CN112141767B - 工件搬送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于搬送工件的工件搬送装置，其具有：手装置；移动装置，其具有搭载手装置的可动部，并具有至少一个用于使可动部动作的驱动轴；电流测量部，其测量对驱动轴进行驱动的电动机的电流值；以及工件数量探测部，其基于在手装置保持着工件时由电流测量部测量出的电流值与规定的阈值的比较结果，来探测手装置保持的工件的数量与期望的数量不同的情况。

Description

工件搬送装置
技术领域
本发明涉及一种工件搬送装置。
背景技术
已知一种工件搬送装置，该工件搬送装置使用搭载有手装置的机器人从堆积的片状的工件中逐一地取出工件并搬送到接下来的工序。日本特开平06-008098号公报中记载了具有以下结构的单张板材取出装置：“使吸附构件吸附一张板材，并通过设置于保持构件的位置识别构件测定板材的保持构件的位置，在保存该数据后，在搬送体吸附其它板材的同时通过位置识别构件测定保持构件的位置，并将该测定数据与所述一张板材的测定数据进行比较，如果是相同值则不停止搬送体的动作，进行板材的移动”(0007段)。
发明内容
使用了机器人的搬送装置中的关于如片材这样的工件的多张取出的探测一般通过以下方法来进行：在手装置内安装探测两张取出的专用的传感器，或者在机器人的搬送路径中设置配置有专用的传感器的检查站。然而，像这种传感器一般价格高。寻求如下的工件搬送装置：不需要像这种用于探测多张取出的专用的传感器，能够以更低的成本进行多张取出的探测。
一种工件搬送装置，用于搬送工件，该工件搬送装置具备：手装置；移动装置，其具有搭载所述手装置的可动部，并且具有至少一个用于使所述可动部动作的驱动轴；电流测量部，其测量对所述驱动轴进行驱动的电动机的电流值；以及工件数量探测部，其基于在所述手装置保持着所述工件时由所述电流测量部测量出的所述电流值与规定的阈值的比较结果，来探测所述手装置保持的所述工件的数量与期望的数量不同的情况。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点通过以下与附图相关联的实施方式的说明会变得更加明确。在该附图中，
图1是表示一个实施方式所涉及的工件搬送装置的结构的图，
图2是表示多张取出探测处理的流程图，
图3是用于说明根据机器人的姿势来选择要测量电流值的测量对象驱动轴的情况下的例子的图，
图4是用于说明根据机器人的姿势来选择要测量电流值的测量对象驱动轴的情况下的其它例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本公开的实施方式。在所有附图中，对相对应的构成要素标注共同的附图标记。为了易于理解，这些附图适当地变更了比例尺。另外，在附图中示出的形式是用于实施本发明的一个例，本发明不限定于图示出的形式。
图1是表示一个实施方式所涉及的工件搬送装置100的结构的图。如图1所示，工件搬送装置100具备搭载有手装置20的机器人10和控制机器人10的动作的机器人控制装置50。手装置20安装于机器人10的臂顶端。作为一例，手装置20是吸附式的手装置。在本实施方式中，机器人10设为6轴的垂直多关节机器人，但是也可以使用其它种类的机器人。机器人10具有固定于设置面的基部11和搭载手装置20的作为可动部的臂部12。在机器人10中，从基部11侧起依次设置有作为驱动轴的J1轴、J2轴、J3轴、J4轴、J5轴、J6轴这六个轴。
机器人控制装置50通过对配置于机器人10的各驱动轴的伺服电动机进行驱动控制，来控制机器人10的规定的可动部位(例如，臂顶端)的动作。此外，机器人控制装置50也可以具有作为一般的计算机的结构，该计算机具有CPU、ROM(Read-Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、存储装置、通信接口、操作部、显示部等。在机器人控制装置50的控制下，机器人10执行以下作业：从堆积于工作台3上的多个片状工件W中的最上部的一侧起逐一地取出片状工件W并搬送到接下来的工序。下面，也将片状工件W简单记为工件W。
为了防止在手装置20本应搬送的工件W的下侧粘有其它工件W的状态(所谓称为两张取出或者多张取出的状态。以下，将这种状态记为多张取出。)下向接下来的工序进行搬送，机器人控制装置50构成为如以下说明的那样探测工件W的多张取出。工件W不仅包括所谓的片材，还包括在手装置20进行的搬送中可能会成为多张取出的状态的任意材质的各种工件。机器人控制装置50构成为：不仅能够探测多张取出，也能够探测手装置20正在进行与原本预期的数量不同的数量的工件W的搬送的状态。
