JP2012183593A - Electromagnetic hand, and robot system using the same - Google Patents

Electromagnetic hand, and robot system using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012183593A
JP2012183593A JP2011046444A JP2011046444A JP2012183593A JP 2012183593 A JP2012183593 A JP 2012183593A JP 2011046444 A JP2011046444 A JP 2011046444A JP 2011046444 A JP2011046444 A JP 2011046444A JP 2012183593 A JP2012183593 A JP 2012183593A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
electromagnetic
robot
electromagnetic adsorption
posture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011046444A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5793319B2 (en
Inventor
Masahiko Akamatsu
政彦 赤松
Masayuki Enomoto
雅幸 榎本
Takeshi Yamamoto
武司 山本
Katsuya Miura
克也 三浦
Yutaka Takemoto
豊 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP2011046444A priority Critical patent/JP5793319B2/en
Publication of JP2012183593A publication Critical patent/JP2012183593A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5793319B2 publication Critical patent/JP5793319B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To pick workpieces stored in bulk state within a casing one by one without interruption and interference.SOLUTION: The robot system 10 includes a robot 12 picking the plurality of columnar or cylindrical workpieces W stored in bulk state within the casing C. The robot 12 includes an electromagnetic hand 18. The electromagnetic hand 18 includes: a main electromagnetic attraction part 20 electromagnetically attracting a circumferential face Wp or an end face We of the workpiece W by a first electromagnetic attraction face 20a; and an auxiliary electromagnetic attraction part 22 electromagnetically attracting the circumferential face Wp of the workpiece W by both second and third electromagnetic attraction faces 22a, 22b which are arranged at a tip 24 to form an obtuse angle or electromagnetically attracting the end face We of the workpiece W by either one of the second and third electromagnetic attraction faces 22a, 22b. The robot 12 picks each of the plurality of workpieces W in bulk state in the plurality of different electromagnetic attraction forms.

Description

本発明は、ワークを電磁吸着する電磁石ハンドおよびその電磁石ハンドを介してワークをピッキングするロボットを有するロボットシステムに関する。   The present invention relates to an electromagnetic hand that electromagnetically attracts a workpiece and a robot system having a robot that picks the workpiece via the electromagnetic hand.

従来より、箱体内にバラ積み状態で収容された複数のワークを一つずつロボットによって自動ピッキングすることが行われている。例えば、特許文献1に記載されたロボットシステムでは、ハンドがピッキング対象のワークを把持する前に、ハンドが箱体や他のワークに干渉するか否かが判定される。干渉判定された場合、ピッキング対象のワークを変更するまたは把持形態を変更する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of workpieces housed in a box in a box are automatically picked one by one by a robot. For example, in the robot system described in Patent Document 1, it is determined whether or not the hand interferes with the box or another workpiece before the hand grips the workpiece to be picked. When interference is determined, the workpiece to be picked is changed or the gripping form is changed.

特開2010−207989号公報JP 2010-207989 A

ところで、箱体内にバラ積み状態で複数の円柱形状ワークが収容されている場合、特許文献1に記載されたロボットシステムでは、ハンドによって把持できないワークが存在する可能性がある。例えば、箱体の角で直立するワーク(箱体の隣接し合う2つの側壁に円周面が接触した直立状態のワーク)をハンドは把持できない。   By the way, when a plurality of columnar workpieces are accommodated in a boxed state in the box, there is a possibility that there is a workpiece that cannot be gripped by the hand in the robot system described in Patent Document 1. For example, the hand cannot grip a workpiece that stands upright at the corner of the box (an upright workpiece whose circumferential surface is in contact with two adjacent side walls of the box).

その対処として、特許文献1に記載されたロボットシステムは、ワークをハンドが把持可能な位置および姿勢の状態にするために、ロボットまたは作業者によって複数のワークをかき混ぜる構成または箱体を振動させる構成にされている。   As a countermeasure, the robot system described in Patent Document 1 has a configuration in which a plurality of workpieces are stirred by a robot or an operator or a box is vibrated in order to bring the workpiece into a position and posture that can be gripped by the hand. Has been.

しかしながら、ハンドによって複数のワークをかき混ぜる場合、ハンドまたはワークが損傷する可能性がある。また、作業者によって複数のワークをかき混ぜる場合、作業者の安全を確保する必要がある。さらに箱体を振動させる場合、箱体を振動させる振動機構を設ける必要がある。いずれにしても、箱体内のワークをハンドが把持可能な位置および姿勢の状態にするために、ロボットによるワークの自動ピッキングを中断させる必要がある。   However, when a plurality of works are stirred by the hand, the hand or the work may be damaged. In addition, when a plurality of works are mixed by an operator, it is necessary to ensure the safety of the operator. Further, when the box is vibrated, it is necessary to provide a vibration mechanism for vibrating the box. In any case, it is necessary to interrupt the automatic picking of the work by the robot in order to bring the work in the box into a position and posture that can be gripped by the hand.

そこで、本発明は、箱体内にバラ積み状態で収容された複数の円柱形状ワークを、中断することなく、干渉することなく、箱体の角で直立していても、一つずつ自動ピッキングすることを課題とする。   Therefore, the present invention automatically picks up a plurality of cylindrical workpieces housed in a boxed state in a box, one by one, even if they stand upright at the corners of the box without interruption or interference. This is the issue.

上述の課題を解決するために、本発明の第1の態様によれば、
円柱または円筒形状ワークを電磁吸着する電磁石ハンドであって、
第1の電磁吸着面でワークの円周面または端面を電磁吸着する主電磁吸着部と、
電磁石ハンドの先端に且つ互いに鈍角に配置された第2および第3の電磁吸着面の両方でワークの円周面を電磁吸着するまたは第2または第3の電磁吸着面のいずれか一方でワークの端面を電磁吸着する副電磁吸着部とを有する、電磁石ハンドが提供される。
In order to solve the above-mentioned problem, according to the first aspect of the present invention,
An electromagnetic hand that electromagnetically attracts a cylindrical or cylindrical workpiece,
A main electromagnetic adsorption part that electromagnetically adsorbs the circumferential surface or end surface of the workpiece with the first electromagnetic adsorption surface;
The circumferential surface of the workpiece is electromagnetically attracted by both the second and third electromagnetic attracting surfaces disposed at the tip of the electromagnet hand and at an obtuse angle with each other, or the workpiece is either attracted by the second or third electromagnetic attracting surface. There is provided an electromagnet hand having a sub electromagnetic attracting portion that electromagnetically attracts an end face.

本発明の第2の態様によれば、
第1〜第3の電磁吸着面が、電磁石ハンドの先端から、第2、第3、第1の電磁吸着面の順に一方向に並んでいる、第1の態様に記載の電磁石ハンドが提供される。
According to a second aspect of the invention,
The electromagnet hand according to the first aspect, wherein the first to third electromagnetic attraction surfaces are arranged in one direction in order of the second, third, and first electromagnetic attraction surfaces from the tip of the electromagnet hand. The

本発明の第3の態様によれば、
第1および第2の電磁吸着面が平行である、第1または第2の態様に記載の電磁石ハンドが提供される。
According to a third aspect of the invention,
An electromagnet hand according to the first or second aspect is provided, wherein the first and second electromagnetic attracting surfaces are parallel.

本発明の第4の態様によれば、
主電磁吸着部の第1の電磁吸着面でワークの円周面を電磁吸着するときに、主電磁吸着部および副電磁吸着部の並列方向にワークの端面が略向くように該ワークを方向付ける、互いに鈍角に配置された2つのガイド面を備える、第1から第3の態様のいずれか一に記載の電磁石ハンドが提供される。
According to a fourth aspect of the invention,
When the circumferential surface of the work is electromagnetically attracted by the first electromagnetic attracting surface of the main electromagnetic attracting part, the work is oriented so that the end face of the work is substantially directed in the parallel direction of the main electromagnetic attracting part and the sub electromagnetic attracting part. An electromagnet hand according to any one of the first to third aspects, comprising two guide surfaces arranged at an obtuse angle with each other.

本発明の第5の態様によれば、
箱体内にバラ積み状態で収容された複数の円柱または円筒形状ワークをピッキングするロボットを有するロボットシステムであって、
ロボットは、
第1の電磁吸着面でワークの円周面または端面を電磁吸着する主電磁吸着部と、先端に且つ互いに鈍角に配置された第2および第3の電磁吸着面の両方でワークの円周面を電磁吸着するまたは第2または第3の電磁吸着面のいずれか一方でワークの端面を電磁吸着する副電磁吸着部とを有する電磁石ハンドを有し、
ロボットが、バラ積み状態の複数のワークそれぞれを、異なる複数の電磁吸着形態でピッキングする、ロボットシステムが提供される。
According to a fifth aspect of the present invention,
A robot system having a robot for picking a plurality of cylindrical or cylindrical workpieces housed in a box in a bulky state,
The robot
The circumferential surface of the workpiece at both the main electromagnetic adsorption portion that electromagnetically adsorbs the circumferential surface or end surface of the workpiece with the first electromagnetic adsorption surface and the second and third electromagnetic adsorption surfaces that are disposed at the tip and at an obtuse angle with each other. An electromagnetic hand having a sub-electromagnetic adsorption portion that electromagnetically adsorbs or electromagnetically adsorbs the end face of the workpiece on either the second or third electromagnetic adsorption surface,
A robot system is provided in which a robot picks a plurality of workpieces in a stacked state in a plurality of different electromagnetic adsorption forms.

本発明の第6の態様によれば、
ワークの位置および姿勢を検出するワーク位置姿勢検出手段と、
ワークと、そのワークの高さ位置と、そのワークの姿勢に対応付けされた電磁吸着形態と、その電磁吸着形態を実現するロボットの姿勢との組み合わせを全て算出し、各組み合わせについて所定に点数を付ける組み合わせ点数付け手段と、
最高点の組み合わせを選択し、その選択した組み合わせに基づいて、電磁石ハンドを介してロボットにワークをピッキングさせるロボット制御手段とを有する、第5の態様に記載のロボットシステムが提供される。
According to a sixth aspect of the present invention,
A workpiece position and posture detection means for detecting the position and posture of the workpiece;
All combinations of the workpiece, the height position of the workpiece, the electromagnetic adsorption form associated with the posture of the workpiece, and the posture of the robot that realizes the electromagnetic adsorption form are calculated, and a predetermined number of points is calculated for each combination. A combination scoring means to attach,
A robot system according to a fifth aspect is provided, comprising: a robot control unit that selects a combination of the highest points and causes the robot to pick a workpiece via an electromagnet hand based on the selected combination.

本発明の第7の態様によれば、
組み合わせ点数付け手段は、ワークの高さ位置が高いほど、電磁吸着形態に予め設定された優先順位が高いほど、ロボットの姿勢の妥当性が高いほど、組み合わせに対して高得点を付ける、第6の態様に記載のロボットシステムが提供される。
According to a seventh aspect of the present invention,
The combination scoring means assigns a higher score to the combination as the workpiece height position is higher, the priority set in advance in the electromagnetic attracting mode is higher, and the robot posture is more appropriate. A robot system according to an aspect is provided.

本発明の第8の態様によれば、
組み合わせに含まれるワークを、その組み合わせに含まれる電磁吸着形態で且つロボットの姿勢でワークを電磁吸着するときに、電磁石ハンドおよびロボットに対する干渉が発生するか否かを判定する干渉判定手段を有し、
ロボット制御手段は、干渉判定手段が干渉を判定した組み合わせを除いた残りから最高点の組み合わせを選択し、その選択した組み合わせに基づいて、ロボットにワークをピッキングさせる、第6または第7の態様に記載のロボットシステムが提供される。
According to an eighth aspect of the present invention,
Interference determining means for determining whether or not interference with the electromagnetic hand and the robot occurs when the workpieces included in the combination are electromagnetically attracted to the workpiece in the electromagnetic adsorption form included in the combination and in the posture of the robot. ,
In the sixth or seventh aspect, the robot control means selects the combination of the highest points from the remaining combinations other than the combination determined by the interference determination means, and causes the robot to pick the workpiece based on the selected combination. The described robotic system is provided.

