CN114311558A - 成型品取出系统的示教方法以及成型品取出系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成型品取出系统的示教方法以及成型品取出系统，使用一台摄像装置，在使安装于进入框架的配件下降到模具内之前，使其视觉地显示包含进入框架的配件下降到哪个范围，并在与模具干扰的情况下，容易当场修正位置。在使安装于升降框架(45)的配件(47、48)进入模具(7、11)内之前，在包含由一台摄像装置(49)得到的升降框架(45)打开的状态的模具(7、11)的开口端面(7A、11A)的摄像图像(CI)而延伸的虚拟平面(IP)，重叠显示设为投影了配件(47、48)时的投影图像(PI)或该投影影像(PI)的最大尺寸虚拟投影图像(MPI)。通过视觉来确认配件(47、48)下降到打开的模具(7、11)的哪个范围。

Description

成型品取出系统的示教方法以及成型品取出系统
技术领域
本发明涉及一边对从注塑机取出成型品的成型品取出机进行操作一边对其动作进行示教的成型品取出系统的示教(teaching)方法以及成型品取出系统。
背景技术
在成型品取出机中，反复进行如下动作，即，使用取出头(配件)在成型机的模具内的产品取出位置取出成型品，将该成型品释放到成型机外的产品释放位置。该取出机器人的动作通过所谓的示教程序进行示教。在吸附产品时，通常，需要进行如下的示教，即，通过进行横行方向(与模具的开闭方向以及上下方向正交的方向)、拉拔方向(模具的开闭方向)、上下方向这三个方向的定位，使安装于成型品取出机的进入框架的前端的取出头接近模具。特别是，在使安装于进入框架前端的配件进入模具内时，若配件与模具的距离分离，则无法准确地知道相互的位置关系。因此，为了知道相互的位置关系，需要通过使进入框架在行进方向上动作，缩短与模具的距离，来确认相互是否干扰。例如，在已知在使进入框架下降时与模具干扰的情况下，需要使进入框架向拉拔方向或者横行方向动作，也需要变更使其即将下降之前的示教位置坐标，花费时间和精力。此外，在进行该作业时，也有时会使配件与模具碰撞。
因此，以往大多依赖于作业者的技能，或者从成型机的横向观察模具与配件的位置关系来使模具与配件的位置关系一致。但是，在这样的示教方法中，得知配件是否朝向正确的行进方向大多依赖于作业者的直觉，作业时间也会冗长化。此外，存在依赖于作业者的技能的问题。
因此，在日本特开2018-114752号公报所记载的成型品取出系统的示教方法中，具备：多个摄像装置，对固定框架的周围以及移动框架的周围的图像进行拍摄；以及图像显示装置，对将多个摄像装置拍摄到的图像(包含运动图像以及静止图像双方)合并而得到的合并摄像图像进行显示，作业者一边观察图像显示装置所显示的合并摄像图像一边进行动作序列的示教。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-114752号公报
然而，在专利文献1所记载的技术中，需要多台摄像装置，并且在一边观察合并摄像图像一边使进入框架的配件进入模具内时，通过视觉来准确地掌握配件与模具是否干扰是困难的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种成型品取出系统的示教方法以及成型品取出系统，使用一台摄像装置，在使安装于进入框架的配件下降到模具内之前，使其视觉地显示包含进入框架的配件下降到哪个范围，并在与模具干扰的情况下，容易当场修正位置。
