CN105439436B - 牵连解除装置、机器人以及机器人系统 - Google Patents

Abstract

提供一种解除被预先进行了切割的基板的牵连的牵连解除装置、机器人以及机器人系统。该装置能够无关于边角料部分的形状地使该边角料部分与制品部分分离。装置还具备：第一吸附部，其吸附第一部分，向下方移动；第二吸附部，其被设置成能够相对于第一吸附部移动，吸附第二部分；夹具，其与第二部分的背面相抵接，防止第二部分向下方移动；以及位置维持部，在使第一吸附部向下方移动而使第二部分与第一部分分离后，该位置维持部维持第二吸附部相对于第一吸附部的位置。

Description

牵连解除装置、机器人以及机器人系统

技术领域

本发明涉及一种解除被预先进行了切割的基板的牵连的装置、机器人以及机器人系统。

背景技术

已知如下一种装置：用于通过夹持部来保持基板的边角料部分并使该边角料部分与基板的制品部分分离(例如日本特开2012-250871号公报)。

根据上述的装置，例如在边角料部分被设置成包围制品部分的周围的情况下，边角料部分与制品部分相互牵连，因此难以使边角料部分与制品部分分离。这样，在以往技术中，根据边角料部分的形状，有时无法解除边角料部分与制品部分的牵连。

发明内容

在本发明的一个方式中，解除被预先切割为第一部分和第二部分的基板的第一部分与第二部分的牵连的牵连解除装置具备：第一吸附部，其吸附第一部分，向第一方向移动；以及第二吸附部，其被设置成能够相对于第一吸附部移动，吸附第二部分。

另外，该牵连解除装置还具备：夹具，其从与第二吸附部相反的一侧与第二部分相抵接，防止第二部分向第一方向移动；以及位置维持部，在第一吸附部向第一方向移动而第二部分与第一部分分离后，该位置维持部维持第二吸附部相对于第一吸附部的位置。

基板也可以是平板，第一方向也可以是与基板的表面正交的方向。第二吸附部也可以能够相对于第一吸附部沿与第一方向平行的方向移动。

在本发明的其它方式中，机器人具备上述的牵连解除装置以及机器人臂，第一吸附部安装于该机器人臂。在本发明的另一方式中，机器人系统具备上述的机器人以及对该机器人进行控制的控制部。

控制部也可以通过第一吸附部和第二吸附部来分别吸附第一部分和第二部分；使机器人臂进行动作来使第一吸附部向第一方向移动，由此将被该第一吸附部吸附的第一部分向第一方向按压，来使第一部分与第二部分分离。

接着，控制部也可以在第二部分与第一部分分离后，使位置维持部进行动作，来维持第二吸附部相对于第一吸附部的位置。

接着，控制部也可以在维持第二吸附部相对于第一吸附部的位置的状态下，使机器人臂进行动作，来使第一吸附部向与第一方向相反的第二方向移动。

附图说明

通过参照附图来说明以下的优选实施方式，本发明的上述或其它目的、特征以及优点会变得更明确。

图1是一个实施方式所涉及的机器人系统的概要图，

图2是图1所示的装置的立体图，

图3是图2所示的装置的立体图，是省略了基板和夹具的图，

图4是图2所示的基板和夹具的立体图，

图5是表示图1所示的机器人系统的动作流程的一例的流程图，

图6是表示由图2所示的装置吸附基板并将该基板定位于夹具的上方的状态的立体图，

图7是表示将图6所示的基板按压至夹具而使制品部分与边角料部分分离的状态的立体图，

图8是表示将图7所示的基板向上方提起的状态的立体图。

具体实施方式

下面，基于附图来详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1来说明本发明的一个实施方式所涉及的机器人系统10。机器人系统10是用于解除被预先切割为边角料部分和制品部分的基板A的边角料部分与制品部分的牵连的系统。

机器人系统10具备机器人12以及对机器人12进行控制的控制部14。在本实施方式中，机器人12是具有多个轴的垂直多关节型机器人。具体地说，机器人12具备机器人臂22和装置30，该机器人臂22包括安装于回转体16的下臂部18以及安装于下臂部18的前臂部20。

接着，参照图2和图3来说明本实施方式所涉及的装置30。此外，图2示出保持着分离后的基板A的状态的装置30的立体图。此外，在以下的说明中，如图2和图3所示那样决定x轴、y轴、z轴，设x轴正方向为左方，设y轴正方向为前方，设z轴正方向为上方。

装置30具备基部32、多个制品吸附部(第一吸附部)34以及多个边角料吸附部(第二吸附部)36。基部32安装于上述的机器人臂22的手腕部24。

具体地说，基部32具有：与手腕部24连结的台座部38；从台座部38向下方延伸的柱部40；设置于柱部40的三叉状的凸缘部42；与凸缘部42分离地配置于凸缘部42的下方的基臂部44；以及在凸缘部42与基臂部44之间延伸的轴部46。

在本实施方式中，设置有共计3根轴部46。各个轴部46呈大致圆柱状，从凸缘部42向下方笔直地延伸到基臂部44。

基臂部44沿左右方向笔直地延伸。在基臂部44的左端下侧固定有沿前后方向延伸的支承臂48。在支承臂48的前端部和后端部的位置固定有共计2个制品吸附部34。

另一方面，在基臂部44的右端下侧固定有沿前后方向延伸的支承臂50。在支承臂50的前端部和后端部的位置固定有共计2个制品吸附部34。

同样地，在基臂部44的中央下侧固定有沿前后方向延伸的支承臂52和54。支承臂52与支承臂48分离地配置于支承臂48的右侧，支承臂54配置于支承臂52与支承臂50之间。

在支承臂52的前端部和后端部的位置固定有共计2个制品吸附部34。另一方面，在支承臂54的后端部的位置固定有1个制品吸附部34。这样，在本实施方式中，基部32保持有共计7个制品吸附部34。

可动部56以能够沿上下方向移动的方式嵌套于基部32的轴部46。具体地说，可动部56具有：在内部容纳各个轴部46的共计3个筒状部58；从这些筒状部58的下端向后方延伸的主板60；以及与主板60的后端连结且沿左右方向延伸的臂板62。

筒状部58能够相对于所容纳的轴部46滑动。由此，可动部56能够沿轴部46在凸缘部42与基臂部44之间沿上下方向移动。在臂板62的下表面固定有向下方延伸的共计4根杆64。

在这4根杆64中的左侧的2根杆64的下端固定有沿左右方向延伸的支承臂66。同样地，在4根杆64中的右侧的2根杆64的下端固定有沿左右方向延伸的支承臂68。在支承臂66的下表面固定有共计5个边角料吸附部36。同样地，在支承臂68的下表面也固定有共计5个边角料吸附部36。

在可动部56的前端部固定有沿左右方向延伸的可动臂70。在可动臂70的左端固定有向下方延伸的2根杆72，在这些杆72的下端固定有沿前后方向延伸的支承臂74。在支承臂74的下表面固定有共计5个边角料吸附部36。

同样地，在可动臂70的右端也固定有向下方延伸的2根杆76，在这些杆76的下端固定有沿前后方向延伸的支承臂78。而且，在该支承臂78的下表面固定有共计5个边角料吸附部36。

这样，在本实施方式中，可动部56保持有共计20个边角料吸附部36。因而，这些边角料吸附部36能够借助可动部56相对于基部32和制品吸附部34移动。

在本实施方式中，各个制品吸附部34和边角料吸附部36包括空气吸引式吸附装置。各个制品吸附部34和边角料吸附部36根据来自控制部14的指令，在与基板A的接触面上产生负压来吸附该基板A。

装置30还具备位置维持部80。位置维持部80根据来自控制部14的指令作用于可动部56，以将可动部56保持到轴部46中的预先决定的位置。例如，位置维持部80包括液压式或气压式的缸。

在该情况下，位置维持部80包括以机械方式与可动部56连结的活塞，根据来自控制部14的指令来平衡缸内的气压，由此维持可动部56相对于轴部46的位置。其结果，也维持由可动部56支承的第二吸附部相对于由基部32支承的第一吸附部的位置。

装置30还具备配置于基板A的下方侧的夹具82。接着，参照图2和图4来说明夹具82。夹具82具有主体部84以及从该主体部84向上方立起的立起部86。

立起部86具有沿前后方向延伸的第一立起部86a、第二立起部86b及第三立起部86c以及沿左右方向延伸的第四立起部86d及第五立起部86e。

接着，参照图4来简单说明基板A。在本实施方式中，基板A是具有作为平面的表面A_s1以及与表面A_s1相反一侧的背面A_s2的平板。基板A被切割用的机床(未图示)预先切割为2个制品部分A₁、A₂(第一部分)与1个边角料部分A₃(第二部分)。

此外，在图4中，为了易于理解而将边角料部分A₃与制品部分A₁及A₂分离地表示。然而，在紧接在对基板A进行切割加工之后的状态下，边角料部分A₃与制品部分A₁及A₂相互牵连，呈一枚的板状构件。

基板A被上述的制品吸附部34和边角料吸附部36吸附而被保持为大致水平，即保持为图中的z轴与表面A_s1和背面A_s2正交。在本实施方式中，边角料部分A₃形成为从左侧、后侧和右侧包围制品部分A₁及A₂。

具体地说，边角料部分A₃包括沿左右方向延伸的后侧部A_3b、从后侧部A_3b的左端向前方延伸的左侧部A_3a、从后侧部A_3b的右端向前方延伸的右侧部A_3c以及从后侧部A_3b的中央向前方延伸的中央部A_3d。

制品部分A₁被左侧部A_3a、后侧部A_3b以及中央部A_3d包围。另外，制品部分A₂被右侧部A_3c、后侧部A_3b以及中央部A_3d包围。

如图4所示，夹具82的立起部86配置于与基板A的边角料部分A₃对应的位置。具体地说，立起部86的第一立起部86a、第二立起部86b、第三立起部86c、第四立起部86d以及第五立起部86e分别与边角料部分A₃的左侧部A_3a、中央部A_3d、右侧部A_3c、后侧部A_3b的左半部分以及后侧部A_3b的右半部分对应地配置。

另外，上述的制品吸附部34和边角料吸附部36分别配置于与制品部分A₁、A₂以及边角料部分A₃对应的位置。更具体地说，参照图3和图4，固定于支承臂48和52的共计4个制品吸附部34配置于与制品部分A₁对应的位置，能够吸附该制品部分A₁。这些共计4个制品吸附部34构成制品吸附部34的第一群34a。

另外，固定于支承臂54和50的共计3个制品吸附部34配置于与制品部分A₂对应的位置，能够吸附该制品部分A₂。这些共计3个制品吸附部34构成制品吸附部34的第二群34b。

另一方面，固定于支承臂74的共计5个边角料吸附部36配置于与边角料部分A₃的左侧部A_3a对应的位置，能够吸附该左侧部A_3a。这些共计5个边角料吸附部36构成边角料吸附部36的第一群36a。

另外，固定于支承臂66和68的共计10个边角料吸附部36配置于与边角料部分A₃的后侧部A_3b对应的位置，能够吸附该后侧部A_3b。这些共计10个边角料吸附部36构成边角料吸附部36的第二群36b。

另外，固定于支承臂78的共计5个边角料吸附部36配置于与边角料部分A₃的右侧部A_3c对应的位置，能够吸附该右侧部A_3c。这些共计5个边角料吸附部36构成边角料吸附部36的第三群36c。

这样，在本实施方式中，制品吸附部34的第一群34a和第二群34b被配置成彼此在左右方向上相邻，并且被配置成被边角料吸附部36的第一群36a、第二群36b以及第三群36c从左侧、后侧以及右侧包围。

在本实施方式中，在通过制品吸附部34和边角料吸附部36来吸附基板A的表面A_s1时，可动部56被配置到与基臂部44相抵接的位置(即可动部56的行程下限位置)，制品吸附部34与边角料吸附部36的吸附面被配置在大致相同的平面上。

接着，参照图5～图8来说明机器人系统10的动作。在控制部14从使用者处接受了分离基板A的作业命令时开始图5所示的流程。在步骤S1中，控制部14吸附被预先进行了切割的基板A。

