JP6647563B2 - Work support system - Google Patents

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Description

本発明は、工場内の生産ラインにおいて、作業者が生産ライン上を搬送される製品に部品を取り付ける部品取り付け作業を支援する作業支援システムに関する。   The present invention relates to a work support system for supporting a worker in a production line in a factory, in which a worker attaches a part to a product conveyed on the production line.

車の生産ラインにおけるドア取り付け工程では、ドアの位置決めに高い熟練度が必要とされている。作業者がドアを取り付ける際には、ドアの姿勢や位置など複数の自由度を調整しつつ、車体との接触がないように気遣う必要がある。このように一度に行う作業が多く、かつ、迅速に作業する必要があるために作業の難度が高くなっている。特に、フロントドアを取り付ける際には、車体の意匠面(フェンダ)との接触を回避する必要があり、その隙間は僅か2.3cm程である。現状の工程では、接触を起こすことなく作業を行うために、例えば、ツメと治具とを用い、図8に示したような手順で作業を行っている。   In the door mounting process in a car production line, a high level of skill is required in positioning the door. When the worker attaches the door, it is necessary to adjust the plurality of degrees of freedom, such as the posture and position of the door, and take care not to make contact with the vehicle body. As described above, there are many operations to be performed at once, and it is necessary to perform the operations quickly, so that the difficulty of the operations is high. In particular, when attaching the front door, it is necessary to avoid contact with the design surface (fender) of the vehicle body, and the gap is only about 2.3 cm. In the current process, in order to perform the operation without causing contact, for example, the operation is performed in the procedure as shown in FIG. 8 using a claw and a jig.

まず、作業者Pにより事前にドア供給装置からドア101を取り出しておき、車内部品の取り付けを行う(第1工程)。次に、治具102を車体103に取り付ける(第2工程)。続いて、事前に取り出しておいたドア101を車体103に近づけ(第3工程)、ドア搭載装置104に取り付けられているツメ105を車体103に取り付けた治具102に固定することで、ドア101の取り付け角度を固定する(第4工程)。最後に、ドア101をスライドさせることで車体103に近付け、ドア101の取り付けを行う(第5工程)。このようにツメ105と治具102とを用いることにより、作業者Pが調整するドア101の運動の自由度を減らし、気遣い作業の減少を実現している。   First, the worker 101 takes out the door 101 from the door supply device in advance and mounts the in-vehicle parts (first step). Next, the jig 102 is attached to the vehicle body 103 (second step). Subsequently, the door 101 taken out in advance is brought close to the vehicle body 103 (third step), and the claws 105 attached to the door mounting device 104 are fixed to the jig 102 attached to the vehicle body 103, so that the door 101 (4th step). Finally, the door 101 is moved closer to the vehicle body 103 by sliding, and the door 101 is attached (fifth step). By using the claw 105 and the jig 102 in this manner, the degree of freedom of the movement of the door 101 adjusted by the worker P is reduced, and a reduction in the care work is realized.

特願2000−84881号公報Japanese Patent Application No. 2000-84881 特開2011−156641号公報JP 2011-156641 A

しかしながら、ドア取り付けの際に用いる治具は車種ごとに製作する必要があるという問題があった。また、車体ごとに棚からの治具の取り出し、片付け、移動、車体への取付け、取外しなどの付随作業が発生してしまい、作業効率が悪いという問題があった。   However, there is a problem in that a jig used for mounting the door needs to be manufactured for each vehicle type. In addition, there has been a problem that accompanying work such as taking out the jig from the shelf, clearing, moving, attaching to the car body, and removing the jig occurs for each car body, resulting in poor work efficiency.

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、作業効率を向上させることができ、かつ、習熟者でなくても容易に部品取り付け作業を行うことができる作業支援システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made based on such a problem, and provides a work support system that can improve work efficiency and can easily perform component mounting work even if a user is not a skilled person. With the goal.

なお、特許文献1には、重量物を支持する第1〜8の可動体とその可動体を動かす各々のアクチュエータとそのアクチュエータの出力を調整するコントローラを備えた適切反発力付与型作業補助装置が記載されている。このコントローラは、重力物をその重量物が現に行っている運動をさせるに要する力から、重量物の加速度に比例する力と、速度に比例する力と、位置に比例する力とを合計した合力を減じた力がアクチュエータから出力されるように調整し、かつ、加速度に比例させる係数、速度に比例させる係数、位置に比例させる係数が一連の搬送作業中に切り換えられるようになっている。   Patent Document 1 discloses an appropriate repulsive force applying type work assist device including first to eighth movable bodies supporting a heavy object, respective actuators for moving the movable bodies, and a controller for adjusting an output of the actuator. Has been described. This controller calculates the sum of the force required to make a gravity object perform the actual motion of the heavy object, the force proportional to the acceleration of the heavy object, the force proportional to the speed, and the force proportional to the position. Is adjusted so as to be output from the actuator, and a coefficient proportional to acceleration, a coefficient proportional to velocity, and a coefficient proportional to position are switched during a series of transport operations.

特許文献1によれば、作業者に適切な反力を与えることができ、良質な作業を行うことができる。しかしながら、特許文献1は、重量物を移動させる際に可動体の移動範囲を制限するものではなく、本願発明とは具体的な構成が異なっている。そのため、特許文献1では、取り付け作業において重量物が自在に動いてしまい、作業の習熟が必要である。   According to Patent Literature 1, an appropriate reaction force can be given to an operator, and a high-quality operation can be performed. However, Patent Document 1 does not limit the moving range of the movable body when moving a heavy object, and has a specific configuration different from the present invention. For this reason, in Patent Literature 1, a heavy object moves freely in the attaching operation, and it is necessary to master the operation.

また、特許文献2には、工場内の生産ラインにおいて、ロボットと一人の作業者が協調して作業を行うシステムに関し、作業者の手に装着され、当該手による作業動作を経時的に測定してその測定結果である動作情報を3次元座標データとして送信するモーションキャプチャと、作業者の手に装着され、部品に加わる荷重を経時的に測定してその測定結果である圧力検出データを送信する圧力センサと、3次元座標データ、及び圧力検出データに基づき産業用ロボット4を制御する制御部とを備え、制御部は、モーションキャプチャから得られた3次元座標データにロボットを追従させ、作業者の手が標準作業位置に到達したと判定すると、作業者が手で部品を押圧することで圧力センサから送信される圧力検出データの値に応じた圧力値で、ロボットの保持部で部品を押圧させる保持部押圧機能を有するものが記載されている。   Patent Document 2 discloses a system in which a robot and one worker cooperate with each other on a production line in a factory. The system is mounted on a worker's hand, and a work operation by the hand is measured over time. Motion capture that transmits the operation information that is the measurement result as three-dimensional coordinate data, and measures the load applied to the part that is attached to the worker's hand over time and transmits the pressure detection data that is the measurement result. A pressure sensor, and a control unit that controls the industrial robot 4 based on the three-dimensional coordinate data and the pressure detection data. The control unit causes the robot to follow the three-dimensional coordinate data obtained from the motion capture, When it is determined that the hand has reached the standard working position, the worker presses the part with his / her hand to obtain a pressure value corresponding to the value of the pressure detection data transmitted from the pressure sensor. Having a holding portion pressing function to press the parts holder of the robot is described.

