機器人系統以及加工物制作方法

機器人系統以及加工物制作方法
【專利摘要】本發明的機器人系統（100）包括：根據示教內容對工件（W）進行作業的機器人（10）；以及基于作業的結果而變更相對于工件（W）的示教內容的示教變更部（20）。優選為，示教變更部（20）可變更機器人（10）對工件（W）進行作業的位置。另外，優選為，工件（W）是多個，在機器人（10）對某個工件（W）進行作業的期間，示教變更部（20）對相對于其他工件（W）的示教內容進行變更。
【專利說明】機器人系統以及加工物制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器人系統以及加工物制作方法。
【背景技術】
[0002]以為了穩定地生產高質量的產品、或者為了將人類從疲勞的作業等中解放出來等的各種目的，而將工業用機器人導入到生產現場。典型的工業用機器人是根據在關閉狀態下預先設定的示教內容而反復做動作。
[0003]這種工業用機器人被用于加工物的制作(例如參照專利文獻I)。專利文獻I公開的工業用機器人，是將聚氨酯原料液注入在聚氨酯自動發泡成型線上進行循環的多個模具的各個下模中，通過使該原料液發泡而制作聚氨酯發泡成型品。此外，在專利文獻I中，還記載了通過使下模的注入面成為大致水平，從而抑制聚氨酯原料液的流動，并抑制了成型品的不良。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平10-175227號公報
【發明內容】

[0007]然而，在機器人根據預先設定的示教內容進行作業的情況下，有時會有因作業條件而不能以規定的精度進行作業的情況。例如，在專利文獻I公開的工業用機器人中，有時會有如下情況:根據作業溫度以及聚氨酯材料的濃度不均勻等，而不能得到規定形狀的聚氣酷成型品。
[0008]本發明是鑒于上述課題而完成的，其目的是提供能使根據示教內容進行的作業精度改善的機器人系統以及加工物制作方法。
[0009]本發明的機器人系統包括機器人和示教變更部，所述機器人根據示教內容對至少一個工件進行作業；所述示教變更部基于所述作業的結果，對相對于所述至少一個工件的所述示教內容進行變更。
[0010]在某一實施方式中，所述示教變更部用于變更所述機器人對所述至少一個工件進行所述作業的位置。
[0011]在某一實施方式中，所述至少一個工件包含多個工件。
[0012]在某一實施方式中，在所述機器人對所述多個工件中的某個工件進行作業的期間，所述示教變更部對相對于所述多個工件中的其他工件的所述示教內容進行變更。
[0013]在某一實施方式中，所述多個工件包含第一工件和第二工件，所述機器人對所述第一工件進行了作業之后，再對所述第二工件進行作業，在所述機器人對所述第二工件進行作業之前，所述示教變更部基于所述機器人對所述第一工件已進行的作業的結果，對相對于所述第二工件的示教內容進行變更。
[0014]在某一實施方式中，所述多個工件包含多個種類的工件。[0015]在某一實施方式中，所述多個工件包含第一工件、與所述第一工件種類不同的第二工件、以及與所述第一工件種類相同的第三工件，所述機器人對所述第一工件進行了作業之后，再對所述第二工件進行作業，然后，所述機器人對所述第二工件進行了作業之后，再對所述第三工件進行作業，在所述機器人對所述第三工件進行作業之前，所述變更部基于所述機器人對所述第一工件已進行的作業的結果，對相對于所述第三工件的示教內容進行變更。
[0016]在某一實施方式中，所述機器人系統還包括輸送機，所述輸送機用于搬運所述至少一個工件。
[0017]在某一實施方式中，所述機器人系統還包括顯示部，所述顯示部顯示出表示所述變更后的示教內容的圖像。
[0018]在某一實施方式中，所述顯示部顯示出表示所述變更后的示教內容的圖像，同時還顯示出表示所述變更前的示教內容的圖像。
