JP2022052209A - Structure, robot system, method for controlling robot system, method for manufacturing article, control program and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造体に関する。 The present invention relates to a structure.
昨今、金属部品同士を固定する際に施工後の変形が小さく、製造する製品の品質を向上させることができるとして、例えばレーザ溶接が注目されている。レーザ溶接を行う場合、溶接する部品同士の間に任意の微小な隙間が必要となる。これは、部品となる材料（例えば亜鉛メッキ）がレーザで熱されることに起因して発生する蒸気を外部に拡散させるためである。この隙間が小さすぎる場合、拡散できなかった蒸気が部品表面に残留し溶接不良を引き起こす原因となり、隙間が大きすぎる場合、レーザによって溶けた部品が接合相手に届かかないことにより溶接不良を引き起こす原因となる。 Recently, for example, laser welding has been attracting attention because the deformation after construction is small when fixing metal parts to each other and the quality of manufactured products can be improved. When laser welding is performed, an arbitrary minute gap is required between the parts to be welded. This is because the vapor generated by heating the component material (for example, zinc plating) with the laser is diffused to the outside. If this gap is too small, steam that could not be diffused will remain on the surface of the part and cause welding defects, and if the gap is too large, the parts melted by the laser will not reach the joining partner, causing welding defects. Become.
このような課題に対し下記の特許文献１、特許文献２の技術がある。特許文献１では、部材に当接突起と溶接突起を形成し、当接突起が組付け相手と当接したときに組付け相手と溶接突起との間に狙った溶接隙間が確保されるように部品を形成している。また特許文献２では、溶接する部品同士をある程度隙間を確保した状態で接着剤等により仮組みしレーザ溶接を行う。以上の特許文献により隙間を確実に設けた上でレーザ溶接を施工することができる。
There are the following technologies of
しかしながら特許文献１、特許文献２記載の技術では、接着剤の垂れ・はみ出しの危険性を有している。溶接のための隙間をより高精度に管理するためには、例えば特許文献１にある当接突起に対して溶接突起はできる限り近い位置に配置することが好ましい。これは、組付け相手と当接している当接突起から溶接突起が離れれば離れるほど部材表面のあおりや加工誤差の影響を受けて溶接ための隙間の寸法が保証されないからである。しかし、当接突起と溶接突起が近い位置にある場合、当接突起に接着剤を塗布して組付け相手に当接させると、余分な接着剤が当接部分から押し出されて溶接突起へと流れ出す可能性がある。また、当接突起に対して溶接突起が重力方向に設置されている場合、当接突起に塗布された接着剤が重力の影響を受けて溶接突起へと流れ出す可能性がある。これらのようにして溶接突起へと流れ出した接着剤は、その場で硬化または残留した状態でレーザ溶接されると溶接不良を引き起こす原因となり、さらに接着剤の性質によっては有毒なガスを発生させる恐れがある。
However, the techniques described in
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、例えば接着剤等の液体の垂れ・はみ出し等を低減することができる構造体を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides, for example, a structure capable of reducing dripping and squeezing of a liquid such as an adhesive.
上記の課題を解決するために、本発明は、構造体であって、第１突起部と、前記第１突起部に塗布される接着剤を保持する保持部と、を有している、ことを特徴とする構造体を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention is a structure having a first protrusion and a holding portion for holding an adhesive applied to the first protrusion. Adopted a structure characterized by.
本発明によれば、例えば接着剤の垂れ・はみ出し等を低減することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to reduce the dripping and squeezing of the adhesive.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiments shown below are merely examples, and for example, those skilled in the art can appropriately change the detailed configuration without departing from the spirit of the present invention. Further, the numerical values taken up in the present embodiment are reference numerical values and do not limit the present invention.
（第１の実施形態）
図１は本実施形態における構造体を備えた板金の一部を示す図である。なお以下の図面において、図中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは各板金全体の座標系を示す。一般に、ＸＹＺ３次元座標系は、設置環境全体のワールド座標系の他に、制御の都合などによって、ロボットハンド、指部、関節などに関して適宜ローカル座標系を用いる場合がある。本実施形態では全体の座標系であるワールド座標系をＸＹＺ、ローカル座標系をｘｙｚで表すものとする。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a part of a sheet metal provided with a structure in the present embodiment. In the following drawings, the arrows X, Y, and Z in the drawing indicate the coordinate system of the entire sheet metal. In general, the XYZ three-dimensional coordinate system may use a local coordinate system as appropriate for the robot hand, fingers, joints, etc., in addition to the world coordinate system of the entire installation environment, depending on the convenience of control. In this embodiment, the world coordinate system, which is the entire coordinate system, is represented by XYZ, and the local coordinate system is represented by xyz.
