JPS63207530A - 精密自動組立装置 - Google Patents

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、精密自動組立装置に係り、特に、ピン立て作
業などの基本的な作業を自動的に、しがち的確に行う組
立装置に関する。

（従来の技術） 自動的に嵌め合いを行う場合、例えば、穴に対してピン
が垂直にしかも穴の中心とピンの中心が完全に一致する
ように位置決めできた状態で挿入作業を行うことができ
れば問題はないが、実際の・　作業の自動化はロボット
或いは自動組立機で行われ、高精度の位置決めと傾きの
制御を行うことは困難である。このことは穴とピンとの
隙間（クリアランス）が小さくなればなるほど問題が難
しくなる。つまり、（１）穴とピンとの中心の位置合わ
せの難しさ。（２）ピンを把持する機構が必要であるが
、ピンの傾きの誤差を零にすることの難しさ。

（３）ピンを穴の中心軸に沿って降ろすことが必要があ
るが、ピンを真に垂直に沿って降ろすことの難しさ。

などがあり、ピン立て作業の誤差の要因になっている。

これらが解決できないと、ピンが穴に入らなかったり、
ピンが穴の途中でカジリ付いたりすることになる。

そこで、ピンと穴との相対的な位置合わせと姿勢（傾き
）の誤差を修正することを目的として種々の機構・ハン
ドが開発されている。

以下、２通りの基本的な考え方について説明する。

（１）ハンドに柔軟性を持たせて、自動（受動）的にピ
ンを穴に倣わせようとする方法。

この代表的なものとして、ＲＣＣ（リモートセンターコ
ンプライアンス）機構があり、これはピンと穴との位置
すれと傾きの誤差をピンを押し込む工程で、これらが自
動的に小さくなる方向に動き易い機構とバネを工夫する
ことによって構成したものである。

以下、このＲＣＣハンドの構成を第１９図及び第２０図
を用いて説明する。

図中、１はハンドとの結合部、２は横方向コンプライア
ンスリンク、３は回転コンプライアンスリンク、４はコ
ンプライアンスセンタ、５は並進部、６は回転部である
。

これはクリアランスの小さいピンと面取りのついた穴と
の嵌め合い作業に適するもので、平行四辺形リンクから
なる並進部５と台形状のリンクからなる回転部６の組み
合わせからなっている。このリンクを直列に等価的に示
すと第２０図のようになり、そのリンクの組み合わせの
下端に挿入すべきピンを取り付ける。そこで、ピンに垂
直な方向に力が作用すると、平行四辺形リンクの働きに
より、ピンはその姿勢を維持したまま加えられた力の方
向に移動する。また、回転方向の力が作用すると、コン
プライアンスセンタ４を中心にして、台形状のリンクの
働きにより、ピンは回転運動をする。従って、六８に面
取りがしてあり、その部分にピンの先端が当たると、押
し込みと同時にピンは横方向に力を受は穴の中心方向に
移動する。

また、斜めにピンが挿入された時はコンプライアンスセ
ンタ４を中心に回転が生じ、穴の中心線とピンの中心線
を一致させる方向へ運動が生じる機構となっている。

（２）次に、能動的に相対誤差を小さくしようとする方
法について第２１図及び第２２図を参照しながら説明す
る。

ピン１２を穴１３に挿入動作をするロボットの腕１１が
Ｘ、Ｙ方向に動く、センサとしては、例えば、ひずみゲ
ージ１４が十字形のバネ１５に付いていて、このセンサ
出力と、ロボットのＸ、Ｙ方向の駆動部分とでサーボ系
を組んでいる。

そこで、ロボットの手首部に設けられたセンサにより、
ピン１２の穴１３への挿入作業中に生じる力を検出し、
この力を一般的には減じる方向に手首部を動かして中心
軸を合わせる方法である。

尚、上記（１）のＲＣＣ機構としては、米国特許第４．
０９８，００１号明細書、米国特許第４　、４３９　、
９２６号明細書（ＵＳ　、　Ｃ１３３）などが挙げられ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記（１）の従来技術によれば、ＲＣＣ
ハンドのセンタの位置がピンの先端部になるように機構
の寸法とバネ定数の配分が決定されることから、把持対
象とするピンの長さが変化した場合には、その効果がな
くなる。つまり、個々の作業に応じて設計されたＲＣＣ
ハンドを用いる必要があり、汎用性に乏しい。また、か
なり柔らかいバネであることから、ピンを穴の近くへ近
ずげる移動が行われる際に、振動が生じ組み立て作業の
全体としてのスピードが低下し、作業能率が低減する。

また、上記（２）の従来技術によれば、力センサが必要
であり、少なくともＸ、Ｙ方向の力の検出が必要である
。また、傾き、位置を微調整できるサーボ機構が必要で
ある。このハンド部に微調整機構と力センサの両方を組
み込んだものの実用例は非常に少ない。

本発明は、上記の問題点を除去し、自動的に、しかも的
確に組立作業を遂行し得る精密自動組立装置を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を解決するために、挿入部品が
装着された可動体を支持すると共に、その挿入部品の姿
勢を制御可能な電磁石を具備する磁気軸受形手首機構を
構成し、穴への挿入部品の挿入過程での状態の判別と接
触点の位置の推定をその磁気軸受形手首機構に組み込ま
れている位置検出装置の出力信号と前記電磁石の励磁コ
イルの電流値とに基づいて行い、挿入部品の挿入作業を
円滑に行うための挿入部品の位置、姿勢の調整をその手
首機構によって能動的に行うようにしたものである。

また、本発明は、移動可能なハンドと、そのハンドに組
み込まれる可動体を支持すると共に、その挿入部品の姿
勢を制御可能な電磁石を具備する磁気軸受形手首機構と
、前記可動体の先端に装着される挿入部品と、その挿入
部品の端部に水平方向の力が印加された場合、前記電磁
石により、その挿入部品を並進させる手段と、その挿入
部品の端部にその挿入部品を回転させる垂直方向の力が
印加された場合、前記電磁石により、その挿入部品のコ
ンプライアンスセンタを中心に回転させる手段とを設け
るようにしたものである。

（作用） 本発明によれば、上記したように、挿入部品を磁気軸受
形手首機構によって支持し、支持位置設定値、姿勢位置
設定値から挿入部品の位置姿勢を操り、また、各要素の
ゲインを調整して、バネ性を任意に変化させることがで
きる。また、位置検出装置からの出力信号と可動体の姿
勢制御を行う電磁石の励磁コイルの電流値とに基づいて
挿入部品に作用する力を検出し、それに基づいて、可動
体の姿勢を調整し、挿入部品の嵌め合いを円滑に行うこ
とができる。更に、磁気軸受形手首機構により剛性を安
定範囲内で任意に設定できるようにし、ハンドの移動時
には剛性を高くして振動を押さえることができる。

