专利名称：工件取出系统、机器人装置以及被加工物的制造方法
技术领域：
本发明涉及工件取出系统、机器人装置以及被加工物的制造方法，特别涉及用机器人手臂来取出工件的工件取出系统、机器人装置以及被加工物的制造方法。
背景技术：
以往，公知有用机器人手臂来取出工件的工件取出系统(参照例如，专利文献I)。上述专利文献I中，公开了利用机器人手臂取出配置于储料机内的多个工件的工件取出系统。在该工件取出系统中，设有传感器单元(配置状态检测部)，传感器单元通过对配置有工件的区域(储料机内部的区域)进行拍摄，检测储料机内的多个工件的配置状态(配置位置、配置姿势等)。然后，驱动机器人手臂，以取出根据与传感器单元检测到的配置状态相关的信息而选择的I个工件。此处，在上述专利文献I公开的以往的工件取出系统中，在设置多个储料机并从多个储料机依次取出工件的情况下，每当从多个储料机中的I个储料机中取出工件时停止机器人手臂的驱动，利用3维测量单元检测配置在成为接下来要取出工件的对象的其它储料机中的工件的配置状态。专利文献1:日本特开2011-115930号公报但是，在具有上述结构的以往的工件取出系统中，在依次从多个储料机取出工件的情况下，由于每当从多个储料机中的I个储料机中取出工件时停止机器人手臂的驱动，相应地依次从多个储料机取出工件的一系列工件取出工序所需的时间(生产节拍时间)变长。因此，一直以来，期待缩短依次从多个区域取出工件的一系列工件取出工序所需的时间。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的一个目的是提供能够缩短依次从多个区域取出工件的一系列工件取出工序所需的时间的工件取出系统、机器人装置以及被加工物的制造方法。为了达成上述目的，该发明的第I方式的工件取出系统利用机器人手臂取出配置于多个区域的工件，其具备检测工件的配置状态的配置状态检测部，配置状态检测部构成为，在机器人手臂进行取出配置于多个区域中的I个区域的工件的工件取出动作的期间，检测配置于其它区域的工件的配置状态。在该发明的第I方式的工件取出系统中，如上述这样，使配置状态检测部构成为，在利用机器人手臂进行取出多个区域中的I个区域中配置的工件的工件取出动作的期间，检测其它区域中所配置的工件的配置状态。由此，在从多个区域依次取出工件的情况下，由于利用多个区域中的I个区域中所配置的机器人手臂来取出工件的工件取出动作与利用配置状态检测部来检测其它区域中所配置的工件的配置状态的处理能够并行地进行，因此能够抑制在利用配置状态检测部来检测工件的配置状态的期间内停止机器人手臂的驱动。其结果是，能够缩短从多个区域依次取出工件的一系列工件取出工序所需的时间(生产节拍时间)。该发明的第2方式的机器人装置具备机器人手臂，其用于取出配置于多个区域的工件；以及配置状态检测部，其检测工件的配置状态，配置状态检测部构成为，在利用机器人手臂进行工件取出动作的期间，检测配置于其它区域的工件的配置状态，该工件取出动作是取出配置于多个区域中的I个区域的工件。在该发明的第2方式的机器人装置中，如上述那样，使配置状态检测部构成为，在利用机器人手臂进行取出多个区域中的I个区域中配置的工件的工件取出动作的期间，检测其它区域中所配置的工件的配置状态。由此，在从多个区域依次取出工件的情况下，由于利用多个区域中的I个区域中所配置的机器人手臂来取出工件的工件取出动作与利用配置状态检测部来检测其它区域中所配置的工件的配置状态的处理能够并行地进行，因此能够抑制在利用配置状态检测部来检测工件的配置状态的期间内停止机器人手臂的驱动。其结果是，可提供能够缩短从多个区域依次取出工件的一系列工件取出工序所需的时间的机器人装置。该发明的第3方式的被加工物的制造方法包括以下步骤利用机器人手臂取出配置于多个区域中的I个区域的被加工物；与利用机器人手臂取出被加工物的步骤并行地，利用配置状态检测部检测配置于其它区域的被加工物的配置状态；以及对利用机器人手臂取出的被加工物实施规定的处理。在该发明的第3方式的被加工物的制造方法中，如上述那样，使配置状态检测部构成为，在利用机器人手臂进行取出多个区域中的I个区域中配置的工件的工件取出动作的期间，检测其它区域中所配置的工件的配置状态。由此，在从多个区域依次取出工件的情况下，由于利用多个区域中的I个区域中所配置的机器人手臂来取出工件的工件取出动作与利用配置状态检测部来检测其它区域中所配置的工件的配置状态的处理能够并行地进行，因此能够抑制在利用配置状态检测部来检测工件的配置状态的期间内停止机器人手臂的驱动。其结果是，可提供能够缩短从多个区域依次取出工件的一系列工件取出工序所需的时间被加工物的制造方法。
图1是从侧面观察本发明的第I以及第2实施方式的机器人系统时的整体图。图2是从上方观察本发明的第I以及第2实施方式的机器人系统时的整体图。图3是本发明的第I以及第2实施方式的机器人系统的3维测量单元的正面图。图4是本发明的第I以及第2实施方式的机器人系统的框图。图5是用于说明本发明的第I实施方式的机器人系统中依次从储料机取出工件并搬运时的3维测量单元以及机器人手臂的动作的时序图。图6是用于说明本发明的第2实施方式的机器人系统中依次从储料机取出工件并搬运时的3维测量单元以及机器人手臂的动作的时序图。图7是从上方观察本发明的第I以及第2实施方式的变形例的机器人系统时整体图。标号说明
2、2a :机器人控制器(机器人控制部)；3、3a、3b 3维测量单元(配置状态检测部)；11 :机器人手臂；31、31a :照相机(拍摄部)；33、33a :控制部(图像识别部)；100、100a、IOOb 机器人系统(工件取出系统、机器人装置)4、8、(、03 :储料机(容器);8、13、(3、(1、6 :工件(被加工物)。
具体实施例方式以下，根据
