JP2002254257A - Automatic part-assembling method and device - Google Patents

Automatic part-assembling method and device

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JP2002254257A
JP2002254257A JP2001053032A JP2001053032A JP2002254257A JP 2002254257 A JP2002254257 A JP 2002254257A JP 2001053032 A JP2001053032 A JP 2001053032A JP 2001053032 A JP2001053032 A JP 2001053032A JP 2002254257 A JP2002254257 A JP 2002254257A
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    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1687Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic part-assembling method and device that can reliably and automatically fit a part suitable for a high-speed operation and requiring alignment and phasing. SOLUTION: The automatic part-assembling method is composed of a positioning and gripping process sp1 to position a first part and grip a second part, a pressing process p2 to press the second part onto the first part, a revolution orbit formation process sp3 to form the exploratory travel direction and travel amount of the second part for the alignment of the second part with the first part, a rotation orbit formation process sp4 to form a rotational amount around the exploratory fitting directional axis of the second part for phasing the second part with the first part, a fitting process sp5 to perform the alignment and phasing simultaneously by moving the second part by means of the travel amount, the travel direction and the rotation amount formed in the processes sp3 and sp4, and an insertion process sp6 to move the second part to the first part in the fitting and inserting direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットによる部
品の自動組立て、特に軸芯及び位相合わせを必要とする
部品の嵌合挿入を自動的に行う部品自動組立方法及び装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for automatically assembling parts by a robot, and more particularly, to an automatic parts assembling method for automatically fitting and inserting parts requiring a shaft center and a phase alignment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、軸心及び位相を合わせなければ組
み立てることができない部品をロボットにより自動で組
立てる方法においては、ロボット先端に専用工具を設置
してCCDカメラなどにより位相を予め合わせた上で組
立てを行う方法やロボット先端に設置された力センサの
計測データから軸心合わせの移動方向や移動量を生成し
軸心を合わせ、引き続き前記力センサの計測データから
位相合わせの移動量を生成し、順次嵌合挿入を行う組立
て方法があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a method of automatically assembling parts that cannot be assembled unless the axes and phases are aligned, a special tool is installed at the tip of the robot and the phases are previously adjusted by a CCD camera or the like. The method of assembling and generating the moving direction and moving amount of the axis alignment from the measurement data of the force sensor installed at the robot tip, aligning the axis, and subsequently generating the moving amount of the phase alignment from the measurement data of the force sensor. There has been an assembling method of sequentially fitting and inserting.

【0003】その中において特開平07−241733
号公報には、ロボット先端に設置された力センサの計測
データから軸心合わせの移動方向や移動量を生成し軸心
を合わせ、引き続き前記力センサの計測データから位相
合わせの移動量を生成し、順次嵌合挿入を行う組立て方
法が記載されている。以下、簡単に図面を用いて説明す
る。
[0003] Among them, JP-A-07-241733 is disclosed.
In the publication, the moving direction and the moving amount of the axis alignment are generated from the measurement data of the force sensor installed at the robot tip, the axis is aligned, and the moving amount of the phase alignment is continuously generated from the measurement data of the force sensor. , An assembling method of sequentially fitting and inserting is described. Hereinafter, a brief description will be given with reference to the drawings.

【0004】図13は基本構成を示す正面図、図14は
図13の部分拡大図である。図13、図14において、
4軸力覚センサS10はロボットS8の手首先端S8a
とZ軸コンプライアンス機構S12との間に設けられて
いる。これにより4軸力覚センサS10と6自由度コン
プライアンス機構となる。これは、RCC(REMOT
E CENTER COMPLIANCE)S11は嵌
合挿入方向以外の位置及び姿勢の5自由度をもつコンプ
ライアンス機構であり、これにZ軸コンプライアンス機
構S12を併用すると、6自由度のコンプライアンス機
構となるからである。
FIG. 13 is a front view showing a basic structure, and FIG. 14 is a partially enlarged view of FIG. In FIGS. 13 and 14,
The four-axis force sensor S10 is a wrist tip S8a of the robot S8.
And the Z-axis compliance mechanism S12. Thus, the four-axis force sensor S10 and the six-degree-of-freedom compliance mechanism are provided. This is RCC (REMOT
E CENTER COMPLIANCE) S11 is a compliance mechanism having five degrees of freedom in positions and postures other than the fitting / inserting direction, and when used together with the Z-axis compliance mechanism S12, it becomes a compliance mechanism having six degrees of freedom.

【0005】図15は組立対象部品を示す斜視図であ
り、図15において、S19は角形の穴部S19aを有
する第1の部品、S20は角形の穴部S19aが嵌合す
る角形の面取り部のある軸部S20aを有する第2の部
品である。
FIG. 15 is a perspective view showing a part to be assembled. In FIG. 15, S19 is a first part having a square hole S19a, and S20 is a square chamfer to be fitted with the square hole S19a. This is a second component having a certain shaft portion S20a.

【0006】図16は組立対象部品及びその位置決めま
たは部品供給を示す断面図であり、S21は第1の部品
S19を位置決め保持するための位置決め機構、S22
は第2の部品S20をロボットS8に供給する部品供給
機構である。
FIG. 16 is a sectional view showing a component to be assembled and its positioning or component supply. S21 is a positioning mechanism for positioning and holding the first component S19.
Is a component supply mechanism for supplying the second component S20 to the robot S8.

【0007】図17は4軸力覚センサS10の計測信号
の伝達系の構成図を示すもので、S51は4軸力覚セン
サS10が計測したX,Y,Z方向の力Fx,Fy,F
z及びθ軸回りのモーメントMzを入力し、この各力及
びモーメンを移動量ΔX,ΔY,ΔZ及びΔθに変換す
るマイクロコンピュータなどの演算器、S52は演算器
S51からの移動量に応じて、第1の部品S19と第2
の部品S20とを相対的に移動量ΔX,ΔY,ΔZ及び
Δθ移動させるロボットコントローラである。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a transmission system of a measurement signal of the four-axis force sensor S10. S51 is a force Fx, Fy, F in the X, Y, and Z directions measured by the four-axis force sensor S10.
A computing unit such as a microcomputer that inputs a moment Mz around the z and θ axes, and converts these forces and moments into movement amounts ΔX, ΔY, ΔZ, and Δθ. S52 is based on the movement amount from the calculator S51. First part S19 and second part
Is a robot controller for relatively moving the parts S20 with the moving amounts ΔX, ΔY, ΔZ and Δθ.

【0008】次に従来例の動作について説明する。ま
ず、ロボットS8を作動させ、チャック機構S7で部品
供給機構S22によって供給された第2の部品S20を
把持する。そして、図18に示すようにロボットS8を
移動させてチャック機構S7によって把持された第2の
部品S20を、位置決め機構S21によって位置決めさ
れた第1の部品S19の上方に位置決めする。次に、ロ
ボットS8の手首S8aを下降させて第2の部品S20
を第1の部品S19に、RCC S11の作用により軸
芯が合う押し付け力以上の力で押し付ける。
Next, the operation of the conventional example will be described. First, the robot S8 is operated, and the chuck mechanism S7 grips the second component S20 supplied by the component supply mechanism S22. Then, as shown in FIG. 18, the robot S8 is moved to position the second component S20 gripped by the chuck mechanism S7 above the first component S19 positioned by the positioning mechanism S21. Next, the wrist S8a of the robot S8 is lowered and the second part S20
Is pressed against the first component S19 by the action of the RCC S11 with a force equal to or greater than the pressing force at which the axes are aligned.

