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技球王会术领域:本发明涉及机器人强度的部件

发布时间:2022-09-21 10:58人气:

球王会专利名称:机器人系统的制造方法

技术领域:

本发明涉及机器人系统。

球王会背景技术:

过去,有一种机器人系统,其中工业机器人(以下简称“机器人”)自动执行组件的组装工作。例如,专利文献1公开了一种通过机器人自动执行将环形构件装配到轴的组装操作的技术。专利文献1 日本特开8-187687号公报 但是,在上述专利文献1记载的技术中,没有考虑环状部件与轴的嵌合强度,因此在需要嵌合强度的部件的情况下,组装好,存在成品率下降的问题。

发明内容

球王会本发明所公开的技术是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种机器人系统,该机器人系统能够在机器人自动进行环状部件的装配作业时提高成品率。到轴。本发明所公开的机器人系统具备:保持轴的机器人和固定该轴的夹具,该轴上安装有与环状部件的内周面卡合的卡合部件,该轴旋转该轴。环状部件 控制部,在机器人保持安装有环状部件的轴且环状部件与夹具接触的状态下,由机器人对轴施加旋转力。判断部根据施加旋转力时的机器人的动作,判断卡合部件是否安装在轴上。根据本发明所揭示的机器人系统的一方面,当机器人自动执行将环形构件装配到轴的组装工作时,可以提高成品率。

图。图1是表示本实施方式的机器人系统的结构的示意图。如图。图2是表示实施方式的机器人的外观的示意图。如图。图3是表示实施方式的机器人系统的结构的框图。如图。图4是表示实施方式的机器人的动作的图。如图。图5是表示实施方式的机器人的动作的图。如图。图6是表示本实施方式的控制装置的处理步骤的流程图。如图。图7是表示实施方式的变形例的机器人系统的结构的示意图。符号说明1、Ia:机器人系统; 2:机器人; 28:如端臂; 28a:手转轴; 28b:致动器; 3:控制装置; 31:控制单元; 32:操作单元; ; 4:钥匙安装装置; 5:轴; 51:键(键); 6:卡扣(固定工具); 7a、7b:齿轮; 8:涂胶装置; 9:装配工作台; 10、10a, 10b:夹具。

具体实现方法

球王会在下文中,将参照附图详细描述本发明中公开的机器人系统的实施例。另外,本发明不限于以下所示的实施例中的例子。示例在下文中,将描述用于通过机器人自动执行将作为环形构件的齿轮装配到轴的组装操作的机器人系统。另外,与轴嵌合的部件不限于齿轮,也可以是转子、带轮等任意的环状部件。如图。图1是表示本实施方式的机器人系统1的结构的示意图。如图所示。如图1所示,机器人系统1具备自动进行将齿轮7安装于轴5的组装作业的机器人2。控制装置3设置在机器人2的移动区域100的外部,控制机器人系统1整体的动作。这里,将使用图1描述机器人2。 2.如图。图2是表示本实施方式的机器人2的外观的示意图。如图所示。如图2所示,机器人2具有安装在固定于地板等的基座21上的基座部22。从基部22延伸的机械臂; “手 29”)。机械臂将第一臂23、第二臂24、第三臂25、第四臂2从基座端(基座22)到远端侧6、 由六个臂组成,即第五臂27和第六臂28,每根臂的内部都装有一个致动器,如图中双箭头所示。在机器人臂28的前端部(以下称为“前端臂28”)的一部分,设置有使手部旋转轴28a旋转来驱动手部29旋转的机构。致动器 28b。

