JP3288518B2 - Automatic parts assembly method and automatic parts assembly device - Google Patents

Automatic parts assembly method and automatic parts assembly device

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JP3288518B2
JP3288518B2 JP03474394A JP3474394A JP3288518B2 JP 3288518 B2 JP3288518 B2 JP 3288518B2 JP 03474394 A JP03474394 A JP 03474394A JP 3474394 A JP3474394 A JP 3474394A JP 3288518 B2 JP3288518 B2 JP 3288518B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、軸芯及び位相合わせ
を必要とする部品の嵌合挿入を自動的に行う部品自動組
立方法及び部品自動組立装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic component assembling method and an automatic component assembling apparatus for automatically fitting and inserting components requiring shaft alignment and phase alignment.

【0002】[0002]

【従来の技術】図27乃至図33は従来の部品自動組立
装置を示す図であり、図27はその部品自動組立装置の
基本構成を示す正面図、図28は図27の部分拡大図、
図29は組立対象部品を示す斜視図、図30は組立対象
部品及びその位置決めまたは部品供給を示す断面図、図
31は従来の部品自動組立装置の動作を説明する正面
図、図32はその一部の縦断正面図、図33はその組立
対象部品の組立て状態を示す平面図である。
2. Description of the Related Art FIGS. 27 to 33 are views showing a conventional automatic parts assembling apparatus, FIG. 27 is a front view showing the basic structure of the automatic parts assembling apparatus, FIG. 28 is a partially enlarged view of FIG.
29 is a perspective view showing the parts to be assembled, FIG. 30 is a cross-sectional view showing the parts to be assembled and the positioning or supply of the parts, FIG. 31 is a front view for explaining the operation of the conventional automatic parts assembling apparatus, and FIG. FIG. 33 is a plan view showing an assembled state of the parts to be assembled.

【0003】図27において、7は部品を把持するため
のチャック機構、8は一般にスカラ型ロボットと呼ばれ
ている水平直交軸X,Yに沿う水平移動、垂直軸Zに沿
う上下移動、垂直軸Zを中心とする手首水平回転θの4
自由度を有するロボット、9はロボット8の手首先端
(すなわち作業具取付け部)8aにチャック機構7を連
結する連結機構である。
In FIG. 27, reference numeral 7 denotes a chuck mechanism for gripping a component, 8 denotes a horizontal movement along a horizontal orthogonal axis X, Y, a vertical movement along a vertical axis Z, and a vertical axis generally called a scalar robot. 4 of wrist horizontal rotation θ around Z
A robot 9 having a degree of freedom is a connection mechanism for connecting the chuck mechanism 7 to the tip 8a of the wrist of the robot 8 (that is, the work tool mounting portion).

【0004】上記連結機構9は図28に示すように、組
立対象部品の微小な軸芯及び角度ずれを吸収するための
RCC(REMOTE CENTER COMPLIA
NCE)11とZ軸コンプライアンス機構12とで構成
されている。
As shown in FIG. 28, the connecting mechanism 9 is provided with an RCC (REMOTE CENTER COMPLIA) for absorbing a minute axis and angular deviation of a component to be assembled.
NCE) 11 and a Z-axis compliance mechanism 12.

【0005】そして、上記Z軸コンプライアンス機構1
2はロボット8の手首先端8aに取付けられた板16
と、RCC11に取付けられた板17と、板16に対し
て板17がロボット8のZ軸方向(上下方向)にのみ摺
動動作できるようにするガイド13と、板16と板17
との間に設けられた圧縮コイルバネ14と、この圧縮コ
イルバネ14のたわみ量が所定の値を越えたときに検出
部材15aの接近を検出して出力信号がオンとなる近接
スイッチ15と、嵌合挿入方向の力を計測するための荷
重センサ18から構成されている。ここで、ガイド1
3、圧縮コイルバネ14、板16及び板17は、チャッ
ク機構7を部品の挿入方向の反対方向にフロートさせる
フロート機構を構成している。
The Z-axis compliance mechanism 1
2 is a plate 16 attached to the wrist tip 8a of the robot 8.
And a plate 17 attached to the RCC 11, a guide 13 for allowing the plate 17 to slide only in the Z-axis direction (up-down direction) of the robot 8 with respect to the plate 16, a plate 16 and the plate 17
And a proximity switch 15 that detects an approach of the detection member 15a and turns on an output signal when the amount of deflection of the compression coil spring 14 exceeds a predetermined value. It comprises a load sensor 18 for measuring the force in the insertion direction. Here, Guide 1
3. The compression coil spring 14, the plate 16 and the plate 17 constitute a float mechanism for causing the chuck mechanism 7 to float in the direction opposite to the component insertion direction.

【0006】図29において、1はキー付きの穴部1a
を備えた第1の部品、2は前記キー付きの穴部1aが嵌
合するキー付きの軸部2aを備えた第2の部品である。
図30において、3は第1の部品1を位置決め保持する
ための位置決め機構、4は第2の部品2を装置に供給す
るための部品供給機構である。
In FIG. 29, reference numeral 1 denotes a keyed hole 1a.
The first part 2 provided with a key is a second part provided with a keyed shaft part 2a in which the keyed hole part 1a is fitted.
In FIG. 30, reference numeral 3 denotes a positioning mechanism for positioning and holding the first component 1, and 4 denotes a component supply mechanism for supplying the second component 2 to the apparatus.

【0007】ロボット8は、図示省略したコントローラ
によって、例えばティーチーングプレイバック式により
自動制御され、第2の部品2の軸部2aに第1の部品1
の穴部1aを嵌合させる作業が行われる。なお、近接ス
イッチ15の出力がオンとなったときには、ロボット8
を緊急停止させるように前記コントローラの動作プログ
ラム等が設定されている。
The robot 8 is automatically controlled by, for example, a teaching playback system by a controller (not shown), and the first part 1 is attached to the shaft 2 a of the second part 2.
The operation of fitting the hole 1a is performed. When the output of the proximity switch 15 is turned on, the robot 8
The operation program and the like of the controller are set so as to make the emergency stop.

【0008】次に動作について説明する。まず、ロボッ
ト8が移動して、チャック機構7が部品供給機構4によ
って供給された第2の部品2を把持する。そしてロボッ
ト8を移動させ、図31に示すように第2の部品2を位
置決め機構3によって位置決めされた第1の部品1の上
方に位置決めした後、この第1の部品1に嵌合させるべ
く下降させる。
Next, the operation will be described. First, the robot 8 moves, and the chuck mechanism 7 grips the second component 2 supplied by the component supply mechanism 4. Then, the robot 8 is moved to position the second component 2 above the first component 1 positioned by the positioning mechanism 3 as shown in FIG. 31 and then lowered to fit the first component 1. Let it.

【0009】この時、予め図示省略したCCDカメラな
どの手段を用いて、軸芯及び位相を精度良く合わせてい
る場合は、第2の部品2の軸部2aが第1の部品1の穴
部1aに入り嵌合が円滑に実現される。
At this time, if the axis and phase are precisely adjusted by using a means such as a CCD camera not shown in advance, the shaft 2a of the second component 2 is inserted into the hole of the first component 1. 1a, the fitting is smoothly realized.

【0010】しかし、予め軸芯及び位相を精度良く合わ
せていない、または合わすことが困難な場合、第2の部
品2を下降させる過程において、通常は第2の部品2は
第1の部品1に対して若干軸芯がずれていることから、
まず、第2の部品2の軸部2a下端の面取り部が第1の
部品1の穴部1a上端に接触する。このため、図32に
示すように、第2の部品2に対して矢印方向に力Fが作
用する。この力FによりRCC11が変形作動して受動
的に軸芯ずれが吸収される。
However, when the axis and the phase are not accurately adjusted in advance or when it is difficult to adjust the phase, the second component 2 is usually attached to the first component 1 in the process of lowering the second component 2. On the other hand, the axis is slightly off,
First, the chamfer at the lower end of the shaft portion 2 a of the second component 2 comes into contact with the upper end of the hole 1 a of the first component 1. Therefore, as shown in FIG. 32, a force F acts on the second component 2 in the direction of the arrow. This force F deforms the RCC 11 to passively absorb the axial misalignment.

【0011】上記のようにして第2の部品2と第1の部
品1の軸芯が合っても、通常は若干位相ずれしているた
め、ロボット8の手首先端8aをθ軸回りに回転させて
位相を合わせる。すなわち、ゆっくりとロボット8の手
首先端8aをθ軸回りに回転させ、荷重センサ18の値
がある一定の値以下になった位置でロボット8を停止さ
せる。この状態で、第2の部品2を第1の部品1に押し
付ければ、部品1,2がこじれていない限り嵌合が円滑
に実現される。
Even if the axes of the second component 2 and the first component 1 are aligned as described above, the phase is usually slightly out of phase, so that the wrist tip 8a of the robot 8 is rotated about the θ axis. To adjust the phase. That is, the wrist tip 8a of the robot 8 is slowly rotated around the θ axis, and the robot 8 is stopped at a position where the value of the load sensor 18 has become equal to or less than a certain value. In this state, if the second component 2 is pressed against the first component 1, the fitting is smoothly realized unless the components 1 and 2 are twisted.

【0012】上記RCC11により第2の部品2と第1
の部品1の軸芯を合わせた後、ロボット8の手首先端8
aをθ軸回りに回転させて位相を合わせても、もしロボ
ット8の手首先端8aの回転軸とRCC11により移動
した第2の部品2の回転軸が大きくずれた場合には、第
2の部品2が第1の部品1とのクリアランスの分だけ傾
斜していわゆるこじり状態となり、RCC11の柔軟生
があっても円滑な嵌合ができないか、最悪の場合嵌合不
能となる。そして、嵌合不能となった場合には、ロボッ
ト8の手首先端8aの下降に対してチャック機構7が追
従しないので、圧縮コイルバネ14が縮んで板16、板
17が互いに近接する向きに移動して、ロボット8に
負荷が加わることが防止され、最終的には近接スイッチ
15がオンし、ロボット8がこの近接スイッチ15のオ
ン信号を受けて緊急停止する。
The second part 2 and the first part 2 are
After aligning the axis of the part 1 of the
Even if a is rotated around the θ axis and the phases are matched, if the rotation axis of the wrist tip 8a of the robot 8 and the rotation axis of the second part 2 moved by the RCC 11 are greatly shifted, the second part 2 is tilted by the clearance of the first component 1 to form a so-called twisting state, and even if the RCC 11 is flexible, a smooth fitting cannot be performed, or in the worst case, the fitting cannot be performed. When the fitting becomes impossible, the chuck mechanism 7 does not follow the descent of the wrist tip 8a of the robot 8, so that the compression coil spring 14 contracts and the plates 16 and 17 move in a direction approaching each other. Te, it is possible to prevent the overload applied to the robot 8, and finally the proximity switch 15 is turned on, the robot 8 is urgently stopped by receiving an oN signal from the proximity switch 15.

