JP5283081B2 - Assembly equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凹部または孔が設けられた部材(孔部品)と、凸部を有する部材または棒状部材(軸部品)とのいずれかを把持して移動操作し、凹部または孔が設けられた部材の凹部または孔に、凸部または棒状部材を挿入させる組立装置に関する。 The present invention is a member provided with a recess or a hole by gripping and moving either a member provided with a recess or a hole (hole part) and a member having a protrusion or a rod-like member (shaft part). The present invention relates to an assembling apparatus for inserting a convex portion or a rod-like member into the concave portion or the hole.
従来、凸部を有する部材、例えば、棒状部材(軸部品)を把持して移動操作し、この棒状部材を、凹部が設けられた部材、例えば、孔が設けられた部材(孔部品)の孔(凹部)に挿入、嵌合させる組立装置が提案されている。 Conventionally, a member having a convex portion, for example, a rod-shaped member (shaft component) is gripped and moved, and the rod-shaped member is a member provided with a concave portion, for example, a member provided with a hole (hole component). An assembling apparatus for inserting and fitting into (recessed part) has been proposed.
このような組立装置としては、孔が設けられた部材を固定して支持し、この部材の孔の内径と棒状部材の外径との差(孔及び棒状部材間のクリアランス)よりも芯ずれが小さくなるように、棒状部材を高精度に移動操作できるように構成し、この棒状部材を孔に挿入できるようにしたものが提案されている。 In such an assembly apparatus, a member provided with a hole is fixed and supported, and the misalignment is more than the difference between the inner diameter of the hole of this member and the outer diameter of the rod-shaped member (clearance between the hole and the rod-shaped member). It has been proposed that the rod-shaped member can be moved and operated with high accuracy so that the rod-shaped member can be inserted into the hole.
また、このような組立装置として、特許文献1には、ロボットアームに力覚センサを設け、このロボットアームによって棒状部材を把持し、棒状部材を孔が設けられた部材の孔に挿入させようとしたときに、棒状部材の先端が当接して受ける力(反力)を力覚センサにより検出し、受けた力の方向に応じて棒状部材を移動操作し、再度の挿入動作を行うようにしたピン挿入装置が提案されている。
As such an assembling apparatus,
さらに、このような組立装置として、特許文献1には、ロボットアームに力覚センサ及び微小動作用のアクチュエータを設け、このロボットアームによって棒状部材を把持し、棒状部材を孔が設けられた部材の孔に挿入させようとしたときに、棒状部材の先端が当接して受ける力(反力)を力覚センサにより検出し、受けた力の方向に応じてアクチュエータを動作させて棒状部材を微小移動させ、再度の挿入動作を行うようにした組立装置が記載されている。
Further, as such an assembling apparatus, in
また、従来、ロボットアームに、弾性を有し、または、並進及びねじれ方向に自由に動作する受動機構を設け、このロボットアームによって棒状部材を把持し、棒状部材を孔が設けられた部材の孔に挿入させようとしたときに、棒状部材の先端が当接して受ける力(反力)に応じて受動機構の位置及び姿勢が変化して棒状部材が移動し、挿入動作が行えるようにした組立装置が提案されている。 Conventionally, a robot arm is provided with a passive mechanism that has elasticity or freely moves in the translational and torsional directions. The robot arm grips the rod-like member, and the rod-like member is provided with a hole. The assembly is such that when the tip of the rod-shaped member comes into contact with it, the position and posture of the passive mechanism changes according to the force (reaction force) that the rod-shaped member abuts against and the rod-shaped member moves to perform the insertion operation. A device has been proposed.
ところで、前述した従来の組立装置においては、芯ずれが孔及び棒状部材間のクリアランスよりも小さくなるように構成したものにおいては、棒状部材の移動操作を極めて高い精度で行う必要があり、特に、精密部品を扱う場合には、クリアランスが極めて小さいため、バックラッシュや装置の微小な撓みも重大な影響を与えるものとなり、装置の構成及び使用が困難となる。すなわち、極めて高い精度で部材の把持及び固定を行うことができる冶具や把持手段を用意しなければならず、また、装置の動作について精密な教示が必要となる。このような教示は部材の種類が変わるたびに実施しなければならず、極めて煩雑である。 By the way, in the above-described conventional assembly apparatus, in the case where the misalignment is configured to be smaller than the clearance between the hole and the rod-shaped member, it is necessary to perform the movement operation of the rod-shaped member with extremely high accuracy. When handling precision parts, since the clearance is extremely small, backlash and minute deflection of the apparatus also have a significant influence, making it difficult to configure and use the apparatus. That is, it is necessary to prepare a jig and a gripping means that can grip and fix a member with extremely high accuracy, and it is necessary to provide precise teaching about the operation of the apparatus. Such teaching must be carried out every time the type of member is changed, and is extremely complicated.
