JP5135081B2 - Centering method and automatic centering system - Google Patents
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Description
本発明は、ワークを搬送する搬送ロボットとワークが搬送される機械設備との間の芯出し方法および自動芯出しシステムに関する。 The present invention relates to a centering method and an automatic centering system between a transport robot that transports a workpiece and a machine facility that transports the workpiece.
従来から、機械設備へのワークの搬送と供給のために、ロボットハンドを有する搬送ロボットが用いられている。これらの搬送ロボットや機械設備のレイアウト変更やメンテナンスなどによって相互の位置関係が変わると、最終的に互いに正しい位置関係を実現できるように相互の基準点を確定する、いわゆる芯出しが必要となる。芯出しを行う方法として、例えば、搬送ロボットの隣接するアームの双方に、予め孔や溝を設けておき、これらの孔や溝を互いに一致させて棒状部材を挿入することにより、相互の位置関係を確定する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述した特許文献1に示されるような棒状部材を用いる芯出し方法においては、作業者が搬送ロボットの間近で搬送ロボットを操作しつつ孔や溝の位置を一致させて棒状部材を挿入する作業を行わなければならず危険である。また、棒状部材を挿入できるように孔や溝を重ね合わせる作業には、微妙な位置決めのための高度なロボット操作が必要であり、ロボット操作に熟練した作業者が必要となり、操作に熟練していない場合には作業時間が長くなり、作業コストもかかるという問題がある。また、孔や溝と棒状部材との公差による精度限界や、ガタの発生により、位置決め精度に限界がある。また、人の作業であるため位置決め精度が作業者によって異なる可能性もある。 However, in the centering method using the rod-shaped member as described in Patent Document 1 described above, the operator inserts the rod-shaped member by matching the positions of the holes and grooves while operating the transport robot in the vicinity of the transport robot. It is dangerous because work must be done. In addition, in order to superimpose holes and grooves so that rod-shaped members can be inserted, advanced robot operations for delicate positioning are required, and workers who are skilled in robot operations are required. If not, there is a problem that the work time becomes long and the work cost is high. Moreover, there is a limit in positioning accuracy due to the accuracy limit due to the tolerance between the hole or groove and the rod-shaped member, or the occurrence of play. Further, since it is a human work, the positioning accuracy may vary depending on the worker.
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、安全かつ容易で作業者の熟練度によらずに、作業時間とコストを低減して安全、容易に芯出しを実現できる搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法および自動芯出しシステムを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems. With a simple configuration, it is safe and easy, and it is possible to realize centering safely and easily by reducing the working time and cost regardless of the skill level of the operator. It is an object of the present invention to provide a centering method and an automatic centering system between a transfer robot and mechanical equipment.
上記課題を達成するために、請求項1の発明は、互いにワークを授受する搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法において、前記搬送ロボットにおけるワークを搬送するためのロボットハンドまたは該ロボットハンドに把持させた治具に直線状の基準部を設け、前記機械設備側であって前記ロボットハンドに対向する部分に前記基準部を検出するセンサを設け、前記ロボットハンドを2回平行移動させることにより前記基準部の方向を検出し、その方向の検出結果に基づいて、前記ロボットハンドを、前記基準部の線方向に対して直交する方向に移動させ、前記センサによって前記基準部を検出することにより、当該移動方向における芯出しを行うものである。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a centering method between a transfer robot that exchanges workpieces with each other and mechanical equipment, and a robot hand for transferring a workpiece in the transfer robot or the robot hand. A linear reference portion is provided on the jig gripped by the sensor, a sensor for detecting the reference portion is provided at a portion facing the robot hand on the machine facility side, and the robot hand is translated twice. the direction of the reference portion is detected by, based on the direction of the detection result, the robot hand, is moved relative to the linear direction of the reference portion in a straight direction orthogonal to detect the reference portion by the sensor Thus, centering in the moving direction is performed.