本発明によれば、電磁石ハンドは、箱体内にバラ積み状態で収容された複数の円柱または円筒形状のワークそれぞれを、異なる複数の電磁吸着形態のいずれか一つで電磁吸着することができる。そのため、電磁石ハンドを有するロボットは、箱体内においてあらゆる位置や姿勢をとりうるワークそれぞれを、中断することなく、干渉することなく、箱体の角で直立していても、一つずつ自動ピッキングすることができる。   According to the present invention, the electromagnet hand can electromagnetically attract each of a plurality of columnar or cylindrical workpieces housed in a box in a bulky state in any one of a plurality of different electromagnetic adsorption forms. For this reason, a robot having an electromagnetic hand automatically picks each workpiece that can take any position or posture in the box, one at a time, without interruption, without interference, and upright at the corner of the box. be able to.

本発明に係る一実施の形態のロボットシステムの構成を概略的に示す図The figure which shows schematically the structure of the robot system of one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態の電磁石ハンドの概略的斜視図1 is a schematic perspective view of an electromagnet hand according to an embodiment of the present invention. 図2に示す電磁石ハンドの異なる複数の電磁吸着形態を示す図The figure which shows the several electromagnetic attraction | suction form from which the electromagnet hand shown in FIG. 2 differs 図2に示す電磁ハンドのさらに異なる複数の電磁吸着形態を示す図The figure which shows the several different electromagnetic adsorption form of the electromagnetic hand shown in FIG. ピッキング順序を決定する流れを示す図Diagram showing the flow for determining the picking order ピッキング順序を決定するために算出される組み合わせを説明するための図Diagram for explaining the combinations calculated to determine the picking order 干渉の一例を示す図Diagram showing an example of interference 本発明に係る他の実施の形態の電磁石ハンドの斜視図The perspective view of the electromagnet hand of other embodiments concerning the present invention.

図1は、本発明に係る一実施の形態のロボットシステムの構成を概略的に示している。   FIG. 1 schematically shows the configuration of a robot system according to an embodiment of the present invention.

図1に示すロボットシステム10は、箱体C内にバラ積みされた(異なる姿勢で重なる)複数の円柱形状のワークWを一つずつピッキングし、ピッキングしたワークWを搬送するように構成されている。   The robot system 10 shown in FIG. 1 is configured to pick a plurality of cylindrical workpieces W stacked in a box C (overlapping in different postures) one by one and transport the picked workpieces W. Yes.

そのために、ロボットシステム10は、ワークWをピッキングするロボット12と、バラ積み状態のワークWの位置や姿勢を検出するための三次元ビジョンセンサ14と、ロボット12にワークをピッキングさせるコントローラ16とを有する。   For this purpose, the robot system 10 includes a robot 12 for picking the workpiece W, a three-dimensional vision sensor 14 for detecting the position and posture of the workpiece W in a stacked state, and a controller 16 for causing the robot 12 to pick the workpiece. Have.

ロボット12は、例えば6つ関節12a〜12fを備える多関節ロボットであって、その先端に電磁石ハンド18を有する。電磁石ハンド18は、ワークWと接触した後に磁力を発生させることによって該ワークWを電磁吸着し、磁力の発生を停止することによって電磁吸着しているワークWをリリースするように構成されている。なお、関節12a,12d,12fはねじり関節であって、関節12b,12c,12eは曲げ関節である。   The robot 12 is an articulated robot having six joints 12a to 12f, for example, and has an electromagnet hand 18 at the tip thereof. The electromagnet hand 18 is configured to electromagnetically attract the workpiece W by generating a magnetic force after contacting the workpiece W, and to release the workpiece W that is electromagnetically attracted by stopping the generation of the magnetic force. The joints 12a, 12d, and 12f are torsional joints, and the joints 12b, 12c, and 12e are bending joints.

電磁石ハンド18は、図2に概略的に示すように、ワークWを電磁吸着する主電磁吸着部20と副電磁吸着部22とを備える。   As schematically shown in FIG. 2, the electromagnet hand 18 includes a main electromagnetic adsorption unit 20 and a sub electromagnetic adsorption unit 22 that electromagnetically adsorb the workpiece W.

電磁石ハンド18の主電磁吸着部20は、1つの電磁吸着面20a(特許請求の範囲の「第1の電磁吸着面」に対応)を備える。   The main electromagnetic attracting portion 20 of the electromagnet hand 18 includes one electromagnetic attracting surface 20a (corresponding to “first electromagnetic attracting surface” in the claims).

電磁石ハンド18の副電磁吸着部22は、電磁石ハンド18の先端24(ロボット12に取り付けられる電磁石ハンド18の部分から遠い側の端)に且つ互いに鈍角に配置された電磁吸着面22a,22b(特許請求の範囲の「第2および第3の電磁吸着面」に対応)を備える。2つの電磁吸着面22a,22bの間の角度は、90度〜180度の範囲、好ましくは約120度にされている。また、電磁吸着面22aは、電磁吸着面20aに対して平行である。   The sub-electromagnetic attracting part 22 of the electromagnet hand 18 has electromagnetic attraction surfaces 22a and 22b (patents) disposed at an obtuse angle with respect to the tip 24 of the electromagnet hand 18 (the end far from the electromagnet hand 18 attached to the robot 12). (Corresponding to “second and third electromagnetic attracting surfaces”). The angle between the two electromagnetic attracting surfaces 22a and 22b is in the range of 90 to 180 degrees, preferably about 120 degrees. The electromagnetic attracting surface 22a is parallel to the electromagnetic attracting surface 20a.

電磁石ハンド18はまた、図2に示すように、ツール座標系ΣTが予め定義されている。ツール座標系ΣTの原点Otは、電磁吸着面20aの中心に位置し、Zt軸は電磁吸着面20aに直交する。また、2つの電磁吸着面22a,22bは、Yt軸に対して平行である。さらに、Xt軸の延びる方向は、3つの電磁吸着面20a,22a,22bが並ぶ方向である。   As shown in FIG. 2, the electromagnet hand 18 has a tool coordinate system ΣT defined in advance. The origin Ot of the tool coordinate system ΣT is located at the center of the electromagnetic attracting surface 20a, and the Zt axis is orthogonal to the electromagnetic attracting surface 20a. The two electromagnetic attracting surfaces 22a and 22b are parallel to the Yt axis. Furthermore, the extending direction of the Xt axis is a direction in which the three electromagnetic attracting surfaces 20a, 22a, and 22b are arranged.

加えて、副電磁吸着部22の電磁吸着面22aのXt軸方向長さは、箱体Cの側壁Csに円周面が接触した状態のワークWを2つの電磁吸着面22a,22bの少なくとも一方で電磁吸着できるように、ワークWの端面の直径に比べて小さく設定されている。なお、厳密に言えば、2つの電磁吸着面22a,22bの両方でワークWの円周面を電磁吸着したときに、電磁吸着面22aの外側の端(電磁吸着面22bの反対側の端)と、電磁吸着面22bの外側の端(電磁吸着面22aの反対側の端)との間に、ワークWが存在すればよい。   In addition, the length of the electromagnetic adsorption surface 22a of the sub electromagnetic adsorption portion 22 in the Xt-axis direction is such that the workpiece W in a state where the circumferential surface is in contact with the side wall Cs of the box C is at least one of the two electromagnetic adsorption surfaces 22a and 22b. Is set to be smaller than the diameter of the end face of the workpiece W so that electromagnetic adsorption can be performed. Strictly speaking, when the circumferential surface of the workpiece W is electromagnetically attracted by both of the two electromagnetic attracting surfaces 22a and 22b, the outer end of the electromagnetic attracting surface 22a (the end opposite to the electromagnetic attracting surface 22b). And the workpiece W may be present between the outer end of the electromagnetic attracting surface 22b (the end opposite to the electromagnetic attracting surface 22a).

また、主電磁吸着部20と副電滋吸着部22における「主」と「副」は、基本的には主電磁吸着部20を使用し、例外的に主電磁吸着部20が電磁吸着できないワークWに対して副電磁吸着部22を使用するという意味で用いられている。   In addition, “main” and “sub” in the main electromagnetic adsorption unit 20 and the sub-electrostatic adsorption unit 22 basically use the main electromagnetic adsorption unit 20, and the work that the main electromagnetic adsorption unit 20 cannot electromagnetically adsorb exceptionally. It is used in the sense that the sub-electromagnetic adsorption unit 22 is used for W.

このような電磁石ハンド18は、図3に示すように、電磁吸着し合うワークWの部分または電磁石ハンド18の部分の少なくとも一方が異なる複数の電磁吸着形態でワークWを電磁吸着することができる。   As shown in FIG. 3, such an electromagnet hand 18 can electromagnetically attract the work W in a plurality of electromagnetic attracting modes in which at least one of the part of the work W or the part of the electromagnet hand 18 that is electromagnetically attracted is different.

図3(A)に示すように、電磁石ハンド18は、主電磁吸着部20の電磁吸着面20aで、円柱形状ワークWの円周面Wpを、ワークWの端面Weがツール座標系ΣTのXt軸方向に向いた状態で電磁吸着することができる。   As shown in FIG. 3 (A), the electromagnet hand 18 has an electromagnetic attracting surface 20a of the main electromagnetic attracting part 20 and a circumferential surface Wp of the cylindrical workpiece W. The end surface We of the workpiece W is Xt of the tool coordinate system ΣT. Electromagnetic adsorption can be performed while facing the axial direction.

図3(B)に示すように、電磁石ハンド18は、主電磁吸着部20の電磁吸着面20aで、円柱形状ワークWの端面Weを電磁吸着することができる。   As shown in FIG. 3B, the electromagnet hand 18 can electromagnetically attract the end surface We of the cylindrical workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 20 a of the main electromagnetic adsorption unit 20.

図3(C)に示すように、電磁石ハンド18は、副電磁吸着部22の2つの電磁吸着面22a,22bで、円柱形状ワークWの円周面Wpを電磁吸着することができる。   As shown in FIG. 3C, the electromagnet hand 18 can electromagnetically attract the circumferential surface Wp of the cylindrical workpiece W with the two electromagnetic adsorption surfaces 22 a and 22 b of the sub electromagnetic adsorption unit 22.

図3(D)に示すように、電磁石ハンド18は、副電磁吸着部22の電磁吸着面22aで円柱形状ワークWの端面Weを電磁吸着することができる。   As shown in FIG. 3D, the electromagnet hand 18 can electromagnetically attract the end surface We of the cylindrical workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 22 a of the sub electromagnetic adsorption unit 22.

図3(E)に示すように、電磁石ハンド18は、副電磁吸着部22の電磁吸着面22bで円柱形状ワークWの端面Weを電磁吸着することができる。   As shown in FIG. 3E, the electromagnet hand 18 can electromagnetically attract the end surface We of the cylindrical workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 22 b of the sub electromagnetic adsorption unit 22.

