带机器人臂的自动运输车系统及其控制方法、机器人系统与流程

文档序号:11608115阅读:279来源:国知局
带机器人臂的自动运输车系统及其控制方法、机器人系统与流程

本发明涉及带机器人臂的自动运输车系统、机器人系统、以及带机器人臂的自动运输车系统的控制方法。



背景技术:

在专利文献1中公开了一种自走式作业机器人,该机器人通过内部电源装置实现自行,将具有可进行送出和卷绕的电缆的供电连接单元与外部的供电单元连接,通过来自供电单元的电力驱动机器人。在专利文献2中公开了这样的机构:在规定的站点对电池进行充电并供机器人进行作业的电力供给系统中,该机构由连接电极棒、电极弹簧等构成,用于设定为充电状态。

专利文献1:日本特公平6-55002号公报

专利文献2:日本特开昭60-106302号公报

在专利文献1、专利文献2公开的现有技术中,利用机器人主体和自动运输车本身的移动来进行与电源的连接。并且,由于自动运输车的移动精度一般不高,会产生几毫米左右的误差,因此,该连接是通过基于简单的按压的接触而完成连接,并且需要允许稍微的定位误差的特殊结构,另外,能够供给的动力在实际使用上也受到电力限制。并且,连接机构必须设置在能够通过自动运输车的移动而连接的位置处,设计的自由度低。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于,在带机器人臂的自动运输车系统中接受动力的供给时能够使用一般的连接机构并且能够使用各种动力,同时提高连接机构的设置位置的设计自由度。

本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统具有:自动运输车;机器人臂,其搭载在所述自动运输车上;连接部,其被所述机器人臂保持并通过所述机器人臂进行移动,与动力供给源进行连接或者脱离;以及动力蓄积部,其对经由所述连接部供给的动力进行蓄积,并且至少提供给所述机器人臂。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,所述机器人臂具有能够根据作业内容保持不同的作业手的公共的保持部,所述连接部由所述保持部进行保持。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,所述连接部和所述动力供给源通过与所述保持部相同类型的结构而彼此连接。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,所述自动运输车具有控制器,该控制器对所述机器人臂进行控制,所述控制器在所述自动运输车停止并由所述机器人臂进行规定作业的至少一个移动停止位置处,对所述机器人臂进行如下的控制:通过所述机器人臂,使所述连接部与所述动力供给源连接,进行规定作业,使所述连接部从所述动力供给源脱离。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,在所述移动停止位置处,所述控制器对一个所述机器人臂进行控制,使得通过所述一个机器人臂使所述连接部与所述动力供给源连接,同时,所述控制器对另一个所述机器人臂进行控制,使得通过所述另一个机器人臂进行所述规定作业。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,所述动力供给源被赋予了识别信息,所述控制器通过使所述连接部与所述动力供给源连接来读取所述识别信息,使所述机器人臂进行与所述识别信息对应的作业。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,在所述连接部与所述动力供给源连接的状态下,所述自动运输车的移动被限制。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,所述自动运输车搭载有能够应对多个作业内容的作业手。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,在与所述移动停止位置对应的每个作业站配置有与作业内容对应的作业手。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,所述自动运输车具有定位机构,该定位机构执行所述自动运输车相对于与所述移动停止位置对应的作业站的定位。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,在检测到基于所述定位机构的定位的错误的情况下,所述控制器对所述机器人臂的控制被限制。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,所述自动运输车具有位置传感器,该位置传感器取得所述动力供给源的位置信息,进行所述连接部相对于所述动力供给源的位置校正。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统也可以是,通过公共的所述连接部向所述机器人臂供给多种动力。

另外,本发明的一个方面的机器人系统,该机器人系统具有:带机器人臂的自动运输车系统,其具有:自动运输车;机器人臂,其搭载在所述自动运输车上;连接部,其被所述机器人臂保持并通过所述机器人臂进行移动,与动力供给源进行连接或者脱离;以及动力蓄积部,其对经由所述连接部供给的动力进行蓄积,并且至少提供给所述机器人臂;所述带机器人臂的自动运输车系统停止并由所述机器人臂进行作业的至少一个移动停止位置;以及与所述移动停止位置对应地设置的至少一个所述动力供给源。

另外,本发明的一个方面的带机器人臂的自动运输车系统的控制方法包括:对搭载在自动运输车上的机器人臂进行控制,使得所述机器人臂将连接部与动力供给源连接;对所述机器人臂进行控制,使得所述机器人臂进行规定作业;以及对所述机器人臂进行控制,使得所述机器人臂将所述连接部从所述动力供给源脱离。

