(57)【要約】      （修正有）【課題】部品の凹部の中心位置を短時間で把握できる部品搭載装置、補正装置、補正方法、補正プログラム、位置教示補正方法、及び位置教示用治具を提供する。【解決手段】第１部品９０を保持する保持部を有し、保持部に第１部品を保持して移動させる移動部と、移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部Ｂに、保持部に保持している第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、記憶部に記憶される制御データに基づき、移動部を制御する制御部と、移動部の保持部に、指示に基づき膨張する膨張部２０を保持させた状態で、制御部に対し、制御データに基づく移動部の制御を行わせた後に、膨張部を膨張させる指示を行うとともに、膨張部の膨張に伴う移動部の移動に基づき、制御データを補正する補正部と、を有する部品搭載装置。【選択図】図２
2014133286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、
前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部と、
前記移動部の前記保持部に、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に対し、前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせた後に前記膨張部を膨張させる指示を行うとともに、前記膨張部の膨張に伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する補正部と、
を有する部品搭載装置。
【請求項２】
前記膨張部は、互いに対向する第１及び第２壁部、弾性を有し環状であり前記第１及び第２壁部に挟まれるようにして固定され前記第１及び第２壁部と共に内部空間を画定し前記凹部の内側面に当接し得る外周壁部、を含む、請求項１の部品搭載装置。
【請求項３】
前記外周壁部は、互いに対向する第１及び第２側壁部を含み、
前記膨張部は、前記第１及び第２側壁部に接続した接続部を含む、請求項２の部品搭載装置。
【請求項４】
前記外周壁部は、前記第１又は第２側壁部よりも短い第３側壁部を含み、
前記接続部は、前記第１及び第２側壁部に接続している、請求項３の部品搭載装置。
【請求項５】
前記接続部は、前記外周壁部と共に前記膨張部の内部を複数の室に区分けし、前記複数の室間での前記媒体の移動を許容する孔を有した隔壁である、請求項３又は４の部品搭載装置。
【請求項６】
前記外周壁部の外側に設けられた突起を備えている、請求項２乃至５の何れかの部品搭載装置。
【請求項７】
前記駆動部によって駆動され前記膨張部を保持し前記膨張部の内部へ前記媒体を供給するための経路を含む保持部を備えた、請求項１乃至６の何れかの部品搭載装置。
【請求項８】
前記凹部は、前記内側面に連続した底面、を含み、
前記膨張部は、前記側壁部が前記底面には対向しないように前記凹部に挿入される、請求項１乃至７の何れかの部品搭載装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記膨張部の移動により変化するモーメントを検出する、請求項１乃至８の何れかの部品搭載装置。
【請求項１０】
第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部とを有する部品搭載装置に於ける、前記制御データの補正装置であって、
前記移動部の前記保持部に、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に対し、前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせた後に前記膨張部を膨張させる指示を行うとともに、前記膨張部の膨張に伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する補正部を有する、補正装置。
【請求項１１】
第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部とを有する部品搭載装置に於ける、前記制御データの補正方法であって、
前記移動部の前記保持部に前記第１部品に代えて、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に対し、前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせるとともに、前記膨張部を膨張させる指示を行い、
前記膨張部を膨張させることに伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する、補正方法。
【請求項１２】
第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部とを有する部品搭載装置に於ける、前記制御データの補正処理をコンピュータに実行させる補正プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記移動部の前記保持部に、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせ、
