CN116477163A - 贴签粘附系统、方法以及计算机可读的非暂时性存储介质 - Google Patents

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Abstract

贴签粘附系统、方法以及计算机可读的非暂时性存储介质,抑制在将贴签粘附于对象物时产生褶皱。贴签粘附系统具有:多关节机器人;控制装置,其对多关节机器人进行控制;吸附工具(110),其安装于多关节机器人的末端;以及力觉传感器,其检测施加于吸附工具(110)的力。控制装置使多关节机器人执行以下动作:使保持有贴签的吸附工具(110)沿着贴签粘附的对象物的表面移动;以及基于来自力觉传感器的信号,调整吸附工具(110)相对于吸附工具的行进方向(滚转轴)的倾斜、和吸附工具(110)的行进方向。

Description

贴签粘附系统、方法以及计算机可读的非暂时性存储介质
技术领域
本公开涉及一种贴签粘附系统,更特定而言,涉及一种使用了多关节机器人的贴签粘附系统。
背景技术
在使用吸附工具等从贴签进给器上的贴签衬纸剥离贴签而将该贴签粘附于对象物时,贴签有时产生翘曲、褶皱等。这样的贴签的翘曲、褶皱等成为原因,而使得有时无法将贴签适当地粘附于对象物。因此,需要用于使贴签不产生变形地剥离而将该贴签适当地粘附于对象物的系统、或者用于辅助或改善用于使贴签不产生变形地剥离而将该贴签适当地粘附于对象物的各工序的至少一部分的技术。
关于贴签的剥离以及粘附的技术,例如,日本特开2021-028242号公报公开了如下的贴签粘附装置:“具有:贴签送出单元,其将粘附于衬纸的多个标签从贴签衬纸剥离并且沿着规定方向送出;工作台,其具有对由贴签送出单元送出的标签进行载置的平面状的载置面;以及机械臂,其把持载置于工作台的标签L,将该标签粘附于容器主体,工作台具有按压部件,该按压部件与载置面隔开规定的间隔配置,并且具有通过与由标签送出单元送出的标签抵接来按压标签的翘曲的抵接部”(参照[摘要])。
另外,例如在日本特开2012-197095号公报、日本特开2020-114743号公报、日本特开2009-286429号公报、日本特开2012-232826号公报、日本特开2003-081232号公报、日本特开2021-122923号公报中公开了与贴签的剥离以及粘附相关的其他技术。
根据日本特开2021-028242号公报、日本特开2012-197095号公报、日本特开2020-114743号公报、日本特开2009-286429号公报、日本特开2012-232826号公报、日本特开2003-081232号公报、日本特开2021-122923号公报所公开的技术,在将贴签粘附于对象物时有可能产生褶皱。因此,需要用于抑制在将贴签粘附于对象物时产生褶皱的技术。
发明内容
按照某个实施方式,提供一种贴签粘附系统。一种贴签粘附系统,其中,该贴签粘附系统具有:多关节机器人;控制装置,其对多关节机器人进行控制;吸附工具,其安装于多关节机器人的末端;以及力觉传感器,其检测施加于吸附工具的力。控制装置使多关节机器人执行以下动作:使保持有贴签的吸附工具沿着贴签粘附的对象物的表面移动;以及基于来自力觉传感器的信号,调整吸附工具相对于吸附工具的行进方向(滚转轴)的倾斜、和吸附工具的行进方向。
根据本公开,贴签粘附系统能够在始终对贴签施加均匀的力的同时进行粘附动作。由此,贴签粘附系统能够抑制粘附时在贴签上产生褶皱。
在上述公开中,调整吸附工具的行进方向的动作包含以下动作:以使吸附工具的行进方向接近相对于对象物的表面的法线方向的方式,控制吸附工具的姿势。
根据本公开,即使在对象物的表面不是平面的情况下,贴签粘附系统也能够在始终对贴签施加均匀的力的同时进行粘附动作。由此,贴签粘附系统能够抑制粘附时在贴签上产生褶皱。
在上述公开中,调整吸附工具相对于吸附工具的行进方向(滚转轴)的倾斜的动作包含以下动作:以减小力觉传感器检测到的吸附工具的滚转轴上的应力的方式,控制吸附工具的姿势。
根据本公开,贴签粘附系统可将吸附工具相对于对象物始终保持为水平。由此,贴签粘附系统能够抑制粘附时在贴签上产生褶皱。
在上述公开中,控制装置在吸附工具到达了预先确定的第1位置时,停止使用了力觉传感器的吸附工具的姿势控制,而基于吸附工具的位置,控制吸附工具的姿势和行进方向,在吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始使用了力觉传感器的吸附工具的姿势控制。
根据本公开,贴签粘附系统能够切换使用了力觉传感器的吸附工具的姿势控制、与使用了吸附工具的位置信息的吸附工具的姿势控制来使用。其结果是,贴签粘附系统即使对于难以仅通过使用了力觉传感器的吸附工具的姿势控制来进行贴签粘附的形状(例如,角),也能够无褶皱地粘附贴签。
在上述公开中,控制装置在吸附工具到达了预先确定的第1位置时,暂时忽略来自力觉传感器的信号,而基于吸附工具的位置,让多关节机器人使吸附工具沿着对象物的形状移动,在吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始来自力觉传感器的信号的取得,基于来自力觉传感器的信号,让多关节机器人使吸附工具沿着对象物的形状移动。
根据本公开,贴签粘附系统可暂时忽略力觉传感器的输出信号,而进行使用了吸附工具的位置信息的吸附工具的姿势控制。其结果是,贴签粘附系统即使对于难以仅通过使用了力觉传感器的吸附工具的姿势控制来进行贴签粘附的形状(例如,角),也能够无褶皱地粘附贴签。
按照另一实施方式,提供一种用于对贴签粘附系统进行控制的方法。贴签粘附系统具有:多关节机器人;控制装置,其对多关节机器人进行控制;吸附工具,其安装于多关节机器人的末端;以及力觉传感器,其检测施加于吸附工具的力。方法包含:通过多关节机器人,使保持有贴签的吸附工具沿着贴签粘附的对象物的表面移动;以及通过多关节机器人,基于来自力觉传感器的信号,调整吸附工具相对于吸附工具的行进方向(滚转轴)的倾斜、和吸附工具的行进方向。
根据本公开,贴签粘附系统能够通过该方法,在始终对贴签施加均匀的力的同时进行粘附动作。由此,方法能够抑制粘附时在贴签上产生褶皱。
并且,按照另一实施方式,提供一种用于对贴签粘附系统进行控制的程序。贴签粘附系统具有:多关节机器人;控制装置,其对多关节机器人进行控制;吸附工具,其安装于多关节机器人的末端;以及力觉传感器,其检测施加于吸附工具的力。程序使贴签粘附系统执行以下动作:通过多关节机器人,使保持有贴签的吸附工具沿着贴签粘附的对象物的表面移动;以及通过多关节机器人,基于来自力觉传感器的信号,调整吸附工具相对于吸附工具的行进方向(滚转轴)的倾斜、和吸附工具的行进方向。
根据本公开,贴签粘附系统通过执行该程序,能够在始终对贴签施加均匀的力的同时进行粘附动作。由此,程序能够抑制粘附时在贴签上产生褶皱。
本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点根据与附图相关联地理解的和本发明有关的以下详细说明而变得明确。
附图说明
图1是表示某个实施方式的贴签粘附系统10的整体图像和动作概要的一例的图。
图2是表示贴签粘附系统10的硬件结构的一例的图。
图3是表示贴签进给器120的外观的一例的图。
图4是表示在将贴签150从贴签衬纸300剥离的情况下可能发生的各种问题的一例的图。
图5是表示吸附工具110的结构的一例的图。
图6是表示控制装置200的电路结构的一例的图。
图7是表示与贴签粘附系统10中的贴签150的剥离处理关联的结构的一例的图。
图8是表示贴签粘附系统10中的剥离贴签150的动作的反复步骤的一例的图。
图9是表示贴签粘附系统10中的用于剥离贴签150的处理的示教步骤的一例的图。
图10是表示吸附工具110进行的贴签150向对象物130的粘附动作的一例的图。
图11是表示粘附处理时的吸附工具110的行进方向控制和姿势控制的一例的图。
图12是表示相对于对象物130的R凸面的、吸附工具110的行进方向控制的一例的图。
