CN107614195B - 齿轮机构的组装装置及组装方法 - Google Patents

齿轮机构的组装装置及组装方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107614195B
CN107614195B CN201680030252.6A CN201680030252A CN107614195B CN 107614195 B CN107614195 B CN 107614195B CN 201680030252 A CN201680030252 A CN 201680030252A CN 107614195 B CN107614195 B CN 107614195B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
image processing
robot
phase
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680030252.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107614195A (zh
Inventor
山根秀士
竹林润
仓岡修平
宇都达博
藤泽真一
依田明生
水本裕之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Publication of CN107614195A publication Critical patent/CN107614195A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107614195B publication Critical patent/CN107614195B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/023—Mounting or installation of gears or shafts in the gearboxes, e.g. methods or means for assembly
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P21/00—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1687—Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H2057/0043—Mounting or adjusting transmission parts by robots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本装置(1)具备：第1、第2摄像装置(21、22)，对第1、第2齿轮进行拍摄；机器人(2)，设置有第1摄像装置(21)；及图像处理***(11)，对第1摄像装置(21)的图像进行处理而获取第2齿轮(43)的嵌入位置及第1齿轮的相位，并对第2摄像装置(22)的图像进行处理而获取第2齿轮(43)的相位及第2齿轮(43)的齿轮轴的位置。基于利用图像处理***(11)所获取的信息而控制机器人(2)，将由手(3)保持的第2齿轮(43)的齿轮轴对准第2齿轮(43)的嵌入位置，并将第2齿轮(43)的相位对准第1齿轮的相位而组装齿轮机构。可使用机器人将齿轮彼此嵌合而无障碍地组装齿轮机构。

Description

齿轮机构的组装装置及组装方法
技术领域
本发明涉及一种用来将齿轮彼此嵌合而组装齿轮机构的齿轮机构的组装装置及组装方法。
背景技术
近年来，在制造现场中，为了省力自动化、作业时间的缩短、成本削减等，在制造装置或机械等制品时使用机器人进行组装的***被广泛地实用化。在组装制品时，必须进行轴朝轴孔的***等嵌合作业等，因此，关于使用机器人的轴等的***或嵌合，至今为止已进行各种开发。
为了将轴***到轴孔，必须以使***的轴的位置及方向与被***的轴孔的位置及方向一致的方式对由机器人保持的轴的动作进行控制。作为通过机构实现如上所述的动作者，以往使用RCC(Remote Center Compliance，远心柔顺)机构。但是，RCC是利用弹簧等弹性体，使轴追随轴孔的方向偏移等而***，因此，在并非朝向铅垂下方的组装作业(纵向组装作业)而是朝向横向的组装作业(横向组装作业)中难以应对。
相对于此，在专利文献1中，在缓冲机构部、RCC机构部及工件夹盘机构部连接而成的机器手中，将所述工件夹盘机构部组入到所述RCC机构部内，由此，使因重量所致的RCC机构的下垂减小，而不仅可进行纵向组装作业，还可进行横向组装作业。
[背景技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开平8-52682号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
但是，采用所述RCC的现有的机器手以将单纯的圆形截面的轴***到单纯的圆形截面的轴孔为对象。因此，在例如将齿轮彼此嵌合而组装齿轮机构之类的情况下，利用机器人的自动化极为困难或者不可能。
本发明是鉴于所述现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够使用机器人使齿轮彼此嵌合而无障碍地组装齿轮机构的齿轮机构的组装装置及组装方法。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述课题，本发明的第1形态是一种齿轮机构的组装装置，其特征在于，用来将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且具备：机器人，具有用来保持所述第2齿轮的手；第1摄像装置，设置在所述手，且用来拍摄所述第1齿轮；第2摄像装置，用来拍摄所述第2齿轮；及图像处理***，对由所述第1摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，并对由所述第2摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的相位及所述第2齿轮的齿轮轴的位置；且所述齿轮机构的组装装置构成为，基于通过所述图像处理***而获取的信息控制所述机器人，将由所述手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用所述机器人组装所述齿轮机构。
本发明的第2形态根据第1形态，其特征在于，所述图像处理***具备第1图像处理器件，所述第1图像处理器件对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，并基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位。
