JP2019144871A - Robot system, production system using robot system, control method of robot system and production system, and article assembly method using robot system and production system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生産ラインで用いられるロボットシステムに関する。 The present invention relates to a robot system used in a production line.
近年、カメラ、プリンタなどのように小型で複雑な構造を有する工業製品の組立、加工などの作業の自動化が行われている。この種の工業製品に使用されるワークは、小型の精密な物が多く、その形状も多種にわたっている。 In recent years, operations such as assembly and processing of industrial products having a small and complicated structure such as cameras and printers have been automated. Many types of workpieces used in this type of industrial products are small and precise, and the shapes thereof are various.
このような多種多様なワークの把持、組立を同一のロボット装置で連続的に行うことが求められており、製造現場ではワークの種類や工程の変更に応じてロボットアーム本体の先端に装着されるツールの交換などを含む段取り替えを行っている。この段取り替えを行い、ワークと接触するツールを交換することで多種多様なワークの把持、組立に対応している。 It is required to continuously grip and assemble such a wide variety of workpieces with the same robotic device, and at the manufacturing site, it is attached to the tip of the robot arm body according to changes in workpiece types and processes. Changeover including tool change is performed. By performing this setup change and exchanging tools that come in contact with the workpiece, a variety of workpieces can be gripped and assembled.
特許文献1では、ワークと接触するツールとなる複数のフィンガをフィンガ交換装置のベースに保持させ、2本一対のフィンガを各々独立して交換する構成が提案されている。この構成であれば、各々のフィンガを交換可能なため、フィンガを兼用できる場合がありコストを抑えることが可能という利点がある。
しかしながら特許文献1に記載の技術を用いてワークを組み立てる際、フィンガの段取り替えを行うたびに、フィンガ交換装置のベースが配置された位置までロボットを動作させなければならない。そのため把持するワークが増え、交換するフィンガの種類も増えると、フィンガ交換装置のベースが配置された位置までロボットを動作させる回数も増える。ゆえに、フィンガの段取り替え動作に時間を要してしまい、生産効率が低下してしまう。
However, when assembling a workpiece using the technique described in
またロボットの周りに配置するフィンガの種類が増えると、その分フィンガ交換装置が占有するスペースも増えてしまい、ロボットシステム全体の大型化を招いてしまう。 Further, as the number of types of fingers arranged around the robot increases, the space occupied by the finger changer also increases accordingly, leading to an increase in the size of the entire robot system.
本発明の目的はこのような課題に着目してなされたものであり、多種類のワークの把持、組立に対応するために交換ツールが増えても生産にかかる時間を低減させ、省スペース化を図ることができるロボットシステムを提供する。 The object of the present invention has been made by paying attention to such problems, and even if the number of exchange tools increases in order to cope with the gripping and assembly of various types of workpieces, the time required for production is reduced, and space saving is achieved. Provided is a robot system that can be used.
上述の課題を解決するために本発明によれば、ロボットアームに着脱可能な交換ツールを用いて対象物を把持するロボットシステムであって、前記対象物を載置するトレイを所定の位置に移送する移送装置と、前記ロボットシステムを制御する制御装置と、を有し、前記トレイは、前記交換ツールを保持しておくツールストッカーを備えており、前記制御装置は、前記移送装置を制御して前記トレイを所定の位置に移送させ、前記トレイの上で前記ロボットアームへの前記交換ツールの着脱を行い、前記交換ツールを用いて前記対象物を把持するように前記ロボットアームを制御することを特徴とするロボットシステムを採用した。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, a robot system that grips an object using an exchange tool that can be attached to and detached from a robot arm, the tray on which the object is placed is transferred to a predetermined position. A transfer device that controls the robot system, and the tray includes a tool stocker that holds the exchange tool, and the control device controls the transfer device. The tray is moved to a predetermined position, the exchange tool is attached to and detached from the robot arm on the tray, and the robot arm is controlled to hold the object using the exchange tool. The characteristic robot system was adopted.
上記の課題を解決するために本発明によれば、部品の生産ラインにおいて、種々のワークを載置しているトレイに、種々のワークに対応した交換ツールを備え、トレイ上で交換ツールの着脱を行っている。ゆえに、常に交換ツールの近傍に把持するワークを配置できるため、交換ツールの段取り替えを行った後、少ない動作でワークを把持することができ、生産にかかる時間を低減させることができる。また、トレイが配置できるスペースがあれば、フィンガ交換装置を設ける必要がないためロボットシステムの省スペース化を図ることができる。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, in a part production line, a tray on which various workpieces are placed is provided with an exchange tool corresponding to the various workpieces, and the exchange tool is attached to and detached from the tray. It is carried out. Therefore, since the workpiece to be gripped can always be arranged in the vicinity of the replacement tool, the workpiece can be gripped with a small number of operations after the replacement of the replacement tool, and the production time can be reduced. Further, if there is a space in which the tray can be arranged, it is not necessary to provide a finger exchange device, so that the space of the robot system can be saved.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも一例であり、細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更できる。また、本実施形態で取り上げる数値は参考数値であって本発明を限定するものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is merely an example, and the detailed configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Moreover, the numerical value taken up by this embodiment is a reference numerical value, and does not limit this invention.
