(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともボディの軸線方向に直交するＸＹ平面に対してコンプライアンス機能を有するテーブルを備えたコンプライアンスユニットであって、
上記テーブルまたはボディのいずれか一方に取付けられたＸＹ平面に沿うベース板と、上記テーブルまたはボディの他方に、該ベース板を挟んで配設され、ベース板上をＸＹ平面に沿ってスライドさせるための多数の鋼球をリテーナで保持した平面スライド要素とを備え、それらベース板と平面スライド要素との間にコンプライアンス機能を持たせたものにおいて、
上記平面スライド要素におけるリテーナに作用してそれを常に原点位置に向けて弾性的に付勢する位置補正機構を備えていることを特徴とするコンプライアンスユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のコンプライアンスユニットにおいて、テーブルに設けた円筒状をなすスペーサ内に、平面スライド要素を介してボディに取付けたベース板を配設し、このベース板をテーブルと該テーブル上のスペーサに固定した保持板との間に、それぞれリテーナに保持された鋼球を介在させて支持させ、上記リテーナとスペーサとの間に位置補正機構を介在させたもの。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコンプライアンスユニットにおいて、位置補正機構を、リテーナの周囲の複数箇所に設けたスプリングによって構成したもの。
【請求項４】
請求項１または２に記載のコンプライアンスユニットにおいて、位置補正機構を、弾性体により形成したリテーナの周囲の複数箇所に一体に設けた、弾性突起によって構成したもの。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットのハンドによる自動組立等において、部品の嵌挿等の任意部材の相対的な接触に対する柔軟な対応を実現するためのコンプライアンスユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業用ロボットのハンド等に保持されたワークや工具に、外部からの作用に対する柔軟性を付与するため、あるいは、他の任意部材との相対的な接触に対する柔軟な対応を実現するために、コンプライアンスユニットが用いられている。
このコンプライアンスユニットとしては、例えば、産業用ロボットのアーム等に取付けられるボディと、該ボディの軸方向（Ｚ軸方向）に直交するＸＹ平面に対して移動可能な、産業用ロボットのハンド等が取付けられるテーブルと、ボディに取付けられたベース板と、テーブルに該ベース板を挟むように配設され、ベース板のＸＹ平面に沿ってスライドさせる平面スライド要素とを備えたものが公知となっている。上記平面スライド要素は、多数の鋼球をリテーナで保持させたもので、鋼球がベース板上を転がることにより、テーブルの移動に応じて鋼球とリテーナとが一体にスライドするようになっている。
【０００３】
上記平面スライド要素は、テーブルの負荷が除かれてそのテーブルが原点位置に復帰する場合には、その復帰動作に追随して原点位置に復帰しようとするが、その際に、鋼球と接触しているベース板等の部材の面精度や、鋼球にかかっている負荷の大きさ、ユニット全体に生じている振動や衝撃等の影響によって、鋼球がベース板上でスリップする可能性があり、平面スライド機構、特にリテーナが原点位置に完全に復帰できず、正規の復帰位置からずれる場合がある。
このような状態でテーブルが再び移動を始めると、テーブルが必要移動量に達しないうちに、上記リテーナが他の部材と接触して、リテーナ自体が移動の限界位置に達し、この状態でテーブルが同一方向にさらに移動する場合には、鋼球は転がることができないため、鋼球とベース板等の接触している部材との間ではすべりが生じてしまい、それによって生じたすべり摩擦がテーブルの移動の妨げになったり、鋼球やベース板等の各種部材の消耗を増大させ、部材の寿命を短くする可能性がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、平面スライド機構が原点復帰する際、確実に原点位置に復帰できるようにし、平面スライド機構の復帰時の原点位置からのずれが生じる問題を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のコンプライアンスユニットは、少なくともボディの軸線方向に直交するＸＹ平面に対してコンプライアンス機能を有するテーブルを備えたコンプライアンスユニットであって、上記テーブルまたはボディのいずれか一方に取付けられたＸＹ平面に沿うベース板と、上記テーブルまたはボディの他方に、該ベース板を挟んで配設され、ベース板上をＸＹ平面に沿ってスライドさせるための多数の鋼球をリテーナで保持した平面スライド要素とを備え、それらベース板と平面スライド要素との間にコンプライアンス機能を持たせたものにおいて、上記平面スライド要素におけるリテーナに作用してそれを常に原点位置に向けて弾性的に付勢する位置補正機構を備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
