(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の保持／解放が自在な組付ヘッドと、
該組付ヘッドを所定領域内の任意の位置へ移動可能に支持する支持アームと、
上記組付ヘッド及び上記支持アームを駆動制御して、上記組付ヘッドに所定の部品供給位置に用意された部品を保持させ、上記支持アームに上記組付ヘッドを所定の部品組付位置に移動させた後、上記組付ヘッドに保持した部品を解放させることで、該部品を上記部品組付位置に用意されたワークに組み付けさせる組付制御手段と、
を備えた部品組付ロボットにおいて、
上記組付ヘッドを、
表面に形成された凹部及び凸部を互いに嵌合させることにより一体に組み合わされる一対の部品を夫々個別に保持し、しかも、少なくとも一方の部品を回動自在に保持する一対の部品保持手段と、
該一対の部品保持手段を互いに接近離隔するように移動させる移動手段と、
により構成し、
上記一対の部品保持手段に保持された部品間の距離を測定する測定手段を備えると共に、
上記組付制御手段に、
上記一対の部品保持手段に夫々部品が保持されると、該一対の部品保持手段が互いに接近する方向に上記移動手段を駆動して、該一対の部品保持手段に保持された一対の部品を一体に組み合わせる組合せ制御手段と、
当該組合せ制御手段により上記一対の部品が組み合わされると、上記測定手段の測定値に基づき、上記部品の組合せに成功したか否かを判定する判定手段と、
該判定手段が部品の組合せに失敗したと判定すると、上記一対の保持手段が互いに離隔するように上記移動手段を駆動後、上記組合せ制御手段を再起動するリトライ手段と、
を設け、
上記組付ヘッドに保持された一対の部品を一体に組み合わせた状態で上記ワークに組み付けることを特徴とする部品組付ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載の部品組付ロボットにおいて、
上記リトライ手段は、上記組合せ制御手段を再起動する前に、上記支持アームを駆動して上記部品保持手段に回動可能に保持された部品を、上記組付ヘッドの移動可能な領域内に設けられた接触部材に接触させ、上記組合せ制御手段の制御によって上記一対の部品が互いに当接される部位を変化させる当接部位変更制御手段を備えることを特徴とする部品組付ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のワーク上に部品を組み付ける部品組付ロボットに関し、特に、ギアの噛み合わせ等のように、部品を互いに組み合わせた状態にして組み付ける部品組付ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、組付ヘッドに保持したギア（以下、保持ギアという）を、既にワークに組み付けられたギア（以下、組付済みギアという）に噛み合わせながらワークに組み付ける部品組付ロボットとして、例えば特開平２−１８５３３１号公報には、組付ヘッドを、支持アームに支持された固定ラムに、該固定ラムから突設された摺動軸に沿って上下動するように取り付けると共に、摺動軸に巻き付けたコイルばねの反発力により、組付ヘッドと固定ラムとが離れた状態にある時にオフし、コイルばねに反して、組付ヘッドが相対的に上昇し固定ラムと接近するとオンするリミットスイッチを設けたものが開示されている。
【０００３】
この部品組付ロボットでは、支持アームを駆動して、保持ギアをその組付位置の真上から下降させることによりワークに組み付けるのであるが、その下降中に、保持ギアと組付済みギアとが噛み合わないで干渉し合うと、組付ヘッドは保持ギアと共に下降を停止し、固定ラムのみ下降を続けるため、組付ヘッドと固定ラムとが接近してリミットスイッチがオンする。そして、リミットスイッチのオンを検出すると、組付ヘッドに保持されたギアが、組付済みのギアから離れる位置まで上昇させた後、固定ラムを回動させることでギアの歯の位置を変化させ、再度下降させることにより、各ギアを噛み合わせた状態で組み付けるようにされている。
【０００４】
一方、特開平３−９８７８３号公報には、水平方向に配設された所定の摺動軸に沿って移動可能に支持された第１の指部材と、摺動軸の延長方向に設けられた回動軸によって支持されたハウジングと、該ハウジングに支持され、互いに近接／離間するように動作する第２及び第３の指部材と、を備えた組付ハンドが開示されている。
