JPH04348885A - ロボットを用いた部品組立作業における嵌合位置検出方法 - Google Patents
ロボットを用いた部品組立作業における嵌合位置検出方法Info
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- JPH04348885A JPH04348885A JP11996391A JP11996391A JPH04348885A JP H04348885 A JPH04348885 A JP H04348885A JP 11996391 A JP11996391 A JP 11996391A JP 11996391 A JP11996391 A JP 11996391A JP H04348885 A JPH04348885 A JP H04348885A
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- 208000019300 CLIPPERS Diseases 0.000 claims description 3
- 208000021930 chronic lymphocytic inflammation with pontine perivascular enhancement responsive to steroids Diseases 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに嵌合する軸部、
孔部をそれぞれが有する２つの部品のうち一方の部品を
動かないように設置し、他方の部品をロボットのアーム
の先端に設けられたグリッパで把持し移動させて前記軸
部と孔部を嵌合させることにより前記両部品を組立てる
、ロボットを用いた部品組立作業における嵌合位置検出
方法に関する。
孔部をそれぞれが有する２つの部品のうち一方の部品を
動かないように設置し、他方の部品をロボットのアーム
の先端に設けられたグリッパで把持し移動させて前記軸
部と孔部を嵌合させることにより前記両部品を組立てる
、ロボットを用いた部品組立作業における嵌合位置検出
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はロボットを用いた部品組立作業を
示す図である。
示す図である。
【０００３】これは、円柱状の部品１をロボット４のア
ームの先端に設けられたグリッパ５で把持し移動させて
、部品２の円柱状の孔３に挿入することにより両部品１
と２を組立てる組立作業を示している。この例では、部
品１と２の中心軸が一致していないため、部品１をその
軸方向に移動させて部品２の孔３にを挿入しようとして
も、孔３に挿入することはできない。
ームの先端に設けられたグリッパ５で把持し移動させて
、部品２の円柱状の孔３に挿入することにより両部品１
と２を組立てる組立作業を示している。この例では、部
品１と２の中心軸が一致していないため、部品１をその
軸方向に移動させて部品２の孔３にを挿入しようとして
も、孔３に挿入することはできない。
【０００４】このような組立作業においては、嵌合する
部品の相互の位置を精度良く合わせる必要がある。従来
より、自動的組立作業においてはこの位置を精度よく合
わせるため、ロボット等組立機械及び組立部品の取り付
けを十分精度の高いものとする一方、嵌合運動方向を上
下方向に限定したり、ガイドピンなどの補助的手段を講
じるなどの必要があった。この組立作業において簡便、
かつ高精度の位置合わせを行うことが自動化における重
要な課題であった。
部品の相互の位置を精度良く合わせる必要がある。従来
より、自動的組立作業においてはこの位置を精度よく合
わせるため、ロボット等組立機械及び組立部品の取り付
けを十分精度の高いものとする一方、嵌合運動方向を上
下方向に限定したり、ガイドピンなどの補助的手段を講
じるなどの必要があった。この組立作業において簡便、
かつ高精度の位置合わせを行うことが自動化における重
要な課題であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに従来の位置合
わせ方法は、組立部品の位置、方向を高精度に決めるこ
とが基本となっているため、部品の形状、位置、方向の
多様化には対応しにくいという欠点があった。
わせ方法は、組立部品の位置、方向を高精度に決めるこ
とが基本となっているため、部品の形状、位置、方向の
多様化には対応しにくいという欠点があった。
【０００６】本発明の目的は、ロボットを用いた組立作
業において、簡便、かつ高精度に位置合わせを行うため
に、両部品の相対的位置の誤差を検出する、ロボットを
用いた部品組立作業における嵌合位置検出方法を提供す
ることである。
業において、簡便、かつ高精度に位置合わせを行うため
に、両部品の相対的位置の誤差を検出する、ロボットを
用いた部品組立作業における嵌合位置検出方法を提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の、ロボットを用
いた部品組立作業における嵌合位置検出方法は、他方の
部品が一方の部品に接触し、嵌合できなくなった状態に
て、両部品の接触点近傍で、前記他方の部品の位置およ
び／または姿勢を微小量変化させ、その時に前記他方の
部品が前記一方の部品から受ける力を前記クリッパに取
り付けられた力覚センサによって検出し、記憶する第１
のステップと、第１のステップにおいて、前記他方の部
品の位置および／または姿勢の変化に対応して得られた
力覚センサデータの変化、または力覚センサデータと前
記他方の部品の位置および／または姿勢の変化の個々の
関係から前記両部品の相対的位置の誤差を算出する第２
のステップとを含む。
いた部品組立作業における嵌合位置検出方法は、他方の
部品が一方の部品に接触し、嵌合できなくなった状態に
て、両部品の接触点近傍で、前記他方の部品の位置およ
び／または姿勢を微小量変化させ、その時に前記他方の
部品が前記一方の部品から受ける力を前記クリッパに取
