CN119836338A - 机器人、机器人系统以及机器人的作业方法 - Google Patents

Abstract

一种机器人(7)具备：机器人手(7a)，其安装在机器人臂(7c)的前端部；以及控制部，其分别控制机器人臂(7c)和机器人手(7a)的动作，以对对象物进行作业。机器人手(7a)具有：旋转辊(28)，其与紧固件(8)的一部分(8a)滚动接触而相对于对象物装拆紧固件(8)；驱动装置(29)，其向旋转辊(28)施加旋转驱动力；以及按压力检测单元(20A)，其检测旋转辊(28)对紧固件(8)的按压力。控制部基于由按压力检测单元(20A)检测出的按压力，对机器人手(7a)进行定位。

Description

机器人、机器人系统以及机器人的作业方法

相关申请

本申请要求2022年6月30日申请的日本特愿2022-106160的优先权，并通过参照其整体而作为本申请的一部分进行引用。

技术领域

本公开涉及机器人、机器人系统以及机器人的作业方法，例如涉及能够使部件的更换作业、组装作业等各种作业自动化的技术。

背景技术

已经提出了使用机器人进行各种作业的多种技术。为了使各种作业自动化，存在一种构想是用机器人手前端的驱动单元相对于成为作业对象的对象物拧松或拧紧螺栓。

还存在一种技术是在第一辊和第二辊之间配置螺母，将螺母压靠在通过驱动机构旋转的第一和第二辊上，并使螺母旋转而预固定(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-122880号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，存在在不能确保成为作业对象的对象物的螺栓紧固部的间隙的必要距离的情况下，上述驱动单元例如干涉对象物的一部分的问题。因此，在使用专利文献1的技术使螺栓旋转的情况下，将螺栓压靠在辊上的力不充分，并且辊有可能空转。

因此，本公开的目的在于，为了解决上述课题，提供一种能够使紧固件可靠地旋转并使各种作业自动化的机器人、机器人系统以及机器人的作业方法。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本公开的机器人具备：机器人手，其安装在机器人臂的前端部；以及

控制部，其分别控制所述机器人臂和机器人手的动作，以对对象物进行作业，

所述机器人手具有：旋转辊，其通过与紧固件的一部分滚动接触而相对于上述对象物装拆上述紧固件；驱动装置，其向该旋转辊施加旋转驱动力；以及按压力检测单元，其检测所述旋转辊对所述紧固件的按压力，

所述控制部基于由所述按压力检测单元检测出的按压力，对所述机器人手进行定位。

根据本公开的机器人，由于基于由按压力检测单元检测出的按压力而定位机器人手，能够可靠地使紧固件旋转，并且使各种作业自动化。

在本发明中包括权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两种结构的任何组合。特别是，权利要求书中的各权利要求的两个以上的任何组合都包括在本发明中。

附图说明

本发明根据以附图为参考的以下的优选的实施方式的说明来更清楚地理解。然而，实施方式和附图仅用于图示和说明，不应用于限定本发明的范围。本发明的范围由所附的权利要求书确定。在附图中，多个附图中相同的部件编号表示相同的部分。

图1是本公开的一个实施方式的机器人系统的立体图。

图2是该机器人系统的部件搬运用的机器人手的立体图。

图3是说明该机器人系统的作业装置的XY方向的位置检测方法的图。

图4是部分表示该作业装置及机器人手的俯视图。

图5A是表示将机器人手的第一夹具向XY方向压靠在安装于该作业装置的部件上的状态的部件等的局部放大图。

图5B是表示使第一夹具的卡合部在XY方向与该部件的第一被卡合部卡合的状态的部件等的局部放大图。

图6是说明该作业装置的Z方向位置及倾斜度的检测方法的图。

图7A是表示使机器人手的第二夹具向Z方向移动到该部件的第二被卡合部的状态的部件等的剖视图。

图7B是表示使第二夹具的卡合部在Z方向与该第二被卡合部卡合的状态的部件等的剖视图。

图8是该机器人手的主视图。

图9是放大表示该部件的脱离允许部的仰视图。

图10是表示检测该脱离允许部的基准位置的状态的机器人手等的仰视图。

图11是检测该脱离允许部的基准位置的流程图。

图12是该机器人系统的螺栓紧固及螺栓拧松用的机器人手的立体图。

图13A是表示将该机器人手的工具定位在螺栓孔的中心的状态的立体图。

图13B是表示使该工具的相位与螺栓对准的状态的立体图。

图14是该机器人手的侧视图。

图15A是表示使机器人手的旋转辊与该螺栓滚动接触的状态的图。

图15B是表示通过旋转辊使该螺栓从部件脱离的状态的图。

图16是表示该机器人系统的另一变形例的概要结构的图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本公开所涉及的实施方式，但本公开并不限于本实施方式。

