JPWO2016103298A1 - ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明者等は、ロボットによる螺子の締付を高速に且つきめ細かく行うことを鋭意検討した。そして、従来技術には以下の欠点が存在することに着眼した。
図1は、本発明の実施の形態1に係るロボットシステム100の構成例を概略的に示す図である。
ロボット本体2は、例えば、多関節型の産業用ロボット(多関節ロボット)である。ロボット本体2は、基部21と、多関節のアーム22と、アーム駆動部23(図3参照)とを有する。
図2は、ロボットシステム100の螺子回し機構1の構成例を示す要部断面図である。
図3は、ロボットコントローラ3の構成を概略的に表すブロック図である。以下、図3を参照しながら、ロボットシステム100の制御系統について説明する。
次に、ロボットシステム100の動作例を説明する。
図4Bは、ロボットシステム100の動作例を示すフローチャートであり、螺子取り動作について説明するものである。
図4Cは、ロボットシステム100の動作例を示すフローチャートであり、仮締め動作について説明するものである。
図4Dは、ロボットシステム100の動作例を示すフローチャートであり、本締め動作について説明するものである。
図10は、本発明の実施の形態2に係るロボットシステム200の構成例を概略的に示す図である。図11は、ロボットコントローラ3の構成を概略的に表すブロック図である。
次に、ロボットシステム200の動作例を説明する。
上記実施の形態1において、螺子回し機構1は、ばね33によって保持軸11を第2位置P2から第1位置P1に向かって付勢されるように構成し、雄螺子8が雌螺子孔9に沈み込むと、これに追従して保持軸11は第2位置P2から第1位置P1に向かって移動するように構成した。これに代えて、ロボット本体2が保持軸11を第2位置P2から第1位置P1に向かって付勢し、雄螺子8が雌螺子孔9に沈み込むと、これに追従して螺子回し機構1の保持軸11が第2位置P2から第1位置P1に向かって移動するように、制御部51がロボット本体2を制御してもよい。このとき、保持軸位置検出部14による保持軸11の位置の検出に代えて、ロボット本体2の関節軸の角度軸に基づいて螺子回し機構1の保持軸11の位置を検出するように構成されてもよい。
上記実施の形態1において、保持軸11は、ばね33によって、第2位置P2から第1位置P1に向かって付勢されるように構成した。これに代えて、保持軸11は、サーボモータ等の駆動部の駆動力によって、第2位置P2から第1位置P1に向かって付勢されるように構成してもよい。これによって、任意の付勢力で保持軸11を付勢することができるので螺子回し作業を更にきめ細かく行うことができる。
上記実施の形態1において、制御部51は、可動軸32に装着されている保持軸11を、雄螺子8の種類に応じた形状のものに交換するように螺子回し機構1及びロボット本体2を制御するように構成されていてもよい。
Ib 本締め電流閾値
Ir 電流値
L1 軸線
L2 軸線
P1 第1位置
P2 第2位置
P3 第3位置
P4 第4位置
P5 第5位置
P6 第6位置
Pa 螺子取りアプローチ位置
Pb 螺子取り位置
Pc 螺子取り退避位置
Pf 仮締めアプローチ位置
Pg 仮締め位置
Ps 本締めアプローチ位置
Pt 本締め位置
T 制限電流算出テーブル
1 螺子回し機構
2 ロボット本体
3 ロボットコントローラ
8 雄螺子
8a 頭部
9 雌螺子孔
11 保持軸
11a 係合部
11b 接続部
12 軸支持部
13 保持軸駆動部
13a 駆動軸
13e エンコーダ
14 保持軸位置検出部
15 支持枠
21 基部
22 アーム
23 アーム駆動部
23e エンコーダ
24 アーム駆動部
31 固定軸
32 可動軸
32a 接続部
32b 係合凹部
33 ばね
41 センサ本体
42 反射板
43 反射板支持部
43a 支持軸
43b 支持軸連結部
43c 支持軸案内部
51 制御部
52 サーボアンプ
54 記憶部
100 ロボットシステム
110 螺子置台
110a 挿通孔
200 ロボットシステム
204 トルクセンサ
205 係合部
Claims (9)
- 先端が雄螺子の頭部と相補的な形状に形成され、該雄螺子の頭部と係合することによって、前記雄螺子に対する前記雄螺子の軸線周りの位置関係が固定される保持軸と、前記保持軸を該保持軸の軸線周りに回転駆動する保持軸駆動部と、を有する螺子回し機構と、