附图说明

图1是示出本实施方式的机器人系统的物理上的系统结构的框图。

图2是在本实施方式中从上方观察在生产线上进行作业的带机器人臂的自动运输车系统的图。

图3是从agv的移动方向(x方向)观察本实施方式的带机器人臂的自动运输车系统的图。

图4是说明本实施方式的atc保持部的保持构造的外观立体图。

图5是示出本实施方式的机器人系统的功能上的系统结构的框图。

图6是示出假设机器人控制器不读取对动力供给源赋予的识别信息的情况下的选择性结构中的agv控制部和机器人控制器的动作的例子的图。

图7是示出在设机器人控制器不读取对动力供给源赋予的识别信息的情况下的选择性结构中只进行了循环顺序的变更时的agv控制部和机器人控制器的动作的例子的图。

图8是示出假设机器人控制器读取对动力供给源赋予的识别信息的情况下的选择结构中的agv控制部和机器人控制器的动作的例子的图。

图9是说明本实施方式的带机器人臂的自动运输车系统的控制方法的流程图。

标号说明

1:机器人系统;10:agv;11:定位销;12:驱动机构;20:agv控制部;21:agv移动控制部;22:定位控制部;23:定位检测部;30:机器人臂;31:保持部;31a:atc主装置;32:作业手;32a:atc从装置;32b:手主体;33:照相机;35:作业对象;40:动力蓄积部;41:ups:41a:电缆;42:空气箱;42a:空气管;50:连接部;51a:atc从装置;51b:atc主装置;60:机器人控制器;61:连接控制部;62:作业控制部;63:脱离控制部;71:作业器具;73:动力供给源;73a:电源;73b:空压源;73c:atc从装置;74:定位槽;81:识别信息;100、100a、100b:带机器人臂的自动运输车系统;s、s1、s2、s3:作业站;b、c:插入口;g:agv控制板;l:行进路径;m:引导件。

具体实施方式

首先,参照图1,对本发明的实施方式(以下称作本实施方式)的机器人系统的整体结构的概要进行说明。图1是示出本实施方式的机器人系统的物理上的系统结构的框图。机器人系统1包括带机器人臂的自动运输车系统100、作业站s以及agv控制板g。另外,在该图中,有线连接和配管等物理上的连接关系用实线表示,无线连接等非接触通信用虚线表示,可拆装的连接关系用虚线双箭头表示。

在带机器人臂的自动运输车系统100中,机器人臂30以能够操作的方式搭载在agv(automaticguidedvehicle:自动引导车)10上。agv10上包括对agv10自身的动作进行控制的agv控制部20、定位销11以及驱动机构12。另外,在本实施方式中,除了机器人臂30之外,在agv10上还至少搭载有动力蓄积部40、连接部50以及机器人控制器60。另外,agv控制部20和机器人控制器60将plc(programmablelogiccontroller:可编程逻辑控制器)20a作为接口而以彼此能够通信的方式连接。plc20a与机器人控制器60以有线的方式连接,进行信号的收发。plc20a与agv控制部20使用配备在plc20a上的光通信单元以光通信的方式进行信号的收发。另外,不限于此,也可以是以下这样的结构:省略plc20a,agv控制部20包括plc20a的功能,agv控制部20与机器人控制器60能够直接通信。

这里,agv10可以是一般市售的,受到基于agv控制板g的整体控制而由搭载在每个agv10上的agv控制部20对驱动机构12进行控制,由此进行行进/停止等的agv10的动作。驱动机构12是使agv10沿着期望的路径行进的机构,其可以是适当的电动机和由该电动机驱动的车轮、转向机构。在后面详细叙述定位销11,定位销11可以是追加搭载在市售的agv上的,其动作可以通过agv控制部20完成。另外,在agv控制部20进行自主控制的情况下,也可以省略agv控制板g。

另外,机器人臂30可以是一般的示教再现式的工业用机器人。由于在agv10上搭载有对机器人臂30进行控制的机器人控制器60和作为它们的动力源的动力蓄积部40,因此,带机器人臂的自动运输车系统100能够单独对机器人臂30进行操作。在机器人臂30的前端安装有保持部31,能够以可拆装的方式对后述的连接部50和作业手32进行保持。保持部31的形式可以没有特别限定,在本实施方式中,可以使用被称作atc(autotoolchanger:自动工具更换装置)等的一般的机器人用工具拆装机构。对于一般的atc而言,存在主/从(或公/母)的区别,在本例中,使用atc主装置31a作为保持部31。由于atc的主/从是方便区别的,因此,也可以使用atc从装置作为保持部31,还可以使用没有主/从的区别的atc。并且,在本实施方式中,在机器人臂30的前端或其附近安装有照相机33。照相机33可以是所谓的静态照相机,也可以是视频照相机。

动力蓄积部40包括ups(uninterruptiblepowersupply:不间断电源装置)41和空气箱42,在ups41中蓄积有作为动力的电力,在空气箱42中蓄积有作为动力的压缩空气。另外,ups41通过电缆41a与连接部50电连接。另外,空气箱42通过空气管42a与连接部50连接。