本发明作为示教的对象的成型品取出系统具备：固定框架；移动框架，沿着固定框架移动；进入框架，具备取出头等配件，能够移动地保持在移动框架，进入成型机的模具内；动作控制部，按照预先设定的动作序列使移动框架以及进入框架移动，由此从成型机的打开的模具取出成型品，将取出的成型品输送到给定的位置并释放；摄像装置，对模具的周围的图像进行拍摄；以及图像显示装置，在显示部的显示画面上显示摄像装置所拍摄到的摄像图像。而且动作控制部包含：示教执行部，能够使作业者一边观察在图像显示装置显示的摄像图像，一边改变进入框架的位置，进行动作序列的示教。本发明的成型品取出系统的示教方法将摄像装置配置为，能够从进入框架朝向打开的状态的模具进入的方向，对打开的状态的模具以及其周围进行拍摄，而且能够在摄像图像中划定包含打开的状态的模具的开口端面的图像而延伸的虚拟平面。而且基于装配于进入框架的状态的配件的三维位置信息以及配件的三维形状信息，创建设为在虚拟平面投影了配件时的投影图像或该投影影像的最大尺寸虚拟投影图像。除此之外，图像显示装置在摄像图像上重叠投影图像或最大尺寸虚拟投影图像并显示在显示画面。
这样，在使安装于进入框架的配件进入模具内之前，在包含由一台摄像装置得到的从进入框架朝向打开的状态的模具进入的方向打开的状态的模具的开口端面的摄像图像而延伸的虚拟平面上，重叠显示设为投影了配件时的投影图像或该投影影像的最大尺寸虚拟投影图像，因此能够以能够通过视觉来确认配件下降到打开的模具的哪个范围的方式进行显示。其结果是，在配件与模具实际上干扰之前，能够修正配件的示教位置。
也可以使得图像显示装置将用于判断摄像图像与投影图像或最大尺寸虚拟投影图像的尺寸比率的指示器，与摄像图像一起显示在虚拟平面上。这样，根据观察指示器的显示而得到的信息，能够大致地决定用于避免配件与模具干扰的位置的修正量。
例如，指示器能够包含在虚拟平面的横向以及纵向上分别隔开一定的间隔而延伸的格子状的刻度。若使用这样的指示器，则修正量的决定精度变高。
此外，也可以使得示教执行部在摄像图像上重叠显示投影图像或最大尺寸虚拟投影图像时，若投影图像或最大尺寸虚拟投影图像与打开的状态的模具的开口端面的图像的一部分重叠，则发出警报信号，停止进入框架的动作。这样，通过警报信号，能够自动地防止模具与配件的干扰。
本发明的成型品取出系统实施本发明的方法。本发明的成型品取出系统具备：固定框架；移动框架，沿着固定框架移动；进入框架，具备取出头等配件，能够移动地保持在移动框架，进入成型机的模具内；动作控制部，按照预先设定的动作序列使移动框架以及进入框架移动，由此从成型机的打开的模具中取出成型品，将取出的所述成型品输送到给定的位置并释放；摄像装置，对模具的周围的图像进行拍摄；以及图像显示装置，在显示部的显示画面上显示摄像装置所拍摄到的摄像图像。而且动作控制部包含：示教执行部，能够使作业者一边观察在图像显示装置显示的摄像图像，一边改变进入框架的位置，进行动作序列的示教。而且摄像装置被配置为，能够从进入框架朝向打开的状态的所述模具进入的方向，对打开的状态的模具以及其周围进行拍摄，而且，能够在摄像图像中划定包含打开的状态的所述模具的开口端面的图像而延伸的虚拟平面。此外，摄像装置包含：投影图像创建部，基于装配于进入框架的状态的配件的三维位置信息以及所述配件的三维形状信息，创建设为在虚拟平面投影了配件时的投影图像或该投影影像的最大尺寸虚拟投影图像。除此以外，图像显示装置被构成为在摄像装置所拍摄到的摄像图像上重叠投影图像或最大尺寸虚拟投影图像并显示在显示画面。
附图说明
图1是将应用实施方式的方法的成型品取出机安装在成型机的固定台板上的状态的立体图。
图2是示出摄像装置拍摄到的图像的一个例子的图。
图3的(A)示出包含模具的开口端面而延伸的虚拟平面，图3的(B)是包含虚拟平面的图像的摄像图像的示意图，图3的(C)示出指示器的其他图案。
图4是用于说明摄像范围的中心的图。
图5是用于说明一对对称构造部的图。
图6是示出在本实施方式中使用的成型品取出机的控制系统的结构的框图。
符号说明
1：成型品取出机；
3：固定台板；
5：固定模具；
5A：开口端面；
