CN107310916B - 物料供给装置 - Google Patents

Abstract

该物料供给装置包括朝预定方向向下倾斜的倾斜路径(11)、向倾斜路径(11)给予振动的振动给予装置(13)、向倾斜路径(11)的上端侧供给多个物料的物料供给单元、拍摄倾斜路径(11)上的物料并获得至少能够指定倾斜路径(11)上的各物料的位置的信息的视觉传感器(22)以及利用通过视觉传感器(22)得到的信息从倾斜路径(11)一个个取出物料并且将取出的物料供给到预定的供应地的机械臂(23)。

Description

物料供给装置

技术领域

本发明涉及一种通过机械臂来一个个取出物料并供给到预定的供应地的物料供给装置。

背景技术

作为这样的物料供给装置公开有向料碗中放入多个物料，并且将物料从料碗移动到旋转台，利用视觉传感器检测旋转台上的物料的位置和姿势，并利用该检测结果通过机械臂从旋转台上一个个取出物料，然后供给到预定的供应地的技术(例如，参照专利文献1)。

并且，还公开有对放入料碗中的物料施加振动使其在设于料碗内的输送路径上移动，从而控制物料的姿势并将物料从该输送路径的终端供给到预定的供应地的物料供给装置(例如，参照专利文献2)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-082186号公报

专利文献2：日本特开2015-030543号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

所述任意一个物料供给装置均为将物料装入料碗等很大的容器中，并且通过使物料在料碗内或者旋转台上移动从而调整物料的姿势之后，由机械臂取出或从料碗中排出物料。因此，为了一种物料所使用的面积很大，当处理多种物料时需要宽敞的空间。

并且，当利用机械臂来进行物料供给时，能够配置在1台机械臂所能达到的范围内的料碗和旋转台的数量是有限的，所以这也成为增加机械臂的数量使制造成本增加的主要原因之一。而且，在后一个物料供给装置中，由于在调整所有物料的姿势之前一直在施加振动，所以物料有时可能会由于振动而产生瑕疵或破损。

本发明是鉴于上述问题做出的，其目的在于提供一种可以节省空间，同时又能够增加1台机械臂可处理的物料种类的物料供给装置。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明采用如下手段。

本发明一方面的物料供给装置包括：倾斜路径，朝预定方向向下倾斜；振动给予部，用于向该倾斜路径给予振动；物料供给单元，用于向该倾斜路径的上端侧供给多个物料；视觉传感器，拍摄该倾斜路径上的所述多个物料，获得至少能够指定所述各物料的位置的信息；以及，机械臂，利用通过该视觉传感器得到的所述信息，从所述倾斜路径一个个取出所述物料，并且将取出的所述物料供给到预定的供应地。

在该方面中，通过机械臂将朝预定方向向下倾斜的倾斜路径上的各物料取出后供给到预定的供应地，因此能够缩小每一种物料所使用的面积。并且，由于倾斜路径朝预定方向向下倾斜，所以当所述预定方向设为沿倾斜路径的长度方向时，例如将多个倾斜路径配置为在与沿长度方向正交的方向上彼此排列时，可以在较小的空间内设置多个倾斜路径。并且，通过向多个倾斜路径供给各自不同的物料，即使在处理多种物料时，也不需要宽敞的空间，从而能够增加通过一个机械臂可处理的物料的种类。

优选地，在上述方面中，还包括：控制部，用于控制所述振动给予部、所述视觉传感器以及所述机械臂，该控制部在使所述振动给予部停止给予所述振动的期间，使所述视觉传感器进行所述拍摄，同时使所述机械臂取出所述物料。

通过这样的构成，减少对物料施加振动的时间，从而能够降低物料中出现瑕疵或破损的可能性。并且，通过机械臂取出物料时，各物料停在被检测到的位置上，因此还提高了机械臂供给物料的效率。

优选地，在上述方面中，还包括：物料退回路径，配置在所述倾斜路径的下侧，并且接收从该倾斜路径的下端侧落下来的所述物料，向与所述预定方向相反的方向退回所述物料，所述物料供给单元从所述物料退回路径的下端侧接收物料，并且将接收到的所述物料供给至所述倾斜路径的所述上端侧。

