JPS63267184A - 自動組立システムのピン挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は自動組立技術に関し、より具体的には、自動的
に穴の空気流を感知し、感知される空気流の横力が穴の
上方でゼロ点に最も近づく位置までピンを横方向に移動
して、ピンを穴の挿入点に位置決めすることに関する。

Ｂ、従来技術 自動組立でよく起こる問題は、円筒形のピンを直径がぴ
ったり一致する円筒形の穴に挿入しなければならない場
合に起こる「ピンを穴に挿入する」という古典的な問題
である。従来の手法は、穴またはピンあるいはその両方
に食付き部を設け、コンブライアントな取付は治具を用
いてピンを把持するというものである。この手法は、ピ
ンと穴の軸が食付き部の捕捉領域以上に離れている場合
はうまくいかない。また、ワイヤやフィラメントなど可
撓性のあるいは曲ったピンの場合もうまくいかない。真
空吸引を加えても、穴の捕捉領域は、食付き部すなわち
「仮想食付き部」をそれほど越えて延びない。穴に真空
吸引を加えると、捕捉領域を機械的食付き部によって画
定される領域を越えて増大させることはできるが、大き
なピンは質量があり、また小さなピンは脆いので、穴の
捕捉領域を著しく増大させるのに充分な真空度を実現す
るのが難しいことがある。その上、挿入の幾何的位置関
係の問題のために、穴に入る空気流を促進させる差圧を
穴の両端間に作り出すのが難しく、一方、穴から出る空
気流に抵抗させる逆向きの差圧が生じやすくなることが
ある。開ループ方式で挿入位置に直接もっていくのは、
通常のロボットの精度の範囲外となると思われる。視覚
機能をもつロボットを用いる場合でも、閉ループ手法に
必要な光学的および機械的精度を実現するのは難しい。

必要な精度が実現し難く、またロボットの把持部とピン
自体のために穴が見え難くなることがあるためである。

従来技術を代表するものとして、下記の特許がある。

米国特許第３６８７１０３号は、真空と振動を用いてピ
ンをプレート内の食付き部のある穴に引き込むことを開
示している。

米国特許第４１５５１６９号は、コンプライアントな把
持装置を使って、ピンを穴に挿入しやすくすることを開
示している。

米国特許第４４８５４５３号は、ドリルのビットをロボ
ット用の探針として用いて、ドリル穴の位置を決定する
ことを開示している。

西ドイツ特許ＤＥ２８３４８９８４号は、真空を用いた
電子部品の挿入技術を開示している。

従来技術は、ピンを穴に挿入する操作に真空を使用する
ことを教示し、ピンを穴に挿入する操作にコンブライア
ンドな把持装置を使用することを教示し、計器つき把持
装置を使用することを教示している。すなわち、従来技
術は食付き部の捕捉領域を使ってピンを捕捉することを
教示し、食付き部の捕捉領域（仮想食付き部）の真空度
を上げることを教示しているが、検出領域、すなわちピ
ンを穴の挿入点に位置決めするためにロボットが追従で
きる穴の外縁部での自動技術は教示していない。従来技
術は、ロボットが穴を通る空気流の力に応答して、ピン
と緊密に連動するセンサまたはピン自体を探針として使
って、穴の捕捉領域内の挿入点へのピンの移動を方向づ
けで制御し、挿入の成功を検出できるという、本発明の
組合せを開示も示唆もしていない。

また、従来技術は、選択された穴の近傍でピンを開ルー
プ方式で位置決めし、閉ループ方式で空気流の横力のゼ
ロ点を探索し、挿入点を求め、開ループ方式でピンを挿
入し、挿入の成功を検出する方法を教示してはいない。

Ｃ６発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、必要とされるピンと穴の位置合せがロ
ボットの全体的精度能力を超えている場合でも、製造用
ロボットがピンを穴に挿入できるようにすることである
。

Ｄ０問題点を解決するための手段 ピンを受ける穴を有する部分を、真空のレベルに向かう
空気流など穴に入るまたは穴から出る流体の流れを用い
て、挿入装置（たとえば計器つきロボット）がアクセス
できるように配列する。各穴ごとに、流体の流れは検出
領域を作り出し、そこで穴による横力と垂直力が検出で
き、その結果、穴に対する方向が導き出せる。穴から出
る流れの場合、この方向は横力の方向と反対になり、穴
に入る流れの場合は、横力と同方向となる。

ロボットを開ループ制御して、穴を通る空気流の横力ベ
クトルの検出領域内でピンが穴の外側近傍に来るように
、ロボットの把持部を位置決めする。ロボットは、ピン
の周りのセンサを備えた把持部またはスカートに作用し
て、探針としてのピンに作用する横力またはピンと非常
に密接に関係する横力を感知する。次に、ロボットは閉
ループ（フィードバック）方式で作用して、横力ベクト
ルを連続的に感知しながら、横力の感知から導き出され
た挿入点に向かってピンを移動させる。ロボットは順流
（または逆流）サーボ技術を使って、ロボットの把持部
を駆動させ、横力ベクトルのゼロ点によって定義される
（穴の挿入捕捉領域内の）穴に並置させる。ゼロ点から
力ベクトルの変化を感知すると、ロボットはロボット把
持部を垂直に（開ループ方式で下方に）移動させて、ピ
ンを穴に挿入する。

本発明の目的は、必要とされるピンと穴の位置合せがロ
ボットの全体的精度能力を超えている場合でも、製造用
ロボットがピンを穴に挿入できるようにすることである
。

Ｄ１問題点を解決するための手段 本発明の一つの特徴は、探針としてピンを保持する、・
力ベクトルを感知できる、計器つきのフンプライアンド
な把持装置と、ピンを穴の仮想食付き部捕捉領域へ案内
するサーボ機構制御装置の組合せである。

計器つきロボットの把持部が、力の方向と大きさに関係
する信号を発生する。制御装置は信号を受は取り、横移
動シーケンスを計算し、移動シーケンスを指令する。移
動シーケンスの間、制御装置は感知されたピンにかかる
横力の変化に応答する。検出領域内の横力がゼロ点に最
も接近する位置で、そのゼロ点によって穴の捕捉領域が
定義され、それによって挿入点が定義される。制御装置
はゼロ点から、ロボット把持部がピンを挿入点で位置決
めしたと決定し、ロボットにピンを穴に挿入するよう（
あるいは、軽いまたは可視性のあるいはその両方のピン
またはフィラメントの場合、ピンを穴に真空吸引させる
ように）指令する。

本発明の第２の特徴は、ピンまたは探針スカートあるい
はその両方を保持する、高感度の計器つきのコンブライ
アンドな把持装置と、ロボットによる挿入位置へのサー
ボ再位置決めの組合せである。挿入の場合、計器が空気
流の横力を感知して、差圧を結んで穴の捕捉領域を形成
する。ロボットの制御用計算機が、繰返し感知された横
移動に応答して、検出領域内の横力がゼロ点に最も近づ
く位置への横移動のシーケンスを指令する。このゼロ点
は、穴の捕捉領域を定義する。ロボットの制御用計算機
は、横力のゼロ点から、ピンが挿入点に位置決めされ、
穴を通る空気流によって形成される捕捉領域の上方で中
心合せされたと決定する。

次に、垂直移動を（あるいは、流れが穴に入り、かつ力
が充分な場合、ピンを穴に真空吸引させるように）指令
する。

本発明の一つの利点は、脆いピンやワイヤ、あるいは可
撓性のフィラメントさえ、食付き部のない穴に挿入でき
ることである。

本発明のもう一つの利点は、ピンと穴の寸法がロボット
の把持部の開ループ精度の範囲外にある場合でも、製造
用ロボットがピンを穴に挿入する動作を実行できること
である。

この空気流の検出と能動的フィードバックを用いて制御
された形でピンを穴に挿入する装置および方法は、下記
の重要な利点を提供する。

１）剛性または可撓性さらには脆い大きなまたは小さな
ピンに真空または圧力をかける状況を扱うのに充分なほ
ど、その適用範囲が一般的である。

２）穴自体がピンに対する方向情報を提供する点で、自
己案内性がある。

３）挿入中に、ピンと穴の間の環状スペース内の高速度
空気膜が、潤滑作用をもたらし、ジャムによる故障の可
能性が減少する。

４）ピン自体を探針として使うため、感知袋−のスペー
スが最小になる。

５）検出領域が通常は穴の寸法よりもずっと大きいので
、機械的食付き部よりもずっと大きな領域で挿入を開始
することができる。

６）従来からあるピンを穴に挿入する際の多数の問題、
すなわち、小さな隙間、不精密なデータ、ロボットの全
体的精度の不足を克服する。

Ｅ、実施例 第１図は、ピンを穴に挿入する装置の基本的実施例であ
る。その目的は、ピン１をプレート３の穴２に入れるこ
とである。その問題点は下記の原因によるものである。

１）ピン１と穴２の間の隙間が小さいことがある。

２）測定誤差またはピンのたわみのために、ピン１と穴
２の位置が挿入に充分なほど正確にはわかっていないこ
とがある。

３）装置４の全体的精度が挿入を完成するのに充分でな
い。

プレート３のどちらかの側から真空または圧縮空気によ
って穴２の両端間に差圧がかけられ、流線７が発生する
。このため、ピン１が穴２の拡大近傍、たとえば直径の
数倍の範囲内に（ると、ピン１に測定できるだけの横力
と垂直力がかかる。

ロボット４は計器つき把持部５を含み、把持部５は力セ
ンサ６を備えている（これらの通常は把持部５の内部に
あるが、ここでは見やすいように把持部の外部に示しで
ある）。力センサからの情報はロボット４にフィードバ
ックされ、把持部５の再位置決めの制御に使われる。ピ
ン１はそれ自体の探針として機能する。ピン１は穴２の
拡大近傍にくると、流線７で示される穴２を通る空気流
の作用を受ける。拡大近傍の、選択された穴２の空気流
によって明らかに影響を受ける（かつ他の穴の空気流に
よっては影響を受けない）部分が、検出領域９として受
は入れられる。空気流は、座標系８に関して垂直（２）
力成分と水平（Ｘ、Ｙ）力成分とを含んでいる。これら
の力ベクトルの構成分が力センサ６によって検出され、
ロボット制御装置４にフィードバックされて、横力ゼロ
点にピン１を再位置決めするよう指令するのに使われる
。この横力ゼロ点は穴２の真上にあり、穴２の捕捉領域
を定義する点として受は入れられる。それが挿入点１０
である。ピンが挿入点にきたと決定されると、ロボット
４はピン１を穴２に移動すべくＺ再位置決めを活動化す
る。ポンプ１１は適当な流体の流れ、通常は真空を供給
して、穴２を通る流体の流れおよび流線７を発生させる
。

第２図は、第１図の流線７によりピン１にかかる力の構
成分と垂直成分の概略的グラフである。

穴の両端間の差圧が、穴の近傍で流れの場を設定する。

この場がピンに横力と垂直力をかける。穴の中心から直
径の数倍までの距離の所にかなりの力が存在する。この
距離は比較的大きな検出領域を画定するもので、第２図
の例では直径の６倍を越える。ピンが穴に近づくとき、
横力が最大値まで上昇する。このときピンと穴は部分的
に重なり合う。ピン１と穴２が完全に位置合せされると
、横力はゼロ点に達しその値がゼロに近づく。同時に、
完全な位置合せに達したとき、垂直力の大きさは最大値
まで増加する（第２図参照）。第２図の曲線（９）に示
すように、横力Ｆｘ、ｙの大きさは、完全に位置合せさ
れたときのゼロ（位置ずれが直径の０倍）から、穴の付
近で最大値に達し、その後、穴からの距離が増すにつれ
て次第に減少する。第２図の曲線（６）は、ピン１がブ
ロック３の表面近くにあるものと仮定して、穴と関連す
る軸方向力の大きさを示したものである。完全な位置合
せのとき、力Ｆ２は最大となる。

ここまでの話では、流れが穴に入る場合と穴から出る場
合を区別する必要はなかった。明快さのため、穴に入る
流れとは、穴のピンと同じ側の方が反対側よりも圧力が
高いために生じる流れであると定義する。穴から出る流
れとは、それと逆方向の流れであると定義する。両方の
場合の流れを第３図ないし第６図に示す。

第３図は、流れが穴に入り、ピン１と穴２の位置がずれ
ている場合の概略図である。流線７によってピン１に力
がかかり、それが把持部５の左右のフィンガ内にそれぞ
れ１個ずつあるセンサ６によって検出される。第３図に
示すように、左センサは負の力の値を記録し、右センナ
は対応する正の力の値を表示している。ロボット制御装
置はこの情報を使って、ピン１を穴２に向かって（すな
わち感知された力の方向に）移動させるよう指令する。

第４図では、把持部５は矢印９の方向に移動して、ピン
１を穴２と垂直に位置合せさせた。左右の力センサ６は
、横力のゼロ点を示す力の値を記録している。横力ゼロ
はこの位置の特徴である。

第５図および第６図は、流れが穴から出る場合の第３図
および第４図に対応する図である。主な違いは、指令さ
れる移動の方向が感知される力と逆方向になることであ
る。

本発明の成否は、穴２の検出領域で力を測定で゛きるか
どうかにかかっている。穴２と関連する空気流のために
、これらの力がピン１にかかる。制御システムがこれら
の力を解釈して、適切な運動を発生させる。

第７図は、これらの力がどのようにフィードバック・ル
ープに組み込まれるかを概略的に示したものである。検
出領域は穴の口径を含む円錐台であり、ピンにかかる主
要な力は１次流によるものである。すなわち、２次流に
よる力は無視できる。

流れが穴に入る場合、この円錐台の角度はプレート表面
の間隔の半分に近く、流れは主に層流である。流れが穴
から出る場合、円錐台はより狭くまたやや高（なるが、
主要な全体的方向をもつ。どちらの場合でも、プレート
表面から離れた水平断面が穴の直径より数倍大きく、か
つ垂直高さが穴の半径の数倍である、検出領域が生成さ
れる。この検出領域内の力は、通常、ＩＢＭ７５Ｅｉ５
０ボットで見られる抵抗式または半導体式の抵抗線ひず
みゲージなどの市販の力センサで充分に測定できる大き
さである。第１図と第７図を併せ参照すると、フィード
バック・ループは、反復ステップの離散サンプル（反復
閉ループ方式）でも、連続的な離散サンプル（連続閉ル
ープ方式）でもよい。

ロボット制御装置４からの指令はノード１２に現われ、
線１３上で感知データと混合されて補償回路１４に送ら
れ、１５で移動制御指令として解釈される。

反復手法では、ピン１にかかる力が力センサ６で測定さ
れ、制御システム４がカフの方向から穴２の方向を求め
、カフの大きさから穴２との近さを決定する。制御シス
テム４は、次に正しい方向へ力の大きさに反比例する量
だけ移動させるように指令する。移動中、システムは、
捕捉領域への到達を示す横力のゼロ点に達したかどうか
検査し、必要ならばこのシーケンスを繰り返す。連続閉
ループ方式では、力が連続的に感知され、移動中に位置
と速度の訂正が行なわれる。このような制御システム、
さらに具体的に言えばロボット用の制御システムの理論
に関する多数のテキストが、Ｍ。

ブラディ（）ｌｉｃｈａｅｌ　Ｂｒａｄｙ）等編”ロボ
ット移動二計画と制御（Ｒｏｂｏｔ　Ｍｏｔｉｏｎ　：
　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ）　”　、
Ｍ　Ｉ　Ｔプレス、マサチューセッツ州ケンブリッジ、
１９８２年刊で考察されている。

前述のように、流れには大別して２つの場合がある。す
なわち穴に入る流れと、穴から出る流れである。最初の
場合、別の制御戦略を併用することができる。穴の検出
領域内に、捕捉領域を含むより小さな領域が存在するこ
とがある。この領域゛は「仮想食付き部」領域と呼ばれ
、そこでは、ピン１を穴２に受動的に着座させ挿入させ
るのに充分な仮想食付き力がピン１にかかる。制御装置
は、仮想食付き部でのピンの位置を求めると、力被制御
モードからピンを着座させ挿入させるための受動コンブ
ライアント・モードに切り換わることができる。この順
流技法は、小型のまたは可撓性のピンまたはフィラメン
トを挿入する必要のある状況で使うと最もを利である。

制御システムは、いくつかの戦略で以下の値を記録する
ことにより、挿入の成功を感知することができる。

１）把持装置の２位置 ２）小さな横移動に対する大きな横復元力３）補助圧力
センサで記録された圧力変化空気流が穴に向かう場合、
この方法および装置はさらに下記の利点をもたらす。

