CN111344086B - 主模和芯子的嵌合装置、及主模和芯子的嵌合方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种主模和芯子的嵌合装置、及主模和芯子的嵌合方法，能利用自动化完全重现芯子载置工匠以微妙手感所实施的芯子载置作业。包括：握持芯子并移动的芯子握持移动单元；检测所述芯子握持移动单元的移动量的芯子移动量检测单元；检测所述芯子握持移动单元所握持的所述芯子的位置、方向及倾斜度的握持芯子位置姿势检测单元；检测主模的位置、方向及倾斜度的主模位置姿势检测单元；检测施加于所述芯子的物理量的传感器；及控制单元，该控制单元始终计算所述主模和所述芯子的相对位置、方向及倾斜度的关系，并以根据这些关系和所述传感器检测出的施加于所述芯子的物理量使所述主模和所述芯子嵌合的方式来控制所述芯子握持移动单元。

Description

主模和芯子的嵌合装置、及主模和芯子的嵌合方法

技术领域

本发明涉及主模和芯子的嵌合装置、及主模和芯子的嵌合方法。

背景技术

一直以来，铸造时将芯子载置于主模的装置中，已知下述方法：即、利用CCD摄像头和图像处理装置的组合，对主模和芯子的倾斜度及垂直位置进行检测，基于其数据使工业用机器人动作进而将芯子载置于主模(例如，参照专利文献1)。

另外，铸造时将芯子载置于主模的装置中，已知下述方法：即、将力觉传感器安装于工业用机器人的臂部，能对施加于比力觉传感器更靠前的机器人前端部的外力进行检测，基于其数据使工业用机器人动作进而将芯子载置于主模(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3223033号说明书

专利文献2：日本专利特开平6－277799号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，并不存在能利用自动化完全重现芯子载置工匠以微妙手感所实施的芯子载置作业的方法。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种主模和芯子的嵌合装置、及主模和芯子的嵌合方法，能利用自动化完全重现芯子载置工匠以微妙手感所实施的芯子载置作业。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，并达成目标，本发明所涉及的主模和芯子的嵌合装置的特征在于，包括：握持芯子并移动的芯子握持移动单元；对所述芯子握持移动单元的移动量进行检测的芯子移动量检测单元；对所述芯子握持移动单元所握持的所述芯子的位置、方向及倾斜度进行检测的握持芯子位置姿势检测单元；对主模的位置、方向及倾斜度进行检测的主模位置姿势检测单元；对施加于所述芯子的物理量进行检测的传感器；及控制单元，该控制单元始终对所述主模和所述芯子的相对位置、方向及倾斜度的关系进行计算，并以根据这些关系和所述传感器检测出的施加于所述芯子的物理量使所述主模和所述芯子嵌合的方式来控制所述芯子握持移动单元。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，施加于所述芯子的物理量是外力及力矩。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述控制单元在所述传感器检测出施加于所述芯子的、与嵌合方向正交的2轴向的外力、以嵌合轴为中心施加于旋转方向的力矩、及以与嵌合方向正交的2轴为中心施加于旋转方向的力矩时，以使这些外力及力矩消失的方式使所述芯子握持移动单元移动，使所述芯子握持移动单元向所述主模方向移动，直到所述传感器检测出施加于所述芯子的嵌合方向的外力成为规定值为止。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述主模和所述芯子的嵌合通过将设置在所述芯子的嵌合部嵌合于设置在所述主模的嵌合部来进行，设置在所述主模的嵌合部与设置在所述芯子的嵌合部彼此呈锥形形状。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，还包括对所述芯子的位置、方向及倾斜度进行检测的事前芯子位置姿势检测单元。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述传感器是6轴力觉传感器。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述芯子握持移动单元是工业用机器人。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述事前芯子位置姿势检测单元是视觉传感器。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述握持芯子位置姿势检测单元及/或所述主模位置姿势检测单元是视觉传感器。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述芯子移动量检测单元是编码器。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，所述控制单元是机器人控制器。

