(57)【要約】【課題】部品組立用ロボットシステムおよび制御方法が開示される。【解決手段】制御方法は、ビジョン座標系上でロボットの位置座標をロボット座標系上の位置座標と比較して第１補正値を算出し、補正ツールと部品の位置座標の差から第２補正値を算出し、設定された離隔位置に位置する部品の位置座標と離隔座標から第３補正値を算出して、精密な部品組立および組立検査を行えるようにする。【選択図】図４
2020006502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品組立が行われる作業空間に設けられるフレームと、前記フレーム上に設けられ座標基準となる基準ピンと、前記フレーム上に設けられた複数のリニアレールと、前記複数のリニアレールを介して上下、左右、および前後の６軸方向に移動および回転するカメラとを含み、前記カメラを用いて前記作業空間をスキャンして映像情報を送出するビジョンユニットと、
アームと、前記アームの先端に装着され部品を規制するハンガーとを含み、前記作業空間で前記ビジョンユニットの前方に構成される少なくとも１つ以上のハンガーロボットと、
アームと、前記アームの先端に装着され部品溶接のための溶接機とを含み、前記作業空間で前記ビジョンユニットの後方に設けられる少なくとも１つ以上の溶接ロボットと、
前記ビジョンユニットから受信した映像情報を用いて前記基準ピンを座標基準として前記作業空間を仮想のビジョン座標系に設定し、前記複数のハンガーロボットと部品のビジョン座標系上の位置座標値に基づいて位置補正のためのキャリブレーションを行い、前記カメラの位置、移動および姿勢を制御するビジョン制御器と、
内部に設定されるロボット座標系に基づいて前記作業空間上で前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの挙動および姿勢制御のためのキャリブレーションを行い、少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの位置、移動および姿勢を制御するロボット制御器と、を含む部品組立用ロボットシステム。
【請求項２】
前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットは、多数のサーボモータの駆動で制御される多関節ロボットからなる、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つ以上の溶接ロボットは、多数のサーボモータの駆動で制御される多関節ロボットからなる、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項４】
前記ビジョン制御器は、前記作業空間の外部に備えられ、前記カメラの位置制御のためにビジョンユニットの機構学的設定情報を保存することを特徴とする、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項５】
前記ビジョン制御器は、前記カメラの位置制御のためのプログラムおよびデータを活用する少なくとも１つ以上のプロセッサを含む、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項６】
前記カメラの位置制御は、前記ビジョンユニットの機構学的設定情報に基づいて計算される理想的な理論値であり、前記カメラを順次に移動させるための複数の移動地点と各移動地点で取れる少なくとも１つ以上の姿勢を含む、請求項５に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項７】
前記ロボット制御器は、作業空間の外部一側に備えられ、少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの姿勢制御のための機構学的設定情報を保存することを特徴とする、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項８】
前記ロボット制御器は、前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの姿勢制御のためのプログラムおよびデータを活用する少なくとも１つ以上のプロセッサを含む、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの姿勢制御は、各ロボットの機構学的設定情報に基づいて計算される理想的な理論値であり、当該ロボットを順次に挙動させるための複数の移動地点と各移動地点で取れる少なくとも１つの姿勢を含む、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項１０】
前記ロボット制御器は、前記少なくとも１つ以上のハンガーロボット上の各ハンガーの作動、および前記少なくとも１つ以上の溶接ロボット上の溶接機の作動を制御するための制御ロジックを含む、請求項１に記載の部品組立用ロボットシステム。
【請求項１１】
カメラを備えるビジョンユニットと、それぞれがハンガーを備える少なくとも１つ以上のハンガーロボットと、それぞれが溶接機を備える少なくとも１つ以上の溶接ロボットと、ビジョン制御器と、ロボット制御器とを含む部品組立用ロボットシステムの制御方法において、
ハンガーロボットの３点以上の挙動によるハンガーロボット上の補正ツールの位置を前記カメラでスキャンして、ビジョン座標系上の３点の位置座標を生成し、前記ビジョン座標系上の３点の位置座標とロボット座標系上の当該３点の位置座標とを比較して補正値を算出し、前記補正値で前記ロボット座標系を補正してビジョン座標系とロボット座標系とを一致させる第１補正段階と、
前記ハンガーロボットのハンガーを介して組立てる部品をグリップしてハンガーに規制する部品規制段階と、
前記ハンガーロボット上の前記補正ツールと前記ハンガー上に規制された部品をビジョンユニットのカメラでスキャンして、ビジョン座標系上で前記補正ツールと前記部品の位置座標を生成し、前記補正ツールと前記部品の位置座標の差値から算出される補正値を算出し、前記第１補正段階で補正されたロボット座標系を再補正して前記部品を基準としてロボット座標系を設定する第２補正段階と、
前記ハンガーロボットを制御して、互いにマッチングされる部品のうち１つの部品に組立てられる他の１つの部品に離隔座標値を適用して、作業空間上で前記１つの部品と他の１つの部品とを互いに一定距離離隔した位置に移動させる部品離隔段階と、
作業空間で互いに一定距離離隔した前記１つの部品と他の１つの部品を前記カメラでスキャンして、ビジョン座標系上で前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を生成し、前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を離隔座標値と比較分析して、前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉を予測し、前記１つの部品と他の１つの部品の位置補正によりビジョン座標系とモデル座標系上の部品座標とを一致させる第３補正段階と、
前記他の１つの部品を規制するハンガーロボットを制御して、作業空間で前記１つの部品に前記他の１つの部品を離隔座標値だけ反対に移動させて、前記１つの部品と他の１つの部品とを互いにマッチングさせる部品マッチング段階と、
前記少なくとも１つ以上の溶接ロボットと溶接機を制御して、互いにマッチングされた前記１つの部品と他の１つの部品との溶接部を溶接する溶接段階と、
前記溶接部を溶接した製品を前記カメラでスキャンして、生成されるビジョン座標系上の位置座標を、モデル座標系上のモデルデータ座標と比較して許容誤差範囲内であるかを判断することによって、不良検査を進行させる検査段階と、を含む部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１２】
前記第１補正段階では、
前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上でハンガーロボットの少なくとも３点以上の挙動によるハンガーロボットの補正ツールの頂点をスキャンし、前記ビジョン制御器がビジョン座標系上で前記補正ツールの頂点の３点の位置座標を生成し、前記ロボット制御器から受信されるロボット座標系上の前記補正ツールの頂点の当該３点の位置座標と前記ビジョン座標系上の３点の位置座標とを比較して、差値に対する第１補正値を算出し、前記ロボット制御器に設定されたロボット座標系に前記第１補正値を適用して、第１補正ロボット座標系に補正して設定することを特徴とする、請求項１１に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１３】
前記第１補正段階は、
前記ロボット制御器がハンガーロボットを制御して、作業空間上の任意の３点の位置にハンガーロボットを３点挙動する段階と、
前記ビジョンユニットのカメラにより、ハンガーロボットの３点挙動による任意の３点の位置での、ハンガーロボットのアームの先端に固定された補正ツールの頂点をスキャンして映像情報を出力する段階と、
前記ハンガーロボットの任意の３点の位置での前記補正ツールの映像情報を分析して、ビジョン座標系上で前記補正ツールの頂点の第１、第２、第３位置座標を生成する段階と、
前記ハンガーロボットの任意の３点の位置での前記補正ツールの頂点に対するロボット座標系上の第１、第２、第３位置座標を前記ロボット制御器から受信する段階と、
ロボット座標系上の第１、第２、第３位置座標値とビジョン座標系上の第１、第２、第３位置座標の差値に対する第１補正値を算出する段階と、
前記第１補正値を前記ロボット制御器に送出して、ロボット座標系を第１補正ロボット座標系に補正して設定する段階と、を含む、請求項１２に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１４】
前記第２補正段階では、
前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上でハンガーロボットの補正ツールの頂点と、ハンガーに規制された部品の任意の一点をスキャンし、前記ビジョン制御器がビジョン座標系上で前記補正ツールの頂点と前記部品の任意の一点の位置座標を生成し、前記頂点の位置座標と任意の一点の位置座標との差値に対する第２補正値を算出し、前記第１補正段階で前記ロボット制御器に補正されたロボット座標系に前記第２補正値を適用して、第２補正ロボット座標系に再補正して設定することを特徴とする、請求項１１に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１５】
前記第２補正ロボット座標系は、前記ハンガーロボットの制御のための基準座標を、補正ツールの頂点であるロボット回転中心点（ＲＲＣＰ）から、部品の任意の一点である部品回転中心点（ＰＲＣＰ）に移動させた座標系からなる、請求項１４に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１６】
前記第２補正段階は、
前記ロボット制御器がハンガーロボットを制御して、ハンガーロボットのハンガーに規制された部品を作業空間の設定位置に位置させる段階と、
