JPH08229750A - 部品の自動組付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボット本体１４と、その先端に取り付けら
れたツール１６と、このツール１６の位置・姿勢を微調
整する微動機構（１８）とを備えたロボット１２を用い
て部品２の組付けを行う自動組付装置を、従来の微動機
構と同等の機能を維持しつつ軽量かつコンパクトに構成
する。 【構成】 微動機構１８の構成要素のうちその体積の大
部分を占める駆動手段２２を、微動機構本体２０から分
離してロボット本体１４上に遠隔配置する。これによ
り、微動機構本体２０を軽量かつコンパクトに構成可能
とする。駆動手段２２から微動機構本体２０への駆動力
伝達を、柔軟性を有するワイヤ２４で行う。これによ
り、駆動力伝達手段を、ロボット本体１４、ツール１６
および微動機構本体２０の位置・姿勢の変化に対して容
易に追従可能とし、かつ微動機構本体２０および駆動手
段２２のレイアウト自由度を高め、部品組付けの際これ
らが組付対象物４等に干渉するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、ロボットを用いて部
品の組付けを行う自動組付装置、特に、微動機構を有す
るロボットを用いた自動組付装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】部品の組付作業においては、一般に、部
品の位置決め部と組付対象物の被位置決め部とを位置合
わせした状態で両者を組み付ける作業が行われるが、近
年この組付作業は産業用のロボットを用いて行われるよ
うになってきている。このように部品組付作業をロボッ
トを用いて行おうとする場合には、部品および組付対象
物間の位置・姿勢の誤差のみならず、部品および組付対
象物自体の製作誤差をも考慮に入れて、部品の位置決め
部と組付対象物の被位置決め部とを位置決めし得るよう
にすることが肝要である。しかしながら、一般のロボッ
トでは、図１３（ａ）に示すように、部品２の位置決め
部２ａと組付対象物４の被位置決め部４ａと間に位置ず
れが発生した場合、これを修正するためにはロボット本
体１４を制御することが必要となるが、このような制御
により微調整を行うことは非常に困難である。

【０００３】このため従来、図１３（ｂ）に示すよう
に、ロボットの構成として、ロボット本体１４とその先
端に取り付けられたツール（ハンド等）１６との間に、
これらを相対微動可能に連結する微動機構（エンドエフ
ェクタ）１８´が介設された構成とし、この微動機構１
８´を適宜駆動することにより、部品２を把持したツー
ル１６の位置・姿勢を微調整し得るようにし、これによ
り部品２の位置決め部２ａと組付対象物４の被位置決め
部４ａとを位置決めし得るようにしたものが提案されて
いる（例えば特開平５−２００６３８号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記微
動機構１８′においては、複数の位置微調整機能（例え
ば直交するＸＹＺ３軸方向の位置微調整機能等）を有す
るものとなるため、微動機構１８′自体のサイズが必然
的に大きくかつ重くなってしまう。このため、部品組付
けの際に該微動機構１８′が周囲の物と干渉して組付け
を行えなくなる場合が生じ、また、微動機構１８′の慣
性重量が大きいためロボット本体１４の制御も容易でな
くなる、という問題がある。

【０００５】本願発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、従来の微動機構と同等の機能を維持
しつつこれを軽量かつコンパクトに構成できる微動機構
を備えた部品の自動組付装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明は、微動機構の
構成要素のうち、微動機構本体に相対微動を行わせる駆
動手段を微動機構本体から分離して遠隔配置し、駆動力
をワイヤによって微動機構本体へ伝達する構成とするこ
とにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

【０００７】すなわち、本願発明は、請求項１に記載し
たように、ロボット本体と、このロボット本体の先端に
取り付けられたツールと、このツールの位置および／ま
たは姿勢を微調整する微動機構と、を備えたロボットを
用いて部品の組付けを行う部品の自動組付装置におい
て、前記微動機構が、前記ロボット本体および前記ツー
ル間に介設されるとともにこれらを相対微動可能に連結
する微動機構本体と、この微動機構本体から分離されて
遠隔配置されるとともに該微動機構本体にワイヤを介し
て連結され、このワイヤを引張り駆動することにより該
微動機構本体に前記相対微動を行わせる駆動手段と、を
備えてなることを特徴とするものである。

