JP2008279549A - ワーク搬送システムおよびワーク搬送方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】組立てシステム1は、ミラー60を把持するハンド121と、このハンド121の位置および姿勢を変化させるアーム122と、把持されたミラー60をセンシングして、このセンシングしたデータを出力する第2のマニピュレータ13と、これらを制御する制御部70と、を備える。制御部70は、ミラー60の搬送経路についてのティーチングデータを予め記憶しておき、センシングデータに基づいて、ミラー60の位置および姿勢を実測データとして生成し、ミラー60の搬送中、ティーチングデータと実測データとを照合してずれ量を算出し、この算出したずれ量に基づいて、ミラー60の位置および姿勢がティーチングデータに略一致するように、アーム122を制御する。
【選択図】図1
Description
このように部品とハンドとの相対位置が一定にならない場合、ワーク表面の部品取付位置に部品を取り付ける際に、この部品取付位置をセンシングして、ハンドの位置や姿勢を制御しても、部品をワークに高精度で取り付けることは困難となる。
よって、ワークと把持手段との相対位置が一定にならない場合でも、この把持したワークの位置や姿勢を高精度で制御できる。その結果、ワークと把持手段との相対位置を決定する装置を設ける必要がなくなり、コストを低減できる。また、把持した状態でのワークの姿勢が限定されないので、ワークの供給姿勢も限定されず、ワークの供給が容易になる。
図1は、本発明の一実施形態に係るワーク搬送システムとしての組立てシステム1の概略構成を示す図である。
組立てシステム1は、自動車のボディ2が搬送される搬送経路の途中に設けられている。この組立てシステム1には、バケット61内に収容された状態でワークとしてのミラー60が供給される。
組立てシステム1は、バケット61内に収容されたミラー60を把持して、この把持したミラー60を、ボディ2のミラー取付部3に取り付ける。
ワーク画像センサ131は、ハンド121で把持されるミラー60をセンシングする。すなわち、ミラー60を撮影し、この撮影した画像を構成する各ピクセルについて3次元の座標データを取得し、センシングデータとして出力する。
このように、全体画像センサ4を設けることにより、第1のマニピュレータ12でワークを把持して搬送しながら、全体画像センサ4で、次に把持するワークを認識することが可能となり、サイクルタイムを短縮できる。
ハンド121は、ハンド本体123と、4つのフィンガ部20と、ハンド本体123に設けられて4つのフィンガ部20同士の相対的な姿勢および間隔を変化させるフィンガ部調整機構30と、を備える。
ここで、ハンド本体123の下面に対して垂直な方向をZ軸とし、一対の多関節アーム31の並ぶ方向をX軸方向とし、多関節アーム32の移動方向をY軸とする。
スライド機構33は、それぞれ、ハンド本体123に設けられたモータ331と、このモータ331に接続されて多関節アーム32の後述の第1テーブル41に螺合された送りねじ機構332と、を備える。
スライド機構33によれば、モータ331を駆動することで、送りねじ機構332を介して、多関節アーム32を多関節アーム31に対して進退できる。
多関節アーム32は、第1テーブル41と、この第1テーブル41に対して回転可能な第2テーブル42と、この第2テーブルに対して回転可能な第3テーブル43と、を備える。
第1回転機構44は、第1テーブル41に設けられてZ軸方向を回転軸とするモータ441と、このモータ441の回転軸に取り付けられた平歯車442と、第2テーブル42に固定されて平歯車442に噛合する平歯車443と、を備える。
第1回転機構44によれば、モータ441を駆動することで、平歯車442および平歯車443を介して、第2テーブル42を第1テーブル41に対して回転できる。
第2回転機構45は、第3テーブル43に設けられてY軸方向を回転軸とする一対のモータ451と、この一対のモータ451のそれぞれの回転軸に取り付けられた傘歯車452と、第2テーブル42に固定されて傘歯車452に噛合する傘歯車453と、を備える。このように2台のモータ451を用いることにより、第2回転機構45は、高いトルクを得ることができる。
第2回転機構45よれば、モータ451を駆動することで、傘歯車452および傘歯車453を介して、第3テーブル43を第2テーブル42に対して回転できる。
