ロボットシステム
【課題】シャフトに対して環状部品を嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行う場合に、歩留まりを向上させること。
【解決手段】ロボットシステムは、環状部品の内周面と係合する係合部材を周面に取付け可能なシャフトを把持して回動させるロボットと、前記環状部品を固定するための冶具と、前記環状部品が嵌合された前記シャフトを前記ロボットによって把持させ、該環状部品を前記冶具へ接触させた状態で、前記ロボットによって該シャフトへ回動力を付加させる制御部と、前記回動力を付加させた場合における前記ロボットの動作に基づいて前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定部とを備える。
【解決手段】ロボットシステムは、環状部品の内周面と係合する係合部材を周面に取付け可能なシャフトを把持して回動させるロボットと、前記環状部品を固定するための冶具と、前記環状部品が嵌合された前記シャフトを前記ロボットによって把持させ、該環状部品を前記冶具へ接触させた状態で、前記ロボットによって該シャフトへ回動力を付加させる制御部と、前記回動力を付加させた場合における前記ロボットの動作に基づいて前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品の組立作業を産業用ロボット（以下、単に「ロボット」と記載する）によって自動的に行うロボットシステムがある。例えば、特許文献１には、シャフトに対して環状部品を嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８７６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、シャフトに対する環状部品の嵌合強度について考慮されていなかったため、嵌合強度が要求される部品を組み立てた場合に、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００５】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、シャフトに対して環状部品を嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行う場合に、歩留まりを向上させることができるロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の開示するロボットシステムは、環状部品の内周面と係合する係合部材を周面に取付け可能なシャフトを把持して回動させるロボットと、前記環状部品を固定するための冶具と、前記環状部品が嵌合された前記シャフトを前記ロボットによって把持させ、該環状部品を前記冶具へ接触させた状態で、前記ロボットによって該シャフトへ回動力を付加させる制御部と、前記回動力を付加させた場合における前記ロボットの動作に基づいて前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本願の開示するロボットシステムの一つの形態によれば、シャフトに対して環状部品を嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行う場合に、歩留まりを向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例に係るロボットシステムの配置を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例に係るロボットの外観を示す模式図である。
【図３】図３は、実施例に係るロボットシステムの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係るロボットの動作を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係るロボットの動作を示す図である。
【図６】図６は、実施例に係る制御装置で実行される処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例の変形例に係るロボットシステムの配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例における例示で本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
以下では、シャフトへ環状部品であるギアを嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行うロボットシステムについて説明する。なお、シャフトへ嵌合する部品は、ギアに限定するものではなく、ローターやプーリー等といった任意の環状部品であってもよい。
【００１１】
図１は、実施例に係るロボットシステム１の配置を示す模式図である。図１に示すように、ロボットシステム１は、シャフト５に対してギア７を嵌合する組立作業を自動的に行うロボット２と、ロボット２の可動領域１００の外部に設けられ、ロボットシステム１全体の動作を制御する制御装置３とを備える。
【００１２】
ここで、図２を用いてロボット２について説明する。図２は、実施例に係るロボット２の外観を示す模式図である。図２に示すように、ロボット２は、床面等に固定された基台２１上に取り付けられた基礎部２２と、基礎部２２から延伸するロボットアームと、ロボットアームの先端に取り付けられたエンドエフェクタ（以下、「ハンド２９」と記載する）を備える。
【００１３】
ロボットアームは、基端（基礎部２２）側から先端側へ向けて第１アーム２３、第２アーム２４、第３アーム２５、第４アーム２６、第５アーム２７および第６アーム２８という６本のアームが連結されて構成される。これらの各アームは、内部にアクチュエータが設けられており、各アクチュエータによって、図２に両向き矢印で示すように各アームの連結部を関節として回転駆動される。
【００１４】
また、ロボットアームの先端となる第６アーム２８（以下、「先端アーム２８」と記載する）の内部には、ハンド回転軸２８ａを回転させてハンド２９を回転駆動するアクチュエータ２８ｂが設けられている。また、ハンド２９の内部には、ハンド２９の先端に取り付けられた一対の把持爪２９ａを駆動するアクチュエータ（図示略）が設けられている。
【００１５】
かかる先端アーム２８は、制御装置３による制御によってハンド固定制御と、ハンド空転制御とを切替可能に構成されている。ここで、ハンド固定制御とは、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさによらず、アクチュエータ２８ｂからハンド回転軸２８ａへ回転力を加えるハンド２９の回転制御である。
【００１６】
一方、ハンド空転制御とは、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさ（トルク）が所定の閾値以上であった場合、ハンド回転軸２８ａがハンド２９とともに外力によって回転するようにハンド回転軸２８ａの動作を制御するハンド２９の回転制御である。
【００１７】
なお、制御装置３によってハンド空転制御が選択された場合であっても、ハンド回転軸２８ａを回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加わる外力が閾値未満であれば、ハンド２９は、ハンド回転軸２８ａの回転によって回転する。
【００１８】
そして、ロボット２は、制御装置３による制御に従って、第１アーム２３、第２アーム２４、第３アーム２５、第４アーム２６、第５アーム２７、第６アーム２８、ハンド２９および把持爪２９ａを動作させ、シャフト５を把持してギア７を嵌合する組立作業を行う。かかるロボット２では、ハンド２９がシャフト５を把持する把持部として機能する。
