專利名稱：動力輔助設(shè)備和控制該動力輔助設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力輔助設(shè)備，更具體地涉及防止工件由于工件振動而與對應(yīng)工 件接觸的動力輔助設(shè)備，以及控制該動力輔助設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
通常，在制造現(xiàn)場等，稱為動力輔助設(shè)備的機器人用于減輕工人的負(fù)擔(dān)并提高可 工作性。作為使用這種動力輔助設(shè)備的技術(shù)示例，一種是通過關(guān)閉安全開關(guān)(其用于停止 對輔助輸送電動機提供電力以將輔助輸送狀態(tài)關(guān)閉)使輔助輸送電動機的轉(zhuǎn)速逐漸降到 零，從而抑制由于突然停止造成的工件的振動(例如參見日本專利申請公開No. 2005-2849 KJP-A-2005-28491)) οJP-A-2005-28491所描述的輔助輸送停止方法的特征如下。當(dāng)安全開關(guān)關(guān)閉時，中 斷向構(gòu)成輔助輸送致動器的電動機的供電。電動機的輸出軸具有制動機構(gòu)，其在螺線管通 電時接合并在通電中斷時分離。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，從關(guān)閉安全開關(guān)時的時間tl開始，將延 時td設(shè)定為比電動機的轉(zhuǎn)速變?yōu)榱闼玫臅r間更長，從而減少沖擊或裝置故障的發(fā)生。然而，JP-A-2005-28491所描述的輔助輸送停止方法沒有考慮隨著輸送器運行或 停止，臂的振動引起的與其它工件(對應(yīng)工件)接觸的風(fēng)險。具體地，如果JP-A-2005-28491中描述的技術(shù)例如用于向輸送器所輸送的車輛的 車身裝配擋風(fēng)玻璃的任務(wù)，在輸送器突然停止或重啟(突然啟動)時發(fā)生以下問題。(1)擋 風(fēng)玻璃和車身彼此接觸。(2)施加到擋風(fēng)玻璃表面的粘接劑(圖6中的附圖標(biāo)記12)粘附 到車身，從而需要被擦除。此外，因為粘接劑量由于粘到車身上而減少，如果在該狀態(tài)下執(zhí) 行向預(yù)定位置的粘接，那么粘接劑的量就變得不足，從而需要補充粘接劑。(3)在將擋風(fēng)玻 璃插入到行李箱(相當(dāng)于行李艙)和車身之間的間隙中時，擋風(fēng)玻璃碰撞行李箱或車身。上述問題可能出于以下至少一種原因而發(fā)生。(a)輸送車身的輸送器需要在緊急 情況下進行立即停止，產(chǎn)生急停，因此沖擊變大。(b)因為整個輔助裝置以同步的方式沿輸 送車身的輸送器的前進方向前進，所以輸送器急停時施加的沖擊還引起輔助裝置振動。(C) 因為位于輸送器上的工人也與輸送車身的輸送器同步前進，所以輸送器急停時施加的沖擊 施加到工人持握的操縱桿。(d)工人意識到輸送器停止時和工人實際松開安全開關(guān)且由致 動器施加制動時之間有延遲。即，因為上述沖擊引起的多種振動以疊加方式發(fā)生，所以存在 諸如擋風(fēng)玻璃和車輛之間碰撞、粘接劑粘接到車輛以及磨掉已經(jīng)粘接上的粘接劑的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種動力輔助設(shè)備，其防止由于伴隨著突然停止/突然啟動而工件 振動引起的工件與對應(yīng)工件的接觸，以及控制該動力輔助設(shè)備的方法。本發(fā)明的第一個方面涉及一種控制動力輔助設(shè)備的方法，所述動力輔助設(shè)備包 括操作部件，其由操作者操作；操作力檢測裝置，其檢測施加到所述操作部件的操作力； 機械臂，其支撐所述操作部件并且保持工件；驅(qū)動裝置，其基于所述操作力檢測裝置檢測到的操作力驅(qū)動所述機械臂；輸送裝置，其沿預(yù)定的方向輸送所述機械臂；以及對應(yīng)工件輸 送裝置，其輸送對應(yīng)工件，其中，所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件輸送裝置同步移動。在控制 所述動力輔助設(shè)備的方法中，當(dāng)輸送路徑處于移動中時，控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，使得 所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件同步移動。此外，在控制動力輔助設(shè)備的方法中，當(dāng)所述輸送 路徑上的所述對應(yīng)工件的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動重新開始時，停止對所 述驅(qū)動裝置的控制達預(yù)定的時間，以停止對所述機械臂的驅(qū)動。在上述的方面中，當(dāng)所述預(yù)定的時間過去后，可以重新開始所述驅(qū)動裝置對所述 機械臂的驅(qū)動。根據(jù)上述的方面，可以防止由于突然停止/突然啟動而工件振動引起的工件與對 應(yīng)工件彼此接觸。在上述的方面中，所述操作部件可以包括安全開關(guān)，所述操作者通過所述安全開 關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切換為打開/關(guān)閉。當(dāng)所述預(yù)定的時間過去后，通過所述安全開 關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切換為打開時，可以重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。根據(jù)上述方面，可以防止由于突然停止/突然啟動而工件振動引起的工件與對應(yīng) 工件彼此接觸。此外，因為通過所述安全開關(guān)來重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動，所以可以在 反映操作者的意圖的同時安全地使工作重新開始。