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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Störbereich-Einstellvorrichtung, die einen Störbereich für einen mobilen Roboter einstellt.
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Es ist eine Technik bekannt, bei der unter Verwendung eines Roboters, der auf ein Fahrgestell montiert ist, oder eines Roboters, der einen selbstgetriebenen Mechanismus aufweist (als mobiler Roboter bekannt) ein Betrieb durch Erfassen von Positionen in dem Arbeitsumfeld des Roboters ausgeführt wird. Als Beispiel für den Stand der Technik bezüglich einer derartigen Technik offenbart
JP 2010-162635 A ein Verfahren zum Korrigieren der Position und Ausrichtung einer selbstgetriebenen fahrbaren Einheit und einer Roboterarmeinheit, die auf die fahrbare Einheit montiert ist. Das Verfahren weist Folgendes auf: einen Schritt des Erfassens, an einer vorbestimmten Position in einem Fahrweg, eines Fehlers einer eingestellten Position und Ausrichtung der fahrbaren Einheit als ersten Fehler, und des Steuerns des Betriebs der fahrbaren Einheit, um den ersten Fehler zu korrigieren, und einen zweiten Schritt des Erfassens, an einer vorbestimmten Arbeitsposition auf dem Fahrweg, auf dem die Roboterarmeinheit an einem Arbeitsobjekt zu arbeiten hat, eines Fehlers der eingestellten Position und Ausrichtung der Roboterarmeinheit als zweiten Fehler, und des Steuerns des Betriebs der Roboterarmeinheit, um den zweiten Fehler zu korrigieren.
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Des Weiteren wurde die Technik auch für den Fall vorgeschlagen, in dem ein Hindernis, wie etwa ein Umfeldgerät, innerhalb eines Arbeitsbereichs vorliegt, das durch einen mobilen Roboter erreichbar ist, um zu bestimmen, ob das Hindernis und der mobile Roboter einander stören werden oder nicht. Zum Beispiel offenbart JP H08-005028 B2 ein Kollisionsbestimmungsverfahren für ein sich bewegendes Objekt, das bestimmt, ob ein sich bewegendes Objekt und ein Hindernis kollidieren werden oder nicht, durch Annähern der Formen des sich bewegenden Objekts und des Hindernisses unter Verwendung von mehreren Objektelementen und durch Prüfen auf Störung zwischen entsprechenden Objektelementen. Dieses Verfahren weist, wenn auf der Basis der Position/Ausrichtung des sich bewegenden Objekts zum gegenwärtigen Zeitpunkt der Prüfung auf Störung bestimmt wird, ob das sich bewegende Objekt und das Hindernis kollidieren werden oder nicht, ein Bestimmen einer Ausführungsreihenfolge für die Störungsprüfung auf, durch Kombinieren von entsprechenden Objektelementen in absteigender Reihenfolge bezüglich der Wahrscheinlichkeit einer Kollision auf der Basis des Kollisionsbestimmungsergebnisses, das auf der Basis der vorherigen Position/Ausrichtung des sich bewegenden Objekts erhalten wird, und Daten, die für die Kollisionsbestimmung erforderlich sind, die mindestens einen Abstand aufweisen.
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Zudem offenbart
JP 2005-081445 A eine Roboterstörbereich-Bestätigungsvorrichtung, die Folgendes aufweist: Mittel zum Speichern eines Formmodells eines Arms eines Roboters, Besetzungsbereich-Berechnungsmittel zum Finden, auf der Basis von Positions- und Ausrichtungsinformationen, die für den Roboter und das Formmodell des Arms des Roboters vorgesehen sind, eines Bereichs, der durch den Arm des Roboters in dem Fall besetzt ist, in dem der Arm des Roboters eine Position und Ausrichtung entsprechend der Positions- und Ausrichtungsinformationen eingenommen hat, Übertragungsmittel zum hintereinander Finden, auf der Basis eines Bewegungsbefehls, der von einem Robotergelenksystem gelesen wird, von Positions- und Ausrichtungsinformationen entsprechend Positionen und Ausrichtungen, die von dem Arm des Roboters einzunehmen sind, und zum Übertragen der Informationen an die Besetzungsbereich-Berechnungsmittel, Speichermittel zum kumulativen Hinzufügen als Satz des besetzten Bereichs, der dieses Mal von den Besetzungsbereich-Berechnungsmitteln empfangen wird, zu einem besetzten Gesamtbereich, der die vorherige Zeit aktualisiert und speichert, um einen neuen besetzten Gesamtbereich zu aktualisieren und zu speichern, und Anzeigemittel mit einer Funktion zum Anzeigen des besetzten Gesamtbereichs, der in den Speichermitteln gespeichert ist.
