DE102018130942A1

DE102018130942A1 - Robotersystem

Info

Publication number: DE102018130942A1
Application number: DE102018130942.2A
Authority: DE
Inventors: Makoto Yamada; Kenshirou OONO
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: CN109955220B; JP2019104093A; DE102018130942B4; JP6646034B2; US20190184562A1; CN109955220A; US10759053B2

Abstract

Ein Robotersystem (1) ist versehen mit: einer Mehrzahl von Robotern (11, 12); einer Bilderfassungseinheit (2), welche in Bezug auf jeden der Roboter (11, 12) angebaut und abgebaut werden kann und welche ein Bild eines Inspektionszielobjekts (A) erfasst; und einer Vielzahl von Bildinspektionseinheiten (51, 52), welche jeweils mit einem einzelnen der Mehrzahl von Robotern (11, 12) verbunden sind und welche jeweils das Inspektionszielobjekt (A) auf der Grundlage des von der Bilderfassungseinheit (2) erfassten Bildes untersuchen. Die Bilderfassungseinheit (2) enthält Bildinspektionsdaten, welche optische Eigenschaftsdaten umfassen, die optische Eigenschaften der Bilderfassungseinheit (2) angeben und die bei der durch die Bildinspektionseinheiten durchgeführten Inspektion verwendet werden, und überträgt die Bildinspektionsdaten zu der Bildinspektionseinheit (51), welche mit dem Roboter (11) verbunden ist, an welchem die Bilderfassungseinheit (2) angebaut ist.

Description

{Technisches Gebiet}
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem und insbesondere ein Robotersystem, welches eine Inspektion eines Inspektionszielobjekts auf der Grundlage eines Bildes durchführt.
{Stand der Technik}
Im Stand der Technik gibt es ein bekanntes System, bei welchem ein Bild eines Inspektionszielobjekts von einer an einem Roboter angebauten Kamera erfasst wird, und Längenmessung, Erscheinungskontrollen, usw. des Inspektionszielobjekts auf der Grundlage des Bildes durchgeführt werden (siehe zum Beispiel PTL 1, 2).
Andererseits gibt es ein bekanntes System, bei welchem eine einzelne Kamera der Reihe nach an einer Mehrzahl von Robotern angebaut wird und eine Messung von relativen Positionen und Ausrichtungen einer Mehrzahl von Paaren der Roboter und Messzielobjekte mit der einzigen Kamera durchgeführt wird (siehe zum Beispiel PTL 3).
{Literaturliste}
[Patentliteratur]

{PTL 1} Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2010-076056
{PTL 2} Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2005-131761
[PTL 3] Japanische Patentveröffentlichung Nr. 4137862 {Zusammenfassung der Erfindung}

[Technische Aufgabe]
Bei Inspektionen unter Verwendung von Bildern, wie es in PTL 1 und 2 offenbart ist, führen in einigen Fällen eine Mehrzahl von Robotern Aufgaben durch, um die Zykluszeit zu verringern. In einem Fall, bei welchem Kameras jeweils an der Mehrzahl von Robotern angebaut sind und Bilder von Inspektionszielobjekten von den verschiedenen Kameras erfasst werden, besteht ein Nachteil darin, dass ein Unterschied zwischen den Eigenschaften des optischen Systems, wie beispielsweise eine Linsenverzeichnung, die Bilder beeinflussen, und die Qualität der für die Inspektionen verwendeten Bilder zwischen den Robotern schwankt. Insbesondere bei einer strengen Inspektion muss die Bildqualität unveränderlich sein. PTL 3 offenbart nicht, dass eine einzige Kamera bei einer Inspektion von einer Mehrzahl von Robotern gemeinsam genutzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht worden, und eine Aufgabe von ihr ist es, ein Robotersystem bereitzustellen, bei welchem bei von einer Mehrzahl von Robotern durchgeführten Inspektionen unter Verwendung von Bildern die Inspektionen unter Verwendung von Bildern mit einer unveränderlichen Qualität durchgeführt werden können.
{Lösung des Problems}
Um die zuvor beschriebene Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen vor.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Robotersystem bereit, umfassend: eine Mehrzahl von Robotern; eine Bilderfassungseinheit, welche in Bezug auf jeden der Mehrzahl von Robotern angebaut und abgebaut werden kann und ein Bild eines Inspektionszielobjekts erfasst; und eine Mehrzahl von Bildinspektionseinheiten, welche jeweils mit einem einzelnen Roboter der Mehrzahl von Robotern verbunden sind und welche jeweils das Inspektionszielobjekt auf der Grundlage des von der Bilderfassungseinheit erfassten Bildes untersuchen, wobei die Bilderfassungseinheit Bildinspektionsdaten enthält bzw. gespeichert hält, welche optische Eigenschaftsdaten umfassen, die optische Eigenschaften der Bilderfassungseinheit angeben und die bei der durch die Bildinspektionseinheit durchgeführten Inspektion verwendet werden, und die Bildinspektionsdaten zu der Bildinspektionseinheit überträgt, welche mit dem Roboter verbunden ist, an welchem die Bilderfassungseinheiten angebaut ist.
