CN111757796B - 线状物的前端移动方法、控制装置以及三维照相机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种线状物的前端移动方法、控制装置以及三维照相机，即便在线状物自由机械手握持的区域朝向前端侧弯曲的情况下，也可在识别出线状物的前端位置后，实施机械手侧的移动，使所述电线的前端移动至设置于对象物的贯通孔中。所述线状物的前端移动方法是使由机械手(22)握持的线状物(W1)的前端(W1s)移动至目标位置(P0)时的线状物的前端移动方法，包括：对由机械手(22)握持的线状物(W1)的前端(W1s)的位置进行测量的步骤；以及基于测量到的前端(W1s)的位置，使前端(W1s)移动至目标位置(P0)的步骤。

Description

线状物的前端移动方法、控制装置以及三维照相机
技术领域
本发明涉及一种使用机械手握持线状物时的线状物的前端移动方法、控制装置以及三维照相机。
背景技术
利用三维照相机等来识别对象物并自主地进行握持的机器人正在普及。关于握持线状物，例如在日本专利特开2014-176917号公报(专利文献1)中记载有如下的装置：其是进行线状体的组装作业的机器人装置，在握持一端已被固定的线状体的固定端附近后，使握持部以规定的轨迹滑动而移动至另一端。由此，可迅速地握持另一端，所述另一端因附带着于作为线状物的一例的电线的缺点等而难以正确地推断。
在日本专利特开2016-192138号公报(专利文献2)中，公开有一种与线束(wireharness)的制造方法及图像处理方法有关的发明，在制造线束的过程中，实施通过测定电线集合体的三维形状来确定加工位置的加工位置确定处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-176917号公报
专利文献2：日本专利特开2016-192138号公报
发明内容
发明所要解决的问题
可考虑如下情况：通过机械手来保持例如电线等作为线状物，进行使电线的前端移动至规定的目标位置的控制。例如，假定在设置于对象物上的贯通孔中，***所述电线前端的控制。在机械手侧，识别为所述线状物自机械手握持的区域朝向前端侧，笔直地延伸。
但是，实际上，假定线状物自机械手握持的区域朝向前端侧弯曲的情况。在所述情况下，识别出线状物的前端位置后，需要实施机械手侧的移动，使所述电线的前端移动至设置于对象物的贯通孔中。
本发明以解决所述课题为目的，涉及一种利用机械手保持线状物时的线状物的前端移动方法、控制装置以及三维照相机。
解决问题的技术手段
所述线状物的前端移动方法是使由机械手握持的线状物的前端移动至目标位置时的线状物的前端移动方法，包括：对由所述机械手握持的所述线状物的所述前端的位置进行测量的步骤；以及基于测量到的所述前端的位置，使所述前端移动至所述目标位置的步骤。
在另一实施例中，测量所述前端的位置的步骤还包括测量所述前端的方向的步骤。
在另一实施例中，使所述前端移动至所述目标位置的步骤包括使所述前端的方向与规定方向一致的步骤。
在另一实施例中，所述前端的方向基于自所述前端到规定距离位置为止的所述线状物的形状来决定。
在另一实施例中，使所述前端移动至所述目标位置的步骤中，所述目标位置是孔。
在另一实施例中，使所述前端移动至所述目标位置的步骤中，使所述前端通过预定的近前位置，并使所述近前位置的所述前端的方向与规定方向一致而使所述前端移动。
所述控制装置是控制通过设置于机器人的机械手的线状物的移动的控制装置，自获取所述线状物的三维形状的三维照相机获取所述线状物的三维形状，自所述三维形状获取所述线状物的前端的位置，基于所述线状物的所述前端的位置，将用以使所述前端移动至目标位置的信息通知给具有所述机械手的所述机器人。
在另一实施例中，所述控制装置自所述线状物的所述三维形状测量所述线状物的所述前端的方向，并将用以使所述线状物的所述前端的方向与规定方向一致而移动至所述目标位置的信息通知给具有所述机械手的所述机器人。
