机器人手部、机器人系统、物品的卸垛方法
【专利摘要】本发明提供一种机器人手部、机器人系统以及物品的卸垛方法，即便在发生成为卸垛对象的物品的误识别时，也能够通过机器人手部继续执行卸垛作业。具体为，操作物品(W)的第1机器人(2)所具备的机器人手部(10)具有：底板(21)；吸附垫(22)，其构成为配置在底板(21)上，保持物品(W)；及多个第1～第3接近传感器(24)～(26)，其构成为配置在底板(21)上，各自检测出吸附垫(22)侧有无物品(W)。
【专利说明】机器人手部、机器人系统、物品的卸垛方法
【技术领域】
[0001]所公开的实施方式涉及一种机器人手部、机器人系统以及物品的卸垛方法。
【背景技术】
[0002]专利文献I中记载有一种物品位置识别装置，可进行物品的位置检测，实现自动卸垛。在该物品位置识别装置中，通过由图像处理装置检测出的最上层的物品的轮廓数据，判断最上层的物品的大致位置，从而识别物品的位置。
[0003]专利文献1:日本国特开2001-317911号公报
[0004]在上述现有技术中，使用最上层的物品的轮廓数据来识别物品的位置。因此，例如像瓦楞板纸箱这样的同一形状的多个物品被没有间隙地横排配置时，则有可能无法将它们识别为多个物品，而是误识别为单一的物品。发生这种误识别时，则会导致物品掉落或发生差错，有可能使卸垛作业停止。
【发明内容】
[0005]本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种机器人手部、机器人系统以及物品的卸垛方法，即便在发生成为卸垛对象的物品的误识别时，也能够继续执行卸垛作业。
[0006]为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种机器人手部，是操作物品的机器人所具备的机器人手部，其具有:底板；保持部件，其构成为配置在所述底板上，保持所述物品；及多个接近传感器，其构成为配置在所述底板上，各自检测出所述保持部件侧有无所述物品。
[0007]另外，根据本发明的另一个观点，应用一种机器人系统，其具有:操作物品的机器人；所述机器人所具备的所述机器人手部；及控制器，其构成为控制所述机器人及所述机器人手部的动作。
[0008]另外，根据本发明的又一个观点，应用一种物品的卸垛方法，是使用具备机器人手部的机器人的物品的卸垛方法，该机器人手部具有:底板；多个吸附垫，其构成为分散配置在所述底板的面方向上，各自吸附于物品的上面；及多个接近传感器，其构成为配置在所述底板上，各自检测出所述保持部件侧有无所述物品，其具有:通过预先规定的区域的所述吸附垫吸附并操作所述物品；根据操作后的状态下的所述多个接近传感器的检测结果来识别所述物品的外形信息；根据所识别的所述外形信息来设定执行吸附的所述吸附垫的区域；通过所设定的所述区域的所述吸附垫再次吸附并操作所述物品。
[0009]根据本发明，即便在发生成为卸垛对象的物品的误识别时，也能够通过机器人手部继续执行卸垛作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是模式化表示实施方式所涉及的机器人系统的整体构成的一个例子的俯视图。
图2是模式化表示实施方式所涉及的机器人系统的整体构成的一个例子的侧视图。
图3是表示机器人手部的构成的一个例子的俯视图、仰视图及A-A线端视图。
图4是表示反射式光电传感器的说明图。
图5是表示透射式光电传感器的说明图。
图6是表示机器人控制器的功能构成的一个例子的框图。
图7是表示图像识别出错时的物品的吸附保持动作的一个例子的说明图。
图8是表示图像识别出错时的由机器人控制器执行的控制顺序的一个例子的流程图。 符号说明
1-机器人系统；2-第I机器人(机器人);4_机器人控制器(控制器);5_图像处理装置；6_传送带；10_机器人手部；21_底板；22_吸附垫(保持部件)；24_第I接近传感器(第I传感器)；25_第2接近传感器(第2传感器)；26_第3接近传感器(第3传感器)；28_光电传感器；28a-投光部；28b-受光部；34_外形识别部；36_载放控制部；P-托盘；W_物品。