【０００５】
この装置では、回転軸を挟んで両側に一対の位置決め孔が形成されたギアを、その位置決め孔に第２及び第３の指部材を挿通し挟持することで保持し、上述の装置と同様に、組付位置の真上から下降させることで保持ギアをワークに組み付けるようにされている。
【０００６】
なお、ワーク上の組付済みギアは、位置決め孔が所定の角度位置に配置されるように組み付けられており、即ち、第２及び第３の指部材にてギアを保持した組付ハンドが、保持ギアをワークに組み付けるために下降すると、第１の指部材が、組付済みギアの位置決め孔に挿通されるようにされている。これにより、組付済みギアが多少位置ずれしていたとしても、第１の指部材が位置決め孔に挿通されることで保持ギアと噛み合う位置に正確に補正されるため、保持ギアは、組付済みギアと干渉することなく確実にワークに組み付けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの装置では、回転軸と、１枚のギアだけからなる単純な部品を組み付けることは可能であるが、例えば、一つの回転軸に径の異なる複数のギアが設けられていたり、回転軸に該回転軸を筐体等に回動自在に支持させるためのベアリングが取り付けられているような部品では、既にワークに組付け済みの部品と干渉し合って、部品をワークに組み付けられない場合があるという問題があった。
【０００８】
即ち、図８に示すように、ギアＧ１１，Ｇ１２が固定された回転軸の両端にベアリングＢ１１，Ｂ１２を取り付けてなる部品Ｐ１、同様に、ギアＧ２１が固定された回転軸の両端にベアリングＢ２１，Ｂ２２を取り付けてなる部品Ｐ２、回ギアＧ３１，Ｇ３２が固定された回転軸の両端にベアリングＢ３１，Ｂ３２を取り付けてなる部品Ｐ３を、ワークＷに形成された取付溝Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に、ベアリングＢ１２，Ｂ２２，Ｂ３２を挿入することで組み付ける場合、最初、部品Ｐ１を組み付け、その後、部品Ｐ２を、ギアＧ１１，Ｇ２１を噛み合わせながら組み付けることは、上述の装置にて問題なく行うことができる。ところが、更に部品Ｐ３を、点線に示すようにギアＧ２１、Ｇ３１を噛み合わせながら組み付ける場合に、上述の装置のように、部品Ｐ３を組付位置である取付溝Ｍ３の真上から降下させたのでは勿論のこと、例え実線で示すように、斜め方向から組み付けを試みても、ギアＧ２１とギアＧ３２とが干渉し合って、部品Ｐ３のベアリングＢ３２をワークＷに形成された取付溝Ｍ３に挿入することができず、組み付けを行うことができないのである。
【０００９】
そして、このような場合は、通常、既に組み付けられた部品Ｐ２を、一旦、ギアＧ２１とギアＧ３２とが干渉し合うことなく、取付溝Ｍ３の真上に部品Ｐ３を配置できる高さまで持ち上げ、部品Ｐ２，Ｐ３のギアＧ２１，Ｇ３１を噛み合わせた後、部品Ｐ２，Ｐ３を同時に下降させることで取付溝Ｍ２，Ｍ３に同時に挿入するという作業を手作業で行っており、作業効率が著しく低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するために、部品の組付時に、部品同士の干渉による組付不能な事態の発生を低減可能な部品組付ロボットを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載の部品組付ロボットにおいては、組付制御手段が、まず部品供給位置に用意された部品を、組付ヘッドに保持させた後、支持アームを駆動して組付ヘッドを部品組付位置に移動させる。
【００１２】
ここで組付ヘッドの一対の部品保持手段の夫々に部品が保持されると、組合せ制御手段が、移動手段を駆動して、部品保持手段が互いに接近する方向に移動させる。すると、部品保持手段に保持された部品は、互いに当接し合って一体に組み合わされる。
【００１３】
その後、組付制御手段が、部品組付位置に移動した組付ヘッドに、保持した部品を解放させることにより、組付ヘッドにて一体に組み合わされた一対の部品は、部品組付位置に用意されたワーク上に同時に組み付けられる。
従って、本発明の部品組付ロボットによれば、従来装置のように部品を一つずつ組み付けたのでは、組付済みの部品と干渉し合って組み付けることができない場合であっても、組付ヘッドにて一対の部品を予め組み合わせた状態にして、組み付けることにより、組付済みの部品と干渉することなく、確実に組み付けることができる。
