CN107718018B - 组装机器人的机器人控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组装机器人的机器人控制装置。该组装机器人的机器人控制装置包括：力检测装置(14)，用于检测利用第1机械臂(10)使第1工件(W1)与第2工件(W2)嵌合时施加于工件的力；存储装置，存储有挠度量表，所述挠度量表建立嵌合时施加的力与机械臂(10)的嵌合方向的挠度量之间的关联；挠度量获取单元，利用力检测装置(14)的检测值和挠度量表，求出机械臂(10)侧的嵌合方向的挠度量；工件位置获取单元，利用机械臂(10)的工作信息，求出第1工件(W1)相对于第2工件(W2)的嵌合方向的位置，即工件位置；以及实际嵌合量获取单元，利用求出的挠度量对工件位置进行修正。

Description

组装机器人的机器人控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于对嵌合了第1工件与第2工件的组装机器人进行控制的机器人控制装置。

背景技术

作为这种机器人控制装置，已知有如下一种控制装置，用于控制将由固定部固定的轴部件插入至由机械臂抓握的孔部件的组装机器人(例如，参照专利文献1)。在轴部件的前端部与孔部件的孔的周围部分相抵接的情况下，该机器人控制装置对孔部件受到的插入方向的力以及绕着正交于插入方向的轴线的力矩进行检测，并进行基于所检测的力以及力矩的运算。同时，该机器人控制装置利用该运算结果计算出，轴部件的前端部与孔的周围部分的抵接位置相对于孔的中心配置在哪个位置上，即计算出抵接位置相对于孔的中心的方向以及距离，并根据计算出的方向以及距离移动孔部件或轴部件，从而尝试着将轴部件恰当地插入至孔部件。

另外，已知一种组装机器人，其具有力传感器、使第1工件与第2工件相对移动的机械臂、设置于机械臂前端的工件抓握部、以及对机械臂以及抓握部进行控制的机器人控制装置(例如，参照专利文献2)。

该机器人控制装置使用力传感器的检测值、其允许范围、以及根据机械臂的姿势而决定的抓握部的位置信息，判断第1工件与第2工件是否存在相对移动。并且，该机器人控制装置在所述抓握部进入规定位置时，判定第1工件与第2工件之间的嵌合成功。

另外，已知一种组装机器人，其具有将第2工件嵌合于第1工件的机械臂、用于检测第1工件与第2工件的位置关系的照相机、以及检测单元，用于对嵌合作业的过程中机械臂从工件接受到的力或产生的声音进行检测(例如，参照专利文献3)。该组装机器人的机器人控制装置对嵌合作业成功时的机械臂从工件接受的力或产生的声音的基准图表进行存储，并基于照相机的检测结果来判定是否进行了嵌合作业，同时对由检测单元检测的力或者声音的相对于时间的变化与基准图表进行比较，从而判定嵌合作业是否成功。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-221387号公报

专利文献2：日本特开2015-168017号公报

专利文献3：日本特开2014-188641号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，以轴部件与孔部件相抵接时所产生的力为根据的嵌合位置的偏移量和其方向的计算是以轴部件与孔部件的任何一方被固定的状况为前提的，因此，在轴部件与孔部件分别被机械臂抓握的情况下，由于机械臂因轴部件与孔部件的抵接而弯曲，因此无法进行正确的计算。

另外，在使用根据机械臂的姿势而决定的抓握部的位置的信息来判定第1工件与第2工件的相对位置的情况下，若机械臂弯曲则机器人控制装置识别的抓握部的位置与实际的位置之间产生偏移，因此无法进行正确的判定。

并且，在通过对使嵌合作业时产生的力、声音与基准图表进行比较来判定嵌合作业是否成功的情况下，由于工件的尺寸差别等而导致实际产生的力、声音与基准图表完全不一致，因此也无法进行正确的判定。虽然为了辅助该判定而考虑了使用照相机的拍摄数据来检测对第1工件与第2工件的相对位置，但其条件是照相机与工件之间没有遮挡照相机的视野的物体。因此，在工件形状复杂以及设置于设备密集的制造现场的情况下，采用上述发明是困难的。另外，使用了照相机的拍摄数据的第1工件与第2工件的相对位置的检测本身也是困难的，仅仅是使用照相机就会使成本增加。

本发明正是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种组装机器人的机器人控制装置，即使是在工件形状复杂和设置于设备密集的制造现场的情况下，也能够采用该组装机器人的控制装置，并提高对第1工件与第2工件的嵌合是否成功的判定精度。

