齿轮机构的组装装置及组装方法制造方法及图纸

本装置(1)具备：第1、第2摄像装置(21、22)，对第1、第2齿轮进行拍摄；机器人(2)，设置有第1摄像装置(21)；及图像处理系统(11)，对第1摄像装置(21)的图像进行处理而获取第2齿轮(43)的嵌入位置及第1齿轮的相位，并对第2摄像装置(22)的图像进行处理而获取第2齿轮(43)的相位及第2齿轮(43)的齿轮轴的位置。基于利用图像处理系统(11)所获取的信息而控制机器人(2)，将由手(3)保持的第2齿轮(43)的齿轮轴对准第2齿轮(43)的嵌入位置，并将第2齿轮(43)的相位对准第1齿轮的相位而组装齿轮机构。可使用机器人将齿轮彼此嵌合而无障碍地组装齿轮机构。

Assembly device and assembly method of gear mechanism

The device (1) comprises first and second camera device (21, 22), on the first, second gear shooting robot; (2), set first camera device (21); and the image processing system (11), first (21) of the camera image processing and access to the second gear (43) phase of the embedding position and 1 gear, and a camera device in second (22) of the image processing and the acquisition of the second gear (43) phase and 2 (43) of the gear shaft gear position. Based on the information obtained from the image processing system (11), the robot is controlled (2). The gear shaft of the second gear (43) retained by the hand (3) is aligned with the insertion position of the second gear (43), and the phase of the second gear (43) is aligned to the phase of the first gear to assemble the gear mechanism. A robot can be used to chime the gears to each other and assemble the gear mechanism without obstacle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】齿轮机构的组装装置及组装方法
本专利技术涉及一种用来将齿轮彼此嵌合而组装齿轮机构的齿轮机构的组装装置及组装方法。
技术介绍
近年来，在制造现场中，为了省力自动化、作业时间的缩短、成本削减等，在制造装置或机械等制品时使用机器人进行组装的系统被广泛地实用化。在组装制品时，必须进行轴朝轴孔的插入等嵌合作业等，因此，关于使用机器人的轴等的插入或嵌合，至今为止已进行各种开发。为了将轴插入到轴孔，必须以使插入的轴的位置及方向与被插入的轴孔的位置及方向一致的方式对由机器人保持的轴的动作进行控制。作为通过机构实现如上所述的动作者，以往使用RCC(RemoteCenterCompliance，远心柔顺)机构。但是，RCC是利用弹簧等弹性体，使轴追随轴孔的方向偏移等而插入，因此，在并非朝向铅垂下方的组装作业(纵向组装作业)而是朝向横向的组装作业(横向组装作业)中难以应对。相对于此，在专利文献1中，在缓冲机构部、RCC机构部及工件夹盘机构部连接而成的机器手中，将所述工件夹盘机构部组入到所述RCC机构部内，由此，使因重量所致的RCC机构的下垂减小，而不仅可进行纵向组装作业，还可进行横向组装作业。[
技术介绍
文献][专利文献]专利文献1：日本专利特开平8-52682号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]但是，采用所述RCC的现有的机器手以将单纯的圆形截面的轴插入到单纯的圆形截面的轴孔为对象。因此，在例如将齿轮彼此嵌合而组装齿轮机构之类的情况下，利用机器人的自动化极为困难或者不可能。本专利技术是鉴于所述现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够使用机器人使齿轮彼此嵌合而无障碍地组装齿轮机构的齿轮机构的组装装置及组装方法。[解决问题的技术手段]为了解决所述课题，本专利技术的第1形态是一种齿轮机构的组装装置，其特征在于，用来将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且具备：机器人，具有用来保持所述第2齿轮的手；第1摄像装置，设置在所述手，且用来拍摄所述第1齿轮；第2摄像装置，用来拍摄所述第2齿轮；及图像处理系统，对由所述第1摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，并对由所述第2摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的相位及所述第2齿轮的齿轮轴的位置；且所述齿轮机构的组装装置构成为，基于通过所述图像处理系统而获取的信息控制所述机器人，将由所述手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用所述机器人组装所述齿轮机构。本专利技术的第2形态根据第1形态，其特征在于，所述图像处理系统具备第1图像处理器件，所述第1图像处理器件对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，并基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位。本专利技术的第3形态根据第2形态，其特征在于，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向位于距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点最近的位置的谷部分的重心的方向特定为所述第1齿轮的相位。本专利技术的第4形态根据第2形态，其特征在于，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出所述第1摄像装置的摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向如下的所述外切圆的圆周上的点的方向特定为所述第1齿轮的相位，所述外切圆的圆周上的点距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点的所述外切圆上的长度，与所述圆弧中存在于距离所述切点最近的位置的谷部分的重心与所述切点之间的所述圆弧的圆周上的长度相等。本专利技术的第5形态根据第1至第4中的任一形态，其特征在于，所述图像处理系统具备第2图像处理器件，所述第2图像处理器件对所述第2齿轮的图像进行图像处理而检测所述第2齿轮的区域，并基于检测出的所述第2齿轮的区域，获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置、以及所述第2齿轮的相位。本专利技术的第6形态根据第5形态，其特征在于以如下方式控制所述机器人：基于通过所述第2图像处理器件所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。