JP2012143842A - Locating device, automatic assembling device, locating method, and program - Google Patents

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JP2012143842A JP2011004867A JP2011004867A JP2012143842A JP 2012143842 A JP2012143842 A JP 2012143842A JP 2011004867 A JP2011004867 A JP 2011004867A JP 2011004867 A JP2011004867 A JP 2011004867A JP 2012143842 A JP2012143842 A JP 2012143842A
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匡隆 池尻
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a locating device capable of accurately finding a position for assembling a component to a workpiece.SOLUTION: The workpiece has a loose hole and a threaded hole formed at a bottom face of the loose hole. The locating device moves a screw bolt in positive and negative directions on a u-axis and in positive and negative directions on a v-axis while contacting the screw bolt with the bottom face. The locating device determines positions Pα, Pβ, Pγ, Pδ where a reaction force is not smaller than a threshold value Th1 when the screw bolt is moved in the positive and negative directions on the u-axis and in the positive and the negative directions on the v-axis. When a distance between the position Pα and the position Pβ is smaller than a threshold value Th2, the locating device performs movement in a v-axis direction starting from a middle position between the position Pα and the position Pβ and the determination of the position Pγ and the position Pδ. When a distance between the position Pγ and the position Pδ is smaller than the threshold value Th2, the locating device determines a middle position between the position Pγ and the position Pδ as an assembling position for the screw bolt.

Description

本発明は、ネジや樹脂ピン等の部品のワークへの組付け位置を探索する探索装置、当該探索装置を備える自動組付け装置、探索方法、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a search device that searches for an assembly position of a part such as a screw or a resin pin to a workpiece, an automatic assembly device that includes the search device, a search method, and a program.

従来、組立ての代表的な工程であるネジ締めにおいて、自動式のネジ締めドライバと直動式のロボットを組合せた自動ネジ締め機が製品化され、かつ使用されている。しかしながら、これらの自動ネジ締め機は、ワークのばらつき等によってネジ穴の位置が設計位置からずれている場合、適切にネジの位置を補正してネジを締めることができなかった。具体的には、従来の自動ネジ締め機は、ネジ径の略1/10程度を超える位置ずれがあると、正しくネジ締めできず、斜め噛み込み等の不完全なネジ締めをしたり、エラー停止する。このため、人手による補正が必要になっていた。   Conventionally, in screw tightening, which is a typical process of assembly, an automatic screw tightening machine that combines an automatic screw tightening driver and a direct-acting robot has been commercialized and used. However, in these automatic screw tightening machines, when the position of the screw hole is deviated from the design position due to workpiece variation or the like, the screw position cannot be properly corrected to tighten the screw. Specifically, the conventional automatic screw tightening machine cannot be tightened correctly if there is a displacement that exceeds approximately 1/10 of the screw diameter, and may cause incomplete screw tightening such as oblique biting, or an error. Stop. For this reason, manual correction is required.

このような問題点を解消すべく、特許文献1では、力制御式のロボットを使用し、かつネジを通して受けた反力を元にドライバの位置を修正することによって、ネジと穴とのずれを修正している。これにより特許文献1では、当該修正によって、高信頼の自動ネジ締めを実現している。特許文献1の修正方法では、ネジ先が穴に入りかかっている場合に、ずれの方向を検知してネジの位置を補正することにより、正しくネジ締めを行なうことができる。   In order to solve such problems, Patent Document 1 uses a force control type robot and corrects the position of the driver based on the reaction force received through the screw, thereby eliminating the deviation between the screw and the hole. It has been corrected. Accordingly, in Patent Document 1, highly reliable automatic screw tightening is realized by the correction. In the correction method of Patent Document 1, when the screw tip is about to enter the hole, the screw can be correctly tightened by detecting the direction of deviation and correcting the position of the screw.

特許文献2には、大寸法のボルトの理想ねじ込み位置を位置決めする方法、特に、ネジ穴のある容器の蓋を締め付ける方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for positioning an ideal screwing position of a large-sized bolt, particularly a method for tightening a lid of a container having a screw hole.

特許文献3には、ロケートピンの位置制御装置が開示されている。当該位置制御装置は、ロケートピンを所定の位置に位置決めした際、ロケート穴の検出ができなかったときには、加工データ記憶部からロケート穴の形状に関する情報を読み込んで、ロケートピンをスクロール動作させる。当該位置制御装置は、当該動作中にロケート穴を見つけることができれば、ロケートピンの挿入動作を行なう。   Patent Document 3 discloses a position control device for a locate pin. When the locating pin cannot be detected when the locating pin is positioned at a predetermined position, the position control device reads information on the shape of the locating hole from the machining data storage unit, and causes the locating pin to scroll. If the position control device can find the locate hole during the operation, the position control device performs the operation of inserting the locate pin.

特許文献4には、小物部品の組付装置が開示されている。当該組付装置は、組付ロボットのロボットアームとロボットハンドとの間に、XY方向への位置調整可能なエンドエフェクタと、Z方向の加重を検出する力覚センサとが介在している。当該組付装置は、力覚センサで検出されたZ方向の加重の変化率に基づいてエンドエフェクタを制御し、ロボットハンドのXY方向の位置を調整する。これにより、当該組付装置は、ファスナの組付穴への挿入を可能としている。   Patent Document 4 discloses an assembling apparatus for small parts. In the assembling apparatus, an end effector whose position can be adjusted in the XY directions and a force sensor for detecting a load in the Z direction are interposed between the robot arm and the robot hand of the assembling robot. The assembly apparatus controls the end effector based on the rate of change in weight in the Z direction detected by the force sensor, and adjusts the position of the robot hand in the XY direction. Thereby, the said assembly apparatus enables the insertion to the assembly hole of a fastener.

特許文献5には、ロボットでワークを対象物に押圧しながらワークを挿入する挿入位置を探索して挿入し組立てる組立て方法が開示されている。当該組立て方法は、複数の探索方向毎に往復動作の探索範囲を設定し、往復動作の周期の大きさに差を設ける。当該組立て方法は、ある探索方向の往復動作によりその方向の探索範囲を1回移動する間に、次に周期の短い探索方向の往復動作ではその方向においてワークを対象物に挿入可能となる範囲の量以下だけ移動するように、ロボットによりワークを対象物に対して相対移動させる。当該組立て方法は、当該相対移動により挿入位置を探索する。   Patent Document 5 discloses an assembling method for searching for an insertion position where a workpiece is inserted while pressing the workpiece against an object with a robot, and inserting and assembling the workpiece. In the assembling method, a search range of the reciprocating operation is set for each of a plurality of search directions, and a difference is provided in the magnitude of the reciprocating operation cycle. In the assembling method, the reciprocating motion in a certain search direction moves the search range in that direction once, and the reciprocating motion in the search direction having the next short cycle allows the workpiece to be inserted into the object in that direction. The workpiece is moved relative to the object by the robot so as to move by the amount or less. In the assembling method, the insertion position is searched by the relative movement.

特開2002−331428号公報JP 2002-331428 A 特開昭62−102928号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-102928 特開平7−160336号公報JP-A-7-160336 特開平5−200638号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-200638 特開2004−167651号公報JP 2004-167651 A

しかしながら、特許文献1〜5であっても、部品を挿入するための第1の凹部と第1の凹部の底面に形成された部品を組付けるための第2の凹部とを有するワークに対して部品の組み付けを行なう場合、第2の凹部の探索時に部品が第1の凹部の側面に接触することがあり、部品の組付け位置を精度よく探索することは難しい。   However, even if it is patent documents 1-5, with respect to the workpiece | work which has the 1st recessed part for inserting components, and the 2nd recessed part for assembling the components formed in the bottom face of the 1st recessed part When assembling the parts, the parts may come into contact with the side surfaces of the first recess when searching for the second recess, and it is difficult to search for the assembly position of the parts with high accuracy.

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、部品のワークへの組付け工程において、ワークが位置および/または寸法のばらつきを有する場合でも、部品の組付け位置を精度よく探索できる探索装置、自動組付け装置、探索方法、およびプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to assemble a part even when the work has variations in position and / or dimensions in the process of assembling the part into the work. Is to provide a search device, an automatic assembly device, a search method, and a program.

本発明のある局面に従うと、探索装置は、ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置である。ワークは、部品を挿入するための第1の凹部と、第1の凹部の底面に形成された部品を組付けるための第2の凹部とを有する。探索装置は、部品に対する挿入方向への押圧力によって部品と底面とを接触させた状態で、予め定められた第1の移動方向における一方の向きおよび他方の向きと、予め定められた第2の移動方向における一方の向きおよび他方の向きとに、部品またはワークを移動させる移動手段と、第1の移動方向への移動と第2の移動方向への移動とによって生じる部品に加わる反力を検出する反力検出手段と、第1の移動方向における一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、第1の位置から第1の移動方向における他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第2の位置とを特定する第1の特定手段と、第2の移動方向における一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第3の位置と、第3の位置から第2の移動方向における他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第4の位置とを特定する第2の特定手段とを備える。探索装置は、第1の位置と第2の位置との間の第1の距離が第2の閾値未満の場合には、第1の一連の処理として、第1の位置と第2の位置との中間位置を起点とした第2の移動方向への移動と、第2の特定手段による第3の位置および第4の位置の特定とを実行し、第3の位置と第4の位置との間の第2の距離が第2の閾値未満の場合には、第3の位置と第4の位置との中間位置を組付け位置と判断する。   According to an aspect of the present invention, the search device is a search device that searches for an assembly position of a part with respect to a workpiece. The workpiece has a first recess for inserting a component and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess. The searching device has one direction and the other direction in the predetermined first movement direction in a state where the component and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction with respect to the component, and a predetermined second direction. Detects reaction force applied to parts caused by movement means for moving a part or workpiece in one direction and the other direction in the movement direction, and movement in the first movement direction and movement in the second movement direction A reaction force detecting means, a first position at which the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the component or workpiece is moved in one direction in the first movement direction, and a first position from the first position. A first specifying means for specifying a second position at which the reaction force is equal to or greater than the first threshold when the component or workpiece is moved in the other direction in the moving direction; and one direction in the second moving direction To parts or workpiece When the component or workpiece is moved from the third position to the other direction in the second movement direction from the third position, the reaction force is first when the reaction force is greater than or equal to the first threshold when moved. And a second specifying means for specifying a fourth position that is equal to or greater than the threshold value. When the first distance between the first position and the second position is less than the second threshold, the search device performs the first series of processes as the first position and the second position. The movement in the second movement direction starting from the intermediate position of the first position and the identification of the third position and the fourth position by the second identification means are performed, and the third position and the fourth position are determined. When the second distance between them is less than the second threshold value, an intermediate position between the third position and the fourth position is determined as the assembly position.

好ましくは、探索装置は、第1の移動方向と第2の移動方向とを、それぞれ、一定の向きに一定量だけ変更する変更手段をさらに備える。探索装置は、第1の距離が第2の閾値以上の場合には、第1の距離が第2の閾値未満となるまで、変更手段による第1の移動方向および第2の移動方向の変更と、第1の位置と第2の位置との中間位置を起点とした変更後の第1の移動方向への移動手段による移動と、反力検出手段による反力の検出と、第1の特定手段による第1の位置および第2の位置の特定とを含む第2の一連の処理を繰り返す。探索装置は、第2の一連の処理によって第1の距離が第2の閾値未満となると、第1の一連の処理を実行する。探索装置は、第1の一連の処理により特定された第3の位置と第4の位置との間の第2の距離が第2の閾値未満の場合には、第3の位置と第4の位置との中間位置を組付け位置と判断する。   Preferably, the search device further includes changing means for changing the first movement direction and the second movement direction by a certain amount in a certain direction. When the first distance is greater than or equal to the second threshold, the search device changes the first movement direction and the second movement direction by the changing means until the first distance becomes less than the second threshold. , Movement by the moving means in the first moving direction after the change starting from an intermediate position between the first position and the second position, detection of reaction force by the reaction force detecting means, and first specifying means The second series of processing including the identification of the first position and the second position is repeated. When the first distance is less than the second threshold value by the second series of processes, the search device executes the first series of processes. When the second distance between the third position and the fourth position specified by the first series of processing is less than the second threshold, the search device determines whether the third position and the fourth position The intermediate position is determined as the assembly position.

好ましくは、探索装置は、第2の距離が第2の閾値以上の場合には、第1の距離が再度第2の閾値未満となるまで、第2の一連の処理を繰り返す。探索装置は、第1の距離が再度第2の閾値未満となると、第1の一連の処理を再度実行する。探索装置は、第1の一連の処理により特定された第3の位置と第4の位置との間の第2の距離が第2の閾値未満となった場合には、第3の位置と第4の位置との中間位置を組付け位置と判断する。   Preferably, when the second distance is equal to or larger than the second threshold, the search device repeats the second series of processes until the first distance becomes less than the second threshold again. When the first distance becomes less than the second threshold again, the search device executes the first series of processes again. When the second distance between the third position and the fourth position specified by the first series of processing is less than the second threshold, the search device 4 is determined as an assembly position.

好ましくは、探索装置は、第1の移動方向における一方の向きへの移動距離が予め定められた距離以上となると、移動の中止と、変更手段による第1の移動方向および第2の移動方向の変更と、当該移動の開始位置を起点とした変更後の第1の移動方向への移動手段による移動と、反力検出手段による反力の検出と、第1の特定手段による第1の位置および第2の位置の特定とを実行する。   Preferably, when the movement distance in one direction in the first movement direction is equal to or greater than a predetermined distance, the search device stops the movement and changes the first movement direction and the second movement direction by the changing unit. The change, the movement by the moving means in the first moving direction after the change starting from the start position of the movement, the detection of the reaction force by the reaction force detection means, the first position by the first specifying means, The second position is identified.

好ましくは、探索装置は、部品を負圧により吸着する吸着手段と、吸着によって形成された密閉空間への空気流入を検知する検知手段と、空気流入の回数をカウントするカウント手段と、空気流入の回数が予め定められた回数となると押圧力を上昇させる圧力制御手段とを備える。   Preferably, the searching device includes an adsorbing unit that adsorbs the component by negative pressure, a detecting unit that detects air inflow into the sealed space formed by the adsorbing, a counting unit that counts the number of air inflows, Pressure control means for increasing the pressing force when the number of times reaches a predetermined number.

本発明の他の局面に従うと、探索装置は、ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置である。ワークは、部品を挿入するための第1の凹部と、第1の凹部の底面に形成された部品を組付けるための第2の凹部とを有する。探索装置は、部品に対する挿入方向への押圧力によって部品と底面とを接触させた状態で、予め定められた移動方向における一方の向きおよび当該一方の向きとは反対の他方の向きに、部品またはワークを移動させる移動手段と、移動によって生じる部品に加わる反力を検出する反力検出手段と、一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第2の位置とを特定する特定手段と、移動方向を、一定の向きに一定量だけ変更する変更手段とを備える。探索装置は、第1の位置と第2の位置との間の距離が第2の閾値未満の場合には、第1の位置と第2の位置との中間位置を組み付け位置と判断する。探索装置は、距離が第2の閾値以上の場合には、距離が第2の閾値未満となるまで、変更手段による移動方向の変更と、変更後の移動方向における中間位置を起点とした移動手段による移動と、反力検出手段による反力の検出と、特定手段による第1の位置および第2の位置の特定とを含む一連の処理を繰り返す。探索装置は、距離が第2の閾値未満となったときの第1の位置と第2の位置との中間位置を組付け位置と判断する。   When the other situation of this invention is followed, a search device is a search device which searches the assembly | attachment position of the components with respect to a workpiece | work. The workpiece has a first recess for inserting a component and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess. In the state where the component and the bottom surface are brought into contact with each other by the pressing force in the insertion direction with respect to the component, the search device is configured to move the component or the component in one direction in the predetermined moving direction and the other direction opposite to the one direction. A moving means for moving the workpiece, a reaction force detecting means for detecting a reaction force applied to the component caused by the movement, and a first that the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the component or the workpiece is moved in one direction. And means for specifying the second position where the reaction force is equal to or greater than the first threshold when the part or workpiece is moved in the other direction from the first position, and the moving direction is constant. And changing means for changing the direction by a certain amount. When the distance between the first position and the second position is less than the second threshold, the search device determines an intermediate position between the first position and the second position as the assembly position. When the distance is equal to or greater than the second threshold, the search device changes the movement direction by the changing means and the moving means starting from the intermediate position in the changed movement direction until the distance becomes less than the second threshold. A series of processes including the movement by the above, detection of the reaction force by the reaction force detection means, and identification of the first position and the second position by the identification means are repeated. The search device determines an intermediate position between the first position and the second position when the distance is less than the second threshold as an assembly position.

好ましくは、部品は、ネジである。ワークは、第1のワークと、第2のワークとを有する。第1のワークは、第2のワークに重なって配置されている。第1のワークは、第1の凹部としてバカ穴を有する。第2のワークは、第2の凹部としてネジ穴を有する。底面は、第2のワークの表面である。   Preferably, the part is a screw. The workpiece has a first workpiece and a second workpiece. The first work is arranged so as to overlap the second work. The first workpiece has a hole as a first recess. The second workpiece has a screw hole as the second recess. The bottom surface is the surface of the second workpiece.