該制御の後に前記膨張部に膨張する指示を行わせ、
前記膨張部を膨張させることに伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する、処理を実行する補正プログラム。
【請求項１３】
第１部品を第２部品の凹部に挿入する組立を教示する教示データを補正する位置教示補正方法であって、
前記第１部品に近似する形状を有し、媒体によって膨張する膨張部を前記凹部内に前記膨張部を挿入し、
前記膨張部内に前記媒体を供給し、
前記膨張部の膨張に起因した前記凹部内での前記膨張部にかかる外力を検出し、
前記検出結果に基づいて、前記教示データを補正する位置教示補正方法。
【請求項１４】
第１部品を第２部品の凹部に挿入する組立を教示に用いる位置教示用治具であって、
前記第１部品に近似する形状を有し、媒体によって膨張する膨張部と、
前記膨張部の膨張に起因した前記凹部内での前記膨張部にかかる外力を検出する検出部とを備えた位置教示用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品搭載装置、補正装置、補正方法、補正プログラム、位置教示補正方法、及び位置教示用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、所定の機器を製造する場合に、第１部品を第２部品の凹部に挿入するアーム等を有したロボットが用いられる場合がある。特許文献１には、このような装置に関連する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１７１４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばこのような装置では、アームが保持した第１部品が凹部の中心に位置する際のアームの位置をロボットのコントローラに教示して、第１部品を中心位置に合わせて凹部に挿入することが考えられる。このような凹部の中心位置の教示方法として、例えば、アームのハンドに保持された第１部品の一部分のみを凹部内に挿入させた状態で第１部品を左右に移動させて第１部品を凹部の内側面に接触させる。これにより発生するモーメントに基づいて凹部内での中心位置を把握してコントローラに教示する方法が考えられる。このような方法では、凹部の内側面に複数回第１部品を接触させて凹部の中心位置を教示するので、時間を要するおそれがある。
【０００５】
本発明は、部品の凹部の中心位置を短時間で把握できる部品搭載装置、補正装置、補正方法、補正プログラム、位置教示補正方法、及び位置教示用治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示の部品搭載装置は、第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部と、前記移動部の前記保持部に、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に対し、前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせた後に前記膨張部を膨張させる指示を行うとともに、前記膨張部の膨張に伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する補正部と、を有する。
【０００７】
本明細書に開示の補正装置は、第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部とを有する部品搭載装置に於ける、前記制御データの補正装置であって、前記移動部の前記保持部に、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に対し、前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせた後に前記膨張部を膨張させる指示を行うとともに、前記膨張部の膨張に伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する補正部を有する。
【０００８】
本明細書に開示の補正方法は、第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部とを有する部品搭載装置に於ける、前記制御データの補正方法であって、前記移動部の前記保持部に前記第１部品に代えて、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に対し、前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせるとともに、前記膨張部を膨張させる指示を行い、前記膨張部を膨張させることに伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する。
【０００９】
