DE102018101975B4

DE102018101975B4 - Beweglicher Roboter

Info

Publication number: DE102018101975B4
Application number: DE102018101975.0A
Authority: DE
Inventors: Hiroji Nishi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2038-01-31
Also published as: CN108393860A; US10293499B2; JP6434550B2; DE102018101975A1; CN108393860B; JP2018126800A; US20180222064A1

Abstract

Beweglicher Roboter (1), umfassend:
einen Roboterarm (20), der einen Arbeitsvorgang für eine Werkzeugmaschine durchführt;
einen Wagen (10), der den Roboterarm (20) unterstützt und der den Roboterarm (20) zu einer vorbestimmten Einrichtungsposition bewegt, sodass der Roboterarm (20) den Arbeitsvorgang durchführen kann;
einen Vision-Sensor (30), der durch den Wagen (10) zusammen mit dem Roboterarm (20) unterstützt wird und der ein Bild von Erkennungsinformationen erfasst, die auf der Werkzeugmaschine (200) vorgesehen sind, wenn der Roboterarm (20) an der vorbestimmten Einrichtungsposition platziert wird;
ein Partnerinformationsempfangsmodul (44), der Partnerinformationen empfängt, die die Werkzeugmaschine (200) betreffen, für die der Roboter den Arbeitsvorgang durchführt; und
eine Steuerung (41), die bestimmt, ob das durch den Vision-Sensor (30) erfasste Bild oder Informationen, die von dem Bild abgeleitet werden, mit den Partnerinformationen übereinstimmen, die durch das Partnerinformationsempfangsmodul (44) an dem Zeitpunkt des Platzierens des Roboterarms (20) an der vorbestimmten Einrichtungsposition durch den Wagen (10) empfangen werden, und die eine drahtlose Verbindungsanforderung an die Werkzeugmaschine (200) sendet, wenn das aufgenommene Bild oder die Informationen mit der Partnerinformation übereinstimmen, um den Roboterarm (20) in einen aktivierten Zustand einzustellen, in dem der Roboterarm (20) den Arbeitsvorgang durchführen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen beweglichen Roboter, der einen Arbeitsvorgang für eine Werkzeugmaschine durchführt.
In letzter Zeit werden zur Verbesserung einer Effizienz eines Arbeitsvorgangs Roboter in der Nähe von Werkzeugmaschinen eingerichtet, um zu bewirken, dass die Roboter einen Werkstücklieferungsarbeitsvorgang, der darin besteht, der Werkzeugmaschine vor der Verarbeitung Werkstücke zu liefern, und einen Werkstückaufnahmearbeitsvorgang durchzuführen, der darin besteht, die Werkstücke nach dem Abschluss der Verarbeitung aufzunehmen (siehe JP2010191602 A ).
Zur Verbesserung der Effizienz des Arbeitsvorgangs, wie vorhergehend beschrieben, ist es möglich, die Roboter an allen Werkzeugmaschinen anzuordnen. In diesem Fall werden indes nicht alle Werkzeugmaschinen konstant betrieben und die vorhergehende Strategie ist nicht effizient. Hier kann der Fall betrachtet werden, dass eine erforderliche Mindestanzahl an Robotern vorbereitet wird und jeder von den Robotern auf einem Wagen platziert wird, um den Roboter, wenn erforderlich, in der Nähe der Werkzeugmaschine zu positionieren.
In diesem Fall ist es, da der Roboter auf dem Wagen in der Nähe der Werkzeugmaschine platziert werden wird, für die der Roboter den Arbeitsvorgang durchführen wird, erforderlich, sicherzustellen, dass ein Bediener den Roboter ohne Fehler vor der beabsichtigten Werkzeugmaschine platziert (Paarung).
Eine solche Paarung kann durch drahtlose Verbindung durchgeführt werden. In vielen Herstellungsräumlichkeiten, in denen eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen vorhanden ist, sind die Werkzeugmaschinen indes nahe beieinander platziert. Aus diesem Grund stellt der Roboter, sogar wenn der Bediener den Roboter irrtümlicherweise in der Nähe der Werkzeugmaschine platziert, die sich neben der beabsichtigten Werkzeugmaschine befindet, die drahtlose Verbindung mit der beabsichtigten Werkzeugmaschine her und bestimmt, dass die Paarung erfolgreich ist, was eine Fehlfunktion des Roboters zur Folge haben kann.
