JPH05293725A - Assembling system for free bearing table - Google Patents

Assembling system for free bearing table

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JPH05293725A
JPH05293725A JP531591A JP531591A JPH05293725A JP H05293725 A JPH05293725 A JP H05293725A JP 531591 A JP531591 A JP 531591A JP 531591 A JP531591 A JP 531591A JP H05293725 A JPH05293725 A JP H05293725A
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JP
Japan
Prior art keywords
screw
free bearing
assembly
robot
assembling
Prior art date
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Pending
Application number
JP531591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Suzuki
弘樹 鈴木
Akihiro Hiuga
昭裕 日向
Masayuki Shimizu
雅雪 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amada Machinics Co Ltd
Original Assignee
Amada Sonoike Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Amada Sonoike Co Ltd filed Critical Amada Sonoike Co Ltd
Priority to JP531591A priority Critical patent/JPH05293725A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an assembling system suitable for efficiently assembling a table with free bearing. CONSTITUTION:This system is provided with a robot hand 3 for sucking free bearings one by one and transferring them to a position with a predetermined offset against an assembling position on a table face, an image processing device 9 for taking a picture of the assembling position on the table face at this position and calculating a difference between this position and a desired position, and a robot controller 7 for driving the robot hand 3 with referring to a correction amount calculated by this device. A control computer is provided for driving a screwing device 4 provided at the hand 3, free bearings are assembled to the predetermined assembling position and carrying out repeated assembling work for a large number of free bearings while inspecting the screwed state of the screwing device 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、表面に多数のフリーベ
アリングを備えたフリーベアリングテーブルを効率良く
組立てる組立システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an assembly system for efficiently assembling a free bearing table having a large number of free bearings on its surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種加工機に用いられる固定式または移
動式のテーブルには、フリーベアリング付のものが多用
されている。これは、駆動機構を持たないベアリングの
球上を各種ワークが任意に移動できるようにしたもので
あり、一般にはテーブル面上に、格子状に多数のフリー
ベアリングが固定される。
2. Description of the Related Art As fixed or movable tables used in various processing machines, those with free bearings are often used. This is one in which various works can be arbitrarily moved on a ball of a bearing having no drive mechanism, and generally, a large number of free bearings are fixed in a lattice on a table surface.

【0003】従来、この種フリーベアリング付のテーブ
ル(フリーベアリングテーブル)は、手作業によりテー
ブル面上の各フリーベアリング組立位置に一個づつフリ
ーベアリングをねじで固定することで組立てられてい
た。
Conventionally, this type of table with free bearings (free bearing table) has been assembled by manually fixing one free bearing to each free bearing assembly position on the table surface with screws.

【0004】また、省力化のため、ロボットを用いて組
立てることも一部で行われている。
Further, in order to save labor, some parts are assembled using a robot.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ロボットによるフリーベアリングテーブルの組立作業で
は、あらかじめティーチングされた組立位置に位置決め
を行い、部品組付とボルト締め付けを行い、次にボルト
締め付けトルクを確認して組立良否の判定をするという
ようなものであったため、組立位置ずれが生じた場合ボ
ルトが入らず組立が行えなかったり、ボルトの締りが硬
い場合には締り切らないことを検出できず組立不良を発
生するという問題点があった。
However, in the conventional assembly work of the free bearing table by the robot, the positioning is performed at the preassembled teaching position, the parts are assembled and the bolts are tightened, and then the bolt tightening torque is confirmed. It was not possible to assemble because the bolt did not enter if the assembly position was misaligned or if the bolt was too tight, it could not be detected that the assembly was not completed. There was a problem that defects were generated.

【0006】そこで、本発明は、組立位置の正確な検出
により確実な組立ができると共に、ねじ締め状態検査装
置を一体化させて設けることにより組立不良をその場で
発見することができるフリーベアリングテーブルの組立
システムを提供することを目的とする。
In view of this, the present invention provides a free bearing table that enables accurate assembly by accurately detecting the assembly position, and can detect an assembly failure on the spot by integrally providing a screw tightening state inspection device. It is an object of the present invention to provide an assembly system of.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、特許請求の範囲に記載の通りのフリー
ベアリングテーブルの組立システムを構成した。
In order to solve the above problems, the present invention provides an assembly system for a free bearing table as set forth in the claims.

【0008】[0008]

【作用】本発明のフリーベアリングテーブルの組立シス
テムは、上記構成であるので、組立位置にずれがなく円
滑にねじ締め作業をすることができ、かつねじ締め終了
後のねじ締め状態をその場で検査するので効率的であ
る。
Since the assembly system of the free bearing table of the present invention has the above-mentioned configuration, the screw tightening work can be performed smoothly without any displacement in the assembly position, and the screw tightened state after the screw tightening is completed on the spot. It is efficient because it is inspected.