例として図１で示す板金は、事務機器のフレームとして用いられるものであり、側面板金１Ａおよび１Ｂ、連結板金３、５から形成される。側面板金１Ａ、１Ｂには、溶接構造として接着用突起部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが形成されており（１Ｂには番号不記載）、この部分には側面板金１Ａ、１Ｂと連結板金３、５とを仮組みするために、接着剤が塗布される。連結板金３は、側面板金１Ａおよび１Ｂに既に接着剤により接着、仮組みされている。これら板金を材料として組み立て、成果物として、板金が組み立てられた物品の製造を行う。
As an example, the sheet metal shown in FIG. 1 is used as a frame of office equipment, and is formed of
また、仮組みされた側面板金１Ｂと連結板金３にはレーザ溶接が施されており、溶接ビード４を図示している。連結板金５は、仮組み前の部材であり、例えばロボット装置等により把持、ハンドリングされ、接着剤が塗布された状態の接着用突起部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄに対して矢印ａの方向に組付けを行うことで仮組みを行う（仮組み工程の詳細については後述する）。
Further, laser welding is performed on the temporarily assembled
図２は本実施形態における接着用突起部２Ａの詳細図である。接着用突起部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは形状が同一であるため、以下接着用突起部２Ａを例に取り説明する。図２（ａ）は、接着剤を塗布する前の接着用突２Ａを拡大した矢視図である。側面板金１Ａ、１Ｂには接着用突起部２Ａが形成されており、接着用突起部２Ａ上には複数の孔８が設けられている。孔８は接着剤が流入する流入部となる。
FIG. 2 is a detailed view of the
ここで、この接着用突起部２Ａに図１の連結板金５を押し付け仮組みする場合を考える。図２（ｂ）は接着用突起部２Ａに接着剤１０を塗布した図である。図２（ｂ）に示すように、連結板金５を接着用突起部２Ａに押し付けて仮組みする前に、接着用突起部２Ａ上に接着剤１０が塗布される。ここで想定している接着剤１０は、粘性が高く重力の影響で垂れない性質を持っている。このように接着剤１０が塗布された溶接用突起部２Ａに対して、連結板金５が矢印ａ方向に押し付けられ当接する。
Here, consider a case where the connecting
図２（ｃ）は側面板金１Ａ、１Ｂを－Ｚ方向に切断した際の断面図である。図２（ｃ）より、連結板金５と接着用突起部２Ａの間に挟まれた接着剤１０は押しつぶされて、孔８を通って、側面板金１Ａ、１Ｂの裏側へと押し出される。このように、連結板金５を接着用突起部２Ａに当接する際の圧力によって、余分な接着剤１０が接着面の裏側に押し出され、接着剤保持部１１に留まる。
FIG. 2C is a cross-sectional view of the
余分な接着剤１０は接着用突起部２Ａの裏側の接着剤保持部に流入し、側面板金１Ａ、１Ｂにおける接着面および接着剤保持部１１以外の領域にはみ出すことを低減する。従って、後のレーザ溶接にて図２（ｂ）で示す溶接部９にレーザを照射しても接着剤１０にレーザが照射されることを低減することができるため、溶接不良を引き起こすことなく溶接工程を完了できる。また、接着剤にレーザを照射することに生じる有毒ガスの発生を低減させることができる。ここで、前述の接着用突起部２Ａおよび孔８、接着剤保持部１１は、板金に対してエンボス加工やコイニング加工、打ち抜き加工などのプレス技術で形成できるものとする。
The excess adhesive 10 flows into the adhesive holding portion on the back side of the
以上本実施形態によれば、接着用突起部２Ａに接着剤保持部１１を設けることで、連結板金５と接着用突起部２Ａ間の余分な接着剤１０が溶接部９に流出することを低減して仮組みを行うことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the adhesive holding
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では接着剤１０がある程度粘性を有している場合を説明したが本発明はこれに限定されない。例えば、接着剤１０の粘性が低く、重力方向に接着剤１０が垂れてしまう場合も本発明を適用できる。
(Second embodiment)
In the first embodiment described above, the case where the adhesive 10 has a certain degree of viscosity has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, the present invention can be applied even when the viscosity of the adhesive 10 is low and the adhesive 10 drips in the direction of gravity.
以下では、第１の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第１の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。各板金の構成等については第１の実施形態と違いは無いので説明を省略する。 Hereinafter, parts of the hardware and control system configuration different from those of the first embodiment will be illustrated and described. Further, it is assumed that the same configuration and operation as described above are possible for the same part as that of the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted. Since there is no difference in the configuration of each sheet metal from the first embodiment, the description thereof will be omitted.