本発明のさらに他の局面に従うと、自動組付け装置は、上述した探索装置と、組付け位置において、部品を第2の凹部に組付ける組付け手段とを備える。   According to still another aspect of the present invention, an automatic assembling apparatus includes the above-described searching device and an assembling unit that assembles a component into the second recess at the assembling position.

本発明のさらに他の局面に従うと、探索方法は、ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置における探索方法である。ワークは、部品を挿入するための第1の凹部と、第1の凹部の底面に形成された部品を組付けるための第2の凹部とを有する。探索方法は、探索装置のプロセッサが、部品に対する挿入方向への押圧力によって部品と底面とを接触させた状態で、予め定められた第1の移動方向における一方の向きおよび他方の向きと、予め定められた第2の移動方向における一方の向きおよび他方の向きとに、部品またはワークを移動させるステップと、探索装置のセンサが、第1の移動方向への移動と第2の移動方向への移動とによって生じる部品に加わる反力を検出するステップと、プロセッサが、第1の移動方向における一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から第1の移動方向における他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、プロセッサが、第2の移動方向における一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第3の位置と、当該第3の位置から第2の移動方向における他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第4の位置とを特定するステップと、第1の位置と第2の位置との間の第1の距離が第2の閾値未満の場合には、プロセッサが、第1の位置と第2の位置との中間位置を起点とした第2の移動方向への移動と、第3の位置および第4の位置の特定とを実行するステップと、第3の位置と第4の位置との間の第2の距離が第2の閾値未満の場合には、プロセッサが、第3の位置と第4の位置との中間位置を組付け位置と判断するステップとを備える。   If the further another situation of this invention is followed, a search method is a search method in the search device which searches the assembly | attachment position of the components with respect to a workpiece | work. The workpiece has a first recess for inserting a component and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess. In the search method, the processor of the search device is in a state in which the component and the bottom surface are brought into contact with each other by the pressing force in the insertion direction with respect to the component, A step of moving the part or the workpiece in one direction and the other direction in the determined second movement direction, and a sensor of the search device moves in the first movement direction and in the second movement direction. A step of detecting a reaction force applied to the component caused by the movement, and a first when the processor moves the component or the workpiece in one direction in the first movement direction, the reaction force is equal to or greater than a first threshold value. Identifying a position and a second position at which a reaction force is greater than or equal to a first threshold when the part or workpiece is moved from the first position to the other direction in the first movement direction; A third position where the reaction force is equal to or greater than the first threshold when the processor moves the part or the workpiece in one direction in the second movement direction, and the third position in the second movement direction from the third position; A step of identifying a fourth position at which the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the part or workpiece is moved in the other direction; and a first position between the first position and the second position If the distance is less than the second threshold, the processor moves in the second movement direction starting from an intermediate position between the first position and the second position, and the third position and the fourth position If the second distance between the third position and the fourth position is less than the second threshold, the processor is configured to execute the position identification and the third position and the fourth position. And determining an intermediate position as an assembly position.

本発明のさらに他の局面に従うと、探索方法は、ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置における探索方法である。ワークは、部品を挿入するための第1の凹部と、第1の凹部の底面に形成された部品を組付けるための第2の凹部とを有する。探索方法は、探索装置のプロセッサが、部品に対する挿入方向への押圧力によって部品と底面とを接触させた状態で、予め定められた移動方向における一方の向きおよび当該一方の向きとは反対の他方の向きに、部品またはワークを移動させるステップと、探索装置のセンサが、移動によって生じる部品に加わる反力を検出するステップと、プロセッサが、一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、プロセッサが、移動方向を、一定の向きに一定量だけ変更するステップと、第1の位置と第2の位置との間の距離が第2の閾値未満の場合には、プロセッサが、第1の位置と第2の位置との中間位置を組み付け位置と判断するステップと、距離が第2の閾値以上の場合には、プロセッサが、距離が第2の閾値未満となるまで、移動方向の変更と、変更後の移動方向における中間位置を起点とした移動と、反力の検出と、第1の位置および第2の位置の特定とを含む一連の処理を繰り返すステップと、距離が第2の閾値未満となったときの第1の位置と第2の位置との中間位置を組付け位置と判断するステップとを備える。   If the further another situation of this invention is followed, a search method is a search method in the search device which searches the assembly | attachment position of the components with respect to a workpiece | work. The workpiece has a first recess for inserting a component and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess. In the search method, the processor of the search device makes one direction in a predetermined moving direction and the other opposite to the one direction in a state where the component and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction with respect to the component. Moving the part or workpiece in the direction of the movement, detecting the reaction force applied to the part caused by the movement of the sensor of the searching device, and counteracting when the processor moves the part or the work in one direction. A first position where the force is greater than or equal to the first threshold, and a second position where the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the part or workpiece is moved from the first position to the other direction. The step of identifying, the step of changing the direction of movement by a fixed amount in a fixed direction, and the distance between the first position and the second position is less than a second threshold, the process. Determining that the intermediate position between the first position and the second position is the assembly position; and if the distance is greater than or equal to the second threshold, the processor until the distance is less than the second threshold A step of repeating a series of processes including a change in the movement direction, a movement starting from the intermediate position in the movement direction after the change, a reaction force detection, and the identification of the first position and the second position; Determining an intermediate position between the first position and the second position when the distance is less than the second threshold as an assembly position.

本発明のさらに他の局面に従うと、プログラムは、ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置を制御するためのプログラムである。探索装置は、プロセッサと、力センサとを有する。ワークは、部品を挿入するための第1の凹部と、第1の凹部の底面に形成された部品を組付けるための第2の凹部とを有する。プログラムは、部品に対する挿入方向への押圧力によって部品と底面とを接触させた状態で、予め定められた第1の移動方向における一方の向きおよび他方の向きと、予め定められた第2の移動方向における一方の向きおよび他方の向きとに、部品またはワークを移動させるステップと、第1の移動方向への移動と第2の移動方向への移動とによって生じる部品に加わる反力を、力センサから受付けるステップと、第1の移動方向における一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から第1の移動方向における他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、第2の移動方向における一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第3の位置と、当該第3の位置から第2の移動方向における他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第4の位置とを特定するステップと、第1の位置と第2の位置との間の第1の距離が第2の閾値未満の場合には、第1の位置と第2の位置との中間位置を起点とした第2の移動方向への移動と、第3の位置および第4の位置の特定とを実行するステップと、第3の位置と第4の位置との間の第2の距離が第2の閾値未満の場合には、第3の位置と第4の位置との中間位置を組付け位置と判断するステップとを、プロセッサに実行させる。   If the further another situation of this invention is followed, a program is a program for controlling the search device which searches the assembly | attachment position of the components with respect to a workpiece | work. The search device includes a processor and a force sensor. The workpiece has a first recess for inserting a component and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess. The program has one direction and the other direction in a predetermined first movement direction and a predetermined second movement in a state where the part and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction with respect to the part. The force sensor detects a reaction force applied to the part caused by the step of moving the part or the workpiece in one direction and the other direction in the direction, the movement in the first movement direction, and the movement in the second movement direction. A first position at which the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the part or workpiece is moved in one direction in the first movement direction, and the first movement from the first position. Identifying a second position where the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the part or workpiece is moved in the other direction in the direction, and the part in one direction in the second movement direction. Is the third position where the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the workpiece is moved, and the reaction when the component or workpiece is moved from the third position to the other direction in the second movement direction. The step of identifying the fourth position where the force is equal to or greater than the first threshold, and the first distance between the first position and the second position is less than the second threshold, the first Performing a movement in the second movement direction starting from an intermediate position between the first position and the second position, and the identification of the third position and the fourth position, and the third position and the fourth position. If the second distance between the first position and the second position is less than the second threshold value, the processor is caused to execute a step of determining an intermediate position between the third position and the fourth position as the assembly position.

本発明のさらの他の局面に従うと、プログラムは、ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置を制御するためのプログラムである。探索装置は、プロセッサと、力センサとを有する。ワークは、部品を挿入するための第1の凹部と、第1の凹部の底面に形成された部品を組付けるための第2の凹部とを有する。プログラムは、部品に対する挿入方向への押圧力によって部品と底面とを接触させた状態で、予め定められた移動方向における一方の向きおよび当該一方の向きとは反対の他方の向きに、部品またはワークを移動させるステップと、移動によって生じる部品に加わる反力を、力センサから受付けるステップと、一方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、第1の位置から他方の向きに部品またはワークを移動させたときに反力が第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、移動方向を、一定の向きに一定量だけ変更するステップと、第1の位置と第2の位置との間の距離が第2の閾値未満の場合には、第1の位置と第2の位置との中間位置を組み付け位置と判断するステップと、距離が第2の閾値以上の場合には、距離が第2の閾値未満となるまで、移動方向の変更と、変更後の移動方向における中間位置を起点とした移動と、反力の検出と、第1の位置および第2の位置の特定とを含む一連の処理を繰り返すステップと、距離が第2の閾値未満となったときの第1の位置と第2の位置との中間位置を組付け位置と判断するステップとを、プロセッサに実行させる。   According to still another aspect of the present invention, the program is a program for controlling a search device that searches for an assembly position of a part with respect to a workpiece. The search device includes a processor and a force sensor. The workpiece has a first recess for inserting a component and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess. In the state where the part and the bottom surface are brought into contact with each other by the pressing force in the insertion direction with respect to the part, the program moves the part or workpiece in one direction in the predetermined moving direction and the other direction opposite to the one direction. A step of receiving the reaction force applied to the component caused by the movement from the force sensor, and a first position where the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the component or workpiece is moved in one direction. And a step of identifying a second position where the reaction force is equal to or greater than the first threshold when the part or workpiece is moved from the first position to the other direction, and the moving direction is constant in a certain direction When the step of changing by the amount and the distance between the first position and the second position is less than the second threshold value, the intermediate position between the first position and the second position is determined as the assembly position. Step to do When the distance is greater than or equal to the second threshold, the movement direction is changed until the distance becomes less than the second threshold, the movement starting from the intermediate position in the changed movement direction, and the reaction force detection A step of repeating a series of processes including identification of the first position and the second position, and an intermediate position between the first position and the second position when the distance is less than the second threshold. The step of determining the attachment position is executed by the processor.

上記の発明によれば、部品のワークへの組付け工程において、ワークが位置および/または寸法のばらつきを有する場合でも、部品の組付け位置を精度よく探索できる。   According to the above invention, in the process of assembling a part to a workpiece, the assembly position of the component can be accurately searched even when the workpiece has variations in position and / or dimensions.

自動組付け装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the automatic assembly apparatus. ネジ締めドライバの先端部と、ネジ吸着機構と、ワークとの断面を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the cross section of the front-end | tip part of a screw fastening driver, a screw adsorption | suction mechanism, and a workpiece | work. ワークの上面図である。It is a top view of a workpiece. 自動組付け装置の制御系の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the control system of an automatic assembly | attachment apparatus. 自動組付け装置の機能的構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the functional structure of the automatic assembly | attachment apparatus. ネジ穴の探索を説明するための遷移図である。It is a transition diagram for demonstrating search of a screw hole. 図6(d)に続いて行なわれる探索を説明するための遷移図である。It is a transition diagram for demonstrating the search performed following FIG.6 (d). 図7(d)に続いて行なわれる探索を説明するための遷移図である。It is a transition diagram for demonstrating the search performed following FIG.7 (d). 自動組付け装置における処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the process in an automatic assembly apparatus. 図9におけるステップS4の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for explaining details of a process in step S4 in FIG. 9. 制御部として機能するコンピュータシステムのハードウェア構成を表わすブロック図である。It is a block diagram showing the hardware constitutions of the computer system which functions as a control part. u軸のみを考慮した探索方法を行なう場合の処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the process in the case of performing the search method which considered only u-axis. 樹脂ピンをワークに挿入する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which inserts a resin pin in a workpiece | work.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る自動組付け装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, an automatic assembly apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<概略構成>
図1は、本実施の形態に係る自動組付け装置1の概略構成を示した図である。図1を参照して、自動組付け装置1は、部品をワークに組付ける装置である。自動組付け装置1は、部品の組付け位置を探索する探索装置と、当該探索した組付け位置において当該部品をワークに組付ける組付け装置とを備える。自動組付け装置1では、探索装置と組付け装置とが一体として構成されている。自動組付け装置1は、具体的には、ネジ800をワーク900のネジ穴に対して締め付けるための自動ネジ締め装置である。
<Outline configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic assembly apparatus 1 according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, an automatic assembly apparatus 1 is an apparatus for assembling a part to a workpiece. The automatic assembling apparatus 1 includes a searching device that searches for an assembling position of a component and an assembling device that assembles the component to a workpiece at the searched assembling position. In the automatic assembly apparatus 1, the search apparatus and the assembly apparatus are integrally configured. Specifically, the automatic assembly device 1 is an automatic screw fastening device for fastening a screw 800 to a screw hole of a workpiece 900.

自動組付け装置1は、基部11と、スカラロボット12と、組付け部13と、ネジ供給機構14とを備える。スカラロボット12は、リンク121と、関節128と、リンク122と、関節129と、リンク123とをこの順に備える。組付け部13は、直動軸131と、直動軸132と、直動軸133と、力センサ134と、ネジ締めドライバ135と、ネジ吸着機構136と、衝撃緩和機構(図示せず)とを備える。   The automatic assembly apparatus 1 includes a base 11, a SCARA robot 12, an assembly unit 13, and a screw supply mechanism 14. The SCARA robot 12 includes a link 121, a joint 128, a link 122, a joint 129, and a link 123 in this order. The assembling unit 13 includes a linear motion shaft 131, a linear motion shaft 132, a linear motion shaft 133, a force sensor 134, a screw tightening driver 135, a screw suction mechanism 136, and an impact relaxation mechanism (not shown). Is provided.

基部11は、金属製の土台である。基部11は、直方体形状を有している。基部11は、上面の寸法が約1500mm×約1500mmである。   The base 11 is a metal base. The base 11 has a rectangular parallelepiped shape. The base 11 has an upper surface dimension of about 1500 mm × about 1500 mm.

スカラロボット12は、SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)型のロボットである。スカラロボット12は、鉛直方向の回転軸を持ち、かつ先端部を水平面内で移動可能とする。リンク121は、基部11に固定されている。リンク121とリンク122とは関節128によって接続されている。リンク122とリンク123とは関節129によって接続されている。スカラロボット12は、図示しないロボット制御部21(図4参照)によって関節128および129の角度を制御することにより、所定の位置に先端部を移動させる。   The SCARA robot 12 is a SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) type robot. The SCARA robot 12 has a rotation axis in the vertical direction and can move its tip in a horizontal plane. The link 121 is fixed to the base 11. The link 121 and the link 122 are connected by a joint 128. The link 122 and the link 123 are connected by a joint 129. The SCARA robot 12 moves the tip to a predetermined position by controlling the angles of the joints 128 and 129 by a robot controller 21 (not shown) (see FIG. 4).

関節128と129との距離は、450mmである。関節129と、直動軸131,132を原点位置にしたときのネジ締めドライバ135の軸との距離は、550mmである。スカラロボット12は、関節128を中心として半径1000mmの範囲内にネジ締めドライバ135を移動できる。   The distance between the joints 128 and 129 is 450 mm. The distance between the joint 129 and the axis of the screw tightening driver 135 when the linear motion axes 131 and 132 are set to the origin position is 550 mm. The SCARA robot 12 can move the screw tightening driver 135 within a radius of 1000 mm around the joint 128.

組付け部13は、後述する組付け処理と、ネジ締め動作とを行なうための機構である。組付け部13は、スカラロボット12のリンク123の先端に固定され、スカラロボット12によって移動する。   The assembling unit 13 is a mechanism for performing an assembling process described later and a screw tightening operation. The assembly unit 13 is fixed to the tip of the link 123 of the SCARA robot 12 and is moved by the SCARA robot 12.

直動軸131,132,133は、ネジ800を移動させる。直動軸131,132,133は、直動型アクチュエータである。直動軸131,132,133は、モーターとボールネジとで構成される。   The linear motion shafts 131, 132, 133 move the screw 800. The linear motion shafts 131, 132, 133 are linear motion actuators. The linear motion shafts 131, 132, 133 are composed of a motor and a ball screw.

直動軸133の基部は、リンク123に固定されている。直動軸133は、先端側を図1の上下方向(z軸方向)に駆動する。直動軸132の基部は、直動軸133の先端側に固定されている。直動軸132は、先端側を図1の左右方向(y軸方向)に駆動する。直動軸131の基部は、直動軸132の先端側に固定されている。直動軸131は、先端側を図1の紙面垂直方向(z軸とy軸とに垂直な方向(以下、「x方向」と称する))に駆動する。   The base of the linear motion shaft 133 is fixed to the link 123. The linear motion shaft 133 drives the tip side in the vertical direction (z-axis direction) in FIG. The base of the linear motion shaft 132 is fixed to the distal end side of the linear motion shaft 133. The linear motion shaft 132 drives the tip side in the left-right direction (y-axis direction) in FIG. The base portion of the linear motion shaft 131 is fixed to the distal end side of the linear motion shaft 132. The linear motion shaft 131 drives the tip side in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 (a direction perpendicular to the z axis and the y axis (hereinafter referred to as “x direction”)).

