CN107150349B - 散装工件的拾取系统以及拾取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散装工件的拾取系统以及拾取方法，从散装的多个工件中仅取出单一的工件，在后续工序中易于夹持住外表面。散装工件的拾取系统(1)具备：机器人(3)，其具备能够磁力吸附金属制的工件(W)的电磁手(2)；判定部(4)，其判定利用电磁手(2)对工件(W)的磁力吸附是否成功；以及磁力控制部(5b)，其控制电磁手(2)的磁力，在由判定部(4)判定出已被磁力吸附之前，磁力控制部(5b)将电磁手(2)的磁力设定成能够悬挂一个工件(W)且不能悬挂两个工件(W)的大小，在由判定部(4)判定出已被磁力吸附之后，磁力控制部(5b)使电磁手(2)的磁力增大。

Description

散装工件的拾取系统以及拾取方法

技术领域

本发明涉及散装工件的拾取系统以及拾取方法。

背景技术

一直以来，已知有一种使用电磁手从散装的多个金属制的工件中拾取工件的机器人系统(例如参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-183593号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，专利文献1的机器人系统存在如下的不良情况：利用电磁手的磁力而捕捉到多个工件，在后续工序中难以排列工件。即、在后续工序的排列时，虽然使用了具有手指的夹持手，所述手指用于夹持工件的外表面，但由于以棒状的电磁手无法控制所吸附的工件的姿态，因此，同时捕捉到的多个工件如果暂时放置成靠近或者重叠，则利用夹持手无法夹持外表面。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够从散装的多个工件中仅取出单一的工件、在后续工序中易于夹持外表面的散装工件的拾取系统以及拾取方法。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供如下的方案。

本发明的一个方案是一种散装工件的拾取系统，具备：机器人，其具备能够磁力吸附金属制的工件的电磁手；判定部，其判定利用所述电磁手对所述工件的磁力吸附是否成功；以及磁力控制部，其控制所述电磁手的磁力，在由所述判定部判定出已被磁力吸附之前，所述磁力控制部将所述电磁手的磁力设定成能够悬挂一个所述工件且不能悬挂两个所述工件的大小，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电磁手的磁力增大。

根据本方案，利用机器人的工作使电磁手靠近散装的工件，并使电磁手工作对工件进行磁力吸附。在该阶段，由于控制部将电磁手的磁力设定成能够悬挂一个工件但不能悬挂两个工件的大小，所以，如果使机器人工作而举起工件，则在两个以上工件被磁力吸附在电磁手的情况下，在举起的过程中磁力吸附会脱开，导致一个工件被悬挂、或者一个工件也没有被悬挂。

在该状态下，利用判定部来判定磁力吸附是否成功，在判定出利用电磁手悬挂了一个工件的情况下，控制部使电磁手的磁力增大。从而保持已被电磁手磁力吸附的一个工件不会从电磁手中脱落。

即、能够从散装的多个工件中可靠地取出单一的工件，在后续工序中能够容易地夹持住工件的外表面。

在上述方案中，所述判定部具备传感器，当所述机器人将所述电磁手配置在使所述工件处于悬挂状态的位置时，所述传感器对所述工件的有无进行检测，在所述传感器检测出所述工件存在时，所述判定部判定出所述工件已被磁力吸附。

通过如此，由于将电磁手的磁力设定成仅能够悬挂一个工件的大小，所以在悬挂了由电磁手磁力吸附的工件的状态下，通过利用传感器对工件的有无进行检测，由此能够容易地进行磁力吸附是否成功的判定。

另外，在上述方案中，所述机器人具备能够沿垂直方向工作的一个以上的轴，在所述机器人将所述电磁手配置在使所述工件处于悬挂状态的位置的状态下，当用于使所述机器人的任一个所述轴工作的马达的电流超过规定阈值时，所述判定部判定出所述工件已被磁力吸附。

通过如此，在处于利用电磁手悬挂了工件的状态时，比未悬挂工件时更大的电流、在具备电磁手的机器人的能够沿重力方向工作的轴的马达中流动。因此，根据电流是否超过阈值，能够容易地进行磁力吸附是否成功的判定。

另外，本发明的另一方案是一种散装工件的拾取系统，具备：机器人，其具备能够磁力吸附金属制的工件的电磁手；缓冲台，其配置在所述机器人的动作范围内；判定部，其判定利用所述电磁手是否磁力吸附了两个以上的所述工件；以及控制部，其控制所述机器人，当利用所述判定部判定出已磁力吸附了两个以上的所述工件时，所述控制部控制所述机器人将所述工件配置在所述缓冲台的上方之后，使所述电磁手的磁力下降，从而使所述工件掉落在所述缓冲台上。

根据本方案，在通过机器人的工作使电磁手靠近散装的工件，并使电磁手工作而磁力吸附了工件的状态下，在利用判定部判定出已磁力吸附了两个以上工件的情况下，控制部使机器人工作，将工件配置在缓冲台的上方之后，使电磁手的磁力下降而使工件掉落在缓冲台上。

由此，能够将已被磁力吸附的两个以上的工件在缓冲台上进行分离，利用缓冲台的缓冲作用，能够维持工件完整的状态。另外，即使在已被磁力吸附的两个以上的工件发生互相缠绕的情况下，也能够通过掉落的冲击而分离。其结果为，能够对分离后的工件单独进行吸附，在后续工序中能够容易地夹持住工件的外表面。

另外，本发明的另一方案是一种散装工件的拾取方法，利用磁力吸附而从散装的多个金属制的工件中取出单一的所述工件，包括：第一磁力设定步骤，将电磁手的磁力设定成能够悬挂一个所述工件且不能悬挂两个所述工件的大小；吸附步骤，利用产生由所述第一磁力设定步骤设定的磁力的所述电磁手，对所述工件进行磁力吸附；判定步骤，判定利用所述吸附步骤对所述工件的磁力吸附是否成功；以及第二磁力设定步骤，在利用所述判定步骤判定出已被磁力吸附的情况下，使所述电磁手的磁力增大。

发明效果

根据本发明，能够起到如下效果：能够从散装的多个工件中仅取出单一的工件，在后续工序中能够容易地夹持外表面。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的拾取系统的整体结构图。

图2是用于说明在图1的拾取系统中的判定部的动作的图。

图3是表示在图1的拾取系统中的吸附指令信号、以及拾取是否成功的判定信号、与由电磁手产生的磁力之间的关系图。

图4是用于说明本发明的一个实施方式的拾取方法的流程图。

图5是表示利用图1的拾取系统的电磁手拾取了一个工件的状态的图。

图6是表示利用电磁手拾取了两个工件的状态的图。

图7是表示利用电磁手拾取了两个工件的其他状态的图。

图8是表示利用图1的拾取系统的电磁手拾取的其他形状的工件的图。

图9是表示图8的工件互相缠绕而拾取了两个工件的状态的图。

图10是表示图1的拾取系统的变形例的图。

附图标记说明

1：拾取系统

2：电磁手

3：机器人

4：拾取判定部(判定部)

5：控制部

5b：磁力控制部

6：传感器

7：带缓冲材料工作台(缓冲台)

S2：第一磁力设定步骤

S3：吸附步骤

S5：判定步骤

S6：第二磁力设定步骤

W：工件

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的一个实施方式的散装工件的拾取系统1以及拾取方法进行说明。

如图1所示，本实施方式的拾取系统1包括：机器人3、拾取判定部(判定部)4和控制部5，所述机器人3具备能够磁力吸附金属制的工件W的电磁手2；所述拾取判定部(判定部)4用于判定由电磁手2进行的对工件W的磁力吸附是否成功；所述控制部5用于控制机器人3的动作以及电磁手2的磁力。

机器人3是例如包括第一轴J1、第二轴J2、第三轴J3、第四轴J4、第五轴J5以及第六轴J6的多关节机械手，所述第一轴J1使躯干部3b相对于固定在地面上的基座3a绕垂直轴线回转；所述第二轴J2使第一臂3c相对于躯干部3b绕水平轴线摆动；所述第三轴J3使第二臂3d相对于第一臂3c绕水平轴线摆动；所述第四轴J4使手腕基座3e相对于第二臂3d绕第二臂3d的长轴旋转；所述第五轴J5使手腕部3f相对于手腕基座3e绕与第二臂3d的长轴正交的轴线摆动；所述第六轴J6使手腕前端部3g绕与第五轴J5正交的轴线旋转。在手腕前端部3g固定有电磁手2，在电磁手2的细长棒状的前端具备磁力吸附部2a。

工件W如图1所示，例如会成为多个工件W随机收纳在网笼X内的散装状态。

如图2所示，拾取判定部4具备配置在网笼X的上方的传感器6。传感器6具备隔开距离且对置配置的发光部6a和受光部6b，该传感器6可以检测出：当由发光部6a发出的光由受光部6b接收光时则在发光部6a与受光部6b之间不存在物体；当没有接收光时则物体存在。

如图2所示，在机器人3将电磁手2的磁力吸附部2a配置在基于传感器6的光线L的稍微上方的拾取判定位置的状态下，当传感器6检测出物体存在时，则拾取判定部4判定出工件W的吊起成功；当传感器6没有检测出物体时，则拾取判定部4判定出工件W的吊起失败。

控制部5具备：对机器人3的动作进行控制的机器人控制部5a；以及对电磁手2的磁力进行控制的磁力控制部5b。

机器人控制部5a根据所存储的程序，通过向机器人3的各轴J1、J2、J3、J4、J5、J6的马达(省略图示)供给电流，由此使各轴J1、J2、J3、J4、J5、J6进行动作。

磁力控制部5b根据由机器人3输出的吸附指令信号以及来自拾取判定部4的信号，使电磁手2的磁力产生或者消失。如图3所示，磁力控制部5b在接收了来自机器人3的吸附指令信号时，使电磁手2的磁力吸附部2a产生能够悬挂一个工件W且不能悬挂两个工件W的第一磁力M1。

另外，磁力控制部5b在接收了来自拾取判定部4的工件W吊起成功的判定结果时，使电磁手2的磁力吸附部2a产生比第一磁力M1更大的第二磁力M2。

然后，磁力控制部5b在来自机器人控制部5a的工件W的吸附指令信号的接收结束时，使磁力消失，并使工件W脱离。

对使用了如此构成的本实施方式的散装工件的拾取系统1的拾取方法，进行如下说明。

如图4所示，本实施方式的散装工件的拾取方法为，首先，机器人控制部5a利用通过机器人3的附加轴马达而工作的散装传感器8(参照图10)检测出目标工件的吸附位置，并使机器人3工作，使电磁手2的磁力吸附部2a靠近散装在网笼X内的工件W(步骤S1)。

在磁力吸附部2a被配置在工件W的吸附位置附近之后，通过磁力控制部5b产生第一磁力M1(第一磁力设定步骤S2)。然后，机器人控制部5a进行使电磁手2的磁力吸附部2a吸附工件W的吸附动作，例如进行使电磁手2的磁力吸附部2a在网笼X内的规定范围移动的动作(吸附步骤S3)。

在利用机器人3的吸附动作结束之后，机器人控制部5a使机器人3工作并使电磁手2的磁力吸附部2a移动至图2所示的拾取判定位置(步骤S4)。

如图5所示，在由磁力吸附部2a吸附一个工件W的情况下，拾取判定位置是与网笼X内的其他工件W分离并处于被悬挂的状态的位置，所以，通过在该位置，对吸附在磁力吸附部2a上的工件W的有无进行判定，由此能够判定出单一的工件W的吸附是否成功。

在该情况下，由于第一磁力M1具有能够悬挂一个工件W且不能悬挂两个工件W的大小，所以，不会产生如图6、图7以及图9那样的两个工件W被悬挂的状态，而是成为如图5以及图8那样的一个工件W被悬挂的状态、或者工件W一个也没有被悬挂的状态中二者择一的状态。因此，通过利用拾取判定部4仅检测出工件W存在，就能够确认已拾取了一个工件W。

即、在拾取判定位置判定拾取判定部4的传感器6是否检测出工件W(判定步骤S5)，在检测出的情况下，磁力控制部5b使电磁手2的磁力增大至第二磁力M2(第二磁力设定步骤S6)。另一方面，在传感器6没有检测出工件W的情况下，返回至步骤S1并再次开始进行工件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更加牢固地维持吸附状态。

之后，机器人控制部5a使机器人3工作，并使工件W移动至从电磁手2脱离的位置(步骤S7)。由于工件W被牢固地吸附在磁力吸附部2a上，所以不会在移动中掉落。

而且，在使工件W移动至工件脱离位置之后，机器人控制部5a停止吸附指令信号，由此电磁手2的磁力消失，工件W被脱离(步骤S8)。对必要数量的工件W的拾取是否结束进行判定(步骤S9)，如果没有结束，则反复进行从步骤S1开始的工序。

如此，根据本实施方式的拾取系统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将电磁手2的磁力设定成能够悬挂一个工件W且不能悬挂两个工件W的大小的第一磁力M1，所以不会错误地同时拾取两个以上的工件W，并能够预先防止在拾取了两个以上的情况下在后续工序中产生的不良情况。

即、在拾取方法的后续工序中，利用散装传感器8识别从电磁手2脱离的工件W的形状，利用安装在其他机器人上的手、或者通过同一机器人的手更换而安装的手，临时夹持外表面进行翻转等的操作之后，再进行在正确位置重新抓取的正式夹持、和检测出抓取错位，并进行排列在托盘上的作业。

