JP2009172720A - Bin picking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組立や加工等を行う製造ラインへ組立部品又は加工素材の供給を行う供給装置において、パレット内に不整列な状態に収容されたワークを多関節型ロボット等の搬送装置に装着された把持装置により把持し、組立工程又は加工工程等の次工程へワークの供給を行う為のビンピッキング装置に関する。
The present invention relates to a supply device that supplies assembly parts or processed materials to a production line that performs assembly, processing, etc., and a work housed in an unaligned state in a pallet is mounted on a transfer device such as an articulated robot. The present invention relates to a bin picking device for holding a workpiece to a next process such as an assembling process or a machining process.
パレット内に不整列な状態に収容されたワークを、組立工程や加工工程から成る製造ラインへ整列させた状態で供給を行う供給装置として特開昭63−174890号公報の様にパレット内に収容されているワークをパレット上方に配設した撮像装置によって撮影を行い、該撮影データを基にワークの位置並びに姿勢を計算し、該計算データによりパレットに併設された搬送装置の姿勢制御を行い、搬送装置先端部に取り付けられた把持装置によりワークを把持し、次工程への供給を行う方式のビンピッキング装置が知られている。 JP-A-63-174890 discloses a supply device for supplying workpieces stored in a non-aligned state in a pallet in a state where they are aligned in a production line composed of assembly and processing steps. The workpiece is photographed by an imaging device arranged above the pallet, the position and orientation of the workpiece is calculated based on the photographed data, and the posture control of the transfer device attached to the pallet is performed based on the calculated data, 2. Description of the Related Art A bin picking device is known that grips a workpiece by a gripping device attached to the leading end of a transport device and supplies the workpiece to the next process.
しかし、前記公報に記載された装置構成のビンピッキング装置は、パレットの内に不整列な状態に収容されたワークをパレットの横に配設した多関節型ロボットの把持装置で把持して搬送するため、多関節型ロボットの動作範囲が限られた足下の範囲しか使用できないばかりでなく、パレットの壁面があるため、ロボットのアームを急角度に傾けることができないためにワークを適正に把持できない場所が出てくる。 However, the bin picking device having the device configuration described in the above publication grips and conveys a work housed in an unaligned state in the pallet with a gripping device of an articulated robot arranged beside the pallet. Therefore, not only can you use the range of the foot where the movement range of the articulated robot is limited, but also the place where the robot arm cannot be tilted at a steep angle due to the wall surface of the pallet, so that the workpiece can not be gripped properly Comes out.
そのためパレット内に把持装置が浸入し、全ての場所のワークを搬送するために、多関節型ロボットはアームの長さが長く大型である必要があった。 Therefore, the articulated robot needs to have a long arm and a large size in order for the gripping device to enter the pallet and transport the workpieces in all places.
また、ワークが薄い円盤状などの形状である場合などでは、ワークがパレットの壁面に張り付くように立ってしまう場合があるが、このような場合にはパレット内を撮像装置で撮影してもワークと判別できない場合があり、最後までワークが残ってしまう。
本発明は、多軸型ロボット等の搬送装置の可動範囲を無駄無く有効に利用することを可能とした装置構成のビンピッキング装置を安価に提供することを目的とし、さらにパレット内のワークが残らず全て搬送できるようにすることを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a bin picking device having a device configuration that can effectively use a movable range of a transfer device such as a multi-axis robot without waste, and further, a work in a pallet remains. The purpose is to be able to transport everything.
本発明は、前記した課題を解決する手段として、パレット内のワークを検出する為の撮像装置をパレット上方に固定した状態で配設し、多関節型ロボットの搬送装置をパレット周辺に設けた壁面に配設し、撮像装置が撮影するときには多関節型ロボットが退避可能であるとともに、多関節型ロボット先端の把持装置の動作範囲がパレットと撮像装置の間になるように配設して搬送装置の動作範囲と検出装置の撮像装置部が干渉することの無いような装置構成とする。 As a means for solving the above-described problems, the present invention provides a wall surface in which an imaging device for detecting a workpiece in a pallet is arranged in a fixed state above the pallet, and a transfer device for an articulated robot is provided around the pallet. The articulated robot can be retracted when the imaging device takes an image, and the conveying device is arranged so that the operating range of the gripping device at the tip of the articulated robot is between the pallet and the imaging device. The apparatus configuration is such that the operation range of the image pickup apparatus section of the detection apparatus does not interfere with each other.
