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JP7602103B2 - ROBOT CONTROL METHOD, ROBOT CONTROL DEVICE, AND INSPECTION SYSTEM - Google Patents
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JP7602103B2 - ROBOT CONTROL METHOD, ROBOT CONTROL DEVICE, AND INSPECTION SYSTEM - Google Patents

ROBOT CONTROL METHOD, ROBOT CONTROL DEVICE, AND INSPECTION SYSTEM Download PDF

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Description

本発明は、ワークに形成されている孔部を栓ゲージにより検査するロボットの制御方法、ロボットの制御装置、および、検査システムに関する。 The present invention relates to a method for controlling a robot that uses a plug gauge to inspect holes formed in a workpiece, a robot control device, and an inspection system.

従来、ワークに形成されている孔部を検査する際にロボットを利用することがある。例えば特許文献1では、ロボットに力覚センサを設け、その力覚センサの検出値に基づいて検査ゲージを移動させながら検査ゲージを穴に嵌合させて寸法を検査することが提案されている。 Conventionally, robots have been used to inspect holes formed in workpieces. For example, Patent Document 1 proposes providing a force sensor on the robot, and moving an inspection gauge based on the detection value of the force sensor while fitting the inspection gauge into the hole to inspect the dimensions.

特開2016-28227号公報JP 2016-28227 A

しかしながら、ロボットに力覚センサを設けて位置を補正できるようにしたとしても、検査のためにはゲージを正しく孔部に挿入する必要があり、予めゲージを孔部との位置関係を精度よくティーチングしておく必要があった。そして、従来では、ベテランの作業者であっても、姿勢制御用のパラメータやティーチング位置を何度も調整し直すなどの多大な時間と労力を掛けて安定した検査を行うことができる動作を実現していた。 However, even if a force sensor is provided on the robot to allow position correction, the gauge needs to be inserted correctly into the hole for inspection, and the positional relationship between the gauge and the hole needs to be taught with high precision in advance. Conventionally, even experienced workers had to spend a great deal of time and effort repeatedly readjusting posture control parameters and teaching positions to achieve stable inspection operations.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、寸法公差が小さい孔部であっても検査を迅速に行うことができるロボットの制御方法、ロボットの制御装置、および、検査システムを提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a robot control method, a robot control device, and an inspection system that can quickly inspect holes even with small dimensional tolerances.

請求項1記載のロボットの制御方法は、手先側にワークを保持可能なロボットの手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサが設けられており、栓ゲージがロボットの動作範囲内の予め定められた位置に固定されている状態において、ワークを回転させつつ、力覚センサで検知される外力が減少する方向にワークを移動させながら孔部に栓ゲージを挿入する回転挿入工程と、栓ゲージが孔部に挿入された状態でワークが所定の目標位置に到達したか否かに基づいて孔部の良否を判定する判定工程と、を含む。 The method for controlling a robot according to claim 1 includes a force sensor that detects the direction and magnitude of an external force applied to a hand of a robot capable of holding a workpiece on the hand side, and includes a rotation insertion process in which, with the plug gauge fixed at a predetermined position within the operating range of the robot, the workpiece is rotated while moving the workpiece in a direction in which the external force detected by the force sensor decreases, and the plug gauge is inserted into the hole, and a determination process in which the quality of the hole is determined based on whether the workpiece reaches a predetermined target position with the plug gauge inserted into the hole.

栓ゲージを用いて孔部を検査する場合、栓ゲージを孔部に挿入することが必要になる。その場合、力覚センサを用いて外力が減少する側に位置を補正することにより、栓ゲージの挿入を補助することが可能になると考えられる。しかし、単純に外力が減少する方向に移動させる制御を繰り返すと、ロボットの手先が直線上を往復する振り子のような振動的な動きをしながら、栓ゲージが孔部に挿入されることになる。 When inspecting a hole using a plug gauge, it is necessary to insert the plug gauge into the hole. In that case, it is thought that it would be possible to assist the insertion of the plug gauge by using a force sensor to correct the position in the direction where the external force is reduced. However, if the control is simply repeated to move in the direction where the external force is reduced, the plug gauge will be inserted into the hole while the robot's hand makes an oscillatory movement like a pendulum swinging back and forth in a straight line.

その場合、剛性が高い材質で形成され、また、実施形態のように小径部の上端がフラットな形状となっている栓ゲージが孔部の内壁と噛み合って挿入できなくなり、検査ができなくなるおそれがある。 In that case, the plug gauge, which is made of a highly rigid material and has a flat upper end at the small diameter portion as in the embodiment, may engage with the inner wall of the hole and become unable to be inserted, making it impossible to perform the inspection.

そこで、ワークを回転させつつ、力覚センサで検知される外力が減少する方向にワークを移動させながら孔部に栓ゲージを挿入する回転挿入工程を含む制御方法を採用する。この場合、孔部は、その中心位置が常に外力が減少する方向、すなわち、栓ゲージの中心軸に向かって移動することになる。換言すると、ワークを回転させることにより、孔部の中心位置を栓ゲージの中心軸に徐々に近づけながら栓ゲージを挿入することが可能になる。 Therefore, a control method is adopted that includes a rotation insertion process in which the plug gauge is inserted into the hole while rotating the workpiece and moving the workpiece in a direction in which the external force detected by the force sensor decreases. In this case, the center position of the hole always moves in the direction in which the external force decreases, i.e., toward the central axis of the plug gauge. In other words, by rotating the workpiece, it becomes possible to insert the plug gauge while gradually moving the center position of the hole closer to the central axis of the plug gauge.

これにより、寸法公差が小さい孔部と栓ゲージとが干渉してしまうおそれを低減しつつ、栓ゲージを孔部に挿入することが可能になる。また、実動作時に孔部と栓ゲージとの位置関係を補正することができることから、孔部が形成されているワークの載置位置が微妙にずれるような実際の現場においても検査を行うことができる。したがって、栓ゲージを用いて孔部の検査を迅速に行うことができる。 This makes it possible to insert the plug gauge into the hole while reducing the risk of interference between the hole, which has a small dimensional tolerance, and the plug gauge. In addition, because the positional relationship between the hole and the plug gauge can be corrected during actual operation, inspection can be performed even in an actual field where the placement position of the workpiece in which the hole is formed may be slightly misaligned. Therefore, the hole can be inspected quickly using the plug gauge.

請求項2記載のロボットの制御方法では、孔部に栓ゲージの先端を挿入する段階において、力覚センサで外力が検知された位置に対して栓ゲージの軸を挟んだ反対側にワークを傾けつつ、力覚センサで検知される外力が減少する方向にワークを移動させながら孔部に栓ゲージを挿入する探り工程を含む制御方法によりロボットを制御する。 In the robot control method described in claim 2, in the stage of inserting the tip of the plug gauge into the hole, the robot is controlled by a control method including a probing step of inserting the plug gauge into the hole while tilting the workpiece to the opposite side of the axis of the plug gauge relative to the position where the external force is detected by the force sensor and moving the workpiece in the direction in which the external force detected by the force sensor decreases.

寸法公差が小さい孔部を検査対象とする場合、栓ゲージの挿入時に、栓ゲージが孔部の縁に引っ掛かる可能性が高くなる。その場合、仮に事前に厳密な位置決めをしていたとしても、ワークの載置位置が微妙にずれるような実際の現場においては、栓ゲージが孔部の縁に引っ掛かるおそれがある。 When inspecting holes with small dimensional tolerances, there is a high possibility that the plug gauge will get caught on the edge of the hole when it is inserted. In that case, even if precise positioning is done in advance, in the actual site where the workpiece placement position may shift slightly, there is a risk that the plug gauge will get caught on the edge of the hole.

そこで、栓ゲージの先端を挿入する際、外力が検知された位置に対して反対側にワークを傾ける。これは、栓ゲージの上端のある位置が孔部の縁に引っ掛かった場合、その位置と中心軸を挟んだ反対側の位置は、その上方が孔部の幅の範囲内にあると考えられるためである。これにより、検査の基本となる栓ゲージの孔部への挿入について、挿入ミスが起こる可能性を低減しつつ、容易に栓ゲージを孔部に挿入することができる。 Therefore, when inserting the tip of the plug gauge, the workpiece is tilted to the opposite side of the position where the external force was detected. This is because, if a certain position at the top end of the plug gauge gets caught on the edge of the hole, the upper part of the position on the opposite side of the central axis from that position is considered to be within the width of the hole. This makes it possible to easily insert the plug gauge into the hole while reducing the possibility of insertion errors when inserting the plug gauge into the hole, which is the basis of the inspection.

請求項3記載のロボットの制御方法では、探り工程は、ワークが、栓ゲージの先端位置から所定の確認位置に移動するまで行われる。寸法公差が小さい孔部を検査対象とする場合、栓ゲージと孔部との隙間は非常に小さいと考えられる。そのため、栓ゲージの先端側がある程度挿入できれば、すなわち、ワークが確認位置まで移動できれば、その状態のまま栓ゲージを最後まで挿入できると考えられる。これにより、栓ゲージと孔部とが干渉するおそれを低減することができる。 In the robot control method described in claim 3, the probing process is performed until the workpiece moves from the tip position of the plug gauge to a specified confirmation position. When inspecting a hole with a small dimensional tolerance, the gap between the plug gauge and the hole is considered to be very small. Therefore, if the tip side of the plug gauge can be inserted to a certain extent, that is, if the workpiece can be moved to the confirmation position, it is considered that the plug gauge can be inserted all the way in that state. This reduces the risk of interference between the plug gauge and the hole.

