檢查裝置以及檢查方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢查裝置以及檢查方法，其對(duì)組裝于組裝體中的狀態(tài)下的彈性部件的特性進(jìn)行檢查。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，針對(duì)組裝有彈性部件的組裝體(以下稱為工件)，存在如下的檢查方法，即，通過(guò)使由外部的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的手部移動(dòng)，從而對(duì)彈性部件施加負(fù)載(以下也稱為應(yīng)力、力或載荷)，使彈性部件變形。在這里，所謂彈性部件，是指作為與變形相應(yīng)的應(yīng)力的產(chǎn)生源所使用的部件。彈性部件例如包含彈簧或橡膠。根據(jù)上述檢查方法，對(duì)施加在彈性部件上的負(fù)載、以及手部的前端部的移動(dòng)量進(jìn)行檢測(cè)，基于這些檢測(cè)值，對(duì)彈性部件組裝于工件中的狀態(tài)下的彈性部件的特性進(jìn)行檢查。在檢查對(duì)象的特性中，例如能夠舉出在組裝狀態(tài)下產(chǎn)生的力(反作用力)或彈性系數(shù)。
[0003]例如在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種爐芯支撐板插塞檢查裝置，該爐芯支撐板插塞檢查裝置對(duì)爐芯支撐板插塞的功能部件即彈簧的彈簧常數(shù)進(jìn)行測(cè)定。該爐芯支撐板插塞檢查裝置通過(guò)在彈簧安裝于爐芯支撐板插塞的狀態(tài)下使致動(dòng)器動(dòng)作，從而將前端具有測(cè)力元件的活塞(手部)對(duì)彈簧進(jìn)行按壓。然后，爐芯支撐板插塞檢查裝置通過(guò)測(cè)力元件對(duì)活塞所承受的載荷進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)位移計(jì)對(duì)活塞的移動(dòng)量進(jìn)行檢測(cè)。然后，爐芯支撐板插塞檢查裝置基于這些檢測(cè)值，對(duì)安裝于插塞的彈簧的彈簧常數(shù)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，由于不需要對(duì)彈簧及插塞進(jìn)行拆卸的作業(yè)，因此用于對(duì)爐芯支撐板插塞的健康性進(jìn)行確認(rèn)的作業(yè)能夠容易地實(shí)施。
[0004]另外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種檢查系統(tǒng)，該檢查系統(tǒng)在彈簧以?shī)A在泵主體和殼體之間的方式進(jìn)行了組裝的狀態(tài)下，對(duì)彈簧力和彈簧常數(shù)進(jìn)行檢查。彈簧在處于壓縮的狀態(tài)下進(jìn)行了組裝，成為在彈簧的作用方向中的彈簧伸長(zhǎng)的方向上產(chǎn)生了力的狀態(tài)。并且，在殼體的、彈簧伸長(zhǎng)的方向上的規(guī)定位置處配置有外螺紋部件，在泵主體的可動(dòng)范圍中的彈簧伸得最長(zhǎng)的位置受到外螺紋部件的限制。該檢查系統(tǒng)將由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的活塞向泵主體按壓，在彈簧力的作用方向上將彈簧向收縮方向進(jìn)行按壓。然后，檢查系統(tǒng)基于通過(guò)按壓而產(chǎn)生的載荷和泵主體的端部位置的測(cè)量值，計(jì)算彈簧常數(shù)?；谟?jì)算得到的彈簧常數(shù)、以及泵主體與外螺紋部件分離的位置(即殼體從彈簧受到的力(殼體反作用力)變?yōu)榱阒档奈恢?的力信息，求出實(shí)際使用狀態(tài)下的彈簧的力。根據(jù)專利文獻(xiàn)2，能夠?qū)M裝后的實(shí)際的彈簧力是否處于設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行判定。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)昭61 - 080091號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2001 - 255238號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在計(jì)算彈性部件的特性的情況下，需要根據(jù)手部所承受的載荷的檢測(cè)值以及手部的移動(dòng)量的檢測(cè)值，對(duì)彈性部件處于變形過(guò)程的狀態(tài)下的檢測(cè)值進(jìn)行確定。
[0008]另一方面，由于工件的定位誤差、以及配置在彈性部件的周邊的其他部件的尺寸誤差等，導(dǎo)致彈性部件的變形開(kāi)始位置和變形結(jié)束位置并非始終是固定的。因此，需要針對(duì)每個(gè)檢查動(dòng)作進(jìn)行彈性部件的變形開(kāi)始位置及變形結(jié)束位置的指定。
