JP2017030088A - 機械学習装置、ネジ締付システムおよびその制御装置 - Google Patents

機械学習装置、ネジ締付システムおよびその制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】生産効率が低下するのを防ぐ。
【解決手段】ドライバ(11)によりネジ(45)を締付ける動作を学習する機械学習装置(30)は、ドライバの回転速度、ドライバの回転方向、ドライバの位置およびドライバの傾きのうちの少なくとも一つと、ドライバにより締付けられたネジの締付品質およびドライバによりネジが締付けられる締付時間のうちの少なくとも一つとから構成される状態変数を観測する状態観測部(31)と、状態観測部により観測された回転速度、回転方向、位置および傾きのうちの少なくとも一つと、状態観測部により観測された締付品質の変化および締付時間の変化のうちの少なくとも一つとを関連付けて学習する学習部(35)とを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、機械学習装置、そのような機械学習装置を含むネジ締付システムおよびその制御装置に関する。
ネジ回しを用いてネジを自動的に締付ける自動ネジ締付作業が行われている。ところが、自動ネジ締付作業においてはネジを一定の高速度で締付けるので、噛みこんだりすることが起こる。
特許文献1においては、ワークにネジ込まれたネジの高さを求め、ネジの高さが所定の範囲から逸脱した場合に不適切であると判断している。
特開2011-073105号公報
このような場合には、自動組立ラインを停止させてアラームを出力して作業者に通知する。そして、作業者はネジ締付箇所を手作業で修正し、その後、自動組立ラインを再開させている。
しかしながら、ネジが噛みこむ度に自動組立ラインを停止させると、生産効率が著しく低下する。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、生産効率が低下するのを防ぐことのできる機械学習装置、そのような機械学習装置を含むネジ締付システムおよびその制御装置を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するために1番目の発明によれば、ドライバによりネジを締付ける動作を学習する機械学習装置において、前記ドライバの回転速度、前記ドライバの回転方向、前記ドライバの位置および前記ドライバの傾きのうちの少なくとも一つと、前記ドライバにより締付けられた前記ネジの締付品質および前記ドライバにより前記ネジが締付けられる締付時間のうちの少なくとも一つとから構成される状態変数を観測する状態観測部と、前記状態観測部により観測された前記回転速度、前記回転方向、前記位置および前記傾きのうちの少なくとも一つと、前記状態観測部により観測された前記締付品質の変化および前記締付時間の変化のうちの少なくとも一つとを関連付けて学習する学習部と、を具備する機械学習装置が提供される。
2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記学習部は、前記状態観測部により観測された前記締付品質および前記締付時間のうちの少なくとも一つに基づいて報酬を計算する報酬計算部と、該報酬計算部により計算された報酬に基づいて、現在の前記状態変数から、前記ドライバの最適回転速度、前記ドライバの最適回転方向、前記ドライバの最適位置、前記ドライバの最適傾きのうちの少なくとも一つを決定する関数を更新する関数更新部とを含む。
3番目の発明によれば、2番目の発明において、前記報酬計算部は、前記締付時間が規定時間より大きい場合に報酬を減らすようにした。
4番目の発明によれば、2番目または3番目の発明において、前記報酬計算部は、前記締付時間が規定時間より大きくない場合に報酬を増やすようにした。
5番目の発明によれば、2番目から4番目のいずれかの発明において、前記締付品質はネジ締付トルクおよび締付後のネジ位置のうちの少なくとも一つを含んでおり、前記報酬計算部は、前記ネジ締付トルクが所定範囲内に無い場合および前記ネジ位置が規定値より大きい場合のうちの少なくとも一方において報酬を減らすようにした。
6番目の発明によれば、2番目から5番目のいずれかの発明において、前記締付品質はネジ締付トルクおよび締付後のネジ位置のうちの少なくとも一つを含んでおり、前記報酬計算部は、前記ネジ締付トルクが所定範囲内にある場合および前記ネジ位置が規定値より大きくない場合のうちの少なくとも一方において報酬を増やすようにした。