图13是表示相对于对象物130的R凹面的、吸附工具110的行进方向控制的一例的图。
图14是表示对象物130的角处的、吸附工具110的行进方向控制的一例的图。
图15是表示贴签粘附系统10中的从贴签衬纸300剥离贴签150的处理步骤的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本公开的技术思想的实施方式。在以下的说明中,对相同的部件标注相同的标号。它们的名称和功能也相同。因此,不重复对它们的详细说明。
<A.贴签粘附系统的结构>
首先,参照图1~图6,对能够应用本说明书所公开的技术的贴签粘附系统的动作例以及硬件结构进行说明。另外,在本说明书中,“系统”这一用语包含由1个或多个装置构成的结构、以及在云环境上构建的服务、虚拟机、实例、容器等。进而,系统包含由1个或多个装置构成的结构以及在云环境上构建的服务、虚拟机、实例、容器等与多关节机器人、贴签进给器等各种装置的组合。另外,在本说明书中,“贴签(seal)”这一用语包含粘附于其他物体的标签、带、膜等。另外,贴签也可以包含通过粘接剂粘附于对象物的部件、和如用于智能手机的液晶保护的膜那样利用真空粘附于对象物的部件。
图1是表示本实施方式的贴签粘附系统10的整体图像和动作概要的一例的图。参照图1,对贴签粘附系统10的结构、以及贴签粘附系统10将贴签150从贴签衬纸300(参照图3)剥离而将贴签150粘附于对象物的一系列动作进行说明。并且,还对贴签粘附系统10在贴签150的剥离处理中用于抑制贴签150产生褶皱的机理进行说明。
贴签粘附系统10作为主要的结构而具有多关节机器人100、吸附工具110以及贴签进给器120。多关节机器人100、吸附工具110以及贴签进给器120由控制装置200(参照图2)控制。
多关节机器人100构成为能够在自身装置的末端安装与用途匹配的工具。在图1所示的例子中,在多关节机器人100上安装有吸附工具110。另外,多关节机器人100也可以是垂直多关节机器人、水平多关节机器人或者其他任意的机器人。进而,多关节机器人100也可以具有任意数量的关节,作为一例,也可以是6轴多关节机器人。
吸附工具110具有用于吸附于贴签150的多个孔。此外,如吸附工具110那样与多关节机器人100的末端连接的工具也被称为末端执行器。吸附工具110与1个以上的真空发生器204(也称为真空喷射器)(参照图2)连接。参照图5对吸附工具110的详细情况进行说明。
贴签进给器120将贴签衬纸300的卷筒的一方从第1卷取轴223(参照图2)朝向第2卷取轴224(参照图2)输送。在贴签衬纸300从第1卷取轴223向第2卷取轴224输送的中途,贴签150在剥离台122的边缘A从贴签衬纸300剥离。贴签进给器120具有传感器121。传感器121能够检测贴签150通过了传感器121的正下方的情况。传感器121有时也被称为闩锁传感器(latch sensor)。在某个情形中,传感器121可以是光电传感器。
对象物130是被粘附贴签150的对象。粘附有贴签150的对象物130的面不一定是平面。在某个情形中,粘附有贴签150的对象物130的面可以是平面、曲面、角的一部分或它们的全部的组合。
接着,对贴签粘附系统10的动作进行说明。
在步骤1中,多关节机器人100使吸附工具110移动至剥离台122附近的吸附开始位置(或等待位置)。另外,贴签进给器120输送贴签衬纸300,将从传感器121取得的信号或贴签150的位置信息输出到控制装置200。
在步骤2中,多关节机器人100基于来自控制装置200的指令,使吸附工具110下降,使吸附工具110吸附在贴签150上。进而,多关节机器人100以与贴签衬纸300的输送速度成为等速的方式,使吸附工具110相对于贴签衬纸300平行移动。即,多关节机器人100与贴签进给器120的动作同步地,使吸附工具110相对于贴签衬纸300平行移动。由此,吸附工具110在吸附于贴签150的状态下,与贴签150一起被运送至剥离台122的边缘A。
在步骤3中,多关节机器人100继续相对于贴签衬纸300进行平行移动,直到通过剥离台122的边缘A为止。贴签衬纸300在剥离台122的边缘A处弯折,并卷绕于第2卷取轴224。贴签150在被吸附工具110吸附的状态下从剥离台122的边缘A向前方平行移动。作为其结果,贴签150从贴签衬纸300剥离。
如上所述,吸附工具110在吸附于贴签150的状态下,与贴签衬纸300的动作同步地相对于贴签衬纸300平行移动。即,贴签150在没有翘曲和/或褶皱、且被吸附工具110及贴签衬纸300夹持的状态下,在剥离台122上被搬运。然后,在剥离台122的边缘A处,贴签150在利用吸附工具110保持形状的状态下继续平行移动,贴签衬纸300被弯折而卷绕于第2卷取轴224。通过上述一系列的步骤,贴签粘附系统10能够不使贴签150产生翘曲和/或褶皱地将贴签150从贴签衬纸300剥离。
在步骤3以后,多关节机器人100将贴签150粘附于对象物130,然后,使吸附工具110移动到吸附开始位置,反复执行上述的处理。关于贴签150的粘附动作的详细情况,参照图10~图14在后面叙述。
图2是表示贴签粘附系统10的硬件结构的一例的图。参照图2,对贴签粘附系统10的硬件结构进行说明。贴签粘附系统10除了多关节机器人100、吸附工具110以及贴签进给器120之外,还具有控制装置200、力觉传感器201、工具更换器202、1个以上的真空发生器204以及编码器信号转换装置210。
真空发生器204、工具更换器202以及吸附工具110经由空气用配管231相互连接。在各真空发生器204与吸附工具110之间的每个路径(空气用配管231)设置有流量调整器205。控制装置200经由第1信号线232与力觉传感器201以及多关节机器人100连接。在某个情形中,第1信号线232可以是EtherCAT(注册商标)或任意种类的信号线。贴签进给器120经由第2信号线233与控制装置200以及编码器信号转换装置210连接。在某个情形中,第2信号线233可以是任意种类的信号线。
控制装置200控制多关节机器人100、流量调整器205(或真空发生器204)以及贴签进给器120。在某个情形中,控制装置200可以是PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)。在其他情形中,控制装置200也可以是包含PLC和机器人控制部的综合控制装置。控制装置200具有与本公开的技术关联的以下的功能。
作为第1个功能,控制装置200向多关节机器人100发送包含吸附工具110的移动目的地的指令。多关节机器人100基于接收到的指令(基于吸附工具110的移动目的地)生成多关节机器人100的姿势,并基于生成的姿势进行动作(使吸附工具110移动到目标场所)。此外,吸附工具110的移动目的地也包含吸附工具110的姿势(空间中的XYZ轴各自的角度)。作为另一例,控制装置200也可以将包含多关节机器人100的姿势的指令发送到多关节机器人100。在该情况下,多关节机器人100以采取接收到的指令所包含的姿势的方式进行动作。
作为第2个功能,控制装置200使贴签进给器120进行驱动。更具体而言,控制装置200将驱动许可信号发送到贴签进给器120。贴签进给器120的控制装置(未图示)基于接收到驱动许可信号的情况,直接或经由电机驱动器等(未图示),对搭载于贴签进给器120的电机222进行驱动。电机222直接或间接地使第1卷取轴223和第2卷取轴224旋转。贴签衬纸300通过电机222的动力,从第1卷取轴223向第2卷取轴224被输送。
作为第3个功能,控制装置200使多关节机器人100和贴签进给器120的动作同步。
首先,控制装置200经由编码器信号转换装置210从贴签进给器120取得用于计算预定接下来要剥离的贴签150的位置的信息。更具体而言,贴签进给器120具有用于计算贴签衬纸300的输送量的编码器720(参照图7)。编码器720设置于能够检测第1卷取轴223、第2卷取轴224、电机222的轴、或者贴签衬纸300的路径上的带轮等的旋转的、贴签进给器120上的任意的位置。控制装置200从贴签进给器120接收传感器121的信号(表示预定接下来要剥离的贴签150通过传感器121下方的定时)和编码器720的信号(贴签衬纸300的输送量),作为用于计算预定接下来要剥离的贴签150的位置的信息。
