JPH0538637A - 部品挿入装置 - Google Patents
部品挿入装置Info
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- JPH0538637A JPH0538637A JP19378391A JP19378391A JPH0538637A JP H0538637 A JPH0538637 A JP H0538637A JP 19378391 A JP19378391 A JP 19378391A JP 19378391 A JP19378391 A JP 19378391A JP H0538637 A JPH0538637 A JP H0538637A
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- control
- target value
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は部品挿入装置に係り、挿入部材と被
挿入部材との嵌め合い作業において、挿入部材の位置出
し精度を高める部品挿入装置を提供することを目的とし
ている。 【構成】 アームと、該アームの先端部に設けられる手
先効果器とを備えた部品挿入装置であって、挿入部材の
挿入開始時には、該挿入部材の挿入方向である第１方向
に対して零でない正の目標値を設定した力制御とすると
ともに、該第１方向に垂直で、かつ、互いに直交する第
２、及び第３方向を位置制御とし、第１方向の接触力が
目標値となったときからは、第１方向に対して零でない
正の目標値を設定した力制御とするとともに、第２、及
び第３方向に対して零の目標値を設定した力制御とし、
第１方向の接触力が目標値となり、かつ、第２、及び第
３方向の接触力の大きさが所定の閾値以下となったとき
からは、前記第１、第２、及び第３方向のすべての方向
に対して零でない正の目標値を設定した力制御とするよ
うに構成する。
挿入部材との嵌め合い作業において、挿入部材の位置出
し精度を高める部品挿入装置を提供することを目的とし
ている。 【構成】 アームと、該アームの先端部に設けられる手
先効果器とを備えた部品挿入装置であって、挿入部材の
挿入開始時には、該挿入部材の挿入方向である第１方向
に対して零でない正の目標値を設定した力制御とすると
ともに、該第１方向に垂直で、かつ、互いに直交する第
２、及び第３方向を位置制御とし、第１方向の接触力が
目標値となったときからは、第１方向に対して零でない
正の目標値を設定した力制御とするとともに、第２、及
び第３方向に対して零の目標値を設定した力制御とし、
第１方向の接触力が目標値となり、かつ、第２、及び第
３方向の接触力の大きさが所定の閾値以下となったとき
からは、前記第１、第２、及び第３方向のすべての方向
に対して零でない正の目標値を設定した力制御とするよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、部品挿入装置に係り、
詳しくは、工場の組立作業の自動化等の分野に用いて好
適な、例えば、嵌め合い作業等を行う部品挿入装置に関
する。近年、工場の組立作業では、比較的安価で稼動範
囲の広い、スカラ型ロボットと呼ばれる関節型ロボット
が多用されており、この関節型ロボットを用いて挿入部
材を所定の嵌め合い相手（以下、被挿入部材という）に
挿入する部品挿入装置が数多く開発されている。
詳しくは、工場の組立作業の自動化等の分野に用いて好
適な、例えば、嵌め合い作業等を行う部品挿入装置に関
する。近年、工場の組立作業では、比較的安価で稼動範
囲の広い、スカラ型ロボットと呼ばれる関節型ロボット
が多用されており、この関節型ロボットを用いて挿入部
材を所定の嵌め合い相手（以下、被挿入部材という）に
挿入する部品挿入装置が数多く開発されている。
【０００２】この関節型ロボットにはアームの先端部
に、例えば、バネやダンパ等の弾性部材により、挿入部
材を揺動自在に支持し、挿入部材が被挿入部材に挿入さ
れる際、被挿入部材から挿入部材が受ける力、すなわ
ち、挿入部材とロボットとの間に働く力を軽減させる手
先効果器を備えたものがある。しかし、挿入部材を揺動
自在に支持した状態で、例えば、嵌め合い作業を行う場
合、確かに挿入部材とロボットとの間に働く力を軽減さ
せることができるが、弾性部材のようにバネ定数を有す
る部材は、変位に応じて力を発生するため、挿入部材
と、作業の対象となる被挿入部材との接触力の制御は難