【００１４】
また、支持アームによる部品保持位置から部品組付位置への組付ヘッドの移動と、移動手段による一対の部品保持手段に保持された部品の組合せとは、全く独立した動作であるため、これらを同時に動作させることができ、その結果、作業効率を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項１に記載の部品組付ロボットにおいては、組合せ制御手段により、一対の部品保持手段に夫々保持された部品が一体に組み合わされると、判定手段が、測定手段が測定した部品間の距離の測定値に基づき、部品の組合せに成功したか否かを判定する。
【００１６】
即ち、部品保持手段に保持された部品は、その表面に形成された凹部及び凸部を互いに嵌合させることにより一体に組み合わされるようにされているため、嵌合に成功した場合には、部品間の距離は小さく、嵌合に失敗した場合は距離が大きくなり、その結果、部品間の距離の測定値に基づいて組合せが成功したか否かを判定できるのである。
【００１７】
そして、組合せに失敗したと判定されると、リトライ手段が、移動手段を駆動して、一体にされた部品を引き離した後、組合せ制御手段を再起動する。
従って、本発明の部品組付ロボットによれば、組付ヘッドに保持された一対の部品を確実に一体に組み合わせることができる。
【００１８】
即ち、部品保持手段に回動自在に保持された部品は、当接され離隔される時の衝撃等により回動し、リトライ時の組合せ制御手段の制御による部品の当接部位は、前回とは少しずれることになる。このため、何度かリトライすれば嵌合可能な位置まで位置ずれするため、部品を一体に組み合わせることができるのである。
【００１９】
次に、請求項２に記載の部品組付ロボットにおいて、リトライ手段は、判定手段により部品の組合せに失敗したと判定されると、上記移動手段を駆動して、一対の部品保持手段に保持された部品を別々に引き離した後、組合せ制御手段を再起動する前に、当接部位変更制御手段が、部品保持手段に回動自在に保持された部品を接触部材に接触させる。
【００２０】
すると、接触部材に接触した部品は、接触時の衝撃や部品の一部が接触部材にすり合わされることによって回動し、組合せ制御手段の制御による部品同士の当接部位が変化する。
従って、本発明の部品組付ロボットによれば、請求項１に記載の発明と同様に、組付ヘッドに保持された一対の部品を確実に一体に組み合わせることができる。
【００２１】
特に本発明によれば、積極的に部品を回動させるため、単に正面衝突させただけでは、回動しにくい部品であっても、確実に回動させることができる。
なお、接触部材の面に接触させた部品は、接触部材の面に沿った方向に移動させ、接触部材にすり合わせるようにすることが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
図２は、ギアプレートに部品を組み付ける本実施例の部品組付ロボットの概略構成図である。なお、本実施例においてギアプレートに組み付ける部品は、図８に示した部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３であり、この部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の構成は先に詳述しているので、ここでは説明を省略する。
【００２３】
図２に示すように、部品組付ロボットは、ロボット本体２と、ロボット本体２に信号線を介して接続された制御装置５６とを備えている。
このうちロボット本体２は、自身を筐体Ｈに固定するベース４と、ベース４に立設されたポスト６と、ポスト６内に設けられた第１駆動軸に固定され、ポスト６に対して回動自在に軸支された第１アーム８と、第１アーム８内に設けられた第２駆動軸に固定され、第１アーム８に対して回動自在に軸支された第２アーム１０と、第２アーム１０の先端部に上下動可能に取り付けられた第３アーム１２と、第３アーム１２下端に形成されたフランジ部１２ａに固定された組付ヘッド１４とにより構成されている。
【００２４】
そしてベース４には、第１駆動軸を駆動して第１アーム８を水平方向に揺動させる第１アーム駆動モータ１６、第１アーム８には、第２駆動軸を駆動して第２アーム１０を水平方向に揺動させる第２アーム駆動モータ１８、第２アーム１０には、第３アーム１２の上下動を駆動する第３アーム駆動モータ２０が配設されている。