Gemäß diesem Aspekt werden die Position und die Ausrichtung der Bilderfassungseinheit, welche an dem Roboter angebaut ist, in Bezug auf das Inspektionszielobjekt durch den Betrieb des Roboters bestimmt und wird ein Bild des Inspektionszielobjekts durch die Bilderfassungseinheit erfasst. Die Qualität des erfassten Bildes wird durch die optischen Eigenschaften der Bilderfassungseinheit beeinflusst. Zum Beispiel treten durch Linsenverzeichnung der Bilderfassungseinheit verursachte Abbildungsfehler in einem Bild auf. Die Bilderfassungseinheit enthält die Bildinspektionsdaten, welche optische Eigenschaftsdaten der Bilderfassungseinheit umfassen, und überträgt die Bildinspektionsdaten von der Bilderfassungseinheit zu der Bildinspektionseinheit des Roboters, an welchem die Bilderfassungseinheit angebaut ist. Daher unterzieht die Bildinspektionseinheit das Bild einer Bearbeitung, wie beispielsweise einer Aberrationskorrektur bzw. einer Korrektur von Abbildungsfehlern, auf der Grundlage der optischen Eigenschaftsdaten, wodurch es ermöglicht wird, ein Bild zu erfassen, von welchem der Einfluss der optischen Eigenschaften der Bilderfassungseinheit beseitigt ist, und das erfasste Bild für eine Bildinspektion zu verwenden.
In diesem Fall kann die Bilderfassungseinheit in Bezug auf jeden der Mehrzahl von Robotern angebaut und abgebaut werden, und die Mehrzahl von Robotern führt eine Bilderfassungsaufgabe mit der gleichen Bilderfassungseinheit der Reihe nach durch. Daher kann die Mehrzahl von Bildinspektionseinheiten, welche jeweils mit der Mehrzahl von Robotern verbunden sind, zur Inspektion Bilder verwenden, welche von der gleichen Bilderfassungseinheit erfasst werden, und welche einer Bearbeitung, wie beispielsweise einer Aberrationskorrektur, auf der Grundlage der gleichen optischen Eigenschaftsdaten unterzogen werden. Dementsprechend ist es möglich, Bilder mit einer gleichbleibenden Qualität für von sämtlichen Bildinspektionseinheiten durchgeführte Inspektionen zu verwenden, wodurch es ermöglicht wird, die Genauigkeit von Inspektionen zu stabilisieren.
Der oben beschriebene Aspekt kann ferner einen Werkzeugwechsler umfassen, welcher die Bilderfassungseinheit an einem der Roboter anbaut.
Durch Verwenden des Werkzeugwechslers können die Roboter veranlasst werden, den Anbauvorgang und den Abbauvorgang der Bilderfassungseinheit in Bezug auf die Roboter durchzuführen. Ein an dem Roboter zu befestigendes Werkzeug kann einfach zwischen der Bilderfassungseinheit und einem anderen Werkzeug gewechselt werden.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt, können Übertragungskabel zum Übertragen der Bildinspektionsdaten jeweils mit der Bilderfassungseinheit und den Bildinspektionseinheiten verbunden sein; und der Werkzeugwechsler kann ein Verbindungsteil aufweisen, welches das Übertragungskabel, welches mit der Bilderfassungseinheit verbunden ist, und eines der Übertragungskabel verbindet, welche mit den Bildinspektionseinheiten verbunden sind.
Wenn die Bilderfassungseinheit über den Werkzeugwechsler an dem Roboter angebaut ist, sind das Übertragungskabel, welches mit der Bilderfassungseinheit verbunden ist, und das Übertragungskabel, welches mit der Bildinspektionseinheit verbunden ist, durch das Verbindungsteil miteinander verbunden. Wenn die Bilderfassungseinheit von dem Roboter abgebaut wird, werden das Übertragungskabel, welches mit der Bilderfassungseinheit verbunden ist, und das Übertragungskabel, welches mit der Bildinspektionseinheit verbunden ist, durch das Verbindungsteil voneinander getrennt. Dementsprechend ist es möglich, Arbeitsschritte zum Verbinden und Trennen der Übertragungskabel zu eliminieren, wenn die Bilderfassungseinheit in Bezug auf den Roboter angebaut und abgebaut wird.
