防止搬送對(duì)象物的落下事故的機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人系統(tǒng)，其包含具有能夠把持搬送對(duì)象物的手的機(jī)器人以及控制機(jī)器人的動(dòng)作的控制裝置，并防止搬送對(duì)象物的落下事故。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在針對(duì)搬送機(jī)器人的示教操作時(shí)，為使工件在搬送途中不落下，需要在確認(rèn)把持工件的手已到達(dá)搬送目的地的工作臺(tái)或托盤(pán)等后才釋放手。與之關(guān)聯(lián)地，在JP-A-H9 - 124267中，提出有在通過(guò)夾鉗懸掛地移送工件的移送機(jī)中防止工件落下的技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，JP - A - H9 - 124267的移送機(jī)具備確認(rèn)單元，所述確認(rèn)單元通過(guò)傳感器確認(rèn)工件就位于移送目的地的托盤(pán)，并且僅在確認(rèn)了工件的就位時(shí)解除夾鉗的動(dòng)作限制。但是，在采用JP — A — H9 — 124267的技術(shù)的情況下，需要將構(gòu)成確認(rèn)單元的專(zhuān)用傳感器以及機(jī)構(gòu)部設(shè)置在手側(cè)，所以手的構(gòu)造變得復(fù)雜且手的制造成本增加。另外，在JP — A — H9 — 124267的技術(shù)中，需要準(zhǔn)備適合于各個(gè)工件的尺寸以及形狀的傳感器以及機(jī)構(gòu)部，所以難以提供能夠?qū)?yīng)多品種工件的手。
[0003]期望即使在手側(cè)不設(shè)置專(zhuān)用的傳感器以及機(jī)構(gòu)部等也能夠防止因?qū)κ诌M(jìn)行了錯(cuò)誤的示教操作而引起的搬送對(duì)象物的落下事故的機(jī)器人系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種機(jī)器人系統(tǒng)，其包括:具備具有手腕部的臂以及安裝于手腕部的手的機(jī)器人；以及控制機(jī)器人的動(dòng)作的控制裝置，應(yīng)許可針對(duì)手的示教操作的許可區(qū)域預(yù)先設(shè)定在手能夠到達(dá)的最大區(qū)域中，控制裝置具備:判定部，該判定部基于表示手的位置以及姿態(tài)的手位置信息而判定手的整體是否存在于許可區(qū)域內(nèi)；以及示教操作限制部，該示教操作限制部在判定為手的整體存在于許可區(qū)域內(nèi)的情況下，許可針對(duì)手的示教操作，并且在判定為手的整體不存在于許可區(qū)域內(nèi)的情況下，禁止針對(duì)手的示教操作。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，在第一方案的基礎(chǔ)上，提供如下機(jī)器人系統(tǒng)，許可區(qū)域具有凸多面體、球體或是旋轉(zhuǎn)橢圓體的形狀。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，在第一或第二方案的基礎(chǔ)上，提供如下機(jī)器人系統(tǒng)，還包括檢測(cè)機(jī)器人的手腕部的位置以及姿態(tài)的傳感器，控制裝置還具備位置算出部，該位置算出部基于傳感器檢測(cè)到的信息來(lái)算出手位置信息。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第四方案，在第一或第二方案的基礎(chǔ)上，提供如下機(jī)器人系統(tǒng)，還包括視覺(jué)傳感器，該視覺(jué)傳感器獲得手的圖像并基于手的圖像而生成手位置信息。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第五方案，在第一?第四方案中任一方案的基礎(chǔ)上，提供如下機(jī)器人系統(tǒng)，還具備模型配置部，該模型配置部將手模型虛擬地配置于手位置信息表示的位置，手模型以簡(jiǎn)化手形狀的方式對(duì)手進(jìn)行模型化而得到，判定部在手模型的整體存在于許可區(qū)域內(nèi)的情況下，判定手的整體存在于許可區(qū)域內(nèi)，在手模型的整體不存在于許可區(qū)域內(nèi)的情況下，判定手的整體不存在于許可區(qū)域內(nèi)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第六方案，在第五方案的基礎(chǔ)上，提供如下機(jī)器人系統(tǒng)，手模型具有外接于手的長(zhǎng)方體形狀。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第七方案，在第一?第六方案中任一方案的基礎(chǔ)上，提供如下機(jī)器人系統(tǒng)，判定部依次判定移動(dòng)中的手的整體是否存在于許可區(qū)域內(nèi)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第八方案，在第一?第七方案中任一方案的基礎(chǔ)上，提供如下機(jī)器人系統(tǒng)，手是伺服驅(qū)動(dòng)式的手。
[0012]參照對(duì)附圖所表示的本發(fā)明的例示的實(shí)施方式的詳細(xì)的說(shuō)明將使這些以及其他的本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)更明確。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的例示的機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成的方框圖。
