JPH0796491A - ロボットの制御装置 - Google Patents
ロボットの制御装置Info
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- JPH0796491A JPH0796491A JP24333793A JP24333793A JPH0796491A JP H0796491 A JPH0796491 A JP H0796491A JP 24333793 A JP24333793 A JP 24333793A JP 24333793 A JP24333793 A JP 24333793A JP H0796491 A JPH0796491 A JP H0796491A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワークの組付穴の位置を検索する際、作業時
間の短縮化を図る。 【構成】 ワークに形成された組付穴にハンドにより把
持された部品を組み付けるロボットの制御装置におい
て、所定の一定力で部品をワークに押し付けると共にハ
ンドをワーク面と平方な方向に駆動させる動作機構と、
部品がワークから受ける反力を検出する力覚センサと、
部品の中心線をワーク表面に対して所定の角度傾斜させ
て部品をワーク表面に押し付けた状態で探索軌道を描く
ように上記動作機構を制御すると共にこの探索軌道を描
く際にワークからの反力が変化したことにより組付穴の
位置を検出する探索手段と、を有することを特徴とす
る。
間の短縮化を図る。 【構成】 ワークに形成された組付穴にハンドにより把
持された部品を組み付けるロボットの制御装置におい
て、所定の一定力で部品をワークに押し付けると共にハ
ンドをワーク面と平方な方向に駆動させる動作機構と、
部品がワークから受ける反力を検出する力覚センサと、
部品の中心線をワーク表面に対して所定の角度傾斜させ
て部品をワーク表面に押し付けた状態で探索軌道を描く
ように上記動作機構を制御すると共にこの探索軌道を描
く際にワークからの反力が変化したことにより組付穴の
位置を検出する探索手段と、を有することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの制御装置に
係わり、特にワークに形成された組付穴の位置を探索す
るロボットの制御装置に関する。
係わり、特にワークに形成された組付穴の位置を探索す
るロボットの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットによりワークに形成された組付
穴に部品を組み付ける場合、予めティーチングされたテ
ィーチングデータに基づき、ロボット自体により、組付
穴の位置を探索する必要がある。この穴の探索に関連す
る技術が、例えば、特開平１−１０２３０５号公報に記
載されている。この公報に記載されたものは、プローブ
をティーチングデータに基づく被計測物の穴の計測開始
点上に位置させるとともに該計測開始点にアプローチさ
せ、このアプローチ中にプローブがＯＮ信号を発した場
合に、前記計測開始点を中心とする同心円に設定した複
数個のサーチポイントに対してより半径の小さい円周上
にあるものから順にプローブをアプローチさせ、このア
プローチ中にプローブがＯＦＦ信号であったときにその
サーチポイントを真の計測開始点としたものである。
穴に部品を組み付ける場合、予めティーチングされたテ
ィーチングデータに基づき、ロボット自体により、組付
穴の位置を探索する必要がある。この穴の探索に関連す
る技術が、例えば、特開平１−１０２３０５号公報に記
載されている。この公報に記載されたものは、プローブ
をティーチングデータに基づく被計測物の穴の計測開始
点上に位置させるとともに該計測開始点にアプローチさ
せ、このアプローチ中にプローブがＯＮ信号を発した場
合に、前記計測開始点を中心とする同心円に設定した複
数個のサーチポイントに対してより半径の小さい円周上
にあるものから順にプローブをアプローチさせ、このア
プローチ中にプローブがＯＦＦ信号であったときにその
サーチポイントを真の計測開始点としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術においては、同心円に設定した複数個のサー
チポイントに対してより半径の小さい円周上にあるもの
から順にプローブをアプローチすることにより、真の計
測開始点を探索しようとするものであるが、この複数個
のサーチポイントを被計測物との関係においてどのよう
に設定するかについては、明確に記載されていない。即
ち、この従来技術において、半径の間隔及びサーチポイ
ントのピッチを小さく設定すると同一の領域を重複して
二重に探索する可能性があり、逆に半径の間隔及びサー
チポイントのピッチを大きく設定すると探索もれを発生
