本發(fā)明涉及散裝工件的拾取系統(tǒng)以及拾取方法。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)，已知有一種使用電磁手從散裝的多個(gè)金屬制的工件中拾取工件的機(jī)器人系統(tǒng)(例如參考專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012-183593號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

然而，專利文獻(xiàn)1的機(jī)器人系統(tǒng)存在如下的不良情況：利用電磁手的磁力而捕捉到多個(gè)工件，在后續(xù)工序中難以排列工件。即、在后續(xù)工序的排列時(shí)，雖然使用了具有手指的夾持手，所述手指用于夾持工件的外表面，但由于以棒狀的電磁手無(wú)法控制所吸附的工件的姿態(tài)，因此，同時(shí)捕捉到的多個(gè)工件如果暫時(shí)放置成靠近或者重疊，則利用夾持手無(wú)法夾持外表面。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種能夠從散裝的多個(gè)工件中僅取出單一的工件、在后續(xù)工序中易于夾持外表面的散裝工件的拾取系統(tǒng)以及拾取方法。

用于解決問(wèn)題的方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下的方案。

本發(fā)明的一個(gè)方案是一種散裝工件的拾取系統(tǒng)，具備：機(jī)器人，其具備能夠磁力吸附金屬制的工件的電磁手；判定部，其判定利用所述電磁手對(duì)所述工件的磁力吸附是否成功；以及磁力控制部，其控制所述電磁手的磁力，在由所述判定部判定出已被磁力吸附之前，所述磁力控制部將所述電磁手的磁力設(shè)定成能夠懸掛一個(gè)所述工件且不能懸掛兩個(gè)所述工件的大小，在由所述判定部判定出已被磁力吸附之后，所述磁力控制部使所述電磁手的磁力增大。

根據(jù)本方案，利用機(jī)器人的工作使電磁手靠近散裝的工件，并使電磁手工作對(duì)工件進(jìn)行磁力吸附。在該階段，由于控制部將電磁手的磁力設(shè)定成能夠懸掛一個(gè)工件但不能懸掛兩個(gè)工件的大小，所以，如果使機(jī)器人工作而舉起工件，則在兩個(gè)以上工件被磁力吸附在電磁手的情況下，在舉起的過(guò)程中磁力吸附會(huì)脫開(kāi)，導(dǎo)致一個(gè)工件被懸掛、或者一個(gè)工件也沒(méi)有被懸掛。

在該狀態(tài)下，利用判定部來(lái)判定磁力吸附是否成功，在判定出利用電磁手懸掛了一個(gè)工件的情況下，控制部使電磁手的磁力增大。從而保持已被電磁手磁力吸附的一個(gè)工件不會(huì)從電磁手中脫落。

即、能夠從散裝的多個(gè)工件中可靠地取出單一的工件，在后續(xù)工序中能夠容易地夾持住工件的外表面。

在上述方案中，所述判定部具備傳感器，當(dāng)所述機(jī)器人將所述電磁手配置在使所述工件處于懸掛狀態(tài)的位置時(shí)，所述傳感器對(duì)所述工件的有無(wú)進(jìn)行檢測(cè)，在所述傳感器檢測(cè)出所述工件存在時(shí)，所述判定部判定出所述工件已被磁力吸附。

通過(guò)如此，由于將電磁手的磁力設(shè)定成僅能夠懸掛一個(gè)工件的大小，所以在懸掛了由電磁手磁力吸附的工件的狀態(tài)下，通過(guò)利用傳感器對(duì)工件的有無(wú)進(jìn)行檢測(cè)，由此能夠容易地進(jìn)行磁力吸附是否成功的判定。

另外，在上述方案中，所述機(jī)器人具備能夠沿垂直方向工作的一個(gè)以上的軸，在所述機(jī)器人將所述電磁手配置在使所述工件處于懸掛狀態(tài)的位置的狀態(tài)下，當(dāng)用于使所述機(jī)器人的任一個(gè)所述軸工作的馬達(dá)的電流超過(guò)規(guī)定閾值時(shí)，所述判定部判定出所述工件已被磁力吸附。

通過(guò)如此，在處于利用電磁手懸掛了工件的狀態(tài)時(shí)，比未懸掛工件時(shí)更大的電流、在具備電磁手的機(jī)器人的能夠沿重力方向工作的軸的馬達(dá)中流動(dòng)。因此，根據(jù)電流是否超過(guò)閾值，能夠容易地進(jìn)行磁力吸附是否成功的判定。

另外，本發(fā)明的另一方案是一種散裝工件的拾取系統(tǒng)，具備：機(jī)器人，其具備能夠磁力吸附金屬制的工件的電磁手；緩沖臺(tái)，其配置在所述機(jī)器人的動(dòng)作范圍內(nèi)；判定部，其判定利用所述電磁手是否磁力吸附了兩個(gè)以上的所述工件；以及控制部，其控制所述機(jī)器人，當(dāng)利用所述判定部判定出已磁力吸附了兩個(gè)以上的所述工件時(shí)，所述控制部控制所述機(jī)器人將所述工件配置在所述緩沖臺(tái)的上方之后，使所述電磁手的磁力下降，從而使所述工件掉落在所述緩沖臺(tái)上。

根據(jù)本方案，在通過(guò)機(jī)器人的工作使電磁手靠近散裝的工件，并使電磁手工作而磁力吸附了工件的狀態(tài)下，在利用判定部判定出已磁力吸附了兩個(gè)以上工件的情況下，控制部使機(jī)器人工作，將工件配置在緩沖臺(tái)的上方之后，使電磁手的磁力下降而使工件掉落在緩沖臺(tái)上。

由此，能夠?qū)⒁驯淮帕ξ降膬蓚€(gè)以上的工件在緩沖臺(tái)上進(jìn)行分離，利用緩沖臺(tái)的緩沖作用，能夠維持工件完整的狀態(tài)。另外，即使在已被磁力吸附的兩個(gè)以上的工件發(fā)生互相纏繞的情況下，也能夠通過(guò)掉落的沖擊而分離。其結(jié)果為，能夠?qū)Ψ蛛x后的工件單獨(dú)進(jìn)行吸附，在后續(xù)工序中能夠容易地夾持住工件的外表面。

另外，本發(fā)明的另一方案是一種散裝工件的拾取方法，利用磁力吸附而從散裝的多個(gè)金屬制的工件中取出單一的所述工件，包括：第一磁力設(shè)定步驟，將電磁手的磁力設(shè)定成能夠懸掛一個(gè)所述工件且不能懸掛兩個(gè)所述工件的大??；吸附步驟，利用產(chǎn)生由所述第一磁力設(shè)定步驟設(shè)定的磁力的所述電磁手，對(duì)所述工件進(jìn)行磁力吸附；判定步驟，判定利用所述吸附步驟對(duì)所述工件的磁力吸附是否成功；以及第二磁力設(shè)定步驟，在利用所述判定步驟判定出已被磁力吸附的情況下，使所述電磁手的磁力增大。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠起到如下效果：能夠從散裝的多個(gè)工件中僅取出單一的工件，在后續(xù)工序中能夠容易地夾持外表面。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的拾取系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是用于說(shuō)明在圖1的拾取系統(tǒng)中的判定部的動(dòng)作的圖。

圖3是表示在圖1的拾取系統(tǒng)中的吸附指令信號(hào)、以及拾取是否成功的判定信號(hào)、與由電磁手產(chǎn)生的磁力之間的關(guān)系圖。

圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的拾取方法的流程圖。

圖5是表示利用圖1的拾取系統(tǒng)的電磁手拾取了一個(gè)工件的狀態(tài)的圖。

圖6是表示利用電磁手拾取了兩個(gè)工件的狀態(tài)的圖。

圖7是表示利用電磁手拾取了兩個(gè)工件的其他狀態(tài)的圖。

圖8是表示利用圖1的拾取系統(tǒng)的電磁手拾取的其他形狀的工件的圖。

圖9是表示圖8的工件互相纏繞而拾取了兩個(gè)工件的狀態(tài)的圖。

圖10是表示圖1的拾取系統(tǒng)的變形例的圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1：拾取系統(tǒng)

2：電磁手

3：機(jī)器人

4：拾取判定部(判定部)

5：控制部

5b：磁力控制部

6：傳感器

7：帶緩沖材料工作臺(tái)(緩沖臺(tái))

s2：第一磁力設(shè)定步驟

s3：吸附步驟

s5：判定步驟

s6：第二磁力設(shè)定步驟

w：工件

具體實(shí)施方式

下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的散裝工件的拾取系統(tǒng)1以及拾取方法進(jìn)行說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)施方式的拾取系統(tǒng)1包括：機(jī)器人3、拾取判定部(判定部)4和控制部5，所述機(jī)器人3具備能夠磁力吸附金屬制的工件w的電磁手2；所述拾取判定部(判定部)4用于判定由電磁手2進(jìn)行的對(duì)工件w的磁力吸附是否成功；所述控制部5用于控制機(jī)器人3的動(dòng)作以及電磁手2的磁力。

機(jī)器人3是例如包括第一軸j1、第二軸j2、第三軸j3、第四軸j4、第五軸j5以及第六軸j6的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，所述第一軸j1使軀干部3b相對(duì)于固定在地面上的基座3a繞垂直軸線回轉(zhuǎn)；所述第二軸j2使第一臂3c相對(duì)于軀干部3b繞水平軸線擺動(dòng)；所述第三軸j3使第二臂3d相對(duì)于第一臂3c繞水平軸線擺動(dòng)；所述第四軸j4使手腕基座3e相對(duì)于第二臂3d繞第二臂3d的長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)；所述第五軸j5使手腕部3f相對(duì)于手腕基座3e繞與第二臂3d的長(zhǎng)軸正交的軸線擺動(dòng)；所述第六軸j6使手腕前端部3g繞與第五軸j5正交的軸線旋轉(zhuǎn)。在手腕前端部3g固定有電磁手2，在電磁手2的細(xì)長(zhǎng)棒狀的前端具備磁力吸附部2a。

工件w如圖1所示，例如會(huì)成為多個(gè)工件w隨機(jī)收納在網(wǎng)籠x內(nèi)的散裝狀態(tài)。

如圖2所示，拾取判定部4具備配置在網(wǎng)籠x的上方的傳感器6。傳感器6具備隔開(kāi)距離且對(duì)置配置的發(fā)光部6a和受光部6b，該傳感器6可以檢測(cè)出：當(dāng)由發(fā)光部6a發(fā)出的光由受光部6b接收光時(shí)則在發(fā)光部6a與受光部6b之間不存在物體；當(dāng)沒(méi)有接收光時(shí)則物體存在。

如圖2所示，在機(jī)器人3將電磁手2的磁力吸附部2a配置在基于傳感器6的光線l的稍微上方的拾取判定位置的狀態(tài)下，當(dāng)傳感器6檢測(cè)出物體存在時(shí)，則拾取判定部4判定出工件w的吊起成功；當(dāng)傳感器6沒(méi)有檢測(cè)出物體時(shí)，則拾取判定部4判定出工件w的吊起失敗。

控制部5具備：對(duì)機(jī)器人3的動(dòng)作進(jìn)行控制的機(jī)器人控制部5a；以及對(duì)電磁手2的磁力進(jìn)行控制的磁力控制部5b。

機(jī)器人控制部5a根據(jù)所存儲(chǔ)的程序，通過(guò)向機(jī)器人3的各軸j1、j2、j3、j4、j5、j6的馬達(dá)(省略圖示)供給電流，由此使各軸j1、j2、j3、j4、j5、j6進(jìn)行動(dòng)作。

磁力控制部5b根據(jù)由機(jī)器人3輸出的吸附指令信號(hào)以及來(lái)自拾取判定部4的信號(hào)，使電磁手2的磁力產(chǎn)生或者消失。如圖3所示，磁力控制部5b在接收了來(lái)自機(jī)器人3的吸附指令信號(hào)時(shí)，使電磁手2的磁力吸附部2a產(chǎn)生能夠懸掛一個(gè)工件w且不能懸掛兩個(gè)工件w的第一磁力m1。

另外，磁力控制部5b在接收了來(lái)自拾取判定部4的工件w吊起成功的判定結(jié)果時(shí)，使電磁手2的磁力吸附部2a產(chǎn)生比第一磁力m1更大的第二磁力m2。

