CN103358314A

CN103358314A - 使用了具备把持爪的机器人的工件取出方法

Info

Publication number: CN103358314A
Application number: CN2013101027859A
Authority: CN
Inventors: 渡边英行
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: US20130259632A1; JP5383847B2; CN103358314B; DE102013103001B4; JP2013202730A; US8915527B2; DE102013103001A1

Abstract

本发明提供一种使用了具备把持爪的机器人的工件取出方法。打开卡盘（20）前，螺旋弹簧（22）被压缩，由螺旋弹簧（22）对把持爪（24）作用向下的力。所以若打开卡盘（20），则通过打开卡盘（20）的力和螺旋弹簧（22）的恢复力的合力，把持爪（24）自动地向斜下方移动。其结果，把持爪（24）向把持对象工件（26a）的侧方附近移动，并且在把持对象工件（26a）与其他工件（26b）、（26c）邻接的情况下，使邻接的工件（26b）、（26c）以弹开的方式从工件（26a）移动开。

Description

使用了具备把持爪的机器人的工件取出方法

技术领域

本发明涉及使用了具备把持爪的机器人的工件取出方法。

背景技术

以往，已知在使用机器人依次取出相互密接的多个工件的情况下，使用设置于机械手的把持爪的技术。例如，在公开机械手用指的日本特开平9-103983号公报中记载有如下技术：“由基端部开口，自由端部闭塞的筒状的软质材料形成以自由切换把持姿势和把持解除姿势的方式构成的指形成体1的指尖部4，使上述指尖部4的背部4a和腹部4b形成为扁平，并且构成为将相互的分离距离设定成接近它们几乎相互重合的状态，在上述把持解除姿势下，能够将上述指尖部4插入至把持对象物的侧旁的狭窄间隙，在该插入状态下，从流体供给部3向上述指尖部1内供给流体，使上述背部4a和腹部4b膨胀分离，在上述把持姿势下，上述腹部4b把持压接把持对象物。

将日本特开平9-103983号公报所记载的技术理解为，将由筒状的软质材料形成的指尖部插入至把持对象物的侧旁的狭窄间隙后，向指尖部的内部供给流体使其膨胀，来把持该把持对象物。但若像这样由软质材料形成对象物的把持单元，则存在难以正确且可靠地把持把持对象物的情况。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供即便在使用了刚性的把持爪的情况下，也能够容易且正确地依次取出密接状态的工件的工件取出方法。

为了实现上述目的，本申请第1发明提供如下使用了机器人的把持对象工件的取出方法，该机器人搭载了具有如下构造的机械手，即，在机械手中，具备把持爪的卡盘能够相对于手主体移动，上述卡盘在上述移动方向上经由弹性体支承于上述手主体，使上述把持爪的前端部朝向把持对象工件移动，并使上述把持爪按压上述把持对象工件，直至上述弹性体被压缩规定量，以上述把持爪对上述把持对象工件施加了预压的状态打开上述卡盘，从而通过上述卡盘打开的力和被压缩的上述弹性体的恢复力的合力，将上述把持爪插入至上述把持对象工件的侧方附近，接下来关闭上述卡盘，从而利用上述把持爪把持上述把持对象工件。

第2发明提供如下取出方法，在第1发明中，上述机器人具备检测单元，该检测单元检测上述卡盘相对于上述手主体的位置，在上述把持爪的移动过程中检测出的上述手主体和上述卡盘的距离为规定的允许值以下时，判断为上述机械手与障碍物发生干涉，使上述机械手的移动停止。

从附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明能够进一步明确本发明的这些目的、特点、优点以及其他目的、特点、优点。

