JPH0938887A - Compliance mechanism - Google Patents
Compliance mechanismInfo
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- JPH0938887A JPH0938887A JP19650095A JP19650095A JPH0938887A JP H0938887 A JPH0938887 A JP H0938887A JP 19650095 A JP19650095 A JP 19650095A JP 19650095 A JP19650095 A JP 19650095A JP H0938887 A JPH0938887 A JP H0938887A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンプライアンス
機構に関し、特にロボットのアームと作業ツールとの間
に介装するコンプライアンス機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compliance mechanism, and more particularly to a compliance mechanism interposed between a robot arm and a work tool.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、産業用ロボットによって２つの部
品のはめ合い作業等の組立作業を行う場合、部品の公
差、位置決め精度、ロボットの位置決め精度等によって
生じる２つの部品間の中心軸線のずれを補うためにロボ
ットのアームに対して作業ツール（ハンド、フィンガー
等の称呼を含む。）を変位自在に連結するコンプライア
ンス機構が用いられている。このコンプライアンス機構
としては、所謂受動的コンプライアンス機構と能動的コ
ンプライアンス機構とに大別される。2. Description of the Related Art Conventionally, when an industrial robot performs an assembly work such as a fitting work of two parts, a deviation of a central axis line between two parts caused by a tolerance of parts, a positioning accuracy, a positioning accuracy of a robot, etc. In order to compensate, a compliance mechanism that displaceably connects a work tool (including names such as hands and fingers) to the arm of the robot is used. This compliance mechanism is roughly classified into a so-called passive compliance mechanism and an active compliance mechanism.
【０００３】前者の受動的コンプライアンス機構は、例
えば特開平３−９２２８６号公報に記載されているよう
に、アームを取付ける第１部材と作業ツールを取付ける
第２部材との間に、径の異なる複数の円筒部とこの複数
の円筒部間を所定の間隔を保って連結する連結部とを一
体に形成した弾性体からなる円筒状部材を介在させ、こ
の円筒状部材が自由な方向及び角度で変形変位すること
によって作業ツールが変位して水平誤差及び角度誤差を
吸収するようにする等、ゴム、スプリング等の弾性体の
弾性力によってコンプライアンス性を持たせるようにし
ている（その他、特開昭６２−６８２３１号公報、特公
平３−７９１３６号公報等参照）。The former passive compliance mechanism has a plurality of different diameters between a first member for mounting an arm and a second member for mounting a work tool, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-92286. A cylindrical member made of an elastic body integrally formed with a cylindrical portion and a connecting portion for connecting the plurality of cylindrical portions with a predetermined gap interposed therebetween is deformed in a free direction and at an angle. Due to the displacement, the work tool is displaced to absorb the horizontal error and the angular error, and the compliance is provided by the elastic force of the elastic body such as rubber and spring (others, JP-A-62). -68231, Japanese Patent Publication No. 3-79136, etc.).
【０００４】また、後者の能動的コンプライアンス機構
は、モータ等のアクチュエータ及び作業ツールからの反
力を検出する歪ゲージ等のセンサを備え、センサで検出
した作業ツールからの反力に応じてアクチュエータをフ
ィードバック制御することで能動的にコンプライアンス
性を持たせるようにしている。Further, the latter active compliance mechanism is provided with an actuator such as a motor and a sensor such as a strain gauge for detecting a reaction force from the work tool, and the actuator is operated according to the reaction force from the work tool detected by the sensor. Feedback control is used to actively provide compliance.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の受動的コンプライアンス機構にあっては、コン
プラアンスが弾性体の弾性力によっているために、コン
プライアンスの中心に対する反力（コンプライアンス
力）を変えるためには弾性体を交換しなければならず、
組付け部品のはめあい公差、精度等の条件によって必要
なコンプライアンス力を得るためには、個々のロボット
毎にコンプライアンス機構を異ならしめなければならな
くなり、汎用性に欠けている。However, in the above-mentioned conventional passive compliance mechanism, since the compliance depends on the elastic force of the elastic body, the reaction force (compliance force) with respect to the center of compliance is changed. To replace the elastic body,
In order to obtain a required compliance force depending on conditions such as fitting tolerances of assembled parts and accuracy, the compliance mechanism must be different for each individual robot, which lacks versatility.
【０００６】また、能動的コンプライアンス機構にあっ
ては、手先に組み込むための高価なセンサが必要にな
り、手先にセンサを組み込むために配線回しが必要にな
って、特に複数ハンドを備える場合にはその配線回しが
複雑になると共に、制御系の処理も複雑になり、汎用的
なロボットには適していない。Further, in the active compliance mechanism, an expensive sensor to be incorporated in the hand is required, and a wiring route is required to incorporate the sensor in the hand, especially when a plurality of hands are provided. The wiring becomes complicated and the processing of the control system also becomes complicated, which is not suitable for a general-purpose robot.
【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、コンプライアンス力を容易に可変調整できる汎
用的なコンプライアンス機構を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a general-purpose compliance mechanism capable of easily variably adjusting the compliance force.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のコンプライアンス機構は、ロボットのア
ームと作業ツールとの間に設けるコンプライアンス機構
において、前記アームを取付ける第１部材と前記作業ツ
ールを取付ける第２部材との間に、両端部に略球状の連
接部を形成したリンク部材を配置し、一端部を前記第１
部材又は第２部材に係止したワイヤ状部材の他端部を引
張ることで前記第１部材と第２部材とを前記リンク部材
を介して変位自在に連結させる連結手段を設けた。In order to solve the above-mentioned problems, the compliance mechanism according to claim 1 is a compliance mechanism provided between an arm of a robot and a work tool. A link member having substantially spherical connecting portions formed at both ends is arranged between the tool and a second member to which the tool is attached, and one end is provided with the first member.