所述三维照相机是在通过设置于机器人的机械手控制线状物的移动时所使用的三维照相机，所述三维照相机获取所述线状物的三维形状，所述三维照相机包含控制装置，所述控制装置自所述三维照相机获取所述线状物的三维形状，自所述三维形状来获取所述线状物的前端的位置，基于所述线状物的所述前端的位置，将用以使所述前端移动至目标位置的信息通知给具有所述机械手的所述机器人。
发明的效果
根据所述线状物的前端移动方法、控制装置以及三维照相机，即便在线状物自由机械手握持的区域朝向前端侧弯曲的情况下，也可在识别出线状物的前端位置后，实施机械手侧的移动，使所述电线的前端移动至设置于对象物的贯通孔中。
附图说明
图1是表示相关技术中的执行线状物握持方法的整体***的图。
图2是相关技术中的线状物握持方法的步骤流程图。
图3是相关技术中的线状物握持方法的判定步骤的步骤流程图。
图4是表示相关技术中的第一干涉区域及第一扩张干涉区域的图。
图5是表示相关技术中的第二干涉区域及第二扩张干涉区域的图。
图6是用以说明相关技术中的第一干涉区域的大小的图。
图7是用以说明相关技术中的第一判定步骤的图。
图8是用以说明相关技术中的第一预判定步骤的图。
图9是说明实施方式的线状物的前端移动方法的概略图。
图10是说明实施方式的线状物的另一前端移动方法的概略图。
符号的说明
10：用以握持线状物的整体***(整体***)
20：机器人
21：机械臂(臂)
22：机械手
23：握持部
31：三维照相机(立体照相机)
32：控制装置
51：第一干涉区域
52：第一扩张干涉区域
53：第二干涉区域
54：第二扩张干涉区域
A～H：顶点
B：杆
C1、C2：圆
D1：距离
P：握持位置
P0：目标位置
P1、P2：相对座标
L、PQ：线段
L1：方向
Q：待机位置
P11：近前位置
R：宽度
S、T：点/线段L的端点
S1～S3、S21～S24、S51～S54、S61～S64：步骤
TG：目标
TGH：孔
TG－A：中心轴
U：平面
W：线束
W1、W2、W3：电线/线状物
W1s：前端
X1：偏移量
具体实施方式
以下，参照附图对基于本发明的实施方式的前端弯曲量测量方法进行说明。在以下说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了特别记载的情况外，本发明的范围并不一定限于所述个数、量等。对相同的零件、相当的零件标注相同的参照编号，有时不反复加以重复说明。将实施方式的结构适当组合使用是当初预定的。在图中，未利用实际的尺寸比率来记载，为了容易理解结构，使一部分比率不同来记载。
在以下的说明中，对使用电线作为线状物的一例的情况进行了说明，但并不限定于电线。这种说明中的线状物只要是具有细长形状的物体则可为任意线状物。作为线状物的一例，可以列举电线、线束、焊料、绳、线、纤维、玻璃纤维、光纤、管、干面等。不限于以细线为束的电线，也包含由单线构成的电线等。特别是在产生弯曲等形状发生变化的线状物或不是直线的线状物的情况下，本实施方式的效果更明显。
(相关技术：线状物握持方法以及控制装置)
以下，参照图1至图8，作为相关技术，对线状物握持方法及控制装置的一例进行说明。
在图1中，用以实施线状物握持方法的整体***10包括：机器人20、三维照相机31、及控制装置32。在作业空间中配置有包含电线W1、电线W2、电线W3的线束W。
作为机器人20，可适宜地利用公知的多关节机器人。在机器人的臂21的前端包括机械手22，通过机械手的一对握持部23、握持部23来握持线状物。
三维照相机31只要是可测量电线W1、电线W2、电线W3的三维形状者，则并无特别限定。优选为使用立体照相机。立体照相机对于快速地测量线状物的三维形状而言优选。
立体照相机包含两台照相机，在自不同的视点拍摄的两张图像上求出欲测定的点的对应点，并根据两台照相机的位置关系，通过三角测量的原理来算出测定点的三维位置。关于利用立体方式的线状物的三维测量，例如在日本专利特开平2-309202号公报中记载有利用两台照相机拍摄多个线状物，将两张图像中的明线的斜度与明线间的距离作为特征进行对照，由此决定对应点，由此可缩短对应点的决定所耗费的处理时间。