Der oben beschriebene Aspekt kann ferner eine Produktionsverwaltungseinrichtung umfassen, welche die Mehrzahl von Robotern steuert, um die Mehrzahl von Robotern zu veranlassen, einen Anbauvorgang und einen Abbauvorgang der Bilderfassungseinheit der Reihe nach durchzuführen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Roboter zu veranlassen, Anbau/Abbau der Bilderfassungseinheit in Bezug auf die Roboter und Übergabe der Bilderfassungseinheit zwischen den Robotern durchzuführen.
{Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung}
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine vorteilhafte Wirkung dadurch ermöglicht, dass bei Inspektionen unter Verwendung von Bildern, welche von einer Mehrzahl von Robotern durchgeführt wird, die Inspektionen unter Verwendung von Bildern mit einer unveränderlichen Qualität durchgeführt werden können.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, welche die Gesamtkonfiguration eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, welches einen von dem in 1 gezeigten Robotersystem durchgeführten Bildinspektionsvorgang zeigt.

{Beschreibung von Ausführungsformen}
Ein Robotersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Bei dem Robotersystem 1 dieser Ausführungsform werden die Position und die Ausrichtung einer Kameraeinheit 2 in Bezug auf ein Inspektionszielobjekt A von Robotern 11, 12 gesteuert, und werden Inspektionen, wie beispielsweise Längenmessung und Erscheinungskontrolle, des Inspektionszielobjekts A auf der Grundlage eines Bildes des von der Kameraeinheit 2 erfassten Inspektionszielobjekts A durchgeführt.
Wie in 1 gezeigt, ist das Robotersystem 1 ausgestattet mit: einer Mehrzahl von Robotern 11, 12; der einzelnen Kameraeinheit (Bilderfassungseinheit) 2, welche von der Mehrzahl von Robotern 11, 12 gemeinsam genutzt wird; einem Werkzeugwechsler 3, welcher die Kameraeinheit 2 an jedem der Roboter 11, 12 anbaut; einer Mehrzahl von Robotersteuereinrichtungen 41, 42, welche jeweils mit den Robotern 11, 12 verbunden sind; einer Mehrzahl von Bildverarbeitungseinrichtungen (Bildinspektionseinheiten) 51, 52, welche jeweils mit den Robotersteuereinrichtungen 41, 42 verbunden sind; und einer Produktionsverwaltungseinrichtung 6, welche das gesamte Robotersystem 1 verwaltet und steuert.
Obwohl 1 das Robotersystem 1 zeigt, bei welchem eine Kameraeinheit 2 von den zwei Robotern 11, 12 gemeinsam genutzt wird, kann das Robotersystem 1 derartig ausgelegt sein, dass eine Kameraeinheit 2 von drei oder mehr Robotern gemeinsam genutzt wird.
Die Roboter 11, 12 sind Industrieroboter eines beliebigen Typs, welche im Allgemeinen zur Bildinspektion verwendet werden. 1 zeigt als ein Beispiel 6-achsige Gelenk-Roboter 11, 12. Die Roboter 11, 12 weisen jeweils auf: Arme 11a, 12a; und Anbauflansche 11b, 12b, welche an distalen Enden der Arme 11a, 12a angeordnet sind und an welchen jeweils die Kameraeinheit 2 über den Werkzeugwechsler 3 angebaut ist.
Die Kameraeinheit 2 ist ausgestattet mit: einer Kamera 2a, welche ein Bild des Inspektionszielobjekts A erfasst; und einer Speichereinrichtung 2b.
Die Speichereinrichtung 2b speichert im Voraus Bildinspektionsdaten, welche bei der durch die Bildverarbeitungsvorrichtungen 51, 52 durchgeführten Bildverarbeitung verwendet werden. Die Bildinspektionsdaten umfassen optische Eigenschaftsdaten, welche die optischen Eigenschaften der Kamera 2a angeben, wie beispielsweise eine Brennweite und eine Linsenverzeichnung. Die Bildinspektionsdaten können ferner eine andere Art von Daten umfassen, welche für die von den Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 durchgeführte Bildverarbeitung erforderlich sind, zum Beispiel ein Vorlagenbild für das Inspektionszielobjekt A, welches verwendet wird, um das Inspektionszielobjekt A in einem Bild zu erkennen, und Positionsinformationen einer Inspektionsstelle des Inspektionszielobjekts A.
Die Speichereinrichtung 2b speichert im Voraus ein Betriebsprogramm zum Steuern der Tätigkeiten der Roboter 11, 12 und der Kameraeinheit 2 während der Bildinspektion. Die Speichereinrichtung 2b speichert von der Kamera 2a erfasste Bilder.
