JP2021007993A - Robot system, method of assembling assembly, assembly inspection method, motor-driven hand inspection method and motor-driven hand performance inspection jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組立工程において組立体の組立状態の良否判定を行うことが可能なロボットシステム、組立体の組立方法、組立体の検査方法、電動ハンドの検査方法および電動ハンド性能検査治具に関する。 The present invention relates to a robot system capable of determining the quality of an assembled state of an assembly in an assembly process, an assembly method, an assembly inspection method, an electric hand inspection method, and an electric hand performance inspection jig.
従来、電動ハンドで把持対象物体を把持する方法として、特許文献１には、電動ハンドに設けられた力センサで電動ハンドの把持力を検出し、把持対象物体の搬送中に把持対象物体が適切に把持できているか否かを検出することが開示されている。また把持対象物体を把持した時の位置センサの検出値より、電動ハンドで把持対象物体が適切に把持されているかを検出することが開示されている。 Conventionally, as a method of gripping an object to be gripped by an electric hand, Patent Document 1 describes that the gripping force of the electric hand is detected by a force sensor provided on the electric hand, and the object to be gripped is appropriate during transportation of the object to be gripped. It is disclosed to detect whether or not it can be gripped. Further, it is disclosed that it is detected whether or not the object to be gripped is properly gripped by the electric hand from the detection value of the position sensor when the object to be gripped is gripped.
しかしながら、上記、特許文献１の技術によれば、把持対象物体の搬送工程での電動ハンドの把持力の異常を検出することは可能であるが、組立工程において組立体の組立状態の良否判定を行うことができない。 However, according to the technique of Patent Document 1 described above, although it is possible to detect an abnormality in the gripping force of the electric hand in the transfer process of the object to be gripped, it is possible to determine the quality of the assembled state of the assembly in the assembly process. I can't do it.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組立工程において組立体の組立状態の良否判定を行うことが可能なロボットシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a robot system capable of determining the quality of an assembled state of an assembly in an assembling process.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるロボットシステムは、ロボットアームの先端部に取り付けられた電動ハンドにおける一対の把持フィンガの間に把持した組付物を被組付物に組み付けて組立体を組み立てるロボットと、組付物と被組付物との組み付けの成否により外形寸法が変化する部位である組立体における検出対象部を予め決められた把持力で把持している一対の把持フィンガの間の幅である把持幅を検出する把持幅検出部と、組立体の組み立てを制御する組立制御部と、把持幅検出部において検出された把持幅が予め決められた把持幅の閾値範囲に入っているか否かによって組立体の組立状態の良否を判定する検査制御部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the robot system according to the present invention attaches an assembly gripped between a pair of gripping fingers in an electric hand attached to the tip of a robot arm. The robot that assembles the assembly by assembling it to an object and the detection target part in the assembly, which is the part where the external dimensions change depending on the success or failure of the assembly between the assembly and the object to be assembled, are gripped with a predetermined gripping force. A grip width detection unit that detects the grip width, which is the width between the pair of grip fingers, an assembly control unit that controls the assembly of the assembly, and a grip in which the grip width detected by the grip width detection unit is predetermined. It is provided with an inspection control unit that determines the quality of the assembled state of the assembly depending on whether or not it is within the width threshold range.
本発明にかかるロボットシステムによれば、組立工程において組立体の組立状態の良否判定を行うことが可能である、という効果を奏する。 According to the robot system according to the present invention, it is possible to determine the quality of the assembled state of the assembly in the assembling process.
以下に、本発明の実施の形態にかかるロボットシステム、組立体の組立方法、組立体の検査方法、電動ハンドの検査方法および電動ハンド性能検査治具を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the robot system, the assembly method, the assembly inspection method, the electric hand inspection method, and the electric hand performance inspection jig according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるロボットコントローラ５１を備えたロボットシステム１００の全体図である。図２は、図１に示すロボットシステム１００における制御系のブロック図である。図３は、図１に示すロボットコントローラ５１および計算機５３における制御部の機能構成を示すブロック図である。ロボットシステム１００は、組付台６０に設置されたロボット４０と、ロボット４０を制御するロボットコントローラ５１と、電動ハンド２を制御する電動ハンドコントローラ５２と、ロボットコントローラ５１を制御する計算機５３とを備える。
Embodiment 1.
FIG. 1 is an overall view of a
ロボット４０は、組付台６０に配置されたベース部４１と、ベース部４１に支持されたロボットアーム１と、を有する。ロボットアーム１の先端部の手首には、電動ハンド２が装着されている。電動ハンド２には、組付物４を把持する一対の把持フィンガ３が取り付けられている。組付物４は、電動ハンド２の把持対象となる物体である。
The
電動ハンド２は、一対の把持フィンガ３の間隔を調整することで組付物４を把持する。ロボットアーム１は、電動ハンド２が組付物４を把持した状態で、位置決め固定された被組付物５への組付物４の組付動作を行う。
The
計算機５３は、たとえばプログラマブルロジックコントローラ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＰＬＣ）といった制御機器であり、演算機能部および記憶部を備えたコンピュータ装置によって構成される。計算機５３は、ロボットコントローラ５１へ、ロボットコントローラ５１内のロボットプログラムの実行指令および停止指令を行う。また、計算機５３は、ロボットコントローラ５１を制御するために必要な情報である、ロボットアーム１の現在位置および電動ハンド２の把持位置などの情報をロボットコントローラ５１から受け取る。
The
また、計算機５３は、検査制御部５３１を有する。検査制御部５３１は、組立体における検出対象部を予め決められた把持力で把持している一対の把持フィンガ３の間の幅である把持幅を検出する把持幅検出部５４から把持幅の情報を取得して、目標とする把持幅に対して予め決められた把持幅の閾値範囲に把持幅が入っているか否かによって組立体の組立状態の良否を判定する。組立体における検出対象部は、組付物４と被組付物５との組み付けの成否により外形寸法が変化する部位である。なお、本実施の形態１においては、検査制御部５３１が計算機５３に設けられている場合について説明するが、検査制御部５３１の機能がロボットコントローラ５１に設けられてもよい。
Further, the
ロボットプログラムは、被組付物５への組付物４の組付動作の制御、組立体の検査動作の制御および電動ハンド２の検査動作の制御と、計算機５３全体の制御を実行するためのプログラムである。ロボットプログラムには、ロボットアーム１の位置、電動ハンド２の位置、組付物４の組付動作の手順、組立体の検査動作の手順、電動ハンド２の検査動作の手順など、ロボットアーム１の制御および電動ハンド２の制御等に必要な情報が記憶されている。
The robot program controls the assembly operation of the
