JP5522298B2 - ビンピッキングシステム - Google Patents
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Description
そこで、そのような問題を解決して良好なビンピッキングの作業を行うために、上記特許文献1では、山積みされた部品から、複数個の部品をロボットハンドで一度に掴み出し、作業台上にそれら部品をばら撒いて部品同士の重複をなくすようにする。次いで、ばら撒かれた個々の部品を視覚装置で検出しながらハンドで掴み、所定の姿勢に修正しながら部品供給箇所に供給するようにしている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ロボットによるビンピッキング作業を良好に行うことができながらも、設備全体の大型化を抑制して小型化の要求に応えることができるビンピッキングシステムを提供するにある。
以下、本発明の第1の実施例について、図1ないし図6を参照しながら説明する。図1は、本実施例に係るビンピッキングシステム1の全体構成を概略的に示しており、このシステム1は、作業台2上に、例えば直角座標ロボットからなる4軸型のロボット3を備えて構成されている。前記作業台2は、ロボット3が作業を行う領域であり、その上面がX軸方向(左右方向)及びY軸方向(前後方向)に広がる水平な台状をなし、この場合X軸方向にやや横長に構成されている。
前記Z軸ユニット11は、前記移動体15を備えると共に、その移動体12に対し、Z軸方向(上下方向)に移動可能であり、且つ、垂直軸(T軸)を中心に回転可能に設けられた手首部(手先部)16を有して構成されている。これと共に、図示はしないが、前記手首部16をZ軸方向に自在に移動させるためのZ軸駆動用モータ、前記手首部16を自在に回転させるT軸駆動用モータ等が組込まれている。
そして、図2に示すように、この手首部(手先部)16の図2で前面(側面)には、水平方向(図2で前後方向)に延びる軸(回動中心O)を中心に回動するプレート17が設けられ、このプレート17に、作業用の複合ハンドツール18が取付けられている。手首部16内には、前記プレート17を自在に回転駆動する図示しない回動モータが設けられている。
これと共に、前記仮置き領域にいずれかの仮姿勢で載置された部品Wを、前記チャック20を用いた動作により最終確定姿勢とすることができるように当該部品Wの把持すべき位置及び姿勢(チャック20をどの角度としてどの方向から掴みに行くか)を演算するようになっている。
即ち、まずステップS1では、カメラ6による部品W全体の上方からの撮影を阻害しない退避位置にロボット3を移動させることが行われる。次のステップS2では、カメラ6により部品収容箱4内の山積み部品W全体を撮像することが行われる。ステップS3では、カメラ6による撮影画像のデータと、登録(記憶)されている部品Wの吸着面画像の照合モデルのデータとのマッチングを行い、マッチング度合(一致度)が算出される。そして、ステップS4では、一致度がしきい値以上の吸着面があるかどうかが判断される。
の式で求めることができる(cos−1は、「コサインインバース」と読む)。例えば、A=30mm、L=150mmであるとすると、角度θの値は約105度となる。
図7は、本発明の第2の実施例に係るビンピッキングシステム31の構成を概略的に示している。このビンピッキングシステム31においては、作業台2上に設けられる部品供給部5(部品収容箱4)、コンベア装置7(部品載置位置7a)、仮置き領域8については、上記第1の実施例と共通している。また、前記部品供給部5の上方には、部品収容箱4内の部品Wを上方から撮影する視覚装置たるカメラ6が固定的に設けられている。
上記第1のロボット32及び第2のロボット33は、制御装置42により制御され、ビンピッキングの作業を実行する。また、制御装置42には、カメラ6及び第2のカメラ41の撮影画像のデータが入力される。
Claims (1)
- 多数個の部品がばら積み状態に収容された部品収容箱が設置される部品供給部と、前記部品が最終確定姿勢とされて載置される部品載置位置と、先端に手先部を有しX軸、Y軸及びZ軸方向へ自在に移動するロボットと、前記部品収容箱内の部品を上方から撮影する部品位置検出用の視覚装置と、前記ロボットを制御する制御装置とを備え、前記ロボットにより、前記部品収容箱内の部品をピックアップして、前記部品載置位置に最終確定姿勢で載置する作業を繰返し実行するビンピッキングシステムであって、
前記部品供給部と前記部品載置位置との間には、前記部品を載置可能な仮置き領域が設けられ、
前記制御装置は、
前記部品の最終確定姿勢の情報、及び、前記ロボットの前記手先部を用いた動作により前記部品を前記最終確定姿勢に変位させることが可能な該部品の予め設定された複数の仮姿勢の情報を記憶した記憶手段と、
前記視覚装置の撮影情報に基づいて、前記部品収容箱内のピックアップすべき1個の部品を決定すると共に、当該部品の一つの面を前記手先部でピックアップする位置及び姿勢を演算し、さらに、前記手先部により当該部品を保持した状態で前記部品収容箱内での当初姿勢から変更可能ないずれかの仮姿勢を求める第1演算手段と、
前記仮置き領域にいずれかの仮姿勢で載置された部品を、前記ロボットの前記手先部を用いた動作により最終確定姿勢とすることができるように当該部品の把持すべき位置及び姿勢を演算する第2演算手段とを備え、
前記第1の演算手段で仮姿勢を求めるのに先立って、前記視覚装置の撮影情報、及び前記記憶手段に記憶されている前記部品の画像の照合モデルのデータに基づいて、撮影された画像に一致度が予め設定されたしきい値以上の面があるか否かを判断し、前記一致度が前記しきい値以上の面が存在していないとき、前記部品収納箱に収容されている前記部品の姿勢を変化させる処理を行うと共に、
前記第1の演算手段及び第2の演算手段の演算に基づいて、前記ロボットを制御し、前記部品収容箱内の1個の部品を、前記手先部でピックアップし、前記第1の演算手段の演算により求められたいずれかの仮姿勢となるように前記仮置き領域に載置し、前記仮置き領域に仮姿勢で載置されている部品を、前記手先部により把持して最終確定姿勢となるように前記部品載置位置に載置する作業を実行させることを特徴とするビンピッキングシステム。
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