また、特許文献1に記載された組立装置及びさらに微小動作用のアクチュエータを設けた組立装置においては、力覚センサやアクチュエータなど多くの機構をロボットアームの先端部分に設ける必要があるため、その分、ロボットアームの可搬重量が制限されてしまうという問題がある。
In addition, in the assembly apparatus described in
また、ロボットアームに受動機構を設けた組立装置においては、ロボットアームの動作によって把持した部材が振動してしまい、振動が収まるまで挿入操作ができず、迅速な作業ができないという問題がある。また、ロボットアームを横向きにすると重力によって受動機構より先端側が下方に降下してしまうので、上下方向の挿入操作しか行えない。そのため、受動動作にロック機構を設けるか、または、把持した部材の位置及び姿勢を検出するセンサを別途設けなければならず、装置構成が複雑化してしまう。 In addition, in an assembly apparatus in which a passive mechanism is provided in the robot arm, there is a problem that a member gripped by the operation of the robot arm vibrates, and the insertion operation cannot be performed until the vibration is settled, so that a quick operation cannot be performed. Further, when the robot arm is turned sideways, the tip side of the passive mechanism descends downward due to gravity, so that only the vertical insertion operation can be performed. Therefore, it is necessary to provide a lock mechanism for passive operation, or to provide a sensor for detecting the position and orientation of the gripped member, which complicates the apparatus configuration.
さらに、これら組立装置においては、ロボットアームの先端部分が長くなってしまい、把持した部材の姿勢を所定量変化させるためにロボットアームを大きく動かす必要が生じ、可動範囲が制約されてしまうという問題がある。 Further, in these assembling apparatuses, there is a problem that the tip end portion of the robot arm becomes long, and it is necessary to move the robot arm largely in order to change the posture of the gripped member by a predetermined amount, and the movable range is restricted. is there.
そこで、本発明は、前記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部材の移動操作の精度を特段に向上させる必要を生ずることなく、凸部または棒状部材の凹部または孔への挿入を短時間で完了することができ、さらに、把持手段(ロボットアーム)の可搬重量や可動範囲が制限されることのない組立装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a convex portion or a rod-like member to a concave portion or a hole without the necessity of particularly improving the accuracy of the member moving operation. Another object of the present invention is to provide an assembling apparatus that can complete the insertion in a short time and further does not limit the loadable weight and movable range of the gripping means (robot arm).
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る組立装置は、以下の構成のいずれか一を有するものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the above object, an assembling apparatus according to the present invention has any one of the following configurations.
〔構成1〕
凹部または孔が設けられた部材と、凸部が設けられた部材または棒状部材とのいずれか一方を把持して移動操作し凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させる把持手段と、凹部または孔が設けられた部材と凸部が設けられた部材または棒状部材との他方を保持する保持台と、保持台を挿入方向に直交する方向及び挿入方向に直交する軸周りの回転方向に移動可能に支持する受動機構と、保持台に設けられ受動機構の変位を計測する変位センサと、変位センサによる検出結果に応じて把持手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、保持台に固定される部材を該保持台に固定する前の受動機構の変位量を記録するとともに、保持台に固定される部材を該保持台に固定した後の該部材の重心の偏りによって生じた受動機構の変位量を記録しておき、把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させようとしたときに、凸部または棒状部材の先端部と凹部または孔の周囲部とが当接した場合に、保持台に固定された部材が受ける並進力及び/又はこれらの軸周りのモーメントにより受動機構が変位されて凸部または棒状部材が凹部または孔に挿入されたときの受動機構の変位量を記録し、次に把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させるときに、凸部または棒状部材が凹部または孔に挿入されたときに記録された受動機構の変位量、及び、記録された保持台に固定された部材の搭載前後の受動機構の変位量の差にも応じて把持手段を制御して、凸部または棒状部材を凹部または孔に挿入させることを特徴とするものである。
[Configuration 1 ]
Gripping means for gripping and moving one of the member provided with the recess or the hole, the member provided with the protrusion or the rod-like member, and moving and operating the recess or hole, and the recess or The holding base that holds the other of the member provided with the hole and the member provided with the convex portion or the rod-like member, and the holding base can be moved in the direction orthogonal to the insertion direction and the rotation direction around the axis orthogonal to the insertion direction. A passive mechanism supported on the holding base, a displacement sensor provided on the holding base for measuring the displacement of the passive mechanism, and a control means for controlling the gripping means according to the detection result of the displacement sensor. The control means is fixed to the holding base. The displacement amount of the passive mechanism before fixing the member to be held to the holding table is recorded, and the passive mechanism generated by the bias of the center of gravity of the member after fixing the member fixed to the holding table to the holding table is recorded. Record displacement In advance, when the gripping means is tried to insert a protrusion or bar member in the recess or hole, in the case where the peripheral portion of the tip and the recess or hole of the protrusion or rod member is in contact