DE102019109718A1

DE102019109718A1 - Arbeitsrobotersystem und Arbeitsroboter

Info

Publication number: DE102019109718A1
Application number: DE102019109718.5A
Authority: DE
Inventors: Masafumi OOBA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2039-04-13
Also published as: DE102019109718B4; CN110385696B; US20190321967A1; CN110385696A; JP6816060B2; US11161239B2; JP2019188507A

Abstract

Ein Arbeitsrobotersystem weist einen Arbeitsroboter 10 und eine Arbeitsrobotersteuereinheit 21 auf, die Arbeit auf einem Zielteil 101 eines Objekts 100, das von einer Fördervorrichtung 2 befördert wird, ausführen, einen Messroboter 60, einen Sensor 50, der an der Messroboter 60 angebracht ist und eine Position eines Erfassungsziels des Objekts 100, das von der Fördervorrichtung 2 befördert wird, erfasst, eine Messrobotersteuereinheit, die durch Steuerung des Messroboters 60 den Sensor 50 in Übereinstimmung mit Fördern des Objekts 100 bewegt, um die Position zu erfassen, und einen Kraftdetektor 32, der verwendet wird, wenn die Kraftsteuerung ausgeführt wird. Wenn der Arbeitsroboter 10 die Arbeit ausführt, führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 Kraftsteuerung aus, während Steuerung des Arbeitsroboters 10 basierend auf einem Erfassungsresultat des Sensors 50 ausgeführt wird.

Description

{Technisches Gebiet}
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsrobotersystem und einen Arbeitsroboter.
{Stand der Technik}
Wenn bei dem Stand der Technik ein Bauteil in einem Objekt, das von einer Fördervorrichtung befördert wird, angebaut wird, wird in vielen Fällen die Fördervorrichtung gestoppt. Insbesondere wenn ein Bauteil präzise in einem großen Objekt, wie einer Fahrzeugkarosserie, angebaut werden soll, muss das Fördern des Objekts, das von einer Fördervorrichtung ausgeführt wird, gestoppt werden. Das resultiert in einigen Fällen in einer Verringerung der Arbeitseffizienz.
Andererseits gibt es eine bekannte Produktionslinie, die mit einem Roboter, einer Fördervorrichtung, die ein Objekt befördert, einer Schiene, die entlang der Fördervorrichtung vorgesehen ist, und einer sich bewegenden Vorrichtung, die den Roboter entlang der Schiene bewegt, versehen ist (siehe PTL 1). Bei dieser Produktionslinie führt der Roboter, während das Objekt von der Fördervorrichtung befördert wird, Mangelinspektion und Polieren an dem Objekt aus. Wenn ferner die Mangelinspektion und das Polieren ausgeführt werden, bewegt die Bewegungsvorrichtung des Weiteren den Roboter entlang der Schiene mit derselben Geschwindigkeit wie das Objekt, das von der Fördervorrichtung befördert wird.
{Liste der Zitate}
{Patentliteratur}
[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. -H08-72764
{Kurzdarstellung der Erfindung}
{Technische Problemstellung}
In dem Produktionssystem werden die Mangelinspektion und das Polieren einfach ausgeführt. Andererseits, falls Arbeit, bei der Interferenz zwischen dem Roboter und dem Objekt involviert sein könnte, ausgeführt wird, ist es erforderlich, Kraftsteuerung des Roboters auszuführen, um Schäden an dem Roboter, der Fördervorrichtung, dem Objekt usw. zu verhindern. Da sich das Objekt, das von der Fördervorrichtung bewegt wird, jedoch auf eine Art verhalten kann, die nicht vorhergesagt werden kann, ist es schwierig, die oben erwähnte Schadensverhütung auszuführen, außer wenn der Kraftsteuer-Steuerzyklus extrem verkürzt oder seine Empfindlichkeit extrem erhöht wird.
Da der Roboter jedoch nur in dem Steuerzyklus des Roboters reagieren kann, kann als ein Resultat der Steuerzyklus der Kraftsteuerung nicht kürzer gemacht werden als der Steuerzyklus des Roboters. Spezifisch gibt es Fälle, in welchen es schwierig ist, die oben erwähnte Schadensverhütung auszuführen, wenn die Leistung des Roboters selbst nicht geändert wird. Darüber hinaus wird die Wahrscheinlichkeit unerwarteter Schwingung des Roboters erhöht, falls die Empfindlichkeit der Kraftsteuerung erhöht wird. Des Weiteren, wenn sich das Objekt auf eine Art verhält, die nicht vorhergesagt werden kann, sogar falls die Kraftsteuerung während eines Paars aufeinanderfolgender Steuerzyklen ausgeführt wird, ist es auch möglich, eine Situation zu verursachen, in der übermäßige Interferenz zwischen dem Roboter und dem Objekt nicht verbessert wird. In diesem Zeitpunkt erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit unerwarteter Schwingung des Roboters.
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Arbeitsrobotersystem und einen Arbeitsroboter bereitzustellen, die fähig sind, effizient Schadensverhütung an einem Roboter, einer Fördervorrichtung, einem Objekt usw. auszuführen.
{Lösung des Problems}
Um die oben beschriebene Aufgabe zu verwirklichen, nimmt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen an.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Robotersystem bereit, das Folgendes aufweist: eine Fördervorrichtung, die ein Objekt befördert; einen Arbeitsroboter, der vorbestimmte Arbeit auf einem Zielteil des Objekts, das von der Fördervorrichtung befördert wird, ausführt; eine Arbeitsrobotersteuereinheit, die den Arbeitsroboter steuert; einen Sensor, der verwendet wird, um eine Position des Zielteils oder eines Erfassungsziels, dessen Position sich bezüglich des Zielteils nicht ändert, auf dem Objekt, das von der Fördervorrichtung befördert wird, zu erfassen; einen Messroboter, der den Sensor bewegen kann, um die Position zu erfassen; eine Messrobotersteuereinheit, die den Messroboter steuert; und einen Kraftdetektor, der eine Kraft erfasst, die von einer Berührung zwischen einem Bauteil oder einem Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, und dem Objekt erzeugt wird, wobei, wenn die vorbestimmte Arbeit von dem Arbeitsroboter ausgeführt wird, die Arbeitsrobotersteuereinheit Kraftsteuerung basierend auf einem Erfassungswert des Kraftdetektors ausführt, während Steuerung des Arbeitsroboters basierend auf der erfassten Position des Zielteils oder des Erfassungsziels ausgeführt wird.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt wird der Sensor von dem Messroboter bewegt, und in diesem Zeitpunkt, wird die Position des Zielteils oder des Erfassungsziels auf dem Objekt erfasst. Zu bemerken ist, dass der Messroboter auf der Basis eines Messresultats arbeiten kann, das er selbst erhalten hat, oder sich zu einer vorbestimmten Position bewegen kann. Des Weiteren kann der Messroboter das Objekt in einem gestoppten Zustand während einer bestimmten Zeitspanne messen, oder kann die Position des Zielteils oder des Erfassungsziels des Objekts an einer vorbestimmten Position erfassen, während er sich intermittierend in Übereinstimmung mit dem Fördern des Objekts bewegt. Dann wird der Arbeitsroboter unter Verwenden der Position des Zielteils oder des Erfassungsziels, das auf diese Art erfasst wird, gesteuert. Sogar in einem Fall, in dem die Kraftsteuerung nicht ausgeführt wird, kann die Arbeitsrobotersteuereinheit daher eine Positionsbeziehung zwischen dem Bauteil oder dem Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, und dem Objekt erkennen, und kann die Anwesenheit oder Abwesenheit von Berührung dazwischen in einigen Fällen erkennen. In einem Fall, in dem Kraftsteuerung nicht ausgeführt wird, kann die Arbeitsrobotersteuereinheit zum Beispiel auch eine Anormalität der Fördervorrichtung erkennen, die verursacht, dass die Bewegungsmenge des Objekts, das von der Fördervorrichtung befördert wird, signifikant geändert wird. Ohne zwangsweise den Steuerzyklus der Kraftsteuerung zu reduzieren, ist es daher möglich, Schadensverhütung an dem Arbeitsroboter, der Fördervorrichtung, dem Objekt usw. auszuführen und unerwartetes Schwingen des Arbeitsroboters zu unterbinden.
Hier wird in einem Fall, in dem der Sensor gemeinsam mit dem Bauteil oder Werkzeug an dem distalen Ende des Arbeitsroboters getragen wird, der Erfassungsbereich des Sensors von dem Bauteil oder dem Werkzeug in einigen Fällen blockiert. Wenn das Bauteil oder das Werkzeug mit dem Objekt in Berührung gebracht wird, wird der Sensor in einigen Fällen unfähig, das Zielteil oder seine Nachbarschaft zu erfassen. Bei diesem Aspekt wird der Sensor von dem Messroboter getragen, der von dem Arbeitsroboter unterschiedlich ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Erfassungsbereich des Sensors von dem Bauteil oder dem Werkzeug blockiert wird, ist daher verringert, und der Erfassungszustand des Zielteils oder seiner Nachbarschaft, die von dem Sensor erfasst wird, wenn das Bauteil oder das Werkzeug mit dem Objekt in Berührung gebracht wird, wird verbessert.
Des Weiteren ist es in einem Fall, in dem der Sensor gemeinsam mit dem Bauteil oder dem Werkzeug an dem distalen Ende des Arbeitsroboters getragen wird, erforderlich, den Sensor von dem Arbeitsroboter zu lösen, wenn das Werkzeug oder der Arbeitsroboter gewaschen oder repariert wird. In diesem Fall ist es erforderlich, eine Kalibrierung des Sensors auszuführen, wenn der Sensor wieder an dem Arbeitsroboter angebracht wird. Bei dem oben beschriebenen Aspekt ist es möglich, Zeit und Mühe, die für die Kalibrierung des Sensors erforderlich sind, zu reduzieren oder zu sparen, weil der Sensor von dem Messroboter getragen wird, der von dem Arbeitsroboter unterschiedlich ist.