另外，本发明的主模和芯子的嵌合方法的特征在于，包含下述步骤：握持芯子并移动；对所握持的所述芯子的位置、方向及倾斜度进行检测；对所述芯子的移动量进行检测；对主模的位置、方向及倾斜度进行检测；始终对所述主模和所述芯子的相对位置、方向及倾斜度的关系进行计算；对施加于所述芯子的物理量进行检测；始终对所述主模和所述芯子的相对位置、方向及倾斜的关系进行计算，并以根据这些关系和施加于所述芯子的物理量使所述主模和所述芯子嵌合的方式来控制所述芯子的移动。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，施加于所述芯子的物理量是外力及力矩。

另外，本发明的一个实施方式中，所述控制是在检测出施加于所述芯子的、与嵌合方向正交的2轴向的外力、以嵌合轴为中心施加于旋转方向的力矩、及以与嵌合方向正交的2轴为中心施加于旋转方向的力矩时，以使这些外力及力矩消失的方式使所述芯子移动，使所述芯子向所述主模的方向移动，直到施加于所述芯子的嵌合方向的外力成为规定值为止。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，还包含在握持了所述芯子之后，对施加于所述芯子的物理量进行复位。

另外，本发明的一个实施方式中，其特征在于，还包含在握持了所述芯子之后，将物理量存储于所述芯子。

发明效果

根据本发明，能利用自动化完全重现芯子载置工匠以微妙手感所实施的芯子载置作业，因此起到提高芯子载置作业的效率、并能削减因芯子载置作业而引起的铸件制品不良的效果。

附图说明

图1是示出本实施方式所涉及的主模和芯子的嵌合装置的整体结构的概要的图。

图2是示出使用了本实施方式所涉及的嵌合装置的主模和芯子的嵌合方法的流程图。

图3是示出使用了本实施方式所涉及的嵌合装置的主模和芯子的嵌合方法的流程图。

图4是示出步骤S10中的芯子握持部所握持的芯子的凸部和主模的凹部的位置关系的图。

图5是示出步骤S123中的芯子握持部所握持的芯子的凸部和主模的凹部的位置关系的图。

图6是示出设置在主模的凹部的形状和设置在中子的凸部的形状的一个示例的图。

图7是示出设置在主模的凹部的形状和设置在中子的凸部的形状的一个示例的图。

图8是示出设置在主模的凹部的形状和设置在中子的凸部的形状的一个示例的图。

图9是示出变形例所涉及的主模和芯子的嵌合装置的整体结构的概要的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明所涉及的主模和芯子的嵌合装置、及主模和芯子的嵌合方法的方式基于附图进行说明。

图1是示出本实施方式所涉及的主模和芯子的嵌合装置的整体结构的概要的图。嵌合装置1嵌合主模2和芯子3。具体而言，嵌合装置1将设置在主模2的嵌合部即凹部2A、与设置在芯子3的嵌合部即凸部3A嵌合。而且，所述凹部2A和所述凸部3A彼此呈锥形形状。另外，所述凸部3A的锥形形状的部分在水平方向上的剖面形状呈圆形。

嵌合装置1包括事前芯子位置姿势检测单元4、芯子握持移动单元5、芯子移动量检测单元6、握持芯子位置姿势检测单元7、主模位置姿势检测单元8、传感器9及控制单元10。

事前芯子位置姿势检测单元4对置于规定位置的芯子3在三维空间的位置、方向及倾斜度进行检测。此处，“倾斜度”是指芯子3相对于“基准面”的倾斜度，“基准面”是指设置了芯子握持移动单元5的设置面。另外，不将地面设为“基准面”的原因在于，铸件工厂大多是陈旧设施，地面不限于正确的平面，因此，若将地面设为基准则会产生不正确情况。事前芯子位置姿势检测单元4由视觉传感器构成。

芯子握持移动单元5握持芯子3并移动。芯子握持移动单元5包括芯子握持部11及芯子移动部12。芯子握持部11握持芯子3。芯子移动部12使握持了芯子3的芯子握持部11移动到主模2的位置。芯子握持移动单元5是工业用机器人，更具体而言，由垂直多关节机器人构成。而且，芯子移动部12相当于垂直多关节机器人的手臂，芯子握持部11相当于安装于手臂部分的前端的机器人手部。