因此，如果使两个同时被拾取的工件W在靠近的状态或者重叠的状态下脱离，则利用手临时夹持外表面的作业难以进行，但根据本实施方式的拾取系统1以及拾取方法，由于不会同时吸附两个以上的工件W，所以具有如下的优点：利用手能够容易地夹持从电磁手2中脱离的工件W的外表面。

而且，根据本实施方式，在确认一个工件W已被磁力吸附之后，由于使电磁手2的磁力增大至第二磁力M2，所以能够使磁力吸附更牢固，并能够防止在搬运中脱离。

此外，在本实施方式中，作为拾取判定部4，利用配置在网笼X上方的传感器6对利用电磁手2磁力吸附工件W是否成功进行了判定，但也可以取而代之，利用机器人3的各轴J1、J2、J3、J4、J5、J6的马达电流进行判定。

即、在上述的例子中，由于第二轴J2、第三轴J3以及第五轴J5是使第一臂3c、第二臂3d或手腕部3f沿重力方向进行动作的轴，因此根据利用电磁手2是否吸附工件W而使马达电流增减。

因此，也可以在这些轴J2、J3、J5的马达电流超过规定阈值的情况下，判定出工件W已被吸附。

另外，在本实施方式中，通过利用能够悬挂一个工件W且不能悬挂两个工件W的大小的第一磁力M1对工件W进行吸附，由此排除了同时拾取两个以上的工件W的情况，但也可以取而代之，设定为能够悬挂两个以上工件W的大小的磁力进行吸附，并利用轴J2、J3、J5的马达电流，对是否吸附一个工件W、或是否吸附两个以上的工件W进行判定。

在该情况下，如图10所示，在机器人3的动作范围内，预先准备带缓冲材料工作台(缓冲台)7，将悬挂的两个以上工件W配置在带缓冲材料工作台7的上方，通过使电磁手2的磁力消失，使工件W掉落。利用带缓冲材料工作台7的缓冲作用，能够维持工件W的完整性，另一方面，通过掉落的冲击，能够变成如图9那样的互相缠绕的工件W解开而分离的状态。

关于工件W是否已分离，通过使配置在网笼X上方的散装传感器8移动至带缓冲材料工作台7的上方，对搭载在带缓冲材料工作台7上的工件W的形状进行识别，由此能够进行确认。在工件W未分离的情况下，通过反复进行利用电磁手2的磁力吸附、吊起、掉落、利用散装传感器8的确认，由此能够分离工件W。

Claims (3)

1.一种散装工件的拾取系统，其特征在于，具备：

机器人，其具备能够磁力吸附金属制的工件的电磁手；

判定部，其判定利用所述电磁手对所述工件的磁力吸附是否成功；以及

磁力控制部，其控制所述电磁手的磁力，

在由所述判定部判定出已被磁力吸附之前，所述磁力控制部将所述电磁手的磁力设定成能够悬挂一个所述工件且不能悬挂两个所述工件的大小，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电磁手的磁力增大，

所述机器人具备能够沿垂直方向工作的一个以上的轴，

在所述机器人将所述电磁手配置在使所述工件处于悬挂状态的位置的状态下，当用于使沿重力方向动作的所述机器人的任一个所述轴工作的马达的电流超过规定阈值时，所述判定部判定出所述工件已被磁力吸附。

2.根据权利要求1所述的散装工件的拾取系统，其特征在于，

所述判定部具备传感器，当所述机器人将所述电磁手配置在使所述工件处于悬挂状态的位置时，所述传感器对所述工件的有无进行检测，

在所述传感器检测出所述工件存在时，所述判定部判定出所述工件已被磁力吸附。

3.一种散装工件的拾取方法，通过磁力吸附从散装的多个金属制的工件中取出单一的所述工件，其特征在于，包括：

第一磁力设定步骤，将电磁手的磁力设定成能够悬挂一个所述工件且不能悬挂两个所述工件的大小；

吸附步骤，利用产生由所述第一磁力设定步骤设定的磁力的所述电磁手，对所述工件进行磁力吸附；

判定步骤，判定利用所述吸附步骤对所述工件的磁力吸附是否成功；以及

第二磁力设定步骤，在利用所述判定步骤判定出已被磁力吸附的情况下，使所述电磁手的磁力增大，

将所述电磁手配置在使所述工件处于悬挂状态的位置的状态下，当用于使沿重力方向动作的连接至所述电磁手的轴工作的马达的电流超过规定阈值时，判定出所述工件已被磁力吸附。

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