JP2017074635A - Robot for wire harness - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ワイヤーハーネス用ロボットに関する。 The present invention relates to a wire harness robot.
近年、工業製品の製造に多くの種類のロボットが関わっている。このようなロボットの制御を行う処理装置が、例えば、特許文献1に開示されている。
In recent years, many types of robots have been involved in manufacturing industrial products. A processing apparatus for controlling such a robot is disclosed in
特許文献1に記載の処理装置は、力覚センサーからのセンサー情報を取得する取得部と、取得した前記センサー情報に対して線形予測分析処理を行う分析処理部と、前記線形予測分析処理に基づいて、ロボットの力制御に使用する制御パラメーターを設定するパラメーター設定部と、を含むとされている。
The processing apparatus described in
しかしながら、特許文献1に記載の処理装置のように、力覚センサーからのデータをもとに解析を行い、制御パラメーターを設定して姿勢変更させるのは手間がかかるうえ、力覚センサーから正確なデータが取れない恐れがある。特に、電線のような柔軟物を作業対象とする場合、例えば、電線についてしまう癖等の影響でその形状が常に同じであるとは限らないため、このような複雑な形状を把握して、力学的なフィードバックをかけて制御しようとすると、処理量が膨大になりかえってその処理に時間がかかる恐れがある。これらの理由により、ロボットで電線の集線及び形状形成等を含むワイヤーハーネスの組立作業を行うに当たり、その効率性に改善の余地があった。
However, as in the processing device described in
そこで、本発明は、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる技術を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the technique which can improve the efficiency of the assembly operation of the wire harness by a robot.
上記課題を解決するため、第1の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、対象物を保持可能なハンド部と、前記ハンド部を移動可能な移動機構部と、前記ハンド部が前記対象物を保持する際、又は、前記ハンド部が前記対象物を保持した状態で前記ハンド部と前記対象物とが相対移動する際に受ける前記対象物からの外力により前記ハンド部を姿勢変更可能な倣い部と、を備える。 In order to solve the above problem, the wire harness robot according to the first aspect includes a hand unit capable of holding an object, a moving mechanism unit capable of moving the hand part, and the hand unit holding the object. Or a copying unit capable of changing the posture of the hand unit by an external force from the object received when the hand unit and the object move relative to each other while the hand unit holds the object. .
第2の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、第1の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットであって、前記倣い部が前記ハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されている。 The wire harness robot according to the second aspect is the wire harness robot according to the first aspect, wherein the copying unit can switch between a state in which the posture of the hand unit can be changed and a state in which the posture cannot be changed. Is formed.
第3の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、第1又は第2の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットであって、前記ハンド部が前記倣い部によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されている。 The wire harness robot according to a third aspect is the wire harness robot according to the first or second aspect, wherein the hand portion is formed to be capable of changing its posture around a plurality of axes by the copying portion.
第4の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、第1〜第3のいずれか1つの態様に係るワイヤーハーネス用ロボットであって、前記倣い部は、第1部材と、前記外力によって所定の軸周りに前記第1部材と相対回転可能に連結されている第2部材と、を備える。 The wire harness robot according to a fourth aspect is the wire harness robot according to any one of the first to third aspects, wherein the copying portion is rotated around a predetermined axis by the first member and the external force. And a second member connected to the first member so as to be relatively rotatable.
第1〜第4の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、対象物を保持可能なハンド部と、ハンド部を移動可能な移動機構部と、ハンド部が対象物を保持する際、又は、ハンド部が対象物を保持した状態でハンド部と対象物とが相対移動する際に受ける対象物からの外力によりハンド部を姿勢変更可能な倣い部と、を備えるため、対象物が電線等の柔軟物である場合でも、対象物に過大な力がかかり対象物を傷つけてしまうこと又は電線の癖等でハンド部の移動が阻害されること等を抑制することができる。これにより、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。 According to the wire harness robot according to the first to fourth aspects, the hand unit capable of holding the target object, the moving mechanism unit capable of moving the hand unit, and the hand unit holding the target object or the hand The object includes a copying part that can change the posture of the hand part by an external force from the object received when the hand part and the object move relative to each other while the object holds the object. Even when the object is an object, it is possible to suppress the excessive force applied to the object and the object from being damaged, or the movement of the hand part being hindered by a wire hook or the like. Thereby, the efficiency of the assembly work of the wire harness by a robot can be improved.
特に、第2の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、倣い部がハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されているため、例えば、ハンド部が対象物を保持した状態で対象物ごとハンド部を移動させたいときなど姿勢変更させたくないときには姿勢変更不可な状態に設定し、姿勢変更させたいときだけ姿勢変更可能な状態に切り替えることで、作業効率を向上させることができる。 In particular, according to the wire harness robot according to the second aspect, the copying unit is formed so as to be switchable between a state in which the posture of the hand unit can be changed and a state in which the posture cannot be changed. When you do not want to change the posture, such as when you want to move the hand part with the object while holding an object, set the posture to a state that can not be changed, and switch to a state that can change the posture only when you want to change the posture. Can be improved.
