机器人系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供机器人系统，具有：机器人臂；设置于所述机器人臂的机器人手；接触部，设置于机器人手，用于使旋转装置的旋转体进行旋转，该旋转装置具备能够收纳工件的所述旋转体及将所述旋转体支撑为能够旋转的固定部，该旋转装置对所述工件进行预定的处理；检测部，对设置于所述旋转体的被检测部进行检测；以及第一控制部，根据所述检测部对所述被检测部的检测结果控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以使得所述接触部将所述旋转体旋转到预定的旋转位置。
【专利说明】机器人系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于2012年07月19日向日本特许厅提交的日本专利申请2012-161017号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及机器人系统。
【背景技术】
[0004]日本特开2011-251828号公报公开了具备机器人系统的处理系统。在该处理系统(食品产品输送系统)中，由带式输送机将由食品产品制造装置所制造的工件(食品产品)，向接近机器人(输送用机器人)的位置输送。之后，照相机((XD照相机)对工件进行撮像。由此，检测工件的输送速度及/或位置。而且，基于该检测结果，机器人的机器人手保持工件，并向处于带式输送机外的预定位置的容纳箱转移。
[0005]工件例如被设于旋转装置所具备的旋转体的预定部位(工件设置部位)。在这种情况下，有时通过旋转体的旋转对工件进行适当的处理。这时，每次旋转体结束旋转动作时，有时旋转方向上的工件位置有所不同(不确定)。在这种情况下，旋转体的工件设置部位的位置在每次旋转动作结束时也不固定。为了与此相对应，考虑应用上述公知技术的方法。即，在每次旋转体的旋转动作结束时，利用照相机对工件设置部位进行撮影，并进行适当的图像分析等。之后，利用机器人手，将工件配置在工件设置部位。
[0006]但是，在这种情况下，需要每次对不确定的工件设置部位的位置进行检测，决定工件的位置。用于此目的的机器人臂或者机器人手的动作控制是高科技且复杂。另外这样复杂的动作控制限制了工件向工件设置部位的配置精度(定位精度)。因此，存在难以得到充分的动作可靠性的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的在于，提供能够简化机器人臂及机器人手的动作控制并且能够提高动作可靠性的机器人系统。
[0008]本发明之一的观点涉及的机器人系统具有:机器人臂；设置于所述机器人臂的机器人手；接触部，设置于机器人手，用于使旋转装置的旋转体进行旋转，该旋转装置具备能够收纳工件的所述旋转体及将所述旋转体支撑为能够旋转的固定部，该旋转装置对所述工件进行预定的处理；检测部，对设置于所述旋转体的被检测部进行检测；第一控制部，根据所述检测部对所述被检测部的检测结果控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以使得所述接触部将所述旋转体旋转到预定的旋转位置；以及第二控制部，控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以向在所述预定的旋转位置停止的所述旋转体的预先决定的工件设置部位安装所述工件或者从所述工件设置部位取出所述工件。
[0009]另外，也可以在所述旋转装置的所述旋转体设置第一插入口。在这种情况下，优选，所述接触部能够插入到所述第一插入口，所述第一控制部控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以使得将所述接触部插入到所述第一插入口，并且，通过控制所述机器人臂及所述机器人手的动作来移动所述接触部，从而使所述旋转体的旋转位置成为所述预定的旋转位置，在所述预定的旋转位置，所述工件设置部位相对于所述固定部的位置为预先决定的特定的位置。
[0010]另外，所述接触部也可以是能够插入到所述第一插入口的、机器人手或由所述机器人手把持的插入件。
[0011 ]另外，优选，所述旋转体具有作为所述工件设置部位的第二插入口，所述第一控制部通过控制所述机器人臂及所述机器人手的动作来移动所述接触部，从而使所述旋转体的旋转位置成为所述预定的旋转位置，在所述预定的旋转位置，所述第二插入口的位置为所述特定的位置。
[0012]另外，优选，所述第二控制部控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以将所述工件向在所述预定的旋转位置停止的所述旋转体的所述第二插入口插入或者从所述第二插入口拔出所述工件。
[0013]另外，所述旋转体也可以具有第三插入口。在这种情况下，优选，所述检测部对插入到所述第三插入口的作为所述被检测部的定位部件进行检测。
[0014]另外，所述旋转装置也可以是进行作为所述预定的处理的离心分离的离心分离器。此外，所述工件也可以是收纳有成为离心分离的对象的被分离体的被处理容器。
[0015]根据上述的机器人系统，能够简化机器人臂及机器人手的动作控制，并且能够提
高动作可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表不一实施方式的机器人系统的整体构成的一例的系统构成图。
[0017]图2是表示管件的构成的一例的俯视图。
[0018]图3是表示插入件的构成的一例的俯视图。
[0019]图4是表示离心分离器的壳体的内部结构的立体图。
[0020]图5是表示作为定位部件的管件的构成的一例的俯视图。
[0021]图6中，Ca)是表不机器人主体的构成的一例的主视图，(b)是同样表不机器人主体的构成的一例的顶视图。
[0022]图7是表示机器人控制器的功能构成的一例的功能方框图。
[0023]图8是表示基于机器人控制器的机器人主体的动作控制的内容的流程图。
[0024]图9是表示基于机器人控制器的机器人主体的动作控制的内容的流程图。
[0025]图10是用于对机器人主体的动作进行说明的说明图。