连接部50是这样的部件:以可拆装的方式被机器人臂30的保持部31保持,并且能够以可拆装的方式与后述的作业站s的动力供给源73连接。并且,连接部50与动力供给源73连接,使得动力供给源73与动力蓄积部40连接,由动力供给源73供给的动力蓄积在动力蓄积部40内。在本实施方式中,连接部50构成为在atc从装置50a上安装有atc主装置50b,atc从装置50a是与保持部31的atc主装置31a连接的部分,atc主装置50b是与设置于动力供给源73的atc从装置73c连接的部分。因此,从动力蓄积部40的ups41延伸的电缆41a和从空气箱42延伸的空气管42a与atc主装置50b连接。当atc从装置50a与atc主装置31a连接并保持时,在需要压缩空气等的动力的情况下,由机器人臂30经由atc主装置31a供给该动力。

另外,虽然省略图示,但agv10也可以另外具有用于驱动agv10的蓄电池等电源和充电用的端子。agv10的电源的充电的时机和向充电站的移动可以根据agv控制板g的指令完成。或者,agv10也可以将动力蓄积部40的ups41作为电源,与机器人臂30共用。

在作业站s设置有作业器具71、作业手32、以及动力供给源73。作业器具71是用于对后述的作业对象进行适当加工等的作业的装置、工具以及作业台等,作业手32是供机器人臂在该作业站s上对作业对象进行所需作业的机器手。作业手32是在访问作业对象的手主体32b上安装atc从装置32a而形成的,该atc从装置32a供机器人臂30的保持部31以可拆装的方式保持手主体32b。手主体32b的动作所需的动力这里为电力和压缩空气是从动力蓄积部40通过机器人臂30经由保持部31的atc主装置31a和作业手32b的atc从装置32a供给的。动力供给源73能够供给动力蓄积部40应蓄积的动力,在本实施方式中包括能够供给电力的电源73a以及能够供给压缩空气的空压源73b。电源73a可以是供给向工厂供给的商用电源的供给端口,也可以是进行该商用电源的电压和交流/直流转换的电源变压器或ac/dc转换器。另外,空压源73b可以是向工厂供给的所谓的工厂压缩空气的供给端口,也可以是压缩空气泵。并且,在作业站s上设置有定位槽74,这一点在下文叙述。

接着,参照图2~图4,对本实施方式的机器人系统的结构进行具体说明。图2是在本实施方式中,从上方观察在生产设备中进行作业的2个带机器人臂的自动运输车系统100a、100b的图。图3是从agv10的移动方向(x方向)观察本实施方式的带机器人臂的自动运输车系统100的图。图4是示出本实施方式的保持部31、连接部50以及动力供给源73的连接构造的外观图。

机器人系统1尤其适合通过单元生产方式或fms(flexiblemanufacturingsystem:柔性制造系统)进行的多品种少量的生产作业。在本实施方式中,说明这样的例子:机器人臂30在生产设备中使用设置于作业站s的作业器具71对由agv10运输的作业对象35进行加工或组装等的作业。

在图2中示出这样的例子:2个带机器人臂的自动运输车系统100(100a、100b)在多个作业站s(s1、s2、s3)之间移动,通过机器人臂30在各作业站s进行作业。但并不限于此。例如,带机器人臂的自动运输车系统100也可以是1个,还可以是3个以上。在使用多个带机器人臂的自动运输车系统100的情况下,搭载在上述多个带机器人臂的自动运输车系统100上的机器人臂30能够同时并行地进行作业,减少了作业站s的等待时间,因此,能够实现生产性的提高。另外,在图2中示出在1个带机器人臂的自动运输车系统100上搭载有2个机器人臂30的例子,但机器人臂30至少是1个以上即可。

agv10是在生产设备中,能够在作业站s之间移动的自动运输车(无人运输车)。agv10受agv控制部20的控制而在粘贴于行进路径l的地面上的磁胶带等引导件m上移动。另外,在本实施方式中,作为自动运输车的一例,使用agv10进行说明,但时,只要是能够搭载机器人臂30并且能够在生产设备的站之间自动移动,则也可以是其它形式的运输车。

agv10在移动停止位置处停止,通过定位机构的驱动,进行相对于与移动停止位置对应的作业站s的定位。关于定位机构的驱动的详细内容,在下文叙述。另外,这里,移动停止位置是指agv10停止的位置,包括机器人臂30进行作业的位置。另外,作业站s是包括供机器人30进行作业的作业器具71的区域,移动停止位置与各作业站s对应地设置。在图2中示出这样的状态:带机器人臂的自动运输车系统100a的agv10在与作业站s1对应的移动停止位置处停止,1个机器人臂30正在进行作业。另外,在图2中示出带机器人臂的自动运输车系统100b的agv10从作业站s2向作业站s3移动的中途的状态。

如图3所示,机器人臂30是具有多个驱动轴的多关节臂,前端具有保持部31。保持部31能够保持连接部50。图3示出这样的状态:atc主装置31a与atc从装置50a连接,由此,保持部31对连接部50进行保持。