請求項4記載のロボットの制御方法では、栓ゲージは、先端側に、孔部の最小寸法を検査するための小径部が設けられており、小径部の後端側に、相対的に直径が大きく孔部の最大寸法を検査するための大径部が設けられており、判定工程では、孔部の最小寸法および最大寸法の双方の検査結果に基づいて孔部の良否を判定する。これにより、1回の検査サイクルにより、孔部の最小径と最大径とを検査することができ、効率よく検査することができる。 In the robot control method described in claim 4, the plug gauge is provided with a small diameter section at the tip for inspecting the minimum dimension of the hole, and a large diameter section with a relatively large diameter is provided at the rear end of the small diameter section for inspecting the maximum dimension of the hole, and in the judgment process, the quality of the hole is judged based on the inspection results of both the minimum and maximum dimensions of the hole. This makes it possible to inspect the minimum and maximum diameters of the hole in one inspection cycle, allowing for efficient inspection.

請求項5記載のロボットの制御装置は、ロボットの手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサを備え、栓ゲージがロボットの動作範囲内の予め定められた位置に固定されている場合において、孔部が形成されているワークを回転させつつ、力覚センサで検知される外力が減少する方向にワークを移動させながら孔部に栓ゲージを挿入する回転挿入動作を行うようにロボットを制御する制御部と、栓ゲージが孔部に挿入された状態でワークが所定の目標位置に到達したか否かに基づいて孔部の良否を判定する判定部とを備える。 The robot control device according to claim 5 includes a force sensor that detects the direction and magnitude of an external force applied to the robot's hand, and a control unit that controls the robot to perform a rotational insertion operation in which the plug gauge is inserted into the hole while rotating the workpiece in which the hole is formed and moving the workpiece in a direction that reduces the external force detected by the force sensor when the plug gauge is fixed at a predetermined position within the robot's operating range, and a judgment unit that judges whether the hole is good or bad based on whether the workpiece reaches a predetermined target position with the plug gauge inserted in the hole.

このような構成により上記した制御方法を実施する制御装置によっても、実動作時に孔部と栓ゲージとの位置関係を補正することができることから、孔部が形成されているワークの載置位置が微妙にずれるような実際の現場においても検査を行うことができる、栓ゲージを用いて孔部の検査を迅速に行うことができるなど、制御方法と同様の効果を得ることができる。 The control device that implements the above-mentioned control method with such a configuration can also correct the positional relationship between the hole and the plug gauge during actual operation, so that it is possible to perform inspections even in actual sites where the placement position of the workpiece in which the hole is formed may be slightly shifted, and it is possible to quickly inspect the hole using the plug gauge, thereby obtaining the same effects as the control method.

請求項6記載の検査システムは、ロボットと、ロボットに設けられ、ロボットの手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサと、ロボットの動作範囲内の予め定められた位置に固定されている栓ゲージと、ワークを回転させつつ、力覚センサで検知される外力が減少する方向にワークを移動させながら孔部に栓ゲージを挿入する回転挿入動作を行うようにロボットを制御する制御部と、栓ゲージが孔部に挿入された状態でワークが所定の目標位置に到達したか否かに基づいて孔部の良否を判定する判定部とを有する制御装置とを備える。 The inspection system described in claim 6 includes a robot, a force sensor provided on the robot that detects the direction and magnitude of an external force applied to the robot's hand, a plug gauge fixed at a predetermined position within the robot's operating range, a control unit that controls the robot to perform a rotational insertion operation in which the plug gauge is inserted into the hole while rotating the workpiece and moving the workpiece in a direction that reduces the external force detected by the force sensor, and a control device having a judgment unit that judges the quality of the hole based on whether the workpiece reaches a predetermined target position with the plug gauge inserted in the hole.

このような検査システムによっても、実動作時に孔部と栓ゲージとの位置関係を補正することが可能となり、孔部が形成されているワークの載置位置が微妙にずれるような実際の現場においても検査を行うことができる、栓ゲージを用いて孔部の検査を迅速に行うことができるなど、上記した制御方法や制御装置と同様の効果を得ることができる。 This type of inspection system also makes it possible to correct the positional relationship between the hole and the plug gauge during actual operation, making it possible to perform inspections even in actual sites where the placement position of the workpiece in which the hole is formed may be slightly misaligned, and to quickly inspect the hole using the plug gauge, thereby achieving the same effects as the control method and control device described above.

検査システム、ロボットの制御装置の構成を模式的に示す図A diagram showing the configuration of an inspection system and a robot control device. ワークの孔部を栓ゲージに挿入する態様を模式的に示す図FIG. 13 is a diagram showing a schematic view of a state in which a hole of a workpiece is inserted into a plug gauge; ロボットが振動的に動作する態様を態様を模式的に示す図FIG. 1 is a schematic diagram showing a manner in which a robot operates in a vibrational manner; 検査処理の流れを示す図A diagram showing the flow of the inspection process 探り動作の態様を模式的に示す図FIG. 13 is a diagram showing a typical mode of a searching operation; 栓ゲージと孔部とが干渉した状態を模式的に示す図FIG. 13 is a schematic diagram showing a state in which a plug gauge and a hole interfere with each other; 回転挿入動作の態様を模式的に示す図FIG. 13 is a diagram showing a typical aspect of a rotational insertion operation; ワークが停止位置にある状態を模式的に示す図A schematic diagram showing the workpiece in the stopped position 他の孔部の構成例を模式的に示す図FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration example of another hole portion;

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に示すように、本実施形態の検査システム1は、ロボット2と、ロボット2を制御する制御装置3と、ロボット2の先端側に設けられている力覚センサ4と、ロボット2の動作範囲内の予め定められた位置に固定されている栓ゲージ5とを備えている。 The embodiment will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the inspection system 1 of this embodiment includes a robot 2, a control device 3 that controls the robot 2, a force sensor 4 provided at the tip side of the robot 2, and a plug gauge 5 fixed at a predetermined position within the operating range of the robot 2.

ロボット2は、水平多関節型のいわゆる6軸ロボットであり、設置面6に設置されるベース2aと、設置面6に垂直となる第1軸(J1)を中心に回転可能に設けられている第1アーム2bと、第1軸と垂直な第2軸(J2)を中心に回転可能に設けられている第2アーム2cと、第2軸と垂直な第3軸(J3)を中心に回転可能に設けられている第3アーム2dと、第3軸と垂直な第4軸(J4)を中心に第3アーム2dに対して同軸で回転可能に設けられている第4アーム2eと、第4軸と垂直な第5軸(J5)を中心に回転可能に設けられている第5アーム2fと、第5軸と垂直な第6軸(J6)を中心に回転可能に設けられているフランジ2gとを備えている。本実施形態の場合、フランジ2gは、その回転範囲に制限がない構成となっている。 The robot 2 is a so-called six-axis robot of a horizontal articulated type, and includes a base 2a installed on the installation surface 6, a first arm 2b rotatably arranged around a first axis (J1) perpendicular to the installation surface 6, a second arm 2c rotatably arranged around a second axis (J2) perpendicular to the first axis, a third arm 2d rotatably arranged around a third axis (J3) perpendicular to the second axis, a fourth arm 2e rotatably arranged coaxially with the third arm 2d around a fourth axis (J4) perpendicular to the third axis, a fifth arm 2f rotatably arranged around a fifth axis (J5) perpendicular to the fourth axis, and a flange 2g rotatably arranged around a sixth axis (J6) perpendicular to the fifth axis. In this embodiment, the flange 2g is configured so that there is no limit to its rotation range.

以下、フランジ2gが設けられている側を、ロボット2の手先と称して説明する。また、以下では、ロボット2の設置面6に対して垂直となる1軸をZ軸、そのZ軸に直交して設置面6に平行な平面を形成する2軸をX軸およびY軸と称して説明する。本実施形態の場合であれば、図1に示すロボット2の第1軸がZ軸、図示左右方向がX軸、紙面に垂直な方向がY軸となっている。また、第1軸が設置面6と交わる点が、ロボット2の座標系における原点となる。 In the following description, the side on which the flange 2g is provided will be referred to as the hand of the robot 2. In addition, in the following description, one axis perpendicular to the installation surface 6 of the robot 2 will be referred to as the Z axis, and two axes perpendicular to the Z axis and forming a plane parallel to the installation surface 6 will be referred to as the X axis and Y axis. In the case of this embodiment, the first axis of the robot 2 shown in FIG. 1 is the Z axis, the left-right direction in the figure is the X axis, and the direction perpendicular to the paper surface is the Y axis. In addition, the point where the first axis intersects with the installation surface 6 is the origin in the coordinate system of the robot 2.

制御装置3は、制御部3aおよび判定部3bを備えている。制御部3aは、図示しないマイクロコンピュータで構成されており、ロボット2が備える図示しないモータを駆動するための制御指令を生成および出力することにより、ロボット2の動作つまりはロボット2の姿勢を制御する。判定部3bは、詳細は後述するが、図2に示すワーク7に形成されている孔部10の良否を、栓ゲージ5が孔部10に挿入された状態でワーク7が所定の目標位置に到達できたかに基づいて判定する。なお、本実施形態では、判定部3bは、制御部3aでプログラムを実行することによりソフトウェアで実現されている。 The control device 3 includes a control unit 3a and a judgment unit 3b. The control unit 3a is composed of a microcomputer (not shown) and generates and outputs a control command for driving a motor (not shown) equipped in the robot 2, thereby controlling the operation of the robot 2, i.e., the posture of the robot 2. The judgment unit 3b, which will be described in detail later, judges whether the hole 10 formed in the workpiece 7 shown in FIG. 2 is good or bad based on whether the workpiece 7 has reached a predetermined target position with the plug gauge 5 inserted in the hole 10. In this embodiment, the judgment unit 3b is realized by software by executing a program in the control unit 3a.

力覚センサ4は、図1および図2に示すように、概ね円筒状の外形を有しており、その中心軸がロボット2の第6軸と一致する状態で、ロボット2のフランジ2gに取り付けられている。この力覚センサ4は、互いに直交する3軸方向に作用する力成分と、各軸回りに作用するトルク成分とを検知することで、ロボット2の手先に加わる外力の向きと大きさとを6方向の力成分で検知する。 As shown in Figures 1 and 2, the force sensor 4 has a roughly cylindrical outer shape and is attached to the flange 2g of the robot 2 with its central axis coinciding with the sixth axis of the robot 2. This force sensor 4 detects the force components acting in three mutually orthogonal axial directions and the torque components acting around each axis, thereby detecting the direction and magnitude of the external force acting on the hand of the robot 2 in terms of force components in six directions.

力覚センサ4には、フランジ2gと反対側に、ワーク7を把持するためのツール8が取り付けられている。このツールは、2つの把持部8a間の距離を変化させることにより、ワーク7を把持する。このため、力覚センサ4は、そのワーク7あるいはツール8に加わった外力の向きと大きさを、ロボット2の手先に加わる外力の向きと大きさとして検知することになる。本実施形態の場合であれば、力覚センサ4は、ロボット2の第6軸に沿った1方向とその第6軸に直交する2方向とに作用する力成分、および、それらの軸回りに作用するトルク成分を検知する。 A tool 8 for gripping the workpiece 7 is attached to the force sensor 4 on the side opposite the flange 2g. This tool grips the workpiece 7 by changing the distance between the two gripping portions 8a. Therefore, the force sensor 4 detects the direction and magnitude of the external force applied to the workpiece 7 or tool 8 as the direction and magnitude of the external force applied to the hand of the robot 2. In the case of this embodiment, the force sensor 4 detects a force component acting in one direction along the sixth axis of the robot 2 and two directions perpendicular to the sixth axis, as well as a torque component acting around these axes.

栓ゲージ5は、ロボット2の動作範囲内であって、本実施形態では設置面6と平行に設けられている載置面9に固定されている。この栓ゲージ5は、図2に示すようなワーク7に形成されている孔部10の直径(D)や深さが、所定の寸法公差内であるかを検査するために用いられる。そのため、栓ゲージ5は、寸法精度を保つために剛性が高い材料で形成されている。なお、本実施形態の場合、孔部10として貫通孔を想定しているため、孔部10の深さは、その孔部10が形成されている部位の厚みに相当する。また、孔部10は、開口側にいわゆる面取りが施されておらず断面視にてフラットな形状となっている。 The plug gauge 5 is fixed to a mounting surface 9 that is within the operating range of the robot 2 and is parallel to the installation surface 6 in this embodiment. This plug gauge 5 is used to check whether the diameter (D) and depth of the hole 10 formed in the workpiece 7 as shown in FIG. 2 are within a predetermined dimensional tolerance. For this reason, the plug gauge 5 is made of a highly rigid material to maintain dimensional accuracy. In this embodiment, the hole 10 is assumed to be a through hole, so the depth of the hole 10 corresponds to the thickness of the portion in which the hole 10 is formed. In addition, the hole 10 does not have a so-called chamfer on the opening side, and has a flat shape when viewed in cross section.

さて、ワーク7に形成される孔部10には、直径の最小値と最大値とが寸法公差として設定されている。そのため、栓ゲージ5は、図示上方となる先端側に、相対的に直径が小さい棒状に形成されている小径部5aが設けられており、その小径部5aの図示下方となる後端側に、相対的に直径が大きい棒状の大径部5bが設けられている。 Now, the minimum and maximum diameters of the holes 10 formed in the workpiece 7 are set as dimensional tolerances. Therefore, the plug gauge 5 has a small diameter section 5a formed in a rod shape with a relatively small diameter at the tip side, which is at the top in the figure, and a large diameter section 5b formed in a rod shape with a relatively large diameter at the rear end side, which is below the small diameter section 5a in the figure.

そして、小径部5aは、孔部10の最小値を検査できる直径(D1)に形成されており、大径部5bは、孔部10に許容される最大値を検査できる直径(D2)に設定されている。また、栓ゲージ5は、その中心軸(JG)が載置面9に垂直なZ軸方向に沿った状態で設けられている。また、小径部5aの長(H1)は、孔部10の深さよりも長く形成されている。これにより、通り側となる小径部5aが孔部10に挿入でき、止まり側となる大径部5bが孔部10に挿入できなければ、孔部10が寸法公差の範囲内で形成されていると判定できる。また、小径部5aの上端は、いわゆる面取りが施されておらず、断面視にてフラットな形状となっている。 The small diameter portion 5a is formed with a diameter (D1) that can inspect the minimum value of the hole 10, and the large diameter portion 5b is set with a diameter (D2) that can inspect the maximum value allowed for the hole 10. The plug gauge 5 is provided with its center axis (JG) aligned along the Z-axis direction perpendicular to the mounting surface 9. The length (H1) of the small diameter portion 5a is formed longer than the depth of the hole 10. As a result, if the small diameter portion 5a on the pass side can be inserted into the hole 10 and the large diameter portion 5b on the stop side cannot be inserted into the hole 10, it can be determined that the hole 10 is formed within the dimensional tolerance. The upper end of the small diameter portion 5a is not chamfered, and is flat when viewed in cross section.

また、栓ゲージ5は、その全長(H2)が固定されており、載置面9から図示上方側の先端までの距離となっている。このため、ロボット2の座標系のXY平面における栓ゲージ5の中心軸の位置を示すX座標およびY座標、ならびに、Z軸方向における栓ゲージ5の先端となる先端位置に相当する上端位置を示すZ座標は、予め把握しておくことができる。なお、栓ゲージ5の構成は一例であり、大径部5bの図示下方に取り付け構造を有するものなどを採用することもできる。 The plug gauge 5 has a fixed overall length (H2) and is the distance from the placement surface 9 to the tip on the upper side in the figure. Therefore, the X and Y coordinates indicating the position of the central axis of the plug gauge 5 on the XY plane of the coordinate system of the robot 2, and the Z coordinate indicating the upper end position corresponding to the tip position of the tip of the plug gauge 5 in the Z-axis direction, can be known in advance. Note that the configuration of the plug gauge 5 is just one example, and it is also possible to adopt one having an attachment structure below the large diameter portion 5b in the figure.

そして、検査システム1は、ロボット2を用いてツール8でワーク7を把持し、ワーク7を栓ゲージ5の上方まで移動させ、ワーク7の孔部10に栓ゲージ5を挿入することによって孔部10を検査する。 Then, the inspection system 1 uses the robot 2 to grasp the workpiece 7 with the tool 8, move the workpiece 7 to above the plug gauge 5, and insert the plug gauge 5 into the hole 10 of the workpiece 7 to inspect the hole 10.

次に、上記した構成の作用について説明する。
栓ゲージ5を用いて孔部10を検査するためには、ロボット2に力覚センサ4を設け、力覚センサ4で検知した外力を減少させる側に位置を補正することにより、栓ゲージ5の挿入を補助することが可能になると考えられる。
Next, the operation of the above-mentioned configuration will be described.
In order to inspect the hole 10 using the plug gauge 5, it is considered possible to assist the insertion of the plug gauge 5 by providing a force sensor 4 on the robot 2 and correcting its position to the side that reduces the external force detected by the force sensor 4.

しかし、力覚センサ4を設けて位置を補正できるようにしたとしても、ゲージが正しく孔部10に挿入されるように、ベテランの作業者であっても、姿勢制御用のパラメータやティーチング位置を何度も調整し直すなどの多大な時間と労力を掛けて安定した検査を行うことができる動作を実現していた。このパラメータは、例えば検知された外力に対してどの向きにどの程度の姿勢変化をさせるかといったものである。 However, even if the force sensor 4 is provided to allow for position correction, it takes a great deal of time and effort for even an experienced worker to repeatedly readjust the posture control parameters and teaching positions to ensure that the gauge is correctly inserted into the hole 10, resulting in an operation that allows for stable inspection. These parameters include, for example, the direction and extent of posture change in response to the detected external force.

さらに、寸法公差が小さい孔部10を検査対象とする場合には、以下に述べるように栓ゲージ5が挿入できなくなるという別の問題が発生するおそれがある。具体的には、例えば図3に示すように栓ゲージ5を孔部10に挿入する際に点P1にて両者が干渉つまりは接触した場合、力覚センサ4は、矢印F1にて示す外力を検知する。このとき、外力は、栓ゲージ5の中心軸と点P1とを通る向きで検出される。 Furthermore, when inspecting a hole 10 with a small dimensional tolerance, another problem may occur in which the plug gauge 5 cannot be inserted, as described below. Specifically, for example, as shown in FIG. 3, if the plug gauge 5 interferes with or comes into contact with the hole 10 at point P1 when it is inserted into the hole 10, the force sensor 4 detects an external force as indicated by arrow F1. At this time, the external force is detected in a direction passing through the central axis of the plug gauge 5 and point P1.

そして、外力が検知されると、制御装置3は、外力が小さくなるようにロボット2を制御する。このとき、本実施形態であれば栓ゲージ5が固定され、孔部10つまりはワーク7が移動する構成であるため、制御装置3は、外力が小さくなるように、外力の向きに沿って矢印V1にて示す栓ゲージ5の径方向外側に向かって孔部10を移動させることになる。 When an external force is detected, the control device 3 controls the robot 2 so that the external force is reduced. In this embodiment, the plug gauge 5 is fixed and the hole 10, i.e., the workpiece 7, moves, so the control device 3 moves the hole 10 radially outward of the plug gauge 5, as indicated by the arrow V1, along the direction of the external force so that the external force is reduced.

しかし、寸法公差が小さい孔部10が検査対象である場合、栓ゲージ5と孔部10との隙間が非常に小さいことが想定される。例えば孔部10の寸法公差がJIS B 0401のはめあい公差でいうH7相当であった場合、栓ゲージ5と孔部10の内壁との隙間は極めて小さくなることが想定される。なお、H7相当の許容範囲は一例であり、検査システム1の対象を限定する意図はなく、他のはめあい公差の孔部10であっても対象とすることができる。 However, when the inspection target is a hole 10 with a small dimensional tolerance, it is expected that the gap between the plug gauge 5 and the hole 10 will be very small. For example, when the dimensional tolerance of the hole 10 is equivalent to H7 in the fit tolerance of JIS B 0401, it is expected that the gap between the plug gauge 5 and the inner wall of the hole 10 will be extremely small. Note that the tolerance equivalent to H7 is only an example, and is not intended to limit the target of the inspection system 1, and holes 10 with other fit tolerances can also be targeted.

そのため、外力が小さくなる方向に孔部10を移動させると、点P1とは栓ゲージ5を挟んだ反対側の点P2で孔部10が栓ゲージ5に干渉する可能性がある。そして、点P2で干渉した際に矢印F2で示す外力が生じると、その外力が減少する方向に孔部10が移動するように制御されるため、再び反対側の点P3で干渉する可能性がある。その場合、矢印F3にて示す外力が検知されることから、再びその外力が減少する方向への移動が行われることになる。 Therefore, if the hole 10 is moved in a direction in which the external force decreases, the hole 10 may interfere with the plug gauge 5 at point P2, which is on the opposite side of the plug gauge 5 from point P1. If an external force indicated by arrow F2 occurs when interference occurs at point P2, the hole 10 is controlled to move in a direction in which the external force decreases, and so there is a possibility of interference again at point P3 on the opposite side. In that case, the external force indicated by arrow F3 is detected, and movement in the direction in which the external force decreases is performed again.

このため、外力が減少する方向へ単純に移動させる態様の制御が繰り返されると、ロボット2の手先が振り子のように直線上を往復する振動的な動きをしながら栓ゲージ5を孔部10に挿入することになる。しかし、そのような振動的な動きが生じると、剛性が高い材質で形成され、また、小径部5aの上端がフラットな形状となっている栓ゲージ5は、孔部10の内壁に噛み合って挿入できなくなり、検査ができなくなるおそれがある。 For this reason, when control is repeated to simply move in a direction in which the external force decreases, the hand of the robot 2 will insert the plug gauge 5 into the hole 10 while performing a vibrating motion that swings back and forth in a straight line like a pendulum. However, when such a vibrating motion occurs, the plug gauge 5, which is made of a highly rigid material and has a flat upper end at the small diameter portion 5a, may engage with the inner wall of the hole 10 and become unable to be inserted, making inspection impossible.

勿論、外力が検知された際、ロボット2を例えば最小動作単位といった微小距離で外力が検知されなくなる位置まで移動させれば、栓ゲージ5と孔部10とが干渉しない状態で挿入可能になると考えられる。しかし、その場合には、外力が検知されなくなる位置まで移動させるために時間を掛かって検査時間が長くなると予想される。そして、ロボット2が繰り返し作業を行うものであることに鑑みれば、1回の検査時間が長くなることは、最終的に大きな作業効率の低下を招くことになる。 Of course, if, when an external force is detected, the robot 2 is moved to a position where the external force is no longer detected over a very small distance, such as the minimum unit of motion, then it is possible to insert the plug gauge 5 without interfering with the hole 10. In that case, however, it is expected that the inspection time will be long because it will take time to move the robot 2 to a position where the external force is no longer detected. And considering that the robot 2 performs repetitive tasks, a longer inspection time will ultimately result in a significant decrease in work efficiency.

そこで、本実施形態の検査システム1および制御装置3では、以下に述べる制御方法を採用することにより、寸法公差が小さい孔部10の検査を迅速に行うことができるようにしている。なお、以下の処理は制御部3aおよび判定部3bによって行われるものであるが、説明の簡略化のために、制御装置3を主体にして説明する。 The inspection system 1 and control device 3 of this embodiment employ the control method described below to quickly inspect holes 10 with small dimensional tolerances. Note that although the following process is performed by the control unit 3a and the determination unit 3b, for the sake of simplicity, the following description will be centered on the control device 3.

制御装置3は、図4に示す検査処理を実行しており、ステップS1において、ワーク7を栓ゲージ5の上方まで移動させる。このとき、制御装置3は、予め把握している栓ゲージ5の中心軸の位置と上端位置の座標に基づいて、図2に示したように、ツール8で把持したワーク7を、孔部10の中心が栓ゲージ5の中心軸と一致する位置であって栓ゲージ5に接触しない所定の高さの位置まで移動させる。なお、ワーク7は、ツール8で把持される前には予め定められた載置位置に載置されており、基本的には、その載置位置でワーク7を把持することによって孔部10の中心とロボット2の第6軸とが一致した状態でツール8に把持される。 The control device 3 executes the inspection process shown in FIG. 4, and in step S1, moves the work 7 to above the plug gauge 5. At this time, based on the coordinates of the central axis position and upper end position of the plug gauge 5 that are known in advance, the control device 3 moves the work 7 held by the tool 8 to a position at a predetermined height where the center of the hole 10 coincides with the central axis of the plug gauge 5 and does not contact the plug gauge 5, as shown in FIG. 2. Note that the work 7 is placed at a predetermined placement position before being held by the tool 8, and basically, by holding the work 7 at that placement position, the tool 8 holds the work 7 with the center of the hole 10 coinciding with the sixth axis of the robot 2.

続いて、制御装置3は、ステップS2において、ワーク7を栓ゲージ5の上端位置まで移動する。このとき、制御部3aは、図2に示すワーク7の下面すなわち孔部10が形成されている面が、栓ゲージ5の上端位置にとなるように、ワーク7を栓ゲージ5の中心軸に沿って移動させる。そして、制御部3aは、ステップS3において、探り動作を行う。このステップS3は、探り工程に相当する。 Then, in step S2, the control device 3 moves the work 7 to the upper end position of the plug gauge 5. At this time, the control unit 3a moves the work 7 along the central axis of the plug gauge 5 so that the lower surface of the work 7 shown in FIG. 2, i.e., the surface on which the hole 10 is formed, is at the upper end position of the plug gauge 5. Then, in step S3, the control unit 3a performs a probing operation. This step S3 corresponds to the probing process.

上記したように、載置位置に載置されているワーク7をツール8で把持すれば、基本的には孔部10の中心と第6軸とが一致した状態になると考えられる。ただし、孔部10の寸法公差が小さい場合には、ワーク7の載置位置が若干ずれると、図5に接触状態として示すように孔部10の中心と栓ゲージ5の中心とがずれてしまい、孔部10の縁に栓ゲージ5の上端が接触するおそれがある。 As described above, when the workpiece 7 placed in the placement position is gripped by the tool 8, it is believed that the center of the hole 10 will basically coincide with the sixth axis. However, if the dimensional tolerance of the hole 10 is small, if the placement position of the workpiece 7 is shifted slightly, the center of the hole 10 and the center of the plug gauge 5 will be misaligned, as shown in the contact state in Figure 5, and the upper end of the plug gauge 5 may come into contact with the edge of the hole 10.

このとき、力覚センサ4は、接触位置において矢印F4にて示す外力を検知することになる。そして、力覚センサ4は上記したように外力を6方向で検知するため、孔部10の周方向におけるどの位置で接触したかを把握することができる。 At this time, the force sensor 4 detects the external force indicated by the arrow F4 at the contact position. Since the force sensor 4 detects external forces in six directions as described above, it is possible to determine at which circumferential position of the hole 10 contact has occurred.

そのため、制御装置3は、ワーク7を接触位置まで移動させた際に外力が検知された場合には、図5に傾け動作として示すように、外力が検知された位置とは反対側にワーク7を傾けながら、図5に挿入動作として示すように、ゲージが孔部10に挿入されるようにワーク7を移動させる。これは、栓ゲージ5の上端のある位置に外力が検知された場合、その位置と反対側の位置は、その上方が孔部10の範囲内であると考えられるためである。 Therefore, if an external force is detected when the workpiece 7 is moved to the contact position, the control device 3 tilts the workpiece 7 to the side opposite the position where the external force was detected, as shown as a tilting operation in FIG. 5, and moves the workpiece 7 so that the gauge is inserted into the hole 10, as shown as an insertion operation in FIG. 5. This is because, when an external force is detected at a certain position at the upper end of the plug gauge 5, the position opposite that position is considered to be within the range of the hole 10.

そして、制御装置3は、挿入した際に新たに外力が検知された場合には、ワーク7を逆側に傾けながら挿入する探り動作を繰り返しつつ、ワーク7を栓ゲージ5の中心軸に沿って移動させることにより、孔部10に栓ゲージ5を挿入していく。このとき、制御装置3は、本実施形態ではワーク7を回転させながら傾け挿入動作を行うことにより、栓ゲージ5の周方向の全体に対して干渉が生じていないかを確認しながら栓ゲージ5を孔部10に挿入させている。これにより、栓ゲージ5の端部が引っ掛かる挿入ミスを抑制することが可能になる。 If a new external force is detected during insertion, the control device 3 repeats the probing operation of inserting the workpiece 7 while tilting it in the opposite direction, and moves the workpiece 7 along the central axis of the plug gauge 5 to insert the plug gauge 5 into the hole 10. At this time, in this embodiment, the control device 3 performs the tilting insertion operation while rotating the workpiece 7, thereby inserting the plug gauge 5 into the hole 10 while checking that no interference is occurring with respect to the entire circumferential direction of the plug gauge 5. This makes it possible to prevent insertion errors caused by the end of the plug gauge 5 getting caught.

続いて、制御装置3は、ステップS4において、ワーク7が所定の確認位置に到達できたかを判定する。換言すると、制御装置3は、栓ゲージ5の上端側が孔部10の縁に引っ掛かることなく、孔部10にある程度挿入できたかを判定する。これは、寸法公差が小さい孔部10の場合、上記したように孔部10と栓ゲージ5との隙間が小さいことから、栓ゲージ5をある程度挿入できれば、その姿勢であれば継続して挿入が可能と推測できるためである。 Then, in step S4, the control device 3 determines whether the workpiece 7 has reached a predetermined confirmation position. In other words, the control device 3 determines whether the upper end side of the plug gauge 5 has been inserted to a certain extent into the hole 10 without getting caught on the edge of the hole 10. This is because, in the case of a hole 10 with a small dimensional tolerance, the gap between the hole 10 and the plug gauge 5 is small as described above, so if the plug gauge 5 can be inserted to a certain extent, it can be assumed that continued insertion is possible in that position.

一例ではあるが、孔部10の深さが例えば15mmであれば、その10~20%程度を確認位置に設定することで、栓ゲージ5の挿入が可能であるかを推測できるようになると考えられる。ただし、確認位置は、上記の数値範囲に限定されず、孔部10の深さや寸法公差に基づいて適宜設定することができる。 As an example, if the depth of the hole 10 is, say, 15 mm, it is believed that by setting the confirmation position at about 10 to 20% of that, it will be possible to estimate whether the plug gauge 5 can be inserted. However, the confirmation position is not limited to the above numerical range, and can be set appropriately based on the depth and dimensional tolerance of the hole 10.

そして、制御装置3は、例えば孔部10が寸法通りに形成されていないなどの理由によってワーク7が確認位置に到達できなかった場合には、ステップS4においてNOとなることから、ステップS11に移行してエラー処理を行い、今回の検査を終了する。このエラー処理では、孔部10の検査が不合格であることなどが報知あるいは検査履歴として記録される。なお、ワーク7が確認位置に到達できたか否かの判定は、ワーク7を移動させるために出力した制御指令値と実際のワーク7の位置との関係などに基づいて行うことができる。 If the workpiece 7 cannot reach the confirmation position, for example because the hole 10 is not formed according to the dimensions, the control device 3 will return NO in step S4, and will proceed to step S11 to perform error processing and end the current inspection. In this error processing, a notification that the hole 10 has failed the inspection is issued or recorded as inspection history. Note that the determination of whether the workpiece 7 has reached the confirmation position can be made based on the relationship between the control command value output to move the workpiece 7 and the actual position of the workpiece 7, etc.

一方、制御装置3は、ワーク7が確認位置に到達できた場合には、ステップS4においてYESとなることから、ステップS5に移行して回転挿入動作を行う。このステップS5は、回転挿入工程に相当する。この回転挿入動作では、制御装置3は、確認位置に到達した時点でのワーク7の姿勢を保ちつつ、ワーク7を回転させながら、且つ、力覚センサ4で検知される外力が減少する方向にワーク7を移動させながら孔部10に栓ゲージ5を挿入する。換言すると、回転挿入動作は、ワーク7を回転させる回転動作と、孔部10に栓ゲージ5を挿入する挿入動作と、外力に応じてワーク7を移動させる移動動作とを組み合わせた動作である。 On the other hand, if the workpiece 7 reaches the confirmation position, the control device 3 determines YES in step S4, and proceeds to step S5 to perform a rotation insertion operation. This step S5 corresponds to the rotation insertion process. In this rotation insertion operation, the control device 3 inserts the plug gauge 5 into the hole 10 while rotating the workpiece 7 and moving the workpiece 7 in a direction that reduces the external force detected by the force sensor 4, while maintaining the orientation of the workpiece 7 at the time it reaches the confirmation position. In other words, the rotation insertion operation is a combination of a rotation operation that rotates the workpiece 7, an insertion operation that inserts the plug gauge 5 into the hole 10, and a movement operation that moves the workpiece 7 in response to the external force.

例えば、図6に確認位置状態として示すように、確認位置に到達した時点でのワーク7の姿勢が若干傾いていた場合、孔部10の深さにもよるものの、そのままの姿勢でワーク7を移動させると、干渉状態として示すように、点P4において栓ゲージ5が孔部10の内壁に干渉する可能性がある。そして、点P4で干渉した際に検知された外力に基づいて、その外力が減少する向きに単純にワーク7を移動させると、前述のように振動的な動きとなって栓ゲージ5の挿入ができなくなるおそれがある。 For example, as shown in Figure 6 as the confirmation position state, if the attitude of the workpiece 7 is slightly tilted when it reaches the confirmation position, and although this depends on the depth of the hole 10, if the workpiece 7 is moved in this attitude, there is a possibility that the plug gauge 5 will interfere with the inner wall of the hole 10 at point P4, as shown as the interference state. Then, if the workpiece 7 is simply moved in a direction that reduces the external force based on the external force detected when it interferes at point P4, this may result in a vibrational movement as described above, making it impossible to insert the plug gauge 5.

そのため、制御装置3は、ステップS5において、図7に示すように、ワーク7を矢印Rにて示すように、栓ゲージ5の中心軸に垂直となる平面視において図示時計回りで回転させつつ、栓ゲージ5を孔部10に挿入するようにワーク7を移動させている。このとき、本実施形態では、ワーク7が後述する目標位置に到達するまでの間に1回転以上する回転速度でワーク7を回転させている。 Therefore, in step S5, as shown in FIG. 7, the control device 3 rotates the workpiece 7 clockwise in a plan view perpendicular to the central axis of the plug gauge 5, as indicated by the arrow R, while moving the workpiece 7 so as to insert the plug gauge 5 into the hole 10. At this time, in this embodiment, the workpiece 7 is rotated at a rotational speed that allows the workpiece 7 to rotate at least one time before it reaches a target position described later.

なお、図7に四角い黒塗りとして示すマークM1は、ワーク7が回転する態様を示す参照用として付したものである。また、ワーク7を図示時計回りに回転させるか図示反時計回りに回転させるかは任意に選択することができる。本実施形態の場合、制御装置3は、回転挿入動作ではフランジ2gを回転させることによりワーク7を回転させている。 The mark M1 shown as a black square in FIG. 7 is added for reference to show the manner in which the workpiece 7 rotates. It is also possible to arbitrarily select whether to rotate the workpiece 7 clockwise or counterclockwise. In this embodiment, the control device 3 rotates the flange 2g to rotate the workpiece 7 during the rotation insertion operation.

これにより、図7に干渉状態として示すように点P4にて栓ゲージ5と干渉した場合には、回転移動状態Aとして示すように、ワーク7は、回転しつつ、矢印V4にて示す外力が減少する方向に移動しつつ、栓ゲージ5が挿入されることになる。このとき、ワーク7の移動量を、栓ゲージ5の直径と孔部10の直径とに想定される差分の最小値を超えない範囲に設定しておくことで、過大な力で両者が衝突するおそれを低減できる。 As a result, when the plug gauge 5 interferes with the workpiece 7 at point P4 as shown in the interference state in Figure 7, the plug gauge 5 is inserted while the workpiece 7 rotates and moves in the direction in which the external force decreases as indicated by arrow V4 as shown in rotational movement state A. At this time, by setting the amount of movement of the workpiece 7 within a range that does not exceed the minimum expected difference between the diameter of the plug gauge 5 and the diameter of the hole 10, the risk of the two colliding with each other due to excessive force can be reduced.

そして、制御部3aは、ワーク7を回転および移動した際に仮に点P5にて栓ゲージ5と干渉し、矢印F5にて示す外力が検知された場合には、回転移動状態Bとして示すように、ワーク7を回転させつつ、矢印V5にて示す外力が減少する方向にワーク7を移動させつつ、栓ゲージ5を孔部10に挿入するようにワーク7を移動させる。 Then, if the control unit 3a detects interference with the plug gauge 5 at point P5 when rotating and moving the workpiece 7 and an external force indicated by arrow F5 is detected, the control unit 3a rotates the workpiece 7 as shown in rotational movement state B, moves the workpiece 7 in a direction in which the external force indicated by arrow V5 decreases, and moves the workpiece 7 so as to insert the plug gauge 5 into the hole 10.

このように、ワーク7を回転させながら栓ゲージ5を挿入することにより、孔部10の中心位置は、外力が検知された場合は常にその外力が減少する方向、すなわち、栓ゲージ5の中心軸に向かって移動することになる。換言すると、ワーク7を回転させながら栓ゲージ5を挿入することにより、孔部10の中心位置を栓ゲージ5の中心軸に近づけることが可能になる。その結果、孔部10と栓ゲージ5とが干渉するおそれを低減しつつ、栓ゲージ5を孔部10に挿入することが可能になる。 In this way, by inserting the plug gauge 5 while rotating the work 7, the center position of the hole 10 will always move in the direction in which the external force is reduced, i.e., toward the central axis of the plug gauge 5, whenever an external force is detected. In other words, by inserting the plug gauge 5 while rotating the work 7, it is possible to bring the center position of the hole 10 closer to the central axis of the plug gauge 5. As a result, it is possible to insert the plug gauge 5 into the hole 10 while reducing the risk of interference between the hole 10 and the plug gauge 5.

さて、制御装置3は、回転移動状態Cや回転移動状態Dとして示すように、ワーク7が目標位置に到達するまで、回転挿入動作を継続する。この目標位置は、本実施形態であれば、孔部10の深さに相当する。そして、制御装置3は、ステップS6において、栓ゲージ5が孔部10に挿入された状態でワーク7が目標位置まで到達できたかを判定する。 The control device 3 continues the rotational insertion operation until the workpiece 7 reaches the target position, as shown by rotational movement state C and rotational movement state D. In this embodiment, this target position corresponds to the depth of the hole 10. Then, in step S6, the control device 3 determines whether the workpiece 7 has reached the target position with the plug gauge 5 inserted into the hole 10.

このとき、制御装置3は、制御指令と実際のワーク7の位置との関係などに基づいてワーク7が目標位置に到達できたかを判定し、例えば孔部10の不要などによってワーク7が目標位置まで到達できなかった場合には、ステップS6においてNOとなることから、ステップS11に移行してエラー処理を行い、今回の検査を終了する。 At this time, the control device 3 determines whether the workpiece 7 has reached the target position based on the relationship between the control command and the actual position of the workpiece 7. If the workpiece 7 has not reached the target position, for example because the hole 10 is not needed, the result is NO in step S6, and the process proceeds to step S11 to perform error processing and end this inspection.

一方、制御装置3は、ワーク7が目標位置に到達できた場合には、ステップS6においてYESとなることから、ワーク7をさらに移動させて、ステップS7においてワーク7を停止位置まで移動させる。この停止位置は、栓ゲージ5の大径部5bの上端の位置に相当する。具体的には、栓ゲージ5の上端からH1の距離を移動した位置、あるいは、載置面9の表面から(H2-H1)となる位置に相当する。なお、ステップS7および後述するステップS8は、孔部10の最大径を検査するためのステップであるため、孔の最小径を検査すればよい場合には省略することができる。 On the other hand, if the workpiece 7 reaches the target position, the control device 3 determines YES in step S6, and moves the workpiece 7 further to a stop position in step S7. This stop position corresponds to the position of the upper end of the large diameter portion 5b of the plug gauge 5. Specifically, it corresponds to a position moved a distance of H1 from the upper end of the plug gauge 5, or a position (H2-H1) from the surface of the mounting surface 9. Note that step S7 and step S8, which will be described later, are steps for inspecting the maximum diameter of the hole portion 10, and therefore can be omitted if it is sufficient to inspect the minimum diameter of the hole.

制御装置3は、ワーク7を停止位置まで移動させると、ステップS8において、ワーク7が停止位置を超えて移動するかを判定する。この判定は、停止位置を超える位置までワーク7を移動させるための制御指令値を出力し、実際のワーク7の位置を確認することにより行うことができる。 When the control device 3 has moved the workpiece 7 to the stop position, in step S8 it determines whether the workpiece 7 will move beyond the stop position. This determination can be made by outputting a control command value for moving the workpiece 7 to a position beyond the stop position and checking the actual position of the workpiece 7.

栓ゲージ5の径大部は、孔部10の最大径を検査する部位であるため、孔部10の直径が寸法公差の範囲内であれば、図8に示すように、径大部が孔部10に挿入されることはなく、且つ、停止位置を超えてワーク7が図示下方に移動することもない。換言すると、ワーク7が停止位置を超えた位置まで移動してしまう状況は、栓ゲージ5の大径部5bが孔部10に挿入された状態であり、孔部10が寸法公差を超える大きさで形成されていることを意味する。そのため、制御装置3は、ワーク7が停止位置を超えて移動する場合には、ステップS8においてYESとなることから、ステップS11に移行してエラー処理を行い、今回の検査を終了する。 Since the large diameter portion of the plug gauge 5 is the portion that inspects the maximum diameter of the hole 10, if the diameter of the hole 10 is within the dimensional tolerance, as shown in FIG. 8, the large diameter portion will not be inserted into the hole 10, and the workpiece 7 will not move downward beyond the stop position. In other words, a situation in which the workpiece 7 moves beyond the stop position means that the large diameter portion 5b of the plug gauge 5 is inserted into the hole 10, and the hole 10 is formed with a size that exceeds the dimensional tolerance. Therefore, if the workpiece 7 moves beyond the stop position, the control device 3 will determine YES in step S8, and will proceed to step S11 to process the error and end the current inspection.

一方、制御装置3は、ワーク7が停止位置を超えて移動しない場合には、ステップS8においてNOとなることから、ステップS9において孔部10を良と判定する。すなわち、孔部10が寸法公差の範囲内に形成されていると判定する。このステップS9は、判定工程に相当する。そして、制御装置3は、ステップS10において、ワーク7を回転させながら栓ゲージ5から取り外す回転取り外し動作を行い、今回の検査を終了する。このようにして、検査システム1は、栓ゲージ5を用いてワーク7に形成されている孔部10を検査しているとともに、判定工程では、孔部10の最小寸法および最大寸法の双方の検査結果に基づいて孔部10の良否を判定する。 On the other hand, if the workpiece 7 does not move beyond the stop position, the control device 3 judges the hole 10 to be good in step S9 because the result in step S8 is NO. In other words, it judges that the hole 10 is formed within the range of the dimensional tolerance. This step S9 corresponds to the judgment process. Then, in step S10, the control device 3 performs a rotational removal operation to remove the workpiece 7 from the plug gauge 5 while rotating it, and ends this inspection. In this way, the inspection system 1 inspects the hole 10 formed in the workpiece 7 using the plug gauge 5, and in the judgment process, it judges whether the hole 10 is good or bad based on the inspection results of both the minimum and maximum dimensions of the hole 10.

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
ワーク7に形成されている孔部10を栓ゲージ5を用いて検査する際、ロボット2は、手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサ4が設けられており、栓ゲージ5は、ロボット2の動作範囲内の予め定められた位置に固定されている。そして、ワーク7を回転させつつ、力覚センサ4で検知される外力が減少する方向にワーク7を移動させながら孔部10に栓ゲージ5を挿入する回転挿入工程と、栓ゲージ5が孔部10に挿入された状態でワーク7が所定の目標位置に到達したか否かに基づいて孔部10の良否を判定する判定工程と、を含む制御方法によりロボット2を制御する。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
When inspecting a hole 10 formed in a workpiece 7 using a plug gauge 5, the robot 2 is provided with a force sensor 4 that detects the direction and magnitude of an external force applied to a hand, and the plug gauge 5 is fixed at a predetermined position within an operating range of the robot 2. The robot 2 is controlled by a control method including a rotation insertion step of inserting the plug gauge 5 into the hole 10 while rotating the workpiece 7 and moving the workpiece 7 in a direction in which the external force detected by the force sensor 4 decreases, and a determination step of determining whether the hole 10 is good or bad based on whether the workpiece 7 has reached a predetermined target position with the plug gauge 5 inserted in the hole 10.

栓ゲージ5を用いて孔部10を検査する場合、栓ゲージ5を孔部10に挿入することが必要になる。その場合、力覚センサ4を用いて外力が減少する側に位置を補正することにより、栓ゲージ5の挿入を補助することが可能になると考えられる。しかし、単純に外力が減少する方向に移動させる制御を繰り返すと、ロボット2の手先が直線上を往復する振り子のような振動的な動きをしながら、栓ゲージ5が孔部10に挿入されることになる。 When inspecting a hole 10 using a plug gauge 5, it is necessary to insert the plug gauge 5 into the hole 10. In this case, it is thought that it is possible to assist the insertion of the plug gauge 5 by using the force sensor 4 to correct the position to the side where the external force is reduced. However, if the control is simply repeated to move in the direction where the external force is reduced, the plug gauge 5 will be inserted into the hole 10 while the hand of the robot 2 makes an oscillatory movement like a pendulum that swings back and forth in a straight line.

その場合、剛性が高い材質で形成され、また、実施形態のように小径部5aの上端がフラットな形状となっている栓ゲージ5が孔部10の内壁と噛み合って挿入できなくなり、検査ができなくなるおそれがある。 In that case, the plug gauge 5, which is made of a highly rigid material and has a flat upper end at the small diameter portion 5a as in the embodiment, may engage with the inner wall of the hole 10 and become unable to be inserted, making it impossible to perform the inspection.

そこで、ワーク7を回転させつつ、力覚センサ4で検知される外力が減少する方向にワーク7を移動させながら孔部10に栓ゲージ5を挿入する回転挿入工程を含む制御方法を採用する。この場合、孔部10は、その中心位置が常に外力が減少する方向、すなわち、栓ゲージ5の中心軸に向かって移動することになる。換言すると、ワーク7を回転させることにより、孔部10の中心位置を栓ゲージ5の中心軸に徐々に近づけながら栓ゲージ5を挿入することが可能になる。 Therefore, a control method is adopted that includes a rotation insertion process in which the plug gauge 5 is inserted into the hole 10 while rotating the workpiece 7 and moving the workpiece 7 in a direction in which the external force detected by the force sensor 4 decreases. In this case, the center position of the hole 10 always moves in the direction in which the external force decreases, i.e., toward the central axis of the plug gauge 5. In other words, by rotating the workpiece 7, it becomes possible to insert the plug gauge 5 while gradually moving the center position of the hole 10 closer to the central axis of the plug gauge 5.

これにより、寸法公差が小さい孔部10と栓ゲージ5とが干渉してしまうおそれを低減しつつ、栓ゲージ5を孔部10に挿入することが可能になる。また、実動作時に孔部10と栓ゲージ5との位置関係を補正することができることから、孔部10が形成されているワーク7の載置位置が微妙にずれるような実際の現場においても検査を行うことができる。したがって、栓ゲージ5を用いて孔部10の検査を迅速に行うことができる。 This makes it possible to insert the plug gauge 5 into the hole 10 while reducing the risk of interference between the hole 10, which has a small dimensional tolerance, and the plug gauge 5. In addition, since the positional relationship between the hole 10 and the plug gauge 5 can be corrected during actual operation, inspection can be performed even in an actual field where the placement position of the workpiece 7 in which the hole 10 is formed may be slightly shifted. Therefore, the hole 10 can be quickly inspected using the plug gauge 5.

また、孔部10に栓ゲージ5の先端を挿入する段階において、力覚センサ4で外力が検知された位置に対して栓ゲージ5の軸を挟んだ反対側にワーク7を傾けつつ、力覚センサ4で検知される外力が減少する方向にワーク7を移動させながら孔部10に栓ゲージ5を挿入する探り工程を含む制御方法によりロボット2を制御する。 In addition, in the stage of inserting the tip of the plug gauge 5 into the hole 10, the robot 2 is controlled by a control method including a probing process in which the workpiece 7 is tilted on the opposite side of the axis of the plug gauge 5 relative to the position where the external force is detected by the force sensor 4, and the workpiece 7 is moved in a direction in which the external force detected by the force sensor 4 decreases while the plug gauge 5 is inserted into the hole 10.

寸法公差が小さい孔部10を検査対象とする場合、栓ゲージ5の挿入時に、栓ゲージ5が孔部10の縁に引っ掛かる可能性が高くなる。その場合、仮に事前に厳密な位置決めをしていたとしても、ワーク7の載置位置が微妙にずれるような実際の現場においては、栓ゲージ5が孔部10の縁に引っ掛かるおそれがある。 When inspecting a hole 10 with a small dimensional tolerance, there is a high possibility that the plug gauge 5 will get caught on the edge of the hole 10 when it is inserted. In that case, even if precise positioning is performed in advance, there is a risk that the plug gauge 5 will get caught on the edge of the hole 10 in an actual site where the placement position of the workpiece 7 may shift slightly.

そこで、栓ゲージ5の先端を挿入する際、外力が検知された位置に対して反対側にワーク7を傾ける。これは、栓ゲージ5の上端のある位置が孔部10の縁に引っ掛かった場合、その位置と中心軸を挟んだ反対側の位置は、その上方が孔部10の幅の範囲内にあると考えられるためである。これにより、検査の基本となる栓ゲージ5の孔部10への挿入について、挿入ミスが起こる可能性を低減しつつ、容易に栓ゲージ5を孔部10に挿入することができる。 Therefore, when inserting the tip of the plug gauge 5, the workpiece 7 is tilted to the opposite side of the position where the external force was detected. This is because, if a certain position at the top end of the plug gauge 5 gets caught on the edge of the hole 10, the upper part of the position on the opposite side of the central axis from that position is considered to be within the width of the hole 10. This makes it possible to easily insert the plug gauge 5 into the hole 10 while reducing the possibility of an insertion error when inserting the plug gauge 5 into the hole 10, which is the basis of the inspection.

また、探り工程は、ワーク7が、栓ゲージ5の先端位置から所定の確認位置に移動するまで行われる。寸法公差が小さい孔部10を検査対象とする場合、栓ゲージ5と孔部10との隙間は非常に小さいと考えられる。そのため、栓ゲージ5の先端側がある程度挿入できれば、すなわち、ワーク7が確認位置まで移動できれば、その状態のまま栓ゲージ5を最後まで挿入できると考えられる。これにより、栓ゲージ5と孔部10とが干渉するおそれを低減することができる。 The probing process is performed until the workpiece 7 moves from the tip position of the plug gauge 5 to a specified confirmation position. When inspecting a hole 10 with a small dimensional tolerance, the gap between the plug gauge 5 and the hole 10 is considered to be very small. Therefore, if the tip side of the plug gauge 5 can be inserted to a certain extent, that is, if the workpiece 7 can be moved to the confirmation position, it is considered that the plug gauge 5 can be inserted all the way in that state. This reduces the risk of interference between the plug gauge 5 and the hole 10.

栓ゲージ5は、先端側に、孔部10の最小寸法を検査するための小径部5aが設けられており、小径部5aの後端側に、相対的に直径が大きく孔部10の最大寸法を検査するための大径部5bが設けられており、回転挿入工程では、小径部5aを孔部10に挿入した後、大径部5bまでワーク7を移動させる。これにより、1回の検査サイクルにより、孔部10の最小径と最大径とを検査することができ、効率よく検査することができる。 The plug gauge 5 has a small diameter section 5a at the tip for inspecting the minimum dimension of the hole 10, and a large diameter section 5b at the rear end of the small diameter section 5a, which has a relatively large diameter and is used to inspect the maximum dimension of the hole 10. In the rotation insertion process, the small diameter section 5a is inserted into the hole 10, and then the work 7 is moved to the large diameter section 5b. This allows the minimum and maximum diameters of the hole 10 to be inspected in one inspection cycle, making inspections efficient.

また、ロボット2の手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサ4を備え、栓ゲージ5がロボット2の動作範囲内の予め定められた位置に固定されている場合において、孔部10が形成されているワーク7を回転させつつ、力覚センサ4で検知される外力が減少する方向にワーク7を移動させながら孔部10に栓ゲージ5を挿入する回転挿入動作を行うようにロボット2を制御する制御部3aと、栓ゲージ5が孔部10に挿入された状態でワーク7が所定の目標位置に到達したか否かに基づいて孔部10の良否を判定する判定部3bとを備え、上記した制御方法を実施可能な制御装置3によっても、実動作時に孔部10と栓ゲージ5との位置関係を補正することができることから、孔部10が形成されているワーク7の載置位置が微妙にずれるような実際の現場においても検査を行うことができる、栓ゲージ5を用いて孔部10の検査を迅速に行うことができるなど、制御方法と同様の効果を得ることができる。 The control device 3 is also equipped with a force sensor 4 that detects the direction and magnitude of the external force applied to the hand of the robot 2, and when the plug gauge 5 is fixed at a predetermined position within the operating range of the robot 2, the control device 3a controls the robot 2 to perform a rotational insertion operation in which the plug gauge 5 is inserted into the hole 10 while rotating the workpiece 7 in which the hole 10 is formed and moving the workpiece 7 in a direction in which the external force detected by the force sensor 4 decreases, and a judgment unit 3b that judges whether the hole 10 is good or bad based on whether the workpiece 7 reaches a predetermined target position with the plug gauge 5 inserted in the hole 10. Since the positional relationship between the hole 10 and the plug gauge 5 can be corrected during actual operation by the control device 3 that can implement the above-mentioned control method, it is possible to perform inspection even in an actual field where the placement position of the workpiece 7 in which the hole 10 is formed is slightly shifted, and it is possible to quickly inspect the hole 10 using the plug gauge 5, and other effects similar to those of the control method can be obtained.

また、ロボット2と、ロボット2に設けられ、ロボット2の手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサ4と、ロボット2の動作範囲内の予め定められた位置に固定されている栓ゲージ5と、ワーク7を回転させつつ、力覚センサ4で検知される外力が減少する方向にワーク7を移動させながら孔部10に栓ゲージ5を挿入する回転挿入動作を行うようにロボット2を制御する制御部3a、および、栓ゲージ5が孔部10に挿入された状態でワーク7が所定の目標位置に到達したか否かに基づいて孔部10の良否を判定する判定部3bを有する制御装置3と、を備える検査システム1によっても、実動作時に孔部10と栓ゲージ5との位置関係を補正することができることから、孔部10が形成されているワーク7の載置位置が微妙にずれるような実際の現場においても検査を行うことができる、栓ゲージ5を用いて孔部10の検査を迅速に行うことができるなど、上記した制御方法や制御装置3と同様の効果を得ることができる。 In addition, the inspection system 1 includes a robot 2, a force sensor 4 provided on the robot 2 to detect the direction and magnitude of an external force applied to the hand of the robot 2, a plug gauge 5 fixed at a predetermined position within the operating range of the robot 2, a control unit 3a that controls the robot 2 to perform a rotational insertion operation in which the plug gauge 5 is inserted into the hole 10 while rotating the workpiece 7 and moving the workpiece 7 in a direction in which the external force detected by the force sensor 4 decreases, and a control device 3 having a judgment unit 3b that judges whether the hole 10 is good or bad based on whether the workpiece 7 reaches a predetermined target position with the plug gauge 5 inserted in the hole 10. Since the positional relationship between the hole 10 and the plug gauge 5 can be corrected during actual operation, the inspection can be performed even in an actual field where the placement position of the workpiece 7 in which the hole 10 is formed is slightly shifted, and the inspection of the hole 10 can be performed quickly using the plug gauge 5. This can achieve the same effects as the control method and control device 3 described above.

本発明は上記した、あるいは、図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変形又は拡張することができる。
例えば、実施形態では貫通孔の孔部10を検査する構成を例示したが、図9に非貫通孔として示すように、貫通していない孔部10を検査することもできる。この場合、図4に示す検査処理において、ステップS8の停止位置を、孔部10の深さの最大長に設定すればよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above or illustrated in the drawings, and can be modified or expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.
For example, although the embodiment has been described with respect to a configuration for inspecting the hole portion 10 of a through hole, it is also possible to inspect a hole portion 10 that is not a through hole, as shown as a non-through hole in Fig. 9. In this case, the stop position of step S8 in the inspection process shown in Fig. 4 may be set to the maximum depth of the hole portion 10.

あるいは、図9に多段孔として示すように、小孔10aと大孔10bとが同心で形成されているような孔部10を検査することができる。この場合、小孔10a側を接触位置とすることで実施形態と同様の検査を行うことができる。また、小孔10aを検査するための小径部5aと大径部5b、ならびに、大孔10bを検査するための小径部5aと大径部5bを備える栓ゲージ5を用いれば、1回の検査により小孔10aおよび大孔10bを検査することができる。なお、多段孔については、3段以上のものを検査対象とすることもできる。 Alternatively, as shown in FIG. 9 as a multi-stage hole, it is possible to inspect a hole portion 10 in which a small hole 10a and a large hole 10b are formed concentrically. In this case, the same inspection as in the embodiment can be performed by making the small hole 10a the contact position. Also, by using a plug gauge 5 having a small diameter portion 5a and a large diameter portion 5b for inspecting the small hole 10a, and a small diameter portion 5a and a large diameter portion 5b for inspecting the large hole 10b, it is possible to inspect the small hole 10a and the large hole 10b in a single inspection. Note that it is also possible to inspect a multi-stage hole with three or more stages.

また、実施形態ではいわゆる6軸ロボットを用いる構成を例示したが、自由度が1つ多いいわゆる7軸ロボットや、水平多関節型のいわゆる4軸ロボットを採用する構成とすることができる。
また、実施形態ではロボット2のフランジ2gを回転させることにより回転挿入動作を行う例を示したが、ツール8を回転させることで回転挿入動作を行う構成とすることができる。
また、実施形態ではワーク7が目標位置に到達するまでの間に1回転以上する回転速度でワーク7を回転させる例を示したが、ワーク7が回転していれば、1回転未満になる回転速度とすることもできる。
In addition, although the embodiment has been exemplified as a configuration using a so-called six-axis robot, it is also possible to adopt a so-called seven-axis robot with one more degree of freedom, or a so-called four-axis robot of a horizontally articulated type.
Further, in the embodiment, an example has been shown in which the rotational insertion operation is performed by rotating the flange 2g of the robot 2, but the rotational insertion operation can also be performed by rotating the tool 8.
In addition, in the embodiment, an example is shown in which the workpiece 7 is rotated at a rotational speed that rotates the workpiece 7 at least one rotation before it reaches the target position, but as long as the workpiece 7 is rotating, the rotational speed can also be set to less than one rotation.

また、実施形態ではワーク7を回転させながら取り外す例を示したが、取り外す際には必ずしも回転動作を組み合わせる必要はない。ただし、例えばフランジ2gの回転範囲に制限がある構成の場合において、回転挿入動作時にフランジ2gを回転させているのであれば、回転挿入動作時とは逆回りに回転させながらワーク7を取り外すことにより、ワーク7を取り外す動作とフランジ2gを元の回転位置に戻す動作とを同時に実行でき、検査サイクルの短縮に繋げることができる。 In addition, although the embodiment shows an example in which the workpiece 7 is removed while being rotated, it is not necessary to combine a rotation operation when removing the workpiece. However, for example, in a configuration in which the rotation range of the flange 2g is limited, if the flange 2g is rotated during the rotation insertion operation, the workpiece 7 can be removed while rotating in the opposite direction to the rotation insertion operation, thereby simultaneously performing the operation of removing the workpiece 7 and the operation of returning the flange 2g to its original rotation position, which can lead to a shortened inspection cycle.

図面中、1は検査システム、2はロボット、3は制御装置、3aは制御部、3bは判定部、4は力覚センサ、5は栓ゲージ、5aは小径部、5bは大径部、7はワーク、10は孔部、S3は探り工程、S5は回転挿入工程、S9は判定工程を示す。 In the drawings, 1 is the inspection system, 2 is the robot, 3 is the control device, 3a is the control unit, 3b is the judgment unit, 4 is the force sensor, 5 is the plug gauge, 5a is the small diameter part, 5b is the large diameter part, 7 is the workpiece, 10 is the hole part, S3 is the searching process, S5 is the rotation insertion process, and S9 is the judgment process.

Claims (6)

ワークに形成されている孔部を栓ゲージを用いて検査するロボットの制御方法であって、
前記ロボットは、手先側に、前記ワークを前記栓ゲージの先端位置から所定の確認位置に移動させ、前記ワークを前記確認位置から前記孔部の深さに相当する所定の目標位置に到達させるまでに1回転以上回転可能な回転速度で前記ワークを保持するものであり、手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサが設けられており、
前記栓ゲージは、前記ロボットの動作範囲内の予め定められた位置に固定されており、
前記ロボットを、前記回転速度で前記ワークを回転させつつ、前記力覚センサで検知される外力が減少する方向に前記ワークを移動させながら前記孔部に前記栓ゲージを挿入する回転挿入工程と、
前記栓ゲージが前記孔部に挿入された状態で前記ワークが前記目標位置に到達したか否かに基づいて前記孔部の良否を判定する判定工程と、を含めて制御するロボットの制御方法。
A method for controlling a robot that inspects a hole formed in a workpiece using a plug gauge, comprising the steps of:
The robot moves the workpiece from the tip position of the plug gauge to a predetermined confirmation position, and holds the workpiece at a rotational speed that allows the workpiece to rotate at least one revolution from the confirmation position to a predetermined target position corresponding to the depth of the hole, and is provided with a force sensor on the hand side that detects the direction and magnitude of an external force applied to the hand,
the plug gauge is fixed at a predetermined position within an operating range of the robot;
a rotation insertion process in which the robot rotates the workpiece at the rotation speed and moves the workpiece in a direction in which the external force detected by the force sensor decreases while inserting the plug gauge into the hole;
and a determination step of determining whether the hole is good or bad based on whether the workpiece has reached the target position with the plug gauge inserted in the hole .
前記孔部に前記栓ゲージの先端が挿入される接触位置まで前記ワークを移動させた段階において前記力覚センサで外力が検知された場合には、前記力覚センサで外力が検知された位置に対して前記栓ゲージの軸を挟んだ反対側に前記ワークを傾けつつ、前記力覚センサで検知される外力が減少する方向に前記ワークを移動させながら前記孔部に前記栓ゲージを挿入する探り工程を含む請求項1記載のロボットの制御方法。 The method for controlling a robot according to claim 1 further includes a probing step of inserting the plug gauge into the hole while tilting the workpiece to the opposite side of the axis of the plug gauge from the position where the external force is detected by the force sensor and moving the workpiece in a direction that reduces the external force detected by the force sensor, if an external force is detected by the force sensor when the workpiece is moved to a contact position where the tip of the plug gauge is inserted into the hole. 前記探り工程は、前記ワークを前記栓ゲージの前記先端位置から前記確認位置に移動させるまで行われる請求項2記載のロボットの制御方法。 3. The robot control method according to claim 2, wherein the probing step is performed until the workpiece is moved from the tip position of the plug gauge to the confirmation position. 前記栓ゲージは、先端側に、前記孔部の最小寸法を検査するための小径部が設けられており、前記小径部の後端側に、相対的に直径が大きく前記孔部の最大寸法を検査するための大径部が設けられており、
前記判定工程では、前記孔部の最小寸法および最大寸法の双方の検査結果に基づいて前記孔部の良否を判定する請求項1から3のいずれか一項記載のロボットの制御方法。
the plug gauge is provided at a tip end side with a small diameter portion for inspecting a minimum dimension of the hole, and is provided at a rear end side of the small diameter portion with a large diameter portion having a relatively large diameter for inspecting a maximum dimension of the hole,
4. The robot control method according to claim 1, wherein the determining step determines whether the hole is good or bad based on inspection results of both a minimum dimension and a maximum dimension of the hole.
ワークに形成されている孔部を栓ゲージを用いて検査するロボットの制御装置であって、
前記ロボットは、手先側に、前記ワークを前記栓ゲージの先端位置から所定の確認位置に移動させ、前記ワークを前記確認位置から前記孔部の深さに相当する所定の目標位置に到達させるまでに1回転以上回転可能な回転速度で前記ワークを保持するものであり、手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサを備えており、
前記栓ゲージは、前記ロボットの動作範囲内の予め定められた位置に固定されており、
前記孔部が形成されている前記ワークを前記回転速度で回転させつつ、前記力覚センサで検知される外力が減少する方向に前記ワークを移動させながら前記孔部に前記栓ゲージを挿入する回転挿入動作を行うように前記ロボットを制御する制御部と、
前記栓ゲージが前記孔部に挿入された状態で前記ワークが前記目標位置に到達したか否かに基づいて前記孔部の良否を判定する判定部と、
を備えるロボットの制御装置。
A control device for a robot that inspects a hole formed in a workpiece using a plug gauge,
the robot has a hand that moves the workpiece from the tip position of the plug gauge to a predetermined confirmation position, and holds the workpiece at a rotational speed that allows the workpiece to rotate at least one revolution from the confirmation position to a predetermined target position corresponding to the depth of the hole , and is provided with a force sensor that detects the direction and magnitude of an external force applied to the hand;
the plug gauge is fixed at a predetermined position within an operating range of the robot;
a control unit that controls the robot so as to perform a rotational insertion operation in which the workpiece having the hole formed therein is rotated at the rotational speed and the plug gauge is inserted into the hole while moving the workpiece in a direction in which the external force detected by the force sensor is reduced; and
a determination unit that determines whether the hole is good or bad based on whether the workpiece reaches the target position with the plug gauge inserted in the hole ;
A robot control device comprising:
ロボットの動作範囲内の予め定められた位置に固定されている栓ゲージと、
孔部が形成されているワークを、手先側に、前記栓ゲージの先端位置から所定の確認位置に移動させ、前記ワークを前記確認位置から前記孔部の深さに相当する所定の目標位置に到達させるまでに1回転以上回転可能な回転速度で保持するロボットと、
前記ロボットに設けられ、前記ロボットの手先に加わる外力の向きと大きさとを検知する力覚センサと、
前記ワークを前記回転速度で回転させつつ、前記力覚センサで検知される外力が減少する方向に前記ワークを移動させながら前記孔部に前記栓ゲージを挿入する回転挿入動作を行うように前記ロボットを制御する制御部と、前記栓ゲージが前記孔部に挿入された状態で前記ワークが前記目標位置に到達したか否かに基づいて前記孔部の良否を判定する判定部とを有する制御装置と、
を備える検査システム。
a plug gauge fixed at a predetermined position within the motion range of the robot;
a robot that moves a workpiece having a hole formed therein from a tip position of the plug gauge to a predetermined confirmation position on a hand side, and holds the workpiece at a rotational speed that allows the workpiece to rotate at least one revolution from the confirmation position until the workpiece reaches a predetermined target position corresponding to the depth of the hole;
A force sensor provided on the robot for detecting a direction and a magnitude of an external force applied to a hand of the robot;
a control device including: a control unit that controls the robot to perform a rotational insertion operation in which the plug gauge is inserted into the hole while rotating the work at the rotational speed and moving the work in a direction in which the external force detected by the force sensor decreases; and a determination unit that determines whether the hole is pass or fail based on whether the work reaches the target position with the plug gauge inserted into the hole;
An inspection system comprising:
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