專利名稱：工作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文討論的實施方式涉及ー種工作系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，已知通過使用エ業(yè)機(jī)器人等自動地執(zhí)行諸如裝配工作和加工工作之類的被手動執(zhí)行的工作的工作系統(tǒng)。
在這類工作系統(tǒng)中，通常，在通過諸如帶式傳送器之類的傳送裝置傳送作為工作目標(biāo)的エ件的同時，通過沿著傳送裝置設(shè)置的每個工作站中的エ業(yè)機(jī)器人等執(zhí)行預(yù)定工作(例如，參見日本專利特開第2010-162652號公報)。然而，當(dāng)像在傳統(tǒng)的工作系統(tǒng)中那樣使用諸如帶式傳送器之類的傳送裝置來傳送エ件時，設(shè)備成本增加。鑒于上述問題實現(xiàn)本文所討論的技木，并且本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制設(shè)備成本的工作系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實施方式的ー個方面的工作系統(tǒng)包括機(jī)器人和多個工作站。所述機(jī)器人對作為工作目標(biāo)的エ件執(zhí)行預(yù)定工作。所述工作站是對所述エ件執(zhí)行所述預(yù)定工作的場所。所述機(jī)器人執(zhí)行所述エ件在所述工作站之間的傳送。根據(jù)所述實施方式的ー個方面，能夠抑制設(shè)備成本。


通過結(jié)合附圖參照如下詳細(xì)描述，將會更好地理解本發(fā)明和本發(fā)明的許多相關(guān)優(yōu)點，從而容易獲得對本發(fā)明以及本發(fā)明的許多相關(guān)優(yōu)點的更全面的了解，在附圖中圖IA和圖IB是根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的示意性說明圖；圖2是示出根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的布局的示意性平面圖。圖3是軌道、滑動件等的示意性側(cè)視圖。圖4是示出根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的圖。圖5是示出根據(jù)第一實施方式的控制裝置的構(gòu)造的框圖。圖6A和圖6B是示出由機(jī)器人進(jìn)行的傳送操作的操作實施例的圖。圖7A和圖7B是示出由機(jī)器人進(jìn)行的工作操作的操作實施例的圖。圖8A是示出由機(jī)器人進(jìn)行傳送操作的操作實施例的圖。圖SB和圖SC是示出由機(jī)器人進(jìn)行的返回操作的操作實施例的圖。圖9A和圖9B是區(qū)域傳感器的開/關(guān)控制的說明圖。圖10是示出由控制裝置執(zhí)行的處理程序的實施例的流程圖。以及圖11是示出根據(jù)第二實施方式的工作系統(tǒng)的布局的示意性平面圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)地說明本申請中公開的工作系統(tǒng)的實施方式。本發(fā)明并不限于以下的實施方式。首先，參照圖IA和圖IB簡要地說明根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的概要。圖IA和圖IB是根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的示意性說明圖。如圖IA和圖IB所示，根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)是通過使用機(jī)器人等對作為工作目標(biāo)的エ件自動地執(zhí)行預(yù)定工作的系統(tǒng)。具體地，根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)包括機(jī)器人和多個工作站。所述機(jī)器人例如是單臂エ業(yè)機(jī)器人。所述工作站是對エ件執(zhí)行預(yù)定工作的場所。例如，如圖IA所示，機(jī)器人抓取布置在工作臺上的零件并將零件移動到工作站中的預(yù)定位置。然后，機(jī)器人與布置在工作站中的工作裝置(例如壓配合裝置)相協(xié)作地執(zhí) 行將零件壓配合到エ件中的工作。在傳統(tǒng)的工作系統(tǒng)中，在ー個工作站中的工作完成之后，使用諸如帶式傳送器之類的傳送裝置將エ件傳送至下ー個工作站。然而，如果使用諸如帶式傳送器之類的傳送裝置，則設(shè)備成本會増加。另外，使用傳送裝置會導(dǎo)致設(shè)備變得復(fù)雜，并且建立設(shè)備(諸如電氣布線和設(shè)備調(diào)整)所需的エ時可能増加。因此，在根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)中，除了對エ件執(zhí)行預(yù)定工作之外，機(jī)器人還執(zhí)行エ件在工作站之間的傳送。例如，如圖IB所示，在對エ件完成壓配合工作之后，機(jī)器人在壓配合工作之后將エ件傳送至下ー個工作站。然后，在下ー個工作站，機(jī)器人與布置在工作站中的工作裝置一起對エ件進(jìn)行其他工作(例如螺旋緊固工作)。這樣，根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)包括對作為工作目標(biāo)的エ件執(zhí)行預(yù)定工作的機(jī)器人以及作為對エ件執(zhí)行預(yù)定工作的地點的多個工作站，并且所述機(jī)器人執(zhí)行エ件在エ作站之間的傳送。