(57)【要約】【課題】ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】ワイヤーハーネス用ロボット１０は、対象物Ｗを保持可能なハンド部１２と、前記ハンド部１２を移動可能な移動機構部２０と、倣い部４０とを備える。倣い部４０は、前記ハンド部１２が前記対象物Ｗを保持する際、又は、前記ハンド部１２が前記対象物Ｗを保持した状態で前記ハンド部１２と前記対象物Ｗとが相対移動する際に受ける前記対象物Ｗからの外力により前記ハンド部１２を姿勢変更可能に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を保持可能なハンド部と、
前記ハンド部を移動可能な移動機構部と、
前記ハンド部が前記対象物を保持する際、又は、前記ハンド部が前記対象物を保持した状態で前記ハンド部と前記対象物とが相対移動する際に受ける前記対象物からの外力により前記ハンド部を姿勢変更可能な倣い部と、
を備える、ワイヤーハーネス用ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤーハーネス用ロボットであって、
前記倣い部が前記ハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されている、ワイヤーハーネス用ロボット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のワイヤーハーネス用ロボットであって、
前記ハンド部が前記倣い部によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されている、ワイヤーハーネス用ロボット。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス用ロボットであって、
前記倣い部は、
第１部材と、
前記外力によって所定の軸周りに前記第１部材と相対回転可能に連結されている第２部材と、
を備える、ワイヤーハーネス用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワイヤーハーネス用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業製品の製造に多くの種類のロボットが関わっている。このようなロボットの制御を行う処理装置が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の処理装置は、力覚センサーからのセンサー情報を取得する取得部と、取得した前記センサー情報に対して線形予測分析処理を行う分析処理部と、前記線形予測分析処理に基づいて、ロボットの力制御に使用する制御パラメーターを設定するパラメーター設定部と、を含むとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８４５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の処理装置のように、力覚センサーからのデータをもとに解析を行い、制御パラメーターを設定して姿勢変更させるのは手間がかかるうえ、力覚センサーから正確なデータが取れない恐れがある。特に、電線のような柔軟物を作業対象とする場合、例えば、電線についてしまう癖等の影響でその形状が常に同じであるとは限らないため、このような複雑な形状を把握して、力学的なフィードバックをかけて制御しようとすると、処理量が膨大になりかえってその処理に時間がかかる恐れがある。これらの理由により、ロボットで電線の集線及び形状形成等を含むワイヤーハーネスの組立作業を行うに当たり、その効率性に改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明は、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる技術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】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、対象物を保持可能なハンド部と、前記ハンド部を移動可能な移動機構部と、前記ハンド部が前記対象物を保持する際、又は、前記ハンド部が前記対象物を保持した状態で前記ハンド部と前記対象物とが相対移動する際に受ける前記対象物からの外力により前記ハンド部を姿勢変更可能な倣い部と、を備える。
【０００８】
第２の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、第１の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットであって、前記倣い部が前記ハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されている。
【０００９】
第３の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、第１又は第２の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットであって、前記ハンド部が前記倣い部によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されている。
【００１０】
