CN104919297B - 检查装置以及检查方法 - Google Patents
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Abstract
在组装有弹性部件的组装体所涉及的力波形中,为了尽可能简单地对所述弹性部件的变形开始位置或变形结束位置进行确定,检查装置(100)具有:力波形检测系统(机器人(2)、力获取部(3)及位置获取部(5)),其对组装有弹性部件的工件在弹性部件的作用方向上施加负载,并且获取对所述负载和位移量之间的关系进行了记述的力波形;作为接受部的检查参数指定部(9),其接受力波形检测系统获取到的力波形中的、弹性部件的变形过程中的任意指定点(PM点)的输入;以及检查部(8),其计算指定点处的力波形的局部斜率,基于计算得到的指定点处的局部斜率,对力波形中的包含所述弹性部件的变形开始位置或变形结束位置在内的物理特性变化点进行确定。
Description
技术领域
本发明涉及一种检查装置以及检查方法,其对组装于组装体中的状态下的弹性部件的特性进行检查。
背景技术
当前,针对组装有弹性部件的组装体(以下称为工件),存在如下的检查方法,即,通过使由外部的致动器驱动的手部移动,从而对弹性部件施加负载(以下也称为应力、力或载荷),使弹性部件变形。在这里,所谓弹性部件,是指作为与变形相应的应力的产生源所使用的部件。弹性部件例如包含弹簧或橡胶。根据上述检查方法,对施加在弹性部件上的负载、以及手部的前端部的移动量进行检测,基于这些检测值,对弹性部件组装于工件中的状态下的弹性部件的特性进行检查。在检查对象的特性中,例如能够举出在组装状态下产生的力(反作用力)或弹性系数。
例如在专利文献1中公开了一种炉芯支撑板插塞检查装置,该炉芯支撑板插塞检查装置对炉芯支撑板插塞的功能部件即弹簧的弹簧常数进行测定。该炉芯支撑板插塞检查装置通过在弹簧安装于炉芯支撑板插塞的状态下使致动器动作,从而将前端具有测力元件的活塞(手部)对弹簧进行按压。然后,炉芯支撑板插塞检查装置通过测力元件对活塞所承受的载荷进行检测,通过位移计对活塞的移动量进行检测。然后,炉芯支撑板插塞检查装置基于这些检测值,对安装于插塞的弹簧的弹簧常数进行计算。根据专利文献1,由于不需要对弹簧及插塞进行拆卸的作业,因此用于对炉芯支撑板插塞的健康性进行确认的作业能够容易地实施。
另外,在专利文献2中公开了一种检查系统,该检查系统在弹簧以夹在泵主体和壳体之间的方式进行了组装的状态下,对弹簧力和弹簧常数进行检查。弹簧在处于压缩的状态下进行了组装,成为在弹簧的作用方向中的弹簧伸长的方向上产生了力的状态。并且,在壳体的、弹簧伸长的方向上的规定位置处配置有外螺纹部件,在泵主体的可动范围中的弹簧伸得最长的位置受到外螺纹部件的限制。该检查系统将由致动器驱动的活塞向泵主体按压,在弹簧力的作用方向上将弹簧向收缩方向进行按压。然后,检查系统基于通过按压而产生的载荷和泵主体的端部位置的测量值,计算弹簧常数。基于计算得到的弹簧常数、以及泵主体与外螺纹部件分离的位置(即壳体从弹簧受到的力(壳体反作用力)变为零值的位置)的力信息,求出实际使用状态下的弹簧的力。根据专利文献2,能够对组装后的实际的弹簧力是否处于设定范围内进行判定。
专利文献1:日本特开昭61-080091号公报
专利文献2:日本特开2001-255238号公报
发明内容
在计算弹性部件的特性的情况下,需要根据手部所承受的载荷的检测值以及手部的移动量的检测值,对弹性部件处于变形过程的状态下的检测值进行确定。
另一方面,由于工件的定位误差、以及配置在弹性部件的周边的其他部件的尺寸误差等,导致弹性部件的变形开始位置和变形结束位置并非始终是固定的。因此,需要针对每个检查动作进行弹性部件的变形开始位置及变形结束位置的指定。
例如,根据专利文献1所述的技术,在通过使致动器动作而使活塞下降时,由于与弹簧的变形相应地变形的轴的长度存在波动,因此活塞前端的测力元件与轴抵接的位置存在波动。即,在通过测力元件获取到的信息、即活塞所承受的载荷这一信息中,弹簧的反作用力的开始位置不固定。在该情况下,假设如果事先设定弹簧的变形区间的开始位置和结束位置,则由于开始位置和结束位置之间的反作用力信息针对每个作业而变化,因此产生计算结果的波动。另外,由于在设定出的变形区间中还可能包含弹簧以外的变形区间的信息,因此可能无法准确地计算出弹簧常数的计算结果。在准确地计算出弹簧常数时,为了从活塞的移动量信息中剪切出活塞和轴接触期间的信息,需要针对每个检查动作指定活塞和轴接触的位置,存在生产率较低、成本较高的问题。
另外,专利文献1所记载的技术的目的在于,对炉芯支撑板插塞的健康性进行确认。换言之,为了防止在核反应堆的运转中发生插塞的功能性问题,对弹簧的反作用力是否能够承受炉芯支撑板的下部和上部之间的压力差进行确认。但是,在轴的长度存在尺寸误差,或者产生轴或插塞的变形的情况下,还存在下述问题,即,由于弹簧的压缩量改变,因此即使知道弹簧的弹簧常数相同,由于弹簧的反作用力存在波动,因此,其结果,不能确保炉芯支撑板插塞的健康性。
与此相对,根据专利文献2所记载的技术,检查系统通过冲压装置对泵主体加压。并且,检查系统根据对测定出的载荷和泵主体的端部位置的测量值之间的关系进行了记述的力波形,计算弹簧常数,基于计算得到的弹簧常数以及壳体反作用力变为零值的位置处的载荷的测定值,求出实际使用状态下的弹簧的反作用力,从而对组装状态下的弹簧力进行推定。由此,即使由于用于夹持弹簧的周边部件存在尺寸误差、或者产生变形而导致弹簧的设置长度(set length)改变,也能够对实际使用时的实际的弹簧力是否处于设定范围内进行确认。
但是,根据专利文献2所记载的技术,由于需要对得到的力波形上的壳体反作用力变为零值的位置(即变形开始位置)进行确定,因此需要在检查系统中准备用于检测壳体反作用力的装置,其结果,存在检查系统的成本上升的问题。或者,根据专利文献2所记载的技术,需要进行变形开始位置的指定。另一方面,在用于夹持弹簧的周边部件存在尺寸误差、或者该周边部件变形的情况下,变形开始位置会发生变化,因此操作者需要针对每个检查动作对变形开始位置进行设定。只要变形开始位置的指定需要耗费人力,检查动作的高效化就存在极限。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于得到一种检查装置以及检查方法,其在组装有弹性部件的组装体所承受的力波形中,尽可能简单地确定所述弹性部件的变形开始位置或变形结束位置。