特に、第3の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、ハンド部が倣い部によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されているため、ハンド部が対象物を把持した状態で対象物に対して移動する際に、より対象物の形状に即して移動することができる。これにより、対象物に過大な力がかかることをより確実に抑制することができることによって、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。 In particular, according to the robot for a wire harness according to the third aspect, the hand portion is formed so that the posture can be changed around a plurality of axes by the copying portion, so that the hand portion grips the target object. When moving, it can move more in line with the shape of the object. Thereby, since it can suppress more reliably that an excessive force is applied to a target object, the efficiency of the assembly work of the wire harness by a robot can be improved.
特に、第4の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、倣い部は、第1部材と、外力によって所定の軸周りに第1部材と相対回転可能に連結されている第2部材と、を備えるため、外力を受けて、第1部材と第2部材とが相対回転することによって、ハンド部を姿勢変更することができる。 In particular, according to the wire harness robot according to the fourth aspect, the copying unit includes the first member and the second member connected to the first member so as to be relatively rotatable around a predetermined axis by an external force. Therefore, the posture of the hand unit can be changed by receiving the external force and relatively rotating the first member and the second member.
{実施形態}
以下、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボットについて説明する。図1は、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット10を示す概略斜視図である。図2は、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット10を示す部分拡大平面図である。図3は、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット10を示す部分拡大正面図である。なお、本明細書中において、平面視の方向をy方向、正面視の方向をz方向とし、y方向及びz方向に直交する方向をx方向とする。
{Embodiment}
Hereinafter, the wire harness robot according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a
実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット10は、ワイヤーハーネスを組み立てるのに用いられる。ワイヤーハーネスは、電線を基本として、両端にコネクタ、端子などの部材が組み合わさったものである。上記ワイヤーハーネスを組み立てるに当たり、ワイヤーハーネス用ロボット10は、組立作業のうちの少なくとも一部の作業を行う。
The
つまり、ワイヤーハーネス用ロボット10の対象物Wは、ワイヤーハーネスを構成する上記各部材が想定されている。ここでは、ワイヤーハーネス用ロボット10は、電線を対象物Wとしているものとして説明する。また、ワイヤーハーネス用ロボット10の行う作業は、ワイヤーハーネスの組立に係る集線作業及び形状形成(分岐形成)作業等が想定されている。ここで、集線作業とは、集められた電線を束ねる際に、電線に付いた癖などにより電線束の径が広がった状態から所望の径まで径を小さくする作業を言い、形状形成(分岐形成)作業とは、所定位置に分岐を形成する等により、ワイヤーハーネスを構成する電線を車両の配設経路に沿った状態に集める作業を言う。
In other words, the object W of the
具体的には、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット10は、ハンド部12と、移動機構部20と、ハンド部12の倣い性を調整できる機構を持つ倣い部40とを備える。なお、ここでは、ワイヤーハーネス用ロボット10には、力覚センサー等は設けられていないものとして説明するが、力覚センサー等が設けられている場合もあり得る。
Specifically, the
ハンド部12は、対象物Wを何らかの手段で保持可能に形成されている。ここでは、ハンド部12は、対象物Wを把持するものして説明する。もっとも、ハンド部は、吸着等の他の手段で対象物を保持可能であってもよい。
The