＜机器人系统的整体结构＞

图1所示的机器人系统1例如是通过控制装置2对作业装置4自动更换作为对象物的部件3的系统。机器人系统1具有搬运台12、部件搬运用机器人6、螺栓紧固及拧松用机器人7。作业装置4具有装置本体4A，并且在装置本体4A上装拆自如地安装有部件3。

部件搬运用机器人6包括部件搬运用的机器人手6a，螺栓紧固及拧松用机器人7包括螺栓紧固及螺栓拧松用的机器人手7a。部件搬运用的机器人手6a能够把持部件3进行搬运，并相对于装置本体4A而装拆部件3。螺栓紧固及螺栓拧松用的机器人手7a通过螺栓8(图12)相对于装置本体4A自由装拆部件3。

控制装置2控制机器人系统1的整体。控制装置2具备部件搬运用机器人6的控制部2a、螺栓紧固及拧松用机器人7的控制部2b和搬运台12的控制部2c。以下，有时将部件搬运用机器人6中除了控制部2a以外的机器人本体简称为机器人6，并将螺栓紧固及拧松用机器人7中除了控制部2b以外的机器人本体简称为机器人7。

＜作业装置＞

作业装置4固定在地板等的安装面上，并且支承机器人6、7的搬运台12相对于固定的作业装置4相对移动。图3表示三维正交坐标系作为定义设置有作业装置4的空间的坐标系。三维正交坐标系由在水平面上相互正交的X轴和Y轴、垂直方向向上的方向为正方向的Z轴定义。装置本体4A能够绕Z轴旋转驱动，并且相对于被支承在该装置本体4A下方的工件W(图1)在Z方向上相对驱动。

在装置本体4A中的Z方向下端部设置有例如用于装拆机械加工用部件3的法兰9。法兰9为与Z轴同轴的圆板形状，并且在外周部具有多个螺栓插通孔9a。多个螺栓插通孔9a沿圆周方向隔开固定的间隔配置，并且各螺栓插通孔9a是与Z轴平行地形成的通孔。从法兰9的上部到各螺栓插通孔9a，能够安装图13A所示的作为紧固件的螺栓8。作为螺栓8适用内六角螺栓。内六角螺栓有时简称为螺栓。

＜部件＞

安装在图3的法兰9上的部件3是具有与法兰9的外周相同直径的外周的环状部件。在部件3上设有与法兰9的各螺栓插通孔9a连通的多个螺栓孔3a(图4)。图4所示的部件3的各螺栓孔3a为内螺纹。如图7A所示，在环状的部件3的内周设有环状的锥形部分10和与锥形部分10连接的环状的台阶部11。锥形部分10是设置在部件3的下表面，且为随着从Z方向上端部朝向Z方向下方直径扩展的锥形形状的环状部分。台阶部11与锥形部分10中成为最大直径的Z方向下端缘部相连。

＜机器人系统＞

如图1所示，机器人6、7分别是垂直多关节机器人，隔开规定的阶差而被支承在搬运台12上。机器人7被支撑在搬运台12的上段部上，机器人6被支撑在搬运台12的下段部上。搬运台12例如能够在作业装置4与部件回收台13之间的规定的输送路径Rt范围进行搬运。在搬运台12上设有能够收纳部件3等的部件收纳部12a。

＜部件搬运用机器人＞

机器人6具有基座6b、具有多个关节的多个机器人臂6c和部件搬运用的机器人手6a。基座6b固定在搬运台12的下段部。在搬运台12上，经由基座6b依次连接有多个机器人臂6c，在前端侧的机器人臂6c的前端部安装有机器人手6a。在设置于上述关节的电动机中设置有检测该电动机的旋转角度的角度检测传感器。

图2所示的机器人手6a包括手本体14、第一和第二夹具15、16、部件把持部17、把持部驱动源18、旋转驱动源19以及传感器类。传感器类具有力传感器20和检测传感器21。在上述机器人臂6c的前端部安装有矩形板状的手本体14。如图3所示，在手本体14的长度方向前端部固定有第一夹具15。第一夹具15进行装置本体4A的XY方向的位置检测。

如图4所示，在第一夹具15的前端部设置有宽度方向中央部分凹陷的凹曲面形状的第一卡合部15a。第一卡合部15a与作为部件3的外周部分的第一被卡合部3b卡合。第一被卡合部3b是部件3的外周面(一个侧面)中规定的圆周方向范围的部分。第一卡合部15a设定为与第一被卡合部3b的曲率相同，并且能够无间隙地与第一被卡合部3b抵接。上述规定的圆周方向范围例如由试验和模拟中的任一方或双方设定。