Zur Vermeidung einer solchen Situation kann es in Erwägung gezogen werden, jedem Roboter eine eindeutige ID (Identifikation) zuzuweisen und auch jeder Werkzeugmaschine eine eindeutige ID zuzuweisen. Als ein spezifisches Betriebsbeispiel wird der Roboter, bevor er vor der beabsichtigten Werkzeugmaschine platziert wird, so konfiguriert, dass der Roboter die drahtlose Verbindung lediglich herstellt, wenn der Roboter die ID der beabsichtigten Werkzeugmaschine empfängt. In diesem Fall bleibt indes sogar in diesem Fall eine Möglichkeit bestehen, dass die drahtlose Verbindung mit der benachbarten Werkzeugmaschine hergestellt wird und der Roboter bestimmt, dass die Paarung erfolgreich ist, es sei denn, es handelt sich um eine drahtlose Verbindung von geringer Reichweite, deren Verbindungsreichweite erheblich beschränkt ist.
Zur Vermeidung dieses Umstandes wird zum Beispiel in Erwägung gezogen, dass der Bediener die ID der Werkzeugmaschine bestätigt und die ID in den Roboter eingibt, nachdem er den Roboter vor der Werkzeugmaschine platziert hat, und es dem Roboter dann ermöglicht, die drahtlose Verbindung herzustellen. In diesem Fall ist eine Bestätigung durch den Bediener, wie beispielsweise eine visuelle Bestätigung der ID, erforderlich und es ist nicht gesagt, dass die Paarung auf zuverlässige Art und Weise sichergestellt ist.
In DE 10 2012 022 640 A1 ist eine Schließfachanlage mit mehreren in einem Tresorraum angeordneten Schließfächern beschrieben, wobei zum Öffnen der Schließfächer ein beweglicher Roboter vorgesehen ist, der einen mobilen Roboterarm aufweist, an dessen Ende eine Halterung für einen Masterschlüssel vorgesehen ist.
Ferner ist in DE 10 2014 000 375 A1 eine Vorrichtung zur Orientierung für automatisch in Werkshallen geführte, elektrisch betriebene, Transportfahrzeuge offenbart.
Darüber hinaus ist in DE 10 2011 050 357 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines selbsttätig verfahrbaren Gerätes, insbesondere eines Reinigungsgerätes zur Reinigung eines Bodens sowie ein Saug- und/oder Kehrroboter, beschrieben.
Außerdem ist in DE 10 2007 048 684 B4 ein Laborsystem mit mehreren Transporteinrichtungen für Proben und einem Handhabungsgerät für das Handling der Proben im Bereich einer Behandlungseinrichtung offenbart.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen beweglichen Roboter vorzusehen, der in der Lage ist, den Roboter auf zuverlässige Art und Weise an einer vorbestimmten Position zum Durchführen eines Arbeitsvorgangs für eine Arbeitsvorgangsziel-Werkzeugmaschine zu platzieren.
Zur Erfüllung der vorhergehend beschriebenen Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen vor.
Ein beweglicher Roboter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Roboterarm, der einen Arbeitsvorgang für eine Werkzeugmaschine durchführt; einen Wagen, der den Roboterarm unterstützt und der den Roboterarm zu einer vorbestimmten Einrichtungsposition bewegt, sodass der Roboterarm den Arbeitsvorgang durchführen kann; einen Vision-Sensor, der durch den Wagen zusammen mit dem Roboterarm unterstützt wird und der ein Bild von Erkennungsinformationen erfasst, die auf der Werkzeugmaschine vorgesehen sind, wenn der Roboterarm an der vorbestimmten Einrichtungsposition platziert wird; ein Partnerinformationsempfangsmodul, das Partnerinformationen empfängt, die die Werkzeugmaschine betreffen, für die der Roboter den Arbeitsvorgang durchführt; und eine Steuerung, die bestimmt, ob das durch den Vision-Sensor erfasste Bild oder Informationen, die von dem Bild abgeleitet werden, mit den Partnerinformationen übereinstimmen, die durch das Partnerinformationsempfangsmodul an dem Zeitpunkt des Platzierens des Roboterarms an der vorbestimmten Einrichtungsposition durch den Wagen empfangen werden, und die eine drahtlose Verbindungsanforderung an die Werkzeugmaschine sendet, wenn das aufgenommene Bild oder die Informationen mit der Partnerinformation übereinstimmen, um den Roboterarm in einen aktivierten Zustand einzustellen, in dem der Roboterarm den Arbeitsvorgang durchführen kann.
In diesem Aspekt empfängt das Partnerinformationsempfangsmodul die Partnerinformationen und ein Bild der Erkennungsinformationen, die auf der Werkzeugmaschine vorgesehen sind, wird durch den Vision-Sensor erfasst, der durch den Wagen unterstützt wird, und wenn das erfasste Bild oder die von dem Bild erhaltenen Informationen mit den Partnerinformationen übereinstimmen, wird der Roboterarm in den Zustand eingestellt, in dem der Roboterarm den Arbeitsvorgang durchführen kann. Wie vorhergehend beschrieben, wird der Roboterarm solange nicht in den Zustand eingestellt, in dem der Roboterarm den Arbeitsvorgang durchführen kann, bis der Vision-Sensor physikalisch innerhalb einer vorbestimmten Reichweite in Bezug zu der Arbeitsvorgangsziel-Werkzeugmaschine platziert ist, was die zuverlässige Anordnung des Roboterarms an der vorbestimmten Einrichtungsposition in Bezug zu der Arbeitsvorgangsziel-Werkzeugmaschine ermöglicht.
