パワーアシスト装置およびその制御方法
【課題】パワーアシスト装置によるワークの搬送効率や、パワーアシスト装置を用いてワークを組み付ける場合の位置決め精度を改善するために、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させるとともに、作業者による微妙な位置決めを可能とするパワーアシスト装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により、ウィンドウ１０に作用する押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を検知し、検知結果を制御装置５に入力する第一押圧力検知工程と、制御装置５により、検知した押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が、予め設定した第一閾値Ｆｃを越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、制御装置５により、デッドマンスイッチ６・６・・・が入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、制御装置５により、第一押圧力検知工程と押圧力判定工程とデッドマンスイッチ判定工程の各結果からフリージョイント４の回転規制を解除するか否かを判定する。
【解決手段】接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により、ウィンドウ１０に作用する押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を検知し、検知結果を制御装置５に入力する第一押圧力検知工程と、制御装置５により、検知した押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が、予め設定した第一閾値Ｆｃを越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、制御装置５により、デッドマンスイッチ６・６・・・が入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、制御装置５により、第一押圧力検知工程と押圧力判定工程とデッドマンスイッチ判定工程の各結果からフリージョイント４の回転規制を解除するか否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーアシスト装置の技術に関し、より詳しくは、パワーアシスト装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業製品の製造現場等において、作業者による重量物（ワーク）の搬送を補助する装置としてパワーアシスト装置が用いられている。
ワークの組み付け作業は、ワークの搬送と位置決めから成り立つ作業であるが、作業者とパワーアシスト装置でワークを協調搬送することにより、ワークの搬送に必要な力はパワーアシスト装置に負担させることができ、ワークの位置決めについてもパワーアシスト装置にティーチングすることで効率よく位置決めをすることができる。つまり、パワーアシスト装置を用いるねらいは、作業者の労力軽減を図るとともに、作業性の向上を図ることにある。
例えば、搬送対象物たるワークを保持するワーク保持装置の傾き（角度）を検出して、ワーク保持装置を上下方向に駆動するパワーアシスト装置が知られており、特許文献１にその技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２４５１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のパワーアシスト装置は、作業者がワーク保持装置から手を離したことを検知すると、パワーアシスト装置の各ジョイント（関節）部をロックして、ワーク保持装置およびワークの姿勢（傾きや搬送方向）を保持する構成としている。また、作業者がワーク保持装置を握ったことを検知すると、パワーアシスト装置の各ジョイント（関節）部のロックを解除して、ワーク保持装置およびワークの姿勢（傾きや搬送方向）を作業者が自由に変更できる構成としている。
【０００４】
このような従来のパワーアシスト装置によってワークの位置決めを行う場合、作業者がワーク保持装置を握っている間は、作業者の操作による自由なワークの位置補正が可能であるが、ワークのバランス状態（重心位置の配置）によっては、作業者がワーク保持装置を握って各ジョイント部のロックが解除された途端に、ワークが各ジョイント部を支点として予期せず傾く場合があり、作業者がその変位を支えきれずに、ワークが組み付け対象部材と接触してしまい、ワークや組み付け対象部材を破損してしまうという問題があった。
【０００５】
また、作業者がワーク保持装置を握っている間は、作業者の操作によって自由にワークの位置修正が可能であるということは、言い換えれば、作業者の操作如何では搬送途中のワークがふらつく場合があるとも言えるため、作業者の誤った操作によって、ワークを組み付け対象部材やその周辺部に接触させてしまう可能性があった。このため、従来の構成に係るパワーアシスト装置では、例えばワークをある隙間を通過させて搬送しなければならない状況等では、作業者が注意深くワークの姿勢を調整しながら搬送を行わなければならない場合があり、搬送効率が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、係る現状を鑑みて成されたものであり、パワーアシスト装置によるワークの搬送効率や、パワーアシスト装置を用いてワークを組み付ける場合の位置決め精度を改善するために、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させるとともに、作業者の操作による微妙な位置決めを可能とするパワーアシスト装置およびその制御方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、ワークを保持するための保持部を備えるワーク保持装置と、該ワーク保持装置を支持するアームと、前記ワーク保持装置を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知する押圧力検知センサと、前記ワーク保持装置に備えるデッドマンスイッチと、を備えるパワーアシスト装置の制御方法であって、前記押圧力検知センサにより、前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知し、その検知結果を前記制御装置に入力する押圧力検知工程と、前記制御装置により、前記押圧力検知センサにより検知した押圧力が、予め設定した閾値を越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、前記制御装置により、前記デッドマンスイッチが入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、前記制御装置により、前記押圧力検知工程の検知結果と前記押圧力判定工程の判定結果と前記デッドマンスイッチ判定工程の判定結果に応じて、前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するか否かを判定するブレーキ解除判定工程とを備えるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記ワーク保持装置は、複数の前記保持部を備え、かつ、前記複数の保持部にそれぞれ前記押圧力検知センサを備えるものであって、前記押圧力判定工程では、前記制御装置により、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値を超えているか否かを判定し、かつ、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、予め設定した第二閾値を越えているか否かを判定するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記第二閾値は、前記第一閾値の２倍の値とするものである。
【００１１】
請求項４においては、ワークを保持するための複数の保持部を備えるワーク保持部と、該ワーク保持部を支持するアームと、前記ワーク保持部を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、前記複数の保持部にそれぞれ備えられ、前記ワークに作用する押圧力を検知する複数の押圧力検知センサと、前記ワーク保持部に備えるデッドマンスイッチと、を備えるパワーアシスト装置であって、前記制御装置は、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値を超えており、かつ、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、予め設定した第二閾値を越えており、かつ、前記デッドマンスイッチが入状態である場合には、前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するものである。
【００１２】
請求項５においては、前記第二閾値は、前記第一閾値の２倍の値とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させることができる。これにより、作業者がワークの搬送をスムーズに行うことができるようになり、搬送作業の効率が改善される。また、搬送途中においてワークと組み付け対象部材が接触することを防止することでき、ワークや組み付け対象部材の破損や汚損を防止することができる。
【００１５】
請求項２においては、搬送途中においてワークの姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させるとともに、位置決め精度を確保することができる。
【００１６】
請求項３においては、搬送途中におけるワークの姿勢を確実に安定させることができる。また、ワークの姿勢が確実に安定した状態で、作業者による組み付け位置の微調整をすることができる。
【００１７】
請求項４においては、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させることができる。これにより、作業者がワークの搬送をスムーズに行うことができるようになり、搬送作業の効率が改善される。また、搬送途中においてワークと組み付け対象部材が接触することを防止することができ、ワークや組み付け対象部材の破損や汚損を防止することができる。また、搬送途中においてワークの姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させるとともに、位置決め精度を確保することができる。
【００１８】
請求項５においては、搬送途中におけるワークの姿勢を確実に安定させることができる。また、ワークの姿勢が確実に安定した状態で、作業者による組み付け位置の微調整をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係るパワーアシスト装置１の全体構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施例に係るパワーアシスト装置の全体構成を示す模式図、図２は本発明の一実施例に係るワーク保持装置を示す平面および側面模式図、図３は本発明の一実施例に係る制御装置の接続状況を示す模式図である。
尚、説明の便宜上、図１中に示すＸＹＺ座標系にパワーアシスト装置が設けられているものとし、Ｘ軸回りの回転をロール回転、Ｙ軸回りの回転をピッチ回転、Ｚ軸回りの回転をヨー回転と規定して以後の説明を行っていくものとする。
図１に示す如く、本実施例に示すパワーアシスト装置１は、多関節型ロボット２、ワーク保持装置３およびフリージョイント４、制御装置５、デッドマンスイッチ６・６・・・、押込指示スイッチ７・７等により構成している。
【００２０】
本実施例に示す多関節型ロボット２は、天井面等に吊り下げられるように支持されており、関節部分にモータ２ａ・２ｂを備えている。尚、本実施例に示す多関節型ロボット２は、天井面に固定支持される構成としているが、例えば、ホイスト等によって走行可能に支持される構成とすることも可能である。また、本発明を適用するパワーアシスト装置１に用いるロボットは、多関節型ロボット２に限定するものではなく、フリージョイント４を介してワーク保持装置３を支持し得るものであればよく、他の構成のロボット等を用いることも可能である。
