JP3287153B2 - 組立用ロボットによるワーク自動組付方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、組立用ロボットによる
ワーク自動組付方法およびその装置に係り、特に、変形
させながら作業をする必要があるワークを自動的に組み
付けることができるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】部品の組付作業の中には、固体差が大き
く精度のあまり良くない樹脂成形品などの柔軟物を部品
（組付物、被組付物）とし、それらを変形させながら作
業を行うことを前提としているものがある。たとえば、
インストルメントパネル（樹脂製）１にダクト（樹脂
製）２を組み付ける作業を例にとると、インストルメン
トパネル１のサイドデフグリル（差込口）３にダクト２
のサイドデフダクト部４を挿入する場合には、サイドデ
フダクト部４をたわめながらサイドデフグリル３に差し
込まなければならない。前記ダクト２はサイドデフダク
ト４とセンターベントダクト４をあらかじめ組み付けて
モジュール化した組立部品（ユニット）である（以上、
図９参照）。従来、このような部品の組付作業は人間に
よる作業を前提としており、専ら手作業で行われてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、部品の組付
作業をロボットを用いて自動化する場合には一般に複雑
な制御を必要とする。特に、上記のように樹脂成形品な
どの柔軟物は固体差が大きく部品精度にばらつきがある
ため、これらをワークとする場合には、人間と同じよう
な感覚で、つまり手（ハンド）に加わる力の具合を感じ
ながら作業を行う必要があり、力覚による力制御を行っ
て組付動作の力を微妙に制御しながら作業を行うことが
不可欠である。その上、とりわけ上記の例のように組付
時にワークを変形させながら作業をすることが前提とさ
れている場合には、たとえば双腕ロボットを使用する場
合を例にとると、ワークを分解または破壊しない範囲内
で２本のロボットアームを左右別々に独立して動かす必
要があり、きわめて高度な制御機能が必要とされる。こ
うした事情から、従来、その自動化はきわめて困難であ
った。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、変形させながら作業をする
必要があるワークを組立用ロボットにより自動的に組み
付けることができる組立用ロボットによるワーク自動組
付方法およびその装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１記載の組立用ロボットによる
ワーク自動組付方法は、組立用ロボットの手首に装着し
た力覚センサの検出値を利用してワークの組付作業を自
動的に行う組立用ロボットによるワーク自動組付方法で
あって、ワークが干渉した時に力覚センサの検出値に基
づいて前記ロボットの動作に関する補正量を決定する段
階と、補正後のロボット位置が、ワークが分解または破
壊される寸前の力覚情報によって決定された動作可能範
囲内にあるかどうかを判定する段階と、補正後のロボッ
ト位置が前記動作可能範囲内にあるときに前記補正量に
従って前記ロボットの動作を補正する段階とを有するこ
とを特徴とする。

【０００６】

【０００７】

【０００８】また、請求項２記載の組立用ロボットによ
るワーク自動組付装置は、組立用ロボットの手首に装着
した力覚センサの検出値を利用してワークの組付作業を
自動的に行う組立用ロボットによるワーク自動組付装置
であって、ワークが干渉した時に前記力覚センサの検出
値に基づいて前記組立用ロボットの動作に関する補正量
を決定する補正量決定手段と、ワークが分解または破壊
される寸前の力覚情報によって決定された前記組立用ロ
ボットの動作可能範囲データを記憶する記憶手段と、前
記補正量決定手段によって決定された補正後のロボット
位置が前記記憶手段に記憶されている動作可能範囲内に
あるかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段によ
り補正後のロボット位置が動作可能範囲内にあると判定
されたときに前記補正量決定手段によって決定された補
正量に従って前記組立用ロボットの動作を補正する補正
手段と、を有することを特徴とする組立用ロボットによ
るワーク自動組付装置。

【０００９】

【作用】上記のように構成された請求項１記載の組立用
ロボットによるワーク自動組付方法にあっては、ワーク
が干渉した時に力覚センサの検出値に基づいて組立用ロ
ボットの動作に関する補正量を決定した後、補正後のロ
ボット位置が、ワークが分解または破壊される寸前の力
覚情報によって決定された動作可能範囲内にあるかどう
かを判定し、この判定の結果補正後のロボット位置が動
作可能範囲内にあるときには前記補正量に従って前記ロ
ボットの動作を補正する。すなわち、ワークが分解また
は破壊される寸前の動作可能範囲内であることを確認し
てから補正動作を行うので、変形させながら作業をする
必要があるワークであっても組立用ロボットにより自動
的に組み付けることができる。

