CN105382842B - 物品供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于将物品分开单独供给的物品供给装置。该物品供给装置包括：收纳部，其用于收纳多个物品；供给路径；分隔穿过构件，在该分隔穿过构件与供给路径的表面之间形成规定的间隙；驱动部，其用于使供给路径和分隔穿过构件彼此进行相对运动；以及气体喷射部，其用于在分隔穿过构件的上游和下游中的至少一方向供给路径上的物品喷射气体。

Description

物品供给装置

技术领域

本发明涉及利用视觉传感器和机械人将物品单独取出并供给至供给目的地的物品供给装置。

背景技术

例如在组装工厂等中，通常，机械人根据视觉传感器把持多个物品中的一个物品并将该一个物品供给至下一供给目的地。在日本特许第3876260号公报中公开了一种装置，该装置包括：工作台，其能够旋转，并且具有供许多物品载置的载置面；以及分隔穿过构件(日文：仕切り·くぐり抜け部材)，在该分隔穿过构件与工作台的载置面之间形成规定距离的间隙。并且，在工作台与分隔穿过构件彼此进行相对运动而使物品穿过间隙时，视觉传感器检测该物品。之后，机械人根据视觉传感器的信息把持物品并将其供给至供给目的地。

此外，在日本特开平11－300670号公报中公开了这样的技术：在多个物品在工作台上彼此啮合在一起的情况下，通过使多个物品振动或者向多个物品喷射气体，来使这些物品不啮合在一起。

然而，在日本特许第3876260号公报中，由于物品的形状，有时物品与其他的物品啮合、这些物品彼此重叠在一起。在这样的情况下，啮合在一起的多个物品有可能堵在工作台与分隔穿过构件之间的间隙。并且，机械人难以把持啮合在一起的物品。因此，周期时间延迟。

此外，在日本特开平11－300670号公报中，在使多个物品振动的情况下，物品与工作台相互摩擦，而有可能损伤物品的表面等。而且，即使在喷射气体的情况下，由于喷射气体的喷射口的位置、姿势，也有物品保持啮合在一起的情况。在这样的情况下，需要改变喷射口的位置、姿势来重新喷射气体，结果，周期时间延迟。

本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种不会给物品带来损伤以及不会使物品彼此啮合在一起并且能够以较短的周期时间供给物品的物品供给装置。

发明内容

为了达到所述目的，采用第1技术方案提供一种物品供给装置，该物品供给装置具备：收纳部，其用于收纳多个物品；供给路径，其与所述收纳部连通；分隔穿过构件，在该分隔穿过构件与所述供给路径的表面之间形成规定的间隙；驱动部，其用于使所述供给路径和所述分隔穿过构件彼此进行相对运动；以及气体喷射部，其用于在所述物品的供给方向上的、所述分隔穿过构件的上游和下游中的至少一方向所述供给路径上的所述物品喷射气体。

根据第2技术方案，在第1技术方案的基础上，利用视觉传感器检测被供给至所述分隔穿过构件的下游的所述物品的位置和姿势中的至少一者。

根据第3技术方案，在第1技术方案或第2技术方案的基础上，利用机械人取出被供给至所述分隔穿过构件的下游的所述物品。

根据第4技术方案，在第1技术方案的基础上，利用计时器控制所述气体喷射部喷射所述气体的时机。

根据第5技术方案，在第2技术方案的基础上，利用用于检测被供给至所述分隔穿过构件的下游的所述物品的位置和姿势中的至少一者的视觉传感器来控制所述气体喷射部喷射所述气体的时机。

根据第6技术方案，在第1技术方案的基础上，所述供给路径为圆形。

根据第7技术方案，在第1技术方案的基础上，所述驱动部为伺服马达。

根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细的说明，本发明的所述目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点更加明确。

附图说明

图1是包括基于本发明的物品供给装置的系统的立体图。

图2是基于本发明的物品供给装置的立体图。

图3是图2所示的物品供给装置的侧视图。

图4是图2所示的物品供给装置的剖视图。

图5是表示基于本发明的物品供给装置的动作的流程图。

图6A是供给路径的第一俯视图。

图6B是供给路径的第二俯视图。

图6C是供给路径的第三俯视图。

图7A是表示气体喷射部的某一动作的第一侧视图。

图7B是表示气体喷射部的某一动作的第二侧视图。

图8A是表示气体喷射部的另一动作的第一侧视图。

图8B是表示气体喷射部的另一动作的第二侧视图。

图8C是表示气体喷射部的另一动作的第三侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中对同样的构件标注同样的附图标记。为了容易理解，这些附图适当地变更了比例。

