[go: up one dir, main page]

JP5467510B2 - External operation hand guide device and control method thereof - Google Patents

External operation hand guide device and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5467510B2
JP5467510B2 JP2009251161A JP2009251161A JP5467510B2 JP 5467510 B2 JP5467510 B2 JP 5467510B2 JP 2009251161 A JP2009251161 A JP 2009251161A JP 2009251161 A JP2009251161 A JP 2009251161A JP 5467510 B2 JP5467510 B2 JP 5467510B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hand
robot
work
area
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009251161A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011093064A (en
Inventor
正和 藤井
光治 曽根原
弘記 村上
一也 小野
優 小椋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2009251161A priority Critical patent/JP5467510B2/en
Publication of JP2011093064A publication Critical patent/JP2011093064A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5467510B2 publication Critical patent/JP5467510B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Automatic Assembly (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)

Description

本発明は、組立ライン上を移動する作業対象物にその外部からワークを組付けるための外部操作ハンドガイド装置とその制御方法に関する。   The present invention relates to an external operation hand guide device for assembling a work from the outside to a work object moving on an assembly line and a control method thereof.

近年、多くの自動車メーカが「モジュール化組付」を推進している。モジュール化組付とは、車体に組付ける複数の部品を1つのモジュールに予め組付けておき、このモジュールを車体に組付ける部品組付手段である。
このようなモジュール化組付により、部品組付のための車両内乗込み作業を低減することができるが、その反面、モジュールが大型化し、作業者の負担が増大していた。
In recent years, many automobile manufacturers have promoted "modular assembly". The modular assembly is component assembly means for assembling a plurality of components to be assembled to the vehicle body in advance into one module and assembling the module to the vehicle body.
Such modularized assembly can reduce in-vehicle work for assembling parts, but on the other hand, the module has become larger and the burden on the operator has increased.

そこで、組立ライン上で移動する作業対象物(例えば、自動車の車体)にワーク(例えば、インストゥルメントパネルなどのモジュール)を組付ける際の、作業者の負担を軽減する手段が種々、提案されている(例えば、特許文献1〜3、非特許文献1、2)。   Therefore, various means for reducing the burden on the operator when assembling a work (for example, a module such as an instrument panel) on a work object (for example, an automobile body) moving on the assembly line have been proposed. (For example, Patent Documents 1 to 3, Non-Patent Documents 1 and 2).

非特許文献1、2及び特許文献3は、いわゆるパワーアシスト装置であり、作業全体を作業者が実施するが、これらの装置によりワークの重量を支持することで、作業員による重量物の扱いを容易にするものである。
特許文献1、2は、いわゆるハンドガイド装置であり、人の操作入力によりロボットを操作し、人とロボットが協働作業するものである。
Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 3 are so-called power assist devices, and an operator performs the entire work. By supporting the weight of the workpiece by these devices, the worker handles heavy objects. To make it easier.
Patent Documents 1 and 2 are so-called hand guide devices, in which a robot is operated by a human operation input, and a person and the robot collaborate.

特許3872387号公報、「人間と共存するロボットの制御装置と制御方法」Japanese Patent No. 3872387, “Control Device and Control Method for Robot Coexisting with Humans” 特許特開2008−213119号公報、「協調作業ロボットとその制御方法」Japanese Patent Laid-Open No. 2008-213119, “Cooperative Work Robot and its Control Method” 特開2009−034758号公報、「パワーアシスト装置及びその制御方法」JP 2009-034758 A, “Power Assist Device and Control Method Therefor”

鴻巣仁司,荒木勇,山田陽滋、「自動車組立作業支援装置スキルアシストの実用化」日本ロボット学会誌Vol.22 No.4,pp.508〜514, 2004Hitoshi Konosu, Isamu Araki, Yoshishi Yamada, “Practical application of skill assist for automobile assembly work support device” Vol. No. 22 4, pp. 508-514, 2004 アイコクアルファ ラクラクハンド(リフトアシスト)、インターネット<URL:http://www.aikoku.co.jp/rh/index.html>Eikoku Alpha Easy Hand (Lift Assist), Internet <URL: http: // www. aikoku. co. jp / rh / index. html>

(1) 非特許文献1、2は、本質的にパワーアシスト装置であり、重量物のハンドリングにおける作業者の負担は軽減されるが、供給装置など固定点に置かれたワークを把持するような単純作業であっても人が操作する必要があり、また操作の難易度も高い。
(2) 特許文献1、2は、いわゆるハンドガイド装置であり、組立ライン上を移動する作業対象物に対して人がロボットを操作してワークを近づける際、人は組付けなどの作業のための操作に加え、ライン速度に対応して、作業対象物に追従する操作を行なう必要がある。そのため、結果として動いている対象物に対する位置合わせ作業を実現する必要があり、操作の難易度がより高くなる。
(1) Non-Patent Documents 1 and 2 are essentially power assist devices that reduce the burden on the operator in handling heavy objects, but they hold a workpiece placed on a fixed point such as a supply device. Even if it is a simple work, it is necessary for the person to operate it, and the operation is difficult.
(2) Patent Documents 1 and 2 are so-called hand guide devices. When a person operates a robot to bring a workpiece closer to a work object moving on an assembly line, the person is required to perform work such as assembly. In addition to the operation, it is necessary to perform an operation of following the work object in accordance with the line speed. Therefore, as a result, it is necessary to realize the alignment work for the moving object, and the difficulty of operation becomes higher.

(3) 作業対象物にワークを挿入する作業、例えば自動車の車体組立工程におけるインパネ組付けなどの場合は、ワークが作業対象物の中に入った状態になるので、作業者の操作モードになった後は、作業者がワークをライン速度に対応して動かさないと、ワークと作業対象物が衝突することになる。
(4) 作業対象物が移動するので、アシスト装置の可動範囲内で組付け作業を完了する必要がある。
(3) In the case of work for inserting a work into the work object, for example, instrument panel assembly in an automobile body assembly process, the work is in the work object, so that the operator's operation mode is set. After that, if the worker does not move the workpiece according to the line speed, the workpiece and the work object collide.
(4) Since the work object moves, it is necessary to complete the assembly work within the movable range of the assist device.

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、(1)単純作業はロボットに任せ、人の判断や経験を必要とする作業時のみ、人がロボットを操作して、組立ライン上を移動する作業対象物にワークを組付けることができ、(2)ライン速度に対応して、作業対象物に追従する操作を行なう必要がなく、(3)ワークと作業対象物の衝突を防止することができ、(4)装置の可動範囲内で組付作業を完了することができる外部操作ハンドガイド装置とその制御方法を提供することにある。   The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, the object of the present invention is to (1) leave the simple work to the robot, and only when the work requires human judgment and experience, the person operates the robot and works on the work object moving on the assembly line. (2) There is no need to follow the work object in accordance with the line speed, (3) collision between the work and the work object can be prevented, and (4) An object of the present invention is to provide an external operation hand guide device capable of completing an assembly operation within the movable range of the device and a control method therefor.

本発明によれば、組立ライン上を移動する作業対象物にその外部からワークを組付けるための外部操作ハンドガイド装置であって、
ワークを把持するワーク把持装置と、該ワーク把持装置を有する細長いハンドと、該ハンドの末端部を片持ち支持し該末端部を所定のロボットエリア内で移動可能なロボットと、前記ハンドの末端部側に設けられロボットの作動を操作するオンハンド操作盤と、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
前記ロボットエリアと組立ラインの間に、前記ハンドが移動可能な作業エリアとハンドが侵入できない安全エリアとが隣接して設けられ、
前記オンハンド操作盤は、作業対象物にワークを組付ける際に、前記作業エリア内に位置するように設定されており、
前記ロボット制御装置は、ロボットを自動制御する自動モードと、ロボットをオンハンド操作盤により手動制御する協働モードとを有しており、
人の判断や経験を必要とする作業時のみ協働モードに切替え、その他の作業を自動モードで実行する、ことを特徴とする外部操作ハンドガイド装置が提供される。
According to the present invention, an external operation hand guide device for assembling a work from the outside to a work object moving on an assembly line,
A workpiece gripping device for gripping a workpiece; an elongated hand having the workpiece gripping device; a robot that cantilever-supports the distal end of the hand and moves the distal end within a predetermined robot area; and the distal end of the hand An on-hand operation panel for operating the robot provided on the side, and a robot controller for controlling the robot,
Between the robot area and the assembly line, a work area where the hand can move and a safety area where the hand cannot enter are provided adjacent to each other,
The on-hand operation panel is set so as to be positioned in the work area when a work is assembled to a work object.
The robot control device has an automatic mode for automatically controlling the robot and a cooperative mode for manually controlling the robot by an on-hand operation panel.
There is provided an external operation hand guide device characterized by switching to a collaborative mode only during work requiring human judgment and experience and executing other work in an automatic mode.