因此，無需另外提供傳送裝置就能夠執(zhí)行エ件在工作站之間的傳送，從而能夠抑制設(shè)備成本。而且，因為能夠通過避免使用傳送裝置來簡化設(shè)備，因此能夠降低諸如電氣布線和設(shè)備調(diào)整之類的設(shè)置設(shè)備所需的エ吋。因此，與使用傳送裝置的情況相比可以在短時間內(nèi)建立設(shè)備。如圖IA和圖IB所示，根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)還包括沿著工作站設(shè)置的軌道和在該軌道上滑動的滑動件。機(jī)器人通過使放置有エ件的滑動件在軌道上滑動而執(zhí)行エ件在工作站之間的傳送。這樣，即使エ件超出負(fù)載能力，機(jī)器人也能夠通過利用軌道和滑動件傳送エ件而進(jìn)行傳送。換句話說，通過使用負(fù)載能力相對較小的緊湊型機(jī)器人傳送エ件成為可能，從而可以使得工作系統(tǒng)的安裝面積較小。下面，具體地說明根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的構(gòu)造。首先，參照圖2說明根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的布局。圖2是不出根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的布局的不意性平面圖。如圖2中所示，工作系統(tǒng)I包括隔室11、機(jī)器人12、工作站13a至13d、工作裝置14a至14c、軌道15、滑動件16、滑動件放置部17、工作臺18、操作面板19、控制裝置20和區(qū)域傳感器21a至2 Ih。隔室11是被布置成圍繞機(jī)器人12的工作區(qū)域的分隔框架。隔室11被布置成圍繞除了操作面板19和區(qū)域傳感器21a、21b、21e和21f之外的元件。而且，隔室11包括位于區(qū)域傳感器21a和21b之間和區(qū)域傳感器21e和21f之間的開ロ。工人通過形成在區(qū)域傳感器21a和21b之間的開ロ設(shè)置エ件和零件，并且通過形成在區(qū)域傳感器21e和21f之間的開ロ移除エ件(成品)。在下文中，形成在區(qū)域傳感器21a和21b之間的開ロ稱為“入口”，形成在區(qū)域傳感器21e和21f之間的開ロ稱為“出口”。機(jī)器人12是對エ件執(zhí)行預(yù)定工作的單臂エ業(yè)機(jī)器人并且近似布置在隔室11的中心。稍后參照圖4描述機(jī)器人12的構(gòu)造。工作站13a至13d是對エ件執(zhí)行預(yù)定工作的場所。工作站13a至13d從隔室11的入口朝向出ロ線性地布置。在第一實施方式中，工作站13a是工人設(shè)置エ件的工作站，工作站13b是執(zhí)行將零件A壓配合到エ件中的工作的工作站。而且，在第一實施方式中，工作站13c是執(zhí)行エ件和零件B的螺旋緊固工作的工作站，而エ作站13d是工人從其移除エ件(成品)的工作站。在下文中，在一些情況下，分別將工作站13a至13d稱為“エ件設(shè)置姑”、“壓配合姑”、“螺旋緊固站”和“移除姑”。盡管在圖2中被省略，但在工作站13a至13d中均設(shè)置有夾緊單元，用于鎖定稍后描述的滑動件16。稍后參照圖3描述夾緊単元。工作裝置14a和14b是分別布置在工作站13b和13c中的裝置，并與機(jī)器人12 —起對エ件執(zhí)行工作。例如，工作裝置14a是對エ件執(zhí)行壓配合工作的壓配合裝置。用于對エ件執(zhí)行螺旋緊固工作的旋擰工具(諸如電動螺絲起子)可拆卸地設(shè)置在工作裝置14b附近的預(yù)定位置。工作裝置14c是加工零件的裝置，并且布置在除了工作站13a至13d之外的場所。例如，工作裝置14c是用于對零件A進(jìn)行拋光的拋光裝置。在下文中，為了容易理解說明， 省略了通過使用工作裝置14c執(zhí)行的工作的說明。軌道15是沿著工作站13a至13d布置的線性軌道?；瑒蛹?6是能夠沿著軌道15的縱向方向滑動的移動體，并且在滑動件16的基部上放置エ件。參照圖3說明軌道15、滑動件16等的構(gòu)造。圖3是軌道15、滑動件16等的示意性側(cè)視圖。如圖3所示，導(dǎo)軌15包括以預(yù)定間隔布置在工作臺50上的兩個軌道構(gòu)件151a和151b。軌道構(gòu)件151a和151b之間的間隔可以根據(jù)將成為工作目標(biāo)的エ件的形狀和尺寸來適當(dāng)?shù)馗淖儭；瑒蛹?6包括基座161、輪162a和162b、手柄163和接合凹部165?；?61是放置エ件的基座。輪162a和162b是布置在基座161下方的一部分中的輪，以與軌道構(gòu)件151a和151b之間的間隔匹配，并且輪162a和162b分別與軌道構(gòu)件151a和151b接觸。因而，滑動件16能夠沿著軌道15滑動。手柄163是從基座161的上表面向上伸出的板狀構(gòu)件。機(jī)器人12通過使用附裝至機(jī)械臂的末端的機(jī)械手124抓取手柄163的末端。檢測板164是設(shè)置成從基座161的下表面伸出的諸如鐵板之類的金屬板，并且設(shè)置成用于通過使用稍后描述的接近傳感器23檢測滑動件16。接近傳感器23是金屬傳感器并通過對檢測板164進(jìn)行檢測來檢測滑動件16。接合凹部165是形成在基座161的上表面中的凹部。接合凹部165與稍后描述的夾緊單元22的接合突起224接合，從而將滑動件16鎖定。夾緊單元22和接近傳感器23設(shè)置在工作臺50上。夾緊單元22是用于鎖定滑動件16的鎖定機(jī)構(gòu)，并且設(shè)置在每個工作站13a至13d的預(yù)定位置處。具體地，夾緊單元22包括基座部221、軸部222、鉤部223和接合突起224?