Mit dem vorhergehenden Aspekt ist es bevorzugt, dass die Steuerung eingerichtet ist, überdies zu bestimmen, ob die Erkennungsinformationen in dem durch den Vision-Sensor erfassten Bild oder die von dem Bild abgeleiteten Informationen innerhalb eines Referenzformbereichs und eines Referenzgrößenbereichs liegen, und die Steuerung ist eingerichtet, den Roboterarm einzustellen, um in dem Zustand zu sein, in dem der Roboterarm den Arbeitsvorgang durchführen kann, wenn die Erkennungsinformationen innerhalb des Referenzformbereichs und des Referenzgrößenbereichs liegen.
Daher ist es möglich, zuverlässig sicherzustellen, dass der Roboterarm an der vorbestimmten Einrichtungsposition in Bezug zu der Arbeitsvorgangsziel-Werkzeugmaschine platziert ist.
Mit dem vorhergehenden Aspekt ist es bevorzugt, dass der Vision-Sensor eingerichtet ist, das Bild der Erkennungsinformationen zusammen mit einem Bild einer ID-Informationsanzeige zu erfassen, die auf der Werkzeugmaschine vorgesehen ist, und die Steuerung ist eingerichtet, unter Verwendung der von der ID-Informationsanzeige erhaltenen ID-Informationen drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschine herzustellen.
Das heißt, es ist nicht erforderlich, dass der Bediener die ID-Informationen der Werkzeugmaschine visuell bestätigt und die Informationen in die Steuerung eingibt, was von Vorteil ist, um zu verhindern, dass die Steuerung eine unbeabsichtigte drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschine herstellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Roboter zuverlässig an einer vorbestimmten Einrichtungsposition zu platzieren, um einen Arbeitsvorgang an einer Arbeitsvorgangsziel-Werkzeugmaschine durchzuführen.

1 ist eine schematische Ansicht einer Ausgestaltung, die einen beweglichen Roboter und ein Produktionssystem, das diesen verwendet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Blockdiagramm einer Robotersteuereinheit des beweglichen Roboters gemäß der Ausführungsform.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer Steuereinheit des beweglichen Roboters gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist eine beispielhafte Abbildung, die einen Vergleichszustand eines verarbeiteten Bildes und von Partnerinformationen gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist eine weitere beispielhafte Abbildung, die einen Vergleichszustand eines verarbeiteten Bildes und von Partnerinformationen gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.

Ein beweglicher Roboter 1 und ein Produktionssystem, das diesen verwendet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in der Folge unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, weist dieses Produktionssystem eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen 200, die Verarbeitung, den Zusammenbau von Werkstücken W und dergleichen durchführen, und mehr als einen beweglichen Roboter 1 auf.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der bewegliche Roboter 1 einen Wagen 10, einen Roboterarm 20, der an dem Wagen 10 durch eine Basis 20a angebracht ist, einen Vision-Sensor 30, der an dem Wagen 10 angebracht ist, und eine Robotersteuereinheit 40, die in dem Wagen 10 vorgesehen ist.
Der Wagen 10 weist einen Basisrahmen 11, eine Vielzahl von Rädern 12, die drehbar an dem Basisrahmen angebracht sind und die den Basisrahmen 11 beweglich unterstützen, und ein Griffteil 13 auf, das in dem Basisrahmen 11 vorgesehen ist und das durch einen Bediener beim Bewegen des Wagens 10 gehalten wird.
Der Roboterarm 20 weist eine Vielzahl von beweglichen Teilen und eine Vielzahl von Servomotoren 21 auf, die jeweils die Vielzahl von beweglichen Teilen antreiben (siehe 2). Verschiedene Arten von Servomotoren, wie beispielsweise ein Umlaufmotor, ein Linearmotor und dergleichen, können als die Servomotoren verwendet werden.
Ein Arbeitswerkzeug 22 zum Durchführen eines Arbeitsvorgangs, wie beispielsweise einer Ersetzung, Untersuchung des Werkstücks W und dergleichen für die Werkzeugmaschine 200, ist an einem distalen Ende des Roboterarms 20 vorgesehen und das Arbeitswerkzeug 22 wird durch einen zusätzlichen Achsenservomotor 22a angetrieben.
In dieser Ausführungsform ist das Arbeitswerkzeug 22 ein Spannfutter, das zum Greifen des Werkstücks W verwendet wird, um das Werkstück W zu ersetzen, es ist indes möglich, ein Arbeitswerkzeug 22 zu verwenden, das von einem durchzuführenden Arbeitsvorgang abhängig ist.