前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上でハンガーロボットのアームの先端に固定された補正ツールの頂点と、ハンガーに規制された部品の任意の一点をスキャンして映像情報を出力する段階と、
前記補正ツールの頂点に関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上のロボット回転中心点（ＲＲＣＰ）となる第１位置座標を生成する段階と、
前記部品の任意の一点に関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上の部品回転中心点（ＰＲＣＰ）となる第２位置座標を生成する段階と、
ビジョン座標系上の前記第１、第２位置座標の差値に対する第２補正値を算出する段階と、
前記第２補正値を前記ロボット制御器に送出して、前記第１補正段階で補正されたロボット座標系を第２補正ロボット座標系に補正して設定する段階と、を含む、請求項１４に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１７】
前記第３補正段階では、
前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上で互いに一定距離離隔した前記１つの部品と他の１つの部品をスキャンし、前記ビジョン制御器がビジョン座標系上で前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を生成し、前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を前記離隔座標値と比較分析して、前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉を予測し、前記１つの部品と他の１つの部品の座標干渉値に対する第３補正値を算出し、前記１つの部品にマッチングされる前記他の１つの部品の位置座標に前記第３補正値を適用して位置を補正することを特徴とする、請求項１１に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１８】
前記第３補正段階は、
１つのハンガーロボットが、前記１つの部品を図面プログラムに設定されたモデル座標系上のモデルデータ座標を用いてビジョン座標系上の作業空間に位置させる段階と、
他の１つのハンガーロボットが、前記１つの部品に組立てられる他の１つの部品を図面プログラムに設定されたモデル座標系上のモデルデータ座標から一定距離離隔した位置の離隔座標値を適用して、ビジョン座標系上の作業空間に位置させる段階と、
前記ビジョンユニットのカメラにより、前記１つの部品と他の１つの部品とのマッチングポイントをスキャンして映像情報を出力する段階と、
前記１つの部品と他の１つの部品とのマッチングポイントに関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上で離隔した状態のマッチングポイントに対する第１、第２位置座標を生成する段階と、
ビジョン座標系上の前記第１、第２位置座標を前記離隔座標値と比較演算して座標干渉値を計算し、前記座標干渉値を用いて前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉の有無を判断する段階と、
前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉発生時、前記座標干渉値に対する第３補正値を算出する段階と、
前記第３補正値を前記ロボット制御器に送出し、前記第３補正値を前記他の１つの部品に対するロボット座標系上の位置座標に適用して、前記他の１つの部品の作業空間上で位置を補正する段階と、を含む、請求項１７に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【請求項１９】
前記モデルデータ座標は、図面プログラム上の前記部品のモデルデータにビジョン座標系上の座標基準となる基準ピンのデータを挿入して、前記基準ピンの位置座標を基準座標とする部品モデルの座標値からなることを特徴とする、請求項１８に記載の部品組立用ロボットシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品組立用ロボットシステムおよび制御方法に関し、より具体的には、部品組立のための作業空間に配置される複数のロボットと部品の位置座標を、ビジョンユニットのカメラにより認識される仮想のビジョン座標系を通して設定することによって、部品規制、位置補正、部品組立、および製品検査などの作業を自動的に行う部品組立用ロボットシステムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、産業分野で部品を組立てるためには、部品を専用ジグを介して規制した状態で、溶接設備を用いて組立作業を進行させる。
【０００３】
つまり、部品を組立てる過程では、作業者が各部品を専用ジグ上に載置させて、センサなどにより部品の脱落の有無、載置状態などを検知した後、クランパで各部品を固定した状態で、溶接用ロボットが定められた経路に沿って溶接機を進入させて溶接作業を進行させることで組立てが行われる。
【０００４】
しかし、従来の場合は、部品組立作業時、固定された専用ジグ上に作業者が部品を固定した後、溶接用ロボットが定められた経路に沿って溶接機を進入させて溶接作業を進行させるため、部品の成形公差に能動的に対応できない問題点がある。
【０００５】
このように、部品の成形公差や作業者のミスなどによって部品間に溶接不良が発生する場合、手動で補強溶接を進行させたり、不良製品として廃棄したりする問題につながる。
【０００６】
一方、このような専用ジグは当該部品の専用設備で製作されるので、新規車種を開発するたびに新しく製作しなければならず、これによって、毎度ジグ製作費および電装工事などの設備投資費が発生するという欠点がある。
【０００７】
この背景技術の部分に記載された事項は、発明の背景に関する理解を増進させるために作成されたものであって、この技術の属する分野における通常の知識を有する者にすでに知られた従来技術でない事項を含むことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、部品組立のための作業空間を、ビジョンユニットのカメラにより認識される仮想のビジョン座標系を通して認識し、複数のハンガーロボットと１つ以上の溶接ロボットを用いて部品規制、位置補正、部品結合および溶接と製品検査などの作業を自動的に行うことができる部品組立用ロボットシステムおよび制御方法を提供しようとする。
【０００９】
また、本発明の実施形態は、ビジョン座標系上でハンガーロボットの最小３点挙動によるハンガーロボットの補正ツールの３点の位置座標とロボット座標系上の当該３点の位置座標とを比較分析し、それらの間の差値に対する補正値を算出してロボット座標系をビジョン座標系と一致させることによって、ロボット制御器がロボットの挙動位置を正確に認識し、部品の移動量および回転角などを正確に制御するようにする部品組立用ロボットシステムおよび制御方法を提供しようとする。
【００１０】
また、本発明の実施形態は、ビジョン座標系上で認識されるハンガーロボットの補正ツールと、ハンガーに規制された部品の位置座標を比較分析し、補正ツールと部品の位置座標の差値に対する補正値をロボット座標系に適用して、ビジョン座標系上の部品を基準としてロボット座標系を補正することによって、ロボットの繰り返し挙動による部品の規制誤差、部品の成形公差および部品の溶接による変形誤差などの発生を最小化する部品組立用ロボットシステムおよび制御方法を提供しようとする。
【００１１】
また、本発明の実施形態は、互いにマッチングされる部品を作業空間上で互いに一定距離離隔させ、ビジョン座標系上の各位置座標を離隔座標値と共に比較分析して、部品間の干渉を予め予測判断し、部品の位置補正により部品間の干渉を回避した状態で組立てる部品組立用ロボットシステムおよび制御方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムは、部品組立が行われる作業空間に設けられるフレームと、前記フレーム上に設けられ座標基準となる基準ピンと、前記フレーム上に設けられた複数のリニアレールと、前記複数のリニアレールを介して上下、左右、および前後の６軸方向に移動および回転するカメラとを含み、前記カメラを用いて前記作業空間をスキャンして映像情報を送出するビジョンユニットと、アームと、前記アームの先端に装着され部品を規制するハンガーとを含み、前記作業空間で前記ビジョンユニットの前方に構成される少なくとも１つ以上のハンガーロボットと、アームと、前記アームの先端に装着され部品溶接のための溶接機とを含み、前記作業空間で前記ビジョンユニットの後方に設けられる少なくとも１つ以上の溶接ロボットと、前記ビジョンユニットから受信した映像情報を用いて前記基準ピンを座標基準として前記作業空間を仮想のビジョン座標系に設定し、前記複数のハンガーロボットと部品のビジョン座標系上の位置座標値に基づいて位置補正のためのキャリブレーションを行い、前記カメラの位置、移動および姿勢を制御するビジョン制御器と、内部に設定されるロボット座標系に基づいて前記作業空間上で前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの挙動および姿勢制御のためのキャリブレーションを行い、少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの位置、移動および姿勢を制御するロボット制御器と、を含む。
【００１３】
前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットは、多数のサーボモータの駆動で制御される多関節ロボットからなる。
【００１４】
前記少なくとも１つ以上の溶接ロボットは、多数のサーボモータの駆動で制御される多関節ロボットからなる。
【００１５】
前記ビジョン制御器は、前記作業空間の外部に備えられ、前記カメラの位置制御のためにビジョンユニットの機構学的設定情報を保存してもよい。
【００１６】
前記ビジョン制御器は、前記カメラの位置制御のためのプログラムおよびデータを活用する少なくとも１つ以上のプロセッサを含んでもよい。
【００１７】
前記カメラの位置制御は、前記ビジョンユニットの機構学的設定情報に基づいて計算される理想的な理論値であり、前記カメラを順次に移動させるための複数の移動地点と各移動地点で取れる少なくとも１つ以上の姿勢を含んでもよい。
【００１８】
前記ロボット制御器は、作業空間の外部一側に備えられ、少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの姿勢制御のための機構学的設定情報を保存してもよい。
【００１９】
前記ロボット制御器は、前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの姿勢制御のためのプログラムおよびデータを活用する少なくとも１つ以上のプロセッサを含んでもよい。
【００２０】
前記少なくとも１つ以上のハンガーロボットおよび溶接ロボットの姿勢制御は、各ロボットの機構学的設定情報に基づいて計算される理想的な理論値であり、当該ロボットを順次に挙動させるための複数の移動地点と各移動地点で取れる少なくとも１つの姿勢を含んでもよい。
【００２１】