Des Weiteren ist es in einem Fall, in dem der Sensor eine Kamera ist und der Sensor an dem distalen Ende des Arbeitsroboters getragen wird, wenn sich die Entfernung zwischen dem distalen Ende in des Arbeitsroboters und des Objekts in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten der Arbeit ändert, erforderlich, den Fokus des Sensors anzupassen. Es ist nicht einfach, den Fokus des Sensors in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten der Arbeit sequenziell einzustellen, und eine Fokussierungsverzögerung beeinträchtigt die Steuerpräzision des Arbeitsroboters. Bei dem oben beschriebenen Aspekt ist es, weil der Sensor von dem Messroboter getragen wird, der von dem Arbeitsroboter unterschiedlich ist, möglich, die Entfernung zwischen dem Zielteil und dem Erfassungsziel und der Kamera ungeachtet des Fortschreitens der Arbeit beizubehalten. Es ist daher nicht nötig, den Fokus des Sensors in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten der Arbeit des Arbeitsroboters anzupassen.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt wird vorgezogen, dass die Arbeitsrobotersteuereinheit die Kraftsteuerung durch Verwenden des Erfassungswerts des Kraftdetektors ausführt, während das Bauteil oder das Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, veranlasst wird, dem Zielteil auf der Basis der erfassten Position des Zielteils oder des Erfassungsziels zu folgen.
Auf diese Art veranlasst die Arbeitsrobotersteuereinheit durch Verwenden des Erfassungsresultats des Sensors, dass das Bauteil oder das Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, dem Zielteil folgt. Wenn der Arbeitsroboter die vorbestimmte Arbeit ausführt, ist die Arbeitsrobotersteuereinheit daher fähig, die Position und Ausrichtung des Bauteils oder Werkzeugs, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, bezüglich des Zielteils des Objekts, das von der Fördervorrichtung befördert wird, richtig zu steuern. Das ist für das Ausführen von Schadensverhütung an dem Arbeitsroboter, der Fördervorrichtung, dem Objekt usw. ohne Reduzieren des Kraftsteuerzyklus oder Erhöhen der Empfindlichkeit der Kraftsteuerung vorteilhaft, und ist zum Unterbinden unerwarteter Schwingung des Arbeitsroboters vorteilhaft.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt wird bevorzugt, dass die Messrobotersteuereinheit die Position des Zielteils erfasst, indem der Messroboter gesteuert wird, um den Sensor zu veranlassen, dem Zielteil oder dem Erfassungsziel zu folgen.
Gemäß diesem Aspekt entspricht eine Änderung der Position des distalen Endes des Messroboters oder des Sensors, der dem Zielteil folgt, einer Änderung der Position des Zielteils, das von der Fördervorrichtung bewegt wird. Da die Messrobotersteuereinheit die Position des distalen Endes des Messroboters oder des Sensors erkennt, ist diese Konfiguration zum einfachen und zuverlässigen Erhalten einer Änderung der Position des Zielteils vorteilhaft.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt wird bevorzugt, dass die Messrobotersteuereinheit die Position des Zielteils erfasst, indem die Position des Sensors und die Position des Zielteils bezüglich des Sensors verwendet werden.
Bei dieser Konfiguration erkennt die Messrobotersteuereinheit die Position des Sensors. Die erfasste Position des Zielteils bezüglich des Sensors wird daher nur hinzugefügt, wodurch es ermöglicht wird, die Position des Zielteils und den Unterschied zwischen den erfassten Positionen vor und nach dem Erhalten zu erhalten, wodurch es ermöglicht wird, eine Änderung der Position des Zielteils zu erhalten. Das ist zum einfachen und zuverlässigen Erhalten einer Änderung der Position des Zielteils vorteilhaft.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt wird bevorzugt, dass die Messrobotersteuereinheit eine Änderung der Position des Zielteils erfasst, indem der Messroboter veranlasst wird, den Sensor dem Erfassungsziel folgen zu lassen.
Des Weiteren wird vorgezogen, dass die Messrobotersteuereinheit eine Änderung der Position des Zielteils erfasst, indem die Position des Sensors und die erfasste Position des Erfassungsziels bezüglich des Sensors verwendet werden.
Bei diesen Aspekten wird die Position des Zielteils erfasst, indem der Sensor veranlasst wird, dem Erfassungsziel zu folgen, dessen Position sich bezüglich des Zielteils nicht ändert, oder durch Erfassen des Erfassungsziels mittels des Sensors. Sogar in einem Fall, in dem das Zielteil mit dem Bauteil oder dem Werkzeug abgedeckt ist, kann daher die Position des Zielteils erfasst werden, und das ist zum Verbessern der Präzision der Arbeit, die von dem Arbeitsroboter ausgeführt wird, extrem vorteilhaft.
Es wird bevorzugt, dass der oben beschriebene Aspekt ferner eine Erfassungseinheit aufweist, die mindestens die Position des Objekts auf der Fördervorrichtung erfasst, wobei die Arbeitsrobotersteuereinheit das Bauteil oder das Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, nahe an das Zielteil auf der Basis eines Erfassungsresultats der Erfassungseinheit bringt; und der Messroboter den Sensor des Messroboters nahe an das Zielteil oder das Erfassungsziel auf der Basis des Erfassungsresultats der Erfassungseinheit bringt. Zu bemerken ist, dass der Arbeitsroboter im Zeitpunkt des Ausführens solcher Annäherungen die Ausrichtung des Bauteils oder des Werkzeugs in Übereinstimmung mit der Ausrichtung des Zielteils ändern kann, oder der Messroboter die Ausrichtung des Sensors in Übereinstimmung mit der Ausrichtung des Zielteils oder des Erfassungsziels ändern kann.
Wenn der Arbeitsroboter und der Messroboter auf diese Art auf der Basis des Erfassungsresultats der Erfassungseinheit arbeiten, wird die Arbeitseffizienz verbessert.
Bei dem oben beschriebenen Aspekt wird vorgezogen, dass, wenn sich die erfasste Position des Zielteils oder des Erfassungsziels über eine vorbestimmte Referenz hinaus ändert, mindestens eine der Arbeitsrobotersteuereinheit und der Fördervorrichtung einen Anormalitätsverwaltungsbetrieb ausführt.
Bei diesem Aspekt, wie oben beschrieben, führt in einem Zustand, in dem die Positionsbeziehung zwischen dem Bauteil oder dem Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, und dem Objekt erkannt wird, mindestens eine der Arbeitsrobotersteuervorrichtung und der Fördervorrichtung weiter den Anormalitätsverwaltungsbetrieb auf der Basis des Erfassungsresultats des Sensors aus. Diese Konfiguration ist zum Erzielen zuverlässiger Ausführung der Schadensverhütung an dem Arbeitsroboter, der Fördervorrichtung, dem Objekt usw. vorteilhaft, und ist auch zum Unterbinden unerwarteter Schwingung des Arbeitsroboters vorteilhaft.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Arbeitsroboter bereit, der Folgendes aufweist: einen Arm, der vorbestimmte Arbeit auf einem Zielteil eines Objekts, das von einer Fördervorrichtung befördert wird, ausführt; eine Arbeitsrobotersteuereinheit, die den Arm steuert; und einen Kraftdetektor, der eine Kraft erfasst, die von einer Berührung zwischen einem Bauteil oder einem Werkzeug, das von dem Arm getragen wird, und dem Objekt erzeugt wird, wobei die Arbeitsrobotersteuereinheit von einem Messroboter, der einen Sensor aufweist, der zum Erfassen einer Position des Zielteils verwendet wird, das von der Fördervorrichtung bewegt wird, oder eines Erfassungsziels, dessen Position sich bezüglich des Zielteils nicht ändert, Daten über die Position empfängt; und, wenn die vorbestimmte Arbeit von dem Arm ausgeführt wird, führt die Arbeitsrobotersteuereinheit Kraftsteuerung basierend auf einem Erfassungswert des Kraftdetektors aus, während Steuerung des Arms unter Verwenden der Daten in Zusammenhang mit der Position ausgeführt wird.
{Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung}
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Schadensverhütung an einem Roboter, einer Fördervorrichtung, einem Objekt usw. effizient auszuführen.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die die Gesamtkonfiguration eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die die Konfiguration des Arbeitsrobotersystems dieser Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Blockschaltbild einer Arbeitsrobotersteuervorrichtung in dem Arbeitsrobotersystem dieser Ausführungsform.
4 ist ein Blockschaltbild einer Messrobotersteuervorrichtung in dem Arbeitsrobotersystem dieser Ausführungsform.
5 zeigt Bilddaten, die von einem Sensor in dem Arbeitsrobotersystem dieser Ausführungsform erfasst werden.
6 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration eines Steuersystems bei dieser Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Verarbeitung, die von der Arbeitsrobotersteuervorrichtung und der Messrobotersteuervorrichtung bei dieser Ausführungsform ausgeführt wird, zeigt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das das Beispiel von Verarbeitung, die von der Arbeitsrobotersteuervorrichtung und der Messrobotersteuervorrichtung bei dieser Ausführungsform ausgeführt wird, zeigt.
9 ist eine Draufsicht eines Objekts, das bei dieser Ausführungsform als ein Arbeitsziel dient.
10 ist eine Draufsicht von Zielteilen des Objekts und Anbringungsteilen eines Bauteils bei dieser Ausführungsform.
11 ist eine Ansicht zum Erklären eines Koordinatensystems für Folgesteuerung in dem Arbeitsrobotersystem dieser Ausführungsform.
12 ist eine Ansicht, die die Konfiguration einer Änderung des Arbeitsrobotersystems dieser Ausführungsform zeigt.

{Beschreibung von Ausführungsformen}
Unten wird ein Arbeitsrobotersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist das Robotersystem dieser Ausführungsform mit Folgendem versehen: eine Fördervorrichtung 2, die ein Objekt 100, das als ein Arbeitsziel dient, befördert; einen Arbeitsroboter 10, der vorbestimmte Arbeit auf den Zielteilen 101 des Objekts 100, das von der Fördervorrichtung 2 befördert wird, ausführt; eine Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20, die für den Arbeitsroboter 10 bereitgestellt wird; und eine Erfassungsvorrichtung 40, die als eine Erfassungseinheit dient.
