專利名稱：機器人系統(tǒng)及工件取出方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機器人系統(tǒng)、產(chǎn)品的制造方法。
背景技術：
以往，提出有利用機器人等來實現(xiàn)由人進行的作業(yè)的自動化的技術。例如，希望使用機器人來實現(xiàn)機械產(chǎn)品的組裝作業(yè)等以往由人手進行的復雜作業(yè)的自動化。在日本國專利公開2009-000799號公報中公開有像這樣的通過機器人等來實現(xiàn)依靠人的作業(yè)環(huán)境的自動化的考慮。但是，在進行組裝作業(yè)時，將會產(chǎn)生把持構(gòu)成產(chǎn)品的多種部件、螺栓等接合構(gòu)件或者進行加工的作業(yè)，為了對這些多種部件(尤其是異型部件、大重量部件)進行操作等，需要在機器人的手部具備對每個作業(yè)內(nèi)容分別進行特殊化了的裝置，存在手部的結(jié)構(gòu)變復雜化的課題。當手部變復雜時，則不僅手部所需的費用增多，而且手部的尺寸增大，因此與周圍的物體發(fā)生干涉的區(qū)域變大。另外，如果手部的重量增加，則也需要較大的支撐該手部的機器人的可搬重量，也存在費用增加等課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的課題而進行的，目的在于提供機器人系統(tǒng)及產(chǎn)品的制造方法，其能夠在盡可能地使用用于依靠人手進行作業(yè)的原有的作業(yè)空間、作業(yè)設備的同時，高精度地對工件進行作業(yè)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，其構(gòu)成為，具有機器人，其具有主體部；第1臂，設置于主體部并具有多個關節(jié)部；第2臂，與第1臂分體地設置于主體部并具有多個關節(jié)部； 及手部，分別設置于第1臂及第2臂；控制裝置，控制機器人的動作；作業(yè)臺，用于機器人對工件進行作業(yè)；以及工件部件供給部，被配設在機器人的周圍，供給多種工件的部件即工件部件，控制裝置具有動作指令部，對于多種工件部件的部分種類的工件部件，用第1臂及第 2臂的手部同時保持而從工件部件供給部搬運到載物臺，對于多種工件部件當中所剩種類的工件部件，只用第1臂或第2臂中的任意一個手部進行保持而從工件部件供給部搬運到作業(yè)臺。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，在具有主體部、設置于主體部并具有多個關節(jié)部的第1臂、與第1臂分體地設置于主體部并具有多個關節(jié)部的第2臂、分別設置于第1臂及第2臂的手部的機器人的周邊的工件部件供給部中準備多種工件部件，對于任意種類的工件部件，用兩手的手部同時保持而搬運到作業(yè)臺，對于多種工件部件當中所剩種類的工件部件，只用第1臂或第2臂中的任意單只手的手部進行保持而從工件部件供給部搬運到作業(yè)臺，通過第1臂及第2臂，在作業(yè)臺上進行工件部件的組裝作業(yè)。


通過附圖更加詳細地說明本發(fā)明。圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的機器人系統(tǒng)的整體構(gòu)成的模式配置圖。圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式的機器人系統(tǒng)的整體構(gòu)成的模式立體圖。圖3是表示本發(fā)明的一個實施方式的機器人系統(tǒng)的整體構(gòu)成的模式立體圖。圖4是表示本發(fā)明的一個實施方式的機器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
