[发明专利]具备机床以及机器人的复合系统

说明书

本发明提供一种具备机床以及机器人的复合系统，该复合系统具有快速进行机床和机器人的位置偏移的检测和位置修正的功能。复合系统具有：具有能够与工作台整体移动的工件固定夹具的机床；具有独立于机床而被设置的、对工件固定夹具进行工件的供给以及取出的机器人的机器人系统；在机床与机器人系统之间进行信息传递的网络；在对工件固定夹具供给或取出工件时根据机器人的各轴的干扰值判定干扰的干扰判定部；在判定为有干扰时停止机器人的动作，同时根据机器人的各轴的干扰值，把工作台向至少一个轴方向移动来避免干扰的干扰避免部。

技术领域

本发明涉及包含机床以及机器人的复合系统。

背景技术

在包含加工中心和车床等机床的生产线中，导入进行工件和工具的更换作业等的机器人的事例正在增加。机床和机器人的设置环境多种多样，存在分别在地面进行独立设置的情况和在设置于地面的机床上搭载机器人的情况。

在把机床或机器人的基座固定在地面时，希望使用地脚螺栓等进行充分固定，但是在不能向地面固定或向地面固定不充分的情况下，由于伴随机床和机器人的动作的振动等，相对于地面产生设置位置的偏移，其结果可能在机床与机器人的相对位置中产生偏移。

通常，机器人沿着根据机床与机器人的相对位置关系事先示教的坐标位置进行移动并进行工件的更换作业等。因此，如果在机床与机器人的相对位置中产生偏移，则在工件更换时对机床上的夹具和工件产生干扰，有时会产生机器人的各轴的负荷增大或工件的安装姿势的变化等各种各样的缺陷，其结果是可能无法正确进行工件更换。

像这样的情况下，需要再次进行机器人的示教操作。特别是在一台机器人对多台机床进行工件的装卸作业那样的系统中，在机器人相对于地面发生了位置偏移时，需要针对各个机床进行机器人的示教操作。

作为自动地并且短时间地进行机器人的示教操作的技术，例如在日本特开平05-111886号公报中公开了如下方法：在机器人的机械手上设置6轴的力传感器，进行该机械手的阻抗控制的机器人系统中，通过把安装在该机械手的手腕轴上的工具(棒)插入夹具的孔中来进行定点观测，并进行校准作业。

在日本特开2013-006244号公报中，记载了如下位置校准方法：根据预先所设定的指令值执行更换作业工具的工具更换动作，并根据在工具更换动作中机器人与作业工具干扰而产生的负荷的大小以及方向，来向负荷减少的方向修正指令值。

另外，在日本特开2009-208209号公报中，记载了如下技术：通过相机来检测第一作业工作台的位置相对于预定位置的位置偏移量，根据该检测结果对作为搬运机器人的动作的基准的示教数据进行修正。

进一步，在日本特开平05-116094号公报中，记载了如下异常负载检测方法：存储通过干扰推定观测器检测出的、机械可动部刚开始运动之前的推定干扰扭矩，在机械可动部移动中，从通过该干扰推定观测器检测的推定干扰扭矩减去所存储的推定干扰扭矩而得的值大于设定值时，将其作为负载异常来检测出。

在日本特开平05-111886号公报、日本特开2013-006244号公报、日本特开2009-208209号公报中记载的技术，使用专用的检测装置获取与位置偏移相关的信息，另外在把该检测装置安装在机械手上时，存在与该检测装置的重量相应地限制机器人进行处理的工件重量等问题。

另一方面，在日本特开平05-116094号公报中记载的干扰推定扭矩那样的干扰值，根据机器人与工件之间的干扰的有无而变化，因此理解为能够根据各轴的干扰值来判别干扰的有无。但是，一般认为当机器人的各轴进行运动时，不基于与工件之间的干扰而各轴自身的干扰值中产生动态的变化，特别是认为移动速度越快则其变化量越大。因此，在从干扰值判别干扰的方法中，为了防止由于干扰值的动态变化导致的错误检测，需要充分降低用于避免干扰的机器人的动作速度(探测速度)，其结果难以快速地进行用于避免干扰(位置偏移修正)的动作。

发明内容