請求項2の発明は、請求項1に記載の芯出し方法において、前記基準部を前記搬送ロボット側ではなく前記機械設備側に設け、前記センサを前記機械設備側ではなく前記ロボットハンド側に設けて前記芯出しを行うものである。 According to a second aspect of the present invention, in the centering method according to the first aspect, the reference portion is provided not on the transfer robot side but on the machine equipment side, and the sensor is provided on the robot hand side instead of the mechanical equipment side. The centering is performed.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の芯出し方法において、前記基準部に加え、該基準部に交わる方向の線状の基準部をさらに設け、前記センサによって前記2本の基準部のそれぞれについて、前記ロボットハンドの前記移動および前記芯出しを行うものである。 According to a third aspect of the present invention, in the centering method according to the first or second aspect, in addition to the reference portion, a linear reference portion in a direction intersecting with the reference portion is further provided, and the two sensors are provided by the sensor. For each of the reference parts, the movement and the centering of the robot hand are performed.
請求項4の発明は、請求項3に記載の芯出し方法において、前記2本の基準部が、前記センサによって互いに識別可能に設けられているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the centering method according to the third aspect, the two reference portions are provided so as to be distinguishable from each other by the sensor.
請求項5の発明は、請求項1または請求項2に記載の芯出し方法において、前記センサによって検出される前記基準部の特性が、該基準部の線方向に対する勾配情報を有しており、前記基準部の線方向に対して直交する方向の移動において前記勾配を検出することにより、前記移動方向における芯出しと共に該基準部の線方向についても芯出しを行うものである。
The invention of
請求項6の発明は、請求項1または請求項2に記載の芯出し方法において、前記芯出しを1回目の芯出しとし、該芯出しの後、前記基準部をもとの位置とは異なる位置に回転させてから2回目の芯出しを行うことにより、異なる2方向における芯出しを行うものである。 The invention of claim 6 is the centering method according to claim 1 or 2, wherein the centering is the first centering, and after the centering, the reference portion is different from the original position. The centering in two different directions is performed by performing the centering for the second time after rotating to the position.
請求項7の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の芯出し方法によって芯出しを行う自動芯出しシステムであって、前記搬送ロボットまたは前記機械設備を制御して、前記基準部を検出するために前記基準部と前記センサとを相対移動させ、または、2回目の芯出しを行うために前記基準部を回転させる動作制御装置と、前記相対移動時に得られる前記センサからの出力を演算処理して芯出し情報を算出する演算装置と、前記演算装置が算出した前記芯出し情報を前記搬送ロボットに記憶させる記憶指示装置と、を備えたものである。 The invention of claim 7 is an automatic centering system that performs centering by the centering method according to any one of claims 1 to 6, and controls the transport robot or the mechanical equipment, An operation control device that relatively moves the reference portion and the sensor to detect the reference portion or rotates the reference portion to perform the second centering, and the sensor obtained at the time of the relative movement A calculation device that calculates the centering information by calculating the output from the storage, and a storage instruction device that stores the centering information calculated by the calculation device in the transport robot.
請求項1の発明によれば、ロボットハンドが本来備えている精度良い位置出し機能を活用するので、作業者が大まかな位置決めをするだけで、熟練した作業者に頼ることなく、安全かつ容易に精度の高い芯出しが可能であり、工数とコストの削減が実現できる。 According to the first aspect of the present invention, since the accurate positioning function originally provided in the robot hand is utilized, the worker can simply and roughly perform positioning safely and easily without relying on a skilled worker. High-precision centering is possible, and man-hours and costs can be reduced.
請求項2の発明によれば、請求項7と同等の効果が得られる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、2軸の芯出しをより容易に行える。また、2軸芯出しのために基準部を回転するということが不要であり、工数を削減できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、2軸方向の芯出しを互いに他の基準部の存在に影響されることなく、より確実に行うことができる。例えば、一方の軸方向における芯出しを行っているときのロボットハンドの移動軌跡が他方の軸用の基準部と一致した場合であっても、互いの基準部を識別して交点を認識できるので、芯出し可能である。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、ロボットハンドの1回の移動で、同時に2軸の芯出しが可能であり、さらに工数を削減できる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、簡単な作業で2軸方向の芯出しが可能である。 According to the sixth aspect of the present invention, centering in two axial directions is possible with a simple operation.
請求項7の発明によれば、一連の詳細な芯出しを自動化できるので、安全かつ容易で熟練した作業者に頼ることなく、工数とコストの削減が可能となる。 According to the invention of claim 7, since a series of detailed centering can be automated, man-hours and costs can be reduced without relying on a safe, easy and skilled worker.