(実施形態)
図1は本実施形態におけるロボットシステム1000の概略図である。図1(a)はロボットシステム1000の側面図、図1(b)はロボットシステム1000の上面図を示す。図1よりロボットシステム1000は、ロボット装置1、トレイ301、ワーク作業台900、ベルトコンベア400、トレイ識別装置500より構成されている。また、ロボットシステム1000は、制御装置200により制御され、外部入力装置600によりユーザーから教示を受ける。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of a
図1(a)よりロボット装置1は6軸多関節のロボットアーム本体3と、ロボットアーム本体3の先端に着脱可能に取り付けられた交換ツール30で構成される。交換ツール30は複数存在し、これら複数種類の交換ツールにより対象物であるワーク50に対する操作を行うことができる。
As shown in FIG. 1A, the
ロボットアーム本体3は、基台101と、6つのリンク102〜107と、これらリンク102〜107を図1に示す矢印a〜f方向へ回動可能に連結する6つの関節111〜116とを備えている。また、関節111〜116はリンク102〜107を搖動または回動させるためのロボットアーム用モータを有している。さらに各関節111〜116には不図示のエンコーダを設けており、このエンコーダから各関節の角度を検出し制御装置200にフィードバックしている。
The
同図より、ロボットアーム本体100の基台101とリンク102は図中の関節111で接続されている。関節111は、例えば初期姿勢から矢印a方向に約±180度の可動範囲を有するものとする。
From the figure, the
ロボットアーム本体3のリンク102とリンク103は関節112で接続されている。この関節112は、例えば初期姿勢から矢印b方向に約±80度の可動範囲を有するものとする。
The
ロボットアーム本体3のリンク103とリンク104は関節113で接続されている。関節113は、例えば初期姿勢から矢印c方向に約±70度の可動範囲を有するものとする。
The
ロボットアーム本体3のリンク104とリンク105は関節114で接続されている。関節114は、例えば初期姿勢から矢印d方向に約±180度の可動範囲を有するものとする。
The
ロボットアーム本体3のリンク105とリンク106は関節115で接続されている。この関節115は、初期姿勢から矢印e方向に約±120度の可動範囲を有するものとする。
The
ロボットアーム本体3のリンク106とリンク107は関節116で接続されている。この関節116は、初期姿勢から矢印f方向に約±240度の可動範囲を有するものとする。
The
図1において、交換ツール30はロボットアーム本体3の最先端のリンク107に装着される。装着機構に関しては従来の機構が用いられる。今回は説明の簡略化のため装着機構の説明は省略する。リンク107に装着された交換ツール30は、ロボットアーム本体3の動作により図中のXYZ座標空間を自在に移動することができる。
In FIG. 1, the
交換ツール30は、フィンガ部材21とフィンガベース22で構成される。フィンガベース22にはフィンガ部材21を開閉させるための開閉機構を有する。
The
またリンク107には交換ツール30のフィンガ部材21を駆動させるためのモータを備えており、このモータが開閉機構と接続されることによりフィンガ部材21を開閉させてワーク50aの把持等の操作を行う。
Further, the
フィンガ部材21の本数は、本実施形態では2本とするがこれに限定するものではなく、3本以上であってもよい。 The number of finger members 21 is two in the present embodiment, but is not limited to this, and may be three or more.
組立を行う製品のワークの形状や作業内容が多種多様に存在する場合、ワークや作業内容に応じて各交換ツール30を使い分ける。例えば、フィンガ部材21の長さや形状の異なるものを複数用意しておき、ワークや作業内容に応じて交換ツール30を交換することにより適切な作業を行うことができる。
When there are a wide variety of workpiece shapes and work contents of the product to be assembled, each
図1(a)(b)よりトレイ301は、トレイ置台302に載置され、ベルトコンベア400により矢印方向Sへ移送される。このベルトコンベア400によりロボット装置1の可動範囲外から可動範囲内にトレイ301が移送される。
1A and 1B, the
図1(b)より、トレイ301には交換ツール30を保持するツールストッカー41とワーク50が載置されている。ツールストッカー41はトレイ301の所定の位置に1つ備えられ、ワーク50はその周りに3つ載置されている。
As shown in FIG. 1B, a
また図1(a)より、交換ツール30は破線で示しているようにツールストッカー41に保持される。図1(b)では、交換ツール30を斜線のパターンが示された四角形で簡易的に示している。同図の例では、説明の便宜上、トレイ上にツールストッカーが1個、ワークが3個載置されているが、作業対象によって、交換ツールの数、ワークの数は適宜選択することができる。
Further, as shown in FIG. 1A, the
トレイ301には識別子91が取り付けられており、トレイ識別装置500で識別子91に記憶されている情報の読み取りや書き込みを行う。識別子91は内部で電源を持つことなく、外部からの電波によって読み取り書き込みを行えるため、RFID(radio frequency identifier)を使用することが望ましい。
An
識別子91にはトレイ301の管理番号やワーク情報(種類、サイズ、重量等)、交換ツール30の情報(種類、管理番号、使用回数、交換回数等)等を記憶する。
The
交換ツール30の情報としては、例えば交換ツール30の管理番号や、フィンガ部材21の開閉量の教示データ、ロボット装置1の教示データ、交換ツール30の使用回数、交換ツール30の交換回数等が記憶される。
As the information of the
交換ツール30の管理番号は、操作するワークを変更し、交換ツール30を段取り替えした際に、使用する交換ツール30に間違いがないかを確認し、もし異なる場合はロボット装置1を停止して、エラーをユーザーに提示する際に使用される。
The management number of the
フィンガ部材21の開閉量の教示データやロボット装置1の教示データは、交換ツール30をロボットアーム本体3に装着する際に、トレイ識別装置500で識別子91から読み取られ、トレイ識別装置500から制御装置200に送信される。これを行うことでロボット装置1は、装着した交換ツール30に対応した動作を実行することができる。
The teaching data of the opening / closing amount of the finger member 21 and the teaching data of the
交換ツール30は使用回数と交換回数によって劣化するため、累積使用回数と累積交換回数を識別子91に記録しておく。そして予め設定した累積回数の閾値を超えた場合に制御装置200にコマンドを送信し、ユーザーにアラートを提示、ロボットシステム1000を停止する。
Since the
ユーザーはアラートを見て、交換ツール30を新品にするなどのメンテナンス作業を行う。メンテナンス作業が終了するとユーザーは再度ロボットシステム1000を稼働させる。これにより交換ツール30の経年劣化等によるワークの把持トラブルを未然に防ぐことができる。
The user sees the alert and performs maintenance work such as making the
