JP2010000560A - Residual deformation thin object gripping device - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、布地等が床面等に平らな状態で存在する場合において、布地等にダメージや、汚れ、折り目を残すことなく、高確率で自動的にその布地等を把持することができ、且つ、製造コストをできるだけ低く抑えることができる把持装置を提供することにある。
【解決手段】本発明に係る把持装置1,2は、ハンド部21を第1距離離間させ、下側のフィンガ部21bが布地CL等の縁部に接触する位置(第1位置)まで把持機構2Aを移動させる。次いで、同装置は、ハンド部を第2距離まで接近させる。続いて、同装置は、把持機構を第1位置よりも上後方の位置(第2位置)に移動させ、ハンド部を第3距離まで接近させる。その後、同装置は、フィンガ部21Aが第11距離離間された状態で把持機構を少なくとも第2位置よりも前方の位置に移動させる。そして、同装置は、フィンガ部を第12距離まで接近させる。
【選択図】図1An object of the present invention is to automatically grip a cloth or the like with high probability without leaving damage, dirt or folds on the cloth or the like when the cloth or the like is flat on a floor surface or the like. It is another object of the present invention to provide a gripping apparatus that can reduce the manufacturing cost as much as possible.
The gripping devices 1 and 2 according to the present invention separate a hand part 21 by a first distance and hold a gripping mechanism to a position (first position) at which a lower finger part 21b contacts an edge part of a cloth CL or the like. Move 2A. Next, the apparatus brings the hand unit closer to the second distance. Subsequently, the apparatus moves the gripping mechanism to a position (second position) above and behind the first position, and brings the hand unit closer to the third distance. Thereafter, the apparatus moves the gripping mechanism to at least a position ahead of the second position in a state where the finger portions 21A are separated by an eleventh distance. And the apparatus makes a finger part approach to the 12th distance.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、布地や、フィルム、紙等の残留変形性薄物の自動把持装置に関する。 The present invention relates to an automatic gripping device for residual deformable thin objects such as fabrics, films, and papers.
近年、アパレル業界や、クリーニング業界、リネンサプライ業界、福祉業界、医療業界等から、布地のハンドリング、例えば、布地の搬送や、布地の積み重ね、布地の折り畳み等を全て自動で行うことが可能なロボットの開発を待ち望む声が聞かれる。 In recent years, robots that can automatically handle fabric handling, for example, transporting fabric, stacking fabric, folding fabric, etc. from the apparel industry, cleaning industry, linen supply industry, welfare industry, medical industry, etc. The voice that awaits the development of is heard.
ところで、このような布地の全自動ハンドリングを実現させるためには、先ず、布地の自動把持技術を確立する必要がある。そして、この布地の自動把持技術については現在までに様々な提案がなされている。 By the way, in order to realize such a fully automatic handling of the fabric, it is first necessary to establish an automatic gripping technology for the fabric. Various proposals have been made to date regarding the automatic gripping technology of the fabric.
例えば、過去に「多数の布地が入れた容器から1つの布地を任意の位置で把持して持ち上げる持上げグリッパ装置(以下「第1従来装置」という)」が提案されている(例えば、特許文献1や特許文献2参照)。なお、この持上げグリッパ装置は、具体的には、主に、自動昇降機構と、自動昇降機構の末端に取り付けられるグリッパ開閉機構(例えば、エアーチャックや、クリップ、ツングス等)とから構成されている。 For example, in the past, “a lifting gripper device (hereinafter referred to as“ first conventional device ”) that holds and lifts one fabric from a container in which a number of fabrics are placed at an arbitrary position” has been proposed (for example, Patent Document 1). And Patent Document 2). Specifically, this lifting gripper device is mainly composed of an automatic lifting mechanism and a gripper opening / closing mechanism (for example, an air chuck, a clip, or a tangs) attached to the end of the automatic lifting mechanism. .
また、過去に「一対の相反する方向を向いた中空針や、粘着テープ、負圧を利用して布地を持ち上げる布地持上げ装置(以下「第3従来装置」という)」が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In the past, "a pair of hollow needles facing in opposite directions, an adhesive tape, and a fabric lifting device that lifts fabric using negative pressure (hereinafter referred to as" third conventional device ")" have been proposed (for example, And Patent Document 3).
また、過去に「左右方向に移動可能な2つの指部を有しその2つの指部で布地を摘み上げる2指平行ハンド装置(以下「第4従来装置」という)」や「近接して配置される2つのローラを有し片方のローラを順回転させもう片方のローラを逆回転させて布地を巻き込み上げる2指平行ハンド装置(以下「第5従来装置」という)」が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 In the past, “two-finger parallel hand device (hereinafter referred to as“ fourth conventional device ”) that has two finger parts movable in the left-right direction and picks up the fabric with the two finger parts” or “closely arranged” A two-finger parallel hand device (hereinafter referred to as “fifth conventional device”) that has two rollers and rotates one of the rollers forward and reversely rotates the other roller to wind up the fabric has been proposed (hereinafter referred to as “fifth conventional device”). For example, refer nonpatent literature 1).
また、過去に「左右方向に移動可能な2つの指部を有し布地を山形に変形させる2指平行ハンド機構と、山側に変形された布地の下空間に挿入され布地を持ち上げる布地持ち上げハンド機構とを独立して備える布地把持装置(以下「第6従来装置」という)」が提案されている(例えば、非特許文献2参照)。
しかし、第1従来装置や第2従来装置には、布地が床面や容器の底面に平らな状態で存在する場合、その布地を持ち上げることができる確率は決して高くないという問題がある。その一方、第3従来装置、第4従来装置、第5従来装置および第6従来装置は、布地が床面や容器の底面に平らな状態で存在する場合であってもかなり高い確率でその布地を持ち上げることができる。しかし、第3従来装置には、布地にダメージを与えたり布地を汚したりするおそれを否定しきれないという問題がある。また、第4従来装置や第5従来装置には、布地の種類によっては布地に酷い折り目がつき布地の外観が損なわれたり布地にダメージを与えたりするという問題がある。また、第6従来装置には、布地にダメージを与えたり布地を汚したり残留変形性薄物に折り目をつけたりする問題はないが、ロボットアームやロボットハンドが2台ずつ必要となるため、製造コストが極めて高くなるという問題がある。 However, the first conventional apparatus and the second conventional apparatus have a problem that the probability that the cloth can be lifted is not high when the cloth is flat on the floor surface or the bottom surface of the container. On the other hand, the third conventional device, the fourth conventional device, the fifth conventional device, and the sixth conventional device have a fairly high probability even when the fabric is flat on the floor surface or the bottom surface of the container. Can be lifted. However, the third conventional apparatus has a problem that the possibility of damaging the fabric or soiling the fabric cannot be denied. In addition, the fourth conventional device and the fifth conventional device have a problem that, depending on the type of the fabric, a severe crease is formed on the fabric, and the appearance of the fabric is impaired or the fabric is damaged. The sixth conventional apparatus has no problem of damaging the cloth, soiling the cloth, or crease the remaining deformable thin object, but requires two robot arms and two robot hands. There is a problem that it becomes extremely high.
本発明の課題は、布地や、フィルム、紙、シート等の残留変形性薄物が床面や容器の底面等に平らな状態で存在する場合において、残留変形性薄物にダメージを与えたり残留変形性薄物を汚したり残留変形性薄物に折り目をつけたりすることなく、高確率で自動的にその残留変形性薄物を把持することができ、且つ、製造コストをできるだけ低く抑えることができる残留変形性薄物把持装置を提供することにある。 The problem of the present invention is that the residual deformable thin material such as fabric, film, paper, sheet, etc. exists in a flat state on the floor surface or the bottom surface of the container, or the like. The residual deformable thin object can be gripped automatically with a high probability and the manufacturing cost can be kept as low as possible without contaminating the thin object or making a crease in the residual deformable thin object. To provide an apparatus.
第1発明に係る残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物を把持するための残留変形性薄物把持装置であって、残留変形性薄物把持機構、残留変形性薄物把持機構移動機構および制御装置を備える。なお、ここにいう「残留変形性」とは、外力を受けて変形しその外力が除去されてもその変形形状を一定時間以上保ち続ける性質を意味する。また、ここにいう「残留変形性薄物」とは、例えば、布地や、フィルム、紙、シートなどである。また、本発明において、この残留変形性薄物の形状は特に限定されないが、矩形であれば残留変形性薄物把持装置の制御が行いやすくなる。また、本発明において、この残留変形性薄物の縁には厚肉部分(例えば、折り返し部分など)が形成されているのが好ましい。残留変形性薄物把持機構は、少なくとも2つのハンド部および第2接近離間機構を含む。ハンド部は、一対のフィンガ部および第1接近離間機構を有する。一対のフィンガ部は、互いに対抗している。第1接近離間機構は、一対のフィンガ部の対抗方向を含む面(以下「第1面」という)に沿って一対のフィンガ部を相対移動させて一対のフィンガ部を接近および離間させることが可能である。なお、フィンガ部は、第1面に沿ってスライド移動するように構成されてもよいし、支点を中心として蟹爪のように開閉動するように構成されてもよい。また、ここにいう「相対移動」とは、少なくとも片方のフィンガ部を第1面に沿って移動させることにより一方のフィンガ部と他方のフィンガ部との相対的な位置関係を変化させることである。第2接近離間機構は、第1面と直交する方向(以下「第1方向」という)に沿って同一直線上でハンド部を相対移動させてハンド部を接近および離間させることが可能である。なお、ここにいう「相対移動」とは、少なくとも1つのハンド部を第1方向に沿って移動させることにより1つ以上のハンド部と他のハンド部との相対的な位置関係を変化させることである。なお、第1接近離間機構および第2接近離間機構としては、具体的には、ボールネジ機構、エアシリンダ機構、モータシリンダ機構、電動スライダ機構、ベルトスライダ機構、リニアスライダ機構およびラックピニオン機構などの機構が挙げられる。なお、これらの機構は、主に、駆動源、送り部材およびガイド部材から構成されている。なお、ボールネジ機構は、モータを駆動源とし、ボールネジ又は台形ネジを送り部材とし、LMガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をボールネジ又は台形ネジに伝達して移動対象物をLMガイド等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。また、エアシリンダ機構は、エアコンプレッサを駆動源とし、ピストンロッドを送り部材兼ガイド部材とするスライド移動機構であって、ピストンロッドの直動を利用してピストンロッドに取り付けられた移動対象物をスライド移動させる機構である。また、モータシリンダ機構は、モータを駆動源とし、ピストンロッドを送り部材兼ガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をボールネジに伝達してピストンロッドに取り付けられた移動対象物をスライドさせる機構である。また、電動スライダ機構は、モータを駆動源とし、ボールネジ等を送り部材とし、LMガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をボールネジに伝達して移動対象物をLMガイド材等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。また、ベルトスライダ機構は、モータを駆動源とし、ベルト又はワイヤを送り部材とし、LMガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転をベルト又はワイヤに伝達して移動対象物をLMガイド材等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。また、リニアスライダ機構は、磁石を駆動源とし、送り部材を同じく磁石とし、LMガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、リニアモータの原理を利用して移動対象物をスライド移動させる機構である。また、ラックピニオン機構は、モータを駆動源とし、ラックおよびピニオンを送り部材とし、LMガイド材等をガイド部材とするスライド移動機構であって、モータの回転によりピニオンを回転させ、ラックに取り付けられた移動対象物をLMガイド材等のガイド部材に沿ってスライド移動させる機構である。残留変形性薄物把持機構移動機構は、残留変形性薄物把持機構を少なくとも上下方向および前後方向に移動させることが可能である。制御装置は、制御部を有する。制御部は、第1制御、第2制御、第3制御、第4制御、第5制御、第6制御および第7制御を行う。第1制御では、制御部が、ハンド部を第1距離離間させるように第2接近離間機構を制御する。第2制御では、制御部が、第1制御後又は第1制御中に、一方のフィンガ部が残留変形性薄物の縁部に接触する位置(以下「第1位置」という)まで残留変形性薄物把持機構を移動させるように残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する。なお、このような制御を実現させるためには、残留変形性薄物を専用台の規定の位置に置くようにしたり、デジタル式ステレオカメラによる画像データに基づいて残留変形性薄物の縁部を残留変形性薄物把持装置に認識させたりする等の手法を利用すればよい。第3制御では、制御部が、第2制御後に、ハンド部を第1距離よりも短い距離(以下「第2距離」という)まで接近させるように第2接近離間機構を制御する。第4制御では、制御部が、第3制御後に、残留変形性薄物把持機構を第1位置よりも上後方の位置(以下「第2位置」という)に移動させるように残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する。第5制御では、制御部が、第4制御後又は第4制御中に、ハンド部を第2距離よりも短い距離(以下「第3距離」という)まで接近させるように第2接近離間機構を制御する。なお、第3距離は、残留変形性薄物の変形後の形状を加味して決定される。第6制御では、制御部が、第4制御後又は第5制御後に、フィンガ部が第11距離離間された状態で残留変形性薄物把持機構を少なくとも第2位置よりも前方の位置(以下「第3位置」という)に移動させるように残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する。なお、「フィンガ部を第11距離離間する状態」をつくるタイミングは、第6制御前であればどのタイミングであってもよい。第7制御では、制御部が、第6制御後に、フィンガ部を第11距離よりも短い距離(以下「第12距離」という)まで接近させるように第1接近離間機構を制御する。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to a first aspect of the present invention is a residual deformable thin object gripping apparatus for gripping a residual deformable thin object, the residual deformable thin object gripping mechanism, a residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism, and a control device. Is provided. Here, “residual deformability” means a property of being deformed by receiving an external force and maintaining the deformed shape for a predetermined time or longer even when the external force is removed. In addition, the “residual deformable thin material” referred to here is, for example, a fabric, a film, paper, a sheet, or the like. In the present invention, the shape of the residual deformable thin object is not particularly limited, but if it is rectangular, the residual deformable thin object gripping device can be easily controlled. Moreover, in this invention, it is preferable that the thick part (for example, folding | turning part etc.) is formed in the edge of this residual deformable thin object. The residual deformable thin object gripping mechanism includes at least two hand portions and a second approaching / separating mechanism. The hand portion has a pair of finger portions and a first approach / separation mechanism. The pair of finger portions oppose each other. The first approaching / separating mechanism can move the pair of finger parts relative to each other along a surface including the opposing direction of the pair of finger parts (hereinafter referred to as “first surface”) to approach and separate the pair of finger parts. It is. The finger portion may be configured to slide along the first surface, or may be configured to open and close like a claw around a fulcrum. Further, the “relative movement” referred to here is to change the relative positional relationship between one finger part and the other finger part by moving at least one finger part along the first surface. . The second approaching / separating mechanism can move the hand part relatively on the same straight line along a direction orthogonal to the first surface (hereinafter referred to as “first direction”) to approach and separate the hand part. Note that “relative movement” herein refers to changing the relative positional relationship between one or more hand units and other hand units by moving at least one hand unit along the first direction. It is. As the first approach / separation mechanism and the second approach / separation mechanism, specifically, mechanisms such as a ball screw mechanism, an