本発明の実施形態によれば、前記安全エリア内に設けられ前記ロボットに制御信号を出力する外部操作盤と、ロボットの作動状態を表示する状態表示装置とを備え、
前記自動モードにおいて、外部操作盤により作業対象物にワークを位置合わせするタイミングを入力し、かつ状態表示装置により協働モードに切替え可能な状態を協働作業可能状況として表示し、
前記外部操作盤により協働モードに切替え、
協働モードにおいてロボットをオンハンド操作盤により手動制御して作業対象物にワークを組付けた後に、前記外部操作盤により自動モードに切替える。
According to an embodiment of the present invention, an external operation panel that is provided in the safety area and outputs a control signal to the robot, and a state display device that displays an operation state of the robot,
In the automatic mode, the timing for aligning the workpiece to the work object by the external operation panel is input, and the state that can be switched to the collaborative mode by the status display device is displayed as a collaborative work possible situation,
Switch to collaborative mode with the external operation panel,
In the cooperative mode, the robot is manually controlled by the on-hand operation panel and a work is assembled to the work target, and then the automatic mode is switched by the external operation panel.

また、前記ハンドに設けられオンハンド操作盤から死角となる領域の画像を撮影するカメラと、前記ハンドに設けられ前記領域にスリット、円弧、スポットまたはこれらの組み合わせのレーザ光を出力するレーザ装置と、オンハンド操作盤に設置されレーザ光の照射位置を含む前記画像を表示するモニタとからなる視覚支援装置を備える。   A camera that captures an image of a blind area from an on-hand operation panel provided in the hand; and a laser device that outputs laser light of a slit, arc, spot, or a combination thereof provided in the hand to the area; A visual support device including a monitor installed on the on-hand operation panel and displaying the image including the irradiation position of the laser beam;

また、前記自動モードにおいて、協働モード以外では、前記安全エリアから前記作業エリア内に人が入れないように遮断するライン遮断装置を備える。   The automatic mode further includes a line shut-off device that shuts off a person from the safety area into the work area except in the cooperative mode.

また、前記オンハンド操作盤は、安全を担保するために片手を占有するイネーブルスイッチと、直交3軸の並進入力と該3軸まわりの回転入力を片手操作で入力可能な片手操作入力デバイスとを備え、
前記協働モードにおいて、両手で前記イネーブルスイッチと片手操作入力デバイスを操作することによりロボットを手動制御できるようになっている。
In addition, the on-hand operation panel includes an enable switch that occupies one hand for ensuring safety, and a one-hand operation input device that can input a translation input of three orthogonal axes and a rotation input around the three axes by one-hand operation. ,
In the cooperative mode, the robot can be manually controlled by operating the enable switch and the one-hand operation input device with both hands.

また本発明によれば、ワークを把持するワーク把持装置と、該ワーク把持装置を有する細長いハンドと、該ハンドの末端部を片持ち支持し該末端部を所定のロボットエリア内で移動可能なロボットと、前記ハンドの末端部側に設けられロボットの作動を操作するオンハンド操作盤とを備え、前記ロボットエリアと組立ラインの間に、前記ハンドが移動可能な作業エリアとハンドが侵入できない安全エリアとが設けられ、前記ハンドは、作業対象物にワークを組付ける際に、前記作業エリアが形成される長さを有しており、この際に前記オンハンド操作盤は前記作業エリア内に位置するように設定されており、組立ライン上を移動する作業対象物にその外部からワークを組付けるための外部操作ハンドガイド装置の制御方法であって、
ロボットを自動制御する自動モードと、ロボットをオンハンド操作盤により手動制御する協働モードとを有しており、
人の判断や経験を必要とする作業時のみ協働モードに切替え、その他の作業を自動モードで実行する、ことを特徴とする外部操作ハンドガイド装置の制御方法が提供される。
Further, according to the present invention, a workpiece gripping device that grips a workpiece, an elongated hand having the workpiece gripping device, and a robot that cantilever-supports the end portion of the hand and moves the end portion within a predetermined robot area. And an on-hand operation panel provided on the distal end side of the hand for operating the operation of the robot, and a work area where the hand can move and a safety area where the hand cannot enter between the robot area and the assembly line; The hand has a length that allows the work area to be formed when the work is assembled to the work object, and the on-hand operation panel is positioned in the work area at this time. Is a method of controlling an external operation hand guide device for assembling a work from the outside to a work object moving on an assembly line,
It has an automatic mode for automatically controlling the robot and a collaborative mode for manually controlling the robot with an on-hand operation panel.
There is provided a control method for an externally operated hand guide device, characterized in that the mode is switched to the collaborative mode only during work requiring human judgment and experience, and the other work is executed in the automatic mode.

本発明の実施形態によれば、前記組立ライン上において、自動モード及び協働モードにおいて、手動制御入力がないときに組立ラインと同じ速さでワークを移動させる。   According to the embodiment of the present invention, on the assembly line, the workpiece is moved at the same speed as the assembly line when there is no manual control input in the automatic mode and the cooperative mode.

また、前記協働モードにおいて、退避動作に必要な時間を常時演算し、前記時間が所定の第1閾値より短い場合にイエローゾーンと判断し、前記時間が第1閾値より短い所定の第2閾値より短い場合にレッドゾーンと判断し、それぞれアラームを発信する。   In the cooperative mode, the time required for the evacuation operation is always calculated, and when the time is shorter than the predetermined first threshold, it is determined as a yellow zone, and the predetermined second threshold is shorter than the first threshold. If it is shorter, it is determined to be a red zone and an alarm is issued for each.

上記本発明の装置と方法によれば、ロボット制御装置が、ロボットを自動制御する「自動モード」と、ロボットをオンハンド操作盤により手動制御する「協働モード」とを有しており、人の判断や経験を必要とする作業時のみ協働モードに切替え、その他の作業を自動モードで実行するので、単純作業は自動モードにおいてロボットが自動で行ない、最終組立のような位置決めの難しい作業は、協働モードにおいて人が判断しながらロボットを手動制御することで作業を行なうことができる。   According to the apparatus and method of the present invention, the robot control device has an “automatic mode” for automatically controlling the robot and a “cooperative mode” for manually controlling the robot with an on-hand operation panel. Switching to collaborative mode only when work that requires judgment and experience is performed, and other work is executed in automatic mode, so simple work is performed automatically by the robot in automatic mode, and work that is difficult to position, such as final assembly, Work can be performed by manually controlling the robot while a person makes a decision in the collaborative mode.

また、ロボットエリアと組立ラインの間に、前記ハンドが移動可能な作業エリアとハンドが侵入できない安全エリアとが隣接して設けられ、協働モードにおいてロボットの作動を操作するオンハンド操作盤が、作業対象物にワークを組付ける際に、前記作業エリア内に位置するように設定されているので、人(作業員)はロボットエリアと組立ラインには入ることなく、作業エリア内から手作業することができる。
従って、人(作業員)が作業するための移動量が小さく、ワークと作業対象物にはさまれるおそれがない。
In addition, a work area in which the hand can move and a safety area in which the hand cannot enter are provided adjacent to each other between the robot area and the assembly line. When assembling the workpiece on the object, it is set so that it is located in the work area, so that a person (worker) can work manually from within the work area without entering the robot area and assembly line. Can do.
Therefore, the amount of movement for a person (worker) to work is small, and there is no possibility of being caught between the work and the work object.

