JP2022074725A - ロボット搭載移動装置及びシステムの位置決め制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットの位置の正確性を向上させることが求められている。
図1及び図2に示すように、本例のシステム1は、同じ構成を有する第1工作機械10A、第2工作機械10B及び第3工作機械10C(以下、これらを総称して工作機械10と称する場合がある)、周辺装置としての材料ストッカ20及び製品ストッカ21、移動部の一例である無人搬送車35、この無人搬送車35に搭載されたロボット25、ロボット25に装着されたカメラ31、ロボット25のハンド部、及び無人搬送車35を制御する制御装置40などを備える。
なお、本実施形態では、無人搬送車35、ロボット25、カメラ31及び制御装置40からロボット搭載移動装置が構成されるが、この構成に限定されない。本実施形態のロボット搭載移動装置は、カメラ、ロボット、ロボットのハンド部の位置を制御する制御部、移動可能な移動部を少なくとも有していればよい。
ただし、ロボット25は、上述の形態に限定されるものではない。例えば、ロボットは、(i)カメラと、(ii)ワークや工具などの対象物を把持するためのハンド部と、(iii)ハンド部を可動可能に繋いでいる第2アーム部と、(iv)第2アーム部を可動可能に繋いでいる第1アーム部と、を少なくとも有していればよい。本実施形態では、第1アーム26を第1アーム部、第2アーム27を第2アーム部、ハンド29をハンド部としているが、第2アーム27を第1アーム部、第3アーム28を第2アーム部、ハンド29をハンド部としてもよい。
また、本実形態における撮像姿勢は、ハンド29やカメラ31を工作機械内に進入させているが、この姿勢に限定されない。例えば、図1に示すように、ハンド29やカメラ31が工作機械10の外にあってもよい。この場合、ロボット25のカメラ31は、工作機械10内に配された識別図形を撮像できるように、言い換えれば、識別図形に対向するように、更に言い換えれば、光軸が識別図形を含む面と交差(好ましくは直交)するように、回転や移動で、カメラ31の位置を調整すればよい。さらに、撮像姿勢は、本実施形態の作業開始姿勢からカメラ31を識別図形と対向するように向きを変えた姿勢を撮像姿勢としてもよい。
また、本実形態における撮像姿勢は、ハンド29やカメラ31を工作機械10内に進入させた姿勢としているが、この姿勢に限定されるものではない。例えば、図1に示すように、ハンド29やカメラ31が工作機械10の外にある状態で、機内にある表示板16に設けられた識別図形を撮像するようにしても良いい。この場合、ロボット25のカメラ31は、工作機械10内に配された識別図形を撮像できるように、言い換えれば、識別図形に対向するように、更に言い換えれば、光軸が識別図形を含む面と交差(好ましくは直交)するように、回転や移動で、カメラ31の位置を調整すればよい。さらに、撮像姿勢は、本実施形態の作業開始姿勢からカメラ31を識別図形と対向するように向きを変えた姿勢を撮像姿勢としてもよい。
実施形態1では、識別図形を水平面と平行に配置した例で説明したが、本実施形態では、水平面と交差する面(特に、直交する面)と平行に識別図形が配置された例を用いて説明を行う。図14は、水平方向に光軸があるカメラ31で撮像影した場合の識別画像の見え方の違いを示した図であり、(a)は、第1工作機械10A及び第2工作機械10Bにおける識別図形の撮像画像を示し、(b)は、第3工作機械10Cにおける識別図形の撮像画像を示している。
図16(b)に示すように識別図形の中心が、カメラで撮影したときに写る範囲であるカメラフレーム内において、予め設定されている所定範囲の外にある場合、制御部は、ロボット搭載移動装置の移動部を移動させロボット搭載移動装置の装置位置を変更する。その後、カメラで識別図形を撮像し、識別図形の中心が所定範囲内であれば、制御部は、ロボット搭載移動装置のロボットのハンド部の位置を制御し、ワークの着脱などを行う。なお、所定範囲は、カメラフレームの対角線の1/4の長さを半径とした円を所定範囲と設定してもよい。また、カメラフレーム全域を所定範囲としてもよい。例えば、カメラフレームに識別図形の中心が撮像されさえすれば、制御部は、ロボットのハンド部の位置を制御し、ワークの着脱を行うように設定してもよい。このように所定範囲は、ロボットアームの可動範囲を考慮して、適宜設定することができる。
また、図14(b)は、無人搬送車35が第3工作機械10Cの前に停止している状態で、カメラ31で識別図形を撮像する場合の想定のカメラフレームの例を示している。この例では、図1に示すように、第3工作機械10Cのドア18が閉じた状態であり、第3工作機械10Cの内部にある識別画像を撮像することができない(図1及び図14参照)。この場合は、ロボット搭載移動装置の制御装置40は、第3工作機械10Cにドア18を開けるための指示を送信するか、または、作業者や監督者に第3工作機械10Cのドア18が開いていない旨の報知を行う処理を行うのが好ましい。
10 工作機械
11 主軸
12 チャック
13 ツールプリセッタ
14 接触子
15 支持バー
16 表示板
20 材料ストッカ
21 製品ストッカ
25 ロボット
29 ハンド
31 カメラ
35 無人搬送車
37 操作盤
40 制御装置
41 動作プログラム記憶部
42 移動位置記憶部
43 動作姿勢記憶部
44 マップ情報記憶部
45 基準画像記憶部
46 手動運転制御部
47 自動運転制御部
48 マップ情報生成部
49 位置認識部
50 補正量算出部
51 入出力インターフェース
W1 加工前ワーク
W2 加工済ワーク
Claims (5)
- 工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットを搭載したロボット搭載移動装置の位置としての第1装置位置に関連する関連情報として、工作機械内に配された識別図形と平行な平面内で設定される第1軸と第2軸とにおける前記第1装置位置における前記識別図形の位置を第1識別位置として設定されるロボット搭載移動装置であって、
(i)カメラと、(ii)前記対象物を把持するためのハンド部と、(iii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第2アーム部と、(iv)第2アーム部を可動可能に繋いでいる第1アーム部と、を有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記第1装置位置と異なる第2装置位置において、前記カメラで前記識別画像が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第2識別位置に基づいて、前記第2識別位置が前記第2装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第2識別位置が前記第2装置位置から所定の範囲外にある場合には、前記移動部を移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。 - 前記第2装置位置まで移動する際の前記移動部の移動速度は、前記第2識別位置が前記第2装置位置から所定の範囲外にある場合の前記移動部の移動速度よりも速い、請求項1記載のロボット搭載移動装置。
- 前記移動部は、前記第1装置位置または第2装置位置で停止する直前で、工作機械間を移動する移動速度よりも移動速度を遅くし、前記第1装置位置または第2装置位置で停止する請求項1または2に記載のロボット搭載移動装置。
- 対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第1軸及び第2軸で形成される水平面内で移動させて第1位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第1軸及び第2軸、並びにこれらと直交する第3軸によって形成される3次元空間内で移動させて第2位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第1位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第2位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第2位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第2位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第2位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第2位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第1軸及び第2軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、該第1軸及び第2軸方向への補正を行わない状態で、前記作用部を第2位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。 - 対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第1軸及び第2軸で形成される水平面内で移動させて第1位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第1軸及び第2軸、並びにこれらと直交する第3軸によって形成される3次元空間内で移動させて第2位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第1位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第2位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第2位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第2位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第2位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第2位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第1軸及び第2軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、前記搬送装置の第1位置に対する位置ずれ量を再度検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第2位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第2位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
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