在上述方面中，即使所述預(yù)定的時間沒有過去，當(dāng)所述安全開關(guān)切換為打開時，可 以重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。根據(jù)上述的方面，因為操作者對情況的判斷用作為重新開始驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)，所以可 以迅速地重新開始工作。在上述方面中，當(dāng)所述對應(yīng)工件和所述機械臂、所述工件中的一者之間的距離等 于或大于預(yù)定的距離時，可以不停止通過所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū)動。在上述方面中，基于所述對應(yīng)工件和所述機械臂、所述工件中的任何一者之間的 距離，可以確定停止所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū)動所經(jīng)過的所述預(yù)定的時間。在上述方面中，所述機械臂可以包括用于檢測所述工件的振動的檢測裝置?；?所述檢測裝置檢測到的所述工件的振動狀態(tài)，來確定停止所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū) 動所經(jīng)過的所述預(yù)定的時間。本發(fā)明的第二個方面涉及一種控制動力輔助設(shè)備的方法，所述動力輔助設(shè)備包 括保持裝置，其用于保持工件；驅(qū)動裝置，其用于驅(qū)動所述保持裝置；輸送裝置，其用于沿 預(yù)定的方向輸送所述保持裝置；以及對應(yīng)工件輸送裝置，其用于輸送對應(yīng)工件，其中，所述 輸送裝置與所述對應(yīng)工件輸送裝置同步移動。當(dāng)輸送路徑處于移動中時，控制所述對應(yīng)工 件輸送裝置，使得所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件同步移動。當(dāng)所述輸送路徑上的所述對應(yīng) 工件的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動重新開始時，停止對所述驅(qū)動裝置的控制 達預(yù)定的時間以停止對所述保持裝置的驅(qū)動。本發(fā)明的第三個方面涉及一種動力輔助設(shè)備，包括操作部件，其由操作者操作； 操作力檢測裝置，其用于檢測施加到所述操作部件的操作力；機械臂，其支撐所述操作部件 并且保持工件；驅(qū)動裝置，其用于基于所述操作力檢測裝置檢測到的操作力驅(qū)動所述機械 臂；輸送裝置，其用于沿預(yù)定的方向輸送所述機械臂；控制器，其控制所述驅(qū)動裝置和所述 輸送裝置的移動；以及對應(yīng)工件輸送裝置，其用于輸送對應(yīng)工件，其中，所述控制器控制所述輸送裝置以與所述對應(yīng)工件輸送裝置同步移動。當(dāng)輸送路徑處于移動中時，所述控制器 控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，以使所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件同步移動，并且當(dāng)所述輸 送路徑上的所述對應(yīng)工件的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動重新開始時，所述控 制器控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，以使所述驅(qū)動裝置停止對所述機械臂的驅(qū)動達預(yù)定的時 間。在上述方面中，在所述預(yù)定的時間過去后，所述控制器控制所述驅(qū)動裝置對所述 機械臂的驅(qū)動以使其重新開始。根據(jù)上述方面，可以防止由于突然停止/突然啟動而工件振動引起的工件與對應(yīng) 工件彼此接觸。在上述方面中，所述操作部件可以包括安全開關(guān)，所述操作者通過所述安全開關(guān) 將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切換為打開/關(guān)閉。在所述預(yù)定的時間過去后，當(dāng)所述安全開關(guān)將 所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切換為打開時，所述控制器可以重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。根據(jù)上述方面，可以防止由于突然停止/突然啟動而工件振動引起的工件與對應(yīng) 工件彼此接觸。此外，因為通過所述安全開關(guān)來重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動，所以可以在 反映操作者的意圖的同時安全地使工作重新開始。在上述方面中，即使所述預(yù)定的時間沒有過去，通過將所述安全開關(guān)從關(guān)閉切換 為打開，所述控制器可以重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。根據(jù)上述方面，因為操作者對情況的判斷用作為重新開始驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)，所以可以 迅速地重新開始工作。在上述方面中，所述操作部件可以包括安全開關(guān)，所述操作者通過所述安全開關(guān) 將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切換為打開/關(guān)閉。即使所述預(yù)定的時間沒有過去，通過將所述安 全開關(guān)從關(guān)閉切換為打開，所述控制器可以重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。在上述方面中，如果所述對應(yīng)工件和所述機械臂、所述工件中的一者之間的距離 等于或大于預(yù)定的距離，所述控制器可以不停止所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū)動。