【０００８】上記「相対微動可能」とは、ロボット本体
の駆動制御のみではその先端のツールに把持された部品
と組付対象物との間に位置ずれが通常不可避的に生じる
が、この位置ずれを矯正するのに必要な範囲でツールを
ロボット本体に対して移動させることができる、ことを
意味するものである。

【０００９】上記「微動機構本体」は、特定の構成に限
定されるものではなく、例えば、請求項２に記載したよ
うに、ツールをロボット本体に対してワイヤ引張力作用
方向に並進させる並進機構を備えたもの、請求項４に記
載したように、ワイヤ引張力作用方向とは異なる方向に
並進させる並進方向変換機構を備えたもの、請求項８に
記載したように、ワイヤ引張力作用方向を接線方向とし
て回転させる回転機構を備えたもの等、のうちいずれか
１つあるいはこれらを組み合わせた構成が採用可能であ
る。また、この場合において、上記「並進機構」の具体
例としては、スライダ機構（請求項３）等が採用可能で
あり、上記「並進方向変換機構」の具体例としては、ラ
ックアンドピニオン機構（請求項５）、スライダリンク
機構（請求項６）、パンタグラフ機構（請求項７）等が
採用可能であり、上記「回転機構」の具体例としては、
プーリ機構（請求項９）、ベルト機構（請求項１０）、
ラックアンドピニオン機構（請求項１１）、スライダリ
ンク機構（請求項１２）、揺動機構（請求項１３）等が
採用可能である。

【００１０】上記「駆動手段」は、微動機構本体から分
離されて遠隔配置されているものであれば、その配置さ
れる位置は特に限定されるものではなく、例えばロボッ
ト本体上に配置することができる。

【００１１】

【発明の作用効果】上記構成に示すように、本願発明に
おいては、微動機構の構成要素のうちその体積の大部分
を占める駆動手段が、微動機構本体から分離されて遠隔
配置された構成となっているので、微動機構本体に要求
される機能は、ツールの位置・姿勢の微調整のための運
動機構を有していることのみで足り、したがって微動機
構本体を軽量かつコンパクトに構成することができる。

【００１２】また、本願発明においては、駆動手段から
微動機構本体への駆動力伝達がワイヤによって行われる
構成となっているが、ワイヤは、その柔軟性ゆえに、ロ
ボット本体、ツールおよび微動機構本体の位置・姿勢の
変化に対して容易に追従可能であり、微動機構本体およ
び駆動手段のレイアウト自由度は大きなものとなるた
め、部品組付けの際、これらが組付対象物等に干渉する
のを防止することができる。

【００１３】したがって、本願発明によれば、ツールの
位置および／または姿勢を微調整するための微動機構
を、従来の微動機構と同等の機能を維持しつつこれを軽
量かつコンパクトに構成することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しながら本願発明の実施例
について説明する。

【００１５】図１は、本願発明に係る部品の自動組付装
置の一実施例を水平方向から見て示す概要図である。

【００１６】この自動組付装置は、ロボット１２を用い
て部品２の組付けを行う装置であって、ロボット本体１
４と、このロボット本体１４の先端に取り付けられたツ
ール１６と、このツール１６の位置・姿勢を微調整する
微動機構（エンドエフェクタ）１８とを備えた構成とな
っている。

【００１７】上記ツール１６は、部品２をその両側から
１対の爪で挟むハンド型のツールである。

【００１８】上記微動機構１８は、微動機構本体２０と
駆動手段２２とワイヤ２４とを備えてなっている。

【００１９】上記微動機構本体２０は、ロボット本体１
４およびツール１６間に介設されており、これらを相対
微動可能に連結するようになっている。この相対微動
は、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸方向の並進運動およびＸ、Ｙ、Ｚ
の各軸回りの回転運動の６種類の運動について行い得る
ようになっている。なお、説明の都合上、図示のよう
に、ツール１６が下向きになっている状態で、水平面内
左右方向をＸ軸、水平面内奥行方向をＹ軸、上下方向を
Ｚ軸とする。この微動機構本体２０の詳細構造について
は後述する。