本发明的第3形态根据第2形态，其特征在于，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向位于距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点最近的位置的谷部分的重心的方向特定为所述第1齿轮的相位。
本发明的第4形态根据第2形态，其特征在于，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出所述第1摄像装置的摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向如下的所述外切圆的圆周上的点的方向特定为所述第1齿轮的相位，所述外切圆的圆周上的点距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点的所述外切圆上的长度，与所述圆弧中存在于距离所述切点最近的位置的谷部分的重心与所述切点之间的所述圆弧的圆周上的长度相等。
本发明的第5形态根据第1至第4中的任一形态，其特征在于，所述图像处理***具备第2图像处理器件，所述第2图像处理器件对所述第2齿轮的图像进行图像处理而检测所述第2齿轮的区域，并基于检测出的所述第2齿轮的区域，获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置、以及所述第2齿轮的相位。
本发明的第6形态根据第5形态，其特征在于以如下方式控制所述机器人：基于通过所述第2图像处理器件所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
本发明的第7形态根据第6形态，其特征在于以如下方式控制所述机器人：通过所述第2图像处理器件获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置后，使所述手旋转预先所设定的角度，通过所述第2摄像装置再次拍摄所述第2齿轮，基于第二次的摄像图像，通过所述第2图像处理器件再次获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，基于所述前后2次所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置的相关的信息，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
本发明的第8形态根据第1至第7中的任一形态，其特征在于，所述第二齿轮设置在马达的输出轴，所述手构成为抓持所述马达，且在所述手设置着用来测定与安装所述马达的对象物相隔的距离的光学传感器。
本发明的第9形态根据第1至第8中的任一形态，其特征在于，所述齿轮机构为行星齿轮机构，所述第1齿轮为所述行星齿轮机构的行星齿轮，且所述第2齿轮为所述行星齿轮机构的太阳齿轮。
本发明的第10形态是一种齿轮机构的组装方法，其特征在于使用机器人将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且包括：第1齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位；及第2齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮的相位及齿轮轴的位置；且所述齿轮机构的组装方法是基于通过所述第1齿轮计测步骤及所述第2齿轮计测步骤所获取的信息而控制所述机器人，将由所述机器人的手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用机器人组装所述齿轮机构。
本发明的第11形态根据第10形态，其特征在于，所述第1齿轮计测步骤包含使用设置在所述手的摄像装置获取所述第1齿轮的图像而进行图像处理的第1图像处理步骤，且所述第1图像处理步骤构成为，对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位。
本发明的第12形态根据第11形态，其特征在于，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且在所述第1图像处理步骤中，基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向位于距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点最近的位置的谷部分的重心的方向特定为所述第1齿轮的相位。
本发明的第13形态根据第11形态，其特征在于，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且在所述第1图像处理步骤中，基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向如下的所述外切圆的圆周上的点的方向特定为所述第1齿轮的相位，所述外切圆的圆周上的点距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点的所述外切圆上的长度，与所述圆弧中存在于距离所述切点最近的位置的谷部分的重心与所述切点之间的所述圆弧的圆周上的长度相等。
本发明的第14形态根据第10至第13中的任一形态，其特征在于，所述第2齿轮计测步骤包含获取所述第2齿轮的图像而进行图像处理的第2图像处理步骤，且
所述第2图像处理步骤对所述第2齿轮的图像进行图像处理而检测所述第2齿轮的区域，基于检测出的所述第2齿轮的区域，获取所述第2齿轮的齿轮轴的前端部的位置及根部的位置、以及所述第2齿轮的相位。
本发明的第15形态根据第14形态，其特征在于以如下方式控制所述机器人：基于通过所述第2图像处理步骤所获取的所述第2齿轮的齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
本发明的第16形态根据第15形态，其特征在于以如下方式控制所述机器人：在所述第2齿轮计测步骤中获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置后，使所述手旋转预先所设定的角度，再次拍摄所述第2齿轮，基于第二次的摄像图像再次获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，基于所述前后2次所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置相关的信息，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
本发明的第17形态根据第10至第16中的任一形态，其特征在于，所述第二齿轮设置在马达的输出轴，所述手构成为抓持马达，且通过设置在所述手的光学传感器计测与安装所述马达的对象物相隔的距离，并基于该计测结果而产生所述对象物的基坐标系。
本发明的第18形态根据第10至第17中的任一形态，其特征在于，所述齿轮机构为行星齿轮机构，所述第1齿轮为所述行星齿轮机构的行星齿轮，且所述第2齿轮为所述行星齿轮机构的太阳齿轮。
[发明的效果]