図1に戻り、三次元ビジョンセンサ14は、例えば、バラ積み状態の複数のワークWに対してレーザー光を走査し、各ワークWからの反射光に基づいて、バラ積み状態の複数のワークWそれぞれについて、その形状、位置、および姿勢を検出するように構成されている。また、三次元ビジョンセンサ14は、箱体Cについても、その形状、位置、および姿勢を検出するように構成されている。   Returning to FIG. 1, the 3D vision sensor 14 scans a plurality of workpieces W in a stacked state, for example, by scanning laser light, and based on the reflected light from each workpiece W, the plurality of stacked workpieces W in a stacked state. About each, it is comprised so that the shape, position, and attitude | position may be detected. The 3D vision sensor 14 is also configured to detect the shape, position, and orientation of the box C.

三次元ビジョンセンサ14はまた、箱体CやワークWそれぞれの形状、位置、および姿勢を、例えば、ロボット12のベースに予め定義されているベース座標系ΣBを基準として検出するように構成されている。さらに、例えば、ワークWの形状中心と略一致する該ワークWの重心(2つの端面Weから等距離の中心軸Wc上の位置の点)のベース座標系ΣBにおける位置を、ワークWの位置として検出する。さらにまた、ワークWの中心軸Wcが延びる方向を、ワークWの姿勢として検出する。   The three-dimensional vision sensor 14 is also configured to detect the shape, position, and posture of each of the box C and the workpiece W, for example, based on a base coordinate system ΣB that is predefined in the base of the robot 12. Yes. Furthermore, for example, the position in the base coordinate system ΣB of the center of gravity of the workpiece W that substantially coincides with the shape center of the workpiece W (a point on the central axis Wc equidistant from the two end faces We) is set as the position of the workpiece W. To detect. Furthermore, the direction in which the central axis Wc of the workpiece W extends is detected as the posture of the workpiece W.

また、三次元ビジョンセンサ14は、箱体CやワークWそれぞれについて検出した形状、位置、および姿勢をデータとしてコントローラ16に送信するように構成されている。   The three-dimensional vision sensor 14 is configured to transmit the detected shape, position, and orientation of the box C and the workpiece W to the controller 16 as data.

コントローラ16は、ロボット12を制御することにより、バラ積み状態の複数のワークWを一つずつ電磁石ハンド18を介してロボット12にピッキングさせ、ピッキングしたワークWを異なる場所(図示せず)に搬送させるように構成されている。コントローラ16はまた、三次元ビジョンセンサ14が検出した箱体CやワークWそれぞれの形状、位置、および姿勢に基づいて、バラ積み状態の複数のワークWのピッキング順序を決定するように構成されている。   The controller 16 controls the robot 12 to pick up a plurality of workpieces W in a piled state one by one to the robot 12 via the electromagnetic hand 18 and transport the picked workpieces W to different locations (not shown). It is configured to let you. The controller 16 is also configured to determine the picking order of a plurality of stacked workpieces W based on the shape, position, and posture of each of the box C and the workpiece W detected by the three-dimensional vision sensor 14. Yes.

ここからは、コントローラ16が行う、バラ積み状態の複数のワークWのピッキング順序の決定方法について説明する。   From here, the determination method of the picking order of the several workpiece | work W of the piled-up state which the controller 16 performs is demonstrated.

コントローラ16は、バラ積み状態の複数のワークWのピッキング順序を、電磁石ハンド18のワークWに対する電磁吸着形態を考慮に入れて決定するように構成されている。   The controller 16 is configured to determine the picking order of the plurality of workpieces W in a stacked state in consideration of the electromagnetic attraction form with respect to the workpiece W of the electromagnet hand 18.

そのために、バラ積み状態の複数のワークWがとりうる姿勢を予め分類し、その分類されたワークWのとりうる姿勢それぞれに対して、電磁石ハンド18の電磁吸着形態、言い換えるとワークWと接触するときの該ワークWに対する電磁石ハンド18の姿勢が予め設定され、対応付けされている。なお、バラ積み状態のワークWが取りうる姿勢に対して必ず1つのみ電磁吸着形態が対応付けされているわけではなく、少なくとも1つの電磁吸着形態が対応付けされている。   For this purpose, the postures that can be taken by the plurality of workpieces W in a stacked state are classified in advance, and each of the postures that can be taken by the sorted workpieces W comes into contact with the electromagnetic adsorption form of the electromagnet hand 18, in other words, the workpieces W. The posture of the electromagnet hand 18 with respect to the workpiece W at the time is preset and associated. Note that only one electromagnetic adsorption form is not always associated with the posture that can be taken by the workpieces W in a stacked state, but at least one electromagnetic adsorption form is associated.

ワークWの姿勢に対する電磁吸着形態の対応付けの一例を説明する。   An example of associating the electromagnetic suction mode with the posture of the workpiece W will be described.

まず、前提として、電磁石ハンド18は、主電磁吸着部20の電磁吸着面20aが水平面に対して平行であって且つ下方に向くときの姿勢を基準姿勢としている。   First, as a premise, the electromagnet hand 18 uses the posture when the electromagnetic attracting surface 20a of the main electromagnetic attracting portion 20 is parallel to the horizontal plane and faces downward as a reference posture.

ワークWがその中心軸Wcが略水平方向に延びる(例えば、水平面に対する中心軸Wcの傾きが10度より小さい)姿勢の場合、次の複数の電磁吸着形態が予め設定されて、対応付けされている。   When the workpiece W is in a posture in which the central axis Wc extends in a substantially horizontal direction (for example, the inclination of the central axis Wc with respect to the horizontal plane is smaller than 10 degrees), the following plurality of electromagnetic attraction forms are set in advance and associated with each other. Yes.

一つ目の電磁吸着形態として、図3(A)に示すように、ツール座標系ΣTのXt軸がワークWの中心軸Wcに対して略平行になるように基準姿勢からYt軸を中心として回転した姿勢でワークWに接近し、且つ重心WgがYt−Zt平面上に位置するように、電磁石ハンド18は、ワークWの円周面Wpを主電磁吸着部20の電磁吸着面20aで電磁吸着する。なお、箱体C内にバラ積み状態で収容された複数のワークWの多くは、その中心軸Wcが略水平方向に延びる姿勢であるため、この電磁吸着形態で電磁石ハンド18を介してピッキングされる。   As a first form of electromagnetic attraction, as shown in FIG. 3A, the Yt axis is centered from the reference posture so that the Xt axis of the tool coordinate system ΣT is substantially parallel to the center axis Wc of the workpiece W. The electromagnet hand 18 electromagnetically moves the circumferential surface Wp of the workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 20a of the main electromagnetic adsorption unit 20 so that the workpiece W approaches the workpiece W in the rotated posture and the center of gravity Wg is positioned on the Yt-Zt plane. Adsorb. Many of the plurality of workpieces W housed in the box C in a stacked state have a posture in which the central axis Wc extends in a substantially horizontal direction. The

また、二つ目の電磁吸着形態として、図3(C)に示すように、ツール座標系ΣTのYt軸がワークWの中心軸Wcに対して略平行になるように基準姿勢からXt軸を中心として回転した姿勢でワークWに接近し、且つ重心WgがXt−Zt平面上に位置するように、電磁石ハンド18は、ワークWの円周面Wpを副電磁吸着部22の2つの電磁吸着面22a,22bで電磁吸着する。この電磁吸着形態により、中心軸Wcが略水平に延びる姿勢であって、且つ円周面Wpが箱体Cの側壁Csに接触した状態のワークWを、電磁石ハンド18を介してピッキングすることが可能になる。   Further, as a second electromagnetic adsorption mode, as shown in FIG. 3C, the Xt axis is changed from the reference posture so that the Yt axis of the tool coordinate system ΣT is substantially parallel to the center axis Wc of the workpiece W. The electromagnet hand 18 moves the circumferential surface Wp of the workpiece W on the two electromagnetic adsorptions of the sub electromagnetic adsorption unit 22 so that the workpiece W approaches the workpiece W in a posture rotated around the center and the center of gravity Wg is located on the Xt-Zt plane. Electromagnetic adsorption is performed on the surfaces 22a and 22b. With this electromagnetic adsorption form, the workpiece W in a state where the central axis Wc extends substantially horizontally and the circumferential surface Wp is in contact with the side wall Cs of the box C can be picked via the electromagnet hand 18. It becomes possible.

さらにまた、上述の一つ目の電磁吸着形態の変形形態(三つ目の電磁吸着形態)として、図4(A)に示すように、ツール座標系ΣTのXt軸がワークWの中心軸Wcに対して略平行になるように基準姿勢からYt軸を中心として回転し、さらに中心軸Wcを中心として鉛直軸Vに対して角度Δθx回転した姿勢でワークWに接近し、且つ重心WgがYt−Zt平面上に位置するように、電磁石ハンド18は、ワークWの円周面Wpを主電磁吸着部20の電磁吸着面20aで電磁吸着する。なお、角度Δθxを複数設定してもよく、その場合、電磁吸着形態の数は増える。例えば、Δθx=±5°の電磁吸着形態、Δθx=±10°の電磁吸着形態、Δθx=±15°の電磁吸着形態を設定してもよい。この電磁吸着形態により、中心軸Wcが略水平に延びる姿勢であって、且つ他のワークWによって円周面Wpが部分的(周方向に関して)に覆われているワークWを、電磁石ハンド18を介してピッキングすることが可能になる。   Furthermore, as a modified form of the first electromagnetic adsorption form (third electromagnetic adsorption form), the Xt axis of the tool coordinate system ΣT is the center axis Wc of the workpiece W as shown in FIG. Rotate from the reference posture around the Yt axis so as to be substantially parallel to the workpiece W, approach the workpiece W in a posture rotated about the central axis Wc by an angle Δθx with respect to the vertical axis V, and the center of gravity Wg is Yt The electromagnet hand 18 electromagnetically attracts the circumferential surface Wp of the workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 20a of the main electromagnetic adsorption unit 20 so as to be positioned on the −Zt plane. Note that a plurality of angles Δθx may be set, and in that case, the number of electromagnetic adsorption forms increases. For example, an electromagnetic adsorption form of Δθx = ± 5 °, an electromagnetic adsorption form of Δθx = ± 10 °, and an electromagnetic adsorption form of Δθx = ± 15 ° may be set. Due to this electromagnetic attraction, the work W whose center axis Wc extends substantially horizontally and whose circumferential surface Wp is partially covered (with respect to the circumferential direction) by another work W is transferred to the electromagnet hand 18. It becomes possible to pick through.

水平面Hに対する中心軸Wcの傾きが10度より大きく45度より小さいワークWの姿勢の場合、次の複数の電磁吸着形態が予め設定されて、対応付けされている。   In the case of the posture of the workpiece W in which the inclination of the central axis Wc with respect to the horizontal plane H is greater than 10 degrees and smaller than 45 degrees, the following plurality of electromagnetic adsorption forms are set in advance and associated with each other.