另外,在手29的内部,设置有驱动安装在手29前端的一对把持爪29a的致动器(未图示)。上述前端臂28构成为能够在控制装置3的控制下切换手固定控制和手空转控制。这里,手固定控制是指手29的以下旋转控制。当手29旋转时,无论经由手29施加到手旋转轴28a的外力的大小如何,致动器28b都被施加到手转轴28a。旋转力。另一方面,手空转控制是指当手29旋转时经由手29施加到手旋转轴28a的外力的大小(扭矩)大于或等于以下时手29的以下旋转控制。等于预定阈值时,控制手转轴28a的操作,使得手转轴28a通过外力与手29一起旋转。另外机械人系统,在控制装置3选择了手空转控制的情况下,在手旋转轴28a旋转的情况下,如果经由手29对手旋转轴28a施加的外力小于阈值,则手29由手转轴28a转动。旋转。然后,机器人2根据控制使第一臂23、第二臂24、第三臂25、第四臂26、第五臂控制装置3 臂27、第六臂28、手29和把持爪29a动作,进行把持轴5和齿轮7嵌合的组装作业。在上述机器人2中,手29作为把持轴5的把持部发挥作用。返回到图1的描述。参照图1,继续关于机器人系统1的配置的描述。如图所示。参照图1,在机器人2的运动区域100内,分别在预定位置设置车轴箱50、、卡扣箱60、、齿轮箱70、。合格箱12产品和有缺陷产品的框 13。

轴箱50是放置多个轴5的容器,夹盒60是放置多个夹子6的容器,齿轮箱70是放置多个夹子6的容器。齿轮7被放置。合格箱12是用于放置机器人2组装后确定为无缺陷的部件的容器,合格箱13是用于放置机器人2组装后确定为无缺陷的部件的容器另外,也可以代替合格品箱12和不良品箱13,例如设置用于存放合格品和不合格品的成品的成品容器,并显示成品是否合格的显示。不得在成品容器附近提供。判断结果的显示装置。在上述情况下,当成品被运出时,成品是否合格的判断结果显示在显示装置上。另外,在机器人2的可动区域100内,分别在规定位置配置有键安装装置4、粘接剂涂敷装置8、装配台9和夹具10。在此,钥匙安装装置4安装有与设置在齿轮7的内周面的作为被卡合部的凹部71卡合的卡合部件(以下称为“钥匙”)。设备的轴 5 个安装孔。另外,粘合剂涂敷装置8是在齿轮7嵌合前将粘合剂涂敷到轴5的周面的装置。另外,嵌合台9是在与轴5嵌合时固定齿轮7的装置。另外,工具10是在判断键是否正确地安装在齿轮7所嵌合的轴5上时使用的工具。在本实施方式中,作为夹具10,使用与安装在轴5上的齿轮7相同形状(相同物体)的齿轮7。

上述夹具10通过螺纹固定在固定于地板等的工作台11上。另外,夹具10的使用方法使用图1在后面进行说明。 5. 图。因此,在本实施方式中,作为夹具10使用一个组装材料的齿轮7,因此不需要另外准备夹具10专用的部件。 接着,对机器人系统1的结构进行说明。参照图 2 进行了描述。 3.如图。图3是表示本实施方式的机器人系统1的结构的框图。如图所示。如图3所示,机器人系统1包括机器人2、键安装装置4、粘合剂涂敷装置8和控制装置3。控制装置3是统一控制整个机器人系统1的操作的装置。 ,并且包括控制单元31、、操作单元32和确定单元33。在此,操作部32是为了输入机器人2的动作内容、动作所需的各种参数等信息而由操作者操作的键盘、触摸面板等输入装置。控制部31是基于通过操作部32输入的信息向机器人2、键安装装置4和粘接剂涂敷装置8输出各种指令、进行齿轮7与轴的嵌合的处理部。 5.组装工作。另外机械人系统,组装作业的详细情况将使用图2在后面叙述。 4.另外,控制部31在机器人2将齿轮7与轴5嵌合之前选择上述手部固定控制,在将齿轮7与轴5嵌合后选择上述手部空转控制。判定部33是基于从机器人2输入的、表示机器人2的动作状态的信息,判定键是否正确安装于安装有齿轮7的轴5的处理部。 p>

