JP6284129B2 - Compliance device - Google Patents
Compliance device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6284129B2 JP6284129B2 JP2015183869A JP2015183869A JP6284129B2 JP 6284129 B2 JP6284129 B2 JP 6284129B2 JP 2015183869 A JP2015183869 A JP 2015183869A JP 2015183869 A JP2015183869 A JP 2015183869A JP 6284129 B2 JP6284129 B2 JP 6284129B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- compliance device
- cylinder
- inner cylinder
- nesting
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Description
本発明は、ロボットのアーム先端に取り付けられ、主として部品箱にバラ積み状態で煩雑に収納された複数の部品の中から一つずつ部品を把持する把持爪、その把持爪の開閉動作を担う開閉機構、前記把持爪と前記開閉機構間に介設させるアダプタ、及び衝撃に対してコンプライアンス性を発揮するコンプライアンスデバイスを備えたエンドエフェクタのコンプライアンスデバイスに関する。 The present invention relates to a gripping claw that is attached to the tip of a robot arm and that grips a component one by one from among a plurality of components that are stored in a complicated manner mainly in a component box, and an opening / closing operation that opens and closes the gripping claw. The present invention relates to a compliance device for an end effector including a mechanism, an adapter interposed between the gripping claw and the opening / closing mechanism, and a compliance device exhibiting compliance with impact.
自動車製造工場などの製造ラインでは設備投資回収期間の短縮を図るために24時間稼働が求められている。その実現に向けて、製造ラインに供給されてくる部品箱にバラ積み状態で収納された部品を前記部品箱内から一つずつ把持する機構に関する技術が開発されている。 Production lines such as automobile manufacturing factories are required to operate 24 hours a day in order to shorten the capital investment recovery period. To that end, a technology has been developed relating to a mechanism for gripping one by one from the inside of the component box, the components stored in a stacked state in a component box supplied to the production line.
例えば、特許文献1には、コンプライアンス装置として、保持部及び支持部にそれぞれ取り付けられる一対のブラケットと、一方のブラケットに設けられた貫通孔を貫通して、一方のブラケットを他方のブラケットに対して近接/離遠するよう、移動可能に支持するガイドシャフトと、両ブラケットが互いに離遠するように付勢力を付加する付勢手段と、を備え、前記ガイドシャフトの直径を前記貫通孔と同じ直径の部分と、前記貫通孔の直径よりは小さい直径の小径の括れ部の部分とを有するようにするコンプライアンス装置が開示されている。
For example, in
特許文献2には、剛性の把持爪を備えたチャックがハンド本体に対し移動可能であり、前記チャックが前記ハンド本体に弾性体を介して前記移動方向に支持された構造を有するロボットハンドを搭載したロボットを用いた、把持対象ワークの取り出し方法であって、前記弾性体が所定量圧縮されるまで前記把持爪を前記対象ワークに押し付け、前記把持爪が前記把持対象ワークに予圧を加えている状態で前記チャックを開くことにより、前記把持爪が前記把持対象ワークの側方近傍に挿入されるという取り出し方法が開示されている。
特許文献3には、ロボットハンドに装着されてワークを把持するフィンガーモジュールの位置ずれを補償するコンプライアンスモジュールであって、水平に直交するX方向とY方向へのコンプライアンス動作と、水平に回動するθ方向へのコンプライアンス動作とを実行するコンプライアンスモジュールにおいて、それぞれの移動方向ごとにそれぞれ別々のプレートに対して、スライド可能又は回動可能に接続されて、かつそれぞれの移動を復帰させる中立位置保持機構を設けたコンプライアンスモジュールが開示されている。
特許文献1に記載の発明は、ガイドシャフトの小径部の外周壁と、ブラケットの前記小径部の直径より大きい孔部の内周壁との間に隙が生じることから、ブラケットがスライドしたときにブラケットとガイドシャフトとの衝突により生ずる繰り返し応力により前記小径部に亀裂が生じやすくなりコンプライアンス装置が損傷しやすいという問題があった。また、ガイドシャフトの小径部の長さが短い形態の場合は、垂直方向の変位量が不十分となりガイドシャフトの小径部にせん断力が繰り返し加わり前記小径部に亀裂が生じやすくなるという問題があった。
In the invention described in
特許文献2に記載の発明は、一方向の、例えば垂直方向に対するコンプライアンス性しか発揮しない構造であるため、把持爪が部品箱に横方向から衝突した場合にはコンプライアンス性を発揮できないという問題があった。
Since the invention described in
特許文献3に記載の発明は、X軸方向のコンプライアンス機構とY軸方向のコンプライアンス機構等軸方向別に独立した機構を設けるために、構造が複雑になり製造コストが高くなるという問題があった。そして、X軸方向、Y軸方向、水平回転方向に対するコンプライアンス性を発揮するようにしているため、ロボットハンドの先端が斜め方向から部品箱にぶつかる等の場合に生ずる、プレートを三次元で傾動させるような場合には十分なコンプライアンス性を発揮できないという問題があった。
The invention described in
本発明はこうした問題に鑑み想到されたもので、部品箱にバラ積み状態で煩雑に収納された複数の部品の中から一つずつ部品を把持するエンドエフェクタがたとえ位置ずれが生じて部品箱や部品に当接しても、エンドエフェクタやロボットへの衝撃を和らげ、確実に部品を把持でき、チョコ停になりにくく、繰り返し疲労が生じにくいエンドエフェクタを実現させるコンプライアンスデバイスを提供することを課題とする。 The present invention has been conceived in view of these problems, and even if the end effector that grips the components one by one from the plurality of components that are stored in a complicated manner in the component box is misaligned, It is an object of the present invention to provide a compliance device that realizes an end effector that can alleviate the impact on the end effector and the robot even if it abuts on the part, can securely grip the part, does not easily stop, and does not easily cause repeated fatigue. .