【００２１】
図１および図２に示す如く、ワーク保持装置３は、略平板状の本体部３ａと、搬送対象物（ワーク）たるウィンドウ１０の保持部となる吸盤３ｂ・３ｂ・・・と、ハンドル３ｃ・３ｃと、力センサ３ｄ・３ｄと、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・等を備えており、本体部３ａに固設されるフリージョイント４を介して多関節型ロボット２に連結される構成としている。
【００２２】
吸盤３ｂ・３ｂ・・・は、該吸盤３ｂ・３ｂ・・・による吸着作用のＯＮ−ＯＦＦが切替可能な構成としている。また、吸盤３ｂ・３ｂ・・・には、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を内蔵しており、吸着保持されたウィンドウ１０が外界と接触する際に受ける圧力（反力）を検知することができる構成としている。さらに、作業者の把持部となるハンドル３ｃ・３ｃの基部には、力センサ３ｄ・３ｄを備える構成としている。
【００２３】
またワーク保持装置３のハンドル３ｃ・３ｃには、デッドマンスイッチ６・６・・・が設けられている。デッドマンスイッチ６・６・・・は、作業者がハンドル３ｃ・３ｃを把持する際に自然に操作できる位置に配置されるスイッチであり、作業者のワーク保持装置３の把持状態（即ち、操作状態）を検知するために設けられるものである。尚、本実施例では、デッドマンスイッチ６・６・・・をハンドル３ｃ・３ｃ上に合計４箇所配設する例を示しているが、デッドマンスイッチ６・６・・・の配置場所や配置個数によって、本発明を限定するものではない。
【００２４】
さらにワーク保持装置３のハンドル３ｃ・３ｃには、押込指示スイッチ７・７が設けられている。押込指示スイッチ７・７は、作業者がウィンドウ１０の大まかな位置決めが成されたことを確認した後に、作業者によって押圧されるスイッチであり、押込指示スイッチ７・７が押圧されることによって、パワーアシスト装置１の動作を押込動作に移行させるために設けられるものである。尚、本実施例では、押込指示スイッチ７をハンドル３ｃ・３ｃ上に合計２箇所配設する例を示しているが、押込指示スイッチ７の配置場所や配置個数によって、本発明を限定するものではない。
【００２５】
フリージョイント４は、ロール・ピッチ・ヨーの各回転方向に対して相互に干渉することなく自由に回転できる構成とした継手部材である。また、フリージョイント４にはブレーキ機構４ａを備えており、制御装置５からの指令に基づいてロール・ピッチ・ヨーの回転方向ごとに独立して回転を規制することができる構成としている。
【００２６】
このようにパワーアシスト装置１は、多関節型ロボット２にフリージョイント４を介してワーク保持装置３を連結し、これにより多自由度を備える構成としたロボットであり、前記多関節型ロボット２、ワーク保持装置３、フリージョイント４および制御装置５等によりウィンドウ１０を搬送するための搬送具を構成している。
尚、本発明を適用するロボットは、多自由度を備えているものに限らず、１自由度のみを有するロボットであっても本発明を適用することが可能である。
【００２７】
制御装置５は、多関節型ロボット２、ワーク保持装置３、フリージョイント４等と接続されるものであるが、制御装置５と各部との接続状況を、ここでさらに詳述する。
図３に示す如く、制御装置５は、多関節型ロボット２のモータ２ａ・２ｂ、ワーク保持装置３の力センサ３ｄ・３ｄおよび接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・、フリージョイント４のブレーキ機構４ａ、デッドマンスイッチ６・６・・・、押込指示スイッチ７・７等と接続されている。
【００２８】
制御装置５を多関節型ロボット２のモータ２ａ・２ｂと接続することにより、制御装置５からの指示に基づいて、多関節型ロボット２の姿勢を制御する構成としている。
また制御装置５をワーク保持装置３の力センサ３ｄ・３ｄと接続することにより、作業者がハンドル３ｃ・３ｃを把持してワーク保持装置３を所望する方向へ操作するときに、制御装置５によって、そのときの操作方向や操作力等を検知する構成としている。つまり、力センサ３ｄ・３ｄにより作業者の操作状態に関する検知情報が制御装置５に入力されると、この検知情報に基づいて、作業者の所望する操作方向を判断し、モータ２ａ・２ｂの動作を制御して多関節型ロボット２の姿勢を制御する構成としている。
尚、本実施例では、力センサ３ｄ・３ｄとして６分力ロードセルを用いる構成としている。
【００２９】
また制御装置５をワーク保持装置３の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・と接続することにより、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・による検知圧から、ウィンドウ１０が組み付け対象位置のボディに対して規定値通りの押圧力で押圧されているか否かを判断したり、また複数の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・による検知圧の偏り具合を検知したりすることによってウィンドウ１０がボディに対して均等に押圧されているか否かを、制御装置５によって判断する構成としている。
【００３０】
また制御装置５をフリージョイント４のブレーキ機構４ａと接続することにより、制御装置５からの指示に基づいて、フリージョイント４の回転を規制したり、また規制を解除したりする構成としている。これにより、ワーク保持装置３の姿勢を規制することが可能となっている。
【００３１】
また制御装置５をデッドマンスイッチ６・６・・・と接続することにより、制御装置５によって、作業者によるワーク保持装置３の把持状態を検知する構成としている。つまり、デッドマンスイッチ６・６・・・のＯＮ（またはＯＦＦ）信号を制御装置５に入力することによって、制御装置５によって、作業者がワーク保持装置３を把持している（即ち、操作状態にある）か否かを判断する構成としている。
【００３２】
また制御装置５を押込指示スイッチ７・７と接続することにより、制御装置５によって、ウィンドウ１０の大まかな位置決め状態を検知する構成としている。つまり、作業者がウィンドウ１０の大まかな位置決めが成されたことを確認した後に押込指示スイッチ７・７を押圧しＯＮ状態とすることによって、そのＯＮ信号が制御装置５に入力され、制御装置５によって、大まかな位置決め状態を検知するとともに多関節型ロボット２の動作指令を与えて、パワーアシスト装置１の動作を、ウィンドウ１０をボディ１１に対して押圧する動作（押込動作）に移行する構成としている。
【００３３】
また制御装置５には、ワーク保持装置３の位置情報に関するマップが予め記憶されている。位置情報に関するマップには、搬送対象物（ウィンドウ１０等）の搬送経路として適当な軌道に関する情報（軌道情報）が含まれており、この軌道情報に基づいて軌道に沿ってワーク保持装置３が変位するように多関節型ロボット２の動作を制御する構成としている。また、ワーク保持装置３の位置情報に対応させて、モータ２ａ・２ｂやブレーキ機構４ａの作動状況を変化させる構成としている。
【００３４】
さらに制御装置５には、自動車の車種情報に関するマップが予め記憶されている。そして、組み付け対象となる自動車の車種に応じて、前述した軌道情報を選択的に切り替えるようにしたり、また、ウィンドウ装着時の適正角度に関する情報等を自動的に変更したりする構成としている。
【００３５】
尚、本発明の適用対象となるパワーアシスト装置は、本実施例に係るパワーアシスト装置１のように、複数の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を備える構成に限らず、例えば、一つの接圧センサを備える構成のパワーアシスト装置にも適用することが可能である。
【００３６】
次に、本発明の第一実施例に係るパワーアシスト装置１によるウィンドウ１０の一連の組み付け作業工程について、図４〜図１４を用いて説明をする。図４は本発明の適用に係るウィンドウとその組み付け対象部（ボディ）の概略を示す説明図、図５はボディのウィンドウ取付面を示す拡大説明図、図６は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の流れを示す作業フロー図、図７は本発明に係るパワーアシスト装置の各Ｓｔｅｐにおけるフリージョイントの規制状態を示す説明図、図８は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１）を示す模式図、図９は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−２）〜（Ｓｔｅｐ−３）を示す模式図、図１０は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−４）〜（Ｓｔｅｐ−５）を示す模式図、図１１は本発明の第一実施例に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−５）における制御フロー図、図１２は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−６）〜（Ｓｔｅｐ−８）を示す模式図、図１３は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−９）を示す模式図、図１４は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１０）を示す模式図である。
尚、説明の便宜上、図４中に示すＸＹＺ座標系にパワーアシスト装置が設けられているものとし、Ｘ軸回りの回転をロール回転、Ｙ軸回りの回転をピッチ回転、Ｚ軸回りの回転をヨー回転と規定して以後の説明を行っていくものとする。
【００３７】
本発明の適用に係るパワーアシスト装置およびその制御方法の説明に際し、パワーアシスト装置を用いて自動車のボディに対してウィンドウの組み付けを行う一連の作業を例示して説明を行う。尚、本実施例では、パワーアシスト装置をウィンドウの組み付け作業に用いているが、本発明の適用に係るパワーアシスト装置の用途をこれに限定するものではない。
【００３８】
図４および図５に示す如く、自動車のボディ１１に形成されるウィンドウ取付面１１ａに対して、ウィンドウ１０を取り付ける作業では、ウィンドウ１０をボディ１１とラゲッジハッチ１２との間の隙間Ｗを通過させてウィンドウ取付面１１ａに搬送する必要がある。また、ウィンドウ１０の周縁部には接着剤１３が塗布されており、ウィンドウ１０の搬送途中に、ボディ１１の不要な場所に接着剤１３が付着することが無いように搬送する必要がある。
【００３９】
つまり、係るパワーアシスト装置１を用いたウィンドウ１０の組み付け作業では、搬送途中にウィンドウ１０の姿勢が乱れると、ウィンドウ１０がボディ１１およびラゲッジハッチ１２と接触し、ウィンドウ１０やボディ１１およびラゲッジハッチ１２の破損を招く恐れや、ボディ１１およびラゲッジハッチ１２の不要な場所に接着剤１３が付着してしまう恐れがある。
【００４０】
本発明に係るパワーアシスト装置では、搬送途中にワークの姿勢が乱れることを防止するようにしており、これにより、ワークを組み付け対象物の隙間を通過させて搬送するような場合であっても、ワーク等の破損や汚損を防止するとともに、効率よくワークを搬送することができる構成としている。尚、本発明に係るパワーアシスト装置は、ワークを組み付け対象物の隙間を通過させて搬送するような場合に特に有効であるが、そのような場合に限らず、ワークと組み付け対象物が接触する可能性が低いような場合であっても本発明を適用することが可能であり、そのような場合にも効率よくワークを搬送することができる等の効果を奏するものである。
以下に、本発明の適用に係るパワーアシスト装置１によるウィンドウ１０の取付作業について、具体的に説明をする。
【００４１】
（搬送工程）
図６および図８に示す如く、まずワーク保持装置３によってウィンドウ１０をロール方向にボディ１１の傾斜角度に合わせて傾けた状態に保持する。この状態で、作業者がパワーアシスト装置１を操作し、パワーアシスト装置１によるアシストを受けながら、ウィンドウ１０を予めティーチングされた搬送経路に従ってボディ１１の傾斜に沿って搬送していく（Ｓｔｅｐ−１）。
【００４２】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するようにロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００４３】
