机器人系统和工件传递方法
【专利摘要】本发明提供了机器人系统和工件传递方法，能够缩短执行用于握持和传递工件的一系列工作所要求的时间。该机器人系统包括：第一机器人臂，第一机器人臂设置有用于握持布置在工件布置单元上的工件中的一个工件的握持单元并且被构造为传递被握持单元握持的该一个工件；第二机器人臂，所述第二机器人臂设置有用于检测所述一个工件的排列状态的检测单元；以及检测操作控制单元，检测操作控制单元被构造为按照以下方式进行控制操作：在第一机器人臂的操作期间，检测单元检测工件中的另一个工件的布置状态。
【专利说明】机器人系统和工件传递方法
【技术领域】
[0001]此处公开的实施方式涉及机器人系统和工件传递方法。
【背景技术】
[0002]JP2001-317911A公开了设置有激光器和CXD摄像机(检测器)的机器人(机器人系统)，CXD摄像机用于检测布置在货盘(pallet)上的工件的布置状态。
[0003]但是，在JP2001-317911A中公开的机器人中，手、激光器和CXD (电荷耦合器件)摄像机附接到单个机器人上。这带来的缺陷在于检测工件的形状和方位的操作以及移动工件的操作需要一个接一个地(顺序地)进行。因而，存在的问题在于执行用于检测工件的形状和方位并接着握持和传递工件的一系列工作很耗费时间。
【发明内容】
[0004]此处公开的实施方式提供了能够缩短执行用于握持和传递工件的一系列工作所需时间的机器人系统和工件传递方法。
[0005]根据所公开的实施方式的方面，提供一种机器人系统，该机器人系统包括:第一机器人臂，第一机器人臂设置有用于握持布置在工件布置单元上的工件中的一个工件的握持单元并且被构造为传递由握持单元握持的所述一个工件；第二机器人臂，第二机器人臂设置有用于检测所述一个工件的布置状态的检测单元；以及检测操作控制单元，检测操作控制单元被构造为按照以下方式进行控制操作:在第一机器人臂的操作期间，检测单元检测工件中的另一个工件的布置状态。
[0006]如上所述，根据一个方面的机器人系统设置有检测操作控制单元，该检测操作控制单元按照以下方式进行控制操作:在第一机器人臂的操作期间，第二机器人臂的检测器检测布置在工件布置单元上的工件的布置状态。因而，第一机器人臂的操作和第二机器人臂的检测操作可以并行进行。因此能够缩短第一机器人臂和机器人臂执行用于握持和传递工件的一系列工作所需的周期时间。
[0007]根据所公开的实施方式的另一个方面，提供了一种工件传递方法，所述方法包括以下步骤:基于布置在工件布置单元上的工件中的一个工件的布置状态，由第一机器人臂握持和传递所述一个工件；以及在第一机器人臂的操作期间，由第二机器人臂的检测单元检测布置在工件布置单元上的工件中的另一个工件的布置状态。
[0008]利用所公开的方法，在第一机器人臂的操作期间，第二机器人臂的检测单元检测布置在工件布置单元上的工件的布置状态。因而，第一机器人臂的操作和第二机器人臂的检测操作可以并行进行。因此可以提供能够缩短第一机器人臂和机器人臂执行用于握持和传递工件的一系列工作所需的周期时间的工件传递方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1例示了示出根据第一实施方式的机器人系统的整体图。[0010]图2描绘根据第一实施方式的机器人系统的顶视图。
[0011]图3示出根据第一实施方式的机器人系统的框图。
[0012]图4呈现用于说明根据第一实施方式的机器人系统的操作的流程图。
[0013]图5表示用于说明根据第一实施方式的机器人系统的握持操作的示图。
[0014]图6例示用于说明根据第一实施方式的机器人系统的传递操作的示图。
[0015]图7描绘用于说明根据第一实施方式的机器人系统的放置操作和检测操作的示图。
[0016]图8示出用于说明根据第一实施方式的机器人系统的退回操作的示图。
[0017]图9表示用于说明调整根据第一实施方式的机器人系统的激光照射单元和摄像机的高度位置的操作的示图。
[0018]图10呈现了示出根据第二实施方式的机器人系统的顶视图。
[0019]图11示出用于说明根据第二实施方式的机器人系统的操作的流程图。
[0020]图12例示用于说明根据第一实施方式的第一修改示例的机器人系统的示图。
[0021]图13表示用于说明根据第一实施方式的第二修改示例的机器人系统的示图。
【具体实施方式】
[0022]下面将参照附图描述实施方式。
[0023](第一实施方式)
[0024]首先，参照图1和图2描述根据第一实施方式的机器人系统100的构造。
