[0001] 本发明涉及一种检查对象物的尺寸精度的检查系统。

[0002] 公知如下一种检查系统：使支承有检查规的移动体向加工孔移动，将检查规插入到加工孔，由此检查加工孔的尺寸精度，其中，基于加工孔的容许尺寸来决定检查规的尺寸(参照JP2002-195803A和JP2012-103081A)。另外，公知如下一种检查系统：使圆筒形的制品通过具有规定尺寸的孔来检查该制品的外径尺寸精度(参照JP2008-058069A)。这样，通过使对象物与检查规相互嵌合来检查对象物的尺寸精度是公知的。

[0003] 然而，根据前述的公知技术，需要将对象物相对于检查规正确地对位。若对位不充分，则检查规与对象物相互干扰而无法嵌合，其结果，有时无关对象物的尺寸精度地判定为对象物是次品。

[0004] 因而，寻求一种能够更正确地检查对象物的尺寸精度的检查系统。

[0032] 下面，参照附图来说明本发明的实施方式。对于图示的结构要素，适当地变更了比例尺以助于理解本发明。另外，对相同或对应的结构要素使用相同的参照标记。

[0033] 图1A是表示一个实施方式所涉及的检查系统1的结构例的立体图。检查系统1具备具有由伺服电动机分别驱动的多个关节的多关节机器人(下面简单称为“机器人”。)2。在图1A中，仅示出了机器人2的包括臂21以及安装于臂21的前端的手腕22在内的一部分。在手腕22上安装有手23，该手23包括以能够释放的方式保持形成有加工孔31的检查对象物(下面简单称为“对象物”。)3的一对夹具23a、23b。

[0034] 加工孔31具有沿着延伸方向(图1A和图1B的上下方向)一样的截面，例如圆形的截面。加工孔31是从对象物3的上表面延伸到下表面的贯通孔。检查系统1用于检查加工孔31的尺寸精度。因而，在本实施方式中，加工孔31是作为检查对象形成于对象物3的加工部。

[0035] 检查系统1通过将检查规4插通对象物3的加工孔31来检查加工孔31的尺寸精度。检查规4是具有与加工孔31相同的截面形状的棒状的构件。检查规4具有：形成于检查规4的前端的小径部41；从小径部41向基端延伸且直径比小径部41的直径大的大径部42；以及形成于检查规4的基端且具有比大径部42大的直径的凸缘状的基部43。

[0036] 检查规4的小径部41的尺寸被决定为具有比加工孔31的最小容许尺寸略小的直径。另外，检查规4的大径部42的尺寸被决定为具有比加工孔31的最大容许尺寸略大的直径。检查规4的基部43的尺寸被适当地决定为能够将检查规4螺纹固定于任意的支承体(在图1A和图1B的情况下为力觉传感器5)。

[0037] 在其它实施方式中，检查规4也可以在小径部41与大径部42之间具有从小径部41向大径部42直径逐渐增大的锥形部。根据这种锥形部，小径部41和大径部42被连续地连接。

[0038] 在本实施方式中，检查规4被固定于在机器人2的动作区域内设置的台座11。检查系统1还具备在台座11与检查规4之间设置的力觉传感器5。如图所示，检查规4的基部43被螺纹固定于力觉传感器5。力觉传感器5借助被螺纹固定于台座11的凸缘构件12来固定于台座11。力觉传感器5例如是检测作用于相互正交的3个轴线方向的力以及绕这些轴线的力矩的6轴力觉传感器。

[0039] 在执行加工孔31的检查时，由控制装置6(参照图2)对机器人2进行控制，使得将检查规4插通由手23保持的对象物3的加工孔31，来使检查规4与加工孔31相互嵌合。图1A示出执行加工孔31的检查之前的检查系统1。图1B示出在开始加工孔31的检查之后检查规4的小径部41插入到加工孔31的状态。

[0040] 在使检查规4与加工孔31相互嵌合时，力觉传感器5检测作用于检查规4与对象物3之间的力。控制装置6通过基于力觉传感器5的检测值进行力控制来对机器人2进行控制。

[0041] 图2是一个实施方式所涉及的检查系统1的功能框图。如图所示，对机器人2进行控制的控制装置6具备力检测部61、力控制部62、速度检测部63、位置检测部64、嵌合判定部65、优劣判定部66以及存储部67。控制装置6是具有硬件结构的数字计算机，该硬件结构包括：执行各种运算的CPU(中央处理单元)；暂时性地存储运算结果的RAM(随机存取存储器)；存储控制程序和参数等的非易失性存储器；鼠标和键盘等输入设备；以及液晶显示器等显示设备等。