在上述方面中，根據(jù)所述對應(yīng)工件和所述機械臂、所述工件中的一者之間的距離， 所述控制器可以停止所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū)動達所述預(yù)定的時間。在上述的方面中，所述機械臂可以包括用于檢測所述工件的振動的檢測裝置。根 據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述工件的振動狀態(tài)，所述控制器可以停止所述驅(qū)動裝置對所述 機械臂的驅(qū)動達所述預(yù)定的時間。本發(fā)明的第四個方面涉及一種動力輔助設(shè)備，包括保持裝置，其用于保持工件； 驅(qū)動裝置，其用于驅(qū)動所述保持裝置；輸送裝置，其沿預(yù)定的方向輸送所述保持裝置；控制 器，其控制所述驅(qū)動裝置和所述輸送裝置的移動；以及對應(yīng)工件輸送裝置，其用于輸送對應(yīng) 工件。所述控制器控制所述輸送裝置以與所述對應(yīng)工件輸送裝置同步移動。當(dāng)輸送路徑處 于移動中時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送部分，以使所述輸送部分與所述對應(yīng)工件 同步移動，并且當(dāng)所述對應(yīng)工件在所述輸送路徑上的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的 移動重新開始時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送部分，以將所述驅(qū)動部分停止達預(yù)定 的時間段，以停止對所述保持部分的驅(qū)動。


參照附圖，從以下對示例實施例的描述中本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點將變得 明顯，其中，類似的標(biāo)號用來表示類似的元件，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的動力輔助設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出動力輔助設(shè)備的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是示出動力輔助設(shè)備中的機械臂的另一個示例的立體圖；圖4是示出擋風(fēng)玻璃如何安裝到車身的示意圖；圖5是示出移動狀態(tài)的時序圖；以及圖6是示出當(dāng)擋風(fēng)玻璃安裝到車身時擋風(fēng)玻璃的上端部分的放大示意圖。
具體實施例方式以下將參照圖1至圖6描述根據(jù)本發(fā)明的實施例。為了易于理解，將圖1示出了 在XYZ坐標(biāo)系的XY平面中移動工件(被輸送的對象)的操作作為實施例。在以下的描述 中，為了便于描述假設(shè)圖1中的箭頭X表示的方向是操作進行的方向。在該實施例中，操作 者1執(zhí)行的主要任務(wù)是用機械臂3保持擋風(fēng)玻璃2 ( S卩，工件)，并且將擋風(fēng)玻璃2安裝到車 輛車身100的擋風(fēng)玻璃框架100a，車輛車身100在置于作為圖1所示的輸送裝置的輸送器 15上的同時以恒定的速度在組裝線上被輸送。首先，將參照圖1描述根據(jù)本實施例的動力輔助設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。如圖1所示，動力 輔助設(shè)備50包括機械臂3 ；自由接頭4 ；經(jīng)由自由接頭4被機械臂3支撐的抽吸夾具5，其保 持擋風(fēng)玻璃2 ；設(shè)置在抽吸夾具5上的操縱桿6，其由操作者1操作；裝配到操縱桿6的安全開 關(guān)6a ；力傳感器7，其檢測作用在操縱桿6上的操作力及其方向；致動器11 (圖2中所示)，其基 于檢測到的操作力和方向驅(qū)動機械臂3 ；輸送裝置14，其設(shè)置在機械臂3上方并且支撐機械臂 3從而可以沿預(yù)定方向移動；以及控制器8，其控制致動器11和輸送裝置14的運動。如圖1所示，機械臂3構(gòu)成為在側(cè)視圖中為受電弓狀的閉環(huán)連桿機構(gòu)，并且單獨的 連桿3b經(jīng)由多個接頭3a(該示例中在四個位置處)連接。機械臂3的末端用作為末端執(zhí) 行器3c，并且經(jīng)由自由接頭4連接到抽吸夾具5。自由接頭4允許抽吸夾具5所保持的擋 風(fēng)玻璃2的姿態(tài)三維地擺動。此外，單獨的接頭3a、自由接頭4和單獨的連桿3b構(gòu)成連桿機構(gòu)。致動器11 (圖 2中所示)安裝到連桿機構(gòu)。連桿機構(gòu)由致動器11驅(qū)動，從而允許機械臂3的末端執(zhí)行器 3c三維地擺動。從而，經(jīng)由自由接頭4連接到機械臂3的抽吸夾具5可以相對于機械臂3 三維地擺動。在正常的輸送中，當(dāng)操作者1通過操縱桿6使擋風(fēng)玻璃2圍繞橫擺軸和側(cè)傾 軸轉(zhuǎn)動時，機械臂3分別沿橫向(圖1中的側(cè)向)和縱向(圖1中的豎直方向)移動機械 臂3的末端執(zhí)行器3c，從而可以移動擋風(fēng)玻璃2。即，擋風(fēng)玻璃2可以沿操作者1利用操縱 桿6使抽吸夾具5傾斜的方向移動。盡管本實施例針對裝配有在圖1所示的側(cè)視圖中為受電弓狀的機械臂3的動力輔 助設(shè)備50的情況，本發(fā)明不限于此。例如，機械臂可以是圖3所示的機械手型的多關(guān)節(jié)型 機器人的機械臂30。圖3所示的機械臂30的具有與上述機械臂3相同的構(gòu)件和功能的部 分由相同的附圖標(biāo)記表示。雖然以下描述僅針對機械臂3，但是相同的描述也適用于機械臂 30。