解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明采用以下手段。

本发明的第1方面提供一种组装机器人的机器人控制装置，该组装机器人的机器人控制装置通过作为机械臂的第1保持单元保持第1工件，并使该第1工件与由第2保持单元保持的第2工件相嵌合，该机器人控制装置包括：力检测单元，用于检测进行所述嵌合时施加于所述第1工件或所述第2工件的力；存储装置，用于至少存储第1工件用挠度量表和第1工件用挠度量运算式之一，所述第1工件用挠度量表建立所述嵌合时至少施加的力的大小与所述第1保持单元或所述第1保持单元以及所述第1工件的嵌合方向的挠度量之间的关联，所述第1工件用挠度量运算式将所述嵌合时至少施加的力的大小作为变量，对所述第1保持单元或所述第1保持单元以及所述第1工件的所述嵌合方向的挠度量进行运算；挠度量获取单元，利用所述力检测单元的检测值、所述第1工件用挠度量表以及所述第1工件用挠度量运算式的至少之一，求出所述第1保持单元侧的所述嵌合方向的挠度量，即第1挠度量；工件位置获取单元，利用所述第1保持单元的工作信息，求出所述第1工件相对于所述第2工件的所述嵌合方向的位置，即工件位置；以及实际嵌合量获取单元，利用所述第1挠度量对所述工件位置进行修正，并求出与所述第1工件相对于所述第2工件的实际嵌合量相关的值。

在该方面中，基于嵌合时施加于第1工件或第2工件的力求出第1保持单元或第1保持单元以及第1工件的嵌合方向的挠度量，求出的挠度量对利用第1保持单元的工作信息求出的第1工件相对于第2工件的位置进行修正。因此，能够提高对第1工件与第2工件的嵌合是否成功的判定精度。

另外，即使没有照相机等的拍摄装置，也能够提高对嵌合是否成功的判定精度，因此即使是在工件形状复杂和设置于设备密集的制造现场的情况下，也能够采用。

在上述方面中，优选地，所述第2保持单元是保持所述第2工件的机械臂；所述存储装置至少存储第2工件用挠度量表和第2工件用挠度量运算式之一，所述第2工件用挠度量表建立所述嵌合时至少施加的力的大小与所述第2保持单元或所述第2保持单元以及所述第2工件的所述嵌合方向的挠度量之间的关联，所述第2工件用挠度量运算式将所述嵌合时至少施加的力的大小作为变量，对所述第2保持单元或所述第2保持单元以及所述第2工件的所述嵌合方向的挠度量进行运算；所述工件位置获取单元被构成为，利用所述第1保持单元的工作信息与所述第2保持单元的工作信息求出所述工件位置；所述挠度量获取单元被构成为，利用所述力检测单元的检测值、所述第2工件用挠度量表以及所述第2工件用挠度量运算式中的至少之一，求出所述第2保持单元侧的所述嵌合方向的挠度量，即第2挠度量；所述实际嵌合量获取单元被构成为，利用所述第1挠度量以及所述第2挠度量修正所述工件位置，并求出与所述第1工件相对于所述第2工件的实际嵌合量相关的值。

像这样地构成，则能够对双方的机械臂的挠度量进行修正，因此与实际嵌合量相关的值是更为正确的值。

本发明的第2方面提供一种机器人控制装置，其是通过作为机械臂的第1保持单元保持第1工件，并使所述第1工件与通过第2保持单元保持的第2工件嵌合的组装机器人的机器人控制装置，所述机器人控制装置包括：力检测单元，用于检测进行所述嵌合时施加于所述第1工件或所述第2工件的力；存储装置，用于至少存储挠度量表和挠度量运算式之一，所述挠度量表建立所述嵌合时至少施加的力的大小与在所述第1工件与所述第2工件之间产生的嵌合方向的挠度量之间的关联，所述挠度量运算式将所述嵌合时至少施加的力的大小作为变量，对在所述第1工件与所述第2工件之间产生的所述嵌合方向的挠度量进行运算；挠度量获取单元，利用所述挠度量表以及所述挠度量运算式的至少之一，求出在所述第1工件与所述第2工件之间产生的挠度量；工件位置获取单元，利用所述第1保持单元的工作信息，求出所述第1工件相对于所述第2工件的所述嵌合方向的位置，即工件位置；以及实际嵌合量获取单元，利用所述挠度量对所述工件位置进行修正，并求出与所述第1工件相对于所述第2工件的实际嵌合量相关的值。

在该方面中，基于嵌合时施加于第1工件或者第2工件的力求出在第1工件与第2工件之间产生的挠度量，求出的挠度量对利用第1保持单元的工作信息求出的第1工件相对于第2工件的位置进行修正。因此，能够提高对第1工件与第2工件的嵌合是否成功的判定精度。

另外，即使没有照相机等的拍摄装置，也能够提高对嵌合是否成功的判定精度，因此，即使是在工件形状复杂和设置于设备密集的制造现场的情况下，也能够采用。

在所述各方面中，所述第2保持单元也可以被构成为，以相对于所述组装机器人的设置面不移动的方式固定所述第2工件。

在所述各方面中，也可以包括嵌合判定单元，基于通过所述实际嵌合量获取单元求出的与所述实际嵌合量相关的值是否在规定的阈值以上，判定所述第1工件与所述第2工件的嵌合是成功或失败。