第４の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットは、第１〜第３のいずれか１つの態様に係るワイヤーハーネス用ロボットであって、前記倣い部は、第１部材と、前記外力によって所定の軸周りに前記第１部材と相対回転可能に連結されている第２部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
第１〜第４の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、対象物を保持可能なハンド部と、ハンド部を移動可能な移動機構部と、ハンド部が対象物を保持する際、又は、ハンド部が対象物を保持した状態でハンド部と対象物とが相対移動する際に受ける対象物からの外力によりハンド部を姿勢変更可能な倣い部と、を備えるため、対象物が電線等の柔軟物である場合でも、対象物に過大な力がかかり対象物を傷つけてしまうこと又は電線の癖等でハンド部の移動が阻害されること等を抑制することができる。これにより、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。
【００１２】
特に、第２の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、倣い部がハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されているため、例えば、ハンド部が対象物を保持した状態で対象物ごとハンド部を移動させたいときなど姿勢変更させたくないときには姿勢変更不可な状態に設定し、姿勢変更させたいときだけ姿勢変更可能な状態に切り替えることで、作業効率を向上させることができる。
【００１３】
特に、第３の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、ハンド部が倣い部によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されているため、ハンド部が対象物を把持した状態で対象物に対して移動する際に、より対象物の形状に即して移動することができる。これにより、対象物に過大な力がかかることをより確実に抑制することができることによって、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。
【００１４】
特に、第４の態様に係るワイヤーハーネス用ロボットによると、倣い部は、第１部材と、外力によって所定の軸周りに第１部材と相対回転可能に連結されている第２部材と、を備えるため、外力を受けて、第１部材と第２部材とが相対回転することによって、ハンド部を姿勢変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボットを示す概略斜視図である。
【図２】実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボットを示す部分拡大平面図である。
【図３】実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボットを示す部分拡大正面図である。
【図４】ワイヤーハーネス用ロボットが姿勢変更している様子を示す説明図である。
【図５】ワイヤーハーネス用ロボットが姿勢変更している様子を示す説明図である。
【図６】ワイヤーハーネス用ロボットにおいて姿勢変更可能な状態と姿勢変更不可の状態とを切り替える様子を説明する説明図である。
【図７】ワイヤーハーネス用ロボットにおいて姿勢変更可能な状態と姿勢変更不可の状態とを切り替える様子を説明する説明図である。
【図８】制御装置の一構成例を示すブロック図である。
【図９】形状形成処理のフローチャートである。
【図１０】変形例に係るワイヤーハーネス用ロボットを示す部分拡大平面図である。
【図１１】変形例に係るワイヤーハーネス用ロボットを示す部分拡大側面図である。
【図１２】変形例に係るワイヤーハーネス用ロボットが姿勢変更している様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
｛実施形態｝
以下、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボットについて説明する。図１は、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット１０を示す概略斜視図である。図２は、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット１０を示す部分拡大平面図である。図３は、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット１０を示す部分拡大正面図である。なお、本明細書中において、平面視の方向をｙ方向、正面視の方向をｚ方向とし、ｙ方向及びｚ方向に直交する方向をｘ方向とする。
【００１７】
実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット１０は、ワイヤーハーネスを組み立てるのに用いられる。ワイヤーハーネスは、電線を基本として、両端にコネクタ、端子などの部材が組み合わさったものである。上記ワイヤーハーネスを組み立てるに当たり、ワイヤーハーネス用ロボット１０は、組立作業のうちの少なくとも一部の作業を行う。
【００１８】