根据本发明，可提供一种能够使用机器人使齿轮彼此嵌合而无障碍地组装齿轮机构的齿轮机构的组装装置及组装方法。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的齿轮机构的组装装置的概略构成的图。
图2是用来对图1所示的实施方式的利用第1图像处理部计算行星齿轮内组装后应成为马达侧齿轮的轴心的目标位置及行星齿轮的相位的方法进行说明的概念图。
图3是利用图1所示的实施方式表示计算用于将减速机齿轮的相位与马达侧齿轮的相位精确地对准的马达侧齿轮的相位的方法的概念图。
图4是用来利用图1所示的实施方式对基于输出轴的前端部中心位置的计算坐标值P、P'的输出轴的前端部中心位置的修正方法进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式的齿轮机构的组装装置及使用所述组装装置的齿轮机构的组装方法进行说明。
如图1所示，本实施方式中的齿轮机构的组装装置1具备：机器人(以下，称为“作业机器人”)2，用于组装齿轮；手3，安装在作业机器人2的手腕部并抓持工件；机器人控制装置4，控制作业机器人2的动作；图像处理***11；第1摄像装置21；及第2摄像装置22。
在手3还安装有包含激光距离传感器等的光学传感器23。可使用光学传感器2测定与安装工件的对象物相隔的距离等。
图像处理***11具备：第1图像处理部12，进行由第1摄像装置21拍摄到的图像的处理；及第1图像处理部13，进行由第2摄像装置22拍摄到的图像的处理。此外，第1图像处理部12与第2图像处理部13可以是作为硬件而完全独立的机器，也可以作为硬件配置在一体的机器内，并且在机器内部具有局部共通要素而以子组件的形式构成，还可以是虽作为机器内部的硬件仍为一体，但作为软件即便存在局部共通要素而仍以子组件的形式构成。
在本实施方式中，作业机器人2是使用具有6轴的多关节型机器人，并通过机器人控制装置4，对手腕部进行空间的任意的位置与方向、及动作路径的控制。但是，本发明中的作业机器人并不限定于6轴多关节型机器人。
第1摄像装置21、第2摄像装置22使用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像机等。
本实施方式中作为组装对象的齿轮机构设为在配置在中心的1个太阳齿轮的周围具有3个行星齿轮的机构。但是，可通过本发明的齿轮机构的组装装置进行组装的齿轮机构并不限定于该构成的齿轮机构。
本实施方式中的齿轮组装装置1例如进行如下作业：使安装在马达41的输出轴42的马达侧齿轮43(图3)嵌合于已组入到制作组装中的机器人(以下，称为“制品机器人”)61的驱动轴的减速机齿轮31(图2)，并将输出轴42***到减速机齿轮31中而将减速机齿轮31与马达侧齿轮43组装。
因此，安装在制品机器人61的驱动轴的马达41的输出轴42的轴向一般不限定于铅垂方向，而多数情况下配置在水平方向，因此，通过作业机器人1将具有配置在水平方向的输出轴42的马达41的马达侧齿轮43组合到减速机齿轮31的作业成为横向组装作业。
另外，马达侧齿轮43为与输出轴42及马达41成为一体的状态，因此，由作业机器人1的手3抓持的工件一般重量非常大。本实施方式在像这样包含要组合的齿轮的工件的重量较大且通过作业机器人进行基于横向组装作业的齿轮的组装的情况下，也可无障碍地应对。
如图2所示，在本实施方式中的齿轮机构中，将安装在马达41的输出轴42的马达侧齿轮43组入的行星齿轮44是组入到减速机的外壳内，且成为从外壳的外部只能通过用于将输出轴42***到外壳内的***孔46看到的状态。
为了将马达侧齿轮43嵌合于行星齿轮44而进行组装，必须朝使输出轴42的前端部轴心与行星齿轮44内组装后应成为马达侧齿轮43的轴心的目标位置一致且使马达侧齿轮43的相位与行星齿轮44的相位对应的方向调整输出轴42的角度，并将输出轴42***到行星齿轮44的内部而组入。
为此，在本实施方式中，首先，计测行星齿轮44内组装后应成为马达侧齿轮43的轴心的目标位置及行星齿轮44的相位。
以下，对计测行星齿轮44内组装后应成为马达侧齿轮43的轴心的目标位置及行星齿轮44的相位的方法详细进行说明。此外，以下，将进行计测的所述2个量称为“减速机齿轮的特性信息”。
在齿轮的组装作业前，通过安装在作业机器人2的手3的第1摄像装置21通过***孔46拍摄包含减速机齿轮31的图像，并对利用第1摄像装置21拍摄到的图像在图像处理***11的第1图像处理部12中进行图像处理，计算减速机齿轮的特性信息。
减速机齿轮的特性信息的计测是根据从机器人控制装置4对第1图像处理部12的指令信号而开始，接收到该指令信号的第1图像处理部12对第1摄像装置21发送摄像指令信号，并利用第1摄像装置21进行拍摄。拍摄到的图像如上所述，从第1摄像装置21被发送到第1图像处理部12，被实施图像处理并将计算值发送到机器人控制装置4。
＜减速机齿轮的特性信息的计算方法＞
减速机齿轮的特性信息中，行星齿轮44内组装后应成为马达侧齿轮43的轴心的目标位置是计算并特定为由所有行星齿轮44包围的区域中距所有行星齿轮44为相等距离的点。
可通过以减速机齿轮31的谷部分与马达侧齿轮43的山部分一致的方式将马达侧齿轮43***到减速机齿轮31的内部而使两齿轮嵌合。为此，可通过如下步骤而执行：以行星齿轮44内组装后应成为马达侧齿轮43的轴心的目标位置为基准，计测行星齿轮44的谷部分的方向(以下，称为“行星齿轮的相位”或“减速机齿轮的相位”)，并对马达侧齿轮43的山部分的方向(以下，称为“马达侧齿轮的相位”)进行调整而使它基本上对准通过所述计测的行星齿轮44的相位的方向。
此处，为了准确地进行对准，必须对行星齿轮44的谷部分选定特定的位置。作为这个特定的位置，例如考虑节圆的谷部分的中点等，但也考虑图像处理等的容易程度等，而在本实施方式中，设为行星齿轮44的谷部分的重心。此外，关于要***的马达侧齿轮43的山部分的特定的位置也同样，考虑齿轮的节圆的山部分的中点等，但以线对称的齿轮的山部分的中心线方向为基础。
以下，基于图2，根据处理的顺序对利用第1图像处理部12的减速机齿轮31的相位的计算方法进行说明。
(1)行星齿轮44的区域检测
对摄像图像使用二值化等其它图像处理方法抽出行星齿轮44的部分轮廓线，并通过与预先存储的行星齿轮44的形状的图案匹配，进行行星齿轮44的区域的检测。此外，行星齿轮44的区域在图2中为由行星齿轮44的齿型形状的边界线与***孔46的圆弧所包围的部分。
(2)通过行星齿轮44的谷部分的重心的圆弧的计算
基于通过所述(1)检测出的行星齿轮44的区域，抽出检测出的区域中存在的多个谷部分，在计算出所抽出的多个谷部分的重心E的位置后，计算通过这些重心E的位置的3个圆弧ai(i＝1、2、3)。
(3)3个圆弧ai的外切圆b的计算
计算外切于所述(2)中计算出的3个圆弧ai的全部的外切圆b及它的中心点B。中心点B成为行星齿轮44内组装后应成为马达侧齿轮43的轴心的目标位置。
外切圆b对应于与行星齿轮44嵌合的马达侧齿轮43，中心点B对应于马达侧齿轮43的轴心，因此，以下，有时将外切圆b称为“马达侧齿轮***轴孔”，将外切圆的中心点B称为“***轴孔轴心”。
此外，在所述中，对包含3个行星齿轮的行星齿轮机构的情况进行了说明，但在4个以上的行星齿轮机构的情况下，也可利用与所述相同的方法计算外切圆b及外切圆b的中心点B，而获取行星齿轮44内组装后应成为马达侧齿轮43的轴心的目标位置。