前記ロボット制御器は、前記少なくとも１つ以上のハンガーロボット上の各ハンガーの作動、および前記少なくとも１つ以上の溶接ロボット上の溶接機の作動を制御するための制御ロジックを含んでもよい。
【００２２】
本発明の他の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法は、ハンガーロボットの３点以上の挙動によるハンガーロボット上の補正ツールの位置を前記カメラでスキャンして、ビジョン座標系上の３点の位置座標を生成し、前記ビジョン座標系上の３点の位置座標とロボット座標系上の当該３点の位置座標とを比較して補正値を算出し、前記補正値で前記ロボット座標系を補正してビジョン座標系とロボット座標系とを一致させる第１補正段階と、前記ハンガーロボットのハンガーを介して組立てる部品をグリップしてハンガーに規制する部品規制段階と、前記ハンガーロボット上の前記補正ツールと前記ハンガー上に規制された部品をビジョンユニットのカメラでスキャンして、ビジョン座標系上で前記補正ツールと前記部品の位置座標を生成し、前記補正ツールと前記部品の位置座標の差値から算出される補正値を算出し、前記第１補正段階で補正されたロボット座標系を再補正して前記部品を基準としてロボット座標系を設定する第２補正段階と、前記ハンガーロボットを制御して、互いにマッチングされる部品のうち１つの部品に組立てられる他の１つの部品に離隔座標値を適用して、作業空間上で前記１つの部品と他の１つの部品とを互いに一定距離離隔した位置に移動させる部品離隔段階と、作業空間で互いに一定距離離隔した前記１つの部品と他の１つの部品を前記カメラでスキャンして、ビジョン座標系上で前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を生成し、前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を離隔座標値と比較分析して、前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉を予測し、前記１つの部品と他の１つの部品の位置補正によりビジョン座標系とモデル座標系上の部品座標とを一致させる第３補正段階と、前記他の１つの部品を規制するハンガーロボットを制御して、作業空間で前記１つの部品に前記他の１つ部品を離隔座標値だけ反対に移動させて、前記１つの部品と他の１つの部品とを互いにマッチングさせる部品マッチング段階と、前記少なくとも１つ以上の溶接ロボットと溶接機を制御して、互いにマッチングされた前記１つの部品と他の１つの部品との溶接部を溶接する溶接段階と、前記溶接部を溶接した製品を前記カメラでスキャンして、生成されるビジョン座標系上の位置座標を、モデル座標系上のモデルデータ座標と比較して許容誤差範囲内であるかを判断することによって、不良検査を進行させる検査段階と、を含む。
【００２３】
前記第１補正段階では、前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上でハンガーロボットの少なくとも３点以上の挙動によるハンガーロボットの補正ツールの頂点をスキャンし、前記ビジョン制御器がビジョン座標系上で前記補正ツールの頂点の３点の位置座標を生成し、前記ロボット制御器から受信されるロボット座標系上の前記補正ツールの頂点の当該３点の位置座標と前記ビジョン座標系上の３点の位置座標とを比較して、差値に対する第１補正値を算出し、前記ロボット制御器に設定されたロボット座標系に前記第１補正値を適用して、第１補正ロボット座標系に補正して設定してもよい。
【００２４】
前記第１補正段階は、前記ロボット制御器がハンガーロボットを制御して、作業空間上の任意の３点の位置にハンガーロボットを３点挙動する段階と、前記ビジョンユニットのカメラにより、ハンガーロボットの３点挙動による任意の３点の位置での、ハンガーロボットのアームの先端に固定された補正ツールの頂点をスキャンして映像情報を出力する段階と、前記ハンガーロボットの任意の３点の位置での前記補正ツールの映像情報を分析して、ビジョン座標系上で前記補正ツールの頂点の第１、第２、第３位置座標を生成する段階と、前記ハンガーロボットの任意の３点の位置での前記補正ツールの頂点に対するロボット座標系上の第１、第２、第３位置座標を前記ロボット制御器から受信する段階と、ロボット座標系上の第１、第２、第３位置座標値とビジョン座標系上の第１、第２、第３位置座標の差値に対する第１補正値を算出する段階と、前記第１補正値を前記ロボット制御器に送出して、ロボット座標系を第１補正ロボット座標系に補正して設定する段階と、を含んでもよい。
【００２５】
前記第２補正段階では、前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上でハンガーロボットの補正ツールの頂点と、ハンガーに規制された部品の任意の一点をスキャンし、前記ビジョン制御器がビジョン座標系上で前記補正ツールの頂点と前記部品の任意の一点の位置座標を生成し、前記頂点の位置座標と任意の一点の位置座標との差値に対する第２補正値を算出し、前記第１補正段階で前記ロボット制御器に補正されたロボット座標系に前記第２補正値を適用して、第２補正ロボット座標系に再補正して設定してもよい。
【００２６】
前記第２補正ロボット座標系は、前記ハンガーロボットの制御のための基準座標を、補正ツールの頂点であるロボット回転中心点（ＲＲＣＰ）から、部品の任意の一点である部品回転中心点（ＰＲＣＰ）に移動させた座標系からなる。
【００２７】
前記第２補正段階は、前記ロボット制御器がハンガーロボットを制御して、ハンガーロボットのハンガーに規制された部品を作業空間の設定位置に位置させる段階と、前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上でハンガーロボットのアームの先端に固定された補正ツールの頂点と、ハンガーに規制された部品の任意の一点をスキャンして映像情報を出力する段階と、前記補正ツールの頂点に関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上のロボット回転中心点（ＲＲＣＰ）となる第１位置座標を生成する段階と、前記部品の任意の一点に関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上の部品回転中心点（ＰＲＣＰ）となる第２位置座標を生成する段階と、ビジョン座標系上の前記第１、第２位置座標の差値に対する第２補正値を算出する段階と、前記第２補正値を前記ロボット制御器に送出して、前記第１補正段階で補正されたロボット座標系を第２補正ロボット座標系に補正して設定する段階と、を含んでもよい。
【００２８】
前記第３補正段階では、前記ビジョンユニットのカメラにより、作業空間上で互いに一定距離離隔した前記１つの部品と他の１つの部品をスキャンし、前記ビジョン制御器がビジョン座標系上で前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を生成し、前記１つの部品と他の１つの部品の位置座標を前記離隔座標値と比較分析して、前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉を予測し、前記１つの部品と他の１つの部品の座標干渉値に対する第３補正値を算出し、前記１つの部品にマッチングされる前記他の１つの部品の位置座標に前記第３補正値を適用して位置を補正してもよい。
【００２９】
前記第３補正段階は、１つのハンガーロボットが、前記１つの部品を図面プログラムに設定されたモデル座標系上のモデルデータ座標を用いてビジョン座標系上の作業空間に位置させる段階と、他の１つのハンガーロボットが、前記１つの部品に組立てられる他の１つの部品を図面プログラムに設定されたモデル座標系上のモデルデータ座標から一定距離離隔した位置の離隔座標値を適用して、ビジョン座標系上の作業空間に位置させる段階と、前記ビジョンユニットのカメラにより、前記１つの部品と他の１つの部品とのマッチングポイントをスキャンして映像情報を出力する段階と、前記１つの部品と他の１つの部品とのマッチングポイントに関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上で離隔した状態のマッチングポイントに対する第１、第２位置座標を生成する段階と、ビジョン座標系上の前記第１、第２位置座標を前記離隔座標値と比較演算して座標干渉値を計算し、前記座標干渉値を用いて前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉の有無を判断する段階と、前記１つの部品と他の１つの部品との間の干渉発生時、前記座標干渉値に対する第３補正値を算出する段階と、前記第３補正値を前記ロボット制御器に送出し、前記第３補正値を前記他の１つの部品に対するロボット座標系上の位置座標に適用して、前記他の１つの部品の作業空間上で位置を補正する段階と、を含んでもよい。
【００３０】
前記モデルデータ座標は、図面プログラム上の前記部品のモデルデータにビジョン座標系上の座標基準となる基準ピンのデータを挿入して、前記基準ピンの位置座標を基準座標とする部品モデルの座標値からなる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の実施形態によれば、部品組立のための作業空間をビジョンユニットのカメラにより認識される仮想のビジョン座標系として認識し、ハンガーが装着された複数のハンガーロボットと溶接機が装着された１つ以上の溶接ロボットを用いて部品規制、位置補正、部品結合および溶接と製品検査などの作業を１つの工程で自動的に行うことができる。
【００３２】
つまり、本発明の実施形態は、ビジョン座標系として認識される作業空間上で、複数のハンガーロボットと１つ以上の溶接ロボットを用いて部品の組立を行うので、複雑な専用ジグユニットなどの設備が不必要であり、多様な仕様の部品に対する互換性があって組立のための電装設備費を節約することができ、製品の不良検査のための検査ジグなどの装備を別途に備える必要がないという利点がある。
【００３３】
また、本発明の実施形態によれば、ビジョン座標系上でハンガーロボットの最小３点挙動によるハンガーロボットの補正ツールの頂点をビジョンユニットのカメラにより３点の位置座標として認識し、ロボット座標系上の当該３点の位置座標と前記ビジョン座標系上の３点の位置座標とを比較分析して、それらの間の差値に対する補正値を算出し、前記補正値を初期ロボット座標系に適用して、ビジョン座標系とロボット座標系とを一致させることによって、ロボット制御器が作業空間上でロボットの挙動位置を正確に認識し、同時に補正された座標値で部品の移動量および回転角などを正確に制御することができる。
【００３４】
また、本発明の実施形態によれば、ハンガーロボットの補正ツールと各ハンガーに規制された部品をビジョンユニットのカメラによりビジョン座標系上の位置座標として認識し、前記補正ツールと部品の位置座標の差値に対する補正値を算出し、前記補正値を再びロボット座標系に適用して、ビジョン座標系上の部品を基準としてロボット座標系を補正することによって、ハンガーロボットの繰り返し挙動による部品の規制誤差、部品の成形公差および部品の溶接による変形誤差などの発生を最小化することができる。
【００３５】