本发明的实施方式。(第I实施方式)首先，参照图1 图4，对第I实施方式的机器人系统100的结构进行说明。机器人系统100是本发明的“工件取出系统”的一例，同时也是本发明的“机器人装置”的一例。如图1以及图2所示，第I实施方式的机器人系统100具备机器人1、对机器人I的各部进行控制的机器人控制器2、与机器人控制器2连接的3维测量单元3。另外，机器人控制器2是本发明的“机器人控制部”的一例。此外，3维测量单元3是本发明的“配置状态检测部”的一例。此外，以与机器人系统100相邻的方式配置有4个在上表面(箭头Zl方向侧的面)具有矩形形状开口的箱状的储料机A、B、C以及D。储料机A、B、C以及D分别由金属、树脂等形成。此外，如图2所示，在储料机A、B、C以及D的内部，分别散乱地配置(散装)有多个工件a、b、c以及d。此外，以与机器人系统100相邻的方式配置有对储料机A D内的工件a d实施规定处理的下一工序的设备200 (例如，加工机)。另外，储料机A D是本发明“容器”的一例。此外，工件a d是本发明“被加工物”的一例。机器人I是由机器人手臂11构成的多关节机器人。此外，机器人手臂11具有基台12、多个臂部分13、连接各臂部分13的多个关节14。此外，机器人手臂11内置有用于驱动关节14的伺服电机(未图示)，机器人手臂11 (伺服电机)的驱动是由机器人控制器2控制的。此外，在机器人手臂11的前端设置有用于把持(保持)工件a d的手部(爪部)15。在手部15设置有一对指部件15a。一对指部件15a被致动器(未图示)驱动，以缩短或扩大相互的间隔。此外，一对指部件15a的驱动是由机器人控制器2控制的。此处，在第I实施方式中，机器人手臂11构成为，进行工件取出动作和工件搬运动作，工件取出动作是从4个储料机A D的I个储料机中逐个取出工件a d，工件搬运动作是将取出的工件a d搬运到下一工序的设备200的工作台(未图示)上的规定的位置。以下说明反复进行按照储料机A、B、C以及D的顺序依次进行机器人手臂I对储料机A D的工件a dl的工件取出动作的一系列取出动作循环的示例。另外，该顺序可任意地设定。3维测量单元3是为了检测分别配置在4个储料机A D内的多个工件a d(参照图2)的配置状态(配置位置、配置姿势等)而设置的。如图1所示，3维测量单元3相对于储料机A D，固定地设置在上方(箭头Zl方向侧)。此外，如图3以及图4所示，3维测量单元3构成为包含照相机31、激光扫描仪32、控制部33、存储部34。另外，照相机31是本发明“拍摄部”的一例。此外，控制部33是本发明“图像识别部”的一例。如图1以及图2所示，照相机31以及激光扫描仪32以与储料机A D的上表面(箭头Zl方向侧)对置并朝向下方(箭头Z2方向侧)的方式设置于3维测量单元3。由此，照相机31能够从上方(箭头Zl方向侧)对储料机A D进行拍摄。另外，在第I实施方式中，照相机31具有能够一并对全部储料机A D同时进行拍摄的视场。此外，激光扫描仪32包含产生狭缝(sIit)光的激光光源(未图不)、反射镜(未图不)、驱动反射镜的电动机(未图示)。并且，构成为，使激光光源照射的狭缝状的激光照射于反射镜，利用电动机使反射镜旋转，从而向配置于储料机A D内的工件a d照射(扫描)狭缝状的激光。照相机31以规定的帧速率拍摄照射于工件a d的激光的反射光。然后，利用控制部33对照相机31拍摄的拍摄图像进行图像识别处理。在该图像识别处理中，根据电动机的旋转角度、照相机31的拍摄元件的位置、以及激光光源、反射镜、照相机的位置关系，利用三角测量的原理，检测与储料机A D内的工件a d的距离(与工件a d的3维形状相关的信息)。控制部33构成为根据通过进行上述图像识别处理而检测出的距工件a d的距离，检测配置于储料机A D内的多个工件a d的配置状态。具体地说，在3维测量单元3的存储部34中预先存储有与工件a d的3维形状相关的信息，通过比较存储部34中预先存储的与工件a d的3维形状相关的信息、和检测出的与储料机A D内的工件a d的3维形状相关的信息，来检测各工件a d的配置状态(配置位置、配置姿势等)。此处，在第I实施方式中，机器人控制器2进行这样的控制根据与3维测量单元3所检测的工件a d的配置状态相关的信息(与储料机a d内的工件a d的3维形状相关的信息)，选择配置于储料机A D内的多个工件a d中的I个(例如，位于容易保持的位置处的工件a d)，使机器人手臂11取出。此外，在第I实施方式中，3维测量单元3构成为，在机器人手臂11进行取出配置于储料机A D中的I个储料机的工件a d的工件取出动作的期间，检测配置于当前作为机器人手臂11的工件取出动作的对象的储料机A D以外的其它储料机A D中的工件a d的配置状态。具体地说，3维测量单元3构成为，在利用机器人手臂11进行从储料机A D中的I个储料机取 出工件a d的工件取出动作的期间，检测配置于接下来成为机器人手臂11的工件取出动作的对象的储料机A D中的工件a d的配置状态。S卩，在第I实施方式中，3维测量单元3构成为，在利用机器人手臂11进行从储料机A中取出工件a的工件取出动作的期间，检测配置于储料机B中的工件b的配置状态。此外，3维测量单元3构成为，在利用机器人手臂11进行从储料机B中取出工件b的工件取出动作的期间，检测配置于储料机C中的工件c的配置状态。此外，3维测量单元3构成为，在利用机器人手臂11进行从储料机C中取出工件c的工件取出动作的期间，检测配置于储料机D中的工件d的配置状态。另外，3维测量单元3构成为，在如上述这样按照工件A、B、C以及D的顺序依次进行机器人手臂11的工件取出动作的情况下，在依次进行工件取出动作之前，利用照相机31一并对全部的工件a d进行拍摄。此外，3维测量单元3构成为，在如上述这样反复进行按照工件A、B、C以及D的顺序依次进行机器人手臂11的工件取出动作的一系列取出动作循环的情况下，每次反复一系列取出动作循环时，利用照相机31 —并对全部的工件a d进行拍摄。此处，3维测量单元3构成为，在对工件a d进行工件取出动作的期间，控制照相机31的拍摄动作，使得照相机31不对成为该工件取出动作的对象的储料机A D进行拍摄。由此，能够抑制机器人手臂11进入拍摄动作时的照相机31的视场。