如图2所示，在手本体14的长度方向前端部，经由旋转驱动源19可旋转地支承有第二夹具16。第二夹具16检测图3的装置本体4A的Z方向的位置及倾斜度。如图8所示，第二夹具16是与手本体14平行的板状。作为旋转驱动源19例如适用电动机，第二夹具16绕电动机的旋转轴心C1旋转。

如图2所示，在第二夹具16的长度方向两端缘部设置有第二卡合部16a和与第二卡合部16a相连的阶部16b。第二卡合部16a是与作为图7A所示的部件3的锥形部分10的第二被卡合部卡合的锥形形状。第二卡合部16a和第二被卡合部10被设定为相同的坡度。如图7B所示，在第二卡合部16a与部件3的锥形部分10卡合时，第二夹具16的阶部16b与部件3的台阶部11抵接。

在图2的第二夹具16上固定有把持部驱动源18、部件把持部17以及检测传感器21。在第二夹具16的长度方向两端部固定有驱动部件把持部17的一对把持部驱动源18、18。作为各把持部驱动源18，分别适用气缸。各气缸的气缸本体能够使杆18a沿与旋转轴心C1正交的径向A1进退。

在径向两侧的杆18a、18a的前端部安装有把持圆形形状的部件3(图7A)的外周面的部件把持部17、17。在部件把持部17、17上设置有相互对置的凹陷部17a、17a。各部件把持部17是凹陷部17a的中央部向径向外侧凹陷的俯视大致V字形状。当各杆18a突出时，部件把持部17、17使凹陷部17a、17a位于部件3(图7A)的外周面的径向外侧，从而使部件3(图7A)脱离。当各杆18a退入时，部件把持部17、17通过凹陷部17a、17a把持部件3(图7A)的外周面。

＜关于力传感器＞

在手本体14的长度方向基端部固定有力传感器20。图3所示的力传感器20检测安装在装置本体4A上的部件3的位置信息和姿势信息。力传感器20是能够测量X、Y及Z方向的力和绕X、Y及Z轴的各轴的扭矩的所谓6轴力传感器。作为6轴力传感器例如采用应变仪式的力传感器。在后述的图12的机器人手7a上设置的力传感器20A也是同样的6轴力传感器。

＜控制装置＞

图1的控制装置2的各控制部2a、2b、2c相互进行动作完成等各种信号收发，以同步机器人6、7以及搬运台12的动作定时。控制装置2例如按照所存储的移动程序等控制机器人6、7以及搬运台12。用于控制作业装置4的装置控制部Cu例如适用计算机式的数值控制装置，并且按照存储的加工程序控制作业装置4。装置控制部Cu检测作为消耗品的部件3的磨损等，或者根据作业装置4的工作时间来判断部件3的更换时间。当装置控制部Cu判断为到了部件3的更换时间时，向机器人系统1侧的控制装置2输出更换部件3的更换指令。当被输入来自装置控制部Cu的更换指令时，控制装置2使机器人6、7以及搬运台12自动地进行部件3的更换作业。

控制装置2控制图1的机器人6的动作，以使得在作业装置4与机器人6、7接近时，通过图3所示的力传感器20的检测来取得安装在装置本体4A上的部件3的位置信息及姿势信息。每当作业装置4和机器人6、7接近和分离时，控制装置2检测部件3在XYZ方向上的位置信息和姿势信息。

<关于检测传感器等>

如图2所示，在第二夹具16的长度方向一端部安装有检测传感器21。检测传感器21能够检测安装在图3的装置本体4A上的部件3的图9的基准位置Ps。作为图8所示的检测传感器21例如适用激光式的距离传感器。激光式的距离传感器包括激光照射单元21a和受光传感器部21b。激光照射单元21a向位于第二夹具16的Z方向上方的部件照射激光。受光传感器部21b接收激光的反射光。检测传感器21利用根据部件的检测部的高度不同而反射光的受光点不同的原理。

图10的控制装置2控制机器人6的动作，以使得在作业装置4和机器人6接近时，利用检测传感器21检测安装在装置本体4A上的部件3的基准位置Ps。

控制装置2能够通过机器人手6a使部件3相对于法兰9在支承位置Pa和脱离位置Pb的范围进行变位。控制装置2驱动一对把持部驱动源18、18，以通过部件把持部17、17把持部件3，并驱动电动机19。由此，控制装置2能够使螺栓脱离的部件3在支承位置Pa和脱离位置Pb的范围变位。

支承位置Pa是以使螺栓脱离的部件3相对于装置主体4A的法兰9不脱落的方式进行支承的位置。脱离位置Pb是使部件3相对于法兰9脱落的位置。在部件3的内周面上，在脱离位置Pb设置有允许部件3相对于装置本体4A脱离的脱离允许部22。脱离允许部22是图10所示的一对切口部22、22，该一对切口部22、22将图7A的部件3的锥形部分10中的圆周方向的一部分切成圆弧状。一对切口部22、22在部件3的内周面的180度等分位置相互对置。