A connecting means is provided for connecting the first member and the second member so as to be displaceable via the link member by pulling the other end of the wire-shaped member locked to the member or the second member.
【０００９】請求項２のコンプライアンス機構は、上記
請求項１のコンプライアンス機構において、３個以上の
前記リンク部材を等配置した構成とした。According to a second aspect of the compliance mechanism, in the compliance mechanism of the first aspect, three or more link members are equally arranged.
【００１０】請求項３のコンプライアンス機構は、上記
請求項１又は２のコンプライアンス機構において、前記
連結手段が前記ワイヤ状部材を作業上の押圧方向と逆方
向に引張る構成とした。The compliance mechanism according to a third aspect is the compliance mechanism according to the first or second aspect, wherein the connecting means pulls the wire-shaped member in a direction opposite to a pressing direction in operation.
【００１１】請求項４のコンプライアンス機構は、上記
請求項１乃至３のいずれかのコンプライアンス機構にお
いて、前記連結手段が前記ワイヤ状部材を引張るサーボ
モータを有する構成とした。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a compliance mechanism according to any one of the first to third aspects, wherein the connecting means has a servo motor for pulling the wire member.
【００１２】請求項５のコンプライアンス機構は、上記
請求項４のコンプライアンス機構において、前記サーボ
モータを駆動制御するサーボゲインを調整可能な制御手
段を備えた。A compliance mechanism according to a fifth aspect of the present invention is the compliance mechanism according to the fourth aspect, further comprising control means capable of adjusting a servo gain for driving and controlling the servo motor.
【００１３】請求項６のコンプライアンス機構は、上記
請求項１乃至３のいずれかのコンプライアンス機構にお
いて、前記連結手段が前記ワイヤ状部材を引張る流動体
を用いたアクチュエータを有する構成とした。A compliance mechanism according to a sixth aspect is the compliance mechanism according to any one of the first to third aspects, wherein the connecting means has an actuator using a fluid for pulling the wire-shaped member.
【００１４】請求項７のコンプライアンス機構は、上記
請求項６のコンプライアンス機構において、前記アクチ
ュエータが複数の流動体導入経路を有し、この複数の流
動体導入経路を選択する選択手段を備えた。A compliance mechanism according to a seventh aspect of the present invention is the compliance mechanism according to the sixth aspect, wherein the actuator has a plurality of fluid introduction paths, and selection means is provided for selecting the plurality of fluid introduction paths.
【００１５】請求項８のコンプライアンス機構は、上記
請求項１乃至３、６、７のいずれかのコンプライアンス
機構において、前記連結手段が、前記ワイヤ状部材の他
端部を係止するテンションプレートと、このテンション
プレートに略球状の連結部を介して引張力を付与する引
張り力付与手段と有する構成とした。An eighth aspect of the compliance mechanism of the present invention is the compliance mechanism according to any one of the first to third, sixth and seventh aspects, wherein the connecting means includes a tension plate for locking the other end of the wire-shaped member. The tension plate is configured to have a tensile force applying means for applying a tensile force via a substantially spherical connecting portion.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例を
示す断面図、図２は本発明の第２実施例を示す断面図、
図３は図２の要部拡大断面図、図４は本発明の第３実施
例を示す断面図、図５は図４の略平面図、図６は本発明
の第４実施例を示す断面図、図７は図６の略平面図、図
８は本発明の第５実施例を示す断面図、図９は本発明の
第６実施例を示す断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention,
3 is an enlarged sectional view of an essential part of FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic plan view of FIG. 4, and FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7, FIG. 7 is a schematic plan view of FIG. 6, FIG. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a sectional view showing a sixth embodiment of the present invention.
【００１７】先ず、図１に示す第１実施例のコンプライ
アンス機構は、図示しないロボットのアームに取付ける
第１部材であるベースプレート１と、チャック等の作業
ツール２を取付ける第２部材であるツールプレート３と
の間に、両端部に略球状の連接部４ａ，４ｂを形成した
リンク部材である中空のボールリンク４を設け、また、
ベースプレート１及びツールプレート３には、ボールリ
ンク４の連接部４ａ，４ｂが若干はまり込む円錘状の透
孔をなす連接受け部５，６をそれぞれ形成している。な
お、ボールリンク４の連接部４ａ，４ｂの形状は、完全
な球形に限るものではなく、例えば半球形状、卵形状、
半卵形状等の形状にすることもできる。First, in the compliance mechanism of the first embodiment shown in FIG. 1, a base plate 1 which is a first member attached to an arm of a robot (not shown) and a tool plate 3 which is a second member to which a work tool 2 such as a chuck is attached. A hollow ball link 4 which is a link member having substantially spherical connecting portions 4a and 4b formed at both ends thereof, and
The base plate 1 and the tool plate 3 are respectively formed with concatenated receiving portions 5 and 6 forming conical through holes into which the connecting portions 4a and 4b of the ball link 4 are slightly fitted. The shape of the connecting portions 4a and 4b of the ball link 4 is not limited to a perfect spherical shape, and for example, a hemispherical shape, an egg shape,
It is also possible to have a shape such as a half egg shape.