具体的には、ハンド部12は、互いに対向する一対の把持部14を備える。一対の把持部14は、例えば、エアシリンダ等のアクチュエータにより、その間隔を変化させることが可能なように、相対的に接近及び退避可能に形成されている。
Specifically, the
また、ここでは、ハンド部12は、倣い部40によって少なくとも1つの軸(ここでは2つの軸)周りに姿勢変更可能に形成されている。
Further, here, the
移動機構部20は、ハンド部12に連結されていて、z軸方向に制御が可能となる。
The
具体的には、移動機構部20は、第1移動機構部22と第2移動機構部30とを備える。
Specifically, the
第1移動機構部22は、ハンド部12の基端側に連結されている。第1移動機構部22は、ハンド部12をz軸方向に移動可能に設けられている。
The first
より詳細には、ここでは第1移動機構部22は、2つのボールねじ機構部24a,24bを含む。
More specifically, here, the first moving
ボールねじ機構部24a,24bは、回転式のモータ28a,28bと、モータ28a,28bに連結されているボールねじ26a,26bとを備える。ボールねじ機構部24a,24bは、ボールねじ26a,26bによりモータ28a,28bの回転運動を直線運動に変換可能に形成されている。
The ball
2つのボールねじ機構部24a,24bのうち一方のボールねじ機構部24aは、ここでは、倣い部40と他方のボールねじ機構部24bとの間をつないでいる。ボールねじ機構部24aは、モータ28aでボールねじ26aを回転させることにより、ボールねじ機構部24b及びハンド部12をz軸方向に進退移動可能に形成されている。
Here, one of the two ball
2つのボールねじ機構部24a,24bのうち他方のボールねじ機構部24bは、ここでは一方のボールねじ機構部24aとハンド部12との間をつないでいる。ボールねじ機構部24bは、モータ28bでボールねじ26bを回転させることにより、ハンド部12をz軸方向に進退移動可能に形成されている。
Of the two ball
もっとも、第1移動機構部22の構成は上記したものに限られない。例えば、第1移動機構部は、2つのボールねじ機構部24a,24bのうち一方が省略されることもあり得る。また、例えば、第1移動機構部は、ボールねじ機構部24a,24bを含まない場合もあり得る。この場合、第1移動機構部は、z軸の前後方向に移動可能であればよい。また、例えば、第1移動機構部は、リニアモータを備えることにより、直線的に進退移動可能であればよい。
But the structure of the 1st moving
第2移動機構部30は、倣い部40を介して第1移動機構部22に連結されている。第2移動機構部30は、倣い部40及びそれよりも先端側に位置する各部、即ち、倣い部40、第1移動機構部22及びハンド部12をx軸方向及びy軸方向に移動可能に設けられている。
The second
ここでは、第2移動機構部30は、x軸方向に延びる一対の第1支柱部32a,32bと、第1支柱部32a,32bと交差する方向に延びる一対の第2支柱部34a,34bと、モータとを含む。一対の第1支柱部32a,32bのそれぞれの端部に一対の第2支柱部34a,34bのそれぞれの端部が連結されている。つまり、一対の第1支柱部32a,32b及び一対の第2支柱部34a,34bは、四角形状に連結されている。この際、一対の第1支柱部32a,32b及び一対の第2支柱部34a,34bは、それぞれの連結箇所で、z軸方向を軸として相対回転可能に連結されている。
Here, the second moving
一方の第1支柱部32aのx軸方向先端部分に倣い部40の基端側が連結されている。また、モータは、一方の第2支柱部34aのうち他方の第1支柱部32bと連結されている軸周りに回転駆動可能とされている。そして、モータが一方の第2支柱部34aをz軸周りに回転駆動させることで、一方の第1支柱部32a及びそれより先端の各部がxy平面上を移動可能とされている。
The proximal end side of the copying
もっとも、第2移動機構部30の構成は上記したものに限られない。例えば、第2移動機構部は、x軸方向に直線的に進退移動可能な移動機構と、y軸方向に直線的に進退移動可能な移動機構とを組み合わせたものであってもよい。また、例えば、xy平面内で直線的に進退移動可能な移動機構と、z軸周りに回転可能な回転機構とを組み合わせたものであってもよい。
But the structure of the 2nd moving
倣い部40は、ハンド部12が対象物Wを保持する際、又は、ハンド部12が対象物Wを保持した状態でハンド部12と対象物Wとが相対移動する際に受ける対象物Wからの外力によりハンド部12を姿勢変更可能に形成されている。
The copying
具体的には、ここでは、倣い部40は、3つ設けられている。3つの倣い部40は、第1移動機構部22と第2移動機構部30との間に直列に並ぶように設けられている。以降、3つの倣い部40について区別する必要が有る場合、第1移動機構部22に連なるものを倣い部40aとし、倣い部40aに連なるものを倣い部40bとし、倣い部40bに連なり、第2移動機構部30と連結されているものを倣い部40cと称する。また、特に区別する必要がない場合は、単に倣い部40と称する。
Specifically, here, three copying
もっとも、倣い部40の数及びその配設箇所は上記したものに限られない。例えば、倣い部は、1つだけ若しくは2つ設けられていてもよいし、4つ以上設けられていてもよい。また、倣い部は、例えば、後述する変形例に係る倣い部40dのようにハンド部12と第1移動機構部22との間に配設されていてもよい。
But the number of the copying
より具体的には、倣い部40は、第1部材42と、第2部材44とを備える。第1部材42と第2部材44とは、外力によって所定の軸周りに相対回転可能に連結されている。ここでは、第1部材42と第2部材44とは、円柱状のピン46等によりピン46の中心軸周りに相対回転可能に連結されている。
More specifically, the copying