[0019]在某一實施方式中，所述機器人系統還包括示教設定部，所述示教設定部用于設定相對于所述至少一個工件的所述機器人的示教內容。
[0020]本發明的加工物制作方法包含如下工序:準備至少一個工件的工序；準備相對于所述至少一個工件設定了示教內容后的機器人的工序；所述機器人根據所述示教內容對所述至少一個工件進行作業從而制作加工物的工序；以及基于所述加工物，對相對于所述至少一個工件設定的所述示教內容進行變更的工序。
[0021]發明的效果
[0022]根據本實施方式，可以提供能使根據示教內容進行的作業精度改善的機器人系統以及加工物制作方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實施方式的機器人系統的示意俯視圖。
[0024]圖2是本實施方式的機器人系統的示意圖。
[0025]圖3是用于說明本實施方式的加工物制作方法的流程圖。
[0026]圖4是本實施方式的機器人系統的示意圖。
[0027]圖5是本實施方式的機器人系統的示意圖。
[0028]圖6是本實施方式的機器人系統的示意圖。
[0029]圖7 (a)?圖7 (C)是表示本實施方式的機器人系統中的顯示部的示意圖。
[0030]圖8是本實施方式的機器人系統的示意圖。
[0031]圖9是本實施方式的機器人系統的示意圖。
[0032]圖10是表示在本實施方式的機器人系統中進行作業的工件的一個示例的示意圖。
[0033]圖11 (a)是表示變更示教內容之前的作業結果的示意圖，圖11 (b)是表示變更了示教內容之后的作業結果的示意圖。
[0034]圖12 (a)和圖12 (b)是表示本實施方式的機器人系統中的顯示部的示意圖。【具體實施方式】[0035]以下，參照附圖，來說明本發明的機器人系統以及加工物制作方法的實施方式。但是，本發明的實施方式并不局限于以下的實施方式。
[0036]圖1是本實施方式的機器人系統100的示意俯視圖。機器人系統100包括機器人10以及示教變更部20。在機器人10中，預先設定了相對于工件W的示教內容。機器人10根據設定后的示教內容進行作業。
[0037]在這里，工件W被輸送機C搬運至機器人10。當機器人10的作業結束時，工件W被輸送機C搬運至遠離機器人10的方向。典型地來說，輸送機C用于搬運多個工件W，機器人10對于被搬運的工件W進行作業，但由輸送機C搬運的工件W也可以是一個。
[0038]在本實施方式的機器人系統100中，示教變更部20基于機器人10的作業結果，對相對于工件W的示教內容進行變更。作為示教變更部20，例如可以利用個人計算機。例如，用于變更示教內容的輸入，可以使用鍵盤、鼠標以及觸控面板中的至少一個。作為一個示例，示教變更部20可以變更機器人10對工件W進行作業的位置。此外，在本說明書中，有時將示教變更部20簡稱為變更部20。
[0039]在由變更部20進行了變更之后，機器人10根據變更后的示教內容對工件W進行作業。像這樣，通過對相對于工件W的示教內容進行變更，從而能夠提高機器人10對工件W的作業精度。
[0040]圖2是表不本實施方式的機器人系統100的一個不例的不意圖。機器人10具有機器人臂12和末端執行器14。機器人臂12由多個臂構成。典型地來說，機器人臂12是包括多個致動器的多關節臂機器人，各致動器具有伺服電機。末端執行器14的位置和姿態由機器人臂12的各致動器的驅動進行控制。典型地來說，末端執行器14安裝在機器人臂12的前端。將末端執行器14構成為，例如進行材料注入或密封。或者，末端執行器14也可以是焊槍。
[0041]圖2所示的機器人系統100除了包括上述機器人10和示教變更部20以外，還包括控制機器人10的控制器16。控制器16存儲有示教內容，控制器16對機器人臂12和末端執行器14進行控制。在這里，示教變更部20與控制器16連接，示教變更部20對存儲在控制器16中的示教內容進行變更。
