[go: up one dir, main page]

JP5907411B2 - Work assembly device - Google Patents

Work assembly device Download PDF

Info

Publication number
JP5907411B2
JP5907411B2 JP2012019738A JP2012019738A JP5907411B2 JP 5907411 B2 JP5907411 B2 JP 5907411B2 JP 2012019738 A JP2012019738 A JP 2012019738A JP 2012019738 A JP2012019738 A JP 2012019738A JP 5907411 B2 JP5907411 B2 JP 5907411B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
assembly
hand
workpiece
guide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2012019738A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013158844A (en
Inventor
忠弘 中島
忠弘 中島
光治 曽根原
光治 曽根原
優 小椋
優 小椋
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI 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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2012019738A priority Critical patent/JP5907411B2/en
Publication of JP2013158844A publication Critical patent/JP2013158844A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5907411B2 publication Critical patent/JP5907411B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Description

本発明は、作業対象物に対してワークを組付けるワーク組付け装置に関する。   The present invention relates to a work assembling apparatus for assembling a work on a work object.

作業対象物に対してワークを組付ける場合、特に組付けを行う作業対象物の位置が不定であり、かつ組付け部が見えないワークを組付ける作業の場合に、その作業を円滑に行うための手段が種々提案されている(例えば、非特許文献1〜3、特許文献1〜4)。   When assembling a work on a work object, especially in order to perform the work smoothly when assembling a work where the position of the work object to be assembled is indefinite and the assembly part cannot be seen Various means have been proposed (for example, Non-Patent Documents 1 to 3, Patent Documents 1 to 4).

組付けを自動化するための技術としてティーチングプレイバック型のロボットを用いる方法があり、この場合ロボットのハンドに受動機構(非特許文献1)を用いて組付けを実現することが一般的である。ワークと作業対象物の位置にズレがある場合、受動機構でそのズレを吸収し組付けを行う。ただし、これらはピンと軸の嵌め合いなど、嵌め合いに必要な倣い動作量が小さいもの(数mm程度)に限定される。   As a technique for automating the assembly, there is a method using a teaching playback type robot. In this case, the assembly is generally realized by using a passive mechanism (Non-Patent Document 1) on the robot hand. If there is a deviation between the workpiece and the work object, the passive mechanism absorbs the deviation and performs assembly. However, these are limited to a small amount of copying operation (about several mm) required for fitting, such as fitting of a pin and a shaft.

人手で行う組付けをサポートする技術として助力装置(非特許文献2)を用いる手段がある。作業者は目でワークと作業対象物の位置関係を確認しながら、助力装置を操作して組付け作業を行う。   As a technique for supporting manual assembly, there is a means using an assisting device (Non-Patent Document 2). While confirming the positional relationship between the workpiece and the work target with the eyes, the operator operates the assisting device to perform the assembly work.

助力機構のほかに、人手で行う組付けをサポートする技術として、作業者がロボットを操作し組付けを行うハンドガイドシステム(非特許文献3)がある。作業者は目でワークと作業対象の位置関係を確認し、ロボットを操作することで組付けを行う。   In addition to the assisting mechanism, there is a hand guide system (Non-Patent Document 3) in which an operator operates a robot to perform assembly as a technique for supporting manual assembly. The operator confirms the positional relationship between the workpiece and the work target with his / her eyes, and performs assembly by operating the robot.

また、特許文献1〜4は、組付けを行うための倣い機構を開示している。   Patent Documents 1 to 4 disclose a copying mechanism for assembling.

位置誤差吸収装置、ビー・エル・オートテック株式会社、https://www.bl−autotec.co.jp/FA/Position error absorbing device, LB Autotech Co., Ltd., https: // www. bl-autotec. co. jp / FA / ラクラクハンド、アイコク アルファ、http://www.aikoku.co.jp/rh/Easy Hand, Aikoku Alpha, http: // www. aikoku. co. jp / rh / 藤井正和、塩形大輔、村上弘記、曽根原光治 「人間・産業用ロボットの協働のための安全システムの提案」、Proceeding of the 2008 JSME Conference on Robotics and Mechatronics, Nagano, Japan, June 5−7, 2008Masakazu Fujii, Daisuke Shiogata, Hiroki Murakami, Mitsuharu Sonehara “Proposal of a safety system for human-industrial robot collaboration”, Proceeding of the 2008 JSME Conference on Robotics, and Nagano, Japan, Jun 5 2008

特開2010−276431号公報、「倣い機構」JP 2010-276431 A, “Copying mechanism” 特開昭61−284384号公報、「ハンド機構」JP-A-61-284384, “Hand mechanism” 特開昭61−52943号公報、「プレス機」JP-A-61-52943, “Pressing machine” 特開昭59−205293号公報、「ハンドリング装置」JP 59-205293 A, “Handling device”

非特許文献1のロボットによる自動組付けでは、受動機構は数mm程度の位置ズレしか倣うことができない場合が多く、組付け前にあらかじめワークを作業対象物の近傍(数mm)まで搬送し、組付けを行う必要がある。そのため作業対象物の位置が不定の場合、作業対象物の画像処理等の高度な計測をしなければならない。仮に作業対象物の計測なしで組付け可能な受動機構を用いる場合は、受動機構の軸数が増え、倣い動作量も大きくする必要があり、装置が大きくなる。   In the automatic assembly by the robot of Non-Patent Document 1, in many cases, the passive mechanism can only follow a positional deviation of about several mm, and the workpiece is transported to the vicinity of the work object (several mm) in advance before assembly. Assembly is required. Therefore, when the position of the work object is indefinite, advanced measurement such as image processing of the work object must be performed. If a passive mechanism that can be assembled without measuring the work object is used, the number of axes of the passive mechanism needs to be increased, the amount of copying operation needs to be increased, and the apparatus becomes larger.