具体地说，控制部14使机器人臂22进行动作，来将装置30的基部32配置到被切割用的机床实施了切割加工的基板A的上方的预先决定的位置。

例如，控制部14读出在内置于该控制部14的存储器中预先记录的机器人程序，按照该机器人程序使机器人臂22进行动作来将基部32配置到基板A的上方的预先决定的位置。

此时，可动部56被配置到与基臂部44相抵接的位置(行程下限位置)，制品吸附部34和边角料吸附部36的吸附面被配置在大致相同的平面上。

这样，在本实施方式中，通过重力的作用将可动部56配置到行程下限位置，由此，将制品吸附部34和边角料吸附部36配置到要吸附基板A的吸附位置。此外，控制部14也可以使位置维持部80进行动作，来维持被配置到行程下限位置的可动部56相对于轴部46的位置。

另外，作为其它例，也可以设置与位置维持部80相独立的第二位置维持部(未图示)，通过使该第二位置维持部进行动作，来维持被配置到行程下限位置的可动部56相对于轴部46的位置。该第二位置维持部也可以与位置维持部80同样地包括液压式或气压式的缸等并作用于可动部56。

接着，控制部14使机器人臂22进行动作来使基部32朝向基板A移动，使得制品吸附部34和边角料吸附部36的吸附面与基板A的表面A_s1相抵接。其结果，制品吸附部34的第一群34a与基板A的制品部分A₁相抵接，制品吸附部34的第二群34b与基板A的制品部分A₂相抵接。

另一方面，边角料吸附部36的第一群36a与基板A的左侧部A_3a相抵接，边角料吸附部36的第二群36b与基板A的后侧部A_3b相抵接，边角料吸附部36的第三群36c与基板A的右侧部A_3c相抵接。接着，控制部14使制品吸附部34和边角料吸附部36进行动作，通过制品吸附部34和边角料吸附部36来吸附基板A的表面A_s1。

此外，为了通过制品吸附部34和边角料吸附部36来吸附基板A，在通过位置维持部80维持可动部56相对于轴部46的位置的情况下，通过制品吸附部34和边角料吸附部36吸附基板A，之后停止位置维持部80的动作，解除可动部56的维持。

在步骤S2中，控制部14使基板A向装置30的夹具82的上方移动。具体地说，控制部14按照机器人程序使机器人臂22进行动作，将基部32定位到夹具82的上方的预先决定的位置。在图6中示出该状态。

如图6所示，通过该步骤S2，夹具82的第一立起部86a、第二立起部86b以及第三立起部86c分别被定位到边角料部分A₃的左侧部A_3a、中央部A_3d以及右侧部A_3c的正下方。另外，夹具82的第四立起部86d和第五立起部86e被定位到边角料部分A₃的后侧部A_3b的正下方。

在步骤S3中，控制部14将基板A按压至夹具82，来解除基板A的制品部分A₁、A₂与边角料部分A₃之间的牵连。具体地说，控制部14从图6所示的状态使机器人臂22进行动作，来使基部32向下方(第一方向)移动。

这样一来，基板A也与基部32一起向下方移动，夹具82的立起部86与边角料部分A₃的背面A_s2相抵接。由此，防止边角料部分A₃向下方(即背面A_s2侧)移动，也防止边角料吸附部36和可动部56向下方移动。

另一方面，由制品吸附部34吸附的制品部分A₁及A₂随着通过机器人臂22使基部32向下方移动而被制品吸附部34向下方按压，与基部32一起向下方(即背面A_s2侧)移动。

在此，如上所述，保持边角料吸附部36的可动部56能够沿轴部46移动。因而，随着基部32向下方移动，可动部56沿轴部46相对移动。

由此，边角料部分A₃被夹持固定在边角料吸附部36与立起部86之间，另一方面，制品部分A₁及A₂被制品吸附部34向下方按压而移动。

其结果，在制品部分A₁、A₂与边角料部分A₃之间的分界面产生剪切力，制品部分A₁、A₂与边角料部分A₃之间的牵连被解除，制品部分A₁及A₂与边角料部分A₃分离。在图7中示出该状态。