【００１０】

【００１１】

【００１２】また、請求項２記載の組立用ロボットによ
るワーク自動組付装置にあっては、実際にワークの組付
作業を実行する前にあらかじめ組立用ロボットの動作可
能範囲をワークが分解または破壊される寸前の位置とし
て決定し、そのデータを記憶手段に記憶しておく。実際
の組付作業にあたっては、補正量決定手段は、ワークが
干渉した時に力覚センサの検出値に基づいて組立用ロボ
ットの動作に関する補正量を決定し、判定手段は、補正
量決定手段によって決定された補正後のロボット位置が
記憶手段に記憶されている動作可能範囲内にあるかどう
かを判定し、補正手段は、判定手段により補正後のロボ
ット位置が動作可能範囲内にあると判定されたときに補
正量決定手段によって決定された補正量に従って組立用
ロボットの動作を補正する。すなわち、ワークが分解ま
たは破壊される寸前の動作可能範囲内であることを確認
してから補正動作を行うので、変形させながら作業をす
る必要があるワークであっても組立用ロボットにより自
動的に組み付けることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、ここでは、組付作業として、ダクトユニッ
ト（樹脂製）２をインストルメントパネル（樹脂製）１
に差し込んで組み付ける作業を例にとって説明する（図
９参照）。

【００１４】図１は本発明のワーク自動組付装置を構成
する組立用ロボットの一例を示す全体図である。この組
立用ロボット１０（以下、単にロボットという）は、た
とえば、人間のように２本の腕（アーム）を持ったティ
ーチング・プレイバック方式の双腕ロボットで構成さ
れ、作業台６の上に所定の治具７により固定されたイン
ストルメントパネル１にダクトユニット２を組み付ける
作業を行うものである。双腕ロボット１０の各腕はサー
ボモータ直接駆動方式による多関節型であり、それぞれ
独立にティーチングが可能であって、腕（アーム）１１
と手（ハンド）１２の結合部分である手首には力覚セン
サ１３が装着されている（図２参照）。実際にダクトユ
ニット２をインストルメントパネル１に組み付ける際に
は、双腕ロボット１０によってダクトユニット２を所定
の２箇所の位置Ａで把持して移動させ、インストルメン
トパネル１の内側の差込口（サイドデフグリル）３に差
し込む（図９参照）。前述したように、樹脂成形品など
の柔軟物は固体差が大きく部品精度を求めることはでき
ないので、これをワークとする場合には、ワークを正確
に位置決めしたりロボットを正確に教示したりすること
なく組付作業を行えるようにする必要がある。そのた
め、本実施例では、後述するように、力の加わり方を感
じながら適切に動作を修正して作業を行う、つまり力覚
による力制御を行って組付動作の力を微妙に制御しなが
ら作業をなすようにしている。なお、ダクトユニット２
は、前述したように、サイドデフダクト４とセンターベ
ントダクト５を組み付けて構成されている。

【００１５】双腕ロボット１０の各腕の手首に装着され
た力覚センサ１３は、たとえば、６次元の情報を扱う６
軸の力覚センサであって、手（ハンド）に作用する反力
やモーメント（力覚情報）を直接検出するものである。
６次元の力覚情報は、たとえば、ＸＹＺの各軸方向の荷
重とモーメントからなっている。力覚センサ１３の構造
自体は周知である。本実施例では、後述するように、こ
の力覚センサ１３の検出値（力覚情報）を力制御にフィ
ードバックすることによって、ダクトユニット２のイン
ストルメントパネル１への組付作業を自動的に行うよう
にしている。