air cylinder mechanism, a motor cylinder mechanism, an electric slider mechanism, a belt slider mechanism, a linear slider mechanism, and a rack and pinion mechanism Is mentioned. These mechanisms are mainly composed of a drive source, a feed member, and a guide member. The ball screw mechanism is a slide moving mechanism that uses a motor as a drive source, a ball screw or a trapezoidal screw as a feed member, and an LM guide material or the like as a guide member, and moves by transmitting the rotation of the motor to the ball screw or the trapezoidal screw. This is a mechanism for sliding an object along a guide member such as an LM guide. The air cylinder mechanism is a slide movement mechanism that uses an air compressor as a drive source and a piston rod as a feed member and a guide member, and uses a direct movement of the piston rod to move a moving object attached to the piston rod. It is a mechanism for sliding. The motor cylinder mechanism is a slide moving mechanism that uses a motor as a drive source and a piston rod as a feed member and a guide member, and transmits the rotation of the motor to a ball screw to slide a moving object attached to the piston rod. It is a mechanism to make. The electric slider mechanism is a slide moving mechanism that uses a motor as a drive source, a ball screw or the like as a feed member, and an LM guide material or the like as a guide member, and transmits the rotation of the motor to the ball screw to move the moving object to the LM. It is a mechanism for sliding along a guide member such as a guide material. The belt slider mechanism is a slide movement mechanism that uses a motor as a drive source, a belt or a wire as a feed member, and an LM guide material or the like as a guide member, and transmits the rotation of the motor to the belt or wire to be moved. This is a mechanism for sliding an object along a guide member such as an LM guide material. The linear slider mechanism is a slide moving mechanism that uses a magnet as a drive source, the same feed member as a magnet, and an LM guide material or the like as a guide member. The linear slider mechanism slides and moves a moving object using the principle of a linear motor. It is a mechanism to make. The rack and pinion mechanism is a slide moving mechanism that uses a motor as a drive source, uses the rack and pinion as a feed member, and uses an LM guide material or the like as a guide member, and rotates the pinion by the rotation of the motor and is attached to the rack. This is a mechanism for sliding the moving object along a guide member such as an LM guide material. The residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism can move the residual deformable thin object gripping mechanism at least in the vertical direction and the front-rear direction. The control device has a control unit. The control unit performs first control, second control, third control, fourth control, fifth control, sixth control, and seventh control. In the first control, the control unit controls the second approach / separation mechanism so that the hand unit is separated by a first distance. In the second control, after the first control or during the first control, the residual deformable thin object is moved to a position where one of the fingers contacts the edge of the residual deformable thin object (hereinafter referred to as “first position”). The residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism is controlled to move the gripping mechanism. In order to realize such control, the residual deformable thin object is placed at a specified position on the dedicated stand, or the edge of the residual deformable thin object is residually deformed based on image data from a digital stereo camera. A technique such as causing the thin object gripping device to recognize may be used. In the third control, after the second control, the control unit controls the second approach / separation mechanism so that the hand unit approaches the distance shorter than the first distance (hereinafter referred to as “second distance”). In the fourth control, after the third control, the residual deformable thin object gripping mechanism moves the residual deformable thin object gripping mechanism to a position above and below the first position (hereinafter referred to as “second position”). Control the moving mechanism. In the fifth control, after the fourth control or during the fourth control, the control unit moves the second approach / separation mechanism so as to approach the hand unit to a distance shorter than the second distance (hereinafter referred to as “third distance”). Control. Note that the third distance is determined in consideration of the deformed shape of the residual deformable thin object. In the sixth control, after the fourth control or the fifth control, the control unit moves the residual deformable thin object gripping mechanism at least a position in front of the second position (hereinafter referred to as “the second” after the finger part is separated by the eleventh distance). The residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism is controlled so as to be moved to “three positions”. The timing for creating the “state in which the finger portions are separated by the eleventh distance” may be any timing as long as it is before the sixth control. In the seventh control, after the sixth control, the control unit controls the first approach / separation mechanism so that the finger unit approaches a distance shorter than the eleventh distance (hereinafter referred to as “the twelfth distance”).
この残留変形性薄物把持装置は、制御装置により残留変形性薄物の把持動作が開始されると、先ず、ハンド部を第1距離離間させ、残留変形性薄物把持機構を第1位置まで移動させる。なお、このとき、下側のフィンガ部の下面が残留変形性薄物の縁部に接触している。次いで、この残留変形性薄物把持装置は、ハンド部を第2距離まで接近させる。なお、このとき、下側のフィンガ部の下面と残留変形性薄物の上面との摩擦が十分に高い条件であれば、又は、下側のフィンガ部が残留変形性薄物を下方向に押しつけた状態であれば、残留変形性薄物は、ハンド部同士の接近により、山形(側面視において)に変形させられる。つまり、残留変形性薄物の山形部分の下には、山形の空間(以下「山形空間」という)が生じる。続いて、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物把持機構を第2位置に移動させ、ハンド部を第3距離まで接近させる。つまり、このとき、残留変形性薄物把持機構は、ハンド部同士が接近した状態で残留変形性薄物の山形部分の手前上方位置に位置することになる。なお、このとき、残留変形性薄物は、その性質により変形形状を保ち続けている。また、このときの第3距離、つまりハンド部の接近距離は、山形空間に下側のフィンガ部を挿入できるような距離でなければならない。また、第2位置は「残留変形性薄物把持機構がそのまま前進したときに下側のフィンガ部が山形空間に挿入されるような高さ位置」であることが好ましい。その後、この残留変形性薄物把持装置は、フィンガ部を第11距離離間した状態で残留変形性薄物把持機構を第3位置に移動させる。なお、第11距離は、残留変形性薄物の山形部分が入る距離でなければならない。また、第3位置は、「一対のフィンガ部が残留変形性薄物の山形部分を挟み込む状態となる位置」でなければならない。そして、この残留変形性薄物把持装置は、フィンガ部を第12距離まで接近させる。つまり、このとき、この残留変形性薄物把持装置は、フィンガ部で残留変形性薄物を把持する。なお、第12距離は「残留変形性薄物に過度の応力が加わらない程度の距離」とするのが好ましい。 When the residual deformable thin object gripping operation is started by the control device, the residual deformable thin object gripping apparatus first moves the hand unit away from the first distance and moves the residual deformable thin object gripping mechanism to the first position. At this time, the lower surface of the lower finger portion is in contact with the edge of the residual deformable thin object. Next, this residual deformable thin object gripping device brings the hand portion closer to the second distance. At this time, if the friction between the lower surface of the lower finger portion and the upper surface of the residual deformable thin object is sufficiently high, or the lower finger portion presses the residual deformable thin object downward. If so, the residual deformable thin object is deformed into a mountain shape (in side view) by the proximity of the hand portions. That is, a mountain-shaped space (hereinafter referred to as “yamagata space”) is formed under the mountain-shaped portion of the residual deformable thin object. Subsequently, the residual deformable thin object gripping device moves the residual deformable thin object gripping mechanism to the second position, and brings the hand portion closer to the third distance. That is, at this time, the residual deformable thin object gripping mechanism is positioned at an upper position in front of the mountain-shaped portion of the residual deformable thin object in a state where the hand parts are close to each other. At this time, the residual deformable thin object keeps its deformed shape due to its properties. Further, the third distance at this time, that is, the approach distance of the hand portion, must be a distance that allows the lower finger portion to be inserted into the mountain space. The second position is preferably “a height position at which the lower finger portion is inserted into the angle space when the residual deformable thin object gripping mechanism is advanced as it is”. Thereafter, the residual deformable thin object gripping apparatus moves the residual deformable thin object gripping mechanism to the third position in a state where the finger portions are separated by an eleventh distance. Note that the eleventh distance must be a distance where the chevron portion of the residual deformable thin object enters. Further, the third position must be “a position at which the pair of finger portions sandwich the mountain-shaped portion of the remaining deformable thin object”. And this residual deformable thin object holding | grip apparatus makes a finger part approach to 12th distance. That is, at this time, the residual deformable thin object gripping device grips the residual deformable thin object at the finger portion. The twelfth distance is preferably “a distance that does not apply excessive stress to the residual deformable thin object”.
つまり、この残留変形性薄物把持装置では、プログラムされた残留変形性薄物把持機構の一連の動作により、残留変形性薄物の縁部が山形に変形させられ、その山形部分が一対のフィンガ部により把持されることになる。このため、この残留変形性薄物把持装置では、残留変形性薄物を把持するのに一対の相反する方向を向いた中空針や、粘着テープ、負圧を利用する必要が全くなく、また、残留変形性薄物を折り目が付くほど摘んだり巻き込んだりする必要が全くない。したがって、この残留変形性薄物把持装置では、残留変形性薄物が床面や容器の底面等に平らな状態で存在する場合において、残留変形性薄物にダメージを与えたり残留変形性薄物を汚したり残留変形性薄物に折り目をつけたりすることなく、高確率で自動的にその残留変形性薄物を把持することができる。また、この残留変形性薄物把持装置は、1台のロボットアーム(残留変形性薄物把持機構移動機構)と、1台のロボットハンド(残留変形性薄物把持機構)から構築することができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、製造コストをできるだけ低く抑えながら製造することができる。 That is, in this residual deformable thin object gripping device, the edge of the residual deformable thin object is deformed into a chevron by a series of operations of the programmed residual deformable thin object gripping mechanism, and the chevron is gripped by a pair of finger parts. Will be. For this reason, in this residual deformable thin object gripping device, there is no need to use a pair of oppositely oriented hollow needles, adhesive tape, or negative pressure to grip the residual deformable thin object. There is no need to pluck or entangle the thin material so that it has a crease. Therefore, in this residual deformable thin object gripping device, when the residual deformable thin object exists flat on the floor surface or the bottom surface of the container, the residual deformable thin object is damaged or the residual deformable thin object The residual deformable thin object can be automatically gripped with high probability without making a crease in the deformable thin object. The residual deformable thin object gripping device can be constructed from one robot arm (residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism) and one robot hand (residual deformable thin object gripping mechanism). Therefore, this residual deformable thin object gripping device can be manufactured while keeping the manufacturing cost as low as possible.
第2発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明に係る残留変形性薄物把持装置であって、制御部は、第8制御をさらに行う。第8制御では、制御部が、第3制御後第4制御前に、ハンド部を第2距離よりも長い距離(以下「第4距離」という)離間させるように第2接近離間機構を制御する。なお、かかる場合、第1発明に係る残留変形性薄物把持装置における第3距離は第4距離に置き換えられる。 The residual deformable thin object gripping device according to the second invention is the residual deformable thin object gripping device according to the first invention, and the control unit further performs the eighth control. In the eighth control, the control unit controls the second approach / separation mechanism so that the hand unit is separated by a distance longer than the second distance (hereinafter referred to as “fourth distance”) after the third control and before the fourth control. . In this case, the third distance in the residual deformable thin object gripping device according to the first invention is replaced with the fourth distance.
このため、この残留変形性薄物把持装置では、第2距離および第4距離を適切に設定することにより、残留変形性薄物の山形部分を安定化させることができる。 For this reason, in this residual deformable thin object gripping device, the mountain-shaped portion of the residual deformable thin object can be stabilized by appropriately setting the second distance and the fourth distance.