図1よりワーク作業台900に関して、被組付側のワーク51がワーク置台911に所定の位置に位置決めされて載置されている。ワーク置台911はトレイ301と同様にベルトコンベア400により矢印S方向に移動される。このベルトコンベア400によりロボット装置1の可動範囲外から可動範囲内にワーク置台911が搬入出される。
As shown in FIG. 1, with respect to the work work table 900, the
このワーク51にワーク50を、ロボット装置1により把持し組付ける。組付が完了したらベルトコンベア400を動作させ、ロボット装置1の可動範囲内から可動範囲外に移動させることができる。そして新たなワーク51を、ロボット装置1の可動範囲外から可動範囲内に移動させ、組立動作を行うことができる。
The
ロボット装置1、トレイ301、ワーク作業台900はビジョン931によって撮影されている。このビジョン931によってワークの種類の判定や、ロボット装置1によるワーク把持に必要な情報、例えば把持されたワークの姿勢等を制御装置200に入力することができる。
The
制御装置200は、CPU201、各部を制御するためのプログラムを記憶するROM202、RAM203、通信インターフェース(図中ではI/F)204などから構成される。このうち、RAM203は外部入力装置600の操作による教示点や制御指令などのデータの一時記憶に用いられる。
The
外部入力装置600は、例えばティーチングペンダント(TP)のような操作装置が考えられるが、ロボットプログラムを編集可能な他のコンピュータ装置(PCやサーバ)であってもよい。外部入力装置600は、制御装置200に対して有線ないし無線の通信接続手段を介して接続することができ、ロボット操作および状態表示などのユーザインターフェース機能を有する。
The
CPU201は、例えば外部入力装置600で入力された教示点データを通信インターフェース204から受信する。また、外部入力装置600から入力された教示点データに基づきロボット装置1の各軸の軌道を生成し、通信インターフェース204を介して制御目標値としてロボット装置1に送信することができる。
For example, the
さらに制御装置200はベルトコンベア400、ワーク作業台900、ビジョン931とも通信インターフェース204を介して接続されている。さらにトレイ識別装置500と接続されており、トレイ301に配された識別子91のRFIDの情報を読み取り、あるいは必要な情報を書き込むことができる。
Further, the
制御装置200は、ワーク作業台900のベルトコンベア400と、不図示のドライバを用いて接続されておりトレイ301とワーク51をロボット装置1の可動範囲内の所定の位置に位置決めする。
The
また、トレイ識別装置500からの情報を基に交換ワーク30を正しく装着し、ワークの組立作業を実行することができる。上記によりロボットシステム1000を統合して制御することが可能となる。
In addition, it is possible to correctly mount the
図2は本実施形態における生産システム2000を表した図である。図1で説明したロボットシステム1000を2つ使って構成されている。説明の簡易のため、紙面向かって左側のロボットシステムをロボットシステム1000’と呼称する。図2(a)はロボットシステム1000と1000’をZX平面で見た図、図2(b)は生産システム2000をYX平面で見た図である。
FIG. 2 is a diagram showing the
図2より生産システム2000は、ワーク51にワーク50aを組付け、さらにワーク50aにワーク50bを組み付けて1つの物品として完成させる。図2(b)より、交換ツール30は、各ワークの組付け作業に対応した交換ツール30aと交換ツール30bが存在する。図2(b)ではハッチングの異なる四角形で簡易的に示している。
As shown in FIG. 2, the
交換ツール30aに対応するトレイを301a、ツールストッカーを41a、ワークを50a、識別子を91aと呼称する。同様に交換ツール30bに対応するトレイを301b、ツールストッカーを41b、ワークを50b、識別子を91bと呼称する。
The tray corresponding to the
ベルトコンベア400に関して、説明の簡略化のためベルトコンベア400a、400b、400cという番号を設定している。ベルトコンベア400a、400b、400cの枝番号は上記で説明した交換ツール30a、30bの枝番号と対応するものではない。
Regarding the
図2(a)より、ロボットシステム1000’のロボット装置1’はワーク置台911’にランダムに載置されたワーク50a、50bをトレイ301a、トレイ301bに整列して配置する。ロボットシステム1000のロボット装置1はワーク置台911に載置されたワーク51に、ワーク50a、ワーク50bを組み付ける。
As shown in FIG. 2A, the robot apparatus 1 'of the robot system 1000' arranges the
図2(b)よりベルトコンベア400aはトレイ301a、301bの移送を行う。ベルトコンベア400aはロボット装置1’およびロボット装置1の両方の可動範囲にわたって設けられており、トレイ301a、トレイ301bを矢印S及び矢印P方向に自由に移送することができる。同様にベルトコンベア400bは、ワーク置台911に載置された全ての組付けが完了したワークを別の場所へ移送する。ベルトコンベア400cはワーク置台911’にランダムに配置されたワーク50a、50bをロボット装置1’の可動範囲内に移送し、ロボット装置1’によりトレイ301a、301bに整列して載置できるようにする。ベルトコンベア400b、400cもベルトコンベア400aと同様に矢印S方向及び矢印P方向に稼働するものとする。
2B, the
ロボットシステム1000’および1000には、それぞれ制御装置200’、200が備えられている。また、生産システム2000全体を制御する制御装置700が制御装置200’および200に通信可能に接続され、外部入力装置600が接続されている。これにより、制御装置700から制御装置200’及び200に個別に指示を出すことで、別々の作業をさせつつ、全体を制御することが可能となる。
The
トレイ識別装置500及び500’はトレイ301a、301bに設けられた識別子91a及び91bに書き込まれた情報を読み取り、各制御装置200’、200に情報を送信する。
The
以上が本実施形態における生産システム2000の構成である。以下、フローチャートと生産システム2000の状態図を用い、本実施形態における生産フローについて詳述する。
The above is the configuration of the
図3は本実施形態における生産フローチャートであり、図4は図3のフローチャートにおける生産システム2000の状態図である。図3は図3−1から図3−4まで、図4は図4−1から図4−15まで枝番が設定されている。図4において(a)はロボットシステム1000’をZX平面から見た図、(b)はロボットシステム1000をZX平面から見た図、(c)は生産システム2000全体をYX平面から見た図である。
FIG. 3 is a production flowchart in the present embodiment, and FIG. 4 is a state diagram of the
なお、最初に組み付けるワーク50aと、ワーク50aを載置するトレイ301aはベルトコンベア400aにより既にロボット装置1’の可動範囲内に移送されているものとする。
It is assumed that the
また、図3で示されるフローチャートは制御装置700が制御装置200’および制御装置200を介して実行されるが、S124’〜S133’は制御装置200’、S124〜S133は制御装置200により実行されるものとする。
In the flowchart shown in FIG. 3, the