并且，用作為用于檢測與每個連桿3b的位置有關(guān)的每個連桿3b的角度的角度檢 測裝置的編碼器10 (圖2所示)布置在機械臂3的每個接頭3a和自由接頭4中。由編碼 器10檢測的角度傳送到控制器8?？刂破?然后由檢測的角度確定擋風(fēng)玻璃2的位置和擋 風(fēng)玻璃2的姿態(tài)。抽吸夾具5包括框架5a，并且操縱桿6懸掛在框架5a的左右兩側(cè)(在相對于箭頭 X的每側(cè))。操縱桿6由操作者1持握以操作抽吸夾具5。抽吸夾具5經(jīng)由自由接頭4懸掛 在機械臂3的末端執(zhí)行器3c處，并且保持擋風(fēng)玻璃2。具體地，粘接到擋風(fēng)玻璃2的前表面(即，將擋風(fēng)玻璃2連接到車輛車身100時成 為車輛車身100的外側(cè)的表面)的多個吸盤9連接到框架5a的下端處(例如該實施例中的 四個位置處)。為了用抽吸夾具5保持擋風(fēng)玻璃2，使吸盤9與擋風(fēng)玻璃2的前表面接觸， 并且通過泵來抽吸吸盤9內(nèi)的空氣。從而，擋風(fēng)玻璃2經(jīng)由吸盤9被抽吸夾具5保持。為 了將擋風(fēng)玻璃2從抽吸夾具5釋放，停止泵的空氣抽吸，并且空氣注入到吸盤9和擋風(fēng)玻璃 2之間，從而使擋風(fēng)玻璃2從吸盤9釋放。擋風(fēng)玻璃2從而從抽吸夾具5釋放。如圖1所示，上述操縱桿6在平面圖中大體上為U形，并且布置在抽吸夾具5的兩 端。力傳感器7布置在一個操縱桿6 (操作者1持握桿的一側(cè))的寬度方向上的中部附近。 安全開關(guān)6a布置在一個操縱桿6的一側(cè)。在將擋風(fēng)玻璃2安裝在車輛車身100的擋風(fēng)玻 璃框架IOOa上時，操縱桿6由操作者1持握。由于操作者1持握操縱桿6，抽吸夾具5變得 穩(wěn)定，允許操作者1調(diào)節(jié)擋風(fēng)玻璃2相對于擋風(fēng)玻璃框架IOOa的位置。為了確保安全性，安全開關(guān)6a構(gòu)造為使得僅在操作者1按壓安全開關(guān)6a時(僅在 安全開關(guān)6a被打開時)將電力提供到機械臂3的致動器11以驅(qū)動致動器11，并且當(dāng)操作 者1釋放安全開關(guān)6a時(在安全開關(guān)6a被關(guān)閉時)，停止電力供應(yīng)并且不驅(qū)動致動器11。 安全開關(guān)6a連接到控制器8。盡管該實施例中安全開關(guān)6a設(shè)置在一個操縱桿6中(圖1 所示)，然而本發(fā)明不具體地限于此。通過將可工作性等考慮在內(nèi)，也可以將安全開關(guān)6a布 置在操縱桿6的另一個中。力傳感器7布置在操縱桿6和操縱桿6的框架5a之間以檢測施加到操縱桿6上 的操作力以及操作力的方向。即，力傳感器7檢測作為與動力輔助設(shè)備50協(xié)作工作的操作 者1施加到擋風(fēng)玻璃2的操作力的扭矩。如此由力傳感器7檢測的操作者1施加的操作力 和操作力的方向被傳送到下述的控制器8。盡管本實施例中力傳感器7僅布置在一個操縱 桿6中，然而本發(fā)明不具體地限于此。力傳感器7可以布置在兩個操縱桿6附近。如圖2所示，控制器8與上述的力傳感器7、編碼器10、安全開關(guān)6a、用于驅(qū)動機械 臂3的致動器11、用于沿預(yù)定方向輸送機械臂3的輸送裝置14和下述的用于控制輸送器 15的輸送器控制器15a連接。動力輔助設(shè)備50的各單元的運動由控制器8控制?？刂破?8基于力傳感器7檢測的操作力和操作力的方向以及基于編碼器10推定抽吸夾具5 (擋風(fēng) 玻璃2)的位置信息等來實時推定操作者1的意圖(該實施例中是沿預(yù)定的方向移動擋風(fēng) 玻璃2以安裝擋風(fēng)玻璃2的意圖)。然后，通過驅(qū)動致動器11，控制器8控制機械臂3以產(chǎn) 生下述的按照操作者1施加的操作力的方向確定的輔助力。控制器8由未示出的中央處理單元(CPU)、存儲器(硬盤裝置、RAM或ROM)和接口 等構(gòu)成。存儲器存儲根據(jù)操作者1向操縱桿6施加的操作力和該操作力的方向之間的關(guān)系 來確定在何種條件下要對致動器11的驅(qū)動進行控制的各種信息。并且，控制器8具有未示
9出的命令值計算裝置/命令值輸出裝置。輸送器15沿圖1所示的組裝線輸送車身100(即，對應(yīng)工件)。如圖1所示，輸送 器15將車身100放置在托架(未圖示)上并以預(yù)定的速度沿著組裝線(即，輸送路徑)移 動車身100 (向圖1的左側(cè))。在車身100以恒定的速度沿組裝線移動時，工人(操作者1) 站在輸送器15站并執(zhí)行將各種部件安裝到車身100的預(yù)定位置(例如，在該實施例中安裝 擋風(fēng)玻璃2)的任務(wù)。輸送器15由驅(qū)動裝置驅(qū)動，并且包括用于控制輸送器15的運動的輸 送器控制器15a。輸送器控制器15a執(zhí)行與輸送器15的輸送相關(guān)的控制，例如輸送器15的 運行(移動)、停止或速度調(diào)節(jié)。在執(zhí)行工人將部件安裝到車身100的任務(wù)時(正常情況下)，輸送器15以恒定的 速度移動，并且類似地，放置在輸送器15上的車身100也以恒定的速度沿組裝線移動。在 站在輸送器15上時，動力輔助設(shè)備50的操作者1通過操作操縱桿6使用機械臂3的輔助 力，將擋風(fēng)玻璃2安裝到車身100的擋風(fēng)玻璃框架IOOa上。接下來，參照圖2和圖5描述根據(jù)本發(fā)明的實施例用控制器8控制動力輔助設(shè)備 50的方法。如上所述，當(dāng)操作者1在輸送器15上的同時通過使用動力輔助設(shè)備50與機械臂3 協(xié)作執(zhí)行將擋風(fēng)玻璃2移動到車身100的擋風(fēng)玻璃框架IOOa并且將擋風(fēng)玻璃2安裝到擋 風(fēng)玻璃框架IOOa的任務(wù)時，在輸送器15運動的正常情況下，控制器8使車身100在置于輸 送器15上的給定的放置位置(托架)上時沿組裝線以恒定的速度向前(沿箭頭X的方向) 移動，并且控制器8還使整個動力輔助設(shè)備50與輸送器15上的車身100的該移動同步向 前移動。即，控制器8使支撐著用于保持擋風(fēng)玻璃2的機械臂3的輸送裝置14與車身100 的移動同步向前移動。即，如圖2所示，在正常工作條件下，當(dāng)從輸送器控制器15a接收到 運動同步信號時，控制器8與輸送器15的移動同步地執(zhí)行控制，從而沿組裝線以相同的速 度移動輸送裝置14。