工件的把持方法

专利名称：工件的把持方法
技术领域：
本发明涉及工件的把持方法，尤其涉及使用两个把持装置把持多个散装状态的工件的工件的把持方法。
背景技术：
以往，机动车等机械产品通过组合多个部件而制造。具体而言，例如，在生产线配置多个机器人，沿生产线输送机动车车身等，并且将向该机动车等安装的工件(组装部件) 收容于箱状的料斗(托盘)内，将该料斗向各机器人供给。各机器人通过在其前端设置的手部的指部，进行把持料斗内的工件而相对于在生产线中输送的机动车车身等安装、或者把持多个料斗内的各工件，为相对于下一机动车车身等的组装工序作准备而将上述的工件排列在工件供给机构的规定位置(以下，称为“配备”或“进行配备”)等作业。作为工件，例如有窗框、饰带、装饰件、钢筋等在规定方向上长的形状的工件，因其形状或重心的位置而不容易把持这样的工件。为了通过机器人把持这样长形状的工件，提出有如下技术通过具有多个指部的机械手的一组指部把持工件的一个部位，通过另一组的指部把持工件的另一部位。根据该技术，即使是形状或重心位置不同的工件也能够将长形状的工件稳定把持(参照日本特开2008-260110号公报)。然而，向机器人供给的工件存在多个工件以散装状态收容于料斗中的情况。在要通过多指部的手把持这样散装状态的工件时，在要把持的对象工件上未重叠其它工件的状态下能够通过一组指部把持工件，而另一组指部与其它工件干涉而无法把持对象工件，结果存在对象工件掉落的问题。

发明内容
本发明用于解决以上那样的问题点，其目的在于提供一种工件的把持方法，从而在要通过具有多个指部的手把持散装状态的工件时，即使在对象工件上重叠有其它工件的状态下，也能够把持工件，使散装状态的工件的把持成功率提高。(1) 一种工件的把持方法，其为在使用两个把持装置(例如，后述的第一指部Fl及第二指部F2、以及第三指部F3及第四指部F4)把持工件(例如，后述的钢筋W)时，在相对于要把持的把持对象工件(例如，后述的把持对象钢筋T)插入把持装置的一个把持装置插入部位(例如，后述的区域A)不存在与其它工件干涉的状态下的把持方法，其中，所述工件的把持方法包括在所述一个把持装置插入部位插入第一把持装置(例如，后述的第一指部Fl及第二指部F2)，把持所述把持对象工件而将其抬起的单端把持工序；在利用所述第一把持装置抬起的所述把持对象工件的周围(例如，后述的区域D) 插入第二把持装置(例如，后述的第三指部F3及第四指部F4)而进行把持的两端把持工序。根据(1)的发明，在使用两个把持装置把持工件时，在相对于多个工件中的要把持的把持对象工件插入把持装置的一个把持装置插入部位不存在与其它工件干涉的状态下，首先在一个把持装置插入部位插入第一把持装置，把持把持对象工件而将把持对象工件的一方抬起(单端把持工序)。通过抬起把持对象工件的一方，把持对象工件的中间部分以把持对象工件的另一端为支点而被抬起对应的距离。由此，即使抬起前在把持对象工件的另一个把持装置插入部位存在与其它工件的干涉，也能够消除该干涉，从而不存在阻碍在把持对象工件的周围插入第二把持装置的其它工件的情况。在该状态下，能够在把持对象工件的周围插入第二把持装置而把持把持对象工件整体(两端把持工序)。因此，在要通过具有多个指部的手把持散装状态的工件时，在对象工件上重叠有其它工件的状态中，在相对于要把持的把持对象工件插入把持装置的一个把持装置插入部位不存在与其它工件干涉的状态下，即使抬起前在把持对象工件的另一个把持装置插入部位存在与其它工件的干涉，也能够把持把持对象工件，因此能够增加从散装状态的工件的取出模式，能够提高散装状态的工件的把持成功率。(2)在(1)所述的工件的把持方法中，在相对于把持对象工件插入把持装置的另一个把持装置插入部位(例如，后述的区域C)存在与其它工件的干涉。根据O)的发明，在使用两个把持装置把持工件时，在相对于多个工件中要把持的把持对象工件插入把持装置的一个把持装置插入部位不存在与其它工件干涉，在另一个把持装置插入部位存在与其它工件的干涉的状态下，首先在一个把持装置插入部位插入第一把持装置，把持把持对象工件而将把持对象工件的一方抬起(单端把持工序)。通过抬起把持对象工件的一方，把持对象工件的中间部分以把持对象工件的另一端为支点而被抬起对应的距离。