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WO2019049947A1 - ロボットシステム及びその運転方法 - Google Patents

ロボットシステム及びその運転方法 Download PDF

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WO2019049947A1
WO2019049947A1 PCT/JP2018/033093 JP2018033093W WO2019049947A1 WO 2019049947 A1 WO2019049947 A1 WO 2019049947A1 JP 2018033093 W JP2018033093 W JP 2018033093W WO 2019049947 A1 WO2019049947 A1 WO 2019049947A1
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WO
WIPO (PCT)
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work
robot
robot system
detection sensor
calibration
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/033093
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English (en)
French (fr)
Inventor
直洋 大槻
覚 山角
晋輔 浜谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a robot system and a method of operating the same.
  • Patent Document 1 There is known a method of manufacturing an aircraft fuselage for the purpose of improving the combined position accuracy of the fuselage of the aircraft and shortening the time required for combining and combining (see, for example, Patent Document 1).
  • position information of two fuselages is acquired, and based on the acquired position information, combined position information when these fuselages are coupled is calculated. , Based on the calculated bonding position information, to move the two torso.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in comparison to the method of manufacturing an aircraft fuselage disclosed in Patent Document 1, positioning for a large work such as an aircraft fuselage is carried out.
  • An object of the present invention is to provide a robot system and its operation method that can be executed with higher accuracy.
  • a robot system is a robot having an arm which is self-propelled along a traveling axis and provided with a position detection sensor at a tip end, and a plurality of reference positions A plurality of calibration members which are juxtaposed along the extension direction of the traveling shaft and configured to suspend and support a work, and which are juxtaposed along the traveling shaft, each having a calibration position
  • the controller moves the robot along a traveling axis by a predetermined first distance, and the position detection sensor detects the calibration position. And operating the robot to calibrate position coordinates of the robot based on position coordinates of the calibration position detected by the position detection sensor, and thereafter detecting the reference position by the position detection sensor.
  • the position detection sensor is configured to calibrate the position coordinates of the workpiece based on the position coordinates of the reference position detected.
  • the positioning of the workpiece can be performed with higher accuracy.
  • position coordinates are calibrated at a plurality of reference positions even if the work is bent by suspending and supporting the work, positioning with respect to the work can be performed with higher accuracy.
  • the method of operating a robot system is the method of operating a robot system, wherein the robot system has an arm which is self-propelled along a traveling axis and provided with a position detection sensor at its tip.
  • the robot and a plurality of reference positions are juxtaposed along the extension direction of the traveling axis, and juxtaposed along the traveling axis with a support member configured to suspend and support the work, each of which is calibrated
  • a plurality of calibration members having a position, wherein the position detection sensor detects the calibration position when the robot moves a predetermined distance preset along the traveling axis (A) (C) correcting the position coordinates of the robot based on position coordinates of the calibration position detected by the position detection sensor (B) when the robot operates (C);
  • the position detection sensor detects the reference position
  • the position coordinate of the workpiece is calibrated based on the position coordinates of the reference position detected by the position detection sensor (E) And.
  • the positioning of the workpiece can be performed with higher accuracy.
  • position coordinates are calibrated at a plurality of reference positions even if the work is bent by suspending and supporting the work, positioning with respect to the work can be performed with higher accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot in the robot system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the robot system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the process of step S107 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an example of the operation of the robot system according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of the operation of the robot system according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an example of the operation of the robot system according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot in the robot system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the robot
  • FIG. 8 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system of Modification Example 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the robot system according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view showing an example of the operation of the robot system according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the robot system according to the third embodiment.
  • Embodiment 1 The robot system according to the first embodiment is self-propelled along a traveling axis, and has an arm provided with a position detection sensor at a tip end, which is juxtaposed along a traveling axis with a robot, each of which is A plurality of calibration members having calibration positions, a plurality of reference positions arranged in parallel along the extending direction of the travel axis, and a support member configured to support the work;
  • the member is configured to move the work relative to the calibration position, and the control device moves the robot along a traveling axis by a predetermined first distance set in advance, and the position detection sensor
  • the robot is operated to detect the calibration position, the position coordinate of the robot is calibrated based on the position coordinate of the calibration position detected by the position detection sensor, and then the robot is detected so that the position detection sensor detects the reference position. Is operated, it is configured to calibrate the position coordinates of the workpiece based on the position coordinates of the reference position the position detection sensor detects.
  • control device is configured to divide the work into a plurality of work sections at each reference position, and to calibrate the position coordinates of the work for each work section. May be
  • the control device calibrates the position coordinates of the workpiece based on the position coordinates of the reference position detected by the position detection sensor, and then starts from the work target area near the reference position on the workpiece. It may be configured to execute work on a work.
  • the support member may be formed in a frame shape, and a plurality of reference positions may be arranged in parallel at the lower end.
  • the position detection sensor may be configured by an optical sensor.
  • the position detection sensor may be configured by a camera.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system according to the first embodiment.
  • the direction in the robot system is represented by the directions of the X, Y and Z axes of the three-dimensional orthogonal coordinate system for convenience, and the work section in the work is indicated by hatching.
  • the robot system 100 As shown in FIG. 1, the robot system 100 according to the first embodiment is self-propelled along the traveling axis 16 and suspends the robot 1 and the work 2 provided with the position detection sensor 14 at the tip end.
  • a supporting member 3 to support, a plurality of calibration members 4A to 4C juxtaposed along the traveling axis 16, and a control device 5 are provided, and the control device 5 uses position coordinates detected by the position detection sensor 14 as a base. The position coordinates of the robot 1 and the work 2 are calibrated.
  • the robot 1 is installed in a work space and configured to perform a series of operations consisting of a plurality of steps, and may be a horizontal articulated robot or a vertical articulated robot. Good.
  • a series of work consisting of a plurality of processes assembling parts for products, painting, sealing work, joining work of parts (friction stirring point joining work), deburring work of work composed of CFRP etc. The work of can be illustrated.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot in the robot system shown in FIG.
  • the robot 1 includes an articulated body of a plurality of links (here, the first link 11a to the sixth link 11f) and a plurality of joints (here, the first joint JT1 to the sixth joint JT6). And a base 15 for supporting these components.
  • a wheel is provided at the lower end portion of the base 15 (not shown), and the robot 1 is configured to be movable along the traveling axis 16.
  • the base 15 and the base end of the first link 11a are rotatably connected around an axis extending in the vertical direction.
  • the distal end of the first link 11a and the proximal end of the second link 11b are rotatably connected around an axis extending in the horizontal direction.
  • the distal end of the second link 11b and the proximal end of the third link 11c are rotatably connected around an axis extending in the horizontal direction.
  • the distal end portion of the third link 11c and the proximal end portion of the fourth link 11d are rotatably coupled around an axis extending in the longitudinal direction of the fourth link 11d.
  • the distal end of the fourth link 11d and the proximal end of the fifth link 11e are rotatably coupled around an axis orthogonal to the longitudinal direction of the fourth link 11d.
  • the distal end portion of the fifth link 11e and the proximal end portion of the sixth link 11f are connected so as to be twistable and rotatable.
  • a mechanical interface is provided at the tip of the sixth link 11f.
  • An end effector 12 corresponding to the work content is detachably mounted on the mechanical interface.
  • a position detection sensor 14 is disposed at the tip of the sixth link 11 f.
  • the position detection sensor 14 is configured to detect calibration positions 40A to 40C and reference positions 32A to 32C, which will be described later, and to output detected data to the control device 5.
  • a camera, an optical sensor, or the like may be used as the position detection sensor 14.
  • a dispenser for applying a sealing agent is provided as the end effector 12. Further, in the dispenser, a cartridge is provided for supplying a sealing agent to the dispenser.
  • Each of the first joint JT1 to the sixth joint JT6 is provided with a drive motor (not shown) as an example of an actuator for relatively rotating two members connected to each joint.
  • the drive motor may be, for example, a servomotor servo-controlled by the controller 5.
  • Each of the first joint JT1 to the sixth joint JT6 is provided with a rotation sensor for detecting the rotational position of the drive motor and a current sensor for detecting a current for controlling the rotation of the drive motor (each of them , Not shown).
  • the rotation sensor may be, for example, an encoder.
  • the support member 3 is suspended in the working space.
  • the support member 3 can move the work 2 relative to a calibration position described later.
  • the support member 3 may be configured to be suspended from a ceiling, or may be configured to be suspended by a crane or the like. In addition, the support member 3 may be transported from outside the work space into the work space by a worker or a transfer device (transfer robot, crane, motor, chain drive, etc.).
  • a transfer device transfer robot, crane, motor, chain drive, etc.
  • the support member 3 is formed in a frame shape, and the fixing portions 31 are provided on the four bar members 30A to 30D constituting the frame so as to protrude inward.
  • the fixing portion 31 is configured by a pair of plate members, and is configured to sandwich and fix (support) the work 2 with the pair of plate members.
  • the work 2 may be a large panel used for an aircraft fuselage.
  • a plurality of reference positions are disposed at predetermined positions set in advance. Specifically, the reference positions 32A to 32C are juxtaposed along the extension direction of the travel axis 16.
  • the reference positions 32A to 32C are configured to be detectable by the position detection sensor 14.
  • the position detection sensor 14 is configured by a regressive reflection type light sensor
  • the reference positions 32A to 32C may be configured by a regressive reflection plate.
  • the reference positions 32A to 32C may be configured by markers such as a triangle, a square, a cross, and a solid shape.
  • control device 5 can calculate (calibrate) the position coordinates of the workpiece 2 fixed to the fixing unit 31.
