1.本发明涉及吸附于工件的上表面而输送工件的输送机器人。


背景技术：

2.公知有吸附工件的上表面而输送工件的装置(例如参照专利文献1)。专利文献1中，在单体的吸附头设置有一对臂。使臂移动而使横向排列的五个工件聚拢于中央，吸附头一起吸附五个工件。
3.专利文献1：日本特开2015-214350号公报
4.若五个工件整体的宽度比吸附头窄，则无法通过臂使工件在宽度方向上聚拢。相对于工件的吸附面的位置也不稳定，另外，需要用于闭塞从工件露出的吸附孔的生产转换调整作业。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供即便工件尺寸变化也能够使生产转换调整作业尽可能少而继续工件的输送的输送机器人。
6.本发明的一形式所涉及的输送机器人是吸附于工件的上表面而输送上述工件的输送机器人，且具备：第1机器人臂以及第2机器人臂；第1手主体，其安装于上述第1机器人臂，并根据上述第1机器人臂的动作而移动；第2手主体，其安装于上述第2机器人臂，并根据上述第2机器人臂的动作而移动；第1吸附部，其安装于上述第1手主体，并吸附于上述工件的上述上表面；以及第2吸附部，其安装于上述第2手主体，并吸附于上述工件的上述上表面，上述第1吸附部具有一对吸附体，上述一对吸附体在水平的第1方向上延伸，并在与上述第1方向垂直的水平的第2方向上分离，上述第2吸附部具有在上述第1方向上延伸的至少一个吸附体，上述一个吸附体构成为，能够根据上述第2手主体相对于上述第1手主体的在上述第1方向上的相对移动，变更向上述第1吸附部的上述一对吸附体之间的区域的进入量。
7.根据上述结构，吸附部设置于两个手主体。即便在第1方向上工件的尺寸变化，若通过两个机器人臂的动作使第2手主体相对于第1手主体相对移动，则也能够不使第1吸附部与第2吸附部相互干扰地调整吸附部整体的第1方向尺寸。因此，能够不需要手主体的更换那样的生产转换调整作业而继续工件的输送。
8.根据本发明，能够使生产转换调整作业尽可能少而继续工件的输送。
附图说明
9.图1是实施方式所涉及的输送机器人的主视图。
10.图2是表示实施方式所涉及的第1手主体以及第2手主体的立体图。
11.图3是实施方式所涉及的吸附体的剖视图。
12.图4是表示实施方式所涉及的输送机器人的控制系统的框图。
13.图5是由实施方式所涉及的输送机器人执行的作业的说明图。图5的(a)是表示输
送横向排列的三个工件的作业的俯视图，图5的(b)是表示输送横向排列的八个工件的作业的俯视图。
具体实施方式
14.图1是输送机器人1的主视图。输送机器人1具备基台3、第1机器人臂4a、第2机器人臂4b、第1手主体11、第2手主体21、第1吸附部13以及第2吸附部23。
15.在本实施方式中，作为一个例子，在输送机器人1应用同轴双臂机器人。基台3是单一的，第1机器人臂4a的基端部以及第2机器人臂4b的基端部绕同轴状的轴线(第1轴)l1可旋转地连结于基台3。第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b是水平多关节型的。第1机器人臂4a具备：第1基端臂5a，其相对于基台3可绕铅垂的第1轴l1摆动地连结；第1前端臂6a，其可绕铅垂的第2轴l2a摆动地连结于第1基端臂5a的前端部；第1手臂部7a，其可沿铅垂方向升降地连结于第1前端臂6a的前端部；以及第1安装部8a，其可绕铅垂的第3轴l3a摆动地连结于第1手臂部7a的下端部。与此相同地，第2机器人臂4b也具备第2基端臂5b、第2前端臂6b、第2手臂部7b以及第2安装部8b。第2基端臂5b相对于基台3可绕第1轴l1摆动，第2前端臂6b可相对于第2基端臂5b绕铅垂的第2轴l2b摆动，第2手臂部7b可相对于第2前端臂6b沿铅垂方向升降，第2安装部8b可相对于第2手臂部7b绕铅垂的第3轴l3b摆动。
16.第1手主体11在其上端部具有：可取下地装配于第1安装部8a的下表面的装配部12。第2手主体21在其上端部具有：可取下地装配于第2安装部8b的下表面的装配部22。手主体11、21以柱状形成。若将装配部12、22装配于对应的安装部8a、8b，则手主体11、21成为从对应的安装部8a、8b向下方延伸的状态。
17.通过机器人臂4a、4b的动作，第2手主体21相对于第1手主体11能够至少在水平的第1方向x上相对移动。在本实施方式中，第1手主体11以及第2手主体21能够根据第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b的动作而相互独立地变更三维位置以及姿势。第2手主体21相对于第1手主体11，除了水平的第1方向x之外，还能够在与第1方向x垂直的水平的第2方向y以及铅垂方向z这三个方向上相对移动。
