JPS6211999B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば産業用ロボツト等の部材を支
持する装置に関するものであり、特にアーム機構
と把持機構（ハンド）との連結部にコンプライア
ンス機構（弾性体）を備えて成り、部材の嵌合ハ
メ合作業に好適な支持装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

産業用ロボツトによる自動組立作業が実現され
ており、組立作業の内容も高精度、高速度化の一
途をたどつている。これに伴い、ロボツトの位置
決め精度の向上が望まれているが、単に位置決め
精度を向上させるだけでは高精度な組立が困難な
場合が多い。即ち組立作業では組立対象物間の相
対位置関係が重要であり、絶対位置よりは相対位
置決めを高精度に行う必要がある。特に高精度、
例えば数μｍのオーダーの嵌合ハメ合作業におい
ては、高精度の相対位置決めが問題となる。

このような嵌合ハメ合い作業を円滑に行うもの
として、アーム機構と把持機構との連結部にコン
プライアンス機構を備え、アーム機構に対して把
持機構を変位可能として組立対象物間の相対位置
の位置ずれを吸収する支持機構が提案されてい
る。特に嵌合物の搬送時にはコンプライアンスを
小さくして振動を防止し、挿入作業時には位置ず
れ方向のコンプライアンスを大きくして円滑且つ
迅速な嵌合ハメ合い作業を可能とした支持装置が
提案されている（例えば、特開昭59−59389号公
報）。このような支持装置の概略構造を第２図に
図示する。

第２図において、支持装置は把持機構１、コン
プライアンス機構２及びアーム機構３を備えてい
る。把持機構１は嵌合部材７を保持し、支持装置
により嵌合部材７が穴９に挿入される場合を示し
ている。ここでコンプライアンス機構２は一対の
平行バネより成るＸ方向変位部材４及びこれと直
交する一対の平行バネより成るＹ方向変位部材６
を有している。従つて、第２図に図示の如く、嵌
合部材７が穴９の入口縁の斜面１０と接触した場
合、Ｘ方向変位部材４が変位し、嵌合部材７を穴
９に挿入できるようにしている。但し、嵌合部材
７と斜面１０とが接触した場合、主として平行バ
ネの復帰力が嵌合部材７と斜面１０にかかり、場
合によつてはこれらを損壊することとなる。そこ
で、平行バネの復帰力を最小にする手段が講じら
れている。

第３図は第２図に図示のＸ方向変位部材４の詳
細とバネの復帰力を最小にする手段５を図示した
ものである。但し、第２図に対し、第３図は上下
が反対に示されている。１対の平行バネ４１及び
４２は固定台４３及び可動台４４を介して対向し
て設けられ、その間は中空になつている。平行バ
ネ４１及び４２は弾性体で作られているから、外
力が加えられると第２図に図示の如く変位する。
一方、平行バネを包囲するようにバネ復帰力調整
手段５が設けられている。該調整手段５は永久磁
石５３、ヨーク５１、上記可動台４４と一体化さ
れた板に取付られ永久磁石５３とヨーク５１との
間に配設されたモータ用コイル５２を有してい
る。永久磁石５３とヨーク５１とコイル５２とは
一種の平板電動機を構成している。永久磁石５３
は平行バネの外側の枠に固定されており、平行バ
ネが変位しても永久磁石５３の位置は変化しな
い。一方平行バネ４１の側面に変位センサ１２が
設けられており、この変位量に応じて図示しない
制御回路を介してコイル５２に電流を流すように
している。従つて、接触により生ずる外力Fa、
バネ復帰力Fbに対し、永久磁石５３とコイル５
２により平行バネ４１，４２を必要な量だけ変位
させる一方で、バネ復帰力Fbをキヤンセルする
ようなコイルにより電磁力Fcを加えて、上述の
目的を達している。