另外,保持部31构成为还能够保持作业手32。机器人臂30通过在保持部31上保持作业手32,进行使用了作业手32的针对作业对象35的作业、作业器具71的操作。另外,保持部31能够根据作业内容保持不同的作业手32。即,保持部31能够根据作业内容以共用的方式保持不同的作业手32。因此,如果准备与多种作业对应的作业手32,则机器人臂30能够使用通用的部件。另外,如果将多个机器人臂30具有的保持部31设为彼此相同的构造,则任意机器人臂30都能使用作业手32。在本实施方式中,在所有的机器人臂30的保持部31上使用相同的atc主装置31a。

另外,在本实施方式中,示出了垂直多关节臂作为机器人臂30,但并不限于此,也可以是水平多关节臂等其它形式的臂。另外,驱动轴的数量也不限于本实施方式示出的数量。对于作业手32,只要能够把持作业对象35、或者能够操作作业器具71即可,只要可应对作业内容,则没有特别限制。

另外,在本实施方式中,将动力蓄积部40图示为与按照搭载在agv10上的每一个机器人臂30分别对应地设置,但也可以是,搭载在1个agv10上的机器人臂共用动力蓄积部40。

这里,机器人臂30是通过从动力蓄积部40供给动力而被驱动的,能够搭载到agv10上的动力蓄积部40的重量、体积具有限制,如果尽量将动力蓄积部40设为小型且重量轻,则agv10本身也能够使用小型且重量轻的agv,在设备成本、维护成本这一点上是优选的。另一方面,如果将动力蓄积部40设为小型且重量轻,则蓄积的动力的能量减小,因此,无法长时间操作机器人臂30。因此,在本实施方式中,将能够向动力蓄积部40供给动力的动力供给源73设置在各作业站s。由此,agv10每次停止在移动停止位置处时,动力蓄积部40能够接受动力供给,因此,机器人臂30不会由于动力不足而无法操作,另外,不需要为了动力供给而中断作业来接受动力供给。

对于这一点,虽然不取决于动力的类型,但可以认为在使用压缩空气作为动力的情况下优点尤其大。即,在现有技术中,在想要将压缩空气作为动力源的情况下,为了确保充足的操作时间,可以想到在agv10上搭载用于制造压缩空气的压缩机,或者在agv10上搭载充足容量的空气箱,对于前者而言,虽然不用担心压缩空气的压力不足,但是重量和用于操作压缩机的功耗增大,还会产生振动。对于后者而言,虽然可以认为不会发生功耗和振动的问题,但是由于能够蓄积到空气箱内的能量密度比其它类型的动力(例如电力)小,因此,为了确保充足的操作时间,必须准备较大的空气箱,或者使用重量较大且价格也高的高压容器。与此相对,如本实施方式那样,在各作业站s设置动力供给源73,并且agv10每次停止在移动停止位置处时接受压缩空气的供给作为动力,则只要在动力蓄积部40上设置小型的空气箱42就足够了,能够克服上述的重量等的问题。这一优点是通过使用如atc那样能够供给压缩空气的机构作为连接动力蓄积部40和动力供给源73的连接部50的机构(在本实施方式中相当于atc主装置50b)而带来的。另外,通过完成通用性高、动作的精度也高的机器人臂30的操作,能够使用该机构。

根据图4所示的本实施方式的保持部31、连接部50以及动力供给源73的连接结构可知,通过将保持部31的atc主装置31a连接并固定到连接部50的atc从装置50a的插入口b中,由机器人臂30操作连接部50。另外,在本实施方式中,对保持部31为atc主装置的情况进行说明,但也可以是保持部31为atc从装置,连接部50为atc主装置。在保持部31为atc从装置的情况下,在保持部31侧(机器人控制器60侧)设置判断保持部31与连接部50连接并通知给连接部50侧的连接通知部,在连接部50侧设置控制部即可,该控制部接收到该通知后,对连接部50进行控制,使得连接部50和保持部30固定。在agv10上配置的连接部50由机器人臂30提起并移动,并且,连接部50的atc主装置50b连接并固定到动力供给源73的atc从装置73c的插入口c中(参照图4)。在该状态下,来自动力供给源73的电源73a的电力通过atc从装置73c、atc主装置50b以及电缆41a被提供给ups41(参照图1)并被蓄积。同样,在该状态下,来自动力供给源73的空压源73b的压缩空气通过atc从装置73c、atc主装置50b以及空气管43a被提供给空气箱42并被蓄积。另外,也可以是,在连接部50与动力供给源73连接后,解除保持部31对连接部50的保持,将机器人臂30自如地应用在其它作业中。