【具体实施方式】
[0011]以下，参照附图对一个实施方式进行说明。另夕卜，说明书中说明的“前” “后” “左” “右” “上” “下”是指附图中的被注释为“前” “后” “左” “右” “上” “下”
的方向。
[0012](1.机器人系统的整体构成)
首先，参照图1及图2，对本实施方式的机器人系统的整体构成进行说明。
[0013]如图1及图2所示，本实施方式的机器人系统I具有第I机器人2及第2机器人3、机器人控制器4 (控制器)、图像处理装置5以及传送带6。该机器人系统I进行卸垛作业，一个一个卸载托盘P上堆放的多个物品W。另外，也可以根据物品W的大小而每次卸载2个以上。
[0014]第I机器人2是操作物品W的机器人。第I机器人2具备作为作业工具具有吸附垫22 (保持部件)等的机器人手部10，该第I机器人2被设置在托盘P附近(图1所示的例子中为左前侧的位置)。第2机器人3具备机器人手部20，其具有相机7及激光传感器8，该第2机器人3被设置在托盘P附近(图1所示的例子中为右前侧的位置)。
[0015]机器人控制器4构成为控制机器人2、3以及它们的机器人手部10、20的动作。
[0016]由于第I机器人2及第2机器人3除机器人手部10、20不同以外，本质上呈同样的构成，因此在此对第I机器人2进行说明。对于第2机器人3，则对主要部分标注符号而省略说明。另外，第I机器人2相当于技术方案范围中记载的机器人，机器人手部10相当于技术方案范围中记载的机器人手部。
[0017]第I机器人2具备:基台12，固定在进行卸垛作业的作业现场的设置位置(该例中为未图示的地面部)上；旋转体13，可旋转地安装在基台12的上端部上；及臂14，安装在旋转体13上。
[0018]旋转体13可在水平面内旋转地设置在基台12的上端部上。在旋转体13和基台12的连结部(或其附近)设置有对旋转体13进行旋转驱动的传动装置Acl。
[0019]臂14从旋转体13侧的基端侧到其相反的顶端侧依次连结第I臂部14a、第2臂部14b、第3臂部14c、第4臂部14d及第5臂部14e而构成。
[0020]第I臂部14a可在铅垂面内旋转地连结在旋转体13的上端部上，第2臂部14b可在铅垂面内旋转地连结在第I臂部14a上，第3臂部14c可在与该第2臂部14b的延伸方向垂直的面内旋转地连结在第2臂部14b上，第4臂部14d可在铅垂面内旋转地连结在第3臂部14c上，第5臂部14e可在与该第4臂部14d的延伸方向垂直的面内旋转地连结在第4臂部14d上。
[0021]在第I臂部14a和旋转体13的连结部(或其附近)设置有对第I臂部14a进行旋转驱动的传动装置Ac2，在第2臂部14b和第I臂部14a的连结部(或其附近)设置有对第2臂部14b进行旋转驱动的传动装置Ac3，在第3臂部14c和第2臂部14b的连结部(或其附近)设置有对第3臂部14c进行旋转驱动的传动装置Ac4，在第4臂部14d和第3臂部14c的连结部(或其附近)设置有对第4臂部14d进行旋转驱动的传动装置Ac5，在第5臂部14e和第4臂部14d的连结部(或其附近)设置有对第5臂部14e进行旋转驱动的传动装置Ac6。另外，第I机器人2及第2机器人3的构成形式不限定于该例，可以采用各种形式。
[0022]第I及第2机器人2、3通过由机器人控制器4执行的各个传动装置Acl?Ac6的驱动控制而被控制，以臂14顶端的机器人手部10、20按规定顺序到达所需位置的方式进行动作。
[0023]第2机器人3在臂14的顶端即第5臂部14e的顶端安装有机器人手部20，其具备上述相机7及激光传感器8。卸载托盘P上装载的物品W时，第2机器人3通过机器人控制器4的控制，使臂14顶端的机器人手部20位于托盘P上装载的多个物品W的上方。然后，在该状态下，首先通过激光传感器8扫描最上层的物品W的上面，取得距物品W上面的距离信息，特定上面存在于最高位置的物品W。所特定的距物品W上面的距离信息被输入至机器人控制器4。
