JP2010218174A - Apparatus and method for automatically correcting tip position of tool in automatic device - Google Patents

Apparatus and method for automatically correcting tip position of tool in automatic device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method for automatically correcting a deviance of a tip position of a tool, which is caused by secular changes of component parts, and so forth, in an automatic device. <P>SOLUTION: The automatic device includes: a contact part 10 having a contact surface 10a to which the tip of the tool contacts; a supporting unit 30 which supports the contact part so that the contact part is movable along one axial direction; and a displacement measuring means 40 which measures a displacement of contact position of the tip of the tool in the contact surface along one direction caused by secular changes or replacement, while positioning the supporting unit to the contact position. The automatic device obtains a displacement amount along Z-axis by calculating a difference of displacements of the tip of the tool which are measured before and after secular changes or replacement. The automatic device also calculates displacement amounts along X-axis and Y-axis directions which are orthogonal to the Z-axis direction in an orthogonal coordinate system by utilizing the displacement amount along Z-axis direction and a difference of displacements of contact positions of the tip of the tool on an inclined plane having a predetermined angle of gradient to a plane which is formed on the contact surface and has the Z-axis direction as its normal line before and after secular changes or replacement. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、半田ごてやドリルなど定期的な交換を必要とする消耗部品を備えた自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置及び自動補正方法に関する。   The present invention relates to an automatic correction apparatus and an automatic correction method for a tool tip position in an automatic apparatus including consumable parts that require periodic replacement, such as a soldering iron and a drill.

近年、自動装置によって製造される製品の小型化や実装部品の高密度化により、製品の組立作業には高度なスキルが要求されるようになっている。そして、人手による作業では作業者の能力により組立てられる製品の品質が左右されることから、前記要求に伴って係る製品の組立ラインの自動化が進んでいる。しかしながら、自動装置の構成部品の経年劣化によって自動装置自体にも微妙な変化が生じることがあり、これに起因して自動装置を介して組立てられる製品品質の低下を招く虞がある。このような事態を防止するために自動装置のメンテナンスを慎重に行わなければならず、多大な労力を要する。その結果、このような装置の経年変化に柔軟に対応できる自動装置の需要が高まっている。   In recent years, with the miniaturization of products manufactured by automatic devices and the increase in the density of mounted parts, advanced skills are required for product assembly work. In manual work, the quality of a product to be assembled depends on the ability of the worker, so that the assembly line of the product is being automated in accordance with the demand. However, a subtle change may occur in the automatic device itself due to the aging of the components of the automatic device, which may lead to a reduction in the quality of products assembled through the automatic device. In order to prevent such a situation, maintenance of an automatic apparatus must be carefully performed, and a great deal of labor is required. As a result, there is an increasing demand for automatic devices that can flexibly cope with the aging of such devices.

より具体的には、ロボットを用いた自動装置において、例えば、自動装置の作業上の手先となるドリル、半田ごてなどは使用により摩耗してしまうし、ディスペンサのノズルなどは詰まりが発生したりする。この場合、ツールを交換するなどして対応するが、先端の位置がずれてしまい、ロボットの教示を交換の度にやり直すことが必要となっている。この教示作業は非常に手間がかかり、作業者にとっては負担となっている。そして、従来は、例えば特許文献1に記載されたような位置補正装置を用いてロボットの軸とツール先端との偏心量を求めることで自動で位置補正できるようにしている。   More specifically, in an automatic device using a robot, for example, a drill, a soldering iron, etc., which are the tips of the operation of the automatic device are worn by use, and the nozzle of the dispenser is clogged. To do. In this case, it is possible to cope with the problem by exchanging the tool. However, the position of the tip is shifted, and it is necessary to redo the teaching of the robot every time it is exchanged. This teaching work is very laborious and burdens the operator. Conventionally, for example, a position correction device such as that described in Patent Document 1 is used to automatically correct the position by obtaining the amount of eccentricity between the robot axis and the tool tip.

特開2006−198636号公報JP 2006-198636 A

上述した従来の位置補正装置を用いた位置補正方法によると、例えば、ツールが半田ごての場合、ロボットアームに半田ごてを取り付けて半田作業を行う形態に限られてしまう。また、鏝先位置検出装置にX−Y−Zの3軸のセンサを設けることが必要となり、コスト高となる。   According to the position correction method using the conventional position correction apparatus described above, for example, when the tool is a soldering iron, the soldering operation is performed by attaching the soldering iron to the robot arm. In addition, it is necessary to provide a XYZ triaxial sensor in the tip position detection device, which increases the cost.

更には、X−Y−Zの3軸のセンサを設けると、鏝先位置検出装置を小型にすることが困難になってしまう等の問題がある。   Furthermore, when a three-axis sensor of XYZ is provided, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the tip position detecting device.

本発明の目的は、構成部品の経年変化やツールの交換等によるツール先端の位置補正を行うことにより、構成部品の経年変化やこれに伴う部品交換時の人為的な教示作業等のメンテナンスの手間を低減できると共に、それに必要なずれ量検出装置のセンサを削減することで小型及び安価にできることを特徴とした自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置及び自動補正方法を提供することにある。   The purpose of the present invention is to perform the maintenance work such as the aging of the component parts and the accompanying manual teaching work at the time of parts replacement by correcting the position of the tool tip due to the aging of the component parts and the tool replacement. The present invention provides an automatic correction device and automatic correction method for a tool tip position in an automatic device, which can be reduced in size and cost by reducing the number of sensors of the deviation amount detection device required for the reduction.

上述した課題を解決するために、本発明の請求項1に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置は、
使用による経年変化や交換の必要を伴うツールの先端位置補正を行う自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置であって、
前記ツール先端が接触する接触面を有する接触部と、
前記接触部が一軸方向に移動可能となるように当該接触部を支持する支持部と、
前記支持部を接触位置に位置決めした状態で前記ツール先端が前記接触面に接触する位置を前記接触部の一方向への変位量として計測する変位量計測手段と、
前記ツール先端の経年変化や交換前後でそれぞれ計測した変位量の差を直交座標系のZ軸方向のずれ量にすると共に、更なる接触位置であって前記Z軸方向のずれ量と前記接触面に形成されZ軸方向を法線とする平面と所定の傾斜角度をなす斜面に前記ツール先端が接触する際の経年変化や交換前後における接触部の変位量の差とから前記Z軸方向と直交する直交座標系のX軸方向及びY軸方向に関する前記ツール先端の経年変化や交換によるずれ量をそれぞれ算出するずれ量算出手段と、
前記算出した各ずれ量を出力する出力手段とを備えたことを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, an automatic correction device for a tool tip position in an automatic device according to claim 1 of the present invention is provided.
An automatic correction device for the tool tip position in an automatic device that corrects the tip position of the tool that requires aging and replacement due to use,
A contact portion having a contact surface with which the tool tip comes into contact;
A support portion that supports the contact portion so that the contact portion can move in a uniaxial direction;
A displacement amount measuring means for measuring, as a displacement amount in one direction of the contact portion, a position at which the tool tip contacts the contact surface in a state where the support portion is positioned at a contact position;
The difference between displacements measured before and after the tool tip aging and before and after the change is used as the amount of displacement in the Z-axis direction of the Cartesian coordinate system, and the further contact position, that is, the amount of displacement in the Z-axis direction and the contact surface Is perpendicular to the Z-axis direction from the secular change when the tool tip comes into contact with a plane formed in the Z-axis direction as a normal line and an inclined surface having a predetermined inclination angle and the displacement amount of the contact part before and after replacement. A deviation amount calculating means for calculating a deviation amount due to secular change or replacement of the tool tip with respect to the X axis direction and the Y axis direction of the orthogonal coordinate system;
Output means for outputting the calculated deviation amounts.

また、本発明の請求項3に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正方法は、
使用による経年変化や交換の必要を伴うツールの先端位置補正を行う自動装置におけるツール先端位置の自動補正方法であって、
前記ツール先端が接触する接触面を有する接触部と、前記接触部が一軸方向に移動可能となるように当該接触部を支持する支持部を用意し、
前記支持部を接触位置に位置決めした状態で前記ツール先端が前記接触面に接触する位置を前記接触部の一方向への変位量として計測し、
前記ツール先端の経年変化や交換前後でそれぞれ計測した変位量の差を直交座標系のZ軸方向のずれ量にすると共に、更なる接触位置であって前記Z軸方向のずれ量と前記接触面に形成されZ軸方向を法線とする平面と所定の傾斜角度をなす斜面に前記ツール先端が接触する際の経年変化や交換前後における接触部の変位量の差とから前記Z軸方向と直交する直交座標系のX軸方向及びY軸方向に関する前記ツール先端の経年変化や交換によるずれ量をそれぞれ算出し、
前記算出した各ずれ量を出力することを特徴としている。
Moreover, the automatic correction method of the tool tip position in the automatic device according to claim 3 of the present invention includes:
An automatic correction method for the tool tip position in an automatic device that corrects the tool tip position that requires aging and replacement due to use,
Preparing a contact portion having a contact surface with which the tool tip comes in contact and a support portion for supporting the contact portion so that the contact portion can move in a uniaxial direction;
Measure the position where the tool tip is in contact with the contact surface in a state where the support portion is positioned at the contact position as a displacement amount in one direction of the contact portion,
The difference between displacements measured before and after the tool tip aging and before and after the change is used as a displacement amount in the Z-axis direction of the orthogonal coordinate system, and is a further contact position, the displacement amount in the Z-axis direction and the contact surface. Is perpendicular to the Z-axis direction from the secular change when the tool tip comes into contact with a flat surface formed in the Z-axis direction and a slope having a predetermined inclination angle and the difference in displacement of the contact part before and after replacement Calculating a deviation amount due to aging and replacement of the tool tip with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction of the orthogonal coordinate system,
The calculated deviation amounts are output.

ツール先端の摩耗や交換などによる位置ずれをずれ量算出手段からの計測データに基づき基準位置とのずれ量として算出することで、ツール先端の位置補正を自動的に行うことができる。これにより、使用により経年変化を伴うツールを交換する際やツール先端の基準位置からのずれ量をロボット教示内容に反映させる際に作業者が再教示する必要がなくなり、ツール管理に伴うメンテナンスの手間が低減し、ロボットによって組立てられる製品の品質向上にも役立つ。   By calculating the position deviation due to wear or replacement of the tool tip as a deviation amount from the reference position based on the measurement data from the deviation amount calculating means, the position correction of the tool tip can be automatically performed. This eliminates the need for re-teaching by the operator when replacing a tool that changes with age due to use or reflecting the amount of deviation from the reference position of the tool tip in the robot teaching content. This helps to improve the quality of products assembled by robots.

また、ずれ量算出手段に備わった変位量計測手段が一方向(Z軸方向)のツールのずれ量のみを検出すれば良いので、単一の変位量計測手段をツール先端位置の自動補正装置が備えるだけで済む。そのため、従来の問題、即ち鏝先位置検出装置にX−Y−Zの3軸のセンサを設けることでコストが嵩んだり、小型にすることが困難になったりする等の問題を解決することができる。   Further, since the displacement amount measuring means provided in the displacement amount calculating means only needs to detect the displacement amount of the tool in one direction (Z-axis direction), the automatic displacement correction device for the tool tip position can be used as a single displacement amount measuring means. Just prepare. Therefore, it is possible to solve the conventional problem, that is, the provision of the XYZ triaxial sensor in the tip position detection device increases the cost and makes it difficult to reduce the size. Can do.

また、本発明の請求項2に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置は、請求項1に記載のツール先端位置の自動補正装置において、
前記ずれ量算出手段によって算出するX軸方向及びY軸方向のずれ量を、ロボットが備えている回転軸を用いて算出するようになっており、当該回転軸を用いて前記ツール先端の前記基準位置とのX軸方向及びY軸方向のずれ量を算出することを特徴としている。
An automatic correction device for a tool tip position in an automatic device according to claim 2 of the present invention is the automatic correction device for a tool tip position according to claim 1,
The deviation amount in the X-axis direction and the Y-axis direction calculated by the deviation amount calculation means is calculated using a rotation axis provided in the robot, and the reference of the tip of the tool is calculated using the rotation axis. It is characterized in that an amount of deviation from the position in the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated.

また、本発明の請求項4に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正方法は、請求項3に記載の自動装置におけるツール先端位置の自動補正方法において、
前記ずれ量算出手段によって算出するX軸方向及びY軸方向のずれ量を、ロボットが備えている回転軸を用いて算出するようになっており、当該回転軸を用いて前記ツール先端の前記基準位置とのX軸方向及びY軸方向のずれ量を算出することを特徴としている。
An automatic correction method for a tool tip position in an automatic device according to claim 4 of the present invention is the automatic correction method for a tool tip position in an automatic device according to claim 3,
The deviation amount in the X-axis direction and the Y-axis direction calculated by the deviation amount calculation means is calculated using a rotation axis provided in the robot, and the reference of the tip of the tool is calculated using the rotation axis. It is characterized in that an amount of deviation from the position in the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated.