[0042]例如，控制器16具有存儲裝置16a和處理器16b，所述存儲裝置16a存儲了示教內容(示教數據)；所述處理器16b根據存儲在存儲裝置16a中的示教內容，對機器人臂12和末端執行器14進行控制。通過示教變更部20，對存儲在存儲裝置16a中的示教內容進行變更(更新)。例如，在示教變更部20中輸入了示教內容的變更事項之后，通過將表示變更事項的文件發送到存儲裝置16a，由此進行示教內容的變更。
[0043]在加工中適合使用這樣的機器人系統100。以下，參照圖3，來說明本實施方式的加工物制作方法。
[0044]首先，在S302中，準備工件W。另外，在S304中，要準備相對于工件W設定了示教內容的機器人10。此外，也可以在機器人10中預先設定示教內容。或者，也可以根據準備好的工件W，在機器人10中設定示教內容。
[0045]其次，在S306中，機器人10根據示教內容對工件W進行作業，從而制作加工物。在圖2所示的機器人10中，與作業內容相對應而適當地變更末端執行器14。
[0046]然后，在S308中，基于加工物，對相對于工件W設定的示教內容進行變更。加工物的檢驗可以利用機器人進行，或者也可以利用肉眼觀察進行。然后，機器人10根據變更后的示教內容，對工件W進行作業。
[0047]本實施方式的機器人系統100和加工物制作方法能夠應用于各種用途。例如，可以將機器人系統100用于材料的注入。作為一個示例，通過將聚氨酯材料注入規定形狀的模具中，并使聚氨酯發泡，由此能夠制作聚氨酯發泡成型品。
[0048]或者，也可以利用機器人系統100和加工物制作方法，對工件W直接進行加工。例如，可以利用機器人系統100和加工物制作方法，進行密封、涂裝之前的底漆的涂布和/或多層堆焊等的連續焊接。
[0049]此外，在機器人系統100中，優選機器人10對多個工件W進行作業。在該情況下，在機器人10對多個工件W中的某個工件進行作業的期間，示教變更部20對相對于多個工件W中的其他工件的示教內容進行變更。
[0050]如圖4所示，多個工件W中的工件Wl先由機器人10進行作業，之后多個工件W中的工件W2由機器人10進行作業。像這樣，在機器人10對工件Wl進行了作業之后、再對工件W2進行作業的情況下，在機器人10對工件W2進行作業之前，變更部20基于機器人10對工件Wl已進行的作業的結果而變更相對于工件W2的示教內容。由此，機器人10不必中斷作業，就能夠以高精度對工件W進行作業。
[0051]此外，還可以在由變更部20變更示教內容之前，利用其他的工序，對于由機器人10進行了作業后的工件W再進行修正作業。例如，在機器人10對工件W涂布底漆的情況下，變更部20基于涂布不均的某個工件W，對于之后的由機器人10進行涂布的工件W的示教內容進行變更，機器人10根據該變更后的示教內容對下一工件W進行涂布，而另一方面，對于存在涂布不均的工件W，人類或其他的機器人可以再次進行底漆的涂布。像這樣，不必使機器人系統100中的作業中斷，就能夠變更示教內容。
[0052]此外，如圖5所示，由機器人10進行作業的工件W可以包含多個種類。根據工件W的種類而設定示教內容。
[0053]例如，多個工件W包含工件Wa、與工件Wa種類不同的工件Wb以及與工件Wa種類相同的工件Wc，機器人10對工件Wa進行了作業之后再對工件Wb進行作業，并且對工件Wb進行了作業之后再對工件Wc進行作業。此外，在開始進行這些作業之前，將相對于工件Wb的示教內容設定成與工件Wa不同，并將相對于工件Wc的示教內容設定成與工件Wa相同。
[0054]在圖5所示的機器人系統100中，對工件Wa進行了作業之后，并在機器人10對工件Wc進行作業之前，變更部20基于對工件Wa進行的作業結果，來變更相對于工件Wc的示教內容。像這樣，可以基于對同一種類的之前進行了作業的工件W的作業結果，來變更示教內容。