图1是包括基于本发明的物品供给装置的系统的立体图。如图1所示，系统1主要包括物品供给装置10、机械人20以及用于控制物品供给装置10和机械人20的控制装置40。在本发明中，假设安装于机械人20的可动部29的构件28把持由物品供给装置10供给来的物品并将该物品供给至其他地方。

图1所示的机械人20是在基部的下方驱动三个臂来使可动部29位移的并行联杆机械人(日文：パラレルリンクロボット)。但是，也可以将其他形态的机械人、例如垂直多关节机械人用作机械人20。

另外，在机械人20安装有视觉传感器30。视觉传感器30可以是CCD摄像机或者CCD摄像机与探照灯的组合。图1所示的控制装置40是数字计算机，按照规定的程序驱动物品供给装置10。并且，控制装置40基于来自视觉传感器30的信息驱动机械人20。如图1所示，控制装置40包括计时器41。该计时器41也可以与后述的气体喷射部36直接连接。

图2是基于本发明的物品供给装置的立体图，图3是图2所示的物品供给装置的侧视图。而且，图4是图2所示的物品供给装置的剖视图。如这些附图所示，物品供给装置10具有圆形的工作台11。工作台11的上表面为用于载置多个物品的载置面。

该工作台11利用配置于其下表面的驱动马达17、例如伺服马达而绕工作台11的中心轴线旋转。由于使用伺服马达，因此能够准确地控制工作台11的旋转位置、能够使工作台11高速旋转。其中，工作台11能够沿顺时针方向和逆时针方向中的任一方向旋转，但在以下的说明中，使工作台11沿逆时针方向旋转。

由图2可知，两个支柱21a、21b以与工作台11相邻的方式设置，沿工作台11的直径方向延伸的梁22使所述支柱21a、21b的顶部彼此连结。而且，在梁22的一侧安装有半径与工作台11的半径大致相等的半圆形的包围构件19a。

由图4可知，包围构件19a以与工作台11同心的方式配置。并且，与梁22(在图4中未图示)垂直地延伸的分隔板19c与包围构件19a相交。包围构件19a向下方延伸直至工作台11的外缘的正前方。

结果，包围构件19a和安装于支柱21a、21b的一侧的安装板19d形成半圆形的收纳部12。其中，优选分隔板19c的下端与工作台11的表面之间的距离同后述的物品的外部尺寸相比足够大。并且，为了能够容易看到收纳部12的内部，优选包围构件19a和分隔板19c由透明的树脂板等作成。

收纳部12能够收纳多个物品。优选在收纳部12内收纳一种物品。多个物品随机重叠地收纳在收纳部12内。在图4中，在梁22的另一侧，在工作台11的载置面，示出了供给路径13。供给路径13与收纳部12连通。如图4所示，供给路径13是包括工作台11的外缘在内的圆弧状。

再次参照图2，在梁22的另一侧分别配置有第一分隔穿过构件15a和第二分隔穿过构件15b。如图示那样，这些分隔穿过构件15a、15b安装于梁22。

各分隔穿过构件15a、15b分别被安装为在各分隔穿过构件15a、15b的下缘与工作台11的载置面之间形成有规定大小的间隙。间隙的大小(高度)被设定为这样的值，即：随着工作台11的旋转，物品慢慢地穿过该间隙，而如图示那样为分散开的状态。在本发明中，第一分隔穿过构件15a与工作台11的表面之间的间隙等于第二分隔穿过构件15b与工作台11的表面之间的间隙。

在动作时，工作台11沿逆时针方向旋转。由此，收纳于收纳部12的多个物品慢慢地、例如逐个穿过各分隔穿过构件15a、15b而被供给至所述分隔穿过构件15a、15b的下游。

再次参照图1，视觉传感器30在检测已穿过各分隔穿过构件15a、15b的物品时将该物品的种类、位置、姿势中的至少一者供给至控制装置40。之后，控制装置40根据该信息使机械人20动作，由此，机械人20的构件28把持一个物品。接着，机械人20将该物品输送至下一供给目的地。

图5是表示基于本发明的物品供给装置的动作的流程图。该流程图表示机械人20把持物品并将该物品自物品供给装置10取出一次的动作。在图5所示的处理的开始时，在收纳部12收纳有多个物品。以下，参照这些附图说明基于本发明的物品供给装置的动作。

