CN108972572B - 控制装置、机器人以及控制方法 - Google Patents

控制装置、机器人以及控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种控制装置、机器人以及控制方法。提供在螺纹孔的检查中控制机器人以便能够容易且准确地将螺纹量规紧固在螺纹孔的控制装置、机器人以及控制方法。一种控制装置，其特征在于，所述控制装置对具有设置有力检测部的机器臂的机器人进行控制，所述控制装置具备控制部，所述控制部进行以下控制，使所述机器臂工作，使设置于比所述机器臂的所述力检测部靠前端侧且用于螺纹孔的检查并具有螺纹部的螺纹量规移动，而使所述螺纹部与所述螺纹孔接触，之后通过所述力检测部检测施加于所述螺纹量规的力，基于所述力检测部的检测信息而进行与所述螺纹孔的轴方向正交的方向的力控制，使所述机器臂工作并使所述螺纹量规移动。

Description

控制装置、机器人以及控制方法
技术领域
本发明涉及控制装置、机器人以及控制方法。
背景技术
通过作业者手动作业将螺纹用极限量规插入并旋合于螺纹孔来进行螺纹孔的检查，但近年来该检查的自动化在推进。
在专利文献1公开了使用螺纹用极限量规检查螺纹牙(螺纹孔)的螺纹牙检查装置。
在专利文献1所记载的螺纹牙检查装置中，通过往返单元使螺纹用极限量规在上下方向上移动，并且通过旋转用马达使螺纹用极限量规旋转，将螺纹用极限量规插入并旋合于螺纹孔，进行合格与否的判定。具体地，检测旋转用马达的负载电流，并在流动了与超过作为判定参数的一种的极限扭矩的扭矩相当的负载电流的情况下，停止旋转用马达的驱动，进行合格与否的判定。此外，在负载电流不超过极限扭矩的情况下，基于螺纹用极限量规的移动距离进行合格与否的判定。
专利文献1：日本专利特开2008-261801号公报
然而，在专利文献1所记载的螺纹牙检查装置中，存在下述的问题。
首先，若螺纹用极限量规与螺纹孔的位置完全不一致，则螺纹用极限量规进入不了螺纹孔，无法进行检查。
此外，在螺纹用极限量规、螺纹牙检查装置存在偏心的情况下，在将螺纹用极限量规旋合于螺纹孔时，存在螺纹用极限量规损伤、破坏螺纹孔的风险。
发明内容
本发明是为了解决上述的技术问题的至少一部分而提出的，能够作为以下的方式或应用例来实现。
本发明的控制装置的特征在于，所述控制装置对具有设置有力检测部的机器臂的机器人进行控制，
所述控制装置具备控制部，所述控制部进行以下控制，使所述机器臂工作，使设置于比所述机器臂的所述力检测部靠前端侧且用于螺纹孔的检查并具有螺纹部的螺纹量规移动，而使所述螺纹部与所述螺纹孔接触，之后通过所述力检测部检测施加于所述螺纹量规的力，基于所述力检测部的检测信息而进行与所述螺纹孔的轴方向正交的方向的力控制，使所述机器臂工作并使所述螺纹量规移动。
根据这样的本发明的控制装置，能够容易且准确地进行螺纹量规与螺纹孔的对位，能够容易且准确地将螺纹量规插入螺纹孔。
在本发明的控制装置中，优选，当在使所述螺纹部与所述螺纹孔接触之后将所述螺纹部插入到所述螺纹孔时，所述控制部在至少一部分区间对所述机器人不进行所述轴方向的力控制。
由此，在不对机器人进行所述轴方向的力控制的区间，能够将力检测部的所述轴方向的力的检测信息使用于其他控制。
在本发明的控制装置中，优选，在使插入于所述螺纹孔的所述螺纹部向与朝所述螺纹孔的插入方向相反的相反方向移动时，所述控制部在至少一部分区间对所述机器人进行所述轴方向的力控制。
由此，能够抑制螺纹量规损伤螺纹孔，此外，能够顺利且准确地使螺纹量规向与插入方向的相反方向移动。
在本发明的控制装置中，优选，在使所述螺纹量规绕所述轴旋转时，所述控制部通过所述机器臂使所述螺纹量规旋转。
由此，不需另行将使螺纹量规旋转的装置安装在机器臂，而能够使螺纹量规旋转，由此，能够谋求机器人的小型化。
在本发明的控制装置中，优选，所述机器臂具有多个臂，
所述控制部使在设置于所述机器臂的最前端的所述臂的、所述力检测部安装的所述螺纹量规旋转。
由此，能够容易且准确地进行使螺纹量规旋转的控制。
在本发明的控制装置中，优选，在使所述螺纹量规绕所述轴旋转时，所述控制部通过设置于所述机器臂的马达使所述螺纹量规旋转。
由此，机器臂不需要使螺纹量规旋转，因此能够抑制使设置于机器臂的布线卷绕在机器臂。
在本发明的控制装置中，优选，所述机器臂具有多个臂，
所述控制部通过相对于在所述机器臂的最前端的所述臂设置的所述力检测部偏离的所述马达使所述螺纹量规旋转。
由此，与马达相对于力检测部不偏离的情况相比，能够缩短从机器臂的前端至螺纹量规的前端的长度，能够谋求机器人的小型化。
在本发明的控制装置中，优选，所述机器臂具有多个臂，
所述控制部使从所述机器臂的最前端的所述臂的转动轴的轴方向观察与所述转动轴重合的所述螺纹量规旋转。
由此，能够容易且准确地进行使螺纹量规旋转的控制。
在本发明的控制装置中，优选，所述控制装置具有判定部，所述判定部基于所述螺纹孔的深度信息、所述螺纹量规的旋转信息和所述力检测部的检测信息中的至少一个来判定所述螺纹孔合格与否。
由此，不需要另行准备判定螺纹孔合格与否的装置，而能够进行螺纹孔的检查。
在本发明的控制装置中，优选，在所述螺纹孔的通端的检查中，在所述螺纹孔为贯通的螺纹孔的情况和所述螺纹孔为非贯通的螺纹孔的情况之间，所述螺纹孔合格与否的判定方式不同。
由此，能够分别针对贯通的螺纹孔和非贯通的螺纹孔中准确地进行检查。
本发明的机器人，其特征在于，具有设置有力检测部的机器臂，
通过本发明的控制装置来控制。
根据这样的本发明的机器人，能够容易且准确地进行螺纹量规与螺纹孔的对位，能够容易且准确地将螺纹量规插入螺纹孔。
本发明的控制方法的特征在于，
所述控制方法对具有设置有力检测部的机器臂的机器人进行控制，
所述控制方法具备如下工序：
使所述机器臂工作，使设置于比所述机器臂的所述力检测部靠前端侧且用于螺纹孔的检查并具有螺纹部的螺纹量规移动，而使所述螺纹部与所述螺纹孔接触；以及
通过所述力检测部检测施加于所述螺纹量规的力，基于所述力检测部的检测信息而进行与所述螺纹孔的轴方向正交的方向的力控制，使所述机器臂工作并使所述螺纹量规移动。
根据这样的本发明的控制方法，能够容易且准确地进行螺纹量规与螺纹孔的对位，能够容易且准确地将螺纹量规插入螺纹孔。
附图说明
图1是示出本发明的机器人的第一实施方式和具备该第一实施方式的机器人的机器人系统的侧视图。
图2是图1所示的机器人系统的框图。
图3是图1所示的机器人系统的末端执行器的立体图。
图4是图1所示的机器人系统的末端执行器的螺纹用极限量规的侧视图。
图5是示出图1所示的机器人系统的控制装置的螺纹孔的检查时的控制动作的流程图。
图6是示出图1所示的机器人系统的控制装置的螺纹孔的检查时的控制动作的流程图。
图7是用于说明图1所示的机器人系统进行的螺纹孔的检查的图。
图8是用于说明图1所示的机器人系统进行的螺纹孔的检查的图。
图9是用于说明图1所示的机器人系统进行的螺纹孔的检查的图。
图10是用于说明图1所示的机器人系统进行的螺纹孔的检查的图。
图11是示出在图1所示的机器人系统进行的螺纹孔的检查时由力检测部检测到的z轴方向的力的曲线图。
图12是示出显示于图1所示的机器人系统的显示装置的窗口的图。
图13是示出本发明的机器人的第二实施方式和具备该第二实施方式的机器人的机器人系统的侧视图。
图14是示出图13所示的机器人系统的控制装置的螺纹孔的检查时的控制动作的流程图。
图15是示出图13所示的机器人系统的控制装置的螺纹孔的检查时的控制动作的流程图。
图16是用于说明第三实施方式中的螺纹孔的检查的图。
图17是示出第三实施方式中的螺纹孔的检查时的控制装置的控制动作的流程图。
图18是示出第三实施方式中的螺纹孔的检查时的控制装置的控制动作的流程图。
图19是第四实施方式中的末端执行器的立体图。
图20是第四实施方式中的末端执行器的主视图。
附图标记说明：1....控制装置；2....机器人；3....螺纹用极限量规；5....窗口；7....末端执行器；7A....末端执行器；7B....末端执行器；11....机器人控制部；12....马达控制部；13....显示控制部；14....存储部；15....受理部；16....判定部；20....机器臂；21....基台；22....第一臂；23....第二臂；24....作业头；25....壳体；26....配管；31....把持部；32....通端量规；33....止端量规；41....显示装置；42....输入装置；51....文本框；52....文本框；53....文本框；54....文本框；55....按钮；71....安装部；72....马达；73....安装部；74....安装部；75....同步带；76....滑轮；77....支承部；81....工件；82....螺纹孔；83....螺纹孔；85....虚拟平面；100....机器人系统；241....轴；280....驱动部；281....位置传感器；290....力检测部；O1....第一转动轴；O2....第二转动轴；O3....第三转动轴。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式对本发明的控制装置、机器人以及控制方法详细地进行说明。