ロボットコントローラ５１は、演算機能部および記憶部を備え、記憶部に記憶されたロボットプログラムに従ってロボットアーム１および電動ハンド２の制御を行い、被組付物５への組付物４の組付動作の制御、組立体の検査動作の制御および電動ハンド２の検査動作の制御といった制御を行う。ロボットコントローラ５１は、予めロボットプログラムに設定された組付物４の組付動作および分岐判定における条件に従ってロボットアーム１および電動ハンド２を制御する。また、ロボットコントローラ５１は、予めロボットプログラムに設定された組立体の検査動作および電動ハンド２の検査動作および分岐判定における条件に従ってロボットアーム１および電動ハンド２を制御する。また、ロボットコントローラ５１は、ロボットアーム１の現在位置および電動ハンド２の把持位置などの情報を計算機５３へフィードバックする。
The
また、ロボットコントローラ５１は、組立制御部５１１を有する。組立制御部５１１は、電動ハンド２における一対の把持フィンガ３の間に把持した組付物４を被組付物５に組み付けて組立体を組み立てる組立体の組立動作を制御する。
Further, the
電動ハンドコントローラ５２は、演算機能部および記憶部を備え、ロボットコントローラ５１から指令された把持位置、把持力、把持速度などの情報に基づいて、電動ハンド２の動作を制御する。また、電動ハンドコントローラ５２は、電動ハンド２の把持位置の情報をロボットコントローラ５１へフィードバックする。
The
つぎに、ロボットシステム１００における組立体の組立方法および組立体の検査方法について説明する。図４は、図１に示すロボットシステム１００における組立体の組立方法および組立体の検査方法の手順を示すフローチャートである。図５は、図１に示すロボットシステム１００における組立体の組み立てが成功した場合の組立体の組立工程を示す模式図である。図６は、図５におけるＡ部の拡大図である。図７は、図１に示すロボットシステム１００における組立体の組み立てが失敗した場合の組立体の組立工程を示す模式図である。図８は、図７におけるＢ部の拡大図である。
Next, a method of assembling the assembly and a method of inspecting the assembly in the
図５および図７において、一対の把持フィンガ３の移動方向に沿った方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸方向およびＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、電動ハンド２が把持した組付物４を被組付物５に組み付ける際に電動ハンド２が移動する方向に沿った方向であり、鉛直方向である。ここで、一対の把持フィンガ３の移動方向とは、電動ハンド２が組付物４を把持するためにまたは組付物４を開放するために一対の把持フィンガ３の間隔を調整する際、一対の把持フィンガ３が移動する方向を表す。電動ハンド２が組付物４を把持するまたは組付物４を開放する際、一対の把持フィンガ３の各々は、相反する方向に移動する。また、以下における幅方向は、Ｘ軸方向に沿った方向である。また、電動ハンド２の把持幅は、電動ハンド２が組付物４およびその他の物体を把持する動作を行う際の一対の把持フィンガ３の間隔である。
In FIGS. 5 and 7, the direction along the moving direction of the pair of
まず、組立体の組み立てが成功した場合について説明する。組立体の組立は、ロボットコントローラ５１の組立制御部５１１の制御により行われる。
First, a case where the assembly of the assembly is successful will be described. The assembly is performed under the control of the
ステップＳ１０において、図５（ａ）に示すように、一対の把持フィンガ３の間に把持された組付物４が被組付物５に組み付けられて組立体２０が組み立てられる組立ステップが行われる。ロボットコントローラ５１の組立制御部５１１は、組付物４を被組付物５へ組み付ける動作をロボット４０に行わせる制御を行う。組立制御部５１１は、ロボットアーム１を動かし、電動ハンド２の一対の把持フィンガ３の間に把持された組付物４を、予め決められた組付作業開始点に移動させる。そして、組立制御部５１１は、ロボットアーム１を制御して、組付物４を被組付物５に押し付ける方向に組付物４を移動させて、組付物４を被組付物５へ組み付ける。
In step S10, as shown in FIG. 5A, an assembly step is performed in which the
図６に示すように、組付物４に設けられた嵌合爪６が、被組付物５に設けられた嵌合穴７に嵌り込み、組立体２０の組立は成功している。組付物４には、幅方向における両端部に嵌合爪６が設けられている。被組付物５には、幅方向における両端部に嵌合穴７が設けられている。
As shown in FIG. 6, the
つぎに、ステップＳ２０において、組立制御部５１１は、図５（ｂ）に示すように電動ハンド２の把持フィンガ３を組付物４から開放する。
Next, in step S20, the
引き続き、組立体２０の検査が行われる。組立体２０の検査は、ロボットコントローラ５１の検査制御部５３１の制御により行われる。ステップＳ３０において、検査制御部５３１は、図５（ｃ）に示すように電動ハンド２を、組付物４を被組付物５へ組み付けたときよりも下方に降下させる。
Subsequently, the
つぎに、ステップＳ４０において、組立体２０における検出対象部２１を電動ハンド２が一対の把持フィンガ３の間に把持する組立体把持ステップが行われる。検査制御部５３１は、図５（ｄ）に示すように組立体２０における予め決められた検出対象部２１を一対の把持フィンガ３の間に把持させる。
Next, in step S40, an assembly gripping step is performed in which the
検出対象部２１は、組立体２０の幅方向において対向する一対の側面において、組付物４の嵌合爪６と被組付物５の嵌合穴７との嵌合部を含む領域である。検出対象部２１は、組付物４が被組付物５に組み付けられる過程で、幅寸法が変化する部位、すなわち、外形寸法が変化する部位である。検出対象部２１は、組付物４が被組付物５に組み付けられる過程で、組付物４の嵌合爪６が被組付物５の嵌合穴７に嵌まる前に外側に膨らんで外形寸法が大きくなった後、組付物４の嵌合爪６が被組付物５の嵌合穴７に嵌まると、あらかじめ設定された外形寸法となる。あらかじめ設定された外形寸法は、組付物４が組み付けられる前の被組付物５における、検出対象部２１に対応する部分の外形寸法である。すなわち、検出対象部２１の外形寸法は、組付物４が被組付物５に組み付けられる過程で一旦大きくなり、組付物４が被組付物５に組み付けられると、元の寸法に戻る。
The
検査制御部５３１は、一対の把持フィンガ３を駆動するために電動ハンド２に内蔵された不図示の駆動モータに供給する電流を制御することによって、一対の把持フィンガ３の把持力を予め決められた値に制御して、一対の把持フィンガ３に検出対象部２１を把持させる。これにより、一対の把持フィンガ３は、予め決められた把持力で検出対象部２１を把持する。
The
つぎに、ステップＳ５０において、検出対象部２１を把持している一対の把持フィンガ３の間の幅である把持幅が検出される把持幅検出ステップが行われる。検査制御部５３１は、電動ハンド２に装着された把持幅検出部５４の検出値を取得し、取得した検出値より一対の把持フィンガ３の把持幅を検出する。把持幅検出部５４は、たとえば一対の把持フィンガ３を駆動するために電動ハンド２に内蔵された駆動モータの移動量を検出する位置センサであるモータエンコーダである。
Next, in step S50, a grip width detection step is performed in which the grip width, which is the width between the pair of
つぎに、ステップＳ６０において、検出された把持幅が目標とする把持幅に対して予め決められた把持幅の閾値範囲に入っているか否かによって組立体２０の組立状態の良否が判定される判定ステップが行われる。検査制御部５３１は、把持幅検出部５４で検出された把持幅と把持幅の閾値範囲とを比較し、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っているか否かを判定する。
Next, in step S60, it is determined whether or not the assembled state of the
検査制御部５３１は、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っている場合に、組立体２０の組立状態が良好であり、組立体２０の組み立てが成功していると判定する。検査制御部５３１は、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っていない場合に、組立体２０の組立状態が不良であり、組立体２０の組み立てが失敗していると判定する。
When the detected gripping width is within the threshold range of the gripping width, the
検出対象部２１の把持幅の閾値範囲は、組立体２０の組立状態が良好であり、組立体２０の組み立てが成功している場合の検出対象部２１の閾値範囲であり、検出対象部２１の設計上の寸法に基づいて、製品個体のばらつきを考慮して予め設定され、検査制御部５３１に記憶される。
The threshold range of the gripping width of the
把持幅が把持幅の閾値範囲に入っている場合は、検査制御部５３１は、組立体２０の組み立てが成功していると判定して、一連の組立体２０の検査動作を終了する。この場合、組立体２０の組み立てが成功しており、組立体２０が正常であるので、検査制御部５３１は、アラームの通知は行わない。
When the gripping width is within the threshold range of the gripping width, the
つぎに、組立体２０の組み立てが失敗した場合について説明する。まず、上述したステップＳ１０が行われる。ここで、図７（ａ）および図８に示すように、組付物４の嵌合爪６は、被組付物５の嵌合穴７に嵌らず、被組付物５が外側へ変形している。
Next, a case where the assembly of the
つぎに、図７（ｂ）から図７（ｄ）に示すように、上述したステップＳ２０からステップＳ６０が行われる。この場合、被組付物５が外側へ変形しているため、検出された把持幅は把持幅の閾値範囲よりも大きくなる。把持幅が把持幅の閾値範囲に入っていない場合は、検査制御部５３１は、組立体２０の組み立てが失敗していると判定しており、組立体２０が異常であると判定する。この場合、検査制御部５３１は、計算機５３にアラームの通知を行い、一連の組立体２０の検査動作を終了する。
Next, as shown in FIGS. 7 (b) to 7 (d), steps S20 to S60 described above are performed. In this case, since the object to be assembled 5 is deformed outward, the detected gripping width becomes larger than the threshold range of the gripping width. If the gripping width is not within the threshold range of the gripping width, the
上述したように、本実施の形態１にかかる組立体の検査方法においては、組立体２０の組み立てに引き続いて、組立体２０の把持幅が把持幅の閾値範囲に入っているか否かによって組立体２０の組立状態の良否を判定する。検査制御部５３１は、一対の把持フィンガ３を駆動するために電動ハンド２に内蔵された駆動モータのモータトルクが予め決められたトルク値になるように、駆動モータを駆動する電流を制御する。これにより、組立体２０の検査において電動ハンド２の把持力が変動することによる、組立体２０の外形寸法のばらつきを抑制することができる。