另外,关于判定部33判定钥匙的安装状态的情况下的机器人2的动作,将在后面使用图5进行说明。 5. 图。另外,利用图3在后面说明由上述控制装置3进行的处理。 6. 图。接下来,将使用图2描述用于将齿轮7装配到轴5的机器人2的操作。 1、图图 4 和图5.图4和图5是表示实施方式的机器人2的动作的图。此外,在图在图4和图5中,对与图4和图5所示的构成要素相同的构成要素赋予相同的符号。 1 和 2 。在机器人系统1中,当机器人2进行将齿轮7装配到轴5上的组装作业时,控制装置3的控制单元31选择手持控制来操作机器人2。然后,根据在控制装置3的控制下,机器人2首先从图1所示的带扣箱60中抓住带扣6。 7 并将其放在工作台 9 上进行安装。接下来,如图所示。如图4(Ca)所示,机器人2从轴箱50(参照图1)中把持轴5并取出。之后,机器人2将把持轴5插入钥匙安装装置4的开口部41(参照图1)。在此,键安装装置4将圆筒状的键51嵌合在设置于由机器人2插入的轴5的外周面的安装孔中。由此,如图4(b)所示,键51以从轴5的一端突出的状态安装。

接着,机器人2使安装有键51的轴5移动到粘接剂涂敷装置8的位置(参照图1)。在此,粘合剂涂敷装置8将粘合剂涂敷到轴5的外周面。接着,机器人2将涂有粘合剂的轴5移动到装配台9的位置,如图3所示。轴5在位置对齐的状态下插入齿轮7和带扣6中。结果,如图1所示。如图4(d)所示,齿轮7嵌合于轴5。这里,例如,在键安装装置4中不存在要安装的键51时,或者在从键51的安装到齿轮7的嵌合期间,键51从轴51脱离的情况下。之后,机器人2将齿轮7安装到未安装键51的轴5上。在上述情况下,组装部件的齿轮7与轴5的配合强度低,在轴5旋转时机械人系统,轴5相对于齿轮7空转,成品率降低。因此,在机器人系统1中,在机器人2将齿轮7与轴5嵌合后,使用夹具10判断键51是否正确地安装在轴5上。图7所示的第一工作区域101中的轴5安装在轴5上。接下来,如图所示。如图5(a)所示,机器人2使与把持轴5嵌合的齿轮7的外周与夹具10的外周压接。这里,如上所述,夹具10是具有与齿轮7相同形状的齿轮。

因此,通过利用夹具10对与轴5嵌合的齿轮7进行铆接,齿轮7的齿与夹具10的齿啮合。接着,控制装置3的控制部31从手固定控制切换为手空转控制,使机器人2动作。如上所述,上述的手空转控制使得当手29旋转时,经由手29施加到手旋转轴28a的外力的大小等于或大于预定阈值,所以手转轴28a连接到手转轴28a。 29 - 通过外力一起旋转。在此,与施加于手旋转轴28a的外力有关的阈值被设定为高于在将粘合剂施加到轴5的情况下从手29施加到手旋转轴28a的外力的值。键51未安装到其上。在通过接触剂而将要装配的齿轮7固定为非旋转状态的状态下,通过手29使轴5旋转的情况下。另外,控制部31控制前端臂28的姿势,使得在机器人2通过手空转控制动作时手旋转轴28a与铅垂方向平行。由此,能够防止手29因轴5的重量而旋转。然后,机器人2在控制装置3的控制下,通过前端臂28内的致动器28b对手旋转轴28a施加旋转力,对由手29保持的轴5施加旋转力。 此时,在键51正确安装在轴5上的情况下机械人系统,齿轮7被夹具10固定,轴5通过键51相对于齿轮7固定。因此,当通过致动器28b对轴5施加旋转力时,通过手29对手旋转轴28a施加阈值以上的外力。如图5(b)所示,手旋转轴28a和手29不旋转,轴5不旋转。

其结果,当指针旋转轴28a不旋转时,控制装置3的判断部33判断为键51正确地安装在轴5上,轴5被设定为图示的标准品在图1.方框12。这里,当对轴5施加旋转力时,在控制单元31中选择手空转控制,从而不会对手旋转轴28a施加不必要的过大的力,手29、@ > 轴5、齿轮7等扭矩。由此,当键51正确地安装在轴5上时,能够防止指针旋转轴28a、指针2的轴5、齿轮7等因施加过大的扭矩而损坏。 .

