機(jī)器人及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有機(jī)械手的機(jī)器人，尤其是控制機(jī)械手的機(jī)器人及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人越來越多得應(yīng)用了工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域。當(dāng)前已有的利用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行作業(yè)的工藝和裝置有很多種:在加工品的生產(chǎn)線等上使機(jī)器人進(jìn)行由人進(jìn)行的對(duì)于被加工品的預(yù)定的加工作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的效率化。
[0003]在使用了機(jī)器人、尤其產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中，將機(jī)器人用于工件的抓持、搬運(yùn)等操作。在這樣的機(jī)器人的用途中，工件拾取系統(tǒng)用于從雜亂放置在存放箱內(nèi)或集裝架上的狀態(tài)的工件中進(jìn)行各工件取出，工件拾取系統(tǒng)通過用二維測(cè)量?jī)x器或三維測(cè)量?jī)x器測(cè)量工件的每個(gè)位置來確定下一個(gè)待被夾持的工件并且指示多軸機(jī)器人夾持被確定的工件。接著，多軸機(jī)器人將被夾持的工件傳送到傳送裝置上，通過沿著傳送裝置設(shè)置的每個(gè)工作站中的工業(yè)機(jī)器人等執(zhí)行預(yù)定工作。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)流水線機(jī)器人都使用這樣操作的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。在常規(guī)技術(shù)中，當(dāng)基于托盤上所裝載的工件的圖像無法檢測(cè)到要被取出的工件時(shí)，搖動(dòng)工件或托盤，從而再一次檢測(cè)允許被取出的工件。但是，如果多次檢測(cè)允許被取出的工件失敗時(shí)，將會(huì)增加工件的取出時(shí)間，從而導(dǎo)致下游的傳送裝置缺乏足夠的工件，從而使整體的工作效率降低。
[0005]作為現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，安川電機(jī)株式會(huì)社在CN102785238B的發(fā)明專利提出了一種工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，其在傳送通道上具有足夠多的工件時(shí)，對(duì)于托盤進(jìn)行重排操作，從而降低了托盤中工件無法被允許取出的概率，縮短托盤上的工件的總拾取時(shí)間。但是，當(dāng)傳送通道上具有足夠多工件時(shí)，托盤中的工件很有可能是處于能夠被取出的狀態(tài)，此時(shí)進(jìn)行重排不一定能夠增加能夠取出的工件的個(gè)數(shù)；而重排操作不一定會(huì)完全成功，有可能重排后由于工件的轉(zhuǎn)移等，導(dǎo)致原來屬于能夠取出狀態(tài)的工件變成無法取出，反而增加了拾取時(shí)間。
[0006]為了解決上述問題，在2015109485939的發(fā)明專利中，通過隔板將托盤分為第一區(qū)間和第二區(qū)間，在傳送通道上的工件達(dá)到閾值，但是當(dāng)前進(jìn)行轉(zhuǎn)移工件的操作區(qū)間內(nèi)不需要進(jìn)行重排工作的操作時(shí)，能夠進(jìn)行另外一個(gè)區(qū)間內(nèi)工件的重排，從而避免了不必要的重排導(dǎo)致的總體時(shí)間的損失。但是，由于工件處理通常是分批次的，在一個(gè)批次的中后段處理流程中，隨著托盤上工件的減少，對(duì)兩個(gè)區(qū)間進(jìn)行拍照和狀態(tài)確定需要消耗過多的時(shí)間，可能導(dǎo)致效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種工業(yè)機(jī)器人，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。
[0008]作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種工業(yè)機(jī)器人，包括:托盤，其放置需要轉(zhuǎn)移的工件；第一機(jī)械手，其用于將托盤上的工件轉(zhuǎn)移到傳送通道上；切換確定單元，其能夠基于傳送通道上的工件的聚集程度，確定第一機(jī)械手執(zhí)行轉(zhuǎn)移工件或者重排工件的操作；所述托盤包括設(shè)置于其中間的隔板；所述隔板將所述托盤分隔成第一區(qū)間和第二區(qū)間，所述工件分布在所述第一區(qū)間和第二區(qū)間內(nèi)；切換確定單元，其能夠基于傳送通道上的工件的聚集程度，確定第一機(jī)械手執(zhí)行轉(zhuǎn)移工件或者重排工件的操作；區(qū)間狀態(tài)指示單元，其用于指示所述第一區(qū)間以及第二區(qū)間內(nèi)是否存在允許被取出的工件，以及指示當(dāng)前正在取件的單元；區(qū)間確定單元，根據(jù)所述切換確定單元以及所述區(qū)間狀態(tài)指示單元的信息，確定進(jìn)行重排或者轉(zhuǎn)移的區(qū)間及其操作；所述隔板為能夠升縮的隔板；所述托盤為方形，其兩側(cè)設(shè)置可移動(dòng)側(cè)壁；當(dāng)所述第一區(qū)間和第二區(qū)間內(nèi)的總工件數(shù)小于特定閾值時(shí)，使所述可移動(dòng)側(cè)壁向中間移動(dòng)，所述隔板向下收縮，將第一區(qū)間和第二區(qū)間合并為單一區(qū)間；所述第一區(qū)間和第二區(qū)間合并為單一區(qū)間后，所述區(qū)間確定單元直接根據(jù)所述切換確定單元的轉(zhuǎn)移或者重排信息，進(jìn)行該單一區(qū)間的轉(zhuǎn)移或者重排。
[0009]優(yōu)選的，還包括圖像獲取單元以及轉(zhuǎn)移物候選單元；在所述托盤分為第一區(qū)間和第二區(qū)間時(shí):所述圖像獲取單元能夠獲取第一區(qū)間或者第二區(qū)間劃分成的多個(gè)區(qū)域的各個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像；所述轉(zhuǎn)移物候選單元能夠根據(jù)所述各個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像，確定該第一區(qū)間或者第二區(qū)間內(nèi)下一個(gè)能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)移的工件或者確定該第一區(qū)間或者第二區(qū)間內(nèi)不存在允許被取出的工件；在所述托盤合并為單一區(qū)間后:所述圖像獲取單元能夠?qū)⒃搯我粎^(qū)間分成多個(gè)區(qū)域，并且獲得各個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像；所述轉(zhuǎn)移物候選單元能夠根據(jù)該各個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像，確定該單一區(qū)間內(nèi)下一個(gè)能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)移的工件或者確定該單一區(qū)間內(nèi)不存在允許被取出的工件。
[0010]優(yōu)選的，所述切換確定單元基于所述傳送通道上工件的個(gè)數(shù)，確定第一機(jī)械手執(zhí)行轉(zhuǎn)移工件或者重排工件的操作。
[0011]優(yōu)選的，當(dāng)所述托盤分為第一區(qū)間和第二區(qū)間時(shí)，所述區(qū)間確定單元在確定重排或者傳送的區(qū)間時(shí):1)區(qū)間確定單元獲取所述切換確定單元的信息，1.1)當(dāng)所述切換確定單元確定進(jìn)行轉(zhuǎn)移工件的操作，所述區(qū)間確定單元獲取所述區(qū)間狀態(tài)指示單元的信息；1.1.1)如果當(dāng)前正在取件的區(qū)間存在允許被取出的工件，則進(jìn)行該區(qū)間的轉(zhuǎn)移工件操作；
1.1.2)如果當(dāng)前正在取件的區(qū)間不存在允許被取出的工件，則查看另外一個(gè)區(qū)間內(nèi)是否存在允許被取件的工作；如果另外一個(gè)區(qū)間存在允許被取件的工件，則進(jìn)行該另外一個(gè)區(qū)間的轉(zhuǎn)移工件操作；如果另外一個(gè)區(qū)間也不存在允許被取件的工件，則對(duì)于當(dāng)前正在區(qū)間的區(qū)間進(jìn)行重排工件的操作；1.2)當(dāng)所述切換確定單元確定進(jìn)行重排工件的操作時(shí)，所述區(qū)間確定單元獲取所述區(qū)間狀態(tài)指示單元的信息；1.2.1)如果當(dāng)前正在取件的區(qū)間不存在允許被取出的工件，則進(jìn)行當(dāng)前正在取件的區(qū)間的重排操作；1.2.2)如果當(dāng)前正在取件的區(qū)間存在允許被取出的工件，則查看另外一個(gè)區(qū)間是否存在允許被取出的工件；如果該另外一個(gè)區(qū)間不存在允許被取出的工件，則進(jìn)行該另外一個(gè)區(qū)間的重排操作；如果該另外一個(gè)區(qū)間存在允許被取出的工件，則不進(jìn)行本次重排工件的操作；1.3)根據(jù)重排工件后的區(qū)間狀態(tài)，更新區(qū)間狀態(tài)指示單元中各個(gè)單元的狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選的，在所述托盤合并為單一區(qū)間后，所述區(qū)間確定單元在確定重排或者傳送的區(qū)間時(shí)，所述區(qū)間確定單元直接獲取所述切換確定單元的轉(zhuǎn)移或者重排信息，進(jìn)行該單一區(qū)間的轉(zhuǎn)移或者重排。
[0013]優(yōu)選的，所述第一區(qū)間和第二區(qū)間分別設(shè)置重量傳感器，能夠分別檢測(cè)所述第一區(qū)間和第二區(qū)間內(nèi)工件的質(zhì)量；基于所述第一區(qū)間和第二區(qū)間內(nèi)工件的質(zhì)量，確定所述第一區(qū)間和第二區(qū)間內(nèi)工件的個(gè)數(shù)。
[0014]作為本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供上述工業(yè)機(jī)器人的控制方法，包括如下流程:1)上游裝備將相同的工件放置托盤第一區(qū)間和第二區(qū)間；a)實(shí)時(shí)監(jiān)控第一區(qū)間和第二區(qū)間內(nèi)的總工件個(gè)數(shù)，a.1)當(dāng)總工件數(shù)大于特定閾值時(shí):a.2)圖像獲取單元獲取將第一區(qū)間以及第二區(qū)間各個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像；a.3)轉(zhuǎn)移物候選單元根據(jù)各個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像，確定該第一區(qū)間或者第二區(qū)間內(nèi)下一個(gè)能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)移的工件或者確定該第一區(qū)間或者第二區(qū)間內(nèi)不存在允許被取出的工件；將確定結(jié)果傳送給所述區(qū)間狀態(tài)指示單元；a.4)區(qū)間確定單元根據(jù)區(qū)間狀態(tài)指示單元信息:如果存在能夠進(jìn)行工件轉(zhuǎn)移的區(qū)間，通過第一機(jī)械手進(jìn)行工件的轉(zhuǎn)移，進(jìn)入步驟a.5);如果區(qū)間狀態(tài)指示單元信息指示當(dāng)前不存在能夠進(jìn)行工件轉(zhuǎn)移的區(qū)間，則區(qū)間確定單元指示第一機(jī)械手進(jìn)行第一區(qū)間和第二區(qū)間的重排后，重復(fù)步驟a.1 -
a.4 ;a.5)實(shí)時(shí)監(jiān)控傳送通道上工件的個(gè)數(shù):a.5.1)當(dāng)所述傳送通道上工件的個(gè)數(shù)小于特定閾值，切換確定單元確定進(jìn)行轉(zhuǎn)移工件的操作，進(jìn)入步驟a.4 ；a.5.2)當(dāng)所述傳送通道上工件的個(gè)數(shù)大于特定閾值，所述切換確定單元確定進(jìn)行重排工件的操作，所述區(qū)間確定單元獲取所述區(qū)間狀態(tài)指示單元的信息；a.5.2.1)如果當(dāng)前正在取件的區(qū)間不存在允許被取出的工件，則進(jìn)行當(dāng)前正在取件的區(qū)間的重排操作；a.5.2.2)如果當(dāng)前正在取件的區(qū)間存在允許被取出的工件，則查看另外一個(gè)區(qū)間是否存在允許被取出的工件；