[0024]之后，机器人手部20的相机7根据输入至机器人控制器4的距离信息，拍摄所特定的物品W的上面，生成所特定的物品W的上面的图像信息。所生成的图像信息从相机7输出而被输入至图像处理装置5。然后，图像处理装置5对所输入的图像信息执行图像识别处理，由此取得物品W的上面的外形信息(尺寸、形状等)。所取得的物品W上面的外形信息被输入至机器人控制器4。
[0025]第2机器人3在由激光传感器8进行的托盘P上的物品W的扫描以及由相机7进行的拍摄结束时，通过机器人控制器4的控制，使机器人手部20从托盘P的上方位置向托盘P侧方的待机位置(图1所示的例子中为托盘P的右侧位置)退避。与第2机器人3的机器人手部20的退避同时进行(或退避后)，第I机器人2通过基于上述物品W的距离信息、外形信息等的机器人控制器4的控制，使机器人手部10从待机位置(例如传送带6的上方位置)移动至托盘P的上方。然后，第I机器人2使机器人手部10下降并使吸附垫22与所特定的物品W的上面接触，用吸附垫22吸附并保持物品W。之后，第I机器人2通过机器人控制器4的控制，使机器人手部10上升并从托盘P的上方移动至传送带6的上方。然后，第I机器人2使机器人手部10向传送带6下降，将吸附垫22所保持的物品W载放在传送带6的搬运面6a上。
[0026]传送带6构成为通过搬运面6a向箭头方向移动，从而向搬出位置搬运搬运面6a上载放的物品W。在该传送带6的由第I机器人2进行的物品W的载放位置上设置有光电传感器28，检测出载放在传送带6上的物品W的底面位置。光电传感器28是与后述的图5所不的传感器32 —样的透射式传感器。光电传感器28具备位于传送带6的宽度方向一侧的投光部28a以及位于宽度方向另一侧的受光部28b。上述投光部28a及受光部28b被配置为，光轴L与传送带6的搬运面6a相比位于仅高出规定高度H的上方。
[0027]该光电传感器28在第I机器人2使由吸附垫22保持的物品W向传送带6下降时，检测出物品W的底面。机器人控制器4在检测出物品W的底面时使第I机器人2的动作停止，但是机器人手部10由于惯性移动而下降规定距离。预先进行设定使该机器人手部10的惯性移动所引起的下降距离与上述高度H大致一致(高度H稍长一些)。由此，机器人控制器4在由光电传感器28检测出物品W的底面时使第I机器人2的动作停止，其后通过解除吸附垫22的保持，从而可以与物品W的高度方向尺寸无关地将该物品W顺利地载放在传送带6上。
[0028]另外，也可以预先将上述高度H设定为仅比机器人手部10的惯性移动所引起的下降距离大规定距离D，机器人控制器4在使第I机器人2的动作停止后，使机器人手部10 (物品W)仅下降上述规定距离D，其后解除吸附垫22的保持。
[0029](2.机器人手部的详细结构)
根据图3对第I机器人2的机器人手部10的详细结构进行说明。图3(a)是机器人手部10的俯视图，图3(b)是机器人手部10的仰视图，图3(c)是图3(a)的A-A线端视图。如图3(a)至图3(c)所示，第I机器人2的机器人手部10在该例中具备:底板21，在俯视下呈大致正方形形状；多个上述吸附垫22，设置在底板21上；及多个第I?第3接近传感器24?26，设置在底板21上。底板21具有与预先规定的成为保持对象的多个物品W中最大的物品的尺寸相对应的外形尺寸(例如大致相同的外形尺寸)。
[0030](2-1.吸附垫的构成)