させる可能性がある。そのため、二重探索や探索もれが
発生すると探索時間が長くなりさらに作業品質も低下す
るという問題が存在している。また、上記従来の技術を
ワークに形成された組付穴を探索する場合に応用するこ
とが可能であるが、この場合には、部品の底面が完全に
組付穴上に来るまで組付穴の位置を検出できないため、
探索時間が長くなり、問題である。そこで本発明は、上
記従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
り、ワークの組付穴の位置を検索する際、作業時間の短
縮化を図ることができるロボットの制御装置を提供する
ことを目的としている。
従来の技術においては、同心円に設定した複数個のサー
チポイントに対してより半径の小さい円周上にあるもの
から順にプローブをアプローチすることにより、真の計
測開始点を探索しようとするものであるが、この複数個
のサーチポイントを被計測物との関係においてどのよう
に設定するかについては、明確に記載されていない。即
ち、この従来技術において、半径の間隔及びサーチポイ
ントのピッチを小さく設定すると同一の領域を重複して
二重に探索する可能性があり、逆に半径の間隔及びサー
チポイントのピッチを大きく設定すると探索もれを発生
させる可能性がある。そのため、二重探索や探索もれが
発生すると探索時間が長くなりさらに作業品質も低下す
るという問題が存在している。また、上記従来の技術を
ワークに形成された組付穴を探索する場合に応用するこ
とが可能であるが、この場合には、部品の底面が完全に
組付穴上に来るまで組付穴の位置を検出できないため、
探索時間が長くなり、問題である。そこで本発明は、上
記従来技術の問題点を解決するためになされたものであ
り、ワークの組付穴の位置を検索する際、作業時間の短
縮化を図ることができるロボットの制御装置を提供する
ことを目的としている。
【０００４】また、本発明は、二重探索や探索もれを防
止することができるような探索可能領域を設定して探索
時間を短縮したロボットの制御装置を提供することを目
的としている。
止することができるような探索可能領域を設定して探索
時間を短縮したロボットの制御装置を提供することを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、ワークに形成された組付穴にハンドにより
把持された部品を組み付けるロボットの制御装置におい
て、所定の一定力で部品をワークに押し付けると共にハ
ンドをワーク面と平方な方向に駆動させる動作機構と、
部品がワークから受ける反力を検出する力覚センサと、
部品の中心線をワーク表面に対して所定の角度傾斜させ
て部品をワーク表面に押し付けた状態で探索軌道を描く
ように上記動作機構を制御すると共にこの探索軌道を描
く際にワークからの反力が変化したことにより組付穴の
位置を検出する探索手段と、を有することを特徴として
いる。このように構成された本発明においては、ワーク
に形成された組付穴の位置を検索する場合、先ず、探索
手段により動作機構を制御して、部品の中心線をワーク
表面に対して所定の角度傾斜させて部品をワーク表面に
押し付けた状態で探索軌道を描き、このとき、ワークか
らの反力が変化したことが力覚センサにより検出された
とき、探索手段が組付穴の位置を検出するようにしてい
る。また本発明においては、上記探索手段が、探索軌道
から組付穴のほぼ１／２の距離の範囲を探索可能範囲と
して、探索軌道を描くように上記動作機構を制御するよ
うにすることが好ましい。
め本発明は、ワークに形成された組付穴にハンドにより
把持された部品を組み付けるロボットの制御装置におい
て、所定の一定力で部品をワークに押し付けると共にハ
ンドをワーク面と平方な方向に駆動させる動作機構と、
部品がワークから受ける反力を検出する力覚センサと、
部品の中心線をワーク表面に対して所定の角度傾斜させ
て部品をワーク表面に押し付けた状態で探索軌道を描く
ように上記動作機構を制御すると共にこの探索軌道を描
く際にワークからの反力が変化したことにより組付穴の
位置を検出する探索手段と、を有することを特徴として
いる。このように構成された本発明においては、ワーク
に形成された組付穴の位置を検索する場合、先ず、探索
手段により動作機構を制御して、部品の中心線をワーク
表面に対して所定の角度傾斜させて部品をワーク表面に
押し付けた状態で探索軌道を描き、このとき、ワークか
らの反力が変化したことが力覚センサにより検出された
とき、探索手段が組付穴の位置を検出するようにしてい
る。また本発明においては、上記探索手段が、探索軌道
から組付穴のほぼ１／２の距離の範囲を探索可能範囲と
して、探索軌道を描くように上記動作機構を制御するよ
うにすることが好ましい。
【０００６】このようにして探索可能範囲を設定してい