[0055]此外，工件W有多個種類，在機器人10中設定多個示教內容的情況下，由機器人10在時間上連續進行作業的工件W優選為不同種類。當在該情況下，對某一種類的工件進行了作業之后，再對相同種類的其他工件進行作業之前，優選基于已進行了作業后的工件的作業結果，來變更示教內容。由此，基于已進行的作業的結果，能夠適當變更示教內容。
[0056]此外，還優選為，機器人系統100的使用者能夠容易地確認變更后的示教內容。
[0057]圖6是表不本實施方式的機器人系統100的不意圖。圖6所不的機器人系統100除了包括機器人10和示教變更部20以外，還包括顯示部30。顯示部30顯示出表示由變更部20進行變更后的示教內容的圖像。更優選為，顯示部30顯示出表示由變更部20進行變更后的示教內容的圖像，同時還顯示出表示變更前的示教內容的圖像。
[0058]此外，示教變更部20和顯示部30都可以利用個人計算機來實現。例如，可以由個人計算機的中央處理計算裝置(Central Processing Unit:CPU)來實現示教變更部20,也可以由個人計算機的監視器來實現顯示部30。
[0059]以下，對本實施方式的機器人系統100中的由顯示部30顯示的一個示例進行說明。首先，如圖7 (a)所示，在示教內容的變更之前，顯示部30顯示出:作業編輯按鈕30a和文件收發按鈕30b。
[0060]當選擇作業編輯按鈕30a時,如圖7 (b)所示,在顯示部30中，顯示出作業編輯畫面30al。在作業編輯畫面30al中，設置有用于編輯作業的作業編輯區域30rl以及用于輸入作業坐標的作業坐標輸入區域30r2。在這里，例如，在作業坐標輸入區域30r2中輸入機器人10對工件W進行作業的位置。此外，在圖7 (b)所示的作業編輯畫面30al中對作業位置進行變更的情況下，優選在將變更后的作業位置輸入作業編輯畫面30al之后，顯示部30顯示出變更后的示教內容。
[0061]另外，當選擇文件收發按鈕30b時，如圖7 (C)所示，在顯示部30中顯示出文件收發畫面30bl。當在文件收發畫面30bl中選擇文件收發按鈕時，則會發送包含被編輯后的作業在內的文件。像這樣，當被編輯后的作業的發送結束時，則可變更(更新)存儲在控制器16的存儲裝置16a中的示教內容。
[0062]此外，使用與示教變更部20不同的裝置，進行示教內容的設定。
[0063]圖8是本實施方式的機器人系統100的示意圖。圖8所示的機器人系統100還包括:用于設定相對于工件W的機器人10的示教內容的示教設定部40。典型地來說，示教設定部40呈具有平板的平板形狀，也被稱為示教器(pendant)或編程器。
[0064]在機器人10為關閉狀態的情況下，在欄內進行由示教設定部40設定機器人10的示教內容。或者，也可以實際上不移動機器人10，而在計算機上且離線狀態下進行由示教設定部40設定機器人10的示教內容。此外，在本說明書中，有時將示教設定部40簡稱為設定部40。
[0065]設定部40設定示教內容，而變更部20對于由設定部40設定后的示教內容進行變更。優選為，變更部20能夠僅變更由設定部40設定示教內容的可設定范圍中的一部分。例如，當設定示教內容時，雖然能夠將機器人10設定在任意的位置，但由變更部20能夠變更示教內容的范圍為規定的范圍內，在輸入了規定范圍之外的變更事項的情況下，變更部20也可以不許可該變更事項。
[0066]此外，在上述說明中，雖然機器人系統100包括I臺機器人10，但本實施方式并不局限于此。機器人系統100可以包括進行同樣作業的多個機器人10。另外，機器人系統100還可以包括進行與機器人10不同的作業的其他機器人，在該情況下，變更部20可以變更由該機器人進行作業的示教內容。
[0067]另外，在上述說明中，在機器人系統100中設置有輸送機C，輸送機C將工件W搬運至機器人10，但本實施方式并不局限于此。機器人10可以相對于被固定后的工件W進行移動，由此使機器人10對不同的工件W進行作業。
