專利名稱：機器人裝置、機器人系統和被加工物的制造方法
技術領域：
本發明涉及機器人裝置、機器人系統和被加工物的制造方法，特別涉及具有以下機器人臂的機器人裝置、機器人系統和被加工物的制造方法，該機器人臂包括用于對保持對象物進行保持的保持部。
背景技術：
以往，公知了這樣的機器人裝置，該機器人裝置具有機器人臂，該機器人臂包括用于對保持對象物進行保持的保持部(例如參照專利文獻I)。在上述專利文獻I中，公開了一種機器人裝置，該機器人裝置具有機器人臂，其具有用于保持工件(保持對象物)的把持裝置(保持部)；和傳感器單元，其具備用于對放置在儲料器內部的多個工件進行攝像(攝影)的傳感器單元。在上述專利文獻I的機器人裝置中，傳感器單元固定放置在位于儲料器的上方且與機器人臂離開的位置。而且，通過利用傳感器單元拍攝在儲料器內部放置的多個工件，來檢測多個工件各自的姿態。之后，驅動機器人臂以通過把持裝置把持從多個工件中選擇出的一個工件。另外，雖然沒有明確記述，但在對保持裝置把持工件的狀態(把持裝置把持工件的位置等)進行檢測時，通過用于對放置在儲料器內部的多個工件進行拍攝的傳感器單元對把持裝置所把持的工件進行拍攝，從而檢測工件的把持狀態(保持狀態)。專利文獻1:日本特開2011-115930號公報但是，在上述專利文獻I記載的機器人裝置中，在檢測把持裝置把持工件的狀態時需要進行下述動作在把持裝置把持著工件的狀態下，驅動機器人臂以將把持裝置放置在傳感器單元附近，然后使機器人臂停止，通過傳感器單元拍攝把持裝置所把持的工件。因此，在通過傳感器單元拍攝工件期間機器人臂的驅動被停止了，相應地，一系列工件取出工序(例如從把持裝置把持工件到使工件移動到下一工序的設備的工序)所需的時間(生產間隔時間)變長。因此，希望縮短工件取出工序(保持對象物取出工序)所需的時間。
發明內容
本發明就是為了解決上述問題而完成的，本發明的一個目的在于提供能夠縮短保持對象物取出工序所需的時間的機器人裝置、機器人系統和被加工物的制造方法。為了實現上述目的，本發明的第一方面的機器人裝置具有機器人臂，其包括用于對保持對象物進行保持的第一保持部；和保持狀態檢測部，其安裝于機器人臂，用于在通過機器人臂搬送保持對象物的同時，檢測第一保持部所保持的保持對象物的保持狀態。在該第一方面的機器人裝置中，如上所述，具有保持狀態檢測部，其安裝于機器人臂，用于在通過機器人臂搬送保持對象物的同時，檢測第一保持部所保持的保持對象物的保持狀態進行檢測；由此，在通過機器人臂搬送保持對象物的動作中檢測保持對象物的保持狀態，因此不需要為了檢測保持對象物的保持狀態而使機器人臂停止，相應地能夠縮短保持對象物取出工序所需的時間。
本發明的第二方面的機器人系統具有機器人裝置和控制裝置，所述機器人裝置包括機器人臂，其具有用于對保持對象物進行保持的保持部；和保持狀態檢測部，其安裝于機器人臂，用于在通過機器人臂搬送保持對象物的同時檢測保持部所保持的保持對象物的保持狀態，所述控制裝置基于檢測出的保持對象物的保持狀態來修正機器人裝置的動作。在本發明的第二方面的機器人裝置中，如上所述，具有保持狀態檢測部，其安裝于機器人臂，用于在通過機器人臂搬送保持對象物的同時檢測第一保持部所保持的保持對象物的保持狀態；由此，在通過機器人臂搬送保持對象物的動作中檢測保持對象物的保持狀態，因此不需要為了檢測保持對象物的保持狀態而使機器人臂停止，相應地能夠縮短保持對象物取出工序所需的時間。本發明的第三方面的被加工物的制造方法具有下述步驟第一步驟，在該第一步驟中，通過設于機器人臂的保持部來保持被加工物；第二步驟，在該第二步驟中，在通過機器人臂將由保持部保持的被加工物向下一工序搬送的同時，通過設于機器人臂的保持狀態檢測部檢測由保持部保持的被加工物的保持狀態；以及第三步驟，在該第三步驟中，在下一工序對被加工物施加預定處理。在本發明的第三方面的被加工物的制造方法中，如上所述，具有下述步驟在通過機器人臂將由保持部保持的被加工物向下一工序搬送的同時，通過設于機器人臂的保持部來檢測由保持部保持的被加工物的保持狀態，由此，在通過機器人臂搬送保持對象物的動作中檢測保持對象物的保持狀態，因此不需要為了檢測保持對象物的保持狀態而使機器人臂停止，相應地能夠縮短保持對象物取出工序所需的時間。