[0025]如图1所示,机器人系统100包括机器人I (卸垛(de-palletizing)机器人I)和机器人2 (检测机器人2)。机器人I和2中每一个例如是竖直关节型机器人。叠置有多个工件200的货盘201靠近机器人I和2 (在箭头Xl指示的一侧)布置。各工件200由例如盒子形状的工件组成。货盘201具有盒子形状。用于放置(传送)工件200的传送器202靠近机器人I (在箭头Yl指示的一侧)布置。货盘201是“工件布置单元”的一个示例。传送器202是“接收单元”的一个示例。
[0026]如图2所示，用于控制机器人I的操作的机器人控制器3连接到机器人I。类似地，用于控制机器人2的操作的机器人控制器4连接到机器人2。机器人控制器3和4连接到用于控制机器人系统100的整体操作的PLC (可编程逻辑控制器)5。用于基于来自激光照射单元25和以下描述的摄像机26的检测信号来测量工件200的布置状态的测量单元6连接到PLC5。
[0027]在图1以及图5到图8中省略了机器人控制器3、机器人控制器4、PLC5和测量单元6。机器人控制器3是“握持操作控制单元”的一个示例。机器人控制器4是“检测操作控制单元”和“退回操作控制单元”的一个示例。PLC5是“握持操作控制单元”、“检测操作控制单元”和“退回操作控制单元”的一个示例。
[0028]如图1所示，机器人I包括机器人机体11和附接到机器人机体11的末梢端部的用于吸入(suck)并且握持工件200的机器人手12。机器人机体11包括底座13和机器人臂14 (卸垛机器人臂14)。
[0029]底座13固定到安装面F (诸如地面、墙壁或者屋顶)。在本实施方式中，机器人臂14被构造为具有六个自由度。机器人臂14包括多个臂结构部件31到36。臂结构部件31连接到底座13，以绕着垂直于安装面F的旋转轴Al旋转。臂结构部件32连接到臂结构部件31，以绕着垂直于旋转轴Al的旋转轴A2旋转。臂结构部件33连接到臂结构部件32，以绕着平行于旋转轴A2的旋转轴A3旋转。臂结构部件34连接到臂结构部件33，以绕着垂直于旋转轴A3的旋转轴A4旋转。
[0030]臂结构部件35连接到臂结构部件34，以绕着垂直于旋转轴A4的旋转轴A5旋转。臂结构36部件连接到臂结构部件35，以绕着垂直于旋转轴A5的旋转轴A6旋转。这里所使用的措辞“平行”和“垂直”并非意在表示严格平行和严格垂直，而是可以大致平行和大致垂直。按照与各自旋转轴Al到A6相对应的关系设置伺服马达。各个伺服马达设置有用于检测各伺服马达的旋转位置的编码器。各个伺服马达连接到机器人控制器3。各个伺服马达被构造为响应于机器人控制器3的命令来操作。
[0031]机器人手12附接到机器人臂14的末梢端部。机器人手12设置有用于吸入和握持工件200的多个吸入单元15。机器人I (或者机器人臂14)被构造为传递由机器人手12握持(吸入)的工件200。机器人臂14 (卸垛机器人臂14)是“第一机器人臂”的一个示例。机器人手12是“握持单元”的一个示例。
[0032]机器人2包括机器人机体21和附接到机器人机体21的末梢端部的机器人手22。机器人机体21包括底座23和机器人臂24 (检测机器人臂24)。
[0033]底座23固定到安装面F (诸如地面、墙壁或者屋顶)。在本实施方式中，机器人臂24被构造为具有五个自由度。机器人臂24包括多个臂结构部件41到45。臂结构部件41连接到底座23，以绕着平行于安装面F的旋转轴AAl旋转。臂结构部件42连接到臂结构部件41，以绕着垂直于旋转轴AAl的旋转轴AA2旋转。臂结构部件43连接到臂结构部件42，以绕着平行于旋转轴AA2的旋转轴AA3旋转。臂结构部件44连接到臂结构部件43，以绕着平行于旋转轴AA3的旋转轴AA4旋转。臂结构部件45连接到臂结构部件44，以绕着垂直于旋转轴AA4的旋转轴AA5旋转。
[0034]这里所使用的措辞“平行”和“垂直”并非意在表示严格平行和严格垂直，而是可以大致平行和大致垂直。按照与各自旋转轴AAl到AA5相对应的关系设置伺服马达。各伺服马达设置有用于检测各伺服马达的旋转位置的编码器。各个伺服马达连接到机器人控制器4。各个伺服马达被构造为响应于机器人控制器4的命令来操作。
[0035]机器人手22附接到机器人臂24的末梢端部。机器人2根据布置在货盘201上的工件200的布置状态来操作机器人臂24。机器人2被构造为使用以下描述的激光照射单元25和摄像机26来检测布置在货盘201上的工件200的布置状态。机器人臂24是“第二机器人臂”的一个示例。