本明細書に開示の補正プログラムは、第１部品を保持する保持部を有し、前記保持部に前記第１部品を保持して移動させる移動部と、前記移動部に対し、所定位置に載置される第２部品に設けられている凹部に、前記保持部に保持している前記第１部品を挿入させるための制御データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記制御データに基づき、前記移動部を制御する制御部とを有する部品搭載装置に於ける、前記制御データの補正処理をコンピュータに実行させる補正プログラムであって、前記コンピュータに、前記移動部の前記保持部に、指示に基づき膨張する膨張部を保持させた状態で、前記制御部に前記制御データに基づく前記移動部の制御を行わせ、該制御の後に前記膨張部に膨張する指示を行わせ、前記膨張部を膨張させることに伴う前記移動部の移動に基づき、前記制御データを補正する、処理を実行する。
【００１０】
本明細書に開示の位置教示補正方法は、第１部品を第２部品の凹部に挿入する組立を教示する教示データを補正する位置教示補正方法であって、前記第１部品に近似する形状を有し、媒体によって膨張する膨張部を前記凹部内に前記膨張部を挿入し、前記膨張部内に前記媒体を供給し、前記膨張部の膨張に起因した前記凹部内での前記膨張部にかかる外力を検出し、前記検出結果に基づいて、前記教示データを補正する。
【００１１】
本明細書に開示の位置教示用治具は、第１部品を第２部品の凹部に挿入する組立を教示に用いる位置教示用治具であって、前記第１部品に近似する形状を有し、媒体によって膨張する膨張部と、前記膨張部の膨張に起因した前記凹部内での前記膨張部にかかる外力を検出する検出部とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
部品の凹部の中心位置を短時間で把握できる部品搭載装置、補正装置、補正方法、補正プログラム、位置教示補正方法、及び位置教示用治具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施例のロボットシステムの説明図である。
【図２】図２は、ツールの説明図である。
【図３】図３は、ツールの説明図である。
【図４】図４Ａ、４Ｂは、膨張機構の凹部の中心位置への移動の説明図である。
【図５】図５Ａ、５Ｂは、膨張機構の凹部の中心位置への移動の説明図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂは、膨張機構の凹部の中心位置への移動の説明図である。
【図７】図７Ａ、７Ｂは、膨張機構の凹部の中心位置への移動の説明図である。
【図８】図８は、空気の供給圧力とそれによって発生するモーメントとの関係を説明するグラフである。
【図９】図９は、ロボットシステムが実行する位置教示補正制御の一例を示したフローチャートである。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｃは、補正値を算出するためのマップである。
【図１１】図１１Ａ、１１Ｂ、本実施例とは異なるロボットシステムの説明図である。
【図１２】図１２Ａ、１２Ｂは、第１変形例のツールの説明図である。
【図１３】図１３Ａ、１３Ｂは、第１変形例の膨張機構の凹部の中心位置への移動の説明図である。
【図１４】図１４Ａ、１４Ｂは、第１変形例の膨張機構の凹部の中心位置への移動の説明図である。
【図１５】図１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ第２、第３変形例のツールの説明図である。
【図１６】図１６は、第４変形例のツールの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本実施例のロボットシステムＲＳの説明図である。ロボットシステムＲＳは、部品搭載装置の一例である。ロボットシステムＲＳは、複数のロボットアーム（以下、アームと称する）ＲＲ、アームＲＲの先端に装着されたツールＴを含む。アームＲＲの先端には、ツールＴを取付けて保持できる保持部ＲＡが設けられている。保持部ＲＡは、ツールＴを取外して後述する、部品９０の凹部Ｂ内に他の部品を挿入するためのロボットハンドを取付けることができる。アームＲＲは、移動部の一例である。ロボットシステムＲＳは、詳しくは後述するが部品９０の凹部Ｂの中心位置を検出する。部品９０は、所定の台上に固定されている。
【００１５】
ロボットシステムＲＳは、コントローラＲＣ、教示制御部ＴＣ、エア供給部ＡＳ等を含む。エア供給部ＡＳは、エアポンプや開閉弁等を含み、詳しくは後述するがツールＴに空気を供給する。ツールＴは、位置教示用治具の一例である。
【００１６】
コントローラＲＣは、各種センサからの出力値に基づいて、アームＲＲや教示制御部ＴＣ、エア供給部ＡＳ等を制御する。コントローラＲＣは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含む。ＣＰＵは、後述する制御データに基づいてアームＲＲを駆動させて部品９０の凹部Ｂに所定の部品を挿入する制御を実行する。コントローラＲＣは、制御部の一例である。教示制御部ＴＣも、同様にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。
