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機器人裝置制造方法

文檔序號:2350349閱讀:151來源:國知局
機器人裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機器人裝置,其能有效地進行線狀體的組裝操作。進行電纜(100)的組裝操作的機器人裝置(1)具有:把持部(12),把持一端被固定的電纜;臂主體(11),在把持部(12)把持電纜的狀態(tài)下將電纜的另一端側引導到引導區(qū)域(R)內;力傳感器(13),設置于臂主體(11)上,并檢測電纜的另一端側與把持部(12)的抵接;攝像機(30),在由力傳感器(13)檢測出電纜的另一端側與把持部(12)的抵接時,對引導區(qū)域(R)內進行攝像;以及圖像處理部(53),基于由攝像機(30)攝像的圖像來檢測電纜的另一端的姿勢,根據(jù)由圖像處理部(53)檢測出的連接器(101)的姿勢來進行電纜的組裝操作。
【專利說明】機器人裝置

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機器人裝置。

【背景技術】
[0002]近年來,在組裝操作的各種工序中使用機器人裝置的比率越來越提高。例如,專利文獻I公開了將電纜的前端與連接器連接的機器人裝置。專利文獻I所述的機器人裝置,通過處理由攝像機攝像的圖像,把握連接器的位置,將電纜與連接器連接。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本專利4650411號


【發(fā)明內容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
[0007]在此,在進行線狀體的組裝操作的機器人裝置的領域,要求迅速把握線狀體的端部,并有效地進行線狀體的組裝操作。
[0008]于是,本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效地進行線狀體的組裝操作的機器人裝置。
[0009]用于解決問題的手段
[0010]本發(fā)明的一個方案的機器人裝置是進行線狀體的組裝操作的機器人裝置。該機器人裝置具有把持部、臂主體、力傳感器、攝像機以及圖像處理部。把持部把持一端被固定的線狀體。臂主體在把持部把持線狀體的狀態(tài)下將線狀體的另一端側引導到預定的引導區(qū)域內。力傳感器設置于臂主體上,并檢測線狀體的另一端側與把持部的抵接。攝像機在由力傳感器檢測出線狀體的另一端側與把持部的抵接時,對引導區(qū)域內進行攝像。圖像處理部基于由攝像機攝像的圖像來檢測線狀體的另一端的姿勢。機器人裝置根據(jù)由圖像處理部檢測出的線狀體的另一端的姿勢,進行線狀體的組裝操作。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明,能夠有效地進行線狀體的組裝操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是表示從上方觀察一個實施方式的機器人裝置的概略結構的圖。
[0014]圖2是詳細表示圖1的控制部的功能框圖。
[0015]圖3是表示引導區(qū)域與連接器的位置關系的圖。
[0016]圖4是表示把持部與連接器抵接的狀態(tài)的圖。
[0017]圖5是表示連接器的組裝順序的流程圖。
[0018]附圖標記說明
[0019]I 一機器人裝置,10 一引導臂,11 一臂主體,12 一把持部,13 一力傳感器,20 一操作臂,30 —攝像機,53 —圖像處理部,100 —電纜(線狀體),101 —連接器。

【具體實施方式】
[0020]以下,參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。此外,在附圖的說明中對同一要素標注同一附圖標記,并省略重復說明。
[0021]如圖1所示,機器人裝置I是進行裝置110的組裝操作的機器人。在本實施方式中,尤其對如下結構進行說明:利用機器人I組裝一端固定于裝置110的主體部的電纜(線狀體)100的另一端。機器人裝置I包括引導臂10、操作臂20、攝像機30、機體部40以及控制部50。
[0022]引導臂10包括臂主體11、把持部12以及力傳感器13。臂主體11是具有多個關節(jié)的臂。臂主體11的基端部與機體部40連接。在臂主體11的前端部安裝把持部12。臂主體11通過使各關節(jié)擺動,能夠使安裝于前端部的把持部12移動到三維方向的任意位置上。把持部12用于把持電纜100。
[0023]力傳感器13設置于臂主體11的前端部,并且檢測施加在把持部12上的力。更詳細而言,力傳感器13檢測施加在把持部12上的力之中與利用臂主體11移動的把持部12的滑動方向相反的方向的力。
[0024]攝像機30安裝于機體部40上,對預定的引導區(qū)域R (參照圖3)內進行攝像。對于引導區(qū)域R,在后面進行詳細說明。此外,雖然將攝像機30安裝于機體部40上,但除了機體部40以外,例如還能夠安裝于臂主體11的前端部附近等適當?shù)牡胤健?br> [0025]操作臂20把持安裝于電纜100的另一端的連接器101,并連接在例如裝置110的預定的部位等,進行電纜100的另一端的組裝操作。
[0026]機體部40分別可擺動地支撐引導臂10的基端部以及操作臂20的基端部。
[0027]控制部50控制引導臂10及操作臂20的驅動。具體而言,控制部50使用引導臂10及攝像機30檢測安裝于電纜100的另一端的連接器101。而且,控制部50利用操作臂20進行將連接器101連接在裝置110的預定的部位等的組裝操作??刂撇?0如圖2所示,從功能上包括引導臂控制部51、抵接判斷部52、圖像處理部53、以及操作臂控制部54。此夕卜,控制部50在物理結構方面由具有CPU及存儲器等的計算機系統(tǒng)構成。
[0028]引導臂控制部51控制引導臂10的驅動。具體而言,引導臂控制部51以把持電纜100的一端附近的部位(與裝置110連接的一側的端部附近的部位)的方式控制臂主體11及把持部12。此外,由把持部12把持的電纜100的位置(使臂主體11移動的位置),能夠通過預先把握電纜100相對于裝置110的固定位置而推斷。此外,電纜100的另一端的位置,由于電纜100所具有的彎曲等而每個電纜100均不同,很難準確地推斷。
[0029]引導臂控制部51控制臂主體11及把持部12,在利用把持部12把持電纜100的狀態(tài)下使把持部12以預定的軌跡向電纜100的另一端側滑動,將電纜100的另一端(連接器101)引導到預定的引導區(qū)域R內。在此,對引導區(qū)域R進行說明。電纜100的長度以預定規(guī)格或設計等來確定,若在把持電纜100的狀態(tài)下使把持部12以預定的軌跡滑動至電纜100的另一端。則電纜的100的另一端位于預定區(qū)域內。在本實施方式中,如圖3所示,將在使把持部12以預定軌跡滑動的情況下包括電纜100的另一端的位置的區(qū)域作為引導區(qū)域R。
[0030]但是,有時電纜100的長度由于公差等發(fā)生不均勻的情況。在電纜100的長度發(fā)生不均勻的情況下,在使把持部12以預定軌跡滑動的情況下電纜100的另一端的位置也發(fā)生不均勻。引導區(qū)域R預先設定為,即使在電纜100的長度存在不均勻的情況下,也包括這些電纜100的另一端的位置。
[0031]另外,引導臂控制部51以如下方式控制臂主體11,在使把持部12以預定軌跡滑動時,在設有連接器101的電纜100的另一端附近,使把持部12滑動的速度變慢。例如,引導臂控制部51以如下方式控制臂主體11,隨著把持部12接近電纜100的另一端,逐漸降低滑動速度,或者在以某種程度接近電纜100的另一端時將把持部12的速度降低到預定速度等,在比電纜100的一端側更靠近另一端側的位置,使把持部12滑動的速度變慢。
[0032]另外,若引導臂控制部51若從抵接判斷部52接收把持部12滑動至電纜100的另一端的意思的通知,則使把持部12停止滑動。
[0033]抵接判斷部52基于由力傳感器13檢測的施加在把持部12上的力,判斷把持部12是否滑動至電纜100的另一端。在電纜100的另一端設有連接器101。由此,如圖4所示,若在把持電纜100的狀態(tài)下使把持部12向電纜100的另一端側滑動,則把持部12與連接器101抵接。
[0034]通過該抵接,對把持部12施加與把持部12的滑動方向相反的方向的巨大的力。在由力傳感器13檢測出對把持部12施加了與滑動方向相反的方向的巨大的力的情況時,抵接判斷部52判斷出把持部12已經(jīng)與連接器101抵接、即把持部12已經(jīng)滑動至電纜100的另一端。
[0035]抵接判斷部52在判斷出把持部12已經(jīng)滑動至電纜100的另一端的情況下,對引導臂控制部51及圖像處理部53,發(fā)出把持部12已經(jīng)滑動至電纜100的端部的意思的通知。
[0036]圖像處理部53若從抵接判斷部52接收把持部12已經(jīng)滑動至電纜100的另一端的意思的通知,則基于利用攝像機30攝像的包括引導區(qū)域R的圖像,檢測連接器101的姿勢。對于該連接器101的姿勢的檢測,能夠使用現(xiàn)有的圖像處理技術。在此,能夠檢測連接器101的傾斜、連接器101的旋轉狀態(tài)等。
[0037]操作臂控制部54控制操作臂20的驅動。具體而言,操作臂控制部54以基于由圖像處理部53檢測出的連接器101的姿勢而把持連接器101的方式,控制操作臂20。而且,操作臂控制部54控制操作臂20,以進行將連接器101連接在裝置110的預定的部位等的組裝操作。
[0038]下面,對設置于電纜100的另一端的連接器101的組裝操作的順序進行說明。如圖5所示,首先,引導臂控制部51以由把持部12把持電纜100的一端附近的部位的方式控制引導臂10 (步驟S101)。然后,引導臂控制部51控制臂主體11,在把持電纜100的狀態(tài)下使把持部12以預定軌跡向電纜100的另一端側滑動(步驟S102)。由此,將電纜100的另一端(連接器101)引導到引導區(qū)域R內。
[0039]然后,抵接判斷部52基于力傳感器13的檢測結果,判斷把持部12是否與連接器101抵接(步驟S103)。在判斷出把持部12未與連接器101抵接的情況下(步驟S103:否),引導臂控制部51進行上述步驟S102的處理。另一方面,在判斷出把持部12已經(jīng)與連接器
101抵接、即把持部12已經(jīng)滑動至電纜100的端部的情況下(步驟S103:是),圖像處理部53基于由攝像機30攝像的圖像,檢測連接器101的姿勢(步驟S104)。
[0040]然后,操作臂控制部54以基于由圖像處理部53檢測出的連接器101的姿勢而把持連接器101的方式,控制操作臂20,進行電纜100的另一端的組裝操作(步驟S105)。
[0041]本實施方式如上所述構成,機器人裝置I通過在利用把持部12把持電纜100的狀態(tài)下使把持部12滑動,將電纜100的連接器101引導到引導區(qū)域R內。而且,機器人裝置I在由力傳感器13檢測出把持部12與連接器101抵接時,基于由攝像機30攝像的圖像來檢測連接器101的姿勢。機器人裝置I基于所檢測出的連接器101的姿勢利用操作臂20把持連接器101,進行電纜100的另一端的組裝操作。如此,通過使把持部12滑動,能夠將電纜100的連接器101引導到引導區(qū)域R內,能夠基于引導區(qū)域R的圖像容易檢測連接器101的姿勢。
[0042]例如,在未利用把持部12將連接器101引導到引導區(qū)域R的情況下,由于連接器101的位置不清楚,因此需要對比引導區(qū)域R更寬的區(qū)域進行攝像,并進行基于寬范圍的圖像來尋找連接器101的處理。對此,在本實施方式中,由于如上所述能夠基于引導區(qū)域R的圖像來檢測連接器101的姿勢,因此能夠在短時間內進行圖像處理。
[0043]如此,在本實施方式的機器人裝置I中,能夠有效地進行電纜100的組裝操作。
[0044]引導臂控制部51以如下方式控制臂主體11,在使把持部12以預定軌跡滑動時,在設有連接器101的電纜100的另一端附近,使把持部12滑動的速度變慢。由此,在把持部12與連接器101抵接時,施加在連接器101上的力變小,能夠抑制連接器101從電纜100的另一端脫落或者連接器101破損之類的不良情況的發(fā)生。
[0045]由于機器人裝置I具有操作臂20,因此在檢測出連接器101的姿勢之后,能夠利用操作臂20把持連接器101并迅速進行電纜100的組裝操作。另外,由于在利用引導臂10的把持部12把持電纜100的狀態(tài)下,能夠利用操作臂20把持連接器101,因此不會發(fā)生連接器101的位置偏移,能夠利用操作臂20容易把持連接器101。如此,通過具有用于檢測連接器101的位置的引導臂10、和進行電纜100的組裝操作的操作臂20,機器人裝置I能夠更有效地進行電纜100的組裝操作。
[0046]利用力傳感器13的檢測結果,檢測出把持部12已經(jīng)與設置于電纜100的另一端的連接器101抵接。如此,通過利用力傳感器13檢測出把持部12已經(jīng)與連接器101抵接的情況,能夠容易檢測出把持部12已經(jīng)滑動至電纜100的另一端的情況。
[0047]以上,對本發(fā)明的一個實施方式進行了說明,但本發(fā)明不限于上述實施方式。例如,雖然檢測把持部12已經(jīng)與設置于電纜100的另一端的連接器101抵接的情況,但除了連接器101以外,在電纜100的另一端設置凸部等,并檢測該凸部等已經(jīng)與把持部12抵接的情況等,也可以設置適當?shù)耐共康榷鴻z測把持部12已經(jīng)滑動至電纜100的另一端的情況。
[0048]另外,雖然使把持部12滑動的速度在電纜100的另一端側變慢,但例如在使把持部12以慢速度滑動的情況等,也可以使把持部12以固定速度滑動。
[0049]雖然利用操作臂20進行電纜100的另一端的組裝操作,但也可以不設置操作臂20。在該情況下,在檢測出電纜100的另一端之后,進行使引導臂10移動而使電纜100的另一端的位置與預定位置一致的操作,或者暫且將電纜100放置于預定位置上,然后用引導臂10的把持部12重新把持連接器101并在預定位置上設置電纜100的另一端等,能夠利用引導臂10進行電纜100的組裝等操作。
[0050]還可以設置如下傳感器,該傳感器檢測是否利用把持部12把持了電纜100。在該情況下,在利用把持部12的把持失敗時等,能夠迅速重新進行把持動作。
[0051]雖然以機器人裝置I進行電纜100的組裝操作的情況為例進行了說明,但機器人裝置I還能夠進行電纜100以外的線狀體(例如、管等)的組裝操作。
【權利要求】
1.一種機器人裝置,用于進行線狀體的組裝操作,其特征在于,具有: 把持部,把持一端被固定的線狀體; 臂主體,在所述把持部把持所述線狀體的狀態(tài)下,將所述線狀體的另一端側引導到預定的引導區(qū)域內; 力傳感器,設置于所述臂主體上,并檢測所述線狀體的另一端側與所述把持部的抵接; 攝像機,在由所述力傳感器檢測出所述線狀體的另一端側與所述把持部的抵接時,對所述引導區(qū)域內進行攝像;以及 圖像處理部,基于由所述攝像機攝像的圖像來檢測所述線狀體的另一端的姿勢, 根據(jù)由所述圖像處理部檢測出的所述線狀體的另一端的姿勢,進行所述線狀體的組裝操作。
2.如權利要求1所述的機器人裝置,其特征在于, 所述臂主體在比所述線狀體的一端側更靠近另一端側的位置,使所述把持部滑動的速度變慢。
3.如權利要求1或2所述的機器人裝置,其特征在于, 還具有操作臂,所述操作臂基于由所述圖像處理部檢測出的所述線狀體的另一端的姿勢,把持所述線狀體的另一端,而進行所述線狀體的組裝操作。
4.如權利要求1至3中任何一項所述的機器人裝置,其特征在于, 在所述線狀體的另一端設有連接器, 所述力傳感器檢測所述連接器與所述把持部的抵接。
5.如權利要求1至4中任何一項所述的機器人裝置,其特征在于, 所述臂主體使所述把持部以預定軌跡向所述線狀體的另一端側滑動,從而將所述線狀體的另一端側引導到所述預定的引導區(qū)域內。
【文檔編號】B25J13/00GK104044146SQ201410001433
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權日:2013年3月14日
【發(fā)明者】鹽田晃大, 大川健, 池田敏章 申請人:株式會社安川電機
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