図３は本実施形態における接着用突起部２Ａを示した図である。図３において、重力方向は－Ｚ方向であるとする。側面板金１Ａ、１Ｂには接着用突起部２Ａと溶接部９が形成されている。さらに、接着用突起部２Ａ上には凸凹状のスリット３０が形成されている。また、接着用突起部２Ａの隣り合った位置に接着剤保持部３１が形成されている。
FIG. 3 is a diagram showing the
また、側面板金１Ａ、１Ｂを組付け相手と接着、仮組みするために、接着用突起部２上に接着剤３３が塗布される。この時塗布された接着剤３３の内、重力＞表面張力となった部分の接着剤３３はスリット３０の接着剤流入部３２へ流れ落ち、接着剤保持部３１へと流入する。なお、接着剤３３を接着用突起部２Ａに塗布する際は、接着用突起部２Ａの凸部２Ａ－１に塗布しないようにする。凸部２Ａ－１の－Ｚ方向（重力方向）にはスリット３０及び接着剤流入部３２が形成されていないため、溶接部９に接着剤３３が流入する危険性があるためである。溶接部９は、スリット３０のスリット方向の延長線上に位置しないように設ける。接着用突起部２Ａの形状に自由度がある場合は、凸部２Ａ－１の－Ｚ方向（重力方向）にスリット３０及び接着剤流入部３２を形成することで、部位２Ａ－１に接着剤３３を塗布しても構わない。
Further, in order to bond and temporarily assemble the
図３の状態で、板金１Ａ、１Ｂの接着用突起部２Ａに連結板金５を当接させると、スリット３０の各凸部に塗布されている接着剤３３のうち、接着用突起部２Ａと連結板金５とに押圧された接着剤３３がスリット３０へと押し出される。接着用突起部２Ａの各凸部が連結板金５と当接することで、スリット３０は細い管形状となり、スリット３０に流れ落ちた接着剤３３は毛細管現象で接着剤保持部３１へと流入し、接着剤溜まり３４を形成する。よって溶接部９に接着剤３３が流入することを低減する。ここで、接着用突起部２Ａおよびスリット３０、接着剤保持部３１は、板金に対してエンボス加工やコイニング加工などのプレス技術で形成できるものとする。
In the state of FIG. 3, when the connecting
以上本実施形態によれば、接着用突起部２Ａに接着剤保持部３１を設けることで、余分な接着剤３３を溶接部９に流出させることなく仮組みを行うことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the adhesive holding
なお本実施例ではスリットを用いて説明したが、これは一例であり他の形状でも実施できる。例えば組付け合う２枚の板金の片方に凸形状を、もう片方に凹形状を形成し、凹形状の周囲に接着剤保持部を形成する。凹部に接着剤を塗布しておき、組み付ける板金の凸部を凹部に嵌め合わせるように仮組みを行う。この時、嵌めあった凸凹部にはわずかなガタが生じる。余分な接着剤は、毛細管現象を利用してこのガタを駆け上がって接着剤保持部へと流れ出す。このように、接着用突起部の余分な接着剤を接着剤保持部へと流入させる形状は複数考えられ、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜設計することができる。 Although the description has been made using a slit in this embodiment, this is an example and can be carried out in other shapes. For example, a convex shape is formed on one of the two sheets of sheet metal to be assembled, a concave shape is formed on the other, and an adhesive holding portion is formed around the concave shape. Adhesive is applied to the recesses, and temporary assembly is performed so that the convex portions of the sheet metal to be assembled are fitted into the recesses. At this time, a slight backlash occurs in the unevenness that has been fitted. The excess adhesive runs up this backlash using the capillary phenomenon and flows out to the adhesive holding portion. As described above, a plurality of shapes in which the excess adhesive of the adhesive protrusion is allowed to flow into the adhesive holding portion can be considered, and those skilled in the art can appropriately design the shape without departing from the spirit of the present invention.
（第３の実施形態）
次にロボットアームに物品への作業等を行うエンドエフェクタを備えたロボット装置を用いて板金の仮組みを行う実施形態につき詳述する。以下では、第１の実施形態、第２の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第１の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。各板金の構成等については第１の実施形態と違いは無いので説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an embodiment in which a sheet metal is temporarily assembled using a robot device having an end effector on the robot arm for working on an article will be described in detail. Hereinafter, the parts of the hardware and control system configuration different from those of the first embodiment and the second embodiment will be illustrated and described. Further, it is assumed that the same configuration and operation as described above are possible for the same part as that of the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted. Since there is no difference in the configuration of each sheet metal from the first embodiment, the description thereof will be omitted.