【００２５】
つまり、各駆動モータ１６，１８，２０を駆動することにより、第３アーム１２のフランジ部１２ａに固定された組付ヘッド１４を、所定空間内の任意の位置に移動させることができる。
なお、これら各駆動モータ１６，１８，２０は、いずれも所定の駆動パルスが入力されると所定角度だけ回転し、入力された駆動パルス数に応じた角度だけ回転する周知のパルス駆動型のサーボモータからなる。そして、各駆動モータ１６，１８，２０には、その回転位置を検出するためのエンコーダが接続され、更に、各駆動モータ１６，１８，２０の出力は、回転を減速する減速機構を介して各駆動軸に伝達されるようにされている。
【００２６】
そして、組付ヘッド１４が移動可能な領域内には、ギアプレートＷを載置するための治具５０と、ギアプレートＷに組み付けるべき部品Ｐｎ（ｎ＝１〜３）が用意されるマガジン５２と、後述する部品組付処理の中で行われるすり合わせ制御にて、組付ヘッド１４に保持された部品Ｐｎを接触させるために使用する接触板５４とが配設されている。
【００２７】
なお、接触板５４には、部品Ｐｎを接触させた時の衝撃を吸収するためのゴム板５４ａが接着されている。また、治具５０が配置された場所が部品組付位置であり、マガジン５２が配置された場所が部品供給位置である。
次に、図１（ａ）は、組付ヘッド１４の正面図、図１（ｂ）は、その側面図である。
【００２８】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、組付ヘッド１４は、第３アーム１２のフランジ部１２ａに固定されるハウジング２２、ハウジング２２に回動自在に支持されたボールネジからなるロッド（以下Ｒ軸と呼ぶ）２４、Ｒ軸２４の回転に応じてＲ軸２４に沿って摺動する一対の摺動ブロック２６，２８、ハウジング側壁のフランジ部２２ａに取り付けられ、Ｒ軸２４をベルト３０を介して駆動するＲ軸駆動モータ３２とからなる移動手段としてのサーボハンド３４を備えている。
【００２９】
なお、Ｒ軸２４に形成されたネジ溝は、中心から一方が右ネジ、他方が左ネジというように、左右対称に形成されており、一対の摺動ブロック２６，２８は、Ｒ軸２４が駆動されると互いに逆方向に移動し、その回転方向に応じて接近／離隔するようにされている。
【００３０】
またＲ軸駆動モータ３２には、上述の駆動モータ１６，１８，２０と同様に、その回転位置を検出するためのエンコーダが接続され、更に、Ｒ軸駆動モータ３２の出力は、回転を減速する減速機構を介してベルト３０、延いてはＲ軸２４に伝達されるようにされている。なお、このエンコーダが上述の測定手段に相当する。
【００３１】
そして、Ｒ軸２４に沿って摺動する摺動ブロック２６，２８には、夫々、部品保持手段としてのエアチャック３６，３８が取り付けられている。以下、いずれも同じ構成であるため、一方のエアチャック３６についてのみ説明する。
エアチャック３６は、基部３８と、基部３８の両側に設けられ外部からのエアの供給に応じて開閉する一対の腕部４０，４２と、各腕部４０，４２の先端に夫々取り付けられたチャック爪４４，４６とにより構成されている。
【００３２】
チャック爪４４，４６は、その先端部４４ａ，４６ａで部品ＰｎのベアリングＢｎ１を把持するようにされており、図３は、この先端部４４ａ，４６ａにてベアリングＢｎ１を把持した時の断面形状を表す。
即ち、図３に示すように、一方のチャック爪４６は平坦に、他方のチャック爪４６は楔形の切欠形状に形成され、円柱状に形成されたベアリングＢｎ１に３点で接触し、ベアリングＢｎ１，延いては部品Ｐｎをがたつくことなく保持できるようにされている。
【００３３】
そしてエアチャック３６は、通常、図１（ｂ）の図中実線にて示すように、腕部４０，４２が最も開いた状態にあり、外部からのエアの供給状態が切り換えられ、腕部４０，４２が閉じる方向に駆動されると、図中一点鎖線にて示すように、チャック爪の先端部４４ａ，４６ａに配置された部品Ｐｎを把持する。
【００３４】
また、Ｒ軸駆動モータ３２を駆動して、エアチャック３６，３８を互いに接近させる方向に移動させると、エアチャック３６，３８は、保持した一対の部品Ｐｎが互いに当接する位置まで移動し、部品Ｐｎが当接して移動を停止した後は、Ｒ軸駆動モータ３２の駆動力により当接した一対の部品Ｐｎを押圧して、これを一体に保持する。
【００３５】
次に、図４は、制御装置５６の構成を表すブロック図である。
図４に示すように、制御装置５６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成された周知のマイクロコンピュータからなるロボットコントローラ５８と、第１アーム駆動モータ１６、第２アーム駆動モータ１８を駆動して、組付ヘッド１４の水平位置を制御する水平駆動回路６０と、第３アーム駆動モータ２０を駆動して、組付ヘッド１４の上下位置を制御する上下駆動回路６２と、エアチャック３６，３８へのエアの供給状態を切り換えて、エアチャック３６，３８による部品Ｐｎの保持／解放を制御するエアチャック駆動回路６４と、Ｒ軸駆動モータ３２を駆動して、エアチャック３６，３８に保持された部品Ｐｎの噛み合わせを制御するＲ軸駆動回路６６とにより構成されている。
【００３６】
このうち、水平駆動回路６０及び上下駆動回路６２は、ロボットコントローラ５８から組付ヘッド１４を移動させるべき座標が与えられると、駆動モータ１６，１８或は２０の現在位置に基づいて駆動のための目標値を算出し、目標値に応じた駆動パルスを駆動モータ１６，１８或は２０へ出力し、駆動パルスの出力が終了すると、応答通知をロボットコントローラ５８へ出力するように構成されている。
【００３７】
Ｒ軸駆動回路６６は、ロボットコントローラ５８から、摺動ブロック２６，２８を移動させるべき座標が与えられると、以下、上述の水平駆動回路６０及び上下駆動回路６２と全く同様に動作してＲ軸駆動モータ３２を駆動する。但し、ロボットコントローラ５８からは、部品Ｐｎが丁度当接する位置より、更に接近した位置の座標が与えられ、部品Ｐｎが当接しても、部品Ｐｎを押圧するための駆動力が加えられるように制御される。
【００３８】
また、Ｒ軸駆動回路６６は、ロボットコントローラ５８から電流制限指令が入力されると、Ｒ軸駆動モータ３２に供給する電流を制限し、Ｒ軸駆動モータ３２の動作速度を制限するように構成され、部品Ｐｎが当接した時の衝撃が小さく抑えられるようにされていると共に、Ｒ軸駆動モータ３２の回転位置を検出するエンコーダの出力をロボットコントローラ５８に入力するように構成されている。このエンコーダの出力は、後述する部品組付処理において、当接された部品Ｐｎ間の間隔を求めるために使用される。
【００３９】
エアチャック駆動回路６４は、図示しないエア供給路を介して各エアチャック３６，３８にエアを供給し、ロボットコントローラ５８からの指令に基づき、エアの供給状態を切り換えることにより、チャック爪４４，４６を開閉して、部品Ｐｎを保持／解放させるように構成されている。
【００４０】
次に、図５は、ロボットコントローラ５８のＣＰＵにて実行される部品組付処理を表すフローチャートである。
なお、本処理は、図８において、部品Ｐ１がギアプレートＷに組み付けれらた後、部品Ｐ２及び部品Ｐ３を組み付けるために行われる処理であり、組付ヘッド１４は、部品Ｐ１をギアプレートＷに組み付けた後、所定の初期位置にあるものとする。
【００４１】
図５に示すように、本処理が起動されると、まずステップ１１０にて、水平駆動回路６０に指令を出力して、組付ヘッド１４を初期位置から部品供給位置に移動させ、続くステップ１２０では、上下駆動回路６２に指令を出力して、組付ヘッド１４を下降させた後、エアチャック駆動回路６４に指令を出力して、マガジン５２に用意された部品Ｐ２，Ｐ３をエアチャック３６，３８に夫々把持させ、その後、再度上下駆動回路６２に指令を出力して組付ヘッド１４を上昇させることにより、マガジン５２から部品Ｐ２，Ｐ３を持ち上げる。
【００４２】
このとき、エアチャック３６，３８は、図１に点線にて示すように、部品Ｐ２，Ｐ３のベアリングＢ２１，Ｂ３１の部分を把持するため、部品Ｐ２，Ｐ３は、ギアＧ２１，Ｇ３１の部分が回動自在な状態で組付ヘッド１４に保持される。
次のステップ１３０では、Ｒ軸駆動モータ３２のトルクを制限するために、Ｒ軸駆動回路６６に電流制限指令（電流制限オン）を出力し、続くステップ１４０にて、後述するギア噛み合わせ動作をリトライした回数をカウントするためのリトライカウンタをクリアしてステップ１５０に進む。
【００４３】
