工件搬运系统技术方案

一种工件搬运系统(1)，具备：机器人(2)，其在前端具备把持工件(W)的手(5)，并且具备能够检测作用于手(5)的外力的传感器；平衡器(3)，其与手(5)连接，并且能够产生将手(5)向竖直上方提升的提升力；形状计测装置(6)，其计测工件(W)的形状；以及控制装置(4)，其根据由形状计测装置(6)计测出的工件(W)的形状，控制机器人(2)以及平衡器(3)，控制装置(4)根据由形状计测装置(6)计测出的工件(W)的形状，调整由手(5)把持工件(W)的把持位置，在调整后的把持位置把持并抬起工件(W)时，控制由平衡器(3)产生的提升力，以使得由传感器检测的竖直方向的外力的绝对值成为预定的第一阈值以下。力的绝对值成为预定的第一阈值以下。力的绝对值成为预定的第一阈值以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工件搬运系统


[0001]本公开涉及工件搬运系统。

技术介绍

[0002]已知一种系统，其在利用机器人搬运由安装于前端的手支撑的工件时，利用平衡器以与工件的重量对应的力提升工件来辅助机器人(例如，参照专利文献1。)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1：国际公开第2010/104157号

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]在手把持工件的把持位置不适当时，无法利用平衡器达到适当的平衡状态。然而，在工件品种多样的情况下，预先对每个工件测量质量、把持位置等信息并进行登记，需要大量的工时。因此，期望不预先登记工件的把持位置等信息，而在适当的把持位置把持并搬运工件。
[0007]用于解决问题的方案
[0008]本专利技术的一个方面是一种工件搬运系统，具备：机器人，其在前端具备把持工件的手，并且具备能够检测作用于该手的外力的传感器；平衡器，其与所述手连接，并且能够产生将该手向竖直上方提升的提升力；形状计测装置，其计测所述工件的形状；以及控制装置，其根据由该形状计测装置计测出的所述工件的形状，控制所述机器人以及所述平衡器，该控制装置根据由所述形状计测装置计测出的所述工件的形状，调整由所述手把持所述工件的把持位置，在调整后的把持位置把持并抬起所述工件时，控制由所述平衡器产生的所述提升力，以使得由所述传感器检测的竖直方向的外力的绝对值成为预定的第一阈值以下。
附图说明
[0009]图1是示出本专利技术的一个实施方式的工件搬运系统的整体结构图。
[0010]图2是示出图1的工件搬运系统的框图。
[0011]图3是示出图2的平衡器控制部所具备的气压控制回路的图。
[0012]图4是示出表示关闭图3的第一阀的状态的气压控制回路的图。
[0013]图5是说明图3的气压控制回路的平衡状态的图。
[0014]图6是说明利用图1的工件搬运系统搬运工件的动作的流程图。
[0015]图7是示出图2的气压控制回路的变形例的图。
[0016]图8是说明利用具备图7的气压控制回路的工件搬运系统搬运工件的动作的流程图。
[0017]图9是示出图2的工件搬运系统的变形例的框图。
具体实施方式
[0018]以下参照附图对本专利技术的一个实施方式的工件搬运系统1进行说明。
[0019]如图1所示，本实施方式的工件搬运系统1具备机器人2、平衡器3、以及控制装置4。
[0020]机器人2例如是垂直六轴多关节型机器人，在前端具备能够把持工件W的手5。在机器人2内置有能够检测作用于手5的外力的力传感器(传感器)。另外，在手5搭载有能够获取工件W的图像的摄像头(形状计测装置)6。
[0021]工件W例如是横截面具有均匀形状的细长部件。手5具备一对能够开闭的爪部8，一对爪部8能够在水平方向上夹住并把持搭载于工作台等工件台7的搭载面的工件W的长度方向的任一位置。力传感器能够检测作为作用于工件W的外力，例如以设定于一对爪部8的中央的工具前端点(TCP)为原点的正交坐标系的三个轴线方向的外力以及围绕三个轴线的力矩。
[0022]平衡器3例如是气缸，从配置于机器人2附近的支柱9所支撑的悬臂梁10悬挂，并配置为能够向竖直下方出没杆11。杆11的前端安装于手5。若向使平衡器3的杆11上升的方向驱动，则能够对手5施加朝向竖直方向上方的提升力。悬臂梁10以能够围绕沿支柱9的长度轴方向延伸的竖直轴线旋转的方式设置。
[0023]另外，平衡器3固定于滑块12，滑块12被支撑为能够沿悬臂梁10的长度方向移动。由此，若机器人2动作，则通过悬臂梁10的旋转以及滑块12的移动，平衡器3维持在配置于手5的竖直上方的状态，无论机器人2的姿态如何，都能够使提升力作用于手5。