図４は本実施形態におけるロボットシステム１０００を示した概略図である。図４に示すように、ロボットシステム１０００は、組み立て作業や溶接等を行う６軸多関節のロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂを有する。ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂには制御装置４００Ａ、４００Ｂと、制御装置４００Ａ、４００Ｂに接続された外部入力装置５００Ａ、５００Ｂとを備えている。
FIG. 4 is a schematic view showing the
ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂは、作業台や定盤に固定される基台１１０Ａ、１１０Ｂと、変位や力を伝達する複数のリンク２０１～２０６と、各リンク２０１～２０６を旋回又は回転可能に連結する複数の関節Ｊ１～Ｊ６とを備えている。さらにエンドエフェクタとして、ロボットアーム本体１００Ａにはロボットハンド本体３０１が設けられ、ロボットアーム本体１００Ｂには板金の仮組みを行うための接着剤を塗布する吐出ガン３０２を備えている。
The
ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂは、基台１１０Ａ、１１０Ｂを備え、複数のリンク１０１Ａ～１０２Ａ、１０１Ｂ～１０２Ｂが各関節Ｊ１Ａ～Ｊ２Ａ、Ｊ１Ｂ～Ｊ２Ｂで、で回転可能に連結されている。ロボットハンド本体３０１はリンク１０２Ａと関節Ｊ３Ａを介して設けられ、吐出ガン３０２はリンク１０２Ｂと関節Ｊ３Ｂを介して設けられている。ここで、ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂの基端側（基台）から先端側（エンドエフェクタ）に向かって、リンク１０１Ａ～１０２Ａ、１０１Ｂ～１０２Ａ、各エンドエフェクタが順に直列に連結されている。
The
各関節には駆動源として不図示の伝達機構及びモータを備えており、各リンクおよびエンドエフェクタを駆動させることができる。さらにロボットハンド本体３０１は、内部に力覚センサやトルクセンサを搭載しており仮組み動作中に外部から受ける力を検出することができる。図４では連結板金５の重心を把持できるように連結板金５に把持穴を開け、ロボットハンド本体３０１の爪を差し込んで把持している。しかし、これは一例であり、例えばロボットハンド本体３０１を吸着型のハンドとし、連結板金５を吸着して把持しても良く、把持手段に関して限定はしない。側面板金１Ａおよび１Ｂには、上述した実施形態における接着用突起部２Ａ～２Ｄが形成されている。
Each joint is equipped with a transmission mechanism (not shown) and a motor as a drive source, and can drive each link and end effector. Further, the robot hand
以上の構成により、ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂは、可動範囲の中であれば、任意の３次元位置で任意の３方向の姿勢に、ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂの手先（エンドエフェクタ）を向けることができる。そして、ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂにより各エンドエフェクタを任意の位置に動作させ、所望の作業を行わせることができる。所望の作業とは例えば、対象物同士を組み付け物品の製造を行う等の作業である。
With the above configuration, the
図５は、本実施形態におけるロボットシステム１００の制御構成を示す制御ブロック図である。制御装置４００Ａ、４００Ｂは、同様のコンピュータで構成されており、制御部（処理部）としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１を備えている。なお制御装置４００Ａ、４００Ｂの各ＣＰＵはお互いに通信可能であるものとする。
FIG. 5 is a control block diagram showing a control configuration of the robot system 100 in the present embodiment. The
また制御装置４００Ａ、４００Ｂは、記憶部として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）４０４を備えている。また、制御装置４００Ａ、４００Ｂは、記録ディスクドライブ４０５、各種のインタフェース４０６～４０９、４１１を備えている。
Further, the
ＣＰＵ４０１には、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、ＨＤＤ４０４、記録ディスクドライブ４０５、各種のインタフェース４０６～４０９、４１１が、バス４１０を介して接続されている。
A
ＲＯＭ４０２には、ＣＰＵ４０１に、演算処理を実行させるためのプログラム４３０が格納されている。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記録（格納）されたプログラム４３０に基づいてロボットの制御方法の各工程を実行する。
The
ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果等、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。ＨＤＤ４０４は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果や外部から取得した各種データ等を記憶する記憶装置である。記録ディスクドライブ４０５は、記録ディスク４３１に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。
The
外部入力装置５００Ａ、５００Ｂはインタフェース４０６に接続されている。ＣＰＵ４０１はインタフェース４０６及びバス４１０を介して外部入力装置５００Ａ、５００Ｂからの教示データの入力を受ける。
The
アーム用モータドライバ２３０Ａ、２３０Ｂは、インタフェース４０９に接続されている。ＣＰＵ４０１は、各関節Ｊ１Ａ～Ｊ３Ａ、Ｊ１Ｂ～Ｊ３Ｂの指令値のデータを所定時間間隔でバス４１０及びインタフェース４０９を介してアーム用モータドライバ２３０Ａ、２３０Ｂに出力する。そしてアーム用モータドライバ２３０Ａ、２３０Ｂは、各関節Ｊ１Ａ～Ｊ３Ａ、Ｊ１Ｂ～Ｊ３Ｂの各モータ２１１Ａ～２１３Ａ、２１１Ｂ～２１３Ｂに指令値を出力する。
The
