JP2012183616A - Workpiece feed device for picking, and device for picking workpiece - Google Patents

Workpiece feed device for picking, and device for picking workpiece Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a workpiece feed device for picking, which reliably changes positions and postures of workpieces loaded in bulk to generate a new bulk load state, and to provide a device for picking a workpiece using the workpiece feed device for picking.SOLUTION: The workpiece feed device includes: a container body having an opened upper part in which a plurality of workpieces can be loaded in bulk; projections that can advance/retreat upward and inward from/into a bottom of the container body; and a projection drive unit for operating the projections so that the projections can advance and retreat.

Description

本発明は、バラ積み状態で供給されるワークをロボットでピッキングするワークピッキング装置、および当該ワークピッキング装置に用いるワーク供給装置に関する。   The present invention relates to a workpiece picking device that picks a workpiece supplied in a bulk state with a robot, and a workpiece supply device used in the workpiece picking device.

バラ積み状態（山積み状態も含む）にある複数ワークの中からワークを順次把持して、指定の位置へ運ぶピッキングでは、ステレオカメラやレーザ光を用いた距離センサにより得られたデータから、ワークの位置と姿勢を認識することが行われている。   When picking workpieces from a plurality of workpieces that are in a stacked state (including a stacked state) in order, and picking them to a specified position, it is possible to determine the workpiece from the data obtained by a stereo camera or a distance sensor using laser light. Recognition of position and orientation is performed.

しかし、バラ積みのワークは位置および姿勢は一定ではなく、ワークの重なりも発生しているため、位置と姿勢を認識できるワークは複数のワークの一部であり、ワークのバラ積み状態によっては１つもワークの位置と姿勢を認識できないこともある。   However, since the positions and postures of the stacked workpieces are not constant and the workpieces are overlapped, the workpieces that can recognize the positions and postures are part of a plurality of workpieces. In some cases, the position and posture of the workpiece cannot be recognized.

また、位置と姿勢を認識したワークが、ワークを収納しているパレットの壁面近傍に位置する場合がある。このようなワークは、ロボットのアームやハンドとパレットが干渉してしまいワークがピッキングできない。   Moreover, the workpiece | work which recognized the position and attitude | position may be located in the wall surface vicinity of the pallet which accommodates the workpiece | work. Such workpieces cannot be picked because the robot arm or hand interferes with the pallet.

上記のように、ワークの位置と姿勢が認識できない場合や、ワークの位置がピッキングできない場合には、バラ積みされたワークの位置と姿勢を変化させ、改めてワークの位置と姿勢を認識することが行われている。例えば、特許文献１に記載の従来技術は、ワークが認識できなくなるとロボットのハンドをパレットの中で動作させ、パレット内のワークを掻き雑ぜる。特許文献２に記載の従来技術では、パレットを逆ピラミッド形とし、加振装置によって斜面部材に振動を与え、バラ積みされたワークをピッキング可能な位置に移動させている。   As described above, when the position and posture of the workpiece cannot be recognized or when the position of the workpiece cannot be picked, the position and posture of the stacked workpieces can be changed to recognize the position and posture of the workpiece again. Has been done. For example, in the prior art described in Patent Document 1, when a workpiece cannot be recognized, the robot's hand is moved in the pallet, and the workpiece in the pallet is messed up. In the prior art described in Patent Document 2, the pallet has an inverted pyramid shape, and a vibration is applied to the slope member by the vibration device, so that the stacked workpieces are moved to a pickable position.

特開２００１−１７９６７７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179677 特開２０１０−５７２２号公報JP 2010-5722 A

特許文献１に記載の従来技術では、部品の位置と姿勢を変化させる手段として部品をピッキングするロボットを用いている。そのため、生産ラインに使用される場合では、ロボットで掻き雑ぜることによってその分だけタクトタイムが長くなってしまい、生産台数が少なくなってしまう。   In the prior art described in Patent Document 1, a robot for picking a component is used as means for changing the position and orientation of the component. For this reason, when used in a production line, the tact time is increased by the amount of crushing by the robot, and the number of production is reduced.

また、特許文献２に記載の従来技術では、加振装置による振動だけではバラ積みされたワークの位置は変わるが姿勢を大きく変えることは難しく、加振装置による振動を付与した前後で認識できるワークの数が増加しない場合がある。そのため、加振装置による振動を付与しても１つもワークの位置と姿勢を認識できていない場合には、他の方法によりワークのバラ積み状態を変更しない限り、ロボットによる部品のピッキングが不可能となる。   Moreover, in the prior art described in Patent Document 2, it is difficult to change the posture largely by changing the position of the stacked workpieces only by the vibration by the vibration device, and the workpiece can be recognized before and after the vibration by the vibration device is applied. May not increase. For this reason, if no workpiece position and orientation can be recognized even when vibration is applied by the vibration device, the robot cannot pick parts unless the workpiece stacking state is changed by another method. It becomes.

本発明は上記課題に鑑みて、バラ積みされたワークの位置と姿勢を確実に変化させ、新たなバラ積み状態を生成するピッキング用ワーク供給装置、および当該ピッキング用ワーク供給装置を用いたワークピッキング装置を提供するものである。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention reliably changes the position and posture of a stacked workpiece and generates a new stacked state, and a workpiece picking device using the picking workpiece supply device. A device is provided.