另外，在行星齿轮的个数为2个的行星齿轮机构的情况下，可利用以下方法计算外切圆b及它的中心点B。
利用与所述相同的方法，计算2个圆弧，并计算所述2个圆弧的中心点。接着，计算连结这些圆弧的中心的线段与2个圆弧的交点(2个)，并计算以所述2个交点为直径且以连结2个交点的线段的中点为中心B的圆b，由此，可求得外切圆b及它的中心B。
(4)从中心点B相对于距离圆弧ai与外切圆b的切点D最近的谷部分的重心E的方向的计算
选定3个圆弧ai中的1个圆弧，并选择距离所选定的圆弧ai与圆b的切点D最近的重心E，计算从圆b的中心点B到重心E的方向。以马达侧齿轮43的轴心为基准，方向BE为行星齿轮44的谷的方向，因此，可近似为应***到马达侧齿轮***轴孔而嵌合的马达侧齿轮的山部分的中心线(线对称的齿轮的山部分的中心线)的方向。由此，在将马达侧齿轮43组入到行星齿轮44的马达侧齿轮***轴孔内时，可对马达侧齿轮43的齿轮的山部分的中心线方向以成为所述计算出的方向BE的方式进行调整而***。
但是，根据行星齿轮的形状、尺寸，有如下情况，即，因齿轮的节距、节圆等的(相互)关系，而以***轴孔轴心为基准的马达侧齿轮43的山部分的中心线方向与行星齿轮44的谷部分的重心的方向(方向BE)的偏移变大，即便使马达侧齿轮43的山部分的中心线方向与行星齿轮44的谷部分的重心的方向一致而将马达侧齿轮43***到行星齿轮44内，也难以将两齿轮嵌合。
在这种情况下，将欲***到行星齿轮44内的马达侧齿轮43的方向调整为利用以下方法导出的方向而并非行星齿轮44的谷部分的重心的方向，而将马达侧齿轮43组入到行星齿轮44内。
也就是说，如图3所示，计算圆弧ai的圆周上的切点D与重心E的长度DE，并计算距离外切圆的圆周上的切点D的长度与所述圆周上的长度DE相等的点F，将马达侧齿轮43组入到行星齿轮44的马达侧齿轮***轴孔内时，以马达侧齿轮43的齿轮的山部分的中心线方向成为所述计算出的方向BF的方式进行调整而***。由此，在切点D与重心E的距离较大的情况下，也能准确地进行马达侧齿轮43与行星齿轮44的嵌合。
＜马达侧齿轮的计测＞
在使用作业机器人的齿轮的组装作业中，利用手3抓持载置在载置台上的马达41而进行组装作业，因此，每次作业时手3对马达41的抓持位置产生偏移。因该抓持位置的偏移而导致马达41的输出轴42的前端部中心位置及轴线方向产生偏移。另外，由于载置在载置台上的马达侧齿轮43的相位为任意，所以在刚被手3抓持后的状态下，马达侧齿轮43的相位不特定。
因此，为了将马达侧齿轮43嵌合于减速机齿轮31而进行组装，必须计测输出轴42的前端部中心位置与轴线方向的偏移及马达侧齿轮43的相位，并基于这些计测信息，以使输出端42的前端部位置与轴线方向及马达侧齿轮43的相位分别与减速机齿轮31中的***轴孔轴心与***轴孔轴线方向及行星齿轮44的相位一致的方式进行作业机器人2的动作控制。
马达侧齿轮43的计测是根据从机器人控制装置4对第2图像处理部13的指令信号而开始，接收到该指令信号的第2图像处理部13对第2摄像装置22发送摄像指令信号，并通过第2摄像装置22进行拍摄。此时，作业机器人1使由手3抓持的马达41移动到第2摄像装置22的视野范围。拍摄到的图像从第2摄像装置22被发送到第2图像处理部13，实施图像处理而计算出的马达侧齿轮43的相位等被发送到机器人控制装置4。
通过第2图像处理部13计算出的输出轴42的前端部中心位置与轴线方向的偏移及马达侧齿轮43的相位被发送到作业机器人2的机器人控制装置4，用于执行工具坐标系的再次设定及马达侧齿轮43的动作控制。
此处，本实施方式中的作业机器人2的工具坐标系被设定为将输出轴42的马达41的根部的平面作为XY坐标面且将输出轴42的轴线作为Z坐标轴(朝向输出轴前端部的方向为正方向)的坐标系，在将马达侧齿轮43组入到减速机齿轮31时，以使由作业机器人2抓持的马达41在工具坐标系Z轴方向进行动作的方式控制。
此外，关于第2图像处理部13中的马达侧齿轮43的相位及输出轴42的前端部中心位置与根部中心位置的计算方法，在以下的＜输出轴42的轴心方向的修正方法＞的项中详细进行说明。
＜输出轴42的轴心方向的修正方法＞
以下，包括利用第2图像处理部13的图像处理方法在内，对计测马达侧齿轮43的相位的计测及输出轴42的前端部中心位置与轴线方向的偏移并基于该计测结果修正输出轴42的轴心方向的方法详细进行说明。
(1)输出轴42的前端部中心位置与马达侧齿轮43的相位的计测
使作业机器人2动作，而将手3移动到如下位置，在该位置上，输出轴42的前端朝向第2摄像装置22且输出轴42的轴线与第2摄像装置22的透镜光轴大致一致，且相对于第2摄像装置22隔开至少比输出轴的长度长的距离。
然后，通过第2摄像装置22，以输出轴42的前端部及马达侧齿轮43包含在视野范围内的方式进行拍摄。通过第2摄像装置22所获取的图像被发送到第2图像处理部13，通过第2图像处理部13计算输出轴42的前端部中心位置P与马达侧齿轮43的相位。
以下，对利用第2图像处理部13的输出轴42的前端部中心位置与马达侧齿轮43的相位的计算方法进行说明。
(i)输出轴42的前端部中心位置的计算
首先，使用二值化处理等其它方法，抽出马达侧齿轮43的轮廓线，通过与预先存储的马达侧齿轮43的形状的图案匹配，进行马达侧齿轮43的区域的检测。然后，基于检测出的马达侧齿轮43的区域，计算输出轴42的前端部中心位置P。
(ii)马达侧齿轮43的相位的计算
基于通过所述(i)检测出的马达侧齿轮43的区域，抽出马达侧齿轮43的山部分，并选择特定的山部分的顶点N，而产生从所述(i)中计算出的前端部中心位置P相对于所选择的顶点N的方向PN。将该方向PN设为马达侧齿轮43的相位。
(2)输出轴42的根部的中心位置的计算
使作业机器人2进行动作，使马达41在输出轴42的轴线方向朝远离第2摄像装置22的方向后退相当于输出轴42的长度的距离后，通过第2摄像装置22，以输出轴42的根部包含在视野范围内的方式进行拍摄。通过第2摄像装置22所获取的图像被发送到第2图像处理部13，通过第2图像处理部13使用二值化处理等方法抽出输出轴42的根部的轮廓线，利用根部的截面形状为圆形的形状特征，计算输出轴42的根部中心位置Q。
(3)修正输出轴42的轴心方向
(3-1)输出轴42的前端部中心位置的计测(再次计测)
在使作业机器人2进行将马达侧齿轮43组入到减速机齿轮31的作业的情况下，为了使输出轴42的前端部中心及轴心与减速机齿轮31的***轴孔轴心及***轴孔轴心方向一致而对组装机器人2的动作进行控制，而设定有所述工具坐标系。
使作业机器人2的手3所抓持的马达41绕所述工具坐标系Z轴旋转预先所设定的角度θ后，维持该姿势，使作业机器人2进行动作，将手3移动到所述(1)的计测位置后，通过第2摄像装置22，以输出轴42的前端部及马达侧齿轮43包含在视野范围内的方式进行拍摄。
通过第2图像处理部23使用二值化处理等其它方法对摄像图像抽出马达侧齿轮43的轮廓线，并通过与预先存储的马达侧齿轮43的形状的图案匹配，进行马达侧齿轮43的区域的检测。然后，基于检测出的马达侧齿轮43的区域，计算再次计测的输出轴42的前端部中心位置P'。