Die Erfassungsvorrichtung 40 erfasst, dass das Objekt 100 zu einer vorbestimmten Position befördert wurde. Die Erfassungsvorrichtung 40 kann Daten erfassen, mit welchen es möglich ist, die Positionen und Ausrichtungen der Zielteile 101 des Objekts 100, das von der Fördervorrichtung 2 befördert wird, zu identifizieren. Eine beliebige Vorrichtung, die eine solche Funktion aufweist, kann als die Erfassungsvorrichtung 40 verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Erfassungsvorrichtung 40 ein fotoelektrischer Sensor. In diesem Fall erfasst die Erfassungsvorrichtung 40, dass das Objekt 100 zu der Position, an der die Erfassungsvorrichtung 40 installiert ist, befördert wurde. Ein Erfassungsresultat der Erfassungsvorrichtung 40 kann zu jeder Steuervorrichtung gesendet werden, oder kann zu einer Host-Steuervorrichtung 80, die unten beschrieben ist, gesendet werden.
Obwohl das Objekt 100 nicht auf ein Objekt eines besonderen Typs beschränkt ist, ist das Objekt 100 bei dieser Ausführungsform als ein Beispiel eine Fahrzeugkarosserie. Die Fördervorrichtung 2 befördert das Objekt 100, wenn ein Motor 2a einige einer Vielzahl von Walzen 3 antreibt, und bei dieser Ausführungsform befördert die Fördervorrichtung 2 das Objekt 100 zu der rechten Seite in den 1 und 2. Zu bemerken ist, dass der Motor 2a auch mit einer Betriebspositionserfassungsvorrichtung 2b versehen sein kann. Die Betriebspositionserfassungsvorrichtung 2b erfasst sequenziell die Drehposition und die Drehmenge einer Ausgangswelle des Motors 2a. Die Betriebspositionserfassungsvorrichtung 2b ist zum Beispiel ein Codierer, und ein Erfassungswert der Betriebspositionserfassungsvorrichtung 2b wird zu der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 und zu den Messrobotersteuervorrichtungen 70 übertragen.
Die Zielteile 101 sind Teile des Objekts 100, auf welchen der Arbeitsroboter 10 die vorbestimmte Arbeit ausführt. Bei dieser Ausführungsform hebt als der vorbestimmte Vorgang eine Hand 30 des Arbeitsroboters 10 ein Bauteil 110, und der Arbeitsroboter 10 bringt Anbringungsteile 111 des Bauteils 110 an den Zielteilen 101 an. Die Wellen 111a, die sich von den Anbringungsteilen 111 des Bauteils 110 nach unten erstrecken, werden in Bohrungen 101a, die in den Zielteilen 101 des Objekts 100 vorgesehen sind, gepasst.
Zu bemerken ist, dass in einem Zustand, in dem das Objekt 100 von der Fördervorrichtung 2 bewegt wird, der Arbeitsroboter 10 die Anbringungsteile 111 des Bauteils 110 an Zielteilen 101 anbringt.
Obwohl der Arbeitsroboter 10 nicht auf einen Roboter eines spezifischen Typs beschränkt ist, weist der Arbeitsroboter 10 bei dieser Ausführungsform eine Vielzahl von Servomotoren 11 auf, die jeweils eine Vielzahl bewegbarer Teile antreiben (siehe 3). Zu bemerken ist, dass die Vielzahl bewegbarer Teile einen Arm 10a des Arbeitsroboters 10 bildet. Jeder der Servomotoren 11 hat eine Betriebspositionserfassungsvorrichtung zum Erfassen seiner Betriebsposition, und die Betriebspositionserfassungsvorrichtung ist zum Beispiel ein Codierer. Erfassungswerte der Betriebspositionserfassungsvorrichtungen werden zu der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 gesendet.
Die Hand 30 ist an einem distalen Ende des Arms 10a des Arbeitsroboters 10 angebracht. Obwohl die Hand 30 bei dieser Ausführungsform das Bauteil 110 trägt, indem sie es mit einer Vielzahl von Klauen ergreift, ist es auch möglich, eine Hand zu verwenden, die das Bauteil 110 trägt, indem eine Magnetkraft, Ansaugung von Luft oder eine Kombination davon verwendet wird.
Die Hand 30 ist mit einem Servomotor 31 versehen, der die Klauen antreibt (siehe 3). Der Servomotor 31 hat eine Betriebspositionserfassungsvorrichtung zum Erfassen seiner Betriebsposition, und die Betriebspositionserfassungsvorrichtung ist zum Beispiel ein Codierer. Ein Erfassungswert der Betriebspositionserfassungsvorrichtung wird zu der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 übertragen.
Zu bemerken ist, dass diverse Servomotoren, wie Drehmotoren oder Linearmotoren als die Servomotoren 11 und 31 verwendet werden können.
Ein Kraftsensor 32, der als ein Kraftsensor dient, ist an dem distalen Ende des Arms 10a des Arbeitsroboters 10 angebracht. Der Kraftsensor 32 erfasst Kräfte in eine x-Achsenrichtung, eine y-Achsenrichtung und eine z-Achsenrichtung in einem Kraftsensorkoordinatensystem 202, das zum Beispiel in 1 veranschaulicht ist, und erfasst auch Kräfte um die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse.
Bei dieser Ausführungsform stimmt die Förderrichtung der Fördervorrichtung 2 mit der x-Achsenrichtung in einem gemeinsamen Koordinatensystem 201, das in 1 gezeigt ist, überein, die vertikale Richtung stimmt mit der z-Achsenrichtung in 1 ist, überein, und die y-Achsenrichtung in 1 wird als mit einer Breitenrichtung der Fördervorrichtung 2 übereinstimmend genommen.
Der Kraftsensor 32 kann ein beliebiger Sensor sein, der eine Richtung und das Ausmaß einer Kraft, die an die Hand 30 oder an das Bauteil 110, das von der Hand 30 erfasst wird, angelegt wird, erfassen kann. Bei dieser Ausführungsform kann der Kraftsensor 32 daher, obwohl der Kraftsensor 32 zwischen dem Arbeitsroboter 10 und der Hand 30 bereitgestellt ist, auch innerhalb der Hand 30 bereitgestellt werden, oder kann auch innerhalb des Arbeitsroboters 10 bereitgestellt werden.
Wie in 3 gezeigt, ist die Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 mit Folgendem versehen: eine Arbeitsrobotersteuereinheit 21, die eine CPU, einen RAM usw. aufweist; eine Anzeigevorrichtung 22; eine Speicherungseinheit 23, die einen nichtflüchtigen Speicher, einen ROM usw. aufweist; eine Vielzahl von Servosteuervorrichtungen 24, die jeweils den Servomotoren 11 des Arbeitsroboters 10 entsprechen; eine Servosteuervorrichtung 25, die den Servomotor 31 der Hand 30 handhabt; und eine Eingabeeinheit 26, die mit der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 verbunden ist. Spezifisch steuert die Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 den Arm 10a und die Hand 30 des Arbeitsroboters 10. Die Eingabeeinheit 26 ist zum Beispiel eine Eingabevorrichtung, wie ein Bedienpanel, das von einem Bediener getragen werden kann. Die Eingabeeinheit 26 führt in einigen Fällen drahtlose Kommunikation mit der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 aus.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist das Robotersystem dieser Ausführungsform ferner mit Folgendem versehen: eine Vielzahl von Messrobotern 60; die Messrobotersteuervorrichtungen 70, die jeweils für die Vielzahl von Messrobotern 60 vorgesehen sind; und Sensoren 50, die jeweils an der Vielzahl von Messrobotern 60 angebracht sind. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Messroboter 60 verwendet. Die Anzahl von Messrobotern 60 kann auch eins betragen.
Obwohl jeder der jeweiligen Messroboter 60 nicht auf einen Roboter eines besonderen Typs beschränkt ist, ist jeder der Messroboter 60 dieser Ausführungsform mit einer Vielzahl von Servomotoren 61 versehen, die eine Vielzahl beweglicher Teile antreiben (siehe 4). Zu bemerken ist, dass die Anzahl der bewegbaren Teile in Abhängigkeit von der Bewegung eines Messziels eingeschränkt sein kann. In einem Fall, in dem das Messziel in einer Ebene bewegt wird, ohne seine Ausrichtung zu ändern, weil das Messziel nur in die x-Richtung und die y-Richtung bewegt werden muss, reicht es zum Beispiel, zwei bewegbare Teile mit zwei Achsen zu haben, so dass es ermöglicht wird, die Herstellungskosten des Messroboters zu reduzieren. Jeder der Servomotoren 61 hat eine Betriebspositionserfassungsvorrichtung zum Erfassen seiner Betriebsposition, und die Betriebspositionserfassungsvorrichtung ist zum Beispiel ein Codierer. Ein Erfassungswert der Betriebspositionserfassungsvorrichtung wird zu der entsprechenden Messrobotersteuervorrichtung 70 übertragen.
Der Sensor 50 ist an einem Handgelenkflansch 62, zum Beispiel an dem distalen Ende jedes der Messroboter 60 durch Verwenden eines Tragelements 62a angebracht. Der Sensor 50 ist eine 2D-Kamera, eine 3D-Kamera, ein 3D-Entfernungssensor oder dergleichen. Der Sensor 50 ist bei dieser Ausführungsform eine 2D-Kamera, und der Sensor 50 ist fähig, Bilddaten der Zielteile 101, wie zum Beispiel in 5 gezeigt, aufzunehmen. Der Sensor 50 sendet die Bilddaten zu der entsprechenden Messrobotersteuervorrichtung 70. Eine Messrobotersteuereinheit 71, die unten beschrieben wird, wendet bekannte Bildverarbeitung an, wodurch sie es ermöglicht, die Position mindestens eines der zwei Zielteile 101 zum Beispiel durch Verwenden der Bilddaten, wie in 5 gezeigt, zu identifizieren. Des Weiteren kann zum Beispiel die Messrobotersteuereinheit 71 auf der Basis der Merkmalform mindestens eines der zwei Zielteile 101 in den Bilddaten, die in 5 gezeigt sind, die Ausrichtung des Zielteils 101 identifizieren.
Bei dieser Ausführungsform wird das gemeinsam verwendete Koordinatensystem 201 als ein Koordinatensystem für den Arbeitsroboter 10 und die zwei Messroboter 60 verwendet. Insbesondere gibt eine bestimmte Position, die in dem gemeinsam verwendeten Koordinatensystem 201 definiert ist, eine identische Position in realem Raum für jeden der Roboter 10 und 60 an.