以下、本発明の実施形態に係る搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法および自動芯出しシステムについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a centering method and an automatic centering system between a transfer robot and mechanical equipment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本実施形態では、図1、図2を参照して、互いにワークを授受する搬送ロボット1と機械設備2との間の芯出し方法を説明する。この芯出し方法は、図1(a)に示すように、搬送ロボット1におけるワークを搬送するためのロボットハンド11に把持させた治具3に線状の基準部4を設け、機械設備2側であってロボットハンド11に対向する部分に基準部4を検出するセンサ5を設け、ロボットハンド11を、基準部4の線方向に対して略直交する方向に移動させ、センサ5によって基準部4を検出することにより、移動方向における芯出しを行うものである。
(First embodiment)
In the present embodiment, a centering method between the transfer robot 1 and the
搬送ロボット1は、例えば、機械加工、組み付け加工、検査、測定、調整、表示付与などの処理が行われるワーク(電気部品や機械部品など)を所定の収納棚や搬送コンベア上等から取り出して、機械設備2に引き渡す自動装置である。搬送ロボット1は、ロボットハンド11を駆動し、空間移動させる駆動機構12と、既定のプログラムに基づいて駆動機構12を制御してロボットハンド11にワークの搬送を行わせるロボットコントローラ13と、を備えている。
For example, the transport robot 1 takes out a work (electrical parts, mechanical parts, etc.) on which processing such as machining, assembly processing, inspection, measurement, adjustment, and display is performed from a predetermined storage shelf or a transport conveyor, It is an automatic device that is handed over to the
機械設備2は、搬送ロボット1から受け取ったワークに前述の加工等の処理を行う装置である。処理されたワークは、搬送ロボット1、または他の装置によって、機械設備2から取り外される。
The
搬送ロボット1と機械設備2との間で、ワークを破損することなく、また、ワークの授受が失敗することなく行われるように、搬送ロボット1のロボットハンド11と機械設備2との相互の位置関係を確定する、いわゆる芯出しが必要である。搬送ロボット1や機械設備2を設置したときや、保守点検や配置変えなどをした後に、本実施形態の芯出し方法が用いられる。
The mutual position of the
本実施形態では、ワークが機械設備2において水平に保持されて処理されるものとする。そこで、ロボットハンド11は、例えば壁掛け式であったり、上部より吊り下げられる構造であって、ワークを水平方向のx,y軸と鉛直方向のz軸の3軸方向に移動して機械設備2におけるワーク載置面にワークを移載する。この場合、x軸方向とy軸方向(これらは必ずしも直交するとは限らない)について、ロボットハンド11と機械設備2との間で芯出しが行われる。芯出し作業は、言い換えると、搬送ロボット1が位置基準とする座標系と、機械設備2が位置基準とする座標系とを関連づける作業である。ここで、上述の3軸方向から成るxyz座標系を両者に共通の座標系とする。また、機械設備2におけるワーク載置面は、xy面にあるものとする。
In the present embodiment, it is assumed that the workpiece is held horizontally in the
芯出しに用いられる治具3は、図1(b)(c)に示すように、円板形状をしており、その表面に円板の中心を通る直線状のスリットが基準部4として形成されている。スリットの幅は必要な芯出し精度に応じて決められる。例えば、必要な芯出し精度が±0.25mm程度であれば、スリットの幅は0.5mm程度とされる。
The
治具3は、把持部11aによってロボットハンド11に把持され、その基準部4を設けた治具3の表面は機械設備2におけるワーク載置面に平行とされている。また、基準部4(スリット)の線方向は、x軸に関する芯出しを行う場合に、x軸に直交する方向とされる。基準部4とセンサ5との距離はできるだけ近くに設定される。このような治具3の配置は、作業者が搬送ロボット1のロボットコントローラ13を操作して行われる。
The
センサ5は、光ビームを用いる距離センサであり、センサ取付基板51に取り付けられた状態で、機械設備2におけるワーク固定治具21によってワーク載置面に固定される。センサ5の出力は、出力表示装置50に検出場所(例えば、座標値)に対応づけて表示される。
The
作業者は、基準部4の大まかな位置決め配置を行った後、センサ5を動作させた状態で、ロボットハンド11をx軸方向に沿って、予め設定した範囲、例えば、±5mm程度の範囲を移動させる。この治具3を把持したロボットハンド11の移動は、図1(b)に示すように、センサ5が直線x1に沿って移動することと同じ効果を生じる。
The operator performs a rough positioning and arrangement of the