在所述各方面中，所述实际嵌合量获取单元也可以被构成为，还利用对所述第1工件相对于所述第2工件的位置进行检测的拍摄单元的检测结果，求出与所述实际嵌合量相关的值。在该情况下，能够得到与实际嵌合量相关的更为正确的值。

在所述方面中，所述嵌合判定单元也可以被构成为，若所述力检测单元的检测值变为规定的阈值以上的值，则判定为所述第1工件与所述第2工件的嵌合失败。

由此，能够防止工件、用于抓握工件的卡盘等产生的不必要的损伤。

在所述方面中，优选构成为，若通过所述嵌合判定单元判定为所述嵌合失败，则至少驱动所述第1保持单元和所述第2保持单元之一，以解除所述第1工件与所述第2工件的所述嵌合，并且，还被构成为，基于所述力检测单元的检测值，推断所述第1工件相对于所述第2工件在正交于所述嵌合方向的正交方向的位置偏移方向，至少驱动所述第1保持单元以及所述第2保持单元之一，从而基于所述推断来修正所述第1工件相对于所述第2工件的所述正交方向的位置。

由此，能够自动地再次尝试第1工件与第2工件的嵌合。

在所述各方面中，优选构成为进行所述第1工件对所述第2工件的所述嵌合时的所述力检测单元的检测值不超过规定的上限值。

由此，能够防止用于抓握工件的卡盘、工件、机械臂等的不必要的损伤。

发明的效果

根据本发明，不仅能够减少机器人的示范作业的不便，而且能够使机器人的工作管理变得容易。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的组装机器人的概要主视图。

图2是第1实施方式的组装机器人的机器人控制装置的主要部分的框图。

图3是表示第1实施方式的组装机器人的变形例的概要主视图。

图4是第2实施方式的组装机器人的机器人控制装置的主要部分的框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的第1实施方式的组装机器人进行说明。

如图1和图2所示，该组装机器人包括：用于保持第1工件W1的第1机械臂(第1保持单元)10、用于保持第2工件W2的第2机械臂(第2保持单元)20、对第1机械臂10以及第2机械臂20进行控制的机器人控制装置30。本实施方式的组装机器人将由第1机械臂保持的第1工件W1以及由第2机械臂保持的第2工件W2的一方沿着图1所示的Z轴方向，向着另一方进行嵌合。在图1中，第1工件W1的插入凸部的中心轴线以及第2工件W2的插入凹部的中心轴线与Z轴一致。

虽然在图1中是第1工件W1插入至第2工件W2中，但第1工件W1与第2工件W2的形状并不仅限于图1所示的形状，例如，设置于第2工件W2的一部分的雌型卡合部与被设置于第1工件W1的一部分的雄型卡合部嵌合的情况也是嵌合。此外，第1工件W1与第2工件W2也可以是一对连接器部件、具有内螺纹孔的部件和具有外螺纹的部件、或者是其他的一对部件等，在上述这些情况下也使第1工件W1与第2工件W2嵌合。

第1机械臂10具有多个可动部，同时还具有分别驱动多个可动部的多个伺服马达11。并且，在第1机械臂10前端部具有用于抓握第1工件W1的卡盘13和用于驱动卡盘13的附加轴用的伺服马达12。

并且，第2机械臂20也具有多个可动部，同时具有分别驱动多个可动部的多个伺服马达21。并且，在第2机械臂20前端部具有用于抓握第2工件W2的卡盘23和用于驱动卡盘23的附加轴用的伺服马达22。卡盘13、23也可以是通过电磁石来吸附工件的类型的部件。另外，卡盘13、23也可以使用通过气压缸对工件进行抓握的类型的部件。

作为各伺服马达11、12、21、22，能够使用旋转马达、直动马达等各种类型的伺服马达。各伺服马达11、12、21、22内置有对工作位置进行检测的编码器等的工作位置检测装置，工作位置检测装置的检测值被发送至机器人控制装置30。

如图2所示，在本实施方式中，机器人控制装置30包括：作为主处理器的CPU31、显示装置32、由非易失性存储器等构成的存储装置33、RAM、在创建各机械臂10、20的动作程序等时进行操作的输入单元35、分别对应多个伺服马达11而设置的多个伺服控制器36、分别对应多个伺服马达21而设置的多个伺服控制器37、以及分别对应各伺服马达12、22而设置的伺服控制器38、39。各伺服控制器36、37、38、39具有处理器、ROM、RAM等的存储装置，并通过向各伺服马达11、12、21、22的伺服放大器发送驱动信号来控制各伺服马达11、12、21、22的工作位置、工作速度等。

存储装置33中存储有系统程序33a，系统程序33a承担机器人控制装置30的基本功能。另外，存储装置33还存储有至少一个例如使用输入单元35而创建的动作程序33b。例如，机器人控制装置30的CPU31通过系统程序33a而动作，读出存储于存储装置33的动作程序33b并将其暂时存储于RAM，并根据已读出的动作程序33b向各伺服控制器36、37、38、39发送控制信号，从而对各伺服马达11、12、21、22的伺服放大器进行控制。

