JP4897755B2 - Work system and work device calibration method - Google Patents
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Description
本発明は、作業システム、および作業装置の校正方法に関する。詳しくは、複数の作業装置を備える作業システム、およびこれら作業装置を用いた校正方法に関する。 The present invention relates to a work system and a work apparatus calibration method. Specifically, the present invention relates to a work system including a plurality of work devices, and a calibration method using these work devices.
従来より、自動車の製造工程では、締付ロボットを用いて、部品をねじでワークに複数箇所で固定することが行われている。例えば、この締付ロボットは、ロボットアームと、このロボットアームの先端に設けられたねじ締付装置と、を備える(特許文献1参照)。そして、ねじ締付装置のソケット等のツールでねじを保持しておき、部品がワークに仮固定された状態で搬送されると、ロボットアームを制御して、このねじ締付装置に保持されたねじをワークの所定箇所に差し込む。その後、ツールを回転させて、ねじを締め付ける。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a manufacturing process of an automobile, a fastening robot is used to fix a part to a workpiece with a screw at a plurality of locations. For example, the tightening robot includes a robot arm and a screw tightening device provided at the tip of the robot arm (see Patent Document 1). Then, the screw is held by a tool such as a socket of the screw tightening device, and when the parts are temporarily fixed to the workpiece, the robot arm is controlled and held by the screw tightening device. Insert the screw into the specified part of the workpiece. Then rotate the tool and tighten the screw.
ところで、自動車の製造ラインに設けられたねじ締付装置は、一日に数千回もの締め付け動作を行う場合がある。このため、ツールの締め付け位置がずれてしまう場合がある。そこで、ねじ締付装置では、定期的に校正を行い、ツールが正常な状態であるか否か、しなわち、ツールの位置が基準位置から大きくずれていないかどうかを確認する。 By the way, a screw tightening device provided in an automobile production line may perform a tightening operation several thousand times a day. For this reason, the tightening position of the tool may shift. Therefore, the screw tightening device periodically calibrates to check whether the tool is in a normal state, that is, whether the position of the tool is not greatly deviated from the reference position.
従来では、このような校正の作業には、例えば、専用のキャリブレーションツールが用いられる。具体的には、基準位置が印されたキャリブレーションツールを準備し、ねじ締付装置に設けられたカメラを用いて基準位置を検出しながら、ねじ締付装置を動作させることにより、ねじ締付装置のツールが正常な状態であるか否かを判断する。
しかしながら、このような方法で校正を行った場合、キャリブレーションツールをねじ締付装置とは別に設ける必要がある。このため、キャリブレーションツールを設ける場所を、ねじ締付装置とは別に確保する必要がある。また、校正を行う場合、ねじ締付装置をキャリブレーションツールの近傍まで搬送するか、または逆に、キャリブレーションツールをねじ締付装置の近傍まで搬送する必要があるため、校正に時間がかかるおそれがある。 However, when calibration is performed by such a method, it is necessary to provide a calibration tool separately from the screw tightening device. For this reason, it is necessary to secure a place where the calibration tool is provided separately from the screw tightening device. Also, when performing calibration, it is necessary to transport the screw tightening device to the vicinity of the calibration tool, or conversely, it is necessary to transport the calibration tool to the vicinity of the screw tightening device, which may take a long time for calibration. There is.
本発明は、ねじの締め付け等の作業を行う作業装置において、作業装置とは別体の専用の設備を設けることなくツールの校正を行うことができる作業システム、および作業装置の校正方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a working system capable of calibrating a tool and a method for calibrating the working device in a working device that performs operations such as screw tightening without providing a dedicated facility separate from the working device. For the purpose.