由此，能够消除与抬起前在把持对象工件的另一个把持装置插入部位存在的其它工件的干涉，从而不存在阻碍第二把持装置插入把持对象工件的周围的其它工件。在该状态下，能够在把持对象工件的周围插入第二把持装置而把持把持对象工件整体(两端把持工序)。因此，在要通过具有多个指部的手把持散装状态的工件时，在对象工件上重叠有其它工件的状态中，在相对于要把持的把持对象工件插入把持装置的一个把持装置插入部位不存在与其它工件干涉，且在另一个把持装置插入部位存在与其它工件的干涉的状态下，也能够把持把持对象工件，因此能够增加从散装状态的工件的取出模式，能够提高散装状态的工件的把持成功率。发明效果根据本发明，能够提供一种工件的把持方法，从而在要通过多指部的手把持散装状态的工件时，即使在对象工件上重叠有其它工件的状态下，也能够把持工件，使散装状态的工件的把持成功率提高。


图1是本发明的一实施方式的工件的把持方法中使用的工件配备系统的简图。图2是表示上述工件配备系统的手的结构的立体图。图3是上述工件配备系统的控制机构的结构的框图。图4是表示上述工件配备系统的第一指部控制部及第一指部的结构的简图。图5是上述工件配备系统的工件把持处理的流程图。
图6是图5的工件把持处理的流程图的一部分，是关于上述工件配备系统的工件两阶段把持的流程图。图7 (a)是表示将上述实施方式的工件的把持方法的工件假想地抬起之前的状态的示意图，图7(b)是表示将上述实施方式的工件的把持方法的工件假想地抬起之后的状态的示意图。图8是表示上述实施方式的工件的把持方法的一系列动作的示意图。
具体实施例方式以下，基于

本发明的一实施方式。图1是表示作为本发明的一实施方式的工件的把持方法中使用的工件配备系统的工件配备系统1的简要结构的图。工件配备系统1设置于辅助线，该辅助线在预先将规定的多个工件(组装部件) 排列在工件供给机构的规定的位置的状态(配备的状态)下向进行机动车的组装的组装线供给工件。向该工件配备系统1供给收容在料斗60内的状态的作为工件的钢筋W。并且， 同样供给收容于料斗601中的工件602、收容于料斗603中的工件604及收容于料斗605中的工件606。钢筋W为在规定方向上长的形状，以散装状态收容于料斗60。配件台15具有将规定个数的钢筋W、工件602、604及606排列在规定的位置的配备面151。工件配备系统1把持收容在料斗60内的钢筋W，并将该把持的钢筋W配置到配备面151的规定的配备位置Wa。在此，由于设定成将两个钢筋W以规定的方向配置，因此重复进行两次钢筋W的把持、配备的处理。工件602、604及606也同样，将规定个数分别配置到规定的配备位置60加、60乜及606a。即，工件配备系统1从料斗60、601、603及605把持钢筋W、工件602、604及606这四种工件，并分别将规定个数配置在配件台15上。当配备结束时，配件台15以规定的计时向组装线输送工件。具体而言，工件配备系统1具备配置在配件台15附近的双臂机器人10 ；对该双臂机器人10的作业区域整体进行传感检测的整体图像传感器4 ；作为控制上述设备的控制机构的控制部70。另外，工件配备系统1具备与料斗60连接且根据需要使料斗60振动的激振器61。双臂机器人10具备机器人主体11、设置在该机器人主体11上的第一机械手12以及作为传感检测机构的第二机械手13。机器人主体11可以构成为能够在轨道14上沿直线运动轴SL平行移动，以扩大其作业区域。上述第一机械手12和第二机械手13互相独立动作。第一机械手12具备作为把持钢筋W的把持机构的手121 ；由机器人主体11轴支承且使手121的姿势、三维空间中的位置变化的作为输送机构的臂122。第二机械手13具备料斗内工件图像传感器131 ；使该料斗内工件图像传感器 131的姿势、三维空间中的位置变化的臂132。为了进行钢筋W的把持而具备料斗内工件图像传感器131，该料斗内工件图像传感器131对供给的收容于料斗60内的散装状态的钢筋W进行摄影，取得构成该摄影得到的图像的各像素的三维坐标数据，并将其作为传感检测数据进行输出，由此能够求出料斗60