【００１９】
図１の説明に戻り、ロボットシステム１の配置に関する説明を続ける。図１に示すように、ロボット２の可動領域１００の内部には、シャフト用ケース５０、留め具用ケース６０、ギア用ケース７０、良品用ケース１２および不良品用ケース１３が、それぞれ所定位置に配置される。
【００２０】
シャフト用ケース５０は、複数本のシャフト５がセットされる容器であり、留め具用ケース６０は、複数個の留め具６がセットされる容器であり、ギア用ケース７０は、複数枚のギア７がセットされる容器である。
【００２１】
また、良品用ケース１２は、ロボット２によって組立て後に良品と判定された部品がセットされる容器であり、不良品用ケース１３は、ロボット２によって組立て後に不良品と判定された部品がセットされる容器である。
【００２２】
なお、良品用ケース１２および不良品用ケース１３に代えて、例えば、良品および不良品の完成品をセットする完成品用容器を設けるとともに、完成品用容器の近傍に完成品の良否判定結果を表示する表示装置を設けてもよい。かかる場合、完成品が外部へ搬出される際に、表示装置によって完成品の良否判定結果を表示させる。
【００２３】
さらに、ロボット２の可動領域１００の内部には、キー取付け装置４、接着剤塗布装置８、嵌合用ステージ９および冶具１０が、それぞれ所定位置に設置される。ここで、キー取付け装置４は、ギア７の内周面に設けられた被係合部となる凹部７１と係合する係合部材（以下、「キー」と記載する）を、シャフト５の周面に設けられた取付孔へ取り付ける装置である。
【００２４】
また、接着剤塗布装置８は、ギア７を嵌合する前のシャフト５の周面に接着剤を塗布する装置である。また、嵌合用ステージ９は、シャフト５へ嵌合する際に、ギア７を固定する装置である。
【００２５】
また、冶具１０は、ギア７が嵌合されたシャフト５へキーが適切に取付けられているか否かを判定する場合に使用される器具である。本実施例では、冶具１０として、シャフト５へ嵌合するギア７と同一形状（同一物）のギア７を用いる。かかる冶具１０は、床面等に固定された台１１へねじ止によって固定される。
【００２６】
なお、冶具１０の使用方法については、図５を用いて後述する。このように、本実施例では、組立て材料のギア７の一つを冶具１０として用いるので、冶具１０専用の部材を別途用意する必要がない。
【００２７】
次に、図３を用いてロボットシステム１の構成について説明する。図３は、実施例に係るロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図３に示すように、ロボットシステム１は、ロボット２と、キー取付け装置４と、接着剤塗布装置８と、制御装置３とを含む。
【００２８】
制御装置３は、ロボットシステム１全体の動作を統括制御する装置であり、制御部３１と、操作部３２と、判定部３３とを備える。ここで、操作部３２は、ロボット２によって作業させる内容や作業に必要な各種パラメータ等の情報を入力するためにオペレータが操作するキーボードやタッチパネル等の入力デバイスである。
【００２９】
制御部３１は、操作部３２によって入力された情報に基づいてロボット２、キー取付け装置４および接着剤塗布装置８へ各種指令を出力し、シャフト５へギア７を嵌合させる組立作業を行わせる処理部である。なお、組立作業の詳細については、図４を用いて後述する。
【００３０】
また、制御部３１は、ロボット２によってシャフト５へギア７が嵌合されるまでは前述のハンド固定制御を選択し、シャフト５へギア７が嵌合された後に、前述のハンド空転制御を選択する。
【００３１】
判定部３３は、ロボット２から入力されるロボット２の動作状態を示す情報に基づいて、ギア７が嵌合されたシャフト５に対してキーが適切に取り付けられているか否かを判定する処理部である。なお、判定部３３がキーの取り付け状況を判定する場合におけるロボット２の動作については、図５を用いて後述する。また、かかる制御装置３が実行する処理については、図６を用いて後述する。
【００３２】
次に、図１、図４および図５を用いて、シャフト５へギア７を嵌合するロボット２の動作について説明する。図４および図５は、実施形態に係るロボット２の動作を示す図である。なお、図４および図５では、図１および図２に示す構成要素と同一の構成要素に対して同一の符号を付している。
【００３３】
ロボットシステム１では、シャフト５へギア７を嵌合する組立作業をロボット２によって行う場合、制御装置３の制御部３１は、ハンド固定制御を選択してロボット２を動作させる。そして、ロボット２は、制御装置３による制御にしたがって、まず、図１に示す留め具用ケース６０から留め具６を把持して嵌合用ステージ９上へセットし、その後、ギア用ケース７０からギア７を把持して嵌合用ステージ９上へセットする。
【００３４】
続いて、図４（ａ）に示すように、ロボット２は、シャフト用ケース５０（図１参照）からシャフト５を把持して取り出す。その後、ロボット２は、把持したシャフト５をキー取付け装置４の開口部４１（図１参照）へ挿入する。
【００３５】
ここで、キー取付け装置４は、ロボット２によって挿入されたシャフト５の周面に設けられた取付孔へ円筒形状のキー５１を嵌合する。これにより、図４（ｂ）に示すように、シャフト５の周面から一端が突出した状態でキー５１が取り付けられる。
【００３６】
続いて、ロボット２は、キー５１が取り付けられたシャフト５を接着剤塗布装置８（図１参照）の位置まで移動させる。ここで、接着剤塗布装置８は、シャフト５の周面へ接着剤を塗布する。
【００３７】
続いて、ロボット２は、接着剤が塗布されたシャフト５を嵌合用ステージ９の位置まで移動させ、図４（ｃ）に示すように、ギア７の内周面に設けられた凹部７１とキー５１との位置を整合させた状態でシャフト５をギア７および留め具６へ挿入する。これにより、図４（ｄ）に示すように、シャフト５へギア７が嵌合される。
【００３８】
ここで、例えば、キー取付け装置４内に取り付けるべきキー５１がなかった場合や、キー５１の取付けからギア７を嵌合するまでの間に、シャフト５からキー５１が脱落した場合、ロボット２は、キー５１が取付けられていないシャフト５へギア７を嵌合する。
【００３９】
かかる場合、組立てられた部品は、シャフト５に対するギア７の嵌合強度が低いため、シャフト５を回転させた際にシャフト５がギア７に対して空転する不良品となり歩留まりが低下する。
【００４０】
そこで、ロボットシステム１では、ロボット２によってギア７がシャフト５へ嵌合された後に、冶具１０を用いてシャフト５へキー５１が適切に取り付けられているか否かを判定する。具体的には、図１に示す第１の作業領域１０１においてシャフト５へギア７を嵌合した後、第１の作業領域１０１から離隔した第２の作業領域１０２までシャフト５を把持したまま移動させる。
【００４１】
続いて、図５（ａ）に示すように、ロボット２は、把持しているシャフト５に嵌合されたギア７の外周を冶具１０の外周へ圧接させる。ここで、冶具１０は、前述したようにギア７と同一形状のギアである。したがって、シャフト５に嵌合されたギア７が冶具１０へ圧接されることにより、ギア７の歯と冶具１０の歯とが噛合する。
【００４２】
続いて、制御装置３の制御部３１は、ハンド固定制御からハンド空転制御へ切り替えてロボット２を動作させる。かかるハンド空転制御は、前述のように、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさが所定の閾値以上であった場合、ハンド回転軸２８ａがハンド２９とともに外力によって回転する回転制御である。
【００４３】
ここで、ハンド回転軸２８ａへ加わる外力に関する閾値は、キー５１が取付けられていないシャフト５へ接着剤を塗布して嵌合したギア７を回動しないように固定した状態で、ハンド２９によりシャフト５を回動させた場合に、ハンド２９からハンド回転軸２８ａへ加わる外力よりも高い値とする。
【００４４】
