專利名稱：棒狀部件的搬運裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及棒狀部件的搬運裝置，特別涉及利用機器人對任意放置的多個棒狀部件逐次取出并搬運到規(guī)定位置的搬運裝置。
背景技術(shù)：
使用機器人對托盤或傳送帶等上任意配置的多個棒狀部件一一取出并搬運時，根據(jù)把持或吸附的該棒狀部件的部位的不同，其搬運效率和成本也不同。例如日本特開平4-93191號公報中公開了如下結(jié)構(gòu)，試圖利用經(jīng)由浮動機構(gòu)91安裝到機器人手腕部的機械手62，對箱內(nèi)棒狀工作物22的側(cè)面進行電磁吸附而取出。還有，在日本特開平4-348887號公報中公開了如下結(jié)構(gòu)，試圖使設置在機械臂I的前端的夾具4所把持的棒狀部件A，漩渦狀移動而插入到卷筒孔C內(nèi)。如日本特開平4-93191號公報的吸附棒狀部件的側(cè)面的方法中，為了立式搬運棒狀部件，需另外設置把持該棒狀部件的一端的機構(gòu)，而進行該棒狀部件的換持動作。而且，為了防止因該棒狀部件和手間微小的位置偏差而可能發(fā)生的把持失誤，需要浮動機構(gòu)，這在成本上也不利。另外，如日本特開平4-348887號公報，使用卡盤之類的機構(gòu)把持棒狀部件的一端的方法中，需預先使供給的棒狀部件成為立式狀態(tài)，故此方法的適用范圍受局限。而且在該方法中，很難從散亂堆積等密集狀態(tài)的多個部件中，一一取出該棒狀部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種搬運裝置，其不采用復雜的機構(gòu)，也可以對任意配置的棒狀部件逐次高效地取出，并將取出的棒狀部件搬運到規(guī)定位置。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種搬運裝置，其利用機器人拾起任意放置的多個棒狀部件并搬運到規(guī)定位置，該搬運裝置的特征在于，具備在上述多個棒狀部件中至少檢測出成為取出對象的棒狀部件的位置及姿勢的第一檢測裝置；具備具有比上述棒狀部件的至少ー個端部的外徑大的內(nèi)徑，且構(gòu)成為吸引保持該棒狀部件的吸嘴的吸引裝置；在機械臂前端的機械手上安裝有上述吸嘴的機器人，其中，上述機器人基于上述第一檢測裝置所檢測出的棒狀部件的位置及姿勢，利用上述吸嘴從上述棒狀部件的某一端部，沿著該棒狀部件的長度方向至少吸引保持該棒狀部件的一部分，并將該吸引保持的棒狀部件搬運到規(guī)定位置。優(yōu)選的實施方式中，基于上述第一檢測裝置所檢測出的上述棒狀部件的位置及姿勢來求得上述吸嘴對上述棒狀部件的吸引方向，通過吸引該棒狀部件的同時使上述吸嘴上升，而將上述棒狀部件的至少一部分吸引到上述吸嘴內(nèi)，將該棒狀部件以立式狀態(tài)搬運到規(guī)定位置。優(yōu)選的實施方式中，具有用于檢測被上述吸嘴吸引保持的上述棒狀部件的第二檢測裝置，上述機器人，基于由上述第二檢測裝置檢測出的、被上述吸嘴吸引保持狀態(tài)下的上述棒狀部件的位置信息，將該棒狀部件定位到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)位置，且將該棒狀部件搬運到規(guī)定位置。優(yōu)選的實施方式中，具有用于檢測被上述吸嘴吸引保持的上述棒狀部件的第二檢測裝置，上述機器人，獲取由第二檢測裝置檢測出的、被上述吸嘴吸引保持狀態(tài)下的上述棒狀部件的信息，求得與該獲取的信息對應的搬運目的地，將上述棒狀部件搬運到求得的搬運目的地。優(yōu)選的實施方式中，上述第二檢測裝置為第二視覺傳感器。優(yōu)選的實施方式中，上述第一檢測裝置為第一視覺傳感器。