各モータ２１１Ａ～２１３Ａ、２１１Ｂ～２１３Ｂには、それぞれセンサ部２２１Ａ～２２３Ａ、２２１Ｂ～２２３Ｂを有している。ここで、センサ部とは各関節Ｊ１Ａ～Ｊ３Ａ、Ｊ１Ｂ～Ｊ３Ｂの角度を検出する角度センサと、各関節のトルクを検出するトルクセンサである。角度センサの例としては、磁気式エンコーダ、光学式エンコーダがあり、トルクセンサの例としては所定の弾性体の歪を検出する歪検出式や、変形を変位として検出する変位検出式が挙げられる。
The
また、角度センサのエンコーダの機能としてはアブソリュートエンコーダ機能とインクリメントエンコーダ機能がある。インクリメントエンコーダは１回転におけるモータの角度を検出するものだが、アブソリュートエンコーダは多回転したモータの回転数までカウントできる。本実施形態は多回転する関節があるためアブソリュートエンコーダを用いる。これらセンサ部２２１Ａ～２２３Ａ、２２１Ｂ～２２３Ｂの情報もインタフェース４０９及びバス４１０を介して、ＣＰＵ４０１に送られる。ＣＰＵ４０１は、各モータおよびモータの回転の出力部に備えられた角度センサ、トルクセンサからの検出値を用いて、各リンクの位置をフィードバック制御することができる。
Further, as the encoder function of the angle sensor, there are an absolute encoder function and an increment encoder function. The increment encoder detects the angle of the motor in one rotation, but the absolute encoder can count up to the number of rotations of the multi-turn motor. In this embodiment, since there are joints that rotate multiple times, an absolute encoder is used. The information of the
アーム用モータドライバ２３０Ａ、２３０Ｂは、ＣＰＵ４０１から入力を受けた駆動指令に基づき、各モータ２１１Ａ～２１３Ａ、２１１Ｂ～２１３Ｂへの電流の出力量を演算する。そして各モータ２１１Ａ～２１３Ａ、２１１Ｂ～２１３Ｂへ電流を供給して、各関節Ｊ１Ａ～Ｊ３Ａ、Ｊ１Ｂ～Ｊ３Ｂの関節角度制御を行う。即ち、ＣＰＵ４０１は、アーム用モータドライバ２３０Ａ、２３０Ｂを介して、関節Ｊ１Ａ～Ｊ３Ａ、Ｊ１Ｂ～Ｊ３Ｂでの各センサ部の検出値が目標値となるように、各モータにより各関節の駆動を制御する。
The
インタフェース４０７には、モニタ４２１が接続されており、モニタ４２１には、ＣＰＵ４０１の制御の下、各種画像が表示される。インタフェース４０８は、書き換え可能な不揮発性メモリや外付けＨＤＤ等の記憶部である外部記憶装置４２２が接続可能に構成されている。
A
なお本実施形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がＲＯＭ４０２であり、ＲＯＭ４０２にプログラム４３０が格納される場合について説明するが、これに限定するものではない。プログラム４３０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。
In the present embodiment, the case where the computer-readable recording medium is the
例えば、プログラム４３０を供給するための記録媒体としては、ＨＤＤ４０４、記録ディスク４３１、外部記憶装置４２２等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を用いることができる。
For example, as a recording medium for supplying the
図６は本実施形態における制御方法の制御フローを示したフローチャートである。以下で説明する制御フローは各制御装置に搭載されたＣＰＵにより実行されるものとする。まずＳ１０１より、ロボットアーム本体１００Ａは連結板金５を仮組みするためにロボットハンド本体３０１で連結板金５を把持する。本実施形態では、把持するために連結板金５に把持用穴を開けておき、その穴にエンドエフェクタ３０１の爪を挿入して把持させているが、吸着ハンド等で連結板金５を吸いつけて把持しても良く、連決板金５を把持する手段については特に限定しない。
FIG. 6 is a flowchart showing a control flow of the control method in the present embodiment. It is assumed that the control flow described below is executed by the CPU mounted on each control device. First, from S101, the
次にＳ１０２で、ロボットアーム本体１００Ａは連結板金５を持ち上げ、所定の姿勢、所定の位置に連結板金５をハンドリングする。
Next, in S102, the
次にＳ１０３で、連結板金５に接着剤を塗布する。ロボットアーム本体１００Ｂの射出ガン３０２を用いて、板金１Ａおよび１Ｂの接着用突起部２Ａ～２Ｄ（側面板金１Ｂには番号不記載）に接着剤を塗布する。ここで、図４では側面板金に接着用突起部２Ａ～２Ｄを設けているが、これをロボットアーム本体１００Ａが把持している連結板金５に設けても良い。この場合は、ロボットアーム本体１００Ａが把持している連結板金５をロボットアーム本体１００Ｂの可動範囲内へハンドリングし、その位置でロボットアーム本体１００Ｂが連結板金５に接着剤を塗布する。
Next, in S103, an adhesive is applied to the connecting
本実施形態では、連結板金５をエンドエフェクタ３０１で把持した後に接着剤を塗布するとしたが、把持する前に塗布しても良く、より好適なタイミングを作業者が選択できるものとする。
In the present embodiment, the adhesive is applied after gripping the connecting
接着剤が塗布されたら、Ｓ１０４に進み、連結板金５はロボットアーム本体１００Ａによって板金１Ａおよび１Ｂの近接位置までハンドリングされ、仮組み動作が開始される。仮組み動作は、エンドエフェクタ３０１に搭載されている不図示の力覚センサによる力覚制御を用いて実施される。力覚センサは、エンドエフェクタ３０１が外部から受ける力を検出し、力の大きさ・方向によってロボットアーム本体１００Ａの動きにフィードバックされる。
After the adhesive is applied, the process proceeds to S104, and the connecting