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Des Weiteren offenbart
JP 2016-078184 A eine Roboterstörbereich-Einstellvorrichtung, die Folgendes aufweist: eine 3D-Kamera, die durch Aufnehmen eines Bilds des Umfelds eines Roboters, ein Kamerabild eines Bereichs in dem Umfeld des Roboters erhält, wobei das Kamerabild Abstandsinformationen und Farbinformationen aufweist, eine 3D-Kartenerzeugungseinheit, die auf der Basis des Kamerabilds eine 3D-Karte erzeugt, die aus mehreren Punktsequenzen besteht, die in gleichmäßigen Intervallen in einem dreidimensionalen Raum in dem Umfeld des Roboters angeordnet sind, wobei jede der Punktsequenzen die Farbinformationen hat, die in dem Kamerabild aufgewiesen sind, eine Farbeinstellungseinheit, die eine Farbe einstellt, die die Farbe von mindestens eines des Roboters und eines Hindernisses in dem Umfeld des Roboters ist, und die eine Farbe ist, mit der der Roboter und das Hindernis voneinander unterschieden werden können, eine Farbsucheinheit, die eine Punktsequenz mit Farbinformationen heraussucht, entsprechend der Farbeinstellung der Farbeinstelleinheit aus der 3D-Karte, die durch die 3D-Kartenerzeugungseinheit erzeugt wurde, und einen Störbereich-Einstellabschnitt, der einen Störbereich auf der Basis von Positionsdaten einstellt, die von den Abstandsinformationen des Kamerabilds erhalten werden, wobei die Positionsdaten Daten der Punktsequenz sind, die durch die Farbsucheinheit herausgesucht wurden.
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DE 10 2015 011 830 A1 offenbart ein Robotersystem zum Einstellen eines Bewegungsüberwachungsbereichs eines Roboters. Das Robotersystem umfasst einen Anzeigeabschnitt, der ein Robotermodell und ein Modell für eine periphere Vorrichtung anzeigt, einen Einsatzabschnitt, der ein Bewegungsüberwachungsbereichsmodell des Roboters auf dem Anzeigeabschnitt einsetzt, einen Positionierungsabschnitt, der das Bewegungsüberwachungsbereichsmodell bewegt und positioniert, und einen Einstellungsabschnitt, der einen Bereich, der durch das positionierte Bewegungsüberwachungsbereichsmodell umgeben ist, in dem Anzeigeabschnitt in Koordinatenwerte umwandelt, die durch den Roboter erkannt werden können, um den Bewegungsüberwachungsbereich einzustellen.
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DE 10 2008 052 579 A1 offenbart ein Sicherheitssystem für eine Arbeitsvorrichtung, die mindestens eine Einrichtung aufweist, die mit einem Freiheitsgrad oder mehreren Freiheitsgraden bewegbar ist, und mit mindestens einer Kamera, die die Bewegung der Einrichtung überwacht, wobei dann, wenn die Bewegung der Einrichtung statische oder dynamische Grenzwerte überschreitet, die Arbeitsvorrichtung abgeschaltet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens eine Kamera an der Einrichtung angeordnet ist, dass die Bewegung der Einrichtung über die an dieser angeordneten Kamera in Bezug auf ausgewählte Freiheitsgrade der Einrichtung, die einen oder mehrere von räumlichen Koordinaten, Winkelstellungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen umfassen, aufgrund der aufgenommenen Kamerabilder, die die Umgebung der Einrichtung abbilden, ermittelt wird und dass die Abschaltung der Einrichtung erfolgt, wenn die Bewegung der Einrichtung in Bezug auf die ausgewählten Freiheitsgrade die Grenzwerte überschreitet.