[0026]图11是用于对机器人主体的动作进行说明的说明图。
[0027]图12是用于对机器人主体的动作进行说明的说明图。
[0028]图13是用于对机器人主体的动作进行说明的说明图。
[0029]图14是用于对机器人主体的动作进行说明的说明图。
[0030]图15是用于对机器人主体的动作进行说明的说明图。
[0031]图16是用于对机器人主体的动作进行说明的说明图。[0032]在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图对一实施方式进行说明。在本实施方式中，表示基于机器人系统的一系列的作业例。该作业包括将管件插入到在离心分离器的转子设置的插入孔的作业和从该插入孔将管件拔出的作业。
[0034]首先，参照图1对本实施方式的机器人系统的整体构成的一例进行说明。
[0035]如图1所示，本实施方式的机器人系统I具有机器人系统10和离心分离器(也称为离心分离机、离心器、离心机等)300。此外，离心分离器300与旋转装置对应。
[0036]机器人系统10具有机器人主体100和机器人控制器200。机器人主体100和机器人控制器200以能够相互通信的方式通过有线或无线连接。此外，也可以在机器人主体100的内部设置机器人控制器。
[0037]机器人主体100具有基座101、躯干部102、两个臂103L及103R (机器人臂)。机器人主体100是所谓的双臂机器人。在臂103L的末端设置有左手(也称为工具或者末端执行器等)120L。同样地，在臂103R的末端设置有右手(也称为工具或者末端执行器等)120R。此外，手120L及120R与机器人手对应。另外，手也可以设置在臂的末端以外的部位。后面将更详细地对机器人主体100进行说明。
[0038]在右手120R设置有传感器130 (检测部)。此外，右手120R中传感器130的设置位置不限定于图1中所示的位置，也可以是其他的位置。另外，传感器130也可以不直接固定在右手120R。传感器130也可以通过适当的部件间接固定(连结)于右手120R。另外，也可以是，不在右手120R设置传感器130而是在左手120L设置传感器130，或者除了右手120R以外还在左手120L设置传感器130。后面将详细地对传感器130进行说明。
[0039]机器人控制器200包含例如具有运算器、存储装置、输入装置等的计算机。机器人控制器200对机器人主体100整体的动作进行控制。后面将更详细地对机器人控制器200进行说明。
[0040]在机器人主体100的附近配置有工作台T。在工作台T上的适当的位置配置有两个料架40IA及40IB。
[0041]在料架401A上收纳有管件(离心沉淀管、离心分离管、离心管、沉淀管)402。管件402能够插入到在后述的离心分离器300的转子305设置的插入孔306。此外，管件402与被处理容器及工件对应。对于管件402，只要是能够插入到插入孔306的容器，不特别限定。但是，管件402例如也可以是锥形管或者微型管。
[0042]图2表示管件402的构成的一例。如图2所示，管件402具备形成于其上部的开口(图示省略)和盖402A。盖402A能够将开口开放及封闭。此外，管件402的构成不限定于该例。在管件402的内部收纳有试样Sa (被分离体)。试样Sa成为离心分离器300的离心分离的对象。
[0043]由机器人主体100的一只手120 (例如左手120L)把持这样的管件402。将管件402插入到在后述的离心分离器300的转子305设置的特定的插入孔306 (详细内容将后述)。
[0044]在料架401B上收纳有插入件403。插入件403能够插入到在后述的离心分离器300的转子305设置的插入孔306。对于插入件403，只要是能够插入到插入孔306的用具，不特别限定。
[0045]图3表示插入件403的构成的一例。如图3所示,插入件403整体来说具有大致圆柱状的形状。该插入件403具备:设置于其长度方向中间部的凸缘部403A ;和具有比插入孔306的内径细的外径的末端部403B。此外，插入件403的构成不限定于该例。
[0046]由机器人主体100的一只手120 (例如右手120R)把持这样的插入件403。插入件403的末端部403B的一部分插入到在后述的离心分离器300的转子305设置的特定的插入孔306。该末端部403B的一部分与该插入孔306的内周面接触(详细内容将后述)。此夕卜，也可以说插入件403被手120把持与插入件403设置于手120是相同含义。因此，由手120把持的插入件403与接触部对应。
[0047]离心分离器300是对试样Sa进行离心分离的机器。S卩，试样Sa被收容在管件402内。管件402被插入到设置于后述的转子305的插入孔306。离心分离器300对插入到插入孔306的管件402内的试样Sa施加离心力。由此，离心分离器300将试样Sa所含的成分(分散质)进行分离或分级分离。
[0048]也就是，离心分离与预定的处理对应。离心分离器300具有将后述的壳体301 (固定部)和盖302。盖302自由转动地与壳体301连结。对于盖302，在能够将设置于壳体301的碗303的开口 303A开放及封闭的该盖302的上部设置有包含显示部及输入部等的操作面板310。
[0049]图4表示离心分离器300的壳体301的内部结构的一例。如图4所示，在离心分离器300的壳体301中设置有碗303。在包含碗303的转子室304的内部设置有俯视呈大致圆形的转子305 (旋转体)。转子305与设置于壳体301的内部的电机(图示省略)的旋转轴(图示省略)连结。转子305以能够利用电机绕旋转轴心AX旋转的方式支撑于壳体301。在离心分离器300中，转子305的停止位置(旋转位置)在每次旋转动作结束时(也就是，每次离心分离处理结束时)有可能变化(不确定)。在转子305中沿其圆周方向设置有大致圆形的多个(在该例中24个)插入孔306 (插入口)。插入孔306能够收纳上述管件402。此夕卜，转子305中的插入孔306的个数不限定于24个。另外，离心分离器300的构成不限定于该例。