仮組み動作が開始されると、Ｓ１０５に進み、ロボットアーム本体１００Ａは連結板金５を板金１Ａおよび１Ｂに対して＋Ｚ方向（図４）へと押し込む動作を行う。前述の通り、板金には反り（たわみ）があるため当接直前の連結板金５と板金１Ａおよび１Ｂは必ずしも平行ではない。つまり、連結板金５が板金１Ａおよび１Ｂに当接した際、連結板金５は板金１Ａおよび１Ｂのどちらかの接着用突起部のみに接触する状態が発生しうるのである。
When the temporary assembly operation is started, the process proceeds to S105, and the
図７は、連結板金５を仮組みする際に力覚センサが検出した＋Ｚ方向への押し込みの力および＋ｔＹ回転方向にかかる力をプロットしたグラフである。グレースケールの線で示された力が＋Ｚ方向への押し込みの力、黒色の線で示された力が＋ｔＹ回転方向にかかる力である。
FIG. 7 is a graph plotting the pushing force in the + Z direction and the force applied in the + tY rotation direction detected by the force sensor when the connecting
板金１Ａおよび１Ｂのどちらかの接着用突起部２Ａ～２Ｄに連結板金５が当接した場合、図７に示すように押し込み＋Ｚ方向の力が検出される（ｔ１）。またこの時、連結板金５は板金１Ａおよび１Ｂのどちらかの接着用突起部２Ａ～２Ｄに当接しているので、さらに押し込むと、力覚センサには回転方向の力が検出される（ｔ２）。例えば、連結板金５が板金１Ａの接着用突起部のみに当接したとすると、図７に示すように＋ｔＹ方向の力として検出される。
When the connecting
その力の値がある程度まで検出されると、これまでの「＋Ｚ方向へと押し込む動作」から、Ｓ１０６に進み、力覚センサで検出される回転方向の力が収束するようにロボットアーム本体１００Ａを動作させる。Ｓ１０６では、「－ｔＹ方向に回転動作する」へと動作修正し、＋Ｚ方向の押し込み動作に関しては、連結板金５を板金１Ａおよび１Ｂに対して過大な力で押し付けることを避けるために、「＋Ｚ方向に力覚ダンピング制御する」へと動作修正される（ｔ３）。
When the value of the force is detected to a certain extent, the
これによりｔ３以降は、図７に示すように＋ｔＹ方向の力は減少し、回転方向の力覚値はゼロへ収束する。そして、＋Ｚ方向に押し込む力もダンピング制御によってゼロへと収束する。Ｓ１０７では、押し込む力と回転方向の力が所定の値まで収束したか判定する。Ｓ１０７：Ｎｏであれば、所定の値に収束するまでＳ１０６の動作を繰り返す。所定の値まで収束したらＳ１０７：ＹｅｓよりＳ１０８に進む。 As a result, after t3, as shown in FIG. 7, the force in the + tY direction decreases, and the force sense value in the rotation direction converges to zero. Then, the force pushing in the + Z direction also converges to zero by damping control. In S107, it is determined whether the pushing force and the force in the rotational direction have converged to a predetermined value. S107: If No, the operation of S106 is repeated until the value converges to a predetermined value. After converging to a predetermined value, the process proceeds from S107: Yes to S108.
ここで、「－ｔＹ方向に回転動作する」・「＋Ｚ方向に力覚ダンピング制御する」へと動作修正した後、場合によっては、＋ｔＹ方向の力を大きく感じていた状態から－ｔＹ方向の力を強く感じる状態へと遷移する場合がある。これは、それまで板金１Ａの接着用突起部のみに当接していた連結板金５が側面板金１Ｂの接着用突起部のみに当接している状態へと変化したことを意味する。この場合は、「－ｔＹ方向に回転動作する」から「＋ｔＹ方向に回転動作する」へと動作修正する。このように、力を検出した回転方向と逆の方向への動作修正を繰り返すことで、やがて回転方向の力はゼロへ収束し、連結板金５は板金１Ａおよび１Ｂの接着用突起部に倣うように当接した状態となる。
Here, after correcting the operation to "rotate in the -tY direction" and "control the force sense damping in the + Z direction", in some cases, the force in the + tY direction is felt to be large, and then the force in the -tY direction is felt. It may transition to a state where you feel strongly. This means that the connecting
Ｓ１０８では、連結板金５は板金１Ａおよび１Ｂの接着用突起部２Ａ～２Ｄに倣うように当接した状態から接着剤が硬化するまでロボットアーム本体１００Ａをその場で停止させる。停止させる時間はあらかじめ設定しておく。所定の時間が経過したら、Ｓ１０９に進み、ロボットアーム本体１００Ａのエンドエフェクタ３０１は連結板金５をアンクランプする。
In S108, the connecting
以上本実施形態によれば、ロボットアームにより板金の仮組みを自動で実行させることができる。また、接着用突起部に接着剤保持部を設けているため、接着剤が流出することを低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, the temporary assembly of the sheet metal can be automatically executed by the robot arm. Further, since the adhesive holding portion is provided on the adhesive protrusion, it is possible to reduce the outflow of the adhesive.