Jeder von den Servomotoren 21, 22a weist eine eingebaute Arbeitsvorgangspositionsdetektionseinrichtung, wie beispielsweise einen Codierer und dergleichen auf, um Arbeitsvorgangspositionen der Servomotoren 21, 22a zu detektieren, detektierte Werte der Arbeitsvorgangspositionsdetektionseinrichtungen werden an die Robotersteuereinheit 40 gesendet und solche detektierten Werte werden zum Steuern der Servomotoren 21, 22a durch die Robotersteuereinheit 40 verwendet.
Die Robotersteuereinheit 40 umfasst eine Steuerung 41, die zum Beispiel eine Zentraleinheit, einen Arbeitsspeicher und dergleichen, eine Anzeige 42, eine Speichereinrichtung 43, die einen nichtflüchtigen Speicher, Nur-Lese-Speicher und dergleichen aufweist, eine Sende- und Empfangseinrichtung 44, die eine Antenne aufweist, ein Programmierhandgerät 45, das zum Zeitpunkt des Erzeugens eines Arbeitsvorgangsprogramms des Roboterarms 20 und dergleichen verwendet wird, eine Vielzahl von Servosteuerungen 46, die vorgesehen sind, um den jeweiligen Servomotoren 21 des Roboterarms 20 zu entsprechen, und eine zusätzliche Achsenservosteuerung 47, die vorgesehen ist, um dem zusätzlichen Achsenservomotor 22a zu entsprechen (siehe 2).
Ein Systemprogramm 43a ist in der Speichereinrichtung 43 gespeichert und das Systemprogramm 43a sieht eine grundlegende Funktion der Robotersteuereinheit 40 vor. Auch ist mindestens ein Werkstückersetzungsarbeitsvorgangsprogramm 43b, das zum Beispiel unter Verwendung des Programmierhandgeräts 45 erzeugt wird, in der Speichereinrichtung 43 gespeichert.
Zum Beispiel wird die Steuerung 41 durch das Systemprogramm betrieben 43a, liest das Werkstückersetzungsarbeitsvorgangsprogramm 43b, das in der Speichereinrichtung 43 gespeichert ist, um es vorübergehend im Arbeitsspeicher zu speichern, und sendet gemäß dem gelesenen Werkstückersetzungsarbeitsvorgangsprogramm 43b, das die Servoverstärker des Servomotors 21, 22a steuert, Steuersignale an die Servosteuerungen 46, 47 und bewirkt, dass der Roboterarm 20 den Werkstückersetzungsarbeitsvorgang durchführt.
Auch weist die Basis 20a des Roboterarms 20 einen eingebauten Kraftsensor 20b auf und der Kraftsensor 20b ist eingerichtet, Kraft, die auf den Roboterarm 20 ausgeübt wird, zu detektieren und den detektierten Wert an die Robotersteuereinheit 40 zu senden. Der Kraftsensor 20b führt die Detektion zum Beispiel als ein Sechs-Achsen-Sensor durch. Die Steuerung 41 bestimmt, ob die durch den Kraftsensor 20b detektierte Kraft innerhalb eines Bezugswerts der durch ein Gewicht des Roboterarms 20 und des Werkstücks W und durch einen Arbeitsvorgang des Roboterarms 20 erzeugten Kraft liegt. Wenn eine solche Kraft den Bezugswert überschreitet, beurteilt die Steuerung 41, dass der Bediener, ein umgebender Gegenstand und dergleichen den Roboterarm 20 unbeabsichtigt berührt, die Steuerung 41 hält den Arbeitsvorgang des Roboterarms 20 an oder verringert die Arbeitsvorgangsgeschwindigkeit des Roboters 20 in hohem Maße.
Der Bezugswert variiert in Abhängigkeit davon, ob der Roboterarm 20 das Werkstück W aufweist oder nicht, Haltungen des Roboterarms 20, dem Betriebszustand des Roboterarms 20 und dergleichen. Da der Arbeitsvorgang angehalten oder die Arbeitsvorgangsgeschwindigkeit verringert wird, wenn es zu einem solchen unbeabsichtigten Kontakt kommt, kann aus diesem Grund ein Roboter, der den Bediener und den umgebenden Gegenstand schützt, als ein mitarbeitender Roboter, ein zusammenarbeitender Roboter und dergleichen bezeichnet werden. Anstatt des Kraftsensors kann ein Vision-Sensor zur zusammenwirkenden Steuerung verwendet werden, um den Roboterarm 20 und seine Umgebung zu beobachten, sodass der unbeabsichtigte Kontakt basierend auf dem detektierten Ergebnis des Vision-Sensors verhindert und der Arbeitsvorgang angehalten oder die Arbeitsvorgangsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des unbeabsichtigten Kontakts verringert wird.