（位置決め工程）
図６および図９に示す如く、次に作業者がパワーアシスト装置１を操作し、ウィンドウ１０を、ボディ１１のウィンドウ取付面１１ａの角度に対して垂直方向上方に略一定距離だけ離間した位置まで搬送していく。この位置はパワーアシスト装置１に予めティーチングされており、パワーアシスト装置１によって自律的にウィンドウ１０の大まかな位置決めが成される。このとき作業者は、ウィンドウ１０がパワーアシスト装置１によってウィンドウ取付面１１ａに対して大まかに位置決めが成されたことを目視で確認する（Ｓｔｅｐ−２）。
【００４４】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００４５】
（第一押込指示工程）
図６および図９に示す如く、次に作業者は、パワーアシスト装置１によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して大まかに位置決めが成されたことを目視で確認した後に、押込指示スイッチ７を押圧する。（Ｓｔｅｐ−３）
【００４６】
（第一押込工程）
作業者が押込指示スイッチ７を押圧すると、その信号が制御装置５に入力される。そして、制御装置５からパワーアシスト装置１に指令が成されて、パワーアシスト装置１が自律的に動作し、ウィンドウ１０が、予めティーチングされた搬送経路に従ってウィンドウ取付面１１ａに近接する方向に搬送される。
【００４７】
やがて、ウィンドウ１０はウィンドウ取付面１１ａと接触するが、その後もパワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送が継続されてウィンドウ取付面１１ａに押し込まれる。このときウィンドウ１０は、ウィンドウ取付面１１ａに対して押圧されている（Ｓｔｅｐ−４）。
【００４８】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００４９】
（第一押圧力検知工程）
図６および図１０に示す如く、次にパワーアシスト装置１の自律動作によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して押圧されるとき、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・によって、そのときの押圧力が検知される。
検知された押圧力は、制御装置５に入力されて、図１１に示す制御フローに基づく判定が成される。尚、本実施例に示すワーク保持装置３は、合計４個の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を備える構成としているが、２個以上の接圧センサを備えるワーク保持装置によって構成されるパワーアシスト装置であれば、本発明に係るパワーアシスト装置の制御方法を適用することが可能である。また、接圧センサを１個だけ備える構成のパワーアシスト装置に対しても、本発明に係る制御方法を応用して容易に適用することが可能である。
【００５０】
図１１に示す如く、（Ｓｔｅｐ−５）ではパワーアシスト装置１の自律動作によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して押圧されるとき、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・によって、そのときの押圧力が検知される（Ｓｔｅｐ−５−１）。
そして、４個の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知された押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が制御装置５に入力される。
【００５１】
（押圧力判定工程）
制御装置５では、まず予め設定された第一閾値Ｆｃと、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４とを比較する（Ｓｔｅｐ−５−２）。
ここで、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の全てが第一閾値Ｆｃ未満である場合には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）が継続される。
【００５２】
また図７に示す如く、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている（Ｓｔｅｐ−５−５）。
【００５３】
一方、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えている場合には、次の判定に遷移する。つまり、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えている場合に限って、次の判定に遷移するようにしている。
【００５４】
押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えている場合、制御装置５によって、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）を求めて、この合計と第二閾値Ｆｔを比較する（Ｓｔｅｐ−５−３）。
ここで、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔ未満である場合には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）が継続される。
【００５５】
またこの場合、図７に示す如く、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている（Ｓｔｅｐ−５−５）。
一方、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合には、さらに次の判定に遷移する。
【００５６】
（デッドマンスイッチ判定工程）
押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合には、さらに制御装置５によって検知されるデッドマンスイッチ６・６・・・の押圧状態による判定を行う（Ｓｔｅｐ−５−４）。
つまり、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合に限って、さらに次の判定に遷移するようにしている。
【００５７】
（ブレーキ解除判定工程）
押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合であって、デッドマンスイッチ６・６・・・が押圧されていない場合（即ち、作業者がワーク保持装置３の操作状態にない場合）には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）が継続される。
【００５８】
またこの場合、図７に示す如く、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている（Ｓｔｅｐ−５−５）。
【００５９】
一方、図７に示す如く、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合であって、デッドマンスイッチ６・６・・・が押圧されている場合（即ち、作業者がワーク保持装置３の操作状態にある場合）には、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が解除され、フリージョイント４がロール・ピッチ・ヨーの各方向へ自由に回転できる状態となっている（Ｓｔｅｐ−６）。
【００６０】
つまり、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えており、かつ、デッドマンスイッチ６・６・・・がＯＮ状態である場合に限って、ブレーキ機構４ａの作動を解除し、フリージョイント４が自由に回転できるようにしている。
【００６１】
即ち、本発明に係るパワーアシスト装置１の制御方法は、複数の保持部たる吸盤３ｂ・３ｂ・・・を備え、かつ、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・にそれぞれ接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を備えるワーク保持装置３を有するパワーアシスト装置１の制御方法であって、押圧力判定工程は、制御装置５により、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値Ｆｃを超えているか否かを判定し、かつ、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力の合計（即ち、Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が、予め設定した第二閾値Ｆｔを越えているか否かを判定している。
これにより、搬送途中においてウィンドウ（即ち、ワーク）１０の姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるウィンドウ１０の姿勢を安定させるとともに、位置決め精度を確保することができるのである。
【００６２】
またこのとき、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送は中断される。
図１１に示す如く、本実施例において第二閾値Ｆｔは、Ｆｔ＝２Ｆｃとして規定しており、第二閾値Ｆｔを第一閾値Ｆｃの２倍に規定している。このように規定すれば、閾値の設定が容易であり、かつ、適切な閾値を設定することができる。尚、この第一閾値Ｆｃおよび第二閾値Ｆｔの決定方法は一例であり、もちろん他の決定方法とすることも可能である。
【００６３】
即ち、本発明に係るパワーアシスト装置１の制御方法では、第二閾値Ｆｔは、第一閾値Ｆｃの２倍の値としている。
これにより、搬送途中におけるウィンドウ（即ち、ワーク）１０の姿勢を確実に安定させることができるのである。また、ウィンドウ１０の姿勢が確実に安定した状態で、作業者による組み付け位置の微調整をすることができるのである。
【００６４】
（位置決め微調整工程）
図６および図１２に示す如く、制御装置５からの指令によってブレーキ機構４ａの作動状態が解除され、フリージョイント４がフリーに回転できる状態になると、作業者の操作によって、ワーク保持装置３の位置を微調整することが可能となる（Ｓｔｅｐ−７）。これにより、例えば、ボディ１１の姿勢が乱れており、大まかな位置決めではウィンドウ１０の位置がウィンドウ取付面１１ａに対してズレていたとしても、作業者によって、ワーク保持装置３の姿勢を修正することができ、ウィンドウ取付面１１ａの正確な位置にウィンドウ１０を組み付けることが可能となる。
【００６５】
（第二押込指示工程）
図６および図１２に示す如く、次に作業者の操作によって微調整が成され、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して正確に位置決めが成されたことを目視等で確認した後に、作業者が押込指示スイッチ７を再度押圧する（Ｓｔｅｐ−８）。
【００６６】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって再度作動状態が保持されるようになり、フリージョイント４はワーク保持装置３がウィンドウ取付面１１ａに対して正確に位置決めが成された角度を保持するようにロックされる。
【００６７】
（第二押込工程）
図６および図１３に示す如く、作業者が押込指示スイッチ７を再度押圧すると、その信号が制御装置５に入力される。そして、制御装置５からパワーアシスト装置１に指令が成されて、パワーアシスト装置１が再度自律的に動作し、ウィンドウ１０が、予めティーチングされた搬送経路に従ってウィンドウ取付面１１ａにさらに近接する方向に搬送（即ち、押込）される。
【００６８】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって引き続き作動状態が保持されて、フリージョイント４はワーク保持装置３がウィンドウ取付面１１ａに対して正確に位置決めが成された角度を保持するようにロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００６９】
（第二押圧力検知工程）