しい。
に、例えば、バネやダンパ等の弾性部材により、挿入部
材を揺動自在に支持し、挿入部材が被挿入部材に挿入さ
れる際、被挿入部材から挿入部材が受ける力、すなわ
ち、挿入部材とロボットとの間に働く力を軽減させる手
先効果器を備えたものがある。しかし、挿入部材を揺動
自在に支持した状態で、例えば、嵌め合い作業を行う場
合、確かに挿入部材とロボットとの間に働く力を軽減さ
せることができるが、弾性部材のようにバネ定数を有す
る部材は、変位に応じて力を発生するため、挿入部材
と、作業の対象となる被挿入部材との接触力の制御は難
しい。
【０００３】そこで、予め設定された接触力で挿入部材
と被挿入部材との接触力を制御する部品挿入装置が要求
される。
と被挿入部材との接触力を制御する部品挿入装置が要求
される。
【０００４】
【従来の技術】従来のこの種の部品挿入装置としては、
例えば、図５に示すようなブロック構成のものがある。
図５に示す部品挿入装置は、大別して、制御指令生成部
１、位置制御部２、操作部３、スカラ型ロボットのアー
ム４、位置検出部５、手先効果器６から構成されてお
り、手先効果器６によって挿入部材７が揺動自在に支持
されるようになっている。
例えば、図５に示すようなブロック構成のものがある。
図５に示す部品挿入装置は、大別して、制御指令生成部
１、位置制御部２、操作部３、スカラ型ロボットのアー
ム４、位置検出部５、手先効果器６から構成されてお
り、手先効果器６によって挿入部材７が揺動自在に支持
されるようになっている。
【０００５】アーム４は、図６に示すように、６自由度
を有する複数のリンク８から構成されており、アーム４
の先端部に設けられた手先効果器６は、図７に示すよう
に、例えば、バネやゴム等の弾性部材９を備えており、
弾性部材９によって挿入部材７を揺動自在に支持するも
のである。すなわち、手先効果器６は、アーム４の先端
部に配置され、挿入部材７に加わる力を軽減するもので
ある。
を有する複数のリンク８から構成されており、アーム４
の先端部に設けられた手先効果器６は、図７に示すよう
に、例えば、バネやゴム等の弾性部材９を備えており、
弾性部材９によって挿入部材７を揺動自在に支持するも
のである。すなわち、手先効果器６は、アーム４の先端
部に配置され、挿入部材７に加わる力を軽減するもので
ある。
【０００６】なお、１０は挿入部材７の嵌め合い相手と
なる被挿入部材である。以上の構成において、挿入部材
７と被挿入部材１０との嵌め合い作業を行う場合の動作
を説明する。まず、制御指令生成部１から位置制御のた
めの制御指令が生成され、位置制御部２に出力される。
なる被挿入部材である。以上の構成において、挿入部材
７と被挿入部材１０との嵌め合い作業を行う場合の動作
を説明する。まず、制御指令生成部１から位置制御のた
めの制御指令が生成され、位置制御部２に出力される。
【０００７】位置制御部２では、制御指令生成部１から
の制御指令に基づいて各演算部（図示せず）により、操
作部３を介してアーム４の位置制御が行われる。そし
て、位置検出部５によってアーム４の位置や姿勢が検出
され、アーム４の位置や姿勢の情報に基づいて、再び、
制御指令生成部１から位置制御のための制御指令が生成
されるとともに、位置制御部２に出力されてアーム４の
位置制御がなされ、アーム４の位置制御によって手先効
果器６に支持された挿入部材７が被挿入部材１１に嵌め
込まれる。すなわち、位置検出部５、位置制御部２、操
作部３、アーム４によって位置制御フィードバックルー
プが形成され、この位置制御フィードバックループによ
り位置検出部５で検出されたアーム４の位置Ｘと制御指
令生成部１から生成された目標位置Ｘ0 との差Ｘ−Ｘ0
をゼロにするように操作部３に操作指令が出力され、ア
ーム４、及び手先効果器６が駆動される。
の制御指令に基づいて各演算部（図示せず）により、操
作部３を介してアーム４の位置制御が行われる。そし
て、位置検出部５によってアーム４の位置や姿勢が検出
され、アーム４の位置や姿勢の情報に基づいて、再び、
制御指令生成部１から位置制御のための制御指令が生成
されるとともに、位置制御部２に出力されてアーム４の
位置制御がなされ、アーム４の位置制御によって手先効
果器６に支持された挿入部材７が被挿入部材１１に嵌め
込まれる。すなわち、位置検出部５、位置制御部２、操
作部３、アーム４によって位置制御フィードバックルー
プが形成され、この位置制御フィードバックループによ
り位置検出部５で検出されたアーム４の位置Ｘと制御指