特許文献2によれば、二人の作業者により製品を取り付ける部品取り付け作業を、作業者の勘や骨に頼ることなく、一人の作業者で効率よくかつ正確に行うことができる。しかしながら、特許文献2は3次元座標データにロボットを追従させるものであり、部品を移動させる際にロボットの移動範囲を制限する本願発明とは具体的な構成が異なっている。そのため、特許文献2では、モーションキャプチャが必要となり、システム的に大掛かりとなってしまう。   According to Patent Literature 2, it is possible for one operator to efficiently and accurately perform a component mounting operation for mounting a product without relying on the intuition or bones of the operator. However, Patent Document 2 makes the robot follow the three-dimensional coordinate data, and has a specific configuration different from that of the present invention in which the moving range of the robot is limited when components are moved. Therefore, in Patent Literature 2, a motion capture is required, which results in a large system.

本発明の作業支援システムは、工場内の生産ラインにおいて、作業者が生産ライン上を搬送される製品に部品を取り付ける部品取り付け作業を支援するものであって、部品を保持する産業用ロボットと、この産業用ロボットを制御する制御部とを備え、制御部は、産業用ロボットが自律的に動作する自律動作モードを制御する自律動作モード制御部と、作業者が産業用ロボットを操作する協調動作モードを制御する協調動作モード制御部とを有し、協調動作モード制御部は、産業用ロボットにより部品を保持しつつ、作業者が部品を保持し、部品を製品に対する取付位置まで移動させる際に、産業用ロボットの移動範囲を制限することにより、部品が規定された仮想ガイドに沿って移動し、取付位置において部品が製品に対して所定の角度となるように制御する移動制限機能を有するものである。   The work support system of the present invention, on a production line in a factory, supports a part mounting operation in which a worker mounts a part on a product conveyed on the production line, and an industrial robot that holds the part, A control unit for controlling the industrial robot, wherein the control unit includes an autonomous operation mode control unit for controlling an autonomous operation mode in which the industrial robot operates autonomously, and a cooperative operation for an operator to operate the industrial robot. A cooperative operation mode control unit that controls the mode.When the cooperative operation mode control unit holds the part by the industrial robot and the worker holds the part and moves the part to the mounting position for the product, By restricting the movement range of the industrial robot, the component moves along the defined virtual guide, and the component is positioned at a predetermined angle with respect to the product at the mounting position. Those having a movement limiting function of controlling the so that.

本発明の作業支援システムによれば、協調動作モードにおいて、産業用ロボットにより部品を保持しつつ、作業者が部品を保持し、部品を製品に対する取付位置まで移動させる際に、産業用ロボットの移動範囲を制限することにより、部品が規定された仮想ガイドに沿って移動し、取付位置において部品が製品に対して所定の角度となるように制御するようにしたので、作業の習熟を行わなくても、だれでも簡単に部品を取り付けることができる。また、取り付け作業を補助する治具等が必要ないので、治具の取り出し、片付け、移動、車体への取付け、取外しなどの付随作業が不要となり、作業効率を向上させることができる。更に、仮想ガイドに沿って移動するので、気遣い作業が削減され、作業ミスの発生を抑制することができる。加えて、車種ごとに設定を切り替える必要がないので、作業を楽にすることができる。   According to the work support system of the present invention, in the cooperative operation mode, when the worker holds the part and moves the part to the product mounting position while holding the part by the industrial robot, the movement of the industrial robot By limiting the range, the parts move along the prescribed virtual guide, and the parts are controlled so as to be at a predetermined angle with respect to the product at the mounting position, so that it is not necessary to learn the work Anyone can easily attach components. In addition, since a jig or the like for assisting the mounting operation is not required, accompanying operations such as removal, clearing, moving, mounting on the vehicle body, and removal of the jig are not required, and the working efficiency can be improved. Further, since the user moves along the virtual guide, a care work is reduced, and occurrence of a work error can be suppressed. In addition, since there is no need to switch settings for each vehicle type, work can be facilitated.

特に、協調動作モードにおいて、産業用ロボットのパワーアシストを受けて作業者が部品を製品に対する取付位置まで移動させる際に、部品と製品との距離が所定距離よりも遠い場合には、仮想質量を所定質量よりも軽く設定すると共に、仮想粘性係数を所定粘性係数よりも大きく設定し、かつ、部品と製品との距離が所定距離よりも近い場合には、仮想質量を所定質量よりも重く設定すると共に、仮想粘性係数を所定粘性係数よりも小さく設定するようにすれば、部品が製品から遠い時には、軽くして移動しやすくすると共に、反発力を高くして速度の出し過ぎを抑制し、部品が製品に近づいた時には、重くして不意な衝突を抑制すると共に、反発力を低くして速度による操作力変化を抑制することができる。よって、部品が製品から遠い時にはすばやく動かし、かつ、近い時には微細な調整がしやすいようにアシストすることができ、操作性が向上し、より安定した作業を行うことができる。   Particularly, in the cooperative operation mode, when the worker receives the power assist of the industrial robot and moves the part to the mounting position with respect to the product, if the distance between the part and the product is longer than a predetermined distance, the virtual mass is reduced. The virtual mass is set to be smaller than the predetermined mass, the virtual viscosity is set to be larger than the predetermined viscosity, and if the distance between the component and the product is shorter than the predetermined distance, the virtual mass is set to be larger than the predetermined mass. At the same time, if the virtual viscosity coefficient is set to be smaller than the predetermined viscosity coefficient, when the part is far from the product, it is lighter and easier to move, and the repulsion force is increased to suppress excessive speed, and When the vehicle approaches the product, it can be made heavy to suppress unexpected collisions, and the repulsion can be reduced to suppress a change in operating force due to speed. Therefore, when the part is far from the product, the part can be moved quickly, and when the part is near, the assist can be performed so that fine adjustment can be easily performed, so that operability is improved and more stable work can be performed.