圖1是從側方觀察本發明的第一實施方式的機器人系統的整體圖。圖2是從上方觀察本發明的第一實施方式的機器人系統的整體圖。圖3是本發明的第一實施方式的機器人系統的傳感器單元的主視圖。圖4是本發明的第一實施方式的機器人系統的手部所保持的工件的立體圖。圖5是表示將圖4所示的工件以Z軸為中心旋轉180度的狀態的立體圖。圖6是本發明的第一實施方式的機器人系統的框圖。圖7是用于說明本發明第一實施方式的機器人系統的控制流程的流程圖。圖8是表示本發明的第一實施方式的機器人系統的放置狀態檢測部掃描工件的狀態的圖。圖9是表示本發明的第一實施方式的機器人系統的手部保持工件的狀態的圖。圖10是表示圖9的手部保持工件的狀態的放大圖。圖11是表示本發明的第一實施方式的機器人系統的機器人臂搬送工件的狀態的圖。圖12是表不本發明的第一實施方式的機器人系統的機器人臂將工件載置于臨時載置臺的狀態的圖。圖13是表示圖12所示的載置于臨時載置臺上的工件旋轉后的狀態的圖。圖14是表不本發明的第一實施方式的機器人系統的機器人臂將工件載置于下一工序的設備的狀態的圖。
圖15是從上方觀察本發明的第二實施方式的機器人系統的整體圖。圖16是表示本發明的第二實施方式的機器人系統的吸附部吸附著工件的狀態的圖。圖17是用于說明本發明的第二實施方式的機器人系統的控制流程的流程圖。圖18是表示本發明的變形例的工件的圖。標號說明2、2a :機器人控制器(控制部、控制裝置)；3 :保持狀態檢測用攝像機(保持狀態檢測部、攝像部)；4 圖像處理系統(保持狀態檢測部)；5 :放置狀態檢測部；6 :臨時載置臺(臺部)；11 :機器人臂；15 :手部(弟一保持部、保持部);62 :機器人臂(第一機器人臂)；66 :吸附部(第一保持部、保持部);72 :機器人臂(第二機器人臂)；76 :手部(弟_■保持部、把持部);100、101 :機器人系統；200:儲料器(容器)；201 :工件(保持對象物、被加工物)；203 :螺釘(保持對象物)。
具體實施例方式下面，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。(第一實施方式)首先，參照圖1至圖6對第一實施方式的機器人系統100的結構進行說明。如圖1所示，機器人系統100具備機器人I ;機器人控制器2，其用于控制整個機器人系統100的動作；圖像處理系統4，其用于對由保持狀態檢測用攝像機3拍攝到的圖像進行處理；放置狀態檢測部5，其用于檢測在儲料器200內放置的多個工件201 (參照圖2)的放置狀態；以及臨時載置臺6，其用于臨時放置工件201。另外，機器人控制器2是本發明的“控制部”和“控制裝置”的一例。而且，保持狀態檢測用攝像機3是本發明的“保持狀態檢測部”和“攝像部”的一例。而且，圖像處理系統4是本發明的“保持狀態檢測部”的一例。而且，臨時載置臺6是本發明的“臺部”的一例。而且，儲料器200是本發明的“容器”的一例。而且，工件201是本發明的“保持對象物”和“被加工物”的一例。而且，如圖1和圖2所示，以與機器人系統100相鄰的方式配置有下一工序的設備202 (例如加工機)。而且，以與機器 人系統100相鄰的方式放置有在內部具備多個工件201的儲料器200。儲料器200由金屬或樹脂等形成，如圖2所示，在儲料器200的內部雜亂地放置有(散裝)多個工件201。而且，如圖4所示，工件201形成為具有大致長方體形狀的外形的中空箱狀。而且，工件201具有沿著長度方向(箭頭Xl方向、箭頭X2方向)的4個面即面201a、面201b、面201c、面201d。在面201a形成有切口 2012a和圓形的孔部2011a。而且，在面201b形成有2個四方形狀的孔部2011b。而且，在面201c形成有2個圓形的孔部2011c。而且，在面201d形成有2個圓形的孔部2011d和I個長圓形的孔部2012d。如圖1所示，機器人I由利用機器人臂11構成的多關節機器人構成。而且，機器人臂11具有基座12、多個臂部分13以及用于連接各臂部分13的多個關節14。而且，機器人臂11內置有用于驅動關節14的伺服馬達(未圖示)，機器人臂11 (伺服馬達)的驅動由機器人控制器2控制。而且，在機器人臂11的末端設置有用于把持(保持)工件201的手部(夾持部)15。在手部15設有一對手指部件15a。一對手指部件15a由致動器(未圖示)驅動而縮短或擴大彼此的間隔。而且，一對手指部件15a的驅動由機器人控制器2控制。另外，手部15是本發明的“第一保持部”和“保持部”的一例。