CN103223581B - 作业支援装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够对作业站简易地追加的作业支援装置。一种作业支援装置，具备：光照射单元，对搬送到用于对工件进行作业的作业站的工件上的作业对象部位，照射光；以及控制单元，控制利用所述光照射单元进行的光的照射，其中，所述光照射单元具备：光照射部，照射光；可动部，变更所述光照射部的光照射方向；以及安装部，将所述光照射单元装卸自如地固定于构成所述作业站的构件。

Description

作业支援装置

技术领域

本发明涉及支援对工件进行作业的作业者的装置。

背景技术

作为在作业站中支援对工件进行作业的作业者的作业支援装置，提出了对作业部位照射光的装置。例如，在专利文献1中，公开了如下装置：对作业位置照射聚束光来让作业者知晓作业位置。另外，在专利文献2中，公开了如下装置：对工件的螺栓孔照射激光来让作业者知晓螺栓孔的位置。

【专利文献1】日本特开2006－130639号公报

【专利文献2】日本特开2010－573号公报

发明内容

以往的作业支援装置设想了在作业站的设计阶段嵌入作业支援装置，成为作业站固有的结构。因此，在对不具备作业支援装置的原有的作业站新追加作业支援装置的情况下，需要大幅整修作业站。

本发明的目的在于提供一种能够简易地追加到作业站的作业支援装置。

根据本发明，提供一种作业支援装置，具备：光照射单元，对搬送到用于对工件进行作业的作业站的工件上的作业对象部位，照射光；以及控制单元，控制利用所述光照射单元进行的光的照射，其中，所述光照射单元具备：光照射部，照射光；可动部，变更所述光照射部的光照射方向；以及安装部，将所述光照射单元装卸自如地固定于构成所述作业站的构件。

根据本发明，对作业站能够简易地追加作业支援装置。

附图说明

图1是配设了本发明的一个实施方式的作业支援装置的作业站的概略图。

图2是上述作业支援装置的框图。

图3（A）是示出臂部的另一例子的图，（B）是示出控制信息的例子的图。

图4是示出上述作业支援装置的控制单元执行的处理例的流程图。

图5是示出上述作业支援装置的控制单元执行的处理例的流程图。

具体实施方式

图1是配设了本发明的一个实施方式的作业支援装置1的作业站ST的概略图，图2是作业支援装置1的框图。

作业站ST是作业者对在一对辊式输送机C、C上搬送来的工件W进行规定的作业的场所。作业站ST具备由多个构件F构成的框体。作业者使用工具101对工件W进行作业。工具101例如是螺母扳手。根据作业者的手动操作，通过控制器100驱动工具101。

工具101升降自如地支撑于导轨构件M1。导轨构件M1在左右方向（水平面中的一个方向）上移动自如地支撑于导轨构件M2。另外，导轨构件M2架设于一对导轨构件M3、M3，在前后方向（水平面中的与一个方向正交的其他方向）上移动自如地被支撑。导轨构件M3、M3被支撑于构件F。作业者能够手动地使工具101以三维方式移动，对工件W上的作业对象部位进行其对位，进行作业。

作业支援装置1具备：对工件W上的作业对象部位照射光的光照射单元10；以及控制利用光照射单元10进行的光的照射的控制单元20。

光照射单元10具备：照射光的光照射部11；变更光照射部11的光照射方向的可动部12；将光照射单元10装卸自如地固定于构成作业站ST的构件F的安装部13；以及连结可动部12和安装部13的臂部14。

光照射部11例如是可见光的激光的照射设备。可动部12只要通过改变光照射部11的朝向来能够变更其光的照射方向，则可以是任意机构，但在本实施方式中具备以下的结构。即，可动部12具备第1转动部121和第2转动部122。这些转动部121、122都是具备检测转动量的传感器121a、122a的电动的旋转致动器（例如旋转类型的电动滚筒、马达等）。转动部121、122除此以外也可以是空气压式的旋转致动器。