【0009】ねじ締め検査は、例えば締付けトルクが一
定値以上であること、締付け時間が一定値内であるこ
と、締付けストロークが一定量であることで判別すれば
良い。この場合、ねじ締めを一定トルクが出るまで行う
と、一定ストロークが得られたことでねじ部がねじ込ま
れたことを知ることができ、また、一定時間内にねじ込
まれたことを条件化することでねじ部材自体に異常がな
かったことや不測の事故が生じていないこと等を総括的
に判別できるものである。
The screw tightening inspection may be made, for example, by judging that the tightening torque is a certain value or more, the tightening time is within a certain value, and the tightening stroke is a certain amount. In this case, if the screw is tightened until a certain torque is output, it can be known that the screw part has been screwed in because a certain stroke has been obtained, and it must be conditioned that it has been screwed in within a certain time. Therefore, it is possible to comprehensively determine that the screw member itself has no abnormality and that an unexpected accident has not occurred.

【0010】[0010]

【実施例】以下、添附図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1は本発明の一実施例に係る組立システ
ムの概要を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing the outline of an assembly system according to an embodiment of the present invention.

【0012】図示のように、ロボットR/Bの本体1に
は多関節アーム2を介してハンド3が設けられ、このハ
ンド3には、組立工具としてのねじ締め装置4とCCD
カメラ5及び照明器具6から成る撮像装置が固定されて
いる。
As shown in the figure, the body 1 of the robot R / B is provided with a hand 3 via an articulated arm 2, and the hand 3 has a screw tightening device 4 as an assembly tool and a CCD.
An image pickup device including a camera 5 and a lighting fixture 6 is fixed.

【0013】前記ロボットR/B及び前記ねじ締め装置
4を制御するロボットコントローラ7は接続部材の作動
タイミングを制御する管理コンピュータ8と接続されて
いる。該管理コンピュータ8は、撮像装置と接続される
画像処理装置9と接続されている。
A robot controller 7 for controlling the robot R / B and the screw tightening device 4 is connected to a management computer 8 for controlling the operation timing of connecting members. The management computer 8 is connected to an image processing device 9 which is connected to an image pickup device.

【0014】図2及び図3は、ねじ締め装置4及び撮像
装置(5,6)を持たせたハンド3の詳細を示す正面図
及び側面図である。但し、図2の正面図では撮像装置を
取り除いた状態で示している。
2 and 3 are a front view and a side view showing the details of the hand 3 having the screw tightening device 4 and the image pickup device (5, 6). However, in the front view of FIG. 2, the image pickup device is removed.

【0015】図2において、ハンド3には、組立工具と
しての一対のねじ締め装置4が設けられている。
In FIG. 2, the hand 3 is provided with a pair of screw tightening devices 4 as an assembly tool.

【0016】本例での組立作業は、図2の下方に示すよ
うに、テーブルW1の裏面からフリーベアリングW2を
組付けるものであるとする。このフリーベアリングW2
は、中央部にベアリングボールを収納した楕円状の板に
一対の貫通孔を有し、この貫通孔にそれぞれボルトを挿
通して組立用に供されるものである。このボルトを前記
テーブルW1の対応するねじ穴(ナット穴)H1,H2
に螺入するのが前記ねじ締め装置4の役目である。
In the assembling work in this example, as shown in the lower part of FIG. 2, it is assumed that the free bearing W2 is assembled from the back surface of the table W1. This free bearing W2
Has a pair of through holes in an elliptical plate having a bearing ball housed in the center thereof, and bolts are inserted into the through holes for assembly. Use these bolts for the corresponding screw holes (nut holes) H1, H2 of the table W1.
It is the role of the screw tightening device 4 to be screwed into.

【0017】ねじ締め装置4は、ナットランナ本体10
と、ハンド3に対して上下動するナットランナソケット
11と、前記ナットランナ本体10に対しこのソケット
11を常時下方向に付勢するばね13と、前記ソケット
11の回転に伴って回転するレンチ14とを備えて成
る。
The screw tightening device 4 comprises a nut runner body 10
A nut runner socket 11 that moves up and down with respect to the hand 3, a spring 13 that constantly urges the nut runner body 10 downward, and a wrench 14 that rotates as the socket 11 rotates. Be prepared.

【0018】前記ナットランナ本体10に対し固定的に
設けられるブラケット15には、センサ取付板16が設
けられ、このセンサ取付板16には、前記ナットランナ
ソケット11の上端位置を締付け開始位置及び締付け終
了位置の2位置で検出するストローク検出用近接スイッ
チ17が設けられている。
A sensor mounting plate 16 is provided on the bracket 15 fixedly provided to the nut runner body 10, and the upper end position of the nut runner socket 11 is fixed to the sensor mounting plate 16 at a tightening start position and a tightening end position. Proximity switch 17 for stroke detection which detects at two positions is provided.