（第４の実施形態）
次に、組付けようとする連結板金５が大型で反りが大きい（平面精度が高くない）ために接着用突起部２と板金１、２間で任意の溶接用隙間が保証されない場合を想定する。以下では、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、上述した種々の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
(Fourth Embodiment)
Next, it is assumed that an arbitrary welding gap is not guaranteed between the
図８は本実施形態における連結板金５をエンドエフェクタ３０１により板金１Ａ、１Ｂに仮組みする際について説明するための図である。本実施形態では、接着用突起部２Ａ～２Ｄは連結板金５に設けられており、溶接用突起部３Ａ～３Ｄがさらに設けられていることが上述の実施形態と大きく異なる。
FIG. 8 is a diagram for explaining a case where the connecting
図８（ａ）は、大型で反りが大きい（平面精度が高くない）連結板金５に接着用突起部２Ａ～２Ｄのみが形成された場合に仮組みした状況を表す図である。図８（ａ）より、連結板金５を板金１Ａ、１Ｂに当接させると、連結板金５と板金１Ａ、１Ｂの間に隙間Ａが生まれる。前述の通り、板金間をレーザ溶接で接合する場合、溶接する板金同士の間に所定の微小な隙間が必要となる。
FIG. 8A is a diagram showing a situation in which only the
しかし、図８（ａ）に形成された隙間Ａは、接着用突起部２Ａ～２Ｄからエンドエフェクタに近いＳ点では狭く、一方で逆側のＰ点では大きくなっており、隙間が一意に確保されない状態となる。このような状態でレーザ溶接を行った場合、板金間の隙間が小さすぎて溶接時の蒸気が外部に拡散されずブローホールやピットとして板金表面に残留し、溶接強度を低下させることで溶接不良を引き起こす。または板金間の隙間が大きすぎる場合は、レーザ溶接によって溶けた金属が溶接相手に届かず接合することができない溶接不良を引き起こす。このように、大型であるため反りが大きい（平面精度が高くない）板金を用いて仮組みを行う場合、接着用突起部だけではレーザ溶接に必要な板金間隙間が保証されない場合がある。
However, the gap A formed in FIG. 8A is narrow at the point S close to the end effector from the
この問題を解決するために、図３（ｂ）に示すように、第１実施形態で述べた接着用突起部２Ａ～２Ｄの隣に設けられた溶接部９に溶接用突起部３Ａ～３Ｄを形成する。溶接用突起部３Ａ～３Ｄは、接着用突起部２Ａ～２Ｄの頭からレーザ溶接に必要な隙間分低く形成する。ここで、溶接用突起部３Ａ～３Ｄは、接着用突起部２Ａ～２Ｄと同様に板金に対してエンボス加工やコイニング加工、打ち抜き加工などのプレス技術で形成することができる。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 3B, the
以上により、接着用突起２Ａ～２Ｄが組付け相手である板金１Ａ、１Ｂに接着・仮組みされたときに、板金１Ａ、１Ｂと溶接用突起３Ａ～３Ｄとの間に狙い通りの溶接隙間Ａを確実に確保することができる。
As described above, when the
また、第１実施形態で示したように接着用突起２２Ａ～２Ｄ上に接着剤流入部と接着剤保持部を設けている。よって、連結板金５の接着用突起２Ａ～２Ｄ上の接着剤は、板金１Ａ、１Ｂに当接した際に押しつぶされて、接着剤流入部を通って接着剤保持部に留まる。これにより、板金１Ａ、１Ｂと接着用突起２Ａ～２Ｄ間の余分な接着剤を溶接用突起３Ａ～３Ｄに流出させることなく仮組みを行うことが可能となる。
Further, as shown in the first embodiment, the adhesive inflow portion and the adhesive holding portion are provided on the adhesive projections 22A to 2D. Therefore, the adhesive on the
上述した種々の実施形態の制御方法は具体的には制御装置４００Ａ、４００Ｂにより実行されるものとして説明した。しかし、上述した機能を実行可能なソフトウェアの制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を例えば別の情報処理装置に搭載させて実施しても良い。従って上述した機能を実行可能なソフトウェアの制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体、通信装置は本発明を構成することになる。
The control methods of the various embodiments described above have been specifically described as being executed by the
また、上記実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体がＲＯＭ或いはＲＡＭであり、ＲＯＭ或いはＲＡＭに制御プログラムが格納される場合について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。 Further, in the above embodiment, the case where the recording medium readable by the computer is ROM or RAM and the control program is stored in the ROM or RAM has been described, but the present invention is not limited to such a form. do not have.
本発明を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御プログラムを供給するための記録媒体としては、ＨＤＤ、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。 The control program for carrying out the present invention may be recorded on any computer-readable recording medium. For example, as a recording medium for supplying a control program, an HDD, an external storage device, a recording disk, or the like may be used.
（その他の実施形態）
また上述した種々の実施形態では、ロボットアーム本体１００Ａ、１００Ｂが複数の関節を有する多関節ロボットアームを用いた場合を説明したが、関節の数はこれに限定されるものではない。ロボットアームの形式として、垂直多軸構成を示したが、パラレルリンク型など異なる形式の関節においても上記と同等の構成を実施することができる。
(Other embodiments)
Further, in the various embodiments described above, the case where the robot arm
また上述した種々の実施形態は、制御装置に設けられる記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械に適用可能である。 Further, the various embodiments described above are applied to a machine capable of automatically performing expansion / contraction, bending / stretching, vertical movement, left / right movement, turning operation, or a combined operation thereof based on information of a storage device provided in the control device. It is possible.
なお本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications can be made within the technical idea of the present invention. In addition, the effects described in the embodiments of the present invention merely list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to those described in the embodiments of the present invention.
