CN116348249A - 搭载了机器人的移动装置以及系统的定位控制方法 - Google Patents

Abstract

在与第1装置位置不同的第2装置位置处，根据作为利用摄像头(31)拍摄识别图像时的识别图形的位置的第2识别位置，如果第2识别位置位于距离第2装置位置规定距离的范围内，则调整手部(29)的位置，如果第2识别位置位于距离所述第2装置位置规定距离范围外，则使所述移动部(35)移动并调整所述移动部(35)的位置。

Description

搭载了机器人的移动装置以及系统的定位控制方法

技术领域

本公开涉及一种搭载了机器人的移动装置和使用该搭载了机器人的移动装置的系统的定位控制方法等，该搭载了机器人的移动装置具备具有作用于对象物的手部的机器人和搭载该机器人并移动到规定的作业位置的移动部。

背景技术

以往，作为上述的系统的一例，已知有一种日本特开2017-132002号公报(专利文献1)中公开的系统。在该系统中，搭载了机器人的无人搬运车移动到相对于机床设定的作业位置，在该作业位置通过机器人对机床执行工件的装拆等作业。

在该系统中，由于能够通过借助无人搬运车移动的一台机器人对多台机床实施工件的装拆等作业，因此与在将机器人相对于机床固定的状态下配置的情况相比，机床布局的自由度增加，因此能够将机床的布局设定为能够进一步提高生产效率的布局。另外，与在将机器人固定的状态下配置的以往的系统相比，能够通过一台机器人对更多的机床进行作业，因此能够实现设备费用的低廉化。

然而，由于无人搬运车是使用车轮自动行驶的结构，因此停止在所述作业位置的定位精度不一定很高。

以往，作为对在固定状态下配置的机器人的作业姿势进行修正的技术，已知有日本特开2016-221622号公报(专利文献2)中公开的位置修正方法。具体而言，在该位置修正方法中，将由两个校正用标记构成的视觉目标配置于机床的外表面，通过设置于机器人的可动部的摄像头拍摄所述视觉目标，根据获得的图像和摄像头的位置以及姿势测量机器人与机床的相对位置关系，根据测量到的位置关系修正机器人的作业姿势。

在机器人是多关节型的情况下，设置于机器人的臂顶端部的作用部(末端执行器)的位置是通过构成各关节部的马达的旋转而移动的各臂的姿势共同确定的。并且，由于各马达能够旋转的该旋转角存在结构上的界限，因此存在因各臂的姿势而导致不能够使作用部在某一方向上继续移动的所谓的特殊点。例如，在各臂呈一直线状排列的情况下，不能够使作用部向延长线方向移动。另外，即使在两个以上的可动轴呈一直线状排列时，也会产生不能够使所述作用部移动的方向。

因此，在自动运转中，对将无人搬运车定位到作业位置时的机器人的作业姿势进行修正时，如果无人搬运车的定位误差量超过由特殊点限制的作用部的可动范围，则不能够修正机器人的作业姿势，以往，系统变为警报状态，成为停止的状态。

根据图10以及图11对此进行更具体的说明。此外，在图10以及图11中，设定为无人搬运车在X轴-Y轴平面内移动，将在示教时将无人搬运车定位到作业位置时的、与X轴-Y轴平面平行的平面上的示教时的所述机器人的作用部的顶端(机器人顶端)的位置(目标位置)设为Pt，将在自动运转时将无人搬运车定位到作业位置时的、与X轴-Y轴平面平行的平面上的机器人顶端的位置(实际动作位置)设为Pa。另外，将无人搬运车的定位误差量设为ΔXe、ΔYe，将以实际动作位置Pa为基准的机器人顶端部的在X轴以及Y轴方向上的各可动距离设为Xc、Yc。

例如，如图10所示，在无人搬运车的定位误差量ΔXe、ΔYe均比以实际动作位置Pa为基准的机器人顶端部的在X轴以及Y轴方向上的各可动距离Xc、Yc小的情况下，即如果应通过修正而使机器人顶端部移动到的位置即所述目标位置Pt位于通过双点划线示出的机器人顶端部的可动区域内，则能够将该机器人顶端部的实际动作位置Pa修正为目标位置Pt(参照虚线的箭头)。

另一方面，如图11所示，在无人搬运车的定位误差量ΔXe、ΔYe中的至少一方超过以实际动作位置Pa为基准的机器人顶端部的在X轴以及Y轴方向上的各可动距离Xc、Yc的情况下(在图11示出的例子中，ΔXe>Xc)，即如果应通过修正而使机器人顶端部移动到的位置即所述目标位置Pt位于通过双点划线示出的机器人顶端部的可动区域外，则不能够将该机器人顶端部的实际动作位置Pa修正为目标位置Pt(参照虚线的箭头)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-132002号公报

专利文献2：日本特开2016-221622号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

如上文所述，如果不能够进行修正，系统变为警报状态并停止，则需要使移动部以及机器人恢复到初始位置后再次运转。另外，如果频繁发生警报，则需要采取通过示教操作重新设定机器人的位置以及移动部的移动位置的处理。并且，采用这样的处理会导致该系统的运转率降低。

因此，需要提高在机床内进行作用于对象物的动作的机器人的位置的准确性。

用于解决技术问题的方案

因此，本发明提供一种在权利要求书中记载的搭载了机器人的移动装置、系统的定位控制方法等。

发明效果

据本发明，能够提高在机床内进行作用于对象物的动作的机器人的位置的准确性。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的系统的概略结构的俯视图。

图2是表示本实施方式所涉及的系统的结构的框图。

图3是表示本实施方式所涉及的移动部以及机器人的立体图。

图4是本实施方式所涉及的机器人的拍摄姿势相关的说明图。

图5是表示本实施方式所涉及的识别图形的说明图。

图6是本实施方式中的搭载了机器人的移动装置的控制相关的说明图。

图7是本实施方式中的搭载了机器人的移动装置的控制相关的说明图。

图8是本实施方式中的搭载了机器人的移动装置的控制相关的说明图。

图9是用于说明本实施方式中的控制的说明图。

图10是用于说明设定方法的说明图。

图11是用于说明设定方法的说明图。

图12是用于说明本实施方式中的修正量计算方法的说明图。

图13是表示本实施方式所涉及的系统的概略结构的平面图。

图14是表示本实施方式所涉及的识别图形的拍摄图像例的立体图。

图15是表示将识别图形配置到机床中的变形例的说明图。

图16是用于说明拍摄识别图形时的控制部的处理的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

实施方式1

如图1以及图2所示，本例的系统1具备：具有相同结构的第1机床10A、第2机床10B以及第3机床10C(以下，有时将它们统称为机床10)；作为外围装置的材料储料器20以及产品储料器21；作为移动部的一例的无人搬运车35；搭载于该无人搬运车35的机器人25；装配于机器人25的摄像头31；控制机器人25的手部以及无人搬运车35的控制装置40等。

此外，在本实施方式中，通过无人搬运车35、机器人25、摄像头31以及控制装置40构成搭载了机器人的移动装置，但是并不限定于该结构。本实施方式的搭载了机器人的移动装置只要至少具有摄像头、机器人、控制机器人的手部位置的控制部、能够移动的移动部即可。

如图4所示，机床10是具备装配有握持工件W1(W2)的卡盘12的主轴11的所谓的卧式的NC(数值控制)车床，能够对工件W1(W2)进行车削加工。另外，在主轴11附近设置有具备触头14以及支承该触头14的支承杆15的工具预调仪13，该支承杆15以能够沿着主轴11的轴线相对于加工区域进退的方式设置，在该加工区域侧的端面设置有陶瓷制的显示板16，在该显示板16描绘有图5示出的识别图形。

另外，识别图形优选在位于机床10内的加工区域内时通过摄像头31进行拍摄。因此，有时会在识别图形上附着冷却剂、加工屑等，如果附着冷却剂等异物，则存在不能够根据包含识别图形的图像数据对识别图形的位置进行识别的担忧。因此，也可以在机器人25设置送风机、橡胶刷等清扫机构32(在图4中用单点划线表示)，对包含识别图形的显示板16进行清扫。另外，也可以不在机器人25设置清扫机构32，而在机床10设置清扫机构。例如，也可以在显示板16的背面设置由压电元件等构成的超声波振动发生机构等振动发生机构，使包含识别图形的显示板16振动，由此将附着于显示板16的表面、识别图形表面的异物振落。

在本实施方式中，显示板16水平设置，因此，识别图形与水平面平行。另外，在图4中，图示了支承杆15以及触头14前进到加工区域内的状态，但是通过在支承杆15以及触头14后退，触头14以及显示板16收纳在收纳区域内的状态下关闭闸门17，触头14以及显示板16与加工区域分离。此外，显示板16能够与铅垂面平行地设置，作为这样的例子，在图1中，用虚线示出了显示板16以位于机器人25的正面的方式配置的例子。

另外，本例的识别图形具有多个正方形的像素呈二维排列而成的矩阵结构，各像素以白或者黑表示。在图5中，对黑色的像素标记斜线。在这样的识别图形中存在被称作AR标记、AprilTag的图形。另外，在识别图形较小的情况下，也可以在该识别图形上设置透镜等，通过后述的摄像头31对放大了的图像进行拍摄。

材料储料器20是在图1中配置于与第1机床10A左相邻的位置，用于存放利用第1机床10A加工的多个材料(加工前工件W1)的装置。另外，产品储料器21是在图1中配置于与第3机床10C右相邻的位置，用于存放利用第3机床10C加工的多个产品或者半成品(加工后工件W2)的装置。

如图1所示，在作为移动部的一例的无人搬运车35的上表面即载置面36搭载有机器人25，另外，附设有能够携带操作员的操作盘37。此外，该操作盘37具备进行数据的输入/输出的输入/输出部、对该无人搬运车35以及机器人25进行手动操作的操作部、以及能够显示画面的显示器等。

另外，无人搬运车35具备能够识别自身在工厂内的位置的传感器(例如，使用了激光的距离测量传感器)，在控制装置40的控制下，无人搬运车35能够在水平的X轴-Y轴平面内在包含配置有第1机床10A、第2机床10B、第3机床10C、材料储料器20以及产品储料器21的区域的工厂内无轨行驶。本例的搭载了机器人的移动装置经由相对于第1机床10A、第2机床10B、第3机床10C、材料储料器20以及产品储料器21分别设定的各作业位置。

如图1以及图3所示，本实施方式的机器人25是具备第1臂26、第2臂27以及第3臂28这三个臂的多关节型机器人。另外，机器人25在第3臂28的顶端部装配有作为末端执行器(作用部)的手29，经由支承杆30装配有一个摄像头31。使手29以及摄像头31在由水平的X轴、Y轴以及与X轴、Y轴正交的铅垂方向的Z轴定义的三维空间内移动。

但是，机器人25并不限定于上述方式。例如，机器人只要至少具有(i)摄像头、(ii)用于握持工件、工具等对象物的手部、(iii)可活动地与手部相连的第2臂部、(iv)可活动地与第2臂部相连的第1臂部即可。在本实施方式中，将第1臂26作为第1臂部，将第2臂27作为第2臂部，将手29作为手部，但是也可以将第2臂27作为第1臂部，将第3臂28作为第2臂部，将手29作为手部。

如图2所示，控制装置40由动作程序存储部41、移动位置存储部42、动作姿势存储部43、地图信息存储部44、基准图像存储部45、手动运转控制部46、自动运转控制部47、地图信息生成部48、位置识别部49、修正量计算部50以及输入/输出接口51构成。并且，本实施方式的控制装置40经由该输入/输出接口51与机器人25、摄像头31、无人搬运车35以及操作盘37连接，通过手动运转控制部46以及自动运转控制部47对手29的位置以及开闭等动作、摄像头31的动作、以及无人搬运车35的动作进行控制。

