DE102016003639B4 - Robotersystem, das eine Abnormalität eines festgehaltenen Werkstücks beurteilt, und Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren - Google Patents

Robotersystem, das eine Abnormalität eines festgehaltenen Werkstücks beurteilt, und Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102016003639B4
DE102016003639B4 DE102016003639.7A DE102016003639A DE102016003639B4 DE 102016003639 B4 DE102016003639 B4 DE 102016003639B4 DE 102016003639 A DE102016003639 A DE 102016003639A DE 102016003639 B4 DE102016003639 B4 DE 102016003639B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
robot
disturbance torque
holding device
abnormality
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016003639.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016003639A1 (de
Inventor
Yoshitake Furuya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of DE102016003639A1 publication Critical patent/DE102016003639A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016003639B4 publication Critical patent/DE102016003639B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1628Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06Safety devices
    • B25J19/061Safety devices with audible signals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1674Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/002Means to press a workpiece against a guide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/18Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for positioning only
    • B23Q3/186Aligning devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/40Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40453Maximum torque for each axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/02Arm motion controller
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/30End effector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Robotersystem, Folgendes umfassend:
eine Werkstückhaltevorrichtung (1), die ein Werkstück (W) positioniert und festhält,
einen Roboter (4), an dem eine Hand (3), die ein Werkstück (W) greift, befestigt ist, und
eine Steuerungsvorrichtung (8), die die Werkstückhaltevorrichtung (1) und den Roboter (4) steuert, wobei
die Steuerungsvorrichtung (8)
einen Roboter-Betriebssteuerungsteil (9) aufweist, der bewirkt, dass der Roboter (4) arbeitet, um ein Werkstück (W) durch die Hand (3) zu greifen und das gegriffene Werkstück (W) an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung (1) abzusetzen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungsvorrichtung (8) ferner
einen Stördrehmoment-Überwachungsteil (11), der ein Stördrehmoment eines Motors, der die Drehung eines Gelenks des Roboters (4) entsprechend eines Betriebsbefehls des Roboter-Betriebssteuerungsteils (9) antreibt, überwacht
einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13), der beim Greifen eines Werkstücks (W) durch die Hand (3) des Roboters (4) das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert vergleicht und, wenn das Stördrehmoment über dem ersten Grenzwert liegt, beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) aufgetreten ist, und
einen Frequenzanalyseteil (15) umfasst, der eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des Motors, der durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil (11) überwacht wird, in mehrere Frequenzkomponenten aufschlüsselt und eine spezifische Frequenzkomponente aus den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert, wobei der Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13) dazu eingerichtet ist, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert zu vergleichen, wenn das durch die Hand (3) gegriffene Werkstück (W) durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehalten wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstück (W) aufgetreten ist.

Description

  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem, das mit einer Hand ausgestattet ist, die ein Werkstück greift und zu einer Werkstückhaltevorrichtung einer Produktionsmaschine bewegt, und ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren, das eine Abnormalität eines durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks beurteilt.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei einer Bearbeitungsmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, einer Montagemaschine, die Teile mit einem Werkstück montiert, oder einer anderen Produktionsmaschine, wird ein Werkstück in eine Produktionsmaschine geladen, dann bearbeitet die Produktionsmaschine das Werkstück, die Produktionsmaschine montiert Teile mit dem Werkstück, usw.. Des Weiteren wird ein Arbeitstisch der Produktionsmaschine mit einer Werkstückhaltevorrichtung, zum Beispiel einer Spannvorrichtung, bereitgestellt, um ein Werkstück an einer vorbestimmten Position zu positionieren und festzuhalten. Des Weiteren wird häufig ein Roboter zum Laden und Entladen eines Werkstücks in und aus einer Spannvorrichtung verwendet.
  • Im Allgemeinen verwendet ein Roboter eine Hand, um ein Werkstück zu greifen und es zu einer Spannvorrichtung einer Produktionsmaschine zu bewegen. Nachdem die Spannvorrichtung verwendet wird, um das Werkstück festzuhalten, gibt des Weiteren die Hand des Roboters das Werkstück frei.
  • Des Weiteren werden die Präzision der Bearbeitung eines Werkstücks und die Präzision der Montage von Teilen auf einer Montagemaschine stark durch die Präzision eines unter Verwendung einer Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks beeinflusst. Wenn sich beispielsweise ein Bearbeitungsspan auf einer Werkstückanlagefläche an der Spannvorrichtung absetzt, wird das Werkstück ohne engen Kontakt zur Anlagefläche festgehalten. Wenn das Werkstück in diesem Zustand bearbeitet wird, dann wird ein Produkt produziert, das von der Sollform abweicht. Wenn eine Spannvorrichtung einer Bearbeitungsmaschine verwendet wird, um ein Werkstück zu befestigen, ist es aus diesem Grund notwendig zu bestätigen, dass das Werkstück an einer vorbestimmten Position genau positioniert ist.
  • Die Japanische Patentschrift Nr. 2004-130445A offenbart eine Kontaktbestätigungsvorrichtung, die bestätigt, ob sich ein Werkstück in engem Kontakt mit einer Anlagefläche befindet. Diese Kontaktbestätigungsvorrichtung ist mit einem Luftdurchgang versehen, der an einem Ende in die Anlagefläche mündet, sowie mit einem Luftzufuhrmittel zum Zuführen von Luft zu diesem Luftdurchgang, und mit einem Luftstromerkennungsmittel, das das Vorhandensein eines an den Luftdurchgang zugeführten Luftstroms erkennt. Wenn ein Luftstrom am Luftdurchgang in einem Zustand vorhanden ist, in dem dem Luftdurchgang Luft zugeführt wird, dann wird davon ausgegangen, dass sich das Werkstück nicht in engem Kontakt mit der Anlagefläche befindet, in die der Luftdurchgang mündet, und dass Luft aus der Kontaktfläche ausströmt. Daher verwendet die Kontaktbestätigungsvorrichtung ein Luftstromerkennungsmittel, um den Anlagezustand eines Werkstücks zu beurteilen.