；?21是固定至工作臺50的上表面的基部構(gòu)件。軸部222是沿著軌道15的縱向方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸，并附裝至基座部221。鉤部223是附裝至軸部222的L形構(gòu)件。接合突起224是形成在鉤部223的末端處的突出構(gòu)件。在夾緊單元22中，通過旋轉(zhuǎn)軸部222而使附裝至軸部222的鉤部223旋轉(zhuǎn)，由此使形成在鉤部223的末端處的接合突起224與滑動件16的接合凹部165接合。因此，滑動件16鎖定在各工作站13a至13d的預(yù)定位置。接近傳感器23是檢測沿著軌道15傳送的滑動件16的金屬傳感器，并布置在軌道構(gòu)件151a和151b之間。接近傳感器23布置在各工作站13a至13d中。接近傳感器23通過檢測設(shè)置在滑動件16中的檢測板164來檢測滑動件16。例如，接近傳感器23包括產(chǎn)生高頻磁場的檢測線圏。當(dāng)檢測板164接近高頻磁場時，通過電磁感應(yīng)而使感應(yīng)電流在檢測板164中流動。因此，檢測出的線圈的阻抗由于感應(yīng)電流而變化，并且振動停止。接近傳感器23利用振動的停止作為觸發(fā)而檢測檢測板164(即滑動件16)。
返回圖2，說明工作系統(tǒng)I的布局?；瑒蛹胖貌?7是用于在滑動件16不使用時放置滑動件16的基座。例如，滑動件放置部17布置在最上游的工作站13a附近。在滑動件放置部17中，設(shè)置接近傳感器23 (未示出)，控制裝置20能夠借助接近傳感器23確定滑動件16是否放置在滑動件放置部17中。工作臺18是用于布置待組裝到エ件的零件A和零件B的基座。工作臺18設(shè)置在隔室11的入口附近的位置。零件A和零件B由工人布置。操作面板19是附裝至隔室11外部的操作単元。操作面板19是接收與工作系統(tǒng)I相關(guān)的各種操作并將所接收的操作通知控制裝置20的操作単元。例如，在操作面板19上，除了工作開始按鈕之外，還有在エ件和零件A及B的設(shè)置完成之后由工人按壓的設(shè)置完成按鈕、在エ件(成品)的移除完成之后由工人按壓的移除完成按鈕等。在操作面板19中，還設(shè)置有工作系統(tǒng)I的緊急停止按鈕等?？刂蒲b置20是用于包括機(jī)器人12和工作裝置14a至14c的整個工作系統(tǒng)I的控制裝置。稍后參照圖4描述控制裝置20的構(gòu)造。區(qū)域傳感器21a至21h是用于檢測布置在隔室11的出入口等處的侵入者以防止危及工人的傳感器。具體地，區(qū)域傳感器21a、21c、21e和21g是光投射単元，而區(qū)域傳感器21b、21d、21f和21h是分別對應(yīng)于區(qū)域傳感器21a、21c、21e和21g的光接收單元。當(dāng)形成在光投射単元和光接收單元之間的光路被阻擋時，區(qū)域傳感器檢測到物體進(jìn)入并向控制裝置20發(fā)射檢測信號。區(qū)域傳感器21a和21b布置在隔室11的入口的兩側(cè)。而且，區(qū)域傳感器21c和21d在隔室11中設(shè)置在區(qū)域傳感器21a和21b的內(nèi)側(cè)。具體地說，區(qū)域傳感器21c和21d布置在與區(qū)域傳感器21a和21b—起將工作站13a和工作臺18夾在中間的位置。換言之，工作站13a和工作臺18位于區(qū)域傳感器21a和21b與區(qū)域傳感器21c和21d之間。區(qū)域傳感器21e和21f布置在隔室11的出口的兩側(cè)。而且,區(qū)域傳感器21g和21h在隔室11中設(shè)置在區(qū)域傳感器21e和21f的內(nèi)側(cè)。具體地說，區(qū)域傳感器21g和21f布置在與區(qū)域傳感器21e和21f—起將工作站13d夾在中間的位置。換言之，工作站13d位于區(qū)域傳感器21e和21f與區(qū)域傳感器21g和21h之間。在下文中，在某些情況下，將區(qū)域傳感器21a和21b之間以及區(qū)域傳感器21e和21f之間的部分稱為第一邊界部分，而將區(qū)域傳感器21c和21d之間以及區(qū)域傳感器21g和21h之間的部分稱為第二邊界部分。在該實施方式中，通過使用包括光投射単元和光接收單元的區(qū)域傳感器來檢測物 體的進(jìn)入，然而，本發(fā)明并不限于此，可以使用不同的傳感器，只要傳感器能夠檢測到物體進(jìn)入第一邊界部分和第二邊界部分即可。可以使用通過檢測周圍溫度變化來操作的紅外線傳感器。接下來，參照圖4說明工作系統(tǒng)I的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。圖4是示出根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的圖。在下文中，為了容易說明，在某些情況下，將工作站13a至13d中的任意工作站簡稱為“工作站13”，將工作裝置14a至14c中的任意工作裝置簡稱為“エ作裝置14 “，并且將區(qū)域傳感器21a至21h中的任意傳感器簡稱為”區(qū)域傳感器21 “。如圖4所示，控制裝置20經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)70連接至機(jī)器人12、工作裝置14、操作面板19、區(qū)域傳感器21、夾緊單元22和接近傳感器23?？梢允褂猛ㄓ镁W(wǎng)絡(luò)，諸如有線LAN(局域網(wǎng))或無線LAN作為網(wǎng)絡(luò)70?？刂蒲b置20基于從操作面板19接收的操作信息、接近傳感器23的檢測結(jié)果等對機(jī)器人12、工作裝置14、夾緊單元22等執(zhí)行操作控制。