CN112008691A - 供给装置以及机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及供给装置以及机器人系统。供给装置供给对象物，以使机器人拾取对象物时实现高成功率。机器人系统的拾取对象物的效率较高。供给装置是供给通过机器人拾取的对象物的装置，其特征在于，具备：对象物容纳部，具有第一平坦部和槽部，所述第一平坦部被投入所述对象物并包括第一平坦面，当从所述第一平坦面的法线延伸的法线方向观察时，所述槽部包括从所述第一平坦部沿着第一方向延伸的多个槽；以及振动部，对所述对象物容纳部赋予振动，所述振动部具有第一振动模式，所述第一振动模式是使所述对象物向所述第一方向移动的模式。

Description

供给装置以及机器人系统
技术领域
本发明涉及供给装置以及机器人系统。
背景技术
在进行基于机器人的组装作业的生产线中，对供给的元件进行图像识别，使用机器人进行拾取。在使机器人拾取元件时，使用使供给的大量元件分散的元件供给装置。通过使元件分散，各元件易于采取特定的姿态，因此机器人的拾取变得容易。
在专利文献1中，公开了一种在输送过程中将供给的大量物品分配至多个列的分配装置，其具备：山形的中央分散部，用于使从供料器供给过来的物品分散至左右；以及山形的多个分配部，设置于中央分散部的左右两侧，用于将物品分配至多个列，通过中央分散部的倾斜面和分配部的倾斜面，形成了物品的输送槽。
在这样的分配装置中，供给的大量物品被中央分散部分散至左右，并且容纳于各输送槽而向下游侧输送。由此，能够将多个物品分配至多个列。
专利文献1：日本特开2012-254864号公报
发明内容
在专利文献1所记载的分配装置中，形成输送槽的倾斜面在物品输送方向上延伸设置。因此，供给至分配装置的物品被输送到输送槽的下游侧。然而，在该分配装置中，虽然设置有多个输送物品的输送槽，但物品难以在相邻的输送槽之间移动，因此在供给物品的时间点便会决定输送物品的输送槽。于是，在向分配装置供给物品的供给口较小的情况下，供给至分配装置的物品以集中于一处的状态被输送，存在不能提高分散性的问题。其结果是，难以使物品彼此充分地分离，物品难以采取规定的姿态。于是，存在机器人的拾取变得困难的技术问题。
本发明的应用例涉及的供给装置的特征在于，是供给通过机器人拾取的对象物的供给装置，其特征在于，具备：
对象物容纳部，具有第一平坦部和槽部，所述第一平坦部被投入所述对象物并包括第一平坦面，当从所述第一平坦面的法线延伸的法线方向观察时，所述槽部包括从所述第一平坦部沿着第一方向延伸的多个槽；以及
振动部，对所述对象物容纳部赋予振动，
所述振动部具有第一振动模式，所述第一振动模式是使所述对象物向所述第一方向移动的模式。
附图说明
图1是第一实施方式涉及的机器人系统的概念图。
图2是图1所示的控制装置的功能框图。
图3是示出图1的零件供料器的立体图。
图4是当从Z轴正侧观察具备图3所示的零件供料器的零件容纳部时的俯视图。
图5是示出刚将零件从料斗投入零件容纳部之后的状态的俯视图。
图6是用于说明基于位移指令的位移动作的零件容纳部的俯视图。
图7是示出零件的一例的立体图。
图8是用于说明基于后移指令的后移动作的零件容纳部的俯视图。
图9是用于说明基于翻转指令的翻转动作的零件容纳部的俯视图。
图10是示出在基于机器人的零件的拾取作业中零件在零件容纳部内移动的状况的说明图。
图11是示出在基于机器人的零件的拾取作业中零件在零件容纳部内移动的状况的说明图。
图12是示出在基于机器人的零件的拾取作业中零件在零件容纳部内移动的状况的说明图。
图13是示出在基于机器人的零件的拾取作业中零件在零件容纳部内移动的状况的说明图。
图14是示出在基于机器人的零件的拾取作业中零件在零件容纳部内移动的状况的说明图。
图15是图4的A-A线剖视图。
图16是图4的B-B线剖视图。
图17是图15的变形例。
图18是图16的变形例。
图19是当从Z轴正侧观察第二实施方式涉及的机器人系统所具备的零件容纳部时的俯视图。
图20是图19的C-C线剖视图。
图21是图19的D-D线剖视图。
图22是示出在基于机器人的零件的拾取作业中零件在零件容纳部内移动的状况的说明图。
图23是当从Z轴正侧观察第三实施方式涉及的机器人系统所具备的零件容纳部时的俯视图。
附图标记说明
1…机器人系统；100…机器人；120…基台；130…臂；132…臂末端；160…末端执行器；162…吸附嘴；180…相机；200…控制装置；210…处理器；211…机器人控制部；212…零件供料器控制部；213…料斗控制部；214…图像识别部；215…控制参数设定部；220…主存储器；230…非易失性存储器；231…程序指令；232…控制参数；233…控制命令；234…零件坐标列表；235…示教数据；240…显示控制部；250…显示部；260…I/O接口；300…示教板；400…零件供料器；401…第一平坦部；402…槽部；403…第二平坦部；404…倾斜部；410…零件容纳部；410A…零件容纳部；410B…零件容纳部；411…容器；412…零件容纳区域；413…外周壁；415…第一部件；416…第二部件；417…螺钉；418…槽；419…第三部件；420…振动部；422…控制部；424…振动致动器；424a…振动致动器；424b…振动致动器；424c…振动致动器；424d…振动致动器；428…分隔部；429…第四部件；430…相机；500…料斗；600…零件托盘；700…架台；710…顶板；720…台部；J1…关节；J2…关节；J3…关节；J4…关节；P…零件；P1…端面；P2…侧面。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的供给装置以及机器人系统的优选实施方式进行详细说明。