この時、補正されたロボット座標系は、回転中心となるハンガーロボットの仮想の一点であるロボット回転中心点（ＲＲＣＰ）を、部品の回転中心となる部品上の仮想の一点である部品回転中心点（ＰＲＣＰ）に基準座標を移動させたもので、ハンガーロボットのハンガーに規制される部品に変形が生じたり、予想した部品と完全に同一でない部品が規制されても正確な部品の回転座標値を算出することができ、部品の座標補正も容易であるという利点がある。
【００３６】
また、本発明の実施形態によれば、互いにマッチングされる部品を作業空間上で互いに一定距離離隔させ、ビジョンユニットのカメラにより認識されるビジョン座標系上の各位置座標を離隔座標値と共に比較分析して、部品間の干渉を予め予測判断し、部品の位置補正により部品間の干渉を回避した状態で組立てられるようにする。
【００３７】
これによって、部品間の干渉による締まり組立から発生する変形ばらつきや組立製品の品質ばらつきを防止することができ、専用検査ジグの製作が不必要でジグ製作費を節減することができる。
【００３８】
その他にも、本発明の実施形態により得られるか予測される効果については、本発明の実施形態に関する詳細な説明で直接的または暗示的に開示する。つまり、本発明の実施形態により予測される多様な効果については、後述する詳細な説明内で開示される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの全体構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムに適用されるビジョンユニットの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による工程図である。
【図５】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第１補正段階Ｓ１の制御フローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第１補正段階Ｓ１の例示図である。
【図７】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第２補正段階Ｓ３の制御フローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第２補正段階Ｓ３の例示図である。
【図９】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第３補正段階Ｓ５の制御フローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第３補正段階Ｓ５の例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、添付した図面と詳細な説明を通じて本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムおよび制御方法の実施形態に関する構成および作動原理を詳細に説明する。
【００４１】
ただし、下記に示される図面と後述する詳細な説明は、本発明の特徴を効果的に説明するための多様な実施形態のうち望ましい１つの実施形態に関するものであり、本発明が下記の図面と説明にのみ限定されるものではない。
【００４２】
また、以下、本発明を説明するにあたり、かかる公知の機能または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにしうると判断された場合は、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
さらに、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これは使用者、運用者の意図または慣例などに応じて異なり、その定義は本発明の技術全般にわたる内容に基づいて解釈されなければならない。
【００４４】
また、本発明の実施形態は、核心的な技術的特徴を効率的に説明するために、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が明らかに理解できるように用語を適切に変形、または統合、または分離して使用するが、これによって本発明が限定されることは決してない。
【００４５】
なお、本発明の実施形態を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の図面符号を付して説明し、下記の説明において構成の名称を第１、第２などと区分したのは、その構成の名称が同一でこれを区分するためのものであり、必ずしもその順序に限定されるものではない。
【００４６】
図１は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの全体構成図であり、図２は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムに適用されるビジョンユニットの斜視図であり、図３は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御ブロック図である。
【００４７】
図１〜図３を参照すれば、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムは、部品組立が行われる作業空間内に設備されるビジョンユニットＶＵと、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３から構成される３基のハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と、１基の溶接ロボットＲ４とを含み、前記ビジョンユニットＶＵの制御のためのビジョン制御器ＶＣと、前記３基のハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と１基の溶接ロボットＲ４の制御のためのロボット制御器ＲＣとを含む。
【００４８】
前記ビジョンユニットＶＵは、作業空間の一側に設けられるフレーム１３と、前記フレーム１３上の一側に構成され座標基準となる基準ピン１５と、前記フレーム１３に対して上下方向に移動可能な第１リニアレールＬＲ１と、前記第１リニアレールＬＲ１上で左右方向に移動可能な第２リニアレールＬＲ２と、前記第２リニアレールＬＲ２上で前後方向に移動可能なカメラ１１とを含む。前記カメラ１１は、前記第１、第２リニアレールＬＲ１、ＬＲ２の移動によって上下、左右、前後方向の６軸方向に挙動が可能である。ここでは、左右方向をｘ軸方向、前後方向をｙ軸方向、上下方向をｚ軸方向と称する。
【００４９】
前記フレーム１３は、四角の梁から形成される２つの柱梁１３ａが作業空間のｘ軸方向の両側に固定設置され、上部梁１３ｂが両柱梁１３ａの各上端を連結して設けられる。
【００５０】
前記フレーム１３は、底面に両柱梁１３ａを固定するための別途の支持梁を追加的に含んでもよいが、本明細書ではその説明を省略する。
【００５１】
前記基準ピン１５は、前記上部梁１３ｂの下面両側にそれぞれ設けられるが、各基準ピン１５の末端は尖るように精密加工されて構成される。本実施形態では、それぞれ２つの基準ピン１５が上部梁１３ｂの下面両側に設けられることを例示したが、これに限定されない。
【００５２】
前記第１リニアレールＬＲ１は、前記両柱梁１３ａの間に配置されており、駆動手段と回転手段を介して両柱梁１３ａに沿って上下（ｚ軸方向）に移動しながら、ｘ軸を基準として回転可能に構成される。
【００５３】
前記駆動手段は、第１モータＭ１と、両側の連結軸４１と、ギヤボックスＧＢとを含む。前記第１モータＭ１は、前記上部梁１３ｂの前面中央に固定され、両連結軸４１が前記上部梁１３ｂの前面両側にそれぞれｘ軸を基準として回転可能に設けられ、前記上部梁１３ｂの前面中央に設けられるギヤボックスＧＢを介して前記第１モータＭ１の駆動軸と動力伝達可能に構成される。
【００５４】
また、両側の案内レール４３が前記両柱梁１３ａの互いに対向する面に上下方向（ｚ軸方向）に形成され、両側のスクリュー軸４５が前記両柱梁１３ａの前面に上下方向に配置され、ｚ軸を基準として回転可能に設けられる。
【００５５】
前記両スクリュー軸４５それぞれの上端部が前記両柱梁１３ａそれぞれの上端前面に設けられるギヤボックスＧＢを介して前記両連結軸４１の各端部と動力伝達可能に連結され、第１モータＭ１の回転動力を受ける。
【００５６】
ここで、前記ギヤボックスＧＢは、第１モータＭ１の回転動力の回転方向を９０度だけ切り替えて伝達するための各種ギヤが内装されているボックスを意味する。この時、前記ギヤボックスＧＢの内部に適用される各種ギヤとしては、直線、曲線、ヘリカル、ゼロールタイプのベベルギヤまたはウォームギヤ、ハイポイドギヤなどが適用できるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、モータの回転動力の回転方向を設定された角度だけ切り替えて伝達可能なギヤセットであれば適用が可能である。
【００５７】
前記両柱梁１３ａ上の各案内レール４３と各スクリュー軸４５には、それぞれスクリュー軸４５に噛み合った状態で、各案内レール４３に沿って上下方向に移動可能な両側の昇降スライダ５１、５３が構成される。
【００５８】
ここで、一側の昇降スライダ５１上には減速機５５を含む第２モータＭ２が設けられ、他側の昇降スライダ５３上にはベアリングブロックＢＢが設けられる。
【００５９】
また、前記両昇降スライダ５１、５３の間には、回転板５７がその両端を介して前記減速機５５と前記ベアリングブロックＢＢにそれぞれ設けられる。前記回転板５７は、第２モータＭ２の回転動力を減速機５５を介して減速して受けて、両昇降スライダ５１、５３を基準として３６０度回転作動する。
【００６０】
ここで、前記第１リニアレールＬＲ１は、前記回転板５７上に設けられ前記回転板５７と共に回転し、前記第１リニアレールＬＲ１上には、左右方向（ｘ軸方向）にスライド可能な第１スライダＳＲ１が構成される。
【００６１】
前記第２リニアレールＬＲ２の中央部は、前記第１リニアレールＬＲ１上に第１スライダＳＲ１を介して設けられ、前記第２リニアレールＬＲ２上には、前後方向（ｙ軸方向）にスライド可能な第２スライダＳＲ２が構成される。
【００６２】
この時、前記第２リニアレールＬＲ２は、前記第１リニアレールＬＲ１上に第１スライダＳＲ１を介して設けられるので、前記回転板５７と共に回転する。
【００６３】
ここで、前記第１、第２リニアレールＬＲ１、ＬＲ２は、通常のモータとスクリュー駆動方式の直線状レールが適用できるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、コイルに供給される電流による磁束と磁石の磁束が互いに作用して発生する推力を利用するリニアモータが適用されてもよい。
【００６４】
前記カメラ１１は、前記第２リニアレールＬＲ２上に第２スライダＳＲ２を介して設けられ、被写体の空間座標生成のための３Ｄ映像を獲得できるように３Ｄビジョンカメラが適用可能である。
【００６５】
このようなカメラ１１は、前記第２リニアレールＬＲ２に沿って前後方向（ｙ軸方向）に移動可能である。したがって、前記カメラ１１は、前記第１、第２リニアレールＬＲ１、ＬＲ２の移動によってｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に移動し、被写体を撮影して映像情報を出力する。