As described above, in the assembly inspection method according to the first embodiment, following the assembly of the
また、電動ハンド２で組立体２０の検出対象部２１を予め決められた把持力で把持したときの把持幅を取得することで、組立体２０の検出対象部２１の外形寸法を精度良く検出することが可能となり、組立体２０の組立状態の良否を精度良く判定することが可能となる。
Further, by acquiring the gripping width when the
このような本実施の形態１にかかる組立体の検査方法によれば、電動ハンド２を用いて組立体２０の検査を行うことができるため、組立体２０の組立状態の良否の検査用の専用の検出機器が不要となる。また、組立体２０の直後に、組立体２０を専用の検査領域に移動させることなく、直ぐに組立体２０の検査を行うことが可能となる。これにより、本実施の形態１にかかる組立体の検査方法によれば、組立体２０の検査に用いる設備の簡素化、費用削減、サイクルタイム短縮の効果が得られる。
According to the assembly inspection method according to the first embodiment, the
そして、本実施の形態１にかかる計算機５３によれば、本実施の形態１にかかる組立体２０の検査方法を制御して、組立工程において組立体２０の組立状態の良否判定を行うことが可能な計算機５３が得られる。
Then, according to the
実施の形態２．
本実施の形態２では、上述した電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法および電動ハンド性能検査治具について説明する。図９は、図１に示す電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法の手順を示すフローチャートである。図１０は、図１に示す電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法の工程を示す模式図である。
In the second embodiment, an inspection method of the electric hand for inspecting the performance of the
本実施の形態２にかかる電動ハンド２の検査方法では、既知の寸法を有する電動ハンド性能検査治具８が用いられる。電動ハンド性能検査治具８は、電動ハンド２が組付物４を把持する際の把持幅の検出性能と、電動ハンド２が組立体２０を把持する際の把持の荷重である把持力の制御性能との両方を検査できる治具である。電動ハンド性能検査治具８は、把持幅検出用ブロック９と、把持幅検出用ブロック９の幅方向の側面に配置された把持力検出用の荷重センサ１０と、を備える。
In the inspection method of the
把持幅検出用ブロック９は、電動ハンド２の把持力では変形しない剛性を有する材料によって構成されている検出用ブロックである。把持幅検出用ブロック９は、たとえば金属材料の中実品より構成される。荷重センサ１０は、電動ハンド２の把持力を検出するための把持力検出部である。
The grip
まず、ステップＳ１１０において、検査制御部５３１は、ロボットアーム１を動かし、図１０（ａ）に示すように、電動ハンド性能検査治具８が配置された検査位置に電動ハンド２を移動させる。
First, in step S110, the
つぎに、ステップＳ１２０において、電動ハンド２により把持幅検出用ブロック９の把持幅検出対象部９１が予め決められた把持力で把持される治具把持ステップが行われる。把持幅検出対象部９１は、電動ハンド性能検査治具８において、電動ハンド２が組付物４を把持する際の把持幅の検出性能を検査するために把持幅が検出される、把持幅検出用ブロック９の幅方向において対向する一対の側面の部分である。
Next, in step S120, a jig gripping step is performed in which the gripping width
検査制御部５３１は、一対の把持フィンガ３を駆動するために電動ハンド２に内蔵された駆動モータに供給する電流を制御することによって、一対の把持フィンガ３の把持力を予め決められた値に制御して、一対の把持フィンガ３に把持幅検出対象部９１を把持させる。これにより、一対の把持フィンガ３は、図１０（ｂ）に示すように、予め決められた把持力で把持幅検出対象部９１を把持する。
The
つぎに、ステップＳ１３０において、把持幅検出対象部９１を把持している一対の把持フィンガ３の間の幅である把持幅が検出される把持幅検出ステップが行われる。把持幅の検出は、図１０（ｂ）に示すように一対の把持フィンガ３が把持幅検出対象部９１を把持した状態で、上述したステップＳ５０と同様にして行われる。
Next, in step S130, a grip width detection step is performed in which the grip width, which is the width between the pair of
つぎに、ステップＳ１４０において、予め決められた把持幅検出対象部９１の把持幅の閾値範囲に検出された把持幅が入っているか否かによって電動ハンド２の性能である電動ハンド２の把持幅の検出性能が判定される判定ステップが行われる。検査制御部５３１は、検出された把持幅と把持幅検出対象部９１の把持幅の閾値範囲とを比較し、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っているか否かを判定する。検査制御部５３１は、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っている場合に、電動ハンド２の把持幅の検出性能が正常であると判定する。検査制御部５３１は、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っていない場合に、電動ハンド２の把持幅の検出性能が異常であると判定する。
Next, in step S140, the grip width of the
把持幅検出対象部９１の把持幅の閾値範囲は、電動ハンド２の把持幅の検出性能が正常である場合の把持幅検出対象部９１の把持幅の閾値範囲であり、把持幅検出対象部９１の実際の幅を複数回測定した結果に基づいて、測定値のばらつきを考慮して予め設定され、検査制御部５３１に記憶される。
The threshold range of the grip width of the grip width
電動ハンド２の把持幅の検出性能が異常である場合には、組立体２０の組立状態の良否を検査制御部５３１において誤って判定する可能性がある。
If the detection performance of the gripping width of the
つぎに、ステップＳ１５０において、荷重センサ１０が配置された把持力検出対象部９２が予め決められた把持力で電動ハンド２により把持される治具把持ステップが行われる。把持力検出対象部９２は、電動ハンド性能検査治具８において、電動ハンド２が組立体２０を把持する際の把持力の性能を検査するために把持力が検出される、把持幅検出用ブロック９の幅方向において対向する一対の側面の部分である。
Next, in step S150, a jig gripping step is performed in which the gripping force
検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持フィンガ３を把持幅検出対象部９１から開放し、電動ハンド２の高さを下げる。そして、検査制御部５３１は、一対の把持フィンガ３を駆動するために電動ハンド２に内蔵された駆動モータに供給する電流を制御することによって、一対の把持フィンガ３の把持力を予め決められた値に制御して、一対の把持フィンガ３に把持力検出対象部９２を把持させる。これにより、一対の把持フィンガ３は、図１０（ｃ）に示すように、予め決められた把持力で把持力検出対象部９２を把持する。
The
つぎに、ステップＳ１６０において、把持力検出対象部９２を把持する際の電動ハンド２の把持力が検出される把持力検出ステップが行われる。荷重センサ１０は、図１０（ｃ）に示すように一対の把持フィンガ３が把持力検出対象部９２を把持した状態で、電動ハンド２の把持力を検出する。荷重センサ１０は、検出した把持力の情報を検査制御部５３１に送信する。
Next, in step S160, a gripping force detection step is performed in which the gripping force of the
つぎに、ステップＳ１７０において、目標とする把持力に対して予め決められた把持力の閾値範囲に把持力検出対象部９２の把持力が入っているか否かによって電動ハンド２の把持力の制御性能が判定される判定ステップが行われる。検査制御部５３１は、検出された把持力と把持力の閾値範囲とを比較し、検出された把持力が把持力の閾値範囲に入っているか否かを判定する。
Next, in step S170, the control performance of the gripping force of the
把持力の閾値範囲は、把持力検出対象部９２の把持力の制御精度が正常である閾値範囲である。把持力の閾値範囲は、電動ハンド２の検査において基準となる予め決められた把持力の範囲であり、把持力検出対象部９２を把持する際の予め決められた把持力を中心とした範囲である。把持力の閾値範囲は、予め設定されて検査制御部５３１に記憶される。
The threshold range of the gripping force is a threshold range in which the control accuracy of the gripping force of the gripping force
検査制御部５３１は、検出された把持力が把持力の閾値範囲に入っている場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能が正常であると判定し、一連の電動ハンドの検査動作を終了する。検査制御部５３１は、検出された把持力が把持力の閾値範囲に入っていない場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能が異常であると判定し、計算機５３にアラームの通知を行い、一連の電動ハンド２の検査動作を終了する。
When the detected gripping force is within the threshold range of the gripping force, the
電動ハンド２の把持力の性能が異常である場合には、たとえば一対の把持フィンガ３を駆動する駆動モータを予め決められた値のトルクに制御しても、組付物４に対して設定よりも大きな力もしくは小さな力が加わることになる。
When the gripping force performance of the
ロボットアーム１に搭載された電動ハンド２で組立体２０の組立検査をする場合、電動ハンド２の性能を保証する必要がある。組立体２０の組立検査に必要な電動ハンド２の性能の１つに「把持力の安定性」が挙げられる。これは、電動ハンド２の把持力が変動すると、組立検査において電動ハンド２で把持されたときの組立体２０の変形量が変動し、組立体２０の外形寸法を精度良く検出することができないためである。
When the assembly inspection of the
また、組立体２０の組立検査に必要な電動ハンド２の性能として「把持幅の再現性」は最も重要な要素である。同じ組立体２０の把持幅を繰り返し検出したときの再現性は検査の基本と言える。上記のことを踏まえ、電動ハンド性能検査治具８は、把持力を検出する荷重センサ１０と、把持力に対して変形しない剛性を有する把持幅検出用部品である把持幅検出用ブロック９とで構成している。
Further, "reproducibility of gripping width" is the most important factor as the performance of the
