如く,必要数のスペーサー83が弾性部材37
5b上にセットされる。又第14図(C)の如く,クランパ
用治具377には,弾性部材378上にクランパ84がセツトさ
れ,且つモータセツト用治具376の上面縁面376aにスピ
ンドルモータ81がそのねじ穴を位置出しピン376bに挿入
してセツトされる。このようにセツトされたクランパ84
とスピンドルモータ81の中心軸は同一であり,階層構造
によつて搭載スペースが少なくて済み,又ロボツトも同
一位置の教示によつてスピンドルモータ81とクランパ84
の取り出しが出来都合がよい。
更にねじスタンド379に取付けねじ85aがセツトされ,
セツト完了となる。
又,弾性部材375a〜375c,378を設けることにより,そ
の上に設けられる物品(円板82,スペーサ83,クランパ8
4)にローリング,ピツチングという自由度を持たせ,
ロボツトのハンドの自由度を補うことができる。
第15図は第2図における穴探索治具3dの構成図であ
る。
図中,390はピンであり,後述する穴を探索するための
ピンであり,先端390aは根本390bより細く形成されてい
るもの,391は円筒部であり,前述の真空吸着ハンド73と
はめ合い関係となるものであり,ピン390の半径方向移
動用溝穴391aを有するもの,392は吸着面であり,前述の
真空吸着ハンド73によつて吸着されるもの,393は取付け
金具であり,ピン390を保持し,且つ円筒部391へ取付け
られるもの,394はピン調節用ねじであり,取付け金具39
3間にピン390をはさみ込んでピン390を保持せしめるも
の,395はピン調節用ねじであり,取付け金具393を円筒
部391に取付けるためのものである。
係る構成の治具3dでは,ピン390の治具3dの中心から
位置を調節用ねじ395をゆるめて溝穴391aに沿つて動か
すことによつて調節でき且つピン390の高さを調節用ね
じ394をゆるめて,ピン390を取付け金具393に対する位
置を変えて調節できる。
(f) ロボツト制御装置の構成の説明
第16図はロボツト制御装置のブロツク図である。
図中,第2図から第9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,9はロボツト制御装置であり,9
0はマイクロコンピユータ部であり,マイクロプロセツ
サ(以下MPUと称す)90aとメモリ90bとを有し,MPU90aが
メモリ90bから教示データを読み出し,コマンド解析,
コマンド実行を行ない,後述する如く通常制御モードと
力フイードバツク制御モードを行なつて各軸のモータを
制御するためのもの,91a〜91eは各々各軸(γ〜X2軸)
のサーボ回路であり,後述する位置検出決からの現在位
置Pγ〜PX2とMPU90aからの指令位置CX,CY,CZ,Cγとの
差に基いて位置制御し,且つMPU90aからの指令速度Vγ
〜VX2,実速度との差に基いて速度制御するもの,92a〜92
eはパワーアンプであり,各々サーボ回路92a〜92eの出
力に基いて各軸のモータ72,62,56,14に駆動電流Iγ〜I
X2を供給するもの,93はエンコーダ位置検出回路であ
り,各軸モータ72,62,56,14に設けられたエンコーダ
(図中E)の出力を計数し,各軸の現在位置Pγ〜PX2
を検出するもの,94はリミツト検出回路であり,各軸の
左右両端のリミツトセンサ(図中のLS)の出力を検出
し,検出信号LSγ〜LSX2を発するもの,95はコントロ
ーラであり,MPU90aから指令位置Cγ〜CX2,指令速度V
γ〜VX2を対応する軸のサーボ回路91a〜91eに分配供給
し,エンコーダ位置検出回路93からの各軸の現在位置P
γ〜PX2及びリミツト検出回路94の検出信号LSγ〜L
SX2をMPU90aに通知するもの,96aはアンプであり,1自由
度力センサ76のZ軸力計測値FZ及び4自由度力センサ74
のX,Y,Z,γ軸力計測値FX,FY,FZ,Fγを増幅するもの,96b
はフイルタであり,アンプ96aの出力の高周波成分をカ
ツトするもの,96cはアナログ/デジタルコンバータ(以
下A/Dコンバータと称す)であり,フイルタ96bを介して
与えられる各軸方向の力計測値FX,FY,FZ,Fγをデジタル
値に変換するもの,97aは圧力センサであり,電動ドライ
バ78の吸気チユーブ781及び真空吸着ハンド73の吸気チ
ユーブの圧力PD,PHを検出し,ねじ等の吸着,解除を検
出するもの,97bは電磁弁であり,電動ドライバ78の吸気
チユーブ781及び真空吸着ハンド73の吸気チユーブと後
述する真空ポンプとの接続のオン/オフを行い,吸着,
解除を行なわしめるもの,97cは電磁弁駆動回路であり,
電磁弁97bを駆動して,オン/オフを行なわしめるもの,
97dは入出力(I/O)インターフエイス(以下インターフ
エイスと称す)であり,MPU90aからの電磁弁オン/オフ
指令を電磁弁駆動回路97cへ与え,圧力センサ97aからの
検出信号をMPU90aへ通知するもの,98は操作部であり,
オペレータが動作の起動や動作モード,データ等を入力
するもの,99はバスであり,MPU90aとコントローラ95,A/D
コンバータ96c,インターフエイス97d,操作部98とを接続
し,これらの間でデータ,コマンドのやりとりを行なう
ためのものである。
29aは真空排気装置であり,各軸の排気チユーブ26,4
6,47及び真空吸着ハンド部7a及び電動ドライバ部7bに接
続され,各モジユール1a,1b,5,6及びハンド部,ドライ
バ部7a,7bを排気するもの,29bは真空ポンプであり,電
動ドライバ78の吸気チユーブ781及び真空吸着ハンド73
の吸気チユーブと電磁弁97bを介し接続され,これらに
吸着動作を行なわしめるものである。
(g) ロボツト制御装置の基本制御動作の説明
第17図はMPU90aの処理説明図であり,第18図は力フイ
ードバツク制御モードの説明図である。
MPU90aはメインルーチンにおいて,教示データのコマ
ンドを解析し,これを実行して各軸の位置指令,速度指
令,力指令を作成し,バス99を介しコントローラ95へ出
力し,又コントローラ95からの現在位置Pγ〜PX2によ
つて各軸の位置及び力センサ76,74の力計測値Fγ〜FX
を監視し,更にバスインターフエイス97dに電磁弁オン
/オフ指令を与えるものである。そして,通常モードで
は,指令位置と指令速度をそのままコントローラ95へ与
えて,サーボ回路を介し各軸を指令位置に位置決めす
る。一方,力フイードバツクモードにおいては,所定周
期で力フイードバツク制御の割込み処理ルーチンを実行
する。即ち,力センサの力計測値Fγ〜FXをオフセツト
補正し,さらに不感帯処理して,帰還利得を掛け制御出
力を得,これを指令速度又は指令力から差し引いたもの
を指示速度V′γ−V′X2としてバス99を介しコントロ
ーラ95へ与える。
この不感帯処理においては,不感帯幅Wγ〜WXを自由
に設定でき,セツトされた不感帯幅がWである時は,力
計測値Fが正なら(F−W)を出力し,負なら(F+
W)を出力するものである。
この力フイードバツク制御によつて次の様な制御がで
きる。
ある軸(例えばZ軸)に指令速度VZを与えると,物品
への接近中は第18図(A)の如く,指令速度VZで移動す
る。一方,物品に点P1で接触すると,第18図(B)の如
く力センサがたわんで変形し,変形量に応じた力計測値
FZが発生するが不感帯幅Wの範囲では制御出力GZは零の
ため,速度はVZのままとなり,FZ>Wとなると制御出力G
Zが発生し,指令速度VZを減少していく,従つてZ軸の
移動速度も減少し,GZ=VZとなると,Z軸は停止する(な
お第18図(B)におけるFは、X・Y・Z・γ軸方向の
力計測値「FZ・FY・FZ・Fγ」を一般化して表現したも
のである)。この時GZの押し付け力が物品へ付与されて
おり,従つて指令速度VZは指令力となつている。これに
よつて物品への接近,接触,押し付けが連続的に実行さ
れる。そして物品のZ軸方向への位置にかかわらず,こ
の動作が行なわれるため,Z軸方向の物品の位置の教示は
不要となる。
これを利用して後述する物品の吸着,挿入,ねじの吸
着,ねじ締め等を円滑に行なうことができる。
又,第18図(C)に示す如く,位置指令,速度指令が
与えられていない軸においてその軸方向に外力が与えら
れると,力センサのたわみによる力計測値Fによつて制
御出力が発生し,これが指令速度となつて力計測値Fが
零となる方向にその軸が駆動される。このことを利用し
て,ハンドと物品のはめ合せ時にハンドと物品が接触し
てはめ合せが困難となつても,力センサの出力が零とな
る方向に自動的に駆動され,円滑なはめ合せが可能とな
り,物品の吸着,挿入がより一層円滑となる。
(h) 作業動作の説明
第19図は第2図から第16図構成のロボツトによる物品
吸着動作の流れ図である。
この動作の内容は,教示データで示される位置に移動
後,力フイードバツク制御をONとし,真空吸着のバルブ
を開いてZ軸を下げて行き,物品を吸着し,真空センサ
が関知したならば教示データで示す位置に戻るものであ
る。
MPU90aは通常モードで教示データに従つてX,Y,Z軸
に指令位置CX,CY,CZ,指令速度VX,VY,VZを発し,真空吸
着ハンド73を教示データで示される位置へ教示データで
示される速度で移動し,位置決めする。
振動が止まるまで0.5秒間停止する。
次に,MPU90aは力フイードバツク制御をONにし,各
軸の不感帯幅をWX,WY,WZに設定する。
次にMPU90aは電磁弁97bをインターフエイス97dを介
し駆動回路97cで電磁弁97bをオンして真空吸着ハンド73
のバルブを開く。
次にMPU90aを指令速度VZ1を出力し,力フイードバ
ツク制御によつてZ軸を下げて行く。
物品に接触すると,第18図(A),(B)の如く力フ
イードバツク制御によつて動きが止まつたならば,MPU90
aは圧力センサ97aにより吸着したかどうかを調べる。
この時のZ方向の押圧力はFZと設定されている。
もし吸着していなければx,y方向の力の不感帯幅を
0として,x,y方向の感度を高め,さらにZ軸方向の押し
付け力を△FZ増してみて吸着するかどうかを調べる。
即ち,MPU90aはX,Y方向の不感帯幅を零とし,X,Y方向の
力フイードバツクの感度を高くし,さらに前述の速度指
令VZは押し付け力FZであるから,VZ+△FZを発する。
これを押し付け力FZmaxまで10段階に変えながら試み
る。10回試みて吸着しなかつた時はあきらめ,エラーメ
ツセージを出力する。
力フイードバツク制御をOFFし,通常モードで前述
の教示データで示される位置へ教示データで示される速
度で戻す。
第20図は係る物品吸着動作の説明図である。
前述のステツプによつて第20図(A)の如くX,Y方
向の位置決め誤差によつてハンド73が円板82の治具374a
に接触しても,X,Y方向の感度を高めてあるため,第18図
(C)の如く,ハンド73は治具374aに沿つて,X,Y方向に
駆動され,はめ合いが可能となる。又,第20図(B)の
如く斜めにはめ合つて,吸着が困難でも,ハンド73は姿
勢制御されるとともに弾性部材375aの働きで円板82がピ
ツチングし,吸着が可能となる。しかもZ軸方向は教示
しなくてもよいので,係る多層に積み重ねられた円板82
をテイーチングなしに順次吸着取り出しできる。
第21図は物品挿入動作の流れ図である。
この動作は,物品を吸着把持した吸着ハンド73を教示
データで示される位置に移動後,力フイードバツク制御
をONとし,Z軸を下げて行き,底に到着し,動きが止まつ
たならば真空吸着ハンドのバルブを閉じ,掴んでいたも
のを放し,教示データで示される位置に戻るものであ
る。
MPU90aは通常モードで教示データに従つて,X,Y,Z軸