１）流れパタｉンがより簡単で、検出領域がより大きい
。

２）能動的順流制御戦略により、実際に空気流の力が何
倍にも増幅される。

３）仮想食付き部領域の検出後、空気流による力でピン
１を穴２に吸引させることにより、または能動的な力制
御から受動的コンプライアンスに切り換えることにより
、機械的食付き部よりはるかに大きな仮想食付き部が生
成する。

４）半可撓性または非常に可撓性の大きいピンやフィラ
メントの場合に適用できる。たとえば、押込みが難しい
または不可能な、光ファイバやプリント・ワイヤを穴に
挿入する際に有用である。

第８図は、別の配置、および別の形式の穴２を通る空気
流の横力を測定するセンサを示したものである。空気流
の横力は、プレート３のごく近くでスカート１７の縁に
担持された熱線風速計（またはその他の装置）１６によ
って感知される。電気流の横カフに乱流を生じないよう
に、スカート１７には１個または複数の通気口１８がつ
いている。したがって、横空気流は穴のごく近くの位置
で直接感知される。スカート１７とピン１の位置関係は
同心状または他の既知の関係になっており、計算機で当
該の場所を決定することができる。

く特定用途〉 くワイヤ・マトリックス式印刷ヘッドの組立〉ワイヤ・
マトリックス式印刷装置は、マイクロプロセッサをベー
スとする小型計算機用の周辺装置として、非常に広く使
われるようになってきた。

それが成功した主因は、コストが比較的安いことであっ
た。完全自動組立により、こうした印刷装置の基本製造
コストをさらに下げることができる。

完全自動組立に対する主な障害は、ワイヤ・マトリック
ス式印刷装置自体にある。それぞれワイヤを印刷用紙の
焦点行に当てるための案内孔をもつ一連の焦点合せ用プ
レート中に、数本の細いワイヤを慎重に通さなければな
らない。

３プレート焦点合せ式印刷ヘッドの代表例を第９図に示
す。ロボットを使って印刷ヘッド内のワイヤを組み立て
ることが提唱されている。ソフトウェアおよびハードウ
ェア手段を用いて、印刷ヘッド本体を一時に１つずつワ
イヤ挿入用スペースで正しい位置と角度に合わせる。こ
うした方式の難点は、極めて厳しい許容公差が必要とさ
れることと、ワイヤが扱い難いことである。本体中の穴
は完全に位置合せしなければならず、ワイヤの直径より
余り長くてはいけない。穴に食付き部の面取りがあると
役立つが、隣接する穴同志が接近しているためにそれも
限度がある。最後に、ワイヤ自体が僅かではあれ曲がる
場合、すべての焦点合せプレート穴を通らず、あるいは
位置がずれ、甚だしく間違った穴を通ることさえある。

穴の両端間で約１気圧（１，０１３Ｘ１０６ダイン／Ｃ
鵬２）の差圧を発生させることは簡単であり、そうする
と変化を発生時に感知しやすくなる。

ワイヤ直径が０．２５ｍｍであると仮定すると、穴の中
の印刷ワイヤにかかる最大の力は約５００ダインとなる
。ワイヤ１が若干ずれた状態で穴２に近づくと、この最
大力の分力が検出領域で測定できる大きさの構成分を生
じる。この力は、順流方式でワイヤを挿入すべくより小
さな捕捉領域へとサーボ駆動するのに充分な大きさであ
る。たとえば、力の構成分が３０％の場合、ピン１が穴
に近づいたときピン１にかかる横向きの力は約１５０ダ
インとなる。ピンがコンブライアント方式で保持されて
いる場合、あるいは僅かに曲がる程度の可撓性をもって
いる場合、ピン先端がこの力に応答する。

検出領域と仮想食付き部の寸法と形状を予測できる程度
にこの問題の動力学を解析することは難しいが、それは
ピンの諸変数と力センサの感度に応じて実際の食付き部
の数倍となる。

複数の穴が存在すると競合する力が働くために状況の解
析はさらに複雑になるが、特定の穴に対する平面領域は
やはり穴の直径の数倍である。第９図の第２段目のプレ
ート２１と類似しているが拘束のない構造をもつ段での
実験では、検出領域と捕捉領域は第１０図の領域９およ
び３０と類似することが判明している。