【００１６】図３は本発明のワーク自動組付装置の構成
例を示すブロック図である。双腕ロボット１０の２本の
ロボットアーム（ハンドも含む）１１ａ、１１ｂはロボ
ットコントローラ１４によって統合的に制御される。ロ
ボットコントローラ１４は、ロボットアーム１１ａ、１
１ｂの動作を記憶し制御する補正手段としてのロボット
制御部１５と、ロボットアーム１１ａ、１１ｂの各駆動
軸のサーボモータ（以下、単に軸モータという）に駆動
電力を供給するサーボアンプ１６と、ロボットアーム１
１ａ、１１ｂの手首にそれぞれ装着された力覚センサ１
３ａ、１３ｂの検出値（力覚信号）を入力し監視する力
覚監視部１７と、ロボットアーム１１ａ、１１ｂの位置
を補正する信号を作出する補正量決定手段としての位置
補正部１８と、ロボットアーム１１ａ、１１ｂ間の相対
的な動作可能範囲を決定し管理する判定手段としての動
作範囲管理部１９とを有しており、上記各部１５、１
７、１８、１９は入出力インタフェース２０を介して内
部的に相互に接続されている。また、入出力インタフェ
ース２０には、外部装置として、力覚センサ１３ａ、１
３ｂのほかに、ワーク（ダクトユニット２）の把持範囲
を設定するための端末装置２１や、ロボットアーム１１
ａ、１１ｂに所要の作業を記憶させるためのリモートコ
ントロール装置である教示盤２２、作業台６上にワーク
（インストルメントパネル１、ダクトユニット２）が搬
入、搬出されたことを検出するリミットスイッチなどの
各種センサ（図示せず）などがそれぞれ接続されてい
る。また、ロボットアーム１１ａ、１１ｂに関するロボ
ット信号（たとえば、データの警告信号や断線検知な
ど）はロボット制御部１５に対して入出力される。

【００１７】ロボットアーム１１ａ、１１ｂの基本動作
の制御は、通常のプレイバックロボットの場合と同様で
あって、まず、あらかじめ教示盤２２を操作して各ロボ
ットアーム１１ａ、１１ｂを動かして実際の組付作業を
教示することにより、その作業の順序、条件、位置、お
よびその他の情報をロボット制御部１５内のメモリ２３
に記憶させる。この教示作業は、双腕ロボット１０の場
合、両方の腕についてそれぞれ行われる。実際の組付作
業は、２本のロボットアーム１１ａ、１１ｂを協調して
動作させることによって行われ、教示された順序、条
件、位置などの情報を必要に応じて読み出し、サーボア
ンプ１６を介して軸モータ制御およびブレーキ制御を行
うことにより、その読み出した情報に従って動作の各段
階を逐次進めていく。その際、本実施例では、後述する
ように、組付段階において左右のロボットアーム１１
ａ、１１ｂを順次別々に動作させるが、それぞれ力覚セ
ンサ１３ａ、１３ｂの検出値を監視しながら適切に動作
を補正しながら差し込み動作を行うようになっている。

【００１８】力覚監視部１７は、上記したように、力覚
センサ１３ａ、１３ｂの検出値を入力して監視するもの
である。具体的には、たとえば、あらかじめ、ロボット
アーム１１ａ、１１ｂに正常な組付動作を教示した時の
力覚センサ１３ａ、１３ｂの検出値の変化をたとえば時
間に対する関係でメモリ２４に記憶しておき（以下、メ
モリ２４に記憶された正常動作時の時間に対する力覚セ
ンサ検出値のデータを力覚パターンという）、ロボット
制御部１５からの同期信号により、メモリ２４内の力覚
パターンを再生して、現在の検出値と比較し、それらの
誤差を求める。そして、求めた誤差があらかじめ設定さ
れた許容範囲内にあるかどうかを判定し、その結果をロ
ボット制御部１５（範囲内の場合）または位置補正部１
８（範囲外の場合）に出力する。補正動作の間は、力覚
パターンの再生は停止される。メモリ２４に記憶されて
いる力覚パターンは、実際に組付作業を行って成功した
時、つまり正常な組付動作を行った時の力覚センサ１３
ａ、１３ｂの検出値の変化であるから、ロボットアーム
１１ａ、１１ｂの動きと同期をとりながら力覚パターン
を逐次再生し、その時点における対応する組付動作の段
階における力覚センサ検出値（組み付いていない状態）
と比較して、力覚パターンに倣うように位置補正をかけ
ることによって、ワーク（インストルメントパネル１、
ダクトユニット２）をそれほど正確に位置決めしていな
くても、確実に組み付けることができる。

