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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Aufnehmen loser Werkstücke.
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Üblicherweise ist ein Robotersystem zum Aufnehmen einer Vielzahl von metallischen Werkstücken, welche lose vorliegen, unter Verwendung einer elektromagnetischen Hand, bekannt. (siehe, bspw. PTL 1).
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PTL 2 offenbart ein Robotersystem zum aufeinanderfolgenden Aufnehmen von geschütteten Werkstücken, bei dem auf Basis der Größe eines Fluiddruckes in einem Zylinder geprüft wird, ob eine Roboterhand eine vorgeschriebene Anzahl von Werkstücken ergriffen hat.
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PTL 3 offenbart eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Objekten, bei der ein Roboter mittels eines Bildverarbeitungsteils zum korrekten Greifen eines Objektes gesteuert wird.
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PTL 4 offenbart ein Robotersystem, bei dem mittels eines Detektors der Zustand von Objekten innerhalb eines Behälters erfasst wird und ein Roboterarm zum Halten der Objekte ansteuerbar ist.
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PTL 5 offenbart eine Magnethand, mittels der Werkstücke zunächst innerhalb einer speziellen Vorrichtung in eine vorbestimmte Position gebracht werden und danach von einer weiteren Hand gegriffen werden können.
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PTL 6 offenbart eine Werkstückaufnahmevorrichtung, bei der Werkstücke während eines Hebevorganges vermessen werden. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung, mittels der erfasst wird, ob die Anzahl aufgenommener Werkstücke eins ist, wobei die Erfassung auf Grundlage der zuvor erfolgten Vermessung der Werkstücke erfolgt.
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PTL 7 offenbart eine Magnetaufnahmevorrichtung, bei der die Magnetkraft und die Bewegungsgeschwindigkeit eines Magnetkopfes so gesteuert werden, dass die Geschwindigkeit und Magnetkraft während Hebebewegungen dazu gesteuert werden, Wiederholungen von Aufnahmebewegungen zu minimieren.
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PTL 1 Japanische, nicht geprüfte Patentanmeldung, Offenlegung Nr.
JP 2012 - 183 593 A
PTL 2
DE 10 2015 002 761 A1
PTL 3
DE 10 2009 030 461 A1
PTL 4 US 2013 / 0 085 605 A1
PTL 5
JP 2015 - 127 252 A
PTL 6
JP 2002 - 210 685 A
PTL 7
JP 2001 - 239 489 A -
Allerdings wird in dem Robotersystem, das in PTL 1 beschrieben ist, eine Vielzahl von Werkstücken durch die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand erfasst. Dadurch wird es schwierig, die Werkstücke in dem nachfolgenden Prozess auszurichten. Das bedeutet, dass, wenn in dem nachfolgenden Vorgang die Ausrichtung durchgeführt wird, eine Greifhand mit Fingern verwendet wird, um die äußere Oberfläche des Werkstücks zu greifen. Allerdings ist es bei Verwendung einer stabförmigen elektromagnetischen Hand als Greifhand nicht möglich, die Stellung der magnetisch aneinander angezogenen Werkstücke zu steuern. Daher ergibt sich, wenn mehrere Werkstücke zur gleichen Zeit gegriffen werden und sie vorübergehend eng beieinander, oder in einer überlappenden Weise angeordnet sind, das Problem, dass die Greifhand die Außenfläche des Werkstücks nicht mehr greifen kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der zuvor beschriebenen Umstände getätigt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes System zum Aufnehmen loser Werkstücke und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, bei denen ein einzelnes Werkstück aus einer Vielzahl an Werkstücken, welche lose vorliegen, aufgenommen wird und ermöglicht wird, dass die Oberfläche des Werkstücks in dem nachfolgenden Prozess leicht gegriffen werden kann.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung folgende Lösungen bereit, welche dem Anspruch 1 entspricht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein System zum Aufnehmen loser Werkstücke bereit, mit: einem Roboter der mit einer elektromagnetischen Hand ausgestattet ist, die ein Metallwerkstück magnetisch anziehen kann; einem Bestimmungsabschnitt, der ermittelt, ob das Werkstück magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen wird, oder nicht; und einem Magnetkraftsteuerungsabschnitt, der die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand steuert, wobei der Magnetkraftsteuerungsabschnitt so konfiguriert ist, dass bevor von dem Bestimmungsabschnitt ermittelt wird, dass eine magnetische Anziehung durchgeführt wird, der Magnetkraftsteuerungsabschnitt die Stärke der magnetischen Kraft der elektromagnetischen Hand so festgesetzt wird, dass die elektromagnetische Hand ein Werkstück halten kann und zwei Werkstücke nicht halten kann, und dann, nachdem durch den Bestimmungsabschnitt ermittelt wird, dass die magnetische Anziehung erfolgt, der Magnetkraftsteuerungsabschnitt die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand erhöht.