図６および図１３に示す如く、次にパワーアシスト装置１の自律動作によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対してさらに押し込まれるとき、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・によって、そのときの押圧力が検知される（Ｓｔｅｐ−９）。
そして、４個の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知された押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が制御装置５に入力される。
【００７０】
制御装置５では、予め設定された第三閾値Ｆｚと、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を比較する。
ここで、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の全てが第三閾値Ｆｚ未満である場合には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送が継続される。また、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態を保持しており、フリージョイント４はワーク保持装置３を所定の角度で保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００７１】
そして、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の全てが第三閾値Ｆｚを越えた場合には、ウィンドウ１０が十分ボディ１１に対して押圧されたものと判断し、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）を終了する。
【００７２】
そして、図１４に示す如く、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）を終了すると、ワーク保持装置３によるウィンドウ１０の保持状態を解除し、ウィンドウ１０の組み付けが完了する（Ｓｔｅｐ−１０）。
【００７３】
また図７および図１４に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、パワーアシスト装置１が作業開始位置に復帰する動作に備えて、制御装置５からの指令によって作動状態が保持され、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。このようにして、一連のウィンドウ組み付け作業を完了する構成としている。
【００７４】
即ち、本発明に係るパワーアシスト装置１の制御方法においては、ワークたるウィンドウ１０を保持するための保持部たる吸盤３ｂ・３ｂ・・・を備えるワーク保持装置３と、ワーク保持装置３を支持するアーム（即ち、多関節型ロボット２）と、ワーク保持装置３を多間接型ロボット２に対して回転可能に支持するフリージョイント４と、フリージョイント４の回転を規制可能なブレーキ機構４ａと、ブレーキ機構４ａによる規制状態を制御する制御装置５と、ワーク保持装置３に保持されるウィンドウ１０に作用する押圧力を検知する接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・と、ワーク保持装置３に備えるデッドマンスイッチ６と、を備えるパワーアシスト装置１の制御方法であって、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により、ワーク保持装置３に保持されるウィンドウ１０に作用する押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を検知し、その検知結果を制御装置５に入力する第一押圧力検知工程と、制御装置５により、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が、予め設定した閾値（第一閾値Ｆｃおよび第二閾値Ｆｔ）を越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、制御装置５により、デッドマンスイッチ６が入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、制御装置５により、押圧力検知工程の検知結果と押圧力判定工程の判定結果とデッドマンスイッチ判定工程の判定結果に応じて、前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するか否かを判定するブレーキ解除判定工程とを備えている。
【００７５】
また、本発明に係るパワーアシスト装置１は、ワークたるウィンドウ１０を保持するための複数の保持部たる吸盤３ｂ・３ｂ・・・を備えるワーク保持装置３と、ワーク保持装置３を支持する多関節型ロボット２と、吸盤３ｂ・３ｂ・・・を多関節型ロボット２に対して回転可能に支持するフリージョイント４と、フリージョイント４の回転を規制可能なブレーキ機構４ａと、ブレーキ機構４ａによる規制状態を制御する制御装置５と、吸盤３ｂ・３ｂ・・・にそれぞれ備えられ、ウィンドウ１０に作用する押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を検知する複数の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・と、ワーク保持装置３に備えるデッドマンスイッチ６と、を備えるパワーアシスト装置１であって、制御装置５は、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値Ｆｃを超えており、かつ、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が、予め設定した第二閾値Ｆｔを越えており、かつ、前記デッドマンスイッチ６が入状態である場合には、ブレーキ機構４ａによるフリージョイント４の回転の規制を解除する構成としている。
【００７６】
パワーアシスト装置１およびその制御方法をこのような構成とすることにより、搬送途中におけるウィンドウ（即ち、ワーク）１０の姿勢を安定させることができるのである。これにより、作業者がウィンドウ１０の搬送をスムーズに行うことができるようになり、搬送作業の効率が改善されるのである。
また、搬送途中においてウィンドウ１０と組み付け対象部材（ボディ１１やラゲッジハッチ１２）が接触することを防止することができ、ウィンドウ１０や組み付け対象部材（ボディ１１やラゲッジハッチ１２）の破損や汚損を防止することができるのである。
さらに、搬送途中においてウィンドウ１０の姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるウィンドウ１０の姿勢を安定させるとともに、ウィンドウ１０の位置決め精度を確保することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施例に係るパワーアシスト装置の全体構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施例に係るワーク保持装置を示す平面および側面模式図。
【図３】本発明の一実施例に係る制御装置の接続状況を示す模式図。
【図４】本発明の適用に係るウィンドウとその組み付け対象部（ボディ）の概略を示す説明図。
【図５】ボディのウィンドウ取付面を示す拡大説明図。
【図６】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の流れを示す作業フロー図。
【図７】本発明に係るパワーアシスト装置の各Ｓｔｅｐにおけるフリージョイントの規制状態を示す説明図。
【図８】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１）を示す模式図。
【図９】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−２）〜（Ｓｔｅｐ−３）を示す模式図。
【図１０】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−４）〜（Ｓｔｅｐ−５）を示す模式図。
【図１１】本発明の第一実施例に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−５）における制御フロー図。
【図１２】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−６）〜（Ｓｔｅｐ−８）を示す模式図。
【図１３】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−９）を示す模式図。
【図１４】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１０）を示す模式図。
【符号の説明】
【００７８】
１ パワーアシスト装置
２ 多関節型ロボット
３ ワーク保持装置
３ｂ 吸盤
３ｃ ハンドル
３ｅ 接圧センサ
４ フリージョイント
４ａ ブレーキ機構
５ 制御装置
６ デッドマンスイッチ
１０ ウィンドウ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーアシスト装置の技術に関し、より詳しくは、パワーアシスト装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業製品の製造現場等において、作業者による重量物（ワーク）の搬送を補助する装置としてパワーアシスト装置が用いられている。
ワークの組み付け作業は、ワークの搬送と位置決めから成り立つ作業であるが、作業者とパワーアシスト装置でワークを協調搬送することにより、ワークの搬送に必要な力はパワーアシスト装置に負担させることができ、ワークの位置決めについてもパワーアシスト装置にティーチングすることで効率よく位置決めをすることができる。つまり、パワーアシスト装置を用いるねらいは、作業者の労力軽減を図るとともに、作業性の向上を図ることにある。
例えば、搬送対象物たるワークを保持するワーク保持装置の傾き（角度）を検出して、ワーク保持装置を上下方向に駆動するパワーアシスト装置が知られており、特許文献１にその技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２４５１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のパワーアシスト装置は、作業者がワーク保持装置から手を離したことを検知すると、パワーアシスト装置の各ジョイント（関節）部をロックして、ワーク保持装置およびワークの姿勢（傾きや搬送方向）を保持する構成としている。また、作業者がワーク保持装置を握ったことを検知すると、パワーアシスト装置の各ジョイント（関節）部のロックを解除して、ワーク保持装置およびワークの姿勢（傾きや搬送方向）を作業者が自由に変更できる構成としている。
【０００４】
このような従来のパワーアシスト装置によってワークの位置決めを行う場合、作業者がワーク保持装置を握っている間は、作業者の操作による自由なワークの位置補正が可能であるが、ワークのバランス状態（重心位置の配置）によっては、作業者がワーク保持装置を握って各ジョイント部のロックが解除された途端に、ワークが各ジョイント部を支点として予期せず傾く場合があり、作業者がその変位を支えきれずに、ワークが組み付け対象部材と接触してしまい、ワークや組み付け対象部材を破損してしまうという問題があった。
【０００５】
