机器人拾取系统及被加工物的制造方法

机器人拾取系统及被加工物的制造方法
【专利摘要】本发明提供机器人拾取系统、被加工物的制造方法。机器人拾取系统（1）具有：机器人（R），具有用于拾取收容有多个工件（W）的第一储料器（2）内的对象工件（WO）的机械爪（11）；控制装置（4），控制机器人（R）的动作；以及图像获取装置（6），获取包含有与对象工件（WO）相关的信息的图像数据。控制装置（4）具有设定第一轨迹（T1）的轨迹计算部（18）,第一轨迹（T1）包括:第一区间（Z1），用于改变机械爪（11）的姿态；以及第二区间（Z2），用于使改变了姿态的机械爪（11）接近成为拾取对象的对象工件（WO）。
【专利说明】机器人拾取系统及被加工物的制造方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人拾取系统以及被加工物的制造方法。

【背景技术】
[0002] 存在从随机地收容有螺栓那样的同一形状的工件的储料器中取出该工件并保持 的拾取技术。在日本特开2012-240166号公报中，公开了利用拾取技术的机器人拾取系统。 在该机器人拾取系统中，首先，使保持对象工件的吸嘴向规定位置移动。然后，在吸嘴的吸 引开始之后，使吸嘴向对象工件移动。


【发明内容】

[0003] 然而，在使用具有工件保持部的机器人的工件的取出动作中，在工件保持部的轨 迹上，为了回避工件保持部与周边物的干涉的同时使工件保持部迅速地移动，有时预先设 定接近位置。根据沿着这样的轨迹的工件的取出动作，工件保持部必须经过接近位置，因 此，有时不能高效地取出工件。
[0004] 因此，本发明的目的在于，提供一种能够高效地取出工件的机器人拾取系统以及 被加工物的制造方法。
[0005] 为了解决上述问题，本发明的机器人拾取系统具有：机器人，具有用于拾取收容有 多个工件的储料器内的工件的拾取部；控制装置，控制机器人的动作；以及图像获取装置， 获取包含有与工件相关的信息的图像数据，控制装置具有生成第一轨迹的轨迹数据生成 部，所述第一轨迹包括：第一区间，用于改变拾取部的姿态；以及第二区间，用于使改变了 姿态的拾取部接近成为拾取对象的对象工件。
[0006] 根据本发明的机器人拾取系统，能够高效地取出工件。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 图1是表示本实施方式的机器人拾取系统的图。
[0008] 图2是用于说明机器人的图。
[0009] 图3是用于说明第一轨迹数据以及第二轨迹数据的图。
[0010] 图4是表示实现控制装置的计算机的图。
[0011] 图5是控制装置的功能框图。
[0012] 图6是用于说明对轨迹进行计算的方法的图。
[0013] 图7是用于说明对轨迹进行计算的方法的图。
[0014] 图8是用于说明执行拾取动作的主要的步骤的图。
[0015] 图9是用于说明生成轨迹的一步骤的图。
[0016] 图10是用于说明生成轨迹的一步骤的图。

【具体实施方式】
[0017] 以下，参照附图，详细地说明机器人拾取系统以及被加工物的制造方法的多个实 施方式。在附图的说明中针对同一要素标记相同的附图标记，并省略重复的说明。
[0018] <机器人拾取系统>
[0019] 图1是表不本实施方式的机器人拾取系统1的图。另外，图2是表不图1所不的 机器人R的机构的图。如图1所示，机器人拾取系统1是一个一个地拾取(取出）第一储料 器2 (容器）内的工件W，并移送至第二储料器3 (容器）的系统。第一储料器2是树脂制或 者金属制的箱体，多个工件W以所谓的散装的状态被收容在第一储料器2的内部。收容于 第一储料器2的工件W例如是具有螺栓那样的同一形状的部件。从第一储料器2拾取出的 工件W例如按照预先确定的配置或姿态被收容于第二储料器3内。