在立体方式中，将使将一张图像的视点与测量点连结的直线投影于另一张图像上(参照日本专利特愿2017-221045号)而成的直线称为核线(epipolar line)，与一张图像上的点对应的另一张图像上的对应点必定投影于另一张图像上的核线上。
利用所述原理，在求出线状物上的某一点的对应点时，只要在另一张图像上求出线状物与核线的交点即可，可快速地测定线状物的三维形状。在将线状物区分成互不相同的颜色的情况下，通过使用彩色照相机，自图像中抽出符合的颜色后求出对应点，由此可更快速地求出各线状物的三维形状。
控制装置32通过未图示的通信部而与三维照相机31进行通信，并自立体照相机获取电线W1、电线W2、电线W3的三维形状。控制装置通过未图示的运算部，基于自立体照相机所获取的三维形状，判定机械手22握持线状物时是否与其他线状物发生干涉，并进行用于决定应握持的目标线状物的各种运算。
控制装置基于运算结果，经由所述通信部而向机器人20通知应握持的目标线状物的握持位置。不仅向机器人20直接通知握持位置，也可在控制装置32与机器人20之间设置控制机器人的动作的其他装置(例如机器人控制器或控制用个人计算机等)，并对这些装置进行通知。
以下参照图2，对本相关技术的线状物握持方法进行说明。所述相关技术的线状物握持方法包括：测量多个电线W1、电线W2、电线W3的三维形状的步骤(S1)；基于所测量的三维形状，判定机械手22握持线状物时其他线状物是否发生干涉的判定步骤(S2)；以及握持目标线状物的步骤(S3)，所述目标线状物是基于判定步骤S2中的判定结果所决定。
测量多个电线W1、电线W2、电线W3的三维形状的步骤S1通过三维照相机31来实施。立体照相机对线状物的某个作业空间进行拍摄，并对两张图像进行运算处理而获取电线W1、电线W2、电线W3各自的三维形状。线状物的三维形状由正交座标系或斜交座标系表示，优选为由正交座标系表示。
判定步骤S2通过控制装置32来实施。判定步骤的详细情况将后述。
握持目标线状物的步骤S3通过机器人20来实施。机器人由控制装置32通知应握持的目标线状物的握持位置，并使机械臂21及机械手22移动来执行握持动作。
以下对判定步骤S2进行详细说明。
参照图3，在本相关技术的判定步骤S2中，实施获取线状物的三维形状(S21)、选择关注线状物(S22)、决定关注线状物的握持位置(S23)、获取机械手待机位置(S24)、设定各种干涉区域(S51～S54)与各种干涉判定(S61～S64)。
首先，控制装置32自三维照相机31获取电线W1、电线W2、电线W3的三维形状(S21)。
继而，控制装置32选择欲利用机械手22来握持的关注线状物(S22)。以下，将电线W1设为欲握持的关注线状物，将电线W2与电线W3设为关注线状物以外的线状物(其他线状物)来进行说明。控制装置也可自外部接受电线的颜色等的指定，并根据所述指示决定关注线状物。优选为控制装置自主地(参照日本专利特愿2017-221045号)选择关注线状物。
例如，在将电线W1、电线W2、电线W3放置于台上的情况下，可根据已获取的三维形状，选择位于最高的位置，即位于最上方的线状物作为关注线状物。其原因在于：即便在将线状物重合放置的情况下，越是位于上方的线状物，握持所述线状物时其他线状物进行干涉的概率也越低。
继而，控制装置32决定应关注的电线W1的握持位置(S23)。例如，控制装置根据如离关注线状物的前端几mm那样的事先决定的条件，将关注线状物的握持位置作为三维座标而算出。
继而，控制装置32获取机械手22的待机位置(S24)。在事先决定了机械手22的待机位置的情况下，获取其座标作为待机位置。在根据线状物的三维形状决定待机位置的情况下，例如在决定为与线状物相隔规定距离的上方等的情况下，通过运算来获取待机位置。
控制装置32自机器人20获取机械手22的当前位置，在机械手22的当前位置与待机位置不同的情况下，使机械手22移动至待机位置。机械手22的待机位置与电线W1的握持位置连结的线段将提供机械手22执行握持动作时的大致的移动路径。
