JP2004249378A - ロボットによる部品自動組立方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の組立軸を有する部品の嵌合挿入作業を、視覚センサなどの外界センサを用いないでロボットで高速・確実に自動的に行う。
【解決手段】チャック機構１で第２の部品４を把持し、位置決め機構６で位置決めされた第１の部品５の基準位置に位置決めする位置決め把持工程Ｓ１と、第２の部品４を第１の部品５に向けて押圧する押圧工程Ｓ２と、第２の部品４と第１の部品５の複数の組立軸のうち、組立基準となる基準軸の先端に位置する接触点位置を中心にして所定の軌道で第２の部品４を押圧しながら移動させ、押し込み移動量が設定値以上になったときに移動を停止する基準軸探索工程Ｓ３と、両部品の基準軸以外の軸芯合わせをするための第２の部品４の基準軸回りの回転量を生成し、複数の軸芯を同時に合わせる複数軸芯合わせ工程Ｓ４と、第２の部品４を第１の部品５に対して嵌合挿入方向に移動させる挿入工程Ｓ５とを有するロボットによる部品自動組立方法。
【選択図】 図１

Description

【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方法、特に複数の軸芯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部品自動組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の軸芯を合わせなければ組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カメラなどの視覚センサによりそれぞれの軸芯を予め合わせた上で組立を行う方法があった。
その中においてＷＯ９８−１７４４４号再公表公報（特許文献１）では、視覚センサにより部品間の軸芯を予め合わせてから順次嵌合挿入を行う組立方法が記載されている。以下、この組立方法を、図面を用いて簡単に説明する。
【０００３】
図１１に全体構成を示す図を、図１２に嵌合ワークの凸部の位置及び姿勢の検出と被嵌合ワークの凹部の位置及び姿勢の検出を示す概念図を示す。図１１において、Ｅ１はロボット、Ｅ２はロボットＥ１の手先部、Ｅ３は手先部Ｅ２の先端に設けられて外力の大きさを検出する力センサ、Ｅ４は先端に把持爪Ｅ４１を設けたロボットハンド、Ｅ５はロボット制御装置、Ｅ７は嵌合ワーク、Ｅ７１は嵌合ワークＥ７の凸部、Ｅ８は被嵌合ワーク、Ｅ８１は被嵌合ワークＥ８の凹部、Ｅ９は位置決め装置、ＥＳＵはストラクチャライトユニットを示している。
この装置においては、ロボットＥ１の手先部Ｅ２に取り付けられた力センサＥ３は力制御のために６軸方向の力を検出して、ロボット制御装置Ｅ５に送る。ロボットハンドＥ４の把持爪Ｅ４１で把持された嵌合ワークＥ７の凸部Ｅ７１の位置及び姿勢と位置決め装置Ｅ９によって位置決めされた被嵌合ワークＥ８の凹部Ｅ８１の位置及び姿勢をストラクチャライトユニットＥＳＵとロボット制御装置Ｅ５内の画像処理部からなる３次元視覚センサで検出し、ロボットの挿入動作開始位置を補正する。そして、力制御により凸部Ｅ７１が凹部Ｅ８１へ挿入される。挿入動作完了後に、嵌合ワークＥ７と被嵌合ワークＥ８の挿入状態の適否が判別される。
【０００４】
１作業サイクル分のシーケンスをフローチャートで示せば、図１３のようになる。このフローチャートの各ステップＳ１０１〜Ｓ１１５の要点を記せば次の通りである。
ステップＳ１０１：ロボットＥ１を待機位置から教示された把持位置ＥＰＨへ移動させて位置決めする。
ステップＳ１０２：ハンドＥ４の爪Ｅ４１の閉成動作により、嵌合ワークＥ７を把持する。
ステップＳ１０３：ロボットＥ１を教示された把持状態検出位置ＥＰｄへ移動させて位置決めする。
ステップＳ１０４：ロボットＥ１に把持された嵌合ワークＥ７の凸部Ｅ７１の位置及び姿勢を検出する。
ステップＳ１０５：被嵌合ワークＥ８の凹部Ｅ８１の位置及び姿勢を検出する。
ステップＳ１０６：教示されたアプローチ位置ＥＰａを、ステップＳ１０４及びＳ１０５の検出結果に基づいて補正した補正アプローチ位置ＥＰａ′へロボットＥ１を移動させて位置決めする。
【０００５】
ステップＳ１０７：力制御による挿入動作を開始する。なお、力制御による挿入動作の詳細については一般的に知られている事項なので詳細は省略するが、ここでは、前述の要点でロボットＥ１のインピーダンス制御を実行する。これにより、ロボットＥ１はＹ軸方向に移動しながら、Ｙ軸方向について設定された目標力Ｆｚを出力する状態へ収束するように制御される。
ステップＳ１０８：アプローチ動作開始時を基準として、距離Ｌの移動あるいは時間ｔ０経過のいずれかの検出を待つ。
ステップＳ１０９：ロボットＥ１を停止させ、力制御を解除する。
ステップＳ１１０：ハンドＥ４の爪Ｅ４１の開成動作により、嵌合ワークＥ７を解放する。
ステップＳ１１１：ロボットＥ１を教示された退避位置へ退避させる。
【０００６】
ステップＳ１１２：ロボットＥ１に把持された嵌合ワークＥ７の底面Ｅ７２の位置及び姿勢を検出する。
ステップＳ１１３：凸部Ｅ７１の凹部Ｅ８１への挿入状態が良好か否かを判定する。
ステップＳ１１４：挿入状態が良好であれば、挿入状態良好を表わす信号を出力する。これにより、例えば、ロボット制御装置Ｅ５の付属ディスプレイ上に“挿入良好”の表示を行う。