非特許文献2の助力装置による組付けは、非特許文献1と異なり、作業対象物の位置が不定の場合でも人の操作によってワークと作業対象物の位置合わせができる。しかし作業者は操作中にワークの慣性を受けるため、ワークの姿勢合わせが難しい。そのため一般的にはメカストッパー等によりワークの姿勢を固定することが多いが、多品種混流の生産など作業対象物が変わる場合は対応しづらくなる。仮にワークの姿勢合わせの難しさを解消するために受動機構をとりつけ、姿勢にズレがあるワークと作業対象物を倣い動作で組付けようとすると、非特許文献1と同様に受動機構の軸数を増やさなければならず、受動機構が大きくなってしまう。   The assembly by the assisting device of Non-Patent Document 2 is different from Non-Patent Document 1, and even when the position of the work object is indefinite, the work and the work object can be aligned by a human operation. However, since the operator receives the inertia of the workpiece during operation, it is difficult to align the posture of the workpiece. Therefore, in general, the posture of the workpiece is often fixed by a mechanical stopper or the like, but it is difficult to cope with a change in work target such as production of a multi-mixed product. If a passive mechanism is installed to eliminate the difficulty in workpiece posture alignment, and the workpiece and work object in which the posture is misaligned are to be assembled in a copying motion, the number of axes of the passive mechanism as in Non-Patent Document 1. Must be increased, which increases the passive mechanism.

非特許文献3のハンドガイドシステムによる組付けは非特許文献2と同様に、作業対象物の位置が不定な場合でも人の操作でワークと作業対象物の位置合わせができる。しかし組付けの際の反力を作業者が感知できないため、ぶつかり(干渉)や押し込み過ぎが生じることがあり、組付け完了の判断が作業者により異なる場合がある。   As in the case of Non-Patent Document 2, the assembly by the hand guide system of Non-Patent Document 3 allows the work and the work object to be aligned by human operation even when the position of the work object is indefinite. However, since the operator cannot sense the reaction force during assembly, collision (interference) or excessive push-in may occur, and the determination of assembly completion may vary depending on the operator.

同様に、特許文献1〜4の倣い機構では、非特許文献1と同様に、作業対象物の計測なしで組付け可能な受動機構を用いる場合に、受動機構の軸数が増え、倣い動作量も大きくする必要があり、装置が大きくなる問題があった。   Similarly, in the copying mechanisms of Patent Documents 1 to 4, when using a passive mechanism that can be assembled without measuring a work object, as in Non-Patent Document 1, the number of axes of the passive mechanism increases, and the amount of copying motion However, there is a problem that the apparatus becomes large.

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の第1の目的は、少ない軸数で構成でき、作業対象物に対するワークの概略位置合わせと単純な押し込み操作だけで、作業対象物にワークを組付けることができるワーク組付け装置を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、作業対象物に対するワークの組付け完了を作業者に通知することができ、組付け状態が見えない場合でもぶつかりや押し込みすぎを防ぐことができるワーク組付け装置を提供することにある。   The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, a first object of the present invention is a work assembling apparatus that can be configured with a small number of axes and can assemble a work on a work object by only a rough positioning of the work with respect to the work object and a simple pushing operation. Is to provide. Further, the second object of the present invention is to notify the operator of the completion of the assembly of the work with respect to the work object, and to prevent the collision or excessive push-in even when the assembly state is not visible. To provide an apparatus.

本発明によれば、作業対象物に嵌合する嵌合部材を有し、該嵌合部材は前記嵌合を案内するガイドを有するワークに対して、
ロボットエリア内で移動可能なハンドと、
前記ハンドに取り付けられ、前記ハンドの組付け方向の押込み動作により、前記ガイドにより前記ワークを前記組付け方向に直交する上下方向に移動する受動倣い機構と、を備え、
前記作業対象物は、前記組付け方向に直交し幅方向に延びる位置決め部材を有し、
前記ガイドは、前記位置決め部材を初期位置から完了位置まで案内する案内溝であり、前記案内溝は、前記完了位置に鉛直溝を有し、
前記受動倣い機構は、前記ガイドを前記完了位置に向けて上下方向に付勢する付勢装置を有し、
前記組付け方向の前記押込み動作により前記作業対象物に対して前記ワークを組付ける、ことを特徴とするワーク組付け装置が提供される。
According to the present invention, it has a fitting member fitted to the work object, and the fitting member has a guide for guiding the fitting,
A hand movable in the robot area;
Attached to the hand, by the direction of the pushing operation assembly of the hand, and a passive scanning mechanism moves up and down direction orthogonal to the assembly direction the workpiece by the guide,
The work object has a positioning member orthogonal to the assembly direction and extending in the width direction,
The guide is a guide groove that guides the positioning member from an initial position to a completion position, and the guide groove has a vertical groove at the completion position;
The passive copying mechanism has a biasing device that biases the guide in a vertical direction toward the completion position,
Assembling the work to the work object by the pushing operation of the assembly direction, the workpiece assembly apparatus is provided, characterized in that.