继而，为了机械手22与其电线W2、电线W3的干涉判定，控制装置32设定包含关注线状物的握持位置的几个干涉区域。在图3中，按第一干涉区域、第一扩张干涉区域、第二干涉区域、第二扩张干涉区域的顺序设定。针对所有其他线状物的每一根，进行判定所述其他线状物是否包含于所述各个干涉区域中的干涉判定。
针对各线状物的干涉判定可通过一面使线状物上的点或线段在长度方向上挪动，一面判定所述点是否位于干涉区域内或所述线段是否与干涉区域交叉来进行。在图3中，按照针对第二扩张干涉区域的第二预判定、针对第二干涉区域的第二判定、针对第一扩张干涉区域的第一预判定、针对第一干涉区域的第一判定的顺序实施。以下，虽然与图3的顺序不同，但对各干涉区域与针对所述区域的干涉判定进行说明。
参照图4，针对第一干涉区域51的第一判定步骤S61判定机械手22握持电线W1时是否与其他电线W2、电线W3发生干涉。
第一干涉区域51是包含电线W1的握持位置P，并具有规定的形状及规定的大小的平面状的区域。第一干涉区域优选为在其中心包含握持位置P。第一干涉区域的形状并无特别限定，但优选为设为多边形、圆或椭圆。在第一干涉区域为多边形的情况下，优选为四边形，更优选为正方形。其原因在于：计算的负担变轻，可进行快速的判定。在第一干涉区域为多边形的情况下，特别优选为将正方形设为第一干涉区域，所述正方形具有与表示线状物的三维形状的座标系(以下，仅称为“座标系”)的任意两根轴形成的平面平行的边。
其原因在于：可进一步减小后述的第一扩张干涉区域并提升第一预判定的效率。在第一干涉区域并非多边形的情况下，优选为圆。其原因同样在于：计算的负担变轻，可进行快速的判定。
第一干涉区域51的大小若过大，则实际不发生干涉却误判定为发生干涉的概率增大。参照图6，若将与机械手22的最大剖面外接的最小的圆设为圆C1，则第一干涉区域优选为内含于具有圆C1的2.0倍的直径的圆中的大小，更优选为内含于与圆C1相同的大小的圆中的大小。
另一方面，若第一干涉区域过小，则实际发生干涉却误判定为不发生干涉的概率增大。参照图6，若将与握持部23的最大剖面外接的最小的圆设为圆C2，所述握持部是为了机械手22握持线状物而进行动作，则第一干涉区域优选为可内含与圆C2(参照日本专利特愿2017-221045号)相同的大小的圆的大小。
第一干涉区域51优选为与电线W1正交。所谓第一干涉区域与关注线状物正交，是指在握持位置P上关注线状物伸长的方向与第一干涉区域形成直角。其原因在于：可容易地求出包含第一干涉区域的平面的方程式。另外，其原因在于：当利用机械手22握持线状物时，自正侧面，即自与线状物为直角的方向握持线状物的情况多。其原因在于：当在与关注线状物正交的第一干涉区域内存在其他线状物时，即便在机械手22不自正侧面握持关注线状物的情况下，机械手22与所述其他线状物发生干涉的可能性也高。
参照图7，第一判定步骤S61可通过作为对象的其他电线W2上的线段L与第一干涉区域51的交叉判定来进行。线段L可设为表示电线W2的三维形状的点群中的相邻的两点S、T间的线段。若线段L与第一干涉区域交叉，则线段L上的某个点包含于第一干涉区域中。交叉判定可通过公知的方法来进行。例如，获取包含第一干涉区域51的平面U的法线向量N与自握持位置P朝线段L的两端S、T的向量PS及向量PT的内积，在两个内积的符号不同的情况下线段L与平面U交叉。在线段L与平面U交叉的情况下，只要判定其交点是否位于第一干涉区域51内即可。
参照图4，针对第一扩张干涉区域52的第一预判定步骤S62在第一判定之前实施，其是为了通过更快速的计算来发现机械手22与其他电线W2、电线W3不发生干涉的情况而进行。
第一扩张干涉区域52是内含第一干涉区域51的空间区域。第一扩张干涉区域的形状或大小并无特别限定，但优选为将内含第一干涉区域、且所有边与座标系的任一个轴平行的六面体中的最小者设定为第一扩张干涉区域。在座标系为正交座标系的情况下，所述六面体为长方体。由此，仅通过进行座标的大小比较，便可实施第一预判定。
具体而言，参照图8，在将第一扩张干涉区域52的8个顶点A～顶点H的座标设为如图8那样，将线段L的一侧的端点S的座标设为(xS，yS，zS)的情况下，若x1≦xS≦x2且y1≦yS≦y2且z1≦zS≦z2，则点S位于第一扩张干涉区域内，若并非如此，则点S位于第一扩张干涉区域外。