つまり、ワイヤーハーネス用ロボット１０の対象物Ｗは、ワイヤーハーネスを構成する上記各部材が想定されている。ここでは、ワイヤーハーネス用ロボット１０は、電線を対象物Ｗとしているものとして説明する。また、ワイヤーハーネス用ロボット１０の行う作業は、ワイヤーハーネスの組立に係る集線作業及び形状形成（分岐形成）作業等が想定されている。ここで、集線作業とは、集められた電線を束ねる際に、電線に付いた癖などにより電線束の径が広がった状態から所望の径まで径を小さくする作業を言い、形状形成（分岐形成）作業とは、所定位置に分岐を形成する等により、ワイヤーハーネスを構成する電線を車両の配設経路に沿った状態に集める作業を言う。
【００１９】
具体的には、実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット１０は、ハンド部１２と、移動機構部２０と、ハンド部１２の倣い性を調整できる機構を持つ倣い部４０とを備える。なお、ここでは、ワイヤーハーネス用ロボット１０には、力覚センサー等は設けられていないものとして説明するが、力覚センサー等が設けられている場合もあり得る。
【００２０】
ハンド部１２は、対象物Ｗを何らかの手段で保持可能に形成されている。ここでは、ハンド部１２は、対象物Ｗを把持するものして説明する。もっとも、ハンド部は、吸着等の他の手段で対象物を保持可能であってもよい。
【００２１】
具体的には、ハンド部１２は、互いに対向する一対の把持部１４を備える。一対の把持部１４は、例えば、エアシリンダ等のアクチュエータにより、その間隔を変化させることが可能なように、相対的に接近及び退避可能に形成されている。
【００２２】
また、ここでは、ハンド部１２は、倣い部４０によって少なくとも１つの軸（ここでは２つの軸）周りに姿勢変更可能に形成されている。
【００２３】
移動機構部２０は、ハンド部１２に連結されていて、ｚ軸方向に制御が可能となる。
【００２４】
具体的には、移動機構部２０は、第１移動機構部２２と第２移動機構部３０とを備える。
【００２５】
第１移動機構部２２は、ハンド部１２の基端側に連結されている。第１移動機構部２２は、ハンド部１２をｚ軸方向に移動可能に設けられている。
【００２６】
より詳細には、ここでは第１移動機構部２２は、２つのボールねじ機構部２４ａ，２４ｂを含む。
【００２７】
ボールねじ機構部２４ａ，２４ｂは、回転式のモータ２８ａ，２８ｂと、モータ２８ａ，２８ｂに連結されているボールねじ２６ａ，２６ｂとを備える。ボールねじ機構部２４ａ，２４ｂは、ボールねじ２６ａ，２６ｂによりモータ２８ａ，２８ｂの回転運動を直線運動に変換可能に形成されている。
【００２８】
２つのボールねじ機構部２４ａ，２４ｂのうち一方のボールねじ機構部２４ａは、ここでは、倣い部４０と他方のボールねじ機構部２４ｂとの間をつないでいる。ボールねじ機構部２４ａは、モータ２８ａでボールねじ２６ａを回転させることにより、ボールねじ機構部２４ｂ及びハンド部１２をｚ軸方向に進退移動可能に形成されている。
【００２９】
２つのボールねじ機構部２４ａ，２４ｂのうち他方のボールねじ機構部２４ｂは、ここでは一方のボールねじ機構部２４ａとハンド部１２との間をつないでいる。ボールねじ機構部２４ｂは、モータ２８ｂでボールねじ２６ｂを回転させることにより、ハンド部１２をｚ軸方向に進退移動可能に形成されている。
【００３０】
もっとも、第１移動機構部２２の構成は上記したものに限られない。例えば、第１移動機構部は、２つのボールねじ機構部２４ａ，２４ｂのうち一方が省略されることもあり得る。また、例えば、第１移動機構部は、ボールねじ機構部２４ａ，２４ｂを含まない場合もあり得る。この場合、第１移動機構部は、ｚ軸の前後方向に移動可能であればよい。また、例えば、第１移動機構部は、リニアモータを備えることにより、直線的に進退移動可能であればよい。
【００３１】
第２移動機構部３０は、倣い部４０を介して第１移動機構部２２に連結されている。第２移動機構部３０は、倣い部４０及びそれよりも先端側に位置する各部、即ち、倣い部４０、第１移動機構部２２及びハンド部１２をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動可能に設けられている。
【００３２】
ここでは、第２移動機構部３０は、ｘ軸方向に延びる一対の第１支柱部３２ａ，３２ｂと、第１支柱部３２ａ，３２ｂと交差する方向に延びる一対の第２支柱部３４ａ，３４ｂと、モータとを含む。一対の第１支柱部３２ａ，３２ｂのそれぞれの端部に一対の第２支柱部３４ａ，３４ｂのそれぞれの端部が連結されている。つまり、一対の第１支柱部３２ａ，３２ｂ及び一対の第２支柱部３４ａ，３４ｂは、四角形状に連結されている。この際、一対の第１支柱部３２ａ，３２ｂ及び一対の第２支柱部３４ａ，３４ｂは、それぞれの連結箇所で、ｚ軸方向を軸として相対回転可能に連結されている。
【００３３】
一方の第１支柱部３２ａのｘ軸方向先端部分に倣い部４０の基端側が連結されている。また、モータは、一方の第２支柱部３４ａのうち他方の第１支柱部３２ｂと連結されている軸周りに回転駆動可能とされている。そして、モータが一方の第２支柱部３４ａをｚ軸周りに回転駆動させることで、一方の第１支柱部３２ａ及びそれより先端の各部がｘｙ平面上を移動可能とされている。
【００３４】
もっとも、第２移動機構部３０の構成は上記したものに限られない。例えば、第２移動機構部は、ｘ軸方向に直線的に進退移動可能な移動機構と、ｙ軸方向に直線的に進退移動可能な移動機構とを組み合わせたものであってもよい。また、例えば、ｘｙ平面内で直線的に進退移動可能な移動機構と、ｚ軸周りに回転可能な回転機構とを組み合わせたものであってもよい。
【００３５】