直動軸131および直動軸132は、20mmのストロークを持ち、ストロークの中央を原点とする動作をする。直動軸133は、50mmのストロークを持ち、ストローク上端を原点とする動作をする。直動軸131,132,133は、図示しない組付け制御部22(図4参照)の制御により、それぞれ、先端側を指定された位置に移動する。   The linear motion shaft 131 and the linear motion shaft 132 have a stroke of 20 mm and operate with the center of the stroke as the origin. The linear motion shaft 133 has a stroke of 50 mm and operates with the upper end of the stroke as the origin. The linear motion shafts 131, 132, and 133 each move on the tip side to a designated position under the control of an assembly control unit 22 (see FIG. 4) (not shown).

力センサ134は、ワーク900に対するネジ800の接触圧を検出する。力センサ134は、x軸、y軸、およびz軸の3軸方向に加えられた力の大きさを検出する3軸力覚センサである。以下では、x軸に加えられた力の大きさを「力FX」と、y軸に加えられた力の大きさを「力FY」と、z軸に加えられた力の大きさを「力FZ」と称する。   The force sensor 134 detects the contact pressure of the screw 800 against the workpiece 900. The force sensor 134 is a triaxial force sensor that detects the magnitude of the force applied in the three axial directions of the x axis, the y axis, and the z axis. In the following, the magnitude of the force applied to the x axis is “force FX”, the magnitude of the force applied to the y axis is “force FY”, and the magnitude of the force applied to the z axis is “force”. FZ ".

力センサ134の基部は、直動軸131の先端側に固定されている。力センサ134のx,y,zの3軸は、各々直動軸131,132,133の駆動方向と平行となるように取り付けられている。力センサ134の力測定レンジはx,y,zの各方向に±100Nである。力センサ134は、1msごとに力FX,FY,FZを測定し、後述の制御部20(図4参照)からの読取り処理に応じて、制御部20に出力する。力センサ134の出力は、図1の状態(すなわち、先端にネジ締めドライバ135が搭載された状態)で、力FX,FY,FZが0になるようオフセット調整されている。   A base portion of the force sensor 134 is fixed to the distal end side of the linear motion shaft 131. The three axes x, y, z of the force sensor 134 are attached so as to be parallel to the driving directions of the linear motion axes 131, 132, 133, respectively. The force measurement range of the force sensor 134 is ± 100 N in the x, y, and z directions. The force sensor 134 measures forces FX, FY, and FZ every 1 ms and outputs them to the control unit 20 in accordance with a reading process from the control unit 20 (see FIG. 4) described later. The output of the force sensor 134 is offset-adjusted so that the forces FX, FY, and FZ become zero in the state shown in FIG. 1 (that is, a state where the screw tightening driver 135 is mounted at the tip).

ネジ締めドライバ135は、トルク管理による自動ネジ締めが可能なドライバである。ネジ締めドライバ135は、力センサ134の先端側に取り付けられている。ネジ締めドライバ135は、ネジ締め開始の指示を受けると、先端のビット1351(図2参照)を回転させてネジ締めを行なう。ネジ締めドライバ135は、ビット1351からの反トルクが所定の完了トルクに達するとビット1351の回転を停止し、ネジ締めが完了したことを表す完了信号を制御部20に出力する。   The screw tightening driver 135 is a driver capable of automatic screw tightening by torque management. The screw tightening driver 135 is attached to the distal end side of the force sensor 134. When the screw tightening driver 135 receives an instruction to start screw tightening, the screw tightening driver 135 rotates the bit 1351 at the tip (see FIG. 2) to tighten the screw. When the counter torque from the bit 1351 reaches a predetermined completion torque, the screw tightening driver 135 stops the rotation of the bit 1351 and outputs a completion signal indicating that the screw tightening is completed to the control unit 20.

ビット1351の付け根には、バネによる衝撃緩和機構が内蔵されている。衝撃緩和機構は、ネジの押し込み方向の力に応じてビット1351の突き出し量を短縮する。これによって、衝撃緩衝機構は、直動軸133が駆動されてビット1351がワーク900に接触するときの衝撃を緩和する。また、衝撃緩和機構により、Z軸位置変動時の反力変化が緩和され、後述する探索移動中の押付け力となる力FZを一定に保つ制御が安定しやすくなる。   The base of the bit 1351 has a built-in spring cushioning mechanism. The impact mitigating mechanism shortens the protruding amount of the bit 1351 according to the force in the pushing direction of the screw. Thereby, the shock absorbing mechanism alleviates the shock when the linear motion shaft 133 is driven and the bit 1351 contacts the workpiece 900. In addition, the impact mitigating mechanism mitigates the reaction force change when the Z-axis position fluctuates, and the control for keeping the force FZ, which is a pressing force during the search movement described later, is easily stabilized.

ネジ締めドライバ135は、トルクアップ検知機能を備える。なお、図示しない制御部20(図4参照)は、異常判定機能を持つ。制御部20は、ネジ締め中に所定の締結回転角度より少ない回転でトルクが上昇した場合、ビット1351の回転を停止させる。制御部20は、ネジ締め開始後に所定時間が経過してもトルクが上昇しない場合には、ビット1351の回転を停止させる。   The screw tightening driver 135 has a torque-up detection function. In addition, the control part 20 (refer FIG. 4) which is not illustrated has an abnormality determination function. The control unit 20 stops the rotation of the bit 1351 when the torque increases with a rotation less than a predetermined fastening rotation angle during screw tightening. The control unit 20 stops the rotation of the bit 1351 when the torque does not increase even after a predetermined time has elapsed after the start of screw tightening.

図2は、ネジ締めドライバ135の先端部と、ネジ吸着機構136と、ワーク900との断面を示した断面図である。図2を参照して、ネジ吸着機構136は、ネジ800を把持する把持手段としての機能を果たす。具体的には、ネジ吸着機構136は、負圧によりネジ800をビット1351に吸着する機構である。ネジ吸着機構136は、ビット1351の付け根に取り付けられている。ネジ吸着機構136は、図示しない空圧パイプにより、外部の負圧源に接続されている。ネジ吸着機構136は、先端にゴム部材1361を備える。ネジ吸着機構136は、ゴム部材1361がネジ800の頭部801に接触すると、空圧パイプによる吸引処理によりゴム部材1361は頭部801に密着する。これにより、負圧による密閉空間が形成される。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cross section of the tip of the screw tightening driver 135, the screw suction mechanism 136, and the workpiece 900. Referring to FIG. 2, the screw suction mechanism 136 functions as a gripping unit that grips the screw 800. Specifically, the screw suction mechanism 136 is a mechanism that sucks the screw 800 to the bit 1351 by negative pressure. The screw suction mechanism 136 is attached to the base of the bit 1351. The screw suction mechanism 136 is connected to an external negative pressure source by a pneumatic pipe (not shown). The screw suction mechanism 136 includes a rubber member 1361 at the tip. When the rubber member 1361 contacts the head portion 801 of the screw 800, the screw adsorption mechanism 136 causes the rubber member 1361 to be in close contact with the head portion 801 by a suction process using a pneumatic pipe. Thereby, the sealed space by a negative pressure is formed.

また、ネジ800がビット1351に対して傾斜した場合でも、ゴム部材1361の弾性によってゴム部材1361が変形し追従するため密閉が保たれる。それゆえ、吸着力は、維持される。さらに、ネジ800がビット1351に対して傾斜した場合、当該傾斜を無くそうとする反力がゴム部材1361から発生する。   Even when the screw 800 is inclined with respect to the bit 1351, the rubber member 1361 is deformed and followed by the elasticity of the rubber member 1361, so that the sealing is maintained. Therefore, the adsorption power is maintained. Further, when the screw 800 is inclined with respect to the bit 1351, a reaction force for eliminating the inclination is generated from the rubber member 1361.

ネジ供給機構14は、一般的な自動式のネジ供給機である。ネジ供給機構14は、予め内部にストックした複数のネジを整列した後、1個のネジを取り出す。さらに、ネジ供給機構14は、取り出したネジの頭部801をネジの先端面890に対して上に向けた状態で、ネジ供給機構14上面の所定の供給位置にネジを移動させる。   The screw supply mechanism 14 is a general automatic screw supply machine. The screw supply mechanism 14 takes out a single screw after aligning a plurality of screws stocked therein in advance. Further, the screw supply mechanism 14 moves the screw to a predetermined supply position on the upper surface of the screw supply mechanism 14 with the head 801 of the extracted screw facing upward with respect to the tip end surface 890 of the screw.

ネジ供給機構14は、略直方体の形状を有する。ネジ供給機構14は、基部11上のワーク900の設置範囲に隣接して設置されている。ネジ供給機構14は、スカラロボット12を駆動することによって、ネジ締めドライバ135をネジ供給機構14の供給位置上へ移動させることができる。ネジ供給機構14は、供給位置にネジがあるかどうかを検知するセンサを持つ。ネジ供給機構14は、ネジが取り去られると内部機構を駆動して次のネジを供給位置に移動させる。   The screw supply mechanism 14 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The screw supply mechanism 14 is installed adjacent to the installation range of the workpiece 900 on the base 11. The screw supply mechanism 14 can move the screw tightening driver 135 onto the supply position of the screw supply mechanism 14 by driving the SCARA robot 12. The screw supply mechanism 14 has a sensor that detects whether there is a screw at the supply position. When the screw is removed, the screw supply mechanism 14 drives the internal mechanism to move the next screw to the supply position.

ネジ800は、たとえば、M3、ネジ長6mm、バインド頭のメートルネジである。なお、ネジ800のサイズや種別は、これに限定されるものではない。   The screw 800 is, for example, M3, a screw length of 6 mm, and a bind-head metric screw. The size and type of the screw 800 are not limited to this.

ワーク900は、ネジ800により締結される部材である。ワーク900は、ネジ800を挿入するための上穴911(第1の凹部)と、上穴911の底面908に形成されたネジ800を組付けるためのネジ穴921(第2の凹部)とを有する。   The workpiece 900 is a member fastened by a screw 800. The workpiece 900 has an upper hole 911 (first recess) for inserting the screw 800 and a screw hole 921 (second recess) for assembling the screw 800 formed on the bottom surface 908 of the upper hole 911. Have.

より具体的には、ワーク900は、ともに長方形平板状のワーク901とワーク902とからなる。ワーク901は、ワーク902に対して、上面と外周を覆う形で乗せられており、横方向に一定の誤差範囲内で位置決めされている。ワーク901とワーク902とには、上面外周に沿って複数箇所に、締結用の穴が開けられている。ワーク901の厚みは1.0mmであり、ワーク900の全体厚みは40mmである。ワーク901の穴は、一定径のバカ穴である。ワーク902の穴は、M3のメネジである。なお、底面908は、ワーク902の露出面でもある。以下では、説明の便宜上、底面908を「露出面908」とも称する。   More specifically, the workpiece 900 includes a rectangular flat plate-shaped workpiece 901 and a workpiece 902. The work 901 is placed on the work 902 so as to cover the upper surface and the outer periphery, and is positioned within a certain error range in the lateral direction. The work 901 and the work 902 are provided with fastening holes at a plurality of locations along the outer periphery of the upper surface. The workpiece 901 has a thickness of 1.0 mm, and the workpiece 900 has an overall thickness of 40 mm. The hole of the work 901 is a fool hole with a constant diameter. The hole of the work 902 is an M3 female screw. The bottom surface 908 is also an exposed surface of the workpiece 902. Hereinafter, for convenience of explanation, the bottom surface 908 is also referred to as an “exposed surface 908”.

ワーク900は、図示しない外部の搬送装置により、基部11上の所定位置に設置される。また自動組付け装置1によるネジ締めが終わると、ワーク900は、外部の搬送装置により搬出される。基部11上の所定位置に設置されたワーク900の穴の位置は、以下の要因による誤差を持つ。   The workpiece 900 is installed at a predetermined position on the base 11 by an external transfer device (not shown). When the screw tightening by the automatic assembling apparatus 1 is finished, the workpiece 900 is carried out by an external transfer device. The position of the hole of the workpiece 900 installed at a predetermined position on the base 11 has an error due to the following factors.

・外部の搬送装置がワーク900を設置する動作のばらつき
・ワーク902に対するワーク901のガタつき
・ワーク901およびワーク902の寸法公差
以上の累積として、基部11上の所定位置に設置されたワーク901およびワーク902の穴の位置は、その設計上の基準位置を中心に、たとえば±1.5mmの範囲のばらつきを持つ。
・ Variation in the operation of setting the workpiece 900 by the external transfer device ・ Backlash of the workpiece 901 relative to the workpiece 902 ・ Dimensional tolerance of the workpiece 901 and the workpiece 902 As the above accumulation, the workpiece 901 installed at a predetermined position on the base 11 and The position of the hole in the workpiece 902 has a variation in a range of ± 1.5 mm, for example, centering on the design reference position.

図3は、ワーク900の上面図である。図3を参照して、上穴911とネジ穴921とは、円形の開口を有している。上穴911の中心とネジ穴921の中心とは、ずれている。自動組付け装置1は、ネジ800の先端面890(図2参照)を露出面908に接触させた後、ネジ穴921の探索を開始する。   FIG. 3 is a top view of the workpiece 900. Referring to FIG. 3, upper hole 911 and screw hole 921 have a circular opening. The center of the upper hole 911 and the center of the screw hole 921 are shifted. The automatic assembling apparatus 1 starts searching for the screw hole 921 after bringing the tip surface 890 (see FIG. 2) of the screw 800 into contact with the exposed surface 908.

<制御系の構成>
図4は、自動組付け装置1の制御系の構成を示した図である。自動組付け装置1は、制御部20と、ロボット制御部21と、組付け制御部22と、ネジ供給機構14と、ネジ締めドライバ135と、力センサ134と、ネジ吸着機構136と、関節128と、関節129と、直動軸131と、直動軸132と、直動軸133とを備える。
<Control system configuration>
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the control system of the automatic assembly apparatus 1. The automatic assembly apparatus 1 includes a control unit 20, a robot control unit 21, an assembly control unit 22, a screw supply mechanism 14, a screw tightening driver 135, a force sensor 134, a screw adsorption mechanism 136, and a joint 128. A joint 129, a linear motion shaft 131, a linear motion shaft 132, and a linear motion shaft 133.

制御部20は、それぞれ後述する、移動量の設定、ノイズμの生成、組付けの進捗度の評価、各種パラメータの記憶、当該パラメータの更新を行なうための計算機である。具体的には、制御部20は、一般的なPC(Personal Computer)である(図11参照)。   The control unit 20 is a computer for setting a moving amount, generating a noise μ, evaluating the progress of assembly, storing various parameters, and updating the parameters, which will be described later. Specifically, the control unit 20 is a general PC (Personal Computer) (see FIG. 11).

制御部20は、後述する自動組付け装置1の制御フロー(図9,図10)を実行するためのアルゴリズムを、予め記憶部(図示せず)に記憶している。なお、記憶部は、たとえば、HDD(Hard Disc Drive)、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリである。   The control unit 20 stores an algorithm for executing a control flow (FIGS. 9 and 10) of the automatic assembly apparatus 1 described later in a storage unit (not shown) in advance. The storage unit is a non-volatile memory such as an HDD (Hard Disc Drive) or a flash memory.

制御部20は、ロボット制御部21,組付け制御部22、ネジ締めドライバ135および力センサ134と通信線で接続され、当該各機器の状態読取りおよび制御を行なう。具体的には、制御部20は、ロボット制御部21に対して、スカラロボット12の関節128および129の角度読取りと目標角度との指令を行なう。制御部20は、組付け制御部22に対して、直動軸131,132,133の位置の取得と目標位置との指令を行なう。制御部20は、ネジ締めドライバ135に対して、異常状態および完了状態の読取りと、締結開始の指示とを行なう。制御部20は、力センサ134に対して、最新の力FX、FY,FZの読取りを行なう。制御部20は、計算パラメータとして、直動軸131,132,133の各々の目標位置PX,PY,PZと、その移動量MX,MY,MZを記憶しており、制御計算によって更新する。   The control unit 20 is connected to the robot control unit 21, the assembly control unit 22, the screw tightening driver 135, and the force sensor 134 through communication lines, and reads and controls the state of each device. Specifically, the control unit 20 instructs the robot control unit 21 to read the angles of the joints 128 and 129 of the SCARA robot 12 and the target angle. The control unit 20 instructs the assembly control unit 22 to acquire the positions of the linear motion shafts 131, 132, and 133 and to set the target position. The control unit 20 instructs the screw tightening driver 135 to read the abnormal state and the completed state and to instruct the fastening start. The control unit 20 reads the latest forces FX, FY, and FZ from the force sensor 134. The control unit 20 stores the target positions PX, PY, and PZ of the linear motion axes 131, 132, and 133 and the movement amounts MX, MY, and MZ as calculation parameters, and updates them by control calculation.

<機能ブロック>
図5は、自動組付け装置1の機能的構成を示した機能ブロック図である。図5を参照して、自動組付け装置1は、制御部20と、反力検出部250と、移動部260と、吸着部270と、空気流入検知部280と、接触圧検出部291と、トルク検出部292とを備える。制御部20は、特定部210と、距離算出部220と、変更部230と、カウント部240と、押圧力制御部245とを含む。特定部210は、第1特定部211と第2特定部212とを有する。
<Functional block>
FIG. 5 is a functional block diagram showing a functional configuration of the automatic assembly apparatus 1. Referring to FIG. 5, the automatic assembly apparatus 1 includes a control unit 20, a reaction force detection unit 250, a moving unit 260, an adsorption unit 270, an air inflow detection unit 280, a contact pressure detection unit 291, A torque detector 292. The control unit 20 includes a specifying unit 210, a distance calculating unit 220, a changing unit 230, a counting unit 240, and a pressing force control unit 245. The specifying unit 210 includes a first specifying unit 211 and a second specifying unit 212.