with, the holder Record the amount of displacement of the passive mechanism when the protrusion or rod-like member is inserted into the recess or hole due to the displacement of the passive mechanism due to the translational force and / or moments about these axes that the fixed member receives, and When the gripping means inserts the convex portion or rod-shaped member into the concave portion or hole, the displacement amount of the passive mechanism recorded when the convex portion or rod-shaped member is inserted into the concave portion or hole, and the recorded holding table The gripping means is controlled in accordance with the difference in the displacement amount of the passive mechanism before and after mounting the fixed member, and the convex portion or the rod-shaped member is inserted into the concave portion or the hole .
すなわち、保持台に固定された部材に重心の偏りがあると、保持台に当該部材を載せただけで受動機構が変位するので,載せる前と後との受動機構の変位を計測しておき,載せたことによって受動機構が変位した分だけ、把持手段の動作開始点を変更し、さらに、棒状部材が孔に挿入されたときの受動機構の変位量に基づいて、把持手段を制御するものである。
なお、受動機構の変位は、並進3自由度と回転3自由度のどの自由度であってもよい。例えば、受動機構の変位は、挿入方向に対し直交する並進軸2自由度及びこれらの軸回り2自由度などであってもよい。
That is, if the member fixed to the holding base has a bias in the center of gravity, the passive mechanism is displaced just by placing the member on the holding base, so measure the displacement of the passive mechanism before and after mounting, The movement starting point of the gripping means is changed by the amount of displacement of the passive mechanism by placing it, and the gripping means is controlled based on the displacement of the passive mechanism when the rod-shaped member is inserted into the hole. is there.
The displacement of the passive mechanism may be any degree of freedom of three translational degrees of freedom and three degrees of freedom of rotation. For example, the displacement of the passive mechanism may be two degrees of freedom of the translation axis orthogonal to the insertion direction and two degrees of freedom around these axes.
〔構成2〕
凹部または孔が設けられた部材と凸部が設けられた部材または棒状部材とのいずれか一方を把持して移動操作し凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させる把持手段と、凹部または孔が設けられた部材と凸部が設けられた部材または棒状部材との他方を保持する保持台と、保持台を挿入方向に直交する方向及び挿入方向に直交する軸周りの回転方向に移動可能に支持する受動機構と、保持台に設けられ受動機構の変位を計測する変位センサと、変位センサによる検出結果に応じて把持手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、保持台に固定される部材を該保持台に固定する前の受動機構の変位量を記録するとともに、保持台に固定される部材を該保持台に固定した後の該部材の重心の偏りによって生じた受動機構の変位量を記録しておき、把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させるときに、記録された保持台に固定された部材の搭載前後の受動機構の変位量の差に応じて把持手段を制御し、把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させようとしたときに、凸部または棒状部材の先端部と凹部または孔の周囲部とが当接した場合に、保持台に固定された部材が受ける並進力及び/又はこれらの軸周りのモーメントにより、受動機構が変位され、凸部または棒状部材を凹部または孔に挿入させることを特徴とするものである。
[Configuration 2 ]
Grasping means for gripping and moving either a member provided with a recess or a hole, a member provided with a projection or a rod-like member, and moving the operation, and a recess or hole A holding base for holding the other of the member provided with the convex member and the rod-like member, and the holding base can be moved in a direction orthogonal to the insertion direction and a rotation direction around an axis orthogonal to the insertion direction. A passive mechanism to be supported; a displacement sensor provided on the holding base for measuring the displacement of the passive mechanism; and a control means for controlling the gripping means according to the detection result of the displacement sensor. The control means is fixed to the holding base. The displacement of the passive mechanism before the member to be fixed to the holding base is recorded, and the displacement of the passive mechanism caused by the deviation of the center of gravity of the member after the member fixed to the holding base is fixed to the holding base. Record the quantity Placed, when the gripping means is to insert the projections or rod-like member in the recess or hole, the gripping means is controlled in accordance with the difference in the amount of displacement of the passive mechanism before and after mounting of the fixed holding table recorded member, When the gripping means tried to insert the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole, when the tip of the convex portion or the rod-shaped member abuts the peripheral portion of the concave portion or the hole, the holding means was fixed to the holding base. The passive mechanism is displaced by a translational force received by the member and / or a moment around these axes, and the convex portion or the rod-shaped member is inserted into the concave portion or the hole.