  • Im oben erwähnten Stand der Technik ist die Anlagefläche an der Spannvorrichtung so ausgebildet, dass sie in engen Kontakt mit der Außenfläche eines Werkstücks kommt. Werkstücke haben jedoch komplizierte Formen. Werkstücke werden auch mit relativ weiten Maßtoleranzen hergestellt. In einem solchen Fall ist es schwierig, die Außenfläche eines Werkstücks und die Anlagefläche zuverlässig in Kontakt kommen zu lassen. Dadurch wird manchmal aufgrund der Maßtoleranz ein Spalt zwischen der Anlagefläche und der Außenfläche des Werkstücks gebildet.
  • Bei Berücksichtigung des oben erwähnten Falls einer Verwendung der in der Japanischen Patentschrift Nr. 2004-130445A offenbarten Kontaktbestätigungsvorrichtung als Mittel zum Bestätigen, ob ein Werkstück durch eine Spannpratze genau an der Anlagefläche positioniert ist, ergibt sich das folgende Problem. Das heißt, die Kontaktbestätigungsvorrichtung beurteilt, dass ein Werkstück nicht in engem Kontakt mit der Anlagefläche ist, wenn Luft aus der Anlagefläche ausströmt. Das heißt, selbst wenn nur ein geringer Spalt zwischen der Außenfläche und der Anlagefläche ausgebildet ist, wird Luft aus der Anlagefläche ausströmen; es wird daher beurteilt, dass eine Abnormalität im angelegten Zustand des Werkstücks aufgetreten ist. Selbst wenn die Position des durch die Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks innerhalb eines zulässigen Bereichs gehalten wird, wird das Werkstück bei Erkennen des Zustands eines Ausströmens von Luft aus diesem Grund als nicht genau positioniert beurteilt werden.
  • Aus EP 0 067 882 A1 ist zudem eine Spannvorrichtung für einen Industrieroboter bekannt, wobei ein korrekter Sitz eines Werkstücks in der Spannvorrichtung überprüft wird, indem ein auf den Industrieroboter wirkendes Moment erfasst und überwacht wird.
  • Um sich mit den obengenannten Problemen auseinanderzusetzen, wurde das Verfahren des Erkennens einer Position eines durch eine Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks durch einen Sensor untersucht. Ein Sensor erfordert jedoch eine elektrische Verdrahtung und verursacht, dass die Spannvorrichtung kompliziert und teuer wird. Wenn des Weiteren ein Werkstück bearbeitet wird oder wenn Teile montiert werden, kann ein Sensor, der eine elektrische Verdrahtung erfordert, nicht verwendet werden, wenn erwünscht wird, dass die Spannvorrichtung fortlaufend in eine Richtung gedreht werden soll. Der Grund dafür ist, dass das Problem des Abreißens der elektrischen Verdrahtung auftreten wird.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Robotersystem und ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren bereitzustellen, die kostengünstig ausgestaltet sein können und die eine Abnormalität an einem durch eine Haltevorrichtung einer Produktionsmaschine festgehaltenen Werkstück genau beurteilen können.
  • Diese Aufgabe wird von einem Robotersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie von einem Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Eine Weiterbildung der Erfindung ist dem Anspruch 2 zu entnehmen.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Robotersystem bereit, umfassend eine Werkstückhaltevorrichtung, die ein Werkstück positioniert und festhält, einen Roboter, an dem eine Hand, die ein Werkstück greift, befestigt ist, und eine Steuerungsvorrichtung, die die Werkstückhaltevorrichtung und den Roboter steuert, wobei die Steuerungsvorrichtung einen Roboter-Betriebssteuerungsteil aufweist, der bewirkt, dass der Roboter arbeitet, um ein Werkstück durch die Hand zu greifen und das gegriffene Werkstück an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung abzusetzen, einen Stördrehmoment-Überwachungsteil, der ein Stördrehmoment eines Motors, der die Drehung eines Gelenks des Roboters entsprechend eines Betriebsbefehls des Roboter-Betriebssteuerungsteils antreibt, überwacht, und einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil, der beim Greifen eines Werkstücks durch die Hand des Roboters das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert vergleicht und, wenn das Stördrehmoment über dem ersten Grenzwert liegt, beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem des ersten Aspekts bereitgestellt, wobei die Steuerungsvorrichtung ferner einen Frequenzanalyseteil umfasst, der eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des Motors, der durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil überwacht wird, in mehrere Frequenzkomponenten aufschlüsselt und eine spezifische Frequenzkomponente aus den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert, und der Abnormalitäts-Beurteilungsteil dazu eingerichtet ist, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert zu vergleichen, wenn das durch die Hand gegriffene Werkstück durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstück aufgetreten ist.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden der erste Aspekt und zweite Aspekt eines Robotersystems bereitgestellt, wobei die Werkstückhaltevorrichtung ferner ein Werkstückhalteteil, das eine Anlagefläche aufweist, die die Außenfläche des Werkstücks kontaktiert, und ein Werkstückandrückteil, das ein Andrückteil aufweist, das das Werkstück gegen die Anlagefläche drückt, umfasst.
  • Des Weiteren stellt ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren bereit, das eine Abnormalität eines durch einen Roboter in eine Werkstückhaltevorrichtung geladenen und durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks beurteilt, wobei das Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren umfasst, in Erwiderung auf einen Betriebsbefehl des Roboters ein Stördrehmoment eines die Drehung eines Gelenks des Roboters antreibenden Motors zu überwachen und, wenn ein Werkstück durch die Hand des Roboters gegriffen wird, das Werkstück an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung anzuordnen, und dann das gegriffene Werkstück durch die Werkstückhaltevorrichtung festzuhalten, das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert zu vergleichen und, wenn das Stördrehmoment über einem ersten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren bereitgestellt, das ferner umfasst, dass wenn ein Werkstück durch eine Hand des Roboters gegriffen wird, das Werkstück an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung angeordnet wird und dann das gegriffene Werkstück durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird, eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des überwachten Motors in mehrere Frequenzkomponenten aufgeschlüsselt wird, eine spezifische Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert wird, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert verglichen wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, beurteilt wird, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstück aufgetreten ist.
  • Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden deutlicher aus der ausführlichen Beschreibung von in den beigefügten Zeichnungen gezeigten repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Robotersystems einer ersten Ausführungsform.
    • 2A ist eine Vorderansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem eine in 1 gezeigte Spannvorrichtung normalerweise ein Werkstück festhält.
    • 2B ist eine Draufsicht des Werkstücks und der Spannvorrichtung, die in 2A gezeigt werden.