図3−1より、まずS101で識別子91aに書き込まれている交換ツール30a、トレイ301aの情報をトレイ識別装置500’により読み込む(図4−1(c))。
3A, first, the information of the
そしてS102で、トレイ識別装置500’の前にあるトレイ301がトレイ301aかどうかを判定する。トレイ301aではないトレイ301が読み込まれた場合、S103に進み、生産システム2000を使用するユーザーにトレイ識別装置500’の前にあるトレイ301が間違っていることを掲示し、生産システム2000を停止させる。
In S102, it is determined whether or not the
そしてS104でユーザーにより正しいトレイが載置され、生産システム2000が再稼働されると、S102の直前に戻り、フローが再開される。
When the correct tray is placed by the user in S104 and the
S102:YESであれば、S105に進み、交換ツール30aの累積使用回数や累積交換回数が閾値を超えているか判定する。閾値を超えていればS106に進み、ユーザー交換ツール30aのメンテナンス、または新品への交換のアラートを提示し、生産システム2000を停止させる。
If S102: YES, the process proceeds to S105, and it is determined whether the cumulative use count and cumulative replacement count of the
そしてS107でユーザーにより交換ツール30aのメンテナンス、または新品への交換を行い、生産システム2000が再稼働されると、S105の直前に戻り、フローが再開される。
In S107, when the user performs maintenance of the
S105:YES、つまり閾値を超えていなければS108に進む。 S105: YES, that is, if the threshold value is not exceeded, the process proceeds to S108.
S108ではロボット装置1’のロボットアーム本体3’を動作させ、先端のリンク107’を、交換ツール30aが保持されたツールストッカー41aに近づける(図4−1(a))。そしてS109に進み、リンク107’に交換ツール30aを装着する(図4−2(a)(c))。
In S108, the robot arm body 3 'of the robot apparatus 1' is operated, and the tip link 107 'is brought close to the
S109でリンク107’に交換ツール30aを装着したら、S110に進み、ロボット装置1’を動作させて、ワーク置台911’にランダムに載置されているワーク50aを交換ツール30aにより把持する(図4−3(a)(c))。この際、ビジョン931’によりワーク50aの位置を検知し、把持を行う。
When the
そしてS111に進み、ロボット装置1’を動作させ、ワーク50aをトレイ301aに整列して載置する(図4−4(a)(c))。この際もビジョン931’によりワーク50aを載置するトレイ301aの位置を検知し、載置を行う。
In step S111, the robot apparatus 1 'is operated to place the
そしてS112で所定の個数、ワーク50aをトレイ301aに載置したか判断する。S112:NoならばS110の直前まで戻り、再度ワーク50aの整列動作を行う。S112:Yesならば、S113に進む。
In step S112, it is determined whether a predetermined number of
S113では、ワーク50aにおけるトレイ301aへの整列動作が終わったので、交換ツール30aをトレイ301上のツールストッカー41aに保持させる(図4−5(a)(c))。
In S113, since the alignment operation of the
そしてS114で、S109からS113の作業により値が変化した交換ツール30aの累積使用回数や累積交換回数といった交換ツール30aの情報を、トレイ識別装置500’により識別子91aに書き込み、交換ツール30aの情報を更新する。そしてS115に進む(図3−1では結合子1で次に進むステップを示している)。
In S114, the information on the
図3−2よりS115で、ベルトコンベア400aを矢印S方向に稼働させ、トレイ301aをロボット装置1の可動範囲まで移送させる。この際、ワーク50bを載置するトレイ301bがロボット装置1’の可動範囲に移送される(図4−6(a)(c))。
3-2, the
そしてS116に進み、トレイ識別装置500’が識別子91bに書き込まれている交換ツール30b、トレイ301bの情報を読み込み、トレイ識別装置500が識別子91aに書き込まれている交換ツール30a、トレイ301aの情報を読み込む。
In S116, the
そしてS117で、トレイ識別装置500’の前にあるトレイ301がトレイ301bかどうかを判定する。トレイ301bではないトレイ301が読み込まれた場合、S116に進み、生産システム2000を使用するユーザーにトレイ識別装置500’の前にあるトレイ301が間違っていることを掲示し、生産システム2000を停止させる。
In S117, it is determined whether or not the
そしてS119でユーザーにより正しいトレイが載置され、生産システム2000が再稼働されると、S117の直前に戻り、フローが再開される。
Then, when the correct tray is placed by the user in S119 and the
S117:YesであればS120に進み、トレイ識別装置500の前にあるトレイ301がトレイ301aかどうかを判定する。トレイ301bではないトレイ301が読み込まれた場合、S121に進み、生産システム2000を使用するユーザーにトレイ識別装置500の前にあるトレイ301が間違っていることを掲示し、生産システム2000を停止させる。
If S117: Yes, the process proceeds to S120, and it is determined whether or not the
そしてS122でユーザーにより正しいトレイが載置され、生産システム2000が再稼働されると、S120の直前に戻り、フローが再開される。
When the correct tray is placed by the user in S122 and the
S120:YesであればS123に進み、交換ツール30bの累積使用回数や累積交換回数が閾値を超えているか判定する。閾値を超えていればS124に進み、ユーザーに交換ツール30bのメンテナンス、または新品への交換のアラートを提示し、生産システム2000を停止させる。
If S120: Yes, the process proceeds to S123, and it is determined whether the cumulative use count and cumulative replacement count of the
そしてS125でユーザーにより交換ツール30bのメンテナンス、または新品への交換を行い、生産システム2000が再稼働されると、S123の直前に戻り、フローが再開される。
In S125, when the user performs maintenance of the
S123:YES、つまり閾値を超えていなければS126に進む。 S123: YES, that is, if the threshold value is not exceeded, the process proceeds to S126.
