CN103003024B

CN103003024B - 组装设备和生产系统

Info

Publication number: CN103003024B
Application number: CN201180031380.XA
Authority: CN
Inventors: 三村敏彦; 染谷雄一; 松尾雄二; 中杉干夫; 明正谦; 佐藤政一; 根岸真人
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: JP5755038B2; JP2012030350A; WO2012002405A1; KR101430540B1; CN103003024A; US9027231B2; US20130086801A1; KR20130044306A

Abstract

本发明的目的是能以高准确度定位机械手和工件，而同时减小照相机的振动。根据用于该目的本发明，机器人站100包括：底座103，其固定有机械手101和102；照相机106，其对包括底座103的工作区域209的区域成像；和机棚104，其固定有照相机106。底座103固定到地板表面，并且机棚104在不接触底座103的情况下固定到地板表面。机棚104形成为长方体，其在平面图中具有与工件传送方向T平行的短边和与工件传送方向T垂直的长边。在机棚104中，机棚104的长边y的长度设定成不小于机械手101和102沿着与工件传送方向T垂直的方向从底座103突出的最大长度和在平面图中底座103的沿着与工件传送方向T垂直的方向的长度的总和。

Description

组装设备和生产系统

技术领域

本发明涉及一种具有机械手的组装设备和一种包括多个组装设备的组合的生产系统。

背景技术

近年来，小型电气产品和电子产品已经以更多品种和更少数量的方式生产，并且产品的产品寿命周期已经缩短。用于生产产品的生产线趋向于频繁地重构以适应待生产的产品。在这种生产线上转型生产另一种产品，则需要时间改变生产线，并且需要生产专用夹具。如果不是略微大量地生产产品，则经常采用手工生产单元而不是自动化的生产线。然而，甚至在该情况下，也需要生产线的自动化，例如以稳定产品的质量和应对生产的迅速增长。

因此，通用型组装设备最近已经引起注意（参见日本专利申请特开No.2009-148869）。包括这样的组装设备的生产系统使用机械手来加工和传送用作待加工对象的工件，并且多个组装设备可以根据每个生产计划重新布置以构造新的生产系统。如果生产迅速增长，则通用型组装设备可以从生产能力将减小的另一个生产系统去除并且可以在新的生产系统中使用。

用于制造上述组装设备的重要因素包括，每个组装设备的占地面积的减小。如果组装设备相对人工装配线具有较大的占地面积，则甚至通用型组装设备也几乎没什么优点。与此相反，在日本专利申请特开No.2009-148869中说明的每个组装设备中，具有不少于六个自由度的机械手固定到底盘的侧壁，并且具有宽视场的通用型照相机固定到底盘的顶板部分。通过使用由照相机成像的结果和改变操作程序以执行各项工作来消除每个机械手的位置与工件的位置之间的公差，使安装空间最小化。借助该构造，组装设备可用于许多生产现场。

然而，由于在传统的组装设备中机械手固定到底盘的侧壁，底盘会由于机械手的摆动而不稳定。与因机械手的摆动而使工件受到的振动不同的振动被施加到设置在顶板部分处的照相机，而且所述振动减小了照相机的检测准确度。用于避免该问题的方法包括，在照相机的摆动收敛之后由照相机执行成像的处理。在该方法中，顶板表面需要位于略高的高度处以保证用于机械手的工作区。这延长了底盘的摆动周期。一旦底盘开始振动，则要耗费较长的时间来用于使照相机的摆动收敛。因此，在照相机的摆动收敛之前的等待时间增加了工作机械手停止工作的时间段，这导致生产速度减小。

在这些背景下，本发明的目的是提供一种组装设备和使用该组装设备的生产系统，所述组装设备能够减小对机械手的工作区进行成像的照相机的振动。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利申请特开No.2009-148869

发明内容

本发明提供一种组装设备，所述组装设备包括：至少一个机械手，其能够进行组装工件的工作；和底座，所述机械手固定到所述底座，并且在所述底座中机械手抓紧工件并且沿着工件传送方向传送工件。该设备包括：框架，其具有框架状结构，所述框架布置成包围底座；和照相机，所述照相机固定在框架的上部分处并且可以对包括机械手的工作区在内的区域成像。底座和框架固定到地板表面，而同时彼此不接触，框架形成为长方体形状，其在平面图中具有与工件传送方向平行的短边和与工件传送方向垂直的长边，并且框架的长边的长度设定成不小于，机械手沿着与工件传送方向垂直的方向从底座突出的最大长度和在平面图中底座的沿着与工件传送方向垂直的方向的长度的总和。

根据本发明，固定有机械手的底座和固定有照相机的框架二者被固定到地板表面，而同时彼此不接触。因此，甚至当机械手摆动时，可以防止摆动传递到框架，并且可以减小照相机的振动。另外地，在框架中，框架的长边的长度设定成不小于，机械手沿着与工件传送方向垂直的方向从底座突出的最大长度和底座在平面图中的长度的总和。从而，框架被安装在地板表面上，框架的安装区域大于底座的安装区域。结果，框架更加稳定地抵抗振动，并且可以有效地减小照相机的振动。

本发明的其它特征将从以下参照附图的示例性实施例的说明而变得显而易见。

附图说明

图1是示出组装设备的示意性构造的透视图，所述组装设备待包含在根据本发明的第一实施例的生产系统中；

图2是如从上方看到的组装设备的示意图；

图3是包括多个组装设备的组合的生产系统的透视图；

图4是照相机的透视图；

图5A是示出在门关闭的情况下的组装设备的示意性构造的透视图，所述组装设备待包含在根据本发明的第二实施例的生产系统中；

图5B是示出在门打开的情况下的组装设备的示意性构造的透视图，所述组装设备待包含在根据本发明的第二实施例的生产系统中；

图6A是包括多个组装设备的组合的生产系统的透视图，所述组装设备的门未示出；

图6B是包括所述多个组装设备的组合的生产系统的透视图，所述组装设备的门关闭；

图7是放大比例的图6A中的组装设备的透视图；

图8A是示出在门关闭的情况下的组装设备的示意性构造的透视图，所述组装设备待包含在根据本发明的第三实施例的生产系统中；

图8B是示出在门打开的情况下的组装设备的示意性构造的透视图，所述组装设备待包含在根据本发明的第三实施例的生产系统中；

图9是如从上方看到的组装设备的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图详细地说明本发明的实施例。

第一实施例

图1是一透视图，示出待包含在根据本发明的第一实施例的生产系统中的组装设备的示意性构造。应注意到，虽然第一实施例将说明透镜镜筒用作工件W并且另一个工件W₁（例如，各种部件之一）被组装到工件W的情况，所述工件W用作待加工对象，但是本发明不限于此。在没有脱离本发明的技术概念的情况下，可以任选地进行改变。在以下说明中待参照的附图中的每个中，为了容易理解该构造，每个部件都使用与实际结构的比例和数值不同的比例和数值。

图1中所示的组装设备（以下称为“机器人站”）100包括：两个机械手101和102；底座103，机械手101和102固定到所述底座103；和框架（以下称为“机棚”）104，其具有包围底座103的框架状结构。机器人站100还包括：照相机106；灯具107；和照相机固定装置105，其用于将照相机106和灯具107固定到机棚104。机械手101和102、底座103、机棚104、照相机固定装置105、照相机106和灯具107构成一个单元。