【0019】また、両ナットランナソケット11の中間
部にはその下面をレンチ14の下面に略一致させてバキ
ュームパッド18が設けられ、ハンド3の上部に設けた
真空発生器19でその下面に位置するフリーベアリング
W2を吸着できるようになっている。各ナットランナ本
体10には一定トルク以上でオン作動するトルク検出用
のリミットスイッチ20が設けられている。
A vacuum pad 18 is provided at an intermediate portion of both nut runner sockets 11 so that its lower surface is substantially aligned with the lower surface of the wrench 14, and a vacuum generator 19 provided on the upper portion of the hand 3 is located on the lower surface thereof. The free bearing W2 can be adsorbed. Each nut runner main body 10 is provided with a limit switch 20 for torque detection that is turned on at a certain torque or more.

【0020】したがって、本例のハンド部によれば、レ
ベルL1の高さに位置するフリーベアリングW2に対し
ハンド3を移動させ、次いでばね13に抗してハンド3
を下降させ、フリーベアリングW2をバキュームパッド
18で吸着することにより、図3の右側に示す状態にて
フリーベアリングW2をハンド3の先端部に固定するこ
とができる。
Therefore, according to the hand portion of this example, the hand 3 is moved with respect to the free bearing W2 located at the height of the level L1, and then the hand 3 is resisted against the spring 13.
By lowering and adsorbing the free bearing W2 by the vacuum pad 18, the free bearing W2 can be fixed to the tip of the hand 3 in the state shown on the right side of FIG.

【0021】また、その後、ハンド3を移動させ、後述
の位置補正動作を行ってのち、フリーベアリングW2を
テーブルW1の組立位置に移動させ、適宜下降させてフ
リーベアリングW2のボルト21をねじ穴H1,H2に
螺入すべくレンチ14を回転させることができる。レン
チ14を回転させると、ボルト21がねじ穴H1,H2
に螺入され、ナットランナ本体10に対しナットランナ
ソケット11が下降する。ボルト21の締付後は、図2
の左半分に示す状態からハンド3を次の作業に対して移
動させれば良い。
After that, the hand 3 is moved to perform a position correcting operation described later, and then the free bearing W2 is moved to the assembly position of the table W1 and is appropriately lowered to screw the bolt 21 of the free bearing W2 into the screw hole H1. , H2 can be screwed in to rotate the wrench 14. When the wrench 14 is rotated, the bolts 21 are screw holes H1 and H2.
The nut runner socket 11 is lowered with respect to the nut runner body 10. After tightening the bolt 21,
The hand 3 may be moved for the next work from the state shown in the left half.

【0022】図3に示すように、前記ハンド3の前方
(図において右側)には、その下方にレンズ部22を備
えたCCDカメラ5が設けられている。CCDカメラ5
の両側面には、一対の照明器具6が設けられている。こ
の照明器具6の取付間隔は、前記テーブルW1のねじ穴
H1, H2の間隔と略一致される。
As shown in FIG. 3, in front of the hand 3 (on the right side in the figure), a CCD camera 5 having a lens portion 22 is provided below the hand. CCD camera 5
A pair of lighting fixtures 6 are provided on both side surfaces of the. The mounting interval of the lighting fixture 6 is substantially the same as the interval between the screw holes H1 and H2 of the table W1.

【0023】カメラ5は、図2のハンド部により、フリ
ーベアリングW2がバキュームパッド18で吸着された
後、テーブルW1の組立位置に移動されたとき作動され
る。ハンド3は、テーブルW1の組立位置の上位置にカ
メラ5を移動させ、この位置でねじ穴H1, H2を照明
してねじ穴H1, H2を含めてテーブルW1を撮像し、
後で詳述するように、画像処理装置9で撮像位置を予定
の位置と比較し、ハンド3に対するテーブルW1の被作
業位置のずれを演算し、補正量を算出し、ロボットコン
トローラ7に対して出力し、ロボットR/Bに位置補正
動作をさせる。
The camera 5 is operated when the free bearing W2 is moved to the assembly position of the table W1 after the free bearing W2 is adsorbed by the vacuum pad 18 by the hand portion of FIG. The hand 3 moves the camera 5 to a position above the assembly position of the table W1, illuminates the screw holes H1 and H2 at this position, and images the table W1 including the screw holes H1 and H2.
As will be described later in detail, the image processing device 9 compares the image pickup position with a predetermined position, calculates the deviation of the work position of the table W1 with respect to the hand 3, calculates a correction amount, and outputs the correction amount to the robot controller 7. It outputs and causes the robot R / B to perform a position correction operation.

【0024】図4は、図1に示すシステム構成につき、
特に画像処理装置9の詳細を示したブロック図である。
FIG. 4 shows the system configuration shown in FIG.
In particular, it is a block diagram showing details of the image processing apparatus 9.