5内的以散装状态重叠的各钢筋W的三维姿势。料斗内工件图像传感器131可以是基于激光三角测量的传感器，该激光三角测量中，向各钢筋W照射激光，通过激光的反射确定各钢筋W表面与料斗内工件图像传感器131 之间的正确的距离，将各钢筋W的表面形状作为点集数据而进行测定。料斗内工件图像传感器131不局限于此，例如也可以使用利用两台摄像机的3D视觉系统。为了进行工件602、604及606的把持而具备料斗内工件图像传感器131，该料斗内工件图像传感器131通过臂132适当移动，对于工件602、604及606也同样能够求出上述的三维姿势。通过这样的结构，能够通过第一机械手12把持例如钢筋W进行配备，并同时通过料斗内工件图像传感器131认识下一个把持的钢筋W、工件602、604或606，从而能够缩短周期时间。整体图像传感器4设置在能够俯瞰双臂机器人10的作业区域整体的位置上，其对双臂机器人10、要配备的配件台15、料斗60、601、603及605进行摄影，取得构成该摄影得到的图像的各像素的三维的坐标数据，将其作为传感检测数据输出。图2是表示手121的结构的立体图。手121具备手主体部N、配置在其下表面的四根指部即第一指部F1、第二指部F2、 第三指部F3及第四指部F4。第一指部Fl及第二指部F2形成如人类的拇指和食指那样的组，相当于第一指部 Fl的指尖腹面的面F15和相当于第二指部F2的指尖腹面的面F25配置成分别面对。相邻的第三指部F3及第四指部F4同样地形成组，相当于第三指部F3的指尖腹面的面F35和相当于第四指部F4的指尖腹面的面F45配置成分别面对。第一指部F1、第二指部F2、第三指部F3及第四指部F4分别具有第一关节至第四关节这四个关节，由此能够进行四自由度的运动。各关节的驱动部在作为驱动源的伺服电动机(参照图4)的作用下进行动作。并且，在各伺服电动机的输出段连接有编码器(参照图4)。通过这样的多个指部协调动作，能够把持把持对象物或在保持把持对象物的状态下改变对象物的姿势。第一指部Fl的各关节中，各关节的旋转轴通过驱动部Fll至F14驱动而进行运动。第一指部Fl的第一关节(根部的关节)通过驱动部Fll以俯仰轴CLll为中心进行旋转。第二关节通过驱动部F12以侧摆轴CL12为中心进行旋转，第三关节通过驱动部F13以侧摆轴CL13为中心进行旋转，第四关节(前端的关节)通过驱动部F14以侧摆轴CL14为中心进行旋转。因此，第一指部Fl的指尖部F15(即相当于第一指部Fl的指尖的部分)能够向与面对的第二指部F2对置的一侧或其相反侧弯曲，并且第一指部Fl整体能够向相邻的第三指部F3所在的一侧或其相反侧倾斜。第二指部F2具有与第一指部Fl相同的结构。S卩，第二指部F2的各关节中，各关节的旋转轴通过驱动部F21至FM驱动而进行运动。第二指部F2的第一关节(根部的关节)通过驱动部F21以俯仰轴CL21为中心进行旋转。第二关节通过驱动部F22以侧摆轴 CL22为中心进行旋转，第三关节通过驱动部F23以侧摆轴CL23为中心进行旋转，第四关节 (前端的关节)通过驱动部F24以侧摆轴CLM为中心进行旋转。因此，第二指部F2的指尖部F25 (即，相当于第二指部F2的指尖的部分)能够向与面对的第一指部Fl对置的一侧或其相反侧弯曲，并且第二指部F2整体能够向相邻的第四指部F4所在的一侧或其相反侧倾斜。第三指部F3同样具有与第一指部Fl相同的结构。S卩，第三指部F3的各关中，各关节的旋转轴通过驱动部F31至F34驱动而进行运动。第三指部F3的第一关节(根部的关节)通过驱动部F31以俯仰轴CL31为中心进行旋转。第二关节通过驱动部F32以侧摆轴CL32为中心进行旋转，第三关节通过驱动部F33以侧摆轴CL33为中心进行旋转，第四关节(前端的关节)通过驱动部F34以侧摆轴CL34为中心进行旋转。因此，第三指部F3的指尖部F35 (即，相当于第三指部F3的指尖的部分)能够向与面对的第四指部F4对置的一侧或其相反侧弯曲，并且第三指部F3整体能够向相邻的第一指部Fl所在的一侧或其相反侧倾斜。第四指部F4同样具有与第一指部Fl相同的结构。S卩，第四指部F4的各关节中， 各关节的旋转轴通过驱动部F41至F44驱动而进行运动。第四指部F4的第一关节(根部的关节)通过驱动部F41以俯仰轴CL41为中心进行旋转。第二关节通过驱动部F42以侧摆轴CL42为中心进行旋转，第三关节通过驱动部F43以侧摆轴CL43为中心进行旋转，第四关节(前端的关节)通过驱动部F44以侧摆轴CL44为中心进行旋转。