上記構成を有するコンプライアンスユニットは、平面スライド要素のリテーナが、位置補正機構によって常に原点位置に向けて弾性的に付勢されているため、テーブルの復帰動作に伴って平面スライド要素が原点位置に復帰する場合には、その付勢力によってリテーナは積極的に原点位置に戻される。
したがって、平面スライド要素は、その復帰動作中に鋼球がテーブル上でスリップしたとしても、それに関係なく正規の復帰位置、即ち原点位置に確実に復帰するため、従来のような平面スライド機構の復帰時の原点位置からのずれから生じる問題を防止することができる。
【０００７】
本発明においては、テーブルに設けた円筒状をなすスペーサ内に、平面スライド要素を介してボディに取付けたベース板を配設し、このベース板をテーブルと該テーブル上のスペーサに固定した保持板との間に、それぞれリテーナに保持された鋼球を介在させて支持させ、上記リテーナとスペーサとの間に位置補正機構を介在させることができる。
【０００８】
さらに、本発明においては、位置補正機構を、リテーナの周囲の複数箇所に設けたスプリングによって、または、弾性体により形成したリテーナの周囲の複数箇所に一体に設けた、弾性突起によって構成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明にかかるコンプライアンスユニットの一実施例を示している。
この実施例のコンプライアンスユニットは、基端面側が産業用ロボットのアーム等に取付けられる実質的に円筒状の部分１ａ有する板体状のボディ１と、該ボディ１の円筒状部分１ａの先端面側に、ボディ１の軸方向（Ｚ軸）に直交するＸＹ平面と沿うように取付けられた円板状のベース板２と、産業用ロボットのハンド等が取付けられるテーブル３と、該テーブル３上に上記ベース板２を挟んで配設され、テーブル３を該ベース板２上のＸＹ平面に沿ってスライドさせる平面スライド要素４，４とを備えていて、これらベース板と平面スライド要素４，４との間でコンプライアンス機能を持たせている。
なお、図１はテーブル３を取り外した状態を示している。
【００１０】
上記平面スライド要素４，４は、それぞれ円環板状のリテーナ５に多数の鋼球６を等間隔に保持させた相互に同形のもので、各リテーナ５は、鋼球６がベース板２上における外周端寄りの部分に位置するような径の円環状に形成されている。
【００１１】
上記テーブル３には、円筒状をなすスペーサ７が取付けられていて、このスペーサ７内に、平面スライド要素４，４を介して上記ボディ１に取付けたベース板２を配設し、このベース板２を、テーブル３と該テーブル３上のスペーサ７に固定した円環板状の保持板８との間に、それぞれリテーナ５に保持された鋼球６を介在させて支持させている。
【００１２】
上記ボディ１の先端面側の中央には、該ボディ１の円環状部分１ａにより、流体圧シリンダを構成するシリンダ部９が、その一端側が開口した状態に一体に形成されていて、このシリンダ部９の開口した先端側に、その開口端を覆うように、上記ベース板２が複数のボルト１０によって固定されている。なお、このボルト１０は、図示したように、円筒状部分１ａを貫通させる必要はないが、ベース板２上における平面スライド要素４，４の各リテーナ５に接触しない位置に螺挿する必要がある。
このシリンダ部９の内部には、ピストン１１が摺動可能に嵌挿されていて、シリンダ部９の圧力室内に、ボディ１に設けたポート１２を通じて駆動用流体を供給することによりシリンダ部９の先端方向に駆動するようになっている。
上記ピストン１１とベース板２との間には、ピストン１１の復帰動作用スプリング１３が設けられていて、シリンダ部９の圧力室内の流体を排気した際に、ピストン１１をシリンダ部９の基端側に弾性的に復帰させるように付勢させている。
【００１３】
上記ベース板２における平面スライド要素４のリテーナ５の内周に当たる位置には、平面スライド要素４の鋼球６より大径のボール１４ａ，１４ｂを保持させる複数の保持孔２ａ，２ｂが穿設されている。
また、テーブル３における各保持孔２ａ，２ｂに対応する位置には、各保持孔２ａ，２ｂの保持されているボール１４ａ，１４ｂを受ける凹円錐面状のボール受け面１５，１７を備えたボールベース１６，１８が設けられている。
【００１４】
上記保持孔２ａ，２ｂのうち、ベース板２の中心付近に穿設された内側保持孔２ａ（図１に示す例では３つ）は、該保持孔２ａによって保持されるボール１４ａが、ボディ１のシリンダ部９内に位置するように設けられている。この場合、シリンダ部９の圧力室に駆動用流体を供給して、該シリンダ部９のピストン１１で該ボール１４ａを押圧することにより、ボール１４ａはボールベース１６のボール受け面１５内に圧嵌されるため、テーブル３を原点位置に不動に固定することができ、テーブル３の固定時等の位置決めを行うことができる。
【００１５】