當(dāng)如圖4所示擋風(fēng)玻璃2和車身100彼此靠近時，在輸送器15起動的同時如果如 圖5所示用于對輸送器15指示移動的信號從運行改變?yōu)橥Ｖ够驈耐Ｖ垢淖優(yōu)檫\行，控制器 8立即停止機械臂3的運動達預(yù)定時間(該實施例中設(shè)為0. 9秒)并且在該時間中不接受 來自操作者1的操作。即，直到機械臂3或擋風(fēng)玻璃2的振動消退后控制器8才接受來自 操作者1的操作。即，如果操作者1命令輸送器控制器15a將輸送器15的運動狀態(tài)從運行狀態(tài)(移 動狀態(tài))改變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)或從停止?fàn)顟B(tài)改變?yōu)檫\行狀態(tài)(移動狀態(tài))，控制器8同時地將上 述命令傳送到致動器11的控制器8，并且控制器8停止致動器11達預(yù)定的時間(該實施例 中設(shè)為0.9秒)。另一方面，如果工件和車身100分離達預(yù)定的距離，上述命令不會傳送到控制器 8，并且致動器11不會停止。在該實施例中，通過將使機械臂3或擋風(fēng)玻璃2的振動消退的 時間考慮在內(nèi)，將致動器11的停止時間設(shè)為約0.9秒。然而，本發(fā)明不限于此?？梢愿鶕?jù) 工件和對應(yīng)工件的輸送模式等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該停止時間。并且，可以將控制器8設(shè)為根據(jù)工 件和車身100之間的距離來控制致動器11的停止時間?；蛘?，可以在機械臂3中包括振動 檢測裝置，并且可以將控制器8設(shè)為根據(jù)工件的振動狀態(tài)來控制致動器11的停止時間。如以上所述，在機械臂3停止預(yù)定的時間后(經(jīng)過0. 9秒)，控制器8重新開始驅(qū)動用于移動機械臂3的致動器11。然后，控制器8基于力傳感器7檢測的操作力來控制對 致動器11的驅(qū)動。此外，在還將操作者1周圍的情況考慮在內(nèi)的情況中，當(dāng)安全開關(guān)6a從關(guān)閉變?yōu)?打開(當(dāng)操作者1想要重新開始工作再次按壓安全開關(guān)6a)時，也可以重新開始驅(qū)動用于 移動機械臂3的致動器11。在這種情況下，因為操作者1對情況的判斷作為重新開始驅(qū)動 的標(biāo)準(zhǔn)，可以確保更高的工作安全性。還可以預(yù)先進行設(shè)定使得即使機械臂3如上述停止預(yù)定的時間時，通過操作者1 將安全開關(guān)6a從關(guān)閉變?yōu)榇蜷_也可以重新開始驅(qū)動用于移動機械臂3的致動器11。在這 種情況下，因為操作者1對情況的判斷作為重新開始動的標(biāo)準(zhǔn)，可以迅速地重新開始工作。為了便于理解本實施例，描述針對的是輸送器15的運動狀態(tài)從運行狀態(tài)變?yōu)橥?止?fàn)顟B(tài)或從停止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\行狀態(tài)的情況。然而，本發(fā)明不具體地限于此。當(dāng)然可以將本 發(fā)明用于與突然停止/突然啟動類似的情況的例子中，即使速度突然變化的情況。接下來，在將要描述的任務(wù)中，通過如上所述構(gòu)造的動力輔助設(shè)備50和輸送器 15，通過應(yīng)用上述的控制動力輔助設(shè)備50的方法，機器人和工人彼此配合以將擋風(fēng)玻璃2 安裝到車身100的擋風(fēng)玻璃框架100a。具體地，將對本發(fā)明應(yīng)用于以下的任務(wù)的情況進行 描述，在該任務(wù)中，如圖6所示，氨基甲酸乙酯12作為粘接劑施加到位于擋風(fēng)玻璃2上端的 上擋件2a的頂部附近，并且上擋件2a插入設(shè)置在車身100的擋風(fēng)玻璃框架IOOa的頂部處 的上擋件2a的配合孔，從而安裝擋風(fēng)玻璃2。如圖4所示，車身100置于輸送器15上，并且以恒定的速度向圖1中的左側(cè)移動。 整個動力輔助設(shè)備50與車身100同步向圖1中的左側(cè)移動。在操作者1站在輸送器15上 的情況下，操作者1在持握操縱桿6并且調(diào)節(jié)擋風(fēng)玻璃2的位置和姿態(tài)的同時引導(dǎo)機械臂 3，從而將擋風(fēng)玻璃2輸送到擋風(fēng)玻璃框架IOOa上方的位置，即擋風(fēng)玻璃2的配合位置。當(dāng)擋風(fēng)玻璃2和車身100彼此靠近到預(yù)定的距離內(nèi)時，應(yīng)用上述的控制動力輔助 設(shè)備50的方法。例如，如圖4所示，擋風(fēng)玻璃2位于擋風(fēng)玻璃框架IOOa略上方的位置。操 作者1豎直地將設(shè)置在擋風(fēng)玻璃2上端的上擋件2a置于與上擋件2a配合的配合孔上方。 此時，由于操作者1在該位置持握操縱桿6并且將使擋風(fēng)玻璃2靠近作為目標(biāo)位置的擋風(fēng) 玻璃框架100a，如果出于某種原因輸送器控制器15a向輸送器15傳送用于將輸送器15的 運動狀態(tài)從運行狀態(tài)改變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)的命令(例如緊急停止命令)，機械臂3的控制器8同 時收到該命令，并且將機械臂3的致動器11停止預(yù)定的時間(該實施例中為0. 9秒)。如 果例如機械臂3、擋風(fēng)玻璃2等的動力輔助的一部分的振動在該時間中消退，并且經(jīng)過了預(yù) 定的時間，則重新開始對機械臂3的驅(qū)動，并且控制器8基于力傳感器7檢測到的操作力控 制對致動器11的驅(qū)動。使用安全開關(guān)6a的控制方法是對上述控制方法進一步提高安全性的控制方法。 相應(yīng)地，如上所述將致動器11停止預(yù)定的時間之后，沒有立即重新開始對機械臂3的驅(qū)動。 而是操作者1確認(rèn)例如機械臂3、擋風(fēng)玻璃2等的動力輔助設(shè)備50的一部分的振動已經(jīng)消 退之后，操作者1判斷可以重新開始驅(qū)動時將安全開關(guān)6a從關(guān)閉切換(再次按壓)為打開 后重新開始對機械臂3的驅(qū)動。然后，控制器8基于力傳感器7檢測到的操作力控制對致 動器11的驅(qū)動。在這種情況下，因為還將操作者1作出的判斷考慮在內(nèi)，即使當(dāng)出現(xiàn)一種 沒有料到的振動并且造成延長的振動時間，這樣的情況也能被處理。