接触圧検出部291は、力センサ134に対応する。接触圧検出部291は、ワーク900に対するネジ800の接触圧を検出し、検出結果を制御部20に送る。   The contact pressure detection unit 291 corresponds to the force sensor 134. The contact pressure detection unit 291 detects the contact pressure of the screw 800 against the workpiece 900 and sends the detection result to the control unit 20.

トルク検出部292は、ネジ締めドライバ135に対応する。トルク検出部292は、ネジ800を締める際の締付けトルクを検出し、検出結果を制御部20に送る。移動部260は、直動軸131,132,133に対応する。   The torque detection unit 292 corresponds to the screw tightening driver 135. The torque detection unit 292 detects the tightening torque when the screw 800 is tightened, and sends the detection result to the control unit 20. The moving unit 260 corresponds to the linear motion shafts 131, 132, and 133.

移動部260は、制御部20からの指示に基づき動作する。具体的には、移動部260は、ネジ800に対する挿入方向(z方向)への押圧力によってネジ800とワーク902の露出面908とを接触させた状態で、予め定められた第1の移動方向(以下、「u軸方向」と称する)における正の向き(+の向き)および負の向き(−の向き)に、ネジ800を移動させる。また、移動部260は、上記接触させた状態で、予め定められた第2の移動方向(以下、「v軸方向」と称する)における正の向きおよび負の向きに、ネジ800を移動させる。   The moving unit 260 operates based on an instruction from the control unit 20. Specifically, the moving unit 260 has a predetermined first moving direction in a state where the screw 800 and the exposed surface 908 of the workpiece 902 are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction (z direction) with respect to the screw 800. The screw 800 is moved in a positive direction (+ direction) and a negative direction (− direction) in the following (hereinafter referred to as “u-axis direction”). In addition, the moving unit 260 moves the screw 800 in a positive direction and a negative direction in a predetermined second moving direction (hereinafter referred to as “v-axis direction”) in the above-described contact state.

反力検出部250は、u軸方向への移動とv軸方向への移動とによって生じるネジ800に加わる反力を検出する。具体的には、反力検出部250は、当該移動によって生じる露出面908との摩擦力、ネジ800の側面(ネジの先端部802付近)が上穴911の側面に当たったときに生じる接触圧、ネジ800の側面がネジ穴921の入口側面に当たったときに生じる接触圧を検出する。   The reaction force detector 250 detects a reaction force applied to the screw 800 caused by the movement in the u-axis direction and the movement in the v-axis direction. Specifically, the reaction force detection unit 250 has a frictional force with the exposed surface 908 generated by the movement, and a contact pressure generated when the side surface of the screw 800 (near the tip 802 of the screw) hits the side surface of the upper hole 911. The contact pressure generated when the side surface of the screw 800 hits the inlet side surface of the screw hole 921 is detected.

特定部210は、反力検出部250により検出された反力が所定の条件を満たすときのxy座標系におけるネジの位置を特定する。具体的には、特定部210は、以下に述べる、第1特定部211による特定処理と、第2特定部212による特定処理とを行なう。   The specifying unit 210 specifies the position of the screw in the xy coordinate system when the reaction force detected by the reaction force detection unit 250 satisfies a predetermined condition. Specifically, the specifying unit 210 performs a specifying process by the first specifying unit 211 and a specifying process by the second specifying unit 212 described below.

第1特定部211は、u軸方向における正の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pα(第1の位置)を特定する。また、第1特定部211は、さらに上記第1の位置からu軸方向における負の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pβ(第2の位置)とを特定する。   The first specifying unit 211 specifies a position Pα (first position) at which the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 when the screw 800 is moved in the positive direction in the u-axis direction. The first specifying unit 211 further determines a position Pβ (second position) at which the reaction force becomes equal to or greater than the threshold Th1 when the screw 800 is further moved from the first position in the negative direction in the u-axis direction. Identify.

第2特定部212は、v軸方向における正の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pγ(第3の位置)を特定する。また、第2特定部212は、上記第3の位置からv軸方向における負の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pδ(第4の位置)とを特定する。   The second specifying unit 212 specifies a position Pγ (third position) at which the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 when the screw 800 is moved in the positive direction in the v-axis direction. Further, the second specifying unit 212 specifies a position Pδ (fourth position) where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 when the screw 800 is moved in the negative direction in the v-axis direction from the third position. To do.

距離算出部220は、位置Pαと位置Pβとの間の距離L1(第1の距離)を算出する。また、距離算出部220は、位置Pγと位置Pδとの間の距離L2(第2の距離)を算出する。   The distance calculation unit 220 calculates a distance L1 (first distance) between the position Pα and the position Pβ. Further, the distance calculation unit 220 calculates a distance L2 (second distance) between the position Pγ and the position Pδ.

詳細については図10に示したフローチャートに基づいて説明するが、制御部20は、位置Pαと位置Pβとの間の距離L1が閾値Th2未満の場合には、一連の処理Sα(第1の一連の処理)として、位置Pαと位置Pβとの中間位置Pmを起点としたv軸方向への移動と、第2特定部212による位置Pγおよび位置Pδの特定とを実行する。制御部20は、位置Pγと位置Pδとの間の距離L2が閾値Th2未満の場合には、位置Pγと位置δとの中間位置Pnを組付け位置と判断する。   The details will be described based on the flowchart shown in FIG. 10. However, when the distance L1 between the position Pα and the position Pβ is less than the threshold Th2, the control unit 20 performs a series of processing Sα (first series). As a process of (2), the movement in the v-axis direction starting from the intermediate position Pm between the position Pα and the position Pβ and the specification of the position Pγ and the position Pδ by the second specifying unit 212 are executed. When the distance L2 between the position Pγ and the position Pδ is less than the threshold Th2, the control unit 20 determines an intermediate position Pn between the position Pγ and the position δ as an assembly position.

閾値Th2は、ネジ800およびネジ穴921の直径に比べて十分に小さい値である。たとえばネジの直径が3mmである場合、閾値Th2は、たとえば1mmである。閾値Th2は、ネジの直径および/または上穴911の径等に基づいた値に、予め定められている。   The threshold value Th2 is a value sufficiently smaller than the diameters of the screw 800 and the screw hole 921. For example, when the screw diameter is 3 mm, the threshold Th2 is, for example, 1 mm. The threshold value Th2 is set in advance to a value based on the diameter of the screw and / or the diameter of the upper hole 911 or the like.

変更部230は、u軸方向とv軸方向とを、それぞれ、一定の向きに一定量だけ変更する。当該向きと量との詳細については、後述する。   The changing unit 230 changes the u-axis direction and the v-axis direction by a certain amount in a certain direction. Details of the direction and amount will be described later.

また、詳細については図10に示したフローチャートに基づいて説明するが、自動組付け装置1は、距離L1が閾値Th2以上の場合には、距離L1が閾値Th2未満となるまで、変更部230によるu軸方向およびv軸方向の変更と、位置Pαと位置Pβとの中間位置Pmを起点とした当該変更後のu軸方向への移動部260による移動と、反力検出部250による反力の検出と、第1特定部211による位置Pαおよび位置Pβの特定とを含む一連の処理Sβ(第2の一連の処理)を繰り返す。自動組付け装置1は、一連の処理Sβによって距離L1が閾値Th2未満となると、一連の処理Sαを実行する。自動組付け装置1は、一連の処理Sαにより特定された位置Pγと位置Pδとの間の距離L2が閾値Th2未満の場合には、位置Pγと位置Pδとの中間位置Pnを組付け位置と判断する。   Although details will be described based on the flowchart shown in FIG. 10, when the distance L1 is greater than or equal to the threshold Th2, the automatic assembling apparatus 1 uses the changing unit 230 until the distance L1 becomes less than the threshold Th2. The change in the u-axis direction and the v-axis direction, the movement by the moving unit 260 in the u-axis direction after the change from the intermediate position Pm between the position Pα and the position Pβ, and the reaction force by the reaction force detection unit 250 A series of processes Sβ (second series of processes) including detection and identification of the position Pα and the position Pβ by the first identification unit 211 are repeated. When the distance L1 becomes less than the threshold Th2 by the series of processes Sβ, the automatic assembly apparatus 1 executes the series of processes Sα. When the distance L2 between the position Pγ and the position Pδ specified by the series of processes Sα is less than the threshold Th2, the automatic assembly apparatus 1 sets the intermediate position Pn between the position Pγ and the position Pδ as the assembly position. to decide.

また、自動組付け装置1は、距離L2が閾値Th2以上の場合には、距離L1が再度閾値Th2未満となるまで、一連の処理Sβを繰り返す。自動組付け装置1は、距離L1が再度閾値Th2未満となると、一連の処理Sαを再度実行する。自動組付け装置1は、一連の処理Sαにより特定された位置Pγと位置Pδとの間の距離L2が閾値Th2未満となった場合には、位置Pγと位置Pδとの中間位置Pnを組付け位置と判断する。   Further, when the distance L2 is greater than or equal to the threshold Th2, the automatic assembling apparatus 1 repeats a series of processes Sβ until the distance L1 becomes less than the threshold Th2 again. When the distance L1 becomes less than the threshold Th2 again, the automatic assembling apparatus 1 executes the series of processing Sα again. When the distance L2 between the position Pγ and the position Pδ specified by the series of processes Sα is less than the threshold Th2, the automatic assembly apparatus 1 assembles an intermediate position Pn between the position Pγ and the position Pδ. Judge as position.

吸着部270は、ネジ800を負圧により吸着する。空気流入検知部280は、吸着時の空気流入を検知する。つまり、空気流入検知部280は、負圧により形成された密閉空間への外部空気の流入を検知する。なお、吸着部270と空気流入検知部280とを合わせた構成が、図4に示したネジ吸着機構136に対応する。   The adsorbing part 270 adsorbs the screw 800 with a negative pressure. The air inflow detection unit 280 detects air inflow during adsorption. That is, the air inflow detection unit 280 detects the inflow of external air into the sealed space formed by the negative pressure. Note that the combination of the suction unit 270 and the air inflow detection unit 280 corresponds to the screw suction mechanism 136 shown in FIG.

カウント部240は、空気流入の回数をカウントする。押圧力制御部245は、空気流入の回数が予め定められた回数となると、上記押圧力(ネジ800に加えるz方向への力)を上昇させる。これにより、ネジ800の頭部801が、より一層、ゴム部材1361に接触する。それゆえ、密閉空間への空気の流入を防ぐことができる。   The count unit 240 counts the number of air inflows. The pressing force control unit 245 increases the pressing force (force in the z direction applied to the screw 800) when the number of air inflows reaches a predetermined number. As a result, the head 801 of the screw 800 further contacts the rubber member 1361. Therefore, the inflow of air into the sealed space can be prevented.

なお、制御部20の他の機能については、後述する。
<探索例>
次に、図6〜図8に基づいて、ネジ穴921を探索する際のネジ800の移動について説明する。つまり、ネジ800の締結位置の探索処理について説明する。
Other functions of the control unit 20 will be described later.
<Search example>
Next, the movement of the screw 800 when searching for the screw hole 921 will be described with reference to FIGS. That is, the process for searching for the fastening position of the screw 800 will be described.

図6は、ネジ穴921の探索を説明するための遷移図である。図6(a)は、ネジ800をz方向へ移動させて、ネジ800の先端面890を露出面908に接触させた状態を示した図である。つまり、図6(a)は、ネジ800の上穴911への挿入が完了した状態を示した図である。図6(a)を参照して、制御部20は、ネジ800をu軸の正の向き(矢印701の向き)へ移動させる。位置P0は、先端面890の中心の位置を表している。言い換えれば、位置P0は、ネジ800の軸の位置を表している。   FIG. 6 is a transition diagram for explaining the search for the screw hole 921. FIG. 6A is a diagram showing a state in which the screw 800 is moved in the z direction and the tip end surface 890 of the screw 800 is brought into contact with the exposed surface 908. That is, FIG. 6A is a diagram illustrating a state where the insertion of the screw 800 into the upper hole 911 is completed. With reference to FIG. 6A, the control unit 20 moves the screw 800 in the positive direction of the u-axis (the direction of the arrow 701). The position P0 represents the center position of the tip surface 890. In other words, the position P0 represents the position of the axis of the screw 800.

図6(b)は、図6(a)の状態からネジ800をu軸の正の向きに移動させた後の状態を示した図である。図6(b)を参照して、ネジ800は、上穴911の側面に当たり停止する。その後、制御部20は、ネジ800をu軸の負の向き(矢印702の向き)へ移動させる。先端面890の中心の位置P1が、上述した位置Pα(第1の位置)に対応する。   FIG. 6B is a diagram illustrating a state after the screw 800 is moved in the positive direction of the u-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 6B, the screw 800 hits the side surface of the upper hole 911 and stops. Thereafter, the control unit 20 moves the screw 800 in the negative direction of the u-axis (the direction of the arrow 702). The center position P1 of the front end surface 890 corresponds to the position Pα (first position) described above.

図6(c)は、図6(b)の状態からネジ800をu軸の負の向きに移動させた後の状態を示した図である。図6(c)を参照して、ネジ800は、上穴911の側面に当たり停止する。その後、制御部20は、ネジ800をu軸の正の向き(矢印703の向き)へ移動させる。先端面890の中心の位置P2が、上述した位置Pβ(第2の位置)に対応する。   FIG. 6C is a diagram illustrating a state after the screw 800 is moved in the negative direction of the u-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 6C, the screw 800 hits the side surface of the upper hole 911 and stops. Thereafter, the control unit 20 moves the screw 800 in the positive direction of the u-axis (the direction of the arrow 703). The center position P2 of the front end surface 890 corresponds to the position Pβ (second position) described above.

図6(d)は、図6(c)の状態からネジ800をu軸の正の向きに移動させた後の状態を示した図である。図6(d)を参照して、制御部20は、位置P1と位置P2との中間の位置P3まで、ネジ800をu軸に沿って移動させる。位置P3が、上述した中間位置Pmに該当する。   FIG. 6D is a diagram illustrating a state after the screw 800 is moved in the positive direction of the u-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 6D, the control unit 20 moves the screw 800 along the u-axis to a position P3 intermediate between the position P1 and the position P2. The position P3 corresponds to the intermediate position Pm described above.

図6(d)に示す状態になった後、距離算出部220は、位置P1と位置P2との間の距離(つまり、距離L1)を算出する。制御部20は、当該距離L1と閾値Th2とを比較する。制御部20は、距離L1は閾値Th2に比べて大きいため、u軸を回転する処理に移る。   After the state shown in FIG. 6D, the distance calculation unit 220 calculates the distance between the position P1 and the position P2 (that is, the distance L1). The control unit 20 compares the distance L1 with the threshold Th2. Since the distance L1 is larger than the threshold Th2, the control unit 20 proceeds to a process of rotating the u axis.

図7は、図6(d)に続いて行なわれる探索を説明するための遷移図である。図7(a)は、図6(d)で示した位置P3を起点とした、ネジ800の移動を説明するための図である。図7(a)を参照して、変更部230は、位置P3を回転中心として、u軸を図7(a)における反時計回りに78.75度回転させる。その後、制御部20は、ネジ800を、回転後のu軸の正の向き(矢印704の向き)へ移動させる。   FIG. 7 is a transition diagram for explaining a search performed subsequent to FIG. FIG. 7A is a diagram for explaining the movement of the screw 800 starting from the position P3 shown in FIG. 6D. With reference to FIG. 7A, the changing unit 230 rotates the u-axis counterclockwise by 78.75 degrees in FIG. 7A with the position P3 as the rotation center. Thereafter, the control unit 20 moves the screw 800 in the positive direction of the u-axis after rotation (the direction of the arrow 704).

なお、u軸の回転角度は、78.75度に限定されるものではない。ただし、90度以外の角度が好ましい。また、詳細については後述するが、制御部20は、u軸の回転にあわせて後述するv軸も回転させる。v軸とu軸とのなす角度は、一定(本実施の形態では78.75度)である。   Note that the rotation angle of the u-axis is not limited to 78.75 degrees. However, an angle other than 90 degrees is preferable. Moreover, although mentioned later for details, the control part 20 rotates the v-axis mentioned later according to rotation of the u-axis. The angle formed by the v-axis and the u-axis is constant (78.75 degrees in the present embodiment).

図7(b)は、図7(a)の状態からネジ800をu軸の正の向きに移動させた後の状態を示した図である。図7(b)を参照して、ネジ800は、ネジ穴921の側面に当たり停止する。その後、制御部20は、ネジ800をu軸の負の向き(矢印705の向き)へ移動させる。先端面890の中心の位置P4が、上述した位置Pα(第1の位置)に対応する。   FIG. 7B is a diagram showing a state after the screw 800 is moved in the positive direction of the u-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 7B, the screw 800 hits the side surface of the screw hole 921 and stops. Thereafter, the control unit 20 moves the screw 800 in the negative direction of the u-axis (the direction of the arrow 705). The center position P4 of the front end surface 890 corresponds to the position Pα (first position) described above.