[0036]在第一实施方式中，如图2所示，用于向工件200照射激光的四个激光照射单元25和用于检测从工件200反射的激光的两个摄像机26 (立体摄像机)附接到机器人手22。激光照射单元25和摄像机26通过例如由个人计算机(PC)形成的测量单元6 (参见图3)而连接到PLC5。激光照射单元25和摄像机26是“检测单元”的一个示例。
[0037]四个激光照射单元25按照例如十字形状(交叉形状)向工件200照射激光。两个摄像机26检测从工件200反射的激光(或者拍摄工件200的图像)。基于检测结果(所拍摄的图像)，测量单元6计算(或者测量)工件200的从上面观察到的四个边200a和工件200的一个中心位置(点C)。另外，基于从工件200反射的激光，测量单元6计算工件200的高度位置(从激光照射单元25和摄像机26到工件200的距离)。
[0038]如图3所示，机器人控制器3设置有控制单元331和存储单元332。类似地，机器人控制器4设置有控制单元441和存储单元442。另外，PLC5设置有控制单元51和存储单元52。
[0039]在第一实施方式中，PLC5和机器人控制器4被构造为按照以下方式执行控制操作:在机器人臂14的操作期间(在本实施方式中，在对叠置在货盘201上的工件200进行卸垛的期间)，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26执行用于检测在货盘201上布置的工件200的布置状态的检测操作。机器人控制器3和PLC5被构造为按照以下方式执行控制操作:基于在机器人臂14的操作期间检测到的工件200的布置状态，机器人臂14的机器人手12执行握持在货盘201上布置的工件200的握持操作。
[0040]更具体地，在第一实施方式中，机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:在机器人臂14的机器人手12开始握持在货盘201上布置的工件200中的一个以传递握持的工件200的操作之后，并且在机器人臂14的机器人手12重新开始握持在货盘201上布置的下一个工件200的操作之前，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26检测在货盘201上布置的工件200的布置状态。
[0041 ] 机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26检测工件200的布置状态所要求的时间(例如，大约2秒)被设定为短于机器人臂14的机器人手12握持工件200中的一个并重新开始握持在货盘201上布置的工件200中的一个的操作所要求的时间(例如，大约6秒)。机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:直到在货盘201上布置的工件200中的一个被机器人臂14的机器人手12放置在用于接收工件200的传送器202上，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26才开始检测在货盘201上布置的工件200。
[0042]在第一实施方式中，机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:在机器人臂14的机器人手12将所握持的工件200放置在传送器202上之后并且在机器人臂14移动回到货盘201的附近之前，执行将具有激光照射单元25和摄像机26的机器人臂24从货盘201的附近退回的退回操作，以防止机器人臂24与机器人臂14碰撞。
[0043]接下来，参照图4到图9描述根据第一实施方式的机器人系统100的操作。
[0044]在图4所示的步骤SI，基于激光照射单元25和摄像机26的先前检测操作所检测到的布置在货盘201的最上端的工件200的布置状态，机器人臂14的机器人手12如图5所示握持工件200中的一个。
[0045]接着，在步骤S2，机器人臂14如图6所示那样移动，因而将工件200传递到传送器202的附近。在步骤S3，如图7所示工件200被机器人臂14放置在传送器202上。与机器人臂14执行的工件200的放置操作并行地(或者与步骤S2的传递操作并行地)，移动机器人臂24使得附接到机器人臂24的机器人手22 (激光照射单元25和摄像机26)可以被布置在货盘201上方(在箭头Zl指示的一侧)。