[0068]本實施方式的機器人系統100和加工物制作方法，例如適合用于聚氨酯發泡成型品的制作。聚氨酯發泡成型品適合用于汽車用座椅。典型地來說，發泡聚氨酯是通過使兩種以上的液體混合而生成的，其體積在短時間內會增大到數倍至數十倍。另外，由于發泡聚氨酯的密度小，因此即使體積比較大也很輕，所以能夠容易地進行處理。
[0069]以下，參照圖9?圖12，來說明使用了本實施方式的聚氨酯發泡成型品的制作。圖9是本實施方式的機器人系統100的示意圖。圖9所示的機器人系統100包括:用于搬運工件W的輸送機C，輸送機C進行環狀旋轉。
[0070]如圖10所示，工件W具有上模Ws和下模Wt。以相對于下模Wt能夠打開、關閉的方式安裝上模Ws。在這里，在下模Wt中設置有空腔，在將上模Ws關閉到下模Wt的情況下，在上模Ws和下模Wt之間形成有規定的空間。
[0071]如圖9所示，在輸送機C的周圍設置有機器人10。在這里，機器人10將聚氨酯材料注入下模Wt的空腔內。另外，在這里，在輸送機C的周圍設置有開模機器人110a、脫模劑涂布機器人110b、關模機器人IlOc以及加熱裝置120。輸送機C按照開模機器人110a、脫模劑涂布機器人110b、機器人10、關模機器人IlOc以及加熱裝置120的順序，來搬運工件I
[0072]在機器人系統100中，將機器人10的動作方式(例如聚氨酯材料的注入位置和注入量)設定為示教內容。在使用模具形成聚氨酯發泡成型品的情況下，當注入的聚氨酯材料的量過剩時，則發泡聚氨酯從模具中溢出，有時會導致浪費材料。另一方面，即使注入的聚氨酯材料的量很適當，有時也無法制作出具有期望的形狀的聚氨酯發泡成型品。而根據本實施方式的機器人系統100和加工物制作方法，就能夠制作出具有期望的形狀的聚氨酯發泡成型品。
[0073]此外，如上所述，示教內容可以根據工件W的種類而不同。例如，汽車用座椅可以根據前座、后座等而其形狀不同，根據應制作的聚氨酯發泡成型品的形狀(例如座椅的形狀)而使設定在機器人10中的示教內容不同。
[0074]使用由輸送機C搬運的工件W，來制作聚氨酯發泡成型品。首先，開模機器人IlOa打開上模Ws。其次，脫模劑涂布機器人IlOb在上模Ws和下模Wt的至少一方上涂布脫模劑。
[0075]之后，機器人10根據示教內容，向下模Wt中注入聚氨酯材料。聚氨酯材料由主劑和固化劑混合而成。例如，機器人10對下模Wt注入聚氨酯材料以便描繪出圖11 (a)所示的軌跡。
[0076]然后，關模機器人I IOc將上模Ws關閉到下模Wt。之后，加熱裝置120對注入了聚氨酯材料的工件W進行加熱，由此使聚氨酯材料發泡，并形成聚氨酯發泡成型品。
[0077]之后，相對于下模Wt而打開上模Ws，并取出聚氨酯發泡成型品。在圖9所示的機器人系統100中，將示教變更部20配置在取出聚氨酯發泡成型品的位置附近。例如，觀察者對取出的聚氨酯發泡成型品進行檢驗，并使用示教變更部20來變更示教內容。
[0078]在這里，通過示教變更部20，以二維的方式來變更由機器人10注入聚氨酯材料的位置。例如，通過示教內容的變更，機器人10對于向下模Wt注入聚氨酯材料的軌跡(注入圖案)進行變更以便描繪出圖11 (b)所示的軌跡。在該情況下，只要變更機器人10注入聚氨酯材料時的水平面的位置即可。此外，根據需要，還可以改變從機器人10注入的聚氨酯材料的量。如上所述，在圖9所示的機器人系統100中，不必使聚氨酯發泡成型品的制作中斷(即、不必中斷由輸送機C搬運多個工件W)，就能夠變更示教內容。
[0079]另外，如上所述，優選為機器人系統100對不同種類的工件W進行作業。由此，能夠降低已完成的聚氨酯發泡成型品的庫存增加，并且能夠減少根據變更前的示教內容進行了作業的工件的數量。
[0080]以上述方式能夠進行示教內容的變更。此外，如上所述，在機器人系統100中，優選為顯示部30顯示出變更后的示教內容。