机械手101和102每个都是六轴的机械手。可以选择不同端部执行器中的对应一个以用于各种工件中的目标工件，并且所述对应的一个端部执行器被附装到机械手101和102中的每个的远侧端部。术语端部执行器这里指的是与人类手指对应的部分。例如，机械手101安装有作为端部执行器的镊子手，所述镊子手包括一对能够进行细节工作的镊子。机械手102安装有作为端部执行器的抓取器手，所述抓取器手负责传送诸如透镜镜筒的较大构件。借助该构造，机械手101和102可以执行组装工件W和W₁的工作。应注意到，机械手102可以通过抓紧工件和枢转而将该工件传送到布置在机械手102沿着工件传送方向T的下游的底座或类似物（未示出）。

机械手101和102的近侧端部被固定到底座103。底座103是外壳，所述外壳为机械手101和102提供工作区以执行各项工作。在第一实施例中，底座103的顶板103a用作工作区并且具有正方形形状。全部两个机械手101和102的近侧端部分别固定到顶板103a的四个拐角中的成对角线关系的两个拐角。应注意到，底座103包括不锈钢支柱和侧板以及顶板103a，并且机械手101和102经由顶板103a被稳固地固定到不锈钢支柱。

机械手101和102可以使用底座103的整个顶板103a的除了固定有机械手101和102的部分以外的部分作为工作区。在顶板103a中以规则的间隔形成有孔以用于固定基座、用于保持部件的托盘和类似物，在所述基座上待安装有可用于机械手101和102的各种处理工具。各种基座和托盘可以通过将基座和托盘固定到所述孔而以固定的准确度定位。可以在顶板103a上制成用于标定的标记（未示出）。标记优选地形成在顶板103a的四个拐角中的除了固定有机械手101和102的两个拐角以外的拐角附近，即，形成在另外两个拐角附近。

底座103的顶板103a中的工作区的中心部分是工作区域209，用于由一对机械手101和102执行协同工作，例如组装工作。工件W安装在工作区域209中。应注意到，在工作区域209的中心处制成用于与透镜镜筒的中心点对准的标记。顶板103a的沿着工件传送方向的上游边缘是区域201，用于临时地放置从相邻的机器人站100传送的工件W。在区域201中临时地放置有待与工件W₁组装的工件W。

围绕顶板103a的与布置有一对机械手101和102的两个拐角不同的另外两个拐角中的一个拐角上方布置有部件进给设备210，待与工件W组装的工件W₁被供给至该进给设备。在顶板103a的所述一个拐角处布置有托盘203，工件W₁待安装至该托盘。在顶板103a的另一个拐角处布置有凸台207，在所述凸台207上安装有涂布设备208，所述涂布设备208用于当工件W₁组装到工件W时施加粘合剂。

在第一实施例中，机器人站100包括控制器108，所述控制器108产生待输出到包含在机械手101和102中的马达的命令值以用于控制马达。控制器108布置在作为外壳的底座103的外壳内。机器人站100还包括图像处理设备109，所述图像处理设备109使照相机106执行成像并且处理通过成像所获得的图像。图像处理设备109也布置在作为外壳的底座103的外壳内。存在有与机械手101和102自身的机器人控制相关联的公差、诸如待加工对象的工件W和W₁自身和部件的公差以及由诸如热和光的干扰导致的各种公差。控制器108基于来自图像处理设备109的处理结果校正机器人命令值并且使公差落在可允许的范围内。

底座103安装在地板表面上。由于包括机械手101和102、控制器108和图像处理设备109在内的底座103的总重较大，所以底座103的底表面附装有用于底座103的运动的轮脚103b。底座103安装有用于固定到地板表面的螺钉式固定托架103c，以便当底座103安装在地板表面上时底座103是稳定的。固定托架103c通过被驱动到地板表面中的锚定螺栓（未示出）而固定到地板表面，并且可以使由机械手101和102的操作所导致的振动最小化。

用作框架的机棚104是长方体形状的构架，所述构架由刚性支柱和梁组装以用于固定照相机106，以便使照相机成像表面与用作底座103的工作区的顶板103a平行。具有框架状结构的机棚104包括：顶板104a，所述顶板104a在平面图中是矩形的；四个支柱104b，所述四个支柱104b从顶板104a竖直地向下延伸；和四个梁104c，所述四个梁104c连接所述支柱104b中的每两个相邻支柱的下端部。机棚104还包括与长边方向Y平行的成对的梁（104d和104e）。每个梁都布置在所述支柱104b中的两个支柱之间以联接所述两个支柱104b。一对梁104e设置在机棚104的上部分处，并且另一对梁104d设置在机棚104的基本竖直中心的部分处。借助该框架状结构，机棚104形成为长方体形状，其在平面图中具有长边y和短边x。机棚104布置成使得在平面图中短边x与工件传送方向T平行（在平面图中长边y与工件传送方向T垂直）。应注意到，所述四个支柱104b的下端部附装有用于运动的轮脚104f。所述四个支柱104b的下端部还附装有固定托架104g，所述固定托架104g通过被驱动到地板表面中的锚定螺栓（未示出）被固定到地板表面。借助该构造，机棚104固定到地板表面，而同时不与底座103接触。

照相机106通过照相机固定装置105固定到机棚104的上部分，使得照相机106具有能够对包括工作区域209在内的整个顶板103a取景的视角以用于由机械手101和102执行协同工作，并且使得照相机106的光轴与顶板103a垂直。照相机固定装置105使用机棚104的梁104e中的槽来确保平行度，并且照相机固定装置105可经螺纹地固定到所需要的位置。照相机固定装置105不但可以固定照相机106，而且可以固定灯具107。在第一实施例中，灯具107是正方形环状的LED灯具，其围绕照相机106的透镜布置并且向工作区域209中的工件W施加均匀光。照相机106需要具有宽视场并且优选地是高分辨率照相机。更具体地，照相机106优选地具有不小于10兆像素的分辨率。照相机106和图像处理设备109根据照相机链接标准连接，所述照相机链接标准是通用FA标准。如上所述，由于照相机106固定到机棚104，所以照相机106可以对整个顶板103a成像，所述顶板103a是包括底座103的工作区域209在内的工作区。

图2是如从上方看到的组装设备（机器人站）的示意图，并且示出底座103、机械手101和102以及机棚104之间的位置关系和照相机106的安装位置。参照图2，点P1指示机械手101的第一轴的转动中心，而点P2指示机械手102的第一轴的转动中心。范围E1指示当机械手101的第一轴枢转时机械手101的端部执行器覆盖的运动范围。类似地，范围E2指示当机械手102的第一轴枢转时机械手102的端部执行器覆盖的运动范围。在图2中，机械手101和102中的每个的第一轴的枢转运动范围相对于从底座103的顶板103a的对应拐角朝向中心的方向是±90°，即，180°。机械手101和102和端部执行器的运动范围E1和E2沿着短边方向X从机棚104突出。这是因为机械手101和102还用作用于传送工件W的单元。

机棚104的尺寸设定成使得甚至当机棚104、底座103和机械手101和102振动时机棚104也不与底座103和机械手101和102接触。更具体地，如图2中所示，假设，Y1是在平面图中机械手101和102中的每个沿着长边方向Y从底座103突出的最大长度；Y2是底座103的沿着与工件传送方向T垂直的方向的长度；并且Y3是每个支柱104b的沿着与工件传送方向T垂直的方向的宽度。机棚104的长边y的长度设定成不小于机械手101和102沿着与工件传送方向T垂直的方向从底座103突出的最大长度Y1×2和底座103的沿着与工件传送方向T垂直的方向的长度Y2的总和。即，满足当机械手101和102枢转时机械手101和102沿着与工件传送方向T垂直的方向不从机棚104突出的条件。由于在第一实施例中设置有两个机械手，所以机械手从底座103突出的最大长度是Y1×2。在仅一个机械手的情况下，所述最大长度是Y1。