[0050]在转子305具有24个插入孔306的情况下，能够在转子305中最多安装24根管件402。因此，离心分离器300能够在I次运转中处理最多24个试样Sa。但是，在本实施方式中，对向转子305安装I根管件402，且离心分离器300在I次运转中处理I个试样Sa的情况进行说明。
[0051]在24个插入孔306之中适当的I个插入孔306C (第三插入口)中预先插入有定位部件(被检测部)500。此外，也可以在离心分离器300的离心分离处理开始前，机器人主体100将定位部件500插入到插入孔306C。另外，定位部件500被预先插入于插入孔306C的状态也可称为在转子305中设置了定位部件500的状态。因此，预先插入于插入孔306C的定位部件500与检测部对应。对于定位部件500，只要是能够插入到插入孔306的部件，不特别限定。定位部件500例如也可以是管件。在本实施方式中，定位部件500是未加入试样Sa的管件(伪管件)。以后，将定位部件500也称为管件500。
[0052]图5表示管件500的构成的一例。如图5所示，管件500具备形成于其上部的开口(图示省略)和盖500A。盖500A能够将开口开放及封闭。此外，管件500的构成不限定于该例。在管件500的内部收纳了适当的物体(液体或固体)501。优选，管件500的重量与其内部的物体501的重量之和，同上述管件402的重量与其内部的试样Sa的重量之和大致相等。
[0053]另外，将24个插入孔306之中的适当的I个插入孔306B (第二插入口)预先决定为收纳了上述试样Sa的管件402所插入的试样设置部位(工件设置部位)。在本实施方式中，在与上述插入孔306C相对置的位置设置有插入孔306B。该插入孔306B被预先决定为试样设置部位。此外，试样设置部位不限定于处于与上述插入孔306C相对置的位置的插入孔306B。但是，若考虑转子305的重量平衡，则优选试样设置部位是插入孔306B。
[0054]另外，将24个插入孔306之中的适当的I个插入孔306A (第一插入口)预先决定为供上述插入件403进行插入的插入孔。在本实施方式中，在上述插入孔306B的顺时针方向的邻近位置设置有插入孔306A。将该插入孔306A预先决定为供插入件403进行插入的插入孔。此外，供插入件403进行插入的插入孔不限定于处于上述插入孔306B的顺时针方向的邻近位置的插入孔306A。
[0055]接着，参照图6的(a)及(b)对机器人主体100的构成的一例进行说明。
[0056]如图6的(a)及(b)所示，机器人主体100的基座101由未图示的地脚螺栓等固定于设置面(例如基底部等)。
[0057]机器人主体100的躯干部102具有第一关节部。第一关节部具有第一致动器Acl。第一致动器Acl绕与上述设置面大致垂直的第一旋转轴Axl对躯干部102进行旋转驱动。因此，借助于第一关节部将躯干部102以能够绕第一旋转轴Axl旋转的方式设置于基座101。另外，躯干部102的一个端部支撑臂103L。另外，另一个端部支撑臂103R。躯干部102利用第一致动器Acl绕第一旋转轴Axl旋转。由此，臂103L及103R的整体进行回旋。
[0058]臂103L具有肩部104L、上臂A部105L、上臂B部106L、下臂部107L、手腕A部108L、手腕B部109L、及凸缘110L。这些各部分别由第二?第八致动器Ac2?Ac8旋转驱动。这些第二?第八致动器分别设置在设置于臂103L的第二?第八关节部。
[0059]肩部104L借助于第二关节部以能够旋转的方式与躯干部102连结。肩部104L利用设置于第二关节部的第二致动器Ac2，绕与上述设置面大致平行的第二旋转轴Ax2旋转。
[0060]上臂A部105L借助于第三关节部以能够回旋的方式与肩部104L连结。上臂A部105L利用设置于第三关节部的第三致动器Ac3，绕与上述第二旋转轴Ax2大致垂直的第三旋转轴Ax3回旋。
[0061]上臂B部106L借助于第四关节部以能够旋转的方式与上臂A部105L连结。上臂B部106L利用设置于第四关节部的第四致动器Ac4，绕与上述第三旋转轴Ax3大致垂直的第四旋转轴Ax4旋转。
[0062]下臂部107L借助于第五关节部以能够回旋的方式与上臂B部106L连结。下臂部107L利用设置于第五关节部的第五致动器Ac5，绕与上述第四旋转轴Ax4大致垂直的第五旋转轴Ax5回旋。
[0063]手腕A部108L借助于第六关节部以能够旋转的方式与下臂部107L连结。手腕A部108L利用设置于第六关节部的第六致动器Ac6，绕与上述第五旋转轴Ax5大致垂直的第六旋转轴Ax6旋转。
[0064]手腕B部109L借助于第七关节部以能够回旋的方式与手腕A部108L连结。手腕B部109L利用设置于第七关节部的第七致动器Ac7，绕与上述第六旋转轴Ax6大致垂直的第七旋转轴Ax7回旋。[0065]凸缘IlOL借助于第八关节部以能够旋转的方式与手腕B部109L连结。凸缘IlOL利用设置于第八关节部的第八致动器Ac8，绕与上述第七旋转轴Ax7大致垂直的第八旋转轴Ax8旋转。
[0066]另外，在凸缘IlOL的末端安装有上述左手120L。该左手120L与凸缘IlOL绕第八旋转轴Ax8的旋转联动地绕第八旋转轴Ax8旋转。
[0067]左手120L具有能够在相互靠近和远离的方向上移动的两个把持部件121。左手120L能够利用这两个把持部件121把持上述管件402及插入件403中的至少一者。此外，左手120L不限定于该例。左手120L例如也可以具有五个手指部件。在这种情况下，也可以是，左手120L能够利用这五个手指部件把持管件402及插入件403中的至少一者。
[0068]臂103R具备与上述臂103L同样的结构。即，臂103R具有肩部104R、上臂A部105R、上臂B部106R、下臂部107R、手腕A部108R、手腕B部109R、及凸缘110R。这些各部分别由第九~第十五致动器Ac9~Acl5旋转驱动。这些第九~第十五致动器分别设置在设置于臂103R的第九~第十五关节部。
[0069]肩部104R借助于第九关节部以能够旋转的方式与躯干部102连结。肩部104R利用设置于第九关节部的第九致动器Ac9，绕与上述设置面大致平行的第九旋转轴Ax9旋转。