上記課題を解決するため、本発明に係るバラ積みピッキング用ワーク供給装置は、ロボットに取り付けられたロボットハンドでバラ積みされたワークから１つずつ取り出すためのワーク供給装置であって、複数のワークをバラ積み可能な上方が開いた容器本体と、前記容器本体の底部から上方内側に進退自在に設けられた突出部と、前記突出部を進退自在に動作させる突出駆動部と、を備えている。   In order to solve the above problems, a workpiece supply device for bulk picking according to the present invention is a workpiece supply device for taking out one by one from a workpiece stacked by a robot hand attached to a robot. A container body that is open at the top, a projecting part that is provided to be movable forward and backward from the bottom of the container body, and a projecting drive unit that operates the projecting part so as to advance and retract. .

また、本発明に係るワークピッキング装置は、複数のワークをバラ積みするワーク供給装置と、バラ積みされた前記ワークの位置と姿勢を計測するワーク位置姿勢計測装置と、計測されたワークごとの位置と姿勢とに基いて、当該ワークを１個ずつ把持して所定の動作を行うロボットと、を備え、前記ワーク供給装置は、複数のワークをバラ積み可能な上方が開いた容器本体と、前記容器本体の底部から上方内側に進退自在に設けられた突出部と、前記突出部を進退自在に動作させる突出駆動部と、を有し、前記ワーク位置姿勢計測装置にて計測されたワークの位置と姿勢が所定の条件を具備した場合に、前記突出部を前進動作または後退動作させるため前記突出駆動部を制御する制御手段を備えている。   The workpiece picking device according to the present invention includes a workpiece supply device that stacks a plurality of workpieces, a workpiece position / orientation measuring device that measures the position and orientation of the workpieces stacked, and a position for each measured workpiece And a robot that grips the workpieces one by one and performs a predetermined operation based on the posture, and the workpiece supply device includes: The position of the workpiece measured by the workpiece position / orientation measurement device, having a protruding portion provided so as to be able to move forward and backward from the bottom of the container body, and a protruding drive portion that allows the protruding portion to move forward and backward. And a control means for controlling the protrusion driving unit to move the protrusion forward or backward when the posture satisfies a predetermined condition.

本発明に係るバラ積みピッキング用ワーク供給装置によれば、突出部を容器の底部から上方内側に前進または後退させることで、少なくとも突出部の上方にあるワークが突出部により位置または姿勢を変えることができる。さらに、ワークが重なっている場合には、突出部で位置および姿勢が変わったワークの周辺のワークについても、位置および姿勢を変えることができる。   According to the workpiece picking device for bulk picking according to the present invention, by moving the protruding portion forward or backward from the bottom of the container, at least the workpiece above the protruding portion changes its position or posture by the protruding portion. Can do. Furthermore, when the workpieces overlap, the positions and postures of the workpieces around the workpieces whose positions and postures have changed at the protrusions can be changed.

また、本発明に係るワークピッキング装置によれば、容器内にバラ積みされたワークの位置および姿勢を変えることで、ワークピッキング装置でピッキング可能なワークの新たな位置および姿勢を把握し、ワークのピッキングを継続することができる。   In addition, according to the work picking device according to the present invention, by changing the position and posture of the workpieces stacked in the container, the new position and posture of the work that can be picked by the work picking device is grasped, Picking can be continued.


ワークピッキング装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a work picking apparatus. ワークの斜視図である。It is a perspective view of a workpiece. 容器本体の平面図である。It is a top view of a container main body. ワークピッキング装置のフローチャートである。It is a flowchart of a work picking apparatus. 位置および姿勢が認識できたワークを示す図である。It is a figure which shows the workpiece | work which could recognize the position and attitude | position. 全ての突出部が後退端にある状態の図である。It is a figure of the state which has all the protrusion parts in a retreat end. 全ての突出部が前進端にある状態の図である。It is a figure of the state which has all the protrusion parts in an advance end. 第２の実施形態における突出部の駆動パターンを示す図である。It is a figure which shows the drive pattern of the protrusion part in 2nd Embodiment. 分割領域を示す図である。It is a figure which shows a division area. 突出部の先端形状の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the front-end | tip shape of a protrusion part.

以下、本発明に係るワークピッキング装置の実施形態について詳細に説明する。
なお、本発明に係るピッキング用ワーク供給装置の実施形態は、本発明に係るワークピッキング装置の実施形態に包含されている。 Hereinafter, embodiments of a work picking apparatus according to the present invention will be described in detail.
The embodiment of the workpiece supply device for picking according to the present invention is included in the embodiment of the workpiece picking device according to the present invention.

まず、ワークピッキング装置の第１の実施形態について説明する。図１は、ワークピッキング装置の概略構成図である。
図１において、ワークピッキング装置１００は、ワーク供給装置３００、ワーク位置姿勢計測装置４００、ロボット５００、制御手段６００から構成されている。ワーク２００は、ワーク供給装置にバラ積み（山積みを含む）されている。図２はワーク２００の斜視図である。なお、ワーク２００は図２の形状に限定されず、任意の形状であって良い。 First, a first embodiment of a work picking apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a work picking apparatus.
In FIG. 1, the work picking apparatus 100 includes a work supply apparatus 300, a work position / orientation measurement apparatus 400, a robot 500, and a control unit 600. The workpieces 200 are piled up (including piles) on the workpiece supply device. FIG. 2 is a perspective view of the workpiece 200. In addition, the workpiece | work 200 is not limited to the shape of FIG. 2, It may be arbitrary shapes.