芯子移动量检测单元6对芯子握持移动单元5的移动量(3维空间的移动距离)进行检测。具体而言，芯子移动量检测单元6始终对相当于芯子移动部12的垂直多关节机器人的各驱动轴的驱动量进行检测。而且，后述的控制单元10根据该检测结果始终对握持了芯子3的芯子握持部11移动后的位置进行计算。本实施方式中，芯子移动量检测单元6组装于芯子握持移动单元5。芯子移动量检测单元6由编码器构成。

握持芯子位置姿势检测单元7在芯子握持移动单元5移动到主模的附近之后，对芯子握持移动单元5所握持的芯子3在三维空间的位置、方向及倾斜度进行检测。此处，“倾斜度”是指芯子3相对于“基准面”的倾斜度，“基准面”是指设置了芯子握持移动单元5的设置面。另外，不将地面设为“基准面”的原因在于，铸件工厂大多是陈旧设施，地面不限于正确的平面，因此，若将地面设为基准则会产生不正确情况。具体而言，握持芯子位置姿势检测单元7对设置在芯子3的凸部3A的位置、方向及倾斜度进行检测。握持芯子位置姿势检测单元7由视觉传感器构成。

主模位置姿势检测单元8对置于规定位置的主模2在三维空间的位置、方向及倾斜度进行检测。此处，“倾斜度”是指主模2相对于“基准面”的倾斜度，“基准面”是指设置了芯子握持移动单元5的设置面。另外，不将地面设为“基准面”的原因在于，铸件工厂大多是陈旧设施，地面不限于正确的平面，因此，若将地面设为基准则会产生不正确情况。具体而言，主模位置姿势检测单元8对设置在主模2的凹部2A的位置、方向及倾斜度进行检测。主模位置姿势检测单元8由视觉传感器构成。

传感器9在芯子握持移动单元5握持芯子3并移动时，对施加于芯子3的物理量即外力及力矩进行检测。传感器9由6轴力觉传感器构成。因此，传感器9能对3个方向的外力及力矩进行检测。

控制单元10控制芯子握持移动单元5。作为其功能之一，控制单元10始终对主模2和芯子3的相对位置、方向及倾斜度进行计算。具体而言，始终对设置在主模2的凹部2A、与设置在芯子3的凸部3A的相对位置、方向及倾斜度进行计算。

更详细而言，控制单元10基于握持芯子位置姿势检测单元7检测出的芯子握持移动单元5所握持的芯子3(凸部3A)的位置、方向及倾斜度的相关信息、芯子移动量检测单元6检测出的与芯子握持移动单元5的移动量的相关信息、及主模位置姿势检测单元8检测出的与主模2(凹部2A)的位置、方向及倾斜度的相关信息，对主模2(凹部2A)和芯子3(凸部3A)的相对位置、方向及倾斜度的关系进行计算。那之后，在芯子握持移动单元5移动了的情况下，基于芯子移动量检测单元6的信息，继续对主模2(凹部2A)和芯子3(凸部3A)的相对位置、方向及倾斜度的关系进行计算。

作为另一个功能，控制单元10根据计算出的主模2和芯子3的相对位置、方向及倾斜度的关系、和传感器9检测出的施加于芯子3的外力及力矩，以使主模2和芯子3嵌合的方式控制芯子握持移动单元5的移动。控制单元10由能通过芯子移动量检测单元6所检测出的信息、通过握持芯子位置姿势检测单元7所检测出的信息、通过主模位置姿势检测单元8所检测出的信息、及通过传感器9所检测出的信息一体地进行电算处理的机器人控制器、PLC、FA个人电脑或微机等构成。

(主模和芯子的嵌合方法)

接着，对使用了本实施方式所涉及的嵌合装置1的主模和芯子的嵌合方式进行说明。图2及图3是示出使用了本实施方式所涉及的嵌合装置1的主模和芯子的嵌合方法的流程图。另外，图3是说明主模/芯子嵌合工序(步骤S12)的详情的流程图。