[0020] 机器人拾取系统1具有：机器人R，从第一储料器2中拾取工件W并将工件W移送 至第二储料器3 ;控制装置4,控制机器人R的动作；以及图像获取装置6,获取包含有工件 W的图像数据的图像。
[0021] <机器人>
[0022] 图2是用于说明机器人R的图。如图2所示，机器人R是所谓的多关节机器人，其 具有基部7、臂8、以及作为拾取部的机械爪(机器人末端执行器）11。基部7是机器人R的 基础部，被固定于地面12。臂8具有多个臂部8a以及将臂部8a彼此连结的多个旋转关节 J1?J7。从而，机器人R具有在三维空间的动作所需的6自由度的结构中进一步增加了冗 余自由度而形成的7自由度的结构。但是，本发明的机器人拾取系统的应用对象机器人并 不限于7自由度机构，对于6自由度或除此之外的机构，无论轴结构如何，也都能够应用。在 臂部8a中，内置有用于对旋转关节J1?J7进行旋转驱动的伺服马达(未图示)，通过从控 制装置4输入的控制信号控制该伺服马达。另外，在旋转关节J1?J7中，内置有用于检测 旋转角度的传感器9。传感器9将所检测到的角度值作为传感器数据输出至控制装置4(参 照图4)。机械爪11被安装于机器人R的臂8的前端。机械爪11通过使一对部件进行开闭 动作来保持工件W。该机械爪11的开闭动作通过从控制装置4输入的控制信号来控制。
[0023] 机器人R中设定有机器人坐标系C。例如，机器人坐标系C将与配置有机器人R的 地面12垂直的方向设为Z方向，将与地面12平行的方向设为X方向。另外，将与X方向以 及Z方向正交的方向（与纸面垂直的方向)设为Y方向。另夕卜，例如，将机器人R固定于地面 12上的点设为固定点P，将固定点P设为机器人坐标系C的原点。
[0024] <图像获取装置>
[0025] 图像获取装置6获取包含有与工件W相关的信息的图像数据，并将图像数据输出 至控制装置4。图像数据包括：包含第一储料器2内的多个工件W的摄像数据的图像信息； 以及在图像上反映的物体的距离信息。对于能够获取这样的图像数据的图像获取装置6,例 如，可使用立体摄像机、距离图像传感器、或者将图像传感器和测距传感器组合的装置。
[0026] <控制装置>
[0027] 控制装置4利用角度数据、图像数据以及与机器人R相关的连杆信息等，生成第一 轨迹数据以及第二轨迹数据。然后，控制装置4利用第一轨迹数据以及第二轨迹数据，使机 器人R进行动作，从而拾取对象工件W0,将对象工件W0从第一储料器2移送至第二储料器 3 〇
[0028] 图3是用于说明第一轨迹数据以及第二轨迹数据的图。第一轨迹数据以及第二轨 迹数据包含：表示机械爪11在规定的两点之间移动时的轨迹的信息；以及与移动过程中的 机械爪11的姿态相关的信息。如图3所示，作为拾取动作的一个例子，以在作业空间WS中 存在于开始点Pr的机械爪11拾取位于目标点Pd的对象工件W0并移送到终点Pe的情况 为例子进行说明。作业空间WS由机器人坐标系C来规定。
[0029] 在机械爪11中，设定了代表并表示机械爪11的位置的代表点Ph。第一轨迹以及 第二轨迹是该代表点Ph的移动轨迹。对象工件W0的位置由在作业空间WS中设定的目标 点Pd表示。该目标点Pd是针对每个对象工件W0根据机器人坐标系C在作业空间WS内设 定的点。当拾取对象工件W0时，机械爪11的代表点Ph与对象工件W0的目标点Pd重叠。 在作业空间WS中，设定有在拾取动作开始时存在代表点Ph的开始点Pr、以及表示对象工件 W0的移送目的地的终点Pe。终点Pe例如被设定在第二储料器3的内部。
