CN115515762A - 工件取出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种虽然伴有使工件反转的作业但是能够使循环时间稳定化的工件取出装置。工件取出系统具备：工件取出装置，其用于取出工件；以及控制装置，其设定工件的取出顺序，其中，控制装置具备：存储部，其存储将工件设置于治具时的姿势即设置姿势；当前姿势检测部，其检测工件的当前的姿势即当前姿势；变化量计算部，其计算设置姿势与当前姿势之间的变化量；取出候选确定部，其将变化量与阈值进行比较，基于该比较的结果来确定作为优先的取出候选的工件；以及取出指示部，其对工件取出装置输出用于使其取出优先的取出候选的工件的第一指示。

Description

工件取出装置

技术领域

本发明涉及一种工件取出装置。

背景技术

有时需要从工件零散堆积的状态下取出工件并将其设置于规定的治具。此时，为了使用三维匹配来高效地计算工件的位置和姿势，已知有基于由位置姿势计算装置计算出的工件的位置和姿势来将在三维匹配中利用的测量数据中的一部分排除的技术(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-102529号公报

发明内容

发明要解决的问题

在工件存在正反面的情况下，有时还使用与治具分开设置的使工件的正反面反转的反转器来将工件的正反面反转后将该工件设置于治具。在使工件反转的情况下，与直接将工件设置于治具的情况相比，花费与使工件反转的作业量相应的时间。因此，当连续进行反转作业时，存在反转作业的期间的循环时间变长并对后续工序造成妨碍的情况。

期望提供一种虽然伴有使工件反转的作业但是能够使取出工件时的循环时间稳定化的工件取出装置所涉及的技术。

用于解决问题的方案

本公开的一个方式具备：工件取出装置，其用于取出工件；以及控制装置，其设定所述工件的取出顺序，其中，所述控制装置具备：存储部，其存储将所述工件设置于治具时的姿势即设置姿势；当前姿势检测部，其检测所述工件的当前的姿势即当前姿势；变化量计算部，其计算所述设置姿势与所述当前姿势之间的变化量；比较部，其将所述变化量与阈值进行比较；取出候选确定部，其将所述变化量小于所述阈值的所述工件确定为优先的取出候选；以及取出指示部，其对所述工件取出装置输出用于使其取出所述优先的取出候选的工件的第一指示。

发明的效果

根据一个方式，虽然伴有使工件反转的作业，但是能够使取出工件时的循环时间稳定化。

附图说明

图1是示出一个实施方式所涉及的工件取出系统的整体结构的图。

图2是一个实施方式所涉及的工件取出装置的功能框图。

图3是示出一个实施方式所涉及的工件的设置姿势的图。

图4是示出一个实施方式所涉及的工件的当前姿势的检测方法的图。

图5是示出一个实施方式所涉及的工件的当前姿势的检测方法的图。

图6A是示出一个实施方式中的设置姿势与当前姿势之间的变化量的计算方法的概要的图。

图6B是示出一个实施方式中的设置姿势与当前姿势之间的变化量的计算方法的概要的图。

图7是示出一个实施方式所涉及的确定优先的取出候选的方法的图。

具体实施方式

下面，通过参照图1～图7来对本发明的实施方式进行说明。

〔1整体结构〕

图1示出本实施方式所涉及的工件取出系统1的整体结构。工件取出系统1具备控制装置10和工件取出装置20。控制装置10与工件取出装置20被设为一一对应的组，并且以能够通信的方式连接。关于控制装置10与工件取出装置20的连接，也可以经由连接接口来直接连接，另外，还可以经由LAN等网络来连接。

控制装置10是通过控制工件取出装置20来使工件取出装置20进行规定的动作的装置。特别是，在本实施方式中，控制装置10能够设定工件取出装置20取出工件的取出顺序。

工件取出装置20是从零散堆积的多个工件中逐个地取出工件的装置。工件取出装置20例如可以是机器人。在该情况下，该机器人例如是6轴多关节机器人，并且具有能够对由机床加工过的工件或者此后将要进行加工的工件进行把持的手部。

工件取出装置20按照由在控制装置10中设定的动作程序生成的动作指令来例如取出、搬运工件。

〔2控制装置的结构〕

图2是控制装置10的功能框图。如图2所示，控制装置10具备存储部100和控制部110。

存储部100存储将工件设置于治具时的姿势即设置姿势。

在存储部100存储设置姿势时，在此之前，控制装置10的操作者先对控制装置10进行示教动作。

更详细地说，第一，操作者使用工件的3D CAD数据对控制装置10示教工件的物理外形模型。第二，操作者对控制装置10示教工件设置于治具的设置姿势。

图3示出对控制装置10示教的、工件30设置于治具50的设置姿势的例子。

在图3所示的例子中，工件30由第一长方体30A和第二长方体30B构成。第一长方体30A与第二长方体30B的宽度方向上的长度相同，并且与该宽度方向正交的两者的轴线彼此呈90°。