由于第一扩张干涉区域52内含第一干涉区域51，因此在通过第一预判定而获得了手与其他线状物不发生干涉的结果的情况下，可省略第一判定。
参照图5，针对第二干涉区域53的第二判定步骤(S63)判定机械手22在移动至电线W1的握持位置P为止的路径上，是否与其他电线W2、电线W3发生干涉。
第二干涉区域53是包含将电线W1的握持位置P与机械手22的待机位置Q连结的线段PQ，朝线段PQ的两侧扩展并具有规定的宽度R的平面状的区域。第二干涉区域优选为在其宽度方向的中心包含线段PQ。第二干涉区域的形状并无特别限定，但优选为长方形或平行四边形，更优选为将线段PQ设为线对称的对称轴的长方形。其原因在于：减轻计算的负担，更快速地进行判定。
第二干涉区域53的宽度若过宽，则实际不发生干涉却误判定为发生干涉的概率增大。第二干涉区域的宽度优选为图6的圆C1的直径以下。另一方面，第二干涉区域的宽度若过窄，则实际发生干涉却误判定为不发生干涉的概率(参照日本专利特愿2017-221045号)增大。第二干涉区域的宽度优选为图6的圆C2的直径以上。
第二干涉区域53优选为以与电线W1的夹角变成最大的方式设定。其原因在于：当机械手22接近电线W1时，握持部23、握持部23在此种平面内前进的情况多。
与第一判定步骤S61同样地，第二判定步骤S63可通过作为对象的其他电线W2上的线段L与第二干涉区域53的交叉判定来进行。
针对第二扩张干涉区域54的第二预判定步骤(S64)在第二判定之前实施，其是为了通过更快速的计算来发现机械手22与其他电线W2、电线W3不发生干涉的情况而进行。
第二扩张干涉区域54是内含第二干涉区域53的空间区域。第二扩张干涉区域的形状或大小并无特别限定，但优选为将内含第二干涉区域、且所有边与座标系的任一个轴平行的六面体中的最小者设定为第二扩张干涉区域。在座标系为正交座标系的情况下，所述六面体为长方体。由此，仅通过进行座标的大小比较，便可实施第二预判定。
由于第二扩张干涉区域54内含第二干涉区域53，因此在通过第二预判定而获得了手与其他线状物不发生干涉的结果的情况下，可省略第二判定。
一面使作为判定的对象的线段L在电线W2的长度方向上挪动，一面重复所述判定步骤S61～判定步骤S64，若与其他电线W2的干涉判定完成，则对下一个其他电线W3进行相同的处理。
当已判定所有其他电线W2、电线W3不包含于干涉区域51～干涉区域54中时，控制装置32判定利用机械手22握持电线W1的握持位置时不存在其他线状物的干涉。其后，将电线W1作为目标线状物，向机器人20通知其握持位置。
当在第一判定或第二判定的任一者中已判定线段L包含于第一干涉区域或第二干涉区域中时，控制装置32判定利用机械手22握持电线W1的握持位置时存在其他线状物的干涉。省略以后的判定步骤而返回至步骤S22，改变关注线状物并重复相同的处理。在控制装置32自主地选择下一个关注线状物的情况下，例如可根据之前已自三维照相机31获取的电线W1～电线W3的三维形状，选择位于第二高的位置上的线状物作为关注线状物。
当已判定不论关注哪一个线状物，均与其他线状物“存在干涉”时，也可使线状物整体旋转来改变方向、或者使线状物摇摆或振动来使线状物彼此的位置关系变化后，再次实施各步骤。也可先将自各关注线状物的握持位置至最近的其他线状物为止的距离作为干涉距离来计算，并从干涉距离长的线状物来进行握持。由此，可指示机器人按照握持容易成功的顺序执行握持动作。干涉距离可通过使用自干涉判定中的第一干涉区域或第二干涉区域与其他线状物的交点至握持位置为止的距离而简易地计算。
如以上所述，根据本相关技术的线状物握持方法，依据线状物与其他线状物是否发生干涉的判定结果来执行握持动作，因此可自多个线状物中(参照日本专利特愿2017-221045号)选择一根线状物并利用机械手22进行握持。
机械手22与其他线状物的干涉的有无也可通过使用机械手22侧的计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)数据与线状物的三维形状数据，计算有无与多面体的交叉来实施。但是，所述方法虽然在判定的正确性方面优异，但其是耗费时间的处理。
在所述相关技术中，可通过平面状的第一干涉区域与线状物的交叉判定来判定关注线状物以外的线状物是否存在于第一干涉区域内，因此计算量少，可快速地判定干涉的有无。当在第一干涉区域内不存在关注线状物以外的线状物时，机械手22不与其他线状物发生干涉而可握持关注线状物的可能性高。第二干涉区域也同样如此。
实施各判定步骤的顺序除在第一判定之前进行第一预判定，在第二判定之前进行第二预判定以外，并无特别限定。在所述实施方式中，先进行第二判定步骤，然后实施第一判定步骤，但也可使所述顺序相反。在所述相关技术中，一面使线段L在线状物的长度方向上移动，一面针对每一个线段实施所有判定步骤，但也可在针对某个线状物结束一个判定步骤(例如第二预判定步骤)后，重新针对相同的线状物实施其他判定步骤(例如第二判定步骤)。
在所述相关技术中，在获取机械手22待机位置(S24)之前选择关注线状物(S22)，但也可先获取机械手22的待机位置，并根据所述待机位置选择关注线状物。在此情况下，作为关注线状物，可选择最靠近待机位置侧的线状物。作为最靠近待机位置侧的线状物，也可选择待机位置的座标与所述线状物的握持位置的座标的距离最短的线状物。由此，在下述方面优选：当进行握持时可优先选择与其他线状物发生干涉的可能性低的线状物。
机械手22握持线状物时的姿势(握持姿势)优选为以握持部与线状物形成大致直角的方式进行握持。其原因在于：若相对于握持部，自握持位置起前端侧的线状物的方向为大致垂直，则在握持后***加工机等中时，机器人的控制也变得容易。优选为以握持时变成握持部与线状物形成直角的方向的方式，在待机位置上调整机械手22的姿势。其后，机械手22沿着第二干涉区域自待机位置朝握持位置移动。由此，机械手22的姿势、机械手22的移动方向、以及第一干涉区域及第二干涉区域的平面的方向一致，因此可进行高精度的干涉判定。
通过本发明，握持有线状物的机械手22也可将所述线状物搬送到各种制造装置、加工装置。例如，也可通过机械手22来使所握持的电线的前端移动，并***被膜剥离加工机或端子压接装置等中。也可将电线的前端***连接器等各种零件中来用于制造线束的步骤。
(实施方式：线状物的前端移动方法、控制装置以及三维照相机)
接下来，对如上述那样说明的设置于机器人20的机械手22将所述线状物搬送到各种制造装置、加工装置的情况进行探讨。具体而言，通过控制装置32(参照图1)，来控制通过设置于机器人20的机械手22的线状物W1的移动。假定控制装置32自获取线状物W1的三维形状的三维照相机31获取线状物W1的三维形状，自所述三维形状获取线状物W1的前端位置，基于线状物W1的前端W1s位置，将用以使前端W1s移动至目标位置的信息通知给具有机械手22的机器人20。
在图1所示的整体***10中，设为包括具有机械手22的机器人20、三维照相机31以及控制装置32的结构。所述控制装置32可以是独立于机器人20及三维照相机31的控制装置、机器人20所具备的控制装置、以及三维照相机31所具备的控制装置中的任何一种。
如上所述，机械手22握持线状物时的姿势(握持姿势)优选为以握持部与线状物形成大致直角的方式进行握持。但是，在使用具有某种程度柔软性的线状物的情况下，假定由机械手22握持的线状物的前端侧并非笔直地延伸，而是弯曲的情况。
在这种情况下，在机械手22侧不识别线状物前端侧的弯曲的状态下搬送线状物时，变成无法将线状物的前端搬送至规定的目标位置的状况。
因此，以控制装置32自线状物的三维形状测量线状物前端的方向，并将用以使线状物的前端的方向与规定方向一致而移动至目标位置的信息通知给具有机械手的机器人为宜。
在以下的实施方式中，对通过握持线状物的机械手22将线状物搬送至规定位置时的线状物的前端弯曲量测量方法进行以下说明。在以下的说明中，作为向规定位置搬送的一例，对使作为线状物的电线W1的前端W1s***设置于目标TG上的孔TGH中的情况进行说明。
此处，线状物的直径只要是三维照相机能够识别的范围即可，优选为0.01mm～10cm。目标TG中设置的孔TGH只要是能够***线状物的大小即可，优选为直径0.01mm～15cm，孔深度优选为线状物的直径的2倍以上。
参照图9，示出了通过机械手22握持电线W1的状态。并且电线W1的前端W1s相对于机械手22不以形成大致直角的方式延伸而成为弯曲状态。
测量通过机械手22握持的电线W1的前端W1s的位置。此时，将相对于机械手22大致呈直角延伸的方向设为L1时，可以测量电线W1的前端W1s相对于L1偏移多少的前端弯曲量。在前端W1s的位置的测量中，可以使用上述的三维照相机31来测量三维形状。由此，可以知悉前端W1s的位置和偏移量X1。
进而，测定电线W1的自前端W1s至规定距离位置(图9中的距离D1)的形状，求出平均向量，由此可决定电线W1的前端延伸的方向。另外，可将连结电线W1的前端W1s和自前端W1s到孔的***长度的位置的向量作为前端的方向。
由此，可以判定在设置于目标TG的孔TGH中***前端W1s时的适当姿势的方向。电线W1的前端W1s到规定距离位置(图9中的距离D1)，优选为设置于目标TG上的孔TGH的孔深度的0.3～10倍，更优选为0.5～5倍。也可测量自前端开始的弯曲量，将直到急剧变化点为止的弯曲量设为D1。接着，当完成电线W1的前端W1s的位置或前端弯曲量的测量后，则将其位置或前端弯曲量反馈给机械手22的移动控制。
如图9所示，通过自前端W1s的位置和前端弯曲量提供反馈量，可以使前端W1s移动到设在目标TG上的孔TGH。在这种情况下，孔TGH的孔深度浅的情况下产生问题的状况少。但是，在孔TGH的孔深度深的情况下，或孔TGH的直径小且与电线W1的直径没有太大变化的情况下，必须使前端W1s的方向与可将电线***孔的规定方向一致而移动。具体来说，需使前端W1s沿着孔TGH的中心轴TG－A的延伸方向移动。
因此，如图10所示，事先确定位于孔TGH的中心轴TG－A延长线上的近前位置P11，使前端W1s移动到近前位置P11，并且进行使电线W1的前端方向与孔TGH的中心轴TG－A的方向一致的移动。
关于移动方法，可以使前端W1s一面向近前位置P11移动一面使方向一致，也可以使前端W1s平行移动至近前位置后以在近前位置使方向一致的方式使电线W1旋转。近前位置优选为目标位置附近，目标位置是孔时，优选为孔的中心轴的延伸的线上。目标位置为槽时，优选为槽的正上方。目标位置为端子台时，优选为自连接端子的位置向连接端子的方向延伸的线上。
其后，使前端W1s沿着中心轴TG－A的延伸的线上移动，即使在孔TGH的孔深度深的情况下或孔TGH的直径小的情况下，也可以使前端W1s插通至孔TGH的内部。
再者，通过传感器等判断是否能将电线W1***孔TGH中，***失败时，也可将电线W1返回到近前位置P11，再次测量电线W1的前端W1s的位置和方向，使电线W1的前端的方向与孔TGH的中心轴TG－A的延伸方向一致，使前端W1s移动至孔TGH。
对具体的电线W1的电线前端弯曲量测量方法进行以下说明。例如，假定自机械手22伸出长度100mm的电线W1的状态。
[目标位置的示教]
事先登记机器人座标系中目标位置的座标。使机械手22握持100mm的笔直的杆B(参照图9)而不是电线W1。由于机械手22握持合适的位置，故杆B的突出长度为100±数mm。使所述杆B的直径与电线相同。然后，用三维照相机扫描上述杆B。
其次，可以根据机械手22计算杆B的前端的相对座标。将相对座标例如P1那样作为基准数据进行保持。
使杆的前端移动到欲***电线W1的孔位置。移动后的杆的前端位置成为目标位置。目标位置既可以设定在孔中，也可以设定在孔的入口附近。将经移动后的杆的前端在机器人座标系中的座标登记为目标位置。其可以通过在机械手的座标上加上P1来计算。将所述位置登记为P0。以上结束了目标位置的示教。
[电线的移动]
使机械手22握持欲移动的电线W1。其后，用三维照相机扫描电线W1。
可以计算出自机械手22到电线W1的前端W1s的相对座标。例如，若将所述相对座标设为P2，则将P0―P2计算出的向量作为移动向量通知给机器人，机器人使电线移动。
由此，前端W1s与孔TGH的位置就会一致。
[电线的移动+方向变更]
此处，P2是前端座标，因此若对其同时计算前端方向(Rx，Ry，Rz)，则如上所述，可使孔TGH的中心轴TG－A的延伸方向与电线W1的前端的延伸方向一致。关于前端W1s的移动方法，可如上述那样使前端W1s平行移动到预定的近前位置P11，以在近前位置P11使电线W1的前端的方向与孔TGH的中心轴TG－A的方向一致的方式旋转，然后沿着中心轴TG－A的延伸的线上移动前端W1s。另外，也可以不设定近前位置P11，一边以使电线W1的前端的延伸方向与孔TGH的中心轴TG－A的延伸方向一致的方式旋转，一边自初始位置向孔TGH移动。只要是前端W1s到达目标位置P0时，以前端W1s的方向与规定方向一致的方式使线状物W1的前端W1s移动到规定位置的移动方法即可。
作为将线状物搬送到规定位置的一例，说明了在目标TG上设置的孔TGH中***作为线状物的电线W1的前端W1s的情况，但是线状物和目标位置并不限定于此。目标位置为孔的具体例子可列举检查电线的前端的检查装置、剥掉电线的被膜的剥线钳(wirestripper)、连接电线和连接器(connector)的加工机、在电线的前端铆接压接端子的加工装置等的规定位置。
作为其他的实施例，例如在基板上焊接配线时，有必要根据配线的方向或其他零件的位置，控制焊料的方向。这种情况下，可以将线状物设为焊料，将目标位置设为欲焊接的基板的规定部位或者基板的规定部位的正上方附近来利用本发明。
另外，在使带有端子的电线移动到端子台上的情况下，由于端子连接到端子台的方向上有限制，所以必须以使带有端子的电线的方向与连接到端子台上的规定方向一致的方式移动。这种情况下，可将线状物设为带有端子的电线，将目标位置设为端子台的规定部位或规定部位附近来利用本实施方式。这样，目标位置并不限定于孔，也可以是规定的检查位置、加工作业位置、面、槽或这些的正上方附近的规定部位。
应认为本次所公开的实施方式在所有方面都是例示，并非限制性。本发明的范围是由权利要求来表示而不是上述说明，意图包含与权利要求均等的意义和范围内的所有变更。

Claims (5)

1.一种线状物的前端移动方法，是使由机械手握持的线状物的前端移动至目标位置时的线状物的前端移动方法，其中所述目标位置是孔，且包括：
测量所述前端的位置的步骤以及测量所述前端的方向的步骤，对由所述机械手握持的所述线状物的所述前端的位置进行测量；
使所述前端移动至所述目标位置的步骤，基于测量到的所述前端的位置，使所述前端移动至所述目标位置；
使所述前端的方向与所述孔的中心轴的方向一致的步骤，基于测量到的所述前端的位置，使所述前端的方向与所述孔的所述中心轴的方向一致；以及
使所述前端***所述孔的内部的步骤，在所述前端的方向与所述孔的所述中心轴的方向一致的状态下，通过使所述前端沿着所述孔的所述中心轴的方向移动，使所述前端***所述孔的内部。
2.根据权利要求1所述的线状物的前端移动方法，其中，
所述前端的方向基于自所述前端到规定距离位置为止的所述线状物的形状来决定。
3.根据权利要求1或2所述的线状物的前端移动方法，其中，
使所述前端移动至所述目标位置的步骤中，使所述前端通过预定的近前位置，并使所述近前位置的所述前端的方向与规定方向一致而使所述前端移动。
4.一种控制装置，控制通过设置于机器人的机械手的线状物的前端至目标位置的移动，其中，
所述目标位置是孔，
自获取所述线状物的三维形状的三维照相机获取所述线状物的三维形状，
自所述三维形状获取所述线状物的前端的位置以及所述前端的方向，
基于所述线状物的所述前端的位置以及所述前端的方向，将用以使所述线状物的所述前端的方向与所述孔的中心轴的方向一致而使所述前端移动至所述孔的所述中心轴为止，在所述前端的方向与所述孔的所述中心轴的方向一致的状态下，通过使所述前端沿着所述孔的所述中心轴的方向移动，而所述前端***所述孔的内部的信息通知给具有所述机械手的所述机器人。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，
所述三维照相机获包括所述控制装置。
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