[0070]上臂A部105R借助于第十关节部以能够回旋的方式与肩部104R连结。上臂A部105R由于设置于第十关节部的第十致动器AclO的驱动，绕与上述第九旋转轴Ax9大致垂直的第十旋转轴AxlO回旋。
[0071]上臂B部106R借助于第十一关节部以能够旋转的方式与上臂A部105R连结。上臂B部106R利用设置于第十一关节部的第十一致动器Acll，绕与上述第十旋转轴AxlO大致垂直的第十一旋转轴Axll旋转。
[0072]下臂部107R借助于第十二关节部以能够回旋的方式与上臂B部106R连结。下臂部107R利用设置于第十二关节部的第十二致动器Acl2，绕与上述第十一旋转轴Axll大致垂直的第十二旋转轴Axl2回旋。
[0073]手腕A部108R借助于第十三关节部以能够旋转的方式与下臂部107R连结。手腕A部108R利用设置于第十三关节部的第十三致动器Acl3，绕与上述第十二旋转轴Axl2大致垂直的第十三旋转轴Axl3旋转。
[0074]手腕B部109R借助于第十四关节部以能够回旋的方式与手腕A部108R连结。手腕B部109R利用设置于第十四关节部的第十四致动器Acl4，绕与上述第十三旋转轴Axl3大致垂直的第十四旋转轴Axl4回旋。
[0075]凸缘IlOR借助于第十五关节部以能够旋转的方式与手腕B部109R连结。凸缘IlOR利用设置于第十五关节部的第十五致动器Acl5，绕与上述第十四旋转轴Axl4大致垂直的第十五旋转轴Axl5旋转。
[0076]另外，在凸缘IlOR的末端安装有右手120R。该右手120R与凸缘IlOR绕第十五旋转轴Ax15的旋转联动地绕第十五旋转轴Ax15旋转。
[0077]右手120R具备与上述左手120L同样的结构。即，右手120R具有能够在相互靠近和远离的方向上移动的两个把持部件121。右手120R能够利用这两个把持部件121把持上述管件402及插入件403中的至少一者。此外，右手120R不限定于该例。右手120R也可以具备与上述左手120L不同的结构。另外，右手120R例如也可以具有五个手指部件。在这种情况下，也可以是，右手120R能够利用这五个手指部件把持管件402及插入件403中的至少一者。
[0078]另外，如上所述，在右手120R中设置有传感器130 (参照图1。此外，在图6的(a)及(b)中，省略了传感器130的图示)。如上所述，在上述离心分离器300的转子305中设置有插入孔306C。而且，在该插入孔306C中插入有管件500。传感器130对该管件500进行检测。对于传感器130，只要是能够对插入到插入孔306C的管件500进行检测的传感器，不特别限定。传感器130例如也可以是激光传感器。在本实施方式中，设为，传感器130是激光传感器。传感器130具有投光部131及受光部132 (两者都参照图10等)。在该传感器130中，投光部131投射激光。受光部132接受其反射光。由此，传感器130能够对管件500进行检测(详细内容将后述)。传感器130对管件500的检测结果作为传感器信号，输出到上述机器人控制器200。
[0079]另外,机器人主体100的上述第一?第十五致动器Acl?Acl5例如也可以包含具备减速器的伺服电机。第一?第十五致动器Acl?Acl5也可以分别内置有旋转位置传感器(例如编码器。图示省略)。该旋转位置传感器将表示第一?第十五致动器Acl?Acl5的旋转位置信息的信号按每个预定的运算周期，输出到上述机器人控制器200。
[0080]此外，在该例中，臂103L及103R具有七个关节部，即，具有7个自由度。即，臂103L及103R具有平移3个自由度、旋转3个自由度、及I个自由度的冗余自由度。但是，臂103L及103R的自由度不限定于“7”。
[0081]另外，如图6的(b)所示，躯干部102形成为，从第一关节部至第二及第九关节部的部分与基座101相比向水平前方突出。由此，第一旋转轴Axl与第二旋转轴Ax2及第九旋转轴Ax9之间，在与上述设置面大致平行的方向以长度Dl偏离。由此，可以将肩部104L及104R的下方侧的空间设为作业空间。此外，通过使旋转轴Axl旋转，能够扩大臂103L及103R的可到范围。
[0082]并且，以使得第十一旋转轴Axll的位置与第十二旋转轴Axl2的位置之间顶视以长度D2偏离的方式，设定上臂B部106R的形状。并且，以使得第十二旋转轴Axl2的位置与第十三旋转轴Ax13的位置之间顶视以长度D3偏离的方式，设定下臂部107R的形状。因此，在第十一旋转轴Axll与第十三旋转轴Axl3大致垂直时，第十一旋转轴Axll与第十三旋转轴Axl3之间的偏离长度为(D2 + D3)。由此，在将与人的“肘”相当的第十二关节部弯曲时，能够确保与人的“上臂”相当的上臂A部105R及上臂B部106R和与人的“下臂”相当的下臂部107R之间的空隙较大。因此，即使在将安装于凸缘IlOR末端的右手120R进一步向躯干部102靠近的情况下，也扩大了臂103R的动作自由度。
[0083]另外，虽然在图6的(b)中没有明示，但是即使对于臂103L也同样，以使得第四旋转轴Ax4的位置与第五旋转轴Ax5的位置之间顶视以长度D2偏离的方式，设定上臂B部106L的形状。以使得第五旋转轴Ax5的位置与第六旋转轴Ax6的位置之间顶视以长度D3偏离的方式，设定下臂部107L的形状。因此，在第四旋转轴Ax4与第六旋转轴Ax6大致水平时，第四旋转轴Ax4与第六旋转轴Ax6之间的偏离长度为(D2 + D3)。
[0084]接着，参照图7对机器人控制器200的功能构成的一例进行说明。
[0085]如图7所示，机器人控制器200具有示教数据取得部201、示教数据存储部202、传感器信号取得部203、动作控制部204、第一控制部205和第二控制部206。
[0086]在本实施方式的机器人系统I中，示教者使用适当的输入装置输入与机器人主体100的动作关联的示教数据。示教数据取得部201取得所输入的示教数据，并存储在示教数据存储部202。
[0087]传感器信号取得部203取得从传感器130输出的上述传感器信号(传感器130对管件500的检测结果)。
