CN112897038A - 机器人作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人作业系统，即使在搬送装置搬送的一定距离内搬送多个工件时，也能够通过机器人对各工件执行作业。具备：机器人；搬送装置，驱动为将在一定距离内载置的多个工件每次搬送一定距离；驱动管理部，管理搬送装置的驱动距离和驱动开始的定时；作业位置生成部，在由驱动管理部管理的驱动开始的定时，生成机器人对多个工件进行作业的多个作业位置；作业部，根据搬送装置的驱动而更新由作业位置生成部生成的多个作业位置，并生成使机器人针对多个工件一边追踪一边执行规定作业的作业指令；以及控制部，基于搬送装置的驱动距离和驱动开始的定时控制搬送装置，并且基于由作业部生成的作业指令控制机器人。

Description

机器人作业系统

技术领域

本发明涉及一种机器人作业系统。

背景技术

例如由伺服驱动的输送机构成的搬送装置在搬送装置的驱动的每一个间距内载置一个工件，将该工件一个间距一个间距地进行搬送。在具有这种搬送装置的机器人作业系统中，通过搬送装置以每次驱动一个间距的方式进行驱动，由此生成一个间距内的一个工件的位置。

机器人作业系统通过机器人来对由搬送装置搬送的工件执行作业。在搬送装置基于来自机器人或周边装置的伺服驱动信号每次移动一个间距时，机器人基于伺服电动机的机器脉冲，一边高精度地追踪搬送装置(工件)一边进行作业。

此外，专利文献1公开了一种部件提供装置，其目的在于能够不使机器人移动到待机位置地进行被搬送的部件的取出，从而尽可能地缩短部件的取出时间。该部件提供装置具备：输送机，其用于搬送部件；视觉识别单元，其识别由该输送机搬送的部件的位置和姿势，并将识别到的位置和姿势作为识别数据进行输出；移动量测定单元，其用于测定由所述输送机移动的部件的移动量，并且将该移动量作为移动量数据进行输出；取出机器人，其用于将被搬送的部件取出；以及机器人控制部，其保存所述识别数据和移动量数据，基于这些数据来控制所述取出机器人的动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-71188号公报

发明内容

发明要解决的问题

在针对被搬送装置一个间距一个间距地搬送的工件进行作业的机器人作业系统中，工件的位置与搬送装置的驱动信号一一对应。因此，在搬送装置的一个间距内搬送多个工件的情况下，无法通过机器人对该一个间距内的多个工件分别进行作业。

因而，期望在机器人作业系统中即使在搬送装置搬送的一定距离内搬送多个工件的情况下也能够通过机器人对各工件执行作业。

用于解决问题的方案

本公开的机器人作业系统的一个方式具备：机器人；搬送装置，其驱动为将在一定距离内载置的多个工件以每次搬送所述一定距离的方式进行搬送；驱动管理部，其对所述搬送装置的驱动距离和驱动开始的定时进行管理；作业位置生成部，其在由所述驱动管理部管理的所述搬送装置的所述驱动开始的定时，生成所述机器人对所述多个工件进行作业的多个作业位置；作业部，其根据所述搬送装置的驱动而更新由所述作业位置生成部生成的所述机器人的所述多个作业位置，并生成作业指令，所述作业指令用于使所述机器人针对所述多个工件一边进行追踪一边执行规定的作业；以及控制部，其基于由所述驱动管理部管理的所述搬送装置的所述驱动距离和所述驱动开始的定时来控制所述搬送装置，并且基于由所述作业部生成的作业指令来控制所述机器人。

发明的效果

根据本公开的机器人作业系统的一个方式，即使在搬送装置搬送的一定距离内搬送多个工件的情况下，也能够通过机器人对各工件执行作业。

附图说明

图1是示出本公开的机器人作业系统的一个方式的整体结构图。

图2是示出本公开的机器人作业系统的一个方式的框图。

图3是示出本公开的机器人作业系统的一个方式中的更新作业位置的情形的图。

图4是是示出本公开的机器人作业系统的一个方式中的更新作业位置的情形的图。

图5是示出本公开的机器人作业系统的一个方式中的搬送装置的动作的流程图。

图6是示出本公开的机器人作业系统的一个方式中的机器人的动作的流程图。

图7是示出本公开的机器人作业系统的其它一个方式中的搬送装置的图。

附图标记说明

1：机器人作业系统；2：搬送装置；3：机器人；51：驱动管理部；52：作业位置生成部；53：作业部；54：控制部；W1、W1a、W1b、W2：工件。

具体实施方式

下面，参照附图来对本公开的机器人作业系统的一个方式进行说明。图1是示出本公开的机器人作业系统的一个方式的整体结构图。图2是示出本公开的机器人作业系统的一个方式的框图。

如图1所示，本实施方式的机器人作业系统1具备：搬送装置2，其用于搬送作为作业对象的工件W；机器人3，其设置在搬送装置2的附近；检测部4，其被固定配置在搬送装置2的附近；以及控制装置5，其对搬送装置2和机器人3的驱动进行控制。

图1中的XZ表示机器人作业系统1中的搬送装置2和机器人3的坐标系。X方向为沿着搬送装置2的移动方向的方向。Z方向为沿着重力方向的方向。

搬送装置2由通过伺服电动机(未图示)来驱动的伺服输送机构成。搬送装置2构成为通过由控制装置5控制的伺服电动机的驱动来沿着空心箭头所表示的X方向每次移动一定距离。

在搬送装置2的上表面具有多个第一分隔部21和多个第二分隔部22，该多个第一分隔部21沿着搬送装置2的移动方向每隔一定距离地竖立设置，该多个第二分隔部22分别竖立设置在相邻的第一分隔部21、21之间。第一分隔部21比第二分隔部22高。相邻的第一分隔部21、21的距离与搬送装置2驱动的一个间距对应。即，搬送装置2通过伺服电动机的驱动，每次移动相邻的第一分隔部21、21之间的距离(一个间距)。

搬送装置2在相邻的第一分隔部21、21之间载置多个种类的工件W1、W2。具体地说，通过在相邻的第一分隔部21、21之间竖立设置的多个第二分隔部22来在相邻的第一分隔部21、21之间形成多个工件载置区域S。在图1所示的例子中，通过在相邻的第一分隔部21、21之间竖立设置两个第二分隔部22、22，由此形成了三个工件载置区域S。图1所示的搬送装置2在其中的一个间距内的三个工件载置区域S各载置两个相同种类的工件W1、W1以及与该工件W1不同种类的一个工件W2这三个工件中的一个。因而，搬送装置2通过伺服电动机的驱动而每次移动一个间距，由此将在一个间距内载置的三个工件W1、W1、W2一起搬送。

机器人3可以为设置于地面的类型、天花板悬挂类型等与对搬送装置2上的工件执行的作业的种类相应的任意类型的机器人。图1所示的机器人3悬挂于搬送装置2上方的天花板100，在机器人3的下端具备能够把持工件W1、W2的机器人手31。机器人3通过机器人控制装置(未图示)来被进行驱动控制，由此能够使机器人手31沿着Z方向上下移动，并且在与Z方向交叉的其它任意的方向上移动。由此，机器人3对搬送装置2上的工件W1、W2进行规定的作业。规定的作业例如为将搬送装置2上的工件W1、W2分别移送到规定的场所的搬出作业、针对搬送装置2上的工件W1、W2的贴签粘贴作业等。

检测部4配置于比机器人3靠搬送装置2的移动方向的上游侧的位置，用于检测在搬送装置2上有无载置工件W1、W2(在搬送装置2上是否配置有工件W1、W2)以及沿着搬送装置1的移动方向的一个间距内的工件W1、W2的位置。对于具体的检测部4并没有特别限定，例如可以为在搬送装置2上的至少一个间距的区域具有视场的二维摄像机、利用光来检测搬送装置2上的工件W1、W2的光电传感器等。图1所示的检测部4由从搬送装置2的上方拍摄工件W1、W2来获取二维图像的二维摄像机构成。检测部4的检测信号(二维图像等)被输出到控制装置5。

控制装置5通过生成搬送装置驱动信号并输出到搬送装置2的伺服电动机，来控制搬送装置2的驱动，并且通过生成机器人驱动信号并输出到机器人3的机器人控制装置(未图示)，来控制机器人3的驱动。如图2所示，控制装置5具有驱动管理部51、作业位置生成部52、作业部53以及控制部54。

驱动管理部51对搬送装置2的驱动距离(使工件移动的距离)和驱动开始的定时(使工件开始移动的定时)进行管理。具体地说，驱动管理部51按照预先示教的搬送装置2的管理程序，生成表示搬送装置1的一个间距的规定的驱动距离的信息以及表示搬送装置2的一个间距的驱动开始的规定定时的信息。这些搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时被预先设定为既定值。由驱动管理部51生成的表示驱动距离和驱动开始的定时的各信息被输出到控制部54。另外，由驱动管理部51生成的信息中的表示驱动开始的定时的信息被输出到作业位置生成部52和作业部53。

由驱动管理部51生成的驱动距离和驱动开始的定时基于从控制装置5的外部输入的信号来控制。具体地说，驱动管理部51被输入来自检测部4的检测信号，以该检测信号为触发，生成搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时的各信息。由此，能够容易地生成搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时的信息。

由驱动管理部51生成的驱动距离和驱动开始的定时的各信息中的任一方或两方能够基于从后述的控制部54发送的表示机器人3的作业状况的信息来变更。机器人3的作业状况的信息为针对搬送装置2的一个间距内的多个种类的工件W1、W2的作业是否结束并转移到下一间距的作业的信息。具体地说，在驱动管理部51根据从控制部54发送的表示作业信息的信息判断为例如机器人3的作业相对于搬送装置2的驱动速度稍慢的情况下，驱动管理部51进行使预先设定的搬送装置2的一个间距的驱动距离相对于通常驱动中的驱动距离缩短的控制以及使预先设定的搬送装置2的驱动开始的定时相对于通常驱动中的驱动开始的定时延迟的控制中的任一方的控制或两方的控制。由此，能够通过机器人3对多个种类的工件W1、W2可靠地执行作业。

另外，在驱动管理部51例如判断为搬送装置2的驱动相对于机器人3的作业稍慢的情况下，驱动管理部51进行使预先设定的搬送装置2的一个间距的驱动距离相对于通常驱动中的驱动距离延长的控制以及使预先设定的搬送装置2的驱动开始的定时相对于通常驱动中的驱动开始的定时提前的控制中的任一方的控制或两方的控制。由此，能够实现机器人3对多个种类的工件W1、W2迅速地进行作业。

作业位置生成部52基于由驱动管理部51管理并输入的表示搬送装置2的驱动开始的定时的信息，来生成机器人3对搬送装置2上的一个间距内的多个工件W1、W2进行作业的多个作业位置。具体地说，作业位置生成部52被输入来自检测部4的检测信号，基于该检测信号和从驱动管理部51输入的表示搬送装置2的驱动开始的定时的信息，来生成作为机器人3的作业位置的在搬送装置2上的一个间距内的工件W1、W2各自的位置坐标(X-Z坐标)。即，即使在搬送装置2的一个间距内配置了多个种类的多个物品W1、W2，也能够针对该一个间距内的多个种类的多个物品W1、W2中的每一个生成作业位置。由作业位置生成部52生成的机器人的作业位置(工件W1、W2的各位置坐标)的信息被输出到作业部53。

作业位置生成部52也能够在搬送装置2的驱动执行的定时还生成多个种类的工件W1、W2各自的属性信息。工件W1、W2的属性信息是指在机器人3对工件W1、W2执行作业时所需要的与各工件W1、W2对应的信息。具体地说，例如在机器人3的作业为工件W1、W2的搬出作业的情况下，属性信息为各工件W1、W2的移送目的地的位置信息。另外，例如在机器人3的作业为针对工件W1、W2的贴签粘贴作业的情况下，属性信息为各工件W1、W2的贴签的种类的信息。

属性信息与各工件W1、W2对应地被预先存储于作业位置生成部52内或者控制装置5的存储部(未图示)等。作业位置生成部52通过基于从检测部4输入的检测信号，例如针对在搬送装置2上载置的工件W1、W2实施图案匹配等图像处理，来识别工件W1、W2，并读取与该工件W1、W2对应的属性信息。由作业位置生成部52生成的属性信息与工件W1、W2的位置坐标对应地被输出到作业部53。由此，机器人作业系统1能够使机器人3简单地执行与多个工件W1、W2分别对应的作业。

作业部53根据搬送装置2的驱动而更新由作业位置生成部52生成的机器人3的多个作业位置(工件W1、W2的各位置坐标)的信息，生成使机器人3针对多个种类的工件W1、W2一边进行追踪一边执行规定的作业的作业指令。具体地说，如图3所示，在检测部4下方的搬送装置2上载置有工件W1a、W1b以及工件W2的情况下，作业位置生成部52基于检测部4的检测信号，生成机器人3的多个作业位置(工件W1、W2的各位置坐标)。在图3中，各工件的在被检测部4检测到的时间点的位置坐标为工件W1a；(X：0090，Z：0010)、工件W1b；(X：0080，Z：0010)、工件W2；(X：0070，Z：0010)。

搬送装置2通过伺服电动机的驱动而向图中的空心箭头的方向移动，因此如图4所示那样，工件W1a、W1b以及W2到达了机器人3的作业范围的时间点的位置坐标相对于图3所示的被检测部4检测到的时间点的位置坐标偏移了搬送装置2所移动的距离。因而，在图4中，各工件的在到达机器人3的作业范围的时间点的位置坐标为工件W1a；(X：0030，Z：0010)、工件W1b；(X：0020，Z：0010)、工件W2；(X：0010，Z：0010)。

像这样，作业部53基于从驱动管理部51发送的表示搬送装置2的驱动开始的定时的信息，来根据搬送装置2的驱动而更新机器人3的多个作业位置(工件W1、W2的各位置坐标)的信息。由此，作业部53对机器人3的作业开始的定时以及工件W1、W2是否已到达机器人3的作业范围进行监视。在监视的结果判断为工件W1、W2到达机器人3的作业范围且是机器人3开始作业的定时的情况下，作业部53生成使机器人3针对多个种类的工件W1、W2一边进行追踪一边执行规定的作业的作业指令，并将该作业指令与从作业位置生成部52发送的属性信息一起输出到控制部54。

控制部54按照预先示教的控制程序，来基于由驱动管理部51管理并输入的搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时控制搬送装置2，并且基于由作业部53生成并输入的作业指令控制机器人3。即，控制部54在从驱动管理部51被输入表示搬送装置2的驱动开始的定时的信息时，生成搬送装置驱动信号并输出到搬送装置2的伺服电动机。由此，搬送装置2在通常的驱动中按预先设定的一个间距的驱动距离进行驱动，使工件W1、W2每次移动一个间距。另外，控制部54在从作业部53被输入机器人3的作业指令时，生成用于对机器人3的驱动进行控制的机器人驱动信号并输出到机器人控制装置。由此，机器人3对一个间距内的多个种类的工件W1、W2分别执行搬出作业等规定的作业。

接着，使用图5和图6所示的流程图来说明该机器人作业系统1的具体的动作。图5是示出本公开的机器人作业系统1的一个方式中的搬送装置2的动作的流程图。图6是示出本公开的机器人作业系统1的一个方式中的机器人3的动作的流程图。

首先，如图5所示，控制装置5的驱动管理部51以规定的控制周期监视在搬送装置2上是否载置有工件(S101)。驱动管理部51在根据来自检测部4的检测信号检测到在搬送装置2的一个间距内载置有工件时(步骤S101；“是”)，向控制部54输出预先设定的表示搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时的各信息。由此，控制部54生成搬送装置驱动信号并输出到伺服电动机，以既定的驱动距离和驱动开始的定时来驱动搬送装置2(S102)。

在搬送装置2的驱动开始之后，驱动管理部51监视从控制部54发送的机器人3的作业状况(S103)。在该步骤S103中，在机器人3的作业状况为正常地进行了作业的情况下(步骤S103；“是”)，转移到步骤S104，继续驱动搬送装置2和机器人3，直到针对由搬送装置2搬送的所有工件的作业结束为止。

在步骤S103中，在机器人3的作业状况为没有正常地进行作业的情况下(步骤S103；“否”)，驱动管理部51变更搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时的既定值中的任一方或两方(S105)。之后，转移到步骤S104，与上述同样地，继续驱动搬送装置2和机器人3，直到针对由搬送装置2搬送的所有工件的作业结束为止。

另一方面，如图6所示，控制装置5的作业位置生成部52以规定的控制周期监视在搬送装置2上是否载置有工件(S201)。作业位置生成部52在根据来自检测部4的检测信号检测到在搬送装置2的一个间距内载置有工件时(步骤S201；“是”)，基于来自检测部4的检测信号，求出搬送装置2的一个间距内的多个种类的工件W1、W2各自的位置坐标，生成机器人3的作业位置并输出到作业部53(S202)。此时，作业位置生成部52不仅生成作业位置，而且还生成各工件W1、W2的属性信息并输出到作业部53。

作业部53基于从驱动管理部51发送的表示搬送装置2的驱动开始的定时的信息，来更新从作业位置生成部52发送的机器人3的作业位置，基于该更新后的作业位置和从作业位置生成部52发送的属性信息，生成作业指令并输出到控制部54(S203)。

接着，控制部54基于从作业部53发送的作业指令，生成用于驱动机器人3的机器人驱动信号并输出到机器人控制装置，来控制机器人3(S204)。由此，机器人3针对工件W1、W2一边进行追踪一边继续规定的作业，直到针对一个间距内的多个种类的所有工件W1、W2的作业完成为止(S205)。此时的机器人3的作业状况的信息以规定的控制周期被从控制部54输出到驱动管理部51，在图5所示的流程图的步骤S103中判断机器人3的作业状况是否为正常地进行了作业。

在由机器人3对搬送装置2的一个间距内的所有工件W1、W2进行的作业结束的情况下(步骤S205；“是”)，控制部54判断是否存在针对被搬送装置2搬送的下一间距的工件的作业、即是否存在来自作业部53的作业指令(S206)。在存在下一作业的情况下(步骤S206；“是”)，重复从步骤S204起的处理，在不存在下一作业的情况下(步骤S206；“否”)，结束动作。

图1所示的搬送装置2在每个间距内具有三个、即相同数量的工件载置区域S。但是，搬送装置2的间距内的工件载置区域S的数量也可以不同。另外，也可以为对于搬送装置2的各间距而工件的种类和数量中的任一方或两方不同。例如，图7所示的搬送装置2在偶数间距与奇数间距具有不同数量的工件载置区域S。在该情况下，作业位置生成部52能够基于对搬送装置2的驱动开始的定时的计数、即基于是偶数间距还是奇数间距，来分别生成多个种类的工件W1、W2的位置坐标。由此，即使在搬送装置2的各间距内工件的种类、数量不同，也能够针对该工件分别生成机器人3的作业位置(工件的各位置坐标)。

在图2所示的控制装置5中，构成为搬送装置驱动信号和机器人驱动信号从一个控制部54输出，但是也可以构成为搬送装置驱动信号和机器人驱动信号分别从独立的控制部(搬送装置用控制部、机器人用控制部)输出。