如本实施方式所示那样,可以向机器人臂30和由机器人臂30保持的作业手32供给多种动力。例如,通过电力进行机器人臂30的各驱动轴的旋转驱动,通过压缩空气进行保持部31与作业手32或连接部50之间的拆装动作。也可以进一步使用上述动力之外的动力,或者替换任意一种而使用。作为连接部50的机构,可以采用能够一并连接该多个动力并且能够进行切断的机构,此时,不需要按照每个动力的类型进行拆装的操作就能够迅速进行动力的连接和切断。作为这样的机构,在本实施方式中使用市售的atc,通过使用这样的在市场上流通的普通产品,能够降低设备成本,并且使维护管理变得容易。当然,在难以获得符合要求的普通产品的情况下,也可以将连接部50的机构制作为专用的产品。

并且,在本实施方式中,如图4所示,作为保持部31的保持结构的atc主装置31a和作为连接部50的连接结构的atc主装置50b是相同类型的结构,在这种情况下,使用相同的atc。这样,通过在保持结构和连接结构中采用相同类型的结构,使维护用的更换部件通用化,能够使维护管理变得容易。另外,这里,相同类型的结构是这样的结构:设计上的功能以及用途相同,除了尺寸和配置等几何学差异之外,能够视为相同。在本实施方式的例子中,作为保持结构的atc主装置31a和作为连接结构的atc主装置50b原本被设计为atc即机器人手的拆装机构,由于机构也类似,因此,是相同类型的结构。另外,保持结构和连接结构不一定必须是相同的机构。例如,atc主装置31a和atc主装置50b也可以具有其外形尺寸不同等的差别。在设保持结构和连接结构是相同类型的结构且不是相同结构的情况下,不会再将保持部31错误地连接到动力供给源73,但是,将保持结构和连接结构设为不相同的结构并非是必须的。

另外,如图3所示,在本实施方式中,在机器人臂30上设置有照相机33。根据由照相机33拍摄的图像数据,获得作业对象35和作业器具71等的位置信息。机器人控制器60根据获得的位置信息,进行机器人臂30的示教再现时的位置校正。由此,提高保持部31对连接部50和作业手32的保持、连接部50与动力供给源73之间的连接、以及各作业站s上的作业时的动作精度,完成更可靠的动作。另外,位置校正的具体方法可以使用公知的任何方法,在本说明书中省略其详细的说明。另外,位置信息的获得不限于通过照相机33,也可以使用采用了激光器的传感器等其它传感设备。

另外,在本实施方式中,示出了动力供给源73直接设置在各作业站s的结构,但不限于此,动力供给源73只要设置在与各作业站s对应的位置处,则也可以设置在与作业站s在物理上分离的位置处。然而,在这种情况下,需要使得能够在连接部50与动力供给源73连接的状态下由机器人臂30在作业站s上进行作业。另外,动力供给源73不需要设置在所有的作业站s。例如,也可以不在作业时间短的、仅通过来自动力蓄积部40的动力供给就能进行作业的作业站s设置动力供给源73。另外,在设置有动力供给源73的作业站s,不一定需要接受来自动力供给源73的动力供给,也可以根据作业内容对机器人臂30进行控制,使得只通过来自动力蓄积部40的动力供给进行作业。在这种情况下,能够省略基于机器人臂30的连接部50与动力供给源73之间的连接的动作,因此,缩短该作业站s处的所需时间。其中,如果在所有的作业站s设置动力供给源73且必须接受来自动力供给源73的动力供给,则具有不需要根据作业内容考虑动力收支、容易构建生产设备的优点。

另外,在本实施方式中示出了按照每个作业站准备与作业内容对应的作业手32并分别配置的例子,但不限于此,也可以是在agv10上搭载部分或全部的作业手32。例如,可以是,在agv10上搭载多个作业站s共同使用的作业手32,并且将其应用到不同的作业站s的作业中。在这种情况下,不需要在各个作业站s配置相同的作业手32,能够减少预先准备的作业手32的数量。另一方面,如图2所示,在各作业站s分别配置作业手32的情况下,具有以下这样的优点:不需要将作业手32搭载到agv10上,能够减轻agv10的运送重量,并且能够在不同的带机器人臂的自动运输车系统100之间共用作业手32。

图5是示出本实施方式的机器人系统的功能性的系统结构的框图。该图中示出的框包括表示通过在机器人控制器60和agv控制部20及其它部件中执行的软件实现的功能的框,不意味着一定具有与该框对应的物理性结构。另外,在图5中并没有示出机器人系统1具有的全部功能,省略了与本发明在技术上关联较小的功能。

带机器人臂的自动运输车系统100包括agv控制部20和机器人控制器60,通过agv控制部20和机器人控制器60彼此进行通信,协作地控制带机器人臂的自动运输车系统100整体的动作。

首先,agv控制部20具有agv移动控制部21、定位控制部22、以及定位检测部23。

agv移动控制部21根据来自agv控制板g的指令,对agv10的移动进行控制。具体而言,接收作为agv10的移动目标的移动停止位置的指定和移动路径、移动的允许/禁止、与其它的agv10之间的冲突避免、向充电位置的移动等的指令,根据该指令对驱动机构12(参照图1)进行驱动,使agv10恰当地移动。