例如，一旦机器人控制装置30接收到指定的作业开始信号，则通过第1机械臂10抓握第1工件放置场所的第1工件W1，通过第2机械臂20抓握第2工件放置场所的第2工件W2，并且第1机械臂10与第2机械臂20工作以使第1工件W1与第2工件W2嵌合，若嵌合成功，则例如可以利用第1机械臂10将已嵌合的第1工件W1和第2工件W2放置到规定的工件放置场所。

第1机械臂10的前端部设置有力检测装置14，用于对嵌合时施加到第1工件W1的力进行检测。力检测装置14可以内置于卡盘13中，也可以配置于比卡盘13更靠近机械臂10的基端侧的部位。在本实施方式中，力检测装置14由六轴力传感器构成，力检测装置14的检测值被发送至机器人控制装置30，机器人控制装置30的CPU31基于接收到的检测值，计算作用到第1工件W1的Z轴方向的力、正交于Z轴的X轴方向的力、正交于Z轴和X轴的Y轴方向的力、绕X轴的力矩、绕Y轴的力矩、绕Z轴的力矩。力检测装置14也可以由三轴力传感器构成，也可以由其他的力传感器构成。作为力传感器的方法，已知有利用应变仪的方法、检测静电电容量变化的方法、光学检测应变的方法等，但在这里力传感器的方法并不仅限于此。

另外，存储装置33存储有第1工件用挠度量表33c，建立嵌合时施加于第1工件W1或第2工件W2的力的大小与第1机械臂10及其抓握的第1工件W1的Z轴方向的挠度量(又称之为挠曲量)之间的关联。在第1工件用挠度量表33c内，在第1机械臂10保持抓握第1工件W1、并使第1机械臂10嵌合时的姿势的状态下，向第1工件W1施加假设进行嵌合时施加的各种力，从而建立该各种力与此时的第1工件W1的移动量以及移动方向之间的关联。该移动量相当于挠度。

第2机械臂20的前端部也设置有力检测装置24，用于检测嵌合时施加于第2工件W2的力。力检测装置24可以内置于卡盘23，也可以配置于比卡盘23更靠近第2机械臂20的基端侧的部位。力检测装置24具有与力检测装置14相同的功能，并且与力检测装置14的情况相同，机器人控制装置30的CPU31基于力检测装置24的检测值，计算作用于第2工件W2的Z轴方向的力、正交于Z轴的X轴方向的力、正交于Z轴以及X轴的Y轴方向的力、绕X轴的力矩、绕Y轴的力矩、以及绕Z轴的力矩。

并且，存储装置33存储有第2工件用挠度量表33d，用于建立嵌合时施加于第1工件W1或第2工件W2的力的大小与第2机械臂20及其抓握的第2工件W2的Z轴方向的挠度量之间的关联。在第2工件用挠度量表33d内，在第2机械臂20保持抓握第2工件W2，并使第2机械臂20嵌合时的姿势的状态下，向第2工件W2施加假设进行嵌合时施加的各种力，从而建立该各种力与此时的第2工件W2的移动量以及移动方向之间的关联。该移动量相当于挠度。

在进行嵌合作业时，CPU31基于存储于存储装置33的挠度量获取程序33e进行动作，在至少连续接收力检测装置14以及力检测装置24之一的检测值的同时，参照第1工件用挠度量表33c，求出第1机械臂10侧的Z轴方向的挠度量，即第1挠度量。同时，CPU31基于挠度量获取程序33e进行动作，在至少连续接收力检测装置14以及力检测装置24之一的检测值的同时，参照第2工件用挠度量表33d，求出第2机械臂20侧的Z轴方向的挠度量，即第2挠度量。

此外，在各挠度量表33c、33d内没有与力检测装置14、力检测装置24的检测值一致的数据的情况下，可以将接近该检测值的力的挠度量作为第1挠度量、第2挠度量，也可以进行规定的插值运算来求出第1挠度量、第2挠度量。

CPU31基于存储于存储装置33的工件位置获取程序33f进行动作，连续地求出第1工件W1在Z轴方向的位置，并连续地求出第2工件W2在Z轴方向的位置。在本实施方式中，虽然第1工件W1的插入凸部的前端面与中心轴线的交点的位置作为第1工件W1的Z轴方向的位置被求出，第2工件W2的插入凹部的开口面与中心轴线的交点的位置作为第2工件W2的Z轴方向的位置被求出，但也可求出其他的点。

根据第1机械臂10的原点位置、从内置于各伺服马达11的工作位置检测装置接收到的检测值以及第1机械臂10的各连杆长等，利用公知的正运动学的计算求出第1工件W1的Z轴方向的位置，根据第2机械臂20的原点位置、从内置于各伺服马达21的工作位置检测装置接收的检测值以及第2机械臂20的各连杆长等，利用公知的正运动学的计算求出第2工件W2的Z轴方向的位置。换句话说，计算出的第1工件W1以及第2工件W2的Z轴方向的位置是根据各机械臂10、20的工作信息而导出的位置，是没有将Z轴方向的挠度考虑在内的位置。