【0013】また、予めCCDカメラなどの手段を用い
て軸芯及び位相を計測して嵌合させる場合にも、部品の
形状により計測が困難な場合は嵌合させることができな
くなる。
[0013] Also, when the shaft center and the phase are measured and fitted using a means such as a CCD camera in advance, the fitting cannot be performed if the measurement is difficult due to the shape of the component.

【0014】さらに、面取り部のある角形部品の挿入の
場合は、RCC11により軸芯を合わせてロボット8の
手首先端8aをθ軸回りに回転させて位相を合わせる場
合、位相ずれを解消できる方向は一方向しかないため、
その方向が判定できないと嵌合させることができない。
その理由を図33に基づいて説明する。
Further, in the case of inserting a square part having a chamfered part, when the wrist tip 8a of the robot 8 is rotated about the θ axis by aligning the axes by the RCC 11, and the phases are matched, the direction in which the phase shift can be eliminated is as follows. Because there is only one direction,
If the direction cannot be determined, fitting cannot be performed.
The reason will be described with reference to FIG.

【0015】図33において、5は角形の面取り部のあ
る穴部5aを備えた第1の部品、6は角形の軸部6aを
備えた第2の部品である。ロボット8のチャック機構7
が第2の部品6を把持して該部品の軸部6aを第1の部
品5の穴部5aに嵌合させようとする場合、図33に示
すようにAの方向に第2の部品6を回転させると位相が
合う。しかし、第2の部品6をBの方向に回転させよう
とすると、第1の部品5の角形の面取り部に沿って第2
の部品6が嵌合挿入方向と反対方向に移動することにな
る。従って、このように位相ずれを解消するためには、
第2の部品6をAの方向に回転させる必要がある。
In FIG. 33, reference numeral 5 denotes a first part provided with a hole 5a having a square chamfer, and reference numeral 6 denotes a second part provided with a square shaft 6a. Chuck mechanism 7 of robot 8
When the user grips the second component 6 and tries to fit the shaft portion 6a of the component into the hole 5a of the first component 5, the second component 6 is moved in the direction A as shown in FIG. Rotate to match the phase. However, when the second component 6 is to be rotated in the direction B, the second component 6 is moved along the square chamfer of the first component 5.
Is moved in the direction opposite to the fitting / inserting direction. Therefore, in order to eliminate such a phase shift,
It is necessary to rotate the second part 6 in the direction of A.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来の部品自動組立方
法及び部品自動組立装置は以上のように構成されている
ので、第2の部品を第1の部品に軸芯及び位相を合わせ
て嵌合挿入するには、予めCCDカメラなどの手段を用
いても軸芯及び位相を計測する、あるいはRCC11に
より第2の部品2と第1の部品1の軸芯を合わせて、ロ
ボット8の手首先端8aをθ軸回りに回転させることに
より位相を合わせることが必要である。
Since the conventional automatic parts assembling method and the conventional automatic parts assembling apparatus are constructed as described above, the second part is fitted to the first part with its axis and phase aligned. For insertion, the axis and phase are measured in advance using a means such as a CCD camera, or the axis of the second component 2 and the first component 1 are aligned with the RC C11 , It is necessary to adjust the phase by rotating the wrist tip 8a of the robot 8 around the θ axis.

【0017】しかし、実際はCCDカメラなどの手段を
用いても、部品形状により軸芯及び位相を検出すること
が困難な場合があり、部品自動組立てが不確実になる、
あるいはRCC11により第2の部品2と第1の部品1
の軸芯を合わせて、ロボット8の手首先端8aをθ軸回
りに回転させることにより位相を合わせる場合、ロボッ
ト8の手首先端8aの回転軸とRCC11により移動し
た第2の部品2の回転軸が大きくずれた場合には、第2
の部品2が第1の部品1とのクリアランスの分だけ傾斜
してこじり状態となり、部品自動組立が不能となるなど
の問題点があった。
However, in actuality, even if a means such as a CCD camera is used, it may be difficult to detect the axis and phase depending on the shape of the component, which makes automatic assembly of the component uncertain.
Or two more second parts RC C11 first component 1
The combined shaft centers, if phase matching by rotating the wrist front end 8a of the robot 8 to θ axis, rotation of the second part 2 which has moved more to the rotary shaft and RC C11 wrist tip 8a of the robot 8 If the axis is greatly displaced,
Parts products 2 becomes an amount corresponding inclined by prying status of clearance between the first part article 1, there is a problem such components automated assembly becomes impossible.

【0018】また、従来の部品自動組立装置は、ロボッ
ト8の手首先端8aをθ軸回りに回転させることにより
位相を合わせる時、ロボット8にはθ軸回りのモーメン
トを検出する手段がないために、部品がこじれた場合、
ロボット8の手首先端8aのθ軸回りの回転に対してチ
ャック機構7が追従しないことになり、RCC11あ
いは最悪の場合ロボット8を破壊させるなどの問題点が
あった。
Further, the conventional component automated assembly device, when phase matching by rotating the wrist front end 8a of the robot 8 to θ axis, because the robot 8 no means for detecting the moment of θ axis If the parts are torn,
Will be chucking mechanism 7 does not follow the θ around the axis rotation of the wrist front end 8a of the robot 8, RC C11 Oh Ru <br/> physician a problem, such as to destroy the worst case robot 8 Was.

【0019】さらに従来の部品自動組立装置は、ロボッ
ト8の手首先端8aをθ軸回りに回転させることによ
り、面取り部のある角形部品の位相を合わせる場合、位
相を合わせる方向を検知する機能がなかった。
Further, in the conventional automatic parts assembling apparatus, when the phase of a square part having a chamfer is adjusted by rotating the tip 8a of the wrist of the robot 8 around the θ axis, there is no function of detecting the direction in which the phase is adjusted. Was.

【0020】請求項1乃至5記載の発明は、部品の軸芯
及び位相を合わせて確実に自動組立できる部品自動組立
方法を得ることを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a method for automatically assembling a component which can be reliably and automatically assembled by adjusting the axis and phase of the component.

【0021】請求項6乃至10記載の発明は、部品の軸
芯及び位相を合わせて確実かつ円滑に自動組立できる部
品自動組立装置を得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a component automatic assembling apparatus capable of assembling components reliably and smoothly by adjusting the axes and phases of components.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る部品自動組立方法は、位置決めした第1の部品に対し
第2の部品を組立て方向から押圧し、前記第2の部品が
第1の部品から受ける組立て方向と直交する分力をほぼ
零とするに必要な該第2の部品の移動方向と移動量を演
算し、前記第2の部品を前記移動方向に移動させて前記
分力をほぼ零とし、かつ前記組立て方向の押圧力が所定
値より小さくなるように移動させた後、前記第2の部品
を前記第1の部品に対して組立て方向に移動させるもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic component assembling method, wherein a second component is pressed against the positioned first component in an assembling direction, and the second component is placed in the first component. Calculating the moving direction and the moving amount of the second part necessary to make the component force orthogonal to the assembling direction received from the part to be substantially zero, moving the second part in the moving direction, and Is made substantially zero and the pressing force in the assembling direction is moved so as to be smaller than a predetermined value, and then the second component is moved in the assembling direction with respect to the first component.

【0023】請求項2記載の発明に係る部品自動組立方
法は、前記第2の部品を第1の部品に押圧させた後に引
離し、軸合わせ後に再度第2の部品を第1の部品に押圧
することを繰返し実行するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an automatic component assembling method, wherein the second component is pressed against the first component and then separated, and after the shaft is aligned, the second component is pressed against the first component again. Is performed repeatedly.

【0024】請求項3記載の発明に係る部品自動組立方
法は、前記第2の部品と第1の部品の位相合わせ後に、
第2の部品が第1の部品から受ける組立て方向軸回りの
モーメント反力をほぼ零とするに必要な回転方向と回転
量を演算し該回転量だけ該第2の部品を回転させるもの
である。
According to a third aspect of the present invention, in the method for automatically assembling a part, the phase of the second part and the first part are adjusted.
A rotation direction and a rotation amount required to make the moment reaction force around the axis in the assembling direction received by the second component from the first component substantially zero are calculated, and the second component is rotated by the rotation amount. .

【0025】請求項4記載の発明に係る部品自動組立方
法は、前記組立て方向軸回りのモーメント反力の関数と
して第2の部品の位相を変化させる方向を決定するもの
である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an automatic component assembling method for determining a direction in which the phase of a second component is changed as a function of a moment reaction force about an axis in the assembling direction.

【0026】請求項5記載の発明に係る部品自動組立方
法は、前記第2の部品と第1の部品の位相合せ中に、組
立て方向軸回りのモーメント反力が所定値より大きくな
った場合、位相合せ工程を即時に停止するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a component automatic assembling method, wherein during the phase adjustment of the second component and the first component, when a moment reaction force about an axis in the assembly direction becomes larger than a predetermined value. The phase adjustment process is immediately stopped.

【0027】請求項6記載の発明に係る部品自動組立装
置は、互いに直交するX,Y,Z軸方向及び該Z軸を中
心に回転するθ軸方向に相対的移動するロボット及び位
置決め機構を設け、このいずれか一方にコンプライアン
ス機構及び4軸力覚センサを設け、第2の部品を第1の
部品に押圧する押圧工程、誤差修正量を演算する演算工
程、この誤差修正量だけ前記第2の部品を移動する軸合
せ工程、前記第2の部品を回転させる位相合せ工程、第
2の部品を第1の部品に対して組立て方向に移動させる
挿入工程を順次実行するコントローラを備えたものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an automatic parts assembling apparatus, comprising a robot and a positioning mechanism which relatively move in X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other and in a θ axis direction rotating about the Z axis. A compliance mechanism and a four-axis force sensor are provided on one of them, a pressing step of pressing the second part against the first part, a calculating step of calculating an error correction amount, and the second step by the error correction amount. A controller for sequentially executing an axis alignment step of moving the part, a phase alignment step of rotating the second part, and an insertion step of moving the second part in the assembly direction with respect to the first part. .