本発明の実施形態によれば、前記受動倣い機構に設けられ、ワークの変位を検出するストロークセンサと、
ハンドの位置とワークの変位から作業対象物に対するワークの組付け完了を検出する組付け判定部と、を備える。
According to an embodiment of the present invention, a stroke sensor that is provided in the passive copying mechanism and detects a displacement of a workpiece;
An assembly determination unit that detects completion of assembly of the workpiece with respect to the work object from the position of the hand and the displacement of the workpiece.

上記本発明の構成によれば、ハンドに取り付けられた受動倣い機構が、組付け方向に直交する方向の1軸のみを有するので可動部分の軸数が少ない。
また、受動倣い機構が、ハンドの組付け方向の押込み動作により作業対象物にワークを組付けるようになっているので、作業対象物に対するワークの概略位置合わせと単純な押し込み操作だけで、作業対象物にワークを組付けることができる。
According to the configuration of the present invention, the passive copying mechanism attached to the hand has only one axis in the direction orthogonal to the assembling direction, so the number of axes of the movable part is small.
In addition, since the passive copying mechanism is designed to assemble the work on the work object by pushing the hand in the assembling direction, the work object can be obtained only by roughly aligning the work with the work object and performing a simple pushing operation. Work can be assembled to objects.

また、本発明の実施形態によれば、ストロークセンサと組付け判定部により、ハンドの位置とワークの変位から作業対象物に対するワークの組付け完了を検出することができるので、作業対象物に対するワークの組付け完了を作業者に通知することができ、組付け状態が見えない場合でもぶつかりや押し込みすぎを防ぐことができ、品質の安定化、作業の効率化を図ることができる。
Further, according to the embodiment of the present invention, the completion of the assembly of the work with respect to the work object can be detected from the position of the hand and the displacement of the work by the stroke sensor and the assembly determination unit. The completion of the assembly can be notified to the operator, and even when the assembled state cannot be seen, it is possible to prevent collision and excessive push-in, and to stabilize the quality and improve the work efficiency.

本発明の第1実施形態のワーク組付け装置の平面図である。It is a top view of the workpiece | work assembly apparatus of 1st Embodiment of this invention. 図1の装置の部分側面図である。FIG. 2 is a partial side view of the apparatus of FIG. 1. 図2の受動機構の構成図である。It is a block diagram of the passive mechanism of FIG. 図2の受動倣い機構の構成図である。It is a block diagram of the passive copying mechanism of FIG. 図1の装置のシステム構成図である。It is a system block diagram of the apparatus of FIG. 組付け判定部の説明図である。It is explanatory drawing of an assembly | attachment determination part. 本発明の第2実施形態のワーク組付け装置の模式図である。It is a schematic diagram of the workpiece | work assembly apparatus of 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1は、本発明の第1実施形態のワーク組付け装置の平面図である。
この実施形態においてワーク組付け装置10は、ライン1上を移動する作業対象物2にワーク3を組付けるためのハンドガイド装置である。ライン1は、組立ライン、ピッキングライン、加工ラインなど、作業対象物2を連続的に移動する搬送ラインを意味する。
FIG. 1 is a plan view of a work assembling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
In this embodiment, the work assembling apparatus 10 is a hand guide apparatus for assembling the work 3 to the work object 2 moving on the line 1. The line 1 means a transfer line that continuously moves the work object 2 such as an assembly line, a picking line, or a processing line.

ライン1は、作業対象物2(この例で自動車の車体)にワーク3(この例でインストゥルメントパネルなどのモジュール)を組付けるラインであり、作業対象物2は所定の速度で左方(図で)に連続的に移動するようになっている。所定の速度は、一定でも変化してもよい。
ライン1は、作業対象物2を所定の軌道に沿って搬送する搬送装置(図示せず)を有する。所定の軌道は、予め設定された軌道である。
搬送装置は、作業対象物2の姿勢を保持したまま搬送できる限りで、ベルトコンベア、ローラコンベア、スラットコンベア、吊下げ式のチェーンコンベア、等であってもよい。
Line 1 is a line for assembling a work 3 (a module such as an instrument panel in this example) to a work object 2 (in this example, a car body), and the work object 2 is to the left (with a predetermined speed) In the figure) it is designed to move continuously. The predetermined speed may be constant or may vary.
The line 1 has a transport device (not shown) that transports the work object 2 along a predetermined trajectory. The predetermined trajectory is a preset trajectory.
The conveyor device may be a belt conveyor, a roller conveyor, a slat conveyor, a suspended chain conveyor, or the like as long as it can convey the work object 2 while maintaining its posture.

作業対象物2(車体)には、開口部(車体のドア部)が設けられており、この開口部を通してワーク3を車内に挿入することができる。またこの図で4はロボット16のハンド取付け部(後述する末端部14a)が移動するロボットエリア4aを仕切るロボットエリア安全柵、5は搬送装置を仕切る人エリア安全柵である。   The work object 2 (vehicle body) is provided with an opening (a door part of the vehicle body), and the workpiece 3 can be inserted into the vehicle through the opening. In this figure, reference numeral 4 denotes a robot area safety fence for partitioning a robot area 4a to which a hand mounting portion (a terminal portion 14a described later) of the robot 16 moves, and reference numeral 5 denotes a human area safety fence for partitioning the transfer device.