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DE 10 602 05 300 T2 offenbart eine Kollisionsvermeidungs-Vorrichtung zur Vermeidung einer Kollision zwischen einer Betriebsvorrichtung, die an einem Roboter angebracht ist, und einem peripheren Objekt.
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WO 2014/058 161 A1 offenbart ein Bewegungsverfahren für einen Roboter, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Beobachten mindestens einer extern bereitgestellten Positionserkennungsanzeige; (b) Verwenden der Positionserkennungsanzeige (n) zur Berechnung der relativen Bewegungsrichtung und der relativen Koordinaten des Roboters relativ zur Positionserkennungsanzeige (n); und (c) Berechnen der Bewegungsgeschwindigkeit, um zu beurteilen, ob innerhalb eines ersten Zeitraums eine Kollision mit einer virtuellen Wand gemäß der relativen Bewegungsrichtung und den relativen Koordinaten aufgetreten ist. Dem Roboter wird ermöglicht, sich durch die Verwendung der virtuellen Wand zu bewegen, ohne einen bestimmten Bereich zu verlassen, selbst ohne Operationen, die eine erhebliche Menge an Rechenleistung erfordern, wie beispielsweise Kartenerstellung und absolute Positionsschätzung.
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JP 2012 061 558 A offenbart ein Roboterüberwachungssystem, das umfasst: einen Roboter mit einem Arm 11, eine Robotersteuerung zum Berechnen der ersten Koordinaten als Koordinaten des Arms und zum Steuern des Betriebs des Arms, und eine Kameravorrichtung zum Abbilden des Roboters und seines peripheren Bereichs zum Aufzeichnen von Bildern davon. Die Kameravorrichtung berechnet zweite Koordinaten als die Koordinaten des Arms basierend auf den aufgezeichneten Bildern und bestimmt, dass entweder die Robotersteuerung oder die Kameravorrichtung basierend auf dem Vergleich zwischen den ersten Koordinaten und den zweiten Koordinaten ausfällt.
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JP 2001 300 875 A offenbart ein Robotersystem. Eine CCD-Kamera ist an der Spitze eines Roboterarms eines sich bewegenden Roboters vorgesehen, und eine ovale Positionierungsmarkierung, die in Bezug auf eine Arbeit positioniert werden soll, ist auf einer Seite der festen Einrichtung vorgesehen. In einem Zustand, in dem der sich bewegende Roboter vor der festen Einrichtung angehalten wird, bewegt eine Robotersteuerung den Roboterarm, wird der Positionierungsmarker von der CCD-Kamera fotografiert, werden die Position und die Neigung aus der Erfassung einer langen Achse und einer kurzen Achse des Positionierungsmarkers durch eine Bildverarbeitungsvorrichtung berechnet, und es werden die Position des Positionierungsmarkers beim Lehren und die Neigung mit der erfassten Position verglichen, um den Positionsabweichungsbetrag zu finden. Die Arbeit des Roboterarms wird ausgeführt, während ein Betriebspunkt auf der Basis des Positionsabweichungsbetrags korrigiert wird.
