[發明專利]工件取出機器人系統以及工件取出方法

有效

• 申請號: 201610005290.8
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105856216B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 鈴木忠則
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J13/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 張敬強,嚴星鐵

技術領域

本發明涉及具備與應該用機器人取出的工件的位置以及姿勢相關的變換運算功能的工件取出機器人系統、以及進行該變換運算來取出工件的取出方法。

背景技術

一般而言，在機器人一個一個地取出散裝(裝載)了的多個工件的機器人系統中，用傳感器檢測工件的位置以及姿勢(以下，也稱為位置姿勢)，并使手部向機器人所檢測到的位置姿勢移動來保持并取出工件。作為與此相關的公知技術例，日本特開2007-203406號公報中記載了一種工件取出裝置，該工件取出裝置具有構成為把持并取出工件容器內的同種的多個工件的機器人、控制該機器人的機器人控制器、配置于工件容器的大致正上方而大范圍地拍攝工件的攝像機、以及對該攝像機所拍攝到的圖像進行處理的圖像處理裝置。

并且，日本特開2008-272886號公報中記載了實現了如下目的的裝置以及方法：為了縮短教導作業所需要的時間，根據工件的形狀數據來自動地選出機器人手部把持工件的把持候補位置，并基于選出來的把持候補位置來生成機器人手部接近工件的把持路徑。

另外，日本特開平05-104465號公報中公開了機器人的作業計劃裝置，此處，基于對象物的初始狀態以及目標狀態、機器人手部的幾何形狀等，來計算能夠把握以及載置對象物的載置把握候補，從以計算出的載置把握候補的把握位置為中心的空間錐面中選擇不與障礙物干涉的開放空間錐面，對于選擇出的各開放空間錐面求出離非開放空間錐面的距離，并基于其結果從載置把握候補中選擇進行把握作業時的作業空間的最大的載置把握位置姿勢。

大多情況下，檢測工件的位置姿勢的傳感器以能夠對所裝載的工件全部進行檢測的方式設置于該工件的上方。因此，能夠從所裝載的工件中取得多個檢測結果，決定從中取出的工件的優先順序，機器人能夠根據該優先順序取出工件。但是，這樣的處理基于從上方拍攝了工件的結果(圖像)來進行，從而在因手部與容器干涉等原因而無法取出位于最上方的工件的情況下，緊接著位于其下方的工件也因最上方的工件成為妨礙而無法取出，作為結果，有殘留多個工件的問題(參照后述的圖4a～圖6b)。

在上述的專利文獻所記載的結構中，為了解決上述問題，通過根據預先登錄的工件的幾何形狀計算把持位置的方法、進行檢測到的工件與預先登錄的工件的三維模型之間的匹配的方法，可確定能夠不與機器人干涉地把持的工件的部位。但是，這樣的方法中，需要預先登錄、存儲工件的三維模型的作業等，尤其在工件的品種多的情況下需要大量的勞力和時間。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供如下工件取出機器人系統以及工件取出方法：在用機器人依次取出散裝的多個工件時，能夠以簡易的計算來容易地避免干涉，并能夠高效地進行取出。

為了實現上述目的，本申請發明的一個方案是一種將散裝的多個工件取出的工件取出機器人系統，其具備：視覺傳感器，其取得與上述多個工件的高度分布相關的信息；機器人，其具有能夠把持上述工件的手部；運算裝置，其具備如下功能:基于由上述視角傳感器取得的與工件的高度分布相關的信息來求出工件的第一位置姿勢，并基于上述第一位置姿勢來求出用于由上述手部取出工件的上述機器人的動作；以及機器人控制裝置，其基于由上述運算裝置求出的上述機器人的動作來控制上述機器人以使上述手部移動，將取出對象的工件取出，上述運算裝置具有進行如下變換運算的功能：基于根據工件的形狀而決定的姿勢變換信息將上述第一位置姿勢變換為第二位置姿勢，在進行了上述變換運算的情況下，基于上述第二位置姿勢來求出用于由上述手部取出工件的上述機器人的動作。

上述姿勢變換信息能夠是上述工件的半徑以及繞上述工件的中心軸線的旋轉角度。

并且，優選能夠以數值的方式指定或者輸入上述姿勢變換信息。

優選的實施方式中，當基于根據上述第一位置姿勢求出的上述機器人的動作來使上述手部移動時，在上述機器人與取出對象的工件以外的物體干涉的情況下，上述運算裝置將上述第一位置姿勢變換為上述第二位置姿勢。

本申請發明的其它方案是一種工件取出方法，是利用具備手部的機器人將散裝的多個工件取出的方法，包括如下步驟：取得與上述多個工件的高度分布相關的信息；基于與上述工件的高度分布相關的信息來求出工件的第一位置姿勢；進行變換運算，基于根據工件的形狀而決定的姿勢變換信息來將上述第一位置姿勢變換為第二位置姿勢；基于上述第二位置姿勢來求出用于由上述手部取出工件的上述機器人的動作；以及基于求出的上述機器人的動作來控制上述機器人以使上述手部移動，將取出對象的工件取出。

上述姿勢變換信息能夠是上述工件的半徑以及繞上述工件的中心軸線的旋轉角度。