すなわち、保持台に固定された部材に重心の偏りがあると、保持台に当該部材を載せただけで受動機構が変位するので,載せる前と後との受動機構の変位を計測しておき,載せたことによって受動機構が変位した分だけ、把持手段の動作開始点を変更するものである。 That is, if the member fixed to the holding base has a bias in the center of gravity, the passive mechanism is displaced just by placing the member on the holding base, so measure the displacement of the passive mechanism before and after mounting, The operation start point of the gripping means is changed by an amount corresponding to the displacement of the passive mechanism.
本発明に係る組立装置においては、構成1を有することにより、把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させようとしたときに、凸部または棒状部材の先端部と凹部または孔の周囲部とが当接した場合に、保持台に固定された部材が受ける並進力及び/又はモーメントにより、受動機構が変位され、凸部または棒状部材が凹部または孔に挿入されるので、凸部または棒状部材と凹部または孔との相対位置が迅速に修正され、凸部または棒状部材の凹部または孔への挿入を完了することができる。
この組立装置においては、把持手段(ロボットアーム)としては受動機構等の特別の機構を有しない任意の把持手段を用いることができるので、把持手段の可搬重量や可動範囲が制限されることがない。また、この組立装置においては、把持手段に受動機構が設けられていないので、任意の方向の組立(挿入)を行うことができる。
また、制御手段は、保持台に固定される部材を該保持台に固定する前の受動機構の変位量を記録するとともに、保持台に固定される部材を該保持台に固定した後の該部材の重心の偏りによって生じた受動機構の変位量を記録しておき、把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させるときに、記録された該部材の搭載前後の受動機構の変位量の差にも応じて把持手段を制御するので、保持台に固定される部材に重心の偏りがあり、保持台に当該部材を載せただけで受動機構が変位する場合においても、載せたことによる受動機構の変位分だけ、把持手段の動作開始点が変更され、さらに、凸部または棒状部材が凹部または孔に挿入されたときの受動機構の変位量に基づいて、把持手段が制御されるので、凸部または棒状部材と凹部または孔との相対位置が迅速に修正され、凸部または棒状部材の凹部または孔への挿入を完了することができる。
In the assembling apparatus according to the present invention, having the
In this assembling apparatus, any gripping means that does not have a special mechanism such as a passive mechanism can be used as the gripping means (robot arm), so that the portable weight and the movable range of the gripping means are limited. Absent. Further, in this assembling apparatus, since the gripping means is not provided with a passive mechanism, assembly (insertion) in an arbitrary direction can be performed.
The control means records the amount of displacement of the passive mechanism before fixing the member fixed to the holding table to the holding table, and the member after fixing the member fixed to the holding table to the holding table. The displacement amount of the passive mechanism caused by the deviation of the center of gravity of the passive mechanism is recorded, and when the gripping means inserts the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole, the recorded displacement amount of the passive mechanism before and after the mounting of the member Since the gripping means is controlled in accordance with the difference between the two, the member fixed to the holding base has a bias in the center of gravity, and even when the passive mechanism is displaced just by placing the member on the holding base, Since the operation start point of the gripping means is changed by the amount of displacement of the passive mechanism, and the gripping means is controlled based on the displacement amount of the passive mechanism when the convex portion or the rod-like member is inserted into the concave portion or the hole. , Convex or bar-like member and concave Others can be relative position between the hole is quickly corrected, to complete the insertion into the recess or hole of the protrusion or rod member.