また、自動モードにおいて、人(作業員)は作業エリアに隣接した安全エリア内に退避しているので、ロボットの自動制御中に、ワークの確認(品種の正誤,外観,把持状態など)を目視で実施することができる。   Also, in automatic mode, people (workers) are evacuated to a safety area adjacent to the work area. During automatic robot control, work confirmation (product type error, appearance, gripping status, etc.) is visually observed. Can be implemented.

さらに、前記自動モードにおいて、外部操作盤により作業対象物にワークを位置合わせするタイミングを入力するので、作業対象物の開口部から車内にワークを挿入する場合など、作業対象とワークの位置を合わせないとロボットの動作が継続できない場合でも、人(作業員)が作業対象とロボットの間にいるので、ライン上の作業対象の位置を見てタイミングや位置決め(ジョグ運転など)が行なえ、高度な位置決めセンサなどが不要となる。   Furthermore, in the automatic mode, since the timing for aligning the work with the work object is input by the external operation panel, the work object and the work position are aligned when inserting the work into the vehicle through the opening of the work object. Even if the robot operation cannot be continued, the person (worker) is between the work target and the robot, so the timing and positioning (such as jog operation) can be performed by looking at the position of the work target on the line. A positioning sensor or the like is not necessary.

また、人が車外にいるため、協働モードにおいて死角となる場所が発生するが、カメラ、レーザ装置、モニタからなる視覚支援装置を有するので、作業性を向上できる。   Further, since a person is outside the vehicle, a blind spot is generated in the collaborative mode. However, since a visual support device including a camera, a laser device, and a monitor is provided, workability can be improved.

また、自動モード及び協働モードの両モードにおいて、手動制御入力がないときに組立ラインと同じ速さでワークを移動させるので、オンハンド操作盤の操作時にイネーブルスイッチの状態に関わらずロボットがライン速度に追従するので、人(作業員)がイネーブルスイッチを押すまでの間にロボットが作業対象物に干渉することもなく、また作業員が操作中もライン速度に追従することは気にせずに、相対的にロボットが把持するワークと作業対象は停止した状態で作業できるので、作業性を向上できる。
In both automatic mode and cooperative mode, the workpiece is moved at the same speed as the assembly line when there is no manual control input. So that the robot will not interfere with the work object until the person (worker) presses the enable switch, and the worker will follow the line speed during operation. Since the work and the work object relatively held by the robot can be operated in a stopped state, workability can be improved.

本発明による外部操作ハンドガイド装置の全体構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the external operation hand guide apparatus by this invention. 本発明におけるロボットの構成図である。It is a block diagram of the robot in this invention. 本発明におけるオンハンド操作盤の構成図である。It is a block diagram of the on-hand operation panel in this invention. 本発明による外部操作ハンドガイド装置の制御方法のフロー図である。It is a flowchart of the control method of the external operation hand guide apparatus by this invention. 本発明による外部操作ハンドガイド装置の作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the external operation hand guide apparatus by this invention. 本発明における干渉防止装置の構成図である。It is a block diagram of the interference prevention apparatus in this invention.

以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1は、本発明による外部操作ハンドガイド装置の全体構成を示す平面図である。
本発明の外部操作ハンドガイド装置10は、組立ライン1上を移動する作業対象物2にその外部からワーク3を組付けるためのハンドガイド装置である。この例における組立ライン1は、作業対象物2(この例で自動車の車体)にワーク3(この例でインストゥルメントパネルなどのモジュール)を組付けるラインであり、作業対象物2は所定の速度で左方(図で)に連続的に移動するようになっている。
作業対象物2(車体)には、開口部2a(車体のドア部)が設けられており、この開口部2aを通してワーク3を車内に挿入することができる。またこの図で4はロボットのハンド取付け部(後述するハンドの末端部)が移動するロボットエリア4aを仕切るロボットエリア安全柵、5は組立ライン1を仕切る人エリア安全柵である。
FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of an external operation hand guide device according to the present invention.
The external operation hand guide device 10 of the present invention is a hand guide device for assembling a work 3 from the outside to a work object 2 moving on an assembly line 1. The assembly line 1 in this example is a line for assembling a work 3 (in this example, a module such as an instrument panel) to a work object 2 (in this example, a car body), and the work object 2 has a predetermined speed. It moves continuously to the left (in the figure).
The work object 2 (vehicle body) is provided with an opening 2a (vehicle body door), and the workpiece 3 can be inserted into the vehicle through the opening 2a. In this figure, reference numeral 4 denotes a robot area safety fence that partitions a robot area 4a in which a robot hand mounting portion (a hand end portion to be described later) moves, and 5 denotes a human area safety fence that partitions the assembly line 1.

図1において、本発明の外部操作ハンドガイド装置10は、ワーク把持装置12、ハンド14、ロボット16、オンハンド操作盤18、及びロボット制御装置20を備える。   In FIG. 1, the external operation hand guide device 10 of the present invention includes a workpiece gripping device 12, a hand 14, a robot 16, an on-hand operation panel 18, and a robot control device 20.

図2は、本発明におけるロボットの構成図である。なおこの図は、ハンド14の長手方向から見ている。
図1及び図2において、ワーク把持装置12は、ワーク3を把持するエンドエフェクタである。
ハンド14は、ワーク把持装置12を中間位置に有する細長い部材であり、この例ではほぼ水平に位置する。ハンド14は、作業対象物2にワーク3を組付ける際に、ロボットエリア4aと組立ライン1との間に人が通行可能な通路が形成される長さを有している。この通路は、ハンド14が移動可能な「作業エリア1b」と、ハンド14が侵入できない「安全エリア1c」とからなり、互いに隣接して設けられる。
また、作業対象物にワークを組付ける際に、オンハンド操作盤18は作業エリア1b内に位置するように設定されている。
FIG. 2 is a configuration diagram of the robot according to the present invention. This figure is seen from the longitudinal direction of the hand 14.
1 and 2, the workpiece gripping device 12 is an end effector that grips the workpiece 3.
The hand 14 is an elongated member having the workpiece gripping device 12 at an intermediate position, and in this example, the hand 14 is positioned substantially horizontally. The hand 14 has such a length that a passage through which a person can pass is formed between the robot area 4 a and the assembly line 1 when the work 3 is assembled to the work object 2. This passage is composed of a “working area 1b” in which the hand 14 can move and a “safety area 1c” in which the hand 14 cannot enter, and are provided adjacent to each other.
Further, when the work is assembled to the work object, the on-hand operation panel 18 is set so as to be located in the work area 1b.

ロボット16は、この例では多関節ロボットであり、ハンド14の末端部14a(図1で上端)を片持ち支持し、末端部14aを所定のロボットエリア4a内で移動可能に構成されている。本願において、ロボット16は、多関節ロボットに限定されず、その他の周知のロボットであってもよい。
オンハンド操作盤18は、ハンド14の末端部側に設けられ、作業エリア1b内で人6(例えば作業員)がオンハンド操作盤18を操作してロボット16の作動を操作するようになっている。
The robot 16 is an articulated robot in this example, and cantilever-supports the end portion 14a (upper end in FIG. 1) of the hand 14, and is configured to be able to move the end portion 14a within a predetermined robot area 4a. In the present application, the robot 16 is not limited to an articulated robot, and may be another known robot.
The on-hand operation panel 18 is provided on the end side of the hand 14, and a person 6 (for example, a worker) operates the on-hand operation panel 18 to operate the robot 16 in the work area 1 b.

ロボット制御装置20は、ロボット16を制御する。
本発明において、ロボット制御装置20は、ロボット16を自動制御する「自動モード」と、ロボット16をオンハンド操作盤18により手動制御する「協働モード」とを有している。
自動モードでは、人6(作業員)の操作なしに、所定のシーケンス又はプログラムに従い、ロボット16を自動制御する。
協働モードでは、人6(作業員)がオンハンド操作盤18を操作してロボット16の作動を操作するようになっている。
また、本発明の外部操作ハンドガイド装置10は、人の判断や経験を必要とする作業時のみ協働モードに切替え、その他の作業を自動モードで実行するようになっている。
この制御内容の詳細は後述する。
The robot control device 20 controls the robot 16.
In the present invention, the robot control device 20 has an “automatic mode” for automatically controlling the robot 16 and a “cooperative mode” for manually controlling the robot 16 with the on-hand operation panel 18.
In the automatic mode, the robot 16 is automatically controlled according to a predetermined sequence or program without the operation of the person 6 (worker).
In the collaborative mode, the person 6 (worker) operates the on-hand operation panel 18 to operate the robot 16.
In addition, the external operation hand guide device 10 of the present invention is configured to switch to the cooperative mode only during work that requires human judgment and experience, and perform other work in the automatic mode.
Details of this control content will be described later.