倣い部４０は、ハンド部１２が対象物Ｗを保持する際、又は、ハンド部１２が対象物Ｗを保持した状態でハンド部１２と対象物Ｗとが相対移動する際に受ける対象物Ｗからの外力によりハンド部１２を姿勢変更可能に形成されている。
【００３６】
具体的には、ここでは、倣い部４０は、３つ設けられている。３つの倣い部４０は、第１移動機構部２２と第２移動機構部３０との間に直列に並ぶように設けられている。以降、３つの倣い部４０について区別する必要が有る場合、第１移動機構部２２に連なるものを倣い部４０ａとし、倣い部４０ａに連なるものを倣い部４０ｂとし、倣い部４０ｂに連なり、第２移動機構部３０と連結されているものを倣い部４０ｃと称する。また、特に区別する必要がない場合は、単に倣い部４０と称する。
【００３７】
もっとも、倣い部４０の数及びその配設箇所は上記したものに限られない。例えば、倣い部は、１つだけ若しくは２つ設けられていてもよいし、４つ以上設けられていてもよい。また、倣い部は、例えば、後述する変形例に係る倣い部４０ｄのようにハンド部１２と第１移動機構部２２との間に配設されていてもよい。
【００３８】
より具体的には、倣い部４０は、第１部材４２と、第２部材４４とを備える。第１部材４２と第２部材４４とは、外力によって所定の軸周りに相対回転可能に連結されている。ここでは、第１部材４２と第２部材４４とは、円柱状のピン４６等によりピン４６の中心軸周りに相対回転可能に連結されている。
【００３９】
第１部材４２は、基端面４３ａと基端面４３ａの幅方向両端から基端面４３ａに直交するように突出する一対の突出面４３ｂ，４３ｃとを備える。
【００４０】
第２部材４４は、基端面４５ａと基端面４５ａの幅方向両端から基端面４５ａに直交するように突出する一対の突出面４５ｂ，４５ｃとを備える。
【００４１】
そして、第１部材４２及び第２部材４４は、突出面同士及び基端面同士が対向するように連結されている。この際、第１部材４２の一対の突出面４３ｂ，４３ｃの内面同士を結ぶ寸法が第２部材４４の一対の突出面４５ｂ，４５ｃの外面同士を結ぶ寸法と同程度に設定され、第１部材４２の一対の突出面４３ｂ，４３ｃの間に第２部材４４の一対の突出面４５ｂ，４５ｃが位置している。
【００４２】
第１部材４２と第２部材４４とは、外力を受けることで、一対の突出面を結ぶ方向と平行な方向に設定された軸周りに相対回転可能に形成されている。このように、外力を受けることで、第１部材４２と第２部材４４とが相対回転可能になる構成は、例えば、以下のようなものが考えられる。
【００４３】
即ち、第１部材４２と第２部材４４とが、相対回転する前の初期状態の相対位置に向けて付勢されている構成が考えられる。第１部材４２と第２部材４４とが、相対回転する前の初期状態の相対位置に向けて付勢されている構成としては、例えば、両者が弾性部材を介して連結されている構成が考えられる。このような弾性部材としては、例えば、ねじりコイルばね等が考えられる。即ち、ねじりコイルばねの軸のコイル部分を例えば、ピン４６に取り付けたうえで、ねじりコイルばねの一端を第１部材に取り付けると共に他端を第２部材に取り付ける。これにより、上記外力を受けてねじりコイルばねが弾性変形することで、第１部材４２と第２部材４４とが相対回転することができる。
【００４４】
もっとも、弾性部材を用いることは必須でなく、第１部材４２又は第２部材４４の少なくとも一方に弾性変形可能な弾性片が形成され、当該弾性片が、第１部材４２と第２部材４４とを相対回転する前の初期状態の相対位置に向けて付勢していることも考えられる。
【００４５】
また、例えば、第１部材４２と第２部材４４とが、その間に、現状の両者の相対的な姿勢を維持可能な程度の摩擦が発生するように取り付けられている構成も考えられる。このような摩擦を発生させる構成としては、例えば、第１部材４２の一対の突出面４３ｂ，４３ｃの内向き面同士の間隔よりも、第２部材４３の一対の突出面４５ｂ，４５ｃの外向き面同士の間隔の方が若干大きく設定され、第１部材４２の一対の突出面４３ｂ，４３ｃの間に第２部材４３の一対の突出面４５ｂ，４５ｃが圧入される場合が考えられる。また、例えば、ピン４６が第１部材４２及び第２部材４４に形成されるピン挿通用の貫通孔に圧入される場合も考えられる。また、第１部材４２の突出面４３ｂ（４３ｃ）と第２部材４３の突出面４５ｂ（４５ｃ）との間に皿バネ等が設けられ、両者が皿ばねに皿ばねを弾性変形させた状態で当接している場合も考えられる。これらの場合、上記外力を含む第１部材４２及び第２部材４４に係る力の合計が静止摩擦力を越えることで、第１部材４２と第２部材４４とが相対回転することができる。
【００４６】
ここでは、倣い部４０ａの第１部材４２ａと第２部材４４ａとは、他の倣い部４０ｂ，４０ｃが回転していない状態で、ｙ軸周りに相対回転可能に設けられている。倣い部４０ｂの第１部材４２ｂと第２部材４４ｂ及び倣い部４０ｃの第１部材４２ｃと第２部材４４ｃとは、他の倣い部に関係なく、それぞれｚ軸周りに相対回転可能に設けられている。
【００４７】
＜姿勢変更動作＞
ここで、ワイヤーハーネス用ロボット１０のハンド部１２が姿勢変更する様子について、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、ワイヤーハーネス用ロボット１０が姿勢変更している様子を示す説明図である。なお、図４は、ワイヤーハーネス用ロボット１０がｚ軸周りに姿勢変更している様子を示し、図５は、ワイヤーハーネス用ロボット１０がｙ軸周りに姿勢変更している様子を示している。
【００４８】
まず、図４を参照して、ワイヤーハーネス用ロボット１０のハンド部１２がｚ軸周りに姿勢変更する様子について、説明する。
【００４９】
