TWI401145B - 機器人用監視設備 - Google Patents

Description

機器人用監視設備

本發明係有關用以監視機器人之末端作動器之狀況之監視設備。末端作動器具有真空吸墊，其藉末端作動器彈性支撐以挾持物品。

本發明之監視設備特別適用於監視轉送機器人之末端作動器之狀況，該轉送機器人用來轉送用於太陽能板之大型玻璃板。

有一種傳統機器人，其具備附有真空吸墊之末端作動器。該傳統機器人藉由使用真空吸墊之吸力挾持物品，並轉送真空吸墊挾持之物品。

於物品小型及質輕情況下，單一真空吸墊即足以挾持及轉送物品。

另一方面，當物品大型時，末端作動器可設有複數個真空吸墊，以藉所有真空吸墊吸附物品。

例如，用於太陽能板之矩形玻璃板具有大於兩米的邊以具有大的尺寸及重的重量，當轉送此種又大又重的板件時，末端作動器設有15至20個真空吸墊。

末端作動器可設有浮動機構來彈性支撐真空吸墊，俾物品可藉真空吸墊，利用其吸力，確實挾持。

相關技藝揭示於日本專利JP 61-214988A,JP 62-102985A及JP 5-47898A。

在此種用以轉送藉真空吸墊挾持之物品的機器人中，當真空吸墊因損壞或老化而變得無法達到正常真空吸力時，此種劣化真空吸墊即須換新。

特別是，玻璃板在藉轉送機器人轉送前可能業已龜裂。於此狀況下，當機器人之真空墊壓抵裂痕時，該墊可能為裂痕之銳緣所劃割。

甚而，若玻璃板破碎，碎玻璃片即可能附著於真空吸墊之浮動機構，以致於真空吸墊之前後移動可能因碎片而劣化。

考慮複數個真空吸墊之每一者設有真空感測器，以檢查真空吸墊之每一者的真空吸力。於此情況下，各真空吸墊內之壓力或真空等級可在真空吸墊吸附及挾持物品狀態下，藉各真空感測器偵測。

然而，安裝於真空吸墊上之真空感測器容易因物品藉由吸附及轉送時造成之震動而受損。

甚而，當所有真空吸墊設有真空感測器時，可能因真空感測器之錯誤操作而不必要地停止轉送機器人，以致於生產性甚至於更糟。

又，複數個真空吸墊之每日檢驗需要大量的工作負荷。因此，宜提供可容易及確實偵測真空吸墊之狀況之監視設備。

特別是，宜提供一種不僅可偵測真空吸墊之真空吸力的不正常狀況，且可偵測用於真空吸墊之浮動機構之彈性支撐力的不正常狀況之監視設備。

就在末端作動器上有複數個真空吸墊之轉送機器人而言，即使在某些真空吸墊故障時，機器人仍可藉剩餘的正常真空吸墊，安全地挾持及轉送物品。

因此，宜提供可精密偵測轉送機器人變得無法安全轉送物品之時間點之監視設備。

本發明有鑑於上述情況，提供一種監視設備，其可容易且確實偵測機器人之末端作動器之狀況。

甚而，本發明被完成來提供一種監視設備，其不僅可偵測真空吸墊之真空吸力的不正常狀況，且可偵測用於真空吸墊之浮動機構之彈性支撐力的不正常狀況。

又，本發明被完成來提供一種監視設備，其可精密偵測轉送機器人因末端作動器之劣化而變得無法安全轉送物品之時間點，該轉送機器人在其末端作動器上有複數個真空吸墊。

本發明係一種監視設備，係用以監視機器人之末端作動器之狀況，該機器人包含一挾持物品之真空吸墊，該墊配置成藉末端作動器彈性地支撐。該設備包括：一墊收容部，具有前表面及通孔，該墊收容部可沿垂直於該前表面之方向移動；一彈性支撐單元，用以沿垂直於該前表面之方向彈性支撐該墊收容部；一移動偵測單元，用以偵測該墊收容部之移動；一真空感測器，連接於該通孔；以及一判斷單元，配置成根據該移動偵測單元之偵測結果及該真空感測器之偵測結果，判斷該墊之彈性支撐狀況及該墊之真空吸附狀況。

