JP2007260799A

JP2007260799A - 多関節ロボットによる検査装置

Info

Publication number: JP2007260799A
Application number: JP2006085638A
Authority: JP
Inventors: Kanji Kato; 完次加藤
Original assignee: Matsumoto Kikai Co Ltd
Current assignee: Matsumoto Kikai Co Ltd
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】多関節ロボットを用いて、汎用性に富んだ加工物検査装置を得る。
【解決手段】多関節ロボット２のアーム先端部にレーザー計測器１０を設け、テーブル３に載置されたマスター１１を計測し、その計測番地と計測値を記憶するマスター計測モードと、前記テーブル３に載置された加工物１２を計測する加工物計測モードとに切り換える。該加工物１２の計測値とマスター計測値記憶部で記憶された計測値とを比較して前記加工物１２の良否を判別する判定部を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、多関節ロボットによる検査装置に関するものである。

従来の技術として、支持台にコラムをＹ軸方向移動可能に起立支持し、該コラムにアームをＸ軸方向及びＺ軸方向移動可能に取り付け、該アームの先端部にＹ軸及びＸ軸を中心として回動するブラケットを取り付け、該ブラケットに計測用の視覚センサーを取り付け、ロボット制御盤により前記コラム、アーム、及びブラケットを駆動制御して視覚センサーを三次元で移動させるようにした計測ロボットを設け、該計測ロボットにマスターの測定ポイントを教示し、該教示した計測ロボットで組み立てられたアッセンブリーの精度を検査するようにしたものがあった。

前記従来の計測ロボットは、コラム、アーム、ブラケット等を直交座標で制御するようにしていたため、大型になるとともに汎用性の乏しいものであった。
特開平５−１５８５２９号公報

本発明は、小型化及び汎用性に富んだ多関節ロボットを使用して加工物の検査ができるようにした新規な多関節ロボットによる検査装置を得ることを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、ロボット制御部からの指令で作動される多関節ロボットを設けるとともに、該多関節ロボットのアーム先端部にレーザー計測器を設け、テーブルに載置されたマスターを計測するマスター計測モードと、前記テーブルに載置された加工物を計測する加工物計測モードとに切り換える計測モード切換え部を設け、前記マスター計測モードは、ロボット制御部により前記多関節ロボットを作動させて前記レーザー計測器をマスターの規定された計測位置に移動させた後、該レーザー計測器を作動させてマスターを計測し、前記計測位置をマスター計測番地記憶部に記憶させるとともに、前記計測値をマスター計測値記憶部に記憶させ、加工物計測モードは、前記マスター計測番地記憶部で記憶されたデーターをロボット制御部に入力し、該ロボット制御部により前記多関節ロボットを作動させてレーザー計測器を加工物の計測位置に移動させた後、該レーザー計測器を作動させて加工物を計測し、該加工物の計測値と前記マスター計測値記憶部で記憶された計測値とを比較して前記加工物の良否を判別する判定部を設ける構成にしたものである。

本願発明は、テーブルにマスターを載置し、マスター計測モードを選択して多関節ロボット、及びレーザー計測器を作動させると、前記マスターの規定された部位が計測された後、マスター計測番地記憶部及びマスター計測値記憶部で前記マスターの計測位置（番地）及び計測値が記憶される。次いで、前記テーブルに加工物を載置し、加工物計測モードを選択すると、前記マスター計測番地記憶部で記憶したデーターがロボット制御部に入力され、該ロボット制御部によって前記多関節ロボットが作動され、レーザー計測器が加工物の、前記マスターの計測位置と対応する位置に移動され、この部を計測する。そして、判定部で前記加工物の計測値とマスター計測値記憶部で記憶された計測値とを比較し、前記加工物の良否が判別されることになる。

この場合、多間接ロボットは、直列に接続した多数のアームをそれぞれの接続部（間接部）で回動させてレーザー計測器を三次元で移動させることになるので、レーザー計測器の三次元移動が小型な装置で行なえることになる。さらに、レーザー計測器を多関節ロボットのアーム先端部に取り付けるようにしたので、一般に普及している加工用多関節ロボットの工具をレーザー計測器に換えるのみで済むことになり、設備費が安価になる。また、レーザー計測器のレーザー光は周囲の明るさに左右され難いので、検査装置を明るい場所に設置することができ、作業環境を良くすることができる。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明による装置全体の概略図、図２は本発明による操作盤の正面図、図３は本発明による制御装置のブロック図、図４は本発明による制御装置の動作を示すフローチャートである。