また、本発明に係る組立装置においては、構成2を有することにより、把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させようとしたときに、凸部または棒状部材の先端部と凹部または孔の周囲部とが当接した場合に、保持台に固定された部材が受ける並進力及び/又はモーメントにより、受動機構が変位され、凸部または棒状部材が凹部または孔に挿入されるので、凸部または棒状部材と凹部または孔との相対位置が迅速に修正され、凸部または棒状部材の凹部または孔への挿入を完了することができる。
また、制御手段は、保持台に固定される部材を該保持台に固定する前の受動機構の変位量を記録するとともに、保持台に固定される部材を該保持台に固定した後の該部材の重心の偏りによって生じた受動機構の変位量を記録しておき、把持手段が凹部または孔に凸部または棒状部材を挿入させるときに、記録された該部材の搭載前後の受動機構の変位量の差に応じて把持手段を制御して、凸部または棒状部材を凹部または孔に挿入させるので、保持台に固定される部材に重心の偏りがあり、保持台に当該部材を載せただけで受動機構が変位する場合においても、載せたことによる受動機構の変位分だけ、把持手段の動作開始点が変更され、凸部または棒状部材と凹部または孔との相対位置が迅速に修正され、凸部または棒状部材の凹部または孔への挿入を完了することができる。
Further , in the assembling apparatus according to the present invention, by having the
The control means records the amount of displacement of the passive mechanism before fixing the member fixed to the holding table to the holding table, and the member after fixing the member fixed to the holding table to the holding table. The displacement amount of the passive mechanism caused by the deviation of the center of gravity of the passive mechanism is recorded, and when the gripping means inserts the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole, the recorded displacement amount of the passive mechanism before and after the mounting of the member Since the convex portion or the rod-shaped member is inserted into the concave portion or the hole by controlling the gripping means according to the difference between the two, the member fixed to the holding base has a bias in the center of gravity, and the member is simply placed on the holding base. Even when the passive mechanism is displaced, the operation start point of the gripping means is changed by an amount corresponding to the displacement of the passive mechanism due to the placement, and the relative position between the convex portion or rod-shaped member and the concave portion or hole is quickly corrected, and the convex portion Or a recess in a bar or member It is possible to complete the insertion into.
すなわち、本発明は、部材の移動操作の精度を特段に向上させる必要を生ずることなく、凸部または棒状部材の凹部または孔への挿入を短時間で完了することができ、さらに、把持手段の可搬重量や可動範囲が制限されることのない組立装置を提供することができるものである。 That is, the present invention can complete the insertion of the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole in a short time without the necessity of particularly improving the accuracy of the movement operation of the member. It is possible to provide an assembling apparatus in which the loadable weight and the movable range are not limited.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1の実施の形態における組立装置の構成〕
図1は、本発明に係る組立装置の構成を示す側面図である。
[Configuration of assembly apparatus in first embodiment]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of an assembling apparatus according to the present invention.
本発明に係る組立装置は、図1に示すように、把持手段となるロボットアーム1、制御手段3及び保持台4を有して構成されている。ロボットアーム1は、凹部が設けられた部材である孔が設けられた部材(以下、「孔部品」という。)101または凸部が設けられた部材である棒状部材(以下、「軸部品」という。)102のいずれかを保持治具1aを介して把持し、移動操作する。この実施の形態においては、ロボットアーム1は、孔部品101を把持するようになっている。また、この組立装置においては、保持台4には、軸部品102または孔部品101が固定される。この実施の形態においては、保持台4には、保持治具4aを介して軸部品102が固定される。
As shown in FIG. 1, the assembling apparatus according to the present invention includes a
この組立装置においては、ロボットアーム1は、把持した孔部品101を移動操作し、この孔部品101の孔103に、図1中矢印で示す挿入方向に、軸部品102を挿入させる。
In this assembling apparatus, the
保持台4には、この保持台4を挿入方向に直交する方向及び挿入方向に直交する軸周りの回転方向に弾性的に移動可能に支持する受動機構5が設けられている。
The holding table 4 is provided with a
〔第1の実施の形態における組立装置の動作〕
この組立装置において、受動機構5の変位は、ロボットアーム1が孔103に軸部品102を挿入させようとしたときに、軸部品102の先端部と孔103の周囲部とが当接した場合に、軸部品102(保持台4に固定された部材)が受ける挿入方向の並進力及び/又はこれに直交する軸周りのモーメントによるものである。
[Operation of Assembly Device in First Embodiment]
In this assembling apparatus, the