また、部品と製品との距離が所定距離よりも遠い第1の基準距離と所定距離よりも近い第2の基準距離との間にある場合に、少なくとも第1の基準距離の側及び第2の基準距離の側において、仮想質量及び仮想粘性係数を曲線的に変化させるようにすれば、操作感覚の急な変化を抑制することができ、滑らかに操作することができる。   When the distance between the component and the product is between a first reference distance farther than the predetermined distance and a second reference distance closer than the predetermined distance, at least the first reference distance side and the second If the virtual mass and the virtual viscosity coefficient are changed in a curve on the side of the reference distance, a sudden change in the operational feeling can be suppressed, and the operation can be performed smoothly.

本発明の一実施の形態に係る作業支援システムの全体構成を表す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a work support system according to an embodiment of the present invention. 図1に示した作業支援システムの制御部の構成を表す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a control unit of the work support system illustrated in FIG. 1. パワーアシスト量を計算する際の仮想マス・ダンパ系を表す図である。It is a figure showing the virtual mass damper system at the time of calculating a power assist amount. 部品と製品との距離による仮想質量の変化を表す図である。It is a figure showing change of virtual mass according to the distance of a part and a product. 部品と製品との距離による仮想粘性係数の変化を表す図である。It is a figure showing change of a virtual viscosity coefficient according to the distance of a part and a product. 本発明の一実施の形態に係る作業支援システムにより部品取り付け作業を行う手順を表す図である。It is a figure showing the procedure which performs the parts installation work by the work support system concerning one embodiment of the present invention. 実施例1、比較例1、及び、比較例2における把持部の軌跡を表す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a locus of a grip portion in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. 従来の部品取り付け作業の手順を表す図である。It is a figure showing the procedure of the conventional component mounting work.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る作業支援システム1の全体構成を表すものである。この作業支援システム1は、工場内の生産ラインにおいて、作業者が生産ライン上を搬送される製品W1に部品W2を取り付ける部品取り付け作業を支援するものであり、部品W2を保持する産業用ロボット10と、この産業用ロボット10を制御する図1では図示されていない制御部とを備えている。なお、本実施の形態では、製品W1が車体であり、部品W2がドアである場合について具体的に説明する。   FIG. 1 shows the overall configuration of a work support system 1 according to an embodiment of the present invention. The work support system 1 supports a worker in a production line in a factory, in which a worker attaches a part W2 to a product W1 conveyed on the production line, and an industrial robot 10 that holds the part W2. And a control unit (not shown in FIG. 1) for controlling the industrial robot 10. In the present embodiment, a case where the product W1 is a vehicle body and the component W2 is a door will be specifically described.

産業用ロボット10は、例えば、部品W2を平面移動させるための走行・横行部11と、この走行・横行部11に配設されたアーム部12と、このアーム部12に配設され、部品W2を把持する把持部13とを備えている。走行・横行部11は、例えば、生産ラインに対して平行に伸長して設置された走行レール11Aと、この走行レール11Aに対して直交する方向に伸長して設置された横行レール11Bと、走行レール11A及び横行レール11Bを利用して平面移動するベース11Cとを有している。   The industrial robot 10 includes, for example, a traveling / traversing unit 11 for moving the component W2 in a plane, an arm unit 12 disposed on the traveling / traversing unit 11, and an arm unit 12 disposed on the arm unit 12. And a gripping portion 13 for gripping. The traveling / traverse section 11 includes, for example, a traveling rail 11A extending in parallel to the production line, a traveling rail 11B extending in a direction perpendicular to the traveling rail 11A, and a traveling rail 11B. It has a base 11C that moves in a plane using the rail 11A and the traversing rail 11B.

走行レール11Aは、例えば、工場内上部の梁に固定して配設されており、横行レール11Bは、例えば、走行レール11Aに沿ってスライド可能に走行レール11Aに対して配設されている。ベース11Cは、例えば、横行レール11Bに沿ってスライド可能に横行レール11Bに対して配設されている。これにより、ベース11Cは2自由度を有し、平面移動することができるようになっている。   The traveling rail 11A is, for example, fixedly disposed on a beam at the upper part in the factory, and the traversing rail 11B is disposed, for example, on the traveling rail 11A so as to be slidable along the traveling rail 11A. The base 11C is slidably provided along the traversing rail 11B, for example, along the traversing rail 11B. Thus, the base 11C has two degrees of freedom and can move in a plane.

アーム部12は、例えば、ベース11Cに対して配設されている。アーム部12は、例えば、回転3軸を有していることが好ましく、把持部13の位置・姿勢を制御したり、調整したりすることができるようになっている。アーム部12の駆動には、例えば、ダイレクトドライブモータを用いることが好ましい。把持部13は、例えば、直動4軸を有していることが好ましく、把持した部品W2の位置・姿勢を制御することができるようになっている。把持部13には、例えば、力センサが搭載されており、作業者Pの力情報に基づき、把持部13の制御を行うことで部品W2の質量を補償し、作業性を高めることができるようになっている。   The arm unit 12 is provided, for example, with respect to the base 11C. The arm unit 12 preferably has, for example, three rotation axes, and is capable of controlling and adjusting the position and posture of the grip unit 13. It is preferable to use, for example, a direct drive motor for driving the arm 12. It is preferable that the gripper 13 has, for example, four linear motion axes, and can control the position and orientation of the gripped component W2. For example, a force sensor is mounted on the gripping section 13, and by controlling the gripping section 13 based on the force information of the worker P, the mass of the component W2 can be compensated and the workability can be improved. It has become.

産業用ロボット10は、また、例えば、作業者P等の位置を検出する位置センサ14を備えていることが好ましい。   It is preferable that the industrial robot 10 further includes a position sensor 14 that detects a position of the worker P or the like, for example.

図2は制御部20の構成を表すものである。制御部20は、例えば、プログラムを実行可能なコンピュータとしてのハードウエア構成を有しており、プログラムが実行されることにより産業用ロボット10を制御する各種機能を有するように構成されている。制御部20は、例えば、産業用ロボット10が自律的に動作する自律動作モードを制御する自立動作モード制御部21と、作業者Pが産業用ロボット10を操作する際に補助する協調動作モードを制御する協調動作モード制御部22とを有している。   FIG. 2 illustrates a configuration of the control unit 20. The control unit 20 has, for example, a hardware configuration as a computer that can execute a program, and is configured to have various functions for controlling the industrial robot 10 by executing the program. The control unit 20 includes, for example, an independent operation mode control unit 21 that controls an autonomous operation mode in which the industrial robot 10 operates autonomously, and a cooperative operation mode that assists the worker P when operating the industrial robot 10. And a cooperative operation mode control unit 22 for controlling.