  • Control device 5 divides work 2 into a plurality of work sections (here, first work section 2A to third work section 2C) for each of reference positions 32A to 32C, and positions of work 2 for each work section. It may be configured to perform coordinate calculation (calibration) and / or predetermined work on the work 2.
  • a plurality of calibration members (here, calibration members 4A to 4C) are disposed in predetermined positions set in advance in the work space. Specifically, the calibration members 4A to 4C are juxtaposed at predetermined intervals along the extension direction of the travel axis 16 (here, the X-axis direction).
  • Calibration positions 40A to 40C are disposed on the calibration members 4A to 4C, respectively.
  • the calibration positions 40A to 40C are disposed at predetermined positions set in advance, and are configured to be detectable by the position detection sensor 14.
  • the position detection sensor 14 is formed, for example, of a regressive reflection type light sensor
  • the calibration positions 40A to 40C may be formed of a regressive reflection plate.
  • the calibration positions 40A to 40C may be configured by markers such as a triangle, a square, a cross, and a solid shape.
  • the control device 5 controls the operation of the robot 1 (robot system 100).
  • the control device 5 includes, for example, an operation unit (not shown) composed of a microcontroller, MPU, PLC (Programmable Logic Controller), a logic circuit and the like, and a storage unit (not shown) composed of a ROM or RAM etc. It is done.
  • the storage unit of the control device 5 may store position coordinates of the robot 1 or the like disposed in the work space, which is created in advance by three-dimensional CAD.
  • the storage unit of the control device 5 may store position coordinates of the robot 1 or the like using image data obtained by scanning the robot 1 or the like disposed in the work space using a three-dimensional scanner or the like.
  • the control device 5 is not only configured as a single control device, but also configured as a control device group in which a plurality of control devices cooperate to execute control of the robot 1 (robot system 100). It does not matter.
  • control apparatus 5 employ
  • the control apparatus 5 may employ
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the robot system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the process of step S107 shown in FIG. 5 to 7 are schematic views showing an example of the operation of the robot system according to the first embodiment.
  • FIGS. 5 to 7 the description of a part of the robot system is omitted, and for convenience, the work section in the work is indicated by hatching. Further, in FIG. 7, the work target area is indicated by a thick line for the sake of convenience.
  • the control device 5 causes the support member 3 fixing (supporting) the work 2 by the fixing portion 31 to be transported into the working space by, for example, a transport robot or a crane (step S101) ).
  • the control device 5 may convey the support member 3 so that the reference position 32A of the support member 3 and the calibration position 40A of the calibration member 4A substantially coincide with each other as viewed from the Z-axis direction. .
  • the worker may transport the support member 3 supporting the work 2 manually into the working space. Further, the worker may directly operate the transfer robot or the crane to transfer the support member 3 supporting the work 2 into the work space.
  • control device 5 moves the robot 1 to a predetermined work section (for example, the first work section 2A) (step S102). At this time, the control device 5 moves the robot 1 to a predetermined position coordinate (predetermined first distance) set in advance, with which the robot 1 can work with respect to the first work section 2A. .
  • the predetermined position coordinates are stored in advance in the storage unit of the control device 5.
  • the controller 5 operates the robot 1 so that the position detection sensor 14 can detect the calibration position 40A of the calibration member 4A, and based on the data on the calibration position 40A detected by the position detection sensor 14 The position coordinates of the calibration position 40A are obtained (detected) (step S103; see FIG. 5).
  • control device 5 may control each drive motor so as to rotate each joint of the robot 1 at a predetermined rotation angle set in advance. Thereby, the robot 1 can operate so as to have the same posture every time.
  • the data regarding the calibration position 40A which the position detection sensor 14 detected becomes the video information image
  • position coordinates of the calibration position 40A can be acquired by analyzing a video captured by a camera using known video analysis software or the like.
  • the position detection sensor 14 When the position detection sensor 14 is configured by an optical sensor, the rotational angle or current value of each drive motor of the robot 1 when the optical sensor detects the calibration position 40A.
  • the position coordinates of the calibration position 40A can be obtained by inversely converting the rotation angle or current value of each drive motor of the robot 1.
  • control device 5 calibrates the position coordinates of the robot 1 based on the position coordinate information of the calibration position 40A acquired in step S103 (step S104). Specifically, the control device 5 compares the predetermined position coordinates used to move the robot 1 in step S102 with the position coordinates of the calibration position 40A acquired in step S103, to obtain the position of the robot 1 Calibrate the coordinates.
  • control device 5 operates the robot 1 so that the position detection sensor 14 can detect the reference position 32A of the support member 3 based on the data on the reference position 32A detected by the position detection sensor 14
  • the position coordinate information of the reference position 32A is obtained (detected) (step S105; see FIG. 6).
  • control device 5 may control each drive motor so as to rotate each joint of the robot 1 at a predetermined rotation angle set in advance. Thereby, the robot 1 can operate so as to have the same posture every time.
  • data regarding the reference position 32A detected by the position detection sensor 14 is image information captured by the camera.
  • the position coordinates of the reference position 32A can be acquired by analyzing the video taken by the camera using known video analysis software or the like.
  • the position detection sensor 14 When the position detection sensor 14 is configured by an optical sensor, the rotational angle or the current value of each drive motor of the robot 1 when the optical sensor detects the reference position 32A.
  • the position coordinates of the reference position 32A can be acquired by inversely converting the rotation angle or current value of each drive motor of the robot 1.
  • control device 5 calibrates the position coordinates of the work 2 (first work section 2A) based on the position coordinates of the reference position 32A acquired in step S105 (step S106). Specifically, the control device 5 compares the position coordinates of the robot 1 calibrated in step S104 with the position coordinates of the reference position 32A acquired in step S105, and calibrates the position coordinates of the workpiece 2.
  • control device 5 causes the robot 1 to execute a predetermined operation (here, a sealing operation) on the workpiece 2 (step S107).
  • step S107 predetermined work operation for the work
  • the control device 5 can detect the work start position 20A (see FIG. 7) in a predetermined work target area (here, reference numeral 200A shown in FIG. 7) by the position detection sensor 14
  • the robot 1 is operated. Specifically, the control device 5 operates the robot 1 based on the position coordinates of the work start position 20A stored in the storage unit. Then, the control device 5 acquires (detects) the position coordinates of the work start position 20A based on the data on the work start position 20A detected by the position detection sensor 14 (step S11).
  • work start position 20A which the position detection sensor 14 detected becomes the video information image
  • position coordinates of the work start position 20A can be acquired by analyzing a video taken by a camera using known video analysis software or the like.
  • control device 5 operates the robot 1 so that the position detection sensor 14 can detect the work end position 20B (see FIG. 7) in the work target area 200A. Specifically, the control device 5 operates the robot 1 based on the position coordinates of the work end position 20B stored in the storage unit. Then, the control device 5 acquires (detects) the position coordinates of the work end position 20B based on the data on the work end position 20B detected by the position detection sensor 14 (step S11).
  • work end position 20B which the position detection sensor 14 detected become the video information image
  • position coordinates of the work end position 20B can be acquired by analyzing an image captured by a camera using known image analysis software or the like.
  • control device 5 corrects (calibrates) the position coordinates of the work start position 20A and the work end position 20B based on the position coordinates of the work start position 20A and the work end position 20B detected in step S11 and step S12.
  • the storage unit stores the position coordinates of the corrected work start position 20A and the work end position 20B (step S13).
  • control device 5 causes the robot 1 to start work in the work target area 200A (step S14). Specifically, the control device 5 causes the robot 1 to operate based on the position coordinates of the work start position 20A and the work end position 20B corrected in step S13, and applies the sealing agent from the dispenser.
  • control device 5 determines whether the work in the work target area 200A is finished (step S15).
  • the control device 5 determines that the work in the work target area 200A is not completed (No in step S15)
  • the control device 5 continues the process of step S15 until the work in the work target area 200A is completed.
  • the control device 5 executes the process of step S16.
  • step S16 the control device 5 determines whether the work in a predetermined work section (here, the first work section 2A) is completed. When the control device 5 determines that the work on all the work target areas in the first work section 2A is not completed (No in step S16), the control device 5 returns to step S11.
  • a predetermined work section here, the first work section 2A
  • control device 5 executes the processing in steps S11 to S16 for the work target area 200B located above the work target area 200A. . Then, as shown in FIG. 7, the control device 5 executes the processing of step S11 to step S16 for all the work areas in the first work section 2A.
  • step S16 the control device 5 executes the process of step S17.
  • step S17 the control device 5 determines whether the work in all the work sections (here, the first work section 2A to the third work section 2C) is finished.
  • control device 5 determines that the work on all the work sections is not completed (No in step S17), and returns to step S102.
  • control device 5 moves the robot 1 to the next second work section 2B (step S102), and executes the processing of step S102 to step S107.
  • step S16 After the processing of steps S11 to S16 is performed on all work target areas in the second work section 2B (Yes in step S16), the control apparatus 5 performs all the work again. It is determined that the work in the section is not completed (No in step S17), and the process returns to step S102.
  • the control device 5 moves the robot 1 to the next third work section 2C (step S102), and executes the processing of step S102 to step S107 again.
  • control device 5 determines that the work in all the work sections is completed. It judges (it is Yes at Step S17) and ends this program. Thereby, the control device 5 can execute a predetermined work on the work 2.
  • control device 5 determines the positions of work start position 20A and work end position 20B based on the position coordinates of work start position 20A and work end position 20B detected in steps S11 and S12. Although the form which correct
  • the control device 5 corrects, for example, the position coordinates of the work start position 20A and the work end position 20B stored in the storage unit based on the position coordinates of the work 2 (first work section 2A) calibrated in step S106.
  • a form may be adopted.
  • the position detection sensor 14 may be configured by an optical sensor.