接下来，参照图5，对在第I实施方式的机器人系统100中从储料机A D依次取出工件a d并搬运时的3维测量单元3 (照相机31以及控制部33)以及机器人手臂11的动作进行说明。首先，如图5所示，在时刻t0开始拍摄动作，利用3维测量单元3的照相机31 —并对全部的储料机A D同时进行拍摄。然后，在时刻tl结束照相机31对该储料机A D的拍摄动作。接下来，在时刻tl利用3维测量单元3的控制部33开始对配置于储料机A内的工件a的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33开始图像识别处理(检测与储料机A内的工件a的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31对上述储料机A D的拍摄动作而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机A对应的部分。在时刻t2结束控制部33对该储料机A的图像识别处理。由此，在时刻t2，利用控制部33检测出与储料机A内的工件a的距离(与储料机A内的工件a的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33检测出配置于储料机A内的工件a的配置状态(配置位置、配置姿势等)，将与成为取出对象的工件a的配置位置、配置姿势等相关的信息发送至机器人控制器2。接下来，在时刻t2开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33的配置状态识别处理的对象的储料机A中取出工件a。在对该工件a的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33对上述储料机A的配置状态识别处理的结果而检测出的工件a的配置状态相关的信息而选择的工件a (例如，位于容易保持的位置的工件a)。然后，在时刻t3结束机器人手臂11对该工件a的工件取出动作。接下来，在时刻t3开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机A中取出的工件a搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻t4结束机器人手臂11对该工件a的工件搬运动作。此处，在上述的机器人手臂11对储料机A的工件取出动作的开始时刻即时刻t2，利用控制部33开始对配置在储料机B内的工件b的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33开始图像识别处理(检测与储料机B内的工件b的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31对上述储料机A D的拍摄动作(参照时刻t0 tl)而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机B对应的部分。控制部33对该储料机B的图像识别处理与上述机器人手臂11对工件a的工件取出动作以及工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件a的工件搬运动作的结束时刻即时刻t4结束控制部33对该储料机B的图像识别处理。由此，在时刻t4，利用控制部33检测出与储料机B内的工件b的距离(与储料机B内的工件b的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33检测出配置在储料机B内的工件b的配置状态(配置位置、配置姿势等)，将与成为取出对象的工件b的配置位置、配置姿势等相关的信息发送至机器人控制器2。接下来，在时刻t4开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33的配置状态识别处理的对象的储料机B中取出工件b。在对该工件b的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33对上述储料机B的配置状态识别处理的结果而检测出的工件b的配置状态相关的信息而选择的工件b (例如，位于容易保持的位置的工件b)。然后，在时刻t5结束机器人手臂11对该工件b的工件取出动作。接下来，在时刻t5开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机B中取出的工件b搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻t6结束机器人手臂11对该工件b的工件搬运动作。此处，在上述的机器人手臂11对上述工件b的工件取出动作的开始时刻即时刻t4，利用控制部33开始对配置在储料机C内的工件c的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33开始图像识别处理(检测与储料机C内的工件c的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31对上述储料机A D的拍摄动作(参照时刻t0 tl)而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机C对应的部分。控制部33对该储料机C的图像识别处理与机器人手臂11对上述工件b的工件取出动作以及工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件b的工件搬运动作的结束时刻即时刻t6结束控制部33对该储料机C的图像识别处理。由此，在时刻t6，利用控制部33检测出与储料机C内的工件c的距离(与储料机C内的工件c的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33检测出配置在储料机C内的工件c的配置状态(配置位置、配置姿势等)，将与成为取出对象的工件c的配置位置、配置姿势等相关的信息发送至机器人控制器2。接下来，在时刻t6开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33的配置状态识别处理的对象的储料机C中取出工件C。在对该工件c的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33对上述储料机C的配置状态识别处理的结果而检测出的工件c的配置状态相关的信息而选择的工件c (例如，位于容易保持的位置的工件C)。然后，在时刻t7结束机器人手臂11对该工件c的工件取出动作。接下来，在时刻t7开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机C中取出的工件c搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻t8结束机器人手臂11对该工件c的工件搬运动作。