CN104275698B - 生产装置 - Google Patents

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CN104275698B CN201410320856.7A CN201410320856A CN104275698B CN 104275698 B CN104275698 B CN 104275698B CN 201410320856 A CN201410320856 A CN 201410320856A CN 104275698 B CN104275698 B CN 104275698B
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Abstract

本发明提供一种生产装置。该生产装置确保无线通信没有干扰。机器人臂处的天线部(310)包括具有多个发送天线(321)至(328)的发送天线部(311)和具有多个接收天线(331)至(338)的接收天线部(312)。发送侧交换机电路(361)结合机器人臂的姿势信息，在多个发送天线(321)至(328)当中，切换要连接到发送器(351)的发送天线，并且改变发送天线部(311)的方向特性的有效方向。接收侧交换机电路(362)结合机器人臂的姿势信息，在多个接收天线(331)至(338)当中，切换要连接到接收器(352)的接收天线，并且改变接收天线部(312)的方向特性的有效方向。

Description

生产装置
技术领域
本发明涉及一种配设有机器人臂的生产装置。
背景技术
近年来，取代使用人手的组装操作，需要使用机器人臂实现组装操作的组装生产装置。在使用人手的组装操作中，为了有效地应对多种产品的少量生产，引入了移除输送器、通过人手输送工件并且负责固定处理的人类胞元(human cell)生产系统；并且根据生产项目重新布置人类胞元生产系统。机器人胞元是用使用机器人臂的组装生产装置代替这种人类胞元生产系统中的一个人类胞元的胞元，并且例如存在日本特开第2011-240443号公报中描述的生产装置。
这些生产装置的机器人臂具有诸如配设在其前端部的照相机和手的工具，并且通常通过内置到机器人臂中的电缆向其发送/从其接收要向工具和手发送的控制信号和图像信号。
然而，内置到机器人臂中的电缆暴露在恶劣的移动条件下。在这些电缆中，用于图像的控制和发送的高速通信线需要屏蔽等，因此，高速通信线具有耐久寿命短的这种缺点。
另外，存在照相机等依据组装处理而变得不必要的情况，因此需要能够容易地移除照相机。通常，在这种情况下，照相机的图像通信电缆从机器人臂的外部开始缠绕，因此，当重新布置机器人胞元时，存在需要进行诸如缠绕电缆的复杂操作，并且装置启动的前置时间变长的这种缺点。
另一方面，例如，已知在日本特开第2006-105782号公报中描述的在生产装置中通过废除图像通信电缆并通过无线通信交换这种高速信号来改善这些缺点的方法。
然而，当在上述诸如机器人胞元的生产装置中进行无线通信时，装置使得在极其窄的区域中进行大量无线通信，因此，用于防止电磁波在邻近的生产装置之间产生干扰的频道变得不足。
特别地，近年来，在FA中使用的照相机、机器人手等的工具控制信号的速度要求越来越快，为了应对这种提高，需要无线单元采取将频率改变到高带域以确保带域等的措施。
例如，在图像的高速无线通信中经常使用的60GHz的带域的毫米波通信中，能够合法地许可的频道数仅为4个频道。在这种情况下，当存在4个或更多个与所述生产装置邻近的其他生产装置时，存在无法通过频率区分生产装置的情况。
由于该原因，当在上述诸如机器人胞元的生产装置中大量使用无线通信时，在邻近生产装置之间发生通信干扰，存在由于无线通信的传输速度大大降低以及无线单元的等待时间增加而出现错误、并且生产装置停止的问题。
本发明的目的是提供一种生产装置，其能够在避免与其他生产装置的通信的干扰的同时，稳定地进行无线通信。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种生产装置，该生产装置包括：机器人臂；第一天线单元，其具有方向特性并且由所述机器人臂支撑；第一无线单元，其连接到所述第一天线单元；工作接入平台，其具有位置比所述第一天线单元的可移动空间低的工作部；框体，其具有位置比所述第一天线单元的可移动空间高的顶部；第二天线单元，其具有在所述第一天线单元的方向上有效的方向特性，并且由所述工作部或者所述顶部支撑；以及第二无线单元，其连接到所述第二天线单元，以通过所述第一天线单元和所述第二天线单元与所述第一无线单元进行无线通信；以及第一改变单元，其被配置为以所述第二天线单元被保持在所述第一天线单元的有效特性区域内的方式，结合所述机器人臂的操作来改变所述第一天线单元的方向特性的有效方向。
通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1A和图1B是例示根据第一实施例的生产装置的示意性配置的说明图。
图2是根据第一实施例的生产装置的控制框图。
图3A、图3B和图3C是例示第一实施例中的手上照相机(on-handcamera)的说明图。
图4是例示第一实施例中的手上照相机的配置的框图。
图5是例示第一实施例中的第一无线站(wireless station)的配置的框图。
图6是例示图像处理装置和机器人控制装置的配置的框图。
图7A和图7B是例示第一实施例中的第二无线站的说明图。
图8是例示第一实施例中的第二无线站的配置的框图。
图9是例示第二无线站被固定到框体的顶部的状态的说明图。
图10是例示根据第二实施例的生产装置的第一无线站的框图。
图11是例示根据第三实施例的两个生产装置被并排放置的状态的说明图。
图12A、图12B和图12C是例示根据第四实施例的生产装置的手上照相机的说明图。
图13是例示第四实施例中的手上照相机的配置的框图。
图14是例示第四实施例中的第一无线站的配置的框图。
图15A、图15B和图15C是例示根据第五实施例的生产装置的手上照相机的说明图。
图16是例示根据第六实施例的生产装置的手上照相机的框图。
图17A、图17B和图17C是例示根据第七实施例的生产装置的手上照相机的说明图。
图18A和图18B是例示根据第八实施例的生产装置的示意性配置的说明图。
图19是例示根据第八实施例的生产装置的配置的框图。
图20A和图20B是例示根据第八实施例的生产装置的变型例的说明图。
图21是例示根据第九实施例的生产装置的第二无线站的框图。
图22A和图22B是例示根据第十实施例的生产装置的示意性配置的说明图。
图23是根据第十实施例的生产装置的控制框图。
图24A和图24B是例示根据第十实施例的第二无线站的发送部和接收部的配置的框图。
图25A、图25B和图25C是例示第十实施例中的手上照相机的说明图。
图26例示了例示第十实施例中的第一无线站的框图。
具体实施方式
现在，根据附图详细描述本发明的优选实施例。
第一实施例
图1A和图1B是例示根据本发明的第一实施例的生产装置的示意性配置的说明图。图1A和图1B是各自例示生产装置的示意性配置的说明图，但是当发送获取的图像时定位的机器人臂的姿势相互不同。
图1A和图1B所示的生产装置100是将部件W1附装到主体的工件W2的生产装置。生产装置100是所谓的机器人胞元，虽然省略了图示，但是具有与生产装置100大约类似的配置的生产装置被布置为与生产装置100邻近。生产装置100配设有机器人臂101、附装到机器人臂101的前端并且用作端部执行器的机器人手102以及由机器人手102握持的工具103。
机器人臂101是多关节(例如6个关节)机器人臂。机器人手102是多指机器人手(例如3个手指)。工具103是具有被配置为结合输入控制信号而打开/闭合的一对钳子103a的钳子工具。
另外，生产装置100配设有具有作为工作部的工作面104a的工作接入平台104，以及具有近似长方体形状的框架结构的框体105。该工作面104a是平坦表面，并且工件W1和W2直接或间接安装在工作面104a上。附带地，下面描述工作部是工作面的情况。然而，工作面不限于平坦形状，而可以具有不均匀性。
另外，生产装置100配设有作为无线照相机装置的手上照相机(下文中简称为“照相机”)106。照相机106被固定在工具103上。附带地，照相机106配设有稍后将描述的第一天线部以及具有第一无线单元并用作第一无线站的无线站111。
生产装置100还配设有无线站112，无线站112用作用于与内置到照相机106中的无线站111进行无线通信的第二无线站。诸如具有强方向特性的毫米波和光等的电磁波用于这些无线站111和112之间的无线通信。
工作接入平台104需要具有机械强度，因此由诸如铝的金属坚固地形成。机器人臂101的底端被固定到工作接入平台104的工作面104a。作为参考，机器人臂101可以被固定到除工作接入平台104之外的其他结构，还可以固定到例如诸如框体105、地面和墙面的等的其他结构。
