【手続補正書】
【提出日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット用いた組み立て品の製造方法であって、
前記ロボットによりワークを対象物に押し当てながら前記ワークの位置を移動させるワーク移動ステップと、
前記ワークを対象物へ挿入する挿入位置を探索する挿入位置探索ステップと、
前記ワークを前記対象物へ挿入するワーク挿入ステップと、
前記ワークを前記対象物へ挿入完了したことを判断する挿入完了判断ステップと、を有し、
前記挿入位置探索ステップでは、探索動作開始時に前記ワークを前記対象物に押し付けて、ロボットに取り付けた力・モーメントセンサが検出するモーメントの値から挿入中心位置の探索方向を決定して、探索動作を開始する
ことを特徴とする組み立て品の製造方法。
【請求項２】
前記挿入位置探索ステップでは、探索動作途中に前記モーメントを検出しながら、探索方向を逐次変更する
ことを特徴とする請求項１記載の組み立て品の製造方法。
【請求項３】
前記挿入位置探索ステップでは、前記ワークを前記対象物に押し付けながら前記ワークを平面内で振動させて、さらに振動方向を平面内で回転させながら探索する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の組み立て組み立て品の製造方法。
【請求項４】
前記挿入位置探索ステップでは、前記ワークを傾けて振動させながら探索する
ことを特徴とする請求項３記載の組み立て品の製造方法。
【請求項５】
組み立て作業を行なうロボットを制御するロボット制御装置であって、
前記ワークを対象物に押し当てながら前記ワークの位置を移動させるワーク移動部と、
前記ワークを前記対象物へ挿入する挿入位置を探索する挿入位置探索部と、前記ワークを前記対象物へ挿入するワーク挿入部と、前記ワークを前記対象物へ挿入完了したことを判断する挿入完了判断部とを備え、
前記挿入位置探索部は、探索動作開始時に前記ワークを前記対象物に押し付けて、ロボットに取り付けた力・モーメントセンサが検出するモーメントの値から挿入中心位置の探索方向を決定して、探索動作を開始する
ことを特徴とするロボット制御装置。
【請求項６】
前記挿入位置探索部は、探索動作途中に前記モーメントを検出しながら、探索方向を逐次変更する
ことを特徴とする請求項５記載のロボット制御装置。
【請求項７】
前記挿入位置探索部は、前記ワークを前記対象物に押し付けながら前記ワークを平面内で振動させて、さらに振動方向を平面内で回転させながら探索する
ことを特徴とする請求項５又は６記載のロボット制御装置。
【請求項８】
前記挿入位置探索部は、前記ワークを傾けて振動させながら探索する
ことを特徴とする請求項７記載のロボット制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】組み立て品の製造方法およびロボット制御装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、機械部品の組み立てなどにおいて、ピン形状のワークを対象物の穴に挿入する作業や、コネクタ挿入のようにワークの凹凸部を対象物の凹凸部へ嵌め込む作業をロボットで行う組み立て品の製造方法およびロボット制御装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
従来の組み立て作業ロボットの制御方法は、探索動作において、穴の面取り量が小さい場合は、押し付け力と対象物からの反力によってワークが穴中心へ向かうとは限らず、押し付けのみでは挿入できないことがある。探索の途中で探索方向の力またはモーメントを検出すると、その探索方向の移動を停止して他の探索方向への移動は継続した場合にも、探索方向が穴の中心に向かわないと探索動作が長くなり、挿入可能範囲へ到達するまでに時間がかかるという問題があった。
また、ワークと対象物の寸法情報からあらかじめ決める挿入可能範囲は、穴およびワークの形状が円柱ではなく四角柱などの場合には、ワークのＺまわりの回転角が対象物の穴の形状と合う角度になっていないと、押し付けのみでは挿入することが困難である。四角柱の場合は並進方向だけではなく回転方向の範囲を決めなければならず、さらに探索方向で速く移動する順番も決めなければならないが、対象に適した範囲を決めることが容易で