因此，第四指部F4 的指尖部F45(即相当于第四指部F4的指尖的部分)能够向与面对的第三指部F3对置的一侧或其相反侧弯曲，并且第四指部F4整体能够向相邻的第二指部F2所在的一侧或其相反侧倾斜。通过上述结构，手121中将第一指部Fl及第二指部F2组成一组，把持钢筋W那样的在规定方向上长的形状的对象物的一个部位，将第三指部F3及第四指部F4组成另一组， 把持对象物的另一个部位，由此能够在两个部位把持对象物。另外，手121能够通过首先利用第一指部Fl及第二指部F2的组进行把持，接着利用第三指部F3及第四指部F4的组进行把持这样的两阶段把持对象物。并且，还能够改变把持的两个部位的高度。并且，通过使第一指部Fl及第二指部F2的组相对于第三指部F3及第四指部F4 的组倾斜及/或使第三指部F3及第四指部F4的组相对于第一指部Fl及第二指部F2的组倾斜，能够改变把持的两个部位的间隔。各指部的指尖腹面F15、F25、F35、F45在其内部分别具备力传感器F16、F26、F36、 F46，能够对在指尖腹面F15、F25、F35、F45上分别产生的按压力进行传感检测。另外，指尖腹面F15、F25、F35、F45可以由粘弹性体覆盖，以防止与工件的滑动且进行稳定的把持。图3是表示控制部70的结构的框图。控制部70具备示教数据存储部71、工件形状存储部72、安装部认识部73、实测数据生成部74及工件把持部75。示教数据存储部71将把持工件后至到达规定的配备位置的整个路径上示教的工件的位置、姿势及时间作为示教数据而进行存储。在此，将钢筋W的从料斗60内至配件台 15的规定的配备位置Wa的路径作为示教数据而进行存储。另外，对于工件602、604及606， 将从料斗601、603及605至到达配备位置60加、60乜及606a的整个路径上示教的工件的位置、姿势及时间作为示教数据而进行存储。工件形状存储部72存储进行把持、配备的对象工件的三维形状。配备位置认识部73基于从整体图像传感器4输出的传感检测数据，认识工件的配备位置。在此，根据配件台 15的配备面151的位置、姿势来认识工件的配备位置。实测数据生成部74控制第二机械手13，通过料斗内工件图像传感器131对供给的收容于料斗60中的散装状态的钢筋W进行摄影，求出在料斗60内以散装状态重叠的各钢筋W的三维姿势。并且，对于工件602、604及606也能够同样进行摄影而求出各自的三维姿势。并且，实测数据生成部74控制整体图像传感器4，从第一机械手12的手121要把持作为工件的钢筋W时进行跟踪，在钢筋W向配备位置Wa输送的期间始终对钢筋W进行传感检测，并对照该传感检测数据和存储在工件形状存储部72中的关于工件形状的数据，而将工件的单位时间的各位置及姿势生成为实测数据。工件把持部75如后所述，首先基于由实测数据生成部74生成的与在料斗60内以散装状态重叠的各钢筋W的三维姿势相关的实测数据，研究对各钢筋W能够执行哪种把持方法，判断能够对哪个钢筋W执行哪种把持方法。另外，工件把持部75具备控制第一指部Fl的第一指部控制部751、控制第二指部 F2的第二指部控制部752、控制第三指部F3的第三指部控制部753及控制第四指部F4的第四指部控制部754，协调控制第一指部Fl、第二指部F2、第三指部F3及第四指部F4，来进行把持工件的动作。具体而言，基于从各指部的指尖的力传感器F16、M6、F36、F46及各指部的编码器 (参照图4)的输出值及选择的把持方法，通过对各指部的驱动机构(参照图4)进行反馈控制，来对第一指部F1、第二指部F2、第三指部F3及第四指部F4进行协调控制。另外，工件把持部75根据需要而驱动激振器61。图4是表示第一指部控制部751及第一指部Fl的结构的简图。位置控制部沈基于跟踪目标位置四、从设置在第一指部Fl的伺服电动机Mil、 M12、M13及M14上的作为位置检测器的编码器E11、E12、E13及E14得到的反馈位置28，生成向伺服电动机M11、M12、M13及M14的指令，来进行位置控制。另一方面，力控制部25基于设置在第一指部的指尖的力传感器F16检测到的力信息(力的大小、方向)27和第一指部目标力指令20生成位置补正量21，将其加在第一指部目标位置指令22上作为上述的跟踪目标位置29，由此构成力控制。