然后，磁力控制部5b在來(lái)自機(jī)器人控制部5a的工件w的吸附指令信號(hào)的接收結(jié)束時(shí)，使磁力消失，并使工件w脫離。

對(duì)使用了如此構(gòu)成的本實(shí)施方式的散裝工件的拾取系統(tǒng)1的拾取方法，進(jìn)行如下說(shuō)明。

如圖4所示，本實(shí)施方式的散裝工件的拾取方法為，首先，機(jī)器人控制部5a利用通過(guò)機(jī)器人3的附加軸馬達(dá)而工作的散裝傳感器8(參照?qǐng)D10)檢測(cè)出目標(biāo)工件的吸附位置，并使機(jī)器人3工作，使電磁手2的磁力吸附部2a靠近散裝在網(wǎng)籠x內(nèi)的工件w(步驟s1)。

在磁力吸附部2a被配置在工件w的吸附位置附近之后，通過(guò)磁力控制部5b產(chǎn)生第一磁力m1(第一磁力設(shè)定步驟s2)。然后，機(jī)器人控制部5a進(jìn)行使電磁手2的磁力吸附部2a吸附工件w的吸附動(dòng)作，例如進(jìn)行使電磁手2的磁力吸附部2a在網(wǎng)籠x內(nèi)的規(guī)定范圍移動(dòng)的動(dòng)作(吸附步驟s3)。

在利用機(jī)器人3的吸附動(dòng)作結(jié)束之后，機(jī)器人控制部5a使機(jī)器人3工作并使電磁手2的磁力吸附部2a移動(dòng)至圖2所示的拾取判定位置(步驟s4)。

如圖5所示，在由磁力吸附部2a吸附一個(gè)工件w的情況下，拾取判定位置是與網(wǎng)籠x內(nèi)的其他工件w分離并處于被懸掛的狀態(tài)的位置，所以，通過(guò)在該位置，對(duì)吸附在磁力吸附部2a上的工件w的有無(wú)進(jìn)行判定，由此能夠判定出單一的工件w的吸附是否成功。

在該情況下，由于第一磁力m1具有能夠懸掛一個(gè)工件w且不能懸掛兩個(gè)工件w的大小，所以，不會(huì)產(chǎn)生如圖6、圖7以及圖9那樣的兩個(gè)工件w被懸掛的狀態(tài)，而是成為如圖5以及圖8那樣的一個(gè)工件w被懸掛的狀態(tài)、或者工件w一個(gè)也沒(méi)有被懸掛的狀態(tài)中二者擇一的狀態(tài)。因此，通過(guò)利用拾取判定部4僅檢測(cè)出工件w存在，就能夠確認(rèn)已拾取了一個(gè)工件w。

即、在拾取判定位置判定拾取判定部4的傳感器6是否檢測(cè)出工件w(判定步驟s5)，在檢測(cè)出的情況下，磁力控制部5b使電磁手2的磁力增大至第二磁力m2(第二磁力設(shè)定步驟s6)。另一方面，在傳感器6沒(méi)有檢測(cè)出工件w的情況下，返回至步驟s1并再次開(kāi)始進(jìn)行工件w的吸附。

由于第二磁力m2比第一磁力m1大，所以由磁力吸附部2a已磁力吸附的工件w更加牢固地維持吸附狀態(tài)。

之后，機(jī)器人控制部5a使機(jī)器人3工作，并使工件w移動(dòng)至從電磁手2脫離的位置(步驟s7)。由于工件w被牢固地吸附在磁力吸附部2a上，所以不會(huì)在移動(dòng)中掉落。

而且，在使工件w移動(dòng)至工件脫離位置之后，機(jī)器人控制部5a停止吸附指令信號(hào)，由此電磁手2的磁力消失，工件w被脫離(步驟s8)。對(duì)必要數(shù)量的工件w的拾取是否結(jié)束進(jìn)行判定(步驟s9)，如果沒(méi)有結(jié)束，則反復(fù)進(jìn)行從步驟s1開(kāi)始的工序。