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Entsprechend dem oben beschriebenen Aspekt, wird der Roboter so bedient, dass sich die elektromagnetische Hand einem losen Werkstück annähert, und dann die elektromagnetische Hand so betrieben wird, dass das Werkstück magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden kann. In diesem Stadium stellt der Steuerungsabschnitt die Stärke der magnetischen Kraft der elektromagnetischen Hand ein, so dass die elektromagnetische Hand ein Werkstück halten kann und zwei Werkstücke nicht halten kann. Daher wird, in dem Fall, dass der Roboter bedient wird um die Werkstücke aufzuheben, wobei zwei oder mehr Werkstücke magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden, das Werkstück von der elektromagnetischen Hand gelöst, während die Werkstücke angehoben werden, wodurch entweder das eine oder kein Werkstück gehalten werden.
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In dem Zustand, wird durch den Bestimmungsabschnitt ermittelt, ob die magnetische Anziehung erfolgreich durchgeführt wurde oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass ein Werkstück von der elektromagnetischen Hand gehalten wird, erhöht der Steuerungsabschnitt die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand. Dadurch wird das eine, magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogene Werkstück gehalten, so dass es nicht von der elektromagnetischen Hand gelöst wird.
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Das bedeutet, dass ein Werkstück sicher aus der Vielzahl an losen Werkstücken herausgenommen werden kann, so dass die Oberfläche des Werkstücks in dem nachfolgenden Prozess leicht gegriffen werden kann.
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Entsprechend dem zuvor beschriebenen Aspekt ist der Bestimmungsabschnitt mit einem Sensor ausgestattet, der die Anwesenheit oder Abwesenheit des Werkstücks zu dem Zeitpunkt detektiert, wenn der Roboter, die elektromagnetische Hand an der Stelle, an der das Werkstück durch die elektromagnetische Hand gehalten wird, ausrichtet. Wird die Anwesenheit des Werkstücks durch den Sensor detektiert, kann der Bestimmungsabschnitt ermitteln, dass das Werkstück magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen wird.
Auf diesem Weg wird die Magnetkraft der elektromagnetischen Hand so eingestellt, dass die elektromagnetische Hand nur ein Werkstück halten kann, wobei in dem Stadium in dem das Werkstück magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen wird, die An- oder Abwesenheit des Werkstücks durch den Sensor detektiert wird. Als Ergebnis kann die Bestimmung der An- oder Abwesenheit des Werkstücks leicht durchgeführt werden.
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Weiter ist der Roboter, entsprechend dem zuvor beschriebenen Aspekt, mit einer oder mehrere Achsen ausgestattet, um die der Roboter in der vertikalen Richtung betrieben werden kann. Weiter stellt der Bestimmungsabschnitt fest, dass das Werkstück magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen wird, wenn der Strom eines Motors, der den Roboter um eine der Achsen des Roboters bewegt, in dem Stadium, in dem der Roboter die elektromagnetische Hand an der Stelle ausrichtet, an der das Werkstück durch die elektromagnetische Hand gehalten wird, einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise fließt in dem Stadium, in dem das Werkstück durch die elektromagnetische Hand gehalten wird, der Strom, der größer ist in dem Stadium in dem das Werkstück nicht durch die elektromagnetische Hand gehalten wird, durch den Motor der Achse, sodass der Roboter, der mit einer elektromagnetischen Hand ausgestattet ist, in Gravitationsrichtung bewegt werden kann. Die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit des Werkstücks kann einfach dadurch erfolgen, dass ermittelt wird, ob der Strom den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, oder nicht.