り付けられた力覚センサによって検出し、記憶する第１
のステップと、第１のステップにおいて、前記他方の部
品の位置および／または姿勢の変化に対応して得られた
力覚センサデータの変化、または力覚センサデータと前
記他方の部品の位置および／または姿勢の変化の個々の
関係から前記両部品の相対的位置の誤差を算出する第２
のステップとを含む。
【０００８】
【作用】両部品が接触した後、他方の部品の位置や姿勢
を微小量変化させると、その時の位置や姿勢に応じて他
方の部品が一方の部品から受ける力が変化するので、そ
の力の変化から他方の部品がずれている方向を検出でき
る。したがって、この方向に他方の部品を移動させて行
けば、軸部の中心と孔部の中心が一致し、両部品を嵌合
させることができる。
を微小量変化させると、その時の位置や姿勢に応じて他
方の部品が一方の部品から受ける力が変化するので、そ
の力の変化から他方の部品がずれている方向を検出でき
る。したがって、この方向に他方の部品を移動させて行
けば、軸部の中心と孔部の中心が一致し、両部品を嵌合
させることができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１０】図１は、本発明の一実施例のロボットを用
いた部品組立作業を示す図である。これは、円柱状の部
品１をロボット４のアームの先端に設けられたグリッパ
５で把持移動させて、部品２の円柱状の孔３に挿入する
ことにより両部品１と２を組立てる組立作業を示してい
る。ロボット４にはグリッパ５で把持された部品１に加
わるＸ，Ｙ，Ｚ方向の力を検出する力覚センサ６が接続
されている。力覚センサ駆動回路７は力覚センサ６を駆
動するとともに、力覚センサ６の出力を記憶し、比較演
算する。ロボットコントローラ８は、力覚センサ６の比
較演算結果に基づいて、部品１を移動させる動作をロボ
ット４に行なわせる。
いた部品組立作業を示す図である。これは、円柱状の部
品１をロボット４のアームの先端に設けられたグリッパ
５で把持移動させて、部品２の円柱状の孔３に挿入する
ことにより両部品１と２を組立てる組立作業を示してい
る。ロボット４にはグリッパ５で把持された部品１に加
わるＸ，Ｙ，Ｚ方向の力を検出する力覚センサ６が接続
されている。力覚センサ駆動回路７は力覚センサ６を駆
動するとともに、力覚センサ６の出力を記憶し、比較演
算する。ロボットコントローラ８は、力覚センサ６の比
較演算結果に基づいて、部品１を移動させる動作をロボ
ット４に行なわせる。
【００１１】部品１を部品２に挿入するにあたって、ま
ずロボット４は部品１を中心軸に沿って部品２の方に移
動させる。部品１と部品２との位置誤差によって部品１
が部品２の挿入すべき孔３の縁に接触すると、その際に
部品１が部品２から受ける力を力覚センサ６が検出し、
その信号が力覚センサ駆動回路７を経てロボットコント
ローラ８に送られ、ロボットコントローラ８はグリッパ
５による部品１の移動動作を停止させる。この停止した
部品１の位置でロボットコントローラ８は部品１の姿勢
を微小量変化させる。この変化に伴う部品２から部品１
が受ける力を力覚センサ６によって検出する。
ずロボット４は部品１を中心軸に沿って部品２の方に移
動させる。部品１と部品２との位置誤差によって部品１
が部品２の挿入すべき孔３の縁に接触すると、その際に
部品１が部品２から受ける力を力覚センサ６が検出し、
その信号が力覚センサ駆動回路７を経てロボットコント
ローラ８に送られ、ロボットコントローラ８はグリッパ
５による部品１の移動動作を停止させる。この停止した
部品１の位置でロボットコントローラ８は部品１の姿勢
を微小量変化させる。この変化に伴う部品２から部品１
が受ける力を力覚センサ６によって検出する。
【００１２】図２は図１で述べた部品１の姿勢の微小量
変化と部品２から部品１が受ける力の発生の関係を説明
したものである。１０は部品１の部品２との接触底面の
中心であり、ロボット４は１０を中心として部品１を微
小角度傾ける動作を行う。１１は部品１が部品２に対し
てずれている方向に傾けた場合である。１３は１１の場
合に部品１の傾きによって移動した部品１の部品２との
接触点を示す。１２は部品１をこれと反対方向に傾けた
場合である。１４は１２の場合に部品１の傾きによって
移動した部品１の部品２との接触点を示す。１１の場合
は部品１は１３を中心とした回転運動を行うため、部品
１の位置は上方に移動しようとし部品１が部品２から上
方に受ける力が増大する。これに対し、１２の場合には
部品１は１４を中心とした回転運動を行うため、部品１
は下方に移動しようとし、部品１が部品２から上方に受
ける力は減少する。すなわち部品１を傾けた場合に部品
１が部品２から上方に受ける力が増大する方向が部品１
の位置誤差の方向を示している。これらの力は力覚セン
サ６によって検出され、力覚センサ駆動回路７に記憶さ
れる。したがって、１０を頂点とし部品１の軸１５をそ
の軸とする円錐の側面１６に部品１の中心軸が沿うよう
に各方向に部品１を傾ければ部品１が部品２から上方に
受ける力が順次変化し、その値が最大となる方向が検出
できるので部品１のずれている方向を検出できる。した
がって、この方向に部品１を移動させて行けば、部品１
の中心はやがて部品２の中心と一致し、部品１と部品２
を嵌合させることができる。また、部品１が上方に受け
る力の大きさは、傾きの中心から部品１と部品２との接
触点までの距離に傾き角を乗じた値に比例するので、部
品１と部品２の形状が既知であり、接触点が予知できる
場合には、上方に受ける力と部品１の傾きを知ることに
よって、部品１の位置ずれ量が算出できる。
変化と部品２から部品１が受ける力の発生の関係を説明
したものである。１０は部品１の部品２との接触底面の
中心であり、ロボット４は１０を中心として部品１を微
小角度傾ける動作を行う。１１は部品１が部品２に対し
てずれている方向に傾けた場合である。１３は１１の場
合に部品１の傾きによって移動した部品１の部品２との
接触点を示す。１２は部品１をこれと反対方向に傾けた