7：中间模具；
7A：开口端面；
9：可动台板；
11：可动模具；
11A：开口端面；
13A至13D：系杆；
15A至15D：引导销；
23：横行框架(固定框架)；
25：控制箱；
27：拉拔框架(移动框架)；
28：拉拔中继箱；
29：流道用升降单元；
31：成型品吸附用升降单元；
33、35：行进体；
45：升降框架(进入框架)；
47：反转单元(配件安装部)；
48：取出头；
49：摄像装置；
51：动作控制部；
53：示教执行部；
55：图像显示装置；
56：投影图像创建部；
57：显示部。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的成型品取出系统及其示教方法的实施方式进行详细说明。
图1是将应用本实施方式的方法的成型品取出机1安装在成型机的固定台板3上的状态的立体图。另外，在图1中，摘录成型机的模板的部分且显示为一部分透明。图2示出后述的摄像装置49拍摄到的图像的一个例子。在成型机的固定台板3固定有固定模具5和中间模具7，在可动台板9固定有可动模具11。而且，在固定台板3与可动台板9之间配置有引导可动台板9的移动的四根系杆13A至13D。四根系杆13A至13D隔开等间隔地配置，穿过四根系杆13A至13D的中心的虚拟中心线穿过固定模具5以及可动模具11的中心(喷嘴中心)。此外，固定模具5、中间模具7以及可动模具11分别被引导销15A至15D引导。四根引导销15A至15D也隔开等间隔地配置，穿过四根引导销15A至15D的中心的虚拟中心线也穿过固定模具5以及可动模具11的中心(喷嘴中心)。
成型品取出机1具备横行框架23、控制箱25、拉拔框架27、流道用升降单元29以及成型品吸附用升降单元31。横行框架23具有在与未图示的成型机的长边方向水平地正交的X轴方向上延伸设置的悬臂梁构造。控制箱25支承于横行框架23，行进体26将伺服机构所包含的AC伺服马达(未图示)作为驱动源而沿着横行框架23在X轴方向上进退。作为可动框架的拉拔框架27的基部安装在行进体26，在与成型机的长边方向平行的Y轴方向延伸。流道用升降单元29以及成型品吸附用升降单元31以伺服机构所包含的未图示的AC伺服马达为驱动源，能够在Y轴方向上移动地经由行进体35以及33被支承在拉拔框架27。在拉拔框架27的基部装配有拉拔中继箱28。
流道用升降单元29具有在能够移动地支承于拉拔框架27的行进体35上具备在Z轴方向上升降的升降框架37的构造。行进体35由未图示的AC伺服马达驱动而在Y轴方向上移动。升降框架37通过AC伺服马达39在上下方向(Z轴方向)上升降。升降框架37具备作为对废弃的流道进行保持的配件的卡盘41。
此外，成型品吸附用升降单元31所包含的行进体33通过未图示的AC伺服马达在拉拔框架27上在Y轴方向上移动。成型品吸附用升降单元31具备：通过AC伺服马达46在上下方向(Z轴方向)上升降的作为进入框架的升降框架45；以及设置于升降框架45的下端的构成姿势控制装置的作为配件安装部的反转单元47。在反转单元47装配有虚线所示的取出头48。在本实施方式中，反转单元47(配件安装部)和取出头48构成配件。拉拔框架27沿着在横向(X轴方向)上延伸的横行框架23在横向上移动。而且，在与上下方向(Z轴方向)以及横向正交的前后方向(Y轴方向)上移动的升降框架37、45能够在前后方向上移动地装配在拉拔框架27。
