(57)【要約】【課題】アームの歪みを正確に検出して、アームの歪みに係わらずアームを設定位置に正しく停止させることができるロボット装置を提供する。【解決手段】ワークの把持、取り出し、取り付けあるいは搬送等を行うために作動するアーム２１，３１と、前記アーム２１，３１の作動を制御する作動制御手段６１と、前記アーム２１，３１の両側に設けた歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂ，５１Ａ，５１Ｂとを備え、前記歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂ，５１Ａ，５１Ｂで検出した前記アーム２１，３１の歪みに基づいて前記アーム２１，３１の作動を前記作動制御手段６１で調整し、前記アーム２１，３１の歪みに係わらずアームを設定位置に正しく停止できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームと、前記アームの作動を制御する作動制御手段と、前記アームに設けた歪みゲージとを備え、前記歪みゲージで検出した前記アームの歪みに基づいて前記アームの作動を前記作動制御手段で調整するロボット装置において、
前記アームの両側に前記歪みゲージをそれぞれ設け、前記両側の歪みゲージで検出したアームの歪みに基づいて前記アームの作動を調整することを特徴とするロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アームに歪みゲージを設けたロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アームを備えるロボット装置は、部品等のワークの把持、組み付け、取り出し、搬送等、種々の分野において多用されている。
【０００３】
しかし、前記ロボット装置においては、温度変化によってアームが設定停止位置から狂う場合がある。たとえば、作業場所温度の低い始業時に、その時点におけるアームの長さおよび形状を基準にしてアームの停止位置を制御設定した場合、午後になって作業場所温度が上昇すると、アームの長さおよび形状が始業時の状態とは異なっているため、アームが始業時に設定された停止位置から狂った位置に停止するようになり、目的とする作業、例えばワークの把持に失敗したりすることがある。
【０００４】
なお、前記アームの一側に歪みゲージを設けてアームの歪みを検出し、歪み量に応じてアームの作動を調整することが提案されているが、前記アームは形状や構造等により両側で均等に伸縮しない場合が多いことから、アームの歪みを正確に検出することができず、アームを設定停止位置で停止できないことがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１１８２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、アームの歪みを正確に検出してアームを設定位置に正しく停止させることができるロボット装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アームと、前記アームの作動を制御する作動制御手段と、前記アームに設けた歪みゲージとを備え、前記歪みゲージで検出した前記アームの歪みに基づいて前記アームの作動を前記作動制御手段で調整するロボット装置において、前記アームの両側に前記歪みゲージをそれぞれ設け、前記両側の歪みゲージで検出したアームの歪みに基づいて前記アームの作動を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アームの両側に設けた歪みゲージにより検出したアームの歪みに基づいてアームの停止位置を調整するため、歪みゲージをアームの一側に設けた場合よりもアームの停止位置精度を高めることができる。特に、アームの歪みがアームの両側で不均一となってアームが片側へ曲がるような場合には、アームの両側に設けた歪みゲージによってアームの歪みを正確に検出してアームの停止位置を調整することができるので、アームの停止位置精度を一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下この発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態におけるロボット装置を示す概略構成図である。
【００１０】
図１に示すロボット装置１０は、支柱１１、第１アーム２１、第２アーム３１、把持装置３５、第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂ、第２アーム用歪みゲージ５１Ａ，５１Ｂ及び作動制御手段６１を備える。
【００１１】
前記支柱１１は、図示しないベースに立設されて前記第１アーム２１を保持すると共に前記第１アーム２１を介して前記第２アーム３１を保持する。
【００１２】
前記第１アーム２１は、前記支柱１１に一端側が取り付けられて略水平方向に保持されている。前記第１アーム２１は所要の長さからなり、また前記第２アーム３１を保持可能な強度を有する。
【００１３】
前記第２アーム３１は、前記第１アーム２１の長さ方向Ａとは略直交方向Ｂとなるように前記第１アーム２１に保持されている。さらに、前記第２アーム３１は、第１モータＭ１によって前記第１アーム２１の長さ方向Ａに沿って移動可能とされると共に、第２モータＭ２によって前記第１アームの長さ方向とは略直交方向Ｂに沿って移動可能とされている。前記第１モータＭ１による前記第２アーム３１の作動（移動）は、適宜の駆動方法により行うことができるが、一例としてチェーン駆動によるものを挙げる。また、前記第２モータＭ２による前記第２アーム３１の作動（移動）は、適宜の駆動方法によって行うことができるが、一例としてラックアンドピニオン機構によるものを挙げる。
【００１４】
前記把持装置３５は、部品などのワークを把持可能なチャック装置からなり、前記第２アーム３１の先端に設けられている。
【００１５】