なお、荷重センサ１０は、把持したときに微小な歪みを発生し、寸法のばらつきが発生する要因となる。このため、把持幅検出対象部９１と荷重センサ１０とを分けて測定している。
The
把持幅検出対象部９１の幅寸法は、組立体２０の幅寸法であってもよく、他の寸法であってもよい。本実施の形態２にかかる電動ハンドの検査方法は、電動ハンド２の把持処理における再現性を確認して電動ハンド２の性能を検査するため、たとえば１日に１回、連続した作業の開始時などに行われることが好ましい。
The width dimension of the gripping width
上述したように、本実施の形態２にかかる電動ハンドの検査方法においては、電動ハンド性能検査治具８を用いて電動ハンド２の性能を検査するため、電動ハンド２の性能検査のためにロボットアーム１から電動ハンド２を取り外す必要がなく、設備の停止時間を削減でき、ロボット４０の再ティーチングが不要である、といった効果が得られる。
As described above, in the method for inspecting the electric hand according to the second embodiment, since the performance of the
実施の形態３．
本実施の形態３では、上述した電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法および治具の他の例について説明する。図１１は、図１に示す電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法の手順を示すフローチャートである。図１２は、図１に示す電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法の工程を示す模式図である。
In the third embodiment, an inspection method of the electric hand for inspecting the performance of the
本実施の形態３にかかる電動ハンド２の検査方法では、既知の寸法を有する電動ハンド性能検査治具８ａが用いられる。電動ハンド性能検査治具８ａは、電動ハンド２が組付物４を把持する際の把持幅の検出性能と、電動ハンド２が組立体２０を把持する際の把持の荷重である把持力の制御性能との両方を検査できる治具である。電動ハンド性能検査治具８ａは、把持幅検出用ブロック９ａと、把持幅検出用ブロック９ａの幅方向において対向する一対の側面に配置された把持力検出機構１５と、を備える。
In the inspection method of the
把持幅検出用ブロック９ａは、電動ハンド２の把持力では変形しない剛性を有する材料によって構成されている検出用ブロックである。把持幅検出用ブロック９ａは、たとえば金属材料の中実品より構成される。
The grip
把持力検出機構１５と検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持力を検出するための把持力検出部を構成する。把持力検出機構１５は、把持幅検出用ブロック９ａの側面に埋め込まれた筒状のリニアガイド１３と、リニアガイド１３の軸方向に移動可能にリニアガイド１３に挿入されたリニアシャフト１１と、リニアシャフト１１と連結された把持プレート１４と、圧縮バネ１２とで構成されている。圧縮バネ１２は、把持幅検出用ブロック９ａの外部において、リニアガイド１３のフランジ部１３ａと、把持プレート１４との間に配置されており、リニアシャフト１１が挿入されている。リニアガイド１３のフランジ部１３ａは、把持幅検出用ブロック９ａの側面に接触して配置されている。このように構成された把持力検出機構１５は、圧縮バネ１２が圧縮される方向に把持プレート１４に外部から荷重がかかることで、外部からの荷重に正比例してリニアシャフト１１がリニアガイド１３に押し込まれて、幅寸法が小さくなる。
The gripping
まず、ステップＳ２１０において、検査制御部５３１は、ロボットアーム１を動かし、図１２（ａ）に示すように、電動ハンド性能検査治具８ａが配置された検査位置に電動ハンド２を移動させる。
First, in step S210, the
つぎに、ステップＳ２２０において、把持幅検出用ブロック９ａの把持幅検出対象部９１ａが、予め決められた把持力で電動ハンド２により把持される治具把持ステップが行われる。ステップＳ２２０では、上述したステップＳ１２０と同様にして、図１２（ｂ）に示すように一対の把持フィンガ３が、予め決められた把持力で把持幅検出対象部９１ａを把持する。
Next, in step S220, a jig gripping step is performed in which the gripping width
つぎに、ステップＳ２３０において、把持幅検出対象部９１ａを把持している一対の把持フィンガ３の間の幅である把持幅が検出される把持幅検出ステップが行われる。検査制御部５３１は、図１２（ｂ）に示すように一対の把持フィンガ３が把持幅検出対象部９１ａを把持した状態で、上述したステップＳ５０と同様にして、把持幅を検出する。
Next, in step S230, a grip width detection step is performed in which the grip width, which is the width between the pair of
つぎに、ステップＳ２４０において、予め決められた把持幅検出対象部９１ａの把持幅の閾値範囲に検出された把持幅が入っているか否かによって電動ハンド２の把持幅の検出性能が判定される判定ステップが行われる。ステップＳ２４０は、上述したステップＳ１４０と同様にして行われる。
Next, in step S240, a determination that the detection performance of the grip width of the
つぎに、ステップＳ２５０において、把持力検出機構１５が配置された把持力検出対象部９２ａが予め決められた把持力で電動ハンド２により把持される治具把持ステップが行われる。把持力検出対象部９２ａは、電動ハンド性能検査治具８ａにおいて、電動ハンド２が組立体２０を把持する際の把持力の性能を検査するために把持力が検出される、把持幅検出用ブロック９ａの幅方向において対向する一対の側面の部分である。ステップＳ２５０では、上述したステップＳ１５０と同様にして、一対の把持フィンガ３が、図１２（ｃ）に示すように、予め決められた把持力で把持力検出対象部９２ａを把持する。
Next, in step S250, a jig gripping step is performed in which the gripping force
つぎに、ステップＳ２６０において、把持力検出対象部９２ａを把持する際の電動ハンド２の把持幅が検出される把持幅検出ステップが行われる。把持力検出機構１５に配置された圧縮バネ１２は、電動ハンド２の把持力が一定であれば圧縮バネ１２のたわみ量も一定となる。したがって、電動ハンド２で把持力検出機構１５を把持した場合、電動ハンド２の把持力が一定であれば、電動ハンド２による把持力検出対象部９２ａの把持幅も一定となる。
Next, in step S260, a gripping width detection step is performed in which the gripping width of the
そこで、検査制御部５３１は、把持力検出機構１５が配置された把持力検出対象部９２ａを電動ハンド２で把持する際の、電動ハンド２のセンサであるモータエンコーダにおける駆動モータの位置の検出値より、把持力検出機構１５を把持する際の電動ハンド２の把持幅を検出する。
Therefore, the
つぎに、ステップＳ２７０において、予め決められた把持力検出対象部９２ａの把持幅の閾値範囲に検出された把持幅が入っているか否かによって電動ハンド２の性能である電動ハンド２の把持力の制御性能が判定される判定ステップが行われる。検査制御部５３１は、検出された把持幅と把持力検出対象部９２ａの把持幅の閾値範囲とを比較し、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っているか否かを判定する。検査制御部５３１は、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っている場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能が正常であると判定する。検査制御部５３１は、検出された把持幅が把持幅の閾値範囲に入っていない場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能が異常であると判定する。
Next, in step S270, the gripping force of the
電動ハンド２の駆動モータをトルク一定で制御して把持力検出対象部９２ａを電動ハンド２で把持したとき、電動ハンド２による把持幅が一定となる。把持幅は、把持力検出機構１５の無負荷時の把持力検出対象部９２ａの幅寸法より、計算で求めた電動ハンド２の把持力による圧縮バネ１２のたわみ量を差し引いた寸法と同等となる。したがって、電動ハンド２の駆動モータをトルク一定で制御したときの電動ハンド２の把持力から圧縮バネ１２のたわみ量を計算し、電動ハンド２による把持力検出機構１５の把持幅から圧縮バネ１２のたわみ量を差し引いて、電動ハンド２が正常なときの把持力検出対象部９２ａの把持幅の閾値範囲を算出して、予め検査制御部５３１に記憶しておく。
When the drive motor of the
検査制御部５３１は、検出された把持力が把持力の閾値範囲に入っている場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能が正常であると判定し、一連の電動ハンドの検査動作を終了する。検査制御部５３１は、検出された把持力が把持力の閾値範囲に入っていない場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能が異常であると判定し、計算機５３にアラームの通知を行い、一連の電動ハンドの検査動作を終了する。
When the detected gripping force is within the threshold range of the gripping force, the
上述したように、本実施の形態３にかかる電動ハンドの検査方法においては、電動ハンド性能検査治具８ａを用いて電動ハンド２の性能を検査するため、本実施の形態３にかかる電動ハンドの検査方法と同様の効果が得られる。本実施の形態３にかかる電動ハンドの検査方法においては、一定の荷重で電動ハンド２で把持力検出対象部９２ａを把持したときの把持幅を確認することで、電動ハンド２の把持力が正しいことを保証することができる。そして、本実施の形態３では、把持力検出機構１５が配置された把持力検出対象部９２ａを把持する際の電動ハンド２の把持幅が、電動ハンド２の把持力の制御性能が正常である場合に対応する予め決められた把持力検出対象部９２ａの把持幅の閾値範囲に入っているか否かを判定することにより、把持力検出機構１５が配置された把持力検出対象部９２ａを把持する際の電動ハンド２の把持力を間接的に判定できる。
As described above, in the method for inspecting the electric hand according to the third embodiment, in order to inspect the performance of the
本実施の形態３にかかる電動ハンドの検査方法によれば、本実施の形態３にかかる電動ハンドの検査方法に対して、高価な荷重センサが不要になり、コストを低減できる。 According to the electric hand inspection method according to the third embodiment, an expensive load sensor becomes unnecessary and the cost can be reduced as compared with the electric hand inspection method according to the third embodiment.