図7(c)は、図7(b)の状態からネジ800をu軸の負の向きに移動させた後の状態を示した図である。図7(c)を参照して、ネジ800は、ネジ穴921の側面に当たり停止する。その後、制御部20は、ネジ800をu軸の正の向き(矢印706の向き)へ移動させる。先端面890の中心の位置P5が、上述した位置Pβ(第2の位置)に対応する。   FIG. 7C is a view showing a state after the screw 800 is moved in the negative direction of the u-axis from the state of FIG. 7B. Referring to FIG. 7C, the screw 800 hits the side surface of the screw hole 921 and stops. Thereafter, the control unit 20 moves the screw 800 in the positive direction of the u-axis (the direction of the arrow 706). The center position P5 of the front end surface 890 corresponds to the position Pβ (second position) described above.

図7(d)は、図7(c)の状態からネジ800をu軸の正の向きに移動させた後の状態を示した図である。図7(d)を参照して、制御部20は、位置P4と位置P5との中間の位置P6まで、ネジ800をu軸に沿って移動させる。位置P6が、上述した中間位置Pmに該当する。   FIG. 7D is a diagram showing a state after the screw 800 is moved in the positive direction of the u-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 7D, the control unit 20 moves the screw 800 along the u-axis to a position P6 that is intermediate between the position P4 and the position P5. The position P6 corresponds to the above-described intermediate position Pm.

図7(d)に示す状態になった後、距離算出部220は、位置P4と位置P5との間の距離(つまり、距離L1)を算出する。制御部20は、当該距離L1と閾値Th2とを比較する。制御部20は、距離L1は閾値Th2に比べて小さいため、ネジ800をv軸方向に移動させる処理に移る。   After the state shown in FIG. 7D, the distance calculation unit 220 calculates the distance between the position P4 and the position P5 (that is, the distance L1). The control unit 20 compares the distance L1 with the threshold Th2. Since the distance L1 is smaller than the threshold value Th2, the control unit 20 proceeds to a process of moving the screw 800 in the v-axis direction.

図8は、図7(d)に続いて行なわれる探索を説明するための遷移図である。図8(a)は、図7(d)で示した位置P6を起点とした、ネジ800の移動を説明するための図である。図8(a)を参照して、制御部20は、ネジ800をv軸の正の向き(矢印707の向き)へ移動させる。なお、上述したように、v軸とu軸とのなす角度は、78.75度である。   FIG. 8 is a transition diagram for explaining the search performed subsequent to FIG. FIG. 8A is a diagram for explaining the movement of the screw 800 starting from the position P6 shown in FIG. 7D. With reference to FIG. 8A, the control unit 20 moves the screw 800 in the positive direction of the v-axis (the direction of the arrow 707). As described above, the angle formed between the v-axis and the u-axis is 78.75 degrees.

図8(b)は、図8(a)の状態からネジ800をv軸の正の向きに移動させた後の状態を示した図である。図8(b)を参照して、ネジ800は、ネジ穴921の側面に当たり停止する。その後、制御部20は、ネジ800をv軸の負の向き(矢印708の向き)へ移動させる。先端面890の中心の位置P7が、上述した位置Pγ(第3の位置)に対応する。   FIG. 8B is a diagram illustrating a state after the screw 800 is moved in the positive direction of the v-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 8B, the screw 800 hits the side surface of the screw hole 921 and stops. Thereafter, the control unit 20 moves the screw 800 in the negative direction of the v-axis (the direction of the arrow 708). The center position P7 of the tip surface 890 corresponds to the position Pγ (third position) described above.

図8(c)は、図8(b)の状態からネジ800をv軸の負の向きに移動させた後の状態を示した図である。図8(c)を参照して、ネジ800は、ネジ穴921の側面に当たり停止する。その後、制御部20は、ネジ800をv軸の正の向き(矢印709の向き)へ移動させる。先端面890の中心の位置P8が、上述した位置Pδ(第4の位置)に対応する。   FIG. 8C is a view showing a state after the screw 800 is moved in the negative direction of the v-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 8C, the screw 800 hits the side surface of the screw hole 921 and stops. Thereafter, the control unit 20 moves the screw 800 in the positive direction of the v-axis (the direction of the arrow 709). A position P8 at the center of the distal end surface 890 corresponds to the position Pδ (fourth position) described above.

図8(d)は、図8(c)の状態からネジ800をv軸の正の向きに移動させた後の状態を示した図である。図8(d)を参照して、制御部20は、位置P7と位置P8との中間の位置P9まで、ネジ800をv軸に沿って移動させる。位置P9が、上述した中間位置Pnに該当する。   FIG. 8D is a diagram illustrating a state after the screw 800 is moved in the positive direction of the v-axis from the state of FIG. Referring to FIG. 8D, the control unit 20 moves the screw 800 along the v-axis to a position P9 that is intermediate between the position P7 and the position P8. The position P9 corresponds to the intermediate position Pn described above.

図8(d)に示す状態になった後、距離算出部220は、位置P7と位置P8との間の距離(つまり、距離L2)を算出する。制御部20は、当該距離L2と閾値Th2とを比較する。制御部20は、距離L2は閾値Th2に比べて小さいため、位置P7と位置P8との中間の位置P9を、ネジ800の締結位置と判断する。   After the state shown in FIG. 8D, the distance calculation unit 220 calculates the distance between the position P7 and the position P8 (that is, the distance L2). The control unit 20 compares the distance L2 with the threshold Th2. Since the distance L2 is smaller than the threshold Th2, the control unit 20 determines a position P9 intermediate between the position P7 and the position P8 as the fastening position of the screw 800.

自動組付け装置1は、位置P9においてネジ800の締結処理を実行する。
<制御構造>
図9は、自動組付け装置1における処理の流れを示したフローチャートである。図9を参照して、ステップS2において、自動組付け装置1は、ネジ800をワーク900の上穴911内に挿入し、ネジ800を露出面908に接触させる。ステップS4に含まれるステップS42において、自動組付け装置1は、ネジ穴921の探索を開始する。ステップS44において、自動組付け装置1は、上述した密閉空間への空気流入が発生しているか否かを判断する。
The automatic assembly apparatus 1 executes the fastening process of the screw 800 at the position P9.
<Control structure>
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of processing in the automatic assembly apparatus 1. With reference to FIG. 9, in step S <b> 2, the automatic assembling apparatus 1 inserts the screw 800 into the upper hole 911 of the work 900 and brings the screw 800 into contact with the exposed surface 908. In step S42 included in step S4, the automatic assembling apparatus 1 starts searching for the screw hole 921. In step S44, the automatic assembly apparatus 1 determines whether or not air inflow to the above-described sealed space has occurred.

自動組付け装置1は、空気流入が発生していると判断すると(ステップS44においてYES)、処理をステップS12に進める。自動組付け装置1は、空気流入が発生していないと判断すると(ステップS44においてNO)、ステップS46において、探索開始位置からネジ800を3mm以上移動させたか否かを判断する。自動組付け装置1が当該判断を行なう理由は、ネジ800の無駄な移動を行なわないようにして、探索に要する時間を短くするためである。   If automatic assembly apparatus 1 determines that air inflow has occurred (YES in step S44), the process proceeds to step S12. If automatic assembly apparatus 1 determines that no air inflow has occurred (NO in step S44), it determines in step S46 whether or not screw 800 has been moved 3 mm or more from the search start position. The reason why the automatic assembling apparatus 1 makes the determination is to prevent unnecessary movement of the screw 800 and shorten the time required for the search.

自動組付け装置1は、3mm以上移動していると判断すると(ステップS46においてYES)、処理をステップS20に進める。自動組み付け装置1は、3mm以上移動していないと判断すると(ステップS46においてNO)、ステップS48において、ネジ穴921の探索に成功したか否かを判断する。   If automatic assembly apparatus 1 determines that it has moved 3 mm or more (YES in step S46), the process proceeds to step S20. If it is determined that the automatic assembling apparatus 1 has not moved by 3 mm or more (NO in step S46), it is determined in step S48 whether the screw hole 921 has been successfully searched.

自動組付け装置1は、ネジ穴921の探索に成功したと判断すると(ステップS48においてYES)、ステップS6においてネジ締めを開始する。自動組付け装置1は、ネジ穴921の探索に失敗したと判断すると(ステップS48においてNO)、処理をステップS44に進める。   When automatic assembly apparatus 1 determines that the search for screw hole 921 has been successful (YES in step S48), it starts screw tightening in step S6. If automatic assembly apparatus 1 determines that the search for screw hole 921 has failed (NO in step S48), the process proceeds to step S44.

ステップS8において、自動組付け装置1は、ネジ締めの工程において、エラーが発生したか否かを判断する。自動組付け装置1は、たとえば、ネジ締め開始後、1500msec経過してもトルクが上昇しない場合には、エラーが発生していると判断する。   In step S8, the automatic assembly apparatus 1 determines whether or not an error has occurred in the screw tightening process. The automatic assembling apparatus 1 determines that an error has occurred, for example, if the torque does not increase even after 1500 msec has elapsed since the start of screw tightening.

自動組付け装置1は、エラーが発生していないと判断すると(ステップS8においてNO)、ステップS10においてネジ締めに成功したか否かを判断する。自動組付け装置1は、たとえば、ネジ締め開始後、1500msec以内にトルクが予め定められた値以上に上昇した場合、ネジ締めに成功したと判断する。   If the automatic assembling apparatus 1 determines that no error has occurred (NO in step S8), it determines whether or not the screw tightening has been successful in step S10. For example, when the torque rises to a predetermined value or more within 1500 msec after starting the screw tightening, the automatic assembling apparatus 1 determines that the screw tightening is successful.

自動組付け装置1は、エラーが発生したと判断すると(ステップS8においてYES)、ステップS26において、ネジ締めドライバ135を一定時間(たとえば1500msec)だけ逆回転させてネジ800をネジ穴902から取りだし、ビット1351を5mm引き上げる。具体的には、自動組付け装置1は、ネジ締めドライバ135を逆転して、ワーク900に突き刺さったネジ800を回収してから、ビット1351を引き上げる。ステップS28において、自動組付け装置1は、探索開始原点(たとえば図6における位置P0)に対してネジ締め位置と点対象となる位置にビット1351を移動させる。なお、ネジ800がワーク900に残っており、ビット1351から外れている場合には、ネジ800の組付け処理を停止する。   When the automatic assembling apparatus 1 determines that an error has occurred (YES in step S8), in step S26, the screw tightening driver 135 is reversely rotated for a certain time (for example, 1500 msec) to remove the screw 800 from the screw hole 902, The bit 1351 is pulled up by 5 mm. Specifically, the automatic assembling apparatus 1 reverses the screw tightening driver 135 and collects the screw 800 stuck in the workpiece 900 and then lifts the bit 1351. In step S28, the automatic assembling apparatus 1 moves the bit 1351 to the screw tightening position and the point target position with respect to the search start origin (for example, the position P0 in FIG. 6). When the screw 800 remains on the workpiece 900 and is detached from the bit 1351, the assembly process of the screw 800 is stopped.

ステップS12において、自動組付け装置1は、前回の引き上げ距離が3mm未満かつ空気流入回数が3回未満であるか否かを判断する。なお、自動組付け装置1は、ビット1351を引き上げてもネジ800が吸着できない場合は、空気漏れ無視モードに入る。自動組付け装置1は、距離が3mm未満でかつ流入回数が3回未満であると判断すると(ステップS12においてYES)、処理をステップS14に進める。自動組付け装置1は、距離が3mm以上または流入回数が3回以上であると判断すると、ステップS22において、前回の引き上げ距離が3mm未満かつ空気流入回数が5回未満であるか否かを判断する。   In step S12, the automatic assembly apparatus 1 determines whether or not the previous lifting distance is less than 3 mm and the number of air inflows is less than 3. Note that if the screw 800 cannot be attracted even when the bit 1351 is pulled up, the automatic assembling apparatus 1 enters the air leakage ignoring mode. When automatic assembly apparatus 1 determines that the distance is less than 3 mm and the number of inflows is less than 3 (YES in step S12), the process proceeds to step S14. When the automatic assembling apparatus 1 determines that the distance is 3 mm or more or the number of inflows is 3 times or more, in step S22, it is determined whether or not the previous lifting distance is less than 3 mm and the number of air inflows is less than 5 times. To do.

自動組付け装置1は、距離が3mm未満でかつ5回未満であると判断すると(ステップS22においてYES)、ステップS24において、押圧力の設定値をデフォルトの6Nから8Nに変更する。押圧力を上昇させれば、ネジ800のビット1351への取り付け状態を改善し、空気流入を減少させることができるためである。なお、当該設定値に基づき実際に押圧力を8Nとするのは、再度、処理をステップS2に戻す前である。自動組付け装置1は、距離が3mm以上または流入回数が5回以上であると判断すると(ステップS22においてNO)、処理をステップS46に進める。自動組付け装置1が、処理をステップS46に進める理由は、組付け処理における無限ループを回避するためである。   When the automatic assembling apparatus 1 determines that the distance is less than 3 mm and less than 5 times (YES in step S22), the setting value of the pressing force is changed from the default 6N to 8N in step S24. This is because if the pressing force is increased, the attachment state of the screw 800 to the bit 1351 can be improved and air inflow can be reduced. Note that the pressing force is actually set to 8N based on the set value before returning the process to step S2. When automatic assembly apparatus 1 determines that the distance is 3 mm or more or the number of inflows is 5 or more (NO in step S22), the process proceeds to step S46. The reason why the automatic assembling apparatus 1 advances the process to step S46 is to avoid an infinite loop in the assembling process.

ステップS14において、自動組付け装置1は、ネジ800の姿勢を戻すために、ビット1351の引き上げを開始する。ステップS16において、自動組付け装置1は、空気流入が停止したか否かを判断する。自動組付け装置1は、停止したと判断すると(ステップS16においてYES)、ステップS20において、直前の探索開始位置にビット1351を移動する。自動組付け装置1は、ステップS20の後、ステップS2に処理を進める。つまり、自動組付け装置1は、空気漏れが発生した場合は、途中で回復しても接触判定からやり直す。   In step S <b> 14, the automatic assembling apparatus 1 starts pulling up the bit 1351 to return the posture of the screw 800. In step S16, the automatic assembly apparatus 1 determines whether or not the air inflow has stopped. If automatic assembly apparatus 1 determines that it has stopped (YES in step S16), it moves bit 1351 to the immediately preceding search start position in step S20. The automatic assembly apparatus 1 advances the process to step S2 after step S20. That is, when an air leak occurs, the automatic assembling apparatus 1 starts over from the contact determination even if it recovers in the middle.

自動組付け装置1は、停止していないと判断すると(ステップS16においてNO)、ステップS18において、引き上げ距離が3mm以上であるか否かを判断する。自動組付け装置1は、3mm以上引き上げたと判断すると(ステップS18においてYES)、処理をステップS2に進める。自動組付け装置1は、3mm以上引き上げていないと判断すると(ステップS18においてNO)、処理をステップS16に進める。   If it is determined that the automatic assembling apparatus 1 is not stopped (NO in step S16), it is determined in step S18 whether or not the lifting distance is 3 mm or more. If automatic assembly apparatus 1 determines that it has been lifted by 3 mm or more (YES in step S18), the process proceeds to step S2. If automatic assembly apparatus 1 determines that it has not been pulled up by 3 mm or more (NO in step S18), the process proceeds to step S16.

図10は、図9におけるステップS4の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図10を参照して、ステップS102において、自動組付け装置1は、u軸の角度をxy座標系のy軸に対して0度に(図6(a)参照)、v軸の角度をy軸に対して78.75度に設定する。ステップS104において、自動組付け装置1は、u軸の正の向きにビット1351を進める。ステップS106において、自動組付け装置1は、反力が閾値Th1以上であるか否かを判断する。上穴911の側面にネジ800が当たったか否かを判断するためである。   FIG. 10 is a flowchart for explaining details of the process in step S4 in FIG. With reference to FIG. 10, in step S102, the automatic assembling apparatus 1 sets the angle of the u axis to 0 degree with respect to the y axis of the xy coordinate system (see FIG. 6A), and sets the angle of the v axis to y. Set to 78.75 degrees to the axis. In step S104, the automatic assembly apparatus 1 advances the bit 1351 in the positive direction of the u axis. In step S106, the automatic assembling apparatus 1 determines whether or not the reaction force is equal to or greater than the threshold value Th1. This is to determine whether or not the screw 800 hits the side surface of the upper hole 911.

自動組付け装置1は、閾値Th1以上であると判断すると(ステップS106においてYES)、ステップS108において、u軸の負の向きにビット1351を進める。自動組付け装置1は、閾値Th1未満であると判断すると(ステップS106においてNO)、処理をステップS104に進める。   If automatic assembly apparatus 1 determines that it is equal to or greater than threshold value Th1 (YES in step S106), it advances bit 1351 in the negative direction of the u-axis in step S108. When automatic assembly apparatus 1 determines that it is less than threshold value Th1 (NO in step S106), the process proceeds to step S104.

