KR0159978B1 - Hole positioning method and device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조립본체(1)에 대하여 조립부품(3)을 조립할 때 적어도 한 쪽으로 휘어서 위치어긋남이 발생할 경향이 있는 경우에도, 조립본체(1)의 나사홀(11)에 대하여 조립부품(3)의 취부홀(13)을 정확하게 맞출 수 있는 홀위치 맞춤 방법 및 장치를 제공하기 위한 것으로, 조립본체(1)에서 나사홀(11) 주위에 나사홀(11) 중심에 대한 어긋남 양(거리) 및 방향을 표시하는 복수의 마크(15)를 설치하여, 조립본체(1)에 대하여 조립부품(3)을 조립하는 위치결정을 할 때 조립부품(3)의 취부홀(13)과 상기 마크(15)를 동시에 촬용하고, 상기 마크(15)중 임의의 하나의 마크(15)에 대한 취부홀(13)의 어긋남 양 및 방향을 연산하고, 또 상기 임의의 하나의 마크(15)가 갖는 거리 및 방향 정보와 상기 연산결과에 의거하여 조립본체(1)의 소정점에 대한 상기 취부홀(13)의 어긋남 양과 방향을 연산하고, 이 연산결과에 의거하여 조립부품(3)의 위치 보정을 정확하게 행하는 구성을 갖는다.According to the present invention, even when the assembly part 3 is assembled with respect to the assembly body 1, there is a tendency to bend to at least one side to cause displacement, the assembly part 3 with respect to the screw hole 11 of the assembly body 1. The purpose of the present invention is to provide a hole positioning method and apparatus for precisely aligning the mounting holes 13 of the mounting body 1, the amount of displacement (distance) and the center of the screw hole 11 around the screw hole 11 in the assembly body 1 and When the plurality of marks 15 indicating the direction are provided to position the assembly parts 3 with respect to the assembly body 1, the mounting holes 13 and the marks 15 of the assembly parts 3 are provided. ) At the same time, calculates the shift amount and direction of the mounting hole 13 with respect to any of the marks 15 of the marks 15, and the distance that the any one mark 15 has and The amount of misalignment of the mounting hole 13 with respect to a predetermined point of the assembly main body 1 based on the direction information and the calculation result; Computing a direction and, on the basis of the calculation result has a configuration for performing the exact position correction of an assembly (3).
Description
본 발명은, 예를 들어 자동차의 인스트루먼트 패널(instrument panel)과 같은 조립본체에 대하여, 예를 들어 디프로스터 노즐(defroster nozzle)과 같은 조립부품을 로보트에 의해 공급하여 자동적으로 조립을 행할 경우, 상기 조립본체의 소정 위치, 예를 들어 나사홀에 상기 조립부품에 설치된 취부홀의 위치를 맞추기 위한 홀위치 맞춤방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an assembly body such as an instrument panel of an automobile, for example, when assembly is performed automatically by supplying an assembly such as a defroster nozzle by a robot. The present invention relates to a hole position alignment method and an apparatus for aligning a predetermined position of an assembly main body, for example, a mounting hole installed in the assembly part with a screw hole.
종래부터, 예를 들어 자동차의 인스트루먼트 패널과 같은 조립본체에 대하여 디프로스터 노즐과 같은 조립부품을, 로보트를 사용하여 공급하고 자동적으로 조립하는 일이 행해지고 있다.Background Art Conventionally, for example, an assembly part such as a defroster nozzle is supplied to an assembly body such as an instrument panel of an automobile by using a robot and automatically assembled.
종래, 예를 들어 인스트루먼트 패널과 같은 조립본체를 지그 등에 미리 정확하게 고정하고 디프로스터 노즐과 같은 조립부품을 로보트에 의해 상기 인스트루먼트 패널에 공급하여 조립하고자 하는 경우에는, 상기 조립부품을 위치내기용 지그에 정확하게 위치결정시키고, 이 위치내기용 지그에 정확하게 설치된 조립부품을 로보토의 핸드로 파지하는 것에 의해, 상기 조립부품과 로보트 핸드의 위치적 관계를 정확하게 유지하고 있다. 그후, 로보트를 티칭(teaching)한 것과 같이 동작시켜 상기 조립본체에 대하여 조립부품을 공급하여 조립본체의 나사홀과 조립부품의 취부홀을 일치시키고, 상기 나사홀에 대하여 나사를 체결하는 것에 의해 자동적인 조립이 행하여 지고 있다.Conventionally, for example, when an assembly main body such as an instrument panel is fixed in advance in a jig or the like, and an assembly part such as a defroster nozzle is to be supplied to the instrument panel by a robot and assembled, the assembly part is placed on a positioning jig. By positioning accurately, and holding the assembly part correctly installed in this positioning jig with a robot hand, the positional relationship of the said assembly part and robot hand is maintained correctly. Thereafter, the robot is operated as if the robot has been taught, and the assembly parts are supplied to the assembly body so that the screw holes of the assembly body and the mounting holes of the assembly parts are matched, and the screws are fastened to the screw holes. Phosphorus granulation is performed.
상술한 종래의 방법은, 예를 들어 조립본체로서 인스트루먼트 패널의 소정 위치의 취부홀과 조립부품으로서 디프로스터 노즐의 취부홀과의 위치관계가 정확하게 위치결정되는 것에 의해, 상기 취부홀에 대한 나사체결이 행하여지는 것이다.In the above-described conventional method, for example, the positional relationship between a mounting hole at a predetermined position of an instrument panel as an assembly body and a mounting hole of a defroster nozzle as an assembly component is accurately positioned, thereby screwing in the mounting hole. This is done.
