本發(fā)明涉及將被置于堆垛機(工件裝載裝置)的板狀的工件(workpiece)取出并供給至折彎裝置的折彎機器人、以及檢測堆垛機的工件有無的工件檢測方法。

背景技術：

下述專利文獻1公開了一種被稱為折彎機器人的多關機機器人臂，其通過吸附等取出被置于堆垛機的板狀的工件，并供給至折彎裝置的彎曲加工。另外，下述專利文獻2公開了以下技術：由多關機機器人臂從堆積的工件取出一個工件，基于由配置于上方的攝像機取得的圖像進行取出時的工件檢測。另外，下述專利文獻3公開了以下技術：為了吸附搬運被裝載的板狀的工件的最上的一塊，利用安裝于配置于工件上方的吊掛夾具的基于激光等的非接觸式距離傳感器進行被裝載的工件的最上位置檢測。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國特開2002－137019號公報

專利文獻2：日本國特開2012－024903號公報

專利文獻3：日本國特開平5－212475號公報

技術實現(xiàn)要素：

通過將專利文獻2公開的基于圖像的檢測技術、或者專利文獻3公開的基于非接觸式距離傳感器的測距結果的檢測技術組合于專利文獻1公開的折彎機器人，從而能夠進行堆垛機的工件有無檢測。堆垛機的工件有無檢測需要在彎曲加工的最初進行，為了提高使用了折彎機器人的彎曲加工效率，期望能夠盡可能高速地執(zhí)行。

但是，為了工件有無檢測，在從堆垛機的上方攝像(takinganimage)或測定(measuringadistance)的情況下，折彎機器人需要進行如下與加工不直接相關的動作，即、為了不干涉，從攝像范圍或測定范圍預先退避，在攝像或測定結束后再返回。因此，存在彎曲加工效率低等應當改善的點。

本發(fā)明的目的在于提供能夠高效率地進行彎曲加工的折彎機器人及工件檢測方法。

本發(fā)明的第一特征提供一種折彎機器人，將以端面抵接于具有收納基準平面的堆垛機的上述收納基準平面的方式所收納的工件從上述堆垛機取出，并供給至彎曲加工機，上述折彎機器人具備：與上述收納基準平面平行地移動的主體部；支撐于上述主體部，且能夠定位于上述堆垛機的上方的臂部；以及設于上述臂部，且能夠非接觸地測量與收納于上述堆垛機的上述工件的距離的距離傳感器。

在此，優(yōu)選的是，上述主體部與上述收納基準平面平行地移動，上述距離傳感器在接近上述收納基準平面的測量路徑上進行測定。

本發(fā)明的第一特征提供一種工件檢測方法，檢測收納由折彎機器人向彎曲加工機供給的工件的堆垛機上有沒有收納上述工件，在上述堆垛機設置具有供被收納的上述工件的端面抵接的收納基準平面的壁板，在上述折彎機器人設置：與上述收納基準平面平行地移動的主體部；支撐于上述主體部，且能夠定位于上述堆垛機的上方的臂部；以及設于上述臂部，且能夠非接觸地測量與與收納于上述堆垛機的上述工件的距離的距離傳感器，上述工件檢測方法包括：使上述主體部與上述收納基準平面平行地移動，使上述距離傳感器在接近上述收納基準平面的測量路徑上進行測距的測距步驟，以及在通過上述測距步驟中的測距而得到了兩個電流值的情況下，判斷為在上述堆垛機收納有上述工件的判斷步驟。

附圖說明

圖1是實施方式的折彎機器人的側視圖。

圖2是上述折彎機器人的塊圖。

圖3是載置由上述折彎機器人把持的工件的堆垛機的俯視圖。

圖4是工件檢測動作中測量動作的流程圖。

圖5是表示在測量動作中得到的電流的推移例的圖表。

圖6是工件檢測動作中判斷動作的流程圖。

圖7是判斷動作的變形例的圖表。

圖8是工件檢測動作的變形例的俯視圖。

圖9是其它判斷動作的流程圖。

具體實施方式

參照附圖，對實施方式的折彎機器人1進行說明。折彎機器人1含有所謂的六軸垂直多關節(jié)機器人而成。參照圖1，對折彎機器人1的整體結構進行說明。為了便于說明，如圖1中箭頭所述地規(guī)定上下前后方向。另外，垂直于附圖的方向規(guī)定為左右方向，近前方向是左方向。圖1在折彎機器人1之外，示出了設置于周圍的裝置等。