更に、ＲＣＣハンドと等測成いは更に機能が付加された
ハンドを構成することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る精密自動組立装置の全体構成図、
第２図はその精密自動組立装置の手首機構の断面図、第
３図はその検出部を示す斜視図である。

図中、２０は５軸制御形磁気軸受形手首機構を内蔵する
ハンドの外枠、２１は可動体のＸ軸方向の位置を検出す
る第１の位置検出装置（ギャップセンサ）、２２乃至２
５は可動体の上側に対向する同一平面の固定側に設けら
れる二対の第２乃至第５の位置検出装置、２６乃至２９
は可動体の下側に対向する同一平面の固定側に設けられ
る二対の第６乃至第９の位置検出装置、３１は可動体の
Ｘ軸方向の位置を制御する電磁石、３２乃至３９は可動
体の半径方向の位置と回転軸の傾きとを制御する８個（
４対）の電磁石、４０は電磁石３工乃至３９によって支
持される可動体、４１はその可動体４０の下端に設けら
れるチャック、４２はそのチャック４１に装着されるピ
ン、４３はテーブル上にセットされた部材、４４はその
部材４３にあけられたピン４２が挿入される穴、５０は
５軸制御形磁気軸受形手首機構の制御装置、５１はＣＰ
Ｕ（中央制御装置）、５２はメモリ、５３は入出力イン
ターフェース、５４はディスプレイ付入出力装置、５５
は電源、５６は電源に接続され、入出力インターフェー
ス５３に接続されるパワー制御部であり、電磁石３１乃
至３９に接続される。また、６０はハンドを制御するロ
ボット本体制御装置である。

このように、５軸制御形磁気軸受形手首機構は、前記し
た位置検出装置２１乃至２９により、可動体の姿勢を検
知し、可動体４０の中心軸の回転運動を除く５自由度を
全て能動的に制御することができる。

ここで、可動体４０に作用する力及び座標系の定義を行
っておく。

第４図に示されるように、磁気浮上手段によって支持さ
れる可動体４０が重心Ｓに対して対称な軸対称剛体であ
るとし、平行状態における可動体４０の重心位置を原点
として、回転軸がＺ軸と一致するように、空間に固定さ
れた座標系０−ｘｙｚを定める。この可動体４０に働く
各電磁石の吸引力をＦ６（ｋ＝１．・・・１０）で表し
、Ｆ、は可動体４０のＸ軸方向の位置を制御する電磁石
による可動体４ｏの浮上刃、Ｆｚ、・・・Ｆ、はそれぞ
れ可動体４ｏの重心から回転軸にそって所定の距離だけ
離れた点に働き、Ｆ２は前記した電磁石３２によって、
Ｆ、は前記した電磁石３４によって、Ｆ６は前記した電
磁石３６によって、Ｆ８は前記した電磁石３８によって
、それぞれＸ軸方向に働き、Ｆ３は前記した電磁石３２
によって、Ｆ５は前記した電磁石３５によって、Ｆ、は
前記した電磁石３７によって、Ｆ、は前記した電磁石３
９によって、それぞれＹ軸方向に働くものとする。

また、電磁石が物体を吸引する力は次の式で表されるこ
とは周知である。

Ｆ＃Ｂ”　Ａ／２μ。

＃（μｏ　Ａ／８）（Ｎｌ／ｘ）　２ ＝ＫＦ　　（Ｉ　／　ｘ）　２−（ａ）但し、Ｂ：磁束
密度、Ａ：磁極面積、 μ０　：真空透磁率、Ｎ：巻数 ■：雷電流Ｘ：ギャツプ（電磁石と物体との距離）、Ｋ
Ｆ：（μ。ＡＮ”　）／８以下、この精密自動組立装置
の動作例を第１図及び第５図を参照しながら、Ｘ、Ｚ平
面を用いて説明する。実際にはＺＹ平面とのベクトル和
で現象を把握することができる。

まず、ピン４２の挿入作業に先立ち、穴を有する部材４
３を取り付けたテーブル（図示なし）が移動機構によっ
て、ＸＹについてのおおよその位置決めがなされ、穴４
４とピン４２との中心位置をある誤差範囲内に合わせる
。

そして、本発明の５軸制御形磁気軸受形手首機構を具備
するハンドが下げられ、第５図（ａ）に示されるように
、部材４３に当接し、ピン４２が粗位置決めされる。部
材４３に当接したことは、部材４３に対する可動体４０
の抗力Ｆ２が作用し、Ｚ軸方向の距離の変化を検出する
第１の位置検出装置２１からの出力信号Ｓ１により検出
される。

次に、第５図（ｂ）に示されるように、部材４３の穴４
４にピン４２を落とし込む、つまり、穴４４の探索を行
う。この探索の仕方は、例えば、第１図の５軸制御形磁
気軸受形手首機構の電磁石３２．３６及び電磁石３３．
３７の励磁電流を強めて、第６図に示されるように、可
動体４０　（第１図参照）を介して、ピンをその中間方
向へ微小距離移動し、更に、第１図に示される電磁石３
５及び３９の励磁電流を強めて、ピンを−Ｙ方向に振ら
せて、微小距離ΔＸあやつる。これを穴４４が探索でき
るまで、繰り返す。

穴４４が探索されたことは、ピン４２が穴４４へ落ち込
み、ピン４２に連結されている可動体４０へ作用してい
た抗力Ｆ２がなくなることを、Ｚ軸方向の位置を検出す
る第１の位置検出装置からの出力信号Ｓ。

により検出することができる。

このようにして、穴４４が探索されると、ハンドを−Ｚ
方向に移動し、ピン４２が穴４４にカジリつくか否かを
みながら、ピン４２を挿入していく。

もし、第５図（ｃ）に示されるように、ピン４２が穴４
４にカジリつくと、再び、可動体４０の部材４３に対す
る抗力Ｆ２が作用し、Ｚ軸方向の位置を検出する第１の
位置検出装置からの出力信号Ｓ１により検出される。そ
して、穴４４が探索された時点から、ピン４２が穴４４
にカジリついた時点までのＺ軸方向の距離ｌと、ピン４
２と穴４４とクリアランスΔＷとから、ピン４２の傾き
θを検出し、第５図（ｄ）に示されるように、この傾き
θの修正を行う。

次に、第５図（ｅ）に示されるように、その修正後はピ
ン４２が穴４４の底に到達すると、Ｚ軸方向の位置を検
出する第１の位置検出装置からの出力信号Ｓ１により検
出される。

このように、自動的に、しかも的確にピン挿入作業を行
うことができる。

以下、本発明の精密自動組立装置を用いたピンの組立方
法を第７図のフローチャートにしたがって更に詳細に説
明する。

なお、第１図に示される５軸制御形磁気軸受形手首機構
の制御装置５０のメモリ５２には、予め、ピンと穴との
クリアランス値Δｗ、Ｚ軸方向の閾値Ｆｓ　、ピンの傾
きθよ及び各電磁石３２乃至３９へ分配される電流値と
をテーブルにして、ＲＯＭに記憶しておく。