首先，事前芯子位置姿势检测单元4(视觉传感器)对置于规定位置的芯子3的位置、方向及倾斜度进行检测(步骤S1)。

接着，芯子握持移动单元5的芯子移动部12(垂直多关节机器人的臂部)高速地移动到芯子3的附近(步骤S2)。

接着，芯子握持移动单元5的芯子握持部11(垂直多关节机器人的机器人手部)基于事前芯子位置姿势检测单元4检测出的芯子3的位置、方向及倾斜度来握持芯子3(步骤S3)。由此，即使在芯子握持部11所握持前的芯子3被设为积层等复杂的放置方法的情况下，也能顺利地实现芯子3的握持。

接着，芯子移动部12使握持着芯子3的芯子握持部11移动到握持芯子位置姿势检测单元7(视觉传感器)的检测范围为止，然后停止(步骤S4)。

接着，握持芯子位置姿势检测单元7对芯子握持部11所握持的芯子3的位置、方向及倾斜度进行检测，具体而言，对设置在芯子3的凸部3A的位置、方向及倾斜度进行检测(步骤S5)。

接着，主模位置姿势检测单元8(视觉传感器)对设置在规定位置的主模2的位置、方向及倾斜度进行检测，具体而言，对设置在主模2的凹部2A的位置、方向及倾斜度进行检测(步骤S6)。

接着，控制单元10(机器人控制器)根据芯子握持部11所握持的芯子3的位置、方向及倾斜度、芯子移动量检测单元6(编码器)检测出的芯子握持移动单元5的移动量、以及主模2的位置、方向及倾斜度，对主模2和芯子3的相对位置、方向及倾斜度进行计算，具体而言，对设置在主模2的凹部2A、与设置在芯子3的凸部3A的相对位置、方向及倾斜度进行计算(步骤S7)。

接着，控制单元10在芯子握持部11握持着芯子3的状态下，对在此之前被传感器9(力觉传感器)检测出的施加于芯子3的外力及力矩进行复位(步骤S8)。

接着，芯子移动部12将芯子握持部11所握持的芯子3高速地移动到主模2的附近(步骤S9)。此时，基于在步骤S7计算出的主模2(凹部2A)和芯子3(凸部3A)的相对位置、方向及倾斜度的信息、以及芯子移动部12的移动量的信息，通过控制单元10始终更新主模2(凹部2A)和芯子3(凸部3A)的相对位置、方向及倾斜度的信息。

接着，芯子移动部12以芯子3的嵌合部即凸部3A接近主模2的嵌合部即凹部2A的方式低速地移动芯子握持部11所握持的芯子3(步骤S10)。此时，基于在步骤S7计算出的凹部2A和凸部3A的相对位置、方向及倾斜度的信息、以及芯子移动部12的移动量的信息，通过控制单元10始终更新凹部2A和凸部3A的相对位置、方向及倾斜度的信息。

图4是示出步骤S10中的芯子握持部11所握持的芯子3的凸部3A和主模2的凹部2A的位置关系的图。图中，Z表示芯子3和主模2(芯子3的凸部3A和主模2的凹部2A)相嵌合的轴向，X及Y表示与嵌合轴Z正交的各轴向。

接着，控制单元10确认传感器9是否对嵌合轴向Z的外力Fz、与轴Z正交的X轴向的外力Fx、及/或与轴Z正交的Y轴向的外力Fy进行了检测(步骤S11)。控制单元10在未确认到传感器9检测外力Fz、外力Fx及/或外力Fy的情况下(步骤S11：否)，针对芯子握持部11所握持的芯子3，以芯子3的嵌合部即凸部3A接近主模2的嵌合部即凹部2A的方式使芯子继续移动部12低速地移动。

另一方面，控制单元10在确认到传感器9检测外力Fz、外力Fx及/或外力Fy的情况下(步骤S11：是)，停止芯子移动部12的移动。之后，前进至主模/芯子嵌合工序(步骤S12)。另外，步骤S11中，能检测外力Fz、外力Fx及外力Fy的原因在于，传感器9由6轴力觉传感器构成。此为测压仪器所不能实现的优点。

(主模/芯子嵌合工序)

主模/芯子嵌合工序(步骤S12)中，首先，控制单元10对是否为芯子3的凸部3A正嵌合至主模2的凹部2A的中途进行判断(步骤S121)。具体而言，控制单元10根据计算出的凸部3A的前端部的高度(与嵌合轴向Z的基准面的距离)、与计算出的主模2的凹部2A中的上表面周边的高度(与嵌合轴向Z的基准面的距离)的关系来判断。