Andererseits umfasst jede von den Werkzeugmaschinen 200 eine Werkzeugmaschinen-Steuereinheit 210 und die Werkzeugmaschinen-Steuereinheit 210 ist eingerichtet, Antriebseinheiten zu steuern, die jeweils einen Servomotor einer Hauptwelle, ein Spannfutter, eine Bremse, eine Werkzeug-Antriebseinrichtung, einen Werkzeugwechsler und dergleichen der Werkzeugmaschine 200 antreiben. Darüber hinaus umfasst die Werkzeugmaschinen-Steuereinheit 210 auch eine Sende- und Empfangseinrichtung 211, die eine Antenne zum Durchführen von drahtloser Verbindung mit der Robotersteuereinheit 40 aufweist (siehe 1).
Die Frontplatte der Werkzeugmaschine 200 weist eine Markierung 220 auf, die eine eindeutige Erkennungsinformation ist, und die Markierung 220 weist eine ID-Informationsanzeige 221 auf, die ID-Informationen anzeigt, wie beispielsweise einen eindimensionalen Strichcode, einen zweidimensionalen Strichcode und dergleichen im Innern davon oder in der Nähe davon (siehe 4, 5). Jeder Werkzeugmaschine 200 können unterschiedliche ID-Informationen zugewiesen werden oder die ID-Informationen können zugewiesen werden, um dem Typ der Werkzeugmaschine 200 zu entsprechen.
Der Vision-Sensor 30 weist eine Abbildungseinrichtung 31, wie beispielsweise eine CCD-Kamera und dergleichen, um ein Bild der Markierung 220 und der ID-Informationsanzeige 221 zu erfassen, einen Bildprozessor 32 zum Durchführen vorbestimmter Bildverarbeitung an dem durch die Abbildungseinrichtung 31 erfassten Bild und Senden des verarbeiteten Bildes an die Robotersteuereinheit 40 und eine Speichereinrichtung 33 auf (siehe 1).
Der Bildprozessor 32 wird unter Verwendung eines Rechners konfiguriert, der eine Zentraleinheit, einen Arbeitsspeicher und dergleichen aufweist, und führt bekannte Bildverarbeitung, wie beispielsweise ein statisches Schwellenwertverfahren (Tresholding), ein dynamisches Schwellenwertverfahren (Tresholding), oder dergleichen auf dem erfassten Bild durch, und speichert das verarbeitete Bild in der Speichereinrichtung 33 und sendet das verarbeitete Bild als Informationen, die von dem erfassten Bild erhalten wurden, an die Robotersteuereinheit 40.
Auch kann der Bildprozessor 32 Standortinformationen von Merkmalspunkten (zum Beispiel Standortdaten von einzelnen Punkten, die die Randlinien und die Kammlinien eines Strichkreuzes der Markierung 220 bilden) der Markierung 220, die in dem verarbeiteten Bild vorhanden ist, als Informationen, die von dem erfassten Bild erhalten wurden, senden und kann Informationen, die von der ID-Informationsanzeige 221 gelesen wurden, als Informationen, die von dem Bild erhalten wurden, an die Robotersteuereinheit 40 senden. Andererseits kann der Bildprozessor 32 das erfasste Bild selbst an die Robotersteuereinheit 40 senden.
Ein Beispiel für den Arbeitsvorgang der Steuerung 41 der Robotersteuereinheit 40 des vorhergehend beschriebenen beweglichen Roboters 1 wird in der Folge unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Zuerst empfängt die Steuerung 41 vor dem Arbeitsvorgang Informationen (Partnerinformationen) der Werkzeugmaschine 200, für die der Roboter den Arbeitsvorgang durchführt, durch die Sende- und Empfangseinrichtung 44 von einem Produktionsverwaltungssystem, das nicht gezeigt ist, und speichert die Partnerinformationen in der Speichereinrichtung 43. Zum Beispiel ist die Werkzeugmaschine 200, für die der Roboter den Arbeitsvorgang als Nächstes durchführt, die Werkzeugmaschine 200, die sich in 1 auf der linken Seite befindet, und der Roboter empfängt ein Bild der Markierung 220, die auf der Frontplatte der Werkzeugmaschine 200 vorgesehen ist, als die Partnerinformationen und speichert das Bild in der Speichereinrichtung 43. Nachdem der Bediener den Wagen 10 vor der Werkzeugmaschine 200 platziert hat, an der der Roboter den Arbeitsvorgang durchführt, wird der Wagen 10 mittels einer Bremse, eines Stützfußes, einer Radstoppereinrichtung oder dergleichen, die in dem Wagen 10 vorgesehen und nicht gezeigt ist, an der Position fixiert.