上述の直線x1に沿った移動によって、センサ5の出力Vが、図2(a)に示すように、出力表示装置50に表示される。出力Vは、センサ5によって測定された距離が遠いほど大きな値として表示されている。そこで、作業者は、基準部4に相当する凸部形状の出力位置から、x軸方向の芯出し位置x0を決定することができる。また、基準部4以外の出力値からz軸(高さ)方向における位置調整が可能である。
By the movement along the straight line x1, the output V of the
また、y軸方向の芯出しを行う場合には、図1(c)に示すように、治具3を把持したロボットハンド11を90゜回転させることにより、基準部4の方向を回転させ、ロボットハンド11をy軸方向(直線y1方向)に沿って移動させる。すると、図2(b)に示すように、y軸方向のセンサ出力Vが得られ、これにより、作業者は芯出し位置y0を決定することができる。なお、ロボットハンド11に回転機能がない場合には、作業者が治具3を回転させた後、ロボットハンド11に把持させればよい。一般に、1回目の芯出しの後、基準部4をもとの位置とは異なる位置に回転させてから2回目の芯出しを行うことにより、異なる2方向における芯出しを行うことができる。
When centering in the y-axis direction, as shown in FIG. 1C, the
本実施形態では、治具3に基準部4を設ける例を示したが、基準部4をロボットハンド11に直接設けるようにしてもよい。また、基準部4は、スリットのような凹部に限らず、線状の凸部からなる基準部としてもよい。また、スリットや線状凸部と距離を測定するセンサ5との組合せに代えて、線状の被検知マークとそのマークの位置を読み取る視覚センサの組み合わせとしてもよい。
In the present embodiment, an example in which the
また、基準部4を搬送ロボット1のロボットハンド11側ではなく機械設備2側に設け、センサ5を機械設備2側ではなくロボットハンド11側に設けて芯出しを行うこともできる。なお、当然のことながら、センサ5の位置は、これを保持する搬送ロボット1、または機械設備2に対して事前に確定され、基準部4の位置も同様に確定されている。そして、芯出し作業は、センサ5と基準部4との相互位置の関係を確定する作業となる。
Further, centering can be performed by providing the
本実施形態の芯出し方法によれば、ロボットハンド11が本来備えている精度良い位置出し機能を活用することにより、作業者が大まかな位置決めをするだけで、任意の軸方向について、熟練した作業者に頼ることなく、安全かつ容易に精度の高い芯出しが可能であり、工数とコストの削減が実現できる。また、治具3を回転させるなどの簡単な作業で複数軸方向の芯出しが可能である。
According to the centering method of the present embodiment, by using the accurate positioning function that the
(第2の実施形態)
図3乃至図7を参照して、第2の実施形態に係る自動芯出しシステムを説明する。芯出しの対象となる搬送ロボット1と機械設備2の構成は、第1の実施形態に示したものと同様である。また、治具3が機械設備2側に保持され、センサ5がロボットハンド11に把持されている点が、第1の実施形態と異なるが、芯出し方法の原理は第1の実施形態で説明したものと同様である。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 3 thru | or FIG. 7, the automatic centering system which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. The configurations of the transfer robot 1 and the
本実施形態における自動芯出しシステム6は、図3に示すように、搬送ロボット1または機械設備2を制御して、基準部4を検出するために基準部4とセンサ5とを相対移動させ、または、2回目の芯出しを行うために基準部4を回転させる動作制御装置61と、前記相対移動時に得られるセンサ5からの出力を演算処理して芯出し情報を算出する演算装置62と、演算装置62が算出した芯出し情報を搬送ロボット1に記憶させる記憶指示装置63と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the automatic centering system 6 in this embodiment controls the transport robot 1 or the
より詳述すると、動作制御装置61は、ロボットコントローラ13を制御することにより、ロボットハンド11に機械設備2に対する相対移動を行わせる。また、動作制御装置61は、機械設備2におけるモータドライバ22を制御することにより、ワーク固定治具21によって固定された治具3を水平面内で回転して、2回目の芯出しの設定を行う。
More specifically, the
自動芯出しシステム6は、CPUやメモリや外部記憶装置や表示装置や入出力装置やインターフェイスやAD/DA変換器などを備えた一般的な電子計算機、およびその上のプロセスや機能の集合として構成することができる。 The automatic centering system 6 is configured as a general electronic computer including a CPU, a memory, an external storage device, a display device, an input / output device, an interface, an AD / DA converter, and a set of processes and functions thereon. can do.