なお、制御部３１は、ハンド空転制御によってロボット２を動作させる場合、ハンド回転軸２８ａが鉛直方向と平行になるように先端アーム２８の姿勢を制御する。これにより、ハンド２９がシャフト５の重量によって回転することを防止することができる。
【００４５】
そして、ロボット２は、制御装置３による制御にしたがって、先端アーム２８内部のアクチュエータ２８ｂによってハンド回転軸２８ａへ回転力を付加し、ハンド２９によって把持されているシャフト５へ回動力を付加する。
【００４６】
このとき、シャフト５へキー５１が適切に取付けられていた場合、冶具１０によってギア７が固定され、キー５１によってシャフト５がギア７に対して固定される。したがって、アクチュエータ２８ｂによってシャフト５へ回動力を付加すると、ハンド回転軸２８ａには、ハンド２９を介して閾値以上の外力が加わるので、図５（ｂ）に示すように、ハンド回転軸２８ａおよびハンド２９は回転せず、シャフト５も回動しない。
【００４７】
このように、制御装置３の判定部３３は、ハンド回転軸２８ａが回転しなかった場合、シャフト５へキー５１が適切に取付けられていると判定し、シャフト５を図１に示す良品用ケース１２へセットする。
【００４８】
ここで、シャフト５へ回動力を付加する際、制御部３１ではハンド空転制御が選択されているため、ハンド配転軸２８ａやハンド２９、シャフト５、ギア７等に不要な過度のトルクが付加されることがない。
【００４９】
これにより、シャフト５へキー５１が適切に取付けられている場合に、過度なトルクが付加されてハンド配転軸２８ａ、ハンド２９、シャフト５、ギア７等が破損することを防止することができる。
【００５０】
一方、シャフト５へキー５１が取付けられていなかった場合、ギア７は、冶具１０によって固定されるが、シャフト５は、キー５１が取付けられていないのでギア５へは固定されない。したがって、アクチュエータ２８ｂによってシャフト５へ回動力を付加すると、ハンド回転軸２８ａには、ハンド２９から閾値以上の外力が加わることがないので、図５（ｃ）に示すように、ハンド回転軸２８ａ、ハンド２９およびシャフト５は、ともに回転する。
【００５１】
そして、制御装置３の判定部３３は、ハンド２９およびシャフト５とともに回転したハンド回転軸２８ａの回転角度が所定角度に達した場合、シャフト５へキー５１が取付けられていないと判定し、シャフト５を不良品用ケース１３へセットする。
【００５２】
このように、ロボットシステム１では、シャフト５へギア７を嵌合した後に、目視では確認が困難なキー５１の取付け状況をロボット２の動作によって確認して良否を判定することができる。
【００５３】
これにより、ロボットシステム１では、不良品と判定した部品については、一旦、ギア７をシャフト５から取り外し、シャフト５へキー５１を取付けなおして再度シャフト５へギア７を取付けることにより歩留まりを向上させることができる。
【００５４】
また、制御装置３の制御部３１は、シャフト５へギア７を嵌合する嵌合作業を第１の作業領域１０１でロボット２によって行わせた後、第１の作業領域１０１から離隔した第２の作業領域１０２に設けられた冶具１０を用いてキー５１が取付け済みか否かを判定する判定作業をロボット２によって行わせる。
【００５５】
これにより、シャフト５を第１の作業領域１０１から第２の作業領域１０２へ移動させた場合に、第１の作業領域１０１は、次のギア７および留め具６をセット可能な状態となる。したがって、例えば、ロボットシステム１へ２体のロボット２を設けた場合、２体のロボット２によって、ギア７の嵌合作業と、冶具１０を用いた判定作業とを同時進行で行うことが可能となるので、作業効率が向上する。
【００５６】
次に、制御装置３の制御部３１および判定部３３が実行する処理について図６を用いて説明する。図６は、実施例に係る制御装置３で実行される処理手順を示すフローチャートである。
【００５７】
制御部３１および判定部３３は、操作部３２において作業開始操作が行われると、図６に示す処理を繰り返し実行する。具体的には、制御部３１は、まず、ハンド固定制御を開始する（ステップＳ１０１）。
【００５８】
前述したように、かかるハンド固定制御は、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさによらず、アクチュエータ２８ｂからハンド回転軸２８ａへ回転力を加えるハンド２９の回転制御である。
【００５９】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対して留め具６およびギア７セット指令を出力する（ステップＳ１０２）。これにより、ロボット２は、第１の作業領域１０１に設けられた嵌合用ステージ９の所定位置へ留め具６およびギア７を順次セットする。
【００６０】
続いて、制御部３１は、ロボット２およびキー取付け装置４に対してキー取付け指令を出力する（ステップＳ１０３）。これにより、ロボット２は、ハンド２９をシャフト用ケース５０まで移動させてシャフト５を把持し、キー取付け装置４の上面に開口された開口部４１へシャフト５を挿入する。キー取付け装置４は、開口部４１へシャフト５が挿入されると、シャフト５へキー５１を取付ける。
【００６１】
続いて、制御部３１は、ロボット２および接着剤塗布装置８に対して接着剤塗布指令を出力する（ステップＳ１０４）。これにより、ロボット２は、シャフト５を接着剤塗布装置８による接着剤の塗布位置までシャフト５を移動させて回転させる。接着剤塗布装置８は、回転中のシャフト５の周面に対して接着剤を塗布する。
【００６２】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対してギア嵌合指令を出力する（ステップＳ１０５）。これにより、ロボット２は、第１の作業領域１０１に設けられた嵌合用ステージ９の上までシャフト５を移動させ、ギア７および留め具６へ挿入して嵌合する。
【００６３】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対してギア圧接指令を出力する（ステップＳ１０６）。これにより、ロボット２は、第２の作業領域１０２までシャフト５を移動させ、シャフト５へ嵌合されたギア７の歯を冶具１０の歯へ圧接させて噛合させる。
【００６４】
続いて、制御部３１は、ハンド空転制御を開始する（ステップＳ１０７）。前述したように、かかるハンド空転制御は、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさが所定の閾値以上であった場合、ハンド回転軸２８ａがハンド２９とともに外力によって回転するようにハンド回転軸２８ａの動作を制御するハンド２９の回転制御である。
【００６５】
ここで、ハンド回転軸２８ａへ加わる外力に関する閾値は、キー５１が取付けられていないシャフト５へ接着剤を塗布して嵌合したギア７を回動しないように固定した状態で、ハンド２９によりシャフト５を回動させた場合に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加わる外力よりも高い値とする。
【００６６】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対してハンド回転指令を出力する（ステップＳ１０８）。これにより、ロボット２は、先端アーム２８のアクチュエータ２８ｂを駆動してハンド回転軸２８ａへ回転力を付加する。
【００６７】
続いて、判定部３３は、ハンド回転軸２８ａの回転角が所定角度に達したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、判定部３３は、ハンド回転軸２８ａの回転角が所定角度に達していないと判定した場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、シャフト５へキー５１が取付け済み（良品）と判定する（ステップＳ１１０）。