1.第一实施方式
首先，对第一实施方式进行说明。
图1是第一实施方式涉及的机器人系统的概念图。图2是图1所示的控制装置的功能框。
此外，在本申请的各图中，将X轴、Y轴以及Z轴设定为相互正交的三个轴。X轴以及Y轴与水平面平行，Z轴为铅垂轴。另外，在各图中，用箭头表示这些轴，在以下的说明中，将箭头的前端侧说明为“正”，将基端侧说明为“负”。进而，将Z轴的正侧说明为“上”，将Z轴的负侧说明为“下”。另外，在以下的说明中，还将从Z轴正侧俯视的情况简称为“俯视”。
图1所示的机器人系统1具备机器人100、控制装置200、示教板300、零件供料器400、料斗500以及零件托盘600。
另外，图1所示的机器人系统1设置于具备顶板710和台部720的架台700。具体而言，图1所示的机器人100固定于顶板710的下表面。而且，零件供料器400、料斗500以及零件托盘600载置于架台700的台部720上。
机器人100是示教再现式的机器人。使用机器人100的作业按照预先创建的示教数据来执行。
机器人100具备基台120和臂130。臂130是四个关节J1～J4依次连接的多关节臂。在这些关节J1～J4中，三个关节J1、J2、J4是扭转关节，一个关节J3是平移关节。在本实施方式中示出了四轴机器人，但是也可以是具有具备一个以上的关节的任意的臂机构的机器人。
在作为臂130的前端部的臂末端132装配有末端执行器160。图1所示的末端执行器160是具有真空吸附零件的吸附嘴162的吸附拾取机构，但是也可以是除此以外的机构，例如把持手部、磁性手部等。另外，在臂130装配有相机180。该相机180在用末端执行器160拾起零件的情况下在选择应当拾起的零件时使用。此外，能够省略相机180。
零件供料器400具有：容纳零件的零件容纳部410和使零件容纳部410振动的振动部420。在架台700的顶板710的下表面设置有相机430，该相机430拍摄容纳于零件容纳部410内的零件的图像。
料斗500是向零件供料器400补给零件的零件补给装置。
零件托盘600是具有大量用于单独容纳零件的凹部的托盘。本实施方式涉及的机器人100进行从零件供料器400的零件容纳部410中拾起零件并将该零件收纳于零件托盘600内的适当位置的作业。但是，机器人系统1也能够应用于除此以外的作业。
控制装置200具有处理器210、主存储器220、非易失性存储器230、显示控制部240、显示部250以及I/O接口260。这些各部通过任意的总线而可通信地连接。处理器210是例如微处理器或者处理器电路。控制装置200通过I/O接口260而与机器人100、示教板300、零件供料器400以及料斗500连接。另外，控制装置200通过I/O接口260还连接于相机180、430。
作为控制装置200的结构，能够采用图1所示的结构以外的各种结构。例如，处理器210和主存储器220也可以设置在与控制装置200可通信地连接的其他装置。在该情况下，将其他装置和控制装置200包括在内的装置整体作为机器人100的控制装置发挥作用。另外，控制装置200也可以具有两个以上的处理器210。进而，控制装置200也可以通过可相互通信地连接的多个装置而实现。
示教板300是在示教作业者示教机器人100的动作时使用的机器人示教装置之一。示教板300具有未图示的处理器和存储器。通过使用示教板300的示教而创建的示教数据235存储于控制装置200的非易失性存储器230。
控制装置200的处理器210通过执行预先存储于非易失性存储器230的各种程序指令231来分别实现机器人控制部211、零件供料器控制部212、料斗控制部213、图像识别部214以及控制参数设定部215的功能。零件供料器400具备控制部422和多个振动致动器424。多个振动致动器424是使零件容纳部410振动的振子。
另外，非易失性存储器230除了存储程序指令231以及示教数据235以外，还存储振动致动器424的控制参数232及控制命令233、零件坐标列表234。机器人控制部211、零件供料器控制部212以及料斗控制部213根据示教数据235来控制各部的动作。
图3是示出图1的零件供料器400的立体图。图4当是从Z轴正侧观察具备图3所示的零件供料器400的零件容纳部410的俯视图。
图3所示的零件供料器400具有零件容纳部410和振动部420。
如图4所示，零件容纳部410具有容器411、容纳于容器411内的第一部件415以及多个第二部件416。
其中，容器411具有零件容纳区域412以及设置于零件容纳区域412的外周并向Z轴正侧延伸的外周壁413。零件容纳区域412相当于容器411的底面，如图4所示呈矩形。图4所示的零件容纳区域412的长轴与X轴平行。为了稳定地容纳零件，优选为零件容纳区域412被维持为水平。
另外，如前所述，在零件容纳区域412设置有第一部件415以及多个第二部件416。
第一部件415是在零件容纳区域412中载置于X轴正侧的部分的板状部件。如图4所示，第一部件415的俯视形状呈具有与Y轴平行的长轴的矩形。第一部件415的长边的长度与零件容纳区域412的短边的长度大致相等。另一方面，第一部件415的短边的长度X1只要比零件容纳区域412的长边的长度X0短，则没有特别限定，但是优选将长度X1设为长度X0的50％以下，更优选设为5％以上且40％以下。
此外，第一部件415的俯视形状不限定于上述形状，也可以是任意的形状。另外，第一部件415也可以被分割为多个。
另外，第一部件415通过螺钉417而固定于零件容纳区域412。因而，通过松开螺钉417，能够从零件容纳区域412容易拆下第一部件415。
此外，第一部件415以及后述的部件也可以通过螺钉417以外的部件而固定于零件容纳区域412。作为螺钉417以外的部件，例如也可以是双面胶带、粘扣带、粘合剂等。
第二部件416是在零件容纳区域412中载置于比第一部件415更靠X轴负侧的部分的板状部件。在图4中，设置有六张第二部件416。如图4所示，各第二部件416的俯视形状呈具有与X轴平行的长轴的矩形。并且，六张第二部件416沿着Y轴以一定的间隔排列。由此，在第二部件416彼此之间形成有五条槽418。因而，这些槽418从第一部件415朝向X轴负侧相互平行地延伸。换言之，当从第一部件415的上表面的法线延伸的法线方向即Z轴正侧观察时，若将X轴负侧的方向设为第一方向，则多个槽418便是从第一部件415沿着第一方向延伸的。
第二部件416的长边的长度X2只要比零件容纳区域412的长边的长度X0短，就没有特别限定，但是优选为长度X2在长度X0的95％以下，更优选为在50％以上且90％以下。
此外，第二部件416的俯视形状不限定于上述形状，也可以是任意的形状。另外，第二部件416也可以进一步被分割为多个。
另外，槽418的宽度、深度被设计为：收纳零件后，零件由于自重发生旋转而采取一定的姿态的概率变高。因而，优选槽418被构成为能够根据零件的种类而适当变更。从该观点出发，本实施方式涉及的第二部件416与第一部件415同样地通过螺钉417而固定于零件容纳区域412。即，本实施方式涉及的槽418是将零件容纳区域412作为底面并将相邻的第二部件416分别作为侧面的槽。根据这样的结构，通过松开螺钉417，能够从零件容纳区域412容易拆下第二部件416。另外，通过改变位置而固定第二部件416，能够容易变更槽418的宽度W1。
因而，沿着槽418的Y轴的长度、即槽418的宽度W1会根据零件的种类而适当设定，因此没有特别限定，但是优选为比第二部件416的宽度W2窄。换言之，第二部件416的宽度W2优选为比槽418的宽度W1宽。由此，能够抑制如下情况：当在相邻的槽418的双方收纳了零件时，这些零件彼此的间隙变窄，导致其他零件难以从该间隙朝向X轴负侧移动。即能够抑制引起零件的堵塞(渋滞)。此外，在本说明书中，将沿着Y轴的长度也称为“宽度”。
通过如上所述的第一部件415以及第二部件416，零件容纳部410具有第一平坦部401以及槽部402两个部位而作为所容纳的零件所在的部位。第一平坦部401是由第一部件415的上表面即大致平坦面构成的部位。换言之，第一平坦部401包括第一部件415的上表面作为“第一平坦面”。槽部402是位于第一平坦部401的X轴负侧且由多个第二部件416的上表面和位于这些上表面之间的槽418构成的部位。
第一平坦部401是从料斗500接收零件补给的部位，对此将在下文中详细描述。另外，如前所述，槽部402是如下部位：当在槽418容纳有零件时，采取一定的姿态的概率变高，因此使利用此而采取规定的姿态的零件容易被机器人100拾取。
此外，如前所述，第一平坦部401优选为包括大致平坦的第一平坦面，但是也可以具有一些凹凸。该凹凸的深度只要是与槽418的深度相比足够浅且不阻碍零件的滑动的程度即可。作为一例，优选为最大深度在1mm以下。由此，即使是轻微的振动，位于第一平坦部401的零件也能够滑动移动。
如前所述，在零件容纳部410的下方设置有振动部420。振动部420设置有四个振动致动器424a～424d。通过这样的振动致动器424a～424d，能够对零件容纳部410赋予任意的振动。由此，能够使容纳于零件容纳区域412的零件在零件容纳区域412内移动。此外，对于振动致动器的数量没有特别限定，可以是一至三个，也可以是五个以上，但是从配置于零件容纳区域412的四角这一观点出发，在图4中为四个。
振动部420被构成为根据从控制装置200的零件供料器控制部212发送的各种控制命令233而进行各种动作。各个控制命令233例如包括以下的控制参数232。
(1)振动信号的频率
(2)振动信号的振幅
(3)振动信号的相位
(4)振动持续时间
“振动信号”是指从零件供料器400的控制部422向振动致动器424a～424d赋予的信号，振动致动器424a～424d根据该振动信号而相互独立地振动。
除此之外，作为振动致动器424a～424d的控制参数232，控制命令233也可以包含振动信号的波形。
下面，作为代表性的控制命令233，对位移指令(shift command)、后移指令(backshift command)以及翻转指令(flip command)进行说明。此外，将振动致动器424的控制参数232也称为“振动参数”。
图5是示出刚将零件P从料斗500投入零件容纳部410之后的状态的俯视图。图6是用于说明基于位移指令的位移动作的零件容纳部410的俯视图。此外，在图6中，省略一部分部件的图示。图7是示出零件P的一例的立体图。
作为一例，图5以及图6所示的零件P呈图7所示的圆筒形。在呈圆筒形的零件P中，作为稳定姿态主要有两种姿态，在圆筒的端面P1与第一平坦部401相接触的姿态下，当俯视第一平坦部401时，呈现圆环状的外观，在圆筒的侧面P2与第一平坦部401相接触的姿态下，呈现长方形的外观。此外，图7所示的零件P的形状为一例，不限定于此。
如图5所示，若从料斗500投入大量零件P，则在零件P聚集于料斗500的正下方的状态下被零件容纳部410容纳。由于第一平坦部401位于料斗500的正下方，所以这些零件P的大部分被容纳于第一平坦部401。
在位移动作中控制为：在振动致动器424a～424d中，使振动致动器424a、424c振动，使剩余的振动致动器424b、424d不振动。将这样的振动模式设为第一振动模式。由此，容纳于第一平坦部401的零件P如图6中箭头所示向X轴负侧移动。即，能够使零件P进行位移。
位移指令所包含的控制参数232例如如下所示。
(1)振动信号的频率：能够使零件P的活动活跃的频率。例如零件容纳区域412的共振频率。
(2)振动信号的振幅：在零件P不从零件容纳部410离开的范围内能够提高移动速度的振幅。
(3)振动信号的相位：在多个振动致动器424a～424d中为同相位。
(4)振动持续时间：零件P移动零件容纳区域412的长边的长度X0的一半的时间。
图8是用于说明基于后移指令的后移动作的零件容纳部410的俯视图。
在后移动作中控制为：在振动致动器424a～424d中，使振动致动器424b、424d振动，使剩余的振动致动器424a、424c不振动。将这样的振动模式设为第二振动模式。由此，例如移动至槽部402的零件P如图8中箭头所示以返回X轴正侧的方式移动。即，能够使零件P进行后移。
后移指令所包含的控制参数232例如如下所示。
(1)振动信号的频率：能够使零件P的活动活跃的频率。例如零件容纳区域412的共振频率。
(2)振动信号的振幅：在零件P不从零件容纳部410离开的范围内能够提高移动速度的振幅。。
(3)振动信号的相位：在多个振动致动器424a～424d中为同相位。
(4)振动持续时间：零件P返回X轴正侧并且达到充分分散的程度的时间。
图9是用于说明基于翻转指令的翻转动作的零件容纳部410的俯视图。
在翻转动作中，使振动致动器424a～424d全部同时振动。将这样的振动模式设为第三振动模式。由此，容纳于零件容纳部410的零件P以向上跃向Z轴正侧的方式进行动作，能够改变零件P的姿态。
翻转指令所包含的控制参数232例如如下所示。
(1)振动信号的频率：能够使零件P的活动活跃的频率。例如零件容纳区域412的共振频率。
(2)振动信号的振幅：在零件P不从零件容纳部410离开的限度内尽可能大的振幅。
(3)振动信号的相位：在多个振动致动器424a～424d中为同相位。
(4)振动持续时间：零件P仅进行一次跳动(ジャンプ)的时间。
此外，在翻转指令中，能够将振动持续期间设定为比位移指令、后移指令短。即，零件P的翻转动作与位移动作、后移动作相比，所需时间较短也可。因此，在想要改变零件P的姿态的情况下，通过选择翻转指令，能够实现拾取作业中的循环时间的缩短。
零件供料器控制部212从多个控制命令233中选择一个以上的控制命令233，并将选择的控制命令233发送至零件供料器400，由此以第一振动模式、第二振动模式或者第三振动模式使振动致动器424a～424d振动，使零件供料器400进行上述的各种动作。通过这样的动作，容纳于零件容纳部410的零件P在槽部402内采取一定的姿态的概率变高。由此，能够提高机器人100的拾取作业的效率。此外，从零件供料器控制部212发送的各种控制命令233也可以是与上述不同的指令。
接着，当进行基于机器人100的零件P的拾取作业时，对零件供料器400中的零件P的供给动作进行说明。
图10～图14分别是示出在基于机器人100的零件P的拾取作业中零件P在零件容纳部410内移动的状况的说明图。
图10与前述的图5相同，是示出零件P刚从料斗500投入零件容纳部410之后的状态的俯视图。料斗500的宽度比零件容纳区域412的宽度窄，因此在刚投入之后的时间点，零件P成为集中在第一平坦部401中沿着Y轴的中央部的状态。在该状态下，之后即使通过位移动作使零件P移动至槽部402，也存在零件P在一部分槽418集中的可能性。
因此，本实施方式涉及的零件容纳部410具有第一平坦部401和槽部402双方。如前所述，第一平坦部401包括大致平坦的第一平坦面，因此零件P易于滑动移动。因此，集中于一部分的零件P能够通过振动而比较容易向图10的左右扩散。
此外，在本实施方式中，作为零件P的例子，如图7所示使用了圆筒体，但是在这种形状的情况下，若投入到第一平坦部401，则在概率上，采取圆筒的侧面P2与第一平坦部401相接触的姿态的情况会较多。另一方面，如前所述，零件P的圆筒的端面P1与第一平坦部401相接触的姿态也是稳定姿态之一。本实施方式涉及的机器人100被设定为：当处于圆筒的端面P1与第一平坦部401相接触的姿态时，进行拾取。因而，零件供料器400使零件P移动、转动，以使零件P采取拾取姿态。
发送控制命令233，以从图10所示的状态开始振动部420进行位移动作。若进行了位移动作，则如图11所示，集中于第一平坦部401的零件P暂时向左右扩散。这是因为，在通过随着位移动作的振动使零件P彼此接触并分离时，零件P在沿着作为易于滑动的方向的Y轴的双向上移动。由此，零件P能够扩散至沿着槽部402的Y轴的整体。之后，通过位移动作，零件P向X轴负侧移动，因此如图12所示，成为零件P分散于槽部402的状态。在该状态下，零件P收纳于槽418的概率较高。槽418的内部位于比第一部件415的上表面、第二部件416的上表面更靠铅垂下方的位置，因此零件P由于自重而收纳于槽418的概率较高。并且，槽418被设计为零件P采取一定的姿态，因此收纳于槽418的零件P采取例如图7所示的端面P1朝向上方的姿态即拾取姿态。其结果是，能够提高拾取姿态的出现率。此外，通过用相机430获取零件P的图像，并且图像识别部214对该图像执行图像识别处理来进行拾取姿态及其以外的姿态的检测。
具体而言，是通过使用用相机430拍摄的图像来执行图像识别部214识别存在于槽部402内的零件P的图像识别处理而进行的。该图像识别处理是例如将零件P的端面P1以及侧面P2的各模板图像预先保存于非易失性存储器230内并对用相机430拍摄的图像执行模板匹配的处理。然后，将处于拾取姿态的零件P的端面P1的坐标登记到零件坐标列表234。
然后，从零件坐标列表234对一个零件P读出端面P1的坐标。然后，使末端执行器160移动至该坐标的位置，进行拾取。机器人100将拾取到的零件P收纳于零件托盘600。通过反复进行这些作业，依次拾取处于槽部402的零件P。
若进行机器人100的拾取作业，则如图13所示，存在处于拾取姿态的零件P变无的情况。在该状态下，拾取姿态的出现率为零，不能够进行机器人100的拾取作业，因此需要变更零件P的姿态。通过图像识别处理，若检测到采取拾取姿态的零件P变无或者变少，则发送控制命令233以使振动部420再次进行位移动作。由此，如图12所示，一部分零件P收纳于槽418，能够改善拾取姿态的出现率。之后，反复进行拾取作业和位移动作即可。另外，也可以代替位移动作来进行翻转动作或者后移动作。
另一方面，若反复进行位移动作，则如图14所示，存在较多的零件P聚集于X轴负侧的情况。将该状态称为阻塞(ジャム)。若发生阻塞，则零件P彼此的间隔狭窄，因此存在对机器人100的拾取作业造成障碍的可能性。如果通过图像识别处理来检测到发生了阻塞，则发送控制命令233以使振动部420进行后移动作。由此，零件P以返回X轴正侧的方式移动。另外，此时，零件P在槽部402中分散。因此，如图12所示，能够使采取拾取姿态的零件P出现得较多。并且，能够再次进行拾取作业。此外，位移动作与后移动作的比率没有特别限定，作为一例，设为每进行三次位移动作就进行一次后移动作的程度。
如上所述，在拾取姿态的出现率降低或发生了阻塞的情况下，能够使用位移动作、后移动作以及翻转动作中的至少一个来改善拾取姿态的出现率、解除阻塞。另外，此时，若零件P移动至第一平坦部401，则不仅能够沿着X轴移动，也能够沿着Y轴移动。因此，能够进一步提高分散性，易于提高拾取姿态的出现率。
此外，若检测到容纳于零件容纳部410的零件P变无或者变少，则从料斗500补给新的零件P。零件P的补给能够与零件供料器400的各种动作、拾取作业同时进行。并且，补给至第一平坦部401的零件P向沿着Y轴的双向扩散，因此不易偏向一侧。由此，即使在拾取作业的中途补给了零件P的情况下，也能够高效地进行拾取作业。
如上所述，本实施方式涉及的零件供料器400是供给被机器人100拾取的对象物亦即零件P的供给装置，具备：零件容纳部410(对象物容纳部)，具有第一平坦部401和槽部402，其中第一平坦部401被投入零件P，当从第一平坦部401所包括的第一平坦面的法线延伸的法线方向即Z轴正侧观察时，槽部402包括从第一平坦部401沿着X轴负侧的方向(第一方向)延伸的多个槽418；以及振动部420，对零件容纳部410赋予振动。并且，振动部420具有使零件P向X轴负侧的方向移动的第一振动模式。
根据这样的零件供料器400，具备包括第一平坦部401和槽部402双方的零件容纳部410，因此即使在零件P被投入第一平坦部401的一部分时，也容易使零件P以扩散的方式移动。因此，在使零件P移动至与第一平坦部401相邻的槽部402时，容易使零件P在槽部402内分散。因此，在零件P收纳于槽418时，能够确保零件P彼此的间隔，因此能够提高拾取姿态的出现率。其结果是，能够提高机器人100的拾取作业的成功率。即，能够以实现高拾取成功率的方式供给零件P。
另外，前述的机器人系统1具有这样的零件供料器400(供给装置)以及具有末端执行器160的机器人100，末端执行器160拾取容纳于零件供料器400的零件容纳部410(对象物容纳部)的零件P(对象物)。
根据这样的机器人系统1，在零件供料器400中，能够提高对于零件P的拾取姿态的出现率。因此，在机器人100拾取零件P时，能够实现高成功率，能够实现拾取效率高的机器人系统1。
另外，本实施方式涉及的零件供料器400所具备的振动部420除了具有使作为对象物的零件P向X轴负侧的方向(第一方向)移动的第一振动模式之外，还具有使零件P向与该方向相反的X轴正侧的方向(第二方向)移动的第二振动模式。这样的振动部420能够通过基于第二振动模式的后移动作而使通过基于第一振动模式的位移动作而偏向一侧的零件P分散。由此，容易提高拾取姿态的出现率。
此外，基于机器人系统1所具备的相机430(拍摄部)所拍摄的图像来选择第二振动模式。
具体而言，能够通过用相机430拍摄零件容纳部410并对得到的图像执行图像识别处理来判断是否需要后移动作。
因而，本实施方式涉及的机器人系统1具备拍摄容纳于零件容纳部410(对象物容纳部)的零件P(对象部)的相机430，在通过用相机430拍摄的图像而检测到规定数量以上的零件P位于槽部402时，振动部420以使零件P向与X轴负侧的方向(第一方向)相反的X轴正侧的方向(第二方向)移动的第二振动模式对零件容纳部410赋予振动。由此，能够可靠地消除零件P的阻塞，因此能够将随着阻塞发生的时间损耗抑制为最小限度，并且能够提高拾取姿态的出现率。
此外，规定数量以上的零件P位于槽部402是指例如在槽部402内并非拾取姿态的姿态的零件P所占的面积率在20％以上。在这样的面积率的情况下，通过后移动作容易提高拾取姿态的出现率。
另外，零件供料器控制部212也可以被构成为：基于与用相机430拍摄的图像不同的其他信息来适当选择振动模式。
在此，对零件容纳部410进行详述。
图15是图4的A-A线剖视图。图16是图4的B-B线剖视图。
在图15以及图16所示的零件容纳部410中，第一部件415的上表面的高度与第二部件416的上表面的高度大致相等。因此，投入到第一平坦部401即第一部件415的上表面的零件P通过位移动作不但能够容易移动至槽418，也能够比较容易移动至第二部件416的上表面。此外，在本说明书中，“高度”是指沿着Z轴的位置，“高度高”是指相对而言位于Z轴正侧。
另一方面，图17是图15的变形例。图18是图16的变形例。
在图17以及图18所示的零件容纳部410中，第一部件415的上表面的高度变得比第二部件416的上表面的高度高。因此，投入至第一平坦部401即第一部件415的上表面的零件P通过位移动作和零件P的自重能够特别容易移动至第二部件416、槽418。另外，移动至槽部402的零件P不易再次返回第一平坦部401。由此，容易提高拾取姿态的出现率。
此外，零件容纳部410(对象物容纳部)如前所述具有容器411、设置于容器411的第一部件415以及设置于容器411的第二部件416，但是前述的第一平坦部401是包括第一部件415的表面的部位，前述的槽部402是包括第二部件416的表面的部位。并且，第一部件415以及第二部件416以能够在容器411的底面即零件容纳区域412拆装的状态配置。由此，根据零件P的种类，或者根据磨损、劣化的状态，能够容易更换第一部件415以及第二部件416。其结果是，能够提高零件容纳部410的通用性。
另外，在第一部件415以及第二部件416不能拆装的情况下，需要按照零件P的每个种类来准备零件容纳部410整体。因此，零件容纳部410的制作耗费成本和时间。另外，当改变零件P的种类时，需要替换零件容纳部410整体，因此更换作业耗费功夫和时间。
与此相对，在能够拆装的情况下，能够通过容器411保持不变而替换第一部件415以及第二部件416，来应对零件P的种类变更。由此，能够削减更换作业的功夫和时间，并且实现零件容纳部410的低成本化。
例如，如前所述，本实施方式涉及的零件容纳部410(对象物容纳部)的槽418的宽度W1能够变更。由此，能够将收纳于槽418的零件P变更为各种种类。因此，能够提高零件容纳部410的通用性，实现零件容纳部410的低成本化。
特别地，在本实施方式中，各图所示的零件容纳区域412为矩形，第一部件415以及第二部件416也为矩形。因此，能够相对于零件容纳区域412以各种的组合来配置第一部件415以及第二部件416。其结果是，对于零件P的大小、材质、形状等，能够实现容易应对各种变化的零件容纳部410。
另外，如前所述，槽418的底部位于比第一平坦部401更靠铅垂下方的位置。因此，零件P由于自重而收纳于槽418的概率较高。其结果是，能够提高拾取姿态的出现率。
进而，在从第一平坦部401的法线延伸的法线方向即Z轴正侧观察时，槽418的形状为矩形。这样的槽418的宽度W1在槽418的全长上是固定的。因此，即使在零件P收纳于槽418的状态下，零件P也能够沿着X轴移动。由此，能够实现收纳于槽418的零件P的位移以及后移。
另一方面，槽418的Y-Z平面的剖面形状根据零件P的种类而适当设定，作为一例设定为矩形、三角形、台形、半圆形等形状。
2.第二实施方式
接着，对第二实施方式进行说明。
图19是从Z轴正侧观察第二实施方式涉及的机器人系统所具备的零件容纳部时的俯视图。
下面，对第二实施方式进行说明，但是在以下的说明中，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于同样的事项则省略其说明。此外，在图19中，对与第一实施方式同样的结构标注相同的附图标记。
图19所示的零件容纳部410A具有容器411和容纳于容器411内的第一部件415、多个第二部件416、第三部件419以及第四部件429。
第三部件419是在零件容纳区域412中位于比第二部件416更靠X轴负侧的部分的板状部件。如图19所示，第三部件419的俯视形状呈具有与Y轴平行的长轴的矩形。第三部件419的长边的长度与零件容纳区域412的短边的长度大致相等。另一方面，第三部件419的短边的长度X3只要比零件容纳区域412的长边的长度X0短即可，没有特别限定，优选将长度X3设为在长度X0的50％以下，更优选设为在5％以上且40％以下。