  • the position detection sensor 14 may be configured by a camera, or may be configured by both a camera and an optical sensor.
  • an error may occur in the position coordinates of the robot 1 when the robot 1 travels by itself. Further, since the work 2 is transported into the work space, an error may occur in the position coordinates of the work 2 as well. If these errors overlap, there is a risk that the positioning accuracy of the robot 1 with respect to the workpiece 2 may be reduced.
  • the sensor for example, a three-dimensional coordinate measuring device
  • the drive motor, etc. must be made highly accurate, and the highly accurate sensor etc. is expensive. The equipment cost of the robot system 100 is high.
  • the control device 5 performs the calibration of the position coordinates of the work 2 after calibrating the position coordinates of the robot 1. Positioning with respect to the workpiece 2 can be performed with higher accuracy (for example, accuracy of 0.7 mm or less, or 0.5 mm or less).
  • the support member 3 suspends and supports the panel-like large work 2
  • the work 2 may be bent.
  • the robot 1 may collide with the workpiece 2 if the amount of deflection of the workpiece 2 is not taken into consideration.
  • the work on the workpiece 2 is divided into the first work section 2A to the third work section 2C and executed for each of the plurality of reference positions 32A to 32C. Therefore, the influence on the robot 1 with respect to the deflection amount of the work 2 can be reduced, and the collision of the robot 1 with the work 2 can be suppressed.
  • control device 5 is configured to execute the work on the work 2 from the work target area close to the reference position in each work section. Specifically, for example, the control device 5 is configured to execute work on the work 2 from the work target area 200A close to the reference position 32A in the first work section 2A.
  • the movement time can be shortened, and detection of the position coordinates of the work start position and the work end position of the work target area can be performed in a short time. Can. Thereby, the working time of the work on the work 2 can be shortened.
  • the support member is configured to be movable along a traveling axis different from the traveling axis on which the carriage or the robot travels.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system of Modification Example 1 of Embodiment 1.
  • the direction in the robot system is represented by the directions of the X, Y, and Z axes of the three-dimensional orthogonal coordinate system for convenience, and the work section in the workpiece is hatched.
  • a robot system 100 according to a first modification of the first embodiment has the same basic configuration as the robot system 100 according to the first embodiment, but the support member 3 has a carriage 35. The point is different. Specifically, the frames (four rod members 30A to 30D) constituting the support member 3 are mounted on the carriage 35. Thus, the support member 3 can move the work 2 relative to the calibration positions 40A to 40C.
  • the support member 3 may be configured to be movable along a traveling axis different from the traveling axis 16 on which the robot 1 travels.
  • the support member 3 may be configured to be capable of self-propelled by the control of the control device 5 or may be configured to be movable by an operator or the like.
  • the robot system according to the second embodiment is the robot system according to the first embodiment (including the modified example), wherein the support member has a plurality of fixing parts for fixing the work in a sandwiching manner, and the lower end of the support member A fixed reference position is provided on the fixed unit disposed in the unit so as to correspond to the reference position, and the controller detects the fixed reference position after calibrating the position coordinates of the workpiece.
  • the robot is operated, and then the work on the work is performed from the work target area close to the fixed reference position on the work.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system according to the second embodiment.
  • the direction in the robot system is represented by the directions of the X-axis, Y-axis and Z-axis of the three-dimensional orthogonal coordinate system for convenience, and the work section in the work is indicated by hatching.
  • the robot system 100 according to the second embodiment has the same basic configuration as the robot system 100 according to the first embodiment, but each fixing portion 31 provided in the rod member 30A. Except that a fixed reference position 33 is provided.
  • the fixed reference position 33 is disposed closer to the workpiece 2 than the reference positions 32A to 32C, and is configured to be detectable by the position detection sensor 14.
  • the position detection sensor 14 is configured, for example, by a regressive reflection type light sensor
  • the fixed reference position 33 may be configured by a regressive reflection plate.
  • the fixed reference position 33 may be configured by a marker such as a triangle, a square, or a three-dimensional shape.
  • the fixed reference position 33 is provided in each fixing portion 31.
  • the present invention is not limited to this.
  • the fixing reference position 33 may be disposed on any of the fixing portions 31, and the number of the fixed reference positions 33 is not limited.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the robot system according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view showing an example of the operation of the robot system according to the second embodiment.
  • the operation of the robot system 100 according to the second embodiment is basically the same as the operation of the robot system 100 according to the first embodiment, but after the process of step S106, a step is performed.
  • the point of executing the process of S106A is different.
  • control device 5 calibrates the position coordinates of the work 2 (working section 2A) based on the position coordinates of the reference position 32A acquired in step S105 (step S106).
  • control device 5 operates the robot 1 to detect the fixed reference position 33A of the support member 3 by the position detection sensor 14 (step S106A; see FIG. 11).
  • control device 5 causes the robot 1 to execute a predetermined operation (here, a sealing operation) on the workpiece 2 (step S107).
  • step S107 predetermined work operation for the work
  • the process of step S107 is the same as the robot system 100 according to the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
  • the fixed reference position 33 is disposed at a position closer to the workpiece 2 than the reference positions 32A to 32C. Then, the control device 5 moves the tip of the robot 1 to the fixed reference position 33A closer to the workpiece 2 than the reference position 32A (step S106A), and then the position of the work start position 20A in the work target area 200A. Coordinates are detected (step S11).
  • the robot system 100 according to the second embodiment can make the influence on the robot 1 on the deflection amount of the work 2 smaller than that of the robot system 100 according to the first embodiment. It is possible to further suppress the collision of the workpiece 2 with the
  • the robot system 100 according to the second embodiment in order to move the robot 1 from the fixed reference position 33 closer to the work 2 than the reference position to the work target area, compared to the robot system 100 according to the first embodiment.
  • the movement time can be shortened, and detection of the position coordinates of the work start position and the work end position of the work target area can also be performed in a short time. Therefore, the robot system 100 according to the second embodiment can shorten the working time of the work on the workpiece 2 as compared with the robot system 100 according to the first embodiment.
  • the robot system according to the third embodiment is the robot system according to the first embodiment (including the modification) or the second embodiment, further comprising a temperature detector, and the calibration position of the calibration member corresponds to the reference position. If the temperature detected by the temperature detector is equal to or greater than a predetermined first temperature difference set in advance, the controller calibrates the position coordinates of the robot for each work section. It is configured to run.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a schematic configuration of a robot system according to the third embodiment.
  • the directions in the robot system are represented by the directions of the X, Y, and Z axes of the three-dimensional orthogonal coordinate system for the sake of convenience, and the work sections in the work are indicated by hatching.
  • a robot system 100 according to the third embodiment has the same basic configuration as the robot system 100 according to the first embodiment, but is different in that a temperature detector 17 is further provided.
  • the temperature detector 17 is configured to detect the temperature in the work space and to output the detected temperature to the control device 5.
  • a known temperature sensor such as a thermocouple or a thermistor can be used.
  • the temperature detector 17 may be configured to detect the temperature of the traveling shaft 16.
  • the temperature in the work space may rise due to the exhaust heat and the like from the drive motor when the robot 1 executes the work.
  • the temperature in the work space may increase.
  • the temperature difference between day and night is large, the temperature in the work space may decrease at night.
  • the metal constituting the traveling shaft 16 and / or the robot 1 is slightly deformed due to thermal expansion or the like.
  • the deviation of the position coordinate of the robot 1 due to the deformation of the traveling axis 16 can not be ignored, and the position coordinate of the robot 1 by detecting the calibration position It is necessary to carry out the calibration of.
  • the accuracy of the position coordinates of the robot 1 can be secured.
  • the accuracy of the position coordinates of the robot 1 can be secured without performing the calibration of the position coordinates of the robot 1 by detecting the calibration position 40C in the third work section 2C.
  • the robot system 100 according to the third embodiment is configured to execute the flow shown in FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the robot system according to the third embodiment.
  • the operation of the robot system 100 according to the third embodiment is the same as the basic operation as the robot system 100 according to the first embodiment, but a step between step S102 and step S103 is a step.
  • the operation (process) of S102A to step S102C is performed, and the operation (process) of step S104A is performed between step S104 and step S105.
  • control device 5 moves the robot 1 to a predetermined work section (step S102).
  • control device 5 acquires the temperature in the work space detected by the temperature detector 17 from the temperature detector 17 (step S102A).
  • control device 5 determines whether the robot 1 has moved to a work section other than the first work section 2A (step S102B). Note that, instead of the process of step S102B, the control device 5 may determine whether or not the calibration of the position coordinates of the robot 1 has already been performed.
  • step S103 If the control device 5 determines that the robot 1 has not moved to a work section other than the first work section 2A, that is, if it determines that the robot 1 has moved to the first work section 2A (No in step S102B) Since it is necessary to carry out the calibration of the position coordinates of the robot 1, the process of step S103 is executed.
  • control device 5 acquires (detects) the position coordinates of the calibration position 40A based on the data on the calibration position 40A detected by the position detection sensor 14 (step S103), and the position coordinates of the calibration position 40A acquired in step S103. Based on the information, the position coordinates of the robot 1 are calibrated (step S104).
  • control device 5 updates (sets) the temperature in the work space acquired in step S102A as a reference temperature (step S104A). Specifically, the control device 5 stores the temperature in the work space acquired in step S102A as a reference temperature in the storage unit.
  • control device 5 executes the operation (process) of step S105 to step S107 and ends the present program.
  • step S102B when it is determined that the robot 1 has moved to a work section other than the first work section 2A (Yes in step S102B), the control device 5 executes the process of step S102C.
  • step S102C the control device 5 determines whether the temperature acquired in step S102A is equal to or more than a predetermined first temperature difference set in advance with respect to the reference temperature updated (set) in step S104A.