此外，第一指部目标力指令20和第一指部目标位置指令22可以是根据确定机械手的动作的上位装置的动作程序等(未图示)向工件把持部75输送的指令。在此，若关闭控制模式切换开关23而将从力控制部25输出的位置补正量21加在目标位置指令22上，则通过力控制使第一指部动作。并且，若打开控制模式切换开关23，则第一指部通过位置控制进行动作。第一指部控制模式指令通过对控制模式切换开关23的开闭进行控制，来对第一指部进行位置控制与力控制的切换。第二指部控制部752及第二指部F2、第三指部控制部753及第三指部F3、以及第四指部控制部7M及第四指部F4形成与第一指部控制部751及第一指部Fl同样的结构， 同样能够对各指部进行位置控制和力控制的控制模式的切换。参照图5说明工件配备系统1的工件把持动作。图5是用于进行工件配备系统的工件把持动作的工件把持处理的流程图。此外，在此设定的对钢筋W的把持处理是指“通过第一指部Fl及第二指部F2把持把持对象钢筋T的凸缘部Tl，通过第三指部F3及第四指部F4把持第二把持部T2(凸缘部 Tl与相反端部Τ3的中间)。”。此外，把持对象钢筋T是为了将判别对象工件(对应于区域号码i的钢筋W)与其以外的钢筋W进行区别而指定的工件。因此，当区域号码增加时，把持对象钢筋T改作指定与更新后的区域号码对应的钢筋W。在STl中，工件把持部75首先基于料斗内工件图像传感器131的输出，认识由实测数据生成部74生成的N个(>0)的钢筋W(在料斗60内以散装状态重叠的多个钢筋W 中的能够通过料斗内工件图像传感器3取得数据的N个)的三维位置、姿势。在此，设定的区域的总数为N。在ST2中，将区域号码i初始设定为1 (i = 1)。在ST3中，对与区域号码i对应的判别对象工件进行能否进行一阶段把持的判别。 该判别基于在STl中认识的N个的钢筋W的三维位置、姿势数据，通过“相对于要把持的把持对象工件插入把持装置的一个把持装置插入部位及另一个把持装置插入部位这两个部位都是否存在与其它工件的干涉”进行。具体而言，该判别通过“在隔着凸缘部Tl的区域即区域A及隔着第二把持部T2的区域即区域C中是否与其它钢筋W干涉”来进行(参照图7)。在该判别中若为“是”则结束判别并进入ST7，若为“否”则继续判别而进入ST4。在ST4中，对于与区域号码i对应的判别对象工件进行能否两阶段把持的判别。该判别同样基于在STl中认识的N个钢筋W的三维位置、姿势数据而进行，对于具体的判别内容后续叙述。在该判别中，若为“是”则结束判别并进入ST8，若为“否”则继续判别并进入ST5。在ST5中，进行区域号码i是否为i < N的判别。若在ST5的判别中为“否”即i = N，则能够取得数据的N个中不存在能够把持的钢筋W而结束判别，进入ST9。若在ST5的判别中为“是”即i < N，则通过ST6将区域号码i增加1 (i = i+Ι)， 并返回ST3，来对与区域号码i+Ι对应的判别对象工件进行下次的判别，并重复进行其以后的处理。在ST7中，使用手121及臂122进行一阶段把持、配备。具体而言，将与ST3的判别中判别为“是”的区域号码i对应的把持对象钢筋T通过利用第一指部Fl及第二指部F2的组及第三指部F3及第四指部F4的组把持两个部位的一阶段把持，从料斗60把持，并将把持对象钢筋T朝向配件台15的配备面151的配备位置 Wa输送。执行ST7的结果是，在料斗60中除了把持及配备的把持对象钢筋T以外的钢筋W 以散装状态重叠的方式残留，对于它们进行下次的工件把持处理。在ST8中，使用手121及臂122进行两阶段把持、配备。具体而言，将与ST4的判别中判别为“是”的区域号码i对应的把持对象钢筋T同样地使用第一指部Fl及第二指部 F2的组及第三指部F3及第四指部F4的组，通过“两阶段把持”从料斗60把持把持对象钢筋T，并将把持对象钢筋T朝向配件台15的配备面151的配备位置Wa输送。对“两阶段把持”的具体的处理后续叙述。执行ST8的结果是，同样在料斗60中除了把持及配备的把持对象钢筋T以外的钢筋W以散装状态重叠的方式残留，对于它们进行下次的工件把持处理。在ST9中，使用激振器61使料斗60振动，将收容于料斗60中的散装状态的钢筋 W搅拌。通过该搅拌，改变散装状态的钢筋W各自的三维姿势，相对于该状态进行下次的工件把持处理。