附图说明

图1是表示本申请发明所涉及的工件取出装置的一个实施方式的图。

图2是表示工件的取出顺序的流程图。

图3是表示把持爪与障碍物发生干涉的状态的图。

图4是表示通过打开卡盘，将把持爪插入至取出对象工件的侧方，弹开邻接工件的状态的图。

图5是通过把持爪把持取出对象工件的状态的图。

具体实施方式

图1是表示本申请发明所涉及的用于实施工件取出方法的工件取出装置的一个实施方式的图。工件取出装置是在臂前端具备把持式机械手10的例如具有6轴自由度的机器人，能够任意变更概要图示的机械手10的手主体12的位置以及姿势。在手主体12的前端设置有直线导轨14。详细而言，直线导轨14具有导轨16和滑块18，其中，将上述导轨16以手主体12如图1所示那样朝下时沿上下方向延伸的方式安装于手主体12的前端，上述滑块18能够相对于导轨16沿直线移动。

在滑块18上安装有卡盘20，所以卡盘20能够相对于手主体12在导轨16延伸的方向上移动。另外，卡盘20通过在导轨16延伸的方向对卡盘20施力的螺旋弹簧等施力单元22与手主体12的前端或直线导轨14连结。卡盘20在其前端侧至少具有2个把持爪24。优选把持爪24为刚性，且构成为能够以能够把持、放开作为取出对象的工件26a（在图中例示球状物）的方式开闭。另外，在本实施方式中，以螺旋弹簧表示施力单元22，但本申请发明并不局限于此，例如也可以替换螺旋弹簧，而使用扭簧、板簧等被压缩或变形时产生规定的恢复力的其他弹簧体。

另外，工件取出装置具有限位器28，其用于使卡盘20不与手主体12的前端在导轨16延伸的方向上分离规定距离以上。在图示例中，限位器28设置于导轨16的前端，构成为卡盘20从手主体12离开规定距离时与卡盘20或滑块18抵接并阻止其进一步的移动。

另外，工件取出装置具有检测单元30，其检测在导轨16延伸的方向上卡盘20相对于手主体12的位置。在图示例中，检测单元30是设置于与导轨16实质一体的直线导轨14的部位的光电传感器等传感器，构成为在设置于与卡盘20一体移动的滑块18上的标记32位于（接近）传感器30的侧方附近时（参照后述的图3），能够检测出该状态。

这样，工件取出装置是使用了机械手的装置，机械手具备如下构造，即，具备把持爪24的卡盘20能够通过直线导轨14相对于手主体12移动，卡盘20在上述移动方向上经由施力单元22而支承于手主体12。以下，对使用了工件取出装置的工件取出方法进行说明。

图2是表示使用了本申请发明所涉及的工件取出装置的工件取出顺序的流程图。首先，操作机器人，使手主体12移动至待机位置（步骤S1）。此处，所谓待机位置是把持爪24能够不与其他周边物体等发生干涉，而接近取出对象工件26a的位置，例如从图1的状态，把持爪24的前端在垂直方向上距工件26a仅离开恒定距离（例如5～20cm）的位置。

接下来，进行向作为把持对象物的工件26a的接近动作（步骤S2）。具体而言，如图1所示，使手主体12下降，使把持爪24的前端部移动，与作为把持对象的工件26a抵接。此处，如图3所示，在传感器30检测出滑块18的标记32位于传感器30侧方时（接通时），即手主体12和卡盘20的距离为规定的允许值以下时，意味着把持爪24未与工件26a抵接，一些障碍物34介于把持爪24和工件26a之间，螺旋弹簧22被过度压缩。所以，在这样的情况下，为了防止把持爪、工件的损伤，采取通过机器人控制使手主体12的下降停止，如步骤S3所示，使处理返回步骤S1（即移动至待机位置），去除障碍物34等措施。

另外，如图3所示，若以在螺旋弹簧22的压缩量成为最大之前传感器30接通的方式调整传感器30以及标记32的位置关系，则即便把持爪24与障碍物34发生干涉，也能够通过螺旋弹簧22来缓和该冲击。

在未发生图3所示那样的不良情况的情况下（传感器30断开的状态），使手主体12移动至把持位置（步骤S4）。具体而言，以把持爪24与工件26a抵接的状态，使手主体12下降直至螺旋弹簧22仅被压缩规定量，从而使把持爪24按压工件26a。即，在图1的状态下，通过螺旋弹簧22的恢复力，经由把持爪24对工件26a施加预压。