請求項1に記載のコンプライアンスデバイス1は、部品5をピッキングするロボット11のアーム4先端に取り付ける、把持機構2を具備したエンドエフェクタ3の構成要素であるコンプライアンスデバイス1であって、前記コンプライアンスデバイス1は、平行に併設した第一プレート21と第二プレート22を設け、前記第一プレート21及び前記第二プレート22に対して垂直方向で少なくとも3か所の対向位置にそれぞれ嵌設された球面軸受40と、前記対向位置に嵌設された球面軸受40にそれぞれ両端部を連結させて、入れ子31を摺動させることによって前記第一プレート21及び前記第二プレート22の間隔を拡大縮小自在とする入れ子構造体30と、前記入れ子構造体30に設けた前記間隔を拡大させる方向に付勢力を有する付勢手段33と、を備えた伸縮傾動機構20を設け、並びに、前記入れ子構造体30の筒状体32側であって第一プレート21側に配設し前記入れ子構造体30に沿ってスライドするスライド部材51と、前記第一プレート21に嵌設した球面軸受40の前記スライド部材51側に配設し、前記スライド部材51に対する対向面に前記第一プレート21に平行な面を形成した基準平面部材52と、前記筒状体32又は前記筒状体32と一体化された部位に形成された衝止形状部54と前記スライド部材51との間に介在させて、前記スライド部材51を前記基準平面部材52に押付ける方向に付勢する弾性体53と、を備えた傾動復帰機構50を設けたことを特徴とする。The
請求項2に記載のコンプライアンスデバイス1は、請求項1において、前記傾動復帰機構50のスライド部材51が前記入れ子構造体30に沿う形態が、前記スライド部材51が前記入れ子構造体30の筒状体32の外周面に沿う形態、及び/又は、前記スライド部材51が前記筒状体32から突設され前記球面軸受40に嵌入された前記筒状体32と同軸の円柱状体55の外周面に沿う形態であることを特徴とする。
The
請求項3に記載のコンプライアンスデバイス1は、請求項1又は2において、第一プレート21側及び第二プレート22側のいずれかをロボット11のアーム4側に取り付けられることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the
請求項4に記載のコンプライアンスデバイス1は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記入れ子構造体30が、外筒32a内に入れ子31である内筒31aが摺動自在に嵌入された入れ子構造体30であって、前記外筒32aと前記外筒32a側に近設された球面軸受40の内輪41とを固定状態とし、前記内筒31aと前記内筒31a側に近設された球面軸受40の内輪41とを固定状態にして、前記内筒31aを前記外筒31aから押し出す方向に付勢する、一端側を前記外筒の底壁35又はバネガイドの段付部56に弾接し他端側を前記内筒内壁に設けた衝止形状部39に弾接させた内筒押出ばね33aを設けて、前記外筒32a内に前記内筒31aを入れ子式の相対運動をさせることにより前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔を拡大縮小自在とし、かつ前記第一プレート21や前記第二プレート22に対して傾動自在やねじれ自在とすることを特徴とする。
The
請求項5に記載のコンプライアンスデバイス1は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記入れ子構造体30が、シリンダーチューブ32b内に入れ子31であるピストン31bが摺動自在に嵌入された入れ子構造体30であって、前記シリンダーチューブ32b端部に取り付けたヘッドカバー36と前記ヘッドカバー36に近設された球面軸受40の内輪41とを固定状態とし、前記ピストン31bと連結したピストンロッド37の先端と前記ピストンロッド37に近設された球面軸受40の内輪41とを固定状態とし、前記シリンダーチューブ32b内の空間Sを予め設定したエア圧で制御して、前記シリンダーチューブ32b内に前記ピストン31bを入れ子式の相対運動をさせることにより前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔を拡大縮小自在とし、かつ前記第一プレート21や前記第二プレート22に対して傾動自在やねじれ自在とすることを特徴とする。
The
請求項6に記載のコンプライアンスデバイス1は、請求項5において、前記シリンダーチューブ32b内のピストン31bとヘッドカバー36との空間Sにおけるエア圧を、把持機構2が部品箱6に侵入する手前の位置から部品5を把持する直前までの任意のタイミングから把持機構2が部品5を把持完了するまでのタイミングまでをクッション区間として前記エンドエフェクタ3が衝突時にエアクッションとなる任意のエア圧に設定し、前記クッション区間以外の区間を保持区間として前記ピストン31bを摺動させない任意のエア圧に設定して、前記シリンダーチューブ32b内のエア圧を少なくとも前記クッション区間と前記保持区間とで切り替える2段階設定することを特徴とする。
The
請求項7に記載のコンプライアンスデバイス1は、請求項4において、前記入れ子構造体30の前記内筒31a内に、前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔が縮小し所定の間隔に到達したことを検知する近接スイッチ又は距離センサ60を設け、前記近接スイッチ又は距離センサ60は、前記外筒32aの底壁35面又はバネガイドの段付部56に垂設させた、前記内筒押出ばね33aの座屈を防ぐために前記内筒押出ばね33aに挿入した棒状のバネガイド34の先端を検知するようにし、前記近接スイッチ又は距離センサ60による前記内筒31aの摺動方向の位置情報をロボット制御部13に出力することを特徴とする。The