[0042] 力检测部61通过力觉传感器5来检测在检查加工孔31时作用于检查规4与对象物3之间的力。由力检测部61获取到的力觉传感器5的检测值被输入到力控制部62。

[0043] 力控制部62基于力觉传感器5的检测值来对驱动机器人2的关节的伺服电动机24执行力控制。力控制部62对机器人2的位置和姿势进行控制以使力觉传感器5的检测值变小。由此，例如，在加工孔31与检查规4的中心轴线相互偏离的情况下，力控制部62对机器人2的位置和姿势进行控制，以减轻对象物3与检查规4之间的干扰。

[0044] 速度检测部63通过对伺服电动机24的转速进行检测的编码器25来检测机器人2的移动速度，进而检测由机器人2的手23保持的对象物3的移动速度。

[0045] 位置检测部64通过对由速度检测部63获取的移动速度进行积分来检测伺服电动机24的位置，进而检测对象物3的位置。

[0046] 嵌合判定部65判定使检查规4嵌合到加工孔31的嵌合动作是否完成。嵌合判定部65在检查规4与加工孔31的相对速度小于规定的阈值时判定为嵌合动作完成。

[0047] 优劣判定部66根据由嵌合判定部65判定为嵌合动作完成时的检查规4与加工孔31之间的位置关系，来执行对象物3的优劣判定。

[0048] 如前所述，检查规4的小径部41具有比加工孔31的最小容许尺寸略小的直径。因而，在小径部41无法嵌合到加工孔31的情况下(无法将小径部41插入到加工孔31的情况下)，意味着加工孔31具有比最小容许尺寸小的尺寸，具有这种加工孔31的对象物3被判定为是次品。

[0049] 另外，检查规4的大径部42具有比加工孔31的最大容许尺寸略大的直径。因而，在大径部42嵌合到加工孔31的情况下(能够将大径部42插入到加工孔31的情况下)，意味着加工孔31具有比最大容许尺寸大的尺寸，具有这种加工孔31的对象物3被判定为是次品。

[0050] 与此相对地，在小径部41嵌合到加工孔31并且大径部42无法嵌合到加工孔31的情况下，能够视为加工孔31处于容许尺寸的范围内。因而，具有这种加工孔31的对象物3被判定为是合格品。

[0051] 存储部67存储嵌合判定部65执行判定时所使用的阈值。另外，存储部67存储优劣判定部66执行判定时所使用的位置信息。具体地说，存储部67分别存储第一位置信息和第二位置信息，该第一位置信息是与检查规4的小径部41嵌合到加工孔31时的位置对应的位置信息，该第二位置信息是与检查规4的大径部42嵌合到加工孔31时的位置对应的位置信息。此外，也可以利用位置传感器(未图示)检测嵌合动作完成时的检查规4与加工孔31的位置关系。在该情况下，无需存储第一位置信息和第二位置信息。

[0052] 图3是表示由一个实施方式所涉及的检查系统1执行的处理的流程图。在由机器人2的手23保持着对象物3的状态下开始加工孔31的检查工序。首先，在步骤S301中，控制装置6对机器人2进行驱动来将对象物3相对于检查规4定位于规定的位置(初始位置)(参照图1A)。在该初始位置处，对象物3与检查规4没有相互接触。

[0053] 在步骤S302中，力控制部62使对机器人2的力控制有效，并且按照规定的示教程序通过机器人2执行嵌合动作。通过一边将检查规4插通加工孔31一边使对象物3向检查规4的基部43移动来执行嵌合动作。在执行嵌合动作时，控制装置6将位置控制与力控制组合起来执行，该位置控制使机器人2移动以使检查规4插通加工孔31，该力控制使机器人2移动以降低作用于对象物3与检查规4之间的力。

[0054] 在步骤S303中，由嵌合判定部65判定嵌合动作是否完成。在机器人2的移动速度、即对象物3与检查规4的相对速度小于规定的阈值时，嵌合判定部65判定为嵌合动作完成。

[0055] 当步骤S303的判定被肯定时，进入步骤S304，由优劣判定部66判定加工孔31是否嵌合到检查规4的小径部41。通过将嵌合动作完成的时间点的机器人2的位置与存储部67中存储的第一位置信息进行比较来执行步骤S304的判定。

[0056] 当步骤S304的判定被肯定时，进入步骤S305，由优劣判定部66判定加工孔31是否嵌合到检查规4的大径部42。通过将嵌合动作完成的时间点的机器人2的位置与存储部67中存储的第二位置信息进行比较来执行步骤S305的判定。

[0057] 当步骤S305的判定被否定时，进入步骤S306，使机器人2移动到执行嵌合动作之前的初始位置。接着，使力控制无效化(步骤S307)，判定为对象物3是合格品。