【0025】図示のように、画像処理装置9は、前記管
理コンピュータ8と接続される通信部23と、カメラ5
及び照明装置6から成る撮像装置5,6と接続される撮
像指令信号出力部24及び撮像信号入力部25と、これ
らに接続される中央処理部26及び画像処理部27を有
して成る。画像処理部27には、2値化レベル調整部2
8とロボット補正量算出部29が接続されている。
As shown in the figure, the image processing apparatus 9 includes a communication unit 23 connected to the management computer 8 and a camera 5.
And an image pickup command signal output unit 24 and an image pickup signal input unit 25 connected to the image pickup apparatuses 5 and 6 including the illumination device 6, and a central processing unit 26 and an image processing unit 27 connected to these. The image processing unit 27 includes a binarization level adjusting unit 2
8 and the robot correction amount calculation unit 29 are connected.

【0026】画像処理部27は、フレームメモリに取込
んだ組立位置の前記ねじ穴H1, H2を含めた画像を処
理し、数値解析するものである。2値化レベル調整部2
8は、画像処理部27の形状認識に際し2値化レベルを
適正化するものである。ロボット補正量算出部29は、
画像処理部27の数値解析結果に応じ、ロボットR/B
の補正量を得るものである。
The image processing unit 27 processes the image including the screw holes H1 and H2 at the assembly position taken in the frame memory and performs numerical analysis. Binarization level adjustment unit 2
Reference numeral 8 optimizes the binarization level when the shape of the image processing unit 27 is recognized. The robot correction amount calculation unit 29
According to the numerical analysis result of the image processing unit 27, the robot R / B
Is obtained.

【0027】図5は、ロボットコントローラ7の構成を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the robot controller 7.

【0028】図において、ロボットコントローラ7は、
前記管理コンピュータ8とデータ通信するデータ通信部
30と、この通信部30と接続される中央処理部31と
を備えている。この中央処理部31は、ロボットR/B
を数値制御するためのいわゆるNC装置の中核をなすも
のである。
In the figure, the robot controller 7 is
A data communication unit 30 for data communication with the management computer 8 and a central processing unit 31 connected to the communication unit 30 are provided. The central processing unit 31 is a robot R / B.
It is the core of a so-called NC device for numerically controlling.

【0029】前記中央処理部31と接続されるシステム
バス32には、ロボットR/Bの各種サーボモータMi
を駆動するモータ駆動部33と、その他のアクチュエー
タ、例えば前記ねじ締め装置4が内蔵するナットランナ
や真空発生器19を駆動するアクチュエータ駆動部34
と、各種センサ信号、例えば前記ストローク検出用近接
スイッチ17やトルク検出用のリミットスイッチ20の
検出信号を入力するセンサ信号入力部35と、検査部3
6及び時計37が接続されている。検査部36はねじ締
め終了後にねじ締付け状態その場でを検査するためのも
のである。
The system bus 32 connected to the central processing unit 31 has various servo motors M i for the robot R / B.
And a motor drive unit 33 for driving other actuators, for example, an actuator drive unit 34 for driving a nut runner and a vacuum generator 19 incorporated in the screw tightening device 4.
And a sensor signal input unit 35 for inputting various sensor signals, for example, detection signals of the stroke detection proximity switch 17 and the torque detection limit switch 20, and an inspection unit 3.
6 and the clock 37 are connected. The inspection unit 36 is for inspecting the screw tightened state on the spot after the screw tightening is completed.

【0030】上記構成のロボットコントローラ7におい
て、中央処理部31は、モータ駆動部33を介しロボッ
トR/Bを予め定めた目標位置に移動させ、ねじ締め装
置4のナットランナを駆動してのち、検査部36でねじ
締付け状態を検査させ、順次のねじ締め、組立作業を遂
行する。
In the robot controller 7 having the above structure, the central processing unit 31 moves the robot R / B to a predetermined target position via the motor drive unit 33, drives the nut runner of the screw tightening device 4, and then performs inspection. The screw tightened state is inspected at the portion 36, and the screw tightening is sequentially performed, and the assembling work is performed.

【0031】図6は、組立作業の全体の流れを示すフロ
ーチャートである。
FIG. 6 is a flow chart showing the overall flow of the assembly work.

【0032】ステップ601で作業内容の条件設定を
し、ステップ602でバキュームパッド18でフリーベ
アリングW2を吸着した上で組立位置までロボットR/
Bを移動させ、カメラ5をねじ穴H1及びH2の中心位
置の直上に位置させた状態でステップ603で組立位置
としてのテーブルW1のねじ穴H1,H2を撮像する。
ステップ604ではロボットR/Bに補正動作をさせ、
ステップ605でねじ締め作業を実行させ、ステップ6
06でねじ締め状態を検査する。ねじ締め不良の場合に
はステップ608でアラーム処理をする。
In step 601, the conditions of the work contents are set, and in step 602, the robot R / R is reached to the assembly position after the free bearing W2 is adsorbed by the vacuum pad 18.
B is moved and the camera 5 is positioned directly above the center positions of the screw holes H1 and H2, and in step 603, the screw holes H1 and H2 of the table W1 as the assembly position are imaged.
In step 604, the robot R / B is corrected and
The screw tightening work is executed in step 605, and step 6
Check the screw tightening condition at 06. If the screw is not properly tightened, alarm processing is performed in step 608.

