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CN108215104A - 机器人系统以及生产系统 - Google Patents

机器人系统以及生产系统 Download PDF

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CN108215104A
CN108215104A CN201711373359.3A CN201711373359A CN108215104A CN 108215104 A CN108215104 A CN 108215104A CN 201711373359 A CN201711373359 A CN 201711373359A CN 108215104 A CN108215104 A CN 108215104A
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Abstract

本发明提供一种机器人系统以及生产系统，能够高效地进行被输送的多个种类的物品的检测。机器人系统(11)包括：拍摄装置，拍摄由传送带(12)输送的多个种类的物品；物品控制部(112)，控制向传送带(12)供给多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，预先限定由拍摄装置拍摄的多个种类的物品的种类；检测部，基于由物品控制部(112)预先限定的物品的种类，从通过拍摄装置拍摄的图像中检测多个种类的物品；以及机器人(113)，其被构成为从传送带(12)取出由该检测部检测出的所述多个种类的物品。

Description

机器人系统以及生产系统
技术领域
本发明涉及一种适合于对被输送的多种物品进行转移的机器人系统以及生产系统。
背景技术
以往，已知有通过视觉传感器对通过传送带输送的物品(工件)进行检测，并通过机器人转移被检测出的物品的处理装置。
专利文献1公开了一种处理装置，通过在输送方向上分割传送带，以分割范围为单位管理数据，从而能够高效地处理与被输送的多个物品有关的信息。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-15055号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在专利文献1所记载的处理装置中，存在当分割范围内包含多种物品时无法高效地对物品进行检测的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种机器人系统和生产系统，即使在输送多种物品的情况下，也能够高效地进行物品的检测。
解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明提供以下手段。
本发明的第一方面是一种机器人系统，其包括：拍摄装置，其拍摄由传送带输送的多个种类的物品；物品控制部，其控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，预先限定由所述拍摄装置拍摄的所述多个种类的物品的种类；检测部，其基于由所述物品控制部预先限定的所述物品的种类，从通过所述拍摄装置拍摄的图像中检测所述多个种类的物品；以及机器人，其被构成为从所述传送带取出由所述检测部检测出的所述多个种类的物品。
根据该结构，通过物品控制部控制向传送带供给多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，预先限定由后续的拍摄装置拍摄的多个种类的物品的种类。接着，基于由物品控制部限定的物品的种类，通过检测部从拍摄装置所拍摄的图像中检测多个种类的物品。接着，通过机器人从传送带取出被检测出的多个种类的物品。
像这样，由于预先限定了包含在被拍摄的图像中的物品的种类，因而能够缩短检测物品时的处理时间，从而能够高效地进行物品的检测。
在上述根据本发明的第一方面的机器人系统中，所述机器人也可以构成为：将从所述传送带取出的所述多个种类的物品中的每种物品输送到多个取出装置中的对应取出装置中，所述多个取出装置是为所述多个种类的物品中的每种物品而准备的。
在所述本发明的第一方面的机器人系统中，所述物品控制部也可以构成为：控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，从而使得所述多个种类的物品中的相互不同种类的物品不重叠。
在所述本发明的第一方面的机器人系统中，由所述拍摄装置拍摄的所述物品的种类也可以是一个种类。
本发明的第二方面是一种生产系统，其包括：传送带，其输送多个种类的物品；多个生产装置，其向所述传送带供给所述多个种类的物品；拍摄装置，其拍摄由所述传送带输送的所述多个种类的物品；物品控制部，其控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，预先限定由所述拍摄装置拍摄的物品的种类；检测部，其基于由所述物品控制部预先限定的所述物品的种类，从通过所述拍摄装置拍摄的图像中检测所述多个种类的物品；以及机器人，其被构成为从所述传送带取出由所述检测部检测出的所述多个种类的物品。
根据该结构，在从多个生产装置向传送带供给物品时，通过物品控制部控制供给多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，预先限定由后段的拍摄装置拍摄的多个种类的物品的种类。接着，通过检测部基于由物品控制部限定的物品的种类，从通过拍摄装置拍摄的图像中检测多个种类的物品。接着，通过机器人从传送带取出被检测出的多个种类的物品。
这样，由于预先限定了包含在被拍摄的图像中的物品的种类，因而能够缩短检测物品时的处理时间，从而能够高效地进行物品的检测。
在所述本发明的第二方面的生产系统中，也可以是以下结构：该生产系统还包括所述多个种类的物品中的每种物品的多个取出装置，所述机器人将从所述传送带取出的所述多个种类的物品中的每种物品输送到多个取出装置中的对应取出装置中，所述多个取出装置是为所述多个种类的物品中的每种物品而准备的。
在所述本发明的第二方面的生产系统中，所述多个生产装置的每个生产装置也可以是注塑成型机。
在所述本发明的第二方面的生产系统中，所述物品控制部也可以构成为控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，从而使得所述多个种类的物品中的相互不同种类的物品不重叠。
在所述本发明的第二实施方式的生产系统中，由所述拍摄装置拍摄的所述物品的种类也可以是一个种类。
发明效果
根据本发明，能够实现高效地进行被输送的多种物品的检测这样的效果。
附图说明
图1是表示具备根据本发明的一个实施方式的机器人系统的生产系统的简要结构的框图。
图2是对图1所示的生产系统中输送两种物品时的例子进行说明的示意图。
图3是对图2所示的例子中，任意时刻的物品的配置状况进行说明的图。
图4是对图2所示的例子中，一种物品未进入照相机的视野范围的位置关系进行说明的图。
图5是对图2所示的例子中，另一种物品未进入照相机的视野范围的位置关系进行说明的图。
图6是表示图2所示的实施例的变形例的图。
具体实施方式
下面，参照附图对涉及本发明的一个实施方式的机器人系统以及生产系统进行说明。
如图1所示，生产系统1包括：机器人系统11、传送带12、由注塑成型机#1和注塑成型机#2表示的两台注塑成型机13。传送带12、注塑成型机13与机器人系统11连接。
注塑成型机#1以及注塑成型机#2被构成为：接收来自机器人系统11的指令，分别生产不同的两种物品并将其供给到传送带12上。在本实施方式中，假设注塑成型机#1生产物品A，注塑成型机#2生产物品B。需要说明的是，注塑成型机#1配置在传送带12的行进方向上的注塑成型机#2的下游侧(参照图2)。
传送带12被构成为输送由注塑成型机13供给的两种物品。另外，传送带12被构成为具有用于检测传送带12的移动速度的传送带传感器14(参照图2)，并将传送带速度V等搬运动作信息输出到机器人系统11中。
在生产系统1中，由注塑成型机#1以及注塑成型机#2分别生产的两种物品，即物品A以及物品B被依次排出到传送带12上，由传送带12输送的物品A以及物品B通过机器人系统11而转移到其它的位置，例如固定台15上(参照图2)。
机器人系统11具有照相机(拍摄装置)111、物品控制部112、机器人113以及图像处理部(检测部)114。机器人113与物品控制部112、图像处理部114连接。图像处理部114与照相机111、物品控制部112连接。物品控制部112与传送带12、注塑成型机13连接。
如图2所示，照相机111配置于传送带12的行进方向上的配置于上游侧的注塑成型机13与配置于下游侧的机器人113之间，并且从传送带12的上部拍摄由传送带12输送的物品A以及物品B。
物品控制部112具有：相互经由总线连接的未图示的处理器；ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的主存储装置；HDD(Hard Disk Drive：硬盘)等的辅助存储装置；以及在与外部设备之间进行各种数据的交换的外部接口。在辅助存储装置中存储有实现后述的功能的程序，通过处理器从辅助存储装置将程序读出到主存储装置中，从而执行程序。
如图1所示，物品控制部112被构成为：基于从传送带12接收到的传送带速度V，控制注塑成型机13向传送带12上供给物品的位置以及时刻，从而预先限制由照相机111拍摄的物品的种类，并将物品的种类信息发送到机器人113以及图像处理部114中。
更具体而言，物品控制部112被构成为以满足下述条件的方式控制注塑成型机#1以及注塑成型机#2。
首先，如图2所示，将传送带12的行进方向设为X轴。即，将X轴设定为X的值从传送带12的上游向下游逐渐增大。
另外，将向传送带12上供给注塑成型机#1生产的物品A的区域设为X1u～X1d，将向传送带12上供给注塑成型机#2生产的物品B的区域设为X2u～X2d。需要说明的是，例如通过分别设置于注塑成型机#1以及注塑成型机#2的射出器等供给装置的排出口的尺寸以及位置来定义这些区域，该射出器用于将物品A和物品B供给到传送带12上。并且，例如通过物品控制部112控制设置于排出口的开口部上的开闭板等，从而改变排出口的尺寸以及位置。
另外，将利用照相机111拍摄到的视野范围设为Xvu～Xvd。
另外，将第n次向传送带12供给物品A的时刻设为TA,n，将第n次向传送带12供给物品B的时刻设为TB,n。将传送带速度V设为恒定速度。
需要说明的是，“时刻”既可以是表示整个生产系统1中共同经过的时间的系统时刻，也可以是表示注塑成型机#1与注塑成型机#2之间的相对经过的时间的时刻。
物品控制部112被构成为：以满足以下作为条件的式(1)和式(2)的方式，控制供给物品A以及物品B的位置以及时刻。
X1u+V(TB,n-TA,n)＞X2d (1)
X2u+V(TA,n+1-TB,n)＞X1d (2)
这里，式(1)是指：第n次供给的物品B中的最下游(图3中的B1)的物品位于比第n次供给的物品A中的最上游的物品(图3中的A1)更靠近上游的位置。因此，在任意时刻T只要满足以下的式(1′)就足够了。
X1u+V(T-TA,n)＞X2d+V(T-TB,n) (1′)
通过对式(1′)进行变形而导出式(1)。
同样地，式(2)是指：第n+1次供给的物品A中的最下游的物品(图3中的A2)位于比第n次供给的物品B中的最上游的物品(图3中的B2)更靠近上游的位置。因此，在任意时刻T只要满足以下的式(2′)就足够。
X2u+V(T-TB,n)＞X1d+V(T-TA,n+1) (2′)
通过对式(2′)进行变形而导出式(2)。
因此，物品控制部112以满足式(1)和式(2)的方式进行控制，从而确保所有第n次供给的物品A位于比所有第n次供给的物品B更靠近下游的位置，并且所有第n次供给的物品B位于比所有第n+1次供给的物品A更靠近下游的位置。
这样，由于以种类不同的物品A与物品B相互不重叠的方式进行输送，因而能够简化且高效地进行后续阶段的图像处理部114中的物品的检测。
与物品控制部112相同，图像处理部114也具有：相互经由总线连接的未图示的处理器；ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等主存储装置；HDD(Hard Disk Drive：硬盘)等辅助存储装置；以及与外部设备之间进行各种数据的交换的外部接口。在辅助存储装置中存储有实现下述功能的程序，通过处理器从辅助存储装置将程序读出到主存储装置，从而执行程序。
图像处理部114被构成为：根据由照相机111拍摄的物品的图像和从物品控制部112接收到的物品的种类，进行模式匹配并对物品进行检测。
图像处理部114被构成为在满足以下的式(3)以及式(4)的时刻T，仅对物品B的模型(模板)进行模式匹配。
X1u+V(T-TA,n)＞Xvd (3)
X1d+V(T-TA,n+1)＜Xvu (4)
这里，如图4所示，式(3)是指：第n次供给的物品A中的最上游的物品位于比照相机111的视野更靠近下游的位置。另外，式(4)是指：第n+1次供给的物品A中的最下游的物品位于比照相机111的视野更靠近上游的位置。即，在满足式(3)以及式(4)的时刻T，在照相机111的视野内不存在物品A，仅存在物品B这一个种类的物品。
因此，由于仅对物品B的模型(模板)进行模式匹配即可，因而能够缩短模式匹配所用的处理时间，从而能够高效地进行物品的检测。
另外，图像处理部114被构成为在满足以下的式(5)以及式(6)的时刻T，仅对物品A的模型(模板)进行模式匹配。
X2u+V(T-TB,n)＞Xvd (5)
X2d+V(T-TB,n+1)＜Xvu (6)
这里，如图5所示，式(5)是指：第n次供给的物品B中的最上游的物品位于比照相机的视野更靠近下游的位置。另外，式(6)是指：第n+1次供给的物品B中的最下游的物品位于比照相机111的视野更靠近上游的位置。即，在满足式(5)以及式(6)的时刻T，在照相机111的视野内不存在物品B，仅存在物品A这一个种类的物品。
因此，由于仅对物品A的模型(模板)进行模式匹配即可，因而能够缩短模式匹配所用的处理时间，从而能够高效地进行物品的检测。
需要说明的是，上述图像处理部114通过处理器执行作为软件的程序来安装包含模式匹配的图像处理功能，但并不局限于此，也可以通过硅芯片上的电路等作为硬件来安装图像处理功能。
机器人113具有未图示的机器人控制装置和机器人臂，机器人控制装置被构成为：接收从物品控制部112接收到的物品的种类，基于此，机器人臂从传送带12上取出被检测出的物品，并以使物品A以及物品B排列的状态向固定台15(参照图2)转移。
需要说明的是，如图6所示，生产系统1也可以代替固定台15而具有多个取出装置16，该取出装置16由仅输送物品A的排出传送带#1和仅输送物品B的输送传送带#2表示。
以上，虽然参照附图详述了本发明的实施方式，但具体的结构并不局限于上述实施方式，还包含不脱离本发明的宗旨的范围的设计改变等。
例如，在本实施方式中，为了简化，生产系统1具备作为生产装置的由注塑成型机#1以及注塑成型机#2表示的两台注塑成型机13，两台注塑成型机13分别生产物品A以及物品B，但并不局限定于此。生产系统1也可以构成为具备三台以上的注塑成型机13，生产三个种类以上的物品。并且，在这种情况下，当然也要根据生产的物品的种类，改变取出装置16的数量。
另外，在上述实施方式中，注塑成型机#1和注塑成型机#2交替地向传送带12上供给物品A和物品B，但并不局限于此，也可以不交替地进行供给。
另外，在上述实施方式中，以注塑成型机为例对生产装置进行了说明，但并不局限于此。作为生产装置，只要是能够生产物品的装置即可。
附图标记
1 生产系统
11 机器人系统
12 传送带
13 注塑成型机
111 照相机(拍摄装置)
112 物品控制部
113 机器人
114 图像处理装置(检测部)

Claims (9)

1.一种机器人系统，其特征在于，包括：
拍摄装置，其拍摄由传送带输送的多个种类的物品；
物品控制部，其控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，预先限定由所述拍摄装置拍摄的所述多个种类的物品的种类；
检测部，其基于由所述物品控制部预先限定的所述物品的种类，从通过所述拍摄装置拍摄的图像中检测所述多个种类的物品；以及
机器人，其被构成为从所述传送带取出由所述检测部检测出的所述多个种类的物品。
2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述机器人将从所述传送带取出的所述多个种类的物品中的每种物品输送到多个取出装置中的对应取出装置中，所述多个取出装置是为所述多个种类的物品中的每种物品而准备的。
3.根据权利要求1或2所述的机器人系统，其特征在于，
所述物品控制部控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，从而使得所述多个种类的物品中的相互不同种类的物品不重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人系统，其特征在于，
由所述拍摄装置拍摄的所述物品的种类为一个种类。
5.一种生产系统，其特征在于，包括：
传送带，其输送多个种类的物品；
多个生产装置，其向所述传送带供给所述多个种类的物品；
拍摄装置，其拍摄由所述传送带输送的所述多个种类的物品；
物品控制部，其控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，预先限定由所述拍摄装置拍摄的物品的种类；
检测部，其基于由所述物品控制部预先限定的所述物品的种类，从通过所述拍摄装置拍摄的图像中检测所述多个种类的物品；以及
机器人，其被构成为从所述传送带取出由所述检测部检测出的所述多个种类的物品。
6.根据权利要求5所述的生产系统，其特征在于，
所述生产系统还包括所述多个种类的物品中的每种物品的多个取出装置，
所述机器人将从所述传送带取出的所述多个种类的物品中的每种物品输送到多个取出装置中的对应取出装置中，所述多个取出装置是为所述多个种类的物品中的每种物品而准备的。
7.根据权利要求5或6所述的生产系统，其特征在于，
所述多个生产装置中的每一个生产装置都是注塑成型机。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的生产系统，其特征在于，
所述物品控制部控制向所述传送带供给所述多个种类的物品中的每种物品的时刻以及位置，从而使得所述多个种类的物品中的相互不同种类的物品不重叠。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的生产系统，其特征在于，
由所述拍摄装置拍摄的所述物品的种类是一个种类。
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