定位控制部22在agv10停止在移动停止位置处的状态下,对作为定位机构的定位销11进行控制,以进行agv10相对于作业站s的定位。另外,在图5中示出了agv控制部20包括定位控制部22的结构,但不限于此,也可以构成为,plc20a包括定位控制部22,对定位销11进行控制。如图2、图3所示,agv10在其侧面具有定位销11,定位销11在移动停止位置处被设置为与作业站s上设置的定位槽74相对。另外,在图2中示出了从agv10的移动方向(x方向)观察时左右分别设置有2个定位销11的结构,但并不限于此。从agv10的移动方向观察时左右分别至少设置1个定位销11,能够提高定位精度。另外,也可以是,在作业站s侧设置作为定位机构的定位销,并且在agv10侧设置定位槽。在这种情况下,需要在作业站s侧设置对定位销的驱动进行控制的定位控制部22,并且需要向作业站s通知agv10停止在与该作业站s对应的移动停止位置处。

定位销11在与agv10的移动方向垂直的方向上延伸,嵌入设置在作业站s上的定位槽74,由此,进行agv10相对于作业站s的定位。定位销11的延伸动作通过气缸等的驱动进行即可。另外,将定位销11设为前端尖细的锥形形状,将定位槽74设为沿着定位销11的形状的形状即可。通过设为这样的结构,通过所谓的自动调心作用,对agv10的停止位置的偏差进行校正,能够将agv10准确地固定在停止位置处。另外,定位销11的锥形形状可以是圆锥、多角锥形状,也可以是楔形形状。或者也可以是其相反的形状即锥形槽形状。

定位检测部23检测agv10相对于作业站s的定位的结束,将其信息发送给机器人控制器60。这里,定位的结束是定位销11准确地嵌入定位槽74且agv10的停止位置被校正并固定的状态。另一方面,在agv10的移动方向和高度方向上,当定位销11相对于定位槽74的位置有很大偏差,并且即使通过定位销11的自动调心作用也无法校正agv10的停止位置的情况下,不能准确地嵌入定位槽74。作为产生这样无法检测定位的结束的状态的原因,例如能够列举出物体滚落到生产设备的地面上,并且agv10的车轮轧到该物体上的情况等。在这种情况下,也可以将错误信息发送给机器人控制器60而代替定位结束的信息。另外,错误信息也可以发送给agv控制板g。接收到错误信息的agv控制板g可以使生产设备整体的动作停止,向操作员发出警告,以便采取适当的措施。

机器人控制器60具有连接控制部61、脱离控制部62、以及作业控制部63。

连接控制部61从定位检测部23接收到定位结束的信息后,对机器人臂30进行控制而使机器人臂30进行动作,以通过保持部31保持连接部50,并且使所保持的连接部50与动力供给源73连接。另外,在从定位检测部23接收到错误信息的情况下,机器人控制器60禁止机器人臂30的自动动作,因此,不进行连接控制部61对机器人臂30的控制及其以后的控制。另外,连接控制部61可以向agv移动控制部21通知表示连接部50与动力供给源73连接的信号即已连接信号。agv移动控制部21在被通知了已连接信号的期间内,可以限制agv10的移动。由此,防止例如由于程序的错误等,在连接部50与动力供给源73连接的状态下agv10进行移动等错误动作。

在通过连接控制部61的控制而使得连接部50与动力供给源73连接时,接着,作业控制部62对机器人臂30进行控制,使保持部31保持与对应于移动停止位置的作业站s处的作业内容对应作业手32,并且进行规定作业,该作业手32。另外,在带机器人臂的自动运输车系统100具有多个机器人臂30的情况下,也可以是,在1个机器人臂30使连接部50与动力供给源73连接的期间内并行地执行基于其它机器人臂30规定的作业。在规定作业结束后,作业控制部62对机器人臂30进行控制,使保持部62保持的作业手32以从保持部31脱离并载置到规定位置的方式进行动作。

在基于作业控制部62的控制的作业结束后,脱离控制部62对机器人臂30进行控制而使机器人臂30进行动作,以便通过保持部11对连接部50进行保持并从动力供给源73脱离。在连接部50从动力供给源73脱离后,脱离控制部62解除上述的已连接信号的通知。由此,agv10能够再次移动。另外,脱离控制部62向agv移动控制部21通知表示机器人臂30在作业站s处的全部作业结束的作业结束信号。agv移动控制部21接收该作业结束信号的通知,按照agv控制板g的指令,开始向下一个移动停止位置移动。另外,通过解除已连接信号的通知,也可以兼作作业结束信号。