控制单元10在判断出不是芯子3的凸部3A嵌合至主模2的凹部2A的中途的情况(步骤S121：否)下，判断为产生了异常，紧急停止嵌合装置1。这是控制单元10判断为下述情况时的场景：通过芯子3中的凸部3A的前端部与主模2的凹部2A中的上表面周边接触等，芯子3的凸部3A和主模2的凹部2A彼此以外接触，从而传感器9检测出外力Fz、外力Fx及/或外力Fy。

另一方面，控制单元10在判断为是芯子3的凸部3A嵌合至主模2的凹部2A的中途的情况(步骤S121：是)下，控制单元10确认传感器9是否对X轴向的外力Fx、Y轴向的外力Fy、以Z轴为中心施加于旋转方向的力矩Mz、以X轴为中心施加于旋转方向的力矩Mx、及/或以Y轴为中心施加于旋转方向的力矩My进行了检测(步骤S122)。

在传感器9对外力Fx、外力Fy、力矩Mz、力矩Mx、及/或力矩My进行了检测的情况(步骤S122：是)下，控制单元10使芯子移动部12(芯子3的凸部3A)在XY平面向传感器9检测出的外力Fx、外力Fy、力矩Mz、力矩Mx、及/或力矩My减少的方向低速地移动(步骤S123)。换言之，控制单元10以主模2的凹部2A和芯子3的凸部3A的位置成为相互一致且最无阻力地被嵌合的位置的方式使芯子3的凸部3A移动。

图5是示出步骤S123中的芯子握持部11所握持的芯子3的凸部3A与主模2的凹部2A的位置关系的图。本图中，传感器9对力矩My进行检测，控制单元10使芯子移动部12(芯子3的凸部3A)在XY平面向力矩My减少的方向移动。

之后，重复步骤S122和步骤S123，直到传感器9检测出的外力Fx、外力Fy、力矩Mz、力矩Mx及/或力矩My成为零为止。

另一方面，在传感器9未检测出外力Fx、外力Fy、力矩Mz、力矩Mx及/或力矩My的情况(步骤S122：否)下，若外力Fx、外力Fy、力矩Mz、力矩Mx及/或力矩My成为零，则控制单元10使芯子移动部12向轴Z方向低速地移动。即，使芯子3的凸部3A向主模2的凹部2A低速地移动(步骤S124)。由此，开始芯子3的凸部3A和主模2的凹部2A的嵌合。

接着，控制单元10对传感器9检测出的嵌合轴向Z的外力Fz是否达到了预先规定的嵌合完成外力Fza进行判断(步骤S125)。控制单元10在判断为传感器9检测出的嵌合轴向Z的外力Fz达到了嵌合完成外力Fza的情况(步骤S125：是)下，判断为主模2(凹部2A)和芯子3(凸部3A)的嵌合已结束，并停止芯子移动部12的移动(步骤S126)。另外，嵌合完成外力Fza根据主模2及芯子3的构成材质、压缩强度、尺寸及/或形状而变化，但优选设定为在将从嵌合轴Z方向观测到的主模2的凹部2A、及/或芯子3的凸部3A的投影面积定义为受压面积时成为0.005～4.0MPa的加压力。若加压力比0.005MPa小，则由于产生在主模2的凹部2A和芯子3的凸部3A的嵌合部的摩擦而不能嵌合。相反地，若加压力超过4.0MPa，则有可能主模2的凹部2A和芯子3的凸部3A的嵌合部会被破坏。