実施の形態４．
本実施の形態４では、上述した電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法および治具の他の例について説明する。図１３は、図１に示す電動ハンド２の性能を検査する電動ハンドの検査方法の工程を示す模式図である。
In the fourth embodiment, an inspection method of the electric hand for inspecting the performance of the
本実施の形態４にかかる電動ハンド２の検査方法では、図１３（ａ）に示すように、電動ハンド性能検査治具８ｂが用いられる。電動ハンド性能検査治具８ｂは、把持幅検出用ブロック９ｂと、把持幅検出用ブロック９ｂの側面に配置された把持力検出用の荷重センサ１０と、を備える。把持幅検出用ブロック９ｂは、把持幅検出対象部９１ｂと、把持幅検出対象部９１ｃとの２つの把持幅検出対象部が段付きで形成されていることが、上述した把持幅検出用ブロック９と異なる。把持幅検出対象部９１ｂと把持幅検出対象部９１ｃとは、幅方向における寸法が異なる。
In the inspection method of the
本実施の形態４にかかる電動ハンドの検査方法では、まず図１３（ａ）に示すように、上述したステップＳ１１０と同様にして、電動ハンド性能検査治具８ｂが配置された検査位置に電動ハンド２が移動する。つぎに、図１３（ｂ）に示すように、把持幅検出対象部９１ｂが電動ハンド２によって把持されて、上述したステップＳ１２０からステップＳ１４０と同様にして、電動ハンド２の把持幅の検出性能の検査が行われる。つぎに、図１３（ｃ）に示すように、把持幅検出対象部９１ｃが電動ハンド２によって把持されて、上述したステップＳ１２０からステップＳ１４０と同様にして、電動ハンド２の把持幅の検出性能の検査が行われる。その後、図１３（ｄ）に示すように、把持力検出対象部９２ｂが電動ハンド２によって把持されて、上述したステップＳ１５０からステップＳ１７０と同様にして、電動ハンド２の把持力の制御性能の検査が行われる。
In the electric hand inspection method according to the fourth embodiment, first, as shown in FIG. 13A, the electric hand is placed at the inspection position where the electric hand
なお、上記においては、把持幅検出対象部として把持幅検出対象部９１ｂと把持幅検出対象部９１ｃとの２つを設けているが、異なる幅寸法を有する３つ以上の把持幅検出対象部が電動ハンド性能検査治具８ｂに設けられてもよい。
In the above, two grip width
上述した本実施の形態４にかかる電動ハンドの検査方法では、本実施の形態２にかかる電動ハンドの検査方法と同様の効果が得られる。 The electric hand inspection method according to the fourth embodiment described above has the same effect as the electric hand inspection method according to the second embodiment.
また、本実施の形態４にかかる電動ハンドの検査方法では、異なる２種類の寸法を有する把持幅検出対象部である把持幅検出対象部９１ｂと把持幅検出対象部９１ｃとを電動ハンド２で把持して電動ハンド２の性能を検査するため、本実施の形態２にかかる電動ハンドの検査方法に比べて、電動ハンド２の把持幅の検出性能の検査の精度を、より高めることができる。
Further, in the electric hand inspection method according to the fourth embodiment, the grip width
また、本実施の形態４にかかる電動ハンドの検査方法では、把持幅検出対象部９１ｂの幅寸法と、把持幅検出対象部９１ｃの幅寸法とを、異なる外形寸法を有する組立体２０の製品幅と同じにする場合には、電動ハンド性能検査治具８ｂを用いて電動ハンド２の把持幅の検出性能を検査することで、複数の異なる製品の幅寸法を直接保証することができ、複数の異なる製品の組み立てが正常に行われたことを保証できる。
Further, in the electric hand inspection method according to the fourth embodiment, the product width of the
なお、上述した実施の形態３にかかる電動ハンド性能検査治具８ａにおいて、異なる幅寸法を有する複数の把持幅検出対象部が設けられてもよい。この場合も、上述した効果が得られる。
In the electric hand
実施の形態５．
本実施の形態５では、上述した実施の形態２にかかる電動ハンド２の性能検査において電動ハンド２の把持幅の検出性能が異常であると判定された場合に、電動ハンド２の把持幅の検出性能を調整する方法について説明する。電動ハンド２の把持幅の検出性能を調整する場合には、電動ハンド２の把持幅の調整量であるオフセット量を算出する。図１４は、図１に示す電動ハンド２の把持幅の調整量であるオフセット量を算出する手順を示すフローチャートである。
In the fifth embodiment, when it is determined in the performance inspection of the
まず、ステップＳ３１０において、検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持幅のオフセット量である把持幅オフセットＬａをゼロリセットする。
First, in step S310, the
つぎに、ステップＳ３２０において、検査制御部５３１は、電動ハンド２の一対の把持フィンガ３の把持力の初期設定である初期把持力Ｆａで電動ハンド性能検査治具８の把持動作を実行させる。すなわち、検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持力が初期把持力Ｆａになるように電動ハンド２の一対の把持フィンガ３を駆動するために電動ハンド２に内蔵された駆動モータの電流を制御して、電動ハンド２に電動ハンド性能検査治具８の把持幅検出対象部９１を把持させる。
Next, in step S320, the
つぎに、ステップＳ３３０において、検査制御部５３１は、把持幅検出部５４における電動ハンド２の把持幅の検出値である把持幅検出値Ｌｂを取得する。
Next, in step S330, the
つぎに、ステップＳ３４０において、検査制御部５３１は、把持幅オフセットＬａと把持幅検出値Ｌｂとを加算して把持幅Ｌｃを算出する。
Next, in step S340, the
つぎに、ステップＳ３５０において、検査制御部５３１は、把持幅Ｌｃが、予め設定した把持幅Ｌｃの閾値範囲である下限閾値Ｌｄｍｉｎと上限閾値Ｌｄｍａｘとの間に入っているか否かを判定する。把持幅Ｌｃの閾値範囲は、電動ハンド２の把持幅の検出性能が異常であると判定された場合に、電動ハンド２の把持幅の検出性能を調整する際に、正常と判定される把持幅Ｌｃの範囲である。把持幅Ｌｃが、下限閾値Ｌｄｍｉｎと上限閾値Ｌｄｍａｘとの間に入っている場合は、ステップＳ３５０においてＹｅｓとなり、検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持幅の検出性能が正常であると判定して、動作を終了する。
Next, in step S350, the
把持幅Ｌｃが、下限閾値Ｌｄｍｉｎと上限閾値Ｌｄｍａｘとの間に入っていない場合は、ステップＳ３５０においてＮｏとなり、検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持幅の検出性能が異常であると判定してステップＳ３６０に進む。ステップＳ３６０において、検査制御部５３１は、検査制御部５３１に記憶している前回決定した把持幅のオフセットである前回把持幅オフセットＬａ１を取得する。
If the grip width Lc is not between the lower limit threshold value Ldmin and the upper limit threshold value Ldmax, the result is No in step S350, and the
つぎに、ステップＳ３７０において、検査制御部５３１は、今回決定する把持幅の中間オフセットである中間把持幅オフセットＬａ２を計算する。中間把持幅オフセットＬａ２は、下限閾値Ｌｄｍｉｎと上限閾値Ｌｄｍａｘとの中間値と、把持幅検出値Ｌｂとの差分である。中間把持幅オフセットＬａ２は、Ｌａ２＝（Ｌｄｍａｘ＋Ｌｄｍｉｎ）／２−Ｌｂの式により算出される。
Next, in step S370, the
つぎに、ステップＳ３８０において、検査制御部５３１は、前回把持幅オフセットＬａ１と中間把持幅オフセットＬａ２とを加算して、把持幅オフセットＬａを計算する。把持幅オフセットＬａは、Ｌａ＝Ｌａ１＋Ｌａ２の式により算出される。
Next, in step S380, the
つぎに、検査制御部５３１は、ステップＳ３２０に戻る。ステップＳ３３０で検査制御部５３１は、把持幅検出部５４における電動ハンド２の把持幅の検出値である把持幅検出値Ｌｂを再度取得する。そして、検査制御部５３１は、把持幅Ｌｃが、予め設定した下限閾値Ｌｄｍｉｎと上限閾値Ｌｄｍａｘとの間に入るまで処理を繰り返す。そして、検査制御部５３１は、ステップＳ３５０で把持幅Ｌｃが把持幅Ｌｃの閾値範囲に入ったときには、把持幅オフセットＬａを記憶して動作を終了する。
Next, the
なお、図１４には示していないが、実施の形態２から実施の形態５のいずれかの方法で電動ハンド２の性能検査を実行した後に組立体２０の検査を行う際には、把持幅検出値Ｌｂに把持幅オフセットＬａを加えた把持幅Ｌｃで、組立体２０の検査を行って組立体２０の組立状態の良否を判定する。
Although not shown in FIG. 14, when the
なお、上記の把持幅Ｌｃの補正は、実施の形態３，４においても適用可能である。 The above correction of the grip width Lc can also be applied to the third and fourth embodiments.