  • the first temperature difference is set in advance by experiments and the like, and deformation due to thermal expansion or the like of the traveling shaft 16 and / or the robot 1 is within an allowable range of an error of deviation of position coordinates of the robot 1 It is appropriately set so as to be within the allowable range of the positioning accuracy error with respect to 2.
  • the first temperature difference may be, for example, 5 ° C., 7 ° C., or 10 ° C.
  • the controller 5 detects the calibration position when the controller 5 determines that the temperature acquired in step S102A is equal to or higher than the first temperature difference with respect to the reference temperature (Yes in step S102C) ( Step S103)
  • the position coordinates of the robot 1 are calibrated (step S104).
  • the control device 5 updates the temperature acquired in step S102A as the reference temperature (step S104A), executes the operation (process) of steps S105 to S107, and ends the program.
  • control device 5 determines that the temperature obtained in step S102A is less than the first temperature difference (No in step S102C)
  • the control device 5 executes the operations (processes) of steps S105 to S107. Exit the program
  • steps S105 to S107 are performed in the same manner as in the first embodiment, and thus the detailed description thereof is omitted.
  • the control device 5 detects the calibration position. Calibration of the position coordinates of the robot 1 is performed. Thereby, positioning with respect to the workpiece 2 can be performed with higher accuracy.
  • the control device 5 when the temperature detected by the temperature detector 17 is less than the first temperature difference, the control device 5 performs the second work section 2B or the third work section 2C. , The calibration of the position coordinates of the robot 1 by detecting the calibration position 40B or the calibration position 40C is not performed. Thereby, the working time of the work on the work 2 can be shortened.
  • the robot system and the operation method thereof according to the present invention are useful in the field of robots because positioning with respect to a workpiece can be performed with higher accuracy.

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Abstract

走行軸(16)に沿って自走し、先端部に位置検出センサ(14)が設けられているロボット(1)と、複数の基準位置が並設され、ワーク(2)を支持する支持部材(3)と、走行軸に沿って並置されている、複数の校正部材と、制御装置(5)と、を備え、校正部材は、校正位置を有し、制御装置(5)は、ロボット(1)を走行軸に沿って第1距離を移動させ、位置検出センサ(14)が検出した校正位置の位置座標を基にロボット(1)の位置座標を校正し、その後、位置検出センサ(14)が検出した基準位置の位置座標を基にワーク(2)の位置座標を校正するように構成されている、ロボットシステム。

Description

ロボットシステム及びその運転方法
 本発明は、ロボットシステム及びその運転方法に関する。
 航空機の胴体の組み合わせ位置精度を向上させ、組み合わせ・結合に要する時間を短縮することを目的とした、航空機の機体の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されている航空機の機体の製造方法では、2つの胴体の位置情報を取得して、取得した位置情報を基に、これらの胴体を結合させたときの結合位置情報を算出し、算出した結合位置情報を基にして、2つの胴体を移動させる。
特許第4444033号公報
 ところで、航空機の機体のような大型ワークは、その自重により、撓みが生じるが、上記特許文献1に開示されている航空機の機体の製造方法では、この撓み分を考慮していないため、リベット等を通す穴の位置がずれるおそれがあった。
 そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するもので、上記特許文献1に開示されている航空機の機体の製造方法に比して、航空機の機体のような大型ワークに対して、位置決めをより高精度に実行することができる、ロボットシステム及びその運転方法を提供することを目的とする。
 上記従来の課題を解決するために、本発明に係るロボットシステムは、走行軸に沿って自走し、先端部に位置検出センサが設けられているアームを有する、ロボットと、複数の基準位置が前記走行軸の延伸方向に沿って並設され、ワークを吊り下げて支持するように構成されている支持部材と、前記走行軸に沿って並置され、それぞれが校正位置を有する、複数の校正部材と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ロボットを前記走行軸に沿って予め設定されている所定の第1距離を移動させ、前記位置検出センサが前記校正位置を検出するように、前記ロボットを動作させ、前記位置検出センサが検出した前記校正位置の位置座標を基に前記ロボットの位置座標を校正し、その後、前記位置検出センサが前記基準位置を検出するように、前記ロボットを動作させ、前記位置検出センサが検出した前記基準位置の位置座標を基に前記ワークの位置座標を校正するように構成されている。
 これにより、ロボットの位置座標を校正した後に、ワークの位置座標の校正を実行するので、ワークに対する位置決めをより高精度に実行することができる。
 また、ワークが吊り下げられて支持されることにより、当該ワークが撓んでも、複数の基準位置で位置座標を校正するので、ワークに対する位置決めをより高精度に実行することができる。
 また、本発明に係るロボットシステムの運転方法は、ロボットシステムの運転方法であって、前記ロボットシステムは、走行軸に沿って自走し、先端部に位置検出センサが設けられているアームを有するロボットと、複数の基準位置が前記走行軸の延伸方向に沿って並設され、ワークを吊り下げて支持するように構成されている支持部材と、前記走行軸に沿って並置され、それぞれが校正位置を有する、複数の校正部材と、を備え、前記ロボットが前記走行軸に沿って予め設定されている所定の距離を移動する(A)と、前記位置検出センサが前記校正位置を検出するように、前記ロボットが動作する(B)と、前記位置検出センサが検出した前記校正位置の位置座標を基に前記ロボットの位置座標を校正する(C)と、前記(C)の後、前記位置検出センサが前記基準位置を検出するように、前記ロボットが動作する(D)と、前記位置検出センサが検出した前記基準位置の位置座標を基に前記ワークの位置座標を校正する(E)と、を備える。
 これにより、ロボットの位置座標を校正した後に、ワークの位置座標の校正を実行するので、ワークに対する位置決めをより高精度に実行することができる。
 また、ワークが吊り下げられて支持されることにより、当該ワークが撓んでも、複数の基準位置で位置座標を校正するので、ワークに対する位置決めをより高精度に実行することができる。
 本発明のロボットシステム及びその運転方法によれば、ワークに対する位置決めをより高精度に実行することができる。
図1は、本実施の形態1に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。 図2は、図1に示すロボットシステムにおける、ロボットの概略構成を示す模式図である。 図3は、本実施の形態1に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 図4は、図3に示すステップS107の処理の内容を示すフローチャートである。 図5は、本実施の形態1に係るロボットシステムの動作の一例を示す模式図である。 図6は、本実施の形態1に係るロボットシステムの動作の一例を示す模式図である。 図7は、本実施の形態1に係るロボットシステムの動作の一例を示す模式図である。 図8は、本実施の形態1における変形例1のロボットシステムの概略構成を示す模式図である。 図9は、本実施の形態2に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。 図10は、本実施の形態2に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 図11は、本実施の形態2に係るロボットシステムの動作の一例を示す模式図である。 図12は、本実施の形態3に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。 図13は、本実施の形態3に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
 (実施の形態1)
 本実施の形態1に係るロボットシステムは、走行軸に沿って自走し、先端部に位置検出センサが設けられているアームを有する、ロボットと、走行軸に沿って並置されていて、それぞれが校正位置を有する、複数の校正部材と、複数の基準位置が走行軸の延伸方向に沿って並設され、ワークを支持するように構成されている支持部材と、制御装置と、を備え、支持部材は、ワークを校正位置に対して相対的に移動可能に構成されていて、制御装置は、ロボットを走行軸に沿って予め設定されている所定の第1距離を移動させ、位置検出センサが校正位置を検出するように、ロボットを動作させ、位置検出センサが検出した校正位置の位置座標を基にロボットの位置座標を校正し、その後、位置検出センサが基準位置を検出するように、ロボットを動作させ、位置検出センサが検出した基準位置の位置座標を基にワークの位置座標を校正するように構成されている。