請求項8に記載のコンプライアンスデバイス1は、請求項5又は6において、前記シリンダーチューブ32bの外周壁面にピストン31bの摺動方向の位置を検知する位置センサ61を配設し、前記位置センサ61によるピストン31bの摺動方向の位置情報をロボット制御部13に出力することを特徴とする。
A
請求項1乃至6に記載のコンプライアンスデバイス1は、例えばロボット11のアーム4先端に取り付けられたエンドエフェクタ3の把持機構2が万一部品5の表面に衝突したときに部品5の表面を把持機構2が滑って狙いの把持個所に到達しやすくすることができ、また、部品箱6に衝突したときに前記エンドエフェクタ31及びロボット11に加わる負荷を減じることができ、チョコ停を発生しにくくでき、他の部位よりも破損しやすく高価な把持機構2又はロボット11に損傷を与えにくくすることができる。
The
拡大縮小機構を入れ子構造体30としたことにより、コンプライアンスデバイス1を小型化でき、これに伴いエンドエフェクタ3も小型化することができ、部品箱6内における把持機構2の向きや姿勢の自由度の範囲が拡がることにより、把持機構2を部品5に向かって部品5を把持しやすい方向から接近させることができ、部品把持動作の確実性が向上する。また、小型化できることにより衝突頻度を減じることができる。
By adopting the
請求項3に記載のコンプライアンスデバイス1は、第一プレート21及び第二プレート22のうちの、入れ子構造体30の入れ子31側又は筒状体32側のいずれでも、ロボット11のアーム4先端又は把持機構2のいずれにも取り付けられるので、取り扱おうとする部品5の形体、部品箱6の形態及び部品5のバラ積み形態によって、配線状況などを考慮してエンドエフェクタの中でのコンプライアンスデバイス1の取付向きを選択することができる。
The
請求項7又は8に記載のコンプライアンスデバイス1は、入れ子31の摺動方向の位置をロボット11側に出力するので、外力Pが把持機構2に加わると入れ子31が正常位置から摺動して設定された位置まで到達すると異常をロボット11側にフィードバックしてリアルタイムでロボット11を対応させることができる。例えば、エンドエフェクタ3が衝突したことを検知すると、ロボット11を次のティーチングポイントに進ませず一旦停止させて、その後一つ前のティーチングポイントに戻る作動をさせて把持機構2への外力Pが加わる時間を最小限に抑えることができ把持機構2やロボット11の破損を抑制させ、ロボット11のチョコ停を防止することができる。
The
本発明に係るコンプライアンスデバイス1は、例えば図1に示すように、コンプライアンスデバイス1を具備したエンドエフェクタ3、ロボット11、画像センサ12、ロボット制御部13、及び画像による部品認識手段14を備えた部品取出しシステム10で使用される。前記部品取出しシステム10は、自動車製造工場や半導体製造工場などの生産ラインに設置され、コンプライアンスデバイス1及び把持機構2を備えたエンドエフェクタ3をアーム4先端に装着したロボット11が部品箱6にバラ積み状態で収納された多数の部品5を一つずつ把持して取出して次工程に搬送する作業を行う。
A
前記コンプライアンスデバイス1は、図3乃至図18に示すように、部品5をピッキングするロボット11のアーム4先端に取り付ける、把持機構2を具備したエンドエフェクタ3の構成要素であるコンプライアンスデバイス1であって、前記コンプライアンスデバイス1は、平行に併設した第一プレート21と第二プレート22を設け、前記第一プレート21と第二プレート22間を伸縮させ、前記第一プレート21と第二プレート22の相互関係を平行状態から傾動状態にさせる伸縮傾動機構20と、前記伸縮傾動機構が傾動したときに前記第一プレート21と第二プレート22の相互関係を平行状態に復帰させる傾動復帰機構50とを備える。
As shown in FIGS. 3 to 18, the
前記コンプライアンスデバイス1は、平行に併設した第一プレート21と第二プレート22を設け、前記第一プレート21及び前記第二プレート22に対して垂直方向で少なくとも3か所の対向位置にそれぞれ嵌設された球面軸受40と、前記対向位置に嵌設された球面軸受40にそれぞれ両端部を連結させて、入れ子31を摺動させることによって前記第一プレート21及び前記第二プレート22の間隔を拡大縮小自在とする入れ子構造体30と、前記入れ子構造体30に設けた前記間隔を拡大させる方向に付勢力を有する付勢手段33と、を備えた伸縮傾動機構20を設け、並びに、前記入れ子構造体30の筒状体32側であって第一プレート21側に配設し前記入れ子構造体30に沿ってスライドするスライド部材51と、前記第一プレート21に嵌設した球面軸受40の前記スライド部材51側に配設し、前記スライド部材51に対する対向面に前記第一プレート21に平行な面を形成した基準平面部材52と、前記筒状体32又は前記筒状体32と一体化された部位に形成された衝止形状部54と前記スライド部材51との間に介在させて、前記スライド部材51を前記基準平面部材52に押付ける方向に付勢する弾性体53と、を備えた傾動復帰機構50を設ける。The
前記コンプライアンスデバイス1の作動形態を説明する。前記把持機構2が無負荷状態の第一形態では、前記第一プレート21と第二プレート22とが平行状態であって、前記第一プレート21と第二プレート22との間隔が最大の拡大状態となり、前記把持機構2に負荷が加わったときの第二形態では、少なくとも3カ所ある前記入れ子構造体30のそれぞれに加えられた前記負荷の向きや大きさに応じて、前記入れ子構造体30のそれぞれが独立して前記球面軸受40により傾動自在やねじれ自在に変化し、かつ入れ子構造体30のそれぞれが独立して伸縮自在に変化し、前記把持機構2が負荷状態から無負荷状態に戻ると、前記スライド部材51を前記基準平面部材52に押付ける前記傾動復帰機構50により、及び、前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔を常時拡大させる方向に付勢力を有する付勢手段33により、第一プレート21、第二プレート22及び入れ子構造体30の状態を前記第一形態の状態に復元させることができる。