通過以下參照附圖對優(yōu)選的實施方式進行說明，本發(fā)明的上述或其他目的、特征以及優(yōu)點會更加明確。圖I是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的搬運裝置，且表示由第一檢測裝置檢測棒狀部件的狀態(tài)的圖。圖2是表示利用機械手上安裝的吸嘴吸引棒狀部件的狀態(tài)的圖。圖3是表示棒狀部件的一個構(gòu)成例的圖。圖4是表示由第二檢測裝置檢測被吸嘴吸引保持的棒狀部件的狀態(tài)的圖。圖5是表示將被吸嘴吸引保持的棒狀部件搬運到規(guī)定的搬運目的地的狀態(tài)的圖。圖6是表示利用本發(fā)明的一個實施方式所涉及的搬運裝置的、棒狀部件的搬運順序的流程圖。
具體實施例方式圖I是表示本發(fā)明的搬運裝置10的簡要構(gòu)成的圖。搬運裝置10具有機器人12和能夠檢測出任意配置的多個(圖示例中為同一種)棒狀部件14的第一檢測裝置16。機器人12具有以從多個棒狀部件14中逐次吸引取出該棒狀部件的方式構(gòu)成的吸引裝置18，該吸引裝置18具體來說，具有安裝在機械手22上的吸嘴24 (參照圖2)，該機械手22設置在以圍繞各軸可動的方式構(gòu)成的(例如6軸)機械臂20的前端；通過配管、管道等連結(jié)于吸嘴24，使吸嘴24內(nèi)處于負壓狀態(tài)的真空裝置等(圖中未示)。吸嘴24，由于安裝在機械手22上，所以可以改變其位置及姿勢，且是具有比棒狀部件14的至少ー個端部的外徑大的內(nèi)徑的圓筒狀的部件，其構(gòu)成為能夠通過吸引操作來逐次(圖示例中為ー個ー個)拾起并吸引保持棒狀部件14。第一檢測裝置16以至少能夠檢測出任意配置或散亂堆積的多個棒狀部件14中的ー個，最好能夠檢測出全部的方式構(gòu)成，其在圖I中表示為固定配置在機器人12的主體下面的第一視覺傳感器。但第一檢測裝置16，只要能發(fā)揮檢測棒狀部件的功能即可，其也可以安裝在其他的固定部位，或機械臂等可動部上。棒狀部件14在圖示例中，是在傳送帶26上任意配置的，即以各棒狀部件14的長度軸大致處于水平的方式配置，但本發(fā)明不限于這種方式，例如，在托盤上任意配置，或在箱子或容器內(nèi)散亂堆積也可。
圖3是表示棒狀部件14的一個構(gòu)成例的圖。棒狀部件14由具有比吸嘴24的內(nèi)徑小的外徑部分的第一圓柱狀部分30、具有比吸嘴24的內(nèi)徑小的外徑部分且軸向長度小于第一圓柱狀部分30的第二圓柱狀部分32、同軸連結(jié)第一圓柱狀部分30和第二圓柱狀部分32且具有比吸嘴24的內(nèi)徑大的外徑部分的第三圓柱狀部分34所構(gòu)成，在本實施方式中，在第一圓柱狀部分30被吸引到吸嘴24內(nèi)的狀態(tài)下搬運棒狀部件14。在此，因為第三圓柱狀部分34的外徑比吸嘴24的內(nèi)徑大，所以能夠以正確姿勢被吸嘴24吸引保持的棒狀部件14，第一圓柱狀部分30位于吸嘴24內(nèi)，第二以及第三圓柱狀部分32、34位于吸嘴24外下面,參照圖I 圖5及圖6的流程圖,對利用上述搬運裝置10搬運棒狀部件14的搬運順序進行說明。首先如圖I所示，利用第一視覺傳感器16，檢測傳送帶26上任意配置的各棒狀部件14的位置及姿勢(步驟SI)。