S126では、交換ツール30aの累積使用回数や累積交換回数が閾値を超えているか判定する。閾値を超えていればS127に進み、ユーザーに交換ツール30aのメンテナンス、または新品への交換のアラートを提示する。
In S126, it is determined whether the cumulative use count and the cumulative exchange count of the
そしてS128でユーザーにより交換ツール30aのメンテナンス、または新品への交換を行い、生産システム2000が再稼働されると、S126の直前に戻り、フローが再開される。
In S128, when the user performs maintenance of the
S126:YES、つまり閾値を超えていなければS129に進む。(図3−2では結合子2で次に進むステップを示している)。 S126: YES, that is, if the threshold value is not exceeded, the process proceeds to S129. (FIG. 3-2 shows the next step in the connector 2).
図3−3よりS129で、ロボット装置1’及びロボット装置1にそれぞれ正しいトレイ301が割り当てられたので、ロボット装置1’及びロボット装置1を動作させる。そしてリンク107’に交換ツール30bを装着させ、リンク107に交換ツール30aを装着させる(図4−7)。
As shown in FIG. 3C, since the
そして制御装置700は制御装置200’にワーク50bの整列動作、制御装置200にワーク50aの組付動作を指示する。以下、ロボット装置1’は制御装置200’により制御され、ロボット装置1は制御装置200によりそれぞれ並行して制御される。
Then, the
まず、制御装置200’により実行されるS130’〜S139’について説明する。 First, S130 'to S139' executed by the control device 200 'will be described.
S130’では、ロボット装置1’を動作させて、ワーク置台911’にランダムに載置されているワーク50bを交換ツール30bにより把持する(図4−8(a)(c))。この際、ビジョン931’によりワーク50bの位置を検知し、把持を行う。
In S <b> 130 ′, the
そしてS131’で、ロボット装置1’を動作させ、ワーク50bをトレイ301bに整列して載置する(図4−9(a)(c))。この際もビジョン931’によりワーク50bを載置するトレイ301aの位置を検知し、載置を行う。
In S131 ', the robot apparatus 1' is operated to place the
そしてS132’で所定の個数、ワーク50bをトレイ301bに載置したか判断する。S132’:NoならばS130’の直前まで戻り、再度ワーク50bの整列動作を行う。S132’:Yesならば、S133’に進む。
In S132 ', it is determined whether a predetermined number of
S133’では所定の個数、ワーク50bを載置したことを制御装置700を介して、ロボット装置1を制御している制御装置200に送信する。
In S <b> 133 ′, the fact that a predetermined number of
S134’では、ロボット装置1が所定の個数、ワーク50aを組み付けたかどうか判断する。後述するが、上記で説明したS133’の処理は、S133でも同様の処理が実行されるため、制御装置200から、ワーク50aを所定の個数組み付けた、という情報が送信されるとS134’:YesとなりS136’に進む。制御装置200から情報が送信されていない場合、S134’:NoとなりS135’に進む。
In S134 ', it is determined whether the
S135’ではロボット装置1’を一時停止する。そしてS134’の直前に戻る。これによりロボット装置1による作業が終わるまで、ロボット装置1’を一時停止しておくことができる。
In S135 ', the robot apparatus 1' is temporarily stopped. And it returns to just before S134 '. Thereby, the
S134’:YesとなるとS136’に進み、ロボット装置1’が一時停止中かどうか判断する。S136’:Yesならば、S137’に進み、ロボット装置1’を稼働させる。そしてS138’に進み、制御装置700を介してロボット装置1’が稼働したことを制御装置200に送信する。そしてS139’に進む。
If S134 ': Yes, the process proceeds to S136' to determine whether the robot apparatus 1 'is temporarily stopped. If it is S136 ': Yes, it will progress to S137' and will operate the robot apparatus 1 '. Then, the process proceeds to S <b> 138 ′, and information indicating that the
S139’ではロボット装置1が一時停止中かどうか判断する。後述するが、上記で説明したS138’の処理は、S138でも同様の処理が実行されるため、制御装置200から、ロボット装置1が稼働した、という情報が送信されるとS139’:Yesとなり、S140に進み、制御装置200’による制御を終了する。
In S139 ', it is determined whether or not the
ロボット装置1が一時停止中である場合、S139’:Yesとなり再度ロボット装置1が稼働しているかどうか判断する。
When the
続いて、制御装置200により実行されるS130〜S139について説明する。
Next, S130 to S139 executed by the
S130では、ロボット装置1を動作させて、トレイ301aに整列して載置されているワーク50aを交換ツール30aにより把持する(図4−8(b)(c))。この際、ビジョン931によりワーク50bの位置を検知し、把持を行う。
In S130, the
そしてS131で、ロボット装置1を動作させ、ワーク50aをワーク51に組み付ける(図4−9(b)(c))。この際もビジョン931によりワーク50aを組み付けるワーク51の位置を検知し、組付けを行う。
In S131, the
そしてS132で所定の個数、ワーク50aをワーク51に組み付けたか判断する。S132:NoならばS130の直前まで戻り、再度ワーク50aの組付動作を行う。S132:Yesならば、S133に進む。
In S132, it is determined whether a predetermined number of
S133では所定の個数、ワーク50aを組み付けたことを制御装置700を介して、ロボット装置1’を制御している制御装置200’に送信する。
In S133, the fact that a predetermined number of
S134では、ロボット装置1’が所定の個数、ワーク50bを載置したかどうか判断する。上記で説明したS133’の処理より、制御装置200’から、ワーク50bを所定の個数載置した、という情報が送信されるとS134:YesとなりS136に進む。制御装置200’から情報が送信されていない場合、S134:NoとなりS135に進む。
In S134, it is determined whether or not the robot apparatus 1 'has placed a predetermined number of
S135ではロボット装置1を一時停止する。そしてS134の直前に戻る。これによりロボット装置1’による作業が終わるまで、ロボット装置1を一時停止しておくことができる。