從而，根據(jù)本發(fā)明的控制動力輔助設(shè)備50的方法，對于需要工件相對于移動工件 的高精度的定位以及避免粘接劑粘接到除理想位置之外的其它位置的任務(wù)，例如將施加了 粘接劑的擋風(fēng)玻璃2裝配到由輸送器15移動的車輛的車身100的任務(wù)，在接收到用于對移 動對應(yīng)工件(車身100)的運動停止/重新開始的信號后，將對支撐著工件(擋風(fēng)玻璃2) 的機械臂3的指令速度設(shè)為零。從而防止了移動工件(擋風(fēng)玻璃2)的突然停止或突然啟 動帶來的機械臂3的非意圖的運動，并且避免了工件之間的接觸，從而實現(xiàn)了品質(zhì)提高。這樣，使用了控制動力輔助設(shè)備50的方法，動力輔助設(shè)備50包括由操作者1操 作的作為操作部件的操縱桿6 ；用于檢測施加到操縱桿6的操作力的作為操作力檢測裝置 的力傳感器7 ；支撐操縱桿6并且將擋風(fēng)玻璃2作為工件保持的機械臂3 ；用于基于力傳感 器7檢測的操作力驅(qū)動機械臂3的作為驅(qū)動裝置的致動器11 ；以及用于沿預(yù)定的方向輸送 保持著擋風(fēng)玻璃2的機械臂3的輸送裝置14，輸送裝置14與作為對應(yīng)工件的車身100同 步運動，該對應(yīng)工件在作為輸送路徑的組裝線上移動，擋風(fēng)玻璃2安裝到車身100的預(yù)定位 置。在控制動力輔助設(shè)備50的方法中，在車身100相對于組裝線的運動狀態(tài)保持為移動狀 態(tài)的正常條件下，執(zhí)行控制使得輸送裝置14與車身同步移動；并且在車身100相對于組裝 線的運動狀態(tài)從運行狀態(tài)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)或從停止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\行狀態(tài)時，致動器11對機械 臂3的驅(qū)動停止預(yù)定的時間，當(dāng)預(yù)定的時間過去后，重新開始致動器11對機械臂3的驅(qū)動。 可以防止擋風(fēng)玻璃2和車身100由于伴隨著突然停止/突然啟動產(chǎn)生的擋風(fēng)玻璃2的振動 而彼此接觸。并且，通過使用控制動力輔助設(shè)備50的方法，動力輔助設(shè)備50中的操縱桿6包括 安全開關(guān)6a，操作者1通過安全開關(guān)6a將致動器11的驅(qū)動切換為打開/關(guān)閉，并且過去預(yù) 定的時間后，在通過安全開關(guān)6a將致動器11從關(guān)閉切換為打開后重新開始致動器11的驅(qū) 動，可以防止擋風(fēng)玻璃2和車身100由于擋風(fēng)玻璃2伴隨著突然停止/突然啟動產(chǎn)生的振 動而彼此接觸。此外，由于通過安全開關(guān)6a重新開始致動器11的驅(qū)動，可以在反應(yīng)操作者 意圖的同時安全地重新開始工作。此外，根據(jù)本實施例，如果輸送器15突然停止/啟動，用于機械臂3的輸送裝置14 與這樣的運動同步移動。因此，由于即使機械臂3由于抽吸夾具5的振動而振動或即使操 作者1自己振動從而振動操作力施加到力傳感器7時，機械臂3也不被操作，所以可以防止 機械臂3受到驅(qū)動并且接觸車身100。盡管本實施例描述的是安裝擋風(fēng)玻璃2，然而本發(fā)明的應(yīng)用不限于該內(nèi)容。本發(fā)明 還可以用于包括利用機器人將物體(工件)安裝到預(yù)定位置的任務(wù)的廣闊領(lǐng)域。雖然已經(jīng)參照示例實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所述的實施例 和結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明意在涵蓋各種變形和等同的設(shè)置。此外，雖然示例性地以不同方式的 組合和構(gòu)造示出示例實施例的各種元件，然而包括更多、更少或只有一個單獨元件的其它 組合和構(gòu)造也在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種控制動力輔助設(shè)備的方法，所述動力輔助設(shè)備包括操作部件，其由操作者操作；操作力檢測裝置，其檢測施加到所述操作部件的操作力；機械臂，其支撐所述操作部件并且保持工件；驅(qū)動裝置，其基于所述操作力檢測裝置檢測到的操作力驅(qū)動所述機械臂；輸送裝置，其沿預(yù)定的方向輸送所述機械臂；以及對應(yīng)工件輸送裝置，其輸送對應(yīng)工件，其中，所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件輸送裝置同步移動，所述控制方法的特征在于包括以下步驟當(dāng)輸送路徑處于移動中時，控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，使得所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件同步移動；并且當(dāng)所述輸送路徑上的所述對應(yīng)工件的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動重新開始時，停止對所述驅(qū)動裝置的控制達預(yù)定的時間，以停止對所述機械臂的驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制動力輔助設(shè)備的方法，其中，在所述預(yù)定的時間已經(jīng)經(jīng) 