[0088]动作控制部204基于存储于示教数据存储部202的示教数据，控制包括臂103L及103R、手120L及120R的机器人主体100整体的动作。例如，由动作控制部204所控制的动作，例如包括:机器人主体100对上述管件402及插入件403的保持及保持解除动作；离心分离器300的盖302的开闭动作；以及离心分离器300的操作面板310的操作。
[0089]第一控制部205输入存储于示教数据存储部202的示教数据、和传感器信号取得部203所取得的传感器信号。第一控制部205基于这些示教数据及传感器信号对包括臂103L及103R、手120L及120R的机器人主体100整体的动作进行控制。例如，第一控制部205通过控制机器人主体100，而将插入件403的末端部403B向在离心分离器300的转子305设置的插入孔306A插入。之后,第一控制部205通过控制机器人主体100,来移动所插入的插入件403，以使转子305的旋转位置在使得插入孔306B的位置成为特定的位置的预定的旋转位置停止。
[0090]第二控制部206基于示教数据存储部202所存储的示教数据，对包括臂103L及103R、手120L及120R的机器人主体100整体的动作进行控制。例如，设为，通过第一控制部205的控制，已使离心分离器300的转子305在预定的旋转位置停止。在这种情况下，第二控制部206通过控制机器人主体100能够将管件402向转子305的插入孔306B插入。此夕卜，将管件402向插入孔306B插入与将管件402安装到上述试样设置部位对应。
[0091]另外，例如，设为，通过第一控制部205的控制，已使离心分离器300的转子305在预定的旋转位置停止。并且，设为，在转子305的插入孔306B已插入有管件402。在这种情况下，第二控制部206通过控制机器人主体100也能够拔出插入到插入孔306B的管件402。此外，从插入孔306B拔出管件402与从上述试样设置部位取出管件402对应。
[0092]接着，参照图8及图9说明机器人控制器200对机器人主体100的动作控制的内容的一例。另外，适当参照图10?图16说明机器人控制器200的控制引起的机器人主体100的动作的一例。
[0093]此外，可以将上述管件402及插入件403把持在机器人主体100的两个手120L及120R中任一方。以下设为，由左手120L把持管件402，而由右手120R把持插入件403。
[0094]通过进行适当的开始处理来开始图8及图9的流程所示的处理。此外，设为，在开始时间点，机器人主体100的正面朝向工作台T侦彳。如图8所示，首先，在步骤SlO中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，而利用右手120R的把持部件121把持收纳于工作台T上的料架40IB中的插入件403。[0095]之后，在步骤S20中，动作控制部204通过移动左臂103L及左手120L等，而利用左手120L的把持部件121把持收纳于工作台T上的料架401A中的管件402。
[0096]而且，在步骤S30中，动作控制部204通过回旋包含臂103L及103R的躯干部102而使机器人主体100的正面朝向离心分离器300侦U。
[0097]之后，在步骤S40中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，而使用右手120R打开离心分离器300的盖302。此外，动作控制部204也可以使用左手120L打开离心分离器300的盖302。
[0098]离心分离器300的转子305停止于适当的旋转位置。在步骤S50中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，而利用设置于右手120R的传感器130检测转子305的插入孔306C内的管件500。
[0099]例如，如图10所示，动作控制部204移动右手120R，以使传感器130位于转子305的上方位置。具体而言，该“上方位置”是使得来自传感器130的投光部131的激光(该例中是点光)向沿转子305中的设置有24个插入孔306的部分的圆周方向的一部分区域射出那样的位置。而且，动作控制部204使该移动过的右手120R沿转子305的圆周方向旋转。由此，动作控制部204依次使来自投光部131的激光向各插入孔306照射。
[0100]这时，如图11所示，对插入孔306C内的管件500的盖(盖部)500A照射来自投光部131的激光。其反射光被受光部132接收。由此，检测出管件500。由传感器信号取得部203取得这时的来自传感器130的传感器信号。由此，动作控制部204基于由传感器信号取得部203所取得的传感器信号检测出管件500的位置。由此，动作控制部204对在适当的位置停止的转子305的旋转位置(换言之，转子305中各插入孔306的沿圆周方向的位置)进行检测。基于该检测结果确定了插入孔306A。
[0101]之后，在步骤S60中，第一控制部205通过移动右臂103R及右手120R等，而如图12所示那样，向已确定的插入孔306A插入由右手120R的把持部件121所把持的插入件403的末端部403B。
[0102]而且，在步骤S70中，第一控制部205通过移动右臂103R及右手120R等，而如图12所示那样，使在上述步骤S60中已插入到插入孔306A的插入件403沿转子305的圆周方向的一方侧方向(图12所示的例中是逆时针方向)移动。由此，如图13所示那样，第一控制部205使在适当的位置停止的转子305旋转到预先决定的预定的旋转位置(图13所示的位置)并在该位置停止，以使插入孔306B相对于壳体301的位置成为预先决定的特定的位置。由此，决定了转子305的旋转位置、及插入孔306B的位置。
[0103]之后，在步骤S80中，第二控制部206通过移动左臂103L及左手120L等，而如图14所示那样，将由左手120L的把持部件121所把持的管件402向在预定的旋转位置停止的转子305的插入孔306B插入。之后，第二控制部206解除左手120L对管件402的把持。由此,在插入孔306B收纳管件402。
[0104]而且，在步骤S90中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，而使用右手120R关闭离心分离器300的盖302。此外，动作控制部204也可以使用左手120L关闭离心分离器300的盖302。