7番目の発明によれば、ドライバによりネジを締付けるネジ締付システムの制御装置において、前記ドライバの回転速度を調整する回転速度調整部と、前記ドライバの回転方向を調整する回転方向調整部と、前記ドライバの位置および傾きを調整する位置調整部と、前記ドライバにより締付けられた前記ネジの締付品質を検出する締付品質検出部と、前記ドライバにより前記ネジが締付けられるのに要した締付時間を検出する締付時間検出部と、1番目から6番目のいずれかの機械学習装置と、前記ドライバの最適回転速度、前記ドライバの最適回転方向ならびに前記ドライバの最適位置および最適傾きのうちの少なくとも一つが定まるように、前記学習部の学習結果に基づいて、現在の前記状態変数から、前記回転速度調整部、前記回転方向調整部、および前記位置調整部のうちの少なくとも一つの調整量を決定して出力する意思決定部とを具備する制御装置が提供される。
8番目の発明によれば、7番目の発明の制御装置と、前記ドライバを備えたネジ締付装置とを含むネジ締付システムが提供される。
1番目および2番目の発明においては、より最適なドライバの回転速度などを自動的に決定することのできる機械学習装置を提供できる。
3番目から6番目の発明においては、報酬をより適切に定めることができる。
7番目および8番目の発明においては、機械学習をネジ締付システムまたはその制御装置に導入しているので、ドライバの最適回転速度などを自動的に決定でき、その結果、組立工程を停止させることなしに、自動組立を行うことが可能になる。その結果、生産効率を向上させられる。また、最適回転速度などでネジ締付を行うことにより、ネジ締付間を短縮することもできる。
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。
本発明に基づくネジ締付システムの機能ブロック図である。 機械学習器を拡大して示す図である。 機械学習器の動作を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図1は本発明に基づくネジ締付システムの機能ブロック図である。図1に示されるように、ネジ締付システム1は、ドライバ11(ネジ回し)を備えたネジ締付装置10と、ネジ締付装置10を制御する制御装置20とを主に含んでいる。
図1の下方においては互いに重ね合わされた二つの平板41、42が示されている。これら平板41、42には複数のネジ山付き貫通孔(図示しない)が形成されており、平板41の貫通孔にネジ45が挿入されている。これら平板41、42は図1の矢印A1方向に所定距離ずつ搬送されている。そして、或るネジ45がネジ締付装置10のドライバ11に対応した位置に到達すると、ドライバ11が矢印A2方向に下降して或る方向に回転し、それにより、ネジ45が平板41、42に螺合される。
制御装置20はデジタルコンピュータであり、ドライバ11の回転速度を調整する回転速度調整部21と、ドライバ11の回転方向を調整する回転方向調整部22と、ドライバ11の位置および傾きを調整する位置調整部23とを含んでいる。これら回転速度調整部21、回転方向調整部22、および位置調整部23のそれぞれの調整量は、後述する機械学習器30により決定される。なお、以下においては、ドライバ11の位置および傾きを単に「ドライバ11の位置」と呼ぶ場合がある。
さらに、制御装置20は、ドライバ11により締付けられたネジ45の締付品質を検出する締付品質検出部24を含んでいる。締付品質検出部24により検出される締付品質はトルクセンサ24aにより検出されるネジ締付トルクおよび距離センサ24bにより検出される締付後のネジ位置を含んでいる。ここで、図1から分かるように、距離センサ24bにより検出されるネジ位置は、ネジ45の頭部下端と平板41との間の距離を意味するする。
さらに、制御装置20は、ドライバ11によりネジ45が締付けられるのに要した締付時間を検出する締付時間検出部25を含んでいる。締付時間検出部25はドライバ11がネジ45を回転させ始めた時刻から締付終了までの時刻を締付時間として検出する。
図1に示されるように、制御装置20はさらに、機械学習器30を含んでいる。この機械学習器30は、機械学習装置として制御装置20に外付けされていてもよい。機械学習器を拡大して示す図2を参照すると、機械学習器30は、ネジを締付けるドライバ11の回転速度、ドライバ11の回転方向、ドライバ11の位置およびドライバ11の傾きのうちの少なくとも一つと、ドライバ11により締付けられたネジの締付品質およびドライバ11によりネジが締付けられる締付時間のうちの少なくとも一つとから構成される状態変数を観測する状態観測部31を含んでいる。状態観測部31は、前述した状態変数を観測された時間と共に順次記憶できる。