In S135, the
S134:YesとなるとS136に進み、ロボット装置1が一時停止中かどうか判断する。S136:Yesならば、S137に進み、ロボット装置1を稼働させる。そしてS138に進み、制御装置700を介してロボット装置1が稼働したことを制御装置200’に送信する。そしてS139に進む。
S134: If Yes, the process proceeds to S136, and it is determined whether the
S139ではロボット装置1’が一時停止中かどうか判断する。上記で説明したS138’の処理より、制御装置200’から、ロボット装置1’が稼働した、という情報が送信されるとS139:Yesとなり、S140に進み、制御装置200による制御を終了する。
In S139, it is determined whether or not the robot apparatus 1 'is temporarily stopped. If information indicating that the
ロボット装置1’が一時停止中である場合、S139:Yesとなり再度ロボット装置1’が稼働しているかどうか判断する。 If the robot apparatus 1 'is temporarily stopped, S139: Yes and it is determined again whether the robot apparatus 1' is operating.
以上により、ロボット装置1’とロボット装置1に対して別々の作業を同時に行わせる。
As described above, the
S140では、ワーク50a、ワーク50bに対する作業が終了したので、交換ツール30aと交換ツール30bをそれぞれのツールストッカー41a、41bに保持する(図4−10)。
In S140, since the work on the
そしてS141で、S130’からS139’の作業により値が変化した交換ツール30bの累積使用回数や累積交換回数といった交換ツール30bの情報を、トレイ識別装置500’により識別子91bに書き込み、交換ツール30bの情報を更新する。
In S141, information on the
同様に、S130からS139の作業により値が変化した交換ツール30aの累積使用回数や累積交換回数といった交換ツール30aの情報を、トレイ識別装置500により識別子91aに書き込み、交換ツール30aの情報を更新する。そしてS142に進む(図3−3では結合子3で次に進むステップを示している)。
Similarly, information on the
図3−4よりS142で、ベルトコンベア400aを矢印S方向へ稼働させ、ワーク50bが整列して配置され、かつ交換ツール30bが保持されたトレイ301bをロボット装置1の可動範囲内に移送する(図4−11(b)(c))。
3-4, the
S143で識別子91bに書き込まれている交換ツール30b、トレイ301bの情報をトレイ識別装置500により読み込む。
The information of the
そしS144で、トレイ識別装置500の前にあるトレイ301がトレイ301bかどうかを判定する。トレイ301bではないトレイ301が読み込まれた場合、S145に進み、生産システム2000を使用するユーザーにトレイ識別装置500の前にあるトレイ301が間違っていることを掲示し、生産システム2000を停止させる。
In S144, it is determined whether or not the
そしてS146でユーザーにより正しいトレイが載置され、生産システム2000が再稼働されると、S144の直前に戻り、フローが再開される。
When the correct tray is placed by the user in S146 and the
S144:Yesであれば、S147に進み、交換ツール30bの累積使用回数や累積交換回数が閾値を超えているか判定する。閾値を超えていればS148に進み、ユーザーに交換ツール30bのメンテナンス、または新品への交換のアラートを提示し、生産システム2000を停止させる。
If it is S144: Yes, it will progress to S147 and will determine whether the cumulative use frequency of the
そしてS149でユーザーにより交換ツール30bのメンテナンス、または新品への交換を行い、生産システム2000が再稼働されると、S147の直前に戻り、フローが再開される。
In S149, when the user performs maintenance of the
S147:YES、つまり閾値を超えていなければS150に進む。 S147: YES, that is, if the threshold value is not exceeded, the process proceeds to S150.
S150ではロボット装置1のロボットアーム本体3を動作させ、先端のリンク107を、交換ツール30bが保持されたツールストッカー41aに近づけ、リンク107に交換ツール30bを装着する(図4−12(b)(c))。
In S150, the
S150でリンク107に交換ツール30bを装着したら、S151に進み、ロボット装置1を動作させて、トレイ301bに整列して載置されているワーク50bを交換ツール30bにより把持する(図4−13(b)(c))。この際、ビジョン931によりワーク50bの位置を検知し、把持を行う。
When the
そしてS152に進み、ロボット装置1を動作させ、ワーク50bをワーク50aに組み付ける(図4−14(b)(c))。この際もビジョン931によりワーク50bを組み付けるワーク50aの位置を検知し、組付を行う。
In S152, the
そしてS153で所定の個数、ワーク50bをワーク50aに組み付けたか判断する。S153:NoならばS151の直前まで戻り、再度ワーク50bの組付動作を行う。S153:Yesならば、S154に進む。
In S153, it is determined whether a predetermined number of
S154では、全てのワークの組み付けが終了したので、交換ツール30bをツールストッカー41bに保持させ、S155に進む。
In S154, since the assembly of all the workpieces is completed, the
そしてS155で、S150からS154の作業により値が変化した交換ツール30bの累積使用回数や累積交換回数といった交換ツール30bの情報を、トレイ識別装置500により識別子91bに書き込み、交換ツール30bの情報を更新する。以上により生産フローを終了する。
In S155, the information of the
以上本実施形態によれば、種々の交換ツールを、種々のワークを載置するトレイにツールストッカーを設けることで、種々の交換ツールを種々のワークの近傍に配置することができる。これにより交換ツールを装着した後、その交換ツールに対応したワークを瞬時に把持することができ、生産効率を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, various replacement tools can be arranged in the vicinity of various workpieces by providing the tool stocker on the tray on which the various workpieces are placed. Thereby, after mounting | wearing an exchange tool, the workpiece | work corresponding to the exchange tool can be hold | gripped instantly, and production efficiency can be improved.