[0081]以下，參照圖12，來說明顯示部30的顯示。如上所述，顯示部30顯示出變更后的作業位置。
[0082]例如，如圖12 (a)所示，顯示部30可以在區域30sl中顯示變更前的示教內容，在與區域30sl不同的區域30s2中顯示變更后的示教內容。或者,如圖12 (b)所示,顯示部30可以將變更后的示教內容與變更前的示教內容一起顯示在同一區域30t中。在該情況下，優選以不同的方式將變更后的示教內容與變更前的示教內容進行顯示。例如，可以用實線來顯示變更后的示教內容，而用虛線來顯示變更前的示教內容。或者，還可以用實線并帶顏色的方式來顯示變更后的示教內容，而用黑色來顯示變更前的示教內容。
[0083]附圖標記的說明
[0084]10機器人
[0085]20示教變更部
[0086]30顯示部
[0087]100機器人系統
【權利要求】
1.一種機器人系統,包括: 機器人，其根據示教內容對至少一個工件進行作業； 以及示教變更部，其基于所述作業的結果，對相對于所述至少一個工件的所述示教內容進行變更。
2.如權利要求1所述的機器人系統，其特征在于，所述示教變更部用于變更所述機器人對所述至少一個工件進行所述作業的位置。
3.如權利要求1或2所述的機器人系統，其特征在于，所述至少一個工件包含多個工件。
4.如權利要求3所述的機器人系統，其特征在于，在所述機器人對所述多個工件中的某個工件進行作業的期間，所述示教變更部對相對于所述多個工件中的其他工件的所述示教內容進行變更。
5.如權利要求3或4所述的機器人系統，其特征在于， 所述多個工件包含第一工件和第二工件， 所述機器人對所述第一工件進行了作業之后，再對所述第二工件進行作業， 在所述機器人對所述第二工件進行作業之前，所述示教變更部基于所述機器人對所述第一工件已進行的作業的結果，對相對于所述第二工件的示教內容進行變更。
6.如權利要求3或4所述的機器人系統，其特征在于，所述多個工件包含多個種類的工件。
7.如權利要求6所述的機器人系統，其特征在于， 所述多個工件包含第一工件、與所述第一工件種類不同的第二工件、以及與所述第一工件種類相同的第三工件， 所述機器人對所述第一工件進行了作業之后，再對所述第二工件進行作業，然后，所述機器人對所述第二工件進行了作業之后，再對所述第三工件進行作業， 在所述機器人對所述第三工件進行作業之前，所述變更部基于所述機器人對所述第一工件已進行的作業的結果，對相對于所述第三工件的示教內容進行變更。
8.如權利要求1至7中任一項所述的機器人系統，其特征在于，所述機器人系統還包括輸送機，所述輸送機用于搬運所述至少一個工件。
9.如權利要求1至8中任一項所述的機器人系統，其特征在于，所述機器人系統還包括顯示部，所述顯示部顯示出表示所述變更后的示教內容的圖像。
10.如權利要求9所述的機器人系統，其特征在于，所述顯示部顯示出表示所述變更后的示教內容的圖像，同時還顯示出表示所述變更前的示教內容的圖像。
11.如權利要求1至10中任一項所述的機器人系統，其特征在于，所述機器人系統還包括示教設定部，所述示教設定部用于設定相對于所述至少一個工件的所述機器人的示教內容。
12.—種加工物制作方法，包含如下工序: 準備至少一個工件的工序； 準備相對于所述至少一個工件設定了示教內容后的機器人的工序； 所述機器人根據所述示教內容對所述至少一個工件進行作業，從而制作加工物的工序；以及基于所述加工物，對相對于所述至少一個工件設定的所述示教內容進行變更的工序 。
【文檔編號】G05B19/42GK103827763SQ201180073713
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2011年9月28日 優先權日:2011年9月28日
【發明者】福島和彥, 藤澤和穗 申請人:株式會社安川電機