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Weiter ist, nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein System zum Aufnehmen loser Werkstücke derart aufgebaut, dass es aufweist: einen Roboter, der mit einer elektromagnetischen Hand ausgestattet ist, die ein Metallwerkstück elektromagnetisch anziehen kann; einen Zwischenspeicher, der in einem Betriebsbereich des Roboters angeordnet ist; einen Bestimmungsabschnitt, der feststellt, ob zwei oder mehr Werkstücke magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden, oder nicht; und einen Steuerungsabschnitt, der den Roboter steuert, und der so konfiguriert ist, dass, wenn durch den Bestimmungsabschnitt ermittelt wird, dass zwei oder mehr Werkstücke magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden, der Steuerungsabschnitt den Roboter so steuert, dass die Werkstücke über dem Zwischenspeicher angeordnet werden, und dann der Steuerungsabschnitt die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand reduziert, um die Werkstücke in Richtung des Zwischenspeichers abzusenken.
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Entsprechend dem zuvor beschriebenen Aspekt ist das System zum Aufnehmen loser Werkstücke so konfiguriert, dass der Roboter so gesteuert wird, dass die elektromagnetische Hand nah an das lose Werkstück herangeführt wird und dass, wenn in dem Stadium, in dem die elektromagnetische Hand bedient wird und die Werkstücke magnetisch anzieht, durch den Bestimmungsabschnitt ermittelt wird, dass zwei oder mehr Werkstücke magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden, der Steuerungsabschnitt den Roboter so steuert, dass die Werkstücke über dem Zwischenspeiche angeordnet werden und dann der Steuerungsabschnitt die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand reduziert, um die Werkstücke in Richtung des Zwischenspeichers abzusenken.
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Dadurch können zwei oder mehr Werkstücke, die magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden, voneinander auf dem Zwischenspeicher getrennt werden, wodurch der angestrebte Zustand der Werkstücke durch den Speichervorgang des Zwischenspeichers aufrechterhalten wird. Weiterhin können die Werkstücke sogar für den Fall, bei dem zwei oder mehr Werkstücke von der elektromagnetischen Hand angezogen und miteinander verwickelt sind, durch die Erschütterung beim Fallenlassen voneinander getrennt werden. Als Resultat kann jedes Werkstück einzeln magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden, wodurch die Oberfläche des Werkstücks in dem anschließenden Prozess leicht gegriffen werden kann.
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Weiter stellt ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Lösung der oben beschriebenen Aufgabe bereit, welche gemäß dem Aufnahmeverfahren nach Anspruch 4 erfolgt, bei dem durch magnetische Anziehung ein einzelnes Werkstück aus einer Vielzahl an Werkstücken, die lose vorliegen, herausgenommen werden kann, wobei das Aufnahmeverfahren aufweist: einen Schritt zum Einstellen einer ersten magnetischen Kraft, in dem die Stärke der magnetischen Kraft einer elektromagnetischen Hand so eingestellt wird, dass die elektromagnetischen Hand ein Werkstück halten kann und zwei Werkstücke nicht halten kann; einen Anziehungsschritt, in dem die Werkstücke magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen werden, die die Magnetkraft erzeugt, die in dem Schritt zur Erzeugung der ersten magnetischen Kraft eingestellt ist, einen Bestimmungsschritt, in dem bestimmt wird, ob das Werkstück erfolgreich bei dem Anziehungsschritt magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen wird, oder nicht; und einen Schritt zum Einstellen einer zweiten magnetischen Kraft, bei dem die Magnetkraft der elektromagnetischen Hand erhöht wird, wenn durch den Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass das Werkstück magnetisch von der elektromagnetischen Hand angezogen wird.
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Die vorliegende Erfindung hat den technischen Effekt, dass ein einzelnes Werkstück aus einer Vielzahl von Werkstücken, die lose vorliegen, herausgenommen wird, um zu ermöglichen, dass die Oberfläche des Werkstücks in dem anschließenden Prozess leicht gegriffen werden kann.
