将工具按压至工件来进行作业的机器人的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对将工具按压至工件来进行作业的机器人进行控制的机器人控制装置。
【背景技术】
[0002]作为将不同种类的多个金属部件机械地接合的机械接合法，已知有FDS(钻尾螺钉)。这种接合法是通过将高速旋转的螺钉旋入重合的金属部件而使这些金属部件相互熔敷的技术。在FDS等机械接合法中不会在金属部件间生成化合物层，所以有利于对不同种类的金属部件进行接合。
[0003]另外，在FDS等机械接合法中，使螺钉朝向重合的金属部件仅向一个方向接近即可。因此，能够容易使用机器人使这种机械接合法自动化。从而，这种机械接合法使用于期望多材料化的汽车组装工序等。
[0004]在FDS工序中，机器人受到将螺钉旋入重合的金属部件的作用力的反作用力。机器人所受的反作用力对机器人的减速器施加扭转并且使机器人的臂变形，其结果，会使机器人的工具前端的位置偏移。若工具前端的位置偏移，则金属部件的接合位置产生偏移，可能会使接合质量降低或者接合作业自身失败。
[0005]为了修正这种工具前端的位置偏移，已知有对机器人的减速器的扭转进行修正的方法。在日本专利第3654475号公报中，公开有马达的控制技术，该马达具有不受减速器的扭转角影响而能够以高精度进行定位的减速器。具体来说，基于因减速器的扭转而产生的电流值来计算出补偿值，从而进行反馈控制。
[0006]另外，在日本特开平11 - 221707号公报中公开有通过将工具与工件相互固定来抑制工具前端的位置偏移的技术。
[0007]在日本专利第3654475号公报中公开的技术中，前提是机器人的臂为刚体并且工具前端没有摩擦。然而，实际情况下，臂为弹性体，会因来自工件的反作用而变形。再有，实际情况下，在工具前端的位置产生摩擦。因此，在日本专利第3654475号公报中，因为由臂的变形以及反馈控制而产生的延迟，会使工具前端的位置偏移。
[0008]如果在产生工具前端的位置偏移的情况下，需要在与位置偏移方向相反的方向上作用比金属部件的表面与工具的接触面之间的最大静摩擦力更大的力。因此，对机器人进行控制变得极为复杂。
[0009]另外，日本特开平11 — 221707号公报需要用于将工具与工件相互固定的配件。因此，结构变得复杂，成本也变高。
[0010]本发明鉴于这种情况而完成，其目的在于提供不使用特别的配件就能够简单地修正工具前端的位置偏移的机器人控制装置。
【发明内容】
[0011]为了达成上述的目的，根据第一方案，提供机器人控制装置，其对机器人进行控制，该机器人将安装于机器人的前端的工具按压至工件而进行作业，并且具备:修正量计算部，其计算对工具前端的位置因作用于上述工具的外力而偏移的情况进行修正的修正量；以及修正曲线生成部，其生成修正曲线，该修正曲线表示由上述修正量计算部计算出的上述修正量与时间的关系。
[0012]根据第二方案，在第一方案的基础上，与将上述工具开始按压至上述工件而使作用于上述工具的外力增加一致地，上述修正曲线生成部以使上述修正量增加的方式生成上述修正曲线。
[0013]根据第三方案，在第一方案的基础上，与上述工具从上述工件开始脱离而使作用于上述工具的外力减少一致地，上述修正曲线生成部以使上述修正量减少的方式生成上述修正曲线。
[0014]根据第四方案，在第一方案至第三那方案中的任一方案的基础上，还具备:反转判定部，其基于上述机器人或上述工具所具备的马达的电流值来判定上述马达是否反转；以及反冲修正量计算部，其在由该反转判定部判定为上述马达反转时，计算出对工具的前端位置因反冲而偏移的情况进行修正的反冲修正量，并将其加算至由上述修正量计算部所计算出的修正量上。
[0015]根据第五方案，在第一方案至第四方案中任一方案的基础上，还具备:存储部，其存储上述机器人或上述工具所具备的马达的电流值与作用于上述工具的外力之间的关系；以及外力计算部，其基于存储于上述存储部的上述关系与上述马达的上述电流值来计算上述外力。
[0016]根据第六方案，在第五方案的基础上，还具备时间序列存储部，其以时间序列存储从将上述工具开始按压至上述工件到上述工具从上述工件脱离结束为止的上述马达的上述电流值，上述外力计算部基于存储在上述存储部的上述关系与存储在上述时间序列存储部的上述马达的上述电流值来计算上述外力。
[0017]根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细的说明，将会使本发明的这些目的、特征以及优点以及其他目的、特征以及优点更明确。
【附图说明】
[0018]图1是包含本发明的机器人控制装置的控制系统的功能方框图。
[0019]图2是工件的俯视图。
[0020]图3是表示加压力与时间的关系的图。
[0021]图4是表示修正量与时间的关系的图。
[0022]图5是机器人的侧视图。
[0023]图6是表示修正量与马达的电流值之间的关系的图。
[0024]图7是表示作用于工具的外力与马达的电流值的关系的图。
[0025]图8是表不电流值与时间的关系以及修正量与时间的关系的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下的附图中对相同的部件标注相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当缩小比例尺。
[0027]图1是包含本发明的机器人控制装置的控制系统的功能方框图。图1所示的控制系统1主要包括机器人R和控制机器人R的机器人控制装置10。机器人R例如是六轴垂直多关节机器人，具有六个轴J1?J6。而且，在机器人R的前端安装有工具T例如螺钉。该工具T利用安装于工具T的基座B的马达Μ而旋转。此外，在马达Μ安装有检测马达Μ的位置的位置检测器Ε，例如编码器。
[0028]图1所示的工件W由相互重合的不同种类的第一金属部件W1以及第二金属部件W2构成。典型情况为，这些第一金属部件W1以及第二金属部件W2为同一形状的板状部件。但是，第一金属部件W1以及第二金属部件W2也可以是相互外形不同的板状部件。本发明的控制系统1用于将这些第一金属部件W1以及第二金属部件W2机械接合。
[0029]另外，在图1中，在工具Τ周围配置有按压部分C。按压部分C的前端在工具Τ接触工件W之前，到达工件W，因此，能够避免工具Τ最先被按压至工件W的情况。此外，排除掉按压部分C的情况也包含在本发明的范围内。
[0030]在将第一金属部件W1以及第二金属部件W2机械接合(FDS)时，利用马达Μ使工具Τ旋转，并且使工具Τ接近以及远离工件W的装置(未图示)或机器人R使工具Τ朝向工件W移动。当工具Τ到达工件W时，来自工件W的反力在与工具Τ的移动方向相反的方向上作用于工具Τ。如图1中箭头Al、Α2所示，机器人R的减速器(未图示)机器人R的臂被该反力扭转。
[0031]因此，工具Τ的前端位置在工件W上滑动，如作为工件的俯视图的图2所示，工件W的加工位置有可能移动至由虚线所示的位置。本发明如下所述地解决该问题。另外，在与FDS类似的例子中，本发明也能够适用于对工具Τ的前端位置进行修正时。
[0032]再次参照图1，机器人控制装置10包括:计算对因作