[0046]换言之，在第一实施方式中，机器人臂24移动到机器人臂14的操作不被机器人臂24妨碍的位置(即，到货盘201上方)，接着，布置在货盘201上的工件200的布置状态被检测到。移动机器人臂24，以确保叠置在货盘201上的最上面工件200与激光照射单元25和摄像机26之间的距离保持在距离d (例如，大约lm)，使得激光照射单元25和摄像机26能够检测工件200。[0047]之后，在步骤S4，如图7所示，激光照射单元25向工件200照射激光，并且摄像机26检测从工件200反射的激光，从而检测货盘201上接下来要被握持的工件200的平面视图中心位置(图2中的点C)。
[0048]接着，在步骤S5，如图8所示，机器人臂14开始向货盘201的附近移动。与机器人臂14的移动并行地，机器人臂24从货盘201退回(沿着箭头Y2指示的方向)，以避免与机器人臂14碰撞。之后，流程返回到步骤SI，其中，基于机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26的当前检测操作所检测的最上面的工件200的布置状态，机器人臂14的机器人手12重新开始握持工件200中的一个的操作。
[0049]重复步骤SI到S5，直到从货盘201移除全部工件200为止。在步骤S3，如果如图9所示工件200的数量减少(如果最上面的工件200的高度位置变低)，则向下移动(在箭头Z2指示的方向上)机器人臂24 (机器人手22)，以确保最上面工件200与激光照射单元25和摄像机26之间的距离被保持在使得激光照射单元25和摄像机26能够检测工件200的距离d。在这个状态下，由激光照射单元25和摄像机26检测工件200。
[0050]在第一实施方式中，如上所述，机器人系统100设置有用于按照以下方式进行控制操作的机器人控制器4和PLC5:在机器人臂14的操作期间，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26检测在货盘201上布置的工件200的布置状态。因而，机器人臂14的操作和机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26的检测操作可以并行地进行。因此，能够缩短机器人臂14和机器人臂24执行用于握持和传递工件200的一系列工作所要求的时间。
[0051]在第一实施方式中，如上所述，机器人控制器4和PLC5被构造为进行控制操作使得:在机器人臂14的机器人手12开始握持布置在货盘201上的工件200中的一个以传递握持的工件200的操作之后，并且在机器人臂14的机器人手12重新开始握持布置在货盘201上的下一个工件200的操作之前，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26检测布置在货盘201上的工件200的布置状态。因此，能够缩短执行包括机器人臂14的握持和传递操作以及机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26的检测操作在内的一系列工作所要求的时间。
[0052]在第一实施方式中，如上所述，机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:直到布置在货盘201上的工件200中的一个被机器人臂14的机器人手12放置在传送器202为止，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26开始检测布置在货盘201上的工件200。因此，与在握持下一个要握持的工件200的操作之前开始检测工件200的情况不同，机器人臂14能够在确实完成对工件200的布置状态的检测的状态下开始握持工件200的操作。
[0053]在第一实施方式中，如上所述，机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:移动机器人臂24使得在机器人臂24在不妨碍机器人臂14的操作的位置处，可以检测布置在货盘201上的工件200的布置状态。因此，能够容易地防止机器人臂14和机器人臂24彼此碰撞。
[0054]在第一实施方式中，如上所述，工件200彼此叠置在货盘201上。机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:移动机器人臂24使得叠置在货盘201上的最上面的工件200与激光照射单元25和摄像机26之间的距离能够保持在使得激光照射单元25和摄像机26能够检测工件200的距离d。在这个状态下，由激光照射单元25和摄像机26检测布置在货盘201上的工件200的布置状态。由于工件200与激光照射单元25和摄像机26之间的距离可以被保持在使得激光照射单元25和摄像机26能够检测工件200的距离d，所以能够可靠地检测工件200的布置状态。