這里，在第一實施方式中，在機器人臂11的末端側的臂部分13設有保持狀態檢測用攝像機3，該保持狀態檢測用攝像機3在通過機器人臂11搬送工件201的同時檢測(拍攝)由手部15保持的工件201的保持狀態。另外，保持狀態檢測用攝像機3構成為拍攝工件201的二維圖像。而且，保持狀態檢測用攝像機3經由線纜41與圖像處理系統4連接，該圖像處理系統4用于對由保持狀態檢測用攝像機3攝像(攝影)得到的圖像進行處理。另夕卜，在通過手部15保持工件201之后到通過機器人臂11將工件201搬送到下一工序的設備202為止的期間(或者從通 過手部15保持工件201起到機器人臂11在臨時載置臺6通過為止的期間)，通過保持狀態檢測用攝像機3和圖像處理系統4對由手部15保持的工件201的保持狀態進行檢測。即，在通過機器人臂11搬送工件201的過程中檢測工件201的保持狀態。另外，圖像處理系統4對由手部15保持的工件201的保持狀態進行檢測的檢測方法在后面敘述。如圖6所示，在圖像處理系統4包括控制部42和存儲部43。而且，圖像處理系統4與機器人控制器2連接。而且，在存儲部43預先保存了工件201的各個面的圖像。具體而言，在存儲部43預先存儲了如圖4所示在工件201的切口 2012a配置于箭頭Xl方向側的狀態下，工件201的面201a (形成有孔部2011a和切口 2012a的面)、面201b (形成有孔部2011b的面)、面201c (形成有孔部2011c的面)和面201d (形成有孔部2011d和孔部2012d的面)的圖像。并且，在存儲部43預先存儲了如圖5所示在工件201的切口 2012a配置于箭頭X2方向側的狀態下，工件201的面201a (形成有孔部2011a和切口 2012a的面)、面201b (形成有孔部2011b的面)、面201c (形成有孔部2011c的面)和面201d (形成有孔部2011d和孔部2012d的面)的圖像。S卩，圖4所示的工件201的切口 2012a配置于箭頭Xl方向側的狀態下的工件201的面201a (面201b、面201c、面201d)的圖像、與圖5所示的工件201的切口 2012a配置于箭頭X2方向側的狀態下的工件201的面201a (面201b、面201c、面201d)的圖像成鏡面對稱。即，共計8種面的圖像預先存儲在存儲部43。在圖像處理系統4中，對利用保持狀態檢測用攝像機3拍攝到的由手部15保持的狀態的工件201的圖像與預先存儲在存儲43的工件201的8種圖像進行比較，從8種工件201的圖像中選擇圖像的相關度最聞的一個圖像(面)。接著，通過圖像處理系統4的控制部42將工件201的保持狀態判斷為所選擇的圖像(面)朝向上方(箭頭Zl方向)的狀態。然后，通過對利用保持狀態檢測用攝像機3拍攝到的由手部15保持的狀態的工件201的圖像與所選擇的工件201的圖像(面)進行比較(例如，對利用保持狀態檢測用攝像機3拍攝到的工件201的圖像的長軸方向的長度與所選擇的工件201的圖像(面)的長軸方向的長度進行比較)，從而判斷手部15把持著工件201的哪個位置(端部、中央部等)。而且，如圖1和圖6所示，機器人控制器2與機器人I及圖像處理系統4連接。這里，在第一實施方式中，機器人控制器2構成為與機器人臂11搬送工件201的動作并行地執行利用保持狀態檢測用攝像機3對由手部15保持的工件201的保持狀態進行檢測(拍攝)的動作。接著，基于由圖像處理系統4檢測出的工件201的保持狀態(保持位置)，修正機器人臂11的動作。并且，機器人控制器2構成為基于由圖像處理系統4檢測出的工件201的保持狀態(保持位置)，選擇性地向設備202或臨時載置臺6驅動機器人臂11。具體而言，在由圖像處理系統4檢測出的工件201的保持狀態被判斷為是不能以期望狀態將工件201載置于設備202 (參照圖1)的保持狀態的情況下，機器人控制器2控制機器人臂11以將工件201載置到臨時載置臺6，并對工件201進行修正保持。而且，在由圖像處理系統4檢測出的工件201的保持狀態被判斷為是能以期望狀態將工件201載置到下一工序的設備202的保持狀態的情況下，機器人控制器2控制機器人臂11以直接將工件201搬送至設備202而不進行修正保持。在直接將工件201搬送至設備202而不進行修正保持的情況下，機器人控制器2基于檢測出的工件201的保持狀態(保持位置)進行控制以調整機器人臂11相對于設備202的坐標位置。而且，如圖1所示，放置狀態檢測部5放置在儲料器200的上方(箭頭Zl方向側)。如圖3和圖6所示，放置狀態檢測部5包括攝像機51、激光掃描儀52、控制部53和存儲部54。而且，放置狀態檢測部5放置成使得攝像機51和激光掃描儀52朝向下方(箭頭Z2方向偵牝參照圖1)。而且，激光掃描儀52包括用于產生狹縫光的激光光源(未圖示)、反射鏡(未圖示)和用于驅動反射鏡的馬達(未圖示)。并且，從激光光源照射的狹縫狀激光照射到反射鏡，反射鏡通過馬達而旋轉，由此使狹縫狀激光照射(掃描)工件201。通過攝像機51對照射于工件201的激光的反射光進行拍攝。并且，基于馬達的旋轉角度、攝像機51的攝像元件的位置、以及激光光源、反射鏡、攝像機之間的位置關系，通過三角測量原理來檢測與工件201之間的距離(儲料器200內的工件201的三維形狀信息)。放置狀態檢測部5構成為基于檢測出的其與工件201之間的距離，檢測在儲料器200內放置的多個工件201的放置狀態。具體而言，在放置狀態檢測部5的存儲部54預先存儲有工件201的三維形狀信息，通過對預先存儲在存儲部54的工件201的三維形狀信息與檢測出的儲料器200內的工件201的三維形狀信息進行比較，從而檢測各個工件201的放置狀態(位置和姿勢)。這里，在第一實施方式中，機器人控制器2構成為基于放置狀態檢測部5檢測出的工件201的放置狀態的信息(儲料器200內的工件201的三維形狀信息)進行控制，以將放置在儲料器200內的多個工件201中的一個工件201 (例如位于容易保持的位置的工件201)保持在手部15。下面，參照圖7至圖14對第一實施方式的機器人系統100的動作進行說明。首先，如圖8所示，在圖7的步驟SI中，通過從在儲料器200的上方(箭頭Zl方向偵D放置的放置狀態檢測部5照射的激光對在儲料器200內部散裝的工件201進行掃描。接著，在步驟S2中，通過放置狀態檢測部5檢測其與工件201之間的距離(儲料器200內的工件201的三維形狀信息)。接下來，進入步驟S3，如圖9和圖10所示，基于檢測出的工件201的放置狀態的信息(儲料器200內的工件201的三維形狀信息)，將在儲料器200內放置的多個工件201中的一個工件201保持在手部15。接著，進入步驟S4，在通過機器人臂11搬送工件201的同時，通過設于機器人臂11的保持狀態檢測用攝像機3對由手部15保持的工件201進行拍攝。之后，將預先存儲在圖像處理系統4的存儲部43中的8種工件201的面的圖像與通過保持狀態檢測用攝像機3拍攝到的工件201的圖像進行比較，從而通過圖像處理系統4檢測工件201的保持狀態。另外，如圖11所示，在通過手部15保持工件201之后到通過機器人臂11將工件201搬送到下一工序的設備202為止的期間(或者從通過手部15保持工件201起到機器人臂11經過臨時載置臺6為止的期間)，通過保持狀態檢測用攝像機3和圖像處理系統4檢測工件201的保持狀態。接著，將與工件201的保持狀態相關的信息從圖像處理系統4發送給機器人控制器2。接著，進入步驟S5，通過機器人控制器2判斷由圖像處理系統4檢測出的工件201的保持狀態是否為能夠將工件201不經修正保持而載置于設備202的狀態。例如，如圖10所示，在工件201以面201a (形成有孔部2011a和切口 2012a的面)朝向上方(箭頭Zl方向)的狀態由手部15保持的情況下，不能將工件201以面201d (與面201a背向的面)朝向上方(箭頭Zl方向)的狀態載置于設備202。即，不能從保持工件201的狀態起以工件201的長軸為中心旋轉180度后載置于設備202。原因是機器人臂11會碰觸設備202。在該情況下，通過機器人控制器2判斷為需要對工件201進行修正保持，進入步驟S6。接著，以將工件201載置于臨時載置臺6上的方式驅動機器人臂11。接著，在步驟S7中，如圖12所示，將工件201載置于臨時載置臺6上。之后，如圖13所示，以使工件201旋轉從而能夠將工件201以工件201的面201d (形成有孔部2011d和孔部2012d的面)朝向上方(箭頭Zl方向)的狀態載置于設備202的方式，通過手部15再次保持在臨時載置臺6上載置的工件201。接著，進入步驟S8，以將工件201載置于設備202上的方式驅動機器人臂11，在步驟S9中，如圖14所示，將工件201載置于設備202上。