ここで、上述の自動芯出しシステム6を用いて行う、x軸方向、およびx軸方向とは異なる任意の方向であるa軸方向の2軸方向についての自動芯出しを説明する。図4のフローチャートに示すように、人間(作業者)が搬送ロボット1の制御装置(例えば、ロボットコントローラ13)や、機械設備2の制御装置(例えば、モータドライバ22)を操作して、搬送ロボット1と機械設備2との大まかな芯出しを実行する。その後、治具3とセンサ5とを設定して、自動芯出しシステム6に予めインストールされている芯出し用のソフトウエアを起動する(S1)。
Here, automatic centering in the biaxial direction of the a-axis direction, which is an arbitrary direction different from the x-axis direction and the x-axis direction, performed using the automatic centering system 6 described above will be described. As shown in the flowchart of FIG. 4, a human (operator) operates a control device (for example, a robot controller 13) of the transfer robot 1 or a control device (for example, a motor driver 22) of the
なお、上記ステップS1における治具3の設定に際し、作業者は、基準部4の方向を特定の方向に設定する必要はない。すなわち、自動芯出しシステム6は、治具3における基準部4の方向を検出すると共に、基準部4の方向をx軸に直交する方向に自動設定する(S2)。
In setting the
上述の自動設定に際し、図5(a)に示すように、互いに所定距離dだけ離れたx軸方向の直線x1と直線x2に沿うように、ロボットハンド11が動作制御装置61によって移動され、図5(b)に示すように、2種類の出力Vが測定される。演算装置62は、2種類の出力Vからずれ量Δxを検出し、ずれ量Δxと所定距離dとから基準部4のx軸からの傾き角度αを算出する。角度αが求められると、動作制御装置61がモータドライバ22を制御して、ワーク固定治具21を角度αだけ回転し、治具3における基準部4の方向をx軸に直交する方向に設定する。
In the above automatic setting, as shown in FIG. 5A, the
次に、自動芯出しシステム6は、センサ出力を記録しつつ、図6(a)に示すように、x軸方向の直線x1に沿ってロボットハンド11、従ってセンサ5を移動させて、図6(b)に示すセンサ5の出力Vデータを取得し、x軸方向の芯出し位置x0を検出し決定する(S3)。芯出し位置x0の検出と決定は、演算装置62がセンサ5の出力V波形におけるピーク位置を検出することにより、自動で行われる。
Next, the automatic centering system 6 moves the
次に、自動芯出しシステム6は、モータドライバ22を制御して、、図7(a)に示すように、ワーク固定治具21を所定の角度θだけ回転し、治具3における基準部4の方向をa軸に直交する方向に設定する(S4)。その後、自動芯出しシステム6は、センサ出力を記録しつつa軸方向の直線a1に沿ってロボットハンド11、従ってセンサ5を移動させて、図7(b)に示すセンサ5の出力Vデータを取得し、a軸方向の芯出し位置a0を検出し決定する(S5)。芯出し位置a0の検出と決定は、上記同様に、演算装置62によって自動で行われる。
Next, the automatic centering system 6 controls the
上述のx軸方向の芯出し位置x0と、a軸方向の芯出し位置a0とが決定されると、自動芯出しシステム6が、位置x0,a0の値をロボットコントローラ13に記憶させて(S6)、自動芯出し処理が終了する。 When the centering position x0 in the x-axis direction and the centering position a0 in the a-axis direction are determined, the automatic centering system 6 stores the values of the positions x0 and a0 in the robot controller 13 (S6). ), The automatic centering process ends.