令生成部１から生成された目標位置Ｘ0 との差Ｘ−Ｘ0
をゼロにするように操作部３に操作指令が出力され、ア
ーム４、及び手先効果器６が駆動される。
【０００８】また、制御指令生成部１では、アーム４の
先端位置に基づいて常に作業状態が監視され、異常がな
ければオペレータにより予め入力された作業シーケンス
に従って位置指令が出力される。挿入部材７、及び被挿
入部材１０の嵌め合い部分には、位置ずれを吸収するた
めの面取部７ａ，１０ａが形成されており、アーム４が
駆動されて嵌め合い位置に達したとき、位置ずれ量Δｙ
が面取り部７ａ，１０ａの幅の範囲内であれば、手先効
果器６の弾性部材９により位置ずれ量Δｙが吸収され、
挿入部材７が被挿入部材１０に挿入される。
先端位置に基づいて常に作業状態が監視され、異常がな
ければオペレータにより予め入力された作業シーケンス
に従って位置指令が出力される。挿入部材７、及び被挿
入部材１０の嵌め合い部分には、位置ずれを吸収するた
めの面取部７ａ，１０ａが形成されており、アーム４が
駆動されて嵌め合い位置に達したとき、位置ずれ量Δｙ
が面取り部７ａ，１０ａの幅の範囲内であれば、手先効
果器６の弾性部材９により位置ずれ量Δｙが吸収され、
挿入部材７が被挿入部材１０に挿入される。
【０００９】すなわち、図６に示すように、挿入部材７
は手先効果器６によって揺動自在に支持されているた
め、挿入部材７が被挿入部材１０に嵌め込まれる場合、
挿入部材７が被挿入部材１０に対して完全に垂直な状態
で押圧されなくても、つまり、多少のズレがある場合で
も、ズレがある所定量以下であれば、嵌め合い動作には
影響がでないようになっている。
は手先効果器６によって揺動自在に支持されているた
め、挿入部材７が被挿入部材１０に嵌め込まれる場合、
挿入部材７が被挿入部材１０に対して完全に垂直な状態
で押圧されなくても、つまり、多少のズレがある場合で
も、ズレがある所定量以下であれば、嵌め合い動作には
影響がでないようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の部品挿入装置にあっては、嵌め合い作業を行
う場合、手先効果器６によって揺動自在に支持された挿
入部材７を被挿入部材１０に嵌め込むという構成となっ
ていたため、挿入部材７と被挿入部材１０とに多少のズ
レがある場合でも、嵌め合い動作には影響はでないとい
う利点があるものの、挿入部材７を挿入可能な方向は所
定の１方向に決定されてしまい柔軟性に欠けるため、例
えば、図８（ａ）に示すように、挿入部材７を被挿入部
材１０の所定挿入位置（この場合、図中、左手前位置）
に固定して位置出しを行いたい場合であっても、ほとん
どの場合、同図（ｂ）のような状態で挿入され、位置出
し精度の確保が困難であるといった問題点があった。
うな従来の部品挿入装置にあっては、嵌め合い作業を行
う場合、手先効果器６によって揺動自在に支持された挿
入部材７を被挿入部材１０に嵌め込むという構成となっ
ていたため、挿入部材７と被挿入部材１０とに多少のズ
レがある場合でも、嵌め合い動作には影響はでないとい
う利点があるものの、挿入部材７を挿入可能な方向は所
定の１方向に決定されてしまい柔軟性に欠けるため、例
えば、図８（ａ）に示すように、挿入部材７を被挿入部
材１０の所定挿入位置（この場合、図中、左手前位置）
に固定して位置出しを行いたい場合であっても、ほとん
どの場合、同図（ｂ）のような状態で挿入され、位置出
し精度の確保が困難であるといった問題点があった。
【００１１】［目的］そこで本発明は、挿入部材と被挿
入部材との嵌め合い作業において、挿入部材の位置出し
精度を高める部品挿入装置を提供することを目的として
いる。
入部材との嵌め合い作業において、挿入部材の位置出し
精度を高める部品挿入装置を提供することを目的として
いる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による部品挿入装
置は上記目的達成のため、複数部材を互いに揺動自在に
支持して関節部を形成するアームと、該アームの先端部
に設けられ、所定の挿入部材を揺動自在に支持する手先
効果器と、該挿入部材が受ける力を検出し、検出した力
情報に基づいて該挿入部材によって外部に及ぼす力を制
御する力制御手段と、該挿入部材の位置や姿勢を検出
し、検出した位置情報に基づいて該挿入部材の位置を制
御する位置制御手段と、該力制御手段、及び位置制御手
段にそれぞれ発行すべき制御指令を生成する制御指令生