【００１８】そして、ベースプレート１とツールプレー
ト３とをボールリンク４の連接部４ａ，４ｂにワイヤ状
部材８を用いてそれぞれ連結させることで、ベースプレ
ート１とツールプレートとをボールリンク４を介して変
位自在に連結させる連結手段７を設けている。Then, the base plate 1 and the tool plate 3 are connected to the connecting portions 4a, 4b of the ball link 4 by using the wire-shaped member 8 so that the base plate 1 and the tool plate are displaced via the ball link 4. A connecting means 7 for freely connecting is provided.
【００１９】この連結手段７は、ワイヤ状部材８の一端
部を球形のワイヤクランパ９にてクランプし、このワイ
ヤ状部材８はツールプレート３の連接受け部６からボー
ルリンク４内の中空部を通し、ベースプレート１の連接
受け部５を介してテンションプレート１０に他端部を固
着し、このテンションプレート１０とベースプレート１
の中央部に形成した穴部１ａのフランジ部外周に螺着し
たアジャスタ１１との間にスプリング等からなるテンシ
ョナー１２を介設し、このテンショナー１２でテンショ
ンプレート１０をベースプレート１と離反方向に付勢し
てワイヤ状部材８を引張ることでツールプレート３をボ
ールリンク４の連接部４ｂに当接させ、さらにボールリ
ンク４の連接部４ａをベースプレート１に当接させてい
る。The connecting means 7 clamps one end of the wire-shaped member 8 with a spherical wire clamper 9, and the wire-shaped member 8 is connected from the connection receiving portion 6 of the tool plate 3 to the hollow portion in the ball link 4. The other end of the base plate 1 is fixed to the tension plate 10 through the connection receiving portion 5 of the base plate 1.
A tensioner 12 made of a spring or the like is provided between an adjuster 11 screwed onto the outer periphery of the flange of the hole 1a formed in the center of the hole, and the tensioner 12 biases the tension plate 10 away from the base plate 1 by the tensioner 12. By pulling the wire-shaped member 8, the tool plate 3 is brought into contact with the connecting portion 4b of the ball link 4, and the connecting portion 4a of the ball link 4 is brought into contact with the base plate 1.
【００２０】このように構成したコンプライアンス機構
において、例えば２つの部品のはめ合い時にその軸線が
ずれていることによって作業ツール２に対して矢示Ａ方
向の力が作用すると、ツールプレート３とベースプレー
ト１との最小間隔はボールリンク４にて規定されている
ので、図の右側のワイヤ状部材８の通るパスが長くなる
ようにテンションプレート１０を引き下げようとする力
が発生することになり、テンショナー１２との反力でコ
ンプライアンスが発生する。In the compliance mechanism configured as described above, when a force in the direction of arrow A acts on the work tool 2 due to a deviation of the axes of the two parts during fitting, the tool plate 3 and the base plate 1 Since the minimum distance between and is defined by the ball link 4, a force that pulls down the tension plate 10 is generated so that the path through which the wire-shaped member 8 on the right side of the drawing passes becomes longer, and the tensioner 12 Compliance is generated by the reaction force with.
【００２１】同様に、作業ツール２に対して矢示Ｂ方向
の力が作用すると、ツールプレート３とベースプレート
１との最小間隔はボールリンク４にて規定されているの
で、図の左側のワイヤ状部材８の通るパスが長くなるよ
うにテンションプレート１０を引き下げようとする力が
発生することになり、テンショナー１２との反力でコン
プライアンスが発生する。Similarly, when a force in the direction of arrow B is applied to the work tool 2, the minimum distance between the tool plate 3 and the base plate 1 is defined by the ball link 4, so that the wire shape on the left side of the drawing is shown. A force for pulling down the tension plate 10 is generated so that the path through which the member 8 passes becomes longer, and compliance is generated by a reaction force with the tensioner 12.
【００２２】このとき発生するコンプライアンス力は、
テンションプレート１０に作用しているテンショナー１
２の付勢力（プリロード）の大きさに依存することにな
る。したがって、アジャスタ１１を回転操作してテンシ
ョンプレート１０との間隔を変化させることで、テンシ
ョナー１２によるテンションプレート１０に対するプリ
ロードが変化し、これによりテンションプレート１０に
よるワイヤ状部材８の引張力が変化して、ベースプレー
ト１及びツールプレート３とボールリンク４との当接力
（連結力）が変化する。The compliance force generated at this time is
Tensioner 1 acting on the tension plate 10
It depends on the magnitude of the biasing force (preload) of 2. Therefore, by rotating the adjuster 11 to change the distance between the tension plate 10 and the tension plate 10, the preload of the tensioner 12 on the tension plate 10 changes, and the tension force of the wire-shaped member 8 by the tension plate 10 changes. The contact force (coupling force) between the base plate 1 and the tool plate 3 and the ball link 4 changes.
【００２３】このように、ベースプレート１とツールプ
レート３との間に、両端部に略球状の連接部４ａ，４ｂ
を形成したボールリンク４を設け、ワイヤ状部材９を引
張ることでベースプレート１とツールプレート２とをボ
ールリンク４の連接部４ａ，４ｂにそれぞれ変位自在に
連結させる連結手段７を設けることにより、例えば上記
のようにアジャスタ１１を回転操作してテンションプレ
ート１０に対する付勢力を変化させてワイヤ状部材９の
引張力を変化することでベースプレート１及びツールプ
レート３とボールリンク４の連接部４ａ，４ｂとの連結
力が変化し、容易にコンプライアンス力を可変調整する
ことができる。As described above, between the base plate 1 and the tool plate 3, there are substantially spherical connecting portions 4a and 4b at both ends.