그러나, 예를 들어 인스트루먼트 패널이나 디프로스터 노즐 등과 같은 조립본체나 조립부품은 강성이 크지 않기 때문에, 조립본체에 대하여 조립부품을 조립하고자 할 때 휨이 발생하여 조립본체의 나사홀과 조립부품의 취부홀 사이에서 위치어긋남이 발생하여 상기 나사홀에 대한 나사조입이 불가능한 때가 있다.However, since the assembly body or assembly parts, for example, an instrument panel or a defroster nozzle, are not large in rigidity, when the assembly body is assembled with respect to the assembly body, warpage occurs and the mounting of the screw holes and the assembly parts of the assembly body occurs. Position shift occurs between the holes, and screwing into the screw holes is sometimes impossible.
상기와 같은 문제에 대처하는 방법으로서, 조립본체의 나사홀과 조립부품의 취부홀을 일치시키도록 시행착오적으로 로보트의 제어를 행하는 것도 가능한 일이나, 시간을 많이 필요로 한다는 문제가 있다.As a method for coping with the above problems, it is also possible to control the robot by trial and error so that the screw holes of the assembly body and the mounting holes of the assembly parts are matched, but there is a problem that it takes a lot of time.
제1도는 본 발명 실시예에 따른 장치를 개념적으로 나타낸 사시도.1 is a perspective view conceptually illustrating an apparatus according to an embodiment of the invention.
제2도는 소정 위치에 대한 어긋남 양과 방향을 나타낸 마크의 한 실시예를 나타낸 설명도.2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a mark showing the amount and direction of the shift with respect to a predetermined position.
제3도는 실시예에 따른 장치의 제어부를 개념적으로 나타낸 제어 블록도.3 is a control block diagram conceptually illustrating a controller of an apparatus according to an embodiment.
제4도는 마크의 제2실시예를 나나탠 설명도.4 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the mark.
제5도는 광섬유 부착부의 설명도.5 is an explanatory diagram of an optical fiber attachment portion.
제6도는 칼라코드의 검출부를 나타낸 설명도.6 is an explanatory diagram showing a detection unit of a color code.
제7도는 신호 처리부의 블록도.7 is a block diagram of a signal processor.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 조립본체 3 : 조립부품1: assembly body 3: assembly parts
5 : 로보트 7 : 카메라5: robot 7: camera
11 : 나사홀 13 : 취부홀11: screw hole 13: mounting hole
15 : 마크15: Mark
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 홀위치 맞춤방법은, 소정 위치에 설치된 조립본체에 대하여 로보트를 사용하여 조립부품을 공급하고, 상기 조립본체의 소정점에, 상기 조립부품에 설치된 취부홀의 위치를 맞추는 방법으로,The present invention has been made in view of the above-described conventional problem, and the hole position alignment method of the present invention supplies an assembly part using a robot to an assembly body provided at a predetermined position, and at a predetermined point of the assembly body, By aligning the position of the mounting hole installed in the assembly,
a. 로보트의 핸드에 파지된 조립부품의 취부홀을 조립본체의 소정점에 일치시키도록 상기 로보트의 핸드를 이동시켜 위치결정하는 공정,a. Moving and positioning the hand of the robot so that the mounting hole of the assembled part held in the hand of the robot matches the predetermined point of the assembly body;
b. 상기 조립본체의 소정점으로부터의 거리 및 방향의 정보를 코드화하여 상기 소정점의 주위에 사전 설치된 복수의 마크 및 위치결정된 조립부품의 취부홀을 촬영하는 공정,b. Encoding information of a distance and a direction from a predetermined point of the assembly main body to photograph a plurality of marks pre-installed around the predetermined point and mounting holes of positioned assembly parts;
c. 촬영한 복수의 마크로부터 임의 선택한 한 개의 마크의 중심위치와 촬영한 취부홀의 중심위치와의 위치어긋남 벡터를 연산하는 동시에, 상기 소정점으로부터 상기 한 개의 마크까지의 거리 및 방향의 정보와 상기 위치어긋남 벡터에 의거하여, 상기 소정점에 대한 상기 취부홀의 중심위치의 위치어긋남 방향과 거리를 연산하는 공정,c. Computation of the positional displacement vector between the center position of one mark arbitrarily selected from the plurality of marks photographed and the center position of the mounting hole photographed, and at the same time, the positional deviation and information of the distance and direction from the predetermined point to the one mark. Calculating a position shifting direction and a distance of a center position of the mounting hole with respect to the predetermined point based on a vector;
d. 상기 조립본체의 소정점에 대한 조립부품의 취부홀의 중심위치의 위치어긋남 방향과 거리와의 상기 연산결과에 의거하여, 상기 로보트 핸드의 위치 보정을 행하는 공정으로 이루어지는 방법이다.d. It is a method which consists of a process of correcting the position of the said robot hand based on the calculation result of the position shift direction and distance of the center position of the mounting hole of the assembly part with respect to the predetermined point of the said assembly main body.
또한, 상기 조립본체의 소정점과 조립부품의 취부홀의 중심위치가 일치하는지 아닌지를 판별하여, 일치시에는 상기 로보트의 이동을 정지하고 불일치시에는 상기 b 공정으로 되돌아 가는 공정에 의해 이루어지는 방법이다.In addition, it is determined by determining whether or not the predetermined point of the assembly main body and the center position of the mounting hole of the assembly part coincide with each other. In case of coincidence, the movement of the robot is stopped, and when the discrepancy is inconsistent, the process returns to step b.