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Als Beispiel für Mittel zum Finden eines Störbereichs zwischen einem mobilen Roboter und einem Hindernis kann ein Betrieb zum Einstellen und Aufzeichnen eines Formmodells des Hindernisses in Verbindung mit einer Position, die in einem Roboterkoordinatensystem dargestellt ist, benutzt werden. Wenn der mobile Roboter bewegt wird, ist es jedoch notwendig, die Position des Formmodells des Hindernisses relativ zu dem Roboter nach der Bewegung zurückzusetzen. Wenn diese Einstellung manuell durchgeführt wird, ist jedes Mal ein wesentlicher Aufwand erforderlich, wenn der Roboter bewegt wird, was die Bequemlichkeit des mobilen Roboters reduziert. Obwohl die Einstellung oben automatisch unter Verwendung einer 3D-Kamera konfiguriert werden kann, ist die 3D-Kamera (und insbesondere eine 3D-Kamera, die auch Farbinformationen von Gegenständen erfassen kann) teuer, was hinsichtlich der Kosten problematisch ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Einstellvorrichtung vorzusehen, die einen Störbereich für einen mobilen Roboter mit geringem Aufwand einstellt, wobei die Einstellung mit niedrigen Kosten verbunden ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Störbereich-Einstellvorrichtung, die einen Störbereich für einen mobilen Roboter einstellt, der eine fahrbare Einheit, die imstande ist sich zu bewegen, eine mechanische Robotereinheit, die auf der fahrbaren Einheit montiert ist, und eine Bildaufnahmevorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Bild des Umfelds der mechanischen Robotereinheit zu erhalten, aufweist, wobei die Störbereich-Einstellvorrichtung Folgendes aufweist: einen Formmodellspeicherabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Form, eine Position und eine Ausrichtung eines Hindernisses, das in einem Arbeitsbereich des mobilen Roboters vorliegt, als ein Hindernisformmodell zu speichern, wobei die Form, Position und Ausrichtung in einem Referenzkoordinatensystem dargestellt sind, das als Referenz für den Arbeitsbereich dient, einen Positions- und Ausrichtungsberechnungsabschnitt, der konfiguriert ist, um ein Bild, das durch die Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen wird, eines Formmerkmals in einer festen Position in dem Arbeitsbereich zu analysieren und eine Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems zu berechnen, das in einem Roboterkoordinatensystem, das als Referenz für den mobilen Roboter dient, dargestellt ist, und einen Störbereich-Einstellabschnitt, der konfiguriert ist, um einen Störbereich auf der Basis der Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems, das in das Roboterkoordinatensystem konvertiert ist, und des Hindernisformmodells automatisch einzustellen, wobei der Störbereich ein in dem Roboterkoordinatensystem dargestellter Bereich ist, in dem das Hindernis vorliegt.
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Die oben beschriebenen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervorgehen.
- 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Systems darstellt, in dem eine Störbereich-Einstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann,
- 2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Störbereich-Einstellvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und
- 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anzeigefunktion in der Störbereich-Einstellvorrichtung darstellt, die in 2 dargestellt ist.
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1 ist ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration eines Bearbeitungssystems 10 als Beispiel eines Systems darstellt, das einen Störbereich unter Verwendung einer Störbereich-Einstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einstellen kann. Das Bearbeitungssystem 10 weist einen mobilen Roboter 12, ein Bearbeitungswerkzeug 14 und einen Werkstückversorgungstisch 16 auf. Der mobile Roboter 12 weist eine fahrbare Einheit 20, die imstande ist, sich relativ zu einer Installationsfläche 18 zu bewegen, eine mechanische Robotereinheit (Roboterarm) 22, die auf der fahrbaren Einheit 20 montiert ist, und eine Bildaufnahmevorrichtung 24 auf, die konfiguriert ist, um ein Bild des Umfelds der mechanischen Robotereinheit 22 zu erhalten.
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Die fahrbare Einheit 20 ist zum Beispiel ein Fahrgestell und kann von einem selbstgetriebenen Typ sein, der eine Antriebsquelle aufweist oder durch Schieben durch eine Person (einen Arbeiter) bewegt werden kann. Die mechanische Robotereinheit 22 ist zum Beispiel ein Gelenkarmroboter mit mehreren Achsen. In dem gezeigten Beispiel ist die Bildaufnahmevorrichtung 24 eine Kamera, die an einem mobilen Teil des Roboters (die Spitze des Roboterarms oder einer Roboterhand 26) oder der fahrbaren Einheit 20 angebracht ist. Es wird angemerkt, dass die Kamera eine dreidimensionale Kamera oder eine zweidimensionale Kamera sein kann, aber eine zweidimensionale Kamera, die ein zweidimensionales Bild des Umfelds (und insbesondere ein zweidimensionales Schwarz-Weiß-Bild) aufnimmt, wird hinsichtlich der Kosten bevorzugt. Ein Betrieb des mobilen Roboters 12 kann durch eine Robotersteuerung 28 gesteuert werden. Es wird angemerkt, dass ein Programmiergerät 30, durch das ein Arbeiter Arbeitsvorgänge ausführt, wie etwa ein Einlernen des Roboters 12, mit der Robotersteuerung 28 drahtlos oder über einen Draht verbunden sein kann.