An operation mode of the
前記コンプライアンスデバイス1は、部品箱6に収納された部品5を一つずつ把持する把持機構2とともにエンドエフェクタ3の構成要素であり、エンドエフェクタ3のコンプライアンスデバイス1側をロボット11のアーム4先端に取り付ける。エンドエフェクタ3がコンプライアンス性を有することにより、把持機構2が部品箱6に衝突したときに把持機構2の損傷が発生しにくくなり、ロボット11への衝撃を緩和し、ロボット11のチョコ停を防止し、又は把持機構2の把持爪が部品5の被把持箇所を少しずれて部品5に当接したときに把持爪が部品5表面を滑りながら被把持箇所に到達しやすいように支援するができる。
The
前記コンプライアンスデバイス1は、平行に併設した第一プレート21と第二プレート22、伸縮傾動機構20及び傾動復帰機構50を備える。前記第一プレート21及び第二プレート22はロボット11のアーム4先端面と平行な面を形成し、前記第一プレート21及び第二プレート22のいずれか一方がロボット11のアーム4先端に取り付けられ、他方に把持機構2が取り付けられる。把持機構2には部品5を把持する把持爪の他に把持爪を開閉する手段も含まれる。そして、前記第一プレート21と第二プレート22との間にコンプライアンス性を発揮する機構が装着される。
The
前記コンプライアンス性を発揮する機構として、図3乃至図5、及び図12に示すように、伸縮傾動機構20及び傾動復帰機構50を1組として、少なくとも前記第一プレート21及び第二プレート22間に3か所以上設ける。3か所以上設けることにより、ロボット11のアーム4側に取り付けたプレートを基準として、加えられた負荷の位置や大きさによって、図8乃至図11、図15乃至図18の示すように、把持機構2側のプレートを三次元で傾動変化させることができ、ねじり変化をさせることができる。
As shown in FIGS. 3 to 5 and 12, as a mechanism for demonstrating the compliance, the
前記伸縮傾動機構20は、傾動機構を構成する球面軸受40と、入れ子方式の伸縮機構である入れ子構造体30とを備える。前記傾動機構は、図5又は図12に示すように、前記第一プレート21及び前記第二プレート22にそれぞれ嵌設された球面軸受40を備え、一方の球面軸受40の内輪41に入れ子構造体30の入れ子31側の端部を固定し、他方の球面軸受40の内輪41に入れ子構造体30の筒状体32側の端部を固定する。これにより、把持機構2に外力Pによる負荷が加わったときには、それぞれの入れ子構造体30に加わる負荷の向きによってそれぞれが異なる傾動状態となる。前記球面軸受40は固定側の外輪42と回転する内輪41とから構成され、球面軸受40の固定先は、前記第一プレート21又は前記第二プレート22でもよく、図8及び図15に示すように前記第一プレート21又は前記第二プレート22に固定された他の部位でもよい。
The
前記入れ子構造体30は、入れ子31が筒状体32内を摺動する構造を有し、前記入れ子31を筒状体32から押し出す方向に付勢力を有する付勢手段33を具備させている。前記付勢手段33としては、バネ、エア圧、油圧などがあり、一方向に付勢力を有する手段であればいずれでもよい。前記入れ子構造体30を、前記第一プレート21と前記第二プレート22との間に、前記嵌設した一対の球面軸受40の数に合わせて少なくとも3か所に介設することにより、前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔を常時は最大限の間隔を維持し、把持機構2に外力Pによる負荷が加わったときには、それぞれの伸縮機構に加わる負荷の大きさによってそれぞれが異なる伸縮状態となる。以下、入れ子31を摺動させる筒状体32側のプレートを第一プレート21とし、入れ子31側のプレートを第二プレート22として説明する。コンプライアンスデバイス1の前記筒状体32側の第一プレート21をロボット11のアーム4側又は把持機構2側のいずれに取り付けてもよく、前記入れ子31側の第二プレート22をロボット11のアーム4側又は把持機構2側のいずれに取り付けてもよい。
The
前記傾動機構と入れ子構造体30を備えた伸縮傾動機構20により、図2に示すように把持機構2に外力Pによる負荷が加わったときには、少なくとも3か所設けた伸縮傾動機構20のそれぞれに加わる負荷の向きや大きさにより、それぞれの伸縮機構である入れ子構造体30が異なる伸縮状態及び異なる傾動状態となるので、第一プレート21及び第二プレート22のいずれかの把持機構2側のプレートがロボット11のアーム4側のプレートに対して、図6乃至図11、図13な乃至図18に示すように、三次元で傾動状態に変化し、ねじれ状態に変化する。
When the load due to the external force P is applied to the
前記入れ子構造体30は、外力Pによる負荷によって入れ子31が筒状体32内に押入されるが、無負荷になると入れ子31を筒状体32から押し出す方向に付勢力を有する付勢手段33によって入れ子31が押し出され無負荷状態に復元する。
In the nested
前記傾動機構は、外力Pによる負荷によって前記伸縮機構が傾動した後に無負荷になると、傾動復帰機構50により無負荷状態に復元される。