【００６８】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対して良品用ケース１２へのセット指令を出力する（ステップＳ１１１）。これにより、ロボット２は、良品と判定されたシャフト５を良品用ケース１２まで移動させてセットし、処理をステップＳ１０１へ移す。
【００６９】
一方、判定部３３は、ハンド回転軸２８ａの回転角が所定角度に達したと判定した場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、シャフト５へキー５１が取付けられていない（キー取付け不良）と判定する（ステップＳ１１２）。
【００７０】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対して不良品用ケース１３へのセット指令を出力する（ステップＳ１１３）。これにより、ロボット２は、不良品と判定されたシャフト５を不良品用ケース１３まで移動させてセットし、処理をステップＳ１０１へ移す。
【００７１】
なお、上記した実施例では、シャフト５へ嵌合するギア７が１種類の場合について説明したが、ロボット２は、形状や歯数の異なる複数のギアをシャフト５へ嵌合する場合がある。
【００７２】
ここで、ロボットシステム１の変形例として、形状や歯数の異なる複数種類のギアをロボット２によってシャフト５へ嵌合するロボットシステム１ａについて図７を用いて説明する。図７は、実施例の変形例に係るロボットシステム１ａの配置を示す模式図である。なお、図７では、図１に示す構成要素と同一の構成要素に対して同一の符号を付している。
【００７３】
図７に示すように、変形例に係るロボットシステム１ａは、ギア用ケース７０にギア７に加え、ギア７とは形状および歯数が異なるギア７ａおよびギア７ｂがセットされている点と、ギア７、７ａおよびギア７ｂにそれぞれ対応する冶具１０、１０ａおよび１０ｂが設置されている点とが図１に示すロボットシステム１とは異なる。
【００７４】
ロボットシステム１ａでは、ギア７と同一形状のギア７が冶具１０として台１１へねじ止め固定され、ギア７ａと同一形状のギア７ａが冶具１０ａとして台１１ａへねじ止め固定され、ギア７ｂと同一形状のギア７ｂが冶具１０ｂとして台１１ｂへねじ止め固定される。
【００７５】
そして、ロボットシステム１ａでは、ロボット２がシャフト５へ嵌合されたギア７、７ａおよびギア７ｂの形状を判別する。続いて、ロボット２は、判別したギア７、７ａおよびギア７ｂに対応する同一形状の冶具１０、１０ａおよび１０ｂに対してシャフト５へ嵌合されたギア７、７ａおよびギア７ｂを圧接させる。
【００７６】
続いて、ロボット２は、ハンド回転軸２８ａへ回動力を付加した場合におけるハンド回転軸２８ａの回転状態に基づき、キー５１がシャフト５へ取付け済みか否かを判定する。
【００７７】
このように、ロボットシステム１ａでは、形状や歯数の異なる複数種類のギア７、７ａおよびギア７ｂをシャフト５へ嵌合した場合にも、各シャフト５へキー５１が適切に取り付けられているか否かを判定することができる。
【００７８】
しかも、ロボットシステム１ａでは、組立て材料のギア７、７ａおよびギア７ｂの一つを、それぞれ冶具１０、１０ａ、１０ｂとして用いるので、冶具１０、１０ａ、１０ｂ専用の部材を別途用意する必要がない。
【００７９】
なお、ロボットシステム１ａでは、冶具１０、１０ａ、１０ｂを全て同一平面上に設けたが、冶具１０、１０ａ、１０ｂをそれぞれ鉛直方向に所定の間隔をあけて設置することもできる。これにより、冶具１０、１０ａ、１０ｂの設置スペースを縮小することができる。
【００８０】
また、上記した実施例および変形例では、冶具１０、１０ａ、１０ｂが予め設置されている場合について説明したが、ロボット２が組立作業を開始する前に冶具１０、１０ａ、１０ｂを設置するようにロボットシステム１、１ａを構成してもよい。かかる場合、ロボット２は、組立作業を開始する前に、ギア用ケース７０からギア７、７ａおよびギア７ｂを一つ取り出し、台１１、１１ａ、１１ｂへねじ等によって固定する。
【００８１】
これにより、ロボットシステム１、１ａでは、シャフト５へ嵌合するギア７、７ａおよびギア７ｂと正確に噛合する冶具１０、１０ａ、１０ｂを設置することができる。したがって、ロボットシステム１、１ａによれば、作業者等がシャフト５へ嵌合されるギア７、７ａおよびギア７ｂとは形状が異なる冶具１０、１０ａ、１０ｂを誤って設置するといった人為的ミスの発生を防止することができる。
【００８２】
また、ロボットシステム１、１ａでは、制御部３１がハンド固定制御を選択した状態でシャフト５へ嵌合されたギア７を冶具１０へ圧接させ、シャフト５へ回動力を付加させてキー５１が取付け済みか否かを判定させてもよい。かかる場合、判定部３３は、ハンド２９が回動した場合に、キー５１が取付けられていないと判定し、ハンド２９が回動しなかった場合に、キーが取付け済みと判定する。
【００８３】
なお、上記した制御装置３は、たとえば、コンピュータで構成することができる。この場合、制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。また、制御部３１の各機能は、あらかじめ作成されたプログラムを制御部３１へロードして実行させることによって実現することができる。
【００８４】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１、１ａ ロボットシステム
２ ロボット
２８ 先端アーム
２８ａ ハンド回転軸
２８ｂ アクチュエータ
３ 制御装置
３１ 制御部
３２ 操作部
３３ 判定部
４ キー取付け装置
５ シャフト
５１ キー
６ 留め具
７、７ａ、７ｂ ギア
８ 接着剤塗布装置
９ 嵌合用ステージ
１０、１０ａ、１０ｂ 冶具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品の組立作業を産業用ロボット（以下、単に「ロボット」と記載する）によって自動的に行うロボットシステムがある。例えば、特許文献１には、シャフトに対して環状部品を嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８７６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、シャフトに対する環状部品の嵌合強度について考慮されていなかったため、嵌合強度が要求される部品を組み立てた場合に、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００５】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、シャフトに対して環状部品を嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行う場合に、歩留まりを向上させることができるロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の開示するロボットシステムは、環状部品の内周面と係合する係合部材を周面に取付け可能なシャフトを把持して回動させるロボットと、前記環状部品を固定するための冶具と、前記環状部品が嵌合された前記シャフトを前記ロボットによって把持させ、該環状部品を前記冶具へ接触させた状態で、前記ロボットによって該シャフトへ回動力を付加させる制御部と、前記回動力を付加させた場合における前記ロボットの動作に基づいて前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本願の開示するロボットシステムの一つの形態によれば、シャフトに対して環状部品を嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行う場合に、歩留まりを向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例に係るロボットシステムの配置を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例に係るロボットの外観を示す模式図である。