通过这样的构成，移动到倾斜路径下端侧的物料经由配置在倾斜路径下侧的物料退回路径退回到倾斜路径的上端侧，因此非常有利于在较小空间内设置多个倾斜路径。

优选地，在上述方面中，所述物料退回路径是朝与所述预定方向相反侧以比所述倾斜路径更大的倾斜角度向下倾斜的槽沟形的倾斜路径。

通过这样的构成，可以使退回路径上的物料比倾斜路径上的物料更加快速地移动，从而缩短了将物料供给到倾斜路径的上端侧为止的时间，有利于确保供给到倾斜路径的上端侧的物料的量。

优选地，在上述方面中，所述物料供给单元具有：物料供给容器；升降单元，使所述物料供给容器向物料供给位置和物料回收位置移动，所述物料供给位置向所述倾斜路径的上端侧供给所述物料，所述物料回收位置从所述物料退回路径的下端接收所述物料；以及，遮挡门，当所述物料供给容器配置在所述物料回收位置之外时，配置在所述物料退回路径的下端侧的防止排出位置上，用于防止所述物料从所述物料退回路径排出。

根据该构成，通过升降的物料供给容器将物料从物料退回路径的下端侧移动到倾斜路径的上端侧，从而有利于缩小装置占用的面积。

优选地，在上述方面中，所述物料供给容器还包括：底板，为了调整该物料供给容器内的容量，可在上下方向上移动；以及，底板角度调整单元，用于调整该底板的倾斜角度。

通过这样的构成，调整从物料供给容器供给到倾斜路径的上端侧的物料的量，从而可以调整视觉传感器的检测效率以及机械臂的取出效率。

优选地，在上述方面中，所述控制部还控制所述升降单元。

控制部在控制振动给予部、视觉传感器以及机械臂之外，还控制升降单元，因此对于与振动给予部、视觉传感器以及机械臂联动的升降单元的控制变得更加容易，有利于实现循环中的物料的量、将物料供给倾斜路径的上端侧的时机等的最优化。

发明的效果

根据本发明，既可以节省空间又能够增加通过1台机械臂可处理的物料的种类。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的物料供给装置的概略构成图。

图2是图1示出的物料供给装置中的物料输送装置的立体图。

图3是图2示出的物料输送装置的截面图。

图4是本实施方式的物料供给装置的概略框图。

图5是示出本实施方式的机器人控制部进行的控制的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图说明根据本发明一实施方式的物料供给装置。

如图1所示，用于将物料供给至各自的物料盒(物料的供应地)30的所述物料供给装置，其包括：沿水平方向排列的多个物料输送装置10以及配置在多个物料输送装置10上方的带有视觉传感器的机器人20。

如图2以及图3所示，各物料输送装置10包括朝预定方向(图2中的左方向)向下倾斜的第一倾斜路径11、配置在第一倾斜路径11的下方用于接收从第一倾斜路径11下端侧落下的物料并且向与所述预定方向相反的方向(图2中的右方向)退回物料的物料退回路径、即第二倾斜路径12、对第一倾斜路径11给予振动的振动给予装置13以及向第一倾斜路径11的上端侧供给物料的物料供给容器14。

如图3所示，第一倾斜路径11形成为具有底面11a和一对侧面11b的槽沟形，并且底面11a以倾斜角度α倾斜。第二倾斜路径12也形成为具有底面12a和一对侧面12b的槽沟形，并且底面12a以倾斜角度β倾斜。倾斜角度β比倾斜角度α更大，优选地，倾斜角度β被设为即使不对第二倾斜路径12施加振动，物料也能够向第二倾斜路径12的下端侧移动。

振动给予装置13将由公知的振动发生装置产生的振动给予第一倾斜路径11。作为振动发生装置，例如，可以采用如下装置，其包括：电磁石、被磁力吸引到电磁石上的附着部、将附着部保持在与电磁石仅分开预定距离的位置上的弹性部件以及向电磁石供给脉冲电力的电力供给部。

如图3所示，物料供给容器14通过由气缸、电动缸等电动执行器构成的升降装置14a进行升降，上升时配置在实线表示的物料供给位置，下降时配置在两点虚线表示的物料回收位置。

物料供给容器14包括底板14b以及四个侧壁14c。四个侧壁14c中的第一倾斜路径11一侧的侧壁14c上设有物料供给用的开口部。并且，底板14b通过气缸等底板驱动装置14d在上下方向进行移动。

因此，向物料供给容器14内装入多个物料后，将物料供给容器14配置在物料供给位置，并且通过底板驱动装置14d使得底板14b上升，则物料供给容器14内的物料被供给到第一倾斜路径11的上端侧。