【００２０】上記駆動手段２２は、微動機構本体２０か
ら分離されてロボット本体１４上に遠隔配置されてい
る。そして、この駆動手段２２と微動機構本体２０とは
ワイヤ２４を介して連結されており、このワイヤ２４を
駆動手段２２により引張り駆動することにより微動機構
本体２０に相対微動を行わせるようになっている。この
ワイヤ２４は、２方向の引張り駆動を行い得るようにす
るため２本１組になっており、合計６組（微動機構本体
２０の運動の種類と同数）設けられている。また、各ワ
イヤ２４は、チューブ（図示せず）により覆われてい
る。これらワイヤ２４およびチューブは、丁度自転車の
ブレーキワイヤのような構成になっており、自由に屈曲
可能でかつ引張り力を伝達することができるようになっ
ている。

【００２１】次に、上記微動機構本体２０の詳細構造に
ついて、その相対微動の運動の種類毎に説明する。

【００２２】［１］Ｘ、Ｙの各軸方向の並進機構 図２に示すように、この並進機構２０Ａは、ベースプレ
ート２６と、このベースプレート２６にスライドガイド
２８を介して左右方向（Ｘ軸方向）に並進可能に連結さ
れたスライドテーブル３０とを備えてなっている。上記
ベースプレート２６はロボット本体１４に固定されてお
り、上記スライドテーブル３０はツール１６に固定され
ている。

【００２３】上記スライドテーブル３０のスライド方向
両端部には、該スライド方向に一直線状に延びる１組の
ワイヤ２４の各端部が固定連結されている。これら１組
のワイヤ２４は、ベースプレート２６の両端部から下方
に突出した１対のブラケット３２に形成されたワイヤ挿
通孔３４に挿通されており、互いに引っ張り合ういわゆ
る拮抗状態となっている。各ワイヤ２４を覆うチューブ
３６は、上記１対のブラケット３２の外側に配されてい
る。

【００２４】そして、駆動手段２２により一方のワイヤ
２４を引張り駆動することにより、スライドテーブル３
０を左右方向（Ｘ軸方向）に並進させるようになってい
る。スライドテーブル３０のスライド位置は、一方のブ
ラケット３２に取り付けられたリニアエンコーダ（また
はポテンショメータ）３８により検出されるようになっ
ており、その位置検出信号は図示しない配線を介して駆
動手段２２に入力されるようになっている。そして、駆
動手段２２は、この位置検出信号に基づいて、スライド
テーブル３０のスライド位置のフィードバック制御（図
３にその制御ループを示す）を行い、これによりツール
１６をロボット本体１４に対して並進させるとともに任
意の位置に位置決めし得るようになっている。

【００２５】この並進機構２０Ａにおいては、ワイヤ移
動量とツール移動量が等しく、しかも駆動力伝達に要す
る機構要素が少ないため、制御を極めて容易に行うこと
ができる。また、ギア等のバックラッシュ要因となる機
構部品を用いていないため、精密な制御を行うことがで
きる。さらに、構成部品が少なくシンプルな機構である
ため、左右方向（Ｘ軸方向）の並進運動を軽量かつコン
パクトな機構で実現することができる。なお、奥行方向
（Ｙ軸方向）の並進運動についても、全く同様の構成で
実現することができる。

【００２６】［２］並進方向変換機構（その１） 図４に示すように、この並進方向変換機構２０Ｂ１は、
上記［１］の並進機構２０Ａによるスライドテーブル３
０の左右方向（Ｘ軸方向）あるいは奥行方向（Ｙ軸方
向）の並進運動を直交変換して、ツール１６に上下方向
（Ｚ軸方向）の並進運動を行わせる機構であり、これを
２つのラック＆ピニオン機構で実現したものである。

【００２７】この並進方向変換機構２０Ｂ１において
は、ツール１６を固定するツールプレート４０が、２箇
所に設けられたガイドシャフト４２およびボールスライ
ド４４を介してベースプレート２６と連結されており、
ベースプレート２６と平行状態を保ちつつ上下方向に移
動可能となっている。また、上記［１］の並進機構２０
Ａにおけるスライドテーブル３０に相当するラック４６
が、スライドガイド２８を介してベースプレート２６に
取り付けられており、水平方向に移動可能となってい
る。さらに、シャフト４８が、２箇所に設けられたサポ
ートブロック５０を介してベースプレート２６に回転可
能に取り付けられている。そして、シャフト４８の両端
には、ピニオン５２、ピニオン５４が取り付けられてお
り、ラック４６、ラック５６とそれぞれ噛み合ってい
る。ラック５６は、上下方向に延びており、その下端部
がツールプレート４０に固定されている。