はない。
どのように設定するかについては、特許文献１では、ギアのように同じパターンがワーク円周上に繰り返されている形状の説明にとどまっており、四角柱などについては明確に記載されていない。たとえば、図１４のように四角柱の場合は、Ｚまわり回転の挿入可能範囲１４０６はθであるが、探索開始時のワーク１４０４のＺまわり回転角１４０７が穴１４０２よりもθ以上ずれていた場合には、探索方向のＺまわり回転成分をθずつ変化させて探索しても、ＸとＹも同時に動くために挿入可能な位置へ到達するまでの時間が長くなり、挿入可能範囲からあらかじめ適当な探索範囲を決めることは困難である。
また、特許文献２の反力を検出したらランダムな横方向に動作させる方法では、探索方向が穴中心に向くまでに時間がかかる場合があり、さらに形状が円柱ではない場合には挿入可能な位置を見つけられないことがある。このように、四角柱などワークのＺまわりの回転角を対象物の形状と合わせなければならない場合には、押し付けのみでは挿入することが困難であるという問題があった。
また、ワーク側と対象物の挿入位置に凹凸がある、コネクタなどの挿入の場合には、平面内で往復動作させると、挿入可能な位置ではないのに引っかかりによって平面内で往復動作ができなくなるという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、センサが検出したモーメントによって穴の中心方向を推定して探索方向を限定することで、探索時間を短縮するとともに、平面内を振動させる探索をすることでワークを対象物の穴へ挿入することができる組み立て品の製造方法およびロボット制御装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記問題を解決するため、請求項１に記載の組み立て品の製造方法は、ロボット用いた組み立て品の製造方法であって、前記ロボットによりワークを対象物に押し当てながら前記ワークの位置を移動させるワーク移動ステップと、前記ワークを対象物へ挿入する挿入位置を探索する挿入位置探索ステップと、前記ワークを前記対象物へ挿入するワーク挿入ステップと、前記ワークを前記対象物へ挿入完了したことを判断する挿入完了判断ステップと、を有し、前記挿入位置探索ステップでは、探索動作開始時に前記ワークを前記対象物に押し付けて、ロボットに取り付けた力・モーメントセンサが検出するモーメントの値から挿入中心位置の探索方向を決定して、探索動作を開始することを特徴としている。
また、前記挿入位置探索ステップでは、探索動作途中に前記モーメントを検出しながら、探索方向を逐次変更することが好ましい。
また、前記挿入位置探索ステップでは、前記ワークを前記対象物に押し付けながら前記ワークを平面内で振動させて、さらに振動方向を平面内で回転させながら探索することが好ましい。
また、前記挿入位置探索ステップでは、前記ワークを傾けて振動させながら探索することが好ましい。
また、請求項５記載のロボット制御装置は、組み立て作業を行なうロボットを制御するロボット制御装置であって、前記ワークを対象物に押し当てながら前記ワークの位置を移動させるワーク移動部と、前記ワークを前記対象物へ挿入する挿入位置を探索する挿入位置探索部と、前記ワークを前記対象物へ挿入するワーク挿入部と、前記ワークを前記対象物へ挿入完了したことを判断する挿入完了判断部とを備え、前記挿入位置探索部は、探索動作開始時に前記ワークを前記対象物に押し付けて、ロボットに取り付けた力・モーメントセンサが検出するモーメントの値から挿入中心位置の探索方向を決定して、探索動作を開始することを特徴としている。
また、前記挿入位置探索部は、探索動作途中に前記モーメントを検出しながら、探索方向を逐次変更することが好ましい。
また、前記挿入位置探索部は、前記ワークを前記対象物に押し付けながら前記ワークを平面内で振動させて、さらに振動方向を平面内で回転させながら探索することが好ましい。
また、前記挿入位置探索部が、前記ワークを傾けて振動させながら探索することが好ましい。