に指令位置CX,CY,CZ,指令速度VX,VY,VZを出力し,真空
吸着ハンド73を教示データで示される位置へ教示データ
で示される速度で移動し,位置決めする。
振動が止まるまで0.5秒間待つ。
MPU90aは力フイードバツク制御をONにし,各軸の不
感帯幅(かたさ)をWX,WY,WZに設定し,VZ=VZ1とする。
これによつてZ軸,即ち真空吸着ハンド73を下降し
ていく。
物品に接触すると,第18図(A),(B)の如く力
フイードバツク制御で全軸の動きが止まる。MPU90aは真
空吸着ハンド73の電磁弁97bを閉じ,掴んでいたものを
放す。MPU90aは圧力センサ97aの出力によりこれを調べ
る。
力フイードバツクをOFFし,通常モードで教示デー
タで示される位置へ,教示データで示される速度で戻
す。
第22図はねじ吸着動作の流れ図である。
この動作は第19図の物品吸着動作とほとんど同一であ
り,電動ドライバ78を教示データで示される位置に移動
後力フイードバツクをオンとし,Z軸を下げ,ねじを吸着
したことを感知したら,教示データに示す位置に戻るも
のである。
MPU90aは通常モードで教示データに従つて,X,Y,Z軸
に指令位置CX,CY,CZ,指令速度VX,VY,VZを発し,電動ド
ライバ78を教示データで示される位置へ教示データで示
される速度で移動し,位置決めする。
振動が止まるまで0.5秒間停止する。
次にMPU90aは力フイードバツク制御をONにする。
次にMPU90aは電磁弁97bをインターフエイス97dを介し
駆動回路97cで電磁弁97bをオンして電動ドライバ78のバ
ルブを開く。
次にMPU90aを指令速度VZ=VSZ1を出力し,力フイード
バツク制御によつてZ軸を下げていく。
ねじに接触すると,第18図(A),(B)の如く力
フイードバツク制御によつて動きが止まつたならば,MPU
90aは圧力センサ97aにより吸着したかどうかを調べる。
この時のZ方向の押圧力はFZと設定されている。
力フイードバツク制御をOFFし,通常モードで前述
の教示データで示される位置へ教示データで示される速
度で戻す。
第23図はねじ締め動作の流れ図である。
この動作は,電動ドライバ78を教示データで示される
位置に移動した後,力フイードバツク制御をONとし,Z軸
を下げて行き,電動ドライバ部7bの力センサ76が所定値
以上を検知したところから指定した時間だけZ軸を下方
向に押し付けた後,教示データで示される位置に戻すも
のである。
MPU90aは通常モードで教示データに従つて,X,Y,Z軸
に指令位置CX,CY,CZ,指令速度VX,VY,VZを出力し,電動
ドライバ78を教示データで示される位置へ教示データで
示される速度で異動し,位置決めする。
振動が止まるまで0.5秒間待つ。
力フイードバツク制御をONにし,VZ=VSZ1に設定す
る。
これによつてZ軸は下降していく。
仮締めの場合には,ねじ締め場所に突き当つて第18
図(A),(B)のフイードバツク制御が行なわれる。
又,本締めの場合にはねじの頭に突き当つて同様に制
御される。
一方,MPU90aは電動ドライバ78の力センサ76の力計
測値FZを監視し,例えば不感帯幅の1/4の力を検出した
ら,Z軸の下降速度をV′SZ1(V′SZ1<V′SZ1)と
し,ねじ締めに適したものに小さくする。
電動ドライバ78はある特定の軸方向荷重を受けるとオ
ンしてドライバを回転し,特定のトルク以下で動作して
ねじ穴にねじをねじ込み,締結によつて負荷トルクが増
大すると回転を停止する。
仮締めの時は下降速度V′SZ1での下降時間を仮締め
分に設定し,ステツプへ行き,本締めの時は下降速度
V′SZ1での下降時間を本締め分に設定し,ねじ締結す
る。
次にMPU90aは力フイードバツク制御をOFFし,教示
データで指定された位置へ教示データで示される速度で
戻す。
第24図は穴位置合せ動作の説明図であり,第25図はそ
の動作の流れ図,第26図は探索ピンの動作説明図であ
る。
尚,第24図及び第26図で示す如く,スピンドルモータ
81のハブ81a上のねじ穴H10〜H12とその上に設けられた
クランパ84のばか穴H20〜H22との位置合せを第15図に示
した穴探索治具3dによつて行なうものについて説明す
る。
先づ,ハンド73がの如くZ方向に下降していき,
治具スタンド3c上の治具3dを吸着する。治具3dの円筒部
391はハンド73とはめ合い関係となり,吸着面73a,73bに
よつて吸着面392が吸着され,吸着把持される。この動
作は第19図の吸着動作と同一のものである。
次にハンド73が,の如くZ方向に上昇し,Y方向
に駆動されてクランパ84上に位置決めされる。
次にハンド73はの如くZ軸方向に下降していき,
クランパ84面に吸着把持したピン390が接触する。
ここで,第26図(A)の如き,クランパ84の穴H20
〜H22とハブ81aのねじ穴H10〜H12がづれていたとし,ピ
ン390が図の如くクランパ44に接触したとする。
ハンド73はγ軸を中心に回転し,クランパ84の穴探索
を行なう。ハンド73の回転によつて治具3dが回転し,ピ
ン390の先端は第26図(A)の如くクランパ84面上を移
動する。この時Z軸方向に押圧力が与えられているの
で,クランパ84の穴H21の位置に到達すると,第26図
(B)の如き,ピン10が穴H21に落ち込みハブ41bに接触
する。
更に,第26図(C)の如くZ軸に押圧力を付与した
ままγ軸を中心にハンド73を回転すると,ピン390の先
端は穴H21を介しハブ81a面を倣い,且つクランパ84を穴
H21との係合によつて回転させる。そして,ハブ81aのね
じ穴H11の位置に到達すると,ピン390の先端はねじ穴H1
1に落ち込み,第26図(D)の如くピン390は穴H21を介
してねじ穴H11に挿入される。この時ピン390の先端390a
部分のみがねじ穴H11に落ち込み,根本390bはねじ穴H11
より太いためねじ穴H11の入口で進入が不可となり,余
分な進入を防止している。
このようにして穴の位置合せが終了すると,ハンド
73は前述の,,の順で移動され,治具3dをスタン
ド3cに戻して終了する。
(i) 磁気デイスク組立作業の説明
第27図は磁気デイスク装置の組立の説明図,第28図は
係る組立のための流れ図である。
この組立作業では,第2図,第13図及び第14図に示し
たように,組立用パレツト3aにベース(デイスクエンク
ロージヤ)を搭載しておき,部品パレツト3bには部品で
ある前述の磁気デイスク82と,スペーサー83と,スピン
ドルモータ81と,クランパ84と,取付けねじ85aとを各
々治具374a,374b,376,377,ねじスタンド379に搭載して
おく。
そして,部品パレツト3bはX軸モジユール1bによつて
X軸方向に位置決めされ,吸着ハンド73がY軸方向に位
置決めされ,Z軸方向に駆動されて部品パレツト3b上の部
品を吸着取り出し,X軸モジユール1aによつてX軸方向に
位置決めされたパレツト3a上のベース80に取付ける。一
方電動ドライバ78は同様に部品パレツト3bの取付けねじ
85aを吸着取り出し,パレツト3aのベース82等にねじ締
めを行う。
以下,磁気デイスク装置の組立てについて説明する。
(i) 吸着ハンド73が先づパレツト3bのスピンドルモ
ータ81を吸着取り出し,パレツト3aのベース80に取付け
る。
(ii) 次に,吸着ハンド73は穴探索用ピン3dを吸着把
持し,ベース80上でベース80とスピンドルモータ81の穴
が一致していることをピン390を差し込んで確認する。
そして穴探索用ピン3dをスタンド3cに戻す。
(iii) 次に電動ドライバ78がパレツト3bの取付けね
じ85aを吸着取り出し,パレツト3a上でスピンドルモー
タ81をベース80にねじ締め固定する。この時ねじ85aを
仮締めした後本締めする。
(iv) 次に吸着ハンド73がパレツト3bから磁気デイス
ク82を取出し,パレツト3a上のスピンドルモータ81のス
ピンドル(ハブ)81aに挿入し,所要枚数挿入されたか
を調べる。
(v) 所要枚数挿入されていなければ,吸着ハンド73
はパレツト3bからスペーサ83を取出し,パレツト3a上の
スピンドルモータ81のスピンドル81aに挿入し,吸着ハ
ンド73は治具374aの磁気デイスク82間の円板収納スペー
サ86(第14図参照)を吸着取出し,部品パレツト3b上の
治具374cに挿入収容せしめて,ステツプ(iv)へ戻る。
(vi) 所要枚数の磁気デイスク82をスピンドルモータ
81のスピンドル81aに挿入し終ると,吸着ハンド73がパ
レツト3bのクランパ84を吸着取り出し,パレツト3a上の
スピンドルモータ81のスピンドル81a上にはめ込む。
(vii) 次に,吸着ハンド73がステツプ(ii)と同
様,穴探索用ピン3dを吸着把持し,クランパ84の穴とス
ピンドル81bの穴の位置合せを行ない,穴探索用ピン3d
をスタンド3cに戻す。
(viii) 次に,電動ドライバ78がパレツト3bの取付け
ねじ85aを吸着取出し,前述と同様,仮締め後,本締め
を行ない,取付けねじ85aによつてクランパ84をスピン
ドル81aにねじ締め固定して組立てを完了する。
前述の実施例では,磁気デイスク装置の組立作業によ
つて説明したが,これに限られず,他の装置の組立作業
であつてもよく,作業手段も電動ドライバー,吸着ハン
ドに限られない。
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〕
以上説明したように、本発明によれば、次の効果を奏
する。
所望の空間を移動して、対象物に移動するに際し、拘
束力を受けない間は、剛性のある高速移動制御を行い、
対象物から拘束力を受けると、外力適応制御に自動移行
することができ、過渡現象を発生することなく、対象物
との状態に応じた自律的な適応制御が可能となる。
対象物までの移動指令と力指令との合成で制御するた
め、移動指令により対象物までは高速移動でき、対象物
に接触すると、力制御に移行でき、対象物へ高速に作業
を行うことができる。
対象物とエンドエフェクタの双方を互いに駆動して、
作業を行うことにより、高速作業が可能となる。
第1のモジュールの両端を支持し、第2のモジュール
を跨ぐようにしているため、第1のモジュールを両持ち
支持して合成を強めたので、かかる高速駆動と外力適応
制御を精度良く実行できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
〔table of contents〕
Overview
Industrial applications
Conventional technology
Problems to be solved by the invention
Means for solving the problem (Fig. 1)
Action
Example
(A) Description of the overall configuration of the robot body (Fig. 2)
(B) Description of the X-axis module and pallet (FIG. 3,
(Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6)
(C) Description of X-axis module operation (FIGS. 7 and 8)
(D) Description of Y-axis and Z-axis modules and working means (No. 9)
(Fig. 10, Fig. 11, Fig. 11)
(E) Description of the jig (FIG. 12, FIG. 13, FIG. 14, FIG. 15)
(Fig.)