为了解决上述课题,实现目的,本发明的特征在于,具有:力波形检测系统,其对组装有弹性部件的组装体在所述弹性部件的作用方向上施加负载,并且获取对所述负载和位移量之间的关系进行了记述的力波形;接受部,其接受所述力波形检测系统获取到的力波形中的、所述弹性部件的变形过程中的指定点的输入;以及检查部,其计算所述指定点处的所述力波形的局部斜率,计算与所述指定点不同的关注点处的局部斜率,基于所述关注点处的局部斜率和所述指定点处的局部斜率之间的比较,对所述关注点是否是力波形的变化点进行判定,所述检查部,一边以所述指定点为起点使第1关注点向远离所述指定点的方向移动,一边搜索最先满足第1条件的第1关注点,将最先满足所述第1条件的第1关注点确定为第1变化点,其中,该第1条件至少包含所述第1关注点处的局部斜率达到基于所述指定点处的局部斜率及第1参数的第1阈值,一边以所述第1变化点为起点使第2关注点向靠近所述指定点的方向移动,一边搜索最先满足第2条件的第2关注点,将最先满足所述第2条件的第2关注点确定为第2变化点,其中,该第2条件至少包含所述第2关注点处的局部斜率达到所述指定点处的局部斜率、或者基于所述指定点处的局部斜率及第2参数而获得的斜率的范围内。
发明的效果
根据本发明,由于检查装置仅通过指定点的输入就能够确定变化点,因此检查装置能够尽可能简单地对弹性部件的变形开始位置或变形结束位置进行确定。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的检查装置的结构的图。
图2是对机器人的结构进行说明的图。
图3是对作为检查对象的一个例子的电磁接触器的构造进行说明的图。
图4是对向励磁线圈施加电压时的电磁接触器的构造进行说明的图。
图5是对向励磁线圈施加电压时的电磁接触器的构造进行说明的图。
图6是对机器人的动作进行说明的图。
图7是对机器人的动作进行说明的图。
图8是对机器人的动作进行说明的图。
图9是对机器人的动作进行说明的图。
图10是对机器人的动作进行说明的图。
图11是表示力波形的一个例子的图。
图12是对部分波形进行说明的图。
图13是对检查动作的概况进行说明的流程图。
图14是对与检查动作相关的各种值进行说明的图。
图15是用于说明步骤S11的处理的图。
图16是用于说明实施方式1中的步骤S12的处理的图。
图17是对实施方式1中的步骤S12的处理的更详细的动作进行说明的流程图。
图18是用于说明步骤S13的处理的图。
图19是对步骤S13的处理的更详细的动作进行说明的流程图。
图20是用于说明实施方式2中的步骤S12的处理的图。
图21是对实施方式2中的步骤S12的处理的更详细的动作进行说明的流程图。
图22是表示力波形的一个例子的图。
具体实施方式
下面,基于附图,对本发明所涉及的检查装置以及检查方法的实施方式进行详细说明。此外,本发明并不受本实施方式限定。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1的检查装置的结构的图。检查装置100具有:机器人2、力获取部3、位置获取部5、获取条件指定部6、检查部编号选择部7、检查参数指定部9、检查范围指定部10、剪切部11、检查部8、检查输出部12、以及显示部13。
机器人2、力获取部3及位置获取部5协同动作,作为力波形检测系统起作用。力波形检测系统能够对组装有弹性部件的组装体在弹性部件的作用方向上施加负载,获取负载和位移量的负载-位移量信息对的集合(以下称为力波形)。
图2是对机器人2的结构进行说明的图。机器人2是在多个关节处具有电动机2a的垂直多关节机器人。机器人2在前端附近(前端部)经由力传感器3a而具有手部4。力传感器3a能够测定分别作用于以机器人2的指尖为原点的多个轴上的力以及绕各个轴的力矩。即,力传感器3a能够测定作用于手部4的力及力矩。此外,手部4也可以始终配备在机器人2的前端。另外,也可以以下述方式构成机器人2,即,在机器人2中,与手部4相比在机器人2的主体侧具有开闭手部或工具更换器,仅在进行检查动作的情况下,利用开闭手部对手部4进行把持,或者将手部4安装至工具更换器。另外,机器人2可以是仅进行检查作业的装置,也可以是在进行输送或组装等其他作业的过程中进行检查作业的装置。另外,机器人2也可以不是垂直多关节机器人,而是SCARA型机器人或者全部由直动轴(在直线上动作的轴)构成的正交机器人。
检查装置100能够对机器人2进行驱动,将手部4对组装有弹性部件的组装体在所述弹性部件的变形方向上进行按压而施加负载,将负载和位移量成对地进行测定,对力波形中的、所述弹性部件的变形开始位置及变形结束位置处的数据进行确定。
力获取部3从力传感器3a获取作用于手部4的力。力获取部3将获取到的力作为力检测值,经由机器人2及剪切部11向检查部8及显示部13供给。在力传感器3a是6轴的力传感器的情况下,力检测值包含3轴方向上的力和绕各轴的力矩。另外,在力传感器3a是小于或等于5轴的力传感器的情况下,力检测值包含3轴方向上的力和绕各轴的力矩中的能够进行测量的力矩。在力获取部3中,力传感器3a例如针对每个轴及每个力矩而设置,各力传感器3a分别将力检测值向检查部8及显示部13供给。
位置获取部5获取手部4的前端的位置。具体来说,位置获取部5包含对电动机2a的位置进行测定的位置传感器5a而构成。位置传感器5a例如是编码器或解析器。位置获取部5通过利用位置传感器5a对电动机2a的位置进行检测,并且对检测到的电动机2a的位置进行坐标变换,从而获取机器人2的前端的位置(手部4的前端的位置)。位置获取部5将获取到的位置作为位置检测值,经由机器人2及剪切部11向检查部8及显示部13供给。
获取条件指定部6对与力获取部3及位置获取部5相关的力或者位置的采样周期、检测开始位置、以及检测结束位置进行指定。获取条件指定部6例如基于对机器人2的动作进行记述的机器人程序所包含的命令而执行指定。例如,获取条件指定部6基于如下所示的命令执行指定。
FsTCond On,1
在这里,“FsTCond On”是用于指定检测开始位置的机器人语言(命令),“1”是对采样周期进行指定的编号。例如,在编号是“1”的情况下,采样周期是1.0毫秒。
另外,获取条件指定部6基于如下所示的命令执行指定。
FsTest On,30
在这里,“FsTest On”是用于利用相对于从手部4的动作开始位置至动作结束位置为止的移动距离的比例而对检测开始位置进行指定的机器人语言(命令),“30”是指将从组装动作开始位置算起30%的位置指定为检测开始位置。
另外,获取条件指定部6基于如下所示的命令执行指定。
FsTest Off,50
在这里,“FsTest Off”是用于利用相对于从手部4的动作开始位置至动作结束位置为止的移动距离的比例而对检测结束位置进行指定的机器人语言(命令),“50”是指将从组装动作开始位置算起50%的位置指定为检测结束位置。
此外,在该实施方式中,利用从动作开始位置算起的移动距离的比例对检测开始位置及检测结束位置进行指定,但指定方法不限定于此。例如,作为指定方法能够采用直至动作结束位置为止的移动距离的比例、从动作开始位置算起的移动距离、直至动作结束位置为止的移动距离、或者从动作开始算起的经过时间。
检查部编号选择部7对作为检查对象的轴进行指定,并且与使机器人2进行的作业的种类相应地选择检查部编号。检查部编号包含对使检查部8执行的检查动作进行指定的编号。另外,检查部编号选择部7将作为检查对象的轴的信息向所指定的检查部8供给,并且将检查部编号向检查参数指定部9供给。检查部编号选择部7基于来自机器人程序或操作者的输入,进行作为检查对象的轴的指定及检查部编号的选择。