コイル５２への給電は第３図に図示の如く、外
部接続線１３、端子台５５、及び中間接続線５６
を介して行なつている。ここで、例えば、コイル
に流る電流0.5(A)〜１(A)であるとすると接続線の
被覆外径は0.5φ〜1.0φ程度となる。すなわち、
比較的径の大きい接続線を用いねばならない。従
つて、上記接触力を１ｇ以下に抑えようとする場
合、アーム機構が運動して停止した場合に生ずる
接続線の振動、又は接続線の曲がりに伴うステイ
ツフネスにより上記調整手段等が影響を受け、こ
の影響が無視できないものとなつている。すなわ
ち、接続線の影響によりさらり高精度な相対位置
決め及び接触力の影響を最小にするということに
限界が生じている。

又、接続線の分線方法、特に変位分を考慮して
或る程度の余裕をもつて布線しなければならない
中間線続線５６の布線が難しいという問題があ
る。

〔発明を解決するための手段〕

本発明は、導電性の平行バネを給電線として用
い少なくとも上述の中間接続線を削除し、中間接
続線のステイツクネス、振動の影響を受けること
なく、且つ、布線を容易にしようとするものであ
る。

従つて本発明においては、第１の支持部材を弾
性体を介して支持する第２の支持部材と、前記弾
性体の変位を検出する変位検出手段と、前記弾性
体の変位方向と同一又は逆方向に前記変位検出手
段の検出出力に対応した大きさの力を前記弾性体
に付与する力付与手段を備えると共に、前記力付
与手段は電磁石機構より構成されて成り、且つ電
磁石機構を構成するコイルが前記弾性体側に固着
され、界磁手段が前記コイルと対向するように前
記第２の支持部材側に設けられて成る支持装置で
あつて、前記弾性体は導電性材料で構成され、且
つ前記コイルに電流を供給する接続線が接続され
て成り、前記弾性体を介して前記コイルに給電す
るようにされたことを特徴とする支持装置が提供
される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に示す。第１図は第
３図と同様、第２図に図示のコンプライアンス機
構２のＸ方向変位部材４及びその調整手段５を第
２図とは上下逆にした状態の斜視図である。

第１図において、Ｘ方向変位部材４は電気絶縁
性固定台４３０及び電気絶縁性可動台４２０を介
して平行バネ４１１，４１２及び４２１，４２２
が対向して設けられている。平行バネ４１１，４
１２及び４２１，４２２は従来のものと同様に所
望の弾性を有する一方、導電性のもので作られて
いる。例えば、ステンレススチール、りも青銅等
である。第１図から明らかなように平行バネは、
それぞれ電気的に絶縁された分離したバネ４１１
と４１２、及び４２１と４２２とにより構成され
ており、可動台４２２側で突出部４１１ａ，４１
２ａ及び４２１ａ，４２２ａが形成されている。
これらの突出部は可動台４２０と一体となり平行
バネの変位端を固定しコイル５２が設けられた板
に開けられた穴を通してコイル５２の端子として
突出し、接続線１３０を介してコイル５２に接続
されている。一方バネ４１１，４１２の固定台側
には給電線１３が接続されている。

平行バネの外枠と界磁は第３図と同様である。
又、平行バネ４１１の変位を検出するため変位セ
ンサ１２が図示の如く付着されており、この変位
センサの信号により図示しない制御回路によりコ
イル５２と界磁５１，５３，５４との電磁力によ
り平行バネ４１１，４１２及び４２１，４２２を
変位させることは従来の場合と同様である。

以上から明らかなように、従来の中間接続線は
削除され、１対の平行バネ４１１，４１２又は４
２１，４２２によりコイル５２の中間給電が行な
われている。すなわち、接続線１３、平行バネ４
１１、接続線１３０、コイル５２、平行バネ４１
２、接続線１３の電気回路が形成されている。他
方も同様である。接続線１３０はコイル５２が貼
られた高弾性基板上に接着されて平行バネの突出
部４１１ａ，４１２ａに接合されている。従つて
移動又は停止に伴う中間接続線の振動、又は、中
間接続線の曲げのステイツフネスの影響は全く無
く、又、布線も非常に簡単になる。