成手段とを備えた部品挿入装置であって、前記力制御手
段、及び位置制御手段は、前記挿入部材の挿入開始時に
は、該挿入部材の挿入方向である第１方向に対して零で
ない正の目標値を設定した力制御とするとともに、該第
１方向に垂直で、かつ、互いに直交する第２、及び第３
方向を位置制御とし、第１方向の接触力が目標値となっ
たときからは、第１方向に対して零でない正の目標値を
設定した力制御とするとともに、第２、及び第３方向に
対して零の目標値を設定した力制御とし、第１方向の接
触力が目標値となり、かつ、第２、及び第３方向の接触
力の大きさが所定の閾値以下となったときからは、前記
第１、第２、及び第３方向のすべての方向に対して零で
ない正の目標値を設定した力制御とするように構成して
いる。
置は上記目的達成のため、複数部材を互いに揺動自在に
支持して関節部を形成するアームと、該アームの先端部
に設けられ、所定の挿入部材を揺動自在に支持する手先
効果器と、該挿入部材が受ける力を検出し、検出した力
情報に基づいて該挿入部材によって外部に及ぼす力を制
御する力制御手段と、該挿入部材の位置や姿勢を検出
し、検出した位置情報に基づいて該挿入部材の位置を制
御する位置制御手段と、該力制御手段、及び位置制御手
段にそれぞれ発行すべき制御指令を生成する制御指令生
成手段とを備えた部品挿入装置であって、前記力制御手
段、及び位置制御手段は、前記挿入部材の挿入開始時に
は、該挿入部材の挿入方向である第１方向に対して零で
ない正の目標値を設定した力制御とするとともに、該第
１方向に垂直で、かつ、互いに直交する第２、及び第３
方向を位置制御とし、第１方向の接触力が目標値となっ
たときからは、第１方向に対して零でない正の目標値を
設定した力制御とするとともに、第２、及び第３方向に
対して零の目標値を設定した力制御とし、第１方向の接
触力が目標値となり、かつ、第２、及び第３方向の接触
力の大きさが所定の閾値以下となったときからは、前記
第１、第２、及び第３方向のすべての方向に対して零で
ない正の目標値を設定した力制御とするように構成して
いる。
【００１３】
【作用】本発明では、被挿入部材に対する挿入部材の位
置に基づいて制御指令生成手段によって、力制御手段と
位置制御手段とが制御され、挿入部材が被挿入部材に挿
入された後、力制御手段によって挿入部材が所定方向に
力制御されることにより、所望の位置決めが行われる。
置に基づいて制御指令生成手段によって、力制御手段と
位置制御手段とが制御され、挿入部材が被挿入部材に挿
入された後、力制御手段によって挿入部材が所定方向に
力制御されることにより、所望の位置決めが行われる。
【００１４】すなわち、挿入部材と被挿入部材との嵌め
合い作業において、挿入部材の位置出し精度が高められ
る。
合い作業において、挿入部材の位置出し精度が高められ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１、２は本発明に係る部品挿入装置の一実施例を示す図
であり、図１は本実施例の全体概略構成を示すブロック
図、図２は図１の要部構成を示すブロック図であり、Ｒ
ＣＣ（Remote Center Compliance) 装置と呼ばれる装置
に適用したものである。なお、部品挿入装置は図６に示
す従来例のスカラ型ロボットと同一である。
１、２は本発明に係る部品挿入装置の一実施例を示す図
であり、図１は本実施例の全体概略構成を示すブロック
図、図２は図１の要部構成を示すブロック図であり、Ｒ
ＣＣ（Remote Center Compliance) 装置と呼ばれる装置
に適用したものである。なお、部品挿入装置は図６に示
す従来例のスカラ型ロボットと同一である。
【００１６】まず、構成を説明する。部品挿入装置１１
は、大別して、装置本体１２、混成制御装置１３、ロボ
ットアーム部１４から構成されている。装置本体１２
は、外部に接続されるキーボード１５、及びＣＲＴ（Ca
thode Ray Tube）１６の各インターフェース（以下、Ｉ
／Ｆという）１７，１８、ＣＰＵ（Central Processing
Unit ）１９、通信部２０、演算部２１、ＲＡＭ（Rand
omAccess Memory）２２から構成されており、混成制御
装置を遠隔操作するものである。
は、大別して、装置本体１２、混成制御装置１３、ロボ
ットアーム部１４から構成されている。装置本体１２
は、外部に接続されるキーボード１５、及びＣＲＴ（Ca
thode Ray Tube）１６の各インターフェース（以下、Ｉ