此处，在上述的机器人手臂11对上述工件c的工件取出动作的开始时刻即时刻t6，利用控制部33开始对配置在储料机D内的工件d的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33开始图像识别处理(检测与储料机D内的工件d的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31对上述储料机A D的拍摄动作(参照时刻t0 tl)而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机D对应的部分。控制部33对该储料机D的图像识别处理与机器人手臂11对上述工件c的工件取出动作以及工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件c的工件搬运动作的结束时刻即时刻t8结束控制部33对该储料机D的图像识别处理。由此，在时刻t8，利用控制部33检测出与储料机D内的工件d的距离(与储料机D内的工件d的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33检测出配置在储料机D内的工件d的配置状态(配置位置、配置姿势等)，将与成为取出对象的工件d的配置位置、配置姿势等相关的信息发送至机器人控制器2。如上所述，在第I实施方式中，在进行机器人手臂11对工件a c的工件取出动作以及工件搬运动作的时刻t2 t8期间内，并行地进行控制部33对储料机B D的配置状态识别处理。
接下来，在时刻t8，开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33的配置状态识别处理的对象的储料机D中取出工件d。在对该工件d的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33对上述储料机D的配置状态识别处理的结果而检测出的工件d的配置状态相关的信息而选择的工件d (例如，位于容易保持的位置的工件d)。然后，在时刻t9结束机器人手臂11对该工件d的工件取出动作。接下来，在时刻t9开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机D中取出的工件d搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻tlO结束机器人手臂11对该工件d的工件搬运动作。此处，在上述机器人手臂11对工件d的工件搬运动作的开始时刻即时刻t9再度利用照相机31开始一并对全部的储料机A D同时进行拍摄的拍摄动作。照相机31对该储料机A D的拍摄动作与上述机器人手臂11对工件d的工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件d的工件搬运动作的结束时序即时刻tlO结束照相机31对该储料机A D的拍摄动作。另外，在时刻tlO以后，上述时刻tl tlO进行的照相机31的拍摄动作(参照时刻t9 tlO)、控制部33的配置状态识别处理(参照时刻tl t8)、机器人手臂11的工件取出动作以及工件搬运动作(参照时刻t2 tlO)按照与上述时刻tl tlO同样的时序反复。在第I实施方式中，如上所述，使3维测量单元3构成为，在利用机器人手臂11进行取出配置于储料机A C中的工件a c的工件取出动作的期间，检测配置于其它储料机B D中的工件b d的配置状态。由此，如图5所示，在从储料机A D依次取出工件a d的情况下，能够并行地进行利用机器人手臂11取出配置于储料机A C中的工件a c的工件取出动作与利用3维测量单元3检测(识别)配置于其它储料机B D中的工件b d的配置状态的处理，所以能够抑制在利用3维测量单元3检测工件b d的配置状态的期间，停止机器人手臂11的驱动。其结果是，能够缩短从储料机A D依次取出工件a d的一系列工件取出工序所需的时间(生产节拍时间)。此外，在第I实施方式中，如上所述，使3维测量单元3构成为，在机器人手臂11在对配置于储料机A C中的工件a c进行工件取出动作的期间，检测配置于接下来成为机器人手臂11的工件取出动作的对象的其它储料机B D中的工件b d的配置状态。由此，在对配置于储料机A C中的工件a c进行工件取出动作以后，在从成为下一个工件取出动作对象的其它储料机B D中取出工件b d时，由于已经检测了配置于其它储料机B D中的工件b d的配置状态，所以能够顺利地进行从储料机A D依次取出工件a d的一系列工件取出工序。此外，在第I实施方式中，如上所述，在3维测量单元3中设置了对储料机A D进行拍摄的照相机31以及对照相机31所拍摄的拍摄图像进行图像识别处理的控制部33，并使3维测量单元3构成为，在机器人手臂11对配置于储料机A C中的工件a c进行工件取出动作的期间，利用控制部33进行照相机31所拍摄的其它储料机B D的拍摄图像的图像识别处理，检测配置于其它储料机B D中的工件b d的配置状态。由此，在从储料机A D依次取出工件a d的情况下，能够容易地并行进行利用机器人手臂11取出配置于储料机A C中的工件a c的工件取出动作与利用3维测量单元检测配置于其它储料机B D中的工件b d的配置状态的处理。此外，在第I实施方式中，如上所述，使3维测量单元3构成为，在机器人手臂11对储料机A D依次进行工件取出动作之前，利用照相机31 —并对全部的储料机A D同时进行拍摄。由此，在从储料机A D依次取出工件a d的情况下，每当进行利用机器人手臂11取出配置储料机A D中的I个储料机的工件a d的工件取出动作时，不需要利用照相机31对接下来成为机器人手臂11的工件取出动作对象的其它储料机A D进行拍摄，从而能够相应地进一步缩短从储料机A D依次取出工件a d的一系列工件取出工序所需的时间。此外，在第I实施方式中，如上所述，使3维测量单元3构成为，每当反复进行机器人手臂11对储料机A D依次进行工件取出动作的一系列取出动作循环，利用照相机31一并对全部的储料机A D同时进行拍摄。由此，每次反复一系列取出动作循环时，能够利用3维测量单元3检测由于机器人手臂11的工件取出动作而变化的工件a d的配置状态。此外，在第I实施方式中，如上所述，照相机31的第2次以后的拍摄动作(例如，参照图5的时刻t9 tlO)与将通过机器人手臂11的上次工件取出动作(参照图5的时刻t9 tlO)取出的工件d搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置的工件搬运动作并行地进行。