例えば、ハンド部１２が、ｙ軸方向に沿って延びる電線束Ｗを保持した状態で電線束Ｗに沿って摺動している際に、電線束Ｗがｘ軸方向に曲がった部分にハンド部１２が差し掛かると、ハンド部１２のうちそれまで電線束Ｗに当接していなかった部分（図４では一対の把持部１４のうちの一方の下面）が電線束Ｗと当接する。この状態で、さらに摺動しようとすることで、ハンド部１２が電線束Ｗから姿勢変更を促される方向（例えば、図４では、ｘｙ平面内においてｙ軸と交差する方向）に外力を受ける。
【００５０】
この外力が倣い部４０ｂ及び倣い部４０ｃに伝わり、それぞれの倣い部４０ｂ，４０ｃの第１部材４２ｂ，４２ｃ及び第２部材４４ｂ，４４ｃがｚ軸周りに相対回転することで、ハンド部１２がｚ軸周りに回転するように姿勢変更する。
【００５１】
次に、図５を参照して、ワイヤーハーネス用ロボット１０のハンド部１２がｙ軸周りに姿勢変更する様子について、説明する。
【００５２】
例えば、ハンド部１２が、ｙ軸方向に沿って延びる電線束Ｗを保持した状態で電線束Ｗに沿って摺動している際に、電線束Ｗがｘ軸方向及びｚ軸方向に曲がった部分にハンド部１２が差し掛かると、ハンド部１２のうちそれまで電線束Ｗに当接していなかった部分（図５では一対の把持部１４のうちの一方の下面）が電線束Ｗと当接する。この状態で、さらに摺動しようとすることで、ハンド部１２が電線束Ｗから姿勢変更を促される方向（例えば、図５では、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に交差する方向）に外力を受ける。
【００５３】
この外力が倣い部４０ａに伝わり、倣い部４０ａの第１部材４２ａ及び第２部材４４ａがｙ軸周りに相対回転することで、ハンド部１２がｙ軸周りに回転するように姿勢変更する。なお、この際、この外力が倣い部４０ｂ及び倣い部４０ｃに伝わり、それぞれの倣い部４０ｂ，４０ｃの第１部材４２ｂ，４２ｃ及び第２部材４４ｂ，４４ｃがｚ軸周りに相対回転することで、ハンド部１２がｚ軸周りにも回転するように姿勢変更する。
【００５４】
図１〜図３に戻って、ここでは、倣い部４０は、ハンド部１２を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されている。以降、倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更可能な状態を倣い部４０がオンの状態と称し、倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更不可の状態を倣い部４０がオフの状態と称する。ここでは、ブレーキ機構部５０により倣い部４０がオンの状態とオフの状態とを切り替えている。
【００５５】
ブレーキ機構部５０は、ここでは、倣い部４０の第１部材４２と第２部材４４とを相対回転可能な状態及び不可の状態のそれぞれの状態を保持可能であることによって、倣い部４０がオンの状態とオフの状態とを切り替え可能とされている。
【００５６】
具体的には、ブレーキ機構部５０は、第１部材４２に取り付けられる第１ブレーキ部材と、第２部材４４に取り付けられる第２ブレーキ部材とを備える。第１ブレーキ部材と第２ブレーキ部材とは、互いに押し付けられた状態と、互いに離れた状態とを切り替え可能に設けられている。そして、第１ブレーキ部材と第２ブレーキ部材とが互いに押し付けられた状態で、第１部材４２と第２部材４４とを相対回転不可にする摩擦を発生させている。
【００５７】
より具体的には、ここでは、ブレーキ機構部５０は、コイル５２と磁性体５４とを用いたブレーキ、いわゆる電磁ブレーキが採用されている。また、ここでは、電磁ブレーキとして通電したときにブレーキがかかる形式、いわゆる励磁作動形の電磁ブレーキが採用されている。もっとも、ブレーキ機構部５０には、油圧ブレーキ等、他のブレーキ機構が採用されてもよい。また、電磁ブレーキが採用される場合であっても、通電を断ったときにブレーキがかかる形式、いわゆる無励磁作動形の電磁ブレーキが採用されてもよい。
【００５８】
コイル５２は、第１部材４２の一方の突出面４３ｃの外面に取り付けられている。
【００５９】
磁性体５４は、第２部材４４の一対の突出面４５ｂ，４５ｃのうち、コイル５２が取り付けられた第１部材４２の突出面４３ｃと同じ側に位置する突出面４５ｃの外面に取り付けられる。この際、ここでは、第１部材４２の突出面４３ｃ及びコイル５２に貫通孔が形成され、当該貫通孔に挿通された支軸部５６の端部のうちコイル５２よりも外方に位置する一方側端部に磁性体５４が取り付けられる。また、当該支軸部５６の端部のうち他方側端部が第２部材４４の突出面４５ｃに連結されている。
【００６０】
＜姿勢変更可及び不可の状態の切替＞
ここで、上記ブレーキ機構部５０による倣い部４０のオンの状態とオフの状態との切り替えについて図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は、ワイヤーハーネス用ロボット１０において姿勢変更可能な状態と姿勢変更不可の状態とを切り替える様子を説明する説明図である。なお、図６が、倣い部４０がオンの状態を示し、図７が、倣い部４０がオフの状態を示している。
【００６１】
ここでは、ブレーキ機構部５０のオンの状態とオフの状態とを切り替えることで、倣い部４０のオンの状態とオフの状態とが切り替えられる。ここでは、ブレーキ機構部５０がオフの状態が、倣い部４０がオンの状態に対応し、ブレーキ機構部５０がオンの状態が、倣い部４０がオフの状態に対応している。
【００６２】