■まず、ハンドへのピンの装着を行う。

■ハンドをロボット本体制御装置６０、例えば、ＮＣ制
御装置により、Ｘ、Ｙ、Ｚの基本座標上に移動して、ピ
ンの穴に対する粗位置決めを行う。この場合、ピンが穴
を有する部材に当接すると、可動体４０に抗力Ｆ２が作
用し、この抗力Ｆ２の大きさを主としてＺ軸方向の位置
を検出する第１の位置検出装置２１及び電磁石３１の励
磁コイルの電流値で検知する。そして、抗力Ｆ２がある
閾値Ｆ、に達するまでは、ピンを穴に近すけて良いこと
とし、Ｆｚ　＞　Ｆｓになった時点でＺ軸方向のハンド
の移動を速やかに停止させる。

■ピンが穴に係合しているか否かを判断する。この判断
は抗力Ｆ２に基づいて行なう。係合しでいる場合にはス
テップ■に進む。

■ピンが穴に係合していない場合には、穴の探索を行う
。この探索は、例えば、前記した第６図に示されるよう
に、微小距離ΔＸの移動により行う。

■穴の探索、つまり、抗力Ｆ２＜　Ｆ、になったか否か
を判断する。

■穴が探索される、つまり、抗力Ｆ２≧Ｆ、であった状
態から、抗力Ｆ２＜　Ｆ、に変化すると、その時点のＺ
軸方向の位置Ｚ１を読み込み、メモリ５２に記憶し、ハ
ンド下げを行う。

■ハンド下げ中に、ピンが穴にカジリつくか否かを判断
する、つまり、抗力ＦＺ　＜　ＦＳの状態から、抗力Ｆ
２≧Ｆ３に変化するか否かを判断する。

■抗力Ｆ２≧Ｆｓに変化すると、その時点のＺ軸方向の
位置Ｚ２を読み込み、前記位置Ｚ、との差をＣＰＵ５１
で計算して、Ｚ軸方向の移動距離Ｚ、を求める。そこで
、その移動距離Ｚ、と、メモリ５２に記憶されているピ
ンと穴とのクリアランス値ΔＷとに基づいて、その時の
ピンの傾きθ、を求める。

■手首機構によるあやつりにより、そのピンの傾きθ、
を減じる方向に各電磁石の励磁コイルの電流を分配し、
その傾きθ１を修正する。この修正は予め記憶されてい
るピンの傾きθ３と各電磁石３２乃至３９へ分配される
電流値のテーブルを用いて、即座に、その傾きθ、を修
正する。即ち、第１の接触開始からの２点接触が起こる
までのハンドの移動距離２．とクリアランス値ΔＷから
傾きの方向と大きさが推定できる。そこで、これを減じ
るように、２つの接触点の中心を不動点として、この点
を中心にして、ピンの傾きの修正を行う。

［相］ビンの傾きθ１が修正されると、再び前記同様に
ハンド下げを行う。

■ピンの先端が穴の底に当接するか否か、つまり、抗力
ＦＺ　＜　ＦＳの状態から抗力Ｆ２≧Ｆ、に変化するか
否かを判断する。

０抗力Ｆ２≧Ｆ、に変化すると、ハンド下げを止める。

■ハンドからピンを外す。

上記実施例においては、部材に円柱状の穴が形成され、
その穴にピンを挿入する場合について説明したが、次に
、面取りが施された穴へのピンの挿入の場合について詳
細に説明する。

第８図は面取りが施された穴へのピンの挿入作業につい
て説明する。

まず、第８図（ａ）に示されるように、部材６２の六６
３には面取り部６４が設けられ、その面取り部６４にピ
ン６１の下端の円周の一点が接触し、粗位置決めされる
。なお、ピン６１が面取り部６４に接触せず、それより
外側に粗位置決めされた場合には前記した穴の探索（前
記ステップ■）（この場合は正確には面取り部の探索）
により面取り部６４を探索するためあやつるが、最近は
ロボットも視覚センサを持つようになり、位置決め精度
が向上してきているので、通常、粗位置決めの段階でピ
ン６１は面取り部６４に接触させることができる。

この場合には面取り部６４の円錐状の面にピン６１の下
端の円周の一点が載ることになり、Ｚ軸（スラスト）方
向の抗力Ｆｚと穴６３の中心に向かう半径（ラジアル）
方向の抗力Ｆ、が作用する。そして、これらの抗力は、
スラスト、ラジアルの各電磁石のコイルの励磁電流値と
各位置検出装置からのギャップ値をインターフェース５
３を介して制御装置５０に取り込み前記（１）式に基づ
いて、ＣＰ　０５１により演算され、求められる。

この点について詳細に説明する。

第９図に示されるように、磁気軸受の場合、被支持可動
体６５に作用する１つの電磁石についてみてみると、前
記式（ａ）に示されるように、その吸引力Ｆは一般に、 Ｆ＝ｆ　　（ｉ、　　ｄ） で表される。ここで、ｉ：電磁石に流す電流、ｄ：電磁
石と可動体間のギャップ また、関数ｆは電磁石、可動体の形状９寸法。

材質などによって決まる。そして、普通にはＦ＝ｆ　（
ｉ、　ｄ）　＝に−ｉＰ／ｄ”−・・・（１）で近似で
きる。

被支持可動体６５の平衡状態における電流をｉ。

、ギヤ・７プをｄ。とすると、 前記式（１）は、 Ｆ＝ＦＯ＋Ｋｉ　Δ、−に、Δ６　　・・・（２）と線
形化することができる。

ここで、Ｆ　ｏ　−に−ｉ　６’／　ｄ　：１＝ｉｏ＋
Δ、、ｄ＝ｄｏ＋Δｄ Δ工、Δｄは微小変動分 Ｋ、＝’５ｆ／６ｉ−ρＫ　−ｉ　ｏ（Ｐ−”　７　ｄ
　ｏ′″Ｋｄ−ゐｆ／りｄ−σに−１ｏ　　／　ｄ　ｏ
””第９図に戻り１対の電磁石６６と６７で質量ｍの被
支持可動体６５を支持する場合、Ｘ方向のみ着目すると
、 ｍ　’ｉ　＝　Ｆ　１　　　Ｆ　ｚ −Ｋｉ　　（Δｉ、　　−Δｔｚ） −に、　（Δｄ１−Δｄ２　）　　　・・・（３）ここ
で、ΔｉＩ−Δｉ２　＝ｅとし、 また、位置の関係からｘ＝０を平衡状態とすると、Δｄ
、−Δｄ２＝−２Ｘ とから、（Ｘが増すとΔｄ、は減じ、Δｄ２は増加する
） 前記式（３）は ｍｘ＝Ｋ（・ｅ＋２に、ｘ　　　　　　・＝（４）とな
る。