【００１９】位置補正部１８は、上記したように、ロボ
ットアーム１１ａ、１１ｂの位置を補正する信号を作出
するものである。位置補正部１８のメモリ２５には、力
覚センサ１３ａ、１３ｂの検出値と対応する動作段階で
の力覚パターンの値との誤差が許容範囲内にないときに
その誤差を許容範囲内に収めるためにロボットアーム１
１ａ、１１ｂを動かすべき補正量（方向も含む）に関す
るデータ（以下、補正量テーブルという）が記憶されて
いる。この補正量テーブルの内容は、あらかじめ、動作
実験などを行って、適当に設定しておく。位置補正部１
８は、力覚監視部１７の判定結果から、上記の補正量テ
ーブルを参照して、ロボットアーム１１ａ、１１ｂの移
動補正量を求める。この補正量はロボット制御部１５に
出力され、ロボット制御部１５は、指示された補正量に
従ってロボットアーム１１ａ、１１ｂを動かして、力の
加わり具合を制御することになる。

【００２０】動作範囲管理部１９は、上記したように、
ロボットアーム１１ａ、１１ｂ間の相対的な動作可能範
囲を決定し管理するものである。具体的には、あらかじ
め、たとえば双腕ロボット１０を教示する際に、ダクト
ユニット２を扱う場合における双腕ロボット１０の動作
可能範囲を決定し、この結果を記憶手段としてのメモリ
２６に記憶する。動作可能範囲は、扱うワークの形状に
応じて決定される。本実施例では、ガタを有するダクト
ユニット２を対象物とするため、双腕ロボット１０の動
作可能範囲はダクトユニット２のがたつきの度合に対応
している。動作可能範囲を決定する手順については後述
する。また、動作範囲管理部１９は、位置補正部１８の
結果により補正されたロボットアーム１１ａ、１１ｂ間
の相対位置が上記の動作可能範囲内にあるかどうかを判
定する機能をも有している。

【００２１】次に、以上のように構成された本装置の動
作について図４〜図８のフローチャートを参照して説明
する。まず、図４は動作可能範囲を決定する手順を示す
メインフローチャートであり、図５〜図７は図４中のサ
ブルーチンの内容を示すフローチャートである。これら
の処理は、たとえば、あらかじめ、双腕ロボット１０を
教示する際に実行される。なお、説明にあたっては、適
宜、図９を参照する。

【００２２】まず、教示盤２２を操作して双腕ロボット
１０のそれぞれのアーム１１ａ、１１ｂでワーク（ダク
トユニット２）を所定の２箇所の位置Ａで把持する（ス
テップＳ１）。

【００２３】次に、Ｘ軸方向（左右方向）における２本
のロボットアーム１１ａ、１１ｂの相対可動範囲を決定
する（ステップＳ２）。具体的には、図５のフローチャ
ートに示すように、まず、２本のロボットアーム１１
ａ、１１ｂを寸動（インチング）によりＸ軸方向に徐々
に開いていき（つまり、アーム１１ａ、１１ｂの間隔を
広げ）（ステップＳ６）、ワークが分解する寸前の間隔
を求めてメモリ２６に記憶する（ステップＳ７）。ま
た、ワークが分解する寸前の力覚センサ１３ａ、１３ｂ
の検出値もメモリ２６に記憶する（ステップＳ８）。た
とえば、ワークが分解する寸前の間隔は、寸動させなが
ら各ロボットアーム１１ａ、１１ｂの位置データを監視
しておき、実際に分解が起こった時点の直前の位置デー
タに基づいてアーム１１ａ、１１ｂの間隔を算出する
（以下同様）。同じく、ワークが分解する寸前の力覚セ
ンサ値も、寸動させながら各力覚センサ１３ａ、１３ｂ
の検出値を監視しておき、実際に分解が起こった時点の
直前の力覚センサ値を記憶する（以下同様）。次に、ロ
ボットアーム１１ａ、１１ｂを寸動（インチング）によ
りＸ軸方向に徐々に閉じる（つまり、アーム１１ａ、１
１ｂの間隔を狭める）方向に動かし（ステップＳ９）、
ワークが破壊される寸前の間隔を求めてメモリ２６に記
憶する（ステップＳ１０）。また、ワークが破壊される
寸前の力覚センサ１３ａ、１３ｂの検出値もメモリ２６
に記憶する（ステップＳ１１）。なお、ステップＳ６と
ステップＳ９において２本のロボットアーム１１ａ、１
１ｂを共に動かすか、またはどちらか一方を固定しても
う一方を動かすかは、実際の組付動作の態様による。