／Ｆという）１７，１８、ＣＰＵ（Central Processing
Unit ）１９、通信部２０、演算部２１、ＲＡＭ（Rand
omAccess Memory）２２から構成されており、混成制御
装置を遠隔操作するものである。
【００１７】混成制御装置１３は、通信部２３、ＲＯＭ
（Read OnlyMemory）２４、ＣＰＵ２５、Ｉ／Ｏ２６、
演算部２７、ＲＡＭ２８から構成されており、ロボット
アーム部１４の直交座標で定義される作業座標系の任意
の軸を力制御と位置制御とに選択的に制御するものであ
る。すなわち、図６の従来例に示すように、挿入部材７
の挿入方向を１つの軸とした直交作業座標系を設定する
ことにより、任意の方向に挿入部材７を挿入することが
できる。
（Read OnlyMemory）２４、ＣＰＵ２５、Ｉ／Ｏ２６、
演算部２７、ＲＡＭ２８から構成されており、ロボット
アーム部１４の直交座標で定義される作業座標系の任意
の軸を力制御と位置制御とに選択的に制御するものであ
る。すなわち、図６の従来例に示すように、挿入部材７
の挿入方向を１つの軸とした直交作業座標系を設定する
ことにより、任意の方向に挿入部材７を挿入することが
できる。
【００１８】これを詳しく説明すると、混成制御装置１
３は、作業座標変換行列Ｒ、位置Ｓｐ、力選択行列Ｓ
ｆ、挿入動作開始位置Ｐｏｒ、及び目標力ベクトルＦｏ
ｒの各情報が装置本体１２から送信されて、図２に示す
各制御を行うものである。ちなみに、力覚センサの検出
値Ｆａｒ、及びマニプレータの現在位置Ｐａｒは、混成
制御装置１３の通信部２３によりロボットアーム部１４
に送信される。
３は、作業座標変換行列Ｒ、位置Ｓｐ、力選択行列Ｓ
ｆ、挿入動作開始位置Ｐｏｒ、及び目標力ベクトルＦｏ
ｒの各情報が装置本体１２から送信されて、図２に示す
各制御を行うものである。ちなみに、力覚センサの検出
値Ｆａｒ、及びマニプレータの現在位置Ｐａｒは、混成
制御装置１３の通信部２３によりロボットアーム部１４
に送信される。
【００１９】図３は本実施例の動作例を説明するための
フローチャートである。始めにベクトルを、 ｎ＝〔ｎx ｎy ｎz 〕T ，ｏ＝〔ｏx ｏy ｏz 〕T ， ａ＝〔ａx ａy ａz 〕T ，ｋ＝〔ｋx ｋy ｋz 〕T ……… （１） と表し、３行３列の作業座標変換行列Ｒを、 Ｒ＝〔ｎ，ｏ，ａ〕 ……… （２） と表すこととする。
フローチャートである。始めにベクトルを、 ｎ＝〔ｎx ｎy ｎz 〕T ，ｏ＝〔ｏx ｏy ｏz 〕T ， ａ＝〔ａx ａy ａz 〕T ，ｋ＝〔ｋx ｋy ｋz 〕T ……… （１） と表し、３行３列の作業座標変換行列Ｒを、 Ｒ＝〔ｎ，ｏ，ａ〕 ……… （２） と表すこととする。
【００２０】まず、目標位置ベクトルＰｏｒに挿入動作
開始時の位置Ｐａｒが指令されるとともに、目標力ベク
トルＦｏｒに挿入方向に向いた力ベクトルＦｏｒ1 が指
令され、力ベクトルＦｏｒの単位ベクトルがｎに設定さ
れる。 ｎ＝Ｆｏｒ1 ／｜Ｆｏｒ1 ｜ ……… （３） ｏ（ａ）はｎに垂直な平面π内の任意の単位ベクトル、
すなわち、 ｏ・ｎ＝０ （ａ・ｎ＝０） ……… （４） を満たす単位べクトルに設定される。
開始時の位置Ｐａｒが指令されるとともに、目標力ベク
トルＦｏｒに挿入方向に向いた力ベクトルＦｏｒ1 が指
令され、力ベクトルＦｏｒの単位ベクトルがｎに設定さ
れる。 ｎ＝Ｆｏｒ1 ／｜Ｆｏｒ1 ｜ ……… （３） ｏ（ａ）はｎに垂直な平面π内の任意の単位ベクトル、
すなわち、 ｏ・ｎ＝０ （ａ・ｎ＝０） ……… （４） を満たす単位べクトルに設定される。
【００２１】例えば、 （ｎx ≠０）ａｎｄ（ｎy ≠０）ａｎｄ（ｎz ≠０） ……… （５） に対して真のとき、 ｏx ＝―ｎy ，（ａx ＝―ｎy ） ｏy ＝ｎx ， （ａy ＝ ｎx ） ｏz ＝０， （ａz ＝ ０ ） ……… （６） （４）式が偽りのとき、 ｎx ＝０が真ならｋx ＝１，偽りならｋx ＝０， ｎy ＝０が真ならｋy ＝１，偽りならｋy ＝０， ｎz ＝０が真ならｋz ＝１，偽りならｋz ＝０， ｏ＝ｋ／｜ｋ｜，（ａ＝ｋ／｜ｋ｜） ……… （７） で与えられ、ａ（ｏ）は２つの単位ベクトルの外積で設
定される。
定される。
【００２２】 ａ＝ｎ×ｏ， （ｏ＝ａ×ｎ） ……… （８） 以上により作業座標変換行列Ｒが送信され、また、位置
選択行列Ｓｐ、及び力選択行列Ｓｆとして Ｓｐ＝ｄｉａｇ（０ １ １） ……… （９） Ｓｆ＝ｄｉａｇ（１ ０ ０） ……… （１０） が送信される。