[0030] 第一轨迹T1是从开始点Pr到目标点Pd的机械爪11的代表点Ph的移动路径，是 用于将机械爪11的姿态变更为拾取姿态的区间。第一轨迹T1包含被第一中间点（中间点） Pml分割的第一区间Z1和第二区间Z2。S卩，第一中间点Pml将第一轨迹T1分割成第一区 间Z1和第二区间Z2。第一区间Z1是从开始点Pr到第一中间点Pml的区间。在第一区间 Z1中，机械爪11的代表点Ph从开始点Pr移动到第一中间点Pml，并且机械爪11的姿态从 初始姿态变更为拾取姿态。所谓初始姿态是指机械爪11开始拾取动作时的姿态，例如，是 开始点Pr上的机械爪11的姿态。第一中间点Pml被设定为使第一区间Z1的距离比第二 区间Z2长，被设定在比对象工件W0靠上方的位置，并且被设定在第一储料器2的外侧。
[0031] 第二区间Z2是从第一中间点Pml到目标点Pd的机械爪11的代表点Ph的移动路 径，是用于使在第一区间Z1中变更为拾取姿态的机械爪11接近对象工件W0的区间。在第 二区间Z2中，将机械爪11的姿态保持为拾取姿态的同时，使机械爪11的代表点Ph从第一 中间点Pml移动到目标点Pd。进一步，第二区间Z2被第二中间点Pm2分割，并包含经由第 一中间点Pml与第一轨迹T1连续的第三区间Z3、以及经由第二中间点Pm2与第三区间Z3 连续的第四区间Z4。第二中间点Pm2是设定在从目标点Pd向接近方向AL延伸的延长线上 的点。第三区间Z3是用于从第一中间点Pml到第二中间点Pm2回避障碍物的同时使机械 爪11移动最短距离的区间。第四区间Z4是用于使机械爪11沿着接近方向AL从第二中间 点Pm2移动到目标点Pd的区间。
[0032] 第二轨迹T2是从目标点Pd到终点Pe的机械爪11的移动路径。在第二轨迹T2 中，保持有对象工件W0的机械爪11不与障碍物干涉地从目标点Pd移动到终点Pe。该终点 Pe是表示对象工件W0的移送目的地的位置的点。
[0033] 控制装置4将控制信号输出至机器人R并控制机器人R的动作。控制装置4由与 机器人R能够相互通信地连接的计算机构成。图4是用于说明实现控制装置4的计算机100 的图。另外，图5是控制装置4的功能框图。如图4所示，计算机100是构成本实施方式的 控制装置4的硬件的一个例子。计算机100包括具有CPU并进行基于软件的处理或控制的 个人计算机等信息处理装置。计算机100被构成为计算机系统，该计算机系统包括CPU101、 作为主存储装置的RAM102以及R0M103、键盘、鼠标以及编程器等输入装置104、显示器等显 示部105、硬盘等辅助存储装置106等。通过在CPU101、RAM102等硬件中读入规定的计算 机软件，基于CPU101的控制，使输入装置104、显示部105动作，并进行RAM102或辅助存储 装置106中数据的读出及写入，由此来实现图5所示的功能性构成要素。
[0034] 如图5所示，角度数据从传感器9被输入到控制装置4中，并且图像数据从图像获 取装置6被输入到控制装置4中。该控制装置4具有初始姿态数据生成部13、对象工件数 据生成部14、拾取姿态数据生成部16、以及轨迹数据生成部17。
[0035] <初始姿态数据生成部>
[0036] 角度数据从多个传感器9被输入到初始姿态数据生成部13中。然后，初始姿态数 据生成部13在生成后述的初始姿态数据之后，将初始姿态数据输出至对象工件数据生成 部14以及轨迹数据生成部17。在此，所谓初始姿态数据是指包含初始状态下的机器人R的 连杆L1?L5以及机械爪11的姿态的信息、以及表示位置的坐标信息的数据。这些姿态以 及位置根据机器人坐标系C来规定。初始姿态数据生成部13利用角度数据以及机器人R 的连杆L1?L5的信息，通过基于正运动学的计算来计算初始姿态数据。
[0037] <对象工件数据生成部>