而且，控制裝置20根據(jù)機(jī)器人12的工作狀況執(zhí)行區(qū)域傳感器21的開/關(guān)控制。說明機(jī)器人12的構(gòu)造。例如，機(jī)器人12經(jīng)由基座部121固定至地面。而且機(jī)器人12包括多個機(jī)械臂122，每個機(jī)械臂122經(jīng)由包括伺服馬達(dá)的關(guān)節(jié)123連接至不同的機(jī)械臂122。圖4中所示的關(guān)節(jié)123由“圓圈“和”“菱形”表示，以表明旋轉(zhuǎn)軸線的方向的不同。例如，由“圓圏”表示的關(guān)節(jié)123旋轉(zhuǎn)而改變位于兩側(cè)的機(jī)械臂122之間的角度，由“菱形”表示的關(guān)節(jié)123在保持位于兩側(cè)的機(jī)械臂122之間的角度的同時旋轉(zhuǎn)。在經(jīng)由關(guān)節(jié)123彼此相連的機(jī)械臂122之中，最接近基座部121的機(jī)械臂122的末端固定至基座部121,機(jī)械手124連接至離基座部121最遠(yuǎn)的機(jī)械臂122的末端。機(jī)械手124是抓握物體的終端執(zhí)行器。機(jī)械手124和滑動件16被設(shè)計成使得其總質(zhì)量不超過機(jī)器人12的負(fù)載能力。機(jī)器人12根據(jù)來自控制裝置20的指令通過將每個伺服馬達(dá)單獨地旋轉(zhuǎn)任意角度而使機(jī)械手124移動到任意位置。在該實施方式中，機(jī)器人12是具有七軸關(guān)節(jié)的機(jī)器人，然而，機(jī)器人12的關(guān)節(jié)數(shù)量不限于七個軸。接下來，參照圖5說明控制裝置20的構(gòu)造。圖5僅示出了用于說明控制裝置20的特性所必需的部件，并省略了通用部件的描述。如圖5所示，控制裝置20包括存儲單元201和控制單元202。存儲單元201在其中存儲工作信息201a。控制單元202包括機(jī)器人控制單元202a、夾緊控制單元202b、工作裝置控制單元202c和區(qū)域傳感器控制單元202d。存儲單元201是由例如非易失性存儲器和硬盤驅(qū)動器等存儲設(shè)備構(gòu)成的存儲單元，并且在其中存儲工作信息201a。工作信息201a是諸如將要對工作系統(tǒng)I中的機(jī)器人12、工作裝置14等進(jìn)行的工作內(nèi)容以及工作條件之類的信息?？刂茊卧?02基于該工作信息201a控制機(jī)器人12、工作裝置14等。控制單元202是執(zhí)行控制裝置20的總體控制的控制單元。機(jī)器人控制單元202a是基于從操作面板19接收的操作信息和存儲在存儲單元201中的工作信息201a執(zhí)行機(jī)器人12的操作控制的處理單元。機(jī)器人控制單元202a始終監(jiān)視機(jī)器人12的當(dāng)前位置、工作進(jìn)度等。監(jiān)視結(jié)果輸 出至工作裝置控制單元202c和區(qū)域傳感器控制單元202d。夾緊控制単元202b是在從接近傳感器23接收到滑動件16的檢測信號時對與接近傳感器23相同地布置在工作站13中的夾緊單元22執(zhí)行驅(qū)動控制的處理單元。例如，當(dāng)滑動件16被傳送至工作站13b時，布置在工作站13b中的接近傳感器23檢測到滑動件16。在這種情況下，夾緊控制単元202b驅(qū)動布置在工作站13b中的夾緊單元22。從而，夾緊單元22的接合突起224與滑動件16的接合凹部165接合，并因此將滑動件16鎖定在工作站13b的預(yù)定位置(參見圖3)。在第一實施方式中，針對在接近傳感器23檢測到滑動件16時驅(qū)動夾緊單元22的情況給出了說明，然而，本發(fā)明并不限于此。例如，當(dāng)夾緊控制単元202b從機(jī)器人12接收到夾緊命令并且接近傳感器23檢測到滑動件16時，夾緊控制單元202b可以驅(qū)動夾緊單元22。而且，當(dāng)夾緊控制單元202b從機(jī)器人12接收到夾緊命令吋，如果接近傳感器23沒有檢測到滑動件16，則夾緊控制單元202b可以確定為異常，并且執(zhí)行例如發(fā)出聲音警報的異常應(yīng)對處理。這樣，夾緊控制單元202b可以使用接近傳感器23的檢測結(jié)果來確定滑動件16的位置。當(dāng)工作站13中的工作完成時，夾緊控制單元202b驅(qū)動夾緊單元22并且將夾緊單元22的接合突起224和滑動件16的接合凹部165之間的接合釋放。從而，滑動件16準(zhǔn)備好移動到下ー個工作站13。工作裝置控制單元202c是基于機(jī)器人12的工作狀況和存儲在存儲單元201中的工作信息201a執(zhí)行工作裝置14的操作控制的處理單元。例如，在滑動件16位于工作站13b中的狀態(tài)下，當(dāng)工作裝置控制單元202c從機(jī)器人控制單元202a接收到表明機(jī)器人12抓握零件A并將其移動至預(yù)定位置的通知吋，工作裝置控制單元202c使工作裝置14a開始壓配合工作。區(qū)域傳感器控制單元202d是根據(jù)機(jī)器人12的工作狀況執(zhí)行區(qū)域傳感器21的開/關(guān)控制的處理單元。稍后參照圖9A和圖9B描述區(qū)域傳感器控制單元202d的操作實施例。上述控制裝置20例如可以由計算機(jī)構(gòu)成。在這種情況下，控制單元202是CPU(中央處理単元)，而存儲単元201是存儲器?？梢酝ㄟ^將預(yù)先生成的程序加載至控制単元202并執(zhí)行該程序來實現(xiàn)控制單元202的各種功能。