接着，参照图6、图7及图8，说明工件配备系统1的工件把持动作的中的“两阶段把持”。图6是图5的工件把持处理的流程图的一部分，是关于工件的“两阶段把持”的处理的流程图。图7涉及“两阶段把持”，图7 (a)是表示将工件假想地抬起之前的状态的示意图，图7(b)是表示将工件假想地抬起之后的状态的示意图。图8是表示关于“两阶段把持” 的一系列动作的示意图。更具体而言，图5的ST4通过图6所示的ST41的“第一指部Fl及第二指部F2能否在凸缘部进行把持(在区域A是否干涉)，，以及ST42的“第三指部F3及第四指部F4能否在将凸缘部假想地抬起的情况下进行把持(在区域B是否干涉)”的各判别而进行。在该ST41的判别及ST42的判别的结果为两方都能把持(不干涉)的情况下，ST4 为“是”并结束判别而进入ST8。在ST41的判别及ST42的判别的结果的至少一方为不能把持(干涉)的情况下，ST4为“否”并继续判别而进入ST5。以下，参照图7说明ST41及ST42的各判别的内容。图7如上所述涉及“两阶段把持”，图7 (a)是表示将工件假想地抬起前的状态的示意图，图7(b)是表示将工件假想地抬起后的状态的示意图。如上所述，把持对象钢筋T是为了将判别对象工件(对应于区域号码i的钢筋W) 与其以外的钢筋W进行区别而指定的工件。因此，当区域号码增加时，把持对象钢筋T改为指定与更新后的区域号码对应的钢筋W。在此，以下这样定义。P 包括把持对象钢筋T的在规定方向上长的形状部分的假想平面P0 把持对象钢筋T的相反端部T3 (旋转中心)P1 第二把持部T2 (通过第三指部F3及第四指部F4把持的位置)P2 把持对象钢筋T的在规定方向上长的形状部分中，与凸缘部Tl (通过第一指部 Fl及第二指部F2把持的位置)对应的规定方向上长的形状部分的位置Ltl2 :PQ 与 P2 的距离L12 =P1 与 P2 的距离θ :把持对象钢筋T与假想平面P所成的角度H1 抬起把持对象钢筋T时的P1的高度H2 抬起把持对象钢筋T时的P2的高度Ha 从假想平面P起算的凸缘部Tl的高度Lf 第三指部F3及第四指部F4从初始姿势(与通过第一指部Fl及第二指部F2把持时的第一指部Fl及第二指部F2的姿势相同的高度的姿势)伸出的最大距离
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在此，将作为工件的把持对象钢筋T抬起到假想位置时，SHJHa = H1+!^——(1)则能够把持第二把持部T2。另外，根据几何学的关系，H1=(L02-L12)(H2Zl02)——(2)将⑵代入⑴式H2 = (L02-L12) (H2/L02) +Lf-Ha因此H2 = (L02/L12) (Lf-Ha)将其代入⑵式，H1 = [(L02-L12)/L12] (Lf-Ha)因此，区域A的高度Ha区域B 的高度[(L02-L12) /L12] (Lf-Ha)使手上升的距离(凸缘部Tl的抬起量)(LQ2/L12) (Lf-Ha)基于以上的计算结果，说明ST41的判别及ST42的判别的内容。首先，关于ST41，工件配备系统1设定为通过手121的第一指部Fl及第二指部F2 把持把持对象钢筋T的凸缘部Tl。S卩，ST41的判别如上所述，为“第一指部Fl及第二指部 F2能否在凸缘部进行把持(在区域A是否干涉)”，换言之，基于各个钢筋W的三维位置、姿势数据，判别“在隔着凸缘部Tl的区域即区域A中是否与其它钢筋W干涉”。区域A距假想平面P的高度为从假想平面P起算的凸缘部Tl的高度Ha。在此，若判别结果为能够把持(不干涉)，则进入下面的ST42。若判别结果为不能够把持(干涉)，则进入ST5。接着，关于ST42，工件配备系统1设定为通过第三指部F3及第四指部F4把持位于把持对象钢筋T的凸缘部Tl与相反端部T3的中间的第二把持部T2。S卩，ST42的判别如上所述，为“第三指部F3及第四指部F4在将凸缘部假地抬起的情况下是否能够把持(在区域B是否干涉”，换言之，基于各个钢筋W的三维位置、姿势数据，判别“在将凸缘部Tl假想地抬起规定量(H2)时，在隔着第二把持部T2的区域即区域B是否与其它钢筋W干涉”。在此，当区域B距假想平面P的高度使用将凸缘部Tl (第一指部Fl及第二指部F2 的把持的位置)假想地抬起的高度吐时，变成以下这样。