【００２８】そして、駆動手段２２により一方のワイヤ
２４を引張り駆動することにより、ラック４６を左右方
向（Ｘ軸方向）に並進させると、該ラック４６がこれと
噛み合うピニオン５２を介してシャフト４８を回転さ
せ、さらにピニオン５４を介してラック５６およびツー
ルプレート４０を上下方向（Ｚ軸方向）に並進させるよ
うになっている。ツールプレート４０の上下位置は、ベ
ースプレート２６に取り付けられたリニアエンコーダ
（またはポテンショメータ）５８により検出されるよう
になっており、その位置検出信号は図示しない配線を介
して駆動手段２２に入力されるようになっている。そし
て、駆動手段２２は、この位置検出信号に基づいて、ツ
ールプレート４０の上下位置のフィードバック制御を行
い、これによりツール１６をロボット本体１４に対して
上下方向（Ｚ軸方向）に並進させるとともに任意の位置
に位置決めし得るようになっている。

【００２９】上記ピニオン５２とピニオン５４の歯数を
等しくすればラック４６とツールプレート４０の移動量
は等しくなり、異なる歯数にすれば両者の移動量は比例
関係となる。

【００３０】この並進方向変換機構２０Ｂ１は、上記
［１］の並進機構２０Ａの構成を利用した上で、その水
平方向の並進運動を直交変換することにより、ツール１
６に上下方向（Ｚ軸方向）の並進運動を行わせるように
なっているので、仮にこれを直接スライダ機構で行わせ
ようとした場合には機構寸法がツール駆動方向に長くな
るが、これをコンパクトに構成することができる。

【００３１】また、この並進方向変換機構２０Ｂ１にお
いては、ワイヤ移動量とツール移動量が等しくあるいは
比例関係にあり、しかも力の伝達も線形であるため、制
御を容易に行うことができる。さらに、この並進方向変
換機構２０Ｂ１と同様の機構により、９０°変換だけで
なく任意の角度への変換が可能である。

【００３２】［３］並進方向変換機構（その２） 図５に示すように、この並進方向変換機構２０Ｂ２は、
上記［２］の変換機構２０Ｂ１のラック＆ピニオン機構
に代えてスライダリンク機構を用いて直交変換を行うよ
うにしたものである。

【００３３】すなわち、この並進方向変換機構２０Ｂ２
においては、上記［２］の並進方向変換機構２０Ｂ１の
ラック４６に相当するスライダ６０と、ツールプレート
４０から上方に突出したブラケット６２とに、両端部が
ピン結合されたリンク６４を備えている。そして、駆動
手段２２によるスライダ６０の水平方向並進運動をリン
ク６４を介してツールプレート４０上下方向並進運動に
変換するようになっている。その他の構成は、並進方向
変換機構２０Ｂ１と同様である。

【００３４】この並進方向変換機構２０Ｂ２において
は、ギア等のバックラッシュ要因となる機構部品を用い
ていないため、精密な制御を行うことができる。

【００３５】［４］並進方向変換機構（その３） 図６に示すように、この並進方向変換機構２０Ｂ３は、
上記［２］の変換機構２０Ｂ１のラック＆ピニオン機構
に代えてパンタグラフ機構を用いて直交変換を行うよう
にしたものである。

【００３６】すなわち、この並進方向変換機構２０Ｂ３
は、４本のリンク６６が４つのピン６８Ａ、６８Ｂ、６
８Ｃ、６８Ｄで連結されてなるパンタグラフ７０を備え
ている。また、この並進方向変換機構２０Ｂ３において
は、２本のワイヤ２４が一直線状ではなく互いに直交す
る方向に配されている。そして一方のワイヤ２４Ａおよ
びそのチューブ３６Ａは、ピン６８Ａ、ピン６８Ｂにそ
れぞれ連結されており、他方のワイヤ２４Ｂおよびその
チューブ３６Ｂは、ピン６８Ｃ、ピン６８Ｄにそれぞれ
連結されている。さらに、ピン６８Ｃはツールプレート
４０のブラケット６２に連結されており、ピン６８Ｄは
ベースプレート２６から下に突出したブラケット７２に
連結されている。駆動手段２２によりワイヤ２４Ａを引
くとツールプレート４０は下方に、ワイヤ２４Ｂを引く
とツールプレート４０は上方に移動するようになってい
る。