 また、本実施の形態1に係るロボットシステムでは、制御装置は、基準位置ごとにワークを複数の作業区間に分割し、作業区間ごとに、ワークの位置座標の校正を実行するように構成されていてもよい。
 また、本実施の形態1に係るロボットシステムでは、制御装置が、位置検出センサが検出した基準位置の位置座標を基にワークの位置座標を校正した後に、ワークにおける基準位置に近い作業対象領域からワークに対する作業を実行させるように構成されていてもよい。
 また、本実施の形態1に係るロボットシステムでは、支持部材が枠状に形成されていて、複数の基準位置が下端部に並設されていてもよい。
 また、本実施の形態1に係るロボットシステムでは、位置検出センサが、光センサで構成されていてもよい。
 さらに、本実施の形態1に係るロボットシステムでは、位置検出センサは、カメラで構成されていてもよい。
 以下、本実施の形態1に係るロボットシステムの一例について、図1~図7を参照しながら説明する。
 [ロボットシステムの構成]
 図1は、本実施の形態1に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図1においては、ロボットシステムにおける方向を、便宜上、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わし、ワークにおける作業区間をハッチングで示している。
 図1に示すように、本実施の形態1に係るロボットシステム100は、走行軸16に沿って自走し、先端部に位置検出センサ14が設けられているロボット1、ワーク2を吊り下げて支持する支持部材3、走行軸16に沿って並置されている、複数の校正部材4A~4C、及び制御装置5を備えていて、制御装置5は、位置検出センサ14が検出した位置座標を基に、ロボット1及びワーク2の位置座標を校正するように構成されている。
 以下、本実施の形態1に係るロボットシステム100が備える、各機器について、説明する。
 ロボット1は、作業空間内に設置され、複数の工程からなる一連の作業を行うように構成されていて、水平多関節型のロボットであってもよく、垂直多関節型のロボットであってもよい。なお、複数の工程からなる一連の作業としては、製品に対する部品の組付、塗装、シーリング作業、部品の接合作業(摩擦攪拌点接合作業)、CFRP等で構成されているワークのバリ取り作業等の作業が例示できる。
 ここで、図2を参照しながら、ロボット1の具体的な構成について説明する。
 図2は、図1に示すロボットシステムにおける、ロボットの概略構成を示す模式図である。
 図2に示すように、ロボット1は、複数のリンク(ここでは、第1リンク11a~第6リンク11f)の連接体と、複数の関節(ここでは、第1関節JT1~第6関節JT6)と、これらを支持する基台15と、を有する多関節ロボットアームである。基台15の下端部には、車輪が設けられていて(図示せず)、ロボット1は、走行軸16に沿って、移動可能に構成されている。
 第1関節JT1では、基台15と、第1リンク11aの基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第2関節JT2では、第1リンク11aの先端部と、第2リンク11bの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第3関節JT3では、第2リンク11bの先端部と、第3リンク11cの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。
 また、第4関節JT4では、第3リンク11cの先端部と、第4リンク11dの基端部とが、第4リンク11dの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第5関節JT5では、第4リンク11dの先端部と、第5リンク11eの基端部とが、第4リンク11dの長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第6関節JT6では、第5リンク11eの先端部と第6リンク11fの基端部とが、捻れ回転可能に連結されている。
 そして、第6リンク11fの先端部には、メカニカルインターフェースが設けられている。このメカニカルインターフェースには、作業内容に対応したエンドエフェクタ12が着脱可能に装着される。また、第6リンク11fの先端部には、位置検出センサ14が配設されている。位置検出センサ14は、後述する校正位置40A~40C及び基準位置32A~32Cを検出して、検出したデータを制御装置5に出力するように構成されている。位置検出センサ14としては、例えば、カメラ、光センサ等を用いてもよい。
 なお、本実施の形態1においては、エンドエフェクタ12として、シーリング剤を塗布するためのディスペンサーが設けられている。また、ディスペンサー内には、当該ディスペンサーにシーリング剤を供給するためのカードリッジが設けられている。
 また、第1関節JT1~第6関節JT6には、それぞれ、各関節が連結する2つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータが設けられている(図示せず)。駆動モータは、例えば、制御装置5によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、第1関節JT1~第6関節JT6には、それぞれ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサと、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサと、が設けられている(それぞれ、図示せず)。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。
 また、図1に示すように、作業空間内には、支持部材3が吊り下げられている。これにより、支持部材3は、ワーク2を後述する校正位置に対して相対的に移動可能となっている。
 支持部材3は、天井から吊り下げられる構成であってもよく、クレーン等により吊り下げられる構成であってもよい。また、支持部材3は、作業者、又は搬送装置(搬送ロボット、クレーン、モータ、チェーン駆動等)により、作業空間外から作業空間内に搬送されてもよい。
 支持部材3は、枠状に形成されていて、枠を構成する4つの棒部材30A~30Dには、それぞれ、内方に突出するように固定部31が設けられている。固定部31は、ここでは、一対の板部材で構成されていて、ワーク2を一対の板部材で挟み込んで固定(支持)するように構成されている。なお、ワーク2は、航空機の機体に用いられる大型のパネルであってもよい。
 支持部材3の棒部材30Aには、複数の基準位置(ここでは、基準位置32A~32C)が、予め設定されている所定の位置に配設されている。具体的には、基準位置32A~32Cは、走行軸16の延伸方向に沿って並設されている。また、基準位置32A~32Cは、位置検出センサ14で検出可能に構成されている。例えば、位置検出センサ14が、回帰反射型の光センサで構成されている場合には、基準位置32A~32Cは、回帰反射板で構成されていてもよい。また、位置検出センサ14が、カメラで構成されている場合には、基準位置32A~32Cは、三角形状、四角形状、十字状、立体形状等のマーカーで構成されていてもよい。
 基準位置32A~32Cと、棒部材30Aに設けられている各固定部31A~31Eと、の距離(位置座標)は、予め設定されていて、その距離(位置座標)は、制御装置5の記憶部(図示せず)に記憶されている。このため、位置検出センサ14が、基準位置32A~32Cを検出することにより、制御装置5は、固定部31に固定されているワーク2の位置座標を算出(校正)することができる。なお、制御装置5は、基準位置32A~32Cごとに、ワーク2を複数の作業区間(ここでは、第1作業区間2A~第3作業区間2C)に分割し、作業区間ごとにワーク2の位置座標の算出(校正)及び/又はワーク2に対する所定の作業を実行するように構成されていてもよい。
 さらに、図1に示すように、作業空間内には、予め設定されている所定の位置に、複数の校正部材(ここでは、校正部材4A~4C)が配設されている。具体的には、校正部材4A~4Cは、走行軸16の延伸方向(ここでは、X軸方向)に沿って、所定の間隔をあけて、並置されている。
 校正部材4A~4Cには、それぞれ、校正位置40A~40Cが配設されている。校正位置40A~40Cは、予め設定されている所定の位置に配設されていて、位置検出センサ14で検出可能に構成されている。位置検出センサ14が、例えば、回帰反射型の光センサで構成されている場合には、校正位置40A~40Cは、回帰反射板で構成されていてもよい。また、位置検出センサ14が、カメラで構成されている場合には、校正位置40A~40Cは、三角形状、四角形状、十字状、立体形状等のマーカーで構成されていてもよい。
 制御装置5は、ロボット1(ロボットシステム100)の動作を制御するものである。制御装置5は、例えば、マイクロコントローラ、MPU、PLC(Programmable Logic Controller)、論理回路等からなる演算部(図示せず)と、ROM又はRAM等からなる記憶部(図示せず)と、により構成されている。
 また、制御装置5の記憶部には、予め3次元CADにより作成された、作業空間内に配置されているロボット1等の位置座標が記憶されていてもよい。また、制御装置5の記憶部は、作業空間内に配置されているロボット1等を3次元スキャナ等によりスキャンした画像データを用いて、ロボット1等の位置座標を記憶してもよい。
 なお、制御装置5は、単独の制御装置で構成される形態だけでなく、複数の制御装置が協働して、ロボット1(ロボットシステム100)の制御を実行する制御装置群で構成される形態であっても構わない。
 また、制御装置5は、本実施の形態1においては、作業空間内に配置されている形態を採用したが、これに限定されない。例えば、制御装置5が、基台15又はいずれかのリンク内に配置されている形態を採用してもよく、作業空間外に配置されている形態を採用してもよい。
 [ロボットシステムの動作及び作用効果]
 次に、本実施の形態1に係るロボットシステム100の動作及び作用効果について、図1~図7を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置5の演算部が、記憶部に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。また、以下においては、図5~図7に示すように、本実施の形態1に係るロボットシステム100の動作の具体例として、ワーク2にシーリング剤を塗布する動作について、説明する。
 図3は、本実施の形態1に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図4は、図3に示すステップS107の処理の内容を示すフローチャートである。図5~図7は、本実施の形態1に係るロボットシステムの動作の一例を示す模式図である。なお、図5~図7では、ロボットシステムの一部の記載を省略し、便宜上、ワークにおける作業区間をハッチングで示している。また、図7においては、便宜上、作業対象領域を太線で示している。
 まず、作業者が、図示されない操作器を操作することにより、ロボットシステム100の動作を開始する動作開始指示情報を制御装置5に出力したとする。すると、図3に示すように、制御装置5は、例えば、搬送ロボット又はクレーン等により、ワーク2を固定部31で固定(支持)している支持部材3を作業空間内に搬送させる(ステップS101)。このとき、制御装置5は、支持部材3の基準位置32Aと、校正部材4Aの校正位置40Aと、が、Z軸方向から見て、略一致するように、支持部材3を搬送させてもよい。