すなわち、この組立装置においては、ロボットアーム1が孔103に軸部品102を挿入させようとしたときに、軸部品102の先端部と孔103の周囲部とが当接しても、受動機構5が迅速に変位するため、孔103と軸部品102とが倣い、軸部品102を孔103に迅速、かつ、確実に挿入することができる。
That is, in this assembling apparatus, when the
〔第2の実施の形態における組立装置の構成〕
この組立装置においては、保持台4に、この保持台4の変位量(すなわち、受動機構5の変位量)を計測する変位センサを設けてもよい。この変位センサ2は、ロボットアーム1が軸部品102を孔103に挿入させようとしたときに、軸部品102の先端部と孔103の周囲部とが当接した場合に、保持台4が受ける挿入方向の並進力及び/又はこれに直交する軸周りのモーメントに応じた受動機構5の変位を検出する。
[Configuration of Assembling Apparatus in Second Embodiment]
In this assembling apparatus, the holding table 4 may be provided with a displacement sensor that measures the amount of displacement of the holding table 4 (that is, the amount of displacement of the passive mechanism 5). The
この組立装置においては、変位センサ2からの検出出力は、データ収集装置6によって収集され、制御手段となるロボット制御装置3に送られる。ロボット制御装置3は、変位センサ2により検出された受動機構5の変位量に基づき、ロボットアーム1を制御する。
In this assembling apparatus, the detection output from the
〔第2の実施の形態における組立装置の動作〕
図2は、本発明に係る組立装置において、前回の挿入操作における検出値を反映した組立作業を示す側面図である。
[Operation of the assembly apparatus in the second embodiment]
FIG. 2 is a side view showing an assembling operation reflecting the detected value in the previous insertion operation in the assembling apparatus according to the present invention.
この組立装置においては、図2中の(a)に示すように、孔部品101と軸部品102との間に毎回同じだけの位置ずれが想定され、その度に受動機構5が変位される場合には、この位置ずれに対応した受動機構5の変位量の情報を保存しておき、図2中の(b)に示すように、この変位量の情報に基づいてロボットアーム1を制御することにより、受動機構5を変位させずに、孔部品101と軸部品102とを組立てることができる。
In this assembling apparatus, as shown in FIG. 2A, the same positional deviation is assumed between the
すなわち、孔部品101と軸部品102との間の位置ずれに対応した受動機構5の変位量の情報をロボット制御装置3に送信し、このロボット制御装置3により、ロボットアーム1の動作に、受動機構5の変位量の情報に対応した変位量を加算して制御することによって、受動機構5を変位させずに、孔部品101と軸部品102とを組立てることができる。
That is, information on the amount of displacement of the
例えば、最初の組立作業において、受動機構5がx方向に2mm、y方向に1mm変位されて組立作業が完了したとする。そして、次に組立作業を行うときには、ロボットアーム1を、x方向に−2mm、y方向に−1mmずれた場所を目標位置として制御することにより、挿入時に各部品101,102にかかる力を減らすことができ、より高速、かつ、部品に無理な力をかけずに組立作業を完了することができる。
For example, in the first assembly operation, it is assumed that the
なお、本発明に係る組立装置において、受動機構5がダンパ要素のみを持つものである場合には、組立作業が完了した後、この受動機構5は、変位したままとなる。これを初期状態に戻すためには、テーパピンなどにより保持台4を初期位置に戻す構成や、あるいは、変位センサ2により計測された変位量だけ、ロボットアーム1により保持台4を押し戻すことが考えられる。
In the assembling apparatus according to the present invention, when the
さらに、この組立装置においては、ロボット制御装置3は、保持台4に固定される部材(孔部品101または軸部品102)を固定する前の受動機構5の変位量を記録するとともに、保持台4に固定される部材(孔部品101または軸部品102)を保持台4に固定した後の当該部材の重心の偏りによって生じた受動機構5の変位量を記録しておくようにしてもよい。
Further, in this assembling apparatus, the
そして、ロボットアーム1が孔103に軸部品102を挿入させるときに、記録された保持台4に固定される部材(孔部品101または軸部品102)の搭載前後の受動機構5の変位量の差に応じてロボットアーム1を制御して、軸部品102を孔103に挿入させるようにしてもよい。
Then, when the
すなわち、保持台4に固定される部材に重心の偏りがあると、保持台4に当該部材を載せただけで受動機構5が変位するので,載せる前と後との受動機構5の変位を計測しておき,載せたことによって受動機構5が変位した分だけ、ロボットアーム1の動作開始点を変更することにより、軸部品102と孔103との相対位置が迅速に修正され、軸部品102の孔103への挿入を完了することができる。
That is, if the member fixed to the holding table 4 has a bias in the center of gravity, the
さらに、この組立装置においては、ロボット制御装置3は、保持台4に固定される部材(孔部品101または軸部品102)を保持台4に固定する前後の当該部材の重心の偏りによって生じた受動機構5の変位量を記録しておくとともに、受動機構5が変位されて軸部品102が孔103に挿入されたときの受動機構5の変位量も記録し、次にロボットアーム1が孔103に軸部品102を挿入させるときに、記録された受動機構5の変位量に応じて、ロボットアーム1を制御するようにしてもよい。
Further, in this assembling apparatus, the
すなわち、保持台4に固定される部材(孔部品101または軸部品102)に重心の偏りがあると、保持台4に当該部材を載せただけで受動機構5が変位するので,載せる前と後との受動機構5の変位を計測しておき,載せたことによって受動機構5が変位した分だけ、ロボットアーム1の動作開始点を変更し、さらに、軸部品102が孔103に挿入されたときの受動機構5の変位量に基づいて、ロボットアーム1を制御することにより、軸部品102と孔103との相対位置が迅速に修正され、軸部品102の孔103への挿入を完了することができる。
That is, if the member (
図3は、本発明に係る組立装置において、動作の対象となる凹部が設けられた部材及び凸部が設けられた部材の形状を示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view showing the shape of a member provided with a concave portion and a member provided with a convex portion to be operated in the assembling apparatus according to the present invention.