(F) Description of the configuration of the robot control device (Fig. 16)
(G) Description of basic control operation of robot control device (17th
(Fig. 18, Fig. 18)
(H) Description of work operation (Figs. 19, 20, 21,
(Fig. 22, Fig. 23, Fig. 24, Fig. 25, Fig. 26)
(I) Description of magnetic disk assembly work (FIGS. 27 and 28)
(Fig.)
The invention's effect
〔Overview〕
A work robot in which the work means contacts an article to perform work
A force detection means for detecting the force applied to the working means
Step and a first module for driving the working means in a plurality of axial directions
And an article mounted and driven and positioned in different axial directions
Based on the module 2 and the output of the force detecting means.
And control means for controlling driving of the module.
Work is performed at high speed and with high accuracy.
You.
[Industrial applications]
The present invention relates to articles such as taking out, attaching, and screwing articles.
Robot for working means to perform work in contact with
In particular, work robots capable of high-speed, high-precision work
About the tut.
In recent years, with the development of factory automation
Various automatic working machines are used. Such automatic
For work machines, in particular, automatic machines called robots are used.
Have been.
In such robots, work on articles is
A hand to carry out contact with the goods by the hand.
Hand and the hand is 3
Dimensional positioning is performed.
[Conventional technology]
In conventional robots, articles are generally jigs, pallets, etc.
Is used, and the hand side is three-dimensionally positioned.
This positioning is based on the position feedback system.
It was done by Him.
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional robot, the hand side is tertiary.
The robot's own inertia is large due to the original positioning.
And it is difficult to drive at high speed.
In addition, the positioning accuracy is determined by the accuracy of the positioning mechanism.
Therefore, high-precision positioning, including positional errors of the target article, is difficult.
When driven at high speed, the impact at the time of contact damages the article.
Problem that precision work is difficult
It was hot.
The present invention relates to a work robot capable of performing high-speed and precise work.
The purpose is to provide a tut.
[Means for solving the problem]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
In the figure, A1 is the first module, and the working means CH is duplicated.
Driving in several axes (for example, two axes of Y axis and Z axis)
2 is a module, and the article DE to be worked is
For positioning on different axes (eg X-axis), BS
Is a force detecting means that detects the force applied to the working means CH
The CT is the control means, which is output from the force detection means BS.
Drive the first module A1 and the second module A2
Dynamic control.
Therefore, the movement of the article DE and the movement of the working means CH
At least three-dimensional positioning and force detection
This positioning is controlled by the output of the means BS.
Become.
That is, the present invention provides an
Movement for moving the effector and the end effector.
A first module having a moving mechanism;
And a second module for positioning the object in one direction.
And driving both the moving mechanism and the object.
In the working robot performing the work by moving,
So as to straddle the second module,
A support mechanism for supporting both sides of the first module;
Provided between the end effector and the moving mechanism,
Force detecting means for detecting the force applied to the end effector
A step, a movement command for moving to the object, and the force
By combining with the force control output from the detecting means, the first
And control means for driving and controlling the module.
Features.
[Action]
In the present invention, both the article DE and the working means CH move.
3D positioning is performed by
When their own inertia decreases and high-speed work becomes possible
In both cases, the work means that comes into contact with the article DE by the force detection means BS
High-speed operation is performed because control is performed while detecting the force applied to CH.
Even if it works, it damages the article DE and the work is not performed smoothly.
Prevents accidents, so precise work can be performed
it can.
〔Example〕
(A) Description of the overall configuration of the robot body
FIG. 2 is a structural view of a robot body according to one embodiment of the present invention.
You.
In the figure, 1a and 1b are X-axis modules, respectively.
As described later with reference to FIG.
2a and 2b are covers, respectively, and are X-axis modules 1a and 1 respectively.
b to cover grease, metal powder, etc. from inside the X-axis modules 1a and 1b.
26 is an exhaust tube to prevent scattering to the outside.
Connected to a vacuum exhaust device (not shown)
Exhaust and create an airflow that flows from outside into the cover 2a
It prevents grease and metal powder from scattering to the outside.
The same exhaust tube is provided for the cover 2b.
ing. 3a and 3b are pallets, respectively.
Parts and the like are mounted as described later with reference to FIGS.
Positioned in the X direction by the axis modules 1a and 1b
, 3c is a pin stand, which supports the hole search jig 3d
, 4a and 4b are support parts, respectively, and a Y-axis
And support the feet 40, 41 and
Fixed L-shaped support frames 42, 43 and support frame
And a connector box provided on the
Around the Y-axis module provided between the frames 42 and 43
Cover the bellows cover 45 and exhaust the inside of the bellows cover 45
A pair of exhaust tubes 46 and 47,
It is provided in the bellows cover 45.
As will be described later with reference to FIG.
6 is driven and positioned in the Y direction by the
This is a module that performs drive positioning in the Z-axis direction.
Yes, the motor cover 60 that covers the Z-axis motor and the cover that covers the Z-axis
What is covered by the bar 66, 7a is a suction hand part,
Driven in the Z direction by the Z-axis module 6, the γ-axis mode
Motor cover 71 that covers the motor
With vacuum suction hand 73, 7b is an electric screwdriver
And is driven in the Z direction by the Z-axis module 6, and
It has a cover 77 and an electric screwdriver 78 covering the force sensor.
Things.
For the assembly of the magnetic disk device, the pallet 3a
Day skew closure 80 spins on pallet 3b
Dollar motor 81, magnetic disk 82, spacer 83, etc.
Have been.
In this embodiment, the support portions 4a and 4b are connected to the Y-axis module 5 and the Y-axis module 5, respectively.
And a Z-axis module 6 to form a portal structure, and Y
A pair of X-axis modules 1a and 1b are provided below the axis module 5.
It is installed side by side, basically, X-axis, Y-Z, 3-axis portal robot.
Is composed. The Z-axis module 6 has working means
As a suction hand unit 7a for taking out and attaching articles
And an electric driver section 7b for screw fastening
These are driven in the Y and Z directions, while the pallets 3a and 3b
Is driven in the X direction to perform three-dimensional positioning,
Performs assembly work such as taking out, mounting, and screwing
Like that.
In addition, each module 1a, 1b, 5, 6 covers 2a, 2b,
Covered by cover 45 and covers 60 and 66 and exhaust
Since the inside is evacuated by the valves 26, 46, 47, these
Grease and metal powder accompanying the operation of the gauges 1a, 1b, 5, 6
Spattering to the outside is prevented, and assembly work in a clean room
A robot suitable for the industry is constructed.
The motor is covered by the cover 71 and the electric driver 7b
However, the one-degree-of-freedom force sensor is covered by the cover 77 and
Inside of the receiving hand 7a and vacuum suction hand 73, electric driver 78
Is also exhausted by an exhaust tube (not shown).
The effect of layer dust is enhanced.
(B) Description of X-axis module and palette
FIG. 3 is an external perspective view of the X-axis modules 1a and 1b.
FIG. 4 is an internal configuration diagram of the configuration of FIG.
In the figure, reference numeral 10 denotes an X-axis movable portion, which supports a pallet described later.
11 is a ball screw that moves in the X-axis direction
Engage with the X-axis movable part 10 and rotate the X-axis movable part 10
12 and 13 are a pair of guides,
The one that guides the movable axis part 10 in the X-axis direction,
That rotates the ball screw 11, and 15a is a motor
Support solder to which X-axis motor 14 is attached, 15b, 15c
Is a bearing housing.
What is supported by bearings, 16 is a bearing cover
To cover the bearing of the bearing housing 15c,
Reference numeral 17 denotes a coupling, which comprises a motor 14 shaft and a ball screw 11.
18 is a flat cable, movable
For electrically connecting the unit 10 to a control circuit (not shown).
20 and 21 are side plates, and 23 and 24 are side covers.
Which are L-shaped and can be attached to the side plates 20 and 21
Is a center cover and has a U-shape.
Mounted on the housings 15b, 15c, 21a, 21b, 21c, 21d,
21e, 21f, and 21g are tube joints each having a predetermined interval.
Placed on the side plate 21 to communicate with the inside of the cover, 26
a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, 26g are the branch channels of the exhaust tube 26.
Ubes with one end connected to tube joints 21a-21g
The other end of which is connected to a vacuum pump (not shown)
It is.
BLT is a transport belt, which is described later in the article loading table (pallet).