如图7所示，通过步骤S3，制品部分A₁及A₂与边角料部分A₃分离，与边角料部分A₃相隔距离d地配置于边角料部分A₃的下方。此外，在本实施方式中，制品部分A₁及A₂与基部32一起向下方侧移动直到与夹具82的主体部84的上表面相抵接为止。

在步骤S4中，控制部14维持边角料吸附部36相对于制品吸附部34的位置。具体地说，控制部14通过平衡位置维持部80的缸内的气压，来维持可动部56相对于轴部46的位置。其结果，能够维持边角料吸附部36相对于制品吸附部34的位置。

在步骤S5中，控制部14使机器人臂22进行动作，来将基部32向上方(第二方向)移动。此时，通过位置维持部80维持着可动部56相对于轴部46的位置，因此维持着制品部分A₁及A₂与边角料部分A₃之间的距离d的状态而将制品部分A₁、A₂和边角料部分A₃向上方侧(即表面A_S1侧)提起。在图8中示出该状态。

在步骤S5中，控制部14使基板A移动到用于收容制品部分A₁、A₂的制品收容部(未图示)。具体地说，控制部14按照机器人程序使机器人臂22进行动作，来将基板A配置到制品收容部的上方的预先决定的位置。

在步骤S6中，控制部14解除制品吸附部34的吸附。具体地说，控制部14使制品吸附部34的吸附动作停止，来从制品吸附部34释放制品部分A₁、A₂。由此，制品部分A₁、A₂被收容于制品收容部内。

在步骤S7中，控制部14将边角料部分A₃移动到用于收容边角料部分A₃的边角料收容部(未图示)。具体地说，控制部14按照机器人程序使机器人臂22进行动作，来将边角料部分A₃配置到边角料收容部的上方的预先决定的位置。

在步骤S8中，控制部14解除边角料吸附部36的吸附。具体地说，控制部14使边角料吸附部36的吸附动作停止，来从边角料吸附部36释放边角料部分A₃。由此，边角料部分A₃被收容于边角料收容部内。

在步骤S9中，控制部14判断是否全部基板的分离作业结束。控制部14在判断为“否”的情况下，返回到步骤S1，另一方面，在判断为“是”的情况下，结束图5所示的流程。

如上所述，根据本实施方式所涉及的装置30，边角料部分A₃被夹持固定在边角料吸附部36与立起部86之间，另一方面，制品部分A₁及A₂被制品吸附部34按压而移动。

其结果，能够可靠地解除基板A中制品部分A₁、A₂与边角料部分A₃之间的牵连。这样，根据本实施方式，即使对于例如上述的基板A那种边角料部分具有复杂的形状而边角料部分与制品部分相互复杂地牵连的基板，也能够很好地将制品部分与边角料部分分离。

另外，在本实施方式中，在将基板A分离之后，能够通过位置维持部80来维持边角料吸附部36相对于制品吸附部34的位置。因此，能够将制品部分A₁、A₂和边角料部分A₃在相隔距离d的状态下搬运到制品收容部和边角料收容部。

由此，在搬运分离后的基板A时，能够可靠地防止制品部分A₁、A₂与边角料部分A₃再次牵连，因此能够将制品部分A₁、A₂和边角料部分A₃顺利地收容于制品收容部和边角料收容部。

此外，在上述的实施方式中，叙述了边角料吸附部36被设置成能够借助可动部56相对于制品吸附部34移动的情况。然而，不限于此，也可以如下那样进行配置：将制品吸附部34固定于可动部56，将边角料吸附部36固定于基部32(例如基臂部44)，由此使制品吸附部34能够相对于基部32和边角料吸附部36移动。

在该情况下，边角料吸附部36构成吸附边角料部分A₃(第一部分)的表面A_s1并向下方移动的第一吸附部。另一方面，制品吸附部34构成被设置成能够相对于第一吸附部移动的、吸附制品部分A₁、A₂(第二部分)的表面A_s1的第二吸附部。另外，在该情况下的夹具与上述的夹具82不同，具有与制品部分A₁、A₂的背面A_s2相抵接的立起部。

另外，在上述的实施方式中，叙述了位置维持部80包括液压式或气压式的缸的情况。然而，不限于此，位置维持部80只要能够维持可动部56相对于轴部46的位置，则可以应用任何构造，例如电动机、单向离合器或止动部等。