四つ目の電磁吸着形態として、図4(B)に示すように、ツール座標系ΣTのXt軸がワークWの中心軸Wcに対して略平行になるように基準姿勢からYt軸を中心として回転した姿勢でワークWに接近し、且つワークWの重心Wgとツール座標系ΣTの原点Otとの間のXt軸方向距離ΔLxが所定値(例えば、10mm)になるように、電磁石ハンド18は、ワークWの円周面Wpを主電磁吸着部20の電磁吸着面20aで電磁吸着する。なお、距離ΔLxを複数設定してもよく、その場合、電磁吸着形態の数は増える。例えば、ΔLx=10mmの電磁吸着形態、ΔLx=20mmの電磁吸着形態、ΔLx=30mmの電磁吸着形態を設定してもよい。この電磁吸着形態により、水平面Hに対する中心軸Wcの傾きが10度より大きく45度より小さい姿勢であって、且つ他のワークWによって円周面Wpが部分的(中心軸Wc方向に関して)に覆われているワークWを、電磁石ハンド18を介してピッキングすることが可能になる。   As a fourth form of electromagnetic attraction, as shown in FIG. 4B, the Yt axis is centered from the reference posture so that the Xt axis of the tool coordinate system ΣT is substantially parallel to the center axis Wc of the workpiece W. The electromagnet hand 18 is moved so as to approach the workpiece W in the rotated posture and the Xt-axis direction distance ΔLx between the center of gravity Wg of the workpiece W and the origin Ot of the tool coordinate system ΣT becomes a predetermined value (for example, 10 mm). The circumferential surface Wp of the workpiece W is electromagnetically attracted by the electromagnetic attracting surface 20a of the main electromagnetic attracting portion 20. Note that a plurality of distances ΔLx may be set, and in that case, the number of electromagnetic adsorption forms increases. For example, an electromagnetic adsorption form of ΔLx = 10 mm, an electromagnetic adsorption form of ΔLx = 20 mm, and an electromagnetic adsorption form of ΔLx = 30 mm may be set. With this electromagnetic adsorption mode, the inclination of the central axis Wc with respect to the horizontal plane H is in an attitude larger than 10 degrees and smaller than 45 degrees, and the circumferential surface Wp is partially covered (with respect to the central axis Wc direction) by another workpiece W. It is possible to pick the workpiece W being picked up via the electromagnet hand 18.

上述の四つ目の電磁吸着形態の変形形態(五つ目の電磁吸着形態)として、ツール座標系ΣTのXt軸がワークWの中心軸Wcに対して略平行になるように基準姿勢からYt軸を中心として回転し、さらに中心軸Wcを中心として鉛直軸Vに対して角度Δθx回転した姿勢でワークWに接近し、且つワークWの重心Wgとツール座標系ΣTの原点Otとの間のXt軸方向距離ΔLxが所定値(例えば、10mm)になるように、電磁石ハンド18は、ワークWの円周面Wpを主電磁吸着部20の電磁吸着面20aで電磁吸着する。この電磁吸着形態により、水平面Hに対する中心軸Wcの傾きが10度より大きく45度より小さい姿勢であって、且つ他のワークWによって円周面Wpが部分的(周方向および中心軸Wc方向に関して)に覆われているワークWを、電磁石ハンド18を介してピッキングすることが可能になる。   As a modified form of the above-described fourth electromagnetic adsorption form (fifth electromagnetic adsorption form), the Yt from the reference posture is set so that the Xt axis of the tool coordinate system ΣT is substantially parallel to the center axis Wc of the workpiece W. The workpiece W approaches the workpiece W in a posture that rotates about the axis and further rotates by an angle Δθx with respect to the vertical axis V about the center axis Wc, and between the center of gravity Wg of the workpiece W and the origin Ot of the tool coordinate system ΣT. The electromagnet hand 18 electromagnetically attracts the circumferential surface Wp of the workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 20a of the main electromagnetic adsorption unit 20 so that the Xt-axis direction distance ΔLx becomes a predetermined value (for example, 10 mm). With this electromagnetic adsorption mode, the inclination of the central axis Wc with respect to the horizontal plane H is in an attitude larger than 10 degrees and smaller than 45 degrees, and the circumferential surface Wp is partially (with respect to the circumferential direction and the central axis Wc direction) by another workpiece W. It is possible to pick the workpiece W covered with () through the electromagnet hand 18.

中心軸Wcの水平面Hに対する傾きが45度より大きく75度より小さいワークWの姿勢の場合、次の電磁吸着形態が予め設定されて、対応付けされている。   In the case of the posture of the workpiece W where the inclination of the central axis Wc with respect to the horizontal plane H is greater than 45 degrees and smaller than 75 degrees, the following electromagnetic attraction forms are set in advance and associated with each other.

六つ目の電磁吸着形態として、図3(E)に示すように、電磁石ハンド18は、副電磁吸着部22の電磁吸着面22bでワークWの端面Weを電磁吸着する。この電磁吸着形態により、中心軸Wcの水平面Hに対する傾きが45度より大きく75度より小さい姿勢であって、且つ他のワークWによって円周面Wpの略全体が覆われているワークWを、電磁石ハンド18を介してピッキングすることが可能になる。   As a sixth electromagnetic adsorption form, as shown in FIG. 3E, the electromagnet hand 18 electromagnetically adsorbs the end surface We of the workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 22 b of the sub electromagnetic adsorption unit 22. With this electromagnetic adsorption form, a workpiece W in which the inclination of the central axis Wc with respect to the horizontal plane H is greater than 45 degrees and smaller than 75 degrees, and substantially the entire circumferential surface Wp is covered by another workpiece W, Picking can be performed via the electromagnet hand 18.

水平面Hに対する中心軸Wcの傾きが75度より大きいワークWの姿勢の場合、すなわち、ワークWが略直立している状態の場合、次の複数の電磁吸着形態が設定されて、対応付けされている。   When the posture of the workpiece W is greater than 75 degrees with respect to the horizontal plane H, that is, when the workpiece W is substantially upright, the following plurality of electromagnetic attraction forms are set and associated with each other. Yes.

七つ目の電磁吸着形態として、図3(B)に示すように、電磁石ハンド18は、ワークWの端面Weを主電磁吸着部20の電磁吸着面20aで電磁吸着する。好ましくは、ツール座標系ΣTのZt軸上にワークWの重心Wgが略位置するように、電磁石ハンド18はワークWの端面Weを電磁吸着する。この電磁吸着形態により、箱体Cの側壁Csから離れて略直立するワークWを、電磁石ハンド18を介してピッキングすることが可能になる。   As a seventh electromagnetic adsorption form, as shown in FIG. 3B, the electromagnet hand 18 electromagnetically adsorbs the end surface We of the workpiece W with the electromagnetic adsorption surface 20 a of the main electromagnetic adsorption unit 20. Preferably, the electromagnet hand 18 electromagnetically attracts the end surface We of the workpiece W so that the center of gravity Wg of the workpiece W is substantially positioned on the Zt axis of the tool coordinate system ΣT. With this electromagnetic adsorption mode, it is possible to pick the workpiece W that is substantially upright away from the side wall Cs of the box C via the electromagnet hand 18.

八つ目の電磁吸着形態として、図3(D)に示すように、電磁石ハンド18は、ワークWの端面Weを副電磁吸着部22の電磁吸着面22aで電磁吸着する。この電磁吸着形態により、円周面Wpが箱体Cの側壁Csに接触した状態で略直立するワークWを、電磁石ハンド18を介してピッキングすることが可能になる。   As an eighth electromagnetic adsorption form, as shown in FIG. 3D, the electromagnet hand 18 electromagnetically adsorbs the end surface We of the work W with the electromagnetic adsorption surface 22 a of the sub electromagnetic adsorption unit 22. With this electromagnetic adsorption mode, it becomes possible to pick the workpiece W that is substantially upright with the circumferential surface Wp in contact with the side wall Cs of the box C via the electromagnet hand 18.

このように、バラ積み状態の複数のワークWがとりうる姿勢それぞれに対して、少なくとも一つの電磁吸着形態が予め設定されて、対応付けされている。このような対応付けの情報を、コントローラ16は、電磁吸着形態データとして保持している。   In this way, at least one electromagnetic adsorption mode is set in advance and associated with each of the postures that can be taken by the plurality of workpieces W in the stacked state. The controller 16 holds such association information as electromagnetic adsorption form data.

なお、上述に挙げられた複数の電磁吸着形態は一例であって、本発明は、これらの電磁吸着形態に限定するものではない。また、ワークWのとりうる姿勢に対する電磁吸着形態の対応付けも一例であって、本発明は、この対応付けに限定するものではない。   In addition, the several electromagnetic adsorption form mentioned above is an example, Comprising: This invention is not limited to these electromagnetic adsorption forms. Further, the association of the electromagnetic adsorption form with the posture that the workpiece W can take is also an example, and the present invention is not limited to this association.

また、上述したような複数の電磁吸着形態は、予め優先順位が設定されている。優先順位は、例えば、図1に示すロボット12からワークWを受け取る装置(すなわち後工程)によって中心軸Wcが水平方向に延びる姿勢のワークWが要求される場合、中心軸Wcが略水平方向に延びる姿勢でワークWを電磁吸着する、図3(A)、図3(C)、図4(A)、および図4(B)に示す電磁吸着形態の優先順位が、中心軸Wcが略鉛直方向に延びる姿勢でワークWを電磁吸着する図3(B)、図3(D)に示す電磁吸着形態の優先順位に比べて高順位に設定されている。その理由は、図3(B)、図3(D)に示す電磁吸着形態でワークWを電磁吸着した場合、ワークWの搬送途中に、電磁石ハンド18の姿勢を大きく変更するまたはワークWを持ち替える必要があるためである。   In addition, priorities are set in advance for the plurality of electromagnetic adsorption modes as described above. For example, when a workpiece W having a posture in which the central axis Wc extends in the horizontal direction is requested by an apparatus (that is, a post process) that receives the workpiece W from the robot 12 illustrated in FIG. 1, the central axis Wc is approximately in the horizontal direction. The workpiece W is electromagnetically attracted in the extended posture, and the priority of the electromagnetic attracting modes shown in FIGS. 3 (A), 3 (C), 4 (A), and 4 (B) is substantially vertical. The work W is electromagnetically attracted in a posture extending in the direction, and is set higher than the priorities of the electromagnetic attracting modes shown in FIGS. 3 (B) and 3 (D). The reason for this is that when the workpiece W is electromagnetically attracted in the electromagnetic attracting mode shown in FIGS. 3B and 3D, the posture of the electromagnet hand 18 is largely changed or the workpiece W is changed during the transfer of the workpiece W. This is necessary.

例えばまた、ワークWの中心軸Wc方向長さが長尺である場合、図4(B)に示すように、ワークWの重心Wgとツール座標系ΣTの原点Otとの間のXt軸方向距離ΔLxが小さい電磁吸着形態ほど、優先順位は高順位に設定される。これは、ロボット12による確実なワークWのピッキングと、ピッキング後のワークWの安全な搬送を考慮したためである。   For example, if the length of the workpiece W in the center axis Wc direction is long, as shown in FIG. 4B, the distance in the Xt axis direction between the center of gravity Wg of the workpiece W and the origin Ot of the tool coordinate system ΣT. The lower the ΔLx, the higher the priority is set for the electromagnetic adsorption mode. This is because reliable picking of the work W by the robot 12 and safe transport of the work W after picking are considered.

なお、複数の電磁吸着形態の優先順位は、これらの理由に限らず、様々な理由を考慮して設定可能であり、また自由に設定可能である。また、複数の電磁吸着形態の優先順位は、電磁吸着形態優先順位データとして、コントローラ16に保持されている。   The priority order of the plurality of electromagnetic adsorption forms is not limited to these reasons, and can be set in consideration of various reasons, and can be set freely. Further, the priority order of the plurality of electromagnetic adsorption forms is held in the controller 16 as electromagnetic adsorption form priority order data.

上述したような、バラ積み状態の複数のワークWがとりうる姿勢それぞれに対して対応付けされた少なくとも一つの電磁吸着形態(電磁吸着形態データ)と、その電磁吸着形態の優先順位(電磁吸着形態優先順位データ)とに基づいて、コントローラ16は、以下の工程を経て、バラ積み状態の複数のワークWのピッキング順序を決定する。ピッキング順序の決定の流れについて、図5のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図5のフローチャートは、ピッキングする1つのワークを決定するためのフローチャートであり、1つのワークWのピッキングが完了する度に繰り返し実行される。   As described above, at least one electromagnetic adsorption form (electromagnetic adsorption form data) associated with each of the postures that can be taken by the plurality of workpieces W in the stacked state, and the priority order of the electromagnetic adsorption forms (electromagnetic adsorption form) Based on the priority order data), the controller 16 determines the picking order of the plurality of workpieces W in the unstacked state through the following steps. The flow of determining the picking order will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 5 is a flowchart for determining one work to be picked, and is repeatedly executed every time picking of one work W is completed.