【００６６】
つまり、このようなビジョンユニットＶＵは、カメラ１１により、基準ピン１５の末端を認識し、これを基準座標（原点座標）にして作業空間を仮想のビジョン座標系として認識できるようにし、作業空間上に位置する各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３などの被写体をカメラ１１で認識して、前記基準ピン１５を基準座標とする映像情報を出力する。
【００６７】
そして、前記第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、６軸サーボモータの駆動で制御される多関節ロボットのアームの先端に部品規制のための各ハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３が設けられて構成され、作業空間上で前記ビジョンユニットＶＵの前方に配置される。
【００６８】
本発明の実施形態では、前記ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３を３基に限定したが、２基または４基を構成してもよいし、作業空間と組立てられる部品の個数を考慮して効率的運用が可能な水準で決定される。
【００６９】
また、前記溶接ロボットＲ４は、６軸サーボモータの駆動で制御される多関節ロボットのアームの先端に溶接機Ｗが設けられて構成され、作業空間上で前記ビジョンユニットＶＵの後方に配置される。
【００７０】
この時、前記溶接機Ｗは、アーク溶接機、抵抗溶接機、摩擦撹拌溶接機、セルフピアスリベット接合機、レーザ溶接機などの溶接方式に限定されないが、部品素材の溶接特性、溶接部の構造的特徴、作業空間上での運用性などを考慮して効率的な溶接法によって適用可能である。
【００７１】
本発明の実施形態では、前記溶接ロボットＲ４を１基に限定したが、２基または３基を構成してもよいし、作業空間と適用される溶接方法などを考慮して効率的運用が可能な水準で決定される。
【００７２】
また、本発明の実施形態では、前記多関節ロボットを６軸サーボモータで駆動制御するものに限定したが、これに限定されるものではなく、部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３または溶接機Ｗの位置選定に支障のない範囲でサーボモータの個数が定められる。
【００７３】
ここで、前記ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と溶接ロボットＲ４は、使用用途によって区分するために名称を異にしただけであり、同一のロボットから構成されてもよいし、姿勢制御のためのロボット制御器ＲＣの制御信号によって全般的な動作が制御される。
【００７４】
前記ビジョン制御器ＶＣは、作業空間の外部に備えられ、カメラ１１の位置制御のためにビジョンユニットＶＵの全般的な機構学的設定情報を保存し、各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を認識するようにカメラ１１の位置制御のための全般的な動作を制御し、カメラ１１により認識された各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３などの映像情報を通して作業空間上での正確な位置情報として生成したり、座標補正により補正値を設定する。
【００７５】
このようなビジョン制御器ＶＣは、カメラ１１の位置制御のためのプログラムおよびデータを活用する少なくとも１つ以上のプロセッサが構成されてもよいし、前記カメラ１１の位置制御は、ビジョンユニットＶＵの機構学的設定情報に基づいて計算される理想的な理論値で、当該カメラ１１を順次に移動させるための複数の移動地点と各移動地点で取れる少なくとも１つの姿勢を含む。
【００７６】
また、前記ビジョン制御器ＶＣは、ビジョンユニットＶＵ上の基準ピン１５を座標基準として作業空間をカメラ１１により認識される仮想のビジョン座標系に設定し、作業空間上に位置する各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のビジョン座標系上の座標値に基づいて各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置補正のためのキャリブレーションを行い、カメラ１１の位置、所望の位置への移動および姿勢制御による少なくとも１つの作業を制御することができる。
【００７７】
ここで、前記ビジョン座標系（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は、ビジョン制御器ＶＣでビジョンユニットＶＵのカメラ１１により作業空間内の任意の一点を基準として作業空間を仮想の空間座標で表示する座標系であって、部品組立のための作業空間内でカメラ１１により認識される各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３または部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置を、基準ピン１５の頂点を基準とする空間座標で表示することができる。
【００７８】
このようなビジョン制御器ＶＣは、部品組立のための作業空間上で各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の全般的な座標生成および座標補正のためのプログラムとデータを活用する複数のプロセッサが構成されたメイン制御器であって、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＰＣ、ＷＯＲＫＳＴＡＴＩＯＮなどであるか、これらによって制御されてもよい。
【００７９】
前記ロボット制御器ＲＣは、作業空間の外部に備えられ、ロボットの姿勢制御のための機構学的設定情報を保存し、部品組立および溶接作業のためにロボットの姿勢制御のための全般的な動作を制御する。
【００８０】
このようなロボット制御器ＲＣは、ロボットの姿勢制御のためのプログラムおよびデータを活用する少なくとも１つ以上のプロセッサが構成されてもよいし、前記ロボットの姿勢制御は、ロボットの機構学的設定情報に基づいて計算される理想的な理論値で、当該ロボットを順次に挙動させるための複数の移動地点と各移動地点で取れる少なくとも１つの姿勢を含む。
【００８１】
また、前記ロボット制御器ＲＣは、ロボット座標系に基づいて作業空間上で各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の挙動および姿勢制御のためのキャリブレーションを行い、各ロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の位置、所望の位置への移動および姿勢制御による少なくとも１つの作業を制御することができる。
【００８２】
ここで、前記ロボット座標系（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）は、ロボット制御器ＲＣを介して各ハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３の挙動を認識するためのロボット固有の座標系であって、ロボット制御器ＲＣにプログラムされた座標系で定義し、ロボットアーム上の補正ツール（図示せず）の頂点の位置を空間座標で表示することができる。
【００８３】
また、前記ロボット制御器ＲＣは、３基のハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の各ハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３の作動、および１基の溶接ロボットＲ４上の溶接機Ｗの作動を制御するための制御ロジックを含む。
【００８４】
一方、本発明の実施形態では、モデル座標系（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）が使用されるが、前記モデル座標系（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）は、各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の図面プログラム上で、部品モデルの形状を空間座標で表示する座標系であって、ビジョン座標系上の座標基準となる基準ピン１５を図面プログラム上のモデルデータに挿入して、前記基準ピン１５の位置座標を基準座標とするモデルデータ座標（つまり、ｃａｒ−ｌｉｎｅ座標ともいう）を生成して運用される。
【００８５】
一方、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムには、モニタ２１と警報器３１とをさらに含んでもよい。
【００８６】
前記モニタ２１は、前記ロボット制御器ＲＣまたはビジョン制御器ＶＣの作動中に発生する各ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と溶接ロボットＲ４などの動作情報および結果情報を表示することができる。つまり、前記モニタ２１は、ビジョンユニットＶＵのカメラ１１で撮影した映像情報および各ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と溶接ロボットＲ４の移動経路情報を座標値で表示することができ、作業空間内の各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置情報などを座標値で表示することができる。
【００８７】
また、前記モニタ２１は、前記ロボット制御器ＲＣとビジョン制御器ＶＣの制御により不良情報を文字などで表示してもよい。
【００８８】
このようなモニタ２１は、動作情報および結果情報などを表示できればその種類を問わない。例えば、前記モニタ２１は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機発光装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）、電気泳動表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＥＰＤ）、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）表示装置のうちの１つであってもよい。
また、前記警報器３１は、前記ロボット制御器ＲＣまたはビジョン制御器ＶＣの制御により部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の不良情報を出力するが、ここで、前記不良情報は、部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３または製品に不良が発生した旨を作業者に知らせるための情報を示すことができ、例えば、前記不良情報は、音声、グラフィック、光などからなる。
【００８９】
以下、前記のような構成を有する部品組立用ロボットシステムにより、作業空間上で複数の部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を互いに組立てるためのビジョン制御器ＶＣとロボット制御器ＲＣの制御方法を説明する。
【００９０】