H1=(L02-L12)(H2Zl02)o另外，当使用第三指部F3及第四指部F4从初始姿势伸出的最大距离Lf时，变成以下这样。H1 = [ (L02-L12) /L12] (Lf-Ha)。在此，在将作为判别对象工件的把持对象钢筋T假想地抬起的状态下，用于能否把持(在区域B是否干涉)的判别的把持对象钢筋T以外的其它钢筋W的三维位置、姿势数据使用把持对象钢筋T的抬起前的数据。若该判别结果为能够把持(在区域B不干涉)，则推定为“在将作为判别对象工件的把持对象钢筋T的凸缘部Tl实际上抬起高度H2时，在隔着把持对象钢筋T的第二把持部T2的区域即区域D (参照图8 (d))与其它钢筋W不干涉。”，能够“两阶段把持”而进入ST8。若判别结果为不能把持(在区域B干涉)，则进入ST5。更具体而言，图5的ST8的处理通过图6所示的ST81、ST82、ST83及ST84这一系列处理而进行。在ST81中，工件配备系统1首先通过臂122将手121移动(下降)到把持对象钢筋τ的凸缘部Tl成为第一指部Fl及第二指部F2的动作范围内的位置后(参照图8 (a)及 (b))，利用第一指部Fl及第二指部F2通过力控制把持把持对象钢筋T的凸缘部Tl (参照图 8(b))。力控制如上所述，通过如下方法执行，即，基于在第一指部Fl及第二指部F2的指尖设置的力传感器？16、旧6检测到的力信息(力的大小、方向)和各个指部的目标力指令， 生成位置补正量，将其加在各个指部的目标位置指令上来形成跟踪目标位置，例如在第一指部Fl的力传感器F16的检测到的力比目标力指令小的情况下，第一指部Fl产生更大的力，生成适当的位置补正量，以使力传感器F16的检测的力成为目标力指令，对于加上该位置补正量的跟踪目标位置，通过进行第一指部Fl的伺服电动机M11、M12、M13及M14的反馈控制而执行。此时，工件配备系统1通过位置控制，使第三指部F3及第四指部F4退避(上升)， 以免第三指部F3及第四指部F4与把持对象钢筋T及钢筋W干涉。在ST82中，工件配备系统1在第一指部Fl及第二指部F2通过力控制把持把持对象钢筋τ的凸缘部Tl，且第三指部F3及第四指部F4退避的状态下，通过臂122使手121上升H2 (参照图8 (c))。其结果是，把持对象钢筋T在凸缘部Tl的位置被抬起H2 (单端把持工序)。与把持对象钢筋T干涉的钢筋W通过把持对象钢筋T的一方被抬起，而从把持对象钢筋τ滑落、或者被把持对象钢筋T推掉，上升到距上述的假想平面P为高度H1的第二把持部T2 (通过第三指部F3及第四指部F4的组把持的部位)形成与其它钢筋W不干涉的状态。并且，工件配备系统1通过位置控制使第三指部F3及第四指部F4朝向隔着第二把持部T2的区域即区域D移动(参照图8(d))。在ST83中，工件配备系统1利用第三指部F3及第四指部F4通过力控制把持把持对象钢筋T的第二把持部T2 (两端把持工序)。 力控制同样通过如下方法执行，即，基于在第三指部F3及第四指部F4的指尖设置的力传感器F36、F46检测到的力信息(力的大小、方向)和各自的指部的目标力指令，生成位置补正量，并将其加在各自的指部的目标位置指令来作为跟踪目标位置。在ST83中，由于第一指部Fl及第二指部F2已经通过力控制把持把持对象钢筋T 的凸缘部Tl，因此在该段階所有指部Fl至F4都通过力控制把持工件(参照图8(e))。在ST84中，工件配备系统1在调整第三指部F3及第四指部F4的伸出量的同时， 将把持对象钢筋T朝向其配件台15的配备面151的配备位置Wa输送。在此，能够将高度H2 (把持对象钢筋T的凸缘部Tl的抬起高度)适当设定为满足上述的= H^Lf---- (1)，但将高度吐设定得越大，高度H1 (第二把持部T2 (通过第三指部F3及第四指部F4的组把持的部位)距假想平面P的高度)也越大，把持成功率能够越高。因此，能够削减不能把持时的通过激振器进行工件搅拌、用于工件把持处理重新开始的工件配备系统1的空走时间。H2的设定例如可以通过如下这样的方法，即，最初预先设定为大的值，若该值的把持成功率为目标值以上，则将H2修改为小规定值的值(重复该修改)，相反若把持成功率为目标值以下，则将吐修改为大规定值的值(重复该修改)。