(3-2)输出轴42的根部的计测
使作业机器人2进行动作，使马达41在输出轴42的轴线方向朝远离第2摄像装置22的方向后退相当于输出轴42的长度的距离后，通过第2摄像装置22，以输出轴42的根部包含在视野范围内的方式进行拍摄。通过第2图像处理部23使用二值化处理等方法对摄像图像抽出输出轴42的根部的轮廓线，并利用根部的截面形状为圆形，而计算再次计测的输出轴42的根部中心位置Q'。
(3-3)输出轴42的精确的轴线方向的计算
在使作业机器人2的手3所抓持的马达41绕工具坐标系Z轴旋转角度θ的情况下，存在于旋转中心即工具坐标系Z轴上的点由于物理上不变，所以在利用第2摄像装置22获得的摄像图像中的位置也同样不变，因此，在摄像机坐标系(将CCD摄像机的CCD等的摄像面设为XY面且以摄像面的中心为原点的坐标系)中也不变。
但是，不存在于Z轴上的点伴随围绕Z轴的旋转而旋转移位(移动)，且它的移动量随着距Z轴的距离增减而增减，结果，摄像机坐标系中的计测坐标值也同样地进行移动。
因此，可利用这个物理性质，基于使马达41绕工具坐标系Z轴旋转角度θ的情况下的计测对象点的移动量的计测值，计算计测对象点从工具坐标系Z轴的偏移量。在本实施方式中，基于所述计算偏移量而计算输出轴42的精确的轴线方向。
以下，一边参照图4，一边对利用通过所述(4)与(5)而再次获取的输出轴42的前端部中心位置及根部中心位置的坐标值计算更精确的输出轴42的轴心方向的方法详细进行说明。
(i)基于计算坐标值P、P'的输出轴42的前端部中心位置的修正
当使作业机器人2的手3所抓持的马达41绕工具坐标系Z轴旋转角度θ时，如果输出轴42的前端部中心不存在于工具坐标系Z轴上，那么输出轴42的前端部中心位置的摄像机坐标系的XY坐标值如图3所示，从P移动(移位)到P'。如果将摄像机坐标系中从P朝向P'的移动矢量设为矢量V1，那么矢量V1可根据P、P'的计算坐标值而计算。
因此，可根据图4，使用矢量V1与θ，利用下述方法求出从P朝向工具坐标系原点的矢量V2，因此，可通过将矢量V2合成到当前的工具坐标系中的输出轴42的前端部中心位置而求出精确的输出轴42的前端部中心位置。
也就是说，首先，根据P与P'的坐标值计算矢量V1(大小L1、相对于摄像机坐标系X轴的角度α2)，并利用这些计算出的值，根据下式求出从工具坐标系原点朝向P的矢量V1(大小L、相对于摄像机坐标系X轴的角度α)。
L＝L1/(2·sin(θ/2))
α＝α2－(π/2+θ/2)
通过将所述求出的矢量V1合成到当前的工具坐标系原点位置，而计算输出轴42的精确的前端部中心位置P＊。
(ii)基于计算坐标值Q、Q'的输出轴42的根部中心位置的修正
关于输出轴42的根部中心位置，也利用与所述(i)相同的方法，基于计算坐标值Q、Q'进行修正，而计算输出轴42的精确的根部中心位置Q＊。
(iii)马达41的输出轴42的精确的轴心方向的计算
基于所述(i)与(ii)中计算出的P＊与Q＊而计算输出轴42的精确的轴心方向C＊。
(3-4)修正输出轴42的轴心方向
基于通过所述计算出的输出轴42的精确的根部中心位置Q＊及前端部中心位置P＊、以及精确的轴心方向C＊，以成为将Q＊作为工具坐标系原点且将C作为工具坐标系Z轴的新工具坐标系的方式重新进行设定。
＜马达侧齿轮与减速机齿轮的组装方法＞
以下，对基于本实施方式的齿轮组装装置的马达侧齿轮43与减速机齿轮的组装方法详细进行说明。
(1)马达安装平面的测定
在手3未抓持马达41的状态下驱动作业机器人1，使用安装在手3的光学传感器(激光距离传感器等)23，而产生安装马达41的平面(例如制品机器人61的臂部件的表面)的位置(机器人基坐标系)。也就是说，计算通过利用光学传感器23检测出的3点的平面，并决定机器人基坐标系中的平面倾斜度(***轴方向)。
(2)马达嵌合部的中心位置的测定
利用所述光学传感器(距离传感器)23感测安装马达41的对象的部件(例如制品机器人61的臂部件)中的加工精度较高的马达嵌合部(圆形状的***口)的边缘。此时，作业机器人2的手3一边从内侧朝向外侧移动一边监视距离传感器读出值，而检测阶差部分。此处，为了提高处理速度，分从内侧朝向外侧粗略感测并且从外侧朝向内侧详细感测的两个阶段来实施感测。
计算通过利用所述感测检测出的3处位置的圆的中心位置(机器人基坐标系)，并特定出马达嵌合部的中心位置。
(3)马达安装孔的计测
利用安装在作业机器人2的CCD摄像机(也可兼用作第1摄像装置21)计测形成在安装马达的对象部件的螺栓孔(将用于将马达41固定在对象部件的螺栓螺固的孔)，而决定最终设置旋转位置。
然后，产生如下坐标(基坐标系)，所述坐标系将所述(1)中求出的平面设为XY平面，将所述(2)中求出的中心位置设为***位置，且将从所述(2)中求出的中心位置朝向所述(3)中检测出的螺栓孔中心位置的方向设为X轴。
(4)减速机齿轮31的相位及马达侧齿轮***轴孔及***轴孔轴心的位置的计测
使作业机器人2的手3靠近制品机器人61的驱动轴附近，通过安装在手3的第1摄像装置21从设置在驱动轴的马达31的***孔46拍摄***孔46的内部的状况，并通过使用第1图像处理部22的图像处理，计算减速机齿轮31的相位以及马达侧齿轮***轴孔及***轴孔轴心的位置。
此外，通过第1图像处理计算出的减速机齿轮的特性信息被发送到作业机器人2的机器人控制装置4。
(5)作业机器人2的手3对马达31的抓持
利用作业机器人2的手3抓持载置在载置台上的马达31。由于在手3或马达31设置着定位用销，所以马达31以特定的精度被手3抓持。
(6)马达侧齿轮43的相位的检测以及输出轴42的前端部中心位置与根部中心位置的计测及输出轴42的轴心方向的计测
利用第2摄像装置对由作业机器人2的手3抓持的马达31的输出轴42进行拍摄，并通过第2图像处理部23对摄像图像进行图像处理，由此，进行马达侧齿轮43的相位的检测及输出轴42的前端部中心位置与根部中心位置的计测。
(7)基于输出轴42的轴心方向的计测结果的工具坐标系的设定的变更
基于通过第2图像处理部23计算出的输出轴42的轴心方向的计测结果，变更工具坐标系的设定。
(8)基于设定变更后的工具坐标系通过组装机器人2的动作控制执行齿轮的组装
基于设定变更后的工具坐标系通过组装机器人2的动作控制，一边将马达侧齿轮43与减速机侧齿轮31嵌合一边执行齿轮彼此的组装。
如上所述，可使用本实施方式的齿轮机构的组装装置1通过作业机器人2无障碍地实施齿轮彼此的嵌合。
[符号的说明]
1 齿轮机构的组装装置
2 作业机器人
3 手
4 机器人控制装置
11 图像处理***
12 第1图像处理部
13 第2图像处理部
21 第1摄像装置
22 第2摄像装置
23 光学传感器(距离传感器)
31 减速机齿轮(第1齿轮)
41 马达
42 输出轴
43 马达侧齿轮(第2齿轮)
44 行星齿轮
46 ***孔
61 制品机器人
C 外切圆b的中心
D 圆弧a与外切圆b的切点
E 行星齿轮的谷部分的重心
F 马达侧齿轮的山部分的重心
a 通过行星齿轮谷部分的重心的圆弧
b 外切于圆弧a的外切圆

Claims (14)

1.一种齿轮机构的组装装置，用来将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且具备：