前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂは、前記第１アーム２１の両側に設けられ、前記第１アーム２１の歪みを検出する。前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂが設けられる前記第１アーム２１の両側は、前記第１アームが温度変化により変形する方向の両側とされる。また、前記第１アーム２１の両側における前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂの位置は、適宜の位置とされるが、前記第１アーム２１の歪み、特に前記第１アーム２１の曲げを一層正確に検出できるようにするため、図１に示すように対称位置に設けられるのが好ましい。前記対称位置となるように前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂを前記第１アーム２１の両側に設けると、例えば前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａの設けられている側と前記第２アーム用歪みゲージ４１Ｂの設けられている側とで、前記第１アーム２１の歪み量が異なる場合、前記第１アーム２１の両側の歪みを正しく検出することができ、前記第１アーム２１が何れの側にどの程度曲がっているかを正確に検出することができる。
【００１６】
前記第２アーム用歪みゲージ５１Ａ，５１Ｂは、前記第２アーム３１の両側に設けられ、前記第２アーム３１の歪みを検出する。前記第２アーム３１の両側における前記第２アーム用歪みゲージ５１Ａ，５１Ｂの位置は、適宜の位置とされるが、前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂと同様の理由により、対称位置に設けられるのが好ましい。なお、前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂ及び前記第２アーム用歪みゲージ４２Ａ，４２Ｂは、公知のものを使用することができる。
【００１７】
前記作動制御手段６１は、前記第１モータＭ１、前記第２モータＭ２及び前記把持装置３５の作動を制御すると共に、前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂ及び前記第２アーム用歪みゲージ５１Ａ，５１Ｂによる歪み検出に基づいて前記第１モータＭ１及び第２モータＭ２の作動を調整し、前記第２アーム３１の先端における前記把持装置３５を予め設定されている停止位置に移動させる制御を行う。前記作動制御手段６１は、制御回路６２、コントローラ６３、ＡＭＰ６４，６５，６６を備える。
【００１８】
前記制御回路６２はＣＰＵを備え、予め前記第２アーム３１の先端位置、すなわち前記把持装置３５の停止位置が設定されると共に、前記第１アーム２１及び前記第２アーム３１の所定温度における状態を基準にして前記第１モータＭ１及び前記第２モータＭ２の作動量が、前記把持装置３５の停止位置に応じて設定されている。また、前記制御回路６２は前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂ及び前記第２アーム用歪みゲージ５１Ａ，５１Ｂと接続され、前記第１アーム用歪みゲージ４１Ａ，４１Ｂ及び前記第２アーム用歪みゲージ５１Ａ，５１Ｂから入力された歪み検出信号に基づいて前記第１アーム２１及び前記第２アーム３１の位置を計算する。そして、その計算値に基づいて前記第２アーム３１の先端、すなわち前記把持装置３５を設定停止位置へ正しく移動させるために前記第１モータＭ１及び前記第２モータＭ２の作動を調整し、その作動のための制御信号を前記コントローラ６３に出力する。前記歪みゲージの歪み検出による前記第１アーム２１及び前記第２アーム３１の位置計算は、例えば、一側の歪みゲージによる歪み検出量をＡ（伸び変形の場合はプラス、縮み変形の場合にはマイナス）、他側の歪みゲージによる歪み検出量をＢ（伸び変形の場合はプラス、縮み変形の場合にはマイナス）、前記アームの基準位置をＣ、アームの位置補正量をＤ、補正後のアームの位置をＥ、実験的に求められる補正係数をａとした場合、補正後のアームの位置Ｅは、Ｅ＝Ｃ＋Ｄ、Ｄ＝（Ａ−Ｂ）×ａで得ることができる。なお、前記制御回路６２は、前記把持装置３５の制御信号についても前記コントローラ６３に出力する。
【００１９】
前記コントローラ６３は前記第１モータＭ１、前記第２モータＭ２及び前記把持装置３５とそれぞれＡＭＰ６４，６５，６６を介して接続され、前記制御回路６２からの制御信号にしたがい前記第１モータＭ１、前記第２モータＭ２及び前記把持装置３５の作動を制御する。
【００２０】
なお、前記実施形態においては、第２アームを第１アームに沿って移動（前進後退）可能とすると共に第１アームと略直交する方向へ移動（前進後退）可能とした例を示したが、本発明は、第１アームあるいは第２アームの少なくとも一方が回動するものであってもよい。また、前記実施形態においては、第１アームと第２アームとの２つのアームを備える例を示したが、本発明はアームの数が１つの場合、あるいは３以上の場合にも適用することができる。さらに、前記実施形態においては、アームの両側にそれぞれ１つの歪みゲージ、すなわち１組の歪みゲージを設けたが、少なくとも１組以上設ければよい。例えば２組以上の歪みゲージを設けたり、アームの一側と他側で歪みゲージの数を異ならせて設けたりしてもよい。さらにまた、前記実施形態においては、アームの一方向両側（水平方向両側）にのみ歪みゲージを設けた例を示したが、他方向両側（上下方向両側）にも歪みゲージを設けてもよい。また、前記実施形態では、アームの先端に把持装置を設けた例を示したが、本発明は把持装置に限られず、ドリルや他の装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態におけるロボット装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  支柱
２１  第１アーム
３１  第２アーム
３５  把持装置
４１Ａ，４１Ｂ  第１アーム歪みゲージ
５１Ａ，５１Ｂ  第２アーム歪みゲージ
Ｍ１  第１モータ
Ｍ２  第２モータ
【図１】
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