【0028】請求項7記載の発明に係る部品自動組立装
置は、前記コントローラが、第2の部品を第1の部品に
押圧させた後に引離し、軸合せ後に再度第2の部品を第
1の部品に押圧することを繰返し実行する機能を具備し
たものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the component automatic assembling apparatus, the controller separates the second component from the first component after pressing the second component against the first component, and separates the second component again after the shaft alignment. It has a function of repeatedly executing pressing on a part.

【0029】請求項8記載の発明に係る部品自動組立装
置は、前記コントローラが、第2の部品を第1の部品に
位相合せ後に、4軸力覚センサによって計測されるモー
メントMzの関数として前記のθ軸回りの回転方向のオ
ーバーシュートによる誤差の修正量Δθを演算し、この
Δθだけ前記のθ軸を回転させる回転工程を実行する機
能を具備したものである。
The motor component automatic assembling apparatus according to the invention of claim 8, wherein the controller, the second component after the phase match the the first part, which is measured by 4-axis force sensor
It has a function of calculating a correction amount Δθ of the error due to the overshoot in the rotation direction about the θ axis as a function of the element Mz, and executing a rotation step of rotating the θ axis by Δθ.

【0030】請求項9記載の発明に係る部品自動組立装
置は、前記コントローラが、4軸力覚センサによって計
測されるθ軸回りのモーメントMzに基づいて前記のθ
軸回りの回転方向を決定する機能を具備したものであ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the automatic component assembling apparatus, the controller is configured to determine the θ based on the moment Mz about the θ axis measured by a four- axis force sensor.
It has a function of determining the direction of rotation about the axis.

【0031】請求項10記載の発明に係る部品自動組立
装置は、前記コントローラが、第2の部品を第1の部品
に位相合せ中に、θ軸回りのモーメントが所定値より大
きくなった場合、前記のθ軸回りの回転を即時に停止さ
せる機能を具備したものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the automatic component assembling apparatus, when the moment around the θ-axis becomes larger than a predetermined value while the controller is adjusting the phase of the second component to the first component, It has a function of immediately stopping the rotation about the θ axis.

【0032】[0032]

【作用】請求項1記載の発明における部品自動組立方法
は、第2の部品を第1の部品に嵌合挿入方向に所定の力
で押し付け、第2の部品が第1の部品から受ける嵌合挿
入方向と直交する方向の分力をほぼ零とするために必要
なロボットの移動方向と移動量を計測することにより、
予め軸芯及び位相を合わせる必要がなく、確実かつ円滑
に自動組立ができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic component assembling method, wherein a second component is pressed against a first component by a predetermined force in a fitting / inserting direction, and the second component receives the first component from the first component. By measuring the direction and amount of movement of the robot required to make the component force in the direction perpendicular to the insertion direction almost zero,
There is no need to adjust the axis and phase in advance, and automatic assembly can be performed reliably and smoothly.

【0033】請求項2記載の発明における部品自動組立
方法は、第2の部品を第1の部品に押圧させて軸ずれ量
を演算し、しかる後、第2の部品を第1の部品より引離
して軸合わせ方向に移動後、再度第2の部品を第1の部
品に押圧することを繰返すことにより、部品を傷つける
ことなく、また一度の押圧だけでは軸合せできない場合
でも、確実かつ円滑に自動組立ができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an automatic component assembling method, in which a second component is pressed against a first component to calculate an amount of axis deviation, and thereafter, the second component is pulled from the first component. After moving in the direction of axis alignment after separating, pressing the second part against the first part again is repeated without damaging the part. Automatic assembly is possible.

【0034】請求項3記載の発明における部品自動組立
方法は、第2の部品を第1の部品から受ける組立方向軸
回りのモーメント反力をほぼ零とするように移動させる
ことにより、第2の部品が第1の部品とのクリアランス
の分だけ傾斜してこじり状態となり嵌合不能となること
を防ぐことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the method for automatically assembling a part, the second part is moved so that a moment reaction force received from the first part around the axis in the assembling direction is made substantially zero. It is possible to prevent the part from inclining by the amount of the clearance with the first part and twisting to make it impossible to fit.

【0035】請求項4記載の発明における部品自動組立
方法は、第2の部品が第1の部品から受ける組付け方向
軸回りのモーメント反力の関数として該第2の部品の位
相を変化させる方向を決定することにより、確実に自動
組立ができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for automatically assembling a part, wherein the direction of changing the phase of the second part as a function of a moment reaction force about an axis in the mounting direction received by the second part from the first part. Is determined, automatic assembly can be performed reliably.

【0036】請求項5記載の発明における部品自動組立
方法は、第2の部品と第1の部品の位相合せ中に、組立
て方向軸回りのモーメント反力が大きくなった場合、位
相合せを即時に停止することにより、部品を傷つけるこ
とがない。
According to a fifth aspect of the present invention, in the automatic component assembling method, if the moment reaction force around the assembly direction axis increases during the phase adjustment of the second component and the first component, the phase adjustment is immediately performed. Stopping does not damage the parts.

【0037】請求項6記載の発明における4軸力覚セン
サは、第2の部品が第1の部品から受ける嵌合挿入方向
と直交する方向の分力をほぼ零とするために必要な移動
方向と移動量を計測し、コントローラは第2の部品を、
上記分力をほぼ零とするように上記計測した移動方向に
移動量だけ移動させることにより、CCDカメラなどの
別手段により、予め軸芯及び位相合せをする必要がな
く、確実かつ円滑に自動組立ができる。
In the four-axis force sensor according to the sixth aspect of the present invention, the moving direction necessary for making the component force received by the second component from the first component in a direction orthogonal to the fitting and inserting direction substantially zero. And the amount of movement, and the controller replaces the second part with
By moving by the moving amount in the above-mentioned measured moving direction so that the above-mentioned component force becomes almost zero, there is no need to preliminarily adjust the axis and the phase by another means such as a CCD camera, so that automatic assembly can be performed reliably and smoothly. Can be.

【0038】請求項7記載の発明におけるコントローラ
は、第2の部品を第1の部品に押圧させた後に引離し、
軸合せ後に再度第2の部品を第1の部品に押圧すること
を繰返すことにより、予め軸芯及び位相を合わす必要が
なく、軸芯合わせ誤差を減らすことができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the controller separates the second component after pressing the second component against the first component,
By repeatedly pressing the second component against the first component after the axis alignment, it is not necessary to previously align the axis and the phase, and it is possible to reduce the axis alignment error.

【0039】請求項8記載の発明におけるコントローラ
は、第2の部品を第1の部品に位相合わせ後に、4軸力
覚センサによって計測されるモーメントMzの関数とし
て前記のθ軸回りの回転方向のオーバーシュートによる
誤差の修正量Δθを演算し、このΔθだけ前記のθ軸を
回転させることにより、第1の部品と第2の部品がこじ
り状態となり、組立て不能となることを防ぐことができ
る。
In the controller according to the eighth aspect, after the second component is phase-aligned with the first component, the controller adjusts the rotation direction about the θ axis as a function of the moment Mz measured by the four-axis force sensor. By calculating the correction amount Δθ of the error due to the overshoot and rotating the θ axis by this Δθ, it is possible to prevent the first component and the second component from being in a twisted state and being unable to be assembled.

【0040】請求項9記載の発明におけるコントローラ
は、4軸力覚センサによって計測されるθ軸回りのモー
メントMzに基づいて前記のθ軸回りの回転方向を決定
することにより、確実かつ円滑に組立ができる。
According to a ninth aspect of the present invention, the controller according to the ninth aspect is a motor around the θ axis measured by the four- axis force sensor.
By determining the rotation direction about the θ axis based on the element Mz, the assembly can be performed reliably and smoothly.

【0041】請求項10記載の発明におけるコントロー
ラは、第2の部品を第1の部品に位相合せ中に、θ軸回
りのモーメントが所定値より大きくなると、即時に位相
合せを停止することにより、部品及び装置を破損から防
止することができる。
According to a tenth aspect of the present invention, the controller stops the phase adjustment immediately when the moment about the θ-axis becomes larger than a predetermined value during the phase adjustment of the second component to the first component. Parts and devices can be prevented from being damaged.

【0042】[0042]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図面について説
明する。図1は請求項1乃至5記載の部品自動組立方法
を実施する請求項6記載の装置の基本構成を示す正面
図、図2は図1の部分拡大図であり、前記図31に示す
従来装置と同一部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。図1、2において、10は4軸力覚センサであ
り、この4軸力覚センサ10はロボット8の手首先端8
aとZ軸コンプライアンス機構12との間に設けられて
いる。これにより4軸力覚センサ10と6自由度コンプ
ライアンス機構となる。これはRCC11は嵌合挿入方
向以外の位置及び姿勢の5自由度をもつコンプライアン
ス機構であり、これにZ軸コンプライアンス機構12を
併用すると、6自由度のコンプライアンス機構となるか
らである。
Embodiment 1 FIG. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing a basic structure of an apparatus according to claim 6 for implementing the automatic parts assembling method according to claims 1 to 5, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a four-axis force sensor. The four-axis force sensor 10 is a wrist tip 8 of the robot 8.
a and the Z-axis compliance mechanism 12. This provides a four-axis force sensor 10 and a six-degree-of-freedom compliance mechanism. This is because the RCC 11 is a compliance mechanism having five degrees of freedom in positions and postures other than the fitting / inserting direction, and when used together with the Z-axis compliance mechanism 12, it becomes a compliance mechanism having six degrees of freedom.

【0043】図3は組立対象部品を示す斜視図であり、
図3において、19は角形の穴部19aを有する第1の
部品、20は角形の穴部19aが嵌合する角形の面取り
部のある軸部20aを有する第2の部品である。
FIG. 3 is a perspective view showing parts to be assembled.
In FIG. 3, reference numeral 19 denotes a first component having a square hole 19a, and reference numeral 20 denotes a second component having a shaft portion 20a having a square chamfered portion into which the square hole 19a fits.