図3は、本発明におけるオンハンド操作盤の構成図である。
本発明におけるオンハンド操作盤18は、イネーブルスイッチ18a、片手操作入力デバイス18b、表示灯18c及び押釦スイッチ18dを備える。
イネーブルスイッチ18aは、安全を担保するために片手を占有し、これを把持することでスイッチがONするようになっている。
片手操作入力デバイス18bは、直交3軸の並進入力と該3軸まわりの回転入力を片手操作で入力可能に構成されている。
また本発明の協働モードにおいて、両手でイネーブルスイッチ18aと片手操作入力デバイス18bを操作することによりロボット16を手動制御できるようになっている。
なお、片手操作入力デバイスの軸数は直交3軸の並進入力と該3軸まわりの回転入力に限定されず、操作内容に応じて軸数を減らした構成であってもよい。また、入力デバイスは片手操作入力デバイスに限定されず、2つの入力デバイスを両手で操作してロボット16を手動制御する構成であってもよい。
表示灯18cは、外部操作ハンドガイド装置10の種々の状態(例えば、後述するイエローゾーン及びレッドゾーン)を表示し、押釦スイッチ18dは種々の信号(例えば、非常停止信号)を出力するようになっている。
FIG. 3 is a configuration diagram of the on-hand operation panel according to the present invention.
The on-hand operation panel 18 according to the present invention includes an enable switch 18a, a one-hand operation input device 18b, an indicator lamp 18c, and a push button switch 18d.
The enable switch 18a occupies one hand in order to ensure safety, and the switch is turned on by holding it.
The one-hand operation input device 18b is configured to be able to input three-axis orthogonal translation input and rotation input about the three axes by one-hand operation.
In the cooperation mode of the present invention, the robot 16 can be manually controlled by operating the enable switch 18a and the one-hand operation input device 18b with both hands.
The number of axes of the one-hand operation input device is not limited to the translation input of three orthogonal axes and the rotation input about the three axes, and may be configured with the number of axes reduced according to the operation content. The input device is not limited to a one-hand operation input device, and may be configured to manually control the robot 16 by operating two input devices with both hands.
The indicator lamp 18c displays various states (for example, a yellow zone and a red zone described later) of the external operation hand guide device 10, and the push button switch 18d outputs various signals (for example, an emergency stop signal). Yes.

図1において、本発明の外部操作ハンドガイド装置10は、さらに外部操作盤22、状態表示装置24、ライン遮断装置26、及びロボットエリア遮断装置27を備える。   In FIG. 1, the external operation hand guide device 10 of the present invention further includes an external operation panel 22, a status display device 24, a line blocking device 26, and a robot area blocking device 27.

外部操作盤22は、組立ライン1及びロボット16の作業エリア(安全柵4内)の外側に設けられ、作業開始スイッチ、作業終了スイッチ、モード切替スイッチ、継続スイッチ、非常停止スイッチ等を備え、ロボット16(すなわちロボット制御装置20)にそれぞれの制御信号を出力する。
状態表示装置24は、ロボット16の作動状態を表示する。この作動状態は、例えば自動モードと協働モード、後述する協働作業可能状況、イエローゾーン、レッドゾーン、ライン停止のアラームなどである。
なお、図1では、外部操作盤22と状態表示装置24を安全エリア1cの同一位置に設置しているが、それぞれ別の位置に設置してもよい。
The external operation panel 22 is provided outside the assembly line 1 and the work area of the robot 16 (in the safety fence 4), and includes a work start switch, work end switch, mode switching switch, continuation switch, emergency stop switch, and the like. Each control signal is output to 16 (namely, robot controller 20).
The state display device 24 displays the operating state of the robot 16. This operating state includes, for example, an automatic mode and a collaborative mode, a collaborative work possible situation described later, a yellow zone, a red zone, a line stop alarm, and the like.
In FIG. 1, the external operation panel 22 and the status display device 24 are installed at the same position in the safety area 1c, but may be installed at different positions.

本発明の外部操作ハンドガイド装置10は、自動モードにおいて、外部操作盤22により作業対象物2にワーク3を位置合わせするタイミングを入力し、状態表示装置24により協働モードに切替え可能な状態を「協働作業可能状況」として表示し、外部操作盤22上の作業開始スイッチによる作業開始信号により、「協働モード」に切替え、外部操作盤22上の作業完了スイッチによる作業完了信号により、「自動モード」に切替えるようになっている。
なお、作業開始スイッチ及び作業終了スイッチに連動せずに、モード切替スイッチで「自動モード」に切替えてもよい。
The external operation hand guide device 10 of the present invention inputs a timing for aligning the work 3 with the work object 2 by the external operation panel 22 in the automatic mode, and sets the state in which the state display device 24 can be switched to the cooperative mode. "Collaborative work possible situation" is displayed, switched to "cooperation mode" by a work start signal by a work start switch on the external operation panel 22, and "automatic" by a work completion signal by a work completion switch on the external operation panel 22 Switch to "mode".
Note that the mode may be switched to the “automatic mode” without being linked to the work start switch and the work end switch.

ライン遮断装置26は、例えばライトカーテン又はシャッターであり、協働モード以外で、安全エリア1cから作業エリア1b内に人が入らないように通路を遮断する。   The line blocking device 26 is, for example, a light curtain or a shutter, and blocks the passage so that no person enters the work area 1b from the safety area 1c except in the cooperative mode.

ロボットエリア遮断装置27は、例えばライトカーテン又はシャッターであり、本発明の外部操作ハンドガイド装置10がロボットエリア4a内で作動中において、ロボットエリア内に人が入ったり、ロボットがロボットエリア外に出たりしないようにロボットエリアの開口部を遮断する。   The robot area blocking device 27 is, for example, a light curtain or a shutter. When the external operation hand guide device 10 of the present invention is operating in the robot area 4a, a person enters the robot area or the robot moves out of the robot area. Block the opening of the robot area so that it does not.

図1において、本発明の外部操作ハンドガイド装置10は、さらに視覚支援装置30を備える。視覚支援装置30は、ハンド14に設けられオンハンド操作盤18から死角となる領域の画像を撮影するカメラ32と、ハンド14に設けられ前記領域にスリット、円弧、スポットまたはこれらの組み合わせのレーザ光を出力するレーザ装置34と、オンハンド操作盤18に設置されレーザ光の照射位置を含む画像を表示するモニタ36とからなる。
この構成により、死角となる領域をモニタ36で確認することができ、かつレーザ光の照射位置の形状により対象物の姿勢が判断できるので、作業性を向上できる。
In FIG. 1, the external operation hand guide device 10 of the present invention further includes a visual assistance device 30. The vision support device 30 is provided with a camera 32 that captures an image of a blind area from the on-hand operation panel 18 provided on the hand 14, and a laser beam of a slit, arc, spot, or a combination thereof provided on the hand 14 in the area. It comprises a laser device 34 for output and a monitor 36 that is installed on the on-hand operation panel 18 and displays an image including the irradiation position of the laser beam.
With this configuration, a blind spot region can be confirmed on the monitor 36, and the posture of the object can be determined based on the shape of the laser light irradiation position, so that workability can be improved.

図4は、本発明による外部操作ハンドガイド装置の作動説明図であり、(A)は前半の自動モード、(B)は協働モード、(C)は後半の自動モードを示している。
また図5は、本発明による外部操作ハンドガイド装置の制御方法のフロー図であり、S1〜S16のステップ(工程)からなる。
4A and 4B are operation explanatory views of the external operation hand guide device according to the present invention. FIG. 4A shows the first half automatic mode, FIG. 4B shows the cooperative mode, and FIG. 4C shows the second half automatic mode.
FIG. 5 is a flowchart of the control method of the external operation hand guide device according to the present invention, which includes steps (steps) S1 to S16.