Falls die Bildinspektionsdaten und das Betriebsprogramm, welche in der Speichereinrichtung 2b gespeichert sind, beschädigt sind, können Sicherungsdaten der Bildinspektionsdaten und des Betriebsprogramms in einer anderen Speichereinrichtung (zum Beispiel einer Speichereinrichtung der Produktionsverwaltungseinrichtung 6) gespeichert werden, welche in dem Robotersystem 1 vorgesehen ist.
Der Werkzeugwechsler 3 ist vorgesehen mit: roboterseitigen Adaptern 3a, welche an den jeweiligen Anbauflanschen 11b, 12b angebaut sind; und einem werkzeugseitigen Adapter 3b, welcher an der Kameraeinheit 2 angebaut ist. Die Roboter 11, 12 senden Luftdruck oder ein elektrisches Signal an den entsprechenden roboterseitigen Adapter 3a, wodurch der roboterseitige Adapter 3a mit/von dem werkzeugseitigen Adapter 3b verbunden/getrennt wird, und wodurch der Anbau/Abbau der Kamera 2 in Bezug auf den Anbauflansch 11b, 12b durchgeführt wird.
Es ist auch möglich, zusätzlich zu der Kameraeinheit 2 ein anderes Werkzeug (zum Beispiel eine Handhabungshand für das Inspektionszielobjekt A oder ein Bearbeitungswerkzeug für das Inspektionszielobjekt A) vorzubereiten, an welches ein anderer werkzeugseitiger Adapter 3b angebaut ist, und die Roboter 11, 12 können eine Mehrzahl von Aufgabenarten der Reihe nach durchführen, während zwischen der Kameraeinheit 2 und dem anderen Werkzeug gewechselt wird.
Die Adapter 3a, 3b sind jeweils mit Verbindungsteilen 71, 72 versehen, welche miteinander verbunden werden, wenn die Adapter 3a, 3b verbunden werden. Die Bildverarbeitungseinrichtung 51 ist durch ein Übertragungskabel 81 mit dem Verbindungsteil 71 des roboterseitigen Adapters 3a des Roboters 11 verbunden. Die Bildverarbeitungseinrichtung 52 ist durch ein Übertragungskabel 81 mit dem Verbindungsteil 71 des roboterseitigen Adapters 3a des Roboters 12 verbunden. Die Kameraeinheit 2 ist durch ein Übertragungskabel 82 mit dem Verbindungsteil 72 des werkzeugseitigen Adapters 3b verbunden.
Daher ist die Kamera 2 durch die Übertragungskabel 81, 82 automatisch mit der Bildverarbeitungseinrichtung 51 verbunden, wenn die Kameraeinheit 2 mit dem Anbauflansch 11b über den Werkzeugwechsler 3 verbunden ist, und ist die Kameraeinheit 2 durch die Übertragungskabel 81, 82 automatisch mit der Bildverarbeitungseinrichtung 52 verbunden, wenn die Kameraeinheit 2 mit dem Anbauflansch 12b über den Werkzeugwechsler 3 verbunden ist.
Wenn die Kameraeinheit 2 mit der Bildverarbeitungseinrichtung 51 oder 52 verbunden ist, wird der Kameraeinheit 2 über die Versorgungskabel 81, 82 Strom von der Bildverarbeitungseinrichtung 51 oder 52 zugeführt, und werden die Bildinspektionsdaten und das Betriebsprogramm von der Kameraeinheit 2, welche jetzt durch die Stromversorgung aktiviert ist, über die Versorgungskabel 81, 82 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51 oder 52 übertragen. Danach wird ein von der Kamera 2a erfasstes Bild über die Übertragungskabel 81, 82 von der Kameraeinheit 2 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51 oder 52 übertragen.
In einem Fall, bei welchem die Kameraeinheit 2 viele Bilder in einem kurzen Zeitraum erfasst, während der Roboter 11, 12 mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, ist es notwendig, die vielen Bilder in einem kurzen Zeitraum von der Kameraeinheit 2 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 zu übertragen. Daher ist es bevorzugt, Übertragungskabel 81, 82 zu verwenden, welche Hochgeschwindigkeitsübertragungen durchführen können.
Die Robotersteuereinrichtungen 41, 42 sind jeweils mit einer (nicht gezeigten) Speichereinrichtung und einem (nicht gezeigten) Prozessor versehen, wie beispielsweise eine zentrale Prozessoreinheit. Die Speichereinrichtung speichert verschiedene Programme zum Steuern der Tätigkeit des Roboters 11, 12. Der Prozessor arbeitet gemäß der Programme, wodurch die von der Robotersteuereinrichtung 41, 42 durchgeführte Steuerung des Roboters 11, 12 realisiert wird.