【0009】すると、第2の部品S20を下降させる過
程において、通常は第2の部品S20は第1の部品S1
9に対して若干軸芯がずれていることから、まず、第2
の部品S20の軸部下端の面取り部の一部が第1の部品
S19の穴部上端に接触する。このため、図19に示す
ように、第2の部品S20に対して矢印方向に力F1が
作用する。この力F1によりRCC S11が作用し、
第2の部品S20が軸芯を合わす方向に移動する。上記
のように、力覚センサS10とRCC S11を併用し
ていることにより、図20に示すように軸芯ずれ量はR
CC S11のたわみとなるため、その力F2を力覚セ
ンサS10によって検出することにより、軸芯ずれの方
向だけでなく軸芯ずれ量も検知できるようになる。よっ
て、第2の部品S20はRCC S11により軸芯の合
う方向に移動しているが、ロボットS8の手首先端は移
動していないため、図21に示すように、ロボットS8
を水平方向に移動させて、第2の部品S20の軸芯とロ
ボットの手首先端の軸芯を合わせることができる。
Then, in the process of lowering the second component S20, usually, the second component S20 is not connected to the first component S1.
First, since the axis is slightly shifted from
A part of the chamfer at the lower end of the shaft of the component S20 contacts the upper end of the hole of the first component S19. Therefore, as shown in FIG. 19, a force F1 acts on the second component S20 in the direction of the arrow. RCC S11 acts by this force F1,
The second component S20 moves in the direction of aligning the axes. As described above, by using both the force sensor S10 and the RCC S11, the amount of axial misalignment becomes R as shown in FIG.
Since the deflection of the CC S11 occurs, the force F2 is detected by the force sensor S10, so that not only the direction of the axis misalignment but also the amount of axis misalignment can be detected. Therefore, the second component S20 is moved in the direction where the axes are aligned by the RCC S11, but the tip of the wrist of the robot S8 is not moved. Therefore, as shown in FIG.
Can be moved in the horizontal direction to align the axis of the second component S20 with the axis of the wrist tip of the robot.

【0010】第2の部品S20と第1の部品S19の軸
芯を合わせても、通常は若干位相がずれている。このた
め、図22に示すように、第2の部品S20に対して矢
印で示すモーメントMが作用する。位相合わせは力覚セ
ンサS10によって検出されたこのモーメントMと同じ
方向を定め、図111に示すようにその方向にロボット
S8の手首S8aを回転させ、力覚センサS10により
Z軸方向の力が急激に変化した位置でロボットS8を停
止させる。このように、力覚センサS10とRCC S
11を併用することにより、軸芯及び位相を合わせるこ
とができるようになっている
[0010] Even when the axes of the second component S20 and the first component S19 are aligned, the phases are usually slightly shifted. Therefore, as shown in FIG. 22, a moment M indicated by an arrow acts on the second component S20. In the phase adjustment, the same direction as the moment M detected by the force sensor S10 is determined, and the wrist S8a of the robot S8 is rotated in that direction as shown in FIG. 111. The robot S8 is stopped at the position changed to. Thus, the force sensor S10 and the RCC S
By using 11 together, the axis and phase can be matched.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のロボットによる部品の自動組立て方法、特に軸芯及
び位相合わせを必要とする部品の嵌合挿入を自動的に行
う部品自動組立方法においては、接触動作時において部
品の凹凸に伴う振動が発生し力センサデータにノイズが
のりやすく、得られた力情報から軸心合わせの移動方向
を正確に求めることは困難であり、嵌合挿入作業が確実
にできない。さらに、歯数の多い遊星歯車減速機などは
位相合わせの方向を特定するのは困難である。
However, in the above-described conventional method of automatically assembling parts by a robot, particularly in the method of automatically assembling and inserting parts requiring a shaft center and a phase alignment, the contact is difficult to achieve. During operation, vibrations due to the unevenness of parts occur, and noise is easily added to the force sensor data.It is difficult to accurately determine the moving direction of axis alignment from the obtained force information, and Can not. Further, it is difficult for a planetary gear reducer having a large number of teeth to specify the direction of phase matching.

【0012】また、力センサデータに基づいて軸心合わ
せの移動量を決定し移動後に動作確認し、その次に位相
合わせを順次実行する方法であるため、作業の高速化が
望めない。
[0012] Further, since the moving amount of the axial center alignment is determined based on the force sensor data, the operation is confirmed after the movement, and the phase alignment is subsequently performed, the operation cannot be speeded up.

【0013】したがって、この発明の目的は作業の信頼
性の高い、高速作業が可能な軸芯及び位相合わせを必要
とする部品の嵌合挿入を自動的に行う部品自動組立方法
及び装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a component automatic assembling method and apparatus for automatically fitting and inserting components requiring high accuracy and high-speed operation and requiring alignment and phase alignment. That is.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の部品自動組立方法は、チャック機構と位置
決め機構を有し、力制御手段を具備する制御装置により
動作するロボットにより、第1の部品と第2の部品を自
動で組立てる方法において、 a)前記位置決め機構により前記第1の部品を位置決め
し、前記チャック機構により前記第2の部品を把持する
位置決め把持工程sp1と、 b)前記第2の部品を前記第1の部品に嵌合挿入方向に
押圧する押圧工程sp2と、 c)前記第2の部品と前記第1の部品の軸心合わせのた
めに、前記第2の部品の探索的な移動方向と移動量を生
成する公転軌道生成工程sp3と、 d)前記第2の部品と前記第1の部品の位相合せのため
に、前記第2の部品の探索的な嵌合挿入方向軸回りの回
転量を生成する自転軌道生成工程sp4と、 e)前記公転軌道生成工程sp3と前記自転軌道生成工
程sp4で生成した移動量と移動方向と回転量で、前記
第2の部品を前記押圧工程sp2による押圧を維持した
まま移動させて、軸心合わせと位相合わせを同時に実行
する嵌合工程sp5と、 f)前記第2の部品を前記第1の部品に対して嵌合挿入
方向に移動させる挿入工程sp6とよりなる。
In order to solve the above-mentioned problems, an automatic parts assembling method according to the present invention uses a robot having a chuck mechanism and a positioning mechanism and operated by a control device having force control means. A) a method of automatically assembling the part and the second part: a) a positioning and gripping step sp1 of positioning the first part by the positioning mechanism and gripping the second part by the chucking mechanism; A pressing step sp2 of pressing a second component into the first component in a fitting and inserting direction; c) adjusting the axis of the second component to the first component to align the axis of the second component with the first component. A revolving trajectory generating step sp3 for generating an exploratory moving direction and a moving amount; and d) exploratory fitting and insertion of the second component for phase matching between the second component and the first component. The amount of rotation around the E) the pressing of the second component by the pressing step sp2 is performed using the movement amount, the moving direction, and the rotation amount generated in the revolution trajectory generation step sp3 and the rotation trajectory generation step sp4. A fitting step sp5 of moving the shaft while maintaining the same to simultaneously perform axis alignment and phase matching; and f) an insertion step sp6 of moving the second component in the fitting insertion direction with respect to the first component. Consisting of

【0015】また、本発明の部品自動組立装置は、前記
a)〜f)のそれぞれの工程を行う、位置決め把持手段
と、押圧手段と、公転軌道生成手段と、自転軌道生成手
段と、嵌合手段と、挿入手段とよりなる。
Further, the automatic parts assembling apparatus of the present invention is characterized in that the positioning and gripping means, the pressing means, the revolving trajectory generating means, the revolving trajectory generating means, which perform the respective steps a) to f), are fitted with each other. And insertion means.

