JP2017202528A - Picking method - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、ピッキング方法に関する。 The present application relates to a picking method.
工業製品の生産ラインでは、各種の部品が取り扱われている(例えば、特許文献1−2を参照)。 Various parts are handled in an industrial product production line (see, for example, Patent Document 1-2).
複数の部品が集まっている箇所から特定の部品をロボットハンド等の自動機で取り出す場合、他の部品が自動機に接触する可能性がある。自動機が部品に接触すると、当該部品を損傷させる虞がある。 When a specific part is taken out from a place where a plurality of parts are collected by an automatic machine such as a robot hand, there is a possibility that another part may come into contact with the automatic machine. When an automatic machine contacts a part, the part may be damaged.
そこで、本願は、複数の部品が集まっている箇所から部品を取り出す際の部品の損傷を抑制するピッキング方法を開示する。 Therefore, the present application discloses a picking method that suppresses damage to a component when the component is taken out from a location where a plurality of components are gathered.
本願は、次のようなピッキング方法を開示する。すなわち、本願で開示するピッキング方法では、複数の部品が載っている低反発素材の上面を押圧して、押圧によって低反発素材に形成される凹部に複数の部品のうち何れか一つの所定部品を移動させ、移動した所定部品を掴む。 The present application discloses the following picking method. That is, in the picking method disclosed in the present application, the upper surface of the low-repulsion material on which a plurality of parts are placed is pressed, and any one of the plurality of parts is placed in the recess formed in the low-repulsion material by the pressing. Move and grab the moved part.
上記のピッキング方法であれば、複数の部品が集まっている箇所から部品を取り出す際の部品の損傷を抑制することが可能である。 With the picking method described above, it is possible to suppress damage to the component when the component is taken out from a location where a plurality of components are gathered.
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示
の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
Hereinafter, embodiments will be described. The embodiment described below is merely an example, and the technical scope of the present disclosure is not limited to the following aspect.
図1は、ピッキング装置の一例を示した図である。ピッキング装置100には、部品20が載せられる台10、部品20を掴むロボット1、台10の画像を得るカメラ6、及びカメラ6の情報を基にロボット1を制御する制御装置7が備わっている。ピッキング装置100が取り扱う部品20としては、例えば、ネジ、コネクタ、その他の各種部品を挙げることができる。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a picking apparatus. The
部品20が載せられる台10は、低反発素材のマットで形成されている。台10を形成する低反発素材としては、弾性と粘性とを併せ持つウレタンフォーム(「低反発弾性ウレタンフォーム」と呼ばれる場合もある)、ジェル状の素材、その他のあらゆる低反発性の素材を適用可能である。台10に好適な低反発素材は、ロボット1の動作速度や部品20の形状、大きさ等にもよるが、例えば、反発弾性率が十数%以下(JIS K 6400−3)のものが好適である。なお、台20は、マット状の形態を呈する低反発素材で形成されるものに限定されるものではない。台20は、上面が平らであればよく、例えば、ブロック状の形態を呈する低反発素材で形成されていてもよい。
The