The tilting mechanism is restored to a no-load state by the
前記傾動復帰機構50は、入れ子構造体30の筒状体32の外周壁に密着してスライドするスライド部材51、及び/又は、前記筒状体32の底壁35から突出し前記球面軸受40の内輪41に嵌設した円柱状体55の外周面に密着してスライドするスライド部材51を備える。前記スライド部材51の球面軸受40側は基準平面部材52に平行な面を形成している。
The
そして、前記傾動復帰機構50は、スライド部材51のスライド方向で第一プレート21側に第一プレート21の表面と平行な面を形成する基準平面部材52を備える。また、第一プレート21自体を基準平面部材52としてもよい。
The
そして、前記傾動復帰機構50は、一方を前記筒状体32に固定された衝止形状部54又は蓋部材29などの前記筒状体32と一体化された部位に形成された衝止形状部54に弾設させ、他方を前記スライド部材51に弾設させて、前記衝止形状部54と前記スライド部材51間に介設させて、前記スライド部材51を前記基準平面部材52にスライドさせて押し付ける方向に付勢する弾性体53を備える。前記弾性体53としては、ばね、ゴムなどの一方向に付勢力を有する手段であればいずれでもよい。
The
把持機構2に外力が加わっていない無負荷状態では、前記スライド部材51は前記弾性体53により基準平面部材52に密着して押し付けられており、前記伸縮機構である入れ子構造体30は第一プレートに対して垂直方向の姿勢となる。次に、把持機構2に外力により負荷が加わると前記入れ子構造体30は第一プレート21に対して傾動し、これにより前記スライド部材51と前記基準平面部材52との間に斜め状態の間隙K1、K2が生ずる。次に把持機構2に外力Pが加わらない状態になると前記弾性体53の付勢力によって前記スライド部材51が前記基準平面部材52に密着して押し付けられ、これにより傾動していた前記入れ子構造体30が第一プレート21に対して垂直方向の姿勢に戻る。
In a no-load state where no external force is applied to the
次に、コンプライアンスデバイス1の第一の実施形態として、図5に示すように、伸縮傾動機構20が、外筒32a内に入れ子31である内筒31aが摺動自在に嵌入された入れ子構造体の30形態である。そして、傾動機構が、前記外筒32aと第一プレート21に嵌設された球面軸受40の内輪41とを固定状態とし、前記内筒31aと第二プレート22に嵌設された球面軸受40の内輪41とを固定状態にした形態を有している。そして、入れ子構造体30が、前記内筒31aを前記外筒32aから押し出す方向に付勢する、一端側を前記外筒の底壁35又はバネガイドの段付部56に弾接し他端側を前記内筒内壁に設けた衝止形状部39に弾接させた内筒押出ばね33aを設けて、前記外筒32a内に前記内筒31aを入れ子式の相対運動をさせることにより前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔を拡大縮小自在としている。これにより、前記第一プレート21と前記第二プレート22のうち、ロボット11のアーム4側のプレートに対して把持機構2側のプレートを傾動自在やねじれ自在とすることができる。そして、内筒31aを外筒32a内に挿入後に蓋部材29を嵌設する。蓋部材29と外筒32aとの締結はボルトなどの部材同士を締結する締結方法であればよいずれでもよい。
Next, as a first embodiment of the
コンプライアンスデバイス1のサイズを小型化するために、前記内筒押出ばね33aの長さを確保する必要がある場合は、図19に示すように、前記球面軸受40内部まで前記内筒押出ばね33aが延設可能な空間を確保し、延長させることもできる。
In order to reduce the size of the
無負荷状態では、図5に示すように、内筒31aは外筒32aに端面に内筒押出ばね33aによって押し付けられ、第一プレート21と第二プレート22との間隔W1は拡大された状態で、第一プレート21と第二プレート22とは平行状態にある。
In the unloaded state, as shown in FIG. 5, the
入れ子構造体30の長軸方向の負荷が加わると、図6に示すように、内筒押出ばね33aが圧縮され、内筒31aは距離L1ほど外筒32a端面から離隔し、第一プレート21と第二プレート22との間隔は間隔W1から間隔W12に縮小される。
When a load in the major axis direction of the nested
入れ子構造体30に斜め方向からの負荷が加わると、図7に示すように、第一プレート21又は第二プレート22に嵌設された球面軸受40の外輪42に対して内輪41が回転し、スライド部材51と基準平面部材52間に間隙K1が発生する。
When a load from an oblique direction is applied to the nested
第一の実施形態のコンプライアンスデバイス1の形態変化として、図8に横方向に変化状態を示し、図9に傾動状態を示し、図10にねじれ状態を示し、図11に横方向、傾動、ねじれ及び縮小の複合的な変化がされた状態を示している。このように、極めて柔軟に変化させることができる。
As a form change of the
そして、傾動復帰機構50は、一方を入れ子構造体30の外筒32aの外周壁の衝止形状部54に弾設させ他方を前記スライド部材51に弾設させた、前記スライド部材51を前記基準平面部材52にスライドさせて押し付ける方向に付勢する弾性体53であるばねを設け、前記弾性体53により入れ子構造体30を第一プレート21又は第二プレート22に垂直方向に姿勢を戻すことができる。