在法兰9上支承有防止部件3落下的一对落下防止板23、23。在法兰9的下表面的外周侧端部支承有一对落下防止板23、23。各落下防止板23在图10的仰视图中为圆板形状。在法兰9的外周侧端部中，以电动机19的旋转轴心C1为中心，在180度等分位置配置落下防止板23、23。部件3的一对切口部22、22与落下防止板23、23的相位一致的位置是部件3的脱离位置Pb。

在脱离位置Pb，一对落下防止板23、23的外缘部与一对切口部22、22的圆弧在图10的仰视图中一致。由此，部件3能够相对于装置本体4A脱离。一对切口部22、22的相位相对于落下防止板23、23偏移了约60度的部件3的位置是支承位置Pa。在该支承位置Pa，部件3中从切口部22、22的位置偏离约60度的圆周方向部分被支承在落下防止板23、23上。

如图9所示，在任一方或双方的切口部22上设置有部件3的基准位置Ps。图10所示的控制装置2计算作为图9所示的激光的照射点的轨道L与切口部22的交点的第一和第二阶差P1、P2的中间地点。图10的控制装置2计算成为通过图9所示的部件3的中心和所述中间地点的基准的角度，即基准位置Ps。根据该基准位置Ps求出部件3的各螺栓孔的位置。图1的控制装置2每当作业装置4与机器人6、7接近和分离时，检测图9的切口部22的基准位置Ps。

＜螺栓紧固及拧松用机器人＞

如图1所示，机器人7具有基座7b、具有多个关节的多个机器人臂7c和螺栓紧固及螺栓拧松用的机器人手7a。基座7b固定在搬运台12的上段部。在搬运台12上，经由基座7b依次连接有多个机器人臂7c，在前端侧的机器人臂7c的前端部安装有机器人手7a。在设置于上述关节的电动机中设置有检测该电动机的旋转角度的角度检测传感器。

图12所示的机器人手7a包括手框架24、工具25、辊驱动系统26、螺栓把持装置27及传感器类。上述传感器类具有力传感器20A和图14所示的高度检测单元30。在图12的机器人臂7c的前端部安装有矩形板状的手框架24。

＜关于六角批头(Hexagon Bit)的螺栓紧固及螺栓拧松＞

在手框架24的长度方向前端部固定有作为工具25的六角批头。六角批头25被插入内六角螺栓8的头8a的六角孔中并装拆螺栓8。在手框架24的长度方向基端部固定有力传感器20A。力传感器20A用于装拆螺栓8。

＜关于辊驱动系统中的螺栓紧固及螺栓拧松＞

辊驱动系统26具有旋转辊28和向旋转辊28施加旋转驱动力的驱动装置29。在手框架24的长度方向前端部旋转自如地支承有两个旋转辊28、28。旋转辊28、28以隔开规定的间隔而绕与手框架24的厚度方向平行的轴心被支承。

如图14所示，各旋转辊28具有支承在手框架24上的旋转轴28a和同轴设置在旋转轴28a的前端部的环状弹性部件28b。作为弹性部件28b采用橡胶等。旋转辊28、28使各弹性部件28b与作为螺栓8的一部分的头8a的两侧面滚动接触，以进行对螺栓8的预紧固或预拧松。

驱动装置29具有支承在手框架24上的电动机31和将电动机31的旋转力传递给旋转辊28、28的齿轮系32。齿轮系32使电动机31的旋转力减速并传递给旋转辊28、28。

图12的力传感器20A是检测旋转辊28相对于螺栓8的按压力的按压力检测单元。如图1所示，控制装置2在作业装置4与机器人6、7接近时，基于用图12的按压力检测单元20A检测出的按压力，对机器人手7a进行定位。当旋转辊28的按压力作用于螺栓8的头8a时，力传感器20A检测上述按压力的反作用力。

在图14的手框架24的长度方向前端部安装有检测螺栓8相对于部件的高度的高度检测单元30。作为高度检测单元30采用接近传感器。如图15A所示，接近传感器30的检测部例如经由以规定的间隙与弹性部件28b对置。

在图12的手框架24的长度方向前端部支承有把持螺栓8的缩颈部的螺栓把持装置27。螺栓把持装置27具有把持螺栓8的卡盘27a和图14所示的卡盘27a的驱动源27b。卡盘27a从左右两侧开闭自如地把持螺栓8的缩颈部。作为驱动源27b采用开闭驱动卡盘27a的气缸。