【0016】本発明によれば、力センサデータの出力を
待ってから軸心合わせの移動量や位相合わせの移動量を
生成するというような時系列上の制約無しに軸心合わせ
と位相合わせを同時に実行するため、作業を高速に行う
ことができる。
According to the present invention, the axis alignment and the phase adjustment can be performed without any time-series restriction such as generating the movement amount of the axis alignment and the movement amount of the phase alignment after waiting for the output of the force sensor data. Since they are executed simultaneously, the work can be performed at high speed.

【0017】このロボットによる部品自動組立方法にお
いて、次の実施態様を採ることができる。
The following embodiment can be adopted in this method of automatically assembling parts by a robot.

【0018】(1)前記位置決め把持工程sp1によ
り、第1の部品を予め設定された精度幅で位置決めし、
第2の部品を予め設定された精度幅で、第2の部品の挿
入方向とロボットの動作座標系のいずれかの軸方向とが
平行となるように把持する。
(1) In the positioning and gripping step sp1, the first component is positioned with a predetermined accuracy width.
The second component is gripped so that the insertion direction of the second component is parallel to one of the axes of the motion coordinate system of the robot within a predetermined accuracy range.

【0019】これにより、ロボットの軌道生成に伴う座
標変換の計算量を低減し作業の高速化が実現できる。
As a result, it is possible to reduce the calculation amount of the coordinate transformation accompanying the generation of the trajectory of the robot, thereby realizing a high-speed operation.

【0020】(2)前記公転軌道生成工程sp3によ
り、前記位置決め把持工程sp1の位置決め精度幅に応
じて移動方向と移動量を生成する。
(2) In the orbit generating step sp3, a moving direction and a moving amount are generated in accordance with the positioning accuracy width in the positioning and gripping step sp1.

【0021】これにより、位置決め精度の範囲内で、軸
心を探索することができるため、不必要な範囲の探索を
することが無く、最短の探索時間で確実な軸心探索を行
うことができる。
As a result, since the axis center can be searched within the range of the positioning accuracy, an unnecessary range search is not performed, and a reliable axis center search can be performed in the shortest search time. .

【0022】(3)前記自転軌道生成工程sp4によ
り、前記位置決め把持工程sp1の位置決め精度幅に応
じて回転量を生成する。
(3) In the rotation trajectory generation step sp4, a rotation amount is generated according to the positioning accuracy width in the positioning and gripping step sp1.

【0023】これにより、位置決め精度の範囲内で、嵌
合可能な位相を探索することができるため、最短の探索
時間で確実な位相探索を行うことができる。
[0024] With this arrangement, a phase that can be fitted can be searched for within the range of positioning accuracy, so that a reliable phase search can be performed in the shortest search time.

【0024】(4)前記公転軌道生成工程sp3によ
り、螺旋軌道型の移動方向と移動量を生成する。
(4) In the orbit generating step sp3, the moving direction and the moving amount of the spiral orbit are generated.

【0025】これにより、位置信頼度の高い点から徐々
に探索範囲を広げていくため、最短の時間で軸心探索を
行うことができる。
As a result, since the search range is gradually expanded from the point having the high position reliability, the axis center search can be performed in the shortest time.

【0026】(5)前記自転軌道生成工程sp4によ
り、正転逆転の周期的な回転量を生成する。
(5) In the rotation trajectory generation step sp4, a periodic rotation amount of normal rotation and reverse rotation is generated.

【0027】これにより、両方向に回転させて位相合わ
せを行うため、必要十分な位相探索が可能である。
Thus, since the phase is adjusted by rotating in both directions, a necessary and sufficient phase search can be performed.

【0028】(6)前記嵌合工程sp5により、前記第
2の部品の嵌合挿入方向への押し込み移動量が、所定値
より大きくなった場合、当該嵌合工程sp5を即時に停
止する。
(6) If the amount of pushing movement of the second component in the fitting / inserting direction becomes larger than a predetermined value in the fitting step sp5, the fitting step sp5 is immediately stopped.

【0029】これにより、嵌合挿入方向への押し込み移
動量を用いて、嵌合工程を認識するため、軸心と位相の
両方が合ったことを同時に、しかもノイズの影響の小さ
い位置情報を基に認識しているため確実に嵌合したこと
を確認することができる。
In this way, since the fitting process is recognized by using the amount of pushing movement in the fitting / inserting direction, it is possible to simultaneously determine that both the axis and the phase are matched and to use the position information which is less affected by noise. , It is possible to confirm that the fitting has been securely performed.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】<実施例1>図1は本発明の部品自動組立
方法を実施するための装置の基本構成を示す正面図、図
2は本実施例1で用いる組立て対象部品の斜視図であ
る。
<Embodiment 1> FIG. 1 is a front view showing the basic structure of an apparatus for carrying out the automatic parts assembling method of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the parts to be assembled used in the first embodiment.

【0032】図1において、1は組み立て対象部品であ
る第2の部品4を把持するためのチャック機構、2は
X,Y,Zの3方向の並進自由度とZ軸方向軸回りの回
転自由度を有するロボット、3はロボット2を動作させ
るためのコントローラであり、記憶装置3aとCPU3
b、デジタルサーボ回路3cを有している。デジタルサ
ーボ回路3cはCPU3bの指令に基づいて位置と力の
制御を行う。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a chuck mechanism for gripping a second component 4 to be assembled, and 2 denotes a translational freedom in three directions of X, Y and Z and a rotation freedom about an axis in the Z-axis direction. The robot 3 having a degree is a controller for operating the robot 2, and has a storage device 3a and a CPU 3
b, a digital servo circuit 3c. The digital servo circuit 3c controls position and force based on a command from the CPU 3b.

【0033】図2は組立対象部品を示す斜視図であり、
5は角形の穴部5aを有する第1の部品、4は角形の穴
部5aが嵌合する角形の面取り部のある軸部4aを有す
る第2の部品である。
FIG. 2 is a perspective view showing parts to be assembled.
Reference numeral 5 denotes a first component having a square hole 5a, and reference numeral 4 denotes a second component having a shaft 4a having a square chamfered portion into which the square hole 5a fits.

【0034】図3は組立対象部品及びその位置決めまた
は部品供給を示す断面図であり、6は第1の部品5を位
置決めするための位置決め機構、7は第2の部品4を装
置に供給する部品供給機構である。
FIG. 3 is a sectional view showing a part to be assembled and its positioning or part supply. FIG. 3 shows a positioning mechanism for positioning the first part 5, and 7 shows a part for supplying the second part 4 to the apparatus. It is a supply mechanism.

【0035】次に上記実施例1の動作について説明す
る。
Next, the operation of the first embodiment will be described.