另外,虽然未图示,但也可以设置对驱动agv10的电池进行充电的充电站。与作业站s相同,在充电站上也设置有定位槽74,通过定位销11进行agv10相对于充电站的定位。在这种情况下,在定位销11嵌入定位槽74中的状态下,只要进行用于驱动agv10的蓄电池的充电即可。另外,可以在生产设备上设置多个充电站,也可以只设置一个而在多个agv10中共用。另外,也可以构成为,作业站s的一部分或全部兼有作为充电站的作用。

并且,在本实施方式中,也可以是,对作业站s的动力供给源73赋予识别信息81,通过动力供给源73与连接部50连接,机器人控制器60的作业控制部62能够读取该识别信息81。这里,识别信息81至少是能够充分识别与带机器人臂的自动运输车系统100的移动停止位置对应的作业站s的作业内容的信息。在本实施方式中,识别信息81按照每个动力供给源73而不同,由于动力供给源73是按照每个作业站设置的,因此,能够根据识别信息81指定当前的移动停止位置处的作业站s。由此,机器人控制器60能够指定在与当前的移动停止位置对应的作业站s处应该进行的作业。更具体而言,识别信息81是单独附加给atc从装置73c(参照图1、图4)的id,在连接部50通过机器人臂30与动力供给源73连接时,机器人控制器60经由atc主装置50b、atc从装置50a、atc主装置31a以及机器人臂30读取识别信息81。

并且,作业控制部62使机器人臂30进行与获得的识别信息81对应的作业。该结构的优点是使各作业站s间的作业的顺序的变更和作业的追加以及删除变得容易。对于这一点,以下,参照图6~图8进行更加详细的说明。

图6是示出在本实施方式中机器人控制器60不读取对动力供给源73赋予的识别信息81的情况下的选择结构中的agv控制部20与机器人控制器60的动作的例子的图。在该图中,用向下的箭头表示时间的经过,示意性地示出agv控制部20和机器人控制器60随着时间进行怎样的控制,彼此进行怎样的通信。在时间轴上,用框示出的是进行了某种控制,没有用框示出的状态表示正在待机。另外,这里,设带机器人臂的自动运输车系统100按照作业站s1、作业站s2、作业站s3的顺序移动,在各作业站s进行各自对应的作业。

如图6所示,agv控制部20首先使agv10向作业站s1移动(图中表示为“移动s1”。以下设为相同的标记。),在移动结束后,向机器人控制器60通知移动结束信号。

机器人控制器60接收来自agv控制部20的移动结束信号的通知,进行作业站s1处的作业(图中表示为“作业s1”。以下设为相同的标记)。这里的作业s1包括连接部50的动力供给源73的连接和脱离、作业手32的拆装、作业器具71的操作等机器人臂30在作业s1中应该执行的所有动作。当机器人臂30在作业站s1处的作业结束后,机器人控制器60将作业结束信号通知给agv控制部20。

agv控制部20接收来自机器人控制器60的作业结束信号的通知,使agv10进行移动s2。作为agv10的目的地的移动停止位置是每次由agv控制板g赋予的,或者预先在agv控制部20中对移动停止位置的循环顺序进行编程而获得的。

根据关于向作业站s2移动的移动结束信号,机器人控制器60使机器人臂30进行作业s2。机器人臂30应该执行的作业的内容按照作业站s的循环顺序在机器人控制器60中进行编程。在本例中,对机器人控制器60进行以下这样的编程:在某个移动停止位置处进行作业s1后,在下一个移动停止位置处进行作业s2,然后,在下一个移动停止位置处进行作业s3。

以下,同样是通过作业s2的作业结束信号进行移动s3,根据该移动结束信号进行作业s3。

这里,考虑针对作业对象35的作业内容发生变更例如作业s2和作业s3的顺序更换的情况。此时,带机器人臂的自动运输车系统100的移动的循环顺序按照作业站s1、作业站s3、作业站s2的顺序进行变化。例如通过更换agv控制板g中的作为agv10的目的地的移动停止位置的顺序,能够容易地进行该循环顺序的变更。

然而,如果只进行带机器人臂的自动运输车系统100的移动的循环顺序的变更并使机器人系统1动作,则如图7所示,无论移动停止位置如何,机器人控制器60都按照预先编程的顺序执行作业s1、作业s2以及作业s3,因此,如图中粗框所示,在作业站s3执行原本应该在作业站s2进行的作业s2,在作业站s2执行应该在作业站s3进行的作业s3。为了在作业站s2和作业站s3进行正确的作业,必须改写机器人控制器60执行的程序本身,并且更换用于执行作业s2和作业s3的程序的执行顺序。

与此相对,在本实施方式中,图8示出了机器人控制器60读取对动力供给源73赋予的识别信息81的情况下的选择性结构中的agv控制部20与机器人控制器60的动作的例子。