并且，CPU31基于工件位置获取程序33f进行动作，基于计算出的第1工件W1以及第2工件W2的Z轴方向的位置，连续地计算第1工件W1相对于第2工件W2的Z轴方向的位置，即工件位置。

另外，CPU31基于存储于存储装置33的实际嵌合量获取程序33g进行动作，利用第1挠度量以及第2挠度量对工件位置进行修正并连续地求出第1工件W1相对于第2工件W2的实际位置。该实际位置是表示第1工件W1相对于第2工件W2进行了多少嵌合的位置(表示位置的值)，换言之，这样的值是与实际嵌合量相关的值。

接着，CPU31基于存储于存储装置33的嵌合判定程序33h进行动作，根据上述实际位置是否是在规定的阈值以上来判定第1工件W1与第2工件W2的嵌合是成功或是失败。

例如，若上述实际位置是表示第1工件W1相对于第2工件W2在Z轴方向上插入到50mm的位置的状态的值，则判定为第1工件W1与第2工件W2的嵌合成功。

另一方面，在第1工件W1相对于第2工件W2在Z轴方向上插入到50mm的位置之前，若至少力检测装置14以及力检测装置24之一的检测值变为规定的阈值以上的值，则判定为第1工件W1与第2工件W2的嵌合失败。

此外，利用公知的力控制对各机械臂10、20进行控制以使嵌合作业时各力检测装置14、24的检测值不超过规定的上限值。此时，若在上述实际位置变为规定的阈值以上之前经过了规定的时间，则判定为嵌合失败。

此外，还可以使存储于存储装置33的动作程序构成为：在判定为嵌合失败时，至少使机械臂10、20之一进行动作，从而使第1工件W1与第2工件W2在与Z轴平行且相互远离的方向上移动，并至少使机械臂10、20之一在与Z轴正交的方向上动作，从而使第2工件W2的中心轴与第1工件W1的中心轴一致，之后，以再次开始嵌合作业的方式使各机械臂10、20动作。

在本实施方式中，当判定为嵌合失败时，通过第1机械臂10使第1工件W1沿Z轴方向动作，从而拉开第1工件W1与第2工件W2并解除嵌合，CPU31基于存储于存储装置33的工件位置修正程序33i进行动作，根据当判定为嵌合失败时的由力检测装置24检测出的Z轴方向的力、绕X轴以及Y轴的力矩等，推断出第1工件W1相对于第2工件W2在与Z轴正交的方向上偏移到了哪个方向，并通过减少偏移量的方式驱动第1机械臂10，从而使第1工件W1的位置调整为与Z轴正交的方向。之后，通过动作程序进行再次嵌合作业。

根据本实施方式，基于嵌合时施加于第1工件W1或第2工件W2的力，求出第1机械臂10侧在Z轴方向的挠度量，并求出第2机械臂20侧在Z轴方向的挠度量，求出的挠度量对利用第1机械臂10以及第2机械臂20的工作信息等求出的第1工件W1相对于第2工件W2的位置进行修正。因此，能够提高对第1工件W1与第2工件W2的嵌合是否成功的判定精度。

此外，在本实施方式中，示出了利用第2机械臂20保持第2工件W2的情况。与此相对，如图3所示，通过固定于设置面的卡盘40对第2工件W2进行固定，由此，能够将第2工件W2固定为相对于设置面不移动。在该情况下，力检测装置14被设置于机械臂10的前端部或卡盘40内等。图3表示的是在机械臂10的前端部设置力检测装置14的例子。

该情况下，也通过第1机械臂10嵌合第1工件W1与第2工件W2。此时，CPU31基于存储于存储装置33的挠度量获取程序33e进行动作，连续地接收力检测装置14的检测值，并参照第1工件用挠度量表33c，求出第1机械臂10在Z轴方向的挠度量，即第1挠度量。

并且，CPU31基于存储于存储装置33的工件位置获取程序33f进行动作，连续地求出第1工件W1在Z轴方向的位置，并连续地求出第1工件W1相对于第2工件W2在Z轴方向的位置，即工件位置。

并且，CPU31基于存储于存储装置33的实际嵌合量获取程序33g进行动作，利用第1挠度量对上述工件位置进行修正并连续地求出第1工件W1相对于第2工件W2的实际位置。

接着，CPU31基于存储于存储装置33的嵌合判定程序33h进行动作，根据上述实际位置是否是在规定的阈值以上来判定第1工件W1与第2工件W2的嵌合是成功或是失败。

另外，在判定为嵌合失败时，通过驱动第1机械臂10进行在与Z轴正交的方向上的第1工件W1相对于第2工件W2的位置调整。

该情况下，也基于嵌合时施加于第1工件W1或第2工件W2的力求出第1机械臂10侧的Z轴方向的挠度量，求出的挠度量对利用第1机械臂10的工作信息求出的第1工件W1相对于第2工件W2的位置进行修正。因此，能够提高对第1工件W1与第2工件W2的嵌合是否成功的判定精度。