今、変位Ｘを検出し、これによって、ｅを、ｅ−−（Ａ
ｘ十Ｂｘ）　　　　　　　　　・・・（ｓ）の関係を満
たすようにすれば、この式（５）はｒｎ　Ｍ　十Ｋ　＝
　Ｂ　Ｘ　＋（Ｋ　ｉ　Ａ　　２　Ｋ　ａ　）　Ｘ−０
・・・（６） となる。

（Ｋｔ　Ａ−２Ｋｄ）＞ＯになるようにゲインＡを調整
することによって、安定に支持することができる。また
、ゲインＡ−ｔ”調整することによって、剛性の特性を
任意に設定することができる。

また、ゲインＢを８周整することによって、ダンピング
特性を制御することができる。

次に、電磁作用力の推定について説明する。

被支持可動体に作用する電磁吸引力Ｆは前記したように
、Ｆ＝ｆ　　（ｉ、ｄ）で表せることから、ｉとｄを測
定して、その被支持可動体６５に作用する電磁吸引力Ｆ
を求めることができる。即ち、ｆ　　（ｔ、　　ｄ）は
実験的に求め、前記式（１）のに、ρ、σを実験により
決定し、この近似式からＦをｉ、ｄより求めることがで
きる。

或いはｔ、　　ｄの代表点でのＦを書き込んだＲＯＭを
用意しておき、このデータから補間法によってＦを求め
る方法をとることもできる。

次に、被支持可動体に作用する力の大きさと作用点の推
定法について第１０図を用いて説明する。

なお、ここでは、Ｚ、Ｘの１平面内で説明する。

また、被支持可動体６８には下方にピン６９が装着され
ており、重心Ｇの位置を座標原点として説明する。

今、磁気軸受による被支持可動体６８が機械的接触がな
い状態で支持されている時を平衡状態とする。

次に、ピン６９の先端のある点が接触し、これを検知し
、Ｚ軸方向の送りを停止し、保持した状態において、磁
気軸受の各ギャップの検出値と各コイルの電流値から、
上方のラジアル軸受部による支持力の平衡状態からの変
化ｆＩ、下方のラジアル軸受部による支持力の平衡状態
からの変化ｆ２、スラスト軸受部による支持力の平衡状
態からの変化ｆ、を求めることができる。

そのｆ、の作用点の重心Ｇからの距離を７！１、そのＦ
２の作用点の重心Ｇからの距離を１２とする。なお、こ
のＡ、、Ａ２は構造的に決定でき既知であり、被支持可
動体と電磁石との相対的位置の変化は微小であるから、
このＺ、、Ｘ２は変化しないとみなしてよい。ここでは
、＋Ｚ方向を正、−Ｚ方向を負とする。

そこで、Ｆ２．Ｆ、のｘｃを求める。

力の釣り合いから、 ｆｌ　　＋ｒＺ　　＋Ｆｂ　　＝Ｏ ｆ３　＋Ｆｚ＝０ ｆｌ　ＡＨ＋ｆｊ　Ｉｔ２　＋Ｆｚ　Ｘ（＋　Ｆｂ　ｊ
ｌ’：＋　＝０が成立する。これより、 Ｆｚ　＝　ｆｓ Ｆｂ　−（ｆｌ　　＋ｆ２） Ｘｅ　＝（ｒ＋　　ｚ、　＋　Ｆ２１２２　　　ｆｌ　
　Ａ３　　　Ｆ２　Ａ３）／−Ｆ３ ＝　（（Ｉｓ　　　Ａｔ）ｆ＋＋　（Ｉ３＃ｚ）ｆｚ）
　／　ｆ　３で求めることができる。

上の式から分かるように、（ｘ　３　　ｐ　＋）。

（Ａ３−ρ２）が分かっておれば良く、結果的には被支
持可動体６８の重心位置を知る必要はない。

ピン６９の質量、長さが変化しても、ピン６９の長さを
知ることで対応することができる。

このように、各要素の支持力走の釣り合い式からそのＦ
ｚ、Ｆｂの大きさと共に接触点の位置を推定できる。つ
まり、磁気浮上手段により完全に非接触支持されていた
ものが、初めて、一点のみ機械的接触があるようになっ
たという条件下において、推定が可能になる。

稀に、部材の穴の周縁の２点で接触する場合があるが、
この場合は、計算では一点のみで接触しているとみなし
て処理するが、その点は２点の中間のある位置となるの
で、後に述べる位置の修正法には問題はない。

次に、第８図に戻り、前記した穴の探索（前記ステップ
■）により面取り部６４から内側の穴内にピン６１をあ
やつり、第８図（ｂ）に示されるように、ピン６１が内
側の穴内に至ると、Ｆ２≧Ｆ、状態からＦＺ　＜　ＦＳ
に変化するので、これを検出して、ハンド下げを行う（
前記ステップ■）。

次に、第８図（ｂ）に示されるように、ピン６１が穴６
３にカジリ付くか否かをみながら、挿入して行く。

以下、第８図（ｃ）及び第８図（ｄ）に示されるように
、前記したステップ■〜０にしたがって、ピンの挿入作
業を遂行する。

また、ピンの粗位置決めの態様は以下のようなである。

なお、この場合、ピンは穴に対して、できるだけ、図の
左側に位置するように粗位置決めの設定を行うものとす
る。

（１）部材に設けられる穴には面取りが行われていない
場合において、 ■第１１図（ａ）に示されるように、ピン７１は直立状
態であるが、ピン７１の１部が部材７２の表面に載る場
合。

この場合には、前記したように穴７３の探索（前記ステ
ップ■）を行う必要があ□る。

■第１１図（ｂ）に示されるように、ピン７１は直立状
態であるが、ピン７１の円周部の一点が穴７３の表端面
に接触する場合。

この場合には、穴７３の探索（前記ステップ■）は行う
必要はなく、そのままハンド下げ（前記ステップ■）を
行うことができる。

■第１１図（ｃ）に示されるように、ピン７１は直立状
態であり、しかも、ピン７１の軸と穴７３の軸が合って
おり、この場合にはそのままハンド下げ（前記ステップ
■）を行うだげでピン７１を挿入できる。

■第１１図（ｄ）に示されるように、ピン７１は左側に
傾いており、ピン７１の１部が部材７２の表面に載る場
合。

この場合には、前記したように穴７３の探索（前記ステ
ップ■）を行う必要がある。

■第１１図（ｅ）に示されるように、ピン７１は左側に
傾いており、ピン７１の円周部の一点が穴７３の表端面
に接触する場合。

この場合には、穴７３の探索（前記ステップ■）は行う
必要はなく、そのままハンド下げ（前記ステップ■）を
行うことができる。

■第１１図（ｆ）に示されるように、ピン７１は左側に
傾いているが、ピン７１は穴７３に適合する状態にあり
、この場合にはハンド下げ（前記ステップ■）を行うこ
とができる。