[0009]例如，根據(jù)專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)，在通過(guò)使致動(dòng)器動(dòng)作而使活塞下降時(shí)，由于與彈簧的變形相應(yīng)地變形的軸的長(zhǎng)度存在波動(dòng)，因此活塞前端的測(cè)力元件與軸抵接的位置存在波動(dòng)。即，在通過(guò)測(cè)力元件獲取到的信息、即活塞所承受的載荷這一信息中，彈簧的反作用力的開(kāi)始位置不固定。在該情況下，假設(shè)如果事先設(shè)定彈簧的變形區(qū)間的開(kāi)始位置和結(jié)束位置，則由于開(kāi)始位置和結(jié)束位置之間的反作用力信息針對(duì)每個(gè)作業(yè)而變化，因此產(chǎn)生計(jì)算結(jié)果的波動(dòng)。另外，由于在設(shè)定出的變形區(qū)間中還可能包含彈簧以外的變形區(qū)間的信息，因此可能無(wú)法準(zhǔn)確地計(jì)算出彈簧常數(shù)的計(jì)算結(jié)果。在準(zhǔn)確地計(jì)算出彈簧常數(shù)時(shí)，為了從活塞的移動(dòng)量信息中剪切出活塞和軸接觸期間的信息，需要針對(duì)每個(gè)檢查動(dòng)作指定活塞和軸接觸的位置，存在生產(chǎn)率較低、成本較高的問(wèn)題。
[0010]另外，專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)的目的在于，對(duì)爐芯支撐板插塞的健康性進(jìn)行確認(rèn)。換言之，為了防止在核反應(yīng)堆的運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生插塞的功能性問(wèn)題，對(duì)彈簧的反作用力是否能夠承受爐芯支撐板的下部和上部之間的壓力差進(jìn)行確認(rèn)。但是，在軸的長(zhǎng)度存在尺寸誤差，或者產(chǎn)生軸或插塞的變形的情況下，還存在下述問(wèn)題，即，由于彈簧的壓縮量改變，因此即使知道彈簧的彈簧常數(shù)相同，由于彈簧的反作用力存在波動(dòng)，因此，其結(jié)果，不能確保爐芯支撐板插塞的健康性。
[0011]與此相對(duì)，根據(jù)專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)，檢查系統(tǒng)通過(guò)沖壓裝置對(duì)泵主體加壓。并且，檢查系統(tǒng)根據(jù)對(duì)測(cè)定出的載荷和泵主體的端部位置的測(cè)量值之間的關(guān)系進(jìn)行了記述的力波形，計(jì)算彈簧常數(shù)，基于計(jì)算得到的彈簧常數(shù)以及殼體反作用力變?yōu)榱阒档奈恢锰幍妮d荷的測(cè)定值，求出實(shí)際使用狀態(tài)下的彈簧的反作用力，從而對(duì)組裝狀態(tài)下的彈簧力進(jìn)行推定。由此，即使由于用于夾持彈簧的周邊部件存在尺寸誤差、或者產(chǎn)生變形而導(dǎo)致彈簧的設(shè)置長(zhǎng)度(set length)改變，也能夠?qū)?shí)際使用時(shí)的實(shí)際的彈簧力是否處于設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行確認(rèn)。
[0012]但是，根據(jù)專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)，由于需要對(duì)得到的力波形上的殼體反作用力變?yōu)榱阒档奈恢?即變形開(kāi)始位置)進(jìn)行確定，因此需要在檢查系統(tǒng)中準(zhǔn)備用于檢測(cè)殼體反作用力的裝置，其結(jié)果，存在檢查系統(tǒng)的成本上升的問(wèn)題?；蛘?，根據(jù)專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)，需要進(jìn)行變形開(kāi)始位置的指定。另一方面，在用于夾持彈簧的周邊部件存在尺寸誤差、或者該周邊部件變形的情況下，變形開(kāi)始位置會(huì)發(fā)生變化，因此操作者需要針對(duì)每個(gè)檢查動(dòng)作對(duì)變形開(kāi)始位置進(jìn)行設(shè)定。只要變形開(kāi)始位置的指定需要耗費(fèi)人力，檢查動(dòng)作的高效化就存在極限。
[0013]本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于得到一種檢查裝置以及檢查方法，其在組裝有彈性部件的組裝體所承受的力波形中，盡可能簡(jiǎn)單地確定所述彈性部件的變形開(kāi)始位置或變形結(jié)束位置。