ロボットの回転軸を用いることで、特別な斜面を接触部の接触面にX軸方向とY軸方向に別々に設ける必要がなく、簡易な構成でツール先端位置補正が可能となる。   By using the rotation axis of the robot, it is not necessary to separately provide a special slope on the contact surface of the contact portion in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the tool tip position can be corrected with a simple configuration.

本発明によると、構成部品の経年変化やツールの交換等によるツール先端の位置ずれを補正することにより、構成部品の経年変化やこれに伴う部品交換時のメンテナンスの手間を低減できると共に、それに必要なずれ量検出装置のセンサを削減することで小型および安価にできることを特徴とした自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置及び自動補正方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the time-related change of component parts and the maintenance work at the time of component replacement by correcting the positional deviation of the tool tip due to aging of component parts and tool replacement, etc. It is possible to provide an automatic correction device and an automatic correction method for a tool tip position in an automatic device, which can be reduced in size and cost by reducing the number of sensors of the deviation amount detection device.

本発明に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position in the automatic apparatus which concerns on this invention. 図1に示したツール先端位置の自動補正装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 図1に示したツール先端位置の自動補正装置を用いたツール先端位置の自動補正方法を説明するための基本的フローチャートである。It is a basic flowchart for demonstrating the automatic correction method of the tool front-end | tip position using the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 図1に示したツール先端位置の自動補正装置を用いたツール先端位置の自動補正方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the automatic correction method of the tool front-end | tip position using the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 図4に続いてツール先端位置の自動補正装置によるツール先端位置の自動補正方法を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a tool tip position automatic correction method by the tool tip position automatic correction device following FIG. 4. 図1に示したツール先端位置の自動補正装置の第1変形例を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the 1st modification of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 図1に示したツール先端位置の自動補正装置の第2変形例を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the 2nd modification of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 本発明に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置の具体的形態の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the specific form of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position in the automatic apparatus which concerns on this invention. 図8とは異なる本発明の範疇に含まれる自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the automatic correction | amendment apparatus of the tool front-end | tip position in the automatic apparatus included in the category of this invention different from FIG. 本発明の一実施形態に対応する実施例1に係るツール先端位置の自動補正装置の斜視図である。It is a perspective view of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position which concerns on Example 1 corresponding to one Embodiment of this invention. 図10に示した実施例1に係るツール先端位置の自動補正装置を用いたツール自動補正方法の基準位置測定フローチャートである。11 is a reference position measurement flowchart of a tool automatic correction method using the tool tip position automatic correction device according to the first embodiment shown in FIG. 図10に示したツール先端位置の自動補正装置によるツール先端位置の自動補正方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the automatic correction method of the tool front-end | tip position by the automatic correction | amendment apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 図10に示した実施例1に係るツール先端位置の自動補正装置を用いたツール自動補正方法のツール交換、劣化後の位置測定フローチャートである。FIG. 11 is a position measurement flowchart after tool replacement and deterioration in a tool automatic correction method using the tool tip position automatic correction apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 10. 図12の説明図に対応する説明図で、ツールの劣化した後又はツールを交換した後のツール先端位置の自動補正方法を示す説明図である。It is explanatory drawing corresponding to explanatory drawing of FIG. 12, and is explanatory drawing which shows the automatic correction method of the tool front-end | tip position after deterioration of a tool or after exchanging a tool. 図12及び図14の計測結果からツール先端位置の補正量を算出するツール先端位置の自動補正方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the automatic correction method of the tool front-end | tip position which calculates the correction amount of a tool front-end | tip position from the measurement result of FIG.12 and FIG.14. 本発明の一実施形態に対応する実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置の斜視図である。It is a perspective view of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position which concerns on Example 2 corresponding to one Embodiment of this invention. 図16に示した実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置のテーブルをZ軸回りに90°回転した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which rotated the table of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 16 90 degrees around the Z-axis. 図16に示した実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール先端位置の自動補正方法の基準位置測定フローチャートである。FIG. 17 is a reference position measurement flowchart of the tool tip position automatic correction method in the tool tip position automatic correction apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 16; 図16に示した実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール先端位置の自動補正方法のツール交換、劣化後の位置測定フローチャートである。FIG. 17 is a position measurement flowchart after tool replacement and deterioration of an automatic tool tip position correction method in the tool tip position automatic correction device according to the second embodiment shown in FIG. 16; 本発明の一実施形態に対応する実施例3に係るツール先端位置の自動補正装置の斜視図である。It is a perspective view of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position which concerns on Example 3 corresponding to one Embodiment of this invention. 図20に示したツール先端位置の自動補正装置の斜面形成状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the slope formation state of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 図21に示したツール先端位置の自動補正装置のテーブルをZ軸回りに90°回転した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which rotated the table of the automatic correction apparatus of the tool front-end | tip position shown in FIG. 21 90 degrees around the Z-axis. 図20に示した実施例3に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール先端位置の自動補正方法の基準位置測定フローチャートである。FIG. 21 is a reference position measurement flowchart of the tool tip position automatic correction method in the tool tip position automatic correction apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 20. 図20に示した実施例3に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール自動補正方法のツール交換、劣化後の位置測定フローチャートである。FIG. 21 is a position measurement flowchart after tool replacement and deterioration of the tool automatic correction method in the tool tip position automatic correction apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 20. 実施例4におけるツール先端位置の自動補正装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the automatic correction apparatus of the tool tip position in Example 4. 実施例4においてロボットのハンドと弾性体を介して構造的に連結されたZ方向測定面が先端ツールに向かって移動した状態(図26(a))、ツール先端と接触面が接触した状態(図26(b))、弾性体を介してマイクロSWや光電SW、近接SW等からなるツール接触検知手段が接触を検知した状態(図26(c))を示す図である。In Example 4, the Z-direction measuring surface structurally connected to the robot hand via the elastic body moves toward the tip tool (FIG. 26A), and the tool tip contacts the contact surface ( FIG. 26 (b)) is a diagram showing a state (FIG. 26 (c)) in which contact is detected by a tool contact detection means including a micro SW, photoelectric switch, proximity SW, and the like via an elastic body. 図25に示した実施例4に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール先端位置の自動補正方法の基準位置測定フローチャートである。FIG. 26 is a reference position measurement flowchart of the tool tip position automatic correction method in the tool tip position automatic correction apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 25. 図25に示した実施例4に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール先端位置の自動補正方法のツール交換、劣化後の位置測定フローチャートである。FIG. 26 is a position measurement flowchart after tool replacement and deterioration in the tool tip position automatic correction method in the tool tip position automatic correction apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 25;

以下、本発明の一実施形態及びその各変形例に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置及び自動補正方法について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an automatic correction device and an automatic correction method for a tool tip position in an automatic device according to an embodiment of the present invention and modifications thereof will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る自動装置にはツール先端位置補正用の自動補正装置が備わり、図1及び図2に示すように直交座標系としてのX軸、Y軸、Z軸方向において対象物であるツール先端にX軸、Y軸、Z軸方向から接触する接触機構(垂直多関節型ロボット、スカラー型ロボット、直動型ロボットなどをいう)が作用し、ツール先端のZ軸方向の変位を計測することで、ツール先端のZ軸方向のずれ量のみならずX軸方向及びY軸方向のずれ量も算出するようになっている。   The automatic device according to the present embodiment includes an automatic correction device for correcting the tool tip position, and as shown in FIGS. 1 and 2, a tool that is an object in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions as an orthogonal coordinate system. A contact mechanism (a vertical articulated robot, a scalar robot, a linear motion robot, etc.) that contacts the tip from the X-axis, Y-axis, or Z-axis direction acts to measure the displacement of the tool tip in the Z-axis direction. Thus, not only the deviation amount of the tool tip in the Z-axis direction but also the deviation amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction are calculated.

本発明の一実施形態に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置は、図1に示すように、ツールの作業用局所部分(ツール先端位置のことであり、図8に示すツール先端部50aに相当)に接触するツール接触面10aを上面に有するテーブル(接触部)10と、テーブル10を所定の基準位置に移動させてツール先端に接触させる接触機構20と、接触機構20とテーブル10との間に介在し、バネ等の弾性体を介してテーブル10を接触機構20に対して常に一軸(Z軸)方向に移動可能に支持する支持体30と、ツール接触面10aのツール移動方向における接触位置を検知する単一の変位計40(図2参照)と、単一の変位計40の出力に基づいてツールの作業用局所部分の位置ずれをX軸、Y軸、Z軸ごとに算出する位置自動補正装置100を有している。   As shown in FIG. 1, an automatic correction device for a tool tip position in an automatic device according to an embodiment of the present invention is a local working part of a tool (a tool tip position, which is a tool tip portion 50a shown in FIG. A table (contact portion) 10 having a tool contact surface 10a on the upper surface, a contact mechanism 20 that moves the table 10 to a predetermined reference position and contacts the tool tip, and the contact mechanism 20 and the table 10 And a support 30 for supporting the table 10 so as to be always movable in a uniaxial (Z-axis) direction with respect to the contact mechanism 20 via an elastic body such as a spring, and the tool contact surface 10a in the tool moving direction. Based on the output of the single displacement meter 40 (see FIG. 2) for detecting the contact position and the single displacement meter 40, the positional deviation of the working portion of the tool is calculated for each of the X axis, the Y axis, and the Z axis. To do It has an automatic correction device 100.

ツールには、図8に例えば半田ごて50で示すツールや、ディスペンサ、ドリル等が適用される。また、ツール先端部50aは、図8に示すように一般にツール50の下端に位置している。   For example, a tool indicated by a soldering iron 50 in FIG. 8, a dispenser, a drill, or the like is applied to the tool. Moreover, the tool front-end | tip part 50a is generally located in the lower end of the tool 50, as shown in FIG.

接触機構20は、図1では模式的に示しているが、実際には垂直多関節型ロボット、スカラー型ロボット、直動型ロボット等からなり、これらの接触機構で接触面とツール先端を直交座標系をなすX軸、Y軸、Z軸方向に接触させるようになっている。   Although the contact mechanism 20 is schematically shown in FIG. 1, it is actually composed of a vertical articulated robot, a scalar robot, a linear motion robot, or the like, and the contact surface and the tool tip are orthogonally coordinated by these contact mechanisms. The X-axis, Y-axis, and Z-axis directions forming the system are brought into contact with each other.

接触機構20は、通常は作業用ロボットとしての役目を果たし、先端にワークを載せて自動装置の所定のステーションに設けられた半田ごて等のツール先端にワークを位置決めしてツール先端を介して所定の作業を行なうようになっている。   The contact mechanism 20 normally serves as a working robot, places a workpiece on the tip, positions the workpiece on the tip of a tool such as a soldering iron provided at a predetermined station of the automatic device, and passes the tool through the tip of the tool. A predetermined operation is performed.

支持体30の端面には、上述した変位計40が設置されている。変位計40は、支持体30が所定位置にある場合にテーブル10のツール接触面10aがツール先端に押されて基準位置からZ軸方向にどの程度変位したかを計測する役目を果たしている。なお、変位計40には、磁気抵抗素子等を利用した変位計が用いられているが、上述した変位自体を計測できれば必ずしもこのような変位計に限定する必要はない。   The displacement meter 40 described above is installed on the end surface of the support 30. The displacement meter 40 plays a role of measuring how much the tool contact surface 10a of the table 10 is pushed by the tool tip and displaced in the Z-axis direction from the reference position when the support 30 is in a predetermined position. In addition, although the displacement meter using a magnetoresistive element etc. is used for the displacement meter 40, if it can measure the displacement itself mentioned above, it does not necessarily need to be limited to such a displacement meter.

ツール接触面10aは、Z軸方向のずれ量計測のための平面であるツール接触面に加えて、X軸方向のずれ量計測のための第1の傾斜部11と、Y軸方向のずれ量計測のための第2の傾斜部12をそれぞれ設けている。第1の傾斜部11の計測用斜面11a(以下、「斜面部11a」とする)とツール接触面10aとは角度αをなしており、第2の傾斜部12の計測用斜面12a(以下、「斜面部12a」とする)とツール接触面10aとは角度βをなしている。また、第1の傾斜部11の斜面部11aと第2の傾斜部12の斜面部12aの各法線は互いに直交するようになっている。   The tool contact surface 10a includes a first inclined portion 11 for measuring a deviation amount in the X-axis direction and a deviation amount in the Y-axis direction in addition to the tool contact surface which is a plane for measuring the deviation amount in the Z-axis direction. A second inclined portion 12 for measurement is provided. The measurement slope 11a (hereinafter referred to as “slope portion 11a”) of the first slope portion 11 and the tool contact surface 10a form an angle α, and the measurement slope 12a (hereinafter referred to as “slope surface 12a”) of the second slope portion 12. An angle β is formed between the “slope portion 12a” and the tool contact surface 10a. Further, the normal lines of the slope portion 11a of the first slope portion 11 and the slope portion 12a of the second slope portion 12 are orthogonal to each other.