Wenn der Bediener in diesem Zustand, wie in 1 gezeigt, den Wagen 10 zur Vorderseite der linken Werkzeugmaschine 200 bewegt, wird das Bild der Markierung 220 an der vorderen Fläche der Werkzeugmaschine 200 durch die Abbildungseinrichtung 31 des Vision-Sensors 30 erfasst und das verarbeitete Bild wird an die Robotersteuereinheit 40 gesendet, die Steuerung 41 vergleicht das verarbeitete Bild und die Partnerinformationen, die in der Speichereinrichtung 43 gespeichert sind, um zu bestimmen, ob mindestens eine Form und eine Größe der Markierung 220 des verarbeiteten Bildes innerhalb des Bezugswerts in Bezug zu den Partnerinformationen liegt, und die Speichereinrichtung bestimmt vorzugsweise, ob eine Position der Markierung 220 in dem verarbeiteten Bild innerhalb eines Bezugswerts liegt (Schritt S1).
Wenn zum Beispiel der Bediener den Wagen 10 irrtümlicherweise zur Vorderseite der rechten Werkzeugmaschine 200 bewegt, die in 1 gezeigt ist, und wenn eine Form des verarbeiteten Bildes sich von dem Bild (Strichpunktlinie mit zwei Punkten) unterscheidet, das als die Partnerinformationen empfangen wird, wie in 4 gezeigt („NEIN“ in Schritt S1), kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück, ohne die drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschine 200 herzustellen (Schritt S6). Da der Schritt S6 ein Schritt ist, der bestimmt, ob die drahtlose Verbindung hergestellt wurde, und die drahtlose Verbindung in diesem Fall nicht hergestellt wird, kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück, ohne die drahtlose Verbindung herzustellen.
Wenn in einer anderen Ausgestaltung der Bediener den Wagen 10 diagonal in Richtung der linken Werkzeugmaschine 200 bewegt und wenn, wie in 5 gezeigt, ein Seitenverhältnis des verarbeiteten Bildes im Vergleich zu einem Seitenverhältnis des Bildes (Strichpunktlinie mit zwei Punkten), das als die Partnerinformationen empfangen wird, sich nicht innerhalb eines Bezugsbereichs liegt, oder wenn eine Größe des verarbeiteten Bildes im Vergleich zu einer Größe des als die Partnerinformationen empfangenen Bildes nicht innerhalb des Bezugsbereichs liegt, während das Seitenverhältnis innerhalb des Bezugsbereichs liegt, kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück, ohne die drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschine 200 herzustellen (Schritt S6).
Darüber hinaus ist es zum Zeitpunkt des Vergleichs des als die Partnerinformationen empfangenen Bildes mit dem verarbeiteten Bild zu bevorzugen, einen Zustand herzustellen, in dem die zwei einfach durch Durchführen von Verarbeitung verglichen werden können, die den mittleren Teil der Markierung 220 des verarbeiteten Bildes mit dem mittleren Teil des als die Partnerinformationen empfangenen Bildes abgleicht und dergleichen.
Wenn in Schritt S1 bestimmt wird, dass das verarbeitete Bild innerhalb des Bezugsbereichs liegt, liest die Steuerung 41, da die drahtlose Verbindung noch nicht hergestellt wurde (Schritt S2), die ID-Informationen von der ID-Informationsanzeige 221 in dem verarbeiteten Bild ab (Schritt S3).
Anschließend sendet die Steuerung 41 eine drahtlose Verbindungsanforderung an die Werkzeugmaschinen-Steuereinheit 210 der Werkzeugmaschine 200 unter Verwendung der gelesenen ID-Informationen und stellt dadurch die drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschinen-Steuereinheit 210 her (Schritt S4). Auch stellt, wenn eine Arbeitsvorgangsanforderung von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 210 der Werkzeugmaschine 200 gesendet wird, die Steuerung den Roboterarm 20 so ein, dass der Roboterarm 20 den angeforderten Arbeitsvorgang (Zustand mit aktiviertem Roboterarbeitsvorgang) durchführen kann, und der Prozess kehrt zum Schritt S1 zurück (Schritt S5).
Wenn sich der Wagen 10 in diesem Zustand nicht bewegt, bestimmt der Schritt S1 „JA“ und der Schritt S2 bestimmt „JA“, wodurch der Roboter in dem Zustand mit aktiviertem Roboterarbeitsvorgang gehalten wird.
Wohingegen zum Beispiel, wenn der Bediener den Schlitten 10 unbeabsichtigt bewegt und in Schritt S1 „NEIN“ bestimmt wird, da die drahtlose Verbindung hergestellt wurde, in Schritt S6 „JA“ bestimmt wird, die Steuerung 41 aus diesem Grund einen Prozess zum Trennen der drahtlosen Verbindung durchführt (Schritt S7) und den Roboterarm 20 so einstellt, dass der Roboterarm 20 nicht betrieben werden kann (deaktivierter Zustand des Roboterarms) (Schritt S8).