図1において、ワーク組付け装置10は、受動倣い機構12、ハンド14、ロボット16、操作盤18、及びロボット制御装置20を備える。   In FIG. 1, the workpiece assembly apparatus 10 includes a passive copying mechanism 12, a hand 14, a robot 16, an operation panel 18, and a robot control apparatus 20.

この例において、ハンド14は、受動倣い機構12を先端部分に有する細長い部材であり、この例ではほぼ水平に位置する。ハンド14は、作業対象物2にワーク3を組付ける際に、操作盤18が作業対象物2からロボット16の反対側に突出する長さを有している。   In this example, the hand 14 is an elongated member having the passive copying mechanism 12 at the distal end portion, and in this example, the hand 14 is positioned substantially horizontally. The hand 14 has such a length that the operation panel 18 protrudes from the work object 2 to the opposite side of the robot 16 when the work 3 is assembled to the work object 2.

ロボット16は、この例では多関節ロボットであり、ハンド14の末端部14a(図1で上端)を片持ち支持し、末端部14aをロボットエリア4a内で移動可能に構成されている。ロボットエリア4aは、作業対象物2にワーク3を組付けるために、搬送装置と部分的に重複している。
なお、ロボット16は、多関節ロボットに限定されず、その他の周知のロボットであってもよい。
The robot 16 is an articulated robot in this example, and cantilever-supports the end portion 14a (upper end in FIG. 1) of the hand 14, and is configured to be able to move the end portion 14a within the robot area 4a. The robot area 4a partially overlaps with the transfer device in order to assemble the workpiece 3 on the work target 2.
The robot 16 is not limited to an articulated robot, and may be another known robot.

操作盤18は、この例でハンド14の先端部(図1で下端部)に設けられ、作業対象物2からロボット16の反対側に突出した状態で人6(例えば作業員)が操作盤18を手動操作してハンド14の並進(直交3軸方向の移動)を操作するようになっている。
なお、操作盤18は、この例に限定されず、無線又は有線でロボット16の作動を操作する操作盤であってもよい。
In this example, the operation panel 18 is provided at the front end portion (lower end portion in FIG. 1) of the hand 14, and a person 6 (for example, a worker) is projected from the work object 2 to the opposite side of the robot 16 by the person 6 (for example, a worker). Is manually operated to operate translation of the hand 14 (movement in the direction of three orthogonal axes).
The operation panel 18 is not limited to this example, and may be an operation panel that operates the robot 16 in a wireless or wired manner.

ロボット制御装置20は、ロボット16を制御する。ロボット制御装置20は、ハンド14の姿勢、もしくは姿勢及び位置をライン1の姿勢に合わせて自動補正するラインキャリブレーション機能を有する。
このラインキャリブレーション機能は、ライン1(搬送装置)のゆがみ量を計測するゆがみ計測機能と、計測したゆがみ量に応じてハンド14の姿勢をリアルタイムに補正する補正機能とを有する。
補正機能は、姿勢の補正に限定されず、姿勢及び位置の補正を含んでもよい。
The robot control device 20 controls the robot 16. The robot control device 20 has a line calibration function that automatically corrects the posture or posture and position of the hand 14 according to the posture of the line 1.
This line calibration function has a distortion measurement function for measuring the distortion amount of the line 1 (conveying device) and a correction function for correcting the posture of the hand 14 in real time according to the measured distortion amount.
The correction function is not limited to posture correction, and may include posture and position correction.

この構成により、組付け時にロボット16により自動でワーク3の姿勢が決められるため、少ない軸数の受動機構(後述する)でもワーク3と作業対象物2の組付けが可能である。   With this configuration, since the posture of the workpiece 3 is automatically determined by the robot 16 at the time of assembly, the workpiece 3 and the work object 2 can be assembled even with a passive mechanism (described later) with a small number of axes.

図2は、図1の装置の部分側面図である。
この図において、ワーク組付け装置10は、作業対象物2に嵌合する嵌合部材24を有し、嵌合部24は前記嵌合を案内するガイド24a(図3参照)を有しているワーク3を対象とする。
また、ワーク組付け装置10は、ロボットエリア4a内で移動可能な上述したハンド14と、ハンド14に取り付けられた受動倣い機構12を備える。
受動倣い機構12は、作業対象物2に対するハンド14の組付け方向の押し込みにより、ガイド24aによりワーク3を組付け方向に直交する方向に移動するようになっている。ハンド14の組付け方向7は、この例では、ライン1の移動方向(図1のy方向)である。
FIG. 2 is a partial side view of the apparatus of FIG.
In this figure, the work assembling apparatus 10 has a fitting member 24 fitted to the work object 2, and the fitting portion 24 has a guide 24a (see FIG. 3) for guiding the fitting. Work 3 is targeted.
The workpiece assembly apparatus 10 includes the above-described hand 14 that can move in the robot area 4 a and the passive copying mechanism 12 attached to the hand 14.
The passive copying mechanism 12 is configured to move the workpiece 3 in a direction orthogonal to the assembling direction by the guide 24a when the hand 14 is pushed into the work object 2 in the assembling direction. In this example, the assembly direction 7 of the hand 14 is the moving direction of the line 1 (y direction in FIG. 1).