[0014]圖2是表示圖1的機(jī)器人的外觀的立體圖。
[0015]圖3是表示預(yù)先設(shè)定的許可區(qū)域的第一例的立體圖。
[0016]圖4是表示預(yù)先設(shè)定的許可區(qū)域的第二例的立體圖。
[0017]圖5是表示預(yù)先設(shè)定的許可區(qū)域的第三例的立體圖。
[0018]圖6是表示由圖1的模型配置部虛擬地配置的手模型的立體圖。
[0019]圖7是表示圖1的機(jī)器人將搬送對(duì)象物搬送至載置臺(tái)的中途的狀態(tài)的立體圖。
[0020]圖8是表示圖1的機(jī)器人已經(jīng)將搬送對(duì)象物搬送至載置臺(tái)的狀態(tài)的立體圖。
[0021]圖9是表示圖1的控制裝置的限制針對(duì)手的示教操作的處理的步驟的流程圖。
[0022]圖10表示本實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的變形例的構(gòu)成的方框圖。
[0023]圖11是表示本發(fā)明的機(jī)器人系統(tǒng)能夠采用的伺服驅(qū)動(dòng)式手的一例的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。在各附圖中，對(duì)相同的構(gòu)成要素標(biāo)記相同的符號(hào)。此外，以下的記述并不對(duì)專(zhuān)利的申請(qǐng)保護(hù)范圍所記述的發(fā)明技術(shù)的范圍或用語(yǔ)的意義等進(jìn)行限定。
[0025]參照?qǐng)D1?圖10，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)是通過(guò)機(jī)器人的動(dòng)作來(lái)搬送種種搬送對(duì)象物、例如自動(dòng)化生產(chǎn)線中的未加工乃至加工完畢的部件的搬送系統(tǒng)。圖1是表示本實(shí)施方式的例示的機(jī)器人系統(tǒng)A的構(gòu)成的方框圖。如圖1所示，本例的機(jī)器人系統(tǒng)A具備:具備臂RA以及手RH的機(jī)器人R ;控制機(jī)器人R的動(dòng)作的控制裝置C ;以及接受來(lái)自操作員的針對(duì)機(jī)器人R的各部的示教操作的示教裝置I。本例的示教裝置I是像示教控制器或鍵盤(pán)那樣的輸入裝置。這里所謂的示教操作，是指為使機(jī)器人R記住期望的動(dòng)作而使機(jī)器人R執(zhí)行該動(dòng)作的意思。
[0026]圖2是表示本例的機(jī)器人系統(tǒng)A的機(jī)器人R的外觀的立體圖。如圖2所示，本例的機(jī)器人R是具備具有手腕部W的臂RA以及安裝于手腕部W的手RH的垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人。在圖2中，雖然例示了 6軸的垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人，但是本實(shí)施方式的機(jī)器人的軸數(shù)并不限定于此。如圖2所示，本例的手RH具備能夠把持搬送對(duì)象物O的一對(duì)抓爪G、Go而且，本例的機(jī)器人R根據(jù)在示教裝置I中接受的示教操作，能夠以將由手RH把持的搬送對(duì)象物O從規(guī)定的作業(yè)區(qū)域的第一位置搬送至第二位置的方式動(dòng)作。在此，機(jī)器人R的作業(yè)區(qū)域的第一位置例如是搬送對(duì)象物O的聚集處，第二位置例如是設(shè)置于各作業(yè)臺(tái)的載置臺(tái)T。
[0027]再次參照?qǐng)D1，本例的機(jī)器人R的臂RA具備與其軸數(shù)對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21，這些驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21各自裝配有傳感器22。本例的傳感器22是一般的旋轉(zhuǎn)編碼器，檢測(cè)臂RA的各部特別是手腕部W的位置以及姿態(tài)。傳感器22的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送至控制裝置C的位置算出部12。另外，本例的手RH具備以一對(duì)抓爪G、G向相互接近的方向以及相互離開(kāi)的方向移動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)一對(duì)抓爪G、G的驅(qū)動(dòng)部30。本例的驅(qū)動(dòng)部30通過(guò)液壓或氣壓那樣的流體壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)一對(duì)抓爪G、G0
[0028]具有以上的構(gòu)造的機(jī)器人R的各部的動(dòng)作根據(jù)在示教裝置I接受的示教操作而由控制裝置C控制。但是，對(duì)于機(jī)器人R的手RH的示教操作僅在手RH的整體存在于規(guī)定區(qū)域內(nèi)的情況下被許可，在除此以外的情況下被禁止。以下，這樣的規(guī)定區(qū)域稱(chēng)為許可區(qū)域PA。本例的手RH的許可區(qū)域PA在手RH能夠到達(dá)的最大區(qū)域中由操作員預(yù)先設(shè)定。圖3是表示預(yù)先設(shè)定的許可區(qū)域PA的第一例的立體圖。在本例中，設(shè)置有位于作為搬送對(duì)象物O的搬送目的地的載置臺(tái)T的上方的具有凸多面體、具體來(lái)說(shuō)長(zhǎng)方體形狀的許可區(qū)域PA。在該情況下，操作員例如能夠通過(guò)在預(yù)先定義的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中指定凸多面體的各頂點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)設(shè)定凸多面體狀的許可區(qū)域PA。
[0029]圖4是表示預(yù)先設(shè)定的許可區(qū)域PA的第二例的立體圖，在本例中，設(shè)定有中心點(diǎn)配置于載置臺(tái)T的上方的具有球體形狀的許可區(qū)域PA。在該情況下，操作員例如能夠通過(guò)指定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的球體的中心點(diǎn)的坐標(biāo)以及半徑的長(zhǎng)度來(lái)設(shè)定球體狀的許可區(qū)域PA。另夕卜，圖5是表示預(yù)先設(shè)定的許可區(qū)域PA的第三例的立體圖，在本例中，設(shè)置有兩個(gè)焦點(diǎn)配置于載置臺(tái)T的上方的具有旋轉(zhuǎn)橢圓體形狀的許可區(qū)域PA。在該情況下，操作員例如能夠通過(guò)指定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中旋轉(zhuǎn)橢圓體的兩個(gè)焦點(diǎn)的坐標(biāo)以及長(zhǎng)軸以及短軸的長(zhǎng)度來(lái)設(shè)定旋轉(zhuǎn)橢圓體狀的許可區(qū)域PA。如上所述，操作員能夠設(shè)定具有種種尺寸及形狀的許可區(qū)域PA。與預(yù)先設(shè)定的許可區(qū)域PA相關(guān)的信息能夠作為許可區(qū)域數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制裝置C的存儲(chǔ)部10中。
[0030]再次參照?qǐng)D1，本例的控制裝置C具備存儲(chǔ)部10、動(dòng)作控制部11、位置算出部12、模型配置部13、判定部14以及示教操作限制部15。以下對(duì)控制裝置C的各部進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。本例的存儲(chǔ)部 10 是包含 ROM (Read OnlyMemory)以及 RAM(Random Access Memory)等的存儲(chǔ)裝置。在本例的存儲(chǔ)部10中能夠存儲(chǔ)上述的許可區(qū)域數(shù)據(jù)以及后述的手模型數(shù)據(jù)等。另外，本例的動(dòng)作控制部11具有基于示教裝置I中接受的示教操作而生成針對(duì)機(jī)器人R的各部的動(dòng)作指令的功能。這樣生成的動(dòng)作指令分別發(fā)送到臂RA的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21以及手RH的驅(qū)動(dòng)部30。
[0031]本例的位置算出部12具有基于從臂RA的傳感器22發(fā)送的輸出數(shù)據(jù)而算出表示手RH的位置以及姿態(tài)的手位置信息的功能。特別地，本例的位置算出部12基于從各傳感器22以規(guī)定的周期時(shí)間發(fā)送的輸出數(shù)據(jù)而依次算出手位置信息。由位置算出部12算出的手位置信息被發(fā)送至模型配置部13。另外，本例的模型配置部13具有將預(yù)先制作的手RH的三維模型虛擬地配置于由手位置信息所表示的位置的功能。這樣的三維模型以下稱(chēng)為手模型HM。
[0032]圖6是表示手模型HM的一例的立體圖。本例的手模型HM以簡(jiǎn)化手RH的形狀的方式對(duì)手RH進(jìn)行模型化而得到，并配合由手位置信息所表示的位置、即最大區(qū)域MA內(nèi)的實(shí)際的手RH的位置而配置。這樣一來(lái)虛擬配置的手模型HM能夠用于判定手RH的整體是否存在于許可區(qū)域PA內(nèi)。此外，圖6的手模型HM雖然是具有與手RH外接的長(zhǎng)方體的形狀，但本實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)A中的手模型HM的形狀并不限定于此。即、操作員能夠任意地設(shè)定與實(shí)際的手RH的形狀對(duì)應(yīng)的手模型HM。與由操作員設(shè)定的手模型HM相關(guān)的信息能夠作為手模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部10。
[0033]再次參照?qǐng)D1，本例的判定部14具有基于上述的手位置信息而判定手RH的整體是否存在于許可區(qū)域PA內(nèi)的功能。具體來(lái)說(shuō)，本例的判定部14判定由模型配置部13虛擬地配置的手模型HM的整體是否存在于許可區(qū)域PA內(nèi)。此時(shí)，判定部14例如能夠通過(guò)將基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的許可區(qū)域PA的各點(diǎn)的坐標(biāo)與手模型HM的各點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，來(lái)判定手模型HM的整體是否存在于許可區(qū)域PA內(nèi)。許可區(qū)域PA的各點(diǎn)的坐標(biāo)例如能根據(jù)許可區(qū)域數(shù)據(jù)而獲得。另外，手模型HM的各點(diǎn)的坐標(biāo)例如能夠基于手位