控制装置200根据传感器121的信号,计算或记录预定接下来要剥离的贴签150通过基准位置(传感器121的正下方)的定时。另外,控制装置200根据编码器720的信号,计算预定接下来要剥离的贴签150通过基准位置(传感器121的正下方)后移动的距离(预定接下来要剥离的贴签150的当前位置)。控制装置200与预定接下来要剥离的贴签150的当前位置对应地控制多关节机器人100。即,控制装置200根据传感器121的信号和编码器720的信号,计算吸附工具110的移动目的地和移动速度。多关节机器人100基于来自控制装置200的指令,使吸附工具110移动到预定接下来要剥离的贴签150所在的位置。另外,多关节机器人100在将贴签150粘附于对象物130之后,使吸附工具110移动到等待贴签150的剥离的位置。控制装置200基于传感器121检测到贴签150的定时和编码器720的输出,决定吸附工具110的动作定时(吸附于贴签150的定时)。控制装置200在所决定的动作定时,向多关节机器人100发送命令,以使吸附工具110从等待位置移动至下一个贴签150的吸附位置。
在某个情形中,控制装置200也可以控制多关节机器人100以及贴签进给器120,使得在贴签衬纸300不移动的状态下,吸附工具110吸附于预定接下来要剥离的贴签150。在其他情形中,控制装置200也可以控制多关节机器人100以及贴签进给器120,使得在输送贴签衬纸300的状态下,吸附工具110一边追随贴签衬纸300一边吸附于预定接下来要剥离的贴签150。
在吸附工具110吸附于预定接下来要剥离的贴签150之后,控制装置200基于编码器720的信号来控制多关节机器人100,以使吸附工具110相对于预定接下来要剥离的贴签150(或者贴签衬纸300)等速地平行移动(以使吸附工具110与贴签进给器120同步地移动)。
作为第4个功能,控制装置200控制吸附工具110的吸附力。更具体而言,控制装置200通过各流量调整器205来调整或开启/关闭各真空发生器204对空气的吸引量。由此,控制装置200例如能够在剥离贴签150时增强吸附工具110的吸附力,在粘附贴签150时减弱吸附工具110的吸附力。
作为一例,力觉传感器201设置于多关节机器人100的末端与工具更换器202之间。力觉传感器201测量在吸附工具110产生的力(实际上是在力觉传感器201产生的力),将表示在吸附工具110产生的力的信号输出到控制装置200。力觉传感器201检测在吸附工具产生的三维方向(X轴、Y轴、Z轴)的力、和相对于各轴的旋转方向(Rx、Ry、Rz)的力矩。力矩是在相对于轴的旋转方向上施加的力,也被称为力矩载荷、力的力矩。力觉传感器201输出的信号用于多关节机器人100对贴签150的剥离动作的示教、粘附贴签150时的吸附工具110的姿势控制等。关于贴签150的剥离动作的示教,参照图9在后面叙述。关于粘附贴签150时的吸附工具110的姿势控制,参照图10~图14在后面叙述。
工具更换器202构成为能够将各种工具安装于多关节机器人100。在图2所示的例子中,工具更换器202用于将吸附工具110安装于多关节机器人100。另外,工具更换器202也可以是用于利用空气用配管231连接真空发生器204和吸附工具110的经由地点。
真空发生器204与位于外部的压缩机等连接。真空发生器204将压缩空气在内部节流并排出。压缩空气被高速地排出,从而内部压力降低。其结果,真空发生器204经由空气用配管231从吸附工具110的孔吸入空气。在某个情形中,真空发生器204可以安装于多关节机器人100,也可以配置于与多关节机器人100不同的位置。
编码器信号转换装置210具有取得编码器720的信号并发送到控制装置200的功能。在某个情形中,编码器信号转换装置210可以与控制装置200分体,也可以与控制装置200为一体型。在其他情形中,编码器信号转换装置210可以内置于贴签进给器120,也可以配置于贴签进给器120的外部。在其他情形中,编码器信号转换装置210也可以具有将传感器121的信号发送到控制装置200的功能。或者,控制装置200也可以经由第2信号线233直接接收传感器121的信号。
贴签进给器120具有电机222、第1卷取轴223、第2卷取轴224以及延长台221。电机222直接或间接地使第1卷取轴223和/或第2卷取轴224旋转,从第1卷取轴223向第2卷取轴224输送贴签衬纸300。延长台221延长贴签衬纸300相对于地面沿水平方向输送的距离(剥离台122的距离)。剥离台122的水平方向(贴签衬纸300的输送方向)的长度构成为吸附工具110的水平方向(图3的箭头310所示的方向)的长度以上。
图3是表示贴签进给器120的外观的一例的图。参照图3,详细说明贴签进给器120的动作、以及贴签150如何从贴签衬纸300剥离。
在贴签衬纸300上以等间隔粘附有贴签150,贴签衬纸300自身成为卷(卷筒)。贴签衬纸300的卷安装于第1卷取轴223,贴签衬纸300的一个端部安装于第2卷取轴224。
当贴签进给器120的电机222进行驱动时,贴签衬纸300从第1卷取轴223向第2卷取轴224输送。此时例如,贴签衬纸300从第1卷取轴223通过箭头310、320、330所示的路径而到达第2卷取轴224。例如,也可以在箭头320和箭头330的路径之间,配置有用于输送贴签衬纸300的辊。
贴签衬纸300在通过箭头310的路径(相对于地面为水平方向)时,通过传感器121的下方。传感器121将传感器121的信号发送到控制装置200。控制装置200参照传感器121的信号,记录贴签150通过基准位置(传感器121的正下方等)的定时。另外,贴签进给器120或编码器信号转换装置210将编码器720的信号发送到控制装置200。控制装置200参照编码器720的信号,能够计算贴签150的当前位置(即,贴签150从基准位置移动了多少距离)以及输送速度。控制装置200将贴签150的当前位置和/或输送速度的信息用于同步处理(使吸附工具110相对于贴签衬纸300等速地平行移动的处理)。
贴签衬纸300在通过传感器121的下方之后,在剥离台122的上方被搬运。在剥离台122中,贴签衬纸300上的一张贴签150被吸附工具110吸附(保持)。在吸附工具110吸附于贴签150的状态下,贴签衬纸300被输送至剥离台122的边缘A。此时,吸附工具110与贴签衬纸300等速地向箭头310的方向前进。
贴签衬纸300在到达剥离台122的边缘A时,向箭头320的方向折回。另一方面,被吸附工具110吸附(保持)的贴签150在到达剥离台122的边缘A之后,仍被吸附工具110向箭头310的方向搬运。即,贴签150在边缘A处从贴签衬纸300剥离。此时,贴签150通过被吸附工具110吸附而在保持形状的状态下从贴签衬纸300剥离。
图4是表示在将贴签150从贴签衬纸300剥离的情况下可能发生的各种问题的一例的图。参照图4,对从贴签衬纸300剥离贴签150时可能发生的各种问题进行说明。如参照图5后述的那样,本实施方式的吸附工具110包含用于解决这些问题的结构。
作为第1问题,在通过1个吸附工具将贴签150从贴签衬纸300剥离的情况下,有时会在贴签150的表面产生吸附褶皱。该问题可能在贴签150的表面的一部分被强力吸附的情况下产生。因此,为了不在贴签150的表面产生吸附褶皱,优选使用以均匀的力吸附于贴签150的较宽的面的吸附工具。
作为第2问题,贴签150在从贴签衬纸300剥离时,有时因重力的影响而下垂,或者受到贴签150的卷(卷筒)的卷痕的影响而翘曲。因此,在从贴签衬纸300剥离时,需要防止贴签150的下垂以及翘曲。
作为第3问题,在为了防止贴签150的下垂及翘曲而使用鼓风等外力的情况下,该外力自身成为干扰,有可能妨碍吸附工具110对贴签150的拾取。因此,期望不使用外力而防止贴签150的下垂和翘曲。