另一方面,在键51未安装在轴5上的情况下,齿轮7由夹具10固定,但轴5不能固定在齿轮7上,因为键51没有安装。因此,当通过致动器28b对轴5施加旋转力时,不会从手29对手旋转轴28a施加阈值以上的外力。因此,如图所示。如图5(c)所示,手旋转轴28a、手29和轴5-一起旋转。然后,当与手29一起旋转的手旋转轴28a与轴5的旋转角度达到预定角度时,控制装置3的判断单元33判断为钥匙51未安装在轴5上,并且将轴 5 放在不合格产品盒上

13.这样,在机器人系统1中,在齿轮7与轴5嵌合后,通过机器人2的动作,能够确认肉眼难以确认的键51的安装状态,好不好可以判断。结果机械人系统,在机器人系统1中,齿轮7可以暂时从轴5上卸下,键51可以重新连接到轴5上,并且齿轮7可以重新连接到轴5上确定的部分。有缺陷,从而提高良率。 此外,在控制装置3的控制部31在第一作业区域101中由机器人2进行将齿轮7与轴5嵌合的嵌合动作之后,机器人2进行使用夹具10的动作,判断是否或未安装密钥 51。确定夹具10安装在与第一工作区101分开的第二工作区102中。结果,当轴5从第一工作区101移动到第二工作区102时,第一工作区101处于可以放置下一个齿轮7和夹子6的状态。因此,例如,当机器人系统1中安装了两个机器人2时,两个机器人2可以同时进行齿轮7的装配操作和使用夹具10的确定操作,从而提高工作效率。接下来,将参照图3描述由控制装置3的控制单元31和确定单元33执行的处理。 6.如图。图6是表示本实施方式的控制装置3的处理步骤的流程图。在操作单元32执行工作开始操作之后,控制单元31和确定单元33重复执行图3所示的处理。 6.具体而言,控制部31首先开始手固定控制(步骤S101)。如上所述,上述手部固定控制是如下所述的手部29的旋转控制。当手29旋转时,无论经由手29施加到手旋转轴28a的外力的大小如何,都从致动器28b向手旋转轴28a施加旋转。力量。接着,控制部31向机器人2输出夹子6和齿轮7的放置指令(步骤S102)。由此,机器人2将夹子6和齿轮7依次放置在第一作业区域中。 101) 拟合表的初步9

找到。然后,控制单元31向机器人2和钥匙安装装置4输出钥匙安装命令(步骤S103)。结果,机器人2将手29移动到轴箱50,把持轴如图5所示,将轴5插入轴盒50中,开口41在键安装装置4上方开口。在键安装装置4将轴5插入开口41后,键51安装在轴5上。之后,控制单元31将粘合剂施加到机器人2并且设备8输出粘合剂施加命令(步骤S104))。由此,机器人2将轴5移动到施加粘合剂的位置。粘接剂涂敷装置8使轴5旋转。粘接剂涂敷装置8将粘接剂涂敷到旋转轴5的外周面。接着,控制部31向机器人2输出齿轮嵌合指令(步骤S10<@5). 结果,机器人 2 将轴 5 移动到装配台 9 pr设置在第一工作区101内,并插入齿轮7和夹子6中进行装配。然后,控制单元31向机器人2输出齿轮按压指令(步骤S106)。结果,机器人2将轴5移动到第二工作区域102,并且按压啮合齿轮的齿。齿轮7通过夹具10的齿与轴5嵌合。进而,控制部31开始手的空转控制(步骤S107)。如上所述,上述的手空转控制为手29的旋转控制如下:当手29旋转时,经由手29施加到手旋转轴28a的外力的大小大于或等于预定阈值。手转轴28a,手转轴28a的运动被控制,使得手转轴28a和手29在外力的作用下一起转动。