第4テーブル21は、第3回転機構46により、Y軸方向を回転軸として回転可能である。
第3回転機構46によれば、モータ461を駆動することで、傘歯車462および傘歯車463を介して、第4テーブル21を第3テーブル43に対して回転できる。
進退機構23は、第4テーブル21に設けられたモータ231と、このモータ231に取り付けられたピニオンギヤ232と、を備える。
進退機構23によれば、モータ231を駆動することで、ピニオンギヤ232およびラック233を介して、フィンガ22を第4テーブル21に対して突没できる。
多関節アーム32は、スライド機構33により、図4中、直動軸である第1軸Aに沿って移動可能であり、第2テーブル42は、第1回転機構44により、図4中、旋回軸である第2軸Bを回転中心として、第1テーブル41に対して回転可能である。第3テーブル43は、第2回転機構45により、図4中、旋回軸である第3軸Cを回転中心として、第2テーブル42に対して回転可能であり、第4テーブル21は、第3回転機構46により、図4中、旋回軸である第4軸Dを回転中心として、第3テーブル43に対して回転可能である。また、フィンガ22は、進退機構23により、図4中、直動軸である第5軸Eに沿って移動可能である。
第1軸Aに沿った移動により、ワークを把持しやすい位置にフィンガ22を移動できる。第2軸Bを中心とする回転により、フィンガ22の把持する方向を調整することができる。第3軸Cおよび第4軸Dを中心とする回転により、フィンガ22同士を平行に保ちつつ、フィンガ22同士の間隔を調整して、把持動作を行うことができる。特に、第3軸Cは第4軸Dよりも高いトルクで回転するため、第3軸Cで回転動作することで、第4軸Dで回転動作する場合に比べて、大きな把持力を得ることができる。
第5軸Eに沿った移動により、ワークの高さに対応したり、ワークとバケットとのクリアランスが狭い場合でも、ワークにアプローチしたりできる。また、第5軸Eに沿ってフィンガ22を後退させることで、任意のフィンガ22を把持動作から除外することができる。
ワークとしては、所定方向に特に長い形状のものや、薄い板状のものがある。このような形状のワークは、バケットにまとめて収容される。所定方向に長いワークとしては、例えば、サッシュ、モール、ガーニッシュ、ライニングが挙げられる。
また、ワークとしては、所定方向に特に長くない形状、つまり、立方体形状や直方体形状のものがある。このような形状ワークは、バケットに仕切りを設けて、仕切りに囲まれた空間に1個ずつ収容される。立方体形状のワークとしては、例えば、ミラー、アウターハンドル、スピーカ、ロックが挙げられる。
図5に示すように、ワーク50は、平面視で略十字形状であり、長尺状の基部501と、この基部501の略中央に設けられて基部501に略直交する方向に延びる突出部502と、を備える。このワーク50は、バケット51に収容されている。
バケット51は、上方が開放された箱状であり、矩形状の底部511と、この底部511の周縁に立設された壁部512と、を備える。
ワーク50がバケット51に収容されると、ワーク50の周囲とバケット51の壁部512との間には、4つの隙間513が形成される。
すなわち、図6に示すように、ワーク50Aの基部501の一端側には、突出部502が設けられている。このワーク50Aがバケット51に収容されると、隙間513Aでは、突出部502がバケット51の隅部近傍に位置することになる。
そこで、隙間513Aに挿入するフィンガ22については、隙間513Aの隅部近傍ではなく、ワーク50Aの基部501の中央寄りに挿入する。
図7に示すように、第2の把持方法では、ワーク50およびバケット51の構成は、第1の把持方法と同様である。
この第2の把持方法では、図7に示すように、まず、ハンド121の4本のフィンガ22を、それぞれ、バケット51の隙間513に挿入する。次に、基部501の一端側に位置する2本のフィンガ22を、基部501の中心線(図7中一点鎖線で示す)に向かって移動することで、ワーク50の一端側を挟持する。また、同様に、基部501の他端側に位置する2本のフィンガ22を、基部501の中心線に向かって移動することで、ワーク50の他端側を挟持する。
制御部70は、ティーチングデータ記憶部71、ワーク形状記憶部72、取付部認識部73、実測データ生成部74、ワーク把持部75、およびワーク搬送部76を備える。