With a tooth groove for conveying the same), RL
1 and RL2 are rails that are conveyed by the conveyor belt BLT.
This is a rail for pallets.
As shown in FIG. 4, the ball screw 11 is a pair of bearings.
Provided between housings 15b and 15c supported by bearings
Connected to the shaft of the motor 14 via the coupling 17
ing. Accordingly, the ball screw 11 is driven by the motor 14.
Rotates, and the movable part 10 is carded on the guides 12 and 13,
It moves between the pair of bearing housings 15b and 15c.
The ball screw 11 and the movable part 10 are provided on the side plates 20 and 21.
Between the side covers 23, 24 and the housings 15b, 15c
Center cover 25, both ends of which are bare
Closed by the housings 15b and 15c.
Therefore, these covers 23, 24, 25, side plates 20, 21, bearings
Ball screw 11 and movable part 1 by the housings 15b and 15c.
0 is covered on all sides and the top, and the bottom is the floor
From the grease on the ball screw 11 and guides 12 and 13
Dust of the part does not scatter to the outside.
All tangential extensions to cover 23, 24, 25 and side plates 20, 2
Ending at 1 and direct scattering of flying objects by rotation
Can be prevented.
On the other hand, the inside is a tube joint 21 provided on the side plate 21.
(not shown) by exhaust tubes 26a to 26g via a to 21g
It is inserted into the empty exhaust device and always
Internal exhaust is performed and air from the outside to the inside of the X-axis module is
Creates a stream to generate dust, grease, metal powder, etc.
To prevent spills. That is, the internal pressure is reduced by the exhaust,
Outflow of garbage, grease and the like can be prevented.
Also, by providing a plurality of exhaust tubes 26a to 26g,
The fluctuation of the internal pressure distribution due to the high speed movement of the movable part 10.
Therefore, the distribution of grease and the like generated from the movable part 10 is severe.
Change, even when the pressure is momentarily high, multiple dispersed
Exhaust at a location to prevent airflow to the outside
In.
The bearings are also covered with the cover 16, and the motor 14 is also covered.
These are not exposed to the outside by covering with
Increases the prevention of scattering of grease and the like.
As described later, the movable portion 10 of the X-axis module 1a (1b)
Supports the pallet, sends the pallet,
What is positioned at the desired position for work on the load
And the pallets are rails RL1, R
After being transported along the L2 to the X-axis module 1a (1b),
It is supported by the movable part 10 and the desired position is
Is positioned.
FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the X-axis module having the configuration of FIG.
FIG. 5 (A) is a perspective view thereof, and FIG.
It is AA 'sectional drawing of figure (A).
In the figure, the same components as those shown in FIG.
The reference numeral 100 denotes a movable frame.
101, 102, 103, 104 are pin guys.
And is composed of open linear bearings,
Provided at the four corners on the frame 100, 105, 106, 107, 108
Is a linear bearing, and four
The role of a moving guide provided at a corner and engaging with the guides 12 and 13
A nut that plays an eye, 109 is a nut, which is associated with the ball screw 11
To be fitted to the frame 100, 111, 1112, 1
13,114 are pins, respectively, and pin guides 101,102,103,
Fits up and down to 104, 115 and 116 are pins
It is a supporting beam and has nuts 115a and 116a in the center.
Pins 111 and 113, 112 and 114 connected at both ends and supported,
117 and 118 are running rails, both of which are pin guides 101 to 104.
For traveling the pallet described later, 1
20, 121 are pin-driven ball screws, and pin support beams 115,
Engage with nuts 115a, 116a of 116 and support pins by rotation
The burrs 115 and 116 are moved up and down.
4 moves up and down. 122 is a pin drive motor.
Fixed to the lower portion of the frame 100 by the fixing portions 126a and 126b.
Connected to the pin drive ball screw 120 by the joint 124.
To rotate the pin drive ball screw 120, 128
Is a flat cable connector.
This is for connection of the level 18. In addition, pin drive ball screw
The motor fixing parts 127a, 1
Joint to pin drive motor 123 fixed by 27b
Linked by 125.
Therefore, the nut 10 of the frame 100 is
Screw 11 and go straight by the rotation of ball screw 11.
And the linear bearings 105,1 at the bottom of the frame 100
06 engages guides 12 and 13 to guide straight-line movement smoothly
I do. Also, the pin drive motors 122, 123
The pin support beams 115 and 116 move up and down due to the rotation.
Accordingly, the pins 111 to 114 move up and down. As a result, the transport
Capture the pallets being transported by the BLT
Touch), release from belt BLT, and return to belt BLT
To do.
FIG. 6 is a detailed configuration diagram of the pallet 3a (3b).
You.
In the figure, the same components as those shown in FIG.
Reference numeral 30 denotes a pallet frame, which will be described later.
For supporting the pallet plate, 31a to 31d are tapered
Holes are provided at the four corners of the pallet frame 30 and
Composed of holes with a taper engaged with 111-114, 3
2a to 32d are pallet fixing angles.
Pallets 3a (3b) are provided at the four corners of the frame 30, and the movable parts
When captured at 10, the running rails 117 and 118 of the movable part 10
To engage and fix the pallet 3a (3b) on the movable part 10
, The wheels 33a to 33d are wheels of the pallet frame 30
Pallet fixing angles 32a to 32d are provided at the four corners.
And the pallet frame 30 runs on the rails RL1 and RL2.
34a to 34d are spacing tubes,
Space between the system 30 and the pallet fixing angles 32a to 32d.
That is, to guarantee rotation of the wheels 33a to 33d, 35a to 35
d is a bolt, and the pallet fixing angles 32a to 32d
For mounting to the pallet frame 30 via the spacing tubes 34a to 34d
And 36a to 36d are screw holes for fixing the pallet plate.
For mounting the pallet plate on the pallet frame 30
37 is a pallet plate on which articles are mounted, and 38 is
It is a belt connection bracket, provided on the side of the pallet plate 37.
And is engaged with the tooth groove of the conveyor belt BLT,
Pallet 3a (3b) is conveyed by feed belt BLT.
Things.
Therefore, the pallet 3a (3b) is a belt of the pallet plate 37.
It is connected to the conveyor belt BLT by the connecting bracket 38 and
Transfer belt BLT on rails RL1 and RL2 by wheels 33a to 33d
And the tapered hole 31a of the pallet frame 30
The pins 111 to 114 are engaged with the pallet frame 30 to 31d.
Lifted and the pallet 3a (3b) is caught on the movable part 10.
And the engagement between the conveyor belt BLT and the belt coupling bracket 38 is released.
This enables ball screw feed.
(C) Description of the operation of the X-axis module
FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the configuration of FIGS. 3 to 6, and FIG.
Is an explanatory view of a feeding operation of the ball screw feeding mechanism in FIG.
It is.
As described in FIGS. 3 and 4, the transport belt BLT is
It always moves to the left in the figure, and palette 3a (3b) is
The belt connection fitting 38 is engaged with the tooth groove of the conveyor belt BLT.
Therefore, the pallet 3a (3b) is connected to the rails RL1 and RL
2 and the transport is performed as shown in FIG. 7 (A).
On the other hand, the movable part 10 is on the motor 14 side as shown in FIG.
Waiting for the arrival of palette 3a (3b).
Furthermore, the pallets 3a (3b) are transported by the transport belt BLT.
The movable part 10 is sent to the standby position
On the cars 117 and 118.
The pallet 3a (3b) is transported to the predetermined position of the movable unit 10.
This is detected by a sensor (not shown) provided in the movable part 10.
Then, the pin drive motors 122 and 123 are driven, and the pin drive
Rotate the ball screws 120 and 121 to remove the pin support beams 115 and 116
Let it rise. As a result, both the pin support beams 115 and 116
The pins 111 to 114 provided on the side rise.
For this reason, as shown in FIGS.
1 to 114 are the tables of the palette frame 30 of the palette 3a (3b).
Insert the pallet frame 30 into the holes 31a to 31d.
Lift the belt connecting bracket 38 of the pallet plate 37 to the conveyor belt BL.
Release contact from T to release contact. Along with this, a palette
As shown in FIG. 8, the fixing angles 32a to 32d
Contact the lower surfaces of the wheels 117 and 118, and the wheels 33a to 33d
Leave from above 7,118.
As a result, the pallet 3a (3b) is fixedly supported on the movable part 10.
Is determined. At this time, the tips of pins 111 to 114 are formed in a tapered shape.
Of the pins 111-114 to the tapered holes 31a-31d
Even if a positioning error occurs due to a time difference in insertion,
Can be absorbed. Also, the tapered holes 31a to 31d of the pallet 3a (3b)
By providing the same taper shape on the pins 111-114
Pallet 3a (3b) held horizontally stable between
it can.
Thus, the palette 3a (3b) is held on the movable part 10.
After that, the positioning motor 14 rotates as shown in FIG.
Then, the ball screw 11 is rotated to move the movable part 10 to the guides 12,1.
Position it at the desired position along 3. This allows
Let 3a (3b) be positioned in the X-axis direction.
For example, a magnetic disk fixed to a jig on the pallet 3b shown in FIG.
The removal of the disk 82 by the suction hand unit 7a is performed.
When the work is completed in this way, the positioning motor 14
Of the movable part 10 by the rotation of the bearing housing 15c
To the left end.
Next, the pin drive motors 122 and 123 are rotated in reverse,
Lower the supporting beams 115 and 116, and lower the pins 111 to 114.
Let As a result, the palette 3a (3b) is lowered, and the palette 3a (3b) is lowered.
Between the tapered holes 31a to 31d of the frame 30 and the pins 111 to 114.
Is released and wheels 33a-33d return to rails 117 and 118
And rails 117 and 118 of pallet fixing angles 32a to 32d
The contact with the lower surface is released, and the palette 3a (3b) is
It becomes free state on 10. Therefore, in palette 3a (3b)
The belt connecting bracket 38 engages with the tooth groove of the conveyor belt BLT,
The pallet 3a (3b) is again moved to the rail R by the conveyor belt BLT.
It is transported to the left of the figure on L1 and RL2.
Thereafter, the movable part 10 is driven by the motor 14 as shown in FIG.
Return to the right end position and wait for the next pallet to arrive.
In this way, the ball screw feed mechanism 1 is provided with the conveyor belt.
The pallet 4 sent by BLT is catched and transported by a bell.
Release from the BLT, perform positioning to the specified position, and
To the conveyor belt BLT.
Return the pallet 4 and release the pallet 4.