【0033】図7に、撮像時のカメラ5とテーブルW1
の対応関係を示す。図中、部品取付穴H3は、ねじ穴H
1,H2の中央部に設けられ、フリーベアリングW2の
ボール部が配置される穴である。通常ロボットR/B
は、この穴H3の中心位置P3(図示せず)に対して移
動され、穴H1,H2の中心位置P1,P2(図示せ
ず)を通る直線でフリーベアリングW2の取付方向を定
める。
FIG. 7 shows the camera 5 and the table W1 at the time of image pickup.
Shows the correspondence relationship of. In the figure, the component mounting hole H3 is a screw hole H
1 and H2, which are holes provided in the central portion of the free bearing W2. Normal robot R / B
Is moved with respect to the center position P3 (not shown) of the hole H3 and defines the mounting direction of the free bearing W2 with a straight line passing through the center positions P1 and P2 (not shown) of the holes H1 and H2.

【0034】図8は、画像処理部27のフレームメモリ
FMの平面座標(XY)上に撮像された画像を示す説明
図である。図示のように、ある2値化レベルで白黒画素
を判定し形状認識すると、ねじ穴H1,H2及び取付穴
H3に対応して円H1´H2´H3´が現われる。各形
状の中心位置をP1´,P2´,P3´とする。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an image picked up on the plane coordinates (XY) of the frame memory FM of the image processing unit 27. As shown in the figure, when a black-and-white pixel is determined and its shape is recognized at a certain binarization level, circles H1'H2'H3 'appear corresponding to the screw holes H1, H2 and the mounting hole H3. The center position of each shape is defined as P1 ', P2', P3 '.

【0035】ここに、図8に示す形状H1´,H2´,
H3´は、照明により、またはねじ穴H1,H2のねじ
の性状、取付穴の破断面の状態等により、それぞれゆが
められて認識されている恐れがある。したがって、ある
2値化レベルで認識された形状H1´,H2´,H3´
により各穴H1,H2,H3位置をそのまま認識する
と、認識誤りを生じ、後で計算される補正値に大きな誤
差を発生し、取付失敗し、不良品を発生してしまう恐れ
がある。
Here, the shapes H1 ', H2', shown in FIG.
H3 'may be distorted and recognized due to illumination, the properties of the screws in the screw holes H1 and H2, the state of the fracture surface of the mounting hole, or the like. Therefore, the shapes H1 ', H2', H3 'recognized at a certain binarization level
Therefore, if the positions of the holes H1, H2, H3 are recognized as they are, a recognition error may occur, a large error may occur in a correction value calculated later, a mounting failure may occur, and a defective product may be generated.

【0036】そこで、本例では、図9に示す手順によ
り、2値化レベルを調整し形状H1´,H2´,H3´
を適正に認識した上でロボットR/Bに対して出力すべ
き補正量を演算する。
Therefore, in this example, the binarization level is adjusted and the shapes H1 ', H2', H3 'are adjusted by the procedure shown in FIG.
Is properly recognized and the correction amount to be output to the robot R / B is calculated.

【0037】まず、ステップ901で撮像による画像を
得ると、ステップ902で、各ねじ穴形状H1´,H2
´について、実測面積Si(i=1,2)と基準の面積
Sioの差△Siを求める。
First, when an image is picked up in step 901, in step 902, the screw hole shapes H1 'and H2 are obtained.
For ', the difference ΔSi between the measured area Si (i = 1, 2) and the reference area Sio is obtained.

【0038】△Si=Si−Sio 次いで、ステップ903、904で、この差△Siが許容
値△Sio以下であるか否か、また許容値以上である場合
はその方向(正,負)を判別する。
ΔSi = Si-Sio Then, in steps 903 and 904, it is determined whether or not this difference ΔSi is less than or equal to the allowable value ΔSio, and if it is greater than or equal to the allowable value, the direction (positive or negative) is determined. To do.

【0039】差△Siが許容値内であればステップ90
5以下の処理へ移行するが、差△Siが許容値外の場合
には、その正負に応じ、ステップ906またはステップ
907へ移行し、図10に示すように2値化レベル(明
るさ)を△Lだけ減少または増加させ、ステップ902
へ返る。
If the difference ΔSi is within the allowable value, step 90
If the difference ΔSi is out of the allowable value, the process proceeds to step 906 or step 907, and the binarization level (brightness) is set as shown in FIG. Decrease or increase by ΔL, step 902
Return to.

【0040】したがって、本例では、各形状H1´,H
2´の面積がSi基準値Sioとなるよう、2値化レベル
が調整されるので、図11に示すように図10に示すレ
ベル変化に応じて得られる2値化画像から正規の形状H
1´,H2´が得られる。
Therefore, in this example, each shape H1 ', H
Since the binarization level is adjusted so that the area of 2 ′ becomes the Si reference value Sio, the regular shape H is obtained from the binarized image obtained according to the level change shown in FIG. 10 as shown in FIG.
1 ', H2' are obtained.