接下来，如图4所示，在把持爪24对对象工件26a施加预压的状态下，进行卡盘20的打开动作，即进行把持爪24相互（在图示例中为左右方向）分离的动作（步骤S5）。此处，如上所述，在打开卡盘前，螺旋弹簧22被压缩，通过螺旋弹簧22向把持爪24作用向下的力。所以，通过打开卡盘20的力和螺旋弹簧22的恢复力的合力，把持爪24自动地向斜下方移动。其结果，如图1所示，把持爪24向把持对象工件26a的侧方附近移动，且在把持对象工件26a与其他工件26b、26c邻接的情况下，使邻接的工件26b、26c以弹开的方式从工件26a移动开。这样，能够简单地将妨碍把持对象工件的把持的邻接工件与把持对象工件隔离。

另外，如图4所示，通过设置上述限位器28，能够限制螺旋弹簧22的恢复力释放后的卡盘20距手主体12的最大分离距离，所以能够相对于取出对象工件26a正确定位把持爪24，另外，也能够防止把持爪24碰撞配置有工件的容器的底面、工作台36等而破损等不良情况。

在接下来的步骤S6中，使用未图示的传感器等确认卡盘20的打开（把持爪24相互分离规定距离）。接下来，如图5所示，关闭卡盘20（步骤S7），利用把持爪24对把持对象工件26a进行把持。

然后，使用未图示的传感器等确认卡盘20的关闭（把持爪24把持工件26a）（步骤S8），使手主体12上升（步骤S9）。这样，通过具备机械手12的机器人的动作，将取出的工件26a搬运至未图示的规定位置。

根据本发明，构成为具备把持爪24的卡盘20能够相对于手主体12移动，另外，以通过施力单元使把持爪24对取出对象工件26a赋予压力的状态打开卡盘20，所以在卡盘20打开的同时，把持爪24向斜下方移动，从而插入至对象工件26a的侧方附近。所以如图1所示，即便在其他工件与取出对象工件邻接的情况下，也不使用复杂的机构、传感器等，而能够使其他工件与对象工件分离，能够可靠地把持对象工件。

根据本发明，即便是多个工件密接的状态，也能够利用把持爪弹开把持对象工件以外的工件，所以即便不使用复杂的机构等，也能够简单且正确地对把持对象工件进行把持取出。

在手主体和卡盘的距离为规定的允许值以下时，使机械手的移动停止，从而能够预先防止把持爪和工件之间的障碍物引起的故障。

使用典型的实施方式对本发明进行了说明，但本领域技术人员能够理解，在不脱离本发明的范围内，能够进行上述的变更、各种其他变更、省略、追加。

Claims

1.一种使用了机器人的把持对象工件（26a）的取出方法，机器人搭载了具有如下构造的机械手（10），即，在机械手（10）中，具备把持爪（24）的卡盘（20）能够相对于手主体（12）移动，上述卡盘在上述移动方向上经由弹性体（22）支承于上述手主体，

上述使用了机器人的把持对象工件（26a）的取出方法的特征在于，

使上述把持爪的前端部向把持对象工件移动，并使上述把持爪按压上述把持对象工件，直至上述弹性体被压缩规定量，以上述把持爪对上述把持对象工件施加预压的状态打开上述卡盘，从而通过上述卡盘打开的力和被压缩的上述弹性体的恢复力的合力，上述把持爪插入至上述把持对象工件的侧方附近，接下来关闭上述卡盘，从而利用上述把持爪对上述把持对象工件进行把持。

2.根据权利要求1所述的使用了机器人的把持对象工件（26a）的取出方法，其特征在于，

上述机器人具备检测单元（30），该检测单元对上述卡盘相对于上述手主体的位置进行检测，

在上述把持爪的移动过程中检测出的上述手主体和上述卡盘的距离为规定的允许值以下时，判断为上述机械手与障碍物发生干涉，使上述机械手的移动停止。