位置自動補正装置100は、図2に示すように変位計40とロボット教示装置との間に介在されており、変位計計測値取得手段101と、Z軸ずれ量算出手段102と、X軸及びY軸ずれ量算出手段103と、X,Y,Z軸ずれ量出力手段104と、ツール先端部接触検知手段105を備えている。そして、ツール自動補正方法は、図3に示すように基本的に以下のルーチンに沿って行われる。   As shown in FIG. 2, the position automatic correction device 100 is interposed between the displacement meter 40 and the robot teaching device, and includes a displacement meter measurement value acquisition unit 101, a Z-axis deviation amount calculation unit 102, an X-axis, Y axis deviation amount calculation means 103, X, Y, and Z axis deviation amount output means 104, and tool tip portion contact detection means 105 are provided. The tool automatic correction method is basically performed according to the following routine as shown in FIG.

最初に、ロボットをZ軸方向測定位置へ移動させツール先端をツール接触面10aに接触させ(ステップS11)、変位計40の計測値を取得する(ステップS12)。次いで、基準位置とZ軸方向のずれ量を変位計40の計測値から算出する(ステップS13)。同様にしてX軸及びY軸のずれ量を変位量から算出する(ステップS14〜S19)。このX軸及びY軸のずれ量の算出方法については、後に詳細に説明する。次いで、算出したずれ量をロボット教示装置へ転送する(ステップS20)。次いで、教示装置が転送されたずれ量に応じてツール先端位置の教示位置をデータ上で(作業者が実際に再教示することなく)補正する(ステップS21)。   First, the robot is moved to the measurement position in the Z-axis direction, the tool tip is brought into contact with the tool contact surface 10a (step S11), and the measurement value of the displacement meter 40 is acquired (step S12). Next, the amount of deviation in the reference position and the Z-axis direction is calculated from the measured value of the displacement meter 40 (step S13). Similarly, the deviation amount between the X axis and the Y axis is calculated from the displacement amount (steps S14 to S19). A method of calculating the deviation amount of the X axis and the Y axis will be described later in detail. Next, the calculated deviation amount is transferred to the robot teaching device (step S20). Next, the teaching device corrects the teaching position of the tool tip position on the data (without the operator actually re-teaching) according to the transferred deviation amount (step S21).

図4及び図5は、変位計40のZ軸方向計測値をツール先端部のX,Y,Z軸方向の変位後の位置(ずれ量)に換算する原理を示している。Z軸方向に関して、ツール先端部50aがツール接触面10aに接触した変位計40の計測値とZ軸方向基準位置との差aがZ方向の真のずれ量ΔZとなる。これは、上述のステップS13で求められる。   4 and 5 show the principle of converting the measured value in the Z-axis direction of the displacement meter 40 into the position (displacement amount) after displacement of the tool tip in the X, Y, and Z-axis directions. With respect to the Z-axis direction, the difference a between the measured value of the displacement meter 40 in which the tool tip 50a is in contact with the tool contact surface 10a and the Z-axis direction reference position is the true shift amount ΔZ in the Z direction. This is obtained in step S13 described above.

上述したステップS14〜S19におけるX軸及びY軸方向のツール先端の真のずれ量算出は以下のようにして行われる。まず、ツール先端部がX軸方向ずれ量検出用の第1の傾斜部11の斜面部11aに接触した変位計40の計測値とX軸方向基準位置との差から、Z軸方向の見かけ上のずれ量bを算出する。ここで、Z軸方向の見かけ上のずれ量bのうち、X軸方向の真のずれ量ΔXに関与するずれ量ΔXzはZ方向のずれ量ΔZ=aを除いたb−aとなる。そして、X軸方向の真のずれ量ΔXは、このX軸方向の真のずれ量に関与するZ軸方向のずれ量b−aを角度αの正接値(tanα)で除算した値、即ちΔX=(b−a)/tanαである。なお、αは上述したようにX軸方向のずれ量を検出する斜面部11aのツール接触面10aに対する傾斜角である。   The true deviation amount calculation of the tool tip in the X-axis and Y-axis directions in steps S14 to S19 described above is performed as follows. First, from the difference between the measured value of the displacement meter 40 in which the tool tip is in contact with the inclined surface portion 11a of the first inclined portion 11 for detecting the amount of deviation in the X-axis direction and the reference position in the X-axis direction, apparently in the Z-axis direction. The amount of deviation b is calculated. Here, out of the apparent amount of deviation b in the Z-axis direction, the amount of deviation ΔXz related to the true amount of deviation ΔX in the X-axis direction is b−a excluding the amount of deviation ΔZ = a in the Z-direction. The true deviation amount ΔX in the X-axis direction is a value obtained by dividing the deviation amount ba in the Z-axis direction related to the true deviation amount in the X-axis direction by the tangent value (tan α) of the angle α, that is, ΔX. = (B−a) / tan α. Note that α is an inclination angle of the inclined surface portion 11a for detecting the shift amount in the X-axis direction with respect to the tool contact surface 10a as described above.

また、ツール先端部がY軸方向ずれ量検出用の第2の傾斜部12の斜面部12aに接触した変位計40の計測値とY軸方向基準位置との差から、Z軸方向の見かけ上のずれ量cを算出する。ここで、Z軸方向の見かけ上のずれ量cのうち、Y軸方向の真のずれ量ΔYに関与するずれ量ΔYzはZ方向のずれ量ΔZ=aを除いたc−aとなる。そして、Y軸方向の真のずれ量ΔYは、このY軸方向の真のずれ量に関与するZ軸方向のずれ量c−aを角度βの正接値(tanβ)で除算した値、即ちΔY=(c−a)/tanαである。なお、角度βは上述したようにY軸方向のずれ量を検出する斜面部12aのツール接触面10aに対する傾斜角である。   Further, from the difference between the measured value of the displacement meter 40 in which the tool tip is in contact with the inclined surface portion 12a of the second inclined portion 12 for detecting the amount of deviation in the Y-axis direction and the reference position in the Y-axis direction, apparently in the Z-axis direction. The shift amount c is calculated. Here, out of the apparent shift amount c in the Z-axis direction, the shift amount ΔYz related to the true shift amount ΔY in the Y-axis direction is c−a excluding the shift amount ΔZ = a in the Z direction. The true deviation amount ΔY in the Y-axis direction is a value obtained by dividing the deviation amount c−a in the Z-axis direction related to the true deviation amount in the Y-axis direction by the tangent value (tan β) of the angle β, that is, ΔY. = (C−a) / tan α. Note that the angle β is an inclination angle with respect to the tool contact surface 10a of the inclined surface portion 12a for detecting the shift amount in the Y-axis direction as described above.

このような、接触面とツール先端部が接触する位置を接触機構の所定の位置とすれば、ツールの摩耗、交換前後の差分から補正値としてのX方向の真のずれ量ΔX及びY軸方向の真のずれ量ΔYを算出する。   If the position where the contact surface and the tool tip are in contact with each other is defined as a predetermined position of the contact mechanism, the true deviation amount ΔX in the X direction as a correction value and the Y-axis direction as a correction value from the tool wear and the difference before and after replacement The true deviation amount ΔY is calculated.

そして、この各ずれ量ΔX,ΔY,ΔZをロボット等からなる接触機構の教示装置へ転送する。そして、教示装置においてこの真のずれ量に応じて教示位置を補正する。この補正は初期の教示データを変更するだけで済み、作業者が実際に再教示することはない。これは上述のステップS21及びステップS22に相当する。   Then, each deviation amount ΔX, ΔY, ΔZ is transferred to a contact mechanism teaching device such as a robot. Then, in the teaching device, the teaching position is corrected according to the true shift amount. This correction only needs to change the initial teaching data, and the operator does not actually re-teach. This corresponds to step S21 and step S22 described above.

このようにして、ドリルのように経年変化によりツール先端位置がずれたときに真のツール先端位置を計測する必要がある場合や、半田ごてやディスペンサのようにツールを定期的に交換する必要がある場合に、真のツール先端位置や交換後の新しいツールの正しい先端位置を計測し、これらの先端位置の情報を最初にツールを取付けた際に行った教示データに取り入れてツール先端位置の補正を行う。これによって、経年変化によりツール先端位置がずれたり定期的な交換作業を必要とするツールを交換した場合であっても、ツール先端の初期位置からのずれに合わせて再び教示(ティーチング)する必要がなくなり、従来人が作業を行っていたツール摩耗やツール交換に伴う先端位置のずれ量補正のメンテナンスの手間を省くことができる。   In this way, it is necessary to measure the true tool tip position when the tool tip position shifts due to secular change like a drill, or it is necessary to replace the tool periodically like a soldering iron or dispenser If there is a tool tip, measure the true tool tip position or the correct tip position of the new tool after replacement, and incorporate the information on these tip positions into the teaching data that was used when the tool was first mounted. Make corrections. As a result, even if the tool tip position shifts due to secular change or a tool that requires periodic replacement work is replaced, it is necessary to teach (teaching) again according to the deviation of the tool tip from the initial position. This eliminates the need for maintenance work for correcting the amount of displacement of the tip position associated with tool wear or tool replacement that has been performed by a conventional person.

なお、図6は、図1に示したツール先端位置の自動補正装置の第1変形例を概略的に示す斜視図である。また、図7は、図1に示したツール先端位置の自動補正装置の第2変形例を概略的に示す斜視図である。   FIG. 6 is a perspective view schematically showing a first modification of the tool tip position automatic correcting apparatus shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view schematically showing a second modification of the tool tip position automatic correcting apparatus shown in FIG.

図6は、後述する実施例2に対応する構成を有したツール先端位置の自動補正装置であり、図7は後述する実施例3に対応する構成を有したツール先端位置の自動補正装置である。   6 is an automatic correction device for a tool tip position having a configuration corresponding to Example 2 described later, and FIG. 7 is an automatic correction device for a tool tip position having a configuration corresponding to Example 3 described later. .

図6に示すツール先端位置の自動補正装置は、Z軸周りの回転(図中矢印Zr参照)をロボットのR軸等接触装置に備わった機構を介して代用し、テーブル上の傾斜部を単一の傾斜部のみにして構造の簡単化を図っている。   The tool tip position automatic correction device shown in FIG. 6 substitutes rotation around the Z-axis (see arrow Zr in the figure) via a mechanism provided in a contact device such as the R-axis of the robot, so that the inclined portion on the table is simply used. The structure is simplified by using only one inclined portion.

また、図7に示すツール先端位置の自動補正装置は、図6に示すZ軸周りの回転機構に加えて、回転軸116の回転(図中矢印p参照)を介してテーブル110自体を傾斜させ、X軸及びY軸方向ずれ量を計測する斜面を形成するようにしている。   In addition to the rotation mechanism around the Z axis shown in FIG. 6, the automatic correction device for the tool tip position shown in FIG. 7 tilts the table 110 itself through the rotation of the rotation shaft 116 (see arrow p in the figure). The slope for measuring the amount of deviation in the X-axis and Y-axis directions is formed.

次いで、本実施形態に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置のより具体的な態様について図8に基づいて説明する。この具体的な態様については半田付け用自動装置の実施例として説明する。   Next, a more specific aspect of the automatic correction device for the tool tip position in the automatic device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. This specific aspect will be described as an embodiment of an automatic soldering device.

接触機構20が、図8に示す極座標系ロボットのように回転軸を有する場合、変位計40の計測値と回転軸の回転数により、Z軸、X軸、Y軸のずれ量を算出する。ここで、接触機構にZr、接触面にXr、Yr何れかの回転軸を有する場合には、回転軸を利用することで設置する計測用斜面を削減しつつ、この計測値をツール先端部のX軸方向の真のずれ量ΔX及びY軸方向の真のずれ量ΔYに換算することができる。これは、同図のテーブル10に傾斜部が全く設けられていないことからも理解できる。   When the contact mechanism 20 has a rotation axis as in the polar coordinate system robot shown in FIG. 8, the deviation amounts of the Z axis, the X axis, and the Y axis are calculated based on the measured value of the displacement meter 40 and the rotation speed of the rotation axis. Here, when the contact mechanism has Zr and the contact surface has one of the rotation axes Xr and Yr, the measured value is measured at the tip of the tool while reducing the measurement slope by using the rotation axis. It can be converted into a true shift amount ΔX in the X-axis direction and a true shift amount ΔY in the Y-axis direction. This can be understood from the fact that the table 10 shown in FIG.

即ち、ツール接触面は変位計の計測端に設置されZ軸方向計測のための平面と、X軸及びY軸方向計測のためにそれぞれ1つずつ斜面が必要となるが、図8に示すように接触機構にZr、即ちツール接触面の法線周りに回転する機構、又は計測面にXr,Yr何れかの回転軸を有することで、回転軸を効率良く利用することができ、ツール接触面上に設置する計測用斜面を削減することができる。   That is, the tool contact surface is installed at the measurement end of the displacement meter, and requires a flat surface for measuring in the Z-axis direction and one inclined surface for measuring in the X-axis and Y-axis directions, as shown in FIG. Since the contact mechanism has Zr, that is, a mechanism that rotates around the normal of the tool contact surface, or the measurement surface has a rotation axis of either Xr or Yr, the rotation axis can be used efficiently, and the tool contact surface It is possible to reduce the measuring slope installed on the top.