自律動作モード制御部21は、例えば、産業用ロボット10が部品W2を図示しない供給装置から自動的に取り出し、所定の待機位置まで搬送するように制御する自動取り出し機能21Aを有している。   The autonomous operation mode control unit 21 has, for example, an automatic removal function 21A that controls the industrial robot 10 to automatically remove the component W2 from a supply device (not shown) and transport the component W2 to a predetermined standby position.

強調動作モード制御部22は、産業用ロボット10により部品W2を保持しつつ、作業者Pが部品W2を保持し、部品W2を製品W1に対する取付位置まで移動させる際に、産業用ロボット10の移動範囲を制限することにより、部品W2が規定された仮想ガイドに沿って移動し、取付位置において部品W2が製品W1に対して所定の角度となるように制御する移動制限機能22Aを有している。具体的には、例えば、作業者Pが部品W2を製品W1に対する取付位置まで移動させる際に、部品W2が規定された仮想ガイドに沿って移動するようにベース11Cの移動方向を制御するようになっている。   When the worker P holds the part W2 and moves the part W2 to the mounting position with respect to the product W1, the emphasis operation mode control unit 22 moves the industrial robot 10 while holding the part W2 by the industrial robot 10. By restricting the range, the component W2 moves along the defined virtual guide, and has a movement restricting function 22A that controls the component W2 to be at a predetermined angle with respect to the product W1 at the mounting position. . Specifically, for example, when the worker P moves the component W2 to the mounting position with respect to the product W1, the moving direction of the base 11C is controlled such that the component W2 moves along the prescribed virtual guide. Has become.

これにより、産業用ロボット10は、部品W2の取り出しは自動的に行い、部品W2を製品W1の取付位置まで移動させる際には、部品W2を保持しつつ、作業者Pの操作に応じて部品W2を規定した仮想ガイドに沿って移動させるように制御される。自立動作モードから協調動作モードへは、例えば、作業者Pが部品W2を持った時に切り替わるように制御されることが好ましい。作業者Pが部品W2を持ったことは、例えば、把持部13に搭載された力センサにより感知し、その信号は制御部20に送られるように構成されている。   Thus, the industrial robot 10 automatically takes out the component W2 and, when moving the component W2 to the mounting position of the product W1, holds the component W2 and responds to the operation of the operator P while holding the component W2. It is controlled to move W2 along the prescribed virtual guide. It is preferable that control is performed so as to switch from the independent operation mode to the cooperative operation mode, for example, when the worker P holds the part W2. The fact that the worker P has the component W2 is detected by, for example, a force sensor mounted on the grip portion 13, and the signal is sent to the control portion 20.

強調動作モード制御部22は、また、作業者Pが部品W2を製品W1に対する取付位置まで移動させる際に、産業用ロボット10により作業者Pが実際の部品W2の質量よりも軽く感じるようにパワーアシストしつつ、部品W2と製品W1との位置関係に応じてパワーアシスト量を変化させるパワー可変アシスト機能22Bを有していることが好ましい。パワーアシスト量の計算は、例えば、次のようにすることができる。   The emphasis operation mode control unit 22 also controls the industrial robot 10 so that the worker P feels lighter than the actual mass of the part W2 when the worker P moves the part W2 to the mounting position for the product W1. It is preferable to have a variable power assist function 22B that changes the amount of power assist according to the positional relationship between the component W2 and the product W1 while assisting. The calculation of the power assist amount can be performed, for example, as follows.

例えば、図3に示したような仮想マス・ダンパ系を考えると、運動方程式は数1となる。
数1において、zは一般化座標、Mは把持部13の仮想質量、Dは把持部13の仮想粘性係数、Fは把持部13に取り付けられた力センサから計測された作業者Pの操作力である。
For example, considering a virtual mass / damper system as shown in FIG.
In Equation 1, z is the generalized coordinates, M is the virtual mass of the gripper 13, D is the virtual viscosity coefficient of the gripper 13, and F is the operating force of the worker P measured from the force sensor attached to the gripper 13. It is.


ここで以下のような状態方程式を考える。

Here, the following state equation is considered.

数2に示した状態方程式の解は次のようになる。
The solution of the state equation shown in Equation 2 is as follows.

これを離散化する。
数4においてΔTはサンプリング周期である。
This is discretized.
In Equation 4, ΔT is a sampling period.

入力u(τ)を0次ホールドして1次近似を行う。
The first order approximation is performed by holding the input u (τ) in the 0th order.

ここで図5に示す仮想マス・ダンパ系の状態方程式は以下のようになる。
Here, the state equation of the virtual mass-damper system shown in FIG. 5 is as follows.

これを数2と比較すると、A、Bは以下のようになる。
When this is compared with Equation 2, A and B are as follows.

よって、数7を数5に代入し、xをvに、uをFに置き換えると、以下の式が得られ、これが仮想マス・ダンパ特性を用いた制御式となる。
k+1は目標速度、Dは仮想粘性係数、Mは仮想質量、ΔTはサンプリング周期、vは現在速度、Fは現在の作業者Pの操作力である。仮想質量M及び仮想粘性係数Dはチューニングパラメータであり、これを調整することで操作性を変えることが可能である。
Therefore, by substituting equation 7 into equation 5, replacing x k with v k and u k with F k , the following equation is obtained, which is a control equation using virtual mass damper characteristics.
v k + 1 is the target speed, D is the virtual viscosity coefficient, M is the virtual mass, ΔT is the sampling period, v k is the current speed, and F k is the current operation force of the worker P. The virtual mass M and the virtual viscosity coefficient D are tuning parameters, and operability can be changed by adjusting them.

部品W2を素早く遠くへ移動させたい作業と、微細な位置決めを行いたい作業とでは、求められる操作性が異なるため、状況に応じてチューニングパラメータを変えることが好ましい。そこで、パワー可変アシスト機能22Bでは、例えば、部品W2と製品W1との距離に応じて、チューニングパラメータである仮想質量Mと、仮想粘性係数Dを変えることにより、部品W2を素早く遠くへ移動させる作業と、微調整を行いたい作業に求められる操作性を両立させるようになっている。   The required operability is different between the operation of moving the component W2 quickly and far and the operation of performing fine positioning, and therefore it is preferable to change the tuning parameter according to the situation. Therefore, in the variable power assisting function 22B, for example, by changing the virtual mass M and the virtual viscosity coefficient D which are tuning parameters according to the distance between the component W2 and the product W1, the component W2 is quickly moved far away. And the operability required for the work to be fine-tuned.