- 1 ist eine Ansicht, die eine gesamte Konfiguration eines Aufnahmesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Bestimmungsabschnitts in dem Aufnahmesystem der 1 erklärt.
- 3 ist eine Ansicht, die einen Zusammenhang zwischen einem AnziehungskommandoSignal, einem Signal des Erfolgs oder Misserfolgs der Aufnahme und der magnetischen Kraft der elektromagnetischen Hand in dem Aufnahmesystem von 1 zeigt.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das die Aufnahmemethode nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 5 ist eine Ansicht, die das Stadium, in dem ein Werkstück von der elektromagnetischen Hand in dem Aufnahmesystem der 1 aufgehoben wird, zeigt.
- 6 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem zwei Werkstücke von der elektromagnetischen Hand aufgenommen werden.
- 7 ist eine Ansicht, die einen anderen Zustand zeigt, in dem zwei Werkstücke von der elektromagnetischen Hand aufgenommen werden.
- 8 ist eine Ansicht, die ein Werkstück mit einer anderen Form zeigt, das von der elektromagnetischen Hand des Aufnahmesystems der 1 aufgenommen wird.
- 9 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die zwei Werkstücke aus 8, die miteinander verwickelt sind, aufgenommen werden.
- 10 ist eine Ansicht, die eine Abwandlung des Aufnahmesystems der 1 zeigt.
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Im Folgenden werden ein Aufnahmesystem und ein Verfahren zum Aufnehmen von Werkstücken, welche lose vorliegen, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Wie in 1 gezeigt ist, weist das Aufnahmesystem 1 nach der vorliegenden Ausführungsform auf: einen Roboter 3, der mit einer elektromagnetischen Hand 2 ausgestattet ist, die fähig ist ein Metallwerkstück W magnetisch anzuziehen,; einen Aufnahmebestimmungsabschnitt (Bestimmungsabschnitt) 4, der bestimmt ob ein Werkstück W magnetisch von der elektromagnetischen Hand 12 angezogen ist, oder nicht; und ein Steuerabschnitt 5, der den Betrieb des Roboters 3 und die Magnetkraft der elektromagnetischen Hand 2 steuert.
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Der Roboter 3 ist beispielsweise ein Multi-Joint-Manipulator mit: einer erste Achse J1, die eine vertikale Achse ist und um die ein Körperabschnitt 3b relativ zu einer Basis 3a, die an der Bodenfläche fixiert ist, gedreht wird; eine zweite Achse J2, die eine horizontale Achse ist und um die ein erster Arm 3c relativ zu dem Körperabschnitt 3b geschwungen wird; eine dritte Achse J3, die eine horizontale Achse ist und um die ein zweiter Arm 3d relativ zu dem ersten Arm 3cgeschwungen wird; eine vierte Achse J4, die eine Längsachse des zweiten Arms 3d ist und um die, in Bezug auf den zweiten Arm 3d, eine Handgelenksbasis 3e rotiert wird; eine fünfte Achse J5, die axial orthogonal zu der Längsachse des zweiten Arms 3d verläuft und um die, in Bezug auf die Handgelenksbasis 3e, ein Handgelenksabschnitt 3f geschwungen wird; und eine sechste Achse J6, die axial orthogonal zu der fünften Achse J5 verläuft und um die ein distaler Handgelenksendabschnitt 3g rotiert wird. Die elektromagnetische Hand 2, deren länglicher, stabförmiger, distaler Endabschnitt mit einem magnetischen Anziehungsabschnitt 2a ausgestattet ist, ist an dem distalen Handgelenksendabschnitt 3g befestigt.