机器人，包含用来保持所述第2齿轮的手；
第1摄像装置，设置在所述手，且用来拍摄所述第1齿轮；
第2摄像装置，用来在利用所述机器人的所述手抓持所述第2齿轮的状态下，拍摄所述第2齿轮；及
图像处理***，对由所述第1摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，并对由所述第2摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的相位及所述第2齿轮的齿轮轴的位置；且
所述齿轮机构的组装装置构成为，基于通过所述图像处理***所获取的信息而控制所述机器人，将由所述手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用所述机器人组装所述齿轮机构，其中
所述图像处理***具备第1图像处理器件，所述第1图像处理器件是对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，并基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且
所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向位于距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点最近的位置的谷部分的重心的方向特定为所述第1齿轮的相位。
2.一种齿轮机构的组装装置，用来将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且具备：
机器人，包含用来保持所述第2齿轮的手；
第1摄像装置，设置在所述手，且用来拍摄所述第1齿轮；
第2摄像装置，用来在利用所述机器人的所述手抓持所述第2齿轮的状态下，拍摄所述第2齿轮；及
图像处理***，对由所述第1摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，并对由所述第2摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的相位及所述第2齿轮的齿轮轴的位置；且
所述齿轮机构的组装装置构成为，基于通过所述图像处理***所获取的信息而控制所述机器人，将由所述手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用所述机器人组装所述齿轮机构，其中
所述图像处理***具备第1图像处理器件，所述第1图像处理器件是对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，并基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且
所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出所述第1摄像装置的摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向如下的所述外切圆的圆周上的点的方向特定为所述第1齿轮的相位，所述外切圆的圆周上的点是使从所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点到该点的所述外切圆上的长度，与存在于所述圆弧中最接近所述切点的位置的谷部分的重心与所述切点之间的所述圆弧的圆周上的长度相等的点。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮机构的组装装置，其中所述图像处理***具备第2图像处理器件，所述第2图像处理器件是对所述第2齿轮的图像进行图像处理而检测所述第2齿轮的区域，并基于检测出的所述第2齿轮的区域，获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置、以及所述第2齿轮的相位。
4.根据权利要求3所述的齿轮机构的组装装置，以如下方式控制所述机器人：基于通过所述第2图像处理器件所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
5.根据权利要求4所述的齿轮机构的组装装置，以如下方式控制所述机器人：通过所述第2图像处理器件获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置后，使所述手旋转预先所设定的角度，通过所述第2摄像装置再次拍摄所述第2齿轮，基于第二次的摄像图像，通过所述第2图像处理器件再次获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，基于前后2次所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置相关的信息，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
6.根据权利要求1或2所述的齿轮机构的组装装置，其中所述第2齿轮设置在马达的输出轴，
所述手构成为抓持所述马达，且
在所述手设置着用来测定与安装所述马达的对象物相隔的距离的光学传感器。
7.根据权利要求1或2所述的齿轮机构的组装装置，其中所述齿轮机构为行星齿轮机构，所述第1齿轮为所述行星齿轮机构的行星齿轮，且所述第2齿轮为所述行星齿轮机构的太阳齿轮。
8.一种齿轮机构的组装方法，使用机器人将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且包括：
第1齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位；及
第2齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮的相位及齿轮轴的位置；且
基于通过所述第1齿轮计测步骤及所述第2齿轮计测步骤所获取的信息而控制所述机器人，将保持在所述机器人的手的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用机器人组装所述齿轮机构，其中
所述第1齿轮计测步骤包含使用设置在所述手的摄像装置获取所述第1齿轮的图像而进行图像处理的第1图像处理步骤，且
所述第1图像处理步骤构成为，对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，
所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且
在所述第1图像处理步骤中，基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向位于距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点最近的位置的谷部分的重心的方向特定为所述第1齿轮的相位。
9.一种齿轮机构的组装方法，使用机器人将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且包括：