較佳地，移動偵測單元配置成，在真空吸墊壓抵該前表面之狀態下，當墊收容部之移動量達到一既定值時，產生一偵測信號。

較佳地，移動偵測單元包含一接近感測器，其對向一待藉接近感測器偵測之參考構件配置，該參考構件配置成與墊收容部一起朝接近感測器移動。

較佳地，彈性支撐單元配置成以一較用以支撐末端作動器中之真空吸墊之彈性支撐力量更大的彈性支撐力量彈性支撐墊收容部。

較佳地，彈性支撐單元包括：一線性導件，其配置成支撐墊收容部，使墊收容部可沿前後方向移動；以及一壓縮彈簧，其配置成沿垂直於前表面之方向壓迫線性導件之可動構件，該墊收容部附接於可動構件

較佳地，機器人包括複數個真空吸墊；其中，監視設備更包括一記憶單元，該判斷單元所作判斷結果與用以辨識個別真空吸墊之資訊被一起儲存於記憶單元中。

較佳地，判斷單元配置成根據儲存於記憶單元之判斷結果，判斷複數個真空吸墊之不正常狀況是否滿足一既定條件。

較佳地，既定條件包括對應於無法轉送物品之一系列不正常狀態之條件，以及對應於不嚴重之不正常狀態之條件，於該不嚴重之不正常狀態中，物品雖可轉送，卻以低於正常轉送速度之轉送速度進行。

較佳地，監視設備更包括一流體噴射單元，其配置成朝該末端作動器噴射一壓縮流體。

本發明之一態樣為一種監視設備，係用以監視轉送機器人之末端作動器之狀況，該轉送機器人包含挾持物品之複數個真空吸墊，該等墊配置成藉末端作動器彈性支撐，物品為末端作動器之所吸附及挾持，以藉該轉送機器人轉送，該設備包括：一墊收容部，具有壓抵真空吸墊之前表面，該墊收容部配置成可沿真空吸墊之施壓垂方向移動；一彈性支撐單元，配置成沿對向該真空吸墊之施壓方向彈性支撐該墊收容部；一移動偵測單元，配置成偵測當該真空吸墊壓抵該墊收容部之該前表面時該墊收容部移動；一真空感測器，配置成偵測該真空吸墊之內部之真空狀況，該真空吸墊與該墊收容部之該前表面接觸；以及一判斷單元，配置成根據該移動偵測單元之偵測結果判斷該真空吸墊是否被彈性支撐於正常狀況，亦根據該真空感測器之偵測結果，判斷該真空吸墊是否可達到正常真空狀況。

實施本發明之最佳模式

參考圖式解釋根據本發明實施例，用以偵測轉送機器人之末端作動器之狀況的監視設備。

如於第1圖中所示，轉送機器人1具有附接於機器人1之臂2之遠端的末端作動器3。本轉送機器人1適用於轉送板件，特別是諸如用於太陽能板之玻璃板之大型玻璃板。

末端作動器3設有複數個真空吸墊4，如於第2圖所示，此等真空吸墊4配置成四列四行。真空吸墊4之每一者藉浮動機構6之每一者彈性支撐。諸浮動機構6分別具有緩衝彈簧5，使真空吸墊4之每一者可前後方向移動。

諸真空吸墊4連接於供應清潔乾空氣(CDA)之壓縮空氣源(未圖示)。甚而，真空吸墊4之每一者設有各真空抽氣器(未圖示)，例如文氏管。藉此，各墊4內部可藉配置來用於各墊4之各真空抽氣器抽盡。

根據具有此種構成之末端作動器3，甚至當一或若干真空吸墊4業已受損而失去達到正常真空狀況的能力時，剩餘的真空吸墊4仍不會失去達到其正常真空狀況的能力。

因此，當一或若干真空吸墊4業已因玻璃板龜裂而受損時，剩餘的真空吸墊4仍吸附並挾持玻璃板，以防止玻璃板因滑動而掉落。

惟當受損真空吸墊4之數目進一步增加時，剩餘的真空吸墊4即變得無法吸附並挾持玻璃板。

當破碎玻璃之碎片黏附於浮動機構6時，真空吸墊4之前後移動可能劣化。因此，亦須偵測此種故障。

因此，使用根據本實施例實施之監視設備來偵測複數個真空吸墊4及諸浮動機構6之狀況，以確實防止玻璃板在其轉送期間因滑動而掉落。

如於第3圖中所示，監視設備10具有包含前表面11之墊收容部12，各真空吸墊4壓抵於該前表面11。

通孔13形成於墊收容部12之中央部以自前表面11延伸至後表面。通孔13於其後端連接於真空感測器14。

真空感測器14經由信號線連接於判斷單元15，以經由信號線，將來自真空感測器14轉送至判斷單元15。

墊收容部12藉安裝於底座16上之線性導件17支撐，使墊收容部12可沿真空吸墊4之施壓方向，亦即垂直於前表面11之方向線性移動。線性導件17設有可動構件18，墊收容部12於其前端附著於該可動構件18。

線性導件17之可動構件18於其後端設有可動支撐板19。另一方面，底座16於其後端設有固定支撐板20。壓縮彈簧21配置在可動支撐板19與固定支撐板20間。

壓縮彈簧21藉大於浮動機構6之緩衝彈簧5之彈性支撐力量的彈性支撐力量彈性支撐墊收容部12。

彈性支撐單元由線性導件17、可動構件18、可動支撐板19、固定支撐板20及壓縮彈簧21構成，俾彈性支撐單元沿與真空吸墊4之施壓方向相反之方向彈性支撐墊收容部12。

可動支撐板19於其上端設有待偵測之參考構件22。固定支撐板20於其上端設有與參考構件22對置之接近感測器23。

接近感測器23經由信號線連接於判斷單元15，俾來自接近感測器23之偵測信號可被轉送至判斷單元15。

移動偵測單元由參考構件22及接近感測器23構成，俾當真空吸墊4壓抵前表面11時，移動偵測單元偵出墊收容部12之移動。

接近感測器23可為連續測量至參考構件22之距離的類型，或當至參考構件22之距離減至包含零之給定值時，產生偵測信號之類型。

判斷單元15根據來自真空感測器14及接近感測器23之偵測信號，判斷是否有真空吸墊4及/或浮動機構6之任何不正常狀況。

接著，將判斷結果與用以辨識已測試之真空吸墊4之資訊一起儲存於記憶單元24中。

如於第3(B)圖中所示，監視設備10又設有用以朝末端作動器3噴射CDA之流體噴射單元25。流體噴射單元25具有：噴射口26，其貫穿過墊收容部12形成；閥27，與噴射口26連通；以及壓縮空氣源(未圖示)，連接於閥27。

其次，將於以下說明使用根據本實施例之監視設備10，偵測轉送機器人1之末端作動器3之不正常狀況的方法。

如於第4圖中所示，在轉送路徑旁有用以貯存複數片玻璃板之架30及太陽能板31、32，將被轉送機器人1從架30拉出之玻璃板安裝於等太陽能板31、32上。

根據本實施例之監視設備10配置於轉送路徑旁，沿該轉送路徑，玻璃板被從架30轉送至太陽能板31。

藉監視設備所作末端作動器3之測試可在所有玻璃板自架20送出時對真空吸墊4之一部分或全部進行。

或者，可在玻璃板之每一者自架30被轉送至太陽能板31後的每一回程中，針對一或若干真空吸墊4進行該測試。

當進行真空吸墊4之測試時，從末端作動器3與墊收容部12之前表面11相隔既定距離之第3(A)圖所示狀態(等待狀態)，驅動轉送機器人1，使之向前朝墊收容部12之前表面11移動。

於此情況下，持續進行末端作動器3之抽氣操作，以自各真空吸墊4內部抽出空氣。

當末端作動器3已向前朝墊收容部12時，如於第3(B)圖中所示，真空吸墊4之前端與前表面11接觸(接觸狀態)。

在這方面，操作轉送機器人1之臂2，使位於墊收容部12中央之通孔13為真空吸墊4所覆蓋。

當真空吸墊4之前端密接墊收容部12之前表面11時，由於墊4之內部已抽氣，因此，真空吸墊4內部之壓力解除。

接著，藉真空感測器14偵測真空吸墊4之內部壓力，將真空感測器14之偵測信號轉送至判斷單元15。

判斷單元15根據來自真空感測器14之偵測信號，判斷真空吸墊4是否進行正常真空狀況。亦即，在真空吸墊4之前端密接墊前表面11狀態下，判斷真空吸墊4中的真空等級是否達到既定值。

