工件拾取系统技术方案

本发明专利技术涉及一种工件拾取系统。根据实施方式的所述工件拾取系统包括三维测量单元、手、计算单元、确定单元和指示单元。三维测量单元测量作为夹持目标的工件的三维形状。手被设置在多轴机器人的终端可动单元上，并且包括改变夹持爪之间的距离的机构以及改变夹持爪的末端方向的机构。确定单元基于由所述计算单元计算出的所述工件的姿态以及所述终端可动单元的旋转轴线的方向来确定所述夹持爪的末端方向。

【技术实现步骤摘要】

本文所讨论的实施方式涉及工件拾取系统。
技术介绍
传统上，已知存在这样的工件拾取系统，该工件拾取系统经由设置在多轴机器人的终端可动单元上的手来执行夹持并移动被随机堆积的工件的操作，即，拾取操作。该工件拾取系统通过用二维测量仪器或三维测量仪器测量工件的每个位置来确 定下一个待被夹持的工件并且指示多轴机器人夹持被确定的工件。接着，多轴机器人将被夹持的工件传送到预定位置。涉及上述传统技术的文献的示例包括日本特开第2010-120141号公报。然而，上述传统的工件拾取系统存在被手夹持的工件的夹持姿态变化的问题。因此，传统的工件拾取系统难以执行拾取操作之后的操作。例如，当由手夹持的工件的夹持姿态改变时，手自身的姿态需要改变，以将工件的姿态改变为预定姿态，从而使多轴机器人的操作变得复杂。实施方式的方面的目的在于提供这样一种工件拾取系统，该工件拾取系统能够在与待作为夹持目标的工件的姿态无关的情况下保持固定的工件夹持姿态。
技术实现思路
根据实施方式一个方面的工件拾取系统包括三维测量单元、手、计算单元、确定单元和指示单元。三维测量单元测量作为夹持目标的工件的三维形状。手被设置在多轴机器人的终端可动单元上并且包括改变夹持爪之间的距离的机构以及改变夹持爪的末端方向的机构。计算单元基于由所述三维测量单元测量出的所述三维形状来计算所述工件的姿态。确定单元基于由所述计算单元计算出的所述工件的姿态以及所述终端可动单元的旋转轴线的方向来确定所述夹持爪的末端方向。指示单元指示在保持所述终端可动单元的旋转轴线方向以及由所述确定单元确定的所述夹持爪的末端方向的同时，执行夹持所述工件的操作。根据实施方式的一个方面，可以提供这样的工件拾取系统，该工件拾取系统能够执行在与待作为夹持目标的工件的姿态无关的情况下将工件夹持姿态保持在固定姿态的拾取操作。附图说明联系附图，参考下述详细说明将会更好地理解本专利技术以及本专利技术的相关优点，从而容易更全面地理解本专利技术及本专利技术的相关优点，在附图中图I是根据第一实施方式的工件拾取方法的说明图；图2是根据第一实施方式的工件拾取系统的框图；图3是根据第一实施方式的工件拾取系统的布置图4是七轴机器人的每个轴线的说明图；图5A至图5C是示出手的示意性构造的视图；图6A和图6B是示出手的构造实施例的视图；图7A和图7B是示出由手进行的拾取操作的实施例的视图；图8A和图8B是示出测量位置和拾取位置的视图；图9是示出由根据第一实施方式的工件拾取系统执行的过程步骤的流程图；图10是示出根据第二实施方式的三维测量单元的布置的视图；以及图11是示出由根据第二实施方式的工件拾取系统执行的过程步骤的流程图。 具体实施例方式在下文中，对将三维测量仪器设置为与多轴机器人分离地固定的情况下的实施方式作为第一实施方式以及在将三维测量仪器设置在多轴机器人中的情况下的实施方式作为第二实施方式予以说明。首先，将参考图I说明根据第一实施方式的工件拾取方法。图I是根据第一实施方式的工件拾取方法的说明图。在下文中，说明待作为夹持目标的工件100是螺栓的情形，然而，工件100的类型不局限于此。例如，工件100可以是螺母或电子部件。图I示出了三维测量仪器的测量方向是竖直向下(在下文中，被描述为竖直方向)的情形。此外，在图I中，为了容易理解该说明，为笛卡尔坐标系统的xy坐标系统被设置在水平面上，并且通过将工件100的基准轴线(在该实施方式中，连接螺栓的轴线中心的轴线)投影到水平面上所得到的线是y轴。如图I所示，在根据第一实施方式的工件拾取方法中，执行由设置在多轴机器人的终端可动单元(称为图I所示的臂)上的手抓持并移动工件100的操作(拾取操作)。所述手包括一对夹持爪，所述夹持爪能够改变末端方向，并且所述手根据待拾取的工件100的姿态通过适当地改变夹持爪的末端方向而将夹持爪和工件100的相对姿态保持为固定姿态。一对夹持爪围绕图I所示的轴线AXp (在下文中，描述为拾取轴线AXp)旋转，以将夹持爪的末端方向改变至任何方向。供附连手的臂围绕图I所示的轴线AXt旋转，但是，轴线AXt被控制以保持大致平行于竖直方向的姿态。