本专利技术的第7形态根据第6形态，其特征在于以如下方式控制所述机器人：通过所述第2图像处理器件获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置后，使所述手旋转预先所设定的角度，通过所述第2摄像装置再次拍摄所述第2齿轮，基于第二次的摄像图像，通过所述第2图像处理器件再次获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，基于所述前后2次所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置的相关的信息，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。本专利技术的第8形态根据第1至第7中的任一形态，其特征在于，所述第二齿轮设置在马达的输出轴，所述手构成为抓持所述马达，且在所述手设置着用来测定与安装所述马达的对象物相隔的距离的光学传感器。本专利技术的第9形态根据第1至第8中的任一形态，其特征在于，所述齿轮机构为行星齿轮机构，所述第1齿轮为所述行星齿轮机构的行星齿轮，且所述第2齿轮为所述行星齿轮机构的太阳齿轮。本专利技术的第10形态是一种齿轮机构的组装方法，其特征在于使用机器人将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且包括：第1齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位；及第2齿轮计测步骤，获取所述第2齿轮的相位及齿轮轴的位置；且所述齿轮机构的组装方法是基于通过所述第1齿轮计测步骤及所述第2齿轮计测步骤所获取的信息而控制所述机器人，将由所述机器人的手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用机器人组装所述齿轮机构。本专利技术的第11形态根据第10形态，其特征在于，所述第1齿轮计测步骤包含使用设置在所述手的摄像装置获取所述第1齿轮的图像而进行图像处理的第1图像处理步骤，且所述第1图像处理步骤构成为，对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位。本专利技术的第12形态根据第11形态，其特征在于，所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且在所述第1图像处理步骤中，基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮机构的组装装置，用来将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且具备：机器人，包含用来保持所述第2齿轮的手；第1摄像装置，设置在所述手，且用来拍摄所述第1齿轮；第2摄像装置，用来拍摄所述第2齿轮；及图像处理系统，对由所述第1摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，并对由所述第2摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的相位及所述第2齿轮的齿轮轴的位置；且所述齿轮机构的组装装置构成为，基于通过所述图像处理系统所获取的信息而控制所述机器人，将由所述手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用所述机器人组装所述齿轮机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.25 JP 2015-1050801.一种齿轮机构的组装装置，用来将第2齿轮嵌合于第1齿轮而组装齿轮机构，且具备：机器人，包含用来保持所述第2齿轮的手；第1摄像装置，设置在所述手，且用来拍摄所述第1齿轮；第2摄像装置，用来拍摄所述第2齿轮；及图像处理系统，对由所述第1摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的嵌入位置及所述第1齿轮的相位，并对由所述第2摄像装置拍摄到的图像进行图像处理而获取所述第2齿轮的相位及所述第2齿轮的齿轮轴的位置；且所述齿轮机构的组装装置构成为，基于通过所述图像处理系统所获取的信息而控制所述机器人，将由所述手保持的所述第2齿轮的所述齿轮轴对准所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将所述第2齿轮的相位对准所述第1齿轮的相位，由此使用所述机器人组装所述齿轮机构。2.根据权利要求1所述的齿轮机构的组装装置，其中所述图像处理系统具备第1图像处理器件，所述第1图像处理器件是对所述第1齿轮的图像进行图像处理而检测所述第1齿轮的区域，并基于检测出的所述第1齿轮的区域，获取所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置及所述第1齿轮的相位。3.根据权利要求2所述的齿轮机构的组装装置，其中所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向位于距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点最近的位置的谷部分的重心的方向特定为所述第1齿轮的相位。4.根据权利要求2所述的齿轮机构的组装装置，其中所述第1齿轮包含多个行星齿轮，且所述第1图像处理器件是基于所述第1齿轮的区域，抽出所述第1摄像装置的摄像图像中包含的关于所述多个行星齿轮的谷部分，将外切于将所抽出的所述谷部分的重心设为圆周上的点的多个圆弧的外切圆的中心设为所述第2齿轮在所述第1齿轮中的嵌入位置，并且将以所述外切圆的中心为基准朝向如下的所述外切圆的圆周上的点的方向特定为所述第1齿轮的相位，所述外切圆的圆周上的点距离所述多个圆弧中的任一个的与所述外切圆的切点的所述外切圆上的长度，与所述圆弧中存在于距离所述切点最近的位置的谷部分的重心与所述切点之间的所述圆弧的圆周上的长度相等。5.根据权利要求1至4中任一项所述的齿轮机构的组装装置，其中所述图像处理系统具备第2图像处理器件，所述第2图像处理器件是对所述第2齿轮的图像进行图像处理而检测所述第2齿轮的区域，并基于检测出的所述第2齿轮的区域，获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置、以及所述第2齿轮的相位。6.根据权利要求5所述的齿轮机构的组装装置，以如下方式控制所述机器人：基于通过所述第2图像处理器件所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。7.根据权利要求6所述的齿轮机构的组装装置，以如下方式控制所述机器人：通过所述第2图像处理器件获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置后，使所述手旋转预先所设定的角度，通过所述第2摄像装置再次拍摄所述第2齿轮，基于第二次的摄像图像，通过所述第2图像处理器件再次获取所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置，基于所述前后2次所获取的所述第2齿轮的所述齿轮轴的前端部的位置及根部的位置相关的信息，获取所述第2齿轮的轴心方向，并基于所述第2齿轮的所述轴心方向，修正所述手对所述第2齿轮的保持位置的偏移。8.根据权利要求1至7中任一项所述的齿轮机构的组装装置，其中所述第二齿轮设置在马达的输出轴，所述手构成为抓持所述马达，且在所述手设置着用来测定与安装所述马达的对象物相隔的距离的光学传感器。9.根据权利要求1至8中任一项所述的齿轮机构的组装装置，其中所述齿轮机构为行星齿轮机构，所述第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根秀士，竹林润，仓岡修平，宇都达博，藤泽真一，依田明生，水本裕之，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP