[發(fā)明專利]操作定位系統(tǒng)、操作單元、方法、產(chǎn)品制造方法和標(biāo)記

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710305319.5
• 申請(qǐng)日: 2007-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN101231521A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 春日俊則;山西宏和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富士通株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張龍哺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在產(chǎn)品的制造過(guò)程中執(zhí)行的操作定位技術(shù)。

背景技術(shù)

在需要工人執(zhí)行多個(gè)操作的產(chǎn)品制造過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)工人忘記操作或沒(méi)有完成操作的錯(cuò)誤操作的情況。例如，在大型電子設(shè)備單元的制造過(guò)程中，印刷電路板單元、通信設(shè)備單元等包括部件的組裝過(guò)程，并且組裝過(guò)程包括用于將一個(gè)部件連接至另一部件的多個(gè)擰螺絲操作。在組裝過(guò)程中，常常在加固操作中出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。

錯(cuò)誤操作的實(shí)例有：在達(dá)到螺絲的指定扭矩之前停止加固操作，在一臨時(shí)加固操作之后忘記完成加固操作，忘記將螺絲放在要執(zhí)行加固操作的位置等。由于存在各種類型的錯(cuò)誤操作，所以存在考慮到不同情況采取的措施，以減少錯(cuò)誤操作。

例如，為了用指定扭矩固定螺絲，采用一種稱為扭矩驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備是有效的，其被設(shè)計(jì)用以在檢測(cè)到所施加的扭矩達(dá)到指定扭矩時(shí)開始空載運(yùn)行(idle?running)。該設(shè)備可由工人在組裝過(guò)程中或由機(jī)器人在組裝過(guò)程中使用。專利文獻(xiàn)1公開了一種由機(jī)器人執(zhí)行的用于組裝過(guò)程的螺紋緊固設(shè)備(即，攻絲設(shè)備)。螺紋緊固設(shè)備被固定在機(jī)器人的手上，并通過(guò)識(shí)別圖像來(lái)檢測(cè)螺絲孔的坐標(biāo)。當(dāng)機(jī)器人控制器基于該坐標(biāo)校正機(jī)器人的位置時(shí)，螺紋緊固設(shè)備驅(qū)動(dòng)扳手，并上緊螺絲，同時(shí)監(jiān)控施加的扭矩和驅(qū)動(dòng)時(shí)間。

為了減少忘記待執(zhí)行操作的錯(cuò)誤操作，通常存在例如螺絲計(jì)數(shù)器、電子隔板等的操作工具。通過(guò)使用這些操作工具，能夠比較待執(zhí)行的操作數(shù)目和實(shí)際執(zhí)行的操作數(shù)目，從而檢測(cè)是否忘記操作。然而，不可能僅通過(guò)比較數(shù)目就能具體確定忘記了哪個(gè)操作。因此，當(dāng)根據(jù)比較數(shù)目的結(jié)果檢測(cè)到不一致時(shí)，需要從視覺(jué)上確定已經(jīng)忘記擰螺絲操作的位置。目前，即使使用這些操作工具也仍然存在許多錯(cuò)誤操作。結(jié)果，常常會(huì)出現(xiàn)需要在制造過(guò)程中檢查和維修的有缺陷的產(chǎn)品。

因此，在由工人通過(guò)多個(gè)操作執(zhí)行制造過(guò)程中，忘記操作是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。專利文獻(xiàn)2描述了一種用于解決上述問(wèn)題的工作質(zhì)量控制系統(tǒng)。在這一工作質(zhì)量控制系統(tǒng)中，多個(gè)接收器接收由連接至扳手頂部的超聲波發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)。基于信號(hào)傳播時(shí)間差和接收器之間的位置關(guān)系，對(duì)發(fā)射器的位置定位。由于將多個(gè)接收器設(shè)置為使得它們與待組裝的工件保持的預(yù)定相對(duì)位置，所以基于固定的相對(duì)位置之間的關(guān)系根據(jù)發(fā)射器的位置檢測(cè)被固定螺絲的位置。共同管理位置信息和緊固信息，所述位置信息用以表示上述檢測(cè)的被固定螺絲的位置，所述緊固信息用以表示在實(shí)際施加的扭矩與指定扭矩之間的比較結(jié)果。

[專利文獻(xiàn)1]日本公開專利申請(qǐng)No.H6-23631

[專利文獻(xiàn)2]日本公開專利申請(qǐng)No.2004-258855

然而，在專利文獻(xiàn)2所述的系統(tǒng)中存在以下兩個(gè)問(wèn)題。

第一個(gè)問(wèn)題是必需將超聲波信號(hào)或無(wú)線信號(hào)的發(fā)射器附著至工具。由于發(fā)射器需要更多電能所以這種必需會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題，即向發(fā)射器提供電能的布線對(duì)操作造成阻礙，和/或發(fā)射器不能連接至某些類型的現(xiàn)有工具上。對(duì)于在現(xiàn)有制造過(guò)程中減少制造過(guò)程中忘記易被實(shí)施的操作的發(fā)明是非常重要的。

第二個(gè)問(wèn)題是基于這樣的假設(shè)，即預(yù)先確定在工件和接收器之間的位置關(guān)系是固定的。在產(chǎn)品制造過(guò)程中，存在許多在制造期間產(chǎn)品的位置和方向并非預(yù)先確定的處理步驟。在某些處理步驟中，產(chǎn)品的位置和方向是不確定的，除非由于包括工人的方便等各種原因?qū)е聢?zhí)行實(shí)用操作的情況。在一種處理包括多個(gè)操作的情況下，可以根據(jù)每一操作在不同位置或方向執(zhí)行該處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在被執(zhí)行操作的產(chǎn)品上定位的操作位置定位系統(tǒng)，具體地提供一種至少具有以下至少一個(gè)特征的操作位置定位系統(tǒng)，即一特征在于不需要信號(hào)發(fā)射器，以及一特征在于可在動(dòng)態(tài)改變產(chǎn)品的位置或方向的情況下應(yīng)用該系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用該操作位置定位系統(tǒng)的操作單元、一種在產(chǎn)品制造過(guò)程中執(zhí)行該操作位置定位系統(tǒng)的方法、以及一種指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行該方法的程序。在實(shí)施例中還提供一種在操作位置定位系統(tǒng)中優(yōu)選使用的標(biāo)記。

根據(jù)本發(fā)明第一方案的實(shí)施例的操作位置定位系統(tǒng)定位產(chǎn)品上的位置，其中在包括使用工具待執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)操作的產(chǎn)品制造過(guò)程中，在該產(chǎn)品上執(zhí)行操作。該操作位置定位系統(tǒng)包括操作完成坐標(biāo)檢測(cè)單元和操作位置定位單元。

操作完成坐標(biāo)檢測(cè)單元處理通過(guò)多個(gè)圖像，從多個(gè)視點(diǎn)拍攝包含操作完成位置的范圍而獲得，其中所述操作完成位置為操作完成時(shí)完成該操作的位置，從而檢測(cè)表示所述操作完成位置的一組操作完成坐標(biāo)。