[0058] 另一方面，在步骤S304的判定被否定的情况下，或者在步骤S305的判定被肯定的情况下，进入步骤S309，使机器人2移动到初始位置。接着，使力控制无效(步骤S310)，并且判定为对象物3是次品(步骤S311)。

[0059] 根据本实施方式所涉及的检查系统1，机器人2按照基于力觉传感器5的检测值的力控制来执行检查规4与加工孔31的嵌合动作。由此，即使检查规4与对象物3的加工孔31的对位不充分而检查规4与对象物3相干扰，也向消除干扰状态的方向变更机器人2的位置和姿势。由此，即使在检查规4与对象物3的对位不正确的情况下，也能够正确地执行加工孔31的检查。即，无需将检查规4与对象物3相互对位的前工序，另外，也无需对位所需的视觉传感器等追加结构。并且，力觉传感器5固定于台座11，因此能够减轻机器人2所受到的负荷。

[0060] 图4A和图4B是表示其它实施方式所涉及的检查系统1的结构例的立体图。图4A示出使检查规4嵌合到加工孔31之前的检查系统1，图4B示出使检查规4嵌合到加工孔31的状态的检查系统1。在以下的说明中，对于与前述的实施方式相关联地已说明的事项省略说明。

[0061] 在本实施方式中，在机器人2的手腕22上安装有力觉传感器5和检查规4。另一方面，形成有加工孔31的对象物3固定于在机器人2的动作区域内设置的台座11。对象物3被3个固定构件14固定于台座11。与参照图1A和图1B的前述的实施方式同样地，本实施方式所涉及的检查系统1一边通过力控制对机器人2进行控制一边使检查规4与加工孔
31相互嵌合。由此，即使在检查规4与对象物3的对位不正确的情况下，也能够正确地执行加工孔31的尺寸精度的检查。

[0062] 图5示出在另一实施方式所涉及的检查系统中使用的检查规的结构例。检查规4具备截面为圆形的圆柱部4a以及从圆柱部4a的外周的一部分向径向外侧突出的突出片4b。因而，在该情况下，形成于对象物的加工孔(未图示)具有将同圆柱部4a对应的圆形部与同突出片4b对应的槽部组合得到的形状。

[0063] 与前述的实施方式同样地，检查规4具有小径部41和大径部42。检查规4的小径部41具有圆柱部41a和突出片41b，该圆柱部41a和突出片41b的尺寸分别被决定为比加工孔的最小容许尺寸略小。检查规4的大径部42具有圆柱部42a和突出片42b，该圆柱部42a和突出片42b的尺寸分别被决定为比加工孔的最大容许尺寸略大。

[0064] 图6示出在另一实施方式所涉及的检查系统中使用的检查规的结构例。在本实施方式中，检查规4是与加工孔的形状对应地形成的花键轴。即，加工孔(未图示)是在周围形成有大量槽的花键孔。与前述的实施方式同样地，检查规4具有小径部41和大径部42。在小径部41和大径部42的外周面分别形成有大量槽41c、42c，这些槽具有与加工孔互补的形状。检查规4的小径部41的尺寸被决定为比加工孔的最小容许尺寸略小。检查规4的大径部42的尺寸被决定为比加工孔的最大容许尺寸略大。

[0065] 即使在加工孔不是圆形的情况下，通过使用如图5和图6所示的具有与加工孔对应的形状的检查规4，也能够以与参照图3来说明的处理相同的方式执行对象物的检查。

[0066] 图7示出在另一实施方式所涉及的检查系统中使用的检查规4的结构例。在本实施方式中，在检查规4中形成有容纳对象物3的孔46。在图7中，为了视觉识别孔46而切除了检查规4的一部分。孔46在检查规4的前端侧具有大径部462，在检查规4的基端侧具有小径部461。既可以将大径部462与小径部461相互邻接地设置，也可以在大径部462与小径部461之间形成有直径连续地变化的锥形部。检查规4隔着力觉传感器5固定于台座11。

[0067] 图8A和图8B示出使用图7所示的检查规的检查系统1。在本实施方式中，对象物3具有例如通过车床等成形为截面圆形的轴部32。检查系统1用于检查轴部32的尺寸精度。因而，轴部32是作为检查对象形成于对象物3的加工部。对象物3借助安装于机器人2的手腕22的夹具26被固定于机器人2。检查规4的大径部462的尺寸被决定为比轴部32的容许最大尺寸略大。检查规4的小径部461的尺寸被决定为比轴部32的容许最小尺寸略小。

