CN111566026A - 供给装置以及具备该供给装置的机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的供给装置用于抽出多个工件并供给，其特征在于，具备：收容部，其用于将上述多个工件以层叠的状态进行收容；第一导轨以及第二导轨，其沿着上述收容部延伸；第一移动件，其在上述第一导轨上移动；第二移动件，其在上述第二导轨上移动；第一按压部件，其相对于上述第一移动件设置为能够装卸；第二按压部件，其相对于上述第二移动件设置为能够装卸；第一施力部件，其对上述第一移动件向前端施力，以及第二施力部件，其对上述第二移动件向前端施力，上述第一移动件和上述第二移动件能够不相互限制地移动，且不管是通过上述第一按压部件还是通过上述第二按压部件均能够划分上述收容部的后端。

Description

供给装置以及具备该供给装置的机器人系统
技术领域
本发明涉及供给装置以及具备该供给装置的机器人系统。
背景技术
以往，公知有用于抽出多个工件并供给的供给装置。作为这样的供给装置，例如在专利文献1中提出一种杯供给装置。
对于专利文献1的杯供给装置而言，将上下层叠了多个杯的杯单元在第一杯储料器的水平面上纵横排列，通过升降装置的保持部接收这些杯单元的最前列的杯单元而使其进行升降移动，并且将移动的杯单元供给至比第一杯储料器靠下方的第二杯储料器。然后，将存放于该第二杯储料器内的杯通过杯给料器从下方按顺序一个一个地取出，从而供给至食品生产线。
专利文献1：日本特开2007-302305号公报
如上述那样，专利文献1的杯供给装置具备将供给至食品生产线的杯(工件)从第一杯储料器向第二杯储料器补充的构造。然而，专利文献1的杯供给装置存在需要通过升降装置接收第一杯单元并使其进行升降移动等装置结构复杂并且在杯的补充上花费时间的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够以简单的装置结构不花费时间地补充工件的供给装置以及具备该供给装置的机器人系统。
为了解决上述课题，本发明所涉及的供给装置用于抽出多个工件并供给，其特征在于，所述供给装置具备：收容部，其用于将上述多个工件以层叠的状态进行收容；第一导轨及第二导轨，其沿着上述收容部延伸；第一移动件，其在上述第一导轨上移动；第二移动件，其在上述第二导轨上移动；第一按压部件，其相对于上述第一移动件设置为能够装卸；第二按压部件，其相对于上述第二移动件设置为能够装卸；第一施力部件，其对上述第一移动件向前端施力；以及第二施力部件，其对上述第二移动件向前端施力，上述第一移动件和上述第二移动件能够不相互限制地移动，且不管是通过上述第一按压部件还是通过上述第二按压部件均能够划分上述收容部的后端。
根据上述结构，在划分收容部的后端的第一和第二按压部件中的任一方的后方载置了应向收容部补充的工件后，将第一和第二按压部件中的另一方在该应补充的工件的后方安装于对应的第一或第二移动件，且从对应的第一或第二移动件取下第一和第二按压部件中的一方，由此能够向收容部补充工件。另外，在此后欲向收容部进一步补充工件的情况下，也只要将第一和第二按压部件的一方和另一方相对于上述情况进行置换并重复相同的顺序即可。通过如上那样，本发明所涉及的供给装置能够以简单的装置结构不花费时间地补充工件。
也可以为，上述第一施力部件构成为沿着上述第一导轨延伸的第一恒力弹簧，上述第二施力部件构成为沿着上述第二导轨延伸的第二恒力弹簧。
根据上述结构，能够不受第一以及第二施力部件各自的位移的影响，以恒定的力将对应的第一以及第二移动件向前端施力。因此，能够以恒定的力按压收容于收容部的工件，而不受其数量影响。
也可以为，还具备定位机构，该定位机构在上述收容部的前端反复进行收容于上述收容部的多个工件的定位和上述定位的释放，上述定位机构具有一对定位部件，上述一对定位部件中若一方的定位部件向内突出则另一方的定位部件向外退缩，且若一方的定位部件向外退缩则另一方的定位部件向内突出，上述一对定位部件中的一方的定位部件以通过向内突出而与收容于上述收容部的多个工件中的位于最前端的工件的前表面抵接的方式配置，且上述一对定位部件中的另一方的定位部件以通过向内突出而与相比位于上述最前端的工件靠后端侧一位的工件的前表面抵接的方式配置。