【図３】図３は、実施例に係るロボットシステムの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係るロボットの動作を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係るロボットの動作を示す図である。
【図６】図６は、実施例に係る制御装置で実行される処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例の変形例に係るロボットシステムの配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例における例示で本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
以下では、シャフトへ環状部品であるギアを嵌合する組立作業をロボットによって自動的に行うロボットシステムについて説明する。なお、シャフトへ嵌合する部品は、ギアに限定するものではなく、ローターやプーリー等といった任意の環状部品であってもよい。
【００１１】
図１は、実施例に係るロボットシステム１の配置を示す模式図である。図１に示すように、ロボットシステム１は、シャフト５に対してギア７を嵌合する組立作業を自動的に行うロボット２と、ロボット２の可動領域１００の外部に設けられ、ロボットシステム１全体の動作を制御する制御装置３とを備える。
【００１２】
ここで、図２を用いてロボット２について説明する。図２は、実施例に係るロボット２の外観を示す模式図である。図２に示すように、ロボット２は、床面等に固定された基台２１上に取り付けられた基礎部２２と、基礎部２２から延伸するロボットアームと、ロボットアームの先端に取り付けられたエンドエフェクタ（以下、「ハンド２９」と記載する）を備える。
【００１３】
ロボットアームは、基端（基礎部２２）側から先端側へ向けて第１アーム２３、第２アーム２４、第３アーム２５、第４アーム２６、第５アーム２７および第６アーム２８という６本のアームが連結されて構成される。これらの各アームは、内部にアクチュエータが設けられており、各アクチュエータによって、図２に両向き矢印で示すように各アームの連結部を関節として回転駆動される。
【００１４】
また、ロボットアームの先端となる第６アーム２８（以下、「先端アーム２８」と記載する）の内部には、ハンド回転軸２８ａを回転させてハンド２９を回転駆動するアクチュエータ２８ｂが設けられている。また、ハンド２９の内部には、ハンド２９の先端に取り付けられた一対の把持爪２９ａを駆動するアクチュエータ（図示略）が設けられている。
【００１５】
かかる先端アーム２８は、制御装置３による制御によってハンド固定制御と、ハンド空転制御とを切替可能に構成されている。ここで、ハンド固定制御とは、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさによらず、アクチュエータ２８ｂからハンド回転軸２８ａへ回転力を加えるハンド２９の回転制御である。
【００１６】
一方、ハンド空転制御とは、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさ（トルク）が所定の閾値以上であった場合、ハンド回転軸２８ａがハンド２９とともに外力によって回転するようにハンド回転軸２８ａの動作を制御するハンド２９の回転制御である。
【００１７】
なお、制御装置３によってハンド空転制御が選択された場合であっても、ハンド回転軸２８ａを回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加わる外力が閾値未満であれば、ハンド２９は、ハンド回転軸２８ａの回転によって回転する。
【００１８】
そして、ロボット２は、制御装置３による制御に従って、第１アーム２３、第２アーム２４、第３アーム２５、第４アーム２６、第５アーム２７、第６アーム２８、ハンド２９および把持爪２９ａを動作させ、シャフト５を把持してギア７を嵌合する組立作業を行う。かかるロボット２では、ハンド２９がシャフト５を把持する把持部として機能する。
【００１９】
図１の説明に戻り、ロボットシステム１の配置に関する説明を続ける。図１に示すように、ロボット２の可動領域１００の内部には、シャフト用ケース５０、留め具用ケース６０、ギア用ケース７０、良品用ケース１２および不良品用ケース１３が、それぞれ所定位置に配置される。
【００２０】
シャフト用ケース５０は、複数本のシャフト５がセットされる容器であり、留め具用ケース６０は、複数個の留め具６がセットされる容器であり、ギア用ケース７０は、複数枚のギア７がセットされる容器である。
【００２１】
また、良品用ケース１２は、ロボット２によって組立て後に良品と判定された部品がセットされる容器であり、不良品用ケース１３は、ロボット２によって組立て後に不良品と判定された部品がセットされる容器である。
【００２２】
なお、良品用ケース１２および不良品用ケース１３に代えて、例えば、良品および不良品の完成品をセットする完成品用容器を設けるとともに、完成品用容器の近傍に完成品の良否判定結果を表示する表示装置を設けてもよい。かかる場合、完成品が外部へ搬出される際に、表示装置によって完成品の良否判定結果を表示させる。
【００２３】
さらに、ロボット２の可動領域１００の内部には、キー取付け装置４、接着剤塗布装置８、嵌合用ステージ９および冶具１０が、それぞれ所定位置に設置される。ここで、キー取付け装置４は、ギア７の内周面に設けられた被係合部となる凹部７１と係合する係合部材（以下、「キー」と記載する）を、シャフト５の周面に設けられた取付孔へ取り付ける装置である。
【００２４】
また、接着剤塗布装置８は、ギア７を嵌合する前のシャフト５の周面に接着剤を塗布する装置である。また、嵌合用ステージ９は、シャフト５へ嵌合する際に、ギア７を固定する装置である。
【００２５】
また、冶具１０は、ギア７が嵌合されたシャフト５へキーが適切に取付けられているか否かを判定する場合に使用される器具である。本実施例では、冶具１０として、シャフト５へ嵌合するギア７と同一形状（同一物）のギア７を用いる。かかる冶具１０は、床面等に固定された台１１へねじ止によって固定される。
【００２６】
なお、冶具１０の使用方法については、図５を用いて後述する。このように、本実施例では、組立て材料のギア７の一つを冶具１０として用いるので、冶具１０専用の部材を別途用意する必要がない。
【００２７】
次に、図３を用いてロボットシステム１の構成について説明する。図３は、実施例に係るロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図３に示すように、ロボットシステム１は、ロボット２と、キー取付け装置４と、接着剤塗布装置８と、制御装置３とを含む。
【００２８】
制御装置３は、ロボットシステム１全体の動作を統括制御する装置であり、制御部３１と、操作部３２と、判定部３３とを備える。ここで、操作部３２は、ロボット２によって作業させる内容や作業に必要な各種パラメータ等の情報を入力するためにオペレータが操作するキーボードやタッチパネル等の入力デバイスである。
【００２９】
制御部３１は、操作部３２によって入力された情報に基づいてロボット２、キー取付け装置４および接着剤塗布装置８へ各種指令を出力し、シャフト５へギア７を嵌合させる組立作業を行わせる処理部である。なお、組立作業の詳細については、図４を用いて後述する。
【００３０】
また、制御部３１は、ロボット２によってシャフト５へギア７が嵌合されるまでは前述のハンド固定制御を選択し、シャフト５へギア７が嵌合された後に、前述のハンド空転制御を選択する。