 なお、作業者が、手作業でワーク2を支持している支持部材3を作業空間内に搬送してもよい。また、作業者が、搬送ロボット又はクレーン等を直接操作して、ワーク2を支持している支持部材3を作業空間内に搬送してもよい。
 次に、制御装置5は、ロボット1を所定の作業区間(例えば、第1作業区間2A)に移動させる(ステップS102)。このとき、制御装置5は、第1作業区間2Aに対して、ロボット1が作業することができる、予め設定されている所定の位置座標(所定の第1距離)にまで、ロボット1を移動させる。なお、所定の位置座標は、予め制御装置5の記憶部に記憶されている。
 次に、制御装置5は、校正部材4Aの校正位置40Aを位置検出センサ14が検出することができるように、ロボット1を動作させ、位置検出センサ14が検出した校正位置40Aに関するデータを基に校正位置40Aの位置座標を取得(検出)する(ステップS103;図5参照)。
 このとき、制御装置5は、ロボット1の各関節を予め設定されている所定の回転角度で回転するように、各駆動モータを制御してもよい。これにより、ロボット1は、毎回、同じ姿勢となるように動作することができる。
 なお、位置検出センサ14が検出した校正位置40Aに関するデータは、例えば、位置検出センサ14が、カメラで構成されている場合には、当該カメラで撮影した映像情報となる。また、校正位置40Aの位置座標は、公知の映像解析ソフト等を用いて、カメラで撮影した映像を解析することにより、取得することができる。
 また、位置検出センサ14が、光センサで構成されている場合には、当該光センサが校正位置40Aを検出したときのロボット1の各駆動モータの回転角度又は電流値となる。また、校正位置40Aの位置座標は、ロボット1の各駆動モータの回転角度又は電流値を逆変換することにより取得することができる。
 次に、制御装置5は、ステップS103で取得した校正位置40Aの位置座標情報を基に、ロボット1の位置座標を校正する(ステップS104)。具体的には、制御装置5は、ステップS102でロボット1を移動させるために使用した所定の位置座標と、ステップS103で取得した校正位置40Aの位置座標と、を比較して、ロボット1の位置座標を校正する。
 次に、制御装置5は、支持部材3の基準位置32Aを位置検出センサ14が検出することができるように、ロボット1を動作させ、位置検出センサ14が検出した基準位置32Aに関するデータを基に基準位置32Aの位置座標情報を取得(検出)する(ステップS105;図6参照)。
 このとき、制御装置5は、ロボット1の各関節を予め設定されている所定の回転角度で回転するように、各駆動モータを制御してもよい。これにより、ロボット1は、毎回、同じ姿勢となるように動作することができる。
 なお、位置検出センサ14が検出した基準位置32Aに関するデータは、例えば、位置検出センサ14が、カメラで構成されている場合には、当該カメラで撮影した映像情報となる。また、基準位置32Aの位置座標は、公知の映像解析ソフト等を用いて、カメラで撮影した映像を解析することにより、取得することができる。
 また、位置検出センサ14が、光センサで構成されている場合には、当該光センサが基準位置32Aを検出したときのロボット1の各駆動モータの回転角度又は電流値となる。また、基準位置32Aの位置座標は、ロボット1の各駆動モータの回転角度又は電流値を逆変換することにより取得することができる。
 次に、制御装置5は、ステップS105で取得した基準位置32Aの位置座標を基に、ワーク2(第1作業区間2A)の位置座標を校正する(ステップS106)。具体的には、制御装置5は、ステップS104で校正したロボット1の位置座標と、ステップS105で取得した基準位置32Aの位置座標と、を比較して、ワーク2の位置座標を校正する。
 ついで、制御装置5は、ロボット1にワーク2に対する所定の作業(ここでは、シーリング作業)を実行させる(ステップS107)。
 次に、図4及び図7を参照しながら、ステップS107の処理(ワークに対する所定の作業動作)について、詳細に説明する。
 図4に示すように、制御装置5は、所定の作業対象領域(ここでは、図7に示す符号200A)における作業開始位置20A(図7参照)を位置検出センサ14が検出することができるように、ロボット1を動作させる。具体的には、制御装置5は、記憶部に記憶されている作業開始位置20Aの位置座標を基に、ロボット1を動作させる。そして、制御装置5は、位置検出センサ14が検出した作業開始位置20Aに関するデータを基に作業開始位置20Aの位置座標を取得(検出)する(ステップS11)。
 なお、位置検出センサ14が検出した作業開始位置20Aに関するデータは、例えば、位置検出センサ14が、カメラで構成されている場合には、当該カメラで撮影した映像情報となる。また、作業開始位置20Aの位置座標は、公知の映像解析ソフト等を用いて、カメラで撮影した映像を解析することにより、取得することができる。
 次に、制御装置5は、作業対象領域200Aにおける作業終了位置20B(図7参照)を位置検出センサ14が検出することができるように、ロボット1を動作させる。具体的には、制御装置5は、記憶部に記憶されている作業終了位置20Bの位置座標を基に、ロボット1を動作させる。そして、制御装置5は、位置検出センサ14が検出した作業終了位置20Bに関するデータを基に作業終了位置20Bの位置座標を取得(検出)する(ステップS11)。
 なお、位置検出センサ14が検出した作業終了位置20Bに関するデータは、例えば、位置検出センサ14が、カメラで構成されている場合には、当該カメラで撮影した映像情報となる。また、作業終了位置20Bの位置座標は、公知の映像解析ソフト等を用いて、カメラで撮影した映像を解析することにより、取得することができる。
 次に、制御装置5は、ステップS11及びステップS12で検出した作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を基に、作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を補正(校正)し、当該補正した作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を記憶部に記憶させる(ステップS13)。
 次に、制御装置5は、作業対象領域200Aにおける作業をロボット1に開始させる(ステップS14)。具体的には、制御装置5は、ステップS13で補正した作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を基に、ロボット1動作させ、ディスペンサーからシーリング剤を塗布させる。
 次に、制御装置5は、作業対象領域200Aにおける作業が終了したか否かを判定する(ステップS15)。制御装置5は、作業対象領域200Aにおける作業が終了していないと判定した場合(ステップS15でNo)には、作業対象領域200Aにおける作業が終了するまで、ステップS15の処理を続行する。一方、制御装置5は、作業対象領域200Aにおける作業が終了したと判定した場合(ステップS15でYes)には、ステップS16の処理を実行する。
 ステップS16では、制御装置5は、所定の作業区画(ここでは、第1作業区間2A)における作業が終了したか否かを判定する。制御装置5は、第1作業区間2Aにおける全ての作業対象領域に対する作業が終了していないと判定した場合(ステップS16でNo)には、ステップS11に戻る。
 ここでは、作業対象領域200Aについての作業が終了しているだけであるため、制御装置5は、作業対象領域200Aの上方に位置する作業対象領域200Bについて、ステップS11~ステップS16の処理を実行する。そして、図7に示すように、制御装置5は、第1作業区間2Aにおける全ての作業領域について、ステップS11~ステップS16の処理を実行する。
 制御装置5は、第1作業区間2Aにおける全ての作業対象領域に対する作業が終了したと判定した場合(ステップS16でYes)には、ステップS17の処理を実行する。ステップS17では、制御装置5は、全ての作業区間(ここでは、第1作業区間2A~第3作業区間2C)における作業が終了したか否かを判定する。
 ここでは、第1作業区間2Aに対する作業が終了しただけであるため、制御装置5は、全ての作業区間における作業が終了していないと判定し(ステップS17でNo)、ステップS102に戻る。ついで、制御装置5は、次の第2作業区間2Bにロボット1を移動させ(ステップS102)、ステップS102~ステップS107の処理を実行する。
 そして、制御装置5は、第2作業区間2Bにおける全ての作業対象領域に対して、ステップS11~ステップS16の処理を実行した(ステップS16でYes)後、再び、制御装置5は、全ての作業区間における作業が終了していないと判定し(ステップS17でNo)、ステップS102に戻る。制御装置5は、次の第3作業区間2Cにロボット1を移動させ(ステップS102)、再び、ステップS102~ステップS107の処理を実行する。
 そして、制御装置5は、第3作業区間2Cにおける全ての作業対象領域に対して、ステップS11~ステップS16の処理を実行した(ステップS16でYes)後、全ての作業区間における作業が終了したと判定し(ステップS17でYes)、本プログラムを終了する。これにより、制御装置5は、ワーク2に対して、所定の作業を実行することができる。
 なお、本実施の形態1においては、制御装置5が、ステップS11及びステップS12で検出した作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を基に、作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を補正する形態を採用したが、これに限定されない。
 制御装置5が、例えば、ステップS106で校正したワーク2(第1作業区間2A)の位置座標を基に、記憶部に記憶されている作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を補正する形態を採用してもよい。この場合、位置検出センサ14は、光センサで構成されていてもよい。
 また、制御装置5が、ステップS11及びステップS12で検出した作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を基に、作業開始位置20A及び作業終了位置20Bの位置座標を補正する場合には、位置検出センサ14は、カメラで構成されていてもよく、カメラと光センサの両方で構成されていてもよい。
 ところで、本実施の形態1に係るロボットシステム100では、ロボット1が自走することにより、ロボット1の位置座標について、誤差が生じるおそれがある。また、ワーク2を作業空間内に搬送するので、ワーク2の位置座標についても、誤差が生じるおそれがある。そして、これらの誤差が重なると、ロボット1のワーク2に対する位置決め精度が低下するおそれがある。また、これらの誤差を小さくしようとすると、ロボット1に用いられるセンサ(例えば、3次元座標測定器)、駆動モータ等を高精度にしなければならず、高精度のセンサ等は、高額であるため、ロボットシステム100の設備費用が高額となる。
 しかしながら、本実施の形態1に係るロボットシステム100では、制御装置5が、ロボット1の位置座標を校正した後に、ワーク2の位置座標の校正を実行するので、安価なセンサ等を用いながらも、ワーク2に対する位置決めをより高精度(例えば、0.7mm以下、または0.5mm以下の精度)に実行することができる。
 また、本実施の形態1に係るロボットシステム100では、支持部材3が、パネル状の大型ワーク2を吊り下げて支持するため、ワーク2が撓むおそれがある。このため、ワーク2に対する作業をロボット1が実行するときに、ワーク2の撓み量を考慮しないと、ロボット1がワーク2に衝突するおそれがある。