穴を通る必要な空気流を発生させるには、幾つかの戦略
が可能である。一つの可能性は、第１１図に示すような
チェンバを連続して排気する取付は治具である。各プレ
ート２０．２１．２２は真空発生源つきカバー２３．２
４．２５を備えている。このカバーは真空チェンバの列
を形成し、カバー２５が３つのチェンバの最高の真空度
を定義する。

第１２図は、小さな可動真空吸引線２６を使って、９つ
の角度位置（９個の穴についてそれぞれ１位置）をもつ
指標付は可能な取付は治具に９本のワイヤをもつ印刷ヘ
ッド組立体を取り付ける第２の方法を示したものである
。吸引線２６は直線伏に出入りして、９個の穴をそれぞ
れ別個にカバーする。ワイヤ挿入の成功は、簡単な圧力
動作式マイクロスイッチ（図示せず）を用いて、ワイヤ
が穴を塞いだとき、僅かな圧力変化を記録することによ
り検出できる。

く航空機外板リベット締め〉 本発明のもう一つの具体的用途は、航空機の外板などの
板すべてのリベットの位置決めである。

これを第１３図に示す。ある種のリベットでは、穴に機
械的食付き部を設けると、裏面に折り曲げた頭部を形成
するのに使える材料の量が減るので、望ましくない。一
方、食付き部を取り除くと、ロボットによる組立が極め
て難しくなる。適当なセンサが見つかれば、リベットと
穴の幾何的関係の終点感知を用いて、ロボットを案内す
ることができる。

本発明は、受動的または能動的案内（上記に説明した）
を用いて穴の挿入捕捉領域の上にリベットを確実に配置
することにより、この応用分野にとってほぼ理想的な終
点センサを提供する。たとえば、航空機の外板のリベッ
ト締めの場合、穴の裏面に吸引を加えるよりも、穴のリ
ベット側に圧力を加えるか、あるいは穴の裏面を加圧す
る方がよい。穴のリベット側を加圧するには、リベット
２８の周囲に可撓性のゴム・カップ゛２７を使用する。

第１図に関して述べたように横力の感知を行なう。別法
として、翼部など航空機組立体の全体に空気をポンプで
注入することによって、穴の裏面を加圧することもでき
る。

く方　法〉 ロボットによって穴にピンを挿入する方法は、下記のス
テップを含む。

（ａ）　　ピン（１）を挿入すべく選択された穴（２）
を少なくとも介して空気流を加えて、穴（２）の周りの
検出領域内に検出可能な空気流による力のパターン（７
）を生成する。

（ｂ）開ループ式位置決めによってピン（１）を移動さ
せ、検出領域内に配置する。

（ｃ）　　ピン（１）と緊密に関係付けられた空気流感
知手段（Ｅｌ、１Ｂ）によって空気流を感知する。

（ｄ）少なくとも１つの感知および空気流追従サーボが
変化する空気流横力の（Ｘ１Ｙ）方向に移動することに
よる閉ループ式位置決めにより、空気流感知手段（８，
１Ｂ）によって感知された空気流の力に追従し、とうし
てピン（１）を穴（２）の方へ移動させる。

（ｅ）穴（２）の捕捉領域で挿入点１０を定義する空気
流のゼロ点が感知されるまで、上記の空気流感知ステッ
プ（Ｃ）および上記の空気流力追従ステップ（ｄ）を繰
り返す。

（ｆ）穴（２）の仮想食付き部捕捉領域内にある挿入点
１０でピン（１）が選択された穴（２）に入る（２方向
）ように指令する。

この方法はまた、さらに下記のステップにより、動力に
よって穴に押し込むことを含んでいる。

（ｇ）　　Ｚ移動中にピン（１）を探針として使って、
圧力と重力の合力を感知する。

（ｈ）圧力と重力の合力にしたがって閉塞を検出する。

（ｉ）戻って再試行するように指令する。

この方法は、圧力を用いるか真空を用いるかで簡単な変
更が必要である。空気流は穴２から出るかまたは穴に入
る。サーボは、流れが穴から出る場合は逆流式サーボ、
穴に入る場合は順流式サーボである。流れが穴から出る
場合は、流れの力を克服するために、実際のピン挿入に
少なくとも重力によって動力を供給しなければならない
。流れが穴に入る場合、空気流は機械的食付き部捕捉領
域を大幅に越える仮想食付き部を形成し、それがピン１
を穴２に−引き込むのに役立つ。