【００１７】
教示制御部ＴＣには、アームＲＲを所定の位置に移動させるための制御データが記憶されている。制御データには、アームＲＲの座標位置を含む。コントローラＲＣは、教示制御部ＴＣに記録された座標位置に基づいてアームＲＲをその位置まで駆動させる。教示制御部ＴＣは、後述する所定の制御後に上記の制御データを補正する。教示制御部ＴＣには、上記の制御を実行するためのプログラムが格納されている。教示制御部ＴＣは、記憶部、補正部、補正装置の一例である。詳しくは後述する。また、教示制御部ＴＣは、エア供給部ＡＳを制御する。尚、コントローラＲＣが、上記制御データを記憶していてもよい。
【００１８】
図２、３Ａ、３Ｂは、ツールＴの説明図である。図２では、ツールＴと共に部品９０も示している。ツールＴは、力センサ（以下、センサと略す）Ｓ、ロッド１０、膨張機構２０を含む。尚、図３Ａ、３Ｂにおいては、ツールＴを簡略化して示している。図２に示すように、棒状のロッド１０の上端側にセンサＳが設けられている。ロッド１０の下端側に膨張機構２０が設けられている。膨張機構２０は、略直方状の部品９０の凹部Ｂに対応するように略直方状である。膨張機構２０は、内部への媒体の供給により膨張する膨張部の一例である。
【００１９】
センサＳは、膨張機構２０やロッド１０に外力が作用した場合に発生するモーメントを検出する。センサＳは、パラメータを検出する検出部の一例である。モーメントは、前記膨張部の膨張に起因した前記凹部内での前記膨張部の移動に応じて変化するパラメータの一例である。具体的には、センサＳは、θ、Ｘ、Ｙ軸方向に発生するモーメントを検出可能である。θ軸方向とは、軸ＴＺ周りの方向である。軸ＴＺは、ツールＴの中心を通過しＺ軸に平行である。Ｘ、Ｙ軸方向とは、軸ＴＺに垂直で互いに垂直な方向である。
【００２０】
部品９０の凹部Ｂは、底面９１、互いに対向する内側面９２ａ、９２ｂ、互いに対向する内側面９２ｃ、９２ｄを含む。各内側面９２ａ、９２ｂは、各内側面９２ｃ、９２ｄよりも長く面積も大きい。各内側面９２ａ、９２ｂは、内側面９２ｃ、９２ｄに対して略垂直である。尚、部品９０では、平板上に立ち上がって形成された壁部により凹部Ｂが画定されているがこのような形状に限定されない。例えば、凹部Ｂは、所定の部材の面に窪みが形成された凹部であってもよいし、底のある穴部であってもよいし、底のない貫通穴であってもよい。
【００２１】
図３Ａは、ツールＴの断面を示している。図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ断面を示している。膨張機構２０は、上板２１ａ、底板２１ｂ、外周壁部２２、隔壁部２５を含む。上板２１ａ、底板２１ｂは、軸ＴＺ方向に並び互いに対向している。上板２１ａ、底板２１ｂは、互いに対向する第１及び第２壁部の一例である。上板２１ａはロッド１０の下端部に固定されている。外周壁部２２は、上板２１ａ、底板２１ｂに挟まれるようにして固定されている。外周壁部２２は、全体で環状であり、弾性を有しており例えばゴム製である。外周壁部２２は、弾性を有し環状であり前記第１及び第２壁部に挟まれるようにして固定され前記第１及び第２壁部と共に内部空間を画定し前記凹部の内側面に当接し得る外周壁部の一例である。
【００２２】
外周壁部２２は、側壁部２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ１、２２ｃ、２２ｄを含む。側壁部２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ１、２２ｃ、２２ｄは、互いに連続している。側壁部２２ａ０、２２ａ１は、同一方向に延びた側壁である。側壁部２２ｂ０、２２ｂ１も同様である。側壁部２２ｃ、２２ｄは、側壁部２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ１に略垂直である。側壁部２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ１は、略同じ大きさ、長さである。従って、軸ＴＺ方向から見て側壁部２２ａ０、２２ｂ１は外周壁部２２の対角線上に位置する。側壁部２２ａ１、２２ｂ０も同様である。側壁部２２ｃ、２２ｄは略同じ大きさである。
【００２３】
隔壁部２５は、側壁部２２ａ０、２２ａ１と側壁部２２ｂ０、２２ｂ１との内側面に接続している。側壁部２２ａ０、２２ａ１と側壁部２２ｂ０、２２ｂ１とは、互いに対向する第１及び第２側壁部の一例である。隔壁部２５は、前記第１及び第２側壁部に接続した接続部の一例である。側壁部２２ｃ、２２ｄは、前記第１又は第２側壁部よりも短い第３側壁部の一例である。隔壁部２５は、軸ＴＸに略平行であり、外周壁部２２の長手方向での略中心に位置している。軸ＴＸ、ＴＹは、膨張機構２０の中心位置を通過しＸ、Ｙ軸に平行である。Ｘ、Ｙ軸方向でのツールＴの中心位置は、膨張機構２０の中心位置と一致する。
【００２４】
