焊接檢查機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及執(zhí)行焊接檢查的機(jī)器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]檢查焊接在工件上的焊接部件的焊接品質(zhì)的機(jī)器人系統(tǒng)是已知的。例如，在JP2007-278809A中公開了使用安裝于機(jī)器人臂的前端的超聲波傳感器來檢查焊接品質(zhì)的方法。
[0003]但是，在JP2007-278809A所公開的相關(guān)技術(shù)中，需要超聲波傳感器及控制超聲波傳感器的控制裝置，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0004]因此，要求結(jié)構(gòu)簡單，并且能檢查焊接在工件上的焊接部件的焊接品質(zhì)的機(jī)器人系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種機(jī)器人系統(tǒng)，其具備機(jī)器人，該機(jī)器人在臂前端具備由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)爪，該機(jī)器人系統(tǒng)執(zhí)行包括通過焊接而安裝的焊接部件的工件的焊接檢查，具備檢測在利用上述兩個(gè)爪以規(guī)定的力對(duì)上述焊接部件施加負(fù)荷時(shí)的、上述兩個(gè)爪的相對(duì)位置的位置檢測部、計(jì)算上述相對(duì)位置與規(guī)定的基準(zhǔn)相對(duì)位置之間的誤差的誤差計(jì)算部、在上述誤差為規(guī)定的閾值以下時(shí)判斷為上述工件是良品，并且在上述誤差比上述規(guī)定的閾值大時(shí)判斷為上述工件是次品的判斷部。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，第一方案的機(jī)器人系統(tǒng)還具備根據(jù)上述工件的種類，改變對(duì)上述焊接部件施加負(fù)荷時(shí)的力的大小、上述基準(zhǔn)相對(duì)位置、上述規(guī)定的閾值中的至少任一個(gè)的設(shè)定改變部。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供一種機(jī)器人系統(tǒng)，其具備機(jī)器人，該機(jī)器人在臂前端具備由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)爪，該機(jī)器人系統(tǒng)執(zhí)行包括通過焊接而安裝的焊接部件的工件的焊接檢查，具備檢測在上述兩個(gè)爪分別與上述焊接部件接觸時(shí)的上述兩個(gè)爪的第一相對(duì)位置、并且檢測由上述兩個(gè)爪以規(guī)定的力對(duì)上述焊接部件施加負(fù)荷時(shí)的上述兩個(gè)爪的第二相對(duì)位置的位置檢測部、計(jì)算上述第一相對(duì)位置與上述第二相對(duì)位置之間的變化量的變化量計(jì)算部、計(jì)算上述變化量與規(guī)定的基準(zhǔn)變化量之間的誤差的誤差計(jì)算部、在上述誤差是規(guī)定的閾值以下時(shí)判斷為上述工件是良品、并且在上述變化量比上述規(guī)定的閾值大時(shí)判斷為上述工件是次品的判斷部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第四方案，第三方案的機(jī)器人系統(tǒng)還具備根據(jù)上述工件的種類，改變對(duì)上述焊接部件施加負(fù)荷時(shí)的力的大小、上述基準(zhǔn)變化量、上述規(guī)定的閾值中的至少任一個(gè)的設(shè)定改變部。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第五方案，第一至第四中任一個(gè)方案的機(jī)器人系統(tǒng)還具備以利用上述兩個(gè)爪把持上述工件，將上述工件搬運(yùn)到規(guī)定的位置的方式控制機(jī)器人的搬運(yùn)控制部，上述搬運(yùn)控制部以將判斷為良品的上述工件搬運(yùn)到第一位置，并且將判斷為次品的上述工件搬運(yùn)到與上述第一位置不同的第二位置的方式控制機(jī)器人。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第六方案，第一至第五中任一個(gè)方案的機(jī)器人系統(tǒng)還具備根據(jù)上述工件的種類，改變對(duì)上述焊接部件施加負(fù)荷的前后的上述兩個(gè)爪的開口寬度的開口寬度改變部。
[0011]本發(fā)明的效果如下。