例えば、部品W2と製品W1との距離が所定距離よりも遠い場合には、仮想質量Mを所定質量よりも軽く設定すると共に、仮想粘性係数Dを所定粘性係数よりも大きく設定し、かつ、部品W2と製品W1との距離が所定距離よりも近い場合には、仮想質量Mを所定質量よりも重く設定すると共に、仮想粘性係数Dを所定粘性係数よりも小さく設定することが好ましい。部品W2が製品W1から遠い時には、軽くして移動しやすくすると共に、反発力を高くして速度の出し過ぎを抑制し、部品W2が製品W1に近づいた時には、重くして不意な衝突を抑制すると共に、反発力を低くして速度による操作力変化を抑制することができるからである。   For example, when the distance between the component W2 and the product W1 is longer than a predetermined distance, the virtual mass M is set to be smaller than the predetermined mass, and the virtual viscosity coefficient D is set to be larger than the predetermined viscosity coefficient. When the distance between W2 and the product W1 is shorter than a predetermined distance, it is preferable to set the virtual mass M to be heavier than the predetermined mass and to set the virtual viscosity coefficient D to be smaller than the predetermined viscosity coefficient. When the component W2 is far from the product W1, the weight is reduced to facilitate movement, and the repulsion is increased to suppress excessive speed. When the component W2 approaches the product W1, the component W2 is heavy and suppresses unexpected collision. This is because, at the same time, it is possible to suppress the change in the operating force due to the speed by reducing the repulsive force.

具体的には、例えば、図4及び図5に示したように、部品W2と製品W1との距離が、所定距離よりも遠い距離である第1の基準距離L1よりも遠い場合、第1の基準距離L1と所定距離よりも近い距離である第2の基準距離L2との間の場合、及び、第2の基準距離L2よりも近い場合に分け、第1の基準距離L1よりも遠い場合には、仮想質量Mを所定質量よりも軽い第1の基準質量M1に設定すると共に、仮想粘性係数Dを所定粘性係数よりも大きい第1の基準粘性係数D1に設定し、かつ、第2の基準距離L2よりも近い場合には、仮想質量Mを所定質量よりも重い第2の基準質量M2に設定すると共に、仮想粘性係数Dを所定粘性係数よりも小さい第2の基準粘性係数D2に設定し、かつ、第1の基準距離L1と第2の基準距離L2との間の場合には、仮想質量Mを第1の基準質量M1から第2の基準質量M2まで連続的に変化させると共に、仮想粘性係数Dを第1の基準粘性係数D1から第2の基準粘性係数D2まで連続的に変化させることが好ましい。
Specifically, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, when the distance between the component W2 and the product W1 is longer than a first reference distance L1 that is longer than a predetermined distance, the first When the distance between the reference distance L1 and the second reference distance L2, which is a distance shorter than the predetermined distance, and when the distance is shorter than the second reference distance L2, and when the distance is longer than the first reference distance L1, Sets the virtual mass M to a first reference mass M1 that is lighter than the predetermined mass, sets the virtual viscosity coefficient D to a first reference viscosity coefficient D1 that is larger than the predetermined viscosity coefficient, and If the distance is shorter than the distance L2, the virtual mass M is set to the second reference mass M2 heavier than the predetermined mass, and the virtual viscosity coefficient D is set to the second reference viscosity coefficient D2 smaller than the predetermined viscosity coefficient. And a first reference distance L1 and a second reference distance L In this case, the virtual mass M is continuously changed from the first reference mass M1 to the second reference mass M2, and the virtual viscosity D is changed from the first reference viscosity D1 to the second reference mass M1. It is preferable to continuously change up to the viscosity coefficient D2.

更に、部品W2と製品W1との距離が第1の基準距離L1と第2の基準距離L2との間においては、例えば、図4及び図5に示したように、少なくとも第1の基準距離L1の側、及び、第2の基準距離L2の側において、仮想質量M及び仮想粘性係数Dを曲線的に変化させることが好ましい。具体的には、第1の基準質量M1と第2の基準質量M2との間、及び、第1の基準粘性係数D1と第2の基準粘性係数D2との間を5次多項式で補間するように仮想質量M及び仮想粘性係数Dを変化させることが好ましい。滑らかなパラメータの変更を行うことにより、操作感覚の急な変化を抑制することができるからである。   Further, when the distance between the component W2 and the product W1 is between the first reference distance L1 and the second reference distance L2, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, at least the first reference distance L1 And the second reference distance L2, the virtual mass M and the virtual viscosity coefficient D are preferably changed in a curved manner. Specifically, the fifth reference polynomial is used to interpolate between the first reference mass M1 and the second reference mass M2 and between the first reference viscosity coefficient D1 and the second reference viscosity coefficient D2. Preferably, the virtual mass M and the virtual viscosity coefficient D are changed. This is because a sudden change in the operational feeling can be suppressed by performing a smooth parameter change.

この作業支援システム1は、次のように動作する。図6は作業支援システム1を用いて製品W1に部品W2を取り付ける部品取り付け作業を行う手順を表すものである。まず、例えば、生産ライン上を搬送される製品W1である車体に、作業者Pが車内部品を取り付けている間に、産業用ロボット10は、自立動作モード制御部21からの指示を受けて、部品W2であるドアを図示しない供給装置から自動的に取り出し、仮想ガイドG上の所定の待機位置まで搬送する(取り出し工程)。   This work support system 1 operates as follows. FIG. 6 illustrates a procedure for performing a component mounting operation of mounting the component W2 on the product W1 using the operation support system 1. First, for example, the industrial robot 10 receives an instruction from the self-sustained operation mode control unit 21 while the worker P attaches an in-vehicle component to a vehicle body that is a product W1 conveyed on a production line, The door, which is the component W2, is automatically removed from a supply device (not shown) and transported to a predetermined standby position on the virtual guide G (a removal process).

次に、例えば、作業者Pが産業用ロボット10に保持されている部品W2を持つと、把持部13に搭載された力センサがそれを感知し、自立動作モードから協調動作モードに切り替わり、協調動作モード制御部22の移動制限機能22Aにより産業用ロボット10の移動範囲が制限される。これにより、部品W2を産業用ロボット10に保持させた状態で、作業者Pが部品W2を製品W1に近付けるような操作力を加えると、把持部13は移動制限機能22Aにより制御された仮想ガイドGに沿って、製品W1に近づく方に移動する(移動工程)。よって、作業者Pは現実にはないレールに沿って移動させているような感覚で部品W2を移動させることができ、部品W2は製品W1に対して所定の角度が保たれた状態で近づく。   Next, for example, when the worker P has the component W2 held by the industrial robot 10, the force sensor mounted on the gripper 13 senses it and switches from the independent operation mode to the cooperative operation mode, and The movement range of the industrial robot 10 is limited by the movement restriction function 22A of the operation mode control unit 22. Accordingly, when the worker P applies an operating force to bring the component W2 closer to the product W1 while the component W2 is held by the industrial robot 10, the gripper 13 moves the virtual guide controlled by the movement restriction function 22A. Along G, it moves toward the product W1 (moving step). Therefore, the worker P can move the component W2 as if moving along a rail that does not actually exist, and the component W2 approaches the product W1 while maintaining a predetermined angle.

