DE102017001305A1

DE102017001305A1 - Fehlerdiagnosevorrichtung eines Robotersystem zum Beurteilen eines Fehlers anhand eines Kamerabildes

Info

Publication number: DE102017001305A1
Application number: DE102017001305.5A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Yamamoto; Hiromitsu Takahashi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2037-02-11
Also published as: JP2017144532A; US9898815B2; CN107097226A; JP6088679B1; CN107097226B; US20170243339A1; DE102017001305B4

Abstract

Eine Fehlerdiagnosevorrichtung umfasst eine Rechenverarbeitungseinrichtung, die dafür konfiguriert ist, basierend auf einem durch eine Kamera aufgenommenen Bild einen Fehler zu beurteilen. Die Rechenverarbeitungseinrichtung umfasst ein Abbildungsbefehlsteil, das dafür konfiguriert ist, einen Befehl zum Aufnehmen eines Bildes eines Diagnoseabschnitts zu senden, und ein Entscheidungsteil, das dafür konfiguriert ist, zu entscheiden, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist. Ein Speicherteil speichert ein Referenzbild, wobei sich der Diagnoseabschnitt in einem normalen Zustand befindet. Das Abbildungsbefehlsteil sendet nach dem Ändern einer Position und Haltung des Roboters einen Abbildungsbefehl, um ein Bild des Diagnoseabschnitts aufzunehmen. Das Entscheidungsteil vergleicht das durch die Kamera aufgenommene Bild des Diagnoseabschnitts mit dem Referenzbild und bewertet einen Fehler des Diagnoseabschnitts.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fehlerdiagnosevorrichtung eines Robotersystems, das einen Roboter umfasst.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Es ist allgemein bekannt, dass eine einen Roboter umfassende Fertigungsmaschine einen Betrieb durchführt, wie etwa eine Bearbeitung eines Artikels in einer Fertigungsfabrik. Die Fertigungsmaschine kann in manchen Fällen aufgrund eines Langzeiteinsatzes und eines Defekts einer Komponente versagen. Beispielsweise umfasst der Roboter ein bewegbares Teil, wie etwa einen Arm. Das bewegbare Teil verschleißt im Langzeiteinsatz. Dementsprechend ist es bekannt, die Fertigungsmaschine mit einer Einrichtung zum Diagnostizieren von Fehlern auszustatten.
Das japanische Patent Nr. 4112594 offenbart ein Anomaliediagnoseverfahren zum Diagnostizieren einer Anomalie eines Untersetzungsgetriebes eines Roboters. Es wird offenbart, dass das Anomaliediagnoseverfahren basierend auf einem Drehmomentbefehl und einer Drehzahlrückmeldung an einen den Roboter antreibenden Motor einen Fehler des Untersetzungsgetriebes diagnostiziert.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Fehler des Roboters kann sowohl einen Fehler einer innerhalb des Roboters angeordneten Komponente als auch einen Fehler einer außerhalb des Roboters angeordneten Komponente umfassen. Beispielsweise ist in manchen Fällen ein Stromkabel zum Versorgen eines Endeffektors mit Energie oder eine Kommunikationsleitung zum Senden eines Signals an der Außenseite des Arms des Roboters angeordnet. Wenn die Fertigungsmaschine langfristig genutzt wird, können das Stromkabel, die Kommunikationsleitung und dergleichen korrodieren.
Alternativ kann der Roboter mit einer anderen Einrichtung in Kontakt kommen, wodurch die außen angeordnete Komponente beschädigt werden kann. Wenn der Roboter beispielsweise mit einer anderen Einrichtung in Kontakt kommt, kann eine Abdeckung des Arms oder eine Abdeckung der Hand beschädigt werden. In manchen Fällen kann der äußere Schaden der am Roboter angeordneten Komponente nicht genau anhand des Signals eines Detektors erkannt werden.
Die Fehlerdiagnosevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Fehlerdiagnosevorrichtung eines Robotersystems, das einen Roboter umfasst. Die Fehlerdiagnosevorrichtung umfasst eine Kamera, die an einem distalen Ende des Roboters oder einem am Roboter angebrachten Werkzeug befestigt ist. Die Fehlerdiagnosevorrichtung umfasst eine Rechenverarbeitungseinrichtung, die dafür konfiguriert ist, basierend auf einem durch die Kamera aufgenommenen Bild einen Fehler des die Kamera tragenden Roboters und/oder eines in der Nähe des Roboters befindlichen Peripheriegeräts zu beurteilen. Die Rechenverarbeitungseinrichtung umfasst ein Speicherteil, das dafür konfiguriert ist, Informationen eines Diagnoseabschnitts zu speichern, an dem eine Fehlerbeurteilung durchgeführt wird, und ein Abbildungsbefehlsteil, das dafür konfiguriert ist, einen Befehl zum Aufnehmen eines Bildes des Diagnoseabschnitts zu senden. Die Rechenverarbeitungseinrichtung umfasst ein Entscheidungsteil, das dafür konfiguriert ist, basierend auf dem durch die Kamera aufgenommenen Bild zu entscheiden, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist. Das Speicherteil speichert eine Position und Haltung des Roboters beim Abbilden des Diagnoseabschnitts und ein Referenzbild, wobei sich der Diagnoseabschnitt in einem normalen Zustand befindet. Das Abbildungsbefehlsteil sendet nach dem Ändern der Position und Haltung des Roboters basierend auf den Informationen des Diagnoseabschnitts einen Abbildungsbefehl, um durch die Kamera ein Bild des Diagnoseabschnitts aufzunehmen. Das Entscheidungsteil vergleicht das durch die Kamera aufgenommene Bild des Diagnoseabschnitts mit dem Referenzbild und entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, wenn eine Formabweichung vorhanden ist, die einen vorgegebenen Entscheidungsbetrag übersteigt.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung kann das Speicherteil die Referenzbilder einer Mehrzahl Diagnoseabschnitte speichern. Das Abbildungsbefehlsteil kann den Abbildungsbefehl senden, um Bilder der Mehrzahl Diagnoseabschnitte aufzunehmen. Das Entscheidungsteil kann einen Fehler in der Mehrzahl Diagnoseabschnitte basierend auf den Referenzbildern der Mehrzahl Diagnoseabschnitte und den durch die Kamera aufgenommenen Bildern der Mehrzahl Diagnoseabschnitte beurteilen.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung kann das Robotersystem eine Mehrzahl Roboter umfassen. Die Kameras können an den jeweiligen Robotern angebracht sein. Die Rechenverarbeitungseinrichtung kann über ein Netzwerk mit Steuereinrichtungen der jeweiligen Roboter verbunden sein. Das Abbildungsbefehlsteil kann Abbildungsbefehle an die Steuereinrichtungen der Mehrzahl Roboter senden, um aus unterschiedlichen Richtungen Bilder desselben Diagnoseabschnitts aufzunehmen. Die Rechenverarbeitungseinrichtung kann die durch die jeweiligen Kameras aufgenommenen Bilder des Diagnoseabschnitts über das Netzwerk erhalten und entscheiden, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung kann das Robotersystem eine Verwaltungseinrichtung umfassen, die über ein Netzwerk mit der Rechenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, und die Rechenverarbeitungseinrichtung kann, wenn das Entscheidungsteil entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, ein Signal an die Verwaltungseinrichtung senden, das das Auftreten eines Fehlers im Diagnoseabschnitt angibt.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung kann die Rechenverarbeitungseinrichtung, wenn das Entscheidungsteil entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, das Bild des Diagnoseabschnitts über das Netzwerk an die Verwaltungseinrichtung senden.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung kann die Rechenverarbeitungseinrichtung ein Fehlerbewertungsteil umfassen, das dafür konfiguriert ist, basierend auf einem Betriebszustand des Roboters einen Abschnitt mit einem möglichen Fehler zu bewerten. Das Abbildungsbefehlsteil kann den Abbildungsbefehl senden, um ein Bild des Abschnitts aufzunehmen, der durch das Fehlerbewertungsteil als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt wurde. Das Entscheidungsteil kann entscheiden, ob der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilte Abschnitt einen Fehler aufweist.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung kann die Rechenverarbeitungseinrichtung ein Fehlerbewertungsteil umfassen, das dafür konfiguriert ist, basierend auf einem Betriebszustand des Roboters einen Abschnitt mit einem möglichen Fehler zu bewerten. Das Abbildungsbefehlsteil kann den Roboter auswählen, der dazu fähig ist, ein Bild des Abschnitts aufzunehmen, der durch das Fehlerbewertungsteil als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt wurde, und den Abbildungsbefehl senden, um durch die an dem ausgewählten Roboter angebrachte Kamera ein Bild des Abschnitts aufzunehmen. Das Entscheidungsteil kann entscheiden, ob der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilte Abschnitt einen Fehler aufweist.