さらに、機械学習器30は、状態観測部31により観測された回転速度、回転方向、位置および傾きのうちの少なくとも一つと、状態観測部31により観測された締付品質の変化および締付時間の変化のうちの少なくとも一つとを関連付けて学習する学習部35とを含んでいる。
ここで、学習部35は、教師あり学習、教師なし学習、半教師あり学習、強化学習、トランスダクション、マルチタスク学習など各種の機械学習を行い得る。以下においては、学習部35はQ学習(Q−learning)により強化学習を行うものとして説明を続ける。
ここで、図2を参照して分かるように、機械学習器30は、強化学習におけるエージェントに相当する。また、回転速度調整部21、回転方向調整部22、位置調整部23は、締付品質検出部24および締付時間検出部25は環境の状態を検出する。
強化学習を行う学習部35は、状態観測部31により観測された締付品質および締付時間のうちの少なくとも一つに基づいて報酬を計算する報酬計算部32と、報酬計算部32により計算された報酬に基づいて、現在の状態変数から、ドライバ11の最適回転速度、ドライバ11の最適回転方向、ドライバ11の最適位置、ドライバ11の最適傾きのうちの少なくとも一つを決定する関数、例えば行動価値関数(行動価値テーブル)を更新する関数更新部33(人工知能)を含んでいる。当然のことながら、関数更新部33が他の関数を更新するようにしてもよい。
さらに、機械学習器30は、ドライバ11の最適回転速度、ドライバ11の最適回転方向ならびにドライバ11の最適位置および最適傾きのうちの少なくとも一つが定まるように、学習部35の学習結果に基づいて、現在の状態変数から、回転速度調整部21、回転方向調整部22、および位置調整部23のうちの少なくとも一つの調整量を決定して出力する意思決定部34を含んでいる。意思決定部34は、より良い行動の選択(意思決定)を学習するものである。なお、意思決定部34が機械学習器30に含まれなくて制御装置20に含まれていてもよい。
図3は機械学習器の動作を示すフローチャートである。以下、図1〜図3を参照しつつ、機械学習器30の動作について説明する。図3に示される動作は、ネジ締付装置10がネジ45を平板41、42に締付ける度に、実施されるものとする。
はじめに、図3のステップS11において、ドライバ11の回転速度V、回転方向D、位置Pを選択する。ドライバ11の回転速度Vおよび位置Pはそれぞれの所定範囲からランダムに選択される。ドライバ11の回転方向Dについては、時計回り、反時計回りのうちの一方がランダムに選択される。
あるいは、ドライバ11の回転速度Vは所定範囲内の最小値がはじめに選択され、次いで、微少量だけ増加させた値が次のサイクルのときに選択されるようにしてもよい。ドライバ11の位置Pについても同様である。回転速度V、回転方向D、位置Pの全ての組み合わせが選択されるように、図3の処理を繰返してもよい。
次いで、ステップS12においては、締付時間検出部25により一つのネジ45を締付けるのに要した締付時間が検出され、締付時間と規定時間とが比較される。締付時間が規定時間よりも小さい場合には、ステップS13において報酬が増える。これに対し、締付時間が規定時間よりも小さくない場合には、ステップS18において報酬が減るかまたはそのままとなる。
次いで、ステップS14においては、トルクセンサ24aにより検出されたネジ締付トルクが規定範囲内に在るか否かが判定される。そして、ネジ締付トルクが規定範囲内に在る場合には、ステップS15において報酬が増え、ネジ締付トルクが規定範囲内にない場合には、ステップS18において報酬が減るかまたはそのままとなる。
次いで、ステップS16においては、距離センサ24bにより検出されたネジ位置が規定値よりも小さいか否かが判定される。そして、ネジ位置が規定値よりも小さい場合には、ステップS17において報酬が増え、ネジ位置が規定値よりも小さくない場合には、ステップS18において報酬が減るかまたはそのままとなる。
このような報酬の増減は報酬計算部32によって算出される。また、報酬の増減の額については、ステップに応じてその値が異なるように設定されていても良い。また、ステップS12、S14、S16のうちの少なくとも一つの判定ステップおよび関連する報酬のステップを省略することもできる。
その後、ステップS19においては、関数更新部33が行動価値関数を更新する。ここで、学習部35が実施するQ学習は、或る環境状態sの下で、行動aを選択する価値(行動の価値)Q(s、a)を学習する方法である。そして、或る状態sのときに、Q(s、a)の最も高い行動aを選択する。Q学習では、試行錯誤により、或る状態sの下で様々な行動aをとり、そのときの報酬を用いて正しいQ(s、a)を学習する。行動価値関数Q(s、a)の更新式は以下の式(1)で表される。