【００３１】
判定部３３は、ロボット２から入力されるロボット２の動作状態を示す情報に基づいて、ギア７が嵌合されたシャフト５に対してキーが適切に取り付けられているか否かを判定する処理部である。なお、判定部３３がキーの取り付け状況を判定する場合におけるロボット２の動作については、図５を用いて後述する。また、かかる制御装置３が実行する処理については、図６を用いて後述する。
【００３２】
次に、図１、図４および図５を用いて、シャフト５へギア７を嵌合するロボット２の動作について説明する。図４および図５は、実施形態に係るロボット２の動作を示す図である。なお、図４および図５では、図１および図２に示す構成要素と同一の構成要素に対して同一の符号を付している。
【００３３】
ロボットシステム１では、シャフト５へギア７を嵌合する組立作業をロボット２によって行う場合、制御装置３の制御部３１は、ハンド固定制御を選択してロボット２を動作させる。そして、ロボット２は、制御装置３による制御にしたがって、まず、図１に示す留め具用ケース６０から留め具６を把持して嵌合用ステージ９上へセットし、その後、ギア用ケース７０からギア７を把持して嵌合用ステージ９上へセットする。
【００３４】
続いて、図４（ａ）に示すように、ロボット２は、シャフト用ケース５０（図１参照）からシャフト５を把持して取り出す。その後、ロボット２は、把持したシャフト５をキー取付け装置４の開口部４１（図１参照）へ挿入する。
【００３５】
ここで、キー取付け装置４は、ロボット２によって挿入されたシャフト５の周面に設けられた取付孔へ円筒形状のキー５１を嵌合する。これにより、図４（ｂ）に示すように、シャフト５の周面から一端が突出した状態でキー５１が取り付けられる。
【００３６】
続いて、ロボット２は、キー５１が取り付けられたシャフト５を接着剤塗布装置８（図１参照）の位置まで移動させる。ここで、接着剤塗布装置８は、シャフト５の周面へ接着剤を塗布する。
【００３７】
続いて、ロボット２は、接着剤が塗布されたシャフト５を嵌合用ステージ９の位置まで移動させ、図４（ｃ）に示すように、ギア７の内周面に設けられた凹部７１とキー５１との位置を整合させた状態でシャフト５をギア７および留め具６へ挿入する。これにより、図４（ｄ）に示すように、シャフト５へギア７が嵌合される。
【００３８】
ここで、例えば、キー取付け装置４内に取り付けるべきキー５１がなかった場合や、キー５１の取付けからギア７を嵌合するまでの間に、シャフト５からキー５１が脱落した場合、ロボット２は、キー５１が取付けられていないシャフト５へギア７を嵌合する。
【００３９】
かかる場合、組立てられた部品は、シャフト５に対するギア７の嵌合強度が低いため、シャフト５を回転させた際にシャフト５がギア７に対して空転する不良品となり歩留まりが低下する。
【００４０】
そこで、ロボットシステム１では、ロボット２によってギア７がシャフト５へ嵌合された後に、冶具１０を用いてシャフト５へキー５１が適切に取り付けられているか否かを判定する。具体的には、図１に示す第１の作業領域１０１においてシャフト５へギア７を嵌合した後、第１の作業領域１０１から離隔した第２の作業領域１０２までシャフト５を把持したまま移動させる。
【００４１】
続いて、図５（ａ）に示すように、ロボット２は、把持しているシャフト５に嵌合されたギア７の外周を冶具１０の外周へ圧接させる。ここで、冶具１０は、前述したようにギア７と同一形状のギアである。したがって、シャフト５に嵌合されたギア７が冶具１０へ圧接されることにより、ギア７の歯と冶具１０の歯とが噛合する。
【００４２】
続いて、制御装置３の制御部３１は、ハンド固定制御からハンド空転制御へ切り替えてロボット２を動作させる。かかるハンド空転制御は、前述のように、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさが所定の閾値以上であった場合、ハンド回転軸２８ａがハンド２９とともに外力によって回転する回転制御である。
【００４３】
ここで、ハンド回転軸２８ａへ加わる外力に関する閾値は、キー５１が取付けられていないシャフト５へ接着剤を塗布して嵌合したギア７を回動しないように固定した状態で、ハンド２９によりシャフト５を回動させた場合に、ハンド２９からハンド回転軸２８ａへ加わる外力よりも高い値とする。
【００４４】
なお、制御部３１は、ハンド空転制御によってロボット２を動作させる場合、ハンド回転軸２８ａが鉛直方向と平行になるように先端アーム２８の姿勢を制御する。これにより、ハンド２９がシャフト５の重量によって回転することを防止することができる。
【００４５】
そして、ロボット２は、制御装置３による制御にしたがって、先端アーム２８内部のアクチュエータ２８ｂによってハンド回転軸２８ａへ回転力を付加し、ハンド２９によって把持されているシャフト５へ回動力を付加する。
【００４６】
このとき、シャフト５へキー５１が適切に取付けられていた場合、冶具１０によってギア７が固定され、キー５１によってシャフト５がギア７に対して固定される。したがって、アクチュエータ２８ｂによってシャフト５へ回動力を付加すると、ハンド回転軸２８ａには、ハンド２９を介して閾値以上の外力が加わるので、図５（ｂ）に示すように、ハンド回転軸２８ａおよびハンド２９は回転せず、シャフト５も回動しない。
【００４７】
このように、制御装置３の判定部３３は、ハンド回転軸２８ａが回転しなかった場合、シャフト５へキー５１が適切に取付けられていると判定し、シャフト５を図１に示す良品用ケース１２へセットする。
【００４８】
ここで、シャフト５へ回動力を付加する際、制御部３１ではハンド空転制御が選択されているため、ハンド配転軸２８ａやハンド２９、シャフト５、ギア７等に不要な過度のトルクが付加されることがない。
【００４９】
これにより、シャフト５へキー５１が適切に取付けられている場合に、過度なトルクが付加されてハンド配転軸２８ａ、ハンド２９、シャフト５、ギア７等が破損することを防止することができる。
【００５０】
一方、シャフト５へキー５１が取付けられていなかった場合、ギア７は、冶具１０によって固定されるが、シャフト５は、キー５１が取付けられていないのでギア５へは固定されない。したがって、アクチュエータ２８ｂによってシャフト５へ回動力を付加すると、ハンド回転軸２８ａには、ハンド２９から閾値以上の外力が加わることがないので、図５（ｃ）に示すように、ハンド回転軸２８ａ、ハンド２９およびシャフト５は、ともに回転する。
【００５１】
そして、制御装置３の判定部３３は、ハンド２９およびシャフト５とともに回転したハンド回転軸２８ａの回転角度が所定角度に達した場合、シャフト５へキー５１が取付けられていないと判定し、シャフト５を不良品用ケース１３へセットする。
【００５２】
このように、ロボットシステム１では、シャフト５へギア７を嵌合した後に、目視では確認が困難なキー５１の取付け状況をロボット２の動作によって確認して良否を判定することができる。
【００５３】
これにより、ロボットシステム１では、不良品と判定した部品については、一旦、ギア７をシャフト５から取り外し、シャフト５へキー５１を取付けなおして再度シャフト５へギア７を取付けることにより歩留まりを向上させることができる。
【００５４】
また、制御装置３の制御部３１は、シャフト５へギア７を嵌合する嵌合作業を第１の作業領域１０１でロボット２によって行わせた後、第１の作業領域１０１から離隔した第２の作業領域１０２に設けられた冶具１０を用いてキー５１が取付け済みか否かを判定する判定作業をロボット２によって行わせる。
【００５５】
これにより、シャフト５を第１の作業領域１０１から第２の作業領域１０２へ移動させた場合に、第１の作業領域１０１は、次のギア７および留め具６をセット可能な状態となる。したがって、例えば、ロボットシステム１へ２体のロボット２を設けた場合、２体のロボット２によって、ギア７の嵌合作業と、冶具１０を用いた判定作業とを同時進行で行うことが可能となるので、作業効率が向上する。