■第１１図（ｇ）に示されるように、ピン７１は右側に
傾いており、ピン７１の１部が穴７３の表端面に載る場
合。

この場合には、前記したように穴７３の探索（前記ステ
ップ■）を行う必要がある。

■第１１図（ｈ）に示されるように、ピン７１は右側に
傾いており、ビン７１０円周部の一点が穴７３の表端面
に接触する場合。

この場合には、穴７３の探索（前記ステップ■）は行う
必要はなく、そのままハンド下げ（前記ステップ■）を
行うことができる。

■第１１図Ｏ）に示されるように、ピン７１は右側に傾
いているが、ピン７１は穴７３に適合する状態にあり、
この場合には、そのままハンド下げ（前記ステップ■）
を行うことができる。

（２）部材に設けられる穴に面取りが行われている場合
において、 ■第１２図（ａ）に示されるように、ピン７５は直立状
態であるが、ピン７５の円周部の一点が面取り部７８に
接触する場合。

この場合には、前記したように穴７７の探索（前記ステ
ップ■）を行う必要がある。

■第１２図（ｂ）に示されるように、ピン７５は直立状
態であるが、ピン７５の円周部の一点が穴７７の表端面
に接触する場合。

この場合には、穴の探索（前記ステップ■）は行う必要
はなく、ハンド下げ（前記ステップ■）を行うことがで
きる。

■第１２図（ｃ）に示されるように、ピン７５は直立状
態であり、しかも、ピン７５の軸と穴７７の軸が合って
おり、この場合には、そのままハンド下げ（前記ステッ
プ■）を行うだけでピンを挿入できる。

■第１２図（ｄ）に示されるように、ピン７５は左側に
傾いており、ピン７５の円周部の一点が面取り部７８に
接触する場合。

この場合には、前記したように穴の探索（前記ステップ
■）を行う必要がある。

■第１２図（ｅ）に示されるように、ピン７５は左側に
傾いており、ピン７５の円周部の一点が穴７７の表端面
に接触する場合。

この場合には、穴の探索（前記ステップ■）は行う必要
はなく、ハンド下げ（前記ステップ■）を行うことがで
きる。

■第１２図（ｆ）に示されるように、ピン７５は左側に
傾いているが、ピン７５は穴７７に適合する状態にあり
、この場合にはハンド下げ（前記ステップ■）を行うこ
とができる。

■第１２図（ｇ）に示されるように、ピン７５は右側に
傾いており、ピン７５の円周部の一点が面取り部７８に
接触する場合。

この場合には、前記したように穴の探索（前記ステップ
■）を行う必要がある。

■第１２図（ｈ）に示されるように、ピン７５は右側に
傾いており、ピン７５の円周部の一点が穴７７の表端面
に接触する場合。

この場合には、穴の探索（前記ステップ■）は行う必要
はな（、ハンド下げ（前記ステップ■）を行うことがで
きる。

■第１２図（ｉ）に示されるように、ピン７５は右側に
傾いているが、ピン７５は穴７７に適合する状態にあり
、この場合にはハンド下げ（前記ステップ■）を行うこ
とができる。

どの態様であるかは、抗力Ｆｚ、Ｆｂ及びハンドのＹ軸
方向への移動距離２つを制御装置で監視することにより
、判定することができる。

また、対象とするピンの長さの変化に対して、機械的変
化がなく、直ぐに対応できる。

ところで、ＲＣＣ機構はピンの先端部に加わる力に対し
てその剛性の中心がピンの先端の中心の位置になるよう
にバネによって機構的に工夫したものである。

説明を第１３図を用いてＸ、Ｚ平面について行う。

この場合、 （１）Ｘ方向の力Ｆ、がピン８０の端部に加わった時、
ピン８０がＸ方向に並進するように変位すること。

（２）また、Ｚ方向の力Ｆ２に対しては、この作用によ
って生じるモーメントによって、ＲＣＣ点８１を中心に
回転変位すること。

を満たすような弾性系をハンドに持たせるようにしたも
のである。

そこで、第１４図において、可動体８２にピン８３が装
着される場合、 Ｐｏ　：ビン８３の先端の中心、Ｘ＋：Ｐｏから距離Ｉ
ｌＩの点ｐ＋のＸ方向の変位、Ｘ２：ＰＯから距離１２
の点ｐ２のＸ方向の変位。

とすると、 前記したハンドで点ｐ、にｆ、、点ｐ２にｆ２の作用力
を発生するようにすることができる。

今、Ｐ、から距離ａだけ離れた点で端部が接触し、Ｆｂ
、Ｆ−が接触点からピン８３に働いているとする。

力の釣り合いから ｆｌ　＋ｆ２　＝Ｆｂ　　　　　　　　　　　・・・■
Ｉ！ｌ　　ｆｌ　　＋ｌ１２　　ｆ２　＝ａ−Ｆｚ　　
　　−■を満たすことが必要である。

ＲＣＣ機構の機能とは、この時、次の関係を満たすこと
である。

ｘ＋　”Ｘｂｌ十Ｘ２１　　　　　　　　　　”’■ｘ
Ｚ　”　ｘｂｚ＋　Ｘｇ２　　　　　　　　　　”’■
Ｘｂ＋＝Ｘｂｚ＝ｋｂ　　・Ｆｂ　　　　　　　　−■
ｘ、ｌ−ｘ、。・　（／！＋　／ｌｌｚ　）＝ｋｚ　　
・ａ−Ｆｚ・・・■ 但し、ＸｂｌはＦ、に対する点ｐ１の変位変化Ｘｂ□は
Ｆ、に対する点ｐ２の変位変化Ｘ□はａ−Ｆ２に対する
点ｐ１の変位変化ｘ２□はａ−Ｆｚに対する点ｐ２の変
位変化に、はＦｂに対する剛性係数、 に２はａ−Ｆｚのモーメントに対する剛性係数である。

一方、磁気軸受機構はｆ、、Ａ２をＸ　ｌ　＋　　ｘ２
に対して、 ｆｌ　＝ｋｌｌＸｌ　　＋ｋ１２ＸＺ　　　　　・・’
■ｆｚ　＝ｋＺＩｘｌ　＋　ｋ２２ｘ２　　　　　・＋
■の関係で得るようにすることができる。

但し、ｋｌｌ、　　ｋｌ□、　　ｋｌｌ、　　ｋ２□は
フィードバックゲインである。

ｘＩ＋　　ｘ２は最小２個のギャップセンサの検出値か
ら線形演算で得ることができる。つまり、オペアンプ或
いはコンピュータで演算可能である。

そして、前記ｋｌｌ、　　ｋｌ□ｒ　　ｋＺＩ＋　　ｋ
２□の値を上記■乃至■を満たすように決定することが
できる。

〔１〕今、Ｆ２−０の場合を考える。つまり、Ｆ、だけ
働いたとすると、上記■及び■より、ｆ、＋ｆ２＝Ｆｂ
　　　　　　　　　　・・・■Ａ、ｆ、＋ｊｌ！２　ｆ
、＝Ｏ・・・［相］上記■及び■より、 Ｘ１ｌＩ＝Ｘｌ１２＝ｋｂ　　・Ｆｂ　　　　　　　・
”＠ｇ Ｘ２１＝Ｘ２２・　（１１／　ｌ−ｚ　　）＝Ｏ”’＠
上上記色上記Ｏより、 Ｘｌ　＝ｘｂ、＝ｋｂ　　ＨＦｂ　　　　　＋・・。

上記■と上記■より、 Ｘｚ　−Ｘｂｚ＝ｋｌ、　　ＨＦｂ　　　　　　−＠上
記■に上記■及び■を代入し、 ｆｌ　＋［２−（ｋ＋＋＋ｋｇ＋）ｘ。

＋（ｋＨｚ　＋　ｋｚｚ）　Ｘｚ　−＠これに更に上記
［相］、［相］を代入して１、’−Ｆｂ　−（ｋ＋＋＋
ｋｚ＋）ｋｂ　　・Ｆ。

＋　（ｋ、２＋に２□）ｋｂ　　−Ｆｂ・・・［相］ 一’−１＝　（ｋ＋＋＋に＋＋＋に＋ｚ＋に２□）ｋｂ
・・・（ｉ）また、上記［相］と■、■、更に、■及び
■より、１１＋　　ｆｌ　＋ｌｔ２　　ｆｚ　＝　（＃
＋　　ｋｌｌ＋ｊ２２　ｋＨ）ｘｌ＋、＜７！ｔ　　ｋ
Ｉｚ＋Ｉ！ｚ　ｋｚｚ）　Ｘｚ＝　（Ｉｌ、ｋｌ＋＋ｊ
！、　ｋｚ＋＋Ａ＋　　ｋ＋□＋ｆｚｋｚｚ）・ｋｂ　
−Ｆ、　　　　　　　　　　　　・・・００＝Ｉｌ、に
、、＋Ｉｌｚ　ｋｚ＋＋ｌＩ　ｋ＋□＋１２に２゜・・
・（１１） ３ら （２）Ｆ、＝０の場合、つまり、Ｆ２だけが働いた場合
。

上記■及び■より、 ｆ、　十ｆ２＝０　　　　　　　　　　・・・［相］ｎ
ｌ　　ｆｌ　　＋ｆｆ２　　Ａ２　＝ａ−Ｆｚ　　　　
・＝＠また、上記■、■、■及び■より、 ｘ＋　−０＋ｘ２１＝ｋｚ　　＋　ａ−Ｆｚ　　　−［
相］Ｘｚ　＝Ｏ＋Ｘｚｚ＝　（７！ｚ　／ｊ！＋　）　
　・ｋｚ　　・ａ　・Ｆ２　　　　　　　　　　　　　
・・・■上記■及び■より、 ｆ、　十ｆ２＝　（ｋｌｌに２＋）　ＸＩ＋　（ｋＨｚ
　＋　ｋｚｚ）　Ｘｚ　　”・＠上記［相］と［相］、
■及びＯより、 ０＝　（ｋ＋＋＋ｋｚ＋）　　・ｋｚ　　・ａ−Ｆｚ＋
　（ｋ＋２＋ｋｚｚ）（Ａ２／ｌ、）　　・ｋｚ　　・
ａ・Ｆ２　　　　　　　　　　　　　　　　・・・０故
に、 ／Ｉ　　ｋｌｌ　十／Ｉ　　ｋｚ＋　＋　／ｚ　ｋＨｚ
　＋　Ａ２　ｋｚｚ＝０・・・（ｉｉｉ　） 上記［相］と■及び■より、 ｊ！、ｆ重＋ｌ１ｔｆｚ−（ｊ！＋に＋菫＋Ａ２ｋｚ＋
）・Ｘ＋　　＋　　（Ｉｌ、、に、□＋Ａ！２　ｋ２□
）ｘ２　−・■更に、上記［相］及び■より、 ａ−Ｆｚ　＝　（ＡＨｋ＋＋＋Ｉ２ｚ　ｋｚ＋）　　・
ｋｚ　　・ａ・Ｆｚ　＋（ｊ！＋　　ｋ、２＋Ｉｌ、　
ｋ２□）（β２／ｌＩ）・ｋｚ　・ａ−Ｆｚ　　　　　
　　　　　　　　・・・［相］−’、１−（Ｉｌ、　　
ｋｌｌ”ｘ２に！＋＋ｘ、に＋□＋　（ｊ２ｚ　２／１
１）ｋｚ□）ｋｚ　　・・・（ｉｖ　）Ｆ、とＦ２の両
方の力が働いた場合においても重ね合わせできることか
ら、 上記（ｉ）　　（ｉｉ）　　（ｉｉｉ）　　（ｉｖ）式
からｋｌｌ＋　　ｋ１２＋　　ｋ２１＋　　ｋｚｚを決
定することができる。

即ち、 ｋｌｌ＋ｌ＄ｃ２１４に＋□十に２□−１／に、　　・
・・（１）′ｎ、に、、＋４２に、、−Ｍ！、に、□＋
Ｉ１２に２□−〇・・・（ｉｉ）’ ｊ！＋　　ｋ＋＋＋　ｐＩ　ｋ、、＋ｚ２ｋ１２＋Ａ２
　ｋｚｚ＝０・・・　（山）′ ＃、ｋｌ＋＋＃２に２．＋ｆｉ、に＋□＋（Ａ２”／Ｉ
ＩＩ）・ｋ２□＝１／に２　　　　　　　　　　・・・
（ｉｖ）’上記（１）′〜（ｉｖ）’の連立方程式は、
４個の未知数ｋ　＋　ｌ、　　ｋ　ｚ　１．　　ｋ　Ｉ
□、に２□に対して、一般に独立な４個の式が存在する
ことにより、解を求めることができる。

即ち、前記連立方程式を解くと、 （ｉｉ）’と（ｉｌｌ）′より （Ｊｚ　　１ｌＩ）　ｋｚ＋＋　（ｊ２＋　　Ａｚ　）
　ｋ＋□−〇・°・ｋ＋＋　　ｋ＋ｚ＝０ 一’−ｋ　ｚ＋　＝　ｋ　Ｉ□ 従って、 ｋ＋＋　＋２　ｋ１２十ｋｇ□−１／　　ｋｂ・・・（
ｉ）　　“６１　ｋ、、＋　（ｊ！１　＋１ｚ　）　ｋ
＋□＋ｌ１ｚｋｚｚ＝０・・・（ｉｉ）” ｊ！＋　ｋ、＋＋２＊２に、□＋（１ｚ”／１ｔＩ）　
　・ｋ２！＋＝１／に２ 故に、 Ａ＋　”　ｋ＋＋＋２１Ｖ、１　　・ｘｌに、□＋ｊ！
％に２□＝ｊ！Ｉ／ｋｚ　　　　　　　　　　　　・・
・（ｉｉｉ）”この３元１次方程式を解くと、 結局、解は、次のようになる。