図3は、図2の嵌合部材24の構成図である。
図2、図3に示すように、この例でワーク組付け装置10は、組付け方向に直交し幅方向に延びる位置決め部材23を有している作業対象物2と、ガイド24aが位置決め部材23を初期位置から完了位置まで案内する案内溝24aであるワーク3を対象としている
位置決め部材23は、作業対象物2に固定して設けられ、押し込み方向7に直交する幅方向(図でx方向)に延びる。位置決め部材23は、この例では断面が円形の水平部材である。
FIG. 3 is a configuration diagram of the fitting member 24 of FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, in this example, the workpiece assembling apparatus 10 includes a work object 2 having a positioning member 23 that is orthogonal to the assembling direction and extends in the width direction, and a guide 24a is a positioning member 23. The positioning member 23 is fixed to the work object 2 and is provided in a width direction (x direction in the figure) perpendicular to the pushing direction 7. Extend to. In this example, the positioning member 23 is a horizontal member having a circular cross section.

嵌合部材24は、ワーク3に固定して設けられ受動的に組付け方向に直交する方向(この例では上下方向)に移動可能に構成されている。この嵌合部材24は、位置決め部材23を初期位置Aから完了位置Bまで案内する連続した案内溝24aを有する。
案内溝24aは、この例では、嵌合部材24の前面に設けられた凹部25aから下方に斜めに延びる傾斜溝25bと、傾斜溝25bの下端から後方へ水平に延びる水平溝25cと、水平溝25cの後端から上方へ延びる鉛直溝25dとからなる。
The fitting member 24 is fixed to the work 3 and is configured to be passively movable in a direction perpendicular to the assembly direction (in this example, the vertical direction). The fitting member 24 has a continuous guide groove 24 a that guides the positioning member 23 from the initial position A to the completion position B.
In this example, the guide groove 24a includes an inclined groove 25b extending obliquely downward from a recess 25a provided on the front surface of the fitting member 24, a horizontal groove 25c extending horizontally rearward from the lower end of the inclined groove 25b, and a horizontal groove. The vertical groove 25d extends upward from the rear end of 25c.

初期位置Aは、凹部25a内にある。作業対象物2に対するワーク3の概略位置合わせは、位置決め部材23が凹部25a内に位置するように、受動倣い機構12を位置決めすることによる。
完了位置Bは、鉛直溝25d内にある。完了位置Bの鉛直溝25d内における高さは、後述する付勢装置36により位置決めされる。
The initial position A is in the recess 25a. The approximate positioning of the workpiece 3 with respect to the work object 2 is performed by positioning the passive copying mechanism 12 so that the positioning member 23 is positioned in the recess 25a.
The completion position B is in the vertical groove 25d. The height of the completion position B in the vertical groove 25d is positioned by an urging device 36 described later.

図4は、図2の受動倣い機構12の構成図である。
この図において、受動倣い機構12は、ハンド14に取り付けられ、グリッパ32、リニアガイド34、付勢装置36、及びストロークセンサ38を備え、ワーク3を組付け方向に直交する方向(この例では上下方向)に移動可能に支持する。
FIG. 4 is a configuration diagram of the passive copying mechanism 12 of FIG.
In this figure, the passive copying mechanism 12 is attached to the hand 14 and includes a gripper 32, a linear guide 34, an urging device 36, and a stroke sensor 38, and a direction perpendicular to the assembly direction of the workpiece 3 (in this example, the up and down direction). Support in a movable manner in the direction).

グリッパ32は、ワーク3を開放可能に把持する。リニアガイド34は、ハンド14に設けられ、グリッパ32を組付け方向に直交する方向(この例では上下方向)に移動可能に案内する。付勢装置36は、ハンド14とグリッパ32の間に設けられた付勢ばねであり、グリッパ32を完了位置Bに向けて組付け方向に直交する方向(この例では上下方向)に付勢する。
ストロークセンサ38は、ハンド14に設けられ、ワーク3の変位(この例では高さ変化)を検出する。
The gripper 32 holds the workpiece 3 so as to be openable. The linear guide 34 is provided on the hand 14 and guides the gripper 32 so as to be movable in a direction orthogonal to the assembly direction (in this example, the vertical direction). The biasing device 36 is a biasing spring provided between the hand 14 and the gripper 32, and biases the gripper 32 toward the completion position B in a direction perpendicular to the assembly direction (in this example, the vertical direction). .
The stroke sensor 38 is provided in the hand 14 and detects the displacement (height change in this example) of the workpiece 3.

図5は、図1の装置のシステム構成図である。
この図において、操作盤18は、操作入力部18aと動作状態表示ランプ18bを有する。また、ロボット制御装置20は、組付け判定部20aと指令部20bを有する。
FIG. 5 is a system configuration diagram of the apparatus of FIG.
In this figure, the operation panel 18 has an operation input unit 18a and an operation state display lamp 18b. The robot control device 20 includes an assembly determination unit 20a and a command unit 20b.

この構成により、ハンド14は手先位置aをロボット制御装置20に出力し、ストロークセンサ38は、ワーク3の高さ変化(変位量b)をロボット制御装置20に出力し、組付け判定部20aは組付け完了信号cを指令部20bに出力し、指令部20bは、組付け完了信号cを動作状態表示ランプ18bに出力し、操作入力部18aは、指令部20bに対してワーク解除指令dを出力し、指令部20bは、グリッパ32にワーク開放信号eを出力するようになっている。   With this configuration, the hand 14 outputs the hand position a to the robot control device 20, the stroke sensor 38 outputs the height change (displacement amount b) of the workpiece 3 to the robot control device 20, and the assembly determination unit 20 a The assembly completion signal c is output to the command unit 20b, the command unit 20b outputs the assembly completion signal c to the operation state display lamp 18b, and the operation input unit 18a sends a workpiece release command d to the command unit 20b. The command unit 20b outputs a workpiece release signal e to the gripper 32.