[0038] 图像数据从图像获取装置6被输入到对象工件数据生成部14中，并且初始姿态数 据从初始姿态数据生成部13被输入到对象工件数据生成部14中。对象工件数据生成部14 利用图像数据以及初始姿态数据，生成对象工件数据，并输出至拾取姿态数据生成部16以 及轨迹数据生成部17。在此，所谓对象工件数据是指包含用于确定在收容于第一储料器2 的多个工件W中成为拾取对象的对象工件的信息的数据。对象工件例如也可以根据机械爪 11与工件W之间的距离来选择。另外，也可以利用初始姿态数据中所包含的机械爪11的初 始姿态的信息，利用机械爪11的初始位置以及从初始姿态至到达各个工件W的所需时间来 选择对象工件。
[0039] <拾取姿态数据生成部>
[0040] 图像数据从图像获取装置6被输入到拾取姿态数据生成部16中，并且对象工件数 据从对象工件数据生成部14被输入到拾取姿态数据生成部16中。拾取姿态数据生成部16 利用图像数据以及对象工件数据，生成后述的拾取姿态数据，并输出至轨迹数据生成部17。 拾取姿态数据是用于设定机械爪11拾取对象工件W0时的状态的数据。拾取姿态数据包 含：表示对象工件W0的位置的目标点Pd的坐标、用于拾取对象工件W0的机械爪11的拾取 姿态、以及表示使机械爪11接近对象工件W0的方向的接近方向AL (参照图9的（a))的信 息。对通过对象工件数据所确定的对象工件W0,利用包含距离信息的图像数据，通过公知的 方法，根据机器人坐标系C来设定目标点Pd。利用对象工件W0的形状信息来计算机械爪 11的拾取姿态。利用对象工件W0的形状信息以及存在于对象工件W0的周边的其他工件W 的形状信息来计算机械爪11的接近方向AL。
[0041] <轨迹数据生成部>
[0042] 轨迹数据生成部17包含轨迹计算部18、位置设定部19、以及轨迹确认部21。图像 数据从图像获取装置6被输入到轨迹数据生成部17中，对象工件数据从对象工件数据生成 部14被输入到轨迹数据生成部17中，初始姿态数据从初始姿态数据生成部13被输入到轨 迹数据生成部17中，并且拾取姿态数据从拾取姿态数据生成部16被输入到轨迹数据生成 部17中。轨迹数据生成部17利用这些数据生成第二轨迹数据，并将这些数据输出至机器 人驱动部22。第二轨迹数据包括：包含连结从开始点Pr到目标点Pd的第一轨迹T1的信 息的第一轨迹数据；以及连结从拾取对象工件W0的位置（目标点Pd)到终点Pe的第二轨迹 T2的信息。
[0043] <轨迹计算部>
[0044] 轨迹计算部18生成包含机械爪11在两点之间的移动信息的轨迹数据。轨迹数据 包含与两点之间的移动轨迹相关的信息、以及与两点之间的姿态相关的信息。该轨迹计算 部18生成第一轨迹T1和第二轨迹T2。另外，轨迹计算部18根据需要，修正第一轨迹T1以 及第二轨迹T2以避免与周围的障碍物干涉。计算避免干涉的轨迹的方法可以使用公知的 方法。
[0045] 利用开始点(初始位置）Pr、第二中间点Pm2、以及目标点Pd的坐标信息来计算第 一轨迹T1。关于第一轨迹T1，计算从开始点Pr到第二中间点Pm2的区间(第一区间Z1、第 三区间Z3)之间的轨迹，并计算从第二中间点Pm2到目标点的区间（第四区间Z4)的轨迹， 连结两轨迹来计算第一轨迹T1。从开始点Pr到第二中间点Pm2的区间是从第一储料器2 的外部延伸到内部的区间，因此，例如，为了避免与第一储料器2的侧壁干涉，设定直线、曲 线或者将直线以及曲线组合的轨迹。另外，在从第二中间点Pm2到目标点Pd的区间（第四 区间）中，由于机械爪11沿着接近方向AL移动，因此计算直线状的轨迹。
[0046] 另外，轨迹计算部18将开始点Pr上的机械爪11的姿态是初始姿态而第一中间点 Pml、第二中间点以及目标点Pd上的机械爪11的姿态是拾取姿态的信息添加到第一轨迹数 据中。
[0047] 利用目标点Pd以及终点Pe的坐标信息来计算第二轨迹T2。该第二轨迹T2是从 第一储料器2的内部延伸至外部的轨迹，因此，为了避免与第一储料器2的侧壁干涉，设定 直线、曲线或者将直线以及曲线组合的轨迹。另外，轨迹计算部18将表示目标点Pd上的机 械爪11的姿态是拾取姿态而终点上的机械爪11的姿态是结束姿态的信息添加到第二轨迹 数据中。另外，所谓结束姿态是指释放对象工件W0时的机械爪11的姿态。结束姿态例如 根据第二储料器3内的工件的配置以及姿态等来设定。