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Als ein Beispiel weist das Bearbeitungswerkzeug 14 eine Abdeckung 32, eine Bearbeitungskammer 34, die durch die Abdeckung 32 definiert ist, und eine öffnende/schließende Tür 36, die in einem Teil der Abdeckung 32 vorgesehen ist, auf. Das Bearbeitungswerkzeug 14 ist konfiguriert, um eine vorbestimmte Bearbeitung an einem Bearbeitungsgegenstand (Werkstück) 38, das in das Innere der Bearbeitungskammer 34 durch die Tür 36 transportiert wird, auszuführen. Der mobile Roboter 12 ist konfiguriert, um imstande zu sein, in die Nähe des Werkstückversorgungstisches 16 zu fahren, ein unbearbeitetes Werkstück 38, das auf dem Werkstückversorgungstisch 16 platziert ist, mit einer Hand zu greifen usw., dann in die Nähe des Bearbeitungswerkzeugs 14 zu fahren und das erfasste Werkstück in einer vorbestimmten Position innerhalb der Bearbeitungskammer 34 zu platzieren. Der mobile Roboter 12 kann ferner konfiguriert sein, um bearbeitete Werkstücke aus der Bearbeitungskammer 34 zu entfernen und die Werkstücke zu einem vorbestimmten Zielort zu transportieren.
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In dem System 10, wenn der mobile Roboter 12 fährt, die mechanische Robotereinheit (Roboterarm) 22 arbeitet usw., gibt es Situationen, in denen das Bearbeitungswerkzeug 12, der Werkstückversorgungstisch 16 oder Säulen und Strukturen, die hier nicht dargestellt sind (kollektiv als „Hindernisse“ bezeichnet), innerhalb des Arbeitsbereichs des mobilen Roboters 12 und der mobile Roboter 12 sich gegenseitig stören. Zum Beispiel besteht in dem Fall, in dem der Roboter 12 in das Bearbeitungswerkzeug 14 (die Bearbeitungskammer 34) vorrückt, um einen Arbeitsvorgang auszuführen, während die Tür 36 des Bearbeitungswerkzeugs 14 offen ist, ein Risiko, dass der Roboter 12 die Tür 36, die Abdeckung 32 usw. stören wird. Folglich wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Störbereich, der ein Bereich ist, in dem ein Hindernis vorliegt, für den mobilen Roboter 12 (oder dessen Robotersteuerung 28) eingestellt und der Betrieb des Roboters 12 wird derart gesteuert, dass der Roboter 12 nicht in den Störbereich eintritt. Es wird angemerkt, dass der „Arbeitsbereich“ des mobilen Roboters 12 einen maximalen Raumbereich bezeichnet, der durch mindestens einen Teil des mobilen Roboters 12 erreicht werden kann und auf der Basis zum Beispiel eines maximalen Fahrbereichs der fahrbaren Einheit 20 und eines maximalen Betriebsbereichs der mechanischen Robotereinheit 22 eingestellt werden kann.
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Die Einstellung des Störbereichs wird unten ausführlich beschrieben. 2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Störbereich-Einstellvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Ein Beispiel, bei dem die Vorrichtung in die Robotersteuerung 28 als Prozessor, Speicher usw. integriert ist, ist hier dargestellt. Die Störbereich-Einstellvorrichtung 40 kann jedoch auch eine Vorrichtung sein, die von der Robotersteuerung 28 getrennt ist, wie etwa ein Personal Computer. In diesem Fall ist bevorzugt, dass die Vorrichtung und die Robotersteuerung 28 imstande sind, über einen Draht oder drahtlos zu kommunizieren.
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Die Störbereich-Einstellvorrichtung 40 weist Folgendes auf: einen Formmodellspeicherabschnitt 44, der eine Form, eine Position und eine Ausrichtung eines Hindernisses (das Bearbeitungswerkzeug 14 und der Werkstückversorgungstisch 16 in dem dargestellten Beispiel), das in einem Arbeitsbereich des mobilen Roboters 12 vorliegt, als Hindernisformmodell (ein dreidimensionales Modell) zu speichern, wobei die Form, Position und Ausrichtung in einem Referenzkoordinatensystem 42 dargestellt sind, einen Positions- und Ausrichtungsberechnungsabschnitt 50, der ein durch die Bildaufnahmevorrichtung 24 aufgenommenes Bild eines Formmerkmals 46 in einer festen Position innerhalb des Arbeitsbereichs analysiert und eine Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems 42 berechnet, das in einem Roboterkoordinatensystem 48 dargestellt ist, und einen Störbereich-Einstellabschnitt 52, der einen Störbereich auf der Basis der Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems 42, das in das Roboterkoordinatensystem 48 konvertiert ist, und des gespeicherten Hindernisformmodells einstellt, wobei der Störbereich ein Bereich ist, der in dem Roboterkoordinatensystem 48 dargestellt ist, in dem das Hindernis vorliegt.