１Ａ、１Ｂ 板金
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 接着用突起
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ 溶接用突起
４ 溶接用ビード
３、５ 連結板金
８ 孔
９ 溶接部
１０、３３ 接着剤
１１、３１ 接着剤保持部
３０ スリット部
３２ 接着剤流入部
３４ 接着剤溜まり
１００Ａ、１００Ｂ ロボットアーム本体
３０１、３０２ エンドエフェクタ
４００Ａ、４００Ｂ 制御装置
５００Ａ、５００Ｂ 外部入力装置
1A,
Claims (14)
第１突起部と、
前記第１突起部に塗布される接着剤を保持する保持部と、を有している、
ことを特徴とする構造体。 It ’s a structure,
The first protrusion and
It has a holding portion for holding the adhesive applied to the first protrusion.
A structure characterized by that.
前記第１突起部に塗布される接着剤が流入される流入部を有している、
ことを特徴とする構造体。 In the structure according to claim 1,
It has an inflow portion into which the adhesive applied to the first protrusion is flowed.
A structure characterized by that.
前記流入部は孔である、
ことを特徴とする構造体。 In the structure according to claim 2,
The inflow portion is a hole,
A structure characterized by that.
前記流入部はスリットである、
ことを特徴とする構造体。 In the structure according to claim 2,
The inflow portion is a slit.
A structure characterized by that.
前記接着剤が前記流入部から流出しない位置に、溶接が行われる溶接部を有している、
ことを特徴とする構造体。 In the structure according to any one of claims 2 to 4,
A welded portion to be welded is provided at a position where the adhesive does not flow out from the inflow portion.
A structure characterized by that.
前記流入部はスリットであり、
前記スリットの方向の延長線上に前記溶接部が位置していない、
ことを特徴とする構造体。 In the structure according to claim 5,
The inflow portion is a slit and
The weld is not located on the extension in the direction of the slit.
A structure characterized by that.
前記溶接部に前記第１突起部とは高さが異なる第２突起部を有している、
ことを特徴とする構造体。 In the structure according to claim 6,
The welded portion has a second protrusion having a height different from that of the first protrusion.
A structure characterized by that.
前記第２突起部の高さは、前記第１突起部よりも低い、
ことを特徴とする構造体。 In the structure according to claim 6,
The height of the second protrusion is lower than that of the first protrusion.
A structure characterized by that.
ことを特徴とする。 The structure according to any one of claims 1 to 8 is a welded structure for performing welding.
It is characterized by that.
前記対象物に溶接を行う第２ロボット装置と、
前記第１ロボット装置と前記第２ロボット装置とを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置が、
前記第１ロボットにより、前記突起部を前記対象物とは別の対象物に接触させ、
前記第２ロボットにより、前記対象物に溶接を行う、
ことを特徴とするロボットシステム。 A first robot device for gripping an object provided with a structure having a first protrusion and a holding portion for holding an adhesive applied to the first protrusion.
A second robot device that welds the object,
A control device for controlling the first robot device and the second robot device is provided.
The control device
The first robot brings the protrusion into contact with an object other than the object.
Welding is performed on the object by the second robot.
A robot system characterized by that.
前記対象物に溶接を行う第２ロボット装置と、
前記第１ロボット装置と前記第２ロボット装置とを制御する制御装置と、を備えたロボットシステムの制御方法であって、
前記制御装置が、
前記第１ロボットにより、前記突起部を前記対象物とは別の対象物に接触させ、
前記第２ロボットにより、前記対象物に溶接を行う、
ことを特徴とする制御方法。 A first robot device for gripping an object provided with a structure having a first protrusion and a holding portion for holding an adhesive applied to the first protrusion.
A second robot device that welds the object,
A control method for a robot system including a control device for controlling the first robot device and the second robot device.
The control device
The first robot brings the protrusion into contact with an object other than the object.
Welding is performed on the object by the second robot.
A control method characterized by that.
前記対象物に溶接を行う第２ロボット装置と、
前記第１ロボット装置と前記第２ロボット装置とを制御する制御装置と、を備えたロボットシステムを用いて物品の製造を行う物品の製造方法であって、
前記制御装置が、
前記第１ロボットにより、前記突起部を前記対象物とは別の対象物に接触させ、
前記第２ロボットにより、前記対象物に溶接を行い物品の製造を行う、
ことを特徴とする物品の製造方法。 A first robot device for gripping an object provided with a structure having a first protrusion and a holding portion for holding an adhesive applied to the first protrusion.
A second robot device that welds the object,
A method for manufacturing an article by using a robot system including a control device for controlling the first robot device and the second robot device.
The control device
The first robot brings the protrusion into contact with an object other than the object.
The second robot welds the object to manufacture the article.
A method of manufacturing an article, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020158454A JP2022052209A (en) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | Structure, robot system, method for controlling robot system, method for manufacturing article, control program and storage medium |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2020158454A JP2022052209A (en) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | Structure, robot system, method for controlling robot system, method for manufacturing article, control program and storage medium |
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- 2020-09-23 JP JP2020158454A patent/JP2022052209A/en active Pending
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