由此，在机器人手臂11对工件d的工件搬运动作结束后，在利用3维测量单元3进行检测(识别)配置于接下来成为机器人手臂11的工件取出动作对象的储料机A中的工件a的配置状态的处理时，由于已经利用照相机31对配置于储料机A中的工件a进行了拍摄，所以能够顺利地反复进行从储料机A D依次取出工件a d的一系列工件取出工序。此外，在第I实施方式中，如上所述，使3维测量单元3构成为，不仅在利用机器人手臂11对配置于储料机A C中的工件a c进行工件取出动作的期间，在利用机器人手臂11进行将通过工件取出动作而取出的工件a c搬运到规定位置的工件搬运动作的期间，也检测配置于其它储料机B D中的工件b d的配置状态。由此，不仅利用对配置于储料机A C中的工件a c进行工件取出动作的期间，也利用对通过该工件取出动作而取出的工件a c进行工件搬运动作的期间，可靠地进行比较花费时间的配置状态的识别处理(检测与工件b d的3维形状相关的信息的处理)。此外，在第I实施方式中，如上所述，相对于储料机A D固定地设置3维测量单元3。由此，例如，与3维测量单元3安装于机器人手臂11的情况不同，在利用机器人手臂11搬运工件a d期间，也能够容易地利用固定地设置的3维测量单元3来检测配置于储料机A D中的工件a d的配置状态。此外，在第I实施方式中，如上所述，使3维测量单元3构成为，通过检测与工件a d的距离来检测工件a d的配置状态，使机器人控制器2构成为，使机器人手臂11取出根据与3维测量单元3检测的工件a d的配置状态相关的信息而选择的工件a d。由此，能够根据与3维测量单元3检测出的工件a d的配置状态相关的信息，选择机器人手臂11容易取出的工件a d。(第2实施方式)
接下来，参照图1 图4以及图6，对第2实施方式的机器人系统IOOa进行说明。在该第2实施方式中，3维测量单元3a的照相机31a除了与上述第I实施方式同样地一并对全部的储料机A D同时进行拍摄之外，而且还仅对储料机A D中的储料机A以及B(或者储料机C以及D)进行拍摄，对该示例进行说明。另外，机器人系统IOOa是本发明“工件取出系统”的一例，同时也是本发明的“机器人装置”的一例。此外，3维测量单元3a是本发明的“配置状态检测部”的一例。此外，照相机31a是本发明的“拍摄部”的一例。如图1以及图2所示，第2实施方式的3维测量单元3a的照相机31 (参照图3以及图4)以与储料机A D的上表面(箭头Zl方向侧)对置并朝向下方(箭头Z2方向侧)的方式设置于3维测量单元3a。由此，照相机31a构成为能够从上方(箭头Zl方向侧)对储料机A D进行拍摄。此处，在第2实施方式中，照相机31a构成为能够仅对储料机A D中的储料机A以及B (或者储料机C以及D)进行拍摄。另外，照相机31a构成为也能够一并对全部的储料机A D同时进行拍摄。此外，在第2实施方式中，3维测量单元3a的控制部33a(参照图3以及图4)构成为，通过对照相机31a所拍摄的储料机A以及B (或者储料机C以及D)的拍摄图像进行图像识别处理，检测与储料机A以及B内的工件a以及b的距离(或者与储料机C以及D内的工件c以及d的距离)。然后，控制部33a根据与上述图像识别处理所检测出的与工件a d的距离，检测配置在储料机A D内的工件a d的配置状态。另外，第2实施方式的其它结构与上述第I实施方式相同。接下来，参照图6，说明第2实施方式的机器人系统IOOa中从储料机A D依次取出工件a d并搬运时的3维测量单元3a (照相机31a以及控制部33a)以及机器人手臂11的动作。在该 第2实施方式中，与上述第I实施方式同样，说明反复进行按照储料机A、B、C以及D的顺序依次进行机器人手臂11对储料机A D内的工件a d的工件取出动作的一系列取出动作循环的示例。首先，如图6所示，在时刻t20开始拍摄动作，利用3维测量单元3a的照相机31a，开始一并对全部的储料机A D冋时进彳丁拍摄的拍摄动作。然后，在时刻t21结束照相机31a对该储料机A D的拍摄动作。接下来，在时刻t21，利用3维测量单元3a的控制部33a开始对配置于储料机A内的工件a的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33a开始图像识别处理(检测与储料机A内的工件a的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31a对上述储料机A D的拍摄动作而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机A对应的部分。在时刻t22结束控制部33a对该储料机A的图像识别处理。由此，在时刻t22，利用控制部33a检测出与储料机A内的工件a的距离(与储料机A内的工件a的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33a检测出配置于储料机A内的工件a的配置状态。接下来，在时刻t22开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33a的配置状态识别处理的对象的储料机A中取出工件a。在对该工件a的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33a对上述储料机A的配置状态识别处理的结果而检测出的工件a的配置状态相关的信息而选择的工件a (例如，位于容易保持的位置的工件a)。然后，在时刻t23结束机器人手臂11对该工件a的工件取出动作。接下来，在时刻t23开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机A中取出的工件a搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻t24结束机器人手臂11对该工件a的工件搬运动作。此处，在机器人手臂11对上述工件a的工件取出动作的开始时刻即时刻t22，利用控制部33a开始对配置在储料机B内的工件b的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33a开始图像识别处理(检测与储料机B内的工件b的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31a对上述储料机A D的拍摄动作(参照时刻t20 t21)而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机B对应的部分。控制部33a对该储料机B的图像识别处理与上述机器人手臂11对工件a的工件取出动作以及工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件a的工件搬运动作的结束时刻即时刻t24结束控制部33a对该储料机B的图像识别处理。由此，在时刻t24，利用控制部33a检测出与储料机B内的工件b的距离(与储料机B内的工件b的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33a检测出配置在储料机B内的工件b的配置状态(配置位置、配置姿势