過之后，重新開始所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制動力輔助設(shè)備的方法，其中所述操作部件包括安全開關(guān)，所述操作者通過所述安全開關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切 換為打開/關(guān)閉；并且在所述預(yù)定的時間已經(jīng)經(jīng)過之后，當(dāng)通過所述安全開關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切換為 打開時，重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制動力輔助設(shè)備的方法，其中，即使所述預(yù)定的時間尚未 經(jīng)過，當(dāng)將所述安全開關(guān)切換為打開時，重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制動力輔助設(shè)備的方法，其中所述操作部件包括安全開關(guān)，所述操作者通過所述安全開關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切 換為打開/關(guān)閉；并且即使所述預(yù)定的時間尚未經(jīng)過，當(dāng)將所述安全開關(guān)切換為打開時，重新開始所述驅(qū)動 裝置的驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的控制動力輔助設(shè)備的方法，其中，當(dāng)所述對應(yīng)工 件與所述機械臂和所述工件中的一者之間的距離等于或大于預(yù)定的距離時，不停止所述驅(qū) 動裝置對所述機械臂的驅(qū)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的控制動力輔助設(shè)備的方法，其中，基于所述對應(yīng) 工件與所述機械臂和所述工件中的任一者之間的距離，來確定停止所述驅(qū)動裝置對所述機 械臂的驅(qū)動所經(jīng)過的所述預(yù)定的時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的控制動力輔助設(shè)備的方法，其中所述機械臂包括用于檢測所述工件的振動的檢測裝置；并且基于所述檢測裝置檢測到的所述工件的振動狀態(tài)，來確定停止所述驅(qū)動裝置對所述機 械臂的驅(qū)動所經(jīng)過的所述預(yù)定的時間。
9.一種控制動力輔助設(shè)備的方法，所述動力輔助設(shè)備包括保持裝置，其用于保持工 件；驅(qū)動裝置，其用于驅(qū)動所述保持裝置；輸送裝置，其用于沿預(yù)定的方向輸送所述保持裝 置；以及對應(yīng)工件輸送裝置，其用于輸送對應(yīng)工件，其中，所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件輸 送裝置同步移動，所述控制方法的特征在于包括以下步驟當(dāng)輸送路徑處于移動中時，控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，使得所述輸送裝置與所述對應(yīng)工件同步移動；并且當(dāng)所述輸送路徑上的所述對應(yīng)工件的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動重新 開始時，停止對所述驅(qū)動裝置的控制達預(yù)定的時間以停止對所述保持裝置的驅(qū)動。
10.一種動力輔助設(shè)備，包括操作部件，其由操作者操作；操作力檢測裝置，其用于檢 測施加到所述操作部件的操作力；機械臂，其支撐所述操作部件并且保持工件；驅(qū)動裝置， 其用于基于所述操作力檢測裝置檢測到的操作力驅(qū)動所述機械臂；輸送裝置，其用于沿預(yù) 定的方向輸送所述機械臂；控制器，其控制所述驅(qū)動裝置和所述輸送裝置的移動；以及對 應(yīng)工件輸送裝置，其用于輸送對應(yīng)工件，其中，所述控制器控制所述輸送裝置以與所述對應(yīng) 工件輸送裝置同步移動，所述動力輔助設(shè)備的特征在于當(dāng)輸送路徑處于移動中時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，以使所述輸送裝 置與所述對應(yīng)工件同步移動；并且當(dāng)所述輸送路徑上的所述對應(yīng)工件的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動重新 開始時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，以使所述驅(qū)動裝置停止對所述機械臂的 驅(qū)動達預(yù)定的時間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的動力輔助設(shè)備，其中，在所述預(yù)定的時間已經(jīng)經(jīng)過之后，所 述控制器控制所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū)動以使其重新開始。