【0036】まず、CPU3bの指令に基づき位置決め
把持工程sp1でロボット2を作動させ、チャック機構
1で部品供給機構7によって供給された第2の部品4を
把持する。そして、図3に示すようにロボット2を移動
させてチャック機構1によって把持された第2の部品4
を、位置決め機構6によって位置決めされた第1の部品
5の上方に位置決めする。
First, the robot 2 is operated in the positioning / gripping step sp1 based on a command from the CPU 3b, and the second component 4 supplied by the component supply mechanism 7 is gripped by the chuck mechanism 1. Then, as shown in FIG. 3, the robot 2 is moved and the second component 4 held by the chuck mechanism 1 is moved.
Is positioned above the first component 5 positioned by the positioning mechanism 6.

【0037】次に、押圧工程sp2でロボット2の手首
2aを下降させて第2の部品4を第1の部品5に、予め
設定された力で押し付ける。すると、第2の部品4を下
降させる過程において、通常は第2の部品4は第1の部
品5に対して若干軸芯がずれていることから、まず、第
2の部品4の軸部下端の面取り部の一部が第1の部品5
の穴部上端に接触する。ロボット2の繰り返し精度と位
置決め機構6の精度と部品供給機構7の精度から軸心の
ずれる範囲はあらかじめ分かっているため、公転軌道生
成工程sp3で図4に示すように、接触点位置CP1を
中心にして螺旋軌道型の移動方向と移動量を生成し、記
憶装置3aに記憶させる。
Next, in the pressing step sp2, the wrist 2a of the robot 2 is lowered to press the second component 4 against the first component 5 with a preset force. Then, in the process of lowering the second component 4, since the second component 4 is usually slightly off-axis with respect to the first component 5, first, the lower end of the shaft portion of the second component 4 Part of the chamfer of the first part 5
Contact the upper end of the hole. Since the range of deviation of the axis is known in advance from the repetition accuracy of the robot 2, the accuracy of the positioning mechanism 6, and the accuracy of the component supply mechanism 7, the contact point position CP1 is centered as shown in FIG. Then, the moving direction and the moving amount of the spiral track type are generated and stored in the storage device 3a.

【0038】同様に自転軌道生成工程sp4では、回転
誤差の範囲はあらかじめ分かっているため図5に示すよ
うに、正転逆転の周期的な回転量を生成し、記憶装置3
aに記憶させる。
Similarly, in the rotation trajectory generating step sp4, since the range of the rotation error is known in advance, as shown in FIG.
Store it in a.

【0039】嵌合工程sp5では前記公転軌道生成工程
sp3と自転軌道生成工程sp4の生成結果に基づいて
記憶装置3aから動作量を取り出し前記押し圧工程sp
2の押し圧を維持したまま、ロボット2を動作させるこ
とにより第2の部品4の制御点C1を移動させる。前記
嵌合工程sp5の途中でフィードバック位置から算出し
た嵌合挿入方向への押し込み移動量が設定値以上となっ
たら、軸心と位相が合ったと判断し、一旦ロボット2を
停止させ挿入工程sp6に進む。
In the fitting step sp5, an operation amount is taken out from the storage device 3a on the basis of the results of the orbit generating step sp3 and the orbit generating step sp4.
The control point C1 of the second component 4 is moved by operating the robot 2 while maintaining the pressing force of 2. When the pushing movement amount in the fitting insertion direction calculated from the feedback position in the middle of the fitting step sp5 becomes equal to or larger than a set value, it is determined that the phase is aligned with the axis, the robot 2 is temporarily stopped, and the operation proceeds to the insertion step sp6. move on.

【0040】挿入工程sp6では、予め設定された移動
量だけ挿入移動させ、ロボット2の動作を停止する。
In the insertion step sp6, the robot 2 is inserted and moved by a predetermined moving amount, and the operation of the robot 2 is stopped.

【0041】ここで、公転軌道生成工程sp3の螺旋軌
道型の移動方向と移動量の生成方法を図6、図7を用い
て詳細に説明する。
Here, the method of generating the moving direction and the moving amount of the spiral trajectory in the revolution trajectory generating step sp3 will be described in detail with reference to FIGS.

【0042】図6は、押圧工程sp2が完了した直後の
第1部品5と第2部品4の断面図であり、作業座標系S
のZ軸は、第2部品4の嵌合挿入方向と反対向きで、作
業座標系Sの原点は第2部品の先端の中心に位置する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the first part 5 and the second part 4 immediately after the completion of the pressing step sp2.
Is opposite to the fitting / inserting direction of the second component 4, and the origin of the working coordinate system S is located at the center of the tip of the second component.

【0043】図7(a)は、作業座標系Sを参照座標と
して生成された螺旋軌道の斜視図、図7(b)は、作業
座標系SのXY平面図である。図7(a)において、M
inYは螺旋軌道の最小半径でMaxYは、Y軸方向の
螺旋軌道の最大半径で、MaxXは、X軸方向の螺旋軌
道の最大半径である。前記MaxYとMaxXは、位置
決め精度から予想される位置ずれ範囲の最大量を設定す
る。コントローラ3の制御周期をΔtとし、作業座標系
Sを基準座標とした時刻Δt(n−1)(nは1以上の
整数)における螺旋軌道上の位置を(Sx(n−1),
Sy(n−1))、時刻Δt(n−1)までの総回転角
度をAngle(n−1)とすると、作業座標系Sの原
点から(Sx(n−1),Sy(n−1))までの距離
R(n−1)は
FIG. 7A is a perspective view of a spiral trajectory generated using the work coordinate system S as reference coordinates, and FIG. 7B is an XY plan view of the work coordinate system S. In FIG. 7A, M
inY is the minimum radius of the spiral trajectory, MaxY is the maximum radius of the spiral trajectory in the Y-axis direction, and MaxX is the maximum radius of the spiral trajectory in the X-axis direction. The MaxY and MaxX set the maximum amount of the displacement range expected from the positioning accuracy. The control cycle of the controller 3 is Δt, and the position on the spiral trajectory at the time Δt (n−1) (n is an integer of 1 or more) with the work coordinate system S as the reference coordinates is (Sx (n−1),
Sy (n−1)) and Angle (n−1) as the total rotation angle up to time Δt (n−1), the coordinates (Sx (n−1), Sy (n−1) )) Is R (n-1)

【数1】 となる。ただし、係数k、B、C、Nは以下の関係を満
足する。
(Equation 1) Becomes However, the coefficients k, B, C, and N satisfy the following relationship.