这里,与施加到手旋转轴28a的外力有关的阈值被设置为高于在没有键51的情况下经由手29施加到手旋转轴28a的外力的值。安装在轴5上的情况下,在安装的齿轮7的状态下,通过用手29使轴5旋转的情况,通过涂敷粘接剂以不旋转的方式固定。接着,控制部31向机器人2输出手部旋转指令(步骤S108)。由此,机器人2驱动前端臂28的致动器28b,对手部旋转轴28a施加旋转力。接着,判断部33判断手旋转轴28a的旋转角度是否达到规定角度(步骤S109)。这里,判断部33判断为手的旋转角度旋转轴28a未达到预定角度(步骤S109,否),确定钥匙51(缺陷产品)已安装到轴5(步骤S110)。然后,控制单元31输出将用于良品的盒子12放置到机器人2的命令(步骤S111))。由此,机器人/机器人2将被确定为良品的轴5移动到良品并放置产品箱12,然后处理进行到步骤S101。另一方面,确定单元33判断手旋转轴28a的旋转角度为预定角度时(步骤S109,是),判断为钥匙51未安装在轴5上(钥匙安装不合格)(步骤S11< @2))。此外,控制单元31向机器人2输出不合格品盒13的放置指令(步骤S113))。由此,机器人2将判定为不良品的轴5移动到不良品用箱13并放置,进入步骤

S10lo 此外,在上述实施例中,已经描述了仅将一个齿轮7装配到轴5的情况,但是机器人2可以将具有不同形状和齿数的多个齿轮装配到轴5上。轴 5 .在此,作为机器人系统1的变形例,参照图1对机器人系统1a进行说明,在该机器人系统1a中,通过机器人2将具有不同形状和齿数的多种齿轮嵌合在轴5上。 7.如图。图7是表示本实施方式的变形例的机器人系统1a的结构的示意图。此外,在图在图7中,对与图6所示的构成要素相同的构成要素赋予相同的符号。如图所示。如图7所示,变形例的机器人系统1a与图1所示的机器人系统1不同。与图1的不同之处在于,除了齿轮7之外,在齿轮箱70和齿轮7b中还设置有形状和齿数与齿轮7不同的齿轮7a。夹具10、10a、10b分别对应齿轮7、7a和齿轮7b。在机器人系统Ia中,具有与齿轮7相同形状的齿轮7作为夹具10螺纹连接到工作台

11、与齿轮7a相同形状的齿轮7a作为夹具10a拧到工作台上1、与齿轮7b相同形状的齿轮7b拧到工作台上作为夹具 10b 的表 lib。然后,在机器人系统1a中,机器人2确定齿轮7、7a和装配到轴5的齿轮7b的形状。接下来,机器人2使齿轮7、7a和齿轮7b装配到轴5和夹具10、10a上,与确定的齿轮7、7a和齿轮 7b,IOb 压接。接着,机器人2根据对​​手旋转轴28a施加旋转力时的手旋转轴28a的旋转状态,判断键51是否安装在轴5上。因此,在机器人系统1a中,即使将形状和齿数不同的多种齿轮7a、7b嵌合在轴5上,也能够判断键51是否正确地安装在轴5上。 . 每个轴5个。此外,在机器人系统1a中,装配材料的齿轮7、7a和7b之一用作夹具10、10a、10b,因此不需要准备夹具1< @0、 单独 10a、IOb 专用组件。