第1部材42は、基端面43aと基端面43aの幅方向両端から基端面43aに直交するように突出する一対の突出面43b,43cとを備える。
The
第2部材44は、基端面45aと基端面45aの幅方向両端から基端面45aに直交するように突出する一対の突出面45b,45cとを備える。
The
そして、第1部材42及び第2部材44は、突出面同士及び基端面同士が対向するように連結されている。この際、第1部材42の一対の突出面43b,43cの内面同士を結ぶ寸法が第2部材44の一対の突出面45b,45cの外面同士を結ぶ寸法と同程度に設定され、第1部材42の一対の突出面43b,43cの間に第2部材44の一対の突出面45b,45cが位置している。
And the
第1部材42と第2部材44とは、外力を受けることで、一対の突出面を結ぶ方向と平行な方向に設定された軸周りに相対回転可能に形成されている。このように、外力を受けることで、第1部材42と第2部材44とが相対回転可能になる構成は、例えば、以下のようなものが考えられる。
The
即ち、第1部材42と第2部材44とが、相対回転する前の初期状態の相対位置に向けて付勢されている構成が考えられる。第1部材42と第2部材44とが、相対回転する前の初期状態の相対位置に向けて付勢されている構成としては、例えば、両者が弾性部材を介して連結されている構成が考えられる。このような弾性部材としては、例えば、ねじりコイルばね等が考えられる。即ち、ねじりコイルばねの軸のコイル部分を例えば、ピン46に取り付けたうえで、ねじりコイルばねの一端を第1部材に取り付けると共に他端を第2部材に取り付ける。これにより、上記外力を受けてねじりコイルばねが弾性変形することで、第1部材42と第2部材44とが相対回転することができる。
That is, a configuration in which the
もっとも、弾性部材を用いることは必須でなく、第1部材42又は第2部材44の少なくとも一方に弾性変形可能な弾性片が形成され、当該弾性片が、第1部材42と第2部材44とを相対回転する前の初期状態の相対位置に向けて付勢していることも考えられる。
However, it is not essential to use an elastic member, and an elastic piece that can be elastically deformed is formed on at least one of the
また、例えば、第1部材42と第2部材44とが、その間に、現状の両者の相対的な姿勢を維持可能な程度の摩擦が発生するように取り付けられている構成も考えられる。このような摩擦を発生させる構成としては、例えば、第1部材42の一対の突出面43b,43cの内向き面同士の間隔よりも、第2部材43の一対の突出面45b,45cの外向き面同士の間隔の方が若干大きく設定され、第1部材42の一対の突出面43b,43cの間に第2部材43の一対の突出面45b,45cが圧入される場合が考えられる。また、例えば、ピン46が第1部材42及び第2部材44に形成されるピン挿通用の貫通孔に圧入される場合も考えられる。また、第1部材42の突出面43b(43c)と第2部材43の突出面45b(45c)との間に皿バネ等が設けられ、両者が皿ばねに皿ばねを弾性変形させた状態で当接している場合も考えられる。これらの場合、上記外力を含む第1部材42及び第2部材44に係る力の合計が静止摩擦力を越えることで、第1部材42と第2部材44とが相対回転することができる。
In addition, for example, a configuration in which the
ここでは、倣い部40aの第1部材42aと第2部材44aとは、他の倣い部40b,40cが回転していない状態で、y軸周りに相対回転可能に設けられている。倣い部40bの第1部材42bと第2部材44b及び倣い部40cの第1部材42cと第2部材44cとは、他の倣い部に関係なく、それぞれz軸周りに相対回転可能に設けられている。
Here, the
<姿勢変更動作>
ここで、ワイヤーハーネス用ロボット10のハンド部12が姿勢変更する様子について、図4及び図5を参照して説明する。図4及び図5は、ワイヤーハーネス用ロボット10が姿勢変更している様子を示す説明図である。なお、図4は、ワイヤーハーネス用ロボット10がz軸周りに姿勢変更している様子を示し、図5は、ワイヤーハーネス用ロボット10がy軸周りに姿勢変更している様子を示している。
<Attitude change operation>
Here, how the
まず、図4を参照して、ワイヤーハーネス用ロボット10のハンド部12がz軸周りに姿勢変更する様子について、説明する。
First, with reference to FIG. 4, the manner in which the
例えば、ハンド部12が、y軸方向に沿って延びる電線束Wを保持した状態で電線束Wに沿って摺動している際に、電線束Wがx軸方向に曲がった部分にハンド部12が差し掛かると、ハンド部12のうちそれまで電線束Wに当接していなかった部分(図4では一対の把持部14のうちの一方の下面)が電線束Wと当接する。この状態で、さらに摺動しようとすることで、ハンド部12が電線束Wから姿勢変更を促される方向(例えば、図4では、xy平面内においてy軸と交差する方向)に外力を受ける。
For example, when the
この外力が倣い部40b及び倣い部40cに伝わり、それぞれの倣い部40b,40cの第1部材42b,42c及び第2部材44b,44cがz軸周りに相対回転することで、ハンド部12がz軸周りに回転するように姿勢変更する。
This external force is transmitted to the copying
次に、図5を参照して、ワイヤーハーネス用ロボット10のハンド部12がy軸周りに姿勢変更する様子について、説明する。
Next, with reference to FIG. 5, a state in which the posture of the