具體實施例方式第一實施方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。在本實施方式中，作為作業(yè)系統(tǒng)的一個應用例，以將3種工件部件Wl W3分別組裝加工而制作規(guī)定工件的單元生產(chǎn)系統(tǒng)100為例進行說明。如圖2所示，本實施方式的生產(chǎn)系統(tǒng)100的構(gòu)成為具有機器人(機器人裝置)101、 載物臺(作業(yè)臺)102、部件儲料器(工件部件供給部)103 106、工具儲料器(工具放置處)109、螺栓送料器107及控制器(控制裝置)108。載物臺102是配置在機器人101前方(位于后述的第1臂與第2臂與主體部的中間)的具有平面部的臺，在上面配置有用于規(guī)定工件Wi的放置位置的多個限制器。在部件儲料器103 106中儲存有多個各自不同種類的工件部件(以下稱工件) Wl W4。并且，部件儲料器103 106也可以由固定的貨架等構(gòu)成，而且，也可以是將工件部件搬入到生產(chǎn)系統(tǒng)100的搬運車、搬運帶等。通過由機器人101執(zhí)行組裝加工作業(yè)，各工件部件Wl W4成為作為機械產(chǎn)品的工件W。并且，在此，為了簡化說明，雖然說明的工件部件為4種，但是根據(jù)工件W的組裝內(nèi)容，工件部件的種類可設定多種。在工具儲料器109中配設有種類不同的電動工具(擰螺栓裝置、沖孔加工機等)109A等。并且，電動工具可以應用與由人作業(yè)時相同的通用物品。在螺栓送料器107的規(guī)定位置配設有用于工件W的組裝作業(yè)的螺栓類，按照事先示教的內(nèi)容，根據(jù)作業(yè)工序供給多種螺栓。控制器108由具有存儲裝置、電子運算器及輸入裝置(均省略圖示)的計算機構(gòu)成，與機器人101連接為可相互通信。并且，下面，在后述的機器人101的各可動部(旋轉(zhuǎn)部、擺動部、手單元)內(nèi)置有分別具有伺服馬達的傳動裝置(省略圖示)，作為來自內(nèi)置于傳動裝置的編碼器的信號，將各可動部的旋轉(zhuǎn)位置輸入于控制器108。控制器108中，事先通過輸入裝置(例如編碼器(programming pendant))將工件 W的組裝動作順序(更具體而言，機器人101的各可動部的動作位置信息等)作為示教信息而事先存儲于存儲器，控制器108為如下構(gòu)成，在執(zhí)行動作時，動作指令部按照存儲于存儲器中的示教信息而對機器人101的各可動部發(fā)送動作信號。下面，對機器人101的構(gòu)成進行說明。如圖2所示，機器人101為如下構(gòu)成，基臺 1通過未圖示的地腳螺栓固定在地板上，在基臺1上方，主體部2通過傳動裝置被設置為相對于基臺1旋轉(zhuǎn)自如。
右臂部(第1臂)3R及左臂部(第2臂)3L分別設置在該主體部2的左右。在右臂部3R上，通過圍繞水平(平行于地板)的第1轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置設有右肩部(第1結(jié)構(gòu)體)4R。在該右肩部4R上，通過圍繞與第1轉(zhuǎn)軸正交的第2轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置設有右上臂A部(第2結(jié)構(gòu)體)5R。在該右上臂A部5R頂端，通過圍繞與第2轉(zhuǎn)軸正交的第3轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置設有右上臂B部(第3結(jié)構(gòu)體)6R。而且在右上臂B部6R頂端，通過圍繞與第3轉(zhuǎn)軸正交的第4轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置設有右下臂部(第4結(jié)構(gòu)體)7R。在該右下臂部7R頂端，通過圍繞與第4轉(zhuǎn)軸正交的第5 轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置設有右手腕A部(第5結(jié)構(gòu)體)8R。并且，在右手腕A部8R頂端，通過圍繞與第5轉(zhuǎn)軸正交的第6轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置設有右手腕B部9R。并且，該右手腕A部8R被賦予進行旋轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)動作，右手腕B部9R被賦予進行彎曲動作的旋轉(zhuǎn)動作。在右手腕B部9R頂端設有右凸緣10R，右凸緣IOR通過傳動裝置可圍繞與第6轉(zhuǎn)軸正交的第7轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)。在右凸緣IOR上安裝有右手單元(第1手部)11。右手單元 (手部)11為，通過可使右凸緣IOR活動的伺服馬達的驅(qū)動，可使右手單元11旋轉(zhuǎn)，并可在控制器108所指示的位置停止(定位)。右手單元11內(nèi)置有改變2個手指構(gòu)件IlAUlA的間隔的傳動裝置(省略圖示)， 構(gòu)成為可以在各手指構(gòu)件IlAUlA之間把持物體。另外，在將各手指構(gòu)件IlAUlA插入設置于保持對象物的孔等中的狀態(tài)下，通過利用傳動裝置使手指構(gòu)件IlAUlA的間隔變大而使孔與手指構(gòu)件IlAUlA抵接，從而能夠?qū)Ρ３謱ο笪镞M行保持。左臂部3L與右臂部3R是左右對稱的，左臂部3L由左肩部4L、左上臂A部5L、左上臂B部6L、左下臂部7L、左手腕A部8L、左手腕B部9L、左凸緣IOL構(gòu)成。在左凸緣IOL上安裝有左手單元(手部)12。與右手單元11 一樣，左手單元12內(nèi)置有改變2個手指構(gòu)件12A、12A的間隔的傳動裝置(省略圖示)，構(gòu)成為可以在各手指構(gòu)件 12A、12A之間把持物體。另外，在左手單元12上，在與手指構(gòu)件12A、12A大致正交的方向上設有螺栓工具 12B。螺栓工具可以從螺栓送料器107取出螺栓，并可將螺栓螺入于示教的位置。本發(fā)明的一個實施方式的生產(chǎn)系統(tǒng)如上構(gòu)成，下面，對于控制器108所示教的機器人101的動作即工件W的制造形態(tài)進行說明。如圖4所示，首先作為步驟S10，當作業(yè)開始時，控制器108讀入存儲在存儲器中的
示教信息。然后，作為步驟S20，使主體部2相對于基臺1進行旋轉(zhuǎn)，以便儲料器103位于左臂部3L及右臂部3R的大致中央，用右手單元11的手指構(gòu)件IlA把持工件部件Wl的事先示教的位置，同時用左手單元12的手指構(gòu)件12A把持工件部件Wl的不同位置。在用右手單元11、左手單元12把持工件部件Wl的狀態(tài)下，左臂部3L通過右臂部 3R舉起工件部件W1，使主體部2向載物臺102側(cè)旋轉(zhuǎn)，將工件部件Wl放置在載物臺102上。 并且，工件部件Wl被放置在事先示教的位置，并通過設置在載物臺102上的突起部102A而被定位，不會從載物臺102滑落。下面，作為步驟S30，右臂部3R進行動作，用右手單元11把持儲料器104中的工件部件W2，將工件部件W2定位于載物臺102上的工件部件Wl的側(cè)面部并使其抵接。
步驟S40與步驟S30同時執(zhí)行，左臂部3L在螺栓送料器107側(cè)進行動作，用左手單元12的螺栓工具12B從螺栓送料器107中取出螺栓。然后，在步驟S50中，使左臂部3L在被右手單元11定位的工件部件W2側(cè)進行動作，用螺栓工具12B螺入所保持的螺栓，從而將工件部件W2與工件部件Wl接合(參照圖3)。接下來，作為步驟S60，通過右手單元11及左手單元12分別把持設置在載物臺 102兩側(cè)的鉤部件J1、J2。作為步驟S70，使主體部2向儲料器105側(cè)旋轉(zhuǎn)，在工件W3的下部插入通過右手單元11及左手單元12把持的鉤部件Jl、J2的鉤部，通過各鉤部支撐工件W3。然后，左臂部 3L通過右臂部3R舉起工件部件W3，使主體部2向載物臺102側(cè)旋轉(zhuǎn)，在載物臺102上的工件部件Wl的上部將工件部件W3定位而放置。接下來，作為步驟S80，右臂部3R進行動作，把持工具儲料器109的示教的電動工具 109A。在與步驟S80同時執(zhí)行的步驟S90中，左臂部3L進行動作，把持儲料器106的工件部件W4的示教的位置，將工件部件W4嵌合于載物臺102上的工件部件Wl的嵌合部(臨時接合)。當步驟S80結(jié)束時，右臂部3R用電動工具109A的頂端從螺栓送料器107中取出螺栓，將處于放置在工件部件Wl上部的狀態(tài)的工件部件W3螺栓接合于工件Wl (步驟S100)。另一方面，當步驟S90結(jié)束時，左臂部3L在螺栓送料器107側(cè)進行動作，用左手單元12的螺栓工具12B從螺栓送料器107中取出螺栓，將工件部件W4螺栓接合于工件部件 Wl (步驟 Sl 10)。之后，將完成工件部件Wl W4的組裝作業(yè)的工件W從載物臺102上搬出到省略圖示的搬出路上，再次執(zhí)行從步驟Sio開始的動作。根據(jù)這樣的本實施方式的生產(chǎn)系統(tǒng)，由于機器人101采用將基臺1及主體部2作為人的主體，并在主體的兩端具有一對臂(arm)這樣的與人的上半身相同的方式，因此可以在人手作業(yè)用的原有的作業(yè)空間內(nèi)配置機器人101，可以借用原有的設備而應用部件儲料器103 106、工具儲料器109及螺栓送料器107等配置，可以降低實現(xiàn)作業(yè)的自動化所需的設備費用。另外，對于重量或尺寸較小的工件部件(W2、W4)，可以只使用右臂部3R或左臂部 3L來搬運，用剩下的臂來執(zhí)行其他的處理。而且，對于重量重、尺寸大的工件部件(Wl)，通過使右臂部3R及左臂部3L協(xié)同進行搬運，從而即使較小地設定右臂部3R及左臂部3L的可搬運重量(即尺寸)，也可以高精度地搬運重量重的工件部件。另外，對于呈無法通過手指構(gòu)件進行把持的形狀的工件(W3)，則用手指構(gòu)件把持鉤部件Jl、J2，并通過夾具來使右臂部3R及左臂部3L協(xié)同支撐工件部件，從而不需使各手單元11、12成為設置特殊夾具、卡盤裝置等的復雜結(jié)構(gòu)，可以僅通過將簡單的夾具配設在生產(chǎn)系統(tǒng)100內(nèi)來搬運多種形狀的工件部件。以上，雖然對于本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明的生產(chǎn)系統(tǒng)、機器人裝置、機械產(chǎn)品的制造方法不局限于上述的實施方式的內(nèi)容，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可適當?shù)剡M行變形而應用。
權(quán)利要求
1.一種機器人系統(tǒng)，其特征為，具有機器人，其具有主體部；第ι臂，設置于所述主體部并具有多個關節(jié)部；第2臂，與所述第1臂分體地設置于所述主體部并具有多個關節(jié)部；及手部，分別設置于所述第1臂及所述第2臂；控制裝置，控制所述機器人的動作； 作業(yè)臺，用于所述機器人對工件進行作業(yè)；以及工件部件供給部，被配設在所述機器人的周圍，供給多種所述工件的部件即工件部件，所述控制裝置具有動作指令部，對于所述多種工件部件的部分種類的工件部件，用所述第1臂及所述第2臂的所述手部同時保持而從工件部件供給部搬運到所述作業(yè)臺，對于所述多種工件部件當中所剩種類的工件部件，只用所述第1臂或所述第2臂中的任意一個所述手部進行保持而從工件部件供給部搬運到所述作業(yè)臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人系統(tǒng)，其特征為， 所述機器人具有將所述主體部可旋轉(zhuǎn)地支撐的基臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人系統(tǒng)，其特征為，所述機器人具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述基臺與所述主體部的傳動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人系統(tǒng)，其特征為， 所述第1臂及所述第2臂分別具有第1傳動裝置，使第1結(jié)構(gòu)體相對于所述主體部進行旋轉(zhuǎn)；第2傳動裝置，使第2結(jié)構(gòu)體相對于所述第1結(jié)構(gòu)體而圍繞與所述第1傳動裝置的轉(zhuǎn)軸正交的轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)；第3傳動裝置，使第3結(jié)構(gòu)體相對于所述第2結(jié)構(gòu)體而圍繞與所述第2傳動裝置的轉(zhuǎn)軸正交的轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)；第4傳動裝置，使第4結(jié)構(gòu)體相對于所述第3結(jié)構(gòu)體而圍繞與所述第3傳動裝置的轉(zhuǎn)軸正交的轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)；第5傳動裝置，使第5結(jié)構(gòu)體相對于所述第4結(jié)構(gòu)體而圍繞與所述第4傳動裝置的轉(zhuǎn)軸正交的轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)；第6傳動裝置，使第6結(jié)構(gòu)體相對于所述第5結(jié)構(gòu)體而圍繞與所述第5傳動裝置的轉(zhuǎn)軸正交的轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)；及第7傳動裝置，使凸緣相對于所述第6結(jié)構(gòu)體而圍繞與所述第6傳動裝置的轉(zhuǎn)軸正交的轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)，所述手部安裝于所述凸緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人系統(tǒng)，其特征為，所述機器人具有存儲事先輸入的產(chǎn)品的組裝動作信息的存儲器， 所述動作指令部根據(jù)所述存儲器所存儲的動作信息來控制所述機器人的動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人系統(tǒng)，其特征為，在所述機器人附近，配設具備1種以上工具的工具放置處， 所述動作指令部執(zhí)行以下內(nèi)容通過所述第1臂或所述第2臂的所述手部保持所述工具，通過所述保持的工具對搬運到所述作業(yè)臺上的所述多種工件部件執(zhí)行組裝作業(yè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機器人系統(tǒng)，其特征為， 所述動作指令部同時執(zhí)行以下內(nèi)容只用所述第1臂或所述第2臂中的任意一個所述手部來搬運所述工件部件的作業(yè)；及用所述第1臂或所述第2臂的另一個所述手部來把持所述工具的作業(yè)。
8.一種機器人，其特征為，具有 主體部；第1臂，設置于所述主體部并具有多個關節(jié)部； 第2臂，與所述第1臂分體地設置于所述主體部并具有多個關節(jié)部； 手部，分別設置于所述第1臂及所述第2臂； 及控制裝置，分別控制所述第1臂及所述第2臂， 所述控制裝置具有動作指令部，對于多種工件部件當中的任意種類的工件部件，用所述第1臂及所述第2臂的所述手部同時保持而從工件部件供給部搬運到作業(yè)臺，對于所述多種工件部件當中所剩種類的工件部件，用所述第1臂或所述第2臂的所述手部進行保持而從工件部件供給部搬運到所述作業(yè)臺。
9.一種產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，其特征為，在具有主體部、設置于所述主體部并具有多個關節(jié)部的第1臂、與所述第1臂分體地設置于所述主體部并具有多個關節(jié)部的第2臂、分別設置于所述第1臂及所述第2臂的手部的機器人周邊所設置的工件部件供給部中準備多種工件部件；對于多種工件部件當中的任意種類的工件部件，用所述第1臂及所述第2臂的所述手部同時保持而從工件部件供給部搬運到配置在所述機器人正面的作業(yè)臺；對于所述多種工件部件當中所剩種類的工件部件，只用所述第1臂或所述第2臂中的任意一個所述手部進行保持而從工件部件供給部搬運到作業(yè)臺；通過所述第1臂及所述第2臂，在所述作業(yè)臺上進行所述工件部件的組裝作業(yè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，其特征為，還包括同時執(zhí)行以下內(nèi)容只用所述第1臂或所述第2臂中的任意一個所述手部來搬運所述工件部件的作業(yè)；及用所述第1臂或所述第2臂的另一個所述手部來把持所述工具的作業(yè)。
全文摘要
為了提供能夠通過盡可能降低操作的誤動作來高精度地從儲料器中取出工件的機器人系統(tǒng)及工件取出方法，本發(fā)明如下構(gòu)成，利用形狀傳感器探測收納有多個工件的儲料器內(nèi)的形狀信息，根據(jù)探測結(jié)果檢測出是否存在可執(zhí)行把持動作的工件，在未檢測出可執(zhí)行把持動作的工件時，使機器人動作以攪亂儲料器內(nèi)的工件配置狀態(tài)，在通過對象工件檢測部檢測出可執(zhí)行把持動作的工件時，使機器人動作以把持工件。
文檔編號B25J15/08GK102152298SQ20111003529
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者平野祐輔, 河野智樹, 藤木敏顯 申請人:株式會社安川電機