Figure 2017030088
ここでs,aは、時刻tにおける環境と行動を表す。行動aにより、環境はst+1に変化し、その環境の変化によって、報酬rt+1が算出される。また、maxの付いた項は、環境st+1の下で、最も(その時に分かっている)Q値の高い行動aを選んだ場合のQ値にγを掛けたものになる。ここでγは0<γ≦1(通常は0.9〜0.99)の割引率であり、αは0<α≦1(通常は0.1程度)の学習係数である。
この更新式は、状態sに於ける行動aの評価値Q(s,a)よりも、aによる次の環境状態に於ける最良の行動の評価値Q(st+1,maxat+1)の方が大きければ、Q(s,a)を大きくするし、逆に小さければ、Q(s,a)も小さくする事を示している。つまり、或る状態に於ける或る行動の価値を、それによる次の状態に於ける最良の行動の価値に近づけるようにしている。言い換えれば、学習部35は、ネジ45の締付動作に最も適した状態、つまりドライバ11の最適回転速度、ドライバ11の最適回転方向、ドライバ11の最適位置、ドライバ11の最適傾きを更新する。
このようにして、ステップS19においては、前述した式(1)を用いて関数更新部33が行動価値関数を更新する。そして、ステップS11に戻り、ドライバ11の他の回転速度V、位置P、回転方向Dが選択され、同様にして行動価値関数が更新される。なお、行動価値関数の代わりに、行動価値テーブルを更新するようにしてもよい。
強化学習においてはエージェントとしての学習部35が環境の状況に基づいて、行動を決定する。この場合における行動とは、意思決定部34が、回転速度調整部21、回転方向調整部22および位置調整部23のそれぞれの調整量を選択し、各調整量に従って動作させることである。そして、これら調整量で調整されたドライバ11の回転速度、回転方向および位置によって図2に示される環境、例えば締付品質および締付時間が変化する。そのような環境の変化に伴って、前述したように報酬が機械学習器30に与えられ、機械学習器30の意思決定部34は、例えばより高い報酬が得られるように、より良い行動の選択(意志決定)を学習する。
このため、図3に示される処理が多数回にわたって繰返し行われることにより、行動価値関数の信頼度が高められる。そして、ステップS11において、信頼性の高い行動価値関数に基づいて、例えばQ値が高くなるようにドライバ11の回転速度V、回転方向Dおよび位置Pを選択することによって、ドライバ11の回転速度Vなどをより最適に決定することが可能となる。
このようにして、本発明の機械学習部30の関数更新部33により更新された内容を、ネジ45を締付けるときの、より最適なドライバ11の回転速度、回転方向および位置として自動的に決定することができる。そして、そのような機械学習部30をネジ締付システムの制御装置20に導入することによって、ネジが噛み込みそうになったときには、ドライバ11の最適回転速度などを自動的に調整できる。このため、ネジ締付装置10を含む組立工程を停止させることなしに、自動組立を行うことが可能になる。その結果、生産効率を向上させられる。また、最適回転速度などでネジ締付を行うことにより、ネジ締付間を短縮することもできる。
典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
1 ネジ締付システム
10 ネジ締付装置
11 ドライバ
20 制御装置
21 回転速度調整部
22 回転方向調整部
23 位置調整部
24 締付品質検出部
24a トルクセンサ
24b 距離センサ
25 締付時間検出部
30 機械学習器
31 状態観測部
32 報酬計算部
33 関数更新部
34 意思決定部
45 ネジ
前述した目的を達成するために1番目の発明によれば、ドライバによりネジを締付ける動作を学習する機械学習装置において、前記ドライバの回転速度、前記ドライバの回転方向、前記ドライバの位置および前記ドライバの傾きのうちの少なくとも二つと、前記ドライバにより締付けられた前記ネジの締付品質および前記ドライバにより前記ネジが締付けられる締付時間とから構成される状態変数を観測する状態観測部と、前記状態観測部により観測された前記回転速度、前記回転方向、前記位置および前記傾きのうちの少なくとも二つと、前記状態観測部により観測された前記締付品質の変化および前記締付時間の変化とを関連付けて学習する学習部と、を具備する機械学習装置が提供される。
2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記学習部は、前記状態観測部により観測された前記締付品質および前記締付時間に基づいて報酬を計算する報酬計算部と、該報酬計算部により計算された報酬に基づいて、現在の前記状態変数から、前記ドライバの最適回転速度、前記ドライバの最適回転方向、前記ドライバの最適位置、前記ドライバの最適傾きのうちの少なくとも二つを決定する関数を更新する関数更新部とを含む。