[0055]在第一实施方式中，如上所述，机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:在被机器人臂14的机器人手12握持的工件200被放置在传送器202上之后并且在机器人臂14被移动回到货盘201的附近之前，具有激光照射单元25和摄像机26的机器人臂24从货盘201的附近退回，以防止机器人臂24与机器人臂14碰撞。因此，能够防止机器人臂14和24由于机器人臂14和24相互接触导致的损坏。
[0056]在第一实施方式中，如上所述，机器人控制器3和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:基于在机器人臂14的操作期间检测到的工件200的布置状态，机器人臂14的机器人手12握持布置在货盘201上的工件200中的一个。因此，机器人臂14的机器人手12能够可靠地握持布置在货盘201上的工件200中的一个，同时缩短了周期时间。
[0057]在第一实施方式中，如上所述,机器人系统4和PLC5被构造为用于按照以下方式进行控制操作:在机器人臂14进行的工件200的卸垛操作期间，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26检测布置在货盘201上的工件200的布置状态。因此，能够对布置在货盘201上的工件200进行卸垛，同时缩短了周期时间。
[0058]在第一实施方式中，如上所述,机器人系统4和PLC5被构造为用于按照以下方式进行控制操作:在机器人臂14的操作期间，激光照射单元25向接下来要被握持的工件200照射激光并且摄像机26检测从工件200反射的激光，从而检测货盘201上的接下来要被握持的工件200的平面图中心位置。因此，能够容易地检测接下来要被握持的工件200的平面图中心位置，同时缩短了周期时间。
[0059]在第一实施方式中，如上所述，机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:检测按照多个列叠置的多个工件的最上面工件200中的接下来要被握持的工件200的平面图中心位置。因此，基于如上检测的工件200的平面图中心位置，能够容易地握持接下来要被握持的工件200。
[0060](第二实施方式)
[0061]接着，将参照图10描述根据第二实施方式的机器人系统101的构造。在第二实施方式中，与其中相对于一个货盘201设置一个检测机器人2的第一实施方式不同，相对于两个货盘201和203设置一个检测机器人2。
[0062]如图10所示，机器人系统101包括机器人I (第一卸垛机器人I)、机器人7 (第二卸垛机器人7)和机器人2 (检测机器人2)。机器人控制器8连接到机器人7。叠置有多个工件200的货盘201 (第一货盘201)靠近机器人I布置(在箭头Xl指示的一侧)。并且，用于接收和传送工件200的传送器202靠近机器人I布置(在箭头Yl指示的一侧)。叠置有多个工件200的货盘203 (第二货盘203)靠近机器人7布置(在箭头Xl指示的一侧)。并且，用于接收和传送工件200的传送器204靠近机器人7布置(在箭头Y2指示的一侧)。机器人控制器8是“握持操作控制单元”的一个示例。货盘203是“工件布置单元”的一个示例。传送器204是“接收单元”的一个示例。
[0063]在第二实施方式中，机器人2 (机器人臂24)设置在与货盘201和203 对应的机器人I (机器人臂14)和机器人7 (机器人臂71)之间。换句话讲，相对于两个货盘201和203设置一个机器人2 (—个机器人臂24)。机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:附接到单个激光器臂24的激光照射单元25和摄像机26检测布置在各个货盘201和203上的接下来要被握持的工件200的布置状态。机器人臂71是“第一机器人臂”的一个示例。第二实施方式的其它构造保持与第一实施方式的构造相同。
[0064]接着，参照图11描述根据第二实施方式的机器人系统101的操作。
[0065]首先，在图11所示的步骤S11，基于机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26的先前检测操作检测到的、布置在货盘201和203的最上端的工件200的布置状态，机器人臂14 (第一卸垛机器人臂14)的机器人手12和机器人臂71 (第二卸垛机器人臂71)的机器人手72握持工件200。