如图1所示，机器人控制装置50具备电流测量部51、阈值存储部52以及工件数量探测部53。电流测量部51测量机器人10的各轴J1～J6的伺服电动机的电流值，或者测量各轴J1～J6中的使用于多张取出探测的规定的轴的伺服电动机的电流值。在机器人控制装置50中，能够根据针对伺服电动机的伺服控制中的电流反馈信号来获取电流值。伺服电动机的电流值表示伺服电动机的负载转矩。因此，机器人控制装置50通过测量各轴的伺服电动机的电流值，能够获得施加到各轴的负载转矩。阈值存储部52存储用于判定轴的电流值(负载转矩)是正常值还是表示多张取出的状态的值的阈值。作为一例，在阈值存储部52中存储机器人10正在保持正常张数即一张工件W并进行规定的动作的情况下的、各轴J1～J6或者使用于多张取出的探测的规定的轴的伺服电动机的电流值(负载转矩)来作为阈值。关于阈值，可以预先设定于机器人控制装置50，也可以是能够经由机器人控制装置50的操作部输入到机器人控制装置50，或者能够经由网络从外部输入到机器人控制装置50。
工件数量探测部53基于在手装置20保持着工件W时由电流测量部51测量出的电流值与阈值存储部52中存储的阈值的比较结果，来探测手装置20保持的工件W的数量与期望的数量不同的情况。例如，在测量出的电流值超过阈值的情况下，工件数量探测部53能够探测为处于多张取出状态的情况。为了进行多张取出探测而设为要测量电流值的对象的测量对象驱动轴可以通过以下任意的方法来选择。在这种情况下，也可以设为在电流测量部51中进行测定对象驱动轴的选择的结构。
(r1)将机器人的所有驱动轴设为电流值测量的对象。
(r2)将在进行多张取出时根据机器人的姿势而电流值容易表示出显著的变化的驱动轴设为测量对象。
(r3)不考虑机器人的姿势等，总是将被称为基本轴的轴(在机器人10的情况下为J2、J3轴)设为测量对象。
(r4)在机器人控制装置50的执行各驱动轴的伺服控制的控制部具有探测干扰转矩(振动、撞击等)的干扰观测器的功能的情况下，例如也可以通过从测量对象中排除干扰观测器探测到干扰的驱动轴之类的方法来提高多张取出探测的精度。
图2是表示在机器人控制装置50的CPU的控制下执行的多张取出探测处理的流程图。在此，作为例示，说明将用于多张取出探测的电流值的测量对象驱动轴设为作为基本轴的J2轴和J3轴的情况。在这种情况下，在阈值存储部52中存储保持过一张工件W的手装置20进行规定的动作(在本例中为以固定速度提起的动作)时的、J2轴和J3轴的伺服电动机的电流值来作为阈值。当通过对机器人控制装置50进行规定的操作来开始进行多张取出探测处理时，首先，机器人控制装置50使机器人10(臂顶端)移动到片状物取出位置、即堆积于工作台3的工件W的上部(步骤S11)。接着，机器人控制装置50使手装置20吸附堆积的工件W的最上部的一张工件W(步骤S12)。
接着，机器人控制装置50进行使手装置20以固定的速度提起一小段距离的动作(步骤S13)。电流测量部51测量手装置20进行提起的期间的J2轴和J3轴的伺服电动机的电流值，并将该电流值与J2轴和J3轴的阈值(即，手装置20保持一张工件W并进行提起动作时的、J2轴和J3轴的伺服电动机的电流值)进行比较(步骤S14)。具体地说，在步骤S14中，能够通过以下的判定规则m1和m2来进行多张取出的探测。将J2轴、J3轴的电流值的测定值分别设为I2、I3，将J2轴、J3轴的阈值分别设为Th2、Th3。
(m1)在J2和J3轴的伺服电动机的电流值均为各自的阈值Th2、Th3以下的情况下(即，在I2≤Th2且I3≤Th3的情况下)，判定为正常动作(正在搬送一张工件W)(S14：“是”)。
(m2)在接下来的任一规则成立的情况下，探测为多张取出。
(m2-1)I2>Th2或I3>Th3成立的情况
(m2-2)I2>Th2且I3>Th3成立的情况
关于采用规则(m2-1)和(m2-2)中的哪个规则，也可以预先使用实际的工件W通过实验来决定。
在上述判定结果为不正常(NG)、即探测到多张取出的情况下(S14：“否”)，机器人控制装置50将手装置20保持着的工件W向规定的场所送出(步骤S15)，使机器人10动作来使手装置20再次移动到片状物取出位置。另一方面，在步骤S14中判定为电流比较结果为正常(OK)的情况下，即没有发生多张取出的情况下(S14：“是”)，机器人控制装置50使机器人10将工件W向接下来的工序搬送(步骤S16)。通过以上的处理，能够防止工件W以多张取出的状态被搬送到接下来的工序。
关于在机器人10进行怎样的动作时测量用于多张取出的探测的电流值(图2中的步骤S14的处理)，可以有包括以下动作例的各种方法。
(动作例1)将手装置向铅垂方向上方提起的动作(相当于图2的情况)。
(动作例2)通过手装置拿起工件并静止的状态。
上述(动作例1)存在能够在执行实际的搬送作业的期间进行多张取出的探测的优点。上述(动作例2)存在具有能够进行更准确的探测的可能性的优点。
接着，参照图3和图4来说明根据机器人10的姿势来选择要测量电流值的测量对象驱动轴的情况(上述规则(r2)的方法)的具体例。图3表示机器人10的姿势伸展的状态。在此，作为姿势伸展的状态的一例，在与J2轴连接的连杆间的角度以及与J3轴连接的连杆间的角度超过规定的角度的情况下可以判定为姿势伸展的状态。在如图3这种姿势的情况下，会对J1轴～J6轴中的作为基本轴的J2轴和J3轴施加较大的负荷。在这种情况下，在J1轴～J6轴中，能够将J2轴或J3轴视为手装置20保持着期望的数量的工件的情况下的电流值与手装置20保持着与期望的数量不同的数量的工件W的情况下的电流值之间的差异最大的轴。因而，在这种姿势的情况下，选定J2轴和J3轴来作为用于探测多张取出的电流值的测量对象驱动轴。
在另一方面，图4示出对手腕轴(J5轴)和基本轴(J2轴和J3轴)施加大的负荷的姿势的例子。在图4的例子中，机器人10整体的姿势伸展且手腕部(J5轴)的顶端相比于与图3的状态旋转到约90度上方，转变为对手腕部(J5轴)施加更大的负荷的状态。在这种情况下，在J1轴～J6轴中，能够将J2轴、J3轴或J5轴视为手装置20保持着期望的数量的工件的情况下的电流值与手装置20保持着与期望的数量不同的数量的工件W的情况下的电流值的差异最大的轴。因而，在图4的状态的情况下，选定J2、J3以及J5轴来作为用于多张取出探测的测量对象驱动轴。此外，也可以在机器人控制装置50预先设定定义机器人10的姿势与电流值的测量对象驱动轴之间的对应关系的信息(工作台)。
根据以上方法，能够根据机器人10的姿势来选定对多张取出的探测有效的驱动轴(即，正常时与发生了多张取出的状态之间容易产生电流值的差异的轴)。
根据上述结构，不需要用于探测多张取出的专用的传感器，能够以更低的成本进行多张取出的探测。另外，根据本实施方式，能够不依赖于工件的材质地准确地进行多张取出的探测。
以上说明了本公开的实施方式，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离后述的权利要求书的公开范围的情况下，能够进行各种修正和变更。
在上述的实施方式中，将搭载有手装置的机器人用作搬送工件的移动装置，但是也能够使用包括单轴的移动机构并具有使手装置移动的可动部的各种移动装置来取代机器人。
在上述的实施方式中，作为保持工件的手装置使用了吸附式的手装置，但是能够使用构成为从堆积的工件中取出期望的张数的工件并进行保持的各种类型的手装置来取代这种吸附式的手装置。

Claims (4)

1.一种工件搬送装置，用于搬送工件，所述工件搬送装置具备：
手装置；
移动装置，其具有搭载有所述手装置的可动部，并且具有至少一个用于使所述可动部进行动作的驱动轴；
电流测量部，其测量对所述驱动轴进行驱动的电动机的电流值；以及
工件数量探测部，其基于在所述手装置保持着所述工件时由所述电流测量部测量出的所述电流值与规定的阈值的比较结果，来探测所述手装置保持的所述工件的数量与期望的数量不同的情况，
所述移动装置是具有多个所述驱动轴和分别驱动多个所述驱动轴的多个电动机的多关节机器人，
所述电流测量部根据所述多关节机器人的姿势从多个所述驱动轴中选择作为要测量所述电流值的对象的一个以上的测量对象驱动轴，并测量所述多个电动机中的驱动被选择出的一个以上的所述测量对象驱动轴的电动机的电流值。
2.根据权利要求1所述的工件搬送装置，其特征在于，
一个以上的所述测量对象驱动轴是以包括所述多个电动机中的、所述手装置保持的所述工件的数量为所述期望的数量的情况与所述手装置保持的所述工件的数量不同于所述期望的数量的情况之间的电流值的差最大的电动机的方式被选择出的。
3.根据权利要求1或2所述的工件搬送装置，其特征在于，
所述工件数量探测部基于在所述手装置保持所述工件且所述机器人正在进行规定的动作时由所述电流测量部测量出的所述电流值与所述规定的阈值的比较结果，来探测所述手装置保持的所述工件的数量与所述期望的数量不同的情况。
4.根据权利要求1或2所述的工件搬送装置，其特征在于，
所述规定的阈值是在所述手装置保持着所述期望的数量的所述工件时由所述电流测量部测量出的、在所述电动机中流动的正常时电流值。
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