Bei dem Einstellen des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 werden ein Einstellwerkzeug, das an dem distalen Ende des Arbeitsroboters 10 bereitgestellt ist, und Einstellwerkzeuge, die an den distalen Enden der zwei Messroboter 60 bereitgestellt sind, jeweils mit einer Vielzahl vorbestimmter Plätze einer Kalibrierungsvorrichtung, die an einer bestimmten Position auf der Fördervorrichtung 2 installiert ist, in Berührung gebracht. Folglich wird das gemeinsam verwendete Koordinatensystem 201 eingestellt. Bei dieser Ausführungsform stimmen die Richtungen, in die sich die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 erstrecken, mit den Richtungen überein, in die sich die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse, wie in 1 gezeigt, erstrecken, und die Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201, das heißt dessen Ursprungsposition, entspricht einer vorbestimmten Position auf der Kalibrierungsvorrichtung.
Des Weiteren nehmen die zwei Sensoren 50 jeweils Bilddaten der Kalibrierungsvorrichtung auf und assoziieren das gemeinsam verwendete Koordinatensystem 201 mit den Positionen und Ausrichtungen (Sensorkoordinatensysteme 203 und 204) der Sensoren 50. Auf diese Art werden die Positionen und die Richtungen der Sensoren 50 mit dem gemeinsam verwendeten Koordinatensystem im Voraus korreliert (kalibriert).
Zu bemerken ist, dass an Stelle der Kalibrierungsvorrichtung eine andere Vorrichtung ebenfalls zum Einstellen des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems verwendet werden kann.
Wie in 4 gezeigt, ist jede der Messrobotersteuervorrichtungen 70 mit Folgendem versehen: mit der Messrobotersteuereinheit 71, die eine CPU, einen RAM usw. aufweist; einer Anzeigevorrichtung 72; einer Speichereinheit 73, die eine nichtflüchtige Speicherung, einen ROM usw. aufweist; einer Vielzahl von Servosteuervorrichtungen 74, die den Servomotoren 61 des jeweiligen Messroboter 60 entsprechen; und einer Eingabeeinheit 76, die mit der Messrobotersteuervorrichtung 70 verbunden ist. Die Eingabeeinheit 76 ist zum Beispiel eine Eingabevorrichtung, wie ein Bedienpanel, das von dem Bediener getragen werden kann. Die Eingabeeinheit 76 führt in einigen Fällen drahtlose Kommunikation mit der Messrobotersteuervorrichtung 70 aus.
Die Speichereinheit 23 der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 speichert ein Systemprogramm 23a, und das Systemprogramm 23a ist für eine grundlegende Funktion der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 zuständig. Des Weiteren speichert die Speichereinheit 23 ein Betriebsprogramm 23b. Des Weiteren speichert die Speichereinheit 23 ein Kraftsteuerprogramm 23c.
Die Speichereinheit 73 der Messrobotersteuervorrichtungen 70 speichert ein Systemprogramm 73a, und das Systemprogramm 73a ist für die grundlegende Funktion der Messrobotersteuervorrichtung 70 zuständig. Des Weiteren speichert die Speichereinheit 73 ein Messbetriebsprogramm 73b. Des Weiteren speichert die Speichereinheit 73 ein Folgesteuerprogramm 73c.
Die Messrobotersteuereinheit 71 sendet Steuerbefehle zu den jeweiligen Servosteuervorrichtungen 74, um die Positionen oder die Bewegungsmengen der Zielteile 101 auf der Basis der Programme 73a, 73b und 73c zu überwachen. Des Weiteren sendet die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 Steuerbefehle zu den Servosteuervorrichtungen 24 und 25, um die vorbestimmte Arbeit auf dem Objekt 100, auf der Basis der Programme 23a, 23b und 23c auszuführen. Der Arbeitsroboter 10 und die Hand 30 führen folglich die vorbestimmte Arbeit auf dem Objekt 100 aus.
Zu bemerken ist, dass, wie in 6 gezeigt, die Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 und die jeweiligen Messrobotersteuervorrichtungen 70 mit der Host-Steuervorrichtung 80 verbunden sein können. Die Host-Steuervorrichtung 80 ist ein Computer, der Folgendes aufweist: einen Prozessor; eine Speichereinheit, wie einen RAM, und eine Festplatte; eine Eingabeeinheit; und eine Transceiver-Einheit. Der Betriebszustand des Arbeitsroboters 10 und die Betriebszustände der jeweiligen Messroboter 60 werden zu der Host-Steuervorrichtung 80 gesendet. Daten der Positionen und der Bewegungsmengen der Zielteile 101, die von den Sensoren 50 und den Messrobotersteuervorrichtungen 70 überwacht werden, und Daten in Zusammenhang damit, die unten beschrieben werden, werden sequenziell zu der Host-Steuervorrichtung 80 gesendet. Des Weiteren werden die Daten sequenziell aus der Host-Steuervorrichtung 80 zu der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 übertragen. Des Weiteren werden andere Daten, die von der Host-Steuervorrichtung 80 empfangen werden, von der Host-Steuervorrichtung 80 zu der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 und den jeweiligen Messrobotersteuervorrichtungen 70 gesendet.
Zu bemerken ist, dass in einem Fall, in dem die Host-Steuervorrichtung nicht vorgesehen ist, der Datenaustausch direkt zwischen den jeweiligen Steuervorrichtungen ausgeführt wird.
Das Verarbeiten, das von der Arbeitsrobotersteuereinheit 21 und jeder der Messrobotersteuereinheiten 71 ausgeführt wird, wenn der Arbeitsroboter 10 die vorbestimmte Arbeit auf dem Objekt 100 ausführt, wird unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm, das in den 7 und 8 gezeigt ist, beschrieben. Zu bemerken ist, dass die folgende Steuerung in einem Zustand ausgeführt wird, in dem das Objekt 100 von der Fördervorrichtung 2 befördert wird.
Des Weiteren sind hier Erfassungsziele O jeweils für die zwei Sensoren 50 vorbereitet, und die Erfassungsziele O sind zum Beispiel Markierungen, die auf der oberen Oberfläche des Objekts 100 vorgesehen sind (9). Zu bemerken ist, dass die Erfassungsziele O beliebig sein können, solange sich ihre Position und Ausrichtung bezüglich der Zielteile 101 nicht ändern.
Zunächst, wenn ein Erfassungssignal des Objekts 100, das von der Erfassungsvorrichtung 40 empfangen wird, erhalten wird (Schritt S1-1), sendet die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 zu den jeweiligen Servosteuervorrichtungen 24 Steuerbefehle, um das Bauteil, das von der Hand 30 ergriffen wird, nahe an die Zielteile 101 auf der Basis des Arbeitsbetriebsprogramms 23b zu bringen (Schritt S1-2).
Des Weiteren, wenn das Erfassungssignal des Objekts 100, das von der Erfassungsvorrichtung 40 empfangen wird, erhalten wird (Schritt S2-1), sendet jede der Messrobotersteuereinheiten 71 Steuerbefehle zu den jeweiligen Servosteuervorrichtungen 74, um den entsprechenden Sensor 50 nahe zu dem entsprechenden Erfassungsziel O des Objekts 100 auf der Basis des Messbetriebsprogramm 73b zu bringen (Schritt S2-2).
Um die Steuerung bei den Schritten S1-2 und S2-2 auszuführen, verwenden die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 und die Messrobotersteuereinheit 71 Daten über die Positionen der Roboter bezüglich der Zielteile 101 und des Erfassungsziels O auf dem Objekt 100. Zu bemerken ist, dass hier die Positionen der Roboter durch Verwenden einer ungefähren Fördergeschwindigkeit der Fördervorrichtung 2, die im Voraus spezifiziert wird, korrigiert werden können, oder dass die Positionen der Roboter durch Verwenden einer Fördergeschwindigkeit der Fördervorrichtung 2, die von der Betriebspositionserfassungsvorrichtung 2b erhalten wird, korrigiert werden können.
Dann, wenn das Erfassungsziel O in dem Blickwinkel des Sensors 50 erscheint (Schritt S2-3), leitet die Messrobotersteuereinheit 71 als eine erste Verarbeitung auf der Basis des Messbetriebsprogramms 73b Korrekturdaten für die Positionskoordinaten und die Ausrichtungen der Zielteile 101 basierend auf Messung des Erfassungsziels O ab (Schritt S2-4), und die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 korrigiert das Arbeitsbetriebsprogramm 23b durch Verwenden der abgeleiteten Korrekturdaten (Schritt S1-3). Gleichzeitig mit oder gleich nach der ersten Verarbeitung startet die Messrobotersteuereinheit 71 als zweite Verarbeitung das Ausführen von Steuerung des Erfassens der Position und der Bewegungsgeschwindigkeit des Erfassungsziels O (Schritt S2-5), und startet auch das Anlegen von Daten in Zusammenhang mit Soll-Positionen des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 (Schritt S2-6). Des Weiteren startet die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 das sequenzielle Einstellen des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 unter Verwenden der Daten (Schritt S1-4). Die Schritte S2-4, S2-6 usw. können von der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20, der Host-Steuervorrichtung 80 oder einem anderen Computer ausgeführt werden.
(Erste Verarbeitung)
Die Messrobotersteuereinheit 71 erfasst unter Verwenden der Bilddaten des Sensors 50 die Position oder die Position und Ausrichtung des Erfassungsziels O in dem Referenzkoordinatensystem 201. Dann erhält die Messrobotersteuereinheit 71 Korrekturdaten für die erste Verarbeitung aus der relativen Beziehung zwischen einer Referenz, die im Voraus gelehrt wird, und einem aktuellen Erfassungsresultat. Da sich die Position und Ausrichtung jedes der Erfassungsziele O bezüglich des Zielteils 101 nicht ändern, können die Korrekturdaten als Korrekturdaten für die Zielteile 101 verwendet werden.