図４は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御フローチャートである。
【００９１】
図４を参照すれば、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法は、第１補正段階Ｓ１と、部品規制段階Ｓ２と、第２補正段階Ｓ３と、部品離隔段階Ｓ４と、第３補正段階Ｓ５と、部品マッチング段階Ｓ６と、溶接段階Ｓ７と、検査段階Ｓ８とを含み、Ｓ１段階〜Ｓ８段階が順次に進行する。
【００９２】
このような各段階Ｓ１〜Ｓ８は、ロボット制御器ＲＣと、前記ロボット制御器ＲＣと通信するビジョン制御器ＶＣとを主体として説明する。
【００９３】
まず、前記第１補正段階Ｓ１では、前記ロボット制御器ＲＣの制御によって、作業空間上で第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３がそれぞれ３点挙動する。その間、前記ビジョン制御器ＶＣの制御によって、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の各補正ツールＴの頂点を前記ビジョンユニットＶＵのカメラ１１によりスキャンし、前記ビジョン制御器ＶＣが前記各補正ツールＴの頂点の座標をビジョン座標系上の３点の位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）として生成する。
【００９４】
前記ビジョン制御器ＶＣは、ロボット制御器ＲＣから受信される前記補正ツールＴの頂点に対するロボット座標系上の当該３点の位置座標（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）と前記ビジョン座標系上の３点の位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とを比較し、ロボット座標系上の位置座標とビジョン座標系上の位置座標との差値に対する補正座標値である第１補正値を算出する。
【００９５】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記ロボット制御器ＲＣに第１補正値を送出して、ロボット制御器ＲＣに設定されたロボット座標系に前記第１補正値を適用して、第１補正ロボット座標系に補正する。
【００９６】
このような第１補正段階Ｓ１により、ロボット制御器ＲＣに固有座標系に設定されたロボット座標系を第１補正値に補正してビジョン座標系と一致させる。
【００９７】
図５は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第１補正段階Ｓ１の制御フローチャートであり、図６は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第１補正段階Ｓ１の例示図である。
【００９８】
図５と図６を参照して、前記第１補正段階Ｓ１をより詳細に説明する。
【００９９】
前記第１補正段階Ｓ１は、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３を３つの位置に移動させることによって始まる（Ｓ１１）。つまり、Ｓ１１段階で、前記ロボット制御器ＲＣは、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３を順次に制御して、作業空間上の任意の３つの位置に３点挙動させる。
【０１００】
この時、前記ビジョン制御器ＶＣは、前記ビジョンユニットＶＵを制御して、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の３点挙動による任意の３点の位置での、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の各アームの先端に固定された各補正ツールＴの頂点を、カメラ１１によりスキャンして映像情報を出力する（Ｓ１２）。
【０１０１】
次に、前記ビジョン制御器ＶＣは、前記第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の任意の３点の位置での前記各補正ツールＴの映像情報を分析して、ビジョン座標系上で各補正ツールＴの頂点の第１、第２、第３位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を生成する（Ｓ１３）。
【０１０２】
この時、前記ビジョン座標系上の第１、第２、第３位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は、（Ｖｘ１，Ｖｙ１，Ｖｚ１）と、（Ｖｘ２，Ｖｙ２，Ｖｚ２）と、（Ｖｘ３，Ｖｙ３，Ｖｚ３）とを含む。つまり、前記ビジョン座標系上の位置座標は、３次元空間座標の３Ｄ座標として生成される。
【０１０３】
そして、前記ビジョン制御器ＶＣは、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の任意の３点の位置でのロボット座標系上の前記補正ツールＴの頂点の第１、第２、第３位置座標（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）を前記ロボット制御器ＲＣから受信する（Ｓ１４）。
【０１０４】
この時、前記ロボット座標系上の第１、第２、第３位置座標（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）は、（Ｒｘ１，Ｒｙ１，Ｒｚ１）と、（Ｒｘ２，Ｒｙ２，Ｒｚ２）と、（Ｒｘ３，Ｒｙ３，Ｒｚ３）とを含む。つまり、前記ロボット座標系上の位置座標は、３次元空間座標の３Ｄ座標として生成される。
【０１０５】
ここで、前記第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の任意の位置を３点に限定したが、これは、前記ビジョン座標系上の第１、第２、第３位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）と前記ロボット座標系上の第１、第２、第３位置座標（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）をそれぞれ３次元空間座標の３Ｄ座標として生成するためのものである。したがって、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の任意の位置は３点に限定されるものではなく、信頼性のある３Ｄ座標の生成に必要であれば３点以上の位置に挙動させてもよい。
【０１０６】
この後、前記ビジョン制御器ＶＣは、ロボット座標系上の第１、第２、第３位置座標（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）値とビジョン座標系上の第１、第２、第３位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を比較し、ロボット座標系上の位置座標とビジョン座標系上の位置座標との差値に対する補正座標値である第１補正値を算出する（Ｓ１５）。
【０１０７】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記第１補正値をロボット制御器ＲＣに送出し、前記ロボット制御器ＲＣは、ロボット座標系に第１補正値を適用して、第１補正ロボット座標系に補正してロボット座標系を再設定する（Ｓ１６）。
【０１０８】
さらに図４を参照すれば、前記第１補正段階Ｓ１により第１補正ロボット座標系を設定した後、前記部品規制段階Ｓ２が行われる。部品規制段階Ｓ２では、図１に示すように、前記ロボット制御器ＲＣが前記第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３および第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の第１、第２、第３ハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３を制御して、第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をそれぞれグリップして規制する。ここで、第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、組立てられるべき部品である。
【０１０９】
部品規制段階Ｓ２で第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が規制された後、前記第２補正段階Ｓ３が行われる。前記第２補正段階Ｓ３では、前記ビジョン制御器ＶＣの制御によって、作業空間上で第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の各補正ツールＴの頂点と、第１、第２、第３ハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３に規制された各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の任意の一点Ｄを前記ビジョンユニットＶＵのカメラ１１によりスキャンし、前記ビジョン制御器ＶＣは、ビジョン座標系上で各補正ツールＴの頂点と各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の任意の一点Ｄの位置座標（Ｖｘｔ，Ｖｙｔ，Ｖｚｔ）、（Ｖｘｄ，Ｖｙｄ，Ｖｚｄ）を生成する。
【０１１０】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記位置座標（Ｖｘｔ，Ｖｙｔ，Ｖｚｔ）、（Ｖｘｄ，Ｖｙｄ，Ｖｚｄ）の差値に対する補正座標値である第２補正値を算出する。
【０１１１】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記ロボット制御器ＲＣに第２補正値を送出し、前記ロボット制御器ＲＣは、前記第１補正段階Ｓ１で補正された第１補正ロボット座標系に前記第２補正値を適用して、第２補正ロボット座標系に再補正する。
【０１１２】
このような第２補正段階Ｓ３は、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の挙動のためのロボット座標系を第２補正値に補正して各ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３が各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を基準として挙動されるようにする。
【０１１３】
ここで、前記第２補正ロボット座標系は、前記第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の制御のためのそれぞれの基準座標を、各補正ツールＴの頂点であるロボット回転中心点ＲＲＣＰから、当該部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３上の任意の一点Ｄである部品回転中心点ＰＲＣＰに移動させた座標系を意味する。
【０１１４】