本発明の作業システム(例えば、後述の締付システム1)は、複数の略棒状の作業ツール(例えば、後述の締付ツール30)と、前記複数の作業ツールを支持するとともに、前記複数の作業ツールの位置を、中心軸(例えば、後述の中心軸O)を中心とした円周上で切り換えるツール切換手段(例えば、後述の切換機構10)と、前記円周に対し垂直に延びる作業軸(例えば、後述の作業軸X)を中心として回転し、前記複数の作業ツールのうち当該作業軸と同軸に配置された作業ツールを回転駆動するツール駆動手段(例えば、後述の駆動源40)とを含んで構成された作業装置(例えば、後述の締付装置3)を複数備える作業システムであって、各作業装置には、それぞれの前方の対象物を検出するセンシング機構(例えば、後述のセンシングユニット12、および制御装置6)が設けられ、前記複数の作業装置のうち一対の作業装置を選択し、当該一対の作業装置を互いに対向させるとともに、それぞれの中心軸が略同軸になるように、これら作業装置の位置および姿勢を調整する姿勢調整手段(例えば、後述の制御装置6およびロボットアーム4、並びに図7のステップS1の実行に係る手段)と、前記一対の作業装置について、一方の作業装置の複数の作業ツールのうち校正を行う作業ツールを前記作業軸と同軸にして回転駆動するとともに、当該回転する作業ツールを、他方の作業装置のセンシング機構により検出し、当該一方の作業装置の作業ツールが正常な状態であるか否かを判定する校正手段(例えば、後述の制御装置6、および図7のステップS5の実行に係る手段)と、を備えることを特徴とする。
The work system (for example, a tightening system 1 described later) of the present invention supports a plurality of substantially rod-shaped work tools (for example, a
この発明によれば、先ず、複数の作業装置のうち一対の作業装置を選択し、これら一対の作業装置を互いに対向させるとともに、それぞれの中心軸が略同軸になるように、これら作業装置の位置および姿勢を調整する。次に、これら一対の作業装置について、一方の作業装置の複数の作業ツールのうち校正を行う作業ツールを作業軸と同軸にして回転駆動するとともに、この回転する作業ツールを、他方の作業装置のセンシング機構により検出し、一方の作業装置の作業ツールが正常な状態であるか否かを判定する。このように、この作業システムによれば、校正を行う作業装置に対し、この作業装置と対になる作業装置を用いることにより、これら作業装置とは別体の専用の装置を用いることなく、校正を行うことができる。また、校正を行うために作業装置を搬送する必要もないので、校正にかかる時間を短縮することができる。 According to the present invention, first, a pair of work devices is selected from the plurality of work devices, the pair of work devices are opposed to each other, and the positions of these work devices are set so that the central axes thereof are substantially coaxial. And adjust posture. Next, of the pair of work devices, the work tool to be calibrated among a plurality of work tools of one work device is rotated coaxially with the work shaft, and the rotating work tool is moved to the other work device. It is detected by the sensing mechanism, and it is determined whether or not the work tool of one working device is in a normal state. Thus, according to this work system, by using the work device paired with the work device for the work device to be calibrated, the calibration can be performed without using a dedicated device separate from these work devices. It can be performed. In addition, since it is not necessary to transport the work device for calibration, the time required for calibration can be shortened.
本発明の作業装置の校正方法は、複数の略棒状の作業ツール(例えば、後述の締付ツール30)と、前記複数の作業ツールを支持するとともに、前記複数の作業ツールの位置を、中心軸(例えば、後述の中心軸O)を中心とした円周上で切り換えるツール切換手段(例えば、後述の切換機構10)と、前記円周に対し垂直に延びる作業軸(例えば、後述の作業軸X)を中心として回転し、前記複数の作業ツールのうち当該作業軸と同軸に配置された作業ツールを回転駆動するツール駆動手段(例えば、後述の駆動源40)とを含んで構成された作業装置(例えば、後述の締付装置3)の校正方法であって、前記作業装置には、前方の対象物を検出するセンシング機構(例えば、後述のセンシングユニット12、および制御装置6)が設けられ、一対の作業装置を用意し、このうち一方の作業装置を被校正装置とし、他方の作業装置を校正装置とし、前記被校正装置および前記校正装置を互いに対向させるとともに、それぞれの中心軸が略同軸になるように、これら被校正装置および校正装置の位置および姿勢を調整する姿勢調整工程(例えば、後述の図7のステップS1)と、前記被校正装置の複数の作業ツールのうち校正を行う作業ツールを前記作業軸と同軸にして回転駆動するとともに、当該回転する作業ツールを、前記校正装置のセンシング機構により検出し、当該被校正装置の作業ツールが正常な状態であるか否かを判定する校正工程(例えば、後述の図7のステップS5)と、を含み、前記被校正装置の全作業ツールについて校正を行った後には、前記一方の作業装置を校正装置とし、前記他方の作業装置を被校正装置とし、前記姿勢調整工程および前記校正工程を再び行うことを特徴とする。
The work device calibration method of the present invention supports a plurality of substantially rod-like work tools (for example, a tightening
この発明によれば、一対の作業装置を用意し、このうち一方の作業装置を被校正装置とし、他方の作業装置を校正装置とする。次に、被校正装置および校正装置を互いに対向させるとともに、それぞれの中心軸が略同軸になるように、これら被校正装置および校正装置の位置および姿勢を調整する。次に、被校正装置の複数の作業ツールのうち校正を行う作業ツールを、作業軸と同軸にして回転駆動するとともに、この回転する作業ツールを、校正装置のセンシング機構により検出し、被校正装置の作業ツールが正常な状態であるか否かを判定する。また、被校正装置の全作業ツールについて校正を行った後には、上述の一方の作業装置を校正装置とし、上述の他方の作業装置を被校正装置とし、上述の手順を再び実行する。このように、この校正方法によれば、複数の作業装置について、これら作業装置とは別体の専用の装置を用いることなく、校正を行うことができる。また、校正を行うために作業装置を搬送する必要もないので、校正にかかる時間を短縮することができる。 According to the present invention, a pair of work devices are prepared, and one of the work devices is a device to be calibrated, and the other work device is a calibration device. Next, the calibration target device and the calibration device are opposed to each other, and the positions and orientations of the calibration target device and the calibration device are adjusted so that the central axes thereof are substantially coaxial. Next, a work tool to be calibrated among a plurality of work tools of the device to be calibrated is driven to rotate coaxially with the work axis, and the rotating work tool is detected by the sensing mechanism of the calibration device, and the device to be calibrated It is determined whether or not the work tool is in a normal state. After all the work tools of the device to be calibrated are calibrated, the above-described procedure is executed again with the above-mentioned one working device as the calibration device and the other working device as the device to be calibrated. Thus, according to this calibration method, it is possible to calibrate a plurality of work devices without using a dedicated device separate from these work devices. In addition, since it is not necessary to transport the work device for calibration, the time required for calibration can be shortened.