另外，控制装置5的各结构部位并不限定于集中设置为一个的结构。控制装置5的各结构部位中的一个或两个以上的结构部位也可以分开配置为构成机器人作业系统1的其它部位(例如，对搬送装置2的驱动进行控制的伺服控制装置、对机器人3的驱动进行控制的机器人控制装置等)。

以上说明的本公开的机器人作业系统1的一个方式起到下面那样的效果。具备：机器人3；搬送装置2，其驱动为将在一定距离内载置的多个工件W1、W2以每次搬送一定距离的方式进行搬送；驱动管理部51，其对搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时进行管理；作业位置生成部52，其在由驱动管理部51管理的搬送装置2的驱动开始的定时，生成机器人3的对多个工件W1、W2进行作业的多个作业位置；作业部53，其根据搬送装置2的驱动而更新由作业位置生成部52生成的机器人3的多个作业位置，并生成作业指令，该作业指令用于使机器人3针对多个工件W1、W2一边进行追踪一边执行规定的作业；以及控制部54，其基于由驱动管理部51管理的搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时来控制搬送装置2，并且基于由作业部53生成的作业指令来控制机器人3。由此，即使在搬送装置2搬送的一定距离(一个间距)内搬送多个工件W1、W2的情况下，也由于针对该多个工件W1、W2中的每一个工件生成机器人3的作业位置(工件W1、W2的各位置坐标)，因此能够通过机器人3对各工件W1、W2执行作业。

驱动管理部51根据机器人3的作业状况，变更搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时中的至少一方。由此，能够通过机器人3对由搬送装置2搬送的多个工件W1、W2可靠地执行作业。

驱动管理部51基于从外部输入的信号，来控制搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时。由此，能够容易地生成搬送装置2的驱动距离和驱动开始的定时的信息。

作业位置生成部52基于对搬送装置2的驱动开始的定时的计数，来生成多个工件W1、W2的位置。由此，即使在搬送装置2的各间距内工件的种类、数量不同，也能够针对该工件分别生成机器人3的作业位置(工件的各位置坐标)。

作业位置生成部52在搬送装置2的驱动开始的定时，还生成多个工件W1、W2的属性信息，作业部53基于由作业位置生成部52生成的属性信息生成作业指令。由此，机器人作业系统1能够通过机器人3简单地执行与多个工件W1、W2分别对应的作业。

Claims (5)

1.一种机器人作业系统，具备：

机器人；

搬送装置，其驱动为将在一定距离内载置的多个工件以每次搬送所述一定距离的方式进行搬送；

驱动管理部，其对所述搬送装置的驱动距离和驱动开始的定时进行管理；

作业位置生成部，其在由所述驱动管理部管理的所述搬送装置的所述驱动开始的定时，生成所述机器人对所述多个工件进行作业的多个作业位置；

作业部，其根据所述搬送装置的驱动而更新由所述作业位置生成部生成的所述机器人的所述多个作业位置，并生成作业指令，所述作业指令用于使所述机器人针对所述多个工件一边进行追踪一边执行规定的作业；以及

控制部，其基于由所述驱动管理部管理的所述搬送装置的所述驱动距离和所述驱动开始的定时来控制所述搬送装置，并且基于由所述作业部生成的作业指令来控制所述机器人。

2.根据权利要求1所述的机器人作业系统，其中，

所述驱动管理部根据所述机器人的作业状况，来变更所述搬送装置的所述驱动距离和所述驱动开始的定时中的至少一方。

3.根据权利要求1所述的机器人作业系统，其中，

所述驱动管理部基于从外部输入的信号，来控制所述搬送装置的所述驱动距离和所述驱动开始的定时。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的机器人作业系统，其中，

所述作业位置生成部基于对所述搬送装置的所述驱动开始的定时的计数，生成所述多个工件的位置。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的机器人作业系统，其中，

所述作业位置生成部在所述搬送装置的所述驱动开始的定时，还生成所述多个工件的属性信息，

所述作业部基于由所述作业位置生成部生成的属性信息，生成所述作业指令。

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