O接下来，在时刻t24开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33a的配置状态识别处理的对象的储料机B中取出工件b。在对该工件b的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33a对上述储料机B的配置状态识别处理的结果而检测出的工件b的配置状态相关的信息而选择的工件b (例如，位于容易保持的位置的工件b)。然后，在时刻t25结束机器人手臂11对该工件b的工件取出动作。
接下来，在时刻t25开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机B中取出的工件b搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻t26结束机器人手臂11对该工件b的工件搬运动作。此处，在上述的机器人手臂11对上述工件b的工件取出动作的开始时刻即时刻t24，利用控制部33a开始对配置在储料机C内的工件c的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33a开始图像识别处理(检测与储料机C内的工件c的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31a对上述储料机A D的拍摄动作(参照时刻t20 t21)而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机C对应的部分。控制部33a对该储料机C的图像识别处理与机器人手臂11对上述工件b的工件取出动作以及工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件b的工件搬运动作的结束时刻即时刻t26结束控制部33a对该储料机C的图像识别处理。由此，在时刻t26，利用控制部33a检测出与储料机C内的工件c的距离(与储料机C内的工件c的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33a检测出配置在储料机C内的工件c的配置状态(配置位置、配置姿势等)。此外，在上述机器人手臂11对工件b的工件搬运动作的开始时刻即时刻t25，利用照相机31a开始仅对储料机A D中的储料机A以及B同时进行拍摄的拍摄动作。照相机31a对该储料机A以及B的拍摄动作与上述机器人手臂11对工件b的工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件b的工件搬运动作的结束时刻即时刻t26结束照相机31a对该储料机A以及B的拍摄动作。接下来，在时刻t26开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33a的配置状态识别处理的对象的储料机C中取出工件C。在对该工件c的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33a对上述储料机C的配置状态识别处理的结果而检测出的工件c的配置状态相关的信息而选择的工件c (例如，位于容易保持的位置的工件C)。然后，在时刻t27结束机器人手臂11对该工件c的工件取出动作。接下来，在时刻t27开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机C中取出的工件c搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻t28结束机器人手臂11对该工件c的工件搬运动作。此处，在上述的机器人手臂11对上述工件c的工件取出动作的开始时刻即时刻t26，利用控制部33a开始对配置在储料机D内的工件d的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33a开始图像识别处理(检测与储料机D内的工件d的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31a对上述储料机A D的拍摄动作(参照时刻t20 t21)而一并拍摄的全部的储料机A D的拍摄图像中的与储料机D对应的部分。控制部33a对该储料机D的图像识别处理与机器人手臂11对上述工件c的工件取出动作以及工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件c的工件搬运动作的结束时刻即时刻t28结束控制部33a对该储料机D的图像识别处理。由此，在时刻t28，利用控制部33a检测出与储料机D内的工件d的距离(与储料机D内的工件d的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33a检测出配置在储料机D内的工件d的配置状态(配置位置、配置姿势等)。接下来，在时刻t28开始工件取出动作，该工件取出动作是利用机器人手臂11从成为上述控制部33a的配置状态识别处理的对象的储料机D中取出工件d。在对该工件d的工件取出动作中，机器人控制器2控制机器人手臂11，使其取出机器人控制器2根据与作为控制部33a对上述储料机D的配置状态识别处理的结果而检测出的工件d的配置状态相关的信息而选择的工件d (例如，位于容易保持的位置的工件d)。然后，在时刻t29结束机器人手臂11对该工件d的工件取出动作。接下来，在时刻t29开始工件搬运动作，该工件搬运动作是利用机器人手臂11将利用上述工件取出动作从储料机D中取出的工件d搬运到下一工序的设备200的工作台上的规定位置。