본 발명의 홀위치 맞춤장치는, 소정위치에 설치된 조립본체에 대하여 조립부품을 공급하는 로보트와, 이 로보트의 핸드에 파지된 상기 조립부품의 취부홀을 상기 조리본체의 소정점에 일치시키도록 상기 핸드를 이동시켜 위치결정하기 위한 로보트 제어장치와, 상기 조립본체의 소정점으로부터의 거리 및 방향의 정보를 코드화하여 상기 소정점의 주위에 사전 설치된 복수의 마크와 위치결정된 조립부품의 취부홀을 촬영하는 카메라와, 촬영한 복수의 마크로부터 임의 선택한 한 개의 마크의 중심위치와 촬영한 취부홀의 중심위치와의 위치어긋남 벡터를 연산하고, 또한 상기 소정점으로부터 상기 한 개의 마크까지의 거리 및 방향의 정보와 상기 연산한 위치어긋남 벡터에 의거하여, 상기 소정점에 대한 상기 취부홀의 중심위치의 위치어긋남 방향과 거리를 연산하고, 이 연산결과에 의거하여 상기 로보트 제어장치의 보정을 행하는 보정연산부를 구비하여 이루어진 것이다.The hole positioning device of the present invention is a robot for supplying an assembly part to an assembly main body installed at a predetermined position, and the mounting hole of the assembly part held in the hand of the robot coincides with a predetermined point of the cooking body. Robot control device for moving and positioning the hand, and information of distance and direction from a predetermined point of the assembly main body are coded to photograph a plurality of marks pre-installed around the predetermined point and mounting holes of positioned assembly parts. Calculates a displacement vector between the center position of one mark arbitrarily selected from the plurality of marks taken and the center position of the mounting hole taken from the plurality of photographed marks; and further, information on the distance and direction from the predetermined point to the one mark. And the position shifting direction of the center position of the mounting hole with respect to the predetermined point based on the calculated position shifting vector. And a correction calculation unit for calculating the distance and correcting the robot controller based on the calculation result.
또한, 상기 조립본체의 소정점과 조립부품의 취부홀의 중심위치가 일치하는지 아닌지를 판별하는 판별부를 구비하여 이루어지는 것이다.Further, it is provided with a discriminating unit for discriminating whether or not the predetermined point of the assembly main body and the center position of the mounting hole of the assembly part coincide.
상기 구성에 있어서, 소정 위치에 설치된 조립본체의 소정점에 대하여 로보트의 핸드에 파지된 조립부품의 취부홀을 일치시키도록 이동시켜 위치결정한 후 상기 소정점 부근을 카메마로 촬영하면, 상기 소정점 주위에 사전 설치된 복수의 마크와 조립부품의 취부홀이 촬영된다.In the above configuration, if the mounting holes of the assembled parts held by the robot's hand are aligned with the predetermined points of the assembly main body installed at the predetermined positions, and then the vicinity of the predetermined points is taken with a camera, A plurality of marks and mounting holes for the assembly parts pre-installed are photographed.
촬영한 복수의 마크 중에서 임의로 하나의 마크를 선택하고, 이 마크의 중심 위치와 촬영한 취부홀의 중심위치와의 위치어긋남 벡터를 연산하는 것에 의해, 상기 한 개의 마크에 대한 취부홀의 중심위치의 어긋남 방향과 어긋남 양을 구할 수 있다.By selecting one mark arbitrarily from among the plurality of marks photographed, and calculating a displacement vector between the center position of the mark and the center position of the mounting hole, the shifting direction of the center position of the mounting hole with respect to the one mark. And the amount of misalignment can be found.
상기 조립본체의 소정점에 대한 상기 한 개의 마크의 어긋남 방향과 어긋남양(거리)은 사전에 설정되어 있는 것이므로, 상기 한 개의 마크에 대한 조립부품의 취부홀의 어긋남 방향과 어긋남 양을 구하는 것에 의해, 상기 조립본체의 소정점에 대한 조립부품의 취부홀의 어긋남 방향과 어긋남 양을 구할 수 있게 된다.Since the shift direction and the shift amount (distance) of the one mark with respect to the predetermined point of the assembly main body are set in advance, by calculating the shift amount and the shift direction of the mounting hole of the assembly part with respect to the one mark, The shifting direction and the shifting amount of the mounting hole of the assembled part with respect to the predetermined point of the assembly main body can be obtained.
상술한 바와 같이 조립본체의 소정점에 대한 조립부품의 취부홀의 어긋남 방향과 어긋남 양을 구한 후, 이와 같이 구한 어긋남 방향과 어긋남 양에 의거하여 로보트 핸드의 위치 보정을 행하는 것에 의해, 조립본체의 소정점과 조립부품의 취부홀을 정확하게 맞출 수 있게 된다.As described above, after determining the shifting direction and the shifting amount of the mounting hole of the assembled part with respect to the predetermined point of the assembly main body, the position of the robot hand is corrected based on the shifting direction and the shifting amount thus obtained, thereby predetermining the assembly main assembly. The point and the mounting hole of the assembly can be precisely aligned.
따라서, 조립본체에 대하여 조립부품을 조립할 때, 예를 들어 조립본체/조립부품에 다소의 휨이 발생한 것과 같은 경우에도, 로보트 핸드의 위치보정을 행하여 조립본체의 소정점과 조립부품의 취부홀을 정확하게 맞출 수가 있게 된다.Therefore, when assembling the assembly with respect to the assembly body, even if some warpage has occurred in the assembly body / assembly component, for example, the robot hand is repositioned to fix a predetermined point of the assembly body and the mounting hole of the assembly body. You can get it right.
[실시예]EXAMPLE
제1도를 참조하면, 본 실시예에 따른 홀위치 맞춤장치는 소정 위치에 설치된 조립본체(1)에 대하여 조립부품(3)을 공급하는 로보트(5)를 구비하는 동시에, 상기 조립본체(1)의 소정점 부근을 촬영하는 카메라(7)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, the hole positioning device according to the present embodiment includes a robot 5 for supplying an assembly part 3 to an assembly body 1 installed at a predetermined position, and at the same time, the assembly body 1 The camera 7 which photographs the vicinity of the predetermined point of (circle) is provided.
상기 조립본체(1)는, 예를 들어 자동차의 인스트루먼트 패널로 이루어지는 것으로서, 예를 들어 부착대와 같은 적절한 지그(9)에 정확하게 고정되어 있고, 이 조립본체(1)의 소정점에는, 예를 들어 나사홀(11)이 설치되어 있다.The assembly main body 1 is made of, for example, an instrument panel of an automobile, and is fixed to an appropriate jig 9 such as a mounting table, for example, and the predetermined point of the assembly main body 1 is, for example, For example, the screw hole 11 is provided.