首先，在步骤S1中，驱动驱动马达17，使工作台11沿规定方向、例如逆时针方向旋转规定量。由此，物品Wa分别慢慢地穿过第一分隔穿过构件15a和第二分隔穿过构件15b。

接着，在步骤S2中，视觉传感器30检测通过分隔穿过构件15a、15b的物品Wa中的一个物品Wa。在利用视觉传感器30正常地检测到物品的种类、位置、姿势等时进入步骤S9。在步骤S9中，根据视觉传感器30的检测结果使机械人20动作，从而把持物品并将其输送至下一供给目的地。

在本发明中，视觉传感器30检测物品的种类、位置、姿势，因此能够省略用于定位物品的机构。因而，在本发明中，能够使系统1整体的结构简单。另外，使用机械人20把持物品，因此即使在物品的取出位置和姿势按照每个物品而变化的情况下，也能够灵活地应对这样的变化。

另外，在多个物品彼此接触或相邻的状态下进行供给时，视觉传感器30有时无法良好地检测到各物品。另外，由于物品的形状，有时物品与其他的物品啮合、这些物品彼此重叠在一起。在这样的情况下，视觉传感器30也无法良好地检测到各物品。而且，啮合在一起的多个物品有可能堵在分隔穿过构件15a、15b与工作台11之间的间隙。在本发明中，为了解决这样的问题，向彼此接触或相邻的多个物体和啮合在一起的多个物体喷射气体，使多个物体分散开，并且解除啮合，结果，视觉传感器30能够良好地发挥作用。

再次参照图4，在供给路径13的外周部依次配置有四个喷嘴31a、31b。由图4可知，两个喷嘴31a以朝向第一分隔穿过构件15a的方式配置在比第一分隔穿过构件15a靠上游的位置。另外两个喷嘴31b以朝向第一分隔穿过构件15a的方式配置在比第一分隔穿过构件15a靠下游的位置。

而且，在供给路径13的内侧内周面依次配置有两个喷嘴32b。该喷嘴32b以朝向第二分隔穿过构件15b的方式配置在比第二分隔穿过构件15b靠上游的位置。此外，在第一分隔穿过构件15a与第二分隔穿过构件15b之间配置有气体供给筒部32a。形成于气体供给筒部32a的两个喷嘴孔以朝向第二分隔穿过构件15b的方式配置在比第二分隔穿过构件15b靠下游的位置。

所述喷嘴和气体供给筒部与图3所示的共用的气体源35连接。另外，将喷嘴和气体供给筒部合起来适当地称作气体喷射部36。这些喷嘴和喷嘴孔用于与工作台11平行地喷射气体。优选喷嘴和喷嘴孔的上缘距工作台11的高度大致等于载置于工作台11的一个物品的上缘距工作台11的高度。

再次参照图5，在步骤S2中，在视觉传感器30无法适当地检测到物品Wa时，不进行机械人20的把持动作和输送动作。在该情况下，根据物品的状况，从气体喷射用的多个程序中选择出一个程序并执行该程序。

在图5中示出了3种程序S3～S5。这些程序根据物品的状况使气体喷射部36执行使物品移动到视觉传感器30的视野内的动作，以使基于视觉传感器30的物品的检测能够正常地进行。换言之，这些程序用于使气体喷射部36动作，以使彼此接触或相邻的多个物品分散开，并且使彼此啮合在一起的多个物品分离。

另外，在步骤S6中，基于选择出的程序使气体喷射部36喷射气体。图6A～图6C是供给路径的俯视图。以下，利用这些附图说明使彼此相邻的多个物品分散开的方法。

如图6A所示，通过工作台11的旋转，彼此相邻的多个物品Wa被供给至第一分隔穿过构件15a和第二分隔穿过构件15b的上游的区域。

之后，如图6B所示，自喷嘴31a、喷嘴31b、喷嘴32b以及气体供给筒部32a的喷嘴孔同时或交替供给气体。由此，如图6C所示，多个物品Wa彼此分开，并且被供给至比第一分隔穿过构件15a和第二分隔穿过构件15b靠下游的位置。即，通过喷射气体使多个物品Wa分散开。其中，在该情况下，只要使用分隔穿过构件15a的上游和下游中的任意一方的喷嘴或喷嘴孔即可。