因為利用第一視覺傳感器16檢測取出對象時可以應用公知技術(shù)，所以在此省略詳細的說明，但是作為具體的檢測方法可以考慮基于以下條件的處理，例如，對拍攝而得到的多個棒狀部件整體的圖像進行處理，求得各棒狀部件的位置及姿勢(方向)，選擇某個棒狀部件使得吸嘴24為了吸引該棒狀部件而需要的吸嘴24的位置及姿勢的變化量最小(或者變化所需要的時間最短)，并且在棒狀部件重疊時優(yōu)先將上方的棒狀部件作為取出對象等。若檢測出應作為取出對象的棒狀部件(步驟S2)，則如圖2所示，控制機器人12，由吸嘴24吸引保持作為該取出對象的棒狀部件14(步驟S3)。具體來說，使吸嘴24的前端接近于作為取出對象的棒狀部件(在這里為14a)的第一圓柱狀部分30的端部，啟動與吸嘴24連結(jié)的未圖示的真空裝置等，從吸嘴前端吸引空氣，通過該吸引所產(chǎn)生的吸引力，將棒狀部件14a的第一圓柱狀部分30吸引到吸嘴24內(nèi)，同時使吸嘴24上升并保持棒狀部件14a。因此，棒狀部件14a沿著其長度方向至少一部分(本實施方式中為第一圓柱狀部分30)容納到吸嘴24內(nèi)?；蛘?，例如棒狀部件是單純的圓柱形狀時能夠?qū)⒃摪魻畈考娜咳菁{到吸嘴內(nèi)，棒狀部件是釘子形狀時，可將除釘子的頭部以外的部分都容納到吸嘴內(nèi)。還有，如圖2所示，因為在多數(shù)情況下棒狀部件是以其長度軸大致沿水平方向延伸的方式配置的，所以優(yōu)選以作為取出對象的棒狀部件14a的長度軸和吸嘴24的長度軸(吸引方向)成為鈍角的方式，使吸嘴24接近于棒狀部件14a的第一圓柱狀部分30的側(cè)端部。另外，在步驟S2中沒有確切檢測出棒狀部件時，例如根據(jù)上述規(guī)定條件沒有決定出作為取出對象的棒狀部件等情況下，返回到步驟Si，采取改變條件重新進行檢測處理等的措施。步驟S3之后，如圖4所示，用第二檢測裝置36檢測被吸嘴24吸引保持的棒狀部件14a(步驟S4)。在圖4的例子中，第二檢測裝置是固定配置在吸嘴24的下方的支座等上的第二視覺傳感器，構(gòu)成為能夠拍攝被吸嘴24吸引保持的棒狀部件的圖像。在此，如圖4所示，也可以構(gòu)成為以機械臂或機械手22進行規(guī)定的動作(圖示例中為旋轉(zhuǎn)動作)，使吸嘴24和吸嘴24所吸引保持的棒狀部件14a在第二視覺傳感器36的視野范圍內(nèi)移動。之后的步驟S5中，檢測被吸嘴24吸引保持的棒狀部件14a。具體來說，檢測棒狀部件是否保持在吸嘴24上等，若棒狀部件吸引保持在吸嘴24上則進入到步驟S6。若棒狀部件沒有保持在吸嘴24上(即吸引失敗)則返回到步驟S3重新進行吸引操作。再則，在第二視覺傳感器自身異常而導致檢測失敗時，在采取排除其原因等的措施之后返回到步驟S4。
之后的步驟S6中，由第二視覺傳感器36來檢測被吸嘴24吸引保持的棒狀部件14a是立式狀態(tài)(吸引保持的狀態(tài))，但其是否被上下反向吸引保持。本實施方式中，因為被吸嘴24吸引保持的棒狀部件14a的兩端(第一及第ニ圓柱狀部分30及32)的外徑都比吸嘴24的內(nèi)徑小，所以可能存在誤把第二圓柱狀部分32吸入到吸嘴24內(nèi)的情況。在這種情況下，第二檢測裝置即視覺傳感器36能檢測出從吸嘴24外部可見的部分不是第二圓柱狀部分32。例如，預先在第一圓柱狀部分30及第ニ圓柱狀部分32的至少一方的端面做記號刻印等，基于含有記號的檢測結(jié)果的信息，檢測出從吸嘴24外部可見的部分不是第二圓柱狀部分32?；蛘?，將第二視覺傳感器配置到可以從棒狀部件14a的側(cè)方進行拍攝的位置，然后將從吸嘴24外部可見部分的長度作為棒狀部件的信息檢測出來，通常是該部分的長度與較短的第二圓柱狀部分32和第三圓柱狀部分34的長度之和一致，但也可以檢測該部分的長度與較長的第一圓柱狀部分30和第三圓柱狀部分34的長度之和一致。再則，作為第二檢測裝置36，可以使用以能夠測量吸嘴24外部的棒狀部件長度的方式構(gòu)成的利用激光的測長傳感器或狹縫傳感器來代替視覺傳感器。而且，第二檢測裝置不是必須安裝在如圖4所示的固定部位，也可以安裝在機械臂等可動部上。 通過第二視覺傳感器36，得到保持在吸嘴24上的棒狀部件14a的姿勢是正確(第一部分30在吸嘴內(nèi))的信息吋，如圖5所示，進入到步驟S7，啟動機器人將該棒狀部件搬運到規(guī)定的搬運目的地。圖5所示的例中，該規(guī)定的搬運目的地為設置在吸嘴24的可動范圍內(nèi)的座子38，座子38上形成有多個可以豎直容納各棒狀部件的第二部分的容納孔40。所以，如圖4所示，由第二視覺傳感器36檢測被吸嘴24吸引保持的棒狀部件14a的位置信息，再基于該位置信息將棒狀部件14a定位到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)位置(在這里是要插入棒狀部件14a的座子38的容納孔40的垂直上方)，之后下降吸嘴24將棒狀部件14a插入到容納孔40內(nèi)。如上所述，在本實施方式中，通過控制機械手22的姿勢，將被吸嘴24吸引保持的棒狀部件14以立式狀態(tài)移動到座子38的上方，之后使吸嘴24下降，通過解除吸引將棒狀部件14以立式狀態(tài)插入到規(guī)定的容納孔40中。如此，本發(fā)明中，因為吸嘴從棒狀部件的一端沿著其長度方向吸引保持該棒狀部件，所以通過控制機械手的姿勢，容易地使棒狀部件保持直立狀態(tài)進行搬運，同以前相比可以縮短作業(yè)時間，實現(xiàn)生產(chǎn)能力的提高。另外，被吸引保持的棒狀部件的姿勢錯誤時(第二部分32在吸嘴內(nèi)吋)，無法將該棒狀部件以正確的姿勢配置到座子38內(nèi)，所以不把該棒狀部件搬運到座子38等搬運目的地，進入步驟S8采取排出到其它位置或運回到傳送帶26上等搬運到與座子38不同的其它搬運目的地的措施。雖然本實施方式中以檢測同種棒狀部件為例子進行了說明，但使用不同種類的棒狀部件，通過第二視覺傳感器36，根據(jù)其形狀或記號等識別吸嘴上被吸引保持的棒狀部件的種類，之后按照與該識別結(jié)果相關的信息，將棒狀部件根據(jù)種類搬運到不同的搬運目的地也可。以上，對各棒狀部件重復步驟SI S7或S8，但是在步驟SI及S2中能夠包含取出順序地檢測出多個作為取出對象的棒狀部件時，可以省略步驟SI及S2。根據(jù)本發(fā)明，利用安裝在機器人上的吸嘴可吸引保持棒狀部件，所以在吸引時不必對吸嘴進行相對于棒狀部件的高精度定位，且不必在機器人上設置浮動機構(gòu)等特別結(jié)構(gòu)。并且，在吸嘴吸引前供給棒狀部件的時候也不需要復雜的裝置，所以能夠構(gòu)成成本上有利的搬運裝置。且利用吸嘴的吸引保持易于在立式狀態(tài)下搬運棒狀部件，所以與以前的方法相比能夠縮短作業(yè)時間，提高生產(chǎn)能力。通過采用用于檢測被吸嘴吸引保持的棒狀部件的第二檢測裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)基于棒狀部件位置的定位操作、按照被吸嘴吸引保持的棒狀部件的狀態(tài)改變搬運目的地等有效的搬運。通過利用作為第一及第ニ檢測裝置的視覺傳感器，通過圖像處理能夠容易檢測出任意放置的棒狀部件的位置及姿勢，以及被吸嘴 吸引保持的棒狀部件的姿勢和種類。
權(quán)利要求
1.一種搬運裝置，其利用機器人(12)拾起任意放置的多個同種棒狀部件(14)并搬運到規(guī)定位置，該搬運裝置(10)的特征在于，具備 在上述多個棒狀部件(14)中至少檢測出成為取出對象的棒狀部件的位置及姿勢的第ー檢測裝置(16)； 具備具有比上述棒狀部件(14)的至少ー個端部的外徑大的內(nèi)徑，且構(gòu)成為吸引保持該棒狀部件(14)的吸嘴(24)的吸引裝置(18);以及 在機械臂(20)前端的機械手(22)上安裝有上述吸嘴(24)的機器人(12)， 其中，上述機器人(12)基于上述第一檢測裝置(16)所檢測出的棒狀部件(14)的位置及姿勢，利用上述吸嘴(24)從上述棒狀部件(14)的任一端部，沿著該棒狀部件(14)的長度方向至少吸引保持該棒狀部件(14)的一部分，并將該吸引保持的棒狀部件(14)搬運到規(guī)定位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的搬運裝置，其特征在干， 基于上述第一檢測裝置(16)所檢測出的上述棒狀部件(14)的位置及姿勢來求得上述吸嘴(24)對上述棒狀部件(14)的吸引方向，通過在吸引該棒狀部件(14)的同時使上述吸嘴(24)上升，從而將上述棒狀部件(14)的至少一部分吸引到上述吸嘴(24)內(nèi)，將該棒狀部件(14)以立式狀態(tài)搬運到規(guī)定位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的搬運裝置，其特征在干， 具有用于檢測被上述吸嘴(24)吸引保持的上述棒狀部件(14)的第二檢測裝置(36)， 上述機器人(12)，基于由上述第二檢測裝置(36)檢測出的、被上述吸嘴(24)吸引保持狀態(tài)下的上述棒狀部件(14)的位置信息，將該棒狀部件(14)定位到規(guī)定的旋轉(zhuǎn)位置，且將該棒狀部件(14)搬運到規(guī)定位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的搬運裝置，其特征在干， 具有用于檢測被上述吸嘴(24)吸引保持的上述棒狀部件(14)的第二檢測裝置(36)， 上述機器人(12)，獲取由上述第二檢測裝置(36)檢測出的、被上述吸嘴(24)吸引保持狀態(tài)下的上述棒狀部件(14)的信息，求得與該獲取的信息對應的搬運目的地(38)，將上述棒狀部件(14)搬運到該求得的搬運目的地(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的搬運裝置，其特征在干， 上述第二檢測裝置(36)為第二視覺傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的搬運裝置，其特征在干， 上述第一檢測裝置(16)為第一視覺傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供不采用復雜的機構(gòu)也可以對任意配置的棒狀部件逐次高效地取出并將取出的棒狀部件搬運到規(guī)定位置的搬運裝置。吸引裝置構(gòu)成為，具有安裝于機械手的吸嘴，使吸嘴接近于取出對象的棒狀部件的第一圓柱狀部分，將第一圓柱狀部分吸引到吸嘴內(nèi)，同時使吸嘴上升并保持棒狀部件。
文檔編號B25J13/08GK102642211SQ201210034218
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者梶尾重順, 針木和夫, 饗場隆樹 申請人:發(fā)那科株式會社