根据上述结构，能够在所希望的时刻将收容于收容部的多个工件从位于最前端的工件起一个一个地抽出并供给。
也可以为，上述一对定位部件构成为一对杆部件，上述一对杆部件在内外方向上对置地设置有两组。
根据上述结构，能够以简单的结构可靠地进行收容于收容部的多个工件的定位和该定位的释放。
也可以为，上述收容部将上述多个工件以在水平方向上层叠的状态进行收容。
根据上述结构，即使在设置空间被限制的情况下，本发明所涉及的供给装置也容易适应该设置空间。
也可以为，例如上述工件为收容食品的容器或上述容器的盖。
为了解决上述课题，本发明所涉及的机器人系统具备：上述任一项所述的供给装置；多个工件，其收容于上述供给装置的收容部；以及机器人，其用于搬运从上述供给装置供给的工件，其特征在于，上述机器人具有：机器人臂；末端执行器，其安装于上述机器人臂；以及机器人控制部，其用于控制上述机器人臂以及上述末端执行器，上述末端执行器对收容于上述收容部的多个工件中的位于最前端的工件进行保持并搬运。
根据上述结构，本发明所涉及的机器人系统能够从以简单的装置结构不花费时间地补充工件的供给装置向机器人供给工件并且搬运工件。
也可以为，上述末端执行器通过从前表面吸引位于上述最前端的工件从而保持该工件。
根据上述结构，即使在设置空间被限制的情况下，本发明所涉及的机器人系统也容易适应该设置空间。
根据本发明，能够提供一种能够以简单的装置结构不花费时间地补充工件的供给装置以及具备该供给装置的机器人系统。
附图说明
图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的供给装置的机器人系统的整体结构的立体图。
图2是具备本发明的实施方式所涉及的供给装置的机器人系统中的机器人的主视图。
图3是表示具备本发明的实施方式所涉及的供给装置的机器人系统中的机器人的末端执行器的图，(A)是俯视图，(B)是侧视图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的供给装置的整体结构的立体图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的供给装置的收容部的前端部分的立体图。
图6是表示本发明的实施方式所涉及的供给装置的后端划分机构的构造的示意图。
具体实施方式
(整体结构)
以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的供给装置以及具备该供给装置的机器人系统进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。另外，以下，贯穿所有的附图，对相同或相当的要素标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。
(机器人系统10)
图1是表示具备本实施方式所涉及的供给装置的机器人系统的整体结构的俯视图。如图1所示，机器人系统10具备：本实施方式所涉及的供给装置30；多个盖W(工件)，其收容于供给装置30的收容部50；机器人11，其用于搬运从供给装置30供给的盖W；以及带式输送机90，其从图1中近前侧向里侧搬运收容有食品的多个容器W′。
(机器人11)
主要基于图2以及图3，对机器人11进行说明。图2是具备本实施方式所涉及的供给装置的机器人系统中的机器人的主视图。图3是表示上述机器人的末端执行器的图，(A)是俯视图，(B)是侧视图。本实施方式所涉及的机器人11以沿着用于搬运收容食品的容器W′的带式输送机90的方式配置，进行用盖W对通过该带式输送机90搬运来的容器W′进行覆盖的作业。
机器人11具备：基座12，其固定于台车；第一机器人臂13a以及第二机器人臂13b(以下存在仅称为“一对机器人臂13a、13b”的情况。)，其支承于基座12；第一末端执行器20a，其与第一机器人臂13a的末端部连接，第二末端执行器20b，其与第二机器人臂13b的末端部连接；以及机器人控制部28，其收纳在基座12内。机器人11例如能够设置于相当于一个人大小的有限的空间(例如610mm×620mm)。