【0044】図4は組立対象部品及びその位置決めまた
は部品供給を示す断面図であり、21は第1の部品19
を位置決め保持するための位置決め機構、22は第2の
部品20を装置に供給する部品供給機構である。
FIG. 4 is a sectional view showing a part to be assembled and its positioning or part supply.
A positioning mechanism 22 for positioning and holding the second component 20 is a component supply mechanism for supplying the second component 20 to the apparatus.

【0045】図5は4軸力覚センサ10の計測信号の伝
達系の構成図を示すもので、51は4軸力覚センサ10
が計測したX,Y,Z方向の力Fx,Fy,Fz及びθ
軸回りのモーメントMzを入力し、この各力及びモーメ
ントを移動量ΔX,ΔY,ΔZ及びΔθに変換するマイ
クロコンピュータなどの演算器、52は演算器51から
の移動量に応じて、第1の部品19と第2の部品20と
を相対的に移動量ΔX,ΔY,ΔZ及びΔθ移動させる
ロボットコントローラである。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a transmission system of a measurement signal of the four-axis force sensor 10.
Measured in the X, Y, and Z directions Fx, Fy, Fz, and θ
Enter the axis of the moment Mz, the respective force and Mome
Calculator such as a microcomputer for converting the cement movement amount [Delta] X, [Delta] Y, the ΔZ and [Delta] [theta], 52 in response to the movement amount from the computing unit 51, relative to the first part 19 and second part 20 This is a robot controller that moves the moving amounts ΔX, ΔY, ΔZ, and Δθ.

【0046】次に上記実施例1の動作について説明す
る。まず、ロボット8を作動させ、チャック機構7で部
品供給機構22によって供給された第2の部品20を把
持する。そして、図6に示すようにロボット8を移動さ
せてチャック機構7によって把持された第2の部品20
を、位置決め機構21によって位置決めされた第1の部
品19の上方に位置決めする。次に、ロボット8の手首
8aを下降させて第2の部品20を第1の部品19に、
RCC11の作用により軸芯が合う押し付け力以上の力
で押し付ける。
Next, the operation of the first embodiment will be described. First, the robot 8 is operated, and the second component 20 supplied by the component supply mechanism 22 is gripped by the chuck mechanism 7. Then, the robot 8 is moved as shown in FIG.
Is positioned above the first component 19 positioned by the positioning mechanism 21. Next, the wrist 8a of the robot 8 is lowered to convert the second part 20 into the first part 19,
Due to the action of the RCC 11, the pressing is performed with a force equal to or greater than the pressing force at which the axes match.

【0047】すると、第2の部品20を下降させる過程
において、通常は第2の部品20は第1の部品19に対
して若干軸芯がずれていることから、まず、第2の部品
20の軸部下端の面取り部の一部が第1の部品19の穴
部上端に接触する。このため、図7に示すように、第2
の部品20に対して矢印方向に力F1が作用する。この
力F1によりRCC11が作用し、第2の部品20が軸
芯を合わす方向に移動する。上記のように、力覚センサ
10とRCC11を併用していることにより、図8に示
すように軸芯ずれ量はRCC11のたわみとなるため、
その力F2を力覚センサ10によって検出することによ
り、軸芯ずれの方向だけでなく軸芯ずれ量も検知できる
ようになる。よって、第2の部品20はRCC11によ
り軸芯の合う方向に移動しているが、ロボット8の手首
先端は移動していないため、図9に示すように、ロボッ
ト8を水平方向に移動させて、第2の部品20の軸芯と
ロボットの手首先端の軸芯を合わせることができる。
Then, in the process of lowering the second component 20, the second component 20 is usually slightly off-axis with respect to the first component 19. A part of the chamfer at the lower end of the shaft contacts the upper end of the hole of the first component 19. For this reason, as shown in FIG.
A force F1 acts on the component 20 in the direction of the arrow. The RCC 11 acts by the force F1, and the second component 20 moves in the direction of aligning the axes. As described above, by using the force sensor 10 and the RCC 11 together, as shown in FIG.
By detecting the force F2 by the force sensor 10, not only the direction of the axis misalignment but also the axis misalignment amount can be detected. Therefore, the second component 20 is moved by the RCC 11 in the direction where the axes are aligned, but since the wrist tip of the robot 8 is not moved, the robot 8 is moved horizontally as shown in FIG. The axis of the second component 20 can be aligned with the axis of the tip of the wrist of the robot.

【0048】第2の部品20と第1の部品19の軸芯を
合わせても、通常は若干位相がずれている。このため、
図10に示すように、第2の部品20に対して矢印で示
すモーメントMが作用する。位相合わせは力覚センサ1
0によって検出されたこのモーメントMと同じ方向を定
め、図11に示すようにその方向にロボット8の手首8
aを回転させ、力覚センサ10によりZ軸方向の力が急
激に変化した位置でロボット8を停止させる。このよう
に、力覚センサ10とRCC11を併用することによ
り、軸芯及び位相を合わせることができ嵌合が高速かつ
円滑に実現される。
Even if the axes of the second component 20 and the first component 19 are aligned, the phases are usually slightly shifted. For this reason,
As shown in FIG. 10, a moment M indicated by an arrow acts on the second component 20. Phase adjustment is force sensor 1
0, the same direction as this moment M detected is determined, and the wrist 8 of the robot 8 is oriented in that direction as shown in FIG.
is rotated, and the robot 8 is stopped at a position where the force in the Z-axis direction is rapidly changed by the force sensor 10. As described above, by using the force sensor 10 and the RCC 11 together, the shaft center and the phase can be matched, and the fitting is realized at high speed and smoothly.

【0049】ここで、力覚センサ10とRCC11を併
用する軸芯合わせの方法を図12〜図14を用いて詳細
に説明する。図12において、26は面取り部のある穴
部26aを備えた第1の部品、27は前記穴部26aが
嵌合する軸部27aを備えた第2の部品である。
Here, the method of axis alignment using both the force sensor 10 and the RCC 11 will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 12, reference numeral 26 denotes a first component having a hole 26a having a chamfered portion, and reference numeral 27 denotes a second component including a shaft 27a into which the hole 26a is fitted.

【0050】第2の部品27をロボット8のチャック機
構7により把持し、位置決め機構19に位置決めされた
第1の部品26に嵌合させるとする。その際、第2の部
品27と第1の部品26の軸芯を合わすために、力覚セ
ンサ10だけ用いた方法と、力覚センサ10とRCC1
1を併用した方法について説明する。ここでは、第2の
部品27を第1の部品26に押し付ける力をF、第2の
部品27が第1の部品26から受ける反力をN、第1の
部品26の面取りの角度をθ、第1の部品26の面取り
の斜面の長さをL、摩擦係数をμとする。
Assume that the second component 27 is gripped by the chuck mechanism 7 of the robot 8 and fitted to the first component 26 positioned by the positioning mechanism 19. At this time, in order to align the axes of the second component 27 and the first component 26, a method using only the force sensor 10 and a method using the force sensor 10 and the RCC1
1 will be described. Here, F is the force that presses the second component 27 against the first component 26, N is the reaction force that the second component 27 receives from the first component 26, θ is the angle of chamfering the first component 26, The length of the chamfered slope of the first component 26 is L, and the friction coefficient is μ.

【0051】最初に、力覚センサ10だけで軸芯を合わ
す方法について述べる。図12に示すように、第1の部
品26が状態A、状態Bであっても、鉛直方向のつりあ
いの式は、 μNsin θ+Ncos θ−F=0 ∴ N=F/(μsin θ+cos θ) となる。
First, a method of aligning the axes with the force sensor 10 alone will be described. As shown in FIG. 12, even when the first component 26 is in the state A or the state B, the equation of the balance in the vertical direction is as follows: μN sin θ + N cos θ−F = 0 N = F / (μ sin θ + cos θ) .

【0052】よって、軸芯ずれの方向は、第2の部品2
7が第1の部品26から受ける反力Nの方向を力覚セン
サ10で計測することにより検知できる。一方、軸芯ず
れ量については、第2の部品27が第1の部品26から
受ける反力Nの大きさは、状態A、状態Bに関係なく面
取りの角度、摩擦係数によって決まるため、力覚センサ
10を用いても軸芯ずれ量は検知できない。
Therefore, the direction of the axial misalignment depends on the direction of the second component 2.
7 can be detected by measuring the direction of the reaction force N received from the first component 26 by the force sensor 10. On the other hand, regarding the amount of axial misalignment, the magnitude of the reaction force N received by the second component 27 from the first component 26 is determined by the angle of the chamfer and the friction coefficient regardless of the state A or the state B. Even if the sensor 10 is used, the amount of axial misalignment cannot be detected.

【0053】従って、力覚センサ10だけで軸芯を合わ
す場合、軸芯のずれている方向を力覚センサ10によっ
て検知し、その方向に少しずつ第2の部品27を移動さ
せることにより軸芯を合わすことになる。
Therefore, when the axis is aligned only by the force sensor 10, the direction in which the axis is shifted is detected by the force sensor 10 and the second component 27 is moved little by little in the direction. Will be combined.

【0054】次に、力覚センサ10とRCC11を併用
して軸芯を合わす方法について述べる。RCC11の作
用により、図13に示すように第2の部品27が状態
A、状態Bと初期位置に関係なく、軸芯が合った状態C
に移動する。このため、軸芯が合った状態で第2の部品
27に対して発生する水平方向の反力をFx、軸芯ずれ
量をΔx、RCC11の水平方向のバネ定数をKとする
と、 Fx=KΔx の式が成り立つ。
Next, a method of aligning the axes using the force sensor 10 and the RCC 11 will be described. Due to the operation of the RCC 11, the second component 27 is in the state C in which the axes are aligned irrespective of the initial position in the state A and the state B as shown in FIG.
Go to Therefore, if the horizontal reaction force generated on the second component 27 in the state where the axes are aligned is Fx, the amount of axis misalignment is Δx, and the horizontal spring constant of the RCC 11 is K, Fx = KΔx Holds.

【0055】すなわち、第2の部品27に対して発生す
る水平分力Fxは力覚センサ10によって計測すること
ができ、軸芯ずれ量Δxは、 Δx=Fx/K と演算することができる。
That is, the horizontal component force Fx generated with respect to the second component 27 can be measured by the force sensor 10, and the axial misalignment Δx can be calculated as follows: Δx = Fx / K.