在本实施方式的情况下，设想采用了根据传感器121a、122a的检测结果来控制各转动部121、122的转动量的闭环控制的情况，但还能够通过设置确认各转动部121、122的原点位置的传感器、机构来省略传感器121a、122a，通过开环控制来控制各转动部121、122的转动量。

光照射部11经由托架124安装于第1转动部121，第1转动部121使光照射部11绕第1转动中心轴L1旋转。光照射部11以其光的照射方向在图2中如箭头d0所示那样指向第1转动中心轴L1的径向的方式，经由托架124被安装于第1转动部121。

第1转动部121经由L字状的托架123安装于第2转动部122，第2转动部122使第1转动部121绕与第1转动中心轴L1正交的第2转动中心轴L2旋转。

在本实施方式的情况下，第2转动部122在水平面内转动，第1转动部121在与水平面垂直的面（铅直面）内转动。通过转动部121、122的转动，能够将光照射部11的光照射方向变更为大致任意的朝向。详细而言，使进行水平面内的转动的第2转动部122和进行铅直面内的转动的第1转动部121完全独立，将第1转动部121经由托架123设置于比第2转动部122下方的位置，所以在从光照射部11照射光时，第2转动部122自身不会成为光照射的障碍。因此，能够使来自光照射部11的光照射至图2中的比第1转动中心轴L1上方的区域。换言之，X－Z平面以及Y－Z平面中的光的可照射角度充分超过180°并达到360°附近。因此，在作业站ST的区域内，能够使利用光照射部11进行的光照射不仅遍及到工件W上的作业对象部位，而且还遍及到构件F的侧面部以及上表面部等大致全部区域。作为转动部121、122，能够采用批量产品的旋转致动器，通过将它们连结，能够比较廉价地构筑可动部12。

通过利用可动部12变更光照射方向，从而如图1的线d1所示那样，能够以聚束方式照射工件W上的作业对象部位，能够对作业者指点作业对象部位。另外，如图1的线d2所示，还能够对与工件W一起搭载于托盘T1并在输送机C、C上被搬送的、装配到工件W的部件P1以聚束方式进行照射。同样地，如图1的线d3所示，还能够以聚束方式照射配置在作业站ST附近的平台上的托盘T2中搭载的、装配到工件W的部件P2。这样，还能够对作业者指点向工件W装配的部件。

臂部14由棒状的构件构成。还可以设为省略臂部14而将可动部12直接连结于安装部13的结构，或将臂部14设为可动式的构件。图3（A）例示了代替臂部14的可动臂部14’。可动臂部14’具备：臂构件141、142；以及连结这些臂构件141、142的可动接头143。臂构件141绕线L3转动自如地固定于安装部13。可动接头143能够在箭头d4方向上使臂构件141和臂构件142弯曲。这样，通过由可动臂部14’以使可动部12相对安装部13位移自如的方式连结安装部13和可动部12，从而能够提高作业站ST中的可动部12以及光照射部11的配置的自由度。

从成本上的观点来看，优选为非可动式的臂部14，但从配置的自由度的观点来看，优选为可动式的可动臂部14’。例如，在原有的作业站ST中设置光照射单元10时，即使安装部13的安装位置受限的情况下，只要是具备可动臂部14’的光照射单元10，就能够将光照射部11以及可动部12配置于适合的位置。

返回到图1以及图2，在本实施方式的情况下，安装部13通过内置磁铁（未图示）而利用磁力吸附到构件F来固定。通过利用磁力，能够提高安装场所的自由度。安装部13具备手柄13a，通过手柄13a的转动，能够切换吸附状态和非吸附状态。其构造与所谓磁性底座同样，例如，通过手柄13a的转动来使内置的磁铁位移，从而切换吸附状态和非吸附状态。