つぎに、上述した把持幅オフセットＬａの算出方法について、具体例を挙げて説明する。図１５は、図１に示す電動ハンド２の把持幅オフセットＬａの算出方法の具体例を示す図である。把持幅オフセットＬａの算出は、以下の（１）から（５）を繰り返すことにより行われる。
Next, the method for calculating the grip width offset La described above will be described with reference to specific examples. FIG. 15 is a diagram showing a specific example of a method for calculating the gripping width offset La of the
（１）初期設定として、把持幅Ｌｃの下限閾値Ｌｄｍｉｎを９ｍｍ、上限閾値Ｌｄｍａｘを１１ｍｍとする。 (1) As an initial setting, the lower limit threshold value Ldmin of the gripping width Lc is set to 9 mm, and the upper limit threshold value Ldmax is set to 11 mm.
（２）電動ハンド２で把持幅検出対象部９１を把持し、把持幅検出値Ｌｂが１２ｍｍであったと仮定する。
(2) It is assumed that the gripping width
（３）把持幅検出値Ｌｂが上限閾値Ｌｄｍａｘを超えているため、把持幅オフセットＬａを計算する。まず、前回把持幅オフセットＬａ１はゼロである。つぎに、中間把持幅オフセットＬａ２は、Ｌａ２＝（Ｌｄｍａｘ＋Ｌｄｍｉｎ）／２−Ｌｂの式により−２ｍｍとなる。 (3) Since the grip width detection value Lb exceeds the upper limit threshold value Ldmax, the grip width offset La is calculated. First, the previous grip width offset La1 is zero. Next, the intermediate gripping width offset La2 is -2 mm according to the equation of La2 = (Ldmax + Ldmin) / 2-Lb.
（４）再度、電動ハンド２で把持幅検出対象部９１を把持し、把持幅検出値Ｌｂを求める。この時も把持幅検出値Ｌｂは、１２ｍｍとなるはずである。
(4) The grip width
（５）把持幅オフセットＬａを加算した把持幅Ｌｃを求める。把持幅Ｌｃは、把持幅検出値Ｌｂの１２ｍｍに、把持幅オフセットＬａの−２ｍｍを加算し、把持幅Ｌｃ＝１０ｍｍとなる。求めた把持幅Ｌｃは、把持幅Ｌｃの閾値範囲内に入っているため、把持幅オフセットＬａの算出を終了する。なお、把持幅Ｌｃが把持幅Ｌｃの閾値範囲内に入らない場合は、（２）から（５）の処理を繰り返す。 (5) The gripping width Lc obtained by adding the gripping width offset La is obtained. The grip width Lc is obtained by adding the grip width offset La of -2 mm to the grip width detection value Lb of 12 mm, and the grip width Lc = 10 mm. Since the obtained grip width Lc is within the threshold range of the grip width Lc, the calculation of the grip width offset La is completed. If the grip width Lc does not fall within the threshold range of the grip width Lc, the processes (2) to (5) are repeated.
上述したように、本実施の形態５では、電動ハンド２の把持幅の検出性能の検査において異常と判定された場合には、電動ハンド２の把持幅の検出性能が正常である閾値範囲の中央値と電動ハンド２の把持幅の検出値との差分と、前回把持幅オフセットＬａ１との合計を把持幅オフセットＬａとして求め、把持幅オフセットＬａで把持幅検出値Ｌｂを補正して把持幅Ｌｃを算出する。
As described above, in the fifth embodiment, when an abnormality is determined in the inspection of the gripping width detection performance of the
これにより、本実施の形態５によれば、電動ハンド２の把持幅の検出性能の検査において異常と判定された場合でも、電動ハンド２の把持幅の精度を補正して組立体２０の検査を行って組立体２０の組立状態の良否を判定することができる。これにより、電動ハンド２の把持幅の検出性能の検査において異常と判定された場合でも、電動ハンド２を交換することなく電動ハンド２を使用可能となる。
As a result, according to the fifth embodiment, even if an abnormality is determined in the inspection of the gripping width detection performance of the
実施の形態６．
本実施の形態６では、上述した実施の形態２にかかる電動ハンド２の性能検査において電動ハンド２の把持力の制御性能が異常であると判定された場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能を調整する方法について説明する。電動ハンド２の把持力の制御性能を調整する場合には、電動ハンド２の把持力の調整量であるオフセット量を算出する。図１６は、図１に示す電動ハンド２の把持力の調整量であるオフセット量を算出する手順を示すフローチャートである。
In the sixth embodiment, when it is determined in the performance inspection of the
まず、ステップＳ４１０において、検査制御部５３１は、電動ハンド２の一対の把持フィンガ３の把持力の初期設定として、初期把持力Ｆａを設定する。
First, in step S410, the
つぎに、ステップＳ４２０において、検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持力のオフセット量である把持力オフセットＦｂをゼロリセットする。
Next, in step S420, the
つぎに、ステップＳ４３０において、検査制御部５３１は、初期把持力Ｆａと把持力オフセットＦｂとを加算して把持力Ｆｃを算出する。
Next, in step S430, the
つぎに、ステップＳ４４０において、検査制御部５３１は、把持力Ｆｃで電動ハンド性能検査治具８の把持動作を実行させる。すなわち、検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持力が把持力Ｆｃになるように電動ハンド２の一対の把持フィンガ３を駆動するために電動ハンド２に内蔵された駆動モータの電流を制御して電動ハンド２に電動ハンド性能検査治具８の把持力検出対象部９２の荷重センサ１０を把持させる。
Next, in step S440, the
つぎに、ステップＳ４５０において、検査制御部５３１は、荷重センサ１０の把持力の検出値である把持力検出値Ｆｄを取得する。
Next, in step S450, the
つぎに、ステップＳ４６０において、検査制御部５３１は、荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄが、予め設定した荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄの閾値範囲である下限閾値Ｆｅｍｉｎと上限閾値Ｆｅｍａｘとの間に入っているか否かを判定する。把持力検出値Ｆｄの閾値範囲は、電動ハンド２の把持力の制御性能が異常であると判定された場合に、電動ハンド２の把持力の制御性能を調整する際に、正常と判定される把持力検出値Ｆｄの範囲である。荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄが下限閾値Ｆｅｍｉｎと上限閾値Ｆｅｍａｘとの間に入っている場合は、ステップＳ４６０においてＹｅｓとなり、検査制御部５３１は、電動ハンド２の把持力が正常であると判定して、把持力オフセットＦｂを記憶して動作を終了する。
Next, in step S460, the
荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄが下限閾値Ｆｅｍｉｎと上限閾値Ｆｅｍａｘとの間に入っていない場合は、ステップＳ４６０においてＮｏとなり、ステップＳ４７０において検査制御部５３１は、検査制御部５３１に記憶している前回決定した把持力のオフセットである前回把持力オフセットＦｂ１を取得する。
If the gripping force detection value Fd of the
つぎに、ステップＳ４８０において、検査制御部５３１は、今回決定する把持力の中間オフセットである中間把持力オフセットＦｂ２を計算する。中間把持力オフセットＦｂ２は、下限閾値Ｆｅｍｉｎと上限閾値Ｆｅｍａｘとの中間値と、荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄとの差分である。中間把持力オフセットＦｂ２は、Ｆｂ２＝（Ｆｅｍａｘ＋Ｆｅｍｉｎ）／２−Ｆｄの式により算出される。
Next, in step S480, the
つぎに、ステップＳ４９０において、検査制御部５３１は、前回把持力オフセットＦｂ１と中間把持力オフセットＦｂ２とを加算して、把持力オフセットＦｂを計算する。把持力オフセットＦｂは、Ｆｂ＝Ｆｂ１＋Ｆｂ２の式により算出される。
Next, in step S490, the
つぎに、検査制御部５３１は、ステップＳ４３０に戻る。検査制御部５３１は、荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄが、予め設定した下限閾値Ｆｅｍｉｎと上限閾値Ｆｅｍａｘとの間に入るまで処理を繰り返す。そして、検査制御部５３１は、ステップＳ４６０で把持力検出値Ｆｄが把持力検出値Ｆｄの閾値範囲に入ったときには、把持力オフセットＦｂを記憶して動作を終了する。
Next, the
なお、図１６には示していないが、実施の形態２から実施の形態６のいずれかの方法で電動ハンド２の性能検査を実行した後に組立体２０の検査を行う際には、初期把持力Ｆａに把持力オフセットＦｂを加えた把持力Ｆｃで、組立体２０の検査を行って組立体２０の組立状態の良否を判定する。
Although not shown in FIG. 16, when the
また、上記の把持力Ｆｃの補正は、実施の形態３，４においても適用可能である。 Further, the above correction of the gripping force Fc can also be applied to the third and fourth embodiments.