また交換ツールとワークを、一つのトレイに載置することで、種々の交換ツールと種々のワークを常に対応させてロボット装置の可動域内に移送することができる。これにより、交換ツールとワークの対応を容易に確認することができ、交換ツールの段取り替えのミスを低減することができる。 In addition, by placing the exchange tool and the workpiece on one tray, the various exchange tools and the various workpieces can be always transferred in the range of motion of the robot apparatus. Thereby, the correspondence between the exchange tool and the workpiece can be easily confirmed, and mistakes in the setup change of the exchange tool can be reduced.
以上、本実施形態を説明してきたが、ロボット装置1によりワーク50bをワーク50aに組み付けている際に、再度ロボット装置1’によりワーク50aの整列載置動作を並行して行わせても良い。
Although the present embodiment has been described above, when the
(その他の実施形態)
また本実施形態では、ロボットアーム本体3、3’が垂直多関節のロボットアームの場合について説明したが、これに限定するものではない。交換ツール30が取り付けられるロボットアーム本体が、例えば、水平多関節のロボットアーム、パラレルリンクのロボットアーム、直交ロボット等、種々のロボットアームであってもよい。
(Other embodiments)
In the present embodiment, the case where the
また、本実施形態ではトレイ301a、301bは一つであったが、扱うワークの個数が多い場合、トレイの入換装置を用い同様のトレイを複数積み重ねて生産を行ってもよい。
In the present embodiment, the number of the
また本実施形態では、ロボットシステム1000及び1000’の2つを用いて説明したが、これに限定するものではなく、ロボットシステムが3つ以上存在しても良いし、1つであってもよい。
In this embodiment, the
また、本実施形態ではトレイ301a、301b上でのロボットアーム本体3の動作プログラムは各制御装置200、200’、700に記録させている。しかし、識別子91a、91bに、交換ツール30a、30bが保持されたツールストッカー41a、41bの位置とワーク50a、50bに基づいた動作プログラムを記録させ、トレイ識別装置500、500’で読出し、制御を行っても良い。
In this embodiment, the operation program of the robot arm
上記各実施形態の図3における処理手順は具体的には制御装置700、制御装置200、制御装置200’により実行されるものである。従って上述した機能を実行可能なソフトウェアの制御プログラムを記録した記録媒体をCPUに供給し、CPUがROMに格納されたプログラムを読み出し実行することによって達成されるよう構成することができる。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した各実施形態の機能を実現することになり、プログラム自体およびそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
The processing procedure in FIG. 3 of each of the above embodiments is specifically executed by the
また、各実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体がROM或いはRAMであり、ROM或いはRAMにプログラムが格納される場合について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。本発明を実施するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、プログラムを供給するための記録媒体としては、HDD、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。 In each embodiment, the case where the computer-readable recording medium is a ROM or RAM and the program is stored in the ROM or RAM has been described. However, the present invention is not limited to such a form. . The program for carrying out the present invention may be recorded on any recording medium as long as it is a computer-readable recording medium. For example, an HDD, an external storage device, a recording disk, or the like may be used as a recording medium for supplying the program.
本発明は産業用ロボットとして利用可能である。 The present invention can be used as an industrial robot.
1、1’ ロボット装置
3、3’ ロボットアーム本体
30、30a、30b 交換ツール
41a、41b ツールストッカー
50a、50b、51 ワーク
91a、91b 識別子
101 基台
102、103、104、105、106、107 リンク
111、112、113、114、115、116 関節
301a、301b トレイ
302 トレイ置台
400a、400b、400c ベルトコンベア
500、500’ トレイ識別装置
900、900’ ワーク作業台
911、911’ ワーク置台
931、931’ ビジョン
1000、1000’ ロボットシステム
2000 生産システム
200、200’、700 制御装置
600 外部入力装置
1, 1 '
Claims (17)
前記対象物を載置するトレイを所定の位置に移送する移送装置と、
前記ロボットシステムを制御する制御装置と、を有し、
前記トレイは、前記交換ツールを保持しておくツールストッカーを備えており、
前記制御装置は、
前記移送装置を制御して前記トレイを所定の位置に移送させ、
前記トレイの上で前記ロボットアームへの前記交換ツールの着脱を行い、
前記交換ツールを用いて前記対象物を把持するように前記ロボットアームを制御することを特徴とするロボットシステム。 A robot system that grips an object using an exchange tool that can be attached to and detached from a robot arm,
A transfer device for transferring a tray on which the object is placed to a predetermined position;
A control device for controlling the robot system,
The tray includes a tool stocker for holding the replacement tool,
The controller is
Controlling the transfer device to transfer the tray to a predetermined position;
Detach and attach the replacement tool to the robot arm on the tray,
A robot system, wherein the robot arm is controlled to hold the object using the exchange tool.
前記制御装置は、
前記ツールストッカーに前記交換ツールを保持させた状態で、前記所定の位置に前記トレイを移送させることを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
The controller is
A robot system, wherein the tray is transferred to the predetermined position while the tool stocker holds the exchange tool.