具体的には、ブレーキ機構部５０がオフの状態、つまり、コイル５２に通電されていない場合は、コイル５２と磁性体５４とに吸引力が働いていないため、コイル５２と磁性体５４とによる第１部材４２と第２部材４４との間の静止摩擦力の上昇は起こらない。このため、第１部材４２と第２部材４４とは相対回転可能とされ、倣い部４０がオンの状態となる。
【００６３】
一方、ブレーキ機構部５０がオンの状態、つまり、コイル５２に通電された場合は、コイル５２と磁性体５４とに吸引力が働き、コイル５２に対して磁性体５４がコイル５２側に移動することで、第１部材４２の一方の突出面４３ｃの内向き面と第２部材４４の一方の突出面４５ｃの外向き面との押圧力が大きくなる。これにより、第１部材４２と第２部材４４との間で、静止摩擦力の上昇が生じることによって、第１部材４２と第２部材４４とは外力を受けても相対回転不可とされる。
【００６４】
なお、ここでは、ブレーキ機構部５０は、オンの状態とオフの状態との２段階に切り替え可能であるものとして説明したが、このことは必須ではない。例えば、ブレーキ機構部は、コイル５２に流れる電流を調節可能であるなどの構成を採用することによって、ブレーキの強さを多段階的に変更可能であってもよい。これにより、倣い部４０が姿勢変更可能な外力の下限値を切り替えることができる。また、同じ大きさの外力に対する姿勢変形量を変更することができる。
【００６５】
＜ワイヤーハーネス用ロボット１０の動作制御＞
次に、ワイヤーハーネス用ロボット１０の動作制御について、電線束Ｗの形状を所望の形状に形成する形状形成処理を例にとり説明する。
【００６６】
ここでは、ワイヤーハーネス用ロボット１０の作業空間に、例えば、電線束の形状を認識可能な対象物形状認識装置９０が配設され、ワイヤーハーネス用ロボット１０及び対象物形状認識装置９０が、制御装置８０と相互通信可能に接続されているものとして説明する。制御装置８０は、ワイヤーハーネス用ロボット１０に対し、移動動作及び保持動作といった各種動作を行わせる動作制御を組み合わせることで、形状形成処理又は集線処理等の処理制御を行う。
【００６７】
ここで、上記制御装置８０の一構成例について説明する。図８は、ワイヤーハーネス用ロボット１０の動作制御を行う制御装置８０の一構成例を示すブロック図である。
【００６８】
この制御装置８０は、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、外部記憶装置８４等がバスラインを介して相互接続されたコンピュータによって構成されている。ＲＯＭ８２は本コンピュータを起動させるための基本プログラム（ＢＩＯＳ）等を格納しており、ＲＡＭ８３はＣＰＵ８１が所定の手順に従った処理を行う際の作業領域として供される。外部記憶装置８４は、フラッシュメモリ或はハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。
【００６９】
外部記憶装置８４には、ＯＳ（オペレーションシステム）８４ａ、形状形成制御プログラム８４ｂ等が格納されている。このほか、外部記憶装置８４には、集線制御プログラム等、ワイヤーハーネス用ロボット１０の作業内容に即したプログラムが格納されていてもよい。
【００７０】
形状形成制御プログラム８４ｂは、上記したように電線束の形状を所望の形状に形成する処理を行うための手順を定めたものであり、この形状形成制御プログラム８４ｂに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ８１が演算処理を行うことにより、電線束Ｗの形状形成処理がなされる。
【００７１】
また、ＣＰＵ８１は、通信部８５を介して、ワイヤーハーネス用ロボット１０と通信可能に接続されている。さらにここでは、ＣＰＵ８１は、通信部８５を介して、対象物形状認識装置９０と通信可能に接続されているものとして説明する。
【００７２】
次に、形状形成処理について図９を参照して説明する。図９は、形状形成処理のフローチャートである。
【００７３】
ワイヤーハーネス用ロボット１０における、形状形成処理はワイヤーハーネス用ロボット１０の作業空間内に対象物Ｗがセットされた状態で開始される。
【００７４】
ワイヤーハーネス用ロボット１０において、形状形成処理が開始されると、ステップＳ１において、移動経路の特定を行う。ここでは、作業空間内の対象物Ｗの形状及び位置等の情報を対象物形状認識装置９０が読み取り、制御装置８０に送信する。制御装置８０は、受信した対象物Ｗの形状及び位置等の情報をもとに、ハンド部１２の移動経路を算出する。移動経路は、例えば、初期位置から対象物Ｗを保持する位置までの接近移動経路、接近した状態から保持するまでの保持移動経路、及び保持した状態で、電線束に沿って摺動する摺動移動経路等が考えられる。
【００７５】
移動経路の特定が完了したら、次ステップＳ２において、制御装置８０は、倣い部４０がオフの状態になるようにワイヤーハーネス用ロボット１０に倣い部オフ信号を出力する。具体的には、制御装置８０は、ブレーキ機構部５０に対してオンにするように信号を出力する。これを受けてブレーキ機構部５０がオンになることで、倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更不可の状態となる。
【００７６】
ステップＳ３では、制御装置８０は、ワイヤーハーネス用ロボット１０に接近移動開始信号を出力する。具体的には、制御装置８０は、移動機構部２０に接近移動経路情報を送信する。これを受けて、第１移動機構部２２及び第２移動機構部３０がハンド部１２を対象物Ｗ近傍の所定の位置に移動させる。
【００７７】