The
また、前記入れ子構造体30の前記内筒31a内に、前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔が縮小し所定の間隔に到達したことを検知する近接スイッチ又は距離センサ60を設ける。前記近接スイッチ又は距離センサ60は、前記外筒32a内の底壁35面に垂設させた、前記内筒押出ばね33aの座屈を防ぐために前記内筒押出ばね33aに挿入した棒状のバネガイド34の先端を検知するようにし、前記近接スイッチ又は距離センサ60による前記内筒31aの摺動方向の位置情報をロボット制御部13側に出力する。これにより、ロボット11が教示された次のポイントに衝突しながらも強制的に進むのを止めエンドエフェクタ3の損傷を防止することができ、ロボット11のチョコ停防止ができる。
Further, a proximity switch or
次に、コンプライアンスデバイス1の第二の実施形態として、図12に示すように、伸縮傾動機構20が、シリンダーチューブ32b内に入れ子31であるピストン31bが摺動自在に嵌入された入れ子構造体30の形態である。そして、傾動機構が、前記シリンダーチューブ32b端部に取り付けたヘッドカバー36から球面軸受40方向に突出させた円柱状体55と、第一プレート21に嵌設された球面軸受40の内輪41とを固定状態とし、シリンダーチューブ32b内を摺動するピストン31bに固定したピストンロッド37の先端と第二プレート22に嵌設された球面軸受40の内輪41とを固定状態にした形態を有している。そして、入れ子構造体30が、前記シリンダーチューブ32b内のピストン31bとヘッドカバー36との空間Sを、前記エンドエフェクタ3が衝突時にエアクッションとなる任意のエア圧に設定し、前記エア圧を維持することによりピストン31bを押出方向に付勢させることができるので、前記シリンダーチューブ32b内に前記ピストン31bを入れ子式の相対運動をさせることができる。これにより、前記第一プレート21と前記第二プレート22との間隔を拡大縮小自在とすることができ、前記第一プレート21と前記第二プレート22のうち、ロボット11のアーム4側のプレートに対して把持機構2側のプレートを傾動自在やねじれ自在とすることができる。ロッドカバー38とシリンダーチューブ32bとの締結や円柱状体55とヘッドカバー36との締結は,ボルトなどの部材同士を締結する締結方法であればよいずれでもよい。
Next, as a second embodiment of the
無負荷状態では、図12に示すように、ピストン31bはシリンダーチューブ32bの端にあるロッドカバー38に、空間Sに充填されたエヤ圧によって押し付けられ、第一プレート21と第二プレート22との間隔W2は拡大された状態で、第一プレート21と第二プレート22とは平行状態にある。
In the unloaded state, as shown in FIG. 12, the piston 31b is pressed against the
入れ子構造体30の長軸方向の負荷が加わると、図13に示すように、空間Sに充填していた空気が圧縮され、ピストン31bは距離L2ほどロッドカバー38から離隔し、第一プレート21と第二プレート22との間隔は間隔W2から間隔W22に縮小される。
When a load in the major axis direction of the nested
入れ子構造体30に斜め方向からの負荷が加わると、図14に示すように、第一プレート21又は第二プレート22に嵌設された球面軸受40の外輪42に対して内輪41が回転し、スライド部材51と基準平面部材52間に間隙K2が発生する。
When a load from an oblique direction is applied to the nested
そして、傾動復帰機構50は、一方を前記ヘッドカバー36に固設された円柱状体55に弾設し、他方を前記スライド部材51に弾設させた、前記スライド部材51を前記基準平面部材52に押し付ける方向に付勢する弾性体53であるばねを設け、前記ばねにより入れ子構造体30を第一プレート21又は第二プレート22に垂直方向の姿勢を戻すことができる。
Then, the
第二の実施形態のコンプライアンスデバイス1の変化として、図16に横方向に変化状態を示し、図16に傾動状態を示し、図17にねじれ状態を示し、図18に横方向、傾動、ねじれ及び縮小の複合的な変化をした状態を示している。このように、極めて柔軟に変化させることができる。
As a change of the
そして、前記シリンダーチューブ32b内のピストン31bとヘッドカバー36との空間Sにおけるエア圧を、把持機構2が部品箱6に侵入する手前の位置から部品5を把持する直前までの任意のタイミングから把持機構2が部品5を把持完了するまでのタイミングまでをクッション区間として前記エンドエフェクタ3が衝突時にエアクッションとなる任意のエア圧に設定し、前記クッション区間以外の区間を保持区間として前記ピストン31bを摺動させない任意のエア圧に設定して、前記シリンダーチューブ32b内のエア圧を少なくとも前記クッション区間と前記保持区間とで切り替える2段階設定
する。このエア圧の2段階制御により、把持機構2が衝突したときは把持機構2の損傷を抑制させることができ、ロボット11のチョコ停を防止させることができ、部品5を把持した後は部品5を確実に把持して安全に搬送させることができる。
The air pressure in the space S between the piston 31b and the