    • 3A ist eine Vorderansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem die Position eines in 1 gezeigten, durch die Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks abnormal ist.
    • 3B ist eine Draufsicht des Werkstücks und der Spannvorrichtung, die in 3A gezeigt werden.
    • 4 ist ein Blockschaltbild, das die Ausgestaltung einer Roboter-Steuerungsvorrichtung gemäß einem Robotersystem der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsroutine eines Robotersystems der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 6 ist ein Blockschaltbild, das die Ausgestaltung einer Roboter-Steuerungsvorrichtung gemäß einem Robotersystem der zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Betriebsroutine eines Robotersystems der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Als Nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. In den folgenden Zeichnungen werden gleichen Teilen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet. Um das Verständnis zu erleichtern, sind diese Zeichnungen in geeigneter Weise im Maßstab geändert. Des Weiteren sind die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen des Robotersystems lediglich Beispiele. Das Robotersystem der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.
  • Erste Ausführungsform
  • Die 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Robotersystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • Das Robotersystem 20 der ersten Ausführungsform umfasst, wie in 1 gezeigt, eine Produktionsmaschine 2 mit einer Spannvorrichtung 1, die ein Werkstück W positioniert und festhält; und einen Roboter 4 mit einer Stirnseite, an der eine Hand 3 angebracht ist. Der Roboter 4 ist ein vertikaler Mehrgelenk-Manipulator. Als Produktionsmaschine 2 kann eine Bearbeitungsmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, oder eine Montagemaschine, die Teile mit einem Werkstück zusammenbaut, usw., verwendet werden. Des Weiteren ist die Spannvorrichtung 1 auf einem Arbeitstisch einer solchen Produktionsmaschine 2 aufgebaut. Es wird angemerkt, dass in 1 ein Teil der Produktionsmaschine 2 gezeigt wird.
  • Des Weiteren wird der Roboter 4 gesteuert, um ein Werkstück W durch die Hand 3 zu greifen und es zur Spannvorrichtung 1 zu bewegen, die an der Produktionsmaschine 2 aufgebaut ist. In dem in 1 gezeigten Beispiel besteht das Werkstück W aus einem T-förmigen Rohrteil. Aus diesem Grund ist die Hand 3 des Roboters 4 mit zwei Fingerteilen ausgestattet. Der Abstand zwischen den zwei Fingerteilen wird im Innern des T-förmigen Rohrteils erweitert, um so das T-förmige Rohrteil zu greifen.
  • Weiterhin umfasst die Spannvorrichtung 1 ein Werkstückhalteteil 5, das das Werkstück W positioniert, und ein Werkstückandrückteil 6, das das Werkstück W gegen das Werkstückhalteteil 5 drückt. Da das Werkstück W ein T-förmiges Rohrteil ist, sind die Oberflächen des Werkstückhalteteils 5 und des Werkstückandrückteils 6, die die Außenfläche des Werkstücks W kontaktieren, gekrümmt, um sich der Außenfläche des T-förmigen Rohrteils anzupassen.
  • Der Roboter 4 positioniert das durch die Hand gegriffene Werkstück W zwischen dem Werkstückhalteteil 5 und dem Werkstückandrückteil 6 an der Spannvorrichtung. Weiterhin wird in dem Zustand, in dem die Hand 3 ein Werkstück W greift, die Spannvorrichtung 1 betätigt, und das Werkstückandrückteil 6 drückt das Werkstück W gegen das Werkstückhalteteil 5. Nachdem des Weiteren die Spannvorrichtung zum Positionieren und Befestigen des Werkstücks W verwendet wird, gibt die Hand 3 des Roboters 4 das Werkstück W frei.
  • Es wird angemerkt, dass der Betriebsvorgang des Roboters 4 zum Platzieren eines Werkstücks W an einer vorbestimmten Position zwischen dem Werkstückhalteteil 5 und dem Werkstückandrückteil 6 vorab durch einen Einlernvorgang oder eine Offline-Programmierung eingelernt wird.
  • Hierbei ist 2A eine Vorderansicht, die schematisch den Zustand zeigt, in dem die in 1 gezeigte Spannvorrichtung 1 normalerweise das Werkstück W festhält. Die 2B ist eine Draufsicht des Werkstücks W und der Spannvorrichtung 1, die in 2A gezeigt werden.
  • Wie in 2B gezeigt weist das Werkstückhalteteil 5 der Spannvorrichtung 1 eine Anlagefläche 5a auf, die eine gekrümmte Außenfläche eines durch ein Rohrteil dargestellten Werkstücks W kontaktiert. Andererseits weist das Werkstückandrückteil 6 der Spannvorrichtung 1 eine Andrückfläche 6a auf, die die gekrümmte Außenfläche des durch ein rohrförmiges Teil dargestellten Werkstücks W gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 drückt.
  • Wie weiterhin durch den leeren Pfeil in 2A gezeigt, wird das durch die Hand 3 gegriffene Werkstück W durch die Andrückfläche 6a des Werkstückandrückteils 6 gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 gedrückt. Wie in 2B gezeigt, stößt zu diesem Zeitpunkt die Außenfläche des Werkstücks W gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5, wodurch das Werkstück W passend gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 platziert wird. Aufgrund dessen wird das Werkstück W an einer vorbestimmten Position positioniert.
  • Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Anwendung der Zustand, in dem „die Außenfläche des Werkstücks W gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 stößt“, nicht auf einen Zustand beschränkt ist, in dem die Außenfläche des Werkstücks W in engem Kontakt mit der Anlagefläche 5a ist. Das heißt, selbst in einem Zustand, in dem ein Freiraum zwischen der Anlagefläche 5a und dem Werkstück W ausgebildet wird, muss die Außenfläche des Werkstücks W lediglich gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 zu stoßen, sodass der Positionsfehler des Werkstücks W innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs gehalten wird.
  • Wenn sich jedoch, wie oben erklärt, beim Positionieren eines Werkstücks W an einer vorbestimmten Position durch die Spannvorrichtung 1 ein Fremdkörper, zum Beispiel ein Bearbeitungsspan, auf der Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 absetzt, dann wird es schwierig für das Werkstück W an einer vorbestimmten Position positioniert zu werden. Dieser Punkt wird mit Bezug auf die 3A und 3B erklärt.