 しかしながら、本実施の形態1に係るロボットシステム100では、複数の基準位置32A~32Cごとに、ワーク2に対する作業を第1作業区間2A~第3作業区間2Cに分割して、実行している。このため、ワーク2の撓み量に対するロボット1への影響を小さくすることができ、ロボット1のワーク2への衝突を抑制することができる。
 また、本実施の形態1に係るロボットシステム100では、制御装置5が、各作業区間において、基準位置に近い作業対象領域からワーク2に対する作業を実行するように構成されている。具体的には、例えば、制御装置5は、第1作業区間2Aにおいて、基準位置32Aに近い作業対象領域200Aからワーク2に対する作業を実行するように構成されている。
 このため、ワーク2の撓み量に対するロボット1への影響をより小さくすることができ、ロボット1のワーク2への衝突をより抑制することができる。
 また、基準位置に近い作業対象領域へロボット1を移動させるため、その移動時間を短縮することができ、作業対象領域の作業開始位置及び作業終了位置の位置座標の検出も短時間で実行することができる。これにより、ワーク2に対する作業の作業時間を短縮することができる。
 [変形例1]
 次に、本実施の形態1に係るロボットシステムにおける変形例について、説明する。
 本実施の形態1における変形例1のロボットシステムは、支持部材が、台車又はロボットが走行する走行軸とは異なる走行軸に沿って、移動可能に構成されている。
 以下、本実施の形態1における変形例1のロボットシステムの一例について、説明する。
 図8は、本実施の形態1における変形例1のロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図8においては、ロボットシステムにおける方向を、便宜上、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わし、ワークにおける作業区間をハッチングで示している。
 図8に示すように、本実施の形態1における変形例1のロボットシステム100は、実施の形態1に係るロボットシステム100と基本的構成は同じであるが、支持部材3が台車35を有している点が異なる。具体的には、支持部材3を構成する枠(4つの棒部材30A~30D)が、台車35に載置されている。これにより、支持部材3は、ワーク2を校正位置40A~40Cに対して相対的に移動可能にすることができる。
 このように構成された、本実施の形態1における変形例1のロボットシステム100であっても、実施の形態1に係るロボットシステム100と同様の作用効果を奏する。
 なお、本実施の形態1における変形例1のロボットシステム100では、支持部材3が、台車35をさらに有する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、支持部材3は、ロボット1が走行する走行軸16とは、異なる走行軸に沿って、移動可能に構成されていてもよい。
 また、支持部材3は、制御装置5の制御によって、自走可能に構成されていてもよく、作業者等により、移動可能に構成されていてもよい。
 (実施の形態2)
 本実施の形態2に係るロボットシステムは、実施の形態1(変形例を含む)に係るロボットシステムにおいて、支持部材は、ワークを挟んで固定する、複数の固定部を有し、支持部材の下端部に配設されている固定部には、基準位置と対応するように固定基準位置が設けられ、制御装置は、ワークの位置座標を校正した後に、位置検出センサが固定基準位置を検出するように、ロボットを動作させ、その後、ワークにおける固定基準位置に近い作業対象領域からワークに対する作業を実行させるように構成されている。
 以下、本実施の形態2に係るロボットシステムの一例について、図9~図11を参照しながら説明する。
 [ロボットシステムの構成]
 図9は、本実施の形態2に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図9においては、ロボットシステムにおける方向を、便宜上、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わし、ワークにおける作業区間をハッチングで示している。
 図9に示すように、本実施の形態2に係るロボットシステム100は、実施の形態1に係るロボットシステム100と基本的構成は同じであるが、棒部材30Aに設けられている各固定部31に、固定基準位置33が配設されている点が異なる。
 固定基準位置33は、基準位置32A~32Cよりも、ワーク2に近い位置に配設されていて、位置検出センサ14で検出可能に構成されている。位置検出センサ14が、例えば、回帰反射型の光センサで構成されている場合には、固定基準位置33は、回帰反射板で構成されていてもよい。また、位置検出センサ14が、カメラで構成されている場合には、固定基準位置33は、三角形状、四角形状、立体形状等のマーカーで構成されていてもよい。
 なお、本実施の形態2においては、各固定部31に固定基準位置33が配設されている形態を採用したが、これに限定されない。各固定部31のうち、いずれかの固定部31に固定基準位置33が配設されていればよく、固定基準位置33の配置個数は限定されない。
 [ロボットシステムの動作及び作用効果]
 次に、本実施の形態2に係るロボットシステム100の動作及び作用効果について、図9~図11を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置5の演算部が、記憶部に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。また、以下においては、図11に示すように、本実施の形態2に係るロボットシステム100の動作の具体例として、ワーク2にシーリング剤を塗布する動作について、説明する。
 図10は、本実施の形態2に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図11は、本実施の形態2に係るロボットシステムの動作の一例を示す模式図である。
 図10に示すように、本実施の形態2に係るロボットシステム100の動作は、実施の形態1に係るロボットシステム100の動作と基本的には同じであるが、ステップS106の処理の後に、ステップS106Aの処理を実行する点が異なる。
 具体的には、制御装置5は、ステップS105で取得した基準位置32Aの位置座標を基に、ワーク2(作業区間2A)の位置座標を校正する(ステップS106)。ついで、制御装置5は、ロボット1を動作させて、支持部材3の固定基準位置33Aを位置検出センサ14により検出する(ステップS106A;図11参照)。
 次に、制御装置5は、ロボット1にワーク2に対する所定の作業(ここでは、シーリング作業)を実行させる(ステップS107)。
 なお、ステップS107の処理(ワークに対する所定の作業動作)は、実施の形態1に係るロボットシステム100と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
 このように構成された、本実施の形態2に係るロボットシステム100であっても、実施の形態1に係るロボットシステム100と同様の作用効果を奏する。
 また、本実施の形態2に係るロボットシステム100では、固定基準位置33が、基準位置32A~32Cよりもワーク2に近い位置に配設されている。そして、制御装置5は、基準位置32Aよりもワーク2に近い位置である固定基準位置33Aにロボット1の先端部を移動させた(ステップS106A)後に、作業対象領域200Aの作業開始位置20Aの位置座標を検出させている(ステップS11)。
 このため、本実施の形態2に係るロボットシステム100は、実施の形態1に係るロボットシステム100に比して、ワーク2の撓み量に対するロボット1への影響をより小さくすることができ、ロボット1のワーク2への衝突をより抑制することができる。
 また、本実施の形態2に係るロボットシステム100では、基準位置よりもワーク2に近い固定基準位置33から作業対象領域へロボット1を移動させるため、実施の形態1に係るロボットシステム100に比して、その移動時間を短縮することができ、作業対象領域の作業開始位置及び作業終了位置の位置座標の検出も短時間で実行することができる。このため、本実施の形態2に係るロボットシステム100は、実施の形態1に係るロボットシステム100に比して、ワーク2に対する作業の作業時間を短縮することができる。
 (実施の形態3)
 本実施の形態3に係るロボットシステムは、実施の形態1(変形例を含む)又は2に係るロボットシステムにおいて、温度検出器をさらに備え、校正部材の校正位置と、基準位置と、が対応するように配置されていて、制御装置は、温度検出器が検出した温度が、予め設定されている所定の第1温度差以上である場合には、作業区間ごとに、ロボットの位置座標の校正を実行するように構成されている。
 以下、本実施の形態3に係るロボットシステムの一例について、図12及び図13を参照しながら説明する。
 [ロボットシステムの構成]
 図12は、本実施の形態3に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図12においては、ロボットシステムにおける方向を、便宜上、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わし、ワークにおける作業区間をハッチングで示している。
 図12に示すように、本実施の形態3に係るロボットシステム100は、実施の形態1に係るロボットシステム100と基本的構成は同じであるが、温度検出器17をさらに備える点が異なる。温度検出器17は、作業空間内の温度を検出し、検出した温度を制御装置5に出力するように構成されている。温度検出器17としては、熱電対、サーミスタ等の公知の温度センサを用いることができる。なお、温度検出器17は、走行軸16の温度を検知するように構成されていてもよい。
 [ロボットシステムの動作及び作用効果]
 次に、本実施の形態3に係るロボットシステム100の動作及び作用効果について、図12及び図13を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置5の演算部が、記憶部に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
 ところで、ロボット1が作業を実行することによる駆動モータからの排熱等により、作業空間内の温度が上昇するおそれがある。また、作業空間内の空調に不備が生じた場合にも、作業空間内の温度が上昇するおそれがある。さらに、昼夜の寒暖差が大きい場合には、夜間になって、作業空間内の温度が低下するおそれがある。
 このような場合に、走行軸16及び/又はロボット1を構成する金属が、熱膨張等により、僅かに変形する。ワーク2に対する位置決めをより高精度に実行する必要がある場合には、走行軸16の変形によるロボット1の位置座標のずれが無視できないものとなり、校正位置を検出することによる、ロボット1の位置座標の校正を実行する必要がある。
 一方、作業空間内の温度が、所定の範囲内であれば、走行軸16の熱膨張による変形による精度への影響が小さいため、第2作業区間2Bにおいて、校正位置40Bを検出することによる、ロボット1の位置座標の校正を実行しなくても、ロボット1の位置座標の精度を担保することができる。同様に、第3作業区間2Cにおいて、校正位置40Cを検出することによる、ロボット1の位置座標の校正を実行しなくても、ロボット1の位置座標の精度を担保することができる。
 このため、本実施の形態3に係るロボットシステム100は、図13に示すフローを実行するように構成されている。
 図13は、本実施の形態3に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
 図13に示すように、本実施の形態3に係るロボットシステム100の動作は、実施の形態1に係るロボットシステム100と基本的動作は同じであるが、ステップS102とステップS103の間に、ステップS102A~ステップS102Cの動作(処理)が実行され、ステップS104とステップS105の間に、ステップS104Aの動作(処理)が実行される点が異なる。