るため、本発明においては、二重探索を極力すくなくす
ることができ、さらに探索もれの発生を防止することが
できる。さらに本発明においては、上記探索手段は、探
索軌道を、探索開始点から組付穴の最短寸法のほぼ１／
２の距離を基準として直線軌道を順次組み合わせた螺線
軌道とすることが好ましい。このようにして探索可能範
囲を設定しているため、本発明においては、同様に、二
重探索を極力すくなくすることができ、さらに探索もれ
の発生を防止することができる。また、探索時間を最短
とすることができ作業時間の短縮化を図ることができ
る。
るため、本発明においては、二重探索を極力すくなくす
ることができ、さらに探索もれの発生を防止することが
できる。さらに本発明においては、上記探索手段は、探
索軌道を、探索開始点から組付穴の最短寸法のほぼ１／
２の距離を基準として直線軌道を順次組み合わせた螺線
軌道とすることが好ましい。このようにして探索可能範
囲を設定しているため、本発明においては、同様に、二
重探索を極力すくなくすることができ、さらに探索もれ
の発生を防止することができる。また、探索時間を最短
とすることができ作業時間の短縮化を図ることができ
る。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。図１は本発明のロボットの制御装置の
一実施例を示す全体構成図である。この図１に示すよう
に、１はロボットハンドであり、このロボットハンド１
には、ワーク２の組付穴４に挿入され組み付けられる部
品６が把持されている。８はロボットアームであり、こ
のロボットアーム８とハンド１の間には、アクチュエー
タ（サーボモータ）を有するエンドエフェクタ１０及び
力覚センサ１２がユニット化されて取り付けられてい
る。１４は、エンドエフェクタ・コントローラであり、
このエンドエフェクタ・コントローラ１４には、力覚セ
ンサ１２からの力覚情報が入力され、この入力情報に基
づいて、エンドエフェクタ１４に制御指令を出力する。
このエンドエフェクタ１４及びエンドエフェクタ・コン
トローラ１４は、具体的には、後述するように、組付穴
４の探索を行うために、所定の一定力で部品２をワーク
２に押し付けた状態でワーク面に平行な方向に駆動され
所定の探索軌道を描くという機能を有している。１６
は、ロボット・コントローラであり、このロボット・コ
ントローラ１６により、一の組付穴での組付作業が完了
した際次の教示点（組付穴の位置）への移動要求が出力
され、これによりロボットアーム８が駆動され次に教示
点へ移動する。このときの移動経路は、ロボット・コン
トローラ１６により、予め入力されたティーチングデー
タに基づいて設定される。
照して説明する。図１は本発明のロボットの制御装置の
一実施例を示す全体構成図である。この図１に示すよう
に、１はロボットハンドであり、このロボットハンド１
には、ワーク２の組付穴４に挿入され組み付けられる部
品６が把持されている。８はロボットアームであり、こ
のロボットアーム８とハンド１の間には、アクチュエー
タ（サーボモータ）を有するエンドエフェクタ１０及び
力覚センサ１２がユニット化されて取り付けられてい
る。１４は、エンドエフェクタ・コントローラであり、
このエンドエフェクタ・コントローラ１４には、力覚セ
ンサ１２からの力覚情報が入力され、この入力情報に基
づいて、エンドエフェクタ１４に制御指令を出力する。
このエンドエフェクタ１４及びエンドエフェクタ・コン
トローラ１４は、具体的には、後述するように、組付穴
４の探索を行うために、所定の一定力で部品２をワーク
２に押し付けた状態でワーク面に平行な方向に駆動され
所定の探索軌道を描くという機能を有している。１６
は、ロボット・コントローラであり、このロボット・コ
ントローラ１６により、一の組付穴での組付作業が完了
した際次の教示点（組付穴の位置）への移動要求が出力
され、これによりロボットアーム８が駆動され次に教示
点へ移動する。このときの移動経路は、ロボット・コン
トローラ１６により、予め入力されたティーチングデー
タに基づいて設定される。
【０００８】上記力覚センサ１２は、ロボットハンド１
に作用するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の反力をそれぞ
れ検出するためのものである。ここで、図１に示すよう
に、ワーク２の面に平行な２軸方向がＸ軸方向及びＹ軸
方向であり、ワーク２の面に垂直な方向であり且つ組付
方向がＺ軸方向である。また、エンドエフェクタ１０
は、図２に示されたように、３軸直交テーブル即ち、Ｘ
軸方向に移動可能なＸ軸テーブル１０ａ、Ｙ軸方向に移
動可能なＹ軸テーブル１０ｂ及びＺ軸方向に移動可能な
Ｚ軸テーブル１０ｃにより構成され、これらの各テーブ
ル１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞれ独立にアクチュ