[0066]接着，在步骤S12，移动机器人臂14和71，从而将工件200传递到传送器202和204的附近。在步骤S13，机器人臂14和71将工件200放置在传送器202和204上。在步骤S14，与机器人臂14和71进行的工件200的放置操作并行地(或者与步骤S12的传递操作并行地)，移动机器人臂24到货盘201的附近。之后，在步骤S15，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26拍摄货盘201上的接下来要被握持的工件200的图像，从而检测其平面图中心位置。
[0067]在步骤S16，机器人臂24移动到货盘203的附近。之后，在步骤S17，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26拍摄货盘203上的接下来要被握持的工件200的图像，从而检测其平面图中心位置。
[0068]随后，在步骤S18，机器人臂14和71开始分别向货盘201和203的附近移动。与机器人臂14和71的移动并行地，机器人臂24从货盘201和203退回(到货盘201和203之间的空间)。之后，流程返回到步骤S11，其中，基于机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26的当前检测操作所检测的工件200的布置状态，机器人臂14的机器人手12和机器人臂71的机器人手72重开始握持工件200的操作。在第二实施方式中，如上所述，在两个机器人臂14和71执行工件200的握持、传递和放置操作的时间期间，单个机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26拍摄布置在货盘201和203上的工件200的图像，从而检测工件200的布置状态。
[0069]在第二实施方式中，如上所述，相对于两个货盘201和203，设置单个数量的机器人臂24。机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:附接到单个机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26检测布置在两个货盘201和203中的工件200的布置状态。因此，与设置有两个机器人臂24以使得附接到两个机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26能够检测布置在两个货盘201和203中的工件200的布置状态的情况不同，能够通过简化构造来检测布置在两个货盘201和203中的工件200的布置状态。
[0070]在第二实施方式中，如上所述，机器人臂14和71以与两个货盘201和203 --对
应的方式设置。机器人臂24设置在以与两个货盘201和203 —一对应的方式设置的机器人臂14和71之间。因此，单个机器人臂24能够容易地检测接下来由两个机器人臂14和71要握持的工件200的布置状态。
[0071]此处公开的实施方式并非是限制性的，而是在全部方面是示例性的。本公开的范围并非由上述实施方式的描述限定，而是由所附的权利要求限定。在与权利要求等同的精神和范围内进行的全部修改被包括在本公开的范围内。[0072]例如，在上述第一和第二实施方式中，例示了检测布置在货盘上的工件的布置状态、握持工件并传递工件的操作由两个机器人(即，卸垛机器人和检测机器人)执行的示例。另选地，检测布置在货盘上的工件的布置状态、握持工件并传递工件的操作可以由单个双臂机器人执行。可以适当地选择卸垛机器人和检测机器人中每一个的控制轴的数量。作为卸垛机器人或者检测机器人，可以使用具有四个自由度的机器人臂或者具有四个以上自由度的机器人臂。
[0073]在上述的第一和第二实施方式中，已经例示了以下示例:直到工件被卸垛机器人放置在传送器上为止，检测机器人开始检测工件的布置状态。另选地，如在图12所示的第一修改示例中，在工件被卸垛机器人I握持的同时，检测机器人可以执行工件200的布置状态的检测。
[0074]更具体地，机器人控制器4和PLC5被构造为按照以下方式进行控制操作:在机器人臂14的机器人手12进行的工件握持操作期间，检测机器人在机器人臂14的握持操作不被妨碍的位置(例如，在工件200的斜上侧)处检测货盘201的工件200的布置状态。因此，在机器人臂14的工件握持和传递操作的初始阶段进行对工件200的布置状态的检测。因此，即使机器人臂14的工件握持和传递操作在短时间内进行，也能够可靠地检测工件200的布置状态。