以下，将张开了一对机器人臂13a、13b的方向称为左右方向，将与基轴的轴心平行的方向称为上下方向，将与左右方向以及上下方向正交的方向称为前后方向。
(一对机器人臂13a、13b)
第一机器人臂13a(图中左侧的机器人臂)以及第二机器人臂13b(图中右侧的机器人臂)分别是以相对于基座12能够移动的方式构成的水平多关节型的机器人臂。一对机器人臂13a、13b分别具备臂部15和肘杆部17。另外，在第一机器人臂13a的末端部安装有第一末端执行器20a，且在第二机器人臂13b的末端部安装有第二末端执行器20b。
臂部15在本例中由第一连杆15a以及第二连杆15b构成。对于第一连杆15a而言，通过旋转关节J1而与固定于基座12的上表面的基轴16连结，能够绕通过基轴16的轴心的旋转轴L1转动。对于第二连杆15b而言，通过旋转关节J2而与第一连杆15a的末端连结，能够绕被限定于第一连杆15a的末端的旋转轴L2转动。
肘杆部17具有供第一末端执行器20a或者第二末端执行器20b安装的机械接口19，经由直动关节J3以及旋转关节J4而与第二连杆15b的末端连结。通过直动关节J3，肘杆部17能够相对于第二连杆15b升降移动。通过旋转关节J4，肘杆部17能够绕与第二连杆15b垂直的旋转轴L3转动。
上述结构的一对机器人臂13a、13b分别具有关节J1～J4。而且，在一对机器人臂13a、13b以分别与关节J1～J4相对应的方式设置有未图示的驱动用伺服马达以及检测该伺服马达的旋转角的未图示的编码器等。另外，第一机器人臂13a的第一连杆15a中的旋转轴L1与第二机器人臂13b的第一连杆15a中的旋转轴L1被设置在同一直线上，第一机器人臂13a的第一连杆15a与第二机器人臂13b的第一连杆15a以上下设置阶梯差的方式配置。
(第一以及第二末端执行器20a、20b)
如图3所示，第一末端执行器20a具有：基端部21，其与机械接口19连接；支承板22，其在俯视观察时为X字形状；中间部23，其连接基端部21与支承板22且在侧视观察时为直角三角形状；吸引部24，其从支承板22的底面的中央部向下方延伸，通过利用负压吸引盖W的上表面而保持该盖W；以及抵接部25，其从X字形状的支承板22的底面的四个端部分别向下方延伸，其末端在保持了盖W时与该盖W的上表面抵接或几乎抵接。
第二末端执行器20b是用于在带式输送机90的下游侧保持被盖W覆盖的容器W′而将上述容器W′搬运至例如食物盘等的装置，只要是能够保持并搬运该容器W′的构造，其构造可以是任意的，因此在图2中作为黑色箱以虚线围起的方式示出。例如，第二末端执行器20b也可以通过在宽度方向上夹持被盖W覆盖的容器W′从而该保持容器W′。
(机器人控制部28)
本实施方式所涉及的机器人控制部28控制一对机器人臂13a、13b和第一末端执行器20a以及第二末端执行器20b。对于机器人控制部28的具体的结构而言，不进行特别的限定，但例如也可以为通过公知的处理器(CPU等)根据存储于存储部(存储器等)的程序进行动作从而实现的结构。
(供给装置30)
图4是表示本实施方式所涉及的供给装置的整体结构的立体图。如图4所示，本实施方式所涉及的供给装置30具备：架台40，其载置于食品制造现场的载置面；收容部50，其用于将多个盖W(工件)以层叠的状态收容；定位机构60，其在收容部50的前端反复进行被收容至收容部50的多个盖W的定位和该定位的释放；以及后端划分机构70，其用于划分收容于收容部50的多个盖W的后端。
(架台40)
架台40具有包含12根框架42a～42l而构成的大致长方体形状的外形。具体而言，架台40构成为包含：框架42a～42d，沿水平方向延伸从而构成大致长方体形状的底面上的四个边；框架42e～42h，从由框架42a～42d构成的底面上的四个角部沿铅垂方向向上延伸；框架42i，在框架42e～42h的上端附近以将框架42e与框架42f相互连结的方式沿水平方向延伸；框架42j，在框架42e～42h的上端附近以将框架42g与框架42h相互连结的方式沿水平方向延伸；框架42k，以将框架42e的上端与框架42h的上端相互连结的方式沿水平方向延伸；以及框架42l，以将框架42f的上端与框架42g的上端相互连结的方式沿水平方向延伸。