ステップＳ１１５：挿入状態が不良であれば、挿入状態不良を表わすアラーム信号を出力する。これにより、例えば、ロボット制御装置Ｅ５の付属ディスプレイ上に“挿入不良”の表示を行ない、警報を鳴らし、システムを緊急停止させる。
【０００７】
一方、特開２００２−２５４２５７号公報（特許文献２）には、図１４及び図１５に示すような部品自動組立方法が開示されている。図１４において、１は組み立て対象部品である第２の部品４（図１５参照）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、ＣＰＵ３ｂおよび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。図１５は組み立て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。
【０００８】
次に、この特許文献２に記載された装置の動作を以下の各工程にしたがって説明する。
Ｓ２０１：位置決め把持工程
ＣＰＵ３ｂの指令に基づいてロボット２を作動させ、チャック機構１で部品供給機構（図示せず）から供給された第２の部品４を把持し、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の部品を位置決め機構（図示せず）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。
Ｓ２０２：押圧工程
ロボット２の手首を下降させて第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。
【０００９】
Ｓ２０３：公転軌道演算工程
ロボット２の繰り返し精度と位置決め機構の精度と部品供給機構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、第１の部品５と第２の部品４の接触点位置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。
Ｓ２０４：自転軌道演算工程
第１の部品５に対する第２の部品４の回転誤差の範囲はあらかじめ分かっているため、正転逆転の周期的な回転量を生成し、記憶装置３ａに記憶させる。
【００１０】
Ｓ２０５：嵌合工程
前記公転軌道生成工程Ｓ２０３と自転軌道生成工程Ｓ２０４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、押圧工程Ｓ２０２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の制御点を移動させる。
Ｓ２０６：挿入工程
嵌合工程Ｓ２０５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、予め設定された移動量だけ挿入移動させる。挿入工程Ｓ２０６が完了すると、ロボット２の動作を停止する。
以上の工程により、部品の嵌合挿入に伴う軸芯および位置合わせを高速かつ高精度に行うことができる。
【００１１】
【特許文献１】
ＷＯ９８−１７４４４号再公表公報
【特許文献２】
特開２００２−２５４２５７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来のロボットによる部品の自動組立方法は、３次元視覚センサによるセンシングが不可能な狭奥部で複数の組立軸を有する部品の嵌合挿入を自動的に行う場合は、センサ本体と部品との干渉や部品による遮光などにより、センシングそのものが不可能であるため適用できない。さらに、たとえ検出できる場合でも、上記レーザを照射するタイプの３次元視覚センサでは、部品表面の鏡面反射などにより誤検出する可能性がある。また、実際の検出確度を向上させるためには、センシングに都合の良い位置に予め、センサを設置するなどのセンサ配置問題が解決される必要がある。一方、実際の生産ラインを流れる部品は、市場ニーズに応える為に、年々小型化しており、狭奥部の組立自動化要求がますます大きくなっている。
また、上記特許文献２に記載された部品自動組立方法においては、組立軸が単数の場合を想定しており、複数の組立軸を有する部品の嵌合挿入作業を自動的に行う場合には適用できないという問題がある。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、複数の組立軸を有する部品の嵌合挿入作業を、視覚センサなどの外界センサを用いないでロボットで高速・確実に自動的に行うロボットによる部品自動組立方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、
請求項１記載のロボットによる部品自動組立方法は、
チャック機構と位置決め機構を有するロボットにより、複数の組立軸を有する第１の部品と第２の部品を自動で組立てる方法において、
前記チャック機構により第２の部品を把持して前記位置決め機構により位置決めされた前記第１の部品の基準位置に位置決めする位置決め把持工程と、
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と、