此外，图7A和图7B是表示气体喷射部的某一动作的侧视图，图8A～图8C是表示气体喷射部的另一动作的侧视图。以下，参照这些附图说明使在供给路径13中啮合在一起的多个物体分离的方法。另外，在这些附图中，如白色箭头所示，自右方向左方供给物品。

在图7A中，剖面呈大致L字形状的两个物品Wa彼此啮合在一起而形成大致长方体。如图示那样，这些物品Wa均具有彼此垂直的两个外表面，这些外表面的交线与物品的供给方向大致垂直。并且，如图7A所示，处于下方的物品Wa的所述交线位于比处于上方的另一物品Wa的所述交线靠供给方向的下游侧的位置。

由图7A可知，啮合在一起的两个物品Wa的高度高于第一分隔穿过构件15a与工作台11之间的间隙。因而，啮合在一起的两个物品Wa无法通过该间隙，从而无法被供给至比第一分隔穿过构件15a靠下游的位置。

在这样的情况下，仅自上游侧的喷嘴31a喷射气体。由此，气体主要与位于上方的物品Wa的一个外表面碰撞。由此，如图7B所示，啮合在一起的两个物品Wa彼此分离。另外，在这样的情况下，没有必要使用下游侧的喷嘴31b，因此可以省略下游侧的喷嘴31b。

此外，在图8A中，也是剖面呈大致L字形状的两个物品Wa彼此啮合在一起而形成大致长方体。在该情况下，也是这些物品Wa的外表面的交线与物品的供给方向大致垂直。其中，处于下方的物品Wa的所述交线位于比处于上方的另一物品Wa的所述交线靠供给方向的上游侧的位置。由图8A可知，啮合在一起的两个物品Wa不会通过第一分隔穿过构件15a与工作台11之间的间隙。

在这样的情况下，如图8B所示，自上游侧的喷嘴31a和下游侧的喷嘴31b交替喷射气体。若使这样的喷射反复进行规定次数，则能够在两个物品Wa之间逐渐形成间隙。并且，最终，如图8C所示那样啮合在一起的两个物品Wa彼此分离。

通过像这样喷射气体，从而使彼此接触或相邻的多个物体彼此分开，并且使啮合在一起的多个物体彼此分离。再次参照图5，在步骤S7中，使工作台11进一步旋转规定量，从而使彼此分开的物品或彼此分离的物体通过分隔穿过构件15a、15b的间隙(参照图6C、图7B、图8C)。

在视觉传感器30检测到彼此接触或相邻的多个物品或者检测到啮合在一起的多个物品时执行图6A～图8C所示的气体喷射部36的动作。或者，也可以是，设于分隔穿过构件15a、15b的上游的区域的其他传感器(未图示)检测这样的多个物品。这样，在基于视觉传感器30的检测结果或其他传感器的检测结果使气体喷射部36动作的情况下，气体的喷射量为所需最低限度的量即可。另外，在喷射气体的同时使工作台11向单一方向或两个方向略微地旋转也可以有助于使物品分散开。由此可知，在本发明中，能够缩短周期时间。

或者，也可以利用图1所示的计时器41控制气体喷射部36喷射气体的时机。具体而言，反复进行在规定的待机时间之后以规定喷射时间喷射气体的动作。在该情况下，喷射气体时不需要使用传感器的检测结果，因此能够使系统1整体的结构简单。

再次参照图5，在步骤S8中，视觉传感器30再次检测已通过分隔穿过构件15a、15b的物品Wa中的一个物品Wa。在步骤S6中进行气体喷射处理的情况下，多个物体彼此分开或者彼此分离。在这样的情况下，在步骤S8中视觉传感器30良好地发挥作用。在视觉传感器30的视野内存在物品，视觉传感器30识别物品，在正常地检测到该物品的种类、位置和姿势等的情况下，根据视觉传感器30的信息执行机械人20的取出动作(步骤S9)。

另外，在步骤S8中，在视觉传感器30再次无法检测到已通过分隔穿过构件15a、15b的物品Wa中的一个物品Wa的情况下，进入步骤S10。在像这样视觉传感器30连续两次无法检测到物品Wa的情况下，在步骤S10中输出异常警报。由此，使操作者意识到系统出现异常。另外，也可以变更设定，以在视觉传感器30连续三次以上无法检测到物品Wa的情况下输出异常警报。另外，机械人无法取出的物品经由圆形的供给路径13再次返回至收纳部12，因此物品不会滞留在供给路径13上。