また、この移動工程では、例えば、産業用ロボット10によりパワーアシストされ、作業者Pは実際の部品W2よりも軽い仮想質量Mの物を動かすような感覚で部品W2を移動させることができる。その際、パワーアシスト量は、例えば、協調動作モード制御部22のパワー可変アシスト機能22Bにより、部品W2が製品W1から遠い時には、軽くして移動しやすくすると共に、反発力を高くして速度の出し過ぎを抑制し、部品W2が製品W1に近づいた時には、重くして不意な衝突を抑制すると共に、反発力を低くして速度による操作力変化を抑制するように制御される。具体的には、例えば、部品W2と製品W1との距離は位置センサ14を用いて算出し、作業者Pの操作力は把持部13に搭載された力センサにより検出し、仮想粘性係数D及び仮想質量Mを調整し、式8から目標速度vk+1を求め、それに基づき、把持部13を移動させる。 In this movement step, for example, the power is assisted by the industrial robot 10, and the worker P can move the part W2 as if moving an object having a virtual mass M lighter than the actual part W2. At this time, the power assist amount is reduced, for example, by the power variable assist function 22B of the cooperative operation mode control unit 22 when the component W2 is far from the product W1, by making it lighter and easier to move, and by increasing the repulsive force to increase the speed. When the component W2 approaches the product W1 by controlling excessive ejection, the weight of the component W2 is controlled to prevent an unexpected collision, and the repulsion is reduced to suppress a change in the operation force due to the speed. Specifically, for example, the distance between the component W2 and the product W1 is calculated using the position sensor 14, the operating force of the worker P is detected by a force sensor mounted on the grip 13, and the virtual viscosity coefficient D The virtual mass M is adjusted, the target speed v k + 1 is obtained from Expression 8, and the gripper 13 is moved based on the target speed v k + 1 .

部品W2が製品W1の取付位置に対して十分に近づいたら、作業者Pが最終的な微調整を行い、部品W2を製品W1に取り付ける(取付工程)。取り付けが終了すると、協調動作モードから自立動作モードに切り替わり、産業用ロボット10は部品W2の取り出し位置に移動する。   When the component W2 is sufficiently close to the mounting position of the product W1, the operator P performs final fine adjustment and mounts the component W2 on the product W1 (mounting step). When the attachment is completed, the mode is switched from the cooperative operation mode to the independent operation mode, and the industrial robot 10 moves to the position where the component W2 is taken out.

このように本実施の形態によれば、協調動作モードにおいて、産業用ロボット10により部品W2を保持しつつ、作業者Pが部品W2を保持し、部品W2を製品W1に対する取付位置まで移動させる際に、産業用ロボット10の移動範囲を制限することにより、部品W2が規定された仮想ガイドに沿って移動し、取付位置において部品W2が製品W1に対して所定の角度となるように制御するようにしたので、作業の習熟を行わなくても、だれでも簡単に部品W2を取り付けることができる。また、取り付け作業を補助する治具等が必要ないので、治具の取り出し、片付け、移動、車体への取付け、取外しなどの付随作業が不要となり、作業効率を向上させることができる。更に、仮想ガイドに沿って移動するので、気遣い作業が削減され、作業ミスの発生を抑制することができる。加えて、車種ごとに設定を切り替える必要がないので、作業を楽にすることができる。   As described above, according to the present embodiment, when the worker P holds the part W2 and moves the part W2 to the mounting position for the product W1 while holding the part W2 by the industrial robot 10 in the cooperative operation mode. In addition, by restricting the moving range of the industrial robot 10, the component W2 is moved along the specified virtual guide, and the component W2 is controlled to be at a predetermined angle with respect to the product W1 at the mounting position. Accordingly, anyone can easily attach the component W2 without having to learn the work. In addition, since a jig or the like for assisting the mounting operation is not required, accompanying operations such as removal, clearing, moving, mounting on the vehicle body, and removal of the jig are not required, and the working efficiency can be improved. Further, since the user moves along the virtual guide, a care work is reduced, and occurrence of a work error can be suppressed. In addition, since there is no need to switch settings for each vehicle type, work can be facilitated.

特に、協調動作モードにおいて、産業用ロボット10のパワーアシストを受けて作業者Pが部品W2を製品W1に対する取付位置まで移動させる際に、部品W2と製品W1との距離が所定距離よりも遠い場合には、仮想質量Mを所定質量よりも軽く設定すると共に、仮想粘性係数Dを所定粘性係数よりも大きく設定し、かつ、部品W2と製品W1との距離が所定距離よりも近い場合には、仮想質量Mを所定質量よりも重く設定すると共に、仮想粘性係数Dを所定粘性係数よりも小さく設定するようにすれば、部品W2が製品W1から遠い時には、軽くして移動しやすくすると共に、反発力を高くして速度の出し過ぎを抑制し、部品W2が製品W1に近づいた時には、重くして不意な衝突を抑制すると共に、反発力を低くして速度による操作力変化を抑制することができる。よって、部品W2が製品W1から遠い時にはすばやく動かし、かつ、近い時には微細な調整がしやすいようにアシストすることができ、操作性が向上し、より安定した作業を行うことができる。   Particularly, in the cooperative operation mode, when the worker P moves the part W2 to the mounting position for the product W1 under the power assist of the industrial robot 10, and the distance between the part W2 and the product W1 is longer than a predetermined distance. When the virtual mass M is set to be smaller than the predetermined mass, the virtual viscosity coefficient D is set to be larger than the predetermined viscosity coefficient, and when the distance between the component W2 and the product W1 is shorter than the predetermined distance, If the virtual mass M is set to be heavier than the predetermined mass and the virtual viscosity coefficient D is set to be smaller than the predetermined viscosity, when the component W2 is far from the product W1, the component W2 is made lighter and easier to move, and rebounds. The force is increased to suppress excessive speed, and when the component W2 approaches the product W1, the weight is reduced to prevent unexpected collision, and the repulsive force is reduced to reduce the operating force due to speed. It is possible to suppress the reduction. Therefore, when the component W2 is far from the product W1, the component W2 can be moved quickly, and when the component W2 is near, the assist can be performed so that fine adjustment can be easily performed, so that operability is improved and more stable work can be performed.