Do not stop the belt conveyor line in the above embodiment
Then, the pallets flow one after another and the ball screw feed mechanism
By making decisions, robots can be easily installed on production lines.
Can be incorporated.
In addition to this embodiment, the conveyor belt BLT and the rails RL1 and RL2
Without using the X-axis modules 1a and 1b,
Set the pallet 3a (3b) on the movable part 10 and feed the ball screw
Positioning may be performed by using
Palette 3a (3b) may be fixed to
In this case, it is not necessary to provide a pin vertical movement mechanism.
(D) Explanation of Y-axis and Z-axis modules and working means
FIG. 9 shows the Y-axis module and the Z-axis module of FIG.
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a tool, a suction hand unit, and an electric driver unit.
You.
In the figure, 5 indicates the Y-axis module described above, and 51 and 52 indicate its supports.
53 and 54 are guides for supporting frames.
Provided between the arms 51 and 52, 55 is the ball screw
Provided between the support frames 51 and 52,
For moving the Z axis module 6 straight in the Y direction, 56
The above-described Y-axis motor is provided on the support frame 51,
Connected to ball screw 55 via coupling
The screw 55 is rotated.
6 is the aforementioned Z-axis module, and 61 is its Z-axis support.
This is a holding frame that engages with the ball screw 55 and drives in the Y direction.
The reference numeral 62 denotes a Z-axis motor,
It is covered and attached to the Z-axis support frame 61.
That rotate the screw, 63 and 64 are a pair of guides, Z
Provided on the shaft support frame 61 along the Z-axis direction, 6
5 is a ball screw which is rotated by a Z-axis motor 62,
For driving a Z-axis movable block described later in the Z-axis direction, 6
Reference numeral 7 denotes a Z-axis movable block, which is rotated by rotation of a ball screw 65.
Moving straight along guides 63 and 64 in the Z-axis direction
It is.
7a is the suction hand unit described above, and 70 is its supporting frame.
Which is fixed to a movable block 67, 72 is a γ-axis
Motor, covered with the cover 71
Rotate the arm 73 around the γ-axis.
It is a receiving hand that has a suction surface 73a and an intake
Is connected to a vacuum pump by a vacuum
74 is a four-degree-of-freedom force sensor,
External force in the X-axis, Y-axis, Z-axis, and γ-axis directions
This will be described later with reference to FIG.
You.
7b is the above-mentioned electric driver part, and 75 is its supporting frame.
Is fixed to the movable block 67, and 76 is 1
It is a degree of freedom force sensor.
It detects the external force applied to the bar 78 in the Z-axis direction.
Reference numeral 78 denotes an electric screwdriver, which will be described later with reference to FIG.
To perform screw tightening operation by attracting screws.
This will be described later with reference to FIG.
Therefore, the ball screw 55 is driven by the Y-axis motor 56 to
Rotates, and the Z-axis module 6 follows the guides 53 and 54 in the Y direction.
To slide, and the ball is driven by the Z-axis motor 62.
The screw 65 rotates, and the movable block 67 moves the guides 63 and 6 in the Z direction.
4 and slide it along the vacuum suction hand 73 and
The dynamic driver 78 is positioned at a desired position on the YZ plane, and
The vacuum suction hand 73 is centered on the γ axis by the γ axis motor 72.
Is rotated.
FIG. 10 shows the structure of the electric driver 78 and the one-degree-of-freedom force sensor 76.
FIG.
In the figure, reference numeral 76 denotes the one-degree-of-freedom force sensor described above, which is a pair of flat sensors.
Row leaf springs 76a, 76b and on the inner surface of each leaf spring 76a, 76b respectively
It consists of strain gauges 760, 761, 762, 763
Pages 760 to 763 are bridge-connected as shown in FIG. 10 (B).
The output voltage Vout relative to the input voltage Vin
Therefore, the moment applied to the strain gauges 760 to 763,
It detects the external force that has deformed the row leaf springs 76a and 76b.
You.
Reference numeral 78 denotes an electric driver.
This provides a rotating driver,
Tip 782 is connected to a suction tube connected to a vacuum pump.
The tip of the electric screwdriver 782
When the screw comes into contact with the screw, the screw is vacuum-adsorbed and
The tip 782 of the electric screwdriver 78 is covered to form a closed space
To hold the screw at the tip of the driver.
It is. That is, the electric screwdriver 78
It is held by vacuum suction.
FIG. 11 is a configuration diagram of the four-degree-of-freedom force sensor 74 having the configuration of FIG.
FIG. 11 (A) is a perspective view, and FIG. 11 (B) is
It is an exploded perspective view.
In the figure, 740 is a force detector that detects forces in the X, Y, and Z axis directions.
Square rods 741,742 that are modular and extend in two directions, X and Y.
Square holes a, a ', b, b', c, c '
By drilling holes (using electric discharge machining etc.)
And parallel leaf spring bodies a1, a1 ', b1, b1', c1, c1 ', respectively.
To achieve.
The force detection module 740, as evident from FIG.
Each parallel leaf spring body is provided so that the displacement directions are orthogonal to each other
So that the parallel leaf springs a1 and a1 '
Deflection, deflection in the Y-axis direction with parallel leaf springs b1, b1 ', parallel
Three springs that share the deflection in the Z direction with the leaf springs c1 and c1 '
Has freedom.
743 and 744 are supports that support the force detection module 740, respectively
The support 743 is connected to the square bar 742 by screws 745.
The support 744 is connected to the square rod 741 by screws 746.
You. Only one of the screws 745 and 746 is shown.
The screw hole 743a into which 45 is screwed and the other hole are the center of the center hole 740a
The position is set to the same distance from the position, and
The screw holes 744a and 744b into which are screwed are the center positions of the center hole 250a
(L9 = L10).
747 is an output rod connected to the support 743 by screws 748
Through the hole 740a provided in the force detection module 740.
It is configured to pass through.
In this case, the support 744 is fixed to the vacuum suction hand 73.
You.
The output rod 747 is a hole provided in the force detection module 740.
740a, but through support 744
Through the support 744.
To the base on the other side (square bars 741,742 side)
Need to be
749a, 749b, 749c, 749d, 749e, 749f are strain gauges.
To detect the displacement of each parallel leaf spring body a1 ', b1, c1'.
You. Here, this strain gauge converts the axial force into the influence of torque.
Centered around the center hole 740a to detect without receiving
Attached so as to be point objects, and configure each bridge circuit
Close.
Therefore, although not shown, the parallel leaf spring bodies a1, c1, b
The strain gauge also becomes the target position of the center point of the center hole 740a in 1 '
As shown in FIG.
With the configuration described above, for example,
747 has strain gauges 749a and 749b when a force in the X-axis direction is applied.
Detects the displacement of the parallel leaf spring a'1 and applies the force only in the X-axis direction.
Can be detected, and when a force in the Y-axis direction is applied
749e and 749f detect the displacement of the parallel leaf spring b1 and apply a force in the Z-axis direction.
Is applied, the strain gauges 749c and 749d become parallel leaf springs c'1.
And the force components of each axis are detected.
Furthermore, even when the resultant force in multiple directions is applied, the square rod 741,
The position of the force applied to 742 is equal from the center position of the center hole 740a.
743 and 744 at the same distance,
The row leaf spring independently detects each component force Fx, Fy
Can be.
750 is a γ force detection module, which is a force detection module.
Center mounted on the output rod 747 of LE 740 via screw 751
With the member 752, the leaf springs 750a, 750b, 750c, 750d
Includes an outer ring 753 connected via 754a, 754b, 754c, 754d
Is a strain gauge attached to leaf springs 750a and 750c (center
At the center point target position of the material 752)
Construct a ridge circuit.
Attachment of γ-force detection module 750 to output rod 747
Is the center position of the output rod 747 with only the screw 751,
In this configuration, when torque is applied to the outer ring 753,
Actually, it may come out of the center member 752 because
Engage output pin with output shaft 757 to prevent rotation
At the same time, when it deviates from the center,
Need to be specified.
This also indicates that the connection between the output shaft 757 and the support
The same applies to the case.
With this configuration, the center member 752 is fixed and
When torque around the central axis (γ axis) is applied to the wheel 753,
750a, 750b, 750c, 750d bend. Distortion this distortion
754a, 754b, 754c, 754d, and via the bridge circuit
Output to obtain the torque about the Z axis (γ).
TγOnly can be detected.
(E) Description of jig
FIG. 12 shows a pallet (assembled pallet) 3a provided on the pallet 3a.
It is a block diagram of a jig.
In the figure, reference numerals 370a to 370c denote base footrests.
80 feet of quench closure (hereinafter referred to as base)
370d is a stop block, and the base 80
The foot is placed and struck, forming a T-shape
, 371 is a cylindrical member, and the spindle model of the base 80
372 is an L-shaped hooking member
, Composed of an L-shaped spring, engaged with a part of the base 80
And pushes the base 80 against the block 370d.
373 is an elastic block made of, for example, hard rubber.
And a spindle motor set on the base 80 described later
Equipped inside cylindrical part 371 to fix 81 motors
And SC are mounting screws.
The pallet for assembly having such a configuration is provided with the engagement holes of the pallet plate 37.
The cylindrical member 371 is engaged with the
It is fixed to the palette plate 37. Also, L-shaped base footrest 370a ~
370c and abutment block 370d at the four corners of the palette 37
Fix it with the mounting screw SC, and likewise
Is mounted on the left side surface of the pallet plate 37 with the mounting screw SC.
Further, an elastic block is attached to the bottom of the cylindrical member 371 with an adhesive.
And fixed. Completed the assembly pallet shown in Fig. 12 (A).
I do.
To attach the base 80 to this pallet,
Fit the spindle motor mounting hole 800 to the cylindrical member 371
The feet 802, 803, 804, 805 and base feet 370a-370c
Position it on the contact block 370d and pull it on the protrusion 801.
By pulling the crank part of the hook member 372,
Push the foot 805 of the base 80 around the mounting hole 800 and block 37
Position it against 0d.
In this way, the base 80 can be easily mounted and removed.
It is easy to remove the hook member and remove the base 80.
You.
FIG. 13 shows the structure of the jig provided on the component palette 3b.
FIG. 14 is a component mounting diagram in FIG.
In the figure, 374a to 374c are mounting jigs, each having a cylindrical shape.
The jig 374a is for mounting the disk 82, and the jig 374b is
For mounting spacer 83, jig 374c is disc 82
The disk set provided between the disks 82 when mounted on the jig 374a
For holding the delivery spacer 86 (Fig. 14)
375a to 375c are elastic members, which are ring-shaped
It is made of rubber and has jigs 374a, 374b,
It is inserted in 374c. 376 is a motor set
Jig, and the upper edge 37 of the jig as shown in FIG. 14 (C).