[0048] 在此，针对在两点之间进行插补的轨迹的生成法，一边示出具体例一边进行说明。 图6以及图7是用于说明轨迹的生成法的图。在轨迹的生成法中，存在基于关节空间的轨 迹的生成法和基于正交空间的轨迹的生成法。
[0049] 如图6所示，对基于关节空间的轨迹Ta的生成法进行说明。在此，所谓关节空间 是指形成能动关节向量的空间。在基于关节空间的插补方法中，根据开始点Pr上的机器人 R的关节角度与目标点Pd上的机器人R的关节角度的差来生成各旋转关节J1?J7的角速 度指令。即，根据从开始点Pr到目标点Pd的距离和预先设定的角速度来生成各旋转关节 J1?J7的角速度指令。图7的（a)是对各旋转关节J1?J7赋予的角速度指令的一个例 子。G1是对旋转关节J2赋予的角速度指令，G2是对旋转关节J3赋予的角速度指令，G3是 对旋转关节J5赋予的角速度指令，G4是对旋转关节J6赋予的角速度指令。如图7的（a) 所示，以除了动作开始以及结束时以外机器人R的旋转关节J2、J3、J5、J6的角速度为恒定 值的方式生成角速度指令。另外，图7的（a)所示的角速度指令的例子是假设机器人坐标 系C中的XZ平面内的动作的例子。因此，赋予臂8向Y方向的动作的旋转关节J1、J4以及 J7的角速度是0。
[0050] 另外，针对基于正交空间的轨迹Tb的生成法进行说明。在基于正交空间的插补方 法中，根据开始点Pr上的机械爪11的姿态及位置与目标点Pd上的机械爪11的姿态及位 置的差，生成机器人坐标系C中的X轴方向及Z轴方向的平移速度以及围绕Z轴的旋转速 度的正交速度指令。即，根据从开始点Pr到目标点Pd的距离和预先设定的规定速度，生成 平移速度以及旋转速度的记录。图7的（b)是X轴和Z轴方向的平移速度以及围绕Z轴的 旋转速度的记录的一个例子。G7是向X轴方向的平移速度的记录，G8是向Z轴方向的平移 速度的记录，G9是围绕Z轴的旋转速度的记录。如图7的（b)所示，以除了动作开始时以及 结束时以外平移速度以及旋转速度恒定的方式，生成正交速度指令。然后，将图7的（b)所 示的正交速度指令转换成向各旋转关节J1?J7的角速度指令。在该转换中实施基于逆运 动学的计算。图7的（c)表示将正交速度指令转换成角速度指令的结果。G9是对旋转关节 J2赋予的角速度的指令，G10是对旋转关节J3赋予的角速度的指令，G11是对旋转关节J5 赋予的角速度的指令，G12是对旋转关节J6赋予的角速度的指令。
[0051] <位置设定部>
[0052] 如图5所示，位置设定部19在第一轨迹T1上设定第一中间点Pml以及第二中间 点Pm2,生成表示所述第一中间点Pml以及第二中间点Pm2的基于机器人坐标系C的坐标信 息。第一中间点Pml利用第一轨迹T1、根据图像数据生成的目标点Pd的坐标信息、以及第 一储料器2的形状信息，针对每个对象工件W0来设定。第二中间点Pm2利用目标点Pd的 坐标信息、拾取姿态数据所包含的接近方向AL的信息来设定。另外，位置设定部19将终点 Pe设定在所希望的位置上，并生成表示终点Pe的基于机器人坐标系C的坐标信息。
[0053] 在此，第一中间点Pml以及第二中间点Pm2是根据与对象工件W0相关的信息以及 与第一储料器2相关的信息针对每个对象工件W0设定的点。
[0054] <轨迹确认部>
[0055] 在机器人R以及对象工件W0的周围，有时存在成为拾取动作的障碍物的物体。在 成为拾取动作的障碍物的物体中，例如，存在第一储料器2的侧壁等。轨迹确认部21判断 沿着第一轨迹T1以及第二轨迹T2的机械爪11的动作是否由于与这些障碍物干涉而被妨 碍。在此，轨迹数据以机器人坐标系C为基准来规定。作为障碍物的第一储料器2也以机 器人坐标系C为基准坐标来进行数据化。这样，由于轨迹和障碍物被规定在同一机器人坐 标系C的空间内，因此，能够通过公知的计算方法来确认有无干涉。当存在干涉时，轨迹确 认部21对轨迹计算部18输出命令，使其修正第一轨迹T1或者第二轨迹T2。