まず、コントローラ16は、ステップS100において、三次元ビジョンセンサ14から、箱体Cやバラ積み状態の複数のワークWそれぞれの形状、位置、および姿勢(データ)を取得する。   First, in step S100, the controller 16 acquires the shape, position, and orientation (data) of each of the box C and the plurality of workpieces W in a stacked state from the three-dimensional vision sensor 14.

次に、ステップS110において、コントローラ16は、(1)ワークW、(2)そのワークWの高さ位置、(3)そのワークWの姿勢に対応付けされている電磁吸着形態、および(4)その電磁吸着形態を実現するロボット12の姿勢の組み合わせを全て算出する。   Next, in step S110, the controller 16 (1) the workpiece W, (2) the height position of the workpiece W, (3) the electromagnetic adsorption form associated with the posture of the workpiece W, and (4) All combinations of postures of the robot 12 that realize the electromagnetic adsorption form are calculated.

図6は、バラ積み状態の複数のワークWに含まれる1つの任意のワークWmに関連する組み合わせの一例を概念的に示している。   FIG. 6 conceptually shows an example of a combination related to one arbitrary workpiece Wm included in the plurality of workpieces W in the stacked state.

ワークWmの高さ位置zm(例えば、ベース座標系ΣBにおけるZb座標)は、ステップS100で取得したワークWmの位置に基づいて算出される。   The height position zm of the workpiece Wm (for example, the Zb coordinate in the base coordinate system ΣB) is calculated based on the position of the workpiece Wm acquired in step S100.

ワークWmの姿勢に対応付けされている電磁吸着形態Aは、ステップS100で取得したワークWmの姿勢と、ワークWがとりうる姿勢に対応付けされた電磁吸着形態(電磁吸着形態データ)とに基づいて算出される。図6に電磁吸着形態A1,A4を示すように、少なくとも1つの電磁吸着形態が算出される。   The electromagnetic adsorption form A associated with the posture of the workpiece Wm is based on the posture of the workpiece Wm acquired in step S100 and the electromagnetic adsorption form (electromagnetic adsorption form data) associated with the posture that the workpiece W can take. Is calculated. As shown in FIG. 6, electromagnetic adsorption forms A1 and A4, at least one electromagnetic adsorption form is calculated.

例えば、ステップS100で取得したワークWmの姿勢が水平面に対する中心軸Wcの傾きが75度より大きい姿勢の場合、図3(B)に示すような、電磁石ハンド18の主電磁吸着部20(電磁吸着面20a)でワークWmの端面Weを電磁吸着する電磁吸着形態と、図3(D)に示すような、電磁石ハンド18の副電磁吸着部22の電磁吸着面22aでワークWmの端面Weを電磁吸着する電磁吸着形態とが算出される。   For example, when the posture of the workpiece Wm acquired in step S100 is a posture in which the inclination of the central axis Wc with respect to the horizontal plane is greater than 75 degrees, the main electromagnetic attraction unit 20 (electromagnetic adsorption) of the electromagnet hand 18 as shown in FIG. The end surface We of the work Wm is electromagnetically attracted by the electromagnetic attraction mode in which the end surface We of the work Wm is electromagnetically attracted by the surface 20a) and the electromagnetic attraction surface 22a of the sub electromagnetic attraction portion 22 of the electromagnet hand 18 as shown in FIG. The electromagnetic adsorption form to be adsorbed is calculated.

その電磁吸着形態を実現するロボット12の姿勢Jは、ステップS100で取得したワークWmの形状、位置、および姿勢と、そのワークWmに対する電磁吸着形態に基づいて算出される。   The posture J of the robot 12 that realizes the electromagnetic suction mode is calculated based on the shape, position, and posture of the workpiece Wm acquired in step S100 and the electromagnetic chucking mode with respect to the workpiece Wm.

具体的には、まず、ワークWmの形状、位置、および姿勢と、そのワークWmに対する電磁吸着形態とに基づいて、電磁石ハンド18の位置および姿勢(例えば、ベース座標系ΣBに対するツール座標系ΣTの位置および姿勢)が算出される。そして、算出された電磁石ハンド18の位置および姿勢に該電磁石ハンド18を配置することができるロボット12の姿勢、すなわち、関節12a〜12fの関節角度が算出される。この場合、図6に示す電磁吸着形態A4のように、1つの電磁吸着形態に対して複数のロボット12の姿勢が算出されることもある。   Specifically, first, based on the shape, position, and orientation of the workpiece Wm and the electromagnetic attraction form for the workpiece Wm, the position and orientation of the electromagnet hand 18 (for example, the tool coordinate system ΣT relative to the base coordinate system ΣB). Position and orientation) is calculated. Then, the posture of the robot 12 that can place the electromagnet hand 18 at the calculated position and posture of the electromagnet hand 18, that is, the joint angles of the joints 12a to 12f is calculated. In this case, as in the electromagnetic adsorption form A4 shown in FIG. 6, the postures of the plurality of robots 12 may be calculated for one electromagnetic adsorption form.

したがって、図6に示すように、ワークWmに関連して複数の組み合わせ(Wm,zm,A1,J1)、(Wm,zm,A4,J2)、(Wm,zm,A4,J3)が算出される。   Therefore, as shown in FIG. 6, a plurality of combinations (Wm, zm, A1, J1), (Wm, zm, A4, J2), (Wm, zm, A4, J3) are calculated in relation to the workpiece Wm. The

続いて、ステップS120において、コントローラ16は、ステップS110で算出した全ての組み合わせそれぞれに対して所定に点数を付ける。   Subsequently, in step S120, the controller 16 gives a predetermined score to each of all the combinations calculated in step S110.

各ワークWに関連する組み合わせ全てに付けられる点数は、組み合わせに含まれるワークWの高さz、電磁吸着形態A、およびロボット12の姿勢Jに基づいて決定される。   The number of points assigned to all the combinations related to each workpiece W is determined based on the height z of the workpiece W, the electromagnetic adsorption form A, and the posture J of the robot 12 included in the combination.

具体的には、コントローラ16は、ワークWの高さzが高いほど、また、電磁吸着形態Aの優先順位が高いほど、組み合わせに対して高得点を付けるように構成されている。   Specifically, the controller 16 is configured to give a higher score to the combination as the height z of the workpiece W is higher and as the priority of the electromagnetic adsorption form A is higher.

さらに、ロボット12の姿勢Jの妥当性が高いほど、コントローラ16は、その組み合わせに高得点を付けるように構成されている。   Further, the higher the validity of the posture J of the robot 12, the higher the score of the controller 16 is.

例えば、組み合わせに含まれるロボット12の姿勢Jが、ロボット12がピッキングしたワークWを装置(後工程)に受け渡すときの姿勢(ねじり関節12aを除いて)に近いほど、その組み合わせにコントローラ16は高得点を付ける。これは、ワークWを電磁石ハンド18で電磁吸着してから装置(後工程)に受け渡すまでの姿勢変更が小さい方が好ましいという考えに基づいている。これに関連する具体的な一例として、後工程によって電磁石ハンド18が基準姿勢(主電磁吸着部20の電磁吸着面20aが水平面に対して平行であって且つ下方に向くときの姿勢)でワークWを受け渡すことが要求される場合、図1に示すねじり関節12dの関節角度が原点(ねじり関節12dを挟む2つの曲げ関節12cと12eの関節軸が互いに平行である状態)に近いほど、そのロボット12の姿勢Jに高得点を付ける。   For example, the closer the posture J of the robot 12 included in the combination is to the posture (excluding the torsional joint 12a) when the workpiece W picked up by the robot 12 is transferred to the apparatus (post-process), the controller 16 becomes closer to the combination. Give a high score. This is based on the idea that it is preferable that the posture change from when the workpiece W is electromagnetically attracted by the electromagnet hand 18 to when it is delivered to the apparatus (post process) is small. As a specific example related to this, the work W in a post-process in which the electromagnet hand 18 is in the reference posture (the posture when the electromagnetic attracting surface 20a of the main electromagnetic attracting unit 20 is parallel to the horizontal plane and faces downward). When the joint angle of the torsional joint 12d shown in FIG. 1 is closer to the origin (the state where the joint axes of the two bending joints 12c and 12e sandwiching the torsional joint 12d are parallel to each other), A high score is assigned to the posture J of the robot 12.

また例えば、組み合わせに含まれるロボット12の姿勢Jが関節にかかる負荷が小さい姿勢(すなわち無理のない姿勢)ほど、コントローラ16は高得点を付ける。例えば、図1に示すような曲げ関節12eとねじり関節12fの間のリンクが鉛直方向に延びる姿勢と、同リンクが水平方向に延びる姿勢とでは、曲げ関節12eにかかる負荷(トルク)が異なり、前者の方が曲げ関節12eにかかる負荷が小さい。   Further, for example, the controller 16 gives a higher score as the posture J of the robot 12 included in the combination is a posture in which the load on the joint is smaller (that is, a posture that is not unreasonable). For example, the load (torque) applied to the bending joint 12e is different between the posture in which the link between the bending joint 12e and the torsional joint 12f as shown in FIG. 1 extends in the vertical direction and the posture in which the link extends in the horizontal direction. The former has a smaller load on the bending joint 12e.

さらに例えば、組み合わせに含まれるロボット12の姿勢Jが、予め設定されている、ワークWのピッキングを開始する直前の姿勢(ピッキング開始姿勢)に近いほど、コントローラ16は高得点を付ける。ロボット12は、例えば、図1に示すように、電磁石ハンド18が上述の基準姿勢で箱体C中央の上方に位置する状態であって、且つ関節12a〜12fそれぞれの角度が標準的な角度であるピッキング開始姿勢から、常にワークWのピッキングを開始するようにされている。したがって、電磁石ハンド18がワークWを電磁吸着するときのロボット12の姿勢Jがピッキング開始姿勢に近いほど、その姿勢変更に必要な時間が短くなる、すなわち1つのワークWをピッキングするために必要なサイクルタイムが短縮される。   Further, for example, the controller 16 gives a higher score as the posture J of the robot 12 included in the combination is closer to a preset posture (picking start posture) immediately before the workpiece W picking is started. For example, as shown in FIG. 1, the robot 12 is in a state in which the electromagnet hand 18 is positioned above the center of the box C in the above-described reference posture, and the angles of the joints 12a to 12f are standard angles. The picking of the workpiece W is always started from a certain picking start posture. Therefore, as the posture J of the robot 12 when the electromagnetic hand 18 electromagnetically attracts the workpiece W is closer to the picking start posture, the time required for changing the posture becomes shorter, that is, necessary for picking one workpiece W. Cycle time is shortened.

なお、ロボット12の姿勢Jの妥当性は、これらの理由に限らず、様々な理由を考慮して設定可能であり、また自由に設定可能である。   The validity of the posture J of the robot 12 is not limited to these reasons, and can be set in consideration of various reasons, and can be set freely.