在本例中,与上述的例子相同,首先,agv控制部20使agv10进行移动s1,在移动结束后,向机器人控制器60通知移动结束信号。

机器人控制器60接收来自agv控制部20的移动结束信号的通知而开始作业站s处的作业,但在该时刻,不清楚应该进行与哪一个作业站s对应的作业。因此,机器人控制器60首先将连接部50与动力供给源73连接,读取对动力供给源73赋予的识别信息81。为了进行该动作,在任何一个作业站s都需要将关于通过机器人臂30将连接部50与动力供给源73连接的作业设计为通用的作业。例如,将动力供给源73的atc从装置73c的相对于移动停止位置的相对配置位置设为在各作业站上通用即可。

这里,由于获得了表示作业站s1的识别信息81(图中表示为“识别信息s1”。以下设为相同的标记),因此,机器人控制器60控制机器人臂30进行与作业站s1对应的作业s1。

当作业结束后,接收来自机器人控制器60的作业结束信号的通知,agv控制部20使agv10进行移动s3,带机器人臂的自动运输车系统100在与作业站s3对应的移动停止位置处停止。

此时,接收到移动结束信号的通知的机器人控制器60与上述同样将连接部50与动力供给源73连接,读取对动力供给源73赋予的识别信息81。其结果是,获得识别信息s3,与其对应的作业站s是作业站s3,因此,机器人控制器60使机器人臂30进行正确的作业即作业s3。

以下同样是通过作业s3的作业结束信号进行移动s2,通过该移动结束信号,进行正确的作业s2。

这样,在机器人控制器60读取对动力供给源73赋予的识别信息81的情况下,当作业的顺序发生变更、或者一部分作业变得不需要时,通过进行agv10的移动停止位置的变更,能够准确地对机器人系统1整体的动作进行变更,不需要对由机器人控制器60执行的程序进行全部或较大的变更。因此,在本选择性结构中,机器人系统1的灵活性高,不需要很大麻烦就能够进行作业顺序的变更、作业追加以及删除,具有缩短多品种少量生产等的情况下的换产调整时间、提高生产性的效果。

接着,参照图9,对本实施方式的带机器人臂的自动运输车系统的控制方法进行说明。图9是说明本实施方式的带机器人臂的自动运输车系统的控制方法的流程图。

如图9所示,首先,通过agv控制部20进行控制,使agv10移动(步骤st1)。接着,通过agv控制部20进行控制,使得agv10在移动停止位置处停止(步骤st2)。接着,通过agv控制部20对agv10进行控制,使得agv10具有的定位销11向与移动停止位置对应的作业站s处设置的定位槽74延伸并嵌入。由此,进行agv10相对于作业站s的定位(步骤st3)。

接着,通过连接控制部61,控制机器人臂30,使得连结部50保持在保持部31上(步骤st4),并且对机器人臂30进行控制,使得保持的连接部50与作业站s上设置的动力供给源73连接(步骤st5)。

并且,在连接部50与动力供给源73连接的状态下,通过作业控制部63对机器人臂30进行控制,使保持部31保持与作业内容对应的作业手32(步骤st6),并且对机器人臂30进行控制使其进行与作业站s对应的规定作业(步骤st7)。在规定作业结束后,通过作业控制部63对机器人臂30进行控制,使作业手32从保持部31脱离(步骤st8)。

接着,通过脱离控制部62,对机器人臂30进行控制,使得与动力供给源73连接的atc连接部50保持在atc保持部31上(步骤st9),从动力供给源73脱离(步骤st10)。接着,通过agv控制部20驱动定位销11以解除agv10相对于作业站s的定位状态,之后,判断是否存在作为下一个移动停止位置的进行下一次作业的作业站s(步骤st11),在存在的情况下,返回步骤st1,控制agv10使其移动到下一个移动停止位置,在不存在下一个移动停止位置的情况下,结束流程。

另外,在图9中,对机器人臂30使atc连接部50与动力供给源73连接后进行规定作业的控制进行说明,但不限于此。例如,如本实施方式所示,在1个agv10上搭载有2个以上的机器人臂30的情况下,也可以对机器人臂30进行如下控制:1个机器人臂30进行连接动作(步骤st4、5),与其并行地,其它机器人臂30进行规定作业(步骤st7)。这样,通过并行地进行连接动作与作业,能够实现作业的效率化。

如以上说明的那样,在本实施方式的机器人系统1中,通过机器人臂30自身的驱动,能够成为可接受动力供给的状态。具体而言,通过机器人臂30的驱动,能够成为使连接部50与动力供给源73连接而供给动力的状态。因此,不需要设置用于使连接部50与动力供给源73连接的特殊驱动机构等,能够使用普通的连接机构,并且不仅能够使用电力,还能够使用多种动力。另外,连接机构的设置位置只要是能够进行基于机器人臂30的操作的位置即可,设计的自由度高。

在上文中,对本发明的实施方式进行说明,但本实施方式示出的具体的结构只作为一例示出,其目的并非将本发明的技术范围限定于此。本领域技术人员能够对这些公开的实施方式进行适当变形,应该理解,在本说明书中公开的发明的技术范围也包括这样完成的变形。

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