本発明による制御では、初めにライン情報を取得し(S1)、自動モードを表示する(S2)。   In the control according to the present invention, line information is first acquired (S1), and the automatic mode is displayed (S2).

図4(A)は、前半の自動モードにおいて、作業対象物2の開口部2aへの位置合わせ状態(後述するS6)を示している。
前半の自動モードでは、ロボット16は自動制御される。この自動モードにおいて、作業対象物2の情報を取得し(S3)、供給位置でワーク3を把持し(S4)、開口部手前まで搬送する(S5)。この搬送と並行して、安全エリア1c内に退避する人6(作業員)は、ロボットが把持して搬送中のワーク3を目視でチェックする(S5b)。この目視チェックでワーク3に異常がある場合には、例えば非常停止スイッチで非常停止する。
FIG. 4A shows a state of alignment of the work object 2 to the opening 2a (S6 to be described later) in the first half automatic mode.
In the first half automatic mode, the robot 16 is automatically controlled. In this automatic mode, information on the work object 2 is acquired (S3), the work 3 is gripped at the supply position (S4), and conveyed to the front of the opening (S5). In parallel with this conveyance, the person 6 (operator) who evacuates in the safety area 1c visually checks the workpiece 3 held by the robot and being conveyed (S5b). If there is an abnormality in the workpiece 3 by this visual check, for example, an emergency stop is performed with an emergency stop switch.

さらにこの自動モードにおいて、外部操作盤22により作業対象物2にワーク3を位置合わせする(S6)。この位置合わせは、(1)連続的に移動する作業対象物2の開口部2aに対してハンド14及びワーク3が干渉しない位置になったら、外部操作盤22の「継続スイッチ」をONする、又は(2)安全エリア1c内に設置したワーク移動用のジョグ運転ボタンを人が操作し、作業対象物2の開口部2aに対してハンド14及びワーク3が干渉しない位置になったら、外部操作盤22の「継続スイッチ」をONするのがよい。   Further, in this automatic mode, the work 3 is aligned with the work object 2 by the external operation panel 22 (S6). In this alignment, (1) when the hand 14 and the work 3 are in a position where they do not interfere with the opening 2a of the work object 2 that moves continuously, the “continuation switch” of the external operation panel 22 is turned on. Or (2) When a person operates a jog operation button for moving a workpiece installed in the safety area 1c and the hand 14 and the workpiece 3 are not in interference with the opening 2a of the work object 2, external operation is performed. It is preferable to turn on the “continuation switch” of the panel 22.

この位置合わせ(S6)により、自動モードが継続され、ワーク3を開口部2aへ挿入し(S7)、ワーク3を組付位置に接近させ(S8)、ワーク3をライン速度に同期させ(S9)、状態表示装置24により協働作業可能状況を表示する(S10)。
なお、ハンド18は、作業対象物にワークを組付ける際に、ロボットエリア4aと組立ライン1との間に人が通行可能な通路が形成される長さを有しているので、ワーク3が組付位置に接近する状態(S8)において、オンハンド操作盤18は、作業エリア1b内に位置する状態となる。
By this alignment (S6), the automatic mode is continued, the workpiece 3 is inserted into the opening 2a (S7), the workpiece 3 is brought close to the assembly position (S8), and the workpiece 3 is synchronized with the line speed (S9). ), The status of the cooperative work is displayed by the status display device 24 (S10).
The hand 18 has such a length that a passage through which a person can pass is formed between the robot area 4a and the assembly line 1 when the work is assembled to the work target. In the state of approaching the assembly position (S8), the on-hand operation panel 18 is in a state of being located in the work area 1b.

協働作業可能状況のときに外部操作盤で協働モードへの変更がなされるまで、人6(例えば作業員)は、安全エリア1c(図で右側)に退避しており、ライン遮断装置26により安全エリア1cから作業エリア1b内に人が入らないように通路が遮断されている。
協働モードに変更されると、人6は、安全エリア1cから作業エリア1b内に入ることができ、作業エリア1b内に位置するオンハンド操作盤18を操作できる状態となる。
なお、人がオンハンド操作盤18の操作を開始するまでの間も、ロボット16による自動制御によりワーク3はライン速度に同期している(S9)。すなわち組立ライン上において、自動モード及び協働モードにおいて、手動制御入力がないときに組立ライン1と同じ速さでワーク3を移動させるようになっている。
The person 6 (for example, a worker) is evacuated to the safety area 1c (right side in the figure) until the change to the cooperation mode is made on the external operation panel in the collaborative work possible situation. Thus, the passage is blocked so that no person enters the work area 1b from the safety area 1c.
When the mode is changed to the cooperation mode, the person 6 can enter the work area 1b from the safety area 1c and can operate the on-hand operation panel 18 located in the work area 1b.
Note that the work 3 is synchronized with the line speed by automatic control by the robot 16 until the person starts operating the on-hand operation panel 18 (S9). That is, on the assembly line, the workpiece 3 is moved at the same speed as the assembly line 1 when there is no manual control input in the automatic mode and the cooperation mode.

図4(B)は、協働モードにおいて、人6がロボット16(すなわちオンハンド操作盤18)を操作して、組立ライン1上を移動する作業対象物2にワーク3を組付ける状態(後述するS12)を示している。
この協働モードでは、ロボット16は人6(作業員)によるオンハンド操作盤18により手動制御される。
協働可能状況において、人6が外部操作盤22の作業開始スイッチをONし(S11)、作業エリア1b内に位置するオンハンド操作盤18を操作して、作業対象物2にワーク3を組付ける協働作業(組付作業)を実施する(S12)。
FIG. 4B shows a state in which the work 6 is assembled to the work object 2 moving on the assembly line 1 by operating the robot 16 (that is, the on-hand operation panel 18) in the cooperative mode (described later). S12).
In this cooperation mode, the robot 16 is manually controlled by an on-hand operation panel 18 by a person 6 (worker).
In a collaborative situation, the person 6 turns on the work start switch of the external operation panel 22 (S11), operates the on-hand operation panel 18 located in the work area 1b, and attaches the work 3 to the work object 2. Collaborative work (assembly work) is carried out (S12).

また、本発明において、手動制御時であっても、ロボット16によりワーク3はライン速度に同期しながら手動制御入力を受け付けて作動するようになっている。   Further, in the present invention, even during manual control, the workpiece 3 is operated by receiving a manual control input while being synchronized with the line speed by the robot 16.

なお、自動モード及び協働モードにおけるワーク3の組立ライン1との同期制御は、必須ではなく、自動モード、協働モードの一方又は両方において、ワーク3を組立ライン1と同期させなくてもよい。
すなわち、ワークの同期制御は、以下の4通りのいずれであってもよい。
(1) 自動モード及び協働モードの両方で同期。
人が未操作時にロボットと作業対象が干渉しないように動作させ、人が操作時もライン速度を補正しつつ、人の操作を受け付ける。
(2) 自動モードで同期、協働モードで非同期。
人が未操作時にロボットと作業対象が干渉しないように動作させ、人が操作時はライン速度への追従を含め人が操作する。
(3) 自動モードで非同期、協働モードで同期。
人が未操作時にライン速度への追従を含め人が操作し、人が操作時はライン速度を補正しつつ、人の操作を受け付ける。
(4) 自動モード及び協働モードの両方で非同期。
人が未操作時にライン速度への追従を含め人が操作し、人が操作時もライン速度への追従を含め人が操作する。
The synchronization control of the workpiece 3 with the assembly line 1 in the automatic mode and the cooperation mode is not essential, and the workpiece 3 may not be synchronized with the assembly line 1 in one or both of the automatic mode and the cooperation mode. .
That is, the workpiece synchronization control may be any of the following four types.
(1) Synchronized in both automatic and collaborative modes.
The robot is operated so that the robot and the work target do not interfere when the person is not operated, and the human operation is accepted while the line speed is corrected even when the person is operating.
(2) Synchronous in automatic mode and asynchronous in collaborative mode.
The robot is operated so that the robot and the work target do not interfere with each other when the person is not operating, and when the person is operating, the person operates, including following the line speed.
(3) Asynchronous in automatic mode and synchronous in collaborative mode.
When the person is not operating, the person operates including tracking the line speed, and when the person is operating, the line speed is corrected and the person's operation is accepted.
(4) Asynchronous in both automatic and cooperative modes.
When the person is not operating, the person operates including tracking the line speed, and when the person operates, the person operates including tracking the line speed.

