[发明专利]操作定位系统、操作单元、方法、产品制造方法和标记

说明书

技术领域

本发明涉及在产品的制造过程中执行的操作定位技术。

背景技术

在需要工人执行多个操作的产品制造过程中，常常会出现工人忘记操作或没有完成操作的错误操作的情况。例如，在大型电子设备单元的制造过程中，印刷电路板单元、通信设备单元等包括部件的组装过程，并且组装过程包括用于将一个部件连接至另一部件的多个拧螺丝操作。在组装过程中，常常在加固操作中出现错误操作。

错误操作的实例有：在达到螺丝的指定扭矩之前停止加固操作，在一临时加固操作之后忘记完成加固操作，忘记将螺丝放在要执行加固操作的位置等。由于存在各种类型的错误操作，所以存在考虑到不同情况采取的措施，以减少错误操作。

例如，为了用指定扭矩固定螺丝，采用一种称为扭矩驱动器的设备是有效的，其被设计用以在检测到所施加的扭矩达到指定扭矩时开始空载运行(idle running)。该设备可由工人在组装过程中或由机器人在组装过程中使用。专利文献1公开了一种由机器人执行的用于组装过程的螺纹紧固设备(即，攻丝设备)。螺纹紧固设备被固定在机器人的手上，并通过识别图像来检测螺丝孔的坐标。当机器人控制器基于该坐标校正机器人的位置时，螺纹紧固设备驱动扳手，并上紧螺丝，同时监控施加的扭矩和驱动时间。

为了减少忘记待执行操作的错误操作，通常存在例如螺丝计数器、电子隔板等的操作工具。通过使用这些操作工具，能够比较待执行的操作数目和实际执行的操作数目，从而检测是否忘记操作。然而，不可能仅通过比较数目就能具体确定忘记了哪个操作。因此，当根据比较数目的结果检测到不一致时，需要从视觉上确定已经忘记拧螺丝操作的位置。目前，即使使用这些操作工具也仍然存在许多错误操作。结果，常常会出现需要在制造过程中检查和维修的有缺陷的产品。

因此，在由工人通过多个操作执行制造过程中，忘记操作是一个严重问题。专利文献2描述了一种用于解决上述问题的工作质量控制系统。在这一工作质量控制系统中，多个接收器接收由连接至扳手顶部的超声波发射器发出的信号。基于信号传播时间差和接收器之间的位置关系，对发射器的位置定位。由于将多个接收器设置为使得它们与待组装的工件保持的预定相对位置，所以基于固定的相对位置之间的关系根据发射器的位置检测被固定螺丝的位置。共同管理位置信息和紧固信息，所述位置信息用以表示上述检测的被固定螺丝的位置，所述紧固信息用以表示在实际施加的扭矩与指定扭矩之间的比较结果。

[专利文献1]日本公开专利申请No.H6-23631

[专利文献2]日本公开专利申请No.2004-258855

然而，在专利文献2所述的系统中存在以下两个问题。

第一个问题是必需将超声波信号或无线信号的发射器附着至工具。由于发射器需要更多电能所以这种必需会产生如下问题，即向发射器提供电能的布线对操作造成阻碍，和/或发射器不能连接至某些类型的现有工具上。对于在现有制造过程中减少制造过程中忘记易被实施的操作的发明是非常重要的。

第二个问题是基于这样的假设，即预先确定在工件和接收器之间的位置关系是固定的。在产品制造过程中，存在许多在制造期间产品的位置和方向并非预先确定的处理步骤。在某些处理步骤中，产品的位置和方向是不确定的，除非由于包括工人的方便等各种原因导致执行实用操作的情况。在一种处理包括多个操作的情况下，可以根据每一操作在不同位置或方向执行该处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在被执行操作的产品上定位的操作位置定位系统，具体地提供一种至少具有以下至少一个特征的操作位置定位系统，即一特征在于不需要信号发射器，以及一特征在于可在动态改变产品的位置或方向的情况下应用该系统。

本发明的另一目的在于提供一种使用该操作位置定位系统的操作单元、一种在产品制造过程中执行该操作位置定位系统的方法、以及一种指示计算机执行该方法的程序。在实施例中还提供一种在操作位置定位系统中优选使用的标记。

根据本发明第一方案的实施例的操作位置定位系统定位产品上的位置，其中在包括使用工具待执行的一个或多个操作的产品制造过程中，在该产品上执行操作。该操作位置定位系统包括操作完成坐标检测单元和操作位置定位单元。

操作完成坐标检测单元处理通过多个图像，从多个视点拍摄包含操作完成位置的范围而获得，其中所述操作完成位置为操作完成时完成该操作的位置，从而检测表示所述操作完成位置的一组操作完成坐标。