상기 조립부품(3)은 이스트루먼트 패널에 조립하는, 예를 들어 디프로스터 노즐로 이루어지는 것으로, 이 조립부품(3)의 일부에는 상기 조립본체(1)의 상기 나사홀(11)에 맞추는 취부홀(13)이 설치되어 있다.The assembly part 3 is made of, for example, a defroster nozzle to be assembled to an instrument panel, and a part of the assembly part 3 is fitted to the screw hole 11 of the assembly body 1. (13) is provided.
이미 이해된 바와 같이 조립본체(1)에 조립부품(3)을 조립하는 것은, 조립본체(1)의 나사홀(11)과 조립부품(3)의 취부홀(13)을 맞춘 후, 상기 나사홀(11)에 나사를 나사조입함으로써 행하여 진다.As already understood, assembling the assembly 3 to the assembly main body 1, after fitting the screw hole 11 of the assembly main body 1 and the mounting hole 13 of the assembly 3, the said screw This is done by screwing a screw into the hole 11.
본 실시예에 있어서는, 조립본체(1)가 인스트루먼트 패널이고 조립부품(3)이 디프로스터 노즐인 경우에 대하여 예시하였으나, 조립본체(1)가 반드시 인스트루먼트 패널로 한정되는 것은 아니고 조립부품(3)도 디프로스터 노즐로 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, the case where the assembly body 1 is an instrument panel and the assembly part 3 is a defroster nozzle is illustrated, but the assembly body 1 is not necessarily limited to the instrument panel, but the assembly part 3. Nor is it limited to the defroster nozzle.
또한, 조립본체(1)의 소정점으로서는 나사홀(11)의 경우에 대하여 예시하였으나, 나사홀로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 조립부품의 부착 위치를 나타내는 단순한 점이어도 좋다.In addition, although the case of the screw hole 11 was illustrated as a predetermined point of the assembly main body 1, it is not limited to a screw hole, For example, it may be a simple point which shows the attachment position of an assembly component.
상기 조립본체(1)에서 상기 나사홀(11) 주위에는 제2도에 확대하여 나타낸 바와 같이, 나사홀(11)의 중심위치(11S)로부터의 거리 및 방향의 정보를 코드화한 복수의 마크(15)가 배치된다. 상기 마크(15)는 본 실시예에 있어서는 사각형상으로 표시되어 있는데, 상기 마크(15)의 상하 치수가 나사홀(11)의 중심위치(11S)로부터의 거리를 나타내고, 상기 마크(15)의 좌우 방향의 치수는 중심위치(11S)로부터의 방향을 나타내는 것이다.In the assembly main body 1, a plurality of marks encoding the information of the distance and the direction from the central position 11S of the screw hole 11 as shown in FIG. 2 are enlarged around the screw hole 11 ( 15) is arranged. The mark 15 is shown in a rectangular shape in this embodiment. The upper and lower dimensions of the mark 15 indicate the distance from the center position 11S of the screw hole 11, and the The dimension in the left and right directions indicates the direction from the center position 11S.
그리고, 상기 마크(15)의 중심위치(11S)로부터의 거리 및 방향은 그좌표로 예시하였으나, 나사홀(11)의 중심위치(11S)를 원점으로 하는 직교좌표로 표시하여도 좋다. 그리고, 상기 마크(15)는 4각형상으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 문자, 바코드라든가 작은 원과 봉선을 조합시킨 부호 등, 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한 어긋남 방향과 어긋남 양(거리)을 정보로 구비하는 것이라면 어떠한 표시라도 좋다.In addition, although the distance and direction from the center position 11S of the said mark 15 were illustrated by the coordinate, you may display by the orthogonal coordinate which makes the center position 11S of the screw hole 11 the origin. The mark 15 is not limited to a quadrangular shape. For example, the mark 15 has a shift direction with respect to the center position 11S of the screw hole 11, such as a character, a barcode, or a symbol combining a small circle and a bar. Any display may be used as long as the deviation amount (distance) is provided as information.
상기 로보트(5)는 상기 조립부품(3)을 파지 자유로운 핸드(5H)를 구비한 통상의 플레이백 형의 산업 로보트로 이루어지는 것이다.The robot 5 is composed of an industrial robot of a normal playback type with a hand 5H free to hold the assembly 3.
상기 카메라(7)는 예를 들어 CCD 카메라로 이루어지는 것이다. 이 카메라(7)는, 본 실시예에 있어서는 상기 조립본체(1)의 나사홀(11)에 나사를 체결하는 나사체결기(17)와 일정한 위치관계를 유지하여 설치되어 있다. 상기 카메라(7)와 나사체결기(17)는 상기 로보트(5)와는 별개의 제2의 로보트(19)에 장착되는데, 이 제2의 로보트(19)를 적절하게 제어하는 것에 의해 상기 조립본체(1)의 상기 나사홀(11)에 대응하는 위치에 위치결정 자유롭게 설치되어 있다.The camera 7 is made of, for example, a CCD camera. In this embodiment, the camera 7 is provided while maintaining a constant positional relationship with the screw fastener 17 for fastening the screw to the screw hole 11 of the assembly main body 1. The camera 7 and the screw fastener 17 are mounted on a second robot 19 separate from the robot 5, and the assembly main body is controlled by appropriately controlling the second robot 19. Positioning is provided freely in the position corresponding to the said screw hole 11 of (1).