図１において、１は検査装置、２はその多関節ロボットである。該多関節ロボット２は。ベース（テーブル）３に固定された支持台４に、旋回台５、第１アーム６、第２アーム７、ハンドアーム８、及び回転体９を連結して構成される。即ち、前記支持台４に旋回台５を上下軸線Ｃ１を中心として回転可能に取り付け、該旋回台５の上端部に第１アーム６を第１水平軸線Ｃ２を中心として回動可能に取り付け、該第１アーム６の先端部（上端部）に第２アーム７を第２水平軸線Ｃ３を中心として回動可能に取り付け、該第２アーム７の先端部（上端部）に短尺なハンドアーム８を第３水平軸線Ｃ４を中心として回動可能に取り付け、該ハンドアーム８の先端部に回転体９を、ハンドアーム８の軸心を中心として回転可能に取り付け、これらをロボット制御盤２０で駆動制御するようになっている。

前記多関節ロボット２の回転体９にレーザー計測器（レーザーレーダ）１０を取り付ける。該レーザー計測器１０は、レーザー光を発射する発射管と計測部とを有し、レーザー光を被計測物に向けて発射し、該被計測物によって反射された光を受けて該被計測物の位置、大きさ等を計測するようになっており、該レーザー計測器１０は計測盤２１によって作動される。

１１は前記検査装置１によって計測されるマスター、１２は該マスター１１と同形状に加工された加工物であり、本例では車体のフレームからなる。前記マスター１１、又は加工物１２は台車１３によってベース（テーブル）３に搬送され、該ベース３上で所定位置にセットされる。即ち、前記マスター１１、又は加工物１２を、取り付け治具１４を介して台車１３に位置決め固定し、この状態でベース３上に移動された台車１３を、ベース３側に取り付けたクランプ付き昇降機１５及びサイドクランプ１６によってベース３の規定された位置に固定する。

図１、図２において、２２は前述した検査装置１の操作盤２２であり、上部に計測、設備の状態表示、設定、操作を行うタッチパネル２３を設け、下部に操作電源スイッチ２４ａ、運転準備スイッチ２４ｂ、手動・自動切換スイッチ２４ｃ、自動起動スイッチ２４ｄ、非常停止ボタン２４ｅ、単独・連動切換スイッチ２４ｆ、リセットボタン２４ｇ、ブザー２４ｈ等のコマンドスイッチ２４を設けてなり、前記コマンドスイッチ２４及びタッチパネル２３を操作することによってロボット制御盤２０、計測盤２１に所定の動作を入力及び記憶させるようになっている。

図３において、３０は前記ロボット制御盤２０及び計測盤２１に内装された制御装置であり、被計測物の機種を登録する機種登録部３１、被計測物の計測モードをマスター１１又は加工物１２に切り換える計測モード切換部３２、多関節ロボット２を駆動制御するロボット制御部３３、レーザー計測器１０がマスター１１の設定された計測位置に移動する如く多関節ロボット２を作動させるマスター計測番地設定部３４、前記計測位置に移動した際の多関節ロボット２の姿勢を記憶するマスター計測番地記憶部３５、前記計測位置で被計測物（マスター１１又は加工物１２）を計測する計測部３６、該計測したマスター１１の計測値を記憶するマスター計測値記憶部３７、及びマスター１１の計測値と加工物１２の計測値を比較して加工物１２の良否を判定する判定部３７を有する。

前記制御装置３０の動作は図４に示すようになっている。図４において、Ｓ１〜Ｓ１７は制御装置３０の各ステップを示す。まず、ベース３にマスター１１をセットした状態で電源をオン操作Ｓ１し、Ｓ２で前記マスター１１の機種を登録する。次いでＳ３でマスター計測モードに切り換え、Ｓ４で多関節ロボット２を手動で操作し、レーザー計測器１０をマスター１１の設定された計測位置に移動させ、該計測位置をＳ５で記憶する。