此外，控制装置40由包括CPU、RAM、ROM等的计算机构成。手动运转控制部46、自动运转控制部47、地图信息生成部48、位置识别部49、修正量计算部50以及输入/输出接口51是通过计算机程序实现其功能，从而执行后述的处理的功能模块。另外，动作程序存储部41、移动位置存储部42、动作姿势存储部43、地图信息存储部44以及基准图像存储部45通过RAM等适当的存储介质构成。在本例中，控制装置40附设于无人搬运车35，通过有线或者无线的方式与机器人25、摄像头31、无人搬运车35以及操作盘37连接。但是，并不限于这样的方式，控制装置40也可以配置于除了无人搬运车35以外的适当位置。例如，控制装置40也可以配置于操作盘。在该情况下，控制装置40通过适当的通信机构与各部连接。

动作程序存储部41是存储用于在生产时使无人搬运车35以及机器人25自动运转的自动运转用程序以及在生成后述的工厂内的地图信息时用于使无人搬运车35动作的地图生成用程序的功能部。自动运转用程序以及地图生成用程序例如从设置于操作盘37的输入/输出部输入并储存在该动作程序存储部41中。

此外，该自动运转用程序中包含有作为无人搬运车35移动的目标位置的移动位置、移动速度以及无人搬运车35的朝向相关的指令代码，另外，包含有机器人25依次动作的该动作相关的指令代码以及摄像头31的操作相关的指令代码。另外，地图生成用程序包含有用于使无人搬运车35在工厂内以无轨的方式无死角地行驶的指令代码，以能够在所述地图信息生成部48中生成地图信息。

地图信息存储部44是存储包含配置于无人搬运车35所行驶的工厂内的机械、装置、设备等(装置等)的配置信息的地图信息的功能部，通过所述地图信息生成部48生成该地图信息。

地图信息生成部48在控制装置40(详细情况在下文叙述)的自动运转控制部47的控制下，按照储存在动作程序存储部41中的地图生成用程序使无人搬运车35行驶时，根据通过传感器检测的距离数据获取工厂内的空间信息，并且识别配置于工厂内的装置等的平面形状，例如，根据预先登记的装置等的平面形状，识别配置于工厂内的具体的装置，在本例中，识别第1机床10A的位置、第2机床10B的位置、第3机床10C的位置、材料储料器20的位置以及产品储料器21的位置、以及它们的平面形状等(配置信息)。并且，地图信息生成部48将获得的空间信息以及装置等的配置信息作为工厂内的地图信息储存在地图信息存储部44中。

移动位置存储部42是用于存储移动位置的功能部，所述移动位置是无人搬运车35移动的具体的目标位置，并且是与动作程序中的指令代码对应的具体的移动位置，该移动位置包括相对于上述的第1机床10A、第2机床10B、第3机床10C、材料储料器20以及产品储料器21设定的各作业位置。本实施方式的作业位置是搭载了机器人的移动装置的移动部，即，无人搬运车35的第1装置位置、第2装置位置等位置。此外，作为本实施方式的移动位置之一的目标移动位置例如通过在手动运转控制部46的控制下，通过操作盘37手动运转无人搬运车35，使其移动到作为目标的各位置后，将通过位置识别部49识别的位置数据储存于移动位置存储部42的操作而进行设定。该操作称作所谓的示教操作。

动作姿势存储部43是存储动作姿势所涉及的数据的功能模块，该动作姿势是通过机器人25以规定的顺序进行动作而依次变化的机器人25的姿势，并且与动作程序中的指令代码对应。该动作姿势所涉及的数据在手动运转控制部46的控制下，通过使用了操作盘37的示教操作，手动运转该机器人25，将使机器人25采取作为目标的各姿势时的数据储存在动作姿势存储部43中。在本实施方式中，将各姿势下的机器人25的各关节(马达)的旋转角度数据作为动作姿势所涉及的数据储存在动作姿势存储部43中。

但是，并不限于此。例如，也可以是在各姿势下利用摄像头拍摄识别图形，将拍摄的图像数据的识别图形的识别位置(例如，2轴的坐标)与机器人的姿势建立关联的表格存储在动作姿势存储部43中的方式。在该情况下，需要将识别位置和装置位置建立关联并制作表格。例如，在第1装置位置和第1识别位置的情况下，与第1臂部和第2臂部所成角扩展为60°的机器人姿势建立关联，在第1装置位置和第2识别位置(与第1识别位置不同的位置)的情况下，与第1臂部和第2臂部所成角为10°即臂折叠了的机器人姿势建立关联。而且，也可以不是表格而是设置了运算部的结构，该运算部进行使用了转换行列的运算处理，该转换行列能够进行与上述的关联一致的转换。也就是说，也可以是根据识别图形的坐标计算机器人的手部的位置(二维坐标、三维坐标等)的方式。

本实施方式的机器人25的具体动作姿势分别在材料储料器20、第1机床10A、第2机床10B、第3机床10C以及产品储料器21中进行设定。例如，在材料储料器20中，将在材料储料器20中开始作业时的作业开始姿势(取出开始姿势)、用于通过手29对收纳在材料储料器20中的加工前工件W进行握持，从材料储料器20中取出的各作业姿势(各取出姿势)以及完成取出时的姿势(是取出完成姿势，在本例中，是与取出开始姿势相同的姿势)设定为取出动作姿势(目标作业姿势)。

另外，在机床10中，将从机床10取出加工后的工件W2的工件取出动作中的姿势(工件取出动作姿势)、以及将加工前的工件W1安装于机床10的工件安装动作中的姿势(工件安装动作姿势)设定为目标作业姿势。

在工件取出动作姿势中，例如存在以下姿势。首先，存在进入机床10前的作业开始姿势。接着，存在使手29进入机床10的加工区域内，通过摄像头31对配置于机床内的识别图形进行拍摄的姿势(拍摄姿势)(参照图4)。并且，存在使手29与握持于机床10的卡盘12的加工后工件W2相向的姿势(取出准备姿势)。然后，存在使手29移动到卡盘12侧，通过手29对握持于卡盘12的加工后工件W2进行握持的姿势(握持姿势)。并且，存在使手29与卡盘12分离并将加工后工件W2从卡盘12拆卸的姿势(拆卸姿势)，最后，存在使手29以及摄像头31从机床10脱出的姿势(作业完成姿势)。在本实施方式中将这些各姿势设定为目标作业姿势。此外，在本实施方式中，优选使摄像头31与识别图形相向时的摄像头31的姿势是摄像头的光轴与包含识别图形的平面正交的姿势。