6a is equipped with a spindle motor 81 and a positioning pin
376b engages with the screw hole of spindle motor 81 and
377 is a clamp jig.
Provided on the bottom 376c of the motor set jig 376.
This is for mounting the ramper 84.
With a flexible member 378, 379 is a screw stand,
79a with mounting screw 85a mounted, 376d with bullet
376c and the bottom 376c of the motor set jig 376
Provided between product palette plates 37, 86 is for disk storage
It is a spacer and is mounted on the jig 374a of the disk 82.
It is inserted into the jig 374a to maintain an interval between 82.
You.
In the component pallet plate 37 configured as above,
Is the required number of jigs as shown in Fig. 14 (A).
The disk 82 is provided with a disk storage spacer 86 between them.
Fig. 14 shows the jig 374b
As shown in (B), the necessary number of spacers 83 are
Set on 5b. Also, as shown in FIG.
The jig 377 has a clamper 84 set on an elastic member 378.
To the top edge 376a of the motor set jig 376.
Handle 81 inserts its screw hole into positioning pin 376b
It is set. The clamper 84 set in this way
And spindle motor 81 have the same central axis
The space required for installation is small, and the robot is the same.
The spindle motor 81 and the clamper 84 are taught by one position teaching.
Can be conveniently taken out.
Further, mounting screws 85a are set on the screw stand 379,
The setting is completed.
Also, by providing the elastic members 375a to 375c and 378,
(Disc 82, spacer 83, clamper 8
4) has the freedom of rolling and pitching.
The degree of freedom of the robot hand can be supplemented.
FIG. 15 is a configuration diagram of the hole search jig 3d in FIG.
You.
In the figure, reference numeral 390 is a pin for searching for a hole described later.
Pin 390a is thinner than root 390b
391 is a cylindrical part, which is
The pin 390 moves radially.
The one with a moving slot 391a, 392 is a suction surface,
Attached by vacuum suction hand 73, 393 mounted
A metal fitting that holds the pin 390 and attaches it to the cylindrical part 391
394 is a screw for adjusting the pin.
Insert pin 390 between 3 and hold pin 390
395 is a pin adjusting screw, and the mounting bracket 393 is cylindrical.
It is for attaching to the part 391.
In the jig 3d having such a configuration, the center of the jig 3d of the pin 390 is
Loosen adjustment screw 395 and move along slot 391a.
To adjust the height of the pins 390
Loosen the screw 394 and attach the pin 390 to the mounting bracket 393.
It can be adjusted by changing the position.
(F) Description of the configuration of the robot control device
FIG. 16 is a block diagram of the robot control device.
In the figure, the same components as those shown in FIGS.
9 is the same symbol, 9 is a robot controller, and 9
0 is a micro computer unit,
(Hereinafter referred to as MPU) 90a and memory 90b.
Read teaching data from memory 90b, analyze command,
Executes the command and switches to the normal control mode as described later.
Run the motor for each axis in the force feedback control mode.
For control, 91a-91e each axis (γ-X2 axis)
Servo circuit, and the current position from the position detection
Place Pγ~ PX2And command position C from MPU90aX, CY, CZ, CγWith
Position control based on the difference, and command speed V from MPU90aγ
~ VX2Speed control based on difference from actual speed, 92a-92
e is a power amplifier, each of which is an output of a servo circuit 92a to 92e.
Drive current I to motors 72,62,56,14 of each axis based on forceγ~ I
X293 is an encoder position detection circuit.
And encoders provided for each axis motor 72,62,56,14
(E in the figure) is counted, and the current position P of each axis is calculated.γ~ PX2
Is a limit detection circuit, and 94 is a limit detection circuit.
Detects the output of limit sensors (LS in the figure) at both left and right ends
And the detection signal LSγ~ LSX2, 95 are control
Command position C from the MPU 90a.γ~ CX2, Command speed V
γ~ VX2To the corresponding axis servo circuits 91a to 91e
And the current position P of each axis from the encoder position detection circuit 93.
γ~ PX2And the detection signal L of the limit detection circuit 94.Sγ~ L
SX2To the MPU 90a, 96a is an amplifier, 1 free
Z-axis force measurement value F of degree force sensor 76ZAnd four-degree-of-freedom force sensor 74
X, Y, Z, γ-axis force measurement FX, FY, FZ, FγAmplifying, 96b
Is a filter, which filters the high frequency component of the output of the amplifier 96a.
What you need to know is that 96c is an analog / digital converter
Lower A / D converter), and via a filter 96b.
Force measurement value F in each axial direction givenX, FY, FZ, FγThe digital
97a is a pressure sensor,
The suction tube 781 of the valve 78 and the suction tube of the vacuum suction hand 73
Ube pressure PD, PHIs detected, and suction and release of screws are detected.
What is output, 97b is a solenoid valve, the intake of the electric driver 78
Inlet tube and back of tube 781 and vacuum suction hand 73
Turns on / off the connection with the vacuum pump described
97c is a solenoid valve drive circuit that cancels
A device that turns on / off by driving a solenoid valve 97b,
97d is an input / output (I / O) interface
On / off of solenoid valve from MPU90a
Command to the solenoid valve drive circuit 97c,
A detection signal is sent to the MPU 90a, and 98 is an operation unit.
Operator inputs operation start, operation mode, data, etc.
99, a bus, MPU 90a, controller 95, A / D
Connects converter 96c, interface 97d, and operation unit 98
And exchange data and commands between them
It is for.
Reference numeral 29a denotes an evacuation device, and the evacuation tubes 26, 4
6, 47 and vacuum suction hand 7a and electric driver 7b
Continue with each module 1a, 1b, 5, 6
The pumps 7a and 7b are evacuated. 29b is a vacuum pump.
The suction tube 781 of the dynamic driver 78 and the vacuum suction hand 73
Connected via an electromagnetic valve 97b to
The suction operation is performed.
(G) Description of basic control operation of robot control device
FIG. 17 is an explanatory diagram of the processing of the MPU 90a, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a feedback control mode.
The MPU90a executes the teaching data frame in the main routine.
Command is analyzed and executed to execute position commands and speed
Command and force command, and output to the controller 95 via the bus 99.
And the current position P from the controller 95.γ~ PX2By
The position of each axis and the force measurement value F of the force sensors 76 and 74γ~ FX
Is monitored, and the solenoid valve is turned on for the bus interface 97d.
/ Off command. And in normal mode
Gives the command position and command speed directly to the controller 95.
Position each axis to the command position via the servo circuit.
You. On the other hand, in the force feedback mode,
Executes the feedback routine for force feedback control in the period
I do. That is, the force measurement value F of the force sensorγ~ FXThe offset
Correction, dead band processing, multiplication by feedback gain, and control output
Force and subtracted from command speed or command force
Command speed V 'γ-V 'X2As a control via bus 99
To 95.
In this dead zone processing, the dead zone width Wγ~ WXFree
When the set dead zone width is W, the force
If the measurement value F is positive, (FW) is output, and if it is negative, (F +
W).
The following control is achieved by this force feedback control.
Wear.
Command speed V on a certain axis (for example, Z axis)ZGives
While approaching, as shown in Fig. 18 (A), the command speed VZMove with
You. On the other hand, the point P1When contact is made as shown in Fig. 18 (B)
The force sensor is bent and deformed, and the force measurement value according to the amount of deformation
FZOccurs in the range of the dead zone width W.ZIs zero
Therefore, the speed is VZAnd FZ> W, control output G
ZOccurs and the command speed VZ, So the Z axis
The moving speed also decreases, and GZ= VZ, The Z axis stops.
F in FIG. 18 (B) is the X, Y, Z, γ axis direction.
Force measurement `` FZ・ FY・ FZ・ FγIs a generalized version of
Is). Then GZIs applied to the article
Therefore, the command speed VZHas become a command force. to this
Therefore, approaching, contacting, and pressing on the article are performed continuously.
It is. And regardless of the position of the article in the Z-axis direction,
Is performed, the teaching of the position of the article in the Z-axis direction is
It becomes unnecessary.
Utilizing this, the suction, insertion, and screw suction of articles described later
Wearing, screw tightening, etc. can be performed smoothly.
Also, as shown in FIG. 18 (C), the position command and speed command
When an external force is applied in the axis
Is controlled by the force measurement value F due to the deflection of the force sensor.
Control output is generated, which becomes the commanded speed and the force measurement value F
The axis is driven in the direction of zero. Take advantage of this
When the hand and the article are fitted together,
Even if the fitting becomes difficult, the output of the force sensor will be zero.
Automatically driven in the direction of
As a result, the suction and insertion of the article becomes smoother.
(H) Description of work operation
FIG. 19 is an article by the robot of FIG. 2 to FIG.
It is a flowchart of an adsorption | suction operation.
This operation moves to the position indicated by the teaching data.
Later, the force feedback control is turned on and the vacuum suction valve is turned on.
, Open the Z-axis and go down to adsorb the goods, vacuum sensor
Returns to the position indicated by the teaching data if
You.
The MPU90a operates in X, Y, and Z axes according to the teaching data in normal mode.
Command position CX, CY, CZ, Command speed VX, VY, VZAnd emits vacuum
Move the receiving hand 73 to the position indicated by the teaching data with the teaching data.
Move and position at the indicated speed.
Stop for 0.5 seconds until vibration stops.
Next, the MPU90a turns on the force feedback control, and
Set the dead zone width of the shaft to WX, WY, WZSet to.
Next, the MPU 90a connects the solenoid valve 97b via the interface 97d.
The solenoid valve 97b is turned on by the drive circuit 97c, and the vacuum suction hand 73 is turned on.
Open the valve.
Next, set the MPU90a to the command speed VZ1Is output and the force feedback
The Z-axis is lowered by the torque control.
When it comes into contact with the article, force is applied as shown in Figs. 18 (A) and (B).
If the motion stops due to the idle-back control, the MPU 90
For a, it is checked whether or not the pressure is absorbed by the pressure sensor 97a.
The pressing force in the Z direction at this time is FZIs set.
If not, adjust the dead zone width of the force in the x and y directions.
Set to 0 to increase sensitivity in x and y directions, and push in Z axis direction
△ FZInvestigate whether it is absorbed by increasing it.
In other words, the MPU 90a sets the dead zone width in the X and Y directions to zero, and
To increase the sensitivity of the force feedback,
Order VZIs the pressing force FZTherefore, VZ+ △ FZEmits.