また、部品W2と製品W1との距離が所定距離よりも遠い第1の基準距離L1と所定距離よりも近い第2の基準距離L2との間にある場合に、少なくとも第1の基準距離L1の側及び第2の基準距離L2の側において、仮想質量M及び仮想粘性係数Dを曲線的に変化させるようにすれば、操作感覚の急な変化を抑制することができ、滑らかに操作することができる。   Further, when the distance between the component W2 and the product W1 is between the first reference distance L1 farther than the predetermined distance and the second reference distance L2 closer than the predetermined distance, at least the first reference distance L1 If the virtual mass M and the virtual viscosity coefficient D are changed in a curve on the side of the second reference distance L2, a sudden change in the operational feeling can be suppressed, and the operation can be performed smoothly. it can.

(実施例1)
上記実施の形態で説明した作業支援システム1を用いて、製品W1である車体に、部品W2であるドアを取り付ける取り付け作業を行った。その際、協調動作モードにおいて、移動制限機能22Aおよびパワー可変アシスト機能22Bを使用した。
(Example 1)
Using the work support system 1 described in the above embodiment, a work of attaching a door as a component W2 to a vehicle body as a product W1 was performed. At that time, the movement restriction function 22A and the variable power assist function 22B were used in the cooperative operation mode.

(比較例1)
実施例1に対する比較例1として、協調動作モードにおいて、移動制限機能22A及びパワー可変アシスト機能22Bを使わずに、産業用ロボット10をパッシブにすることで、作業者Pが把持部13を操作し、水平面における全ての自由度を調節しながら部品W2であるドアを移動させるようにしたことを除き、他は実施例1と同様にして取り付け作業を行った。
(Comparative Example 1)
As a comparative example 1 to the first embodiment, in the cooperative operation mode, the worker P operates the gripping unit 13 by making the industrial robot 10 passive without using the movement restriction function 22A and the variable power assist function 22B. The mounting operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the door as the component W2 was moved while adjusting all the degrees of freedom in the horizontal plane.

(比較例2)
実施例1に対する比較例2として、協調動作モードにおいて、移動制限機能22A及びパワー可変アシスト機能22Bを使わずに、産業用ロボット10をパッシブにした状態で、把持部13のツメと車体に取り付けた治具とを固定させ、これをガイドとして、部品W2であるドアをスライドさせて取り付けるようにしたことを除き、他は実施例1と同様にして取り付け作業を行った。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2 with respect to Example 1, in the cooperative operation mode, the industrial robot 10 was attached to the claws and the vehicle body in a passive state without using the movement restriction function 22A and the variable power assist function 22B. The mounting operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the jig was fixed and the door as the component W2 was slid and mounted using the jig as a guide.

(評価)
実施例1、比較例1、及び、比較例2について、それぞれ取り付け作業を10回ずつ行い、それぞれについて、作業者Pが把持部13を操作し始めてから工具をツールスタンドに戻すまでの作業時間を測定すると共に、アーム部12が有する3軸のモータのそれぞれの回転角度からドアの取り付け角度を求めた。表1及び表2に、それぞれの平均値と標準偏差を示す。
(Evaluation)
For Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, each of the mounting operations was performed 10 times, and for each, the operation time from when the operator P started operating the gripper 13 to when the tool was returned to the tool stand was reduced. At the same time, the door mounting angle was determined from the respective rotation angles of the three-axis motors of the arm unit 12. Tables 1 and 2 show the respective average values and standard deviations.

表1に示したように、比較例1に比べて実施例1及び比較例2では、作業時間が短縮されていることが分かった。作業時間の分散についても小さくなっていることから、安定した作業が実現できていることが分かった。また、表2に示したように、比較例2は比較例1に比べて取り付け角度の分散が大きく変わっていないのに対して、実施例1では取り付け角度の分散が小さくなっており、安定した取り付けが実現できたことが分かった。なお、比較例1では部品W2であるドアと製品W1である車体の意匠面が3度接触したが、実施例1及び比較例2では一度も接触しなかった。   As shown in Table 1, it was found that the working time was shorter in Example 1 and Comparative Example 2 than in Comparative Example 1. Since the dispersion of work time was also small, it was found that stable work was realized. Further, as shown in Table 2, the variance of the mounting angle was not significantly changed in Comparative Example 2 as compared with Comparative Example 1, whereas the variance of the mounting angle was small in Example 1 and was stable. It turned out that the attachment was realized. In Comparative Example 1, the design surface of the body as the product W1 and the door as the component W2 contacted three times, but in Example 1 and Comparative Example 2, there was no contact.

また、実施例1、比較例1、及び、比較例2における把持部13の軌跡を図7に示す。図7に示したように、比較例1及び比較例2では毎回異なる軌跡を描いているが、実施例1では同じ軌跡を描いていた。   FIG. 7 shows the trajectory of the gripper 13 in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. As shown in FIG. 7, different loci are drawn each time in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, but the same loci are drawn in Example 1.

すなわち、移動制限機能22Aにより、産業用ロボット10の移動範囲を制限し、部品W2が規定された仮想ガイドに沿って移動するように制御するようにすれば、作業者に依存せず安定した取り付け作業を行うことができることが分かった。また、気遣い作業が減少し、ドアと車体の接触回避に大きく貢献できることが分かった。   In other words, if the movement range of the industrial robot 10 is limited by the movement restriction function 22A and the component W2 is controlled to move along the specified virtual guide, a stable mounting can be performed without depending on the operator. It turns out that the work can be done. In addition, it was found that caring work was reduced, which could greatly contribute to avoiding contact between the door and the vehicle body.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、製品が車体、部品がドアである場合について説明したが、本発明は、他の部品を取り付ける場合、又は、他の製品に他の部品を取り付ける場合についても適用することができる。   As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, in the above embodiment, the case where the product is a car body and the component is a door has been described, but the present invention is also applied to a case where another component is attached or a case where another component is attached to another product. be able to.

また、上記実施の形態では、走行レール11Aを固定して配設し、走行レール11Aに対して、横行レール11Bを走行レール11Aに沿ってスライド可能に配設し、横行レール11Bに対して、ベース11Cを横行レール11Bに沿ってスライド可能に配設する場合について説明したが、ベース11Cが2自由度を有し平面移動することができれば、他の構成を有していてもよい。例えば、横行レール11Bを走行レール11Aの伸長方向及び横行レール11Bの伸長方向にスライド可能とするようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the traveling rail 11A is fixedly disposed, the traversing rail 11B is slidably disposed along the traveling rail 11A with respect to the traveling rail 11A, and the traversing rail 11B is disposed with respect to the traveling rail 11B. Although the case where the base 11C is slidably disposed along the traversing rail 11B has been described, other configurations may be used as long as the base 11C has two degrees of freedom and can move in a plane. For example, the traversing rail 11B may be slidable in the extending direction of the traveling rail 11A and the extending direction of the traversing rail 11B.