また、前記ピストン31bの外周面には磁石62を嵌設させて、前記シリンダーチューブ32bの外周壁面に形成した溝にピストン31bの摺動方向の位置を検知する位置センサ61を嵌設する。これにより、前記位置センサ61によるピストン31bの摺動方向の位置情報をロボット制御部13側に出力することができ、ロボット11が教示された次のポイントに衝突しながらも強制的に進むのをリアルタイムで止め、エンドエフェクタ3又はロボット11の損傷を防止することができる。
A
1 コンプライアンスデバイス
2 把持機構
3 エンドエフェクタ
4 アーム
5 部品
6 部品箱
10 部品取出しシステム
11 ロボット
12 画像センサ
13 ロボット制御部
14 部品認識手段
20 伸縮傾動機構
21 第一プレート
22 第二プレート
29 蓋部材
30 入れ子構造体
31 入れ子
31a 内筒
31b ピストン
32 筒状体
32a 外筒
32b シリンダーチューブ
33 付勢手段
33a 内筒押出ばね
34 バネガイド
35 底壁
36 ヘッドカバー
37 ピストンロッド
38 ロッドカバー
39 衝止形状部
40 球面軸受
41 内輪
42 外輪
50 傾動復帰機構
51 スライド部材
52 基準平面部材
53 弾性体
54 衝止形状部
55 円柱状体
56 段付部
60 近接スイッチ又は距離センサ
61 位置センサ
62 磁石
P 外力
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記コンプライアンスデバイスは、
平行に併設した第一プレートと第二プレートを設け、
前記第一プレート及び前記第二プレートに対して垂直方向で少なくとも3か所の対向位置にそれぞれ嵌設された球面軸受と、前記対向位置に嵌設された球面軸受にそれぞれ両端部を連結させて、入れ子を摺動させることによって前記第一プレート及び前記第二プレートの間隔を拡大縮小自在とする入れ子構造体と、前記入れ子構造体に設けた前記間隔を拡大させる方向に付勢力を有する付勢手段と、を備えた伸縮傾動機構を設け、
並びに、前記入れ子構造体の筒状体側であって第一プレート側に配設し前記入れ子構造体に沿ってスライドするスライド部材と、前記第一プレートに嵌設した球面軸受の前記スライド部材側に配設し、前記スライド部材に対する対向面に前記第一プレートに平行な面を形成した基準平面部材と、前記筒状体又は前記筒状体と一体化された部位に形成された衝止形状部と前記スライド部材との間に介在させて、前記スライド部材を前記基準平面部材に押付ける方向に付勢する弾性体と、を備えた傾動復帰機構を設けたことを特徴とするコンプライアンスデバイス。 A compliance device, which is a component of an end effector having a gripping mechanism, which is attached to the tip of a robot arm that picks up a component,
The compliance device is:
A first plate and a second plate are provided in parallel,
Both ends are connected to a spherical bearing fitted in at least three opposite positions in the vertical direction with respect to the first plate and the second plate, and a spherical bearing fitted in the opposite position, respectively. , A nesting structure that allows the interval between the first plate and the second plate to be enlarged and reduced by sliding the nesting, and an urging force that has an urging force in the direction of enlarging the interval provided in the nesting structure And a telescopic tilt mechanism provided with means,
And a slide member that is arranged on the first plate side on the cylindrical body side of the nesting structure and slides along the nesting structure, and on the slide member side of the spherical bearing fitted on the first plate. A reference plane member that is disposed and has a surface parallel to the first plate on a surface facing the slide member, and a stopper-shaped portion formed in the cylindrical body or a part integrated with the cylindrical body And a tilting return mechanism provided with an elastic body that urges the slide member in a direction in which the slide member is pressed against the reference plane member.