另外,在机器人系统1a中,夹持器10、10a和10b都设置在同一平面上,但是夹持器10、10a可以分别以预定间隔设置在同一平面上。垂直方向。 , 10b。由此,能够减小夹具10、10a、10b的设置空间。另外,在上述实施方式和变形例中,说明了预先设置夹具10、10a、10b的情​​况,但机器人系统1、1a也可以设置在机器人之前。 2 开始组装工作。夹具 10、10a, 10b。在上述情况下,机器人2从齿轮箱70中取出齿轮7、7a和齿轮7b中的一个,并用螺钉等将其固定在工作台11、Ila、IIb上。在开始组装工作之前。结果,在机器人系统1和1a中,可以提供与装配到轴5的齿轮7、7a和7b精确啮合的夹具10、10a和10b。因此,根据机器人系统1和1a,可以防止操作者等错误地安装具有与所装配的齿轮7、7a和7b不同形状的夹具10、10a和10b。到轴 5. 错误产生。在机器人系统I和Ia中,装配到轴5的齿轮7可以在控制单元31选择手持控制的状态下与夹具10压接触,并且旋转力可以施加到轴 5 以确定是否安装。钥匙51。在上述情况下,判定部33在手29转动时判定为未安装钥匙51,在手29未转动时判定为安装了钥匙。另外,上述控制装置3例如可以由计算机构成。此时,控制单元31为CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。此外,可以通过将预先生成的程序加载到控制单元31中并执行该程序来实现控制单元31的每个功能。本领域技术人员可以容易地得出进一步的效果和修改。因此,本发明的更广泛的方面不限于上面所示和描述的具体详细的代表性实施例。因此,在不背离所附权利要求及其等同物所定义的总体发明构思的精神或范围的情况下,可以进行各种改变。

声明

1.一种机器人系统,其特征在于,具有将轴保持在与环状部件的内周面卡合的卡合部件的外周面并使该轴旋转的机器人。用于固定环状构件的夹具;控制单元,用于在安装有环状部件的轴被机器人保持并且环状部件与夹具接触的状态下使轴通过。机器人对轴施加旋转力。以及判断单元,该判断单元基于施加旋转力时机器人的运动来判断接合构件是否已经附接到轴。

2.如权利要求1所述的机器人系统,其特征在于, 所述机器人具有通过把持所述轴而使所述轴旋转的把持部、以及当所述把持部对所述轴施加旋转力时的判定部。旋转,则确定接合件未连接到轴上。

3.根据权利要求2所述的机器人系统,其中,当控制单元旋转夹持单元时,当施加到夹持单元的外力小于阈值时,旋转夹持部分,并且当外力等于或大于阈值时,进行把持部分的旋转控制,使得把持部分通过外力旋转。

4.如权利要求2或3所述的机器人系统,其特征在于,所述把持部的旋转轴与上下方向保持平行。

5.根据权利要求14至14中任一项所述的机器人系统,其中,所述控制单元在所述第一作业区域中通过所述机器人执行所述环形构件的移动。 After the fitting operation to the shaft, the robot performs a determination operation of determining whether or not the engaging member has been mounted using the jig provided in the second operation area, wherein the second operation area is the same as the one. The first work area is separated.

6. The robot system according to any one of claims 15, wherein a plurality of the jigs are provided according to the shape of the annular member, and the control unit makes the fitting The annular member coupled to the shaft contacts a jig having a shape corresponding to the annular member.

7.The robot system according to any one of claims 16, characterized in that, when the annular member is a gear, the clamp is the same as the annular member shaped gears.

Full text abstract

The present invention provides a robot system capable of improving yield when the robot automatically performs the assembly work of fitting the annular member to the shaft. The robot system includes a robot that holds a shaft on which an engaging member engageable with an inner peripheral surface of the annular member is mounted on the peripheral surface, and rotates the shaft; a jig for fixing the annular member; and a control unit, In a state where the shaft to which the annular member is fitted is held by the robot and the annular member is in contact with the jig, a rotational force is applied to the shaft by the robot; and a determination unit, It is determined whether or not the engaging member has been attached to the shaft based on the motion of the robot when the rotational force is applied.

Document number B25J13/00GK102909724SQ20121027025

Publication date February 6, 2013 Filing date July 31, 2012 Priority date August 1, 2011

球王会Inventor Ken Okawa, Kenji Matsuda Applicant: Yaskawa Electric Co., Ltd.

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