控制装置2控制驱动源27b以便在拧松螺栓8时，当螺栓8提起并通过接近传感器30检测到螺栓8的头8a存在时，用卡盘27a把持螺栓8的缩颈部。接着，控制装置2驱动机器人手7a，以便在用卡盘27a把持螺栓8的状态下从部件取出。取出的螺栓8例如暂时支承在图1的作业装置4的支承台上，在更换部件3时再利用。通过与螺栓拧松时相反的顺序，可以使用图14的辊驱动系统29预紧固螺栓8。

[机器人系统的动作及作用效果]

如图1所示，当来自装置控制部Cu的更换指令被输入时，控制装置2使将更换用的部件3收纳在搬运台12中的机器人6、7移动到作业装置4的接近位置，并检测作业装置4的位置及倾斜度。

<作业装置的XY方向的位置检测方法>

如图4所示，控制装置2使机器人臂6c沿水平方向即XY方向移动，以将固定在机器人手6a上的第一夹具15压靠在部件3的外周面上。

如图5A所示，当第一卡合部15a的一侧的边缘部15aa与部件3的外周面抵接时，绕Z轴的力矩作用于部件3。此时，图3的力传感器20检测上述力矩的反作用力。

控制装置2使机器人臂6c沿XY方向朝降低作为力传感器20的传感器输出的上述反作用力的方向移动，并且如图5B所示，使第一夹具15的第一卡合部15a与部件3的第一被卡合部3b卡合。当第一卡合部15a与第一被卡合部3b卡合时，所述力矩的反作用力为零。

图1的控制装置2在上述反作用力为零时，通过从角度检测传感器取得设置在各机器人臂6c的关节上的电动机的各旋转角度，检测图4的装置中心P4。上述“各旋转角度”是关节的各电动机的距基准角度的相对角度。上述各电动机的基准角度与机器人臂6c的规定基准姿势的上述各电动机的原点同义。对于后述的图6的作业装置4的Z方向位置及倾斜度的检测方法也是同样的。图4所示的装置中心P4是安装在图3的装置本体4A上的部件3的XY方向的临时中心。

<作业装置的Z方向位置及倾斜度的检测方法>

在检测到上述装置中心P4之后，检测作业装置4的Z方向位置及倾斜度。如图6所示，控制装置2使机器人臂6a移动，以使第二夹具16位于部件3的Z方向下方，第二夹具16的旋转轴心C1与装置中心P4一致。如图7A所示，控制装置2使图2的机器人臂6c向Z方向上方移动，以将第二卡合部16a压靠到第二被卡合部10上。

当第二接合部16a的一部分与图7A所示的部件3的第二被卡合部10抵接时，绕Y轴的力矩作用于部件3。此时，图6的力传感器20检测上述力矩的反作用力。

控制装置2使机器人臂6a向降低作为力传感器20的传感器输出的上述反作用力的方向移动，并使图7B的第二夹具16的第二卡合部16a与部件3的第二被卡合部10卡合。此时，第二夹具16的阶部16b与部件3的台阶部11抵接。当第二卡合部16a与第二被卡合部10卡合时，所述力矩的反作用力为零。

图1的控制装置2在上述反作用力为零时，通过从角度检测传感器取得设置在各机器人臂6c的关节上的电动机的各旋转角度，检测图6的作业装置4的Z方向位置、倾斜度及XY方向的最终位置。上述作业装置4的Z方向位置、倾斜度及XY方向的最终位置分别是安装在装置本体4A上的部件3的Z方向的位置信息、姿势信息及XY方向上的最终的中心的位置信息。如图7B所示，在第二卡合部16a与第二被卡合部10卡合时，修正部件3的XY方向的临时中心，高精度地求出部件3的XY方向的中心。

图6的控制装置2根据力传感器20的传感器输出，如图7B所示，通过使第二卡合部16a与部件3的第二被卡合部10卡合，简单且可靠地检测上述部件3的XYZ方向的位置信息和姿势信息。因此，图1的控制装置2在作业装置4与机器人6、7接近时，根据部件3的位置信息及姿势信息，修正作业装置4与机器人6、7的相对位置及倾斜度的偏差。由于通过图2的力传感器20检测部件3的位置信息和姿势信息，因此与具有上述大型移动单元的现有结构相比，能够降低部件数量而使结构简单化，并且能够增大可搬运重量、可移动范围。因此，与现有结构相比，能够提高图1的机器人系统1整体的通用性。例如，利用图6所示的力传感器20检测部件3的位置信息和姿势信息，而不依赖于照相机等。因此，即使在不能确保安装在作业装置4上的部件3的下方的间隙为摄像所需的距离的情况下，也能够可靠地修正图1的作业装置4与机器人6、7的相对位置及倾斜度的偏差。