然后，在时刻t30结束机器人手臂11对该工件d的工件搬运动作。此处，在上述的机器人手臂11对上述工件d的工件取出动作的开始时刻即时刻t28，利用控制部33a开始对配置在储料机A内的工件a的配置状态进行识别的配置状态识别处理。具体地说，利用控制部33a开始图像识别处理(检测与储料机A内的工件a的距离的处理)，该图像识别处理针对通过照相机31a对上述储料机A和B的拍摄动作(参照时刻t25 t26)而拍摄的储料机A和B的拍摄图像中的与储料机A对应的部分。控制部33a对该储料机A的图像识别处理与机器人手臂11对上述工件a的工件取出动作以及工件搬运动作并行地进行。然后，在上述机器人手臂11对工件d的工件搬运动作的结束时刻即时刻t30结束控制部33a对该储料机A的图像识别处理。由此，在时刻t30，利用控制部33a检测出与储料机A内的工件a的距离(与储料机A内的工件a的3维形状相关的信息)。其结果是，利用控制部33a检测出配置在储料机A内的工件a的配置状态(配置位置、配置姿势
O此外，在上述机器人手臂11对工件d的工件搬运动作的开始时刻即时刻t29，利用照相机31a开始仅对储料机A D中的储料机C以及D同时进行拍摄的拍摄动作。照相机31a对该储料机C以及D的拍摄动作与上述机器人手臂11对工件d的工件搬运动作并行地进行。然后，在机器人手臂11对上述工件d的工件搬运动作的结束时刻即时刻t30结束照相机31a对该储料机C以及D的拍摄动作。另外，在时刻t30以后，在上述时刻t22 t30进行的照相机31a的拍摄动作(参照时刻t25 t26以及时刻t29 t30)、控制部33a的配置状态识别处理(参照时刻t22 t30)、机器人手臂11的工件取出动作以及工件搬运动作(参照时刻t22 t30)按照与上述时刻t22 t30同样的时序反复。在第2实施方式中，在机器人手臂11对工件a的工件取出动作(例如参照图6的时刻t22 t23)以及工件搬运动作(参照图6的时刻t23 t24)、对工件b的工件取出动作(参照图6的时刻t24 t25)结束的时刻(参照图6的时刻t25)，能够与以后进行的控制部33a的图像识别处理以及机器人手臂11的动作并行地，再次进行照相机33a对储料机A D中的储料机A以及B的拍摄动作(参照图6的时刻t25 t26)。由此，能够使第2次以后进行的对储料机A以及B的控制部33a的图像识别处理的开始时刻(参照图6的时刻t28)比上述第I实施方式(参照图5的时刻tlO)提前，所以在反复进行按照工件A、B、C以及D的顺序依次进行机器人手臂11的工件取出动作的一系列取出动作循环的情况下，能够进一步缩短生产节拍时间。此外，在第2实施方式中，第2次以后的控制部33a对储料机A的配置状态识别处理(例如参照图6的时刻t28 t30)能够与上次的机器人手臂11对工件d的工件取出动作(参照图6的时刻t28 t29)以及工件搬运动作(参照图6的时刻t29 t30)并行地进行。由此，能够进一步缩短反复进行按照工件A、B、C以及D的顺序依次进行机器人手臂11的工件取出动作的一系列取出动作循环的情况下的生产节拍时间。另外，第2实施方式的其它效果与上述第I实施方式相同。另外，本次所公开的实施方式的所有方面仅为示例，而不应当认为是限制。本发明的范围不限于上述的实施方式的说明，而是由权利要求所示出，此外，与权利要求等同的含义以及范围内的所有变更也包含在内。例如，在上述第I以及第2实施方式中，示出了利用机器人手臂取出配置于4个储料机(容器)的内部的区域中的工件的机器人系统(工件取出系统以及机器人装置)，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以是利用机器人手臂取出配置于2个或者3个区域中的工件的工件取出系统以及机器人装置，也可以是利用机器人手臂取出配置于5个以上的区域中的工件的工件取出系统以及机器人装置。此外，在上述第I以及第2实施方式中，示出了使3维测量单元(配置状态检测部)构成为在进行机器人手臂对配置于4个储 料机(容器)中的I个储料机的内部的区域的工件的工件取出动作的期间，检测配置于接下来成为机器人手臂的工件取出动作对象的其它储料机中的工件的配置状态的示例，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以使配置状态检测部构成为，在进行机器人手臂对配置于多个区域中的I个区域中的工件的工件取出动作的期间，检测从下次起成为机器人手臂的工件取出动作对象的其它区域中配置的工件的配置状态。此外，在上述第I以及第2实施方式中，示出了相对于4个储料机(容器)的内部的区域固定地设置3维测量单元(配置状态检测部)的示例，本发明并不限于此。在本发明中，也可以将配置状态检测部设置为能够相对于多个区域移动。此外，在上述第I以及第2实施方式中，示出了使3维测量单元(配置状态检测部)构成为通过检测与工件的距离来检测工件的配置状态的示例，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以使配置状态检测部构成为，通过对与工件之间的距离进行检测的以外的单元来检测工件的配置状态。例如，可以利用CMOS传感器或CCD拍摄2维的图像来检测配置状态。此外，在上述第I以及第2实施方式中，示出了利用机器人手臂依次逐个取出配置于4个储料机(容器)的内部的区域中的多个工件的取出机器人系统(工件取出系统以及机器人装置)的示例，但是本发明并不限定于此。在本发明中，如图7所示的变形例，也可以是这样的机器人系统IOOb :利用机器人手臂从各区域El E4依次逐个取出配置于被虚拟地划分为包含4个区域El、E2、E3以及E4的I个储料机E的内部的多个工件e。另外，储料机E是本发明的“容器”的一例。此外，机器人系统IOOb是本发明的“工件取出系统”以及“机器人装置”的一例。在该图7所示的变形例中，3维测量单元3b构成为，通过将储料机E的内部虚拟地划分为4个区域El E4而进行识别，检测配置于4个区域El E4的每一个中的多个工件e的配置状态。此外，3维测量单元3b构成为，在利用机器人手臂11进行取出配置于区域El E4中的I个区域中的工件e的工件取出动作的期间，检测配置于当前成为机器人手臂11的工件取出动作的对象的区域El E4以外的其它区域El E4中的工件e的配置状态。然后，机器人控制器2a进行这样的控制根据与3维测量单元3b检测到的区域El E4的各工件e的配置状态相关的信息，选择配置于区域El E4内的多个工件e中的I个(例如，位于容易保持的位置的工件e)，使机器人手臂11取出。另外，3维测量单元3b是本发明的“配置状态检测部”的一例。此外，机器人控制器2a是本发明的“机器人控制部”的一例。另外,在该图7所示的变形例中，示出了虚拟地划分储料机E的内部的示例,但是在本发明中，也可以通过在储料机E的内部之间设置间隔来物理地划分储料机E的内部。