如图3(b)所示，多个吸附垫22被纵横设置为在底板21的面方向上分散。在该例中，以在外侧的2个吸附垫22之间的内侧位置上配置I个吸附垫22的形式，从沿底板21四个边的外周部位置设置到直至内侧的中心位置。另外，吸附垫22的配置形式不限定于该例，可以采用各种形式。如图3(c)所示，各吸附垫22具备:波纹式吸附部22a，配置在底板21的下面上；及吸引管22b，将吸附部22a支撑在底板21上。在吸引管22b上连接有来自未图示的真空源的吸引管路。吸附垫22介由吸引管路及吸引管22b对吸附部22a的内部进行吸引，由此吸附部22a吸附于所接触的物品W的上面，从而保持物品W。多个吸附垫22通过对有无吸引进行切换，从而能够将底板21的吸附垫22的吸附区域变更为各种大小，可以进行与保持对象的物品W的外形相应的吸附。
[0031](2-2.接近传感器)
对分别设置在底板21上的多个第I?第3接近传感器24?26进行说明。
[0032]第I接近传感器24(第I传感器)分散配置在底板21的面方向上。在该例中，第I接近传感器24被设置为相对于底板21，位于图3(a)中的从上开始第2行、第3行、第5行至第9行的各行的吸附垫22中的规定的吸附垫22的彼此之间。另外，第I接近传感器24的配置形式不限定于该例，可以采用各种形式。第I接近传感器24是作为库存传感器而使用的，检测出吸附垫22所吸附的物品W的存在，例如使用图4所示的反射式光电传感器30。在底板21的对应于第I接近传感器24的位置上设置有光的通路孔24a，其沿上下方向贯穿底板21。
[0033]如图4所示，反射式光电传感器30具有配置在检测对象物31 —侧的投光部30a和受光部30b。该光电传感器30从投光部30a对检测对象物31投射红外线等的光λ 1，该光λ I被检测对象物31反射并由受光部30b接收光量减少的反射光λ 2，由受光部30b接收的受光量为一定以上时，则检测出在距光电传感器30 —定距离的范围内存在检测对象物31，例如呈传感器接通。而且，当检测对象物31从光电传感器30离开至一定距离的范围之外时，则来自检测对象物31的反射光λ 2的光量的衰减变大，由受光部30b接收的受光量小于一定值，检测出在一定距离内不存在检测对象物31，例如呈传感器断开。
[0034]第I接近传感器24将上述一定距离的范围设定于从底板21的下面位置到距吸附垫22的顶端规定距离下方的位置为止的范围。而且，第I接近传感器24介由上述通路孔24a进行投光和受光，检测出在距底板21的下面一定距离的范围内是否存在物品W。通过将呈这种构成的第I接近传感器24分散配置在底板21的面方向上，从而可以根据传感器的接通/断开信息，识别由吸附垫22保持的物品W的外形信息(尺寸、形状)。
[0035]另外，在机器人手部10的移动(下降或横向移动)中其移动路径上存在障碍物时，则还能由第I接近传感器24检测出该障碍物，从而防止碰撞。
[0036]而且，通过吸附垫22保持物品W时，与该物品W的外形相应的区域的第I接近传感器24应该检测出物品W的存在(传感器接通)。因而，在物品W的保持中所有的第I接近传感器24均未检测出存在物品(传感器断开)时，则可以认为物品W已掉落。也就是说，还能检测到物品W的掉落。
[0037]另外，由于在机器人系统I中通过激光扫描、图像识别处理而取得保持对象的物品的外形信息，因此控制器可以根据该外形信息预测检测出物品存在(呈传感器接通)的第I接近传感器24 (的区域)。因而，在物品的保持中实际上检测出其存在的第I接近传感器24(的区域)与上述预测的第I接近传感器24(的区域)不同时，则可以认为保持了错误的物品(所指定的物品以外的物品)。也就是说，还能检测到保持了错误的物品。
[0038]如图3(a)所示，第2接近传感器25 (第2传感器)至少沿底板21的轮廓大致等间隔地设置。在该例中，设置在底板21的四个角、四个边的外周部的各中央部以及底板21的中心部。另外，第2接近传感器25的配置形式不限定于该例，可以采用各种形式。该第2接近传感器25是作为防压传感器而使用的，防止吸附垫22压住物品W，例如使用图5所不的透射式光电传感器32。