【００３７】この並進方向変換機構２０Ｂ３において
は、上記［１］のスライダ機構を用いずに上下方向並進
運動を実現することができる。また、上下方向並進運動
をパンタグラフ７０の伸縮により実現するため、ストロ
ークを大きくとることができ、かつ縮んだ際には機構が
折り畳まれるため、これをコンパクトに構成することが
できる。また、この並進方向変換機構２０Ｂ３において
は、ギア等のバックラッシュ要因となる機構部品を用い
ていないため、精密な制御を行うことができる。

【００３８】［４］Ｚ軸回転機構（その１） 図７に示すように、このＺ軸回転機構２０Ｃ１は、上記
［１］の並進機構２０Ａによるスライドテーブル３０の
左右方向（Ｘ軸方向）の並進運動を利用して、ツール１
６にＺ軸回りの回転運動を行わせる機構であり、これを
２つのラック＆ピニオン機構で実現したものである。

【００３９】すなわち、このＺ軸回転機構２０Ｃ１にお
いては、１対のラック７４、７６がスライドガイド２８
を介してベースプレート２６に左右方向（Ｘ軸方向）に
並進可能に取り付けられている。上記ラック７４、７６
にはワイヤ２４Ａ、２４Ｂの一端部が固定連結されてお
り、これらワイヤ２４Ａ、２４Ｂの他端部は駆動手段２
２に連結されている。上記ベースプレート２６にはシャ
フト７８が固定されており、一方、ツールプレート４０
には、シャフト７８に回転可能に嵌め込まれたピニオン
８０が固定されている。これにより、ツールプレート４
０は、ベースプレート２６に対して、シャフト７８の軸
線回りに回転可能となっている。上記ピニオン８０は、
ラック７４、７６に両側から挟み込まれるようにしてこ
れらと噛み合っており、ラック７４、７６の並進移動量
に応じて回転するようになっている。

【００４０】以上の構造から、ワイヤ２４Ａ、２４Ｂの
一方を駆動手段２２で引張り駆動することにより、ラッ
ク７４、７６を差動的に移動させ、その引張り力作用方
向を接線方向としてツールテーブル４０をシャフト７８
回りに回転させるようになっている。ワイヤ２４Ａ、２
４Ｂに適当な張力を与えておくことにより、ラック７
４、７６とピニオン８０との間に予圧をかけることがで
きる。

【００４１】ツールテーブル４０の回転角は、ロータリ
エンコーダ（またはポテンショメータ）８２によって検
出されるようになっている。この情報を用いて図３と同
様の制御ループを構成することにより、ツールプレート
４０を任意の角度に制御することができる。そして、こ
れにより、ロボット本体１４に対するツール１６のＺ軸
回りの回転運動・回転角制御を行うことができる。

【００４２】このＺ軸回転機構２０Ｃ１においては、回
転軸への駆動力伝達にギヤを用いているため、プーリや
ベルトを用いる場合に比べて伝達トルクが大きくかつ耐
久性に優れたものとなる。また、２本のワイヤ２４Ａ、
２４Ｂに適当な張力を与えてラック７４、７６とピニオ
ン８０との間に予圧をかけておくようにすれば、ギヤを
用いているにもかかわらず、バックラッシュを発生させ
ることなく精密な制御を行うことができる。

【００４３】［５］Ｚ軸回転機構（その２） 図８に示すように、このＺ軸回転機構２０Ｃ２は、上記
［４］のＺ軸回転機構２０Ｃ１と同様、ツール１６にＺ
軸回りの回転運動を行わせる機構であるが、Ｚ軸回転機
構２０Ｃ１のラック＆ピニオン機構に代えてプーリ機構
を用いて、これを実現したものである。すなわち、上記
ピニオン８０に代えてプーリ８４をツールプレート４０
に固定しておき、このプーリ８４にワイヤ２４を巻き掛
けるようにしたものである。ロータリエンコーダ（また
はポテンショメータ）８２によってツールプレート４０
の回転角を検出し、この情報を用いてツールプレート４
０を任意の角度に制御する点は、Ｚ軸回転機構２０Ｃ１
と同様である。