另外，在本实施方式的拍摄姿势中，使手29、摄像头31进入机床内，但是并不限定于该姿势。例如，如图1所示，手29、摄像头31也可以位于机床10外。在该情况下，机器人25的摄像头31以能够拍摄配置于机床10内的识别图形的方式，换言之以与识别图形相向的方式，进一步换言之，以光轴与包含识别图形的面相交(优选正交)的方式，通过旋转、移动从而调整摄像头31的位置即可。而且，也可以将从本实施方式的作业开始姿势开始，以使摄像头31与识别图形相向的方式改变朝向而形成的姿势作为拍摄姿势。

另外，在工件安装动作姿势中，例如，存在以下姿势。首先，存在进入机床10前的作业开始姿势。接着，存在使手29以及摄像头31进入机床10的加工区域内，使摄像头31与设置于支承杆15的识别图形相向，通过摄像头31拍摄识别图形的姿势(拍摄姿势)(参照图4)。并且，存在使握持于手29的加工前工件W1与机床的卡盘12相向的姿势(安装准备姿势)。然后，存在使手29移动至卡盘12侧，能够通过卡盘12握持加工前的工件W1的姿势(安装姿势)。并且，存在使手29与卡盘12分离的姿势(分离姿势)。最后，存在使手29以及摄像头31从机床10脱出的姿势(作业完成姿势)。在本实施方式中将这些各姿势设定为目标作业姿势。

另外，在本实施方式的拍摄姿势设定为使手29、摄像头31进入机床10内的姿势，但是并不限定于该姿势。例如，也可以如图1所示，在手29、摄像头31位于机床10外的状态下，对设置于位于机内的显示板16的识别图形进行拍摄。在该情况下，机器人25的摄像头31以能够对配置于机床10内的识别图形进行拍摄的方式，换言之，以与识别图形相向的方式，进一步换言之，以光轴与包含识别图形的面相交(优选正交)的方式，通过旋转、移动从而调整摄像头31的位置即可。而且，也可以将从本实施方式的作业开始姿势，以使摄像头31与识别图形相向的方式改变朝向而形成的姿势作为拍摄姿势。

作为机器人25相对于产品储料器21的姿势，存在在产品储料器21中开始作业时的作业开始姿势(收纳开始姿势)、用于将握持于手29的加工后工件W2收纳于产品储料器21内的各作业姿势(收纳姿势)以及完成收纳时的姿势(是收纳完成姿势，在本例中，是与收纳开始姿势相同的姿势)。在本实施方式中，将这些姿势设定为收纳动作姿势(目标作业姿势)。

位置识别部49是根据通过传感器检测出的距离数据以及储存于地图信息存储部44的工厂内的地图信息，执行识别工厂内的无人搬运车35的位置的处理以及根据设置于机器人25的各关节的马达的旋转角，识别作为末端执行器的手29以及摄像头31在三维空间内的位置的处理的功能模块。并且，根据通过该位置识别部49识别的无人搬运车35的位置，通过自动运转控制部47对无人搬运车35的动作进行控制。另外，通过位置识别部49识别的无人搬运车35在X轴-Y轴平面内的位置以及手29以及摄像头31在三维空间内(利用X轴、Y轴以及Z轴定义的三维空间内)的位置显示在操作盘37的显示器上。此外，能够基于机器人25的各臂长度以及设置于各关节的马达的旋转角，根据规定的转换式计算手29以及摄像头31在三维空间内的位置。

手动运转控制部46是按照由操作员从操作盘37输入的操作信号，使无人搬运车35、机器人25以及摄像头31动作的功能模块。即，操作员能够在该手动运转控制部46的控制下使用操作盘37确认通过位置识别部49识别的显示在显示器上的无人搬运车35的位置以及手29和摄像头31在三维空间内的位置，同时使无人搬运车35沿X轴以及Y轴平移移动，并且能够通过摄像头31拍摄图像。另外，能够使机器人25的手29以及摄像头31沿X轴、Y轴以及Z轴的各轴平移移动，并且能够绕X轴、Y轴以及Z轴的各轴分别旋转。此外，绕X轴、Y轴以及Z轴的各轴的旋转分别以rx、ry以及rz来表示。

自动运转控制部47是使用储存于动作程序存储部41的自动运转用程序以及地图生成用程序中的任意一个，按照该程序使无人搬运车35、机器人25以及摄像头31动作的功能模块。此时，根据需要使用储存在移动位置存储部42以及动作姿势存储部43中的数据。

基准图像存储部45是在示教操作时在无人搬运车35相对于机床10设定的作业位置处机器人25处于拍摄姿势时，将通过摄像头31拍摄设置于工具预调仪13的支承杆15的识别图形(图4)所得的图像作为基准图像进行存储的功能模块。此外，识别图形并不限定于如图4所示设置于工具预调仪。也可以如图15所示，使用能够安装于工具主轴的带识别图形的装拆器具的识别图形。

例如，在如图15所示的具备使工具旋转的工具主轴105的卧式的车床100的情况下，能够采取通过保持架106水平支承所述显示板16，并且将该保持架106装配于工具主轴105的方式。在该情况下，在通过车床100进行加工时，预先将保持架106储存到作为工具收容部的工具库中，在通过所述机器人25进行作业时，从工具库中取出保持架106并装配到工具主轴105。此外，在图15中，符号101是第1主轴，符号103是第2主轴，它们以同轴并且相互相向的方式配置。另外，符号102是装配于第1主轴101的第1卡盘，符号104是装配于第2主轴103的第2卡盘。另外，符号107是刀架，符号108是设置于刀架107的转塔，符号109是支承工件W的支承夹具，安装于转塔108的外表面。