ロボット1は、いわゆる多関節ロボットであり、ロボットアーム2、及び、ロボットアーム2の先端に設けられたロボットハンド3を備える。ロボットアーム2は、いわゆる多関節のロボットアームであり、複数のリンクや関節を備える。ロボットハンド3は、ロボットアーム2の先端に設けられる。ロボットハンド3は、2つの指4,4を有する。2つの指4,4は、指4,4の間を開閉させるアクチュエータ5で動かすことができる。
The
カメラ6は、制御装置7が画像解析可能な台10の画像を取得する撮像装置であり、台10を上から見た画像を制御装置7へ提供する。なお、図1には2つのカメラ6,6が図示されており、相異なる2つの視点から撮像した台10の画像が制御装置7へ提供されるようになっている。よって、制御装置7は、台10に載る部品20を立体的に捉えることが可能である。しかし、制御装置7は、2つのカメラ6,6に接続される形態に限定されるものでなく、1つのカメラ6に接続されるものであってもよい。
The
制御装置7は、メモリ等に記憶されたコンピュータプログラムをCPU(Central Processing Unit)が読み取って実行することにより、カメラ6から提供される画像の解析を
司る認識部7Aや、ロボット1の制御量の算出といった各種の演算を司る演算部7B等の各種機能部を実現する。
The control device 7 reads and executes a computer program stored in a memory or the like by a CPU (Central Processing Unit) so that the
以下、ピッキング装置100によって実現されるピッキング方法の一例について説明する。図2は、ピッキング装置100が実現する動作のフローチャートを示した図である。また、図3は、制御装置7が実行する演算処理の内容をイメージした第1の図である。また、図4は、制御装置7が実行する演算処理の内容をイメージした第2の図である。例えば、電子機器の組立ラインにおいて、電子機器への部品20の組み付け作業をロボット1に行わせる場合、ピッキング装置100は、以下のような動作を実現する。
Hereinafter, an example of a picking method realized by the picking
すなわち、制御装置7は、台10をカメラ6で撮像し、図3(A)に一例として示されるような画像を取得する(S101)。次に、制御装置7は、カメラ6で撮像した画像を解析して部品20の認識を行い、図3(B)に一例として示されるような部品20の位置と外形を抽出する(S102)。部品20の認識は、画像に映る物体を識別する汎用の各種画像解析技術を用いて行うことができる。次に、制御装置7は、各部品20の画像の周囲に近接領域R1を設定する(S103)。図3(C)は、近接領域R1の一例を示している。近接領域R1とは、例えば、図3(C)に示されるように、各部品20をロボットハンド3で把持する場合に指4が進入する領域であり、画像に映る部品20の外縁から部
品20の指4の太さを加算した範囲である。制御装置7は、予め設定されている指4の寸法の情報を基に、近接領域R1の設定を行う。
That is, the control device 7 captures the table 10 with the
制御装置7は、ステップS103の処理を実行した後、近接領域R1の外形の辺を抽出し、指4,4を閉じた場合に指4,4の先端が形成する指先形状が、当該指先形状の長手方向と各辺とが平行な状態で各辺と隣り合うことになるハンド加圧領域(本願でいう「押圧箇所」の一例に相当する)の候補を抽出する(S104)。図4(A)は、ハンド加圧領域R2の一例を示している。ハンド加圧領域R2は、図4(A)に示されるように、指4,4を閉じた場合に指4,4の先端が形成する指先形状が、当該指先形状の長手方向と近接領域R1の外形の各辺とが平行な状態で各辺と隣り合うことになる領域である。 After executing the process of step S103, the control device 7 extracts the edge of the outer shape of the proximity region R1, and when the fingers 4 and 4 are closed, the fingertip shape formed by the tips of the fingers 4 and 4 is the fingertip shape. A candidate for a hand pressure region (corresponding to an example of a “pressed part” in the present application) that is adjacent to each side in a state where the longitudinal direction of each side is parallel to each side is extracted (S104). FIG. 4A shows an example of the hand pressurizing region R2. As shown in FIG. 4A, the hand pressurizing region R2 is formed so that the fingertip shape formed by the tips of the fingers 4 and 4 when the fingers 4 and 4 are closed corresponds to the longitudinal direction of the fingertip shape and the proximity region R1. This is an area that is adjacent to each side in a state in which each side of the outer shape is parallel.