具体的には、図8に示すツール先端位置の自動補正装置では、半田付けを行うワークをスカラー型ロボット21が搬送し、筐体に設置された半田付けステーション25で半田付けを行う。ロボット先端部21aには変位計41が設置され、変位計41の計測端にテーブル10を設置する。この場合、テーブル上面のツール接触面10aは、ワークの設置面を兼ねている。ツール接触面10aは、RX軸の回転機構を有するため、スカラー型ロボット21のRZ軸と併用してツール傾斜面10bとしての役目も兼ねる。   Specifically, in the tool tip position automatic correction apparatus shown in FIG. 8, the work to be soldered is transported by the scalar robot 21 and soldered at a soldering station 25 installed in the housing. A displacement meter 41 is installed at the robot tip 21 a, and the table 10 is installed at the measurement end of the displacement meter 41. In this case, the tool contact surface 10a on the upper surface of the table also serves as a work installation surface. Since the tool contact surface 10a has an RX axis rotation mechanism, it also serves as the tool inclined surface 10b in combination with the RZ axis of the scalar robot 21.

そして、半田ごての摩耗やコテ先の交換によりコテ先先端の位置ずれが生じた場合、図3乃至図5に示した方法でX軸、Y軸、Z軸方向の位置を計測し、Z軸方向の真のずれ量ΔZとX軸方向の真のずれ量を含むZ軸方向の見かけ上のずれ量ΔXzからZ軸方向の真のずれ量ΔZを減算した後、X軸方向ずれ量測定時のツール接触面の傾斜角の正接値で除算して、X軸方向の真のずれ量ΔXを求める。更には、Z軸方向の真のずれ量ΔZとY軸方向の真のずれ量を含むZ軸方向の見かけ上のずれ量ΔYzからZ軸方向の真のずれ量ΔZを減算した後、Y軸方向のずれ量測定時のツール接触面の傾斜角の正接値で除算してY軸方向の真のずれ量ΔYを求める。ここで、ツールが複数ある場合には、それぞれのツールの補正値を求めた後、それぞれの作業で使用するツールの補正値を教示位置に反映する。   When the tip of the iron tip is displaced due to wear of the soldering iron or replacement of the iron tip, the positions in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are measured by the method shown in FIGS. After subtracting the true displacement amount ΔZ in the Z-axis direction from the apparent displacement amount ΔXz in the Z-axis direction including the true displacement amount ΔZ in the axial direction and the true displacement amount in the X-axis direction, the displacement amount measurement in the X-axis direction is performed. The true deviation amount ΔX in the X-axis direction is obtained by dividing by the tangent value of the inclination angle of the tool contact surface at the regular time. Further, after subtracting the true shift amount ΔZ in the Z-axis direction from the apparent shift amount ΔYz in the Z-axis direction including the true shift amount ΔZ in the Z-axis direction and the true shift amount in the Y-axis direction, The true deviation amount ΔY in the Y-axis direction is obtained by dividing by the tangent value of the inclination angle of the tool contact surface when measuring the deviation amount in the direction. Here, when there are a plurality of tools, after obtaining the correction value of each tool, the correction value of the tool used in each work is reflected in the teaching position.

なお、別の実施例として、図9に示したように直動型ロボット22を利用した3軸ロボットによるディスペンスロボットに本発明を適用しても良い。このようなディスペンスロボットを用いると、ノズルの詰まりや曲がり等によるノズルの交換によりディスペンサ52のノズル先端位置(図中ノズル先端52aの位置)は変化するため、高精度の塗布を行うには調整作業が必要となる。しかしながら、本発明によると、先に述べた平面と傾斜面を計測端に備える変位計42を筐体29に設置し、ノズル先端52aを変位計42に接触させることで、交換後のノズル先端位置の計測が可能となる。   As another embodiment, the present invention may be applied to a dispensing robot using a three-axis robot using a direct acting robot 22 as shown in FIG. When such a dispensing robot is used, the nozzle tip position of the dispenser 52 (position of the nozzle tip 52a in the figure) changes due to nozzle replacement due to nozzle clogging or bending, etc. Is required. However, according to the present invention, the displacement tip 42 having the flat surface and the inclined surface described above at the measurement end is installed in the housing 29, and the nozzle tip 52a is brought into contact with the displacement meter 42, whereby the nozzle tip position after replacement is changed. Can be measured.

このように、本発明は、半田ごてやディスペンサ、ドリルに限らず、あらゆるツール先端の位置計測とその位置ずれ補正に適用可能である。なお、接触機構20としては、垂直多関節型ロボット、スカラー型ロボット、直動型ロボット等様々なロボットを適用することができる。また、接触機構20は、図8及び図9に示すようにツール自体を移動させるようにしても良く、ツール先端接触面を上面に形成するテーブル自体を移動させても良い。   As described above, the present invention is not limited to a soldering iron, a dispenser, and a drill, but can be applied to position measurement of any tool tip and correction of the displacement. As the contact mechanism 20, various robots such as a vertical articulated robot, a scalar robot, and a direct acting robot can be applied. The contact mechanism 20 may move the tool itself as shown in FIGS. 8 and 9 or may move the table itself that forms the tool tip contact surface on the upper surface.

また、接触機構の端面に設置された変位計40の変位検出原理は、接触式、非接触式の何れであっても良い。   The displacement detection principle of the displacement meter 40 installed on the end face of the contact mechanism may be either a contact type or a non-contact type.

以下、上述の実施形態及びその変形例に基づいた自動装置におけるツール自動補正装置及びツール先端位置の自動補正方法のより具体的な形態について実施例1乃至実施例3として説明する。   Hereinafter, more specific modes of the tool automatic correction device and the tool tip position automatic correction method in the automatic device based on the above-described embodiment and its modifications will be described as Example 1 to Example 3.

最初に実施例1について説明する。図10は、本発明の実施例1に係る自動装置におけるツール自動補正装置の斜視図である。また、図11は、図10に示した実施例1に係る自動装置におけるツール自動補正方法の基準位置測定フローチャートである。また、図12は、図10に示したツール自動補正装置によるツール先端位置の自動補正方法を説明する説明図である。また、図13は、図10に示した実施例1に係る自動装置におけるツール自動補正方法のツール交換、劣化後の位置測定フローチャートである。また、図14は、図12の説明図に対応する説明図で、ツールの劣化した後又はツールを交換した後のツール先端位置の自動補正方法を示す説明図である。また、図15は、図11及び図12の計測結果からツール先端位置補正量を算出する方法を示す説明図である。   First, Example 1 will be described. FIG. 10 is a perspective view of the tool automatic correction device in the automatic device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a reference position measurement flowchart of the tool automatic correction method in the automatic apparatus according to the first embodiment shown in FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a method for automatically correcting the tool tip position by the tool automatic correcting apparatus shown in FIG. FIG. 13 is a position measurement flowchart after tool replacement and deterioration in the tool automatic correction method in the automatic apparatus according to the first embodiment shown in FIG. FIG. 14 is an explanatory view corresponding to the explanatory view of FIG. 12, and is an explanatory view showing a method for automatically correcting the tool tip position after the tool is deteriorated or after the tool is replaced. FIG. 15 is an explanatory diagram showing a method for calculating the tool tip position correction amount from the measurement results of FIGS. 11 and 12.

実施例1に係るツール先端位置の自動補正装置は、図10に示すように、ツールの作業用局所部分(ツール先端位置)に接触するツール接触面110aを上面に有するテーブル(接触部)110と、テーブル110を所定の接触位置に移動させてツール先端に接触させる接触機構120と、テーブル110と接触機構120との間に介在し、図示しないバネ等の弾性体を介してテーブル110を接触機構120に対して常に一軸方向(図中Z軸方向)に移動可能に支持する支持体130と、ツール接触面110aの移動方向におけるツール先端との接触位置を検知する単一の変位計(図2参照)と、単一の変位計の出力に基づいてツールの作業用局所部分の位置ずれを演算する位置自動補正装置100(図2参照)を有している。   As shown in FIG. 10, the automatic correction device for the tool tip position according to the first embodiment includes a table (contact part) 110 having a tool contact surface 110 a on the upper surface that contacts a working local part (tool tip position) of the tool. The table 110 is moved between a contact mechanism 120 that moves the table 110 to a predetermined contact position and contacts the tip of the tool, and the table 110 and the contact mechanism 120, and the table 110 is contacted via an elastic body such as a spring (not shown). A single displacement meter (FIG. 2) that detects the contact position between the support 130 that is always movable in one axis direction (Z-axis direction in the drawing) with respect to 120 and the tool tip in the movement direction of the tool contact surface 110a. And a position automatic correction device 100 (see FIG. 2) that calculates the positional deviation of the working local portion of the tool based on the output of a single displacement meter.

ツール接触面110aは、Z軸方向計測のための平面に加えて、X軸方向計測のための第1の傾斜部111と、Y軸方向計測のための第2の傾斜部112をそれぞれ設けている。また、第1の傾斜部111には、ツール接触面110aと角度αをなし、ツール先端部と接触する第1の斜面部111aが形成されている。また、第2の傾斜部112には、ツール接触面110aと角度βをなし、ツール先端部と接触する第2の斜面部112aが形成されている。   The tool contact surface 110a is provided with a first inclined portion 111 for measuring in the X-axis direction and a second inclined portion 112 for measuring in the Y-axis direction in addition to a plane for measuring in the Z-axis direction. Yes. Further, the first inclined portion 111 is formed with a first inclined surface portion 111a that forms an angle α with the tool contact surface 110a and contacts the tool tip portion. In addition, the second inclined portion 112 is formed with a second inclined surface portion 112a that forms an angle β with the tool contact surface 110a and contacts the tool tip portion.

以下、実施例1におけるツール先端位置の自動補正方法に関する基準位置測定フローについて図11及び図12に基づき説明する。図11に示すフローチャートから、最初に基準ツールの先端をZ方向測定位置へ移動させ、Z方向測定面であるテーブル110のツール接触面110aに接触させる(ステップS101)。続いて、変位計の値を読み取り、Z方向基準位置(Zs)として記憶する(ステップS102)。これは、図12(a)におけるステップS101,S102状態に対応する。ここで、図12(a)中の点線で示すテーブル110のツール接触面110aは、テーブル110がZ軸方向のずれ検出用のZ方向測定位置に位置決めされ、テーブル110のZ軸方向に力が一切作用しない状態、即ちZ方向測定位置にあるツール先端部50aが存在しないと仮定し、テーブル110が支持体130(図10参照)に対してZ軸方向に相対的に変位していない状態を示している。また、図12(a)中の実線で示すテーブル110のツール接触面110aは、Z方向測定位置にあるツール先端部50aがテーブル110のツール接触面110aをZ軸方向に押し下げた状態を示している。   Hereinafter, a reference position measurement flow regarding the automatic correction method of the tool tip position in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. From the flowchart shown in FIG. 11, first, the tip of the reference tool is moved to the Z direction measurement position, and is brought into contact with the tool contact surface 110a of the table 110 that is the Z direction measurement surface (step S101). Subsequently, the value of the displacement meter is read and stored as the Z-direction reference position (Zs) (step S102). This corresponds to the state of steps S101 and S102 in FIG. Here, the tool contact surface 110a of the table 110 indicated by the dotted line in FIG. 12A is positioned at the Z-direction measurement position for detecting the displacement in the Z-axis direction, and the force is applied in the Z-axis direction of the table 110. It is assumed that there is no tool tip 50a at the Z-direction measurement position, and the table 110 is not displaced relative to the support 130 (see FIG. 10) in the Z-axis direction. Show. Further, the tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a solid line in FIG. 12A shows a state in which the tool tip 50a at the Z-direction measurement position pushes down the tool contact surface 110a of the table 110 in the Z-axis direction. Yes.

次いで、テーブル110をX方向測定位置に移動させ、基準ツールの先端をX方向測定面である第1の傾斜部111の第1の斜面部111aに接触させる(ステップS103)。続いて、変位計の値を読み取り、X方向基準位置(Xs)として記憶する(ステップS104)。これは、図12(b)におけるステップS103,S104状態に相当する。ここで、図12(b)中で点線で示すテーブル110のツール接触面110aは、X方向測定位置にあるツール先端部50aが第1の斜面部111aに接触していないと仮定した状態を示し、実線で示すテーブル110のツール接触面110aは、X方向測定位置にあるツール先端部50aが第1の斜面部111aを実際に押している状態を示している。   Next, the table 110 is moved to the X direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the first inclined surface portion 111a of the first inclined portion 111 that is the X direction measurement surface (step S103). Subsequently, the value of the displacement meter is read and stored as the X-direction reference position (Xs) (step S104). This corresponds to the state of steps S103 and S104 in FIG. Here, the tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a dotted line in FIG. 12B shows a state assuming that the tool tip 50a at the X direction measurement position is not in contact with the first inclined surface 111a. A tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a solid line shows a state in which the tool tip 50a at the measurement position in the X direction actually pushes the first inclined surface 111a.