[0075]在上述的第一和第二实施方式中，已经例示了检测机器人被构造为在工件的上侧检测工件的布置状态的示例。另选地，如在图13所示的第二修改示例中，检测机器人2可以不仅仅在工件200的上侧而且还可以在工件200的侧边来检测工件200的排列状态。
[0076]更具体地，机器人系统4和PLC5可以被构造为按照以下方式进行控制操作:在机器人臂14的操作期间，机器人臂24的激光照射单元25和摄像机26在工件200的上侧和侧边检测货盘205的工件200。货盘205被构造为以下形状:使得即使在工件200的侧边也能够检测工件200的布置状态(例如，货盘205的侧表面可以被形成为网状形状)。因此，能够不仅检测工件200的平面图布置状态还能够检测工件200的侧面图布置状态。这使得能够准确地检测布置在货盘205上的工件200的布置状态。
[0077]在上述的第一和第二实施方式中，已经例示了工件叠置在货盘上的示例。作为另选示例，工件可以被叠置在地板表面上而不是在货盘上。另外，工件可以被平展地布置。
[0078]在上述的第一和第二实施方式中，已经例示了检测机器人的机器人手设置有两个摄像机(立体摄像机)的示例。作为另选示例，检测机器人的机器人手可以设置有单个摄像机。在此情况下，通过移动检测机器人的机器人臂可以通过单个摄像机在不同位置拍摄工件的两个图像。这使得能够获得立体图像。
[0079]在上述的第一和第二实施方式中，已经例示了以下示例:卸垛机器人和检测机器人分别设置有依次连接到上层控制器(PLC)的机器人控制器。作为另选示例，可以由单个控制器控制卸垛机器人和检测机器人的操作。
[0080]在上述的第一和第二实施方式中，已经例示了工件被放置在传送器上的示例。作为另选示例，工件可以被放置在装置(或者地点)上而不是在传送器上。
[0081]在上述的第二实施方式中，已经例示了相对于两个货盘设置一个检测机器人的示例。作为另选示例，可以相对于三个或者更多个的货盘设置一个检测机器人。在使用三个或者更多个货盘的情况下，可以相对于每两个或者三个货盘设置一个检测机器人。在上述的第二实施方式中，已经例示了相对于两个货盘中的每一个设置有一个传递机器人的示例。另选地，可以相对于两个或者更多个的货盘设置一个传递机器人。在任一种情况下，优选的是传递机器人臂的数量大于检测机器人臂的数量。
[0082]在如上所述的第二实施方式中，已经例示了以下示例:在由两个卸垛机器人臂进行工件握持、传递以及放置操作的时间期间，一个检测机器人臂的激光照射单元和摄像机检测布置在第一和第二货盘上的工件的布置状态。然而，卸垛机器人臂和检测机器人臂的操作不限于此。作为另选实施方式，在由第一卸垛机器人臂进行工件握持、传递以及放置操作的时间期间，检测机器人臂的激光照射单元和摄像机可以检测布置在第一货盘上的工件的布置状态。之后，在由第二卸垛机器人臂进行工件握持、传递以及放置操作的时间期间，检测机器人臂的激光照射单元和摄像机可以检测布置在第二货盘上的工件的布置状态。
[0083]本领域技术人员应理解的是，根据设计要求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合和替换，只要它们落入所附的权利要求或其等同物的范围内。
【权利要求】
1.一种机器人系统，所述机器人系统包括: 第一机器人臂，所述第一机器人臂设置有用于握持布置在工件布置单元上的工件中的一个工件的握持单元并且被构造为传递由所述握持单元握持的所述一个工件； 第二机器人臂，所述第二机器人臂设置有用于检测所述一个工件的布置状态的检测单元；以及 检测操作控制单元，所述检测操作控制单元被构造为按照以下方式进行控制操作:在所述第一机器人臂的操作期间，所述检测单元检测所述工件中的另一个工件的布置状态。
2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得在所述握持单元开始握持所述一个工件的操作以传递所述一个工件之后并且在所述握持单元开始握持所述另一个工件的操作之前，所述检测单元检测所述另一个工件的布置状态。
3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得在由所述握持单元握持的所述一个工件被放置在用于接收所述工件的接收单元上之前，所述检测单元开始检测所述另一个工件的布置状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人系统，其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得所述第二机器人臂移动到所述第二机器人臂不妨碍所述第一机器人臂的操作的位置处并检测所述另一个工件的布置状态。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人系统，其中，所述工件彼此叠置在所述工件布置单元上，并且 其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得所述第二机器人臂移动到如下位置处:叠置的所述工件的最上面工件与所述检测单元之间的距离保持在所述检测单元能够检测所述最上面工件的距离，并且所述第二机器人臂检测所述最上面工件的布置状态。