18.第1吸附部13安装于第1手主体11，并吸附于工件90(参照图2)的上表面。第2吸附部23安装于第2手主体21，并吸附于工件90的上表面。
19.图2是表示手主体11、21的立体图。第1吸附部13具有一对吸附体14、15。一对吸附体14、15平行地延伸。第2吸附部23至少具有一个吸附体。在本实施方式中，第2吸附部23具有一对吸附体24、25。一对吸附体24、25平行地延伸。
20.图2示出由第1吸附部13和第2吸附部23保持工件90的状态。此时，第2手主体21在第1方向x上与第1手主体11分离。第1吸附部13的吸附体14、15在第2方向y上相互分离，并与第1方向x平行地延伸。第2吸附部23的吸附体24、25也在第2方向y上相互分离，并与第1方向x平行地延伸。
21.一对吸附体14、15经由托架16而安装于第1手主体11的下端部。托架16形成为平板状，而且在俯视视角中形成为u字状。托架16具有在第2方向y上延伸的基部和从基部的两端在第1方向x上延伸的一对前端部。基部的上表面与第1手主体11的下端部连结。一对吸附体14、15安装于托架16的前端部的下表面。吸附体14、15是比托架16的前端部长的长条部件。吸附体14、15的基端部的端面在第1方向x上，处于与托架16的基部的端面大致相同的位置。
吸附体14、15的前端部从托架16的前端部在第1方向x上突出。第2吸附部23也与此相同地构成。两个托架16、26的前端部相互相向。
22.第2吸附部23的一方的吸附体24在第2方向y上定位于第1吸附部13的一对吸附体14、15之间。在本实施方式中，第2吸附部23的吸附体24、25也成对。第1吸附部13的一方的吸附体15在第2方向y上位于第2吸附部23的一对吸附体24、25之间。根据第2手主体21相对于第1手主体11的在第1方向x上的相对移动，变更吸附体24的向吸附体14、15之间的区域的进入量d24。另外，根据该相对移动，变更吸附体15向吸附体24、25之间的区域的进入量d15。原则上，工件90的输送在使吸附体24进入区域内且使吸附体15进入区域内的状态下进行。
23.图3是吸附体15的剖视图。其他吸附体14、24、25也相同地构成，因此，省略重复说明。吸附体15具有主体构件31、软性构件32、多个吸引口33以及排出口34。主体构件31具有中空地形成且封闭的内部空间31a。作为一个例子，主体构件31的外形以及内部空间31a具有矩形状截面。主体构件31的材料没有特别限定。作为一个例子，主体构件31通过不锈钢或者铝合金那样的金属材料而成型。主体构件31的外下表面以平面形成。
24.软性构件32以带状形成，并覆盖主体构件31的外侧下表面。软性构件32由以epdm橡胶等具有挠性的材料成型的发泡体构成。发泡体的单元构造也可以是单泡型，也可以是连泡型，也可以是半独立半连续型。若软性构件32接受板厚方向的载荷，则内部的气泡缩小，软性构件32在板厚方向上压缩变形。这样，软性构件32根据材料面以及/或者构造面而具有柔软性。若为半独立半连续型，则压缩变形量大且柔软性高，并且能够在压缩变形时确保与单泡型相同的密封性，因此，工件吸附的可靠性增加。多个吸引口33贯通软性构件32以及主体构件31的下壁部，并在第1方向x上大致隔开等间隔配置。各吸引口33向主体构件31的内部空间31a开放，另外在软性构件32的下表面(作为吸附体15整体的下表面)开口。排出口34贯通主体构件31的上壁部以及托架16。软管接头35从上方插入排出口34，并固定于托架16的上表面。在软管接头35安装有软管36的一端。软管36的另一端与产生向吸附部13施加的负压的负压源59连接。负压源59由喷射器、泵或者鼓风机那样的真空发生器构成。若负压源59动作，则经由软管36以及主体构件31的内部空间31a，通过多个吸引口33施加负压，能够在吸附体15的下表面吸附物体。
25.如图1以及图2所示，输送机器人1具备第1定位机构40以及第2定位机构45。第1定位机构40设置于第1手主体11以及第2手主体21，并通过与工件90的外侧面(特别是，朝向第1方向x的外侧面)抵接，从而使第2手主体21相对于第1手主体11在第1方向x上定位。第1定位机构40具有被第1手主体11支承的第1抵接部41以及被第2手主体21支承的第2抵接部42。第1抵接部41以及第2抵接部42具有在铅垂方向以及第2方向y上延伸并朝向第1方向x的抵接面。两个抵接面位于比吸附体14、15、24、25的下表面靠下方的位置。另外，吸附体14、15、24、25在第1方向x上位于两个抵接面之间。第1抵接部41的抵接面与工件90的外侧面的一个抵接，第2抵接部42的抵接面与在第1方向x上同第1抵接部41所抵接的外侧面相反一侧的外侧面抵接。在本实施方式中，第1抵接部41固定于托架16的基部，第2抵接部42固定于托架26的基部。