在本实施方式中，在行进体33的下表面设置有作为监测用摄像机的摄像装置49。该摄像装置49被配置为，能够从升降框架37、45(进入框架)朝向打开的状态的模具(5、7、11)进入的方向，对打开的状态的模具(5、7、11)及其周围进行拍摄，而且能够在摄像图像中划定包含打开的状态的模具的开口端面(5A、7A、11A)的图像而延伸的虚拟平面IP。图3的(A)示出包含模具的开口端面(5A、7A、11A)而延伸的虚拟平面IP，图3的(B)是包含该虚拟平面IP的图像的摄像图像CI的示意图。在图3的(B)中，与摄像图像CI一起，在由在虚拟平面IP的横向W以及纵向D上分别隔开一定的间隔而延伸的格子状的刻度构成的指示器IG的显示虚拟平面IP上显示。若显示这样的指示器IG，则容易判断摄像图像CI与投影图像PI或最大尺寸虚拟投影图像MPI的尺寸比率。此外，根据观察指示器IG的显示而得到的信息，能够大致地决定用于避免配件与模具干扰的位置的修正量。图3的(C)示出指示器的其他图案。在该图案中，能够简单地识别投影图像PI相对于模具的摄像图像的倾斜的程度。
在图3的(A)的例子中，摄像装置49位于模具的正上方，但是即使在摄像装置49从模具的正上方偏移而从倾斜方向进行拍摄的情况下，也能够在摄像图像CI中划定包含打开的状态的模具的开口端面(5A、7A、11A)的图像而延伸的虚拟平面IP。另外，图3的(A)以及图3的(B)与本实施方式不同，以两个板模具(7、11)为例。
在本实施方式中，例如，基于装配于升降框架45(进入框架)的状态的配件(47、48)的三维位置信息以及配件(47、48)的三维形状信息，创建将配件(47、48)投影到虚拟平面IP时的投影图像PI或该投影影像PI的最大尺寸虚拟投影图像MPI。在此基础上，在摄像图像CI上重叠显示投影图像PI或最大尺寸虚拟投影图像MPI。另外，在图3的(B)中示出了在摄像图像CI上重叠显示最大尺寸虚拟投影图像MPI的状态。图4示出了在投影到虚拟平面IP的摄像图像CI上重叠显示配件(47、48)的投影图像PI以及最大尺寸虚拟投影图像MPI(虚线所示的框上的图像)的状态的例子。实际上，在虚拟平面IP上显示投影图像PI以及最大尺寸虚拟投影图像MPI中的一个。
在此，用于创建投影图像PI以及最大尺寸虚拟投影图像MPI的配件(47、48)的三维位置信息是图3的(A)的尺寸L(摄像装置49的位置)和虚拟平面IP的位置信息M，这些信息中的L例如能够使用光学式的位置传感器，或者使用编码器来得到。此外，M能够通过事先进行测定而得到。进而，摄像装置49与虚拟平面IP之间的角度θ的信息也能够基于事先测定出的初始值和摄像装置49的位置信息，通过运算来求出。此外，配件(47、48)的三维形状信息能够从反转单元47(配件安装部)和取出头48的设计信息或CAD信息得到。通过事先得到这些信息，能够使用公知的计算机图形技术来创建前述的虚拟平面IP上显示的投影图像PI或最大尺寸虚拟投影图像MPI。
在此，所谓的配件的最大尺寸虚拟投影图像MPI是以将装配于升降框架45(进入框架)的状态下的配件(47、48)的投影图像PI投影到虚拟平面IP时的投影图像PI的虚拟平面IP上的横向W以及纵向D的投影图像PI的最大尺寸作为横向W以及纵向D的各边SD1至SD4的尺寸的虚拟的框状或矩形形状的图像。
如图5所示，在使安装于升降框架45的配件(47、48)进入打开的状态的模具(7、11)内之前，若在包含由一台摄像装置49得到的模具7、11的开口端面7A、11A的摄像图像CI而延伸的虚拟平面IP重叠显示设为投影了配件(47、48)时的投影图像的最大尺寸虚拟投影图像MPI，则能够通过视觉来确认配件(47、48)下降到打开的模具7、11的哪个范围。其结果是，在配件(47、48)与模具7、11实际干扰(碰撞)之前，能够修正配件(47、48)的示教位置。
[控制系统框图]