[0012]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的機(jī)器人系統(tǒng)，基于對(duì)焊接部件施加規(guī)定的負(fù)荷時(shí)的焊接部件的位移量，判斷焊接品質(zhì)。由此，由于不需要用于檢查焊接品質(zhì)的專用的傳感器及其控制裝置，因此可使機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單化。
[0013]這些及其他本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)通過參照附圖所示的本發(fā)明示例的實(shí)施方式的詳細(xì)說明變得更明確。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示一實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0015]圖2是表示成為焊接檢查的對(duì)象的工件的立體圖。
[0016]圖3A是放大表示工件的周圍的局部放大圖。
[0017]圖3B是放大表示工件的周圍的局部放大圖。
[0018]圖4是一實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的功能方框圖。
[0019]圖5是表示為了搬運(yùn)工件而利用手保持工件的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0020]圖6是表示具有其他方式的工件的立體圖。
[0021]圖7是表示利用圖4的機(jī)器人系統(tǒng)執(zhí)行焊接檢查時(shí)的工序的流程的流程圖。
[0022]圖8是其他實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的功能方框圖。
[0023]圖9是表示利用圖8的機(jī)器人系統(tǒng)執(zhí)行焊接檢查時(shí)的工序的流程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。圖示的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)要素為了有助于本發(fā)明的理解而適當(dāng)改變比例尺。另外，在多個(gè)圖中，對(duì)相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)要素使用相同的參照符號(hào)。
[0025]圖1是表示一實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)10的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。機(jī)器人系統(tǒng)10是檢查包括焊接部件的工件的焊接品質(zhì)的焊接檢查機(jī)器人系統(tǒng)。機(jī)器人系統(tǒng)10具備由未圖示的機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人20。
[0026]機(jī)器人20具備具有能旋轉(zhuǎn)的主體部的基體22、能相對(duì)于基體22旋轉(zhuǎn)地安裝的下臂24、能相對(duì)于下臂24旋轉(zhuǎn)地安裝的上臂26、能相對(duì)于上臂26旋轉(zhuǎn)地安裝的手腕部28、以及安裝于手腕部28的手30。圖1所示例的機(jī)器人20是六軸機(jī)器人，但本發(fā)明也能適用于具有任意結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。
[0027]手30具有從手30突出地延伸，以能互相接近或離開的方式相對(duì)移動(dòng)的一對(duì)爪32。爪32以在可動(dòng)范圍內(nèi)具有任意的開口寬度的方式由伺服馬達(dá)34控制。手30的爪32以在執(zhí)行焊接檢查時(shí)，以規(guī)定的力對(duì)焊接部件施加負(fù)荷的方式被控制。
[0028]圖2是表示成為焊接檢查的對(duì)象的工件50的立體圖。工件50具有大致具有長方體形狀的主體52、焊接在主體52的上表面的兩個(gè)焊接部件54。各個(gè)焊接部件54還具有焊接在工件50上的基部54a、以從主體52的上表面52a離開的方式從基部54a延伸的板狀的平板部54b。焊接部件54的基部54a例如利用點(diǎn)焊接、激光焊接等公知的焊接方法焊接在主體52上。焊接部件54以平板部54b互相平行地延伸的方式安裝。圖示的工件50只不過是一例，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，當(dāng)然也能利用本發(fā)明執(zhí)行具有其他方式的工件的焊接檢查。