Bei der vorstehend beschriebenen Erfindung kann der Betriebszustand Rückmeldungsinformationen umfassen, die auf einer Ausgabe eines Drehstellungsdetektors basieren, der an einem Motor zum Antreiben des Roboters angebracht ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Roboters eines ersten Robotersystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm des ersten Robotersystems gemäß der Ausführungsform.
3 zeigt ein Referenzbild und ein durch eine Kamera aufgenommenes Bild.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Robotersystems gemäß der Ausführungsform.
5 ist ein Blockdiagramm des zweiten Robotersystems gemäß der Ausführungsform.
Genaue Beschreibung
Eine Fehlerdiagnosevorrichtung eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Die Fehlerdiagnosevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform nimmt ein Bild eines Roboters und eines in der Nähe des Roboters befindlichen Peripheriegeräts durch eine Kamera auf und beurteilt einen Fehler basierend auf dem aufgenommenen Bild.
1 ist eine schematische Zeichnung eines ersten Robotersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das erste Robotersystem umfasst eine erste Fertigungsmaschine und die Fehlerdiagnosevorrichtung 4. Die erste Fertigungsmaschine umfasst ein erstes Werkzeug 17a zum Durchführen eines vorgegebenen Betriebs und einen ersten Roboter 1a zum Ändern einer Position und Haltung des Werkzeugs 17a. Der Roboter 1a der vorliegenden Ausführungsform ist ein Knickarmroboter, der Arme 12a und 12b, einen Handgelenkabschnitt 16 und eine Mehrzahl Gelenkabschnitte 13 aufweist. Der Roboter 1a umfasst Bauteile, wie etwa einen Stromquellenkasten und ein Kabel.
Der Roboter 1a umfasst eine Roboterantriebseinrichtung zum Antreiben eines Bauteils an jedem der Gelenkabschnitte 13. Die Roboterantriebseinrichtung umfasst einen Motor zum Antreiben des Bauteils am Gelenkabschnitt 13. Wenn der Motor arbeitet, können die Arme 12a und 12b und der Handgelenkabschnitt 16 durch die Gelenkabschnitte 13 in gewünschte Richtungen gedreht werden. Der Roboter 1a umfasst einen Basisabschnitt 19, der an einer Bodenfläche befestigt ist, und einen Drehabschnitt 11, der sich in Bezug auf den Basisabschnitt 19 dreht. Die Roboterantriebseinrichtung umfasst einen Motor zum Antreiben des Drehabschnitts 11.
Das am Roboter 1a angebrachte Werkzeug 17a wird auch als Endeffektor bezeichnet. Das Werkzeug 17a ist am Handgelenkabschnitt 16 des Roboters 1a angebracht. Das Werkzeug 17a der vorliegenden Ausführungsform ist eine Hand zum Ergreifen eines Werkstücks, es kann jedoch abhängig von einem Betriebsinhalt ein beliebiges Werkzeug mit dem Roboter 1a verbunden werden, ohne dabei auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein. Das Werkzeug 17a umfasst eine Werkzeugantriebseinrichtung 18 zum Antreiben des Werkzeugs 17a. Die Werkzeugantriebseinrichtung der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Luftpumpe zum Antreiben des Werkzeugs 17a durch pneumatischen Druck.
2 zeigt ein Blockdiagramm des Robotersystems der vorliegenden Ausführungsform. Bezug nehmend auf 1 und 2 umfasst die erste Fertigungsmaschine den Roboter 1a und eine erste Robotersteuereinrichtung 2a zum Steuern des Werkzeugs 17a. Die Robotersteuereinrichtung 2a umfasst eine Rechenverarbeitungseinrichtung, die eine CPU (Zentraleinheit), ein RAM (Direktzugriffsspeicher), ein ROM (Festwertspeicher) und dergleichen umfasst, welche über einen Bus miteinander verbunden sind.
Die Robotersteuereinrichtung 2a umfasst ein Speicherteil 24 zum Speichern von die Steuerung des Roboters 1a und des Werkzeugs 17a betreffenden Informationen. Die Robotersteuereinrichtung 2a kann den Roboter 1a und das Werkzeug 17a gemäß einem vorab eingegebenen Betriebsprogramm 25 antreiben. Das Betriebsprogramm 25 wird im Speicherteil 24 gespeichert.
Die Robotersteuereinrichtung 2a umfasst ein Betriebssteuerteil 21. Das Betriebssteuerteil 21 sendet einen Betriebsbefehl zum Antreiben des Roboters 1a und des Werkzeugs 17a. Das Betriebssteuerteil 21 sendet den Betriebsbefehl zum Antreiben des Roboters 1a an ein Roboterantriebsteil 22. Das Roboterantriebsteil 22 umfasst eine elektrische Schaltung zum Antreiben eines Motors 14 des Roboters 1a. Das Roboterantriebsteil 22 versorgt den Motor 14 mit Strom, um den Arm und dergleichen gemäß dem Betriebsbefehl anzutreiben. Darüber hinaus sendet das Betriebssteuerteil 21 einen Betriebsbefehl zum Antreiben des Werkzeugs 17a an ein Werkzeugantriebsteil 23. Das Werkzeugantriebsteil 23 umfasst eine elektrische Schaltung zum Antreiben einer Werkzeugantriebseinrichtung 18. Das Werkzeugantriebsteil 23 versorgt die Werkzeugantriebseinrichtung 18 gemäß dem Betriebsbefehl mit Strom.
Der Roboter 1a umfasst einen Zustandsdetektor zum Erfassen eines Betriebszustands des Roboters 1a. Der Zustandsdetektor der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Drehstellungsdetektor 15, der am Motor 14 jeder Antriebsachse angebracht ist. Der Drehstellungsdetektor 15 erfasst eine Drehstellung, während der Motor 14 angetrieben wird. Informationen bezüglich der durch den Drehstellungsdetektor 15 erfassten Drehstellung werden an die Robotersteuereinrichtung 2a gesendet. Eine Drehzahl kann basierend auf der Drehstellung jeder Antriebsachse berechnet werden. Die Robotersteuereinrichtung 2a kann basierend auf der Drehstellung jedes Motors 14 eine Position und Haltung des Roboters 1a erfassen.
Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine erste Kamera 41a, die an einem distalen Ende des Roboters 1a angebracht ist. Die Kamera 41a der vorliegenden Ausführungsform ist an einem distalen Ende des Handgelenkabschnitts 16 des Roboters 1a befestigt. Eine Antriebsachse des distalen Endes des Roboters 1a ist im Handgelenkabschnitt 16 angeordnet. Die Kamera 41a der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich zusammen mit dem Werkzeug 17a. Wenn sich das Werkzeug 17a um die Antriebsachse des Handgelenkabschnitts 16 dreht, dreht sich die Kamera 41a.
Die Kamera 41a ist dazu ausgeführt, in Antwort auf eine Änderung ihrer Position und Haltung durch den Roboter 1a eine Abbildungsausrichtung zu ändern. Mit anderen Worten, die Kamera 41a ist so angeordnet, dass ihre Position und Haltung durch das Antreiben des Roboters 1a geändert werden. Die Kamera 41a der vorliegenden Ausführungsform ist am distalen Ende des Handgelenkabschnitts 16 angeordnet, kann jedoch auch am Werkzeug 17a befestigt werden, ohne dabei auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.
Die Kamera 41a ist mit der ersten Robotersteuereinrichtung 2a verbunden. Die Kamera 41a wird durch das Betriebssteuerteil 21 gesteuert. Die Kamera 41a der vorliegenden Ausführungsform nimmt ein zweidimensionales Bild auf. Als Kamera 41a kann eine beliebige Abbildungseinrichtung verwendet werden, die ein Bild des Roboters 1a oder eines in der Nähe des Roboters 1a angeordneten Peripheriegeräts aufnehmen kann. Es kann beispielsweise eine dreidimensionale Kamera als Kamera 41a verwendet werden.
Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 umfasst eine Rechenverarbeitungseinrichtung 5 zum Beurteilen eines Fehlers in einem aufgenommenen Abschnitt basierend auf dem durch die Kamera 41a aufgenommenen Bild. Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 umfasst eine CPU, ein ROM, ein RAM und dergleichen.
Bei dem ersten Robotersystem beurteilt die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 einen Fehler des Roboters 1a. Mit anderen Worten, die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 beurteilt einen Fehler eines Bauteils des Roboters 1a, an dem die Kamera 41a angebracht ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein durch die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 zu diagnostizierender Abschnitt einer Einrichtung als Diagnoseabschnitt bezeichnet. Ein beliebiger Abschnitt kann als Diagnoseabschnitt festgelegt werden, der durch Ändern der Position und Haltung des Roboters 1a durch die Kamera 41a aufgenommen werden kann. Hier wird eine Oberseite 35a einer Abdeckung 35 des Motors 14 zum Antreiben des Arms 12a als Diagnoseabschnitt beschrieben.
Ein Bediener gibt Diagnoseabschnittsinformationen 71 in die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 ein. Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen eine Bezeichnung des Diagnoseabschnitts des Roboters 1a, die Position und Haltung des Roboters 1a beim Abbilden des Diagnoseabschnitts und eine Abbildungsbedingung der Kamera 41a. Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 umfasst ein Speicherteil 53 zum Speichern von die Fehlerbeurteilung betreffenden Informationen. Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 werden im Speicherteil 53 gespeichert.
Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen ein Referenzbild des Diagnoseabschnitts, wobei sich der Diagnoseabschnitt in einem normalen Zustand befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Referenzbild durch tatsächliches Aufnehmen eines Bildes des Diagnoseabschnitts erzeugt, wenn der Roboter 1a keinen Fehler hat. Beim Aufnehmen des Referenzbilds wird die Abbildung unter Einstellung derselben Position und Haltung des Roboters 1a und derselben Abbildungsbedingung als Abbildung zur Fehlerbeurteilung durchgeführt. Mit anderen Worten, das Referenzbild wird in demselben Zustand aufgenommen, in dem der Fehler beurteilt wird. Das Referenzbild ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und es kann beispielsweise ein Bild verwendet werden, das basierend auf dreidimensionalen Formdaten des Roboters 1a erzeugt wird, die von einer CAD(computergestützte Konstruktion)Einrichtung und dergleichen ausgegeben werden.
Die Abbildungsbedingung der Kamera 41a umfasst zusätzlich zu einem Einstellwert der Kamera 41a beim Durchführen der Abbildung einen Abbildungszeitpunkt, zu dem der Diagnoseabschnitt abgebildet wird. Ein normaler Abbildungszeitpunkt wird bei der vorliegenden Ausführungsform auf einen Zeitpunkt eingestellt, zu dem eine akkumulierte Betriebszeit des Roboters 1a eine vorgegebene Zeit erreicht. Mit anderen Worten, die Fehlerbeurteilung wird zu jeder vorgegebenen Betriebszeit des Roboters 1a durchgeführt. Der Abbildungszeitpunkt ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und es kann ein beliebiger Zeitpunkt vorgegeben werden. Der Abbildungszeitpunkt kann für jeden Diagnoseabschnitt einzeln eingestellt werden.
Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 umfasst ein Abbildungsbefehlsteil 54 zum Senden eines Befehls zum Aufnehmen eines Bildes des Diagnoseabschnitts an die Robotersteuereinrichtung 2a. Das Abbildungsbefehlsteil 54 erfasst den Abbildungszeitpunkt, zu dem der vorgegebene Diagnoseabschnitt abgebildet wird. In den Diagnoseabschnittsinformationen 71 sind die Position und Haltung des Roboters 1a zum Abbilden des ausgewählten Diagnoseabschnitts festgelegt. Des Weiteren ist in den Diagnoseabschnittsinformationen 71 die Abbildungsbedingung der Kamera 41a zum Abbilden des ausgewählten Diagnoseabschnitts festgelegt. Das Abbildungsbefehlsteil 54 sendet basierend auf den Diagnoseabschnittsinformationen 71 den Befehl zum Ändern der Position und Haltung des Roboters 1a an die Robotersteuereinrichtung 2a. Die Robotersteuereinrichtung 2a ändert die Position und Haltung des Roboters 1a.
Als Nächstes sendet das Abbildungsbefehlsteil 54 basierend auf den Diagnoseabschnittsinformationen 71 den Befehl, ein Bild des Diagnoseabschnitts unter der vorgegebenen Abbildungsbedingung aufzunehmen, an die Robotersteuereinrichtung 2a. Die Kamera 41a nimmt das Bild des Diagnoseabschnitts auf. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel wird der Roboter 1a gesteuert, um die Position und Haltung einzunehmen, in der die Abdeckung 35 des Motors des Gelenkabschnitts 13 abgebildet wird. Die Kamera 41 nimmt das Bild der Abdeckung 35 des Motors auf. Das durch die Kamera 41a aufgenommene Bild wird über die Robotersteuereinrichtung 2a an die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 gesendet.
Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 umfasst ein Bildverarbeitungsteil 55 zum Verarbeiten des durch die Kamera 41a aufgenommenen Bildes. Das Bildverarbeitungsteil 55 der vorliegenden Ausführungsform teilt das durch die Kamera 41a aufgenommene Bild in eine Mehrzahl Pixel auf und erfasst die Helligkeit der Pixel. Das Bildverarbeitungsteil 55 beurteilt einen Abschnitt, in dem sich die Helligkeit als Punkt auf einem Umriss einer Komponente schnell ändert. Des Weiteren sind die Punkte, an denen sich die Helligkeit schnell ändert, miteinander verbunden und der Umriss der Komponente des Roboters 1a wird erfasst.
Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 umfasst ein Entscheidungsteil 56, um basierend auf dem durch die Kamera 41a aufgenommenen Bild zu entscheiden, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist. Das Entscheidungsteil 56 der vorliegenden Ausführungsform entscheidet basierend auf dem Umriss der Komponente des Roboters 1a, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist.
3 zeigt eine Zeichnung, in der das Referenzbild und das durch die Kamera aufgenommene Bild des Diagnoseabschnitts übereinandergelegt sind. Das Referenzbild im normalen Zustand des Diagnoseabschnitts wird vorab im Speicherteil 53 gespeichert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Diagnoseabschnitt in der Position und Haltung abgebildet, die der Position und Haltung des Roboters 1a entspricht, in der das Referenzbild aufgenommen wird. Darüber hinaus nimmt die Kamera 41a das Bild unter der Bedingung auf, die der Abbildungsbedingung entspricht, unter der das Referenzbild aufgenommen wird. Daher stimmen, wenn sich der Diagnoseabschnitt im normalen Zustand befindet, das Referenzbild und das durch die Kamera 41a aufgenommene Bild miteinander überein.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist die Oberseite 35a der Abdeckung 35 teilweise eingedrückt und weist einen eingedrückten Abschnitt 35b auf. Mit anderen Worten, die Abdeckung 35 hat einen äußeren Schaden. Das Entscheidungsteil 56 vergleicht das durch die Kamera 41a aufgenommene Bild mit dem Referenzbild. Wenn eine Formabweichung einen vorgegebenen Entscheidungsbetrag übersteigt, entscheidet das Entscheidungsteil 56, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler hat. Bei der vorliegenden Ausführungsform berechnet das Entscheidungsteil 56 einen Abstand zwischen Umrisslinien in einer vorgegebenen Richtung. Das Entscheidungsteil 56 stellt beispielsweise eine vertikale Richtung zur Umrisslinie des Referenzbilds ein. Das Entscheidungsteil 56 berechnet einen maximalen Abstand d von der Umrisslinie des Referenzbilds zur Umrisslinie des durch die Kamera 41a aufgenommenen Bildes. Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen einen vorgegebenen Entscheidungswert. Wenn der maximale Abstand d größer als der Entscheidungswert ist, entscheidet das Entscheidungsteil 56, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist.
Das Entscheidungsteil 56 kann, wie vorstehend, an jeder Umrisslinie eine Analyse durchführen. Wenn der maximale Abstand d bei wenigstens einer Umrisslinie einer Mehrzahl Umrisslinien den Entscheidungswert übersteigt, entscheidet das Entscheidungsteil 56, dass die Oberseite 35a der Abdeckung 35, die als Diagnoseabschnitt dient, einen Fehler hat. Wenn der maximale Abstand d hingegen bei allen Umrisslinien gleich oder kleiner als der Entscheidungswert ist, entscheidet das Entscheidungsteil 56, dass der Diagnoseabschnitt normal ist und keinen Fehler hat.
Wenn entschieden wird, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler hat, kann die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 eine beliebige Steuerung durchführen, wie etwa ein Anzeigen des Fehlers auf einem Anzeigeteil und dergleichen. Alternativ kann die Rechenverarbeitungseinrichtung 5, wenn entschieden wird, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler hat, ein das Auftreten eines Fehlers angebendes Signal an die Robotersteuereinrichtung 2a senden. Die Robotersteuereinrichtung 2a kann überdies eine beliebige Steuerung durchführen, wie etwa ein Stoppen des Antriebs des Roboters und dergleichen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt das Entscheidungsteil 56 einen Vergleich der Umrisslinie des Diagnoseabschnitts durch, um zu entscheiden, ob eine Formabweichung vorliegt, die den vorgegebenen Entscheidungsbetrag übersteigt. Die Steuerung des Entscheidungsteils ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und die Entscheidung kann durch eine beliebige Steuerung erfolgen. Beispielsweise kann das Entscheidungsteil eine beliebige Richtung auf einer einzelnen Oberfläche einstellen. Das Entscheidungsteil kann in dieser Richtung einen Helligkeitsgradienten berechnen. Wenn ein Unterschied zwischen einem Helligkeitsgradienten des Referenzbildes und einem Helligkeitsgradienten des durch die Kamera aufgenommenen Bildes einen vorgegebenen Entscheidungswert übersteigt, kann das Entscheidungsteil entscheiden, dass eine Formabweichung vorliegt, die den vorgegebenen Entscheidungsbetrag übersteigt.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel stellt das Entscheidungsteil 56 beispielsweise eine Richtung eines Pfeils 93 auf der Oberseite 35a der Abdeckung 35 ein. Des Weiteren kann das Entscheidungsteil 56 eine Änderungsrate der Pixelhelligkeit in der Richtung des Pfeils 93 berechnen. Wenn ein Unterschied zwischen einer Änderungsrate der Pixelhelligkeit im Referenzbild und einer Änderungsrate der Pixelhelligkeit in dem durch die Kamera 41a aufgenommenen Bild einen Entscheidungswert übersteigt, kann das Entscheidungsteil 56 entscheiden, dass die Oberseite 35a der Abdeckung 35 beschädigt ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Fehlerdiagnosevorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform basierend auf dem durch die Kamera aufgenommenen Bild entscheiden, ob ein vorgegebener Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist. Insbesondere kann die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 entscheiden, ob im Diagnoseabschnitt ein externer Schaden entstanden ist.
Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgeführt, dass sie dazu fähig ist, an einer Mehrzahl Diagnoseabschnitte eine Beurteilung durchzuführen. Die Mehrzahl Diagnoseabschnitte wird vorher festgelegt. Beispielsweise können der Arm 12a, ein Stromkabel, eine Kommunikationsleitung, eine Rohrleitung und dergleichen als Diagnoseabschnitte festgelegt werden. Das Speicherteil 53 speichert Referenzbilder der Mehrzahl Diagnoseabschnitte. Das Abbildungsbefehlsteil 54 sendet den Abbildungsbefehl, um Bilder der Mehrzahl Diagnoseabschnitte aufzunehmen. Das Entscheidungsteil 56 kann basierend auf den Referenzbildern der Mehrzahl Diagnoseabschnitte und den durch die Kamera 41a aufgenommenen Bildern der Mehrzahl Diagnoseabschnitte einzeln einen Fehler in der Mehrzahl Diagnoseabschnitte beurteilen. Durch Durchführen der Steuerung kann eine Fehlerbeurteilung in vielen Abschnitten durchgeführt werden, die durch die Kamera 41a aufgenommen werden können.
Bezug nehmend auf 1, kann beispielsweise durch Aufnehmen eines Bildes durch die Kamera 41a in einer durch einen Pfeil 91 angezeigten Richtung ein Schaden einer Oberseite der Abdeckung 35 beurteilt werden. Des Weiteren kann durch Aufnehmen eines Bildes durch die Kamera 41a in einer durch einen Pfeil 92 angezeigten Richtung ein Schaden einer Unterseite der Abdeckung 35 beurteilt werden.
Ferner kann die Kamera 41a der vorliegenden Ausführungsform durch eine Annäherung an den Diagnoseabschnitt eine Abbildung durchführen. Beispielsweise kann eine Oberfläche einer Komponente in eine Mehrzahl Flächen unterteilt sein, wobei die Diagnoseabschnitte darauf festgelegt werden können. Das Abbildungsbefehlsteil 54 kann den Befehl senden, um ein Bild jedes unterteilten Diagnoseabschnitts aufzunehmen. Das Entscheidungsteil 56 kann für jede unterteilte Fläche eine Beurteilung ausführen. Im Vergleich zu dem Fall, in dem die Kamera 41a die Abbildung entfernt vom Diagnoseabschnitt durchführt, kann ein kleiner Schaden des Diagnoseabschnitts beurteilt werden.
Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 kann einen Fehler unter Verwendung von Bildern beurteilen, die aus einer Mehrzahl vorgegebener Richtungen in Bezug auf denselben Diagnoseabschnitt aufgenommen wurden. Das Speicherteil 53 kann Referenzbilder desselben Diagnoseabschnitts aus einer Mehrzahl Richtungen speichern. Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen die dem Diagnoseabschnitt und einer Abbildungsrichtung entsprechende Position und Haltung des Roboters 1a. Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen außerdem die dem Diagnoseabschnitt und der Abbildungsrichtung entsprechende Abbildungsbedingung der Kamera 41a. Das Entscheidungsteil 56 kann einen Fehler des Diagnoseabschnitts basierend auf den aus der Mehrzahl Richtungen aufgenommenen Bildern des Diagnoseabschnitts beurteilen. Durch Anwenden dieser Steuerung kann die Fehlerbeurteilung des Diagnoseabschnitts zuverlässiger durchgeführt werden.
Bezug nehmend auf 2 umfasst die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 der vorliegenden Ausführungsform ein Fehlerbewertungsteil 57 zum Bewerten eines Abschnitts mit einem möglichen Fehler basierend auf dem Betriebszustand des Roboters 1a. Der Betriebszustand des Roboters 1a kann basierend auf einem Signal eines am Roboter 1a angebrachten Detektors erfasst werden. Beispielsweise kann das Fehlerbewertungsteil 57 in Antwort auf den Betriebsbefehl anhand einer Ausgabe des Drehstellungsdetektors 15 erkennen, dass der Motor 14 nicht arbeitet. In diesem Fall kann das Fehlerbewertungsteil 57 entscheiden, dass die Möglichkeit besteht, dass der Motor 14 einen Fehler hat.
Der Betriebszustand des Roboters 1a kann auch unter Verwendung des durch das Betriebssteuerteil 21 erzeugten Betriebsbefehls erfasst werden. Beispielsweise erfasst das Fehlerbewertungsteil 57 die Anzahl der vom Betriebssteuerteil 21 gesendeten Nothaltsignale. Wenn die Anzahl der Nothalte groß ist, wird an einen Antriebsabschnitt, wie etwa einen Gelenkabschnitt, eine Last angelegt. Das Fehlerbewertungsteil 57 erfasst die Anzahl der Nothalte innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne. Wenn die Anzahl der Nothalte größer als ein vorgegebener Entscheidungswert ist, kann das Fehlerbewertungsteil 57 entscheiden, dass die Möglichkeit besteht, dass der Gelenkabschnitt einen Fehler aufweist.
Das Fehlerbewertungsteil 57 kann basierend auf der Ausgabe des Drehstellungsdetektors 15, der an dem Motor 14 zum Antreiben des Roboters 1a angebracht ist, Rückmeldungsinformationen als Betriebszustand erfassen. Ein Rückmeldungsbetrag wird größer, wenn die Drehstellung des Motors 14 von einer durch den Betriebsbefehl vorgegebenen Stellung entfernt ist. Daher kann, wenn der Rückmeldungsbetrag größer als ein vorgegebener Entscheidungswert wird, das Fehlerbewertungsteil 57 entscheiden, dass die Möglichkeit besteht, dass der Gelenkabschnitt oder der Arm einen Fehler aufweist. Als Rückmeldungsinformationen können, unabhängig von einer Stellung, Drehzahl und Beschleunigung verwendet werden.
Des Weiteren kann in manchen Fällen eine Kommunikationsleitung zum Senden eines Signals des am Motor angebrachten Drehstellungsdetektors korrodiert sein. Wenn die Kommunikationsleitung korrodiert ist, kann das Abdeckungsmaterial abblättern. In diesem Fall kann in einem Stellungssignal oder einem Drehzahlsignal des Motors 14 ein Rauschen erzeugt werden. Das Fehlerbewertungsteil 57 erkennt, dass das Rückmeldungssignal ein Rauschen umfasst. Dann kann das Fehlerbewertungsteil 57 entscheiden, dass die Möglichkeit besteht, dass die Kommunikationsleitung einen Fehler aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Fehlerbewertungsteil 57 den Abschnitt, bei dem die Möglichkeit eines Fehlers besteht, basierend auf dem Betriebszustand bewerten. Ferner können durch Verwenden der Rückmeldungsinformationen, die auf der Ausgabe des Drehstellungsdetektors basieren, der am Motor zum Antreiben des Roboters angebracht ist, als Betriebszustand des Roboters 1a mögliche Fehler der Mehrzahl Abschnitte beurteilt werden.
Der Diagnoseabschnitt zum Diagnostizieren des Abschnitts, der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt wird, wird vorher festgelegt und im Speicherteil 53 gespeichert. Das Abbildungsbefehlsteil 54 sendet den Abbildungsbefehl an die Robotersteuereinrichtung 2a, um ein Bild des Abschnitts aufzunehmen, der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt wurde. Der Abbildungsbefehl umfasst die Position und Haltung des Roboters 1a und die Abbildungsbedingung beim Durchführen der Abbildung durch die Kamera 41a. Das in Antwort auf den Abbildungsbefehl aufgenommene Bild des Diagnoseabschnitts wird über die Robotersteuereinrichtung 2a an die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 gesendet. Nachdem das Bildverarbeitungsteil 55 das aufgenommene Bild verarbeitet hat, entscheidet das Entscheidungsteil 56, ob der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilte Abschnitt einen Fehler aufweist.
Durch Durchführen der Steuerung zum Bewerten des Auftretens eines Fehlers wie vorstehend beschrieben, kann der Bediener erfahren, ob ein Fehler aufgetreten ist, ohne das Auftreten des Fehlers durch Betrachten des tatsächlichen Roboters 1a zu bestätigen. Des Weiteren kann das Auftreten eines Fehlers bewertet werden, bevor die Komponente des Roboters 1a völlig versagt. Beispielsweise kann ein Verschleiß eines Kabels früh erkannt und durch den Bediener eine Reparatur geplant werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Robotersystems der vorliegenden Ausführungsform. 5 zeigt ein Blockdiagramm des zweiten Robotersystems der vorliegenden Ausführungsform. Bezug nehmend auf 4 und 5 umfasst das zweite Robotersystem zusätzlich zur ersten Fertigungsmaschine 6a eine zweite Fertigungsmaschine 6b. Das zweite Robotersystem umfasst eine Mehrzahl Roboter 1a und 1b.
Die zweite Fertigungsmaschine 6b umfasst den zweiten Roboter 1b, eine zweite Robotersteuereinrichtung 2b, ein zweites Werkzeug 17b und einen Tragförderer 31. Der zweite Roboter 1b ähnelt dem ersten Roboter 1a der ersten Fertigungsmaschine 6a. Der Tragförderer 31 ist so ausgeführt, dass er dazu fähig ist, ein Werkstück 32 zu befördern. Der Tragförderer 31 entspricht einem in der Nähe des zweiten Roboters 1b angeordneten Peripheriegerät.
Die Roboter 1a und 1b sind jeweils mit den Kameras 41a und 41b versehen. Die zweite Kamera 41b der vorliegenden Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie die erste Kamera 41a. Die zweite Kamera 41b ist am distalen Ende des Roboters 1b oder am Werkzeug 17b befestigt.
Die zweite Robotersteuereinrichtung 2b hat eine ähnliche Funktion wie die erste Robotersteuereinrichtung 2a. Ferner nimmt die zweite Kamera 41b ein Bild des durch den Tragförderer 31 beförderten Werkstücks 32 auf. Die zweite Robotersteuereinrichtung 2b ist dazu ausgeführt, basierend auf dem durch die zweite Kamera 41b aufgenommenen Bild des Werkstücks 32 eine Position des Werkstücks 32 auf dem Tragförderer 31 zu berechnen.
Das zweite Robotersystem umfasst eine Maschinensteuereinrichtung 9 zum Steuern der Fertigungsmaschinen 6a und 6b. Die Maschinensteuereinrichtung 9 ist so ausgeführt, dass sie dazu fähig ist, über ein Netzwerk wechselseitig mit den Robotersteuereinrichtungen 2a und 2b zu kommunizieren. Die Maschinensteuereinrichtung 9 empfängt die Betriebszustände der Fertigungsmaschinen 6a und 6b von den Robotersteuereinrichtungen 2a und 2b und sendet Befehle an die Robotersteuereinrichtungen 2a und 2b.
Das zweite Robotersystem umfasst eine Produktionsplanungseinrichtung 8, die so ausgeführt ist, dass sie dazu fähig ist, über ein Netzwerk mit der Maschinensteuereinrichtung 9 zu kommunizieren. Die Produktionsplanungseinrichtung 8 ist dazu ausgeführt, eine Verwaltung von Prozessen einer gesamten Fabrik und eine Produktionsverwaltung von Produkten durchzuführen. Die Produktionsplanungseinrichtung 8 fungiert als Verwaltungseinrichtung zum Verwalten einer gesamten Produktion von Produkten. Beispielsweise sendet die Produktionsplanungseinrichtung 8 einen Produktionsplan für Produkte an die Maschinensteuereinrichtung 9. Die Maschinensteuereinrichtung 9 sendet gemäß dem Produktionsplan ein Betriebsprogramm an die Robotersteuereinrichtungen 2a und 2b. Die Robotersteuereinrichtungen 2a und 2b führen gemäß dem empfangenen Betriebsprogramm einen Betrieb aus.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Fertigungsmaschinen 6a und 6b in einer Fabrik zur Herstellung des Produkts aufgestellt. Die Maschinensteuereinrichtung 9 und die Produktionsplanungseinrichtung 8 können in einem anderen Gebäude als der Fabrik aufgestellt sein. Die Maschinensteuereinrichtung 9 kann beispielsweise in einem anderen Gebäude auf einem Fertigungsfabrikgelände aufgestellt sein. In diesem Fall ist die Maschinensteuereinrichtung 9 über ein Netzwerk, wie etwa ein Intranet, mit den Robotersteuereinrichtungen 2a und 2b verbunden. Ferner kann die Produktionsplanungseinrichtung 8 in einem Büro aufgestellt sein, das sich in einem von der Fertigungsfabrik entfernten Gebiet befindet. Die Produktionsplanungseinrichtung 8 ist beispielsweise über ein Netzwerk, wie etwa das Internet, mit der Maschinensteuereinrichtung 9 verbunden.
In dem Robotersystem kann eine Fertigungszelle eingerichtet sein, die eine Mehrzahl Fertigungsmaschinen umfasst. Die Fertigungszelle kann, beispielsweise aufgrund von Fertigungsprozessen, separat eingerichtet sein. Die Maschinensteuereinrichtung kann dazu ausgeführt sein, jede Fertigungszelle zu steuern.
Bezug nehmend auf 2, 4 und 5 umfasst die Maschinensteuereinrichtung 9 der vorliegenden Ausführungsform die Fehlerdiagnosevorrichtung 4. Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 umfasst die zweite Kamera 41b. Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 ist so ausgeführt, dass sie dazu fähig ist, einen Fehler der ersten Fertigungsmaschine 6a und einen Fehler der zweiten Fertigungsmaschine 6b zu beurteilen. Die in die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 eingegebenen Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen die erste Fertigungsmaschine 6a betreffende Daten und die zweite Fertigungsmaschine 6b betreffende Daten.
Ähnlich wie bei der ersten Fertigungsmaschine 6a kann ein Fehler einer Komponente bei der zweiten Fertigungsmaschine 6b durch Aufnehmen eines Bildes der Komponente des zweiten Roboters 1b durch die zweite Kamera 41b beurteilt werden. Die Kamera 41b zum Erfassen einer Position des Werkstücks 32 ist in der zweiten Fertigungsmaschine 6b bereitgestellt. Daher ist es nicht erforderlich, zusätzlich eine Kamera zum Erkennen eines Fehlers hinzuzufügen, wobei die Kamera 41b zum Erfassen der Position des Werkstücks 32 ein Bild zum Erkennen eines Fehlers aufnehmen kann.
Des Weiteren kann in der zweiten Fertigungsmaschine 6b ein Fehler des Tragförderers 31 beurteilt werden. Der Diagnoseabschnitt des Tragförderers 31 wird vorher festgelegt. Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen Informationen des Diagnoseabschnitts des Tragförderers 31. Das Speicherteil 53 speichert das Referenzbild des Diagnoseabschnitts des Tragförderers 31 sowie die Position und Haltung des Roboters 1b beim Abbilden des Diagnoseabschnitts. Die zweite Kamera 41b nimmt ein Bild des Diagnoseabschnitts des Tragförderers 31 auf. Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 der Fehlerdiagnosevorrichtung 4 entscheidet basierend auf dem Referenzbild und dem durch die zweite Kamera 41b aufgenommenen Bild, ob der Diagnoseabschnitt des Tragförderers 31 einen Fehler aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, kann das zweite Robotersystem einen Fehler des in der Nähe des Roboters 1b angeordneten Peripheriegeräts beurteilen. Das Peripheriegerät ist nicht auf den Tragförderer beschränkt und es kann eine beliebige Einrichtung verwendet werden, bei der durch die Kamera ein Bild aufgenommen werden kann. Beispielsweise umfasst das Peripheriegerät eine nahe dem Roboter angeordnete Werkstückeinspanneinrichtung. Des Weiteren umfasst das Peripheriegerät eine nahe dem Roboter angeordnete Bearbeitungsmaschine, wie etwa eine Werkzeugmaschine.
Das Peripheriegerät umfasst einen anderen Roboter, der nahe dem die Kamera tragenden Roboter angeordnet ist. Bei dem zweiten Robotersystem befindet sich der zweite Roboter 1b in der Nähe des ersten Roboters 1a. Ferner kann die vom ersten Roboter 1a getragene erste Kamera 41a ein Bild einer Komponente des zweiten Roboters 1b aufnehmen. Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 beurteilt einen Fehler der Komponente des zweiten Roboters 1b basierend auf dem durch die erste Kamera 41a aufgenommenen Bild.
Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen das Referenzbild, das dem durch die erste Kamera 41a aufgenommenen Bild des Diagnoseabschnitts des zweiten Roboters 1b entspricht. Die Diagnoseabschnittsinformationen 71 umfassen außerdem die Position und Haltung des ersten Roboters 1a sowie die Position und Haltung des zweiten Roboters 1b beim Aufnehmen eines Bildes des Diagnoseabschnitts des zweiten Roboters 1b durch die erste Kamera 41. Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 ist dazu ausgeführt, einen Fehler der Komponente des zweiten Roboters 1b basierend auf dem durch die erste Kamera 41a aufgenommenen Bild zu beurteilen.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 des zweiten Robotersystems basierend auf dem durch die erste Kamera 41a aufgenommenen Bild und dem durch die zweite Kamera 41b aufgenommenen Bild beurteilen, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist.
Das zweite Robotersystem der vorliegenden Ausführungsform kann durch Antreiben einer Mehrzahl Roboter 1a und 1b Bilder desselben Diagnoseabschnitts aus unterschiedlichen Richtungen aufnehmen. Die Fehlerdiagnosevorrichtung 4 kann basierend auf den aufgenommenen Bildern einen Fehler beurteilen. Das Abbildungsbefehlsteil 54 der Fehlerdiagnosevorrichtung 4 sendet Abbildungsbefehle an eine Mehrzahl Robotersteuereinrichtungen 2a und 2b, um Bilder desselben Diagnoseabschnitts aufzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt sendet das Abbildungsbefehlsteil 54 die Abbildungsbefehle an eine Mehrzahl Kameras 41a und 41b, um aus unterschiedlichen Richtung Bilder aufzunehmen.
Bezug nehmend auf 4 kann beispielsweise in manchen Fällen die Oberseite 35a der Abdeckung 35 des zweiten Roboters 1b als Diagnoseabschnitt ausgewählt werden. Durch Ändern der Position und Haltung des zweiten Roboters 1b kann die zweite Kamera 41b ein Bild der Oberseite 35a der Abdeckung 35 aufnehmen. Durch Ändern der Position und Haltung des ersten Roboters 1a kann ferner die erste Kamera 41a ein Bild der Oberseite 35a der Abdeckung 35 des zweiten Roboters 1b aufnehmen. Die Abbildungsrichtung der ersten Kamera 41a unterscheidet sich von der Abbildungsrichtung der zweiten Kamera 41b.
Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 erhält die durch die jeweiligen Kameras 41a und 41b aufgenommenen Bilder über das Netzwerk. Das Entscheidungsteil 56 entscheidet bei jedem der Mehrzahl Bilder, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist. Durch Durchführen dieser Steuerung können Formänderungen in Bezug auf den einen Diagnoseabschnitt aus einer Mehrzahl Richtungen erfasst werden und ein Fehler des Diagnoseabschnitts kann genau erkannt werden.
Bei dem zweiten Robotersystem umfasst die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 auch das Fehlerbewertungsteil 57. In diesem Zusammenhang kann das durch das Fehlerbewertungsteil 57 als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilte Bauteil in manchen Fällen nicht durch die Kamera aufgenommen werden, die von dem das Bauteil umfassenden Roboter getragen wird. Das Abbildungsbefehlsteil 54 der vorliegenden Ausführungsform wählt den Roboter aus, der ein Bild des Abschnitts aufnehmen kann, der durch das Fehlerbewertungsteil 57 als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt worden ist. Das Abbildungsbefehlsteil 54 sendet den Befehl an die an dem ausgewählten Roboter angebrachte Kamera, um die Abbildung durchzuführen. Das Entscheidungsteil 56 entscheidet basierend auf dem aufgenommenen Bild, ob der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilte Abschnitt einen Fehler aufweist.
Bezug nehmend auf 4 kann beispielsweise, wenn die Abdeckung 35 des Roboters 1b als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt wird, ein Bild der Rückseite der Abdeckung 35 in manchen Fällen nicht durch die vom Roboter 1b getragene zweite Kamera 41b aufgenommen werden. In diesem Fall wählt das Abbildungsbefehlsteil 54 die vom ersten Roboter 1a getragene erste Kamera 41a aus. Das Abbildungsbefehlsteil 54 sendet den Befehl, um ein Bild der Rückseite der Abdeckung 35 des Roboters 1b aufzunehmen. Die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 entscheidet basierend auf dem aufgenommenen Bild der Rückseite der Abdeckung 35, ob die Rückseite der Abdeckung 35 beschädigt ist.
Durch Durchführen dieser Steuerung kann ein Bild des Diagnoseabschnitts, das nicht durch die von einem Roboter getragene Kamera aufgenommen werden kann, durch die von einem anderen Roboter getragene Kamera aufgenommen werden. Dementsprechend ist es möglich, einen Bereich zu vergrößern, in dem das Auftreten eines Fehlers beurteilt werden kann.
Beim Beurteilen eines Fehlers in einem Diagnoseabschnitt können drei oder mehr Kameras Bilder davon aufnehmen. Beispielsweise existiert ein Robotersystem, bei dem zusätzlich zu dem ersten Roboter und dem zweiten Roboter ein dritter Roboter angeordnet ist. Bei diesem Robotersystem kann der Diagnoseabschnitt des zweiten Roboters unter Verwendung der vom ersten Roboter getragenen Kamera und der vom dritten Roboter getragenen Kamera aufgenommen und ein Fehler des Diagnoseabschnitts beurteilt werden.
Bei dem zweiten Robotersystem kann die Rechenverarbeitungseinrichtung 5, wenn das Entscheidungsteil 56 der Rechenverarbeitungseinrichtung 5 entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, ein Signal an die Produktionsplanungseinrichtung 8 senden, das das Auftreten eines Fehlers im Diagnoseabschnitt angibt. Durch Durchführen dieser Steuerung kann der Bediener, der von der Produktionsplanungseinrichtung 8 Informationen erhält, die kaputte Komponente bestellen. Des Weiteren kann der Bediener den Produktionsplan korrigieren, wenn der Fehler der Komponente den Produktionsplan der Produkte beeinträchtigt.
Wenn das Entscheidungsteil 56 der Rechenverarbeitungseinrichtung 5 entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler hat, kann die Rechenverarbeitungseinrichtung 5 ferner das Bild des Diagnoseabschnitts über das Netzwerk an die Produktionsplanungseinrichtung 8 senden. Durch Durchführen dieser Steuerung kann der die Produktionsplanungseinrichtung 8 bedienende Bediener einen Fehlerzustand bestätigen. Der Bediener kann die zu bestellende Komponente abhängig vom Fehlerzustand auswählen oder hinzufügen.
Bei dem Robotersystem der vorliegenden Ausführungsform sind die Fehlerdiagnosevorrichtung und die Robotersteuereinrichtung als unterschiedliche Einrichtungen ausgeführt, die Robotersteuereinrichtung und die Fehlerdiagnosevorrichtung können jedoch auch integral ausgeführt werden. Beispielsweise können das Abbildungsbefehlsteil, das Bildverarbeitungsteil, das Entscheidungsteil und dergleichen in der Robotersteuereinrichtung angeordnet werden.
Der Roboter der vorliegenden Ausführungsform ist ein Knickarmroboter, es kann jedoch ein beliebiger Roboter verwendet werden, ohne dabei auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt zu sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Fehlerdiagnosevorrichtung des Robotersystems bereitgestellt werden, die einen Schaden an der Außenseite des Roboters und einer in der Nähe des Roboters angeordneten Einrichtung erkennen kann.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können geeignet kombiniert werden. In jeder der vorstehend beschriebenen Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Abschnitte mit denselben Bezugszeichen versehen. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar und sollen die Erfindung nicht einschränken. Des Weiteren umfassen die Ausführungsformen Abwandlungen derselben innerhalb des Umfangs der Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4112594 [0003]

Claims

Fehlerdiagnosevorrichtung (4) eines Robotersystems, das einen Roboter (1a, 1b) umfasst, wobei die Fehlerdiagnosevorrichtung umfasst: – eine Kamera (41a, 41b), die an einem distalen Ende des Roboters oder einem am Roboter angebrachten Werkzeug (17a, 17b) befestigt ist, und – eine Rechenverarbeitungseinrichtung (5), die basierend auf einem durch die Kamera aufgenommenen Bild einen Fehler des die Kamera tragenden Roboters und/oder eines in der Nähe des Roboters befindlichen Peripheriegeräts (31) beurteilt, wobei – die Rechenverarbeitungseinrichtung ein Speicherteil (53), das Informationen eines Diagnoseabschnitts (12a, 35) speichert, an dem eine Fehlerbeurteilung durchgeführt wird, ein Abbildungsbefehlsteil (54), das einen Befehl zum Aufnehmen eines Bildes des Diagnoseabschnitts sendet, und ein Entscheidungsteil (56) umfasst, das basierend auf dem durch die Kamera aufgenommenen Bild entscheidet, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, – das Speicherteil eine Position und Haltung des Roboters beim Abbilden des Diagnoseabschnitts und ein Referenzbild speichert, wobei sich der Diagnoseabschnitt in einem normalen Zustand befindet, – das Abbildungsbefehlsteil nach dem Ändern der Position und Haltung des Roboters basierend auf den Informationen des Diagnoseabschnitts einen Abbildungsbefehl sendet, um durch die Kamera ein Bild des Diagnoseabschnitts aufzunehmen, und – das Entscheidungsteil das durch die Kamera aufgenommene Bild des Diagnoseabschnitts mit dem Referenzbild vergleicht und entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, wenn eine Formabweichung vorhanden ist, die einen vorgegebenen Entscheidungsbetrag übersteigt.
Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei – das Speicherteil die Referenzbilder einer Mehrzahl Diagnoseabschnitte speichert, – das Abbildungsbefehlsteil den Abbildungsbefehl sendet, um Bilder der Mehrzahl Diagnoseabschnitte aufzunehmen, und – das Entscheidungsteil einen Fehler in der Mehrzahl Diagnoseabschnitte basierend auf den Referenzbildern der Mehrzahl Diagnoseabschnitte und den durch die Kamera aufgenommenen Bildern der Mehrzahl Diagnoseabschnitte beurteilt.
Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei – das Robotersystem eine Mehrzahl Roboter (1a, 1b) umfasst, – die Kameras (41a, 41b) an den jeweiligen Robotern angebracht sind, – die Rechenverarbeitungseinrichtung über ein Netzwerk mit Steuereinrichtungen der jeweiligen Roboter verbunden ist, – das Abbildungsbefehlsteil Abbildungsbefehle an die Steuereinrichtungen der Mehrzahl Roboter sendet, um aus unterschiedlichen Richtungen Bilder desselben Diagnoseabschnitts aufzunehmen, und – die Rechenverarbeitungseinrichtung die durch die jeweiligen Kameras aufgenommenen Bilder des Diagnoseabschnitts über das Netzwerk erhält und entscheidet, ob der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist.
Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei – das Robotersystem eine Verwaltungseinrichtung (8) umfasst, die über ein Netzwerk mit der Rechenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, und – die Rechenverarbeitungseinrichtung, wenn das Entscheidungsteil entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, ein Signal an die Verwaltungseinrichtung sendet, das das Auftreten eines Fehlers im Diagnoseabschnitt angibt.
Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Rechenverarbeitungseinrichtung, wenn das Entscheidungsteil entscheidet, dass der Diagnoseabschnitt einen Fehler aufweist, das Bild des Diagnoseabschnitts über das Netzwerk an die Verwaltungseinrichtung sendet.
Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei – die Rechenverarbeitungseinrichtung ein Fehlerbewertungsteil (57) umfasst, das dafür konfiguriert ist, basierend auf einem Betriebszustand des Roboters einen Abschnitt mit einem möglichen Fehler zu bewerten, – das Abbildungsbefehlsteil den Abbildungsbefehl sendet, um ein Bild des Abschnitts aufzunehmen, der durch das Fehlerbewertungsteil als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt wurde, und – das Entscheidungsteil entscheidet, ob der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilte Abschnitt einen Fehler aufweist.
Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 3, wobei – die Rechenverarbeitungseinrichtung ein Fehlerbewertungsteil (57) umfasst, das dafür konfiguriert ist, basierend auf einem Betriebszustand des Roboters einen Abschnitt mit einem möglichen Fehler zu bewerten, – das Abbildungsbefehlsteil den Roboter auswählt, der dazu fähig ist, ein Bild des Abschnitts aufzunehmen, der durch das Fehlerbewertungsteil als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilt wurde, und den Abbildungsbefehl sendet, um durch die an dem ausgewählten Roboter angebrachte Kamera das Bild aufzunehmen, und – das Entscheidungsteil entscheidet, ob der als einen möglichen Fehler aufweisend beurteilte Abschnitt einen Fehler aufweist.
Fehlerdiagnosevorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Betriebszustand Rückmeldungsinformationen umfasst, die auf einer Ausgabe eines Drehstellungsdetektors basieren, der an einem Motor zum Antreiben des Roboters angebracht ist.