【0041】そこで、本例では、ステップ905でねじ
穴H1,H2の中心座標P1´(X1,Y1),P2´
(X2,Y2)を算出し、その中心座標P3´(X3,
Y3) X3=(X1+X2)/2 Y3=(Y1+Y2)/2 を取付穴H3の中心座標として求め、ねじ穴中心座標P
1,P2を結ぶ直線mを求め、ステップ906で補正量
を算出する。
Therefore, in this example, in step 905, the central coordinates P1 '(X1, Y1), P2' of the screw holes H1, H2 are set.
(X2, Y2) is calculated, and its center coordinate P3 '(X3,
Y3) X3 = (X1 + X2) / 2 Y3 = (Y1 + Y2) / 2 is determined as the center coordinate of the mounting hole H3, and the screw hole center coordinate P is calculated.
A straight line m connecting 1 and P2 is obtained, and a correction amount is calculated in step 906.

【0042】補正量は、取付穴H3の中心座標P3´と
正規の値との差△P3と、直線mの正規の直線に対する
ずれ角△Aとで算出される。かくして算出された補正量
は管理コンピュータ8を介してロボットコントローラ7
に出力され、ロボットR/Bは補正量を加味して移動位
置及び回転角度を求め、図6及び図4に示した関係でレ
ンチ14を回転させ、ねじ締め作業を行う。
The correction amount is calculated by the difference ΔP3 between the center coordinate P3 'of the mounting hole H3 and the regular value, and the deviation angle ΔA of the straight line m from the regular straight line. The correction amount thus calculated is transferred via the management computer 8 to the robot controller 7
The robot R / B obtains the moving position and the rotation angle in consideration of the correction amount, rotates the wrench 14 in the relationship shown in FIGS. 6 and 4, and performs the screw tightening work.

【0043】ねじ締め時には、トルク検出が行われ、ま
たストローク検出用近接スイッチ17によってレンチ1
4のストローク量が検出され、確実にねじ締めされたこ
とを確認してのち、次の動作に移る。もしアラーム発生
した場合には発生アラーム内容を記憶した上で、そのと
きの作業を中断して次のフリーベアリングW2について
組立作業を続行する。アラーム発生確率は例えば数千分
の1以下の如く小さな値である。
When tightening the screw, torque is detected, and the proximity switch 17 for stroke detection is used for the wrench 1.
After the stroke amount of 4 is detected and it is confirmed that the screw is securely tightened, the next operation is performed. If an alarm is generated, the contents of the generated alarm are stored, the operation at that time is interrupted, and the assembly operation for the next free bearing W2 is continued. The alarm occurrence probability is a small value, for example, several thousandths or less.

【0044】図12は、アクチュエータ駆動部34及び
検査部36が行うねじ締め方式を示すフローチャートで
ある。
FIG. 12 is a flow chart showing a screw tightening method performed by the actuator drive section 34 and the inspection section 36.

【0045】ステップ1201で上側近接スイッチ17
(LS1)のオフ作動によりねじ締め開始位置を確認す
ると、ステップ1202へ移行し、ねじ締め装置4のナ
ットランナを、ステップ1203で駆動トルクTが所定
値Toに達したことが確認されるまで駆動する。ただ
し、駆動時間には上限が設けられており、何時までたっ
ても駆動トルクが上昇しないような場合には、その設定
時間経過後に駆動を停止する。本例では、駆動トルクT
が一定トルクTo以上になったらリミットスイッチ20
がオンするよう構成されているので、ステップ1203
では、実際にはリミットスイッチ20のオンの判別によ
る。
In step 1201, the upper proximity switch 17
When the screw tightening start position is confirmed by the off operation of (LS1), the process proceeds to step 1202, and the nut runner of the screw tightening device 4 is driven until it is confirmed in step 1203 that the drive torque T has reached the predetermined value To. . However, an upper limit is set for the drive time, and if the drive torque does not increase at any time, the drive is stopped after the set time has elapsed. In this example, the drive torque T
Limit switch 20 when is above a certain torque To
Is configured to turn on, so step 1203
Then, actually, it depends on whether the limit switch 20 is turned on.

【0046】ステップ1204でねじ締め装置4が停止
されると、ステップ1205で駆動時間tが一定値to
以内であったか否かを判別し、またステップ1206で
下側近接スイッチ17(LS2)のオン作動によりねじ
締め終了位置を判別し、両ステップ1205,1206
で適(Yes)の場合には、締付け良としてステップ1
207へ移行し、良品処理、即ち、これで次のねじ締め
作業へ移行する。
When the screw tightening device 4 is stopped in step 1204, the driving time t is set to a constant value to in step 1205.
It is determined whether or not it is within the range, and at step 1206, the screw tightening end position is determined by the ON operation of the lower proximity switch 17 (LS2).
If yes, then step 1
The process shifts to 207, and the non-defective process, that is, the next screw tightening work is performed.