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的動力輔助設(shè)備，其中所述操作部件包括安全開關(guān)，所述操作者通過所述安全開關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切 換為打開/關(guān)閉；并且在所述預(yù)定的時間已經(jīng)經(jīng)過之后，當(dāng)通過所述安全開關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切換為 打開時，所述控制器重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的動力輔助設(shè)備，其中，即使所述預(yù)定的時間尚未經(jīng)過，通過 將所述安全開關(guān)從關(guān)閉切換為打開，所述控制器重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的動力輔助設(shè)備，其中所述操作部件包括安全開關(guān)，所述操作者通過所述安全開關(guān)將所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動切 換為打開/關(guān)閉；并且即使所述預(yù)定的時間尚未經(jīng)過，通過將所述安全開關(guān)從關(guān)閉切換為打開，所述控制器 重新開始所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的動力輔助設(shè)備，其中，如果所述對應(yīng)工件與 所述機械臂和所述工件中的一者之間的距離等于或大于預(yù)定的距離，則所述控制器不停止 所述驅(qū)動裝置對所述機械臂的驅(qū)動。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項所述的動力輔助設(shè)備，其中，所述控制器根據(jù)所述 對應(yīng)工件與所述機械臂和所述工件中的一者之間的距離停止所述驅(qū)動裝置對所述機械臂 的驅(qū)動達所述預(yù)定的時間。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至6中任一項所述的動力輔助設(shè)備，其中所述機械臂包括用于檢測所述工件的振動的檢測裝置；并且根據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述工件的振動狀態(tài)，所述控制器停止所述驅(qū)動裝置對所 述機械臂的驅(qū)動達所述預(yù)定的時間。
18.一種動力輔助設(shè)備，包括保持裝置，其用于保持工件；驅(qū)動裝置，其用于驅(qū)動所述保持裝置；輸送裝置，其沿預(yù)定的方向輸送所述保持裝置；控制器，其控制所述驅(qū)動裝置和 所述輸送裝置的移動；以及對應(yīng)工件輸送裝置，其用于輸送對應(yīng)工件，其中，所述控制器控 制所述輸送裝置以與所述對應(yīng)工件輸送裝置同步移動，所述動力輔助設(shè)備的特征在于當(dāng)輸送路徑處于移動中時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送裝置，以使所述輸送裝 置與所述對應(yīng)工件同步移動；并且當(dāng)所述輸送路徑上的所述對應(yīng)工件的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動重新 開始時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送裝置以使所述驅(qū)動裝置停止對所述保持裝置的 驅(qū)動達預(yù)定的時間。
19.一種動力輔助設(shè)備，其包括 操作部件，其由操作者操作；操作力檢測部分，其檢測施加到所述操作部件的操作力； 機械臂，其支撐所述操作部件并且保持工件；驅(qū)動部分，其基于所述操作力檢測部分檢測到的操作力驅(qū)動所述機械臂； 輸送部分，其沿預(yù)定的方向輸送所述機械臂； 控制器，其控制所述驅(qū)動部分和所述輸送部分的運動；以及 對應(yīng)工件輸送部分，輸送對應(yīng)工件，其中，所述控制器控制所述輸送部分以與所述對應(yīng)工件輸送部分同步移動， 其中，當(dāng)輸送路徑處于移動中時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送部分，以使所述輸 送部分與所述對應(yīng)工件同步移動；并且其中，當(dāng)所述對應(yīng)工件在所述輸送路徑上的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動 重新開始時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送部分，以將所述驅(qū)動部分停止達預(yù)定的時 間段，以停止對所述機械臂的驅(qū)動。
20.一種動力輔助設(shè)備，其包括 保持部分，其保持工件；驅(qū)動部分，其驅(qū)動所述保持部分； 輸送部分，其沿預(yù)定的方向輸送所述保持部分； 控制器，其控制所述驅(qū)動部分和所述輸送部分的移動；以及 對應(yīng)工件輸送部分，其輸送對應(yīng)工件，其中，所述控制器控制所述輸送部分以與所述對應(yīng)工件輸送部分同步移動， 其中，當(dāng)輸送路徑處于移動中時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送部分，以使所述輸 送部分與所述對應(yīng)工件同步移動；并且其中，當(dāng)所述對應(yīng)工件在所述輸送路徑上的移動已經(jīng)停止時或當(dāng)所述輸送路徑的移動 重新開始時，所述控制器控制所述對應(yīng)工件輸送部分，以將所述驅(qū)動部分停止達預(yù)定的時 間段，以停止對所述保持部分的驅(qū)動。
全文摘要
一種控制動力輔助設(shè)備(50)的方法，制動力輔助設(shè)備(50)包括操縱桿(6)，力傳感器(7)，機械臂(3)，驅(qū)動機械臂(3)的致動器(11)，以及用于輸送機械臂(3)的輸送裝置(14)。當(dāng)車身(100)運動時，控制輸送裝置(14)以與車身同步移動，當(dāng)車身(100)的運動停止或重新開始時，將機械臂(3)的驅(qū)動停止預(yù)定時間，直到預(yù)定的時間過去后才重新開始。
文檔編號B25J19/06GK101959656SQ200980106730
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者山本仁, 村山英之, 柴田篤志, 秋山真二, 藤野健一 申請人:豐田自動車株式會社;株式會社荒木制作所