図6は、組付け判定部20aの説明図である。
この図において、(A)は組付け開始時、(B)は組付け中を示している。
「組付け開始時」とは、位置決め部材23と嵌合部材24が接触した時、「組付け中」とは、位置決め部材23が嵌合部材24に倣うように受動倣い機構12が作動している時を意味する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the assembly determination unit 20a.
In this figure, (A) shows the start of assembly, and (B) shows that assembly is in progress.
“At the start of assembly” means that the positioning member 23 and the fitting member 24 are in contact with each other. “Assembly” means that the passive copying mechanism 12 is operated so that the positioning member 23 follows the fitting member 24. It means when you are.

図6において、ΣRはロボット座標系、ΣHはハンド座標系、ΣWはワーク座標系である。
以下、組付け判定部20aによる組付け完了の判定方法を説明する。
In FIG. 6, ΣR is a robot coordinate system, ΣH is a hand coordinate system, and ΣW is a work coordinate system.
Hereinafter, an assembly completion determination method by the assembly determination unit 20a will be described.

(1)位置決め部材23と嵌合部材24が接触した時刻t=0での、位置決め部材23の位置P(0)は、接触時(t=0)の手先位置P(0)と、接触時の嵌合部材24の変位L(0)、およびワーク座標系ΣWからみた、嵌合部材24の初期位置Aを用いて、式(1)で取得できる。
(0)=P(0)+L(0)+A・・・(1)
(1) The position P r (0) of the positioning member 23 at the time t = 0 when the positioning member 23 and the fitting member 24 are in contact with the hand position P H (0) at the time of contact (t = 0), Using the displacement L (0) of the fitting member 24 at the time of contact and the initial position A of the fitting member 24 as seen from the workpiece coordinate system ΣW, the equation (1) can be used.
P r (0) = P H (0) + L (0) + A (1)

(2)ロボット座標系ΣRから見て、位置決め部材23が停止している場合、時刻tにおける位置決め部材23の位置Pr(t)は、式(1)と同様に式(2)となる。
(t)=P(t)+L(t)+C(t)・・・(2)
(2) When the positioning member 23 is stopped as viewed from the robot coordinate system ΣR, the position Pr (t) of the positioning member 23 at time t is expressed by equation (2) as in equation (1).
P r (t) = P H (t) + L (t) + C (t) (2)

位置決め部材23が停止している場合、P(t)=P(0)・・・(2a)であり、式(2a)より、ワーク座標系ΣWからみた位置決め部材23の位置C(t)は、式(3)より算出できる。
(t)+L(t)+C(t)=P(0)+L(0)+A
⇒C(t)=P(0)+L(0)+A−(P(t)+L(t))・・・(3)
When the positioning member 23 is stopped, P r (t) = P r (0) (2a), and the position C (t of the positioning member 23 viewed from the workpiece coordinate system ΣW is obtained from the equation (2a). ) Can be calculated from equation (3).
P H (t) + L (t) + C (t) = P H (0) + L (0) + A
⇒ C (t) = P H (0) + L (0) + A− (P H (t) + L (t)) (3)

位置決め部材23が速度Vで移動している場合、C(t)は式(4)となる。
(t)=P(0)+V・t
⇒C(t)=P(0)+L(0)+A−(P(t)+L(t))+V・t・・・(4)
When the positioning member 23 is moving at the speed V, C (t) is expressed by Equation (4).
P r (t) = P r (0) + V · t
⇒ C (t) = P H (0) + L (0) + A− (P H (t) + L (t)) + V · t (4)

(3)組付け完了判定
式(3)または式(4)と、完了位置Bを比較することで、組付け完了を判定できる。
ここで、完了位置Bの許容誤差をΔD(Δdx,Δdy,Δdz)とし、x,y,z成分毎に整理すると、式(5)の条件を満たすとき組付け完了と判定できる。
−Δdx<(C(t)−B)<+Δdx
−Δdy<(C(t)−B)<+Δdy
−Δdz<(C(t)−B)<+Δdz・・・(5)
ただし、x,y,zはワーク座標系から見たxyz成分を表す。
(3) Assembly completion determination By comparing the completion position B with Expression (3) or Expression (4), assembly completion can be determined.
Here, if the allowable error at the completion position B is ΔD (Δdx, Δdy, Δdz) and arranged for each x, y, z component, it can be determined that the assembly is completed when the condition of Expression (5) is satisfied.
−Δdx <(C (t) −B) x <+ Δdx
−Δdy <(C (t) −B) y <+ Δdy
−Δdz <(C (t) −B) z <+ Δdz (5)
Here, x, y, and z represent xyz components viewed from the work coordinate system.

上述した組付け判定部20aを備えることにより、ハンド14の位置とワーク3の変位(この例で高さ変化)から作業対象物2に対するワーク3の組付け完了を検出することができる。   By providing the above-described assembly determination unit 20a, it is possible to detect the completion of assembly of the workpiece 3 with respect to the work object 2 from the position of the hand 14 and the displacement of the workpiece 3 (height change in this example).