另外，治具50具备第一长方体50A、第二长方体50B以及第三长方体50C。第一长方体50A与第二长方体50B及第三长方体50C连结。第一长方体50A从工件30的第一长方体30A的下方支承工件30的第一长方体30A。另一方面，第二长方体50B和第三长方体50C从工件30的第一长方体20A的上方按压工件30的第一长方体20A。另外，在治具50的第二长方体50B与第三长方体50C之间以与工件30的第二长方体30B分离的状态配置该长方体30B。

并且，在工件30的工件坐标系中，以第一长方体30A的长边方向的轴为X轴，以包含于工件30的第二长方体30B的、第一长方体30A的法线方向的轴为Z轴。另外，以与X轴及Z轴双方正交的轴为Y轴。

作为例子，控制装置10的操作者对控制装置10示教图3所示那样的工件30的物理外形模型和设置于治具50的设置姿势。由此，存储部100能够存储将工件30设置于治具50时的姿势即设置姿势。

控制部110具有CPU、ROM、RAM、CMOS存储器等，它们以能够经由总线相互通信的方式构成控制部110，且对于本领域技术人员而言是公知的结构。

CPU是用于对控制装置10整体地进行控制的处理器。该CPU构成为：经由总线读取保存于ROM的系统程序和应用程序，并按照该系统程序和应用程序来对控制装置10整体进行控制，由此，如图2所示那样，控制部110实现当前姿势检测部111、变化量计算部112、取出候选确定部113、取出指示部114、反转指示部115以及定时设定部116的功能。

当前姿势检测部111检测工件30的当前的姿势即当前姿势。

图4和图5是示出由当前姿势检测部111检测当前姿势的检测方法的例子的图。如图4所示，在作为机器人的工件取出装置20和保存零散堆积的多个工件30的托盘35的上方设置3D传感器70。当前姿势检测部111使用由3D传感器70感测到的图像来检测工件30的当前位置姿势。

特别地，如图5所示，当前姿势检测部111针对每个工件30检测上述的X轴和Z轴。这些检测出的X轴和Z轴在后述的变化量计算部112中使用。

变化量计算部112计算设置姿势与当前姿势之间的变化量。

图6A和图6B是示出设置姿势与当前姿势之间的变化量的计算方法的概要的图。如图6A和图6B所示，针对工件30设定了上述的X轴、Y轴以及Z轴。特别地，图6A示出工件30处于设置姿势时的X轴、Y轴以及Z轴。另外，图6B示出工件30处于当前姿势时的X轴、Y轴以及Z轴(Z’轴)。

在图6A中，将工件30处于设置姿势时的Z方向上的姿势矢量设为REF_Z。另外，在图6B中，将工件30处于当前姿势时的Z方向上的姿势矢量设为FOUND_Z。

变化量计算部112计算REF_Z与FOUND_Z的内积即REF_Z·FOUND_Z来作为设置姿势与当前姿势之间的变化量。

取出候选确定部113将由变化量计算部112计算出的变化量与阈值进行比较，基于该比较的结果来确定作为优先的取出候选的工件30。

在检测出的当前姿势接近载置于治具50的姿势的情况下，由变化量计算部112计算出的变化量即内积REF_Z·FOUND_Z的值为接近1的值，当姿势相差接近90°时，该内积REF_Z·FOUND_Z的值为接近0的值。另外，在Z轴方向发生了反转的情况下，内积REF_Z·FOUND_Z的值变为负的值。

因此，取出候选确定部113在与某个工件30有关的内积REF_Z·FOUND_Z的值小于0的情况下，或者在该内积REF_Z·FOUND_Z的值小于规定的阈值的情况下，设为工件30需要进行反转动作，降低该工件30的取出优先级。相反地，将除此以外的工件30确定为优先的取出候选。

图7示出该具体例。如图7所示，取出候选确定部113在由3D传感器70感测到的图像中，对内积REF_Z·FOUND_Z的值小于0或者为规定的阈值以上的工件30进行标记(在图7中用椭圆表示)，并将除此以外的工件30确定为优先的取出候选。

取出指示部114对工件取出装置20输出用于使其取出由取出候选确定部113确定的优先的取出候选的工件30的第一指示。由此，工件取出装置20优先取出由取出候选确定部113确定的工件30。

反转指示部115在根据内积REF_Z·FOUND_Z的值计算出的、所述当前姿势下的工件30相对于所述设置姿势下的工件30的旋转角为规定值以上的情况下，输出用于在取出工件30后使该工件反转的第二指示。由此，工件取出装置20使未由取出候选确定部113确定的工件30反转后将其取出。