本発明の作業システムによれば、校正を行う作業装置に対し、この作業装置と対になる作業装置を用いることにより、これら作業装置とは別体の専用の装置を用いることなく、作業装置の各作業ツールの校正を行うことができる。また、校正を行うために作業装置を搬送する必要もないので、校正にかかる時間を短縮することができる。 According to the work system of the present invention, by using a work device paired with the work device for the work device to be calibrated, the work device can be used without using a dedicated device separate from these work devices. Each work tool can be calibrated. In addition, since it is not necessary to transport the work device for calibration, the time required for calibration can be shortened.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る作業システムとしての締付システム1の概略を示す上面図である。また、この締付システム1には、本発明の一実施形態に係る校正方法が適用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a top view schematically showing a tightening system 1 as a work system according to an embodiment of the present invention. In addition, a calibration method according to an embodiment of the present invention is applied to the tightening system 1.
締付システム1は、搬送ライン7に沿って搬送された車体Wに対し、左右両側からねじを締め付ける複数の締付ロボットL1,L2,R1,R2と、これら複数の締付ロボットL1,L2,R1,R2を制御する制御装置6と、を備える。
The tightening system 1 includes a plurality of tightening robots L1, L2, R1, and R2 for tightening screws from the left and right sides of the vehicle body W transported along the
これら締付ロボットL1,L2,R1,R2は、それぞれ、車体Wの所定の締付箇所でねじを締め付ける締付装置3と、この締付装置3を支持するロボットアーム4と、を含んで構成される。ロボットアーム4は、多関節アームであり、その先端で締付装置3を支持するとともに、制御装置6から送信された制御信号に基づいて動作し、締付装置3の3次元空間内における位置や姿勢を変更する。
Each of the tightening robots L1, L2, R1, and R2 includes a tightening
制御装置6は、所定のプログラムに基づいて各締付ロボットL1,L2,R1,R2の各種コントローラに制御信号を送信し、これら締付ロボットL1,L2,R1,R2の動作を同期制御し、車体Wの所定の締付箇所にねじを締め付ける。 The control device 6 transmits control signals to various controllers of the respective tightening robots L1, L2, R1, and R2 based on a predetermined program, synchronously controls the operations of these tightening robots L1, L2, R1, and R2, A screw is tightened at a predetermined tightening location of the vehicle body W.