另外，在上述的实施方式中，叙述了吸附部34、36包括空气吸引式吸附装置的情况。然而，不限于此，吸附部34、36也可以包括例如电磁体或吸盘。

以上，通过发明的实施方式说明了本发明，但是上述的实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定。另外，将本发明的实施方式中说明的特征进行组合所得的方式也能够包含在本发明的技术范围中，但这些特征的组合的全部未必是发明的技术方案所必需的。并且，能够对上述的实施方式施以各种变更或改进，这也是本领域技术人员所清楚的。

另外，应该注意：权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤、工序以及阶段等各处理的执行顺序没有特别注明“在…之前”、“之前”等，而且，只要不是将之前的处理的输出用在之后的处理中，就能够以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，虽然为了便于说明而使用“首先，”、“接着，”等来进行了说明，但是并不意味着必须以此顺序来实施。

Claims (6)

1.一种牵连解除装置，用于解除被预先切割为第一部分和第二部分的基板的上述第一部分与上述第二部分的牵连，该牵连解除装置具备：

基部；

可动部，其以能够相对于上述基部在第一位置和第二位置之间移动的方式设置于该基部，该可动部在被配置在上述第一位置时与上述基部抵接，由此该可动部的从上述第二位置向去往上述第一位置的方向的移动被限制；

第一吸附部，其被固定于上述基部，具有吸附上述第一部分的第一吸附面；

第二吸附部，其被固定于上述可动部，具有吸附上述第二部分的第二吸附面，在上述可动部被配置在上述第一位置时，上述第一吸附面和上述第二吸附面被配置在相同的平面上，另一方面，在上述可动部被配置在上述第二位置时，上述第一吸附面与上述第二吸附面在上述方向上分离；

夹具，其从与上述第二吸附部相反的一侧与上述第二部分相抵接，防止上述第二部分向上述方向移动；以及

位置维持部，在当上述夹具与上述第二部分相抵接时上述基部向上述方向移动而上述第二吸附部吸附的上述第二部分与上述第一吸附部吸附的上述第一部分在上述方向上分离后，该位置维持部维持上述第二吸附部相对于上述第一吸附部的位置。

2.根据权利要求1所述的牵连解除装置，其特征在于，

上述基板是平板，

上述方向是与上述基板的表面正交的方向，

上述第二吸附部能够相对于上述第一吸附部沿与上述方向平行的方向移动。

3.一种机器人，具备：

根据权利要求1或2所述的牵连解除装置；以及

机器人臂，上述第一吸附部安装于该机器人臂。

4.一种机器人系统，具备：

根据权利要求3所述的机器人；以及

对上述机器人进行控制的控制部。

5.根据权利要求4所述的机器人系统，其特征在于，

上述控制部进行以下动作：

通过上述第一吸附部和上述第二吸附部来分别吸附上述第一部分和上述第二部分；

使上述机器人臂进行动作来使上述第一吸附部向上述方向移动，由此将被该第一吸附部吸附的上述第一部分向上述方向按压，来使上述第一部分与上述第二部分分离；

在上述第二部分与上述第一部分分离后，使上述位置维持部进行动作，来维持上述第二吸附部相对于上述第一吸附部的位置；以及

在维持上述第二吸附部相对于上述第一吸附部的位置的状态下，使上述机器人臂进行动作，来使上述第一吸附部向与上述方向相反的方向移动。

6.一种牵连解除装置，用于解除被预先切割为第一部分和第二部分的基板的上述第一部分与上述第二部分的牵连，该牵连解除装置具备：

第一吸附部，其构成为吸附上述第一部分，向第一方向移动；

第二吸附部，其构成为能够相对于上述第一吸附部移动，吸附上述第二部分；

夹具，其具有主体部以及从该主体部立起的立起部，该立起部配置在上述主体部的不与上述第一部分抵接且从与上述第二吸附部相反的一侧与上述第二部分相抵接的位置，防止上述第二部分向上述第一方向移动；

位置维持部，在上述第一吸附部向上述第一方向移动而上述第二部分与上述第一部分分离后，该位置维持部维持上述第二吸附部相对于上述第一吸附部的位置。

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