[0014]為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明的特征在于，具有:力波形檢測(cè)系統(tǒng)，其對(duì)組裝有彈性部件的組裝體在所述彈性部件的作用方向上施加負(fù)載，并且獲取對(duì)所述負(fù)載和位移量之間的關(guān)系進(jìn)行了記述的力波形；接受部，其接受所述力波形檢測(cè)系統(tǒng)獲取到的力波形中的、所述彈性部件的變形過(guò)程中的指定點(diǎn)的輸入；以及檢查部，其計(jì)算所述指定點(diǎn)處的所述力波形的局部斜率，計(jì)算與所述指定點(diǎn)不同的關(guān)注點(diǎn)處的局部斜率，基于所述關(guān)注點(diǎn)處的局部斜率和所述指定點(diǎn)處的局部斜率之間的比較，對(duì)所述關(guān)注點(diǎn)是否是力波形的變化點(diǎn)進(jìn)行判定，所述檢查部，一邊以所述指定點(diǎn)為起點(diǎn)使第I關(guān)注點(diǎn)向遠(yuǎn)離所述指定點(diǎn)的方向移動(dòng)，一邊搜索最先滿足第I條件的第I關(guān)注點(diǎn)，將最先滿足所述第I條件的第I關(guān)注點(diǎn)確定為第I變化點(diǎn)，其中，該第I條件至少包含所述第I關(guān)注點(diǎn)處的局部斜率達(dá)到基于所述指定點(diǎn)處的局部斜率及第I參數(shù)的第I閾值，一邊以所述第I變化點(diǎn)為起點(diǎn)使第2關(guān)注點(diǎn)向靠近所述指定點(diǎn)的方向移動(dòng)，一邊搜索最先滿足第2條件的第2關(guān)注點(diǎn)，將最先滿足所述第2條件的第2關(guān)注點(diǎn)確定為第2變化點(diǎn)，其中，該第2條件至少包含所述第2關(guān)注點(diǎn)處的局部斜率達(dá)到所述指定點(diǎn)處的局部斜率、或者基于所述指定點(diǎn)處的局部斜率及第2參數(shù)而獲得的斜率的范圍內(nèi)。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，由于檢查裝置僅通過(guò)指定點(diǎn)的輸入就能夠確定變化點(diǎn)，因此檢查裝置能夠盡可能簡(jiǎn)單地對(duì)彈性部件的變形開(kāi)始位置或變形結(jié)束位置進(jìn)行確定。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖2是對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0019]圖3是對(duì)作為檢查對(duì)象的一個(gè)例子的電磁接觸器的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0020]圖4是對(duì)向勵(lì)磁線圈施加電壓時(shí)的電磁接觸器的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0021]圖5是對(duì)向勵(lì)磁線圈施加電壓時(shí)的電磁接觸器的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0022]圖6是對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0023]圖7是對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0024]圖8是對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0025]圖9是對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0026]圖10是對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0027]圖11是表示力波形的一個(gè)例子的圖。
[0028]圖12是對(duì)部分波形進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0029]圖13是對(duì)檢查動(dòng)作的概況進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0030]圖14是對(duì)與檢查動(dòng)作相關(guān)的各種值進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0031]圖15是用于說(shuō)明步驟Sll的處理的圖。
[0032]圖16是用于說(shuō)明實(shí)施方式I中的步驟S12的處理的圖。
[0033]圖17是對(duì)實(shí)施方式I中的步驟S12的處理的更詳細(xì)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0034]圖18是用于說(shuō)明步驟S13的處理的圖。
[0035]圖19是對(duì)步驟S13的處理的更詳細(xì)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0036]圖20是用于說(shuō)明實(shí)施方式2中的步驟S12的處理的圖。