【００５６】
次に、制御装置３の制御部３１および判定部３３が実行する処理について図６を用いて説明する。図６は、実施例に係る制御装置３で実行される処理手順を示すフローチャートである。
【００５７】
制御部３１および判定部３３は、操作部３２において作業開始操作が行われると、図６に示す処理を繰り返し実行する。具体的には、制御部３１は、まず、ハンド固定制御を開始する（ステップＳ１０１）。
【００５８】
前述したように、かかるハンド固定制御は、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさによらず、アクチュエータ２８ｂからハンド回転軸２８ａへ回転力を加えるハンド２９の回転制御である。
【００５９】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対して留め具６およびギア７セット指令を出力する（ステップＳ１０２）。これにより、ロボット２は、第１の作業領域１０１に設けられた嵌合用ステージ９の所定位置へ留め具６およびギア７を順次セットする。
【００６０】
続いて、制御部３１は、ロボット２およびキー取付け装置４に対してキー取付け指令を出力する（ステップＳ１０３）。これにより、ロボット２は、ハンド２９をシャフト用ケース５０まで移動させてシャフト５を把持し、キー取付け装置４の上面に開口された開口部４１へシャフト５を挿入する。キー取付け装置４は、開口部４１へシャフト５が挿入されると、シャフト５へキー５１を取付ける。
【００６１】
続いて、制御部３１は、ロボット２および接着剤塗布装置８に対して接着剤塗布指令を出力する（ステップＳ１０４）。これにより、ロボット２は、シャフト５を接着剤塗布装置８による接着剤の塗布位置までシャフト５を移動させて回転させる。接着剤塗布装置８は、回転中のシャフト５の周面に対して接着剤を塗布する。
【００６２】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対してギア嵌合指令を出力する（ステップＳ１０５）。これにより、ロボット２は、第１の作業領域１０１に設けられた嵌合用ステージ９の上までシャフト５を移動させ、ギア７および留め具６へ挿入して嵌合する。
【００６３】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対してギア圧接指令を出力する（ステップＳ１０６）。これにより、ロボット２は、第２の作業領域１０２までシャフト５を移動させ、シャフト５へ嵌合されたギア７の歯を冶具１０の歯へ圧接させて噛合させる。
【００６４】
続いて、制御部３１は、ハンド空転制御を開始する（ステップＳ１０７）。前述したように、かかるハンド空転制御は、ハンド２９を回転させる際に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加えられる外力の大きさが所定の閾値以上であった場合、ハンド回転軸２８ａがハンド２９とともに外力によって回転するようにハンド回転軸２８ａの動作を制御するハンド２９の回転制御である。
【００６５】
ここで、ハンド回転軸２８ａへ加わる外力に関する閾値は、キー５１が取付けられていないシャフト５へ接着剤を塗布して嵌合したギア７を回動しないように固定した状態で、ハンド２９によりシャフト５を回動させた場合に、ハンド２９を介してハンド回転軸２８ａへ加わる外力よりも高い値とする。
【００６６】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対してハンド回転指令を出力する（ステップＳ１０８）。これにより、ロボット２は、先端アーム２８のアクチュエータ２８ｂを駆動してハンド回転軸２８ａへ回転力を付加する。
【００６７】
続いて、判定部３３は、ハンド回転軸２８ａの回転角が所定角度に達したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、判定部３３は、ハンド回転軸２８ａの回転角が所定角度に達していないと判定した場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、シャフト５へキー５１が取付け済み（良品）と判定する（ステップＳ１１０）。
【００６８】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対して良品用ケース１２へのセット指令を出力する（ステップＳ１１１）。これにより、ロボット２は、良品と判定されたシャフト５を良品用ケース１２まで移動させてセットし、処理をステップＳ１０１へ移す。
【００６９】
一方、判定部３３は、ハンド回転軸２８ａの回転角が所定角度に達したと判定した場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、シャフト５へキー５１が取付けられていない（キー取付け不良）と判定する（ステップＳ１１２）。
【００７０】
続いて、制御部３１は、ロボット２に対して不良品用ケース１３へのセット指令を出力する（ステップＳ１１３）。これにより、ロボット２は、不良品と判定されたシャフト５を不良品用ケース１３まで移動させてセットし、処理をステップＳ１０１へ移す。
【００７１】
なお、上記した実施例では、シャフト５へ嵌合するギア７が１種類の場合について説明したが、ロボット２は、形状や歯数の異なる複数のギアをシャフト５へ嵌合する場合がある。
【００７２】
ここで、ロボットシステム１の変形例として、形状や歯数の異なる複数種類のギアをロボット２によってシャフト５へ嵌合するロボットシステム１ａについて図７を用いて説明する。図７は、実施例の変形例に係るロボットシステム１ａの配置を示す模式図である。なお、図７では、図１に示す構成要素と同一の構成要素に対して同一の符号を付している。
【００７３】
図７に示すように、変形例に係るロボットシステム１ａは、ギア用ケース７０にギア７に加え、ギア７とは形状および歯数が異なるギア７ａおよびギア７ｂがセットされている点と、ギア７、７ａおよびギア７ｂにそれぞれ対応する冶具１０、１０ａおよび１０ｂが設置されている点とが図１に示すロボットシステム１とは異なる。
【００７４】
ロボットシステム１ａでは、ギア７と同一形状のギア７が冶具１０として台１１へねじ止め固定され、ギア７ａと同一形状のギア７ａが冶具１０ａとして台１１ａへねじ止め固定され、ギア７ｂと同一形状のギア７ｂが冶具１０ｂとして台１１ｂへねじ止め固定される。
【００７５】
そして、ロボットシステム１ａでは、ロボット２がシャフト５へ嵌合されたギア７、７ａおよびギア７ｂの形状を判別する。続いて、ロボット２は、判別したギア７、７ａおよびギア７ｂに対応する同一形状の冶具１０、１０ａおよび１０ｂに対してシャフト５へ嵌合されたギア７、７ａおよびギア７ｂを圧接させる。
【００７６】
続いて、ロボット２は、ハンド回転軸２８ａへ回動力を付加した場合におけるハンド回転軸２８ａの回転状態に基づき、キー５１がシャフト５へ取付け済みか否かを判定する。
【００７７】
このように、ロボットシステム１ａでは、形状や歯数の異なる複数種類のギア７、７ａおよびギア７ｂをシャフト５へ嵌合した場合にも、各シャフト５へキー５１が適切に取り付けられているか否かを判定することができる。
【００７８】
しかも、ロボットシステム１ａでは、組立て材料のギア７、７ａおよびギア７ｂの一つを、それぞれ冶具１０、１０ａ、１０ｂとして用いるので、冶具１０、１０ａ、１０ｂ専用の部材を別途用意する必要がない。
【００７９】
なお、ロボットシステム１ａでは、冶具１０、１０ａ、１０ｂを全て同一平面上に設けたが、冶具１０、１０ａ、１０ｂをそれぞれ鉛直方向に所定の間隔をあけて設置することもできる。これにより、冶具１０、１０ａ、１０ｂの設置スペースを縮小することができる。