図2は、締付装置3の構成を示す図である。
この締付装置3は、6本の略棒状の作業ツールとしての締付ツール30を有し、これら締付ツール30を支持するとともに、その位置を中心軸Oを中心とした円周上で切り換えるツール切換手段としての切換機構10と、締付ツール30を回転駆動するツール駆動手段としての駆動源40と、を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
The tightening
切換機構10は、取付ブラケット20を介してロボットアーム4の先端フランジ面に支持されている。切換機構10は、円筒形状のホルダ11と、このホルダ11の外周面に沿って略等間隔に配置された6本の締付ツール30と、ホルダ11の外周面に配置された1個のセンシング機構としてのセンシングユニット12と、ホルダ11を回転させるホルダ駆動部13と、を備えている。
The
ホルダ11は、円筒形状であり、ホルダ11の内部に設けられたホルダ駆動部13の駆動軸に取り付けられている。
ホルダ駆動部13は、取付ブラケット20に固定されており、中心軸Oを回転中心として、矢印A方向または矢印B方向にホルダ11を回転する。これにより、ホルダ11の位相、すなわち、駆動源40の作業軸Xに対する締付ツール30およびセンシングユニット12の位置を変化させる。また、ホルダ駆動部13は、制御装置6に接続されており、この制御装置6から送信された制御信号に基づいて動作する。
The
The
センシングユニット12は、円筒形状のCCDカメラを備える。このセンシングユニット12は、制御装置6に接続されており、CCDカメラで撮影した締付装置3の前方(図1左方向)の画像を制御装置6に送信する。制御装置6では、センシングユニット12により撮影した画像を解析することにより、締付装置3の前方の対象物を検出することができる。すなわち、センシングユニット12および制御装置6によりセンシング機構が構成される。また、センシングユニット12には、締付装置3の3次元空間内における位置および姿勢、並びに、ホルダ11の位相の基準となる基準部材14が設けられている。
The
図3は、締付装置3の断面図である。図4は、締付ツール30の断面図である。図5は、締付ツール30の先端側の拡大断面図である。
締付ツール30は、回転軸Zを回転中心としてホルダ11に回転可能に支持されている。この締付ツール30は、保持部31と、軸部32と、ガイド部33と、ソケット35を有するビット部34と、を備える。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
The tightening
保持部31は、円筒形状であり、この保持部31の内部には、ボールスプライン311が設けられている。軸部32は、この保持部31に挿通されて、ボールスプライン311により、回転可能かつ進退可能に支持される。
The holding
軸部32の基端側には、ジョイント部321が設けられている。このジョイント部321には、駆動源40が連結可能である。
また、軸部32のジョイント部321と保持部31の基端面との間には、スプリング36が介装されている。
A
A
ガイド部33は、円筒形状であり、軸部32の先端側は、ピン331により、このガイド部33の基端側に連結されている。これにより、軸部32の回転力は、このガイド部33に伝達される。
ビット部34の基端側は、ガイド部33の先端側に挿入されている。これにより、ガイド部33が回転すると、ビット部34は、このガイド部33の回転に対して従回転する。
The
The base end side of the
ガイド部33には、スプリング37が内蔵されている。このスプリング37は、軸部32に沿って配置され、このスプリング37の先端側は、図5に示すように、ビット部34の基端側に収納され、ビット部34を先端側に向かって付勢する。
ソケット35は、ねじSを保持する。このソケット35の先端面は磁石になっており、この磁石の磁力により、ねじSを保持する。
A
The
駆動源40は、ホルダ11の後方(図1右方向)に配置され、作業軸Xを回転軸として回転する回転駆動部41を備えている。この作業軸Xは、締付ツール30が設けられた円周に対し垂直に延びる。より具体的には、この作業軸Xは、ホルダ11の中心軸Oおよび締付ツール30の回転軸Zに略平行であり、かつ、ホルダ11の外周面に沿って延びる。回転駆動部41の先端は、締付ツール30のジョイント部321に嵌合可能となっている。また、この回転駆動部41は、制御装置6に接続されており、この制御装置6から送信された制御信号に基づいて動作する。
The
以上の締付ツール30および駆動源40によれば、駆動源40を作業軸Xと同軸に配置された締付ツール30の軸部32のジョイント部321に連結して、この駆動源40を、回転駆動することで、軸部32が回転し、この回転力は、ガイド部33を介してビット部34に伝達され、ソケット35が回転する。
また、駆動源40で軸部32を押圧することにより、軸部32、ガイド部33、およびビット部34は、スプリング36の付勢力に抵抗して前進するが、この駆動源40による押圧力が解除されると、スプリング36の復元力により、原位置に復帰する。
また、ソケット35に軸方向の押圧力が作用しても、ビット部34がスプリング37の付勢力に抵抗して後退することで、この押圧力を緩和する。その後、この押圧力が解除されると、スプリング37の復元力によりビット部34は原位置に復帰する。
According to the
Further, when the
Even if an axial pressing force acts on the
取付ブラケット20には、この駆動源40を作業軸Xに沿って前進あるいは後退させる進退機構50が設けられている。この進退機構50は、一対のシリンダ機構51と、一対のスライドガイド52と、を備える。
The mounting
一対のシリンダ機構51は、駆動源40に取り付けられたピストン511と、このピストン511を進退させるシリンダ512と、を備える。この一対のシリンダ機構51を駆動することにより、駆動源40は回転駆動部41の作業軸Xに沿って進退する。
The pair of
一対のスライドガイド52は、駆動源40に取り付けられたスライドレール521と、取付ブラケット20に設けられてスライドレール521が挿通されるスライドガイド522と、を備える。一対のスライドガイド52は、スライドレール521がスライドガイド522内を摺動することで、駆動源40の進退移動を案内する。
The pair of slide guides 52 includes a
次に、以上のような締付装置3により、ワークの所定の締付箇所にねじを締め付ける手順について説明する。