隔壁部２５は、外周壁部２２内で外周壁部２２と共に膨張機構２０の内部を２つの膨張室Ｒ０、Ｒ１に区分けしている。膨張室Ｒ０、Ｒ１は、区分けされた複数の室の一例である。隔壁部２５は、隔壁の一例である。隔壁部２５には、膨張室Ｒ０、Ｒ１を連通する連通孔２５ａが形成されている。連通孔２５ａは、前記複数の室間での前記媒体の移動を許容する孔の一例である。ロッド１０には、エア供給部ＡＳから供給される空気を膨張機構２０内に供給するための供給経路１５が形成されている。尚、上板２１ａにも供給経路１５に接続した経路が形成されている。この経路の出口は、隔壁部２５により遮蔽されないように隔壁部２５から離れた位置に形成されている。供給経路１５を介して膨張機構２０内に空気が供給されると、連通孔２５ａを介して膨張室Ｒ０、Ｒ１の内圧が略等しくなり外周壁部２２が膨張する。
【００２５】
外周壁部２２は膨張するが上板２１ａ、底板２１ｂ、隔壁部２５は膨張しない。上板２１ａ、底板２１ｂは、外周壁部２２よりも弾性変形しにくく剛性が大きい材料により形成されており、例えば金属製である。隔壁部２５は、例えばゴム製であるが、膨張室Ｒ０、Ｒ１の内圧が略等しくなるので撓みにくく、また隔壁部２５の面方向にも弾性変形しにくい。尚、隔壁部２５は外周壁部２２よりも弾性変形しにくく剛性が大きい材料により形成されていてもよく、例えば金属製であってもよい。また、外周壁部２２と隔壁部２５とをゴムにより一体成型してもよいし、個別に成型した後に接着又は固定してもよい。
【００２６】
図４Ａ〜７Ｂは、膨張機構２０の凹部Ｂの中心位置への移動の説明図である。軸ＢＸ、ＢＹ、ＢＺは、凹部Ｂの中心位置を通過しそれぞれＸ、Ｙ、Ｚ軸に平行である。凹部Ｂの中心位置とは、底面９１の中心位置である。図４Ａ、６Ａに示すように、凹部Ｂの底面９１に接触しないようにして凹部Ｂ内にツールＴの先端部である膨張機構２０を挿入する。この場合、軸ＴＸ、ＴＹ、ＴＺがそれぞれ軸ＢＸ、ＢＹ、ＢＺからずれている。
【００２７】
この状態でエア供給部ＡＳにより膨張機構２０内に空気を供給すると、図４Ｂ、６Ｂに示すように外周壁部２２が膨張して外周壁部２２の一部が凹部Ｂに接触する。ここで、図６Ｂに示すように、隔壁部２５が設けられていることから、隔壁部２５の部分、即ち外周壁部２２の長手方向の中心部分は膨張しにくくなっている。即ち、隔壁部２５は、外周壁部２２の長手方向の中心部分が膨張しないように拘束している。図４Ｂ、６Ｂに示した状態では、側壁部２２ａ０、２２ｂ１はそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂに接触し、側壁部２２ａ１、２２ｂ０、２２ｃ、２２ｄは凹部Ｂには接触していない。側壁部２２ａ０、２２ｂ１がそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂに接することにより、ロッド１０、膨張機構２０には、Ｚ軸周りの−θ軸方向にモーメントが僅かに発生する。また、側壁部２２ａ０が内側面９２ａに接する底面９１からの高さ位置と、側壁部２２ｂ１が内側面９２ｂに接する底面９１からの高さ位置が異なっている場合には、Ｙ軸方向にも僅かにモーメントが発生する。また、側壁部２２ａ０、２２ｂ１がそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂに接触することによって、Ｘ軸方向にも僅かにモーメントが発生する。センサＳは、これらのモーメントを検出できる。
【００２８】
更に膨張機構２０内に空気が供給されるとＲ１、Ｒ２の内圧が上昇して外周壁部２２が更に膨張する。これにより、側壁部２２ａ０、２２ｂ１がそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂを押圧して、膨張機構２０全体が−θ軸方向に回転する。これにより、ロッド１０、膨張機構２０には−θ軸方向のモーメントが増大する。また、側壁部２２ａ１、２２ｂ０、２２ｃ、２２ｄも更に膨張することにより、図５Ａ、７Ａに示すように全ての側壁部２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ１、２２ｃ、２２ｄが凹部Ｂの内側面に接触する。具体的には、側壁部２２ａ１、２２ｂ０、２２ｃ、２２ｄは、それぞれ内側面９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄに接触する。
【００２９】
更に膨張機構２０内に空気が供給されて外周壁部２２が膨張すると、側壁部２２ａ０が内側面９２ａを押圧する力が増大して膨張機構２０全体が−θ軸方向に回転し、側壁部２２ｂ０も内側面９２ｂを押圧する。同様に、側壁部２２ａ１、２２ｂ１もそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂを押圧する。外周壁部２２が膨張して、側壁部２２ａ０、２２ｂ０がそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂを押圧する力が略等しくなり、側壁部２２ａ１、２２ｂ１がそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂを押圧する力が略等しくなるまで、膨張機構２０はθ軸方向、Ｘ軸周り、Ｙ軸周りに回転する。詳細には、凹部Ｂに対するθ軸方向、Ｘ軸周り、Ｙ軸周りでの膨張機構２０のズレが解消されるように膨張機構２０が移動する。