ステップS110において、自動組付け装置1は、反力が閾値Th1以上であるか否かを判断する。自動組付け装置1は、閾値Th1以上であると判断すると(ステップS110においてYES)、ステップS112において、中心位置にビット1351を進める。なお、「中心位置」とは、ステップS106において反力が閾値Th1以上になった位置(上述した位置Pα)と、ステップS110において反力が閾値Th1以上になった位置(上述した位置Pβ)との中間位置(上述した中間位置Pm)である。自動組付け装置1は、閾値Th1未満であると判断すると(ステップS110においてNO)、処理をステップS108に進める。   In step S110, the automatic assembly apparatus 1 determines whether or not the reaction force is greater than or equal to a threshold value Th1. If automatic assembling apparatus 1 determines that it is equal to or greater than threshold value Th1 (YES in step S110), it advances bit 1351 to the center position in step S112. The “center position” refers to a position where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S106 (the position Pα described above) and a position where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S110 (the position Pβ described above). Intermediate position (intermediate position Pm described above). If automatic assembly apparatus 1 determines that it is less than threshold value Th1 (NO in step S110), the process proceeds to step S108.

ステップS114において、自動組付け装置1は、u軸方向の両端点の距離が閾値Th2以下であるか否かを判断する。つまり、自動組付け装置1は、ステップS106において反力が閾値Th1以上になった位置(位置Pα)と、ステップS110において反力が閾値Th1以上になった位置(位置Pβ)との間の距離(上述した距離L1)が閾値Th2以下であるか否かを判断する。   In step S114, the automatic assembling apparatus 1 determines whether or not the distance between both end points in the u-axis direction is equal to or less than the threshold Th2. That is, the automatic assembling apparatus 1 determines the distance between the position (position Pα) where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S106 and the position (position Pβ) where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S110. It is determined whether (the above-described distance L1) is equal to or less than the threshold value Th2.

自動組付け装置1は、閾値Th2以下であると判断すると(ステップS114においてYES)、ステップS116において、自動組付け装置1は、v軸の正の向きにビット1351を進める。自動組付け装置1は、閾値Th2よりも大きいと判断すると(ステップS114においてNO)、処理をステップS128に進める。   If automatic assembly apparatus 1 determines that it is equal to or less than threshold value Th2 (YES in step S114), in step S116, automatic assembly apparatus 1 advances bit 1351 in the positive direction of the v-axis. If automatic assembly apparatus 1 determines that the value is larger than threshold value Th2 (NO in step S114), the process proceeds to step S128.

ステップS118において、自動組付け装置1は、反力が閾値Th1以上であるか否かを判断する。自動組付け装置1は、閾値Th1以上であると判断すると(ステップS118においてYES)、ステップS120において、v軸の負の向きにビット1351を進める。自動組付け装置1は、閾値Th1未満であると判断すると(ステップS118においてNO)、処理をステップS116に進める。   In step S118, the automatic assembling apparatus 1 determines whether or not the reaction force is equal to or greater than the threshold value Th1. If automatic assembly apparatus 1 determines that it is equal to or greater than threshold value Th1 (YES in step S118), it advances bit 1351 in the negative direction of the v-axis in step S120. If automatic assembly apparatus 1 determines that it is less than threshold value Th1 (NO in step S118), the process proceeds to step S116.

ステップS122において、自動組付け装置1は、反力が閾値Th1以上であるか否かを判断する。自動組付け装置1は、閾値Th1以上であると判断すると(ステップS122においてYES)、ステップS124において、中心位置にビット1351を進める。なお、「中心位置」とは、ステップS118において反力が閾値Th1以上になった位置(上述した位置Pγ)と、ステップS122において反力が閾値Th1以上になった位置(上述した位置Pδ)との中間位置(上述した中間位置Pn)である。自動組付け装置1は、閾値Th1未満であると判断すると(ステップS122においてNO)、処理をステップS120に進める。   In step S122, the automatic assembling apparatus 1 determines whether or not the reaction force is equal to or greater than the threshold value Th1. If automatic assembling apparatus 1 determines that it is equal to or greater than threshold value Th1 (YES in step S122), it advances bit 1351 to the center position in step S124. The “center position” refers to a position where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S118 (the position Pγ described above) and a position where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S122 (the position Pδ described above). Intermediate position (intermediate position Pn described above). If automatic assembly apparatus 1 determines that it is less than threshold value Th1 (NO in step S122), the process proceeds to step S120.

ステップS126において、自動組付け装置1は、v軸方向の両端点の距離が閾値Th2以下であるか否かを判断する。つまり、自動組付け装置1は、ステップS118において反力が閾値Th1以上になった位置(位置Pγ)と、ステップS122において反力が閾値Th1以上になった位置(位置Pδ)との間の距離(上述した距離L2)が閾値Th2以下であるか否かを判断する。   In step S126, the automatic assembling apparatus 1 determines whether or not the distance between both end points in the v-axis direction is equal to or less than the threshold value Th2. In other words, the automatic assembling apparatus 1 determines the distance between the position (position Pγ) where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S118 and the position (position Pδ) where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 in step S122. It is determined whether (distance L2 described above) is equal to or less than a threshold value Th2.

自動組付け装置1は、閾値Th2以下であると判断すると(ステップS126においてYES)、ネジ穴921の探索に成功したとして、処理を図9のステップS6に進める。自動組付け装置1は、閾値Th2よりも大きいと判断すると(ステップS126においてNO)、ステップS129において、u軸とv軸とを、ともに一定の向き(xy座標系において反時計回り)に一定の量(78.75度)だけ回転させ、その後さらに、ステップS128において、u軸とv軸とを、ともに一定の向き(xy座標系において反時計回り)に一定の量(78.75度)だけ回転させる(図7(a)参照)。自動組付け装置1は、ステップS128の後は、処理をステップS104に進める。   If automatic assembly apparatus 1 determines that threshold value Th2 is equal to or smaller than threshold value Th2 (YES in step S126), the process proceeds to step S6 in FIG. 9 assuming that the screw hole 921 has been successfully searched. If automatic assembly apparatus 1 determines that it is greater than threshold value Th2 (NO in step S126), in step S129, both u-axis and v-axis are constant in a fixed direction (counterclockwise in the xy coordinate system). Then, in step S128, the u axis and the v axis are both rotated in a fixed direction (counterclockwise in the xy coordinate system) by a fixed amount (78.75 degrees). Rotate (see FIG. 7A). The automatic assembling apparatus 1 advances the process to step S104 after step S128.

<自動組付け装置1のまとめ>
(1)以上のように、自動組付け装置1は、ワーク900に対するネジ800の組付け位置を探索する装置である。ワーク900は、ネジ800を挿入するための上穴911と、上穴911の底面908に形成されたネジ800を組付けるためのネジ穴921とを有する。自動組付け装置1は、移動部260と、反力検出部250と、第1特定部211と、第2特定部212とを備える。
<Summary of automatic assembly device 1>
(1) As described above, the automatic assembly apparatus 1 is an apparatus that searches for an assembly position of the screw 800 with respect to the workpiece 900. The workpiece 900 has an upper hole 911 for inserting the screw 800 and a screw hole 921 for assembling the screw 800 formed on the bottom surface 908 of the upper hole 911. The automatic assembly apparatus 1 includes a moving unit 260, a reaction force detecting unit 250, a first specifying unit 211, and a second specifying unit 212.

移動部260は、ネジ800に対する挿入方向(z方向)への押圧力によってネジ800と底面908とを接触させた状態で、u軸方向における正の向きおよび負の向きと、v軸方向における正の向きと負の向きとに、ネジ800を移動させる。反力検出部250は、u軸方向への移動とv軸方向への移動とによって生じるネジ800に加わる反力を検出する。第1特定部211は、u軸方向における正の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pαと、位置Pαからu軸方向における負の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pβとを特定する。第2特定部212は、v軸方向における正の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pγと、位置Pγからv軸方向における負の向きにネジ800を移動させたときに反力が閾値Th1以上となる位置Pδとを特定する。   The moving part 260 is in a state where the screw 800 and the bottom surface 908 are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction (z direction) with respect to the screw 800, and a positive direction and a negative direction in the u-axis direction and a positive direction in the v-axis direction. The screw 800 is moved in the negative direction and the negative direction. The reaction force detector 250 detects a reaction force applied to the screw 800 caused by the movement in the u-axis direction and the movement in the v-axis direction. The first specifying unit 211 moves the screw 800 in a negative direction in the u-axis direction from the position Pα where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 when the screw 800 is moved in the positive direction in the u-axis direction. The position Pβ at which the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 when it is set is specified. The second specifying unit 212 moves the screw 800 in a negative direction in the v-axis direction from the position Pγ and a position Pγ where the reaction force is equal to or greater than the threshold Th1 when the screw 800 is moved in the positive direction in the v-axis direction. The position Pδ at which the reaction force is equal to or greater than the threshold value Th1 is determined.

自動組付け装置1は、位置Pαと位置Pβとの間の距離L1が閾値Th2未満の場合には、一連の処理Sαとして、位置Pαと位置Pβとの中間位置Pmを起点としたv軸方向への移動と、第2特定部212による位置Pγおよび位置Pδの特定とを実行する。自動組付け装置1は、位置Pγと位置Pδとの間の距離L2が閾値Th2未満の場合には、位置Pγと位置Pδとの中間位置Pnを組付け位置と判断する。   When the distance L1 between the position Pα and the position Pβ is less than the threshold Th2, the automatic assembling apparatus 1 performs a series of processes Sα in the v-axis direction starting from an intermediate position Pm between the position Pα and the position Pβ. And the specification of the position Pγ and the position Pδ by the second specifying unit 212 are executed. When the distance L2 between the position Pγ and the position Pδ is less than the threshold Th2, the automatic assembly apparatus 1 determines that the intermediate position Pn between the position Pγ and the position Pδ is the assembly position.

上記の構成によれば、自動組付け装置1は、u軸方向への移動の際に閾値Th1以上の反力を検出したことに基づき、ネジ穴921の探索時にネジが上穴911の側面に接触したことを検知できる。また、自動組付け装置1は、当該接触時の位置を用いて、u軸方向における距離L1を検出できる。自動組付け装置1は、距離L1が閾値Th2未満の場合には、v軸方向への移動の際に閾値Th1以上の反力を検出したことに基づき、ネジ穴921の探索時にネジが上穴911の側面に接触したことを検知できる。また、自動組付け装置1は、当該接触時の位置を用いて、v軸方向における距離L2を検出できる。   According to the above configuration, the automatic assembling apparatus 1 detects the reaction force equal to or greater than the threshold value Th1 when moving in the u-axis direction, and the screw is placed on the side surface of the upper hole 911 when searching for the screw hole 921. Can detect contact. Moreover, the automatic assembly apparatus 1 can detect the distance L1 in the u-axis direction using the position at the time of the contact. When the distance L1 is less than the threshold Th2, the automatic assembling apparatus 1 detects a reaction force equal to or greater than the threshold Th1 when moving in the v-axis direction. It is possible to detect contact with the side surface of 911. Moreover, the automatic assembly apparatus 1 can detect the distance L2 in the v-axis direction using the position at the time of the contact.

距離L1と距離L2とが共に閾値Th2よりも小さいときには、ネジ800の先端部がネジ穴921にかかっている状態を表している。このため、位置Pγと位置Pδとの中間位置Pnが、ネジ800の組付け位置と判断してもよい。   When both the distance L1 and the distance L2 are smaller than the threshold value Th2, the tip of the screw 800 is in a state where the screw hole 921 is engaged. For this reason, an intermediate position Pn between the position Pγ and the position Pδ may be determined as the assembly position of the screw 800.

それゆえ、自動組付け装置1は、上穴911とネジ穴921とがある場合に、ワークが位置および/または寸法のばらつきを有するときでも、ネジ800の組付け位置を精度よく探索できる。   Therefore, the automatic assembly apparatus 1 can search the assembly position of the screw 800 with high accuracy even when the workpiece has variations in position and / or dimensions when the upper hole 911 and the screw hole 921 are provided.

(2)また、自動組付け装置1は、u軸方向とv軸方向とを、それぞれ、一定の向きに一定量だけ変更する変更部230をさらに備える。自動組付け装置1は、距離L1が閾値Th2以上の場合には、距離L1が閾値Th2未満となるまで、変更部230によるu軸方向およびv軸方向の変更と、位置Pαと位置Pβとの中間位置Pmを起点とした変更後のu軸方向への移動部260による移動と、反力検出部250による反力の検出と、第1特定部211による位置Pαおよび位置Pβの特定とを含む一連の処理Sβを繰り返す。自動組付け装置1は、一連の処理Sβによって距離L1が閾値Th2未満となると、一連の処理Sαを実行する。自動組付け装置1は、一連の処理Sαにより特定された位置Pγと位置Pδとの間の距離L2が閾値Th2未満の場合には、位置Pγと位置Pδとの中間位置Pnを組付け位置と判断する。   (2) The automatic assembling apparatus 1 further includes a changing unit 230 that changes the u-axis direction and the v-axis direction by a certain amount in a certain direction. When the distance L1 is greater than or equal to the threshold Th2, the automatic assembling apparatus 1 changes the u-axis direction and the v-axis direction by the changing unit 230 until the distance L1 becomes less than the threshold Th2, and the position Pα and the position Pβ. This includes the movement by the moving unit 260 in the u-axis direction after the change starting from the intermediate position Pm, the detection of the reaction force by the reaction force detection unit 250, and the specification of the position Pα and the position Pβ by the first specifying unit 211. A series of processing Sβ is repeated. When the distance L1 becomes less than the threshold Th2 by the series of processes Sβ, the automatic assembly apparatus 1 executes the series of processes Sα. When the distance L2 between the position Pγ and the position Pδ specified by the series of processes Sα is less than the threshold Th2, the automatic assembly apparatus 1 sets the intermediate position Pn between the position Pγ and the position Pδ as the assembly position. to decide.

したがって、自動組付け装置1は、一連の処理Sβを繰り返すことにより、距離L1を閾値Th2未満とできる。   Therefore, the automatic assembly apparatus 1 can make the distance L1 less than the threshold value Th2 by repeating a series of processes Sβ.

(3)また、自動組付け装置1は、距離L2が閾値Th2以上の場合には、距離L1が再度閾値Th2未満となるまで、一連の処理Sβを繰り返す。自動組付け装置1は、距離L1が再度閾値Th2未満となると、一連の処理Sαを再度実行する。自動組付け装置1は、一連の処理Sαにより特定された位置Pγと位置Pδとの間の距離L2が閾値Th2未満となった場合には、位置Pγと位置Pδとの中間位置Pnを組付け位置と判断する。   (3) When the distance L2 is equal to or greater than the threshold Th2, the automatic assembly apparatus 1 repeats a series of processes Sβ until the distance L1 becomes less than the threshold Th2 again. When the distance L1 becomes less than the threshold Th2 again, the automatic assembling apparatus 1 executes the series of processing Sα again. When the distance L2 between the position Pγ and the position Pδ specified by the series of processes Sα is less than the threshold Th2, the automatic assembly apparatus 1 assembles an intermediate position Pn between the position Pγ and the position Pδ. Judge as position.

したがって、距離L2が閾値Th2以上の場合となっても、自動組付け装置1は、一連の処理Sβを繰り返すことにより、距離L1を再度閾値Th2未満とできる。   Therefore, even when the distance L2 is greater than or equal to the threshold Th2, the automatic assembly apparatus 1 can make the distance L1 less than the threshold Th2 again by repeating a series of processes Sβ.

(4)また、自動組付け装置1は、u軸方向における正の向きへの移動距離が予め定められた距離(たとえば3mm)以上となると(図9のステップS46においてYES)、移動の中止と、変更部230によるu軸方向およびv軸方向の変更と、当該移動の開始位置を起点とした変更後のu軸方向への移動部260による移動と、反力検出部250による反力の検出と、第1特定部211による位置Pαおよび位置Pβの特定とを実行する。   (4) Further, the automatic assembling apparatus 1 cancels the movement when the movement distance in the positive direction in the u-axis direction is a predetermined distance (eg, 3 mm) or more (YES in step S46 in FIG. 9). , The change in the u-axis direction and the v-axis direction by the change unit 230, the movement by the moving unit 260 in the u-axis direction after the change starting from the start position of the movement, and the detection of the reaction force by the reaction force detection unit 250 And the specification of the position Pα and the position Pβ by the first specifying unit 211 is executed.

したがって、自動組付け装置1は、ネジ800の無駄な移動を行なわないようにして、探索に要する時間を短くできる。   Therefore, the automatic assembling apparatus 1 can shorten the time required for searching by avoiding unnecessary movement of the screw 800.

(5)また、自動組付け装置1は、ネジ800を負圧により吸着する吸着部270と、吸着によって形成された密閉空間への空気流入を検知する空気流入検知部280と、空気流入の回数をカウントするカウント部240と、空気流入の回数が予め定められた回数となると押圧力を上昇させる押圧力制御部245とを備える。   (5) Moreover, the automatic assembly apparatus 1 includes an adsorption unit 270 that adsorbs the screw 800 by negative pressure, an air inflow detection unit 280 that detects air inflow into a sealed space formed by adsorption, and the number of air inflows. And a pressing force control unit 245 for increasing the pressing force when the number of air inflows reaches a predetermined number.

したがって、自動組付け装置1は、ネジ800の姿勢が基準となる姿勢からずれた場合であっても、基準となる姿勢に戻すことができる。   Therefore, the automatic assembly apparatus 1 can return to the reference posture even when the posture of the screw 800 deviates from the reference posture.