つぎに、上述した把持力オフセットＦｂの算出方法について、具体例を挙げて説明する。図１７は、図１に示す電動ハンド２の把持力オフセットＦｂの算出方法の具体例を示す図である。把持力オフセットＦｂの算出は、以下の（１）から（５）を繰り返すことにより行われる。
Next, the method for calculating the gripping force offset Fb described above will be described with reference to specific examples. FIG. 17 is a diagram showing a specific example of a method of calculating the gripping force offset Fb of the
（１）初期設定として、初期把持力Ｆａを１０Ｎ、荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄの下限閾値Ｆｅｍｉｎを９Ｎ、上限閾値Ｆｅｍａｘを１１Ｎとする。
(1) As initial settings, the initial gripping force Fa is 10N, the lower limit threshold value Femin of the gripping force detection value Fd of the
（２）電動ハンド２で荷重センサ１０を把持し、荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄが１２Ｎであったと仮定する。
(2) It is assumed that the
（３）荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄが上限閾値Ｆｅｍａｘを超えているため、把持力オフセットＦｂを計算する。まず、前回把持力オフセットＦｂ１はゼロである。つぎに、中間把持力オフセットＦｂ２は、Ｆｂ２＝（Ｆｅｍａｘ＋Ｆｅｍｉｎ）／２−Ｆｄの式により−２Ｎとなる。
(3) Since the gripping force detection value Fd of the
（４）初期把持力Ｆａと把持力オフセットＦｂとを加算して把持力Ｆｃを算出する。把持力Ｆｃは、初期把持力Ｆａの１０Ｎに、把持力オフセットＦｂの−２Ｎを加算し、Ｆｃ＝８Ｎとなる。 (4) The gripping force Fc is calculated by adding the initial gripping force Fa and the gripping force offset Fb. The gripping force Fc is obtained by adding -2N of the gripping force offset Fb to 10N of the initial gripping force Fa, and Fc = 8N.
（５）再度、把持力Ｆｃ＝８Ｎの条件において電動ハンド２で荷重センサ１０を把持し、荷重センサ１０の把持力検出値Ｆｄを検出する。把持力検出値Ｆｄが閾値範囲内に入った場合は、把持力オフセットＦｂの算出処理を終了する。把持力検出値Ｆｄが閾値範囲内に入らない場合は、（３）から（５）の処理を繰り返す。
(5) Again, the
上述したように、本実施の形態５では、電動ハンド２の把持力の制御性能の検査において異常と判定された場合には、電動ハンド２の把持力が正常である閾値範囲の中央値と電動ハンド２の把持力の差分と、前回把持力オフセットＦｂ１との合計を把持力オフセットＦｂとして求め、把持力オフセットＦｂで初期把持力Ｆａを補正して把持力Ｆｃを算出する。
As described above, in the fifth embodiment, when an abnormality is determined in the inspection of the gripping force control performance of the
これにより、本実施の形態６によれば、電動ハンド２の把持力の制御性能の検査において異常と判定された場合でも、正常な把持力Ｆｃで組立体２０の検査を行って組立体２０の組立状態の良否を判定することができる。これにより、電動ハンド２の把持力の制御性能の検査において異常と判定された場合でも、電動ハンド２を交換することなく電動ハンド２を使用可能となる。
As a result, according to the sixth embodiment, even if it is determined that the control performance of the gripping force of the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the contents of the present invention, and the technologies of the embodiments can be combined with each other, or can be combined with another known technology. However, it is possible to omit or change a part of the configuration without departing from the gist of the present invention.
１ ロボットアーム、２ 電動ハンド、３ 把持フィンガ、４ 組付物、５ 被組付物、６ 嵌合爪、７ 嵌合穴、８，８ａ，８ｂ 電動ハンド性能検査治具、９，９ａ，９ｂ 把持幅検出用ブロック、１０ 荷重センサ、１１ リニアシャフト、１２ 圧縮バネ、１３ リニアガイド、１３ａ フランジ部、１４ 把持プレート、１５ 把持力検出機構、２０ 組立体、２１ 検出対象部、４０ ロボット、４１ ベース部、５１ ロボットコントローラ、５２ 電動ハンドコントローラ、５３ 計算機、６０ 組付台、９１，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ 把持幅検出対象部、９２，９２ａ 把持力検出対象部、１００ ロボットシステム、５１１ 組立制御部、５３１ 検査制御部、Ｆａ 初期把持力、Ｆｂ 把持力オフセット、Ｆｂ１ 前回把持力オフセット、Ｆｂ２ 中間把持力オフセット、Ｆｃ 把持力、Ｆｄ 把持力検出値、Ｆｅｍａｘ，Ｌｄｍａｘ 上限閾値、Ｆｅｍｉｎ，Ｌｄｍｉｎ 下限閾値、Ｌａ 把持幅オフセット、Ｌａ１ 前回把持幅オフセット、Ｌａ２ 中間把持幅オフセット、Ｌｂ 把持幅検出値、Ｌｃ 把持幅。 1 Robot arm, 2 Electric hand, 3 Gripping finger, 4 Assembled object, 5 Assembled object, 6 Fitting claw, 7 Fitting hole, 8, 8a, 8b Electric hand performance inspection jig, 9, 9a, 9b Grip width detection block, 10 load sensor, 11 linear shaft, 12 compression spring, 13 linear guide, 13a flange part, 14 grip plate, 15 grip force detection mechanism, 20 assembly, 21 detection target part, 40 robot, 41 base Unit, 51 Robot controller, 52 Electric hand controller, 53 Computer, 60 Assembly base, 91, 91a, 91b, 91c Grip width detection target unit, 92, 92a Grip force detection target unit, 100 Robot system, 511 Assembly control unit, 531 Inspection control unit, Fa initial gripping force, Fb gripping force offset, Fb1 previous gripping force offset, Fb2 intermediate gripping force offset, Fc gripping force, Fd gripping force detection value, Femax, Ldmax upper limit threshold, Femin, Ldmin lower limit threshold, La Grip width offset, La1 previous grip width offset, La2 intermediate grip width offset, Lb grip width detection value, Lc grip width.
Claims (13)
前記組付物と前記被組付物との組み付けの成否により外形寸法が変化する部位である前記組立体における検出対象部を予め決められた把持力で把持している前記一対の把持フィンガの間の幅である把持幅を検出する把持幅検出部と、
前記組立体の組み立てを制御する組立制御部と、
前記把持幅検出部において検出された前記把持幅が予め決められた把持幅の閾値範囲に入っているか否かによって前記組立体の組立状態の良否を判定する検査制御部と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。 A robot that assembles an assembly by assembling an assembly gripped between a pair of gripping fingers in an electric hand attached to the tip of a robot arm to the object to be assembled.
Between the pair of gripping fingers that grip the detection target portion in the assembly, which is a portion whose external dimensions change depending on the success or failure of the assembly between the assembly and the object to be assembled, with a predetermined gripping force. A grip width detection unit that detects the grip width, which is the width of
An assembly control unit that controls the assembly of the assembly,
An inspection control unit that determines the quality of the assembled state of the assembly based on whether or not the grip width detected by the grip width detection unit is within a predetermined threshold range of the grip width.
A robot system characterized by being equipped with.
前記電動ハンドが、前記電動ハンドにおける前記一対の把持フィンガの間に把持した前記組付物を前記被組付物に組み付ける組立ステップと、
前記電動ハンドが、前記組立体における検出対象部を予め決められた把持力で前記一対の把持フィンガの間に把持する組立体把持ステップと、
前記把持幅検出部が、前記検出対象部を把持している前記一対の把持フィンガの間の幅である把持幅を検出する把持幅検出ステップと、
前記検査制御部が、予め決められた把持幅の閾値範囲に前記把持幅が入っているか否かによって前記組立体の組立状態の良否を判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とする組立体の組立方法。 The robot system according to claim 1 is an assembly method for assembling the assembly by assembling the assembly to the assembly.
An assembly step in which the electric hand assembles the assembly gripped between the pair of gripping fingers in the electric hand to the assembly.
An assembly gripping step in which the electric hand grips a detection target portion in the assembly between the pair of gripping fingers with a predetermined gripping force.