エータにより能動的に駆動される。本実施例において
は、後述するように、Ｚ軸テーブル１０ｃを駆動させる
ことにより、組付穴４の探索を行う際に所定の一定力で
部品２をワーク２に押し付けることができる。また、Ｘ
軸テーブル１０ａ及びＹ軸テーブル１０ｂを駆動させる
ことにより、所定の探索軌道を描くことができる。以
下、本実施例によるワークの組付穴の位置を探索する探
索動作について説明する。先ず、本実施例において、ワ
ーク２の組付穴４を探索する場合には、図３に示すよう
に、部品６中心線Ａをワーク２の表面に対して所定の角
度θだけ斜めに傾斜させて部品６をワーク２表面に押し
付けた状態で後述する探索軌道を描くようにしている。
ここで、部品６は、ワーク２の組付穴４に組み付けた際
に部品の形状が変化しない樹脂成形されたようなものを
対象とし、また、その先端部に面取部を有している。ま
た、傾斜角度θは、５度乃至１０度が好ましい。
に作用するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の反力をそれぞ
れ検出するためのものである。ここで、図１に示すよう
に、ワーク２の面に平行な２軸方向がＸ軸方向及びＹ軸
方向であり、ワーク２の面に垂直な方向であり且つ組付
方向がＺ軸方向である。また、エンドエフェクタ１０
は、図２に示されたように、３軸直交テーブル即ち、Ｘ
軸方向に移動可能なＸ軸テーブル１０ａ、Ｙ軸方向に移
動可能なＹ軸テーブル１０ｂ及びＺ軸方向に移動可能な
Ｚ軸テーブル１０ｃにより構成され、これらの各テーブ
ル１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞれ独立にアクチュ
エータにより能動的に駆動される。本実施例において
は、後述するように、Ｚ軸テーブル１０ｃを駆動させる
ことにより、組付穴４の探索を行う際に所定の一定力で
部品２をワーク２に押し付けることができる。また、Ｘ
軸テーブル１０ａ及びＹ軸テーブル１０ｂを駆動させる
ことにより、所定の探索軌道を描くことができる。以
下、本実施例によるワークの組付穴の位置を探索する探
索動作について説明する。先ず、本実施例において、ワ
ーク２の組付穴４を探索する場合には、図３に示すよう
に、部品６中心線Ａをワーク２の表面に対して所定の角
度θだけ斜めに傾斜させて部品６をワーク２表面に押し
付けた状態で後述する探索軌道を描くようにしている。
ここで、部品６は、ワーク２の組付穴４に組み付けた際
に部品の形状が変化しない樹脂成形されたようなものを
対象とし、また、その先端部に面取部を有している。ま
た、傾斜角度θは、５度乃至１０度が好ましい。
【０００９】本実施例においては、このように部品６を
傾けてワーク表面に押し付けているため、点Ｂで示され
ているように、部品６とワーク２は点と面とが接触する
点接触となる。このとき、エンドエフェクタ１０のＺ軸
テーブル１０ｃを駆動させることにより、所定の一定力
で部品２をワーク２に押し付けるようにしている。ま
た、エンドエフェクタ１０のＸ軸テーブル１０ａ及びＹ
軸テーブル１０ｂを駆動させ探索軌道を描いている。こ
のため、図４に示すように、本実施例においては、部品
６のワーク２との接触部分Ｂが、ワーク２の組付穴４に
到達したときには、ワーク２から受ける反力の値が急激
に変化するため、この反力の変化により、組付穴４の位
置を容易に検出することができる。次に本実施例による
探索軌道の設定の仕方について説明する。ワーク２の組
付穴４の位置を探索する場合に、その探索軌道を設定す
る必要があるが、この探索軌道が適切であるためには、
以下の条件を満たす必要がある。 (1) 組付穴探索範囲内を二重探索や探索もれがないよう
に探索できる。 (2) できるだけ短い移動距離で組付穴を探索する。 以下、これらの条件と満たす本実施例による第１及び第
２の探索軌道の設定の仕方について説明する。
傾けてワーク表面に押し付けているため、点Ｂで示され
ているように、部品６とワーク２は点と面とが接触する
点接触となる。このとき、エンドエフェクタ１０のＺ軸
テーブル１０ｃを駆動させることにより、所定の一定力
で部品２をワーク２に押し付けるようにしている。ま
た、エンドエフェクタ１０のＸ軸テーブル１０ａ及びＹ
軸テーブル１０ｂを駆動させ探索軌道を描いている。こ
のため、図４に示すように、本実施例においては、部品
６のワーク２との接触部分Ｂが、ワーク２の組付穴４に
到達したときには、ワーク２から受ける反力の値が急激
に変化するため、この反力の変化により、組付穴４の位
置を容易に検出することができる。次に本実施例による
探索軌道の設定の仕方について説明する。ワーク２の組
付穴４の位置を探索する場合に、その探索軌道を設定す
る必要があるが、この探索軌道が適切であるためには、