例如,在使机器人2进行的作业是电磁开闭器嵌入的情况下,检查部编号选择部7选择“51”作为检查部编号。另外,在使机器人2进行的工作是对电磁开闭器的弹簧的弹簧常数进行测定的检查动作的情况下,检查部编号选择部7选择“52”作为检查部编号。
另外,例如,在使机器人2进行的工作是对弹簧的弹簧常数进行测定的检查动作的情况下,检查部编号选择部7通过执行机器人程序内的下述命令,从而进行检查部编号的选择及轴的指定。
FsTAlgo,52,3
在这里,“FsTAlgo”是用于进行检查部编号及轴的指定的机器人语言(命令),“52”是检查部编号,“3”是指将作为检查对象的轴指定为Z轴。
检查参数指定部(接受部)9从检查部编号选择部7接受检查部编号。存储部1针对每个检查部编号预先存储有检查参数的组合。检查参数的值例如由操作者等而预先设定。检查参数指定部9通过参照存储部1,从而获取与从检查部编号选择部7获取到的检查部编号相对应的检查参数的组合。检查参数指定部9将获取到的检查参数的组合供给(设定)至检查部8。稍后对检查参数的详细内容进行说明。
此外,在该实施方式中,检查参数指定部9是获取、设定与检查部编号相对应的检查参数的装置,但也可以是将检查参数的组合直接记载而设定在机器人程序中。
检查范围指定部10在关于从检测开始位置至检测结束位置为止的区间而得到的力/位置检测值对中,对应该向检查部8供给的范围进行指定。即,检查范围指定部10指定用于对力波形中的物理特性变化点(变化点)进行确定的检查范围。在这里,所谓物理特性变化点,是指在力波形中斜率变化的部位。变形开始位置及变形结束位置都相当于物理特性变化点。例如在检查部8对弹性部件的弹性系数或者弹性部件在组装状态下产生的力进行测定的情况下,需要对弹性部件的变形开始位置及变形结束位置进行确定。在该情况下,由检查范围指定部10指定将从弹性部件的变形开始位置至变形结束位置为止的区间全部包含在内的、用于对变形开始位置及变形结束位置进行确定的充分的范围的区间。此外,将由检查范围指定部10所指定的范围的起始位置设为检查处理开始位置、将结束位置设为检查处理结束位置。将检查处理开始位置及检查处理结束位置向剪切部11供给。
检查处理开始位置及检查处理结束位置的指定能够利用机器人2的正交坐标位置而进行指定。在本实施方式中,设为如下方式,即,为了应对反复进行检查动作的情况,将从检测到的力波形的起始(检测开始位置)至最后(检测结束位置)为止的总移动量(将所指定的轴的位置数据间的移动量绝对值进行累加而得到的值)设为100%,检查处理开始位置及检查处理结束位置的指定利用相对于总移动量的比例而进行指定。作为检查对象的轴的位置数据的起始为0%,最后为100%。例如,对于检查处理开始位置及检查处理结束位置的指定,能够基于记述在机器人程序中的如下述所示的命令,对检查处理开始位置及检查处理结束位置进行指定。
FsTBat,70,100
在这里,“FsTBat”是用于利用相对于总移动量的比例而对检查处理开始位置及检查处理结束位置进行指定的机器人语言(命令),“70,100”是指将由位置获取部5检测到的位置检测值为总移动量70%的位置指定为检查处理开始位置,将100%的位置指定为检查处理结束位置。
剪切部11从由力获取部3及位置获取部5检测到的力波形中剪切出由检查范围指定部10指定出的范围的波形,将剪切出的波形向检查部8供给。由于剪切部11从检测到的力波形中将对于特性的测定来说不需要的信息排除在外,因此能够缩短检查处理所花费的时间。
检查部8基于由剪切部11剪切出的力波形、以及由检查参数指定部9指定出的检查参数,对弹性部件的特性进行测定。被检查部8作为检查对象的轴是由检查部编号选择部7指定的。另外,检查部8执行的检查动作针对各检查部编号而不同。例如,稍后说明用于作为特性而计算弹性系数(在弹性部件是弹簧的情况下是弹簧常数)的检查动作。
检查部8具有:基准特性计算部81、特性变化点识别部82、以及特性计算部83。基准特性计算部81根据剪切出的力波形,对基准特性(后述)进行计算。特性变化点识别部82基于计算得到的基准特性,对物理特性变化点进行确定,对2个物理特性变化点之间的区间进行确定。此外,下面,有时将2个物理特性变化点之间的区间称为特性区间。特性计算部83基于特性区间的力波形,对特性进行计算。特性计算部83将计算得到的特性向检查输出部12及显示部13供给。特性计算部83也可以将特性区间或物理特性变化点与特性一起向检查输出部12及显示部13供给。
检查输出部12能够将从检查部8供给的信息通过I/O等向外部的控制装置进行通知。外部的控制装置能够利用所通知的信息进行生产管理。具体来说,外部的控制装置能够对弹性部件的弹性常数是否落入额定范围进行确认,在弹性常数未落入额定范围的情况下判定为不合格品。另外,例如,在工件的组装作业之后紧接着实施检查作业的情况下,外部的控制装置能够通过将特性区间的起点及终点的力检测值、位置检测值或者其二者与组装作业正常完成的情况下的起点及终点的力检测值、位置检测值或者其二者进行比较,对组装作业是否成功进行确认。
显示部13例如是LCD等显示器。另外,显示部13也可以是将输入的信息按照规定的程序进行加工而显示的可编程显示器。显示部13对力获取部3及位置获取部5检测到的力波形进行图形显示,或者对从检查部8输入的信息进行显示。
此外,存储部1、检查部编号选择部7、检查参数指定部9、检查范围指定部10、剪切部11、检查部8、检查输出部12、以及显示部13中的一部分或全部也可以由具有存储装置、运算装置、输入装置及显示装置的计算机实现。例如,存储装置由ROM、RAM或其组合构成,预先存储检查程序。另外,存储装置作为存储部1起作用。运算装置通过执行存储装置所存储的检查程序,作为存储部1、检查部编号选择部7、检查参数指定部9、检查范围指定部10、剪切部11、检查部8及检查输出部12中的一部分或全部起作用。输入装置例如是鼠标和键盘,将来自操作者的输入信息向运算装置发送。显示装置例如是LCD等显示器,作为显示部13起作用。此外,该计算机也可以内置于对机器人2进行控制的机器人控制器中。
下面,对本发明的实施方式的检查装置100的检查对象进行说明。图3是对作为检查对象的一个例子的电磁接触器的构造进行说明的图。
电磁接触器200具有:壳体上部14、可动触点15、固定触点16、可动铁心17、板18、励磁线圈19、固定铁心20、壳体下部21、按压条22、接触弹簧23、可动接触件24、以及跳闸弹簧25。可动铁心17具有可动铁心中部17a。另外,按压条22具有窗22a。此外,图3表示在励磁线圈19未被励磁的状态下的电磁接触器200的构造。