図7は、本発明の第2実施形態のワーク組付け装置の模式図であり、(A)は全体斜視図、(B)は作動説明図である。
図7(A)(B)において、上述した嵌合部材24は、スリット孔124であり、位置決め部材23は、ピン123である。
ピン123は、スリット孔124と係合してワーク3を初期位置Aから完了位置Bまで案内するテーパ面123aと、完了位置Bにおいてスリット孔124からの抜けを防止するラッチ面123bとを有する。
7A and 7B are schematic views of a workpiece assembling apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is an overall perspective view, and FIG.
7A and 7B, the fitting member 24 described above is a slit hole 124, and the positioning member 23 is a pin 123.
The pin 123 has a tapered surface 123a that engages with the slit hole 124 and guides the workpiece 3 from the initial position A to the completion position B, and a latch surface 123b that prevents the slit 3 from coming off at the completion position B.

上述した本発明の装置によれば、ハンド14に取り付けられた受動倣い機構12が、組付け方向に直交する方向の1軸のみを有するので、可動部分の軸数が少ない。
また、受動倣い機構12が、ハンド14の組付け方向の押込み動作により作業対象物2にワーク3を組付けるようになっているので、作業対象物2に対するワーク3の概略位置合わせと単純な押し込み操作だけで、作業対象物2にワーク3を組付けることができる。
According to the apparatus of the present invention described above, the passive copying mechanism 12 attached to the hand 14 has only one axis in the direction orthogonal to the assembling direction, so the number of axes of the movable part is small.
Further, since the passive copying mechanism 12 is configured to assemble the workpiece 3 onto the work object 2 by pushing operation of the hand 14 in the assembling direction, the workpiece 3 is roughly aligned with the work object 2 and simply pushed. The workpiece 3 can be assembled to the work object 2 only by the operation.

また、本発明の実施形態によれば、ストロークセンサ38と組付け判定部20aにより、ハンド14の位置とワーク3の変位から作業対象物2に対するワーク3の組付け完了を検出することができるので、作業対象物2に対するワーク3の組付け完了を作業者に通知することができ、組付け状態が見えない場合でもぶつかりや押し込みすぎを防ぐことができ、品質の安定化、作業の効率化を図ることができる。   Further, according to the embodiment of the present invention, the stroke sensor 38 and the assembly determination unit 20a can detect the completion of the assembly of the workpiece 3 with respect to the work object 2 from the position of the hand 14 and the displacement of the workpiece 3. The operator can be notified of the completion of the assembly of the work 3 to the work object 2, and even when the assembled state is not visible, it can prevent bumping and over-pushing, stabilizing the quality and improving the efficiency of the work. Can be planned.

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.

1 ライン、2 作業対象物(車体)、
3 ワーク(インストゥルメントパネル)、
4 ロボットエリア安全柵、4a ロボットエリア、
5 人エリア安全柵、6 人、7 押し込み方向、
10 ワーク組付け装置(ハンドガイド装置)、
12 受動倣い機構、
14 ハンド、14a 末端部、
16 ロボット(多関節ロボット)、18 操作盤、
20 ロボット制御装置、
20a 組付け判定部、20b 指令部、
23 位置決め部材、
24 嵌合部材、24a ガイド(案内溝)、
25a 凹部、25b 傾斜溝、
25c 水平溝、25d 鉛直溝、
32 グリッパ、34 リニアガイド、
36 付勢装置(付勢ばね)、38 ストロークセンサ、
123 ピン、
123a テーパ面、123b ラッチ面、
124 スリット孔
1 line, 2 work object (vehicle body),
3 work (instrument panel),
4 Robot area safety fence, 4a Robot area,
5 person area safety fence, 6 people, 7 pushing direction,
10 Work assembly device (hand guide device),
12 Passive copying mechanism,
14 hands, 14a end,
16 robots (articulated robots), 18 operation panels,
20 robot controller,
20a assembly determination unit, 20b command unit,
23 positioning member,
24 fitting member, 24a guide (guide groove),
25a recess, 25b inclined groove,
25c horizontal groove, 25d vertical groove,
32 grippers, 34 linear guides,
36 biasing device (biasing spring), 38 stroke sensor,
123 pins,
123a taper surface, 123b latch surface,
124 slit hole

Claims (6)