在由框架42a～42d构成的底面的四个角部，分别设置有向下方延伸从而与载置面抵接的载置部44。另外，在每一个载置部44的附近设置有脚轮46。
(收容部50)
收容部50以在架台40的上端部沿前后方向延伸的方式设置。收容部50构成为包含：两根轴54a以及54b，以将架台40的框架42i的上表面上的左右方向的中央部与上述架台40的框架42j的上表面上的左右方向的中央部相互连结的方式沿前后方向延伸；框部件56a，其支承于架台40的框架42k并在该框架42k的内侧上方沿前后方向延伸；以及框部件56b，其支承于架台40的框架42l，在该框架42l的内侧上方沿前后方向延伸。
对于本实施方式所涉及的收容部50而言，利用轴54a以及54b支承多个盖W的底部，且利用框部件56a以及56b支承多个盖W的侧部，由此能够以将多个盖W在水平方向上层叠的状态收容上述多个盖W。
此外，在将与盖W不同的工件收容于收容部50的情况下，也可以构成为能够根据其工件的宽度尺寸调整框部件56a与框部件56b的间隔。此时，例如，也可以设置指示器以数值的方式读取框部件56a与框部件56b的间隔，由此提高便利性。
(定位机构60)
图5是表示本实施方式所涉及的供给装置的收容部的前端部分的立体图。如图5所示，定位机构60以沿着收容部50的前端的方式设置。定位机构60具有一对杆部件62(一对定位部件)，上述一对杆部件62若一方向内突出则另一方向外退缩，且若一方向外退缩则另一方向内突出。在本实施方式中，在内外方向(或左右方向)上对置地设置有两组一对杆部件62。
在一对杆部件62中的配置于前侧的杆部件(一对定位部件的一方)，以通过向内突出而与收容于收容部50的多个盖W中的位于最前端的盖W的前表面抵接的方式配置。另外，一对杆部件62中的配置于后侧的杆部件(一对定位部件的另一方)以通过向内突出而与相比位于最前端的盖W靠后端侧一位的盖W的前表面抵接的方式配置。
也可以在一对杆部件62中的配置于后侧的杆部件的末端设置有宽度尺寸比杆部件小的末端部件64。由此，能够在位于最前端的盖W与位于该盖W的后端侧一位的盖W之间容易地插入配置于上述后侧的杆部件。
(后端划分机构70)
图6是表示本实施方式所涉及的供给装置的后端划分机构的构造的示意图。后端划分机构70具有：第一导轨72a以及第二导轨72b，其沿着收容部50延伸；第一移动件74a，其在第一导轨72a上滑动(移动)；第二移动件74b，其在第二导轨72b上滑动(同前)；第一按压部件76a，其设置为能够相对于第一移动件74a装卸，第二按压部件76b，其设置为能够相对于第二移动件74b装卸；第一恒力弹簧78a(第一施力部件)，其沿着第一导轨72a延伸，向前端对第一移动件74a施力；以及第二恒力弹簧78b(第二施力部件)，其沿着第二导轨72b延伸，向前端对第二移动件74b施力。
在本实施方式中，第一导轨72a由设置为在架台40的框架42k的下方以及上述架台40的框架42l的下方分别沿前后方向延伸的一对导轨部件构成。另外，第一移动件74a设置为以连接该一对导轨部件的方式沿宽度方向延伸。相同地，第二导轨72b由设置为在架台40的框架42k的下方且上述第一导轨72a的上方以及上述架台40的框架42l的下方且上述第一导轨72a的上方分别沿前后方向延伸的一对导轨部件构成。另外，第二移动件74b设置为以连接该一对导轨部件的方式沿宽度方向延伸。
根据上述结构，由于第一导轨72a和第二导轨72b设置为在上下方向上相互偏移，因此第一移动件74a和第二移动件74b能够不相互限制地移动，且不管是通过第一按压部件76a还是通过第二按压部件76b均能够划分收容部50的后端。
(效果)
本实施方式所涉及的供给装置30通过具备上述结构，由此在划分收容部50的后端的第一和第二按压部件76a、76b中的任一方的后方载置了应向收容部50补充的盖W后，将第一按压部件76a和第二按压部件76b中的另一方在该应补充的盖W的后方安装于对应的第一移动件74a或第二移动件74b，且从对应的第一移动件74a或第二移动件74b取下第一按压部件76a和第二按压部件76b中的一方，由此能够向收容部50补充盖W。另外，在此后欲向收容部50进一步补充盖W的情况下，也只要将第一和第二按压部件76a、76b的一方和另一方相对于上述情况进行置换并重复相同的顺序即可。通过如上那样，本实施方式所涉及的供给装置30能够以简单的装置结构不花费时间地补充盖W。