Die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 korrigiert das Arbeitsbetriebsprogramm 23b durch Verwenden der Korrekturdaten, die von der Messrobotersteuereinheit 71 abgeleitet werden. Zu bemerken ist, dass es auch möglich ist, nur die Position zu korrigieren oder nur die Ausrichtung zu korrigieren. Wenn die Wellen 111a des Bauteils 110, das von der Hand 30 getragen wird, in die Bohrungen 101a der Zielteile 101 durch Steuerung, die unten beschrieben ist (10) gepasst werden, kann die Präzision des Passens verbessert werden.
(Zweite Verarbeitung)
Um die Schritte S2-5 und S2-6 als die zweite Verarbeitung auszuführen, können zum Beispiel die folgenden zwei Steuerungstypen verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wird die erstere Steuerung ein bildbasiertes Verfahren genannt, und die letztere Steuerung wird ein positionsbasiertes Verfahren genannt. Es ist natürlich möglich, die Schritte S2-5 und S2-6 durch Verwenden anderer Steuerungstypen auszuführen. Bei dieser Ausführungsform ist es bei den zwei Steuerungstypen, obwohl die Position des Erfassungsziels O aus Erfassungsdaten des entsprechenden Sensors 50 erfasst wird, auch möglich, die Position und Ausrichtung des Erfassungsziels O aus Erfassungsdaten des entsprechenden Sensors 50 zu erfassen.
Bei der Steuerung, die das bildbasierte Verfahren verwendet, ist unter der Steuerung jedes der Messroboter 60 eine Merkmalform und/oder ein Merkmalpunkt auf dem Objekt 100 immer an einer vorbestimmten Position in dem Blickwinkel des Sensors 50 angeordnet, wodurch der Sensor 50 veranlasst wird, dem Erfassungsziel O zu folgen und eine Änderung der Position des Sensors 50 während des Folgens des Erfassungsziels O mit einer Änderung der Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 zu verknüpfen.
Bei dieser Ausführungsform ist unter der Steuerung des Messroboters 60 basierend auf dem Folgesteuerprogramm 73c das Erfassungsziel O immer an der vorbestimmten Position, zum Beispiel an der Mitte, in dem Blickwinkel des Sensors 50 angeordnet. Dann werden Bewegungen des distalen Endes des Messroboters 60 oder der Position des Sensors 50, der durch diese Steuerung bewegt wird, mit Änderung der Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 verknüpft.
In einem Fall, in dem die Position eines der zwei Sensoren 50 in einem bestimmten Augenblick um 1 mm in die x-Richtung geändert wird, wird die Ursprungsposition des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 zum Beispiel eingestellt, um 1 mm geändert zu werden, oder der Durchschnitt von Änderungen der Positionen der zwei Sensoren 50 wird als eine Verlagerung der Ursprungsposition des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 eingestellt.
Durch diese Steuerung wird die Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 in Übereinstimmung mit Bewegung der Sensoren 50 bewegt, so dass ein Zustand bewirkt wird, bei dem das gemeinsam verwendete Koordinatensystem 201 den Zielteilen 101 folgt.
Zu bemerken ist, dass, wenn die zwei Erfassungsziele O in die x-Achsenrichtung und die y-Achsenrichtung bewegt werden, die Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 auch in die x-Achsenrichtung und die y-Achsenrichtung bewegt wird. Spezifisch befinden sich die Zielteile 101 in einem sich schräg bewegenden Zustand. Zu bemerken ist, dass, wenn die Positionen der zwei Erfassungsziele O um eine Achse parallel zu der Z-Achse oder dergleichen gedreht werden, die Ausrichtung des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 auch gedreht werden kann.
Andererseits, erfasst bei der Steuerung, die das positionsbasierte Verfahren verwendet, während der Sensor 50 in Übereinstimmung mit Fördern des Objekts 100 bewegt wird, die Messrobotersteuereinheit 71 sequenziell die Position der Merkmalform und/oder des Merkmalpunkts auf dem Objekt 100, auf dem stationären gemeinsam verwendeten Koordinatensystem 201, durch Verwenden von Bilddaten, die sequenziell von dem Sensor 50 aufgenommen werden. Bei dieser Ausführungsform werden die Positionen der Zielteile 101 des Objekts 100 sequenziell auf der Basis des Erfassungsresultats der Position des Erfassungsziels O, dessen Position und Ausrichtung sich bezüglich der Zielteile 101 nicht ändern, erfasst. Zu bemerken ist, dass gleichzeitig die Ausrichtungen der Zielteile 101 auch sequenziell erfasst werden können Dann legt die Messrobotersteuereinheit 71 sequenziell Daten über die Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems an, um das gemeinsam verwendete Koordinatensystem 201 sequenziell auf der Basis der Unterschiede zwischen den erfassten Positionen auf dem gemeinsam verwendeten Koordinatensystem 201, während sich die erfasste Position im Laufe der Zeit bewegt (zum Beispiel der Unterschied zwischen der aktuellen erfassten Position und einer erfassten Position an einem bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit) zu bewegen.
Zu bemerken ist, dass, wenn die zwei Erfassungsziele O in die x-Achsenrichtung und die y-Achsenrichtung bewegt werden, die Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 auch in die x-Achsenrichtung und die y-Achsenrichtung korrigiert wird. Zu bemerken ist, dass, wenn die Positionen der zwei Erfassungsziele O um eine Achse, die sich in die Z-Achsenrichtung oder dergleichen erstreckt, die Ausrichtung des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 auch gedreht werden kann.
Hier müssen bei der ersten Verarbeitung, um die Positionen der Erfassungsziele O, die in die Erfassungsbereiche der Sensoren 50 eintreten, zu erfassen, alle Erfassungsbereiche einer Bildverarbeitung unterzogen werden; bei der zweiten Verarbeitung, weil ungefähre Positionen der Erfassungsziele O identifiziert werden können, werden die Erfassungsbereiche jedoch teilweiser Bildverarbeitung unterzogen, so dass es ermöglicht wird, Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erzielen.
Bei den oben beschriebenen zwei Steuerungstypen, wie zum Beispiel in 11 gezeigt, führen die Messrobotersteuereinheiten 71, wenn Positionen p11 und p21 der zwei Erfassungsziele O jeweils zu Positionen p12 und p22 bewegt werden, Passen durch das Verfahren der kleinsten Quadrate oder dergleichen aus, und berechnen daher jeweils die Bewegungsgeschwindigkeiten der zwei Erfassungsziele O. Alternativ wird eine mittlere Bewegungsgeschwindigkeit durch Mitteln der Bewegungsgeschwindigkeiten der zwei Erfassungsziele O berechnet. Die berechnete Bewegungsgeschwindigkeit wird mit Zeit multipliziert, so dass eine Bewegungsmenge erhalten wird.
Diese Bewegungsmenge kann verwendet werden, um die Soll-Positionen für das Bewegen des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 zu interpolieren.
Des Weiteren kann bei der Steuerung, die das positionsbasierte Verfahren verwendet, die Mittenposition der zwei Erfassungsziele O in dem gemeinsam verwendeten Koordinatensystem 201 auch als die erfasste Position der zwei Erfassungsziele O verwendet werden. In einem Fall, in dem drei oder mehr Erfassungsziele O vorhanden sind, kann die Position des Schwerpunkts der drei oder mehr Erfassungsziele O als die erfasste Position dieser Erfassungsziele O verwendet werden. Durch Verwenden der Mittenposition einer Vielzahl von Erfassungszielen O oder der Position ihrer Schwerpunkte, ist es möglich, den Einfluss eines Erfassungsfehlers des Objekts 100 zu reduzieren.
Dann beginnt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 Steuerbefehle zu den jeweiligen Servosteuervorrichtungen 24 zu senden, um die Wellen 111a des Bauteils 110 in die Bohrungen 101a der Zielteile 101 auf der Basis des Arbeitsbetriebsprogramms 23b zu passen (Schritt S1-5).
Hier ändert das Arbeitsbetriebsprogramm 23b bei dieser Ausführungsform sequenziell die Positionen und Ausrichtungen der Wellen 111a des Bauteils 110 in dem gemeinsam verwendeten Koordinatensystem 201.
Bei der Steuerung, bei der die Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 sequenziell in Übereinstimmung mit den Erfassungsresultaten der Sensoren 50 bei Schritt S1-4 angepasst wird, sehen die Zielteile 101, obwohl die Fördervorrichtung 2 die Zielteile 101 des Objekts 1 befördert, in dem gemeinsam verwendeten Koordinatensystem 201 stationär aus.
In dem derart gesteuerten Zustand startet die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 Kraftsteuerung basierend auf dem Kraftsteuerprogramm 23c (Schritt S1-6). Als die Kraftsteuerung kann bekannte Kraftsteuerung verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform bewegt der Roboter 10 das Bauteil 110 in eine Richtung von einer Kraft, die von dem Kraftsensor 32 erfasst wird, weg. Eine Bewegungsmenge davon wird von der Arbeitsrobotersteuereinheit 21 in Übereinstimmung mit einem Erfassungswert des Kraftsensors 32 bestimmt.
Wenn zum Beispiel in einer Situation, in der die Wellen 111a des Bauteils 110, das von der Hand 30 ergriffen wird, beginnen, in die Bohrungen 101a des Objekts 100 gepasst zu werden, eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung zu der Förderrichtung der Fördervorrichtung 2 von dem Kraftsensor 32 erfasst wird, bewegt der Arbeitsroboter 10, während er folgt, das Bauteil 110 leicht in die entgegengesetzte Richtung zu der Förderrichtung, von der erfassten Kraft weg.
Dann, wenn sich die Position des Erfassungsziels O bezüglich des Sensors 50 über eine vorbestimmte Referenz hinaus ändert (Schritt S2-7) sendet die Messrobotersteuereinheit 71 ein erstes anormales Signal zu der Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 (Schritt S2-8). Wenn das erste anormale Signal empfangen wird (Schritt S1-7), führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 einen ersten Anormalitätsverwaltungsbetrieb aus (Schritt S1-8). Eine Änderung über die vorbestimmte Referenz hinaus entspricht einer großen Bewegung des Erfassungsziels O in Bilddaten, einer Bewegung des Erfassungsziels O, die schneller ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, in den Bilddaten, das Verschwinden des Erfassungsziels O an einem unbeabsichtigten Zeitpunkt oder dergleichen. In einem Fall unbeständiger Stromversorgung fällt die Drehzahl des Motors 2a in einigen Fällen plötzlich ab, oder die Drehzahl des Motors 2a ändert sich bei einigen Fällen signifikant. In solchen Fällen ändert sich die Position des Erfassungsziels O bezüglich des Sensors 50 über die vorbestimmte Referenz hinaus.