[0105]之后，在步骤SlOO中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，而使用右手120R对操作面板310的输入部适当地进行操作。由此，动作控制部204使离心分离器300的离心分离处理开始。此外，动作控制部204也可以使用左手120L对操作面板310的输入部适当地进行操作，从而使离心分离器300的离心分离处理开始。
[0106]在机器人主体100中设置有定时器(图示省略)。该定时器的设定时间大致与从离心分离器300的离心分离处理开始到结束的时间相等。在步骤S105中，动作控制部204起动该定时器。由此，在直到经过定时器的设定时间为止的期间，动作控制部204使机器人主体100待机。
[0107]此外，也可以是离心分离器300与机器人控制器200连接。在这种情况下，也可以将离心分离器300设定为，在离心分离处理结束时向机器人控制器200输出信号。也可以在直到输入该信号为止的期间，机器人控制器200使机器人主体100待机。
[0108]在离心分离器300的离心分离处理结束后，在经过了在上述步骤S105中起动的定时器的设定时间后，如图9所示那样，在步骤SllO中，动作控制部204通过移动臂103R及右手120R等，与步骤S40同样地，使用右手120R打开离心分离器300的盖302。
[0109]离心分离器300的转子305停止于适当的旋转位置。在步骤S120中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，与上述步骤S50同样地，利用设置于右手120R的传感器130，检测转子305的插入孔306C内的管件500。此外，这时，在转子305中收纳有管件402和管件500。例如，也可以是，管件500的长度方向尺寸比管件402的长度方向尺寸大。换言之，也可以是，管件500的自插入孔306C超出的量比管件402的自插入孔306B超出的量大。另外，也可以是，管件500的盖500A处的激光反射率比管件402的盖402A处的激光反射率高。由此，容易检测出管件500。由此，动作控制部204基于由传感器信号取得部203取得的传感器信号对管件500的位置进行检测。从而，动作控制部204检测出在适当的位置停止的转子305的旋转位置(换言之，转子305中各插入孔306的、沿圆周方向的位置)。基于该检测结果确定了插入孔306A。
[0110]而且，在步骤S130中，第一控制部205通过移动右臂103R及右手120R等，与上述步骤S60同样地，如图15所示那样，将由右手120R所把持的插入件403的末端部403B向所确定的插入孔306A插入。
[0111]之后，在步骤S140中，第一控制部205通过移动右臂103R及右手120R等，与上述步骤S70同样地，使在上述步骤S130中已插入到插入孔306A的插入件403沿转子305的圆周方向的一方侧方向移动。由此，第一控制部205使处于在适当的位置停止的状态的转子305旋转到上述预定的旋转位置。由此，决定了转子305的旋转位置。
[0112]而且，在步骤S150中，第二控制部206通过移动左臂103L及左手120L等，如图16所示那样，利用左手120L的把持部件121把持停止于预定的旋转位置的转子305的插入孔306B内的管件402，并从插入孔306B拔出。
[0113]之后，在步骤S160中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，与上述步骤S90同样地，使用右手120R关闭离心分离器300的盖302。
[0114]而且，在步骤S170中，动作控制部204使躯干部102等回旋，以使机器人主体100的正面朝向工作台TM则。
[0115]之后，在步骤S180中，动作控制部204通过移动右臂103R及右手120R等，而将由右手120R的把持部件121把持的插入件403向工作台T上的料架401B插入。之后，动作控制部204解除把持部件121对插入件403的把持。由此，在料架401B中收纳插入件403。[0116]而且，在步骤S190中，动作控制部204通过移动左臂103L及左手120L等，而将由左手120L的把持部件121把持的管件402向工作台T上的料架401A插入。之后，动作控制部204解除把持部件121对管件402的把持。由此，在料架401A收纳管件402。之后，该流程所示的处理结束。
[0117]如以上说明的那样，在利用离心分离器300对管件402内的试样Sa进行离心分离处理时，本实施方式的机器人系统I向转子305安装管件402以及从转子305取出管件402。离心分离器300中，转子305以能够旋转的方式支撑于壳体301。预先固定地决定转子305的进行管件402的安装及取出的部位(试样设置部位)。在每次离心分离处理结束时，转子305的旋转位置会发生变化(不确定)。因此，在每次离心分离处理结束时，转子305的试样设置部位的位置也不确定。
[0118]与此相关，在本实施方式的机器人系统I中，第一控制部205对臂103L及103R和手120L及120R的动作进行控制。由此，第一控制部205将上述那样不确定的转子305的旋转位置设定为特定的位置。即，利用传感器130检测出设置于转子305的插入孔306C内的管件500。将手120L及120R所把持的插入件403插入到设置于转子305的插入孔306B。第一控制部205根据传感器130的检测结果使转子305旋转。由此，使转子305的旋转位置成为预定的旋转位置。而且，第二控制部206对臂103L及103R和手120L及120R进行控制。由此，第二控制部206实施针对停止于特定的位置(上述预定的旋转位置)的转子305的试样设置部位的、管件402的安装及取出。
[0119]如上所述，在本实施方式中，不管转子305停止于怎样的旋转位置，都可以通过第一控制部205的控制，将转子305的旋转位置设定为特定的位置。由此，机器人主体100可以对处于大致相同的位置的试样设置部位，进行基于之后的第二控制部206的控制进行的针对试样设置部位的、管件402的安装及取出。其结果是，不需要为了安装及取出管件402每次都通过撮像及/或图像分析等确定转子的旋转位置及试样设置部位。因此，能够使机器人主体100的动作控制简化。此外，能够提高机器人主体100的动作的可靠性。