次いで、テーブル110をY方向測定位置に移動させ、基準ツールの先端をY方向測定面である第2の傾斜部112の第2の斜面部112aに接触させる(ステップS105)。そして、変位計の値を読み取り、Y方向基準位置(Ys)として記憶する(ステップS106)。これは、図12(c)におけるステップS105,S106状態に相当する。ここで、図12(c)中で点線で示すテーブル110のツール接触面110aは、Y方向測定位置にあるツール先端部50aが第2の斜面部112aに接触していないと仮定した状態を示し、実線で示すテーブル110のツール接触面110aは、Y方向測定位置にあるツール先端部50aが第2の斜面部112aを押している状態を示している。   Next, the table 110 is moved to the Y direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the second inclined surface portion 112a of the second inclined portion 112 that is the Y direction measurement surface (step S105). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Y direction reference position (Ys) (step S106). This corresponds to the state of steps S105 and S106 in FIG. Here, the tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a dotted line in FIG. 12C shows a state assuming that the tool tip 50a at the measurement position in the Y direction is not in contact with the second inclined surface 112a. The tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a solid line shows a state in which the tool tip 50a at the measurement position in the Y direction presses the second inclined surface 112a.

次いで、基準ツールでロボットの教示を行う(ステップS107)。これは最初に1度だけ行う教示作業となる。   Next, the robot is taught with the reference tool (step S107). This is a teaching work that is performed only once.

続いて、ステップS107における教示作業からある程度の時間が経過してツールが劣化したりツールを交換したりする必要が生じた場合の実施例1におけるツール交換、劣化後の位置測定フローについて、図13に示すフローチャート及び図14、図15に示すツール先端状態説明図に基づいて説明する。   Subsequently, with respect to the tool replacement in the first embodiment and the position measurement flow after deterioration when a certain amount of time has elapsed from the teaching work in step S107 and the tool needs to be replaced, FIG. And a tool tip state explanatory diagram shown in FIGS. 14 and 15.

図13のフローチャートに示すように、最初にテーブル110をZ方向測定位置に移動させ、ツールの先端をZ方向測定面であるテーブル110のツール接触面110aに接触させる(ステップS111)。そして、変位計の値を読み取り、Z方向現在位置(Zp)として記憶する(ステップS112)。これは、図14(a)におけるステップS112状態に相当する。ここで、図14(a)中の点線で示すテーブル110のツール接触面110aは、テーブル110がZ軸方向のずれ検出用のZ方向測定位置に位置決めされ、テーブル110のZ軸方向に力が一切作用しない状態、即ちZ方向測定位置にあるツール先端部50aが存在しないと仮定し、テーブル110が支持体130(図10参照)に対してZ軸方向に相対的に変位していない状態を示している。また、図14(a)中の実線で示すテーブル110のツール接触面110aは、位置ずれ後のツール先端部50aがテーブル110のツール接触面110aをZ軸方向に押し下げた状態を示している。   As shown in the flowchart of FIG. 13, the table 110 is first moved to the Z direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the tool contact surface 110a of the table 110 which is the Z direction measurement surface (step S111). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Z direction present position (Zp) (step S112). This corresponds to the state of step S112 in FIG. Here, the tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a dotted line in FIG. 14A is positioned at the Z-direction measurement position for detecting the displacement in the Z-axis direction, and a force is applied in the Z-axis direction of the table 110. It is assumed that there is no tool tip 50a at the Z-direction measurement position, and the table 110 is not displaced relative to the support 130 (see FIG. 10) in the Z-axis direction. Show. Further, a tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a solid line in FIG. 14A shows a state in which the tool tip 50a after the positional displacement pushes down the tool contact surface 110a of the table 110 in the Z-axis direction.

次いで、Z方向現在位置とZ方向基準位置のずれ量ΔZ(=Zp−Zs)を算出する(ステップS113)。これは、図15(a)におけるステップS113状態に相当する。ここでのZ方向基準位置ZsはステップS102で計測した計測値を用いる。   Next, a deviation amount ΔZ (= Zp−Zs) between the current position in the Z direction and the reference position in the Z direction is calculated (step S113). This corresponds to the state of step S113 in FIG. The measurement value measured in step S102 is used as the Z-direction reference position Zs here.

次いで、テーブル110をX方向測定位置に移動させ、ツールの先端をX方向測定面である第1の傾斜部111の第1の斜面部111aに接触させる(ステップS114)。そして、変位計の値を読み取り、X方向現在位置(Xp)として記憶する(ステップS115)。これは、図14におけるステップS114,S115状態に相当する。ここで、図14(b)中で点線で示すテーブル110のツール接触面110aは、位置ずれ後のツール先端部50aが第1の斜面部111aに接触していないと仮定した状態を示し、実線で示すテーブル110のツール接触面110aは、位置ずれ後のツール先端部50aが第1の斜面部111aを実際に押している状態を示している。   Next, the table 110 is moved to the X direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the first inclined surface portion 111a of the first inclined portion 111 that is the X direction measuring surface (step S114). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a X direction present position (Xp) (step S115). This corresponds to steps S114 and S115 in FIG. Here, the tool contact surface 110a of the table 110 indicated by a dotted line in FIG. 14B shows a state assuming that the tool tip 50a after the positional deviation is not in contact with the first inclined surface portion 111a, and is indicated by a solid line. A tool contact surface 110a of the table 110 shown in FIG. 3 shows a state where the tool tip 50a after the positional deviation actually pushes the first slope portion 111a.

次いで、Z方向ずれ量の影響を除くためXp’(=Xp−ΔZ)を算出する(ステップS116)。そして、X方向現在位置とX方向基準位置のずれ量ΔX(=(Xp’−Xs)/tanα(αは、第1の傾斜部111の第1の斜面部111aとテーブル110のツール接触面110aとのなす角))を算出する(ステップS117)。これは、図15におけるステップS116状態に相当する。   Next, Xp ′ (= Xp−ΔZ) is calculated in order to eliminate the influence of the amount of deviation in the Z direction (step S116). Then, the deviation amount ΔX (= (Xp′−Xs) / tan α (α is the first slope portion 111a of the first slope portion 111) and the tool contact surface 110a of the table 110 between the X-direction current position and the X-direction reference position. Is calculated) (step S117). This corresponds to the state of step S116 in FIG.

次いで、テーブル110をY方向測定位置に移動させ、ツールの先端をY方向測定面である第2の傾斜部112の第2の斜面部112aに接触させる(ステップS118)。そして、変位計の値を読み取り、Y方向現在位置(Yp)として記憶する(ステップS119)。これは、図14(c)におけるステップS118,S119状態に相当する。   Next, the table 110 is moved to the Y direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the second inclined surface portion 112a of the second inclined portion 112 that is the Y direction measurement surface (step S118). Then, the value of the displacement meter is read and stored as the Y-direction current position (Yp) (step S119). This corresponds to the state of steps S118 and S119 in FIG.

次いで、Z方向ずれ量の影響を除くためYp’(=Yp−ΔZ)を算出する(ステップS120)。そして、Y方向現在位置とY方向基準位置のずれ量ΔY(=(Yp’−Ys)/tanβ(βは、第2の傾斜部112の第2の斜面部112aとテーブル110のツール接触面110aとのなす角))を算出する(ステップS121)。これは、図15(c)におけるステップS121状態に相当する。   Next, Yp ′ (= Yp−ΔZ) is calculated in order to eliminate the influence of the amount of deviation in the Z direction (step S120). Then, a deviation amount ΔY (= (Yp′−Ys) / tan β (β is the second slope portion 112a of the second slope portion 112) and the tool contact surface 110a of the table 110 between the Y-direction current position and the Y-direction reference position. Is calculated) (step S121). This corresponds to the state of step S121 in FIG.

次いで、各軸方向のずれ量ΔX、ΔY、ΔZの分だけ、最初に設置した教示位置を再度教示することなく(データ上で)オフセットする(ステップS122)。   Next, the teaching position set first is offset (on data) by the amount of deviation ΔX, ΔY, ΔZ in each axial direction (on the data) (step S122).

本発明の実施例1によると、ツール先端部の摩耗や交換などにより、ツール先端の位置にずれが生じた場合であっても、変位計をロボットなどの接触機構の端面に設置することで、この変位計からの計測値により基準位置とのずれ量を算出し、このずれ量を自動的に補正することでロボット教示に反映することが可能となる。これにより、装置の変化に柔軟に対応することが可能となり、教示作業を行う時間を短縮できると共に、ロボットによって製造される製品の一定した品質を確保することができる。   According to the first embodiment of the present invention, even when the position of the tool tip is displaced due to wear or replacement of the tool tip, by installing the displacement meter on the end surface of the contact mechanism such as a robot, A deviation amount from the reference position is calculated based on a measurement value from the displacement meter, and the deviation amount can be automatically corrected to be reflected in the robot teaching. As a result, it is possible to flexibly cope with changes in the apparatus, the time for performing the teaching work can be shortened, and a constant quality of a product manufactured by the robot can be ensured.

続いて、実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置及び自動補正方法について説明する。図16は、本発明の一実施形態に対応する実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置の斜視図である。また、図17は、図16に示した実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置のテーブルをZ軸回りに90°回転した状態を示す斜視図である。   Next, an automatic correction device and automatic correction method for a tool tip position according to the second embodiment will be described. FIG. 16 is a perspective view of the tool tip position automatic correcting device according to Example 2 corresponding to one embodiment of the present invention. FIG. 17 is a perspective view illustrating a state in which the table of the tool tip automatic correction device according to the second embodiment illustrated in FIG. 16 is rotated by 90 ° about the Z axis.

実施例2に係るツール先端位置の自動補正装置は、図16及び図17に示すように、ツールの作業用局所部分(ツール先端位置)に接触するツール接触面210aを上面に有するテーブル(接触部)210と、テーブル210を所定の接触位置に移動させてツール先端に接触させる接触機構(図示せず)と、接触機構とテーブル210との間に介在し、バネ等の弾性体を介してテーブルを接触機構に対して常に一軸(Z軸)方向に移動可能に支持する支持体230と、ツール接触面の移動方向におけるツール先端との接触位置を検知する単一の変位計(図2参照)と、単一の変位計の出力に基づいてツールの作業用局所部分の位置ずれを演算する演算装置(図2参照)を有している。   As shown in FIGS. 16 and 17, the automatic correction device for the tool tip position according to the second embodiment is a table (contact portion) having a tool contact surface 210 a on the upper surface that comes into contact with a working local part (tool tip position) of the tool. ) 210, a contact mechanism (not shown) for moving the table 210 to a predetermined contact position and contacting the tool tip, and a table interposed between the contact mechanism and the table 210 via an elastic body such as a spring. A single displacement meter that detects the contact position between the support 230 that is always movable relative to the contact mechanism in one axis (Z-axis) direction and the tool tip in the movement direction of the tool contact surface (see FIG. 2) And a computing device (see FIG. 2) for computing the positional deviation of the working local portion of the tool based on the output of a single displacement meter.

ツール接触面210aは、Z軸方向計測のための平面に加えて、X軸方向及びY軸方向のツール先端位置計測のための傾斜部211を設けている。傾斜部211には、ツール接触面210aと角度αをなし、ツール先端部と接触する斜面部211aが形成されている。また、支持体230のZ軸周りには、傾斜部211の斜面部211aの法線方向をZ軸方向から見てX軸方向及びY軸方向とそれぞれ合致させる回転機構(図示せず)が備わっている。これによって、実施例2においては、実施例1と異なり傾斜部を単一の傾斜部としてテーブル210の上に設けることができ、構造を簡略化している。接触機構が、Zr、即ちZ軸回りに回転軸を有する場合には、回転軸を利用することで設置する計測用斜面を実施例2のように削減できる。   In addition to a plane for measuring the Z-axis direction, the tool contact surface 210a is provided with an inclined portion 211 for measuring the tool tip position in the X-axis direction and the Y-axis direction. The inclined portion 211 is formed with an inclined portion 211a that forms an angle α with the tool contact surface 210a and contacts the tip of the tool. A rotation mechanism (not shown) is provided around the Z axis of the support 230 so as to match the normal direction of the inclined surface portion 211a of the inclined portion 211 with the X axis direction and the Y axis direction when viewed from the Z axis direction. ing. Thus, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the inclined portion can be provided on the table 210 as a single inclined portion, and the structure is simplified. When the contact mechanism has a rotation axis around Zr, that is, the Z axis, the measurement slope to be installed can be reduced as in the second embodiment by using the rotation axis.

以下、実施例2における基準位置測定フローについて図18のフローチャートに基づき説明する。最初に、テーブル210をZ方向計測位置に移動させ、基準ツールの先端をZ方向測定面であるツール接触面210aに接触させる(ステップS201)。そして、変位計の値を読み取り、Z方向基準位置(Zs)として記憶する(ステップS202)。   Hereinafter, the reference position measurement flow in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the table 210 is moved to the Z direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the tool contact surface 210a that is the Z direction measurement surface (step S201). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Z direction reference position (Zs) (step S202).