ワーク供給装置３００は、容器本体３１０、突出部３２１、突出駆動部３２０を備えている。容器本体３１０は、上方が開口した底面のみ有する筒状の容器である。本実施形態では、断面が四角形の筒状容器であるが、断面が他の形状である筒状容器でもよい。図３は容器本体３１０の平面図である。容器本体３１０は、図３に示すように底面に複数の穴３１１が開いている。それぞれの穴３１１に対応して突出部３２１および突出駆動部３２０を備えている。突出駆動部３２０は、容器本体３１０に対して相対的に位置が固定され、突出部３２１を容器本体３１０に対して進退自在に駆動させる。ここで、突出駆動部３２０は、エアシリンダや電動シリンダ等を用いることが出来る。そして、突出部３２１は、突出駆動部３２０を駆動によって突出部３２１の上方側先端部が容器本体３１０のワーク２００の収納領域を上方開口側および下方底面側に進退動作するように設けられている。なお、突出駆動部３２０の後退端において、突出部３２１の上方側先端部が容器本体３１０の底面より凹んだ位置となっても良い。   The workpiece supply device 300 includes a container main body 310, a protruding portion 321, and a protruding drive portion 320. The container main body 310 is a cylindrical container having only a bottom surface opened upward. In the present embodiment, the cylindrical container has a rectangular cross section, but may be a cylindrical container having a cross section of another shape. FIG. 3 is a plan view of the container body 310. As shown in FIG. 3, the container body 310 has a plurality of holes 311 in the bottom surface. A protrusion 321 and a protrusion driving part 320 are provided corresponding to each hole 311. The position of the protrusion driving unit 320 is fixed relative to the container main body 310, and drives the protrusion 321 to move forward and backward with respect to the container main body 310. Here, an air cylinder, an electric cylinder, or the like can be used as the protrusion driving unit 320. The projecting portion 321 is provided such that when the projecting drive portion 320 is driven, the upper end portion of the projecting portion 321 advances and retracts the storage area of the workpiece 200 of the container body 310 toward the upper opening side and the lower bottom surface side. . Note that the upper end of the protrusion 321 may be recessed from the bottom surface of the container body 310 at the retracted end of the protrusion drive unit 320.

なお、穴３１１の配置、数、形状は図３に示した内容に限定されない。穴３１１の配置、数、形状は、ワーク２００の形状や大きさ等、容器本体３１１の大きさ等、突出部３２１の形状・大きさ等に適合するように任意に設計することができる。   The arrangement, number, and shape of the holes 311 are not limited to those shown in FIG. The arrangement, number, and shape of the holes 311 can be arbitrarily designed to match the shape and size of the projecting portion 321, such as the shape and size of the workpiece 200, the size of the container main body 311, and the like.

ワーク位置姿勢計測装置４００は、本実施形態においてはステレオカメラによるワーク位置計測装置であり、ステレオカメラ４１０、画像処理部４２０を備えている。ワーク位置姿勢計測装置４００は、ステレオカメラ４１０により撮像された画像を画像処理部４２０に取り込み、周知のステレオカメラによるワークの３次元位置・姿勢認識技術を用いて、ワーク供給装置３００内のワーク２００の位置および姿勢を求める。ここで、ステレオカメラによるワークの３次元位置・姿勢認識技術は、本願発明の要部ではないので、これ以上の説明は省略する。   In this embodiment, the work position / orientation measurement apparatus 400 is a work position measurement apparatus using a stereo camera, and includes a stereo camera 410 and an image processing unit 420. The workpiece position / orientation measurement apparatus 400 captures an image captured by the stereo camera 410 into the image processing unit 420, and uses the known three-dimensional position / orientation recognition technique of the workpiece by the stereo camera, and the workpiece 200 in the workpiece supply apparatus 300. Find the position and posture of Here, since the three-dimensional position / posture recognition technique of the work by the stereo camera is not a main part of the present invention, further explanation is omitted.

なお、ワーク位置姿勢計測装置４００は、ステレオカメラによるワーク位置姿勢計測装置に限定されることはなく、ワーク供給装置３００内のワーク２００の位置および姿勢を計測することが可能な他の技術を適用することができる。例えば、周知であるレーザ光による３次元測定器を用いたワーク位置姿勢計測装置であっても良い。   Note that the workpiece position / orientation measurement apparatus 400 is not limited to a workpiece position / orientation measurement apparatus using a stereo camera, and other techniques that can measure the position and orientation of the workpiece 200 in the workpiece supply apparatus 300 are applied. can do. For example, a workpiece position / orientation measuring apparatus using a known three-dimensional measuring device using laser light may be used.

ロボット５００は、ワーク２００を把持できるハンドを供えている。図１においてロボット５００は垂直多関節ロボットとして記載しているが、ワーク２００をある程度の自由度を備えて把持可能であれば、他の形式のロボットでも良い。また、ロボット５００のハンドは、ワーク２００を把持するものに限定されることはなく、バキュームによってワーク２００を保持してもよい。いずれにしても、ロボットの形式やハンドの形式は、本願発明の要部ではないので、これ以上の説明は省略する。   The robot 500 has a hand that can grip the workpiece 200. In FIG. 1, the robot 500 is described as a vertical articulated robot, but other types of robots may be used as long as the workpiece 200 can be gripped with a certain degree of freedom. The hand of the robot 500 is not limited to the one that holds the workpiece 200, and the workpiece 200 may be held by vacuum. In any case, since the robot type and the hand type are not the main part of the present invention, further explanation will be omitted.