【００２４】ステップＳ２が終了すると、次に、Ｙ軸方
向（前後方向）における２本のロボットアーム１１ａ、
１１ｂの相対可動範囲を決定する（ステップＳ３）。具
体的には、図６のフローチャートに示すように、まず、
２本のロボットアーム１１ａ、１１ｂを寸動によりＹ軸
方向に徐々にずらしていき（ステップＳ１２）、ワーク
が分解する寸前の間隔を求めてメモリ２６に記憶し（ス
テップＳ１３）、また、ワークが分解する寸前の力覚セ
ンサ１３ａ、１３ｂの検出値をメモリ２６に記憶する
（ステップＳ１４）。なお、この場合にも、ステップＳ
１２において２本のロボットアーム１１ａ、１１ｂを共
に動かすか、またはどちらか一方を固定してもう一方を
動かすかは、実際の組付動作の態様による。

【００２５】ステップＳ３が終了すると、今度は、Ｚ方
向（上下方向）における２本のロボットアーム１１ａ、
１１ｂの相対可動範囲を決定する（ステップＳ４）。具
体的には、図７のフローチャートに示すように、まず、
２本のロボットアーム１１ａ、１１ｂを寸動によりＺ軸
方向に徐々にずらしていき（ステップＳ１５）、ワーク
が分解する寸前の間隔を求めてメモリ２６に記憶し（ス
テップＳ１６）、また、ワークが分解する寸前の力覚セ
ンサ１３ａ、１３ｂの検出値をメモリ２６に記憶する
（ステップＳ１７）。なお、この場合にも、ステップＳ
１５において２本のロボットアーム１１ａ、１１ｂを共
に動かすか、またはどちらか一方を固定してもう一方を
動かすかは、実際の組付動作の態様による。

【００２６】ステップＳ４が終了すると、動作範囲管理
部１９は、ステップＳ２〜ステップＳ４で求めたＸＹＺ
の各軸方向の分解寸前の間隔データから、ワークの形状
をも考慮して、三次元的にワークをずらしても分解しな
い範囲を算出し、これをロボットアーム１１ａ、１１ｂ
の相対的な動作可能範囲としてメモリ２６に記憶する
（ステップＳ５）。このように、あらかじめロボットア
ーム１１ａ、１１ｂの相対的な動作可能範囲を設定して
おくことによって、ワーク（ダクトユニット２）を変形
させながら組付動作を行わせることが可能となる。

【００２７】なお、ステップＳ２〜ステップＳ４の処理
の順序は適当に変更してもよい。また、上記したよう
に、双腕ロボット１０を教示する際には、正常に組み付
けた時の力覚センサ１３ａ、１３ｂの検出値の変化もあ
らかじめ力覚監視部１７内のメモリ２４に記憶するよう
にしてある。

【００２８】図８はロボットコントローラ１４の動作を
示すフローチャートである。ここでは、所定の教示作業
を終えて双腕ロボット１０によりワーク（インストルメ
ントパネル１、ダクトユニット２）の組付作業を行う場
合のフローチャートを示している。より具体的には、実
際にダクトユニット２をインストルメントパネル１に差
し込む作業を行う段階のフローチャートを示している。

【００２９】まず、ダクトユニット２をインストルメン
トパネル１に組み付ける作業の全体的な流れを簡単に説
明しておく。教示された情報に従って、双腕ロボット１
０のそれぞれのアーム１１ａ、１１ｂでダクトユニット
２を所定の２箇所の位置Ａで把持した状態で、ダクトユ
ニット２をインストルメントパネル１のほうへ運搬す
る。この時、力覚センサ１３ａ、１３ｂの検出値は安定
している。ダクトユニット２がインストルメントパネル
１に干渉すると、手首に一定方向の力が加わり力覚セン
サ１３ａ、１３ｂの検出値が変化するので、干渉したと
判断する。それぞれの力覚センサ１３ａ、１３ｂにより
ダクトユニット２の左右とも干渉が検知された時点で、
たとえば、一方のロボットアーム（たとえば、１１ｂ）
を固定し、もう一方のロボットアーム（たとえば、１１
ａ）を動かして差し込み動作を行わせる。この差し込み
動作は、図８のフローチャートに示すとおりであり、力
覚センサ１３ａの検出値を監視しながら適切に動作を補
正しながら行う。この時、ダクトユニット２は変形する
が、組付部にガタがあるため、上記した動作可能範囲内
で移動する限り、ダクトユニット２が損傷（分解または
破壊）することはない。ダクトユニット２の一方のサイ
ドデフダクト部４の差し込みが完了すれば、その位置で
ロボットアーム１１ａを固定し、他方のロボットアーム
１１ｂを動かしてもう一方のサイドデフダクト部４の差
し込みを行う。