次いで、テーブル210をX方向測定位置に移動させ、基準ツールの先端をX方向測定面である傾斜部211の斜面部211aに接触させる(ステップS203)。そして、変位計の値を読み取り、X方向基準位置(Xs)として記憶する(ステップS204)。   Next, the table 210 is moved to the X direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the slope 211a of the slope 211 that is the X direction measurement surface (step S203). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a X direction reference position (Xs) (step S204).

次いで、図16から図17に示すように、X方向測定面をZ軸回りに90°回転させ、Y方向測定面とする(ステップS205)。そして、テーブル210をY方向測定位置に移動させ、基準ツールの先端をY方向測定面である傾斜部211の斜面部211aに接触させる(ステップS206)。そして、変位計の値を読み取り、Y方向基準位置(Ys)として記憶する(ステップS207)。   Next, as shown in FIGS. 16 to 17, the X direction measurement surface is rotated by 90 ° around the Z axis to form the Y direction measurement surface (step S <b> 205). Then, the table 210 is moved to the Y direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the slope 211a of the slope 211 that is the Y direction measurement surface (step S206). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Y direction reference position (Ys) (step S207).

次いで、基準ツールを取付けた状態でロボットの教示を行う(ステップS208)。   Next, the robot is taught with the reference tool attached (step S208).

続いて、実施例2におけるツール交換、劣化後の位置測定フローについて図19のフローチャートに基づき説明する。最初に、テーブル210をZ方向測定位置に移動させ、ツールの先端をZ方向測定面であるツール接触面210aに接触させる(ステップS211)。そして、変位計の値を読み取り、Z方向現在位置(Zp)として記憶する(ステップS212)。そして、Z方向現在位置とZ方向基準位置のずれ量ΔZ(=Zp−Zs)を算出する(ステップS213)。   Next, a tool measurement and position measurement flow after deterioration in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the table 210 is moved to the Z direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the tool contact surface 210a that is the Z direction measurement surface (step S211). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Z direction present position (Zp) (step S212). Then, a deviation amount ΔZ (= Zp−Zs) between the current position in the Z direction and the reference position in the Z direction is calculated (step S213).

次いで、テーブル210をX方向測定位置に移動させ、ツールの先端をX方向測定面である傾斜部211の斜面部211aに接触させる(ステップS214)。そして、変位計の値を読み取り、X方向現在位置(Xp)として記憶する(ステップS215)。そして、Z方向ずれ量の影響を除くためXp’(=Xp−ΔZ)を算出する(ステップS216)。そして、X方向現在位置とX方向基準位置のずれ量ΔX(=(Xp’−Xs)/tanα)を算出する(ステップS217)。ここで、αは、ツール接触面210aと斜面部211aとのなす角である。   Next, the table 210 is moved to the X direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the slope 211a of the slope 211 that is the X direction measurement surface (step S214). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a X direction present position (Xp) (step S215). Then, Xp ′ (= Xp−ΔZ) is calculated in order to eliminate the influence of the amount of deviation in the Z direction (step S216). Then, a deviation amount ΔX (= (Xp′−Xs) / tan α) between the current position in the X direction and the reference position in the X direction is calculated (step S217). Here, α is an angle formed by the tool contact surface 210a and the slope portion 211a.

次いで、図16及び図17に示すように、X方向測定面である傾斜部211の斜面部211aをZ軸回りに90°回転させ、Y方向測定面とする(ステップS218)。そして、テーブル210をY方向測定位置に移動させ、ツールの先端をY方向測定面に接触させる(ステップS219)。そして、変位計の値を読み取り、Y方向現在位置(Yp)として記憶する(ステップS220)。そして、Z方向ずれ量の影響を除くためYp’(=Yp−ΔZ)を算出する(ステップS221)。そして、Y方向現在位置とY方向基準位置のずれ量Y(=Yp’−Ys)を算出する(ステップS222)。この際、実際のY方向のずれ量ΔYは、(Yp'−Ys)/tanαである。ここで、αは、ツール接触面210aと斜面部212aとのなす角である。   Next, as shown in FIGS. 16 and 17, the slope 211a of the slope 211 that is the X-direction measurement surface is rotated by 90 ° about the Z-axis to form the Y-direction measurement surface (step S218). Then, the table 210 is moved to the Y direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the Y direction measurement surface (step S219). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Y direction present position (Yp) (step S220). Then, Yp ′ (= Yp−ΔZ) is calculated in order to remove the influence of the amount of deviation in the Z direction (step S221). Then, a deviation amount Y (= Yp′−Ys) between the Y-direction current position and the Y-direction reference position is calculated (step S222). At this time, the actual shift amount ΔY in the Y direction is (Yp′−Ys) / tan α. Here, α is an angle formed by the tool contact surface 210a and the slope portion 212a.

次いで、各軸方向のずれ量ΔX,ΔY,ΔZの分だけ、初期に入力した教示位置を作業者が実際に再教示することなくデータ上でオフセットする(ステップS223)。   Next, the teaching position input initially is offset on the data by the amount of deviation ΔX, ΔY, ΔZ in each axial direction without actually re-teaching the operator (step S223).

本発明の実施例2によると、ツール先端部の摩耗や交換などにより、ツール先端の位置にずれが生じた場合であっても、変位計をロボットなどの接触機構の端面に設置することで、この変位計からの計測値により基準位置とのずれ量を算出し、このずれ量を自動的に補正することでロボット教示に反映することが可能となる。これにより、装置の変化に柔軟に対応することが可能となり、教示作業を行う時間を短縮できると共に、ロボットによって製造された製品の一定した品質を確保することができる。また、接触機構220のZ軸回りの回転駆動機構を利用して、テーブル210を図16から図17に示すように90度回転させるようになっているので、単一の傾斜部を211をテーブル上に設けるだけ良く、構造の簡略化を図ることができる。   According to the second embodiment of the present invention, even when the position of the tool tip is displaced due to wear or replacement of the tool tip, by installing the displacement meter on the end surface of the contact mechanism such as a robot, A deviation amount from the reference position is calculated based on a measurement value from the displacement meter, and the deviation amount can be automatically corrected to be reflected in the robot teaching. As a result, it is possible to flexibly respond to changes in the apparatus, the time for performing the teaching work can be shortened, and a constant quality of the product manufactured by the robot can be ensured. Further, since the table 210 is rotated 90 degrees as shown in FIGS. 16 to 17 using the rotation driving mechanism around the Z axis of the contact mechanism 220, the single inclined portion 211 is set as the table. It is only necessary to provide it above, and the structure can be simplified.

続いて、実施例3に係る自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置及び自動補正方法について説明する。図20は、本発明の一実施形態に対応する実施例3に係るツール先端位置の自動補正装置の斜視図である。また、図21は、図20に示したツール先端位置の自動補正装置の斜面形成状態を示す斜視図である。また、図22は、図21に示したツール先端位置の自動補正装置のテーブルをZ軸回りに90°回転した状態を示す斜視図である。   Next, an automatic correction device and automatic correction method for the tool tip position in the automatic device according to the third embodiment will be described. FIG. 20 is a perspective view of the tool tip position automatic correcting device according to Example 3 corresponding to one embodiment of the present invention. FIG. 21 is a perspective view showing a slope forming state of the automatic correction device for the tool tip position shown in FIG. FIG. 22 is a perspective view showing a state in which the table of the automatic correction device for the tool tip position shown in FIG. 21 is rotated by 90 ° around the Z axis.

この実施例3のツール先端位置の自動補正装置は、図20乃至図22に示すように、ツールの作業用局所部分(ツール先端位置)に接触するツール接触面310aを上面に有するテーブル(接触部)310と、テーブル310を所定の接触位置に移動させてツール先端に接触させる接触機構320と、接触機構320とテーブル310との間に介在し、バネ等の弾性体を介してテーブル310を接触機構320に対して常に一軸(Z軸)方向に移動可能に支持する支持体330と、ツール接触面310aの移動方向におけるツールとの接触位置を検知する単一の変位計(図2参照)と、単一の変位計の出力に基づいてツールの作業用局所部分の位置ずれを演算する演算装置(図2参照)を有している。なお、実施例3は、実施例1と異なり、テーブル上に単一の傾斜部のみを設ければ良いので、その構造を単純化できる。この際、テーブル310を回転させる回転機構をロボットハンド先端のr軸で代用することで全体構造をより単純化することができる。   As shown in FIGS. 20 to 22, the automatic correction device for the tool tip position according to the third embodiment is a table (contact part) having a tool contact surface 310 a on the upper surface that comes into contact with a working local part (tool tip position) of the tool. ) 310, a contact mechanism 320 that moves the table 310 to a predetermined contact position and contacts the tip of the tool, and is interposed between the contact mechanism 320 and the table 310, and contacts the table 310 via an elastic body such as a spring. A support 330 that is supported so as to be always movable in one axis (Z-axis) direction with respect to the mechanism 320, and a single displacement meter (see FIG. 2) that detects a contact position with the tool in the moving direction of the tool contact surface 310a. And an arithmetic unit (see FIG. 2) for calculating the positional deviation of the working local portion of the tool based on the output of a single displacement meter. In the third embodiment, unlike the first embodiment, only a single inclined portion needs to be provided on the table, so that the structure can be simplified. At this time, the entire structure can be further simplified by substituting the rotation mechanism for rotating the table 310 with the r-axis at the tip of the robot hand.

ツール接触面310aには、Z軸方向計測のための平面に加えて、X軸方向計測のための第1の傾斜面351(図21参照)と、Y軸方向計測のための第2の傾斜面352(図22参照)を形成する傾斜板350、及びこの傾斜板350をツール接触面310aに対して例えば角度αなど所定の角度をなすように傾ける回転軸361及び回転軸駆動機構362が備わっている。また、支持体330は、傾斜板350によって形成された第1の傾斜面351及び第2の傾斜面352の双方の法線がZ軸方向から見てX軸及びY軸にそれぞれ一致するようにZ軸回りに回転可能となっている。即ち、このような傾斜板350、回転軸361、回転軸駆動機構362を備えることで、ツール接触面310a上に設ける計測用斜面を削減している。   In addition to the plane for measuring the Z-axis direction, the tool contact surface 310a includes a first inclined surface 351 (see FIG. 21) for measuring the X-axis direction and a second inclination for measuring the Y-axis direction. An inclined plate 350 that forms a surface 352 (see FIG. 22), and a rotating shaft 361 and a rotating shaft drive mechanism 362 that incline the inclined plate 350 at a predetermined angle such as an angle α with respect to the tool contact surface 310a. ing. Further, the support 330 is configured so that the normals of both the first inclined surface 351 and the second inclined surface 352 formed by the inclined plate 350 coincide with the X axis and the Y axis as viewed from the Z axis direction. It can rotate around the Z axis. That is, by providing the inclined plate 350, the rotation shaft 361, and the rotation shaft drive mechanism 362, the measurement slope provided on the tool contact surface 310a is reduced.

以下、実施例3における基準位置測定フローについて、図23のフローチャートに基づき説明する。最初に、テーブル310をZ方向測定位置に移動させ、基準ツールの先端をZ方向測定面に接触させる(ステップS301)。そして、変位計の値を読み取り、Z方向基準位置(Zs)として記憶する(ステップS302)。   Hereinafter, the reference position measurement flow in the third embodiment will be described based on the flowchart of FIG. First, the table 310 is moved to the Z direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the Z direction measurement surface (step S301). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Z direction reference position (Zs) (step S302).

次いで、図20から図21に示すように、Z方向測定面を既知の角度αだけ回転させ、X方向測定面として第1の傾斜面351を形成する(ステップS303)。次いで、テーブル310をX方向測定位置に移動させ、基準ツールの先端をX方向測定面である第1の傾斜面351に接触させる(ステップS304)。次いで、変位計の値を読み取り、図21から図22に示すように、X方向基準位置(Xs)として記憶する(ステップS305)。   Next, as shown in FIGS. 20 to 21, the Z-direction measurement surface is rotated by a known angle α to form the first inclined surface 351 as the X-direction measurement surface (step S303). Next, the table 310 is moved to the X direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the first inclined surface 351 that is the X direction measurement surface (step S304). Next, the value of the displacement meter is read and stored as the X-direction reference position (Xs) as shown in FIGS. 21 to 22 (step S305).

次いで、X方向測定面をZ軸回りに90°回転させ、Y方向測定面としての第2の傾斜面352を形成する(ステップS306)。そして、テーブル310をY方向測定位置まで移動させ、基準ツールの先端をY方向測定面としての第2の傾斜面352に接触させる(ステップS307)。そして、変位計の値を読み取り、Y方向基準位置(Ys)として記憶する(ステップS308)。   Next, the X direction measurement surface is rotated by 90 ° around the Z axis to form a second inclined surface 352 as a Y direction measurement surface (step S306). Then, the table 310 is moved to the Y direction measurement position, and the tip of the reference tool is brought into contact with the second inclined surface 352 as the Y direction measurement surface (step S307). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Y direction reference position (Ys) (step S308).

次いで、基準ツールを取付けた状態でロボットの教示を行う(ステップS309)。   Next, the robot is taught with the reference tool attached (step S309).