이상과 같은 구성에 있어서, 조립본체(1)가 지그(9)에 정확하게 고정되고, 또 소정 위치에 정확하게 위치결정된 상태에 있을 때, 상기 지그(9)에 근접한 위치에 위치결정된 패릿(도시 생략함) 위에 있는 복수의 조립부품(3)을 로보트(5)를 사용하여 상기 조립본체(1)에 하나씩 공급하도록 로보트(5)의 티칭을 행한다. 이 로보트(5)의 티칭에 의한 작업의 순서, 위치 및 기타 필요한 정보는 로보트 제어장치(21)(제3도 참조)의 메모리(23)에 기록된다.In the above configuration, when the assembly main body 1 is fixed to the jig 9 accurately and is in a state accurately positioned at a predetermined position, a parret positioned at a position close to the jig 9 (not shown) The teaching of the robot 5 is carried out so as to supply the plurality of assembly parts 3 on the assembly 1 to the assembly main body 1 one by one using the robot 5. The order of the work by the teaching of the robot 5, the position and other necessary information are recorded in the memory 23 of the robot controller 21 (see FIG. 3).
상기와 같이 로보트(5)의 티칭 종료후, 상기 메모리(23)에 기억시킨 정보를 읽어내고 로보트 제어장치(21)의 제어하에 로보트(5)의 제어를 행하면, 로보트(56)는 패릿 상의 조립부품(3)의 소정 위치를 핸드(5H)에 의하여 파지하고, 이 조립부품(3)의 취부홀(13) 위치를 조립본체(1)의 나사홀(11) 위치에 맞추도록 조립본체(1)로 공급하여 위치결정한다.After the teaching of the robot 5 is completed as described above, when the information stored in the memory 23 is read out and the robot 5 is controlled under the control of the robot controller 21, the robot 56 is assembled on the parette. A predetermined position of the component 3 is gripped by the hand 5H, and the assembly body 1 is adapted to align the mounting hole 13 position of the assembly 3 with the screw hole 11 position of the assembly body 1. Position).
상술한 바와 같이, 조립부품(3)을 조립본체(1)에 조립하기 위하여 로보트(5)에 의해 조립부품(3)을 조립본체(1)에 대하여 공급할 위치결정을 하면, 조립본체(1)라든가 조립부품(3)의 강성이 낮은 경우에는 휨이 발생하여 조립본체(1)의 나사홀(11)에 대하여 조립부품(3)의 취부홀(13)이 일치하지 않고, 제2도에 예시한 바와 같이 나사홀(11)의 중심위치(11S)와 취부홀(13)의 중심위치(13S)가 적의 위치 어긋난 상태로 된다.As described above, in order to assemble the assembly 3 to the assembly main body 1, the assembly 5 is positioned to supply the assembly 3 to the assembly main body 1 by the robot 5. When the rigidity of the assembly 3 is low, warpage occurs and the mounting hole 13 of the assembly 3 does not coincide with the screw hole 11 of the assembly body 1, which is illustrated in FIG. As described above, the center position 11S of the screw hole 11 and the center position 13S of the mounting hole 13 are in a position where the enemy position shifts.
상술한 바와 같이, 조립본체(1)에서 나사홀(11)의 중심위치(11S)와 조립부품(3)에서 취부홀(13)의 중심위치(13S)가 위치 어긋난 상태로 조립부품(3)의 위치결정이 행해질 경우에는, 취부홀(13)을 관통하여 나사홀(11)에 나사를 체결할 수가 없기 때문에 조립본체(1)에 대한 조립부품(3)의 조립이 불가능해 진다.As described above, the assembly part 3 in a state where the center position 11S of the screw hole 11 in the assembly body 1 and the center position 13S of the mounting hole 13 in the assembly part 3 are displaced. When the positioning is performed, since the screw cannot be fastened to the screw hole 11 through the mounting hole 13, the assembly of the assembly 3 to the assembly body 1 becomes impossible.
여기에서, 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 로보트(5)에 의해 조립부품(3)을 조립본체(1)에 대하여 공급할 위치결정을 한 상태에 있을 때, 제2의 로보트(19)를 적절히 제어하여 카메라(7)를 나사홀(11)에 대응한 위치에 위치결정하고, 상기 나사홀(11)의 주위에 사전 배치하여 둔 복수의 마크(15) 및 위치결정한 상태에 있는 취부홀(13)을 촬영한다.In this embodiment, the second robot 19 is appropriately controlled when the robot 5 is in a position where the assembly 3 is supplied to the assembly main body 1 as described above. Position the camera 7 at a position corresponding to the screw hole 11, the plurality of marks 15 pre-arranged around the screw hole 11, and the mounting hole 13 in the positioned state. To shoot.
상기 카메라(7)에 의하여 촬영한 화상은 화상처리장치(25)에서 화상처리된다. 이 화상처리장치(25)에서 화상처리된 후의 취부홀(13)의 형상 데이터에 의거하여, 보정연산부(27)에서 취부홀(13)의 중심위치(13S)의 연산이 행하여 진다.The image photographed by the camera 7 is image processed by the image processing apparatus 25. On the basis of the shape data of the mounting hole 13 after the image processing by the image processing apparatus 25, the correction calculation unit 27 calculates the center position 13S of the mounting hole 13.
그리고, 카메라(7)에 의해 촬영한 복수의 마크(15)로부터 임의의 마크(15)를 선택하고(이 마크(15)의 선택은, 에를 들어 취부홀(13)내에서 최대의 마크(15M)를 선택하는 것에 의해 행하여 진다), 선택된 마크(15M)의 중심위치를 연산한다. 그리고, 이와 같이 선택된 마크(15M)의 중심위치에 대한, 취부홀(13)에서의 중심위치(13S)의 위치어긋남 벡터(δx, δy)를 연산한다.Then, an arbitrary mark 15 is selected from the plurality of marks 15 photographed by the camera 7 (the selection of the mark 15 is, for example, the largest mark 15M in the mounting hole 13). ), The center position of the selected mark 15M is calculated. The position shift vectors δx and δy of the center position 13S in the mounting hole 13 with respect to the center position of the mark 15M selected in this way are calculated.