Die Robotersteuereinrichtung 41, 42 veranlasst den Roboter 11, 12, einen Anbauvorgang der Kamera 2 an den Anbauflansch 11b, 12b und einen Abbauvorgang der Kameraeinheit 2 von dem Anbauflansch 11b, 12b durchzuführen. Bei dem Anbauvorgang betreibt bzw. bedient der Roboter 11, 12 zum Beispiel den Arm 11a, 12a, um den Anbauflansch 11b, 12b an eine vorgegebene Position zu bewegen, an welcher die Kameraeinheit 2 angeordnet ist, und baut die Kameraeinheit 2 an dem Anbauflansch 11b, 12b an. Bei dem Abbauvorgang betreibt bzw. bedient der Roboter 11, 12 den Arm 11a, 12a, um den Anbauflansch 11b, 12b an eine vorgegebene Position zu bewegen, baut die Kameraeinheit 2 von dem Anbauflansch 11b, 12b ab, und ordnet die Kameraeinheit 2 an der vorgegebenen Position an.
Nachdem die Kameraeinheit 2 an dem Anbauflansch 11b, 12b angebaut ist, erhält die Robotersteuereinrichtung 41, 42 das Betriebsprogramm, welches von der Kameraeinheit 2 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 übertragen wird, von der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52, und speichert das Betriebsprogramm in der Speichereinrichtung. Als nächstes steuert die Robotersteuereinrichtung 41, 42 gemäß dem Betriebsprogramm den Roboter 11, 12 und die Kameraeinheit 2, welche über den Werkzeugwechsler 3 mit dem Roboter 11, 12 verbunden ist. Insbesondere bewegt die Robotersteuereinrichtung 41, 42 den Arm 11a, 12a des Roboters 11, 12, wodurch die Kameraeinheit 2 an einer vorgegebenen Position und in einer vorgegebenen Ausrichtung in Bezug auf das Inspektionszielobjekt A angeordnet wird, und veranlasst die Kamera 2a, ein Bild des Inspektionszielobjekts A zu erfassen.
Bilderfassungsbedingungen, wie beispielsweise die relativen Positionen des Roboters 11, 12 und der Kameraeinheit 2, die Bilderfassungsentfernung von der Kameraeinheit 2 zu dem Inspektionszielobjekt A und die Neigung einer Plattform, auf welcher das Inspektionszielobjekt A platziert ist, könnten zwischen den Robotern 11, 12 verschieden sein. Falls derartige Unterschiede bei den Bilderfassungsbedingungen zwischen den Robotern 11, 12 bestehen, können Kalibrierungsdaten zum Korrigieren eines von der Kamera 2a erfassten Bildes gemäß den Bilderfassungsbedingungen des Inspektionszielobjekts A im Voraus in den Speichereinrichtungen der Robotersteuereinrichtungen 41, 42 gespeichert sein. Diese Kalibrierungsdaten werden von der Robotersteuereinrichtung 41, 42 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 übertragen und werden von der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 verwendet.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 versorgt die Kamera 2 mit Strom, welche durch die Übertragungskabel 81, 82 damit verbunden ist.
Die Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 sind jeweils mit einer (nicht gezeigten) Speichereinrichtung und einem (nicht gezeigten) Prozessor versehen, wie beispielsweise eine zentrale Prozessoreinheit. Die Speichereinrichtung speichert ein Bildverarbeitungsprogramm zur Bildinspektion. Wenn die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 ein Bild des Inspektionszielobjekts A von der Kameraeinheit 2 erhält, wendet der Prozessor Bildverarbeitung unter Verwendung der Bildinspektionsdaten an dem Bild gemäß dem Bildverarbeitungsprogramm an, wodurch die durch die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 durchgeführte Bildinspektionsverarbeitung für das Inspektionszielobjekt A erzielt wird.
Bei einem von der Kamera 2a erfassen Bild treten Abbildungsfehler auf, welche durch Linsenverzeichnung usw. in der Kamera 2a verursacht werden. Bei der Bildinspektionsverarbeitung für das Inspektionszielobjekt A korrigiert die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 zunächst die Abbildungsfehler in dem Bild auf der Grundlage der optischen Eigenschaftsdaten der Kamera 2a. Die von der Kameraeinheit 2 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 übertragenen Bildinspektionsdaten umfassen Kalibrierungsdaten zum Korrigieren von Abbildungsfehlern, und die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 kann eine Korrektur der Abbildungsfehler unter Verwendung der Kalibrierungsdaten durchführen.
Nach der Korrektur der Abbildungsfehler kann die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 ferner das Bild auf der Grundlage von Kalibrierungsdaten von der Robotersteuereinrichtung 41, 42 korrigieren.