このような装置構成にすることにより、多関節型ロボットをパレット周辺に設けた壁面に壁掛け状態となり、多関節型ロボット先端の動作範囲がひろくなるので、床面に設置した従来方法のロボットよりも小さなロボットで搬送することができるようになった。 By adopting such an apparatus configuration, the articulated robot is hung on the wall surface provided around the pallet, and the operating range of the tip of the articulated robot becomes wider. It can be transported with a small robot.
また他の手段として、薄いワークなどで上方からの撮影ではワークの検出ができない場合には、パレット内のワークを検出する為の撮像装置をロボット先端部に固定した状態に配設し、多関節型ロボットの搬送装置をパレット周辺に設けた壁面に配設するとともに、多関節型ロボット先端の動作範囲がパレットの上方になるように配設して、ロボット先端の撮像装置がパレットの内側から撮影できるようにすることで、立っているワークを検出できるようになり、ワークを残らず搬送することができる。 As another means, if the workpiece cannot be detected by shooting from above with a thin workpiece or the like, an imaging device for detecting the workpiece in the pallet is arranged in a fixed state at the tip of the robot. The robotic robot's transfer device is placed on the wall surface around the pallet and the movement range of the articulated robot's tip is above the pallet, and the imaging device at the tip of the robot takes a picture from the inside of the pallet. By making it possible, a standing workpiece can be detected, and the workpiece can be conveyed without remaining.
さらに、パレットの下方に駆動装置を配置し、ワークが不整列な状態で収納されたパレットの片方又は両側を駆動装置により上下に動かすことで、パレットを傾斜させる傾斜機構を設ける。 Further, a tilting mechanism is provided that tilts the pallet by disposing the driving device below the pallet and moving one or both sides of the pallet stored with the workpiece in an unaligned state up and down by the driving device.
又は、パレットの側面にワークよりも小さな穴を設け、パレットの側面に駆動装置を配置し、駆動装置の先端に設けたプッシャーがパレットの穴からワークを押してワークの姿勢及び位置を変える装置構成を設ける。 Alternatively, a device configuration in which a hole smaller than the workpiece is provided on the side of the pallet, a driving device is disposed on the side of the pallet, and a pusher provided at the tip of the driving device pushes the workpiece from the hole in the pallet to change the posture and position of the workpiece. Provide.
ワークが立っている場合、ワークの大きさより把持装置の大きさが大きいような時には把持装置がパレットの床面と当たってしまい、ワークを把持することができない。また、ワークがパレットの壁面側に傾いている場合などの時に、把持装置がパレットの側面と当たってしまい、ワークを把持することができない。 When the workpiece is standing, when the size of the gripping device is larger than the size of the workpiece, the gripping device hits the floor surface of the pallet and the workpiece cannot be gripped. Further, when the work is inclined toward the wall surface of the pallet, the gripping device hits the side surface of the pallet, and the work cannot be gripped.
このような場合が予測されるワークでは上記構成のビンピッキング装置にすることで、ワークを倒したり移動させたりして姿勢を変え、検出装置で検出するとともに把持装置で搬送できるようにすることができる。 For workpieces where such a case is predicted, the bin picking device having the above configuration can be used to change the posture by tilting or moving the workpiece so that it can be detected by the detection device and transported by the gripping device. it can.
以上説明したように、多関節型ロボットを壁掛けにすることにより、ロボット先端部の動作範囲が有効に使えるため、床面に設置した従来方法のロボットよりも小さなロボットで搬送することができるようになるので、製造原価の低減を行うことが出来る。 As explained above, the articulated robot can be mounted on the wall, so that the operating range of the robot tip can be used effectively, so that it can be transported by a robot smaller than the conventional robot installed on the floor. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
また、撮像装置をロボット先端部に固定した状態に配設することにより、ロボット先端の撮像装置がパレットの内側から撮影できるので、立っているワークを検出できるようになり、ワークを残らず搬送することができる。 In addition, by arranging the imaging device in a fixed state at the robot tip, the imaging device at the robot tip can shoot from the inside of the pallet, so that standing workpieces can be detected and all workpieces are transported. be able to.
さらに、パレットに傾斜機構を設けたり、パレットの側面からプッシャーでワークを押すことで、ワークの姿勢及び位置を変えることができるため、全てのワークを残さず搬送することができるようになる。
Furthermore, since the posture and position of the workpiece can be changed by providing a tilt mechanism on the pallet or pushing the workpiece with a pusher from the side surface of the pallet, all the workpieces can be transported without being left behind.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は本発明の実施例1の装置構成を示すものである。 FIG. 2 shows an apparatus configuration of the first embodiment of the present invention.
多関節型ロボット1は壁掛け状態で床面6と垂直な壁面7に設置されており、不整列な状態でワーク4が収納されたパレット3は、多関節型ロボット1の下方の床面6に設置されており、多関節型ロボット1の上方でパレット3の内部の状態が検出できる位置に撮像装置のカメラ5が固定して設置されている。 The articulated robot 1 is installed on the wall surface 7 perpendicular to the floor surface 6 in a wall-mounted state, and the pallet 3 in which the workpieces 4 are stored in an unaligned state is placed on the floor surface 6 below the articulated robot 1. The camera 5 of the imaging device is fixedly installed at a position where the state inside the pallet 3 can be detected above the articulated robot 1.
カメラ5で撮影された画像データは検出装置により三次元的に位置と姿勢を計測し、どのワークを搬送するのかを判断し、その結果を搬送装置である多関節型ロボット1にフィードバックし、多関節型ロボット1の先端に固定した把持装置2の向きを、搬送しようとするワーク4に合わせて把持し、次工程に搬送する。なお、パレット3をカメラ5で撮影するときには、カメラの撮影範囲から多関節型ロボット1及び把持装置2は退避している。 The image data photographed by the camera 5 is three-dimensionally measured for position and orientation by the detection device, determined which work is to be transported, and the result is fed back to the articulated robot 1 which is a transport device. The orientation of the gripping device 2 fixed to the tip of the articulated robot 1 is gripped according to the workpiece 4 to be transported and transported to the next process. Note that when the pallet 3 is photographed by the camera 5, the articulated robot 1 and the gripping device 2 are retracted from the photographing range of the camera.
従来技術では、多関節型ロボット1は床面6に設置されており、把持装置の動作範囲10からわかるように、パレット3に収容されたワーク4を把持するための余裕が無く、パレット3の置く場所が限定される。そのため、ロボット特有のデスポイントになる可能性が高くなり、ワークを把持できないことがあったが、本実施例では壁面7に多関節型ロボット1を配置することでロボットの最も広い動作範囲を有効に使用できるようになる。 In the prior art, the articulated robot 1 is installed on the floor 6, and as can be seen from the operation range 10 of the gripping device, there is no room for gripping the workpiece 4 accommodated in the pallet 3. Place is limited. For this reason, there is a high possibility that the robot becomes a death point peculiar to the robot, and there is a case where the workpiece cannot be gripped. However, in the present embodiment, by arranging the articulated robot 1 on the wall surface 7, the widest motion range of the robot is effective. Can be used.
図3は本発明の実施例2の装置構成を示すものである。 FIG. 3 shows an apparatus configuration of Embodiment 2 of the present invention.
多関節型ロボット1は実施例1と同じく壁面7に固定されており、ロボットの動作範囲を有効に使用する構成であるが、カメラ5は多関節型ロボット1の先端に固定し、ロボットの手首を動かすことでパレット内に入り込んで撮影することができる構成になっている。そのため、実施例1のように固定式のカメラで撮影した画像では判別できなかったワークも、実施例2の構成では図4のようにカメラの角度を変えて撮影できるので、判別できるようになる。 The articulated robot 1 is fixed to the wall surface 7 in the same manner as in the first embodiment, and is configured to effectively use the operating range of the robot. However, the camera 5 is fixed to the tip of the articulated robot 1 and the wrist of the robot. By moving, you can enter the pallet and shoot. For this reason, a workpiece that cannot be identified from an image captured by a fixed camera as in the first embodiment can be identified by changing the camera angle as illustrated in FIG. 4 in the configuration of the second embodiment. .
次にパレット内のワーク4を把持できるようにする構成として、パレット3の下方に上下に駆動する駆動装置を設置し。壁面に立っていて把持装置が把持できない場合に使用する傾斜機構について説明する。 Next, as a configuration that allows the workpiece 4 in the pallet to be gripped, a drive device that drives up and down is installed below the pallet 3. A tilting mechanism used when the gripping device cannot be gripped while standing on the wall will be described.
図5及び図6に示すように、パレット3が置かれる架台11の下方に、上下に駆動する駆動装置8を配設し、駆動装置8はパレット3が置かれる架台11に回転可能に連結されており、片側の駆動装置を上昇させることでパレットの端が上昇し、傾斜機構を構成している。 As shown in FIG. 5 and FIG. 6, a driving device 8 that drives up and down is disposed below the gantry 11 on which the pallet 3 is placed, and the driving device 8 is rotatably connected to the gantry 11 on which the pallet 3 is placed. The end of the pallet is raised by raising the driving device on one side to constitute a tilting mechanism.
駆動装置8によりパレット3を傾斜させることでパレット3の中で立っているワーク4を倒すことができ、把持装置2がワーク4を把持することができるようになり、パレット内のワークを残さずに搬送を行うことができる。本実施例では傾斜機構を上下に駆動する駆動装置について説明したが、パレットの片側又は両側を上下に動かして傾斜させる機構であれば、回転やリンクなどの他の方法で構成することもできる。 By tilting the pallet 3 by the driving device 8, the workpiece 4 standing on the pallet 3 can be brought down, and the gripping device 2 can grip the workpiece 4, so that the workpiece in the pallet is not left. Can be transported. In the present embodiment, the drive device that drives the tilting mechanism up and down has been described. However, as long as one side or both sides of the pallet are moved up and down to tilt the pallet, other methods such as rotation and link can be used.
また、図7及び図8に示すように、パレット3の側面にワーク4が出ない大きさの穴を設け、パレットの横には先端にプッシャー9を固定した駆動装置8を架台11に固定し、プッシャー9がパレット3に設けた穴から内部に押し込み可能に配設する。 Further, as shown in FIGS. 7 and 8, a hole having a size that prevents the workpiece 4 from coming out is provided on the side surface of the pallet 3, and a driving device 8 having a pusher 9 fixed to the tip is fixed to the gantry 11 on the side of the pallet. The pusher 9 is disposed so as to be able to be pushed into the inside through a hole provided in the pallet 3.
パレット3に設けた穴からプッシャー9をパレット内に挿入することで、図7に示すようにパレット3の側面に張り付くように立っているワーク4を図8のように倒すことができるので、把持装置2で把持して搬送することができるようになる。 By inserting the pusher 9 into the pallet from the hole provided in the pallet 3, the workpiece 4 standing so as to stick to the side surface of the pallet 3 can be brought down as shown in FIG. The apparatus 2 can be gripped and transported.
1 多関節型ロボット
2 把持装置
3 パレット
4 ワーク
5 カメラ
6 床面
7 壁面
8 駆動装置
9 プッシャー
10 把持装置の動作範囲
11 架台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Articulated robot 2 Gripping device 3 Pallet 4 Work 5 Camera 6 Floor surface 7 Wall surface 8 Drive device 9 Pusher 10 Operating range of gripping device 11 Mount
Claims (4)
A hole smaller than the workpiece is provided on the side of the pallet, the drive unit is arranged on the side of the pallet, and the pusher provided at the tip of the drive unit pushes the workpiece from the hole in the pallet to change the posture and position of the workpiece. The bin picking device according to claim 1 or 2.
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