以下の条件を満たす必要がある。 (1) 組付穴探索範囲内を二重探索や探索もれがないよう
に探索できる。 (2) できるだけ短い移動距離で組付穴を探索する。 以下、これらの条件と満たす本実施例による第１及び第
２の探索軌道の設定の仕方について説明する。
【００１０】先ず第１の探索軌道の設定の仕方について
図５乃至図８を参照して説明する。図５は、本発明の実
施例による組付穴の検出の様子を示す説明図である。こ
の図５に示すように、部品６を傾けた場合には、部品６
とワーク２とは点接触（点Ｂで示す）となり、このた
め、部品６を探索軌道Ｃに沿って移動させると、組付穴
４の縁上（すなわち組付穴検出点Ｐ）で反力が変化す
る。この反力の変化から組付穴の位置を検出することが
できる。ここで、部品６とワーク２との接触点Ｂを、図
６に示すように、点Ｓ（スタート点）から点Ｇ（ゴール
点）まで探索軌道Ｃに沿って直線移動させると、図６の
点線枠（Ｄで示す）内に組付穴の中心（ｑ1,ｑ2,ｑ3,ｑ
4 ）があれば、接触点Ｂの探索軌道と組付穴４の縁とが
交差し、組付穴４の位置を検出することができる。この
ため、点線枠（Ｄで示す）で囲まれる領域が、探索軌道
Ｃについて探索可能範囲となる。図７は、組付穴が矩形
（ａ×ｂ）の場合の探索軌道と探索可能範囲を示す平面
図である。この図７において、直線Ｃは探索軌道を示
し、点線枠Ｄは、その範囲内に組付穴の中心があれば組
付穴を検出することができる探索可能範囲を示してい
る。このように、組付穴が矩形（ａ×ｂ）の場合には、
探索軌道から組付穴の各寸法（ａ及びｂ）の１／２の距
離の範囲を探索可能範囲として、探索軌道を描くように
している。このように設定された探索軌道と探索可能範
囲を順次組み合わせることにより、二重探索を極力する
なくすることができ、その分だけ作業時間を短縮するこ
とができる。さらに、探索もれを確実に防止することが
できるので、作業品質（信頼性）を向上させることがで
きる。
図５乃至図８を参照して説明する。図５は、本発明の実
施例による組付穴の検出の様子を示す説明図である。こ
の図５に示すように、部品６を傾けた場合には、部品６
とワーク２とは点接触（点Ｂで示す）となり、このた
め、部品６を探索軌道Ｃに沿って移動させると、組付穴
４の縁上（すなわち組付穴検出点Ｐ）で反力が変化す
る。この反力の変化から組付穴の位置を検出することが
できる。ここで、部品６とワーク２との接触点Ｂを、図
６に示すように、点Ｓ（スタート点）から点Ｇ（ゴール
点）まで探索軌道Ｃに沿って直線移動させると、図６の
点線枠（Ｄで示す）内に組付穴の中心（ｑ1,ｑ2,ｑ3,ｑ
4 ）があれば、接触点Ｂの探索軌道と組付穴４の縁とが
交差し、組付穴４の位置を検出することができる。この
ため、点線枠（Ｄで示す）で囲まれる領域が、探索軌道
Ｃについて探索可能範囲となる。図７は、組付穴が矩形
（ａ×ｂ）の場合の探索軌道と探索可能範囲を示す平面
図である。この図７において、直線Ｃは探索軌道を示
し、点線枠Ｄは、その範囲内に組付穴の中心があれば組
付穴を検出することができる探索可能範囲を示してい
る。このように、組付穴が矩形（ａ×ｂ）の場合には、
探索軌道から組付穴の各寸法（ａ及びｂ）の１／２の距
離の範囲を探索可能範囲として、探索軌道を描くように
している。このように設定された探索軌道と探索可能範
囲を順次組み合わせることにより、二重探索を極力する
なくすることができ、その分だけ作業時間を短縮するこ
とができる。さらに、探索もれを確実に防止することが
できるので、作業品質（信頼性）を向上させることがで
きる。
【００１１】図８は、組付穴が円（直径ａ）の場合の探
索軌道と探索可能範囲を示す平面図である。この図８に
おいて、同様に、直線Ｃは探索軌道を示し、点線枠Ｄ
は、その範囲内に組付穴の中心があれば組付穴を検出す
ることができる探索可能範囲を示している。このよう
に、組付穴が円（直径ａ）の場合には、探索軌道から組
付穴の直径の１／２の距離の範囲を探索可能範囲とし
て、探索軌道を描くようにしている。この場合も同様
に、このように設定された探索軌道と探索可能範囲を順
次組み合わせることにより、二重探索を極力するなくす
ることができ、その分だけ作業時間を短縮することがで
きる。さらに、探索もれを確実に防止することができる
ので、作業品質（信頼性）を向上させることができる。
次に、第２の探索軌道の設定の仕方について図９乃至図
１２を参照して説明する。本実施例においては、さらに
探索移動を短くして作業時間を短縮するため、「最大探
索距離」と「平均探索距離」という概念を導入してい
る。ここで、最大探索距離とは、所定の一の組付穴を検
出するために必要な探索軌道の全長をいう。また、平均
探索距離とは、計算機を用いて以下のようにシュミレー
ションして算出した値をいう。
索軌道と探索可能範囲を示す平面図である。この図８に