修正量计算部50在自动运转控制部47的控制下，按照储存于动作程序存储部41的自动运转用程序使机器人25自动运转，在执行工件取出动作以及工件安装动作时，该机器人25处于拍摄姿势，如果通过摄像头31拍摄识别图形，则根据在自动运转时获得的当前的识别图形的图像和储存于基准图像存储部45的基准图像(在示教操作时拍摄的图像)，对机器人25的当前姿势(实际动作姿势)与示教操作时的姿势(目标动作姿势)之间的摄像头31的位置误差量，即在与识别图形平行的平面内设定的相互正交的2轴方向(在本例中，X轴以及Y轴方向)上的摄像头31的位置误差量(Δx、Δy)以及绕与该平面正交的垂直轴(在本例中，Z轴)的摄像头31的旋转误差量(Δrz)进行推定，根据推定的各误差量计算针对实际动作姿势下的作用部(手29或者摄像头31所对应的)的修正量(图12参照)。此外，该位置误差量(Δx、Δy)以及旋转误差量(Δrz)是因相对于在示教操作时设定的无人搬运车35的目标作业位置的定位误差导致的，实质上相当于该目标作业位置与无人搬运车35实际停止的位置之间的差的定位误差量。

并且，通过该修正量计算部50计算的修正量在修正机器人25在机床10中进行作业时的工件取出动作姿势中的取出准备姿势、握持姿势、拆卸姿势、以及工件安装动作姿势中的安装准备姿势、安装姿势、分离姿势时使用，根据修正量通过自动运转控制部47修正各姿势下的手29的位置(目标位置)。此外，该修正量通过自动运转控制部48根据预先设定的转换式转换为机器人25的各关节的角度数据，按照转换后的角度数据控制机器人25。

根据具备以上结构的本例的系统1，控制装置40的自动运转控制部47执行储存于动作程序存储部41的自动运转用程序，控制无人搬运车35以及机器人25，对机床10、材料储料器20以及产品储料器21执行图6示出的动作。

即，自动运转控制部47首先进行待机直到从机床10接收到完成加工的信号(步骤S1)。此外，如果在机床10中完成加工，则机床10的门罩打开以使机器人25能够进入加工区域内，另外，在使工具预调仪13的支承杆15前进到加工区域内后，向机床10发送加工完成信号。

接着，自动运转控制部47执行图7以及图8示出的加工后工件W2的取出动作(步骤S2)。即，自动运转控制部47在使机器人25采取作业开始姿势后(步骤S201)，将无人搬运车35定位到相对于机床10设定的作业位置(步骤S202)。

接下来，自动运转控制部47使机器人25转移到拍摄姿势(步骤S203)，通过摄像头31对设置于支承杆15的识别图形进行拍摄(步骤S204)。并且，如果像这样通过摄像头31拍摄识别图形，则在修正量计算部50中，根据包含识别图形的图像和包含储存于基准图像存储部45的识别图像的基准图像，推定机器人25在示教操作时的拍摄姿势和当前的拍摄姿势之间的位置误差量Δx、Δy以及旋转误差量Δrz，根据推定的各误差量，计算针对机器人25的后续的工件取出动作姿势的X轴、Y轴以及rz方向上的修正量。

并且，自动运转控制部47从修正量计算部50获取计算出的修正量(步骤S205)，接下来，使机器人25转移到根据获取的X轴、Y轴以及rz方向上的修正量而修正的取出准备姿势后(步骤S206)，监视该动作是否已经完成(步骤S207)。在修正机器人25的作业姿势时，如果与无人搬运车35的作业位置之间定位误差量超过由特殊点限制的作用部(在该情况下为手29)的可动范围，则机器人25不能够完成动作，变为停止的状态。因此，在本例中，自动运转控制部47监视机器人25是否能够完成动作(步骤S207)，如果能够完成动作，则使机器人25转移到作为下一个动作的握持姿势(步骤S214)，如果不能够在预定的时间内完成动作，则执行步骤S208～步骤S213的恢复动作。

在恢复动作中，自动运转控制部47首先使机器人25转移到变为停止状态的前一个姿势，即拍摄姿势后(步骤S208)，使无人搬运车35分别朝向与X轴以及Y轴方向上的位置偏离相反的方向移动位置误差量Δx、Δy，调整其作业位置(步骤S209)。

例如，在图1中，无人搬运车35(搭载了机器人的移动装置)以第1速度SP1移动，在第2机床10B前停止，停止后，在拍摄姿势下进行识别图形的拍摄，根据拍摄的图像进行修正动作，在其结果是判断出需要进行恢复动作的情况下，使无人搬运车35以比第1速度SP1慢的第2速度SP2移动计算出的位置误差量Δx。在图1的例子中，是位置误差量Δy＝0的情况下的例子。无人搬运车35通过移动位置误差量Δx而移动至与示教位置相同的位置。由此，消除了无人搬运车35的实际动作位置相对于在示教操作时设定的目标作业位置的位置偏移，无人搬运车35成为几乎定位在目标作业位置的状态。此外，无人搬运车35的位置调整时的移动速度也可以与在自动运转时定位于目标作业位置时的移动速度相同，但是优选如上文所述，是比该速度慢的速度。通过像这样设置，能够准确、即高精度地执行无人搬运车35的位置调整。其结果，机器人的位置的准确性提高。

接着，自动运转控制部47再次通过摄像头31拍摄识别图形后(步骤S210)，从所述修正量计算部50获取根据该识别图形的图像计算出的修正量(步骤S211)，使机器人25转移到根据获取的新的X轴、Y轴以及rz方向上的修正量修正的取出准备姿势(步骤S212)，监视该动作是否完成(步骤S213)。并且，如果机器人25完成动作，则执行步骤S214的处理。而如果没有完成动作，则考虑通过上述的恢复动作已经消除了关于特殊点的问题的可能性较高，是因为其他原因导致没有完成动作。因此，输出警报(步骤S220)，结束一连串的处理(步骤S6)。

在步骤S214中，自动运转控制部47使机器人25转移到握持姿势，在完成该动作后(步骤S215)，转移到拆卸姿势(步骤S216)。并且，如果完成该动作(步骤S217)，则自动运转控制部47接着使机器人25转移到作业完成姿势，在完成该动作后(步骤S219)，结束一连串的工件取出动作。此外，在机器人25从握持姿势转移到拆卸姿势期间，从自动运转控制部47向机床10发送卡盘打开指令，由此卡盘12打开。

另一方面，如果没有在规定时间内完成向握持姿势的转移、向拆卸姿势的转移、以及向作业完成姿势的转移，则与上述相同，输出警报(步骤S220)，结束一连串的处理(步骤S6)。

如上所述，完成加工后的工件W2的取出动作。

接下来，自动运转控制部47执行加工后工件W2的储存动作(步骤S3)。在该储存动作中，自动运转控制部47使无人搬运车35移动到相对于产品储料器21设定的作业位置，并且依次使机器人25采取在该产品储料器21中开始作业时的收纳开始姿势、用于将握持在手29的加工后工件收纳于产品储料器21内的各收纳姿势以及完成收纳时的收纳完成姿势，将握持在手29的加工后工件收纳到产品储料器21中。

接下来，自动运转控制部47执行作为材料的加工前工件W1的取出动作(步骤S4)。在该取出动作中，自动运转控制部47使无人搬运车35移动到相对于材料储料器20设定的作业位置，并且使机器人25依次采取在材料储料器20中开始作业时的取出开始姿势、用于通过手29握持收纳于材料储料器20的加工前工件W1，并从材料储料器20取出的各取出姿势以及完成取出的时的取出完成姿势，使手29握持加工前工件W。

接着，自动运转控制部47执行加工前工件W1的安装动作(步骤S5)。该安装动作与图7以及图8示出的动作相同，图7以及图8示出的取出动作中的取出准备姿势、握持姿势以及拆卸姿势分别被替换为安装动作中的安装准备姿势、安装姿势以及分离姿势。虽然省略该安装动作的详细说明，但是通过该安装动作将握持于手29的加工前工件W1交接到机床10的卡盘12，并通过该卡盘12握持加工前工件W1。此外，在该安装动作中，机器人25转移到安装姿势后，从自动运转控制部47向机床10发送卡盘关闭指令，接收到该卡盘关闭指令，机床10关闭所述卡盘12。由此，通过卡盘12握持加工前工件W1。

并且，在完成该安装动作后，自动运转控制部47向机床10发送加工开始指令，使机床10执行加工动作。

并且，通过反复进行以上步骤，在本例的系统1中，连续执行无人自动生产(步骤S6)。此外，在本实施方式中，在无人搬运车35移动至各作业位置时，以比第2速度SP2快的第3速度SP3移动。

如上所述，根据本例的系统1，即使在将无人搬运车35定位到相对于机床10设定的作业位置时的定位误差量超过了由机器人25的特殊点限制的手29的可动范围从而导致机器人25成为停止的状态，也能够使该机器人25自动地从停止状态恢复，并且能够适当地修正该机器人25的作业姿势，即，取出动作中的取出准备姿势、握持姿势、拆卸姿势、以及安装动作中的安装准备姿势、安装姿势、分离姿势(换言之，各姿势下的所述手29的位置)。也就是说，能够提高机器人的位置的准确性。由此，能够避免在机器人25成为停止状态时通过手工作业使该系统1恢复的作业、重新进行示教操作等繁杂的作业，能够提高该系统1的运转率。

另外，在上述的恢复动作后，再次检测无人搬运车35与目标作业位置的定位误差量，根据检测到的定位误差量修正机器人25的取出动作中的取出准备姿势、握持姿势、拆卸姿势、以及安装动作中的安装准备姿势、安装姿势、分离姿势，因此能够高精度地控制各姿势，换言之，能够准确，即高精度地将机器人25的手29定位到目标位置。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但是本发明能够采取的具体方式并不限于此。另外，在后述的实施方式中说明的系统也不是作为各自独立的系统进行说明，各实施方式的一部分的结构也可以相互组合实施。

例如，在上例中，在执行所述恢复动作后，再次检测无人搬运车35与目标作业位置的定位误差量(步骤S210～S211)，但是并不限于这样的方式。例如，有时并不要求对机器人25的作业姿势(手29的定位)进行高精度的定位。在这样的情况下，在执行恢复动作后，也可以不再次检测无人搬运车35与目标作业位置的定位误差量，执行后续的动作。

在图9中示出该例。图9示出的动作接续图7示出的步骤S209，在调整无人搬运车35的作业位置后，不对X轴以及Y轴方向进行修正，而对于旋转方向(rz)的修正量，使用步骤S205中计算出的修正量进行修正，并且使机器人25依次采取取出准备姿势(安装准备姿势)(步骤S232)、握持姿势(安装姿势)(步骤S234)、拆卸姿势(分离姿势)(步骤S234)以及作业完成姿势(步骤S236)。

使无人搬运车35朝向与X轴以及Y轴方向上的位置偏离相反的方向分别移动位置误差量Δx、Δy，调整作业位置(步骤S209)，由此几乎消除了无人搬运车35相对于在示教操作时设定的目标作业位置的在X轴以及Y轴方向上的位置偏离，该无人搬运车35成为几乎定位到目标作业位置的状态。因此，不必特别对X轴以及Y轴方向进行修正，仅对旋转方向(rz)进行修正，由此能够使机器人25的作业姿势成为通过示教操作设定的目标作业姿势。

此外，在图9示出的例子中，在没有在规定时间内完成向所述各作业姿势的转移的情况下，与上述相同，输出警报(步骤S238)，结束一连串的处理(步骤S6)。

实施方式2

在实施方式1中，以将识别图形与水平面平行地配置的例子进行了说明，但是在本实施方式中，使用与和水平面相交的面(尤其是正交的面)平行地配置识别图形的例子进行说明。图14是示出利用光轴位于水平方向的摄像头31进行拍摄时的识别图像的观察方法的不同的图，(a)表示第1机床10A以及第2机床10B中的识别图形的拍摄图像，(b)表示第3机床10C中的识别图形的拍摄图像。