図７は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第２補正段階Ｓ３の制御フローチャートであり、図８は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第２補正段階Ｓ３の例示図である。
【０１１５】
図７と図８を参照して、前記第２補正段階Ｓ３をより詳細に説明する。
【０１１６】
前記第２補正段階Ｓ３は、部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を作業空間上の設定位置に位置させることによって始まる（Ｓ３１）。つまり、Ｓ３１段階で、前記ロボット制御器ＲＣは、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３を制御して、第１、第２、第３ハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３に規制された部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を作業空間上の設定位置に位置させる。
【０１１７】
前記ビジョン制御器ＶＣが前記ビジョンユニットＶＵを制御して、作業空間上の第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３のアームの先端に固定された各補正ツールＴの頂点と、第１、第２、第３ハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３に規制された各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の任意の一点Ｄをカメラ１１によりスキャンして映像情報を出力する（Ｓ３２）。
【０１１８】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記各補正ツールＴの頂点に関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上で各ロボット回転中心点ＲＲＣＰとなるそれぞれの第１位置座標（Ｖｘｔ，Ｖｙｔ，Ｖｚｔ）を生成する（Ｓ３３）。
【０１１９】
この時、前記ビジョン座標系上の第１位置座標（Ｖｘｔ，Ｖｙｔ，Ｖｚｔ）は、（Ｖｘｔ１，Ｖｙｔ１，Ｖｚｔ１）と、（Ｖｘｔ２，Ｖｙｔ２，Ｖｚｔ２）と、（Ｖｘｔ３，Ｖｙｔ３，Ｖｚｔ３）とを含む。つまり、前記ビジョン座標系上の第１位置座標は、３次元空間座標の３Ｄ座標として生成される。
【０１２０】
次に、前記ビジョン制御器ＶＣは、前記各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の任意の一点に関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上で各部品の回転中心点ＰＲＣＰとなるそれぞれの第２位置座標（Ｖｘｄ，Ｖｙｄ，Ｖｚｄ）を生成する（Ｓ３４）。
【０１２１】
この時、前記ビジョン座標系上の第２位置座標（Ｖｘｄ，Ｖｙｄ，Ｖｚｄ）は、（Ｖｘｄ１，Ｖｙｄ１，Ｖｚｄ１）と、（Ｖｘｄ２，Ｖｙｄ２，Ｖｚｄ２）と、（Ｖｘｄ３，Ｖｙｄ３，Ｖｚｄ３）とを含む。つまり、前記ビジョン座標系上の第２位置座標は、３次元空間座標の３Ｄ座標として生成される。
【０１２２】
この後、前記ビジョン制御器ＶＣは、ビジョン座標系上の前記第１、第２位置座標（Ｖｘｔ，Ｖｙｔ，Ｖｚｔ）、（Ｖｘｄ，Ｖｙｄ，Ｖｚｄ）の差値に対する補正座標値である第２補正値を算出する（Ｓ３５）。
【０１２３】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記第２補正値をロボット制御器ＲＣに送出し、前記ロボット制御器ＲＣは、前記第１補正段階Ｓ１で補正された第１補正ロボット座標系を第２補正ロボット座標系に補正してロボット座標系を再設定する（Ｓ３６）。
【０１２４】
さらに図４を参照すれば、前記第２補正段階Ｓ３により第２補正ロボット座標系を設定した後、前記部品離隔段階Ｓ４が行われる。部品離隔段階Ｓ４では、前記ロボット制御器ＲＣが前記第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３を制御して、第１部品Ｐ１にマッチングされる第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３に離隔座標値を適用して、作業空間上で第１部品Ｐ１に対して一定距離離隔した位置に第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３をそれぞれ移動させる。
【０１２５】
部品離隔段階Ｓ４で第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が位置した後、前記第３補正段階Ｓ５が行われる。前記第３補正段階Ｓ５では、前記ビジョン制御器ＶＣの制御によって、作業空間上の第１部品Ｐ１と、前記第１部品Ｐ１に対して一定距離離隔した第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３を前記ビジョンユニットＶＵのカメラ１１によりスキャンし、前記ビジョン制御器ＶＣは、ビジョン座標系上で前記第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を生成する。
【０１２６】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）と前記離隔座標（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）値を比較分析して、前記第１部品Ｐ１に対する第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３の干渉を予測し、前記第１部品Ｐ１に対する第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３の座標干渉値に対する補正座標値である第３補正値を算出する。
【０１２７】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記ロボット制御器ＲＣに前記第３補正値を送出し、ロボット制御器ＲＣは、前記第１部品Ｐ１にマッチングされる第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３の位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）に第３補正値を適用して、前記第１部品Ｐ１に対する第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３の位置を補正する。
【０１２８】
このような第３補正段階Ｓ５は、作業空間上で第１部品Ｐ１にマッチングされる第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３を第１部品Ｐ１と一定距離離隔させ、ビジョン座標系上の位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を用いて部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３間の干渉を予め予測し、ビジョン座標系とモデル座標系上の各部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対する位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）、（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を一致させる位置補正を行う。
【０１２９】
図９は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第３補正段階Ｓ５の制御フローチャートであり、図１０は、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムの制御方法による第３補正段階Ｓ５の例示図である。
【０１３０】
図９と図１０を参照して、前記第３補正段階Ｓ５をより詳細に説明する。
【０１３１】
前記第３補正段階Ｓ５は、第１部品Ｐ１を作業空間に位置させることによって始まる（Ｓ５１）。つまり、Ｓ５１段階で、前記ロボット制御器ＲＣは、第１ハンガーロボットＲ１を制御して、第１部品Ｐ１を図面プログラムに設定されたモデル座標系上のモデルデータ座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を用いてビジョン座標系上の作業空間に位置させる。
【０１３２】
次に、前記ロボット制御器ＲＣが第２、第３ハンガーロボットＲ２、Ｒ３を制御して、前記第１部品Ｐ１に組立てられる第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３をビジョン座標系上の作業空間上の離隔した位置に位置させる（Ｓ５２）。この時、第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３の位置は、図面プログラムに設定されたモデル座標系上のモデルデータ座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）から一定距離離隔した位置の離隔座標（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）値を用いて計算される。
【０１３３】
この後、前記ビジョン制御器ＶＣは、前記ビジョンユニットＶＵを制御して、前記第１部品Ｐ１と、前記第１部品Ｐ１にマッチングされる第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３とのマッチングポイントをカメラ１１によりスキャンして映像情報を出力する（Ｓ５３）。
【０１３４】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のマッチングポイントに関する映像情報を分析して、ビジョン座標系上で離隔した状態のマッチングポイントに対する第１、第２、第３位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を生成する（Ｓ５４）。
【０１３５】
この時、前記ビジョン座標系上の第１、第２、第３位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は、（Ｖｘ１，Ｖｙ１，Ｖｚ１）と、（Ｖｘ２，Ｖｙ２，Ｖｚ２）と、（Ｖｘ３，Ｖｙ３，Ｖｚ３）とを含む。つまり、前記ビジョン座標系上の第１、第２、第３位置座標は、３次元空間座標の３Ｄ座標として生成される。
【０１３６】
次に、前記ビジョン制御器ＶＣは、ビジョン座標系上の前記第１、第２、第３位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を前記離隔座標（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）値と共に比較演算して座標干渉値を計算し、前記座標干渉値を用いて前記第１部品Ｐ１に対する第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３の干渉の有無を判断する（Ｓ５５）。
【０１３７】