【0044】[0044]

【数2】 予め設定された螺旋軌道の接線方向の周速度をVとする
とΔt秒後の角度増分量Δθは
(Equation 2) Assuming that a predetermined circumferential velocity in the tangential direction of the spiral orbit is V, the angle increment Δθ after Δt seconds is

【数3】 となる。時刻Δt*nまでの総回転角度Angle
(n)は
(Equation 3) Becomes Total rotation angle Angle until time Δt * n
(N)

【数4】 となり、時刻Δt*nの螺旋軌道上の位置(Sx
(n),Sy(n))は
(Equation 4) And the position (Sx
(N), Sy (n))

【数5】 となる。(Equation 5) Becomes

【0045】変換行列Conversion matrix

【数6】 がワールド座標系Wに基づく作業座標系Sを表すとする
と、ワールド座標系Wを基準座標とした場合の、時刻Δ
t*nの位置(X(n),Y(n),Z(n))は、
(Equation 6) Represents the working coordinate system S based on the world coordinate system W, the time Δ
The position of t * n (X (n), Y (n), Z (n)) is

【数7】 となり、時刻Δt*nでの移動量と移動方向を示すベク
トル(ΔX(n),ΔY(n),ΔZ(n))は
(Equation 7) And vectors (ΔX (n), ΔY (n), ΔZ (n)) indicating the movement amount and the movement direction at the time Δt * n are

【数8】 と求まる。(式1)から(式7)までの生成を R(n−1)>MaxX …(式8) になるまで繰り返し行い、生成結果とともに(式8)を
満足するnの値MaxNを記憶装置3aに記憶する。
(Equation 8) Is obtained. The generation from (Equation 1) to (Equation 7) is repeated until R (n-1)> MaxX (Equation 8), and the value MaxN of n that satisfies (Equation 8) is stored together with the generation result in the storage device 3a. To memorize.

【0046】次に、自転軌道生成工程sp4の正転逆転
の周期的な回転量の生成方法を図8、図9を用いて詳細
に説明する。図8は作業座標系Sを参照座標として生成
された螺旋軌道の斜視図で、座標系C(n)は時刻Δt
*nでの螺旋型公転軌道の位置(Sx(n)、Sy
(n))における第2部品4の先端の姿勢座標で、Cx
(n),Cy(n),Cz(n)は座標系C(n)の基
底ベクトルである。Cx(n−1),Cy(n−1),
Cz(n−1)は時刻Δt(n−1)での座標系C(n
−1)の基底ベクトルである。ここでは、姿勢変化のみ
を扱うため座標系C(n−1)とC(n)の座標原点を
同一位置で表示している。C(n)のワールド座標系W
を基準とした姿勢行列を
Next, a method of generating a periodic rotation amount of forward rotation and reverse rotation in the rotation trajectory generation step sp4 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 8 is a perspective view of a spiral trajectory generated using the working coordinate system S as reference coordinates.
* Position of spiral orbit at n (Sx (n), Sy
(N)) the posture coordinates of the tip of the second component 4 in Cx
(N), Cy (n) and Cz (n) are base vectors of the coordinate system C (n). Cx (n-1), Cy (n-1),
Cz (n−1) is a coordinate system C (n) at time Δt (n−1).
-1) is the basis vector. Here, the coordinate origins of the coordinate systems C (n-1) and C (n) are displayed at the same position in order to handle only the posture change. World coordinate system W of C (n)
The attitude matrix based on

【数9】 とし、第2の部品4の嵌合挿入方向軸回り正転方向の1
制御周期毎の姿勢変化の回転行列を、
(Equation 9) And 1 in the normal rotation direction around the axis of the second component 4 in the fitting and insertion direction.
The rotation matrix of the attitude change for each control cycle is

【数10】 とすると(Equation 10) Then

【数11】 の関係式が成立する。[Equation 11] Is established.

【0047】ロボットのワールド座標系Wを基準とし
た、C(n−1)からC(n)への変換行列ΔR(n)
A transformation matrix ΔR (n) from C (n−1) to C (n) based on the robot world coordinate system W
Is

【数12】 より、(式9)を用いて(Equation 12) From (Equation 9)

【数13】 となる。(Equation 13) Becomes

【0048】同様にして、逆転方向の場合の変換行列Δ
R(n)も求まる。図9は(式9)から(式11)を用
いて周期的な回転を生成する方法の処理フローである。
図9においてS12で、回転の角度誤差(DeltaA
ng)をセットし、S13で正転と逆転の切り替えの周
期を、制御周期のクロック数(F)でセットし、S14
で制御周期毎の回転角度(Δθ)を算出し、前記(式
9)、(式10)、(式11)を用いて、時刻Δt*n
での変換行列ΔR(n)が求まる。nが前記、公転軌道
生成工程sp3で記憶装置3aに記憶させたMaxNに
なるまで生成する。
Similarly, the transformation matrix Δ in the reverse direction
R (n) is also obtained. FIG. 9 is a processing flow of a method of generating a periodic rotation using (Equation 9) to (Equation 11).
In FIG. 9, in S12, the rotation angle error (DeltaA
ng), and in S13, the cycle of switching between normal rotation and reverse rotation is set by the number of clocks (F) of the control cycle.
, The rotation angle (Δθ) for each control cycle is calculated, and the time Δt * n is calculated using (Equation 9), (Equation 10) and (Equation 11).
The transformation matrix ΔR (n) is obtained. It is generated until n becomes MaxN stored in the storage device 3a in the orbit generating process sp3.

【0049】<実施例2>図10乃至図12は実施例2
を示す説明図であり、図10はRV減速機8の断面図
で、対向する歯車8aと8bを有し位置決め保持するた
めの位置決め機構10に設置されている。図11はRV
減速機8へ動力伝達するためのインプット歯車9の断面
図で、歯車9aを有し、装置に供給する部品供給機構1
1に設置されている。本実施例2における組立作業で
は、インプット歯車9を、RV減速機8の対向する歯車
8aと8bの中心位置に、軸心と位相を合わせて嵌合挿
入することになる。このとき、歯車8aと8bは固定さ
れていないため、組立作業中に歯車9aと歯車8a,8
bとの接触摩擦により、歯の位置が組立作業前の位置か
らずれるため、従来の組立て作業前の視覚センサによる
位相合わせだけでは組み立てができない。
<Embodiment 2> FIGS. 10 to 12 show Embodiment 2.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the RV reducer 8, which is provided on a positioning mechanism 10 having opposed gears 8a and 8b for positioning and holding. FIG. 11 shows RV
FIG. 2 is a cross-sectional view of an input gear 9 for transmitting power to a speed reducer 8, having a gear 9 a and supplying a component to a device;
1 is installed. In the assembling operation in the second embodiment, the input gear 9 is fitted and inserted into the center position of the opposing gears 8a and 8b of the RV reduction gear 8 in phase with the axis. At this time, since the gears 8a and 8b are not fixed, the gear 9a and the gears 8a, 8
Since the position of the teeth is shifted from the position before the assembling work due to the contact friction with b, the assembling cannot be performed only by the conventional phase adjustment by the visual sensor before the assembling work.

