JPH08118281A - ロボット用リストコンプライアンス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 嵌め合い等の高精度の組み立て作業が可能
であり、ロボットのリストに作用する荷重が大きい場
合でも長期間使用することができ、ロボットの実質的
な高速運転を可能ならしめるロボット用リストコンプラ
イアンス装置を提供すること。 【構成】 相互に一定間隔で配置された固定プレート
１，２と、前記固定プレート１，２相互間距離を維持す
る連結手段５と、前記固定プレート１，２相互間に移動
可能に設けられた移動プレート３と、前記固定プレート
１，２と移動プレート３との間に傾斜させる態様でそれ
ぞれ固定配置された柱状のゴムエレメント４ａ，４ｂ
と、ロボットの高速移動時において前記固定プレート１
と移動プレート３との相対移動を不能ならしめるロック
手段６とを有しており、前記固定プレート２に設けられ
た貫通孔２０から移動プレート３の凸部３０を突出させ
てあると共に、前記固定プレート１及び移動プレート３
の凸部３０に取付部が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高精度の組み立て作
業や嵌め合い作業等を行わせるロボットのリストに設け
られる装置（この明細書ではこの装置をロボット用リス
トコンプライアンス装置という）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記ロボット用リストコンプライアンス
装置として、図１１に示すものを自社開発しており、既
に特許出願している（特願平６−２２７５２３号）。

【０００３】この装置は、嵌め合い等の高精度の組み立
て作業が可能であり且つロボットのリストに作用する荷
重が大きい場合でも長期間使用できようにするために開
発されたものであり、図１１に示すように、上下に一定
間隔で配置された固定プレート１，２と、前記固定プレ
ート１，２相互間距離を維持する連結手段（図示せず）
と、前記固定プレート１，２相互間に移動可能に設けら
れた移動プレート３と、前記固定プレート１，２と移動
プレート３との間にそれぞれ下方に向かって中心線ＣＬ
側に傾斜する態様で固定配置された柱状のゴムエレメン
ト４ａ，４ｂとから構成されており、前記固定プレート
２に設けられた貫通孔２０から移動プレート３の凸部３
０を突出させている。尚、この装置を使用する際には、
固定プレート１をロボットＲ側に取り付け、移動プレー
ト３の凸部３０に例えばハンドが取り付けられる。

【０００４】しかしながら、大きな重量の被移送物を支
持した状態でロボットを高速運転した場合、ゴムエレメ
ント４ａ，４ｂの存在によりロボット停止時において、
ロボットに対して被移送物が大きく振動（固定プレート
１に対する移動プレート３の振動による）してしまい、
このため次の動作に移行するまでの待ち時間が必要とな
る。したがって、実質的には高速運転とはいえないもの
となってしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、嵌め合い等の高精度の組み立て作業が可能であ
り、ロボットのリストに作用する荷重が大きい場合で
も長期間使用することができ、ロボットの実質的な高
速運転を可能ならしめるロボット用リストコンプライア
ンス装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】この発明のロボット用リス
トコンプライアンス装置は、相互に一定間隔で配置され
た固定プレート１，２と、前記固定プレート１，２相互
間距離を維持する連結手段５と、前記固定プレート１，
２相互間に移動可能に設けられた移動プレート３と、前
記固定プレート１，２と移動プレート３との間に傾斜さ
せる態様でそれぞれ固定配置された柱状のゴムエレメン
ト４ａ，４ｂと、ロボットの高速移動時において前記固
定プレート１と移動プレート３との相対移動を不能なら
しめるロック手段６とを有しており、前記固定プレート
２に設けられた貫通孔２０から移動プレート３の凸部３
０を突出させてあると共に、前記固定プレート１及び移
動プレート３の凸部３０に取付部が形成されている。

【０００７】

【作用】この発明は次のように作用する。

【０００８】この装置は、固定プレート１と移動プレー
ト３の凸部３０のうち、一方をロボットに取り付けると
共に例えばピン支持用ハンドや自動工具交換装置を他方
に取り付けるようにして使用される。