Pressing force FZmaxTry while changing to 10 steps
You. If no attempt is made after 10 attempts, give up and give an error message.
Output a sage.
Turn off the force feedback control and return to normal mode as described above.
Speed indicated by the teaching data to the position indicated by the teaching data
Return in degrees.
FIG. 20 is an explanatory diagram of the article suction operation.
The X and Y directions as shown in FIG.
The hand 73 moves the jig 374a of the disc 82 due to the
The sensitivity in the X and Y directions is increased even if the
As shown in (C), the hand 73 moves in the X and Y directions along the jig 374a.
It is driven and fitting is possible. Also, in FIG.
Even if it fits diagonally as shown above, it is difficult to suck, but the hand 73 is still
Force is controlled and the disk 82 is
Touching and adsorption become possible. Moreover, teaching in the Z-axis direction
Since there is no need to perform this operation, such multi-layered disks 82
Can be sequentially adsorbed and taken out without teaching.
FIG. 21 is a flowchart of the article insertion operation.
This operation teaches the suction hand 73 that has gripped the article.
After moving to the position indicated by the data, force feedback control
Turn ON, lower the Z-axis, arrive at the bottom, stop moving
After closing the valve of the vacuum suction hand,
To return to the position indicated by the teaching data.
You.
The MPU90a operates in normal mode according to the teaching data, and
Command position CX, CY, CZ, Command speed VX, VY, VZOutput and vacuum
Move the suction hand 73 to the position indicated by the teaching data.
Move and position at the speed indicated by.
Wait 0.5 seconds for the vibration to stop.
The MPU90a turns on the force feedback control and disables each axis.
Sensitivity width (hardness) is WX, WY, WZAnd VZ= VZ1And
As a result, the Z axis, that is, the vacuum suction hand 73 is lowered.
To go.
When it comes into contact with the article, force is applied as shown in Fig. 18 (A) and (B).
The motion of all axes stops by the feedback control. MPU90a is true
Close the solenoid valve 97b of the empty suction hand 73, and remove
Let go. MPU90a checks this by the output of pressure sensor 97a.
You.
Turn off the force feedback and set the teaching data in the normal mode.
To the position indicated by the data at the speed indicated by the teaching data.
You.
FIG. 22 is a flowchart of the screw suction operation.
This operation is almost the same as the article suction operation in FIG.
The electric driver 78 to the position indicated by the teaching data
Turn on the feedback box, lower the Z-axis, and absorb the screw
When it senses that
It is.
The MPU90a operates in normal mode according to the teaching data, and
Command position CX, CY, CZ, Command speed VX, VY, VZEmits an electric
Indicate driver 78 to the position indicated by teaching data with teaching data
Move and position at the speed indicated.
Stop for 0.5 seconds until vibration stops.
Next, the MPU 90a turns on the force feedback control.
Next, the MPU 90a connects the solenoid valve 97b through the interface 97d.
The solenoid valve 97b is turned on by the drive circuit 97c and the valve of the electric driver 78 is turned on.
Open Lube.
Next, set the MPU90a to the command speed VZ= VSZ1And output the force feed
The Z-axis is lowered by the back control.
When it comes into contact with the screw, force is applied as shown in Fig. 18 (A) and (B).
If the motion stops due to feedback control, the MPU
90a checks whether or not the pressure is absorbed by the pressure sensor 97a.
The pressing force in the Z direction at this time is FZIs set.
Turn off the force feedback control and return to normal mode as described above.
Speed indicated by the teaching data to the position indicated by the teaching data
Return in degrees.
FIG. 23 is a flowchart of the screw tightening operation.
This operation indicates the electric driver 78 by the teaching data.
After moving to the position, turn on the force feedback control and
And the force sensor 76 of the electric driver 7b
After detecting the above, move down the Z axis for the specified time
Return to the position indicated by the teaching data
It is.
The MPU90a operates in normal mode according to the teaching data, and
Command position CX, CY, CZ, Command speed VX, VY, VZOutput
Move the driver 78 to the position indicated by the teaching data with the teaching data.
Move at the indicated speed and position.
Wait 0.5 seconds for the vibration to stop.
Turn on the force feedback control, andZ= VSZ1Set to
You.
As a result, the Z axis is lowered.
In the case of temporary tightening, it is necessary to
The feedback control shown in FIGS.
In the case of final tightening, the screw is similarly stopped by hitting the head of the screw.
Is controlled.
On the other hand, the MPU 90a is a force meter of the force sensor 76 of the electric driver 78.
Measurement FZMonitoring, for example, a force of 1/4 of the dead zone width was detected.
The lowering speed of the Z axis is V 'SZ1(V 'SZ1<V 'SZ1)When
And make it suitable for screw tightening.
The electric screwdriver 78 is turned off when it receives a specific axial load.
To rotate the driver and operate at less than the specified torque.
Screw the screw into the screw hole and tighten the load torque.
When it increases, rotation stops.
Lowering speed V 'during temporary tighteningSZ1Temporary descent time at
Set to minutes, go to step, and at the time of final fastening, decrease speed
V 'SZ1Set the descent time at
You.
Next, the MPU90a turns off force feedback control and teaches
To the position specified by the data at the speed indicated by the teaching data
return.
FIG. 24 is an explanatory diagram of the hole alignment operation, and FIG.
FIG. 26 is an explanatory diagram of the operation of the search pin.
You.
As shown in FIGS. 24 and 26, the spindle motor
Screw holes H10 to H12 on the hub 81a of 81 and provided on it
Fig. 15 shows the alignment of the clamper 84 with the fool holes H20-H22.
What is done with the hole search jig 3d
You.
First, the hand 73 descends in the Z direction as shown
The jig 3d on the jig stand 3c is sucked. Cylindrical part of jig 3d
The 391 is in a mating relationship with the hand 73, and is attached to the suction surfaces 73a and 73b.
Accordingly, the suction surface 392 is sucked and held by suction. This dynamic
The operation is the same as the suction operation in FIG.
Next, the hand 73 is moved up in the Z direction as shown in FIG.
And is positioned on the clamper 84.
Next, the hand 73 descends in the Z-axis direction as shown in FIG.
The pin 390 that has been sucked and gripped contacts the surface of the clamper 84.
Here, the hole H20 of the clamper 84 as shown in FIG.
Assume that the screw holes H10 to H12 of the hub 81a are different from the screw holes H10 to H12 of the hub 81a.
It is assumed that the contact 390 contacts the clamper 44 as shown in the figure.
The hand 73 rotates around the γ-axis and searches for holes in the clamper 84
Perform The jig 3d is rotated by the rotation of the hand 73,
The tip of the 390 moves on the surface of the clamper 84 as shown in Fig. 26 (A).
Move. At this time, the pressing force is given in the Z-axis direction.
When it reaches the position of the hole H21 of the clamper 84, FIG.
As shown in (B), the pin 10 falls into the hole H21 and contacts the hub 41b.
I do.
Further, a pressing force was applied to the Z axis as shown in FIG.
When the hand 73 is rotated around the γ-axis,
The end follows the surface of the hub 81a through the hole H21, and the clamper 84 is
Rotated by engagement with H21. And the hub 81a
When the screw hole H11 is reached, the tip of the pin 390 becomes the screw hole H1.
As shown in Fig. 26 (D), pin 390 goes through hole H21.
Then, it is inserted into the screw hole H11. At this time, the tip 390a of the pin 390
Only the part falls into the screw hole H11, and the root 390b is the screw hole H11
Because it is thicker, it cannot be entered at the entrance of screw hole H11.
Prevents inadequate entry.
When the hole alignment is completed in this way, the hand
73 is moved in the order of
Return to step 3c and end.
(I) Explanation of magnetic disk assembly work
FIG. 27 is an explanatory view of the assembly of the magnetic disk device, and FIG.
It is a flowchart for such an assembly.
In this assembling operation, the parts shown in FIGS.
As described above, the base (disc quenching)
Rosier), and the parts pallet 3b
The aforementioned magnetic disk 82, spacer 83, and spin
The dollar motor 81, the clamper 84, and the mounting screw 85a
Mounted on jigs 374a, 374b, 376, 377, screw stand 379
deep.
The parts palette 3b is moved by the X-axis module 1b.
The suction hand 73 is positioned in the X-axis direction and
It is positioned and driven in the Z-axis direction to
The product is adsorbed and taken out, and moved in the X-axis direction by the X-axis module 1a.
Attach to the base 80 on the positioned pallet 3a. one
The electric screwdriver 78 is the same as the mounting screw for the parts pallet 3b.
Take out 85a by suction and screw it to the base 82 etc. of the pallet 3a.
Perform
Hereinafter, the assembly of the magnetic disk device will be described.
(I) The suction hand 73 first moves the spindle model of the pallet 3b.
Removes the data 81 and attaches it to the base 80 of the pallet 3a
You.
(Ii) Next, the suction hand 73 picks up the hole search pin 3d.
Hold the base 80 and the hole of the spindle motor 81 on the base 80
Make sure that they match by inserting pin 390.
Then, return the hole search pin 3d to the stand 3c.
(Iii) Next, the electric screwdriver 78 attaches the pallet 3b.
The spindle 85a is removed by suction on the palette 3a.
Screw 81 to the base 80. At this time, screw 85a
After temporary tightening, fully tighten.
(Iv) Next, the suction hand 73 is moved from the pallet 3b to the magnetic disk.
Take out the spindle motor 81 on the pallet 3a.
Inserted into the pindle (hub) 81a
Find out.
(V) If the required number of sheets have not been inserted, the suction hand 73
Removes the spacer 83 from the pallet 3b and removes it from the pallet 3a.
Insert into the spindle 81a of the spindle motor 81,
73 is a disk storage space between the magnetic disks 82 of the jig 374a.
Suction 86 (see Fig. 14)
Insert the jig 374c, and return to step (iv).
(Vi) The required number of magnetic disks 82 are
After the insertion into the spindle 81a of the suction 81, the suction hand 73 is
The clamper 84 of the pallet 3b is sucked and taken out, and the
The spindle motor 81 is fitted on the spindle 81a.
(Vii) Next, the suction hand 73 is the same as in step (ii).
Hold the pin 3d for hole search by suction, and
Align the hole of pindle 81b, and pin 3d for hole search
To the stand 3c.
(Viii) Next, the electric screwdriver 78 attaches the pallet 3b.
Take out the screw 85a by suction and temporarily tighten and then fully tighten as described above.
And spin the clamper 84 with the mounting screw 85a.
The screw 81 is fixed to the dollar 81a to complete the assembly.