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Wie in 1 gezeigt ist, liegt eine Vielzahl der Werkstücke W zufällig lose vor, beispielsweise in einer Gitterbox X.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Aufnahmebestimmungsabschnitt 4 mit einem Sensor 6 ausgestatte, wobei der Sensor 6 an einem oberen Teil der Gitterbox X angebracht ist. Der Sensor 6 beinhaltet einen lichtausstrahlenden Abschnitt 6a und einen lichtempfangenden Abschnitt 6b, die durch einen Raum beabstandet voneinander, einander gegenüberliegen. Der Sensor 6 ist dazu ausgestattet zu detektieren, dass, wenn Licht, das von dem lichtausstrahlenden Abschnitt 6a ausgestrahlt wird von dem lichtempfangenden Abschnitt 6b empfangen wird, sich kein Gegenstand zwischen dem lichtausstrahlenden Abschnitt 6a und dem lichtempfangenden Abschnitt 6b befindet und ist dazu ausgestattet zu detektieren, dass wenn Licht, das von dem lichtausstrahlenden Abschnitt 6a gesendet wird, nicht von dem lichtempfangendem Abschnitt 6b empfangen wird, sich ein Gegenstand zwischen dem lichtausstrahlenden Abschnitt 6a und dem lichtempfangenden Abschnitt 6b befindet.
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Der Roboter 3 ordnet den magnetischen Anziehungsabschnitt 2a der elektromagnetischen Hand 2 an einer Aufnahmebestimmungsposition an, die sich leicht oberhalb des Lichtstrahls L befindet, der, wie in 2 gezeigt ist, von dem Sensor 6 ausgestrahlt wird. In diesem Zustand, wenn der Sensor 6 die Anwesenheit eines Gegenstands detektiert, ermittelt der Aufnahmebestimmungsabschnitt 4, dass das Werkstück W erfolgreich aufgenommen ist, während der Aufnahmebestimmungsabschnitt 4 bestimmt, dass das Werkstück W nicht erfolgreich aufgenommen ist, wenn der Sensor 6 keine Anwesenheit eines Gegenstands detektiert.
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Der Steuerabschnitt 5 beinhaltet einen Robotersteuerabschnitt 5a, der den Betrieb des Roboters 3 steuert, und einen Magnetkraftsteuerabschnitt 5b der die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand 2 kontrolliert.
Nach einem abgespeicherten Programm versorgt der Robotersteuerabschnitt 5a den Motor (nicht gezeigt) jeder der Achsen J1, J2, J3, J4, J5 und J6 des Roboters 3 mit Strom, um jede der Achsen J1, J2, J3, J4, J5 und J6 zu betreiben.
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Der Magnetkraftsteuerabschnitt 5b steuert die Erzeugung oder Nicht-Erzeugung einer magnetischen Kraft der elektromagnetischen Hand 2 entsprechend einem Anziehungskommandosignal, das von dem Roboter 3 ausgegeben wird und dem Signal, des Aufnahmebestimmungsabschnitts 4. Wie in 3 gezeigt ist, steuert der Magnetkraftsteuerabschnitt 5b den magnetischen Anziehungsabschnitt 2a der elektromagnetischen Hand 2 so, dass der magnetische Anziehungsabschnitt 2a eine erste Magnetkraft M1 erzeugt, mit der ein Werkstück W gehalten werden kann und zwei Werkstücke W nicht gehalten werden können, wenn das Anziehungskommandosignal des Roboters 3 empfangen wird.
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Weiter steuert der Magnetkraftsteuerabschnitt 5b, wenn er von dem Aufnahmebestimmungsabschnitt 4 das Bestimmungsergebnis empfängt, dass das Werkstück W erfolgreich gehalten wird, den magnetischen Anziehungsabschnitt 2a der elektromagnetischen Hand 2 so, dass der magnetische Anziehungsabschnitt 2a eine zweite Magnetkraft M2 erzeugt, die größer ist als die erste Magnetkraft M1. Weiter beendet der Magnetkraftsteuerabschnitt 5b die Erzeugung der Magnetkraft, wenn der Empfang des Anziehungskommandosignals des Werkstücks W des Robotersteuerungsabschnitts 5a endet, so dass das Werkstück W von der elektromagnetischen Hand 2 gelöst wird.
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Ein Verfahren zum Aufnehmen unter Verwendung des Systems zum Aufnehmen des losen Werkstücks 1, entsprechend der zuvor beschriebenen, vorliegenden Ausführungsform, wird im Folgenden beschrieben. Wie in 4 gezeigt ist, detektiert bei dem Aufnahmeverfahren für lose Werkstücke gemäß der vorliegenden Ausführungsform als erstes der Robotersteuerabschnitt 5a die Anziehungsposition eines Ziel-Werkstücks, indem ein Bulk-Sensor 8 verwendet wird (siehe 10), der durch einen zusätzlichen Achsenmotor des Roboters 3 betrieben wird, wobei dann der Robotersteuerabschnitt 5a den Roboter 3 so ansteuert, dass der magnetische Anziehungsabschnitt 2a der elektromagnetischen Hand 2 sich dem losen Werkstück W in der Gitterbox X annähert (Schritt S1).
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Nachdem der magnetische Anziehungsabschnitt 2a in der Nähe der Anziehungsposition des Werkstücks W angeordnet ist, wird die erste Magnetkraft M1 von dem Magnetkraftsteuerabschnitt 5b erzeugt (Erste-Magnetkraft-Einstellungsschritt S2). Ferner führt der Robotersteuerabschnitt 5a den Anziehungsvorgang aus, bei dem das Werkstück W von dem magnetischen Anziehungsabschnitt 2a der elektromagnetischen Hand 2 angezogen wird. Das bedeutet, dass der Robotersteuerungsabschnitt 5a beispielsweise den Vorgang ausführt, bei dem der magnetische Anziehungsabschnitt 2a der elektromagnetischen Hand 2 in einen
vorbestimmten Bereich der Gitterbox X bewegt wird (Anziehungsschritt S3).
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Nachdem der Anziehungsvorgang durch den Roboter 3 beendet ist, bewegt der Robotersteuerabschnitt 5a den Roboter 3 so, dass der magnetische Anziehungsabschnitt 2a der elektromagnetischen Hand 2 zu der Aufnahmebestimmungsposition bewegt wird, wie es in 2 (Schritt 4) gezeigt ist.
Die Aufnahmebestimmungsposition, an der ein Werkstück W magnetisch von dem magnetischen Anziehungsabschnitt 2a angezogen wird, ist die Position bei der das eine Werkstück W von den anderen Werkstücken W in der Gitterbox X weggehalten wird, wie in 5 gezeigt ist. Demnach kann an dieser Position bestimmt werden, ob das Werkstück W magnetisch von dem magnetischen Anziehungsabschnitt 2a angezogen ist, oder nicht, wodurch es möglich ist, zu bestimmen, ob ein einzelnes Werkstück erfolgreich magnetisch angezogen wurde, oder nicht.
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In diesem Fall wird die Stärke der ersten magnetischen Kraft M1 so eingestellt, dass ein Werkstück W gehalten werden kann und dass zwei Werkstücke W nicht gehalten werden können. Der Zustand, in dem zwei Werkstücke W gehalten werden, wie in 6, 7 und 9 gezeigt ist, wird nicht erzeugt und daher gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder ein Werkstück W wird gehalten, wie in 5 und 8 gezeigt ist, oder kein Werkstückstück wird gehalten. Daher kann bestätiget werden, dass ein Werkstück aufgenommen ist, indem einfach durch den Aufnahmebestimmungsabschnitt 4 detektiert wird, dass ein Werkstück W vorhanden ist.
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Das heißt, dass durch den Sensor 6 des Aufnahmebestimmungsabschnitts 4 ermittelt wird, ob an der Aufnahmebestimmungsposition (Bestimmungsschritt S5) ein Werkstück W detektiert wird oder nicht. Wenn das eine Werkstück W an der Aufnahmebestimmungsposition detektiert wird, erhöht der Magnetkraftsteuerabschnitt 5b die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand 2 auf die zweite Magnetkraft M2 (Schritt zum Einstellen der zweiten magnetischen Kraft S6). Wird wiederum kein Werkstück W an der Aufnahmebestimmungsposition detektiert, springt der Prozess auf Schritt S1 zurück und die magnetische Anziehung des Werkstücks W wird wiederholt.
