(57)【要約】      （修正有）【課題】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。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。【解決手段】パレット３内のワークを検出する為の撮像装置５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１の搬送装置をパレット周辺に設けた壁面７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２の動作範囲１０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。【選択図】図２
2009172720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不整列な状態にワークが収容されたパレットと、該パレット内のワークを撮像装置により、３次元的に位置と姿勢を計測する検出装置と、ワークを把持する把持装置を連結した多関節型ロボットの搬送装置と、前記検出装置による測定結果を基に搬送装置に指令を送る制御装置によって構成されるビンピッキング装置において、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たことを特長とするビンピッキング装置。
【請求項２】
不整列な状態にワークが収容されたパレットと、該パレット内のワークを撮像装置により、３次元的に位置と姿勢を計測する検出装置と、ワークを把持する把持装置を連結した多関節型ロボットの搬送装置と、前記検出装置による測定結果を基に搬送装置に指令を送る制御装置によって構成されるビンピッキング装置において、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たことを特長とするビンピッキング装置。
【請求項３】
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たことを特長とした請求項１及び請求項２のビンピッキング装置。
【請求項４】
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事を特長とした請求項１及び請求項２のビンピッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開昭６３−１７４８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図２は本発明の実施例１の装置構成を示すものである。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【実施例２】
【００２２】
図３は本発明の実施例２の装置構成を示すものである。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【実施例３】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【実施例４】
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来例の構成を説明する説明図
【図２】実施例１の構成を説明する説明図
【図３】実施例２の構成を説明する説明図
【図４】パレットの内部を説明する説明図
【図５】実施例３の構成を説明する説明図
【図６】実施例３の傾斜機構を説明する説明図
【図７】実施例４の構成を説明する説明図
【図８】実施例４の押出後の構成を説明する説明図
【符号の説明】
【００３０】
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
【図１】
2009172720.tif 000003
【図２】
2009172720.tif 000004
【図３】
2009172720.tif 000005
【図４】
2009172720.tif 000006
【図５】
2009172720.tif 000007
【図６】
2009172720.tif 000008
【図７】
2009172720.tif 000009
【図８】
2009172720.tif 000010