制御装置６００は、ワーク供給装置３００の突出駆動部３２０、ワーク位置姿勢計測装置４００、ロボット５００と必要なデータ・信号等をお互いに入出力可能とするように接続されている。制御装置６００は、ワーク位置姿勢計測装置４００にワーク２００の位置および姿勢を計測する計測指令を出力し、ワーク位置姿勢計測装置４００からワーク２００の位置および姿勢の計測結果が入力される。そして、制御装置６００は、ワーク位置姿勢計測装置４００から取得したワーク２００の位置および姿勢の計測結果に基づいて、突出駆動部３２０を駆動制御する。また、制御装置６００は、ロボット５００に対してピッキングするワーク２００の位置および姿勢を出力する。そしてロボット５００は、制御装置６００から取得したワーク２００の位置および姿勢に基づいて、１つのワーク２００をワーク供給装置からピッキングして所定の作業を行う。   The control device 600 is connected to the protrusion driving unit 320, the workpiece position / orientation measurement device 400, and the robot 500 of the workpiece supply device 300 so as to be able to input / output necessary data / signals to / from each other. The control device 600 outputs a measurement command for measuring the position and orientation of the workpiece 200 to the workpiece position / orientation measurement device 400, and the measurement result of the position and orientation of the workpiece 200 is input from the workpiece position / orientation measurement device 400. Then, the control device 600 drives and controls the protrusion drive unit 320 based on the measurement result of the position and orientation of the workpiece 200 acquired from the workpiece position and orientation measurement device 400. Further, the control device 600 outputs the position and posture of the workpiece 200 to be picked with respect to the robot 500. Based on the position and orientation of the workpiece 200 acquired from the control device 600, the robot 500 performs a predetermined operation by picking one workpiece 200 from the workpiece supply device.

次に動作の詳細について説明する。図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
ワークピッキング装置１００は、運転開始の信号を受け取ると、Ｓ１０にてワーク位置姿勢計測処理を実行する。具体的には、ワーク位置姿勢計測装置４００にて、ワーク供給装置３００にバラ積みされたワーク２００をステレオカメラ４１０により撮像し、撮像された画像を画像処理部４２０に取り込み、周知のステレオカメラによるワークの３次元位置・姿勢認識技術を用いて、ワーク供給装置３００内のワーク２００の位置および姿勢を求める。図５は、位置および姿勢が認識できたワークを示す図である。図５においては、位置および姿勢を認識できたワーク２００をハッチング表示している。このように、通常は１回のワーク位置姿勢計測処理により、複数のワーク２００の位置および姿勢を認識する。しかし、条件によっては、位置および姿勢を認識したワーク２００が１つもない場合がある。 Next, details of the operation will be described. This will be described based on the flowchart shown in FIG.
When the work picking apparatus 100 receives the operation start signal, the work picking apparatus 100 executes a work position and orientation measurement process in S10. Specifically, the workpiece position / orientation measuring apparatus 400 captures the workpiece 200 stacked on the workpiece supply apparatus 300 with the stereo camera 410, captures the captured image into the image processing unit 420, and uses a known stereo camera. The position and orientation of the workpiece 200 in the workpiece supply apparatus 300 are obtained using a workpiece three-dimensional position / orientation recognition technique. FIG. 5 is a diagram showing a workpiece whose position and orientation can be recognized. In FIG. 5, a workpiece 200 whose position and orientation can be recognized is hatched. As described above, the positions and orientations of the plurality of workpieces 200 are normally recognized by one workpiece position and orientation measurement process. However, depending on conditions, there may be no workpiece 200 whose position and orientation are recognized.

次に、Ｓ２０にて、位置および姿勢を認識したワークがあるか否かを確認し、位置および姿勢を認識したワークがある場合には以下に説明するＳ３０へ進み、位置および姿勢を認識したワークがない場合には以下に説明するＳ４０へ進む。具体的には、制御装置６００がワーク位置姿勢計測装置４００からワーク位置姿勢の計測結果を受け取り、位置および姿勢を認識したワーク２００があるか否かを判断する。位置および姿勢を認識したワーク２００がある場合には以下に説明するＳ３０へ進み、位置および姿勢を認識したワーク２００がない場合には以下に説明するＳ４０へ進む。   Next, in S20, it is confirmed whether or not there is a workpiece whose position and posture are recognized. If there is a workpiece whose position and posture are recognized, the process proceeds to S30 described below, and the workpiece whose position and posture are recognized. If not, the process proceeds to S40 described below. Specifically, the control device 600 receives the measurement result of the workpiece position / orientation from the workpiece position / orientation measurement device 400, and determines whether there is a workpiece 200 whose position and orientation are recognized. If there is a workpiece 200 whose position and orientation are recognized, the process proceeds to S30 described below, and if there is no workpiece 200 whose position and orientation is recognized, the process proceeds to S40 described below.

次にＳ３０では、位置および姿勢を認識したワークの中に、ピッキング可能なワークがあるか否か確認し、ピッキング可能なワークがある場合には以下に説明するＳ５０へ進み、ピッキング可能なワークがない場合には以下に説明するＳ４０へ進む。具体的には、制御装置６００が、ワーク位置姿勢計測装置４００から受け取ったワーク位置姿勢の計測結果から、位置および姿勢を認識したワーク２００が、所定条件を具備する位置および姿勢であるか否かを判断する。例えば、筒状の壁面近傍のワーク２００は、ロボット５００のハンドが壁面と干渉するためピッキングできない。そのため、ハンドが壁面と干渉しない領域を予め制御装置６００に記憶しておき、干渉しない領域に位置および姿勢を認識したワーク２００が存在するか否かを判断する。なお、ピッキング可能か否かの条件はこの例に限定されず、必要に応じて任意に設定できる。   Next, in S30, it is checked whether or not there is a work that can be picked among the works whose position and orientation have been recognized. If there is a work that can be picked, the process proceeds to S50 described below, and the work that can be picked If not, the process proceeds to S40 described below. Specifically, whether or not the workpiece 200 that has recognized the position and orientation from the measurement result of the workpiece position and orientation received from the workpiece position and orientation measurement device 400 is a position and orientation that satisfy a predetermined condition. Judging. For example, the workpiece 200 near the cylindrical wall surface cannot be picked because the hand of the robot 500 interferes with the wall surface. Therefore, a region where the hand does not interfere with the wall surface is stored in the control device 600 in advance, and it is determined whether or not the workpiece 200 whose position and orientation are recognized exists in the region where the hand does not interfere. Note that the condition for whether or not picking is possible is not limited to this example, and can be arbitrarily set as necessary.

Ｓ４０では、突出部駆動の命令が出されると突出駆動部３２０を駆動し、突出部３２１を動作させ、Ｓ１０のワーク位置姿勢計測処理に戻る。具体的には、Ｓ２０で位置および姿勢を認識したワーク２００がなかったと判断された場合、またはＳ３０にてピッキング可能なワークがない場合に、制御装置６００が突出駆動部３２０を駆動制御して突出部３２１を動作させ、ワーク２００のバラ積み状態を変化させる。その後、Ｓ１００のワーク位置姿勢計測処理に戻り、再びワーク位置姿勢計測装置４００にて、ワーク供給装置３００にバラ積みされたワーク２００をステレオカメラ４１０により撮像し、撮像された画像を画像処理部４２０に取り込み、周知のステレオカメラによるワークの３次元位置・姿勢認識技術を用いて、ワーク供給装置３００内のワーク２００の位置および姿勢を求める。   In S40, when a command for driving the protrusion is issued, the protrusion driving unit 320 is driven, the protrusion 321 is operated, and the process returns to the workpiece position / orientation measurement process in S10. Specifically, when it is determined that there is no workpiece 200 whose position and orientation are recognized in S20, or when there is no workpiece that can be picked in S30, the control device 600 controls the protrusion drive unit 320 to protrude. The part 321 is operated to change the bulk stacking state of the workpieces 200. Thereafter, the process returns to the workpiece position / orientation measurement process in S100, and the workpiece position / orientation measurement apparatus 400 again captures the workpieces 200 stacked on the workpiece supply apparatus 300 using the stereo camera 410, and the captured image is processed by the image processing unit 420. The position and posture of the workpiece 200 in the workpiece supply device 300 are obtained using a known three-dimensional position / posture recognition technique using a stereo camera.

突出部３２０が動作した時の状態の一例を図６および図７に示す。図６は、全ての突出部３２１が後退端にある状態の図である。図７は、全ての突出部３２１が前進端にある状態の図である。図６および図７から明らかなように、突出駆動部３２０を前進駆動して突出部３２１を前進させ、容器本体３１０の内部に突出部３２１を突出させることで、容器本体３１０のワーク２００の位置および姿勢を変えることができる。また、予め突出部３２１を前進させて図７に示す状態としておき、突出駆動部３２０を後退駆動して突出部３２１を後退させ、容器本体３１０の内部から突出部３２１を抜いて図６に示す状態とすることで、容器本体３１０のワーク２００の位置および姿勢を変えることもできる。   An example of the state when the protrusion 320 operates is shown in FIGS. FIG. 6 is a diagram showing a state in which all the protruding portions 321 are at the retracted end. FIG. 7 is a view showing a state in which all the protrusions 321 are at the forward end. As apparent from FIGS. 6 and 7, the protrusion drive unit 320 is driven forward to advance the protrusion 321, and the protrusion 321 is protruded inside the container body 310, so that the position of the workpiece 200 of the container body 310 is increased. And can change posture. Further, the protruding portion 321 is advanced in advance to be in the state shown in FIG. 7, the protruding drive portion 320 is driven backward to retract the protruding portion 321, and the protruding portion 321 is removed from the inside of the container main body 310 and shown in FIG. 6. By setting the state, the position and posture of the workpiece 200 of the container body 310 can be changed.

Ｓ５０では、位置および姿勢が認識されているピッキング可能なワーク２００を、ロボット５００にてピッキングして所定の動作を行う。具体的には、ワーク供給装置３００内にバラ積みされた複数のワーク２００から、位置および姿勢が認識されているピッキング可能な１つのワーク２００をロボット５００にてピッキングし、所定の動作を行う。なお、所定の動作としては、図１には図示していない所定の場所へ移動させ、他の部品への組み付け動作や、ワークの整列動作や、図示しない他のロボットに引き渡す動作であっても良い。   In S50, the pickable workpiece 200 whose position and orientation are recognized is picked by the robot 500 and a predetermined operation is performed. Specifically, one pickable workpiece 200 whose position and orientation are recognized is picked by the robot 500 from a plurality of workpieces 200 stacked in bulk in the workpiece supply device 300, and a predetermined operation is performed. The predetermined operation may be an operation of moving to a predetermined location not shown in FIG. 1 and assembling to another part, aligning a workpiece, or delivering to another robot (not shown). good.