例えば、ハンド部12が、y軸方向に沿って延びる電線束Wを保持した状態で電線束Wに沿って摺動している際に、電線束Wがx軸方向及びz軸方向に曲がった部分にハンド部12が差し掛かると、ハンド部12のうちそれまで電線束Wに当接していなかった部分(図5では一対の把持部14のうちの一方の下面)が電線束Wと当接する。この状態で、さらに摺動しようとすることで、ハンド部12が電線束Wから姿勢変更を促される方向(例えば、図5では、x軸、y軸及びz軸に交差する方向)に外力を受ける。
For example, when the
この外力が倣い部40aに伝わり、倣い部40aの第1部材42a及び第2部材44aがy軸周りに相対回転することで、ハンド部12がy軸周りに回転するように姿勢変更する。なお、この際、この外力が倣い部40b及び倣い部40cに伝わり、それぞれの倣い部40b,40cの第1部材42b,42c及び第2部材44b,44cがz軸周りに相対回転することで、ハンド部12がz軸周りにも回転するように姿勢変更する。
This external force is transmitted to the copying
図1〜図3に戻って、ここでは、倣い部40は、ハンド部12を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されている。以降、倣い部40がハンド部12を姿勢変更可能な状態を倣い部40がオンの状態と称し、倣い部40がハンド部12を姿勢変更不可の状態を倣い部40がオフの状態と称する。ここでは、ブレーキ機構部50により倣い部40がオンの状態とオフの状態とを切り替えている。
1 to 3, here, the copying
ブレーキ機構部50は、ここでは、倣い部40の第1部材42と第2部材44とを相対回転可能な状態及び不可の状態のそれぞれの状態を保持可能であることによって、倣い部40がオンの状態とオフの状態とを切り替え可能とされている。
Here, the
具体的には、ブレーキ機構部50は、第1部材42に取り付けられる第1ブレーキ部材と、第2部材44に取り付けられる第2ブレーキ部材とを備える。第1ブレーキ部材と第2ブレーキ部材とは、互いに押し付けられた状態と、互いに離れた状態とを切り替え可能に設けられている。そして、第1ブレーキ部材と第2ブレーキ部材とが互いに押し付けられた状態で、第1部材42と第2部材44とを相対回転不可にする摩擦を発生させている。
Specifically, the
より具体的には、ここでは、ブレーキ機構部50は、コイル52と磁性体54とを用いたブレーキ、いわゆる電磁ブレーキが採用されている。また、ここでは、電磁ブレーキとして通電したときにブレーキがかかる形式、いわゆる励磁作動形の電磁ブレーキが採用されている。もっとも、ブレーキ機構部50には、油圧ブレーキ等、他のブレーキ機構が採用されてもよい。また、電磁ブレーキが採用される場合であっても、通電を断ったときにブレーキがかかる形式、いわゆる無励磁作動形の電磁ブレーキが採用されてもよい。
More specifically, here, the
コイル52は、第1部材42の一方の突出面43cの外面に取り付けられている。
The
磁性体54は、第2部材44の一対の突出面45b,45cのうち、コイル52が取り付けられた第1部材42の突出面43cと同じ側に位置する突出面45cの外面に取り付けられる。この際、ここでは、第1部材42の突出面43c及びコイル52に貫通孔が形成され、当該貫通孔に挿通された支軸部56の端部のうちコイル52よりも外方に位置する一方側端部に磁性体54が取り付けられる。また、当該支軸部56の端部のうち他方側端部が第2部材44の突出面45cに連結されている。
The
<姿勢変更可及び不可の状態の切替>
ここで、上記ブレーキ機構部50による倣い部40のオンの状態とオフの状態との切り替えについて図6及び図7を参照して説明する。図6及び図7は、ワイヤーハーネス用ロボット10において姿勢変更可能な状態と姿勢変更不可の状態とを切り替える様子を説明する説明図である。なお、図6が、倣い部40がオンの状態を示し、図7が、倣い部40がオフの状態を示している。
<Switching between posture changeable / impossible>
Here, switching of the copying
ここでは、ブレーキ機構部50のオンの状態とオフの状態とを切り替えることで、倣い部40のオンの状態とオフの状態とが切り替えられる。ここでは、ブレーキ機構部50がオフの状態が、倣い部40がオンの状態に対応し、ブレーキ機構部50がオンの状態が、倣い部40がオフの状態に対応している。
Here, by switching between the on state and the off state of the
具体的には、ブレーキ機構部50がオフの状態、つまり、コイル52に通電されていない場合は、コイル52と磁性体54とに吸引力が働いていないため、コイル52と磁性体54とによる第1部材42と第2部材44との間の静止摩擦力の上昇は起こらない。このため、第1部材42と第2部材44とは相対回転可能とされ、倣い部40がオンの状態となる。
Specifically, when the
一方、ブレーキ機構部50がオンの状態、つまり、コイル52に通電された場合は、コイル52と磁性体54とに吸引力が働き、コイル52に対して磁性体54がコイル52側に移動することで、第1部材42の一方の突出面43cの内向き面と第2部材44の一方の突出面45cの外向き面との押圧力が大きくなる。これにより、第1部材42と第2部材44との間で、静止摩擦力の上昇が生じることによって、第1部材42と第2部材44とは外力を受けても相対回転不可とされる。
On the other hand, when the
なお、ここでは、ブレーキ機構部50は、オンの状態とオフの状態との2段階に切り替え可能であるものとして説明したが、このことは必須ではない。例えば、ブレーキ機構部は、コイル52に流れる電流を調節可能であるなどの構成を採用することによって、ブレーキの強さを多段階的に変更可能であってもよい。これにより、倣い部40が姿勢変更可能な外力の下限値を切り替えることができる。また、同じ大きさの外力に対する姿勢変形量を変更することができる。
Here, although the
<ワイヤーハーネス用ロボット10の動作制御>