【0056】従って、力覚センサ10とRCC11を併
用して軸芯を合わす場合、一度第2の部品27を第1の
部品26に接触させるだけで、軸芯のずれている方向と
軸芯ずれ量を検知することができ、軸芯ずれの方向しか
検知できない力覚センサ10のみの場合と比較して高速
に軸芯を合わすことができる。
Therefore, when the force sensor 10 and the RCC 11 are used together and the axes are aligned, only the second component 27 is brought into contact with the first component 26 once. The amount can be detected, and the axis can be aligned faster than in the case of only the force sensor 10 that can detect only the direction of the axis deviation.

【0057】次に力覚センサ10とRCC11を併用し
て軸芯を合わす場合に、第2の部品27を第1の部品2
6に押し付ける時の押し付け力について述べる。押し付
け力Fが小さい場合、RCC11の作用によって、図1
4に示すように第2の部品27は第1の部品26の面取
り部に沿って移動するが、軸芯が合う位置まで移動しな
い。このため、RCC11の作用により軸芯を合わすた
めには、ある一定以上の押し付け力が必要である。
Next, when the force sensor 10 and the RCC 11 are used together and the axes are aligned, the second component 27 is connected to the first component 2.
The pressing force when pressing against No. 6 will be described. When the pressing force F is small, the action of RCC11 causes
As shown in FIG. 4, the second component 27 moves along the chamfered portion of the first component 26, but does not move to a position where the axes are aligned. For this reason, in order to align the axes by the action of the RCC 11, a certain or more pressing force is required.

【0058】図14における鉛直方向のつりあいの式
は、図12の場合と同様に、 μNsin θ+Ncos θ−F=0 ・・・・・(1) となる。また、水平方向のつりあいの式は、 −μNcos θ+Nsin θ−KΔx=0 ・・・・・(2) となる。式(1),式(2)より、押し付け力Fは以下
の式となる。 F=(μtan θ+1)/(−μ+tan θ)* KΔx ・・・(3)
The equation for the balance in the vertical direction in FIG. 14 is μNsin θ + Ncos θ−F = 0 (1) as in the case of FIG. Further, the equation for the balance in the horizontal direction is as follows: −μNcos θ + Nsin θ−KΔx = 0 (2) From Equations (1) and (2), the pressing force F is as follows. F = (μtan θ + 1) / (− μ + tanθ) * KΔx (3)

【0059】ここで、第2の部品27がRCC11の作
用により、第1の部品26の面取りに沿って移動する最
大の水平移動量ΔXmax は、面取りの角度θと面取りの
斜面の長さLを用いて、 ΔXmax =L * cos θ となるため、これを式(3)に代入すると、RCC11
により軸芯を合わすために必要な最大の押し付け力Fma
x が以下のように定まる。 Fmax =(μtan θ+1)/(−μ+tan θ)* KLcos θ
Here, the maximum horizontal movement amount ΔXmax by which the second part 27 moves along the chamfer of the first part 26 by the action of the RCC 11 is determined by the angle θ of the chamfer and the length L of the slope of the chamfer. ΔXmax = L * cos θ, and when this is substituted into equation (3), RCC11
The maximum pressing force Fma required to align the shaft cores
x is determined as follows. Fmax = (μtan θ + 1) / (− μ + tanθ) * KL cos θ

【0060】従って、RCC11の作用により、第2の
部品27の軸芯ずれ位置に関係なく軸芯を合わせるため
には、上記の最大の押し付け力Fmax 以上の押し付け力
にする必要がある。
Therefore, in order to align the shaft center by the action of the RCC 11 irrespective of the shaft center misalignment position of the second component 27, the pressing force must be equal to or greater than the maximum pressing force Fmax.

【0061】実施例2.上記実施例1では軸芯を合わせ
るために、第2の部品20を第1の部品19に押し付け
たままであったが、上記最大の押し付け力Fmax が第2
の部品20あるいは第1の部品19を傷つけるのに十分
大きい力である場合、押し付け力は部品を傷つけない最
大の力とする必要がある。このためある範囲以上に軸芯
がずれている場合、一度押し付けただけでは軸芯が完全
に合わないことになる。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the second component 20 is kept pressed against the first component 19 in order to align the axis, but the maximum pressing force Fmax is equal to the second pressing force Fmax.
If the force is large enough to damage the part 20 or the first part 19, the pressing force needs to be the maximum force that does not damage the part. For this reason, if the shaft center is displaced beyond a certain range, the shaft center will not completely match just by pressing once.

【0062】このような場合は、最初部品を傷つけない
最大の力で第2の部品20を第1の部品19に押し付
け、4軸力覚センサ10で計測したずれ量を不図示のメ
モリ手段に記憶した後、第2の部品20を第1の部品1
9から引離し、上記メモリ手段から読み出したずれ量だ
け軸芯ずれを補正するために水平方向に移動させて、再
び第1の部品19に押し付けることを繰返すことによ
り、軸芯を合わすことができる。
In such a case, the second component 20 is first pressed against the first component 19 with the maximum force that does not damage the component, and the displacement measured by the four-axis force sensor 10 is stored in the memory means (not shown). After storage, the second part 20 is replaced with the first part 1
9 is moved in the horizontal direction in order to correct the axis deviation by the deviation read out from the memory means, and then pressed against the first component 19 again, whereby the axis can be aligned. .

【0063】実施例3.上記実施例1または実施例2で
は、ロボット8の手首先端8aをθ軸回りに回転させる
ことにより位相を合わせ、その状態で嵌合挿入方向にロ
ボット8を移動させていた。本実施例3では、ロボット
8を停止させるときの応答性の問題から起こるロボット
オーバーシュートを、力覚センサ10によりθ軸回りの
モーメントMzを検出、次にオーバーシュート量を演算
し、オーバーシュート量だけロボット8の手首先端8a
をθ軸回りに回転させてオーバーシュートを補正するこ
とにより、ロボット8のオーバーシュートによって生じ
る可能性のあるこじり状態を防止するものである。
Embodiment 3 FIG. In the first or second embodiment, the phase is matched by rotating the wrist tip 8a of the robot 8 around the θ axis, and the robot 8 is moved in the fitting / inserting direction in that state. In the third embodiment, the robot overshoot caused by the problem of the responsiveness when stopping the robot 8 is detected by the force sensor 10 to detect the moment Mz around the θ axis, and then to calculate the overshoot amount. Only the wrist tip 8a of the robot 8
Is rotated about the θ axis to correct the overshoot, thereby preventing a prying state that may be caused by the overshoot of the robot 8.

【0064】実施例4.図15乃至図23は実施例4を
示す説明図であり、図15はハーモニックドライブと呼
ばれている減速機の基本3部品を示す斜視図である。図
15において、23は外周に歯23aを有するカップ状
の柔軟部品(フレクスプライン)、24は楕円状のロー
タ(ウエーブジェネレータ)、25は内周の歯25aを
有するリング状部品(サーキュラスプライン)である。
Embodiment 4 FIG. FIGS. 15 to 23 are explanatory views showing the fourth embodiment, and FIG. 15 is a perspective view showing three basic parts of a speed reducer called a harmonic drive. In FIG. 15, reference numeral 23 denotes a cup-shaped flexible component (flex spline) having teeth 23a on the outer periphery, 24 denotes an elliptical rotor (wave generator), and 25 denotes a ring-shaped component (circular spline) having inner peripheral teeth 25a. is there.

【0065】本実施例4における組立作業は、図16に
示すように、サーキュラスプライン25を楕円形に変形
しているフレクスプライン23に軸芯及び位相を合わせ
て挿入することであるが、ハーモニックドライブの組立
の場合、軸芯や位相があっていない状態で無理にサーキ
ュラスプラインを挿入すると、フレクスプラインの変形
により組立不良、いわゆるデドイダル状態が発生するこ
とになる。
As shown in FIG. 16, the assembling work in the fourth embodiment is to insert the circular spline 25 into the flexspline 23 which is deformed into an elliptical shape with the axis and phase aligned. In the case of assembling, if a circular spline is forcibly inserted in a state where there is no shaft center or phase, deformation of the flexspline causes a defective assembly, a so-called dead-idal state.

【0066】次に本実施例4の動作について説明する。
まず、ロボット8を作動させて、チャック機構7で部品
供給機構によって供給されたサーキュラスプライン25
を把持する。そして図17に示すように、ロボット8を
移動させて、チャック機構7によって把持されたサーキ
ュラスプライン25を、位置決め機構21によって位置
決めされたフレクスプライン23の上方に位置決めす
る。次に、ロボット8を下降させてサーキュラスプライ
ン25をフレクスプライン23に、RCC11の作用に
より軸芯が合う押し付け力以上の、ある定められた力で
押し付ける。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described.
First, the robot 8 is operated, and the circular spline 25 supplied by the component supply mechanism by the chuck mechanism 7 is operated.
To grip. Then, as shown in FIG. 17, the robot 8 is moved to position the circular spline 25 held by the chuck mechanism 7 above the flexspline 23 positioned by the positioning mechanism 21. Next, the robot 8 is lowered, and the circular spline 25 is pressed against the flexspline 23 by the action of the RCC 11 with a predetermined force equal to or greater than the pressing force at which the axes are aligned.

【0067】すると、サーキュラスプライン25を下降
させる過程において、通常はサーキュラスプライン25
はフレクスプライン23に対して若干軸芯がずれている
ことから、まずサーキュラスプライン25のリング状の
面取り部がフレクスプライン23の面取り部に接触す
る。このため、図18に示すように、サーキュラスプラ
イン25に対して矢印で示す力F1が作用する。実施例
1の場合と同様にこの力によりRCC11が作用し、図
19に示すように軸芯を合わす方向に移動する。
Then, in the process of lowering the circular spline 25, usually, the circular spline 25
Since the axis is slightly deviated from the axis of the flexspline 23, the ring-shaped chamfer of the circular spline 25 first contacts the chamfer of the flexspline 23. Therefore, as shown in FIG. 18, a force F1 indicated by an arrow acts on the circular spline 25. As in the case of the first embodiment, the RCC 11 acts by this force, and moves in the direction of aligning the axes as shown in FIG.