第3発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明又は第2発明に係る残留変形性薄物把持装置であって、撮像装置をさらに備える。撮像装置は、残留変形性薄物を撮像し、残留変形性薄物の画像データを生成する。なお、撮像装置としては、例えば、デジタル式のステレオカメラが好ましい。また、本発明において、撮像装置の撮影領域は残留変形性薄物把持機構の移動可能領域内に限定されるのは言うまでもない。制御装置は、画像解析部および第1位置決定部をさらに有する。画像解析部は、画像データを画像解析する。第1位置決定部は、画像解析部の画像解析結果に基づいて第1位置を決定する。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to a third aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to the first or second aspect of the present invention, further comprising an imaging device. The imaging device images the residual deformable thin object and generates image data of the residual deformable thin object. For example, a digital stereo camera is preferable as the imaging device. In the present invention, it goes without saying that the imaging region of the imaging apparatus is limited to the movable region of the residual deformable thin object gripping mechanism. The control device further includes an image analysis unit and a first position determination unit. The image analysis unit analyzes the image data. The first position determination unit determines the first position based on the image analysis result of the image analysis unit.
このため、この残留変形性薄物把持装置では、撮像装置の撮像範囲内において残留変形性薄物を無造作に置くことができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 For this reason, in this residual deformable thin object gripping device, the residual deformable thin object can be placed in a random manner within the imaging range of the imaging device. Therefore, the residual deformable thin object gripping device greatly contributes to the full automation of the residual deformable thin object handling.
第4発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第3発明に係る残留変形性薄物把持装置であって、画像解析部は、画像データを二値化処理して残留変形性薄物の輪郭情報を導出した後に、輪郭情報から第1長さ以上の長さを有する直線輪郭部分(以下「特定直線輪郭部分」という)を検出する。そして、第1位置決定部は、画像解析部において特定直線輪郭部分が1つだけ検出された場合、特定直線輪郭部分の第1規定位置を第1位置として決定し、画像解析部において特定直線輪郭部分が2つ以上検出された場合、特定直線輪郭部分から所定条件に基づいて1つの特定直線輪郭部分を選択し(以下、このようにして選択された特定直線輪郭部分を「選択特定直線輪郭部分」という)、選択特定直線輪郭部分の第1規定位置を第1位置として決定する。なお、ここにいう「所定条件」は、例えば、特定直線輪郭部分と残留変形性薄物把持機構との位置関係等から決定される。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to a fourth invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to the third invention, wherein the image analysis unit binarizes the image data to obtain the contour information of the residual deformable thin object. After deriving, a straight contour portion having a length equal to or longer than the first length (hereinafter referred to as “specific straight contour portion”) is detected from the contour information. The first position determination unit determines the first specified position of the specific straight line contour portion as the first position when only one specific straight line contour portion is detected in the image analysis unit, and the image analysis unit determines the specific straight line contour. When two or more portions are detected, one specific straight contour portion is selected from the specific straight contour portion based on a predetermined condition (hereinafter, the specific straight contour portion thus selected is referred to as “selected specific straight contour portion”. The first specified position of the selected specific straight line contour portion is determined as the first position. The “predetermined condition” here is determined from, for example, the positional relationship between the specific straight contour portion and the residual deformable thin object gripping mechanism.
このため、この残留変形性薄物把持装置では、十分に長い直線部を有する残留変形性薄物を、かなり高い確率で把持することができる。 For this reason, with this residual deformable thin object gripping apparatus, it is possible to grip a residual deformable thin object having a sufficiently long straight portion with a fairly high probability.
第5発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第4発明に係る残留変形性薄物把持装置であって、第1位置決定部は、画像解析部において特定直線輪郭部分情報が検出されなかった場合、第1長さ未満の長さを有する直線輪郭部分の第2規定位置を第1位置として決定する。制御部は、第1制御、第2制御、第3制御、第4制御、第5制御、第6制御、第7制御、第9制御および第10制御を行う。第9制御では、制御部が、第7制御後に、残留変形性薄物把持機構を第3位置よりも上方の位置に移動させるように残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する。第10制御では、制御部が、第9制御後に、フィンガ部を第12距離よりも長い距離(以下「第13距離」という)離間させるように第1接近離間機構を制御する。なお、第13距離は「フィンガ部がもはや残留変形性薄物を把持することができなくなる距離」でなければならない。 A residual deformable thin object gripping device according to a fifth aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping device of the fourth aspect of the present invention, in which the first position determining unit is not detected by the image analysis unit as to the specific straight contour portion information. The second prescribed position of the straight contour portion having a length less than the first length is determined as the first position. The control unit performs first control, second control, third control, fourth control, fifth control, sixth control, seventh control, ninth control, and tenth control. In the ninth control, the control unit controls the residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism so as to move the residual deformable thin object gripping mechanism to a position above the third position after the seventh control. In the tenth control, after the ninth control, the control unit controls the first approach / separation mechanism so that the finger unit is separated by a distance longer than the twelfth distance (hereinafter referred to as “the thirteenth distance”). The thirteenth distance must be “a distance at which the finger portion can no longer grip the residual deformable thin object”.
つまり、この残留変形性薄物把持装置は、特定直線輪郭部分が検出されるまで、残留変形性薄物を把持して上に持ち上げて離す動作を繰り返す。このため、この残留変形性薄物把持装置を用いれば、残留変形性薄物を置く設置者は、エラーが出る度にいちいち残留変形性薄物を置き直す必要がなくなる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 That is, this residual deformable thin object gripping apparatus repeats the operation of gripping the residual deformable thin object, lifting it up, and releasing it until the specific straight contour portion is detected. For this reason, if this residual deformable thin object gripping apparatus is used, the installer who places the residual deformable thin object does not need to replace the residual deformable thin object every time an error occurs. Therefore, the residual deformable thin object gripping device greatly contributes to the full automation of the residual deformable thin object handling.
第6発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明から第5発明のいずれかに係る残留変形性薄物把持装置であって、制御部は、第11制御をさらに行う。第11制御では、制御部が、第7制御後に、ハンド部を第3距離よりも長い距離離間させるように第2接近離間機構を制御する。なお、この第11制御では、制御部が、ハンド部を残留変形性薄物の両端部に位置するように移動させるのが好ましい。また、このように、ハンド部を残留変形性薄物の両端部に位置させるためには、画像データからの長さ情報を利用する方法や、フィンガ部の側面等に、発光素子および受光素子からなる光学センサ等のセンサを付ける方法などが考えられる。また、この第11制御が行われる際、残留変形性薄物把持機構は、第1方向が水平面(鉛直方向と直交する面)と平行となる状態とされてもよいし、第1方向が水平面と交差する状態とされてもよい。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to any of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the control unit further performs an eleventh control. In the eleventh control, after the seventh control, the control unit controls the second approach / separation mechanism so that the hand unit is separated by a distance longer than the third distance. In the eleventh control, it is preferable that the control unit moves the hand unit so as to be positioned at both ends of the remaining deformable thin object. In addition, in order to position the hand part at both ends of the residual deformable thin object as described above, a method using the length information from the image data, a side surface of the finger part, and the like are provided with a light emitting element and a light receiving element. A method of attaching a sensor such as an optical sensor is conceivable. When the eleventh control is performed, the residual deformable thin object gripping mechanism may be configured such that the first direction is parallel to a horizontal plane (a plane orthogonal to the vertical direction), or the first direction is a horizontal plane. You may be in the state of crossing.
このため、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物を把持するだけでなくフィンガ部に残留変形性薄物を把持させたままハンド部を残留変形性薄物の縁部に沿って滑らせて残留変形性薄物を展開させることができる(以下、このような展開方法を「つまみ滑り展開」という)。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 For this reason, this residual deformable thin object gripping device not only grips the residual deformable thin object, but also slides the hand part along the edge of the residual deformable thin object while the finger part holds the residual deformable thin object. The residual deformable thin material can be developed (hereinafter, such a development method is referred to as “knob sliding development”). Therefore, the residual deformable thin object gripping device greatly contributes to the full automation of the residual deformable thin object handling.
なお、第1方向が水平面と平行となるように残留変形性薄物把持機構がされた状態においてつまみ滑り展開を行う場合、残留変形性薄物の縁部に折り返し等、厚みの厚い部分があるのが好ましい。これは、つまみ滑り展開中に残留変形性薄物がフィンガ部から滑り落ちるおそれがあるためである。一方、第1方向が水平面と交差するように残留変形性薄物把持機構がされた状態においてつまみ滑り展開を行う場合、残留変形性薄物の縁部には折り返し等、厚みの厚い部分がなくても全く問題ない。 In the case where the pinch slide deployment is performed with the residual deformable thin object gripping mechanism so that the first direction is parallel to the horizontal plane, there is a thick part such as a fold on the edge of the residual deformable thin object. preferable. This is because the residual deformable thin object may slide off from the finger part during the sliding movement of the knob. On the other hand, in the case where the pinch slide deployment is performed with the residual deformable thin object gripping mechanism so that the first direction intersects the horizontal plane, the edge of the residual deformable thin object does not have a thick part such as a fold. No problem at all.
第7発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第6発明に係る残留変形性薄物把持装置であって、制御部は、第12制御および第13制御をさらに行う。第12制御では、制御部が、第11制御後又は第11制御中に、残留変形性薄物把持機構を第1方向が水平面に平行となる状態としたまま残留変形性薄物把持機構を下前方又は下後方に向かって移動させるように残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する。第13制御では、制御部が、第12制御後に、フィンガ部を第12距離よりも長い距離(以下「第14距離」という)離間させるように第1接近離間機構を制御する。なお、第14距離は「フィンガ部がもはや残留変形性薄物を把持することができなくなる距離」でなければならない。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to the sixth aspect of the present invention, wherein the control unit further performs a twelfth control and a thirteenth control. In the twelfth control, after the eleventh control or during the eleventh control, the control unit moves the residual deformable thin object gripping mechanism downward and forward with the first direction parallel to the horizontal plane. The residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism is controlled to move downward and rearward. In the thirteenth control, after the twelfth control, the control unit controls the first approach / separation mechanism so that the finger unit is separated by a distance longer than the twelfth distance (hereinafter referred to as “fourteenth distance”). The 14th distance must be “a distance at which the finger portion can no longer grip the residual deformable thin object”.
このため、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物をつまみ滑り展開させた後に、残留変形性薄物を静置することができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 For this reason, this residual deformable thin object gripping device can stand the residual deformable thin object after pinching and sliding the residual deformable thin object. Therefore, the residual deformable thin object gripping device greatly contributes to the full automation of the residual deformable thin object handling.
第8発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明から第7発明のいずれかに係る残留変形性薄物把持装置であって、フィンガ部には、残留変形性薄物との接触箇所に高摩擦性シートが貼付されている。なお、ここにいう「高摩擦性シート」とは、例えば、ゴムシート等である。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to any of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the finger portion has a high height at a contact point with the residual deformable thin object. A friction sheet is affixed. The “high friction sheet” referred to here is, for example, a rubber sheet.
このため、この残留変形性薄物把持装置は、押付力を高めることなく残留変形性薄物を山形に変形させることができる。 For this reason, this residual deformable thin object gripping device can deform the residual deformable thin object into a mountain shape without increasing the pressing force.
第9発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明から第8発明のいずれかに係る残留変形性薄物把持装置であって、残留変形性薄物把持機構回転機構をさらに備える。残留変形性薄物把持機構回転機構は、対抗方向と第1方向とを含む面に沿って残留変形性薄物把持機構を回転させることが可能である。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to any of the first to eighth aspects of the present invention, further comprising a residual deformable thin object gripping mechanism rotating mechanism. The residual deformable thin object gripping mechanism rotating mechanism can rotate the residual deformable thin object gripping mechanism along a plane including the opposing direction and the first direction.
このため、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物が水平方向に対して傾いて置かれていても残留変形性薄物を把持することができる。 For this reason, this residual deformable thin object gripping apparatus can grip the residual deformable thin object even if the residual deformable thin object is placed inclined with respect to the horizontal direction.
第10発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明から第9発明のいずれかに係る残留変形性薄物把持装置であって、残留変形性薄物把持機構移動機構は、残留変形性薄物把持機構を上下方向、前後方向および左右方向に移動させることが可能である。 A residual deformable thin object gripping device according to a tenth invention is the residual deformable thin object gripping device according to any of the first to ninth inventions, wherein the residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism is a residual deformable thin object gripping device. It is possible to move the mechanism in the up-down direction, the front-rear direction, and the left-right direction.
このため、この残留変形性薄物把持装置では、残留変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。 For this reason, in this residual deformable thin object gripping device, the degree of freedom of the place where the residual deformable thin object is placed can be increased.
第11発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明から第9発明のいずれかに係る残留変形性薄物把持装置であって、残留変形性薄物把持機構旋回機構をさらに備える。残留変形性薄物把持機構旋回機構は、残留変形性薄物把持機構を旋回させることが可能である。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to an eleventh aspect of the invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to any of the first to ninth aspects of the invention, further comprising a residual deformable thin object gripping mechanism turning mechanism. The residual deformable thin object gripping mechanism turning mechanism can turn the residual deformable thin object gripping mechanism.
このため、この残留変形性薄物把持装置では、残留変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。 For this reason, in this residual deformable thin object gripping device, the degree of freedom of the place where the residual deformable thin object is placed can be increased.
第12発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第6発明に係る残留変形性薄物把持装置であって、一対のフィンガ部は、基板、第1突起部および第2突起部をそれぞれ有する。第1突起部は、基板の基端部から基板の板厚方向第1側に延びている。第2突起部は、基板の先端部から基板の板厚方向第1側に延びている。また、この第2突起部は、第1突起部と対抗する側の角部が面取りされている。なお、第2突起部の面取り面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。そして、この一対のフィンガ部は、第1突起部同士および第2突起部同士が互いに対抗するように配置されている。 A residual deformable thin object gripping apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping apparatus according to the sixth aspect of the present invention, wherein the pair of finger portions each have a substrate, a first protrusion, and a second protrusion. The first protrusion extends from the base end of the substrate to the first side in the thickness direction of the substrate. The second protrusion extends from the tip of the substrate to the first side in the thickness direction of the substrate. In addition, the second protrusion has a chamfered corner on the side facing the first protrusion. The chamfered surface of the second protrusion may be a flat surface or a curved surface. The pair of finger portions are arranged such that the first protrusions and the second protrusions oppose each other.
このため、残留変形性薄物の縁部に折り返し等、厚みの厚い部分がある場合であっても、残留変形性薄物把持装置は、滑らかにつまみ滑り展開を行うことができる。 For this reason, even if there is a thick portion such as a folded edge at the edge of the residual deformable thin object, the residual deformable thin object gripping device can smoothly pinch and unfold.
第13発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第12発明に係る残留変形性薄物把持装置であって、第2突起部は、基板の先端部から基板の板厚方向第1側に第1突起部よりも低い高さまで延びている。つまり、一対のフィンガ部において第1突起部同士が接触したとき、第2突起部の間には一定の隙間が生じることになる。 A residual deformable thin object gripping device according to a thirteenth aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping device of the twelfth aspect of the present invention, wherein the second protrusion is first from the front end portion of the substrate to the first thickness direction side of the substrate. It extends to a height lower than the protrusion. That is, when the first protrusions come into contact with each other in the pair of finger portions, a certain gap is generated between the second protrusions.
このため、この残留変形性薄物把持装置は、一定範囲の厚みを有する残留変形性薄物に対して把持力を弱めることができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、一定範囲の厚みを有する残留変形性薄物に対して過度な応力を加えずに済む。よって、この残留変形性薄物把持装置は、一定範囲の厚みを有する残留変形性薄物をいたずらに傷めることがない。 For this reason, this residual deformable thin object gripping device can weaken the gripping force with respect to the residual deformable thin object having a certain range of thickness. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not need to apply excessive stress to the residual deformable thin object having a certain range of thickness. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not unnecessarily damage the residual deformable thin object having a certain range of thickness.
第14発明に係る残留変形性薄物把持装置は、第1発明から第13発明のいずれかに係る残留変形性薄物把持装置であって、フィンガ部には、対抗面に圧力センサが取り付けられている。また、制御部は、圧力センサの出力値に基づいてフィンガ部同士の接近距離を制御する。 A residual deformable thin object gripping device according to a fourteenth aspect of the present invention is the residual deformable thin object gripping device according to any of the first to thirteenth aspects of the present invention, and a pressure sensor is attached to the opposing surface of the finger portion. . Moreover, a control part controls the approach distance between finger parts based on the output value of a pressure sensor.
このため、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物の厚みによらず、残留変形性薄物の把持力を一定にすることができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物に余分な応力を加えずに済む。よって、この残留変形性薄物把持装置は、いたずらに残留変形性薄物を傷めることがない。 For this reason, this residual deformable thin object gripping device can make the gripping force of the residual deformable thin object constant regardless of the thickness of the residual deformable thin object. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not apply extra stress to the residual deformable thin object. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not unnecessarily damage the residual deformable thin object.
第1発明に係る残留変形性薄物把持装置では、残留変形性薄物が床面や容器の底面等に平らな状態で存在する場合において、残留変形性薄物にダメージを与えたり残留変形性薄物を汚したり残留変形性薄物に折り目をつけたりすることなく、高確率で自動的にその残留変形性薄物を把持することができる。また、この残留変形性薄物把持装置は、1台のロボットアーム(残留変形性薄物把持機構移動機構)と、1台のロボットハンド(残留変形性薄物把持機構)から構築することができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、製造コストをできるだけ低く抑えながら製造することができる。 In the residual deformable thin object gripping device according to the first aspect of the present invention, when the residual deformable thin object exists flat on the floor surface or the bottom surface of the container, the residual deformable thin object is damaged or the residual deformable thin object is soiled. The residual deformable thin object can be automatically gripped with high probability without making a crease in the residual deformable thin object. The residual deformable thin object gripping device can be constructed from one robot arm (residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism) and one robot hand (residual deformable thin object gripping mechanism). Therefore, this residual deformable thin object gripping device can be manufactured while keeping the manufacturing cost as low as possible.
第2発明に係る残留変形性薄物把持装置では、第2距離および第4距離を適切に設定することにより、残留変形性薄物の山形部分を安定化させることができる。 In the residual deformable thin object gripping device according to the second aspect of the present invention, the mountain portion of the residual deformable thin object can be stabilized by appropriately setting the second distance and the fourth distance.
第3発明に係る残留変形性薄物把持装置では、撮像装置の撮像範囲内において残留変形性薄物を無造作に置くことができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 In the residual deformable thin object gripping device according to the third invention, the residual deformable thin object can be placed in a random manner within the imaging range of the imaging device. Therefore, the residual deformable thin object gripping device greatly contributes to the full automation of the residual deformable thin object handling.
第4発明に係る残留変形性薄物把持装置では、十分に長い直線部を有する残留変形性薄物を、かなり高い確率で把持することができる。 In the residual deformable thin object gripping device according to the fourth aspect of the present invention, the residual deformable thin object having a sufficiently long straight portion can be gripped with a fairly high probability.
第5発明に係る残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 The residual deformable thin object gripping device according to the fifth invention greatly contributes to the full automation of the handling of the residual deformable thin object.
第6発明に係る残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物を把持するだけでなくフィンガ部に残留変形性薄物を把持させたままハンド部を残留変形性薄物の縁部に沿って滑らせて残留変形性薄物を展開させることができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 The residual deformable thin object gripping device according to the sixth aspect of the present invention not only grips the residual deformable thin object but also slides the hand part along the edge of the residual deformable thin object while the finger part holds the residual deformable thin object. Thus, the residual deformable thin material can be developed. Therefore, the residual deformable thin object gripping device greatly contributes to the full automation of the residual deformable thin object handling.
第7発明に係る残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物をつまみ滑り展開させた後に、残留変形性薄物を静置することができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物のハンドリングの全自動化に大きく貢献する。 In the residual deformable thin object gripping device according to the seventh aspect of the present invention, the residual deformable thin object can be allowed to stand after the residual deformable thin object is picked and unfolded. Therefore, the residual deformable thin object gripping device greatly contributes to the full automation of the residual deformable thin object handling.
第8発明に係る残留変形性薄物把持装置は、押付力を高めることなく残留変形性薄物を山形に変形させることができる。 The residual deformable thin object gripping device according to the eighth aspect of the invention can deform the residual deformable thin object into a mountain shape without increasing the pressing force.
第9発明に係る残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物が水平方向に対して傾いて置かれていても残留変形性薄物を把持することができる。 The residual deformable thin object gripping device according to the ninth aspect of the present invention can grip the residual deformable thin object even if the residual deformable thin object is placed inclined with respect to the horizontal direction.
第10発明に係る残留変形性薄物把持装置では、残留変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。 In the residual deformable thin object gripping apparatus according to the tenth aspect of the invention, the degree of freedom of the place where the residual deformable thin object is placed can be increased.
第11発明に係る残留変形性薄物把持装置では、残留変形性薄物の置き場所の自由度を高めることができる。 In the residual deformable thin object gripping apparatus according to the eleventh aspect of the invention, the degree of freedom of the place where the residual deformable thin object is placed can be increased.
第12発明に係る残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物の縁部に折り返し等、厚みの厚い部分がある場合であっても、滑らかにつまみ滑り展開を行うことができる。 The residual deformable thin object gripping apparatus according to the twelfth aspect of the present invention can smoothly pinch and unfold even if there is a thick part such as a folded edge at the edge of the residual deformable thin object.
第13発明に係る残留変形性薄物把持装置は、一定範囲の厚みを有する残留変形性薄物に対して把持力を弱めることができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、一定範囲の厚みを有する残留変形性薄物に対して過度な応力を加えずに済む。よって、この残留変形性薄物把持装置は、一定範囲の厚みを有する残留変形性薄物をいたずらに傷めることがない。 The residual deformable thin object gripping device according to the thirteenth aspect of the invention can weaken the gripping force with respect to the residual deformable thin object having a certain range of thickness. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not need to apply excessive stress to the residual deformable thin object having a certain range of thickness. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not unnecessarily damage the residual deformable thin object having a certain range of thickness.
第14発明に係る残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物の厚みによらず、残留変形性薄物の把持力を一定にすることができる。したがって、この残留変形性薄物把持装置は、残留変形性薄物に余分な応力を加えずに済む。よって、この残留変形性薄物把持装置は、いたずらに残留変形性薄物を傷めることがない。 The residual deformable thin object gripping device according to the fourteenth aspect of the present invention can make the gripping force of the residual deformable thin object constant regardless of the thickness of the residual deformable thin object. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not apply extra stress to the residual deformable thin object. Therefore, this residual deformable thin object gripping device does not unnecessarily damage the residual deformable thin object.
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1は、図1に示されるように、第1載置台5Aに置かれる布地を把持した後にその把持した布地を展開して第2載置台5Bに静置する装置であって、主に、布地処理ロボット2、デジタル式ステレオカメラ3およびコンピュータ4から構成される。なお、本実施の形態において、デジタル式ステレオカメラ3はUSBケーブル(図示せず)を介してコンピュータ4に接続され、布地処理ロボット2もRS−232Cケーブル(図示せず)を介してコンピュータ4に接続される。
As shown in FIG. 1, the
以下、布地処理ロボット2、デジタル式ステレオカメラ3およびコンピュータ4についてそれぞれ詳述していく。
Hereinafter, the
<布地処理ロボット>
布地処理ロボット2は、図1〜4に示されるように、主に、ロボットハンド2Aおよびロボットアーム2Bから構成される。なお、ロボットハンド2Aは、図1および図2に示されるように、ロボットアーム2Bの先端側部分に回動自在に取り付けられている。以下、ロボットハンド2Aおよびロボットアーム2Bについてそれぞれ詳述していく。
<Cloth processing robot>
As shown in FIGS. 1 to 4, the
(1)ロボットハンド
ロボットハンド2Aは、図5〜8に示されるように、主に、ハンド機構21および第1スライド機構22から構成される。
(1)
ハンド機構21は、図5〜8に示されるように、主に、一対のフィンガ部21Aおよび第2スライド機構21Bから構成される。
As shown in FIGS. 5 to 8, the
フィンガ部21Aは、図5〜12に示されるように、上側フィンガ部21aと下側フィンガ部21bとに区別される。
As shown in FIGS. 5 to 12, the
上側フィンガ部21aは、図9〜12に示されるように、主に、ベース部211、先端突起部212および基端突起部213から形成されている。ベース部211は、略直方体状(あるいは厚板状)を呈するブロック体部分である。先端突起部212は、図9〜12に示されるように、ベース部211の長手方向先端側部分からベース部211の厚み方向片側に向かって延びている。なお、この先端突起部212は、図9〜12から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。また、この先端突起部212は、図11から明らかなように、基端突起部213に対抗する面が半円筒曲面となっている。基端突起部213は、ベース部211の長手方向基端側部分から先端突起部212の突起方向と同一方向に向かって延びている。なお、この基端突起部213は、図9〜12から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。
As shown in FIGS. 9 to 12, the
下側フィンガ部21bは、図9〜12に示されるように、主に、ベース部211、先端突起部212、基端突起部213および締結部214から形成されている。ベース部211は、略直方体状を呈するブロック体部分である。なお、このベース部211の底面(布地CLと接触する面)には、ゴムシートが貼り付けられている。先端突起部212は、図9〜12に示されるように、ベース部211の長手方向先端側部分からベース部211の厚み方向片側に向かって延びている。なお、この先端突起部212は、図9〜12から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。また、この先端突起部212は、図11から明らかなように、基端突起部213に対抗する面が半円筒曲面となっている。基端突起部213は、ベース部211の長手方向基端側部分から先端突起部212の突起方向と同一方向に向かって延びている。なお、この基端突起部213は、図9〜12から明らかなように、突起方向の端面が平面となっている。締結部214は、ベース部211の基端面から長手方向に沿って延びる略直方体状(あるいは厚板状)のブロック体部分である。
As shown in FIGS. 9 to 12, the
そして、この上側フィンガ部21aと下側フィンガ部21bとは、図5〜12に示されるように、基端突起部213の突起方向の端面同士および先端突起部212の突起方向の端面同士が互いに対抗するように配置される。なお、上側フィンガ部21aおよび下側フィンガ部21bでは、基端突起部213の高さ(突起方向の長さ)が先端突起部212の高さ(突起方向の長さ)よりも0.2mm高くなるように設計されている。したがって、上側フィンガ部21aの基端突起部213の突起方向の端面と、下側フィンガ部21bの基端突起部213の突起方向の端面とが面接触したとき、上側フィンガ部21aの先端突起部212の突起方向の端面と、下側フィンガ部21bの先端突起部212の突起方向の端面との間には、0.4mmの隙間が生じることになる。また、上側フィンガ部21aはスライド移動が可能となるように第2スライド機構21Bのスライダ21e(後述)に締結されるが、下側フィンガ部21bはハンド機構21の下側に締結部214を介して固定的に締結される。つまり、上側フィンガ部21aと下側フィンガ部21bとは、コンピュータ4によって第2スライド機構21Bが制御されることにより、離間したり接近(接触を含む)したりすることが可能となる。
As shown in FIGS. 5 to 12, the
第2スライド機構21Bは、図5に示されるように、主に、ボールネジ21c、小型電動機21d、スライダ21e、カップリング21fおよびLMガイド材(図示せず)から構成されている。そして、この第2スライド機構21Bでは、小型電動機21dが回転し出すと、その回転動力がボールネジ21cに伝達され、その結果、ボールネジ21cが自身の軸を中心として回転する。すると、そのボールネジ21cの回転動力によってスライダ21eがLMガイド材に沿って直線的にスライド移動し、その結果、スライダ21eに連結される上側フィンガ部21aがスライド移動する。なお、小型電動機21dが逆転駆動される場合、そのスライダ21eの進行方向は、小型電動機21dが正転駆動される場合のスライダ21eの進行方向とは逆になる。また、この小型電動機21dは、コンピュータ4にRS−232Cケーブルを介して接続されており、コンピュータ4から送信される制御信号によって正転したり逆転したり停止したりする。
As shown in FIG. 5, the
第1スライド機構22は、図5〜8に示されるように、一方のハンド機構21を左右方向にスライド移動させる第11スライド機構22Aと、もう一方のハンド機構21を同じく左右方向にスライド移動させる第12スライド機構22Bとを備えている。なお、この第11スライド機構22Aと第12スライド機構22Bとは、機械的には完全に独立されている。そして、第11スライド機構22Aおよび第12スライド機構22Bは、それぞれ、図5〜8に示されるように、主に、ボールネジ(図示せず)、小型電動機22d、スライダ(図示せず)およびLMガイド材(図示せず)から構成されている。そして、この第1スライド機構22では、小型電動機22dが回転し出すと、その回転動力がボールネジに伝達され、その結果、ボールネジが自身の軸を中心として回転する。すると、そのボールネジの回転動力によってスライダがLMガイド材に沿って直線的にスライド移動し、その結果、スライダに連結されるハンド機構21がスライド移動する。なお、小型電動機22dが逆転駆動される場合、そのスライダの進行方向は、小型電動機22dが正転駆動される場合のスライダの進行方向とは逆になる。つまり、2つのハンド機構21は、コンピュータ4によって第1スライド機構22が制御されることにより、離間したり接近(接触を含む)したりすることが可能となる。また、この小型電動機22dは、コンピュータ4にRS−232Cケーブルを介して接続されており、コンピュータ4から送信される制御信号によって正転したり逆転したり停止したりする。
As shown in FIGS. 5 to 8, the
(2)ロボットアーム
ロボットアーム2Bは、図1〜4に示されるように、主に、台座25a、回転テーブル25b、第1連結部25c、第1アーム部25d、第2連結部25eおよび第2アーム部25fから構成されている。
(2) Robot Arm As shown in FIGS. 1 to 4, the
台座25aには、天板上に回転テーブル25bが配置されている。そして、この台座25aには、回転テーブル25bを回転させる回転機構(図示せず)が収容されている。
The
第1連結部25cは、回転テーブル25bに固定的に締結されている。そして、この第1連結部25cには、第1アーム部25dが連結されている。
The first connecting
第1アーム部25dは、略柱状の部材であって、基端側部分が第1連結部25cに連結され、先端側部分が第2連結部25eに連結されている。そして、この第1アーム部25dは、第1連結部25cとの連結点を中心として、回転テーブル25bの回転方向を含む面に直交する面(以下「第1面」という)内を回転することができる。
The
第2連結部25eは、第1アーム部25dと第2アーム部25fと連結する。そして、この第2連結部25eは、第1アーム部25dとの連結点を中心として、第1面内を回転することができる。
The second connecting
第2アーム部25fは、略柱状の部材であって、基端側部分が第2連結部25eに連結されており、先端側部分がロボットハンド2Aに連結されている。そして、この第2アーム部25fは、自身の軸を中心として回転することができる。また、この第2アーム部25fの先端側部分は、上述したように、ロボットハンド2Aが連結点を中心として第1面内を回転することができるようにロボットハンド2Aに連結されている。
The
なお、このようなロボットアーム2Bは、市販されており、当業者であれば容易に入手することができる。
Such a
<デジタル式ステレオカメラ>
デジタル式ステレオカメラ3は、2つの撮像部を有しており、それぞれの撮像部においてカメラ付属のモジュールにより歪曲補正前および歪曲補正後のデジタル化濃淡画像、カラー画像、エッジ画像を生成することができる。そして、このデジタル式ステレオカメラ3は、画像が生成される度、USBケーブルを介してこれらの画像をコンピュータ4に送信する。
<Digital stereo camera>
The
なお、本実施の形態において、このデジタル式ステレオカメラ3の焦点は第1載置台5Aの天板に合わせられている。そして、このデジタル式ステレオカメラ3は、第1載置台5Aの天板が全て撮影範囲に含まれるように固定的に設置されている。
In the present embodiment, the
なお、このようなデジタル式ステレオカメラ3としては、例えば、digiclops社製のBumbee2等を利用することができる。
In addition, as such a
<コンピュータ>
コンピュータ4は、図1に示されるように、主に、本体、ディスプレイ、キーボードおよびマウスから構成されている。
<Computer>
As shown in FIG. 1, the
本体は、マザーボードや、CPU、メインメモリ、ハードディスク、USBインターフェイスボードやRS−232Cインターフェイスボード等を備えている。そして、ハードディスクには距離決定ソフトウェアや、カメラキャリブレーションソフトウェア、布地処理ロボット制御ソフトウェア等のソフトウェアがインストールされており、これらのソフトウェアはCPUやメインメモリ等によって実行される。なお、布地処理ロボット制御ソフトウェアには、布地位置検出ルーチンや、布地処理ロボット動作制御ルーチンが含まれている。 The main body includes a motherboard, a CPU, a main memory, a hard disk, a USB interface board, an RS-232C interface board, and the like. Software such as distance determination software, camera calibration software, and cloth processing robot control software is installed in the hard disk, and these software are executed by the CPU, main memory, and the like. The cloth processing robot control software includes a cloth position detection routine and a cloth processing robot operation control routine.
そして、このコンピュータ4は、デジタル式ステレオカメラ3が2つの撮像部において同時に画像が生成されると、距離決定ソフトウェアにより、デジタル式ステレオカメラ3からそれらの画像のデータを収集する。次に、このコンピュータ4では、距離決定ソフトウェアにより、両画像の画素の対応関係がデータ化される。続いて、このコンピュータ4では、ステレオカメラ機能と画素対応関係データとに基づいて画像中の二次元画像座標点までの距離が求められる。その後、カメラモジュールにおいて、両画像中から最も似通った対象物を、画素間を横に移動しながら対応付けしていく。そして、全ての画素について検索が完了すると、画像中の対象物までの距離が求められる。
When the
なお、このような手法は当業者に公知の手法であるため、これ以上詳細な説明は行わない。 In addition, since such a method is a method well-known to those skilled in the art, it does not carry out detailed description any more.
また、このコンピュータ4では、カメラキャリブレーションソフトウェアにより、カメラ座標がロボット座標に変換される。なお、本実施の形態において、カメラキャリブレーションとは、カメラの内部変数(焦点距離など)と外部変数(カメラ姿勢など)とを求めるプロセスを意味する。
In the
なお、本実施の形態において、このカメラキャリブレーションは、次のように行われる。 In the present embodiment, this camera calibration is performed as follows.
先ず、あらかじめロボット座標の分かっている位置にマーカーを移動させる。次に、デジタル式ステレオカメラ3によりそのマーカーの周辺を撮影する。続いて、マーカー周辺の画像中から推定円手法によりマーカーを抽出する。なお、推定円手法については以下に詳述する。
First, the marker is moved to a position where the robot coordinates are known in advance. Next, the periphery of the marker is photographed by the
推定円手法では、先ず、画像に対しHSV(色相、彩度、明度の三つの成分からなる色空間)表色系を用いて、あらかじめ指定したマーカー(白色)に似た色とその他の色とで二値化する。なお、本実施の形態では、マーカーに似た色を白色とし、その他の色を黒色とした。次に、二値化画像より、二次元画像座標C(u,v)のとき任意の画素に対して半径rの円が描かれる。続いて、この円の内側に含まれる全ての画素の画素値pがスキャンされて画素値pが白色のときは+1が加算され、黒色のときは−0.5が加算されていく(下式(2)参照)。なお、円内側に含まれる画素の総数をMとすると、その結果値Fは下式(2)で表される。そして、結果値Fが最大になるときの円中心座標が求められ、その円中心座標が画像中のマーカー位置、つまり、規定のロボット座標とされる。 In the estimation circle method, first, an HSV (color space composed of three components of hue, saturation, and brightness) color system is used for an image, and a color similar to a marker (white) designated in advance and other colors are selected. To binarize. In the present embodiment, the color similar to the marker is white and the other colors are black. Next, a circle with a radius r is drawn for an arbitrary pixel at the two-dimensional image coordinates C (u, v) from the binarized image. Subsequently, the pixel values p of all the pixels included inside the circle are scanned, and when the pixel value p is white, +1 is added, and when the pixel value p is black, -0.5 is added (the following expression) (See (2)). When the total number of pixels included inside the circle is M, the result value F is expressed by the following equation (2). Then, the circle center coordinate when the result value F is maximum is obtained, and the circle center coordinate is set as the marker position in the image, that is, the specified robot coordinate.
そして、ロボット座標xとカメラ座標wとの組(x,w)がN回測定され、両座標間の座標変換が行われる。座標変換は、線形変換Aと並進ベクトルtの組み合わせで表現される。具体的には、線形変換Aと並進ベクトルtとが求められ、線形変換Aと並進ベクトルtとが下式(3)に代入されて推定のロボット座標x’が求められる。 Then, a set (x, w) of the robot coordinate x and the camera coordinate w is measured N times, and coordinate conversion between the two coordinates is performed. The coordinate transformation is expressed by a combination of a linear transformation A and a translation vector t. Specifically, the linear transformation A and the translation vector t are obtained, and the estimated robot coordinate x ′ is obtained by substituting the linear transformation A and the translation vector t into the following equation (3).
なお、本実施の形態では、変形変換Aと並進ベクトルtとの組合せを求めるために、評価値D(下式(4)参照)を最小化する手法を利用している。 In the present embodiment, a method of minimizing the evaluation value D (see the following expression (4)) is used in order to obtain a combination of the deformation transformation A and the translation vector t.
そして、実際のロボット座標xと上式(3)で得られた推定のロボット座標x’との絶対誤差値diffが下式(5)から求められ、diffが閾値を超えたときのxとx’との組が除かれた後、再び上式(4)を用いて線形変換Aと並進ベクトルtとの組合せが求められる。 Then, the absolute error value diff between the actual robot coordinate x and the estimated robot coordinate x ′ obtained by the above equation (3) is obtained from the following equation (5), and x and x when diff exceeds the threshold value After the pair with 'is removed, the combination of the linear transformation A and the translation vector t is obtained again using the above equation (4).
なお、このような手法は当業者に公知の手法であるため、これ以上詳細な説明は行わない。 In addition, since such a method is a method well-known to those skilled in the art, it does not carry out detailed description any more.
また、このコンピュータ4では、布地処理ロボット制御ソフトウェアにより、布地CLの把持箇所が決定され、布地処理ロボット2の布地CLの把持処理から布地CLの静置処理までの一連の動作を実現する制御信号が生成され、その制御信号が逐次、布地処理ロボット2に送信される。なお、布地CLの把持箇所の決定については以下に詳述する。
Further, in the
本実施の形態では、「第1載置台5Aに接している布地CLの縁部の中でも、できる限りロボットハンド2Aに近く、且つ、一定の長さ以上の長さを有する直線となっている部分」が把持箇所と規定されている。そして、先ず、布地CLの縁部が第1載置台5Aに接しているか否かを判断するためには、布地CLの第1載置台5Aからの高さデータが必要となる。この高さデータは、あらかじめ第1載置台5Aの三次元位置を求めておけば容易に計算することができる。このため、本実施の形態では、第1載置台5Aにマーカーシートが設置され、マーカーシートの3次元座標から第1載置台5Aの三次元位置が求められる。
In the present embodiment, “a part of the edge of the cloth CL that is in contact with the first mounting table 5A is as close as possible to the
具体的には、マーカーシートが設置された第1載置台5Aの画像と、マーカーシートが設置されていない第1載置台5Aの画像とから背景差分処理が行われ、その結果、二値化画像が導出される。次に、視差画像と二値画像とからマーカーシート領域の視差画像が導出され、その視差画像からカメラ座標およびロボット座標が求められる。その後、第1載置台5A上の各点の三次元座標(ロボット座標)が収集され、その点群に最も合致する平面の方程式が求められる。そして、この平面の方程式があらかじめ布地位置検出ルーチンに組み込まれる。 Specifically, background difference processing is performed from the image of the first mounting table 5A on which the marker sheet is installed and the image of the first mounting table 5A on which the marker sheet is not installed. As a result, the binarized image is obtained. Is derived. Next, a parallax image of the marker sheet region is derived from the parallax image and the binary image, and camera coordinates and robot coordinates are obtained from the parallax image. Thereafter, the three-dimensional coordinates (robot coordinates) of each point on the first mounting table 5A are collected, and the plane equation that best matches the point group is obtained. This plane equation is incorporated in the fabric position detection routine in advance.
そして、布地位置検出ルーチンでは、布地CLの輪郭抽出処理、直線部分抽出処理および把持箇所決定処理が実行される。以下、それぞれの処理の内容に詳述する。なお、布地CLの輪郭抽出処理については図13〜図20を用いて説明する。また、把持箇所決定処理については図21を用いて説明する。 In the cloth position detection routine, the contour extraction process, the straight line part extraction process, and the gripping part determination process of the cloth CL are executed. Hereinafter, the contents of each process will be described in detail. In addition, the outline extraction process of the fabric CL will be described with reference to FIGS. The grip location determination process will be described with reference to FIG.
輪郭抽出処理では、あらかじめ用意されている第1載置台5Aの画像のみの画像と、第1載置台5Aの上に置かれた布地CLの画像(図13参照)とから差分処理が行われ、その結果、二値化画像が導出される。なお、本実施の形態では、布地CLが白色となり、第1載置台5Aを含む背景部分が黒色となるように設定されている。なお、図14〜図19において、説明の便宜上、白色画素は網掛ハッチング又は斜線ハッチングが施されており、黒色画素はハッチングが施されていない。次に、その二値化画像において端の画素(背景部分に相当する画素)から順に、画素が白色であるか黒色であるかが判定されていく(図14参照)。そして、黒色であると判定された画素の次の画素が白色であると判定された場合、その白色の画素が第1輪郭画素(図15において斜線ハッチングが施されている画素)とされる(図15参照)。続いて、その第1輪郭画素に隣接する画素が左回りに走査されながら、それらの画素が白色であるのか黒色であるのかが判定されていく(図16参照)。そして、上記と同様に、黒色であると判定された画素の次の画素が白色であると判定された場合、その白色の画素が第2輪郭画素とされる(図17参照)。その後、第2輪郭画素の検出と同じ要領で、第n輪郭画素が検出され、再び第1輪郭画素が検出されるまでこの検出が繰り返される(図18および図19参照)。この結果、閉曲線、つまり布地CLの輪郭画像(図20参照)が形成される。 In the contour extraction process, a difference process is performed from an image of only the first mounting table 5A prepared in advance and an image of the cloth CL placed on the first mounting table 5A (see FIG. 13). As a result, a binarized image is derived. In the present embodiment, the cloth CL is set to be white and the background portion including the first mounting table 5A is set to be black. In FIG. 14 to FIG. 19, for convenience of explanation, the white pixels are shaded or hatched, and the black pixels are not hatched. Next, it is determined whether the pixel is white or black sequentially from the end pixel (pixel corresponding to the background portion) in the binarized image (see FIG. 14). Then, when it is determined that the pixel next to the pixel determined to be black is white, the white pixel is defined as a first contour pixel (a pixel that is hatched in FIG. 15) ( FIG. 15). Subsequently, while the pixels adjacent to the first contour pixel are scanned counterclockwise, it is determined whether the pixels are white or black (see FIG. 16). Similarly to the above, when it is determined that the pixel next to the pixel determined to be black is white, the white pixel is set as the second contour pixel (see FIG. 17). Thereafter, the n-th contour pixel is detected in the same manner as the detection of the second contour pixel, and this detection is repeated until the first contour pixel is detected again (see FIGS. 18 and 19). As a result, a closed curve, that is, a contour image (see FIG. 20) of the fabric CL is formed.
直線部分抽出処理では、布地CLの輪郭画像を構成する画素それぞれについてk−曲率が算出される。なお、k−曲率とは曲線上のある点における曲線の緩急の程度を表す量であって、この値が大きいほどその曲線の曲がり度合いが急であることを示し、この値が0に近づくほど曲線の曲がり度合いが緩い、つまり、直線性がよいことを示すことになる。そして、本実施の形態では、k−曲率が所定の閾値以下となっている画素群が直線部分として決定される。なお、曲線がy=f(x)の関数として表される場合、そのk−曲率kは下式(6)で表される。なお、本実施の形態では、k−曲率は、k−曲率を求めようとする点(x0,y0)の左右にそれぞれk個の点を取り、点(x-k,y-k)から点(x0,y0)へのベクトルと、点(x0,y0)から点(xk,yk)へのベクトルがつくる角度θとして算出されている。 In the straight line portion extraction process, k-curvature is calculated for each pixel constituting the contour image of the fabric CL. The k-curvature is an amount representing the degree of curve steepness at a certain point on the curve. The larger the value, the steeper the curve is, and the closer this value is to 0. This indicates that the curve is loose, that is, the linearity is good. In the present embodiment, a pixel group whose k-curvature is equal to or less than a predetermined threshold is determined as a straight line portion. When the curve is expressed as a function of y = f (x), the k-curvature k is expressed by the following equation (6). In the present embodiment, k-curvature takes k points to the left and right of the point (x 0 , y 0 ) for which k-curvature is to be obtained, and the point (x −k , y −k ). To the point (x 0 , y 0 ) and the angle θ formed by the vector from the point (x 0 , y 0 ) to the point (x k , y k ).
把持箇所決定処理では、先ず、直線部分抽出処理で抽出された直線部分のうち第1載置台5Aからの高さが所定の閾値以下である直線部分が選択される。なお、この直線部分選択処理は、ロボット布地CLが第1載置台5Aに接触している部分でロボットハンド2Aの把持動作が行われることを実現させるために行われている。また、直線部分の第1載置台5Aからの高さは、上記平面の方程式と直線部分の座標とから簡単に求められる。次に、直線部分選択処理で選択された直線部分のうちロボット座標系のy軸との角度が近似しているもの(つまり、角度の差異が所定の閾値内にあるもの)を接続する処理が行われる(図21参照)。なお、この接続処理は、直線部分抽出処理のとき、実際には直線的に見える部分が一つの直線部分として抽出されず分断されて2つ以上の直線部分として抽出されることがあり、これを積極的に補正するために行われている。続いて、接続処理された直線部分の長さがロボット座標から算出され、その長さが閾値以上ものが選択される。なお、この長さ規定選択処理は、ロボットハンド2Aが把持する直線部分はできるだけ長いものが望ましいという発想に起因して行われる。最後に、長さ規定選択処理で選択された直線部分のうちロボット座標系y軸との角度が最も小さい直線部分が選択される。なお、この角度規定選択処理は、ロボットハンド2Aがy軸方向に延びた形状を呈しており、この角度が小さいほど把持動作が行われやすいという事情に起因して行われる。
In the gripping part determination process, first, a straight line part whose height from the first mounting table 5A is equal to or less than a predetermined threshold is selected from the straight line parts extracted by the straight line part extraction process. This straight line portion selection process is performed in order to realize that the gripping operation of the
そして、角度規定選択処理で選択された直線部分の情報はメインメモリに書き込まれ、その直線部分の端点の情報がロボット座標として規定される。なお、把持箇所決定処理において直線部分が全く検出されない場合には、ディスプレイに警告メッセージが表示される。また、長さ規定選択処理で所定の閾値以上の長さの直線部分が全く検出されなかった場合、最大長さを有する直線部分が選択され、以下に示す布地落下動作が行われる。 Then, the information on the straight line portion selected in the angle defining selection process is written in the main memory, and the information on the end point of the straight line portion is defined as the robot coordinates. If no straight line portion is detected in the grip location determination process, a warning message is displayed on the display. If no straight line portion having a length equal to or greater than the predetermined threshold value is detected in the length regulation selection process, the straight line portion having the maximum length is selected, and the cloth dropping operation described below is performed.
<布地処理装置の動作制御>
上述したように、角度規定選択処理において直線部分が選定されると、コンピュータ4は、制御信号を順次送信して布地処理ロボット2に布地処理動作を行わせる。また、長さ規定選択処理で所定の閾値以上の長さの直線部分が全く検出されなかった場合、最大長さを有する直線部分が選択された後、コンピュータ4は、制御信号を順次送信して布地処理ロボット2に布地落下動作を行わせる。以下、布地処理動作と布地落下動作とについてそれぞれ詳述する。なお、以下の布地処理動作や布地落下動作についてはその動作態様が理解できれば当業者は過度の負担なくその動作を実現することができるので、コンピュータ4においてどのような制御信号が生成されるのかについては詳述しない。
<Operation control of fabric processing device>
As described above, when the straight line portion is selected in the angle regulation selecting process, the
(1)布地処理動作
布地処理動作では、先ず、ロボットハンド2Aが初期位置に位置するようにロボットアーム2Bが動作させられる(図22参照)。なお、このとき、ロボットハンド2Aでは、ハンド機構21同士が所定距離離間するようにハンド機構21が動作させられると共に、上側フィンガ部21aと下側フィンガ部21bとの間に所定の隙間(布地CLの縁部を挿入することができる隙間)が生じるように上側フィンガ部21aが動作させられる。
(1) Fabric Processing Operation In the fabric processing operation, first, the
次に、角度規定選択処理で選定された直線部分の規定の点(例えば、片側の端点から6cm離れた点と、その点からさらに6cm離れた点など)に下側フィンガ部21bの底面が接触するようにハンド機構21とロボットアーム2Bとが動作させられる(図23参照)。
Next, the bottom surface of the
次いで、ハンド機構21が規定の距離まで縮まるようにハンド機構21が接近させられる(図24参照)。なお、このとき、布地CLの把持箇所間の部分は、山形に変形させられる。
Next, the
続いて、ロボットハンド2Aが先の位置より上後方に位置するようにロボットアーム2Bが動作させられる(図25参照)。なお、このとき、上面視においてフィンガ部21Aの先端が布地CLの縁よりも後方になければならない。このようにロボットアーム2Bを動作させるには、あらかじめフィンガ部21Aの長手方向長さを計測しておき、制御パラメータとしてコンピュータ4のハードディスクに格納しておけばよい。また、このとき、ハンド機構21は、互いがさらに接近するように動作させられる。なお、この動作は、2つの下側フィンガ部21bを布地の山形部分の下空間に挿入させるために行われる。
Subsequently, the
続いて、ロボットハンド2Aが先の位置より下方に位置するようにロボットアーム2Bが動作させられた後、ロボットハンド2Aが先の位置より前方に位置するようにロボットアーム2Bが動作させられる(図26参照)。なお、このときのロボットハンド2Aの上下方向における位置(つまり高さ位置)は、布地CLを山形に変形させる直前のハンド機構21同士の距離や、布地CLを山形に変形させた後のハンド機構21同士の距離、又は、布地CLを山形に変形させるときのハンド機構21の接近距離などによってあらかじめ規定しておくことができる。これらの距離は布地CLの山形部分の高さに強く依存するためである。
Subsequently, after the
続いて、上側フィンガ部21aの基端突起部213と下側フィンガ部21bの基端突起部213が面接触するまで上側フィンガ部21aが下側フィンガ部21bに接近させられる。この結果、フィンガ部21Aが布地CLを把持する(図26参照)。なお、このとき、先端突起部212間には0.4mmの隙間が生じており、0.4mm〜0.06mm厚みの布地CLであれば、フィンガ部21Aは、布地CLを傷めることなく布地CLを把持することができる。
Subsequently, the
続いて、ロボットハンド2Aを第2載置台5Bの上方の位置に移動させるようにロボットアーム2Bを動作させる(図27参照)。
Subsequently, the
続いて、ハンド機構21が所定距離離間するようにハンド機構21が動作させられ、布地CLが展開される(図27〜29参照)。なお、このときのハンド機構21の離間距離は、布地CLの大きさによってあらかじめ規定されている。
Subsequently, the
ところで、布地CLの縁に折り返し等の厚みの厚い部分が存在しない場合、布地展開動作中に布地CLがフィンガ部21Aから抜け落ちて第2載置台5Bに落下するおそれがある。このため、この動作は、折り返し等の厚みの厚い縁部分が存在する布地CLに好適に実行されることになる。
By the way, when there is no thick part such as a fold on the edge of the cloth CL, the cloth CL may fall off the
そして、ロボットハンド2Aが前進しながら第2載置台5Bに接近するようにロボットアーム2Bが動作され、布地CLが第2載置台5Bに展開された状態で静置される(図30〜図33参照)。ロボットハンド2Aが規定の位置に達したところで上側フィンガ部21aが上昇させられ、フィンガ部21Aから布地CLが放される。
Then, while the
(2)布地落下動作
布地落下動作では、フィンガ部21Aにより布地CLが把持される動作まで布地処理動作と同じ動作が行われる。そして、布地CLがフィンガ部21Aに把持されると、ロボットハンド2Aを上方に引き上げるようにロボットアーム2Bが動作された後、上側フィンガ部21aが上昇させられ、フィンガ部21Aから布地CLが放される。つまり、布地CLが上から第1載置台5Aに向かって落とされる。そして、この後、再度、布地位置検出ルーチンが実行される。
(2) Cloth drop operation In the fabric drop operation, the same operation as the fabric processing operation is performed until the cloth CL is gripped by the
<布地処理装置の特徴>
(1)
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1では、布地処理ロボット2の一連の動作により、布地CLの縁部が山形に変形させられ、その山形部分が一対のフィンガ部21Aにより把持される。このため、この布地処理装置1では、布地CLを把持するのに一対の相反する方向を向いた中空針や、粘着テープ、負圧を利用する必要が全くなく、また、布地CLを折り目が付くほど摘んだり巻き込んだりする必要が全くない。したがって、この布地処理装置1では、布地CLが床面や容器の底面等に平らな状態で存在する場合において、布地CLにダメージを与えたり布地CLを汚したり布地CLに折り目をつけたりすることなく、高確率で自動的にその布地CLを把持することができる。また、この布地処理装置1は、1台のロボットアーム2Bと、1台のロボットハンド2Aから構築されている。したがって、この布地処理装置1は、製造コストをできるだけ低く抑えながら製造することができる。
<Features of fabric processing device>
(1)
In the
(2)
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1では、第1載置台5Aの天板が全て撮影範囲に含まれるようにデジタル式ステレオカメラ3が固定的に設置されており、そのデジタル式ステレオカメラ3の撮影画像がコンピュータ4により解析されて布地CLの把持位置が導出されるようになっている。このため、この布地処理装置1では、第1載置台5Aの天板に布地CLを無造作に置くことができる。したがって、この布地処理装置1は、布地CLのハンドリングの全自動化に大きく貢献する。
(2)
In the
(3)
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1では、長さ規定選択処理で所定の閾値以上の長さの直線部分が全く検出されなかった場合、最大長さを有する直線部分が選択された後に、コンピュータ4が、制御信号を順次送信して布地処理ロボット2に布地落下動作を行わせる。つまり、この布地処理装置1は、閾値以上の長さを有する直線部分が検出されるまで、布地CLを把持して上に持ち上げて離す動作を繰り返す。このため、この布地処理装置1を用いれば、布地CLの供給者は、エラーが出る度にいちいち布地CLを置き直す必要がなくなる。したがって、この布地処理装置1は、布地CLのハンドリングの全自動化に大きく貢献する。
(3)
In the
(4)
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1では、布地処理装置1は、布地CLをロボットハンド2Aによって把持した後、その布地CLを展開して静置する動作を行う。したがって、この布地処理装置1は、布地CLのハンドリングの全自動化に大きく貢献する。
(4)
In the
(5)
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1では、フィンガ部21Aにおいて先端突起部212の基端突起部213に対抗する面が半円筒曲面となっている。このため、布地CLの縁部に折り返し等、厚みの厚い部分がある場合であっても、布地処理装置1は、滑らかにつまみ滑り展開を行うことができる。
(5)
In the
(6)
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1では、上側フィンガ部21aおよび下側フィンガ部21bにおいて基端突起部213の高さ(突起方向の長さ)が先端突起部212の高さ(突起方向の長さ)よりも0.2mm高くなるように設計されている。このため、上側フィンガ部21aの基端突起部213の突起方向の端面と、下側フィンガ部21bの基端突起部213の突起方向の端面とが面接触したとき、上側フィンガ部21aの先端突起部212の突起方向の端面と、下側フィンガ部21bの先端突起部212の突起方向の端面との間には、0.4mmの隙間が生じることになる。このため、この布地処理装置1は、一定範囲の厚みを有する布地CLに対して把持力を弱めることができる。したがって、この布地処理装置1は、一定範囲の厚みを有する布地CLに対して過度な応力を加えずに済む。よって、この布地処理装置1は、一定範囲の厚みを有する布地CLをいたずらに傷めることがない。
(6)
In the
(7)
本発明の実施の形態に係る布地処理装置1では、下側フィンガ部21bのベース部211の底面(布地CLと接触する面)には、ゴムシートが貼り付けられている。このため、この布地処理装置1は、押付力を高めることなく布地CLを山形に変形させることができる。
(7)
In the
<変形例>
(A)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではデジタル式ステレオカメラ3が採用されたが、デジタル式単眼カメラが採用されてもかまわない。なお、かかる場合、カメラからの距離はあらかじめ人手で計測しておく等の手間がかかることになる。
<Modification>
(A)
Although the
(B)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では制御装置としてコンピュータ4が採用されたが、制御装置としてマイクロコンピュータが採用されてもかまわない。
(B)
In the
(C)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではデジタル式ステレオカメラ3を利用して布地CLの把持箇所を特定したが、デジタル式ステレオカメラ3を除去して、あらかじめ布地の設置位置およびその設置状態を規定しておいてもかまわない。なお、かかる場合、設置位置が明確となるようにマーカーを付し、設置位置の近傍に設置状態を記した指示注意書などを貼り付けておくのが好ましい。
(C)
In the
(D)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では布地CLを処理対象としたが、フィルムや、紙、その他シート状のものを処理対象としてもかまわない。
(D)
In the
(E)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では第1スライド機構22および第2スライド機構21Bとしてボールネジ機構が採用されたが、第1スライド機構22および第2スライド機構21Bとしてエアシリンダ機構、モータシリンダ機構、電動スライダ機構、ベルトスライダ機構、リニアスライダ機構およびラックピニオン機構などの機構が採用されてもかまわない。
(E)
In the
(F)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では図1に示されるようなロボットアーム2Bが採用されたが、レール式で前後、左右、上下に動作するロボットアーム等が採用されてもかまわない。
(F)
In the
(G)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では下側フィンガ部21bが固定され、上側フィンガ部21aがスライド移動可能になっていたが、上側フィンガ部21aおよび下側フィンガ部21bが共にスライド移動可能とされる構成にされてもかまわない。
(G)
In the
(H)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では上側フィンガ部21aの先端突起部212の突起方向の端面と、下側フィンガ部21bの先端突起部212の突起方向の端面の隙間が0.4mmとされたが、この隙間は特に限定されず、処理対象である布地CLの厚みによって適宜変更してもよい。また、かかる場合、フィンガ部21Aを取り外し可能にし、布地CLの厚みによって、フィンガ部21Aを適宜選択して取り付けるようにしてもかまわない。
(H)
In the
(I)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではデジタル式ステレオカメラ3がUSBケーブルを介してコンピュータ4に接続されたが、デジタル式ステレオカメラ3は、他の通信ケーブルによりコンピュータ4により接続されてもよいし、コンピュータ4に無線接続されてもよい。
(I)
In the
(J)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では布地処理ロボット2がRS−232Cケーブルを介してコンピュータ4に接続されたが、布地処理ロボット2は、他の通信ケーブルによりコンピュータ4に接続されてもよいし、コンピュータ4に無線接続されてもよい。
(J)
In the
(K)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では推定円手法によるマーカー抽出によりカメラキャリブレーションが行われたが、カメラキャリブレーション方法として、他の公知の方法(例えば、特開平11−37721号公報や、特開2005−186193号公報、特開2006−145419号公報、特開平10−221066号公報)が利用されてもよい。
(K)
In the
(L)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では布地把持位置決定ルーチンにより閾値以上の長さを有する直線部分を把持箇所と決定していたが、布地CLの角部を把持箇所として決定してもよい。なお、かかる場合、日本ロボット学会誌Vol.15 No.2,pp.275−283,1997に記載される技術を利用すれば実現可能である。
(L)
In the
(M)
先の実施の形態では特に言及しなかったが、フィンガ部21Aの先端突起部212に圧力センサを取り付けて、布地CLを規定圧力で把持するようにしてもよい。このようにすれば、布地CLの厚みによらず、布地CLに対するフィンガ部21Aの把持力を一定に保つことができ、布地CLに余分な応力を加えずに済む。
(M)
Although not particularly mentioned in the previous embodiment, a pressure sensor may be attached to the
(N)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では布地静置時動作時、ロボットハンド2Aがロボットアーム2Bにより前進させられながら下方に移動されたが、図34に示されるように、ロボットハンド2Aがロボットアーム2Bにより一度前進させられた後に後退させられながら下方に移動されてもよい。
(N)
In the
(O)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではロボットハンド2Aが初期位置に位置したとき、上側フィンガ部21aと下側フィンガ部21bとの間に所定の隙間が生じるように上側フィンガ部21aが動作させられた。しかし、初期位置において上側フィンガ部21aが下側フィンガ部21bに接触していてもかまわない。なお、かかる場合、布地CLの把持動作前に上側フィンガ部21aが上昇させられて上側フィンガ部21aと下側フィンガ21bとの間に所定の隙間(布地CLの縁部を挿入することができる隙間)が生じるように上側フィンガ部21aが動作させられる必要がある。
(O)
In the
(P)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではハンド機構21の距離が規定の距離まで縮まるようにハンド機構21が接近させられて布地CLが山形に変形させられた後に、ロボットハンド2Aが先の位置より上後方に位置するようにロボットアーム2Bが動作させられたが、ハンド機構21の距離が規定の距離まで縮まるようにハンド機構21が接近させられて布地CLが山形に変形させられた後に、ハンド機構21を少しだけ離間させて布地CLの山形形状を安定化させるようにしてもよい。
(P)
In the
(Q)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではハンド機構21が所定距離離間するようにハンド機構21が動作させられて布地CLが展開される際のハンド機構21の離間距離は布地CLの大きさによってあらかじめ規定されていたが、例えば、上側フィンガ部21aの外側面に発光素子を取り付け、下側フィンガ部21bの外側面に受光素子を取り付けて、受光素子が発光素子からの光を受光したとき(つまり、発光素子が布地CLから露出したとき)にハンド機構21のスライド移動を停止させるようにしてもよい。なお、もちろん、上側フィンガ部21aの外側面に受光素子が取り付けられ、下側フィンガ部21bの外側面に受光素子が取り付けられてもよい。このようにすれば、布地処理装置1は、任意の大きさの布地CLに対応することができるようになる。
(Q)
In the
(R)
先の実施の形態では特に言及しなかったが、デジタル式ステレオカメラ3を連射モードに設定し、二値化画像において白色画素が検出された時点から布地位置検出ルーチンが実行されるようにしてもよい。なお、かかる場合、輪郭抽出処理の二値化画像導出処理は省略することができる。また、かかる場合、白色画素検出後は、布地処理動作または布地落下動作が完了するまで、デジタル式ステレオカメラ3による第1載置台5Aの撮影を停止しておくのが好ましい。また、かかる場合、布地処理動作または布地落下動作が完了した後に、デジタル式ステレオカメラ3による第1載置台5Aの撮影が再開されるように設定しておけばよい。
(R)
Although not particularly mentioned in the previous embodiment, the
(S)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では第1スライド機構22が水平に保たれたままで布地CLの展開処理が行われたが、図35に示されるように第1スライド機構22が鉛直方向に向けられた状態で布地CLの展開処理が行われてもよい。このようにすれば、布地CLの縁部に折り返し等、厚みの厚い部分がなくても問題なく布地CLの展開を行うことができる。なお、かかる場合、下側にくるハンド機構21を下方にスライド移動させた後、ロボットハンド2Aの方向を反転させ、新たに下側にくるハンド機構21を下方にスライド異動させる。また、布地CLの把持処理前にハンド機構21を片側に寄せ、フィンガ部21Aに布地CLの角部を把持させてもよい。なお、かかる場合、変形例(L)に示される技術を導入する必要がある。また、かかる場合、第1スライド機構22が鉛直方向に向けられるとき、フィンガ部21Aが上にくるようにロボットハンド2Aが回転させられる必要がある。
(S)
In the
なお、第1スライド機構22が水平面に交差する状態であっても同様の効果を奏する。なお、かかる場合、フィンガ部21Aの先端が斜め上方を向く状態となるようにロボットハンド2Aを回転させる必要がある。
The same effect can be obtained even when the
(T)
先の実施の形態では特に言及しなかったが、第1スライド機構22が縦方向に回転するようにロボットハンド2Aを回転させる回転機構をロボットアーム2Bに組み込んでもかまわない。このようにすれば、布地処理装置1は、布地CLが水平方向に対して傾いて置かれていても布地CLを把持することができる。
(T)
Although not particularly mentioned in the previous embodiment, a rotation mechanism that rotates the
(U)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではフィンガ部21Aにおいて先端突起部212の基端突起部213に対抗する面が半円筒曲面となっていたが、この面は、楕円曲面となっていてもよいし、屈折面となっていてもよい。
(U)
In the
(V)
先の実施の形態に係る布地処理装置1ではフィンガ部21Aは、上側フィンガ部21aがスライド移動するように構成されたが、フィンガ部は、上側フィンガ部21aおよび下側フィンガ部21bの少なくとも一方が基端部分を支点として回動するように構成されてもかまわない。
(V)
In the
(W)
先の実施の形態に係る布地処理装置1では2つのハンド機構21が共にスライド可能であったが、一方のハンド機構を固定し、もう一方のハンド機構をスライド可能に構成してもかまわない。
(W)
In the
本発明に係る残留変形性薄物把持装置は、布地等の残留変形性薄物が床面や容器の底面等に平らな状態で存在する場合において、残留変形性薄物にダメージを与えたり残留変形性薄物を汚したり残留変形性薄物に折り目をつけたりすることなく、高確率で自動的にその残留変形性薄物を把持することができ、且つ、製造コストをできるだけ低く抑えることができるという特徴を有し、アパレル業界や、クリーニング業界、リネンサプライ業界、福祉業界、医療業界等向けの布地処理装置等として有用である。 The residual deformable thin object gripping device according to the present invention may damage the residual deformable thin object or damage the residual deformable thin object when the residual deformable thin object such as fabric is present on the floor or the bottom surface of the container. It is possible to automatically grip the residual deformable thin object with high probability without fouling or crease the residual deformable thin object, and to keep the manufacturing cost as low as possible, It is useful as a fabric processing device for the apparel industry, cleaning industry, linen supply industry, welfare industry, medical industry, and the like.
1 布地処理装置(残留変形性薄物把持装置)
2 布地処理ロボット(残留変形性薄物把持装置)
2A ロボットハンド(残留変形性薄物把持機構)
2B ロボットアーム(残留変形性薄物把持機構移動機構,残留変形性薄物把持機構回転機構,残留変形性薄物把持機構旋回機構)
3 デジタル式ステレオカメラ(撮像装置)
4 コンピュータ(制御装置)
21 ハンド機構(ハンド部)
21A フィンガ部
21B 第2スライド機構(第1接近離間機構)
22 第1スライド機構(第2接近離間機構)
211 ベース部(基板)
212 先端突起部(第2突起部)
213 基端突起部(第1突起部)
CL 布地(残留変形性薄物)
1 Fabric processing device (residual deformable thin object gripping device)
2 Fabric processing robot (residual deformable thin object gripping device)
2A Robotic hand (residual deformable thin object gripping mechanism)
2B Robot arm (Residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism, residual deformable thin object gripping mechanism rotating mechanism, residual deformable thin object gripping mechanism turning mechanism)
3 Digital stereo camera (imaging device)
4 Computer (control device)
21 Hand mechanism (hand part)
22 First slide mechanism (second approach / separation mechanism)
211 Base part (substrate)
212 Tip protrusion (second protrusion)
213 Base end protrusion (first protrusion)
CL fabric (residual deformable thin material)
Claims (14)
互いに対抗する一対のフィンガ部と、前記一対のフィンガ部の対抗方向を含む面(以下「第1面」という)に沿って前記一対のフィンガ部を相対移動させて前記一対のフィンガ部を接近および離間させることが可能である第1接近離間機構とを有する少なくとも2つのハンド部と、前記第1面と直交する方向(以下「第1方向」という)に沿って同一直線上で前記ハンド部を相対移動させて前記ハンド部を接近および離間させることが可能である第2接近離間機構とを含む残留変形性薄物把持機構と、
前記残留変形性薄物把持機構を少なくとも上下方向および前後方向に移動させることが可能である残留変形性薄物把持機構移動機構と、
前記ハンド部を第1距離離間させるように前記第2接近離間機構を制御する第1制御と、前記第1制御後又は前記第1制御中に一方の前記フィンガ部が前記残留変形性薄物の縁部に接触する位置(以下「第1位置」という)まで前記残留変形性薄物把持機構を移動させるように前記残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する第2制御と、前記第2制御後に前記ハンド部を前記第1距離よりも短い距離(以下「第2距離」という)まで接近させるように前記第2接近離間機構を制御する第3制御と、前記第3制御後に前記残留変形性薄物把持機構を前記第1位置よりも上後方の位置(以下「第2位置」という)に移動させるように前記残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する第4制御と、前記第4制御後又は前記第4制御中に前記ハンド部を前記第2距離よりも短い距離(以下「第3距離」という)まで接近させるように前記第2接近離間機構を制御する第5制御と、前記第4制御後又は前記第5制御後に前記フィンガ部が第11距離離間された状態で前記残留変形性薄物把持機構を少なくとも前記第2位置よりも前方の位置(以下「第3位置」という)に移動させるように前記残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する第6制御と、前記第6制御後に前記フィンガ部を前記第11距離よりも短い距離(以下「第12距離」という)まで接近させるように前記第1接近離間機構を制御する第7制御とを行う制御部を有する制御装置と
を備える残留変形性薄物把持装置。 A residual deformable thin object gripping device for gripping a residual deformable thin object,
A pair of finger portions that oppose each other, and a pair of finger portions that are moved relative to each other along a surface including a facing direction of the pair of finger portions (hereinafter referred to as a “first surface”) to approach the pair of finger portions and And at least two hand portions having a first approaching / separating mechanism that can be separated from each other, and the hand portions on the same straight line along a direction orthogonal to the first surface (hereinafter referred to as “first direction”). A residual deformable thin object gripping mechanism including a second approaching / separating mechanism capable of moving relative to each other to move the hand part closer and away;
A residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism capable of moving the residual deformable thin object gripping mechanism at least in the vertical direction and the front-back direction; and
A first control for controlling the second approach / separation mechanism so that the hand portion is separated by a first distance; and one finger portion is an edge of the residual deformable thin object after the first control or during the first control. A second control for controlling the residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism so as to move the residual deformable thin object gripping mechanism to a position in contact with a portion (hereinafter referred to as a “first position”), and after the second control, A third control for controlling the second approaching / separating mechanism so that the hand portion approaches a distance shorter than the first distance (hereinafter referred to as a “second distance”); and gripping the residual deformable thin object after the third control A fourth control for controlling the residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism so as to move the mechanism to a position above and below the first position (hereinafter referred to as a “second position”); The hand during the fourth control A fifth control for controlling the second approach / separation mechanism so as to approach a distance shorter than the second distance (hereinafter referred to as a “third distance”), and the finger after the fourth control or after the fifth control. The residual deformable thin object gripping mechanism is moved so that the residual deformable thin object gripping mechanism is moved to at least a position ahead of the second position (hereinafter referred to as “third position”) in a state where the portions are separated by an eleventh distance. A sixth control for controlling the mechanism, and a first control for controlling the first approach / separation mechanism so that the finger portion approaches a distance shorter than the eleventh distance (hereinafter referred to as a “twelfth distance”) after the sixth control. 7 A residual deformable thin object gripping device comprising a control device having a control unit for performing control.
前記第3距離は、前記第4距離である
請求項1に記載の残留変形性薄物把持装置。 The control unit controls the second approach / separation mechanism so that the hand unit is separated by a distance longer than the second distance (hereinafter referred to as “fourth distance”) after the third control and before the fourth control. Further performing the eighth control,
The residual deformable thin object gripping device according to claim 1, wherein the third distance is the fourth distance.
前記制御装置は、前記画像データを画像解析する画像解析部と、前記画像解析部の画像解析結果に基づいて前記第1位置を決定する第1位置決定部とをさらに有する
請求項1又は2に記載の残留変形性薄物把持装置。 An imaging device that images the residual deformable thin object and generates image data of the residual deformable thin object;
3. The control device according to claim 1, further comprising: an image analysis unit that performs image analysis on the image data; and a first position determination unit that determines the first position based on an image analysis result of the image analysis unit. The residual deformable thin object gripping device described.
前記第1位置決定部は、前記画像解析部において前記特定直線輪郭部分が1つだけ検出された場合、前記特定直線輪郭部分の第1規定位置を前記第1位置として決定し、前記画像解析部において前記特定直線輪郭部分が2つ以上検出された場合、前記特定直線輪郭部分から所定条件に基づいて1つの前記特定直線輪郭部分を選択し(以下、このようにして選択された特定直線輪郭部分を「選択特定直線輪郭部分」という)、前記選択特定直線輪郭部分の前記第1規定位置を前記第1位置として決定する
請求項3に記載の残留変形性薄物把持装置。 The image analysis unit binarizes the image data to derive the contour information of the residual deformable thin object, and then, from the contour information, a linear contour portion having a length equal to or greater than a first length (hereinafter, “specific” Straight outline part ”)
The first position determination unit determines a first specified position of the specific straight line contour part as the first position when only one specific straight line contour part is detected in the image analysis unit, and the image analysis unit When two or more specific straight contour portions are detected, one specific straight contour portion is selected from the specific straight contour portions based on a predetermined condition (hereinafter referred to as the specific straight contour portion thus selected). And the first specified position of the selected specific straight line contour portion is determined as the first position. 4. The residual deformable thin object gripping device according to claim 3, wherein
前記制御部は、前記第1制御と、前記第2制御と、前記第3制御と、前記第4制御と、前記第5制御と、前記第6制御と、前記第7制御と、前記第7制御後に前記残留変形性薄物把持機構を前記第3位置よりも上方の位置に移動させるように前記残留変形性薄物把持機構移動機構を制御する第9制御と、前記第9制御後に前記フィンガ部を前記第12距離よりも長い距離離間させるように前記第1接近離間機構を制御する第10制御とを行う
請求項4に記載の残留変形性薄物把持装置。 The first position determination unit determines a second specified position of a straight contour portion having a length less than the first length when the specific straight contour portion information is not detected in the image analysis unit. As a position,
The control unit includes the first control, the second control, the third control, the fourth control, the fifth control, the sixth control, the seventh control, and the seventh control. A ninth control for controlling the residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism so that the residual deformable thin object gripping mechanism is moved to a position higher than the third position after the control; and after the ninth control, The residual deformable thin object gripping device according to claim 4, wherein a tenth control is performed to control the first approach / separation mechanism so that the distance is longer than the twelfth distance.
請求項1から5のいずれかに記載の残留変形性薄物把持装置。 6. The control unit according to claim 1, wherein the control unit further performs an eleventh control for controlling the second approach / separation mechanism so that the hand unit is separated by a distance longer than the third distance after the seventh control. The residual deformable thin object gripping device described.
請求項6に記載の残留変形性薄物把持装置。 The controller is configured to move the residual deformable thin object gripping mechanism downward and forward while the first direction is parallel to a horizontal plane after the eleventh control or during the eleventh control. A twelfth control for controlling the residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism to move downward and rearward, and the first control for separating the finger portion by a distance longer than the twelfth distance after the twelfth control. The residual deformable thin object gripping device according to claim 6, further performing a thirteenth control for controlling the approaching / separating mechanism.
請求項1から7のいずれかに記載の残留変形性薄物把持装置。 The residual deformable thin object gripping device according to any one of claims 1 to 7, wherein a high friction sheet is attached to the finger portion at a contact point with the residual deformable thin object.
請求項1から8のいずれかに記載の残留変形性薄物把持装置。 The residual deformable thin object gripping mechanism rotating mechanism capable of rotating the residual deformable thin object gripping mechanism along a plane including the opposing direction and the first direction. The residual deformable thin object gripping device described.
請求項1から9のいずれかに記載の残留変形性薄物把持装置。 The residual deformable thin object according to any one of claims 1 to 9, wherein the residual deformable thin object gripping mechanism moving mechanism is capable of moving the residual deformable thin object gripping mechanism in a vertical direction, a front-rear direction, and a left-right direction. Gripping device.
請求項1から9のいずれかに記載の残留変形性薄物把持装置。 The residual deformable thin object gripping device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a residual deformable thin object gripping mechanism pivoting mechanism capable of pivoting the residual deformable thin object gripping mechanism.
請求項6に記載の残留変形性薄物把持装置。 The pair of finger portions includes a substrate, a first projecting portion extending from a base end portion of the substrate to a first thickness direction side of the substrate, and a first projection direction of the substrate from a distal end portion of the substrate. Each of the first protrusions and the second protrusions facing each other, and the first protrusions and the second protrusions are opposed to each other. The residual deformable thin object gripping device according to claim 6.
請求項12に記載の残留変形性薄物把持装置。 The residual deformable thin object gripping device according to claim 12, wherein the second protrusion extends from the front end of the substrate to the first side in the plate thickness direction of the substrate to a height lower than the first protrusion. .
前記制御部は、前記圧力センサの出力値に基づいて前記フィンガ部同士の接近距離を制御する
請求項1から13のいずれかに記載の残留変形性薄物把持装置。 A pressure sensor is attached to the opposing surface of the finger portion,
The residual deformable thin object gripping device according to any one of claims 1 to 13, wherein the control unit controls an approach distance between the finger units based on an output value of the pressure sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008160693A JP2010000560A (en) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | Residual deformation thin object gripping device |
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-
2008
- 2008-06-19 JP JP2008160693A patent/JP2010000560A/en active Pending
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