ステップ１５０では、水平駆動回路６０に指令を出力して、組付ヘッド１４を部品供給位置から部品組付位置へ移動させる。この時、水平駆動回路６０からの応答通知を待つことなく、即ち、組付ヘッド１４の移動の終了を待つことなく、ステップ１６０に進み、Ｒ軸駆動回路６６に指令を出力して、エアチャック３６，３８を互いに接近する方向に移動させ、ステップ１７０に進む。
【００４４】
このステップ１５０，１６０の処理により、組付ヘッド１４の部品組付位置への移動と、エアチャック３６，３８に保持された部品Ｐ２，Ｐ３のギアＧ２１，Ｇ３１を噛み合わせる動作とが、同時に行われる。
ステップ１７０では、Ｒ軸２４の回転、即ちエアチャック３６，３８の移動が停止しているか否かを判断し、Ｒ軸２４の回転が停止していなければ、ステップ１７０を繰り返し実行することにより、Ｒ軸２４の回転が停止するまで待機し、一方、Ｒ軸２４の回転が停止していると判断された場合は、ステップ１８０に移行する。
【００４５】
なお、上述したように、Ｒ軸駆動モータ３２は、目標位置に達する前に、部品Ｐ２，Ｐ３が当接するため、Ｒ軸駆動回路６６から応答通知が出力されることがないが、Ｒ軸駆動回路６６に指令を出力してから、エアチャック３６，３８に保持された部品Ｐ２，Ｐ３が互いに当接する位置まで、エアチャック３６，３８を移動させるのに充分な所定時間を経過すれば、部品Ｐ２，Ｐ３が衝突することによりＲ軸２４の回転は停止しているものとして判断する。
【００４６】
また、Ｒ軸駆動モータ３２は、先のステップ１３０にて電流制限がオンされトルクが制限されるていため、部品Ｐ２，Ｐ３の衝突時の衝撃は小さく、従って、部品Ｐ２，Ｐ３を傷つけることがない。
ステップ１８０では、Ｒ軸駆動モータ３２に取り付けられたエンコーダの出力に基づき、摺動ブロック２６，２８が停止している位置、延いては当接状態にある部品Ｐ２，Ｐ３間の間隔ｄを算出し、この間隔ｄが比較値Ｄｇより小さいか否かを判断する。
【００４７】
ここで、部品Ｐ２，Ｐ３間の間隔ｄとは、図６（ａ）に示すように、部品Ｐ２，Ｐ３の中心間の距離ｄを表す。また、比較値Ｄｇは、部品Ｐ２のギアＧ２１の半径をｒ２、部品Ｐ３のギア３１の半径をｒ３、互いに噛み合わされるべきギアＧ２１及びギアＧ３１の歯の深さをｈとすると、次式（１）にて表わされる。
【００４８】
Ｄｇ＝ｒ２＋ｒ３＋ｈ／２                  ・・・（１）
なお、図６（ａ）は、エアチャック３６，３８が互いに接近する方向に移動した結果、エアチャック３６，３８に保持された部品Ｐ２，Ｐ３のギアＧ２１，Ｇ３１が正しく噛み合った状態を表すものであり、実際にはエアチャック３６，３８によりベアリングＢ２１，Ｂ３１が夫々把持されているのであるが、ここでは図面を見やすくするため、エアチャック３６，３８を省略している。（図６（ｂ）も同様）
そして、間隔ｄが比較値Ｄｇより小さいと判断されると、ギアＧ２１，Ｇ３１は正しく噛み合っているものとして、ステップ１９０に移行し、水平駆動回路６０からの応答通知を調べることにより、先のステップ１６０にて起動された組付ヘッド１４の移動が終了したか否かを判断する。ここで水平駆動回路６０から応答通知が出力されておらず、組付ヘッド１４は未だ移動中であると判断されると、ステップ１９０を繰り返し実行することにより応答通知が出力されるまで待機し、一方、水平駆動回路６０から応答通知が出力されており、組付ヘッド１４の移動は終了したと判断された場合には、ステップ２００に移行して、Ｒ軸駆動モータ３２に対する電流制限を解除（オフ）する。
【００４９】
次のステップ２１０では、既にギアプレートＷに組付済みの部品Ｐ１のギアＧ１１に、組付ヘッド１４に保持された部品Ｐ２のギアＧ２１を、図６（ｂ）に図示するように噛み合わせる制御を実行する。これは、水平駆動回路６０及び上下駆動回路６２に指令を出力して、組付ヘッド１４を移動させることで行う。
【００５０】
即ち、まず、図７の図中に点線にて示すように、部品Ｐ２，Ｐ３が組み付けられるべき位置（図中実線にて示す位置）から少し離れた位置にて、部品Ｐ２，Ｐ３の下端であるベアリングＢ２２，Ｂ３２がギアプレートＷに接触しない程度に組付ヘッド１４を下降させた後、図６（ｂ）に示すように、部品Ｐ２，Ｐ３が取付溝Ｍ２，Ｍ３の真上に位置するように組付ヘッド１４を水平方向に移動させる。
【００５１】