图5是表示吸附工具110的结构的一例的图。参照图5,对吸附工具110的结构及功能进行说明。吸附工具110具有吸附部501、按压部502以及1个以上的进气口503。
吸附部501在表面具有多个孔510。这多个孔510构成1个以上的块。在图5所示的例子中,吸附部501包含块A、B、C、D。各块所包含的孔510与各进气口503相连。而且,各块所包含的孔510经由各进气口503以及空气用配管231与任意的真空发生器204连接。在图5的例子中,块A、B、C、D与独立的真空发生器204对应。
控制装置200以块为单位调整吸附工具110的吸附力。由此,吸附工具110还能够根据贴签150的形状,使用一部分的块(例如,仅块A、C)吸附于贴签150。另外,吸附工具110也能够使用所有的块吸附于大型的贴签150。
吸附部501具有多个孔510,因此能够均匀地吸附于贴签150的较宽的面。吸附部501通过均匀地吸附于贴签150的较宽的面,能够抑制贴签150上的吸附褶皱的产生。另外,吸附部501在贴签150的剥离时不需要外力,因此不会受到干扰的影响。另外,吸附工具110在吸附于贴签150的状态下超过贴签进给器120的边缘A而继续水平移动,由此不会产生贴签150的下垂和翘曲。
在某个情形中,也可以构成为,能够根据需要封住孔510的一部分或全部。例如,孔510的一部分或全部也可以是螺纹孔。在该情况下,各孔510能够通过无头螺钉等封住。作为另一例,孔510的一部分或全部也可以构成为能够由管帽等封住。通过构成为吸附部501封住独立的孔510,用户能够对吸附工具110的吸附力进行微调。
按压部502在将贴签150粘附于对象物130时使用。多关节机器人100基于从控制装置200接收到的指令,在使吸附工具110的底(具有孔510的面)相对于对象物130的面倾斜的状态下,使吸附工具110沿着对象物130的面移动。由此,由吸附部501保持的贴签150通过按压部502粘附于对象物130的面。
在某个情形中,按压部502可以包含能够旋转的辊。该情况下,在吸附工具110沿着对象物130的表面移动的期间,按压部502的辊一边旋转一边将贴签150按压于对象物130的表面。在其他情形中,按压部502也可以包含刮刀或角。该情况下,在吸附工具110沿着对象物130的表面移动的期间,按压部502利用刮刀的末端或角将贴签150按压于对象物130的表面。
在其他情形中,按压部502也可以构成为能够更换多种吸附工具110而进行装卸。由箭头550表示的方向(与贴签150的粘附方向垂直的方向)的长度优选能够根据贴签150的大小进行更换。按压部502构成为能够相对于吸附工具110装卸,由此用户能够从多种按压部502中,选择相对于贴签150为适当长度的按压部502并安装于吸附工具110。
在其他情形中,控制装置200也可以把将贴签150粘附于对象物130时的吸附部501的吸附力调整为比将贴签150从贴签衬纸300剥离时的吸附部501的吸附力弱。通过该调整,按压部502能够容易地将贴签150从吸附部501剥离并粘附于对象物130。作为一例,控制装置200也可以通过停止或调整空气向多个真空发生器204中的至少一部分的流入,把将贴签150粘附于对象物130时的吸附部501的吸附力调整为比将贴签150从贴签衬纸300剥离时的吸附部501的吸附力弱。
进气口503经由空气用配管231与真空发生器204连接。通过真空发生器204内的气压下降,从孔510吸入的外部空气经由进气口503被送到真空发生器204。其结果,贴签150被吸引到孔510。
图6是表示控制装置200的电路结构的一例的图。参照图6,对控制装置200的电路结构进行说明。控制装置200具有处理器601、内存602、存储器603、机器人控制部604、I/O(Input Output:输入输出)IF(Interface:接口)605、网络IF 606以及总线607。
处理器601执行在内存602中展开的程序,通过参照在内存602中展开的数据,能够实现控制装置200的各种功能。在某个情形中,处理器601能够通过执行程序,实现作为PLC的功能。在其他情形中,处理器601通过执行程序,能够实现与多关节机器人100的控制相关的功能的全部或一部分。处理器601例如由至少1个集成电路构成。集成电路例如可以由至少1个CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、至少1个FPGA(Field ProgrammableGate Array:现场可编程门阵列)、或者它们的组合等构成。
内存602保存由处理器601执行的程序和由处理器601参照的数据。在某个情形中,内存602可以由DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)或SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)等实现。
存储器603是非易失性存储器,可以保存由处理器601执行的程序以及由处理器601参照的数据。在该情况下,处理器601执行从存储器603读出到内存602的程序,参照从存储器603读出到内存602的数据。在某个情形中,存储器603可以由HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive:固态硬盘)、EPROM(Erasable Programmable ReadOnly Memory:可擦可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead Only Memory:电可擦可编程只读存储器)或闪存等实现。
机器人控制部604控制多关节机器人100。作为一例,机器人控制部604也可以生成向多关节机器人100发送的指令,并经由I/O IF 605将该指令发送到多关节机器人100。
机器人控制部604例如由至少1个集成电路构成。集成电路例如可以由至少1个CPU、至少1个FPGA、至少1个ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)或它们的组合等构成。在某个情形中,处理器601可以具有机器人控制部604的功能。在其他情形中,机器人控制部604也可以与处理器601分开准备。
多关节机器人100具有处理器620,处理器620执行接收到的命令。在某个情形中,多关节机器人100可以具有由FPGA、ASIC等实现的集成电路,以代替处理器620。
I/O IF 605是与其他设备之间的通信接口。控制装置200也可以具有1个以上的I/O IF 605。另外,I/O IF 605也可以包含与不同的协议对应的多个接口。例如,I/O IF605可以包含与第1信号线232的通信协议对应的接口、和与第2信号线233的通信协议对应的接口。I/O IF 605能够与多关节机器人100、力觉传感器201、编码器信号转换装置210、传感器121、流量调整器205以及其他任意的结构连接。
网络IF 606与有线或无线的网络设备连接。例如,控制装置200也可以经由网络IF606与用户的终端610连接。在该情况下,控制装置200能够从终端610接收PLC的程序、多关节机器人100的程序等。在某个情形中,控制装置200可以经由I/O IF 605与终端610连接。在其他情形中,网络IF 606也可以由有线LAN(Local Area Network:局域网)端口以及Wi-Fi(注册商标)(Wireless Fidelity:无线保真)模块等实现。进而,在其他情形中,网络IF606也可以使用TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol:传输控制协议/互联网协议)、UDP(User Datagram Protocol:用户数据报协议)等通信协议来收发数据。
总线607将处理器601、内存602、存储器603、机器人控制部604、I/O IF 605以及网络IF 606相互连接。
<B.剥离贴签的动作>
接下来,参照图7~图9,对贴签粘附系统10剥离贴签150的动作的步骤及其示教方法进行说明。
图7是表示与贴签粘附系统10中的贴签150的剥离处理关联的结构的一例的图。贴签衬纸300从第1卷取轴223经由剥离台122的边缘A被输送到第2卷取轴224。在贴签衬纸300上均匀地粘附有贴签150(在图7的例子中为贴签150A、150B、150C)。编码器信号转换装置210将编码器720的信号发送到控制装置200。在某个情形中,编码器信号转换装置210可以取得传感器121的信号,并将该信号发送到控制装置200。
图8是表示贴签粘附系统10中的剥离贴签150的动作的反复步骤的一例的图。参照图8,以贴签150A、150B、150C为例对剥离贴签150的动作的反复步骤进行说明。
在第1步骤中,贴签粘附系统10通过多关节机器人100使吸附工具(EE:末端执行器)110移动到剥离处理的开始位置。另外,贴签粘附系统10利用贴签进给器120使贴签150A移动至吸附位置。
在第2步骤中,贴签粘附系统10使吸附工具110吸附于被搬运至贴签衬纸300的吸附位置的贴签150A。在某个情形中,贴签粘附系统10也可以在停止了贴签进给器120对贴签衬纸300的输送的状态下,使吸附工具110吸附于贴签150A。在其他情形中,贴签粘附系统10也可以在通过贴签进给器120正输送贴签衬纸300的状态下,使吸附工具110吸附于贴签150A。在该情况下,作为吸附时的动作,吸附工具110不仅包含下降动作,还包含沿水平方向追随贴签150A的动作。
在第3步骤中,贴签粘附系统10在使吸附工具110吸附于贴签150A的状态下,使吸附工具110与贴签衬纸300等速地平行移动。贴签150A在越过剥离台122的边缘A的时刻从贴签衬纸300剥离。贴签衬纸300在边缘A折回,并卷绕于第2卷取轴224。
在第4步骤中,贴签粘附系统10将贴签150A粘附于对象物130。参照图5,在使吸附工具110相对于对象物130的面倾斜的状态下进行该粘附处理。
在第5步骤中,贴签粘附系统10使吸附工具110返回到开始位置。在某个情形中,贴签粘附系统10也可以在第3步骤~第5步骤之间,通过贴签进给器120使贴签150B(预定接下来要剥离的贴签150)移动至吸附位置。在其他情形中,贴签粘附系统10也可以在吸附工具110返回到剥离处理的开始位置之后,通过贴签进给器120使贴签150B(预定接下来要剥离的贴签150)移动到吸附位置。以下,贴签粘附系统10以同样的步骤将贴签150B、150C粘附于对象物130。此外,贴签150A、150B、150C分别粘附于不同的对象物130(例如,对象物130A、130B、130C)。
图9是表示贴签粘附系统10中的用于剥离贴签150的处理的示教步骤的一例的图。多关节机器人100在拣选工件的处理等中,有时需要事先进行位置对准的示教。另外,在拾取贴签150那样的柔软的物体的情况下,多关节机器人100有时需要更严密的示教。参照图9,对多关节机器人100使用吸附工具110拾取(吸附并剥离)贴签150的处理的示教步骤进行说明。此外,在图9的例子中,力觉传感器201位于吸附工具110之上,但也可以在力觉传感器201与吸附工具110之间存在工具更换器202。
另外,X轴是贴签衬纸300和吸附工具110的行进方向,Y轴是在剥离台122的面上相对于X轴垂直的方向。Z轴是相对于X轴向上垂直的方向。Rx是相对于X轴的旋转方向,Ry是相对于Y轴的旋转方向,Rz是相对于Z轴的旋转方向。X轴、Y轴、Z轴也分别被称为滚转轴、俯仰轴、偏摆轴。
下述的步骤1~步骤3的处理例如能够通过用户向控制装置200输入示教处理的开始命令来执行。首先,用户通过手动操作使吸附工具110接近粘附于剥离台122上的贴签衬纸300的贴签150。用户在使吸附工具110接近至贴签150一定程度的状态下,经由终端610等向贴签粘附系统10输入示教处理的开始命令。贴签粘附系统10(控制装置200)基于接收到示教处理的开始命令的情况,执行步骤1~步骤3的处理。
在步骤1中,贴签粘附系统10使吸附工具110逐渐下降。
在步骤2中,贴签粘附系统10决定吸附工具110向贴签150的吸附位置(Z轴方向的位置)和吸附工具110向贴签150的吸附姿势。此外,以下的步骤2-1、2-2可以先执行任意一个。
首先,在步骤2-1中,贴签粘附系统10在力觉传感器201检测到预先确定的阈值以上的Z轴方向的力的时刻,停止吸附工具110的下降动作。另外,Z轴是相对于剥离台122的面向上垂直的方向。停止吸附工具110的下降动作的高度成为吸附工具110向贴签150的吸附位置。
接着,在步骤2-2中,贴签粘附系统10调整吸附工具110的姿势,使得施加于力觉传感器201(吸附工具110)的Rx方向的力矩的实测值成为第1目标值以下,并且Ry方向的力矩的实测值成为第2目标值以下。
更具体而言,贴签粘附系统10从力觉传感器201取得Rx方向的力矩的实测值。接着,贴签粘附系统10将Rx方向的力矩的实测值与第1目标值进行比较。贴签粘附系统10基于比较的结果来决定吸附工具110在Rx方向上的姿势的调整量。贴签粘附系统10调整吸附工具110在Rx方向上的姿势。贴签粘附系统10反复执行上述的处理,直到Rx方向的力矩的实测值成为第1目标值以下为止。
另外,贴签粘附系统10从力觉传感器201取得Ry方向的力矩的实测值。接着,贴签粘附系统10将Ry方向的力矩的实测值与第2目标值进行比较。贴签粘附系统10基于比较的结果来决定吸附工具110在Ry方向上的姿势的调整量。贴签粘附系统10调整吸附工具110在Ry方向上的姿势。贴签粘附系统10反复执行上述的处理,直到Ry方向的力矩的实测值成为第2目标值以下为止。
在步骤3中,贴签粘附系统10在决定了吸附工具110向贴签150的吸附位置和吸附工具110向贴签150的吸附姿势之后,使吸附工具110上升预先确定的距离。上升后的吸附工具110的位置相当于图8的开始位置。在某个情形中,控制装置200也可以构成为能够受理吸附工具110的上升量的设定输入。
如上所述,贴签粘附系统10通过示教功能来调整吸附工具110的吸附位置和吸附姿势,以使不仅施加于力觉传感器201的Z轴方向的力,而且Rx方向的力矩以及Ry方向的力矩也成为一定量以下。由此,吸附工具110的底面能够均匀地接触并吸附于贴签150。其结果,贴签粘附系统10能够抑制由吸附引起的贴签150的褶皱产生。
<C.将贴签粘附于对象物的动作>
接着,参照图10~图14,对贴签150的粘附动作的详细情况进行说明。
图10是表示吸附工具110进行的贴签150向对象物130的粘附动作的一例的图。参照图10,对贴签粘附系统10将贴签150在不产生气泡的情况下粘附于对象物130的步骤进行说明。以下的步骤1~步骤4的动作通过控制装置200向多关节机器人100发送指令,多关节机器人100基于接收到的指令使吸附工具110移动来实现。
在步骤1中,吸附工具110在使吸附部501的底面相对于对象物130的面倾斜的状态下,通过按压部502将贴签150按压于对象物130。
在步骤2中,吸附工具110一边利用按压部502将贴签150按压于对象物130,一边沿着对象物130的面移动。当吸附工具110移动时,贴签150的端部被按压部502按压,因此在吸附部501的面上向按压部502的方向滑动。
在步骤3中,吸附工具110进一步沿着对象物130的面移动。吸附工具110一边利用刮刀、角或辊等形状的按压部502将贴签150按压于对象物130一边移动。仅按压部502将贴签150按压于对象物130的面积1000较小,因此在粘附时不易产生气泡。
在步骤4中,吸附工具110在粘附于对象物130的面的贴签150上通过结束。贴签150被按压部502以较小的面积1000从一方的端部按压至另一方的端部,因此在贴签150与对象物130之间不产生气泡。
在某个情形中,控制装置200可以把将在将贴签150粘附于对象物130时的吸附工具110的吸附力调整为比剥离贴签150时的吸附工具110的吸附力弱。由此,贴签150容易从吸附部501滑动(容易分离)。