壳体上部14和壳体下部21利用固定部件(例如螺钉)进行了固定。在壳体下部21的内侧配置有励磁线圈19。励磁线圈19保持于固定铁心20的内部。在励磁线圈19的上部安装有板18。可动铁心17配置为,与固定铁心20之间隔开规定间隔,与固定铁心20相对。在固定铁心20和可动铁心17之间设置有跳闸弹簧25。跳闸弹簧25配置为卷绕于可动铁心中部17a。跳闸弹簧25被夹持在板18和可动铁心17之间。跳闸弹簧25为了在伸长方向上持续地产生力,而始终处于被压缩的状态。另外,在可动铁心17的上部设置有按压条22。按压条22和可动铁心17之间进行了固定。按压条22及可动铁心17以作为一体在上下方向上能够滑动的方式,由壳体上部14及壳体下部21进行引导。此外,壳体上部14开设有孔,手部4能够通过从孔中插入,从而使按压条22向下方(即,将跳闸弹簧25进一步压缩的方向)进行位移。
在按压条22的大致中部设置有窗22a。在窗22a中保持有可动接触件24。可动接触件24通过由压缩螺旋弹簧构成的接触弹簧23而被向下方预紧,能够沿窗22a滑动。在可动接触件24的两端安装有可动触点15。另外,可动触点15配置为隔开规定间隔而与固定触点16相对。固定触点16安装在壳体上部14的一部分上。
图4及图5是对励磁线圈19被施加电压时的电磁接触器200的构造进行说明的图。如果对励磁线圈19施加电压,则电流在励磁线圈19中流动,励磁线圈19产生磁通。在固定铁心20和可动铁心17之间产生与励磁线圈19所产生的磁通相应的吸引力。如果该吸引力超过通过跳闸弹簧25而施加的预紧力,则可动铁心17及按压条22向下方移动,跳闸弹簧25被压缩。由于可动铁心17安装在按压条22上,因此由于按压条22的移动导致可动触点15和固定触点16接触。图4表示可动触点15和固定触点16接触瞬间的状态下的电磁接触器200的构造。
图5表示在可动触点15和固定触点16接触的状态下被施加更强的电压的状态下的电磁接触器200的构造。可动铁心17和固定铁心20之间的间隔与可动触点15和固定触点16之间的间隔相比设定得较大。因此,如果在可动触点15和固定触点16接触的状态下被施加更强的电压,则按压条22在可动触点15和固定触点16接触的状态下进一步向下方移动。由此,接触弹簧23开始压缩,并且,跳闸弹簧25被进一步压缩。通过接触弹簧23而向可动接触件24施加的预紧力成为可动触点15和固定触点16之间的接触压力。
通过使可动触点15和固定触点16接触,电磁接触器200的闭合动作完成。即,与外部的电路连接。如果停止对励磁线圈19施加电压,则可动铁心17和固定铁心20之间的吸引力消失。因此,由于跳闸弹簧25的预紧力,可动铁心17及按压条22向图中上方移动,可动触点15和固定触点16分离。由此,断开动作完成。即,外部的电路被切断。
在这里,需要适当地保持可动触点15和固定触点16之间的接触压力。在可动触点15和固定触点16接触时,在接触力不足的情况下,可动触点15和固定触点16之间的接触状态变得不稳定。接触状态的不稳定化是接触不良的原因。相反地,在可动触点15和固定触点16接触时,在接触力过高的情况下,可动触点15或固定触点16会由于压力而引起变形,可动触点15或固定触点16的寿命变短。为了对可动触点15和固定触点16之间施加适当的接触力,需要对通过施加在励磁线圈19上的电压而在可动铁心17和固定铁心20之间产生的吸引力、以及跳闸弹簧25的弹簧力进行管理。
下面,对本发明的实施方式1的检查装置100的动作进行说明。
图6~图10是对机器人2的动作进行说明的图。机器人2基于通过机器人程序进行的控制而被驱动。机器人2在检查动作中,利用手部4的指尖按下电磁接触器200的按压条22。即,机器人2在跳闸弹簧25的作用方向中的跳闸弹簧25进行压缩的方向上对按压条22进行按压。
从机器人2将手部4在箭头方向上开始移动至移动完成为止的手部4和电磁接触器200之间的位置关系在图7~图10中示出。图7是表示即将进行检查动作之前的状态(状态1)下的手部4和电磁接触器200之间的位置关系的图。图8是表示手部4和按压条22接触瞬间的状态(状态2)下的手部4和电磁接触器200之间的位置关系的图。图9是表示可动触点15和固定触点16接触瞬间的状态(状态3)下的手部4和电磁接触器200之间的位置关系的图。图10是表示检查动作结束状态(状态4)下的手部4和电磁接触器200之间的位置关系的图。
图11是表示在执行使手部4和电磁接触器200之间的位置关系依次达到图7~图10的状态的动作时由力获取部3及位置获取部5获取到的力波形的一个例子的图。力波形的纵轴表示力检测值F(单位是N),横轴表示位置检测值S(单位是mm)。
在图11中,从A点至B点为止的区间与手部4和按压条22接触前的状态(即状态1)相对应。B点与状态2相对应。从C点至D点为止的区间与可动触点15和固定触点16接触前、且跳闸弹簧25被压缩的状态相对应。D点与状态3相对应。从E点至F点为止的区间与可动触点15和固定触点16接触后、且接触弹簧23和跳闸弹簧25同时被压缩的状态相对应。F点与状态4相对应。
另外,B点处的力检测值和C点处的力检测值之间的差FCB与励磁线圈19未被施加电压的情况下跳闸弹簧25所产生的力(跳闸弹簧25的预紧力)相当。D点处的力检测值和E点处的力检测值之间的差FED与励磁线圈19未被施加电压的情况下接触弹簧23所产生的力(接触弹簧23的预紧力)相当。
如图11所示,为了得到跳闸弹簧25的弹簧常数,需要对C点和D点进行确定。另外,为了得到跳闸弹簧25的预紧力,需要对B点和C点进行确定。此外,由于在力获取部3及位置获取部5的检测值中分别夹杂着测定噪声成分,因此力波形变为锯齿状地波动的形状。
下面,对检查装置100计算特性的动作进行说明。在这里,对将电磁接触器200所具备的跳闸弹簧25的弹簧力作为检测对象特性的情况下的动作进行说明。
机器人2基于机器人程序执行从状态1至状态4的动作。此时,检查装置100对从由获取条件指定部6设定的检测开始位置至检测结束位置为止的力波形进行获取。剪切部11从获取到的力波形中剪切出由检查范围指定部10指定出的范围的力波形(以下称为部分波形),将剪切出的部分波形向检查部8供给。
图12是对部分波形进行说明的图。图12的图形的纵轴表示力检测值F,横轴表示将从检测开始位置至检测结束位置为止的总移动量设为100%的情况下的移动量的比例(下面称为移动量比例)。
由力获取部3及位置获取部5检测到的力检测值F和位置检测值S的检测值对是以所设定的采样周期进行收集的离散数据。如果将数据数设为n,则与第i个数据相关的移动量比例由下述的算式1计算得出。
Per(i)={S(i)/S(n)}×100(i=1、2、…、n)…(1)
在图12的例子中,将从Per1至Per2为止的范围的力波形作为部分波形(部分波形26)而剪切出。
然后,检查部编号选择部7基于机器人程序,选择检查部编号“53”,其表示对弹簧力进行计算的检查动作。检查部8执行与检查部编号“53”相对应的检查动作。
图13是对通过检查部8进行的检查动作的概况进行说明的流程图,图14是对与通过检查部8进行的检查动作相关的各种值进行说明的图。