  • Die 3A ist eine Vorderansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem die Position eines durch die in 1 gezeigte Spannvorrichtung 1 festgehaltenen Werkstücks W abnormal ist. 3B ist eine Draufsicht des Werkstücks W und der Spannvorrichtung 1, die in 3A gezeigt werden.
  • In 3A und 3B befindet sich ein Bearbeitungsspan 7 auf der Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5, wenn ein Werkstück W durch die Hand 3 gegriffen wird und durch das Werkstückandrückteil 6 gegen die Anlagefläche 5a gedrückt wird. In einem solchen Fall kann das Werkstück W nicht passgenau gegen die Anlagefläche 5a platziert werden. Wie in 3A gezeigt, weicht die Position des Werkstücks W stark von der in 2A normalen Werkstückposition ab. Wenn ein Werkstück W in diesem Zustand bearbeitet wird, dann wird ein von der Sollform unterschiedliches Produkt hergestellt.
  • Wenn, wie oben erklärt, die Betätigung des Werkstückandrückteils 6 eine Positionsabweichung eines Werkstücks verursacht, dann wirkt, wie durch den leeren Pfeil in 3A gezeigt, ein Stördrehmoment auf den Servomotor 16, der die Drehung des die Hand 3 abstützenden Gelenks antreibt. Wenn das Stördrehmoment des Servomotors 16 überwacht wird ist es daher möglich, das Auftreten einer Abnormalität der Position eines durch die Spannvorrichtung 1 festgehaltenen Werkstücks W zu erkennen. Aus diesem Grund umfasst das Robotersystem 20 der ersten Ausführungsform eine Steuerungsvorrichtung 8, die die Funktion hat, das Stördrehmoment des Servomotors 16 zu überwachen, der die Drehung des die Hand 3 abstützenden Gelenks antreibt.
  • Das heißt, das Stördrehmoment des Servomotors kann durch den Stromwert des Servomotors gesteuert werden. Des Weiteren bedeutet das überwachte „Stördrehmoment“ die Differenz zwischen dem Drehmoment, das in den Servomotor in Erwiderung eines Betriebsbefehls (das heißt, eines Soll-Stromwerts) eingegeben wird, und dem Drehmoment, das tatsächlich für den Betrieb des Servomotors eingesetzt wird (das heißt, dem verbrauchten Stromwert). Wenn beispielsweise die Last des Servomotors in einem vorbestimmten Bereich liegt, wird der verbrauchte Stromwert gleich dem Soll-Stromwert; es tritt somit kein Stördrehmoment auf. Wenn im Gegensatz dazu die am Servomotor angelegte Last über dem vorbestimmten Bereich liegt, wird als Ergebnis einer Regelung ein verbrauchter Stromwert größer. Das heißt, das Stördrehmoment wird größer.
  • Als Nächstes wird die Steuerungsvorrichtung 8 des Robotersystems 20 der ersten Ausführungsform erklärt.
  • Die 4 ist ein Blockschaltbild, das die Steuerungsvorrichtung 8 des Robotersystems 20 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • Mit Bezug auf die 4 ist der Roboter 4 mit einer Steuerungsvorrichtung 8 verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 8 ist ein digitaler Computer.
  • Die Steuerungsvorrichtung 8 umfasst einen Roboter-Betriebssteuerungsteil 9, einen Servomotor-Steuerungsteil 10 einen Stördrehmoment-Überwachungsteil 11, einen Spannvorrichtungs-Steuerungsteil 12 und einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13.
  • Der Roboter-Betriebssteuerungsteil 9 betreibt den Roboter 4, um die Hand 3 das Werkstück W greifen zu lassen und das Werkstück W an einer vorbestimmten Position der Spannvorrichtung 1 zu positionieren.
  • Der Servomotor-Steuerungsteil 10 steuert die Servomotoren (nicht gezeigt), die die Gelenke des Roboters 4 entsprechend den Betriebsbefehlen vom Roboter-Betriebssteuerungsteil 9 antreiben. Des Weiteren wird der Betrieb des Roboters 4 in Bezug auf die Sollposition gesteuert, indem eine mit den Gelenken des Servomotors verbundene Rückmeldevorrichtung, zum Beispiel Inkrementalgeber, verwendet wird.
  • Der Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 überwacht das Stördrehmoment eines Servomotors in der Hand 3, den der Servomotor-Steuerungsteil 10 steuert. In einem Fall, bei dem drei Drehachsen in der Hand 3 vorhanden sind, so dass die Hand 3 in der Nick-Richtung, Gier-Richtung und Roll-Richtung gedreht wird, muss das Stördrehmoment des Servomotors von mindestens einer Drehachse überwacht werden. Des Weiteren kann der Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 nicht nur das Stördrehmoment des Servomotors überwachen, der ein die Hand 3 abstützendes Gelenk antreibt, sondern kann auch die Stördrehmomente der die anderen Robotergelenke antreibenden Servomotoren überwachen.
  • Der Spannvorrichtung-Steuerungsteil 12 lässt die Spannvorrichtung 1 arbeiten, wenn der Roboter 4 das Werkstück W an einer vorbestimmten Position zwischen dem Werkstückhalteteil 5 und dem Werkstückandrückteil 6 der Spannvorrichtung 1 platziert. Das heißt, in dem Zustand, in dem das durch die Hand 3 gegriffene Werkstück W an einer vorbestimmten Position zwischen dem Werkstückhalteteil 5 und dem Werkstückandrückteil 6 der Spannvorrichtung 1 positioniert ist, wird die Spannvorrichtung 1 betätigt und das Werkstück W wird gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 gedrückt. Wenn des Weiteren ein solcher Betriebsvorgang der Spannvorrichtung 1 endet, wird das durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 überwachte Stördrehmoment des Servomotors an den Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 gesendet.
  • Der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 vergleicht das von dem Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 gesendete Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert (Stromwert). Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13, dass eine Abnormalität der Werkstückhalteposition der Spannvorrichtung 1 aufgetreten ist, wenn das Stördrehmoment über dem vorbestimmten ersten Grenzwert liegt.
  • Weiterhin ist ein Ausgabeteil 14, der einen Alarm ausgibt, wenn durch den Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 beurteilt wird, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, mit der Steuerungsvorrichtung 8 verbunden. Als Alarm können eine Lichtquelle, Stimme, usw. allein oder in einer beliebigen Kombination eingesetzt werden.