[0039]如图5所示，透射式光电传感器32在夹着检测对象物31的一侧及另一侧分别具有投光部32a及受光部32b。光电传感器32从投光部32a对检测对象物31投射光λ 1，当在该光λ I的光路上存在检测对象物31时，则由受光部32b接收透过检测对象物31 (包括遮断)而光量减少的透射光λ 3。而且，由受光部32b接收的受光量为一定以下时，则检测出存在检测对象物31，例如呈传感器接通。而且，检测对象物31从所投射的光λ I的光路脱离时，则由受光部32b接收的受光量变为一定以上，检测出不存在检测对象物31，例如呈传感器断开。
[0040]如图3(c)所示，第2接近传感器25夹着连接于吸引管22b的连杆22c在横向一侧及另一侧具备投光部25a及受光部25b，其被固定设置在规定高度的位置上。连杆22c是相当于上述检测对象物31的部件，随着吸附垫22的上下移动而上下移动。由此，当吸附垫22与物品W的上面接触，底板21进一步下降而该底板21的下面和物品W的上面比规定距离更为接近时，从投光部25a投射的光的光路被连杆22c遮断，从而检测出底板21与物品W接近。
[0041]在此，在机器人系统I中，通过激光传感器8的激光扫描取得距最上层的物品W上面的距离信息，根据该距离信息使机器人手部10下降。但是，在距离信息存在误检测时，尤其是在误检测为比实际距离大的距离时，则机器人手部10 (吸附垫22)会压住物品W，有可能会导致物品W破损、变形。
[0042]于是，通过将如上构成的第2接近传感器25设置于机器人手部10，从而可以在底板21接近物品W之前使机器人手部10的下降停止。由此，可以防止由上述压住引起的物品W的破损、变形。另外，由于这种压住是在底板21的整体上均等地进行，因此主要通过配置在底板21外周部的传感器进行检测便已足够。因而，通过沿底板21的轮廓大致等间隔地配置第2接近传感器25，可以通过所需最小限的传感器而实现防压。
[0043]第3接近传感器26 (第3传感器)配置在底板21的轮廓外侧。在该例中，配置在底板21四个边中的相邻两个边的外侧。在底板21的上述两个边的各外周部上连接设置有长方形形状的水平支撑框27，第3接近传感器26分2个位置配置在各支撑框27的外侧。另外，第3接近传感器26的配置形式不限定于该例，可以采用各种形式。例如，第3接近传感器26也可以分别设置在底板21四个边的外侧。由于第3接近传感器26用于确认由吸附垫22吸附的物品W的尺寸过大，因此与第I接近传感器24 —样，例如使用图4所示的反射式光电传感器30。在支撑框27的对应于第3接近传感器26的位置上设置有贯穿支撑框27的光的通路孔26a。
[0044]如上所述，底板21具有与预先规定的成为保持对象的多个物品W中最大的物品的尺寸相对应的外形尺寸(例如大致相同的外形尺寸)。通过在这种底板21的轮廓外侧设置第3接近传感器26，从而在物品W的保持中由第3接近传感器26检测出物品W时，则可以认为保持了比预先规定的最大尺寸大的物品W。也就是说，可以检测到物品W的尺寸过大。
[0045]另外，由于在机器人手部10向下方或横向移动中其移动路径上存在障碍物时，可以在机器人手部10与该障碍物碰撞之前由第3接近传感器26检测出该障碍物，因此还能通过使机器人手部10的移动停止而防止与该障碍物碰撞。
[0046](3.机器人控制器的功能构成)
如图6所示，机器人控制器4具备外形识别部34、吸附区域设定部35及载放控制部36。外形识别部34根据由吸附垫22保持物品W时的多个第I接近传感器24的检测结果，识别物品W的外形信息(尺寸、形状)。吸附区域设定部35根据所识别的外形信息设定底板21中的执行吸附的吸附垫22的区域。载放控制部36如下进行控制，在通过光电传感器28检测出由吸附垫22保持的物品W的底面时使机器人手部10的下降动作停止，其后解除吸附垫22的保持而将物品W载放在传送带6上。另外，虽然在图6中省略图示，但是机器人控制器4除上述部件以外，还具有用于控制机器人2、3的动作的各种功能。
[0047](4.图像识别出错时的物品的吸附保持动作)
每当通过第I机器人2的机器人手部10的吸附垫22保持托盘P上的物品W时，通过设置在第2机器人3的机器人手部20上的相机7拍摄托盘P上的物品W的上面。在此，在托盘P上没有间隙地横排配置有同一形状的多个物品W(例如瓦楞板纸箱等)时，则有可能无法将它们图像识别为多个物品W，而是误识别为单一的物品。
[0048]在本实施方式中，如上所述将多个物品W图像识别为单一的物品时，由于该误识别的物品的尺寸超过预先规定的成为保持对象的多个物品W中最大的物品的尺寸，因而作为图像识别出错而被识别。于是，机器人控制器4在发生这种图像识别出错时，使底板21的多个吸附垫22中与预先规定的最小尺寸的物品W相对应的区域的吸附垫22工作，试验性地吸附保持物品W，根据此时的第I接近传感器24检测结果来识别物品W的外形信息(尺寸、形状)。然后，根据所识别的物品W的外形信息，设定底板21的执行吸附的吸附垫22的区域，通过所设定的区域的吸附垫22再次吸附保持物品W。下面，对该动作详细进行说明。
[0049]图7是表示上述图像识别出错时的物品的吸附保持动作的一个例子的说明图。在图7(a)中，装载在托盘P上的2个物品Wl、W2被没有间隙地横排配置，在由相机7的拍摄进行的图像识别中误识别为I个物品W'，从而发生图像识别出错。此时，机器人控制器4使底板21的吸附垫22中位于与预先规定的最小尺寸的物品W相对应的最小区域38的吸附垫22工作，例如以使该最小区域38贴近托盘P的角部(图7(a)中左上侧的角部)的形式吸附于物品W'的上面，并保持物品W'。然后，使机器人手部10上升时，仅提升2个物品W1、W2中通过吸附垫22的吸附而被保持的一个(图7(a)中左侧)物品W1，而另一个(图7(a)中右侧)物品W2则仍旧保留在托盘P上。因此，通过底板21的多个第I接近传感器24进行物品检测时，第I接近传感器24中的仅与所吸附的上述物品Wl相对应的第I接近传感器24检测出物品而呈接通，位于其外侧的第I接近传感器24未检出物品而呈断开。由此，机器人控制器4的外形识别部34根据第I接近传感器24的检测结果，识别物品Wl的外形信息(尺寸、形状)。
[0050]其后，如图7(b)所示，吸附区域设定部35根据所识别的物品Wl的外形信息，将底板21的执行吸附的吸附垫22的区域39设定为相对于物品Wl的外形尺寸没有过大或过小的适当区域。然后，机器人控制器4使所设定的适当区域39的吸附垫22重新工作，通过吸附垫22再次吸附保持物品W。
[0051](5.机器人控制器的控制顺序)
图8示出上述图像识别出错时的机器人控制器4的控制顺序的一个例子。机器人控制器4通过激光传感器8进行距托盘P上的最上层的物品W的上面为止的距离测定，并且通过相机7拍摄由距离测定所特定的最上层的物品W，在识别出上述图像识别出错时开始该流程所示的处理。
[0052]首先在步骤SlO中，机器人控制器4向第I机器人2输出控制信号，通过基于上述物品W的距离信息、外形信息等的位置控制，使第I机器人2的机器人手部10移动至托盘P的上方。然后，机器人控制器4使机器人手部10下降，使底板21的与预先规定的最小尺寸的物品相对应的区域的吸附垫22工作，通过吸附垫22试验性地吸附保持所特定的物品W，例如进行物品W的提升等的操作。
[0053]其后，在步骤S20中，机器人控制器4在用吸附垫22保持物品W的状态下，取得底板21的多个第I接近传感器24的检测结果。
[0054]之后，在步骤S30中，机器人控制器4的外形识别部34根据第I接近传感器24的检测结果，识别物品W的外形信息(尺寸、形状)。如前所述，由于多个第I接近传感器24中仅与所保持的物品W相对应的第I接近传感器24呈接通，而位于所保持的物品W外侧的第I接近传感器24呈断开，因此识别出物品W的外形信息(尺寸、形状)。机器人控制器4在外形信息的识别后，使机器人手部10下降并解除吸附垫22的保持，将物品W载放在托盘P上。