[0024]摄像头6例如通过从工件W的竖直上方拍摄工件W，能够获取包含工件W的俯视图的形状的图像。
[0025]如图2所示，控制装置4具备控制机器人2的机器人控制部13、以及控制平衡器3的平衡器控制部14。
[0026]在由搬运程序指示把持工件W时，机器人控制部13控制机器人2将摄像头6配置到工件W的上方，使得利用摄像头6获取工件W的图像。另外，机器人控制部13从由摄像头6获取的图像提取工件W的形状，并计算其重心位置，从而计算出由手5把持工件W的把持位置。
[0027]另外，机器人控制部13控制机器人2在计算出的把持位置配置手5，使得利用手5把持工件W。然后，机器人控制部13控制机器人2使手5上升，并在由力传感器检测出的围绕水平轴线的力矩超过预定的阈值即第二阈值Th2时，进行把持位置的修正。
[0028]把持位置的修正通过如下进行：向减小由力传感器检测出的围绕水平轴线的力矩的方向，沿着工件W的长度方向挪动把持位置。即，在工件台7放置工件W，相对于所放置的工件W修正由手5把持的把持位置，在修正后的把持位置把持工件W，抬起工件W，重复进行上述工序，直至由力传感器检测的力矩的大小收敛至第二阈值Th2以下。
[0029]平衡器控制部14例如具备图3所示的气压控制回路15。
[0030]气压控制回路15具备气动源16、三个阀17、18、19、以及调节器20。附图标记21是调速器，附图标记22是带消音器的节流阀，附图标记23是消音器。
[0031]平衡器控制部14调整由平衡器3产生的提升力。
[0032]由平衡器3产生的提升力被调整为，在抬起由手5在适当的把持位置把持工件W并使其静止的状态下，由力传感器检测出的竖直方向的外力的绝对值收敛至预定的阈值即第四阈值Th4以下。
[0033]具体而言，如图3所示，平衡器控制部14使第一阀17以及第二阀18工作，并使来自气动源16的空气以调速器21、第一阀17以及第二阀18的顺序穿过，并供给至平衡器3的杆11侧。由此，能够提升杆11以将朝上的提升力作用于手5。
[0034]例如，在调整后的把持位置利用手5把持放置于工件台7的工件W的状态下，开闭第一阀17。由此，间歇性地增大由平衡器3产生的提升力，直至由力传感器检测的竖直方向的外力成为预定的阈值即第三阈值Th3。此时，向调节器20供给的设定压力值也与供给至平衡器3的压力值相等地增大。
[0035]在由力传感器检测出的竖直方向的外力超过预定的第三阈值Th3的时刻，如图4所示，关闭第一阀17，并且利用机器人控制部13控制机器人2使手5上升。然后，平衡器控制部14判定由力传感器检测的竖直方向的外力是否成为预定的阈值即第四阈值Th4以下。
[0036]在外力未成为第四阈值Th4以下的情况下，平衡器控制部14切换第一阀17的开闭，并调整对平衡器3施加的压力值。然后，平衡器控制部14在由力传感器检测的竖直方向的外力成为第四阈值Th4以下的时刻，如图5所示，切换第二阀18。
[0037]由此，设定于调节器20的设定压力值的气压向平衡器3供给。通过预先将第四阈值Th4设定为充分小，能够成为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工件搬运系统，其特征在于，具备：机器人，其在前端具备把持工件的手，并且具备能够检测作用于该手的外力的传感器；平衡器，其与所述手连接，并且能够产生将该手向竖直上方提升的提升力；形状计测装置，其计测所述工件的形状；以及控制装置，其根据由该形状计测装置计测出的所述工件的形状，控制所述机器人以及所述平衡器，该控制装置根据由所述形状计测装置计测出的所述工件的形状，调整所述手把持所述工件的把持位置，在调整后的把持位置把持并抬起所述工件时，控制由所述平衡器产生的所述提升力，以使得由所述传感器检测的竖直方向的外力的绝对值成为预定的第一阈值以下。2.根据权利要求1所述的工件搬运系统，其特征在于，由所述控制装置进行的所述把持位置的调整如下进行，控制所述机器人在根据所述工件的形状而设定的所述把持位置利用所述手把持并抬起所述工件，修正所述把持位置，以使得由所述传感器检测的围绕水平轴线的力矩成为预定的第二阈值以下。3.根据权利要求1或2所述的工件搬运系统，其特征在于，由所述控制装置进行的所述平衡器的所述提升力的控制如下进行，控制所述机器人在调整后的把持位置利用所述手把持放置于搭载面的所述工件，控制所述平衡器...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口隼司，渡边英行，加藤裕贵，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：