但是，ST8的“两阶段把持”处理(具体而言，ST81至ST84的处理)的处理时间则相反，H2设定得越小其越短。因此，优选高度吐的设定不仅考虑把持成功率的提高程度 (空走时间的削减程度)，还考虑“两阶段把持”处理的处理时间的观点，考虑工件配备系统 1的整体最佳而设定。以上，说明了要配备的对象工件即钢筋W、工件602、604及606中的钢筋W的“两阶段把持”，但能够进行“两阶段把持”的工件在要配备的对象工件(在此，四种)中不局限于一种，其它工件(例如工件602及604)也同样能够进行“两阶段把持”。另外，要配备的对象工件的种类(个数及是否为规定方向上长的形状的工件的类型)能够通过调整示教数据而任意设定。根据本实施方式的工件的把持方法，起到以下效果。(1)在要通过多指部的手把持散装状态的工件时，即使在一阶段把持处理中不能把持的“其它工件重叠在对象工件上而产生干涉的状态”下，也能够通过“两阶段把持”处理进行工件的把持，使能够把持工件的模式增加，能够提高散装状态的工件的把持成功率。(2) (1)的结果是，能够削减不能把持时所需要的激振器进行的工件搅拌、之后的工件把持处理重新开始所需要的工件配备系统1的空走时间，从而能够提高制造工序的效率。(3)由于对“两阶段把持”处理的特性产生影响的变量即高度H2(把持对象钢筋T 的凸缘部Tl的抬起高度)被适当设定为满足上述的H2+Ha = H^Lf----⑴，因此能够将把持成功率的提高程度(工件配备系统1的空走时间的削减程度)、“两阶段把持”处理的处理时间的观点考虑在内，考虑工件配备系统1的整体最佳而设定。因此，通过作为控制参数的高度压的设定能够实现工件配备系统1的整体最佳。(4)通过使第一指部Fl及第二指部F2的组向对于第三指部F3及第四指部F4的组倾斜，及/或第三指部F3及第四指部F4的组向对于第一指部Fl及第二指部F2的组倾斜，能够改变把持的两个部位的间隔仏⑵。因此，对各种工件能够适用“两阶段把持”处理。(5)如(4)的那样，由于能够改变把持的两个部位的间隔(L12)，因此即使相同的高度H2，根据上述的H1=(L02-L12)(H2Zl02)——(2)的关系也能够改变高度H1 (第二把持部T2 (通过第三指部F3及第四指部F4的组把持的部位)距假想平面P的高度)。即，通过将把持的两个部位的间隔(L12)作为控制参数而进行适当设定，能够实现工件配备系统1的整体最佳。此外，本发明不局限于上述实施方式，在能够实现本发明的目的的范围内的变形、 改良等包含于本发明。例如，本发明当然还能适用于在机动车的车身组装线配置的组装系统中的规定方向上长的形状的工件的把持、组装。
权利要求
1.一种工件的把持方法，其为在使用两个把持装置把持工件时，在相对于要把持的把持对象工件插入把持装置的一个把持装置插入部位不存在与其它工件干涉的状态下的工件的把持方法，其中，所述工件的把持方法包括在所述一个把持装置插入部位插入第一把持装置，把持所述把持对象工件而将其抬起的单端把持工序；在利用所述第一把持装置抬起的所述把持对象工件的周围插入第二把持装置而进行把持的两端把持工序。
2.根据权利要求1所述的工件的把持方法，其中，在相对于所述把持对象工件插入所述把持装置的另一个把持装置插入部位存在与其它工件的干涉。
全文摘要
一种工件的把持方法，在通过多指部的手把持散装状态的工件情况下，即使在对象工件上重叠有其它工件的状态下，也可进行工件的把持，从而能够提高工件的把持成功率。该方法是在使用两个把持装置(第一至第四指部F1至F4)把持工件(钢筋W)时，在相对于要把持的把持对象工件(把持对象钢筋T)插入把持装置的一个把持装置插入部位(区域A)不存在与其它工件干涉的状态下进行的工件的把持方法，其包括在一个把持装置插入部位插入第一把持装置(第一指部F1及第二指部F2)而把持把持对象工件将其抬起的单端把持工序；在利用第一把持装置抬起的把持对象工件的周围(区域D)插入第二把持装置(第三指部F3及第四指部F4)而进行把持的两端把持工序。
文档编号B25J15/00GK102233581SQ20111010707
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月22日 优先权日2010年4月28日
发明者泽田信治, 近藤俊之, 难波伸宏 申请人:本田技研工业株式会社