而且，在步驟S5中，在通過機器人控制器2將工件201的保持狀態(保持位置)判斷為可將工件201不經修正保持地載置于設備202的情況下，進入步驟S8，以將工件201載置于設備202上的方式驅動機器人臂11。在步驟S9中，如圖14所示，將工件201載置于設備202上。此時，基于工件201的保持位置(端部、中央部等)來調整機器人臂11相對于設備202的坐標位置。之后，在設備202中執行下一工序的處理(例如工件201的加工)。在第一實施方式，如上所述，具有保持狀態檢測用攝像機3 (圖像處理系統4)，其設于機器人臂11，用于在通過機器人臂11搬送工件201的同時檢測(拍攝)由手部15保持的工件201的保持狀態，由此，在通過機器人臂11搬送工件201的動作中檢測工件201的保持狀態，因此不需要為了檢測工件201的保持狀態而使機器人臂11停止，相應地能夠縮短工件取出工序所需的時間。而且，在第一實施方式中，如上所述，在通過手部15保持工件201之后，在通過機器人臂11將工件201向下一工序的設備202搬送的同時(與搬送并行)，通過保持狀態檢測用攝像機3 (圖像處理系統4)檢測工件201的保持狀態。由此，能夠容易地檢測處于由手部15保持工件201的狀態下的工件201的保持狀態。而且，在第一實施方式中，如上所述，通過保持狀態檢測用攝像機3 (圖像處理系統4)檢測手部15對工件201進行保持的保持狀態，機器人控制器2基于由保持狀態檢測用攝像機3 (圖像處理系統4)檢測出的保持狀態來修正機器人臂11的動作。由此，能夠容易地使機器人臂11基于手部15對工件201進行保持的保持狀態進行適當的動作。而且，在第一實施方式中，如上所述，機器人控制器2構成為進行控制以基于檢測出的工件201的保持狀態選擇性地進行下述動作驅動機器人臂11以在對工件201進行修正保持后向下一工序的設備202搬送工件201 ;和驅動機器人臂11以將工件201不經修正保持地搬送到下一工序的設備202。由此，即使在工件201的保持狀態不適于載置到下一工序的設備202的情況下，通過對工件201進行修正保持，也能夠可靠地將工件201放置于下一工序的設備202。而且，在第一實施方式中，如上所述，機器人控制器2構成為進行下述控制在將工件201不經修正保持地直接搬送到下一工序的設備202的情況下，基于在搬送工件201的同時檢測出的工件201的保持狀態(保持位置)，調整機器人臂11相對于下一工序的設備202的坐標位置。 而且，在第一實施方式中，如上所述，機器人控制器2構成為在搬送工件201的同時檢測出的工件201的保持狀態被判斷為是不能以期望狀態將工件201放置于下一工序的設備202的保持狀態的情況下，控制機器人臂11以將工件201載置于臨時載置臺6，并對工件201進行修正保持。由此，工件201載置于臨時載置臺6，因此能夠容易對工件201進行修正保持。而且，在第一實施方式中，如上所述，設置有放置狀態檢測部5，該放置狀態檢測部5通過檢測與工件201之間的距離來檢測在儲料器200內放置的多個工件201的放置狀態，并且機器人控制器2構成為進行下述控制基于放置狀態檢測部5的檢測信息，將在儲料器200內放置的多個工件201中的一個工件201保持于手部15。由此，基于放置狀態檢測部5的檢測信息，能夠容易選擇易于保持的工件201。(第二實施方式)下面，參照圖15和圖16對第二實施方式進行說明。在該第二實施方式中，與在機器人系統100配置有I臺機器人I的上述第一實施方式不同，在機器人系統101配置有2臺機器人61和71。如圖15所示，本發明的第二實施方式的機器人系統101配置成使2臺機器人61和71相鄰。機器人61由利用機器人臂62構成的多關節機器人構成。而且，機器人臂62具有基座63、多個臂部分64和用于連接各臂部分64的關節65。而且，機器人61 (機器人臂62)的驅動通過機器人控制器2a控制。而且，機器人臂62構成為基于預先由示教裝置(未圖示)示教的動作而被驅動。另外，機器人臂62是本發明的“第一機器人臂”的一例。而且，機器人控制器2a是本發明的“控制部”和“控制裝置”的一例。這里，在第二實施方式中，與上述第一實施方式的機器人臂11 (參照圖1)不同，如圖16所示，在機器人臂62的末端設有用于通過吸附來保持工件201的吸附部66。該吸附部66由蛇腹狀部分66a和吸盤部66b構成。而且，在機器人臂62設有保持狀態檢測用攝像機3，該保持狀態檢測用攝像機3在通過機器人臂62搬送工件201的同時檢測(拍攝)由吸附部66保持的工件201的保持狀態。