<第一实施方式>
图1是示出本发明的机器人的第一实施方式和具备该第一实施方式的机器人的机器人系统的侧视图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3是图1所示的机器人系统的末端执行器的立体图。图4是图1所示的机器人系统的末端执行器的螺纹用极限量规的侧视图。图5以及图6分别是示出图1所示的机器人系统的控制装置的螺纹孔的检查时的控制动作的流程图。图7～图10分别是用于说明图1所示的机器人系统进行的螺纹孔的检查的图。图11是示出在图1所示的机器人系统进行的螺纹孔的检查时由力检测部检测到的z轴方向的力的曲线图。图12是示出显示于图1所示的机器人系统的显示装置的窗口的图。另外，在图1中，省略了显示装置41以及输入装置42的图示。
此外，在图1、图7～图10中，为了便于说明，作为相互正交的三个轴，图示出x轴、y轴以及z轴。此外，在以下，将与x轴平行的方向也称为“x轴方向”，将与y轴平行的方向也称为“y轴方向”，将与z轴平行的方向也称为“z轴方向”。此外，在以下，将图示出的各箭头的前端侧称为“+(正)”、基端侧称为“-(负)”，将与+x轴方向平行的方向也称为“+x轴方向”，将与-x轴方向平行的方向也称为“-x轴方向”，将与+y轴方向平行的方向也称为“+y轴方向”，将与-y轴方向平行的方向也称为“-y轴方向”，将与+z轴方向平行的方向也称为“+z轴方向”，将与-z轴方向平行的方向也称为“-z轴方向”。此外，将绕z轴的方向以及绕与z轴平行的轴的方向也称为“u轴方向”。它们在其他实施方式中也是同样的。
此外，在以下，为了便于说明，将图1中的+z轴方向(z轴方向+侧)(上侧)也称为“上”、-z轴方向(z轴方向-侧)(下侧)也称为“下”。此外，关于机器臂20，将图1中的基台21侧称为“基端”、其相反侧(末端执行器7侧)称为“前端”。此外，将图1中的z轴方向(上下方向)作为“铅垂方向”，将x轴方向以及y轴方向(左右方向)作为“水平方向”。此外，将螺纹用极限量规的中心轴、第三转动轴O3和z轴设定为一致或水平。此外，在本说明书中，“水平”不仅包含完全水平的情况，还包含相对于水平在±5°以内倾斜的情况。同样地，在本说明书中，“铅垂”不仅包含完全铅垂的情况，还包含相对于铅垂在±5°以内倾斜的情况。此外，在本说明书中，“平行”不仅包含两条线(包含轴)或面相互完全的平行的情况，还包含在±5°以内倾斜的情况。此外，在本说明书中，“一致”不仅包含两条线(包含轴)或面相互完全的一致的情况，还包含在±5°以内倾斜的情况。此外，在本说明书中，“正交”不仅包含两条线(包含轴)或面相互完全的正交的情况，还包含在±5°以内倾斜的情况。它们在其他实施方式中也是同样的。
图1以及图2所示的机器人系统100例如是在电子部件以及电子设备等的工件(对象物)的保持、搬运、组装以及检查等的作业中使用的装置。机器人系统100具备控制装置1、机器人2、末端执行器7、显示装置41(显示部)和输入装置42(输入部)。
此外，在本实施方式中，控制装置1其全部内置于机器人2。即，使控制装置1和机器人2一体地构成。
另外，控制装置1并不限定于使其全部内置于机器人2的结构，例如，可以使控制装置1的一部分内置于机器人2，此外，也可以使控制装置1与机器人2分体地构成。
此外，机器人2与控制装置1可以由线缆(布线)电连接(以下，也简称为“连接”)而以有线方式进行通信，此外，也可以省略上述线缆而以无线方式进行通信。即，机器人2与控制装置1可以通过有线通信连接，此外，也可以通过无线通信连接。
<机器人>
机器人2的种类并不特别限定，在本实施方式中，机器人2是作为水平多关节机器人的一个例子的SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm：选择顺应性装配机器臂)机器人。
如图1所示，机器人2具备基台21、第一臂22、第二臂23、作业头24、壳体25和配管26。由第一臂22、第二臂23以及作业头24等构成机器臂20。
此外，壳体25连结于基台21的上部。此外，配管26的一端部连结于壳体25，另一端部连结于第二臂23，在配管26内配置有各布线。
此外，机器人2具备使第一臂22相对于基台21转动(驱动)的驱动部280、使第二臂23相对于第一臂22转动的驱动部280、使作业头24的轴(shaft)241相对于第二臂23转动的驱动部280、使轴241相对于第二臂23在z轴方向上移动的驱动部280和驱动各驱动部280的马达驱动器(未图示)。
各驱动部280分别具备产生驱动力的马达(未图示)和使马达的驱动力减速的减速机(未图示)。作为驱动部280具有的马达，例如，能够使用AC伺服马达、DC伺服马达等的伺服马达。此外，作为驱动部280具有的减速机，例如，能够使用行星齿轮型的减速机、波动齿轮装置等。此外，在各驱动部280分别设置有检测马达或减速机的旋转轴的旋转角度的位置传感器281(角度传感器)。此外，使各驱动部280分别连接于对应的马达驱动器(未图示)，经由马达驱动器通过控制装置1的机器人控制部11来控制。另外，在各驱动部280中，也可以分别省略减速机。
此外，基台21例如通过螺栓等固定于未图示的地面。在基台21的上端部连结有第一臂22。第一臂22相对于基台21能够绕沿铅垂方向的第一转动轴O1转动。若使第一臂22转动的驱动部280进行驱动，则第一臂22相对于基台21绕第一转动轴O1在水平面内转动。此外，通过位置传感器281能够检测第一臂22相对于基台21的驱动(转动量)。
此外，在第一臂22的前端部连结有第二臂23。第二臂23相对于第一臂22能够绕沿铅垂方向的第二转动轴O2转动。第一转动轴O1的轴方向和第二转动轴O2的轴方向是相同的。即，第二转动轴O2与第一转动轴O1平行。若使第二臂23转动的驱动部280进行驱动，则第二臂23相对于第一臂22绕第二转动轴O2在水平面内转动。此外，通过位置传感器281能够检测第二臂23相对于第一臂22的驱动(转动量)。
此外，在第二臂23的前端部设置有具有轴241(花键轴)的作业头24。轴241相对于第二臂23能够绕沿铅垂方向的第三转动轴O3(第三旋转轴)转动(旋转)，且在上下方向(z轴方向的两方向)(铅垂方向的两方向)上能够移动(升降)。该轴241是机器臂20的第三臂，是机器臂20的最前端的臂。
若使轴241转动的驱动部280进行驱动，则轴241绕z轴正反旋转(转动)。此外，通过位置传感器281能够检测轴241相对于第二臂23的旋转量。
此外，若使轴241在z轴方向上移动的驱动部280进行驱动，则轴241在上下方向(在z轴方向上移动)上移动。此外，通过位置传感器281能够检测轴241相对于第二臂23的z轴方向的移动量。
此外，在轴241的前端部(下端部)能够拆装地连结(安装)各种末端执行器。作为末端执行器，并不特别限定，例如，可列举把持被搬运物的末端执行器、加工被加工物的末端执行器、使用于检查的末端执行器等。在本实施方式中，使末端执行器7能够拆装地连结。在下文对末端执行器7进行详述。
另外，末端执行器7在本实施方式中为机器人2的结构要素，但末端执行器7的一部分(例如，力检测部290)或全部也可以为机器人2的结构要素。此外，末端执行器7在本实施方式中为机器臂20的结构要素，但末端执行器7的一部分(例如，力检测部290)或全部也可以为机器臂20的结构要素。
<末端执行器>
如图1、图3以及图4所示，末端执行器7具有力检测部290、安装于力检测部290的安装部71(框架)、设置于安装部71的马达72和能够拆装地同心地安装于马达72的旋转轴的螺纹用极限量规3(螺纹量规)。在该末端执行器7中，使力检测部290直接或经由未图示的连结构件能够拆装地连结于轴241的前端部。因此，使螺纹用极限量规3设置于比机器臂20的力检测部290靠前端侧。此外，轴241的中心轴、即第三转动轴O3、马达72的旋转轴和螺纹用极限量规3的中心轴一致。即，从第三转动轴O3的轴方向观察，第三转动轴O3、马达72和螺纹用极限量规3重合。
此外，螺纹用极限量规3是螺纹量规的一个例子，具有柱状的把持部31、设置于把持部31的一端部并形成有外螺纹的通端量规32(螺纹部)和设置于把持部31的另一端部并形成有外螺纹的止端量规33(螺纹部)。该螺纹用极限量规3在使用通端量规32的情况下将设置有止端量规33的把持部31的端部安装在马达72的旋转轴，将通端量规32配置在前端侧。此外，在使用止端量规33的情况下，将设置有通端量规32的把持部31的端部安装在马达72的旋转轴，将止端量规33配置在前端侧。