続いて、実施例3におけるツール交換、劣化後の位置測定フローについて図24のフローチャートに基づき説明する。最初に、テーブル310をZ方向測定位置に移動させ、ツールの先端をZ方向測定面に接触させる(ステップS311)。そして、変位計の値を読み取り、Z方向現在位置(Zp)として記憶する(ステップS312)。そして、Z方向現在位置とZ方向基準位置のずれ量ΔZ(=Zp−Zs)を算出する(ステップS313)。   Next, a tool measurement and a position measurement flow after deterioration in the third embodiment will be described based on the flowchart of FIG. First, the table 310 is moved to the Z direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the Z direction measurement surface (step S311). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a Z direction present position (Zp) (step S312). Then, a deviation amount ΔZ (= Zp−Zs) between the Z-direction current position and the Z-direction reference position is calculated (step S313).

次いで、図20から図21に示すように、Z方向測定面を既知の角度であるα度だけ回転し、X方向測定面としての第1の傾斜面を形成する(ステップS314)。そして、テーブル310をX方向測定位置に移動させ、ツールの先端をX方向測定面に接触させる(ステップS315)。そして、変位計の値を読み取り、X方向現在位置(Xp)として記憶する(ステップS316)。そして、Z方向ずれ量の影響を除くためXp’(=Xp−ΔZ)を算出する(ステップS317)。そして、X方向現在位置とX方向基準位置のずれ量ΔX=(Xp'−Xs)/tanα(αは、ツール先端のX軸方向ずれ量を測定している時の傾斜板350のテーブル310のツール接触面310aに対する傾斜角)を算出する(ステップS318)。   Next, as shown in FIGS. 20 to 21, the Z-direction measurement surface is rotated by a known angle α degrees to form a first inclined surface as the X-direction measurement surface (step S314). Then, the table 310 is moved to the X direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the X direction measurement surface (step S315). And the value of a displacement meter is read and memorize | stored as a X direction present position (Xp) (step S316). Then, Xp ′ (= Xp−ΔZ) is calculated in order to eliminate the influence of the amount of deviation in the Z direction (step S317). The amount of deviation ΔX = (Xp′−Xs) / tan α (α is the amount of deviation of the table 310 of the inclined plate 350 when measuring the amount of deviation in the X-axis direction of the tool tip. An inclination angle with respect to the tool contact surface 310a is calculated (step S318).

次いで、図21から図22に示すように、X方向測定面をZ軸回りに90°回転させ、Y方向測定面としての第2の傾斜面を形成する(ステップS319)。そして、テーブル310をY方向測定位置まで移動させ、ツールの先端をY方向測定面としての第2の傾斜面に接触させる(ステップS320)。そして、変位計の値を読み取り、Y方向現在位置(Yp)として記憶する(ステップS321)。そして、Z方向ずれ量の影響を除くためYp’(=Yp−ΔZ)を算出する(ステップS322)。そして、Y方向現在位置とY方向基準位置のずれ量ΔY=(Xp'−Xs)/tanα(αは、ツール先端のX軸方向ずれ量を測定している時の傾斜板350のテーブル310のツール接触面310aに対する傾斜角)を算出する(ステップS323)。   Next, as shown in FIGS. 21 to 22, the X-direction measurement surface is rotated by 90 ° around the Z-axis to form a second inclined surface as the Y-direction measurement surface (step S319). Then, the table 310 is moved to the Y direction measurement position, and the tip of the tool is brought into contact with the second inclined surface as the Y direction measurement surface (step S320). Then, the value of the displacement meter is read and stored as the Y-direction current position (Yp) (step S321). Then, Yp ′ (= Yp−ΔZ) is calculated in order to eliminate the influence of the amount of deviation in the Z direction (step S322). Then, the amount of deviation ΔY = (Xp′−Xs) / tan α (α is the amount of deviation of the table 310 of the inclined plate 350 when measuring the amount of deviation in the X-axis direction of the tool tip. An inclination angle with respect to the tool contact surface 310a is calculated (step S323).

次いで、各軸方向のずれ量ΔX,ΔY,ΔZの分だけ、初期に入力した教示位置を作業者が再教示することなくデータ上でオフセットする(ステップS324)。   Next, the teaching position input initially is offset on the data by the amount of deviation ΔX, ΔY, ΔZ in each axis without re-teaching by the operator (step S324).

本発明の実施例3によると、ツール先端部の摩耗や交換などにより、ツール先端の位置にずれが生じた場合であっても、変位計をロボットなどの接触機構の端面に設置することで、この変位計からの計測値により基準位置とのずれ量を算出し、このずれ量を自動的に補正することでロボット教示に反映することが可能となる。これにより、装置の変化に柔軟に対応することが可能となり、教示作業を行う時間を短縮できると共に、ロボットを用いて製造した製品の一定した品質を確保することができる。   According to the third embodiment of the present invention, even when the position of the tool tip is displaced due to wear or replacement of the tool tip, by installing the displacement meter on the end surface of the contact mechanism such as a robot, A deviation amount from the reference position is calculated based on a measurement value from the displacement meter, and the deviation amount can be automatically corrected to be reflected in the robot teaching. As a result, it is possible to flexibly cope with changes in the apparatus, the time for performing the teaching work can be shortened, and a constant quality of a product manufactured using the robot can be ensured.

なお、上述の実施例に加えて新たな実施例、即ち実施例4として、ロボットを用いた自動装置において、変位計40としてロボットのZ軸に含まれる変位計を利用する形態をとっても良い。この場合、図25に示すように、例えばマイクロSWや光電SW、近接SW等のツール先端部接触検知手段(コテ先接触検知手段)105が必要となる。なお、その他の構成要素については、図2に示したツール先端位置の自動補正装置の概略ブロック図と同様であるので、それらの詳細な説明を省略する。   In addition to the above-described embodiments, as a fourth embodiment, that is, a fourth embodiment, in an automatic apparatus using a robot, a displacement meter included in the Z axis of the robot may be used as the displacement meter 40. In this case, as shown in FIG. 25, for example, a tool tip portion contact detection means (tip contact detection means) 105 such as a micro SW, a photoelectric SW, or a proximity SW is required. The other constituent elements are the same as those in the schematic block diagram of the automatic tool tip position correction apparatus shown in FIG. 2 and will not be described in detail.

図26は、実施例4においてロボットのハンドと弾性体を介して構造的に連結されたZ方向測定面が先端ツールに向かって移動した状態(図26(a))、ツール先端と接触面が接触した状態(図26(b))、弾性体を介してマイクロSWや光電SW、近接SW等からなるツール接触検知手段が接触を検知した状態(図26(c))を示している。   FIG. 26 shows a state in which the Z-direction measuring surface structurally connected to the robot hand through the elastic body in Example 4 moves toward the tip tool (FIG. 26A), and the tool tip and the contact surface are in contact with each other. FIG. 26B shows a state of contact (FIG. 26B), and a state of contact detected by a tool contact detection means including a micro SW, a photoelectric SW, and a proximity SW via an elastic body (FIG. 26C).

即ち、本実施例においてはマイクロSWや光電SW、近接SW等からなるツール接触検知手段がロボットハンド先端とZ方向測定面との間に介在する弾性体内配置若しくはその近傍に配置され、ツール先端と接触面が接触することで弾性体が一定量圧縮された状態になる際の状態変化を、これらのマイクロSWや光電SW、近接SW等を介して機械的、光学的、又は磁気的に検出するようになっている。   That is, in the present embodiment, the tool contact detection means composed of micro SW, photoelectric SW, proximity SW, etc. is disposed in or near the elastic body interposed between the robot hand tip and the Z direction measurement surface, A change in state when the elastic body is compressed by a certain amount due to contact with the contact surface is detected mechanically, optically, or magnetically via these micro SW, photoelectric SW, proximity SW, and the like. It is like that.

以下、ロボットのZ軸を利用した本実施例の基準位置測定フローについて図27に基づいて説明する。図27は、図25に示した実施例4に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール先端位置の自動補正方法の基準位置測定フローチャートである。   Hereinafter, the reference position measurement flow of this embodiment using the Z axis of the robot will be described with reference to FIG. FIG. 27 is a reference position measurement flowchart of the tool tip position automatic correction method in the tool tip position automatic correction apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG.

最初に、Z方向測定開始位置へ移動し、基準ツールの先端とZ方向測定面が接触するまでZ方向に移動する(ステップS401)。この際、基準ツールの先端とZ方向測定面が接触するのを検知するためにロボットハンド先端とZ方向測定面との間に備わったマイクロSW、光電SW、近接SWなどの接触検知手段が接触を検知するまでロボット先端をZ軸方向に移動させる。次いで、ロボットのZ軸座標を読み取り、Z方向基準位置(Zs)として記憶する(ステップS402)。次いで、X方向測定開始位置へ移動し、基準ツールの先端とX方向測定面が接触するまでZ方向に移動する(ステップS403)。次いで、ロボットのZ軸座標を読み取り、X方向基準位置(Xs)として記憶する(ステップS404)。次いで、Z方向測定開始位置へ移動し、基準ツールの先端とY方向測定面が接触するまでZ方向に移動する(ステップS405)。次いで、ロボットのZ軸座標を読み取り、Y方向基準位置(Ys)として記憶する(ステップS406)。そして、基準ツールでロボットの教示を行う(ステップS407)。   First, it moves to the Z direction measurement start position, and moves in the Z direction until the tip of the reference tool comes into contact with the Z direction measurement surface (step S401). At this time, contact detection means such as a micro SW, a photoelectric SW, and a proximity SW provided between the tip of the robot hand and the Z direction measurement surface are in contact with each other to detect contact between the tip of the reference tool and the Z direction measurement surface. The tip of the robot is moved in the Z-axis direction until it is detected. Next, the Z-axis coordinate of the robot is read and stored as the Z-direction reference position (Zs) (step S402). Next, it moves to the X direction measurement start position, and moves in the Z direction until the tip of the reference tool comes into contact with the X direction measurement surface (step S403). Next, the Z-axis coordinate of the robot is read and stored as the X-direction reference position (Xs) (step S404). Next, it moves to the Z direction measurement start position, and moves in the Z direction until the tip of the reference tool comes into contact with the Y direction measurement surface (step S405). Next, the Z-axis coordinate of the robot is read and stored as the Y-direction reference position (Ys) (step S406). Then, the robot is taught with the reference tool (step S407).

続いて、同様にロボットのZ軸を利用した本実施例のツール交換、劣化後の位置測定フローについて図28に基づいて説明する。図28は、図25に示した実施例4に係るツール先端位置の自動補正装置におけるツール先端位置の自動補正方法のツール交換、劣化後の位置測定フローチャートである。   Subsequently, a tool change and a position measurement flow after deterioration using the Z axis of the robot will be described with reference to FIG. FIG. 28 is a position measurement flowchart after tool replacement and deterioration in the tool tip position automatic correction method in the tool tip position automatic correction apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG.

最初に、Z方向測定開始位置へ移動し、基準ツールの先端とZ方向測定面が接触するまでZ方向に移動する(ステップS411)。この際、基準ツールの先端とZ方向測定面が接触するのを検知するためにロボットハンド先端とZ方向測定面との間に備わったマイクロSW、光電SW、近接SWなどの接触検知手段が接触を検知するまでロボット先端をZ軸方向に移動させる。   First, it moves to the Z direction measurement start position, and moves in the Z direction until the tip of the reference tool comes into contact with the Z direction measurement surface (step S411). At this time, contact detection means such as a micro SW, a photoelectric SW, and a proximity SW provided between the tip of the robot hand and the Z direction measurement surface are in contact with each other to detect contact between the tip of the reference tool and the Z direction measurement surface. The tip of the robot is moved in the Z-axis direction until it is detected.

次いで、ロボットのZ軸座標を読み取り、Z方向現在位置(Zp)として記憶し(ステップS412)、Z方向現在位置とZ方向基準位置のずれ量ΔZ(=Zp−Zs)を算出する(ステップS413)。次いで、X方向測定開始位置へ移動し、基準ツールの先端とX方向測定面が接触するまでZ方向に移動する(ステップS414)。次いで、ロボットのZ軸座標を読み取り、X方向現在位置(Xp)として記憶する(ステップS415)。次いで、Z方向ずれ量の影響を除くためXp'(=Xp−ΔZ)を算出する(ステップS416)。そして、X方向現在位置とX方向基準位置のずれ量ΔX=(Xp'−Xs)/tanαを算出する(ステップS417)。次いで、Y方向測定開始位置へ移動し、基準ツールの先端とY方向測定面が接触するまでZ方向に移動する(ステップS419)。次いで、ロボットのZ軸座標を読み取り、Y方向現在位置(Yp)として記憶し(ステップS420)、Z方向ずれ量の影響を除くためYp'(=Yp−ΔZ)を算出する(ステップS421)。そして、Y方向現在位置とY方向基準位置のずれ量ΔY=(Yp'−Ys)/tanβを算出する(ステップS422)。そして、各軸方向のずれ量ΔX,ΔY,ΔZの分だけ、教示位置をオフセットする(ステップS423)。   Next, the Z-axis coordinate of the robot is read and stored as the Z-direction current position (Zp) (step S412), and a deviation amount ΔZ (= Zp−Zs) between the Z-direction current position and the Z-direction reference position is calculated (step S413). ). Next, it moves to the X direction measurement start position, and moves in the Z direction until the tip of the reference tool comes into contact with the X direction measurement surface (step S414). Next, the Z-axis coordinate of the robot is read and stored as the current position (Xp) in the X direction (step S415). Next, Xp ′ (= Xp−ΔZ) is calculated in order to eliminate the influence of the amount of deviation in the Z direction (step S416). Then, a deviation amount ΔX = (Xp′−Xs) / tan α between the X-direction current position and the X-direction reference position is calculated (step S417). Next, it moves to the Y direction measurement start position, and moves in the Z direction until the tip of the reference tool comes into contact with the Y direction measurement surface (step S419). Next, the Z-axis coordinate of the robot is read and stored as the Y-direction current position (Yp) (step S420), and Yp ′ (= Yp−ΔZ) is calculated to eliminate the influence of the Z-direction deviation amount (step S421). Then, a deviation amount ΔY = (Yp′−Ys) / tan β between the current position in the Y direction and the reference position in the Y direction is calculated (step S422). Then, the teaching position is offset by the amount of deviation ΔX, ΔY, ΔZ in each axial direction (step S423).