組み合わせに付けられる点数は、例えば数式1に示す式を用いて算出される。

Figure 2012183593
The number of points assigned to the combination is calculated using, for example, the formula shown in Formula 1.
Figure 2012183593

P((W,z,A,J))は、ワークWに関連する組み合わせ(W,z,A,J)の点数を示している。P(A)は、予め設定されている電磁吸着形態の優先順位に基づく点数であり、優先順位が高順位であればあるほど高い点数になるように設定されている。P(z)は、ワークWの高さ位置zに基づく得点であり、高さ位置zが高いほど(他のワークと比較して)高い点数になるように設定されている。P(J)は、ロボット12の姿勢に基づく得点であり、ロボット12の姿勢の妥当性が高いほど高い点数になるように設定されている。この3つの得点P(A),P(z),P(J)の合計により、組み合わせ(W,z,A,J)の得点P((W,z,A,J))が算出される。   P ((W, z, A, J)) indicates the score of the combination (W, z, A, J) related to the workpiece W. P (A) is a score based on the priority order of the electromagnetic adsorption mode set in advance, and is set so that the higher the priority is, the higher the score is. P (z) is a score based on the height position z of the workpiece W, and is set so that the higher the height position z (as compared to other workpieces), the higher the score. P (J) is a score based on the posture of the robot 12, and is set so that the higher the validity of the posture of the robot 12, the higher the score. The score P ((W, z, A, J)) of the combination (W, z, A, J) is calculated by the sum of these three scores P (A), P (z), P (J). .

なお、数式1に示す組み合わせの得点を求める式は、一例である。例えば、3つの得点P(A),P(z),P(J)のいずれかを重み付け(例えば、1より大きい係数をかける)して、組み合わせの点数を算出してもよい。   The formula for obtaining the combination score shown in Formula 1 is an example. For example, any of the three scores P (A), P (z), and P (J) may be weighted (for example, multiplied by a coefficient greater than 1) to calculate the combination score.

続いて、ステップS130において、コントローラ16は、組み合わせに含まれるワークWを、組み合わせに含まれる電磁吸着形態Aで且つロボット12の姿勢Jで電磁吸着するときに干渉が発生するか否かを判定(チェック)する。   Subsequently, in step S130, the controller 16 determines whether or not interference occurs when the workpiece W included in the combination is electromagnetically attracted in the electromagnetic adsorption form A included in the combination and in the posture J of the robot 12 ( To check.

例えば、図6に示す組み合わせ(Wm,zm,A1,J1)で言えば、電磁吸着形態A1で且つロボット12の姿勢J1で高さ位置zmに位置するワークWmを電磁石ハンド18によって電磁吸着するときに、ワークWm以外のワークWや箱体Cが電磁石ハンド18やロボット12に対して干渉するか否かを判定する。   For example, in the combination (Wm, zm, A1, J1) shown in FIG. 6, when the electromagnetic hand 18 electromagnetically attracts the work Wm positioned at the height position zm in the posture J1 of the robot 12 by the electromagnetic attracting form A1. In addition, it is determined whether or not the workpiece W or the box C other than the workpiece Wm interferes with the electromagnet hand 18 or the robot 12.

干渉の判定は、三次元ビジョンセンサ14が検出した箱体CやワークWそれぞれの形状、位置、および姿勢データに基づいてコンピュータ上で行われる。   The determination of interference is performed on the computer based on the shape, position, and orientation data of the box C and the workpiece W detected by the three-dimensional vision sensor 14.

具体的には、コントローラ16は、ステップS100で三次元ビジョンセンサ14から取得した箱体CやワークWそれぞれの形状、位置、および姿勢に基づいて、これらの三次元モデル(点群データ)を作成する。続いて、この箱体Cと複数のワークWの3次元モデルと、予め用意されている電磁石ハンド18を備えるロボット12の三次元モデルとを用いて、コントローラ16は干渉チェックを行う。すなわち、コンピュータ上において、対象のワークWを電磁吸着したときに、例えば、図7(A)に示すように電磁石ハンド18が箱体Cと交差したり、図7(B)に示すように電磁石ハンド18が他のワークWと交差するなどの干渉が発生するか否かを判定する。   Specifically, the controller 16 creates these three-dimensional models (point cloud data) based on the shapes, positions, and postures of the box C and the workpiece W acquired from the three-dimensional vision sensor 14 in step S100. To do. Subsequently, the controller 16 performs an interference check using the box C, the three-dimensional model of the plurality of workpieces W, and the three-dimensional model of the robot 12 including the electromagnet hand 18 prepared in advance. That is, when the target work W is electromagnetically attracted on the computer, for example, the electromagnet hand 18 crosses the box C as shown in FIG. 7A, or the electromagnet as shown in FIG. 7B. It is determined whether or not interference occurs such that the hand 18 intersects with another workpiece W.

なお、組み合わせについての干渉判定は、ステップS120で付けられた点数が高い組み合わせから順に行われる。理由は、ステップS120で最高点を付けられた組み合わせについて干渉が発生しないのであれば、後のステップにおいて、そのまま最高点の組み合わせに含まれるワークWを、その組み合わせに含まれる電磁吸着形態Aで且つロボット12の姿勢Jでピッキングするからである(すなわち、最高点に比べて低い点数の組み合わせについて干渉チェックを行う必要がなくなる)。   In addition, the interference determination about a combination is performed in an order from the combination with the high score | score attached by step S120. The reason is that if interference does not occur in the combination given the highest score in step S120, the workpiece W included in the combination of the highest points as it is in the electromagnetic adsorption form A included in the combination in the subsequent step and This is because picking is performed with the posture J of the robot 12 (that is, it is not necessary to perform an interference check for a combination of scores lower than the highest score).

ステップS140において、コントローラ16は、干渉が発生せず且つ最高点が付けられた組み合わせを選択し、その選択した組み合わせに基づいて、ロボット12を制御する。すなわち、選択した組み合わせに含まれるワークWを、その組み合わせに含まれる電磁吸着形態Aで且つロボット12の姿勢Jで電磁石ハンド18を介してロボット12にピッキングさせる。   In step S140, the controller 16 selects a combination in which no interference occurs and the highest score is assigned, and controls the robot 12 based on the selected combination. That is, the workpiece W included in the selected combination is picked by the robot 12 via the electromagnet hand 18 in the electromagnetic adsorption form A included in the combination and the posture J of the robot 12.

本実施の形態によれば、電磁石ハンド18は、箱体C内にバラ積み状態で収容された複数の円柱形状のワークWそれぞれを、異なる複数の電磁吸着形態のいずれか一つで電磁吸着することができる。そのため、電磁石ハンド18を有するロボット12は、箱体C内においてあらゆる位置や姿勢をとりうるバラ積み状態の複数のワークWを、中断することなく、干渉することなく、箱体Cの角で直立するワークW(箱体Cの隣接し合う2つの側壁Csに円周面Wpが接触した状態のワークW)であっても、一つずつ自動ピッキングすることが可能になる。   According to the present embodiment, the electromagnet hand 18 electromagnetically attracts each of the plurality of columnar workpieces W housed in the box C in a stacked state in any one of a plurality of different electromagnetic adsorption forms. be able to. Therefore, the robot 12 having the electromagnet hand 18 stands upright at the corner of the box C without interrupting and interfering with a plurality of stacked workpieces W that can take any position and posture in the box C. Even a workpiece W (a workpiece W in a state where the circumferential surface Wp is in contact with two adjacent side walls Cs of the box C) can be automatically picked one by one.

例えば、箱体Cの隣接し合う2つの側壁Csに円周面Wpが接触した直立状態のワークW、または、図7(A)に示すように中心軸Wcが略鉛直方向に延びる姿勢で且つ円周面Wpが箱体Cの一つの側壁Csに密着しているワークWは、図3(D)に示すように、電磁石ハンド18がその副電磁吸着部22(電磁吸着面22a)でワークWの端面Weを電磁吸着することにより、ピッキングすることができる。また、中心軸Wcが略水平方向に延びる姿勢で且つ円周面Wpが箱体Cに密着しているワークWも、図3(C)に示すように、電磁石ハンド18がその副電磁吸着部22(電磁吸着面22a,22b)でワークWの円周面Wpを電磁吸着することにより、ピッキングすることができる。   For example, the workpiece W in an upright state in which the circumferential surface Wp is in contact with two adjacent side walls Cs of the box C, or a posture in which the central axis Wc extends in a substantially vertical direction as shown in FIG. As shown in FIG. 3D, the work W whose circumferential surface Wp is in close contact with one side wall Cs of the box C has the electromagnet hand 18 at its sub electromagnetic attracting portion 22 (electromagnetic attracting surface 22a). Picking can be performed by electromagnetically attracting the end face We of W. In addition, as shown in FIG. 3C, the work W with the central axis Wc extending in a substantially horizontal direction and the circumferential surface Wp in close contact with the box C is also provided with the electromagnet hand 18 as a sub electromagnetic attracting portion. Picking can be performed by electromagnetically attracting the circumferential surface Wp of the workpiece W with 22 (electromagnetic attracting surfaces 22a, 22b).

以上、上述の一実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。   Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiment, the present invention is not limited to this.

例えば、電磁石ハンドは、図2に示すような形状に限らない。   For example, the electromagnet hand is not limited to the shape shown in FIG.

図8は、本発明に係る別の実施の形態の電磁石ハンドを示している。図8に示す電磁石ハンド118は、概括的に言えば、図2に示す電磁石ハンド18をツール座標系ΣTのYt軸方向に2つ並列させた構造である。   FIG. 8 shows an electromagnet hand according to another embodiment of the present invention. Generally speaking, the electromagnet hand 118 shown in FIG. 8 has a structure in which two electromagnet hands 18 shown in FIG. 2 are juxtaposed in the Yt-axis direction of the tool coordinate system ΣT.

電磁石ハンド118は、ワークWを電磁吸着する主電磁吸着部120と副電磁吸着部122とを備える。主電磁吸着部120は、2つの電磁吸着面120aと、2つの電磁吸着面120bとを備える。2つの電磁吸着面120aは、同一平面上にあって、図2に示す電磁吸着面20aに相当する。ツール座標系ΣTの原点Otは、2つの電磁吸着面120aを含み且つ最小面積の仮想平面Pvの中心に位置し、Zt軸は仮想平面Pvに直交する。   The electromagnet hand 118 includes a main electromagnetic adsorption unit 120 and a sub electromagnetic adsorption unit 122 that electromagnetically adsorb the workpiece W. The main electromagnetic adsorption unit 120 includes two electromagnetic adsorption surfaces 120a and two electromagnetic adsorption surfaces 120b. The two electromagnetic attracting surfaces 120a are on the same plane and correspond to the electromagnetic attracting surface 20a shown in FIG. The origin Ot of the tool coordinate system ΣT includes two electromagnetic attracting surfaces 120a and is located at the center of the virtual plane Pv having the minimum area, and the Zt axis is orthogonal to the virtual plane Pv.

主電磁吸着部120の2つの電磁吸着面120bは、仮想平面Pvに対して鋭角に交差し、ツール座標系ΣTのXt軸に平行であって、且つツール座標系ΣTのXt−Zt平面対称の平面である。仮想平面Pvに対する電磁吸着面120bの角度は、30度が好ましい(すなわち、2つの電磁吸着面120bの間の角度は120度が好ましい)。   The two electromagnetic adsorption surfaces 120b of the main electromagnetic adsorption unit 120 intersect at an acute angle with respect to the virtual plane Pv, are parallel to the Xt axis of the tool coordinate system ΣT, and are symmetrical with respect to the Xt-Zt plane of the tool coordinate system ΣT. It is a plane. The angle of the electromagnetic attraction surface 120b with respect to the virtual plane Pv is preferably 30 degrees (that is, the angle between the two electromagnetic attraction surfaces 120b is preferably 120 degrees).