以下の図2〜図6を参照した説明において、センシングユニット12の矢印B方向に隣接する締付ツール30を、締付ツール30Nとする。
先ず、初期設定として、図2に示すように、センシングユニット12の光軸Yが、駆動源40の回転駆動部41の作業軸X上に配置されるように、ホルダ11の位相を合わせておく。
Next, a procedure for tightening a screw at a predetermined tightening position of the workpiece by the
In the following description with reference to FIGS. 2 to 6, the
First, as an initial setting, as shown in FIG. 2, the phase of the
次に、制御装置6によりロボットアーム4を制御して、障害物を避けながら、締付装置3をねじSの第1の締付箇所付近まで移動する。
Next, the
次に、制御装置6で、センシングユニット12から送信された画像を解析することにより、第1の締付箇所を検出し、これに応じて、締付装置3の位置を補正する。具体的には、センシングユニット12により撮影された第1の締付箇所の位置データとセンシングユニット12の光軸Yの位置データとを比較し補正値を求め、その補正値に基づきねじSの締付箇所と、光軸Yすなわち駆動源40の作業軸Xと、が同軸になるように、ロボットアーム4を制御し、締付装置3の位置および姿勢を調整する。
この位置補正の期間、ホルダ駆動部13を駆動して、ホルダ11を矢印A方向に回転させ、センシングユニット12に隣接する締付ツール30Nを、この締付ツール30Nの回転軸Zが駆動源40の作業軸Xと同軸になるように、移動させる。
Next, the control device 6 analyzes the image transmitted from the
During this position correction period, the
次に、進退機構50を駆動して、駆動源40を前進させて、駆動源40の回転駆動部41を、締付ツール30Nの軸部32に連結する。
続いて、図6に示すように、駆動源40をさらに前進させて、締付ツール30Nに保持されたねじSを締付装置3の前面から突出させて、このねじSを第1の締付箇所まで押し出す。
Next, the advance /
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
次に、駆動源40の回転駆動部41を、作業軸Xを回転中心として回転駆動する。すると、この回転駆動部41の回転力は、締付ツール30Nに伝達されて、ソケット35が回転する。これにより、第1の取り付け位置にねじSを締め付ける。
ここで、回転駆動部41により、締付トルクが所定値以上になるまで、ねじSを締め付ける。また、締め付けを開始してから一定の時間が経過した場合には、締付トルクが所定値以上に到達しなくても、ねじSの締め付け動作を完了する。
Next, the
Here, the screw S is tightened by the
次に、進退機構50を駆動して、駆動源40の回転駆動部41を後退させる。すると、スプリング36の復元力により、ソケット35が後退し、締付ツール30Nは原位置に復帰する。続いて、駆動源40をさらに後退させて、駆動源40の回転駆動部41を、締付ツール30Nの軸部32から離間させる。
次に、ホルダ駆動部13を駆動して、ホルダ11を矢印B方向に回転させて、再び、センシングユニット12の光軸Yを、駆動源40の回転駆動部41の作業軸Xと同軸となる位置に配置する。
Next, the advance /
Next, the
その後、制御装置6により、ロボットアーム4を制御して、障害物を避けて、ねじ締め付け装置1を、ねじSの第2の締付箇所付近まで移動し、上述の動作と同じ動作を繰り返す。
Thereafter, the control device 6 controls the
以上のように、締付装置3では、1つのねじを締め付ける毎に、駆動源40を締付ツール30に連結し、さらにこの締付ツール30を作業軸Xに沿って進退したり、回転したりする必要がある。このため、締付ツール30のスプリング36,37の弾性力が低下したり、締付ツール30のジョイント部321が磨耗したりしてしまい、結果として、締付ツール30の回転軸Zが作業軸Xからずれてしまう場合がある。締付ツール30の回転軸Zが作業軸Xからずれてしまうと、所定の締付箇所でねじを正確に締め付けることができなくなるおそれがある。このため、締付装置3の締付ツール30の校正を定期的に行う必要がある。
As described above, in the
図1に戻って、締付装置3の校正の手順について説明する。
締付システム1において、複数の締付ロボットL1,L2,R1,R2は、車体Wに対し左側に設けられた2つの締付ロボットL1,L2と、車体Wに対し右側に設けられた2つの締付ロボットR1,R2と、に分けられる。そこで、本実施形態では、隣接する締付ロボットR1,R2を一対として、これら一対の締付ロボットR1,R2により相互に各々の締付装置3の校正を行う。
Returning to FIG. 1, the calibration procedure of the
In the tightening system 1, the plurality of tightening robots L 1, L 2, R 1, and R 2 include two tightening robots L 1 and L 2 provided on the left side with respect to the vehicle body W, and two provided on the right side with respect to the vehicle body W. It is divided into tightening robots R1 and R2. Therefore, in the present embodiment, adjacent tightening robots R1 and R2 are paired, and the
より具体的には、これら一対の締付ロボットR1,R2に対し、一方の締付ロボットの締付装置を被校正装置とし、他方の締付ロボットの締付装置を校正装置とし、後に図7を参照して詳述する手順により被校正装置の締付ツールの校正を行う。また、被校正装置の校正を行った後には、被校正装置と校正装置とを交代する。すなわち、上述の一方の締付ロボットの締付装置を校正装置とし、他方の締付ロボットの締付装置を被校正装置とし、同様にして被校正装置の校正を再び行う。また、締付ロボットL1,L2に対しても、締付ロボットR1,R2と同様の手順により、相互に各々の締付装置3の校正を行う。