接下來，說明機(jī)器人12的操作實施例。在第一實施方式中，機(jī)器人12除了對エ件執(zhí)行預(yù)定工作外還執(zhí)行エ件在工作站13之間的傳送。首先，參照圖6A和圖6B說明機(jī)器人12的傳送操作。圖6A和圖6B是示出機(jī)器人的傳送操作的操作實施例。如圖6A所示，エ件放置在滑動件16上，零件A和零件B放置在工作臺18上，由エ人進(jìn)行エ件和零件的設(shè)置。當(dāng)エ件和零件的設(shè)置完成吋，工人按壓設(shè)置在操作面板19上的“設(shè)置完成按鈕”以開始機(jī)器人12、工作裝置14等的工作。當(dāng)“設(shè)置完成按鈕”被工人按下時，機(jī)器人12根據(jù)來自機(jī)器人控制單元202a的指令將滑動件16傳送至工作站13b (壓配合站)。具體地說，在機(jī)械手124抓握滑動件16的手柄163的末端之后(參見圖6A)，機(jī)器人12在使滑動件16在軌道15上滑動的同時將滑動件16移動到工作站13b (參見圖6B)。 當(dāng)機(jī)器人12將滑動件16移動到工作站13b中的預(yù)定位置時，布置在工作站13b中的接近傳感器23檢測到滑動件16，并且布置在工作站13b中的夾緊單元22將滑動件16鎖定。接下來，參照圖7A和圖7B說明書機(jī)器人12的工作操作。圖7A和圖7B是示出機(jī)器人的工作操作的操作實施例。如圖7A所示，當(dāng)機(jī)器人12將滑動件16傳送到工作站13b時，機(jī)器人12使用機(jī)械手124抓握放置在工作臺18上的零件A。而且，如圖7B所示，機(jī)器人12將抓握的零件A移動到工作站13b中的預(yù)定位置。這樣，機(jī)器人12通過執(zhí)行使零件A相對于滑動件16上的エ件的定位而完成工作站13b中的工作。之后，作為壓配合裝置的工作裝置14a將零件A壓配合到エ件中。當(dāng)工作站13b中的壓配合工作完成吋，夾緊單元22將滑動件16解鎖。從而，滑動件16準(zhǔn)備好移動到下ー個工作站13c。然后，機(jī)器人12抓握滑動件16的手柄163并將滑動件16傳送到作為下ー個工作站的工作站13c。而且，在將滑動件16傳送到工作站13c之后，機(jī)器人12抓握放置在工作臺18上的零件B并將零件B放置在エ件的上表面上。然后，在借助機(jī)械手124抓握設(shè)置在工作裝置14b附近的預(yù)定位置的旋擰工具之后，機(jī)器人12使用該旋擰工具執(zhí)行エ件和零件B的螺旋緊固工作。在完成螺旋緊固工作之后，機(jī)器人12將旋擰工具返回到所述預(yù)定位置。在該實施方式中，經(jīng)受螺旋緊固工作之后的エ件是成品。這樣，在根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)I中，機(jī)器人12除了對エ件執(zhí)行預(yù)定工作之外還執(zhí)行エ件在工作站13之間的傳送。從而，無需額外設(shè)置傳送裝置就能夠執(zhí)行エ件在工作站13之間的傳送，從而能夠抑制設(shè)備成本。而且，在根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)I中，使用導(dǎo)軌15和滑動件16能夠滑動地傳送エ件。因此，即使エ件的質(zhì)量超過機(jī)器人12的負(fù)載能力，也可以傳送這樣的エ件。換句話說，可以使用負(fù)載能力較小的緊湊機(jī)器人傳送エ件，從而可以使工作系統(tǒng)的安裝面積較小。而且，在根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)I中，因為使用作為鎖定單元的一個實施例的夾緊單元22將滑動件16鎖定在工作站13中的預(yù)定位置，因此能夠容易地執(zhí)行滑動件16的定位。而且，能夠防止滑動件16在工作過程中發(fā)生移位。接下來，參照圖8A至8C說明由機(jī)器人12對滑動件16執(zhí)行的返回操作。圖8A是示出由機(jī)器人執(zhí)行的傳送操作的操作實施例的圖，而圖8B和SC是示出由機(jī)器人執(zhí)行的返回操作的操作實施例的圖。如圖8A所示，當(dāng)工作站13c中的螺旋緊固工作完成并且由夾緊單元22鎖定的滑動件16被解鎖時，在使用機(jī)械手124抓握滑動件16的手柄163的末端之后，機(jī)器人12在使滑動件16在導(dǎo)軌15上滑動的同時將該滑動件16移動到工作站13d。當(dāng)滑動件16被傳送至移除站(工作站13d)時，工人將エ件(成品)移除。然后，在移除エ件(成品)之后，工人按下操作面板19的“移除完成按鈕”。然后，當(dāng)操作面板19的“移除完成按鈕”被按下時，機(jī)器人12開始對滑動件16進(jìn)行返回操作。具體地說，在使用機(jī)械手12 4抓握滑動件16的手柄163的末端之后，機(jī)器人12將滑動件16移動到作為最上游工作站的エ作站13a(參見圖8B)。這樣，機(jī)器人12將被傳送到最下游工作站13d的滑動件16返回到最上游工作站13a。因此，工人無需進(jìn)行將滑動件16從最下游工作站13d移除的工作和將滑動件16布置在最上游工作站13a中的工作，從而可以減輕工人的負(fù)擔(dān)。而且，因為返回操作以工人進(jìn)行的エ件(成品)移除為觸發(fā)來進(jìn)行，因此滑動件16不會停留在最下游工作站13d中，從而可以順利地進(jìn)行工作。而且，機(jī)器人12在不使用導(dǎo)軌15的情況下將滑動件16返回到工作站13a。具體地說，機(jī)器人12將滑動件16提起并沿著不與軌道15干渉的路徑使滑動件16返回到工作站 13a。這樣，在第一實施方式中，使得用于將滑動件16從最上游工作站13a傳送到最下游工作站13d的路徑和用于將傳送到最下游工作站的滑動件16返回到最上游工作站13a的路徑不同，從而可以對エ件有效地執(zhí)行工作。當(dāng)將滑動件16返回到工作站13a時，如果另ー個滑動件16’已經(jīng)布置在工作站13a中，則機(jī)器人12將滑動件16移動到滑動件放置部17而不是移動到工作站13a(參見圖SC)。