另一方面，物料回收位置是将从第二倾斜路径12下端侧排出的物料回收到物料供给容器14中的位置。

物料输送装置10包括遮挡门15，当物料供给容器14配置在物料供给位置时，遮挡门15配置在第二倾斜路径12的下端侧。

遮挡门15，例如形成为板状，通过由气缸构成的遮挡门移动装置15a在上下方向上移动。在本实施方式中，当遮挡门15通过遮挡门移动装置15a向上方移动时，遮挡门15配置在第二倾斜路径12的下端侧中的防止排出位置(图3中的实线位置)。当遮挡门15配置在防止排出位置，则物料不会从第二倾斜路径12的下端侧排出。另一方面，当遮挡门15通过遮挡门移动装置15a向下方移动时，则物料从第二倾斜路径12的下端侧排出。

带有视觉传感器的机器人20包括：被支承于机架20a的机器人主体21、配置在机器人主体21内的视觉传感器22、被机器人主体21支承的三条机械臂23以及控制各机械臂23的机器人控制部24。

如图4所示，视觉传感器22具有例如拍摄多个物料输送装置10的第一倾斜路径11上的多个物料的拍摄装置22a和图像处理部25。由拍摄装置22a拍摄到的图像通过图像处理部25进行图像处理，并且基于处理后的图像的信息被发送至配置在机器人主体21内的机器人控制部24。

图像处理部25具有处理部25a以及图像存储部25b，处理部25a对拍摄到的图像进行静态二值化处理、动态二值化处理等公知的图像处理，图像存储部25b存储图像处理后的图像。处理部25a是具有CPU和存储器的计算机，基于存储在存储器中的预定程序进行所述图像处理。处理部25a可以将图像处理后的图像作为基于所述处理后图像的信息发送给机器人控制部24，还可以将图像处理后的图像中出现的各物料的特征点(具有特殊形状的部分)的位置信息作为基于所述处理后图像的信息发送给机器人控制部24。

机器人控制部24基于存储在存储装置26中的程序进行动作，并且，根据基于所述处理后图像的信息和保存在存储装置26中的标准部件信息，辨别在各第一倾斜路径11上处于机械臂23可以取出的位置且具有可取出的姿势或形状的物料。之后，机器人控制部24分别控制用于启动各机械臂23的多个伺服电动机。由此，通过机械臂23从第一倾斜路径11一个个取出物料，并且被取出的物料被供给到对应的物料盒30中。

并且，在本实施方式中，机器人控制部24基于所述程序进行动作，向振动给予装置13、升降装置14a、底板驱动装置14d以及遮挡门移动装置15a发送控制信号，控制这些装置和各机械臂23。

参照图5的流程图说明机器人控制部24的动作例子。其中，对于多个物料输送装置10分别赋予No.1-No.4的编号。

首先，操作者通过预定的输入装置输入从No.1的物料输送装置10取出物料并供给到对应的物料盒30的指示，机器人控制部24一旦接收到该指示信号(步骤S1)，则通过遮挡门移动装置15a使No.1的物料输送装置10变成遮挡门15配置在防止排出位置的状态(步骤S2)，同时通过升降装置14a使物料供给容器14移动到物料供给位置(步骤S3)，并且通过底板驱动装置14d使底板14b上升(步骤S4)。由此，物料供给容器14中的多个物料装载于第一倾斜路径11的上端侧。另外，还可以通过底板驱动装置14d来调整底板14b的上升幅度和倾斜度。

接着，通过底板驱动装置14d使底板14b下降(步骤S5)，同时通过升降装置14a使物料供给容器14下降并移动到物料回收位置(步骤S6)。并且，通过遮挡门移动装置15a使移动遮挡门15向下方移动(步骤S7)。由此，物料配置在第二倾斜路径12上时，该物料从第二倾斜路径12的下端侧排出到物料供给容器14。

其次，通过振动给予装置13对第一倾斜路径11给予振动(步骤S8)。由此，多个物料向第一倾斜路径11的下端侧移动。在执行步骤S8之后，例如经过预定时间后(步骤S9)，使振动给予装置13停止给予振动(步骤S10)。在该状态下，视觉传感器22对第一倾斜路径11进行拍摄(步骤S11)，接着，根据从图像处理部25发送的基于所述处理后图像的信息和保存在存储装置26中的标准部件的信息，辨别在第一倾斜路径11上处于机械臂23可以取出的位置且具有可以取出的姿势和形状的物料(步骤S12)。