【００４４】このＺ軸回転機構２０Ｃ２においては、Ｚ
軸回転機構２０Ｃ１と同様にツール１６のＺ軸回りの回
転運動・回転角制御を行うことができるが、さらに、こ
のＺ軸回転機構２０Ｃ２においては、可動範囲が大きい
ため角度制御の範囲を大きくとることができ、しかも、
構成部品が少ないため機構を軽量かつコンパクトに実現
することができる。

【００４５】［６］Ｚ軸回転機構（その３） 図９に示すように、このＺ軸回転機構２０Ｃ３は、上記
［５］のＺ軸回転機構２０Ｃ２と同様、ツール１６にＺ
軸回りの回転運動を行わせる機構として、プーリ機構を
採用したものであるが、単なるプーリではなく歯が刻ま
れた歯付プーリ８６を用いるとともに、ワイヤ２４のう
ち歯付プーリ８６と接触する部分を、凹凸を有するベル
ト８８に置き換えたものである。このＺ軸回転機構２０
Ｃ２の動作および機能はＺ軸回転機構２０Ｃ２と同様で
ある。

【００４６】このＺ軸回転機構２０Ｃ３においては、Ｚ
軸回転機構２０Ｃ２と同様にツール１６のＺ軸回りの回
転運動・回転角制御を行うことができるが、さらに、こ
の回転機構２０Ｃ３においては、Ｚ軸回転機構２０Ｃ２
がワイヤ２４とプーリ８４との間の摩擦によりトルクを
伝達するのに対し、歯付プーリ８６の歯とベルト８８の
凹凸とを噛み合わせることにより機械的にトルクを伝達
するようになっているので、プーリとワイヤ（ベルト）
との間のすべりが発生せず、大きなトルクを伝達するこ
とができる。

【００４７】［７］Ｚ軸回転機構（その４） 図１０に示すように、このＺ軸回転機構２０Ｃ４は、上
記［４］のＺ軸回転機構２０Ｃ１と同様、ツール１６に
Ｚ軸回りの回転運動を行わせる機構であるが、Ｚ軸回転
機構２０Ｃ１のように１対のラック＆ピニオン機構では
なく、単一のラック＆ピニオン機構でこれを構成したも
のである。これを実現すべく、ラック７４のスライド方
向両端部には、並進機構２０Ａと同様、該スライド方向
に一直線状に延びる１組のワイヤ２４の各端部が固定連
結されている。

【００４８】このＺ軸回転機構２０Ｃ４においては、Ｚ
軸回転機構２０Ｃ１と同様にツール１６のＺ軸回りの回
転運動・回転角制御を行うことができるが、さらに、こ
のＺ軸回転機構２０Ｃ４においては、Ｚ軸回転機構２０
Ｃ３と同様、Ｚ軸回転機構２０Ｃ２のようなワイヤとプ
ーリとの間のすべりが発生しないため、大きなトルクを
伝達することができ、かつ、回転軸への駆動力伝達にギ
ヤを用いているため、Ｚ軸回転機構２０Ｃ３に比べて伝
達トルクが大きくかつ耐久性に優れたものとなる。

【００４９】［８］Ｙ軸回転機構（その１） 図１１に示すように、このＹ軸回転機構２０Ｄ１は、上
記［１］の並進機構２０Ａによるスライドテーブル３０
の左右方向（Ｘ軸方向）の並進運動を利用して、ツール
１６にＹ軸回りの回転運動を行わせる機構であり、これ
をスライダリンク機構で実現したものである。

【００５０】すなわち、このＹ軸回転機構２０Ｄ１にお
いては、ベースプレート２６に下方へ突出するブラケッ
ト９０が取り付けられており、このブラケット９０から
Ｙ軸方向に突出するシャフト９２に、ツールプレート４
０がＹ軸回りに回転可能に取り付けられている。さら
に、ツールプレート４０には、上下方向に延びる係合溝
９４ａが形成されたリンク９４の下端部が固定されてい
る。このリンク９４は、その係合溝９４ａがスライダ６
０に固定されたＹ軸方向に突出するピン９６と係合して
いる。これにより、スライダリンク機構が構成され、ス
ライダ６０の並進運動はシャフト９２の軸線回りの回転
運動に変換される。したがって、スライダ６０を駆動手
段２２で駆動することにより、ツールプレート４０をシ
ャフト９２の軸線回りに揺動駆動することができる。