Zu bemerken ist, dass die Schritte S2-7 und S2-8 vor dem Passvorgang (Schritt S1-5) ausgeführt werden können.
Als den ersten Anormalitätsverwaltungsbetrieb führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 einen Vorgang zum Reduzieren des Steuerzyklus der Kraftsteuerung oder einen Vorgang zum Erhöhen der Empfindlichkeit der Kraftsteuerung, einen Vorgang zum Stoppen des Fortschreitens des Passens oder einen Vorgang zum Annullieren der Passarbeit aus. Wenn der Steuerzyklus der Kraftsteuerung reduziert wird oder die Empfindlichkeit der Kraftsteuerung erhöht wird, ist es möglich, den Arbeitsroboter 10 derart zu bewegen, dass er auf eine Kraft, die an das Bauteil 110 angelegt wird, empfindlicher reagiert. Bei dieser Ausführungsform führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 einen Vorgang zum Annullieren der Passarbeit, einen Vorgang zum Zurückziehen, einen Vorgang zum Stoppen der Fördervorrichtung oder einen Vorgang, der eine Kombination solcher Vorgänge ist, aus.
Wenn des Weiteren ein Erfassungswert des Kraftsensors 32 einen vorbestimmten Referenzwert überschreitet (Schritt S1-9) führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 einen zweiten Anormalitätsverwaltungsbetrieb (Schritt S1-10) aus. Wenn der Erfassungswert des Kraftsensors 32 den vorbestimmten Referenzwert überschreitet, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass eine anormale Kraft auf das Bauteil 110, das Objekt 100 oder dergleichen anlegt wird. Die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 führt daher als den zweiten Anormalitätsverwaltungsbetrieb einen Vorgang zum Zurückziehen oder Stoppen des Arbeitsroboters 10, einen Vorgang zum langsamen Bewegen des Arbeitsroboters 10 in eine Richtung von der Richtung der Kraft, die von dem Kraftsensor 32 erfasst wird, weg, einen Vorgang zum Stoppen der Fördervorrichtung 2, einen Vorgang zum Lösen der Hand 30 von dem Bauteil 110 oder einen Vorgang aus einer Kombination solcher Vorgänge aus. Bei dieser Ausführungsform führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 einen Vorgang für das Stoppen des Arbeitsroboters 10 und der Fördervorrichtung 2 aus.
Andererseits bestimmt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21, ob die Passarbeit abgeschlossen wurde (Schritt S1-11). Falls die Passarbeit abgeschlossen wurde, sendet die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 Steuerbefehle zu dem Arbeitsroboter 10 und zu der Hand (Schritt S1-12). Die Hand 30 wird folglich von dem Bauteil 110 gelöst, und die Hand 30 wird von dem Arbeitsroboter 10 zu einer Standby-Position oder zu einem Platz, an dem das nächste Bauteil 110 gelagert ist, bewegt. Gleichzeitig sendet die Messrobotersteuereinheit 71 Steuerbefehle zu dem Messroboter 60 zum Bewegen des Sensors 50 zu einer Standby-Position (Schritt S2-9).
Die Bewegungsgeschwindigkeiten der Erfassungsziele O, die bei Schritt S2-5 erhalten werden, können sogar verwendet werden, wenn die Sensoren 50 unfähig werden, die Positionen der Erfassungsziele O zu erfassen. Die Messrobotersteuereinheiten 71 können zum Beispiel Daten in Zusammenhang mit der Soll-Position des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems durch Verwenden der Positionen der zwei Erfassungsziele O, die unmittelbar zuvor erfasst werden, und Bewegungsgeschwindigkeiten, die berechnet wurden, bevor die Erfassungsziele O verschwinden, anlegen.
Zu bemerken ist, dass ein Bearbeitungswerkzeug an dem distalen Ende des Arbeitsroboters 10 getragen werden kann, und der Arbeitsroboter 10 kann Bearbeitung als die vorbestimmte Arbeit an dem Objekt 100, das von der Fördervorrichtung 2 befördert wird, ausführen. In diesem Fall ist das Bearbeitungswerkzeug ein Bohrer, ein Fräswerkzeug, ein Gewindebohrer, ein Entgratungswerkzeug oder ein beliebiges anderes Werkzeug. In diesem Fall wird das Bearbeitungswerkzeug nahe an die Zielteile 101 bei Schritt S1-2 gebracht, und Kraftsteuerung wird in Übereinstimmung mit einer Berührung zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und den Zielteilen 101 in Schritt S1-6 ausgeführt, wodurch es ermöglicht wird, dieselben Effekte wie oben beschrieben zu erzielen.
Zu bemerken ist, dass, wenn das positionsbasierte Verfahren bei der zweiten Verarbeitung verwendet wird, die Korrekturdaten der ersten Verarbeitung auch durch sequenzielles Erfassen der Positionen der Erfassungsziele O erhalten werden können. In diesem Fall ist Schritt S2-4 bei der ersten Verarbeitung unnötig.
Auf diese Art bewegen bei dieser Ausführungsform die Messroboter 60 die Sensoren 50 in Übereinstimmung mit dem Fördern des Objekts 100, und in diesem Zeitpunkt werden die Positionen der Zielteile 101 des Objekts 100 sequenziell erfasst. Dann wird der Arbeitsroboter 10 unter Verwenden der Positionen der Zielteile 101, die auf diese Art sequenziell erfasst werden, gesteuert. Sogar in einem Fall, in dem Kraftsteuerung nicht ausgeführt wird, kann die Arbeitsrobotersteuervorrichtung 20 daher eine Positionsbeziehung zwischen dem Bauteil 110 oder einem Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, und dem Objekt 100 erkennen, und kann die Anwesenheit oder Abwesenheit von Berührung dazwischen in einigen Fällen erkennen. Die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 kann zum Beispiel auch in einem Zustand, in dem die Kraftsteuerung nicht ausgeführt wird, eine Anormalität der Fördervorrichtung 2, die die Bewegungsmenge des Objekts 100, das von der Fördervorrichtung 2 bewegt wird, signifikant ändern lässt, erkennen. Ohne zwangsweise den Steuerzyklus der Kraftsteuerung zu reduzieren, ist es daher möglich, Schadensverhütung an dem Arbeitsroboter 10, der Fördervorrichtung 2, dem Objekt 100 usw. auszuführen und unerwartetes Schwingen des Arbeitsroboters 10 zu unterbinden.
Hier wird in einem Fall, in dem der Sensor 50 gemeinsam mit dem Bauteil 100 oder einem Werkzeug an dem distalen Ende des Arbeitsroboters 10 getragen wird, der Blickwinkel (Erfassungsbereich) des Sensors 50 von dem Bauteil 110 oder dem Werkzeug in einigen Fällen blockiert. Wenn das Bauteil 110 oder das Werkzeug mit dem Objekt 100 in Berührung gebracht wird, wird der Sensor 50 in einigen Fällen unfähig, die Zielteile 101 oder ihre Nachbarschaft zu erfassen. Bei dieser Ausführungsform werden die Sensoren 50 von den Messrobotern 60, die von dem Arbeitsroboter 10 unterschiedlich sind, getragen. Daher wird die Wahrscheinlichkeit, dass die Erfassungsbereiche der Sensoren 50 von dem Bauteil 110 oder dem Werkzeug blockiert werden, verringert, und der Erfassungszustand der Zielteile 101 oder ihrer Nachbarschaft, die von den Sensoren erfasst werden, wenn das Bauteil 110 oder das Werkzeug mit dem Objekt 100 in Berührung gebracht wird, wird verbessert.
Des Weiteren ist es in einem Fall, in dem der Sensor 50 gemeinsam mit dem Bauteil 110 oder einem Werkzeug an dem distalen Ende des Arbeitsroboters 10 getragen wird, erforderlich, den Sensor 50 von dem Arbeitsroboter 10 zu lösen, wenn das Werkzeug oder der Arbeitsroboter 10 gewaschen oder repariert wird. In diesem Fall, muss Kalibrierung des Sensors 50 ausgeführt werden, wenn der Sensor 50 wieder an dem Arbeitsroboter 10 angebracht wird. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, Zeit und Mühe, die für die Kalibrierung des Sensors 50 erforderlich sind, zu reduzieren oder zu sparen, weil der Sensor 50 von dem Messroboter 60 getragen wird, der von dem Arbeitsroboter 10 unterschiedlich ist.
Des Weiteren ist es in einem Fall, in dem der Sensor 50, der eine Kamera ist, an dem distalen Ende des Arbeitsroboters 10 getragen wird, wenn sich die Entfernung zwischen dem distalen Ende des Arbeitsroboters 10 und des Objekts 100 in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten der Arbeit ändert, erforderlich, den Fokus des Sensors anzupassen. Es ist nicht einfach, den Fokus des Sensors 50 in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten der Arbeit sequenziell einzustellen, und eine Fokussierungsverzögerung beeinträchtigt die Steuerpräzision des Arbeitsroboters 10. Bei dieser Ausführungsform, weil die Sensoren 50 von den Messrobotern 60, die von dem Arbeitsroboter 10 unterschiedlich sind, getragen werden, ist es nicht erforderlich, sequenziell die Fokussierung der Sensoren 50 in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten von Arbeit des Arbeitsroboters 10 einzustellen.
Des Weiteren veranlasst bei dieser Ausführungsform durch Verwenden der Erfassungsresultate der Sensoren 50 die Arbeitsrobotersteuereinheit 21, das Bauteil 110 oder das Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter 10 getragen wird, den Zielteilen 101 zu folgen. Wenn daher der Arbeitsroboter 10 die vorbestimmte Arbeit ausführt, kann die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 folglich die Position und Ausrichtung des Bauteils 110 oder Werkzeugs, das von dem Arbeitsroboter 10 getragen wird, bezüglich des Zielteils 101 des Objekts 100, das von der Fördervorrichtung 2 befördert wird, richtig steuern. Das ist für das Ausführen von Schadensverhütung an dem Arbeitsroboter 10, der Fördervorrichtung 2, dem Objekt 100 usw. ohne Reduzieren des Kraftsteuerzyklus oder Erhöhen der Empfindlichkeit der Kraftsteuerung vorteilhaft, und ist zum Unterbinden unerwarteter Schwingung des Arbeitsroboters 10 auch vorteilhaft.