在第一实施例中，机棚104的长边y的长度设定成，Y1×2+Y2+Y3×2。借助该构造，机械手101和102沿着与工件传送方向T垂直的方向不从机棚104突出。由于在每侧上有与每个支柱104b的宽度Y3对应的空间，因此即使在机棚104的短边x侧上的框架侧表面处设置有侧板或类似物，也能防止机械手与侧板接触。机棚104的尺寸增大被抑制。

机棚104的高度设定成机械手101和102可以达到的最大高度、底座103的高度、用于安装照相机106的尺寸和每个支柱104b的宽度的总和。底座103安装在安装有机棚104的区域的中心部分处。

借助上述构造，在底座103与机棚104之间形成由虚线区域305和306所指示的空间，如图2中所示。由虚线区域305和306所指示的空间防止机械手101和102沿着长边方向Y从机棚104突出来并且增加了机棚104的占地面积。结果，机棚104具有抵抗摆动的结构。

图3是包括多个组装设备（机器人站）的组合的生产系统的透视图。生产系统（以下称为“机器人单元”）200包括多个机器人站100。即，机器人单元200构造成使多个机器人站100沿着工件传送方向T布置。因此，相对于底座103沿着与工件传送方向T垂直的方向设置虚线区域305和306（图2），并且沿着与工件传送方向T平行的方向设置具有相同构造的机器人站100。机棚104中的相邻两个布置成使得在长边y侧上的框架侧表面彼此面对。该构造能够通过机械手102将工件W传送到相邻的机器人站100（下一个处理）。

图3中所示的底座103中的相邻两个之间的空隙略宽于两个支柱104b的宽度的总和。在相邻的底座103和103之间没有用于人的空间，这不会产生问题。每个机棚104的支柱104b都可以容易地附装有门和栅栏中的一个（未示出），并且栅栏可以被便宜地构建。

由于人的单元是用于比较的目标，所以每个机器人站100的安装区域受到非常严格的限制。例如，在组装透镜镜筒时，一个操作员在人工单元中的工作区是边长约50cm的正方形。如果每个机器人站100都处于相同的安装区域内，则机棚104形成为长方体形状，所述长方体形状在高度方向上较长，以便保证用于六轴的机械手101和102的运动的空间。因此，一旦机器人站100开始振动，则在机棚中出现长周期振动。然而，由于在第一实施例中机棚104和底座103被独立地固定到地板表面，所以机械手101和102和底座103不接触机棚104的每个支柱104b的部分。这能够防止机械手101和102和底座103的振动直接传递到机棚104。因此，可以通过将固定有机械手101和102的底座103和固定有照相机106的机棚104彼此独立地固定到地板表面从而彼此不接触来减小照相机106的振动。

每个机棚104都具有长方体形状并且具有较低的重心。抵抗振动的稳定性与占地面积（基座区域）相关地增大。因此，可以更加有效地减小照相机106的振动。另外，由于多个机棚104并排布置，如图3中所示，所以作为整个机器人单元的机棚104更加稳定地抵抗振动。

能够用于运进待加工对象和运出已加工对象的方法包括两种方法。一种方法是提供栅栏并且使用托盘手动地执行运进和运出。另一种方法是通过自动导引车151和152执行运进和运出，所述自动导引车151和152根据地板上的带153或类似物运动，如图3中所示。虽然可以使用这些方法中的任一种方法，但是更期望的是使用自动导引车151和152。

在第一实施例中，顶板104a布置在每个机棚104的上部分（顶板部分）处。顶板104a由诸如铝板的板材制成，所述板材用黑色阳极电镀铝处理，用于防止漫反射，并且顶板104a布置在照相机106上方。每个顶板104a都具有以下效果，即，阻隔由安装机器人站100的工厂的室内照明所导致的干扰，并且防止工厂里浮动的灰尘和类似物粘附到工件W。顶板104a的设置增大了每个机棚104的机械强度并且能够更加有效地减小照相机106的振动。

当机械手101和102操作时，需要使用由照相机106成像所获得的图像执行图像处理和校正命令值的工作，即，需要所谓标定的工作。这是因为附装照相机106自身的准确度是有限的，并且不能在没有标定的情况下得到目标测量准确度。多项标定工作被广泛地分成两种类型。一种类型是所谓的照相机参数标定，其包括校正例如在照相机106自身和由照相机106附装位置所导致的倾斜方面的失真。另一种类型是照相机坐标和机器人坐标之间的标定，其包括建立起表示由照相机106测量所获得的照相机106的坐标位置与机械手101和102的坐标位置之间的关系的等式。

已知的标定图表用于照相机参数标定。首先，标定图表放置在底座103上的至少不共线的三个位置处。对标定图表拍照，并且从标定图表的多条已知尺寸信息获得在照相机106的图片表面上的失真、当照相机106附装时导致的倾斜、用于照相机坐标的每个像素的一条尺寸信息和类似信息。通过机械准确度确保底座103与机械手101和102之间的位置关系。因此，照相机坐标与机器人坐标之间的位置关系可以从如上所述在底座103上制成的标定标记的照相机坐标信息和通过对标定标记（或者标定图表）照相所得到的底座103中的多条已知位置信息而计算出。工件W与机械手101和102之间的公差可以通过使用位置关系将已校正的机器人坐标命令发送到机械手101和102而消除。该原理可以应用于各种工作处理。应注意到，在机器人坐标侧上的标记不必位于底座103处。只要通过机械准确度确保底座103与机械手101和102之间的位置关系即可，标记可以设置在机械手侧上，这不会产生问题。

如上所述，根据第一实施例，其上固定有机械手101和102的底座103和固定有照相机106的机棚104二者独立地固定到地板表面，从而彼此不接触。因此，即使机械手101和102和底座103振动，也可以防止振动传递到机棚104。在安装在底座103上的作为待加工对象的工件W、作为部件的工件W₁和作为工具的涂布设备208之间的相对位置关系甚至在摆动之后也保持不变。因此，即使振动不收敛，照相机106也可以执行成像。当图像处理设备109基于通过成像所获得的图像而执行图像处理时，图像处理设备109可以在不受摆动影响的情况下准确地测量位置信息（相对位置关系）。

应注意到，待附装到每个机棚104的照相机的数量不必是一个。例如，如图4中所示，两个照相机106和106A可以布置在机棚104的上部分（顶板部分）处，并且对整个底座取景的宽视场照相机（全局照相机）可以用作照相机106。另一个照相机106A可以布置在所述上部分的中心部分处，作为窄视场照相机（局部照相机），所述窄视场照相机对工作区域209取景，在所述工作区域209处，作为部件的工件W₁组装到作为待加工对象的工件W。可以选择和使用工作所需要的分辨率。由于全局照相机106设置在与机棚104的上部分（顶板部分）的中心部分偏离的位置处，所以全局照相机106可以倾斜地附装，如图4中所示。