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Da die zweite Magnetkraft M2 größer als die erste Magnetkraft M1 ist, wird das Werkstück W, das magnetisch von dem magnetischen Anziehungsabschnitt 2a angezogen wird, in einem stärker angezogenen Stadium gehalten. Nach Schritt S6 wird der Roboter 3 durch den Robotersteuerabschnitt 5a so betrieben, dass er sich zu der Position bewegt an der das Werkstück W von der elektromagnetischen Hand 2 (Schritt S7) losgelöst wird. Da das Werkstück W stark von dem magnetischen Anziehungsabschnitt 2a angezogen wird, fällt das Werkstück W bei der Bewegung nicht von dem magnetischen Anziehungsabschnitt 2a ab.
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Nachdem der Roboter 3 zu der Werkstückloslösungsposition bewegt wurde, beendet der Robotersteuerabschnitt 5a das Anziehungskommandosignal, wodurch die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand 2 entfernt wird, so dass das Werkstück W von der elektromagnetischen Hand 2 losgelöst wird (Schritt S8). Anschließend wird bestimmt ob eine gewünschte Anzahl an Werkstücken W aufgenommen wurde, oder nicht (schritt S9). Wird bestimmt, dass nicht die gewünschte Anzahl an Werkstücken W aufgenommen wurde, wird der Vorgang von Schritt S1 ausgehend, wiederholt.
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Auf diese Weise stellt bei dem Aufnahmesystem 1 und dem Aufnahmeverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Magnetkraftsteuerabschnitt 5b die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand 2 auf die Stärke der ersten magnetischen Kraft M1, mit der ein Werkstück W gehalten werden kann und zwei Werkstücke W nicht gehalten werden können, bevor durch den Aufnahmebestimmungsabschnitt 4 ermittelt wird, dass die magnetische Anziehung ausgeführt wird. Dadurch wird verhindert, dass versehentlich zwei oder mehr Werkstücke W gleichzeitig aufgenommen werden. Hierdurch ist es möglich, Probleme, die in dem nachfolgenden Schritt auftreten werden, wenn zwei oder mehr Werkstücke aufgenommen sind, zu verhindern.
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Das heißt, dass der nachfolgende Schritt der Aufnahmemethode so ausgeführt wird, dass die Form des Werkstücks W, das von der elektromagnetischen Hand 2 losgelöst wird, durch den Bulk-Sensor 8 erkannt wird, so dass die äußere Oberfläche des Werkstücks W zeitweise durch eine Hand, welche an einem anderen Roboter angebracht ist, oder durch eine neu ausgetauschte Hand, die an den Roboter angebracht ist, der in den vorausgegangenen Schritte verwendet wurde, zur Handhabung, wie zu einer Inversion des Werkstücks W, gegriffen wird und dann das Werkstück W an der richtigen Stelle gehalten wird, so dass in diesem Zustand der die Griffigkeitsverschiebung des Werkstücks W detektiert wird und dann das Werkstück W an einer Palette ausgerichtet wird.
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Es ist daher schwierig den Vorgang des zeitweisen Greifens und Haltens der äußeren Oberfläche des Werkstücks W durch die elektromagnetische Hand 2 durchzuführen, wenn zwei Werkstücke W, die gleichzeitig aufgenommen wurden, in dem Stadium, in dem die Werkstücke W nah beieinander sind, oder sich gegenseitig überlappen, von der elektromagnetischen Hand 2 losgelöst werden. Mit dem Aufnahmesystem 1 und der Aufnahmemethode gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden hingegen zwei oder mehr Werkstücke W nicht gleichzeitig aufgenommen. Daher hat die vorliegenden Ausführungsform den Vorteil, dass die äußere Oberfläche des von der elektromagnetischen Hand 2 losgelösten Werkstücks W leicht durch die elektromagnetische Hand 2 gegriffen werden kann.
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Ferner wird die Magnetkraft der elektromagnetischen Hand 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf die zweite Magnetkraft M2 erhöht, nachdem bestätigt wurde, dass ein Werkstück W magnetisch angezogen ist, wodurch das Werkstück W magnetisch fest an die elektromagnetische Hand 2 angezogen wird, wodurch verhindert werden kann, dass sich das Werkstück W während der Bewegung des Werkstücks W von der elektromagnetischen Hand 2 loslöst.