【００５１】ツールプレート４０の回転角は、シャフト
９２に取り付けられた図示しないロータリエンコーダ
（またはポテンショメータ）によって検出されるように
なっている。この情報を用いて図３と同様の制御ループ
を構成することにより、ツールプレート４０を任意の角
度に制御することができる。そして、これにより、ロボ
ット本体１４に対するツール１６のＹ軸回りの回転運動
・回転角制御を行うことができる。

【００５２】このＹ軸回転機構２０Ｄ１においては、ツ
ール１６のＹ軸回りの回転運動に関し、バックラッシュ
を発生させることなく精密な制御を行うことが可能であ
る。さらに、このＹ軸回転機構２０Ｄ１においては、Ｚ
軸方向の全長を短くすることができるので、微動機構１
８を軽量かつコンパクトに構成することができる。

【００５３】［９］Ｙ軸回転機構（その２） 図１２に示すように、このＹ軸回転機構２０Ｄ２は、上
記［８］のＹ軸回転機構２０Ｄ１と同様、ツール１６に
Ｙ軸回りの回転運動を行わせる機構であるが、これを単
純な揺動機構で実現したものである。

【００５４】すなわち、このＹ軸回転機構２０Ｄ２にお
いては、Ｙ軸回転機構２０Ｄ１と同様、ベースプレート
２６のブラケット９０からＹ軸方向に突出するシャフト
９２に、ツールプレート４０がＹ軸回りに回転可能に取
り付けられていが、このＹ軸回転機構２０Ｄ２において
は、ツールプレート４０の両端にワイヤ２４Ａ、２４Ｂ
の端部が連結固定されている。そして、これらワイヤワ
イヤ２４Ａ、２４Ｂのうち一方を駆動手段２２により引
張り駆動することにより、ツールプレート４０をシャフ
ト９２回りに揺動駆動するようになっている。

【００５５】なお、ロータリエンコーダ（またはポテン
ショメータ）によってツールプレーと４０の回転角を検
出し、この情報を用いてツールプレート４０を任意の角
度に制御する点は、Ｙ軸回転機構２０Ｄ１と同様であ
る。

【００５６】このＹ軸回転機構２０Ｄ２においては、ツ
ール１６のＹ軸回りの回転運動に関し、バックラッシュ
を発生させることなく精密な制御を行うことが可能であ
る。さらに、このＹ軸回転機構２０Ｄ２は、構成要素が
少なくシンプルな機構であるため、耐久性が高いものと
なり、また軽量かつコンパクトに構成することができ
る。

【００５７】以上詳述したように、本実施例において
は、微動機構１８の構成要素のうちその体積の大部分を
占める駆動手段２２が、微動機構本体２０から分離され
てロボット本体１４上に遠隔配置された構成となってい
るので、微動機構本体２０に要求される機能は、ツール
１６の位置・姿勢の微調整のための運動機構を有してい
ることのみで足り、したがって微動機構本体２０を軽量
かつコンパクトに構成することができる。

【００５８】また、本実施例においては、駆動手段２２
から微動機構本体２０への駆動力伝達がワイヤ２４によ
って行われる構成となっているが、ワイヤ２４は、その
柔軟性ゆえに、ロボット本体２０、ツール１６および微
動機構本体２０の位置・姿勢の変化に対して容易に追従
可能であり、微動機構本体２０および駆動手段２２のレ
イアウト自由度は大きなものとなるため、部品組付けの
際、これらが組付対象物等に干渉するのを防止すること
ができる。

【００５９】したがって、本実施例によれば、ツール１
６の位置および／または姿勢を微調整するための微動機
構２８を、従来の微動機構と同等の機能を維持しつつこ
れを軽量かつコンパクトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る部品の自動組付装置の一実施例
を示す概要図