即，局部照相机106A布置在每个机棚104紧接工作区域209上方的中心部分处，并且全局照相机106布置在与中心位置偏离的位置处。因此，全局照相机106以一角度固定，以便使照相机106的光轴穿过底座103的顶板103a的中心位置。借助该构造，全局照相机106的视场可以设定成不限于一部分。应注意到，如果照相机自身的尺寸较小，则照相机不必按上述方式布置。两个照相机可以并排布置在顶板部分的中心附近，以便使两个照相机的光轴均与底座的顶板垂直。全局照相机和局部照相机的区别仅在于取景覆盖范围不同。两个独立的照相机设置成仅提供一种与所需要的准确程度对应的适当分辨率。因此，如果所需要的准确程度可以通过其视场覆盖整个底座顶板的照相机的分辨率实现，则一个照相机将是足够的。

将参照图1和4说明由全局照相机106和局部照相机106A执行的成像操作和在图像处理设备109中的图像处理操作，用于由每个机器人站100执行的透镜镜筒组件的一个处理操作。

在机器人站100进入操作中时，首先执行仅全局照相机106的标定以及全局照相机106和安装到机械手101和102的端部执行器的标定。类似地，执行局部照相机106A的标定。以如下方式执行用于操作的程序。

（1）三个标定板在全局照相机106的取景覆盖范围内被安装在底座顶板103a的工作区域209的部分中的不共线的位置处。

（2）然后，启动图像处理设备109的标定程序。在该程序启动之后，自动地对三个标定板进行成像。通过已知的标定方法，使用通过成像所获得的图像信息，计算出用于单个照相机的照相机参数校正值。

（3）然后，标定板被去除。在该状态下，照相机对机械手的标定程序被启动。在该程序启动之后，该程序使照相机106执行成像，从通过成像所获得的图像中读取在顶板103a上制成的标记，计算出在预定位置处的机械手101和102的端部执行器与顶板103a的固定位置之间的位置关系，并且从照相机坐标获得用于变换的等式。

（4）对局部照相机106A类似地执行以上标定。这样，建立起表示照相机106和106A与机械手101和102之间的位置关系的等式。然后，安装在每个机器人站100处的机械手101和102和端部执行器在基于该关系等式校正坐标的同时执行预编程的教导操作。

根据第一实施例的具体教导操作如下。

（1）机械手102运动，并且用端部执行器抓紧工件W，所述工件W是从相邻的机器人站100进给的透镜镜筒。端部执行器将工件W传送到用于组装的工作区域209，并且将工件W固定到预定位置。这里使用全局照相机106。全局照相机106对在临时放置有待加工对象的区域201中的工件W和在工作区域209上制成的标记同时成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109计算出为透镜镜筒的工件W的中心坐标和标记的中心坐标，并且将相对坐标发送给控制器108。由于标记的位置以已知的准确度与机器人坐标相关，所以控制器108基于工件W的中心位置的机器人坐标而将命令值输出到机械手102，所述工件W已经使用上述关系等式和相对坐标受到校正。在接收到命令值时，机械手102运动到用于拾取临时放置在区域201中的工件W的位置，并且抓紧工件W。此后，机械手102使工件W运动到标记的位置并且在该位置处释放工件W。

（2）当工件W固定到工作区域209的预定位置时，机械手101运动。机械手101借助端部执行器抓紧从工件W伸出的配线构件，并且将配线构件卷起到工件W的上部分处的位置。这里使用局部照相机106A。局部照相机106A对从放置在工作区域209中的工件W伸出的配线构件、工件W和设置在底座顶板103a上的标记同时地成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109计算出工件W的中心坐标与配线构件的端点的坐标之间的照相机相对位置。图像处理设备109还计算出标记与工件W的中心坐标之间的相对位置坐标。控制器108基于标记的位置计算出工件W和配线构件被抓紧的位置，而同时使用表示机器人坐标与照相机坐标之间的关系的等式执行坐标变换。端部执行器根据教导操作执行卷起操作。

（3）然后，机械手102运动以抓紧安装在凸台207上的涂布设备208。被机械手102的端部执行器抓紧的涂布设备208运动到工作区域209内。这里使用全局照相机106。全局照相机106对在涂布设备208的上部分上制成的标记（未示出）和工件W同时地成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109。该图像以与（1）中的方式相同方式被转化成到机械手102和端部执行器的动作命令，并且执行操作。

（4）被抓紧的涂布设备208的远侧端部运动到工件W的粘合剂施加区域上。从涂布设备208喷射出粘合剂。涂布设备208在涂布设备208被抓紧的部分处具有施加开关。涂布设备208设计成当涂布设备208被稳固地抓紧以按压施加开关时喷射出预定量的粘合剂。这里使用局部照相机106A。局部照相机106A对放置在工作区域209中的工件W和在涂布设备208上制成的标记同时地成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109从通过成像所获得的工件W的图像提取施加区域，并且计算出施加区域的中心的照相机位置坐标。然后，图像处理设备109提取标记，并且计算出标记的中心的照相机位置坐标。在计算之后，图像处理设备109计算出施加区域的中心位置坐标与标记的中心位置坐标之间的相对位置。所述坐标被送到控制器108。机械手102基于标记的已知位置被命令操作，以便使两个中心坐标彼此一致。从涂布设备208喷射出粘合剂。

（5）机械手102运动以使涂布设备208返回到凸台207的预定位置。用作端部执行器的抓取器手打开，并且涂布设备208从机械手102去除。这里使用全局照相机106。在凸台207中形成有用于安装涂布设备208的圆孔，用于固定涂布设备208。所述孔是圆锥形的。甚至当涂布设备208在略低的准确度下返回时，涂布设备208也能配合在预定位置处。全局照相机106从上方对凸台207中的孔成像。此时，同时地对在被端部执行器抓紧的涂布设备208上制成的标记成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109从该图像提取圆孔区域和标记，并且按照相机坐标计算出标记和圆孔区域的中心位置。图像处理设备109计算出标记与圆孔区域的中心坐标之间的相对位置。计算出的相对照相机坐标被送到控制器108。涂布设备208基于圆孔的中心位置通过使用机械手102运动到两组中心坐标彼此一致的位置。在该位置处，端部执行器打开，并且涂布设备208返回到凸台207的预定位置。

（6）机械手102运动，并且用机械手102的端部执行器抓紧放置在托盘203中的、用作待组装的部件的工件W₁。机械手102运动以使工件W₁运动到工作区域209内。多个待组装的工件W₁在不交叠的情况下安装在托盘203上。工件W₁从布置在机器人站100的后部分处的部件进给设备210供给到托盘203上。这里使用全局照相机106。全局照相机106对安装在托盘203上的工件W₁和在组装工作区域209中的工件W成像，并且将通过成像所获得的图像发送到图像处理设备109。图像处理设备109基于图像从工件W₁中选择出可夹持的一个工件W₁，并且计算出该可夹持的工件W₁的中心位置的照相机坐标。图像处理设备109还计算出在底座顶板103a上的标记的位置和工件W的中心位置的照相机坐标。图像处理设备109将计算出的照相机坐标送到控制器108。控制器108基于底座顶板103a上的标记的位置使机械手102的端部执行器运动到预定位置，并且使端部执行器抓紧工件W。控制器108使用机械手102将工件W₁运动到工作区域209中。