また、作業者がワーク保持装置を握っている間は、作業者の操作によって自由にワークの位置修正が可能であるということは、言い換えれば、作業者の操作如何では搬送途中のワークがふらつく場合があるとも言えるため、作業者の誤った操作によって、ワークを組み付け対象部材やその周辺部に接触させてしまう可能性があった。このため、従来の構成に係るパワーアシスト装置では、例えばワークをある隙間を通過させて搬送しなければならない状況等では、作業者が注意深くワークの姿勢を調整しながら搬送を行わなければならない場合があり、搬送効率が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、係る現状を鑑みて成されたものであり、パワーアシスト装置によるワークの搬送効率や、パワーアシスト装置を用いてワークを組み付ける場合の位置決め精度を改善するために、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させるとともに、作業者の操作による微妙な位置決めを可能とするパワーアシスト装置およびその制御方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、ワークを保持するための保持部を備えるワーク保持装置と、該ワーク保持装置を支持するアームと、前記ワーク保持装置を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知する押圧力検知センサと、前記ワーク保持装置に備えるデッドマンスイッチと、を備えるパワーアシスト装置の制御方法であって、前記押圧力検知センサにより、前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知し、その検知結果を前記制御装置に入力する押圧力検知工程と、前記制御装置により、前記押圧力検知センサにより検知した押圧力が、予め設定した閾値を越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、前記制御装置により、前記デッドマンスイッチが入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、前記制御装置により、前記押圧力検知工程の検知結果と前記押圧力判定工程の判定結果と前記デッドマンスイッチ判定工程の判定結果に応じて、前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するか否かを判定するブレーキ解除判定工程とを備えるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記ワーク保持装置は、複数の前記保持部を備え、かつ、前記複数の保持部にそれぞれ前記押圧力検知センサを備えるものであって、前記押圧力判定工程では、前記制御装置により、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値を超えているか否かを判定し、かつ、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、予め設定した第二閾値を越えているか否かを判定するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記第二閾値は、前記第一閾値の２倍の値とするものである。
【００１１】
請求項４においては、ワークを保持するための複数の保持部を備えるワーク保持部と、該ワーク保持部を支持するアームと、前記ワーク保持部を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、前記複数の保持部にそれぞれ備えられ、前記ワークに作用する押圧力を検知する複数の押圧力検知センサと、前記ワーク保持部に備えるデッドマンスイッチと、を備えるパワーアシスト装置であって、前記制御装置は、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値を超えており、かつ、複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、予め設定した第二閾値を越えており、かつ、前記デッドマンスイッチが入状態である場合には、前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するものである。
【００１２】
請求項５においては、前記第二閾値は、前記第一閾値の２倍の値とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させることができる。これにより、作業者がワークの搬送をスムーズに行うことができるようになり、搬送作業の効率が改善される。また、搬送途中においてワークと組み付け対象部材が接触することを防止することでき、ワークや組み付け対象部材の破損や汚損を防止することができる。
【００１５】
請求項２においては、搬送途中においてワークの姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させるとともに、位置決め精度を確保することができる。
【００１６】
請求項３においては、搬送途中におけるワークの姿勢を確実に安定させることができる。また、ワークの姿勢が確実に安定した状態で、作業者による組み付け位置の微調整をすることができる。
【００１７】
請求項４においては、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させることができる。これにより、作業者がワークの搬送をスムーズに行うことができるようになり、搬送作業の効率が改善される。また、搬送途中においてワークと組み付け対象部材が接触することを防止することができ、ワークや組み付け対象部材の破損や汚損を防止することができる。また、搬送途中においてワークの姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるワークの姿勢を安定させるとともに、位置決め精度を確保することができる。
【００１８】
請求項５においては、搬送途中におけるワークの姿勢を確実に安定させることができる。また、ワークの姿勢が確実に安定した状態で、作業者による組み付け位置の微調整をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係るパワーアシスト装置１の全体構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施例に係るパワーアシスト装置の全体構成を示す模式図、図２は本発明の一実施例に係るワーク保持装置を示す平面および側面模式図、図３は本発明の一実施例に係る制御装置の接続状況を示す模式図である。
尚、説明の便宜上、図１中に示すＸＹＺ座標系にパワーアシスト装置が設けられているものとし、Ｘ軸回りの回転をロール回転、Ｙ軸回りの回転をピッチ回転、Ｚ軸回りの回転をヨー回転と規定して以後の説明を行っていくものとする。
図１に示す如く、本実施例に示すパワーアシスト装置１は、多関節型ロボット２、ワーク保持装置３およびフリージョイント４、制御装置５、デッドマンスイッチ６・６・・・、押込指示スイッチ７・７等により構成している。
【００２０】
本実施例に示す多関節型ロボット２は、天井面等に吊り下げられるように支持されており、関節部分にモータ２ａ・２ｂを備えている。尚、本実施例に示す多関節型ロボット２は、天井面に固定支持される構成としているが、例えば、ホイスト等によって走行可能に支持される構成とすることも可能である。また、本発明を適用するパワーアシスト装置１に用いるロボットは、多関節型ロボット２に限定するものではなく、フリージョイント４を介してワーク保持装置３を支持し得るものであればよく、他の構成のロボット等を用いることも可能である。
【００２１】
図１および図２に示す如く、ワーク保持装置３は、略平板状の本体部３ａと、搬送対象物（ワーク）たるウィンドウ１０の保持部となる吸盤３ｂ・３ｂ・・・と、ハンドル３ｃ・３ｃと、力センサ３ｄ・３ｄと、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・等を備えており、本体部３ａに固設されるフリージョイント４を介して多関節型ロボット２に連結される構成としている。
【００２２】
吸盤３ｂ・３ｂ・・・は、該吸盤３ｂ・３ｂ・・・による吸着作用のＯＮ−ＯＦＦが切替可能な構成としている。また、吸盤３ｂ・３ｂ・・・には、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を内蔵しており、吸着保持されたウィンドウ１０が外界と接触する際に受ける圧力（反力）を検知することができる構成としている。さらに、作業者の把持部となるハンドル３ｃ・３ｃの基部には、力センサ３ｄ・３ｄを備える構成としている。
【００２３】
またワーク保持装置３のハンドル３ｃ・３ｃには、デッドマンスイッチ６・６・・・が設けられている。デッドマンスイッチ６・６・・・は、作業者がハンドル３ｃ・３ｃを把持する際に自然に操作できる位置に配置されるスイッチであり、作業者のワーク保持装置３の把持状態（即ち、操作状態）を検知するために設けられるものである。尚、本実施例では、デッドマンスイッチ６・６・・・をハンドル３ｃ・３ｃ上に合計４箇所配設する例を示しているが、デッドマンスイッチ６・６・・・の配置場所や配置個数によって、本発明を限定するものではない。
【００２４】
さらにワーク保持装置３のハンドル３ｃ・３ｃには、押込指示スイッチ７・７が設けられている。押込指示スイッチ７・７は、作業者がウィンドウ１０の大まかな位置決めが成されたことを確認した後に、作業者によって押圧されるスイッチであり、押込指示スイッチ７・７が押圧されることによって、パワーアシスト装置１の動作を押込動作に移行させるために設けられるものである。尚、本実施例では、押込指示スイッチ７をハンドル３ｃ・３ｃ上に合計２箇所配設する例を示しているが、押込指示スイッチ７の配置場所や配置個数によって、本発明を限定するものではない。
【００２５】
フリージョイント４は、ロール・ピッチ・ヨーの各回転方向に対して相互に干渉することなく自由に回転できる構成とした継手部材である。また、フリージョイント４にはブレーキ機構４ａを備えており、制御装置５からの指令に基づいてロール・ピッチ・ヨーの回転方向ごとに独立して回転を規制することができる構成としている。
【００２６】
このようにパワーアシスト装置１は、多関節型ロボット２にフリージョイント４を介してワーク保持装置３を連結し、これにより多自由度を備える構成としたロボットであり、前記多関節型ロボット２、ワーク保持装置３、フリージョイント４および制御装置５等によりウィンドウ１０を搬送するための搬送具を構成している。
尚、本発明を適用するロボットは、多自由度を備えているものに限らず、１自由度のみを有するロボットであっても本発明を適用することが可能である。
【００２７】
制御装置５は、多関節型ロボット２、ワーク保持装置３、フリージョイント４等と接続されるものであるが、制御装置５と各部との接続状況を、ここでさらに詳述する。
図３に示す如く、制御装置５は、多関節型ロボット２のモータ２ａ・２ｂ、ワーク保持装置３の力センサ３ｄ・３ｄおよび接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・、フリージョイント４のブレーキ機構４ａ、デッドマンスイッチ６・６・・・、押込指示スイッチ７・７等と接続されている。
【００２８】
制御装置５を多関節型ロボット２のモータ２ａ・２ｂと接続することにより、制御装置５からの指示に基づいて、多関節型ロボット２の姿勢を制御する構成としている。
また制御装置５をワーク保持装置３の力センサ３ｄ・３ｄと接続することにより、作業者がハンドル３ｃ・３ｃを把持してワーク保持装置３を所望する方向へ操作するときに、制御装置５によって、そのときの操作方向や操作力等を検知する構成としている。つまり、力センサ３ｄ・３ｄにより作業者の操作状態に関する検知情報が制御装置５に入力されると、この検知情報に基づいて、作業者の所望する操作方向を判断し、モータ２ａ・２ｂの動作を制御して多関節型ロボット２の姿勢を制御する構成としている。
尚、本実施例では、力センサ３ｄ・３ｄとして６分力ロードセルを用いる構成としている。
【００２９】
また制御装置５をワーク保持装置３の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・と接続することにより、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・による検知圧から、ウィンドウ１０が組み付け対象位置のボディに対して規定値通りの押圧力で押圧されているか否かを判断したり、また複数の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・による検知圧の偏り具合を検知したりすることによってウィンドウ１０がボディに対して均等に押圧されているか否かを、制御装置５によって判断する構成としている。
【００３０】
また制御装置５をフリージョイント４のブレーキ機構４ａと接続することにより、制御装置５からの指示に基づいて、フリージョイント４の回転を規制したり、また規制を解除したりする構成としている。これにより、ワーク保持装置３の姿勢を規制することが可能となっている。