第1齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位；及
第2齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮的相位及齿轮轴的位置；且
基于通过所述第1齿轮计测步骤及所述第2齿轮计测步骤所获取的信息而控制所述机器人，将保持在所述机器人的手的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用机器人组装所述齿轮机构，其中
所述第1齿轮计测步骤包含使用设置在所述手的摄像装置获取所述第1齿轮的图像而进行图像处理的第1图像处理步骤，且
所述第1图像处理步骤构成为，对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，
所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且
在所述第1图像处理步骤中，基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向如下的所述外切圆的圆周上的点的方向特定为所述第1齿轮的相位，所述外切圆的圆周上的点是使从所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点到该点的所述外切圆上的长度，与存在于所述圆弧中最接近所述切点的位置的谷部分的重心与所述切点之间的所述圆弧的圆周上的长度相等的点。
10.根据权利要求8或9所述的齿轮机构的组装方法，其中所述第2齿轮计测步骤包含获取所述第2齿轮的图像而进行图像处理的第2图像处理步骤，且
所述第2图像处理步骤对所述第2齿轮的图像进行图像处理而检测所述第2齿轮的区域，并基于检测出的所述第2齿轮的区域，获取所述第2齿轮的齿轮轴的前端部的位置及根部的位置、以及所述第2齿轮的相位。
11.根据权利要求10所述的齿轮机构的组装方法，以如下方式控制所述机器人：基于通过所述第2图像处理步骤所获取的所述第2齿轮的齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
12.根据权利要求11所述的齿轮机构的组装方法，以如下方式控制所述机器人：在所述第2齿轮计测步骤中获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置后，使所述手旋转预先所设定的角度，再次拍摄所述第2齿轮，基于第二次的摄像图像再次获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，基于前后2次所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置相关的信息，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。
13.根据权利要求8或9所述的齿轮机构的组装方法，其中所述第2齿轮设置在马达的输出轴，
所述手构成为抓持所述马达，且
通过设置在所述手的光学传感器计测与安装所述马达的对象物相隔的距离，并基于该计测结果而产生所述对象物的基坐标系。
14.根据权利要求8或9所述的齿轮机构的组装方法，其中所述齿轮机构为行星齿轮机构，所述第1齿轮为所述行星齿轮机构的行星齿轮，且所述第2齿轮为所述行星齿轮机构的太阳齿轮。
CN201680030252.6A 2015-05-25 2016-05-12 齿轮机构的组装装置及组装方法 Active CN107614195B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-105080 2015-05-25
JP2015105080A JP6614805B2 (ja) 2015-05-25 2015-05-25 歯車機構の組立装置および組立方法
PCT/JP2016/064201 WO2016190124A1 (ja) 2015-05-25 2016-05-12 歯車機構の組立装置および組立方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107614195A CN107614195A (zh) 2018-01-19
CN107614195B true CN107614195B (zh) 2020-10-27

Family

ID=57393991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680030252.6A Active CN107614195B (zh) 2015-05-25 2016-05-12 齿轮机构的组装装置及组装方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180207755A1 (zh)
JP (1) JP6614805B2 (zh)
KR (1) KR102091917B1 (zh)
CN (1) CN107614195B (zh)
DE (1) DE112016002353T5 (zh)
TW (1) TWI613054B (zh)
WO (1) WO2016190124A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10773391B2 (en) * 2017-01-17 2020-09-15 Seiko Epson Corporation Control device and robot system
CN107030696A (zh) * 2017-04-28 2017-08-11 广州瑞松北斗汽车装备有限公司 一种视觉引导抓手
JP7234577B2 (ja) * 2018-10-31 2023-03-08 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム、ロボット制御方法、及びエンコーダー
CN111442742B (zh) * 2020-04-16 2021-11-02 创新奇智(重庆)科技有限公司 齿轮检测设备及方法
CN112658643B (zh) * 2020-12-30 2022-07-01 中国科学院自动化研究所 接插件装配方法
US20240075625A1 (en) * 2021-01-22 2024-03-07 Abb Schweiz Ag Assembling apparatus, assembling method and computer readable storage medium
CN113977266B (zh) * 2021-11-16 2022-08-02 南京高速齿轮制造有限公司 一种行星齿轮的装配模具及其装配方法
CN114211496B (zh) * 2021-12-29 2023-10-10 中国重汽集团济南动力有限公司 一种基于机械臂的智能齿轮对齿自动装配***