次いでＳ６でレーザー計測器１０を作動させ、その計測値をＳ７で記憶する。Ｓ８で前記マスター１１の計測が終了したか否かを判断し、ＮＯの場合はＳ４にジャンプする。本例では、Ｓ４〜Ｓ７のステップを３〜４回繰り返して前記マスター１１の３〜４カ所を計測・記憶するようになっている。

前記Ｓ９でＹＥＳとなった場合は、前記ベース３に加工物１２をセットし、Ｓ９で加工物計測モードを選択する。さすれば、Ｓ１０で前記登録された機種を読込み、Ｓ１１で前記記憶されたマスター計測番地を読込む。これにより、Ｓ１２で多関節ロボット２がロボット制御部３３からの指令によって駆動制御され、レーザー計測器１０を加工物１２の、前記マスターの計測位置と対応する位置に移動させ、Ｓ１３で前記レーザー計測器１０を作動させて前記加工物１２の該当箇所を計測する。

次いで、Ｓ１４で前記記憶したマスターの計測値を読込み、Ｓ１５で両計測値を比較し、前記加工物１２の良否を判定する。Ｓ１６で前記加工物１２の計測が完了したか否かを判断し、ＮＯの場合はＳ１１にジャンプし、Ｓ１１〜Ｓ１５のステップを繰り返し、加工物１２の、前記マスター１１の計測カ所と対応する部位を計測し、これらを判定する。そして、Ｓ１６でＹＥＳとなった際には、Ｓ１７で前記加工物計測モードのステップ、及び検査プログラムを終了する。

以上説明した如く、本発明は、多関節ロボット２のアーム先端部に取り付けたレーザー計測器１０の計測位置をマスータ１１で教示し、この位置を反復させて加工物１２を検査するようにしたので、小型になる普及品の多関節ロボットであっても高精度の検査が行えることになる。また、レーザー計測器１０のレーザー光は周囲の明るさに左右され難いので、検査装置を明るい場所に設置することができ、作業環境を高くすることができる。

本発明による検査装置全体の概略図である。本発明による操作盤の正面図である。本発明による制御装置のブロック図である。本発明による制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１検査装置
２多関節ロボット
３ベース（テーブル）
４支持台
５旋回台
６第１アーム
７第２アーム
８ハンドアーム
９回転体
１０レーザー計測器
１１マスター
１２加工物
１３台車
１４取付け治具
１５クランプ付き昇降機
１６サイドクランプ
２０ロボット制御盤
２１計測盤
２２操作盤
３０制御装置
３１機種登録部
３２計測モード切換部
３３ロボット制御部
３４マスター計測番地設定部
３５マスター計測番地記憶部
３６計測部
３７マスター計測値記憶部
３８判定部

Claims

ロボット制御部（３３）からの指令で作動される多関節ロボット（２）を設けるとともに、該多関節ロボット（２）のアーム先端部にレーザー計測器（１０）を設け、テーブル（３）に載置されたマスター（１１）を計測するマスター計測モードと、前記テーブル（３）に載置された加工物（１２）を計測する加工物計測モードとに切り換える計測モード切換部（３２）を設け、前記マスター計測モードは、ロボット制御部（３３）により前記多関節ロボット（２）を作動させて前記レーザー計測器（１０）をマスター（１１）の規定された計測位置に移動させた後、該レーザー計測器（１０）を作動させてマスター（１１）を計測し、前記計測位置をマスター計測番地記憶部（３５）に記憶させるとともに、前記計測値をマスター計測値記憶部（３７）に記憶させ、加工物計測モードは、前記マスター計測番地記憶部（３５）で記憶されたデーターをロボット制御部（３３）に入力し、該ロボット制御部（３３）により前記多関節ロボット（２）を作動させてレーザー計測器（１０）を加工物（１２）の計測位置に移動させた後、該レーザー計測器（１０）を作動させて加工物（１２）を計測し、該加工物（１２）の計測値と前記マスター計測値記憶部（３７）で記憶された計測値とを比較して前記加工物（１２）の良否を判別する判定部（３８）を設けたことを特徴とする多関節ロボットによる検査装置。