JPS6294230A - 穴探索方式 - Google Patents

穴探索方式

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JPS6294230A
JPS6294230A JP23453985A JP23453985A JPS6294230A JP S6294230 A JPS6294230 A JP S6294230A JP 23453985 A JP23453985 A JP 23453985A JP 23453985 A JP23453985 A JP 23453985A JP S6294230 A JPS6294230 A JP S6294230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
scanning
rod
bar
detected
Prior art date
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Pending
Application number
JP23453985A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuaki Takanashi
伸彰 高梨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP23453985A priority Critical patent/JPS6294230A/ja
Publication of JPS6294230A publication Critical patent/JPS6294230A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10Aligning parts to be fitted together
    • B23P19/12Alignment of parts for insertion into bores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は組み立て作業を自動的に行う際の挿入穴探索方
式に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、物体の棒状部分を穴に挿入する組立て作業を自動
的に行う場合で、かつ挿入穴の位置が正確に得られない
場合、まず棒状部分を挿入方向に移動すると共に棒状部
分及び非挿入穴領域との接触を検出する方式があった。
この方式において前記接触が検出された場合には、棒状
部分の軌跡がうずまき状となるように位置を修正しなが
ら前記挿入動作を繰り返すことにより穴の位置を探索す
る。一定距離以上の挿入を行っても接触が検出されない
場合には、挿入に成功したとして探索動作を終了する。
例えばケニス・カーク(Kenneth H。
Kirk )により“ロボットシステム フォー イン
サージョン オブ カスタム リープイド コンポーネ
ンツ イントウー ア ピー、シー、ボ−ド(Robo
t  System  for  In5ertion
  of  Custom  Leadeclcomp
onent’s 1nto a P、C,Boad)”
という題目で″850ボットー9コン77レンス(Ro
bot−9Conference)予稿集P、9−18
からP、9−37に前記探索方式について述べられてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記従来の穴探索方式では簡単なセンサにより穴位置の
探索を行うことができるが、探索途中で棒状部分が挿入
穴位置のほぼ近傍に移動した場合にも、少しでもずれて
いる場合には穴として認識することはできず、次の探索
点に移動した場合に、該当穴を飛び越してしまう可能性
が高いという問題点があった。また、該当穴を飛び越す
ことがないよう探索のための移動距離を小さくとった場
合には、探索に要する時間が非常に長くなってしまうと
いう問題点があった。
本発明の目的はこれらの問題点を解決した穴探索方式を
提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、物体の棒状部分を穴に挿入する組立て作業を
自動的に行う場合の穴探索方式において、前記棒状部分
を挿入方向に対して傾斜させると共に、挿入方向に押し
付けながら前記穴を有する面上を、第1の動作として、
前記傾斜方向に走査しつつ前記棒状部分と前記穴を有す
る面との接触によって生じる力を検出記録し、前記記録
検出値が一定値以上変化した部分のうち最初の部分に対
応する前記走査位置を穴の前縁とする一方、前記変化部
分のうち次の部分に対応する前記走査位置を穴の後縁と
し、次に第2の動作として、前記押し付け動作を解除し
、前記走査の開始点に戻すと共に前記走査方向と異なる
方向に移動し、前記第1゜第2の動作を繰り返すことに
よって得た前記穴の前縁の位置及び後縁の位置の組のす
べての平均をとった位置を穴の中心位置として求めるこ
とを特徴としている。
〔作用〕
本発明に従う穴探索方式の原理・作用について図面を用
いて説明する。
第1図は穴探索を行うために行う走査形式について示し
た図である。本発明に従う穴探索方式では、第1の走査
として、棒状部分2を把持するハンド1を挿入方向より