前記螺子回し機構を保持し、前記螺子回し機構を移動させるロボット本体と、
前記ロボット本体を制御し、且つ前記ロボット本体と協調して作業を行う外部軸として前記保持軸駆動部を制御するロボットコントローラと、を備える、ロボットシステム。 - 前記ロボット本体は、多関節ロボットである、請求項1に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットコントローラは、前記保持部と係合した雄螺子の締め動作を行う際に、前記保持軸の回転角度位置及び回転速度の少なくとも一方を制御し、且つ前記保持軸駆動部が前記保持軸を回転駆動するための電流が目標トルクに対応する制限電流に達したか否かの判定に基づいて前記保持軸の回転駆動を停止するように前記螺子回し機構を制御する、請求項1又は2に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットコントローラに接続され、前記保持軸と係合する係合部を有し、該係合部の負荷トルクを検出するトルクセンサを更に備え、
前記ロボットコントローラは、前記保持軸を移動させて該保持軸と前記係合部とを係合させ、前記保持軸駆動部に所定の電流が供給されるよう制御し、該電流と前記トルクセンサが検出した前記負荷トルクとを関連付けて前記テーブルを作成し、該テーブルに基づいて前記制限電流を算出する、請求項3に記載のロボットシステム。 - 前記ロボットコントローラは、前記雄螺子と該雄螺子に対応する雌螺子孔とを螺合させた後に前記雄螺子を前記雌螺子に螺入させる際に、前記雄螺子の螺入動作開始位置から該螺入動作開始位置と螺入動作終了位置との間の基準位置に前記雄螺子が位置している間は該基準位置から螺入動作終了位置までの回転速度よりも回転速度が高くなるように前記保持軸駆動部を制御する、請求項1乃至4の何れかに記載のロボットシステム。
- 前記保持軸は、前記保持軸駆動部に対し、回転力受け取り可能で且つ該保持軸の軸線方向に所定距離相対的に移動可能に構成され、
前記保持軸駆動部に対し前記保持軸を基端から先端に向う方向に付勢する付勢部と、前記保持軸の軸線方向における前記保持軸の前記保持軸駆動部に対する相対的な位置を検出する位置検出部と、を更に備える、請求項1乃至5の何れかに記載のロボットシステム。 - 先端が雄螺子の頭部と相補的な形状に形成され、該雄螺子の頭部と係合することによって、前記雄螺子に対する前記雄螺子の軸線周りの位置関係が固定される保持軸と、前記保持軸を該保持軸の軸線周りに回転駆動する保持軸駆動部と、を有する螺子回し機構と、
前記螺子回し機構を保持し、前記螺子回し機構を移動させるロボット本体と、
前記ロボット本体を制御し、且つ前記ロボット本体と協調して作業を行う外部軸として前記保持軸駆動部を制御するロボットコントローラと、を備え、
前記ロボットコントローラは、前記保持部と係合した雄螺子の締め動作を行う際に、前記保持軸の回転角度位置に位置及び回転速度の少なくとも一方を制御し、且つ前記保持軸駆動部が前記保持軸を回転駆動するための電流が目標トルクに対応する制限電流に達したか否かの判定に基づいて前記保持軸の回転駆動を停止するように前記螺子回し機構を制御する、ロボットシステムの制御方法。 - 前記ロボットコントローラに接続され、前記保持軸と係合する係合部を有し、該係合部の負荷トルクを検出するトルクセンサを更に備え、
前記ロボットコントローラは、前記保持軸を移動させて該保持軸と前記係合部とを係合させ、前記保持軸駆動部に所定の電流が供給されるよう制御し、該電流と前記トルクセンサが検出した前記負荷トルクとを関連付けて前記テーブルを作成し、該テーブルに基づいて前記制限電流を算出する、請求項7に記載のロボットシステムの制御方法。 - 前記ロボットコントローラは、前記雄螺子と該雄螺子に対応する雌螺子孔とを螺合させた後に前記雄螺子を前記雌螺子に螺入させる際に、前記雄螺子の螺入動作開始位置から該螺入動作開始位置と螺入動作終了位置との間の基準位置に前記雄螺子が位置している間は該基準位置から螺入動作終了位置までの回転速度よりも速度が高くなるように前記保持軸駆動部を制御する、請求項7又は8に記載のロボットシステムの制御方法。
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