【0050】次に本実施例2の動作について説明する。
まず、CPU3bの指令に基づき位置決め把持工程sp
1でロボット2を作動させ、チャック機構1で部品供給
機構11によって供給されたインプット歯車9を把持す
る。そして、図11に示すようにロボット2を移動させ
てチャック機構1によって把持されたインプット歯車9
を、位置決め機構10によって位置決めされたRV減速
機8の上方に位置決めする。次に、押圧工程sp2でロ
ボット2の手首2aを下降させてインプット歯車9をR
V減速機8に、予め設定された力で押し付ける。する
と、第2の部品4を下降させる過程において、通常はイ
ンプット歯車9はRV減速機8に対して若干軸芯がずれ
ていることから、インプット歯車9の軸部下端の面取り
部の一部が歯車8aもしくは8bの穴部上端に接触す
る。軸心のずれる範囲はあらかじめ分かっているため、
実施例1の場合と同じように公転軌道生成工程sp3
で、接触点位置を中心として螺旋軌道型の移動方向と移
動量を生成し生成結果を、記憶装置3aに記憶する。同
様に自転軌道生成工程sp4では、回転誤差の範囲はあ
らかじめ分かっているため図5に示すように、正転逆転
の周期的な回転量を生成し生成結果を記憶装置3aに記
憶する。嵌合工程sp5では前記公転軌道生成工程sp
3と自転軌道生成工程sp4の生成結果に基づいて前記
押し圧工程sp2の押し圧を維持したまま、ロボット2
を動作させることによりインプット歯車9の制御点C2
を移動させる。この嵌合工程における状態を図12に示
す。前記嵌合工程sp5の途中でフィードバック位置か
ら算出した嵌合挿入方向への押し込み移動量が設定値以
上となったら、軸心と位相が合ったと判断し、一旦ロボ
ット2を停止させ挿入工程sp6に進む。挿入工程sp
6では、予め設定された移動量だけ挿入移動させ、ロボ
ット2の動作を停止する。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
First, the positioning / gripping step sp is performed based on a command from the CPU 3b.
1 operates the robot 2 and the chuck mechanism 1 grips the input gear 9 supplied by the component supply mechanism 11. Then, as shown in FIG. 11, the input gear 9 held by the chuck mechanism 1 is moved by moving the robot 2.
Is positioned above the RV reducer 8 positioned by the positioning mechanism 10. Next, in the pressing step sp2, the wrist 2a of the robot 2 is lowered and the input gear 9 is set to R.
It is pressed against the V reducer 8 with a preset force. Then, in the process of lowering the second component 4, since the input gear 9 is normally slightly off-axis with respect to the RV reducer 8, a part of the chamfered portion at the lower end of the shaft of the input gear 9 is partially removed. It contacts the upper end of the hole of the gear 8a or 8b. Since the range of deviation of the axis is known in advance,
As in the case of the first embodiment, the orbit generating step sp3
Then, a spiral trajectory-type moving direction and a moving amount are generated around the contact point position, and the generated result is stored in the storage device 3a. Similarly, in the rotation trajectory generation step sp4, since the range of the rotation error is known in advance, as shown in FIG. 5, a periodic rotation amount of normal rotation and reverse rotation is generated, and the generation result is stored in the storage device 3a. In the fitting step sp5, the orbit generating step sp
3 and the robot 2 while maintaining the pressing force of the pressing force step sp2 based on the generation result of the rotation trajectory generating step sp4.
Is operated, the control point C2 of the input gear 9 is changed.
To move. FIG. 12 shows a state in this fitting step. When the pushing movement amount in the fitting insertion direction calculated from the feedback position in the middle of the fitting step sp5 becomes equal to or larger than a set value, it is determined that the phase is aligned with the axis, the robot 2 is temporarily stopped, and the operation proceeds to the insertion step sp6. move on. Insertion process sp
At 6, the robot 2 is inserted and moved by a predetermined moving amount, and the operation of the robot 2 is stopped.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、下
記の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0052】(1)a)前記位置決め機構により前記第
1の部品を位置決めし、前記チャック機構により前記第
2の部品を把持する位置決め把持工程sp1と、 b)前記第2の部品を前記第1の部品に嵌合挿入方向に
押圧する押圧工程sp2と、 c)前記第2の部品と前記第1の部品の軸心合わせのた
めに、前記第2の部品の探索的な移動方向と移動量を生
成する公転軌道生成工程sp3と、 d)前記第2の部品と前記第1の部品の位相合せのため
に、前記第2の部品の探索的な嵌合挿入方向軸回りの回
転量を生成する自転軌道生成工程sp4と、 e)前記公転軌道生成工程sp3と前記自転軌道生成工
程sp4で生成した移動量と移動方向と回転量で、前記
第2の部品を前記押圧工程sp2による押圧を維持した
まま移動させて、軸心合わせと位相合わせを同時に実行
する嵌合工程sp5と、 f)前記第2の部品を前記第1の部品に対して嵌合挿入
方向に移動させる挿入工程sp6とよりなるロボットに
よる部品自動組立方法により、力センサデータの出力を
待ってから軸心合わせの移動量や位相合わせの移動量を
演算するというような時系列上の制約無しに軸心合わせ
と位相合わせを同時に実行するため、作業を高速に行う
ことができる。
(1) a) a positioning / gripping step sp1 of positioning the first component by the positioning mechanism and gripping the second component by the chucking mechanism; and b) positioning the second component by the first component. And c) a pressing step sp2 for pressing the second component in the insertion direction of the second component, and c) a search direction and a moving amount of the second component for the axial centering of the second component and the first component. And d) generating an amount of rotation of the second component about an axis in the exploratory fitting direction in order to align the phases of the second component and the first component. E) maintaining the pressing of the second component by the pressing step sp2 with the movement amount, the moving direction, and the rotation amount generated in the revolution trajectory generation step sp3 and the rotation trajectory generation step sp4. And move it to A fitting step sp5 for simultaneously executing alignment and phase matching; and f) an insertion step sp6 for moving the second component in the fitting insertion direction with respect to the first component by a robot automatic part assembly method. , The axis alignment and the phase adjustment are performed simultaneously without any time-series restrictions such as calculating the movement amount of the axis alignment and the movement amount of the phase alignment after waiting for the output of the force sensor data. Can be done.

【0053】(2)位置決め把持工程sp1により、第
1の部品を予め設定された精度幅で位置決めし、第2の
部品を予め設定された精度幅で、第2の部品の挿入方向
とロボットの動作座標系のいずれかの軸方向とが平行と
なるように把持することにより、ロボットの軌道生成に
伴う座標変換の計算量を低減し作業の高速化が実現でき
る。
(2) In the positioning / gripping step sp1, the first component is positioned with a preset accuracy width, and the second component is positioned with the preset accuracy width in accordance with the insertion direction of the second component and the robot. By gripping such that any axis direction of the motion coordinate system is parallel, it is possible to reduce the calculation amount of coordinate transformation accompanying the generation of the trajectory of the robot and to achieve high-speed operation.

【0054】(3)公転軌道生成工程sp3により、位
置決め把持工程sp1の位置決め精度幅に応じて移動方
向と移動量を生成することにより、位置決め精度の範囲
内で、軸心を探索することができるため、不必要な範囲
の探索をすることが無く、最短の探索時間で確実な軸心
探索を行うことができる。
(3) In the revolving orbit generating step sp3, the moving direction and the moving amount are generated in accordance with the positioning accuracy width of the positioning and holding step sp1, so that the axis center can be searched within the range of the positioning accuracy. For this reason, an unnecessary range search is not performed, and a reliable axis center search can be performed in the shortest search time.

【0055】(4)自転軌道生成工程sp4により、位
置決め把持工程sp1の位置決め精度幅に応じて回転量
を生成することにより、位置決め精度の範囲内で、嵌合
可能な位相を探索することができるため、最短の探索時
間で確実な位相探索を行うことができる。
(4) In the rotation orbit generating step sp4, the amount of rotation is generated in accordance with the positioning accuracy width of the positioning and gripping step sp1, so that a fittable phase can be searched within the range of the positioning accuracy. Therefore, a reliable phase search can be performed in the shortest search time.