自動芯出しシステム6によれば、最初の設定を作業者が行うだけで、その後の2軸方向についての一連の詳細な芯出し、並びに、搬送ロボット1へのティーチング(芯出し位置情報の記憶)を自動化できる。従って、安全かつ容易に、熟練した作業者に頼ることなく、芯出しを行うことができ、工数とコストの削減が可能となる。 According to the automatic centering system 6, a series of detailed centering in the subsequent two axis directions and teaching to the transfer robot 1 (storage of centering position information) are performed only by the operator performing the initial setting. Can be automated. Therefore, centering can be performed safely and easily without relying on a skilled worker, and man-hours and costs can be reduced.
(第3の実施形態)
図8乃至図10を参照して、第3の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、基準部4に特徴があり、他の点は第1および第2の実施形態と同様である。また、図8(a)に示すように、治具3は機械設備2側に保持され、センサ5はロボットハンド11に把持されているとして説明するが、逆の配置でも同様である。
(Third embodiment)
An automatic centering method according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. The centering method described in the present embodiment is characterized by the
治具3は、図8(b)に示すように、基準部4に加え、基準部4に交わる方向の線状の基準部41を有している。2本の基準部4,41は、センサ5によって互いに識別可能に形成されている。例えば、本実施形態では、基準部4が基準部41よりも深いスリットで形成されており、両者はその深さで識別される。
As shown in FIG. 8B, the
そこで、センサ5が直線x1に沿って移動するようにロボットハンド11を移動させると、図9(a)に示すようなセンサ5の出力Vが得られ、直線x2に沿う移動では、常にスリットの内部を移動することになるので、図9(b)に示すような出力Vが得られる。
Therefore, when the
また、センサ5が直線y1に沿って移動するようにロボットハンド11を移動させると、図10(a)に示すようなセンサ5の出力Vが得られ、直線y2に沿う移動では、常に一定深さのスリットの内部を移動することになるので、図10(b)に示すような平坦な出力Vとなる。
Further, when the
上述の図10(b)に示した平坦な出力Vとなる場合を除いて、センサ5の移動によって、芯出しを行うことができる。また、出力Vが平坦になって芯出しが行えない場合には、ロボットハンド11を移動させる直線の位置を変更すればよい。
Except for the case of the flat output V shown in FIG. 10B described above, centering can be performed by movement of the
また、上述の図9(b)に示したような出力Vから、センサ5がスリットの内部を移動していることが分かる。これは、y軸方向における芯出しが成されていることを示す。従って、このような出力Vによって、x軸方向とy軸方向との2軸について同時に芯出しが行われる、すなわち芯出しデータが得られることになる。
Further, it can be seen from the output V as shown in FIG. 9B that the
本実施形態の芯出し方法によれば、2つの基準部を設けたので、治具3、従って基準部4を回転することなく、ロボットハンド11の移動方向を変えることにより2軸の芯出しを容易に行うことができ、工数を削減できる。また、互いの基準部を識別可能としているので、特殊な場合を除いて、2軸方向の芯出しを互いに影響されることなく、確実に行うことができる。
According to the centering method of the present embodiment, since the two reference portions are provided, the biaxial centering is performed by changing the moving direction of the
(第4の実施形態)
図11乃至図13を参照して、第4の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第3の実施形態における2つの基準部4,41に、さらなる識別性を加えたものであり、他の点は第3の実施形態と同様である。すなわち、図11(a)(b)(c)に示すように、治具3における基準部4,41のスリット部の深さを互いに異ならせることに加え、基準部4,41の交点部分の深さを各スリット部の深さとは異なるものとしている。図の例では、基準部4のスリットよりも基準部41のスリットが深く、これらの交点40の深さは、各スリットよりもさらに深くされている。
(Fourth embodiment)
The automatic centering method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. The centering method described in this embodiment is obtained by adding further distinguishability to the two
すると、スリット部を外した位置の直線x1、およびスリット41の内部に位置する直線x2に沿って移動するセンサ5の出力Vは、それぞれ図12(a)(b)のようになる。また、スリット部を外した位置の直線y1、およびスリット4の内部に位置する直線y2に沿って移動するセンサ5の出力Vは、それぞれ図13(a)(b)のようになる。いずれの場合であっても、x軸方向、またはy軸方向における芯出しを行うことができる。
Then, the output V of the
(第5の実施形態)
図14、図15を参照して、第5の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、1本の基準部と1回のロボットハンド11の移動によって2軸方向の芯出しを行うものであり、他の点は第1,2の実施形態等と同様である。