ステップＳ４において、制御装置８０は、倣い部４０がオンの状態になるようにワイヤーハーネス用ロボット１０に倣い部オン信号を出力する。具体的には、制御装置８０は、ブレーキ機構部５０に対してオフにするように信号を出力する。これを受けてブレーキ機構部５０がオフになることで、倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更可能となる。
【００７８】
ステップＳ５において、制御装置８０は、ワイヤーハーネス用ロボット１０に保持開始信号を出力する。具体的には、制御装置８０は、例えば把持部１４が開いた状態等、対象物Ｗを保持可能な姿勢になるようにハンド部１２に信号を送信する。さらに、制御装置８０は、移動機構部２０に、保持移動経路情報を送信する。これを受けて、移動機構部２０が、対象物Ｗを保持可能な姿勢のハンド部１２を、対象物Ｗを保持可能な位置まで移動させる。そして、第１移動機構部２２によるハンド部１２の移動が完了したら、制御装置８０は、対象物Ｗを保持する姿勢をとるようにハンド部１２に信号を送信する。
【００７９】
ステップＳ６において、制御装置８０は、ワイヤーハーネス用ロボット１０に摺動開始信号を出力する。具体的には、制御装置８０は、移動機構部２０に摺動経路情報を送信する。これを受けて移動機構部２０が、対象物Ｗを保持した状態のハンド部１２を、対象物Ｗに沿って摺動させる。
【００８０】
以上により、形状形成処理が終了となる。
【００８１】
なお、形状形成処理が終了した後、ハンド部１２が対象物Ｗを離した状態で、倣い部４０の状態（第１部材４２と第２部材４４との相対回転の状態）は、元に戻るように設定されていてもよいし、元に戻らないように設定されていてもよい。なお、倣い部４０が弾性変形を利用してハンド部１２を姿勢変更している場合は、ハンド部１２が対象物Ｗを離した際に、弾性変形していたものが元に戻る。
【００８２】
上記形状形成処理においては、ハンド部１２の姿勢変更に関してハンド部１２が受ける外力によって倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更しているため、力学的フィードバックを省略又は簡略化できることによって、その処理制御が容易になる。また、倣い部４０によるハンド部１２の姿勢変更に関して線形予測分析などの複雑な処理を省略できることによっても、その処理制御が容易になる。
【００８３】
なお、形状形成処理において、対象物形状認識装置９０が省略されることもあり得る。この場合、作業者が、ハンド部１２の移動経路を入力するなどすればよい。
【００８４】
実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット１０によると、対象物Ｗを保持可能なハンド部１２と、ハンド部１２を移動可能な移動機構部２０と、ハンド部１２が対象物Ｗを保持する際、又は、ハンド部１２が対象物Ｗを保持した状態でハンド部１２と対象物Ｗとが相対移動する際に受ける対象物Ｗからの外力によりハンド部１２を姿勢変更可能な倣い部４０と、を備えるため、対象物Ｗが電線等の柔軟物である場合でも、対象物Ｗに過大な力がかかり対象物Ｗを傷つけてしまうこと又は電線の癖等でハンド部１２の移動が阻害されること等を抑制することができる。これにより、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。
【００８５】
特に、力学フィードバック又は線形予測分析等の複雑な制御を省略することができるため、容易にワイヤーハーネス用ロボット１０を実現できる。また、力学フィードバック又は線形予測分析等の複雑な制御を省略することができるため、処理速度の向上を図ることができることによって、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性をさせることができる。
【００８６】
また、倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されているため、例えば、ハンド部１２が対象物Ｗを保持した状態で対象物Ｗごとハンド部１２を移動させたいときなど姿勢変更させたくないときには姿勢変更不可な状態に設定し、姿勢変更させたいときだけ姿勢変更可能な状態に切り替えることで、作業効率を向上させることができる。
【００８７】
また、ハンド部１２が倣い部４０によって複数軸周りに姿勢変更可能に形成されているため、ハンド部１２が対象物Ｗを把持した状態で対象物Ｗに対して移動する際に、より対象物Ｗの形状に即して移動することができる。これにより、対象物Ｗに過大な力がかかることをより確実に抑制することができることによって、ロボットによるワイヤーハーネスの組立作業の効率性を向上させることができる。
【００８８】
また、倣い部４０は、第１部材４２と、外力によって所定の軸周りに第１部材４２と相対回転可能に連結されている第２部材４４と、を備えるため、外力を受けて、第１部材４２と第２部材４４とが相対回転することによって、ハンド部１２を姿勢変更することができる。
【００８９】
｛変形例｝
次に、ワイヤーハーネス用ロボットの変形例について説明する。図１０は、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット１０Ａを示す部分拡大平面図である。図１１は、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット１０Ａを示す部分拡大側面図である。なお、本変形例の説明において、実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００９０】