Als nächstes führt die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 die Inspektion des Inspektionszielobjekts A auf der Grundlage des Bildes durch, welches der Korrektur der Abbildungsfehler unterzogen worden ist. Zum Beispiel erkennt die Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 das Inspektionszielobjekt A in dem Bild durch Vorlagenabgleich unter Verwendung des Vorlagenbildes, detektiert eine Inspektionsstelle des Inspektionszielobjekts A durch Randextraktion usw. auf der Grundlage der Positionsinformation der Inspektionsstelle und misst die Länge der detektierten Inspektionsstelle.
Obwohl 1 die Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 getrennt von den Robotersteuereinrichtungen 41, 42 zeigt, können die Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 als Teile der Funktionen der Robotersteuereinrichtungen 41, 42 ausgeführt sein.
Die Produktionsverwaltungseinrichtung 6 ist durch (nicht gezeigte) Drähte mit den Robotersteuereinrichtungen 41, 42 verbunden. Die Produktionsverwaltungseinrichtung 6 steuert die Robotersteuereinrichtungen 41, 42, um die beiden Roboter 11, 12 zu veranlassen, den Anbauvorgang und den Abbauvorgang der Kameraeinheit 2 der Reihe nach durchzuführen.
Als nächstes wird der Betrieb des Robotersystems 1 während der Bildinspektion des Inspektionszielobjekts A in Bezug auf 2 beschrieben.
Wenn der erste Roboter 11 die Kameraeinheit 2 über den Werkzeugwechsler 3 an dem Anbauflansch 11b anbaut (Schritt S1), wird die Stromversorgung von der Bildverarbeitungsvorrichtung 51 zur Kameraeinheit 2 gestartet und werden die Bildinspektionsdaten von der Kameraeinheit 2 über den Werkzeugwechsler 3 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 51 übertragen (Schritt S2). In Schritt S2 wird das Betriebsprogramm für den Roboter 11 und die Kameraeinheit 2 von der Kameraeinheit 2 über die Bildverarbeitungsvorrichtung 51 zu der Robotersteuereinrichtung 41 übertragen, und wird das Betriebsprogramm in der Robotersteuereinrichtung 41 eingerichtet.
Als nächstes veranlasst die Robotersteuereinrichtung 41 gemäß dem Betriebsprogramm den ersten Roboter 11 und die Kamera 2, die Erfassung eines Bildes des Inspektionszielobjekts A durchzuführen (Schritt S3). Insbesondere wird der Arm 11a betrieben bzw. bedient, um die Kameraeinheit 2 an der vorgegebenen Position und in der vorgegebenen Ausrichtung anzuordnen, und erfasst die Kamera 2a ein Bild des Inspektionszielobjekts A. Das erfasste Bild wird von der Kameraeinheit 2 zur Bildverarbeitungsvorrichtung 51 übertragen.
Als nächstes wird in der Kamera 51 Abbildungsfehlerkorrekturverarbeitung auf das Bild des Inspektionszielobjekts A auf der Grundlage der optischen Eigenschaftsdaten der Kamera 2a angewendet, und dann wird die Bildinspektionsverarbeitung, wie beispielsweise Längenmessung oder Erscheinungskontrolle, des Inspektionszielobjekts A durchgeführt (Schritt S4).
Als nächstes wird die Stromversorgung von der Bildverarbeitungsvorrichtung 51 zur Kameraeinheit 2 gestoppt, und der erste Roboter 11 baut die Kameraeinheit 2 vom Anbauflansch 11b ab (Schritt S5). Nach Schritt S5 führt der Roboter 11 eine Aufgabe durch, wie beispielsweise Transport des Inspektionszielobjekts A.
Als nächstes wird, wenn der zweite Roboter 12 die Kameraeinheit 2 über den Werkzeugwechsler 3 an dem Anbauflansch 12b anbaut (Schritt S6), die Stromversorgung von der Bildverarbeitungsvorrichtung 52 zur Kameraeinheit 2 gestartet und werden die Bildinspektionsdaten von der Kameraeinheit 2 über den Werkzeugwechsler 3 an die Bildverarbeitungsvorrichtung 52 übertragen (Schritt S7). In Schritt S7 wird wie in Schritt S2 das Betriebsprogramm für den Roboter 12 und die Kameraeinheit 2 von der Kameraeinheit 2 zu der Robotersteuereinrichtung 42 übertragen, und wird das Betriebsprogramm in der Robotersteuereinrichtung 42 eingerichtet.
Als nächstes veranlasst die Robotersteuereinrichtung 42 gemäß dem Betriebsprogramm den zweiten Roboter 12 und die Kamera 2, die Erfassung eines Bildes des Inspektionszielobjekts A durchführen (Schritt S8).
Als nächstes wird wie in Schritt S4 in der Bildverarbeitungseinrichtung 52 Abbildungsfehlerkorrekturverarbeitung auf das Bild des Inspektionszielobjekts A auf der Grundlage der optischen Eigenschaftsdaten der Kamera 2a angewendet, und dann wird Bildinspektionsverarbeitung, wie beispielsweise Längenmessung oder Erscheinungskontrolle, des Inspektionszielobjekts A durchgeführt (Schritt S9).