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Das Referenzkoordinatensystem 42 ist ein Koordinatensystem, das als Referenz für den Arbeitsbereich des Systems 10 dient, und ist zum Beispiel ein festes Koordinatensystem, das fest bezüglich der Installationsfläche 18 ist, ein Koordinatensystem in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug 14 usw. Es wird angenommen, dass die Positionsbeziehung zwischen dem Referenzkoordinatensystem 42 und Hindernissen, wie etwa dem Bearbeitungswerkzeug 14 oder dem Werkstückversorgungstisch 16, bereits bekannt sind. Andererseits ist das Roboterkoordinatensystem 48 ein Koordinatensystem, das als Referenz für den mobilen Roboter 12 dient und ist zum Beispiel ein Koordinatensystem, das bezüglich der fahrbaren Einheit 20 oder einem Teil der mechanischen Robotereinheit 22 fest ist, das seine Position relativ zu der fahrbaren Einheit 20 (einem Rotationskörper usw.) nicht ändert.
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Das Formmerkmal (Markierung) 46 ist eine Struktur, gedrucktes Objekt usw. mit bestimmten Formmerkmalen, das in einer festen Position vorgesehen ist und durch die Bildaufnahmevorrichtung 24 aufgenommen werden kann. Durch Ausführen einer Bildverarbeitung eines Bilds der Markierung 46, die durch die Bildaufnahmevorrichtung 24 erhalten wird, können die zweidimensionale Position oder dreidimensionale Position und die Ausrichtung der Markierung 46, die in dem Roboterkoordinatensystem 48 dargestellt sind, berechnet werden. Verschiedene Gegenstände können als Markierung 46 benutzt werden; zum Beispiel kann auch ein Logo, eine Struktur usw., die bereits auf dem Bearbeitungswerkzeug 14 vorliegen, als Markierung benutzt werden. Es wird angenommen, dass die Positionsbeziehung zwischen der Markierung 46 und dem Referenzkoordinatensystem 42 bereits bekannt ist. Daher können die Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems 42, das in das Roboterkoordinatensystem 48 konvertiert ist, durch Bildanalyse unter Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung 24 berechnet werden. Derartige Berechnungen (Koordinatenumwandlungen) können durch ein bekanntes Verfahren ausgeführt werden. Wenn mehrere Markierungen benutzt werden, wird die Koordinatenumwandlung mit erhaltenen Bildern jeder der Markierungen ausgeführt.
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Es wird angemerkt, dass die Anzahl, Form usw. der Markierungen 46 je nach Ermessen ausgewählt und geändert werden können, in Abhängigkeit davon, ob die Position der Markierung 46, die zu berechnen ist, die in dem Roboterkoordinatensystem 48 dargestellt ist, zweidimensional oder dreidimensional ist. Zum Beispiel in dem Fall, in dem die Höhe des mobilen Roboters 12 und von Hindernissen, wie etwa des Bearbeitungswerkzeugs 14, konstant sind, ist es nicht notwendig, die Position der Markierung 46 in der Höhenrichtung aufzunehmen. Daher können, wenn eine oder zwei einfache kreisförmige Markierungen vorgesehen sind, die zweidimensionale Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems 42, das in das Roboterkoordinatensystem 48 in einer Ebene parallel zu der Installationsfläche 18 konvertiert ist, herausgefunden werden. Wenn drei Markierungen vorgesehen sind, können die dreidimensionale Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems 42, das in das Roboterkoordinatensystem 48 konvertiert ist, sogar herausgefunden werden, wenn eine zweidimensionale Kamera benutzt wird. Alternativ können in Abhängigkeit von der Form der Markierung (z.B. einer Form, in der sich schneidende kreuzende Linien innerhalb eines Kreises angeordnet sind, wie dargestellt) die dreidimensionale Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems 42, das in das Roboterkoordinatensystem 48 konvertiert ist, sogar anhand einer einzigen Markierung, durch Ausführen einer Bildverarbeitung auf der Markierung, herausgefunden werden.