3番目の発明によれば、2番目の発明において、前記報酬計算部は、前記締付時間が規定時間より大きい場合に報酬を減らすようにした。
4番目の発明によれば、2番目または3番目の発明において、前記報酬計算部は、前記締付時間が規定時間より大きくない場合に報酬を増やすようにした。
5番目の発明によれば、2番目から4番目のいずれかの発明において、前記締付品質はネジ締付トルクおよび締付後のネジ位置のうちの少なくとも一つを含んでおり、前記報酬計算部は、前記ネジ締付トルクが所定範囲内に無い場合および前記ネジ位置が規定値より大きい場合のうちの少なくとも一方において報酬を減らすようにした。
6番目の発明によれば、2番目から5番目のいずれかの発明において、前記締付品質はネジ締付トルクおよび締付後のネジ位置のうちの少なくとも一つを含んでおり、前記報酬計算部は、前記ネジ締付トルクが所定範囲内にある場合および前記ネジ位置が規定値より大きくない場合のうちの少なくとも一方において報酬を増やすようにした。
7番目の発明によれば、ドライバによりネジを締付けるネジ締付システムの制御装置において、前記ドライバの回転速度を調整する回転速度調整部と、前記ドライバの回転方向を調整する回転方向調整部と、前記ドライバの位置および傾きを調整する位置調整部と、前記ドライバにより締付けられた前記ネジの締付品質を検出する締付品質検出部と、前記ドライバにより前記ネジが締付けられるのに要した締付時間を検出する締付時間検出部と、1番目から6番目のいずれかの機械学習装置と、前記ドライバの最適回転速度、前記ドライバの最適回転方向ならびに前記ドライバの最適位置および最適傾きのうちの少なくとも二つが定まるように、前記学習部の学習結果に基づいて、現在の前記状態変数から、前記回転速度調整部、前記回転方向調整部、および前記位置調整部のうちの少なくとも二つの調整量を決定して出力する意思決定部とを具備する制御装置が提供される。
8番目の発明によれば、7番目の発明の制御装置と、前記ドライバを備えたネジ締付装置とを含むネジ締付システムが提供される。

Claims (8)

  1. ドライバ(11)によりネジ(45)を締付ける動作を学習する機械学習装置(30)において、
    前記ドライバの回転速度、前記ドライバの回転方向、前記ドライバの位置および前記ドライバの傾きのうちの少なくとも一つと、前記ドライバにより締付けられた前記ネジの締付品質および前記ドライバにより前記ネジが締付けられる締付時間のうちの少なくとも一つとから構成される状態変数を観測する状態観測部(31)と、
    前記状態観測部により観測された前記回転速度、前記回転方向、前記位置および前記傾きのうちの少なくとも一つと、前記状態観測部により観測された前記締付品質の変化および前記締付時間の変化のうちの少なくとも一つとを関連付けて学習する学習部(35)と、を具備する機械学習装置。
  2. 前記学習部は、前記状態観測部により観測された前記締付品質および前記締付時間のうちの少なくとも一つに基づいて報酬を計算する報酬計算部(32)と、
    該報酬計算部により計算された報酬に基づいて、現在の前記状態変数から、前記ドライバの最適回転速度、前記ドライバの最適回転方向、前記ドライバの最適位置、前記ドライバの最適傾きのうちの少なくとも一つを決定する関数を更新する関数更新部(33)とを含む、請求項1に記載の機械学習装置。
  3. 前記報酬計算部は、前記締付時間が規定時間より大きい場合に報酬を減らすようにした請求項2に記載の機械学習装置。
  4. 前記報酬計算部は、前記締付時間が規定時間より大きくない場合に報酬を増やすようにした請求項2または3に記載の機械学習装置。
  5. 前記締付品質はネジ締付トルクおよび締付後のネジ位置のうちの少なくとも一つを含んでおり、
    前記報酬計算部は、前記ネジ締付トルクが所定範囲内に無い場合および前記ネジ位置が規定値より大きい場合のうちの少なくとも一方において報酬を減らすようにした請求項2から4のいずれか一項に記載の機械学習装置。
  6. 前記締付品質はネジ締付トルクおよび締付後のネジ位置のうちの少なくとも一つを含んでおり、
    前記報酬計算部は、前記ネジ締付トルクが所定範囲内にある場合および前記ネジ位置が規定値より大きくない場合のうちの少なくとも一方において報酬を増やすようにした請求項2から5のいずれか一項に記載の機械学習装置。
  7. ドライバ(11)によりネジ(45)を締付けるネジ締付システム(1)の制御装置(20)において、