[0120]在本实施方式中，弟一控制部205在将插入件403插入到插入孔306A后，移动所插入的插入件403。由此，第一控制部205将转子305的旋转位置设定为使得转子305的试样设置部位成为特定的位置那样的预定的旋转位置。为了将其实现，第一控制部205对臂103L及103R和手120L及120R的动作进行控制。这样，在本实施方式中，第一控制部205使插入到插入孔306A的插入件403按原样沿转子305的圆周方向移动。因此，能够圆滑且容易地将转子305的旋转位置设定为预定的旋转位置。
[0121]另外，在本实施方式中，第一控制部205通过对臂103L及103R和手120L及120R的动作进行控制，从而，将转子305旋转到预定的旋转位置，以使作为试样设置部位而设置于转子305的插入孔306B成为特定的位置。由此，不管转子305的旋转位置(停止位置)是怎样的位置都能够将插入孔306B的位置设为特定的位置。其结果是，在进行离心分离处理时，机器人主体100可以对处于大致相同的位置的插入孔306B，实施管件402的插入及拔出。即，能够容易地使机器人主体100与插入孔306B之间的相对位置关系大致相同。
[0122]另外，在本实施方式中，通过第一控制部205的控制，转子305在预定的旋转位置停止。第二控制部206对臂103L及103R和手120L及120R的动作进行控制，以对该转子305的插入孔306B插入管件402，或者，拔出插入到插入孔306B的管件402。由此，不管转子305停止于怎样的旋转位置，机器人主体100都可以对处于大致相同的位置的插入孔306B，高精度地实施管件402的插入及拔出。
[0123]另外，在本实施方式中，设置于转子305的插入孔306B是用于插入及拔出管件402的孔。另一方面，插入孔306C与插入孔306B同样地设置于转子305。该插入孔306C是用于插入及拔出作为定位部件的管件500的孔。传感器130对插入到该插入孔306C的管件500进行检测。由此，在本实施方式中，能够使用插入孔306C对旋转位置进行检测。也可以将插入孔306B和插入孔306C通用。在这种情况下，可以将转子305中预先设置的多个插入孔306中的适当的插入孔作为插入孔306B及插入孔306C来有效利用。另外，也可以适当地设定插入孔306B与插入孔306C之间的位置关系。在这种情况下，也可以利用插入到插入孔306B的管件402的重量和插入到插入孔306C的管件500，按照所希望的平衡设定转子305的重量平衡。
[0124]另外，在本实施方式中，离心分离器300对管件402内的试样Sa进行离心分离。这时，不管转子305停止于怎样的旋转位置，总是能在相同的位置进行针对转子305的管件402的安装及取出。其结果是，能够提高离心分离器300的动作的可靠性。
[0125]此外，本发明的实施方式不限于上述内容。本发明可以在不脱离其主旨及技术思想的范围内进行各种变形。即，在上述实施方式中，将由手120L及120R把持的插入件403插入到插入孔306A。之后，通过移动所插入的插入件403而使转子305旋转。但是，不限于此，例如，也可以在手设置手指部件或者突起等。也可以通过将这些插入到插入口并移动，从而使转子旋转。或者，也可以利用手指部件等把持设置于转子的突起等的同时进行移动，从而使转子旋转。或者，利用手指部件等按压转子并进行移动，从而使转子旋转。
[0126]另外，在上述实施方式中，传感器130对插入到转子305的插入孔306C的管件500进行检测。由此，检测出转子305的旋转位置。但是，不限于此，例如，也可以利用适当的检测部(例如，光学传感器或者磁传感器)对设置于转子的适当的标记(例如，光学标记或者磁性标记)进行检测，由此检测出转子的旋转位置。
[0127]另外，在上述实施方式中，机器人主体100是具有两个臂103L及103R和两个手120L及120R的双臂机器人。但是，本发明的实施方式不限定于该例。例如，机器人主体也可以是具有一个臂及一个手的所谓的单臂机器人，还可以是具有三个以上的臂及三个以上的手的机器人。
[0128]另外，在上述实施方式中，向转子305安装了一个管件402。另外，离心分离器300在一次运转中对一个试样Sa进行处理。但是，本发明的实施方式不限定于该例。例如，机器人系统也可以向转子305安装两个以上的管件402。离心分离器300也可以在一次运转中对两个以上的试样Sa进行处理。
[0129]另外，在上述实施方式中，机器人系统10实施包括将管件402插入到在离心分离器300的转子305设置的插入孔306的作业和从插入孔306拔出管件402的作业的一系列的作业。但是，本发明的实施方式不限定于该例。本发明的机器人系统也可以是利用离心分离器以外的旋转装置(例如大转轮式的演示机等)对工件进行预定的处理(例如大转轮式的展示等)的装置。
[0130]另外，图7中所示的箭头表示信号的流动的一例。该箭头不限定信号的流动方向。
[0131]另外，图8及图9所示的流程图并不将实施方式限定于这些图所示的顺序。也可以在不脱离本发明的主旨及技术思想的范围内，对这些图所示的步骤，进行追加、删除或顺
序变更。
[0132]另外，也可以将上述实施方式及各变形例的方法适当地组合进行利用。
[0133]另外，虽然没有一个个地进行示例，但是，也可以在不脱离其主旨的范围内，对上述实施方式及各变形例进行各种变更来进行实施。
[0134]另外，在步骤S105中，动作控制部204起动设置于机器人主体100的、被设为与在上述步骤SlOO中开始的离心分离器300的离心分离处理的结束定时几乎相同的時刻的定时器(图示省略)，在直到该定时器结束为止的期间，使机器人主体100待机。此外，也可以是，将离心分离器300与机器人控制器200连接，并预先将离心分离器300设定为在离心分离处理结束时向机器人控制器200输出信号,在直到输入该信号为止的期间，使机器人主体100待机。