다음에, 선택된 마크(15M)의 상하 치수 및 좌우 치수를 읽는 것에 의해, 나사홀(11)의 중심위치(11S)로부터 선택된 마크(15M)까지의 거리 및 방향을 구하고, 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한, 선택된 마크(15M)의 위치어긋남 벡터(dx, dy)를 구한다.Next, by reading the upper and lower dimensions and the left and right dimensions of the selected mark 15M, the distance and direction from the center position 11S of the screw hole 11 to the selected mark 15M are obtained, and the The displacement vector (dx, dy) of the selected mark 15M with respect to the center position 11S is obtained.
그리고, 상기 선택된 마크(15M)의 위치어긋남 벡터(dx, dy)와, 상기 마크(15M)의 중심위치에 대한 취부홀(13) 중심위치(13S)의 위치어긋남 벡터(δx, δy)에 근거하여, 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한 취부홀(13) 중심위치(13S)의 위치어긋남 벡터(dx+δx, dy+δy)를 연산한다.Then, based on the positional displacement vectors dx and dy of the selected mark 15M and the positional displacement vectors δx and δy of the center position 13S of the mounting hole 13 with respect to the center position of the mark 15M. The position shift vectors (dx + δx, dy + δy) of the mounting hole 13 center position 13S with respect to the center position 11S of the screw hole 11 are calculated.
보정연산부(27)에서의 상기 연산결과를 상기 로보트 제어장치(21)에 보정치로서 출력한다.The calculation result from the correction calculation unit 27 is output to the robot control apparatus 21 as a correction value.
로보트 제어장치(21)는 상기 보정연산부(27)의 연산결과에 의거하여, 상기 조립본체(1)에서의 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 조립부품(3)에서의 취부홀(13)의 중심위치(13S)를 일치시키도록 로보트(5)를 제어하여 조립부품(3)의 위치결정을 행한다.The robot controller 21 attaches the mounting hole in the assembly 3 to the center position 11S of the screw hole 11 in the assembly body 1 based on the calculation result of the correction calculation unit 27. The robot 5 is controlled to coincide with the center position 13S of 13) to position the assembled parts 3.
상술한 바와 같이, 로보트(5)의 플레이백 동작에 의하여 조립부품(3)을 조립본체(1)에 공급하여 위치결정한 후, 조립본체(1)에서의 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한 조립부품(3)에서의 취부홀(13)의 중심위치(13S)의 어긋남 양(거리) 및 방향을 연산하여 조립부품(3)의 위치보정을 행하는 것에 의해, 조립본체(1)의 나사홀(11)과 조립부품(3)의 취부홀(13)은 거의 일치하게 된다.As described above, after positioning and supplying the assembly 3 to the assembly body 1 by the playback operation of the robot 5, the center position 11S of the screw hole 11 in the assembly body 1 is positioned. The assembly body (1) by calculating the position of the assembly part (3) by calculating the shift amount (distance) and the direction of the center position (13S) of the mounting hole (13) in the assembly part (3). The screw holes 11 and the mounting holes 13 of the assembled parts 3 are substantially coincident with each other.
여기에서, 필요에 따라, 조립본체(1)의 나사홀(11)과 조립부품(3)의 취부홀(13)이 거의 일치하였는지 아닌지를 판별하는 데에는, 상기 카메라(7)에 의해 촬영한 취부홀(13) 내에 마크(15)가 있는지 없는지를 판별부(29)에서 판별하는 것에 의해 행할 수 있다.Here, if necessary, in order to determine whether or not the screw hole 11 of the assembly main body 1 and the mounting hole 13 of the assembly part 3 substantially coincide, the mounting image photographed by the said camera 7 is carried out. The determination unit 29 determines whether or not the mark 15 is present in the hole 13.
이 경우, 예를 들어 촬영한 취부홀(13) 내에 마크(15)가 없는 경우 나사홀(11)과 취부홀(13)이 거의 일치한 것으로 판별할 수 있다. 그리고, 촬영한 취부홀(13) 내에 마크(15)가 있는 경우에는, 전술한 바와 같은 처리를 행하여 조립부품(3)의 위치보정을 반복하는 것에 의해 나사홀(11)에 대하여 조립부품(3)의 취부홀(13)을 정확하게 맞출 수 있게 된다.In this case, for example, when there is no mark 15 in the photographed mounting hole 13, it can be determined that the screw hole 11 and the mounting hole 13 substantially match. And when the mark 15 exists in the mounting hole 13 which was image | photographed, the assembly part 3 with respect to the screw hole 11 is performed by repeating the position correction of the assembly part 3 by performing the process mentioned above. It is possible to accurately fit the mounting hole (13).
상술한 바와 같이, 소정 위치에 설치된 조립본체(1)에 대하여 로보트(5)에 의해 조립부품(3)의 공급을 행하고, 조립본체(1)에서의 나사홀(11)과 조립부품(3)에서의 취부홀(13)이 일치한 상태에 있을 때, 제2의 로보트(19)에 유지된 나사체결기(17)을 나사홀(11)에 대응한 위치에 위치결정하고, 그 후 상기 나사체결기(17)을 작동하는 것에 의해 나사를 나사홀(11)에 체결할 수 있어, 조립본체(1)에 대하여 조립부품(3)을 부착하는 것이 가능하다.As described above, the assembly part 3 is supplied by the robot 5 to the assembly body 1 provided at a predetermined position, and the screw hole 11 and the assembly part 3 in the assembly body 1 are supplied. When the mounting holes 13 in E are in the same state, the screw fastener 17 held in the second robot 19 is positioned at a position corresponding to the screw hole 11, and then the screw By operating the fastener 17, the screw can be fastened to the screw hole 11, and the assembly 3 can be attached to the assembly body 1.