如此，根據(jù)本實(shí)施方式的拾取系統(tǒng)1以及拾取方法，由于在利用拾取判定部4判定出已被磁力吸附之前，磁力控制部5b將電磁手2的磁力設(shè)定成能夠懸掛一個(gè)工件w且不能懸掛兩個(gè)工件w的大小的第一磁力m1，所以不會(huì)錯(cuò)誤地同時(shí)拾取兩個(gè)以上的工件w，并能夠預(yù)先防止在拾取了兩個(gè)以上的情況下在后續(xù)工序中產(chǎn)生的不良情況。

即、在拾取方法的后續(xù)工序中，利用散裝傳感器8識(shí)別從電磁手2脫離的工件w的形狀，利用安裝在其他機(jī)器人上的手、或者通過(guò)同一機(jī)器人的手更換而安裝的手，臨時(shí)夾持外表面進(jìn)行翻轉(zhuǎn)等的操作之后，再進(jìn)行在正確位置重新抓取的正式夾持、和檢測(cè)出抓取錯(cuò)位，并進(jìn)行排列在托盤(pán)上的作業(yè)。

因此，如果使兩個(gè)同時(shí)被拾取的工件w在靠近的狀態(tài)或者重疊的狀態(tài)下脫離，則利用手臨時(shí)夾持外表面的作業(yè)難以進(jìn)行，但根據(jù)本實(shí)施方式的拾取系統(tǒng)1以及拾取方法，由于不會(huì)同時(shí)吸附兩個(gè)以上的工件w，所以具有如下的優(yōu)點(diǎn)：利用手能夠容易地夾持從電磁手2中脫離的工件w的外表面。

而且，根據(jù)本實(shí)施方式，在確認(rèn)一個(gè)工件w已被磁力吸附之后，由于使電磁手2的磁力增大至第二磁力m2，所以能夠使磁力吸附更牢固，并能夠防止在搬運(yùn)中脫離。

此外，在本實(shí)施方式中，作為拾取判定部4，利用配置在網(wǎng)籠x上方的傳感器6對(duì)利用電磁手2磁力吸附工件w是否成功進(jìn)行了判定，但也可以取而代之，利用機(jī)器人3的各軸j1、j2、j3、j4、j5、j6的馬達(dá)電流進(jìn)行判定。

即、在上述的例子中，由于第二軸j2、第三軸j3以及第五軸j5是使第一臂3c、第二臂3d或手腕部3f沿重力方向進(jìn)行動(dòng)作的軸，因此根據(jù)利用電磁手2是否吸附工件w而使馬達(dá)電流增減。

因此，也可以在這些軸j2、j3、j5的馬達(dá)電流超過(guò)規(guī)定閾值的情況下，判定出工件w已被吸附。

另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)利用能夠懸掛一個(gè)工件w且不能懸掛兩個(gè)工件w的大小的第一磁力m1對(duì)工件w進(jìn)行吸附，由此排除了同時(shí)拾取兩個(gè)以上的工件w的情況，但也可以取而代之，設(shè)定為能夠懸掛兩個(gè)以上工件w的大小的磁力進(jìn)行吸附，并利用軸j2、j3、j5的馬達(dá)電流，對(duì)是否吸附一個(gè)工件w、或是否吸附兩個(gè)以上的工件w進(jìn)行判定。

在該情況下，如圖10所示，在機(jī)器人3的動(dòng)作范圍內(nèi)，預(yù)先準(zhǔn)備帶緩沖材料工作臺(tái)(緩沖臺(tái))7，將懸掛的兩個(gè)以上工件w配置在帶緩沖材料工作臺(tái)7的上方，通過(guò)使電磁手2的磁力消失，使工件w掉落。利用帶緩沖材料工作臺(tái)7的緩沖作用，能夠維持工件w的完整性，另一方面，通過(guò)掉落的沖擊，能夠變成如圖9那樣的互相纏繞的工件w解開(kāi)而分離的狀態(tài)。

關(guān)于工件w是否已分離，通過(guò)使配置在網(wǎng)籠x上方的散裝傳感器8移動(dòng)至帶緩沖材料工作臺(tái)7的上方，對(duì)搭載在帶緩沖材料工作臺(tái)7上的工件w的形狀進(jìn)行識(shí)別，由此能夠進(jìn)行確認(rèn)。在工件w未分離的情況下，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行利用電磁手2的磁力吸附、吊起、掉落、利用散裝傳感器8的確認(rèn)，由此能夠分離工件w。