【0068】しかし、実施例1の場合と異なり、ある範
囲以上に軸芯がずれていると完全に軸芯が合うことな
く、図20に示すように微小に軸芯がずれた状態で、一
部の歯がひっかかり、移動が停止する。これは柔軟部品
であるフレクスプライン23が押し付け力により微小な
変形を起こすためである。
However, unlike the case of the first embodiment, if the axis is shifted beyond a certain range, the axis is not completely aligned, and as shown in FIG. The tooth of the part gets stuck and the movement stops. This is because the flexspline 23, which is a flexible component, is slightly deformed by the pressing force.

【0069】本実施例4の場合、ある範囲以上に軸芯が
ずれている場合、RCC11だけで受動的に軸芯を合わ
すことができないため、サーキュラスプライン25をフ
レクスプライン23に押し付けた状態でロボットをいく
ら移動させても軸芯が合うことはない。このため、力覚
センサ10により、能動的に一度サーキュラスプライン
25を引き離してから軸芯を合わすことが不可欠とな
る。またこの場合、力覚センサ10によって計測された
X軸方向、Y軸方向の力をFx,Fyとすると、X軸方
向、Y軸方向の軸芯ずれ修正量Δx,Δyは、 Δx=(1/K+Cx) * Fx Δy=(1/K+Cy) * Fy となり、実施例1の場合と異なり、Cx,Cyは微妙に
軸芯がずれていることを考慮した係数を含んだ形とな
る。
In the case of the fourth embodiment, if the axis is shifted by more than a certain range, the axis cannot be passively aligned only by the RCC 11, so that the robot with the circular spline 25 pressed against the flexspline 23. No matter how much is moved, the axes do not align. Therefore, it is essential that the force sensor 10 actively separates the circular spline 25 once and then aligns the axes. Further, in this case, assuming that the forces in the X-axis direction and the Y-axis direction measured by the force sensor 10 are Fx and Fy, the correction amounts Δx and Δy in the X-axis direction and the Y-axis direction are Δx = (1 / K + Cx) * FxΔy = (1 / K + Cy) * Fy, and unlike the case of the first embodiment, Cx and Cy have coefficients that take into account the slight misalignment of the axis.

【0070】よって、本実施例4では図21に示すよう
に、サーキュラスプライン25をZ軸の定められた高さ
まで上昇させ、ロボットを水平方向に移動させ、サーキ
ュラスプライン25の軸芯とロボットの手首先端の軸芯
を合わせた。その後、図22に示すように再びサーキュ
ラスプライン25をフレクスプライン23にある定めら
れた力で押し付け軸芯を合わす。
Therefore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 21, the circular spline 25 is raised to a predetermined height of the Z axis, the robot is moved in the horizontal direction, and the axis of the circular spline 25 and the wrist of the robot are moved. The axis of the tip was aligned. Thereafter, as shown in FIG. 22, the circular spline 25 is pressed again by the predetermined force on the flexspline 23 to align the axes.

【0071】サーキュラスプライン25とフレクスプラ
イン23の軸芯を合わせても、図23に示すように通常
位相はずれている。このため軸芯が合っている状態で、
サーキュラスプライン25をθ軸回りに回転させ、力覚
センサ10によりZ軸方向の力Fzを検出することによ
り、サーキュラスプライン25内周の歯25aとフレク
スプライン23外周の歯23aが正常にかみ合っている
ことを検出する。また、θ軸回りのモーメントMzを検
出することにより、サーキュラスプライン25内周の歯
25aとフレクスプライン23外周の歯がこじれてかみ
合っていないかを判定し、もしθ軸回りのモーメントM
zがある定められた値より大きくなれば、ロボット8を
θ軸回りに回転させることを即時に停止させる。この方
法により位相を合わせてサーキュラスプライン25を押
し付ければ、微小な軸芯ずれ、位相ずれ、姿勢誤差をR
CC11により吸収することができ、歯23aと歯25
aは正常にかみ合い、組立が完了する。
Even if the axes of the circular spline 25 and the flexspline 23 are aligned, the phases are usually out of phase as shown in FIG. For this reason, with the axes aligned,
By rotating the circular spline 25 around the θ axis and detecting the force Fz in the Z-axis direction by the force sensor 10, the teeth 25 a on the inner circumference of the circular spline 25 and the teeth 23 a on the outer circumference of the flexspline 23 are normally engaged. Detect that. Further, by detecting the moment Mz about the θ axis, it is determined whether the teeth 25a on the inner circumference of the circular spline 25 and the teeth on the outer circumference of the flexspline 23 are not meshed with each other.
When z becomes larger than a predetermined value, the rotation of the robot 8 around the θ axis is immediately stopped. If the circular spline 25 is pressed with the phases adjusted by this method, a slight axis shift, phase shift, and posture error can be reduced by R
Can be absorbed by CC11, and the teeth 23a and 25
a engages normally and the assembly is completed.

【0072】実施例5.上記の各実施例では、力覚セン
サ10とRCC11をロボット8の手首8a側に設けた
場合を例示したが、図24に示すように、力覚センサ1
0とRCC11およびZ軸コンプライアンス機構12を
位置決め機構19側に設ける。または図25に示すよう
に、力覚センサ10をロボット8の手首8a側にRCC
11とZ軸コンプライアンス機構12を位置決め機構1
9側に、あるいは図26に示すように、力覚センサ10
を位置決め機構19側にRCC11とZ軸コンプライア
ンス機構12をロボット8の手首8a側に設けるように
してもよい。特に、第2の部品を第1の部品に押圧させ
た状態においては、ロボット8の手首8a側と位置決め
機構19側とが一体化し、図25,26に示すように、
力覚センサ10とRCC11とが離れて配設されていて
も、RCC11のたわみ力を精度よく確実に力覚センサ
10で検出することができる。
Embodiment 5 FIG. In each of the above embodiments, the case where the force sensor 10 and the RCC 11 are provided on the wrist 8a side of the robot 8 is illustrated. However, as shown in FIG.
0, the RCC 11 and the Z-axis compliance mechanism 12 are provided on the positioning mechanism 19 side. Alternatively, as shown in FIG. 25, the force sensor 10 is placed on the wrist 8a side of the robot 8 by RCC.
11 and Z-axis compliance mechanism 12 for positioning mechanism 1
9 or as shown in FIG.
The RCC 11 and the Z-axis compliance mechanism 12 may be provided on the wrist 8a side of the robot 8 on the positioning mechanism 19 side. In particular, when the second component is pressed against the first component, the wrist 8a side of the robot 8 and the positioning mechanism 19 side are integrated, and as shown in FIGS.
Even if the force sensor 10 and the RCC 11 are disposed separately from each other, the bending force of the RCC 11 can be accurately and reliably detected by the force sensor 10.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、第2の部品を第1の部品に嵌合挿入方向に所定の
力で押し付け、第2の部品が第1の部品から受ける嵌合
挿入方向と直交する方向の分力をほぼ零とするために必
要なロボットの移動方向と移動量を計測するように構成
したので、予め軸芯及び位相を合わす必要がなくなる効
果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the second component is pressed against the first component by a predetermined force in the fitting / inserting direction, and the second component is pressed by the first component. Since it is configured to measure the moving direction and the moving amount of the robot necessary to make the component force in the direction orthogonal to the fitting and inserting direction received from the robot almost zero, there is no need to previously align the axis and phase. is there.

【0074】請求項2記載の発明によれば、第2の部品
を第1の部品に嵌合挿入方向に所定の力で押し付け、第
2の部品が第1の部品から受ける嵌合挿入方向と直交す
る方向の分力をほぼ零とするために必要なロボットの移
動方向と移動量を計測した後、第2の部品を第1の部品
から一度引き離し、該第2の部品が第1の部品から受け
る嵌合挿入方向と直交する方向の分力をほぼ零とするよ
うにロボットを移動させた後、第2の部品を第1の部品
に所定の力で再び押し付けるように構成したので、部品
を傷つける可能性があるため押し付け力を大きくできな
い場合、あるいは部品の接触状態から一度接触させただ
けでは軸芯が合わない場合でも、確実かつ円滑に自動組
立できる効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the second component is pressed against the first component in the fitting / inserting direction by a predetermined force, and the second component receives the fitting / inserting direction from the first component. After measuring the moving direction and the moving amount of the robot necessary to make the component force in the orthogonal direction substantially zero, the second part is once separated from the first part, and the second part is separated from the first part. Since the robot is moved so that the component force in the direction orthogonal to the fitting insertion direction received from the robot becomes substantially zero, the second component is pressed again against the first component with a predetermined force. Even if the pressing force cannot be increased due to the possibility of damaging the shaft, or even if the axis is not aligned just once from the contact state of the components, the automatic assembly can be performed reliably and smoothly.

【0075】請求項3記載の発明によれば、第2の部品
の第1の部品に対する嵌合挿入方向の押し付け力が所定
の大きさより小さくなるまで第2の部品の位相を変化さ
せた状態で、第2の部品が第1の部品から受ける嵌合挿
入軸回りのモーメント反力をほぼ零とするために必要な
ロボットの移動方向と移動量を計測し、この計測された
移動量だけロボットを移動させるように構成したので、
第2の部品が第1の部品とのクリアランスの分だけ傾斜
してこじり状態が生じ難くなり、確実かつ円滑に自動組
立できる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the phase of the second component is changed until the pressing force of the second component against the first component in the fitting and inserting direction becomes smaller than a predetermined magnitude. Measuring the direction and amount of movement of the robot necessary to make the moment reaction force around the insertion axis received by the second part from the first part substantially zero, and moving the robot by the measured amount of movement. Because it was configured to move,
The second component is inclined by the clearance between the first component and the first component, so that it is difficult for a twisting state to occur, and the automatic assembly can be performed reliably and smoothly.

【0076】請求項4記載の発明によれば、第2の部品
の第1の部品に対する嵌合挿入方向の押し付け力が所定
の大きさより小さくなるまで第2の部品の位相を変化さ
せる時に、第2の部品が第1の部品から受ける嵌合挿入
軸回りのモーメント反力の関数として、第2の部品の位
相を変化させる方向を決定するように構成したので、確
実に自動組立できる効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, when the phase of the second component is changed until the pressing force of the second component on the first component in the fitting / inserting direction becomes smaller than a predetermined magnitude, Since the second component is configured to determine the direction in which the phase of the second component is changed as a function of the moment reaction force about the fitting insertion axis received from the first component, the automatic assembly can be reliably performed. .