【００３０】次に、図８のフローチャートを参照して、
一方のロボットアーム１１ａ（または１１ｂ）の差し込
み動作を詳細に説明する。なお、ここでは、ロボットア
ーム１１ａについて説明する。上記のようにしてダクト
ユニット２の左右ともインストルメントパネル１に干渉
したと判断されると、ロボット制御部１５は、プログラ
ムに従ってサーボアンプ１６を介してロボットアーム１
１ａを動かし、力覚監視部１７は、そのロボットアーム
１１ａの動きと同期をとりながらメモリ２４内の力覚パ
ターンを逐次再生し、入力した力覚センサ１３ａの検出
値の監視を行う。すなわち、入力した力覚センサ１３ａ
の検出値を対応する段階の力覚パターンの値と比較して
それらの誤差を求め、求めた誤差が許容範囲内にあるか
どうかを判定する（ステップＳ２０、ステップＳ２
１）。

【００３１】ステップＳ２１の判定結果として誤差が許
容範囲内にない場合には、その判定結果を位置補正部１
８に出力する。位置補正部１８は、力覚監視部１７の判
定結果から、メモリ２５内の補正量テーブルを参照し
て、ロボットアーム１１ａの移動補正量を求め、動作範
囲管理部１９に出力する（ステップＳ２２）。

【００３２】動作範囲管理部１９は、ステップＳ２２で
求められた補正量と現在のアーム位置とから補正後のア
ーム位置を算出した後、その位置における力覚情報の値
を推定し、メモリ２６に記憶されている分解寸前の力覚
センサ値と比較して、補正後の力覚情報が許容範囲内か
どうかを判断し（ステップＳ２３）、それが許容範囲内
であれば、移動させてもダクトユニット２を分解したり
破壊したりするほどの力はかからないものと判断して、
さらに、補正後のアーム１１ａの位置データと固定され
ているアーム１１ｂの位置データとから補正後のロボッ
トアーム１１ａ、１１ｂの間隔を求め、メモリ２６に記
憶されている三次元の動作可能範囲と比較して、補正後
の間隔が許容範囲内かどうかを判断する（ステップＳ２
４）。それが許容範囲内であれば、移動させてもダクト
ユニット２が分解したり破壊されたりすることはないも
のと判断して、ステップＳ２２で求められた補正量をロ
ボット制御部１５にフィードバックし（ステップＳ２
５）、ステップＳ２０に戻る。ステップＳ２５で、ロボ
ット制御部１５は、指示された補正量に従ってロボット
アーム１１ａを動かして、力の加わり具合を制御する。

【００３３】ステップＳ２３またはステップＳ２４の判
断の結果としてＮＯであれば、つまりロボットアーム１
１ａの動作可能範囲を超える場合には、組み付けはでき
ない（組付ＮＧ）ものと判断して、組付ＮＧである旨の
警報を出力し（ステップＳ２６）、作業を終了する。

【００３４】また、ステップＳ２１の判断の結果として
ＹＥＳである場合には、プログラムの現在の段階が組付
作業終了段階であるかどうか、つまり組付作業は終了か
どうかを判断し（ステップＳ２７）、終了していなけれ
ば、ロボットアーム１１ａを次の動作に移行させるべ
く、プログラムの次の段階を読み出し、ステップＳ１に
戻る。つまり、組付作業が終了するまで以上の差し込み
動作を繰り返す。

【００３５】したがって、本実施例によれば、ワーク
（ダクトユニット２）のガタと力覚センサ１３ａ、１３
ｂの検出値を利用して組付作業を行う際に、補正後のア
ーム位置があらかじめ設定された動作可能範囲内である
ことを確認してから補正動作を行うようにしたので、ダ
クトユニット２を変形させながらインストルメントパネ
ル１に組み付ける作業を自動的に行うことができるよう
になり、省人化が図られる。

【００３６】また、力覚センサ１３ａ、１３ｂの検出値
を利用してロボットアーム１１ａ、１１ｂを力制御する
ことにより、固体差の大きい樹脂成形品などの柔軟物の
組み付けにも柔軟に対応できるようにしたので、高精度
のワークや、ワークの高精度の位置決めは必要としな
い。