    前記ドライバの回転速度を調整する回転速度調整部(21)と、
    前記ドライバの回転方向を調整する回転方向調整部(22)と、
    前記ドライバの位置および傾きを調整する位置調整部(23)と、
    前記ドライバにより締付けられた前記ネジの締付品質を検出する締付品質検出部(24)と、
    前記ドライバにより前記ネジが締付けられるのに要した締付時間を検出する締付時間検出部(25)と、
    請求項1から6のいずれか一項に記載の機械学習装置(30)と、
    前記ドライバの最適回転速度、前記ドライバの最適回転方向ならびに前記ドライバの最適位置および最適傾きのうちの少なくとも一つが定まるように、前記学習部の学習結果に基づいて、現在の前記状態変数から、前記回転速度調整部、前記回転方向調整部、および前記位置調整部のうちの少なくとも一つの調整量を決定して出力する意思決定部(34)とを具備する制御装置。
  8. 請求項7に記載の制御装置と、
    前記ドライバ(11)を備えたネジ締付装置(10)とを含むネジ締付システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018140471A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 ファナック株式会社 制御装置及び機械学習装置
WO2021155156A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-05 Milwaukee Electric Tool Corporation Automatic step bit detection
US11826902B2 (en) 2018-02-01 2023-11-28 Honda Motor Co., Ltd. Robot system and method for controlling robot

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3743246A1 (en) 2018-01-24 2020-12-02 Milwaukee Electric Tool Corporation Power tool including a machine learning block
CN110895315B (zh) * 2018-09-12 2022-08-05 泰科电子(上海)有限公司 端子插入质量监控系统
CN109483216A (zh) * 2019-01-03 2019-03-19 深圳市森阳智能制造装备有限公司 双视觉识别检测功能螺丝锁付装置及螺丝锁付方法
JP7266451B2 (ja) * 2019-04-19 2023-04-28 株式会社ディスコ ドライバー
CN109909734A (zh) * 2019-04-28 2019-06-21 范涛 螺丝锁付方法、装置、螺丝机以及计算机可读存储介质
JP7256703B2 (ja) * 2019-06-21 2023-04-12 ファナック株式会社 制御装置、制御システム、及び機械学習装置
WO2021016437A1 (en) * 2019-07-23 2021-01-28 Milwaukee Electric Tool Corporation Power tool including a machine learning block for controlling a seating of a fastener
US20220395941A1 (en) * 2020-01-27 2022-12-15 Mitsubishi Electric Corporation Automatic screw tightening method and automatic screw tightening apparatus
CN112326285B (zh) * 2020-10-21 2021-10-26 南京大学 基于机器视觉和有限状态机fsm的电动螺丝刀检测方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179580A (ja) * 1984-09-27 1986-04-23 太陽鉄工株式会社 ねじ締め方法
JPH06206127A (ja) * 1993-01-08 1994-07-26 Toyota Motor Corp ナットランナ制御装置
JP2001138146A (ja) * 1999-11-16 2001-05-22 Sugiura Seisakusho Co Ltd 雄ねじ部材と雌ねじ部材との噛み合わせ状態検査装置