【図２】上記実施例における微動機構の例（並進機構）
を示す図

【図３】上記微動機構の制御ループを示す図

【図４】上記微動機構の例（並進方向変換機構その１）
を示す図

【図５】上記微動機構の例（並進方向変換機構その２）
を示す図

【図６】上記微動機構の例（並進方向変換機構その３）
を示す図

【図７】上記微動機構の例（Ｚ軸回転機構その１）を示
す図

【図８】上記微動機構の例（Ｚ軸回転機構その２）を示
す図

【図９】上記微動機構の例（Ｚ軸回転機構その３）を示
す図

【図１０】上記微動機構の例（Ｚ軸回転機構その４）を
示す図

【図１１】上記微動機構の例（Ｙ軸回転機構その１）を
示す図

【図１２】上記微動機構の例（Ｙ軸回転機構その２）を
示す図

【図１３】微動機構を有しないロボット（ａ）と微動機
構を有するロボット（ｂ）とを対比して示す図

【符号の説明】

２ 部品 ２ａ 位置決め部 ４ 組付対象物 ４ａ 被位置決め部 １２ ロボット １４ ロボット本体 １６ ツール １８ 微動機構 ２０ 微動機構本体 ２０Ａ 並進機構 ２０Ｂ１、２０Ｂ２、２０Ｂ３ 並進方向変換機構 ２０Ｃ１、２０Ｃ２、２０Ｃ３、２０Ｃ４ Ｚ軸回転
機構 ２０Ｄ１、２０Ｄ２ Ｙ軸回転機構 ２２ 駆動手段 ２４、２４Ａ、２４Ｂ ワイヤ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット本体と、このロボット本体の先
   端に取り付けられたツールと、このツールの位置および
   ／または姿勢を微調整する微動機構と、を備えたロボッ
   トを用いて部品の組付けを行う部品の自動組付装置にお
   いて、 前記微動機構が、前記ロボット本体および前記ツール間
   に介設されるとともにこれらを相対微動可能に連結する
   微動機構本体と、この微動機構本体から分離されて遠隔
   配置されるとともに該微動機構本体にワイヤを介して連
   結され、このワイヤを引張り駆動することにより該微動
   機構本体に前記相対微動を行わせる駆動手段と、を備え
   てなることを特徴とする部品の自動組付装置。
2. 【請求項２】 前記微動機構本体が、前記引張り駆動に
   より、前記ツールを前記ロボット本体に対して前記ワイ
   ヤの引張力作用方向に並進させる並進機構を備えてい
   る、ことを特徴とする請求項１記載の部品の自動組付装
   置。
3. 【請求項３】 前記並進機構がスライダ機構からなる、
   ことを特徴とする請求項２記載の部品の自動組付装置。
4. 【請求項４】 前記微動機構本体が、前記引張り駆動に
   より、前記ツールを前記ロボットに対して前記ワイヤの
   引張力作用方向とは異なる方向に並進させる並進方向変
   換機構を備えている、ことを特徴とする請求項１〜３い
   ずれか記載の部品の自動組付装置。
5. 【請求項５】 前記並進方向変換機構がラックアンドピ
   ニオン機構からなる、ことを特徴とする請求項４記載の
   部品の自動組付装置。
6. 【請求項６】 前記並進方向変換機構がスライダリンク
   機構からなる、ことを特徴とする請求項４記載の部品の
   自動組付装置。
7. 【請求項７】 前記並進方向変換機構がパンタグラフ機
   構からなる、ことを特徴とする請求項４記載の部品の自
   動組付装置。
8. 【請求項８】 前記微動機構本体が、前記引張り駆動に
   より、前記ツールを前記ロボット本体に対して前記ワイ
   ヤの引張力作用方向を接線方向として回転させる回転機
   構を備えている、ことを特徴とする請求項１〜７いずれ
   か記載の部品の自動組付装置。
9. 【請求項９】 前記回転機構がプーリ機構からなる、こ
   とを特徴とする請求項８記載の部品の自動組付装置。
10. 【請求項１０】 前記回転機構が溝付きベルト機構から
    なる、ことを特徴とする請求項８記載の部品の自動組付
    装置。
11. 【請求項１１】 前記回転機構がラックアンドピニオン
    機構からなる、ことを特徴とする請求項８記載の部品の
    自動組付装置。
12. 【請求項１２】 前記回転機構がスライダリンク機構か
    らなる、ことを特徴とする請求項８記載の部品の自動組
    付装置。
13. 【請求項１３】 前記回転機構が揺動機構からなる、こ
    とを特徴とする請求項８記載の部品の自動組付装置。