下面参照图4对本发明的第2实施方式的组装机器人进行说明。

如图2所示，在第1实施方式中，示出了使用第1工件用挠度量表33c和第2工件用挠度量表33d的情况，且所述第1工件用挠度量表33c使施加于工件的力与第1机械臂10侧的挠度量相对应，所述第2工件用挠度量表33d使施加于工件的力与第2机械臂20侧的挠度量相对应。

与此相对，在本实施方式中，存储装置33中储存有挠度量表50，该挠度量表50使施加于工件的力与第1机械臂10侧的挠度量以及第2机械臂20侧的挠度量的总和挠度量相对应。

其他的构成与第1实施方式相同，对于与第1实施方式相同的构成在附图中赋予相同的附图标记，并省略其说明。另外，关于与第1实施方式相同的动作也省略其说明。

在存储装置33存储有挠度量表50，该挠度量表50建立嵌合时施加于第1工件W1或第2工件W2的力的大小与第1机械臂10及其抓握的第1工件W1的Z轴方向的挠度量加上第2机械臂20及其抓握的第2工件W2的Z轴方向的挠度量的总和挠度量之间的关联。总和挠度量相当于在第1工件W1与第2工件W2之间产生的Z轴方向的挠度量。

在挠度量表50内，使由第1机械臂10抓握的第1工件W1与由第2机械臂20抓握的第2工件W2在Z轴方向上嵌合，向第1工件W1以及第2工件W2作用相互远离Z轴方向的方向上的各种力，使该各种力与此时的第1工件W1相对于设置面上的基准位置的Z轴方向的移动量的绝对值以及第2工件W2相对于上述基准位置的Z轴方向的移动量的绝对值建立关联。

CPU31在进行嵌合作业时，基于存储于存储装置33的挠度量获取程序33e进行动作，至少连续地接收力检测装置14以及力检测装置24之一的检测值，并参照挠度量表50，求出第1机械臂10侧的Z轴方向的挠度量与第2机械臂20侧的Z轴方向的挠度量的总和挠度量。

而且，CPU31基于存储于存储装置33的实际嵌合量获取程序33g进行动作，利用总和挠度量对工件位置进行修正，并连续地求出第1工件W1相对于第2工件W2的实际的位置。

接着，CPU31基于存储于存储装置33的嵌合判定程序33h进行动作，基于上述实际的位置是否是在规定的阈值以上，判定第1工件W1与第2工件W2的嵌合是成功或失败。

根据本实施方式，基于嵌合时施加于第1工件W1或第2工件W2的力，求出第1机械臂10侧的Z轴方向的挠度量以及第2机械臂20侧的Z轴方向的挠度量的总和挠度量，通过求出的总和挠度量对利用第1机械臂10以及第2机械臂20的工作信息而求出的第1工件W1相对于第2工件W2的位置进行修正。因此，能够提高对第1工件W1与第2工件W2的嵌合是否成功的判定精度。

此外，在第2实施方式中，示出了通过第2机械臂20保持第2工件W2的情况。与此相对，如图3所示，通过固定于设置面的卡盘40来固定第2工件W2，由此，也能够以第2工件W2相对于设置面不移动的方式进行固定。力检测装置14内置于机械臂10的前端部或卡盘40内等。图3表示的是力检测装置14设置在机械臂10的前端部的例子。

在该的情况下，在挠度量表50内，使被第1机械臂10抓握的第1工件W1与被固定于卡盘40的第2工件W2在Z轴方向抵接，对第1工件W1以及第2工件W2作用相互远离Z轴方向的方向上的各种力，将该各种力与此时的第1工件W1相对于设置面上的基准位置的Z轴方向的移动量的绝对值以及第2工件W2相对于上述基准位置的Z轴方向的移动量的绝对值建立关联。由于第2工件W2在实际上不发生移动，因此也可仅与第1工件W1的Z轴方向的移动量的绝对值建立关联。

CPU31基于存储于存储装置33的挠度量获取程序33e进行动作，连续地接受力检测装置14的检测值并且参照挠度量表50，求出第1机械臂10侧的Z轴方向的挠度量与卡盘40侧的Z轴方向的挠度量的总和挠度量。

在该情况下，基于嵌合时施加于第1工件W1或者第2工件W2的力求出总和挠度量，总和挠度量对利用第1机械臂10的工作信息而求出的第1工件W1相对于第2工件W2的位置进行修正。因此，能够提高对第1工件W1与第2工件W2的嵌合是否成功的判定精度。

此外，在上述各实施方式中，设置对第1工件W1与第2工件的嵌合状态进行拍摄的拍摄装置，CPU31基于存储于存储装置33的实际嵌合量获取程序33g进行动作，利用求出的挠度量对工件位置进行修正，并且能够利用拍摄装置的拍摄数据进行进一步的修正。由此，能够得到更正确的与实际嵌合量相关的值。