在本实施方式中，第一恒力弹簧78a(第一施力部件)对第一移动件74a向前端施力，第二恒力弹簧78b(第二施力部件)对第二移动件74b向前端施力。由此，能够不受第一以及第二恒力弹簧78a、78b各自的位移的影响，以恒定的力将对应的第一以及第二移动件74a、74b向前端施力。因此，能够以恒定的力按压收容于收容部50的盖W，而不受盖W的数量影响。
本实施方式所涉及的供给装置30还具备定位机构60，该定位机构60在收容部50的前端反复进行收容于该收容部50的多个盖W的定位和该定位的释放。由此，供给装置30能够在所希望的时刻将收容于收容部50的多个盖W从位于最前端的盖W起一个一个地抽出并供给。
在本实施方式中，在内外方向上对置地设置有两组定位机构60所具有的一对杆部件62。由此，能够以简单的结构可靠地进行收容于收容部50的多个盖W的定位和该定位的释放。
在本实施方式中，收容部50将多个盖W以在水平方向上层叠的状态进行收容。由此，即使在设置空间被限制的情况下，本实施方式所涉及的供给装置30也容易适应该设置空间。
本实施方式所涉及的机器人系统10可从能够以简单的装置结构不花费时间地补充盖W的供给装置30向机器人11供给盖W并且搬运盖W。
(变形例)
根据上述说明，对于本领域技术人员而言，本发明的很多改进或其他实施方式是显而易见的。因此，上述说明应仅作为例示解释，且是为了向本领域技术人员传授实施本发明的最佳形态的目的而提供的。可以在不脱离本发明的精神的情况下，实质地变更其构造以及/或功能的细节。
在上述实施方式中，对第一移动件74a在第一导轨72a上滑动的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，第一移动件74a也可以通过车轮在第一导轨72a上移动，也可以通过其他方式移动。
在上述实施方式中，对第一施力部件构成为第一恒力弹簧78a，并且第二施力部件构成为第二恒力弹簧78b的情况进行了说明，但并不限定于此。即，第一以及第二施力部件也可以分别构成为非恒力的单纯的弹簧，可以通过使用电动式马达而构成，也可以构成为其他施力部件。
在上述实施方式中，对供给装置30具备在收容部50的前端反复进行收容于该收容部50的多个盖W的定位和该定位的释放的定位机构60的情况进行了说明，但并不限定于此。即，供给装置30也可以不具备定位机构60，由此能够成为更简单的结构。
在上述实施方式中，对一对定位部件构成为一对杆部件62，且在内外方向上对置地设置有两组一对杆部件62的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，一对定位部件也可以构成为分别具有与在俯视观察时的盖W的面积相同大小的面积的一对平板状的部件。由此，即使不在内外方向对置地设置有两组一对定位部件，也能够可靠地进行收容于收容部50的多个盖W的定位和该定位的释放。
在上述实施方式中，对收容部50以在水平方向上层叠的状态收容多个盖W的情况进行了说明，但并不限定于此。收容部50能够将多个盖W例如以在铅垂方向上层叠的状态收容等在与设置空间对应的任意的方向上层叠的状态进行收容。
在上述实施方式中，对工件为收容食品的容器的盖W的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，工件也可以为收容食品的容器W′，也可以为能够以层叠的状态收容于收容部50的其他工件。
在上述实施方式中，对用机器人11搬运从供给装置30供给的盖W的情况进行了说明，但并不限定于此。即，也可以用机器人11以外的任意的装置搬运从供给装置30供给的盖W，也可以通过人工进行搬运。
在上述实施方式中，对末端执行器构成为通过从前表面吸引位于最前端的盖W来保持盖W的第一末端执行器20a的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，末端执行器也可以为通过在厚度方向上夹持位于最前端的盖W从而保持盖W的装置。