電磁石ハンド118の副電磁吸着部122は、2つの電磁吸着面122aと、2つの電磁吸着面122bとを備える。2つの電磁吸着面122aは、同一平面上にあって、図2に示す電磁石ハンド18の電磁吸着面22aに相当する。2つの電磁吸着面122bは、同一平面上にあって、電磁石ハンド18の電磁吸着面22bに相当する。電磁吸着面122a,122bは互いに鈍角に、好ましくは120度で配置されている。また、電磁吸着面122aは、電磁吸着面120aに対して平行である。   The sub electromagnetic attracting portion 122 of the electromagnet hand 118 includes two electromagnetic attracting surfaces 122a and two electromagnetic attracting surfaces 122b. The two electromagnetic attraction surfaces 122a are on the same plane and correspond to the electromagnetic attraction surface 22a of the electromagnet hand 18 shown in FIG. The two electromagnetic attraction surfaces 122b are on the same plane and correspond to the electromagnetic attraction surface 22b of the electromagnet hand 18. The electromagnetic attracting surfaces 122a and 122b are arranged at an obtuse angle, preferably 120 degrees. The electromagnetic attracting surface 122a is parallel to the electromagnetic attracting surface 120a.

また、2つの電磁吸着面122aのXt軸方向長さは、箱体Cの側壁Csに円周面Wpが接触した状態のワークWに電磁石ハンド118が電磁吸着できるように、ワークWの端面Weの直径に比べて小さく設定されている。   The length of the two electromagnetic attracting surfaces 122a in the Xt-axis direction is such that the end surface We of the workpiece W can be electromagnetically attracted to the workpiece W in a state where the circumferential surface Wp is in contact with the side wall Cs of the box C. It is set smaller than the diameter.

さらに、副電磁吸着部122の2つの電磁吸着面122aおよび2つの電磁吸着面122bは、ツール座標系ΣTのYt軸に対して平行である。   Furthermore, the two electromagnetic adsorption surfaces 122a and the two electromagnetic adsorption surfaces 122b of the sub electromagnetic adsorption unit 122 are parallel to the Yt axis of the tool coordinate system ΣT.

このような電磁石ハンド118は、以下のように、円柱形状ワークWを様々な形態で電磁吸着可能である。   Such an electromagnet hand 118 can electromagnetically attract the cylindrical workpiece W in various forms as follows.

電磁石ハンド118は、主電磁吸着部120の2つの電磁吸着面120aで、円柱形状ワークWの端面Weを電磁吸着することができる。   The electromagnet hand 118 can electromagnetically adsorb the end surface We of the cylindrical workpiece W with the two electromagnetic adsorption surfaces 120 a of the main electromagnetic adsorption unit 120.

電磁石ハンド118は、主電磁吸着部120の2つの電磁吸着面120bで、円柱形状ワークWの円周面Wpを、ワークWの端面Weがツール座標系ΣTのXt軸方向に向いた状態で電磁吸着することができる。   The electromagnet hand 118 has two electromagnetic attracting surfaces 120b of the main electromagnetic attracting part 120, and the electromagnetic surface with the circumferential surface Wp of the cylindrical workpiece W facing the Xt axis direction of the tool coordinate system ΣT. Can be adsorbed.

電磁石ハンド118は、副電磁吸着部122の2つの電磁吸着面122aと2つの電磁吸着面122bで、円柱形状ワークWの円周面Wpを電磁吸着することができる。   The electromagnet hand 118 can electromagnetically attract the circumferential surface Wp of the cylindrical workpiece W by the two electromagnetic adsorption surfaces 122a and the two electromagnetic adsorption surfaces 122b of the sub electromagnetic adsorption unit 122.

電磁石ハンド118は、副電磁吸着部122の2つの電磁吸着面122aで円柱形状ワークWの端面Weを電磁吸着することができる。   The electromagnet hand 118 can electromagnetically attract the end surface We of the cylindrical workpiece W with the two electromagnetic adsorption surfaces 122 a of the sub electromagnetic adsorption unit 122.

電磁石ハンド118は、副電磁吸着部122の2つの電磁吸着面122bで円柱形状ワークWの端面weを電磁吸着することができる。   The electromagnet hand 118 can electromagnetically adsorb the end surface we of the cylindrical workpiece W with the two electromagnetic adsorption surfaces 122b of the sub electromagnetic adsorption unit 122.

電磁石ハンド118はまた、その利点として、図2に示す電磁石ハンド18と比較した場合、軽量である(同一の外形サイズである場合)。   As an advantage, the electromagnet hand 118 is lighter (when it has the same outer size) when compared with the electromagnet hand 18 shown in FIG.

電磁石ハンド118はさらに、ツール座標系ΣTのXt軸と平行な2つの電磁吸着面120bがガイド面としても機能するため、図2に示す電磁石ハンド18に比べて、ワークWをその端面WeがXt軸方向に正確に向いた状態で電磁吸着することができる。これにより、後工程によって端面WeがXt軸方向に正確に向いた姿勢のワークWが要求される場合、その要求に応じることができる。   The electromagnet hand 118 further functions as a guide surface by two electromagnetic attracting surfaces 120b parallel to the Xt axis of the tool coordinate system ΣT. Therefore, compared to the electromagnet hand 18 shown in FIG. Electromagnetic adsorption can be performed in a state of being accurately oriented in the axial direction. Thereby, when the workpiece | work W of the attitude | position in which the end surface We turned to the Xt-axis direction correctly is requested | required by a post process, the request | requirement can be met.

なお、図2に示す電磁石ハンド18の場合、例えば、2つの面がXt軸に平行で且つ鈍角のV字面を電磁吸着面20aに形成すれば、機能的には図8に示す電磁石ハンド118と同等になる。また、この場合、電磁石ハンド18は、副電磁吸着部22の電磁吸着面22a,22bをV字面と解釈すれば、異なる姿勢で配置された2つのV字面を備えていると解釈することができる。   In the case of the electromagnet hand 18 shown in FIG. 2, for example, if the two surfaces are parallel to the Xt axis and an obtuse V-shaped surface is formed on the electromagnetic attraction surface 20a, the electromagnet hand 118 functionally shown in FIG. Become equivalent. In this case, the electromagnet hand 18 can be interpreted as having two V-shaped surfaces arranged in different postures when the electromagnetic attracting surfaces 22a and 22b of the sub electromagnetic attracting portion 22 are interpreted as V-shaped surfaces. .

また、図2に示す電磁石ハンド18の3つの電磁吸着面20a,22a,および22bと、図8に示す電磁石ハンド118の電磁吸着面120a,122a,および122bは連続しているが、本発明はこれに限らない。例えば、図2に示す電磁吸着面22a,22bは、離れていてもその間の角度が鈍角であれば、円柱形状ワークWのその円周面Wpで電磁吸着可能であることは、当業者であれば明らかである。   Further, the three electromagnetic attraction surfaces 20a, 22a, and 22b of the electromagnet hand 18 shown in FIG. 2 and the electromagnetic attraction surfaces 120a, 122a, and 122b of the electromagnet hand 118 shown in FIG. 8 are continuous. Not limited to this. For example, those skilled in the art will be able to perform electromagnetic adsorption on the circumferential surface Wp of the cylindrical workpiece W if the electromagnetic adsorption surfaces 22a and 22b shown in FIG. Is obvious.

さらに、図2に示す電磁石ハンド18の電磁吸着面20aと22aとが平行であって、また図8に示す電磁石ハンド120aと122aとが平行であるが、本発明はこれに限らない。   Further, the electromagnetic attracting surfaces 20a and 22a of the electromagnet hand 18 shown in FIG. 2 are parallel and the electromagnet hands 120a and 122a shown in FIG. 8 are parallel, but the present invention is not limited to this.

さらにまた、上述の実施の形態の場合、図2に示す電磁石ハンド18の3つの電磁吸着面20a,22a,および22bと、図8に示す電磁石ハンド118の電磁吸着面120a,120b、122a、および122bは、平面であるが、本発明はこれに限らない。本発明は、広義には、電磁吸着面が平面である場合と同様の姿勢(電磁石ハンドに対する姿勢)で円柱形状ワークを電磁吸着できるのであれば、電磁吸着面は、例えば凹凸面であってもよい。   Furthermore, in the case of the above-described embodiment, the three electromagnetic attraction surfaces 20a, 22a, and 22b of the electromagnet hand 18 shown in FIG. 2, and the electromagnetic attraction surfaces 120a, 120b, 122a of the electromagnet hand 118 shown in FIG. Although 122b is a plane, the present invention is not limited to this. In the broad sense, the electromagnetic chucking surface may be an uneven surface, for example, as long as the cylindrical workpiece can be electromagnetically chucked in the same posture (posture with respect to the electromagnet hand) as when the electromagnetic chucking surface is flat. Good.

加えて、本発明は、円柱形状ワークに限らず、円筒形状ワークにも適用可能である。また、円柱形状ワークは、中空であってもよく、また重心が形状中心と異なる位置にあってもよい。円柱形状ワークの重心が形状中心と異なる場合、重心位置に基づいて、ワークがとりうる姿勢に対する電磁吸着形態を設定する必要がある。また、本発明は、一部分が円柱形状または円筒形状のワークにも、適用可能である。   In addition, the present invention is applicable not only to a columnar workpiece but also to a cylindrical workpiece. The cylindrical workpiece may be hollow, and the center of gravity may be at a position different from the shape center. When the center of gravity of the cylindrical workpiece is different from the center of the shape, it is necessary to set the electromagnetic adsorption mode for the posture that the workpiece can take based on the position of the center of gravity. The present invention can also be applied to a part of a columnar or cylindrical workpiece.

本発明に係る電磁石ハンドおよびそれを用いたロボットシステムは、円柱形状ワークを複数の電磁吸着形態でピッキングして搬送することが可能であるため、様々な用途に使用可能である。例えば、複数の搬送先それぞれに異なる姿勢で円柱形状ワークを振り分けるロボットシステムにも適用可能である。   The electromagnet hand and the robot system using the electromagnet hand according to the present invention can be used for various applications because a cylindrical workpiece can be picked and conveyed in a plurality of electromagnetic adsorption forms. For example, the present invention can also be applied to a robot system that distributes cylindrical workpieces in different postures to a plurality of transfer destinations.