이상과 같은 설명에서 이해되는 바와 같이, 본 실시예에 의하면 로보트(5)를 사용하여 조립본체(1)에 조립부품(3)을 조립하고자 할 때, 조립본체(1) 또는 조립부품(3)의 적어도 한 쪽에 휨 등이 발생하여 조립본체(1)에서의 나사홀(11)과 조립부품(3)에서의 취부홀(13)에 위치어긋남이 발생하는 경향이 있는 경우에도, 상기 나사홀(11)에 대하여 취부홀(13)을 거의 일치시킨 상태로 위치결정할 수 있는 것이다.As understood from the above description, according to the present embodiment, when the assembly part 3 is to be assembled to the assembly body 1 using the robot 5, the assembly body 1 or the assembly part 3 is used. Even when bending or the like occurs on at least one side of the assembly body 1, the screw hole 11 in the assembly body 1 and the mounting hole 13 in the assembly part 3 tend to be displaced. 11), the mounting hole 13 can be positioned in a state where the mounting hole 13 is almost coincident.
제4도는 제2실시예를 나타낸 것이다. 이 제2실시에에 있어서는 나사홀(11)의 원주에 연하는 방향에 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 3원색을 배치하는 동시에 각각의 혼합색을 배치하였다. 즉, 원주방향은 무지개색의 칼라가 연속적으로 변화하는 색상에 의해 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한 방향을 표시하고 있다. 그리고, 반경방향은 각각의 색에 대한 그레이 혼합색이 연속적으로 변화하는 것이다.4 shows a second embodiment. In this second embodiment, three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are arranged in the direction extending to the circumference of the screw hole 11, and the respective mixed colors are arranged. That is, the circumferential direction indicates the direction with respect to the center position 11S of the screw hole 11 by the color of the rainbow color continuously changing. In the radial direction, the gray mixed color for each color continuously changes.
따라서, 적, 녹, 청 각각의 비율 및 명도(明度)를 검출하는 것에 의해 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한 취부호(13)의 방향성 및 거리를 구할 수 있다.Therefore, the direction and distance of the reference sign 13 with respect to the center position 11S of the screw hole 11 can be calculated | required by detecting the ratio and brightness of red, green, and blue, respectively.
제2실시예에 있어서는, 제1실시예에 나타낸 나사체결기(17)의 선단부에 광섬유(35)를 설치하여, 상술한 바와 같이 로보트(5)에 의해 조립본체(1)에 조립부품(3)을 공급하여 위치결정하였을 때, 조립본체(1)의 나사홀(11)에 대한 조립부품(3)에서의 취부홀(13) 부분의 중첩을 상기 광섬유(35)에 의하여 화상으로 취하는 것이다.In the second embodiment, the optical fiber 35 is provided at the distal end of the screw fastener 17 shown in the first embodiment, and the assembly part 3 is attached to the assembly body 1 by the robot 5 as described above. ), The superposition of the portion of the mounting hole 13 in the assembly part 3 with respect to the screw hole 11 of the assembly body 1 is taken as an image by the optical fiber 35.
상기 나사체결기(17)는 나사 공급기(feeder)(도시하지 않음)로부터 나사 반송 튜브(36)를 거쳐서 선단부에 공급된 나사를, 내장한 비트(bit)에 의하여 회전시키는 동시에 압출함으로써 조립본체(1)의 나사홀(11)에 체결하는 것으로, 상기 광섬유(35)는 공급된 상기 나사를 지지하는 죠우(38)의 하단면으로부터 하방향을 지향하여 부착된다. 따라서, 상기 나사체결기(17)를 조립본체(1)의 나사홀(11)의 상방에 사전 위치시켜 두는 것에 의하여, 상술한 바와 같이 나사홀(11)에 대한 조립부품(3) 취부홀(13) 부분의 중첩을 검출할 수가 있는 것이다.The screw fastener 17 rotates and extrudes a screw supplied to a distal end portion from a screw feeder (not shown) via a screw conveying tube 36 by means of a built-in bit. By fastening to the screw hole 11 of 1), the optical fiber 35 is attached in a downward direction from the bottom surface of the jaw 38 supporting the supplied screw. Therefore, by pre-positioning the screw fastener 17 above the screw hole 11 of the assembly main body 1, the mounting parts 3 for the screw hole 11 as described above ( 13) The overlap of parts can be detected.
상기 광섬유(35)에 의한 칼라코드의 도입은 제6도에 나타낸 바와 같이, 광원(37)으로부터의 빛을 하프 미러(39)에 의해 광섬유(35)로 입사시키고, 이 광섬유(35)로부터 조립본체(1)의 나사홀(11) 부근에 조사되어 반사된 반사광의 일부를 하프 미러(41,43)에 의해 각각 녹색필터(45), 청색필터(47)를 구비한 녹색센서(49), 청색센서(51)에 입사시키는 동시에 적색필터(53)를 구비한 적색센서(55)에 입사시켜, 각각 녹색광(G), 청색광(B) 및 적색광(R)을 얻는다. 그리고, 상기 광원(37)의 출력 광량(REF)은, 출력광의 일부가 하프 미러(39)를 투과하여 REF 센서(57)에 입사하는 것에 의해 얻어진다.Introduction of the color code by the optical fiber 35 causes light from the light source 37 to enter the optical fiber 35 by the half mirror 39, and is assembled from the optical fiber 35 as shown in FIG. A part of the reflected light irradiated and reflected near the screw hole 11 of the main body 1 by the half mirrors 41 and 43, respectively, the green sensor 49 having the green filter 45 and the blue filter 47, Incident on the blue sensor 51 and incident on the red sensor 55 provided with the red filter 53, green light (G), blue light (B) and red light (R) are obtained, respectively. The output light amount REF of the light source 37 is obtained by a part of the output light passing through the half mirror 39 and incident on the REF sensor 57.