Des Weiteren veranlassen die Messrobotersteuereinheiten 71 bei dem bildbasierten Verfahren bei dieser Ausführungsform die Messroboter 60, die Sensoren 50 den Erfassungszielen O folgen zu lassen, wodurch die Positionen der Zielteile 101 erfasst werden. Zu bemerken ist, dass die Messrobotersteuereinheiten 71 die Messroboter 60 veranlassen können, die Sensoren 50 den Zielteilen 101 folgen zu lassen.
Bei dieser Konfiguration entsprechen Änderungen der Positionen der distalen Enden der Messroboter 60 oder der Sensoren 50, die den Erfassungszielen O oder den Zielteilen 101 folgen, Änderungen der Positionen der Zielteile 101, die von der Fördervorrichtung 2 bewegt werden. Da die Messrobotersteuereinheiten 71 die Position der distalen Enden der Messroboter 60 oder der Sensoren erkennen, ist diese Konfiguration zum einfachen und zuverlässigen Erhalten von Änderungen der Positionen der Zielteile 101 vorteilhaft.
Des Weiteren erfassen die Messrobotersteuereinheiten 71 bei dem positionsbasierten Verfahren bei dieser Ausführungsform die Positionen der Zielteile 101 durch Verwenden der Positionen der Sensoren 50, die zweckdienlich in Übereinstimmung mit dem Fördern des Objekts 100 bewegt werden, und die Positionen der Erfassungsziele O bezüglich der Sensoren 50. Zu bemerken ist, dass es auch möglich ist, die Positionen der Zielteile 101 bezüglich der Sensoren 50 zu verwenden.
Bei dieser Konfiguration erkennen die Messrobotersteuereinheiten 71 die Positionen der Sensoren 50, die zweckdienlich in Übereinstimmung mit dem Fördern des Objekts 100 bewegt werden. Die Positionen und Ausrichtungen der Erfassungsziele O oder der Zielteile 101 bezüglich der Sensoren 50 können daher zum Beispiel sequenziell erhalten werden. Das ist zum einfachen und zuverlässigen Erhalten der Positionen und Ausrichtungen der Zielteile vorteilhaft.
Zu bemerken ist, dass die Messroboter 60 das Objekt 100 in einem gestoppten Zustand während einer bestimmten Zeitspanne messen können, oder die Positionen der Zielteile 101 oder der Erfassungsziele O auf dem Objekt 100 an einer vorbestimmten Position erfassen können, während sie sich intermittierend in Übereinstimmung mit dem Fördern des Objekts 100 bewegen.
Des Weiteren werden bei dieser Ausführungsform die Positionen der Zielteile 101 sequenziell erfasst, indem die Sensoren 50 veranlasst werden, den Erfassungszielen O zu folgen, deren Positionen sich bezüglich der Zielteile 101 nicht ändern, oder durch Erfassen der Erfassungsziele O mittels der Sensoren 50. Sogar in einem Fall, in dem die Zielteile 101 mit dem Bauteil 110 oder dem Werkzeug abgedeckt sind, können daher die Positionen der Zielteile 101 sequenziell erfasst werden, und das ist zum Verbessern der Präzision von Arbeit, die von dem Arbeitsroboter 10 ausgeführt wird, extrem vorteilhaft.
Des Weiteren ist die Erfassungsvorrichtung 40 bereitgestellt, die mindestens die Position des Objekts 100 auf der Fördervorrichtung 2 erfasst, die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 bringt das Bauteil 110 oder das das Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter 10 getragen wird, nahe an die Zielteile 101 auf der Basis des Erfassungsresultats der Erfassungsvorrichtung 40, und die Messrobotersteuereinheiten 71 bringen die Sensoren 50 der Messroboter 60 nahe an die Zielteile 101 oder die Erfassungsziele O auf der Basis des Erfassungsresultats der Erfassungsvorrichtung 40. Zu bemerken ist, dass der Arbeitsroboter im Zeitpunkt des Ausführens solcher Annäherungen die Ausrichtung des Bauteils oder des Werkzeugs in Übereinstimmung mit den Ausrichtungen der Zielteile ändern kann, oder die Messroboter die Ausrichtung der Sensoren in Übereinstimmung mit den Ausrichtungen der Zielteile oder den Erfassungszielen ändern können.
Wenn der Arbeitsroboter 10 und die Messroboter 60 auf diese Art auf der Basis des Erfassungsresultats der Erfassungsvorrichtung 40 arbeiten, wird die Arbeitseffizienz verbessert. In diesem Zeitpunkt können die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 und die Messrobotersteuereinheiten 71 auch das Erfassungsresultat der Betriebspositionserfassungsvorrichtung 2b verwenden, um das Bauteil 110, das von dem Arbeitsroboter 10 getragen wird, nahe an die Zielteile 101 zu bringen, und die Sensoren 50 der Messroboter 60 jeweils nahe an die Zielteile 101 oder die Erfassungsziele O zu bringen. Durch Verwenden des Erfassungsresultats der Betriebspositionserfassungsvorrichtung 2b wird die oben beschriebene Steuerung präziser.
Des Weiteren, wenn sich die Positionen der Zielteile 101 oder der Erfassungsziele O, die von den Sensoren 50 her betrachtet werden, über die vorbestimmte Referenz ändern, führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 einen Anormalitätsverwaltungsbetrieb aus.
Bei dieser Konfiguration, in einem Zustand, in dem die Positionsbeziehung zwischen dem Bauteil 110 oder dem Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter 10 getragen wird, und dem Objekt 100 erkannt wird, führt die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 ferner einen Anormalitätsverwaltungsbetrieb auf der Basis des Erfassungsresultats jedes der Sensoren 50 aus. Diese Konfiguration ist zum Erzielen zuverlässiger Ausführung der Schadensverhütung an dem Arbeitsroboter 10, der Fördervorrichtung 2, dem Objekt 100 usw. vorteilhaft, und ist auch zum Unterbinden unerwarteter Schwingung des Arbeitsroboters 10 vorteilhaft.
Bei dieser Ausführungsform, obwohl die Erfassungsvorrichtung 40 ein fotoelektrische Sensor ist, kann die Erfassungsvorrichtung 40 auch eine 2D-Kamera, eine 3D-Kamera, ein 3D-Entfernungsensor oder ein Sensor sein kann, der Linienlicht auf ein Zielobjekt strahlt, so dass dessen Form gemessen wird, wobei die 2D-Kamera, die 3D-Kamera, der 3D-Entfernungsensor oder Sensor oberhalb, neben oder unter der Fördervorrichtung 2 angeordnet ist. In einem Fall, in dem die Erfassungsvorrichtung 40 eine 2D-Kamera ist, können die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 und die Messrobotersteuereinheiten 71 fähig sein, die Positionen der Zielteile 101 des Objekts 100, das von der Fördervorrichtung 2 befördert wird, zu erkennen und deren Ausrichtungen auf der Basis von Bilddaten, die ein Erfassungsresultat der Erfassungsvorrichtung 40 sind, zu erkennen. Bei Schritt S1-2 kann daher die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 die Wellen 111a des Bauteils 110 präziser nahe an die Bohrungen 101a der Zielteile 101 bewegen.
Zu bemerken ist, dass die Messrobotersteuereinheiten 71 bei Schritt S 2-5 die distalen Enden der Messroboter 60 und die Sensoren 50 veranlassen können, den Erfassungszielen O zu folgen, indem die Positionen der Erfassungsziele O in den Bilddaten, die Bewegungsgeschwindigkeiten der Erfassungsziele O in den Bilddaten, die Richtungen davon usw. verwendet werden. Es ist auch möglich, die distalen Enden der Messroboter 60 und die Sensoren 50 zu veranlassen, den Erfassungszielen O durch Verwenden eines anderen bekannten Verfahrens zu folgen.
Des Weiteren ist es auch möglich, als die Fördervorrichtung 2 eine Fördervorrichtung zu verwenden, die das Objekt 100 entlang einer gebogenen Route trägt, oder eine Fördervorrichtung, die das Objekt 100 entlang einer gewundenen Route trägt. In einem solchen Fall kann die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 das Bauteil 110, das von dem Arbeitsroboter 10 getragen wird, veranlassen, den Zielteilen 101 zu folgen, indem das Erfassungsresultat jedes der Sensoren 50 verwendet wird. Des Weiteren, wenn sich die Position des Erfassungsziels O bezüglich des Sensors 50 über die vorbestimmte Referenz bei Schritt S2-7 ändert, kann die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 den ersten Anormalitätsverwaltungsbetrieb bei Schritt S1-8 ausführen. Spezifisch, sogar wenn die oben erwähnte Fördervorrichtung verwendet wird, kann derselbe Effekt wie oben erzielt werden.
Zu bemerken ist, dass die Schritte S2-7 und S2-8 auch vor dem Passvorgang (Schritt S1-5) ausgeführt werden können.
Zu bemerken ist, dass die Position, die bei Schritt S2-5 erhalten wird, auf der Basis von Bilddaten, die tatsächlich von dem entsprechenden Sensor 50 aufgenommen werden, berechnet wird. Der Zyklus des Erhaltens der Position wird daher von dem Bildaufnahmezyklus des Sensors 50 beeinflusst. Im Gegensatz dazu ist es auch möglich, die Position, die sequenziell auf der Basis der Bilddaten des Sensors 50 erhalten wird, zu interpolieren. Die Messrobotersteuereinheit 71 identifiziert zum Beispiel einen Änderungstrend der Position und der Bewegungsmenge unter Verwenden der Erfassungsresultate einer Vielzahl aufeinanderfolgender Positionen. Dann kann die Messrobotersteuereinheit 71 entlang des identifizierten Trends eine Interpolationsposition zwischen eine Erfassungsposition und eine Erfassungsposition einstellen.