更に、上記実施の形態では、各構成要素について具体的に説明したが、全ての構成要素を備えていなくてもよく、また、他の構成要素を備えていてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, each component is specifically described. However, not all components may be provided, and other components may be provided.

1…作業支援システム、10…産業用ロボット、11…走行・横行部、11A…走行レール、11B…横行レール、11C…ベース、12…アーム部、13…把持部、14…位置センサ、20…制御部、21…自立動作モード制御部、21A…自動取り出し機能、22…協調動作モード制御部、22A…移動制限機能、22B…パワー可変アシスト機能、W1…製品、W2…部品、P…作業者   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Work support system, 10 ... Industrial robot, 11 ... Traveling / traversing part, 11A ... Traveling rail, 11B ... Traveling rail, 11C ... Base, 12 ... Arm part, 13 ... Grip part, 14 ... Position sensor, 20 ... Control unit, 21: autonomous operation mode control unit, 21A: automatic removal function, 22: cooperative operation mode control unit, 22A: movement restriction function, 22B: variable power assist function, W1: product, W2: parts, P: worker

Claims (2)

工場内の生産ラインにおいて、作業者が前記生産ライン上を搬送される製品に部品を取り付ける部品取り付け作業を支援する作業支援システムであって、
部品を保持する産業用ロボットと、
この産業用ロボットを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記産業用ロボットが自律的に動作する自律動作モードを制御する自律動作モード制御部と、前記作業者が前記産業用ロボットを操作する協調動作モードを制御する協調動作モード制御部とを有し、前記作業者が前記部品を持った時に前記自律動作モードから前記協調動作モードに切り替わるように制御されており、
前記協調動作モード制御部は、前記産業用ロボットにより前記部品を保持しつつ、前記作業者が前記部品を保持し、前記作業者が前記部品を前記製品に近付けるような操作力を加えて、前記部品を前記製品に対する取付位置まで移動させる際に、前記産業用ロボットの移動範囲を制限することにより、前記部品が規定された仮想ガイドに沿って移動し、前記取付位置において前記部品が前記製品に対して所定の角度となるように制御する移動制限機能を有する
ことを特徴とする作業支援システム。
In a production line in a factory, a work support system that supports a part mounting operation in which an operator mounts a part on a product conveyed on the production line,
An industrial robot that holds parts,
And a control unit for controlling the industrial robot,
The control unit includes an autonomous operation mode control unit that controls an autonomous operation mode in which the industrial robot operates autonomously, and a cooperative operation mode control unit that controls a cooperative operation mode in which the worker operates the industrial robot. Has been controlled to switch from the autonomous operation mode to the cooperative operation mode when the worker has the component,
The cooperative operation mode control unit, while holding the part by the industrial robot, the worker holds the part, the worker applies an operating force such that the part approaches the product, the When moving the part to the mounting position for the product, by restricting the moving range of the industrial robot, the part moves along a defined virtual guide, and the part is attached to the product at the mounting position. A work support system having a movement restriction function of controlling a predetermined angle with respect to the work support system.
前記協調動作モード制御部は、前記産業用ロボットのパワーアシストを受けて前記作業者が前記部品を前記製品に対する取付位置まで移動させる際に、前記部品と前記製品との距離が所定距離よりも遠い場合には、仮想質量を所定質量よりも軽く設定すると共に、仮想粘性係数を所定粘性係数よりも大きく設定し、かつ、前記部品と前記製品との距離が前記所定距離よりも近い場合には、仮想質量を前記所定質量よりも重く設定すると共に、仮想粘性係数を前記所定粘性係数よりも小さく設定するパワー可変アシスト機能を有し、
前記パワー可変アシスト機能では、前記部品と前記製品との距離が、前記所定距離よりも遠い距離である第1の基準距離よりも遠い場合、前記第1の基準距離と前記所定距離よりも近い距離である第2の基準距離との間の場合、及び、前記第2の基準距離よりも近い場合に分け、前記第1の基準距離よりも遠い場合には、仮想質量を前記所定質量よりも軽い第1の基準質量に設定すると共に、仮想粘性係数を前記所定粘性係数よりも大きい第1の基準粘性係数に設定し、かつ、前記第2の基準距離よりも近い場合には、仮想質量を前記所定質量よりも重い第2の基準質量に設定すると共に、仮想粘性係数を前記所定粘性係数よりも小さい第2の基準粘性係数に設定し、かつ、前記第1の基準距離と前記第2の基準距離との間の場合には、仮想質量を前記第1の基準質量から前記第2の基準質量まで連続的に変化させると共に、仮想粘性係数を前記第1の基準粘性係数から前記第2の基準粘性係数まで連続的に変化させ、更に、少なくとも前記第1の基準距離の側及び前記第2の基準距離の側において、仮想質量及び仮想粘性係数を曲線的に変化させる
ことを特徴とする請求項1記載の作業支援システム。
The cooperative operation mode control unit, when the worker receives the power assist of the industrial robot and moves the part to the mounting position for the product, the distance between the part and the product is longer than a predetermined distance In the case, the virtual mass is set to be lighter than the predetermined mass, and the virtual viscosity coefficient is set to be larger than the predetermined viscosity coefficient, and when the distance between the component and the product is shorter than the predetermined distance, sets a virtual mass heavier than the predetermined weight, have a power variable-assist function to set a virtual viscosity coefficient smaller than the predetermined viscosity,
In the variable power assist function, when a distance between the component and the product is longer than a first reference distance that is a distance longer than the predetermined distance, a distance that is shorter than the first reference distance and the predetermined distance. Is divided into a case where the virtual mass is smaller than the second reference distance, and a case where the virtual mass is smaller than the second reference distance. The first reference mass is set, and the virtual viscosity is set to a first reference viscosity coefficient larger than the predetermined viscosity coefficient, and when the virtual mass is closer than the second reference distance, the virtual mass is set to the first reference mass. A second reference mass which is heavier than a predetermined mass, a virtual viscosity coefficient is set to a second reference viscosity coefficient smaller than the predetermined viscosity coefficient, and the first reference distance and the second reference viscosity are set. In the case between distance and virtual While continuously changing the amount from the first reference mass to the second reference mass, continuously changing the virtual viscosity coefficient from the first reference viscosity coefficient to the second reference viscosity coefficient, The work support system according to claim 1 , wherein the virtual mass and the virtual viscosity coefficient are changed in a curve at least on the side of the first reference distance and the side of the second reference distance .
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