CN107618031A - 由机器人执行的接合确认方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由机器人执行的接合确认方法。机器人(20、22)按照位置控制来执行适宜操作，由此执行将作为第二接合构件(36)的挂钩(36)穿过作为第一接合构件(32)的挂钩孔(32)的操作。此后，将所述机器人(20、22)切换到伺服悬浮控制，并且接收将所述挂钩(36)相对于所述挂钩孔(32)相对抬起的命令。将所述挂钩(36)的抬起量与所述挂钩(36)的最大可容许抬起量D1(阈值)进行比较。

Description

由机器人执行的接合确认方法
技术领域
本发明涉及由机器人执行的接合确认方法，该方法用于通过机器人操作来确认设置在工件上的第一接合构件和设置在保持所述工件的保持主体上的第二接合构件是否彼此接合。
背景技术
作为汽车的推进驱动源的内燃机是相当重的物体，并且难以手动地将内燃机在汽车制造工厂中的加工工位之间运送。为此原因，在加工工位之间设置运送装置。在内燃机悬挂于运送装置的状态下，将内燃机从已经完成了预定操作的工位运送到将要执行下一个操作的工位。
为了执行内燃机的悬挂，运送装置包括设置在链条的远端的多个挂钩，如例如在日本公开特许公报No.2008-230784中描述的。将相应的挂钩穿过内燃机的预定挂钩孔，并且通过向链条施加张力，使内燃机保持在悬挂于运送装置的状态。
发明内容
由操作人员来执行将挂钩穿过挂钩孔的操作。换句话讲，用人力(手动操作)来执行此操作。为了减轻操作人员的负担，需要用由机器人执行的自动化操作来取代此手动操作。
应该想到，在由机器人执行自动化操作的情况下，每当为了将挂钩穿过挂钩孔而执行操作时，将内燃机布置在预设的预定位置。这是因为在这种情况下通过按照教导来操作机器人，挂钩将穿过挂钩孔的可能性高。
相比于此，倘若内燃机由于某些外部原因而未对准预定位置，则挂钩不能穿过挂钩孔。以这种方式，在用机器人执行自动化操作的情况下，假定会出现挂钩没有穿过挂钩孔的情形。在这种情况下，内燃机不能够被悬挂。
因此，必须确定挂钩是否已经穿过挂钩孔。为此目的，还可考虑在挂钩孔附近布置相机，并且基于相机所拍摄的图像来进行此确定。然而，在这种情况下，除了相机之外，需要诸如计算机等用于执行确定的装置，使得除了设施变复杂之外，还存在设施成本陡增的不足。
本发明的主要目的是提供一种由机器人执行的接合确认方法，该方法可以简化其配置并且实现设施成本的降低。
根据本发明的实施方式，提供了一种由机器人执行的接合确认方法，在所述方法中，使在被配置成保持工件的保持主体上设置的第二接合构件相对更靠近在所述工件上设置的第一接合构件，此后，通过所述机器人的操作来确认所述第一接合构件和所述第二接合构件是否彼此接合，该方法包括以下步骤：
按照位置控制来操作所述机器人，并且相对地将所述第一接合构件更靠近所述第二接合构件；以及
将所述机器人切换到伺服悬浮控制，并且发出将所述第二接合构件相对于所述第一接合构件相对抬起的命令；
其中，当所述第二接合构件在所述第二接合构件停止之前抬起的相对量等于预定阈值或位于所述预定阈值内时，确定所述第一接合构件和所述第二接合构件彼此接合，而当所述第二接合构件的抬起的所述相对量超过所述预定阈值时，确定所述第一接合构件和所述第二接合构件没有接合。
按照所述伺服悬浮控制，当预定负荷作用于所述机器人时，可以停止所述机器人的操作。因此，当向所述第二接合构件施加预定负荷并因此停止所述第二接合构件时，倘若在所述第二接合构件停止之前抬起的相对量等于所述预定阈值或位于所述预定阈值内，则可确定“所述第一接合构件和所述第二接合构件彼此接合”。
相比于此，当所述第一接合构件和所述第二接合构件没有接合时，向所述第二接合构件施加负荷。因此，当超过所述阈值时，所述第二接合构件抬起。基于该事实，倘若所述第二接合构件的抬起的相对量超过所述阈值，则可确定“所述第一接合构件和所述第二接合构件没有接合”。