また、本発明に係る組立装置においては、動作の対象となる凹部が設けられた部材としては、図3に示すように、前述のような孔部品101に限定されず、また、凸部が設けられた部材としては、前述のような軸部品102に限定されない。
Further, in the assembling apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 3, the member provided with the concave portion to be operated is not limited to the
すなわち、凹部が設けられた部材及び凸部が設けられた部材は、図5中の(a)に示すように、複数の凹部103a及び複数の凸部102aを有する部材であってもい。
That is, the member provided with the concave portion and the member provided with the convex portion may be a member having a plurality of
また、凹部が設けられた部材及び凸部が設けられた部材は、図5中の(b)に示すように、矩形の凹部103b及び矩形の凸部102bを有する部材であってもい。
Further, the member provided with the concave portion and the member provided with the convex portion may be a member having a rectangular
さらに、凹部が設けられた部材及び凸部が設けられた部材は、図5中の(c)に示すように、溝状の凹部103c及び突条102cを有する部材であってもい。
Furthermore, the member provided with the concave portion and the member provided with the convex portion may be a member having a groove-like
本発明は、凹部または孔が設けられた部材(孔部品)と、凸部を有する部材または棒状部材(軸部品)とのいずれかを把持して移動操作し、凹部または孔が設けられた部材の凹部または孔に、凸部または棒状部材を挿入させる組立装置に適用される。 The present invention is a member provided with a recess or a hole by gripping and moving either a member provided with a recess or a hole (hole part) and a member having a protrusion or a rod-like member (shaft part). This is applied to an assembling apparatus for inserting a convex portion or a rod-like member into the concave portion or the hole.
1 ロボットアーム(把持手段)
2 変位センサ
3 ロボット制御装置
4 保持台
5 受動機構
101 孔部品
102 軸部品
103 孔
1 Robot arm (gripping means)
2
Claims (2)
前記凹部または前記孔が設けられた部材と、前記凸部が設けられた部材または前記棒状部材との他方を保持する保持台と、
前記保持台を前記挿入方向に直交する方向及び前記挿入方向に直交する軸周りの回転方向に移動可能に支持する受動機構と、
前記保持台に設けられ、前記受動機構の変位を計測する変位センサと、
前記変位センサによる検出結果に応じて、前記把持手段を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記保持台に固定される部材を該保持台に固定する前の前記受動機構の変位量を記録するとともに、前記保持台に固定される部材を該保持台に固定した後の該部材の重心の偏りによって生じた前記受動機構の変位量を記録しておき、
前記把持手段が前記凹部または前記孔に前記凸部または前記棒状部材を挿入させようとしたときに、前記凸部または前記棒状部材の先端部と前記凹部または前記孔の周囲部とが当接した場合に、前記保持台に固定された部材が受ける並進力及び/又はこれらの軸周りのモーメントにより前記受動機構が変位されて前記凸部または前記棒状部材が前記凹部または前記孔に挿入されたときの前記受動機構の変位量を記録し、
次に前記把持手段が前記凹部または前記孔に前記凸部または前記棒状部材を挿入させるときに、前記凸部または前記棒状部材が前記凹部または前記孔に挿入されたときに記録された受動機構の変位量、及び、記録された前記保持台に固定された部材の搭載前後の前記受動機構の変位量の差にも応じて前記把持手段を制御して、前記凸部または前記棒状部材を前記凹部または前記孔に挿入させる
ことを特徴とする組立装置。 Gripping and moving one of a member provided with a recess or a hole, a member provided with a projection or a rod-shaped member, and inserting the projection or the rod-shaped member into the recess or the hole Means,
A holding base for holding the other of the member provided with the concave portion or the hole, the member provided with the convex portion or the rod-shaped member;
A passive mechanism that movably supports the holding table in a direction orthogonal to the insertion direction and a rotational direction around an axis orthogonal to the insertion direction;
A displacement sensor provided on the holding table for measuring the displacement of the passive mechanism;
Control means for controlling the gripping means according to a detection result by the displacement sensor;
With
The control means includes
The displacement of the passive mechanism before fixing the member fixed to the holding table to the holding table is recorded, and the center of gravity of the member after fixing the member fixed to the holding table to the holding table is recorded. Record the amount of displacement of the passive mechanism caused by the bias,