この水平方向の移動は、部品Ｐ１，Ｐ２の組付位置の中心を結ぶ正面方向に対して、必ず有る程度傾いた方向に沿って行うようにする。これは、正面方向から移動させ、ギアＧ１１，Ｇ２１を当接させた場合、丁度ギアの凸部同士が当接すると、ギアを噛み合わせることができないが、正面方向に対して傾いた方向から移動させて当接させると、噛み合わせるべきギアＧ１１，Ｇ２１は、最初浅く接触して互いに回動し、組付位置に接近するに従って、ギアが回動しながら深く噛み合わされ、確実にギアが噛み合わせられるからである。
【００５２】
このようにして噛み合わせが終了すると、続くステップ２２０にて、上下駆動回路６２に指令を出力して、組付ヘッド１４をそのまま下降させて、部品Ｐ２，Ｐ３をギアプレートＷの取付溝Ｍ２，Ｍ３に挿入することで、ギアプレートＷへの部品Ｐ２，Ｐ３の組付を終了する。そして、続くステップ２３０では、水平駆動回路６０に指令を出力して組付ヘッド１４を初期位置に移動させた後、本処理を終了する。
【００５３】
一方、先のステップ１８０にて、部品Ｐ２，Ｐ３間の間隔ｄが所定値Ｄｇ以上であり、ギアＧ２１，Ｇ３１は、正しく噛み合っていないと判断されると、ステップ２４０に移行して、Ｒ軸駆動回路６６に指令を出力して、エアチャック３６，３８を開く方向に移動させることにより、部品Ｐ２，Ｐ３の当接状態を解除して、ステップ２５０に進む。
【００５４】
ステップ２５０では、リトライカウンタのカウント値が所定値Ｃ（本実施例では３）以上であるか否かを判断する。そして、所定値Ｃより小さい場合には、ステップ２６０に移行して、リトライカウンタをインクリメントした後、ステップ１６０に戻る。
【００５５】
また、ステップ２５０にて、リトライカウンタのカウント値が所定値Ｃ以上であると判断された場合は、ステップ２７０に移行して、リトライカウンタのカウント値をリセットし、続くステップ２８０にて、水平駆動回路６０に指令を出力して、組付ヘッド１４を、接触板５４が立設されたすり合わせ位置に移動させ、ステップ２９０に進む。
【００５６】
ステップ２９０では、組付ヘッド１４に保持された部品を接触板５４に接触させてギアを回転させるすり合わせ制御を実行する。これは、水平駆動回路６０に指令を出力して組付ヘッド１４を水平方向に移動させることで行う。
即ち、まず、組付ヘッド１４を、保持した部品Ｐ２，Ｐ３のいずれか一方のギアが、接触板５４のゴム板５４ａの部分に当接するように移動させ、その後、組付ヘッド１４を、ゴム板５４ａの面に沿った方向に移動させる。これにより、ギアは、ゴム板５４ａ上で転がるようにして回動するため、先にギアの噛み合わせに失敗した時とは、相手側のギアに当接する部位が異なったものとなる。
【００５７】
そして、続くステップ３００では、水平駆動回路６０に指令を出力して、組付ヘッド１４をすり合わせ位置から部品組付位置への移動させ、先のステップ１５０と同様に、水平駆動回路６０から応答通知が出力されるのを待つことなく、ステップ１６０に進む。
【００５８】
即ち、ステップ１８０にて、ギアＧ２１，Ｇ３１が正しく噛み合っていないと判断された場合に実行されるステップ２４０〜３００の処理においては、一旦、ギアの当接状態を解除した後、最初はそのまま、単にエアチャック３６，３８を再度接近させることでギアの噛み合わせをリトライし、これを所定回Ｃ繰り返してみても、正しく噛み合わせることができない場合に、すり合わせ部にてギアの角度位置を積極的に変化させた後、ギアの噛み合わせをリトライし、これを、ギアの噛み合わせに成功するまで繰り返すのである。
【００５９】
なお、本処理全体が上述の組合せ制御手段に相当し、ステップ１８０が上述の判定手段、ステップ２４０〜３００がリトライ手段、ステップ２８０，２９０が当接部位変更手段に相当する。
以上説明したように、本実施例の部品組付ロボットによれば、１個ずつ順番に組み付けたのでは、部品同士が互いに干渉しあって、組付不能であった部品であっても、手作業によることなく、自動的に組み付けることができる。
【００６０】
また、ギアプレートＷに同時に組み付けるべき部品Ｐ２，Ｐ３を一体化する制御は、組付ヘッド１４を、部品供給位置から部品組付位置まで移動させる間に行われ、組付ヘッド１４の移動時間を有効利用しているため、組付作業の効率を向上させることができる。
【００６１】
更に、ギアの噛み合わせ制御にて当接された部品Ｐ２，Ｐ３間の間隔ｄを求めることにより、ギアの噛み合わせに成功したか否かを判定し、失敗した場合には成功するまでリトライして、確実にギアが噛み合わされた状態で部品Ｐ２，Ｐ３をギアプレートＷに組み付けるようにされているため、高い信頼性を得ることができる。