另外，在上述各实施方式中，使用力检测装置14，24的检测值、第1工件用挠度量表、第2工件用挠度量表、以及挠度量表求出挠度量。与此相对，也可在存储装置33储存以下运算式，即，第1机械臂10抓握第1工件W1、并且在将第1机械臂10设为嵌合时的姿势的状态，将假设进行嵌合时施加于第1工件W1的力作为变量来运算第1工件W1的移动量的运算式。该运算式，例如是上述姿势中的与第1机械臂10以及第1工件W1的Z轴方向的弹性系数相关的一次式。

相同，在存储装置33也可储存以下运算式，即，第2机械臂20抓握第2工件W2，并且在将第2机械臂20设为嵌合时的姿势的状态，将假设为嵌合时施加于第2工件W2的力作为变量来运算第2工件W2的移动量的运算式。另外，在存储装置33也可以储存下述运算式，即，假设使被第1机械臂10抓握的第1工件W1与被第2机械臂20或者卡盘40抓握的第2工件W2在Z轴方向上抵接的状态，将对第1工件W1以及第2工件W2作用相互离开Z轴方向的方向上的力作为变量，运算对第1工件W1相对于设置面上的基准位置的Z轴方向的移动量的绝对值以及第2工件W2相对于上述基准位置的Z轴方向的移动量的绝对值进行相加的总和挠度量的运算式。

在该的情况下，通过在运算式中使用力检测装置14或者力检测装置24的检测值，与上述各实施方式相同能够求出第1挠度量、第2挠度量、以及总和挠度量。并且，通过在挠度量表以及运算式这两者中使用力检测装置14或者力检测装置24的检测值能够求出这些挠度量。

此外，第1实施方式的各挠度量表是将在第1机械臂10的挠度量加上了第1工件W1的挠度量的挠度量、在第2机械臂20的挠度量加上了第2工件W2的挠度量的挠度量与各种力建立了关联的表。与此相对，能够将第1实施方式的各挠度量表设为将第1机械臂10的挠度量、第2机械臂20的挠度量与各种力建立了关联的表。

在该情况下，也基于嵌合时施加于第1工件W1或者第2工件W2的力，求出第1机械臂10侧的Z轴方向的挠度量，并且求出第2机械臂20侧的Z轴方向的挠度量，因此实现与第1实施方式相同的作用效果。

附图标记

10 第1机械臂

11 伺服马达

12 伺服马达

13 卡盘

14 力检测装置

20 第2机械臂

21 伺服马达

22 伺服马达

23 卡盘

24 力检测装置

30 机器人控制装置

31 CPU

32 显示装置

33 存储装置

35 输入单元

36 伺服控制器

37 伺服控制器

38 伺服控制器

39 伺服控制器

40 卡盘

Claims (13)

1.一种机器人控制装置，其是通过作为机械臂的第一保持单元保持第一工件，并使所述第一工件与通过第二保持单元保持的第二工件嵌合的组装机器人的机器人控制装置，

所述机器人控制装置的特征在于，包括：

力检测单元，用于检测进行所述嵌合时施加于所述第一工件或所述第二工件的力；

存储装置，用于至少存储第一工件用挠度量表和第一工件用挠度量运算式之一，所述第一工件用挠度量表中建立所述嵌合时至少施加的力的大小与所述第一保持单元或所述第一保持单元以及所述第一工件的嵌合方向的挠度量之间的关联，所述第一工件用挠度量运算式中将所述嵌合时至少施加的力的大小作为变量，对所述第一保持单元或所述第一保持单元以及所述第一工件的所述嵌合方向的挠度量进行运算；

挠度量获取单元，利用所述第一工件用挠度量表以及所述第一工件用挠度量运算式的至少之一、所述力检测单元的检测值，求出所述第一保持单元侧的所述嵌合方向的挠度量，即第一挠度量；

工件位置获取单元，利用所述第一保持单元的工作信息，求出所述第一工件相对于所述第二工件的所述嵌合方向的位置，即工件位置；以及

实际嵌合量获取单元，为了获取将所述嵌合时的所述第一保持单元的所述嵌合方向的挠度考虑在内的所述第一工件相对于所述第二工件的嵌合量，利用所述第一挠度量对所述工件位置进行修正，从而求出与所述第一工件相对于所述第二工件的实际嵌合量相关的值。

2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述第二保持单元是保持所述第二工件的机械臂，

所述存储装置至少存储第二工件用挠度量表和第二工件用挠度量运算式之一，所述第二工件用挠度量表中建立所述嵌合时至少施加的力的大小与所述第二保持单元或所述第二保持单元以及所述第二工件的所述嵌合方向的挠度量之间的关联，所述第二工件用挠度量运算式中将所述嵌合时至少施加的力的大小作为变量，对所述第二保持单元或所述第二保持单元以及所述第二工件的所述嵌合方向的挠度量进行运算，