当使作业装置4与机器人6、7能够接近和分离地相对移动时，有时会发生作业装置4与机器人6、7的相对位置及倾斜度的偏差。在该结构中，在作业装置4与机器人6、7接近时，如上所述，修正作业装置4与机器人6、7的相对位置及倾斜度的偏差。

<切口部的基准位置的检测方法>

图11是检测部件的基准位置的流程图。

如图10所示，在作业装置4与机器人6接近时且在法兰9上安装有部件3的状态下，开始检测基准位置Ps的处理。控制装置2使图10的机器人臂6c移动，使得图8的第二夹具16位于部件3的Z方向下方，第二夹具16的旋转轴心C1与装置中心P4(图4)一致(图11：步骤S1)。

接着，控制装置2驱动电动机19旋转规定的角度。与此同时，控制装置2从检测传感器21向部件3照射激光(图11：步骤S2)。图9所示的激光照射点的轨道L与部件3的螺栓孔3a(图5B)的节圆呈同心状，并且通过切口部22的径向中间部。上述节圆是通过图5B所示的部件3的多个螺栓孔3a的中心的圆PC。

图10的控制装置2在由检测传感器21检测到传感器输入信号的上升时，将上升视为图9的第一阶差P1，并记录该检测地点的图10所示的电动机19的第一当前位置，即旋转角度(图11：步骤S3、S4)。控制装置2在通过检测传感器21检测到传感器输入信号的下降时，将下降视为第二阶差P2(图9)，并记录该检测地点的电动机19的第二当前位置，即旋转角度(图11：步骤S5、S6)。控制装置2计算记录的图9的第一当前位置P1和第二当前位置P2的中间地点(图11：步骤S7)。将上述中间地点视为图10的切口部22的圆弧的中心。因此，控制装置2能够计算成为通过部件3的中心和所述中间地点的基准的角度，即基准位置Ps。之后，控制装置2使电动机19的驱动停止，结束本处理(图11：步骤S8)。

＜六角批头的螺栓拧松方法＞

控制装置2一边利用机器人手6a的部件把持部17、17把持部件3，一边如图13A所示的那样将六角批头25插入六角孔8b进行定位。图12的控制装置2使机器人臂7c移动，以将图12的六角批头25的旋转中心定位在根据图10的部件3的基准位置Ps计算出的部件3的螺栓孔3a(图5B)的中心。具体而言，在与图5B所示的部件3的螺栓孔3a螺合的图13A的内六角螺栓8的六角孔8b的中心对准六角批头25的旋转中心C2。

图12的控制装置2根据力传感器20A的传感器输出，如图13A所示，使六角批头25向Z方向下方移动，并使图12的机器人手7a旋转。即，控制装置2使机器人手7a绕六角批头25的旋转中心旋转，以使得一边对内六角螺栓8的头8a施加六角批头25的按压力，一边使六角批头25的相位一致。当六角批头25的Z方向向下的按压力作用于内六角螺栓8的头8a时，力传感器20A检测上述按压力的反作用力。

控制装置2一边监视上述反作用力，一边寻找图13A所示的内六角螺栓8的六角孔8b与六角批头25的相位一致的位置。在该图13A中，六角批头25相对于作为对象物的部件，位于内六角螺栓8不能装拆的相位。如图13B所示，图12的控制装置2利用六角孔8b与六角批头25的相位一致时上述按压力的反作用力不起作用的情况，寻找上述相位一致的位置。该图13B是使六角批头25相对于部件变位到内六角螺栓8能够装拆的相位的状态。

图12的控制装置2在使六角批头25的相位与内六角螺栓8的六角孔对准的状态下，驱动机器人手7a。通过反复进行六角批头25的相位对准及机器人手7a的驱动，完成六角批头25的螺栓拧松。控制装置2能够通过与螺栓拧松时相反的顺序，通过机器人手7a紧固螺栓8。

如上所述，在对被部件支承的螺栓8施加六角批头25的按压力的同时，根据力传感器20A的传感器输出，使六角批头25从螺栓8不能相对于部件拆装的相位变位到能够拆装的相位。因此，在不干涉部件的一部分等的情况下反复驱动六角批头25，从而能够拧松或拧紧螺栓8。因此，与使用驱动单元等的现有结构相比，成为作业对象的对象物等不受限制，能够成为通用性优异的机器人。

＜辊驱动系统中的螺栓拧松方法＞

在六角批头25的螺栓拧松后，控制装置2一边用图2的部件把持部17、17把持部件，一边将图14的旋转辊28、28按压在螺栓8上，用图12的力传感器20A检测该按压力的反作用力。控制装置2以成为能够一边监视上述反作用力一边进行螺栓紧固及螺栓拧松的按压力的方式，将旋转辊28、28按压到螺栓8的头8a的侧面。通过模拟或试验等预先设定能够进行上述螺栓紧固和螺栓拧松的按压力。控制装置2在达到所希望的按压力后，如图15A所示，控制图14的驱动装置29，以对旋转辊28施加旋转驱动力。