おいて、同様に、直線Ｃは探索軌道を示し、点線枠Ｄ
は、その範囲内に組付穴の中心があれば組付穴を検出す
ることができる探索可能範囲を示している。このよう
に、組付穴が円（直径ａ）の場合には、探索軌道から組
付穴の直径の１／２の距離の範囲を探索可能範囲とし
て、探索軌道を描くようにしている。この場合も同様
に、このように設定された探索軌道と探索可能範囲を順
次組み合わせることにより、二重探索を極力するなくす
ることができ、その分だけ作業時間を短縮することがで
きる。さらに、探索もれを確実に防止することができる
ので、作業品質（信頼性）を向上させることができる。
次に、第２の探索軌道の設定の仕方について図９乃至図
１２を参照して説明する。本実施例においては、さらに
探索移動を短くして作業時間を短縮するため、「最大探
索距離」と「平均探索距離」という概念を導入してい
る。ここで、最大探索距離とは、所定の一の組付穴を検
出するために必要な探索軌道の全長をいう。また、平均
探索距離とは、計算機を用いて以下のようにシュミレー
ションして算出した値をいう。
【００１２】即ち、以下のようにして平均探索距離を算
出する。先ず、ａ）探索範囲内（２０ｍｍ×２０ｍｍ）
の組付穴中心位置の分布は、組付穴の中心を原点とする
２次元正規分布であるとする。ｂ）上記ａ）の条件に従
って図９に示したように、探索範囲内に組付穴４を１つ
配置する。ｃ）図９に示すような所定の探索軌道Ｃに沿
って部品を移動させ組付穴４の縁Ｐ2 を最初に通過する
までの移動距離（点Ｓと点Ｐ1 との距離及び点Ｐ1 と点
Ｐ2 との距離の合計）を探索距離とする。ｄ）上記ｂ）
とｃ）を相当の回数試行し、それぞれの試行ごとに探索
距離を算出し、このようにして算出された探索距離の全
ての平均値を算出する。このようにして算出された値を
平均探索距離と定義する。この平均探索距離は、この値
が小さいほど短時間で組付穴を検出する可能性が高いこ
とを示している。従って、平均探索距離は、短いほど好
ましい。また、組付穴が最後まで検出できないような場
合には、上記の最大探索距離が短いほど、探索時間が短
くなるため、最大探索距離も、同様に短いほど好まし
い。この平均探索距離及び最大探索距離の両者をできる
限り短くした探索軌道の例を図１０乃至図１２に示す。
ここで、図１０は探索軌道１を示し、図１１は探索軌道
２を示し、図１２は探索軌道３を示している。これらの
図１０乃至図１２において、点Ｓはスタート点、点Ｇは
ゴール点、Ｐは軌道を決定するパラメータを示してい
る。これらの探索軌道１〜３における平均探索距離、最
大探索距離及び探索距離の分散のそれぞれの値を表１に
に示す。これら図１０乃至図１２に示され探索軌道をシ
ュミレーションする場合、組付穴は一辺８．５ｍｍの断
面が正方形の矩形穴とし、パラメータＰは５．０ｍｍと
した。ここで、組付穴の位置を決める２次元正規分布の
分散は、ｘ軸方向及びｙ軸方向共に２．５ｍｍである。
出する。先ず、ａ）探索範囲内（２０ｍｍ×２０ｍｍ）
の組付穴中心位置の分布は、組付穴の中心を原点とする
２次元正規分布であるとする。ｂ）上記ａ）の条件に従
って図９に示したように、探索範囲内に組付穴４を１つ
配置する。ｃ）図９に示すような所定の探索軌道Ｃに沿
って部品を移動させ組付穴４の縁Ｐ2 を最初に通過する
までの移動距離（点Ｓと点Ｐ1 との距離及び点Ｐ1 と点
Ｐ2 との距離の合計）を探索距離とする。ｄ）上記ｂ）
とｃ）を相当の回数試行し、それぞれの試行ごとに探索
距離を算出し、このようにして算出された探索距離の全
ての平均値を算出する。このようにして算出された値を
平均探索距離と定義する。この平均探索距離は、この値
が小さいほど短時間で組付穴を検出する可能性が高いこ
とを示している。従って、平均探索距離は、短いほど好
ましい。また、組付穴が最後まで検出できないような場
合には、上記の最大探索距離が短いほど、探索時間が短
くなるため、最大探索距離も、同様に短いほど好まし
い。この平均探索距離及び最大探索距離の両者をできる
限り短くした探索軌道の例を図１０乃至図１２に示す。
ここで、図１０は探索軌道１を示し、図１１は探索軌道
２を示し、図１２は探索軌道３を示している。これらの
図１０乃至図１２において、点Ｓはスタート点、点Ｇは
ゴール点、Ｐは軌道を決定するパラメータを示してい
る。これらの探索軌道１〜３における平均探索距離、最
大探索距離及び探索距離の分散のそれぞれの値を表１に
に示す。これら図１０乃至図１２に示され探索軌道をシ
ュミレーションする場合、組付穴は一辺８．５ｍｍの断
面が正方形の矩形穴とし、パラメータＰは５．０ｍｍと
した。ここで、組付穴の位置を決める２次元正規分布の
分散は、ｘ軸方向及びｙ軸方向共に２．５ｍｍである。
【００１３】
【表１】
【００１４】図１２から明らかなように、探索軌道１と