【０００９】この装置では、ロボットの高速移動時にお
いて前記固定プレート１と移動プレート３との相対移動
を不能ならしめるロック手段６を具備させてあるから、
大きな重量の被移送物を支持した状態でロボットを高速
運転した場合であっても、ロボット停止時において、ロ
ボットに対して被移送物が振動（固定プレート１に対す
る移動プレート３の振動による）するようなことはな
く、このため次の動作に移行するまでの待ち時間は不要
となる。

【００１０】

【実施例】この発明の構成を実施例として示した図面に
従って説明する。

【００１１】この実施例のロボット用リストコンプライ
アンス装置は、図１に示すように、ロボットＲのアーム
端に設けられたプレートＰＬと自動交換用カップラーＣ
Ｐとの間でボルト止めされ、前記コンプライアンス装置
（符号ＣＳとする）は、図２、図３や図６に示すよう
に、相互に一定間隔で配置された固定プレート１，２
と、前記固定プレート１，２相互間距離を維持及び調整
できる連結手段５と、前記固定プレート１，２相互間に
移動可能に設けられた移動プレート３と、前記固定プレ
ート１，２と移動プレート３との間に外側から内側に向
けて傾斜させる態様でそれぞれ固定配置されたゴムエレ
メント４ａ，４ｂと、ロボットの高速移動時において前
記固定プレート１と移動プレート３との相対移動を不能
ならしめるロック手段６とから構成されている。

【００１２】以下に、上記コンプライアンス装置の主要
な構成部について以下に詳述する。 〔固定プレート１について〕 固定プレート１は、図２や
図３に示すように、厚肉円板１０により構成されてお
り、その周縁近傍部分にはロボットＲのプレートＰＬに
ボルト止めをするためのネジ孔（図示せず）を形成して
ある。〔固定プレート２について〕 固定プレート２は、図２や
図３に示すように、後述する短筒３３が遊挿される円形
の貫通孔２０を有した厚肉環状板２１により構成されて
いる。〔移動プレート３について〕 移動プレート３は、図６に
示すように、６０°間隔で形成された貫通孔３１を有す
る厚肉円板３２に、フランジ３４を有する短円筒３３
（フランジ３４及び短円筒３３が手段の欄の突部３０と
対応）を固着して形成してあり、前記フランジ３４の周
縁近傍部分には自動交換装置ＣＰをネジ止めするための
貫通孔（図示せず）を形成してある。尚、図６の組み立
て状態において、上記フランジ３４と固定プレート２と
の間には間隙Ｇが形成されており、これら相互が干渉し
ないようになっている。尚、上記フランジ３４は短円筒
３３にネジ止めする態様とすることもできる。〔ゴムエレメント４ａ，４ｂについて〕 ゴムエレメント
４ａ，４ｂは全体としては円柱状に形成されており、図
４や図５に示すように、多数のゴム板４０と金属製シム
４１とを交互に加硫接着し、その端部にネジ孔４３を有
する金属製の厚肉板４２を加硫接着して構成させてあ
る。尚、図３に示す如く、このゴムエレメント４ａ，４
ｂの中心Ｃから装置全体の中心軸線ＣＬまで距離、前記
中心軸線ＣＬに対するゴムエレメント４ａ，４ｂの中心
軸線ＣＬ’の角度、及びゴムエレメント４ａ，４ｂの圧
縮・剪断方向のばね定数は、コンプライアンスの中心Ｃ
Ｃ（以下、コンプライアンス中心ＣＣという）が図１や
図３に示すピンＰのほぼ先端部に位置するような値に設
定してある。

【００１３】ここで、上記したコンプライアンス中心Ｃ
Ｃは、

【００１４】

【００１５】成る式で表すことができる。尚、上記式
中、ｋｃはゴムエレメントの圧縮方向のバネ定数、ｋｃ
はゴムエレメントの剪断方向のバネ定数であり、また、
Ｌ，ｍ，θについては図１０参照のこと。〔ゴムエレメント４ａ，４ｂのプレート１，２，３への
取り付けにつて〕 ゴムエレメント４ａ，４ｂは、図２に
示すように、６０°間隔でプレート１，２，３に取り付
けられているが、その取り付け態様は、図４に示すもの
と図５に示すものとが交互になるようにしている。

【００１６】図４に示す取り付け態様は、固定プレート
１の下面側に切欠部１２を設けると共に移動プレート３
の上面側に切欠部３４を設け、これら切欠部１２，３４
によりできた空間部分を利用してゴムエレメント４ａを
配置させるものである。