【００８０】
また、上記した実施例および変形例では、冶具１０、１０ａ、１０ｂが予め設置されている場合について説明したが、ロボット２が組立作業を開始する前に冶具１０、１０ａ、１０ｂを設置するようにロボットシステム１、１ａを構成してもよい。かかる場合、ロボット２は、組立作業を開始する前に、ギア用ケース７０からギア７、７ａおよびギア７ｂを一つ取り出し、台１１、１１ａ、１１ｂへねじ等によって固定する。
【００８１】
これにより、ロボットシステム１、１ａでは、シャフト５へ嵌合するギア７、７ａおよびギア７ｂと正確に噛合する冶具１０、１０ａ、１０ｂを設置することができる。したがって、ロボットシステム１、１ａによれば、作業者等がシャフト５へ嵌合されるギア７、７ａおよびギア７ｂとは形状が異なる冶具１０、１０ａ、１０ｂを誤って設置するといった人為的ミスの発生を防止することができる。
【００８２】
また、ロボットシステム１、１ａでは、制御部３１がハンド固定制御を選択した状態でシャフト５へ嵌合されたギア７を冶具１０へ圧接させ、シャフト５へ回動力を付加させてキー５１が取付け済みか否かを判定させてもよい。かかる場合、判定部３３は、ハンド２９が回動した場合に、キー５１が取付けられていないと判定し、ハンド２９が回動しなかった場合に、キーが取付け済みと判定する。
【００８３】
なお、上記した制御装置３は、たとえば、コンピュータで構成することができる。この場合、制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。また、制御部３１の各機能は、あらかじめ作成されたプログラムを制御部３１へロードして実行させることによって実現することができる。
【００８４】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１、１ａ ロボットシステム
２ ロボット
２８ 先端アーム
２８ａ ハンド回転軸
２８ｂ アクチュエータ
３ 制御装置
３１ 制御部
３２ 操作部
３３ 判定部
４ キー取付け装置
５ シャフト
５１ キー
６ 留め具
７、７ａ、７ｂ ギア
８ 接着剤塗布装置
９ 嵌合用ステージ
１０、１０ａ、１０ｂ 冶具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状部品の内周面と係合する係合部材を周面に取付け可能なシャフトを把持して回動させるロボットと、
前記環状部品を固定するための冶具と、
前記環状部品が嵌合された前記シャフトを前記ロボットによって把持させ、該環状部品を前記冶具へ接触させた状態で、前記ロボットによって該シャフトへ回動力を付加させる制御部と、
前記回動力を付加させた場合における前記ロボットの動作に基づいて前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定部と
を備えたことを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記ロボットは、
前記シャフトを把持して回転することにより前記シャフトを回動させる把持部
を備え、
前記判定部は、
前記シャフトへ回動力を付加した前記把持部が回転した場合に、前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みでないと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記把持部を回転させる際、該把持部へ加えられる外力が閾値未満の場合に、前記把持部を回転させ、前記外力が前記閾値以上の場合に、前記外力によって前記把持部が回転するように前記把持部の回転制御を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記把持部の回転軸は、
鉛直方向に対して平行に保持される
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記シャフトへ前記環状部品を嵌合する嵌合作業を第１の作業領域で前記ロボットによって行わせた後、前記第１の作業領域から離隔した第２の作業領域に設けられた前記冶具を用いて前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定作業を前記ロボットによって行わせる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記冶具は、
前記環状部品の形状別に複数設けられ、
前記制御部は、
前記シャフトへ嵌合された前記環状部品を該環状部品に対応する形状の冶具へ接触させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記冶具は、
前記環状部品が歯車の場合、該環状部品と同一形状の歯車である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【請求項１】
環状部品の内周面と係合する係合部材を周面に取付け可能なシャフトを把持して回動させるロボットと、
前記環状部品を固定するための冶具と、
前記環状部品が嵌合された前記シャフトを前記ロボットによって把持させ、該環状部品を前記冶具へ接触させた状態で、前記ロボットによって該シャフトへ回動力を付加させる制御部と、
前記回動力を付加させた場合における前記ロボットの動作に基づいて前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定部と
を備えたことを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記ロボットは、
前記シャフトを把持して回転することにより前記シャフトを回動させる把持部
を備え、
前記判定部は、
前記シャフトへ回動力を付加した前記把持部が回転した場合に、前記シャフトへ前記係合部材が取付け済みでないと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記把持部を回転させる際、該把持部へ加えられる外力が閾値未満の場合に、前記把持部を回転させ、前記外力が前記閾値以上の場合に、前記外力によって前記把持部が回転するように前記把持部の回転制御を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記把持部の回転軸は、
鉛直方向に対して平行に保持される
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記シャフトへ前記環状部品を嵌合する嵌合作業を第１の作業領域で前記ロボットによって行わせた後、前記第１の作業領域から離隔した第２の作業領域に設けられた前記冶具を用いて前記係合部材が取付け済みか否かを判定する判定作業を前記ロボットによって行わせる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記冶具は、
前記環状部品の形状別に複数設けられ、
前記制御部は、
前記シャフトへ嵌合された前記環状部品を該環状部品に対応する形状の冶具へ接触させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記冶具は、
前記環状部品が歯車の場合、該環状部品と同一形状の歯車である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３１８９２（Ｐ２０１３−３１８９２Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８７２２（Ｐ２０１１−１６８７２２）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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