ＣＩ ｋ＋＋−（（Ｉｌｘ　”　／ｋｂ　）　　＋　　（ｊ！
＋　　／に、　）　　）／　　（ｚ＋　　＝Ｉ２ｚ　）
　　” ｋ＋２＝ｋｇｌ ＝　　（−（Ｌ　　βｚ／ｋｂ）　　　　（ｋＩ　　／
に、　））／　　（ｚ＋　　−ｊ！、　）　　２ に２□−（（ＩｌＩ　”　／ｋｂ　）＋　　（β＋／に
＝））／（Ｉｌ、　　ｘｚ）’ このような関係を満足するようにｋＩ　Ｉ　＋　　ｋ　
２１　＋ｋｌ！、　　ｋ２□を決定すればよい。

つまり、Ｆｂによる並進運動に対する剛性ｋｂ及びＦ２
によるＲＣＣ点まわりの回転運動に対する剛性係数に２
を設定した場合に対して、ｋ　ｌ　Ｉ　＋ｋＺＬ＋　　
ｋｌＺ＋　　ｋＩ２を決定することができる。

そこで、第１５図に示されるように、嵌め合いを行うピ
ン８３が装着された可動体８２に電磁石８４．８５及び
ギャップセンサ８６．８７を対向させ、可動体８２を第
１６図に示されるように制御する。つまり、ギャップセ
ンサ８６及び８７により、ギャップ信号ｇ１及びｇ２を
得て、線形演算回路９１により、ｘ、及びｘｌを得る。

そのＸ、及びｘｌに基づいて、線形演算回路９２により
、電磁吸引力ｆ、及びＦ２の指令値ｆｃｌ、　　ｒｃ２
を得る。その指令値ｆ　ｃｌ、　　ｆ　Ｃ２を演算アン
プ９３及び９４に与えて、現在の電磁石８４及び電磁石
８５の励磁電流とを比較し、電磁吸引力ｆ、及びＦ２を
発生させるようにすることができる。

なお、一般には、第１図に示されるように、ギャップセ
ンサからの出力信号を制御装置６０に読み込み、制御装
置６０内において、上記した各演算処理を行い、電磁吸
引力ｆ、及びＦ２を発生させるようにすることができる
。

また、非接触で支持した場合及びピンの先端で接触した
場合の安定性を増すために、ダンピングを加える必要が
あるが、この場合には、となるように、Ｘ　Ｉ　＋　　
ｘｌに対して、ｆ、、Ｆ２を発生するように制御系を構
成することにより、任意のダンピング特性を設定するこ
とができる。

ここで、Ｘ　Ｉ　＋　　Ｘ　２はχ１．Ｘ２の時間微分
を表し、一般には、 の関係で求めて良い。

この場合は、Ｚ軸方向に関しては、特に、非接触支持で
ある必要はなく、バネなどで支持するようにしても良い
。このように構成すると、ｆ、をＸ、からだけでなく、
ｘｌとｘｌとから、Ｆ２をｘｌからだけでなく、Ｘ、と
ｘｌとから決めることができる。

このようにして、ＲＣＣハンドと等価及び更に機能が付
加された精密自動組立装置を構成することができる。

更に、本発明においては、第７図に示された、ハンドへ
のピンの装着の工程■においては、予め、ピンは所定の
位置に置かれ、そのピンをハンドに自動的に装着する場
合は、以下のような手段を講することにより、それ以降
の組み立て工程を円滑に遂行することができる。

第１７図はハンドへのピンの装着の工程を説明する平面
図、第１８図はそのハンドへのピンの装着工程を説明す
る側面図である。

これらの図において、１００は可動体、１０１はチャッ
ク、例えば、電磁チャック、１０２はセンサ或いはスイ
ッチ、１０３は電磁チャックの電源、１０４は回転テー
ブル、１０５はその回転テーブルに形成される凹所、１
０６はその凹所に立てられたピン、１０７は穴１０８が
設けられた部材である。なお、この場合にも、可動体の
位置の調整を行う電磁石を具備する５軸制御磁気軸受形
手首機構を具備するが図示されていない。

そこで、予め回転テーブル１０４の所定の位置に立てら
れているピン１０６に対して、励磁しない状態で、その
チャック１０１を押し当てて、チャックにピン１０６が
挿入されると、その状態をセンサ或いはスイッチ１０２
で検出し、電磁的にチャックを行い、ハンドを上昇させ
る。その状態で、可動体１００の傾きを第１図に示され
る電子制御装置５０で読み取り、予め設定された可動体
１００の正常な姿勢と比較し、許容できる範囲内であれ
ば、次の工程■（第７図参照）へと移行する。

もし、可動体１００の姿勢が設定された正常な姿勢から
逸脱する場合には、ハンドを下降させ、チャック１０１
からピン１０６を外して、所定位置にリセットし、再び
トライする。

このように、可動体を支持すると共に、該可動体の位置
の調整を行う電磁石を具備する５軸制御磁気軸受形手首
機構を有するため、ピンのハンドへの装着時の姿勢を監
視することができる。

従って、ピンの姿勢を適切な状態に矯正することができ
、以降の組み立て工程を円滑に行うことができる。

また、各支持要素としての電磁石のゲインを調整するこ
とによって任意の位置にコンプライアンスセンタを設定
するようにすることもできる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように本発明によれば、（Ａ＞非
接触状態で支持可能な磁気軸受形手首機構を具備し、該
手首機構の先端部に挿入部品を装着し、該挿入部品の挿
入過程での状態の判別と接触点の位置の推定を手首機構
に組み込まれている位置検出装置の出力信号と電磁石の
励磁コイルの各電流値に基づいて行い、前記挿入部品の
挿入作業を行うための挿入部品の位置、姿勢の調整を５
軸制御磁気軸受形手首機構によって能動的に行うように
し、また、 （Ｂ）本発明は、移動可能なハンドと、そのハンドに組
み込まれる可動体を支持すると共に、その可動体の姿勢
を調整可能な電磁石を具備する磁気軸受形手首機構と、
前記可動体の先端に装着される挿入部品と、その挿入部
品の端部に水平方向の力が印加された場合、前記電磁石
により、その挿入部品を並進させる手段と、その挿入部
品の端部にその挿入部品を回転させる力が印加された場
合、前記電磁石により、該挿入部品をそのコンプライア
ンスセンタを中心に回転させる手段とを設けるように構
成したので、 （１）挿入作業の対象となるピンの長さが変化しても、
これに伴う機械的な変更を伴うことなく、直ぐに対応で
き、弾力的に運用することができる。