[0056] 另外，轨迹确认部21判断能否不超过机器人R的可动范围地沿着轨迹进行动作。 机器人R的旋转关节J1?J7分别被设定了可动范围。根据这些旋转关节的可动范围以及 连杆L1?L5的长度，设定作为机器人R整体可动的范围。另外，本实施方式的可动范围也 可以是对作为机器人R整体可动的范围，进一步增加了安全余量的范围。另外，可动范围除 了旋转关节J1?J7的可动范围之外，也可以是考虑了连杆L1?L5所具有的特殊点而设 定的范围。在不超过可动范围的动作不能进行时，轨迹确认部21对轨迹计算部18输出命 令，使其修正第一轨迹T1或者第二轨迹T2。
[0057] <机器人驱动部>
[0058] 第一轨迹数据以及第二轨迹数据被输入到机器人驱动部22中。机器人驱动部22 通过根据第一轨迹数据以及第二轨迹数据控制机器人R所包含的马达，从而使机械爪11沿 着第一轨迹T1以及第二轨迹T2移动，并且将机械爪11的姿态变更为规定的姿态。
[0059] 接着，说明基于机器人拾取系统1的拾取动作的步骤。图8是用于说明执行拾取 动作的主要的步骤的图。图9以及图10是用于说明生成轨迹的一步骤的图。
[0060] 如图8所示，首先，使用图像获取装置6获取第一储料器2内的图像数据，并将图 像数据输出至控制装置4 (步骤S1)。接着，通过对象工件数据生成部14生成对象工件数 据(步骤S2)。在通过初始姿态数据生成部13生成了初始姿态数据之后(步骤S3)，通过拾 取姿态数据生成部16生成拾取姿态数据（步骤S4)(参照图9的（a))。在图9的（a)中使 用双点划线表示机械爪11的拾取姿态。
[0061] 接着，通过轨迹数据生成部17生成轨迹数据。首先，通过位置设定部19计算第二 中间点Pm2的坐标信息(步骤S5)(参照图9的（b))。接着，通过轨迹计算部18生成连结 开始点Pr与第二中间点Pm2的轨迹T3a、以及连结第二中间点Pm2与目标点Pd的轨迹T4 (步骤S6)(参照图10的（a))。
[0062] 针对在该步骤S6中生成的轨迹T3a，通过轨迹确认部21确认沿着第一轨迹T1的 动作能否进行(步骤S7)。在图10的（a)所示的例子中，在轨迹T3a中，与第一储料器2发 生干涉(步骤S7 :否)。从而，通过轨迹计算部18将第一轨迹T1的第一区间T3a修正为第 一区间T3b (步骤S8)。根据包含修正后的曲线状的第一区间T3b和直线状的T4的第一轨 迹T1，没有与第一储料器2发生干涉(步骤S7 :是)。从而，该情况下，转到下一步骤S9。
[0063] 接着，通过位置设定部19在第一轨迹T1上设定第一中间点Pml (步骤S9)，并且 在第二储料器3内设定终点Pe (步骤S10)。接着，通过轨迹计算部18生成以最短距离连 结目标点Pd和终点Pe的第二轨迹T3 (步骤S11)。然后，针对在步骤S11中生成的第二轨 迹T3,通过轨迹确认部21确认沿着第二轨迹T3的动作能否进行(步骤S12)。
[0064] 在图10的（b)所示的例子中，根据连结目标点Pd和终点Pe的直线状的第二轨迹 T3,与第一储料器2发生了干涉(步骤S12 :否)。从而，通过轨迹计算部18将第二轨迹T3 修正为第二轨迹T2 (步骤S13)。根据修正后的第二轨迹T2,没有与第一储料器2发生干涉 (步骤S12:是)。从而，该情况下，转到下一步骤S14。然后，通过机器人驱动部22驱动机器 人R，执行拾取动作(步骤S14)。
[0065] 另外，在使机械爪11接近对象工件W0之后将机械爪11的姿态变更为拾取姿态 时，有时机械爪11与对象工件W0或者对象工件W0附近的工件W接触。另外，由于机械爪 11的接触，有时对象工件W0的位置或姿态发生变化。拾取姿态数据是根据变化前的位置以 及姿态而生成的。因此，如果对象工件W0的位置或姿态发生变化，由机械爪11进行的拾取 动作的成功概率有可能下降。
[0066] 另一方面，根据本实施方式的机器人拾取系统1，控制装置4计算拾取姿态以及接 近方向AL。并且，机器人驱动部22在不与对象工件W0等接触的第一区间Z1中将机械爪11 的姿态变更为拾取姿态，在第二区间Z2中维持拾取姿态的同时使机械爪11沿着接近方向 AL向对象工件W0接近。根据该动作，通过机械爪11的姿态变更，不会使对象工件W0的位 置以及姿态发生变化。从而，能够提高拾取动作的成功概率，能够有效地取出对象工件W0。 [0067] 根据本实施方式的机器人拾取系统1，控制装置4具有轨迹数据生成部17,因此能 够生成第一轨迹T1。该第一轨迹T1包含：用于将机械爪11的姿态从初始姿态变更为拾取 姿态的第一区间Z1 ;以及用于维持拾取姿态的同时向对象工件W0接近的第二区间Z2。从 而，姿态变更的控制和向对象工件W0接近的控制作为不同的动作而被执行，因此能够容易 且可靠地执行机械爪11的位置以及姿态的控制。
[0068] 根据本实施方式的机器人拾取系统1，控制装置4包含位置设定部19,因此能够在 第一轨迹T1上设定能够防止与第一储料器2等干涉的第一区间Zl。
[0069] 根据本实施方式的机器人拾取系统1，控制装置4具有拾取姿态数据生成部16。根 据该拾取姿态数据生成部16,设定与对象工件W0的状态对应的拾取姿态以及接近方向AL， 因此能够提高拾取的成功概率。从而，能够更高效地取出对象工件W0。
[0070] 根据本实施方式的机器人拾取系统1，位置设定部19将第一中间点Pml设定在第 一区间Z1的长度比第二区间Z2长的位置上。通过该设定，能够确保用于姿态变更的足够 的时间，因此能够容易地执行机械爪11的姿态控制。
[0071] 另外，位置设定部19将第一中间点Pml设定在比对象工件W0高的位置上。通过 该设定，在比对象工件W0高的位置上执行机械爪11的姿态变更。从而，能够使机械爪11 不接触工件W而改变机械爪11的姿态。
[0072] 另外，位置设定部19将第一中间点Pml设定在第一储料器2的外侧。通过该设定， 在第一储料器2的外部，执行机械爪11的姿态变更。从而，能够使机械爪11不接触工件W 以及第一储料器2而改变机械爪11的姿态。
[0073] 根据本实施方式的机器人拾取系统1，第一轨迹T1和第二轨迹T2被设定为相互不 同的移动路线。因此，能够将第一轨迹T1设定为适合向对象工件W0接近的路线，并且能够 将第二轨迹T2设定为适合取出对象工件W0的路线。从而，能够缩短用于从开始点Pr经由 拾取对象工件W0的目标点Pd移动到释放对象工件W0的终点Pe所需的时间。
[0074] 根据本实施方式的机器人拾取系统1，位置设定部19利用与对象工件W0相关的 信息以及与第一储料器2相关的信息等，针对每个对象工件W0设定固有的第一中间点Pml 以及第二中间点Pm2。由此，位置设定部19能够设定与各个对象工件W0对应的包含第一区 间Z1以及第二区间Z2的第一轨迹T1。从而，由于设定了与各个对象工件W0对应的拾取条 件，因此能够高效地取出对象工件TO。
[0075] 以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不一定限于上述的实施方式， 在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。例如，图像获取装置6不需要安装于机器人 R的臂8的前端，也可以配置在能够对第一储料器2的工件W摄影的任意的位置。