 具体的には、制御装置5は、ロボット1を所定の作業区間に移動させる(ステップS102)。ついで、制御装置5は、温度検出器17から当該温度検出器17が検出した作業空間内の温度を取得する(ステップS102A)。
 次に、制御装置5は、ロボット1が第1作業区間2A以外の作業区間に移動したか否かを判定する(ステップS102B)。なお、制御装置5は、ステップS102Bの処理に代えて、ロボット1の位置座標の校正を既に行っているか否かを判定してもよい。
 制御装置5は、ロボット1が第1作業区間2A以外の作業区間に移動していないと判定した場合、すなわち、ロボット1が第1作業区間2Aに移動したと判定した場合(ステップS102BでNo)には、ロボット1の位置座標の校正を実行する必要があるため、ステップS103の処理を実行する。
 そして、制御装置5は、位置検出センサ14が検出した校正位置40Aに関するデータを基に校正位置40Aの位置座標を取得(検出)し(ステップS103)、ステップS103で取得した校正位置40Aの位置座標情報を基に、ロボット1の位置座標を校正する(ステップS104)。
 次に、制御装置5は、ステップS102Aで取得した作業空間内の温度を基準温度として更新(設定)する(ステップS104A)。具体的には、制御装置5は、ステップS102Aで取得した作業空間内の温度を基準温度として、記憶部に記憶させる。
 次に、制御装置5は、実施の形態1に係るロボットシステム100と同様に、ステップS105~ステップS107の動作(処理)を実行し、本プログラムを終了する。
 一方、制御装置5は、ロボット1が第1作業区間2A以外の作業区間に移動したと判定した場合(ステップS102BでYes)には、ステップS102Cの処理を実行する。
 ステップS102Cでは、制御装置5は、ステップS102Aで取得した温度が、ステップS104Aで更新(設定)した基準温度に対して、予め設定されている所定の第1温度差以上であるか否かを判定する。ここで、第1温度差は、予め実験等により設定されていて、走行軸16及び/又はロボット1の熱膨張等による変形が、ロボット1の位置座標のずれの誤差の許容範囲内、又はワーク2に対する位置決め精度誤差の許容範囲内になるように、適宜設定される。第1温度差としては、例えば、5℃であってもよく、7℃であってもよく、10℃であってもよい。
 制御装置5は、制御装置5は、ステップS102Aで取得した温度が、基準温度に対して、第1温度差以上であると判定した場合(ステップS102CでYes)には、校正位置を検出し(ステップS103)、ロボット1の位置座標を校正する(ステップS104)。ついで、制御装置5は、ステップS102Aで取得した温度を基準温度として、更新し(ステップS104A)、ステップS105~ステップS107の動作(処理)を実行し、本プログラムを終了する。
 一方、制御装置5は、ステップS102Aで取得した温度が、第1温度差未満であると判定した場合(ステップS102CでNo)には、ステップS105~ステップS107の動作(処理)を実行し、本プログラムを終了する。
 なお、ステップS105~ステップS107の処理は、実施の形態1と同様に実行されるので、その詳細な説明は省略する。
 このように構成された、本実施の形態3に係るロボットシステム100であっても、実施の形態1に係るロボットシステム100と同様の作用効果を奏する。
 また、本実施の形態3に係るロボットシステム100では、温度検出器17が検出した温度が、基準温度に対して、第1温度差以上である場合には、制御装置5が、校正位置を検出することによる、ロボット1の位置座標の校正を実行している。これにより、ワーク2に対する位置決めをより高精度に実行することができる。
 さらに、本実施の形態3に係るロボットシステム100では、温度検出器17が検出した温度が、第1温度差未満である場合には、制御装置5が第2作業区間2B又は第3作業区間2Cにおいて、校正位置40B又は校正位置40Cを検出することによる、ロボット1の位置座標の校正を実行しないように構成されている。これにより、ワーク2に対する作業の作業時間を短縮することができる。
 上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
 本発明のロボットシステム及びその運転方法によれば、ワークに対する位置決めをより高精度に実行することができるため、ロボットの分野において有用である。
 1 ロボット
 2 ワーク
 2A 第1作業区間
 2B 第2作業区間
 2C 第3作業区間
 3 支持部材
 4A 校正部材
 5 制御装置
 11a 第1リンク
 11b 第2リンク
 11c 第3リンク
 11d 第4リンク
 11e 第5リンク
 11f 第6リンク
 12 エンドエフェクタ
 14 位置検出センサ
 15 基台
 16 走行軸
 17 温度検出器
 20A 作業開始位置
 20B 作業終了位置
 30A 棒部材
 30B 棒部材
 30C 棒部材
 30D 棒部材
 31 固定部
 31A 固定部
 31B 固定部
 31C 固定部
 31D 固定部
 31E 固定部
 32A 基準位置
 32B 基準位置
 32C 基準位置
 33 固定基準位置
 35 台車
 40A 校正位置
 40B 校正位置
 40C 校正位置
 100 ロボットシステム
 200A 作業対象領域
 JT1 第1関節
 JT2 第2関節
 JT3 第3関節
 JT4 第4関節
 JT5 第5関節
 JT6 第6関節

Claims (16)

  1.  走行軸に沿って自走し、先端部に位置検出センサが設けられているアームを有する、ロボットと、
     前記走行軸に沿って並置されていて、それぞれが校正位置を有する、複数の校正部材と、
     複数の基準位置が前記走行軸の延伸方向に沿って並設され、ワークを支持するように構成されている支持部材と、
     制御装置と、を備え、
     前記支持部材は、前記ワークを前記校正位置に対して相対的に移動可能に構成されていて、
     前記制御装置は、
     前記ロボットを前記走行軸に沿って予め設定されている所定の第1距離を移動させ、
     前記位置検出センサが前記校正位置を検出するように、前記ロボットを動作させ、
     前記位置検出センサが検出した前記校正位置の位置座標を基に前記ロボットの位置座標を校正し、
     その後、前記位置検出センサが前記基準位置を検出するように、前記ロボットを動作させ、
     前記位置検出センサが検出した前記基準位置の位置座標を基に前記ワークの位置座標を校正するように構成されている、ロボットシステム。
  2.  前記制御装置は、前記基準位置ごとに前記ワークを複数の作業区間に分割し、前記作業区間ごとに、前記ワークの位置座標の校正を実行するように構成されている、請求項1に記載のロボットシステム。
  3.  前記制御装置は、前記位置検出センサが検出した前記基準位置の位置座標を基に前記ワークの位置座標を校正した後に、前記ワークにおける前記基準位置に近い作業対象領域から前記ワークに対する作業を実行させるように構成されている、請求項1又は2に記載のロボットシステム。
  4.  前記支持部材は枠状に形成されていて、複数の基準位置が下端部に並設されている、請求項1~3のいずれか1項に記載のロボットシステム。
  5.  前記支持部材は、前記ワークを挟んで固定する、複数の固定部を有し、
     前記支持部材の下端部に配設されている固定部には、前記基準位置と対応するように固定基準位置が設けられ、
     前記制御装置は、前記ワークの位置座標を校正した後に、前記位置検出センサが前記固定基準位置を検出するように、前記ロボットを動作させ、
     その後、前記ワークにおける前記固定基準位置に近い作業対象領域から前記ワークに対する作業を実行させるように構成されている、請求項3に記載のロボットシステム。
  6.  前記位置検出センサは、光センサで構成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載のロボットシステム。
  7.  前記位置検出センサは、カメラで構成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載のロボットシステム。
  8.  温度検出器をさらに備え、
     前記校正部材の前記校正位置と、前記基準位置と、が対応するように配置されていて、
     前記制御装置は、前記温度検出器が検出した温度が、基準温度に対して、予め設定されている所定の第1温度差以上である場合には、前記作業区間ごとに、前記ロボットの位置座標の校正を実行するように構成されている、請求項2に記載のロボットシステム。
  9.  ロボットシステムの運転方法であって、
     前記ロボットシステムは、
     走行軸に沿って自走し、先端部に位置検出センサが設けられているアームを有する、ロボットと、
     複数の基準位置が前記走行軸の延伸方向に沿って並設され、ワークを支持するように構成されている支持部材と、
     前記走行軸に沿って並置され、それぞれが校正位置を有する、複数の校正部材と、を備え、
     前記支持部材は、前記ワークを前記校正位置に対して相対的に移動可能に構成されていて、
     前記ロボットが前記走行軸に沿って予め設定されている所定の距離を移動する(A)と、
     前記位置検出センサが前記校正位置を検出するように、前記ロボットが動作する(B)と、
     前記位置検出センサが検出した前記校正位置の位置座標を基に前記ロボットの位置座標を校正する(C)と、
     前記(C)の後、前記位置検出センサが前記基準位置を検出するように、前記ロボットが動作する(D)と、
     前記位置検出センサが検出した前記基準位置の位置座標を基に前記ワークの位置座標を校正する(E)と、を備える、ロボットシステムの運転方法。
  10.  前記基準位置ごとに前記ワークは、前記基準位置ごとに複数の作業区間に分割されていて、
     前記作業区間ごとに、前記(D)及び前記(E)が実行される、請求項9に記載のロボットシステムの運転方法。
  11.  前記(E)の後に、前記ロボットが、前記ワークにおける前記基準位置に近い作業対象領域から前記ワークに対する作業を実行する(F)をさらに備える、請求項9又は10に記載のロボットシステムの運転方法。
  12.  前記支持部材は枠状に形成されていて、複数の基準位置が下端部に並設されている、請求項9~11のいずれか1項に記載のロボットシステムの運転方法。
  13.  前記支持部材は、前記ワークを挟んで固定する、複数の固定部を有し、
     前記支持部材の下端部に配設されている固定部には、前記基準位置と対応するように固定基準位置が設けられ、
     前記(F)は、前記(E)の後に、前記位置検出センサが前記固定基準位置を検出するように、前記ロボットが動作する(F1)と、
     前記ロボットが、前記ワークにおける前記固定基準位置に近い作業対象領域から前記ワークに対する作業を実行する(F2)と、を有する、請求項11に記載のロボットシステムの運転方法。
  14.  前記位置検出センサは、光センサで構成されている、請求項9~13のいずれか1項に記載のロボットシステムの運転方法。
  15.  前記位置検出センサは、カメラで構成されている、請求項9~14のいずれか1項に記載のロボットシステムの運転方法。
  16.  前記ロボットシステムは、温度検出器をさらに備え、
     前記校正部材の前記校正位置と、前記基準位置と、が対応するように配置されていて、
     前記温度検出器が検出した温度が、基準温度に対して、予め設定されている所定の第1温度差以上である場合には、前記作業区間ごとに、前記(B)及び前記(C)が実行される、請求項10に記載のロボットシステムの運転方法。
     
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