另外，在工作接入平台104的工作面104a上安装有安装部件W1的部件盘108和安装工件W2的工件安装台109。
由机器人手102握持工具103，工具103的钳子103a能够握持布置在部件盘108中的部件W1，并且能够将部件W1附装到工件W2。此时，具有内置的无线站111的照相机106被固定到工具103，因此，当由机器人手102握持工具103时，使得机器人臂101通过工具103和机器人手102支撑照相机106。
框体105被固定到工作接入平台104的工作面104a。作为参考，框体105可以被固定到除工作接入平台104之外的其他结构，或者也可以被直接固定到例如地面，以防止机器人臂101等的振动直接到达框体。无线站112以不可相对移动的方式布置在工作接入平台104上，具体来说，由框体105支撑(固定)无线站112。
框体105具有垂直延伸的多个(例如4个，虽然在图1A中例示了2个)支撑构件121作为支撑部，并且具有被固定到各个支撑构件121的上端并被各个支撑构件121支撑的顶部122。支撑构件121例如由金属形成。另外，顶部122例如由梁构件、顶板等形成，并且被布置在工作接入平台104的上部。该顶板例如可以是诸如塑料的非金属板。由此，从照相机106发射的电磁波(无线信号)通过顶部122的顶板，因此使得不被顶板反射。附带地，顶部122被描述为具有顶板。然而，当诸如对天花板进行照明的环境光没有影响时，可以不配设顶板。这时，可以将无线站112直接配设在顶部122的梁构件上。
在其中具有无线站111的照相机106结合机器人臂101的操作来改变位置和姿势。工作接入平台104的工作面104a的位置低于与机器人臂101的操作相关联的照相机106(换句话说，具有天线部的无线站111)的可移动空间。另外，框体105的顶部122的位置高于与机器人臂101的操作相关联的照相机106(换句话说，具有天线部的无线站111)的可移动空间。无线站112由工作面104a和顶部122中的任意一个支撑，并且在本实施例中由顶部122支撑。
这里，图1A和图1B表示生产装置100中由照相机106拍摄的相互不同的场景。图1A例示了使用照相机106测量工件W2、部件W1和钳子103a的位置，并且对从初始指令的位置的偏移进行校正的场景。另外，图1B例示了当从部件盘108中取出部件W1时检查部件盘108中有无部件W1，测量部件W1的姿势，并且对指示的姿势进行校正的场景。在任意一个场景中，机器人臂101保持在拍摄工件时呈现的姿势的静止状态，并且在机器人臂101保持该姿势的状态下，在无线站111和112之间传送诸如图像信号的无线信号。
在图1A和图1B中，箭头DA和DB示出了照相机106所具有的无线站111中的天线部的方向特性的有效方向(effective direction)，并且虚线RA和RB示出了天线部的方向特性。如图1A和图1B所示，在这些场景中机器人臂101的姿势相互不同，由此由机器人臂101的前端支撑的照相机106的姿势相互也大大不同。因此，为了在照相机106所具有的无线站111和由框体105支撑的无线站112之间进行通信，需要在机器人臂101的各个姿势下，结合机器人臂101的操作来改变照相机106的天线部的方向特性的有效方向。
在第一实施例中，改变照相机106中的无线站111中的天线部的方向特性的有效方向，由此针对要拍摄的每个场景(机器人臂101的姿势)，改变天线部的方向特性的有效方向。生产装置在照相机106中的无线站111和在与安装了生产装置100的平面垂直的方向上的无线站112之间进行无线通信，由此使在电磁波向其他邻近生产装置行进的方向上的电磁波的强度显著降低，并且防止电磁波的干扰。
附带地，要点是结合机器人臂101的操作，使照相机106所具有的天线部的方向特性的有效方向指向无线站112的配置，而该配置将在下面进行详细描述。
图2是根据第一实施例的生产装置100的控制框图。生产装置100配设有图像处理装置(视觉控制器)201、用作机器人控制单元的机器人控制装置(机器人控制器)202以及定序器203。
图像处理装置201对照相机106和无线站112进行控制，获得适当的场景中的需要的获取图像，并且进行图像处理。机器人控制装置202对机器人臂101、机器人手102和工具103进行控制，并且使各部分进行需要的操作。定序器203不仅对机器人臂101和机器人手102进行控制，还对包括机器人之外的诸如部件供给机器和压缩空气的开/关的设备的整个生产装置进行控制。
无线站112和图像处理装置201由至少三条通信线206、207和208连接。
图像处理装置201通过触发线206向无线站112发送用于照相机106的触发信号。另外，图像处理装置201通过串行控制线207向无线站112发送对照相机106进行设置等的串行控制信号。无线站112通过图像信号线208向图像处理装置201发送从照相机106获得的图像信号。
内置到照相机106中的无线站111和无线站112由无线路径204连接。照相机106和工具103由电源线205连接，并且通过电源线205从工具103侧向照相机106供给电力。
机器人控制装置202、机器人臂101、机器人手102以及工具103通过诸如FlexRay的高速串行控制线209连接。
机器人控制装置202通过控制线209向机器人臂101等发送控制信号，以移动机器人臂101等，并且从机器人臂101等获取各种检测信号。例如，机器人控制装置202通过控制线209读出关于编码器等的信息，对内置到机器人臂101中的电机进行控制，由此使机器人臂101根据预定指令程序进行预定操作。具体来说，机器人控制装置202向机器人臂101发送控制信号，并且对机器人臂101的姿势进行控制。
机器人控制装置202和图像处理装置201例如通过诸如以太网(Ethernet(注册商标))的通信线210连接，并且在机器人控制装置202和图像处理装置201之间交换信息。例如，机器人控制装置202和图像处理装置201交换关于照相机106的拍摄命令的信息、作为拍摄的结果的从指令点的偏移量等。在本实施例中，机器人控制装置202通过通信线210向图像处理装置201发送关于机器人臂101的姿势的信息(姿势信息)。
定序器203和机器人控制装置202通过诸如CC-LINK的通信线211连接。
图3A、图3B和图3C是例示手上照相机的说明图。图3A是例示手上照相机的轮廓图；图3B是天线部的平面图；图3C是例示天线的方向特性的说明图。
如图3A所示，照相机106具有壳体301，并且无线站111(图1A和图1B)被容纳在壳体301的内部。另外，照相机106是立体照相机，具有用于至少两个光学系统的镜头302和303。镜头302和303被配设在壳体301的前面，并且在壳体301的上面上形成暴露作为无线站111中的第一天线部的天线部310的开口304。具体来说，在本实施例中，照相机106具有内置的无线站111，该内置的无线站111具有天线部310和连接到天线部310的第一无线单元(稍后描述)。因此，天线部310被固定到工具103，并且因此间接由机器人臂101支撑。
如图3B所示，天线部310是具有绝缘基板313并且具有布置在绝缘基板313上的发送天线部311和接收天线部312的天线单元(无线IC芯片)。发送天线部311由各自具有方向特性的多个发送天线321至328形成。以使得方向特性的有效方向相互不同的方式布置发送天线321至328。类似地，接收天线部312由各自具有方向特性的多个接收天线331至338形成。以使得方向特性的有效方向相互不同的方式布置接收天线331至338。这些天线321至328以及331至338是贴片天线(patch antenna)，并且各自具有方向特性。
这里，下面参照图3C补充描述天线的方向特性以及方向特性的有效方向。图3C所示的天线AT是具有与图3B中的天线321至328以及331至338中的各个类似的配置的、具有方向特性的天线。在图3C中，例示了由天线AT产生的无线电波的强度的角度分布。该图是例示当将具有最大强度的角度处的无线电的强度确定为1时，无线电波的强度在多大程度上依赖于角度的分布图。
附带地，对于来自天线AT的电磁波的辐射，通常存在沿辐射的主方向发射电磁波的主瓣ML以及在其两侧或者一侧产生的旁瓣SL。下文中，仅对主瓣ML的辐射进行描述，并且省略关于旁瓣SL的描述。
在图3C中，θ是指示方向特性的扩展的代表值，是保持电磁场的强度的半值的角度，并且也被称为方向角。通常，在具有强方向特性的电磁波中，电磁场的强度在方向角θ之外迅速降低，因此，经常使用该方向角θ内的角度范围作为可通信区域。附带地，在本实施例中，将方向角θ的中点指向的方向确定为方向特性的有效方向D。另外，具有方向特性的天线是指具有上述方向角θ的范围的无线电波不直接进入邻近生产装置的这种程度的方向特性的天线。适合于具有这种方向特性的无线通信波的通信设备包括使用具有毫米波的波长或更短的无线电波或者光的无线单元。