[0076] 另外，在上述实施方式中，选择对象工件W0的方法、对轨迹进行计算的方法、以及 确认有无干涉的方法是一个例子，不限于本实施方式所记载的方法。
[0077] 另外，在上述实施方式中，位置设定部19应用设定在第一区间Z1的长度比第二区 间Z2长的位置上的条件、设定在比对象工件W0高的位置上的条件、以及设定在第一储料器 2的外侧的条件这三个条件来设定第一中间点Pml。在位置设定部19设定第一中间点Pml 时，不需要应用全部的这些条件，也可以使用1个或者组合使用1个以上的条件。
[0078] 另外，在上述实施方式中，机器人R也可以是垂直双臂机器人。
[0079] 另外，也可以使用上述的机器人拾取系统1来制造所希望的产品(被加工物)。
【权利要求】
1. 一种机器人拾取系统，具有： 机器人，具有用于拾取收容有多个工件的储料器内的所述工件的拾取部； 控制装置，控制所述机器人的动作；以及 图像获取装置，获取包含有与所述工件相关的信息的图像数据， 所述控制装置具有生成第一轨迹的轨迹数据生成部， 所述第一轨迹包括：第一区间，用于改变所述拾取部的姿态；以及第二区间，用于使改 变了所述姿态的所述拾取部接近成为拾取对象的对象工件。
2. 根据权利要求1所述的机器人拾取系统，其特征在于， 所述控制装置还具有位置设定部，所述位置设定部在所述第一轨迹上设定将所述第一 轨迹分割成所述第一区间和所述所述第二区间的中间点， 所述第一区间是从所述拾取部的初始位置到所述中间点的区间， 所述第二区间是从所述中间点到所述对象工件的区间。
3. 根据权利要求2所述的机器人拾取系统，其特征在于， 所述控制装置还具有拾取姿态数据生成部，所述拾取姿态数据生成部利用所述图像数 据生成拾取姿态数据，所述拾取姿态数据是用于设定拾取所述对象工件时的所述拾取部的 拾取姿态的数据， 在所述第一区间中，所述拾取部的姿态从用于拾取的初始姿态变更为所述拾取姿态。
4. 根据权利要求2所述的机器人拾取系统，其特征在于， 所述位置设定部将所述中间点设定在所述第一区间的长度比所述第二区间的长度长 的位置上。
5. 根据权利要求2所述的机器人拾取系统，其特征在于， 所述位置设定部将所述中间点设定在比所述对象工件高的位置上。
6. 根据权利要求2所述的机器人拾取系统，其特征在于， 所述位置设定部将所述中间点设定在所述储料器的外侧。
7. 根据权利要求2所述的机器人拾取系统，其特征在于， 所述位置设定部还设定所述拾取部在拾取了所述对象工件的状态下移动时的移动的 终点， 所述轨迹数据生成部生成从拾取了所述对象工件的位置到所述终点的第二轨迹， 所述第一轨迹和所述第二轨迹是不同的移动路线。
8. -种被加工物的制造方法，使用权利要求1所述的机器人拾取系统来制造被加工 物。
9. 一种机器人拾取系统，具有： 机器人，具有用于拾取收纳有多个工件的储料器内的所述工件的拾取部； 控制装置，控制所述机器人的动作；以及 图像获取装置，获取包含有与所述工件相关的信息的图像数据， 所述控制装置生成第一轨迹， 所述第一轨迹包括：第一区间，用于改变所述拾取部的姿态；以及第二区间，用于使改 变了所述姿态的所述拾取部接近成为拾取对象的对象工件。
10. -种控制装置，利用包含有与工件相关的信息的图像数据，控制机器人的动作，所 述机器人具有用于拾取收容有多个所述工件的储料器内的所述工件的拾取部，所述控制装 置的特征在于， 具有生成第一轨迹的轨迹数据生成部， 所述第一轨迹包括：第一区间，用于改变所述拾取部的姿态；以及第二区间，用于使改 变了所述姿态的所述拾取部接近成为拾取对象的对象工件。
【文档编号】B25J13/08GK104057456SQ201410062129
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】神谷阳介, 安藤慎悟 申请人:株式会社安川电机