在图14中,纵轴表示力检测值F,横轴表示移动量比例。从L点至R点为止的区间是跳闸弹簧25的特性区间(特性区间LR)。L点是特性区间LR的起点的物理特性变化点,R点是特性区间LR的终点的物理特性变化点。此外,L点是跳闸弹簧25的变形开始位置(即可动铁心17与壳体上部14分离瞬间的位置),R点是达到状态3的位置(跳闸弹簧25的单独变形结束位置,即与接触弹簧23同时被压缩前的位置)。PM点是特性区间LR的中间点,是选择了检查部编号“53”时能够设定的检查参数。换言之,PM点是力波形中的在弹性部件的变形过程中的任意的指定点。作为PM点,例如能够利用移动量比例对作为检查对象的弹性部件即跳闸弹簧25从变形开始至变形结束为止的力检测值的中间值的大致位置进行设定。SL点是L点附近的点,SR点是R点附近的点。SL点是与L点相比移动量较小的位置,SR点是与R点相比移动量较大的位置。
如图13所示,首先,基准特性计算部81与数据编号相关联地获取构成部分波形26的落入检查范围内的力检测值F和位置检测值S的检测值对(步骤S10)。然后,基准特性计算部81计算PM点处的斜率km(步骤S11)。基准特性计算部81将计算得到的斜率km作为基准特性(以下也称为基准斜率)向特性变化点识别部82供给。
然后,特性变化点识别部82对作为粗略变化点的SL点进行确定(步骤S12),基于确定出的SL点对L点进行确定(步骤S13)。然后,特性变化点识别部82对作为粗略变化点的SR点进行确定(步骤S14),基于确定出的SR点对R点进行确定(步骤S15)。特性变化点识别部82将L点的数据编号及R点的数据编号向特性计算部83供给。
然后,特性计算部83基于部分波形中的特性区间LR的数据对特性进行计算(步骤S16)。在这里,特性计算部83例如对特定区间LR的弹簧力的平均值进行计算。特性计算部83将计算得到的特性向检查输出部12及显示部13供给。在步骤S16的处理后,检查部8的动作结束。
此外,弹簧力例如能够以下述方式求得。首先,通过上述动作对图11中的C点及D点进行确定。另外,通过指定从A点至B点的区间的任意1点,从而通过与上述相同的动作对B点进行确定。其原因在于,从A点至B点的区间能够视为弹性系数为0的变形过程,B点能够视为该变形过程的变形结束位置。通过对B点和C点进行确定,从而求出跳闸弹簧25的预紧力FCB。另外,通过对C点及D点进行确定,从而求出作为跳闸弹簧25的弹性系数的弹簧常数。根据C点、预紧力FCB、以及跳闸弹簧25的弹簧常数,求出从C点至D点为止的任意的弹簧力。
下面,对步骤S11~步骤S13的各处理更详细地进行说明。
此外,设为由检查参数指定部9指定的检查参数除了PM点的指定以外,还包含左侧斜率倍率SlpL、右侧斜率倍率SlpR、以及近似窗距离d。在这里,左侧斜率倍率SlpL(第1参数)及右侧斜率倍率SlpR(第1参数)均大于1。
首先,在步骤S11中,基准特性计算部81搜索移动量比例与PM点最接近的数据。将移动量比例与PM点最接近的数据的数据编号设为Mn。
图15是用于说明步骤S11的处理的图。对数据编号Mn的数据以下述方式进行搜索。即,基准特性计算部81最先求出与PM点相比移动量比例较小、且数据编号最大的数据(将该数据的数据编号设为N1)。基准特性计算部81通过利用下述的算式(2)~(3),对数据编号N1进行计算。此外,将PM点的移动比例标记为“PM”。
Per(i)≤PM(i=1、2、…n)…(2)
N1=max(i)…(3)
其中,存在Per(1)=0%、Per(n)=100%的关系。
然后,基准特性计算部81求出与PM点相比移动量比例较大、且数据编号最小的数据(将该数据的数据编号设为N2)。基准特性计算部81通过利用下述的算式(4)对数据编号N2进行计算。
N2=N1+1…(4)
然后,基准特性计算部81在下述的算式(5)成立的情况下,设为Mn=N1,在下述的算式(5)不成立的情况下,设为Mn=N2。
Per(N2)-PM>PM-Per(N1)…(5)
在确定数据编号Mn的数据后,基准特性计算部81在以数据编号Mn的数据为中心、且包含在移动量比例的范围的大小与近似窗距离d相当的窗27中的数据中,搜索最小的数据编号ML及最大的数据编号MR。具体来说,基准特性计算部81通过利用下述的算式(6)~(7),求出数据编号ML。
S(Mn)-S(i)≥d/2(i=Mn-1、Mn-2、…、1)…(6)
ML=min(i)…(7)
另外,基准特性计算部81通过利用下述的算式(8)~(9),求出数据编号MR。
S(i)-S(Mn)≥d/2(i=Mn+1、Mn+2、…、n)…(8)
MR=max(i)…(9)
然后,基准特性计算部81计算包含在窗27中的全部数据的近似线的斜率,将计算得到的斜率设为基准斜率km。此外,基准特性计算部81也可以对包含在窗27中的全部数据应用最小二乘法而计算基准斜率km。
图16是用于说明步骤S12的处理的图,图17是对步骤S12的处理的更详细的动作进行说明的流程图。在步骤S12的处理中,特性变化点识别部82在负方向(准确地说,是以PM点为起点在负方向)上执行SL点的搜索。
特性变化点识别部82首先与数据编号相关联地获取构成部分波形26的落入检查范围内的力检测值F和位置检测值S的检测值对(步骤S20)。然后,特性变化点识别部82将变量i初始化为Mn(步骤S21),将变量k初始化为0(步骤S22)。
然后,特性变化点识别部82将变量i以1递减(步骤S23),将变量k以1递增(步骤S24)。然后,特性变化点识别部82对是否满足下述的算式(10)进行判定(步骤S25)。
S(i)-S(i-k)≥d…(10)
在不满足算式(10)的情况下(步骤S25、No),特性变化点识别部82再次执行步骤S24的处理。在满足算式(10)的情况下(步骤S25、Yes),特性变化点识别部82计算从数据编号为i-k至数据编号为i为止的数据的近似线的斜率(步骤S26)。特性变化点识别部82将计算得到的斜率设为局部斜率ki。特性变化点识别部82也可以对数据编号从i-k至i为止的数据利用最小二乘法而计算局部斜率ki。
然后,特性变化点识别部82利用基准斜率km、左侧斜率倍率SlpL、以及计算得到的局部斜率ki,对是否满足下述的算式(11)进行判定(步骤S27)。
ki≥SlpL×km…(11)
在不满足算式(11)的情况下(步骤S27、No),特性变化点识别部82再次执行步骤S22的处理。在满足算式(11)的情况下(步骤S27、Yes),特性变化点识别部82将SL设为i-k(步骤S28),结束步骤S12的处理所涉及的动作。
图18是用于说明步骤S13的处理的图,图19是对步骤S13的处理的更详细的动作进行说明的流程图。在步骤S13的处理中,特性变化点识别部82将SL点作为起点在正方向上执行L点的搜索。