この時、前記ビジョン制御器ＶＣは、前記第１部品Ｐ１に対して第２部品Ｐ２または第３部品Ｐ３の干渉発生時、前記座標干渉値に対する補正座標値から当該部品Ｐ２、Ｐ３の第３補正値を算出する（Ｓ５６）。
【０１３８】
前記ビジョン制御器ＶＣは、前記第３補正値をロボット制御器ＲＣに送出し、前記ロボット制御器ＲＣは、前記第１部品Ｐ１に干渉される第２部品Ｐ２または第３部品Ｐ３のロボット座標系上の位置座標（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）に当該第３補正値を適用して、前記第１部品Ｐ１に干渉される部品Ｐ２またはＰ３の作業空間上の位置を補正する（Ｓ５７）。
【０１３９】
このような第３補正段階Ｓ５で、前記モデルデータ座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）は、図面プログラム上の前記第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のモデルデータにビジョン座標系上の座標基準となる基準ピン１５のデータを挿入して、前記基準ピン１５の位置座標を基準座標とする部品モデルの座標値からなる。
【０１４０】
さらに図４を参照すれば、前記第３補正段階Ｓ５により前記第１部品Ｐ１に干渉される部品Ｐ２またはＰ３の作業空間上の位置を補正した後、前記部品マッチング段階Ｓ６が行われる。前記部品マッチング段階Ｓ６では、前記ロボット制御器ＲＣが前記第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３を規制する第２、第３ハンガーロボットＲ２、Ｒ３を制御して、作業空間で前記第１部品Ｐ１に対して前記第２、第３部品Ｐ２、Ｐ３を離隔座標（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）値だけ反対に移動させて、前記第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を各マッチングポイントで互いにマッチングさせる。
【０１４１】
この後、前記溶接段階Ｓ７では、前記ロボット制御器ＲＣが前記溶接ロボットＲ４と溶接機Ｗを制御して、互いにマッチングされた前記第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各溶接部を溶接して組立てる。
【０１４２】
そして、前記検査段階Ｓ８では、前記ビジョン制御器ＶＣが前記ビジョンユニットＶＵを制御して、前記第１、第２、第３部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各溶接部をカメラ１１でスキャンして映像情報を出力すれば、前記ビジョン制御器ＶＣは、前記製品に対するビジョン座標系上の位置座標（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を、モデル座標系上のモデルデータ座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）と比較してビジョン座標系上の位置座標とモデル座標系上のモデルデータ座標との差値が許容誤差範囲内にあるかを判断して、不良検査を進行させる。
【０１４３】
したがって、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムおよび制御方法は、ビジョンユニットＶＵによってビジョン座標系として認識される作業空間上で、互いに組立てるための複数の部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を自動的に規制し、複数の部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の位置を補正した状態で溶接により組立て、組立てられた製品の検査をして多様な段階を含む組立作業を途絶えることなく一度に行うことができる。
【０１４４】
つまり、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムおよび制御方法は、ビジョン座標系として認識される作業空間上で、第１、第２、第３ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３と溶接ロボットＲ４を用いて部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の組立作業を行うので、複雑な専用ジグユニットなどの設備が不必要であり、多様な仕様の部品に対する互換性があって組立のための専用装備構築のための設備費を節約することができる。また、製品の不良検査のための検査ジグなどの装備を別途に備える必要がない。
【０１４５】
また、従来は、初期設置時、ビジョンユニットＶＵとロボットを墨糸またはレーザレベラーなどを用いて装備間のズレを最小化して正確な位置に設けたにもかかわらず、ビジョンユニットＶＵとロボットは座標系の歪みが発生してロボットの移動座標とビジョンユニットＶＵの認識座標とが異なる問題があった。これを解決するために、数回の補正作業を行うことによって生産性が低下する問題があった。
【０１４６】
しかし、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムおよび制御方法は、前記第１補正段階Ｓ１によりビジョン座標系とロボット座標系とを一致させて、ロボット制御器ＲＣがビジョン座標系上の作業空間上でハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の挙動位置を正確に認識できるようにし、同時に補正された座標値で部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の移動量および回転角などを正確に制御できるようにする。
【０１４７】
また、従来は、ハンガーロボットによる部品の規制および移送時、ロボットの基準座標をロボット上の一点に設定し、手動で基準座標をティーチングしてロボット座標系を形成していた。これによって、部品に変化が生じたり、予想した部品と完全に同一でない部品を規制した場合、その検出および座標補正が不可能で部品間のマッチング誤差により溶接不良の原因となる問題があった。
【０１４８】
しかし、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムおよび制御方法は、前記第２補正段階Ｓ３によりビジョン座標系上の部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を基準として補正された第２補正ロボット座標系を通して各ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３を制御できるようにして、各ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３の繰り返し挙動による部品の規制誤差や部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の成形公差または部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の溶接による変形誤差などの発生を最小化することができる。また、第２補正ロボット座標系を通して各ハンガーロボットＲ１、Ｒ２、Ｒ３のハンガーＨ１、Ｈ２、Ｈ３に規制される部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に変形が生じたり、予想した部品と同一でない部品を規制しても正確な回転座標値を算出することができ、座標値の補正も容易である。
【０１４９】
さらに、従来は、互いに組立てられる部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を図面プログラム上のモデルデータ座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を基準として作業空間に移動させる場合、部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３間に干渉が発生して、部品の品質問題であるか、ロボットの移送時に発生するばらつきの問題であるかが分からず同一の品質の製品を連続的に生産できない問題があった。
【０１５０】
しかし、本発明の実施形態に係る部品組立用ロボットシステムおよび制御方法は、互いにマッチングされる部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を作業空間上の互いに一定距離離隔した位置でビジョンユニットＶＵのカメラ１１により認識される位置座標値から部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３間の干渉を予め予測判断して、部品の位置補正により部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３間の干渉を回避した状態で溶接することができる。
【０１５１】
これによって、部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３間の干渉による締まり組立から発生する変形ばらつきや組立製品の品質ばらつきを防止することができ、専用検査ジグの製作が不必要でジグ製作費を節減することができる。
【０１５２】
以上、本発明の一つの実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等と認められる範囲のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【０１５３】
ＶＵ：ビジョンユニット
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：第１、第２、第３ハンガーロボット
Ｒ４：溶接ロボット
ＶＣ：ビジョン制御器
ＲＣ：ロボット制御器
１１：カメラ
１３：フレーム
１３ａ：柱梁
１３ｂ：上部梁
１５：基準ピン
２１：モニタ
３１：警報器
４１：連結軸
４３：案内レール
４５：スクリュー軸
５１、５３：昇降スライダ
５５：減速機
５７：回転板
ＬＲ１、ＬＲ２：第１、第２リニアレール
ＳＲ１、ＳＲ２：第１、第２スライダ
Ｍ１、Ｍ２：第１、第２モータ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３：第１、第２、第３部品
Ｔ：補正ツール
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３：第１、第２、第３ハンガー
Ｗ：溶接機
ＧＢ：ギヤボックス
【図１】
2020006502.tif 000003
【図２】
2020006502.tif 000004
【図３】
2020006502.tif 000005
【図４】
2020006502.tif 000006
【図５】
2020006502.tif 000007
【図６】
2020006502.tif 000008
【図７】
2020006502.tif 000009
【図８】
2020006502.tif 000010
【図９】
2020006502.tif 000011
【図１０】
2020006502.tif 000012