【００３７】なお、本実施例では、双腕ロボット１０に
よりダクトユニット２をインストルメントパネル１に組
み付ける作業を例にとっているが、これに限定されない
ことはもちろんである。組立用ロボットとしては、双腕
ロボット１０に限らず、１本のロボットアームしか持た
ないシステムであってもよいし、３本以上のロボットア
ームを持つシステムであってもよい。また、２本のロボ
ットアームを持つ場合であっても、別々のロボットコン
トローラによって制御されるようなシステムであっても
よい。組付用ワークとしては、ガタのある組立部品（ユ
ニット）に限らず、変形させながら作業をする必要があ
るワークであれば本発明は適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る請求項
１記載の組立用ロボットによるワーク自動組付方法によ
れば、ワークが分解または破壊される寸前の力覚情報に
よって決定された動作可能範囲内であることを確認して
から補正動作を行うので、変形させながら作業をする必
要があるワークであっても組立用ロボットにより自動的
に組み付けることができ、省人化が図られる。

【００３９】

【００４０】

【００４１】また、請求項２記載の組立用ロボットによ
るワーク自動組付装置によれば、ワークが分解または破
壊される寸前の力覚情報によって決定された動作可能範
囲内であることを確認してから補正動作を行うので、上
記請求項１記載の方法を確実に実行して、変形させなが
ら作業をする必要があるワークであっても組立用ロボッ
トにより自動的に組み付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のワーク自動組付装置を構成する組立
用ロボットの一例を示す全体図

【図２】 力覚センサの装着位置の説明に供する図

【図３】 本発明のワーク自動組付装置の構成例を示す
ブロック図

【図４】 動作可能範囲を決定する手順を示すメインフ
ローチャート

【図５】 図４中のサブルーチンの内容を示すフローチ
ャート

【図６】 図４中の他のサブルーチンの内容を示すフロ
ーチャート

【図７】 図４中のさらに他のサブルーチンの内容を示
すフローチャート

【図８】 ロボットコントローラの動作を示すフローチ
ャート

【図９】 組付作業の一例を示す模式図

【符号の説明】

１…インストルメントパネル（ワーク） ２…ダクトユニット（ワーク） １０…双腕ロボット １１ａ、１１ｂ…ロボットアーム（組立用ロボット） １３ａ、１３ｂ…力覚センサ １４…ロボットコントローラ １５…ロボット制御部（補正手段） １７…力覚監視部 １８…位置補正部（補正量決定手段） １９…動作範囲管理部（判定手段） ２６…メモリ（記憶手段） ２２…教示盤

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組立用ロボットの手首に装着した力覚セ
   ンサの検出値を利用してワークの組付作業を自動的に行
   う組立用ロボットによるワーク自動組付方法であって、 ワークが干渉した時に力覚センサの検出値に基づいて前
   記ロボットの動作に関する補正量を決定する段階と、 補正後のロボット位置が、ワークが分解または破壊され
   る寸前の力覚情報によって決定された動作可能範囲内に
   あるかどうかを判定する段階と、 補正後のロボット位置が前記動作可能範囲内にあるとき
   に前記補正量に従って前記ロボットの動作を補正する段
   階と、 を有することを特徴とする組立用ロボットによるワーク
   自動組付方法。
2. 【請求項２】 組立用ロボットの手首に装着した力覚セ
   ンサの検出値を利用してワークの組付作業を自動的に行
   う組立用ロボットによるワーク自動組付装置であって、 ワークが干渉した時に前記力覚センサの検出値に基づい
   て前記組立用ロボットの動作に関する補正量を決定する
   補正量決定手段と、ワークが分解または破壊される寸前の力覚情報によって
   決定された前記組立用ロボットの動作可能範囲データを
   記憶する記憶手段と、 前記補正量決定手段によって決定された補正後のロボッ
   ト位置が前記記憶手段に記憶されている動作可能範囲内
   にあるかどうかを判定する判定手段と、 前記判定手段により補正後のロボット位置が動作可能範
   囲内にあると判定されたときに前記補正量決定手段によ
   って決定された補正量に従って前記組立用ロボットの動
   作を補正する補正手段と、 を有することを特徴とする組立用ロボットによるワーク
   自動組付装置。