[0135]在本实施方式，不管转子305在怎样的旋转位置停止，都可以通过第一控制部205的控制，使转子305的旋转位置一律为特定的位置。由此，总是能够在从机器人主体100看相同的位置进行之后的基于第二控制部206的控制进行的针对试样设置部位的管件402的安装、取出。其结果是，与每次通过撮像或图像分析等对不确定的旋转位置和试样设置部位进行跟踪并进行管件402的安装、取出的情况相比，能够简化机器人主体100的动作控制，且能够提高动作可靠性。
[0136]另外，本发明的机器人系统也可以是以下的第一?第六机器人系统。第一机器人系统具有:至少一个机器人臂；分别设置于所述至少一个机器人臂的至少一个机器人手；接触部，设置于所述至少一个机器人手，用于与旋转装置的旋转体接触，该旋转装置具备能够收纳工件的所述旋转体及将所述旋转体支撑为能够旋转的固定部，该旋转装置对所述工件进行预定的处理；检测部，对设置于所述旋转体的被检测部进行检测；第一控制部，根据所述检测部对所述被检测部的检测结果，控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以使得所述接触部与所述旋转体接触并旋转该旋转体使其成为预先决定的预定的旋转位置；以及第二控制部，控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以向通过所述第一控制部的控制而处于停止于所述预定的旋转位置的状态的所述旋转体的预先决定的工件设置部位安装所述工件、或者从所述工件设置部位取出所述工件。
[0137]第二机器人系统在第一机器人系统的基础上，所述接触部是能够插入到设置于所述旋转装置的所述旋转体的第一插入口的、机器人手或由所述机器人手把持的插入件，所述第一控制部在将所述机器人手或所述插入件插入到所述第一插入口后，对所述机器人臂及所述机器人手的动作进行控制，以移动所插入的所述机器人手或所述插入件，从而使所述旋转体旋转到所述预定的旋转位置，在所述预定的旋转位置，所述旋转体的所述工件设置部位相对于所述固定部为预先决定的特定的位置。
[0138]第三机器人系统在第二机器人系统的基础上，所述第一控制部对所述机器人臂及所述机器人手的动作进行控制，以使所述旋转体旋转到所述预定的旋转位置，在所述预定的旋转位置，在所述旋转体作为所述工件设置部位而设置的第二插入口为所述特定的位置。
[0139]第四机器人系统在第三机器人系统的基础上，所述第二控制部对所述机器人臂及所述机器人手的动作进行控制，以向通过所述第一控制部的控制而处于停止于所述预定的旋转位置的状态的所述旋转体的所述第二插入口插入所述工件、或者将插入到所述第二插入口的所述工件拔出。
[0140]第五机器人系统在第二?第四中任一机器人系统的基础上，所述检测部是对插入到设置于所述旋转体的多个插入口之中的第三插入口的作为所述被检测部的定位部件进行检测的传感器。
[0141]第六机器人系统在第一?第五中任一机器人系统的基础上，所述旋转装置是进行作为所述预定的处理的离心分离的离心分离器，所述工件是收纳有成为离心分离的对象的被分离体的被处理容器。
[0142]根据第一?第六机器人系统，能够简化机器人臂及机器人手的动作控制，并且能够提高动作可靠性。
[0143]出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。
【权利要求】
1.一种机器人系统,具有: 机器人臂； 设置于所述机器人臂的机器人手； 接触部，设置于机器人手，用于使旋转装置的旋转体进行旋转，该旋转装置具备能够收纳工件的所述旋转体及将所述旋转体支撑为能够旋转的固定部，该旋转装置对所述工件进行预定的处理； 检测部，对设置于所述旋转体的被检测部进行检测； 第一控制部，根据所述检测部对所述被检测部的检测结果控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以使得所述接触部将所述旋转体旋转到预定的旋转位置；以及 第二控制部，控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以向在所述预定的旋转位置停止的所述旋转体的预先决定的工件设置部位安装所述工件或者从所述工件设置部位取出所述工件。
2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中， 在所述旋转装置的所述旋转体设置有第一插入口， 所述接触部能够插入到所述第一插入口， 所述第一控制部控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以使得将所述接触部插入到所述第一插入口，并且，通过控制所述机器人臂及所述机器人手的动作来移动所述接触部，从而使所述旋转体的旋转位置成为所述预定的旋转位置，在所述预定的旋转位置，所述工件设置部位相对于所述固定部的位置为预先决定的特定的位置。
3.根据权利要求2所述的机器人系统，其中， 所述接触部是能够插入到所述第一插入口的、机器人手或由所述机器人手把持的插入件。
4.根据权利要求3所述的机器人系统，其中， 所述旋转体具有作为所述工件设置部位的第二插入口， 所述第一控制部通过控制所述机器人臂及所述机器人手的动作来移动所述接触部，从而使所述旋转体的旋转位置成为所述预定的旋转位置，在所述预定的旋转位置，所述第二插入口的位置为所述特定的位置。
5.根据权利要求4所述的机器人系统，其中， 所述第二控制部控制所述机器人臂及所述机器人手的动作，以将所述工件向在所述预定的旋转位置停止的所述旋转体的所述第二插入口插入或者从所述第二插入口拔出所述工件。
6.根据权利要求1所述的机器人系统，其中， 所述旋转体具有第三插入口， 所述检测部对插入到所述第三插入口的作为所述被检测部的定位部件进行检测。
7.根据权利要求1?6中的任意一项所述的机器人系统，其中， 所述旋转装置是进行作为所述预定的处理的离心分离的离心分离器， 所述工件是收纳有成为离心分离的对象的被分离体的被处理容器。
【文档编号】B25J9/08GK103568007SQ201310299492
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】梅野真, 堀内智之, 巢山崇 申请人:株式会社安川电机