此外，第三部件419的俯视形状不限定于上述形状，也可以是任意的形状。另外，第三部件419也可以被分割为多个
另外，第三部件419通过螺钉417而固定于零件容纳区域412。因而，通过松开螺钉417，能够从零件容纳区域412容易拆下第三部件419。
第四部件429是在零件容纳区域412内载置于比第二部件416更靠Y轴负侧的部分的板状部件。如图19所示，第四部件429的俯视形状呈具有与X轴平行的长轴的矩形。第四部件429的长边的长度与第二部件416的长边的长度大致相等。另一方面，第四部件429的宽度W3比第二部件416的宽度W2宽。
此外，第四部件429的俯视形状不限定于上述形状，也可以是任意的形状。另外，第四部件429也可以被分割为多个。
另外，第四部件429通过螺钉417而固定于零件容纳区域412。因而，通过松开螺钉417，能够从零件容纳区域412容易卸下第四部件429。
图20是图19的C-C线剖视图。图21是图19的D-D线剖视图。
在图20所示的零件容纳部410A中，第一部件415的上表面的高度比第三部件419的上表面的高度高。并且，第四部件429以其上表面将第一部件415的上表面与第三部件419的上表面相连的方式倾斜。
在图21所示的零件容纳部410A中，第二部件416的上表面的高度比第一部件415的上表面的高度低，并且比第三部件419的上表面的高度高。
通过如上所述的第三部件419，零件容纳部410A作为所容纳的零件P所在的部位，除了具有前述的第一平坦部401以及槽部402之外，还具有第二平坦部403。第二平坦部403是由第三部件419的上表面即大致平坦面构成的部位。换言之，第二平坦部403包括第三部件419的上表面作为“第二平坦面”。
进而，通过第四部件429，零件容纳部410A还具有倾斜部404。倾斜部404是由第四部件429的上表面构成的部位，将第一部件415的上表面与第三部件419的上表面相连。
如上所述的第一平坦部401、槽部402、第二平坦部403以及倾斜部404在俯视时具有如下位置关系。
首先，第一平坦部401、槽部402以及第二平坦部403沿着X轴从X轴正侧朝向X轴负侧依次排列。另外，槽部402以及倾斜部404沿着Y轴从Y轴正侧朝向Y轴负侧依次排列。
此外，槽部402以及倾斜部404的排列方式也可以与上述排列方式相反。
接着，对在进行基于机器人100的零件P的拾取作业时，零件P在零件容纳部410A内移动的状况进行说明。
图22是表示在基于机器人100的零件P的拾取作业中零件P在零件容纳部410A内移动的状况的说明图。
若零件P从未图示的料斗投入，则成为聚集于第一平坦部401的一部分的状态。接着，由于振动部420的位移动作，如图22的箭头(a)所示，使零件P移动至槽部402。此时，零件P在暂时向图22的左右方向扩散后，以在槽部402中分散得广的方式移动。此外，在图22中，为了避免图变得繁杂，仅在槽部402的一部分示出零件P。
在此，如图21所示，槽部402的高度变得比第一平坦部401低。因此，图22的箭头(a)所示的移动能够利用零件P的自重而高效地进行。另外，能够抑制向与箭头(a)相反方向的移动。
在槽部402中，零件P收纳于槽418的概率变高，因此拾取姿态的出现率也变高。由此，提高拾取作业的成功率。
若在槽部402中结束采取拾取姿态的零件P的拾取作业，则通过振动部420的位移动作，如图22的箭头(b)所示使剩余的零件P移动至第二平坦部403。
在此，如图21所示，第二平坦部403的高度比槽部402的第二部件416的上表面的高度低。因此，图22的箭头(b)所示的移动能够利用零件P的自重而高效地进行。另外，能够抑制向与箭头(b)相反方向的移动。
此外，在第一平坦部401以及槽部402中，零件P也可以同时位于双方。在该情况下，能够通过一次位移动作而同时进行箭头(a)所示的零件P的移动和箭头(b)所示的零件P的移动。
若零件P移动至第二平坦部403，则通过针对用相机430拍摄的图像的图像识别处理来对该移动进行检测。并且，对振动部420发送横向位移动作的控制命令233。横向位移动作是改变前述的位移动作的方向的动作，如图22的箭头(c)所示，使位于第二平坦部403的零件P朝向Y轴负侧移动。
若零件P移动至第二平坦部403的Y轴负侧的端部，则通过图像识别处理对该移动进行检测。并且，如图22的箭头(d)所示，通过振动部420的后移动作而使零件P向倾斜部404移动。进而，若使后移动作持续，则如图22的箭头(e)所示，能够使零件P返回第一平坦部401。通过这样设置倾斜部404，能够逆重力使零件P向铅垂上方移动。
并且，返回至第一平坦部401的零件P再次向槽部402移动，提供至拾取作业。
这样在零件容纳部410A中，能够使零件P循环。因此，与第一实施方式相比更不易发生阻塞。由此，零件P的移动变得顺畅，能够抑制钻拾取作业中产生时间损耗。
如上所述，本实施方式涉及的零件容纳部410A(对象物容纳部)具有第二平坦部403，在从第一平坦部401所包括的第一平坦面的法线延伸的法线方向即Z轴正侧观察时，槽部402位于第一平坦部401与第二平坦部403之间。