图14(a)示出了在显示板16如图1所示配置的状态下，在无人搬运车35(搭载了机器人的移动装置)停止在第1机床10A前的状态下，通过摄像头31拍摄的识别图形的图像是与示教时拍摄的示教时拍摄图像相同的图像的例子，并且示出在无人搬运车35停止在第2机床10B前的状态下拍摄的图像与示教时拍摄图像不同的例子。该例子是不存在Y轴上的偏离的例子，是x轴和z轴的坐标位置不同的例子。使用图16说明在对包含识别图像的图像进行拍摄时，控制部如何判断是控制机器人的手部装拆工件等，还是使搭载了机器人的移动装置移动来变更移动部的位置进行说明。如图16(a)所示，存在与摄像头框架对应的图像。图像处理如图16(a)所示将图像的一部分区域设定为规定范围。并且，将图像上的规定范围的内侧设定为规定范围内，将规定范围的外侧设定为规定范围外。而且，图像处理将识别图形的位置相关联的信息与图像和规定范围的信息重叠。在本实施方式中，作为识别图形的位置相关联的信息使用识别图形的中心位置。控制部在拍摄的图像中检测识别图形的中心位置，判定检测到的位置是否在规定范围内。控制部如果判断识别图形的中心位置位于规定范围内，则控制机器人的手部进行工件的搬运等。而控制部如果判断识别图形的中心位置不在规定范围内(规定范围外)，则使移动部移动并修正搭载了机器人的移动装置的位置

如图16(b)所示，在识别图形的中心在利用摄像头拍摄时映现的范围即摄像头框架内位于预先设定的规定范围外的情况下，控制部使搭载了机器人的移动装置的移动部移动从而变更搭载了机器人的移动装置的装置位置。然后，利用摄像头拍摄识别图形，如果识别图形的中心位于规定范围内，则控制部控制搭载了机器人的移动装置的机器人的手部的位置，进行工件的装拆等。此外，规定范围也可以将以摄像头框架的对角线的1/4长度为半径的圆设定为规定范围。另外，也可以将摄像头框架的整个区域作为设定范围。例如，也可以只要在摄像头框架中拍摄到了识别图形的中心，则控制部控制机器人的手部的位置，进行工件的装拆的方式进行设定。可以考虑机器人臂的可动范围适当设定该规定范围。

另外，图14(b)示出了在无人搬运车35停止在第3机床10C前的状态下，利用摄像头31拍摄识别图形时的假定的摄像头框架的例子。在该例子中，如图1所示，第3机床10C的门18处于关闭状态，不能够拍摄位于第3机床10C的内部的识别图像(参照图1以及图14)。在该情况下，优选搭载了机器人的移动装置的控制装置40进行向第3机床10C发送用于打开门18的指示的处理、或者向作业员、监督员报告第3机床10C的门18没有打开的主旨的处理。

另外，作为用于防止在门关闭的状态下机器人臂不能够进入机床的内部的状态的方式，也可以在由机床执行的NC程序中插入打开门的代码的方式。通过在NC程序中存在打开门的代码，如果在执行打开门的代码前的NC程序的模块过程中，则在门关闭的状态下机器人臂不能够进入。因此，不会出现在加工中、测量中等机床的作业过程中机器人臂进入机床的情况，较安全。如果在门关闭的状态下，无人搬运车到达第3机床10C前的规定位置，则优选预先设定为无人搬运车在规定位置待机规定时间。优选在待机了规定时间以上的情况下进行向作业员、监督员报告的处理。另外，在该方式中，由于执行插入了打开门的代码的NC程序，因此如果门自动打开，则不进行加工、测量等机床的作业。因此，容易从远方远程监控门的开闭状态，因此监督员也容易掌握机床的运转状态。

而且，也可以是如果无人搬运车35在第3机床10C前停止，则无人搬运车向第3机床发送信号的方式。在该情况下，第3机床执行用于确认是否处于如果接收到无人搬运车所发送的信号则能够进行门的开闭动作的状态的处理，如果确认处于能够解除门锁并打开门的状态，则进行打开门的处理。在该方式中，通过只有在确认安全并必要时将门打开，能够进行安全的自动运转。

另外，如图13所示，本实施方式的搭载了机器人的移动装置的无人搬运车35能够采用以移动速度SP16>移动速度SP14>移动速度SP13>移动速度SP15>移动速度SP12>移动速度SP11进行移动的方式。虽然没有限定为该移动速度，但是优选移动至拍摄姿势的停止位置的移动速度SP11的移动速度慢，提升停止位置的准确性。例如，也可以是移动速度SP14>移动速度SP16>移动速度SP15>移动速度SP13>移动速度SP11>移动速度SP12的关系。此外，在图13中，箭头示出无人搬运车35的移动路径。

另外，如图13所示，如果没有障碍物，则机器人25的手29的可动范围位于MO1的虚线的圆内。但是，如图13所示，在机器人25的手29的可动范围中存在机床10，因此该手29不能够对配置于带新月标记的MO3的区域、带星标记的MO4的区域的工件等进行握持。在图13示出的例子中，机器人的手部能够将工件等对象物配置到MO2的区域中或者将其拆卸。

虽为重复说明，但是上述实施方式的说明的全部方面是例示性的而非限制性的。对本领域技术人员而言能够进行适当变形以及变更。本发明的范围通过权利要求示出而非通过上述的实施方式示出。而且，本发明的范围中包含在与权利要求均等的范围内根据实施方式进行的变更。

【符号说明】

1系统、10机床、11主轴、12卡盘、13工具预调仪、14触头、15支承杆、16显示板、20材料储料器、21产品储料器、25机器人、29手、31摄像头、35无人搬运车、37操作盘、40控制装置、41动作程序存储部、42移动位置存储部、43动作姿势存储部、44地图信息存储部、45基准图像存储部、46手动运转控制部、47自动运转控制部、48地图信息生成部、49位置识别部、50修正量计算部、51输入/输出接口、W1加工前工件、W2加工后工件。

Claims (6)

1.一种搭载了机器人的移动装置，其中，

作为所述搭载了机器人的移动装置的位置的第一装置位置相关的关联信息，将在与配置于机床内的识别图形平行的平面内设定的第1轴和第2轴上的所述第1装置位置处的所述识别图形的位置设定为第1识别位置，所述搭载了机器人的移动装置搭载了机器人，所述机器人在具有能够开闭的门的机床内进行作用于对象物的动作，

所述搭载了机器人的移动装置具备：

机器人，其具有(i)用于握持所述对象物的手部、(ii)可活动地与所述手部相连的第2臂部、(iii)可活动地与第2臂部相连的第1臂部依次连结的结构，并且具有(iv)设置于与所述第1臂相反的一侧的所述手部侧的摄像头；

控制部，其控制所述机器人的手部的位置；以及

移动部，其搭载有所述机器人并且能够移动，

所述控制部根据通过所述摄像头拍摄的图像检测所述门的开闭状态，并且

所述控制部根据在与所述第1装置位置不同的第2装置位置处利用所述摄像头拍摄所述识别图形时的所述平面内的所述识别图形的位置即第2识别位置，如果所述第2识别位置位于距离所述第2装置位置规定距离的范围内，则调整所述手部的位置，如果所述第2识别位置没有位于距离所述第2装置位置规定距离的范围内，则使所述移动部移动从而调整所述移动部的位置。

2.一种搭载了机器人的移动装置，其中，

作为所述搭载了机器人的移动装置的位置的第一装置位置相关的关联信息，将在与配置于机床内的识别图形平行的平面内设定的第1轴和第2轴上的所述第1装置位置处的所述识别图形的位置设定为第1识别位置，所述搭载了机器人的移动装置搭载了机器人，所述机器人在具有能够开闭的门的机床内进行作用于对象物的动作，

所述搭载了机器人的移动装置具备：

机器人，其具有(i)用于握持所述对象物的手部、(ii)可活动地与所述手部相连的第2臂部、(iii)可活动地与第2臂部相连的第1臂部依次连结的结构，并且具有(iv)设置于与所述第1臂相反的一侧的所述手部侧的摄像头；

控制部，其控制所述机器人的手部的位置；以及

移动部，其搭载有所述机器人并且能够移动，

所述控制部根据在与所述第1装置位置不同的第2装置位置处利用所述摄像头拍摄所述识别图形时的所述平面内的所述识别图形的位置即第2识别位置，如果所述第2识别位置位于距离所述第2装置位置规定距离的范围内，则调整所述手部的位置，如果所述第2识别位置没有位于距离所述第2装置位置规定距离的范围内，则使所述移动部朝向与为了利用所述摄像头进行拍摄而向所述机床前移动的方向相反的方向移动，调整所述移动部的位置。

3.根据权利要求1或2所述的搭载了机器人的移动装置，其中，

移动至所述第2装置位置时的所述移动部的移动速度比在所述第2识别位置位于距离所述第2装置位置的规定距离范围外的情况下的所述移动部的移动速度快。

4.根据据权利要求1至3中任一项所述的搭载了机器人的移动装置，其中，

所述移动部即将在所述第1装置位置或者第2装置位置停止之前，使移动速度比在机床间移动的移动速度慢，并在所述第1装置位置或者第2装置位置停止。

5.一种系统的定位控制方法，其特征在于，

对具备具有作用于对象物的作用部的机器人和搭载该机器人并移动至设定的作业位置的搬运装置的系统的所述机器人以及搬运装置的动作进行控制，使所述搬运装置在由相互正交的第1轴以及第2轴形成的水平面内移动并定位到第1位置后，使所述机器人的作用部在通过所述第1轴、第2轴、以及与所述第1轴以及第2轴正交的第3轴形成的三维空间内移动并定位到第2位置，

在所述控制方法中，以如下方式设置：检测将所述搬运装置定位到所述第1位置时的位置偏离量，根据检测到的位置偏离量计算将所述作用部定位到所述第2位置时的修正量，根据计算出的修正量修正所述作用部的定位位置，将该作用部定位到所述第2位置，

在所述控制方法中，以如下方式设置：监视是否完成了所述作用部向第2位置的定位，在未能将所述作用部定位到第2位置的情况下，在使所述作用部返回到执行向第2位置的定位动作之前的位置后，执行用于使所述输送装置朝向与第1轴以及第2轴方向上的位置偏离相反的方向移动位置偏离量的位置调整，然后，在没有进行该第1轴以及第2轴方向上的修正的状态下，将所述作用部定位到第2位置。

6.一种系统的定位控制方法，其特征在于，

对具备具有作用于对象物的作用部的机器人和搭载该机器人并移动至设定的作业位置的搬运装置的系统的所述机器人以及搬运装置的动作进行控制，使所述搬运装置在由相互正交的第1轴以及第2轴形成的水平面内移动并定位到第1位置后，使所述机器人的作用部在通过所述第1轴、第2轴、以及与所述第1轴以及第2轴正交的第3轴形成的三维空间内移动并定位到第2位置，

在所述控制方法中，以如下方式设置：检测将所述搬运装置定位到所述第1位置时的位置偏离量，根据检测到的位置偏离量计算将所述作用部定位到所述第2位置时的修正量，根据计算出的修正量修正所述作用部的定位位置，将该作用部定位到所述第2位置，

在所述控制方法中，以如下方式设置：监视是否完成了所述作用部向第2位置的定位，在未能将所述作用部定位到第2位置的情况下，使所述作用部返回到执行向第2位置的定位动作之前的位置后，执行使所述搬运装置朝向与第1轴以及第2轴方向上的位置偏离相反的方向移动位置偏离量的位置调整，然后，再次检测所述输送装置相对于第1位置的位置偏离量，根据检测到的位置偏离量计算将所述作用部定位到所述第2位置时的修正量，根据计算出的修正量修正所述作用部的定位位置，将该作用部定位到所述第2位置。

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