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Es ist festzuhalten, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Sensor 6, der an einem oberen Teil der Gitterbox X angeordnet ist, als Aufnahmebestimmungsabschnitt 4 verwendet wird, um zu bestimmen ob ein Werkstück W magnetisch von der elektromagnetischen Hand 2 angezogen ist, oder nicht. stattdessen kann die magnetische Anziehung des Werkstücks W auch durch den Motorstrom von jeder der Achsen J1, J2, J3, J4, J5 und J6 des Roboters 3 bestimmt werden.
Das bedeutet, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform die zweite Achse J2, die dritte Achse J3 und die fünfte Achse J5 Achsen für den Betrieb des ersten Arms 3c, des zweiten Arms 3d oder des Handgelenkabschnitts 3f in Richtung der Schwerkraft sind und dass sich folglich der Motorstrom auf der Basis ob ein Werkstück W magnetisch an die elektromagnetische Hand 2 angezogen ist oder nicht, ändert. Überschreitet der Motorstrom einer der Achsen J2, J3 und J5 einen vorgegebenen Schwellenwert, wird daher ermittelt, dass das Werkstück W magnetisch von der elektromagnetischen Hand 2 angezogen ist.
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Zusätzlich wird in der vorliegenden Ausführungsform die magnetische Anziehung des Werkstücks W mit der ersten Magnetkraft M1 ausgeführt, mit der ein Werkstück gehalten werden kann und mit der zwei Werkstücke nicht gehalten werden können, wodurch zwei oder mehr Werkstücke W nicht gleichzeitig aufgenommen werden. Stattdessen kann die Bestimmung der magnetischen Anziehung des Werkstücks W auch so ausgeführt werden, dass die Magnetkraft mit der zwei oder mehr Werkstücke gehalten werden können, als erste Magnetkraft M1 eingestellt wird, und der Motorstrom der Achsen J2, J3 und J5 ermitteln kann, ob ein Werkstück W oder zwei oder mehrere Werkstücke W angezogen werden.
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In diesem Fall ist, wie in 10 gezeigt ist, ein Arbeitstisch mit Materialspeicher (Zwischenspeicher) 7 in dem Betriebsbereich des Roboters 3 angeordnet und es werden zwei oder mehr gehaltene Werkstücke über dem Arbeitstisch mit dem Materialspeicher 7 angeordnet. Anschließend wird die magnetische Kraft der elektromagnetischen Hand 2 entfernt, wodurch die Werkstücke W fallengelassen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der angestrebte Zustand der Werkstücke W durch den Speichervorgang des Arbeitstischs mit Materialspeicher 7 aufrechterhalten und auch miteinander verwickelte Werkstücke W, wie in 9 gezeigt, werden durch die Erschütterung beim Fallenlassen voneinander getrennt.
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Ob die Werkstücke W voneinander getrennt sind oder nicht, kann dadurch bestätigt werden, dass der Bulk-Sensor 8, der an einem oberen Teil der Gitterbox X angebracht ist, zu einer Position über dem Arbeitstisch mit Materialspeicher 7 bewegt wird und dann die Formen der Werkstücke W, die auf dem Arbeitstisch mit Materialspeicher 7 liegen, durch den Bulk-Sensor 8 erkannt werden. Sind die Werkstücke W nicht voneinander getrennt, wird die magnetische Anziehung, das Halten und das Fallenlassen durch die elektromagnetische Hand 2, ebenso wie die Bestimmung durch den Bulk-Sensor 8 wiederholt, damit die Werkstücke W voneinander getrennt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahmeeinrichtung
- 2
- Elektromagnetische Hand
- 3
- Roboter
- 4
- Aufnahmebestimmungsabschnitt (Bestimmungsabschnitt)
- 5
- Steuerungsabschnitt
- 5b
- Magnetkraftsteuerungsabschnitt
- 6
- Sensor
- 7
- Arbeitstisch mit Materialspeicher (Zwischenspeicher)
- S2
- Erste-Magnetkraft-Einstellungsschritt
- S3
- Anziehungsschritt
- S5
- Bestimmungsschritt
- S6
- Zweite-Magnetkraft-Einstellungsschritt
- W
- Werkstück