場合である。１４は１２の場合に部品１の傾きによって
移動した部品１の部品２との接触点を示す。１１の場合
は部品１は１３を中心とした回転運動を行うため、部品
１の位置は上方に移動しようとし部品１が部品２から上
方に受ける力が増大する。これに対し、１２の場合には
部品１は１４を中心とした回転運動を行うため、部品１
は下方に移動しようとし、部品１が部品２から上方に受
ける力は減少する。すなわち部品１を傾けた場合に部品
１が部品２から上方に受ける力が増大する方向が部品１
の位置誤差の方向を示している。これらの力は力覚セン
サ６によって検出され、力覚センサ駆動回路７に記憶さ
れる。したがって、１０を頂点とし部品１の軸１５をそ
の軸とする円錐の側面１６に部品１の中心軸が沿うよう
に各方向に部品１を傾ければ部品１が部品２から上方に
受ける力が順次変化し、その値が最大となる方向が検出
できるので部品１のずれている方向を検出できる。した
がって、この方向に部品１を移動させて行けば、部品１
の中心はやがて部品２の中心と一致し、部品１と部品２
を嵌合させることができる。また、部品１が上方に受け
る力の大きさは、傾きの中心から部品１と部品２との接
触点までの距離に傾き角を乗じた値に比例するので、部
品１と部品２の形状が既知であり、接触点が予知できる
場合には、上方に受ける力と部品１の傾きを知ることに
よって、部品１の位置ずれ量が算出できる。
【００１３】なお、部品１を固定しておいて、部品２を
移動させ、その孔３を部品１に嵌合させる場合も同様で
ある。
移動させ、その孔３を部品１に嵌合させる場合も同様で
ある。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、両部品が
接触した後、他方の部品の位置や姿勢を種々に微小量変
化させ、その時に他方の部品が一方の部品から受ける力
を検出し、その力の変化、またはその力と他方の部品の
位置や姿勢の変化の個々の関係から両部品の相対的位置
の誤差を検出することにより、嵌合する部品を簡便、か
つ高精度に位置合わせできる効果がある。
接触した後、他方の部品の位置や姿勢を種々に微小量変
化させ、その時に他方の部品が一方の部品から受ける力
を検出し、その力の変化、またはその力と他方の部品の
位置や姿勢の変化の個々の関係から両部品の相対的位置
の誤差を検出することにより、嵌合する部品を簡便、か
つ高精度に位置合わせできる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の、ロボットを用いた部品組
立作業を示す図である。
立作業を示す図である。
【図２】図１の実施例における、部品１と２の相対的位
置誤差の検出原理を示す図である。
置誤差の検出原理を示す図である。
【図３】従来例の、ロボットを用いた部品組立作業を示
す図である。
す図である。
１ 円柱状の部品（挿入する側）２ 円柱
状の部品（挿入される側）３ 孔 ４ ロボット ５ グリッパ ６ 力覚センサ ７ 力覚センサ駆動回路 ８ ロボットコントローラ １０ 部品１を部品２に挿入しようとし、位置誤
差によって挿入できない状態 １１ 部品１が部品２に対してずれている方向に
部品１を傾けた場合 １２ １１と反対方向に傾けた場合１３
１１における部品１と２との接触点１４ １２に
おける部品１と２との接触点１５ 部品１の軸 １６ 円錐の側面
状の部品（挿入される側）３ 孔 ４ ロボット ５ グリッパ ６ 力覚センサ ７ 力覚センサ駆動回路 ８ ロボットコントローラ １０ 部品１を部品２に挿入しようとし、位置誤
差によって挿入できない状態 １１ 部品１が部品２に対してずれている方向に
部品１を傾けた場合 １２ １１と反対方向に傾けた場合１３
１１における部品１と２との接触点１４ １２に
おける部品１と２との接触点１５ 部品１の軸 １６ 円錐の側面
Claims (1)
- 【請求項１】 互いに嵌合する軸部、孔部をそれぞれ
が有する２つの部品のうち一方の部品を動かないように
設置し、他方の部品をロボットのアームの先端に設けら
れたグリッパで把持し移動させて前記軸部と孔部を嵌合
させることにより前記両部品を組立てる、ロボットを用
いた部品組立作業において、前記他方の部品が前記一方
の部品に接触し、嵌合できなくなった状態にて、両部品
の接触点近傍で、前記他方の部品の位置および／または
姿勢を微小量変化させ、その時に前記他方の部品が前記
一方の部品から受ける力を前記クリッパに取り付けられ
た力覚センサによって検出し、記憶する第１のステップ
と、第１のステップにおいて、前記他方の部品の位置お
よび／または姿勢の変化に対応して得られた力覚センサ
データの変化、または力覚センサデータと前記他方の部
品の位置および／または姿勢の変化の個々の関係から前
記両部品の相対的位置の誤差を検出する第２のステップ
とを含む、ロボットを用いた部品組立作業における嵌合
位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11996391A JPH04348885A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | ロボットを用いた部品組立作業における嵌合位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11996391A JPH04348885A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | ロボットを用いた部品組立作業における嵌合位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04348885A true JPH04348885A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=14774536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11996391A Pending JPH04348885A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | ロボットを用いた部品組立作業における嵌合位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04348885A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010010718A1 (de) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Kuka Laboratories Gmbh | Verfahren zur Montage von Bauteilen mittels eines Industrieroboters |