通過這樣的操作，可以并行地對多個(例如三個或更多個)エ件執(zhí)行工作。如果使用機(jī)器人12而不是諸如帶式傳送器之類的傳送裝置來傳送エ件，則必須執(zhí)行將エ件和零件傳送到隔室11內(nèi)的工作和將エ件(成品)從隔室11傳送出的工作?？梢圆糠值夭贾脤ⅴ葌魉偷礁羰?1內(nèi)的傳送裝置和將エ件(完工產(chǎn)品)從隔室11傳送出的傳送裝置，然而，這樣的傳送裝置的布置會導(dǎo)致設(shè)備成本増加。另ー方面，還考慮到通過使工人將手插入隔室11內(nèi)而將エ件等傳送到隔室11中和將エ件等從隔室11傳送出。然而，在這種情況下，存在工人與機(jī)器人12發(fā)生接觸的風(fēng)險。因此，在根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)I中，布置在隔室11的出入口(第一邊界部分)處的區(qū)域傳感器21a、21b、21e和21f和布置在隔室11內(nèi)(第二邊界部分)的區(qū)域傳感器21c、21d、21g和21h根據(jù)機(jī)器人12的工作狀況而開啟和關(guān)閉，從而工人可以安全地進(jìn)入隔室11。在下文中，參照圖9A和圖9B說明區(qū)域傳感器21a至21h的開/關(guān)控制。圖9A和圖9B是區(qū)域傳感器21a至21d的開/關(guān)控制的說明圖。圖9A示出了區(qū)域傳感器21a和21b開啟而區(qū)域傳感器21c和21d關(guān)閉的狀態(tài)。圖9B示出了區(qū)域傳感器21a和21b關(guān)閉而區(qū)域傳感器21c和21d開啟的狀態(tài)。例如，如圖9A所示，機(jī)器人12執(zhí)行機(jī)器人12可以在工作臺18或工作站13a上經(jīng)過的操作，諸如執(zhí)行借助該機(jī)器人12抓握零件A并將該零件A傳送到工作站13b的操作。在這樣的情況下，控制裝置20的區(qū)域傳感器控制單元202d將布置在作為隔室11的出入口的第一邊界部分中的區(qū)域傳感器21a和21b設(shè)置為開啟狀態(tài)，而將布置在隔室11的第二邊界部分中的區(qū)域傳感器21c和21d設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下，當(dāng)工人進(jìn)入隔室11吋，區(qū)域傳感器21a和21b檢測到工人的進(jìn)入，并且由控制裝置20采取諸如發(fā)出聲音警報之類的安全預(yù)警。因此，工人能夠感覺到危險。另ー方面，例如如圖9B所示，機(jī)器人12未在預(yù)定時間段返回到隔室11的入口附近的位置，諸如機(jī)器人12在遠(yuǎn)離隔室11的入口的場所(例如工作站13c)執(zhí)行操作的情況。在這樣的情況下，區(qū)域傳感器控制單元202d將布置在第二邊界部分中的區(qū)域傳感器21c和21d設(shè)置為開啟狀態(tài)，而將布置在隔室11的第一邊界部分中的區(qū)域傳感器21a和21b設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)。
因此，工人可以安全地進(jìn)入隔室11。具體地說，工人可以安全地將エ件和零件A及零件B布置到工作站13a或工作臺18。這樣，在工作系統(tǒng)I中，第一傳感器(例如區(qū)域傳感器21a和21b)布置在作為隔室11和外部之間的邊界部分的第一邊界部分中，而第二傳感器(例如區(qū)域傳感器21c和21d)布置在設(shè)置于隔室11中的第一邊界部分的內(nèi)側(cè)的第二邊界部分中。在工作系統(tǒng)I中，區(qū)域傳感器控制單元202d根據(jù)機(jī)器人12的操作控制第一傳感器(例如區(qū)域傳感器21a和21b)和第二傳感器(例如區(qū)域傳感器21c和21d)的開/關(guān)。因此，可以安全地以低成本將エ件和零件傳送到隔室11中并且可以將エ件(成品)從隔室11傳送出。在該實施方式中，作為實施例說明了布置在隔室11的入口側(cè)的區(qū)域傳感器21a至21d的開/關(guān)控制，然而，按類似方式對布置在隔室11的出ロ側(cè)的區(qū)域傳感器21e至21h執(zhí)行開/關(guān)控制。接下來，參照圖10說明控制裝置20的具體操作。圖10是示出了由控制裝置20執(zhí)行的處理過程的實施例的流程圖。圖10示出了在操作面板19的工作開始按鈕被按下之后被機(jī)器人12傳送至移除站(工作站13d)的滑動件16返回之前的處理過程。圖10中省略了區(qū)域傳感器的開/關(guān)控制的處理過程。如圖10中所示，在控制裝置20中，當(dāng)機(jī)器人控制單元202a從操作面板19接收到表示工作開始按鈕被按下的通知時，機(jī)器人控制單元202a指示機(jī)器人12將滑動件16布置到エ件設(shè)置站(工作站13a)(步驟S101)。機(jī)器人12根據(jù)來自機(jī)器人控制單元202a的指令抓握布置在滑動件放置部17中的滑動件16并將所述滑動件16放置在エ件設(shè)置站(エ作站13a)前方的導(dǎo)軌15上。接下來，機(jī)器人控制單元202a確定工人是否完成エ件設(shè)置(步驟S102)。該確定通過確定是否從操作面板19接收到表示設(shè)置完成按鈕被按下的通知來進(jìn)行。因此，當(dāng)エ件設(shè)置未完成時(在步驟S102處為否)，亦即當(dāng)尚未從操作面板19接收到表示設(shè)置完成按鈕被按下的通知時，機(jī)器人12保持待用狀態(tài)。另ー方面，當(dāng)機(jī)器人控制單元202a確定エ件設(shè)置完成時(在步驟S102處為是)，亦即當(dāng)從操作面板19接收到表示設(shè)置完成按鈕被按下的通知時，機(jī)器人控制單元202a指示將滑動件16傳送到壓配合站(工作站13b)(步驟S103)。機(jī)器人12根據(jù)來自機(jī)器人控制單元202a的指令抓握布置在エ件設(shè)置站(工作站13a)中的滑動件16并將滑動件16傳送到壓配合站(工作站13b)。