When the gripping means tries to insert the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole, the tip portion of the convex portion or the rod-shaped member contacts the peripheral portion of the concave portion or the hole. In this case, when the passive mechanism is displaced by the translational force received by the member fixed to the holding table and / or the moment around these axes, and the convex portion or the rod-shaped member is inserted into the concave portion or the hole Record the displacement amount of the passive mechanism of
Next, when the gripping means inserts the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole, the passive mechanism recorded when the convex portion or the rod-shaped member is inserted into the concave portion or the hole. The gripping means is controlled according to a displacement amount and a difference between the recorded displacement amount of the passive mechanism before and after mounting of the member fixed to the holding table, and the convex portion or the rod-shaped member is moved to the concave portion. or set elevational device you characterized thereby inserted into the hole.
前記凹部または前記孔が設けられた部材と、前記凸部が設けられた部材または前記棒状部材との他方を保持する保持台と、
前記保持台を前記挿入方向に直交する方向及び前記挿入方向に直交する軸周りの回転方向に移動可能に支持する受動機構と、
前記保持台に設けられ、受動機構の変位を計測する変位センサと、
前記変位センサによる検出結果に応じて把持手段を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記保持台に固定される部材を該保持台に固定する前の前記受動機構の変位量を記録するとともに、前記保持台に固定される部材を該保持台に固定した後の該部材の重心の偏りによって生じた前記受動機構の変位量を記録しておき、前記把持手段が前記凹部または前記孔に前記凸部または前記棒状部材を挿入させるときに、記録された前記保持台に固定された部材の搭載前後の前記受動機構の変位量の差に応じて前記把持手段を制御し、
前記把持手段が前記凹部または前記孔に前記凸部または前記棒状部材を挿入させようとしたときに、前記凸部または前記棒状部材の先端部と前記凹部または前記孔の周囲部とが当接した場合に、前記保持台に固定された部材が受ける並進力及び/又はこれらの軸周りのモーメントにより、前記受動機構が変位され、前記凸部または前記棒状部材を前記凹部または前記孔に挿入させる
ことを特徴とする組立装置。 Gripping and moving one of a member provided with a recess or a hole, a member provided with a projection or a rod-shaped member, and inserting the projection or the rod-shaped member into the recess or the hole Means,
A holding base for holding the other of the member provided with the concave portion or the hole, the member provided with the convex portion or the rod-shaped member;
A passive mechanism that movably supports the holding table in a direction orthogonal to the insertion direction and a rotational direction around an axis orthogonal to the insertion direction;
A displacement sensor provided on the holding table for measuring the displacement of the passive mechanism;
Control means for controlling the gripping means according to the detection result by the displacement sensor,
The control means records the displacement amount of the passive mechanism before fixing the member fixed to the holding table to the holding table, and after fixing the member fixed to the holding table to the holding table. The displacement of the passive mechanism caused by the deviation of the center of gravity of the member is recorded, and the holding table recorded when the gripping means inserts the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole. controlling the gripping means according to a difference between the displacement amount of the driven mechanism before and after mounting of the fixed member,
When the gripping means tries to insert the convex portion or the rod-shaped member into the concave portion or the hole, the tip portion of the convex portion or the rod-shaped member contacts the peripheral portion of the concave portion or the hole. In this case, the passive mechanism is displaced by the translational force received by the member fixed to the holding table and / or the moment around the axis, and the convex portion or the rod-shaped member is inserted into the concave portion or the hole. set standing equipment shall be the features a.
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