作業対象物に嵌合する嵌合部材を有し、該嵌合部材は前記嵌合を案内するガイドを有するワークに対して、
ロボットエリア内で移動可能なハンドと、
前記ハンドに取り付けられ、前記ハンドの組付け方向の押込み動作により、前記ガイドにより前記ワークを前記組付け方向に直交する上下方向に移動する受動倣い機構と、を備え、
前記作業対象物は、前記組付け方向に直交し幅方向に延びる位置決め部材を有し、
前記ガイドは、前記位置決め部材を初期位置から完了位置まで案内する案内溝であり、前記案内溝は、前記完了位置に鉛直溝を有し、
前記受動倣い機構は、前記ガイドを前記完了位置に向けて上下方向に付勢する付勢装置を有し、
前記組付け方向の前記押込み動作により前記作業対象物に対して前記ワークを組付ける、ことを特徴とするワーク組付け装置。
It has a fitting member that fits to the work object, and the fitting member has a guide that guides the fitting,
A hand movable in the robot area;
Attached to the hand, by the direction of the pushing operation assembly of the hand, and a passive scanning mechanism moves up and down direction orthogonal to the assembly direction the workpiece by the guide,
The work object has a positioning member orthogonal to the assembly direction and extending in the width direction,
The guide is a guide groove that guides the positioning member from an initial position to a completion position, and the guide groove has a vertical groove at the completion position;
The passive copying mechanism has a biasing device that biases the guide in a vertical direction toward the completion position,
Assembling the work to the work object by the pushing operation of the assembly direction, the workpiece assembly and wherein the.
前記受動倣い機構に設けられ、前記ワークの変位を検出するストロークセンサと、
前記ハンドの位置と前記ワークの変位から前記作業対象物に対する前記ワークの組付け完了を検出する組付け判定部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載のワーク組付け装置。
Provided in the passive scanning mechanism, and a stroke sensor for detecting the displacement of the workpiece,
Work assembly device according to claim 1, characterized in that and a assembling determination unit detects the completion assembly of the workpiece relative to the work object from the displacement of the the position of the hand work.
前記受動倣い機構は、さらに、前記ワークを開放可能に把持するグリッパと、前記グリッパを前記組付け方向に直交する方向に移動可能に案内するリニアガイドと、を有する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のワーク組付け装置。 Claim the passive scanning mechanism further, having a gripper which releasably gripping the workpiece, and a linear guide for movably guiding the gripper in a direction perpendicular to the assembly direction, characterized in that The work assembling apparatus according to 1 or 2. 前記ハンドの作動を人による操作が可能なハンドガイド装置又は遠隔操作装置を備える、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか項に記載のワーク組付け装置。 The work assembling apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a hand guide device or a remote operation device capable of operating the hand by a person. 前記ハンドを前記作業対象物の搬送装置の姿勢に合わせて前記ワークと前記作業対象物の組付けが可能な姿勢に自動補正するラインキャリブレーション機能を有する、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか項に記載のワーク組付け装置。 5. A line calibration function that automatically corrects the hand to a posture in which the work and the work object can be assembled in accordance with a posture of the work object transfer device . The work assembly apparatus according to any one of the above. 前記ラインキャリブレーション機能は、前記搬送装置のゆがみ量を計測するゆがみ計測機能と、計測した前記ゆがみ量に応じて前記ハンドの姿勢をリアルタイムに補正する補正機能とを有する、ことを特徴とする請求項5に記載のワーク組付け装置。The line calibration function includes a distortion measurement function for measuring a distortion amount of the transport device, and a correction function for correcting the posture of the hand in real time according to the measured distortion amount. Item 6. The work assembling apparatus according to Item 5.
JP2012019738A 2012-02-01 2012-02-01 Work assembly device Active JP5907411B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012019738A JP5907411B2 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Work assembly device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012019738A JP5907411B2 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Work assembly device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013158844A JP2013158844A (en) 2013-08-19
JP5907411B2 true JP5907411B2 (en) 2016-04-26

Family

ID=49171539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012019738A Active JP5907411B2 (en) 2012-02-01 2012-02-01 Work assembly device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5907411B2 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04193494A (en) * 1990-11-28 1992-07-13 Fujitsu Ltd Robot hand device
JP3060762B2 (en) * 1992-12-28 2000-07-10 日産自動車株式会社 Temporary holding structure of modular instrument panel
JP3002097B2 (en) * 1994-08-25 2000-01-24 ファナック株式会社 Visual tracking method
JP4530672B2 (en) * 2004-01-08 2010-08-25 本田技研工業株式会社 Assist transfer device
JP2006297559A (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Yaskawa Electric Corp Calibration system and robot's calibration method
JP2008143307A (en) * 2006-12-08 2008-06-26 Calsonic Kansei Corp Assembling device and assembling method
JP2009000782A (en) * 2007-06-21 2009-01-08 Idec Corp System for controlling robot, and robot hand
JP5516943B2 (en) * 2009-11-02 2014-06-11 株式会社Ihi Visual information support device for hand guide system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013158844A (en) 2013-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4640290B2 (en) Method and system for workpiece transfer
JP4443614B2 (en) Power assist device and control method thereof
US20180093380A1 (en) Robot system including robot supported by movable carriage
CN107107332B (en) Production system
JP6523459B2 (en) Component mounting machine and component mounting system
US20120197438A1 (en) Dual arm robot
JP2017035754A (en) Robot system with visual sensor and multiple robots
JP4930853B2 (en) Wafer transfer device
JP6664830B2 (en) Manufacturing system
JP2010087358A (en) Conveying system and jig for detecting deviation
JP4287788B2 (en) Self-propelled robotic hand
JP2011056595A (en) Transfer hand and transfer robot
JP5733511B2 (en) Hand guide device and control method thereof
JP5088187B2 (en) Robot installation method and robot production system
JP5907411B2 (en) Work assembly device
JP5059418B2 (en) Work mounting system and work mounting method
JP2008168407A (en) Gear system assembling method
JP5516943B2 (en) Visual information support device for hand guide system
JP4725486B2 (en) Welding robot
JP4483818B2 (en) Workpiece transfer method, workpiece transfer device, and workpiece transfer system
JP2010253624A (en) Apparatus and method of installing workpiece
US20210001494A1 (en) Method of opening and closing door of automobile body and door opening and closing robot
US11590616B1 (en) Underactuated joining system for moving assembly line
US11997796B2 (en) Work device
KR102794882B1 (en) Automatic Welding Equipment and Method of Welding using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160310

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5907411

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250