(Fifth embodiment)
An automatic centering method according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. The centering method described in this embodiment performs centering in the biaxial direction by moving one reference portion and one
この芯出し方法は、図14(a)(b)に示すように、治具3の基準部4に特徴があり、基準部4の特性が、基準部4の線方向に対する勾配情報を有しており、基準部4の線方向(y方向とする)に対して略直交する方向(x方向とする)の移動において前記勾配を検出することにより、移動方向における芯出しと共に基準部4の線方向についても芯出しを行うものである。
As shown in FIGS. 14A and 14B, this centering method is characterized by the
より具体的に説明すると、基準部4はy方向に沿って傾斜した深さを有し、その深さhが、y軸方向に沿った各位置p1,p2,p3において、それぞれ深さh1,h2,h3というように一意的に確定されている。そこで、深さh1等から位置p1等が確定されることになる。
More specifically, the
図15(a)(b)は、センサ5の出力Vから、x軸方向とy軸方向との芯出しを行う様子を示す。x軸方向の芯出しは、第1の実施形態と同様に、出力Vのピークの位置によって行われる。また、y軸方向の芯出しは、出力Vのピークの高さΔVと、基準部4のスリットの中心部の深さに対応する既知のピーク(不図示)の高さΔV0と、深さに関する既知の勾配情報とに基づいて行われる。
FIGS. 15A and 15B show how the centering in the x-axis direction and the y-axis direction is performed from the output V of the
基準部4の線方向に対する勾配情報を持たせるために、上述のような深さの変化するスリットに変えて、基準部4の線方向に勾配を持つ突起としてもよく、色や濃度が勾配を持つ線状の被検知マークと視覚センサの組み合わせとしてもよい。本実施形態の芯出し方法によれば、ロボットハンド11の1回の移動で、同時に2軸の芯出しが可能であり、より工数を削減できる。
In order to have the gradient information with respect to the line direction of the
(第6の実施形態)
図16を参照して、第6の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第5の実施形態における深さ勾配を有するスリットに変えて、スリットの幅に勾配を持たせたものであり、他の点は第3の実施形態と同様である。すなわち、図16(a)に示すような基準部4に対して、直線x1に沿ってセンサ5を移動すると、図16(b)に示す出力Vが得られ、直線x2に沿ってセンサ5を移動すると、図16(c)に示すように、より広いピークを有する出力Vが得られる。
(Sixth embodiment)
With reference to FIG. 16, an automatic centering method according to the sixth embodiment will be described. The centering method described in the present embodiment is one in which the slit width is changed in place of the slit having the depth gradient in the fifth embodiment, and the other points are the same as those in the third embodiment. It is the same. That is, when the
従って、出力Vのピークの位置によってx軸方向の芯出しを行うことができ、出力Vのピークの幅から基準部4の線方向の芯出しを行うことができる。
Therefore, centering in the x-axis direction can be performed according to the peak position of the output V, and centering in the linear direction of the
(第7の実施形態)
図17を参照して、第7の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第3の実施形態におけるスリットからなる基準部4,41に変えて、光反射体によって形成した基準部4a,4bを用いるものであり、他の点は第3の実施形態と同様である。
(Seventh embodiment)
With reference to FIG. 17, an automatic centering method according to the seventh embodiment will be described. The centering method described in the present embodiment uses
センサ5は、図17(a)に示すように、図17(b)に示す治具3からの反射光の強度を測定する。また、センサ5は、反射強度に加えて、治具3までの距離を測定する機能を備えるようにしてもよい。センサ5と治具3との距離は、十分な反射光を測定可能な距離、例えば数cmであればよく、また基準部4を狭くして精度を上げる場合には、設定可能な限り接近させて、例えば1mm前後まで接近させた距離とすることができる。
As shown in FIG. 17A, the
治具3は、円板形状であって、その中心を通る十字形状に光反射体が形成され、その光反射体が基準部4a,4bを構成する。基準部4a,4bにおける光反射率は、治具3の他の部分4cとは異なる反射率とされ、また、基準部4a,4bの交点部分の反射率とも異なる値にされている。このような光反射体を有する治具3は、シリコン半導体基板などに金属膜を成膜することにより、通常の機械精度に求められる任意の幅の基準部4a,4bを、容易に製造することができる。
The
(第8の実施形態)
図18を参照して、第8の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第3の実施形態におけるスリットからなる直線状の基準部4,41に変えて、図18(a)に示すように、リング状の基準部4を用いるものであり、他の点は第3の実施形態と同様である。基準部4が線状のリングから成っており、そのリングは、円板状の治具3と同心とされている。