探索軌道３を比較すると、探索軌道３の方が最大探索距
離が短い。しかしながら、平均探索距離は、探索軌道１
の方が短い。また、探索距離の分散値は、探索軌道１の
方が探索軌道３より安定している。従って、探索軌道１
〜３は、全て好ましい探索軌道であるが、その中でも探
索軌道１が、最も好まし探索軌道であることが理解でき
る。尚、上記図１０乃至図１２に示された探索軌道は、
計算機によりシュミレーションして設定した軌道である
が、実験的に算出した場合でも同様な結果が得られてい
る。上記の図１０乃至図１２に示された探索軌道は、組
付穴が矩形穴の場合であるが、組付穴が、直径がａの円
穴の場合は、パラメータはａ／２を基準として設定され
る。また、ａ×ｂの矩形穴（ａが短辺）の場合には、パ
ラメータはａ／２を基準として設定される。
探索軌道３を比較すると、探索軌道３の方が最大探索距
離が短い。しかしながら、平均探索距離は、探索軌道１
の方が短い。また、探索距離の分散値は、探索軌道１の
方が探索軌道３より安定している。従って、探索軌道１
〜３は、全て好ましい探索軌道であるが、その中でも探
索軌道１が、最も好まし探索軌道であることが理解でき
る。尚、上記図１０乃至図１２に示された探索軌道は、
計算機によりシュミレーションして設定した軌道である
が、実験的に算出した場合でも同様な結果が得られてい
る。上記の図１０乃至図１２に示された探索軌道は、組
付穴が矩形穴の場合であるが、組付穴が、直径がａの円
穴の場合は、パラメータはａ／２を基準として設定され
る。また、ａ×ｂの矩形穴（ａが短辺）の場合には、パ
ラメータはａ／２を基準として設定される。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明のロボットの
制御装置によれば、ワークの組付穴の位置を検索する
際、作業時間の短縮化を図ることができる。さらに、二
重探索や探索もれを防止することも可能である。
制御装置によれば、ワークの組付穴の位置を検索する
際、作業時間の短縮化を図ることができる。さらに、二
重探索や探索もれを防止することも可能である。
【図１】本発明のロボットの制御装置の一実施例を示す
全体構成図
全体構成図
【図２】本発明の実施例に用いられるエンドエフェクタ
を示す斜視図
を示す斜視図
【図３】本発明の実施例による部品をワークに対して傾
斜させてワークの表面に押しつけた状態を示す図（ここ
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である）
斜させてワークの表面に押しつけた状態を示す図（ここ
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である）
【図４】本発明の実施例による部品のワークとの接触部
分がワーク組付穴に到達したときの状態を示す説明図
分がワーク組付穴に到達したときの状態を示す説明図
【図５】本発明の実施例による組付穴の位置の検出の様
子を示す説明図
子を示す説明図
【図６】本発明の実施例による探索軌道と探索可能範囲
を示す説明図
を示す説明図
【図７】本発明の実施例による組付穴が矩形穴である場
合の探索軌道と探索可能範囲を示す説明図
合の探索軌道と探索可能範囲を示す説明図
【図８】本発明の実施例による組付穴が円穴である場合
の探索軌道と探索可能範囲を示す説明図
の探索軌道と探索可能範囲を示す説明図
【図９】本発明の実施例による最大探索距離と平均探索
距離を説明するための説明図
距離を説明するための説明図
【図１０】本発明の実施例による探索軌道１を示す線図
【図１１】本発明の実施例による探索軌道２を示す線図
【図１２】本発明の実施例による探索軌道３を示す線図
１ ロボットハンド ２ ワーク ４ 組付穴 ６ 部品 ８ ロボットアーム １０ エンドエフェクタ １２ 力覚センサ １４ エンドエフェクタ・コントローラ １６ ロボット・コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大隅 久 東京都文京区本郷７−３−１ 東京大学工 学部精密機械工学科内 (72)発明者 新井 民夫 東京都文京区本郷７−３−１ 東京大学工 学部精密機械工学科内
Claims (3)
- 【請求項１】 ワークに形成された組付穴にハンドによ
り把持された部品を組み付けるロボットの制御装置にお
いて、 所定の一定力で部品をワークに押し付けると共にハンド
をワーク面と平方な方向に駆動させる動作機構と、 部品がワークから受ける反力を検出する力覚センサと、 部品の中心線をワーク表面に対して所定の角度傾斜させ
て部品をワーク表面に押し付けた状態で探索軌道を描く
ように上記動作機構を制御すると共にこの探索軌道を描
く際にワークからの反力が変化したことにより組付穴の
位置を検出する探索手段と、 を有することを特徴とするロボットの制御装置。 - 【請求項２】 上記探索手段が、探索軌道から組付穴の
ほぼ１／２の距離の範囲を探索可能範囲として、探索軌
道を描くように上記動作機構を制御することを特徴とす
る請求項１記載のロボットの制御装置。 - 【請求項３】 上記探索手段は、探索軌道を、探索開始
点から組付穴の最短寸法のほぼ１／２の距離を基準とし
て直線軌道を順次組み合わせた螺線軌道としたことを特
徴とする請求項１記載のロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24333793A JPH0796491A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ロボットの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24333793A JPH0796491A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ロボットの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796491A true JPH0796491A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17102328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24333793A Pending JPH0796491A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ロボットの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0796491A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002254257A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-10 | Yaskawa Electric Corp | 部品自動組立て方法及び装置 |
| JP2009061550A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Yaskawa Electric Corp | 組み立て作業ロボットの制御方法および制御装置 |
| JP2021020295A (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | 株式会社安川電機 | 嵌合装置、嵌合方法及びプログラム |
| US20210052358A1 (en) * | 2019-08-19 | 2021-02-25 | Nanjing University Of Science & Technology | Teeth whitening product containing piezoelectric material |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP24333793A patent/JPH0796491A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002254257A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-10 | Yaskawa Electric Corp | 部品自動組立て方法及び装置 |
| JP4587061B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2010-11-24 | 株式会社安川電機 | 部品自動組立て方法及び装置 |
| JP2009061550A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Yaskawa Electric Corp | 組み立て作業ロボットの制御方法および制御装置 |
| JP2021020295A (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | 株式会社安川電機 | 嵌合装置、嵌合方法及びプログラム |
| US20210052358A1 (en) * | 2019-08-19 | 2021-02-25 | Nanjing University Of Science & Technology | Teeth whitening product containing piezoelectric material |
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