また、この協働モードにおいて、ロボット制御装置20により退避動作に必要な時間を常時演算し、この時間が所定の第1閾値より短い場合にイエローゾーンと判断し、この時間が第1閾値より短い所定の第2閾値より短い場合にレッドゾーンと判断し、それぞれアラームを発信する。
すなわち作業完了後に退避動作をするのに必要な距離を演算し、ロボット16の所定のロボットエリア4a内において、残りの可動範囲に対応して、作業完了を急がなければならないイエローゾーンと、これ回避不可となるレッドゾーンと、ライン停止信号とを発信し、状態表示装置24にアラームを表示する。
In this cooperative mode, the robot controller 20 constantly calculates the time required for the retreat operation, and when this time is shorter than the predetermined first threshold, it is determined as the yellow zone, and this time is shorter than the first threshold. When it is shorter than the predetermined second threshold, it is determined as a red zone, and an alarm is transmitted.
That is, the distance necessary for the retreating operation after the completion of the operation is calculated, and the yellow zone that must be urgently completed in the predetermined robot area 4a of the robot 16 corresponding to the remaining movable range, and this A red zone that cannot be avoided and a line stop signal are transmitted, and an alarm is displayed on the status display device 24.

この協働作業(組付作業)が完了し、人6が作業エリア1bから安全エリア1c(図で右側)に退避し、外部操作盤22の作業完了スイッチをONして作業完了信号(S13)を出力すると、ロボット制御装置20が作業完了信号を受信して協働モードが終了し、自動モードが表示され(S14)、後半の自動モードに切り替わる。
なお、外部操作盤22の作業完了スイッチをONする前に、人が操作してワーク3を開放し(後述するS15)、ロボットを少し退避させてもよい。
When this collaborative work (assembly work) is completed, the person 6 retreats from the work area 1b to the safety area 1c (right side in the figure), turns on the work completion switch of the external operation panel 22, and completes the work completion signal (S13). Is output, the robot control device 20 receives the work completion signal, the cooperation mode ends, the automatic mode is displayed (S14), and the second half automatic mode is switched.
Note that before the work completion switch of the external operation panel 22 is turned on, a work may be performed by a person to release the workpiece 3 (S15 described later), and the robot may be withdrawn slightly.

図4(C)は、後半の自動モードにおいて、作業対象物2の開口部2aからワーク3が退避する状態(後述のS16)を示している。
後半の自動モードでは、ロボット16は自動制御される。後半の自動モードでは、ロボット16を自動制御してワーク3を開放し(S15)、ロボット制御装置20によりハンド14を開口部2a(車体のドア部)より離脱させる(S16)。
次いで、ロボット16を自動制御してロボットの初期位置(待機位置)まで復帰させる。
FIG. 4C shows a state in which the work 3 is retracted from the opening 2a of the work object 2 in the latter half automatic mode (S16 described later).
In the second half automatic mode, the robot 16 is automatically controlled. In the latter half automatic mode, the robot 16 is automatically controlled to release the workpiece 3 (S15), and the hand 14 is detached from the opening 2a (the door of the vehicle body) by the robot controller 20 (S16).
Next, the robot 16 is automatically controlled to return to the initial position (standby position) of the robot.

上述したように本発明の外部操作ハンドガイド装置の制御方法は、ロボットを自動制御する自動モードと、ロボットをオンハンド操作盤により手動制御する協働モードとを有しており、人の判断や経験を必要とする作業時のみ協働モードに切替え、その他の作業を自動モードで実行するようになっている。   As described above, the control method of the external operation hand guide device according to the present invention has an automatic mode for automatically controlling the robot and a collaborative mode for manually controlling the robot with the on-hand operation panel, and allows the judgment and experience of human beings. Only the necessary work is switched to the cooperative mode, and other work is executed in the automatic mode.

図6は、本発明における干渉防止装置の構成図であり、(A)は平面図、(B)は側面図である。また、この図において、2bは作業対象物2の開口部2aの後方(図で右側)に位置する車体干渉部位である。
図6に示す干渉防止装置40は、遮断検出用の光電センサ42とセンサアーム44とアクチュエータ(図示せず)とからなる。センサアーム44は、光電センサ42を先端部に有し、ハンド14に取付けられ、後方と上方との間で揺動可能に構成されている。図示しないアクチュエータは、ハンド14に取付けられ、センサアーム44を揺動させる。
この構成により、センサアーム44を後方に揺動させた状態において、光電センサ32により車体干渉部位2bを幅方向に挟んで無接触で検知すると、ハンド14を一定量前進させることで、ワーク3をライン速度に同期させるようになっている。
なお、この構成において、ハンド14の挿入又は離脱の際は、センサアーム34を上方に揺動させて、車体干渉部位2bとの干渉を回避するようになっている。
6A and 6B are configuration diagrams of the interference prevention apparatus according to the present invention, in which FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a side view. Moreover, in this figure, 2b is a vehicle body interference site located behind the opening 2a of the work object 2 (right side in the figure).
The interference prevention device 40 shown in FIG. 6 includes a photoelectric sensor 42 for detecting interruption, a sensor arm 44, and an actuator (not shown). The sensor arm 44 has a photoelectric sensor 42 at the tip, is attached to the hand 14, and is configured to be swingable between the rear and the upper side. An actuator (not shown) is attached to the hand 14 and swings the sensor arm 44.
With this configuration, when the sensor arm 44 is swung rearward and the vehicle sensor interference portion 2b is sandwiched in the width direction by the photoelectric sensor 32 and detected without contact, the hand 14 is moved forward by a certain amount, thereby moving the workpiece 3 forward. Synchronize with the line speed.
In this configuration, when the hand 14 is inserted or removed, the sensor arm 34 is swung upward to avoid interference with the vehicle body interference part 2b.

なお、ワーク3のライン同期(上述のS9)は、この構成に限定されず、例えばライン速度を直接計測しても、或いは上位システムからライン速度情報を取得してもよい。また、上記構成以外のセンサ(例えば、リミットスイッチ、光電センサ、静電センサ等)を用いてもよい。   Note that the line synchronization of the workpiece 3 (S9 described above) is not limited to this configuration. For example, the line speed may be directly measured, or the line speed information may be acquired from the host system. In addition, a sensor other than the above configuration (for example, a limit switch, a photoelectric sensor, an electrostatic sensor, or the like) may be used.

上述した本発明の装置と方法によれば、ロボット制御装置20が、ロボット16を自動制御する「自動モード」と、ロボット16をオンハンド操作盤18により手動制御する「協働モード」とを有しており、人6の判断や経験を必要とする作業時のみ協働モードに切替え、その他の作業を自動モードで実行するので、単純作業は自動モードにおいてロボット16が自動で行ない、最終組立のように位置決めの難しい作業は、協働モードにおいて人6が判断しながらロボットを手動制御することで作業を行なうことができる。   According to the apparatus and method of the present invention described above, the robot control device 20 has an “automatic mode” for automatically controlling the robot 16 and a “cooperative mode” for manually controlling the robot 16 by the on-hand operation panel 18. Therefore, the robot 16 is switched to the collaborative mode only when work requiring the judgment and experience of the person 6 and the other work is executed in the automatic mode. Therefore, the robot 16 automatically performs the simple work in the automatic mode, as in the final assembly. The work that is difficult to position can be performed by manually controlling the robot while the person 6 judges in the collaborative mode.

また、ロボットエリア4aと組立ライン1の間に、ハンド14が移動可能な作業エリア1bとハンド14が侵入できない安全エリア1cとが隣接して設けられ、協働モードにおいてロボットの作動を操作するオンハンド操作盤18が、作業対象物2にワーク3を組付ける際に、作業エリア1b内に位置するように設定されているので、人6(作業員)はロボットエリア4aと組立ライン1に入ることなく、作業エリア1b内から手作業することができる。
従って、人6(作業員)が作業するための移動量が小さく、ワークと作業対象物にはさまれるおそれがない。
An on-hand for operating the robot in the cooperative mode is provided between the robot area 4a and the assembly line 1 and is provided with a work area 1b where the hand 14 can move and a safety area 1c where the hand 14 cannot enter. Since the operation panel 18 is set so as to be positioned in the work area 1b when the work 3 is assembled to the work object 2, the person 6 (worker) enters the assembly area 1 with the robot area 4a. And can be manually performed from within the work area 1b.
Therefore, the movement amount for the person 6 (worker) to work is small, and there is no possibility of being caught between the work and the work object.

また、自動モードにおいて、人6(作業員)は作業エリア1bに隣接した安全エリア1c内に退避しているので、ロボットの自動制御中に、ワークの確認(品種の正誤,外観,把持状態など)を目視で実施することができる。   Further, in the automatic mode, the person 6 (worker) has retreated in the safety area 1c adjacent to the work area 1b, so that during the automatic control of the robot, the workpiece can be confirmed (correctness of product type, appearance, gripping state, etc.) ) Can be carried out visually.

さらに、自動モードにおいて、外部操作盤22により作業対象物にワークを位置合わせするタイミングを入力するので、作業対象物2の開口部2aから車内にワーク3を挿入する場合など、作業対象とワークの位置を合わせないとロボットの動作が継続できない場合でも、人(作業員)が作業対象とロボットの間にいるので、ライン上の作業対象の位置を見てタイミングや位置決め(ジョグ運転など)が行なえ、高度な位置決めセンサなどが不要となる。   Furthermore, in the automatic mode, since the timing for aligning the workpiece with the work object is input by the external operation panel 22, when the work 3 is inserted into the vehicle through the opening 2a of the work object 2, the work object and the work Even if the robot operation cannot be continued without matching the positions, the person (worker) is between the work target and the robot, so the timing and positioning (such as jog operation) can be performed by looking at the position of the work target on the line. Advanced positioning sensors are not required.

また、人6が車外にいるため、協働モードにおいて死角となる場所が発生するが、カメラ32、レーザ装置34、モニタ36からなる視覚支援装置30を有するので、作業性を向上できる。   Further, since the person 6 is outside the vehicle, a blind spot occurs in the cooperation mode. However, since the visual support device 30 including the camera 32, the laser device 34, and the monitor 36 is provided, the workability can be improved.

また、自動モード及び協働モードの両モードにおいて、手動制御入力がないときに組立ラインと同じ速さでワークを移動させるので、オンハンド操作盤の操作時にイネーブルスイッチの状態に関わらずロボットがライン速度に追従するので、人(作業員)がイネーブルスイッチを押すまでの間にロボットが作業対象物に干渉することもなく、また作業員が操作中もライン速度に追従することは気にせずに、相対的にロボットが把持するワークと作業対象は停止した状態で作業できるので、作業性を向上できる。   In both automatic mode and cooperative mode, the workpiece is moved at the same speed as the assembly line when there is no manual control input. So that the robot will not interfere with the work object until the person (worker) presses the enable switch, and the worker will follow the line speed during operation. Since the work and the work object relatively held by the robot can be operated in a stopped state, workability can be improved.

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.

1 組立ライン、1b 作業エリア、1c 安全エリア、
2 作業対象物(自動車の車体)、
2a 開口部(車体のドア部)、2b 車体干渉部位、
3 ワーク(インストゥルメントパネル)、
4 ロボットエリア安全柵、4a ロボットエリア、
5 人エリア安全柵、6 人(作業員)、
10 外部操作ハンドガイド装置、
12 ワーク把持装置(エンドエフェクタ)、
14 ハンド、
16 ロボット(多関節ロボット)、
18 オンハンド操作盤、
18a イネーブルスイッチ、
18b 片手操作入力デバイス、
18c 表示灯、18d 押釦スイッチ、
20 ロボット制御装置、
22 外部操作盤、24 状態表示装置、
26 ライン遮断装置、
27 ロボットエリア遮断装置、
30 視覚支援装置、32 カメラ、
34 レーザ装置、36 モニタ、
40 干渉防止装置、42 光電センサ、
44 センサアーム
1 assembly line, 1b work area, 1c safety area,
2 Work object (car body),
2a opening (door part of vehicle body), 2b vehicle body interference part,
3 work (instrument panel),
4 Robot area safety fence, 4a Robot area,
5 people area safety fence, 6 people (workers),
10 External operation hand guide device,
12 Work gripping device (end effector),
14 hands,
16 robots (articulated robots),
18 On-hand control panel,
18a enable switch,
18b One-hand operation input device,
18c indicator lamp, 18d pushbutton switch,
20 robot controller,
22 external operation panel, 24 status display device,
26 line shut-off device,
27 Robot area blocking device,
30 visual support devices, 32 cameras,
34 laser device, 36 monitor,
40 interference prevention device, 42 photoelectric sensor,
44 Sensor arm

Claims (8)

組立ライン上を移動する作業対象物に外部からワークを組付けるための外部操作ハンドガイド装置であって、
ワークを把持するワーク把持装置と、該ワーク把持装置を有する細長いハンドと、該ハンドの末端部を片持ち支持し該末端部を所定のロボットエリア内で移動可能なロボットと、前記ハンドの末端部側において前記ハンドに設けられロボットの作動を操作するオンハンド操作盤と、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
前記ロボットエリアと組立ラインの間に、前記ハンドが移動可能な作業エリアとハンドが侵入できない安全エリアとが隣接して設けられ、
前記ハンドが、前記組立ライン上の作業対象物にワークを組付ける際に、前記オンハンド操作盤が前記作業エリア内に位置するように、前記ハンドの長さが設定されており、
前記ロボット制御装置は、ロボットを自動制御する自動モードと、ロボットをオンハンド操作盤により手動制御する協働モードとを有している、ことを特徴とする外部操作ハンドガイド装置。
An external operation hand guide device for assembling a workpiece from outside to a work object moving on an assembly line,
A workpiece gripping device for gripping a workpiece; an elongated hand having the workpiece gripping device; a robot that cantilever-supports the distal end of the hand and moves the distal end within a predetermined robot area; and the distal end of the hand An on- hand operation panel for operating a robot provided on the hand on the side , and a robot controller for controlling the robot,
Between the robot area and the assembly line, a work area where the hand can move and a safety area where the hand cannot enter are provided adjacent to each other,
The length of the hand is set so that the on-hand operation panel is located in the work area when the hand is to assemble a work on a work object on the assembly line,
The robot controller, external operation walk-behind device, wherein an automatic mode for automatically controlling the robot, and a cooperation mode for manually controlled by Onhando operation panel robots, that.
前記安全エリア内に設けられ前記ロボットに制御信号を出力する外部操作盤と、ロボットの作動状態を表示する状態表示装置とを備え、
前記自動モードにおいて、外部操作盤により作業対象物にワークを位置合わせするタイミングを入力し、かつ状態表示装置により協働モードに切替え可能な状態を協働作業可能状況として表示し、
前記外部操作盤により協働モードに切替え、
協働モードにおいてロボットをオンハンド操作盤により手動制御して作業対象物にワークを組付けた後に、前記外部操作盤により自動モードに切替える、ことを特徴とする請求項1に記載の外部操作ハンドガイド装置。
An external operation panel provided in the safety area and outputting a control signal to the robot; and a state display device for displaying an operation state of the robot,
In the automatic mode, the timing for aligning the workpiece to the work object by the external operation panel is input, and the state that can be switched to the collaborative mode by the status display device is displayed as a collaborative work possible situation,
Switch to collaborative mode with the external operation panel,
2. The external operation hand guide device according to claim 1, wherein in the cooperative mode, the robot is manually controlled by an on-hand operation panel and a work is assembled to a work target, and then the automatic operation mode is switched by the external operation panel. .
また、前記ハンドに設けられオンハンド操作盤から死角となる領域の画像を撮影するカメラと、前記ハンドに設けられ前記領域にスリット、円弧、スポットまたはこれらの組み合わせのレーザ光を出力するレーザ装置と、オンハンド操作盤に設置されレーザ光の照射位置を含む前記画像を表示するモニタとからなる視覚支援装置を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の外部操作ハンドガイド装置。   A camera that captures an image of a blind area from an on-hand operation panel provided in the hand; and a laser device that outputs laser light of a slit, arc, spot, or a combination thereof provided in the hand to the area; The external operation hand guide device according to claim 1, further comprising a visual support device that is installed on an on-hand operation panel and includes a monitor that displays the image including the irradiation position of the laser beam. 前記自動モードにおいて、状態表示装置により協働作業可能状況が表示されるまで、前記安全エリアから前記作業エリア内に人が入れないように遮断するライン遮断装置を備える、ことを特徴とする請求項に記載の外部操作ハンドガイド装置。 The automatic shutdown mode includes a line shut-off device that shuts off a person from entering the work area from the safety area until a status indicating that a collaborative work is possible is displayed by the status display device. external operation hand-guided device according to 2. 前記オンハンド操作盤は、安全を担保するために片手を占有するイネーブルスイッチと、直交3軸の並進入力と該3軸まわりの回転入力を片手操作で入力可能な片手操作入力デバイスとを備え、
前記協働モードにおいて、両手で前記イネーブルスイッチと片手操作入力デバイスを操作することによりロボットを手動制御できるようになっている、ことを特徴とする請求項1に記載の外部操作ハンドガイド装置。
The on-hand operation panel includes an enable switch that occupies one hand to ensure safety, a one-hand operation input device that can input a translation input of three orthogonal axes and a rotation input around the three axes by one-hand operation,
The external operation hand guide device according to claim 1, wherein the robot can be manually controlled by operating the enable switch and the one-hand operation input device with both hands in the cooperative mode.
ワークを把持するワーク把持装置と、該ワーク把持装置を有する細長いハンドと、該ハンドの末端部を片持ち支持し該末端部を所定のロボットエリア内で移動可能なロボットと、前記ハンドの末端部側において前記ハンドに設けられロボットの作動を操作するオンハンド操作盤とを備え、前記ロボットエリアと組立ラインの間に、前記ハンドが移動可能な作業エリアとハンドが侵入できない安全エリアとが設けられ、前記ハンドは、作業対象物にワークを組付ける際に、前記作業エリアが形成される長さを有しており、かつ、前記ハンドが、前記組立ライン上の作業対象物にワークを組付ける際に、前記オンハンド操作盤が前記作業エリア内に位置するように、前記ハンドの長さが設定されており、組立ライン上を移動する作業対象物にその外部からワークを組付けるための外部操作ハンドガイド装置の制御方法であって、
自動モードと協働モードとを有しており、自動モードにおいて、前記ロボットを自動制御し、協働モードにおいて、人がオンハンド操作盤を操作してロボットの動作を操作する、ことを特徴とする外部操作ハンドガイド装置の制御方法。
A workpiece gripping device for gripping a workpiece; an elongated hand having the workpiece gripping device; a robot that cantilever-supports the distal end of the hand and moves the distal end within a predetermined robot area; and the distal end of the hand An on- hand operation panel provided on the hand to operate the operation of the robot on the side , a work area where the hand can move and a safety area where the hand cannot enter are provided between the robot area and the assembly line, The hand has a length that allows the work area to be formed when the work is assembled to the work object, and the hand is used to assemble the work to the work object on the assembly line. in the so Onhando operation panel is positioned in the work area, the length of the hand is set, the working object moving on the assembly line From Part A control method of an external operating walk behind device for mounting the workpiece,
An automatic mode and a collaborative mode, wherein the robot is automatically controlled in the automatic mode, and in the collaborative mode, a person operates an on-hand operation panel to operate the robot. Control method of external operation hand guide device.
前記組立ライン上において、自動モード及び協働モードにおいて、手動制御入力がないときに組立ラインと同じ速さでワークを移動させる、ことを特徴とする請求項6に記載の外部操作ハンドガイド装置の制御方法。   The control of the external operation hand guide device according to claim 6, wherein the workpiece is moved at the same speed as the assembly line when there is no manual control input in the automatic mode and the cooperative mode on the assembly line. Method. 前記協働モードにおいて、退避動作に必要な時間を常時演算し、前記時間が所定の第1閾値より短い場合にイエローゾーンと判断し、前記時間が第1閾値より短い所定の第2閾値より短い場合にレッドゾーンと判断し、それぞれアラームを発信する、ことを特徴とする請求項6に記載の外部操作ハンドガイド装置の制御方法。   In the cooperative mode, the time required for the evacuation operation is always calculated, and when the time is shorter than a predetermined first threshold, it is determined as a yellow zone, and the time is shorter than a predetermined second threshold shorter than the first threshold. The control method of the external operation hand guide device according to claim 6, wherein it is determined that the zone is a red zone and an alarm is issued for each.
JP2009251161A 2009-10-30 2009-10-30 External operation hand guide device and control method thereof Active JP5467510B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009251161A JP5467510B2 (en) 2009-10-30 2009-10-30 External operation hand guide device and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009251161A JP5467510B2 (en) 2009-10-30 2009-10-30 External operation hand guide device and control method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011093064A JP2011093064A (en) 2011-05-12
JP5467510B2 true JP5467510B2 (en) 2014-04-09

Family

ID=44110556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009251161A Active JP5467510B2 (en) 2009-10-30 2009-10-30 External operation hand guide device and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5467510B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104942582A (en) * 2015-06-30 2015-09-30 安徽埃夫特智能装备有限公司 Industrial robot wrist assembling auxiliary device
US11399910B2 (en) 2018-02-19 2022-08-02 Olympus Corporation Medical system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104772618B (en) * 2015-03-24 2017-03-01 南车戚墅堰机车有限公司 Many wheelbases spring tightens up equipment and its using method
EP3342555A4 (en) 2015-08-25 2019-10-02 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha REMOTELY CONTROLLED MANIPULATOR SYSTEM AND METHOD OF OPERATION
DE202016103411U1 (en) * 2016-06-28 2017-01-26 Zasche handling GmbH handling device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH079372A (en) * 1993-06-29 1995-01-13 Motoda Electron Co Ltd Cooperative work robot and its operation control method
JP4274865B2 (en) * 2003-07-10 2009-06-10 本田技研工業株式会社 Assist area setting method
JP2005288581A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Fanuc Ltd Portable teaching operation panel
JP2007168000A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Yaskawa Electric Corp Direct operating device of robot
JP4443615B2 (en) * 2008-02-27 2010-03-31 トヨタ自動車株式会社 Power assist device and control method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104942582A (en) * 2015-06-30 2015-09-30 安徽埃夫特智能装备有限公司 Industrial robot wrist assembling auxiliary device
US11399910B2 (en) 2018-02-19 2022-08-02 Olympus Corporation Medical system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011093064A (en) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5467508B2 (en) Hand guide device and control method thereof
JP5467510B2 (en) External operation hand guide device and control method thereof
EP2323815B1 (en) Robot and method for controlling a robot
ES2792457T3 (en) Robot interaction system
KR102094439B1 (en) Industrial remote control robot system
KR101734241B1 (en) Trunk lid hinge intellectual loader unit
JP6100727B2 (en) Human cooperative industrial robot with read-through function
KR100571073B1 (en) Medical manipulator, control device and control method thereof
JP5467509B2 (en) Hand guide device and control method thereof
JP5343641B2 (en) Robot apparatus control device and robot apparatus control method
US7129664B2 (en) Robot controller
JP5744455B2 (en) Master / slave manipulator control device and control method thereof
EP4248906A2 (en) Telescoping cannula arm
DE102008062622A1 (en) Method for command input in controller of manipulator, particularly robot, involves detecting force, which acts on manipulator in specific direction, and comparing detected force with stored forces
EP3362229A1 (en) Haptic referencing of a manipulator
JP5516943B2 (en) Visual information support device for hand guide system
WO2018066602A1 (en) Robot system and operation method therefor
JP2009034754A (en) Power assist device and control method thereof
CN107428007B (en) Working device
KR101675172B1 (en) Method and device for controlling a manipulator system
JP2012210675A (en) Hand guide device, and control method therefor
JPWO2020026457A1 (en) Robot control systems, robot control methods, and programs
JP5412950B2 (en) Robot controller
JP3901006B2 (en) Visual recognition device
JP7368156B2 (en) robot control system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130718

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130917

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140106

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5467510

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140119

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250