Wenn zum Beispiel die Position des Roboterarms 20 in Bezug zu der Werkzeugmaschine 200 verschoben wird, nachdem der Roboterarm 20 vor der beabsichtigten Werkzeugmaschine 200 platziert wurde, besteht ein Problem, dass der Arbeitsvorgang durch den Roboterarm 20 nicht genau durchgeführt werden kann. Aus diesem Grund ist die zuvor genannte Ausgestaltung, die kontinuierlich überwacht, ob der Roboterarm 20 in einer vorbestimmten Einrichtungsposition in Bezug zu der Werkzeugmaschine 200 platziert ist, vorteilhaft, um die Genauigkeit der durch den Roboterarm 20 durchgeführten Arbeit sicherzustellen.
Wie zuvor beschrieben, empfängt gemäß dieser Ausführungsform die Sende- und Empfangseinrichtung 44, die als ein Partnerinformationsempfangsmodul wirkt, die Partnerinformationen und das Bild der Markierung 220, die auf der Werkzeugmaschine 200 vorgesehen ist, wird durch den Vision-Sensor 30 erfasst, der durch den Wagen 10 unterstützt wird, und wenn das erfasste Bild oder die von dem erfassten Bild erhaltenen Informationen mit den Partnerinformationen übereinstimmen, wird der Roboterarm 20 in einen Zustand eingestellt, in dem der Roboterarm 20 den Arbeitsvorgang durchführen kann. Dementsprechend wird der Roboterarm 20, solange der Vision-Sensor 30 nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in Bezug zu der Werkzeugmaschine 200 des Arbeitsvorgangsziels platziert ist, nicht auf den Zustand eingestellt, in dem der Roboterarm 20 den Arbeitsvorgang durchführen kann, wodurch es möglich wird, den Roboterarm 20 zuverlässig an der vorbestimmten Einrichtungsposition in Bezug zu der Werkzeugmaschine 200 des Zielarbeitsvorgangs zu platzieren.
Darüber hinaus bestimmt die Steuerung 41 der Robotersteuereinheit 40, ob die Markierung 220 in dem durch den Vision-Sensor 30 erfassten Bild innerhalb des Referenzformbereichs und des Referenzgrößenbereichs liegt und, wenn es innerhalb des Referenzformbereichs und des Referenzgrößenbereichs liegt, wird der Roboterarm 20 auf einen Zustand eingestellt, in dem der Roboterarm 20 den Arbeitsvorgang durchführen kann. Daher ist es möglich, zuverlässiger sicherzustellen, dass der Roboterarm 20 an der vorbestimmten Einrichtungsposition in Bezug zu der Werkzeugmaschine 200 des Zielarbeitsvorgangs platziert ist.
Überdies erfasst der Vision-Sensor 30 das Bild der Markierung 220 und die ID-Informationsanzeige 221 und die Robotersteuereinheit 40 stellt die drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschine 200 unter Verwendung der von der ID-Informationsanzeige 221 erhaltenen ID-Informationen her. Daher ist es für den Bediener nicht erforderlich, die ID-Informationen der Werkzeugmaschine 200 visuell zu bestätigen und solche Informationen in die Robotersteuereinheit 40 einzugeben, was beim Verhindern, dass die Robotersteuereinheit 40 die drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschinen-Steuereinheit 210 der unbeabsichtigten Werkzeugmaschine 200 herstellt, von Vorteil ist.
Die zuvor genannte Ausführungsform veranschaulicht die Markierung 220, die die ID-Informationsanzeige 221 darin oder in ihrer Nähe aufweist, es ist indes auch möglich, dass die Markierung 220 selbst die ID-Informationen, wie einen eindimensionalen Strichcode, einen zweidimensionalen Strichcode oder dergleichen, anzeigt. In einem solchen Fall kann bestimmt werden, ob eine Größe oder eine Form der Markierung 220 mit den Partnerinformationen übereinstimmt, und der Roboterarm 20 wird auf einen Zustand eingestellt, in dem der Roboterarm 20 den Arbeitsvorgang durchführen kann, wenn die Markierung 220 mit den Partnerinformationen übereinstimmt, und auch die Markierung 220 auf der Frontplatte der Werkzeugmaschine 200 zusammen mit der ID-Informationsanzeige 221 vorgesehen ist.
Darüber hinaus kann das Werkstückersetzungsarbeitsvorgangsprogramm 43b von der Werkzeugmaschinensteuereinheit 210 an die Robotersteuereinheit 40 gesendet werden, nachdem die drahtlose Verbindung hergestellt wurde.