【００１７】図５に示す取り付け態様は、固定プレート
３の上面側に切欠部１３を設けると共に移動プレート３
の下面側に切欠部３５を設け、これら切欠部１３，３５
によりできた空間部分を利用してゴムエレメント４ｂを
配置させるものである。

【００１８】尚、ゴムエレメント４ａ，４ｂの各プレー
ト１，２，３への取り付けは、図４や図５に示すよう
に、各プレート１，２，３における上記切欠部の形成面
と反対側の面に形成された孔ｈからビスＢを挿入し、こ
のビスＢをゴムエレメント４ａ，４ｂのネジ孔４３に螺
入することにより行われている。〔連結手段５について〕 連結手段５は、図６に示すよう
に、一端部に雄ネジ部５１を、他端部に頭部５２を、中
程部に工具対応部５３を有する軸体により構成してあ
り、上記した移動プレート３の貫通孔３１に遊挿させる
態様で、固定プレート１，２相互を図２に示す如く６０
°間隔で６か所連結してある。図６中、符号５４は平ワ
ッシャーであり、符号５５はブッシュである。

【００１９】したがって、移動プレート３はゴムエレメ
ント４ａ，４ｂの弾性力に抗して連結手段５及び固定プ
レート１，２に対してある程度移動できることになる。

【００２０】尚、この実施例では上記した工具対応部５
３を利用して軸体である連結手段５を回転させることに
よりゴムエレメント４ａ，４ｂに作用させるべき初期圧
縮荷重を自由に変え得るようにしてあり、図４及び図５
に示す組み立て状態ではゴムエレメント４ａ，４ｂに適
正な初期圧縮荷重を作用させてある。〔ロック手段６について〕 ロック手段６は、図７に示す
ように、ゴム製の皿状体６０における周縁部を固定プレ
ート１の下面に気密状態に取り付けると共に前記固定プ
レート１に上記皿状体６０に圧縮空気を導く空気流路６
１を形成し、前記空気流路６１の入口とコンプレッサー
等の圧縮空気源とを電磁弁６２を介して接続する構成と
してある。そして、移動プレート３を固定プレート１に
対して移動不能状態ならしめるときには電磁弁６２を図
７に示す状態にして、圧縮空気の供給により膨らんだ皿
状体６０を移動プレート３の上面に圧接させ、逆に、移
動プレート３を固定プレート１に対して移動可能状態な
らしめるときには電磁弁６２を図７に示す状態から切り
換えて、皿状体６０が収縮すべくこれの内部の空気を排
出させるようにしている。尚、このロック手段６は移動
プレート３側に設けるようにしてもよい。〔自動交換装置ＣＰについて〕 この自動交換装置ＣＰ
は、図１に示すように、この実施例のコンプライアンス
装置ＣＳを介してロボットＲ側に常時取り付けられる第
１カップラー６１’と、作業の内容によって交換される
複数種の第２カップラー６２’とから構成されている。

【００２１】この自動交換装置ＣＰは、図１に示すよう
に、第１カップラー６１’側に設けた結合用カム６３’
をカム収納部６４’に対して出没させることにより、前
記結合用カム６３’と第２カップラー６２’側の係合部
６５’とを係止・係止解除させ、第２カップラー６２’
の交換を実現させるものである。〔この実施例のコンプライアンス装置の働き〕 この装置
ではゴムエレメント４ａ，４ｂの存在により、嵌め合い
等を有する高精度の組み立て作業も可能となる。

【００２２】また、固定プレート１と移動プレート３相
互に作用する引張力の大部分は上記ゴムエレメント４ｂ
が圧縮力として受け持つこととなるから、被移送物が大
きな重量である場合でもゴムエレメント４ａ，４ｂが短
期間で破損するようなことはない。

【００２３】更に、ロック手段６の存在によりロボット
を高速運転した後の停止時において被移送物が振動する
ようなことはない。〔他の実施態様〕 尚、上記コンプライアンス装置は、ゴ
ムエレメント４ａ，４ｂの傾斜方向を逆にすれば、フラ
ンジ３４をロボットＲのプレートＰＬに取り付ける態様
のものとすることができる。