【００３０】
同様に、外周壁部２２が膨張して、側壁部２２ａ０、２２ａ１が内側面９２ａを押圧する合計の力と側壁部２２ｂ０、２２ｂ１が内側面９２ｂを押圧する合計の力とが略等しくなるまで、膨張機構２０はＸ軸方向に移動する。詳細には、膨張機構２０の中心が軸ＢＹ上に位置するように膨張機構２０が移動する。対向した２つの内側面９２ａ、９２ｂから等しい力で膨張機構２０が押圧されていることと同じ状態になるからである。また、側壁部２２ｃ、２２ｄもそれぞれ内側面９２ｃ、９２ｄを押圧する力が等しくなるまで膨張機構２０はＹ軸方向に移動する。詳細には、膨張機構２０の中心が軸ＢＸ上に位置するように膨張機構２０が移動する。対向した２つの内側面９２ｃ、９２ｄから等しい力で膨張機構２０が押圧されていることと同じ状態になるからである。
【００３１】
このように凹部Ｂ内での外周壁部２２の膨張により膨張機構２０が移動して、図５Ｂ、７Ｂに示すように、軸ＴＸ、ＴＹ、ＴＺがそれぞれ軸ＢＸ、ＢＹ、ＢＺに略重なるように膨張機構２０が移動する。それ以上膨張機構２０内に空気が供給されても、膨張機構２０はこの位置から移動しない。以上のようにして、ツールＴを凹部Ｂの中心位置に移動させることができる。詳しくは後述するが、教示制御部ＴＣによりツールＴを凹部Ｂの中心位置に移動させた後に、アームＲＲに対して指令される組立位置を示す制御データを補正することで、アームＲＲに部品９０の凹部Ｂに他の部品を挿入する際の正しい位置を教示する。
【００３２】
図８は、空気の供給圧力とそれによって発生するモーメントとの関係を説明するグラフである。縦軸は、膨張機構２０内に供給される空気の圧力と発生するモーメントとの大きさを示し、横軸は時間を示している。曲線ＧＭは、モーメントを示し、曲線ＡＰは空気の供給圧力を示している。尚、曲線ＧＭは、例えばθ軸方向のモーメントの大きさを示している。膨張機構２０内に空気の供給が開始されてから外周壁部２２が凹部Ｂの何れの内側面にも接触する前まで、モーメントは発生しない。外部からの力が膨張機構２０には作用していないからである。外周壁部２２が凹部Ｂの内側面に接触すると膨張機構２０に力が作用してモーメントが上昇する。モーメントは、外周壁部２２の全ての壁部が凹部Ｂの内側面に当接して膨張機構２０の位置が安定するまで上昇する。膨張機構２０が凹部Ｂ内で停止すると、膨張機構２０内への空気の供給圧力を上昇させてもモーメントは略一定となる。このような方法により、教示制御部ＴＣは、Ｘ、Ｙ、θ軸方向で発生した全てのモーメントが略一定となった場合に膨張機構２０が凹部Ｂの中心位置で停止したと判断できる。
【００３３】
図９は、ロボットシステムＲＳが実行する位置教示補正制御の一例を示したフローチャートである。コントローラＲＣは、予め教示制御部ＴＣに記録された制御データ（教示位置データ）に基づいてアームＲＲを駆動して、ツールＴの先端部を部品９０の凹部Ｂ内に挿入し、膨張機構２０が凹部Ｂの内側面に触れない位置でツールＴを停止させる（ステップＳ１）。次に、コントローラＲＣは、凹部Ｂへの挿入直後のアームＲＲの位置を初期位置として教示制御部ＴＣに記録させる（ステップＳ２）。尚、アームＲＲの位置は、アームＲＲのモータ等の回転量を検出するセンサ等からの出力値に基づいて算出される。次に、教示制御部ＴＣは、エア供給部ＡＣに指示を出して膨張機構２０内への空気の供給を開始する（ステップＳ３）。これにより、外周壁部２２は膨張する。
【００３４】
コントローラＲＣは、センサＳからの出力信号に基づいて、Ｘ、Ｙ、θ軸方向で発生した全てのモーメントが安定したか否かを判定する（ステップＳ４）。否定判定の場合には、コントローラＲＣは再度ステップＳ４の処理を実行する。肯定判定の場合、膨張機構２０が凹部Ｂの中心位置に移動したと判断して、教示制御部ＴＣは、安定状態でセンサＳの検出値を取得し、Ｘ、Ｙ、θ軸方向でモーメントに基づいて上述した初期位置を補正するための補正値を算出する（ステップＳ５）。
【００３５】
次に、上述したモーメントに基づいて教示制御部ＴＣは、上記補正値に基づいて初期位置を補正した位置を目標位置として記憶する（ステップＳ６）。図１０Ａ〜１０Ｃは、補正値を算出するためのマップである。図１０Ａ〜１０Ｃは、それぞれＸ、Ｙ、θ軸方向での補正値を算出するためのマップである。図１０Ａ〜１０Ｃのマップは、実験により規定され予め教示制御部ＴＣに記録されている。
【００３６】
教示制御部ＴＣは、エア供給部ＡＳを停止して外周壁部２２を縮小させ（ステップＳ７）、コントローラＲＣはアームＲＲを駆動してツールＴを凹部Ｂから退避させる（ステップＳ８）。このように、教示制御部ＴＣは、外周壁部２２の膨張に伴うアームＲＲの移動に基づいてアームＲＲへの教示位置を補正するので、凹部Ｂの中心位置に対応したアームＲＲの位置を精度よく検出できる。検出された凹部Ｂの中心位置に関する情報は、凹部Ｂ内に部品を挿入するロボットアームＲＲにより参照されて部品９０への部品の組付けが行われる。
【００３７】