【００６２】
また更に、本実施例では、部品Ｐ２，Ｐ３はギアの部分が回動自在となるように組付ヘッド１４に保持されているため、ギアの噛み合わせ制御に失敗した場合であっても、ギアの噛み合わせ制御をリトライする前にギアの当接状態を解除する時の衝撃等により、ギアが回動して相手のギアと当接する部位が変化するため、そのまま再度当接させるという単純なリトライ方法によって、ギアを正しく噛み合わせることができる。
【００６３】
また、上記方法にて所定回リトライしてもギアを正しく噛み合わせることができない場合には、相手側のギアと当接する部位を積極的に変化させる必要があるが、本実施例では、部品Ｐ２，Ｐ３はギアの部分が回動自在となるように組付ヘッド１４に保持されているため、ギアを接触板５４に当接させればギアを回動させることができ、従来装置のようにエアチャック３６，３８等の部品保持手段自体を回動させるための機構を設ける必要がなく、装置構成を簡単にできる。
【００６４】
更に、本実施例では、既にギアプレートＷに組み付けられた部品Ｐ１のギアＧ１１と、組付ヘッド１４に保持された部品Ｐ２のギアＧ２１とを噛み合わせる時に、組付ヘッド１４を、部品Ｐ１，Ｐ２の組付位置の中心を結ぶ正面方向に対してある程度傾むいた方向から水平に移動させることで、部品Ｐ２を部品Ｐ１に当接させているので、組付ヘッド１４にてエアチャック３６，３８に保持された部品Ｐ２，Ｐ３を正面から当接させる場合とは異なり、１回の動作で確実にギアＧ１１，Ｇ２１を噛み合わせることができる。
【００６５】
なお、本実施例の部品組付ロボットに、更に、既にギアプレートＷ上に組み付けられた部品を所定高さだけ持ち上げる第２のロボットを設けるようにしてもよい。これにより、組付ヘッド１４による一対の部品の同時組付を行っても、部品間の干渉を避けることができず、ギアプレートＷに部品を組み付けることができない場合に、第２のロボットに組付済みの部品を所定の高さまで持ち上げさせ、この部品と、組付ヘッド１４に保持された一対の部品とで、ギアの噛み合わせを行った後、３個の部品を同時にギアプレートＷに組み付けるように制御することにより、より様々な条件にある部品を自動的に組み付けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  組付ヘッドの構成を表す正面図及び側面図である。
【図２】  実施例の部品組付ロボットの概略構成図である。
【図３】  チャック爪の先端部の形状を表す断面図である。
【図４】  部品組付ロボットの制御装置の構成を表すブロック図である。
【図５】  ロボットコントローラにて実行される部品組付処理を表すフローチャートである。
【図６】  部品組付手順を表す説明図である。
【図７】  部品組付時の移動方向を表す説明図である。
【図８】  従来装置の問題点を表す説明図である。
【符号の説明】
２…ロボット本体      ４…ベース      ６…ポスト      ８…第１アーム
１０…第２アーム    １２…第３アーム    １４…組付ヘッド
１６…第１アーム駆動モータ    １８…第２アーム駆動モータ
２０…第３アーム駆動モータ    ２２…ハウジング    ２４…ロッド（Ｒ軸）
２６，２８…摺動ブロック    ３０…ベルト    ３２…Ｒ軸駆動モータ
３４…サーボハンド    ３６，３８…エアチャック    ３８…基部
４０，４２…腕部    ４４，４６…チャック爪    ５０…治具
５２…マガジン    ５４…接触板    ５６…制御装置
５８…ロボットコントローラ    ６０…水平駆動回路    ６２…上下駆動回路
６４…エアチャック駆動回路    ６６…Ｒ軸駆動回路
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…部品
Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ３１，Ｂ３２…ベアリング
Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ２１，Ｇ３１，Ｇ３２…ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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