[0055]在步骤S40中，机器人控制器4的吸附区域设定部35根据所识别的物品W的外形信息，设定底板21中的执行吸附的吸附垫22的区域(吸附区域)。另外，也可以在设定该吸附区域后，将上述物品W载放在托盘P上。
[0056]其后，在步骤S50中，机器人控制器4使上述设定的吸附区域的吸附垫22重新工作，通过吸附垫22再次吸附保持物品W，并对物品W进行操作。由此，可以通过吸附垫22稳定地保持物品W并向传送带6移动。步骤S50结束时，结束本流程。
[0057](6.实施方式的效果)
如以上说明的那样，本实施方式的第I机器人2进行卸垛作业，一个一个卸载托盘P上堆放的物品W。此时,通过第2机器人3的机器人手部20的激光传感器8扫描托盘P上搭载的最上层的物品W的上面，由此取得距上面的距离信息，特定上面存在于最高位置的物品W。然后，通过机器人手部20的相机7拍摄所特定的物品W的上面，由图像处理装置5执行图像识别处理，由此取得上面的外形信息。第I机器人2根据这些距离信息、外形信息等而使机器人手部10移动，并保持物品W。
[0058]在此，在托盘P上没有间隙地横排配置有例如像瓦楞板纸箱这样的同一形状的多个物品W时，则有可能无法将它们图像识别为多个物品W，而是误识别为单一的物品。发生这种误识别时，则会因物品W的掉落或出错而导致运行停止等，有可能使卸垛作业中断。
[0059]在本实施方式中，在机器人手部10的底板21上配置多个接近传感器(第I?第3接近传感器24?26)。由此，如上所述在无法实现图像识别时，暂且通过吸附垫22保持物品W并进行提升操作，可以根据操作后的状态下的多个接近传感器的检测结果来识别物品W的外形信息(尺寸、形状)。其结果，能够根据所识别的物品W的外形信息来设定吸附垫22的恰当的保持形式，能够以该设定的形式再次保持并操作物品W。如此，即便在发生成为卸垛对象的物品W的误识别时，也不会发生由物品W的掉落、出错引起的运行停止等，可以继续执行卸垛作业。
[0060]另外，在本实施方式中，尤其是在多个接近传感器中包括分散配置在底板21的面方向上的上述多个第I接近传感器24。通过分散配置在面方向上的第I接近传感器的接通/断开信息，所操作的物品W的外形信息(尺寸、形状)变得明确，可以提高识别精度。
[0061]另外，如前所述，在机器人手部10的移动(下降或横向移动)中其移动路径上存在障碍物时，则还能由第I接近传感器24检测出该障碍物，从而防止碰撞。而且，还能检测到物品W的掉落，或检测到保持了错误的物品。
[0062]另外，在本实施方式中，尤其是在多个接近传感器中包括沿底板21的轮廓大致等间隔地配置的上述第2接近传感器25。由此，如前所述，可以防止因机器人手部10压住而引起的物品W的破损、变形。
[0063]另外，在本实施方式中，尤其是在多个接近传感器中包括配置在底板21的轮廓外侧的第3接近传感器26。由此，如前所述，可以检测到物品W的尺寸过大。另外，在机器人手部10的移动(下降或横向移动)中其移动路径上存在障碍物时，则还能由第3接近传感器26检测出该障碍物，从而防止碰撞。
[0064]另外，在本实施方式中，尤其是作为保持部件设置多个吸附垫22，其构成为沿面方向分散配置在底板21上，并各自吸附于物品W的上面。由此，能够根据保持对象的物品W的外形而适当选择执行吸附的吸附垫22，可以保持各种大小或形状的物品。另外，由于还能够根据托盘P内的保持对象的物品W的载放位置来变更底板21的吸附位置，因此可以提高卸垛的作业效率。
[0065]另外，在本实施方式中，尤其是机器人系统I具有:传送带6，搬运第I机器人2所载放的物品W ;及光电传感器28，在物品W的载放位置上配置在传送带6的搬运面6a的上方，具备位于传送带6的宽度方向一侧的投光部28a以及位于宽度方向另一侧的受光部28b。
[0066]由此，机器人控制器4的载放控制部36在通过光电传感器28检测出由吸附垫22保持的物品W的底面时使机器人手部10的下降动作停止，其后进行控制，解除吸附垫22的保持并将物品W载放在传送带6上，由此能够与物品W的高度无关地将该物品W顺利地载放在传送带6上。因而，不需要用于检测出物品W高度的相机、传感器等的装置，能够使机器人系统I呈现简洁的构成。
[0067](7.变形例)
另外，所公开的实施方式并不局限于上述内容，可在不脱离其主旨及技术思想的范围内实施各种变形。
[0068]例如，虽然在以上的实施方式中，除第I机器人2以外设置第2机器人3，并在第2机器人3上搭载有相机7及激光传感器8，但是也可以通过在第I机器人2上搭载相机7及激光传感器8而省略第2机器人3，从而仅设置I台第I机器人2。
[0069]另外，虽然第I?第3接近传感器24?26为光电式传感器，但是也可以是静电电容式、超声波式等光电式以外的传感器。
[0070]另外，除以上已经说明的以外，也可以适当组合上述实施方式等的方法而加以利用。
[0071]其它，虽未一一例示，但是上述实施方式等可在不脱离其主旨的范围内施加各种变更而进行实施。
【权利要求】
1.一种机器人手部，是操作物品的机器人所具备的机器人手部，其特征在于，具有: 底板； 保持部件，其构成为配置在所述底板上，保持所述物品； 及多个接近传感器，其构成为配置在所述底板上，各自检测出所述保持部件侧有无所述物品。
2.根据权利要求1所述的机器人手部，其特征在于， 所述多个接近传感器包括分散配置在所述底板的面方向上的多个第1传感器。
3.根据权利要求1或2所述的机器人手部，其特征在于， 所述多个接近传感器包括沿所述底板的轮廓大致等间隔地配置的第2传感器。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的机器人手部，其特征在于， 所述多个接近传感器包括配置在所述底板的轮廓外侧的第3传感器。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的机器人手部，其特征在于， 所述保持部件是多个吸附垫，其构成为分散配置在所述底板的面方向上，各自吸附于所述物品的上面。
6.—种机器人系统，其特征在于，具有: 操作物品的机器人； 所述机器人所具备的权利要求1至5中任意一项所述的机器人手部； 及控制器，其构成为控制所述机器人及所述机器人手部的动作。
7.根据权利要求6所述的机器人系统，其特征在于， 所述控制器具有外形识别部，其构成为根据由所述保持部件保持并操作所述物品时的所述多个接近传感器的检测结果，识别所述物品的外形信息。
8.根据权利要求6或7所述的机器人系统，其特征在于，还具有: 传送带，其构成为搬运所述机器人所载放的所述物品； 及光电传感器，在所述物品的载放位置上配置在所述传送带的搬运面的上方，具备位于所述传送带的宽度方向一侧的投光部及位于所述宽度方向另一侧的受光部。
9.根据权利要求8所述的机器人系统，其特征在于， 所述控制器具有载放控制部，其构成为在通过所述光电传感器检测出由所述保持部件保持的所述物品的底面时使所述机器人手部的下降停止，解除所述保持部件的保持并将所述物品载放在所述传送带上。
10.一种物品的卸垛方法，是使用具备机器人手部的机器人的物品的卸垛方法，该机器人手部具有:底板；多个吸附垫，其构成为分散配置在所述底板的面方向上，各自吸附于物品的上面；及多个接近传感器，其构成为配置在所述底板上，各自检测出所述保持部件侧有无所述物品，其特征在于，具有: 通过预先规定的区域的所述吸附垫吸附并操作所述物品； 根据操作后的状态下的所述多个接近传感器的检测结果来识别所述物品的外形信息； 根据所识别的所述外形信息来设定执行吸附的所述吸附垫的区域； 通过所设定的所述区域的所述吸附垫再次吸附并操作所述物品。
【文档编号】B65G61/00GK104416576SQ201410446865
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】下野利昭 申请人:株式会社安川电机