此外，通端量规32是使用于螺纹孔82、83(参照图7、图16)的有效直径的检查、具体地是对有效直径相对于基准值过小进行确认的检查的量规。列举使用通端量规32进行的检查的具体例子，在使通端量规32拧入在螺纹孔82、83时，在能够拧入规定的长度以上(例如，在螺纹孔82、83的全长的范围)的情况下，设为“合格”。
此外，止端量规33的直径比通端量规32大，是使用于螺纹孔82、83的有效直径的检查、具体地是对有效直径相对于基准值过大进行确认的检查的量规。列举使用止端量规33进行的检查的具体例子，在使止端量规33拧入在螺纹孔82、83时，在不拧入规定的旋转次数(例如，两次旋转)以上(或超过规定的旋转次数)的情况下，设为“合格”。
此外，作为马达72，并不特别限定，例如，可使用AC伺服马达、DC伺服马达等的伺服马达、步进马达等。
此外，末端执行器7具有检测马达72的旋转轴的旋转角度的未图示的位置传感器(角度传感器)，通过该位置传感器能够检测马达72的旋转轴的旋转角度。
此外，力检测部290例如由对施加于螺纹用极限量规3的力(包含力矩)进行检测的力觉传感器(例如，六轴力觉传感器)等构成。另外，在本实施方式中，力检测部290是末端执行器7的结构要素，但并不限定于此，也可以是机器人2或机器臂20的结构要素。
在该末端执行器7中，与在马达72的旋转轴和螺纹用极限量规3之间具有齿轮、皮带等的动力传输机构的情况相比，能够抑制由反冲造成的旋转精度的降低。
另外，螺纹用极限量规3并不限定于这样的结构，例如，也可以是替换仅具有通端量规的螺纹用极限量规和仅具有止端量规的螺纹用极限量规并使用的结构。
此外，在本实施方式中，末端执行器7相对于机器臂20能够拆装，但并不限定于此，例如，末端执行器7可以不能脱离机器臂20，此外，力检测部290也可以不能脱离机器臂20。
<控制装置>
如图2所示，控制装置1具备机器人控制部11(控制部)、马达控制部12(末端执行器控制部)、显示控制部13、存储部14、受理部15和判定部16，对机器人2、末端执行器7的马达72以及显示装置41等、机器人系统100的各部分的驱动(工作)分别进行控制。由机器人控制部11以及马达控制部12构成本发明的控制装置中的“控制部”。此外，机器人控制部11控制机器人2的驱动，进一步地，对马达控制部12发送指令(命令)，马达控制部12基于该指令控制马达72的驱动。即，也可以称为机器人控制部11具备控制马达72的驱动的功能。在该情况下，由机器人控制部11构成本发明的控制装置中的“控制部”。
此外，构成为控制装置1在机器人控制部11、马达控制部12、显示控制部13、存储部14、受理部15和判定部16之间分别能够通信。即，使机器人控制部11、马达控制部12、显示控制部13、存储部14、受理部15和判定部16相互通过有线或无线通信连接(以下，也简称为“连接”)。
此外，使机器人2、显示装置41、输入装置42和末端执行器7(马达72、力检测部290、未图示的位置传感器)分别通过有线或无线通信连接于控制装置1。
即，使机器人2和力检测部290分别通过有线或无线通信连接于控制装置1的机器人控制部11。此外，使对马达72以及马达72的旋转轴的旋转角度进行检测的位置传感器(未图示)通过有线或无线通信连接于控制装置1的马达控制部12。此外，使显示装置41通过有线或无线通信连接于控制装置1的显示控制部13。此外，使输入装置42通过有线或无线通信连接于控制装置1的受理部15。
(机器人控制部)
机器人控制部11对机器人2的驱动即机器臂20等的驱动进行控制。机器人控制部11是安装有程序(OS等)的计算机。该机器人控制部11例如具有作为处理器的CPU、RAM和存储有程序的ROM。此外，机器人控制部11的功能例如能够通过由CPU执行各种程序来实现。
(马达控制部)
马达控制部12控制马达72的驱动。马达控制部12是安装有程序(OS等)的计算机。该马达控制部12例如具有作为处理器的CPU、RAM和存储有程序的ROM。此外，马达控制部12的功能例如能够通过由CPU执行各种程序来实现。
(显示控制部)
显示控制部13具有使显示装置41显示各种图像(包含窗口等的各种画面等)、文字等的功能。即，显示控制部13控制显示装置41的驱动。该显示控制部13的功能例如能够通过GPU等来实现。
(判定部)
判定部16在螺纹孔82、83(内螺纹)的检查中判定螺纹孔82、83的合格与否。在本实施方式中，判定部16基于螺纹孔82的深度信息、螺纹用极限量规3(螺纹量规)的旋转信息和力检测部290的检测信息的至少一个，判定螺纹孔82的合格与否。判定部16例如具有作为处理器的CPU、RAM和存储有程序的ROM。此外，判定部16的功能例如能够通过由CPU执行各种程序来实现。另外，判定部16也可以是机器人控制部11的结构要素。
(存储部)
存储部14具有存储各种信息(包含数据、程序等)的功能。该存储部14存储控制程序等。存储部14的功能能够通过ROM等、所谓的外部存储装置(未图示)来实现。
(受理部)
受理部15具有受理来自输入装置42的输入的功能。该受理部15的功能例如能够通过接口电路来实现。另外，例如，在使用触摸面板的情况下，受理部15具有作为探测用户的手指向触摸面板的接触等的输入探测部的功能。
<显示装置>
显示装置41例如具备由液晶显示器、EL显示器等构成的监视器(未图示)，例如，具有显示各种图像(包含窗口等的各种画面等)、文字等的功能。
<输入装置>
输入装置42例如由鼠标、键盘等构成。因此，用户通过操作输入装置42而能够对控制装置1进行各种处理等的指示。
具体地，用户通过用输入装置42的鼠标对显示于显示装置41的各种画面(窗口等)进行点击的操作、用输入装置42的键盘输入文字、数字等的操作而能够进行对控制装置1的指示。以下，将由该用户进行的使用了输入装置42的指示(基于输入装置42的输入)也称为“操作指示”。该操作指示包含由输入装置42从显示于显示装置41的内容选择期望的内容的选择操作、由输入装置42输入文字、数字等的输入指示等。此外，输入也包含选择。
另外，在本实施方式中，代替显示装置41以及输入装置42，也可以设置兼备有显示装置41以及输入装置42(显示部以及输入部)的显示输入装置(未图示)。作为显示输入装置，例如能够使用触摸面板(静电式触摸面板、压感式触摸面板)等。此外，输入装置42也可以是识别声音(包含音频)的结构。
<机器人系统中的控制的基本>
控制装置1在作业(例如，检查)中，基于各位置传感器281、力检测部290的输出、即各位置传感器281的检测信息(检测结果)、力检测部290的检测信息(检测结果)等，通过位置控制、力控制等来控制机器人2的驱动(动作)。
位置控制是基于与机器人2的机器臂20的前端部或末端执行器7的位置、姿势相关的信息使机器臂20的前端部或末端执行器7以在目标的位置成为目标的姿势的方式移动的机器人2的动作的控制。此外，能够基于各位置传感器281的检测信息求出与机器臂20的前端部或末端执行器7的位置、姿势相关的信息。
此外，力控制是如下的机器人2的动作的控制：通过力检测部290进行力的检测，基于力检测部290的检测信息变更机器臂20的前端部或末端执行器7的位置、姿势，此外，或者推压或牵拉末端执行器7。例如，力控制包含阻抗控制等。
阻抗控制包含仿形控制。首先，简单地进行说明，在阻抗控制中，以将施加于机器臂20的前端部的力尽可能地维持为预定的力、即将由力检测部290检测的预定方向的力尽可能地维持为目标值(也包含零)的方式，对机器臂20(机器人2)的动作进行控制。由此，例如，若对机器臂20(机器人2)进行阻抗控制，则机器臂20的末端执行器7针对对象物在上述预定方向上进行仿形的动作。
此外，更详细进行说明，例如，能够通过下述(A)式所示的运动方程式来表示机器人2的阻抗控制的典型(model)。
f(t)＝mx”+cx’+kk······(A)
在上述(A)式中，m是质量(惯性)，c是粘性系数，k是弹性(刚性)系数，f(t)是力，x是从目标位置开始的移位(位置)。此外，x的一次微分即x’与速度对应，x的二次微分、x”与加速度对应。另外，在以下，将m、c以及k分别也仅简称为“参数”。
在阻抗控制中，构成用于使机器臂20的前端部具有上述(A)式的特性的控制系统。即，以机器臂20的前端部正好具有由上述(A)式表示的虚拟质量、虚拟粘性系数、虚拟弹性系数的方式进行控制。
此外，上述(A)式中的参数m、c以及k并不分别特别限定，可基于诸条件适当设定。即，使参数m、c以及k分别根据机器人2进行的作业而设定为符合情况的值。
该机器人系统100例如在控制装置1的控制之下对规定的对象物等进行作业。在本实施方式中，进行螺纹孔82的检查。在该螺纹孔82的检查中，机器人2将末端执行器7的螺纹用极限量规3紧固于(插入)螺纹孔82。
此外，如图12所示，在螺纹孔82的检查时，在显示装置41显示检查用的窗口5(设定用画面)。在该窗口5分别显示输入用的文本框51、52、53、54和显示为“完成”的按钮55(图标)。文本框51具有输入螺纹孔82(内螺纹)的公称直径的功能。此外，文本框52具有输入螺纹孔82的种类即螺纹孔82是粗牙还是细牙的功能。此外，文本框53具有输入螺纹孔82的深度的规格值的上限值(上限)的功能。此外，文本框54具有输入螺纹孔82的深度的规格值的下限值(下限)的功能。
首先，用户在显示于显示装置41的窗口5进行向文本框51、52、53、54分别输入螺纹孔82的对应的信息(条件)的操作指示。在此，在本发明中，“输入”包含“选择”。
具体地，在文本框51输入螺纹孔82(螺纹)的公称直径(例如，“M1”)。此外，在文本框52输入螺纹孔82的种类即螺纹孔82是粗牙还是细牙(例如，“粗牙”)。此外，在文本框53输入螺纹孔82的深度的规格值的上限值(上限)。此外，在文本框54输入螺纹孔82的深度的规格值的下限值(下限)。
接下来，用户进行对显示为“完成”的按钮55的操作指示。
若控制装置1的受理部15受理由用户进行的对按钮55的操作指示，则控制装置1例如机器人控制部11生成螺纹孔82的检查的程序(检查程序)。然后，控制装置1执行该程序，控制机器人2等的驱动，进行螺纹孔82的检查。
接下来，基于图5～图10，对形成于工件81的螺纹孔82的检查中的机器人系统100的动作(控制装置1的控制动作)进行说明。
首先，检查对象的螺纹孔82(内螺纹)是形成于工件81的有底(非贯通)的螺纹孔。该螺纹孔82的轴方向在本实施方式中与z轴方向一致。此外，在螺纹孔82的入口以朝向+z轴方向内径渐增的方式形成有锥形(倾斜面)。另外，也可以省略锥形。
此外，在本实施方式中，在螺纹孔82的检查时，不是通过机器臂20使螺纹用极限量规3旋转，而是通过设置于机器臂20的末端执行器7的马达72使螺纹用极限量规3旋转。以下，将该方式称为“马达方式”。
首先，螺纹孔82的检查中的控制方法具备如下工序：使机器臂20工作，使螺纹用极限量规3(螺纹量规)移动并使螺纹用极限量规3的通端量规32(或止端量规33)与螺纹孔82接触的工序(第一工序)；以及通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，基于力检测部290的检测信息，对机器人2(机器臂20)进行x轴方向以及y轴方向(与螺纹孔82的轴方向正交的方向)的力控制，使机器臂20工作，以使与螺纹孔82的轴方向(z轴方向)正交的方向上的力、即x轴方向以及y轴方向上的力减少的方式使螺纹用极限量规3移动的工序(第二工序)。另外，在本实施方式中，在x轴方向以及y轴方向上进行力控制，但力控制的方向也可以是以螺纹孔82的轴为法线的平面内的任意的方向。
接下来，对螺纹孔82的通端的检查中的机器人系统100的动作进行说明。
首先，使机器人2(机器臂20)动作(工作)，并使螺纹用极限量规3的通端量规32的前端(下端)向螺纹孔82的上空移动(图5所示的步骤S101)。在该步骤S101中，对机器人2(机器臂20)不进行力控制，而进行位置控制。此外，在后述的步骤S102以后，对机器人2进行位置控制以及力控制。
接着，如图7所示，使机器人2动作、即使轴241下降，并使通端量规32的前端与螺纹孔82接触(步骤S102)(控制方法中的第一工序)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的z轴方向的力，在z轴方向上进行力控制(阻抗控制)使机器人2动作。此外，力控制的z轴方向的目标力并不特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是2N。由此，通端量规32的前端与螺纹孔82的入口(+z轴方向的开口)接触。
另外，代替力控制，例如，也可以在位置控制中使螺纹用极限量规3在z轴方向上移动并在通过力检测部290在z轴方向上检测出预定的力(例如，2N)的情况下停止。
接着，如图8所示，使机器人2动作，使通端量规32的前端仿形螺纹孔82的入口(步骤S103)(控制方法中的第二工序)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，基于力检测部290的检测信息(检测结果)，以使与螺纹孔82的轴方向正交的方向、即x轴方向以及y轴方向上的力减少的方式使螺纹用极限量规3移动。具体地，在与螺纹孔82的轴方向正交的方向、即x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，螺纹用极限量规3向施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力减少的方向移动，通端量规32的前端的中心向螺纹孔82的入口的中心移动。即，从z轴方向观察，通端量规32配置在螺纹孔82内。
在此，在步骤S103中，通端量规32的前端与螺纹孔82的入口的锥形几次触接并且改变x-y平面内的移动方向而在x轴方向以及y轴方向上移动，由此，通端量规32的前端的中心逐渐向螺纹孔82的入口的中心接近，从z轴方向观察，通端量规32配置在螺纹孔82内。
具体地，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，并且使通端量规32的前端在x轴方向以及y轴方向上移动而与螺纹孔82的入口的锥形触接。
接下来，基于力检测部290的检测信息，改变x-y平面内的移动方向并使螺纹用极限量规3移动，且使螺纹用极限量规3在-z轴方向上稍微移动，从而再次将通端量规32的前端与螺纹孔82的入口的锥形触接。由此，通端量规32的前端的中心向螺纹孔82的入口的中心接近。多次进行这样的动作，从而使通端量规32的前端的中心向螺纹孔82的入口的中心渐渐接近，最终，从z轴方向观察，通端量规32配置在螺纹孔82内。
另外，在螺纹孔82的入口未形成有锥形的情况下，例如，使通端量规32在x轴方向以及y轴方向上移动并进行探索螺纹孔82的探索动作等，使通端量规32配置在螺纹孔82内。
接着，将通端量规32的前端的z轴方向的当前的位置作为初始位置存储在存储部14(步骤S104)。
接着，驱动马达72，开始使螺纹用极限量规3在通端量规32拧紧的方向上旋转的动作(步骤S105)。
接着，使轴241下降(步骤S106)。通过螺纹用极限量规3的旋转和轴241的下降使通端量规32与螺纹孔82旋合，通端量规32的前端朝向螺纹孔82的底部(在通端量规32拧紧的方向)移动。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的力，在x轴方向、y轴方向以及z轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向上进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力分别例如是0N。由此，能够抑制通端量规32损伤螺纹孔82，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向拧紧的方向移动。执行该步骤S106直至螺纹用极限量规3进行预定次数旋转(例如，半旋转)。另外，在本区间，也可以省略针对z轴方向的力控制。
接着，继续使轴241下降(步骤S107)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，在x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向上进行位置控制并使机器人2动作。在该情况下，在本区间，在z轴方向上不进行力控制。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，能够抑制通端量规32损伤螺纹孔82，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向拧紧的方向移动。此外，通过力检测部290检测z轴方向的力，若在z轴方向上检测到预定的力(例如，3N)，则使轴241以及马达72停止。这样一来，如图9所示，通端量规32的前端与螺纹孔82的底部接触。即，使通端量规32紧固于螺纹孔82。另外，通端量规32的前端也有时不会到达螺纹孔82的底部。此外，在该步骤S107中，在z轴方向上不进行力控制，因此能够将力检测部290的z轴方向的力的检测信息使用于其他控制。具体地，将在z轴方向上检测到预定的力这一情况作为轴241以及马达72的停止条件。
接着，将通端量规32的前端的z轴方向的当前的位置作为停止位置存储在存储部14(步骤S108)。
接着，基于初始位置和停止位置，求出螺纹孔82的深度(z轴方向的长度)(步骤S109)。从初始位置减去停止位置求出该螺纹孔82的深度，并作为测定值存储在存储部14。
接着，基于螺纹孔82的深度的测定值和螺纹孔82的深度的规格值(规定值)的上限值以及下限值，对螺纹孔82的通端判定合格与否。
即，判断螺纹孔82的深度的测定值是否在螺纹孔82的深度的规格值的范围内(步骤S110)，若在范围内，则判定为“合格”(步骤S111)，若在范围外，则判定为“不合格”(步骤S112)。
使该螺纹孔82的通端的检查结果存储于存储部14，并根据需要通过显示装置41显示。
接着，驱动马达72，开始使螺纹用极限量规3在通端量规32松脱的方向上旋转的动作(步骤S113)。
接着，使轴241上升(步骤S114)。通过螺纹用极限量规3的旋转和轴241的上升，螺纹用极限量规3向通端量规32从螺纹孔82松脱的方向(松动的方向)移动。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的力，在x轴方向、y轴方向以及z轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向上进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力分别例如是0N。由此，能够抑制通端量规32损伤螺纹孔82，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向松脱的方向移动。这样一来，如图10所示，使螺纹用极限量规3移动直至通端量规32的前端到达比初始位置靠在z轴方向+侧离开预定距离(例如，0.2mm)的位置，并使轴241以及马达72停止。另外，在本区间之中的一部分的区间或全区间，也可以省略在z轴方向上的力控制。至此，结束该程序。
接下来，对螺纹孔82的止端的检查中的机器人系统100的动作进行说明。
首先，图6所示的步骤S201～步骤S206除了将在上述的步骤S101～步骤S106中通端量规32代替止端量规33之外，与步骤S101～步骤S106是同样的，省略其说明。
继续于步骤S206使轴241下降(步骤S207)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，在x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向上进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，能够抑制止端量规33损伤螺纹孔82，此外，能够顺利且准确地使止端量规33向拧紧的方向移动。此外，通过力检测部290检测z轴方向的力，若在z轴方向上检测到预定的力(例如，3N)，则使轴241以及马达72停止。这样一来，螺纹用极限量规3在止端量规33的前端到达螺纹孔82的底部之前停止或止端量规33的前端到达螺纹孔82的底部而停止。此外，在步骤S207中，在z轴方向上不进行力控制，因此能够将力检测部290的z轴方向的力的检测信息使用于其他控制。具体地，将在z轴方向上检测到预定的力这一情况作为轴241以及马达72的停止条件。
接着，将止端量规33的前端的z轴方向的当前的位置作为停止位置存储在存储部14(步骤S208)。
接着，求出初始位置与停止位置的z轴方向的距离(步骤S209)。在该步骤S209中，从初始位置减去停止位置，并将该差值存储在存储部14。
接着，基于初始位置与停止位置的z轴方向的距离，对螺纹孔82的止端判定合格与否。
即，判断初始位置与停止位置的z轴方向的距离是否小于螺纹孔82的螺旋的两倍(步骤S210)，若小于螺纹孔82的螺旋的两倍，则判定为“合格”(步骤S211)，若在螺纹孔82的螺旋的两倍以上，则判定为“不合格”(步骤S212)。螺纹孔82的螺旋是指在螺纹用极限量规3(止端量规33)相对于螺纹孔82进行了一次转动时螺纹用极限量规3相对螺纹孔82推进的距离。另外，合格与否的阈值的“两倍”是一个例子，也可以设定为其他值。
使该螺纹孔82的止端的检查结果存储于存储部14，并根据需要通过显示装置41显示。
另外，在本实施方式中，基于初始位置与停止位置的z轴方向的距离对螺纹孔82的止端判定合格与否，但并不限于此，例如，也可以基于螺纹用极限量规3(止端量规33)的旋转次数(旋转量)判定合格与否。具体地，求出螺纹用极限量规3至止端量规33的前端从初始位置向停止位置移动之前旋转的次数(旋转量)，判断该螺纹用极限量规3旋转的次数是否小于两次旋转，若小于两次旋转，则判定为“合格”，若在两次旋转以上，则判定为“不合格”。另外，合格与否的阈值的“两次旋转”是一个例子，也可以设定为其他值。
此外，步骤S213以及步骤S214除了将在上述的步骤S113以及步骤S114中通端量规32代替止端量规33之外，与步骤S113以及步骤S114是同样的，省略其说明。至此，结束该程序。
在螺纹孔82的通端的检查中，施加于螺纹用极限量规3的z轴方向的力例如图11所示那样推移。在图11所示的曲线图中，记载为“到达底部”的峰值示出在使轴241下降时螺纹用极限量规3的通端量规32的前端到达螺纹孔82的底部时的z轴方向的力。
如以上所说明的那样，根据机器人系统100，能够容易且准确地进行螺纹用极限量规3与螺纹孔82的对位，能够容易且准确地将螺纹用极限量规3的通端量规32、止端量规33插入螺纹孔82。
此外，在将螺纹用极限量规3的通端量规32、止端量规33插入螺纹孔82时以及从螺纹孔82松脱时，能够抑制螺纹用极限量规3损伤螺纹孔82。
如以上所说明的那样，控制装置1是对具有设置有力检测部290的机器臂20的机器人2进行控制的装置。
控制装置1具备机器人控制部11(控制部)，该机器人控制部11使机器臂20工作，使设置于比机器臂20的力检测部290靠前端侧的使用于螺纹孔82的检查并具有通端量规32以及止端量规33(螺纹部)的螺纹用极限量规3(螺纹量规)移动且在使通端量规32(或止端量规33)(螺纹部)与螺纹孔82接触之后，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3(螺纹量规)的力，基于力检测部290的检测信息，进行与螺纹孔82的轴方向正交的方向的力控制，使机器臂20工作，并使螺纹用极限量规3(螺纹量规)移动。另外，也可以由机器人控制部11以及马达控制部12构成控制部。此外，可以使力检测部290能够拆装地设置于机器臂20，此外，也可以设置为力检测部290不能脱离机器臂20。
根据这样的控制装置1，能够容易且准确地进行螺纹用极限量规3与螺纹孔82的对位，能够容易且准确地将螺纹用极限量规3插入螺纹孔82。
此外，机器人控制部11(控制部)在使通端量规32(或止端量规33)(螺纹部)与螺纹孔82接触之后，在将通端量规32(或止端量规33)(螺纹部)插入螺纹孔82时，在至少一部分的区间，对机器人2不进行螺纹孔82的轴方向的力控制。
由此，在对机器人2不进行螺纹孔82的轴方向的力控制的区间，能够将力检测部290的螺纹孔82轴方向的力的检测信息使用于其他控制。
此外，机器人控制部11(控制部)在使插入于螺纹孔82的通端量规32(或止端量规33)(螺纹部)向与朝螺纹孔82的插入方向的相反方向移动时，在至少一部分的区间，对机器人2进行螺纹孔82的轴方向的力控制。
由此，能够抑制螺纹用极限量规3损伤螺纹孔82，此外，能够顺利且准确地使螺纹用极限量规3向与插入方向的相反方向移动。
此外，机器人控制部11(控制部)在使螺纹用极限量规3(螺纹量规)绕螺纹孔82的轴旋转的情况下，通过设置于机器臂20的马达72而旋转。
由此，机器臂20不需要使螺纹用极限量规3旋转，因此能够抑制使设置于机器臂20的布线卷绕在机器臂20。
此外，机器臂20具有第一臂22、第二臂23和具备轴241的作业头24(多个臂)。机器人控制部11(控制部)使中心轴与作为机器臂20的最前端的臂的一个例子的轴241的转动轴(第三转动轴O3)一致的螺纹用极限量规3(螺纹量规)旋转。
由此，能够容易且准确地进行使螺纹用极限量规3旋转的控制。
此外，控制装置1具有判定部16，该判定部16基于螺纹孔82的深度信息、螺纹用极限量规3(螺纹量规)的旋转信息和力检测部290的检测信息的至少一个来判定螺纹孔82的合格与否。
由此，不需要另行准备判定螺纹孔82的合格与否的装置，而能够进行螺纹孔82的检查。
此外，机器人2具有设置有力检测部290的机器臂20，通过控制装置1来控制。
根据这样的机器人2，能够容易且准确地进行螺纹用极限量规3与螺纹孔82的对位，能够容易且准确地将螺纹用极限量规3插入螺纹孔。
此外，控制方法是对具有设置有力检测部290的机器臂20的机器人2进行控制的控制方法。
该控制方法具备如下工序：使机器臂20工作，使设置于比机器臂20的力检测部290靠前端侧的使用于螺纹孔82的检查并具有通端量规32以及止端量规33(螺纹部)的螺纹用极限量规3(螺纹量规)移动且使通端量规32(或止端量规33)(螺纹部)与螺纹孔82接触的工序(第一工序)；以及通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3(螺纹量规)的力，基于力检测部290的检测信息，进行与螺纹孔82的轴方向正交的方向的力控制，使机器臂20工作，并使螺纹用极限量规3(螺纹量规)移动的工序(第二工序)。
根据这样的控制方法，能够容易且准确地进行螺纹用极限量规3与螺纹孔82的对位，能够容易且准确地将螺纹用极限量规3插入螺纹孔82。
<第二实施方式>
图13是示出本发明的机器人的第二实施方式和具备该第二实施方式的机器人的机器人系统的侧视图。
图14以及图15分别是示出图13所示的机器人系统的控制装置的检查时的控制动作的流程图。
以下，对第二实施方式进行说明，以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
如图13所示，在第二实施方式中，使末端执行器7A能够拆装地连结于轴241的前端部。
末端执行器7A具有力检测部290、安装于力检测部290的安装部73和能够拆装地安装于安装部73的螺纹用极限量规3。即，末端执行器7A不具有马达。在该末端执行器7A中，使力检测部290直接或经由未图示的连结构件能够拆装地连结于轴241的前端部。此外，轴241的中心轴即第三转动轴O3与螺纹用极限量规3的中心轴一致。即，从第三转动轴O3的轴方向观察，第三转动轴O3与螺纹用极限量规3重合。
接下来，基于图7～图10、图14、图15对形成于工件81的螺纹孔82的检查中的机器人系统100的动作(控制装置1的控制动作)进行说明。
首先，检查对象的螺纹孔82是形成于工件81的有底(非贯通)的螺纹孔。
此外，在本实施方式中，在螺纹孔82的检查时，通过机器臂20使螺纹用极限量规3旋转。以下，将该方式称为“机器人方式”。
首先，对螺纹孔82的通端的检查中的机器人系统100的动作进行说明。
首先，使机器人2动作，使螺纹用极限量规3的通端量规32的前端向螺纹孔82的上空移动(图14所示的步骤S301)。在该步骤S301中，对机器人2不进行力控制，而进行位置控制。此外，在后述的步骤S302以后，对机器人2进行位置控制以及力控制。
接着，如图7所示，使机器人2动作、即、使轴241下降，并使通端量规32的前端与螺纹孔82接触(步骤S302)(控制方法中的第一工序)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的z轴方向的力，在z轴方向上进行力控制(阻抗控制)并使机器人2动作。此外，力控制的z轴方向的目标力并不特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是2N。由此，通端量规32的前端与螺纹孔82的入口接触。
另外，代替力控制，例如，也可以在位置控制中使螺纹用极限量规3在z轴方向上移动并在通过力检测部290在z轴方向上检测到预定的力(例如，2N)的情况下停止。
接着，如图8所示，使机器人2动作，使通端量规32的前端仿形螺纹孔82的入口(步骤S303)(控制方法中的第二工序)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，基于力检测部290的检测信息，使螺纹用极限量规3移动以使与螺纹孔82的轴方向正交的方向、即x轴方向以及y轴方向上的力减少。具体地，在与螺纹孔82的轴方向正交的方向、即x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，螺纹用极限量规3向施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力减少的方向移动，通端量规32的前端的中心向螺纹孔82的入口的中心移动。即，从z轴方向观察，通端量规32配置在螺纹孔82内。
接着，将通端量规32的前端的z轴方向的当前的位置作为初始位置存储在存储部14(步骤S304)。
接着，使轴241在预定方向上旋转并且下降(步骤S305)。上述预定方向是通端量规32拧紧的方向。由此，螺纹用极限量规3旋转，通过该螺纹用极限量规3的旋转和轴241的下降，使通端量规32与螺纹孔82旋合，通端量规32的前端朝向螺纹孔82的底部(向通端量规32拧紧的方向)移动。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的力，在x轴方向、y轴方向以及z轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向以及u轴方向(绕z轴的方向)上分别进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力分别例如是0N。由此，能够抑制通端量规32使螺纹孔82损伤，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向拧紧的方向移动。执行该步骤S305至螺纹用极限量规3进行预定次数旋转(例如，半旋转)。另外，在本区间，也可以省略在z轴方向上的力控制。
接着，继续使轴241在预定方向上旋转并且下降(步骤S306)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，在x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向以及u轴方向(绕z轴的方向)上分别进行位置控制并使机器人2动作。在该情况下，在本区间，在z轴方向上不进行力控制。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，能够抑制通端量规32使螺纹孔82损伤，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向拧紧的方向移动。此外，通过力检测部290检测z轴方向的力，若在z轴方向上检测到预定的力(例如，3N)时，使轴241停止。这样一来，如图9所示，通端量规32的前端与螺纹孔82的底部接触。即，使通端量规32紧固于螺纹孔82。另外，通端量规32的前端也有时不会到达螺纹孔82的底部。此外，在该步骤S306中，在z轴方向上不进行力控制，因此能够将力检测部290的z轴方向的力的检测信息使用于其他控制。具体地，将在z轴方向上检测到预定的力作为轴241的停止条件。
接着，将通端量规32的前端的z轴方向的当前的位置作为停止位置存储在存储部14(步骤S307)。
接着，基于初始位置和停止位置，求出螺纹孔82的深度(z轴方向的长度)(步骤S308)。从初始位置减去停止位置求出该螺纹孔82的深度，并作为测定值存储在存储部14。
接着，基于螺纹孔82的深度的测定值和螺纹孔82的深度的规格值(规定值)的上限值以及下限值，对螺纹孔82的通端判定合格与否。
即，判断螺纹孔82的深度的测定值是否在螺纹孔82的深度的规格值的范围内(步骤S309)，若在范围内，则判定为“合格”(步骤S310)，若在范围外，则判定为“不合格”(步骤S311)。
使该螺纹孔82的通端的检查结果存储于存储部14，并根据需要通过显示装置41显示。
接着，使轴241向与步骤S305的相反方向旋转并且上升(步骤S312)。由此，螺纹用极限量规3旋转，通过该螺纹用极限量规3的旋转和轴241的上升，螺纹用极限量规3向通端量规32从螺纹孔82松脱的方向(松动的方向)移动。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的力，在x轴方向、y轴方向以及z轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向以及u轴方向(绕z轴的方向)上进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，x轴方向、y轴方向以及z轴方向的目标力分别例如是0N。由此，能够抑制通端量规32使螺纹孔82损伤，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向松脱的方向移动。这样一来，如图10所示，使螺纹用极限量规3移动，直至通端量规32的前端到达比初始位置靠在z轴方向+侧离开预定距离(例如，0.2mm)的位置，使轴241停止。另外，在本区间之中的一部分的区间或全区间，也可以省略在z轴方向上的力控制。至此，结束该程序。
接下来，对螺纹孔82的止端的检查中的机器人系统100的动作进行说明。
首先，图15所示的步骤S401～步骤S405除了将在上述的步骤S301～步骤S305中通端量规32代替止端量规33之外，与步骤S301～步骤S305是同样的，省略其说明。
继续于步骤S405使轴241向预定方向旋转并且下降(步骤S406)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，在x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向以及u轴方向(绕z轴的方向)上分别进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，能够抑制止端量规33使螺纹孔82损伤，此外，能够顺利且准确地使止端量规33向拧紧的方向移动。此外，通过力检测部290检测z轴方向的力，若在z轴方向上检测到预定的力(例如，3N)时，使轴241停止。这样一来，螺纹用极限量规3在止端量规33的前端到达螺纹孔82的底部之前停止或止端量规33的前端到达螺纹孔82的底部而停止。此外，在步骤S406中，在z轴方向上不进行力控制，因此能够将力检测部290的z轴方向的力的检测信息使用于其他控制。具体地，将在z轴方向上检测到预定的力这一情况作为轴241的停止条件。
接着，将止端量规33的前端的z轴方向的当前的位置作为停止位置存储在存储部14(步骤S407)。
接着，求出初始位置与停止位置的z轴方向的距离(步骤S408)。在该步骤S408中，从初始位置减去停止位置，并将该差值存储在存储部14。
接着，基于初始位置与停止位置的z轴方向的距离，对螺纹孔82的止端判定合格与否。
即，判断初始位置与停止位置的z轴方向的距离是否小于螺纹孔82的螺旋的两倍(步骤S409)，若小于螺纹孔82的螺旋的两倍，则判定为“合格”(步骤S410)，若在螺纹孔82的螺旋的两倍以上，则判定为“不合格”(步骤S411)。另外，合格与否的阈值的“两倍”是一个例子，也可以设定为其他值。
使该螺纹孔82的止端的检查结果存储于存储部14，并根据需要通过显示装置41显示。
另外，在本实施方式中，基于初始位置与停止位置的z轴方向的距离对螺纹孔82的止端判定合格与否，但并不限于此，例如，也可以基于螺纹用极限量规3(止端量规33)的旋转次数(旋转量)判定合格与否。具体地，求出止端量规33的前端从初始位置移动到停止位置为止螺纹用极限量规3的旋转的次数(旋转量)，判断该螺纹用极限量规3旋转的次数是否小于两次旋转，若小于两次旋转，则判定为“合格”，若在两次旋转以上，则判定为“不合格”。另外，合格与否的阈值的“两次旋转”是一个例子，也可以设定为其他值。
此外，步骤S412除了将在上述的步骤S312中通端量规32代替止端量规33之外，与步骤S312是同样的，省略其说明。至此，结束该程序。
根据以上那样的第二实施方式，也能够发挥与上述的实施方式同样的效果。
如以上所说明的那样，机器人控制部11(控制部)在使螺纹用极限量规3(螺纹量规)绕螺纹孔82的轴旋转的情况下，通过机器臂20而旋转。
由此，不需另行将使螺纹用极限量规3旋转的装置安装在机器臂20，而能够使螺纹用极限量规3旋转，由此，能够谋求机器人2的小型化。
此外，机器臂20具有第一臂22、第二臂23和具备轴241的作业头24(多个臂)。机器人控制部11(控制部)使安装于作为机器臂20的最前端的臂的一个例子的轴241所设置的力检测部290的螺纹用极限量规3(螺纹量规)旋转。
由此，能够容易且准确地进行使螺纹用极限量规3旋转的控制。
<第三实施方式>
图16是用于说明第三实施方式中的螺纹孔的检查的图。
图17以及图18分别是示出第三实施方式中的螺纹孔的检查时的控制装置的控制动作的流程图。
以下，对第三实施方式进行说明，但以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
如图16所示，在第三实施方式中，检查对象的螺纹孔83(内螺纹)是形成于工件81贯通了工件81的螺纹孔(贯通孔)。在该贯通的螺纹孔83的检查中，通端的检查的方法(合格与否的判定的方式)与上述的有底的螺纹孔82的检查不同。
接下来，基于图17、图18对形成于工件81的螺纹孔83(贯通孔)的检查中的机器人系统100的动作(控制装置1的控制动作)进行说明。
只是，关于螺纹孔83的止端的检查中的机器人系统100的动作，与上述的有底的螺纹孔82的检查的情况相同，因此省略其说明，在以下，对螺纹孔83的通端的检查中的机器人系统100的动作进行说明。
首先，基于图17，对使用第一实施方式的机器人系统100的情况、即马达方式的情况进行说明。
首先，图17所示的步骤S501～步骤S504、步骤S506、步骤S507与上述的步骤S101～步骤S106是同样的，省略其说明。
在步骤S504之后，设定以z轴为法线的虚拟平面85(步骤S505)。
使虚拟平面85设定于从初始位置开始在z轴方向一侧(下方)离开预定距离的位置。该预定距离被设定为比螺纹孔83的深度长规定的长度(1mm)的值。即，虚拟平面85被设定为虚拟平面85的z轴方向的位置成为比螺纹孔83的出口(-z轴方向的开口)靠z轴方向的负侧的预定的位置。另外，上述预定距离也可以与螺纹孔83的深度是相同的。即，也可以将虚拟平面85设定为虚拟平面85的z轴方向的位置成为与螺纹孔83的出口相同的位置。
接着，执行步骤S506、步骤S507，继续使轴241下降(步骤S508)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，在x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向上进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，能够抑制通端量规32使螺纹孔82损伤，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向拧紧的方向移动。
接着，通过力检测部290检测z轴方向的力，判断检测到的z轴方向的力是否在预定的阈值(例如，3N)以上(步骤S509)。
在步骤S509中，在判断为由力检测部290检测到的z轴方向的力不在阈值以上(小于阈值)的情况下，判断通端量规32的前端是否已移动至虚拟平面85(步骤S510)。
在步骤S510中，在判断为通端量规32的前端未移动至虚拟平面85的情况下，返回步骤S508，再次执行步骤S508以后的步骤。
此外，在步骤S510中，在判断为通端量规32的前端已移动至虚拟平面85的情况下，对螺纹孔83的通端判定为“合格”(步骤S511)。另外，在步骤S510中判断为“是”的情况是在由力检测部290检测到的z轴方向的力保持小于阈值的状态下通端量规32的前端已移动至虚拟平面85的情况。
此外，在步骤S509中，在判断为由力检测部290检测到的z轴方向的力在阈值以上的情况下，对螺纹孔83的通端判定为“不合格”(步骤S512)。另外，在步骤S509中判断为“是”的是在通端量规32的前端移动至虚拟平面85之前由力检测部290检测到的z轴方向的力成为阈值以上的情况下。
使该螺纹孔83的通端的检查结果存储于存储部14，并根据需要通过显示装置41显示。
接着，使轴241以及马达72停止(步骤S513)。
这样，从步骤S508至使轴241停止为止，在z轴方向上不进行力控制，因此能够将力检测部290的z轴方向的力的检测信息使用于其他控制、具体地在步骤S509中使用。
此外，步骤S514以及步骤S515与上述的步骤S113以及步骤S114是同样的，省略其说明。至此，结束该程序。
接着，基于图18，对使用第二实施方式的机器人系统100的情况、即机器人方式的情况进行说明。
首先，图18所示的步骤S601～步骤S604、步骤S606与上述的步骤S301～步骤S305是同样的，省略其说明。
在步骤S604之后，设定以z轴为法线的虚拟平面85(步骤S605)。该虚拟平面85的设定与上述的步骤S505是同样的，省略其说明。
接着，执行步骤S606，继续使轴241向预定方向旋转并且下降(步骤S607)。在该机器人2的动作中，通过力检测部290检测施加于螺纹用极限量规3的x轴方向以及y轴方向的力，在x轴方向以及y轴方向上分别进行力控制(阻抗控制)，此外，在z轴方向以及u轴方向(绕z轴的方向)上分别进行位置控制并使机器人2动作。此外，力控制的x轴方向以及y轴方向的目标力并不分别特别限定，而是可根据诸条件适当设定的力，列举一个例子，例如是0N。由此，能够抑制通端量规32使螺纹孔82损伤，此外，能够顺利且准确地使通端量规32向拧紧的方向移动。
接着，通过力检测部290检测z轴方向的力，判断检测到的z轴方向的力是否在预定的阈值(例如，3N)以上(步骤S608)。
在步骤S608中，在判断为由力检测部290检测到的z轴方向的力不在阈值以上(小于阈值)的情况下，判断通端量规32的前端是否已移动至虚拟平面85(步骤S609)。
在步骤S609中，在判断为通端量规32的前端未移动至虚拟平面85的情况下，返回步骤S607，再次执行步骤S607以后的步骤。
此外，在步骤S609中，在判断为通端量规32的前端已移动至虚拟平面85的情况下，对螺纹孔83的通端判定为“合格”(步骤S610)。另外，在步骤S609中判断为“是”的情况是在由力检测部290检测到的z轴方向的力保持小于阈值的状态下通端量规32的前端已移动至虚拟平面85的情况。
此外，在步骤S608中，在判断为由力检测部290检测到的z轴方向的力在阈值以上的情况下，对螺纹孔83的通端判定为“不合格”(步骤S611)。另外，在步骤S608中判断为“是”的情况是在通端量规32的前端移动至虚拟平面85之前由力检测部290检测到的z轴方向的力变为阈值以上的情况。
使该螺纹孔83的通端的检查结果存储于存储部14，并根据需要通过显示装置41显示。
接着，使轴241停止(步骤S612)。
这样，从步骤S607至使轴241停止为止，在z轴方向上不进行力控制，因此能够将力检测部290的z轴方向的力的检测信息使用于其他控制、具体地在步骤S608中使用。
此外，步骤S613与上述的步骤S312是同样的，省略其说明。至此，结束该程序。
根据以上那样的第三实施方式，也能够发挥与上述的实施方式同样的效果。
如以上所说明的那样，在控制装置1中，在螺纹孔的通端的检查中，在为螺纹孔贯通的螺纹孔83的情况和非贯通的螺纹孔82的情况下，螺纹孔合格与否的判定的方式不同。
由此，在贯通的螺纹孔83和非贯通的螺纹孔82的各个中能够准确地进行检查。
<第四实施方式>
图19是第四实施方式中的末端执行器的立体图。图20是第四实施方式中的末端执行器的主视图。
以下，对第四实施方式进行说明，但以与上述的实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
如图19以及图20所示，在第四实施方式中，使末端执行器7B能够拆装地连结于轴241的前端部。
如图19以及图20所示，末端执行器7B具有力检测部290、安装于力检测部290的安装部74(框架)、安装于安装部74的马达72、能够旋转地设置于安装部74的支承部77和能够拆装地安装于支承部77的螺纹用极限量规3。从z轴方向观察，马达72相对于力检测部290偏离。即，从z轴方向观察，马达72被配置为在离开力检测部290的位置在从y轴方向(水平方向)观察与力检测部290重合。由此，与马达72相对于力检测部290不偏离的情况相比，能够缩短从轴241的前端至螺纹用极限量规3的前端的长度，能够谋求机器人2的小型化。
此外，末端执行器7B具有连结于马达72的旋转轴的滑轮(未图示)、连结于支承部77的滑轮76和架设于上述滑轮和滑轮76的同步带75。由连结于马达72的旋转轴的滑轮、滑轮76和同步带75构成将马达72的驱动力向螺纹用极限量规3传输的动力传输机构。另外，动力传输机构并不限于这样的结构，例如，也可以由相互啮合的多个齿轮等构成。
此外，末端执行器7B具有检测马达72的旋转轴的旋转角度的未图示的位置传感器(角度传感器)，通过该位置传感器能够检测马达72B的旋转轴的旋转角度。
在该末端执行器7B中，轴241(参照图1)的中心轴、即第三转动轴O3(参照图1)与螺纹用极限量规3的中心轴一致。即，从第三转动轴O3的轴方向观察，第三转动轴O3与螺纹用极限量规3重合。
根据以上那样的第四实施方式，也能够发挥与上述的实施方式同样的效果。
如以上所说明的那样，机器臂20具有第一臂22、第二臂23和具备轴241的作业头24(多个臂)。机器人控制部11(控制部)通过相对于设置于作为机器臂20的最前端的臂的一个例子的轴241的力检测部290偏离的马达72而使螺纹用极限量规3(螺纹量规)旋转。
由此，与马达72相对于力检测部290不偏离的情况相比，能够缩短从机器臂20的前端至螺纹用极限量规3的前端的长度，能够谋求机器人2的小型化。
以上，基于图示的实施方式对本发明的控制装置、机器人以及控制方法进行了说明，但本发明并不限定于此，能够将各部分的结构置换为具有同样的功能的任意的结构。此外，也可以附加其他任意的结构物。此外，也可以在控制方法中附加其他任意的工序。
此外，本发明也可以组合有上述各实施方式之中的任意的两个以上的结构(特征)。
此外，在上述实施方式中，机器臂的转动轴的数量是三个，但在本发明中并不限定于此，机器臂的转动轴的数量例如也可以是两个或四个以上。即，在上述实施方式中，臂(连杆)的数量是三个，但在本发明中并不限定于此，臂的数量例如也可以是两个或四个以上。
此外，在上述实施方式中，机器臂的数量是一个，但在本发明中并不限定于此，机器臂的数量例如也可以是两个。即，机器人例如也可以是双臂机器人等的多臂机器人。
此外，在本发明中，机器人(机器人主体)也可以是其他种类(形式)的机器人。作为具体例子，例如可列举垂直多关节机器人、具有腿部的腿式步行(行走)机器人等。“垂直多关节机器人”是指轴数量(臂数量)在三个以上且三个轴之中的两个轴相互交叉(正交)的机器人。
在使用垂直多关节机器人作为机器人的情况下，能够容易且迅速地进行形成于相互的面彼此为非平行的多个面(多面)的螺纹孔、即相互的螺纹孔的轴方向不同的多个螺纹孔的检查。
此外，在使用垂直多关节机器人的情况下，例如，在上述的步骤S102中，也可以使螺纹用极限量规3在相对于z轴倾斜的方向(斜方向)上移动，使通端量规32的前端与螺纹孔82接触。
此外，在使用具有两个机器臂的垂直多关节机器人作为机器人的情况下，能够在一方的机器臂安装具有螺纹用极限量规的末端执行器，在另一方的机器臂安装手部(末端执行器)，通过该手部把持(保持)形成有螺纹孔的工件，进行螺纹孔的检查。

Claims (6)

1.一种螺纹孔检查方法，其特征在于，使用设于机器臂的螺纹量规来进行螺纹孔的检查，包括如下工序：
使所述机器臂进行动作，从而使所述螺纹量规与所述螺纹孔接触；
在所述螺纹孔的轴方向上的力控制以及与所述螺纹孔的轴方向正交的方向上的仿形控制下使机器臂进行动作，使所述螺纹量规的前端的中心位于所述螺纹孔的中心；
存储初始位置，所述初始位置是在所述螺纹量规的前端的中心位于所述螺纹孔的中心时，在所述螺纹孔的轴方向上的所述螺纹量规的前端的位置；
使所述螺纹量规一边旋转一边插入所述螺纹孔，直到在所述螺纹孔的轴方向上检测到预定的力为止；
存储停止位置，所述停止位置是在检测到所述预定的力时，在所述螺纹孔的轴方向上的所述螺纹量规的前端的位置；以及
基于存储的所述初始位置及所述停止位置，判定所述螺纹孔合格与否。
2.根据权利要求1所述的螺纹孔检查方法，其特征在于，
在将所述螺纹量规插入到所述螺纹孔时，在至少一部分区间，不进行所述螺纹孔的轴方向的力控制而使所述机器臂进行动作。
3.根据权利要求1或2所述的螺纹孔检查方法，其特征在于，
在存储所述停止位置之后，在将所述螺纹量规从所述螺纹孔松脱时，在至少一部分区间，在所述螺纹孔的轴方向的力控制下使所述机器臂进行动作。
4.根据权利要求1或2所述的螺纹孔检查方法，其特征在于，
所述螺纹量规的旋转是通过所述机器臂的转动而进行的。
5.根据权利要求1或2所述的螺纹孔检查方法，其特征在于，
基于所述螺纹量规的旋转信息或插入所述螺纹量规时检测到的力，判定所述螺纹孔合格与否。
6.一种机器人系统，其特征在于，具备：
机器人，具有机器臂；
末端执行器，设于所述机器臂，并且具有力检测部和螺纹量规；以及
控制装置，具备控制所述机器人的控制部，
所述控制部执行如下控制：
使所述机器臂进行动作，从而使所述螺纹量规与螺纹孔接触；
在所述螺纹孔的轴方向上的力控制以及在与所述螺纹孔的轴方向正交的方向上的仿形控制下使机器臂进行动作，所述螺纹量规的前端的中心位于所述螺纹孔的中心；
将初始位置存储在存储部，所述初始位置是在所述螺纹量规的前端的中心位于所述螺纹孔的中心时，在所述螺纹孔的轴方向上的所述螺纹量规的前端的位置；
使所述螺纹量规一边旋转一边插入所述螺纹孔，直到在所述螺纹孔的轴方向上所述力检测部检测到预定的力为止；
将停止位置存储在所述存储部，所述停止位置是在所述力检测部检测到所述预定的力时，在所述螺纹孔的轴方向上的所述螺纹量规的前端的位置；以及
基于存储在所述存储部的所述初始位置及所述停止位置，判定所述螺纹孔合格与否。
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