このようにロボットの先端部にツール先端部接触検知手段を設けても上述した実施例1乃至3と同等の効果を奏することが可能である。   As described above, even if the tool tip contact detection means is provided at the tip of the robot, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.

以上説明したように、本発明に係るツール先端位置の自動補正装置は、ツール先端の摩耗や交換などによる微妙な位置ずれをずれ量算出手段からの計測データを元に基準位置とのずれ量として算出することで、ツール先端の位置補正を自動的に行うことができる。これにより、使用により経年変化を伴うツールを交換する際やツールの基準位置からのずれ量をロボット教示内容に反映させる際にわざわざ作業者が直接教示する必要がなくなり、メンテナンスの手間が低減し、ロボットによって組立てられる製品の品質向上にも役立つ。   As described above, the tool tip position automatic correction device according to the present invention uses a slight displacement due to wear or replacement of the tool tip as a deviation amount from the reference position based on the measurement data from the deviation amount calculation means. By calculating, the position correction of the tool tip can be automatically performed. This eliminates the need for the operator to teach directly when exchanging tools with aging due to use or reflecting the amount of deviation from the reference position of the tool in the robot teaching content, reducing the maintenance effort, It also helps to improve the quality of products assembled by robots.

また、本発明に係るツール先端位置の自動補正装置は、ツール先端部の摩耗や交換などにより、ツール先端の位置にずれが生じた場合であっても、変位計をロボットなどの接触機構の端面に設置することで、この変位計からの計測値により、基準位置とのずれ量を算出し、このずれ量を自動的に補正することで、ロボット教示に反映することが可能となる。これにより、装置の変化に柔軟に対応することが可能となり、教示作業を行う時間を短縮できると共に、ロボットを用いて製造した製品の一定した品質を確保することができる。   Further, the tool tip position automatic correction device according to the present invention is configured so that the displacement meter is attached to the end face of a contact mechanism such as a robot even when the tool tip position is displaced due to wear or replacement of the tool tip part. By installing in the position, the amount of deviation from the reference position is calculated from the measured value from the displacement meter, and the amount of deviation can be automatically corrected to be reflected in the teaching of the robot. As a result, it is possible to flexibly cope with changes in the apparatus, the time for performing the teaching work can be shortened, and a constant quality of a product manufactured using the robot can be ensured.

特に、半田ごてや切削工具、切削用ドリル等は摩耗により日々ツールの状態が変化しているため、このようなツールを用いて製造した製品の品質が安定しないが、本発明のように自動装置に計測機能を備えることで自動装置におけるツール先端位置の経年変化に柔軟に対応することができ、自動装置におけるツールを用いて製造した製品品質の安定化につながる。   In particular, since the state of tools such as soldering irons, cutting tools, and cutting drills changes daily due to wear, the quality of products manufactured using such tools is not stable. By providing the measurement function in the apparatus, it is possible to flexibly cope with the secular change of the tool tip position in the automatic apparatus, leading to the stabilization of the quality of products manufactured using the tool in the automatic apparatus.

なお、本発明は、図8に示したように接触機構、支持体、変位計、テーブルを作業ステーションの所定箇所に設けると共に、ツールをこの作業ステーションの適所に固定した第1の形態をなしていても良く、図9に示すようにツールを設けた接触機構を作業ステーションの所定位置に配置すると共に、支持体、変位計、テーブルをこの作業ステーションの適所に設置した第2の形態をなしていても良い。   As shown in FIG. 8, the present invention has a first form in which a contact mechanism, a support, a displacement meter, and a table are provided at predetermined positions of a work station, and a tool is fixed at an appropriate position of the work station. As shown in FIG. 9, a contact mechanism provided with a tool is arranged at a predetermined position of the work station, and a support, a displacement meter, and a table are installed at appropriate positions of the work station. May be.

10 テーブル(接触部)
10a ツール接触面
11 第1の傾斜部
11a 計測用斜面(斜面部)
12 第2の傾斜部
12a 計測用斜面(斜面部)
20 接触機構
21 スカラー型ロボット
21a ロボット先端部
22 直動型ロボット
25 半田付けステーション
29 筐体
30 支持体
40,41,42 変位計
50 ツール(半田ごて)
50a ツール先端部(ツールの作業用局所部分)
51 シリンジ
52 ディスペンサ
52a ノズル先端
100 位置自動補正装置
101 変位計計測値取得手段
102 Z軸ずれ量算出手段
103 X軸及びY軸ずれ量算出手段
104 X,Y,Zずれ量出力手段
105 ツール先端部接触検知手段
110 テーブル(接触部)
110a ツール接触面
111 第1の傾斜部
111a 第1の斜面部
112 第2の傾斜部
112a 第2の斜面部
116 回転軸
120 接触機構
130 支持体
210 テーブル(接触部)
210a ツール接触面
211 傾斜部
211a 斜面部
220 接触機構
230 支持体
310 テーブル(接触部)
310a ツール接触面
320 接触機構
330 支持体
350 傾斜板
351 第1の傾斜面
352 第2の傾斜面
361 回転軸
362 回転軸駆動機構
10 Table (contact part)
10a Tool contact surface 11 First slope 11a Slope for measurement (slope)
12 Second slope 12a Slope for measurement (slope)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Contact mechanism 21 Scalar type robot 21a Robot tip part 22 Direct acting type robot 25 Soldering station 29 Case 30 Support body 40, 41, 42 Displacement meter 50 Tool (soldering iron)
50a Tool tip (local part for tool work)
51 Syringe 52 Dispenser 52a Nozzle tip 100 Position automatic correction device 101 Displacement meter measurement value acquisition means 102 Z-axis deviation amount calculation means 103 X-axis and Y-axis deviation amount calculation means 104 X, Y, Z deviation amount output means 105 Tool tip Contact detection means 110 Table (contact part)
110a Tool contact surface 111 1st inclination part 111a 1st slope part 112 2nd inclination part 112a 2nd slope part 116 Rotating shaft 120 Contact mechanism 130 Support body 210 Table (contact part)
210a Tool contact surface 211 Inclined portion 211a Inclined portion 220 Contact mechanism 230 Support 310 Table (contact portion)
310a Tool contact surface 320 Contact mechanism 330 Support body 350 Inclined plate 351 First inclined surface 352 Second inclined surface 361 Rotating shaft 362 Rotating shaft driving mechanism

Claims (4)

使用による経年変化や交換の必要を伴うツールの先端位置補正を行う自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置であって、
前記ツール先端が接触する接触面を有する接触部と、
前記接触部が一軸方向に移動可能となるように当該接触部を支持する支持部と、
前記支持部を接触位置に位置決めした状態で前記ツール先端が前記接触面に接触する位置を前記接触部の一方向への変位量として計測する変位量計測手段と、
前記ツール先端の経年変化や交換前後でそれぞれ計測した変位量の差を直交座標系のZ軸方向のずれ量にすると共に、更なる接触位置であって前記Z軸方向のずれ量と前記接触面に形成されZ軸方向を法線とする平面と所定の傾斜角度をなす斜面に前記ツール先端が接触する際の経年変化や交換前後における接触部の変位量の差とから前記Z軸方向と直交する直交座標系のX軸方向及びY軸方向に関する前記ツール先端の経年変化や交換によるずれ量をそれぞれ算出するずれ量算出手段と、
前記算出した各ずれ量を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置。
An automatic correction device for the tool tip position in an automatic device that corrects the tool tip position that requires aging and replacement due to use,
A contact portion having a contact surface with which the tool tip comes into contact;
A support portion that supports the contact portion so that the contact portion can move in a uniaxial direction;
A displacement amount measuring means for measuring, as a displacement amount in one direction of the contact portion, a position where the tool tip contacts the contact surface in a state where the support portion is positioned at a contact position;
The difference between displacements measured before and after the tool tip aging and before and after the change is used as a displacement amount in the Z-axis direction of the orthogonal coordinate system, and is a further contact position, the displacement amount in the Z-axis direction and the contact surface. Is perpendicular to the Z-axis direction from the secular change when the tool tip comes into contact with a flat surface formed in the Z-axis direction and a slope having a predetermined inclination angle and the difference in displacement of the contact part before and after replacement A deviation amount calculating means for calculating a deviation amount due to secular change or replacement of the tool tip with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction of the orthogonal coordinate system;
An automatic correction device for a tool tip position in an automatic device, comprising output means for outputting the calculated deviation amounts.
前記ずれ量算出手段によって算出するX軸方向及びY軸方向のずれ量を、ロボットが備えている回転軸を用いて算出するようになっており、当該回転軸を用いて前記ツール先端の前記基準位置とのX軸方向及びY軸方向のずれ量を算出することを特徴する、請求項1に記載の自動装置におけるツール先端位置の自動補正装置。   The deviation amount in the X-axis direction and the Y-axis direction calculated by the deviation amount calculation means is calculated using a rotation axis provided in the robot, and the reference of the tip of the tool is calculated using the rotation axis. The automatic correction device for the tool tip position in the automatic device according to claim 1, wherein an amount of deviation from the position in the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated. 使用による経年変化や交換の必要を伴うツールの先端位置補正を行う自動装置におけるツール先端位置の自動補正方法であって、
前記ツール先端が接触する接触面を有する接触部と、前記接触部が一軸方向に移動可能となるように当該接触部を支持する支持部を用意し、
前記支持部を接触位置に位置決めした状態で前記ツール先端が前記接触面に接触する位置を前記接触部の一方向への変位量として計測し、
前記ツール先端の経年変化や交換前後でそれぞれ計測した変位量の差を直交座標系のZ軸方向のずれ量にすると共に、更なる接触位置であって前記Z軸方向のずれ量と前記接触面に形成されZ軸方向を法線とする平面と所定の傾斜角度をなす斜面に前記ツール先端が接触する際の経年変化や交換前後における接触部の変位量の差とから前記Z軸方向と直交する直交座標系のX軸方向及びY軸方向に関する前記ツール先端の経年変化や交換によるずれ量をそれぞれ算出し、
前記算出した各ずれ量を出力することを特徴とする自動装置におけるツール先端位置の自動補正方法。
An automatic correction method for the tool tip position in an automatic device that corrects the tool tip position that requires aging and replacement due to use,
Preparing a contact part having a contact surface with which the tool tip comes in contact and a support part for supporting the contact part so that the contact part can move in a uniaxial direction;
Measure the position where the tool tip is in contact with the contact surface in a state where the support portion is positioned at the contact position as a displacement amount in one direction of the contact portion,
The difference between displacements measured before and after the tool tip aging and before and after the change is used as a displacement amount in the Z-axis direction of the orthogonal coordinate system, and is a further contact position, the displacement amount in the Z-axis direction and the contact surface. Is perpendicular to the Z-axis direction from the secular change when the tool tip comes into contact with a flat surface formed in the Z-axis direction and a slope having a predetermined inclination angle and the difference in displacement of the contact part before and after replacement Calculating a deviation amount due to aging and replacement of the tool tip with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction of the orthogonal coordinate system,
An automatic correction method for a tool tip position in an automatic apparatus, wherein the calculated deviation amounts are output.
前記ずれ量算出手段によって算出するX軸方向及びY軸方向のずれ量を、ロボットが備えている回転軸を用いて算出するようになっており、当該回転軸を用いて前記ツール先端の前記基準位置とのX軸方向及びY軸方向のずれ量を算出することを特徴する、請求項3に記載の自動装置における自動装置におけるツール先端位置の自動補正方法。
The deviation amount in the X-axis direction and the Y-axis direction calculated by the deviation amount calculation means is calculated using a rotation axis provided in the robot, and the reference of the tip of the tool is calculated using the rotation axis. 4. The method for automatically correcting a tool tip position in an automatic device according to claim 3, wherein the amount of deviation from the position in the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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