也就是说，在根据第一实施方式的工件拾取方法中，在以下情况下执行拾取操作，其中，手的夹持爪的末端方向与工件100的基准轴线形成的角度是恒定的(例如，90° )，同时保持多轴机器人的终端可动单元的旋转轴线大致平行于竖直方向。因此，根据第一实施方式中的工件拾取方法，工件100相对于夹持爪的姿态在每次拾取操作期间能够被保持在固定姿态，使得与被夹持的工件100相关的下一作业(例如，将螺栓的杆插入到孔中的作业)能够容易地执行。此外，根据第一实施方式中的工件拾取方法，设置有手的臂的旋转轴线的方向能够被保持为大致平行于竖直方向，使得臂不容易接触障碍物(例如，在其中大量堆积工件100的容器)。以下说明根据第一实施方式的工件拾取方法的步骤。如图I所示，在根据第一实施方式的工件拾取方法中，大量堆积的工件100按照三维的方式被测量，并且确定作为拾取目标的工件100，并获得工件100的位置和姿态(见图I中的步骤Sa)。工件100的基准轴线与水平面之间的角度是9，如图I所示。在该情况下，在根据第一实施方式的工件拾取方法中，臂围绕轴线AXt旋转，使得拾取轴线AXp大致平行于图I所示的X轴(见图I中的步骤Sbl)。此外，在根据该实施方式的工件拾取方法中，夹持爪根据工件100的姿态而围绕拾取轴线AXp旋转(见图I中的步骤Sb2)。如图I所示，如果夹持爪的末端方向与作为臂的旋转轴线的轴线AXt之间的角度被形成为等于上述的e，那么夹持爪的末端方向和工件ioo的基准轴线能够彼此正交。在图I中，例示出夹持爪的末端方向与工件100的基准轴线彼此正交的拾取操作，然而，拾取操作可以被执行为使得夹持爪的末端方向与工件100的基准轴线之间的角度变为预定角度a。在该情形中，足以使夹持爪绕拾取轴线AXp旋转，使得夹持爪的末端方向和轴线AXt之间的角度变为“ 0 + a ”或“ 0 - a ”。 对于执行图I中所示的步骤Sbl和步骤Sb2的步骤顺序而言，任何步骤都可以被首先执行并且这两个步骤可以并行执行。这样，在根据第一实施方式的工件拾取方法中，在根据工件100的姿态适当地调节夹持爪的末端方向之后，通过使一对夹持爪之间的距离变窄的夹持操作(见图I中的步骤Sc)，来夹持工件100。接下来，说明根据第一实施方式的工件拾取系统I。图2是根据第一实施方式的工件拾取系统I的框图。如图2所示，工件拾取系统I包括三维测量单元10、手20、机器人30以及控制装置40。手20是具有图I所示的拾取轴线的手。控制装置40包括控制单元41和存储单元42，控制单元41包括三维信息获取单元41a、工件姿态计算单元41b、夹持爪方向确定单元41c以及指示单元41d。存储单元42包括三维信息42a以及工件信息42b。在图2中，手20以及机器人30被示出为独立部件，然而，手20可被包括在机器人30中，并且控制装置40的指示单元41d对于手20的指示还可以用于指示机器人30。此夕卜，在图2中，示出了一个控制装置40，然而，控制装置40可以是多个独立装置并且这些装置可构造成相互通信。三维测量单元10是测量工件100的三维形状的装置(三维测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.18 JP 2011-0330861.一种工件拾取系统，该工件拾取系统包括 三维测量单元，所述三维测量单元测量作为夹持目标的工件的三维形状； 手，所述手被设置在多轴机器人的终端可动单元上并且包括改变夹持爪之间的距离的机构以及改变所述夹持爪的末端方向的机构； 计算单元，所述计算单元基于由所述三维测量单元测量出的所述三维形状来计算所述工件的姿态； 确定单元，所述确定单元基于由所述计算单元计算出的所述工件的姿态以及所述终端可动单元的旋转轴线的方向来确定所述夹持爪的末端方向；以及 指示单元，所述指示单元指示在保持所述终端可动单元的所述旋转轴线的方向以及由所述确定单元确定的所述夹持爪的所述末端方向的同时，执行夹持所述工件的操作。2.根据权利要求I所述的工件拾取系统，其中，所述确定单元确定所述夹持爪的末端方向，使得这样的平面的法线方向与所述工件的基准轴线形成预定角度，所述平面是包括连接所述夹持爪的支点的旋转轴线以及所述夹持爪的末端的平面。3.根据权利要求2所述的工件拾取系统，其中 所述工件是螺栓；并且 所述确定单元确定所述夹持爪的所述末端方向，使得所述法线方向大致平行于所述螺栓的轴线方向。4.根据权利要求1、2或3所述的工件拾取系统，所述工件拾取系统还包括 第一多轴机器人，在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：村山卓也，后藤纯，小笠原伸二，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：