在辊驱动系统26中如图15B所示拧松螺栓8时，螺栓8以螺栓8的头8a接近手框架24(图14)的方式提起。因此，通过用接近传感器30检测螺栓8的头8a的存在，能够防止旋转辊28的所谓空转。

图14的控制装置2在拧松螺栓8时，当螺栓8提起并通过接近传感器30检测到螺栓8的头8a存在时，控制驱动源27b使卡盘27a把持螺栓8的缩颈部。

接着，控制装置2驱动机器人手7a以使得在用卡盘27a把持螺栓8的状态下从图1所示的部件3取出。取出的图14的螺栓8暂时支承在规定的支承台上，在更换部件3(图1)时再利用。辊驱动系统26能够通过与螺栓拧松时相反的顺序预紧固螺栓8。

将螺栓8从图1的部件3取下后，控制装置2在用部件把持部17、17把持部件3的状态下驱动图10的电动机19，使部件3变位到脱离位置Pb。控制装置2驱动机器人手6a，以使部件3收纳在图1的搬运台12的部件收纳部12a中。接着，控制装置2使机器人手6a驱动，以使更换用的部件3被部件把持部17、17把持而相对于装置本体4A变位到图10的支承位置Pa。

控制装置2通过与通过图12的辊驱动系统26拧松螺栓时相反的顺序预紧固螺栓8。接着，控制装置2一边用图1的部件把持部17、17把持部件3，一边通过图12的六角批头25按照与螺栓拧松时相反的顺序紧固螺栓8。在螺栓紧固时，利用力传感器20A进行紧固扭矩的扭矩管理。控制装置2基于力传感器20A的传感器输出，使机器人手7a向规定方向摆动驱动，以使得以规定的紧固扭矩紧固内六角螺栓8。通过反复进行六角批头25的相位对准以及机器人手7a的驱动，来满足规定的紧固扭矩。例如，利用设置在图1的部件回收台13等上的扭矩校正装置33定期校正力传感器20A的紧固扭矩。

然后，控制装置2使搬运台12移动到部件回收台13，使机器人6驱动以使部件把持部17、17把持已使用的部件3并支承在规定位置。

＜变形例＞

作为作业装置4的上述规定的作业，不限于机械加工，例如可以举出对工件的涂料、粘接剂、润滑脂等的涂布，焊接、摄影、检查、测量以及组装等各种作业。

控制装置2也可以非同步地控制机器人5和作业装置4。

可以通过手动操作作业装置4来进行机械加工等各种作业，也可以并用手动的各种作业和以装置控制部Cu为控制本体的自动的各种作业。

在图2中，在电动机19的输出轴上直接连结有第二夹具16，但也可以在电动机19的输出轴上经由带等旋转驱动力传递机构连结第二夹具16。

图2、图12的力传感器20、20A如果是6轴力传感器，则可以采用静电电容式、压电式、光学式等应变仪式以外的传感器。力传感器20、20A可以不定期地进行扭矩校正，也可以每隔规定时间进行扭矩校正。

也可以代替图1的机器人6、7等的移动而移动作业装置4。也可以使作业装置4和机器人6、7等一起独立移动。

也可以独立运用机器人6或机器人7。例如，可以仅将机器人6支承在搬运台12上进行搬运，也可以仅将机器人6固定在地板等的安装面上。与上述相同，可以仅将机器人7支承在搬运台12上进行搬运，也可以仅将机器人7固定在地板等的安装面上。

紧固件并不限定于图13A的内六角螺栓8，例如，可以适用TORX(注册商标)螺钉、六角螺栓、小螺钉等。

作为图2的检测传感器21也可以采用激光式的距离传感器以外的超声波传感器等。

在图12的辊驱动系统26中，也可以仅驱动两个旋转辊28、28中的任一个旋转，另一个旋转辊28通过与螺栓8的摩擦力而从动旋转。在这种情况下，与上述实施方式相比，能够降低齿轮系的齿轮的数量，简化结构。

图1的装置本体4A也可以是绕水平轴旋转驱动的作业装置。

如图16所示，第一夹具15的第一卡合部15a也可以是与作为部件3的外周部分的第一被卡合部3b卡合的俯视V字形状。此时，与第一卡合部15a设定为与第一被卡合部3b的曲率相同的实施方式相比，能够简化第一夹具15的结构，从而能够实现成本降低。

作为XYZ方向的位置信息以及姿势信息的检测方法，也可以每隔规定时间或者在图1的作业装置4与机器人6、7的接近和分离反复进行规定次数之后，检测XYZ方向的位置信息以及姿势信息。