特性变化点识别部82首先与数据编号相关联地获取构成部分波形26的落入检查范围内的力检测值F和位置检测值S的检测值对(步骤S30)。然后,特性变化点识别部82将变量i初始化为SL(步骤S31),将变量k初始化为0(步骤S32)。
然后,特性变化点识别部82将变量i以1递增(步骤S33),将变量k以1递增(步骤S34)。然后,特性变化点识别部82对是否满足下述的算式(12)进行判定(步骤S35)。
S(i+k)-S(i)≥d…(12)
在不满足算式(12)的情况下(步骤S35、No),特性变化点识别部82再次执行步骤S34的处理。在满足算式(12)的情况下(步骤S35、Yes),特性变化点识别部82计算从数据编号为i至数据编号为i+k为止的数据的近似线的斜率(步骤S36)。特性变化点识别部82将计算得到的斜率设为局部斜率ki。特性变化点识别部82也可以对数据编号从i至i+k为止的数据利用最小二乘法而计算局部斜率ki。
然后,特性变化点识别部82利用基准斜率km及计算得到的局部斜率ki,对是否满足下述的算式(13)进行判定(步骤S37)。
ki≤km…(13)
在不满足算式(13)的情况下(步骤S37、No),特性变化点识别部82再次执行步骤S32的处理。在满足算式(13)的情况下(步骤S37、Yes),特性变化点识别部82将L设为i(步骤S38),结束步骤S13的处理所涉及的动作。
如上所述,特性变化点识别部82计算与PM点不同的关注点处的局部斜率ki,基于关注点处的局部斜率ki和PM点处的局部斜率km的比较,对关注点是否是物理特性变化点进行判定。
更详细地说,特性变化点识别部82一边使关注点从PM点朝向变形开始位置移动,一边对关注点处的局部斜率ki和将基准斜率km与左侧斜率倍率SlpL相乘所得到的值进行比较,将局部斜率ki最先达到将基准斜率km与左侧斜率倍率SlpL相乘所得到的值的关注点设为SL点。然后,特性变化点识别部82一边使关注点从SL点朝向PM点移动,一边对关注点处的局部斜率ki和基准斜率km进行比较,将局部斜率ki最先变得小于或等于基准斜率km的关注点确定为变形开始位置。
换言之,特性变化点识别部82一边使关注点从PM点朝向变形开始位置移动,一边对最先满足如下条件(第1条件)的关注点进行搜索,将搜索到的关注点确定为SL点,该条件是,局部斜率ki达到基于PM点处的局部斜率即基准斜率km以及第1参数即左侧斜率倍率SlpL而得到的第1阈值即SlpL×km。然后,特性变化点识别部82一边使关注点以SL点为起点在靠近PM点的方向上移动,一边对最先满足如下条件(第2条件)的关注点进行搜索,将搜索到的关注点确定为变形开始位置即L点,该条件是,关注点处的局部斜率ki达到PM点处的局部斜率km。
此外,特性变化点识别部82一边使关注点从PM点朝向变形结束位置移动,一边对关注点处的局部斜率ki和将基准斜率km与右侧斜率倍率SlpR相乘所得到的值进行比较,将局部斜率ki最先达到将基准斜率km与右侧斜率倍率SlpR相乘所得到的值的关注点设为SR点。然后,特性变化点识别部82一边使关注点从SR点朝向PM点移动,一边对关注点处的局部斜率ki和基准斜率km进行比较,将局部斜率ki最先变得小于或等于基准斜率km的关注点确定为变形结束位置。
即,由于除了SR点的搜索方向与SL点的搜索方向相反这一点、以及取代左侧斜率倍率SlpL而使用右侧斜率倍率SlpR这一点之外,步骤S14的处理及步骤S15的处理分别与步骤S12的处理及步骤S13的处理等同,因此省略详细的动作说明。
如上所述,根据本发明的实施方式1,检查装置100具有:力波形检测系统(机器人2、力获取部3及位置获取部5),其对组装有弹性部件的工件在弹性部件的作用方向上施加负载,并且获取对所述负载和位移量之间的关系进行了记述的力波形;作为接受部的检查参数指定部9,其接受力波形检测系统所获取到的力波形中的、弹性部件的变形过程中的任意指定点(PM点)的输入;以及检查部8,其计算指定点处的力波形的局部斜率,基于计算得到的指定点处的局部斜率,对力波形中的包含所述弹性部件的变形开始位置或变形结束位置在内的物理特性变化点进行确定。由于检查装置100仅通过指定PM点即可确定物理特性变化点,因此不需要物理特性变化点所涉及的比较基准的设定。即,检查装置100能够尽可能简单地对弹性部件的变形开始位置或变形结束位置进行确定。另外,由于将弹性部件的变形过程中的1个点指定为PM点即可,因此,即使在由于各种误差(包含组装体的定位误差、或者弹性部件的周围的部件的尺寸误差)导致变形开始位置或变形结束位置针对各组装体而变动的情况下,检查装置100也能够对变形开始位置或变形结束位置进行确定。因此,能够将检查动作实现自动化,因此将操作者从针对各组装体进行各种设定的负担中解放。
此外,检查部编号选择部7也可以将提示进行检查部编号的选择的画面在显示部13上显示,使操作者进行选择检查部编号的输入。另外,检查参数指定部9也可以将提示进行检查参数的输入的画面在显示部13上显示,使操作者进行检查参数的输入。另外,获取条件指定部6也可以将提示进行采样周期、检测开始位置或检测结束位置的输入的画面在显示部13上显示,使操作者进行采样周期、检测开始位置或检测结束位置的输入。
另外,在相同的工件存在多个、对多个工件进行检查动作时,检查装置100也可以提取其中一个工件作为样品,求出样品的从检测开始位置至检测结束位置为止的力波形,将求出的力波形在显示部13上显示,并且对提示进行检查部编号及检查参数的输入的画面进行显示。由此,操作者能够基于样品的力波形,决定、输入符合多个工件的特征的条件。
实施方式2
由于实施方式2的检查装置的结构与实施方式1等同,因此利用与实施方式1相同的结构要素及标号,对实施方式2进行说明。
在实施方式2中,作为检查参数而准备有力噪声判定值FNoise(第3参数)。检查参数指定部9从存储部1读出力噪声判定值FNoise的值,向检查部8供给。
特性变化点识别部82一边使关注点从PM点朝向变形开始位置移动,一边对近似窗距离d的两端的数据所涉及的负载的差值和力噪声判定值FNoise的值进行比较,并且对关注点处的局部斜率ki和将基准斜率km与左侧斜率倍率SlpL相乘所得到的值进行比较。然后,特性变化点识别部82将所述差值大于或等于力噪声判定值FNoise的值、且局部斜率ki最先达到将基准斜率km与左侧斜率倍率SlpL相乘所得到的值的关注点设为SL点。
另外,特性变化点识别部82一边使关注点从PM点朝向变形结束位置移动,一边对近似窗距离d的两端的数据所涉及的负载的差值和力噪声判定值FNoise的值进行比较,并且对关注点处的局部斜率ki和将基准斜率km与右侧斜率倍率SlpR相乘所得到的值进行比较。然后,特性变化点识别部82将所述差值大于或等于力噪声判定值FNoise的值、且局部斜率ki最先达到将基准斜率km与右侧斜率倍率SlpR相乘所得到的值的关注点设为SR点。
图20是用于说明实施方式2的检查装置100中的步骤S12的处理的图,图21是对实施方式2的检查装置100中的步骤S12的处理的更详细的动作进行说明的流程图。
由于步骤S40~步骤S45的处理分别与步骤S20~步骤S25的处理等同,因此在这里省略说明。在步骤S45的判定处理中,在不满足算式(10)的情况下(步骤S45、No),特性变化点识别部82再次执行步骤S44的处理。在满足算式(10)的情况下(步骤S45、Yes),特性变化点识别部82对局部斜率ki进行计算,并且从构成数据编号为i的数据的力检测值F(i)中减去构成数据编号为i-k的数据的力检测值F(i-k),计算差值FsDiff(步骤S46)。
然后,特性变化点识别部82利用基准斜率km、左侧斜率倍率SlpL、力噪声判定值FNoise、以及计算得到的局部斜率ki及差值FsDiff,对是否同时满足下述的算式(14)~(15)进行判定(步骤S47)。
Ki≥SlpL×Km…(14)
FsDiff≥FNoise…(15)
在不满足算式(14)~(15)中的至少一个的情况下(步骤S47、No),特性变化点识别部82再次执行步骤S42的处理。在同时满足算式(14)~(15)的情况下(步骤S47、Yes),特性变化点识别部82将SL设为i-k(步骤S48),结束步骤S12的处理所涉及的动作。
如上所述,根据实施方式2,检查装置100在力噪声判定值FNoise被指定、相距近似窗距离d的点的力的变化量小于力噪声判定值FNoise的情况下,不对SL点进行确定。即,第2条件还包含如下条件,即,包含关注点在内的近似窗距离d的范围的力波形中的两端的数据处的负载的差值FsDiff超过第3参数即力噪声判定值FNoise。由于在因噪声的影响而使得力的变化量变小的情况下,检查装置100不对SL点进行确定,因此在对变化点进行检测时能够将噪声的影响排除在外。
实施方式3
斜率倍率(左侧斜率倍率SlpL、右侧斜率倍率SlpR)的值应该设为大于1的值还是应该设为小于1的值,是与搜索方向和特性变化点前后的斜率的大小相应地决定的。在以PM点为起点开始搜索、与特性变化点之前的斜率相比之后的斜率较大的情况下,在作为斜率倍率而设定了大于1的值时,对其特性变化点进行确定。另外,在与特性变化点之前的斜率相比之后的斜率较小的情况下,在作为斜率倍率而设定了小于1的值时,对其特性变化点进行确定。
在实施方式3中,如图22所示,对如下情况进行说明,即,从PM点开始搜索,由于与特性变化点之前相比,特性变化点之后的力波形的斜率较小,因此对左侧斜率倍率SlpL及右侧斜率倍率SlpR分别设定小于1的值。由于实施方式3的检查装置的结构与实施方式1相同,因此利用与实施方式1相同的结构要素及标号,对实施方式3进行说明。
由检查参数指定部9指定的检查参数与实施方式1相同地,除了PM点的指定以外,包含左侧斜率倍率SlpL、右侧斜率倍率SlpR、以及近似窗距离d。左侧斜率倍率SlpL(第1参数)及右侧斜率倍率SlpR(第1参数)均小于1。
在实施方式3中,特性变化点识别部82在对作为粗略变化点的SL点进行确定的处理(图17所示的处理)所包含的步骤S27的处理中,取代算式(11)而对是否满足下述的算式(16)进行判定。
ki≤SlpL×km…(16)
在不满足算式(16)的情况下,特性变化点识别部82再次执行步骤S22的处理。在满足算式(16)的情况下,特性变化点识别部82将SL设为i-k(步骤S28),结束步骤S12的处理所涉及的动作。
另外,特性变化点识别部82在基于SL点对作为特性变化点的L点进行确定的处理(图19所示的处理)所包含的步骤S37的处理中,取代算式(13)而对是否满足下述的算式(17)进行判定。
ki≥km…(17)
在不满足算式(17)的情况下,特性变化点识别部82再次执行步骤S32的处理。在满足算式(17)的情况下,特性变化点识别部82将L设为i(步骤S38),结束步骤S13的处理所涉及的动作。
如上所述,在实施方式3中,通过对左侧斜率倍率SlpL及右侧斜率倍率SlpR的值设定小于1的值,从而能够以PM点为起点开始搜索,从与特性变化点之前的斜率相比之后的斜率较小的例如如图22所示的力波形中,提取出特性变化点。由此,能够尽可能简单地对弹性部件的变形开始位置及变形结束位置进行确定。
此外,在以PM点为起点开始搜索,与特性变化点之前的斜率相比之后的斜率较大的情况下,在作为斜率倍率而设定了大于1的值时,对其特性变化点进行确定,在作为斜率倍率而设定了小于1的值时,不对其特性变化点进行确定。另外,在与特性变化点之前的斜率相比之后的斜率较小的情况下,在作为斜率倍率而设定了小于1的值时,对其特性变化点进行确定,在作为斜率倍率而设定了大于1的值时,不对其特性变化点进行确定。用户能够根据希望确定的特性变化点而决定是将斜率倍率设定为大于1的值还是设定为小于1的值。
另外,斜率倍率可以针对左侧和右侧独立地设定。即,可以对左侧斜率倍率SlpL及右侧斜率倍率SlpR中的一个设定大于1的值,对另一个设定小于1的值。
另外,特性变化点识别部82也可以判定针对斜率倍率设定的值是否大于1,根据判定结果对是执行实施方式1中所说明的动作还是执行实施方式3中所说明的动作进行切换。
另外,检查参数指定部9也可以构成为,能够作为相同的斜率倍率而指定大于1的值和小于1的值这2种值。特性变化点识别部82通过利用一个斜率倍率进行特性变化点的确定,之后,利用另一个斜率倍率进行特性变化点的确定,从而无论特性变化点前后的斜率的大小如何,都能够对特性变化点进行确定。
实施方式4
由于实施方式4的检查装置的结构与实施方式1相同,因此利用与实施方式1相同的结构要素及标号,对实施方式4进行说明。
在实施方式4中,由检查参数指定部9指定的检查参数包含PM点的指定、左侧斜率倍率SlpL、右侧斜率倍率SlpR、近似窗距离d、以及调整系数cl。并且,特性变化点识别部82在基于SL点对作为特性变化点的L点进行确定的处理(图19所示的处理)所包含的步骤S35的处理中,取代算式(12)而对是否满足下述的算式(18)进行判定。
S(i+k)-S(i)≥d’…(18)
此外,d’是与近似窗距离d不同的值,且是正实数。d’由下述的算式(19)定义。以下,将d’称为搜索窗长度。
d’=cl×d…(19)
在不满足算式(18)的情况下,特性变化点识别部82执行步骤S34的处理。在满足算式(18)的情况下,特性变化点识别部82对从数据编号为i至数据编号为i+k为止的数据的近似线的斜率进行计算(步骤S36)。
在这里,在cl大于1的情况下(例如2),关于所要计算的斜率ki,能够得到将由于噪声等的影响所导致的结束条件(即步骤S37判定为Yes)的误检测减少的效果。cl越大,对噪声的抗性越强,在步骤S13中的搜索精度特性变化点间的数据数较少的情况下,需要将cl调整为大于1的值。
另一方面,在cl小于1的情况下(例如0.5),在处于不易受到噪声影响的状况下时,能够得到高精度地提取特性变化点的效果。
如上所述,根据实施方式4,通过使搜索窗长度d’可变,从而能够在噪声较多的情况下使误检测减少,在噪声较小的情况下使变化点检测精度提高。另外,能够提高检查装置进行提取的物理特性(斜率)的精度。