By providing the ball link 4 with the wire-shaped member 9 and pulling the wire-like member 9 to connect the base plate 1 and the tool plate 2 to the connecting portions 4a and 4b of the ball link 4 respectively, the connecting means 7 can be displaced. As described above, the adjuster 11 is rotationally operated to change the biasing force to the tension plate 10 to change the tensile force of the wire-shaped member 9, thereby connecting the base plate 1 and the tool plate 3 to the connecting portions 4a and 4b of the ball link 4. Since the connecting force of is changed, the compliance force can be easily variably adjusted.
【００２４】次に、図２に示す第２実施例のコンプライ
アンス機構は、ロボットのアーム１３に取付けたベース
プレート１とツールプレート３との間に複数のボールリ
ンク４，４…を等角度（等間隔）で配置し（図では２個
のみ図示）、ツールプレート３側にワイヤ状部材８を用
いてベースプレート１とツールプレート３とをボールリ
ンク４を介して変位自在に連結させる連結手段１４を各
ボールリンク４毎に設けている。Next, in the compliance mechanism of the second embodiment shown in FIG. 2, a plurality of ball links 4, 4, ... Are equiangularly (equally spaced) between the base plate 1 attached to the arm 13 of the robot and the tool plate 3. ) (Only two are shown in the figure), and the connecting means 14 for connecting the base plate 1 and the tool plate 3 via the ball link 4 by using the wire-shaped member 8 on the tool plate 3 side in a displaceable manner. It is provided for each link 4.
【００２５】これらの連結手段１４は、ワイヤ状部材８
のベースプレート１側の一端部をワイヤクランパ１４で
クランプし、図３に示すように、ワイヤ状部材８の他端
部をクランプしているワイヤクランパ９とツールプレー
ト３との間に圧縮スプリング等からなるテンショナー１
６と、このテンショナー１６を受ける受け部材１７と、
この受け部材１７の外周面に螺着したアジャスタ１８と
を介装して、テンショナー１６の付勢力で受け部材１７
及びアジャスタ１８を介してワイヤ状部材８を引張るこ
とでツールプレート３をボールリンク４の連接部４ｂに
当接させ、さらにボールリンク４の連接部４ａをベース
プレート１に当接させて、ベースプレート１とツールプ
レート３とをボールリンク４を介して変位自在に連結し
ている。These connecting means 14 are composed of the wire-shaped member 8
3, one end of the base plate 1 side is clamped by the wire clamper 14, and the other end of the wire-shaped member 8 is clamped by a compression spring or the like between the wire clamper 9 and the tool plate 3 as shown in FIG. Become a tensioner 1
6 and a receiving member 17 for receiving the tensioner 16,
The adjuster 18 screwed to the outer peripheral surface of the receiving member 17 is interposed, and the receiving member 17 is biased by the tensioner 16.
Also, by pulling the wire-shaped member 8 via the adjuster 18, the tool plate 3 is brought into contact with the connecting portion 4b of the ball link 4, and further the connecting portion 4a of the ball link 4 is brought into contact with the base plate 1 so that the base plate 1 The tool plate 3 is connected via a ball link 4 so as to be displaceable.
【００２６】このように構成したコンプライアンス機構
においても、上記第１実施例と同様に、作業ツール２に
対して矢示Ａ又はＢ方向の力が作用すると、ワイヤ状部
材８の通るパスが長くなるようにツールプレート３を引
き下げようとする力が発生することになり、テンショナ
ー１６との反力でコンプライアンスが発生し、アジャス
タ１８を回転操作してテンショナー１６の反力を変化さ
せることでコンプライアンス力を可変調整することがで
きる。Also in the compliance mechanism configured as described above, when a force in the direction of arrow A or B acts on the work tool 2 as in the first embodiment, the path through which the wire-shaped member 8 passes becomes long. As described above, a force to pull down the tool plate 3 is generated, and compliance is generated by the reaction force with the tensioner 16, and the compliance force is changed by rotating the adjuster 18 to change the reaction force of the tensioner 16. It can be variably adjusted.
【００２７】そして、リンク部材であるボールリンク４
を３個以上等角度で配置することによって、Ｘ−Ｙ方向
だけでなく、θ方向（ねじり方向）にもコンプライアン
スを持たせることができる。The ball link 4 which is a link member
By arranging three or more at equal angles, it is possible to provide compliance not only in the XY direction but also in the θ direction (twisting direction).
【００２８】次に、図４に示す第３実施例のコンプライ
アンス機構は、ロボットのアーム１３の先端部側に固定
したアームプレート１９の前面（図で下面）に複数の支
柱部材２０を介して所要の間隔を置いてベースプレート
１を固定し、このベースプレート１とアームプレート１
９との間に３個の等配置した（図５を参照）ボールリン
ク４を介してツールプレート３を配置し、ベースプレー
ト１に設けた穴部１ｂを介してベースプレート３の前面
側に作業ツール２を取付け、更にベースプレート１側に
上記第２実施例と同様な連結手段１４を各ボールリンク
４毎に設けている。Next, the compliance mechanism of the third embodiment shown in FIG. 4 is required on the front surface (lower surface in the figure) of the arm plate 19 fixed to the tip end side of the arm 13 of the robot via a plurality of strut members 20. The base plate 1 is fixed with a space between the base plate 1 and the arm plate 1.
9, the tool plate 3 is arranged via three ball links 4 which are equally arranged (see FIG. 5), and the work tool 2 is provided on the front side of the base plate 3 through a hole 1b provided in the base plate 1. And a connecting means 14 similar to that of the second embodiment is provided for each ball link 4 on the base plate 1 side.