像这样，在本发明中，向彼此接触或相邻的多个物品以及彼此啮合在一起的多个物品喷射气体，从而使这些物品分散开。因而，能够避免啮合在一起的多个物品堵在分隔穿过构件15a、15b的间隙。因此，在本发明中，能够缩短周期时间。

在以往技术中，通过使多个物品振动而使这些物品分散开，因此有可能损伤物品的表面等。但是，在本发明中，并非通过振动使物品分散开，因此也不会损伤物品的表面等。

另外，在本发明中，自气体喷射部与工作台11平行地喷射气体。并且，喷嘴和喷嘴孔的上缘距工作台11的高度大致等于载置于工作台11的一个物品的上缘距工作台11的高度。因而，通过自这样的喷嘴和喷嘴孔喷射气体，能够可靠地使彼此啮合在一起的多个物品分散开。因此，在本发明中，不需要改变气体喷射的方向来进行重新喷射，因此能够缩短周期时间。

在本发明中，通过喷射气体使物品分散开。因而，即使在各种形状的多个物品彼此相邻、接触、啮合在一起的情况下，也能够同样地使这些物品分散开。即，可知本发明能够应对多种多样的形状的物品。

发明的效果

在第1技术方案中，向彼此接触或相邻的多个物品以及彼此啮合在一起的多个物品喷射气体，从而能够使这些物品分散开。因此，能够避免啮合在一起的多个物品堵在分隔穿过构件的间隙。因而，能够缩短周期时间。另外，并不是通过振动使物品分散开，因此也不会损伤物品的表面等。

另外，由于是自气体喷射部与供给路径平行地喷射气体，因此能够可靠地使彼此啮合在一起的多个物品分散开。因此，不需要改变气体喷射的方向来进行重新喷射，因此能够缩短周期时间。

在第2技术方案中，不需要用于定位物品的机构，因此能够使系统整体的结构简单。

在第3技术方案中，使用机械人，因此能够灵活地应对物品的取出位置和姿势的变化。

在第4技术方案中，喷射气体时不需要使用传感器的检测结果，因此能够使系统整体的结构简单。

在第5技术方案中，利用传感器的检测结果喷射气体，因此气体的喷射量和驱动部的动作为所需最低限度即可。因此，能够缩短周期时间。

在第6技术方案中，机械人无法取出的物品经由圆形的供给路径再次返回至收纳部，因此能够避免物品滞留在供给路径上。

在第7技术方案中，驱动部为伺服马达，因此能够实现旋转位置的控制、高速动作。

利用典型的实施方式说明了本发明，但若是本领域技术人员，则应该能够理解为，能够在不脱离本发明的范围的前提下进行所述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。

Claims (7)

1.一种物品供给装置，其中，

该物品供给装置具备：

收纳部，其用于收纳多个物品；

供给路径，其与所述收纳部连通；

分隔穿过构件，在该分隔穿过构件与所述供给路径的表面之间形成规定的间隙；

驱动部，其用于使所述供给路径和所述分隔穿过构件彼此进行相对运动；以及

气体喷射部，其用于在所述物品的供给方向上的、所述分隔穿过构件的上游和下游向所述供给路径上的所述物品喷射气体，

其中，使得仅配置于所述分隔穿过构件的上游的所述气体喷射部向所述物品喷射气体，或者从配置于所述分隔穿过构件的上游的所述气体喷射部和配置于所述分隔穿过构件的下游的所述气体喷射部交替地向所述物品喷射气体。

2.根据权利要求1所述的物品供给装置，其中，

利用视觉传感器检测被供给至所述分隔穿过构件的下游的所述物品的位置和姿势中的至少一者。

3.根据权利要求1或2所述的物品供给装置，其中，

利用机械人取出被供给至所述分隔穿过构件的下游的所述物品。

4.根据权利要求1所述的物品供给装置，其中，

利用计时器控制所述气体喷射部喷射所述气体的时机。

5.根据权利要求2所述的物品供给装置，其中，

利用用于检测被供给至所述分隔穿过构件的下游的所述物品的位置和姿势中的至少一者的视觉传感器来控制所述气体喷射部喷射所述气体的时机。

6.根据权利要求1所述的物品供给装置，其中，

所述供给路径为圆形。

7.根据权利要求1所述的物品供给装置，其中，

所述驱动部为伺服马达。