末端作動器3從第3(B)圖所示狀態進一步移動預定距離。接著，於浮動機構6正常操作情況下，浮動機構6之緩衝彈簧5被壓縮，使墊收容部12不向後移動，或僅略微向後壓。

另一方面，於浮動機構6例如因碎玻璃片而不正常操作情況下，當真空吸墊4壓抵墊收容部12之前表面11時，墊收容部12抵抗監視設備10之壓縮彈簧21之彈力向後移動(推入狀態)。

接著，如於第3(C)圖中所示，參考構件22向後移動以靠接近感測器23。當與參考構件22間之距離減至包含零之既定距離時，接近感測器23產生偵測信號。

判斷單元15將根據來自接近感測器23之偵測信號，偵測浮動機構6對受測墊4之不正常狀況。亦即，偵測真空吸墊4未被浮動機構6彈性支撐於正常狀態。

自流體噴射單元25朝末端作動器3噴射壓縮空氣，以吹掉玻璃碎片。

因此，藉由流體噴射單元25之清潔作用，劣化之浮動機構6可恢復其彈性支撐功能。因此，較佳係在藉流體噴射單元25進行足夠之清潔後，藉具有接近感測器23之移動偵測單元進行偵測操作。

將判斷單元15之判斷結果與用辨識受測真空吸墊4之資訊一起儲存於記憶單元24中例如，如於第5圖中所示，複數個真空吸墊4分別設有其識別數字。

接著，判斷單元15根據儲存於記憶單元24中的判斷結果，判斷複數個真空吸墊4之不正常狀況(若有)是否滿足既定狀況。

在此，“既定狀況”例如被界定為在轉送玻璃板期間，末端作動器3因滑動而可能無法挾持玻璃板，導致其掉落的狀態。具體而言，其可能為屬於同列或同行的所有四個墊4業已受損的情形。或者，其可能為所有四個墊4中預定數目的墊4業已受損的情形。

根據不正常狀況之嚴重程度，“既定狀況”可分成複數個等級。接著，於不正常狀況不嚴重情況下，以低於正常操作速度之操作速度操作轉送機器人1，以繼續其轉送操作。另一方面，於於不正常狀況嚴重情況下，停止轉送機器人1，修理末端作動器3。

例如，於第6(1)圖所示情況下，雖然四個真空吸墊(1、7、10、16)業已損壞，四個墊間卻僅有一個不正常墊4屬於同列或行。

於此情況下，判斷玻璃板可藉剩餘的正常墊4挾持，以持續進行玻璃板之轉送操作。於此情況下，可以低於正常操作速度之操作速度操作轉送機器人1。

另一方面，於如第6(2)圖所示，屬於同列，亦即最上列之所有四個真空吸墊(1、2、3、4)業已損壞情況下，雖然不正常墊4之數目與第6(1)圖所示情況相同，對玻璃板整體之吸力之均一性卻大幅劣化。

因此，於第6(2)圖所示情況下，判斷無法安全挾持玻璃板，轉送機器人1應停下來維修。

安裝於轉送機器人1之末端作動器3之真空吸墊4的配置數目可根據待轉送之物品的大小及重量改變。因此，用來藉本實施例之監視設備10判斷末端作動器3之不正常狀況的上述“既定狀況”可根據安裝於轉送機器人1之末端作動器3之真空吸墊4的配置數目改變。

如上所述，根據本實施例之監視設備10，由於藉獨立於轉送機器人1外配置之監視設備10測試末端作動器3，因此，異於真空感測器安裝於真空吸墊上之情況，在板件之轉送操作期間，監視設備10之真空感測器14不可能損壞。又可避免因真空感測器之錯誤操作而發生的轉送機器人1的不必要停止。

甚而，根據本實施例之監視設備10，可容易及確實偵測真空吸墊4之狀況。特別是，不僅可偵測真空吸墊4之真空吸力之不正常狀況，且可偵測真空吸墊4被浮動機構6支撐之彈性支撐狀況。

而且，根據本實施例之監視設備10，將有關個別真空吸墊4之不正常狀況的判斷結果儲存於記憶單元24中，且判斷單元15判斷複數個真空吸墊4之不正常狀況是否滿足既定狀況。因此，可精密偵測轉送機器人1變得無法安全轉送玻璃板之時間點。

雖然本發明業已在其具有某種程度之特異性之較佳實施例中加以說明，惟顯然可作若干改變及變化。因此，須知，在不悖離其範圍及精神下，本發明可用在此特別說明以外的方式實施。

1．．．轉送機器人

2．．．臂

3．．．末端作動器

4．．．真空吸墊

5．．．緩衝彈簧

6．．．浮動機構

10．．．監視設備

11．．．前表面

12．．．墊收容部

13．．．通孔

14．．．真空感測器

15．．．判斷單元

16．．．底座

17．．．線性導件

18．．．可動構件

19．．．可動支撐板

20．．．固定支撐板

21．．．壓縮彈簧

22．．．參考構件

23．．．接近感測器

24．．．記憶單元

25．．．流體噴射單元

26．．．噴射口

27．．．閥

30．．．架

31,32．．．太陽能板

第1圖係藉根據本發明實施例實施之監視設備監視之轉送機器人及監視設備之側視圖。

第2圖係第1圖所示轉送機器人之末端作動器的示意前視圖。

第3圖係解釋根據本實施例實施之監視設備之操作的視圖，其中第3(A)圖顯示等待狀態，第3(B)圖顯示接觸狀態，以及第3(C)圖顯示施壓狀態。

第4圖係配置於轉送機器人旁之根據本實施例實施之監視設備之配置的平面圖。

第5圖係用來解釋分別發給轉送機器人之末端作動器之真空吸墊之識別數字之圖式。

第6圖係用來解釋藉根據本實施例實施之監視設備判斷轉送機器人之不正常狀況之方法的圖式，第6(1)圖顯示不嚴重的不正常狀況，且第6(2)圖顯示嚴重的不正常狀況。

1．．．轉送機器人

2．．．臂

3．．．末端作動器

4．．．真空吸墊

5．．．緩衝彈簧

6．．．浮動機構

10．．．監視設備

Claims (9)

1. 一種機器人用監視設備，係用以監視機器人之末端作動器之狀況，該機器人包含一挾持物品之真空吸墊，該墊配置成藉該末端作動器彈性地支撐，該設備包括：一墊收容部，具有前表面及通孔，該墊收容部配置成可沿垂直於該前表面之方向移動；一彈性支撐單元，配置成沿垂直於該前表面之方向彈性支撐該墊收容部；一移動偵測單元，配置成偵測該墊收容部之移動；一真空感測器，連接於該通孔；以及一判斷單元，配置成根據該移動偵測單元之偵測結果及該真空感測器之偵測結果，判斷該墊之彈性支撐狀況及該墊之真空吸附狀況。
2. 如申請專利範圍第1項之機器人用監視設備，其中，該移動偵測單元配置成在該真空吸墊壓抵該前表面之狀態下，當該墊收容部之移動量達到一既定值時，產生一偵測信號。
3. 如申請專利範圍第2項之機器人用監視設備，其中，該移動偵測單元包含一接近感測器，其對向一待藉該接近感測器偵測之參考構件配置，該參考構件配置成與該墊收容部一起朝該接近感測器移動。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之機器人用 監視設備，其中，該彈性支撐單元配置成以一較用以支撐該末端作動器中之該真空吸墊之彈性支撐力量更大的彈性支撐力量來彈性支撐該墊收容部。
5. 如申請專利範圍第1項之機器人用監視設備，其中，該彈性支撐單元包括：一線性導件，其配置成支撐該墊收容部，使該墊收容部可沿前後方向移動；以及一壓縮彈簧，其配置成沿垂直於前表面之方向壓迫該線性導件之可動構件，該墊收容部附接於該可動構件。
6. 如申請專利範圍第1項之機器人用監視設備，其中，該機器人包括複數個真空吸墊；其中，該監視設備更包括一記憶單元，該判斷單元所作判斷結果與用以辨識個別真空吸墊之資訊被一起儲存於該記憶單元中。
7. 如申請專利範圍第6項之機器人用監視設備，其中，該判斷單元配置成根據儲存於該記憶單元之判斷結果，判斷該複數個真空吸墊之不正常狀況是否滿足一既定狀況。
8. 如申請專利範圍第7項之機器人用監視設備，其中，該既定狀況包括對應於無法轉送該物品之一系列不正常狀態之狀況，以及對應於不嚴重之不正常狀態之狀況，於該不嚴重之不正常狀態中，該物品雖可轉送，卻以低於正常轉送速度之轉送速度進行。
9. 如申請專利範圍第1項之機器人用監視設備，更包括一流體噴射單元，其配置成朝該末端作動器噴射一壓縮流體。