图4是例示照相机106的配置的框图。照相机106具有用作光学系统的镜头302和303以及与镜头302和303相对地布置的图像传感器(例如COMS图像传感器或者CCD图像传感器)341和342。附带地，在本实施例中，照相机106是立体照相机，因此，其具有至少两个图像传感器。近年来，图像传感器已经逐渐数字化，将图像信号以数字形式从图像传感器输出，另外，能够通过从外部发送的串行控制信号设置从图像传感器读出的位置、大小、增益等。
另外，照相机106配设有由FPGA等形成的图像信号处理电路343、用作对整个照相机106进行控制的控制单元的微型计算机(微电脑)344以及图3A至图3B所示的具有天线部310的无线站111。
图像信号处理电路343通过信号线610捕获基于图像传感器341和342获取的图像的图像信号，将形式转换为预定图像格式，并且通过信号线611向无线站111发送转换后的图像格式。附带地，在第一实施例中，将图像传感器341和342获取的图像(RAW图像数据)转换为预定图像格式，但是如果不需要对获取的图像进行转换，则可以按原样向无线站111发送图像信号。
无线站111从无线站112接收对图像传感器341和342进行设置等的串行控制信号，以及指示图像传感器341和342的拍摄定时的触发信号。然后，无线站111通过控制线609向图像传感器341和342中的各个发送触发信号，并且通过通信线615向微型计算机344发送串行控制信号。
微型计算机344接收串行控制信号，并且通过控制线608对图像传感器341和342进行各种设置。另外，微型计算机344接收串行控制信号，并且通过控制线612和613向无线站111发送用于切换图3B中的天线321至328和天线331至338的信号。由此，根据各个场景，将天线部310的方向特性的有效方向改变为方向特性的预定的有效方向。
图5是例示无线站111的配置的框图。无线站111具有作为第一无线单元的无线单元350以及作为第一改变单元和切换单元的发送侧交换机电路361和接收侧交换机电路362。另外，无线站111具有分别连接在发送天线部311的发送天线321至328中的各个和发送侧交换机电路361的各个端子之间的多个驱动器电路371。另外，无线站111具有分别连接在接收天线部312的接收天线331至338中的各个和接收侧交换机电路362的各个端子之间的多个LNA(低噪声放大器)电路372。
驱动器电路371分别向相应的发送天线321至328发送从发送侧交换机电路361输入的信号。另外，LNA电路372分别对从相应的接收天线331至338输入的信号进行放大，并且向接收侧交换机电路362发送放大后的信号。
无线单元350具有作为发送无线电信号(RF信号)的第一发送器的发送器351以及作为接收无线电信号(RF信号)的第一接收器的接收器352。发送器351具有通信信号处理电路353、基带转换电路354和RF转换电路355。接收器352具有基带转换电路356、数字转换电路357和通信信号处理电路358。
上述无线单元350通过发送侧交换机电路361和驱动器电路371连接到天线部310的发送天线部311。无线单元350还通过接收侧交换机电路362和LNA电路372连接到天线部310的接收天线部312。
发送器351的通信信号处理电路353通过信号线611接收来自图像信号处理电路343(图4)的图像信号。另外，通信信号处理电路353通过控制线614接收来自微型计算机344(图4)的串行控制信号。通信信号处理电路353对这些信号进行仲裁和打包，以形成通信逻辑层。
基带转换电路354接收来自通信信号处理电路353的信号，并且将该信号转换为模拟基带信号。
RF转换电路355将由基带转换电路354转换后的模拟基带信号调制到例如60GHz的超高频，并且将该信号转换为RF信号(无线电信号)。
发送侧交换机电路361结合通过控制线612输入的切换信号，将多个发送天线321至328中的一个发送天线与发送器351连接。具体来说，发送侧交换机电路361结合切换信号，将发送天线切换为通过驱动器电路371连接到发送器351。由此，交换机电路361接收通过控制线612从微型计算机344(图4)发送的切换信号，结合切换信号将发送天线切换为连接到发送器351，并且改变发送天线部311的方向特性的有效方向。
接收侧交换机电路362结合通过控制线613输入的切换信号，将多个接收天线331至338中的一个接收天线与接收器352连接。具体来说，接收侧交换机电路362结合切换信号，将接收天线切换为通过LNA电路372连接到接收器352。由此，交换机电路362接收通过控制线613从微型计算机344(图4)发送的切换信号，结合切换信号将接收天线切换为连接到接收器352，并且改变接收天线部312的方向特性的有效方向。
基带转换电路356对来自LNA电路372的RF信号进行解调，并且将解调后的信号转换为基带信号。数字转换电路357将基带信号转换为数字信号。通信信号处理电路358将该数字信号拆包，并且形成将该信号转换为触发信号和串行控制信号的通信逻辑层。然后，通信信号处理电路358通过控制线609向图像传感器341和342(图4)输出触发信号，并且通过控制线615向微型计算机344(图4)输出串行控制信号。
图6是例示图像处理装置201和机器人控制装置202的配置的框图。
图像处理装置201在其中具有包括CPU内核、I/O控制器和存储器控制器的CPU芯片集801、DDR存储器805以及存储程序的ROM806。ROM806例如在其中存储引导程序。另外，图像处理装置201具有用于连接到外围设备的外部总线824。例如，可以使用诸如PCI-EXPRESS的总线作为外部总线824。图像处理装置201还具有图形控制器803以及通过图形控制器803的控制来显示图像处理装置201的状态的监视器802。另外，图像处理装置201具有用作通过接口电路808连接到外部总线824的外部存储装置的HDD809，以及通过通用USB接口控制器810连接到外部总线824的键盘811。图像处理装置201具有用于与机器人控制装置202进行通信的通信控制器807，以及作为特有接口板的用于与无线站112进行通信的照相机链接抓取器板(camera link grabber board)804。
机器人控制装置202在其中具有包括CPU内核、I/O控制器和存储器控制器的CPU芯片集812、DDR存储器813以及存储程序的ROM814。ROM814例如在其中存储引导程序。机器人控制装置202还具有用于连接到外围设备的外部总线825。例如，可以使用诸如PCI-EXPRESS的总线作为外部总线825。另外，机器人控制装置202具有图形控制器816以及通过图形控制器816的控制来显示机器人控制装置202的状态的监视器815。机器人控制装置202还具有用作通过接口电路819连接到外部总线825的外部存储装置的SSD820，以及通过通用USB接口控制器821连接到外部总线825的键盘822。机器人控制装置202具有用于与图像处理装置201进行通信的通信控制器817，以及作为特有接口板的用于连接到定序器203的CC-LINK控制器823。
图7A和图7B是例示无线站112的说明图。图7A是无线站112的轮廓图；图7B是例示无线站112所具有的第二天线部的平面图。
无线站112具有：壳体401；以及被容纳在壳体401中的作为具有方向特性的第二天线部的天线部410和作为连接到天线部410的第二无线单元的无线单元450。
壳体401具有用于附装到框体105的顶部122(图1A和图1B)的螺孔402以及暴露在其中形成的天线部410的开口404。上述触发线206、串行控制线207和图像信号线208(图2)各自是连接到图像处理装置201(图2)的照相机链接标准的通信线，并且它们被集成到一个电缆403中。壳体401被附装到框体105的顶部122，因此，使得由框体105的顶部122间接支撑天线部410。
如图7B所示，连接到无线单元450的天线部410具有：绝缘基板413；以及布置在绝缘基板413上的用作第二发送天线部的发送天线411和用作第二接收天线部的接收天线412。这些天线411和412是贴片天线，并且各自具有方向特性。附带地，不对本实施例中的天线部410配设改变方向特性的有效方向的设备。
图8是例示无线站112的配置的框图。无线站112具有作为第二天线部的天线部410和作为第二无线单元的无线单元450。该无线单元450通过天线部310和天线部410，与无线单元350进行无线通信。
具体来说，无线单元450具有作为发送无线电信号(RF信号)的第二发送器的发送器451以及作为接收无线电信号(RF信号)的第二接收器的接收器452。另外，无线站112具有连接在天线部410的发送天线411和发送器451之间的驱动器电路471以及连接在天线部410的接收天线412和接收器452之间的LNA电路472。