图6是示出在本实施方式中使用的成型品取出机的控制系统的结构的框图。如图所示，该控制系统包含：摄像装置49、动作控制部51和含有显示部57的图像显示装置55。动作控制部51按照动作序列向控制箱25以及拉拔中继箱28发送控制指令。此外，本实施方式的动作控制部51包含示教执行部53，示教执行部53能够使作业者一边观察显示于图像显示装置55的显示部57的摄像图像一边改变构成进入框架的升降框架45的位置并一边进行动作序列的示教。此外，图像显示装置55包含投影图像创建部56，该投影图像创建部56基于装配于升降框架45(进入框架)的状态的配件(作为配件安装部的反转单元47和取出头48)的三维位置信息以及配件的三维形状信息，创建设为在虚拟平面IP投影了配件(47、48)时的投影图像PI或该投影影像PI的最大尺寸虚拟投影图像MPI。在此基础上，图像显示装置55被构成为在摄像装置49拍摄到的摄像图像CI上重叠投影图像PI或最大尺寸虚拟投影图像MPI并显示在显示画面。
在使用这样的系统来实施本发明的方法的情况下，在使安装于升降框架45(进入框架)的配件(47、48)进入模具(7、11)内之前，在包含由一台摄像装置49得到的从升降框架45朝向打开的状态的模具(7、11)进入的方向打开的状态的模具(47、48)的开口端面(7A、11A)的摄像图像CI而延伸的虚拟平面IP上，重叠显示设为投影了配件(47、48)时的投影图像PI或该投影影像PI的最大尺寸虚拟投影图像MPI。然后，通过视觉来确认配件(47、48)下降到打开的模具(7、11)的哪个范围。通过该确认，在判断为配件(47、48)与模具7、11干扰(碰撞)时，修正配件(47、48)的示教位置。该修正通过示教执行部53而进行。另外，其他的示教也通过示教执行部53来进行。
[变形例]
在上述的实施方式中，将本发明应用于从上下方向取出成型品的成型品取出系统，但是当然也能够将本发明应用于从成型机的横向取出成型品的类型的成型品取出系统。
此外，也可以在现有的成型品取出机中设置摄像装置49，将现有的控制器或便携式通信终端器用作图像显示装置。这样，对于现有的成型品取出机也能够应用本发明的方法。
摄像装置49也可以设置为能够拆卸或能够变更安装位置。这样，在摄像装置成为障碍的情况下，能够卸下摄像装置，或者进行位置调整。此外，也能够在示教结束后使摄像装置向拉拔方向一下子倾斜，用于周围的监视。
[产业上的可利用性]
根据本发明的方法，在使安装于进入框架的配件进入模具内之前，在包含由一台摄像装置得到的从进入框架朝向打开的状态的所述模具进入的方向打开的状态的模具的开口端面的摄像图像而延伸的虚拟平面上，重叠显示设为投影了配件时的投影图像或该投影影像的最大尺寸虚拟投影图像，因此能够以能够通过视觉来确认配件下降到打开的模具的哪个范围的方式进行显示。其结果是，在配件与模具实际上干扰之前，能够修正配件的示教位置。

Claims (8)

1.一种成型品取出系统的示教方法，所述成型品取出系统具备：
固定框架；
移动框架，沿着所述固定框架移动；
进入框架，具备取出头等配件，能够移动地保持在所述移动框架，进入成型机的模具内；
动作控制部，按照预先设定的动作序列使所述移动框架以及所述进入框架移动，由此从成型机的打开的模具取出成型品，将取出的所述成型品输送到给定的位置并释放；
摄像装置，对所述模具的周围的图像进行拍摄；以及
图像显示装置，在显示部的显示画面显示所述摄像装置所拍摄到的摄像图像，
所述动作控制部包含：示教执行部，能够使作业者一边观察在所述图像显示装置显示的所述摄像图像，一边改变所述进入框架的位置，进行所述动作序列的示教，
所述成型品取出系统的示教方法的特征在于，
将所述摄像装置配置为，能够从所述进入框架朝向打开的状态的所述模具进入的方向，对所述模具以及其周围进行拍摄，而且能够在所述摄像图像中划定包含打开的状态的所述模具的开口端面的图像而延伸的虚拟平面，
基于装配于所述进入框架的状态的所述配件的三维位置信息以及所述配件的三维形状信息，创建设为在所述虚拟平面投影了所述配件时的投影图像或该投影影像的最大尺寸虚拟投影图像，