一方、ベース板２において上記内側保持孔２ａより外側に位置する外側保持孔２ｂ（図１に示す例では３つ）は、シリンダ部９に干渉しない位置に穿設されていて、この外側保持孔２ｂによって保持されるボール１４ｂは、ボディ１に配設したスプリング１９によって、ボールベース１８のボール受け面１７内に弾性的に圧嵌されていて、テーブル３を正規な復帰位置である原点位置に常に復帰できるように付勢している。
【００１６】
上記平面スライド要素４，４には、各リテーナ５を常に原点位置に向けて弾性的に付勢する位置補正機能２０を設けている。
この位置補正機能２０は、リテーナ５の周囲の複数箇所に、その基端側がリテーナ５に埋設されるよう取付けられたスプリング２１と、それら各スプリング２１の先端側に取付けられた鋼球２２とで構成されているもので、各リテーナ５とスペーサ７との間に、鋼球２２をスペーサ７に接触させて介在するように配設されている。
この実施例においては、スプリング２１及び鋼球２２は、リテーナ５の周囲六方向に放射状に配設されていて、テーブル３の移動に伴って平面スライド機構４，４がベース板２のＸＹ平面上のどの方向に移動しても、テーブル３の復帰動作時には、各リテーナ５の移動によって蓄積されたスプリング２１の弾性力とによって、それらのリテーナ５を確実に原点位置に復帰させることができるようにしている。
【００１７】
上記構成を有するコンプライアインスユニットは、平面スライド要素４のリテーナ５が、位置補正機構２０のスプリング２１によって常に原点位置に向けて弾性的に付勢されているため、テーブル３の復帰動作に伴って各平面スライド要素４，４が原点位置に復帰する場合には、その付勢力によって各リテーナ５は強制的に原点位置に戻される。
したがって、平面スライド要素４，４は、その復帰動作中に鋼球６がテーブル３上でスリップしたとしても、それに関係なく、位置補正機構２０によって正規の復帰位置、即ち原点位置に確実に復帰することができるため、リテーナ５がスペーサ７に接触した状態でテーブル３が移動することが確実に防止され、鋼球６の滑り等、平面スライド機構４，４の復帰時の原点位置からのずれから生じる問題を防止することができる。
【００１８】
上記実施例においては、位置補正機構２０を、平面スライド要素４のリテーナ５の周囲の複数箇所に設けているが、これに限らず、リテーナ５を弾性体によって形成すると共に、図３に示すように、リテーナ５の周囲の複数箇所に弾性突起２３を一体に設けることによって構成することができる。
この場合、上記弾性突起２３は、スペーサ７に常に接触していて、リテーナ５が移動してこの弾性突起がスペーサ７に押しつけられると、その弾性力によってリテーナ５は原点位置に押し戻されるため、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、図３におけるその他の構成は前記実施例と実質的に同一であるため、上記実施例と同一または対応する主要部分に上記実施例と同一の符号を付している。
【００１９】
さらに、上記実施例のコンプライアンスユニットにおいては、ボディ１のＺ軸方向に直交するＸＹ平面に対してのみコンプライアンス機能を持たせたものに位置補正機構２０を設けているが、位置補正機構２０は、ボディ１のＺ軸方向にコンプライアンス機能を備えているものにおける平面スライド要素についても同様の位置補正機構２０を採用することができる。
【００２０】
また、上記実施例では、上記ベース板２はボディ１に取付けられていて、平面スライド要素４，４はテーブル３側に配設されているが、ベース板２をテーブル３に取付けて、平面スライド機構４，４をボディ１側に配設してもよい。この場合、スペーサ７及び保持板８に相当する部材をボディ１に設ける必要がある。
【００２１】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明のコンプライアンスユニットによれば、平面スライド要素のリテーナが、位置補正機構によって常に原点位置に向けて弾性的に付勢されているため、テーブルの復帰動作に伴って平面スライド要素が原点位置に復帰する場合には、その付勢力によってリテーナは強制的に原点位置に戻される。
したがって、平面スライド要素は、正規の復帰位置、即ち原点位置に確実に復帰することができるため、平面スライド機構の復帰時の原点位置からのずれから生じる問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンプライアンスユニットの一実施例を示す正面図である。ただし、テーブルを取外した状態を示している。
【図２】図１の部分破断断面図である。
【図３】図１と異なる実施例を示す正面図である。ただし、テーブルを取外した状態を示している。
【符号の説明】
１    ボディ
２    ベース板
３    テーブル
４    平面スライド要素
５    リテーナ
６    鋼球
７    スペーサ
８    保持板
２０  位置補正機構
２１  スプリング
２３  弾性突起
【図１】
0004072745.tif 000002
【図２】
0004072745.tif 000003
【図３】
0004072745.tif 000004