| JP2014042965A (ja) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Honda Motor Co Ltd | ワーク移送方法およびワーク移送システム |
| JP2017052049A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | ファナック株式会社 | 物体の姿勢算出システム |
| JP2019160973A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | オムロン株式会社 | 部品挿入装置、部品挿入方法、およびプログラム |
| KR20200023019A (ko) * | 2018-08-24 | 2020-03-04 | 현대자동차주식회사 | 다층부품 정렬 장치 및 그 방법 |
| EP4197917A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-21 | BAE SYSTEMS plc | An interface node for a robotic arm |
| WO2023111517A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Bae Systems Plc | An interface node for a robotic arm |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP11996391A patent/JPH04348885A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010010718A1 (de) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Kuka Laboratories Gmbh | Verfahren zur Montage von Bauteilen mittels eines Industrieroboters |
| WO2011110463A1 (de) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Kuka Laboratories Gmbh | Verfahren zur montage von bauteilen mittels eines industrieroboters |
| CN102791441A (zh) * | 2010-03-09 | 2012-11-21 | 库卡实验仪器有限公司 | 借助工业机器人安装组件的方法 |
| KR20130018685A (ko) * | 2010-03-09 | 2013-02-25 | 쿠카 레보라토리즈 게엠베하 | 산업용 로봇을 이용해 부품들을 조립하기 위한 방법 |
| US8972062B2 (en) | 2010-03-09 | 2015-03-03 | Kuka Laboratories Gmbh | Method for mounting components by means of an industrial robot |
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| US9903698B2 (en) | 2015-09-09 | 2018-02-27 | Fanuc Corporation | Object posture calculation system |
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| CN110253564A (zh) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 欧姆龙株式会社 | 零件插入装置、零件插入方法以及计算机可读记录介质 |
| US11171431B2 (en) | 2018-03-12 | 2021-11-09 | Omron Corporation | Component insertion device with dummy component, and component insertion method and computer readable recording medium of using the same |
| CN110253564B (zh) * | 2018-03-12 | 2022-05-13 | 欧姆龙株式会社 | 零件插入装置、零件插入方法以及计算机可读记录介质 |
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| WO2023111517A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Bae Systems Plc | An interface node for a robotic arm |
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