【００２９】このように構成したコンプライアンス機構
においては、上記第２実施例と同様にコンプライアンス
が発生し、またコンプライアンス力を容易に可変調整す
ることができるとともに、コンプライアンス機構が作業
ツール２を内蔵した構成となってコンパクト化を図れ、
更にボールリンク４を等配置することでＸ−Ｙ方向だけ
でなく、θ方向（ねじり方向）にもコンプライアンスを
持たせることができる。In the compliance mechanism configured as described above, compliance is generated similarly to the second embodiment, and the compliance force can be easily variably adjusted, and the compliance mechanism has the work tool 2 built-in. And become compact,
Further, by arranging the ball links 4 equally, it is possible to provide compliance not only in the XY direction but also in the θ direction (twisting direction).
【００３０】しかも、ツールプレート３とボールリンク
４とが上記各実施例とは相対的に逆にした構成としてい
る、つまり、ワイヤ状部材８を作業上の押圧方向と逆方
向に引張る構成としたので、組立作業によって作業ツー
ル２に対して矢示Ｆ方向の押圧力が作用したとしても、
ワイヤ状部材８が引張られる方向になり、大きな作業押
圧力に対する反力を発生させることができて、コンプラ
イアンスに対して大きなＺ軸剛性を持たせることができ
る。In addition, the tool plate 3 and the ball link 4 are configured to be relatively opposite to those in the above embodiments, that is, the wire-shaped member 8 is pulled in the direction opposite to the working pressing direction. Therefore, even if a pressing force in the arrow F direction acts on the work tool 2 during the assembly work,
Since the wire-shaped member 8 is pulled, a reaction force against a large work pressing force can be generated, and a large Z-axis rigidity can be provided for compliance.
【００３１】次に、図６に示す第４実施例のコンプライ
アンス機構は、サーボモータ２２を有する連結手段２１
を備えている。すなわち、連結手段２１は、上記第３実
施例のアームプレート１９上にサーボモータ２２を設置
し、このサーボモータ２２の回転軸２２ａにスプール２
３を固着し、一端部をワイヤクランパ９でクランプして
ツールプレート３にて係止したワイヤ状部材８を、上記
第３実施例と同様にボールリンク４及びベースプレート
１を通した後、ベースプレート１に支持部材２４ａを介
して回転自在に保持したプーリ２４を経て、ベースプレ
ート１に形成した透孔１ｃ及びアームプレート１９に形
成した透孔１９ａを通し、更にアームプレート１９に支
持部材２５ａを介して回転自在に保持したプーリ２５を
経て、スプール２３にワイヤ状部材８の他端部を固着し
ている。そして、この連結手段２１のサーボモータ２２
を回転駆動するサーボゲインを調整可能な制御手段であ
るコントローラ２６を備えている。Next, the compliance mechanism of the fourth embodiment shown in FIG. 6 has a connecting means 21 having a servo motor 22.
It has. That is, the connecting means 21 installs the servomotor 22 on the arm plate 19 of the third embodiment, and the spool 2 is attached to the rotary shaft 22a of the servomotor 22.
3 is fixed, one end is clamped by the wire clamper 9 and is locked by the tool plate 3, the wire-like member 8 is passed through the ball link 4 and the base plate 1 as in the third embodiment, and then the base plate 1 Through the pulley 24 rotatably held by the support member 24a, through the through hole 1c formed in the base plate 1 and the through hole 19a formed in the arm plate 19, and further rotated by the arm plate 19 through the support member 25a. The other end of the wire-shaped member 8 is fixed to the spool 23 via the pulley 25 held freely. Then, the servo motor 22 of the connecting means 21
The controller 26 is a control means capable of adjusting the servo gain for rotationally driving the.
【００３２】このように構成したコンプライアンス機構
においては、サーボモータ２２を回転駆動して例えばス
プール２３を図７に示すように矢示方向に回転させてワ
イヤ状部材８に所要の引張り力を与え、このワイヤ状部
材８でプーリ２５，２４を介してツールプレート３を引
張り、ベースプレート１及びツールプレート３とボール
リンク４とを連結することで、作業作業ツール２に力が
作用したときに上記第３実施例と同様にコンプライアン
スが発生する。In the compliance mechanism configured as described above, the servo motor 22 is rotationally driven to rotate the spool 23 in the direction of the arrow as shown in FIG. By pulling the tool plate 3 with the wire-shaped member 8 via the pulleys 25 and 24 to connect the base plate 1 and the tool plate 3 to the ball link 4, the third work is performed when a force is applied to the work tool 2. Compliance occurs as in the embodiment.
【００３３】また、コンプライアンス機構が作業ツール
２を内蔵した構成となってコンパクト化を図れ、更にボ
ールリンク４を等配置することでＸ−Ｙ方向だけでな
く、θ方向（ねじり方向）にもコンプライアンスを持た
せることができる。Further, the compliance mechanism has a construction in which the work tool 2 is built in, and can be made compact, and by further arranging the ball links 4 in the same manner, compliance can be achieved not only in the XY direction but also in the θ direction (twisting direction). Can have
【００３４】加えて、コントローラ２６によってサーボ
モータ２２のサーボゲインを変化させることでワイヤ状
部材８に対する引張力が変化するので、コンプライアン
スＦ２を無段階に可変でき、作業に適したコンプライア
ンスを得ることができ、例えば部品運搬時、組立時など
一連の作業パスやワークの変更に対してもロボットの作
業を中断することなく適切なコンプライアンスに設定す
ることができる。In addition, since the controller 26 changes the servo gain of the servo motor 22 to change the tensile force applied to the wire-shaped member 8, the compliance F2 can be changed steplessly to obtain a compliance suitable for the work. It is possible to set appropriate compliance without interrupting the work of the robot even when a series of work paths and works are changed, for example, during parts transportation and assembly.