ここでは、バケット61内からボディ2のミラー取付部3に至るまでのミラー60の経路をティーチングデータとして記憶する。このティーチングデータは、ワーク画像センサ131とワークとの相関位置を示すものであり、ワークの姿勢は一定である。
取付部認識部73は、全体画像センサ4から出力されたセンシングデータに基づいて、ワークを取り付ける取付部を認識する。ここでは、ボディ2のミラー取付部3の位置や姿勢を認識する。
すなわち、まず、全体画像センサ4から出力されたセンシングデータに基づいて、バケット61の位置を確認し、このバケット61内に収容されたミラー60の種類や供給姿勢などを認識する。
ST1では、まず、全体画像センサ4から出力されたセンシングデータに基づいて、バケット61の位置を確認し、さらに、このバケット61内に収容された複数のミラー60の供給姿勢を認識する。
この状態から、ミラー60の重心に向かって4本のフィンガ22を移動させることで、図12に示すように、ミラー60をハンド121で把持した後、図13に示すように、ハンド121を上昇させて、ミラー60を持ち上げる。
ST5では、ずれ量に基づいて、第1のマニピュレータ12のアーム122を制御して、ミラー60の位置および姿勢を補正する。
例えば、図14に示すように、ミラー60の姿勢が崩れて、ティーチングデータと実測データとの間にずれが生じた場合には、ハンド121とミラー60との相対位置を変化させることなく、アーム122の姿勢を変化させることで、ミラー60の位置および姿勢をティーチングデータに略一致させる。
(1)把持されたミラー60をセンシングする第2のマニピュレータ13を設け、この第2のマニピュレータ13より出力されたセンシングデータに基づいて、ミラー60の位置および姿勢を実測データとして生成した。そして、ミラー60の搬送中、ティーチングデータと実測データとを照合してずれ量を算出し、この算出したずれ量に基づいて、ミラー60の位置および姿勢がティーチングデータに略一致するようにアーム122を制御した。
よって、ミラー60とハンド121との相対位置が一定にならない場合でも、この把持したミラー60の位置や姿勢を高精度で制御できる。その結果、ミラー60とハンド121との相対位置を決定する装置を設ける必要がなくなり、コストを低減できる。また、把持した状態でのミラー60の姿勢が限定されないので、ミラー60の供給姿勢も限定されず、ミラー60の供給が容易になる。
13 第2のマニピュレータ(センシング手段)
60 ミラー(ワーク)
70 制御部(制御手段)
121 ハンド(把持手段)
122 アーム(搬送手段)
Claims (2)
- ワークを搬送するワーク搬送システムであって、
ワークを把持する把持手段と、
当該把持手段の位置および姿勢を変化させる搬送手段と、
前記把持されたワークをセンシングして、このセンシングしたデータを出力するセンシング手段と、
前記把持手段、前記搬送手段、および前記センシング手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ワークの搬送経路についてのティーチングデータを予め記憶しておき、
前記センシング手段より出力されたセンシングデータに基づいて、前記ワークの位置および姿勢を実測データとして生成し、
前記ワークの搬送中、前記ティーチングデータと前記実測データとを照合してずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づいて、前記ワークの位置および姿勢が前記ティーチングデータに略一致するように、前記搬送手段を制御することを特徴とするワーク搬送システム。 - ワークを搬送するワーク搬送方法であって、
把持手段によりワークを把持して、搬送手段により前記把持手段の位置および姿勢を変化させることで、前記ワークを搬送する搬送手順を備え、
当該搬送手順では、前記把持されたワークをセンシングして、このセンシングしたデータに基づいて、前記ワークの位置および姿勢を実測データとして生成し、当該実測データと前記ワークの搬送経路についてのティーチングデータとを照合してずれ量を算出し、当該算出したずれ量に基づいて、前記ワークの位置および姿勢が前記ティーチングデータに略一致するように、前記搬送手段を制御することを特徴とするワーク搬送方法。
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