A grip width detection step in which the grip width detection unit detects a grip width which is the width between the pair of grip fingers gripping the detection target portion.
A determination step in which the inspection control unit determines whether or not the assembled state of the assembly is good or not depending on whether or not the gripping width is within a predetermined threshold range of the gripping width.
A method of assembling an assembly, which comprises.
前記電動ハンドが、前記組立体における検出対象部を予め決められた把持力で前記一対の把持フィンガの間に把持する組立体把持ステップと、
前記把持幅検出部が、前記検出対象部を把持している前記一対の把持フィンガの間の幅である把持幅を検出する把持幅検出ステップと、
前記検査制御部が、予め決められた把持幅の閾値範囲に前記把持幅が入っているか否かによって前記組立体の組立状態の良否を判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とする組立体の検査方法。 The robot system according to claim 1 is an assembly inspection method for inspecting the quality of the assembled state in which the assembled object is assembled to the assembled object.
An assembly gripping step in which the electric hand grips a detection target portion in the assembly between the pair of gripping fingers with a predetermined gripping force.
A grip width detection step in which the grip width detection unit detects a grip width which is the width between the pair of grip fingers gripping the detection target portion.
A determination step in which the inspection control unit determines whether or not the assembled state of the assembly is good or bad depending on whether or not the gripping width is within a predetermined threshold range of the gripping width.
A method of inspecting an assembly, characterized in that it comprises.
前記電動ハンドが、前記電動ハンドにより把持されることによって変形しない剛性を有する治具における把持幅検出対象部を、予め決められた把持力で前記電動ハンドにおける前記一対の把持フィンガの間に把持する治具把持ステップと、
前記把持幅検出部が、前記把持幅検出対象部を把持している前記一対の把持フィンガの間の幅である把持幅を検出する把持幅検出ステップと、
前記検査制御部が、予め決められた把持幅の閾値範囲に前記把持幅検出部における検出値が入っているか否かによって前記電動ハンドの把持幅の検出性能を判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とする電動ハンドの検査方法。 The robot system according to claim 1 is an electric hand inspection method for inspecting the gripping width detection performance of the electric hand.
The electric hand grips the gripping width detection target portion of the jig having a rigidity that is not deformed by being gripped by the electric hand between the pair of gripping fingers in the electric hand with a predetermined gripping force. Jig gripping step and
A grip width detection step in which the grip width detection unit detects a grip width which is the width between the pair of grip fingers holding the grip width detection target portion.
A determination step in which the inspection control unit determines the detection performance of the grip width of the electric hand depending on whether or not the detection value in the grip width detection unit is included in the threshold range of the grip width determined in advance.
An inspection method for an electric hand, which comprises.
前記治具把持ステップと、前記把持幅検出ステップと、前記判定ステップとが、前記治具における複数の前記把持幅検出対象部に対して個別に行われること、
を特徴とする請求項４に記載の電動ハンドの検査方法。 The jig has a plurality of grip width detection target portions having different widths, and the jig has a plurality of grip width detection target portions.
The jig gripping step, the gripping width detection step, and the determination step are individually performed for a plurality of the gripping width detection target portions in the jig.
The method for inspecting an electric hand according to claim 4.
前記電動ハンドが、前記電動ハンドの把持力を検出するための把持力検出部が配置された治具の把持力検出対象部を、予め決められた把持力で把持する治具把持ステップと、
前記把持力検出部が、前記把持力検出対象部を把持している前記電動ハンドの把持力を検出する把持力検出ステップと、
前記検査制御部が、予め決められた把持力の閾値範囲に前記把持力検出部における検出値が入っているか否かによって前記電動ハンドの把持力の制御性能を判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とする電動ハンドの検査方法。 The robot system according to claim 1 is an electric hand inspection method for inspecting the control performance of the gripping force of the electric hand.
A jig gripping step in which the electric hand grips a jig gripping force detection target portion of a jig in which a gripping force detecting portion for detecting the gripping force of the electric hand is arranged with a predetermined gripping force.
A gripping force detection step in which the gripping force detecting unit detects the gripping force of the electric hand holding the gripping force detection target portion, and
A determination step in which the inspection control unit determines the control performance of the gripping force of the electric hand depending on whether or not the detection value in the gripping force detection unit is within the predetermined threshold range of the gripping force.
An inspection method for an electric hand, which comprises.
を特徴とする請求項６に記載の電動ハンドの検査方法。 The gripping force detection unit is a load sensor arranged in the gripping force detection target unit.
The method for inspecting an electric hand according to claim 6.
前記電動ハンドが、押圧される荷重に正比例して押圧される方向の寸法が変化する把持力検出機構が配置された治具の把持力検出対象部を、予め決められた把持力で把持する治具把持ステップと、
前記検査制御部が、前記把持力検出対象部を把持している前記一対の把持フィンガの間の幅である把持幅を検出する把持幅検出ステップと、
前記検査制御部が、予め決められた把持幅の閾値範囲に前記検査制御部における検出値が入っているか否かによって前記電動ハンドの把持力の制御性能を判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とする電動ハンドの検査方法。 The robot system according to claim 1 is an electric hand inspection method for inspecting the control performance of the gripping force of the electric hand.
The electric hand grips the gripping force detection target portion of the jig in which the gripping force detecting mechanism that changes the dimension in the pressing direction in direct proportion to the pressed load is gripped by a predetermined gripping force. Jig gripping step and
A gripping width detection step in which the inspection control unit detects a gripping width which is a width between the pair of gripping fingers holding the gripping force detection target portion.
A determination step in which the inspection control unit determines the control performance of the gripping force of the electric hand depending on whether or not the detection value in the inspection control unit is within the threshold range of the gripping width determined in advance.
An inspection method for an electric hand, which comprises.
前記電動ハンドにより把持されることによって変形しない剛性を有する把持幅検出用ブロックと、
前記把持幅検出用ブロックにおいて、前記電動ハンドの把持幅を検出するために前記電動ハンドにより把持される把持幅検出対象部と、
を備えることを特徴とする電動ハンド性能検査治具。 An electric hand performance inspection jig used for inspecting an electric hand for inspecting the performance of the electric hand of the robot system according to claim 1.
A grip width detection block having rigidity that does not deform when gripped by the electric hand,
In the grip width detection block, a grip width detection target portion gripped by the electric hand in order to detect the grip width of the electric hand, and
An electric hand performance inspection jig characterized by being equipped with.
を特徴とする請求項９に記載の電動ハンド性能検査治具。 Having a plurality of grip width detection target portions having different widths,
9. The electric hand performance inspection jig according to claim 9.
把持幅検出用ブロックと、
前記把持幅検出用ブロックにおいて、前記電動ハンドの把持力を検出するために前記電動ハンドにより把持される把持力検出対象部と、
前記把持力検出対象部に配置され、前記電動ハンドの把持力を検出する把持力検出部と、
を備えることを特徴とする電動ハンド性能検査治具。 An electric hand performance inspection jig for inspecting the performance of the electric hand of the robot system according to claim 1.
Gripping width detection block and
In the gripping width detection block, a gripping force detection target portion gripped by the electric hand in order to detect the gripping force of the electric hand,
A gripping force detecting unit that is arranged in the gripping force detection target unit and detects the gripping force of the electric hand,
An electric hand performance inspection jig characterized by being equipped with.
を特徴とする請求項１１に記載の電動ハンド性能検査治具。 The gripping force detection unit is a load sensor arranged in the gripping force detection target unit.
11. The electric hand performance inspection jig according to claim 11.
把持幅検出用ブロックと、
前記把持幅検出用ブロックにおいて前記電動ハンドにより把持される把持力検出対象部と、
前記把持力検出対象部に配置され、押圧される荷重に正比例して押圧される方向の寸法が変化する把持力検出機構と、
を備え、
前記把持力検出機構が配置された前記把持力検出対象部が前記電動ハンドに把持されたときの前記一対の把持フィンガの間の幅である把持幅が、予め決められた把持幅の閾値範囲に前記検査制御部における検出値が入っているか否かによって前記電動ハンドの把持力の制御性能を判定するために用いられること、
を特徴とする電動ハンド性能検査治具。 An electric hand performance inspection jig for inspecting the performance of the electric hand of the robot system according to claim 1.
Gripping width detection block and
The gripping force detection target portion gripped by the electric hand in the gripping width detection block,
A gripping force detection mechanism that is arranged in the gripping force detection target portion and whose dimensions in the pressing direction change in direct proportion to the pressed load.
With
The gripping width, which is the width between the pair of gripping fingers when the gripping force detection target portion on which the gripping force detecting mechanism is arranged is gripped by the electric hand, falls within a predetermined gripping width threshold range. It is used to determine the control performance of the gripping force of the electric hand depending on whether or not the detection value in the inspection control unit is included.
An electric hand performance inspection jig featuring.
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