【００３５】次に、図８に示す第５実施例のコンプライ
アンス機構は、前記図１に示した第１実施例のコンプラ
イアンス機構においてテンションプレート１０にテンシ
ョンを与えるテンショナーとして、流動体を用いたアク
チュエータであるエアーシリンダ２８を有する連結手段
２７を備えると共に、このエアーシリンダ２８には複数
の流動体導入経路であるエアー供給路２９ａ〜２９ｅを
設け、これらのエアー供給路２９ａ〜２９ｅ中に選択手
段である電磁弁３０ａ〜３０ｅを介装し、各エアー供給
路２９ａ〜２９ｅに異なる圧力のエアーを供給するよう
にしている。Next, the compliance mechanism of the fifth embodiment shown in FIG. 8 is an actuator using a fluid as a tensioner which gives tension to the tension plate 10 in the compliance mechanism of the first embodiment shown in FIG. The air cylinder 28 is provided with a connecting means 27 having a certain air cylinder 28, and a plurality of fluid introduction paths 29a to 29e are provided in the air cylinder 28. The air supply paths 29a to 29e are selection means. Electromagnetic valves 30a to 30e are provided to supply air of different pressures to the air supply passages 29a to 29e.
【００３６】このように構成したコンプライアンス機構
においては、上記第１実施例と同様にコンプライアンス
を得ることができると共に、開状態にする電磁弁３０ａ
〜３０ｅを選択的に切換ることによってエアーシリンダ
２７の押圧力が変化してテンションプレート１０による
ワイヤ状部材８に対する引張力が変化するので、ロボッ
ト作業中でも容易にコンプライアンスを調整することが
できる。In the compliance mechanism configured as described above, the compliance can be obtained as in the first embodiment, and the solenoid valve 30a for opening the valve can be opened.
By selectively switching ˜30e, the pressing force of the air cylinder 27 changes and the tensile force of the tension plate 10 with respect to the wire-shaped member 8 changes, so that the compliance can be easily adjusted even during the robot work.
【００３７】次に、図９に示す第６実施例のコンプライ
アンス機構の連結手段３２は、図６に示した第４実施例
と略同様にワイヤ状部材８の他端部をアームプレート１
９を通した後、テンションプレート１０の透孔１０ａを
通してワイヤクランパ３３にて係止すると共に、アーム
プレート１９上にサーボモータ２２に代えて引張り力付
与手段であるエアーシリンダ２８を配置し、このエアー
シリンダ２８のロッド２８ａを略球状の連結部であるボ
ール３４を介して連結している。Next, in the connecting means 32 of the compliance mechanism of the sixth embodiment shown in FIG. 9, the other end of the wire-shaped member 8 is connected to the arm plate 1 in substantially the same manner as in the fourth embodiment shown in FIG.
9 through the through hole 10a of the tension plate 10, the wire clamper 33 locks the arm plate 19, and instead of the servo motor 22, an air cylinder 28, which is a tensile force applying means, is arranged on the arm plate 19. The rod 28a of the cylinder 28 is connected via a ball 34 which is a substantially spherical connecting portion.
【００３８】このように構成したコンプライアンス機構
においては、上記各実施例と同様にコンプライアンスを
得ることができると共に、例えばチャック２にこじり方
向（Ｇ方向）の力が作用して図で右側のボールリンク４
がツールプレート３から離れても、テンションプレート
１０が右側に引かれて左側のワイヤ状部材４を引くため
に、テンションプレート８を平行に引く場合と違って左
側のワイヤ状部材８が緩むことがなくなり、Ｘ−Ｙ、θ
軸のみでなく芯の傾斜に対してもコンプライアンスを生
じ、種々の位置ずれに対して対応することができる。In the compliance mechanism configured as described above, compliance can be obtained as in the above-described embodiments, and, for example, a force in the twisting direction (G direction) acts on the chuck 2 so that the ball link on the right side in the drawing is obtained. Four
Even if the tool plate 3 is separated from the tool plate 3, the tension plate 10 is pulled to the right side to pull the left wire-like member 4, so that the left wire-like member 8 may be loosened unlike when the tension plate 8 is pulled in parallel. Lost, XY, θ
Compliance is generated not only with respect to the axis but also with respect to the inclination of the core, and it is possible to deal with various positional deviations.
【００３９】なお、上記各実施例では、テンショナー
（連結手段）としてスプリング、エアーシリンダ、サー
ボモータを用いた例について説明したが、このほかボー
ルネジとモータの組合わせ、オイルシリンダ等のアクチ
ュエータを用いることもできる。In each of the above-described embodiments, an example in which a spring, an air cylinder, and a servomotor are used as tensioners (coupling means) has been described, but in addition to this, a combination of a ball screw and a motor, an actuator such as an oil cylinder, or the like is used. You can also
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１のコンプ
ライアンス機構によれば、アームを取付ける第１部材と
作業ツールを取付ける第２部材との間に、両端部に略球
状の連接部を形成したリンク部材を配置し、一端部を第
１部材又は第２部材に係止したワイヤ状部材の他端部を
引張ることで第１部材と第２部材とをリンク部材を介し
て変位自在に連結させる連結手段を設けたので、第２部
材に２つの部品の位置ずれ等による力が作用したときに
ワイヤ状部材の引張力でコンプライアンスを発生させる
ことができると共に、ワイヤ状部材の引張力を変化する
ことで第１部材及び第２部材とリンク部材の連接部との
連結力が変化し、容易にコンプライアンス力を変化させ
ることができる。As described above, according to the compliance mechanism of the first aspect, substantially spherical connecting portions are formed at both ends between the first member for mounting the arm and the second member for mounting the work tool. The link member is arranged, and the other end of the wire-shaped member whose one end is locked to the first member or the second member is pulled so that the first member and the second member are displaceably connected via the link member. Since the connecting means is provided, the compliance can be generated by the tensile force of the wire-shaped member when the force due to the positional displacement of the two components acts on the second member, and the tensile force of the wire-shaped member can be changed. By doing so, the connecting force between the first member and the second member and the connecting portion of the link member changes, and the compliance force can be easily changed.