【0077】請求項5記載の発明によれば、第2の部品
の第1の部品に対する嵌合挿入方向の押し付け力が所定
の大きさより小さくなるまで第2の部品の位相を変化さ
せている間に、第1の部品から受ける嵌合挿入軸回りの
モーメント反力の大きさが所定の大きさよりも大きくな
った場合、ロボットの動作を即時停止させるように構成
したので、部品の破損を防ぐことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, while the phase of the second component is changed until the pressing force of the second component on the first component in the fitting / inserting direction becomes smaller than a predetermined magnitude. In addition, when the magnitude of the moment reaction force around the insertion shaft received from the first component becomes larger than a predetermined magnitude, the operation of the robot is immediately stopped, so that damage to the component is prevented. Can be.

【0078】請求項6記載の発明によれば、第2の部品
を第1の部品に嵌合挿入方向に所定の力で押し付け、4
軸力覚センサが第2の部品が第1の部品から受ける嵌合
挿入方向と直交する方向の分力をほぼ零とするために必
要なロボットの移動方向と移動量を計測し、第2の部品
が第1の部品から受ける嵌合挿入方向と直交する方向の
分力をほぼ零とするようにロボットを移動させるように
構成したので、予め軸芯及び位相を合わす必要のない部
品自動組立装置を得ることができる効果がある。
According to the sixth aspect of the present invention, the second component is pressed against the first component by a predetermined force in the fitting and inserting direction.
The axial force sensor measures the moving direction and the moving amount of the robot necessary to make the component force in the direction orthogonal to the fitting and inserting direction received by the second component from the first component substantially zero. Since the robot is configured to move the component so that the component force received from the first component in the direction orthogonal to the fitting and insertion direction is substantially zero, the component automatic assembling apparatus does not need to previously align the axis and phase. There is an effect that can be obtained.

【0079】請求項7記載の発明によれば、第2の部品
を第1の部品に嵌合挿入方向に所定の力で押し付けた
後、第2の部品を第1の部品から一度引き離し、該第2
の部品が第1の部品から受ける嵌合挿入方向と直交する
方向の分力をほぼ零とするように移動し、再び第2の部
品を第1の部品に嵌合挿入方向に所定の力で再び押し付
けることをするように構成したので、部品を傷つける可
能性があるため、押し付け力を大きくできない場合、あ
るいは部品の接触状態から一度接触させただけでは軸芯
が合わない場合でも、確実かつ円滑に自動組立できる効
果がある。
According to the seventh aspect of the present invention, after the second component is pressed against the first component by a predetermined force in the fitting and inserting direction, the second component is once separated from the first component, and Second
Is moved so that the component force in the direction orthogonal to the fitting / insertion direction received by the first component from the first component becomes substantially zero, and the second component is again fitted to the first component by a predetermined force in the fitting / inserting direction. Because it is configured to press again, there is a possibility that parts may be damaged, so even if the pressing force can not be increased, or even if the axis is not aligned just once by contacting the parts from the contact state, it is sure and smooth. Has the effect that it can be automatically assembled.

【0080】請求項8記載の発明によれば、第2の部品
の第1の部品に対する嵌合挿入方向の押し付け力が所定
の大きさより小さくなるまで第2の部品の位相を変化さ
せた状態で、第2の部品が第1の部品から受ける嵌合挿
入軸回りのモーメント反力をほぼ零とするために必要な
ロボットの移動方向と移動量を計測し、この計測された
移動量だけロボットを移動させるように構成したので、
第2の部品が第1の部品とのクリアランスの分だけ傾斜
してこじり状態となり嵌合不能となることを防ぐ効果が
ある。
According to the eighth aspect of the present invention, the phase of the second component is changed until the pressing force of the second component against the first component in the fitting / inserting direction becomes smaller than a predetermined magnitude. Measuring the direction and amount of movement of the robot necessary to make the moment reaction force around the insertion axis received by the second part from the first part substantially zero, and moving the robot by the measured amount of movement. Because it was configured to move,
This has the effect of preventing the second component from being tilted and twisted by the clearance of the first component and becoming unfittable.

【0081】請求項9記載の発明によれば、第2の部品
の第1の部品に対する嵌合挿入方向の押し付け力が所定
の大きさより小さくなるまで第2の部品の位相を変化さ
せる時に、第2の部品が第1の部品から受ける嵌合挿入
軸回りのモーメント反力の関数として、第2の部品の位
相を変化させる方向を決定するように構成したので、確
実に嵌合することができる効果がある。
According to the ninth aspect of the present invention, when the phase of the second component is changed until the pressing force of the second component on the first component in the fitting and inserting direction becomes smaller than a predetermined magnitude, The second component is configured to determine the direction in which the phase of the second component is changed as a function of the moment reaction force about the fitting insertion axis received from the first component, so that the second component can be securely fitted. effective.

【0082】請求項10記載の発明によれば、第2の部
品の第1の部品に対する嵌合挿入方向の押し付け力が所
定の大きさより小さくなるまで第2の部品の位相を変化
させている間に、第1の部品から受ける嵌合挿入軸回り
のモーメント反力の大きさが、所定の大きさよりも大き
くなった場合に、ロボットの動作を即時停止させるよう
に構成したので、自動組立装置の一部を破損から防ぐこ
とができる効果がある。
According to the tenth aspect, while the phase of the second component is changed until the pressing force of the second component against the first component in the fitting / inserting direction becomes smaller than a predetermined magnitude. In addition, when the magnitude of the moment reaction force around the fitting / insertion axis received from the first component is greater than a predetermined magnitude, the operation of the robot is immediately stopped. There is an effect that a part can be prevented from being damaged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1乃至5記載の部品自動組立方法を実施
する請求項6記載の発明の一実施例における部品自動組
立装置の基本構成を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing a basic structure of an automatic parts assembling apparatus according to an embodiment of the invention as set forth in claim 6, which implements the automatic parts assembling method according to claims 1 to 5;

【図2】図1の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.

【図3】組立対象部品を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a component to be assembled.

【図4】組立対象部品の位置決め並びにその部品供給を
示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing positioning of a component to be assembled and supply of the component.

【図5】4軸力覚センサの計測信号の伝達系の構成図で
ある。
FIG. 5 is a configuration diagram of a transmission system of a measurement signal of the four-axis force sensor.

【図6】請求項1、2、5記載の発明の一実施例による
部品自動組立方法を説明する正面図である。
FIG. 6 is a front view for explaining an automatic component assembling method according to an embodiment of the present invention.

【図7】請求項1、2、5記載の発明の一実施例による
部品自動組立方法を説明する正面図である。
FIG. 7 is a front view illustrating an automatic component assembling method according to an embodiment of the present invention.

【図8】請求項1、2、5記載の発明の一実施例による
部品自動組立方法を説明する正面図である。
FIG. 8 is a front view for explaining an automatic component assembling method according to an embodiment of the present invention.

【図9】請求項1、2、5記載の発明の一実施例による
部品自動組立方法を説明する正面図である。
FIG. 9 is a front view illustrating an automatic component assembling method according to an embodiment of the present invention.

【図10】請求項3乃至5記載の発明の一実施例による
部品自動組立方法を説明する平面図である。
FIG. 10 is a plan view illustrating an automatic component assembling method according to an embodiment of the present invention.

【図11】請求項3乃至5記載の発明の一実施例による
部品自動組立方法を説明する正面図である。
FIG. 11 is a front view for explaining an automatic component assembling method according to an embodiment of the present invention.

【図12】4軸力覚センサとRCCを併用する軸芯合わ
せの説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of axis alignment using a 4-axis force sensor and an RCC together.

【図13】4軸力覚センサとRCCを併用する軸芯合わ
せの説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of axis alignment using a four-axis force sensor and an RCC together.

【図14】4軸力覚センサとRCCを併用する軸芯合わ
せの説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of axis alignment using a 4-axis force sensor and an RCC together.

【図15】組立対象部品を示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a component to be assembled.

【図16】組立対象部品の組立て状態を示す斜視図であ
る。
FIG. 16 is a perspective view showing an assembled state of a component to be assembled.

【図17】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の動作を説明する正面図である。
FIG. 17 is a front view for explaining the operation of the automatic parts assembling apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図18】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の動作を説明する正面図である。
FIG. 18 is a front view for explaining the operation of the automatic parts assembling apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図19】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の動作を説明する正面図である。
FIG. 19 is a front view for explaining the operation of the automatic parts assembling apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図20】組立対象部品の微小な軸芯ずれを示す平面図
である。
FIG. 20 is a plan view showing a slight axial misalignment of a component to be assembled.

【図21】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の動作を説明する正面図である。
FIG. 21 is a front view for explaining the operation of the automatic parts assembling apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図22】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の動作を説明する正面図である。
FIG. 22 is a front view for explaining the operation of the automatic parts assembling apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図23】組立対象部品の位相ずれを示す平面図であ
る。
FIG. 23 is a plan view showing a phase shift of a component to be assembled.

【図24】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の他の基本構成を示す概要図であ
る。
FIG. 24 is a schematic diagram showing another basic configuration of the automatic parts assembling apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図25】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の更に他の基本構成を示す概要図
である。
FIG. 25 is a schematic diagram showing still another basic configuration of the automatic parts assembling apparatus in one embodiment of the present invention.

【図26】請求項6乃至10記載の発明の一実施例にお
ける部品自動組立装置の更に他の基本構成を示す概要図
である。
FIG. 26 is a schematic diagram showing still another basic configuration of the automatic parts assembling apparatus in one embodiment of the present invention.

【図27】従来の自動組立装置の基本構成を示す正面図
である。
FIG. 27 is a front view showing a basic configuration of a conventional automatic assembling apparatus.

【図28】図27の部分拡大図である。FIG. 28 is a partially enlarged view of FIG. 27;

【図29】組立対象部品を示す斜視図である。FIG. 29 is a perspective view showing a component to be assembled.

【図30】組立対象部品の位置決め並びにその部品供給
を示す断面図である。
FIG. 30 is a sectional view showing positioning of a component to be assembled and supply of the component.

【図31】従来の自動組立装置の動作を説明する正面図
である。
FIG. 31 is a front view illustrating the operation of a conventional automatic assembling apparatus.

【図32】従来の自動組立装置の動作を説明する側断面
図である。
FIG. 32 is a side sectional view for explaining the operation of the conventional automatic assembling apparatus.