상술한 바와 같이, 각 센서(57)(55)(49)(51)에 의하여 얻어진 출력광량(REF), 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)의 각 신호를 제7도에 나타낸 바와 같이 앰프(59)에 의해 각각 증폭하고, 또 A/D 변환기(61)에 의하여 A/D 변환을 행하여 연산부(63)에 입력한다.As described above, signals of the output light amount REF, the red light R, the green light G, and the blue light B obtained by the sensors 57, 55, 49, and 51 are shown in FIG. As shown in the figure, the amplification is performed by the amplifier 59, and A / D conversion is performed by the A / D converter 61 and input to the calculation unit 63.
상기 연산부(63)에서는 (R+G+B)/REF, G/R, B/G 및 R/B로 이루어지는 연산을 행하고, 이 연산결과에 의거하여 명도와 색상과의 관계에 대응시켜 거리와 방향을 사전에 데이터화되어 있는 데이터 테이블(65)의 검색을 행하는 것에 의해, 조립본체(1)에서의 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한 조립부품(3)에서의 취부홀(13)의 중심위치(13S)의 어긋남 양(거리)과 방향을 구할 수 있게 된다.The calculating section 63 performs a calculation consisting of (R + G + B) / REF, G / R, B / G and R / B, and based on the result of the calculation, corresponds to the relationship between brightness and color and The mounting hole 13 in the assembly part 3 with respect to the center position 11S of the screw hole 11 in the assembly body 1 is searched by performing the search of the data table 65 whose direction is data-formed previously. The shift amount (distance) and direction of the center position 13S of () can be calculated | required.
즉, 이와 같은 제2실시예에서는 조립본체(1)의 나사홀(11)에 대하여 로보트(5)의 작동에 의해 조립부품(3)의 취부홀(13) 부분을 점차로 중첩시키는 것에 의해, 상기 나사홀(11) 주위의 칼라코드 부분으로부터 얻어지는 광량 및 적색, 녹색, 청색의 비율이 점차로 변화하기 때문에, 광량 및 적, 녹, 청의 비율과 나사홀(11)의 중심위치(11S)에 대한 조립부품(3)에서의 취부홀(13)의 중심까지의 거리와 방향성과의 관계의 데이터를, 예를 들어 조립부품(3)의 각종 색 등에 대응하여 데이터 테이블(65)에 사전에 격납하여 두고, 상기 연산부(63)의 연산결과에 의거하여 대응하는 데이터 테이블(65)의 검색을 행하는 것에 의해 상기 거리와 방향성을 용이하게 구할 수 있게 된다.That is, in this second embodiment, by gradually overlapping the mounting hole 13 portion of the assembly 3 by the operation of the robot 5 with respect to the screw hole 11 of the assembly body 1, Since the amount of light obtained from the color code portion around the screw hole 11 and the ratio of red, green, and blue gradually change, the light amount and the ratio of red, green, and blue and the center position 11S of the screw hole 11 are assembled. The data of the relationship between the distance from the component 3 to the center of the mounting hole 13 and the directionality is stored in advance in the data table 65 corresponding to various colors of the assembled component 3, for example. By searching the corresponding data table 65 based on the calculation result of the calculation section 63, the distance and the directionality can be easily obtained.
그리고, 상기 실시예에서는 조립본체(1)에서의 나사홀(11) 주위에 거리 및 방향의 정보를 코드화하여 갖는 마크라든가 칼라코드를 배치한 경우에 관하여 설명하였으나, 조립부품(3)에서의 취부홀(13)의 주위에 상술한 바와 같은 마크라든가 칼라코드를 배치하고 상기 나사홀(11)의 중심위치(11S)와 일정 위치관계에 있는 검출장치에 의해 상기 마크라든가 칼라코드를 검출하는 것에 의해, 나사홀(11)의 중심위치에 대한 취부홀(13)의 방향, 거리를 검출하는 구성으로 하는 것도 가능하다.In the above embodiment, the case where the mark or color code having coded information of distance and direction is arranged around the screw hole 11 in the assembly body 1 is described. By arranging the above-mentioned mark or color code around the hole 13 and detecting the mark or the color code by a detecting device in a constant positional relationship with the center position 11S of the screw hole 11. The direction and distance of the mounting hole 13 with respect to the center position of the screw hole 11 can also be detected.
이상과 같은 본 실시예의 설명에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 조립본체의 소정점(나사홀) 주위에는 상기 소정점에 대한 어긋남 양 및 방향을 정보로서 구비한 복수의 마크가 설치되어 있으며, 상기 조립본체에 대하여 조립부품을 공급하여 위치결정하였을 때 상기 조립부품의 취부홀 및 마크를 촬영하고, 임의의 마크에 대한 상기 취부홀의 어긋남 양 및 방향을 연산하고, 이 연산결과에 의거하여 상기 소정점에 대한 취부홀의 어긋남 양 및 방향을 연산한 후, 이와 같은 연산결과에 의거하여 조립부품의 위치보정을 행하는 것에 의해, 조립본체에 대한 조립부품의 조립시 적어도 한 쪽에 휨 등이 발생하여 위치어긋남이 발생되기 쉬울때에도, 조립본체의 소정점에 대하여 조립부품의 취부홀을 정확하게 위치시킬 수 있게 된다.As will be understood by the description of the present embodiment as described above, according to the present invention, a plurality of marks are provided around the predetermined point (screw hole) of the assembly main body as information for the amount and direction of the shift with respect to the predetermined point. When the assembly is supplied and positioned with respect to the assembly body, the mounting holes and marks of the assembly parts are photographed, and the amount and direction of deviation of the mounting holes with respect to any mark are calculated and based on the calculation result. By calculating the displacement amount and direction of the mounting hole with respect to the predetermined point, and performing the position correction of the assembly parts based on the calculation result, warpage or the like occurs at least one side when assembling the assembly to the assembly body. Even when the position shift easily occurs, the mounting hole of the assembly can be accurately positioned with respect to a predetermined point of the assembly body.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |