作业辅助机器人系统技术方案

本发明专利技术提供一种作业辅助机器人系统，具备：机器人臂（１１）；测量部（１２），其测量操作员的位置；作业进展状况估计部（１３），其一边参照与作业过程有关的数据一边根据从测量部（１２）输入的数据来估计作业进展状况，在判断为作业工序转移到下一个工序时，选择该下一个工序中所需的物品；以及臂运动计划部（１４），其根据作业进展状况估计部（１３）所估计的作业进展状况以及所选择的物品来计划机器人臂（１１）的轨道并控制机器人臂（１１）。能够根据操作员的作业来将所需的工具、部件等物品传送给操作员。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据作业工序例如将所需的部件、工具类等传送给操作员的作业 辅助机器人系统。
技术介绍
在汽车组装线上很多作业仍然人工完成。这是因为很多部件难以利用机器人来进 行处理、以及需要灵活应对工序的频繁重组等。在小零部件的组装工序中，对输送车体的移动单元配备有货车转向架。货车转向 架与车体的输送同步地移动，在货车转向架的操作台上载置有比较小的部件、工具。操作员 进行以下一系列作业。在第一作业中，操作员从操作台取出部件，并移动到该部件的安装位 置后将该部件安装到车体，并返回到货车转向架的位置。在第二作业中，操作员从操作台 取出其它部件和工具，并移动到其它部件的安装位置后利用安装工具将其它部件固定到车 体，并返回到货车转向架的位置。在第三作业中，操作员取出其它工具，并移动到进行加固 的位置后进行加固作业，并返回到货车转向架的位置。在第四作业中，通过手推将货车转向 架返回到作为初始位置的原位置。在进行这一系列作业的组装线上，不设置部件货架来减 少操作员的步行数。作为汽车组装线的其它例，代替配置操作员而在规定位置处设定有机 器人，从而实现组装线作业的自动化。研究开发着关于能够与人相处的机器人(例如专利文献1 5)。在专利文献1中 公开的机器人臂的控制技术中，即使是多关节型的机器人臂，人与机器人臂也能够安全地 接触，能够进行与人的动作相应的最佳接触动作，不会使人受到接触损伤。在专利文献2中 公开的技术中，通过得到机器人完成规定作业时所需的最低限度的输出并控制超过该限度 的输出，由此实现机器人与人的相处、协作。在专利文献3中公开的技术中，在任意的区域 内可靠且简单地设定机器人的可动范围与禁止操作员进入的区域，并且能够随时变更可动 范围和禁止进入区域。在专利文献4中公开的技术中，防止发生在与人协同作业的机器人 之间的协同作业中产生人为错误而进入到不可进入的区域的情况，并且不会无目的地限制 机器人的移动。在专利文献5中公开的技术中，在具有有可能在动作过程中与人接触的关 节部的与人相处的机器人中，设置接触传感器，当控制单元从该接触传感器接收到检测信 号时控制驱动部以避免对人造成危害，以此进行危险回避动作。在这种技术状况下，在专利文献6中公开的移动机器人系统中，将机器人臂装载 于无人输送车，无人输送车在设备之间移动而利用机器人臂来进行作业。专利文献1 日本特开2008-302496号公报专利文献2 日本特开2008-264899号公报专利文献3 日本特开2007-283450号公报专利文献4 日本特开2004-017256号公报专利文献5 日本特开2002-066978号公报专利文献6 日本特开2001-341086号公报非专利文献非专利文献1 :P. J. Clark et al, Ecology, Vol. 35，No. 4，pp. 455-453，Oct. 1954
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，即使货车转向架与车体的移动同步地移动，在操作员的作业耽误的情况下， 货车转向架成为待机状态，另一方面，在操作员的作业较快进行的情况下，操作员成为待机 状态。这样，即使货车转向架与车体的移动连动，组装线整体的效率也变差。另外，操作员 必须从货车转向架取出部件、工具以及为了取出部件、工具而在货车转向架与作业位置之 间来回移动，因此作业效率较差。另一方面，在专利文献6中，仅说明了以下情况使移动机器人在沿着多个设备设 置的移动路径中进行移动，在使移动机器人停止在设备前的规定作业位置处的状态下利用 机器人臂来进行工件的传送、组装等各种作业。因此，本专利技术的目的在于提供一种作业辅助机器人系统，该作业辅助机器人系统 根据操作员的作业将所需物品、例如该作业所需的部件、工具等在要进行该作业的位置处 能够正确且可靠地传送给操作员。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术中的作业辅助机器人系统的第一结构具备输送机构， 其对操作员输送工具、部件中的任一种或者两种；测量部，其测量操作员的位置；作业进展 状况估计部，其参照与作业过程有关的数据并根据从测量部输入的数据来估计作业进展状 况，在判断为作业工序转移到下一个工序时，选择该下一个工序中所需的物品；以及运动计 划部，其根据作业进展状况估计部所估计的作业进展状况以及所选择的物品来计划输送机 构的运动并控制输送机构。为了达到上述目的，本专利技术中的作业辅助机器人系统的第二结构具备机器人臂； 测量部，其测量操作员的位置；作业进展状况估计部，其参照与作业过程有关的数据并根据 从测量部输入的数据来估计作业进展状况，在判断为作业工序转移到下一个工序时，选择 该下一个工序中所需的物品；以及臂运动计划部，其根据作业进展状况估计部所估计的作 业进展状况以及所选择的物品来计划机器人臂的轨道并控制机器人臂。为了达到上述目的，本专利技术中的作业辅助机器人系统的第三结构具备测量部，其 具有传感器；作业状况确定部，其根据从测量部输入的数据来确定操作员的作业状况；计 算处理兼数据库部，其能够算出并保持与作业相对于时间的执行率有关的概率分布，根据 从作业状况确定部输入的操作员的位置，求出作业相对于时间的执行率；以及供给定时决 定部，其根据由计算处理兼数据库部求出的作业相对于上述时间的执行率来决定供给定 时。另外，本专利技术中的作业辅助机器人系统的第四结构具备测量部，其具有传感器； 操作员位置确定部，其根据从测量部输入的数据来确定操作员的位置；计算处理兼数据库 部，其能够算出并保持与操作员相对于位置的存在率有关的概率分布，根据从操作员位置 确定部输入的操作员的位置，求出操作员相对于位置的存在率；以及供给位置决定部，其根 据由计算处理兼数据库部求出的操作员相对于位置的存在率来决定供给位置；以及供给轨5道计算部，其根据由供给位置决定部决定的供给位置对机器人臂的轨道进行计算。专利技术的效果根据本专利技术的第一结构，作业进展状况估计部根据从测量部输入的数据参照与作 业过程有关的数据并估计作业进展状况，作业进展状况估计部在判断为作业工序转移到下 一个工序的情况下，选择该下一个工序中所需的物品，另一方面，运动计划部根据作业进展 状况估计部所估计的作业进展状况以及所选择的物品来计划输送机构的运动并控制输送 机构。也就是说，根据作业的进展状况来控制输送机构，由此能够使输送机构搬运作业所需 的工具类、部件等。于是，起到提高作业效率、防止作业过程的错误等良好的效果。根据本专利技术的第二结构，作业进展状况估计部根据从测量部输入的数据参照与作 业过程有关的数据并估计作业进展状况，作业进展状况估计部在判断为作业工序转移到下 一个工序的情况下，选择该下一个工序中所需的物品，另一方面，臂运动计划部根据作业进 展状况估计部所估计的作业进展状况以及所选择的物品来计划机器人臂的轨道并控制机 器人臂。也就是说，根据作业的进展状况来控制机器人臂，由此能够使机器人臂搬运作业所 需的工具类、部件等。于是，起到提高作业效率、防止作业过程的错误等良好的效果。根据本专利技术的第三结构、第四结构，将从测量部中的传感器获取到的操作员的位 置与此时的作业内容之间的关系作为计算处理兼数据库部而统计地描述并进行存储更新， 根据计算处理兼数据库部的输出来生成作业辅助动作。于是，通过统计地分析操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种作业辅助机器人系统，具备：输送机构，其将工具和／或部件输送给操作员；测量部，其测量操作员的位置；作业进展状况估计部，其参照与作业过程有关的数据并根据从上述测量部输入的数据对作业进展状况进行估计，在判断为作业工序转移到下一个工序时，选择该下一个工序中所需的物品；以及运动计划部，其根据上述作业进展状况估计部所估计的作业进展状况以及所选择的物品来计划上述输送机构的运动并控制上述输送机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小菅一弘，菅原雄介，衣川润，川合雄太，伊藤昭芳，松井洋一，川边慎二，
申请(专利权)人：关东自动车工业株式会社，国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]