发送器451具有通信信号处理电路453、D/A转换电路454和调制电路455。接收器452具有解调电路456、A/D转换电路457以及通信信号处理电路458。
通信信号处理电路453通过触发线206接收来自图像处理装置201(图2)的触发信号，并且通过串行控制线207接收串行控制信号。通信信号处理电路453对触发信号和串行控制信号进行打包处理，以将这些信号转换为一个数字信号。D/A转换电路454将该数字信号转换为模拟基带信号。调制电路455将模拟基带信号调制到60GHz的超高频，并且将该信号转换为RF信号。驱动器电路471向发送天线411发送该RF信号。
LNA电路472对从接收天线412发送的输出(RF信号)进行放大。解调电路456将LNA电路472的输出(RF信号)解调为基带信号。A/D转换电路457将解调的基带信号转换为数字信号。通信信号处理电路458将该数字信号拆包，并且形成将该信号分配到从照相机106发送的图像信号和串行控制信号的通信逻辑层。通信信号处理电路458通过图像信号线208向图像处理装置201(图2)发送图像信号，并且通过串行控制线207向图像处理装置201发送串行控制信号。
图9是例示将无线站112固定到框体105的顶部122的状态的说明图。无线站112的天线部410的方向特性的有效方向D1被配置为指向右下方向，使得有效方向变为与生产装置100的安装面垂直。无线站112中的天线部410的天线411和412中的各个被配置成单个贴片天线，由此能够将方向角θ1设置为宽的，并且实现具有约60度的方向角θ1。具体来说，天线部410的方向特性的有效方向指向天线部310。
在本实施例中，假设指示机器人臂101工作，使得照相机106的无线站111符合该方向角θ1的范围。图像处理装置201对照相机106进行控制，以针对每个拍摄场景切换内置到照相机106中的天线，使得天线部310的方向特性的有效方向变为最接近连接无线站112与照相机106的直线。
下面，更详细地描述天线部310的切换序列。首先，机器人臂101根据存储在图6中的机器人控制装置202中的SSD820等中的指示的操作进行工作。当设定生产装置100时指示操作，这时，针对每个场景确定拍摄场景和照相机106的姿势。由此，这时还确定照相机106中的无线站111中的天线部310中的用于拍摄场景的最佳天线的编号。
当生产装置100操作组装操作时，机器人控制装置202通过图2中的通信线210输出各个场景中的拍摄命令。图像处理装置201侧预先保持与该拍摄命令相对应的天线的该选择编号，并且图像处理装置201结合各个场景，通过串行控制线207经由无线站112，预先命令照相机106将天线切换为适当的天线。
具体来说，机器人控制装置202在操作机器人臂101之前，向图像处理装置201输出包括姿势信息的旨在操作机器人臂101的命令(拍摄场景)。图像处理装置201具有存储将姿势信息与要选择的天线相关联的表的存储器单元(例如图6中的SSD820)。这里，天线部310包括发送天线部311和接收天线部312，因此，存储器单元820在其中存储关于发送天线部311和接收天线部312中的各个的表。
当图像处理装置201获取了包括姿势信息的命令时，图像处理装置基于该表，在多个发送天线321至328中选择要连接到无线单元350的发送器351的发送天线。类似地，图像处理装置201基于该表，在多个接收天线331至338中选择要连接到无线单元350的接收器352的接收天线。图像处理装置201通过串行控制线207向无线站112输出关于要切换的这些天线的信息(例如天线编号)，作为串行控制信号。
无线站112中的无线单元450的发送器451使天线部410的发送天线411发射串行控制信号作为RF信号。无线站111中的无线单元350的接收器352通过天线部310的接收天线部312接收该RF信号。
无线单元350的接收器352向串行控制信号返回该RF信号，并且向微型计算机344输出该串行控制信号。
微型计算机344基于在串行控制信号中包括的关于与姿势信息相对应的发送天线和接收天线的信息(例如天线编号)，向无线站111中的交换机电路361和362输出切换信号。交换机电路361和362结合该切换信号(具体来说为姿势信息)，在多个天线中切换要连接到无线单元350的天线。
因此，在实际改变机器人臂101的姿势之前，将天线部311和312中的各个切换为与要改变的姿势相对应的天线。具体来说，改变天线部311和312中的各个的方向特性的有效方向。在改变了机器人臂101的姿势之后，具体来说，在将姿势改变为图像传感器341和342进行拍摄的姿势之后，使得天线部311和312中的各个的有效特性区域包含天线411和412。
由此，无线站111中的接收器352能够从无线站112中的发送器451接收下一个串行控制信号和下一个触发信号，并且无线站111中的发送器351能够向无线站112中的接收器452发送图像信号。
在进行拍摄之前预先切换天线的原因，是因为在机器人臂101正在移动时一直不切换天线，并且不保持无线通信，但是在各个场景中，在机器人臂101一旦停止时，进行无线通信。
因此，在照相机106的下一个拍摄场景中，需要预先将天线切换为适当的天线。否则，甚至用于切换天线的通信本身变得可能。在这种情况下，无线站111也能够首先进行用于切换天线的搜索操作，搜索适当的天线，并且进行通信。
在本实施例中，在紧接在切换之前的场景的通信中的最终通信中，发送用于切换照相机106的无线站111中的天线的命令，并且这时进行切换天线的操作。因此，无线站111不需要在通信已经开始时预先进行搜索天线的操作，无线站111因此能够立即进行用于拍摄的操作，而不产生用于确保无线通信的损失时间。其结果是，上述方法对于缩短生产装置的节拍时间(tact time)是有效的。
这里，在一般的无线通信中，已知如下的技术，即总是搜索朝向无线电波的强度大的方向的天线的方向特性的有效方向，并且改变方向特性的有效方向。然而，在生产装置中，存在一旦指示并且设定生产装置之后指定进行无线通信的地点的性质。
根据本第一实施例的生产装置结合机器人臂101的操作，由发送侧交换机电路361和接收侧交换机电路362改变天线部310的方向特性的有效方向，使得天线部410被包括在天线部310的有效特性区域中。因此，由于结合机器人臂101的操作改变天线部310的方向特性的有效方向，所以生产装置不需要搜索电磁波的强度大的方向。因此，消除了进行搜索所需的时间损失，保持了实时无线通信的性质，并且缩短了生产的节拍时间。
另外，如上所述，为了搜索方向并且改变天线的方向特性的有效方向，发送侧的无线站需要总是发射诸如信标的信号。因此，用于切换天线的方向特性的一系列过程变得必要，但是如第一实施例中，当根据机器人臂101的移动来对无线通信中的方向特性的有效方向进行控制时，不需要上述信标信号。因此，还有能够简化无线系统本身的这种优点。
另外，将无线站112固定到框体105的顶部122，天线部310的方向特性的有效方向因此变为向上的方向，并且能够抑制要在生产装置100中使用的无线电信号干扰要在邻近生产装置中使用的无线电信号的发生。
另外，照相机106是测量距物体的距离的测量仪器，因此，通过将通信的定时限制为用于各个场景的拍摄的时间，生产装置能够缩短无线单元350和450自身的操作时间。其结果是，能够减少无线单元350和450中的发热，并且能够减小温度变化的幅度。因此，上述方法还表现出了提高测量精度的特别效果。
附带地，在第一实施例中，描述了如下的控制方法：使图像处理装置201预先保持与场景相对应的天线编号，并且使机器人控制装置202向图像处理装置201指示哪个场景是当前场景作为姿势信息，但是控制方法不限于上述控制方法。换句话说，由机器人控制装置202输出的机器人臂101的姿势信息包括与机器人臂101的姿势相关联的所有信息，并且姿势信息例如可以是各个关节的角度信息和机器人臂101的天线编号的信息等。另外，在第一实施例中，机器人控制装置202可以向图像处理装置201发送机器人臂101的姿势信息，根据姿势信息自动计算相应的天线编号，并且切换天线。根据上述操作，产生了当指示机器人臂101时不需要一起指示天线编号的这种优点。
第二实施例
接下来，将描述根据本发明的第二实施例的生产装置。图10是例示根据第二实施例的生产装置的手上照相机所具有的无线站的框图。附带地，用相同的附图标记和数字指定与在上述第一实施例中类似的配置，并且省略描述。
如图10所示，内置到由机器人臂支撑的手上照相机中的无线站111A具有用作第一天线部的天线部310A以及用作第一改变单元的变相器361A和362A。另外，与上述第一实施例类似，无线站111A具有用作第一无线单元的无线单元350、驱动器电路371以及LNA电路372。