另一方面，控制单元10在判断为传感器9检测出的嵌合轴向Z的外力Fz未达到嵌合完成外力Fza的情况(步骤S125：否)下，返回步骤S122。

接着，芯子握持移动单元5的芯子握持部11解除芯子3的握持(步骤S127)。由此，结束对主模的芯子载置。

接着，芯子握持移动单元5的芯子移动部12向初始位置高速地移动(步骤S128)。由此，主模/芯子嵌合工序(步骤S12)结束。

若主模/芯子嵌合工序(步骤S12)结束，则主模和芯子的嵌合作业结束。另外，接着，预定嵌合的主模2和芯子3被置于规定位置的情况下，继续进行主模和芯子的嵌合作业。

另外，本实施方式所涉及的嵌合方法中，能变更工序的顺序。例如，使步骤S7和步骤S8的顺序相反等，只要能将芯子3载置嵌合于主模2内，则可以变更各工序的顺序。

另外，本实施方式所涉及的嵌合方法中，能删除一部分的工序。例如，将由芯子握持移动单元5的芯子握持部11所握持前的芯子3以预先决定的位置姿势进行载置的情况下，能省略步骤S1。由此，只要能起到将芯子3载置嵌合于主模2内的目的，则可以省略中途的工程。

另外，步骤S8中，能变更对传感器9检测出的施加于芯子3的外力及力矩进行复位的作业。例如，控制单元10可以存储由传感器9检测出的外力及力矩，将其作为基准值来使用等，对初期状态的外力及力矩与步骤S11、S122、S123、及S125中的外力及力矩的差分进行判别。

进而，能变更芯子握持移动单元5的芯子移动部12的移动速度。例如，使步骤S2、S9、及S128中的芯子握持移动单元5的芯子移动部12的移动速度设为低速等，只要能起到将芯子3载置嵌合于主模2内的目的，则可以以任意速度移动。

(芯子和主模的尺寸的示例)

接着，作为芯子3的凸部3A和主模2的凹部2A的尺寸的组合对三个示例进行说明。图6～图8是示出设置在主模2的凹部2A的形状和设置在芯子3的凸部3A的形状的一个示例的图。另外，应用本发明的芯子3的凸部3A和主模2的凹部2A的组合并不限于本示例。图6示出示例1，D11＝40mm，L11＝30mm，D12＝40mm，L12＝25mm，θ＝2°。图7示出示例2，D21＝15mm，L21＝40mm，D22＝35mm，L22＝20mm，θ＝2°。图8示出示例3，D31＝40mm，L31＝80mm，D32＝80mm，L32＝30mm，θ＝2°。另外，各图中的符号3B表示在芯子3的凸部3A中不是实际嵌合于设置在主模2的凹部2A的部分(锥形形状的部分)的其余部分。

通常，在纵向彼此嵌合的芯子3的凸部3A和主模2的凹部2A的组合中，嵌合部的锥形角度大多为2°左右。以此为经验值而被导出，还揭示在铸件的相关技术书中，另外，利用本发明以示例1至3的芯子3的凸部3和主模2的凹部2A的组合进行了嵌合，但均能将主模2的凹部2A和芯子3的凸部3A的嵌合部的间隙设为0.3mm以下。

如上所述，不存在将能利用自动化完全重现芯子载置工匠以微妙手感所实施的芯子载置作业的芯子载置于主模的装置。通常主模和芯子的嵌合结合部成型为彼此嵌合的锥形形状，但作为芯子载置工匠为了制造更优质的铸件制品而将芯子载置于主模时实施的作业，实施如下作业：即、在将芯子设置于该锥形形状的嵌合结合部时通过在嵌合的最后不破坏芯子的微妙的手感来将芯子压入至嵌合部。

与此相对地，本实施方式所涉及的嵌合装置1中，能利用机器人所进行的自动化实现芯子载置工匠以直觉技术诀窍所实现的优良的铸件制造，并且，能将在此之前仅能通过依靠人的手才能实现的主模2的凹部2A和芯子3的凸部3A的嵌合部的间隙缩小至0.3mm以下的极限。

而且，通过能将主模2的凹部2A和芯子3的凸部3A的嵌合部的间隙设为0.3mm以下，从而能增加主模2和芯子3的紧贴性，能获得若干个效果。第一，可列举通过提高主模和芯子的相对位置精度从而提高铸件制品的精度。第二，可列举通过使主模和芯子之间的间隙消失从而减少铸件制品的毛刺。第三，可列举基于涂布于嵌合部的浆状的塑膜糊而使主模和芯子的紧贴性提高。第四，可列举基于涂布于嵌合部的浆状的塑膜糊的薄层化而使铸件制品的精度提高。进而，能削减因芯子载置而引起的不良(例如，位移、高低差、厚度偏差、脱模等)。