大部分の操作では、大気中の空気が純粋で利用しやすい
ために選択□される。場合によっては、それ以外の流体
が好ましいこともある。そうした流体には、水、油圧油
、それに窒素やヘリウムなどの気体がある。

以上、本発明の真空と圧力を使用し、ピン自体を探針と
して使い、探針としてのピンの周りにスカートを設ける
という、好ましい実施例に関して本発明を説明してきた
が、穴を取り囲む比較的小さな空気流力を感知する関連
技術、およびロボットによるパワー・ドライブ技術を用
いて、こうした小さな空気流に追従して、比較的脆いま
たは可撓性のフィラメント状のピンを、ピンと連動する
センサに作用してフィラメントを穴へ運ぶ位置決め装置
を案内するのに使われる、穴を通る流体の流れの横力ベ
クトルによって位置決めして穴に挿入できるようにする
関連技術については、当業者なら当然知っているはずで
ある。

Ｆ０発明の詳細 な説明したように、本発明では、穴を通じて流れる流体
の流れを検出し、その検出出力をビン位置決め機構にフ
ィードバックし、これによりサーボ制御で穴の近傍にピ
ンを配置することができ、以降のピン挿入を確実にして
いる。口、ポット等の位置決め精度が粗い場合でも、そ
の位置決めに続けて本発明の位置決めを行なうことによ
り、難なくピン挿入を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ピンを探針として使って穴の検出領域の空気
流の力を感知する計器つき把持装置を示す、自動位置決
め装置またはロボットの概略図である。 第２図は、（探針としての）ピンにかかる力の構成分お
よび垂直成分と、ピンと穴の位置のずれとの関係を示す
グラフである。 第３図は、流れが穴に入り、ピンと穴の位置がずれてい
るときの、空気流横力の感知を示す概略図である。 第４図は、ピンと穴が位置合せされた後の、第８図と同
様の概略図である。 第５図は、流れが穴から出る以外は第３図と同様の概略
図である。 第６図は、流れが穴から出る以外は第４図と同様の概略
図である。 第７図は、上記の装置またはロボットの閉ループ動作の
構成図である。 第８図は、センサがピンと同心状のスカート縁部に担持
された計装の概略図である。 第９図は、本発明が適用できる特定の問題を示す、代表
的な３段焦点合ワイヤ・マトリックス式印刷ヘッドの概
略図である。 第１０図は、第９図に示したワイヤ・マトリックス式印
刷ヘッドの１つの段のプレートの代表的な穴に対する検
出領域と捕捉領域の概略図である。 第１１図は、各印刷ワイヤごとに３個の穴が直列になっ
た３枚のプレートを有するハウジングに印刷ワイヤを挿
入するための取付は治具の概略図である。 第１２図は、選択した穴に空気流を個別に供給するため
の取付は治具の概略図である。 第１３図は、穴のピン側のベロー内に空気流を提供する
ための取付は治具の概略図である。 １・・・・ピン、２・・・・穴、３・・・・プレート、
４・・・・ロボット、制御装置、５・・・・把持部、６
・・・・力センサ、７・・・・空気流、９・・・・検出
領域、１０・・・・挿入点、１１・・・・ポンプ、１６
・・・・熱線風速計、１７・・・・スカート、１８・・
・・通風口。 出願人　　インターナシ日ナル・ビジネス・マシーンズ
・コーボレーシロン 復代理人　弁理士　　澤　　１）便　失ＦＩＧ、　ｆ 僅ｆｆれ（直径倍） ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ピンが実装される被実装部材の穴部の周囲にピンを位
   置決めする位置決め手段と、 上記穴部を介して流体の流れが生成されるよう圧力差を
   生成する手段と、 上記位置決め手段と結合されて、上記流体の流れを検出
   する検出手段と、 上記検出手段の検出出力から上記位置決め手段へのフィ
   ードバックに基づいて、上記ピンの上記穴部への挿入を
   可能とする、上記ピンの周囲領域内に、上記ピンを位置
   めさせるサーボ手段とを有することを特許とする自動組
   立システムのピン挿入装置。