Als nächstes wird die Stromversorgung von der Bildverarbeitungseinrichtung 52 zur Kameraeinheit 2 gestoppt und baut der zweite Roboter 12 die Kameraeinheit 2 vom Anbauflansch 12b ab (Schritt S10). Nach Schritt S10 führt der Roboter 12 eine Aufgabe durch, wie beispielsweise Transport des Inspektionszielobjekts A.
Danach werden die Schritte S1 bis S10 wiederholt.
In einem Fall, bei welchem viele Bilder in Schritt S3 erfasst werden, kann es für die von der Bildverarbeitungseinrichtung 51 in Schritt S4 durchgeführte Bildverarbeitung etwas Zeit in Anspruch nehmen (zum Beispiel von einigen Sekunden bis zu mehreren zehn Sekunden). In einem solchen Fall kann der Abbau der Kameraeinheit 2 in Schritt S5 unmittelbar nach Schritt S3 durchgeführt werden, und die in Schritt S4 von der Bildverarbeitungseinrichtung 51 durchgeführte Bildverarbeitung kann durchgeführt werden, während der zweite Roboter 12 die Bilderfassungsaufgabe in Schritt S8 durchführt. Auf diese Weise werden die von der Bildverarbeitungseinrichtung 51 durchgeführte Bildverarbeitung und die von dem zweiten Roboter 12 durchgeführte Bilderfassungsaufgabe parallel durchgeführt, wodurch es ermöglicht wird, die Zykluszeit zu verringern.
In der gleichen Weise kann der Abbau der Kameraeinheit 2 in Schritt S10 unmittelbar nach Schritt S8 durchgeführt werden und die nächste von dem ersten Roboter 11 in Schritt S4 durchgeführte Bilderfassungsaufgabe und die von der Bildverarbeitungseinrichtung 52 in Schritt S9 durchgeführte Bildverarbeitung können parallel durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben wurde, weist die Kamera 2a spezifische, optische Eigenschaften auf, wie beispielsweise Linsenverzeichnung. Daher gibt es in einem Fall, in welchem zwei Kameraeinheiten für den Roboter 11 und den Roboter 12 vorbereitet sind, einen Unterschied in der Qualität zwischen den von den beiden Kameraeinheiten erfassten Bildern von Inspektionszielobjekten A, und es könnte einen Unterschied zwischen den von den beiden Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 erzielten Bildinspektionsergebnissen geben, wobei der Unterschied durch den Unterschied in der Qualität der Bilder verursacht wird. Daher muss zum Beispiel bei einer strengen Inspektion des Inspektionszielobjekts A die Bildqualität gleichbleibend sein.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die eine Kameraeinheit 2, welche die optischen Eigenschaftsdaten der Kamera 2a aufweist, gemeinsam von der Mehrzahl von Robotern 11, 12 genutzt. Dann werden die optischen Eigenschaftsdaten von der Kameraeinheit 2 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 des Roboters 11, 12 übertragen, an welchem die Kamera 2 angebaut ist. Daher kann die Mehrzahl von Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 zur Bildinspektionsverarbeitung Bilder verwenden, welche von der gleiche Kamera 2a erfasst sind und welche auf der Grundlage der gleichen optischen Eigenschaftsdaten korrigiert werden. Insbesondere besteht ein Vorteil darin, dass die Mehrzahl von Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 Bildinspektion unter Verwendung von Bildern mit einer gleichbleibenden Qualität durchführen können, wodurch es ermöglicht wird, die Bildinspektionsgenauigkeit zu stabilisieren.
Da nur ein einzelner Satz von Bildinspektionsdaten gebildet wird und in Bezug auf eine Mehrzahl von Paaren der Roboter 11, 12 und der Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 verwaltet wird, besteht ein Vorteil darin, dass es möglich ist, die Anzahl der Aufgaben zu verringern, die zum Erzeugen und Verwalten der Bildinspektionsdaten erforderlich sind.
Da die einzelne Kameraeinheit 2 für die Mehrzahl von Robotern 11, 12 ausreicht, besteht ein Vorteil darin, dass die Produktkosten des Robotersystems 1 verringert werden können.