[0029]圖3A及圖3B是放大表示工件50的周圍的局部放大圖。在執(zhí)行焊接檢查時(shí)，機(jī)器人20首先如圖3A所示，相對(duì)于載置于作業(yè)臺(tái)56的工件50，將手30定位在規(guī)定的位置。此時(shí)，以焊接部件54分別位于手30的爪32之間的方式對(duì)手30進(jìn)行定位。
[0030]并且，如圖3B所示，手30的爪32以互相接近的方式向關(guān)閉方向被驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)爪32的伺服馬達(dá)34以利用規(guī)定的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的方式被控制。轉(zhuǎn)矩根據(jù)執(zhí)行焊接檢查時(shí)應(yīng)施加于焊接部件54的負(fù)荷決定。被向關(guān)閉方向驅(qū)動(dòng)的爪32以與焊接部件54的平板部54b的面接觸，并且，利用與轉(zhuǎn)矩的大小相應(yīng)的規(guī)定的力對(duì)焊接部件54施加負(fù)荷的方式被驅(qū)動(dòng)。
[0031]圖4是一實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)10的功能方框圖。如圖所示，機(jī)器人系統(tǒng)10具備位置檢測部60、誤差計(jì)算部62、判斷部64、搬運(yùn)控制部66、開口寬度改變部68及設(shè)定改變部70。
[0032]位置檢測部60檢測兩個(gè)爪32的相對(duì)位置。在本實(shí)施方式中，爪32被伺服馬達(dá)32以進(jìn)行開閉的方式驅(qū)動(dòng)。因此，例如能通過檢測伺服馬達(dá)34的旋轉(zhuǎn)位置，檢測爪32的相對(duì)位置。伺服馬達(dá)34的旋轉(zhuǎn)位置例如由旋轉(zhuǎn)編碼器檢測。在執(zhí)行焊接檢查時(shí)，位置檢測部60檢測爪32以規(guī)定的力對(duì)焊接部件54施加負(fù)荷時(shí)的爪32的相對(duì)位置。爪32的相對(duì)位置從位置檢測部60輸出到誤差計(jì)算部62。
[0033]誤差計(jì)算部62計(jì)算由位置檢測部60檢測的爪32的相對(duì)位置與預(yù)定的基準(zhǔn)相對(duì)位置之間的誤差?；鶞?zhǔn)相對(duì)位置例如是對(duì)在焊接檢查時(shí)合格的工件50，以與焊接檢查相同的條件施加負(fù)荷時(shí)的爪32的相對(duì)位置。因此，基準(zhǔn)相對(duì)位置通過實(shí)驗(yàn)求出。由誤差計(jì)算部62計(jì)算的誤差輸出到判斷部64。
[0034]判斷部64對(duì)由誤差計(jì)算部62計(jì)算的誤差和預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，在誤差是閾值以下的情況下，將該工件50判斷為良品。另一方面，在誤差比閾值大的情況下，判斷部64將該工件50判斷為次品。判斷結(jié)果輸出到搬運(yùn)控制部66。
[0035]以搬運(yùn)控制部66根據(jù)檢查的結(jié)果將焊接檢查結(jié)束了的工件50搬運(yùn)到規(guī)定的目標(biāo)位置的方式控制機(jī)器人20。判斷為良品的工件50例如被移動(dòng)到為了下一工序而搬運(yùn)工件50的傳送帶。另一方面，判斷為次品的工件50被移動(dòng)到為了廢棄或再生循環(huán)而搬運(yùn)工件50的傳送帶。
[0036]此時(shí)，能夠?qū)⒂糜诤附訖z查的手30用于搬運(yùn)工件50時(shí)。圖5是表示為了搬運(yùn)工件50而利用手30保持工件50的狀態(tài)的側(cè)視圖。如圖所示，手30比執(zhí)行焊接檢查時(shí)擴(kuò)大爪32的開口寬度，由此，能穩(wěn)定地把持工件50的主體52。這樣，通過將手30也用于工件50的搬運(yùn)時(shí)，能夠使機(jī)器人系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)簡單化。
[0037]設(shè)定改變部70根據(jù)工件50的種類，改變由爪32對(duì)焊接部件54施加負(fù)荷時(shí)的力的大小、基準(zhǔn)相對(duì)位置、或用于利用判斷部64的判斷的閾值。工件50的焊接部件54的強(qiáng)度根據(jù)焊接的種類、焊接部件54的基部54a的尺寸、材料、其他要素而變化。另外，根據(jù)用途，焊接部件所要求的強(qiáng)度也不同。因此，由設(shè)定改變部70改變的各個(gè)值根據(jù)工件50的種類并由實(shí)驗(yàn)求得。
[0038]開口寬度改變部68在對(duì)焊接部件54施加負(fù)荷的前后改變爪32的開口寬度。爪32的開口寬度能夠通過改變伺服馬達(dá)34的旋轉(zhuǎn)位置而任意地設(shè)定。但是，在執(zhí)行焊接檢查時(shí)，當(dāng)爪32的開口寬度過大