JP2005078516A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Advanced Telecommunication Research Institute International 並列学習装置、並列学習方法及び並列学習プログラム
JP2006110657A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Sanyo Mach Works Ltd ナットランナ及びその制御方法
JP2012509190A (ja) * 2008-11-21 2012-04-19 プレシテック カーゲー 工作物に対して実施されるべきレーザ加工作業をモニタリングするための方法および装置、ならびにかかる装置を有するレーザ加工ヘッド
JP2012200809A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Denso Wave Inc 螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置およびパラメータ自動調整方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6536536B1 (en) * 1999-04-29 2003-03-25 Stephen F. Gass Power tools
JP5099144B2 (ja) * 2007-11-12 2012-12-12 富士通株式会社 ネジ締め装置
JP2011073105A (ja) 2009-09-30 2011-04-14 Fujitsu Peripherals Ltd ネジのネジ込み量の管理方法および装置
CN104175267B (zh) * 2013-05-20 2016-08-03 南京德朔实业有限公司 电动工具及其控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179580A (ja) * 1984-09-27 1986-04-23 太陽鉄工株式会社 ねじ締め方法
JPH06206127A (ja) * 1993-01-08 1994-07-26 Toyota Motor Corp ナットランナ制御装置
JP2001138146A (ja) * 1999-11-16 2001-05-22 Sugiura Seisakusho Co Ltd 雄ねじ部材と雌ねじ部材との噛み合わせ状態検査装置
JP2005078516A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Advanced Telecommunication Research Institute International 並列学習装置、並列学習方法及び並列学習プログラム
JP2006110657A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Sanyo Mach Works Ltd ナットランナ及びその制御方法
JP2012509190A (ja) * 2008-11-21 2012-04-19 プレシテック カーゲー 工作物に対して実施されるべきレーザ加工作業をモニタリングするための方法および装置、ならびにかかる装置を有するレーザ加工ヘッド
JP2012200809A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Denso Wave Inc 螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置およびパラメータ自動調整方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018140471A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 ファナック株式会社 制御装置及び機械学習装置
US11826902B2 (en) 2018-02-01 2023-11-28 Honda Motor Co., Ltd. Robot system and method for controlling robot
WO2021155156A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-05 Milwaukee Electric Tool Corporation Automatic step bit detection

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