其次，控制设在各机械臂23上的多个马达，以便一个个取出处于可以取出的位置且具有可以取出的姿势和形状的物料，并且将取出的物料供给到对应的部件盒30(步骤S13)。

之后，例如，当满足向部件盒30供给预定数量的部件的条件、经过了预定时间的条件、第一倾斜路径11上没有可以取出的物料的条件等预定的条件时，进入下一个步骤(步骤S14)。之后，重复步骤S8-步骤S14(步骤S15)，以预定的次数重复进行步骤S8-步骤S14(步骤S16)。

以上对No.1的物料输送装置10进行了说明，对于No.2-No.4的物料输送装置10，也进行相同的机器人控制部24的控制。

No.2-No.4的物料输送装置10的物料供给容器14中可以装入相同的物料，但是，如果装有不同的物料，则可以通过只选择物料输送装置10来选择物料。

如上所述，在本实施方式中，由于通过机械臂23取出朝预定方向向下倾斜的第一倾斜路径11上的物料后供给到物料盒30，因此可以缩小每一种物料所使用的面积。并且，第一倾斜路径11朝预定方向向下倾斜，因此如果将多个第一倾斜路径11如图1所示的那样排列，则可以在较小的空间内设置多个第一倾斜路径11。

并且，通过向多个第一倾斜路径11供给各自不同的物料，从而即使在处理多种物料时，也不需要宽敞的空间，因此，能够增加一个机械臂23可处理的物料的种类。即、可以节省空间，同时可以增加1台机械臂23可处理的物料的种类。

并且，在本实施方式中，包括用于控制振动给予装置13、视觉传感器的拍摄装置22a以及机械臂23的机器人控制部24，机器人控制部24在振动给予装置13停止给予所述振动的期间，使视觉传感器22对第一倾斜路径11上的物料进行拍摄，并且使机械臂23进行物料的取出。因此，减少对物料施加振动的时间，可以降低物料出现瑕疵或破损的可能性。并且，通过机械臂23进行取出时，各物料停在被检测的位置上，因此也提高了机械臂23供给物料的效率。

并且，第二倾斜路径12配置在第一倾斜路径11的下侧，并且接收从第一倾斜路径11的下端侧落下来的物料，向与所述预定方向相反的方向退回物料，由物料供给容器14从第二倾斜路径12的下端侧接收物料，并且将接收到的物料供给到第一倾斜路径11的上端侧。这样，移动到第一倾斜路径11的下端侧的物料经由配置在第一倾斜路径11的下侧的第二倾斜路径12退回到第一倾斜路径11的上端侧，所以非常有利于在较小的空间内排列多个第一倾斜路径11。

并且，第二倾斜路径12是朝与所述预定方向相反侧以比第一倾斜路径11更大的倾斜角向下倾斜的槽沟形倾斜路径，所以可以使第二倾斜路径12上的物料比第一倾斜路径11上的物料更快速地移动。因此，缩短了将物料供给到第一倾斜路径11的上端侧为止的时间，有利于确保供给到第一倾斜路径11的上端侧的物料的量。

并且，该物料输送装置10具有物料供给容器14、升降装置14a以及遮挡门15，升降装置14a用于使物料供给容器14移动到向第一倾斜路径11的上端侧供给物料的物料供给位置和从第二倾斜路径12的下端接收物料的物料回收位置，并且，当物料供给容器14配置在物料回收位置之外时，遮挡门15配置在第二倾斜路径12的下端侧的防止排出位置，防止物料从第二倾斜路径12排出。这样，通过升降的物料供给容器14将物料从第二倾斜路径12的下端侧移动到第一倾斜路径11的上端侧，所以能够减少物料输送装置10占用的面积。

并且，物料供给容器14包括为了调整物料供给容器14内的容量而能够在上下方向上移动的底板14b，通过调整由各底板驱动装置14d实现的底板14b的上升幅度，可以调整底板14b的倾斜角度。因此，可以调整从物料供给容器14向第一倾斜路径11的上端侧供给的物料的量，调整视觉传感器22的检测效率以及机械臂23的取出效率。

并且，机器人控制部24除了控制振动给予装置13、视觉传感器22以及机械臂23之外，还控制升降装置14a，所以对与振动给予装置13、视觉传感器22以及机械臂23联动的升降装置14a的控制也变得容易，有利于使循环的物料量、将物料供给第一倾斜路径11的上端侧的时机等实现最优化。