角度θだけ傾斜させると共に挿入方向に押し付けながら
、挿入を行う穴3を有する面4上を傾斜方向10に向か
って走査する。
走査と同時にハンド1にかかる力を検出記録しておく。
前記第1の走査終了後、第2の走査として前記押し付け
動作を解除し、走査開始点に戻すと共に走査方向10と
異なる方向11に移動(走査)する。
これら第1.第2の走査を繰り返すことにより挿入穴3
を含む領域について走査を行う。
第2図は棒状部分2に加わる力の方向を示した図である
。第1の走査によれば棒状部分2と面4が接触している
場合は面と直交する方向に反力F。
が加えられる。棒状部分2が挿入穴3内を移動している
場合には力は検出されず、穴内側から再び面4に接触し
た時点で面4と平行な方向に反力FHが加えられる。穴
内側より棒状部分2が面4に接触した後は再び最初の接
触状態が保たれ、反力Fvが加えられる。
以上述べた反力Fv及びF、+は前記傾斜方向と直交す
る方向の成分をとることにより、同一方向の力Fとして
検出することができる。
第3図は第2図における検出力Fの変化の例を示した図
である。図では第1の走査方向10を横軸X1検出力F
を縦軸にとっている。面4上の走査において穴3の部分
を通過しなかった場合の検出力Fの変化を示したものが
(a)であり、ある巾の変動はあるが、はぼ一定の力が
検出される。(b)〜(e)は走査中に穴3の部分を通
過した場合であり、それぞれ穴の前縁及び後縁にて検出
力が大きく変化する点が得られる。図では一例として第
2の走査方向11に対し、4本分にて穴3が検出されて
いることを示している。図中で検出力の変化点にPb+
、Pb2.pc、、Pe2.Pd+、PCl3゜Pe、
、Pe2と名前をつけ、各点に対しくx、y)の座標を
与えるとし、X座標としては第1の走査方向10におけ
る走査距離、X座標としては第2の走査方向における走
査距離を対応させることとすると、前記8点の座標の平
均をとることにより穴3の中心座標を求めることができ
る。
〔実施例〕
本発明の具体的な実施例について図面を用いて説明する
第4図は本発明による穴探索方式を実施するに最適な処
理を示した流れ図である。まず設計情報や視覚処理等を
用いて穴の概略中心位置を求め、この概略中心位置と実
際の挿入位置との間に生じる可能性のある誤差範囲を含
むように探索範囲をあらかじめ決定する(ステップSt
)。この探索範囲の中心と前記概略中心位置が一致する
よう探索開始位置を決定しくステップS2)、挿入を行
う物体の棒状部分を探索開始位置へ移動する(ステップ
S3)。
次に実際の探索動作としてまず挿入を行う物体の棒状部
分を挿入方向に対して傾斜させ(ステップS4)、第1
に面への接触を検出するまで棒状部分を降下させ(ステ
ップS5)、傾斜方向を第1の走査方向とし、挿入方向
に押し付けながら第1の走査方向に走査を行う(ステッ
プS6)。第1の走査と同時に前記面と棒状部分との接
触により生じる反力を検出しくステップS7)、走査開
始後力検出値が一定値以上変化した部分のうち、第1番
目及び第2番目の部分に対応する走査位置をそれぞれ挿
入穴の前縁及び後縁とし、両者の平均をPx、として記
憶する(ステップ38)。また、第1の走査方向と異な
る第2の走査方向に対する走査位置をPyi として記
憶する(ステップ39)。
全範囲の走査が終了したか否かを判断しくステップ51
0)、走査が終了していなければ、第2として前記押し
付け動作を解除し、第1の走査方向に対する走査開始点
へ棒状部分を戻すと共に、第2の走査方向へ移動する(
ステップ311)。前記第1.第2の走査を前記探索範
囲にわたって繰り返すことにより挿入穴の前縁及び後縁
の座標の組(Pxt 、 Pyt )が複数組得られる
。最後に大部分を通過することによって得られた座標の
組の平均を計算することにより、挿入穴中心位置の座標
が求まる(ステップ512)。
以上の動作によって求めた中心位置は傾斜させた棒状部
分と挿入穴を有する面との接触点を用いて得たものであ
る。従って、実際に挿入を行うため前記傾斜を解除し、
棒状部分を挿入方向と平行になるよう移動する場合は棒
状部分の形状に応じてさらに位置を修正する必要がある
第5図は穴探索時と挿入時の棒状部分の位置の違いを示
した図である。挿入を行う穴探索時には図に示すように
棒状部分を2のごとく挿入方向に対し角度θだけ傾斜さ
せている。従って、前記探索動作により穴中心へ移動し
た後、棒状部分2を把持するハンド先端位置は30に示
すように穴中心直上にはない。挿入を行うためには棒状
部分を2′のごとく挿入方向に平行になるよう傾斜角θ
を0とし、ハンド先端位置が穴中心直上の点31に一致
するよう移動する必要がある。
前記移動に必要なベクトルは以下のようにして求めるこ
とができる。
まず傾斜方向に等しい第1の走査方向をX方向、これと
異なる第2の走査方向をY方向、挿入方向を−Z方向と
すると、Y方向に対して位置修正を行う必要はない。そ
こでX方向及びZ方向の2方向のみに対する移動量を考
えれば十分である。第6図は挿入を行うために必要な移
動量を求めるための図である。図において、探索終了時
のハンド先端位置30をP、挿入時のハンド先端位置3
1をQ1点PからX軸及びZ軸におろした垂線の足をそ
れぞれH,V、穴中心位置をC1棒状部分2の先端の中
心を0、直線POとX軸の交点を0”、点Oから直線P
Hにおろした垂線の足をI(+、直線VCと直線OH’
の交点をv′と置き、さらに直線POの長さをβ、直線
CDの長さをdとする。
まずX方向に対する移動量は直線P■の長さで与えられ
る。これは直線OH′と直線O■゛の差に等しい。
従って PV=OH’ −OV’ =j!sinθ−dcosθ が求まる。また、Z方向に対する移動量は直線Q■の長
さで与えられ、これは直線CQから直線PH′と直線C
■′の和を差し引いた長さに等しい。
従って QV=CQ−(PH’ +CV’ ) =β−(βcosθ+dsinθ) =1! (1−cosθ)−dsinθ以上から、本発
明に従う穴探索方式によって挿入穴の中心座標P (p
x、py、pz)が得られた場合、次式 によって得られる点Q (qX、Qy、QZ)へ/’%
ンド先端位置を移動し、かつ棒状部分を挿入方向に平行
として下方へ移動することにより挿入を行うことができ
る。
以上詳細に述べた方式によれば概略位置のみ既知である
穴に対し、その中心位置を効率良く測定することが可能
となり、この穴中心位置と挿入を行う物体の棒状部分の
中心を一致させた後挿入動作を実行することができる。
〔発明の効・果〕 本発明によれば概略位置のみ既知である穴に対し、これ
を探索し、その中心位置を求める穴探索方式が得られる
。この穴探索方式は一点においてのみ穴位置を検出する
従来の方式と比較し、広い範囲にわたって穴位置の情報
を得るため、確実に穴の中心位置を求めることができる
さらに、穴の縁を走査する場合、連続的に移動しながら
測定を行うため、高い精度で穴位置を求めようとした場
合にも前記従来の方式に比べ探索に要する時間の増大と
いう問題を避けることができる。
また、本発明を実施するにあたっては一方向に対する力
を検出するのみで良く、本発明は簡単な力センサを用い
て安価に実施可能である。
以上述べた本発明によれば前記従来の問題点を解決した
穴探索方式を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は穴探索を行うために行う走査形式について示し
た図、 第2図は挿入物体の棒状部分に加わる力の方向を示した
図、 第3図は第2図における検出力Fの変化の例を示した図
、 第4図は本発明による穴探索方式を実施するに最適な処
理を示した流れ図、 第5図は穴探索時と挿入時の棒状部分の位置の違いを示
した図、 第6図は挿入を行うために必要な移動量を求めるための
図である。 1 ・・・ ハンド 2 ・・・ 挿入物体の棒状部分 3 ・・・ 挿入を行う穴 4 ・・・ 穴を有する面 10  ・・・ 第1の走査方向 11  ・・・ 第2の走査方向 30  ・・・ 穴探索時のハンド先端位置31  ・
・・ 挿入開始時のハンド先端位置F ・・・ 検出力 θ ・・・ 棒状部分の傾き角 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 第1図 第3Fj!J 第4図 i 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)物体の棒状部分を穴に挿入する組立て作業を自動
    的に行う場合の穴探索方式において、前記棒状部分を挿
    入方向に対して傾斜させると共に、挿入方向に押し付け
    ながら前記穴を有する面上を、第1の動作として、前記
    傾斜方向に走査しつつ前記棒状部分と前記穴を有する面
    との接触によって生じる力を検出記録し、前記記録検出
    値が一定値以上変化した部分のうち最初の部分に対応す
    る前記走査位置を穴の前縁とする一方、前記変化部分の
    うち次の部分に対応する前記走査位置を穴の後縁とし、
    次に第2の動作として、前記押し付け動作を解除し、前
    記走査の開始点に戻すと共に前記走査方向と異なる方向
    に移動し、前記第1、第2の動作を繰り返すことによっ
    て得た前記穴の前縁の位置及び後縁の位置の組のすべて
    の平均をとった位置を穴の中心位置として求めることを
    特徴とする穴探索方式。
JP23453985A 1985-10-22 1985-10-22 穴探索方式 Pending JPS6294230A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23453985A JPS6294230A (ja) 1985-10-22 1985-10-22 穴探索方式

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JP23453985A JPS6294230A (ja) 1985-10-22 1985-10-22 穴探索方式

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JPS6294230A true JPS6294230A (ja) 1987-04-30

Family

ID=16972609

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JP23453985A Pending JPS6294230A (ja) 1985-10-22 1985-10-22 穴探索方式

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