Bei Schritt S1-8 kann die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 als einen ersten Anormalitätsverwaltungsbetrieb den Motor 2a der Fördervorrichtung 2 stoppen, oder kann die Drehzahl des Motors 2a der Fördervorrichtung 2 reduzieren.
Bei dieser Ausführungsform ist der Kraftsensor 32 an dem distalen Ende des Arbeitsroboters 10 angebracht. Andererseits ist es auch möglich, den Kraftsensor 32 innerhalb der Hand 30, innerhalb des Roboters 10, zwischen der Fördervorrichtung 2 und dem Objekt 100 oder innerhalb des Objekts 100 zu positionieren. In diesem Fall ist es auch möglich, die Kraftsteuerung, die auf einem Erfassungswert des Kraftsensors 32 basiert, auszuführen und denselben Effekt wie oben beschrieben zu erzielen.
Des Weiteren können die Sensoren 50 auch an anderen Abschnitten als dem Handgelenkflansch 62 des Messroboters 60 angebracht werden.
Des Weiteren kann der Messroboter 60 ein Roboter sein, der die Sensoren 50 in nur eine Richtung bewegt. In 12 gezeigt, weist der Messroboter 60 zum Beispiel Folgendes auf: eine Schiene 63, die sich in die x-Achsenrichtung erstreckt; ein Gleitelement 64, das von der Schiene 63 getragen wird; und einen Servomotor 65 und eine Kugelumlaufspindel 65a, die das Gleitelement 64 entlang der Schiene 63 bewegen. In diesem Fall kann der Messroboter 60 die Sensoren 50 zweckdienlich in Übereinstimmung mit der Bewegung des Objekts 100 bewegen.
Falls sich die Positionen der Zielteile 101 und der Erfassungsziele O zum Beispiel in die y-Achsenrichtung nicht ändern, kann die Messrobotersteuereinheit 71 den Servomotor 65 steuern, um die oben erwähnte Steuerung auszuführen, indem das bildbasierte Verfahren und die oben erwähnte Steuerung unter Verwenden des positionsbasierten Verfahrens verwendet werden. Sogar in einem Fall, in dem sich die Positionen der Zielteile 101 und der Erfassungsziele O in die y-Achsenrichtung ändern, kann die oben erwähnte Steuerung unter Verwenden des positionsbasierten Verfahrens ausgeführt werden. Derselbe Vorgang wie oben beschrieben, kann daher erzielt werden.
Ein Mechanismus zum Bewegen der Sensoren 50 in die y-Achsenrichtung kann auch auf dem Gleitelement 64 bereitgestellt werden. In diesem Fall, sogar falls sich die Positionen der Zielteile 101 und der Erfassungsziele O in die y-Achsenrichtung ändern, kann die oben erwähnte Steuerung unter Verwenden des bildbasierten Verfahrens ausgeführt werden.
Zu bemerken ist, dass bei dieser Ausführungsform die Sensoren 50 der Messroboter 60 die Erfassungsziele O, die auf der oberen Oberfläche des Objekts 100 bereitgestellt sind, erfassen. Im Gegensatz dazu ist es möglich, ferner einen Messroboters 60 bereitzustellen, der ein Erfassungsziel O, das auf einer Rückseitenoberfläche des Objekts 100 vorgesehen ist, erfasst, und einen Messroboters 60, der ein Erfassungsziel O, das auf einer seitlichen Oberfläche des Objekts 100 vorgesehen ist, erfasst. Bei diesem Fall können 3D-Positionen und Ausrichtungen der Zielteile 101 erfasst werden.
Zu bemerken ist, dass in einem Fall, in dem die Zielteile 101 sowohl durch beide oder einen der Sensoren 50 erfasst werden, statt die Erfassungsziele O mittels der zwei Sensoren zu erfassen, die Messrobotersteuereinheit 71 bekannte Bildverarbeitung verwendet, wodurch es ermöglicht wird, die Position mindestens eines der zwei Zielteile 101 zu identifizieren, indem zum Beispiel die Bilddaten, die in 5 gezeigt sind, verwendet werden. Des Weiteren kann die Messrobotersteuereinheit 71 die Ausrichtungen der Zielteile 101 auf der Basis der Merkmalformen oder einer Vielzahl von Merkmalpunkten der Zielteile 101 in den Bilddaten, die in 5 gezeigt sind, identifizieren.
Des Weiteren ist es bei Schritt S1-4, der Teil der zweiten Verarbeitung ist, auch möglich, das Arbeitsbetriebsprogramm 23b zu korrigieren, statt das gemeinsam verwendete Koordinatensystem 201 zu bewegen. In diesem Fall legt bei Schritt S2-6 jede der Messrobotersteuereinheiten 71 sequenziell Daten an, die verwendet werden sollen, um das Arbeitsbetriebsprogramm 23b auf der Basis des Unterschieds zwischen der Referenzposition des Erfassungsziels O und einer tatsächlich erfassten Position davon zu korrigieren, und die Arbeitsrobotersteuereinheit 21 verwendet die angelegten Daten, um sequenziell einen Lehrpunkt des Arbeitsbetriebsprogramms 23b, das im Voraus gelehrt wird, bezüglich des gemeinsam verwendeten Koordinatensystems 201 zu korrigieren. In diesem Fall kann auch derselbe Betriebseffekt wie oben beschrieben erhalten werden.
Bezugszeichenliste

2: Fördervorrichtung
2a: Motor
3: Walze
10: Arbeitsroboter
10a: Arm
11: Servomotor
20: Arbeitsrobotersteuervorrichtung
21: Arbeitsrobotersteuereinheit
22: Anzeigevorrichtung
23: Speichereinheit
23a: Systemprogramm
23b: Arbeitsbetriebsprogramm
23c: Kraftsteuerprogramm
30: Hand
32: Kraftsensor (Kraftdetektor)
40: Erfassungsvorrichtung (Erfassungseinheit)
50: Sensor
60: Messroboter
61: Servomotor
63: Schiene
64: Gleitelement
65: Servomotor
70: Messrobotersteuervorrichtung
71: Messrobotersteuereinheit
72: Anzeigevorrichtung
73: Speichereinheit
73a: Systemprogramm
73b: Messbetriebsprogramm
73c: Folgesteuerprogramm
100: Objekt
101: Zielteil
101a: Bohrung
110: Bauteil
111: Anbringungsteil
111a: Welle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H0872764 [0004]

Claims

Arbeitsrobotersystem, das Folgendes umfasst: eine Fördervorrichtung, die ein Objekt befördert; einen Arbeitsroboter, der vorbestimmte Arbeit auf einem Zielteil des Objekts, das von der Fördervorrichtung befördert wird, ausführt; eine Arbeitsrobotersteuereinheit, die den Arbeitsroboter steuert; einen Sensor, der zum Erfassen einer Position des Zielteils oder eines Erfassungsziels, dessen Position sich bezüglich des Zielteils nicht ändert, auf dem Objekt, das von der Fördervorrichtung befördert wird, verwendet wird; einen Messroboter, der den Sensor bewegen kann, um die Position zu erfassen; eine Messrobotersteuereinheit, die den Messroboter steuert; und einen Kraftdetektor, der eine Kraft erfasst, die von einer Berührung zwischen einem Bauteil oder einem Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, und dem Objekt erzeugt wird, wobei, wenn die vorbestimmte Arbeit von dem Arbeitsroboter ausgeführt wird, die Arbeitsrobotersteuereinheit die Kraftsteuerung basierend auf einem Erfassungswert des Kraftdetektors ausführt, während die Steuerung des Arbeitsroboters basierend auf der erfassten Position des Zielteils oder des Erfassungsziels ausgeführt wird.
Arbeitsrobotersystem nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsrobotersteuereinheit die Kraftsteuerung durch Verwenden von Erfassungswerten des Kraftdetektors ausführt, während das Bauteil oder das Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, veranlasst wird, dem Zielteil auf der Basis der erfassten Position des Zielteils oder des Erfassungsziels zu folgen.
Arbeitsrobotersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Messrobotersteuereinheit die Position des Zielteils durch Steuern des Messroboters erfasst, um den Sensor dem Zielteil oder dem Erfassungsziel folgen zu lassen.
Arbeitsrobotersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Messrobotersteuereinheit die Position des Zielteils erfasst, indem der Messroboter veranlasst wird, den Sensor zu bewegen.
Arbeitsrobotersystem nach Anspruch 1 oder 2, das ferner eine Erfassungseinheit umfasst, die mindestens eine Position des Objekts auf der Fördervorrichtung erfasst, wobei die Arbeitsrobotersteuereinheit das Bauteil oder das Werkzeug, das von dem Arbeitsroboter getragen wird, auf der Basis eines Erfassungsresultats der Erfassungseinheit nahe an das Zielteil bringt; und die Messrobotersteuereinheit den Sensor des Messroboters oder das Erfassungsziel auf der Basis des Erfassungsresultats der Erfassungseinheit nahe an das Zielteil bringt.
Arbeitsrobotersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn sich die erfasste Position des Zielteils oder des Erfassungsziels über eine vorbestimmte Referenz ändert, mindestens eine der Arbeitsrobotersteuereinheit und der Fördervorrichtung einen Anormalitätsverwaltungsbetrieb ausführt.
Arbeitsroboter, der Folgendes umfasst: einen Arm, der vorbestimmte Arbeit auf einem Zielteil eines Objekts, das von einer Fördervorrichtung befördert wird, ausführt, eine Arbeitsrobotersteuereinheit, die den Arm steuert; und einen Kraftdetektor, der eine Kraft erfasst, die von einer Berührung zwischen einem Bauteil oder einem Werkzeug, das von dem Arm getragen wird, und dem Objekt erzeugt wird, wobei die Arbeitsrobotersteuereinheit von einem Messroboter, der einen Sensor aufweist, der zum Erfassen einer Position des Zielteils verwendet wird, das von der Fördervorrichtung bewegt wird, oder eines Erfassungsziels, dessen Position sich bezüglich des Zielteils nicht ändert, Daten über die Position empfängt, und wenn die vorbestimmte Arbeit von dem Arm ausgeführt wird, die Arbeitsrobotersteuereinheit die Kraftsteuerung basierend auf einem Erfassungswert des Kraftdetektors ausführt, während die Steuerung des Arms unter Verwenden der Daten über die Position ausgeführt wird.