変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット１０Ａは、倣い部４０ｄを備える点で実施形態に係るワイヤーハーネス用ロボット１０とは異なる。
【００９１】
具体的には、倣い部４０ｄは、各倣い部４０ａ，４０ｂ，４０ｃと同様の形状に形成されている。倣い部４０ｄは、ハンド部１２と第１移動機構部２２との間でｚ軸方向に沿って連結されている。そして、第１部材４２ｄと第２部材４４ｄとがｘ軸周りに相対回転可能に設けられている。これにより、ハンド部１２は、ｘ軸周りにも姿勢変更可能とされている。
【００９２】
ここで、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット１０Ａが姿勢変更する様子について、図１２を参照して説明する。図１２は、変形例に係るワイヤーハーネス用ロボット１０Ａが姿勢変更している様子を示す説明図である。図１２では、ハンド部１２がｘ軸周りに姿勢変更している。
【００９３】
例えば、ハンド部１２が、ｙ軸方向に沿って延びる電線束Ｗを保持した状態で電線束Ｗに沿って摺動している際に、電線束Ｗがｚ軸方向に曲がった部分にハンド部１２が差し掛かると、ハンド部１２のうちそれまで電線束Ｗに当接していなかった部分（図１２では一対の把持部１４両方の基端部の下面）が電線束Ｗと当接する。この状態で、さらに摺動しようとすることで、ハンド部１２が電線束Ｗから姿勢変更を促される方向（例えば、図１２では、ｙｚ平面上で、ｙ軸及びｚ軸に交差する方向）に外力を受ける。
【００９４】
この外力が倣い部４０ｄに伝わり、倣い部４０ｄの第１部材４２ｄ及び第２部材４４ｄがｘ軸周りに相対回転することで、ハンド部１２がｘ軸周りに回転するように姿勢変更する。
【００９５】
また、上記実施形態において、倣い部４０が、ハンド部１２を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能に形成されているが、このことは必須ではない。倣い部は、姿勢変更不可の状態をとらず、常に、ハンド部を姿勢変更可能な状態に維持されていてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態において、倣い部４０が、ハンド部１２を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能にする構成として、ワイヤーハーネス用ロボット１０がブレーキ機構部５０を備えているが、このことは必須ではない。例えば、第１部材及び第２部材を固定可能なネジを別途設け、当該ネジを締めること及び緩めることで、倣い部が、ハンド部を姿勢変更可能な状態と、姿勢変更不可の状態とを切り替え可能であってもよい。
【００９７】
また、上記実施形態において、ハンド部１２が対象物Ｗを保持した状態で摺動する際の外力によって、倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更させるものとして説明したが、このことは必須ではない。ハンド部１２が対象物Ｗを保持していない状態であっても、ハンド部１２が対象物Ｗに対して対象物Ｗ近傍で対象物Ｗに沿って移動する場合などに、ハンド部１２が新たに対象物Ｗと当接する際の外力によって、倣い部４０がハンド部１２を姿勢変更させる場合もあり得る。
【００９８】
また、上記実施形態において、倣い部４０は、第１部材４２と第２部材４４とが相対回転可能なものとして説明したが、倣い部の構成は上記したものに限られない。例えば、倣い部としては、間隔を開けて配設された２枚の平行平板と、２枚の平行平板の主面同士を結ぶように、当該主面同士を結ぶ方向に弾性変形可能に配設されたバネ又はゴム等の弾性部材とを含む構成が考えられる。この場合、ブレーキ機構部により、２枚の平板間の距離、つまり、弾性部材の弾性変形量を調節することで、倣い部がオンの状態とオフの状態とを切り替えることができる。より詳細には、弾性部材の圧縮量が大きくなるように２枚の平板間の距離を小さくすることで、倣い部がオフの状態となる。また、例えば、弾性部材が弾性変形していない状態など、弾性部材の圧縮量が小さくなるように２枚の平板間の距離を大きくすることで、倣い部がオフの状態となる。
【００９９】
なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
【０１００】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  ワイヤーハーネス用ロボット
１２  ハンド部
２０  移動機構部
２２  第１移動機構部
３０  第２移動機構部
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  倣い部
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ  第１部材
４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ  第２部材
５０  ブレーキ機構部
Ｗ  対象物
【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】
2017074635.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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