(Eighth embodiment)
An automatic centering method according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. The centering method described in the present embodiment uses a ring-shaped
そこで、直線x1に沿ってセンサ5を移動させると、図18(b)に示すように、2つのピークを有する出力波形が得られる。その2つのピークの中央部に、芯出し位置x0が決定される。このような基準部4を備える治具3を用いると、治具3を回転することなく、任意の方向における芯出しを行うことができる。
Therefore, when the
なお、本発明は、上記した各実施形態における構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、治具3は円板状として説明したが、多角形でもよく、基準部4の位置を再現性良く確定して取り付けられる形状のものであればよい。また、上述した各実施形態における構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。例えば、基準部4の構成方法としてのスリット、突起、映像用マークなどを、任意に組み合わせることができる。また、上述した各実施形態において、手動または自動で行う旨の明記のない芯出し方法は、第1の実施形態のように手動で行うこともでき、第2の実施形態のように自動で行うこともできる。
The present invention is not limited to the configuration in each of the embodiments described above, and various modifications can be made. For example, although the
1 搬送ロボット
11 ロボットハンド
2 機械設備
3 治具
4,41 基準部
5 センサ
6 自動芯出しシステム
61 動作制御装置
62 演算装置
63 記憶指示装置
a1,x1,x2,y1,y2 移動方向
V 出力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記搬送ロボットにおけるワークを搬送するためのロボットハンドまたは該ロボットハンドに把持させた治具に直線状の基準部を設け、
前記機械設備側であって前記ロボットハンドに対向する部分に前記基準部を検出するセンサを設け、
前記ロボットハンドを2回平行移動させることにより前記基準部の方向を検出し、その方向の検出結果に基づいて、前記ロボットハンドを、前記基準部の線方向に対して直交する方向に移動させ、前記センサによって前記基準部を検出することにより、当該移動方向における芯出しを行うことを特徴とする芯出し方法。 In the centering method between the transfer robot and machine equipment that exchange workpieces with each other,
A linear reference portion is provided on a robot hand for transporting a workpiece in the transport robot or a jig held by the robot hand,
A sensor for detecting the reference portion is provided at a portion facing the robot hand on the mechanical equipment side,
Detecting the direction of the reference portion by translating twice the robot hand, based on the direction of the detection result, the robot hand, is moved relative to the linear direction of the reference portion in a straight direction orthogonal A centering method in which centering in the moving direction is performed by detecting the reference portion by the sensor.
前記搬送ロボットまたは前記機械設備を制御して、前記基準部を検出するために前記基準部と前記センサとを相対移動させ、または、2回目の芯出しを行うために前記基準部を回転させる動作制御装置と、
前記相対移動時に得られる前記センサからの出力を演算処理して芯出し情報を算出する演算装置と、
前記演算装置が算出した前記芯出し情報を前記搬送ロボットに記憶させる記憶指示装置と、を備えたことを特徴とする自動芯出しシステム。 An automatic centering system that performs centering by the centering method according to any one of claims 1 to 6,
An operation of controlling the transport robot or the mechanical equipment to relatively move the reference unit and the sensor in order to detect the reference unit, or to rotate the reference unit to perform the second centering. A control device;
An arithmetic device that calculates the centering information by arithmetically processing the output from the sensor obtained during the relative movement;
An automatic centering system comprising: a storage instruction device that causes the transport robot to store the centering information calculated by the arithmetic device.
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