实施方式5
由于实施方式5的检查装置的结构与实施方式1相同,因此利用与实施方式1相同的结构要素及标号,对实施方式5进行说明。
在实施方式5中,由检查参数指定部9指定的检查参数还包含调整系数SlpL2(第2参数)。并且,特性变化点识别部82在基于SL点对作为特性变化点的L点进行确定的处理(图19所示的处理)所包含的步骤S37的处理中,取代算式(13)而对是否同时满足下述的算式(20)及算式(21)进行判定。
ki≤(1+SlpL2)×km…(20)
(1-SlpL2)×km≤ki…(21)
在不满足算式(20)或算式(21)的情况下,特性变化点识别部82再次执行步骤S32的处理。在同时满足算式(20)、算式(21)的情况下,特性变化点识别部82将L设为i(步骤S38),结束步骤S13的处理所涉及的动作。
调整系数SlpL2在局部斜率的判定精度已决定下来的情况下设定为从0至1之间的实数。由此,能够对最终的L点的判定灵敏度进行调整。在步骤S15中也能够实施相同的处理,对R点的判定灵敏度进行调整。
在决定最终的L点时,在不需要严格地一致的精度的情况下,也可以通过使用以上所说明的方法,从而能够提高搜索的检测灵敏度,该方法是,将最先满足如下条件的关注点确定为L点,该条件是,关注点处的局部斜率ki达到基于基准斜率km及第2参数即调整系数SlpL2而获得的斜率的范围内。
此外,在实施方式1~5的说明中,所谓“变形过程”,是指利用力波形对由单个或多个物体构成的物体相对于一定负载表现出的变形状态的时间流逝进行表示。在多个物体的情况下,物理上的刚性或由于变形状态而产生的反作用力变得复杂。作为用于对它们进行识别的分隔点而存在特性变化点。特性变化点例如根据物理上的接触状态进行定义,在可视为刚性相同的情况下视作相同的状态,能够将状态与状态之间的分隔点称为特性变化点。
工业实用性
如以上所述,本发明所涉及的检查装置以及检查方法适合应用于对组装在组装体中的状态下的弹性部件的特性进行检查的检查装置以及检查方法。
标号的说明
1 存储部,2 机器人,2a 电动机,3 力获取部,3a 力传感器,4 手部,5 位置获取部,5a 位置传感器,6 获取条件指定部,7 检查部编号选择部,8 检查部,9 检查参数指定部,10 检查范围指定部,11 剪切部,12 检查输出部,13 显示部,14 壳体上部,15 可动触点,16 固定触点,17 可动铁心,17a 可动铁心中部,18 板,19 励磁线圈,20 固定铁心,21壳体下部,22 按压条,22a 窗,23 接触弹簧,24 可动接触件,25 跳闸弹簧,26 部分波形,27 窗,81 基准特性计算部,82 特性变化点识别部,83 特性计算部,100 检查装置,200 电磁接触器。
Claims (7)
1.一种检查装置,其特征在于,具有:
力波形检测系统,其对组装有弹性部件的组装体在所述弹性部件的作用方向上施加负载,并且获取对所述负载和位移量之间的关系进行了记述的力波形;
接受部,其接受所述力波形检测系统获取到的力波形中的、所述弹性部件的变形过程中的指定点的输入;以及
检查部,其计算所述指定点处的所述力波形的局部斜率,计算与所述指定点不同的关注点处的局部斜率,基于所述关注点处的局部斜率和所述指定点处的局部斜率之间的比较,对所述关注点是否是力波形的变化点进行判定,
所述检查部,
一边以所述指定点为起点使第1关注点向远离所述指定点的方向移动,一边搜索最先满足第1条件的第1关注点,将最先满足所述第1条件的第1关注点确定为第1变化点,其中,该第1条件至少包含所述第1关注点处的局部斜率达到基于所述指定点处的局部斜率及第1参数的第1阈值,
一边以所述第1变化点为起点使第2关注点向靠近所述指定点的方向移动,一边搜索最先满足第2条件的第2关注点,将最先满足所述第2条件的第2关注点确定为第2变化点,其中,该第2条件至少包含所述第2关注点处的局部斜率达到所述指定点处的局部斜率、或者基于所述指定点处的局部斜率及第2参数而获得的斜率的范围内,
所述第1参数是斜率倍率,所述第2参数是调整系数。
2.根据权利要求1所述的检查装置,其特征在于,
所述第1条件还包含下述内容,即,包含所述第1关注点在内的预定的范围的力波形中的两端的数据处的负载的差值超过第3参数,
所述第3参数是力噪声判定值。
3.根据权利要求1所述的检查装置,其特征在于,
所述第1阈值是将所述指定点处的局部斜率与所述第1参数相乘而得到的值。
4.根据权利要求1所述的检查装置,其特征在于,
基于所述指定点处的局部斜率及第2参数而获得的斜率的范围是:
从将1减去第2参数所得到的值与所述指定点处的局部斜率相乘而得到的值,
至将1与第2参数相加所得到的值乘以所述指定点处的局部斜率而得到的值为止。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检查装置,其特征在于,
所述检查部,
对夹着所述指定点的2个第2变化点进行确定,
基于所述2个第2变化点之间的力波形,对任意位置处的所述弹性部件的弹性力进行计算。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的检查装置,其特征在于,
所述检查部,
对夹着所述指定点的2个第2变化点进行确定,
基于所述2个第2变化点之间的力波形,对所述弹性部件的弹性系数进行计算。
7.一种检查方法,该检查方法由具有力波形检测系统、接受部、以及检查部的检查装置执行,其特征在于,包含:
第1步骤,在该步骤中,所述力波形检测系统对组装有弹性部件的组装体在所述弹性部件的作用方向上施加负载,并且获取对所述负载和位移量之间的关系进行了记述的力波形;
第2步骤,在该步骤中,所述接受部接受所述力波形检测系统获取到的力波形中的、所述弹性部件的变形过程中的指定点的输入;以及
第3步骤,在该步骤中,所述检查部计算所述指定点处的所述力波形的局部斜率,计算与所述指定点不同的关注点处的局部斜率,基于所述关注点处的局部斜率和所述指定点处的局部斜率之间的比较,对所述关注点是否是力波形的变化点进行判定,
所述第3步骤包含如下步骤:
一边以所述指定点为起点使第1关注点向远离所述指定点的方向移动,一边搜索最先满足第1条件的第1关注点,将最先满足所述第1条件的第1关注点确定为第1变化点,其中,该第1条件至少包含所述第1关注点处的局部斜率达到基于所述指定点处的局部斜率及第1参数的第1阈值;以及
一边以所述第1变化点为起点使第2关注点向靠近所述指定点的方向移动,一边搜索最先满足第2条件的第2关注点,将最先满足所述第2条件的第2关注点确定为第2变化点,其中,该第2条件至少包含所述第2关注点处的局部斜率达到所述指定点处的局部斜率、或者基于所述指定点处的局部斜率及第2参数而获得的斜率的范围内,
所述第1参数是斜率倍率,所述第2参数是调整系数。
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