Proximity switch or distance sensor for detecting that the distance between the first plate and the second plate is reduced and reaches a predetermined distance is provided in the inner cylinder of the nested structure, and the proximity switch or distance sensor Is configured to detect the tip of a rod-shaped spring guide inserted into the inner cylinder extruding spring to prevent buckling of the inner cylinder extruding spring, suspended from the bottom wall surface of the outer cylinder or a stepped portion of the spring guide, The compliance device according to claim 4 , wherein position information in a sliding direction of the inner cylinder by the proximity switch or a distance sensor is output to a robot control unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015183869A JP6284129B2 (en) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | Compliance device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015183869A JP6284129B2 (en) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | Compliance device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017056524A JP2017056524A (en) | 2017-03-23 |
| JP6284129B2 true JP6284129B2 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=58391213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015183869A Active JP6284129B2 (en) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | Compliance device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6284129B2 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108297070B (en) * | 2017-12-25 | 2021-05-25 | 深圳先进技术研究院 | Three degrees of freedom parallel mechanism |
| JP7144152B2 (en) * | 2018-02-08 | 2022-09-29 | Ntn株式会社 | Connecting member for robot hand and robot |
| CN108436887B (en) * | 2018-02-27 | 2020-11-03 | 上海交通大学 | Parallel compliant device with multiple degrees of freedom in space |
| KR102031653B1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-10-14 | (주)에스엔제이솔루션 | Active pressure control methodology and apparatus for object shape adaptation of a robot end-effector |
| JPWO2025027820A1 (en) * | 2023-08-02 | 2025-02-06 | ||
| KR102660657B1 (en) * | 2023-09-12 | 2024-04-26 | 한국생산기술연구원 | Robot device for un-loading luggage and controlling method thereof |
| KR102932820B1 (en) * | 2023-12-27 | 2026-03-04 | 한국생산기술연구원 | Apparatus system for unloading luggage including conveyor structure and controlling method thereof |
| KR102926926B1 (en) * | 2024-03-14 | 2026-02-19 | 한국생산기술연구원 | Robot device for un-loading luggage preventing unintentional rod movement |
| KR102951174B1 (en) * | 2024-11-26 | 2026-04-15 | 한국생산기술연구원 | Robot device with rod grab structure for unloading luggage |
| KR102889578B1 (en) * | 2025-03-28 | 2025-11-21 | 주식회사 브릴스 | Palletizing Apparatus with Adsorption for Heavy Load Zones and Transfer System Using the Same |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS611036Y1 (en) * | 1981-03-04 | 1986-01-14 | ||
| JPS59156697A (en) * | 1983-02-23 | 1984-09-05 | 松下電器産業株式会社 | Linear unit of prefabricated robot |
| JP4976084B2 (en) * | 2006-09-07 | 2012-07-18 | ニッタ株式会社 | Position error absorber |
| JP5643082B2 (en) * | 2010-12-28 | 2014-12-17 | 川崎重工業株式会社 | Work quality determination system and quality determination method |
-
2015
- 2015-09-17 JP JP2015183869A patent/JP6284129B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017056524A (en) | 2017-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6284129B2 (en) | Compliance device | |
| JP6164434B2 (en) | End effector | |
| US9925672B2 (en) | Robot gripping device | |
| CN104589354B (en) | Robot controller, robot system and robot | |
| US9132555B2 (en) | Robot gripping device | |
| US8840097B2 (en) | Production system | |
| EP2783806A2 (en) | Robot system, calibration method, and method for producing to-be-processed material | |
| EP2489482A2 (en) | Work Picking System | |
| JP6498568B2 (en) | Assembly manufacturing apparatus and assembly manufacturing method | |
| US8668423B2 (en) | Grasping device, robot system, and method of manufacturing mechanical product | |
| US20110185556A1 (en) | Robot system, robot, and method of manufacturing product | |
| US10350766B2 (en) | Extended-reach assist device for performing assembly tasks | |
| CN105382839A (en) | Robot and robot system | |
| JP7558819B2 (en) | Holding device, transport device, and method for controlling holding device | |
| JP6988757B2 (en) | End effector and end effector device | |
| EP3284559A1 (en) | Assembly body manufacturing device and assembly body manufacturing method | |
| CN107666989B (en) | Plug-in bonding tool and bonding method | |
| CN110024509B (en) | Component mounting apparatus and control method thereof | |
| KR102898976B1 (en) | Multi-purpose piston gripper and robot manipulator including the same | |
| JP5479834B2 (en) | Picking method | |
| JP2007098501A (en) | Robot system | |
| US10052727B2 (en) | Press-fitting device | |
| JP2013107160A (en) | Gripping part positioning device and method | |
| Netzev et al. | Squeeze-in functionality for a soft parallel robot gripper | |
| KR102765194B1 (en) | A cobot with an improved arm structure and a method for controlling the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170912 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20170912 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20171027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171207 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180109 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180123 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6284129 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |