[發(fā)明專(zhuān)利]將工具按壓至工件來(lái)進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人的控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510372550.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105312632B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原田邦彥;高橋廣光;有田創(chuàng)一
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): B23B49/00
• 分類(lèi)號(hào): B23B49/00;B25J9/00
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11243
• 代理人: 丁文蘊(yùn),金成哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)將工具按壓至工件來(lái)進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人進(jìn)行控制的機(jī)器人控制裝置。

背景技術(shù)

作為將不同種類(lèi)的多個(gè)金屬部件機(jī)械地接合的機(jī)械接合法，已知有FDS(鉆尾螺釘)。這種接合法是通過(guò)將高速旋轉(zhuǎn)的螺釘旋入重合的金屬部件而使這些金屬部件相互熔敷的技術(shù)。在FDS等機(jī)械接合法中不會(huì)在金屬部件間生成化合物層，所以有利于對(duì)不同種類(lèi)的金屬部件進(jìn)行接合。

另外，在FDS等機(jī)械接合法中，使螺釘朝向重合的金屬部件僅向一個(gè)方向接近即可。因此，能夠容易使用機(jī)器人使這種機(jī)械接合法自動(dòng)化。從而，這種機(jī)械接合法使用于期望多材料化的汽車(chē)組裝工序等。

在FDS工序中，機(jī)器人受到將螺釘旋入重合的金屬部件的作用力的反作用力。機(jī)器人所受的反作用力對(duì)機(jī)器人的減速器施加扭轉(zhuǎn)并且使機(jī)器人的臂變形，其結(jié)果，會(huì)使機(jī)器人的工具前端的位置偏移。若工具前端的位置偏移，則金屬部件的接合位置產(chǎn)生偏移，可能會(huì)使接合質(zhì)量降低或者接合作業(yè)自身失敗。

為了修正這種工具前端的位置偏移，已知有對(duì)機(jī)器人的減速器的扭轉(zhuǎn)進(jìn)行修正的方法。在日本專(zhuān)利第3654475號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)有馬達(dá)的控制技術(shù)，該馬達(dá)具有不受減速器的扭轉(zhuǎn)角影響而能夠以高精度進(jìn)行定位的減速器。具體來(lái)說(shuō)，基于因減速器的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的電流值來(lái)計(jì)算出補(bǔ)償值，從而進(jìn)行反饋控制。

另外，在日本特開(kāi)平11－221707號(hào)公報(bào)中公開(kāi)有通過(guò)將工具與工件相互固定來(lái)抑制工具前端的位置偏移的技術(shù)。

在日本專(zhuān)利第3654475號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的技術(shù)中，前提是機(jī)器人的臂為剛體并且工具前端沒(méi)有摩擦。然而，實(shí)際情況下，臂為彈性體，會(huì)因來(lái)自工件的反作用而變形。再有，實(shí)際情況下，在工具前端的位置產(chǎn)生摩擦。因此，在日本專(zhuān)利第3654475號(hào)公報(bào)中，因?yàn)橛杀鄣淖冃我约胺答伩刂贫a(chǎn)生的延遲，會(huì)使工具前端的位置偏移。

如果在產(chǎn)生工具前端的位置偏移的情況下，需要在與位置偏移方向相反的方向上作用比金屬部件的表面與工具的接觸面之間的最大靜摩擦力更大的力。因此，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制變得極為復(fù)雜。

另外，日本特開(kāi)平11－221707號(hào)公報(bào)需要用于將工具與工件相互固定的配件。因此，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，成本也變高。

本發(fā)明鑒于這種情況而完成，其目的在于提供不使用特別的配件就能夠簡(jiǎn)單地修正工具前端的位置偏移的機(jī)器人控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了達(dá)成上述的目的，根據(jù)第一方案，提供機(jī)器人控制裝置，其對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，該機(jī)器人將安裝于機(jī)器人的前端的工具按壓至工件而進(jìn)行作業(yè)，并且具備：修正量計(jì)算部，其計(jì)算對(duì)工具前端的位置因作用于上述工具的外力而偏移的情況進(jìn)行修正的修正量；以及修正曲線(xiàn)生成部，其生成修正曲線(xiàn)，該修正曲線(xiàn)表示由上述修正量計(jì)算部計(jì)算出的上述修正量與時(shí)間的關(guān)系。

根據(jù)第二方案，在第一方案的基礎(chǔ)上，與將上述工具開(kāi)始按壓至上述工件而使作用于上述工具的外力增加一致地，上述修正曲線(xiàn)生成部以使上述修正量增加的方式生成上述修正曲線(xiàn)。

根據(jù)第三方案，在第一方案的基礎(chǔ)上，與上述工具從上述工件開(kāi)始脫離而使作用于上述工具的外力減少一致地，上述修正曲線(xiàn)生成部以使上述修正量減少的方式生成上述修正曲線(xiàn)。

根據(jù)第四方案，在第一方案至第三那方案中的任一方案的基礎(chǔ)上，還具備：反轉(zhuǎn)判定部，其基于上述機(jī)器人或上述工具所具備的馬達(dá)的電流值來(lái)判定上述馬達(dá)是否反轉(zhuǎn)；以及反沖修正量計(jì)算部，其在由該反轉(zhuǎn)判定部判定為上述馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)算出對(duì)工具的前端位置因反沖而偏移的情況進(jìn)行修正的反沖修正量，并將其加算至由上述修正量計(jì)算部所計(jì)算出的修正量上。

根據(jù)第五方案，在第一方案至第四方案中任一方案的基礎(chǔ)上，還具備：存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)上述機(jī)器人或上述工具所具備的馬達(dá)的電流值與作用于上述工具的外力之間的關(guān)系；以及外力計(jì)算部，其基于存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)部的上述關(guān)系與上述馬達(dá)的上述電流值來(lái)計(jì)算上述外力。

根據(jù)第六方案，在第五方案的基礎(chǔ)上，還具備時(shí)間序列存儲(chǔ)部，其以時(shí)間序列存儲(chǔ)從將上述工具開(kāi)始按壓至上述工件到上述工具從上述工件脫離結(jié)束為止的上述馬達(dá)的上述電流值，上述外力計(jì)算部基于存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述關(guān)系與存儲(chǔ)在上述時(shí)間序列存儲(chǔ)部的上述馬達(dá)的上述電流值來(lái)計(jì)算上述外力。

根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型的實(shí)施方式的詳細(xì)的說(shuō)明，將會(huì)使本發(fā)明的這些目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)以及其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)更明確。

附圖說(shuō)明

圖1是包含本發(fā)明的機(jī)器人控制裝置的控制系統(tǒng)的功能方框圖。

圖2是工件的俯視圖。

圖3是表示加壓力與時(shí)間的關(guān)系的圖。