【００４１】請求項２のコンプライアンス機構によれ
ば、上記請求項１のコンプライアンス機構において、３
個以上のリンク部材を等配置した構成としたので、Ｘ−
Ｙ方向だけでなく、θ方向（ねじり方向）にもコンプラ
イアンスを持たせることができる。According to the compliance mechanism of claim 2, in the compliance mechanism of claim 1, 3
Since more than one link member is arranged equally, X-
It is possible to give compliance not only in the Y direction but also in the θ direction (twisting direction).
【００４２】請求項３のコンプライアンス機構によれ
ば、上記請求項１又は２のコンプライアンス機構におい
て、連結手段がワイヤ状部材を作業上の押圧方向と逆方
向に引張る構成としたので、大きな作業押圧力に対する
反力を発生させることができて、コンプライアンスに対
して大きなＺ軸剛性を持たせることができる。According to the compliance mechanism of claim 3, in the compliance mechanism of claim 1 or 2, since the connecting means is configured to pull the wire-shaped member in a direction opposite to the pressing direction in the work, a large work pressing force is exerted. It is possible to generate a reaction force against, and to provide a large Z-axis rigidity for compliance.
【００４３】請求項４のコンプライアンス機構によれ
ば、上記請求項１乃至３のいずれかのコンプライアンス
機構において、連結手段がワイヤ状部材を引張るサーボ
モータを有する構成としたので、コンプライアンスを無
段階に可変でき、作業に適したコンプライアンスを得る
ことができる。According to the compliance mechanism of claim 4, in the compliance mechanism according to any one of claims 1 to 3, since the connecting means has a servomotor for pulling the wire-shaped member, the compliance can be varied steplessly. It is possible to obtain compliance suitable for work.
【００４４】請求項５のコンプライアンス機構によれ
ば、上記請求項４のコンプライアンス機構において、サ
ーボモータを駆動制御するサーボゲインを調整可能な制
御手段を備えたので、部品運搬時、組立時など一連の作
業パスやワークの変更に対しても適切なコンプライアン
スを得ることができる。According to the compliance mechanism of the fifth aspect, in the compliance mechanism of the fourth aspect, since the control means capable of adjusting the servo gain for driving and controlling the servo motor is provided, a series of operations such as component transportation and assembly can be performed. Appropriate compliance can be obtained even when the work path or work is changed.
【００４５】請求項６のコンプライアンス機構によれ
ば、上記請求項１乃至３のいずれかのコンプライアンス
機構において、連結手段がワイヤ状部材を引張る流動体
を用いたアクチュエータを有する構成としたので、コン
プライアンスを無段階に可変でき、作業に適したコンプ
ライアンスを得ることができる。According to the compliance mechanism of claim 6, in the compliance mechanism according to any one of claims 1 to 3, the connecting means is configured to have an actuator using a fluid for pulling the wire-shaped member. It can be changed steplessly, and compliance suitable for work can be obtained.
【００４６】請求項７のコンプライアンス機構によれ
ば、上記請求項６のコンプライアンス機構において、ア
クチュエータが複数の流動体導入経路を有し、この複数
の流動体導入経路を選択する選択手段を備えたので、複
数のコンプライアンスを得ることができて、複数の作業
に適切かつ安価に対応するコンプライアンス機構が得ら
れる。According to the compliance mechanism of claim 7, in the compliance mechanism of claim 6, the actuator has a plurality of fluid introduction paths, and the selection means for selecting the plurality of fluid introduction paths is provided. Therefore, a plurality of compliances can be obtained, and a compliance mechanism that appropriately and inexpensively responds to a plurality of tasks can be obtained.
【００４７】請求項８のコンプライアンス機構によれ
ば、上記請求項１乃至３、６、７のいずれかのコンプラ
イアンス機構において、連結手段が、ワイヤ状部材の他
端部を係止するテンションプレートと、このテンション
プレートに略球状の連結部を介して引張力を付与する引
張り力付与手段と有する構成としたので、Ｘ−Ｙ、θ軸
のみでなく芯の傾斜に対してもコンプライアンスを生
じ、種々の位置ずれに対して対応することができる。According to the compliance mechanism of claim 8, in the compliance mechanism according to any one of claims 1 to 3, 6, and 7, the connecting means includes a tension plate for locking the other end of the wire-shaped member, Since the tension plate is configured to have a tensile force applying means for applying a tensile force via a substantially spherical connecting portion, compliance is generated not only for the XY and θ axes but also for the inclination of the core, and It is possible to deal with the positional deviation.
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施例を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図３】図２の要部拡大断面図3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
【図４】本発明の第３実施例を示す断面図FIG. 4 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.
【図５】図４の略平面図5 is a schematic plan view of FIG.
【図６】本発明の第４実施例を示す断面図FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図７】図６の略平面図7 is a schematic plan view of FIG.
【図８】本発明の第５実施例を示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第６実施例を示す断面図FIG. 9 is a sectional view showing a sixth embodiment of the present invention.