制御装置7は、ステップS104の処理を実行した後、選択可能なハンド加圧領域R2の絞り込みを行う(S105)。図4(B)は、ハンド加圧領域R2の絞り込みに関わる処理のイメージである。すなわち、本ステップS104において、制御装置7は、図4(B)に示されるように、抽出した幾つかのハンド加圧領域R2の候補の中から、他の部品20の近接領域R1と重複しないものを抽出する。そして、制御装置7は、図4(B)に示されるように、抽出された一乃至複数のハンド加圧領域R2が各々対象とする部品20がハンド加圧領域R2の中心へ移動したと仮定した場合の近接領域である仮想近接領域R3の設定を、上記のステップS103の近接領域R1の設定と同様に行う。そして、制御装置7は、図4(B)に示されるように、仮想近接領域R3が他の部品20と重複するハンド加圧領域R2については候補から除外する。
After executing the process of step S104, the control device 7 narrows down the selectable hand pressurizing region R2 (S105). FIG. 4B is an image of processing related to narrowing of the hand pressurizing region R2. That is, in this step S104, as shown in FIG. 4B, the control device 7 does not overlap with the proximity region R1 of the
制御装置7は、ステップS105の処理を実行した後、残ったハンド加圧領域R2の候補の中から、ロボットハンド3の現在座標から最も近いハンド加圧領域R2を選択する(S106)。制御装置7は、上記ステップS101からステップS106までの一連の処理を実行することにより、ロボットハンド3で加圧する領域を決定したら、ロボット1を以下のように動作させる。
After executing the process of step S105, the control device 7 selects the hand pressurizing region R2 that is closest to the current coordinates of the
図5は、ロボット1の動作によって実現される部品20の動きの一例を示した図である。制御装置7は、ステップS106の処理を実行した後、ロボットハンド3がステップS106で決定したハンド加圧領域R2の方へ移動するようにロボット1を動かす。そして、制御装置7は、図5(A)に示されるように、ロボットハンド3が台10の方へ下がるようにロボット1を動かし、ステップS106で決定したハンド加圧領域R2をロボットハンド3の指4,4の先で加圧する(S107)。ハンド加圧領域R2が指4,4で加圧されて窪むと、図5(B)に示されるように、当該ハンド加圧領域R2が対象としている部品20が指4,4の方へ傾いて移動し始める。制御装置7は、カメラ6で台10の画像を撮像する(S108)。制御装置7は、部品20が指4,4の方へ移動し始めたか否かの判定をカメラ6の画像で判定する(S109)。制御装置7は、ステップS109の処理で肯定判定を行ったら、指4,4が台10から離れるようにロボット1を動かす(S110)。指4,4が台10から離れると、図5(C)に示されるように、指4,4の加圧によって台10に形成された凹部11へ部品20が移動する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the movement of the
なお、指4,4で加圧する深さは、例えば、部品20の重心から指4,4までの距離以上とする。台10に採用されている素材の表面の摩擦係数や部品20の形状等にもよるが、指4,4で加圧する深さが部品20の重心から指4,4までの距離以上であれば、部品20が十分に傾いて指4,4の方へ移動する可能性が高い。指4,4が加圧する深さは、このように部品20と指4,4との位置関係に基づいて算出された深さの他、部品20が動き出したことをカメラ6の画像で捉えた際の成り行きの深さであってもよい。例えば、制御装置7がステップS109で否定判定を行った場合に、加圧量が増大するようにロボットを動かせば(S111)、部品20が移動し始めるまで加圧量が徐々に増大すること
になる。
Note that the depth of pressure applied by the fingers 4 and 4 is, for example, not less than the distance from the center of gravity of the
制御装置7は、ステップS110の処理を実行した後、図5(D)に示されるように、指4,4を開いてロボットハンド3を再び降下させ、移動した部品20をロボット1で掴む。制御装置7が本ステップS110を実行するタイミングは、凹部11を形成された台10の形が元に戻るタイミングであり、台10に用いられている低反発素材の反発弾性率等に応じて適宜設定されるステップS110からの経過時間に依る。ロボット1が掴んだ部品20は、ピッキング装置100が設置されている生産ラインを流れる電子機器へ組み付けられる。制御装置7は、上記ステップS101からステップS110までの一連の処理を、ピッキング装置100が設置されている生産ラインを流れる製品の流れに応じて繰り返し実行する。
After executing the process of step S110, the control device 7 opens the fingers 4 and 4 to lower the
図6は、ロボット1が部品20を掴む際の指4,4の動きを示した図である。また、図7は、部品20同士が近接して台10に置かれている場合の指4,4と部品20との位置関係の一例を示した図である。台10に積まれた部品20同士が十分に離れている場合、図6に示されるように、指4,4が開閉動作を行って部品20を掴む際、指4,4が他の部品20と接触する可能性は極めて低い。一方、部品20同士が近接して台10に置かれている場合、上記のステップS101からステップS111までの一連の処理を行わずに部品20をロボット1で掴もうとすれば、図7に示されるように、指4が他の部品20に接触する。把持対象ではない部品20に指4が誤って接触すると、当該部品20を損傷させる可能性がある。この点、上記実施形態に係るピッキング装置100であれば、台10に複数の部品20が積み重なるように集まっていても、台10から特定の部品20をロボットハンド3で取り出す際、ロボットハンド3が把持対象ではない部品20に誤接触する可能性を低減できる。これにより、ピッキング動作における部品20の損傷が抑制される。
FIG. 6 is a diagram illustrating the movement of the fingers 4 and 4 when the
なお、上記実施形態では、ハンド加圧領域R2の選定が詳細に行われているが、上記ピッキング装置100は、例えば、複数の部品20が積まれた台10を、指4,4が部品20に接触しない程度に適当に加圧することにより、積みあがった部品20を台10の上で適当に散乱させた後に、各部品20をピッキングしてもよい。
In the above embodiment, the hand pressurizing region R2 is selected in detail. For example, the
また、上記実施形態では部品20の詳細について述べていないが、ピッキング装置100の台10には、同種の部品20が複数積まれていてもよいし、複数種類の部品20が混在して積まれていてもよい。また、部品20は、台10の上から見て矩形状の外形を呈するものに限定されるものでなく、例えば、円形、三角形、五角形以上の多角形、その他の様々な外形を呈するものであってもよい。
Although the details of the
また、上記実施形態のロボット1は、2つの指4,4を有していたが、3つ以上の指を持つロボットであってもよいし、2つ指4,4に代えて指以外の把持機構を有するものであってもよい。
Moreover, although the
また、上記実施形態では、ステップS106においてロボットハンド3の現在座標から最も近いハンド加圧領域R2を選択していたが、その他の適当なハンド加圧領域R2を選択してもよい。
In the above embodiment, the hand pressurizing region R2 closest to the current coordinates of the
1・・ロボット:2・・ロボットアーム:3・・ロボットハンド:4・・指:5・・アクチュエータ:6・・カメラ:7・・制御装置:7A・・認識部:7B・・演算部:10・・台:11・・凹部:20・・部品:100・・ピッキング装置:R1・・近接領域:R2・・ハンド加圧領域:R3・・仮想近接領域 1. Robot: 2. Robot arm: 3. Robot hand: 4. Finger: 5. Actuator: 6. Camera: 7. Control device: 7A ... Recognition unit: 7B ... Calculation unit: 10. · Stage: 11 ·· Recess: 20 ·· Part: 100 ·· Picking device: R1 ·· Proximity region: R2 ·· Hand pressurization region: R3 ·· Virtual proximity region
Claims (5)
移動した前記所定部品を掴む、
ピッキング方法。 Pressing the upper surface of the low repulsion material on which a plurality of parts are placed, and moving one predetermined part of the plurality of parts to the recess formed in the low repulsion material by the pressing,
Grabbing the predetermined part that has moved,
Picking method.
請求項1に記載のピッキング方法。 When the predetermined part is moved, the predetermined part is moved by pressing a side portion of the predetermined part.
The picking method according to claim 1.
請求項1または2に記載のピッキング方法。 When the predetermined part is moved, a candidate for a pressed part when moving by the pressing is extracted for each of the plurality of parts, and then the pressed part is separated from at least another part among the extracted candidates for the pressed part Pressing the part to move the predetermined part,
The picking method according to claim 1 or 2.
前記所定部品を移動させる際は、前記低反発素材の上から見た場合に前記所定部品の辺と平行に前記凹部が形成されるように前記低反発部材の上面を押圧して前記所定部品を移動させる、
請求項1から3の何れか一項に記載のピッキング方法。 The predetermined part is a part that looks rectangular when viewed from above the low resilience material,
When the predetermined part is moved, the upper surface of the low repulsion member is pressed so that the concave part is formed in parallel with the side of the predetermined part when viewed from above the low repulsion material. Move,
The picking method according to any one of claims 1 to 3.
前記所定部品を掴む際は、前記ロボットハンドが前記所定部品を掴む、
請求項1から4の何れか一項に記載のピッキング方法。 When moving the predetermined part, the robot hand moves the predetermined part by pressing the upper surface of the low resilience member,
When grasping the predetermined part, the robot hand grasps the predetermined part,
The picking method according to any one of claims 1 to 4.
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Citations (2)
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JP2010005722A (en) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Ihi Corp | Workpiece feeder for use in picking bulk items |
JP2015205368A (en) * | 2014-04-21 | 2015-11-19 | キヤノン株式会社 | Component picking method, robot apparatus, program, and recording medium |
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- 2016-05-09 JP JP2016093553A patent/JP6701934B2/en active Active
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