當(dāng)機(jī)器人12將滑動件16傳送到壓配合站(工作站13b)時，在壓配合站(工作站13b)中執(zhí)行滑動件16的定位(步驟S104)。具體地說，布置在壓配合站(工作站13b)中的接近傳感器23檢測到滑動件16并且夾緊單元22鎖定滑動件16。接下來，機(jī)器人控制單元202a指示機(jī)器人12，而工作裝置控制單元202c指示工作裝置14a，以使機(jī)器人12和工作裝置14a執(zhí)行壓配合工作(步驟S105)。當(dāng)壓配合工作完成時，機(jī)器人控制單元202a指示將滑動件16傳送到螺旋緊固站(工作站13c)(步驟S106)。機(jī)器人12根據(jù)來自機(jī)器人控制單元202a的指令夾緊布置在壓配合站(工作站13b)中的滑動件16并將滑動件16傳送到螺旋緊固站(工作站13c)。當(dāng)機(jī)器人12將滑動件16傳送到螺旋緊固站(工作站13c)時，在螺旋緊固站(エ作站13c)中執(zhí)行滑動件16的定位(步驟S107)。具體地說，布置在螺旋緊固站(工作站13c)中的接近傳感器23檢測到滑動件16并且夾緊單元22鎖定滑動件16。接下來，機(jī)器人控制單元202a指示機(jī)器人12，并且工作裝置控制單元202c指示エ作裝置14b，以使機(jī)器人12和工作裝置14b執(zhí)行螺旋緊固工作(步驟S108)。當(dāng)螺旋緊固工作完成時，機(jī)器人控制單元202a指示將滑動件16傳送到移除站(工作站13d)(步驟S109)。機(jī)器人12根據(jù)來自機(jī)器人控制單元202a的指令抓握布置在螺旋緊固站(工作站13c)中的滑動件16并將滑動件16傳送到移除站(工作站13d)。接下來，機(jī)器人控制單元202a確定エ件(成品)是否被移除(步驟S110)。該確定通過確定是否從操作面板19接收到表示移除完成按鈕被按下的通知來進(jìn)行。然后，當(dāng)エ件(成品)的移除尚未完成時(在步驟SllO處為否)，亦即當(dāng)尚未從操作面板19接收到表示移除完成按鈕被按下的通知時，機(jī)器人12保持待用狀態(tài)。另ー方面，當(dāng)機(jī)器人控制單元202a確定完成エ件(成品)的移除時(在步驟SI 10處為是)，亦即當(dāng)從操作面板19接收到表示移除完成按鈕被按下的通知吋，機(jī)器人控制單元202a確定滑動件16是否已經(jīng)被布置在エ件設(shè)置站(工作站13a)中(步驟SI 11)。該確定通過確定布置在エ件設(shè)置站(工作站13a)中的接近傳感器23是否檢測到滑動件16來進(jìn)行。然后，當(dāng)滑動件16未被布置在エ件設(shè)置站(工作站13a)中時(在步驟Slll處為否)，機(jī)器人控制單元202a將被傳送到移除站(工作站13d)的滑動件16返回到エ件設(shè)置站(工作站13a)(步驟S112)并且終止過程。另ー方面，當(dāng)機(jī)器人控制單元202a確定滑動件16已經(jīng)布置在エ件設(shè)置站(工作站13a)時(在步驟Slll處為是)，機(jī)器人控制單元202a將被傳送到移除站(工作站13d)的滑動件16返回到滑動件放置部17(步驟S113)并終止過程。如上所述，根據(jù)第一實施方式的工作系統(tǒng)包括機(jī)器人和工作站。機(jī)器人對作為エ作目標(biāo)的エ件執(zhí)行預(yù)定工作。多個所述工作站是對エ件執(zhí)行預(yù)定工作的場所。機(jī)器人在エ作站之間傳送エ件。因此，不需要額外設(shè)置傳送エ件的傳送裝置，從而能夠抑制設(shè)備成本。而且，因為通過避免使用傳送裝置可以簡化設(shè)備，從而能夠降低建立設(shè)備(諸如電氣布線和設(shè)備調(diào)整)所需的エ吋。因此，與使用傳送裝置的情況相比能夠在短時間內(nèi)建立設(shè)備。另外，在第一實施方式中，機(jī)器人12包括抓握物體的機(jī)械手124并且通過使用機(jī)械手124對エ件執(zhí)行預(yù)定工作以及執(zhí)行エ件的傳送。換言之，無需使用傳送エ件的專用終端執(zhí)行器就能夠傳送エ件，從而能夠進(jìn)一歩抑制設(shè)備成本。在第一實施方式中，軌道15布置在所有工作站13a至13d之間。換言之，通過使用導(dǎo)軌15將滑動件16從最上游工作站13a傳送到最下游工作站13d，然而，本發(fā)明不限于此。例如，軌道15可以從其中エ件、滑動件16和機(jī)械手124的總質(zhì)量超過了機(jī)器人12的負(fù)載能力的工作站13布置。在下文中，參照圖11予以說明根據(jù)エ件等的質(zhì)量和機(jī)器人12的負(fù)載能力確定軌道15的布置范圍的情況下的第二實施方式。圖11是示出根據(jù)第二實施方式的工作系統(tǒng)I’的布局的示意性平面圖。在以下說明中，與已經(jīng)描述的那些部件類似的部件采用與已經(jīng)描述的部件相同的附圖標(biāo)記，并且省略重復(fù)的描述。而且，在下文中，エ件、滑動件16和機(jī)械手124稱為“被傳送物”。 如圖11所示，エ件的質(zhì)量由于在工作站13b中將零件A組裝到該エ件而增加。而且，エ件的質(zhì)量由于在工作站13c中將零件B組裝到該エ件而進(jìn)ー步增加。這樣，隨著被傳送物從上游工作站13朝向下游工作站13的傳送，被傳送物的質(zhì)量增加。