【0047】一方、ステップ1205または1206で
否(No)が判別された場合には、ステップ1208へ
移行し、不良処理、即ちこの状態を記憶して次のねじ締
め作業へ移行する。ここでの状態記憶は、その場所と、
不良の原因(時間オーバ、またはストローク不足)であ
る。
On the other hand, if the determination is NO in step 1205 or 1206, the process proceeds to step 1208, and the defect processing, that is, this state is stored and the next screw tightening operation is performed. The state memory here is the place,
The cause of the failure (time over or stroke shortage).

【0048】以上により、本例では、バキュームパッド
18で吸着したねじ部材としてのボルト21をナットラ
ンナの駆動にて一定トルクでねじ締めすることができ、
時計37とリミットスイッチ等による位置検出とで一定
時間内に締付け終了したこと及び所定のストロークを得
たことを検出し締付け状態を確実に判別することができ
る。
As described above, in this example, the bolt 21 as a screw member adsorbed by the vacuum pad 18 can be screwed with a constant torque by driving the nut runner.
With the timepiece 37 and the position detection by the limit switch or the like, it is possible to reliably determine the tightening state by detecting that the tightening is completed within a certain time and the predetermined stroke is obtained.

【0049】ここに、ねじ締めを一定トルクが出るまで
行うと、一定ストロークが得られたことでねじ部がねじ
込まれたことを知ることができ、また、一定時間内にね
じ込まれたことを条件化することでねじ部材自体に異常
がなかったことや不測の事故が生じていないこと等を総
括的に判別できるものである。
If the screw is tightened until a constant torque is generated, it is possible to know that the screw portion is screwed in by the constant stroke being obtained, and it is necessary that the screw is screwed in within a constant time. It is possible to comprehensively determine that there is no abnormality in the screw member itself or that an unexpected accident has not occurred.

【0050】因みに、ねじ締め失敗の生ずる要因を想定
すると、 ねじが合わない ねじに異物が付いている 位置合わせ不良 その他不測の要因 等が考えられるが、の要因はトルクが出ないまたはス
トロークが出ないことで判別できる。の要因は一定ト
ルクを与えてもストロークが出ないことで判別できる。
の要因はと同様にトルクやストロークが出ないこと
で判別できる。の要因も一定トルクを与えてのちの一
定時間内であること及び一定ストロークが得られるとい
う条件から外れることでほとんど100%判別できるも
のである。
Assuming the cause of screw tightening failure, the screw does not fit. Foreign matter is attached to the screw. Misalignment and other unexpected factors may be considered. It can be determined by not having it. The factor can be determined by the fact that the stroke does not occur even when a constant torque is applied.
Similarly to, the factor of can be determined by the fact that torque or stroke is not produced. The factor (1) can be discriminated almost 100% within the fixed time after the constant torque is applied and the condition that the constant stroke can be obtained.

【0051】また、本例では、めったに生じない不良に
対し、このように不良箇所及び内容を記憶して次の処理
へ移行するので、不良発生によって組立作業に遅延を生
じることがない。不良箇所に対しては、その部分のみを
後で修理すれば良い。
Further, in the present example, for a defect that rarely occurs, the defective portion and the contents are stored in this way and the process proceeds to the next process, so that there is no delay in the assembly work due to the occurrence of the defect. For defective parts, only that part should be repaired later.

【0052】以上により、本例のフリーベアリングテー
ブルの組立システムによれば、テーブルW1面へのフリ
ーベアリングW2の組立作業に関し、一対のボルト21
を一対のねじ穴H1,H2に対し同時的に組付けて行く
ことができる。
As described above, according to the assembly system of the free bearing table of the present example, the pair of bolts 21 are used for the assembly work of the free bearing W2 on the surface of the table W1.
Can be simultaneously attached to the pair of screw holes H1 and H2.

【0053】組立手順は、フリーベアリングW1をバキ
ュームパッド18で吸着した上で、レンチ14を回転さ
せ、レンチ14の回転に行ってナットランナソケット1
1をナットランナ本体10に対してスライドさせてゆく
だけのものであるので、装置構成が簡単で、かつロボッ
トR/Bの制御手順に無理が無い。
The assembly procedure is as follows. The free bearing W1 is sucked by the vacuum pad 18 and then the wrench 14 is rotated.
Since 1 is simply slid onto the nut runner main body 10, the device configuration is simple and the control procedure of the robot R / B is easy.

【0054】さらに、本例では、画像処理装置9を設
け、テーブルW1のねじ穴H1,H2を撮像した上で、
撮像された一対の穴H1,H2に対して一対のボルト2
1を螺入するので取付失敗の恐れが少なく、アラーム発
生機会を少なくする。また、特に2値化レベル調整部2
8により図8〜図10に示す方式で面積Siが正規の面
積Sioとなるよう2値化レベルの調整が為されるので、
ねじ穴H1,H2の画像に多少の乱れがあっても正規の
中心位置を正確に求めることができ、高精度の組立て作
業を行うことができる。
Further, in this example, the image processing device 9 is provided, and after imaging the screw holes H1 and H2 of the table W1,
A pair of bolts 2 for the pair of holes H1 and H2 that are imaged
Since 1 is screwed in, there is less risk of installation failure and the chance of alarm occurrence is reduced. Further, particularly, the binarization level adjusting unit 2
8 adjusts the binarization level so that the area Si becomes the regular area Sio by the method shown in FIGS.
Even if the images of the screw holes H1 and H2 are slightly disturbed, the normal center position can be accurately obtained, and highly accurate assembly work can be performed.