权利要求
1.一种工件取出系统，其利用机器人手臂取出配置于多个区域的工件，其具备检测所述工件的配置状态的配置状态检测部， 所述配置状态检测部构成为，在所述机器人手臂进行取出配置于所述多个区域中的I个区域的所述工件的工件取出动作的期间，检测配置于其它区域的所述工件的配置状态。
2.根据权利要求1所述的工件取出系统，其中， 所述配置状态检测部构成为，在所述机器人手臂对配置于所述多个区域中的I个区域的所述工件进行所述工件取出动作的期间，检测从下次起成为所述机器人手臂的所述工件取出动作的对象的所述其它区域中配置的所述工件的配置状态。
3.根据权利要求2所述的工件取出系统，其中， 所述多个区域包含成为所述机器人手臂的所述工件取出动作的对象的所述第I区域；在所述第I区域之后成为所述机器人手臂的所述工件取出动作的对象的第2区域；在所述第2区域之后成为所述机器人手臂的所述工件取出动作的对象的第3区域， 所述配置状态检测部构成为，在所述机器人手臂对配置于所述第I区域的所述工件进行所述工件取出动作的期间，检测配置于所述第2区域的所述工件的配置状态，并且，在所述机器人手臂对配置于所述第2区域的所述工件进行所述工件取出动作的期间，检测配置于所述第3区域的所述工件的配置状态。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的工件取出系统，其中， 所述配置状态检测部包含 拍摄部，其拍摄所述多个区域；以及 图像识别部，其对由所述拍摄部拍摄的拍摄图像进行图像识别处理， 所述工件取出系统构成为，在所述机器人手臂对配置于所述多个区域中的I个区域的所述工件进行所述工件取出动作的期间，利用所述图像识别部对由所述拍摄部拍摄的所述其它区域的拍摄图像进行图像识别处理，由此，检测配置于所述其它区域的所述工件的配置状态。
5.根据权利要求4所述的工件取出系统，其中， 所述配置状态检测部构成为，在对所述多个区域依次进行所述机器人手臂的所述工件取出动作的情况下，在对所述多个区域依次进行所述机器人手臂的所述工件取出动作之前，利用所述拍摄部一并对所述多个区域同时进行拍摄。
6.根据权利要求5所述的工件取出系统，其中， 所述配置状态检测部构成为，在反复进行针对所述多个区域依次进行所述机器人手臂的所述工件取出动作的一系列取出动作循环的情况下，每次反复所述一系列取出动作循环时，利用所述拍摄部一并对所述多个区域同时进行拍摄。
7.根据权利要求5或6所述的工件取出系统，其中， 该工件取出系统构成为，所述拍摄部的拍摄是与工件搬运动作并行地进行的，其中，所述工件搬运动作是将通过所述机器人手臂的所述工件取出动作取出的所述工件搬运到规定的位置。
8.根据权利要求1 7中的任意一项所述的工件取出系统，其中， 所述配置状态检测部构成为，在通过所述机器人手臂进行工件搬运动作的情况下，不仅在对配置于所述多个区域中的I个区域的所述工件进行所述机器人手臂的所述工件取出动作的期间，在进行所述机器人手臂的所述工件搬运动作的期间，也检测配置于其它区域的所述工件的配置状态，其中，所述工件搬运动作是将通过所述机器人手臂的所述工件取出动作取出的所述工件搬运到规定的位置。
9.根据权利要求1 8中的任意一项所述的工件取出系统，其中， 所述配置状态检测部相对于所述多个区域固定地设置。
10.根据权利要求1 9中的任意一项所述的工件取出系统，其中， 所述工件配置在多个容器内， 所述配置状态检测部构成为，在利用所述机器人手臂进行取出配置于所述多个容器中的I个容器内的所述工件的所述工件取出动作的期间，检测配置于其它容器内的所述工件的配置状态。
11.根据权利要求1 10中的任意一项所述的工件取出系统，其中， 所述配置状态检测部构成为，通过检测与所述工件的距离，检测所述工件的配置状态，该工件取出系统构成为，利用所述机器人手臂取出根据与所述配置状态检测部检测到的所述工件的配置状态相关的信息而选择的所述工件。
12.一种机器人装置，其具备 机器人手臂，其用于取出配置于多个区域的工件；以及 配置状态检测部，其检测所述工件的配置状态， 所述配置状态检测部构成为，在利用所述机器人手臂进行工件取出动作的期间，检测配置于其它区域的所述工件的配置状态，该工件取出动作是取出配置于所述多个区域中的I个区域的所述工件。
13.根据权利要求12所述的机器人装置，其中， 所述配置状态检测部构成为，通过检测与所述工件的距离，检测所述工件的配置状态， 所述机器人装置还具备进行所述机器人手臂的控制的机器人控制部， 所述机器人控制部构成为进行这样的控制使所述机器人手臂取出根据与所述配置状态检测部检测到的所述工件的配置状态相关的信息而选择的所述工件。
14.一种被加工物的制造方法，包括以下步骤 利用机器人手臂取出配置于多个区域中的I个区域的被加工物； 与利用所述机器人手臂取出所述被加工物的步骤并行地，利用配置状态检测部检测配置于其它区域的所述被加工物的配置状态；以及 对利用所述机器人手臂取出的所述被加工物实施规定的处理。
全文摘要
工件取出系统、机器人装置以及被加工物的制造方法，能够缩短从多个区域依次取出工件的一系列工件取出工序所需的时间。该机器人系统(100)(工件取出系统)，利用机器人手臂(11)取出配置于储料机(A～D)中的工件(a～d)，该机器人系统(100)具备检测工件(a～d)的配置状态的3维测量单元(3)，3维测量单元(3)构成为，在利用机器人手臂(11)进行取出配置于储料机(A～C)中的工件(a～c)的工件取出动作的期间，检测配置于其它储料机(B～D)中的工件(b～d)的配置状态。
文档编号B25J13/08GK103042529SQ201210385508
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月12日 优先权日2011年10月13日
发明者沓掛史典, 入江俊充, 安田裕也 申请人:株式会社安川电机