【図33】従来の自動組立装置の動作を説明する平面図
である。
FIG. 33 is a plan view for explaining the operation of a conventional automatic assembly device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5,19,26 第1の部品 6,20,27 第2の部品 7 チャック機構 8 ロボット 9 連結機構 10 力覚センサ 11 RCC 21 位置決め機構 5, 19, 26 First component 6, 20, 27 Second component 7 Chuck mechanism 8 Robot 9 Connecting mechanism 10 Force sensor 11 RCC 21 Positioning mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−236487(JP,A) 特開 平4−354629(JP,A) 特開 平7−1260(JP,A) 特開 平7−75922(JP,A) 特開 昭63−185540(JP,A) 特開 平7−1369(JP,A) 実開 平3−19683(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23P 19/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-236487 (JP, A) JP-A-4-354629 (JP, A) JP-A-7-1260 (JP, A) JP-A-7-260 75922 (JP, A) JP-A-63-185540 (JP, A) JP-A-7-1369 (JP, A) JP-A-3-19683 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23P 19/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の部品を位置決めする位置決め工程
と、第2の部品を前記第1の部品に対して移動させて該
第1の部品に嵌合挿入方向に押圧する押圧工程と、前記
第2の部品が前記第1の部品から受ける前記嵌合挿入方
向と直交する分力をほぼ零とするに必要な該第2の部品
の移動方向と移動量を演算する演算工程と、前記第2の
部品を前記演算した移動方向に移動させて前記第1の部
品から受ける前記嵌合挿入方向と直交する分力をほぼ零
とする軸合せ工程と、前記第2の部品を前記第1の部品
から受ける前記嵌合挿入方向の押圧力が所定値より小さ
くなるように移動させる位相合せ工程と、前記第2の部
品を前記第1の部品に対して嵌合挿入方向に移動させる
挿入工程とを順次に実行することを特徴とする部品自動
組立方法。
A positioning step of positioning a first component; a pressing step of moving a second component with respect to the first component to press the first component in a fitting / inserting direction; A calculating step of calculating a moving direction and a moving amount of the second part necessary for making a component force orthogonal to the fitting and inserting direction received by the second part from the first part substantially zero; (2) moving the second component in the calculated movement direction to make the component force orthogonal to the fitting and inserting direction received from the first component substantially zero; and moving the second component to the first component. A phase adjustment step of moving the pressing force in the fitting and inserting direction received from a component to be smaller than a predetermined value; and an inserting step of moving the second component in the fitting and inserting direction with respect to the first component. Are performed sequentially.
【請求項2】 前記演算工程後、前記第2の部品を前記
第1の部品から引離す引離し工程と、前記軸合せ工程
後、前記第2の部品を前記第1の部品に前記嵌合挿入方
向に所定の力で再度押圧する再押圧工程とを実行するこ
とを特徴とする請求項1記載の部品自動組立方法。
2. A separating step of separating the second component from the first component after the calculating step, and the fitting of the second component to the first component after the axis aligning step. 2. The automatic component assembling method according to claim 1, further comprising the step of: pressing again with a predetermined force in the insertion direction.
【請求項3】 前記位相合せ工程後、前記第1の部品か
ら受ける嵌合挿入軸回りのモーメント反力をほぼ零とす
るに必要な前記第2の部品の回転方向と回転量を演算し
該演算した回転量だけ該第2の部品を回転させる回転工
程とを実行することを特徴とする請求項1または2記載
の部品自動組立方法。
3. After the phasing step, a rotation direction and a rotation amount of the second component necessary for making a moment reaction force around the fitting insertion axis received from the first component substantially zero are calculated. 3. The component automatic assembling method according to claim 1, further comprising the steps of: rotating the second component by the calculated rotation amount.
【請求項4】 前記第2の部品が前記第1の部品から受
ける前記嵌合挿入軸回りのモーメント反力の関数として
該第2の部品の位相を変化させる方向を決定することを
特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の部品自
動組立方法。
4. A method for determining a direction in which a phase of the second component changes as a function of a moment reaction force about the fitting insertion axis received by the second component from the first component. The method for automatically assembling a part according to claim 1.
【請求項5】 前記位相合せ工程中に、前記嵌合挿入軸
回りのモーメント反力が所定値より大きくなった場合、
位相合せ工程を即時に停止することを特徴とする請求項
1乃至4のいずれか1項記載の部品自動組立方法。
5. When the moment reaction force around the fitting insertion axis becomes larger than a predetermined value during the phase matching step,
5. The method for automatically assembling a part according to claim 1, wherein the phase matching step is immediately stopped.
【請求項6】 嵌合挿入方向と一致したZ軸方向、この
Z軸方向と直交するX軸方向、前記Z軸方向及びX軸方
向と直交するY軸方向及び該Z軸方向を中心に回転する
θ軸方向の4方向に相対的に移動するロボット及び第1
の部品を位置決めする位置決め機構と、前記ロボット及
び位置決め機構のいずれか一方に設けられ、チャック機
構によってチャックされた第2の部品の先端部付近をコ
ンプライアンスセンターとする位置及び姿勢の6自由度
のコンプライアンスを備えたコンプライアンス機構及び
該コンプライアンス機構に対して作用する前記X軸方
向、Y軸方向、Z軸方向の力Fx,Fy,Fz及び前記
θ軸回りのモーメントMzとを計測する4軸力覚センサ
と、前記チャック機構によって把持した第2の部品を位
置決めされた第1の部品に対して移動させ、前記4軸力
覚センサによって計測される前記力Fzが所定の範囲に
入るように前記第2の部品を前記第1の部品に押し付け
る押圧工程、前記4軸力覚センサによって計測される前
記力Fx,Fyの関数として、前記ロボットのX方向,
Y方向の誤差修正量Δx,Δyを演算する演算工程、前
記ロボットを前記誤差修正量Δx,Δyだけ移動する軸
合せ工程、前記ロボットのθ軸を、前記4軸力覚センサ
によって計測される前記力Fzが十分小さくなるまで回
転させる位相合せ工程、前記ロボットをZ方向に移動さ
せて前記第2の部品を第1の部品に挿入する挿入工程を
順次実行するコントローラとを備えた部品自動組立装
置。
6. A Z-axis direction coinciding with the fitting and inserting direction, an X-axis direction orthogonal to the Z-axis direction, a Y-axis direction orthogonal to the Z-axis direction and the X-axis direction, and a rotation about the Z-axis direction. Robot that moves relatively in four directions in the θ-axis direction
A positioning mechanism for positioning the parts, either provided on one of the robot and positioning mechanism, the six degrees of freedom of the position and orientation of the vicinity of the tip portion of the second part chucked by Chi jack mechanism and the compliance center A four-axis force sense that measures a compliance mechanism having compliance and forces Fx, Fy, Fz in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction acting on the compliance mechanism and a moment Mz about the θ-axis. A sensor and a second component gripped by the chuck mechanism are moved relative to the positioned first component, and the second component is moved so that the force Fz measured by the four-axis force sensor falls within a predetermined range. A pressing step of pressing the second component against the first component, and a relation between the forces Fx and Fy measured by the four-axis force sensor. As, X direction of the robot,
A calculating step of calculating the error correction amounts Δx, Δy in the Y direction, an axis alignment step of moving the robot by the error correction amounts Δx, Δy, and measuring the θ axis of the robot by the four-axis force sensor. A component automatic assembling apparatus comprising: a controller that sequentially executes a phase matching step of rotating the force until the force Fz becomes sufficiently small and an insertion step of moving the robot in the Z direction and inserting the second component into the first component. .
【請求項7】 前記コントローラは、前記演算工程後、
前記チャック機構をZ方向に移動させて前記第2の部品
を前記第1の部品から引離す引離し工程と、前記軸合せ
工程後、前記チャック機構をZ方向に移動させて前記4
軸力覚センサによって計測される力Fzが所定の範囲に
なるように前記第2の部品を前記第1の部品に再度押圧
する再押圧工程とを順次実行する機能を具備しているこ
とを特徴とする請求項6記載の部品自動組立装置。
7. The controller, after the calculating step,
A separating step of moving the chuck mechanism in the Z direction to separate the second component from the first component; and, after the axis aligning step, moving the chuck mechanism in the Z direction to remove the second component from the first component.
A re-pressing step of sequentially pressing the second component against the first component so that the force Fz measured by the axial force sensor falls within a predetermined range. The automatic parts assembling apparatus according to claim 6, wherein
【請求項8】 前記コントローラは、前記位相合せ工程
後、前記4軸力覚センサによって計測されるモーメント
Mzの関数として前記ロボットのθ軸回りの回転方向の
オーバーシュートによる誤差の修正量Δθを演算し、こ
のΔθだけ前記ロボットのθ軸を回転させる回転工程を
実行する機能を具備していることを特徴とする請求項6
または7記載の部品自動組立装置。
8. The controller calculates, after the phase matching step, a correction amount Δθ of an error due to an overshoot in a rotation direction around the θ axis of the robot as a function of a moment Mz measured by the four-axis force sensor. 7. A function for executing a rotation step of rotating the θ axis of the robot by Δθ.
Or an automatic parts assembling apparatus according to 7.
【請求項9】 前記コントローラは、前記4軸力覚セン
サによって計測されるZ方向のθ軸回りのモーメントM
zに基づいて前記ロボットのθ軸回りの回転方向を決定
する機能を備えたことを特徴とする請求項6乃至8のい
ずれか1項記載の部品自動組立装置。
9. The controller according to claim 6, wherein the controller measures a moment M about the θ-axis in the Z direction measured by the four-axis force sensor.
9. The automatic parts assembling apparatus according to claim 6, further comprising a function of determining a rotation direction of the robot about the θ axis based on z .
【請求項10】 前記コントローラは、前記位相合せ工
程中に、前記4軸力覚センサによって計測されるθ軸回
りのモーメントMzが所定値より大きくなった場合、前
記ロボットのθ軸回りの回転を即時に停止させる機能を
備えたことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項
記載の部品自動組立装置。
10. The controller according to claim 6, wherein, during the phase matching step, when the moment Mz about the θ axis measured by the four-axis force sensor becomes larger than a predetermined value, the controller rotates the robot about the θ axis. 10. The automatic parts assembling apparatus according to claim 6, further comprising a function of immediately stopping the parts.
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