6.根据权利要求3所述的机器人系统，所述机器人系统还包括: 退回操作控制单元，所述退回操作控制单元被构造为进行控制操作，使得在所述第一机器人臂移动到靠近所述工件布置单元的位置之前，并且在由所述握持单元握持的所述一个工件已经被放置在所述接收单元上之后，所述第二机器人臂从所述工件布置单元的附近退回以避免与所述第一机器人臂碰撞。
7 .根据权利要求1到3中任一项所述的机器人系统，所述机器人系统还包括: 握持操作控制单元，所述握持操作控制单元被构造为进行控制操作，使得所述握持单元基于在所述第一机器人臂的操作期间检测到的所述另一个工件的布置状态，来握持所述另一个工件。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人系统，其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得当所述第一机器人臂正在从所述工件布置单元对所述一个工件进行卸垛时，所述检测单元检测所述另一个工件的布置状态。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人系统，其中，所述检测单元包括被构造为向所述另一个工件照射激光的激光照射单元和被构造为检测从所述另一个工件反射的激光的摄像机，并且 其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得在所述第一机器人臂的操作期间，所述激光照射单元向所述另一个工件照射激光并且所述摄像机检测从所述另一个工件反射的激光，从而检测所述另一个工件的平面图中心位置。
10.根据权利要求9所述的机器人系统， 其中，所述工件以多个列叠置在所述工件布置单元上，并且 其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作以检测所述工件的最上面工件中接下来要被握持的所述另一个工件的平面图中心位置。
11.根据权利要求1到3中任一项所述的机器人系统，所述机器人系统还包括一个或者更多个附加工件布置单元， 其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得所述第二机器人臂的所述检测单元检测布置在所述附加工件布置单元上的要被所述握持单元握持的所述工件的布置状态。
12.根据权利要求11所述的机器人系统，所述机器人系统还包括: 用于所述附加工件布置单元中每一个的附加第一机器人臂， 其中，所述第二机器人臂设置在两个第一机器人臂之间。
13.根据权利要求1到3中任一项所述的机器人系统，所述机器人系统还包括: 附加工件布置单元；以及 用于所述附加工件布置单元的附加第一机器人臂， 其中，所述第二机器人臂 设置在两个第一机器人臂之间。
14.根据权利要求11所述的机器人系统， 其中，所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得在所述第一机器人臂的所述握持单元的工件握持操作期间，所述检测单元在所述第一机器人臂的所述工件握持操作不被妨碍的位置处检测布置在所述工件布置单元上的所述工件的布置状态。
15.根据权利要求11所述的机器人系统，其中所述检测操作控制单元被构造为进行控制操作，使得在所述第一机器人臂的操作期间，所述检测单元在所述工件布置单元的上侧和侧边检测布置在所述工件布置单元上的所述工件的布置状态。
16.一种工件传递方法，所述工件传递方法包括以下步骤: 基于布置在工件布置单元上的工件中的一个工件的布置状态，由第一机器人臂握持和传递所述一个工件；以及 在所述第一机器人臂的操作期间，由第二机器人臂的检测单元检测布置在所述工件布置单元上的所述工件中的另一个工件的布置状态。
【文档编号】B25J13/08GK103659823SQ201310418374
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2012年9月20日
【发明者】下野利昭, 难波太郎, 塘敏广 申请人:株式会社安川电机