假定被傳送物的質(zhì)量在工作站13c中超過機(jī)器人12的負(fù)載能力(參見圖11中的S03)，則機(jī)器人12在沒有軌道15的情況下無法將被傳送物從工作站13c傳送到工作站13d。然而，在工作站13a中，被傳送物的質(zhì)量，即エ件、滑動件16和機(jī)械手124的總質(zhì)量不超過機(jī)器人12的負(fù)載能力(參見圖11中的S01)。以類似方式，在工作站13d中，被傳送物的質(zhì)量，即組裝零件A之后的エ件、滑動件16和機(jī)械手124的總質(zhì)量也不超過機(jī)器人12的負(fù)載能力(參見在圖11中的S02)。因此，在沒有軌道15的情況下，機(jī)器人12也能夠?qū)⒈粋魉臀飶墓ぷ髡?3a傳送到工作站13c。因此，在這種情況下，軌道15’可以僅布置在工作站13c和工作站13d之間。在沒有布置軌道15’的工作站13a和13b中，分別布置工作臺50a和50b。這些工作臺50a和50b的高度在機(jī)器人12的操作范圍內(nèi)就足夠了，并且該高度無需與軌道15’的高度相同。在該實施方式中，軌道15’從被傳送物的質(zhì)量超過機(jī)器人12的負(fù)載能力的工作站13布置，然而，本發(fā)明并不限于此。例如，考慮到安全等因素，軌道15’可以從其中被傳送物的質(zhì)量超過基于機(jī)器人12的負(fù)載能力的可容許質(zhì)量(例如負(fù)載能力的70%的質(zhì)量)的エ作站13布置。如上所述，在第二實施方式中，在工作站13a至13d當(dāng)中，軌道15’沿著工作站13 (在該工作站中，被傳送物的質(zhì)量超過基于機(jī)器人12的負(fù)載能力的可容許質(zhì)量)和位于該工作站13的下游的工作站13設(shè)置。因此，能夠進(jìn)一歩降低設(shè)備成本。在上述第一實施方式和第二實施方式中，說明了使用單臂機(jī)器人的情況，然而，機(jī)器人的類型并不限于單臂機(jī)器人，而是可以是雙臂機(jī)器人。
權(quán)利要求
1.ー種工作系統(tǒng)，該工作系統(tǒng)包括 機(jī)器人，該機(jī)器人對作為工作目標(biāo)的エ件執(zhí)行預(yù)定工作；以及 多個工作站，所述多個工作站是對所述エ件執(zhí)行所述預(yù)定工作的場所，其中 所述機(jī)器人執(zhí)行所述エ件在所述工作站之間的傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工作系統(tǒng)，該工作系統(tǒng)還包括 沿著所述工作站設(shè)置的軌道；以及 滑動件，所述エ件放置在該滑動件上，并且該滑動件在所述軌道上滑動，其中 所述機(jī)器人通過使所述滑動件在所述軌道上滑動來執(zhí)行所述エ件在所述工作站之間的傳送。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作系統(tǒng)，其中，在所述工作站當(dāng)中，沿著其中包括所述エ件和所述滑動件的被傳送物的質(zhì)量超過基于所述機(jī)器人的負(fù)載能力的容許質(zhì)量的工作站和位于該工作站的下游的工作站設(shè)置所述軌道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作系統(tǒng)，該工作系統(tǒng)還包括鎖定單元，該鎖定単元將所述滑動件鎖定在所述工作站中的預(yù)定位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人將被傳送至最下游工作站的所述滑動件返回至最上游工作站。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工作系統(tǒng)，其中，當(dāng)在所述最上游工作站中已經(jīng)布置有一滑動件時，所述機(jī)器人將被傳送至所述最下游工作站的所述滑動件移動到特定場所。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工作系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人包括抓握物體的機(jī)械手并使用所述機(jī)械手執(zhí)行所述預(yù)定工作和所述傳送。
8.根據(jù)權(quán)利與權(quán)利要求I至7中任一項所述的工作系統(tǒng)，該工作系統(tǒng)還包括 第一傳感器，該第一傳感器在第一邊界部分中檢測物體的進(jìn)入，所述第一邊界部分是包括所述工作站和所述機(jī)器人的預(yù)定工作區(qū)域與外部之間的邊界部分； 第二傳感器，該第二傳感器在第二邊界部分中檢測物體的進(jìn)入，該第二邊界部分在所述第一邊界部分的內(nèi)側(cè)設(shè)置在所述預(yù)定工作區(qū)域中；以及 傳感器控制單元，該傳感器控制單元根據(jù)所述機(jī)器人的操作來控制所述第一傳感器和所述第二傳感器的開/關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工作系統(tǒng)。根據(jù)實施方式的工作系統(tǒng)包括機(jī)器人和工作站。所述機(jī)器人對作為工作目標(biāo)的工件執(zhí)行預(yù)定工作。所述工作站是對所述工件執(zhí)行所述預(yù)定工作的場所。所述機(jī)器人執(zhí)行所述工件在所述工作站之間的傳送。
文檔編號B25J13/00GK102649272SQ201210021668
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者堤亮介, 村上宏彰, 永野義久 申請人:株式會社安川電機(jī)