按以上方式，根据本发明，在用所述机器人执行接合操作之后，使用机器人，可以确认是否实际上出现了接合。更具体地，不需要诸如相机、计算机等图像处理装置。因此，可简化设施，并且可减少设施的投资费用。
当所述机器人按照所述伺服悬浮控制进行操作时，所述机器人的远端手单元被设置成只有作用于所述远端手单元上的负荷大于或等于所述远端手单元和所述第二接合构件的总重量且小于或等于所述机器人的额定负荷时，才能够抬起。
通过将所述远端手单元设置成只有当作用于所述机器人的所述远端手单元上的负荷大于或等于所述远端手单元和所述第二接合构件的总重量时才能够上升，可以避免所述远端手单元进而所述第二接合构件没有抬起的情形。另外，通过使得当超过额定负荷的负荷作用时不可以抬起所述远端手单元，可以防止过量负荷作用于机器人。
所述第一接合构件的优选典型示例是通孔。另一方面，在这种情况下，所述第二接合构件的优选典型示例是挂钩。用该配置，所述机器人执行将所述挂钩相对于所述通孔相对抬起的操作。因此，可容易地确定所述挂钩是否与所述通孔接合，或者换句话讲，所述挂钩是否已经穿过所述通孔。
根据本发明，在执行了使用所述机器人将所述第一接合构件与所述第二接合构件接合的接合操作之后，所述机器人切换到所述伺服悬浮控制并且将所述第二接合构件相对于所述第一接合构件抬起。然后，基于相对抬起量是否位于预定阈值内，确定所述第一接合构件与所述第二接合构件是否彼此接合。
更具体地，使用执行接合操作的所述机器人，可以确认是否已经实际发生了接合。因此，不必设置诸如图像处理装置等的其他确认机构。因此，可简化设施。另外，可减少设施的投资费用。
通过以下结合附图进行的描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中，通过例示示例示出了本发明的优选实施方式。
附图说明
图1是被构成为包括实现根据本发明的实施方式的接合确认方法的机器人的加工工位的主要部分的示意性正视图；
图2是示出以下状态的主要部分的示意性立体图：挂钩(第一接合构件)被实现接合确认方法的机器人的远端手单元保持；
图3A至图3C是例示通过改变远端手单元的姿势将挂钩与挂钩孔(第二接合构件)接合的构成的流程图；以及
图4是示出以下状态的竖直剖视图：挂钩被相对于挂钩孔抬起。
具体实施方式
以下，将参照附图详细地展示和描述有关包括用于实现接合确认方法的机器人的加工工位的、根据本发明的由机器人执行的接合确认方法的优选实施方式。
图1是其中相对于内燃机10执行预定操作的加工工位12的主要部分的示意性正视图。加工工位12被构成为包括工件安装底座14、分别设置并固定在两个机器人支座16和18上的第一机器人20和第二机器人22以及上面设置有悬架24(保持主体)的旋转臂26。
通过托板28将作为工件的内燃机10布置在工件安装底座14上的预定位置处。图2中示出的接合夹具30被支撑于内燃机10中的多个预定位置处。挂钩孔32(第一接合构件)被形成为接合夹具30中的每个的上端附近的通孔。在这种情况下，挂钩孔32成形为竖直方向上的细长孔形式。
第一机器人20和第二机器人22二者都是多接头铰接机器人，例如，6轴机器人。第一机器人20和第二机器人22处于例如内燃机10的对角线上。
第一机器人20的远端手单元34包括具有大体平板形状的块状部分35。如随后将讨论的，块状部分35进入图2中示出的挂钩36(第二接合构件)中形成的***凹槽38中。在远端手单元34中设置未例示的负荷检测装置。通过负荷检测装置，可以检测作用于远端手单元34的负荷。负荷检测装置的优选示例是力传感器。
第一机器人20和第二机器人22是预先教导的，并且遵循此教导，第一机器人20和第二机器人22能够基于位置控制进行操作。另外，第一机器人20和第二机器人22还可基于伺服悬浮控制进行操作。第一机器人20和第二机器人22在未例示的控制单元的控制下进行操作。控制单元还执行从位置控制切换成伺服悬浮控制。
多个链条钢丝40被支撑在悬架24上。图2中示出的吊钩36设置于相应链条钢丝40的远端。挂钩36中的每个包括弯曲部分42和防脱离金属构件44，并且与此同时，***凹槽38形成在与弯曲部分42的弯曲方向相反的表面(后表面)上。