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Die in dem Referenzkoordinatensystem 42 dargestellte Form, Position und Ausrichtung des Hindernisses, das in dem Arbeitsbereich des mobilen Roboters 12 vorliegt, werden in dem Formmodellspeicherabschnitt 44 zuvor als Hindernisformmodell gespeichert. Zum Beispiel ist das Referenzkoordinatensystem 42 auf dem Bearbeitungswerkzeug 14 definiert und ein Formmodell des Bearbeitungswerkzeugs 14, das in dem Referenzkoordinatensystem 42 dargestellt ist, ist in dem Formmodellspeicherabschnitt 44 gespeichert, der ein Speicher usw. ist. In der Ausführungsform kann das Formmodell durch eine Kombination von Elementen, wie etwa rechteckigen Quader, definiert sein oder es kann durch eine 3D-Karte definiert sein, die aus mehreren Punktsequenzen besteht.
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Der Störbereich, der ein Bereich ist, der in dem Roboterkoordinatensystem 48 dargestellt ist, in dem ein Hindernis vorliegt, kann in dem mobilen Roboter 12 (seiner Robotersteuerung 28) auf der Basis des Hindernisformmodells, das wie oben beschreiben gespeichert ist, und der Position und Ausrichtung des Referenzkoordinatensystems 42, das in das Roboterkoordinatensystem 48 konvertiert ist, eingestellt werden. Insbesondere kann ein dreidimensionaler Störbereich durch Anwenden der oben beschriebenen Koordinatenumwandlung auf das Hindernisformmodell berechnet werden. Die Robotersteuerung 28 kann dann dem mobilen Roboter 12 befehlen, derart zu arbeiten, dass der eingestellte Störbereich vermieden wird. Der Bildaufnahmevorgang der Markierung 46, der Einstellungsvorgang des Störbereichs usw. können automatisch ausgeführt werden. Demnach kann, auch wenn der mobile Roboter 12 zu einer anderen Position durch die fahrbare Einheit 20 bewegt worden ist, der Störbereich einfach automatisch mit einer Präzision eingestellt werden, die für einen praktischen Gebrauch ausreicht, was ein Ausführen von aufwändigen Arbeitsvorgängen, wie etwa ein manuelles Einstellen des Störbereichs bei jeder Bewegung, überflüssig macht.
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3 ist ein Diagramm, das eine Anzeigebefehlsfunktion der Störbereich-Einstellvorrichtung 40 darstellt. Die Störbereich-Einstellvorrichtung 40 weist eine Funktion für den Fall auf, wenn der oben beschriebene Störbereich eingestellt wurde, wobei Informationen bezüglich der Position und Ausrichtung, die in dem Roboterkoordinatensystem 48 dargestellt sind, des Störbereich angezeigt werden, der durch den Störbereich-Einstellabschnitt 52 eingestellt wird (hier die Bereiche, die von dem Bearbeitungswerkzeug 14 und dem Werkstückversorgungstisch 16 besetzt sind), in einer geeigneten Anzeigeeinheit zusammen mit dem mobilen Roboter 12 (eine Anzeigebefehlsfunktion). Zum Beispiel können eine Anzeige 54 der Robotersteuerung 28 oder eine Anzeige 56 des Programmiergeräts 30 (siehe 1) als Anzeigeeinheit (Anzeigebildschirm) benutzt werden. In dem Fall, in dem die Störbereich-Einstellvorrichtung 40 ein Gerät ist, das von der Robotersteuerung 28, wie etwa einem persönlichen Computer, getrennt ist, kann eine Anzeige (nicht dargestellt) dieses persönlichen Computers usw. genauso gut benutzt werden. Jegliche Anzeigemittel können benutzt werden, solange die Anzeigemittel von einer Person (einem Mitarbeiter) gesehen werden können. Es ist möglich, das Profil (Konturen) des Hindernisses in einer vereinfachten Weise anzuzeigen. Obwohl es bevorzugt wird, dass die Informationen, die in dem Bildschirm angezeigt werden, dreidimensional sind, können die Informationen zweidimensional sein.