在上述实施方式中，对机器人系统10仅具备一台供给装置30的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以具备多台供给装置30。例如，也可以具备两台供给装置30，由此在从一方的供给装置30抽出多个盖W并供给期间，向另一方的供给装置30补充多个盖W。由此，相对于机器人11能够不间断地持续供给盖W。
附图标记说明
10...机器人系统；11...机器人；12...基座；13a...第一机器人臂；13b...第二机器人臂；15...臂部；15a...第一连杆；15b...第二连杆；16...基轴；17...肘杆部；19...机械接口；20a...第一末端执行器；20b...第二末端执行器；21...基端部；22...支承板；23...中间部；24...吸引部；25...抵接部；28...机器人控制部；30...供给装置；40...架台；42...框架；44...载置部；46...脚轮；50...收容部；54...轴；56...框部件；60...定位机构；62...一对杆部件；64...末端部件；70...后端划分机构；72...导轨；74...移动件；76...按压部件；78...施力部件；80...架台；90...带式输送机；W...盖；W′...容器。

Claims (8)

1.一种供给装置，用于抽出多个工件并供给，其特征在于，
所述供给装置具备：
收容部，其用于将所述多个工件以层叠的状态进行收容；
第一导轨及第二导轨，其沿着所述收容部延伸；
第一移动件，其在所述第一导轨上移动；
第二移动件，其在所述第二导轨上移动；
第一按压部件，其相对于所述第一移动件设置为能够装卸；
第二按压部件，其相对于所述第二移动件设置为能够装卸；
第一施力部件，其对所述第一移动件向前端施力；以及
第二施力部件，其对所述第二移动件向前端施力，
所述第一移动件和所述第二移动件能够不相互限制地移动，且不管是通过所述第一按压部件还是通过所述第二按压部件均能够划分所述收容部的后端。
2.根据权利要求1所述的供给装置，其特征在于，
所述第一施力部件构成为沿着所述第一导轨延伸的第一恒力弹簧，所述第二施力部件构成为沿着所述第二导轨延伸的第二恒力弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的供给装置，其特征在于，
所述供给装置还具备定位机构，该定位机构在所述收容部的前端反复进行收容于所述收容部的多个工件的定位和所述定位的释放，
所述定位机构具有一对定位部件，所述一对定位部件中若一方的定位部件朝内突出则另一方的定位部件朝外退缩，且若一方的定位部件朝外退缩则另一方的定位部件朝内突出，
所述一对定位部件中的一方的定位部件以通过朝内突出而与收容于所述收容部的多个工件中的位于最前端的工件的前表面抵接的方式配置，且所述一对定位部件中的另一方的定位部件以通过朝内突出而与相比位于所述最前端的工件靠后端侧一位的工件的前表面抵接的方式配置。
4.根据权利要求3所述的供给部件，其特征在于，
所述一对定位部件构成为一对杆部件，
所述一对杆部件在内外方向上对置地设置有两组。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的供给装置，其特征在于，
所述收容部将所述多个工件以在水平方向上层叠的状态进行收容。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的供给装置，其特征在于，
所述工件为收容食品的容器或所述容器的盖。
7.一种机器人系统，具备：权利要求1～6中任一项所述的供给装置；多个工件，其收容于所述供给装置的收容部；以及机器人，其用于搬运从所述供给装置供给的工件，
其特征在于，
所述机器人具有：机器人臂；末端执行器，其安装于所述机器人臂；以及机器人控制部，其用于控制所述机器人臂以及所述末端执行器，
所述末端执行器对收容于所述收容部的多个工件中的位于最前端的工件进行保持并搬运。
8.根据权利要求7所述的机器人系统，其特征在于，
所述末端执行器通过从前表面吸引位于所述最前端的工件从而保持该工件。
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