前記第２の部品と前記第１の部品の複数の組立軸のうち、組立基準となる基準軸の先端に位置する接触点位置を中心にして螺旋軌道型の移動方向と移動量を生成して前記第２の部品により前記第１の部品を押圧しながら移動させ、その移動中に前記第２の部品の押し込み移動量が設定値以上になったときを前記基準軸の軸芯が合ったときとして移動を停止する基準軸探索工程と、
前記第２の部品と前記第１の部品との前記基準軸以外の軸芯合わせをするための前記第２の部品の前記基準軸回りの回転量を生成し、複数の軸芯を同時に合わせる複数軸芯合わせ工程と、
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とを有するものである。
請求項１記載の発明においては、視覚センサなどが不要であるため、センサ配置問題を考慮する必要が無く、さらにセンサと部品間の干渉も考慮する必要が無いため、狭奥部でもスムーズに作業ができる。また、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、最短の時間で軸芯探索を行うことができる。
【００１５】
請求項２記載のロボットによる部品自動組立方法は、前記基準軸探索工程は、前記位置決め把持工程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記載のロボットによる部品自動組立方法である。
請求項２記載の発明においては、位置決め精度の範囲内で、軸芯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芯探索を行うことができる。
【００１６】
請求項３記載のロボットによる部品自動組立方法は、前記複数軸芯合わせ工程は、前記基準軸を同定し、前記位置決め把持工程の位置決め精度幅に応じて、前記同定した基準軸周りの回転量を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のロボットによる部品自動組立方法である。
請求項３記載の発明においては、位置決め精度の範囲内で、基準軸に基づいて嵌合可能な軸芯を探索することができるため、最短の探索時間で確実な軸芯探索を行うことができる。
【００１７】
請求項４記載のロボットによる部品自動組立方法および装置は、前記基準軸探索工程は、前記第１部品と前記第２部品の嵌めあい公差に応じて、螺旋軌道半径を増加させることを特徴とする請求項１ないし３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である。
請求項４記載の発明においては、ロボットによる部品自動組立方法および装置によれば、加工精度に応じて探索範囲を拡大していくため、探索の見落としが無く確実な探索が可能となる。
【００１８】
請求項５記載のロボットによる部品自動組立方法は、前記複数軸芯合わせ工程は、前記基準軸周りに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ないし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である。
請求項５記載の発明においては、両方向に回転させて複数軸芯合わせを行うため、必要十分な軸芯探索が可能である。
【００１９】
請求項６記載のロボットによる部品組立装置は、チャック機構と位置決め機構を有するロボットにより、複数の組立軸を有する第１の部品と第２の部品を自動で組立てる部品自動組立装置において、
前記チャック機構により第２の部品を把持して前記位置決め機構により位置決めされた前記第１の部品の基準位置に位置決めする位置決め把持手段と、
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、
前記第２の部品と前記第１の部品の複数の組立軸のうち、組立基準となる基準軸の先端に位置する接触点位置を中心にして螺旋軌道型の移動方向と移動量を生成して前記第２の部品により前記第１の部品を押圧しながら移動させ、その移動中に前記第２の部品の押し込み移動量が設定値以上になったときを前記基準軸の軸芯が合ったときとして移動を停止する基準軸探索手段と、
前記第２の部品と前記第１の部品との前記基準軸以外の軸芯合わせをするための前記第２の部品の前記基準軸回りの回転量を生成し、複数の軸芯を同時に合わせる複数軸芯合わせ手段と、
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を有するものである。
請求項６記載の発明においては、視覚センサなどが不要であるため、センサ配置問題を考慮する必要が無く、さらにセンサと部品間の干渉も考慮する必要が無いため、狭奥部でもスムーズに作業ができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例に係る部品自動組立方法および装置の基本構成を示す図、図２は本発明の実施例で用いる組立対象部品の斜視図である。
図１において、１は組立対象部品である第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Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれの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制御装置であり、記憶装置３ａとＣＰＵ３ｂ、デジタルサーボ回路３ｃを有している。記憶装置３ａは、後述する基準軸探索工程Ｓ３と複数軸芯合わせ工程Ｓ４で用いる動作条件を記憶している。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。