次にＳ６０では、ピッキング動作を継続するか終了するかを制御装置６００にて判断し、継続する場合にはＳ１０のワーク位置姿勢計測処理に戻り、終了する場合には処理を終了する。   Next, in S60, the control device 600 determines whether to continue or end the picking operation. If it continues, the process returns to the work position / orientation measurement process in S10, and if it ends, the process ends.

なお、本実施形態においては、位置および姿勢を認識したワークがない場合に、突出部を駆動しているが、位置および姿勢を認識したワークが所定数以下となった時に突出部を駆動しても良い。   In this embodiment, the protrusion is driven when there is no workpiece whose position and orientation are recognized. However, when the number of workpieces whose position and orientation are recognized is less than a predetermined number, the protrusion is driven. Also good.

上記記載のワーク供給装置３００によれば、ワーク２００の位置および姿勢を認識できない場合、位置および姿勢が認識されているピッキング可能なワーク２００がない場合に、バラ積みされたワーク２００を確実に位置および姿勢を変化させ、バラ積み状態を変化させる事ができる。これにより、新たなワーク２００のバラ積み状態で、ワーク位置姿勢計測装置４００にて、ワーク２００の位置および姿勢を認識することできる。また、突出部３２１は容器開口部方向への進退駆動であるため、ワーク２００に無理な力が加わらない。   According to the workpiece supply apparatus 300 described above, when the position and orientation of the workpiece 200 cannot be recognized, or when there is no pickable workpiece 200 whose position and orientation are recognized, the stacked workpieces 200 are reliably positioned. And the posture can be changed, and the stacking state can be changed. Thereby, the position and orientation of the workpiece 200 can be recognized by the workpiece position and orientation measurement apparatus 400 in a state where the new workpieces 200 are stacked. Moreover, since the protrusion 321 is driven forward and backward in the direction of the container opening, an excessive force is not applied to the workpiece 200.

さらに、上記記載のワークピッキング装置１００によれば、ワーク供給装置３００にてバラ積みされたワーク２００を確実に位置および姿勢を変化させることが可能となるため、ロボット５００に無駄な動作をさせる必要がなく、時間当たりのピッキング動作処理の数を増加させる事ができる。また、あるバラ積み状態のワークにおいてピッキングに適したワーク２００が見つからなくても、ワーク供給装置３００にてバラ積みされたワーク２００を確実に位置および姿勢を変化させることが可能となるため、短時間で異なるバラ積み状態における位置および姿勢が認識されているピッキング可能なワーク２００をピッキングすることが出来る。   Furthermore, according to the workpiece picking device 100 described above, the position and posture of the workpieces 200 stacked in the workpiece supply device 300 can be reliably changed, so that the robot 500 needs to perform useless operations. Therefore, the number of picking operation processes per hour can be increased. In addition, even if a workpiece 200 suitable for picking is not found in a workpiece in a certain piled state, it is possible to change the position and posture of the workpiece 200 loaded in bulk by the workpiece supply device 300, so that the short It is possible to pick a workpiece 200 that can be picked, whose position and posture are recognized in a different stacking state with time.

次に、実施形態の変形例として、いくつかの突出部３２１の動作方法について説明する。
まず、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態と第１の実施形態の違いは、突出部３２１の駆動方法が異なるのみで他の部分は共通する。よって、共通部分の説明は省略する。 Next, as a modification of the embodiment, a method for operating some of the protrusions 321 will be described.
First, the second embodiment will be described. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that only the driving method of the protruding portion 321 is different, and the other portions are common. Therefore, description of common parts is omitted.

第２の実施形態においては、突出部３２１の全てを同時に動かすのではなく、突出部の動かす順番を予め定めておき、その順番に基づいて動かす。動作方法の例として、図８に動作順序を示す。図８の（ａ）と（ｂ）に示した突出部の状態を交互に繰り返す。   In the second embodiment, not all of the protrusions 321 are moved at the same time, but the order of movement of the protrusions is determined in advance and is moved based on that order. FIG. 8 shows an operation sequence as an example of the operation method. The state of the protrusion shown in FIGS. 8A and 8B is repeated alternately.

第２の実施形態によれば、ワーク２００に合わせたパターンにて突出部３２１を進退動作させることができ、より確実にバラ積み状態を変化させることができる。
また、第３の実施形態について説明する。第２の実施形態と第１の実施形態の違いは、突出部３２１の駆動方法が異なるのみで他の部分は共通する。よって、共通部分の説明は省略する。 According to the second embodiment, the protruding portion 321 can be moved back and forth in a pattern that matches the workpiece 200, and the stacked state can be changed more reliably.
A third embodiment will be described. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that only the driving method of the protruding portion 321 is different, and the other portions are common. Therefore, description of common parts is omitted.

第３の実施形態において、まずワーク位置姿勢計測装置４００にて計測される領域を複数に分割した分割領域を、識別記号と共に制御装置６００にて記憶しておく。例えば、図９に示すように、突出部３２１に対応するように領域を分割し、識別記号として各領域を行と列で表現できるようにしておく。本例においては、６行５列に分割している。   In the third embodiment, first, a divided region obtained by dividing a region measured by the workpiece position / orientation measurement device 400 into a plurality of regions is stored in the control device 600 together with an identification symbol. For example, as shown in FIG. 9, the region is divided so as to correspond to the protruding portion 321 so that each region can be expressed as a row and a column as an identification symbol. In this example, it is divided into 6 rows and 5 columns.