尚、外部接続線１３の振動、曲げのステイツフ
ネスの影響は、外部接続線１３が固定台４３０と
同位置の平行バネ部に接続されているから、問題
にならない。

以上、Ｘ方向について述べたが、Ｙ方向変位部
材６についても同様である。

第４図に本発明の第２の実施例を示す。第２の
実施例は左右のコイル５２，５８を直列に接続し
たものである。また固定台４３１及び可動台４５
１として導電性のものを用い、導電性の平行バネ
４１３，４２３との絶縁をとるため、絶縁体４４
１〜４４４を図示の如く介在させている。導電性
弾性板４１３，４２３の可動台４２１側には側子
となる突出部４１３ａ，４２３ａが設けられ、接
続線１３１を介してコイル５２，５８を直列に接
続している。接続線１３１は前述同様高弾性コイ
ル基板に接着されたゆみなく布線されている。

第５図は本発明の他の実施例を示す。この実施
例はコイル５２が１つの場合である。導電性平行
バネ４１４，４２４が絶縁性固定台４２３、及び
絶縁性可動台４２３を介して対向に設けられ、平
行バネの突出部４１４ａ，４２４ａが端子となり
接続線１３２を介してコイル５２に接続されてい
る。他は、第１図の場合と同様である。

本発明は以上に述べたものの外、種々の変形形
態を採ることができる。例えば、第２図におい
て、平行バネ４１４を第１図に図示の如く２つの
電気的に絶縁されたバネにより給電線として用
い、他方のバネ４２４は給電線としては用いない
ようにすることができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明によれば、中間接続
線による悪影響を削除し、高精度の相対位置決め
を可能とし、接触力を最少にし得る支持装置が得
られる。また本発明によればコイルへの給電線の
布線が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図は本発明の機構が設けられる支持装置の概略
図、第３図は従来機構を示す斜視図、第４図は本
発明の他の実施例を示す斜視図、第５図は本発明
のさらに他の実施例を示す斜視図、である。 （符号の説明）、１……把持機構、２……コン
プライアンス機構、３……アーム機構、４……Ｘ
方向変位部材、５……変位調整手段、６……Ｙ方
向変位部材、１２……変位センサ、１３……外部
接続線、５２……コイル、５３……永久磁石、１
３０……接続線、４１１，４１２，４２１，４２
２……平行バネ、４２０……可動台、４３０……
固定台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の支持部材を弾性体を介して支持する第
   ２の支持部材と、前記弾性体の変位を検出する変
   位検出手段と、前記弾性体の変位方向と同一又は
   逆方向に前記変位検出手段の検出出力に対応した
   大きさの力を前記弾性体に付与する力付与手段を
   備えると共に、前記力付与手段は電磁石機構より
   構成されて成り、且つ電磁石機構を構成するコイ
   ルが前記弾性体側に固着され、界磁手段が前記コ
   イルと対向するように前記第２の支持部材側に設
   けられて成る支持装置であつて、前記弾性体は導
   電性材料で構成され、且つ前記コイルに電流を供
   給する接続線が接続されて成り、前記弾性体を介
   して前記コイルに給電するようにされたことを特
   徴とする支持装置。 ２ 前記弾性体は平行配置された板バネで構成さ
   れて成ると共に、前記平行バネの一方がそれぞれ
   分離された１対の導電性バネで形成され該１対の
   導電性バネを介して前記コイルのそれぞれ一方に
   給電されるようにした、特許請求の範囲第１項に
   記載の支持装置。 ３ 前記平行バネの一方、少なくとも１つの前記
   コイル、前記平行バネの他方により電気回路を形
   成させた、特許請求の範囲第１項に記載の支持装
   置。 ４ 前記平行バネの一方と他方との間に前記コイ
   ルを２つ直列に接続されて成る、特許請求の範囲
   第１項に記載の支持装置。