（7）机械手102运动，并且工件W₁被组装到放置在组装工作区域209中的工件W。这里使用局部照相机106A。局部照相机106A对被端部执行器抓紧的工件W₁和在组装工作区域209中的工件W成像，并且将通过成像所获得的图像发送到图像处理设备109。由局部照相机106A执行的成像之所以要在这里再次执行的原因在于，作为待附装的构件的工件W₁当被抓紧时会变形而使中心坐标位移，并且需要全局照相机106所不能实现的较高的尺寸准确度来组装工件W₁。通过局部照相机106A成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109按照相机坐标计算出在组装工作区域209中的工件W的中心位置和被抓紧的工件W₁的中心位置。计算出的照相机坐标被送到控制器108。控制器108基于所述信息使端部执行器运动并且借助端部执行器将工件W₁组装到工件W，以便使被抓紧的W₁的中心位置和工件W的中心位置彼此一致。

（8）具有已组装的工件W₁的工件W被机械手102再次抓紧并且被传送到相邻的机器人站100的用于临时放置的区域201。这里也使用全局照相机106。待成像的对象是具有已组装的部件的工件W和在底座顶板103a上制成的标记。通过成像所获得的这些物体的图像被送到图像处理设备109。图像处理设备109基于工件W的中心位置和标记的中心位置而计算出照相机坐标。计算出的照相机坐标被送到控制器108。控制器108基于所述信息使机械手102运动到预定位置并且使端部执行器抓紧工件W。当工件W在组装之后运动到相邻的机器人站100的区域201时，不需要较高准确度。没有使用从照相机106和106A所获得的多条图像信息。仅在机器准确度下执行传送，而且当端部执行器到达预定位置时，端部执行器打开并释放工件W。这样就完成了教给机器人站100的教导操作的一个过程。该操作返回到程序（1），并且用于新的工件W的工作处理开始，所述新的工件W是透镜镜筒。

根据第一实施例，安装在底座上的待加工对象、部件和工具之间的相对位置关系甚至在摆动之后也保持不变。即使振动不收敛，照相机也可以如上所述执行成像。因此，可以通过图像处理而计算出两个目标位置之间的相对位置关系。当机器人振动已经收敛时，机器人坐标作为命令给出，所述机器人坐标通过将相对位置坐标添加到底座顶板上的基准标记的坐标而获得。这能够在不损失速度的情况下以稳定的准确度执行教导工作。结果，可以提高机器人站的速度。

应注意到，在不需要较高的准确度的方面中，可以不必通过成像获得这种相对位置关系。例如，在第一实施例的程序（8）中，透镜镜筒通过机械手传送到相邻的机器人站。如果需要足以简单地抓紧透镜镜筒并使透镜镜筒放置在一定范围内的准确度，则甚至在某些摆动下也可以抓紧和传送透镜镜筒。在第一实施例中，在透镜镜筒被抓紧之后，在不使用照相机图像的情况下，仅在机械准确度下通过教导操作执行透镜镜筒到相邻的机器人站的传送。

应注意到，能够用于对机器人站教导工作程序的方法包括已知的各种方法。例如，通过在计算机中提供机器人站的虚拟CAD模型，并且通过计算机CAD中的模拟再现机器人站中具体的工作程序，可以执行操作的教导。如果模拟中产生的操作教导被传递到如上所述的控制器，则控制器可以执行实际操作。由于各种外部因素，模拟与真实世界之间出现误差，并且操作在不改变的情况下不能工作。因此，在第一实施例中，在每个处理模拟中都包含有照相机成像序列以使教导操作的教导能够消除使用计算机CAD的模拟中的误差。

第二实施例

图5A和5B是透视图，示出待包含在根据本发明第二实施例的生产系统中的组装设备的示意性构造。图5A是示出门关闭的状态的视图，并且图5B是示出门打开的状态的视图。与第一实施例中的部件相同的部件用相同的附图标记表示，并且将省略对这些部件的说明。

作为根据第二实施例的组装设备的机器人站100A包括：两个机械手101和102；底座103，机械手101和102固定到所述底座103；和作为框架的机棚104A，其具有包围底座103的框架状结构。机器人站100A还包括：照相机106和106A；灯具107；和照相机固定装置105，其用于将照相机106和106A和灯具107固定到机棚104A。

同样在第二实施例中，照相机106和106A固定到机棚104A的上部分并且能够对包括用于机械手101和102的工作区域209A在内的区域成像。底座103和机棚104A固定到地板表面，而同时彼此不接触。机棚104A形成为长方体的形状，其在平面图中具有与工件传送方向T平行的短边x和与工件传送方向T垂直的长边y。在机棚104A中，机棚104A的长边y的长度设定成在平面图中不小于机械手101和102沿着与工件传送方向T垂直的方向从底座103突出的最大长度和底座103的沿着与工件传送方向T垂直的方向的长度的总和。更具体地，机棚104A的长边y的长度设定成Y1×2+Y2+Y3×2，如图2中所示。机棚104A的顶板104a由诸如铝板的板材制成，所述板材用黑色阳极电镀铝处理，用于防止漫反射，并且顶板104a布置在照相机106和106A上方。该构造与第一实施例的构造基本相同，并且如同在第一实施例中那样具有减小照相机106和106A的振动的效果。

在第二实施例中，在机棚104A的沿着工件传送方向T的上游框架侧表面处设置有具有用于运进工件W的开口部分507a的侧板507，如图5B中所示。在机棚104A的沿着工件传送方向T的下游框架侧表面处设置有具有用于运出工件W的开口部分508a的侧板508。在机棚104A的部件进给设备210侧上的框架侧表面处设置有具有用于运进工件W₁的开口部分509a的侧板509。侧板507、508和509固定到机棚的支柱和梁。作为侧板，设置有可打开/关闭的门510，其覆盖机棚104A的前框架侧上的整个框架侧表面，即，设置在非工件传送侧上的框架侧表面处。

在机棚104A中，开口部分507a、508a和509a仅形成在待运进和运出工件的部分处，并且其它部分的大部分用顶板104a、侧板507、508和509和门510覆盖。即，除了地板表面与机棚104A之间的空隙和开口部分507a、508a和509a以外，机棚104A用板覆盖。侧板507、508和509显著地增加了机棚104A的强度，并且机棚104A具有更强的抗振动性能。如上所述，提高了机棚104A的刚度，减小了机棚104A的振动，并且可以有效地减小照相机106和106A的振动。

侧板507、508和509由诸如铝板的板材制成，所述板材用黑色阳极电镀铝处理，如同顶板104a一样。门510是由聚碳酸酯制成的透明板构件。门510使用透明板构件的原因在于，操作员可以在机器人站100A中出现麻烦之前检测到异常性。应注意到，门510可以由诸如铝板的板材制成，所述板材料用黑色阳极电镀铝处理。在该情况下，可以进一步减小外部照明对机器人站的影响。结果，机器人站的操作可更加稳定。

除了用于工件传送的开口部分和形成在地板表面与机棚之间的狭窄空隙以外，机棚104A可以通过关闭门510而变得密闭。这能够防止灰尘进入机棚104A并使机棚104A的内部达到清洁室的条件。因此，诸如待加工对象或部件的工件是清洁的，并且可以有效地防止由灰尘和类似物粘附所导致的干扰和生产中由于灰尘的影响所导致的缺陷。

在第二实施例中，在顶板104a的上方还设置有管道511，其用于通过空调过滤器512将清洁空气供应到被机棚104A所包围的空间中。借助通过管道511供给的空气，机棚104A内部的压力总是设定成略高于机棚104A外部的压力。这导致空气从机棚104A的内部流到机棚104A的外部。禁止不清洁的空气进入机棚104A，维持了机棚104A内部的清洁度，并且可以禁止灰尘和类似物粘附到工件。