  • Als Nächstes wird der Betrieb des mit der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung 8 ausgestatteten Robotersystems 2 erklärt.
  • Die 5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Betriebsroutine des Robotersystems 20 der ersten Ausführungsform zeigt.
  • Wenn das Robotersystem 20 hochgefahren wird, betreibt die Steuervorrichtung 8 den Roboter 4 gemäß den vorprogrammierten Betriebsbefehlen. Wie in der 1 gezeigt, verwendet deshalb der Roboter 4 die Hand 3, um ein Werkstück W zu greifen und es zur Spannvorrichtung 1 zu bewegen, die an der Produktionsmaschine 2 aufgebaut ist. Während der Bewegung des Werkstücks W überwacht der Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 der Steuerungsvorrichtung 8 das Stördrehmoment eines Servomotors, der die Drehung des die Hand 3 des Roboters 4 abstützenden Gelenks antreibt (5, Schritt S1).
  • Daraufhin positioniert der Roboter 4 das durch die Hand 3 gegriffene Werkstück W zwischen dem Werkstückhalteteil 5 und dem Werkstückandrückteil 6 der Spannvorrichtung 1 (5, Schritt S2). Als Nächstes bewirkt die Steuerungsvorrichtung 8 im Zustand, in dem die Hand 3 verwendet wird, um das Werkstück W zu greifen, dass das Werkstücksandrückteil 6 der Spannvorrichtung 1 betätigt wird (5, Schritt S3). Aufgrund dessen drückt das Werkstückandrückteil 6 das Werkstück W gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5.
  • Wenn dieser oben beschriebene Betriebsvorgang der Spannvorrichtung 1 beendet ist, vergleicht der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 der Steuerungsvorrichtung 8 das Stördrehmoment des durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 überwachten Servomotors mit dem vorbestimmten ersten Grenzwert (5, Schritt S4). Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13, dass eine Abnormalität im Werkstückhaltezustand der Spannvorrichtung 1 aufgetreten ist, wenn das Stördrehmoment gleich dem vorbestimmten ersten Grenzwert ist oder den ersten vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Eine solche Abnormalität bedeutet, zum Beispiel, dass ein Bearbeitungsspan 7 an der Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5 vorhanden ist. Es wird angemerkt, dass die Einstellung des vorbestimmten ersten Grenzwerts von der Außenseite der Steuerungsvorrichtung 8 geändert werden kann.
  • Wenn der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 beurteilt, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, gibt die Steuerungsvorrichtung 8 durch den Ausgabeteil 14 einen Alarm aus, um die Abnormalität der Werkstückposition zu melden (5, Schritt S5). Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuerungsvorrichtung 8 bewirken, dass die mit der Spannvorrichtung 1 ausgestattete Produktionsmaschine 2 gestoppt wird.
  • Wenn andererseits das Stördrehmoment des durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 überwachten Servomotors kleiner als der vorbestimmte erste Grenzwert ist, dann gibt die Hand 3 des Roboters 4 das Werkstück W frei (5, Schritt S6). Aufgrund dessen ist das Werkstück W in einem Zustand, in dem es nur von der Spannvorrichtung 1 gehalten wird. Danach wird die Produktionsmaschine 2 eingesetzt, um das Werkstück W zu bearbeiten, Teile zu montieren, usw..
  • Wie oben erklärt, erkennt die erste Ausführungsform ein Stördrehmoment eines ein Gelenk der Hand 3 antreibenden Servomotors, wenn ein Werkstück W, das durch die Hand 3 des Roboters 4 gegriffen und an einer vorbestimmten Position der Spannvorrichtung 1 positioniert wird, durch die Spannvorrichtung 1 festgehalten wird. Wenn des Weiteren das erkannte Stördrehmoment über einem vorbestimmten ersten Grenzwert liegt, dann wird beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Spannvorrichtung 1 festgehaltenen Werkstücks W aufgetreten ist.
  • Aus diesem Grund ist es möglich, ohne Berücksichtigung des Kontaktzustands der Anlagefläche 5a der Werkstückhaltevorrichtung 5 an der Spannvorrichtung 1 und der Außenfläche des Werkstücks W zu beurteilen, ob eine Abnormalität der Position eines durch die Spannvorrichtung 2 festgehaltenen Werkstücks W aufgetreten ist. Mit anderen Worten, bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Abnormalität der Position eines festgehaltenen Werkstücks zu beurteilen, ohne durch die Werkstückform beeinflusst zu werden. Weiterhin ist es durch Abstimmen des ersten Grenzwerts möglich, einen Zustand zu verhindern, in dem die Position eines durch die Spannvorrichtung festgehaltenen Werkstücks innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt und als Abnormalität der Werkstückposition beurteilt wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Ausbringung der aus dem Werkstück W hergestellten Produkte zu verbessern.
  • Des Weiteren ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, einen Sensor zum Erkennen einer Abnormalität an der Spannvorrichtung 2 hinzuzufügen. Als Ergebnis ist es möglich, ein Robotersystem 20 bereitzustellen, das eine Abnormalität eines Werkstücks durch eine kostengünstige Ausgestaltung beurteilt.
  • Zweite Ausführungsform
  • Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform erklärt. Hierbei werden den gleichen Bauteile wie bei dem obengenannten Robotersystem 20 der ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen zugeordnet und nur diejenigen Punkte erklärt, die von der ersten Ausführungsform abweichen.
  • Die 6 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuerungsvorrichtung 8 des Robotersystems 20 der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • In der zweiten Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, weist die in 4 gezeigte Steuerungsvorrichtung 8 ferner zusätzlich einen Frequenzanalyseteil 15 auf.
  • Der Frequenzanalyseteil 15 führt eine Frequenzanalyse an der Vorgeschichte des Stördrehmoments eines durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 überwachten Servomotors, beispielsweise eine FFT (Fast-Fourier-Transformation)-Analyse, durch. Des Weiteren verwendet der Frequenzanalyseteil 15 die FFT-Analyse, um die Vorgeschichte des Stördrehmoments des Servomotors in mehrere Frequenzkomponenten aufzuschlüsseln und dann eine spezifische Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten zu extrahieren und zum Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 zu senden. Es wird angemerkt, dass die extrahierte spezifische Frequenzkomponente die Frequenz ist, die erzeugt wird, wenn ein Werkstück W beim Verwenden der Spannvorrichtung 1, um das Werkstück W festzuhalten, beschädigt wird.