另外，吸附部66是本發明的“第一保持部”和“保持部”的一例。而且，機器人71由利用機器人臂72構成的多關節機器人構成。而且，機器人臂72具有基座73、多個臂部分74和用于連接各臂部分74的關節75。而且，機器人71的驅動通過機器人控制器2a控制。而且，機器人臂72是本發明的“第二機器人臂”的一例。而且，與上述第一實施方式的機器人臂11 (參照圖1)同樣，在機器人臂72的末端設有用于把持(保持)工件201的手部76。手部76具有接收機器人臂62所保持的工件201的作用。而且，在手部76設有一對手指部件76a。一對手指部件76a的驅動由機器人控制器2a控制。即，機器人控制器2a控制機器人臂62和機器人臂72兩者的驅動。并且，在第二實施方式中，機器人控制器2a構成為進行下述控制在交接工件201時，基于檢測出的工件201的保持狀態，調整機器人臂72相對于機器人臂62的相對坐標位置。即，機器人臂72與機器人臂62不同，不是基于通過示教裝置預先示教的動作而被驅動，而是基于檢測出的工件201的保持狀態而被驅動。另外，手部76是本發明的“第二保持部”和“把持部”的一例。另外，第二實施方式的其他結構與上述第一實施方式相同。接著，參照圖17對第二實施方式的機器人系統101的動作進行說明。圖17所示的步驟SI (工件201的掃描)和步驟S2 (工件201的放置狀態的檢測)的動作與上述第一實施方式相同。接著，進入步驟S11，基于檢測出的工件201的放置狀態的信息(儲料器200內的工件201的三維形狀信息)，通過機器人臂62的吸附部66對在儲料器200內放置的多個工件201中的一個工件201進行吸附。接著，進入步驟S12，在通過機器人臂62搬送工件201的同時，通過設于機器人臂62的保持狀態檢測用攝像機3對吸附部66保持的工件201進行拍攝。之后，對預先存儲在圖像處理系統4的存儲部43中的8種工件201的面的圖像與通過保持狀態檢測用攝像機3拍攝到的工件201的圖像進行比較，這樣通過保持狀態檢測用攝像機3和圖像處理系統4檢測工件201的保持狀態(保持位置)。接著，將有關工件201的保持狀態的信息從圖像處理系統4發送至機器人控制器2a。另外，在通過吸附部66保持工件201之后，在通過機器人臂62將工件201向機器人臂62和機器人臂72之間的預定位置搬送期間，通過圖像處理系統4檢測工件201的保持狀態。而且，機器人臂62的將工件201搬送到預定位置為止的動作預先通過示教裝置(未圖示)示教。接著，進入步驟S13，基于檢測出的工件201的保持狀態(保持位置)，通過機器人控制器2a調整機器人臂72相對于機器人臂62的相對坐標位置。即，將機器人臂72的坐標位置調整至機器人臂72的手部76容易把持工件201的位置。之后，進入步驟S14，從機器人臂62向機器人臂72交接工件201。在第二實施方式中，如上所述，設置有機器人臂62和機器人臂72，該機器人臂62安裝有保持狀態檢測用攝像機3，并用于保持在儲料器200內放置的工件201，該機器人臂72用于在預定的搬送位置接收由機器人臂62保持的工件201，機器人控制器2a構成為進行下述控制在交接工件201時，基于檢測出的工件201的保持狀態，調整機器人臂72相對于機器人臂62的坐標位置。由此，基于工件201的保持狀態來調整機器人臂72相對于機器人臂62的坐標位置，因此能夠通過機器人臂72的手部76以適當的狀態(例如適于載置于下一工序的設備的狀態)保持工件201。而且，在第二實施方式中，如上所述，在機器人臂62設有通過吸附來從儲料器200內保持工件201的吸附部66。由此，即使是在工件為夾持器(手部)等把持機構不能把持的形狀或工件緊密排列導致沒有供夾持器的手部插入的間隙的情況下，也能夠迅速保持工件201。而且，在機器人臂72設有手部76，該手部76用于把持由機器人臂62保持的工件201，由此從機器人臂62的吸附部66接收工件201。從而，能夠可靠地從機器人臂62的吸附部66接收工件201。另外，本次公開的實施方式的全部內容都是舉例示出而并非限制性的描述。本發明的范圍通過權利要求的范圍表示而不是通過上述的實施方式的說明表示，并且與權利要求的范圍等同的含義和范圍內的所有變更都包括在本發明的范圍內。例如，在上述第一實施方式中，示出了通過手部保持工件之后在通過機器人臂將工件搬送至下一工序的設備的同時檢測工件的保持狀態的例子，并且在上述第二實施方式中，示出了在通過吸附部保持工件之后，在通過機器人臂將工件向用于交接工件的機器人臂搬送的同時檢測工件的保持狀態的例子，但本發明不限于此。