Überdies ist es möglich, das System so auszugestalten, dass das durch die Abbildungseinrichtung 31 des Vision-Sensors 30 erfasste Bild durch die Robotersteuereinheit 40 bildverarbeitet wird.
Auch kann eine Haube zur Verengung des Sichtfelds am distalen Ende der Abbildungseinrichtung 31 vorgesehen werden, sodass die Position des Wagens 10 in Bezug zu der Werkzeugmaschine 200 strenger eingeschränkt wird.
Überdies können die Partnerinformationen Standortdaten von entsprechenden Punkten sein, die eine Markierung ausgestalten, die die Partnerinformationen sind, es kann ausgestaltet werden, dass die Partnerinformationen in eine Eingabeeinrichtung eingegeben werden, die in dem beweglichen Roboter 1 vorgesehen ist, und die Robotersteuereinheit 40 solche Partnerinformationen empfängt. Darüber hinaus kann die Abbildungseinrichtung an dem Roboterarm 20 anstatt an dem Wagen 10 vorgesehen sein. In einem Fall, in dem die Position und die Haltung der Abbildungseinrichtung 31 durch den Roboterarm 20 geändert werden, wird der Betrag der Änderung basierend auf detektierten Werten der Arbeitsvorgangspositionsdetektionseinrichtungen der Servomotoren 21 des Roboterarms 20 erhalten, und ob der Roboterarm 20 an einer Einrichtungsposition davon platziert ist, kann in Anbetracht des Betrags der Änderung bestimmt werden.
Bezugszeichenliste

1: beweglicher Roboter
10: Wagen
11: Basisrahmen
12: Rad
13: Griffteil
20: Roboterarm
22: Arbeitswerkzeug
30: Vision-Sensor
31: Abbildungseinrichtung
32: Bildverarbeitungseinrichtung
33: Speichereinrichtung
40: Robotersteuereinheit
41: Steuerung
44: Sende- und Empfangseinrichtung
200: Werkzeugmaschine
210: Werkzeugmaschinen-Steuereinheit
211: Sende- und Empfangsteil
220: Markierung
221: ID-Informationsanzeige
W: Werkstück

Claims

Beweglicher Roboter (1), umfassend: einen Roboterarm (20), der einen Arbeitsvorgang für eine Werkzeugmaschine durchführt; einen Wagen (10), der den Roboterarm (20) unterstützt und der den Roboterarm (20) zu einer vorbestimmten Einrichtungsposition bewegt, sodass der Roboterarm (20) den Arbeitsvorgang durchführen kann; einen Vision-Sensor (30), der durch den Wagen (10) zusammen mit dem Roboterarm (20) unterstützt wird und der ein Bild von Erkennungsinformationen erfasst, die auf der Werkzeugmaschine (200) vorgesehen sind, wenn der Roboterarm (20) an der vorbestimmten Einrichtungsposition platziert wird; ein Partnerinformationsempfangsmodul (44), der Partnerinformationen empfängt, die die Werkzeugmaschine (200) betreffen, für die der Roboter den Arbeitsvorgang durchführt; und eine Steuerung (41), die bestimmt, ob das durch den Vision-Sensor (30) erfasste Bild oder Informationen, die von dem Bild abgeleitet werden, mit den Partnerinformationen übereinstimmen, die durch das Partnerinformationsempfangsmodul (44) an dem Zeitpunkt des Platzierens des Roboterarms (20) an der vorbestimmten Einrichtungsposition durch den Wagen (10) empfangen werden, und die eine drahtlose Verbindungsanforderung an die Werkzeugmaschine (200) sendet, wenn das aufgenommene Bild oder die Informationen mit der Partnerinformation übereinstimmen, um den Roboterarm (20) in einen aktivierten Zustand einzustellen, in dem der Roboterarm (20) den Arbeitsvorgang durchführen kann.
Beweglicher Roboter (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (41) eingerichtet ist, überdies zu bestimmen, ob die Erkennungsinformationen in dem durch den Vision-Sensor (30) erfassten Bild oder die von dem Bild abgeleiteten Informationen innerhalb eines Referenzformbereichs und eines Referenzgrößenbereichs liegen, und die Steuerung (41) eingerichtet ist, den Roboterarm (20) einzustellen, um in dem Zustand zu sein, in dem der Roboterarm (20) den Arbeitsvorgang durchführen kann, wenn die Erkennungsinformationen innerhalb des Referenzformbereichs und des Referenzgrößenbereichs liegen.
Beweglicher Roboter (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vision-Sensor (30) eingerichtet ist, das Bild der Erkennungsinformationen zusammen mit einem Bild einer ID-Informationsanzeige zu erfassen, die auf der Werkzeugmaschine (200) vorgesehen ist, und die Steuerung (41) eingerichtet ist, drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschine (200) unter Verwendung von ID-Informationen herzustellen, die von der ID-Informationsanzeige erhalten werden.