在本实施方式中，设为安装部13内置了磁铁的结构，但例如也可以是利用螺栓的连结的夹紧方式，只要是能够将光照射单元10装卸自如地固定于构成作业站ST的构件F的机构，则可以是任意机构。

这样，在本实施方式中，通过安装部13将光照射单元10设为相对作业站ST装卸自如，所以能够对作业站ST简易地追加作业支援装置1。

控制单元20例如配设于作业站ST附近。参照图2，控制单元20具备：CPU等处理部21；RAM、ROM等存储部22；以及对外部设备和处理部21进行连接的接口部23。

处理部21执行存储部22中存储的程序，根据传感器121a、122a的检测结果、来自控制器100的命令、检测传感器40的检测结果等，进行转动部121、122的转动控制以及光照射部11的发光控制。

检测传感器40是检测工件W的种类的传感器。工件W或者其托盘上安装有表示工件的种类的无线IC标签或条形码等识别介质，检测传感器40是读取该识别介质所表示的信息的读取器。检测传感器40例如如图1所示支撑于构成作业站ST的构件F。在本实施方式中，设为检测传感器40的检测结果被输入到控制单元20和控制器100这双方的结构，但也可以设为仅输入到控制器100，从控制器100向控制单元20发送表示工件W的种类的命令。

在存储部22中，存储了工件W的每个种类的控制信息。在控制信息中，登记了工件W的种类以及与工件W的作业部位对应的光照射方向的对应关系。图3（B）示出控制信息的位置例。在该图的例子中，针对依照作业顺序的作业部位的每个编号（#1、#2、…），登记了光照射方向。在本实施方式的情况下，通过转动部121、122的转动量θ1、θ2来确定光照射方向。

输入单元30是用于通过示教动作来制作控制信息的示教操纵台，与控制单元20连接而接受操作员的指示。输入单元30具备：对操作员显示信息的液晶显示装置等显示部31；以及接受操作员的操作的由各种键等构成的操作部32。

接下来，说明基于控制信息的由控制单元20进行的光照射部11以及可动部12的控制例。图4是示出控制单元20的处理部21所执行的处理例的流程图。例如，以由检测传感器40输出了新的工件W的种类的检测结果为契机而开始该处理。

在S1中，根据检测传感器40的检测结果，确定工件W的种类。在S2中，读出与在S1中确定的种类对应的控制信息中登记的、与第一个作业对象部位对应的光照射方向的信息。在S3中，根据在S2中读出的光照射方向的信息，控制可动部12，使光照射部11发光。

由此，使得对工件W上的作业对象部位照射来自光照射部11的光。作业者通过该光的指点来识别作业对象部位，并利用工具101进行作业。

在S4中判定作业是否完成。在作业完成时进入到S5，在作业未完成时等待。例如，根据来自控制器100的作业完成命令，进行作业完成的判定。如果设想工具101是螺母扳手的情况，则在作业者操作工具101而进行拧紧作业的情况下，控制器100在其拧紧转矩达到规定值时，向控制单元20发送作业完成命令。通过接收该命令，处理部21判定为作业完成。光照射部11的发光既可以设为规定时间的发光，也可以设为直至判定为作业完成为止。或者，也可以直至全部作业完成为止继续发光。

在S5中判定针对全部作业部位的作业是否完成。在符合的情况下，结束一个单位的处理，在不符合的情况下，返回到S2，读出与下一个作业对象部位对应的光照射方向的信息，反复进行同样的处理。

这样，能够支援作业者的作业。另外，图4的处理的一部分能够由控制器100进行。例如，也可以由控制器100进行S1、S4、S5的处理，控制单元20从控制器100接收表示这些处理结果的命令，仅执行S2以及S3的处理。

另外，也可以在全部作业完成之前，接受表示作业停止的作业者的手动操作。在有该手动操作的情况下，也可以使光照射部11的发光停止。另外，在有该手动操作的情况下，也可以由控制单元20或者控制器100判定为作业不良，执行预先制定的错误处理。

接下来，说明使用了输入单元30的与控制信息的制作相关的控制单元20的处理例。图5是示出控制单元20的处理部21所执行的处理例的流程图。例如，在对作业站ST新追加了作业支援装置1的情况、或需要登记新的种类的工件W的情况下，进行该处理。

首先，操作员对输入单元30的操作部32输入工件的种类的信息。当输入单元30将所输入的信息发送到控制单元20时，控制单元20在S11中接收该信息而受理，在存储部22中确保新的控制信息的存储区域。在S12中，设定作业部位编号（例如，最初是#1）。在S13中，使光照射部11发光。

在S14中，判定是否有光照射方向的变更指示。在有变更指示的情况下，进入到S15，在没有的情况下，进入到S16。当操作员从输入单元30的操作部32输入了光照射方向的变更指示（例如，上、下、左、右）时，输入单元30将所输入的变更指示发送到控制单元20，处理部21识别变更指示。在S15中，按照变更指示控制可动部12，变更光照射方向。

在S16中，判定是否有光照射方向的登记指示。在有登记指示时进入到S17，在没有时返回到S14。操作员当确认光被照射到作业对象部位时，从输入单元30的操作部32输入登记指示。输入单元30将登记指示发送到控制单元20，处理部21识别登记指示。在S17中，进行登记处理。此处，将当前的转动部121、122的转动量作为与当前的作业对象部位对应的光照射方向的信息存储到存储部22。

在S18中，判定是下一个作业对象部位的登记作业（下一登记）还是结束指示。当操作员从输入单元30的操作部32输入下一登记或者结束指示时，输入单元30将输入内容发送到控制单元20，处理部21识别操作员的指示。在下一登记的情况下，返回到S12，针对下一个作业对象部位进行同样的处理。在结束指示的情况下，确定该工件W的控制信息来结束一个单位的处理。通过这样的示教，即使在对作业站ST追加了作业支援装置1的情况下，也能够更简易地制作控制信息。

Claims (6)

1.一种作业支援装置，具备：

光照射单元，对搬送到用于对工件进行作业的作业站的工件上的作业对象部位，照射光；以及

控制单元，控制利用所述光照射单元进行的光的照射，

其中，所述光照射单元具备：

光照射部，照射光；

可动部，变更所述光照射部的光照射方向；以及

安装部，将所述光照射单元装卸自如地固定于构成所述作业站的构件，

所述可动部具备：

第1转动部，安装有所述光照射部，使所述光照射部绕水平轴旋转；以及

第2转动部，使所述第1转动部绕垂直轴旋转，

所述第1转动部和所述第2转动部经由L字状的托架连接成所述第1转动部比所述第2转动部位于下方，

所述光照射部以其光照射方向指向所述第1转动部的旋转轴中的径向的方式安装于所述第1转动部，

所述光照射部的任意的铅直面中的光的可照射角度达到360度。

2.根据权利要求1所述的作业支援装置，其特征在于，

所述第1转动部以及所述第2转动部都是旋转致动器。

3.根据权利要求1所述的作业支援装置，其特征在于，

所述安装部具备磁铁，

所述光照射单元的所述安装部通过该磁铁的磁力而装卸自如地固定于构成所述作业站的构件。

4.根据权利要求1所述的作业支援装置，其特征在于，

所述光照射单元还具备可动臂，该可动臂以使所述可动部相对所述安装部位移自如的方式连结所述安装部和所述可动部。

5.根据权利要求1所述的作业支援装置，其特征在于，

还具备输入单元，该输入单元与所述控制单元连接，并接受操作员的指示，

来自所述操作员的指示包括：

所述光照射单元的光照射方向的变更指示；以及

所述光照射方向的登记指示。

6.根据权利要求1所述的作业支援装置，其特征在于，

所述控制单元具备存储了工件的种类与所述光照射单元的光照射方向的对应关系的存储部，根据工件的种类的所述对应关系控制所述可动部。