【００３１】
また制御装置５をデッドマンスイッチ６・６・・・と接続することにより、制御装置５によって、作業者によるワーク保持装置３の把持状態を検知する構成としている。つまり、デッドマンスイッチ６・６・・・のＯＮ（またはＯＦＦ）信号を制御装置５に入力することによって、制御装置５によって、作業者がワーク保持装置３を把持している（即ち、操作状態にある）か否かを判断する構成としている。
【００３２】
また制御装置５を押込指示スイッチ７・７と接続することにより、制御装置５によって、ウィンドウ１０の大まかな位置決め状態を検知する構成としている。つまり、作業者がウィンドウ１０の大まかな位置決めが成されたことを確認した後に押込指示スイッチ７・７を押圧しＯＮ状態とすることによって、そのＯＮ信号が制御装置５に入力され、制御装置５によって、大まかな位置決め状態を検知するとともに多関節型ロボット２の動作指令を与えて、パワーアシスト装置１の動作を、ウィンドウ１０をボディ１１に対して押圧する動作（押込動作）に移行する構成としている。
【００３３】
また制御装置５には、ワーク保持装置３の位置情報に関するマップが予め記憶されている。位置情報に関するマップには、搬送対象物（ウィンドウ１０等）の搬送経路として適当な軌道に関する情報（軌道情報）が含まれており、この軌道情報に基づいて軌道に沿ってワーク保持装置３が変位するように多関節型ロボット２の動作を制御する構成としている。また、ワーク保持装置３の位置情報に対応させて、モータ２ａ・２ｂやブレーキ機構４ａの作動状況を変化させる構成としている。
【００３４】
さらに制御装置５には、自動車の車種情報に関するマップが予め記憶されている。そして、組み付け対象となる自動車の車種に応じて、前述した軌道情報を選択的に切り替えるようにしたり、また、ウィンドウ装着時の適正角度に関する情報等を自動的に変更したりする構成としている。
【００３５】
尚、本発明の適用対象となるパワーアシスト装置は、本実施例に係るパワーアシスト装置１のように、複数の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を備える構成に限らず、例えば、一つの接圧センサを備える構成のパワーアシスト装置にも適用することが可能である。
【００３６】
次に、本発明の第一実施例に係るパワーアシスト装置１によるウィンドウ１０の一連の組み付け作業工程について、図４〜図１４を用いて説明をする。図４は本発明の適用に係るウィンドウとその組み付け対象部（ボディ）の概略を示す説明図、図５はボディのウィンドウ取付面を示す拡大説明図、図６は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の流れを示す作業フロー図、図７は本発明に係るパワーアシスト装置の各Ｓｔｅｐにおけるフリージョイントの規制状態を示す説明図、図８は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１）を示す模式図、図９は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−２）〜（Ｓｔｅｐ−３）を示す模式図、図１０は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−４）〜（Ｓｔｅｐ−５）を示す模式図、図１１は本発明の第一実施例に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−５）における制御フロー図、図１２は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−６）〜（Ｓｔｅｐ−８）を示す模式図、図１３は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−９）を示す模式図、図１４は本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１０）を示す模式図である。
尚、説明の便宜上、図４中に示すＸＹＺ座標系にパワーアシスト装置が設けられているものとし、Ｘ軸回りの回転をロール回転、Ｙ軸回りの回転をピッチ回転、Ｚ軸回りの回転をヨー回転と規定して以後の説明を行っていくものとする。
【００３７】
本発明の適用に係るパワーアシスト装置およびその制御方法の説明に際し、パワーアシスト装置を用いて自動車のボディに対してウィンドウの組み付けを行う一連の作業を例示して説明を行う。尚、本実施例では、パワーアシスト装置をウィンドウの組み付け作業に用いているが、本発明の適用に係るパワーアシスト装置の用途をこれに限定するものではない。
【００３８】
図４および図５に示す如く、自動車のボディ１１に形成されるウィンドウ取付面１１ａに対して、ウィンドウ１０を取り付ける作業では、ウィンドウ１０をボディ１１とラゲッジハッチ１２との間の隙間Ｗを通過させてウィンドウ取付面１１ａに搬送する必要がある。また、ウィンドウ１０の周縁部には接着剤１３が塗布されており、ウィンドウ１０の搬送途中に、ボディ１１の不要な場所に接着剤１３が付着することが無いように搬送する必要がある。
【００３９】
つまり、係るパワーアシスト装置１を用いたウィンドウ１０の組み付け作業では、搬送途中にウィンドウ１０の姿勢が乱れると、ウィンドウ１０がボディ１１およびラゲッジハッチ１２と接触し、ウィンドウ１０やボディ１１およびラゲッジハッチ１２の破損を招く恐れや、ボディ１１およびラゲッジハッチ１２の不要な場所に接着剤１３が付着してしまう恐れがある。
【００４０】
本発明に係るパワーアシスト装置では、搬送途中にワークの姿勢が乱れることを防止するようにしており、これにより、ワークを組み付け対象物の隙間を通過させて搬送するような場合であっても、ワーク等の破損や汚損を防止するとともに、効率よくワークを搬送することができる構成としている。尚、本発明に係るパワーアシスト装置は、ワークを組み付け対象物の隙間を通過させて搬送するような場合に特に有効であるが、そのような場合に限らず、ワークと組み付け対象物が接触する可能性が低いような場合であっても本発明を適用することが可能であり、そのような場合にも効率よくワークを搬送することができる等の効果を奏するものである。
以下に、本発明の適用に係るパワーアシスト装置１によるウィンドウ１０の取付作業について、具体的に説明をする。
【００４１】
（搬送工程）
図６および図８に示す如く、まずワーク保持装置３によってウィンドウ１０をロール方向にボディ１１の傾斜角度に合わせて傾けた状態に保持する。この状態で、作業者がパワーアシスト装置１を操作し、パワーアシスト装置１によるアシストを受けながら、ウィンドウ１０を予めティーチングされた搬送経路に従ってボディ１１の傾斜に沿って搬送していく（Ｓｔｅｐ−１）。
【００４２】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するようにロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００４３】
（位置決め工程）
図６および図９に示す如く、次に作業者がパワーアシスト装置１を操作し、ウィンドウ１０を、ボディ１１のウィンドウ取付面１１ａの角度に対して垂直方向上方に略一定距離だけ離間した位置まで搬送していく。この位置はパワーアシスト装置１に予めティーチングされており、パワーアシスト装置１によって自律的にウィンドウ１０の大まかな位置決めが成される。このとき作業者は、ウィンドウ１０がパワーアシスト装置１によってウィンドウ取付面１１ａに対して大まかに位置決めが成されたことを目視で確認する（Ｓｔｅｐ−２）。
【００４４】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００４５】
（第一押込指示工程）
図６および図９に示す如く、次に作業者は、パワーアシスト装置１によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して大まかに位置決めが成されたことを目視で確認した後に、押込指示スイッチ７を押圧する。（Ｓｔｅｐ−３）
【００４６】
（第一押込工程）
作業者が押込指示スイッチ７を押圧すると、その信号が制御装置５に入力される。そして、制御装置５からパワーアシスト装置１に指令が成されて、パワーアシスト装置１が自律的に動作し、ウィンドウ１０が、予めティーチングされた搬送経路に従ってウィンドウ取付面１１ａに近接する方向に搬送される。
【００４７】
やがて、ウィンドウ１０はウィンドウ取付面１１ａと接触するが、その後もパワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送が継続されてウィンドウ取付面１１ａに押し込まれる。このときウィンドウ１０は、ウィンドウ取付面１１ａに対して押圧されている（Ｓｔｅｐ−４）。
【００４８】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００４９】
（第一押圧力検知工程）
図６および図１０に示す如く、次にパワーアシスト装置１の自律動作によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して押圧されるとき、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・によって、そのときの押圧力が検知される。
検知された押圧力は、制御装置５に入力されて、図１１に示す制御フローに基づく判定が成される。尚、本実施例に示すワーク保持装置３は、合計４個の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を備える構成としているが、２個以上の接圧センサを備えるワーク保持装置によって構成されるパワーアシスト装置であれば、本発明に係るパワーアシスト装置の制御方法を適用することが可能である。また、接圧センサを１個だけ備える構成のパワーアシスト装置に対しても、本発明に係る制御方法を応用して容易に適用することが可能である。
【００５０】
図１１に示す如く、（Ｓｔｅｐ−５）ではパワーアシスト装置１の自律動作によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して押圧されるとき、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・によって、そのときの押圧力が検知される（Ｓｔｅｐ−５−１）。
そして、４個の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知された押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が制御装置５に入力される。
【００５１】
（押圧力判定工程）
制御装置５では、まず予め設定された第一閾値Ｆｃと、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４とを比較する（Ｓｔｅｐ−５−２）。
ここで、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の全てが第一閾値Ｆｃ未満である場合には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）が継続される。
【００５２】
また図７に示す如く、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている（Ｓｔｅｐ−５−５）。
【００５３】
一方、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えている場合には、次の判定に遷移する。つまり、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えている場合に限って、次の判定に遷移するようにしている。
【００５４】
押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えている場合、制御装置５によって、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）を求めて、この合計と第二閾値Ｆｔを比較する（Ｓｔｅｐ−５−３）。
ここで、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔ未満である場合には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）が継続される。