前記交換ツールと前記対象物は、それぞれ複数種類あり、
前記トレイは、前記交換ツールと前記対象物に関する情報が記録された識別子を有し、
前記識別子に記録された前記情報を読み取り、かつ前記識別子へ前記情報を書き込む識別装置を備えたことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 1 or 2,
There are a plurality of types of the exchange tool and the object,
The tray has an identifier in which information about the replacement tool and the object is recorded,
A robot system comprising: an identification device that reads the information recorded in the identifier and writes the information to the identifier.
前記制御装置は、
前記対象物への作業が完了すると、前記作業により変化した前記情報を、前記識別装置を用いて前記識別子へ書き込むことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 3, wherein
The controller is
When the work on the object is completed, the information changed by the work is written to the identifier using the identification device.
前記情報は、前記交換ツールの累積使用回数およびまたは累積交換回数であることを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 3 or 4,
The robot system according to claim 1, wherein the information is a cumulative use count and / or a cumulative replacement count of the exchange tool.
前記情報は、
前記ツールストッカーの位置およびまたは前記対象物の位置と、
前記ツールストッカーの位置と前記対象物の位置とに基づいた、前記ロボットアームの動作プログラムであることを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to any one of claims 3 to 5,
The information is
The position of the tool stocker and / or the position of the object;
A robot system, which is an operation program of the robot arm based on the position of the tool stocker and the position of the object.
前記識別装置はRFIDであることを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to any one of claims 3 to 6, wherein
The robot system according to claim 1, wherein the identification device is an RFID.
前記対象物に対応した前記交換ツールを保持するツールストッカーが備えられていることを特徴とするトレイ。 A tray for placing an object,
A tray comprising a tool stocker for holding the exchange tool corresponding to the object.
前記交換ツールと前記対象物は、それぞれ複数種類あり、
前記交換ツールと前記対象物に関する情報が記録された識別子を有することを特徴とするトレイ。 The tray according to claim 9, wherein
There are a plurality of types of the exchange tool and the object,
A tray having an identifier in which information on the exchange tool and the object is recorded.
前記情報は、前記交換ツールの累積使用回数およびまたは累積交換回数であることを特徴とするロボットシステム。 The tray according to claim 10,
The robot system according to claim 1, wherein the information is a cumulative use count and / or a cumulative replacement count of the exchange tool.
前記情報は、
前記ツールストッカーの位置およびまたは前記対象物の位置と、
前記ツールストッカーの位置と前記対象物の位置とに基づいた、前記ロボットアームの動作プログラムであることを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 10 or 11,
The information is
The position of the tool stocker and / or the position of the object;
A robot system, which is an operation program of the robot arm based on the position of the tool stocker and the position of the object.
前記ロボットシステムは、
前記交換ツールを保持するツールストッカーが備えられた、前記対象物を載置するトレイと、
前記トレイを所定の位置に移送する移送装置と、を備え、
前記ツールストッカーから、前記交換ツールを前記ロボットアームに装着する装着工程と、
前記交換ツールを用いて、前記対象物を把持する把持工程と、
前記交換ツールを用いて、前記対象物を前記トレイに載置する載置工程と、
前記ロボットアームから、前記交換ツールを前記ツールストッカーへ保持させる保持工程と、
前記交換ツールと前記対象物を、共に移送する移送工程と、を有することを特徴とする制御方法。 A control method of a robot system that grips an object using an exchange tool that can be attached to and detached from a robot arm,
The robot system includes:
A tray on which the object is placed, provided with a tool stocker for holding the exchange tool;
A transfer device for transferring the tray to a predetermined position,
From the tool stocker, a mounting step of mounting the exchange tool on the robot arm;
A gripping step of gripping the object using the exchange tool;
Using the exchange tool, a placing step of placing the object on the tray;
A holding step of holding the exchange tool from the robot arm to the tool stocker;
A control method comprising: a transfer step of transferring the exchange tool and the object together.
前記ロボットシステムは、
前記交換ツールを保持するツールストッカーが備えられた、前記対象物を載置するトレイと、
前記トレイを所定の位置に移送する移送装置と、を備え、
前記ツールストッカーから、前記交換ツールを前記ロボットアームに装着する装着工程と、
前記交換ツールを用いて、前記対象物を把持する把持工程と、
前記交換ツールを用いて、前記対象物を別の対象物へ組み付ける組付工程と、
前記ロボットアームから、前記交換ツールを前記ツールストッカーへ保持させる保持工程と、
前記交換ツールと前記対象物を共に移送する移送工程と、を有することを特徴とする物品の組立方法。 A method for assembling an article using a robot system that grips an object using an exchange tool that can be attached to and detached from a robot arm,
The robot system includes:
A tray on which the object is placed, provided with a tool stocker for holding the exchange tool;
A transfer device for transferring the tray to a predetermined position,
From the tool stocker, a mounting step of mounting the exchange tool on the robot arm;
A gripping step of gripping the object using the exchange tool;
An assembly step of assembling the object to another object using the exchange tool;
A holding step of holding the exchange tool from the robot arm to the tool stocker;
A method of assembling an article, comprising: a transfer step of transferring the replacement tool and the object together.
前記トレイは、前記交換ツールと前記対象物に関する情報が記録された識別子を有し、
前記ロボットシステムは、前記識別子に記録された前記情報を読み取り、かつ前記識別子へ前記情報を書き込む識別装置を有し、
前記識別子に記録された前記情報を、前記識別装置を用いて読み取る、読み取り工程と、
前記識別子に記録された前記情報を、前記識別装置を用いて更新する、書き込み工程と、を有することを特徴とする制御方法。 15. The control method according to claim 13 or claim 14, or an article assembly method,
The tray has an identifier in which information about the replacement tool and the object is recorded,
The robot system has an identification device that reads the information recorded in the identifier and writes the information to the identifier;
Reading the information recorded in the identifier using the identification device; and
And a writing step of updating the information recorded in the identifier using the identification device.
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