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Mit der oben beschriebenen Anzeigefunktion kann ein Mitarbeiter das Vorhandensein eines Hindernisses bestätigen, das den mobilen Roboter 12 stören kann, und er kann den tatsächlichen Zustand des Systems 10 (die Anordnung von Geräten usw.) mit dem Inhalt, der in dem Bildschirm angezeigt wird, vergleichen. Zum Beispiel in dem Fall, in dem sich ein Bolzen, der eine Kamera 24 an dem mobilen Roboter 12 befestigt, lockert usw. und sich die Position oder Ausrichtung der Kamera 24 von einer vorbestimmten Position oder Ausrichtung abweicht, wird die Abweichung ein Ergebnis der Kamera 24, die ein Bild der Markierung 46 aufnimmt (die Erfassung der Position des Hindernisses) erheblich beeinflussen, sogar wenn die Abweichung so gering ist, dass es schwierig ist, diese visuell zu erkennen. Folglich wird die Anordnung der Geräte, die in dem Bildschirm angezeigt sind, erheblich von der tatsächlichen Anordnung abweichen und es besteht ein Risiko der Störung, wenn der Roboter in einem derartigen Zustand betrieben wird. Folglich kann der Mitarbeiter erkennen, ob sich ein Problem bezüglich der Einstellungen, der Struktur usw. des tatsächlichen Systems, wie etwa ein Abweichen der Position der Kamera 24, ergibt, durch die Bildschirmanzeige des Störbereichs, der in dem Roboterkoordinatensystem dargestellt ist.
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Die Störbereich-Einstellvorrichtung 40 kann auch eine Ausgangsfunktion für den Fall aufweisen, in dem ein Störbereich neu eingestellt wurde, wobei eine Nachricht angezeigt wird, die eine Bestätigung erfordert, wie etwa „bitte Bestätigen Sie die Änderung des Störbereichs“, in einem geeigneten Anzeigebildschirm, wie etwa der Anzeige 56 des Programmiergeräts 30, das die Nachricht als Audio usw. ausgibt. In diesem Fall kann eine Person die tatsächliche Positionsbeziehung zwischen dem mobilen Roboter 12 und einem Hindernis, wie etwa dem Bearbeitungswerkzeug 14, mit der Positionsbeziehung zwischen dem mobilen Roboter 12 und dem Störbereich vergleichen, der in dem Bildschirm angezeigt ist, und bestätigen, ob Fehler in den Einstellungen des Systems 10 vorhanden sind, strukturelle Probleme wie etwa eine Abweichung der Position der Kamera 24 usw. Wenn es keine Probleme gibt, gibt die Person ihre Bestätigung der Einzelheiten der Einstellungen bezüglich des Störbereichs in die Störbereich-Einstellvorrichtung 40 durch geeignete Eingabemittel, wie etwa eine Tastatur oder eine Bedienertafel, ein.
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Die Störbereich-Einstellvorrichtung 40 kann ferner eine Betriebsverhinderungsfunktion aufweisen, die verhindert, dass der mobile Roboter 12 von einem Zeitpunkt, in dem der Störbereich eingestellt wird, bis zu einem Zeitpunkt, in dem diese Eingabe empfangen wird, betrieben wird. Insbesondere kann ein Befehl (ein Signal usw.), der angibt, dass der mobile Roboter 12 vom Betrieb abgehalten wird, an die Robotersteuerung 28 gesendet werden, bis eine Eingabe von einem Mitarbeiter gemacht wird. Dadurch kann verhindert werden, dass der mobile Roboter betrieben wird, bis eine Person bestätigt, dass es keine Probleme mit der Einstellung des Störbereichs gibt, was ermöglicht, zuverlässig zu verhindern, dass der Roboter auf der Basis eines ungenauen oder unangemessenen Störbereichs betrieben wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Störbereich für einen mobilen Roboter nach einer Bewegung eingestellt werden, mit einem Präzisionsniveau, das für den praktischen Gebrauch ausreicht, mit einer kostengünstigen und einfachen Konfiguration.