１…ベースプレート、２…作業ツール、３…ツールプレ
ート、４…ボールリンク、４ａ，４ｂ…連接部、７，１
４，２１，２７…連結手段、８…ワイヤ状部材、９，１
５…ワイヤクランパ、１０…テンションプレート、１
１，１８…アジャスタ、１２，１６…テンショナー、１
９…アームプレート、２０…支柱部材、２２…サーボモ
ータ、２３…スプール、２４，２５…プーリ、２８…エ
アーシリンダ、２９ａ〜２９ｅ…エアー供給路、３０ａ
〜３０ｅ…電磁弁、３４…ボール。1 ... Base plate, 2 ... Work tool, 3 ... Tool plate, 4 ... Ball link, 4a, 4b ... Connection part, 7, 1
4, 21, 27 ... Connecting means, 8 ... Wire-shaped member, 9, 1
5 ... Wire clamper, 10 ... Tension plate, 1
1,18 ... Adjuster, 12,16 ... Tensioner, 1
9 ... Arm plate, 20 ... Strut member, 22 ... Servo motor, 23 ... Spool, 24, 25 ... Pulley, 28 ... Air cylinder, 29a-29e ... Air supply path, 30a
~ 30e ... Solenoid valve, 34 ... Ball.
Claims (8)
設けるコンプライアンス機構において、前記アームを取
付ける第１部材と前記作業ツールを取付ける第２部材と
の間に、両端部に略球状の連接部を形成したリンク部材
を配置し、一端部を前記第１部材又は第２部材に係止し
たワイヤ状部材の他端部を引張ることで前記第１部材と
第２部材とを前記リンク部材を介して変位自在に連結さ
せる連結手段を設けたことを特徴とするコンプライアン
ス機構。1. A compliance mechanism provided between an arm of a robot and a work tool, wherein substantially spherical connecting portions are provided at both ends between a first member for mounting the arm and a second member for mounting the work tool. The formed link member is arranged, and the other end of the wire-shaped member whose one end is locked to the first member or the second member is pulled to connect the first member and the second member via the link member. A compliance mechanism characterized in that it is provided with connecting means for connecting in a freely displaceable manner.
において、３個以上の前記リンク部材を等配置したこと
を特徴とするコンプライアンス機構。2. The compliance mechanism according to claim 1, wherein three or more link members are equally arranged.
ス機構において、前記連結手段が前記ワイヤ状部材を作
業上の押圧方向と逆方向に引張ることを特徴とするコン
プライアンス機構。3. The compliance mechanism according to claim 1, wherein the connecting means pulls the wire-shaped member in a direction opposite to a working pressing direction.
プライアンス機構において、前記連結手段が前記ワイヤ
状部材を引張るサーボモータを有することを特徴とする
コンプライアンス機構。4. The compliance mechanism according to claim 1, wherein the connecting means has a servomotor that pulls the wire-shaped member.
において、前記サーボモータを駆動制御するサーボゲイ
ンを調整可能な制御手段を備えたことを特徴とするコン
プライアンス機構。5. The compliance mechanism according to claim 4, further comprising control means capable of adjusting a servo gain for driving and controlling the servo motor.
プライアンス機構において、前記連結手段が前記ワイヤ
状部材を引張る流動体を用いたアクチュエータを有する
ことを特徴とするコンプライアンス機構。6. The compliance mechanism according to claim 1, wherein the connecting means has an actuator using a fluid that pulls the wire-shaped member.
において、前記アクチュエータが複数の流動体導入経路
を有し、この複数の流動体導入経路を選択する選択手段
を備えたことを特徴とするコンプライアンス機構。7. The compliance mechanism according to claim 6, wherein the actuator has a plurality of fluid introduction paths, and selection means for selecting the plurality of fluid introduction paths is provided. .
載のコンプライアンス機構において、前記連結手段が、
前記ワイヤ状部材の他端部を係止するテンションプレー
トと、このテンションプレートに略球状の連結部を介し
て引張力を付与する引張り力付与手段と有することを特
徴とするコンプライアンス機構。8. The compliance mechanism according to any one of claims 1 to 3, 6, and 7, wherein the connecting means comprises:
A compliance mechanism comprising: a tension plate that locks the other end of the wire-shaped member; and a tensile force applying unit that applies a tensile force to the tension plate via a substantially spherical connecting portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19650095A JPH0938887A (en) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Compliance mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19650095A JPH0938887A (en) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Compliance mechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0938887A true JPH0938887A (en) | 1997-02-10 |
Family
ID=16358795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19650095A Pending JPH0938887A (en) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Compliance mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0938887A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100861953B1 (en) * | 2007-10-05 | 2008-10-09 | 삼성전자주식회사 | Compliant joint |
| JP2014076538A (en) * | 2013-12-24 | 2014-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | Method for supplying work-piece to cylindrical grinding machine, and device therefor |
| JP2017052052A (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | Cargo handling gear and cargo handling method |
| CN110216468A (en) * | 2019-07-04 | 2019-09-10 | 丁力 | A kind of flexible assembly bracket car |
-
1995
- 1995-08-01 JP JP19650095A patent/JPH0938887A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100861953B1 (en) * | 2007-10-05 | 2008-10-09 | 삼성전자주식회사 | Compliant joint |
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| CN110216468A (en) * | 2019-07-04 | 2019-09-10 | 丁力 | A kind of flexible assembly bracket car |
| CN110216468B (en) * | 2019-07-04 | 2024-06-11 | 丁力 | Flexible assembly bracket car |
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