由此，能够使从第一平坦部401移动至槽部402的零件P移动至第二平坦部403。在此，第二平坦部403具有与第一平坦部401相同的结构。即，第二平坦部403优选为包括大致平坦的第二平坦面，但是也可以具有一些凹凸。因此，在第二平坦部403中，由于零件P的滑动良好，即使在不能够使其在第一平坦部401充分地分散的情况下，也能够使其在第二平坦部403分散。
此外，在本实施方式中，控制为使移动至第二平坦部403的零件P经由倾斜部404返回第一平坦部401，但是也可以省略倾斜部404。在该情况下，能够使移动至第二平坦部403的零件P通过后移动作返回并且分散。此时，第二平坦部403有助于更均匀的分散。
另外，如前所述，第四部件429的宽度W3变得比第二部件416的宽度W2宽。由此，能够确保扩大倾斜部404的宽度，因此能够抑制在向箭头(d)、(e)移动时零件P从倾斜部404脱落。
具体而言，宽度W3优选为在宽度W2的1.1倍以上且10倍以下，更优选为宽度W2的1.5倍以上且5.0倍以下。
另一方面，当将零件容纳区域412的宽度设为W0时，宽度W3优选为在宽度W0的5％以上且50％以下，更优选为在10％以上且40％以下。由此，能够使槽部402的宽度与倾斜部404的宽度的平衡最优化，能够实现拾取作业的高效化，并且抑制零件P从倾斜部404脱落。
在如上所述的第二实施方式中，也能够得到与第一实施方式同样的效果。
3.第三实施方式
接着，对第三实施方式进行说明。
图23是从Z轴正侧观察第三实施方式涉及的机器人系统所具备的零件容纳部时的俯视图。
下面，对第三实施方式进行说明，但是在以下的说明中，对与第一实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项则省略其说明。此外，在图23中，对与第一实施方式同样的结构标注相同的附图标记。
图23所示的零件容纳部410B除了具有分隔部428以外，与图4所示的零件容纳部410相同。即，图23所示的零件容纳部410B(对象物容纳部)具有分隔部428，该分隔部428沿着X轴负侧的方向(第一方向)延伸并分隔第一平坦部401与槽部402。
通过设置这样的分隔部428，能够将第一平坦部401分隔为图23的左右部分。同样地，槽部402也能够分隔为图23的左右部分。由此，第一平坦部401的左侧和右侧能够投入种类不同的零件。其结果是，例如即使位移动作、后移动作以及翻转动作所需要的时间相同，对于两种零件也能够同时使拾取姿态出现。于是，能够通过机器人100依次拾取两种零件，从而能够实现节拍时间的缩短。
此外，若零件的种类不同，则存在槽418的宽度也不同的情况，因此在槽部402中，也可以在分隔部428的左右使槽418的宽度不同。
在如上所述的第三实施方式中，也得到与第一实施方式同样的效果。
上文中，基于图示的实施方式对本发明的供给装置以及机器人系统进行了说明，但是本发明并不限定于此，各部的结构能够替换为具有同样功能的任意结构。另外，在供给装置以及机器人系统的上述实施方式中，也可以分别附加其他任意的结构物。

Claims (10)

1.一种供给装置，其特征在于，
所述供给装置是供给通过机器人拾取的对象物的供给装置，具备：
对象物容纳部，具有第一平坦部和槽部，所述第一平坦部被投入所述对象物并包括第一平坦面，当从所述第一平坦面的法线延伸的法线方向观察时，所述槽部包括从所述第一平坦部沿着第一方向延伸的多个槽；以及
振动部，对所述对象物容纳部赋予振动，
所述振动部具有第一振动模式，所述第一振动模式是使所述对象物向所述第一方向移动的模式。
2.根据权利要求1所述的供给装置，其特征在于，
所述对象物容纳部的所述槽的宽度能够变更。
3.根据权利要求1或2所述的供给装置，其特征在于，
所述对象物容纳部具有包括第二平坦面的第二平坦部，
当从所述法线方向观察时，所述槽部位于所述第一平坦部与所述第二平坦部之间。
4.根据权利要求1或2所述的供给装置，其特征在于，
所述槽的底部位于比所述第一平坦部更靠铅垂下方的位置。
5.根据权利要求1或2所述的供给装置，其特征在于，
所述对象物容纳部具有分隔部，所述分隔部沿着所述第一方向延伸并分隔所述第一平坦部与所述槽部。
6.根据权利要求1或2所述的供给装置，其特征在于，
从所述法线方向观察时，所述槽的形状为矩形。
7.根据权利要求1或2所述的供给装置，其特征在于，
所述对象物容纳部具有：容器、设置于所述容器的第一部件以及设置于所述容器的第二部件，
所述第一平坦部包括所述第一部件的表面，
所述槽部包括所述第二部件的表面，
所述第一部件以及所述第二部件以能够在所述容器的底面拆装的状态配置。
8.根据权利要求1或2所述的供给装置，其特征在于，
所述振动部具有第二振动模式，所述第二振动模式是使所述对象物向与所述第一方向相反的第二方向移动的模式。
9.一种机器人系统，其特征在于，具备：
权利要求1至8中任一项所述的供给装置；以及
机器人，具有末端执行器，所述末端执行器拾取容纳于所述对象物容纳部的所述对象物。
10.根据权利要求9所述的机器人系统，其特征在于，
所述机器人系统具备拍摄部，所述拍摄部拍摄容纳于所述对象物容纳部的所述对象物，
当通过用所述拍摄部拍摄的图像来检测到规定数量以上的所述对象物位于所述槽部时，所述振动部以使所述对象物向与所述第一方向相反的第二方向移动的第二振动模式对所述对象物容纳部赋予振动。
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