將工具按壓至工件來進行作業的機器人的控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對將工具按壓至工件來進行作業的機器人進行控制的機器人控制裝置。
【背景技術】
[0002]作為將不同種類的多個金屬部件機械地接合的機械接合法，已知有FDS(鉆尾螺釘)。這種接合法是通過將高速旋轉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。在FDS等機械接合法中不會在金屬部件間生成化合物層，所以有利于對不同種類的金屬部件進行接合。
[0003]另外，在FDS等機械接合法中，使螺釘朝向重合的金屬部件僅向一個方向接近即可。因此，能夠容易使用機器人使這種機械接合法自動化。從而，這種機械接合法使用于期望多材料化的汽車組裝工序等。
[0004]在FDS工序中，機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。機器人所受的反作用力對機器人的減速器施加扭轉并且使機器人的臂變形，其結果，會使機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生偏移，可能會使接合質量降低或者接合作業自身失敗。
[0005]為了修正這種工具前端的位置偏移，已知有對機器人的減速器的扭轉進行修正的方法。在日本專利第3654475號公報中，公開有馬達的控制技術，該馬達具有不受減速器的扭轉角影響而能夠以高精度進行定位的減速器。具體來說，基于因減速器的扭轉而產生的電流值來計算出補償值，從而進行反饋控制。
[0006]另外，在日本特開平11 - 221707號公報中公開有通過將工具與工件相互固定來抑制工具前端的位置偏移的技術。
[0007]在日本專利第3654475號公報中公開的技術中，前提是機器人的臂為剛體并且工具前端沒有摩擦。然而，實際情況下，臂為彈性體，會因來自工件的反作用而變形。再有，實際情況下，在工具前端的位置產生摩擦。因此，在日本專利第3654475號公報中，因為由臂的變形以及反饋控制而產生的延遲，會使工具前端的位置偏移。
[0008]如果在產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，對機器人進行控制變得極為復雜。
[0009]另外，日本特開平11 — 221707號公報需要用于將工具與工件相互固定的配件。因此，結構變得復雜，成本也變高。
[0010]本發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單地修正工具前端的位置偏移的機器人控制裝置。
【發明內容】
[0011]為了達成上述的目的，根據第一方案，提供機器人控制裝置，其對機器人進行控制，該機器人將安裝于機器人的前端的工具按壓至工件而進行作業，并且具備:修正量計算部，其計算對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行修正的修正量；以及修正曲線生成部，其生成修正曲線，該修正曲線表示由上述修正量計算部計算出的上述修正量與時間的關系。
[0012]根據第二方案，在第一方案的基礎上，與將上述工具開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，上述修正曲線生成部以使上述修正量增加的方式生成上述修正曲線。
[0013]根據第三方案，在第一方案的基礎上，與上述工具從上述工件開始脫離而使作用于上述工具的外力減少一致地，上述修正曲線生成部以使上述修正量減少的方式生成上述修正曲線。
[0014]根據第四方案，在第一方案至第三那方案中的任一方案的基礎上，還具備:反轉判定部，其基于上述機器人或上述工具所具備的馬達的電流值來判定上述馬達是否反轉；以及反沖修正量計算部，其在由該反轉判定部判定為上述馬達反轉時，計算出對工具的前端位置因反沖而偏移的情況進行修正的反沖修正量，并將其加算至由上述修正量計算部所計算出的修正量上。
[0015]根據第五方案，在第一方案至第四方案中任一方案的基礎上，還具備:存儲部，其存儲上述機器人或上述工具所具備的馬達的電流值與作用于上述工具的外力之間的關系；以及外力計算部，其基于存儲于上述存儲部的上述關系與上述馬達的上述電流值來計算上述外力。
[0016]根據第六方案，在第五方案的基礎上，還具備時間序列存儲部，其以時間序列存儲從將上述工具開始按壓至上述工件到上述工具從上述工件脫離結束為止的上述馬達的上述電流值，上述外力計算部基于存儲在上述存儲部的上述關系與存儲在上述時間序列存儲部的上述馬達的上述電流值來計算上述外力。
[0017]根據附圖所示的本發明的典型的實施方式的詳細的說明，將會使本發明的這些目的、特征以及優點以及其他目的、特征以及優點更明確。
【附圖說明】
[0018]圖1是包含本發明的機器人控制裝置的控制系統的功能方框圖。
[0019]圖2是工件的俯視圖。
[0020]圖3是表示加壓力與時間的關系的圖。
[0021]圖4是表示修正量與時間的關系的圖。
[0022]圖5是機器人的側視圖。
[0023]圖6是表示修正量與馬達的電流值之間的關系的圖。
[0024]圖7是表示作用于工具的外力與馬達的電流值的關系的圖。
[0025]圖8是表不電流值與時間的關系以及修正量與時間的關系的圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。以下的附圖中對相同的部件標注相同的附圖標記。為了容易理解，這些附圖適當縮小比例尺。
[0027]圖1是包含本發明的機器人控制裝置的控制系統的功能方框圖。圖1所示的控制系統1主要包括機器人R和控制機器人R的機器人控制裝置10。機器人R例如是六軸垂直多關節機器人，具有六個軸J1?J6。而且，在機器人R的前端安裝有工具T例如螺釘。該工具T利用安裝于工具T的基座B的馬達Μ而旋轉。此外，在馬達Μ安裝有檢測馬達Μ的位置的位置檢測器Ε，例如編碼器。
[0028]圖1所示的工件W由相互重合的不同種類的第一金屬部件W1以及第二金屬部件W2構成。典型情況為，這些第一金屬部件W1以及第二金屬部件W2為同一形狀的板狀部件。但是，第一金屬部件W1以及第二金屬部件W2也可以是相互外形不同的板狀部件。本發明的控制系統1用于將這些第一金屬部件W1以及第二金屬部件W2機械接合。
[0029]另外，在圖1中，在工具Τ周圍配置有按壓部分C。按壓部分C的前端在工具Τ接觸工件W之前，到達工件W，因此，能夠避免工具Τ最先被按壓至工件W的情況。此外，排除掉按壓部分C的情況也包含在本發明的范圍內。
[0030]在將第一金屬部件W1以及第二金屬部件W2機械接合(FDS)時，利用馬達Μ使工具Τ旋轉，并且使工具Τ接近以及遠離工件W的裝置(未圖示)或機器人R使工具Τ朝向工件W移動。當工具Τ到達工件W時，來自工件W的反力在與工具Τ的移動方向相反的方向上作用于工具Τ。如圖1中箭頭Al、Α2所示，機器人R的減速器(未圖示)機器人R的臂被該反力扭轉。
[0031]因此，工具Τ的前端位置在工件W上滑動，如作為工件的俯視圖的圖2所示，工件W的加工位置有可能移動至由虛線所示的位置。本發明如下所述地解決該問題。另外，在與FDS類似的例子中，本發明也能夠適用于對工具Τ的前端位置進行修正時。
[0032]再次參照圖1，機器人控制裝置10包括:計算對因作