26.第2定位机构45设置于第1手主体11以及第2手主体21，并通过与工件90的外侧面(特别是，朝向第2方向y的外侧面)抵接，从而使第1手主体11以及第2手主体21相对于工件90在第2方向y上定位。第2定位机构45具有被第1手主体11支承的第1抵接部46以及被第2手
主体21支承的第2抵接部47。第1抵接部46以及第2抵接部47具有在铅垂方向以及第1方向x上延伸的抵接面。两个抵接面位于比吸附体14、15、24、25的下表面靠下方的位置。第1抵接部46的抵接面从一对吸附体14、15中的第2方向y的一侧的吸附体15向第2方向y的一方离开间隔d46。第2抵接部47的抵接面从一对吸附体24、25中的第2方向y的一侧的吸附体25向第2方向y的一方离开间隔d47。第1抵接部46的间隔d46与第2抵接部47的间隔d47不同。间隔46与间隔d47之差至少为吸附体的第2方向y的尺寸以上。间隔d46与间隔d47哪个大都可以。在本实施方式中，作为简单的一个例子，第1抵接部46的间隔d46相对大。两个抵接面与工件的外侧面中的朝向第2方向y的一方的面抵接。在本实施方式中，第1抵接部46固定于托架16的前端部的上表面，第2抵接部47固定于托架26的前端部的上表面。
27.图4是表示输送机器人1的控制系统的框图。输送机器人1具备控制装置50。作为一个例子，控制装置50收纳于双臂机器人的基台3(参照图1)。控制装置50具备：对输送工件90的作业的执行所涉及的程序进行储存的存储器、执行存储于存储器的程序的cpu以及与由该程序控制的各种致动器连接的接口。
28.第1机器人臂4a所具备的致动器包括：驱动第1基端臂5a使之相对于基台3旋转的基端致动器51a、驱动第1前端臂6a使之相对于第1基端臂5a旋转的中间致动器52a、驱动第1安装部8a使之相对于第1前端臂6a或者第1手臂部7a旋转的前端致动器53a、使第1手臂部7a相对于第1前端臂6a升降的升降致动器54a。与此相同，第2机器人臂4b所具备的致动器包括基端致动器51b、中间致动器52b、前端致动器53b以及升降致动器54b。另外，由控制装置50控制动作的致动器包括产生向第1吸附部13以及第2吸附部23施加的负压的负压源59。图4中，作为简单的一个例子，示出由四个吸附体14、15、24、25共享一个负压源59的情况，但也可以与四个吸附体一对一地设置负压源，也可以与两个吸附部一对一地设置负压源，由对应的吸附部的两个吸附体共享一个负压源。
29.图5的(a)以及图5的(b)示出由输送机器人1进行的作业的一个例子。输送机器人1集中输送多个箱体状的工件90。此时，多个工件90成为在俯视视角中整体为矩形状的排列状态，将工件90集中输送。成为排列状态的多个工件90装填于单独准备的箱中。本实施方式所涉及的输送机器人1是拣选机器人或者装箱机器人。装满工件90的箱由带式输送机那样的公知的输送机构输送至机器人1的前方。典型而言，该箱是上部通过翻盖开闭的纸板箱。输送机器人1通过手主体11、21将所输送的箱聚拢在一起并定位于预定位置，通过定位机构40、45的抵接部41、42、46、47将翻盖向外打开。这样用于装箱的准备作业也由输送机器人1进行。在准备作业之后，进行工件的输送以及装箱。
30.根据本实施方式所涉及的输送机器人1，即便向输送机器人1的前方供给的工件的尺寸进而装填工件的箱的尺寸变更，也能够不需要生产转换调整作业而继续拣选作业、输送作业以及装箱作业。
31.参照图5的(a)，首先，对第1尺寸的工件90a的输送进行说明。通过带式输送机那样的公知的输送机构，将第1尺寸的工件90a依次向输送机器人1供给。输送机器人1进行将三个工件90a一起抬起向装填于另外的箱的作业。
32.若向输送机器人1的基台3的前方供给三个工件90a，则使第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b动作，通过第1定位机构40以及第2定位机构45的作用，使三个工件90a成为排列状态。
33.输送机器人1在第1定位机构40的抵接部41、42以及第2定位机构45的抵接部46、47位于比供给的工件90a靠上方的位置的状态下等待工件90a的供给。输送机器人1在第1定位机构40的抵接面位于比供给的三个工件90a的俯视棱线靠第1方向x的外侧的位置且第2定位机构45的抵接面位于比供给的三个工件90a的俯视棱线靠第2方向y一方的外侧的位置的状态下，等待工件90a的供给。
34.为了使三个工件90a成为排列状态，使第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b动作而使第1手主体11以及第2手主体21下降至在第1方向x上观察时第1定位机构40的抵接面与工件90a重叠为止，在第2方向y观察时第2定位机构45的抵接面与工件90a重叠为止。
35.使第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b动作而使第1手主体11以及第2手主体21向第2方向y的另一方移动，将第2定位机构45的抵接面按压于工件90a的侧面。由此，三个工件90a在第2方向y上排列，第1手主体11以及第2手主体21相对于工件90a在第2方向y上定位。另外，四个吸附体14、15、24、25在第2方向y上定位。间隔d46与间隔d47之差大于吸附体14、15、24、25的第2方向y尺寸，因此，第1吸附部13的吸附体14、15不与第2吸附部23的吸附体24、25相互干扰。
36.使第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b动作而使第1手主体11以及第2手主体21在第1方向x上接近，将第1定位机构40的抵接面按压于工件90a的侧面。由此，成为三个工件90a在第1方向x填满间隙的状态。另外，吸附体24的进入量d24以及吸附体15的进入量d15成为与无间隙状态下的三个工件90a的第1方向x上的整体尺寸对应的值。此处，无间隙状态下的三个工件90a的第1方向x上的整体尺寸x90a小于第1吸附部13的吸附体14、15的长度与第2吸附部23的吸附体24、25的长度之和。因此，吸附体24进入吸附体14、15之间，吸附体15进入吸附体24、25之间。
37.此处，第1手主体11以及第2手主体21在第2方向y上的移动、第1手主体11在第1方向x上的移动以及第2手主体21在第1方向x上的移动可以同时进行，也可以依次进行。
38.若工件90a成为排列状态，则使第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b动作，使第1手主体11以及第2手主体21下降，将吸附体14、15、24、25的下表面按压于工件90a的上表面。吸附体14、15、24、25的下表面由软性构件32构成，该软性构件32具有柔软性。软性构件32紧贴于工件90a的上表面，吸引口33由软性构件32密封。在三个工件90a的上表面载置有四个吸附体14、15、24、25中的至少任一个。左侧的工件90a紧贴第1吸附部13的一对吸附体14、15的下表面，右侧的工件90a紧贴第2吸附部23的一对吸附体24、25的下表面，中央的工件90a紧贴四个吸附体14、15、24、25的下表面。
39.在该状态下，使负压源59动作，对吸引口33施加负压。由此，三个工件90a被第1吸附部13以及第2吸附部23吸附。软性构件32具有柔软性，因此，即便工件90a的上表面存在凹凸，也能够使软性构件32随着凹凸而变形，能够使吸附体14、15、24、25紧贴于工件90a。在本实施方式中，各吸附体14、15、24、25横跨多个工件90a。即便某个吸引口33位于邻接的工件90a彼此的间隙的上方，也能够通过软性构件32的变形而闭塞该吸引口33，能够抑制该吸引口33经由间隙而与大气连通。因此，即便多个吸引口33经由单一的内部空间31a而连通，依靠其余的吸引口33也能够正常地产生负压，能够吸附工件90a。
40.保持使负压源59动作的状态，使第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b动作，不改变第1手主体11相对于第2手主体21的位置以及姿势而使第1手主体11以及第2手主体21移动。
由此，三个工件90a保持排列状态被抬起，并由第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b输送。若被装箱，则负压源59停止，解除第1吸附部13以及第2吸附部23对三个工件90a的吸附。
41.接下来，参照图5的(b)，对第2尺寸的工件90b的输送进行说明。第2尺寸的工件90b也由公知的输送机构依次向输送机器人1的前方供给。输送机器人1进行将八个工件90b一起抬起并装填于另外的箱的作业。无间隙状态下的八个工件90b的第1方向x上的整体尺寸x90b与上述三个工件90a的整体尺寸x90a不同(在本实施方式中，作为简单的一个例子，尺寸x90b大于尺寸x90a)。
42.在这种情况下，也与上述相同地进行第1手主体11以及第2手主体21在第2方向y上的移动、第1手主体11在第1方向x上的移动以及第2手主体21在第1方向x上的移动、第1手主体11以及第2手主体21的下降以及负压源59的动作。整体尺寸x90b与上述不同，因此，第1手主体11在第1方向x上的移动量以及/或者第2手主体21在第1方向x上的移动量与上述不同。但是，与上述相同，能够通过第1定位机构40的作用使八个工件90b在第1方向x聚拢而填满间隙，能够使八个工件90b成为排列状态。通过第1定位机构40的作用，吸附体15的进入量d15以及吸附体24的进入量d24按照工件90b的整体尺寸x90b自动调整。需要说明的是，在该例子中，在八个工件90b的上表面载置有四个吸附体14、15、24、25中的一个以上的吸附体的下表面。左侧三个工件90b的上表面紧贴于第1吸附部13的吸附体14、15的下表面，右侧三个工件90b的上表面紧贴于第2吸附部23的吸附体24、25的下表面，中央两个工件90b的上表面紧贴于四个吸附体14、15、24、25的下表面。
43.这样，根据本实施方式，具有一对吸附体14、15的第1吸附部13和具有吸附体24的第2吸附部23分开设置于第1手主体11与第2手主体21。吸附体24向一对吸附体14、15之间的区域的进入量d24根据第2手主体21相对于第1手主体11的在第1方向x上的相对移动而变更。
44.即便操作对象的工件90的尺寸在第1方向x上改变，也通过使第2手主体21相对于第1手主体11相对移动，从而能够不使第1吸附部13与第2吸附部23相互干扰地调整吸附部整体的第1方向x的尺寸。作为一个例子，吸附部整体的第1方向x的尺寸是从第1吸附部13的吸附体的基端至第2吸附部23的吸附体的基端为止的第1方向x上的距离，并根据进入量d24的变化而调整。因此，能够不需要手主体的更换那样的生产转换调整作业(外生产转换调整)而继续工件90的输送。另外，在工件90的第1方向x的中央部，吸附面积变大，能够稳定地抬起工件90。
45.在本实施方式中，在第2吸附部23中，吸附体24、25也成对。第1吸附部的吸附体15向一对吸附体24、25之间的区域的进入量d25也根据第2手主体21相对于第1手主体11的在第1方向x上的相对移动而变更。通过吸附面积的增加，能够稳定地抬起工件90。
46.在吸附体的下部应用软性构件。即便吸附体为长条部件而且需要单一的吸附带吸附于多个工件90的上表面，也能够使吸附体的下表面紧贴于工件90的上表面，能够稳定地抬起工件90。
47.输送机器人1具备设置于第1手主体11以及第2手主体21的第1定位机构40以及第2定位机构45。在通过第1定位机构40的作用而一起抬起多个工件90的情况下，能够使工件90在第1方向x上聚拢，使工件90成为排列状态。在通过第2定位机构45的作用将多个工件90一起抬起的情况下，工件90在第2方向y上排列。另外，能够使第2手主体21相对于第1手主体11
而在第2方向y上定位，能够实现避免吸附体的相互干扰以及工件90的稳定输送。
48.至此为止对实施方式进行了说明，但上述结构能够在本发明的范围内适当地变更、追加以及/或者省略。
49.输送机器人1不限定于同轴双臂机器人。在双臂机器人的情况下，第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b的基端部也可以以能够绕非同轴状的各个轴线旋转的方式连结于基台。另外，也可以是，输送机器人由具备第1机器人臂4a的第1机器人和具备第2机器人臂4b的第2机器人这两台机器人构成，通过两台机器人的协调控制而实现上述输送作业。第1机器人臂4a以及第2机器人臂4b也可以是垂直多关节型。第2吸附部的吸附体可以是单一的。第1吸附部以及第2吸附部也可以具有三个以上吸附体。不仅能够操作横向排列的多个工件90，还能够操作单一的工件。
50.附图标记说明
51.1...输送机器人；3...基台；4a...第1机器人臂；4b...第2机器人臂；11...第1手主体；13...第1吸附部；14、15...吸附体；21...第2手主体；23...第2吸附部；24、25...吸附体；31...主体构件；31a...内部空间；32...软性构件；33...吸引口；40...第1定位机构；45...第2定位机构；59...负压源；90、90a、90b...工件；d15、d24...进入量；x...第1方向；y...第2方向；l1...第1轴。