次に、ワイヤーハーネス用ロボット10の動作制御について、電線束Wの形状を所望の形状に形成する形状形成処理を例にとり説明する。
<Operation control of
Next, operation control of the
ここでは、ワイヤーハーネス用ロボット10の作業空間に、例えば、電線束の形状を認識可能な対象物形状認識装置90が配設され、ワイヤーハーネス用ロボット10及び対象物形状認識装置90が、制御装置80と相互通信可能に接続されているものとして説明する。制御装置80は、ワイヤーハーネス用ロボット10に対し、移動動作及び保持動作といった各種動作を行わせる動作制御を組み合わせることで、形状形成処理又は集線処理等の処理制御を行う。
Here, for example, an object
ここで、上記制御装置80の一構成例について説明する。図8は、ワイヤーハーネス用ロボット10の動作制御を行う制御装置80の一構成例を示すブロック図である。
Here, a configuration example of the
この制御装置80は、CPU81、ROM82、RAM83、外部記憶装置84等がバスラインを介して相互接続されたコンピュータによって構成されている。ROM82は本コンピュータを起動させるための基本プログラム(BIOS)等を格納しており、RAM83はCPU81が所定の手順に従った処理を行う際の作業領域として供される。外部記憶装置84は、フラッシュメモリ或はハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。
The
外部記憶装置84には、OS(オペレーションシステム)84a、形状形成制御プログラム84b等が格納されている。このほか、外部記憶装置84には、集線制御プログラム等、ワイヤーハーネス用ロボット10の作業内容に即したプログラムが格納されていてもよい。
The
形状形成制御プログラム84bは、上記したように電線束の形状を所望の形状に形成する処理を行うための手順を定めたものであり、この形状形成制御プログラム84bに記述された手順に従って、主制御部としてのCPU81が演算処理を行うことにより、電線束Wの形状形成処理がなされる。
The shape
また、CPU81は、通信部85を介して、ワイヤーハーネス用ロボット10と通信可能に接続されている。さらにここでは、CPU81は、通信部85を介して、対象物形状認識装置90と通信可能に接続されているものとして説明する。
The
次に、形状形成処理について図9を参照して説明する。図9は、形状形成処理のフローチャートである。 Next, the shape forming process will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart of the shape forming process.
ワイヤーハーネス用ロボット10における、形状形成処理はワイヤーハーネス用ロボット10の作業空間内に対象物Wがセットされた状態で開始される。
The shape forming process in the
ワイヤーハーネス用ロボット10において、形状形成処理が開始されると、ステップS1において、移動経路の特定を行う。ここでは、作業空間内の対象物Wの形状及び位置等の情報を対象物形状認識装置90が読み取り、制御装置80に送信する。制御装置80は、受信した対象物Wの形状及び位置等の情報をもとに、ハンド部12の移動経路を算出する。移動経路は、例えば、初期位置から対象物Wを保持する位置までの接近移動経路、接近した状態から保持するまでの保持移動経路、及び保持した状態で、電線束に沿って摺動する摺動移動経路等が考えられる。
In the
移動経路の特定が完了したら、次ステップS2において、制御装置80は、倣い部40がオフの状態になるようにワイヤーハーネス用ロボット10に倣い部オフ信号を出力する。具体的には、制御装置80は、ブレーキ機構部50に対してオンにするように信号を出力する。これを受けてブレーキ機構部50がオンになることで、倣い部40がハンド部12を姿勢変更不可の状態となる。
When the identification of the movement path is completed, in the next step S2, the
ステップS3では、制御装置80は、ワイヤーハーネス用ロボット10に接近移動開始信号を出力する。具体的には、制御装置80は、移動機構部20に接近移動経路情報を送信する。これを受けて、第1移動機構部22及び第2移動機構部30がハンド部12を対象物W近傍の所定の位置に移動させる。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、制御装置80は、倣い部40がオンの状態になるようにワイヤーハーネス用ロボット10に倣い部オン信号を出力する。具体的には、制御装置80は、ブレーキ機構部50に対してオフにするように信号を出力する。これを受けてブレーキ機構部50がオフになることで、倣い部40がハンド部12を姿勢変更可能となる。
In step S4, the
ステップS5において、制御装置80は、ワイヤーハーネス用ロボット10に保持開始信号を出力する。具体的には、制御装置80は、例えば把持部14が開いた状態等、対象物Wを保持可能な姿勢になるようにハンド部12に信号を送信する。さらに、制御装置80は、移動機構部20に、保持移動経路情報を送信する。これを受けて、移動機構部20が、対象物Wを保持可能な姿勢のハンド部12を、対象物Wを保持可能な位置まで移動させる。そして、第1移動機構部22によるハンド部12の移動が完了したら、制御装置80は、対象物Wを保持する姿勢をとるようにハンド部12に信号を送信する。
In step S <b> 5, the
ステップS6において、制御装置80は、ワイヤーハーネス用ロボット10に摺動開始信号を出力する。具体的には、制御装置80は、移動機構部20に摺動経路情報を送信する。これを受けて移動機構部20が、対象物Wを保持した状態のハンド部12を、対象物Wに沿って摺動させる。
In step S <b> 6, the
以上により、形状形成処理が終了となる。 Thus, the shape forming process is completed.
なお、形状形成処理が終了した後、ハンド部12が対象物Wを離した状態で、倣い部40の状態(第1部材42と第2部材44との相対回転の状態)は、元に戻るように設定されていてもよいし、元に戻らないように設定されていてもよい。なお、倣い部40が弾性変形を利用してハンド部12を姿勢変更している場合は、ハンド部12が対象物Wを離した際に、弾性変形していたものが元に戻る。
After the shape forming process is completed, the state of the copying unit 40 (the state of relative rotation between the
上記形状形成処理においては、ハンド部12の姿勢変更に関してハンド部12が受ける外力によって倣い部40がハンド部12を姿勢変更しているため、力学的フィードバックを省略又は簡略化できることによって、その処理制御が容易になる。また、倣い部40によるハンド部12の姿勢変更に関して線形予測分析などの複雑な処理を省略できることによっても、その処理制御が容易になる。
In the shape forming process, since the copying
なお、形状形成処理において、対象物形状認識装置90が省略されることもあり得る。この場合、作業者が、ハンド部12の移動経路を入力するなどすればよい。
In the shape forming process, the object
実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット10によると、対象物Wを保持可能なハンド部12と、ハンド部12を移動可能な移動機構部20と、ハンド部12が対象物Wを保持する際、又は、ハンド部12が対象物Wを保持した状態でハンド部12と対象物Wとが相対移動する際に受ける対象物Wからの外力によりハンド部12を姿勢変更可能な倣い部40と、を備えるため、対象物Wが電線等の柔軟物である場合でも、対象物Wに過大な力がかかり対象物Wを傷つけてしまうこと又は電線の癖等でハンド部12の移動が阻害されること等を抑制することができる。これにより、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。
According to the
特に、力学フィードバック又は線形予測分析等の複雑な制御を省略することができるため、容易にワイヤーハーネス用ロボット10を実現できる。また、力学フィードバック又は線形予測分析等の複雑な制御を省略することができるため、処理速度の向上を図ることができることによって、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性をさせることができる。
In particular, since complicated control such as dynamic feedback or linear prediction analysis can be omitted, the
また、倣い部40がハンド部12を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されているため、例えば、ハンド部12が対象物Wを保持した状態で対象物Wごとハンド部12を移動させたいときなど姿勢変更させたくないときには姿勢変更不可な状態に設定し、姿勢変更させたいときだけ姿勢変更可能な状態に切り替えることで、作業効率を向上させることができる。
Further, since the copying
また、ハンド部12が倣い部40によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されているため、ハンド部12が対象物Wを把持した状態で対象物Wに対して移動する際に、より対象物Wの形状に即して移動することができる。これにより、対象物Wに過大な力がかかることをより確実に抑制することができることによって、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。
Further, since the
また、倣い部40は、第1部材42と、外力によって所定の軸周りに第1部材42と相対回転可能に連結されている第2部材44と、を備えるため、外力を受けて、第1部材42と第2部材44とが相対回転することによって、ハンド部12を姿勢変更することができる。
In addition, since the copying
{変形例}
次に、ワイヤーハーネス用ロボットの変形例について説明する。図10は、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット10Aを示す部分拡大平面図である。図11は、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット10Aを示す部分拡大側面図である。なお、本変形例の説明において、実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
{Modification}
Next, a modification of the wire harness robot will be described. FIG. 10 is a partially enlarged plan view showing a
変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット10Aは、倣い部40dを備える点で実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット10とは異なる。
The
具体的には、倣い部40dは、各倣い部40a,40b,40cと同様の形状に形成されている。倣い部40dは、ハンド部12と第1移動機構部22との間でz軸方向に沿って連結されている。そして、第1部材42dと第2部材44dとがx軸周りに相対回転可能に設けられている。これにより、ハンド部12は、x軸周りにも姿勢変更可能とされている。
Specifically, the copying
ここで、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット10Aが姿勢変更する様子について、図12を参照して説明する。図12は、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット10Aが姿勢変更している様子を示す説明図である。図12では、ハンド部12がx軸周りに姿勢変更している。
Here, a state where the posture of the
例えば、ハンド部12が、y軸方向に沿って延びる電線束Wを保持した状態で電線束Wに沿って摺動している際に、電線束Wがz軸方向に曲がった部分にハンド部12が差し掛かると、ハンド部12のうちそれまで電線束Wに当接していなかった部分(図12では一対の把持部14両方の基端部の下面)が電線束Wと当接する。この状態で、さらに摺動しようとすることで、ハンド部12が電線束Wから姿勢変更を促される方向(例えば、図12では、yz平面上で、y軸及びz軸に交差する方向)に外力を受ける。
For example, when the
この外力が倣い部40dに伝わり、倣い部40dの第1部材42d及び第2部材44dがx軸周りに相対回転することで、ハンド部12がx軸周りに回転するように姿勢変更する。
This external force is transmitted to the copying
また、上記実施形態において、倣い部40が、ハンド部12を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されているが、このことは必須ではない。倣い部は、姿勢変更不可の状態をとらず、常に、ハンド部を姿勢変更可能な状態に維持されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the copying
また、上記実施形態において、倣い部40が、ハンド部12を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能にする構成として、ワイヤーハーネス用ロボット10がブレーキ機構部50を備えているが、このことは必須ではない。例えば、第1部材及び第2部材を固定可能なネジを別途設け、当該ネジを締めること及び緩めることで、倣い部が、ハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態において、ハンド部12が対象物Wを保持した状態で摺動する際の外力によって、倣い部40がハンド部12を姿勢変更させるものとして説明したが、このことは必須ではない。ハンド部12が対象物Wを保持していない状態であっても、ハンド部12が対象物Wに対して対象物W近傍で対象物Wに沿って移動する場合などに、ハンド部12が新たに対象物Wと当接する際の外力によって、倣い部40がハンド部12を姿勢変更させる場合もあり得る。
Moreover, in the said embodiment, although the copying
また、上記実施形態において、倣い部40は、第1部材42と第2部材44とが相対回転可能なものとして説明したが、倣い部の構成は上記したものに限られない。例えば、倣い部としては、間隔を開けて配設された2枚の平行平板と、2枚の平行平板の主面同士を結ぶように、当該主面同士を結ぶ方向に弾性変形可能に配設されたバネ又はゴム等の弾性部材とを含む構成が考えられる。この場合、ブレーキ機構部により、2枚の平板間の距離、つまり、弾性部材の弾性変形量を調節することで、倣い部がオンの状態とオフの状態とを切り替えることができる。より詳細には、弾性部材の圧縮量が大きくなるように2枚の平板間の距離を小さくすることで、倣い部がオフの状態となる。また、例えば、弾性部材が弾性変形していない状態など、弾性部材の圧縮量が小さくなるように2枚の平板間の距離を大きくすることで、倣い部がオフの状態となる。
Moreover, in the said embodiment, although the copying
なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。 In addition, each structure demonstrated by the said embodiment and each modification can be suitably combined unless it mutually contradicts.
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。 As described above, the present invention has been described in detail. However, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.
10 ワイヤーハーネス用ロボット
12 ハンド部
20 移動機構部
22 第1移動機構部
30 第2移動機構部
40,40a,40b,40c,40d 倣い部
42,42a,42b,42c,42d 第1部材
44,44a,44b,44c,44d 第2部材
50 ブレーキ機構部
W 対象物
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ハンド部を移動可能な移動機構部と、
前記ハンド部が前記対象物を保持する際、又は、前記ハンド部が前記対象物を保持した状態で前記ハンド部と前記対象物とが相対移動する際に受ける前記対象物からの外力により前記ハンド部を姿勢変更可能な倣い部と、
を備える、ワイヤーハーネス用ロボット。 A hand portion capable of holding an object;
A moving mechanism unit capable of moving the hand unit;
When the hand unit holds the object or when the hand unit holds the object and the hand unit and the object move relative to each other, an external force from the object receives the hand. A copying part whose posture can be changed,
A wire harness robot comprising:
前記倣い部が前記ハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されている、ワイヤーハーネス用ロボット。 The wire harness robot according to claim 1,
The wire harness robot, wherein the copying unit is configured to be switchable between a state in which the posture of the hand unit can be changed and a state in which the posture cannot be changed.
前記ハンド部が前記倣い部によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されている、ワイヤーハーネス用ロボット。 The wire harness robot according to claim 1 or 2,
The wire harness robot, wherein the hand portion is formed by the copying portion so as to be able to change its posture around a plurality of axes.
前記倣い部は、
第1部材と、
前記外力によって所定の軸周りに前記第1部材と相対回転可能に連結されている第2部材と、
を備える、ワイヤーハーネス用ロボット。 It is a robot for wire harnesses of any one of Claims 1-3,
The copying part is
A first member;
A second member connected to the first member so as to be relatively rotatable around a predetermined axis by the external force;
A wire harness robot comprising:
Priority Applications (2)
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