選択行列Ｓｐ、及び力選択行列Ｓｆとして Ｓｐ＝ｄｉａｇ（０ １ １） ……… （９） Ｓｆ＝ｄｉａｇ（１ ０ ０） ……… （１０） が送信される。
【００２３】そして、力覚センサの検出値Ｆａｒに対
し、 Ｆａｗ＝ＲT Ｆａｒ ……… （１１） が演算される。ここで、 Ｆａｗ＝〔ｆａｗｎ ｆａｗｏ ｆａｗａ 〕T ……… （１２） で成分表記したとき、判定係数をα（約０．９）とし
て、 ｆａｗｎ＝α｜Ｆｏｒ｜ ……… （１３） となったら、面取部１０ａに接触したものと判断され、 Ｓｐ＝ｄｉａｇ（０ １ １） ……… （１４） Ｓｆ＝ｄｉａｇ（１ ０ ０） ……… （１５） が送信される。
し、 Ｆａｗ＝ＲT Ｆａｒ ……… （１１） が演算される。ここで、 Ｆａｗ＝〔ｆａｗｎ ｆａｗｏ ｆａｗａ 〕T ……… （１２） で成分表記したとき、判定係数をα（約０．９）とし
て、 ｆａｗｎ＝α｜Ｆｏｒ｜ ……… （１３） となったら、面取部１０ａに接触したものと判断され、 Ｓｐ＝ｄｉａｇ（０ １ １） ……… （１４） Ｓｆ＝ｄｉａｇ（１ ０ ０） ……… （１５） が送信される。
【００２４】ここで、再び、（１３）式が成立し、か
つ、 ｜ｆａｗ（ｏ）｜＜Ｆｔｈｄ かつ ｜ｆａｗ（ａ）｜＜Ｆｔｈｄ （Ｆｔｈｄ＞０は閾値） ……… （１６） が成立したら、挿入部材７が第１方向に突き当たるまで
正しく挿入されたものと判断され、３方向の押しつけ力
目標ベクトル Ｆｏｒ＝Ｆｏｒ1 ＋Ｒ〔０ ｆｏｗ（ｏ） ｆｏｗ（ａ）〕T ……… （１７） が送信される。
つ、 ｜ｆａｗ（ｏ）｜＜Ｆｔｈｄ かつ ｜ｆａｗ（ａ）｜＜Ｆｔｈｄ （Ｆｔｈｄ＞０は閾値） ……… （１６） が成立したら、挿入部材７が第１方向に突き当たるまで
正しく挿入されたものと判断され、３方向の押しつけ力
目標ベクトル Ｆｏｒ＝Ｆｏｒ1 ＋Ｒ〔０ ｆｏｗ（ｏ） ｆｏｗ（ａ）〕T ……… （１７） が送信される。
【００２５】ちなみに、ｆｏｗ（ｏ），ｆｏｗ（ａ）は
第１方向に垂直な互いに直交する第２、及び第３方向へ
の押し付け目標力である。そして、 ｆａｗｎ＝α｜Ｆｏｒ｜ かつ ｆａｗｏ＝αｆｏｗ（ｏ） かつ ｆａｗ（ａ）＝αｆｏｗ（ａ） ……… （１８） が成立したときに拘束が終了される。
第１方向に垂直な互いに直交する第２、及び第３方向へ
の押し付け目標力である。そして、 ｆａｗｎ＝α｜Ｆｏｒ｜ かつ ｆａｗｏ＝αｆｏｗ（ｏ） かつ ｆａｗ（ａ）＝αｆｏｗ（ａ） ……… （１８） が成立したときに拘束が終了される。
【００２６】なお、２９はアンプ、３０はマニプレー
タ、３１はタコメータ、３２はエンコーダ、３３は力覚
センサ、３４はハンドである。以上の構成において、ま
ず、挿入部材７が被挿入部材１０の挿入口の手前まで移
動させてあるとすると、図４（ａ）に示すように、挿入
部材７は未拘束の空間内にあり、この位置から被挿入部
材１０の挿入口位置に向かう方向が第１方向として直交
作業座標系が設定される。
タ、３１はタコメータ、３２はエンコーダ、３３は力覚
センサ、３４はハンドである。以上の構成において、ま
ず、挿入部材７が被挿入部材１０の挿入口の手前まで移
動させてあるとすると、図４（ａ）に示すように、挿入
部材７は未拘束の空間内にあり、この位置から被挿入部
材１０の挿入口位置に向かう方向が第１方向として直交
作業座標系が設定される。
【００２７】そして、第１方向が零でない正の目標値が
制定された力制御とされるとともに、第１方向に垂直な
互いに直交する第２、及び第３方向が位置制御とされ
て、マニプレータ３０が制御されることにより、挿入部
材７は方向がずれることなく被挿入部材１０の挿入口に
接近し、図４（ｂ）に示すように、挿入口の面取部１０
ａに当たって所定の目標力に達した点で接触して停止さ
れる。
制定された力制御とされるとともに、第１方向に垂直な
互いに直交する第２、及び第３方向が位置制御とされ
て、マニプレータ３０が制御されることにより、挿入部
材７は方向がずれることなく被挿入部材１０の挿入口に
接近し、図４（ｂ）に示すように、挿入口の面取部１０
ａに当たって所定の目標力に達した点で接触して停止さ
れる。
【００２８】次に、第１方向はそのまま零でない正の力
目標値の力制御とされるとともに、第２、及び第３方向
が零の力目標値の力制御とされることにより、挿入部材
７が面取部１０ａとの接触反力から逃れる動作となり、
第１方向に垂直な平面内の位置ずれが補正される。その