折彎機器人1設置于彎曲加工機m的前方附近。彎曲加工機m在左右方向上延伸。彎曲加工機m具備一組彎曲金屬模具，還具備裝配有其中一方的金屬模具ma的上工作臺mb、及與上工作臺mb的下方對置配置且裝配其中另一方的金屬模具mc的下工作臺md。彎曲加工機m通過使一方的工作臺向另一方的工作臺接近，從而用一對金屬模具ma、mc夾住由折彎機器人1插入上工作臺mb與下工作臺md之間的工件w進而進行彎曲加工。

在折彎機器人1的前方設置有堆垛機載置臺m2。在堆垛機載置臺m2上載置有堆垛機31。在堆垛機31上能夠裝載由彎曲加工機m進行彎曲加工的工件w。堆垛機31能夠向堆垛機載置臺m2搬入，而且能夠從堆垛機載置臺m2搬出。

折彎機器人1具備基臺2和主體部3?；_2具有設置于地板fl上并沿左右方向上平行延伸的一對導軌2a、2b。主體部3被導軌2a、2b支撐為能夠在左右方向上移動。

在主體部3安裝有基礎臂部4?；A臂部4能夠繞鉛垂的軸線cla轉動(參照箭頭da)，而且能夠繞水平的軸線clb轉動(參照箭頭db)?；A臂部4的前端部通過關節(jié)部6而與中間臂部5的一端部連結。在關節(jié)部6，基礎臂部4和中間臂部5能夠繞水平的軸線clc相對轉動(參照dc)地連結。

中間臂部5的另一端部通過關節(jié)部8與肩部7連結。在關節(jié)部8，中間臂部5和肩部7能夠繞水平的軸線cld相對轉動(參照箭頭dd)地連結。軸線clb、軸線clc以及軸線cld互相平行。

肩部7支撐沿與軸線cld正交的軸線cle呈直狀延伸的直臂部9的一方端部。直臂部9能夠繞軸線cle轉動(參照箭頭de)。直臂部9的另一方端部支撐前端臂部10。前端臂部10能夠繞與軸線cle正交的軸線clf轉動(參照箭頭df)。前端臂部10具備吸附保持工件w的吸附部10a。吸附部10a還是夾緊部10b的一部分。夾緊部10b通過其開閉動作而在厚度方向上夾持工件w。吸附部10a及夾緊部10b能夠繞在前端臂部10的長邊方向上延伸的軸線clg轉動(參照箭頭dg)。

在以下的說明中，也將基礎臂部4、中間臂部5、肩部7、直臂部9、以及前端臂部10概括地稱為臂部a。臂部a能夠利用后述的驅動部kd得到各種姿勢，能夠定位(positioned)于堆垛機31的上方。在該定位中(inthispositioning)，從上方觀察時，堆垛機31至少包含在肩部7的可動范圍內。

折彎機器人1將被載置于堆垛機31的板狀的工件w取出，并供給至設于相反側的彎曲加工機m。詳細而言，折彎機器人1利用吸附部10a從被裝載于堆垛機31的由多個工件w構成的工件組wg吸附并取出最上方的工件w，將吸附的工件w供給至彎曲加工機m。折彎機器人1在彎曲步驟中用夾緊部10b換持工件w，使臂部a的姿勢隨著彎曲加工中工件w的變形而改變，從而持續(xù)保持工件w。折彎機器人1在彎曲加工后將工件w排出(移動)至規(guī)定的排出場所。

導軌2a、2b上的主體部3的移動動作及臂部a的各腕部的轉動等動作在控制部11的控制下利用內置于折彎機器人1的各驅動部(未圖示)來執(zhí)行。在此，將手控制部11控制的各驅動部概括地稱為驅動部kd(參照圖2)。驅動部kd具備檢測各驅動部的動作狀況的編碼器、傳感器等檢測器。由檢測器檢測到的動作狀況反饋至控制部11。在圖1中，控制部11與折彎機器人1分體地設置于地板fl上，與折彎機器人1有線地進行通信。

在臂部a設有能夠非接觸地測定與下方的被測定物的距離的距離傳感器7a。本實施方式的距離傳感器7a安裝于肩部7，利用紅外光、激光等光束b進行測定。在使用于測定而射出的光束b的光軸與軸線cld及軸線cle正交且使軸線cle為水平時，以光束b能夠向下方照射的方式設定距離傳感器7a的安裝位置及安裝姿勢。

堆垛機31形成為能夠裝載工件w的臺車(cart)。在堆垛機載置臺m2的上部設有堆垛機載置部m2a。在堆垛機載置部m2a上，堆垛機31以使折彎機器人1側變低的方式相對于水平傾斜角度θa地被載置。堆垛機載置部m2a具有與堆垛機31抵接而進行堆垛機31的后方側的定位的向上方突出的限位件s。圖3是沿圖1的箭頭ya方向觀察到的堆垛機31的俯視圖，具有某形狀的工件w載置在堆垛機31上。

堆垛機31具備矩形的底板32、左壁板33、以及后壁板34。底板32具有多個滾動輪32a(參照圖1)。左壁板33及后壁板34從底板32的相鄰的兩邊豎立設置。底板32的上表面32b、左壁板33的右表面33a、以及后壁板34的前表面(收納基準平面)34a形成為互相正交的面。在堆垛機31位于被限位件s限制的規(guī)定的位置時，前表面34a設定為與導軌2a、2b平行。即，主體部3相對于前表面34a平行移動。堆垛機31以后壁板34側成為下方的方式傾斜載置于堆垛機載置部m2a上。以底板32的上表面32b、左壁板33的右表面33a以及后壁板34的前表面34a的交點為載置基準點p1，在堆垛機31載置工件w。

工件w的外形形狀各種各樣，但在本實施方式中，在堆垛機31靠近基準點p1地載置工件w。因此，工件w以與左壁板33的右表面33a至少一處抵接且與后壁板34的前表面34a至少一處抵接的方式載置于堆垛機31。即，右表面33a成為左右方向的基準平面，前表面34a成為前后方向的基準平面。另外，在前表面34a附近，工件w的左右方向的長度可以比底板32的寬度l(參照圖3)短。即，在前表面34a附近，上表面32b可以露出。由此，在后述的光束b的照射路徑bk上，底板32的上表面32b作為測定基準面而露出。

此外，上表面32b在載有工件w的狀態(tài)下也可以不必露出。在未露出上表面32b的情況下，在試運轉時等的距離傳感器7a的校正作業(yè)中，將任意的電流值作為相當于高度方向的基準位置的基準電流值，預先進行設定(調整)。由此，能夠基于設定好的基準電流值與測定出的電流值的差，或者基于設定好的基準電流值的絕對值和測定出的電流的絕對值，測定被裝載的工件w的高度。當然，在距離傳感器7a的測定輸出依賴于電壓的情況下，能夠不基于輸出電流，而基于輸出電壓來測定高度。

預先決定相對于折彎機器人1的設置位置的堆垛機載置臺m2的設置位置及傾斜角度θa。另外，也預先決定堆垛機載置臺m2上的堆垛機31的載置位置。因此，能夠例如在圖1中規(guī)定出的三維坐標(上下前后左右)上預先設定相對于折彎機器人1的基準點p1的位置及方向、以及載置于堆垛機31上的工件w的載置角度及傾斜方向。預先設定好的這些值存儲于控制部11的存儲部11r。

臂部a的可動范圍及堆垛機載置臺m2上的堆垛機31的位置設定為能夠利用距離傳感器7a對堆垛機31的后方部分(后壁板34及其附近部分)進行測距。

具有以上的結構的折彎機器人1在從堆垛機31取出工件w時，利用控制部11檢測在堆垛機31是否載置有工件w，并且(在載置有工件w的情況下，)檢測裝載高度ha(以下，稱為工件檢測動作)。裝載高度ha對應于(工件w的厚度wt)×(裝載塊數(shù)n)。

在本實施方式的工件檢測動作中，進行測定動作及判斷動作。

＜測定動作＞

參照圖4及圖5，對測定動作進行說明。控制部11使驅動部kd動作，控制臂部a的姿勢，以使得光束b與底板32的上表面32b直交，且照射測定開始點pa(參照圖3)(step1)。測定開始點pa是沿上表面32b從基準點p1向前方隔開距離la的點。

控制部11開始記錄來自距離傳感器7a的輸出信號(例如，電流值)(測定開始：step2)，使主體部3在導軌2a、2b上向右方向移動(直線移動)(step3)。通過該主體部3的右移動，光束b的照射位置在接近后壁板34的前表面34a的平行的照射路徑bk上移動(參照圖3)。

控制部11判斷光束b的照射位置是否到達底板32的右端部pb(step4)。根據(jù)主體部3的移動量(位置)掌握光束b的移動量(位置)。

在step4的判斷為否(no)的情況下，控制流程返回step3，主體部3繼續(xù)移動。另一方面，在step4的判斷為是(yes)的情況下，主體部3停止移動(step5)，也停止記錄輸出信號，結束測定(step6)。即，測定動作結束。

例如，在工件w為圖3所示的形狀的情況下，通過工件檢測動作，得到圖5所示的數(shù)據(jù)(距離傳感器7a的輸出電流值)。圖3所示的工件w具有與后壁板34的前表面34a抵接的兩個突出部wa、wb。

如圖3所示，距離傳感器7a與照射路徑bk上的被測距物之間的距離在向突出部wa照射光束b的區(qū)間pc－pd、及向突出部wb照射光束b的區(qū)間pe－pf中，比在其它(光束b向上表面32b照射)區(qū)間短。即，如圖5所示，距離傳感器7a的輸出電流在區(qū)間pc－pd及區(qū)間pe－pf比對應于光束b向上表面32b照射時的基準距離的電流值ia高，表示與比基準距離短被載置的工件w的高度ha的距離對應的電流值ib。

在存儲部11r，作為表格預先存儲一塊工件w的厚度wt與對應于厚度wt的距離傳感器7a的輸出電流的對應。因此，控制部11能夠通過是否檢測到兩個電流值來判斷在堆垛機31是否載置有工件w。另外，能夠通過檢測到兩個電流值的情況下的它們的差，來掌握載置的工件w的塊數(shù)。在本實施方式中，與一塊工件w的厚度wt對應的電流值為ic。

＜判斷動作＞

接下來，參照圖6，對判斷動作進行說明?？刂撇?1基于在測定動作中得到的測定結果，判斷在測定開始點pa與端部pb之間是否僅測定到一個電流值(step11)。在step11的判斷為是(yes)的情況下，判斷為未載置工件w(step12)，輸出“未載置”的內容的信號(step13)，并結束判斷動作。

另一方面，在step11的判斷為否(no)的情況下，判斷是否測定到三個以上的電流值(step14)。在本實施方式中，工件w是平板件，只要是正常層疊，就不會測定到三個以上的電流值。因此，在step14的判斷為是(yes)的情況下，判斷為載置有誤(step15)，輸出警報(step16)，并結束判斷動作。另一方面，在step14的判斷為否(no)的情況(即，測定到兩個電流值的情況)下，判斷為工件w正常載置(step17)。

繼續(xù)step17，用與一塊工件w的厚度wt對應的電流值ic除以兩個電流值的差(ib－ia)，從而計算裝載塊數(shù)n(step18)。輸出算出的裝載塊數(shù)n(step19)，并結束判斷動作。由此，完成工件檢測動作(測定動作及判斷動作)。

在step17判斷為工件w正常載置的情況下，控制部11為了彎曲加工而控制臂部a取出載置于堆垛機31的工件w。此時，控制部11掌握了裝載高度ha，因此使前端臂部10從最上的工件w高速移動至隔開了規(guī)定距離(例如、15mm左右)的上方位置，然后使前端臂部10低速移動。

優(yōu)選將基準點p1與測定開始點pa之間的距離la設定為盡可能小的值(例如，與厚度wt相等的值)。在工件檢測動作中，無需預先在存儲部11r存儲工件w的形狀信息等。因此，控制部11不會花費用于參照工件w的形狀信息的時間，因此使處理高速化該部分量。但是，在由于其它目的而將工件w的形狀信息存儲于存儲部11r的情況下，控制部11也可以基于該形狀信息，取得相距外形的切槽距離最小的凹部的切槽距離(相當于圖3的距離lb)，將距離la設定為比該切槽距離lb小的值。

根據(jù)上述的折彎機器人1，在臂部a具備用于判斷在堆垛機31是否載置有工件w的距離傳感器7a，能夠測定與臂部a的下方側的被測距部件(工件w)的距離。因此，在對臂部a的下方側的堆垛機31進行測距時，臂部a不會與距離傳感器7a的測定范圍干涉，無需使臂部a退避，因此能夠以短時間進行工件有無判斷(工件w向堆垛機31上的收納有無判斷)。其結果，能夠高效率地進行彎曲加工。

本發(fā)明不限定于上述的實施方式的順序及結構，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍中能夠進行變形。

例如，可以同時執(zhí)行測定動作及判斷動作。具體而言，如圖7所示，在測定動作中，可以在檢測到兩個電流值的時刻判斷為載置有工件w(判斷動作)。該情況下，即使光束b未到達端部pb，也能夠停止測定動作，完成工件檢測動作(測定動作及判斷動作)。另外，該兩個電流值不限于如圖7所示地按照與底板32的上表面32b對應的低的電流值ia、及與工件w的高度ha對應的高的電流值ib的順序進行測定。根據(jù)工件w的形狀，也有時在基準點p1的位置沒有缺口，在測定開始時測定了高的電流值ib后，光束b通過缺口而照射上表面32b、光束b越過工件w的端部照射上表面32b，從而測定與上表面32b對應的低的電流值ia。即使在該情況下，由于也檢測兩個電流值，因此可以判斷為在堆垛機31上載置有工件w，從而完成工件檢測動作。由此，能夠更高速地執(zhí)行工件檢測動作。

在本實施方式中，在測定動作中，以底板32的上表面32b為測距基準面來設定上述的電流值ia。但是，也可以以其它面作為測距基準面來設定。例如，可以替代上述的堆垛機31，而使用圖8所示的堆垛機31a。在堆垛機31a中，在左壁板33的上端面設有高精度地標出相距上表面32b的高度的(測距)基準面31aa。在測定動作中，沿以基準面31aa上的點paa為開始位置的照射路徑bka照射光束b。

在工件w未載置于堆垛機31上的情況下，測定與基準面31aa及上表面32b的距離相對應的兩個電流值。另一方面，在工件w載置于堆垛機31上且照射路徑bka上不含上表面32b的情況下，測定與基準面31aa及工件w的上表面wc的距離對應的兩個電流值。與上表面wc對應的電流值不同于與上表面32b對應的電流值，因此能夠檢測到在堆垛機31上載置有工件w。另外，在工件w載置于堆垛機31上且根據(jù)工件w的形狀(切槽)而在照射路徑bka上含有上表面32b的情況下，測定與基準面31aa、工件w的上表面wc、以及上表面32b的距離對應的三個電流值。該情況下，無需判斷電流值的大小，而檢測到在堆垛機31上載置有工件w。

根據(jù)設置基準面31aa的方法，如圖8所示，即使在工件w沒有切槽，而具有從底板32突出的大的矩形形狀的情況下，也能夠判斷工件w的載置有無。

在上述的判斷動作中，基本上對從距離傳感器7a所輸出的電流的大小進行相對比較。但是，也可以基于從距離傳感器7a所輸出的電流的絕對值來判斷。該情況下，在距離傳感器7a的校正作業(yè)中，預先使相距被測定物的距離和電流的絕對值對應。該對應例如作為對應表格而存儲于存儲部11r。另外，距離傳感器7a的有效測定范圍設定為沿從距離傳感器7a射出的光束b的方向的距離da～db。該范圍設定得比距離傳感器7a的型號上的測定范圍稍窄。例如，在距離傳感器7a的型號上的測定范圍為250mm～750mm的情況下，根據(jù)維持精度等的理由，設定有效測定范圍為da＝300mm～db＝700mm。在這些前提條件下，例如，沿圖3所示的照射路徑ba照射光束b，進行測定。

圖9表示基于絕對值的判斷動作的流程圖。vsen是基于距離傳感器7a的輸出電流的絕對值從存儲于存儲部11r的對應表格得到的與非測距物的距離。vmin是測定開始后在照射路徑ba上的距離vsen內最靠近距離傳感器7a的距離(即，測定到的距離vsen的最小值為vmin)。首先，在重新進行測定時，重置vmin(setp31)，然后開始測定搜索動作(step32)。例如，在step31中，vmin重置為最大值(最遠距離：700mm)。

然后，確認有無測定執(zhí)行請求(step33)。在無測定執(zhí)行請求(no)的情況下，結束搜索動作(step38)，輸出該時刻的vmin(step39)，結束測定動作。另一方面，在具有測定執(zhí)行請求(yes)的情況下，判斷測定到的vsen的值是否處于有效測定范圍內，即是否da＜vsen＜db(step34)。

在step34為否(no)的情況下，推測為由于設定不正確、工件異常載置而難以進行測定。因此，輸出警報(step35)，結束測定動作。在step34為是(yes)的情況下，繼續(xù)測定，判斷vsen的值是否比vmin小(step36)。

在step36為否(no)的情況下，控制流程返回step33。另一方面，在step36為是(yes)的情況下，根據(jù)測定到的vsen，寫入vmin，更新測定值(step37)。在step37后，控制流程返回step33。

根據(jù)本變形例，能夠基于距離傳感器7a的輸出電流的絕對值測定相距距離傳感器7a的非測距物的距離。因此，能夠掌握照射路徑ba上的凹凸狀態(tài)，判斷工件w的載置有無。另外，能夠預先掌握與一塊工件w對應的輸出電流的絕對值，因此還能夠判斷被裝載的工件w的塊數(shù)。

此外，控制部11的設置場所不受限定?？刂撇?1可以內置于折彎機器人1。另外，可以在折彎機器人1設置無線通信單元，控制部11與折彎機器人1進行無線通信。

本發(fā)明的第一特征也可以如下定義。

1.一種折彎機器人，將端面抵接于于堆垛機的收納基準平面而收納于上述堆垛機上的工件取出，并供給至彎曲加工機，

上述折彎機器人具備：

與上述收納基準平面平行地移動的主體部；

支撐于上述主體部，且能夠定位于上述堆垛機的上方的臂部；以及

設于上述臂部，且對與收納于上述堆垛機的上述工件的距離進行非接觸測定的距離傳感器。

2.根據(jù)上述1記載的折彎機器人，其中，

在上述主體部與上述收納基準平面平行地移動的期間，上述距離傳感器沿上述收納基準平面的附近的測量路徑測定與上述工件的上述距離。

3.根據(jù)上述1或2記載的折彎機器人，其中，

還具備控制部，該控制部具有預先存儲上述距離傳感器與上述堆垛機的底面的上表面的距離的存儲部，

上述控制部通過比較由上述距離傳感器檢測到的與上述工件的上述距離和預先存儲于上述存儲部的與上述上表面的距離，從而判斷上述在上述堆垛機有沒有收納工件。

本發(fā)明的第二特征也可以如下定義。

a.一種工件檢測方法，檢測由折彎機器人向彎曲加工機供給的工件在堆垛機的收納有無，

上述工件檢測方法中，

上述堆垛機具備具有與所收納的上述工件的端面抵接的收納基準平面的壁板，

上述折彎機器人具備：與上述收納基準平面平行地移動的主體部；支撐于上述主體部，且能夠定位于上述堆垛機的上方的臂部；以及設于上述臂部，且對與收納于上述堆垛機的上述工件的距離進行非接觸測定的距離傳感器，

上述方法是，

使上述主體部與上述收納基準平面平行地移動，

在上述主體部與上述收納基準平面平行地移動的期間，由上述距離傳感器沿上述收納基準平面的附近的測量路徑測定距離，

在上述距離傳感器測定到兩種距離的情況下，判斷為在上述堆垛機收納有上述工件。

本文參照日本國專利申請第2015－30214號(2015年2月19日申請)的全部內容，將其并入本說明書。通過參照本發(fā)明的實施方式，如上所述地說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述的實施方式。本發(fā)明的范圍依照權利要求書而決定。