More specifically, for these pair of tightening robots R1 and R2, the tightening device of one tightening robot is the device to be calibrated, and the tightening device of the other tightening robot is the calibration device. The tightening tool of the device to be calibrated is calibrated by the procedure described in detail with reference to FIG. In addition, after the device to be calibrated is calibrated, the device to be calibrated and the calibration device are switched. That is, the above-described one of the tightening robots is used as a calibration device, and the other tightening robot is used as a device to be calibrated. Similarly, the device to be calibrated is calibrated again. Also, with respect to the tightening robots L1 and L2, the
図7および図8を参照して、一対の締付ロボットR1,R2について、締付ロボットR1の締付装置を被校正装置とし、締付ロボットR2の締付装置を校正装置とした場合に、締付ロボットR1の締付装置を校正する手順を説明する。
また、以下の説明では、締付ロボットR1,R2の締付装置およびロボットアームについて、それぞれ異なる符合を付す。すなわち、締付ロボットR1の締付装置およびロボットアームを、締付装置3Aおよびロボットアーム4Aとし、締付ロボットR2の締付装置およびロボットアームを、締付装置3Bおよびロボットアーム4Bとする。
Referring to FIGS. 7 and 8, for a pair of tightening robots R1 and R2, when the tightening device of the tightening robot R1 is a device to be calibrated and the tightening device of the tightening robot R2 is a calibration device, A procedure for calibrating the fastening device of the fastening robot R1 will be described.
Further, in the following description, different symbols are attached to the fastening devices and robot arms of the fastening robots R1 and R2. That is, the tightening device and robot arm of the tightening robot R1 are the tightening
図7は、締付ロボットR1の締付装置3Aの校正の手順を示すフローチャートである。
ステップS1では、図8に示すように、締付装置3Aのホルダ11Aの中心軸OAと、締付装置3Bのホルダ11Bの中心軸OBとが略同軸となるように、締付ロボットR1の締付装置3Aと締付ロボットR2の締付装置3Bとを対向させる。これら締付装置3A,3Bを対向させる際、制御装置6では、締付装置3Bのセンシングユニット12Bで撮影された画像を解析することにより、締付装置3Aの基準部材14Aの位置を測定し、この測定した位置に応じて、締付装置3Aおよび締付装置3Bの位置および姿勢を調整する。
FIG. 7 is a flowchart showing a calibration procedure of the
In step S1, as shown in FIG. 8, the tightening robot R1 is tightened so that the center axis OA of the
また、これら締付装置3A,3Bを対向させる際、締付装置3A,3Bのホルダ11A,11Bを所定の位相に合わせておく。具体的には、センシングユニット12A,12Bの光軸YA,YBが、それぞれ、駆動源40A,40Bの作業軸XA,XBと同軸となるように、ホルダ11A,11Bの位相を合わせておく。
これにより、締付装置3Aの光軸YAおよび作業軸XAと、締付装置3Bの光軸YBおよび作業軸XBとが略同軸となる。
Further, when these
As a result, the optical axis YA and the work axis XA of the
ステップS2では、締付装置3Aの複数の締付ツール30Aのうち、校正を行うものを1つ選択する。このステップS2では、締付装置3Aの6本の締付ツール30Aのうち、未だ校正が完了していないものが選択される。
In step S2, one to be calibrated is selected from the plurality of
ステップS3では、選択した締付ツール30Aを、作業可能な位置にセットする。すなわち、選択した締付ツール30Aの回転軸ZAと作業軸XAとが略同軸となるように、図8の白抜き矢印に示すように、ホルダ11Aを回転する。
これにより、校正を行う締付ツール30Aの回転軸ZAと、締付装置3Bのセンシングユニット12Bの光軸YBとが略同軸となる。
In step S3, the selected
Thereby, the rotation axis ZA of the
ステップS4では、締付装置3Aの駆動源40Aを作業軸XAに沿って前進させ、駆動源40Aと締付ツール30Aとを連結する。
In step S4, the
ステップS5では、締付装置3Aの締付ツール30Aを回転駆動し、芯ずれ量を測定する。具体的には、締付装置3Aで校正を行う締付ツール30Aを回転駆動するとともに、この回転する締付ツール30Aを、締付装置3Bのセンシングユニット12Bで撮影する。制御装置6では、センシングユニット12Bで撮影された画像を解析することにより、締付ツール30Aの芯ずれ量を測定する。