天线部310A具有发送天线部311A和接收天线部312A。发送天线部311A是具有多个发送天线元件321A至328A，并且结合要向发送天线元件321A至328A中的各个输入的电磁波的相位来改变方向特性的有效方向的相控阵列天线。接收天线部312A是具有多个接收天线元件331A至338A，并且结合要向接收天线元件331A至338A中的各个输入的电磁波的相位来改变方向特性的有效方向的相控阵列天线。
变相器361A结合从控制线612输入的信号(姿势信息)，改变发送天线元件321A至328A中的各个中的电磁波的相位。另外，变相器362A结合从控制线613输入的信号(姿势信息)，改变接收天线元件331A至338A中的各个中的电磁波的相位。
即使当如在上述本第二实施例中，天线部310A是相控阵列天线时，也与上述第一实施例类似，能够改变天线部310A的方向特性的有效方向。因此，能够抑制对其他生产装置的电磁波的干扰，并且因为生产装置不需要搜索电磁波的强度大的方向，所以缩短了生产的节拍时间。
第三实施例
接下来，描述根据本发明的第三实施例的生产装置。图11是例示根据第三实施例的两个生产装置被并排放置的状态的说明图。附带地，用相同的附图标记和数字指定与在上述第一和第二实施例中类似的配置，并且省略描述。
通常，在配设有机器人臂的诸如机器人胞元的生产装置中，在机器人臂上配设照相机和照明设备。另外，配设遮光板以遮挡对天花板的照明。
因此，与上述第一实施例类似，本第三实施例的生产装置100B配设有具有框结构的框体105。仅当照相机和照明设备被附装到框体105时，框体105可以由框形成，并且即使当还需要遮光板时，也不需要由金属形成遮光板。因此，金属部最终可以仅是框。由于该原因，可以说，在框体105的顶部122中，极少有元件反射无线电波和光(换句话说，电磁波)。
另一方面，对于工作接入平台104，需要机器人臂101牢固地固定到工作接入平台104，并且要求固定部件盘108和工件安装台109的位置各自具有与机器人臂101的相对位置的精度。因此，工作接入平台104通常由金属构件形成。
由于该原因，当从手上照相机106朝向向上的方向向无线站112发送电磁波时，几乎不存在反射元件，但是相反，当如在从无线站112向照相机106发送电磁波的情况下，朝向向下的方向发送电磁波时，存在电磁波被工作接入平台104反射的可能性。
然而，无线站112具有预定方向角，因此，当生产装置相互充分分开时，反射波不直接进入邻近生产装置的天线。因此，不产生问题。
然而，当生产装置100B被并排靠近地放置时，来从无线站112发送的无线电波的反射波也进入邻近生产装置100B的无线站112并变成干扰波，并且产生干扰的可能性增大。
在第三实施例中，生产装置100B被布置在框体105中，并且生产装置100B配设有屏蔽无线电信号以防止其发射到框体105外部的屏蔽板131和132。
以固定到框体105的支撑构件121的形式配设屏蔽板131。将该屏蔽板131布置在例如当在相互邻近的生产装置100B和100B之间传送工件时无线电波不干扰工作的机器人臂101的位置，并且在第三实施例中，将该屏蔽板131布置在框体105的支撑构件121的下端上。换句话说，将屏蔽板131布置在比机器人臂101传送工件的区域低的部分中。
由此，即使从无线站112发射的电磁波(无线电信号)被工作接入平台104反射，反射波也被屏蔽板131屏蔽，能够更有效地抑制电磁波的干扰。
另外，以固定到框体105的支撑构件121的形式配设屏蔽板132。将该屏蔽板132布置在无线电波不干扰工作的机器人臂101的位置，并且在第三实施例中，将该屏蔽板132布置在框体105的支撑构件121的上端上。换句话说，将屏蔽板132布置在比机器人臂101传送工件的区域高的部分中。
由此，从照相机106发射的电磁波(无线电信号)被屏蔽板132屏蔽，能够更有效地抑制电磁波的干扰。
第四实施例
接下来，将描述根据本发明的第四实施例的生产装置。图12A、图12B和图12C是例示根据第四实施例的生产装置的手上照相机的说明图。附带地，用相同的附图标记和数字指定与在上述第一至第三实施例中类似的配置，并且省略描述。
图12A是手上照相机的轮廓图；图12B是天线部的俯视平面图；图12C是天线部和驱动机构的侧视图。
图12A所示的手上照相机106C配设有图12B所示的用作第一天线部的天线部310C，以及壳体301C，在壳体301C中容纳天线部310C并且壳体301C具有通过藉此将天线部310C暴露到外部的开口304C。图12B所示的天线部310C具有：绝缘基板313C；以及布置在绝缘基板313C上的用作发送天线部的发送天线311C和用作接收天线部的接收天线312C。天线311C和312C中的各个是贴片天线。
如图12C所示，手上照相机106C具有作为第一改变单元的、结合机器人臂的姿势信息来改变天线部310C的姿势的驱动机构360C。
驱动机构360C具有如图12C所示的支撑天线部310C的圆形旋转台361C，并且能够沿图12B中的箭头方向移动天线部310C。如图12C所示，以相对于垂直方向倾斜45度的方式安装天线部310C。另外，驱动机构360C具有被压接到旋转台361C的外周面的柱状摩擦轮362C，以及使摩擦轮362C旋转的超声波电机363C。
该驱动机构360C能够通过使旋转台361C围绕旋转台361C的中心轴旋转，来改变天线部310C的天线311C和312C中的各个的方向特性的有效方向D。
图13是例示照相机106C的配置的框图。照相机106C与上述第一实施例中的照相机106的不同点在于以下两点：用于驱动并控制超声波电机363C的驱动控制电路345连接到微型计算机344，以及无线站111C具有不同的配置。换句话说，照相机106C具有用于驱动并控制超声波电机363C的驱动控制电路345，以及具有与上述第一实施例中的无线站111不同的配置的无线站111C。
当照相机106C的无线站111C通过无线站112接收到来自图像处理装置的命令时，驱动控制电路345操作超声波电机363C，并使天线部310C旋转。由此，照相机106C将天线部310C的天线311C和312C中的各个的方向特性的有效方向D，改变为尽可能接近通过将照相机106C与无线站112连接而获得的方向的方向。
图14是例示无线站111C的配置的框图。无线站111C具有：上述天线部310C；以及具有与在上述第一实施例中类似的配置的无线单元350、驱动器电路371和LNA电路372。换句话说，发送天线和接收天线各自是一个，因此驱动器电路371和LNA电路372也各自是一个，并且省略了交换机电路。
在图12B所示的天线部310C中，旋转地驱动天线311C和312C，因此天线311C和312C具有如图12C所示的宽的方向角θ。因此，不需要结合机器人臂的姿势来精细地改变天线311C和312C的方向特性的有效方向，因此，具有指令中对天线的设置变得容易的优点。另一方面，方向角θ是宽的。因此，在框体105上布置上述第三实施例中描述的屏蔽板132，由此有效地防止了电磁波对邻近生产装置的干扰。
第五实施例
接下来，将描述根据本发明的第五实施例的生产装置。图15A、图15B和图15C是例示根据第五实施例的生产装置的手上照相机的说明图。附带地，用相同的附图标记和数字指定与在上述第一至第四实施例中类似的配置，并且省略描述。
上述第四实施例中的手上照相机106C通过直接旋转天线部310C，朝向无线站112的方向改变天线部310C的方向特性的有效方向，但是可以间接地改变天线部310C的方向特性的有效方向。
图15A是手上照相机的轮廓图；图15B是例示天线部和驱动机构的一部分的俯视平面图；图15C是天线部和驱动机构的侧视图。
图15A所示的手上照相机106D配设有具有与在上述第四实施例中类似的配置的天线部310C，以及壳体301D，在壳体301C中容纳天线部310C并且壳体301C具有藉此将天线部310C暴露到外部的开口304D。
照相机106D具有布置在天线部310C的方向特性的有效方向上的反射板364D，以及具有结合姿势信息来改变反射板364D的姿势的驱动机构360D作为第一改变单元。天线部310C被固定到未示出的固定部。
驱动机构360D具有反射板364D所固定到的旋转板361D、被压接到旋转板361D的外周面的柱状摩擦轮362D以及使摩擦轮362D旋转的超声波电机363D。旋转板361D具有用于使从天线部310C发射的无线电波通过的通孔。以相对于在与旋转板361D的布置有天线部310C的侧相对的侧的面倾斜45度的方式，布置反射板364D。
通过超声波电机363D的操作使摩擦轮362D旋转，由此旋转地驱动旋转板361D。由此，改变反射板364D的方向，实质上改变天线部310C的方向特性的有效方向。由此，不需要移动天线部310C，因此不需要使用诸如柔性导体的柔性构件，沿着可移动部移动诸如需要向天线部310C输入的超高频信号的电信号。由于该原因，具有能够减小成本和尺寸的这种优点。
第六实施例