[0037]圖21是對(duì)實(shí)施方式2中的步驟S12的處理的更詳細(xì)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
[0038]圖22是表不力波形的一個(gè)例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面，基于附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的檢查裝置以及檢查方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，本發(fā)明并不受本實(shí)施方式限定。
[0040]實(shí)施方式I
[0041]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。檢查裝置100具有:機(jī)器人2、力獲取部3、位置獲取部5、獲取條件指定部6、檢查部編號(hào)選擇部7、檢查參數(shù)指定部
9、檢查范圍指定部10、剪切部11、檢查部8、檢查輸出部12、以及顯示部13。
[0042]機(jī)器人2、力獲取部3及位置獲取部5協(xié)同動(dòng)作，作為力波形檢測(cè)系統(tǒng)起作用。力波形檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)M裝有彈性部件的組裝體在彈性部件的作用方向上施加負(fù)載，獲取負(fù)載和位移量的負(fù)載-位移量信息對(duì)的集合(以下稱為力波形)。
[0043]圖2是對(duì)機(jī)器人2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明的圖。機(jī)器人2是在多個(gè)關(guān)節(jié)處具有電動(dòng)機(jī)2a的垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人。機(jī)器人2在前端附近(前端部)經(jīng)由力傳感器3a而具有手部4。力傳感器3a能夠測(cè)定分別作用于以機(jī)器人2的指尖為原點(diǎn)的多個(gè)軸上的力以及繞各個(gè)軸的力矩。即，力傳感器3a能夠測(cè)定作用于手部4的力及力矩。此外，手部4也可以始終配備在機(jī)器人2的前端。另外，也可以以下述方式構(gòu)成機(jī)器人2，即，在機(jī)器人2中，與手部4相比在機(jī)器人2的主體側(cè)具有開(kāi)閉手部或工具更換器，僅在進(jìn)行檢查動(dòng)作的情況下，利用開(kāi)閉手部對(duì)手部4進(jìn)行把持，或者將手部4安裝至工具更換器。另外，機(jī)器人2可以是僅進(jìn)行檢查作業(yè)的裝置，也可以是在進(jìn)行輸送或組裝等其他作業(yè)的過(guò)程中進(jìn)行檢查作業(yè)的裝置。另夕卜，機(jī)器人2也可以不是垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人，而是SCARA型機(jī)器人或者全部由直動(dòng)軸(在直線上動(dòng)作的軸)構(gòu)成的正交機(jī)器人。
[0044]檢查裝置100能夠?qū)C(jī)器人2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，將手部4對(duì)組裝有彈性部件的組裝體在所述彈性部件的變形方向上進(jìn)行按壓而施加負(fù)載，將負(fù)載和位移量成對(duì)地進(jìn)行測(cè)定，對(duì)力波形中的、所述彈性部件的變形開(kāi)始位置及變形結(jié)束位置處的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。
[0045]力獲取部3從力傳感器3a獲取作用于手部4的力。力獲取部3將獲取到的力作為力檢測(cè)值，經(jīng)由機(jī)器人2及剪切部11向檢查部8及顯示部13供給。在力傳感器3a是6軸的力傳感器的情況下，力檢測(cè)值包含3軸方向上的力和繞各軸的力矩。另外，在力傳感器3a是小于或等于5軸的力傳感器的情況下，力檢測(cè)值包含3軸方向上的力和繞各軸的力矩中的能夠進(jìn)行測(cè)量的力矩。在力獲取部3中，力傳感器3a例如針對(duì)每個(gè)軸及每個(gè)力矩而設(shè)置，各力傳感器3a分別將力檢測(cè)值向檢查部8及顯示部13供給。
[0046]位置獲取部5獲取手部4的前端的位置。具體來(lái)說(shuō)，位置獲取部5包含對(duì)電動(dòng)機(jī)2a的位置進(jìn)行測(cè)定的位置傳感器5a而構(gòu)成。位置傳感器5a例如是編碼器或解析器。位置獲取部5通過(guò)利用位置傳感器5a對(duì)電動(dòng)機(jī)2a的位置進(jìn)行檢測(cè)，并且對(duì)檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)2a的位置進(jìn)行坐標(biāo)變換，從而獲取機(jī)器人2的前端的位置(手部4的前端的位置)。位置獲取部5將獲取到的