图11是表示粘附处理时的吸附工具110的行进方向控制和姿势控制的一例的图。参照图11,对贴签粘附系统10向具有平面以外的形状的对象物130粘附贴签150时的姿势控制进行说明。参照图11说明的动作通过控制装置200向多关节机器人100发送指令,多关节机器人100基于接收到的指令调整吸附工具110的行进方向以及姿势来实现。
此外,X轴是粘附处理时的吸附工具110的行进方向,Y轴是在剥离台122的面上相对于X轴垂直的方向。Z轴是相对于X轴向上垂直的方向。X轴、Y轴、Z轴也称为粘附处理时的滚转轴、俯仰轴、偏摆轴。
贴签粘附系统10基于从力觉传感器201取得的信号,检测在Z轴方向上对吸附工具110(或按压部502)施加的力、和在Rx方向上对吸附工具110(或按压部502)施加的力矩。
贴签粘附系统10对吸附工具110的行进方向进行调整,使得在Z轴方向上对吸附工具110(或按压部502)施加的力恒定。更具体而言,贴签粘附系统10对在Z轴方向上施加的力的实测值、与在Z轴方向上施加的力的目标值进行比较,来决定吸附工具110的行进方向的调整量。贴签粘附系统10基于所决定的调整量来变更吸附工具110的行进方向。贴签粘附系统10在粘附动作中反复执行上述的处理。
贴签粘附系统10通过将在Z轴方向上对吸附工具110(或按压部502)施加的力保持为恒定,能够始终以均匀的力对具有平面以外的形状的对象物130粘附贴签150。
另外,控制装置200调整吸附工具110的姿势(吸附工具110向Rx方向的倾斜),以使在Rx方向上对吸附工具110(或按压部502)施加的力矩成为目标值以下。更具体而言,贴签粘附系统10对在Rx方向上施加的力矩的实测值与在Rx方向上施加的力矩的目标值进行比较,来决定吸附工具110的姿势(吸附工具110向Rx方向的倾斜、或者吸附工具110相对于吸附工具110的行进方向(滚转轴(X))的倾斜)的调整量。贴签粘附系统10基于所决定的调整量来调整吸附工具110的姿势。贴签粘附系统10在粘附动作中反复执行上述的处理。
贴签粘附系统10通过将在Rx方向上对吸附工具110(或按压部502)施加的力矩保持为目标值以下,能够在吸附部501以及贴签150的接触面整体将压力保持为均匀。由此,贴签粘附系统10能够抑制由粘附动作引起的气泡、褶皱的产生等。
图12是表示相对于对象物130的R凸面的、吸附工具110的行进方向控制的一例的图。为了将贴签150以均匀的力粘附于对象物130,按压部502的行进方向优选相对于对象物130的表面始终为法线方向。因此,控制装置200基于从力觉传感器201取得的信号来调整按压部502(吸附工具110)的行进方向。
更具体而言,控制装置200对施加于按压部502的力的实测值、与施加于按压部502的力的目标值进行比较,并基于它们的差值来决定按压部502(吸附工具110)的行进方向的调整量。另外,控制装置200也可以基于施加于按压部502的力的方向来决定改变按压部502(吸附工具110)的朝向的方向。或者,也可以是,控制装置200在施加于按压部502的力的实测值大于目标值的情况下(按压部502被过度按压于对象物130的情况下),将按压部502的行进方向修正为向上(使按压部502的行进方向远离对象物130的表面的方向),控制装置200在施加于按压部502的力的实测值小于目标值的情况下,将按压部502的行进方向修正为向下(使按压部502的行进方向接近对象物130的表面的方向)。控制装置200基于所决定的调整方向及调整量来调整按压部502(吸附工具110)的行进方向。控制装置200通过反复进行上述的处理,使按压部502的行进方向接近相对于对象物130的表面的法线方向。
以按压部502滚上R凸面时以及按压部502越过R凸面时为例,对吸附工具110的行进方向控制进行说明。
场景A表示按压部502来到滚上对象物130的R凸面的位置的状态。在场景A中,按压部502的行进方向1301相对于对象物130的表面比法线方向1310靠内侧(从法线观察为对象物130侧)。在该情况下,按压部502从对象物130受到的反作用力成为相对于按压部502的行进方向的阻力。其结果是,按压部502以比设想更强的力将贴签150按压于对象物130。因此,控制装置200基于从力觉传感器201取得的信号,将按压部502(吸附工具110)的行进方向调整为外侧(从法线观察为对象物130的相反侧)。
场景B表示按压部502越过对象物130的R凸面的最高点后的状态。在场景B中,按压部502的行进方向1301相对于对象物130的表面比法线方向1310靠外侧(从法线观察时为对象物130的相反侧)。在该情况下,按压部502以比设想弱的力将贴签150按压于对象物130。因此,控制装置200基于从力觉传感器201取得的信号,将按压部502(吸附工具110)的行进方向调整为内侧(从法线观察为对象物130侧)。
图13是表示相对于对象物130的R凹面的、吸附工具110的行进方向控制的一例的图。在对象物130的R凹面中,控制装置200也能够以与参照图12说明的步骤相同的步骤来调整按压部502(吸附工具110)的行进方向。
在场景C中,按压部502的行进方向1301相对于对象物130的表面比法线方向1310靠内侧(从法线观察为对象物130侧)。在该情况下,基于从力觉传感器201取得的信号,将按压部502(吸附工具110)的行进方向调整为外侧(从法线观察为对象物130的相反侧)。
在场景D中,按压部502的行进方向1301相对于对象物130的表面比法线方向1310靠外侧(从法线观察时为对象物130的相反侧)。在该情况下,基于从力觉传感器201取得的信号,将按压部502(吸附工具110)的行进方向调整为内侧(从法线观察为对象物130侧)。
图14是表示对象物130的角处的、吸附工具110的行进方向控制的一例的图。在被粘附贴签150的面包含角的情况下,仅通过力觉传感器201的反馈,有时无法将贴签150无褶皱地粘附于对象物130。这是因为,在按压部502越过对象物130的角时,力觉传感器201不再检测到应力,因此控制装置200无法基于力觉传感器201的信号准确地调整吸附部501(吸附工具110)的行进方向。因此,贴签粘附系统10在对象物130的角处,代替力觉控制(基于力觉传感器201的信号的、吸附部501(吸附工具110)的行进方向控制)而执行位置控制(基于按压部502的位置的、吸附部501(吸附工具110)的行进方向控制)。
更具体而言,控制装置200在按压部502(吸附工具110)到达了预先确定的第1位置1400时,停止使用了力觉传感器201的吸附工具110的姿势控制。接着,控制装置200基于吸附工具110的位置来控制吸附工具110的姿势和行进方向。在图14的例子中,控制装置200沿着角改变按压部502(吸附工具110)的朝向。控制装置200在吸附工具110到达了预先确定的第2位置1410时,再次开始使用了力觉传感器201的吸附工具110的姿势控制。
第1位置1400可以是角的顶点,也可以是稍微越过角的位置(角的附近)。第2位置1410是力觉传感器201能够检测来自对象物130的应力的位置。
控制装置200将第1位置1400以及第2位置1410作为来自用户的输入设定或示教结果而预先登记在存储器603中。控制装置200向多关节机器人100发送了包含吸附工具110的目标位置的指令,因此始终保持吸附工具110的当前位置的信息。
作为另一例,控制装置200也可在吸附工具110到达了预先确定的第1位置1400时,暂时忽略来自力觉传感器201的信号。在该情况下,控制装置200基于吸附工具110的位置,让多关节机器人100使吸附工具110沿着对象物130的形状(角)移动。控制装置200在吸附工具110到达了预先确定的第2位置1410时,再次开始取得来自力觉传感器201的信号,基于来自力觉传感器201的信号,让多关节机器人100使吸附工具110沿着对象物130的形状(通过角后的表面)移动。