接下来，将描述根据本发明的第六实施例的生产装置。图16是例示根据第六实施例的生产装置的手上照相机的框图。附带地，用相同的附图标记和数字指定与上述第一至第五实施例中类似的配置，并且省略描述。
第六实施例中的手上照相机106E进一步配设有连接到上述第一实施例中的手上照相机106中的微型计算机344的姿势检测单元346。姿势检测单元346例如是能够检测姿势的传感器。姿势检测单元346是用于检测机器人臂101(图1A和图1B)的姿势的单元，并且被附装到手上照相机106E、工具103、机器人手102或者机器人臂101。
在第六实施例中，微型计算机344不从图像处理装置，而从姿势检测单元346获取机器人臂101的姿势信息。与上述第一实施例类似，使用交换机电路切换天线。
由此，微型计算机根据机器人臂的移动，对内置到手上照相机106E中的无线站111中的天线部的方向特性的有效方向进行控制，以使其指向无线站112(图1A和图1B)。
根据第六实施例，不需要在之前的指示阶段中，与拍摄场景相对应地指示天线的选择编号。因此，具有缩短生产装置的设定时间段的效果。
附带地，在第六实施例中，天线被配置为使用从姿势检测单元346发送的姿势信息来进行切换，但是与上述第四和第五实施例中相同，当天线的姿势发生了改变时，可以使用从姿势检测单元346发送的姿势信息。
另外，在第六实施例中，通过使用姿势检测单元346改变手上照相机的捕获的姿势来移动天线部310C本身，但是可以配置为使用姿势检测单元346来移动反射板。还可以使用该操作对第一天线部的方向特性的有效方向进行控制，以使其总是指向向上的方向。
第七实施例
接下来，将描述根据本发明的第七实施例的生产装置。图17A、图17B和图17C是例示根据第七实施例的生产装置的手上照相机的说明图。附带地，用相同的附图标记和数字指定与上述第一至第六实施例中类似的配置，并且省略描述。
上述第六实施例中的生产装置自发地通过使微型计算机344读取由姿势检测单元346发送的姿势信息，来改变无线站111中的天线部310的方向特性的有效方向。如果天线部的尺寸小，则可以提供使用重物直接使无线电芯片总是指向上面方向的这种机制。这种配置也类似地表现出了缩短生产装置的设定时间段的效果。
图17A是手上照相机的轮廓图；图17B是例示天线部和姿势保持机构的俯视平面图；图17C是天线部和姿势保持机构的侧视图。图17A所示的手上照相机106F配设有具有与上述第四实施例中类似的配置的天线部310C，以及壳体301F，在壳体301F中容纳天线部310C并且壳体301F具有籍以将天线部310C暴露到外部的开口304F。
照相机106F具有作为第一改变单元的姿势保持机构380，姿势保持机构380不论机器人臂101(图1A和图1B)的姿势为何，都使天线部310C保持在预定姿势。在图17C中，例示了天线部310C中的各个天线的方向特性的有效方向D。
姿势保持机构380具有：安装有天线部310C并且可向图17B中的箭头方向移动的壳体381；由壳体381支撑并且可向图17C中的箭头方向移动的壳体382；以及安装在壳体382上的重物383。姿势保持机构380被配置为当手上照相机106F(换句话说，机器人臂101)的姿势改变时，使得壳体381和382由于重力的影响沿三个轴向移动，并且天线部310C的方向特性的有效方向D指向与重力相反的方向(具体来说，向上的方向)。
由于上述配置，结合机器人臂101的姿势，手上照相机106F的天线部310C的方向特性的有效方向D总是指向向上的方向。因此，变得不需要结合机器人臂101的姿势信息，对天线部的移动进行控制，以及在多个天线中切换天线。因此，能够使用简单的配置改变天线部310C的姿势。
另外，在第七实施例中，将天线部310C的方向特性的有效方向配置为直接指向向上方向，但是配置不限于向上方向。还可以将天线部310C的方向特性的有效方向配置为通过反射板指向向上方向。另外，只要天线部310C能够与无线站112进行通信，天线部310C的方向特性的有效方向不限于向上方向。
第八实施例
接下来，将描述根据本发明的第八实施例的生产装置。图18A和图18B是例示根据本发明的第八实施例的生产装置的示意性配置的说明图。图18A和图18B是各自例示生产装置的示意性配置的说明图，但是发送获取的图像时的机器人臂101的姿势(拍摄场景)相互不同。附带地，用相同的附图标记和数字指定与上述第一至第七实施例中类似的配置，并且省略描述。
在上述第一至第七实施例中，描述了生产装置配设有一个无线站112的情况，但是在第八实施例中，将描述生产装置配设有多个无线站112的情况。
第八实施例中的生产装置100G配设有各自具有与上述第一实施例中的无线站112类似的配置并且以间隔的方式布置的多个(例如两个)无线站1121和1122，但是配置的其他部分与上述第一实施例的生产装置100基本类似。
无线站1121由框体105的顶部122支撑，并且无线站1122由工作接入平台104的工作面104a支撑。
附带地，图18A和图18B中的箭头DC和箭头DD分别示出了无线站111中的天线部310的发送天线部311和接收天线部312(图3A、图3B和图3C)的方向特性的有效方向。另外，图18A和图18B中的虚线RC和RD分别示出了上述天线部的方向特性。
图19是例示根据本发明的第八实施例的生产装置的配置的框图。无线站1121和1122通过选择器230连接到图像处理装置201。无线站1121和1122分别通过无线路径2041和2042连接到内置到照相机106中的无线站111。
与上述第一实施例类似，结合照相机106的拍摄场景，分别预先切换无线站111中的天线部310(图3A、图3B和图3C)的发送天线部311的发送天线和接收天线部312的接收天线。
此外，在本第八实施例中，由控制线212切换选择器230，选择器230选择要连接到图像处理装置201的无线站1121或者无线站1122，并且将选择的站与图像处理装置201连接。由此，在各个场景中，适当地连接要连接到图像处理装置201的无线站1121或者无线站1122。
在上述本第八实施例中，具有即使在如图18B所示，机器人臂101自身遮挡照相机106的上部的场景中，也能够充分地进行无线通信的这种优点。
附带地，在图18A和图18B中，示出了这种示例，如结合手上照相机在手上照相机和无线单元之间存在大的障碍物的情况下，以对应于照相机106的方式配设多个无线站1121和1122，以消除无线通信的死角。
此外，作为本第八实施例的变型例，还具有将无线站1121和1122中的天线的方向角变窄以防止无线电干扰的用途。例如，图20A和图20B是例示根据本发明的第八实施例的生产装置的变型例的说明图。图20A和图20B是各自例示生产装置的示意性配置的说明图，但是发送获取的图像时的机器人臂101的姿势(拍摄场景)相互不同。
无线站1121和1122由框体105的顶部122支撑。因此，将多个无线站1121和1122配设在顶部122上，由此能够分别将无线站1121和1122中的各个的方向角变窄。其结果是，几乎没有反射的无线电波直接进入更邻近的生产装置，并且能够减小由于反射产生的无线电干扰的影响。
附带地，无线站1121和1122中的各个由工作接入平台104的工作面104a支撑的情况也是可接受的。
第九实施例
接下来，将描述根据本发明的第九实施例的生产装置。图21是例示根据第九实施例的生产装置的第二无线站的框图。附带地，用相同的附图标记和数字指定与上述第一至第八实施例中类似的配置，并且省略描述。
在上述第一至第八实施例中，描述了配设在框体或者工作接入平台上的第二无线站中的第二天线部的方向特性的有效方向是固定的情况，但是在上述第一至第八实施例中，也可以改变第二无线站中的第二天线部的方向特性的有效方向。
作为第九实施例的生产装置的第二无线站的无线站112H配设有作为第二天线部的天线部410H，以及作为连接到天线部410H的第二无线单元并且具有与上述第一实施例中类似的配置的无线单元450。天线部410H具有用作第二发送天线部的发送天线部411H和用作第二接收天线部的接收天线部412H。
发送天线部411H具有作为多个第二发送天线的发送天线421H至428H以及作为多个第二接收天线的接收天线431H至438H。天线421H至428H和431H至438H中的各个是具有方向特性的天线，并且例如是贴片天线。另外，发送天线421H至428H被布置为具有相互不同的方向特性的有效方向，并且接收天线431H至438H被布置为具有相互不同的方向特性的有效方向。
另外，无线站112H具有发送侧交换机电路461H和接收侧交换机电路462H作为第二改变单元。
驱动器电路471H连接在发送侧交换机电路461H的各个端子和发送天线421H至428H中的各个之间。另外，LNA电路472H连接在接收侧交换机电路462H的各个端子和接收天线431H至438H中的各个之间。
发送侧交换机电路461H结合通过控制线213从图像处理装置输入的切换信号，将多个发送天线421H至428H中的一个发送天线与发送器451连接。具体来说，发送侧交换机电路461H结合切换信号，将发送天线切换为通过驱动器电路471连接到发送器451。由此，交换机电路461H接收通过控制线213从图像处理装置发送的切换信号，结合该切换信号将发送天线切换为连接到发送器451，并且改变发送天线部411H的方向特性的有效方向。
接收侧交换机电路462H结合通过控制线214从图像处理装置输入的切换信号，将多个接收天线431H至438H中的一个接收天线与接收器452连接。具体来说，接收侧交换机电路462H结合切换信号，将接收天线切换为通过LNA电路472H连接到接收器452。由此，交换机电路462H接收通过控制线214从图像处理装置发送的切换信号，结合该切换信号将接收天线切换为连接到接收器452，并且改变接收天线部412H的方向特性的有效方向。
如上所述，作为第二改变单元的交换机电路461H和462H结合机器人臂101的操作，改变天线部410H的方向特性的有效方向，使得无线站111(图1A和图1B)中的第一天线部包括在天线部410H的有效特性区域中。
相应地，能够将天线部410H的天线421H至428H和431H至438H中的各个配置为具有较窄方向角的天线。通过图像处理装置侧的控制，结合各个场景切换天线，使得生产装置能够防止从更邻近的生产装置泄漏的反射波等错误地入射到自身上，由此在其中构成更耐无线电干扰的无线系统。
附带地，与上述第二实施例类似，发送天线部411H和接收天线部412H各自可以由相控阵列天线形成。另外，发送天线部411H和接收天线部412H各自可以由一个天线形成，并且与上述第四和第五实施例类似，可以由驱动天线的姿势的驱动机构改变天线的方向特性的有效方向。
第十实施例
接下来，将描述根据本发明的第十实施例的生产装置。图22A和图22B是例示根据本发明的第十实施例的生产装置的示意性配置的说明图。图22A和图22B是各自例示生产装置的示意性配置的说明图，但是发送获取的图像时的机器人臂101的姿势(拍摄场景)相互不同。附带地，用相同的附图标记和数字指定与上述第一至第九实施例中类似的配置，并且省略描述。
在上述第一至第九实施例中，描述了第二无线站具有第二天线部和第二无线单元，并且该部分和单元一体化地形成的情况，但是可以将第二无线站分割为发送部和接收部，并且相互独立地布置各部。
第八实施例中的生产装置100I配设有与作为手上照相机106I的第一无线站的无线站111I进行通信的、仅具有发送功能的发送部113，以及与照相机106I的无线站111I进行通信的、仅具有接收功能的接收部114。独立地形成发送部113和接收部114，并且以间隔的方式布置发送部113和接收部114。在第八实施例中，发送部113由工作接入平台104的工作面104a支撑，并且接收部114由框体105的顶部122支撑。
这里，图22B是向照相机106I的无线站111I发送用于拍摄的触发信号的场景，并且此时，从发送部113向照相机106I的无线站111I发送无线通信。箭头DF示出了无线站111I中的接收天线部的方向特性的有效方向。虚线RF示出了接收灵敏度的角度分布。
图22A例示了照相机106I的无线站111I响应于该触发信号，向接收部114发送图像信号的状态。箭头DE示出了无线站111I的发送天线的方向特性的有效方向。虚线RE示出了发送的无线电波的强度的角度分布。
图23是根据第十实施例的生产装置100I的控制框图。生产装置100I配设有图像处理装置(视觉控制器)201、用作机器人控制单元的机器人控制装置(机器人控制器)202以及定序器203。发送部113和图像处理装置201通过两个通信线206和2071连接。接收部114和图像处理装置201通过两个通信线208和2072连接。
图像处理装置201通过触发线206向发送部113发送用于照相机106I的触发信号。另外，图像处理装置201通过发送线2071向发送部113发送对照相机106I进行设置等的串行控制信号。内置到照相机106I中的无线站111I和发送部113通过无线路径2041连接，并且无线站111I和接收部114通过无线路径2041连接。
图24A和图24B是例示第二无线站中的发送部113和接收部114的配置的框图。与上述第一实施例类似，发送部113具有用作第二发送天线部的发送天线411，以及通过驱动器电路471连接到发送天线411并且用作第二发送器的发送器451。
与上述第一实施例类似，接收部114具有用作第二接收天线部的接收天线412，以及通过LNA电路472连接到接收天线412并且用作第二接收器的接收器452。第二无线单元包括这些发送器451和接收器452，并且第二天线部包括发送天线411和接收天线412。
图25A、图25B和图25C是例示第十实施例中的手上照相机106I的说明图。图25A和图25B是例示照相机106I的轮廓图；图25C是天线部的平面图。附带地，图25A是从斜右前方向观察的照相机106I的视图；并且图25B是从斜左前方向观察的照相机106I的视图。
如图25A和图25B所示，照相机106I具有壳体301I，并且无线站111I(图22A和图22B)被容纳在壳体301I的内部。另外，照相机106I是立体照相机，并具有用于至少两个光学系统的镜头302和303。镜头302和303被配设在壳体301I的前面，并且分别在壳体301I的左侧和右侧的面中，形成籍以暴露作为无线站111I的第一天线部的图25C中的天线单元310L和310R的开口304L和304R。以与开口304L相对的方式布置天线单元(无线IC芯片)310L，并且以与开口304R相对的方式布置天线单元(无线IC芯片)310R。
天线单元310L具有由具有相互不同的方向特性的有效方向的多个发送天线形成的发送天线组311L，以及由具有相互不同的方向特性的有效方向的多个接收天线形成的接收天线组312L。天线单元310R具有由具有相互不同的方向特性的有效方向的多个发送天线形成的发送天线组311R，以及由具有相互不同的方向特性的有效方向的多个接收天线形成的接收天线组312R。附带地，这些天线例如是贴片天线。
作为第一发送天线部的发送天线部311I包括发送天线组311L和发送天线组311R。作为第一接收天线部的接收天线部312I包括接收天线组312L和接收天线组312R。
因为天线单元310L和310R分别被布置在壳体301I的左侧面侧和右侧面侧，因此照相机106I能够进行向垂直方向和水平方向中的各个方向的发送/从垂直方向和水平方向中的各个方向的接收。由此，在一个姿势下，能够同时进行两个不同的方向上的无线通信。
图26例示了例示无线站111I的框图。与上述第一实施例类似，无线站111I具有无线单元350、交换机电路361和362、多个驱动器电路371以及多个LNA电路372。发送天线组311L和311R中的各个发送天线，通过驱动器电路371连接到发送侧交换机电路361的各个端子。另外，接收天线组312L和312R中的各个接收天线通过LNA电路372连接到接收侧交换机电路362的各个端子。
如上所述，在本第五实施例中，将第二无线站分割为发送部113和接收部114，但是控制操作与上述第一实施例中的类似。
将发送部113放置在工作接入平台104的工作面104a上，并且将接收部114放置在框体105的顶部122下面。在无线通信中，当无线站111I发送信号时，图像处理装置201切换发送侧交换机电路361，以将发送天线部311I的方向特性的有效方向设置在最接近接收部114的方向。另外，当无线站111I接收信号时，图像处理装置201切换接收侧交换机电路362，以将接收天线部312I的方向特性的有效方向设置在最接近将照相机106I与发送部113连接的方向的方向。由于上述操作，使得从无线单元发送的无线电波总是从下方向指向向上方向。
与在上述第一实施例中所描述的相同，当在工作接入平台104的工作面104a上，安装机器人臂101，并且装配部件盘108和工件安装台109时要求精度，因此工作面104a由容易反射无线电波的金属构件形成。与此相反，顶部122不太需要使用金属构件，因此能够以使用最少量的反射无线电波的构件的方式构成顶部122。因此，在第十实施例中，总是朝向具有少量反射构件的生产装置的上部发送无线电波，因此能够将由于到邻近生产装置中的无线电波的反射导致的无线电波的泄漏减小到最低水平。其结果是，能够省略屏蔽板。
附带地，本发明不限于上述实施例，本领域的技术人员能够在本发明的技术构思内，对本发明进行各种变型。
在上述第一实施例中，描述了将天线部310配设在照相机106中的情况，但是本发明不限于该实施例。例如，可以将天线部310附装到工具103、机器人手102或者机器人臂101。另外，在上述第一实施例中，描述了一体化地形成作为第一天线部的天线部310和作为第一无线单元的无线单元350的情况，但是本发明不限于该实施例。可以独立地形成天线部310和无线单元350，并且将其布置在相互不同的位置。上面的描述也适用于上述第二至第十实施例。另外，上面的描述也适用于第二天线部和第二无线单元。
另外，在上述第一实施例中，描述了无线单元350具有发送器351和接收器352的情况，但是本发明不限于该实施例。无线单元350可以仅由发送器351形成。在这种情况下，无线单元450可以仅由接收器452形成。另外，天线部310可以仅由发送天线部311形成，并且天线部410可以仅由接收天线412形成。上面的描述也适用于上述第二至第九实施例。
另外，相反地，在上述第一实施例中，可接受无线单元350仅由接收器352形成的情况。在这种情况下，无线单元450可以仅由发送器451形成。然后，天线部310可以仅由接收天线部312形成，并且天线部410可以仅由发送天线411形成。上面的描述也适用于上述第二至第九实施例。
另外，在上述第一至第十实施例中，描述了框体105是长方体类型的情况，但是框体105可以是具有诸如门类型和悬臂类型的任意形状的框体。
另外，在具有针对连接到第二天线部的第二无线单元的方向特性的通信对象是由机器人臂支撑的手上照相机的前提下，对上述第一至第十实施例进行了描述，但是根据本发明的无线通信控制的对象不限于手上照相机。例如，本发明也能够应用于与工具103和机器人手102的控制通信。另外，当工具103和机器人手102是无线通信要控制的对象时，不需要将进行无线通信的定时限制到拍摄各个场景的时间。可以结合机器人臂101的轨迹，适当地改变第一天线部的方向特性的有效方向。例如，在第一实施例中，还能够由机器人控制装置202通过图像处理装置201向由机器人臂101支撑的第一天线部，发送针对天线的切换信号，并且对第一天线部进行控制，以使得能够一直进行无线通信。
另外，当第一天线部安装在工具103或者机器人手102上，并且不需要手上照相机时，可以省略图像处理装置201。这时，无线站112可以通过配设在机器人控制装置202中的接口板直接连接到机器人控制装置202，或者还可以通过该接口板与连接到第一天线部的第一无线单元进行通信。
另外，在上述第一至第十实施例中，描述了各个无线单元具有发送器和接收器，以除图像信号之外还进行控制信号和触发信号的发送/接收的情况，但是本发明不限于这些实施例。例如，当第一无线单元被配置为通过无线通信发送/接收图像信号，并且通过信号线进行与第二无线单元的控制信号和触发信号的通信时，第一无线单元可以仅具有发送器，并且第二无线单元可以仅具有接收器。
另外，在上述第十实施例中，描述了发送部113的发送天线411由工作接入平台104的工作面104a支撑，并且接收部114的接收天线412由框体105的顶部122支撑的情况，但是本发明不限于该实施例。例如，发送天线411和接收天线412可以由顶部122支撑，或者发送天线411和接收天线412也可以由工作面104a支撑。另外，与上述第十实施例相反，发送天线411可以由顶部122支撑，并且接收天线412可以由工作面104a支撑。
另外，在上述第一至第十实施例中，描述了第一天线部独立地配设有发送天线部和接收天线部的情况，但是本发明不限于这些实施例。如果第一无线单元的发送器和接收器被配置为以切换的形式连接到第一天线部，则第一天线部可以是用于发送和接收两者的天线部。上面的描述也适用于第二天线部。
根据本发明，能够抑制发生在生产装置中使用的无线电信号干扰在邻近生产装置中使用的无线电信号。另外，结合机器人臂的操作，改变第一天线部的方向特性的有效方向，因此，生产装置不需要搜索电磁波的强度大的方向。因此，消除了进行搜索所需的时间的损失，并确保了第一无线单元和第二无线单元之间的实时无线通信的性质，并且缩短了生产的节拍时间。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以使其涵盖所有这种变型以及等同结构和功能。

Claims (17)

1.一种生产装置，该生产装置包括：
机器人臂；
第一天线单元，其具有方向特性并且由所述机器人臂支撑；
第一无线单元，其连接到所述第一天线单元；
工作接入平台，其具有位置比所述第一天线单元的可移动空间低的工作部；
框体，其具有位置比所述第一天线单元的可移动空间高的顶部；
第二天线单元，其具有在所述第一天线单元的方向上有效的方向特性，并且由所述工作部或者所述顶部支撑；
第二无线单元，其连接到所述第二天线单元，以通过所述第一天线单元和所述第二天线单元与所述第一无线单元进行无线通信；以及
第一改变单元，其被配置为以所述第二天线单元被保持在所述第一天线单元的有效特性区域内的方式，结合所述机器人臂的操作来改变所述第一天线单元的方向特性的有效方向；以及
机器人控制单元，其被配置为对所述机器人臂的姿势进行控制，
其中，所述第一改变单元结合从所述机器人控制单元获取的所述机器人臂的姿势信息，改变所述第一天线单元的方向特性的有效方向。
2.根据权利要求1所述的生产装置，所述生产装置还包括：
姿势检测单元，其被配置为检测所述机器人臂的姿势，
所述第一改变单元结合从所述姿势检测单元获取的所述机器人臂的姿势信息，改变所述第一天线单元的方向特性的有效方向。
3.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一天线单元具有方向特性的有效方向相互不同的多个天线，并且
所述第一改变单元具有切换单元，所述切换单元被配置为结合所述姿势信息，在所述多个天线中切换要连接到所述第一无线单元的天线。
4.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一天线单元具有多个天线元件，并且是结合所述天线元件的电磁波的相位来改变方向特性的有效方向的相控阵列天线，并且
所述第一改变单元具有变相器，所述变相器被配置为结合所述姿势信息来改变所述天线元件的电磁波的相位。
5.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一改变单元具有驱动机构，所述驱动机构结合所述姿势信息来改变所述第一天线单元的姿势。
6.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一改变单元具有：
反射板，其被放置在所述第一天线单元的方向特性的有效方向的路径中；以及
驱动机构，其结合所述姿势信息来改变所述第一天线单元的姿势。
7.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一改变单元具有姿势保持机构，所述姿势保持机构使所述第一天线单元独立于所述机器人臂的姿势而保持在预定姿势。
8.根据权利要求1所述的生产装置，所述生产装置还包括：
第二改变单元，其被配置为以使得所述第一天线单元被保持在所述第二天线单元的有效特性区域内的方式，结合所述机器人臂的操作来改变所述第二天线单元的方向特性的有效方向。
9.根据权利要求1所述的生产装置，所述生产装置还包括：
屏蔽板，其被布置在所述框体处，以使得不使无线电信号从所述框体内部发射到所述框体外部的方式屏蔽所述无线电信号。
10.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一无线单元是发送无线电信号的发送器，并且
所述第二无线单元是接收无线电信号的接收器。
11.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一无线单元具有发送无线电信号的第一发送器和接收无线电信号的第一接收器，并且
所述第二无线单元具有发送无线电信号的第二发送器和接收无线电信号的第二接收器。
12.根据权利要求11所述的生产装置，其中，
所述第二天线单元具有连接到所述第二发送器的发送天线部，并且具有连接到所述第二接收器的接收天线部，并且
所述发送天线部和所述接收天线部分别由所述工作部或者所述顶部支撑。
13.根据权利要求12所述的生产装置，其中，
所述发送天线部由所述工作部支撑，并且所述接收天线部由所述顶部支撑。
14.根据权利要求1所述的生产装置，所述生产装置还包括图像传感器，
其中，所述第一无线单元发送基于由所述图像传感器获取的图像的图像信号。
15.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
所述第一无线单元是接收无线电信号的接收器，并且
所述第二无线单元是发送无线电信号的发送器。
16.根据权利要求1所述的生产装置，其中，
配设多个所述第二天线单元，并且所述多个第二天线单元以间隔的方式布置。
17.根据权利要求1所述的生产装置，所述生产装置还包括：
机器人手，其被附装到所述机器人臂的端部，以及
工具，其由所述机器人手握持，其中，
所述第一天线单元被固定到所述工具。
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