【００２１】
図２は組立対象部品を示す斜視図であり、５は穴部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを有する第１の部品、４は穴部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄがそれぞれ嵌合する軸部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する第２の部品である。なお、第２の部品４の各軸部先端はそれぞれ面取りされている。
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。
【００２２】
次に上記実施例の動作について、図１に記載されているフローチャートを併用して説明する。
Ｓ１：位置決め把持工程
まず、ＣＰＵ３ｂの指令に基づき、ロボット２を動作させ、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。
【００２３】
Ｓ２：押圧工程
次に、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。
【００２４】
Ｓ３：基準軸探索工程
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の精度から軸芯のずれる範囲はあらかじめ分かっているため、図４に示すように、第２の部品４と第１の部品５の複数の組立軸のうち、組み立て基準となる基準軸を示す軸４ａの先端に位置する接触点位置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、デジタルサーボ回路３ｃに入力し前記押圧工程Ｓ２で達成した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の接触点位置ＣＰ１を制御点として移動させる。この基準軸探索工程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第２の部品４の押し込み移動量が設定値以上となったら、軸４ａの軸芯が合ったと判断し、一旦ロボット２を停止させ複数軸芯合わせ工程Ｓ４に進む。
【００２５】
Ｓ４：複数軸芯合わせ工程
この工程では、回転誤差の範囲はあらかじめ分かっているため、図８に示すように、まず、順番にそれぞれの軸（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の周りに回転指令を与え動作させる。軸心と穴が合った軸（基準軸）以外の軸周りの回転は、基準軸で拘束されるため指令に追従動作できない。そこで指令回転量とフィードバック回転量の差が一番小さい軸を基準軸として採用する。本実施例においては、図９，図１０に示すように基準軸として４ａが採用され、引き続き基準軸４ａ回りに正転逆転の周期的な回転量を生成し、デジタルサーボ回路３ｃに入力し前記押圧工程Ｓ２で実施した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の軸４ｂ、４ｃ、４ｄを探索移動させる。この複数軸芯合わせ工程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と姿勢変化が設定値以上となったら、軸４ｂ，４ｃ，４ｄの軸芯がそれぞれ合ったと判断し、一旦ロボット２を停止させ挿入工程Ｓ５に進む。
Ｓ５：挿入工程
この工程では、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。
【００２６】
ここで基準軸探索工程Ｓ３の螺旋軌道型の移動方向と移動量の生成方法を図５と図６，図７を用いて詳細に説明する。
図５と図６は、押圧工程Ｓ２が完了した直後の第１部品５の穴５ａと第２部品４の軸４ａの位置関係を示す図であり、Ｓは作業座標系を示している。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４の軸４ａ先端の中心に位置する。
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、同（ｂ）は、作業座標系ＳのＸＹ平面図である。図７（ａ）において、ＭｉｎＹ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あり、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。
【００２７】
制御装置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０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
【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。
【００２８】
【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
【数３】