待安装有工件的工作台513被固定而不与机棚104A中的底座103接触。在机棚104A内，工作台513布置在底座103的顶板103a上方，从而不接触顶板103a。工作台513是板状刚性本体，其具有预定的厚度并且水平地位于机棚104A的一对梁104d之间并且被固定。工作台513的设置进一步提高了机棚104A的刚度，减小了机棚104A的振动，并且减小了照相机106和106A的振动。

应注意到，在与机械手101和102的近侧端部对应的位置处形成有凹口，以避免与机械手101和102的近侧端部接触。工作台513用作工作区，并且机械手101和102可以在工作台513上工作。作为工作区的工作台513的中心部分设定为工作区域209A，在该处一对机械手101和102通过协同工作可以执行组装工作。在工作台513上除了工作区域209A以外的区域包括用于临时放置工件的区域201A和待布置有凸台207的区域，如同第一实施例一样。由于在第二实施例中，安装有工件和机械手执行组装工作的工作区没有位于底座103上，所以不必在底座的上表面中以规则的间隔形成用于固定工具和类似物的孔。代替所述孔，考虑到从包含在底座中的控制器108和图像处理设备109辐射出的热，在底座的上表面中形成有用于热辐射的通孔。

如上所述，在第二实施例中，工作台513被直接到固定机棚104A并且由不与底座103和机械手101和102接触的结构支撑。因此，作为主要振动源的机械手101和102的振动不传递到工件。即，不但可以显著地减小照相机106和106A的振动，而且可以显著地减小机械手101和102工作的工作台513的振动。因此，设置在机棚104A的顶板部分处的照相机106和106A可以在不受振动影响的情况下执行稳定成像，并且可以提高由照相机106和106A执行的位置测量的准确度。

图6A和6B是包括多个组装设备（机器人站）的组合的生产系统（机器人单元）的透视图。图6A是未示出门的视图，并且图6B是门关闭的视图。如图6A和6B中所示，机器人单元200A包括多个机器人站100A。更具体地，机器人单元200A构造成具有沿着工件传送方向T并排布置的多个机器人站100A。机棚104中的彼此相邻的两个布置成使得在长边侧上的框架侧表面彼此面对。该构造能够通过机械手102将工件W传送到相邻的机器人站100（下一个处理）。设置在机器人站100A的顶板处的管道511通过管道（未示出）联接并且连接到空气进给装置（未示出），所述空气进给装置产生清洁空气。应注意到，虽然图6A和6B中未示出自动导引车，但是自动导引车以与第一实施例中的方式相同的方式布置。

图7是图6A中的组装设备（机器人站）的放大比例的透视图。图7中示出的每个机器人站100A都执行的组装工作与第一实施例中的组装工作相同。然而，在第二实施例中，执行用于照相机坐标、工作台坐标、和机器人坐标的三种类型的标定，如以下将说明。这是因为在所述第一实施例中底座顶板用作工作区并且可以唯一确保用于工作面坐标和机械手坐标的机械准确度，而与第一实施例的构造相比，在第二实施例中因为工作台513固定到机棚104A而不能确保机械准确度。以下将说明根据第二实施例的标定方法。以如下方式执行用于标定方法的程序。

（1）三个标定板被安装在工作台513的工作区在全局照相机106的取景覆盖范围内的部分中的不共线的位置处。

（2）启动图像处理设备109的标定程序。在该程序启动之后，全局照相机106对三个标定板自动地成像。图像处理设备109通过已知的标定方法使用图像信息计算出用于单个照相机的照相机参数校正值。

（3）然后，标定板被去除。

（4）全局照相机106对提前在工作台513上制成的、在已知位置处的标记多次成像。从照相机坐标与标记的位置之间的关系获得限定标记与工作台513之间的位置关系的等式。

（5）控制器108使机械手101和102将附装到机械手101和102的端部执行器运动到预定位置。在该状态下，启动照相机对机器人的标定程序。在该程序启动之后，图像处理设备109读取在附装到机械手101和102的端部执行器上制成的标记，计算出机械手的端部执行器之间的位置关系，并且获得用于从照相机坐标进行变换的等式。

（6）对于局部照相机106A而言，类似地执行上述工作。这样，建立起表示照相机106和106A中的每个、机械手101和102和工作台513之间的位置关系的等式。

在第二实施例中，需要多项标定工作，所述标定工作的数量大于第一实施例中的标定工作的数量。然而，由于可以在受到最少量的来自机械手101和102的振动的环境中通过成像获得工件的位置、用于工件的目标位置和类似信息，所以第二实施例的有利之处在于，照相机106和106A中的每个都具有较高的检测位置准确度。在静止位置处成像的情况下，第二实施例具有能够使用这样的照相机的优点，即，所述照相机使用便宜的CMOS传感器，所述照相机借助例如滚动快门执行成像。在假定不存在摆动的情况下，照相机坐标的用法不限于上述的图像中相对位置的用法。图像的照相机坐标可以组合使用。因而，能够显著地缩短图像处理的处理。

根据第二实施例的具体教导操作如下。

（1）使机械手102运动，并且用端部执行器抓紧工件W，所述工件W是从相邻的机器人站100A进给的透镜镜筒（待加工对象）。端部执行器将工件W传送到组装工作区域209A，并且将工件W固定到预定位置。这里使用全局照相机106。全局照相机106对在临时放置有工件W的区域201A中的工件W成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，并且工件W的中心坐标被发送给控制器108。控制器108基于上述关系等式计算出工件W的中心位置的机器人坐标，并且计算出机器人坐标与提前教导的用于透镜镜筒的教导位置之间的差值。控制器108将该值作为偏移量添加到之后的教导命令，指示机械手102运动到用于拾取工件W的位置，并且抓紧工件W。此后，控制器108指示机械手102将工件W运动到预定位置并且在该位置处释放工件W。

（2）当工件W固定到预定位置时，机械手101运动。机械手101借助端部执行器抓紧从工件W伸出的配线构件，并且将配线构件卷起到工件W的上部分处的位置。这里使用局部照相机106A。局部照相机106A对从放置在工作区域209A中的工件W伸出的配线构件和该工件W同时地成像。在该状态下，工件W和配线构件通过转动提前设置在工作台513上的转动台而转动，以便使工件W和配线构件的教导图像与通过成像所获得的图像一致。当图像一致时，控制器108使用表示机器人坐标与照相机坐标之间的关系的等式执行坐标变换。通过检测工件W的中心坐标位置与提前教导的用于工件W的中心坐标位置之间的差，并且将该差值作为偏移量添加到教导操作，执行卷起操作。

（3）机械手102运动以抓紧安装在凸台207上的涂布设备208。使用机械手102将被抓紧的涂布设备208运动到工作区域209中。这里使用全局照相机106。全局照相机106对在涂布设备208的上部分上制成的标记（未示出）和固定在预定位置处的工件W同时地成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109。图像处理设备109计算出在涂布设备208上的标记的中心照相机坐标和固定在预定位置处的工件W的中心照相机坐标，并且将这些中心照相机坐标发送到控制器108。控制器108将照相机坐标变换成机器人坐标，计算出所述多组机器人坐标与涂布设备208上的标记的教导中心机器人坐标和固定在预定位置处的工件W的教导中心机器人坐标之间的差，并且基于所述差值校正教导数据。