这样,贴签粘附系统10在对象物130的角处,停止使用了力觉传感器201的粘附处理,取而代之进行使用了吸附工具110的位置信息的粘附处理。由此,能够实现仅通过力觉传感器201的控制难以实现的、贴签150相对于对象物130的角的粘附。
<D.贴签粘附系统的内部处理>
图15是表示贴签粘附系统10中的从贴签衬纸300剥离贴签150的处理步骤的一例的图。在某个情形中,处理器601可以从存储器603向内存602读入用于进行图15的处理的程序,并执行该程序。在其他情形中,该处理的一部分或全部也可以作为构成为执行该处理的电路元件的组合来实现。在某个情形中,步骤S1510至步骤S1580的处理可以根据需要交换顺序。
在步骤S1510中,多关节机器人100使末端执行器(吸附工具110)移动至等待位置。本步骤的处理对应于图8的步骤1的处理。更具体而言,控制装置200将包含吸附工具110的目标位置(等待位置)的指令发送到多关节机器人100。多关节机器人100基于接收到的指令,使各关节的姿势变化,使吸附工具110移动至等待位置。
在步骤S1520中,贴签进给器120基于来自控制装置200的指令,开始贴签衬纸300的输送。本步骤的处理可以与步骤S1510的处理同时执行,也可以在步骤S1510的处理之前执行。
在步骤S1530中,控制装置200接收贴签进给器120的夹持辊的编码器720的旋转量。夹持辊例如是与第1卷取轴223、第2卷取轴224、或贴签衬纸300的输送路径上的任意的辊相邻地夹持贴签衬纸300的辊,与相邻的辊的旋转相应地旋转。在某个情形中,编码器720也可以设置于第1卷取轴223、第2卷取轴224、或者贴签衬纸300的输送路径上的任意的辊。
在步骤S1540中,控制装置200通过贴签进给器120的剥离台122上的传感器121检测贴签150的位置。更具体而言,控制装置200检测贴签150通过传感器121的正下方(用于计算贴签150的当前位置的基准位置)的定时。
在步骤S1550中,多关节机器人100基于闩锁信息(传感器121的信息)以及编码器旋转量,使吸附工具110追随贴签150。更具体而言,控制装置200基于闩锁信息(传感器121的信息)以及编码器旋转量来决定吸附工具110的目标位置以及到达时间。控制装置200将包含吸附工具110的目标位置以及到达时间的指令发送到多关节机器人100。多关节机器人100基于接收到的指令使吸附工具110移动。并且此时,真空发生器204通过排出压缩空气而使吸附工具110的多个孔510产生吸附力。真空发生器204也由控制装置200控制。本步骤的处理对应于图8的步骤2的处理。
在步骤S1560中,贴签进给器120继续贴签衬纸300的输送,在剥离台122的端部(图8的边缘A)使被吸附的贴签150从贴签衬纸300剥离。本步骤的处理对应于图8的步骤3的处理。
在步骤S1570中,贴签进给器120将贴签衬纸300输送规定量而完成输送处理。
在步骤S1580中,多关节机器人100停止追随贴签150。真空发生器204维持吸附工具110向贴签150的吸附。多关节机器人100转移到接下来的处理。接下来的处理对应于图8的步骤4、5的处理。多关节机器人100在贴签150向对象物130的粘附处理完成后,再次返回步骤S1510,反复执行步骤S1510以后的处理。
如以上说明的那样,本实施方式的贴签粘附系统10具有使贴签进给器120和多关节机器人100同步地动作的功能。通过该功能,贴签粘附系统10能够在贴签150的剥离动作中抑制贴签150的褶皱的产生。
另外,本实施方式的贴签粘附系统10具有吸附工具110,该吸附工具110具有吸附部501及按压部502。贴签粘附系统10通过使用该吸附工具110进行贴签150向对象物130的粘附处理,抑制粘附动作时在贴签150与对象物130之间产生气泡。
另外,本实施方式的贴签粘附系统10能够基于从力觉传感器201取得的信号来调整贴签150的粘附处理时的吸附工具110的行进方向以及姿势。由此,贴签粘附系统10能够始终对贴签150的表面施加均匀的力,进而使吸附工具110沿着对象物130的形状移动。其结果,贴签粘附系统10能够抑制在贴签150的粘附动作中贴签150产生褶皱。
另外,本实施方式的贴签粘附系统10能够切换使用了力觉传感器201的吸附工具110的控制和使用了吸附工具110的位置信息的吸附工具110的控制来使用。由此,贴签粘附系统10能够实现难以仅通过使用了力觉传感器201的吸附工具110的控制进行的、向包含角的面粘附贴签150的粘附处理。
并且,本实施方式的贴签粘附系统10能够使用力觉传感器201来对多关节机器人100进行吸附工具110的剥离位置的示教。在示教中,贴签粘附系统10调整吸附工具110的Z轴方向(相对于吸附工具110的剥离处理时的行进方向(X轴:滚转轴)向上的垂直方向(Z轴:偏摆轴))的位置、Rx方向(以X轴为旋转轴的旋转方向)、Ry方向(以剥离台122的面上的相对于X轴的垂直方向(Y轴:俯仰轴)为旋转轴的旋转方向)。由此,贴签粘附系统10在剥离动作中在贴签150的表面产生均匀的吸附力,能够在不使贴签150产生褶皱的情况下,将贴签150从贴签衬纸300剥离。
<E.附记>
如上所述,本实施方式包含以下的公开。
[结构1]
一种贴签粘附系统(10),其中,该贴签粘附系统(10)具有:
多关节机器人(100);
控制装置(200),其对上述多关节机器人(100)进行控制;
吸附工具(110),其安装于上述多关节机器人(100)的末端;以及
力觉传感器(201),其检测施加于上述吸附工具(110)的力,
上述控制装置(200)使上述多关节机器人(100)执行以下动作:
使保持有贴签(150)的上述吸附工具(110)沿着贴签(150)粘附的对象物(130)的表面移动;以及
基于来自上述力觉传感器(201)的信号,调整上述吸附工具(110)相对于上述吸附工具(110)的行进方向(滚转轴)的倾斜、和上述吸附工具(110)的行进方向。
[结构2]
在结构1所记载的贴签粘附系统(10)中,
调整上述吸附工具(110)的行进方向的动作包含以下动作:以使上述吸附工具(110)的行进方向接近相对于上述对象物(130)的表面的法线方向的方式,控制上述吸附工具(110)的姿势。
[结构3]
在结构1所记载的贴签粘附系统(10)中,
调整上述吸附工具(110)相对于上述吸附工具(110)的行进方向(滚转轴)的倾斜的动作包含以下动作:以减小上述力觉传感器(201)检测到的上述吸附工具(110)的滚转轴上的应力的方式,控制上述吸附工具(110)的姿势。
[结构4]
在结构1~3中的任意一项所记载的贴签粘附系统(10)中,
上述控制装置(200)在上述吸附工具(110)到达了预先确定的第1位置(1400)时,停止使用了上述力觉传感器(201)的上述吸附工具(110)的姿势控制,而基于上述吸附工具(110)的位置,控制上述吸附工具(110)的姿势和行进方向,在上述吸附工具(110)到达了预先确定的第2位置(1410)时,再次开始使用了上述力觉传感器(201)的上述吸附工具(110)的姿势控制。
[结构5]
在结构1~3中的任意一项所记载的贴签粘附系统(10)中,
上述控制装置(200)在上述吸附工具(110)到达了预先确定的第1位置(1400)时,暂时忽略来自上述力觉传感器(201)的信号,而基于上述吸附工具(110)的位置,让上述多关节机器人(100)使上述吸附工具(110)沿着上述对象物(130)的形状移动,在上述吸附工具(110)到达了预先确定的第2位置(1410)时,再次开始来自上述力觉传感器(201)的信号的取得,基于来自上述力觉传感器(201)的信号,让上述多关节机器人(100)使上述吸附工具(110)沿着上述对象物(130)的形状移动。
[结构6]
一种用于控制贴签粘附系统(10)的方法,其中,
上述贴签粘附系统(10)具有:
多关节机器人(100);
控制装置(200),其对上述多关节机器人(100)进行控制;
吸附工具(110),其安装于上述多关节机器人(100)的末端;以及
力觉传感器(201),其检测施加于上述吸附工具(110)的力,