根据部件3相对于作业装置4的安装结构，也可以在图7A的部件3的上表面设置第二被卡合部10，使图3的机器人臂6c向Z方向下方移动，以将第二卡合部16a压靠在第二被卡合部10上。

部件3不限于环状部件，例如也可以是多边形形状。

图12的齿轮系32也可以是使电动机31的旋转力增速的结构。

如以上说明的那样，本实施方式的第一方式的机器人7具备：机器人手7a，其安装在机器人臂7c的前端部；以及控制部2b，其分别控制机器人臂7c和机器人手7a的动作以对对象物3进行作业，机器人手7a具有：旋转辊28，其与紧固件8的一部分滚动接触而相对于对象物3装拆紧固件8；驱动装置29，其对该旋转辊28施加旋转驱动力；以及按压力检测单元20A，其检测旋转辊28对紧固件8的按压力，控制部2b基于由按压力检测单元20A检测出的按压力，对机器人手7a进行定位。根据该结构，控制部2b基于由按压力检测单元20A检测出的按压力，以成为紧固件8能够旋转的按压力的方式将旋转辊28、28按压在紧固件8上。由此，能够可靠地防止旋转辊28的所谓空转，使对象物3的各种作业自动化。

本实施方式的第二方式的机器人7也可以是，在第一方式中，紧固件8为螺栓，机器人手7a具有力传感器20A，该力传感器20A用于使设置在机器人手7a上的工具25的相位与支承在对象物3的螺栓孔3a中的螺栓8的相位一致并向螺栓8施加规定的紧固扭矩，该力传感器20A用作按压力检测单元。根据该结构，由于用于施加紧固扭矩的力传感器20A兼用作按压力检测单元，因此与设置专用的按压力检测单元的情况相比，能够降低部件数量，实现成本降低及重量降低。

本实施方式的第三方式的机器人7也可以是，在第二方式中，机器人手7a具有检测螺栓8相对于对象物3的高度的高度检测单元30。根据该结构，在拧松螺栓8时，通过高度检测单元30检测出螺栓8存在，由此能够更可靠地防止旋转辊28的所谓空转。

根据本实施方式的第四方式的机器人系统1，具备第一至第三方式中的任一方所述的机器人7和装拆自如地搬运对象物3的对象物搬运用机器人6。根据该结构，能够协作进行对象物3的搬运作业和对对象物3使用旋转辊28等的作业。

在本实施方式的第五方式的机器人7的作业方法中，将设置在机器人手7a中的旋转辊28按压在被对象物3支承的紧固件8上；根据该旋转辊28的按压力，对机器人手7a进行定位；以及通过对旋转辊28施加旋转驱动力，使旋转辊28与紧固件8滚动接触而装拆紧固件8。根据该结构，基于旋转辊28的按压力，对机器人手7a进行定位，对旋转辊28施加旋转驱动力。因此，能够可靠地防止旋转辊28的所谓空转，使对象物3的各种作业自动化。

如上所述，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种追加、变更或删除。因此，这样的情况也包含在本发明的范围内。

附图标记说明

1机器人系统

2b控制部

3部件(对象物)

3a螺栓孔

6，7机器人

7a机器人手

7c机器人臂

8螺栓(紧固件)

20A力传感器(按压力检测单元)

25 工具

28 旋转辊

29 驱动装置

30 高度检测单元

Claims (5)

1.一种机器人，其特征在于，具备：

机器人手，其安装在机器人臂的前端部；以及

控制部，其分别控制所述机器人臂和机器人手的动作，以对对象物进行作业，

所述机器人手具有：旋转辊，其通过与紧固件的一部分滚动接触而相对于所述对象物装拆所述紧固件；驱动装置，其向该旋转辊施加旋转驱动力；以及按压力检测单元，其检测所述旋转辊对所述紧固件的按压力，

所述控制部基于由所述按压力检测单元检测出的按压力，对所述机器人手进行定位。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述紧固件是螺栓，所述机器人手具有力传感器，该力传感器用于使设置在所述机器人手中的工具的相位与支承在所述对象物的螺栓孔中的所述螺栓的相位一致，并向所述螺栓施加规定的紧固扭矩，该力传感器用作所述按压力检测单元。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，

所述机器人手具有高度检测单元，该高度检测单元检测所述螺栓相对于所述对象物的高度。

4.一种机器人系统，其特征在于，具备：权利要求1所述的机器人和装拆自如地搬运所述对象物的对象物搬运用的机器人。

5.一种机器人的作业方法，其特征在于，

将设置在机器人手中的旋转辊按压在被对象物支承的紧固件上；基于该旋转辊的按压力，对所述机器人手进行定位；以及

通过对所述旋转辊施加旋转驱动力，使所述旋转辊与所述紧固件滚动接触而装拆所述紧固件。