【００２４】また、上記実施例にかえて、ロック手段６
が、図８に示すように、ゴム製の筒状体６３における一
端側周縁部を固定プレート１の下面に、他端側周縁部を
板状体６４の上面に、それぞれ気密状態に取り付けたも
のであって、空気流路６１から圧縮空気を筒状体６３内
に供給したときには板状体６４が移動プレート３の上面
に形成した凹み部６５の構成壁に強く押し付けられるよ
うにしたものとすることができる。この手段６では、上
記の如く板状体６４が凹み部６５の構成壁に押し付けら
れたときに、移動プレート３は固定プレート１に対して
移動不能状態となり、筒状体６３内の空気が排出されて
板状体６４が凹み部６５の構成壁に押し付けられていな
いときに、移動プレート３は固定プレート１に対して移
動可能状態となる。尚、このロック手段６は、移動プレ
ート３側に筒状体６３や板状体６４を設け、固定プレー
ト１側に凹み部６５を形成する態様とすることができ
る。

【００２５】更に、上記実施例にかえて、ロック手段６
が、図９に示すように、供給される圧縮空気によって上
下動するピストン６６と、このピストン６６の下面に取
り付けられた下端部がテーパ状の軸体６７と、移動プレ
ート３に形成された下部分がテーパ状の貫通孔６８とを
有しており、図９の実線に示す如く、前記軸体６７のテ
ーパ部分と貫通孔６８を構成するテーパ壁とが係合状態
となった場合に、移動プレート３は固定プレート１に対
して移動不能状態となり、図９の二点鎖線に示す如く、
前記軸体６のテーパ部分と貫通孔６８を構成するテーパ
壁との係合が解除された状態となった場合に移動プレー
ト３は固定プレート１に対して移動可能状態となるもの
としてある。尚、このロック手段は、移動プレート３側
にピストン６６や軸体６７を設け、固定プレート１側に
貫通孔６８を形成する態様とすることができる。

【００２６】

【発明の効果】上記した作用の欄に記載した内容から、
嵌め合い等の高精度の組み立て作業が可能であり、
ロボットのリストに作用する荷重が大きい場合でも長期
間使用することができ、ロボットの実質的な高速運転
を可能ならしめるロボット用リストコンプライアンス装
置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のコンプライアンス装置を有
したロボットの外観斜視図。

【図２】前記コンプライアンス装置の上面図であり、ゴ
ムエレメント及び連結手段の配置を示す図。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面の拡大図。

【図５】図２のＣ−Ｃ断面の拡大図。

【図６】図２のＤ−Ｄ断面の拡大図。

【図７】前記コンプライアンス装置に具備させたロック
手段の断面図。

【図８】前記コンプライアンス装置に具備させ得る他の
態様のロック手段の断面図。

【図９】前記コンプライアンス装置に具備させ得る他の
態様のロック手段の断面図。

【図１０】ゴムエレメントとコンプライアンス中心との
関係を示す図。

【図１１】先行技術のコンプライアンス装置の断面図。
際の図。

【符号の説明】

１ 固定プレート ２ 固定プレート ３ 移動プレート ４ａ ゴムエレメント ４ｂ ゴムエレメント ５ 連結手段 ６ ロック手段 ２０ 貫通孔 ３０ 凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に一定間隔で配置された固定プレー
   ト（１）（２）と、前記固定プレート（１）（２）相互
   間距離を維持する連結手段（５）と、前記固定プレート
   （１）（２）相互間に移動可能に設けられた移動プレー
   ト（３）と、前記固定プレート（１）（２）と移動プレ
   ート（３）との間に傾斜させる態様でそれぞれ固定配置
   された柱状のゴムエレメント（４ａ）（４ｂ）と、ロボ
   ットの高速移動時において前記固定プレート（１）と移
   動プレート（３）との相対移動を不能ならしめるロック
   手段（６）とを有しており、前記固定プレート（２）に
   設けられた貫通孔（２０）から移動プレート（３）の凸
   部（３０）を突出させてあると共に、前記固定プレート
   （１）及び移動プレート（３）の凸部（３０）に取付部
   が形成されていることを特徴とするロボット用リストコ
   ンプライアンス装置。