次に、制御装置６００にて、所定の分割領域に位置および姿勢を認識できるワークが存在しなかった場合に動作させる所定の突出部を突出駆動パターンとして記憶させておく。例えば、３行３列の領域に位置および姿勢を認識できるワークが存在しなかった場合には、２行２列・２行４列・４行２列・４行４列の突出部を駆動するように記憶する。他の領域も同様に、駆動させる突出部を記憶させておく。また、３行３列と３行４列のいずれの分割領域に位置および姿勢を認識できるワークが存在しなかった場合に動作させる突出部を記憶させるなどしても良い。つまり、任意に定めた１つのまたは複数の分割領域に位置および姿勢を認識できるワークが存在しなかった場合に動作させる１つまたは複数の突出部を任意に定めて記憶させておけば良い。   Next, the control device 600 stores a predetermined projecting portion to be operated as a projecting drive pattern when there is no workpiece capable of recognizing the position and orientation in the predetermined divided region. For example, when there is no workpiece capable of recognizing the position and orientation in the region of 3 rows and 3 columns, the protruding portion of 2 rows, 2 columns, 2 rows, 4 columns, 4 rows, 2 columns, 4 rows, 4 columns is driven. To remember. Similarly, the protrusions to be driven are stored in the other areas. Further, a protruding portion that is operated when there is no workpiece capable of recognizing the position and orientation in any of the divided regions of 3 rows and 3 columns and 3 rows and 4 columns may be stored. That is, one or a plurality of projecting portions that are to be operated when a workpiece capable of recognizing the position and orientation does not exist in one or a plurality of arbitrarily determined divided regions may be arbitrarily determined and stored.

制御装置６００は、ワーク位置姿勢計測装置４００から受け取ったワーク位置姿勢の計測結果に基づいて、位置および姿勢を認識できるワークが存在しない領域を把握する。そして、当該位置および姿勢を認識できるワークが存在しない領域に基づいて、制御装置６００に記憶された突出駆動パターンを探索し、突出駆動パターンに基づいて突出部３２１を駆動する。   Based on the measurement result of the workpiece position / orientation received from the workpiece position / orientation measurement apparatus 400, the control device 600 grasps an area where there is no workpiece capable of recognizing the position and orientation. Then, based on a region where there is no workpiece capable of recognizing the position and orientation, the protrusion drive pattern stored in the control device 600 is searched, and the protrusion 321 is driven based on the protrusion drive pattern.

第３の実施形態によれば、ワーク２００の位置および姿勢を認識できなかった領域に基づき、ワーク２００の形状等に適した突出部３２１の動作パターンで、ワーク２００のバラ積み状態を変化させる事ができる。よって、ワークの位置および姿勢が認識できる領域のバラ積み状態を変化させず、バラ積み状態を変化させたい領域のみ変化させることが可能となり、ピッキング装置が停止するリスクを小さくできる。   According to the third embodiment, the stacking state of the workpieces 200 is changed with the operation pattern of the protrusions 321 suitable for the shape of the workpiece 200 based on the area where the position and orientation of the workpiece 200 could not be recognized. Can do. Therefore, it is possible to change only the region in which the stacking state is desired to be changed without changing the stacking state of the region where the position and posture of the workpiece can be recognized, and the risk of stopping the picking device can be reduced.

第４の実施形態と他の実施形態の違いは、突出部３２１の先端の形状のみで他の部分は共通する。よって、共通部分の説明は省略する。
第４の実施形態における突出部３２１の先端形状が、図１０に示すドーム形状３２１ａまたは錐体形状３２１ｂとなっている。先端形状が平面となっている場合、ワークの平らな面をワークの重心に向けて押し出しても、ワークの姿勢が変わらないことがある。これをドーム形状や錐体形状としておけば、ワークの平らな面を押し出しても必ずその姿勢を変更することが可能となる。 The difference between the fourth embodiment and the other embodiments is only the shape of the tip of the protrusion 321, and other parts are common. Therefore, description of common parts is omitted.
The tip shape of the protruding portion 321 in the fourth embodiment is a dome shape 321a or a cone shape 321b shown in FIG. When the tip shape is flat, even if the flat surface of the workpiece is pushed out toward the center of gravity of the workpiece, the posture of the workpiece may not change. If this is made into a dome shape or a cone shape, the posture can always be changed even if the flat surface of the workpiece is pushed out.

１００ ワークピッキング装置
２００ ワーク
３００ ワーク供給装置３００
３２０ 突出駆動部
３２１ 突出部
４００ ワーク位置姿勢計測装置
５００ ロボット
６００ 制御装置 100 Work picking device 200 Work 300 Work supply device 300
320 Projection Drive Unit 321 Projection Unit 400 Work Position / Orientation Measurement Device 500 Robot 600 Control Device

Claims (11)