所述工件位置获取单元被构成为，利用所述第一保持单元的工作信息与所述第二保持单元的工作信息求出所述工件位置，

所述挠度量获取单元被构成为，利用所述第二工件用挠度量表以及所述第二工件用挠度量运算式中的至少之一、所述力检测单元的检测值，求出所述第二保持单元侧的所述嵌合方向的挠度量，即第二挠度量，

所述实际嵌合量获取单元被构成为，为了获取将所述嵌合时的所述第一保持单元以及所述第二保持单元的所述嵌合方向的挠度考虑在内的所述第一工件相对于所述第二工件的嵌合量，利用所述第一挠度量以及所述第二挠度量修正所述工件位置，从而求出与所述第一工件相对于所述第二工件的实际嵌合量相关的值。

3.一种机器人控制装置，其是通过作为机械臂的第一保持单元保持第一工件，并使所述第一工件与通过第二保持单元保持的第二工件嵌合的组装机器人的机器人控制装置，

所述机器人控制装置的特征在于，包括：

力检测单元，用于检测进行所述嵌合时施加于所述第一工件或所述第二工件的力；

存储装置，用于至少存储挠度量表和挠度量运算式之一，所述挠度量表中建立所述嵌合时至少施加的力的大小与在所述第一工件与所述第二工件之间产生的嵌合方向的挠度量之间的关联，所述挠度量运算式中将所述嵌合时至少施加的力的大小作为变量，对在所述第一工件与所述第二工件之间产生的所述嵌合方向的挠度量进行运算；

挠度量获取单元，利用所述挠度量表以及所述挠度量运算式的至少之一、所述力检测单元的检测值，求出在所述第一工件与所述第二工件之间产生的挠度量；

工件位置获取单元，利用所述第一保持单元的工作信息，求出所述第一工件相对于所述第二工件的所述嵌合方向的位置，即工件位置；以及

实际嵌合量获取单元，为了获取将所述嵌合时的所述第一保持单元以及所述第二保持单元的所述嵌合方向的挠度考虑在内的所述第一工件相对于所述第二工件的嵌合量，利用所述挠度量对所述工件位置进行修正，从而求出与所述第一工件相对于所述第二工件的实际嵌合量相关的值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述实际嵌合量获取单元被构成为，还利用对所述第一工件相对于所述第二工件的位置进行检测的拍摄单元的检测结果，求出与所述实际嵌合量相关的值。

5.根据权利要求1或3所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述第二保持单元被构成为以相对于所述组装机器人的设置面不移动的方式固定所述第二工件。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，

还包括嵌合判定单元，基于由所述实际嵌合量获取单元求出的与所述实际嵌合量相关的值是否在规定的阈值以上，判定所述第一工件与所述第二工件的嵌合是成功或失败。

7.根据权利要求6所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述嵌合判定单元被构成为，若所述力检测单元的检测值成为规定的阈值以上的值，则判定为所述第一工件与所述第二工件的嵌合失败。

8.根据权利要求6所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制装置被构成为，若通过所述嵌合判定单元判定为所述嵌合失败，则至少驱动所述第一保持单元和所述第二保持单元之一，以解除所述第一工件与所述第二工件的所述嵌合，并且，还被构成为，基于所述力检测单元的检测值，推断所述第一工件相对于所述第二工件在正交于所述嵌合方向的正交方向的位置偏移方向，至少驱动所述第一保持单元以及所述第二保持单元之一，从而基于所述推断来修正所述第一工件相对于所述第二工件的所述正交方向的位置。

9.根据权利要求7所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制装置被构成为，若通过所述嵌合判定单元判定为所述嵌合失败，则至少驱动所述第一保持单元和所述第二保持单元之一，以解除所述第一工件与所述第二工件的所述嵌合，并且，还被构成为，基于所述力检测单元的检测值，推断所述第一工件相对于所述第二工件在正交于所述嵌合方向的正交方向的位置偏移方向，至少驱动所述第一保持单元以及所述第二保持单元之一，从而基于所述推断来修正所述第一工件相对于所述第二工件的所述正交方向的位置。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，

机器人控制装置被构成为，在进行所述第一工件向所述第二工件的所述嵌合时，所述力检测单元的检测值不超过规定的上限值。

11.根据权利要求7所述的机器人控制装置，其特征在于，

机器人控制装置被构成为，在进行所述第一工件向所述第二工件的所述嵌合时，所述力检测单元的检测值不超过规定的上限值。

12.根据权利要求8所述的机器人控制装置，其特征在于，

机器人控制装置被构成为，在进行所述第一工件向所述第二工件的所述嵌合时，所述力检测单元的检测值不超过规定的上限值。

13.根据权利要求9所述的机器人控制装置，其特征在于，

机器人控制装置被构成为，在进行所述第一工件向所述第二工件的所述嵌合时，所述力检测单元的检测值不超过规定的上限值。

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