In step S5, the
ここで、芯ずれ量とは、締付ツール30Aの回転軸ZA、すなわち、締付ツール30Aが正常な状態で回転駆動された場合における回転軸と、実際の回転軸とのずれ量を示す。そこで、制御装置6では、この芯ずれ量が所定の判定値以下である場合には、締付ツール30Aは正常な状態であると判定し、所定の判定値より大きい場合には、締付ツール30Aは正常な状態でないと判定する。
なお、このステップS5において、締付ツール30Aを回転駆動する際には、芯ずれ量を確実に測定するために、回転速度を実際に締め付ける際における速度よりも小さくすることが好ましい。
Here, the amount of misalignment indicates the amount of deviation between the rotation axis ZA of the
In this step S5, when the
ステップS6では、締付装置3Aの全ての締付ツール30Aの校正が完了したか否かを判別する。この判別がYESの場合には、締付ロボットR1の締付装置3Aの校正を完了する。この判別がNOの場合には、ステップS2に移り、未だ校正が完了していない締付ツール30Aの校正を行う。
In step S6, it is determined whether or not calibration of all the
本実施形態によれば、複数の締付ロボットL1,L2,R1,R2を備える締付システム1について、この中から、一対の締付ロボットR1,R2を選択し、このうち一方の締付ロボットR1の締付装置3Aを被校正装置とし、他方の締付ロボットR2の締付装置3Bを校正装置とする。
次に、これら締付装置3A,3Bを互いに対向させるとともに、それぞれの中心軸OA,OBが略同軸になるように、これら締付装置3A,3Bの位置および姿勢を調整する。
次に、締付装置3Aの複数の締付ツール30Aのうち校正を行う締付ツール30Aを、作業軸XAと同軸にして回転駆動するとともに、この回転する締付ツール30Aを、締付装置3Bのセンシングユニット12Bにより撮影し、締付装置3Aの締付ツール30Aが正常な状態であるか否かを判定する。また、締付装置3Aの全締付ツール30Aについて校正を行った後には、締付装置3Aを校正装置とし、締付装置3Bを被校正装置とし、上述の手順を再び実行する。
以上のように、本実施形態によれば、複数の締付装置3A,3Bについて、これら締付装置3A,3Bとは別体の専用の装置を用いることなく、校正を行うことができる。また、校正を行うために締付装置を搬送する必要もないので、校正にかかる時間を短縮することができる。
According to the present embodiment, for a tightening system 1 including a plurality of tightening robots L1, L2, R1, and R2, a pair of tightening robots R1 and R2 is selected from these, and one of these tightening robots is selected. The
Next, the
Next, among the plurality of
As described above, according to the present embodiment, the plurality of tightening
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態において、被校正装置の締付ツールの芯ずれ量の測定は、被校正装置の作業軸と校正装置のセンシングユニットの光軸とを略同軸にした状態で行ったが、これに限らない。締付ツールの芯ずれ量を十分な精度で測定できれば、被校正装置の作業軸と校正装置のセンシングユニットの光軸とがずれた状態で、被校正装置の締付ツールの芯ずれ量の測定を行ってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In the above-described embodiment, the measurement of the misalignment amount of the tightening tool of the device to be calibrated is performed in a state where the work axis of the device to be calibrated and the optical axis of the sensing unit of the calibration device are substantially coaxial. Absent. If the amount of misalignment of the tightening tool can be measured with sufficient accuracy, measure the amount of misalignment of the tightening tool of the device under calibration with the working axis of the device under calibration deviated from the optical axis of the sensing unit of the calibration device. May be performed.
1…締付システム(作業システム)
L1,L2,R1,R2…締付ロボット
4…ロボットアーム(姿勢調整手段)
6…制御装置(姿勢調整手段、校正手段、センシング機構)
3…締付装置(作業装置)
10…切換機構(ツール切換手段)
12…センシングユニット(センシング機構)
14…基準部材
30…締付ツール(作業ツール)
40…駆動源(ツール駆動手段)
1 ... Tightening system (working system)
L1, L2, R1, R2 ... Tightening
6. Control device (attitude adjustment means, calibration means, sensing mechanism)
3. Tightening device (working device)
10 ... Switching mechanism (tool switching means)
12 ... Sensing unit (sensing mechanism)
14 ...