(变形例)

事前芯子位置姿势检测单元4(视觉传感器)、握持芯子位置姿势检测单元7(视觉传感器)、及主模位置姿势检测单元8(视觉传感器)均能变更其配置。图9是示出变形例所涉及的主模和芯子的嵌合装置的整体结构的概要的图。图1的主模和芯子的嵌合装置中，事前芯子位置姿势检测单元4(视距传感器)、握持芯子位置姿势检测单元7(视觉传感器)、及主模位置姿势检测单元8(视觉传感器)分别被固定，但如图9那样，事前芯子位置姿势检测单元4(视距传感器)、握持芯子位置姿势检测单元7(视觉传感器)、及主模位置姿势检测单元8(视觉传感器)的功能可以统合于1个视觉传感器，并安装于芯子握持移动单元5(垂直多关节机器人的手臂)并移动。

由此，只要是能对设置在规定位置的芯子3的位置、方向及倾斜度、设置在规定位置的主模2的位置、方向及倾斜度、及芯子握持部11所握持的芯子3的位置、方向及倾斜度进行检测的单元，则可以在该配置中使用任意单元。

另外，本实施方式中，对设置在主模2的嵌合部即凹部2A、与设置在芯子3的嵌合部即凸部3A进行了嵌合，但也可以将凸部设置在主模2，将凹部设置在芯子3。该情况下，通过将设置在主模2的嵌合部即凸部、与设置在芯子3的嵌合部即凹部嵌合，从而嵌合主模2和芯子3。

另外，本实施方式中，芯子握持移动单元5由垂直多关节机器人构成，但也能使用其它单元。例如，只要是水平多关节机器人、并行连杆机器人、协动机器人、可直接在XYZ各3轴上驱动的驱动致动器等能在3维空间自如地驱动传送的单元，则可以使用任意单元。另外，动力也不限于电动，可以使用油压、空压。

另外，本实施方式中，芯子握持移动单元5的芯子握持部11由机器人手部构成，但也能使用其它单元。例如，只要是插入至设置在芯子3的开孔部、凹部并向外侧打开那样的手部、捞取芯子的形状的手部、刺芯子的形状的手部等能操纵芯子的单元，则可以使用任意单元。

另外，本实施方式中，事前芯子位置姿势检测单元4、握持芯子位置姿势检测单元7、及主模位置姿势检测单元8由视觉传感器构成，但也能使用其它单元。例如，只要是激光传感器、线性编码器、接近传感器、红外线传感器、毫米波传感器、微波传感器等能确认距离、位置的单元，则可以使用任意单元。

另外，本实施方式中，传感器9由6轴力觉传感器构成，但也能使用其它单元。例如，只要是由加速度传感器、多个应变仪构成的载重检测器等能检测嵌合轴Z方向的外力Fz、以Z轴为中心的力矩Mz、与轴Z正交的X、Y各轴向的外力Fx、Fy、及以与Z轴正交的XY各轴为中心的力矩Mx和My的单元，则可以使用任意单元。

另外，本实施方式中，芯子移动量检测单元6由编码器构成，但也能使用其它单元。例如，只要是激光传感器、线性编码器、接近传感器、红外线传感器、毫米波传感器、微波传感器等能确认由芯子握持移动单元5的芯子握持部11所握持的芯子3的移动方向和距离的单元，则可以使用任意单元。

以上对本发明的各种实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述说明，可以考虑在本发明的技术范围内包含结构要素的删除、追加、替换在内的各种变形例。

标号说明

1嵌合装置，

2主模，

2A凹部，

3芯子，

3A凸部

4事前芯子位置姿势检测单元，

5芯子握持移动单元，

6芯子移动量检测单元，

7握持芯子位置姿势检测单元，

8主模位置姿势检测单元，

9传感器，

10控制单元，

11芯子握持部，

12芯子移动部，

X、Y轴，

Z嵌合轴，

Fx、Fy、Fz外力,

Mx、My力矩，

Fza嵌合完成外力。

Claims (10)