尚、ステップＳ２でのツールＴの初期位置の算出に用いられたアームＲＲ側のセンサからの出力に基づいて膨張機構２０の移動量を算出することは困難である。複数のアームＲＲは、互いに回転可能に連結されており各アーム同士はある程度のがたを有して連結されている。このため、膨張機構２０が膨張してもツールＴの移動量は微少であるためアームＲＲのモータは回転せず、アームＲＲ側のセンサでは検出することは困難だからである。
【００３８】
図１１Ａ、１１Ｂ、本実施例とは異なるロボットシステムＲＳｘの説明図である。ロボットシステムＲＳｘのアームＲＲｘの先端にはセンサＳｘとロボットハンドＲＨｘとが装着されている。ロボットハンドＲＨｘは、部品９０の凹部Ｂに挿入するための部品８０を把持している。凹部Ｂの中心位置を検出するためには、図１１Ｂに示すように部品８０の一部を凹部Ｂに挿入して凹部Ｂの内側面に接触するように繰り返し往復させ、この際のセンサＳｘの出力値の変化を参照する。具体的には、部品８０をＸ、Ｙ軸方向にそれぞれ往復させる必要があり時間を要する。また、このような往復はアームＲＲｘの強い力により行われるため、部品８０が部品９０の内側面に接触した際に部品８０又は部品９０に衝撃が加わるおそれもある。
【００３９】
本実施例では、凹部Ｂ内で膨張機構２０を繰り返し往復させる必要がないため短期間で凹部Ｂの中心位置を検出することができる。また、弾性を有した外周壁部２２が凹部Ｂの内側面に接触することにより、膨張機構２０や部品９０に衝撃が加わることも抑制される。
【００４０】
また、外周壁部２２内に隔壁部２５が設けられていることにより、外周壁部２２の長手方向にわたって外周壁部２２内を２つの膨張室Ｒ０、Ｒ１に隔てることができる。これにより、側壁部２２ａ０、２２ａ１の間の部分、及び側壁部２２ｂ０、２２ｂ１の間の部分が拘束されて膨張が抑制される。これにより、外周壁部２２の膨張により膨張機構２０を容易にθ軸方向に回転させることができる。
【００４１】
上記実施例においては、３つのＸ、Ｙ、θ軸上での凹部Ｂの中心位置を検出したが、Ｘ、Ｙ、θ軸のうちの少なくとも一つ軸上での凹部Ｂの中心位置を検出できればよい。例えば、凹部Ｂの形状によっては、Ｙ軸上での凹部Ｂの中心位置のみさえ検出できれば、凹部Ｂへの部品の挿入には問題とならない場合もあり得るからである。この場合、外周壁部２２の膨張によって側壁部２２ｃ、２２ｄがそれぞれ内側面９２ｃ、９２ｄを押圧できればよい。
【００４２】
上記実施例においては、モーメントを検出するセンサＳからの出力に応じて、凹部Ｂ内での膨張機構２０の移動量を算出した。しかしながら、膨張機構２０の移動量の算出方法は上記方法に限定されない。即ち、膨張機構２０の移動量が算出できればどのような方法であってもよい。例えば。センサＳのかわりにひずみゲージを用いてもよいし、変位センサ等を用いてもよいし、カメラの画像により膨張機構２０の移動量を算出してもよい。
【００４３】
上記実施例においては教示制御部ＴＣはコントローラＲＣとは別であるが、コントローラＲＣに教示制御部の機能を持たせてもよい。
【００４４】
上記実施例においては、膨張機構２０の内部へ送る媒体として空気を採用しているがこれに限定されず、例えば液体や粘性を有した流体ものであってもよい。
【００４５】
隔壁部２５は設けられていなくてもよい。また、隔壁部２５は、必ずしも対向する２つの側壁部の中心に形成されている必要はない。
【００４６】
図１２Ａ、１２Ｂは、第１変形例のツールＴＡの説明図である。図１２Ｂは、図１２ＡのＢ−Ｂ断面図であり、合わせて凹部Ｂも示している。尚、上述したツールＴと類似の部分については類似の符号を用いることにより重複する説明を省略してある。図１２Ｂに示すように、膨張機構２０Ａの外周壁部２２の外側には複数の突部２４ａ０、２４ａ１、２４ｂ０、２４ｂ１、２４ｃ、２４ｄが設けられている。これら突部２４ａ０等は例えば金属製であるが、外周壁部２２よりも弾性変形しにくい素材であれば金属製以外であってもよく、例えば剛性が大きいゴム製であってもよい。突部２４ａ０、２４ａ１、２４ｂ０、２４ｂ１、２４ｃ、２４ｄは、それぞれ、側壁部２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ１、２２ｃ、２２ｄの略中心に設けられている。突部２４ａ０、２４ａ１、２４ｂ０、２４ｂ１、２４ｃ、２４ｄは、前記外周壁部の外側に設けられた突起の一例である。尚、全ての側壁部に突部が設けられている必要はない。少なくとも対向する２つの側壁部に設けられていればよい。
【００４７】
図１３Ａ〜１４Ｂは、第１変形例の膨張機構２０Ａの凹部Ｂの中心位置への移動の説明図である。図１３Ａ〜１４Ｂに示すように、最初に突部２４ａ０が内側面９２ａに接触する。更に外周壁部２２が膨張して、突部２４ａ０が内側面９２ａを押圧して膨張機構２０Ａが移動し突部２４ｂ０が内側面９２ｂに接触する。その後、突部２４ａ０、２４ｂ０がそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂを押圧する。同様に、突部２４ａ１、２４ｂ１、２４ｃ、２４ｄもそれぞれ内側面９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄを押圧する。これにより、側壁部２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄがそれぞれ凹部Ｂの内側面に広い面積で面接触することが防止される。これにより、外周壁部２２の膨張量に対する凹部Ｂ内での膨張機構２０の移動量をよりリニアに反映させることができる。