所述图像显示装置在所述摄像图像上重叠所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像并显示在所述显示画面。
2.根据权利要求1所述的成型品取出系统的示教方法，其特征在于，
所述图像显示装置将指示器与所述摄像图像一起显示在所述虚拟平面上，该指示器用于判断所述摄像图像与所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像的尺寸比率。
3.根据权利要求2所述的成型品取出系统的示教方法，其特征在于，
所述指示器包含在所述虚拟平面的横向以及纵向上分别隔开一定的间隔而延伸的格子状的刻度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的成型品取出系统的示教方法，其特征在于，
所述示教执行部在所述摄像图像上重叠显示所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像时，若所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像与所述打开的状态的模具的所述开口端面的图像的一部分重叠，则发出警报信号，停止所述进入框架的动作。
5.一种成型品取出系统，具备：
固定框架；
移动框架，沿着所述固定框架移动；
进入框架，具备取出头等配件，能够移动地保持在所述移动框架，进入成型机的模具内；
动作控制部，按照预先设定的动作序列使所述移动框架以及所述进入框架移动，由此从成型机的打开的模具中取出成型品，将取出的所述成型品输送到给定的位置并释放；
摄像装置，对所述模具的周围的图像进行拍摄；以及
图像显示装置，在显示部的显示画面上显示所述摄像装置所拍摄到的摄像图像，
所述动作控制部包含：示教执行部，能够使作业者一边观察在所述图像显示装置显示的所述摄像图像，一边改变所述进入框架的位置，进行所述动作序列的示教，
所述成型品取出系统的特征在于，
所述摄像装置被配置为，能够从所述进入框架朝向打开的状态的所述模具进入的方向，对打开的状态的所述模具以及其周围进行拍摄，而且能够在所述摄像图像中划定包含打开的状态的所述模具的开口端面的图像而延伸的虚拟平面，
所述图像显示装置包含：投影图像创建部，基于装配于所述进入框架的状态的所述配件的三维位置信息以及所述配件的三维形状信息，创建设为在所述虚拟平面投影了所述配件时的投影图像或该投影影像的最大尺寸虚拟投影图像，
所述图像显示装置被构成为在所述摄像装置所拍摄到的所述摄像图像上重叠所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像并显示在所述显示画面。
6.根据权利要求5所述的成型品取出系统，其特征在于，
所述图像显示装置还具备：指示器显示部，将指示器与所述摄像图像一起显示在所述虚拟平面上，该指示器用于判断所述摄像图像与所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像的尺寸比率。
7.根据权利要求6所述的成型品取出系统，其特征在于，
所述指示器包含在所述虚拟平面的横向以及纵向上分别隔开一定的间隔而延伸的格子状的刻度。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的成型品取出系统，其特征在于，
所述示教执行部被构成为，在所述摄像图像上重叠所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像并显示在所述显示画面时，在所述投影图像或所述最大尺寸虚拟投影图像与所述打开的状态的模具的所述开口端面的图像的一部分重叠时，发出警报信号，并停止所述进入框架的动作。
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