<制御部20のハードウェア構成>
図11は、制御部20として機能するコンピュータシステム300のハードウェア構成を表わすブロック図である。
<Hardware Configuration of Control Unit 20>
FIG. 11 is a block diagram illustrating a hardware configuration of a computer system 300 that functions as the control unit 20.

コンピュータシステム300は、主たる構成要素として、プログラムを実行するCPU310と、コンピュータシステム300の使用者による指示の入力を受けるマウス320およびキーボード330と、CPU310によるプログラムの実行により生成されたデータ、又はマウス320若しくはキーボード330を介して入力されたデータを揮発的に格納するRAM340と、データを不揮発的に格納するハードディスク350と、DVD−ROM駆動装置360と、モニタ370と、通信IF380とを含む。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。DVD−ROM駆動装置360には、DVD−ROM361が装着される。   The computer system 300 includes, as main components, a CPU 310 that executes a program, a mouse 320 and a keyboard 330 that receive input of instructions from a user of the computer system 300, data generated by execution of the program by the CPU 310, or a mouse 320. Alternatively, it includes a RAM 340 that stores data input via the keyboard 330 in a volatile manner, a hard disk 350 that stores data in a nonvolatile manner, a DVD-ROM drive device 360, a monitor 370, and a communication IF 380. Each component is connected to each other by a data bus. A DVD-ROM 361 is attached to the DVD-ROM drive device 360.

コンピュータシステム300における処理は、各ハードウェアおよびCPU310により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク350に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、DVD−ROM361その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、DVD−ROM駆動装置360その他の読取装置によりその記憶媒体から読取られて、あるいは、通信IF380を介してダウンロードされた後、ハードディスク350に一旦格納される。そのソフトウェアは、CPU310によってハードディスク350から読み出され、RAM340に実行可能なプログラムの形式で格納される。CPU310は、そのプログラムを実行する。   The processing in the computer system 300 is realized by each hardware and software executed by the CPU 310. Such software may be stored in the hard disk 350 in advance. The software may be stored in a DVD-ROM 361 or other storage medium and distributed as a program product. Alternatively, the software may be provided as a program product that can be downloaded by an information provider connected to the so-called Internet. Such software is read from the storage medium by the DVD-ROM driving device 360 or other reading device, or downloaded via the communication IF 380 and then temporarily stored in the hard disk 350. The software is read from the hard disk 350 by the CPU 310 and stored in the RAM 340 in the form of an executable program. CPU 310 executes the program.

同図に示されるコンピュータシステム300を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、RAM340、ハードディスク350、DVD−ROM361その他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、コンピュータシステム300の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。   Each component constituting the computer system 300 shown in the figure is general. Therefore, it can be said that the essential part of the present invention is the software stored in the RAM 340, the hard disk 350, the DVD-ROM 361 or other storage medium, or the software downloadable via the network. Since the operation of each hardware of computer system 300 is well known, detailed description will not be repeated.

なお、記録媒体としては、DVD-ROM、CD−ROM、FD(Flexible Disk)、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク(MO(Magnetic Optical Disc)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disc))、IC(Integrated Circuit)カード(メモリカードを含む)、光カード、マスクROM、EPROM(Electronically Programmable Read-Only Memory)、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュROMなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、記録媒体は、当該プログラム等をコンピュータが読取可能な一時的でない媒体である。   The recording media are not limited to DVD-ROM, CD-ROM, FD (Flexible Disk), and hard disk, but are magnetic tape, cassette tape, optical disk (MO (Magnetic Optical Disc) / MD (Mini Disc) / DVD (Digital Versatile Disc), IC (Integrated Circuit) card (including memory card), optical card, mask ROM, EPROM (Electronically Programmable Read-Only Memory), EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory), flash ROM, and other semiconductors It may be a medium that carries a fixed program such as a memory. The recording medium is a non-temporary medium that can be read by the computer.

ここでいうプログラムとは、CPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。   The program here includes not only a program directly executable by the CPU but also a program in a source program format, a compressed program, an encrypted program, and the like.

<変形例>
(1)上記においては、u軸とv軸とを用いた、ネジ穴921の探索方法について説明したが、上穴911が真円に近い場合(図3に示すような場合)には、u軸のみを考慮した探索を行なってもよい。当該構成により、u軸とv軸とを探索する構成よりも処理を簡略化することができる。
<Modification>
(1) In the above description, the method for searching for the screw hole 921 using the u-axis and the v-axis has been described. However, when the upper hole 911 is close to a perfect circle (as shown in FIG. 3), u You may perform the search which considered only the axis | shaft. With this configuration, the processing can be simplified as compared with the configuration in which the u axis and the v axis are searched.

図12は、u軸のみを考慮した探索方法を行なう場合の処理の流れを示したフローチャートである。図12を参照して、自動組付け装置1は、ステップS102Aにおいて、u軸の角度をxy座標系のy軸に対して0度に設定する。自動組付け装置1は、ステップS102Aの後は、図10に示したステップS104〜ステップS114の処理を行なう。   FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing when performing a search method considering only the u-axis. Referring to FIG. 12, in step S102A, automatic assembly apparatus 1 sets the angle of u-axis to 0 degrees with respect to the y-axis of the xy coordinate system. After step S102A, the automatic assembling apparatus 1 performs the processes of steps S104 to S114 shown in FIG.

自動組付け装置1は、u軸方向の両端点の距離が閾値Th2以下であると判断したときには(ステップS114においてYES)、ネジ穴921の探索に成功したと判断して、処理を、図9のステップS6に進める。自動組付け装置1は、閾値Th2よりも大きいと判断した場合(ステップS114においてNO)、ステップS128Aにおいて、u軸を一定の向き(xy座標系において反時計回り)に一定の量(78.75度)だけ回転させる。自動組付け装置1は、ステップS128Aの後は、処理をステップS104に進める。   When the automatic assembling apparatus 1 determines that the distance between the two end points in the u-axis direction is equal to or smaller than the threshold Th2 (YES in step S114), the automatic assembly apparatus 1 determines that the search for the screw hole 921 is successful, and the process is as shown in FIG. The process proceeds to step S6. If the automatic assembling apparatus 1 determines that the threshold value Th2 is greater than the threshold value Th2 (NO in step S114), in step S128A, the u-axis is set in a fixed direction (counterclockwise in the xy coordinate system) by a fixed amount (78.75). Rotate only degrees. The automatic assembling apparatus 1 advances the process to step S104 after step S128A.

(2)上記においては、自動組付け装置1がネジ800をワーク900に取り付ける処理を例に挙げて説明した。以下では、自動組付け装置が、挿入式の樹脂ピンをワークに挿入する処理を説明する。なお、説明の便宜上、挿入式の樹脂ピンをワークに挿入するための自動組付け装置を、「自動組付け装置1A」と称する。   (2) In the above description, the automatic assembly apparatus 1 has been described by taking the process of attaching the screw 800 to the workpiece 900 as an example. Hereinafter, a process in which the automatic assembly apparatus inserts an insertion type resin pin into a workpiece will be described. For convenience of explanation, an automatic assembly apparatus for inserting an insertion type resin pin into a workpiece is referred to as “automatic assembly apparatus 1A”.

図13は、樹脂ピン600をワーク900Aに挿入する処理を説明するための図である。図13を参照して、自動組付け装置1Aは、ネジ締めドライバ135の代わりに、把持機構139を持つ。ネジ供給機構14はネジ800の代わりに樹脂ピン600を供給する機構である。ワーク900Aは2層の板状のワーク930,940からなる。ワーク900Aは、樹脂ピン600を挿入するための上穴931(第1の凹部)と、上穴931の底面909に形成された樹脂ピン600を組付けるためのネジ穴941(第2の凹部)とを有する。   FIG. 13 is a diagram for explaining a process of inserting the resin pin 600 into the workpiece 900A. Referring to FIG. 13, automatic assembly apparatus 1 </ b> A has gripping mechanism 139 instead of screw tightening driver 135. The screw supply mechanism 14 is a mechanism for supplying the resin pin 600 instead of the screw 800. The workpiece 900A is composed of two layers of plate-like workpieces 930 and 940. The workpiece 900A includes an upper hole 931 (first recess) for inserting the resin pin 600 and a screw hole 941 (second recess) for assembling the resin pin 600 formed on the bottom surface 909 of the upper hole 931. And have.

樹脂ピン600は、板状の上部から下方向に固定用の爪が出た形状の樹脂製の固定ピンである。樹脂ピン600をワーク900Aの穴に挿入すると爪の引っ掛かりによって、ワーク930とワーク940とが固定される。把持機構139は、真空吸着式の部品把持機構である。把持機構139の下面には樹脂ピン600の上部と勘合する凹形状が形成されている。凹形状の内部に吸引用の真空源へと接続される穴が設けられている。   The resin pin 600 is a resin fixed pin having a shape in which a fixing claw protrudes downward from a plate-shaped upper portion. When the resin pin 600 is inserted into the hole of the workpiece 900A, the workpiece 930 and the workpiece 940 are fixed by the hook of the claw. The gripping mechanism 139 is a vacuum suction type component gripping mechanism. A concave shape is formed on the lower surface of the gripping mechanism 139 to engage with the upper portion of the resin pin 600. A hole connected to a vacuum source for suction is provided inside the concave shape.

自動組付け装置1Aの制御動作は、図9に示したフローにてネジ締めドライバ135を操作してネジの回転を開始する処理を実行しないこと以外は、自動組付け装置1と同一である。このような自動組付け装置1Aにより、挿入型の樹脂ピンを、位置ずれのある設置条件で、高信頼に自動挿入することができる。   The control operation of the automatic assembling apparatus 1A is the same as that of the automatic assembling apparatus 1 except that the process of starting the rotation of the screw by operating the screw tightening driver 135 is not executed in the flow shown in FIG. With such an automatic assembly apparatus 1A, the insertion type resin pin can be automatically inserted with high reliability under the installation condition having a positional deviation.

(3)図10において、ステップS106における閾値とステップS110における閾値とは必ずしも一致してなくてもよい。また、ステップS118における閾値とステップS122における閾値とは必ずしも一致していなくてもよい。さらに、ステップS106,S110における閾値と、ステップS118,S122における閾値とは、必ずしも一致していなくてもよい。また、ステップS114における閾値と、ステップS126における閾値とは、必ずしも一致していなくてもよい。   (3) In FIG. 10, the threshold value in step S106 and the threshold value in step S110 do not necessarily match. Further, the threshold value in step S118 and the threshold value in step S122 do not necessarily match. Furthermore, the threshold values in steps S106 and S110 and the threshold values in steps S118 and S122 do not necessarily match. In addition, the threshold value in step S114 and the threshold value in step S126 do not necessarily match.

(4)u軸およびv軸の回転方向は、xy座標系において、時計回りとしてもよい。
(5)図9のステップS46およびステップS18に示した数値“3mm”は、一例であって、これに限定されるものではない。また、ステップS26における数値“5mm”も一例であって、これに限定されるものではない。ステップS12,S22に示した流入回数も一例であって、これに限定されるものではない。ステップS24における押圧力の変化も、これに限定されるものではない。
(4) The rotation directions of the u axis and the v axis may be clockwise in the xy coordinate system.
(5) The numerical value “3 mm” shown in step S46 and step S18 in FIG. 9 is an example, and the present invention is not limited to this. The numerical value “5 mm” in step S26 is also an example, and the present invention is not limited to this. The number of inflows shown in steps S12 and S22 is also an example, and is not limited to this. The change in the pressing force in step S24 is not limited to this.

(6)また、上穴911の開口の形状も真円に限定されるものではない。当該形状は、楕円、矩形、真円を一定方向に移動したときに当該真円が通過する領域の形状(相対する直線と相対する半円とで囲まれた形状)であってもよい。   (6) The shape of the opening of the upper hole 911 is not limited to a perfect circle. The shape may be a shape of a region through which the perfect circle passes when the ellipse, rectangle, or perfect circle is moved in a certain direction (a shape surrounded by an opposing straight line and an opposing semicircle).

(7)移動部260が部品の代わりにワークを部品とワークとが接触した状態で移動させるように、自動組付け装置1,1Aを構成してもよい。   (7) The automatic assembling apparatuses 1 and 1 </ b> A may be configured such that the moving unit 260 moves the workpiece in place of the component while the component and the workpiece are in contact with each other.

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is an exemplification, and the present invention is not limited to the above contents. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、挿入部品の部品組付けを行なう自動組付け装置全般に利用可能である。   The present invention can be used for all automatic assembling apparatuses for assembling parts of inserted parts.

1,1A 自動組付け装置、11 基部、12 スカラロボット、13 組付け部、14 ネジ供給機構、20 制御部、21 ロボット制御部、22 組付け制御部、121,122,123 リンク、128,129 関節、131,132,133 直動軸、134 力センサ、135 ネジ締めドライバ、136 ネジ吸着機構、139 把持機構、210 特定部、211 第1特定部、212 第2特定部、220 距離算出部、230 変更部、240 カウント部、245 押圧力制御部、250 反力検出部、260 移動部、270 吸着部、280 空気流入検知部、291 接触圧検出部、292 トルク検出部、310 CPU、600 樹脂ピン、800 ネジ、801 頭部、802 先端部、890 先端面、900,900A,901,902,930,940 ワーク、908 底面、909 底面、911 上穴、921,941 ネジ穴、931 穴、1351 ビット、1361 ゴム部材。   1,1A Automatic assembly device, 11 base, 12 SCARA robot, 13 assembly unit, 14 screw supply mechanism, 20 control unit, 21 robot control unit, 22 assembly control unit, 121, 122, 123 link, 128, 129 Joint, 131, 132, 133 linear motion axis, 134 force sensor, 135 screw tightening driver, 136 screw suction mechanism, 139 gripping mechanism, 210 specifying unit, 211 first specifying unit, 212 second specifying unit, 220 distance calculating unit, 230 changing unit, 240 counting unit, 245 pressing force control unit, 250 reaction force detecting unit, 260 moving unit, 270 adsorbing unit, 280 air inflow detecting unit, 291 contact pressure detecting unit, 292 torque detecting unit, 310 CPU, 600 resin Pin, 800 screw, 801 head, 802 tip, 890 tip, 900, 900A, 01,902,930,940 workpiece 908 bottom 909 bottom 911 above the hole, 921,941 screw holes, 931 holes, 1351 bits, 1361 rubber member.

Claims (12)

ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置であって、
前記ワークは、前記部品を挿入するための第1の凹部と、前記第1の凹部の底面に形成された前記部品を組付けるための第2の凹部とを有し、
前記探索装置は、
前記部品に対する挿入方向への押圧力によって前記部品と前記底面とを接触させた状態で、予め定められた第1の移動方向における一方の向きおよび他方の向きと、予め定められた第2の移動方向における一方の向きおよび他方の向きとに、前記部品または前記ワークを移動させる移動手段と、
前記第1の移動方向への移動と前記第2の移動方向への移動とによって生じる前記部品に加わる反力を検出する反力検出手段と、
前記第1の移動方向における前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から前記第1の移動方向における前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第2の位置とを特定する第1の特定手段と、
前記第2の移動方向における前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第3の位置と、当該第3の位置から前記第2の移動方向における前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第4の位置とを特定する第2の特定手段とを備え、
前記探索装置は、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の第1の距離が第2の閾値未満の場合には、第1の一連の処理として、前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を起点とした前記第2の移動方向への移動と、前記第2の特定手段による前記第3の位置および前記第4の位置の特定とを実行し、
前記第3の位置と前記第4の位置との間の第2の距離が前記第2の閾値未満の場合には、前記第3の位置と前記第4の位置との中間位置を前記組付け位置と判断する、探索装置。
A search device for searching for an assembly position of a part with respect to a workpiece,
The workpiece has a first recess for inserting the component, and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess,
The search device includes:
One direction and the other direction in a predetermined first movement direction and a predetermined second movement in a state where the component and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in an insertion direction with respect to the component. Moving means for moving the component or the workpiece in one direction and the other direction in a direction;
Reaction force detection means for detecting a reaction force applied to the component caused by the movement in the first movement direction and the movement in the second movement direction;
A first position at which the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the component or the workpiece is moved in the one direction in the first movement direction; and the first position from the first position. First identifying means for identifying a second position at which the reaction force is equal to or greater than the first threshold when the component or the workpiece is moved in the other direction in the movement direction;
A third position where the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the component or the workpiece is moved in the one direction in the second movement direction; and the second position from the third position. Second specifying means for specifying a fourth position at which the reaction force is equal to or greater than the first threshold when the part or the workpiece is moved in the other direction in the moving direction;
The search device includes:
When the first distance between the first position and the second position is less than the second threshold, as the first series of processes, the first position and the second position The movement in the second movement direction starting from the intermediate position of the first position and the identification of the third position and the fourth position by the second identification means,
If the second distance between the third position and the fourth position is less than the second threshold value, an intermediate position between the third position and the fourth position is assembled. A search device that determines a position.
前記探索装置は、
前記第1の移動方向と前記第2の移動方向とを、それぞれ、一定の向きに一定量だけ変更する変更手段をさらに備え、
前記第1の距離が前記第2の閾値以上の場合には、当該第1の距離が前記第2の閾値未満となるまで、前記変更手段による前記第1の移動方向および前記第2の移動方向の変更と、前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を起点とした前記変更後の第1の移動方向への前記移動手段による前記移動と、前記反力検出手段による前記反力の検出と、前記第1の特定手段による前記第1の位置および前記第2の位置の特定とを含む第2の一連の処理を繰り返し、
前記第2の一連の処理によって前記第1の距離が前記第2の閾値未満となると、前記第1の一連の処理を実行し、
前記第1の一連の処理により特定された前記第3の位置と前記第4の位置との間の前記第2の距離が前記第2の閾値未満の場合には、前記第3の位置と前記第4の位置との中間位置を前記組付け位置と判断する、請求項1に記載の探索装置。
The search device includes:
The first moving direction and the second moving direction are each further provided with changing means for changing the first moving direction and the second moving direction in a fixed direction by a fixed amount,
When the first distance is equal to or greater than the second threshold, the first moving direction and the second moving direction by the changing unit until the first distance becomes less than the second threshold. Change, the movement by the moving means in the first moving direction after the change starting from an intermediate position between the first position and the second position, and the reaction by the reaction force detecting means. Repeating a second series of processes including detection of force and identification of the first position and the second position by the first identification means;
When the first distance is less than the second threshold by the second series of processes, the first series of processes is executed,
When the second distance between the third position and the fourth position specified by the first series of processing is less than the second threshold, the third position and the The search device according to claim 1, wherein an intermediate position with respect to a fourth position is determined as the assembly position.
前記第2の距離が前記第2の閾値以上の場合には、前記第1の距離が再度前記第2の閾値未満となるまで、前記第2の一連の処理を繰り返し、
前記第1の距離が再度前記第2の閾値未満となると、前記第1の一連の処理を再度実行し、
当該第1の一連の処理により特定された前記第3の位置と前記第4の位置との間の前記第2の距離が前記第2の閾値未満となった場合には、前記第3の位置と前記第4の位置との中間位置を前記組付け位置と判断する、請求項2に記載の探索装置。
When the second distance is equal to or greater than the second threshold, the second series of processes is repeated until the first distance is less than the second threshold again.
When the first distance becomes less than the second threshold again, the first series of processes is executed again,
When the second distance between the third position and the fourth position specified by the first series of processing is less than the second threshold, the third position The search device according to claim 2, wherein an intermediate position between the first position and the fourth position is determined as the assembly position.
前記第1の移動方向における前記一方の向きへの移動距離が予め定められた距離以上となると、前記移動の中止と、前記変更手段による前記第1の移動方向および前記第2の移動方向の変更と、当該移動の開始位置を起点とした前記変更後の第1の移動方向への前記移動手段による前記移動と、前記反力検出手段による前記反力の検出と、前記第1の特定手段による前記第1の位置および前記第2の位置の特定とを実行する、請求項3に記載の探索装置。   When the movement distance in the one direction in the first movement direction is equal to or greater than a predetermined distance, the movement is stopped, and the first movement direction and the second movement direction are changed by the changing means. The movement by the moving means in the changed first movement direction starting from the start position of the movement, the detection of the reaction force by the reaction force detecting means, and the first specifying means. The search device according to claim 3, wherein the first position and the second position are specified. 前記探索装置は、
前記部品を負圧により吸着する吸着手段と、
前記吸着によって形成された密閉空間への空気流入を検知する検知手段と、
前記空気流入の回数をカウントするカウント手段と、
前記空気流入の回数が予め定められた回数となると前記押圧力を上昇させる圧力制御手段とを備える、請求項3または4に記載の探索装置。
The search device includes:
An adsorbing means for adsorbing the component by negative pressure;
Detecting means for detecting air inflow into the sealed space formed by the adsorption;
Counting means for counting the number of times of air inflow;
The search device according to claim 3, further comprising a pressure control unit that increases the pressing force when the number of times of air inflow is a predetermined number.
ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置であって、
前記ワークは、前記部品を挿入するための第1の凹部と、前記第1の凹部の底面に形成された前記部品を組付けるための第2の凹部とを有し、
前記探索装置は、
前記部品に対する挿入方向への押圧力によって前記部品と前記底面とを接触させた状態で、予め定められた移動方向における一方の向きおよび当該一方の向きとは反対の他方の向きに、前記部品または前記ワークを移動させる移動手段と、
前記移動によって生じる前記部品に加わる反力を検出する反力検出手段と、
前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第2の位置とを特定する特定手段と、
前記移動方向を、一定の向きに一定量だけ変更する変更手段とを備え、
前記探索装置は、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離が第2の閾値未満の場合には、前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を前記組み付け位置と判断し、
前記距離が前記第2の閾値以上の場合には、
当該距離が前記第2の閾値未満となるまで、前記変更手段による前記移動方向の変更と、前記変更後の移動方向における前記中間位置を起点とした前記移動手段による前記移動と、前記反力検出手段による前記反力の検出と、前記特定手段による前記第1の位置および前記第2の位置の特定とを含む一連の処理を繰り返し、
当該距離が前記第2の閾値未満となったときの前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を前記組付け位置と判断する、探索装置。
A search device for searching for an assembly position of a part with respect to a workpiece,
The workpiece has a first recess for inserting the component, and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess,
The search device includes:
In a state where the component and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction with respect to the component, the component or the other direction opposite to the one direction in the predetermined moving direction Moving means for moving the workpiece;
A reaction force detecting means for detecting a reaction force applied to the component caused by the movement;
A first position where the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the part or the work is moved in the one direction; and the part or the work is moved from the first position to the other direction. A specifying means for specifying a second position at which the reaction force is equal to or greater than the first threshold when moved;
Changing means for changing the moving direction in a certain direction by a certain amount;
The search device includes:
If the distance between the first position and the second position is less than a second threshold, determine an intermediate position between the first position and the second position as the assembly position;
If the distance is greater than or equal to the second threshold,
Until the distance becomes less than the second threshold, the change of the moving direction by the changing means, the movement by the moving means starting from the intermediate position in the changed moving direction, and the reaction force detection A series of processes including detection of the reaction force by means and specification of the first position and the second position by the specifying means,
A search device that determines an intermediate position between the first position and the second position when the distance is less than the second threshold as the assembly position.
前記部品は、ネジであって、
前記ワークは、第1のワークと、第2のワークとを有し、
前記第1のワークは、前記第2のワークに重なって配置されており、
前記第1のワークは、前記第1の凹部としてバカ穴を有し、
前記第2のワークは、前記第2の凹部としてネジ穴を有し、
前記底面は、前記第2のワークの表面である、請求項1から6のいずれか1項に記載の探索装置。
The part is a screw,
The workpiece has a first workpiece and a second workpiece,
The first work is arranged to overlap the second work,
The first workpiece has a hole as the first recess,
The second workpiece has a screw hole as the second recess,
The search device according to claim 1, wherein the bottom surface is a surface of the second workpiece.
請求項1から7のいずれか1項に記載の探索装置と、
前記組付け位置において、前記部品を前記第2の凹部に組付ける組付け手段とを備える、自動組付け装置。
The search device according to any one of claims 1 to 7,
An automatic assembling apparatus comprising: an assembling unit that assembles the component into the second recess at the assembling position.
ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置における探索方法であって、
前記ワークは、前記部品を挿入するための第1の凹部と、前記第1の凹部の底面に形成された前記部品を組付けるための第2の凹部とを有し、
前記探索方法は、
前記探索装置のプロセッサが、前記部品に対する挿入方向への押圧力によって前記部品と前記底面とを接触させた状態で、予め定められた第1の移動方向における一方の向きおよび他方の向きと、予め定められた第2の移動方向における一方の向きおよび他方の向きとに、前記部品または前記ワークを移動させるステップと、
前記探索装置のセンサが、前記第1の移動方向への移動と前記第2の移動方向への移動とによって生じる前記部品に加わる反力を検出するステップと、
前記プロセッサが、前記第1の移動方向における前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から前記第1の移動方向における前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、
前記プロセッサが、前記第2の移動方向における前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第3の位置と、当該第3の位置から前記第2の移動方向における前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第4の位置とを特定するステップと、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の第1の距離が第2の閾値未満の場合には、前記プロセッサが、前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を起点とした前記第2の移動方向への移動と、前記第3の位置および前記第4の位置の特定とを実行するステップと、
前記第3の位置と前記第4の位置との間の第2の距離が前記第2の閾値未満の場合には、前記プロセッサが、前記第3の位置と前記第4の位置との中間位置を前記組付け位置と判断するステップとを備える、探索方法。
A search method in a search device for searching for an assembly position of a part with respect to a workpiece,
The workpiece has a first recess for inserting the component, and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess,
The search method includes:
The processor of the search device, in a state in which the component and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction with respect to the component, the one direction and the other direction in a predetermined first movement direction, Moving the component or the workpiece in one direction and the other direction in the determined second movement direction;
A sensor of the search device detects a reaction force applied to the component caused by movement in the first movement direction and movement in the second movement direction;
A first position at which the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the processor moves the component or the workpiece in the one direction in the first movement direction; and from the first position Identifying the second position at which the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the component or the workpiece is moved in the other direction in the first movement direction;
When the processor moves the part or the workpiece in the one direction in the second movement direction, the third position where the reaction force is equal to or greater than a first threshold value, and the third position Identifying the fourth position at which the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the part or the workpiece is moved in the other direction in the second movement direction;
If the first distance between the first position and the second position is less than a second threshold, the processor determines an intermediate position between the first position and the second position. Executing the movement in the second movement direction as a starting point and the identification of the third position and the fourth position;
If the second distance between the third position and the fourth position is less than the second threshold, the processor is an intermediate position between the third position and the fourth position. And a step of determining the position as the assembly position.
ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置における探索方法であって、
前記ワークは、前記部品を挿入するための第1の凹部と、前記第1の凹部の底面に形成された前記部品を組付けるための第2の凹部とを有し、
前記探索方法は、
前記探索装置のプロセッサが、前記部品に対する挿入方向への押圧力によって前記部品と前記底面とを接触させた状態で、予め定められた移動方向における一方の向きおよび当該一方の向きとは反対の他方の向きに、前記部品または前記ワークを移動させるステップと、
前記探索装置のセンサが、前記移動によって生じる前記部品に加わる反力を検出するステップと、
前記プロセッサが、前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、
前記プロセッサが、前記移動方向を、一定の向きに一定量だけ変更するステップと、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離が第2の閾値未満の場合には、前記プロセッサが、前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を前記組み付け位置と判断するステップと、
前記距離が前記第2の閾値以上の場合には、前記プロセッサが、
当該距離が前記第2の閾値未満となるまで、前記移動方向の変更と、前記変更後の移動方向における前記中間位置を起点とした前記移動と、前記反力の検出と、前記第1の位置および前記第2の位置の特定とを含む一連の処理を繰り返すステップと、
当該距離が前記第2の閾値未満となったときの前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を前記組付け位置と判断するステップとを備える、探索方法。
A search method in a search device for searching for an assembly position of a part with respect to a workpiece,
The workpiece has a first recess for inserting the component, and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess,
The search method includes:
One direction in the predetermined moving direction and the other opposite to the one direction in a state in which the processor of the search device makes the part and the bottom face contact by a pressing force in the insertion direction with respect to the part Moving the part or the workpiece in the direction of
A sensor of the search device detects a reaction force applied to the component caused by the movement;
A first position at which the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the processor moves the part or the workpiece in the one direction; and the part from the first position to the other direction. Or specifying a second position at which the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the workpiece is moved;
The processor changing the direction of movement in a certain direction by a certain amount;
When the distance between the first position and the second position is less than a second threshold, the processor determines an intermediate position between the first position and the second position as the assembly position. A step of judging,
If the distance is greater than or equal to the second threshold, the processor
Until the distance becomes less than the second threshold, the change in the movement direction, the movement starting from the intermediate position in the movement direction after the change, the detection of the reaction force, and the first position And repeating a series of processes including identification of the second position;
And a step of determining an intermediate position between the first position and the second position when the distance is less than the second threshold as the assembly position.
ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置を制御するためのプログラムであって、
前記探索装置は、プロセッサと、力センサとを有し、
前記ワークは、前記部品を挿入するための第1の凹部と、前記第1の凹部の底面に形成された前記部品を組付けるための第2の凹部とを有し、
前記プログラムは、
前記部品に対する挿入方向への押圧力によって前記部品と前記底面とを接触させた状態で、予め定められた第1の移動方向における一方の向きおよび他方の向きと、予め定められた第2の移動方向における一方の向きおよび他方の向きとに、前記部品または前記ワークを移動させるステップと、
前記第1の移動方向への移動と前記第2の移動方向への移動とによって生じる前記部品に加わる反力を、前記力センサから受付けるステップと、
前記第1の移動方向における前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から前記第1の移動方向における前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、
前記第2の移動方向における前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第3の位置と、当該第3の位置から前記第2の移動方向における前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第4の位置とを特定するステップと、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の第1の距離が第2の閾値未満の場合には、前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を起点とした前記第2の移動方向への移動と、前記第3の位置および前記第4の位置の特定とを実行するステップと、
前記第3の位置と前記第4の位置との間の第2の距離が前記第2の閾値未満の場合には、前記第3の位置と前記第4の位置との中間位置を前記組付け位置と判断するステップとを、前記プロセッサに実行させる、プログラム。
A program for controlling a search device that searches for an assembly position of a part with respect to a workpiece,
The search device includes a processor and a force sensor,
The workpiece has a first recess for inserting the component, and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess,
The program is
One direction and the other direction in a predetermined first movement direction and a predetermined second movement in a state where the component and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in an insertion direction with respect to the component. Moving the part or the workpiece in one direction and the other direction in a direction;
Receiving, from the force sensor, a reaction force applied to the component caused by movement in the first movement direction and movement in the second movement direction;
A first position at which the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the component or the workpiece is moved in the one direction in the first movement direction; and the first position from the first position. Identifying the second position at which the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the component or the workpiece is moved in the other direction in the movement direction;
A third position where the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the component or the workpiece is moved in the one direction in the second movement direction; and the second position from the third position. Identifying the fourth position at which the reaction force is greater than or equal to the first threshold when the part or the workpiece is moved in the other direction in the movement direction;
When the first distance between the first position and the second position is less than a second threshold, the intermediate position between the first position and the second position is the starting point. Performing a movement in a second movement direction and identification of the third position and the fourth position;
If the second distance between the third position and the fourth position is less than the second threshold value, an intermediate position between the third position and the fourth position is assembled. A program for causing the processor to execute a step of determining a position.
ワークに対する部品の組付け位置を探索する探索装置を制御するためのプログラムであって、
前記探索装置は、プロセッサと、力センサとを有し、
前記ワークは、前記部品を挿入するための第1の凹部と、前記第1の凹部の底面に形成された前記部品を組付けるための第2の凹部とを有し、
前記プログラムは、
前記部品に対する挿入方向への押圧力によって前記部品と前記底面とを接触させた状態で、予め定められた移動方向における一方の向きおよび当該一方の向きとは反対の他方の向きに、前記部品または前記ワークを移動させるステップと、
前記移動によって生じる前記部品に加わる反力を、前記力センサから受付けるステップと、
前記一方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が第1の閾値以上となる第1の位置と、当該第1の位置から前記他方の向きに前記部品または前記ワークを移動させたときに前記反力が前記第1の閾値以上となる第2の位置とを特定するステップと、
前記移動方向を、一定の向きに一定量だけ変更するステップと、
前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離が第2の閾値未満の場合には、前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を前記組み付け位置と判断するステップと、
前記距離が前記第2の閾値以上の場合には、
当該距離が前記第2の閾値未満となるまで、前記移動方向の変更と、前記変更後の移動方向における前記中間位置を起点とした前記移動と、前記反力の検出と、前記第1の位置および前記第2の位置の特定とを含む一連の処理を繰り返すステップと、
当該距離が前記第2の閾値未満となったときの前記第1の位置と前記第2の位置との中間位置を前記組付け位置と判断するステップとを、前記プロセッサに実行させる、プログラム。
A program for controlling a search device that searches for an assembly position of a part with respect to a workpiece,
The search device includes a processor and a force sensor,
The workpiece has a first recess for inserting the component, and a second recess for assembling the component formed on the bottom surface of the first recess,
The program is
In a state where the component and the bottom surface are brought into contact with each other by a pressing force in the insertion direction with respect to the component, the component or the other direction opposite to the one direction in the predetermined moving direction Moving the workpiece;
Receiving a reaction force applied to the component caused by the movement from the force sensor;
A first position where the reaction force is equal to or greater than a first threshold when the part or the work is moved in the one direction; and the part or the work is moved from the first position to the other direction. Identifying a second position at which the reaction force is greater than or equal to the first threshold when moved;
Changing the moving direction in a certain direction by a certain amount;
A step of determining an intermediate position between the first position and the second position as the assembly position when a distance between the first position and the second position is less than a second threshold value; When,
If the distance is greater than or equal to the second threshold,
Until the distance becomes less than the second threshold, the change in the movement direction, the movement starting from the intermediate position in the movement direction after the change, the detection of the reaction force, and the first position And repeating a series of processes including identification of the second position;
A program for causing the processor to execute a step of determining an intermediate position between the first position and the second position when the distance is less than the second threshold as the assembly position.
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