【００４８】
図１５Ａは、第２変形例のツールの説明図である。凹部ＢＢは、湾曲した内側面９２ｃＢ、９２ｄＢを含む。これに対応するように、第２変形例のツールの膨張機構２０Ｂの外周壁部２２Ｂは、外側に突出して湾曲した側壁部２２ｃＢ、２２ｄＢを含む。凹部ＢＢの形状に対応した外周壁部２２Ｂを採用することにより、凹部ＢＢの中心位置を検出できる。
【００４９】
図１５Ｂは、第３変形例のツールの説明図である。凹部ＢＣの内側面９２Ｃは、略円形である。これに対応するように、第３変形例のツールの膨張機構２０Ｃの外周壁部２２Ｃも略円形である。また、外周壁部２２Ｃの外側には４つの突部２４ａ〜２４ｄが設けられている。突部２４ａ、２４ｂが並んだ方向は、突部２４ｃ、２４ｄが並んだ方向に略垂直である。凹部ＢＣの形状に対応した外周壁部２２Ｃを採用することにより、凹部ＢＣの中心位置を検出できる。尚、膨張機構２０Ｃには隔壁部は設けられていない。また、このような円形の凹部ＢＣでは、θ軸方向での移動を検出する必要はない。このためモーメントを検出するセンサは、θ軸方向に発生するモーメントを検出できないものであってもよい。
【００５０】
図１６は、第４変形例のツールの説明図である。凹部ＢＤは、多角形状であり、内側面９２ｃＤ、９２ｂ０、９２ｂ１、９２ｅを含む。内側面９２ｃＤは、内側面９２ａに垂直であり内側面９２ｄに略平行であり内側面９２ｄよりも長い。内側面９２ｂ０は、内側面９２ｃＤに略垂直であり内側面９２ａに略平行であり内側面９２ａより短い。内側面９２ｅは、内側面９２ｂ０に略垂直であり内側面９２ｃＤに略並行であり内側面９２ｃＤより短い。内側面９２ｂ１は、内側面９２ｅに略垂直であり内側面９２ａに略平行であり内側面９２ａよりも短い。
【００５１】
第４変形例のツールの膨張機構２０Ｄの外周壁部２２Ｄは、側壁部２２ｃ０、２２ｃ１、２２ｅ、を含む。側壁部２２ｃ０は、側壁部２２ａ０に略垂直である、側壁部２２ｃ１は、側壁部２２ｃ０と略同じ大きさであり、側壁部２２ｃ０の延長線上にある。側壁部２２ｂ０は側壁部２２ｃ１に略垂直であり側壁部２２ａ０と略同じ大きさである。側壁部２２ｅは、側壁部２２ｂ０に略垂直であり側壁部２２ｃ１と略同じ大きさである。このように、外周壁部２２Ｄは、凹部ＢＤに対応するように形成されている。
【００５２】
また、外周壁部２２Ｄ内には２つの隔壁部２５、２６が設けられ、外周壁部２２Ｄ内を３つの膨張室Ｒ０Ｄ〜Ｒ２Ｄに隔てている。隔壁部２６は、側壁部２２ｃＤの略中心と側壁部２２ｅとの端部とに接続している。隔壁部２６にも連通孔２６ａが形成されている。詳細には、隔壁部２６は、側壁部２２ｂ１と同一直線状に並んでいる。隔壁部２５は、側壁部２２ａ０、２２ａ１の間の位置と側壁部２２ｂ１の端部とを接続している。詳細には、隔壁部２５は、側壁部２２ｅと同一直線状に並んでいる。突部２４ｃ０、２４ｃ１は、それぞれ側壁部２２ｃ０、２２ｃ１の略中心位置に設けられている。突部２４ｅは、側壁部２２ｅの略中心位置に設けられている。このように、凹部ＢＤが複雑な形状であっても、凹部ＢＤの形状に対応した外周壁部２２Ｄを採用することにより、凹部ＢＤの中心位置を検出することができる。
【００５３】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
ＲＳ  ロボットシステム（部品搭載装置）
ＲＲ  ロボットアーム（移動部）
Ｔ  ツール（位置教示用治具）
ＡＳ  エア供給部
ＲＣ  コントローラ
ＴＣ  教示制御部
２０  膨張機構（膨張部）
２２  外周壁部
２２ａ０、２２ａ１、２２ｂ０、２２ｂ１、２２ｃ、２２ｄ  側壁部
２４ａ０、２４ａ１、２４ｂ０、２４ｂ１、２４ｃ、２４ｄ  突部（突起）
２５  隔壁部（接続部）
２５ａ  連通孔（孔）
Ｒ０、Ｒ１  膨張室（室）
９０  部品
Ｂ  凹部
９１  底面
９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ  内側面（内側面）
【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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【図９】
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【図１０】
2014133286.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2014133286.tif 000014
【図１３】
2014133286.tif 000015
【図１４】
2014133286.tif 000016
【図１５】
2014133286.tif 000017
【図１６】
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