【0055】本発明は上記実施例に限定されるものはな
く、適宜の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実
施し得るものである。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be carried out in appropriate modes by making appropriate design changes.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上の通り、本発明は特許請求の範囲に
記載の通りのフリーベアリングテーブルの組立システム
であるので、組立位置にずれがなく円滑にねじ締め作業
することができ、かつねじ締め終了後のねじ締め状態を
その場で検査するので効率的である。
As described above, since the present invention is the assembly system of the free bearing table as set forth in the claims, it is possible to perform the screw tightening work smoothly without any displacement in the assembly position, and to perform the screw tightening. It is efficient because the screw tightening state after the completion is inspected on the spot.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の一実施例に係る組立システム
の概要を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an assembly system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、ねじ締め装置をロボットハンドに一体
的に取付けた状態を示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing a state in which the screw tightening device is integrally attached to the robot hand.

【図3】図3は、上記ねじ締め装置の側面図である。FIG. 3 is a side view of the screw tightening device.

【図4】図4は、組立ロボットの制御システムの構成を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system for an assembly robot.

【図5】図5は、ロボットコントローラの詳細を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing details of a robot controller.

【図6】図6は、上記ロボットの組立方式を示すフロー
チャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an assembly method of the robot.

【図7】図7は、撮像位置と組立位置との配置関係を示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an arrangement relationship between an imaging position and an assembly position.

【図8】図8は、画像の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an image.

【図9】図9は、画像処理方式を示すフローチャートで
ある。
FIG. 9 is a flowchart showing an image processing method.

【図10】図10は、X軸に沿った画像信号(ビデオ信
号)の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of an image signal (video signal) along the X axis.

【図11】図11は、図10のビデオ信号を2値化処理
した信号の説明図である。
11 is an explanatory diagram of a signal obtained by binarizing the video signal of FIG.

【図12】図12は、ねじ締め方式を示すフローチャー
トである。
FIG. 12 is a flowchart showing a screw tightening method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ロボットハンド 4 ねじ締め装置 17 ストローク検出用近接スイッチ 20 トルク検出用のリミットスイッチ 36 検査部 W1 テーブル W2 フリーベアリング H1,H2 ねじ穴 3 Robot hand 4 Screw tightening device 17 Proximity switch for stroke detection 20 Limit switch for torque detection 36 Inspection section W1 table W2 Free bearing H1, H2 Screw holes

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 テーブル面に対し多数のフリーベアリン
グを順次ねじ止めすることによりフリーベアリングテー
ブルを組立てる組立システムにおいて、 前記フリーベアリングを一個づつ吸着し、吸着されたフ
リーベアリングを前記テーブル面上の組立位置に対し所
定のオフセットを与えた位置に移送するロボットハンド
を設け、 この位置で前記テーブル面上の組立位置を撮像し、この
位置と予定の位置とのずれを算出し、前記ロボットハン
ドに与えるための補正量を算出する画像処理装置を設
け、 該装置で算出された補正量を参照して前記ロボットハン
ドを駆動し、前記フリーベアリングを前記組立位置に合
せるロボットコントローラを設け、 前記ロボットハンドに備えたねじ締め装置の駆動によ
り、前記フリーベアリングを所定の組立位置に組付ける
と共に、前記ねじ締め装置のねじ締め状態を検査しつ
つ、多数のフリーベアリングに対し繰り返しの組立て作
業を実行させる管理コンピュータを設けたことを特徴と
するフリーベアリングテーブルの組立システム。
1. An assembly system for assembling a free bearing table by sequentially screwing a number of free bearings to a table surface, wherein the free bearings are sucked one by one, and the sucked free bearings are assembled on the table surface. A robot hand that transfers to a position where a predetermined offset is given is provided, and an image of the assembly position on the table surface is imaged at this position, the deviation between this position and the planned position is calculated, and the result is given to the robot hand. An image processing device for calculating a correction amount for the robot hand is provided, the robot hand is driven by referring to the correction amount calculated by the device, and the robot controller for adjusting the free bearing to the assembly position is provided. By driving the screw tightening device provided, the free bearing is assembled in a predetermined assembly position. Together assembled in the while checking the screw fastening state of the screw tightening devices, the free bearing table assembly system, characterized in that a management computer to execute the repetitive assembling work for a number of free bearings.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007535414A (en) * 2004-05-03 2007-12-06 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Method and apparatus for forming a threaded connection
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