後、第２、及び第３方向の接触力の大きさが摩擦力を考
慮した閾値以下となり、かつ、第１方向の接触力が目標
値となった時に挿入部材７が第１方向に突き当たるまで
正しく挿入されたものと判断され、図４（ｃ）に示すよ
うに、第１、第２、及び第３方向が零でない力目標値の
力制御とされることにより、挿入部材７が被挿入部材１
０の所定位置に押し付けて位置決めがなされる。
目標値の力制御とされるとともに、第２、及び第３方向
が零の力目標値の力制御とされることにより、挿入部材
７が面取部１０ａとの接触反力から逃れる動作となり、
第１方向に垂直な平面内の位置ずれが補正される。その
後、第２、及び第３方向の接触力の大きさが摩擦力を考
慮した閾値以下となり、かつ、第１方向の接触力が目標
値となった時に挿入部材７が第１方向に突き当たるまで
正しく挿入されたものと判断され、図４（ｃ）に示すよ
うに、第１、第２、及び第３方向が零でない力目標値の
力制御とされることにより、挿入部材７が被挿入部材１
０の所定位置に押し付けて位置決めがなされる。
【００２９】このように本実施例では、例えば、電子部
品等の実装や、機械部品の組み立てといった、従来、人
手に頼っている部品間での接触を伴うような作業を自動
化でき、製品の信頼性を高めるとともに、挿入作業を円
滑に行うことができる。したがって、被挿入部材に対す
る挿入部材の位置に基づいて制御指令生成手段が力制御
手段と位置制御手段とを制御し、挿入部材を被挿入部材
に挿入した後、力制御手段によって挿入部材を所定方向
に力制御することによって、所望の位置決めを行うこと
ができ、挿入部材と被挿入部材との嵌め合い作業におい
て、挿入部材の位置出し精度を高めることができる。
品等の実装や、機械部品の組み立てといった、従来、人
手に頼っている部品間での接触を伴うような作業を自動
化でき、製品の信頼性を高めるとともに、挿入作業を円
滑に行うことができる。したがって、被挿入部材に対す
る挿入部材の位置に基づいて制御指令生成手段が力制御
手段と位置制御手段とを制御し、挿入部材を被挿入部材
に挿入した後、力制御手段によって挿入部材を所定方向
に力制御することによって、所望の位置決めを行うこと
ができ、挿入部材と被挿入部材との嵌め合い作業におい
て、挿入部材の位置出し精度を高めることができる。
【００３０】なお、上記実施例は部品挿入装置を装置本
体、及び混成制御装置とに分割し、混成制御装置を装置
本体によって遠隔操作するものを例に採り、説明した
が、これに限らず、一体化したものであっても構わな
い。
体、及び混成制御装置とに分割し、混成制御装置を装置
本体によって遠隔操作するものを例に採り、説明した
が、これに限らず、一体化したものであっても構わな
い。
【００３１】
【発明の効果】本発明では、被挿入部材に対する挿入部
材の位置に基づいて制御指令生成手段が力制御手段と位
置制御手段とを制御し、挿入部材を被挿入部材に挿入し
た後、力制御手段によって挿入部材を所定方向に力制御
することによって、所望の位置決めを行うことができ
る。
材の位置に基づいて制御指令生成手段が力制御手段と位
置制御手段とを制御し、挿入部材を被挿入部材に挿入し
た後、力制御手段によって挿入部材を所定方向に力制御
することによって、所望の位置決めを行うことができ
る。
【００３２】したがって、挿入部材と被挿入部材との嵌
め合い作業において、挿入部材の位置出し精度を高める
ことができる。
め合い作業において、挿入部材の位置出し精度を高める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例の全体概略構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】図１の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例の動作例を説明するためのフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】本実施例の動作例を説明するための図である。
【図５】従来例の要部構成を示すブロック図である。
【図６】部品挿入装置の概略構成図である。
【図７】図６の要部を示す図である。
【図８】従来例の問題点を説明するための図である。