  • Der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 vergleicht die vom Frequenzanalyseteil 15 gesendete spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert. Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13, dass eine Beschädigung an dem durch die Spannvorrichtung 1 festgehaltenen Werkstück W aufgetreten ist, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem vorbestimmten zweiten Grenzwert (Frequenz) liegt.
  • Als Nächstes wird der Betrieb des mit der Steuerungsvorrichtung 8 der zweiten Ausführungsform ausgestatteten Robotersystems 20 erklärt.
  • Die 7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Betriebsroutine des Robotersystems 20 der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • Wenn das Robotersystem 20 hochgefahren wird, betreibt die Steuervorrichtung 8 den Roboter 4 gemäß den vorprogrammierten Betriebsbefehlen. Wie in der 1 gezeigt, verwendet deshalb der Roboter 4 die Hand 3, um ein Werkstück W zu greifen und es zur Spannvorrichtung 1 zu bewegen, die an der Produktionsmaschine 2 aufgebaut ist. Während sich das Werkstück W bewegt, überwacht der Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 der Steuerungsvorrichtung 8 das Stördrehmoment eines Servomotors, der die Drehung des die Hand 3 des Roboters 4 abstützenden Gelenks antreibt (7, Schritt S11).
  • Als Nächstes positioniert der Roboter 4 das durch die Hand 3 gegriffene Werkstück W zwischen dem Werkstückhalteteil 5 und dem Werkstückandrückteil 6 der Spannvorrichtung 1 (7, Schritt S12). Dann betätigt die Steuerungsvorrichtung 8 im Zustand, in dem die Hand 3 das Werkstück W greift, das Werkstücksandrückteil 6 der Spannvorrichtung 1. (7, Schritt S13). Aufgrund dessen drückt das Werkstückandrückteil 6 das Werkstück W gegen die Anlagefläche 5a des Werkstückhalteteils 5.
  • Wenn ein derartiger Betriebsvorgang der Spannvorrichtung 1 endet, verwendet der Frequenzanalyseteil 15 eine FFT-Analyse, um die Vorgeschichte des Stördrehmoments des Servomotors in mehrere Frequenzkomponenten aufzuschlüsseln und daraus eine spezifische Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten zu extrahieren (7, Schritt S14).
  • Als Nächstes vergleicht der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 der Steuerungsvorrichtung 8 die durch den Frequenzanalyseteil 15 extrahierte spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert (7, Schritt S15). Des Weiteren beurteilt der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13, dass eine Abnormalität am durch die Spannvorrichtung 1 festgehaltenen Werkstück W aufgetreten ist, wenn die spezifische Frequenz gleich dem vorbestimmten zweiten Grenzwert ist oder den vorbestimmten zweiten Grenzwert überschreitet. Es wird angemerkt, dass die Einstellung des vorbestimmten zweiten Grenzwerts von der Außenseite der Steuerungsvorrichtung 8 geändert werden kann.
  • Wenn der Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 beurteilt, dass eine Beschädigung aufgetreten ist, gibt die Steuerungsvorrichtung 8 durch den Ausgabeteil 14 einen Alarm aus, und meldet das Auftreten einer Beschädigung (7, Schritt S16). Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuerungsvorrichtung 8 bewirken, dass die mit der Spannvorrichtung 1 ausgestattete Produktionsmaschine 2 gestoppt wird.
  • Wenn andererseits die vom Frequenzanalyseteil 15 gesendete spezifische Frequenzkomponente kleiner als der vorbestimmte zweite Grenzwert ist, dann gibt die Hand 3 des Roboters 4 das Werksstück W frei (7, Schritt S17). Aufgrund dessen ist das Werkstück W in einem Zustand, in dem es nur von der Spannvorrichtung 1 gehalten wird. Danach wird die Produktionsmaschine eingesetzt, um das Werkstück W zu bearbeiten, Teile zu montieren, usw..
  • Gemäß der oben erklärten zweiten Ausführungsform ist es möglich, wenn das durch die Hand 3 des Roboters 4 gegriffene Werkstück W durch die Spannvorrichtung 1 festgehalten wird, zu beurteilen, ob der Schlag zum Zeitpunkt des Festhaltens eine Beschädigung des Werkstücks W verursacht hat. Aufgrund dessen ist es möglich, die Ausbringung von aus dem Werkstück W hergestellten Produkten zu verbessern.
  • Es wird angemerkt, dass in der zweiten Ausführungsform das Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren der ersten Ausführungsform zusätzlich ausgeführt werden kann. Das heißt, es ist ebenfalls möglich, wie die erste Ausführungsform einen Betriebsvorgang des Vergleichens des Stördrehmoments eines durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil 11 überwachten Servomotors mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert und des Beurteilens, ob eine Abnormalität im Werkstückhaltezustand der Spannvorrichtung 1 aufgetreten ist, zusätzlich durch den Abnormalitäts-Beurteilungsteil 13 ausführen zu lassen.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein Werkstück, das durch eine Hand eines Roboters gegriffen und an einer vorbestimmten Position einer Werkstückhaltevorrichtung positioniert wird und durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird, das Stördrehmoment eines ein Gelenk des Roboters antreibenden Motors erkannt. Wenn des Weiteren das erkannte Stördrehmoment über einem vorbestimmten. ersten Grenzwert liegt, dann wird beurteilt, dass eine Abnormalität an der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist.
  • Aus diesem Grund ist es möglich, ohne Berücksichtigung des Kontaktzustands der Anlagefläche der Werkstückhaltevorrichtung an der Spannvorrichtung und der Außenfläche des Werkstücks zu beurteilen, ob eine Abnormalität der Position eines durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks aufgetreten ist. Mit anderen Worten, es ist möglich eine Abnormalität der Position eines festgehaltenen Werkstücks zu beurteilen, ohne durch die Werkstückform beeinflusst zu werden. Weiterhin ist es durch Abstimmen des ersten Grenzwerts möglich, einen Zustand zu verhindern, in dem die Position eines durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehaltenen Werkstücks innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt und als Abnormalität der Werkstückposition beurteilt wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Ausbringung der aus dem Werkstück hergestellten Produkte zu verbessern.
  • Des Weiteren ist es nicht notwendig, einen Sensor zum Erkennen einer Abnormalität an der Werkstückhaltevorrichtung hinzuzufügen. Als Ergebnis ist es möglich, ein Robotersystem bereitzustellen, das eine Abnormalität eines Werkstücks durch eine kostengünstige Ausgestaltung beurteilt.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wenn ein durch die Hand des Roboters gegriffenes Werkstück W durch die Werkstückhaltevorrichtung festgehalten wird, zu beurteilen, ob der Schlag zum Zeitpunkt des Festhaltens eine Beschädigung des Werkstücks verursacht hat. Aufgrund dessen ist es möglich, die Ausbringung von aus dem Werkstück hergestellten Produkten zu verbessern.
  • Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein Werkstückhalteteil, das eine Anlagefläche aufweist, die die Außenfläche eines Werkstücks kontaktiert, und ein Werkstückandrückteil, das eine Andrückfläche aufweist, die das Werkstück gegen die Anlagefläche drückt, bereitgestellt; dadurch wird zum Zeitpunkt des Festhaltens eines Werkstücks das Werkstück passgenau gegen die Werkstückanlagefläche des Halteteils platziert. Aufgrund dessen kann die Werkstückhaltevorrichtung das Werkstück präzise festhalten.
  • Der vierte und der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen jeweils ähnliche Wirkungen wie der erste und der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung auf.
  • Im Obengenannten wurden repräsentative Ausführungsformen gezeigt, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf die obengenannten Ausführungsformen beschränkt ist. Die obengenannten Ausführungsformen können in verschiedene Formen, Strukturen, Materialen usw. innerhalb eines Bereichs geändert werden, der nicht vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abweicht.

Claims (3)

  1. Robotersystem, Folgendes umfassend: eine Werkstückhaltevorrichtung (1), die ein Werkstück (W) positioniert und festhält, einen Roboter (4), an dem eine Hand (3), die ein Werkstück (W) greift, befestigt ist, und eine Steuerungsvorrichtung (8), die die Werkstückhaltevorrichtung (1) und den Roboter (4) steuert, wobei die Steuerungsvorrichtung (8) einen Roboter-Betriebssteuerungsteil (9) aufweist, der bewirkt, dass der Roboter (4) arbeitet, um ein Werkstück (W) durch die Hand (3) zu greifen und das gegriffene Werkstück (W) an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung (1) abzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (8) ferner einen Stördrehmoment-Überwachungsteil (11), der ein Stördrehmoment eines Motors, der die Drehung eines Gelenks des Roboters (4) entsprechend eines Betriebsbefehls des Roboter-Betriebssteuerungsteils (9) antreibt, überwacht einen Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13), der beim Greifen eines Werkstücks (W) durch die Hand (3) des Roboters (4) das Stördrehmoment mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert vergleicht und, wenn das Stördrehmoment über dem ersten Grenzwert liegt, beurteilt, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) aufgetreten ist, und einen Frequenzanalyseteil (15) umfasst, der eine Vorgeschichte des Stördrehmoments des Motors, der durch den Stördrehmoment-Überwachungsteil (11) überwacht wird, in mehrere Frequenzkomponenten aufschlüsselt und eine spezifische Frequenzkomponente aus den mehreren Frequenzkomponenten extrahiert, wobei der Abnormalitäts-Beurteilungsteil (13) dazu eingerichtet ist, die spezifische Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert zu vergleichen, wenn das durch die Hand (3) gegriffene Werkstück (W) durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehalten wird und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, zu beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstück (W) aufgetreten ist.
  2. Robotersystem nach Anspruch 1, wobei die Werkstückhaltevorrichtung (1) ferner ein Werkstückhalteteil (5), das eine Anlagefläche (5a) aufweist, die die Außenfläche des Werkstücks (W) kontaktiert, und ein Werkstückandrückteil (6), das ein Andrückteil (6a) aufweist, das das Werkstück (W) gegen die Anlagefläche (5a) drückt, umfasst.
  3. Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren, das eine Abnormalität eines durch einen Roboter (4) in eine Werkstückhaltevorrichtung (1) geladenen und durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) beurteilt, wobei das Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren umfasst, in Erwiderung auf einen Betriebsbefehl des Roboters (4) Überwachen eines Stördrehmoments eines die Drehung eines Gelenks des Roboters (4) antreibenden Motors und, wenn ein Werkstück (W) durch die Hand (3) des Roboters (4) gegriffen wird, Anordnen des Werkstücks an einer vorbestimmten Position der Werkstückhaltevorrichtung (1) und dann Festhalten des gegriffenen Werkstücks (W) durch die Werkstückhaltevorrichtung (1), Vergleichen des Stördrehmoments mit einem vorbestimmten ersten Grenzwert und, wenn das Stördrehmoment über einem ersten Grenzwert liegt, Beurteilen, dass eine Abnormalität der Position des durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstücks (W) aufgetreten ist und Aufschlüsseln einer Vorgeschichte des Stördrehmoments des überwachten Motors in mehrere Frequenzkomponenten, Extrahieren einer spezifischen Frequenzkomponente unter den mehreren Frequenzkomponenten, Vergleichen der spezifischen Frequenzkomponente mit einem vorbestimmten zweiten Grenzwert und, wenn die spezifische Frequenzkomponente über dem zweiten Grenzwert liegt, Beurteilen, dass eine Beschädigung an dem durch die Werkstückhaltevorrichtung (1) festgehaltenen Werkstück (W) aufgetreten ist.