In the above-described embodiment, the assembly operation of the magnetic disk device is performed.
However, the present invention is not limited to this, and the assembly work of other devices
The work means may be electric screwdriver, suction
Not limited to
The present invention has been described with reference to one embodiment.
Various modifications are possible in accordance with the gist of the invention.
These are not excluded.
〔The invention's effect〕
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
I do.
When moving in the desired space and moving to the target,
While not receiving the binding force, perform rigid high-speed movement control,
Automatically shifts to external force adaptive control when receiving a binding force from the object
The object can be
And autonomous adaptive control according to the state of.
Control is performed by combining the movement command to the target and the force command.
Can be moved at high speed to the target by the movement command.
When touching, can move to force control and work on the object at high speed
It can be performed.
By driving both the object and the end effector to each other,
By performing the work, high-speed work becomes possible.
A second module supporting both ends of the first module;
So that the first module is supported
Supporting and strengthening synthesis, such high-speed driving and external force adaptation
Control can be executed with high accuracy.
【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組立ロボツト本体の全体構成
図,
第3図は第2図構成におけるX軸モジユールの外観斜視
図,
第4図は第3図構成のX軸モジユールの内部構成図,
第5図は第4図構成のX軸モジユールの詳細構成図,
第6図は第5図構成に用いられるパレツトの詳細構成
図,
第7図,第8図は第4図から第6図構成のX軸モジユー
ルの動作説明図,
第9図は第2図構成のY,Z軸モジユール及び作業手段の
構成図,
第10図は第9図構成における電動ドライバ及び1自由度
力センサの構成図,
第11図は第9図構成における4自由度力センサの構成
図,
第12図は第2図構成における組立用パレツトの治具構成
図,
第13図は第2図構成における部品用パレツトの治具構成
図,
第14図は第13図の部品用パレツトの部品搭載図,
第15図は第2図構成における穴探索治具の構成図,
第16図は第2図構成におけるロボツト制御装置のブロツ
ク図,
第17図は第16図構成のプロセツサ内の処理説明図,
第18図は第17図における力フイードバツク制御モードの
説明図,
第19図は第2図及び第16図構成による物品吸着動作の流
れ図,
第20図は第9図の物品吸着動作説明図,
第21図は第2図及び第16図構成による物品挿入動作の流
れ図,
第22図は第2図及び第16図構成によるネジ吸着動作の流
れ図,
第23図は第2図及び第16図構成によるネジ締め動作の流
れ図,
第24図は第2図及び第16図構成による穴位置合せ動作の
説明図,
第25図は第2図及び第16図構成による穴位置合せ動作の
流れ図,
第26図は第24図の探索ピンの動作説明図,
第27図は本発明のロボツトによる組立作業の一例説明
図,
第28図は第27図の磁気デイスク装置の組立作業流れ図で
ある。
図中,A1,5,6……第1のモジユール,A2,1a,1b……第2の
モジユール,DE,7a,7b……作業手段,DE,80〜85a……物
品,CT,9……制御手段。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is an overall structural view of an assembled robot main body according to one embodiment of the present invention, and FIG. Perspective view, FIG. 4 is an internal configuration diagram of the X-axis module of FIG. 3, FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the X-axis module of FIG. 4, and FIG. 6 is a pallet used in the configuration of FIG. 7 and 8 are explanatory diagrams of the operation of the X-axis module of FIGS. 4 to 6, and FIG. 9 is a configuration diagram of the Y- and Z-axis modules and the working means of FIG. 10 is a configuration diagram of the electric driver and the one-degree-of-freedom force sensor in the configuration of FIG. 9, FIG. 11 is a configuration diagram of a four-degree-of-freedom force sensor in the configuration of FIG. 9, and FIG. FIG. 13 is a diagram showing the structure of a pallet jig, and FIG. 13 is a diagram showing the structure of a pallet jig for the component shown in FIG. 13 is a component mounting diagram of the component pallet, FIG. 15 is a block diagram of a hole searching jig in the configuration of FIG. 2, FIG. 16 is a block diagram of a robot control device in the configuration of FIG. 2, and FIG. FIG. 16 is an explanatory diagram of the processing in the processor having the configuration of FIG. 16, FIG. 18 is an explanatory diagram of the force feedback control mode in FIG. 17, FIG. 19 is a flow chart of the article suction operation by the configuration of FIG. 2 and FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram of the article suction operation, FIG. 21 is a flow chart of the article insertion operation according to the configuration of FIGS. 2 and 16, FIG. 22 is a flow chart of the screw suction operation according to the configuration of FIG. 2 and FIG. The figure is a flow chart of the screw tightening operation according to the configuration of FIGS. 2 and 16, FIG. 24 is an explanatory view of the hole alignment operation according to the configuration of FIGS. 2 and 16, and FIG. 25 is the configuration of FIG. 2 and FIG. 26 is a flowchart of the operation of the search pin shown in FIG. 24, and FIG. An illustration of an example of assembly work by Botsuto, Figure 28 is an assembly work flow diagram of the magnetic disk apparatus of Figure 27. In the figure, A1,5,6 ... first module, A2,1a, 1b ... second module, DE, 7a, 7b ... working means, DE, 80-85a ... article, CT, 9 ... ... Control means.
フロントページの続き (72)発明者 秋田 正 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (72)発明者 鎌田 徹 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−160044(JP,A) 特公 昭53−18787(JP,B2) 特公 昭54−33389(JP,B2)Continuation of front page (72) Inventor Tadashi Akita Fujitsu, 1015 Ueodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi Inside the corporation (72) Inventor Toru Kamada Fujitsu, 1015 Ueodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi Inside the corporation (56) References JP-A-58-160044 (JP, A) Tokiko Sho 53-18787 (JP, B2) Japanese Patent Publication 54-33389 (JP, B2)
Claims (1)
エンドエフェクタを移動させるための移動機構とを有す
る第1のモジュールと、 前記対象物を搭載し、一方向に前記対象物を位置決めす
る第2のモジュールとを有し、 前記移動機構と前記対象物との双方を駆動して、作業を
行う作業用ロボットにおいて、 前記第1のモジュールを前記第2のモジュールを跨ぐよ
うに、前記第1のモジュールの両側を支持する支持機構
と、 前記エンドエフェクタと前記移動機構との間に設けら
れ,前記エンドエフェクタに加えられる力を検出する力
検出手段と、 前記対象物へ移動させるための移動指令と前記力検出手
段からの力制御出力との合成によって、前記第1のモジ
ュールを駆動制御する制御手段とを設けたことを特徴と
する作業用ロボット。(57) [Claims] A first module having an end effector that performs an operation on an object and a moving mechanism for moving the end effector; a second module that mounts the object and positions the object in one direction A working robot that drives both the moving mechanism and the target object to perform a work, wherein the first module extends over the second module so as to straddle the second module. A support mechanism for supporting both sides; a force detection means provided between the end effector and the movement mechanism for detecting a force applied to the end effector; a movement command for moving to the object and the force A control means for driving and controlling the first module by synthesizing with a force control output from the detection means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050845A JP2706767B2 (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Working robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050845A JP2706767B2 (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Working robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208510A JPS61208510A (en) | 1986-09-16 |
| JP2706767B2 true JP2706767B2 (en) | 1998-01-28 |
Family
ID=12870063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050845A Expired - Lifetime JP2706767B2 (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Working robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706767B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0691349B2 (en) * | 1987-01-20 | 1994-11-14 | 松下電器産業株式会社 | Electronic component reversing device |
| JPS63199500A (en) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | 三菱電機株式会社 | Electronic parts inserter |
| JP3821870B2 (en) * | 1994-10-07 | 2006-09-13 | スリーエム カンパニー | Flame retardant thermosetting resin composition |
| DE102017118985B4 (en) * | 2017-04-23 | 2019-10-02 | Franka Emika Gmbh | screwing |
| JP7156897B2 (en) * | 2018-10-10 | 2022-10-19 | シチズン時計株式会社 | Machine Tools |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5318787A (en) * | 1976-07-31 | 1978-02-21 | Rikagaku Kenkyusho | Method of cultivating microorganisms |
| JPS5433389A (en) * | 1977-08-18 | 1979-03-12 | Ito Norio | Low frequency curing instrument |
| JPS58160044A (en) * | 1982-03-17 | 1983-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Position compensating method in numerically controlled machine tool and device thereof |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60050845A patent/JP2706767B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61208510A (en) | 1986-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7733161B2 (en) | Substrate transport device | |
| EP0122146B1 (en) | General purpose orthogonal axes manipulator system | |
| US20210279859A1 (en) | Object inspection apparatus and object inspection method using same | |
| WO2021174963A1 (en) | Automated production line and motor rotor production line | |
| JPH06510951A (en) | Method and system for reversibly assembling an assembly | |
| JP2013123788A (en) | Workpiece work system | |
| US20180261490A1 (en) | Apparatus for transporting an object from one location to another location in a manufacturing environment | |
| CN118990625A (en) | Self-adaptive flexible large-curved-surface laminating system of heavy-duty industrial robot and control method thereof | |
| JP2706767B2 (en) | Working robot | |
| Hollis et al. | Miniature factories for precision assembly | |
| Quaid et al. | Cooperative 2-DOF robots for precision assembly | |
| JP6896824B2 (en) | Robot devices, robot systems, control methods for robot devices, manufacturing methods for articles using robot devices, information processing devices, information processing methods, control programs and recording media | |
| CN117651623A (en) | Assembly mechanism, robot and fastener assembly line | |
| CN113276161A (en) | Robot large arm and tray machining and assembling method for improving absolute positioning accuracy | |
| JP2025013185A (en) | Apparatus, apparatus control method, article manufacturing method, apparatus assembly method, robot, automobile, program, and recording medium | |
| CN113275476B (en) | Automatic material taking robot system for sheet metal machining | |
| Reinhart et al. | Growth into Miniaturization—Flexible Microassembly Automation | |
| Hopkins et al. | Force sensing as an aid to assembly | |
| JP3491018B2 (en) | Flexible jig | |
| Leu et al. | Effect of mechanical compliance on deflection of robot manipulators | |
| US20240227207A9 (en) | Techniques for material hand-off using a double-acting kinematic mount | |
| Sandakalum et al. | Design and characterization of a 1-axis compact torque sensor for a collaborative robot arm | |
| Liu et al. | Research on an automatic execution device for paired axle hole assembly task | |
| CN224102970U (en) | A high-precision position corrector | |
| KR100715327B1 (en) | How to test runout of braking system |