上述方法包含以下步骤:
通过上述多关节机器人(100),使保持有贴签(150)的上述吸附工具(110)沿着贴签(150)粘附的对象物(130)的表面移动;以及
通过上述多关节机器人(100),基于来自上述力觉传感器(201)的信号,调整上述吸附工具(110)相对于上述吸附工具(110)的行进方向(滚转轴)的倾斜、和上述吸附工具(110)的行进方向。
[结构7]
一种用于控制贴签粘附系统(10)的程序,其中,
上述贴签粘附系统(10)具有:
多关节机器人(100);
控制装置(200),其对上述多关节机器人(100)进行控制;
吸附工具(110),其安装于上述多关节机器人(100)的末端;以及
力觉传感器(201),其检测施加于上述吸附工具(110)的力,
上述程序使上述贴签粘附系统(10)执行以下动作:
通过上述多关节机器人(100),使保持有贴签(150)的上述吸附工具(110)沿着贴签(150)粘附的对象物(130)的表面移动;以及
通过上述多关节机器人(100),基于来自上述力觉传感器(201)的信号,调整上述吸附工具(110)相对于上述吸附工具(110)的行进方向(滚转轴)的倾斜、和上述吸附工具(110)的行进方向。
对本发明的实施方式进行了说明,但应认为此次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由本发明的技术方案表示,意在包含与本发明的技术方案等同的意思以及范围内的所有变更。

Claims (15)

1.一种贴签粘附系统,其中,该贴签粘附系统具有:
多关节机器人;
控制装置,其对所述多关节机器人进行控制;
吸附工具,其安装于所述多关节机器人的末端;以及
力觉传感器,其检测施加于所述吸附工具的力,
所述控制装置使所述多关节机器人执行以下动作:
使保持有贴签的所述吸附工具沿着贴签粘附的对象物的表面移动;以及
基于来自所述力觉传感器的信号,调整所述吸附工具相对于所述吸附工具的行进方向即滚转轴的倾斜、和所述吸附工具的行进方向。
2.根据权利要求1所述的贴签粘附系统,其中,
调整所述吸附工具的行进方向的动作包含以下动作:以使所述吸附工具的行进方向接近相对于所述对象物的表面的法线方向的方式,控制所述吸附工具的姿势。
3.根据权利要求1所述的贴签粘附系统,其中,
调整所述吸附工具相对于所述吸附工具的行进方向即滚转轴的倾斜的动作包含以下动作:以减小所述力觉传感器检测到的所述吸附工具的滚转轴上的应力的方式,控制所述吸附工具的姿势。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的贴签粘附系统,其中,
所述控制装置在所述吸附工具到达了预先确定的第1位置时,停止使用了所述力觉传感器的所述吸附工具的姿势控制,而基于所述吸附工具的位置,控制所述吸附工具的姿势和行进方向,在所述吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始使用了所述力觉传感器的所述吸附工具的姿势控制。
5.根据权利要求1~3中的任意一项所述的贴签粘附系统,其中,
所述控制装置在所述吸附工具到达了预先确定的第1位置时,暂时忽略来自所述力觉传感器的信号,而基于所述吸附工具的位置,让所述多关节机器人使所述吸附工具沿着所述对象物的形状移动,在所述吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始来自所述力觉传感器的信号的取得,基于来自所述力觉传感器的信号,让所述多关节机器人使所述吸附工具沿着所述对象物的形状移动。
6.一种用于控制贴签粘附系统的方法,其中,
所述贴签粘附系统具有:
多关节机器人;
控制装置,其对所述多关节机器人进行控制;
吸附工具,其安装于所述多关节机器人的末端;以及
力觉传感器,其检测施加于所述吸附工具的力,
所述方法包含:
通过所述多关节机器人,使保持有贴签的所述吸附工具沿着贴签粘附的对象物的表面移动;以及
通过所述多关节机器人,基于来自所述力觉传感器的信号,调整所述吸附工具相对于所述吸附工具的行进方向即滚转轴的倾斜、和所述吸附工具的行进方向。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,
调整所述吸附工具的行进方向包含:以使所述吸附工具的行进方向接近相对于所述对象物的表面的法线方向的方式,控制所述吸附工具的姿势。
8.根据权利要求6所述的方法,其中,
调整所述吸附工具相对于所述吸附工具的行进方向即滚转轴的倾斜包含:以减小所述力觉传感器检测到的所述吸附工具的滚转轴上的应力的方式,控制所述吸附工具的姿势。
9.根据权利要求6~8中的任意一项所述的方法,其中,该方法还包含:
在所述吸附工具到达了预先确定的第1位置时,停止使用了所述力觉传感器的所述吸附工具的姿势控制;
基于所述吸附工具的位置,控制所述吸附工具的姿势和行进方向;以及
在所述吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始使用了所述力觉传感器的所述吸附工具的姿势控制。
10.根据权利要求6~8中的任意一项所述的方法,其中,该方法还包含:
在所述吸附工具到达了预先确定的第1位置时,暂时忽略来自所述力觉传感器的信号;
基于所述吸附工具的位置,让所述多关节机器人使所述吸附工具沿着所述对象物的形状移动;以及
在所述吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始来自所述力觉传感器的信号的取得,并基于来自所述力觉传感器的信号,让所述多关节机器人使所述吸附工具沿着所述对象物的形状移动。
11.一种计算机可读的非暂时性存储介质,其保存有用于控制贴签粘附系统的程序,其中,
所述贴签粘附系统具有:
多关节机器人;
控制装置,其对所述多关节机器人进行控制;
吸附工具,其安装于所述多关节机器人的末端;以及
力觉传感器,其检测施加于所述吸附工具的力,
所述程序使所述贴签粘附系统执行以下动作:
通过所述多关节机器人,使保持有贴签的所述吸附工具沿着贴签粘附的对象物的表面移动;以及
通过所述多关节机器人,基于来自所述力觉传感器的信号,调整所述吸附工具相对于所述吸附工具的行进方向即滚转轴的倾斜、和所述吸附工具的行进方向。
12.根据权利要求11所述的计算机可读的非暂时性存储介质,其中,
调整所述吸附工具的行进方向的动作包含以下动作:以使所述吸附工具的行进方向接近相对于所述对象物的表面的法线方向的方式,控制所述吸附工具的姿势。
13.根据权利要求11所述的计算机可读的非暂时性存储介质,其中,
调整所述吸附工具相对于所述吸附工具的行进方向即滚转轴的倾斜的动作包含以下动作:以减小所述力觉传感器检测到的所述吸附工具的滚转轴上的应力的方式,控制所述吸附工具的姿势。
14.根据权利要求11~13中的任意一项所述的计算机可读的非暂时性存储介质,其中,
所述程序使所述贴签粘附系统还执行以下动作:
在所述吸附工具到达了预先确定的第1位置时,停止使用了所述力觉传感器的所述吸附工具的姿势控制;
基于所述吸附工具的位置,控制所述吸附工具的姿势和行进方向;以及
在所述吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始使用了所述力觉传感器的所述吸附工具的姿势控制。
15.根据权利要求11~13中的任意一项所述的计算机可读的非暂时性存储介质,其中,
所述程序使所述贴签粘附系统还执行以下动作:
在所述吸附工具到达了预先确定的第1位置时,暂时忽略来自所述力觉传感器的信号;
基于所述吸附工具的位置,让所述多关节机器人使所述吸附工具沿着所述对象物的形状移动;以及
在所述吸附工具到达了预先确定的第2位置时,再次开始来自所述力觉传感器的信号的取得,并基于来自所述力觉传感器的信号,让所述多关节机器人使所述吸附工具沿着所述对象物的形状移动。
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