DE102016003639.7A 2015-03-31 2016-03-24 Robotersystem, das eine Abnormalität eines festgehaltenen Werkstücks beurteilt, und Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren Active DE102016003639B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-073967 2015-03-31
JP2015073967A JP6203775B2 (ja) 2015-03-31 2015-03-31 固定されたワークの異常を判定するロボットシステム、および、異常判定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016003639A1 DE102016003639A1 (de) 2016-10-06
DE102016003639B4 true DE102016003639B4 (de) 2019-02-07

Family

ID=56937064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016003639.7A Active DE102016003639B4 (de) 2015-03-31 2016-03-24 Robotersystem, das eine Abnormalität eines festgehaltenen Werkstücks beurteilt, und Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9902063B2 (de)
JP (1) JP6203775B2 (de)
CN (1) CN106003147B (de)
DE (1) DE102016003639B4 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107962563B (zh) * 2016-10-20 2022-10-04 精工爱普生株式会社 控制装置、机器人以及机器人系统
JP6713587B2 (ja) 2017-09-06 2020-06-24 株式会社Fuji ワーク搬送ロボット
JP6753836B2 (ja) 2017-11-28 2020-09-09 ファナック株式会社 ロボットとその衝突検知方法
CN110018644B (zh) * 2018-01-10 2021-05-04 上银科技股份有限公司 适应性夹持的控制方法
JP6703021B2 (ja) * 2018-02-20 2020-06-03 ファナック株式会社 サーボ制御装置
JP6940820B2 (ja) * 2018-05-08 2021-09-29 オムロン株式会社 ロボット制御装置、保守管理方法、及び保守管理プログラム
JP6763914B2 (ja) * 2018-06-08 2020-09-30 ファナック株式会社 ロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法
JP7094210B2 (ja) 2018-11-29 2022-07-01 株式会社安川電機 特性推定システム、特性推定方法、及びプログラム
CN111098274B (zh) * 2019-09-26 2021-12-03 杭州为我健康新零售科技有限公司 适用于蜂蜜饮品贩卖机的维修系统和维修方法
CN111469128B (zh) * 2020-04-21 2022-10-18 昆明理工大学 一种关节型机器人电流耦合信号分离提取方法
CN112109072B (zh) * 2020-09-22 2022-12-30 扬州大学 一种大型稀疏特征托盘精确6d位姿测量和抓取方法
CN114833869B (zh) * 2022-05-27 2023-03-10 智迪机器人技术(盐城)有限公司 电池壳清洗线上下料机器人的异常检测及处理方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067882A1 (de) 1980-12-30 1982-12-29 Fanuc Ltd. Einrichtung zum uberprüfen der werkstücklage
JP2004130445A (ja) 2002-10-10 2004-04-30 Fuji Heavy Ind Ltd 密着確認装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6130359A (ja) * 1984-07-18 1986-02-12 Kawasaki Steel Corp 鋼材地きずの検査方法
JP3285663B2 (ja) * 1993-05-11 2002-05-27 ファナック株式会社 工具破損検出装置
JP3864240B2 (ja) * 1997-02-07 2006-12-27 株式会社安川電機 溶接方法
JPH10296644A (ja) * 1997-04-25 1998-11-10 Techno Oote Kako:Kk 流体圧式バイス
JPH11320477A (ja) * 1998-05-21 1999-11-24 Nachi Fujikoshi Corp 産業用ロボットの動作異常検出方法
JP4254198B2 (ja) * 2002-10-25 2009-04-15 株式会社ジェイテクト ワーク支持装置及び同装置のための着座機構
JP4112594B2 (ja) * 2006-07-27 2008-07-02 ファナック株式会社 減速機異常診断方法及び減速機異常診断装置
US8239063B2 (en) * 2008-07-29 2012-08-07 Fanuc Robotics America, Inc. Servo motor monitoring and hood/deck exchange to enhance the interior coating process
JP5561459B2 (ja) * 2009-03-24 2014-07-30 株式会社安川電機 プレス機械装置およびそのモータ制御装置
JP5400473B2 (ja) * 2009-05-22 2014-01-29 川崎重工業株式会社 ロボット装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0067882A1 (de) 1980-12-30 1982-12-29 Fanuc Ltd. Einrichtung zum uberprüfen der werkstücklage
JP2004130445A (ja) 2002-10-10 2004-04-30 Fuji Heavy Ind Ltd 密着確認装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20160288326A1 (en) 2016-10-06
CN106003147B (zh) 2018-11-02
JP6203775B2 (ja) 2017-09-27
CN106003147A (zh) 2016-10-12
US9902063B2 (en) 2018-02-27
DE102016003639A1 (de) 2016-10-06
JP2016193463A (ja) 2016-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016003639B4 (de) Robotersystem, das eine Abnormalität eines festgehaltenen Werkstücks beurteilt, und Abnormalitäts-Beurteilungsverfahren
EP2883665B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Manipulators
DE102006046759B4 (de) Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Betrieb eines Roboters
EP2042259B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Laser-Schneiden
EP3613071B1 (de) Robotergreifer zum handhaben von objekten, insbesondere behältern
DE3607588A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum automatischen handhaben von halbleiterplaettchen
DE102018007842B4 (de) Steuergerät zum Überwachen der Bewegungsrichtung eines Betätigungswerkzeugs
WO2017194749A1 (de) Verfahren zum befüllen einer nietkassette mit nietelementen
EP2070665A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bereichsüberwachung eines Manipulators
DE102017206077B4 (de) Spritzgusssystem zur durchführung eines montagevorgangs in der form
DE102013019450A1 (de) Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines Roboters mit einem Objekt
EP3625157B1 (de) Handhabungseinrichtung zum handhaben von zumindest abschnittsweise ebenen gütern, verfahren zum betreiben einer derartigen handhabungseinrichtung
DE102020100803A1 (de) Folgeroboter und Roboterarbeitssystem
EP3213159A1 (de) Verfahren und robotersystem zur nutzung eines industrieroboters für prüfaufgaben
DE10327600A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Kollisionsüberwachung einer Maschinenkomponente mit einem Werkstück oder anderen Maschinenkomponenten
EP2355957A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern eines manipulatorsystems
DE102021121314B3 (de) System zum Fügen von Bauteilen
EP3045995A1 (de) Einmessverfahren aus kombination von vorpositionierung und handführen
WO2019210895A1 (de) Belastungserfassung eines bearbeiteten werkstücks auf grundlage einer simulation
DE202017102466U1 (de) Vorrichtung zur Erkennung der genauen Position und Lage eines Bauteils in einer Bearbeitungsstation
EP3563991B1 (de) Unterdruckhandhabungsvorrichtung
EP3608066B1 (de) Verfahren zum überwachen der funktionsweise einer greifzange sowie greifzange
EP3212364B1 (de) Verfahren und robotersystem zur automatischen bahnermittlung
EP2845697A2 (de) Verfahren zum Überwachen einer nutzlastführenden Roboteranordnung
DE102015213326B4 (de) Verfahren zum Handhaben eines Bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final