10 ロボットシステム
12 ロボット
18 電磁石ハンド
20 主電磁吸着部
20a 第1の電磁吸着面(電磁吸着面)
22 副電磁吸着部
22a 第2の電磁吸着面(電磁吸着面)
22b 第3の電磁吸着面(電磁吸着面)
24 先端
C 箱体
W ワーク
Wp 円周面
We 端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Robot system 12 Robot 18 Electromagnet hand 20 Main electromagnetic adsorption part 20a 1st electromagnetic adsorption surface (electromagnetic adsorption surface)
22 Sub electromagnetic adsorption part 22a 2nd electromagnetic adsorption surface (electromagnetic adsorption surface)
22b Third electromagnetic adsorption surface (electromagnetic adsorption surface)
24 Tip C Box W Work Wp Circumferential surface We End surface

Claims (8)

円柱または円筒形状ワークを電磁吸着する電磁石ハンドであって、
第1の電磁吸着面でワークの円周面または端面を電磁吸着する主電磁吸着部と、
電磁石ハンドの先端に且つ互いに鈍角に配置された第2および第3の電磁吸着面の両方でワークの円周面を電磁吸着するまたは第2または第3の電磁吸着面のいずれか一方でワークの端面を電磁吸着する副電磁吸着部とを有する電磁石ハンド。
An electromagnetic hand that electromagnetically attracts a cylindrical or cylindrical workpiece,
A main electromagnetic adsorption part that electromagnetically adsorbs the circumferential surface or end surface of the workpiece with the first electromagnetic adsorption surface;
The circumferential surface of the workpiece is electromagnetically attracted by both the second and third electromagnetic attracting surfaces disposed at the tip of the electromagnet hand and at an obtuse angle with each other, or the workpiece is either attracted by the second or third electromagnetic attracting surface. An electromagnet hand having a sub-electromagnetic attracting part for electromagnetically attracting an end face.
第1〜第3の電磁吸着面が、電磁石ハンドの先端から、第2、第3、第1の電磁吸着面の順に一方向に並んでいる、請求項1に記載の電磁石ハンド。   The electromagnet hand according to claim 1, wherein the first to third electromagnetic attraction surfaces are arranged in one direction in order of the second, third, and first electromagnetic attraction surfaces from the tip of the electromagnet hand. 第1および第2の電磁吸着面が平行である、請求項1または2に記載の電磁石ハンド。   The electromagnet hand according to claim 1, wherein the first and second electromagnetic attracting surfaces are parallel. 主電磁吸着部の第1の電磁吸着面でワークの円周面を電磁吸着するときに、主電磁吸着部および副電磁吸着部の並列方向にワークの端面が略向くように該ワークを方向付ける、互いに鈍角に配置された2つのガイド面を備える、請求項1から3のいずれか一に記載の電磁石ハンド。   When the circumferential surface of the work is electromagnetically attracted by the first electromagnetic attracting surface of the main electromagnetic attracting part, the work is oriented so that the end face of the work is substantially directed in the parallel direction of the main electromagnetic attracting part and the sub electromagnetic attracting part. The electromagnet hand according to any one of claims 1 to 3, comprising two guide surfaces arranged at an obtuse angle with each other. 箱体内にバラ積み状態で収容された複数の円柱または円筒形状ワークをピッキングするロボットを有するロボットシステムであって、
ロボットは、
第1の電磁吸着面でワークの円周面または端面を電磁吸着する主電磁吸着部と、先端に且つ互いに鈍角に配置された第2および第3の電磁吸着面の両方でワークの円周面を電磁吸着するまたは第2または第3の電磁吸着面のいずれか一方でワークの端面を電磁吸着する副電磁吸着部とを有する電磁石ハンドを有し、
ロボットが、バラ積み状態の複数のワークそれぞれを、異なる複数の電磁吸着形態でピッキングするロボットシステム。
A robot system having a robot for picking a plurality of cylindrical or cylindrical workpieces housed in a box in a bulky state,
The robot
The circumferential surface of the workpiece at both the main electromagnetic adsorption portion that electromagnetically adsorbs the circumferential surface or end surface of the workpiece with the first electromagnetic adsorption surface and the second and third electromagnetic adsorption surfaces that are disposed at the tip and at an obtuse angle with each other. An electromagnetic hand having a sub-electromagnetic adsorption portion that electromagnetically adsorbs or electromagnetically adsorbs the end face of the workpiece on either the second or third electromagnetic adsorption surface,
A robot system in which a robot picks a plurality of workpieces in a stacked state in a plurality of different electromagnetic adsorption forms.
ワークの位置および姿勢を検出するワーク位置姿勢検出手段と、
ワークと、そのワークの高さ位置と、そのワークの姿勢に対応付けされた電磁吸着形態と、その電磁吸着形態を実現するロボットの姿勢との組み合わせを全て算出し、各組み合わせについて所定に点数を付ける組み合わせ点数付け手段と、
最高点の組み合わせを選択し、その選択した組み合わせに基づいて、電磁石ハンドを介してロボットにワークをピッキングさせるロボット制御手段とを有する、請求項5に記載のロボットシステム。
A workpiece position and posture detection means for detecting the position and posture of the workpiece;
All combinations of the workpiece, the height position of the workpiece, the electromagnetic adsorption form associated with the posture of the workpiece, and the posture of the robot that realizes the electromagnetic adsorption form are calculated, and a predetermined number of points is calculated for each combination. A combination scoring means to attach,
The robot system according to claim 5, further comprising: a robot control unit that selects a combination of the highest points and causes the robot to pick a workpiece via an electromagnet hand based on the selected combination.
組み合わせ点数付け手段は、ワークの高さ位置が高いほど、電磁吸着形態に予め設定された優先順位が高いほど、ロボットの姿勢の妥当性が高いほど、組み合わせに対して高得点を付ける、請求項6に記載のロボットシステム。   The combination scoring means assigns a higher score to the combination as the workpiece height position is higher, the priority set in advance in the electromagnetic adsorption form is higher, and the robot posture is more appropriate. 7. The robot system according to 6. 組み合わせに含まれるワークを、その組み合わせに含まれる電磁吸着形態で且つロボットの姿勢でワークを電磁吸着するときに、電磁石ハンドおよびロボットに対する干渉が発生するか否かを判定する干渉判定手段を有し、
ロボット制御手段は、干渉判定手段が干渉を判定した組み合わせを除いた残りから最高点の組み合わせを選択し、その選択した組み合わせに基づいて、ロボットにワークをピッキングさせる、請求項6または7に記載のロボットシステム。
Interference determining means for determining whether or not interference with the electromagnetic hand and the robot occurs when the workpieces included in the combination are electromagnetically attracted to the workpiece in the electromagnetic adsorption form included in the combination and in the posture of the robot. ,
8. The robot control unit according to claim 6 or 7, wherein the robot control unit selects a combination of the highest points from the remaining combinations other than the combination for which the interference determination unit has determined the interference, and causes the robot to pick a workpiece based on the selected combination. Robot system.
JP2011046444A 2011-03-03 2011-03-03 Electromagnet hand and robot system using the same Active JP5793319B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011046444A JP5793319B2 (en) 2011-03-03 2011-03-03 Electromagnet hand and robot system using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011046444A JP5793319B2 (en) 2011-03-03 2011-03-03 Electromagnet hand and robot system using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012183593A true JP2012183593A (en) 2012-09-27
JP5793319B2 JP5793319B2 (en) 2015-10-14

Family

ID=47014154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011046444A Active JP5793319B2 (en) 2011-03-03 2011-03-03 Electromagnet hand and robot system using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5793319B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015085475A (en) * 2013-10-31 2015-05-07 キヤノン株式会社 Information processing unit, and information processing method
JP2015089591A (en) * 2013-11-05 2015-05-11 ファナック株式会社 Apparatus and method for taking out bulked articles by robot
JP2017074651A (en) * 2015-10-16 2017-04-20 株式会社特電 Automatic supply method of workpiece
DE102017102948A1 (en) 2016-03-03 2017-09-07 Fanuc Corporation Gripping system for loose workpieces and processes
JP2019162684A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社東芝 Gripping control device, gripping system, and program
DE102019003454A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Electromagnet, in particular as magnetic gripper for a robot and robot with electromagnet
JP2020059078A (en) * 2018-10-09 2020-04-16 株式会社Fuji Picking device
CN115125530A (en) * 2022-06-27 2022-09-30 中铁宝桥集团有限公司 Anti-friction and anti-rust method for surface of turnout sliding bed bedplate
CN116175540A (en) * 2021-11-28 2023-05-30 梅卡曼德(北京)机器人科技有限公司 Grabbing control method, grabbing control device, electronic equipment and storage medium
CN117086908A (en) * 2023-10-17 2023-11-21 享刻智能技术(北京)有限公司 Electromagnetic self-locking clamp and robot

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58181592A (en) * 1982-04-02 1983-10-24 エマグ・マシ−ネンフアブリク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシレンクテル・ハフツング Feed-in device for conveyor, particularly, working machine
JP2000263485A (en) * 1999-03-18 2000-09-26 Makita Corp Magnet hand

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58181592A (en) * 1982-04-02 1983-10-24 エマグ・マシ−ネンフアブリク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシレンクテル・ハフツング Feed-in device for conveyor, particularly, working machine
JP2000263485A (en) * 1999-03-18 2000-09-26 Makita Corp Magnet hand

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9862091B2 (en) 2013-10-31 2018-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Information processing apparatus and information processing method
JP2015085475A (en) * 2013-10-31 2015-05-07 キヤノン株式会社 Information processing unit, and information processing method
JP2015089591A (en) * 2013-11-05 2015-05-11 ファナック株式会社 Apparatus and method for taking out bulked articles by robot
CN104608136A (en) * 2013-11-05 2015-05-13 发那科株式会社 Apparatus and method for picking up article randomly piled using robot
US9434070B2 (en) 2013-11-05 2016-09-06 Fanuc Corporation Apparatus and method for picking up article randomly piled using robot
JP2017074651A (en) * 2015-10-16 2017-04-20 株式会社特電 Automatic supply method of workpiece
DE102017102948B4 (en) 2016-03-03 2020-06-25 Fanuc Corporation System and method for picking up loose workpieces
DE102017102948A1 (en) 2016-03-03 2017-09-07 Fanuc Corporation Gripping system for loose workpieces and processes
US10293494B2 (en) 2016-03-03 2019-05-21 Fanuc Corporation Bulk workpiece picking system and method
JP2019162684A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社東芝 Gripping control device, gripping system, and program
DE102019003454A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Electromagnet, in particular as magnetic gripper for a robot and robot with electromagnet
JP2020059078A (en) * 2018-10-09 2020-04-16 株式会社Fuji Picking device
JP7185473B2 (en) 2018-10-09 2022-12-07 株式会社Fuji picking device
CN116175540A (en) * 2021-11-28 2023-05-30 梅卡曼德(北京)机器人科技有限公司 Grabbing control method, grabbing control device, electronic equipment and storage medium
CN116175540B (en) * 2021-11-28 2023-11-10 梅卡曼德(北京)机器人科技有限公司 Grabbing control method, device, equipment and medium based on position and orientation
CN115125530A (en) * 2022-06-27 2022-09-30 中铁宝桥集团有限公司 Anti-friction and anti-rust method for surface of turnout sliding bed bedplate
CN115125530B (en) * 2022-06-27 2024-04-09 中铁宝桥集团有限公司 Antifriction and rust-proof method for surface of turnout sliding bed platen
CN117086908A (en) * 2023-10-17 2023-11-21 享刻智能技术(北京)有限公司 Electromagnetic self-locking clamp and robot
CN117086908B (en) * 2023-10-17 2024-01-05 享刻智能技术(北京)有限公司 Electromagnetic self-locking clamp and robot

Also Published As

Publication number Publication date
JP5793319B2 (en) 2015-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5793319B2 (en) Electromagnet hand and robot system using the same
WO2018092860A1 (en) Interference avoidance device
US11007648B2 (en) Robotic system for grasping objects
JP5616478B1 (en) Robot system equipped with a robot for transporting workpieces
JP5810582B2 (en) Robot control method and robot
CN111655433B (en) Method for operating a robot
US20140277721A1 (en) Robot system and method for transferring workpiece
JP2022525291A (en) Box palletizing robots and methods
JP5768827B2 (en) Robot system and workpiece transfer method
JP7186546B2 (en) Transfer device
JP2012240166A (en) Suction transfer device including vision sensor and suction device
JP2016221642A (en) Robot, robot control device, robot control method and robot system
US11702297B2 (en) Transfer method to drag grip target object
CN107150349B (en) Picking system and picking method for bulk workpieces
JP2012135820A (en) Automatic picking device and automatic picking method
JP5262810B2 (en) Parallel mechanism
JP2013099807A (en) Robot and method for controlling the robot
TW202042990A (en) Robot hand, robot, and robot system
JP2013013948A (en) Robot, and method for controlling robot
TW201900359A (en) Robot and its action method
JP2020203361A (en) Robot control device and method for controlling the same
JP2010188474A (en) Workpiece conveyance apparatus and workpiece conveyance method using the same
JP2015074065A (en) Robot and taking-out method
JP7348001B2 (en) robot simulation device
JP2016193471A (en) robot

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5793319

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250