40 ... Driving source (tool driving means)
Claims (2)
前記複数の作業ツールを支持するとともに、前記複数の作業ツールの位置を、中心軸を中心とした円周上で切り換えるツール切換手段と、
前記円周に対し垂直に延びる作業軸を中心として回転し、前記複数の作業ツールのうち当該作業軸と同軸に配置された作業ツールを回転駆動するツール駆動手段とを含んで構成された作業装置を複数備える作業システムであって、
各作業装置には、それぞれの前方の対象物を検出するセンシング機構が設けられ、
前記複数の作業装置のうち一対の作業装置を選択し、当該一対の作業装置を互いに対向させるとともに、それぞれの中心軸が略同軸になるように、これら作業装置の位置および姿勢を調整する姿勢調整手段と、
前記一対の作業装置について、一方の作業装置の複数の作業ツールのうち校正を行う作業ツールを前記作業軸と同軸にして回転駆動するとともに、当該回転する作業ツールを、他方の作業装置のセンシング機構により検出し、当該一方の作業装置の作業ツールが正常な状態であるか否かを判定する校正手段と、を備えることを特徴とする作業システム。 A plurality of substantially rod-shaped work tools;
Tool switching means for supporting the plurality of work tools and switching the positions of the plurality of work tools on a circumference around a central axis;
A work device configured to include a tool driving unit that rotates about a work axis extending perpendicularly to the circumference and that rotationally drives a work tool arranged coaxially with the work axis among the plurality of work tools. A work system comprising a plurality of
Each work device is provided with a sensing mechanism for detecting an object in front of each work device,
Posture adjustment that selects a pair of work devices from among the plurality of work devices, makes the pair of work devices face each other, and adjusts the position and posture of these work devices so that the central axes thereof are substantially coaxial. Means,
About the pair of working devices, the working tool for calibration among a plurality of working tools of one working device is driven to rotate coaxially with the working shaft, and the rotating working tool is moved to the sensing mechanism of the other working device. And a calibration means for determining whether or not the work tool of the one working device is in a normal state.
前記複数の作業ツールを支持するとともに、前記複数の作業ツールの位置を、中心軸を中心とした円周上で切り換えるツール切換手段と、
前記円周に対し垂直に延びる作業軸を中心として回転し、前記複数の作業ツールのうち当該作業軸と同軸に配置された作業ツールを回転駆動するツール駆動手段とを含んで構成された作業装置の校正方法であって、
前記作業装置には、前方の対象物を検出するセンシング機構が設けられ、
一対の作業装置を用意し、このうち一方の作業装置を被校正装置とし、他方の作業装置を校正装置とし、
前記被校正装置および前記校正装置を互いに対向させるとともに、それぞれの中心軸が略同軸になるように、これら被校正装置および校正装置の位置および姿勢を調整する姿勢調整工程と、
前記被校正装置の複数の作業ツールのうち校正を行う作業ツールを前記作業軸と同軸にして回転駆動するとともに、当該回転する作業ツールを、前記校正装置のセンシング機構により検出し、当該被校正装置の作業ツールが正常な状態であるか否かを判定する校正工程と、を含み、
前記被校正装置の全作業ツールについて校正を行った後には、前記一方の作業装置を校正装置とし、前記他方の作業装置を被校正装置とし、前記姿勢調整工程および前記校正工程を再び行うことを特徴とする作業装置の校正方法。 A plurality of substantially rod-shaped work tools;
Tool switching means for supporting the plurality of work tools and switching the positions of the plurality of work tools on a circumference around a central axis;
A work device configured to include a tool driving unit that rotates about a work axis extending perpendicularly to the circumference and that rotationally drives a work tool arranged coaxially with the work axis among the plurality of work tools. The calibration method of
The working device is provided with a sensing mechanism for detecting a front object,
Prepare a pair of working devices, one of these working devices as the device to be calibrated, the other working device as the calibration device,
A posture adjusting step for adjusting the position and posture of the device to be calibrated and the calibration device such that the device to be calibrated and the calibration device face each other and the central axes thereof are substantially coaxial;
A work tool for calibration among a plurality of work tools of the device to be calibrated is driven to rotate coaxially with the work axis, and the rotating work tool is detected by a sensing mechanism of the calibration device, and the device to be calibrated A calibration step of determining whether or not the work tool is in a normal state,
After calibrating all work tools of the device to be calibrated, the one working device is used as a calibration device, the other working device is used as a device to be calibrated, and the posture adjustment step and the calibration step are performed again. A method for calibrating a working device as a feature.
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