（4）被抓紧的涂布设备208的远侧端部运动到工件W的粘合剂施加区域上。从涂布设备208喷射出粘合剂。涂布设备208在涂布设备208被抓紧的部分处具有施加开关。涂布设备208设计成当涂布设备208被稳固地抓紧以按压施加开关时喷射出预定量的粘合剂。这里使用局部照相机106A。局部照相机106A对放置在工作区域209A中的工件W和在涂布设备208上制成的标记同时地成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109从通过成像所获得的工件W的图像提取施加区域，并且计算出施加区域的中心的照相机位置坐标。然后，图像处理设备109提取标记，并且计算出标记的中心照相机位置坐标。这些坐标被送到控制器108。控制器108将这些照相机坐标变换成机器人坐标，并且然后计算出所述多组机器人坐标与施加区域的教导中心机器人坐标和标记的教导中心照相机坐标之间的差。控制器108指示机械手102操作，从而消除差值。此后，从涂布设备208喷射出粘合剂。

（5）机械手102运动以使被抓紧的涂布设备208返回到凸台207的预定位置。用作端部执行器的抓取器手打开，并且涂布设备208从机械手102去除。这里使用全局照相机106。在凸台207中形成有用于安装涂布设备208的圆孔，用于固定涂布设备208。所述孔是圆锥形的。即使涂布设备208在略低的准确度下返回，涂布设备208也能在预定位置处配合好。全局照相机106从上方对所述孔成像。此时，对在被端部执行器抓紧的涂布设备208上制成的标记同时地成像。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109从该图像提取圆孔区域和标记，并且按照相机坐标计算出标记和圆孔区域的中心位置。照相机坐标被送到控制器108。控制器108计算出照相机坐标与提前教导的标记的中心坐标和圆孔的中心机器人坐标之间的差。控制器108从所述差值校正用于机械手102的教导操作并且控制机械手102。端部执行器打开，并且涂布设备208返回到凸台207的预定位置。

（6）使机械手102运动，并且用机械手102的端部执行器抓紧放置在托盘203中的、用作待组装的部件的工件W₁。机械手102运动以使工件W₁运动到工作区域209A中。多个待组装的工件W₁在不交叠的情况下安装在托盘203上。这里也使用全局照相机106。全局照相机106对安装在托盘203上的工件W₁和在组装工作区域209A中的工件W成像，并且将通过成像所获得的图像发送到图像处理设备109。图像处理设备109基于图像从工件W₁中选择出一个可夹持的工件W₁，并且计算出该可夹持的工件W₁的中心位置的照相机坐标。图像处理设备109还计算出工件W的中心位置的照相机坐标。计算出的照相机坐标被送到控制器108。控制器108使用用于变换的等式将照相机坐标变换成机器人坐标，并且计算出所述多组机器人坐标分别与提前教导的工件W的中心机器人坐标和工件W₁的中心机器人坐标之间的差。控制器108校正教导操作，使机械手102的端部执行器运动到预定位置，并且使端部执行器抓紧工件W₁。控制器108使用机械手102将工件W₁运动到存在有工件W的工作区域209A中。

（7）机械手102运动，并且工件W₁被组装到放置在组装工作区域209A中的工件W。这里使用局部照相机106A。局部照相机106A对被端部执行器抓紧的工件W₁和在组装工作区域209A中的工件W成像，并且将通过成像所获得的图像发送到图像处理设备109。由局部照相机106A执行的成像之所以要在这里再次执行的原因在于，作为待附装的构件的工件W₁当被抓紧时会变形而使中心坐标位移，并且需要全局照相机106所不能实现的较高尺寸准确度来组装工件W₁。通过局部照相机106A成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109按照相机坐标计算出在组装工作区域209A中的工件W的中心位置和被抓紧的工件W₁的中心位置。计算出的照相机坐标被送到控制器108。控制器108使用用于变换的等式将照相机坐标变换成机器人坐标，并且检测所述多组机器人坐标与提前教导的工件W₁的中心坐标和工件W的中心机器人坐标之间的差。控制器108基于所述差值校正教导操作。控制器108使端部执行器运动，并且根据已校正的教导操作将工件W₁组装到工件W。

（8）具有已组装的工件W₁的工件W被机械手102再次抓紧并且被传送到相邻的机器人站100A的用于临时放置的区域201A。这里也使用全局照相机106。待成像的对象是具有已组装的部件的工件W。通过成像所获得的图像被送到图像处理设备109，所述图像处理设备109按照相机坐标计算出工件W的中心位置。计算出的照相机坐标被送到控制器108。控制器108使用用于变换的等式将照相机坐标变换成机器人坐标，并且计算出所述机器人坐标与提前教导的工件W的中心机器人坐标值之间的差。控制器108基于该信息校正教导操作，使机械手102运动到预定位置，并且使端部执行器抓紧工件W。端部执行器使工件W运动到相邻的机器人站100A的区域201A。当端部执行器到达预定位置时，端部执行器打开并释放工件W。这就完成了教导机器人站100的教导操作的一个过程。该操作返回到程序（1），并且用于新的透镜镜筒的工作处理开始，所述透镜镜筒是待加工对象。

如上所述，根据第二实施例，通过照相机106和106A成像所获得的图片不必考虑到振动的影响。从而，第二实施例的有利之处在于，仅必须通过正常重放控制执行操作并且校正在每个重要的点处的目标值与教导点之间的差。因此，可以容易地执行编程，并且有利地，机械手101和102不需要具有较高的准确度。

第三实施例

图8A和8B是透视图，示出待包含在根据本发明的第三实施例的生产系统中的组装设备的示意性构造。图8A是示出门关闭的状态的视图，并且图8B是示出门打开的状态的视图。与第一实施例中的部件相同的部件用相同的附图标记表示，并且将省略对这些部件的说明。

在作为根据第三实施例的组装设备的机器人站100B中，在如根据第二实施例的组装设备的机器人站中具有框架状结构的框架包括外框架和内框架，并且在机棚104A内设置有内框架照相机支架801A，照相机和灯具固定至该内框架照相机支架801A，所述机棚104A是外部框架。照相机支架801A包括支柱801a和增强梁801b。该结构使得照相机106和106A固定到照相机的支架801A的增强梁801b。

同样，该结构使得支柱801a在不与底座103接触也不与支柱104b接触的同时被固定到地板表面。机棚104A、照相机支架801A、和底座103彼此独立地固定到地板表面。

根据第三实施例的机器人站100B具有透明的门510，其被固定到机棚104A的支柱104b。在门510上安装有用于显示控制器的状态的显示器802和包含在底座103中的图像处理设备。

在显示器802中，包含有触摸面板，以便能够通过触摸状态显示部分而显示更加详细的信息并且能够在用于控制器的界面与用于图像处理设备的界面之间切换。在门510上，也可拆卸地设置有机械手教导设备803。教导设备803设有紧急停止开关。

该布置能够在不打开机器人站的门的情况下对每个机器人站进行教导和状态检查，并且因此能够维持机器人站组装设备中一定的清洁度。而且，在机器人站的前面布置有包括指令面板在内的必要的面板，使得够实现紧凑的和空间效率提高的组装设备。

在如此布置的机器人站100B中，在用于例如调试的测试期间，当机械手操作时或在用照相机照相期间，操作员触摸上述显示器802和教导设备803每天都会进行。在例如组成部件再供给的操作中，操作员具有可能会无意地触摸到机棚104A。因此，在上述的第二实施例中，具有意外的振动被传递到照相机而导致出错的风险。