【0056】(5)公転軌道生成工程sp3により、螺
旋軌道型の移動方向と移動量を生成することにより、位
置信頼度の高い点から徐々に探索範囲を広げていくた
め、最短の時間で軸心探索を行うことができる。
(5) In the revolution orbit generation step sp3, the search direction is gradually widened from the point with high position reliability by generating the spiral direction and the movement amount of the spiral path type. You can do a heart search.

【0057】(6)自転軌道生成工程sp4により、正
転逆転の周期的な回転量を生成することにより、両方向
に回転させて位相合わせを行うため、必要十分な位相探
索が可能である。
(6) The rotation trajectory generation step sp4 generates a periodic rotation amount of normal rotation and reverse rotation to rotate in both directions to perform phase matching, so that a necessary and sufficient phase search can be performed.

【0058】(7)嵌合工程sp5により、第2の部品
の嵌合挿入方向への押し込み移動量が、所定値より大き
くなった場合、当該嵌合工程sp5を即時に停止するこ
とにより、嵌合挿入方向への押し込み移動量を用いて、
嵌合工程を認識するため、軸心と位相の両方が合ったこ
とを同時に、しかもノイズの影響の小さい位置情報を基
に認識しているため確実に嵌合したことを確認すること
ができる。
(7) When the amount of pushing movement of the second component in the fitting / inserting direction becomes larger than a predetermined value by the fitting step sp5, the fitting step sp5 is immediately stopped, and the fitting is performed. Using the amount of pushing movement in the insertion direction,
Since the fitting step is recognized, it is possible to confirm that both the axis and the phase match at the same time, and furthermore, it is possible to confirm that the fitting has been securely performed since the recognition is performed based on the positional information with little influence of noise.

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

【図1】 本発明の部品自動組立方法を実施するための
装置の基本構成を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing a basic configuration of an apparatus for performing an automatic component assembling method of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1で用いる組立て対象部品の
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a component to be assembled used in Embodiment 1 of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1で用いる組立対象部品及び
その位置決めまたは部品供給を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a component to be assembled and its positioning or component supply used in the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の公転軌道生成工程の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a revolution orbit generation step of the present invention.

【図5】 本発明の自転軌道生成工程の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a rotation trajectory generation step of the present invention.

【図6】 本発明の実施例1の押圧工程sp2が完了し
た直後の第1部品5と第2部品4の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the first component 5 and the second component 4 immediately after the pressing step sp2 according to the first embodiment of the present invention is completed.

【図7】 (a)は、作業座標系Sを参照座標として生
成された螺旋軌道の斜視図、(b)は作業座標系SのX
Y平面図である。
FIG. 7A is a perspective view of a spiral trajectory generated using the working coordinate system S as reference coordinates, and FIG.
It is a Y plan view.

【図8】 作業座標系Sを参照座標として生成された螺
旋軌道の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a spiral trajectory generated using the work coordinate system S as reference coordinates.

【図9】 周期的な回転を生成する方法の処理フロー図
である。
FIG. 9 is a process flow diagram of a method for generating a periodic rotation.

【図10】 本発明の実施例2のRV減速機の断面図で
ある。
FIG. 10 is a sectional view of an RV reducer according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施例2のRV減速機へ動力伝達
するためのインプット歯車の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of an input gear for transmitting power to an RV reducer according to a second embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施例2の嵌合工程における状態
の一部切欠正面図である。
FIG. 12 is a partially cutaway front view of a state in a fitting step according to the second embodiment of the present invention.

【図13】 従来の自動組立て装置の基本構成を示す正
面図である。
FIG. 13 is a front view showing a basic configuration of a conventional automatic assembling apparatus.

【図14】 図13のコンプライアンス機構の部分拡大
図である。
14 is a partially enlarged view of the compliance mechanism of FIG.

【図15】 従来の実施例における組立て対象部品を示
す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a component to be assembled in a conventional example.

【図16】 従来の実施例における組立て対象部品の位
置決め並びにその部品供給を示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing positioning of a component to be assembled and supply of the component in a conventional embodiment.

【図17】 従来の実施例における4軸力覚センサの計
測信号の伝達系の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of a transmission system of a measurement signal of a four-axis force sensor in a conventional example.

【図18】 従来の実施例における部品自動組立て方法
を説明する正面図である。
FIG. 18 is a front view illustrating a method for automatically assembling parts in a conventional example.

【図19】 従来の実施例における部品自動組立て方法
を説明する正面図である。
FIG. 19 is a front view illustrating a method for automatically assembling parts in a conventional example.

【図20】 従来の実施例における部品自動組立て方法
を説明する正面図である。
FIG. 20 is a front view illustrating a method for automatically assembling parts in a conventional example.

【図21】 従来の実施例における部品自動組立て方法
を説明する正面図である。
FIG. 21 is a front view illustrating a method for automatically assembling parts in a conventional example.

【図22】 従来の実施例における部品自動組立て方法
を説明する正面図である。
FIG. 22 is a front view illustrating a method for automatically assembling parts in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャック機構 2 ロボット 3 コントローラ 3a 記憶装置 3b CPU 3c デジタルサーボ回路 4 第2の部品 4a 第2の部品の軸部 5 第1の部品 5a 第1の部品の穴部 6 位置決め機構 7 部品供給機構 8 RV減速機 8a RV減速機の歯車 8b RV減速機の歯車 9 インプット歯車 9a 歯車 10 位置決め機構 11 部品供給機構 SP1 位置決め把持工程 SP2 押圧工程 SP3 公転軌道生成工程 SP4 自転軌道生成工程 SP5 嵌合工程 SP6 挿入工程 SP7 終了 S 作業座標系 C1 制御点 S7 チャック機構 S8 ロボット機構 S8a 手首 S9 連結機構 S10 力覚センサ S11 RCC S12 コンプライアンス機構 S13 ガイド S14 圧縮コイルバネ S15 近接スイッチ S15a 検出部材 S16 板 S17 板 S19 第1の部品 S19a 第1の部品の穴部 S20 第2の部品 S20a 第2の部品の軸部 S21 位置決め機構 S22 部品供給機構 S51 生成器 S52 ロボットコントローラ Reference Signs List 1 chuck mechanism 2 robot 3 controller 3a storage device 3b CPU 3c digital servo circuit 4 second part 4a shaft part of second part 5 first part 5a hole of first part 6 positioning mechanism 7 part supply mechanism 8 RV reducer 8a RV reducer gear 8b RV reducer gear 9 input gear 9a gear 10 positioning mechanism 11 component supply mechanism SP1 positioning gripping step SP2 pressing step SP3 revolving orbit generating step SP4 rotating orbit generating step SP5 fitting step SP6 insertion Step SP7 end S working coordinate system C1 control point S7 chuck mechanism S8 robot mechanism S8a wrist S9 coupling mechanism S10 force sensor S11 RCC S12 compliance mechanism S13 guide S14 compression coil spring S15 proximity switch S15a detection member S16 plate S17 plate S19 First component S19a Hole of first component S20 Second component S20a Shaft of second component S21 Positioning mechanism S22 Component supply mechanism S51 Generator S52 Robot controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 実 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 Fターム(参考) 3C007 AS07 BS10 LT00 LT01 LU08 LV17 MT02 NS11 3C030 BC01 BC11 BC25 BC31  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Minoru Kanamaru 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture F-term (reference) 3C007 AS07 BS10 LT00 LT01 LU08 LV17 MT02 NS11 3C030 BC01 BC11 BC25 BC31