在本發明中，只要是在通過機器人臂搬送工件的期間，也可以在向交接工件的機器人臂搬送的期間以外的狀況下檢測工件的保持狀態。而且，在上述第一和第二實施方式中，示出了通過保持狀態檢測用攝像機和圖像處理系統檢測工件的保持狀態的例子，但本發明不限于此。例如，還可以通過保持狀態檢測用攝像機拍攝工件并通過機器人控制器的控制部檢測工件的保持狀態。而且，在上述第一和第二實施方式中，示出了將保持狀態檢測用攝像機和圖像處理系統分別設置的例子，但本發明不限于此。例如還可以在保持狀態檢測用攝像機的內部包含圖像處理系統。而且，在上述第一和第二實施方式中，示出了通過保持狀態檢測用攝像機拍攝工件的二維圖像來檢測工件的保持狀態的例子，但本發明不限于此。例如還可以在機器人臂設置以下這樣的保持狀態檢測部，該保持狀態檢測部具有與用于檢測與工件之間的距離的放置狀態檢測部同樣的結構(攝像機51、激光掃描儀52、控制部53和存儲部54)，通過拍攝保持狀態檢測部和工件之間的距離(工件的三維形狀)，從而檢測工件的保持狀態。而且，還可以設置遮光傳感器來代替保持狀態檢測用攝像機，通過判斷入射到遮光傳感器的光是否被工件遮擋，來檢測工件的保持狀態。而且，在上述第一和第二實施方式中，示出了在儲料器內放置有大致長方體形狀的工件的例子，但本發明不限于此。例如，還可以如圖18所示，在儲料器內放置作為工件的螺釘203，通過手部保持螺釘203。而且，也可以通過手部保持螺釘203以外的例如桿狀的工件。而且，在上述第一實施方式中，示出了在判斷為無法以期望狀態將工件放置在下一工序的設備的保持狀態的情況下，進行控制來對工件進行修正保持的例子，但本發明不限于此。例如也可以在判斷為工件的保持狀態為不穩定狀態的情況下，進行控制來對工件進行修正保持。而且，在上述第一實施方式中，示出了在判斷為無法以期望狀態將工件放置在下一工序的設備的保持狀態的情況下，進行控制以在將工件載置于臨時載置臺之后對工件進行修正保持的例子，本發明不限于此。例如還可以進行控制以在將工件放置于臨時載置臺以外的地方之后(例如再次放置在儲料器內后)，對工件進行修正保持。而且，還可以進行控制以將工件載置于用于使工件的方向翻轉的獨立的翻轉機來使工件翻轉。而且，在上述第二實施方式中，示出了在機器人臂62設置有吸附部66的例子，但本發明不限于此。例如還可以在機器人臂62設置手部來代替吸附部66。而且，在上述第二實施方式中，示出了機器人臂62的驅動預先由示教裝置示教，機器人臂72基于工件的保持狀態被驅動的例子，但本發明不限于此。例如還可以基于工件的保持狀態來驅動機器人臂62，并且預先通過教示裝置教示機器人臂72的驅動。而且，還可以是機器人臂62和機器人臂72兩者都基于工件的保持狀態被驅動。
權利要求
1.一種機器人裝置，其特征在于， 該機器人裝置具有 機器人臂，所述機器人臂包括用于對保持對象物進行保持的第一保持部；和保持狀態檢測部，所述保持狀態檢測部安裝于所述機器人臂，用于在通過所述機器人臂搬送所述保持對象物的同時，檢測由所述第一保持部保持的所述保持對象物的保持狀態。
2.根據權利要求1所述的機器人裝置，其中， 所述機器人裝置還具有控制部，所述控制部對包括所述第一保持部的所述機器人臂的驅動進行控制， 所述控制部構成為在執行通過所述第一保持部保持所述保持對象物的動作之后，與通過所述機器人臂將所述保持對象物搬送到預定搬送位置的動作并行地，執行通過所述保持狀態檢測部檢測所述保持對象物的保持狀態的動作。
3.根據權利要求2所述的機器人裝置，其中， 所述控制部構成為基于由所述保持狀態檢測部檢測出的所述保持對象物的保持狀態，修正所述機器人臂的動作。
4.根據權利要求3所述的機器人裝置，其中， 所述保持狀態檢測部至少包括攝像部，所述攝像部用于拍攝所述保持對象物的保持狀態， 所述控制部構成為基于由所述攝像部拍攝到的所述保持對象物的保持狀態，修正所述機器人臂的動作。
5.根據權利要求3或4所述的機器人裝置，其中， 通過所述保持狀態檢測部檢測所述第一保持部對所述保持對象物進行保持的保持位置， 所述控制部構成為基于由所述保持狀態檢測部檢測出的保持位置，修正所述機器人臂的動作。