CN115890679B (zh) * 2022-12-02 2024-02-13 西南交通大学 基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2854677B2 (ja) * 1990-06-08 1999-02-03 株式会社日立製作所 ギヤ組付け方法およびギヤ組付け装置
JP4261724B2 (ja) * 1999-03-10 2009-04-30 キヤノン株式会社 署名データ生成装置及び画像検証装置
JP4685804B2 (ja) * 2007-01-12 2011-05-18 本田技研工業株式会社 ギヤ装置組立て方法および位相合わせ冶具
JP2012232369A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Kawasaki Heavy Ind Ltd 部品の組立方法および部品の組立装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02185331A (ja) * 1989-01-13 1990-07-19 Hitachi Ltd ギヤの自動組付方法
JP2689737B2 (ja) * 1991-02-18 1997-12-10 株式会社日立製作所 ギヤ自動挿入機
JPH0852682A (ja) 1994-08-10 1996-02-27 Ricoh Co Ltd ロボットハンド装置
JPH1128629A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Mitsubishi Automob Eng Co Ltd ギヤ組付装置
JP4768153B2 (ja) * 2001-06-29 2011-09-07 ヤマハ発動機株式会社 二段ギヤ組込用治具
JP2003262256A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd 揺動内接噛合遊星歯車装置及びその外歯歯車の組込み方法
JP2008142867A (ja) * 2006-12-12 2008-06-26 Aisin Aw Co Ltd プラネタリギヤの組付装置及び組付方法
JP5899958B2 (ja) * 2012-01-23 2016-04-06 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御装置、ロボット、ロボットシステムおよびロボット制御方法
JP2013154447A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Seiko Epson Corp ロボット装置およびロボット制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2854677B2 (ja) * 1990-06-08 1999-02-03 株式会社日立製作所 ギヤ組付け方法およびギヤ組付け装置
JP4261724B2 (ja) * 1999-03-10 2009-04-30 キヤノン株式会社 署名データ生成装置及び画像検証装置
JP4685804B2 (ja) * 2007-01-12 2011-05-18 本田技研工業株式会社 ギヤ装置組立て方法および位相合わせ冶具
JP2012232369A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Kawasaki Heavy Ind Ltd 部品の組立方法および部品の組立装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112016002353T5 (de) 2018-02-15
CN107614195A (zh) 2018-01-19
TWI613054B (zh) 2018-02-01
JP6614805B2 (ja) 2019-12-04
KR20180012789A (ko) 2018-02-06
TW201703952A (zh) 2017-02-01
WO2016190124A1 (ja) 2016-12-01
KR102091917B1 (ko) 2020-03-20
JP2016215345A (ja) 2016-12-22
US20180207755A1 (en) 2018-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107614195B (zh) 齿轮机构的组装装置及组装方法
JP6966582B2 (ja) ロボットモーション用のビジョンシステムの自動ハンドアイ校正のためのシステム及び方法
US10232512B2 (en) Coordinate system setting method, coordinate system setting apparatus, and robot system provided with coordinate system setting apparatus
JP6468741B2 (ja) ロボットシステム及びロボットシステムの校正方法
JP3946711B2 (ja) ロボットシステム
JP2011115877A (ja) 双腕ロボット
JP7153085B2 (ja) ロボットキャリブレーションシステム及びロボットキャリブレーション方法
CN109834710B (zh) 机器人和机器人***
US20190184582A1 (en) Imaging device including vision sensor capturing image of workpiece
JP6661028B2 (ja) 作業位置補正方法
JP2009269110A (ja) 組立装置
CN111905983A (zh) 基于视觉跟随的点胶轨迹修正方法、装置、***及介质
JP2019119027A (ja) ロボットシステムの制御方法、およびロボットシステム
JP5509859B2 (ja) ロボット制御装置及び方法
JP2006224291A (ja) ロボットシステム
JP7152614B2 (ja) 角度伝達誤差測定装置
JP5298919B2 (ja) ロボットハンドの位置補正方法、ロボットハンド、ロボット
JP2016203282A (ja) エンドエフェクタの姿勢変更機構を備えたロボット
JP6578671B2 (ja) ロボット、ロボットの制御方法、及びロボットの制御装置
JPH09222913A (ja) ロボットの教示位置補正装置
TWI617405B (zh) Correction method for robot arm correction system
JP6923688B2 (ja) ロボットおよびロボットシステム
JP2010214546A (ja) 組立装置および組立方法
WO2022091241A1 (ja) オフセット値設定方法およびロボット制御装置
WO2022014043A1 (ja) カメラの位置ずれ測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant