CN104044146A - 机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人装置，其能有效地进行线状体的组装操作。进行电缆（100）的组装操作的机器人装置（1）具有：把持部（12），把持一端被固定的电缆；臂主体（11），在把持部（12）把持电缆的状态下将电缆的另一端侧引导到引导区域（R）内；力传感器（13），设置于臂主体（11）上，并检测电缆的另一端侧与把持部（12）的抵接；摄像机（30），在由力传感器（13）检测出电缆的另一端侧与把持部（12）的抵接时，对引导区域（R）内进行摄像；以及图像处理部（53），基于由摄像机（30）摄像的图像来检测电缆的另一端的姿势，根据由图像处理部（53）检测出的连接器（101）的姿势来进行电缆的组装操作。

Description

机器人装置

技术领域

本发明涉及机器人装置。

背景技术

近年来，在组装操作的各种工序中使用机器人装置的比率越来越提高。例如，专利文献1公开了将电缆的前端与连接器连接的机器人装置。专利文献1所述的机器人装置，通过处理由摄像机摄像的图像，把握连接器的位置，将电缆与连接器连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利4650411号

发明内容

发明要解决的问题

在此，在进行线状体的组装操作的机器人装置的领域，要求迅速把握线状体的端部，并有效地进行线状体的组装操作。

于是，本发明的目的是提供一种能够有效地进行线状体的组装操作的机器人装置。

用于解决问题的手段

本发明的一个方案的机器人装置是进行线状体的组装操作的机器人装置。该机器人装置具有把持部、臂主体、力传感器、摄像机以及图像处理部。把持部把持一端被固定的线状体。臂主体在把持部把持线状体的状态下将线状体的另一端侧引导到预定的引导区域内。力传感器设置于臂主体上，并检测线状体的另一端侧与把持部的抵接。摄像机在由力传感器检测出线状体的另一端侧与把持部的抵接时，对引导区域内进行摄像。图像处理部基于由摄像机摄像的图像来检测线状体的另一端的姿势。机器人装置根据由图像处理部检测出的线状体的另一端的姿势，进行线状体的组装操作。

发明效果

根据本发明，能够有效地进行线状体的组装操作。

附图说明

图1是表示从上方观察一个实施方式的机器人装置的概略结构的图。

图2是详细表示图1的控制部的功能框图。

图3是表示引导区域与连接器的位置关系的图。

图4是表示把持部与连接器抵接的状态的图。

图5是表示连接器的组装顺序的流程图。

附图标记说明

1－机器人装置，10－引导臂，11－臂主体，12－把持部，13－力传感器，20－操作臂，30－摄像机，53－图像处理部，100－电缆（线状体），101－连接器。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。此外，在附图的说明中对同一要素标注同一附图标记，并省略重复说明。

如图1所示，机器人装置1是进行装置110的组装操作的机器人。在本实施方式中，尤其对如下结构进行说明：利用机器人1组装一端固定于装置110的主体部的电缆（线状体）100的另一端。机器人装置1包括引导臂10、操作臂20、摄像机30、机体部40以及控制部50。

引导臂10包括臂主体11、把持部12以及力传感器13。臂主体11是具有多个关节的臂。臂主体11的基端部与机体部40连接。在臂主体11的前端部安装把持部12。臂主体11通过使各关节摆动，能够使安装于前端部的把持部12移动到三维方向的任意位置上。把持部12用于把持电缆100。

力传感器13设置于臂主体11的前端部，并且检测施加在把持部12上的力。更详细而言，力传感器13检测施加在把持部12上的力之中与利用臂主体11移动的把持部12的滑动方向相反的方向的力。

摄像机30安装于机体部40上，对预定的引导区域R（参照图3）内进行摄像。对于引导区域R，在后面进行详细说明。此外，虽然将摄像机30安装于机体部40上，但除了机体部40以外，例如还能够安装于臂主体11的前端部附近等适当的地方。

操作臂20把持安装于电缆100的另一端的连接器101，并连接在例如装置110的预定的部位等，进行电缆100的另一端的组装操作。

机体部40分别可摆动地支撑引导臂10的基端部以及操作臂20的基端部。

控制部50控制引导臂10及操作臂20的驱动。具体而言，控制部50使用引导臂10及摄像机30检测安装于电缆100的另一端的连接器101。而且，控制部50利用操作臂20进行将连接器101连接在装置110的预定的部位等的组装操作。控制部50如图2所示，从功能上包括引导臂控制部51、抵接判断部52、图像处理部53、以及操作臂控制部54。此外，控制部50在物理结构方面由具有CPU及存储器等的计算机系统构成。

引导臂控制部51控制引导臂10的驱动。具体而言，引导臂控制部51以把持电缆100的一端附近的部位（与装置110连接的一侧的端部附近的部位）的方式控制臂主体11及把持部12。此外，由把持部12把持的电缆100的位置（使臂主体11移动的位置），能够通过预先把握电缆100相对于装置110的固定位置而推断。此外，电缆100的另一端的位置，由于电缆100所具有的弯曲等而每个电缆100均不同，很难准确地推断。

引导臂控制部51控制臂主体11及把持部12，在利用把持部12把持电缆100的状态下使把持部12以预定的轨迹向电缆100的另一端侧滑动，将电缆100的另一端（连接器101）引导到预定的引导区域R内。在此，对引导区域R进行说明。电缆100的长度以预定规格或设计等来确定，若在把持电缆100的状态下使把持部12以预定的轨迹滑动至电缆100的另一端。则电缆的100的另一端位于预定区域内。在本实施方式中，如图3所示，将在使把持部12以预定轨迹滑动的情况下包括电缆100的另一端的位置的区域作为引导区域R。

但是，有时电缆100的长度由于公差等发生不均匀的情况。在电缆100的长度发生不均匀的情况下，在使把持部12以预定轨迹滑动的情况下电缆100的另一端的位置也发生不均匀。引导区域R预先设定为，即使在电缆100的长度存在不均匀的情况下，也包括这些电缆100的另一端的位置。

另外，引导臂控制部51以如下方式控制臂主体11，在使把持部12以预定轨迹滑动时，在设有连接器101的电缆100的另一端附近，使把持部12滑动的速度变慢。例如，引导臂控制部51以如下方式控制臂主体11，随着把持部12接近电缆100的另一端，逐渐降低滑动速度，或者在以某种程度接近电缆100的另一端时将把持部12的速度降低到预定速度等，在比电缆100的一端侧更靠近另一端侧的位置，使把持部12滑动的速度变慢。

另外，若引导臂控制部51若从抵接判断部52接收把持部12滑动至电缆100的另一端的意思的通知，则使把持部12停止滑动。

抵接判断部52基于由力传感器13检测的施加在把持部12上的力，判断把持部12是否滑动至电缆100的另一端。在电缆100的另一端设有连接器101。由此，如图4所示，若在把持电缆100的状态下使把持部12向电缆100的另一端侧滑动，则把持部12与连接器101抵接。

通过该抵接，对把持部12施加与把持部12的滑动方向相反的方向的巨大的力。在由力传感器13检测出对把持部12施加了与滑动方向相反的方向的巨大的力的情况时，抵接判断部52判断出把持部12已经与连接器101抵接、即把持部12已经滑动至电缆100的另一端。

抵接判断部52在判断出把持部12已经滑动至电缆100的另一端的情况下，对引导臂控制部51及图像处理部53，发出把持部12已经滑动至电缆100的端部的意思的通知。

图像处理部53若从抵接判断部52接收把持部12已经滑动至电缆100的另一端的意思的通知，则基于利用摄像机30摄像的包括引导区域R的图像，检测连接器101的姿势。对于该连接器101的姿势的检测，能够使用现有的图像处理技术。在此，能够检测连接器101的倾斜、连接器101的旋转状态等。

操作臂控制部54控制操作臂20的驱动。具体而言，操作臂控制部54以基于由图像处理部53检测出的连接器101的姿势而把持连接器101的方式，控制操作臂20。而且，操作臂控制部54控制操作臂20，以进行将连接器101连接在装置110的预定的部位等的组装操作。

下面，对设置于电缆100的另一端的连接器101的组装操作的顺序进行说明。如图5所示，首先，引导臂控制部51以由把持部12把持电缆100的一端附近的部位的方式控制引导臂10（步骤S101）。然后，引导臂控制部51控制臂主体11，在把持电缆100的状态下使把持部12以预定轨迹向电缆100的另一端侧滑动（步骤S102）。由此，将电缆100的另一端（连接器101）引导到引导区域R内。

然后，抵接判断部52基于力传感器13的检测结果，判断把持部12是否与连接器101抵接（步骤S103）。在判断出把持部12未与连接器101抵接的情况下（步骤S103：否），引导臂控制部51进行上述步骤S102的处理。另一方面，在判断出把持部12已经与连接器101抵接、即把持部12已经滑动至电缆100的端部的情况下（步骤S103：是），图像处理部53基于由摄像机30摄像的图像，检测连接器101的姿势（步骤S104）。

然后，操作臂控制部54以基于由图像处理部53检测出的连接器101的姿势而把持连接器101的方式，控制操作臂20，进行电缆100的另一端的组装操作（步骤S105）。

本实施方式如上所述构成，机器人装置1通过在利用把持部12把持电缆100的状态下使把持部12滑动，将电缆100的连接器101引导到引导区域R内。而且，机器人装置1在由力传感器13检测出把持部12与连接器101抵接时，基于由摄像机30摄像的图像来检测连接器101的姿势。机器人装置1基于所检测出的连接器101的姿势利用操作臂20把持连接器101，进行电缆100的另一端的组装操作。如此，通过使把持部12滑动，能够将电缆100的连接器101引导到引导区域R内，能够基于引导区域R的图像容易检测连接器101的姿势。

例如，在未利用把持部12将连接器101引导到引导区域R的情况下，由于连接器101的位置不清楚，因此需要对比引导区域R更宽的区域进行摄像，并进行基于宽范围的图像来寻找连接器101的处理。对此，在本实施方式中，由于如上所述能够基于引导区域R的图像来检测连接器101的姿势，因此能够在短时间内进行图像处理。

如此，在本实施方式的机器人装置1中，能够有效地进行电缆100的组装操作。

引导臂控制部51以如下方式控制臂主体11，在使把持部12以预定轨迹滑动时，在设有连接器101的电缆100的另一端附近，使把持部12滑动的速度变慢。由此，在把持部12与连接器101抵接时，施加在连接器101上的力变小，能够抑制连接器101从电缆100的另一端脱落或者连接器101破损之类的不良情况的发生。

由于机器人装置1具有操作臂20，因此在检测出连接器101的姿势之后，能够利用操作臂20把持连接器101并迅速进行电缆100的组装操作。另外，由于在利用引导臂10的把持部12把持电缆100的状态下，能够利用操作臂20把持连接器101，因此不会发生连接器101的位置偏移，能够利用操作臂20容易把持连接器101。如此，通过具有用于检测连接器101的位置的引导臂10、和进行电缆100的组装操作的操作臂20，机器人装置1能够更有效地进行电缆100的组装操作。

利用力传感器13的检测结果，检测出把持部12已经与设置于电缆100的另一端的连接器101抵接。如此，通过利用力传感器13检测出把持部12已经与连接器101抵接的情况，能够容易检测出把持部12已经滑动至电缆100的另一端的情况。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。例如，虽然检测把持部12已经与设置于电缆100的另一端的连接器101抵接的情况，但除了连接器101以外，在电缆100的另一端设置凸部等，并检测该凸部等已经与把持部12抵接的情况等，也可以设置适当的凸部等而检测把持部12已经滑动至电缆100的另一端的情况。

另外，虽然使把持部12滑动的速度在电缆100的另一端侧变慢，但例如在使把持部12以慢速度滑动的情况等，也可以使把持部12以固定速度滑动。

虽然利用操作臂20进行电缆100的另一端的组装操作，但也可以不设置操作臂20。在该情况下，在检测出电缆100的另一端之后，进行使引导臂10移动而使电缆100的另一端的位置与预定位置一致的操作，或者暂且将电缆100放置于预定位置上，然后用引导臂10的把持部12重新把持连接器101并在预定位置上设置电缆100的另一端等，能够利用引导臂10进行电缆100的组装等操作。

还可以设置如下传感器，该传感器检测是否利用把持部12把持了电缆100。在该情况下，在利用把持部12的把持失败时等，能够迅速重新进行把持动作。

虽然以机器人装置1进行电缆100的组装操作的情况为例进行了说明，但机器人装置1还能够进行电缆100以外的线状体（例如、管等）的组装操作。

Claims (5)

1.一种机器人装置，用于进行线状体的组装操作，其特征在于，具有：

把持部，把持一端被固定的线状体；

臂主体，在所述把持部把持所述线状体的状态下，将所述线状体的另一端侧引导到预定的引导区域内；

力传感器，设置于所述臂主体上，并检测所述线状体的另一端侧与所述把持部的抵接；

摄像机，在由所述力传感器检测出所述线状体的另一端侧与所述把持部的抵接时，对所述引导区域内进行摄像；以及

图像处理部，基于由所述摄像机摄像的图像来检测所述线状体的另一端的姿势，

根据由所述图像处理部检测出的所述线状体的另一端的姿势，进行所述线状体的组装操作。

2.如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，

所述臂主体在比所述线状体的一端侧更靠近另一端侧的位置，使所述把持部滑动的速度变慢。

3.如权利要求1或2所述的机器人装置，其特征在于，

还具有操作臂，所述操作臂基于由所述图像处理部检测出的所述线状体的另一端的姿势，把持所述线状体的另一端，而进行所述线状体的组装操作。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的机器人装置，其特征在于，

在所述线状体的另一端设有连接器，

所述力传感器检测所述连接器与所述把持部的抵接。

5.如权利要求1至4中任何一项所述的机器人装置，其特征在于，

所述臂主体使所述把持部以预定轨迹向所述线状体的另一端侧滑动，从而将所述线状体的另一端侧引导到所述预定的引导区域内。