旋转臂26包括底座部分46和水平部分48，底座部分46大体竖直地直立，水平部分48弯曲并且在大体水平方向上从底座部分46延伸。底座部分46连接到旋转轴50，并且水平部分48伴随着旋转轴50的旋转而围绕底座部分46的中心旋转。悬架24被支撑在悬挂于水平部分48的远端的状态。
在如上所述配置的加工工位12中，按以下方式来执行根据本实施方式的接合确认方法。
首先，将托板28装配在内燃机10下方，并且将上面支撑有接合夹具30的内燃机10搬送到加工工位12中。此后，对内燃机10执行诸如机加工和组装等预定操作。
接下来，第一机器人20和第二机器人22将挂钩36的弯曲部分42穿过接合夹具30的挂钩孔32，以由旋转臂26卸下或向外传送对其已经完成操作的内燃机10。更具体地，第一机器人20和第二机器人22酌情进行操作，并且远端手单元34的块状部分35被分别***单独挂钩36的***凹槽38中。然后，如图3A中所示，第一机器人20和第二机器人22进一步操作，使挂钩36与挂钩孔32毗邻。此时，防脱离金属构件44面向接合夹具30。
另外，通过改变远端手单元34的姿势，由于防脱离金属构件44与接合夹具30的干涉，防脱离金属构件44被压向弯曲部分42。此后，如图3B中所示，弯曲部分42的远端穿过挂钩孔32。当解除了与接合夹具30的干涉时，防脱离金属构件44在未例示的复位弹簧的弹性作用下返回其原始位置。
伴随着远端手单元34的姿势进一步改变，挂钩36的姿势也改变。结果，如图3C中所示，挂钩36按与弯曲部分42的弯曲相符的关系穿过挂钩孔32。更具体地，挂钩孔32中的每个相对于弯曲部分42的相对定位变成大体在弯曲部分42的中段。直至此时，第一机器人20和第二机器人22的操作是基于位置控制。
虽然以上已经描述了理想的情况，但将假定以下情形：挂钩36中的一个或一些没有穿过挂钩孔32，例如，因为由于某些外部原因，已经出现内燃机10的位置未对准。因此，通过操作第一机器人20和第二机器人22，控制单元确定挂钩36是否已经穿过挂钩孔32。
更具体地，控制单元将第一机器人20和第二机器人22切换到伺服悬浮控制，同时向其发出命令信号以“抬起远端手单元34”。在伺服悬浮控制下，只有作用于远端手单元34上的负荷位于预定范围内时，才使远端手单元34能够抬起。根据本实施方式，该预定范围被设置成大于或等于远端手单元34和挂钩36的总重量，且小于或等于第一机器人20和第二机器人22中的每个的额定负荷。此外，额定负荷小于内燃机10的重量。
在此时间点，保持远端手单元34被***挂钩36的***凹槽38中的状态。因此，当远端手单元34在控制单元的控制下抬起时，挂钩36按与其相符的关系被抬起。当挂钩36穿过挂钩孔32时，如图4中所示，挂钩36(弯曲部分42)在挂钩孔32内部被相对抬起，并且被挂钩孔32的顶壁挡住。
此时，内燃机10的重量被作为负荷施加于远端手单元34。因此，超出额定负荷的负荷作用于远端手单元34。当负荷检测装置(力传感器等)检测到此事件时，控制单元致使远端手单元34停止向上移动。更具体地，内燃机10没有向上移动并且没有与工件安装底座14分开。因此，避免了过量负荷施加于第一机器人20和第二机器人22。
因此，用图4中的D1来表示挂钩36的最大可容许抬起量。更具体地，最大可容许抬起量是从当挂钩36在下止点位置紧靠挂钩孔32的底壁时其中心O到当挂钩36在上止点位置紧靠挂钩孔32的顶壁时其中心O'限定的距离。此距离(最大可容许抬起量)D1预先被作为阈值输入控制单元中。
总之，即使给予远端手单元34抬起命令，当挂钩36穿过挂钩孔32时，挂钩36的抬起量位于距离D1(包括0)内，而并没有发生超过这个量的进一步抬起。基于这个事实，控制单元在钩36的停止点之前将挂钩36的抬起量与距离D1进行比较，并且如果停止时其抬起量等于距离D1或位于距离D1内，则确定“挂钩36已经穿过挂钩孔32”，或者换句话讲，挂钩36布置成图4中示出的“内”状态。