定时设定部116将由反转指示部115输出的第二指示的输出的定时设定为规定的定时。由此，不再需要连续地执行需要进行反转的工件30的取出，能够使循环时间稳定化。

在此，“规定的定时”是指在下一个工序之前存在一定程度以上的时间的定时。“规定的定时”例如也可以是不影响下一个工序的循环的定时，更详细地说，也可以是，设置用于事先将工件以已经能够向治具进行设置的姿势进行贮存的缓冲器，“规定的定时”是使得工件被完全贮存在该缓冲器中等的定时。另外，“规定的定时”也可以是无法识别出未反转就取出的工件的定时。

〔3实施方式的动作〕

在本实施方式所涉及的工件取出系统1中，控制装置10计算将工件30设置于治具50时的姿势即设置姿势与工件30的当前的姿势即当前姿势之间的变化量，并基于该变化量与阈值的比较结果来确定作为优先的取出候选的工件30。在此基础上，工件取出装置20优先取出被确定为优先的取出候选的工件30，并且在规定的定时取出除此以外的工件30。

〔4实施方式起到的效果〕

(1)上述的实施方式所涉及的工件取出系统(例如，上述的“工件取出系统1”)具备：工件取出装置(例如，上述的“工件取出装置20”)，其用于取出工件(例如，上述的“工件30”)；以及控制装置(例如，上述的“控制装置10”)，其设定所述工件的取出顺序，其中，所述控制装置具备：存储部(例如，上述的“存储部100”)，其存储将所述工件设置于治具时的姿势即设置姿势；当前姿势检测部(例如，上述的“当前姿势检测部111”)，其检测所述工件的当前的姿势即当前姿势；变化量计算部(例如，上述的“变化量计算部112”)，其计算所述设置姿势与所述当前姿势之间的变化量；取出候选确定部(例如，上述的“取出候选确定部113”)，其将所述变化量与阈值进行比较，基于该比较的结果来确定作为优先的取出候选的所述工件；以及取出指示部(例如，上述的“取出指示部114”)，其对所述工件取出装置输出用于使其取出所述优先的取出候选的工件的第一指示。

由此，虽然伴有使工件反转的作业，但是能够使循环时间稳定化。

(2)在(1)所记载的工件取出系统中，所述变化量计算部根据所述工件的工件坐标系中的、在所述设置姿势下的任意的轴方向上的矢量和在所述当前姿势下的所述任意的轴方向上的矢量计算内积，来作为所述设置姿势与所述当前姿势之间的变化量。

由此，能够通过简便的计算来执行使循环时间稳定化的处理。

(3)在(2)所记载的工件取出系统中，所述控制装置还具备：反转指示部(例如，上述的“反转指示部115”)，在根据所述内积计算的、所述当前姿势下的所述工件相对于所述设置姿势下的所述工件的旋转角为规定值以上的情况下，所述反转指示部输出用于在取出所述工件之后使该工件进行反转的第二指示；以及定时设定部(例如，上述的“定时设定部116”)，其将所述第二指示的输出的定时设定为规定的定时。

由此，抑制连续进行工件30的反转作业，使取出工件时的循环时间变得稳定。

附图标记说明

1：工件取出系统；10：控制装置；20：工件取出装置；30：工件；50：治具；100：存储部；110：控制部；111：当前姿势检测部；112：变化量计算部；113：取出候选确定部；114：取出指示部；115：反转指示部；116：定时设定部。

Claims (3)

1.一种工件取出系统，具备：

工件取出装置，其用于取出工件；以及

控制装置，其设定所述工件的取出顺序，

其中，所述控制装置具备：

存储部，其存储将所述工件设置于治具时的姿势即设置姿势；

当前姿势检测部，其检测所述工件的当前的姿势即当前姿势；

变化量计算部，其计算所述设置姿势与所述当前姿势之间的变化量；

取出候选确定部，其将所述变化量与阈值进行比较，基于该比较的结果来确定作为优先的取出候选的所述工件；以及

取出指示部，其对所述工件取出装置输出用于使其取出所述优先的取出候选的工件的第一指示。

2.根据权利要求1所述的工件取出系统，其中，

所述变化量计算部根据所述工件的工件坐标系中的、在所述设置姿势下的任意的轴方向上的矢量和在所述当前姿势下的所述任意的轴方向上的矢量计算内积，来作为所述设置姿势与所述当前姿势之间的变化量。

3.根据权利要求2所述的工件取出系统，其中，

所述控制装置还具备：

反转指示部，在根据所述内积计算出的、所述当前姿势下的所述工件相对于所述设置姿势下的所述工件的旋转角为规定值以上的情况下，所述反转指示部输出用于在取出所述工件之后使该工件进行反转的第二指示；以及

定时设定部，其将所述第二指示的输出的定时设定为规定的定时。

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