在本实施方式中，第二倾斜路径12形成为倾斜角度比第一倾斜路径11更大的倾斜路径，从而将从第一倾斜路径11的下端侧落下来的物料移动至物料供给容器14。对于该构成，还可以通过设在第一倾斜路径11的下侧的传送带将从第一倾斜路径11的下端侧落下来的物料移动至物料供给容器14。这时，该传送带起到物料退回路径的功能。

并且，还可以与第一倾斜路径11相同地，对第二倾斜路径12施加振动，从而使物料在第二倾斜路径12上向其下端侧移动。

在本实施方式中，为了使机器人控制部24辨别处于机械臂23的可以取出的位置且具有可以取出的姿势和形状的物料，视觉传感器22获得可以指定各物料的位置、姿势以及形状的信息。对于该构成，即使在视觉传感器22获得可以指定各物料的位置以及姿势的信息，机器人控制部24辨别位于机械臂23可以取出的位置且具有可以取出的姿势的物料的情况下，也可以通过机械臂23进行物料的取出。进一步地，当机器人控制部24只辨别出处于机械臂23可以取出的位置的物料时，机械臂23有时也能够进行物料的取出。

并且，在本实施方式中，利用升降的物料供给容器14来将物料从第二倾斜路径12的下端侧移动到第一倾斜路径11的上端侧，但是，还可以采用将物料从第二倾斜路径12的下端侧移动到第一倾斜路径11的上端侧的公知的螺旋输送机、通过磁铁等吸附物料的公知的传送带等，以此来代替物料供给容器14。这时，螺旋输送机和传送带起到向第一倾斜路径11的上端侧供给物料的物料供给单元的功能。

附图标记

10：物料输送装置

11：第一倾斜路径

12：第二倾斜路径

13：振动给予装置

14：物料供给容器

15：遮挡门

20：带有视觉传感器的机器人22：视觉传感器

22a：拍摄装置

23：机械臂

24：机器人控制部

25：图像处理部

26：存储装置

30：物料盒

Claims (6)

1.一种物料供给装置，包括：

倾斜路径，朝预定方向向下倾斜；

振动给予部，用于向所述倾斜路径给予振动；

物料供给单元，用于向所述倾斜路径的上端侧供给多个物料；

视觉传感器，拍摄所述倾斜路径上的所述多个物料，获得至少能够指定各所述物料的位置的信息；

机械臂，利用通过所述视觉传感器得到的所述信息，从所述倾斜路径取出所述物料，并且将取出的所述物料供给到预定的供应地；以及

物料退回路径，配置在所述倾斜路径的下侧，并且接收从所述倾斜路径的下端侧落下来的所述物料，向与所述预定方向相反的方向退回所述物料，

所述物料供给单元包括：

物料供给容器；以及

升降单元，使所述物料供给容器向物料供给位置和物料回收位置移动，所述物料供给位置向所述倾斜路径的上端侧供给所述物料，所述物料回收位置从所述物料退回路径的下端接收所述物料，

所述物料供给容器包括：

底板，为了调整所述物料供给容器内的容量，在上下方向上可以移动；以及

底板角度调整单元，用于调整所述底板的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的物料供给装置，还包括：

控制部，用于控制所述振动给予部、所述视觉传感器以及所述机械臂，

所述控制部在所述振动给予部停止给予所述振动的期间，使所述视觉传感器进行所述拍摄，并且使所述机械臂进行所述物料的取出。

3.根据权利要求1或2所述的物料供给装置，其中，

所述物料退回路径是朝与所述预定方向相反的一侧以比所述倾斜路径更大的倾斜角度向下倾斜的槽沟形倾斜路径。

4.根据权利要求1或2所述的物料供给装置，其中，所述物料供给单元还包括：

遮挡门，当所述物料供给容器配置在所述物料回收位置之外时，所述遮挡门配置在所述物料退回路径的下端侧的防止排出位置，用于防止所述物料从所述物料退回路径排出。

5.根据权利要求3所述的物料供给装置，其中，所述物料供给单元还包括：

遮挡门，当所述物料供给容器配置在所述物料回收位置之外时，所述遮挡门配置在所述物料退回路径的下端侧的防止排出位置，用于防止所述物料从所述物料退回路径排出。

6.根据权利要求1所述的物料供给装置，其中，

还包括用于控制所述机械臂的控制部，

所述控制部构成为还用于控制所述升降单元。