Wenn die einzelne Kameraeinheit 2 von der Mehrzahl von Robotern 11, 12 gemeinsam genutzt wird, ist das Problem die Verdrahtung von Kabeln zum Verbinden der Kameraeinheit 2 und der Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52. Insbesondere wenn die Kameraeinheit 2 gemeinsam von der Mehrzahl von Robotern 11, 12 in einem Zustand benutzt wird, in welchem die Kameraeinheit 2 durch die Kabel mit der Mehrzahl von Bildverarbeitungseinrichtungen 51, 52 verbunden ist, könnten die Arbeitsbereiche der Roboter 11, 12 durch die Kabel begrenzt werden und könnten die Kabel die arbeitenden Roboter 11, 12 behindern. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Werkzeugwechsler 3, welcher die Verbindungsteile 71, 72 aufweist, verwendet, um die Kameraeinheit 2 an den Robotern 11, 12 anzubauen, wodurch es ermöglicht wird, das oben beschriebene Kabelproblem zu lösen.
Obwohl die Bildinspektionsdaten bei dieser Ausführungsform durch die Übertragungskabel 81, 82 von der Kameraeinheit 2 zu der Bildverarbeitungseinrichtung 51, 52 übertragen werden, ist es stattdessen auch möglich, die Bildinspektionsdaten drahtlos zu übertragen.
Obwohl die Kameraeinheit 2 bei dieser Ausführungsform über den Werkzeugwechsler 3 an dem Roboter 11, 12 angebaut ist, ist es stattdessen auch möglich, die Kameraeinheit 2 direkt an dem Anbauflansch 11b, 12b anzubauen.
Obwohl Anbau und Abbau der Kameraeinheit 2 in Bezug auf den Roboter 11, 12 bei dieser Ausführungsform von dem Roboter 11, 12 selbst durchgeführt werden, können der Anbau und Abbau stattdessen von einer Bedienperson durchgeführt werden.
Obwohl eine Beschreibung eines Beispielfalls gegeben worden ist, bei welchem sich die beiden Roboter 11, 12, welche zueinander benachbart angeordnet sind, jeweils bewegen, um die Kameraeinheit 2 zu erhalten, kann die Produktionsverwaltungseinrichtung 6 in dieser Ausführungsform eine Transporteinrichtung oder einen Transportroboter (welche nicht gezeigt sind) steuern, um die Kameraeinheit 2 von dem Roboter, an welchem die Kameraeinheit 2 aktuell angebaut ist, zu dem Roboter zu transportieren, an welchem die Kameraeinheit 2 als nächstes anzubringen ist.
Bezugszeichenliste

1: Robotersystem
11, 12: Roboter
11a, 12a: Arm
11b, 12b: Befestigungsflansch
2: Kameraeinheit (Bilderfassungseinheit)
2a: Kamera
2b: Speichereinrichtung
3: Werkzeugwechsler
3a: roboterseitiger Adapter
3b: werkzeugseitiger Adapter
41, 42: Robotersteuereinrichtung
51, 52: Bildverarbeitungseinrichtung (Bildinspektionseinheit)
6: Produktionsverwaltungseinrichtung
71, 72: Verbindungsteil
81, 82: Übertragungskabel
A: Inspektionszielobjekt

Claims

Robotersystem, umfassend: eine Mehrzahl von Robotern; eine Bilderfassungseinheit, welche in Bezug auf jeden der Mehrzahl von Robotern angebaut und abgebaut werden kann und ein Bild eines Inspektionszielobjekts erfasst; und eine Mehrzahl von Bildinspektionseinheiten, welche jeweils mit einem einzelnen Roboter der Mehrzahl von Robotern verbunden sind und welche jeweils das Inspektionszielobjekt auf der Grundlage des von der Bilderfassungseinheit erfassten Bildes untersuchen, wobei die Bilderfassungseinheit Bildinspektionsdaten enthält, welche optische Eigenschaftsdaten umfassen, die optische Eigenschaften der Bilderfassungseinheit angeben und die bei der durch die Bildinspektionseinheiten durchgeführten Inspektion verwendet werden, und die Bildinspektionsdaten zu der Bildinspektionseinheit überträgt, welche mit dem Roboter verbunden ist, an welchem die Bilderfassungseinheit angebaut ist.
Robotersystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Werkzeugwechsler, welcher die Bilderfassungseinheit an einem der Roboter anbaut.
Robotersystem gemäß Anspruch 2, wobei Übertragungskabel zum Übertragen der Bildinspektionsdaten jeweils mit der Bilderfassungseinheit und den Bildinspektionseinheiten verbunden sind; und der Werkzeugwechsler ein Verbindungsteil aufweist, welches das Übertragungskabel, welches mit der Bilderfassungseinheit verbunden ist, und eines der Übertragungskabel verbindet, welche mit den Bildinspektionseinheiten verbunden sind.
Robotersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Produktionsverwaltungseinrichtung, welche die Mehrzahl von Robotern steuert, um die Mehrzahl von Robotern zu veranlassen, einen Anbauvorgang und einen Abbauvorgang der Bilderfassungseinheit der Reihe nach durchzuführen.