ロボットに取り付けられたロボットハンドでワークを１つずつ取り出すためのバラ積みピッキング用ワーク供給装置であって、
複数のワークをバラ積み可能な上方が開いた容器本体と、
前記容器本体の底部から上方内側に進退自在に設けられた突出部と、
前記突出部を進退自在に動作させる突出駆動部と、
を備えたことを特徴とするバラ積みピッキング用ワーク供給装置。 A picking work supply device for picking up bulks for picking up works one by one with a robot hand attached to the robot,
A container body with an open top that can stack multiple workpieces;
A protrusion provided to be able to advance and retreat upward from the bottom of the container body;
A projecting drive unit for allowing the projecting unit to move forward and backward; and
A workpiece feeding apparatus for picking bulk pieces, characterized by comprising: 前記容器本体は、底部に複数の貫通穴を有し、
複数の前記突出部は、前記貫通穴から容器内側上方に突き出ること、
を特徴とする請求項１に記載のバラ積みピッキング用ワーク供給装置。 The container body has a plurality of through holes at the bottom,
A plurality of the projecting portions projecting from the through hole upward inside the container;
The workpiece supply apparatus for bulk picking according to claim 1, wherein: 前記突出部は、突出方向端部がドーム形状であること、
を特徴とする請求項２に記載のバラ積みピッキング用ワーク供給装置。 The protruding portion has a dome shape at the protruding end.
The workpiece supply apparatus for bulk picking according to claim 2, wherein: 前記突出部は、突出方向端部が錐体形状であること、
を特徴とする請求項２に記載のバラ積みピッキング用ワーク供給装置。 The protruding portion has a cone-shaped end in the protruding direction,
The workpiece supply apparatus for bulk picking according to claim 2, wherein: 複数のワークをバラ積みするワーク供給装置と、
バラ積みされた前記ワークの位置と姿勢を計測するワーク位置姿勢計測装置と、
計測されたワークごとの位置と姿勢とに基いて、当該ワークを１個ずつ把持して所定の動作を行うロボットと、を備えたワークピッキング装置において、
前記ワーク供給装置は、複数のワークをバラ積み可能な上方が開いた容器本体と、前記容器本体の底部から上方内側に進退自在に設けられた突出部と、前記突出部を進退自在に動作させる突出駆動部と、を有し、
前記ワーク位置姿勢計測装置にて計測されたワークの位置と姿勢が所定の条件を具備した場合に、前記突出部を前進動作または後退動作させるため前記突出駆動部を制御する制御手段を備えたこと、を特徴とするワークピッキング装置。 A workpiece supply device for stacking a plurality of workpieces;
A workpiece position and orientation measurement device for measuring the position and orientation of the workpieces stacked in bulk;
In a workpiece picking apparatus comprising: a robot that grips the workpieces one by one and performs a predetermined operation based on the measured position and orientation of each workpiece;
The workpiece supply device includes a container main body having an open upper portion capable of stacking a plurality of workpieces, a protrusion provided to be movable upward and backward from the bottom of the container main body, and the protrusion to be moved forward and backward. A projecting drive unit,
Control means for controlling the projecting drive unit to move the projecting part forward or backward when the position and orientation of the work measured by the work position / orientation measuring apparatus satisfy predetermined conditions. The work picking device characterized by this. 前記ワーク供給装置は、
前記容器本体の底部に複数の貫通穴を有し、
当該貫通穴ごとに前記突出部と前記突出駆動部とを備えたこと、
を特徴とする請求項５に記載のワークピッキング装置 The workpiece supply device includes:
A plurality of through holes in the bottom of the container body;
The projecting portion and the projecting drive portion are provided for each through hole,
The work picking apparatus according to claim 5, wherein 前記制御手段は、
前記ワーク供給装置にワークがバラ積みされているが、前記ワーク位置姿勢計測装置にてワークの位置と姿勢とが計測できなかった場合に、前記突出駆動部を制御し、前記突出部を前進動作または後退動作させること、
を特徴とする請求項５または６に記載のワークピッキング装置。 The control means includes
When workpieces are piled up in the workpiece supply device, but the workpiece position and orientation cannot be measured by the workpiece position and orientation measurement device, the projection drive unit is controlled to move the projection forward. Or to move backwards,
The work picking apparatus according to claim 5, wherein 前記制御手段は、
前記ワーク位置姿勢計測装置にて位置と姿勢が計測できたワークが所定の数以下であった場合に、前記突出駆動部を制御し、前記突出部を前進動作または後退動作させること、
を特徴とする請求項５または６に記載のワークピッキング装置。 The control means includes
When the number of workpieces whose position and orientation can be measured by the workpiece position and orientation measurement device is less than or equal to a predetermined number, the projecting drive unit is controlled, and the projecting unit is moved forward or backward,
The work picking apparatus according to claim 5, wherein 前記制御手段は、
前記ワーク位置姿勢計測装置にて計測される領域を、前記突出部に基づいて複数に分割した分割領域を記憶し、
前記ワーク位置姿勢計測装置にてワークの位置と姿勢とが計測できなかった前記分割領域に基づいて予め定められた１つまたは複数の前記突出部のみ、前記制御手段にて前記突出駆動部を制御し、当該突出部を前進動作または後退動作させること、
を特徴とする請求項６に記載のワークピッキング装置。 The control means includes
Storing a divided area obtained by dividing the area measured by the workpiece position / orientation measuring apparatus into a plurality of areas based on the protrusions;
Only the one or a plurality of the projections determined in advance based on the divided area where the workpiece position and orientation cannot be measured by the workpiece position / orientation measurement apparatus controls the projection driving unit by the control means. Moving the protrusion forward or backward,
The work picking apparatus according to claim 6. 前記突出部は、突出方向端部がドーム形状であること、
を特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のワークピッキング装置。 The protruding portion has a dome shape at the protruding end.
The work picking apparatus according to claim 5, wherein: 前記突出部は、突出方向端部が錐体形状であること、
を特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のワークピッキング装置。
The protruding portion has a cone-shaped end in the protruding direction,
The work picking apparatus according to claim 5, wherein:
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