【００５５】
またこの場合、図７に示す如く、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている（Ｓｔｅｐ−５−５）。
一方、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合には、さらに次の判定に遷移する。
【００５６】
（デッドマンスイッチ判定工程）
押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合には、さらに制御装置５によって検知されるデッドマンスイッチ６・６・・・の押圧状態による判定を行う（Ｓｔｅｐ−５−４）。
つまり、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合に限って、さらに次の判定に遷移するようにしている。
【００５７】
（ブレーキ解除判定工程）
押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合であって、デッドマンスイッチ６・６・・・が押圧されていない場合（即ち、作業者がワーク保持装置３の操作状態にない場合）には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）が継続される。
【００５８】
またこの場合、図７に示す如く、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が保持されており、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている（Ｓｔｅｐ−５−５）。
【００５９】
一方、図７に示す如く、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えている場合であって、デッドマンスイッチ６・６・・・が押圧されている場合（即ち、作業者がワーク保持装置３の操作状態にある場合）には、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態が解除され、フリージョイント４がロール・ピッチ・ヨーの各方向へ自由に回転できる状態となっている（Ｓｔｅｐ−６）。
【００６０】
つまり、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうちいずれか一つ以上の押圧力が第一閾値Ｆｃを越えており、かつ、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が第二閾値Ｆｔを越えており、かつ、デッドマンスイッチ６・６・・・がＯＮ状態である場合に限って、ブレーキ機構４ａの作動を解除し、フリージョイント４が自由に回転できるようにしている。
【００６１】
即ち、本発明に係るパワーアシスト装置１の制御方法は、複数の保持部たる吸盤３ｂ・３ｂ・・・を備え、かつ、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・にそれぞれ接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・を備えるワーク保持装置３を有するパワーアシスト装置１の制御方法であって、押圧力判定工程は、制御装置５により、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値Ｆｃを超えているか否かを判定し、かつ、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力の合計（即ち、Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が、予め設定した第二閾値Ｆｔを越えているか否かを判定している。
これにより、搬送途中においてウィンドウ（即ち、ワーク）１０の姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるウィンドウ１０の姿勢を安定させるとともに、位置決め精度を確保することができるのである。
【００６２】
またこのとき、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送は中断される。
図１１に示す如く、本実施例において第二閾値Ｆｔは、Ｆｔ＝２Ｆｃとして規定しており、第二閾値Ｆｔを第一閾値Ｆｃの２倍に規定している。このように規定すれば、閾値の設定が容易であり、かつ、適切な閾値を設定することができる。尚、この第一閾値Ｆｃおよび第二閾値Ｆｔの決定方法は一例であり、もちろん他の決定方法とすることも可能である。
【００６３】
即ち、本発明に係るパワーアシスト装置１の制御方法では、第二閾値Ｆｔは、第一閾値Ｆｃの２倍の値としている。
これにより、搬送途中におけるウィンドウ（即ち、ワーク）１０の姿勢を確実に安定させることができるのである。また、ウィンドウ１０の姿勢が確実に安定した状態で、作業者による組み付け位置の微調整をすることができるのである。
【００６４】
（位置決め微調整工程）
図６および図１２に示す如く、制御装置５からの指令によってブレーキ機構４ａの作動状態が解除され、フリージョイント４がフリーに回転できる状態になると、作業者の操作によって、ワーク保持装置３の位置を微調整することが可能となる（Ｓｔｅｐ−７）。これにより、例えば、ボディ１１の姿勢が乱れており、大まかな位置決めではウィンドウ１０の位置がウィンドウ取付面１１ａに対してズレていたとしても、作業者によって、ワーク保持装置３の姿勢を修正することができ、ウィンドウ取付面１１ａの正確な位置にウィンドウ１０を組み付けることが可能となる。
【００６５】
（第二押込指示工程）
図６および図１２に示す如く、次に作業者の操作によって微調整が成され、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対して正確に位置決めが成されたことを目視等で確認した後に、作業者が押込指示スイッチ７を再度押圧する（Ｓｔｅｐ−８）。
【００６６】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって再度作動状態が保持されるようになり、フリージョイント４はワーク保持装置３がウィンドウ取付面１１ａに対して正確に位置決めが成された角度を保持するようにロックされる。
【００６７】
（第二押込工程）
図６および図１３に示す如く、作業者が押込指示スイッチ７を再度押圧すると、その信号が制御装置５に入力される。そして、制御装置５からパワーアシスト装置１に指令が成されて、パワーアシスト装置１が再度自律的に動作し、ウィンドウ１０が、予めティーチングされた搬送経路に従ってウィンドウ取付面１１ａにさらに近接する方向に搬送（即ち、押込）される。
【００６８】
図７に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって引き続き作動状態が保持されて、フリージョイント４はワーク保持装置３がウィンドウ取付面１１ａに対して正確に位置決めが成された角度を保持するようにロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００６９】
（第二押圧力検知工程）
図６および図１３に示す如く、次にパワーアシスト装置１の自律動作によって、ウィンドウ１０がウィンドウ取付面１１ａに対してさらに押し込まれるとき、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・によって、そのときの押圧力が検知される（Ｓｔｅｐ−９）。
そして、４個の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知された押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が制御装置５に入力される。
【００７０】
制御装置５では、予め設定された第三閾値Ｆｚと、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を比較する。
ここで、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の全てが第三閾値Ｆｚ未満である場合には、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送が継続される。また、ブレーキ機構４ａは、制御装置５からの指令によって作動状態を保持しており、フリージョイント４はワーク保持装置３を所定の角度で保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。
【００７１】
そして、押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の全てが第三閾値Ｆｚを越えた場合には、ウィンドウ１０が十分ボディ１１に対して押圧されたものと判断し、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）を終了する。
【００７２】
そして、図１４に示す如く、パワーアシスト装置１の自律動作によるウィンドウ取付面１１ａに近接する方向への搬送（即ち、押込）を終了すると、ワーク保持装置３によるウィンドウ１０の保持状態を解除し、ウィンドウ１０の組み付けが完了する（Ｓｔｅｐ−１０）。
【００７３】
また図７および図１４に示す如く、このときブレーキ機構４ａは、パワーアシスト装置１が作業開始位置に復帰する動作に備えて、制御装置５からの指令によって作動状態が保持され、フリージョイント４はワーク保持装置３が所定の角度を保持するように引き続きロール・ピッチ・ヨーの各方向への回転が規制された（ロックされた）状態となっている。このようにして、一連のウィンドウ組み付け作業を完了する構成としている。
【００７４】
即ち、本発明に係るパワーアシスト装置１の制御方法においては、ワークたるウィンドウ１０を保持するための保持部たる吸盤３ｂ・３ｂ・・・を備えるワーク保持装置３と、ワーク保持装置３を支持するアーム（即ち、多関節型ロボット２）と、ワーク保持装置３を多間接型ロボット２に対して回転可能に支持するフリージョイント４と、フリージョイント４の回転を規制可能なブレーキ機構４ａと、ブレーキ機構４ａによる規制状態を制御する制御装置５と、ワーク保持装置３に保持されるウィンドウ１０に作用する押圧力を検知する接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・と、ワーク保持装置３に備えるデッドマンスイッチ６と、を備えるパワーアシスト装置１の制御方法であって、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により、ワーク保持装置３に保持されるウィンドウ１０に作用する押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を検知し、その検知結果を制御装置５に入力する第一押圧力検知工程と、制御装置５により、接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４が、予め設定した閾値（第一閾値Ｆｃおよび第二閾値Ｆｔ）を越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、制御装置５により、デッドマンスイッチ６が入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、制御装置５により、押圧力検知工程の検知結果と押圧力判定工程の判定結果とデッドマンスイッチ判定工程の判定結果に応じて、前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するか否かを判定するブレーキ解除判定工程とを備えている。
【００７５】