在进行此确定的情况下，远端手单元34脱离挂钩36的***凹槽38并且与其分开。此外，当悬架24略微抬起时，链条钢丝40承受应变，结果，内燃机10悬挂于悬架24。在这种状态下，旋转轴50被供能，并且伴随着旋转臂26围绕底座部分46旋转，内燃机10被向外传送到在其中执行后续操作的另一个加工工位(未示出)。
另一方面，也如图4所示的，当挂钩36还未穿过挂钩孔32时，挂钩36一直被抬起。这是因为没有用于挡住挂钩36的构件。
在这种情形下，控制单元将挂钩36的抬起量与如上所述最大可容许抬起量D1进行比较。另外，如果挂钩36的抬起量超过距离D1(在图4中，D2大于D1)，则控制单元确定“挂钩36还未穿过挂钩孔32”。这是因为在挂钩36已经穿过如上所述的挂钩孔32的情况下，挂钩36抵靠挂钩孔32的顶壁并且被其挡住，并且其抬起量的最大值是D1。更具体地，在当前情况下，确定已经出现了图4中用“外”表示的状态。
按以上方式，通过按照伺服悬浮控制来操作第一机器人20和第二机器人22，可以容易地确定挂钩36是否已经穿过挂钩孔32。因此，不需要设置诸如相机、计算机等图像处理装置。此特征使得能够简化加工工位12的配置。另外，可减少设施投资费用。
此外，当确定“挂钩36还未穿过挂钩孔32”时，控制单元发出警告。觉察到此警告后，操作人员可手动地将挂钩36穿过挂钩孔32。
本发明不具体限于上述实施方式，可在不脱离随附权利要求书阐述的本发明的范围的情况下，在本文中采用各种修改形式。
例如，可在工件上设置挂钩，并且可借助链条钢丝在保持主体上设置其中形成有挂钩孔的接合夹具。在这种情况下，保持主体上的接合夹具可移动成与工件上的挂钩毗邻。
另外，理所当然，工件不具体限于内燃机10。

Claims (5)

1.一种由机器人(20、22)执行的接合确认方法，在所述方法中，使在被配置成保持工件(10)的保持主体(24)上设置的第二接合构件(36)相对更靠近在所述工件(10)上设置的第一接合构件(32)，此后，通过所述机器人(20、22)的操作来确认所述第一接合构件(32)和所述第二接合构件(36)是否彼此接合，该方法包括以下步骤：
按照位置控制来操作所述机器人(20、22)，并且相对地将所述第一接合构件(32)更靠近所述第二接合构件(36)；以及
将所述机器人(20、22)切换到伺服悬浮控制，并且发出将所述第二接合构件(36)相对于所述第一接合构件(32)相对抬起的命令；
其中，当所述第二接合构件(36)在所述第二接合构件(36)停止之前抬起的相对量等于预定阈值(D1)或位于所述预定阈值内时，确定所述第一接合构件(32)和所述第二接合构件(36)彼此接合，而当所述第二接合构件(36)的抬起的所述相对量超过所述预定阈值(D1)时，确定所述第一接合构件(32)和所述第二接合构件(36)没有接合。
2.根据权利要求1所述的由机器人(20、22)执行的接合确认方法，其中，当所述机器人(20、22)按照所述伺服悬浮控制进行操作时，所述机器人(20、22)的远端手柄单元(34)被设置成只有作用于所述远端手单元(34)上的负荷大于或等于所述远端手单元(34)和所述第二接合构件(36)的总重量且小于或等于所述机器人(20、22)的额定负荷时，才能够抬起。
3.根据权利要求1所述的由机器人(20、22)执行的接合确认方法，其中，所述第一接合构件(32)是通孔(32)并且所述第二接合构件(36)是挂钩(36)，并且所述机器人(20、22)执行将所述挂钩(36)相对于所述通孔(32)相对抬起的操作。
4.根据权利要求3所述的由机器人(20、22)执行的接合确认方法，其中，所述挂钩(36)包括弯曲部分(42)和防脱离金属构件(44)，所述弯曲部分(42)穿过所述通孔(32)，所述防脱离金属构件(44)被配置成防止所述弯曲部分(42)脱离所述通孔(32)。
5.根据权利要求1所述的由机器人(20、22)执行的接合确认方法，其中，当确定所述第一接合构件(32)和所述第二接合构件(36)没有接合时，发出警告。
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