1.一种主模和芯子的嵌合装置，其特征在于，包括：

握持芯子并移动的芯子握持移动单元；

对所述芯子握持移动单元的移动量进行检测的芯子移动量检测单元；

对所述芯子握持移动单元所握持的所述芯子的位置、方向及倾斜度进行检测的握持芯子位置姿势检测单元；

对主模的位置、方向及倾斜度进行检测的主模位置姿势检测单元；

对施加于所述芯子的物理量进行检测的6轴力觉传感器；及

控制单元，该控制单元始终对所述主模和所述芯子的相对位置、方向及倾斜度的关系进行计算，并以根据这些关系和所述6轴力觉传感器检测出的施加于所述芯子的物理量使所述主模和所述芯子嵌合的方式来控制所述芯子握持移动单元，

施加于所述芯子的物理量是外力及力矩，

所述控制单元，在所述6轴力觉传感器检测出施加于所述芯子的、与嵌合方向正交的2轴向的外力、以嵌合轴为中心施加于旋转方向的力矩、及以与嵌合方向正交的2轴为中心施加于旋转方向的力矩时，以使这些外力及力矩消失的方式使所述芯子握持移动单元移动，

使所述芯子握持移动单元向所述主模的方向移动，直到所述6轴力觉传感器检测出施加于所述芯子的嵌合方向的外力成为规定值为止，

所述主模和所述芯子的嵌合通过将设置在所述芯子的嵌合部嵌合于设置在所述主模的嵌合部来进行，设置在所述主模的嵌合部与设置在所述芯子的嵌合部相互呈锥形形状。

2.如权利要求1所述的主模和芯子的嵌合装置，其特征在于，

还包括对所述芯子的位置、方向及倾斜度进行检测的事前芯子位置姿势检测单元。

3.如权利要求1或2所述的主模和芯子的嵌合装置，其特征在于，

所述芯子握持移动单元是工业用机器人。

4.如权利要求2所述的主模和芯子的嵌合装置，其特征在于，

所述事前芯子位置姿势检测单元是视觉传感器。

5.如权利要求1或2所述的主模和芯子的嵌合装置，其特征在于，

所述握持芯子位置姿势检测单元、及/或所述主模位置姿势检测单元是视觉传感器。

6.如权利要求1或2所述的主模和芯子的嵌合装置，其特征在于，

所述芯子移动量检测单元是编码器。

7.如权利要求1或2所述的主模和芯子的嵌合装置，其特征在于，

所述控制单元是机器人控制器。

8.一种主模和芯子的嵌合方法，其特征在于，包含下述步骤：

握持芯子并移动；

对所握持的所述芯子的位置、方向及倾斜度进行检测；

对所述芯子的移动量进行检测；

对主模的位置、方向及倾斜度进行检测；

始终对所述主模和所述芯子的相对位置、方向及倾斜度的关系进行计算；

对施加于所述芯子的物理量进行检测；

始终对所述主模和所述芯子的相对位置、方向及倾斜的关系进行计算，并以根据这些关系和施加于所述芯子的物理量使所述主模和所述芯子嵌合的方式来控制所述芯子的移动，

施加于所述芯子的物理量是外力及力矩，

所述控制包括：在检测出施加于所述芯子的、与嵌合方向正交的2轴向的外力、以嵌合轴为中心施加于旋转方向的力矩、及以与嵌合方向正交的2轴为中心施加于旋转方向的力矩时，以使这些外力及力矩消失的方式使所述芯子移动，

使所述芯子向所述主模的方向移动，直到施加于所述芯子的嵌合方向的外力成为规定值为止，

使芯子握持移动单元向所述主模的方向移动，直到6轴力觉传感器检测出施加于所述芯子的嵌合方向的外力成为规定值为止，所述主模和所述芯子的嵌合通过将设置在所述芯子的嵌合部嵌合于设置在所述主模的嵌合部来进行，设置在所述主模的嵌合部与设置在所述芯子的嵌合部相互呈锥形形状。

9.如权利要求8所述的主模和芯子的嵌合方法，其特征在于，

还包括在握持了所述芯子之后，对施加于所述芯子的物理量进行复位。

10.如权利要求8所述的主模和芯子的嵌合方法，其特征在于，

还包括在握持了所述芯子之后，对施加于所述芯子的物理量进行存储。

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