然而，在作为根据第三实施例的组装设备的机器人站100B中，照相机支架801A在与机棚104A独立且不与机棚104A接触的情况下固定到地板表面。

因此，甚至当偶然外力导致机棚104A的振动时，机棚104A的振动也不传递到照相机支架；可以稳定地执行照相机照相。因而，甚至在通过使用显示器802和教导设备803操作机器人时，操作员也可以没有担心地检查操作和教导状态。

因而，防止在机器人站的操作中出现麻烦能够获得提高机器人站的可用性和通过组合机器人站所形成的机器人单元的可用性的效果。

在第三实施例中，需要附图中未示出的配线，并且因为必要的是考虑到贯穿配线的振动传递，所以需要固定从底座103中的控制器连接到显示器802的配线和从控制器连接到教导设备803的配线，以便使配线不接触照相机支架。而且，该布置使得从图像处理设备连接到照相机106和106A的电缆在有间隙的情况下被临时固定到地板表面，并且此后经由照相机支架连接。

图9是如从上方看到的组装设备（机器人站）的示意图，并且示出在底座103、机械手101和102、机棚104A以及安装照相机支架801A的位置之间的位置关系。

参照图9，点P1指示机械手101的第一轴的转动中心，而点P2指示机械手102的第一轴的转动中心。范围E1指示当机械手101的第一轴枢转时机械手101的端部执行器覆盖的运动范围。类似地，范围E2指示当机械手102的第一轴枢转时机械手102的端部执行器覆盖的运动范围。

在第三实施例中，机棚104A的尺寸设定成使得甚至当底座103和机械手101和102振动时也不接触底座103和机械手101和102。更具体地，如图9中所示，假设Y1是在平面图中机械手101和102中的每个沿着长边方向Y从底座103突出的最大长度；Y2是底座103的沿着与工件传送方向T垂直的方向的长度；并且Y3是机棚104A的每个支柱104b的沿着与工件传送方向T垂直的方向的宽度。因此，机棚104A的沿着长边方向的长度y设定成大于或等于Y1×2+Y2。另一方面，照相机支架801A不能大于机棚104A，而从照相机在振动下的稳定性的角度来看，优选的是以尽可能增大的安装面积来安装照相机支架801A。因此，期望的是将照相机支架801A的支柱801a安装成使支柱801a与机棚的支柱104b间隔开间隙Y4，以便使支柱801a在振动期间不接触支柱104b。因此，必要的是将相机支架801A的沿着长边方向的长度y1设定在Y1×2+Y2-Y4×2的范围内。另一方面，为了防止与底座接触，必须使沿着长边方向的长度y1大于或等于Y2+2×Y4。

因为需要完全覆盖照相机支架801A，所以必须将机棚的高度设定成比照相机支架高了大于或等于间隙Y4的量以用于防止接触。在满足了该要求的同时，必须将照相机支架的高度设定成等于机械手101和102可以达到的最大高度、底座103的高度、用于安装照相机106和106A的尺寸和每个支柱104b的宽度Y3的总和。底座103安装在安装有机棚104A的区域的中心部分处。其上安装有工件的工作台可以固定到外框架和内框架之一而不与底座接触。

由此在底座103与机棚104A之间形成由虚线区域901和902指示的空间，如图9中所示。提供虚线区域901和902，用以防止机械手101和102沿着长边方向Y从机棚104A突出，并且用以增大机棚104A和照相机支架801A沿着方向Y的占地面积。

结果，使机棚104A和照相机支架801A中的每个都在结构上被加强以抵抗沿着方向Y所施加的力，以便更能抵抗沿着方向Y的摆动。而且，沿着延伸方向的机棚用作迄今已知的机器人设备中的保障栅栏。

通过沿着工件传送方向T连接而使用与该机器人站对应的多个机器人站。因此，沿着传送方向T所施加的力被所述多个机器人站整体接收。因而，也使机器人站更能抵抗沿着方向T的摆动，并且加强了作为整体的整个机器人单元的抗振动性。

本发明适用于机器人单元，所述机器人单元设置成包括多个连续连接的机器人。

虽然已经参照示例性实施例说明了本发明，但应理解本发明不受所公开的示例性实施例限制。以下权利要求的范围将依据最广泛的解释，从而包含所有这些修改和等同结构以及功能。

本申请要求享有2010年6月28日提交的日本专利申请No.2010-146197和2011年6月10日提交的No.2011-130513的优先权，其全部内容通过参考包含于此。

Claims

1.一种组装设备，其包括机械手和底座，所述机械手固定到所述底座，所述组装设备包括：

框架，所述框架布置成包围所述底座；和

照相机，所述照相机固定在所述框架处并且所述照相机的视场覆盖用于所述机械手的工作区域，

其中，所述底座和所述框架固定到地板表面而彼此不接触，并且

所述框架形成为长方体形状，所述长方体形状具有沿着所述组装设备中的工件传送方向的短边和与所述工件传送方向相交的长边，所述框架的长边的长度设定成不小于所述机械手沿着与所述工件传送方向垂直的方向从所述底座突出的最大长度和所述底座的沿着与所述工件传送方向垂直的方向的长度的总和。

2.根据权利要求1所述的组装设备，其中，

在所述框架的顶板部分处所述照相机的上方设置有顶板。

3.根据权利要求2所述的组装设备，其中，

在所述框架的框架侧表面处设置有侧板，所述侧板具有用于运进和运出工件的开口部分。

4.根据权利要求3所述的组装设备，其中，

在所述顶板处设置有管道，所述管道用于将清洁空气供应到由所述框架所包围的空间中。

5.根据权利要求4所述的组装设备，其中，

所述框架固定有工作台，而所述工作台不与所述底座接触，在所述工作台上将安装有工件。

6.一种组装设备，其包括机械手和底座，所述机械手固定到所述底座，所述组装设备包括：

框架，所述框架包括内框架和用于防止外力施加到所述内框架的外框架，并且所述框架布置成包围所述底座；和

照相机，所述照相机固定在所述内框架处并且所述照相机的视场覆盖用于所述机械手的工作区域，

其中，所述底座和所述框架固定到地板表面，而彼此不接触，并且

所述外框架形成为长方体形状，所述长方体形状具有沿着所述组装设备中的工件传送方向的短边和与所述工件传送方向相交的长边，所述外框架的长边的长度设定成不小于所述机械手沿着与所述工件传送方向垂直的方向从所述底座突出的最大长度和所述底座的沿着与所述工件传送方向垂直的方向的长度的总和，并且在所述内框架和所述外框架之间设置有间隙。

7.根据权利要求6所述的组装设备，其中，

在所述外框架的顶板部分处所述照相机的上方设置有顶板。

8.根据权利要求7所述的组装设备，其中，

在所述外框架的框架侧表面处设置有侧板，所述侧板具有用于运进和运出工件的开口部分。

9.根据权利要求8所述的组装设备，其中，

在所述顶板处设置有管道，所述管道用于将清洁空气供应到由所述外框架所包围的空间中。

10.根据权利要求9所述的组装设备，其中，

所述外框架和所述内框架中的一个固定有工作台，而所述工作台不与所述底座接触，在所述工作台上将安装有工件。

11.一种生产系统，其包括多个根据权利要求1至10中任意一项所述的组装设备，

其中，多个所述组装设备沿着所述工件传送方向并排布置。