（２）手首機構に連結されるハンドの移動時には手首機
構の剛性を高くして振動を押さえることができ、作業能
率の向上を図ることができる。

（３）磁気駆動形手首機構で非接触、かつ、バネを介し
たようにしてピンを支持しているため、従来のように、
剛体でピンを把持して穴の面に衝突させる場合に比べて
ショックをやわらげることができる。

（４）更に、ＲＣＣハンドと等測成いは更に機能が付加
されたハンドを構成することができる。

（５）装置を簡素化すると共に、コンパクトに構成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る精密自動組立装置の全体構成図、
第２図はその精密自動組立装置の断面図、第３図はその
検出部を示す斜視図、第４図は可動体に作用する力と座
標軸の説明図、第５図は本発明のピンの挿入作業工程図
、第６図は本発明の穴探索工程の説明図、第７図は本発
明の精密自動組立作業のフローチャート、第８図は本発
明の面取りがある穴へのビンの挿入作業説明図、第９図
は磁気軸受の模式図、第１０図はビンの状態の判別とピ
ンの接触点の位置の推定手法の説明図、第１１図は本発
明の面取りがない穴へのピンの粗位置決め態様の説明図
、第１２図は本発明の面取りがある穴へのビンの粗位置
決め態様の説明図、第１３図乃至第１５図は本発明の磁
気形ＲＣＣ機構の説明図、第１６図はその磁気ＲＣＣ機
構の回路図、第１７図はハンドへのピンの装着工程を説
明する平面図、第１８図はハンドへのビンの装着工程を
説明する側面図、第１９図は第１の従来例を示すＲＣＣ
機構の構成図、第２０図はそのＲＣＣ機構の動作説明図
、第２１図は第２の従来例の動作説明図、第２２図はそ
の手首機構の斜視図である。 ２０・・・５軸制御形磁気軸受形手首機構の外枠、２１
・・・第１の位置検出装置、２２〜２５・・・第２〜第
５の位置検出装置、２６〜２９・・・第６〜第９の位置
検出装置、３１〜３９．６６、６７、８４．８５・・・
電磁石、４０．６５．６８゜８２、１００・・・可動体
、４１・・・チャック、４２．６１．６９゜７１、７５
．８０．８３．１０６・・・ビン、４３．６２．７２．
７６゜１０７・・・部材、４４．６３．７３．７７、１
０８・・・穴、５０・・・制御装置、５１・・・ＣＰＵ
　（中央制御装置）、５２・・・メモリ、５３・・・入
出力インターフェース、５４・・・ディスプレイ付入出
力装置、５５・・・電源、５６・・・パワー制御部、６
０・・・ロボット本体制御装置、６４．７８・・・面取
り部、８１・・・ＲＣＣ点、８６．８７・・・ギャップ
センサ、９１・・・線形演算回路、９２・・・線形演算
回路、９３．９４・・・演算アンプ、１０１・・・チャ
ック（電磁チャック）　、１０２・・・センサ或いはス
イッチ、１０３・・・電源、１０４・・・回転テーブル
、１０５・・・凹所。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１） （ａ）移動可能なハンドと、 （ｂ）該ハンドに組み込まれる可動体と、 （ｃ）該可動体を支持すると共に、該可動体の位置の調
   整を行う電磁石を具備する磁気軸受形手首機構と、 （ｄ）前記可動体の位置を検出する位置検出装置と、（
   ｅ）前記可動体の先端部に装着される挿入部品と、（ｆ
   ）該挿入部品が挿入される穴を有する部材と、（ｇ）前
   記挿入部品の前記穴への挿入過程での該挿入部品の状態
   の判別と該挿入部品の接触点の位置を前記位置検出装置
   の出力信号と前記電磁石の励磁コイルの電流値に基づい
   て推定する手段と、（ｈ）該手段からの出力信号に基づ
   いて前記挿入部品の姿勢の調整を行い、該挿入部品の前
   記穴への挿入を行うようにしたことを特徴とする精密自
   動組立装置。
2. （２）前記各電磁石のゲインを調整可能にして前記手首
   機構の剛性を安定範囲内で任意に設定するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の精密自動組
   立装置。
3. （３）前記挿入部品の姿勢の調整は、該挿入部品の穴へ
   の挿入移動距離と、前記挿入部品と穴とのクリアランス
   量とに基づいて行うようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の精密自動組立装置。
4. （４）前記可動体の先端部にはチャックを設け、該チャ
   ックにより挿入部品を装着するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の精密自動組立装置。
5. （５）前記挿入部品の装着状態を監視する手段をを具備
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の精密自動組立装置。
6. （６） （ａ）移動可能なハンドと、 （ｂ）該ハンドに組み込まれる可動体と、 （ｃ）該可動体を支持すると共に、該可動体の位置の調
   整を行う電磁石を具備する磁気軸受形手首機構と、 （ｄ）前記可動体の位置を検出する位置検出装置と、（
   ｅ）前記可動体の先端部に装着される挿入部品と、（ｆ
   ）該挿入部品が挿入される面取りが施された穴を有する
   部材と、 （ｇ）前記挿入部品の前記穴への挿入過程での該挿入部
   品の状態の判別と該挿入部品の接触点の位置を前記位置
   検出装置の出力信号と前記電磁石の励磁コイルの電流値
   に基づいて推定する手段と、（ｈ）該手段からの出力信
   号に基づいて前記挿入部品の姿勢の調整を行い、該挿入
   部品の前記穴への挿入を行うようにしたことを特徴とす
   る精密自動組立装置。
7. （７）前記挿入部品の前記穴への挿入過程での該挿入部
   品の状態の判別は該挿入部品に作用する垂直方向及び水
   平方向の力の推定に基づくようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載の精密自動組立装置。
8. （８） （ａ）移動可能なハンドと、 （ｂ）該ハンドに組み込まれる可動体を支持すると共に
   、該可動体の姿勢を調整可能な電磁石を具備する磁気軸
   受形手首機構と、 （ｃ）前記可動体の先端に装着される挿入部品と、（ｄ
   ）該挿入部品の端部に水平方向の力が印加された場合、
   前記電磁石により、該挿入部品を並進させる手段と、 （ｅ）該挿入部品の端部に該挿入部品を回転させる力が
   印加された場合、前記電磁石により、該挿入部品をその
   コンプライアンスセンタを中心に回転させる手段とを具
   備してなる精密自動組立装置。
9. （９）前記挿入部品は円柱状のピンであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項に
   記載の精密自動組立装置。
10. （１０）前記穴の形状は円柱状であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項に記載
    の精密自動組立装置。