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チャック機構と位置決め機構を有し、力
制御手段を具備する制御装置により動作するロボットに
より、第1の部品と第2の部品を自動で組立てる方法に
おいて、 a)前記位置決め機構により前記第1の部品を位置決め
し、前記チャック機構により前記第2の部品を把持する
位置決め把持工程sp1と、 b)前記第2の部品を前記第1の部品に嵌合挿入方向に
押圧する押圧工程sp2と、 c)前記第2の部品と前記第1の部品の軸心合わせのた
めに、前記第2の部品の探索的な移動方向と移動量を生
成する公転軌道生成工程sp3と、 d)前記第2の部品と前記第1の部品の位相合せのため
に、前記第2の部品の探索的な嵌合挿入方向軸回りの回
転量を生成する自転軌道生成工程sp4と、 e)前記公転軌道生成工程sp3と前記自転軌道生成工
程sp4で生成した移動量と移動方向と回転量で、前記
第2の部品を前記押圧工程sp2による押圧を維持した
まま移動させて、軸心合わせと位相合わせを同時に実行
する嵌合工程sp5と、 f)前記第2の部品を前記第1の部品に対して嵌合挿入
方向に移動させる挿入工程sp6とよりなるロボットに
よる部品自動組立方法。
1. A method of automatically assembling a first part and a second part by a robot having a chuck mechanism and a positioning mechanism and operated by a control device having a force control means, wherein: a) the positioning mechanism A positioning gripping step sp1 for positioning the first component and gripping the second component by the chuck mechanism; and b) a pressing process for pressing the second component on the first component in a fitting insertion direction. and c) a revolving trajectory generating step sp3 for generating an exploratory moving direction and a moving amount of the second component for axial alignment of the second component and the first component; d) A rotation trajectory generating step sp4 for generating an amount of rotation of the second component about an axis in a search and insertion direction for phase matching of the second component and the first component; e) the revolution Trajectory generation step sp3 With the movement amount, the movement direction, and the rotation amount generated in the rotation trajectory generation step sp4, the second component is moved while maintaining the pressing in the pressing step sp2, and the axis alignment and the phase alignment are simultaneously performed. A component automatic assembling method using a robot, comprising: a joining step sp5; and f) an insertion step sp6 of moving the second component in the fitting / inserting direction with respect to the first component.
【請求項2】 前記位置決め把持工程sp1は、第1の
部品を予め設定された精度幅で位置決めし、第2の部品
を予め設定された精度幅で、第2の部品の挿入方向とロ
ボットの動作座標系のいずれかの軸方向とが平行となる
ように把持することを特徴とする請求項1記載のロボッ
トによる部品自動組立方法。
2. The positioning and gripping step sp1 includes: positioning a first component with a predetermined accuracy width; and positioning the second component with a predetermined accuracy width in accordance with the insertion direction of the second component and the robot. 2. The method for automatically assembling parts by a robot according to claim 1, wherein the gripping is performed so that any one of the axis directions of the motion coordinate system is parallel.
【請求項3】 前記公転軌道生成工程sp3は、前記位
置決め把持工程sp1の位置決め精度幅に応じて移動方
向と移動量を生成することを特徴とする請求項1または
2記載のロボットによる部品自動組立方法。
3. The automatic component assembly by a robot according to claim 1, wherein the revolving trajectory generating step sp3 generates a moving direction and a moving amount according to a positioning accuracy width of the positioning and gripping step sp1. Method.
【請求項4】 前記自転軌道生成工程sp4は、前記位
置決め把持工程sp1の位置決め精度幅に応じて回転量
を生成することを特徴とする請求項1または3記載のロ
ボットによる部品自動組立方法。
4. The component automatic assembling method according to claim 1, wherein the rotation trajectory generating step sp4 generates a rotation amount according to a positioning accuracy width of the positioning and gripping step sp1.
【請求項5】 前記公転軌道生成工程sp3は、螺旋軌
道型の移動方向と移動量を生成することを特徴とする請
求項1及至4のいずれか1項に記載のロボットによる部
品自動組立方法。
5. The component automatic assembling method according to claim 1, wherein the orbit generating step sp3 generates a moving direction and a moving amount of a spiral path type.
【請求項6】 前記自転軌道生成工程sp4は、正転逆
転の周期的な回転量を生成することを特徴とする請求項
1及至5のいずれか1項に記載のロボットによる部品自
動組立方法。
6. The method according to claim 1, wherein the rotation trajectory generating step sp4 generates a periodic rotation amount of normal rotation and reverse rotation.
【請求項7】 前記嵌合工程sp5は、前記第2の部品
の嵌合挿入方向への押し込み移動量が、所定値より大き
くなった場合、当該嵌合工程sp5を即時に停止するこ
とを特徴とする請求項1及至6のいずれか1項に記載の
ロボットによる部品自動組立方法。
7. The fitting step sp5 stops the fitting step sp5 immediately when the pushing movement amount of the second component in the fitting insertion direction becomes larger than a predetermined value. A method for automatically assembling parts by a robot according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 チャック機構と位置決め機構を有し、力
制御手段を具備する制御装置により動作するロボットに
より、第1の部品と第2の部品を自動で組立てる部品組
立装置において、 a)前記位置決め機構により前記第1の部品を位置決め
し、前記チャック機構により前記第2の部品を把持する
位置決め把持手段と、 b)前記第2の部品を前記第1の部品に嵌合挿入方向に
押圧する押圧手段と、 c)前記第2の部品と前記第1の部品の軸心合わせのた
めに、前記第2の部品の探索的な移動方向と移動量を生
成する公転軌道生成手段と、 d)前記第2の部品と前記第1の部品の位相合せのため
に、前記第2の部品の探索的な嵌合挿入方向軸回りの回
転量を生成する自転軌道生成手段と、 e)前記公転軌道生成手段と前記自転軌道生成手段で生
成した移動量と移動方向と回転量で、前記第2の部品を
前記押圧手段による押圧を維持したまま移動させて、軸
心合わせと位相合わせを同時に実行する嵌合手段と、 f)前記第2の部品を前記第1の部品に対して嵌合挿入
方向に移動させる挿入手段とよりなるロボットによる部
品自動組立装置。
8. A component assembling apparatus for automatically assembling a first component and a second component by a robot having a chuck mechanism and a positioning mechanism and operated by a control device having a force control means, wherein: a) the positioning Positioning gripping means for positioning the first component by a mechanism and gripping the second component by the chuck mechanism; and b) pressing the second component to the first component in a direction of fitting and insertion. And c) revolving trajectory generating means for generating an exploratory moving direction and a moving amount of the second component for axial centering of the second component and the first component; Rotation trajectory generating means for generating an amount of rotation of the second component about an axis in a search and insertion direction for phase matching between the second component and the first component; e) generating the revolution trajectory Means and the rotation orbit generating means Fitting means for moving the second part while maintaining the pressing by the pressing means with the moving amount, the moving direction and the rotation amount thus formed, and performing the axial alignment and the phase alignment simultaneously; A part automatic assembling apparatus using a robot, comprising an insertion means for moving the second part with respect to the first part in the fitting insertion direction.
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