となる。時刻Δｔ＊ｎまでの総回転角度Ａｎｇｌｅ（ｎ）は
Ａｎｇｌｅ（ｎ）＝Ａｎｇｌｅ（ｎ−１）＋Δθ（ｎ） ・・・（式３）
となり、時刻Δｔ＊ｎの螺旋軌道上の位置（Ｓｘ（ｎ），Ｓｙ（ｎ））は
【数４】

となる。
【００２９】
変換行列
【数５】

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Δｔ＊ｎの位置（Ｘ（ｎ），Ｙ（ｎ），Ｚ（ｎ））は、
【数６】

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
【数７】

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、デジタルサーボ回路３ｃへの移動指令として（ΔＸ（ｎ），ΔＹ（ｎ），ΔＺ（ｎ））を入力する。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１記載の発明に係る部品自動組立方法によれば、視覚センサなどが不要であるため、センサ配置問題を考慮する必要が無く、さらにセンサと部品間の干渉も考慮する必要が無いため、狭奥部でもスムーズに作業ができる。また、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、最短の時間で軸芯探索を行うことができる。
請求項２記載の発明に係る部品自動組立方法によれば、位置決め精度の範囲内で、軸芯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芯探索を行うことができる。
請求項３記載の発明に係る部品自動組立方法によれば、位置決め精度の範囲内で、基準軸に基づいて嵌合可能な軸芯を探索することができるため、最短の探索時間で確実な軸芯探索を行うことができる。
【００３１】
請求項４記載の発明に係る部品自動組立方法によれば、加工精度に応じて探索範囲を拡大していくため、探索の見落としが無く確実な探索が可能となる。
請求項５記載の発明に係る部品自動組立方法によれば、両方向に回転させて複数軸芯合わせを行うため、必要十分な軸芯探索が可能である。
請求項６記載の発明に係る部品自動組立装置によれば、視覚センサなどが不要であるため、センサ配置問題を考慮する必要が無く、さらにセンサと部品間の干渉も考慮する必要が無いため、狭奥部でもスムーズに作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る部品自動組立方法および装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例で用いる組立対象部品の斜視図である。
【図３】本発明の実施例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。
【図４】本発明の実施例の押圧工程Ｓ２が完了した直後の第１部品５と第２部品４の位置関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例の押圧工程Ｓ２が完了した直後の第１部品５の穴５ａと第２部品４の軸４ａの関係を示す図（図４のＺＡ部の拡大図）である。
【図６】本発明の実施例の基準軸探索工程Ｓ３の動作パターンを示す模式図である。
【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ＸＹ平面図である。
【図８】本発明の実施例の複数軸芯合わせ工程Ｓ４の基準軸の採用方法を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例の複数軸芯合わせ工程Ｓ４の基準軸周りの探索動作を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例の複数軸芯合わせ工程Ｓ４の基準軸周りの探索動作を示す、ＸＹ平面図である。
【図１１】従来の実施例示す全体構成図である。
【図１２】従来の実施例における軸芯合わせを示す図である。
【図１３】従来の実施例に処理フローを示す図である。
【図１４】他の従来例の基本構成を示す図である。
【図１５】他の従来例における第１の部品と第２の部品を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ チャック機構
２ ロボット
３ 制御装置
３ａ 記憶装置
３ｂ ＣＰＵ
３ｃ デジタルサーボ回路
４ 第２の部品
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 軸部
５ 第１の部品
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 穴部
６ 位置決め機構
７ 部品供給機構

Claims (6)

1. チャック機構と位置決め機構を有するロボットにより、複数の組立軸を有する第１の部品と第２の部品を自動で組立てる方法において、
   前記チャック機構により第２の部品を把持して前記位置決め機構により位置決めされた前記第１の部品の基準位置に位置決めする位置決め把持工程と、
   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と、
   前記第２の部品と前記第１の部品の複数の組立軸のうち、組立基準となる基準軸の先端に位置する接触点位置を中心にして螺旋軌道型の移動方向と移動量を生成して前記第２の部品により前記第１の部品を押圧しながら移動させ、その移動中に前記第２の部品の押し込み移動量が設定値以上になったときを前記基準軸の軸芯が合ったときとして移動を停止する基準軸探索工程と、
   前記第２の部品と前記第１の部品との前記基準軸以外の軸芯合わせをするための前記第２の部品の前記基準軸回りの回転量を生成し、複数の軸芯を同時に合わせる複数軸芯合わせ工程と、
   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と
   を有することを特徴とするロボットによる部品自動組立方法。
2. 前記基準軸探索工程は、前記位置決め把持工程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記載のロボットによる部品自動組立方法。
3. 前記複数軸芯合わせ工程は、前記基準軸を同定し、前記位置決め把持工程の位置決め精度幅に応じて、前記同定した基準軸周りの回転量を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のロボットによる部品自動組立方法。
4. 前記基準軸探索工程は、前記第１部品と前記第２部品の嵌めあい公差に応じて、螺旋軌道半径を増加させることを特徴とする請求項１ないし３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. 前記複数軸芯合わせ工程は、前記基準軸周りに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ないし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。
6. チャック機構と位置決め機構を有するロボットにより、複数の組立軸を有する第１の部品と第２の部品を自動で組立てる部品自動組立装置において、
   前記チャック機構により第２の部品を把持して前記位置決め機構により位置決めされた前記第１の部品の基準位置に位置決めする位置決め把持手段と、
   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、
   前記第２の部品と前記第１の部品の複数の組立軸のうち、組立基準となる基準軸の先端に位置する接触点位置を中心にして螺旋軌道型の移動方向と移動量を生成して前記第２の部品により前記第１の部品を押圧しながら移動させ、その移動中に前記第２の部品の押し込み移動量が設定値以上になったときを前記基準軸の軸芯が合ったときとして移動を停止する基準軸探索手段と、
   前記第２の部品と前記第１の部品との前記基準軸以外の軸芯合わせをするための前記第２の部品の前記基準軸回りの回転量を生成し、複数の軸芯を同時に合わせる複数軸芯合わせ手段と、
   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
   を有することを特徴とするロボットによる部品自動組立装置。

Images