[0068] 在本实施方式中也与前述的实施方式同样地，一边基于力觉传感器5的检测值进行力控制一边对机器人2进行驱动，来执行对象物3的轴部32与检查规4的孔46的嵌合动作。图8A示出开始嵌合动作之前的状态的检查系统1，图8B示出执行嵌合动作的过程中的检查系统1。在图8B中，轴部32的一部分插入到孔46。

[0069] 机器人控制装置6的优劣判定部66(参照图2)基于轴部32与孔46嵌合时的对象物3与检查规4的位置关系，来判定对象物3是合格品还是次品。具体地说，在轴部32嵌合到检查规4的大径部462并且没有嵌合到检查规4的小径部461的情况下，对象物3被判定为是合格品。另一方面，在轴部32无法嵌合到检查规4的大径部462的情况下，或者嵌合到检查规4的小径部461的情况下，对象物3被判定为是次品。

[0070] 图9是表示使用图7中例示的检查规4来执行的对象物3的检查工序的处理流程的流程图。在本实施方式中，在检查规4中形成有具有小径部461和大径部462的孔46。因而，与图3所示的流程图相比，优劣判定部66进行判定的方法不同。步骤S901～步骤S903的处理与图3的步骤S301～步骤S303相同，因此省略说明。

[0071] 在步骤S904中，判定对象物3的轴部32是否嵌合到了检查规4的大径部462。当步骤S904的判定被肯定时，进入步骤S905，判定轴部32是否嵌合到了检查规4的小径部461。通过将嵌合动作完成的时间点的机器人2的位置与存储部67中存储的位置信息进行比较来执行步骤S904和步骤S905中的判定。

[0072] 另一方面，当步骤S904的判定被否定时，执行步骤S909～步骤S911的处理，优劣判定部66判定为对象物3是次品。在轴部32无法嵌合到比最大容许尺寸大的大径部462的情况下，意味着轴部32比最大容许尺寸大，因此具有这种轴部32的对象物3被判定为是次品。

[0073] 当步骤S905的判定被否定时，能够视为轴部32处于容许尺寸的范围内。因而，接着执行步骤S906～步骤S908的处理，优劣判定部66判定为对象物3是合格品。

[0074] 另一方面，在步骤S905的判定被肯定的情况下，意味着轴部32比最小容许尺寸小。因而，接着执行步骤S909～步骤S911的处理，优劣判定部66判定为对象物3是次品。

[0075] 图10A和图10B示出另一实施方式所涉及的检查系统的结构例。根据本实施方式，具有轴部32的对象物3被设置于台座11的夹具18固定。与此相对地，检查规4隔着力觉传感器5安装于机器人2的手腕22。

[0076] 在执行对象物3的检查时，机器人2被定位于图10A所示的初始位置。当开始轴部32与孔46的嵌合动作时，与前述的实施方式同样地，机器人2一边通过机器人控制装置6的力控制部62进行力控制，一边使检查规4向对象物3移动。图10B示出对象物3的一部分插入到检查规4的孔46的状态。

[0077] 图11示出由另一实施方式所涉及的检查系统使用的检查规的结构例。在检查规4中形成有孔46，该孔46具有与对象物(未图示)互补的形状。如图所示，检查规4的孔
46包括圆形部46a以及从圆形部46a的外周的一部分向径向外侧凹陷的槽46b。

[0078] 图12示出由另一实施方式所涉及的检查系统使用的检查规的结构例。在检查规4中形成有孔46，该孔46具有与对象物(未图示)互补的形状。本实施方式中，孔46是沿周围形成有大量槽46c的花键孔。

[0079] 如列举几个例子来说明的那样，能够成为检查系统1的检查对象的对象物的形状没有特别限定。例如对于具有截面形状为椭圆形等长孔的加工孔或轴部的对象物也能够同样地应用本发明。

[0080] 发明的效果

[0081] 本发明所涉及的检查系统具有检测作用于检查规与检查对象物之间的力的力觉传感器。而且，通过按照基于力觉传感器的检测值的力控制使机器人移动，来使检查规与对象物相互嵌合。一边通过力控制调整检查规与对象物的相对位置一边执行嵌合动作，因此即使不在检查的前工序中将检查规与对象物相互正确地定位，也能够正确地检查对象物的尺寸精度。

[0082] 以上，说明了本发明的各种实施方式，但是本领域技术人员会理解通过其它实施方式也能够实现本发明所意图的作用效果。特别是，能够不脱离本发明的范围地删除或置换前述的实施方式的结构要素，或者进一步附加公知的手段。另外，通过将在本说明书中明示或暗示地公开的多个实施方式的特征进行任意地组合也能够实施本发明，这对本领域技术人员是不言而喻的。