また、本発明に係るパワーアシスト装置１は、ワークたるウィンドウ１０を保持するための複数の保持部たる吸盤３ｂ・３ｂ・・・を備えるワーク保持装置３と、ワーク保持装置３を支持する多関節型ロボット２と、吸盤３ｂ・３ｂ・・・を多関節型ロボット２に対して回転可能に支持するフリージョイント４と、フリージョイント４の回転を規制可能なブレーキ機構４ａと、ブレーキ機構４ａによる規制状態を制御する制御装置５と、吸盤３ｂ・３ｂ・・・にそれぞれ備えられ、ウィンドウ１０に作用する押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４を検知する複数の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・と、ワーク保持装置３に備えるデッドマンスイッチ６と、を備えるパワーアシスト装置１であって、制御装置５は、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４のうち、少なくとも一つ以上の押圧力が、予め設定した第一閾値Ｆｃを超えており、かつ、複数の吸盤３ｂ・３ｂ・・・の接圧センサ３ｅ・３ｅ・・・により検知した複数の押圧力Ｆｅ１〜Ｆｅ４の合計（Ｆｅ１＋Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋Ｆｅ４）が、予め設定した第二閾値Ｆｔを越えており、かつ、前記デッドマンスイッチ６が入状態である場合には、ブレーキ機構４ａによるフリージョイント４の回転の規制を解除する構成としている。
【００７６】
パワーアシスト装置１およびその制御方法をこのような構成とすることにより、搬送途中におけるウィンドウ（即ち、ワーク）１０の姿勢を安定させることができるのである。これにより、作業者がウィンドウ１０の搬送をスムーズに行うことができるようになり、搬送作業の効率が改善されるのである。
また、搬送途中においてウィンドウ１０と組み付け対象部材（ボディ１１やラゲッジハッチ１２）が接触することを防止することができ、ウィンドウ１０や組み付け対象部材（ボディ１１やラゲッジハッチ１２）の破損や汚損を防止することができるのである。
さらに、搬送途中においてウィンドウ１０の姿勢が安定した後に初めて作業者による組み付け位置の微調整を可能とすることにより、搬送途中におけるウィンドウ１０の姿勢を安定させるとともに、ウィンドウ１０の位置決め精度を確保することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施例に係るパワーアシスト装置の全体構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施例に係るワーク保持装置を示す平面および側面模式図。
【図３】本発明の一実施例に係る制御装置の接続状況を示す模式図。
【図４】本発明の適用に係るウィンドウとその組み付け対象部（ボディ）の概略を示す説明図。
【図５】ボディのウィンドウ取付面を示す拡大説明図。
【図６】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の流れを示す作業フロー図。
【図７】本発明に係るパワーアシスト装置の各Ｓｔｅｐにおけるフリージョイントの規制状態を示す説明図。
【図８】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１）を示す模式図。
【図９】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−２）〜（Ｓｔｅｐ−３）を示す模式図。
【図１０】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−４）〜（Ｓｔｅｐ−５）を示す模式図。
【図１１】本発明の第一実施例に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−５）における制御フロー図。
【図１２】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−６）〜（Ｓｔｅｐ−８）を示す模式図。
【図１３】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−９）を示す模式図。
【図１４】本発明の適用に係るパワーアシスト装置を用いたウィンドウ組み付け作業の（Ｓｔｅｐ−１０）を示す模式図。
【符号の説明】
【００７８】
１ パワーアシスト装置
２ 多関節型ロボット
３ ワーク保持装置
３ｂ 吸盤
３ｃ ハンドル
３ｅ 接圧センサ
４ フリージョイント
４ａ ブレーキ機構
５ 制御装置
６ デッドマンスイッチ
１０ ウィンドウ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するための保持部を備えるワーク保持装置と、
該ワーク保持装置を支持するアームと、
前記ワーク保持装置を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、
該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、
該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、
前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知する押圧力検知センサと、
前記ワーク保持装置に備えるデッドマンスイッチと、
を備えるパワーアシスト装置の制御方法であって、
前記押圧力検知センサにより、前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知し、
その検知結果を前記制御装置に入力する押圧力検知工程と、
前記制御装置により、
前記押圧力検知センサにより検知した押圧力が、
予め設定した閾値を越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、
前記制御装置により、
前記デッドマンスイッチが入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、
前記制御装置により、
前記押圧力検知工程の検知結果と前記押圧力判定工程の判定結果と前記デッドマンスイッチ判定工程の判定結果に応じて、
前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するか否かを判定するブレーキ解除判定工程とを備える、
ことを特徴とするパワーアシスト装置の制御方法。
【請求項２】
前記ワーク保持装置は、
複数の前記保持部を備え、かつ、
前記複数の保持部にそれぞれ前記押圧力検知センサを備えるものであって、
前記押圧力判定工程では、
前記制御装置により、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、
少なくとも一つ以上の押圧力が、
予め設定した第一閾値を超えているか否かを判定し、かつ、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、
予め設定した第二閾値を越えているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１記載のパワーアシスト装置の制御方法。
【請求項３】
前記第二閾値は、
前記第一閾値の２倍の値とする、
ことを特徴とする請求項２記載のパワーアシスト装置の制御方法。
【請求項４】
ワークを保持するための複数の保持部を備えるワーク保持部と、
該ワーク保持部を支持するアームと、
前記ワーク保持部を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、
該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、
該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、
前記複数の保持部にそれぞれ備えられ、前記ワークに作用する押圧力を検知する複数の押圧力検知センサと、
前記ワーク保持部に備えるデッドマンスイッチと、
を備えるパワーアシスト装置であって、
前記制御装置は、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、
少なくとも一つ以上の押圧力が、
予め設定した第一閾値を超えており、かつ、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、
予め設定した第二閾値を越えており、かつ、
前記デッドマンスイッチが入状態である場合には、
前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除する、
ことを特徴とするパワーアシスト装置。
【請求項５】
前記第二閾値は、
前記第一閾値の２倍の値とする、
ことを特徴とする請求項４記載のパワーアシスト装置。
【請求項１】
ワークを保持するための保持部を備えるワーク保持装置と、
該ワーク保持装置を支持するアームと、
前記ワーク保持装置を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、
該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、
該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、
前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知する押圧力検知センサと、
前記ワーク保持装置に備えるデッドマンスイッチと、
を備えるパワーアシスト装置の制御方法であって、
前記押圧力検知センサにより、前記ワーク保持装置に保持される前記ワークに作用する押圧力を検知し、
その検知結果を前記制御装置に入力する押圧力検知工程と、
前記制御装置により、
前記押圧力検知センサにより検知した押圧力が、
予め設定した閾値を越えているか否かを判定する押圧力判定工程と、
前記制御装置により、
前記デッドマンスイッチが入状態であるか否かを判定するデッドマンスイッチ判定工程と、
前記制御装置により、
前記押圧力検知工程の検知結果と前記押圧力判定工程の判定結果と前記デッドマンスイッチ判定工程の判定結果に応じて、
前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除するか否かを判定するブレーキ解除判定工程とを備える、
ことを特徴とするパワーアシスト装置の制御方法。
【請求項２】
前記ワーク保持装置は、
複数の前記保持部を備え、かつ、
前記複数の保持部にそれぞれ前記押圧力検知センサを備えるものであって、
前記押圧力判定工程では、
前記制御装置により、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、
少なくとも一つ以上の押圧力が、
予め設定した第一閾値を超えているか否かを判定し、かつ、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、
予め設定した第二閾値を越えているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１記載のパワーアシスト装置の制御方法。
【請求項３】
前記第二閾値は、
前記第一閾値の２倍の値とする、
ことを特徴とする請求項２記載のパワーアシスト装置の制御方法。
【請求項４】
ワークを保持するための複数の保持部を備えるワーク保持部と、
該ワーク保持部を支持するアームと、
前記ワーク保持部を前記アームに対して回転可能に支持するジョイント部と、
該ジョイント部の回転を規制可能なブレーキと、
該ブレーキによる規制状態を制御する制御装置と、
前記複数の保持部にそれぞれ備えられ、前記ワークに作用する押圧力を検知する複数の押圧力検知センサと、
前記ワーク保持部に備えるデッドマンスイッチと、
を備えるパワーアシスト装置であって、
前記制御装置は、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力のうち、
少なくとも一つ以上の押圧力が、
予め設定した第一閾値を超えており、かつ、
複数の前記保持部の押圧力検知センサにより検知した複数の押圧力の合計が、
予め設定した第二閾値を越えており、かつ、
前記デッドマンスイッチが入状態である場合には、
前記ブレーキによる前記ジョイント部の回転の規制を解除する、
ことを特徴とするパワーアシスト装置。
【請求項５】
前記第二閾値は、
前記第一閾値の２倍の値とする、
ことを特徴とする請求項４記載のパワーアシスト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２０２２５１（Ｐ２００９−２０２２５１Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４５０１０（Ｐ２００８−４５０１０）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]