6.根據權利要求3 5中的任意一項所述的機器人裝置，其中， 所述機器人臂包括第一機器人臂，所述第一機器人臂安裝有所述保持狀態檢測部，并且所述第一機器人臂用于保持在容器內放置的所述保持對象物， 所述機器人臂還具備第二機器人臂，所述第二機器人臂包括第二保持部，所述第二保持部用于在所述預定搬送位置接收由所述第一機器人臂保持的所述保持對象物， 所述控制部構成為進行下述控制在所述保持對象物的交接時，基于檢測出的所述保持對象物的保持狀態，調整所述第一機器人臂和所述第二機器人臂中的至少一方的坐標位置。
7.根據權利要求6所述的機器人裝置，其中， 所述第一機器人臂所包括的第一保持部包括吸附部，所述吸附部用于通過吸附而從所述容器內保持所述保持對象物， 所述第二機器人臂所包括的第二保持部包括把持部，所述把持部用于通過把持由所述第一機器人臂保持的所述保持對象物，來從所述第一機器人臂的第一保持部接收所述保持對象物。
8.根據權利要求3 5中的任意一項所述的機器人裝置，其中， 所述控制部構成為進行控制以基于檢測出的所述保持對象物的保持狀態來選擇性地執行下述動作驅動所述機器人臂以在對所述保持對象物進行修正保持之后，將所述保持對象物搬送至預定搬送位置；和驅動所述機器人臂以將所述保持對象物不經修正保持地直接搬送至所述預定搬送位置。
9.根據權利要求8所述的機器人裝置，其中， 所述控制部構成為進行下述控制在將所述保持對象物不經修正保持地直接搬送至所述預定搬送位置的情況下，基于在搬送所述保持對象物的同時檢測出的所述保持對象物的保持狀態，調整所述機器人臂相對于所述預定搬送位置的坐標位置。
10.根據權利要求8或9所述的機器人裝置，其中， 所述機器人裝置構成為在檢測出的所述保持對象物的保持狀態被判斷為是無法以期望狀態將所述保持對象物放置在所述預定搬送位置的保持狀態的情況下，所述控制部控制所述機器人臂，以在對所述保持對象物進行修正保持之后將所述保持對象物搬送至所述預定搬送位置。
11.根據權利要求10所述的機器人裝置，其中， 所述機器人裝置構成為在搬送所述保持對象物的同時檢測出的所述保持對象物的保持狀態被判斷為是無法以期望狀態將所述保持對象物放置在所述預定搬送位置的保持狀態的情況下，所述控制部控制所述機器人臂，以將所述保持對象物載置于一臺部來對所述保持對象物進行修正保持。
12.根據權利要求2 11中的任意一項所述的機器人裝置，其中， 所述保持對象物包括在容器內放置的多個保持對象物， 所述機器人裝置還具有放置狀態檢測部，所述放置狀態檢測部用于通過檢測其與所述保持對象物之間的距離來檢測在所述容器內放置的多個保持對象物的放置狀態， 所述控制部構成為進行下述控制基于所述放置狀態檢測部的檢測信息，使在所述容器內放置的所述多個保持對象物中的一個保持對象物保持在所述第一保持部。
13.—種機器人系統,其特征在于， 所述機器人系統具有機器人裝置和控制裝置， 所述機器人裝置包括機器人臂，所述機器人臂具有用于對保持對象物進行保持的保持部；和保持狀態檢測部，所述保持狀態檢測部安裝于所述機器人臂，用于在通過所述機器人臂搬送所述保持對象物的同時檢測由所述保持部保持的所述保持對象物的保持狀態， 所述控制裝置基于檢測出的所述保持對象物的保持狀態來修正所述機器人裝置的動作。
14.一種被加工物的制造方法，其特征在于， 所述被加工物的制造方法具有下述步驟 第一步驟，在該第一步驟中，通過設于機器人臂的保持部來保持被加工物； 第二步驟，在該第二步驟中，在通過所述機器人臂向下一工序搬送由所述保持部保持的所述被加工物的同時，通過設于所述機器人臂的保持狀態檢測部檢測由所述保持部保持的所述被加工物的保持狀態；以及 第三步驟，在該第三步驟中，在所述下一工序對所述被加工物施加預定處理。
全文摘要
本發明提供一種機器人裝置、機器人系統和被加工物的制造方法，能夠縮短保持對象物取出工序所需的時間。該機器人裝置(機器人系統(100))具有機器人臂(11)，其包括用于保持工件(201)的手部(15)；和保持狀態檢測用攝像機(3)，其安裝于機器人臂(11)，用于在通過機器人臂(11)搬送工件(201)的同時檢測由手部(15)保持的工件(201)的保持狀態。
文檔編號B25J13/08GK103029118SQ20121036799
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優先權日2011年10月4日
發明者入江俊充, 村井真二, 蒲地啟敏 申請人:株式會社安川電機