１ 制御指令生成部（制御指令生成手段） ２ 位置制御部（位置制御手段） ３ 操作部 ４ アーム ５ 位置検出部 ６ 手先効果器 ７ 挿入部材 ８ リンク ９ 弾性部材 １０ 被挿入部材 １１ 部品挿入装置 １２ 装置本体 １３ 混成制御装置 １４ ロボットアーム部 １５ キーボード １６ ＣＲＴ １７，１８ インターフェース １９ ＣＰＵ ２０ 通信部 ２１ 演算部 ２２ ＲＡＭ ２３ 通信部 ２４ ＲＯＭ ２５ ＣＰＵ ２６ Ｉ／Ｏ ２７ 演算部 ２８ ＲＡＭ ２９ アンプ ３０ マニプレータ ３１ タコメータ ３２ エンコーダ ３３ 力覚センサ ３４ ハンド
Claims (1)
- 【請求項１】複数部材を互いに揺動自在に支持して関節
部を形成するアームと、 該アームの先端部に設けられ、所定の挿入部材を揺動自
在に支持する手先効果器と、 該挿入部材が受ける力を検出し、検出した力情報に基づ
いて該挿入部材によって外部に及ぼす力を制御する力制
御手段と、 該挿入部材の位置や姿勢を検出し、検出した位置情報に
基づいて該挿入部材の位置を制御する位置制御手段と、 該力制御手段、及び位置制御手段にそれぞれ発行すべき
制御指令を生成する制御指令生成手段と、 を備えた部品挿入装置であって、 前記力制御手段、及び位置制御手段は、前記挿入部材の
挿入開始時には、該挿入部材の挿入方向である第１方向
に対して零でない正の目標値を設定した力制御とすると
ともに、該第１方向に垂直で、かつ、互いに直交する第
２、及び第３方向を位置制御とし、第１方向の接触力が
目標値となったときからは、第１方向に対して零でない
正の目標値を設定した力制御とするとともに、第２、及
び第３方向に対して零の目標値を設定した力制御とし、
第１方向の接触力が目標値となり、かつ、第２、及び第
３方向の接触力の大きさが所定の閾値以下となったとき
からは、前記第１、第２、及び第３方向のすべての方向
に対して零でない正の目標値を設定した力制御とするこ
とを特徴とする部品挿入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19378391A JPH0538637A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 部品挿入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19378391A JPH0538637A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 部品挿入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0538637A true JPH0538637A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16313730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19378391A Withdrawn JPH0538637A (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 部品挿入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0538637A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010131743A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-06-17 | Canon Inc | 力覚センサを内蔵した把持装置 |
| US8369983B2 (en) | 2007-06-14 | 2013-02-05 | Fanuc Ltd. | Fitting apparatus |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP19378391A patent/JPH0538637A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8369983B2 (en) | 2007-06-14 | 2013-02-05 | Fanuc Ltd. | Fitting apparatus |
| JP2010131743A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-06-17 | Canon Inc | 力覚センサを内蔵した把持装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |