JP5429117B2

JP5429117B2 - Hand and robot

Info

Publication number: JP5429117B2
Application number: JP2010203413A
Authority: JP
Inventors: 健一元永; 天馬場; 敏行原田
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2030-09-10
Also published as: JP2012056052A

Description

本発明は、ハンド及びロボットに関する。 The present invention relates to a hand and a robot.

特許文献１には、モータによって駆動され、形状の異なる種々の把持対象物を確実かつ高速に把持するスライド式チャックが記載されている。 Patent Document 1 describes a slide chuck that is driven by a motor and securely grips various gripping objects having different shapes at high speed.

特開２００２−２８３２６８号公報JP 2002-283268 A

本発明は、部品を把持するための腕（アーム）の姿勢変化を小さくすることが可能なハンド及びロボットを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a hand and a robot capable of reducing the change in posture of an arm (arm) for gripping a component.

本発明に係るハンドは、１対の支持部と、前記１対の支持部の内側にそれぞれ支持され、部品を把持する１対の把持爪と、前記１対の支持部を該各支持部の長手方向と交差する揺動軸に沿って開閉させる開閉機構と、前記１対の把持爪を前記揺動軸回りに揺動させ、該把持爪の先端の向きを変更させる揺動機構とを備え、前記揺動機構は、揺動用サーボモータと、前記揺動用サーボモータによって回転するスプラインシャフトと、前記スプラインシャフトと共に該スプラインシャフトの回転軸回りに回転し、該スプラインシャフトの回転軸方向に沿って移動可能な１対の第１のスプラインナット部と、前記１対の支持部にそれぞれ固定され、前記第１のスプラインナット部と共に前記スプラインシャフトの回転軸に沿ってそれぞれ移動し、前記第１のスプラインナット部の回転軸回りに該第１のスプラインナット部に対してそれぞれ相対回転可能な１対の第２のスプラインナット部とを有し、前記１対の把持爪は、前記１対の第１のスプラインナット部によってそれぞれ駆動され、先端の向きを同じ向きに向けつつ揺動する。 The hand according to the present invention includes a pair of support portions, a pair of gripping claws that are supported on the inside of the pair of support portions and grip parts, and the pair of support portions of the support portions. An opening / closing mechanism that opens and closes along a swing axis that intersects the longitudinal direction; and a swing mechanism that swings the pair of gripping claws about the swinging shaft and changes the direction of the tip of the gripping claws. The swing mechanism includes a swing servo motor, a spline shaft that is rotated by the swing servo motor, and the spline shaft that rotates about the rotation axis of the spline shaft along the rotation axis direction of the spline shaft. A pair of movable first spline nut portions and fixed to the pair of support portions, respectively, move along the rotation axis of the spline shaft together with the first spline nut portion, A pair of second spline nut portions that can rotate relative to the first spline nut portion around the rotation axis of the first spline nut portion, and are driven by a first spline nut portion of the pair, it swing while facing the direction of the tip in the same direction.

また、本発明に係るハンドにおいて、前記開閉機構は、開閉用サーボモータと、前記開閉用サーボモータによって回転し、互いに逆向きのねじが左右にそれぞれ形成された左右ねじシャフトと、前記左右ねじシャフトの回転によって、それぞれ該左右ねじシャフトの回転軸に沿って互いに反対方向に移動する１対の移動部と、を有し、前記１対の移動部に、前記１対の支持部がそれぞれ固定されることが好ましい。 Further, in the hand according to the present invention, the opening / closing mechanism includes an opening / closing servo motor, a left / right screw shaft that is rotated by the opening / closing servo motor and has oppositely formed screws on the left and right sides, and the left / right screw shaft. And a pair of moving parts that move in opposite directions along the rotation axis of the left and right screw shafts, respectively, and the pair of supporting parts are fixed to the pair of moving parts, respectively. It is preferable.

また、本発明に係るハンドにおいて、前記１対の把持爪は、ベルトプーリ機構を介し、前記１対の第１のスプラインナット部によって駆動されることが好ましい。 In the hand according to the present invention, it is preferable that the pair of gripping claws are driven by the pair of first spline nut portions via a belt pulley mechanism.

また、本発明に係るハンドにおいて、前記開閉用サーボモータ及び前記揺動用サーボモータは、互いに反対方向を向き、それぞれの長手方向が前記揺動軸と実質的に平行となるように配置され、該ハンドの基部に設けられることが好ましい。 Further, in the hand according to the present invention, the open / close servo motor and the swing servo motor are disposed in such a manner that they face in opposite directions, and their longitudinal directions are substantially parallel to the swing shaft, It is preferably provided at the base of the hand.

また、本発明に係るハンドにおいて、前記１対の支持部は、複数の部品をそれぞれ前記１対の把持爪にて把持するために該複数の部品の配置状態を整えるツールを把持するツール把持部を更に有することが好ましい。 Further, in the hand according to the present invention, the pair of support portions includes a tool gripping portion for gripping a tool for adjusting the arrangement state of the plurality of components in order to grip the plurality of components with the pair of gripping claws. It is preferable to further have.

また、本発明に係るハンドにおいて、前記ツール把持部は、対向する１対の第１の連結部と、対向する１対の第２の連結部とを有し、前記第１の連結部及び第２の連結部は、それぞれ前記支持部の内側に向かうに従ってその厚みが薄くなり、該第１の連結部及び該第２の連結部の内側先端部分は、前記支持部の内側から見て互いに交差する方向に延びて形成されることが好ましい。 In the hand according to the present invention, the tool gripping portion has a pair of first connecting portions facing each other and a pair of second connecting portions facing each other. Each of the two connecting portions decreases in thickness toward the inside of the support portion, and the inner end portions of the first connecting portion and the second connecting portion intersect each other when viewed from the inside of the support portion. It is preferable that it is formed so as to extend in the direction in which it moves.

また、本発明に係るロボットは、部品を把持するハンドを備え、前記ハンドは、１対の支持部と、前記１対の支持部の内側にそれぞれ支持され、部品を把持する１対の把持爪と、前記１対の支持部を該各支持部の長手方向と交差する揺動軸に沿って開閉させる開閉機構と、前記１対の把持爪を前記揺動軸回りに揺動させ、該把持爪の先端の向きを変更させる揺動機構とを備え、前記揺動機構は、揺動用サーボモータと、前記揺動用サーボモータによって回転するスプラインシャフトと、前記スプラインシャフトと共に該スプラインシャフトの回転軸回りに回転し、該スプラインシャフトの回転軸方向に沿って移動可能な１対の第１のスプラインナット部と、前記１対の支持部にそれぞれ固定され、前記第１のスプラインナット部と共に前記スプラインシャフトの回転軸に沿ってそれぞれ移動し、前記第１のスプラインナット部の回転軸回りに該第１のスプラインナット部に対してそれぞれ相対回転可能な１対の第２のスプラインナット部とを有し、前記１対の把持爪は、前記１対の第１のスプラインナット部によってそれぞれ駆動され、先端の向きを同じ向きに向けつつ揺動する。 The robot according to the present invention includes a hand for gripping a component, and the hand is supported by a pair of support portions and inside the pair of support portions, and a pair of grip claws for gripping the component. An opening / closing mechanism that opens and closes the pair of support portions along a swing axis that intersects the longitudinal direction of each support portion, and swings the pair of gripping claws about the swing shaft, A swinging mechanism for changing the direction of the tip of the claw , wherein the swinging mechanism includes a swinging servomotor, a spline shaft rotated by the swinging servomotor, and a rotation axis of the spline shaft together with the spline shaft. And a pair of first spline nut portions movable along the rotational axis direction of the spline shaft and fixed to the pair of support portions, respectively, together with the first spline nut portion, the splines nut portion. A pair of second spline nut portions that respectively move along the rotation axis of the line shaft and are rotatable relative to the first spline nut portion around the rotation axis of the first spline nut portion. The pair of gripping claws are driven by the pair of first spline nut portions, respectively, and oscillate with their tips directed in the same direction .

本発明に係るハンド及びロボットにおいては、部品を把持するための腕の姿勢変化を小さくすることが可能である。 In the hand and robot according to the present invention, it is possible to reduce the change in the posture of the arm for gripping the component.

本発明の一実施の形態に係る双腕マニプレータによって構成される部品ピッキングシステムの平面図である。It is a top view of the component picking system comprised by the double arm manipulator which concerns on one embodiment of this invention. 同双腕マニプレータを備えた部品ピッキングシステムの正面図（図１に示す矢視Ａ）である。It is a front view (arrow A shown in FIG. 1) of the component picking system provided with the same double-arm manipulator. 同双腕マニプレータを備えた部品ピッキングシステムの側面図（図１に示す矢視Ｂ）である。It is a side view (arrow B shown in FIG. 1) of the component picking system provided with the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータの左ハンドの斜視図である。It is a perspective view of the left hand of the same double arm manipulator. 図４Ａとは別の角度から見た同双腕マニプレータの左ハンドの斜視図である。FIG. 4B is a perspective view of the left hand of the dual-arm manipulator viewed from a different angle than FIG. 4A. 同双腕マニプレータの左ハンドの正面図である。It is a front view of the left hand of the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータの左ハンドの側面図である。It is a side view of the left hand of the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータの左ハンドの底面図である。It is a bottom view of the left hand of the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータの左ハンドの平面図である。It is a top view of the left hand of the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータの左ハンドの把持爪が閉じた状態における内部構造を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the internal structure in the state where the grasping claw of the left hand of the dual arm manipulator was closed. 同双腕マニプレータの左ハンドの把持爪が開いた状態における内部構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the internal structure in the state which the holding nail | claw of the left hand of the double arm manipulator opened. 同双腕マニプレータの左ハンドの把持爪の揺動動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows rocking | fluctuation operation | movement of the holding claw of the left hand of the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータの右ハンドの斜視図である。It is a perspective view of the right hand of the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータが把持する部品箱の斜視図である。It is a perspective view of the component box which the same double arm manipulator holds. 同双腕マニプレータがボルトを掻き出す様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the same double arm manipulator scrapes out a volt | bolt. （Ａ）、（Ｂ）は、同双腕マニプレータがボルトを掻き出す際の部品箱と掻き出し具を示す説明図である。(A), (B) is explanatory drawing which shows the component box and scraping tool at the time of the double arm manipulator scraping out a volt | bolt. 同双腕マニプレータを有する部品ピッキングシステムのボルトピッキング方法（ステップＳ１〜Ｓ４）を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the bolt picking method (step S1-S4) of the component picking system which has the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータを有する部品ピッキングシステムのボルトピッキング方法（ステップＳ１）の主要動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the main operation | movement of the bolt picking method (step S1) of the component picking system which has the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータを有する部品ピッキングシステムのボルトピッキング方法（ステップＳ２）の主要動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the main operation | movement of the bolt picking method (step S2) of the component picking system which has the same double arm manipulator. 同双腕マニプレータを有する部品ピッキングシステムのボルトピッキング方法（ステップＳ３）の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the bolt picking method (step S3) of the component picking system which has the same double arm manipulator.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. In each drawing, portions not related to the description may be omitted.

図１に示すように、部品ピッキングシステム１０は、本発明の一実施の形態に係る双腕マニプレータ（ロボットの一例）１１、配膳台１３、掻き出し具１５、作業台１７、２次元カメラ１００、及び複数の部品棚２０を備えている。部品ピッキングシステム１０は、更に、ロボットコントローラ２２、システムコントローラ２４及び画像処理用コンピュータ２６を備えている。 As shown in FIG. 1, the component picking system 10 includes a double-arm manipulator (an example of a robot) 11, a table 13, a scraping tool 15, a work table 17, a two-dimensional camera 100, and the like according to an embodiment of the present invention. A plurality of parts shelves 20 are provided. The component picking system 10 further includes a robot controller 22, a system controller 24, and an image processing computer 26.

そのうち、配膳台１３、作業台１７、及び部品棚２０は、双腕マニプレータ１１を中心として、時計回りに順に配置されている。特に各部品棚２０は、双腕マニプレータ１１の胴体１１ｃの旋回軸（双腕マニプレータ１１の設置面と交差する軸）ＡＸ１を中心とする、実質的に同一の円周上に配置されることが好ましい。このように配膳台１３等が配置されることで、双腕マニプレータ１１の動線が短くなり、双腕マニプレータ１１が効率的に動作する。 Among them, the table 13, the work table 17, and the parts shelf 20 are sequentially arranged in the clockwise direction around the double-arm manipulator 11. In particular, each of the component shelves 20 may be arranged on substantially the same circumference centering on the pivot axis AX1 of the body 11c of the dual-arm manipulator 11 (axis intersecting the installation surface of the dual-arm manipulator 11). preferable. By arranging the table 13 and the like in this way, the flow line of the double arm manipulator 11 is shortened, and the double arm manipulator 11 operates efficiently.

部品ピッキングシステム１０は、双腕マニプレータ１１を用いて、部品棚２０から必要な種類のボルト（部品の一例）を必要な数だけ取り出し、搬送台車１２上に積まれた配膳箱Ｂ１に収納することができる。
なお、部品ピッキングシステム１０は、図１〜図３に示すように、出入口に引き扉３０が設けられた防護壁３１によって囲われている。 The parts picking system 10 uses the double-arm manipulator 11 to take out a necessary number of necessary types of bolts (an example of parts) from the parts shelf 20 and store them in a box B1 stacked on the transport carriage 12. Can do.
In addition, as shown in FIGS. 1-3, the component picking system 10 is enclosed by the protective wall 31 in which the sliding door 30 was provided in the entrance / exit.

双腕マニプレータ１１は、旋回可能な胴体１１ｃの左右にそれぞれ左腕１１ａ及び右腕１１ｂを有している。左腕１１ａ及び右腕１１ｂは、それぞれ例えば、７つの関節軸を有する多関節マニプレータである。 The double-arm manipulator 11 has a left arm 11a and a right arm 11b on the left and right sides of the rotatable body 11c. Each of the left arm 11a and the right arm 11b is, for example, an articulated manipulator having seven joint axes.

左腕１１ａの先端の手首フランジ３２ａには、図４Ａ、図４Ｂに示すように、左力覚センサ３３ａを介して左ハンド（ハンドの一例）３５ａが設けられている。この左ハンド３５ａは、ボルトをつまむ１対の把持爪３６と、後述する掻き出し具（ツールの一例）１５を把持する１対のツール把持部４１とを有している。
把持爪３６は、例えば回転軸ＡＸｔの方向に延びる１対の支持部４２の内側先端部にて支持されている。把持爪３６は、各支持部４２の長手方向と交差する揺動軸ＡＸｐ回りに揺動し、その先端の向きを変えることができる。
また、把持爪３６は、支持部４２が開閉することによって、揺動軸ＡＸｐに沿って開閉可能に構成されている。把持爪３６の先端部は、左ハンド３５ａを正面視して、先端に向かうに従って厚みが薄くなっている（図４Ｃ参照）。また、把持爪３６の先端部内側には、滑り止めのパッド４３が設けられている。
ツール把持部４１は、把持爪３６の開閉に合わせて開閉するように、１対の支持部４２にそれぞれ設けられている。 The wrist flange 32a at the tip of the left arm 11a is provided with a left hand (an example of a hand) 35a via a left force sensor 33a, as shown in FIGS. 4A and 4B. The left hand 35a includes a pair of gripping claws 36 that pinch bolts and a pair of tool gripping portions 41 that grip a scraping tool (an example of a tool) 15 described later.
The gripping claws 36 are supported by, for example, inner tip portions of a pair of support portions 42 extending in the direction of the rotation axis AXt. The gripping claws 36 can swing around a swing axis AXp that intersects the longitudinal direction of each support portion 42 and can change the direction of the tip.
The gripping claws 36 are configured to be openable and closable along the swing axis AXp when the support portion 42 is opened and closed. The front end of the gripping claw 36 has a thickness that decreases toward the front end when the left hand 35a is viewed from the front (see FIG. 4C). Further, a non-slip pad 43 is provided on the inner side of the tip of the gripping claw 36.
The tool gripping portions 41 are respectively provided on the pair of support portions 42 so as to open and close in accordance with the opening and closing of the gripping claws 36.

一方、右腕１１ｂ先端の手首フランジ３２ｂには、図５に示すように、右力覚センサ３３ｂを介して右ハンド３５ｂが設けられている。右ハンド３５ｂは、ボルトが入った部品箱Ｂ２を把持することができる。
この右ハンド３５ｂは、部品箱Ｂ２の背面を上下方向から挟んで把持する１対の把持爪４４を有している。把持爪４４は、手首フランジ３２ｂの回転軸ＡＸｔｂと交差する開閉軸ＡＸｑ方向に開閉可能に構成されている。なお、図５は、把持爪４４が閉じた状態を示している。
なお、左力覚センサ３３ａ、右力覚センサ３３ｂは、ロボットコントローラ２２を介してシステムコントローラ２４に接続されている。 On the other hand, as shown in FIG. 5, a right hand 35b is provided on the wrist flange 32b at the tip of the right arm 11b via a right force sensor 33b. The right hand 35b can grip the component box B2 containing the bolt.
The right hand 35b has a pair of gripping claws 44 that grip the back of the component box B2 from above and below. The gripping claws 44 are configured to be openable and closable in the direction of the open / close axis AXq that intersects the rotation axis AXtb of the wrist flange 32b. FIG. 5 shows a state where the gripping claws 44 are closed.
The left force sensor 33a and the right force sensor 33b are connected to the system controller 24 via the robot controller 22.

ここで、搬送台車１２について説明する。搬送台車１２は、双腕マニプレータ１１によって把持されたボルトを収納するための配膳箱Ｂ１を搬送することができる。
搬送台車１２は、台車フレーム５０と、台車フレーム５０に支持され、鉛直軸ＡＸ３回りに回転する回転テーブル５１とを有している。 Here, the conveyance cart 12 will be described. The transport carriage 12 can transport a layout box B1 for storing the bolts gripped by the double-arm manipulator 11.
The transport carriage 12 includes a carriage frame 50 and a rotary table 51 that is supported by the carriage frame 50 and rotates about the vertical axis AX3.

台車フレーム５０の下部には、キャスタ（不図示）が設けられている。また、台車フレーム５０には、回転テーブル５１の回転角度を割り出す割り出し手段（不図示）と、回転テーブル５１の角度位置を固定する固定手段（不図示）が設けられている。 A caster (not shown) is provided at the bottom of the carriage frame 50. The carriage frame 50 is provided with indexing means (not shown) for determining the rotation angle of the rotary table 51 and fixing means (not shown) for fixing the angular position of the rotary table 51.

回転テーブル５１は、円形状の天板５２を有している。天板５２上には、天板５２の外周に沿って、例えば５箇所に複数の配膳箱Ｂ１を収容することができる。配膳箱Ｂ１は、天板５２から上方向に延びる複数のガイドポール５４によって水平方向の位置決めがなされ、例えば１０段積み上げられる。
ここで、配膳箱Ｂ１は、内部が複数の区画（配膳台１３に載っている配膳箱Ｂ１に示したように例えば４区画）に仕切られ、左右両側面に取手５６が設けられた容器である。配膳箱Ｂ１の上部には、背面に設けられたヒンジ５７によって回転可能に支持され、上方向に開く蓋５８が設けられている。蓋５８には、前側に突出した取手５９が設けられている。配膳箱Ｂ１は、例えば、樹脂製のパーツボックスである。配膳箱Ｂ１の各区画には、予め決められた種類のボルトが収容される。
配膳箱Ｂ１の背面には、その配膳箱Ｂ１の区画と、その区画に収納されるべきボルトの種類（例えば、径、長さ、及び材質）及びボルトの数とを対応付ける第１の対応情報が少なくとも格納された図示しない２次元バーコードが貼付されている。なお、２次元バーコードに代えて、１次元バーコードとしてもよい。従って、配膳箱Ｂ１に第１の対応情報が格納された２次元バーコードが直接貼付されているので、配膳箱Ｂ１とその配膳箱Ｂ１に収納されるべきボルトとの対応が明確となる。 The turntable 51 has a circular top plate 52. On the top plate 52, along the outer periphery of the top plate 52, for example, a plurality of laying boxes B1 can be accommodated at five locations. The layout box B1 is positioned in the horizontal direction by a plurality of guide poles 54 extending upward from the top plate 52, and is stacked, for example, 10 stages.
Here, the layout box B1 is a container in which the inside is partitioned into a plurality of sections (for example, four sections as shown in the layout box B1 mounted on the layout table 13), and handles 56 are provided on both left and right side surfaces. . A lid 58 that is rotatably supported by a hinge 57 provided on the back surface and opens upward is provided on the top of the layout box B1. The lid 58 is provided with a handle 59 protruding forward. The layout box B1 is, for example, a resin parts box. A predetermined type of bolt is accommodated in each section of the layout box B1.
On the rear surface of the layout box B1, there is first correspondence information that correlates the section of the layout box B1, the type of bolt (for example, diameter, length, and material) to be stored in the section, and the number of bolts. At least a stored two-dimensional barcode (not shown) is affixed. Note that a one-dimensional barcode may be used instead of the two-dimensional barcode. Accordingly, since the two-dimensional bar code storing the first correspondence information is directly attached to the layout box B1, the correspondence between the layout box B1 and the bolt to be stored in the layout box B1 becomes clear.

また、天板５２には、上方向に延びるハンドルバー６１が複数設けられている。双腕マニプレータ１１は、このハンドルバー６１を左ハンド３５ａの支持部４２で掴んで、回転テーブル５１を鉛直軸ＡＸ３回りに回転させることができる。
更に、搬送台車１２には、バー６３が設けられ、作業者はこのバー６３を持って、搬送台車１２を移動させることができる。配膳箱Ｂ１が載った搬送台車１２は、作業者によって、引き扉３０が設けられた出入口から搬入出される。搬送台車１２は、所定位置に搬入されると、図示しないエアシリンダにより下方から持ち上げられる。その結果、キャスタが浮いた状態となって固定される。 The top plate 52 is provided with a plurality of handle bars 61 extending upward. The double-arm manipulator 11 can hold the handle bar 61 with the support portion 42 of the left hand 35a and rotate the rotary table 51 about the vertical axis AX3.
Further, the transport cart 12 is provided with a bar 63, and the operator can move the transport cart 12 with the bar 63. The transport carriage 12 on which the tray box B1 is placed is carried in and out by an operator from the entrance / exit where the sliding door 30 is provided. When the transport carriage 12 is carried into a predetermined position, it is lifted from below by an air cylinder (not shown). As a result, the caster floats and is fixed.

配膳台１３は、双腕マニプレータ１１によって搬送台車１２から取り出された配膳箱Ｂ１が載せられる台である。双腕マニプレータ１１によって部品棚２０に格納された部品箱Ｂ２から取り出されたボルトは、この配膳台１３に載った配膳箱Ｂ１に移載される。
配膳台１３には、配膳箱Ｂ１が配膳台１３に載せられたことを検出するための在荷センサ（不図示）、配膳台１３に載っている配膳箱Ｂ１の蓋５８の開閉状態を検知するための開閉検知センサ（不図示）、及び配膳箱Ｂ１に設けられた２次元バーコードを読み取るバーコードリーダ（不図示）が設けられている。在荷センサ、開閉検知センサ、及びバーコードリーダは、システムコントローラ２４に接続されている。
また、配膳台１３には、配膳箱Ｂ１の蓋５８を支持する支持部材７０が設けられている。 The serving table 13 is a table on which the serving box B1 taken out from the transport carriage 12 by the double-arm manipulator 11 is placed. The bolts taken out from the component box B2 stored in the component shelf 20 by the double arm manipulator 11 are transferred to the layout box B1 mounted on the layout table 13.
On the layout table 13, a loading sensor (not shown) for detecting that the layout box B 1 is placed on the layout table 13 and an open / closed state of the lid 58 of the layout box B 1 mounted on the layout table 13 are detected. An open / close detection sensor (not shown) for this purpose and a barcode reader (not shown) for reading a two-dimensional barcode provided in the layout box B1 are provided. The stock sensor, the open / close detection sensor, and the barcode reader are connected to the system controller 24.
In addition, the layout table 13 is provided with a support member 70 that supports the lid 58 of the layout box B1.

掻き出し具１５は、双腕マニプレータ１１が部品箱Ｂ２に収容されたボルトを作業台１７上に掻き出すためのツールである。掻き出し具１５は、柄７２と、柄７２の先に設けられた掻き爪７３を有している。掻き爪７３は、根元から先端にかけて湾曲した複数の金属棒により形成されている（図７参照）。柄７２には、左ハンド３５ａのツール把持部４１が連結されるアダプタ（不図示）が取り付けられている。
掻き出し具１５は、スタンド７５に載せられる。 The scraping tool 15 is a tool for scraping the bolt accommodated in the component box B 2 by the double arm manipulator 11 onto the work table 17. The scraping tool 15 has a handle 72 and a scraping claw 73 provided at the tip of the handle 72. The scraping claw 73 is formed of a plurality of metal bars curved from the root to the tip (see FIG. 7). An adapter (not shown) to which the tool grip 41 of the left hand 35a is connected is attached to the handle 72.
The scraping tool 15 is placed on a stand 75.

作業台１７は、双腕マニプレータ１１の可動範囲内に配置され、双腕マニプレータ１１が、部品箱Ｂ２から掻き出したボルトをつまむための台である。
作業台１７は、掻き出されたボルトが載せられる傾動天板８０及び部品箱Ｂ２を仮置きするための部品箱スタンド９０を有している。この傾動天板８０は、例えば、矩形状の板材である。傾動天板８０は、傾動天板８０の長手方向と交差し、傾動天板８０の一端側に設けられた略水平の回転軸ＡＸ４回りに回転することができる。
部品箱スタンド９０は、傾動天板８０の回転軸ＡＸ４が設けられている側の横に設けられている。
従って、双腕マニプレータ１１が、傾動天板８０の他端側を持ち上げると、傾動天板８０は回転軸ＡＸ４を支点にして傾き、その上に載っていたボルトが、部品箱スタンド９０に仮置きされた部品箱Ｂ２に戻るように構成されている。
なお、この部品箱スタンド９０には、部品箱Ｂ２が載せられたことを検出するための在荷センサ（不図示）が設けられている。 The work table 17 is disposed within the movable range of the double-arm manipulator 11, and the double-arm manipulator 11 is a table for pinching the bolts scraped from the component box B2.
The work table 17 includes a tilting top plate 80 on which the scraped bolt is placed and a component box stand 90 for temporarily placing the component box B2. The tilting top plate 80 is, for example, a rectangular plate material. The tilting top plate 80 intersects with the longitudinal direction of the tilting top plate 80 and can rotate around a substantially horizontal rotation axis AX4 provided on one end side of the tilting top plate 80.
The parts box stand 90 is provided on the side of the tilting top plate 80 on the side where the rotation axis AX4 is provided.
Therefore, when the double-arm manipulator 11 lifts the other end of the tilting top plate 80, the tilting top plate 80 tilts with the rotation axis AX4 as a fulcrum, and the bolts placed thereon are temporarily placed on the parts box stand 90. It is comprised so that it may return to made parts box B2.
The parts box stand 90 is provided with a stock sensor (not shown) for detecting that the parts box B2 is placed.

２次元カメラ１００は、傾動天板８０の上方に設けられ、作業台１７に載せられたボルトの２次元画像を撮像することができる。２次元カメラ１００は、例えば、画素数４００万画素の２次元モノクロカメラである。
２次元カメラ１００は、スタンド１０５によって、上下方向位置が調整可能に支持される。
なお、スタンド１０５には、２次元カメラ１００の撮像照度を確保するための照明装置１０１が設けられている。
２次元カメラ１００は、画像処理用コンピュータ２６に接続されている。２次元カメラ１００が撮像した画像は、画像処理用コンピュータ２６に送信される。また、２次元カメラ１００はシステムコントローラ２４とも接続されており、システムコントローラ２４により撮像動作等が制御されるようになっている。 The two-dimensional camera 100 is provided above the tilting top plate 80 and can capture a two-dimensional image of a bolt placed on the work table 17. The two-dimensional camera 100 is, for example, a two-dimensional monochrome camera having 4 million pixels.
The two-dimensional camera 100 is supported by a stand 105 so that the vertical position can be adjusted.
Note that the stand 105 is provided with an illumination device 101 for securing the imaging illuminance of the two-dimensional camera 100.
The two-dimensional camera 100 is connected to the image processing computer 26. An image captured by the two-dimensional camera 100 is transmitted to the image processing computer 26. Further, the two-dimensional camera 100 is also connected to the system controller 24, and the imaging operation and the like are controlled by the system controller 24.

部品棚２０は、部品箱Ｂ２が複数格納される棚である。この部品棚２０は、上下左右方向に複数の区画に仕切られ、前後方向に開口している。従って、双腕マニプレータ１１が、部品棚２０の前側から部品箱Ｂ２を引き出すことも、作業者が、部品棚２０の後側から部品箱Ｂ２を引き出すこともできる。 The parts shelf 20 is a shelf in which a plurality of parts boxes B2 are stored. The parts shelf 20 is partitioned into a plurality of sections in the vertical and horizontal directions and is open in the front-rear direction. Therefore, the double-arm manipulator 11 can pull out the component box B2 from the front side of the component shelf 20, or the operator can pull out the component box B2 from the rear side of the component shelf 20.

ここで、部品箱Ｂ２は、図６に示すように、左右の側面板１２０ａ、１２０ｂ及び背面板１２０ｃが矩形状の底面板１２１の左右及び後ろの縁からそれぞれ上方へと延びて形成されている。前面板１２０ｄは、前方に傾斜し、底面板１２１の縁からその先端までの長さが、左右の側面板１２０ａ、１２０ｂ及び背面板１２０ｃよりも短い。即ち、部品箱Ｂ２は、上面と、前面の上側が開口している。なお、詳細は後述するが、双腕マニプレータ１１により、この前面側からボルトが掻き出される。 Here, as shown in FIG. 6, the component box B 2 is formed such that left and right side plates 120 a and 120 b and a back plate 120 c extend upward from left and right and rear edges of the rectangular bottom plate 121. . The front plate 120d is inclined forward, and the length from the edge of the bottom plate 121 to the tip thereof is shorter than the left and right side plates 120a, 120b and the back plate 120c. That is, the component box B2 has an upper surface and an upper side of the front surface opened. Although details will be described later, the double-arm manipulator 11 scrapes out the bolt from the front side.

各部品棚２０は、例えば左右２列５段の区画に仕切られ、各区画に異なる種類のボルトが入った部品箱Ｂ２が格納される。従って、各部品棚２０が２列５段の区画に仕切られている場合、図１に示す部品ピッキングシステム１０全体としては、部品棚２０は、合計６０種類のボルトを格納することができる。 Each component shelf 20 is partitioned into, for example, two rows and five columns on the left and right, and a component box B2 containing different types of bolts is stored in each partition. Therefore, when each component shelf 20 is partitioned into two rows and five sections, the component shelf 20 can store a total of 60 types of bolts as the entire component picking system 10 shown in FIG.

部品箱Ｂ２は、背面側が双腕マニプレータ１１の方向を向くように（部品箱Ｂ２の前面側が部品ピッキングシステム１０の外側を向くように）格納される。どの区画にどの種類のボルトが入った部品箱Ｂ２が格納されているかを示す第２の対応情報は、予めシステムコントローラ２４に記憶されている。 The component box B2 is stored such that the back side faces the direction of the double-arm manipulator 11 (the front side of the component box B2 faces the outside of the component picking system 10). The second correspondence information indicating which part box B2 containing which type of bolt is stored in which section is stored in the system controller 24 in advance.

ここで、システムコントローラ２４に第２の対応情報を記憶させる手順について、詳細に説明する。
この第２の対応情報を記憶させる際のジョブとして、各区画の位置を含む双腕マニプレータ１１の動作教示データがロボットコントローラ２２に記憶されている。
一方、部品棚２０に格納された各部品箱Ｂ２には、収納されるボルトの種類の情報を含むバーコード（又は二次元バーコードでもよい）が貼付されている。双腕マニプレータ１１は、前述の配膳台１３に設けられたバーコードリーダに各部品箱Ｂ２のバーコードを読み取らせる。その後、双腕マニプレータ１１は、部品箱Ｂ２を動作教示データに従って、各区画に部品箱Ｂ２を収納する。この際に、部品箱Ｂ２に付与されたバーコードの情報（少なくともボルトの種類の情報を含む情報）と各区画の位置とが対応づけられ、第２の対応情報としてシステムコントローラ２４に記憶される。 Here, a procedure for storing the second correspondence information in the system controller 24 will be described in detail.
As a job for storing the second correspondence information, motion teaching data of the double-arm manipulator 11 including the position of each section is stored in the robot controller 22.
On the other hand, each component box B2 stored in the component shelf 20 is affixed with a barcode (or may be a two-dimensional barcode) including information on the type of bolt to be stored. The double-arm manipulator 11 causes the barcode reader provided on the above-described layout table 13 to read the barcode of each component box B2. Thereafter, the double-arm manipulator 11 stores the component box B2 in each section according to the operation teaching data. At this time, the barcode information (information including at least bolt type information) assigned to the component box B2 is associated with the position of each section, and is stored in the system controller 24 as second correspondence information. .

部品棚２０の後側の各区画の横には、部品箱Ｂ２内のボルトが予め決められた量よりも少なくなったことを示すランプ（不図示）が設けられている。作業者は、このランプが点灯している場合には、該当する部品箱Ｂ２を部品棚２０の後側から引き出し、ボルトを補充することができる。 Next to each section on the rear side of the parts shelf 20, a lamp (not shown) is provided to indicate that the bolts in the parts box B2 are less than a predetermined amount. When this lamp is lit, the operator can pull out the corresponding component box B2 from the rear side of the component shelf 20 and replenish the bolts.

ロボットコントローラ２２は、双腕マニプレータ１１に接続され、双腕マニプレータ１１の動作を制御することができる。 The robot controller 22 is connected to the dual arm manipulator 11 and can control the operation of the dual arm manipulator 11.

システムコントローラ２４は、ロボットコントローラ２２に接続され、部品ピッキングシステム１０の全体の制御を行うことができる。特に、システムコントローラ２４は、前述のランプの点灯を制御することができる。
また、作業者は、タッチパネル１１０（図３参照）を介してシステムコントローラ２４を操作することができる。システムコントローラ２４は、例えば、プログラマブルロジックコントローラを備えている。 The system controller 24 is connected to the robot controller 22 and can control the entire component picking system 10. In particular, the system controller 24 can control the lighting of the lamp.
The operator can operate the system controller 24 via the touch panel 110 (see FIG. 3). The system controller 24 includes, for example, a programmable logic controller.

画像処理用コンピュータ２６は、２次元カメラ１００及びシステムコントローラ２４に接続され、主として、２次元カメラ１００によって撮像された画像を処理することができる。 The image processing computer 26 is connected to the two-dimensional camera 100 and the system controller 24 and can mainly process an image captured by the two-dimensional camera 100.

次に、図４Ａ〜図４Ｉを参照し、左ハンド３５ａについて詳細に説明する。
前述のように、左ハンド３５ａの把持爪３６は揺動軸ＡＸｐ方向に開閉し、ボルトをつまむことができる。また、把持爪３６は、揺動軸ＡＸｐ回りに揺動し、その先端の向きを変えることができる。前者の把持爪３６（支持部４２）が開閉する動作は、開閉機構４００によって実現され、後者の把持爪３６の向きが変わる動作は、揺動機構５００により実現される。 Next, the left hand 35a will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4I.
As described above, the gripping claws 36 of the left hand 35a can be opened and closed in the direction of the swing axis AXp to pinch bolts. In addition, the gripping claw 36 can swing around the swing axis AXp and change the direction of its tip. The operation of opening and closing the former gripping claw 36 (support portion 42) is realized by the opening / closing mechanism 400, and the operation of changing the direction of the latter gripping claw 36 is realized by the swing mechanism 500.

開閉機構４００は、図４Ｇに示すように、開閉用サーボモータ４１０と、開閉用サーボモータ４１０によって回転する左右ねじシャフト４２０と、左右ねじシャフト４２０の回転によって、互いに反対方向に移動する１対の移動部４４０とを有している。 As shown in FIG. 4G, the opening / closing mechanism 400 includes a pair of opening / closing servo motors 410, a left / right screw shaft 420 rotated by the opening / closing servo motor 410, and a pair of movements moving in opposite directions by the rotation of the left / right screw shaft 420. And a moving unit 440.

開閉用サーボモータ４１０は、その長手方向が、揺動軸ＡＸｐと平行となるように、左ハンド３５ａの基部にてフレーム４１７に取り付けられている。なお、ここに言う「平行」とは、厳密な意味での平行ではない。即ち、「平行」とは、設計上、製造上の誤差が許容され、「実質的に平行」という意味である（以下、同様）。また、開閉用サーボモータ４１０は、その負荷側が、左ハンド３５ａの外側を向くように配置される。なお、開閉用サーボモータ４１０に設けられたエンコーダ（不図示）は、絶対値エンコーダとすることができる。絶対値エンコーダのバックアップ用バッテリ４１９は、フレーム４１７に取り付けられている。 The open / close servo motor 410 is attached to the frame 417 at the base of the left hand 35a so that its longitudinal direction is parallel to the swing axis AXp. Note that “parallel” here is not parallel in a strict sense. That is, “parallel” means that a manufacturing error is allowed in design and means “substantially parallel” (hereinafter the same). The open / close servo motor 410 is arranged so that the load side faces the outside of the left hand 35a. The encoder (not shown) provided in the opening / closing servo motor 410 can be an absolute value encoder. The absolute value encoder backup battery 419 is attached to the frame 417.

左右ねじシャフト４２０は、ガイド部４２２を介してフレーム４１７に設けられた軸受４２３によって回転可能に支持されている。左右ねじシャフト４２０は、開閉用サーボモータ４１０よりも左ハンド３５ａの先端側にて、開閉用サーボモータ４１０の長手方向と平行に設けられている。左右ねじシャフト４２０の一方側と他方側には、それぞれ逆向きのねじ（左右ねじ）が形成されている。左右ねじシャフト４２０は、タイミングベルト４３０及びプーリ４３１によって少なくとも構成された第１のベルトプーリ部４３３を介して開閉用サーボモータ４１０によって駆動される。 The left and right screw shaft 420 is rotatably supported by a bearing 423 provided on the frame 417 via a guide portion 422. The left and right screw shafts 420 are provided in parallel to the longitudinal direction of the opening / closing servomotor 410 on the distal end side of the left hand 35a relative to the opening / closing servomotor 410. On the one side and the other side of the left and right screw shaft 420, opposite-direction screws (left and right screws) are formed, respectively. The left and right screw shaft 420 is driven by an opening / closing servo motor 410 via a first belt pulley portion 433 configured at least by a timing belt 430 and a pulley 431.

１対の移動部４４０は、それぞれ左右ねじシャフト４２０に逆向きに形成されたねじによって移動する。即ち、１対の移動部４４０は、それぞれ、左右ねじシャフト４２０の回転に伴い、左右ねじシャフト４２０の軸方向に沿って互いに反対方向に移動する。移動部４４０には、それぞれ１対の支持部４２の基端部が固定されている。なお、移動部４４０は、ガイド部４２２によって案内される。 The pair of moving parts 440 move by screws formed in opposite directions on the left and right screw shafts 420, respectively. That is, the pair of moving parts 440 move in opposite directions along the axial direction of the left and right screw shaft 420 as the left and right screw shaft 420 rotates. The base end portions of the pair of support portions 42 are fixed to the moving portions 440, respectively. The moving unit 440 is guided by the guide unit 422.

揺動機構５００は、揺動用サーボモータ５１０と、揺動用サーボモータ５１０の駆動力を伝達するスプラインシャフト５２０及び１対のスプラインナット５２２とを有している。
揺動用サーボモータ５１０は、その長手方向が、揺動軸ＡＸｐと平行となるように、左ハンド３５ａの基部にてフレーム４１７に取り付けられている。また、揺動用サーボモータ５１０は、開閉用サーボモータ４１０とは反対向きに配置される。更に、揺動用サーボモータ５１０は、左ハンド３５ａを側面視して（揺動用サーボモータ５１０又は開閉用サーボモータ４１０の負荷側から見て）開閉用サーボモータ４１０と並んで配置される。従って、このように揺動用サーボモータ５１０及び開閉用サーボモータ４１０を配置しない場合に比べ、左ハンド３５ａを小型化することが可能となる。
なお、揺動用サーボモータ５１０に設けられたエンコーダ（不図示）は、絶対値エンコーダとすることができる。絶対値エンコーダのバックアップ用バッテリ５１９は、フレーム４１７に取り付けられている。 The swing mechanism 500 includes a swing servo motor 510, a spline shaft 520 that transmits the driving force of the swing servo motor 510, and a pair of spline nuts 522.
The swing servo motor 510 is attached to the frame 417 at the base of the left hand 35a so that the longitudinal direction thereof is parallel to the swing axis AXp. Further, the swing servo motor 510 is disposed in the opposite direction to the open / close servo motor 410. Further, the swing servo motor 510 is arranged side by side with the open / close servo motor 410 when viewed from the side of the left hand 35a (as viewed from the load side of the swing servo motor 510 or the open / close servo motor 410). Therefore, the left hand 35a can be reduced in size as compared with the case where the swing servo motor 510 and the opening / closing servo motor 410 are not arranged as described above.
An encoder (not shown) provided in the swing servo motor 510 can be an absolute value encoder. The absolute value encoder backup battery 519 is attached to the frame 417.

スプラインシャフト５２０は、左右ねじシャフト４２０よりも左ハンド３５ａの先端側の位置にて、フレーム４１７に設けられた軸受５２３によって回転可能に支持されている。また、スプラインシャフト５２０は、揺動用サーボモータ５１０よりも左ハンド３５ａの先端側の位置にて、揺動用サーボモータ５１０の長手方向と平行に設けられている。スプラインシャフト５２０は、タイミングベルト５３０及びプーリ５３１によって少なくとも構成された第２のベルトプーリ部５３３を介して揺動用サーボモータ５１０によって駆動される。 The spline shaft 520 is rotatably supported by a bearing 523 provided on the frame 417 at a position closer to the distal end side of the left hand 35a than the left and right screw shaft 420. Further, the spline shaft 520 is provided in parallel to the longitudinal direction of the oscillating servomotor 510 at a position closer to the tip of the left hand 35 a than the oscillating servomotor 510. The spline shaft 520 is driven by a swinging servo motor 510 via a second belt pulley portion 533 constituted at least by a timing belt 530 and a pulley 531.

１対のスプラインナット５２２は、それぞれ内周側に位置する第１のスプラインナット部５４１と、外周側に位置する第２のスプラインナット部５４２によって、少なくとも構成されている。
第１のスプラインナット部５４１は、スプラインシャフト５２０と共に回転し、スプラインシャフト５２０の軸方向に移動することができる。第１のスプラインナット部５４１は、例えば、ボールスプラインインナーである。
第２のスプラインナット部５４２は、第１のスプラインナット部５４１と共にスプラインシャフト５２０の回転軸に沿って移動でき、第１のスプラインナット部５４１の回転軸回りに第１のスプラインナット部５４１に対して相対回転することができる。第２のスプラインナット部５４２は、支持部４２の基端部の内側にて固定されている。第２のスプラインナット部５４２は、例えば、ボールスプラインアウターである。 The pair of spline nuts 522 is at least constituted by a first spline nut portion 541 positioned on the inner peripheral side and a second spline nut portion 542 positioned on the outer peripheral side.
The first spline nut portion 541 rotates with the spline shaft 520 and can move in the axial direction of the spline shaft 520. The first spline nut portion 541 is, for example, a ball spline inner.
The second spline nut portion 542 can move along the rotation axis of the spline shaft 520 together with the first spline nut portion 541, and can move around the rotation axis of the first spline nut portion 541 with respect to the first spline nut portion 541. Relative rotation. The second spline nut portion 542 is fixed inside the base end portion of the support portion 42. The second spline nut portion 542 is, for example, a ball spline outer.

ここで、支持部４２の内部には、第３のベルトプーリ部５５０が設けられている。第３のベルトプーリ部５５０は、支持部４２の基端側の内部に設けられたプーリ５５１、支持部４２の先端側の内部に設けられたプーリ５５２、及びプーリ５５１及びプーリ５５２に掛けられるタイミングベルト５５３によって少なくとも構成されている。
プーリ５５１は、第１のスプラインナット部５４１の外側の側部に設けられている。プーリ５５１の回転中心部には中空部が形成されている。プーリ５５１は、この中空部を貫通するスプラインシャフト５２０と略同軸となるように配置されている。
プーリ５５２は、支持部４２の長手方向と交差する揺動軸ＡＸｐ回りに回転する。プーリ５５２の回転中心部には、揺動軸ＡＸｐを回転中心とするシャフト５５５の一端が固定されている。このシャフト５５５の他端には、支持部４２の内側にて、把持爪３６の基端部が固定される。 Here, a third belt pulley portion 550 is provided inside the support portion 42. The third belt pulley unit 550 includes a pulley 551 provided inside the base end side of the support unit 42, a pulley 552 provided inside the front end side of the support unit 42, and timing applied to the pulley 551 and the pulley 552. The belt 553 is at least configured.
The pulley 551 is provided on the outer side portion of the first spline nut portion 541. A hollow portion is formed at the center of rotation of the pulley 551. The pulley 551 is disposed so as to be substantially coaxial with the spline shaft 520 passing through the hollow portion.
The pulley 552 rotates about the swing axis AXp that intersects the longitudinal direction of the support portion 42. One end of a shaft 555 having the rotation axis AXp as the rotation center is fixed to the rotation center portion of the pulley 552. The proximal end portion of the gripping claw 36 is fixed to the other end of the shaft 555 inside the support portion 42.

ところで、前述のように支持部４２には、１対のツール把持部４１が設けられている（図４Ａ〜図４Ｆ参照）。各ツール把持部４１は、板状の第１及び第２の連結部６１１、６１２を有している。
各支持部４２に設けられた第１の連結部６１１の互いに対向する側は、支持部４２の内側に向かうに従って徐々にその厚みが薄くなっている。各支持部４２に設けられた第２の連結部６１２の互いに対向する側も支持部４２の内側に向かうに従って徐々にその厚みが薄くなっている。
第１及び第２の連結部６１１、６１２は、図４Ｃに示すように、支持部４２の正面に設けられている。第１の連結部６１１及び第２の連結部６１２の内側先端部分は、支持部４２の内側から見て互いに交差する方向に延びて形成される。なお、ツール把持部４１の小型化の観点から、第２の連結部６１２は、第１の連結部６１１に隣接して配置されることが好ましい。
一方、掻き出し具１５に設けられたアダプタには、それぞれ向きが異なる、断面Ｖ字状の第１及び第２の溝が形成されている。第１及び第２の溝には、ツール把持部４１の第１及び第２の連結部６１１、６１２が噛み合う。 As described above, the support portion 42 is provided with a pair of tool grip portions 41 (see FIGS. 4A to 4F). Each tool gripping portion 41 has plate-like first and second connecting portions 611 and 612.
The opposing sides of the first connecting portions 611 provided in each support portion 42 gradually decrease in thickness toward the inside of the support portion 42. The thicknesses of the second connecting portions 612 provided in the respective support portions 42 are gradually reduced toward the inner side of the support portions 42.
The first and second connecting portions 611 and 612 are provided on the front surface of the support portion 42 as shown in FIG. 4C. Inner tip portions of the first connecting portion 611 and the second connecting portion 612 are formed to extend in directions intersecting with each other when viewed from the inside of the support portion 42. Note that, from the viewpoint of reducing the size of the tool gripping portion 41, the second connecting portion 612 is preferably disposed adjacent to the first connecting portion 611.
On the other hand, the adapter provided in the scraping tool 15 is formed with first and second grooves having V-shaped cross sections that are different in direction. The first and second connecting portions 611 and 612 of the tool gripping portion 41 are engaged with the first and second grooves.

アダプタが固定される掻き出し具１５は、第１の溝と第１の連結部６１１とが噛み合うことによって、第１の溝が形成された方向（第１の連結部６１１の先端部分が延びる方向）と実質的に直交する方向に位置決めされる。また、第２の溝と第２の連結部６１２とが噛み合うことによって、第２の溝が形成された方向（第２の連結部６１２の先端部分が延びる方向）と実質的に直交する方向に位置決めされる。
このように、断面Ｖ字状の溝に第１及び第２の連結部６１１、６１２が噛みあうので、左ハンド３５ａが掻き出し具１５を把持する際、位置ずれが溝の幅の半分よりも小さい範囲内であれば、この位置ずれは吸収され、掻き出し具１５は左ハンド３５ａによって把持される。 In the scraping tool 15 to which the adapter is fixed, the first groove and the first connecting portion 611 mesh with each other, whereby the first groove is formed (the direction in which the tip portion of the first connecting portion 611 extends). Is positioned in a direction substantially perpendicular to Further, when the second groove and the second connecting portion 612 are engaged with each other, the direction in which the second groove is formed (the direction in which the tip portion of the second connecting portion 612 extends) is substantially orthogonal. Positioned.
Thus, since the first and second connecting portions 611 and 612 are engaged with the groove having a V-shaped cross section, when the left hand 35a grips the scraping tool 15, the displacement is smaller than half the width of the groove. If it is within the range, this misalignment is absorbed, and the scraping tool 15 is gripped by the left hand 35a.

次に、左ハンド３５ａの動作（把持爪３６の開閉動作及び揺動動作）について説明する。 Next, the operation of the left hand 35a (opening / closing operation and swinging operation of the gripping claws 36) will be described.

（開閉動作）
図４Ｇに示すように、開閉用サーボモータ４１０が一方向に回転すると、その回転が第１のベルトプーリ部４３３を介して伝達され、左右ねじシャフト４２０が回転する。左右ねじシャフト４２０には、左右ねじが形成されているので、移動部４４０は、それぞれ左右ねじシャフト４２０に沿って、内側に移動する。移動部４４０の移動に伴い、移動部４４０にそれぞれ固定された支持部４２の間隔は狭まり、把持爪３６が閉じる。
なお、支持部４２は揺動機構５００のスプラインナット５２２（より詳しくは、第２のスプラインナット部５４２）に固定されているが、スプラインナット５２２（より詳しくは、第１のスプラインナット部５４１）はスプラインシャフト５２０に沿って自在に移動できる。従って、把持爪３６が揺動機構５００のスプラインナット５２２に固定されていることは、把持爪３６の開閉動作を妨げるものではない。
一方、開閉用サーボモータ４１０が反対方向に回転すると、図４Ｈに示すように把持爪３６が開くことは明らかであるので、その説明は省略する。 (Open / close operation)
As shown in FIG. 4G, when the opening / closing servo motor 410 rotates in one direction, the rotation is transmitted through the first belt pulley portion 433, and the left and right screw shaft 420 rotates. Since the left and right screw shafts 420 are formed with left and right screws, the moving portions 440 move inward along the left and right screw shafts 420, respectively. As the moving part 440 moves, the interval between the support parts 42 fixed to the moving part 440 is narrowed, and the gripping claws 36 are closed.
The support portion 42 is fixed to the spline nut 522 (more specifically, the second spline nut portion 542) of the swing mechanism 500, but the spline nut 522 (more specifically, the first spline nut portion 541). Can move freely along the spline shaft 520. Therefore, the gripping claw 36 being fixed to the spline nut 522 of the swing mechanism 500 does not hinder the opening / closing operation of the gripping claw 36.
On the other hand, when the opening / closing servo motor 410 rotates in the opposite direction, it is clear that the gripping claws 36 open as shown in FIG.

（揺動動作）
図４Ｇに示すように、揺動用サーボモータ５１０が一方向に回転すると、その回転が第２のベルトプーリ部５３３を介して伝達され、スプラインシャフト５２０が回転する。スプラインシャフト５２０の回転は、スプラインナット５２２の第１のスプラインナット部５４１に伝達され、第１のスプラインナット部５４１が回転する。その際、第２のスプラインナット部５４２は第１のスプラインナット部５４１（スプラインシャフト５２０）の回転とは無関係に、スプラインシャフト５２０の軸回りに回転することができるので、第１のスプラインナット部５４１の回転が、支持部４２に伝達されることはない。
第１のスプラインナット部５４１が回転すると、第３のベルトプーリ部５５０のプーリ５５１が回転する（図４Ｉ参照）。プーリ５５１が回転するとタイミングベルト５５３を介してプーリ５５２及びシャフト５５５が揺動軸ＡＸｐ回りに揺動する。その結果、把持爪３６は、揺動軸ＡＸｐ回りに揺動することができる。 (Oscillating motion)
As shown in FIG. 4G, when the oscillating servo motor 510 rotates in one direction, the rotation is transmitted through the second belt pulley 533, and the spline shaft 520 rotates. The rotation of the spline shaft 520 is transmitted to the first spline nut portion 541 of the spline nut 522, and the first spline nut portion 541 rotates. At this time, the second spline nut portion 542 can rotate around the axis of the spline shaft 520 regardless of the rotation of the first spline nut portion 541 (spline shaft 520). The rotation of 541 is not transmitted to the support portion 42.
When the first spline nut portion 541 rotates, the pulley 551 of the third belt pulley portion 550 rotates (see FIG. 4I). When the pulley 551 rotates, the pulley 552 and the shaft 555 swing around the swing axis AXp via the timing belt 553. As a result, the gripping claws 36 can swing around the swing axis AXp.

なお、開閉機構４００及び揺動機構５００はそれぞれ独立して動作するので、把持爪３６の開閉動作と揺動動作を、それぞれ独立して行うことができる。 Since the opening / closing mechanism 400 and the swing mechanism 500 operate independently, the opening / closing operation and the swing operation of the gripping claws 36 can be performed independently.

次に、部品ピッキングシステム１０によるボルトピッキング方法について説明する。このボルトピッキング方法は、図９に示すように、大きくステップＳ１〜Ｓ４に分かれている。ステップＳ１は、双腕マニプレータ１１が配膳箱Ｂ１を搬送台車１２から配膳台１３に移動させるステップである。ステップＳ２は、双腕マニプレータ１１が、部品棚２０のボルトを配膳箱Ｂ１に移載するステップである。ステップＳ３は、双腕マニプレータ１１が、ボルトが移載された配膳箱Ｂ１を返却するステップである。ステップＳ４は、動作を停止するか否かを判断するステップである。
以下、各ステップＳ１〜Ｓ４について順に説明する。
（事前準備）
作業者が、空の配膳箱Ｂ１が載せられた搬送台車１２を出入口から搬入する。前述のように、この搬送台車１２の天板５２には、外周に沿って、例えば５列に配膳箱Ｂ１を積むことができる。ただし、図１に示すように、そのうち少なくとも１箇所は、ボルトが収納された配膳箱Ｂ１を戻すために空けられている。搬入後、搬送台車１２はエアシリンダ（不図示）により持ち上げられ、固定される。作業者は、タッチパネル１１０（図３参照）を操作して、部品ピッキングシステム１０全体を起動する。 Next, a bolt picking method by the component picking system 10 will be described. This bolt picking method is roughly divided into steps S1 to S4 as shown in FIG. Step S 1 is a step in which the double-arm manipulator 11 moves the layout box B 1 from the transport carriage 12 to the layout table 13. Step S2 is a step in which the double-arm manipulator 11 transfers the bolts of the parts shelf 20 to the layout box B1. Step S3 is a step in which the double-arm manipulator 11 returns the layout box B1 on which the bolt is transferred. Step S4 is a step of determining whether or not to stop the operation.
Hereafter, each step S1-S4 is demonstrated in order.
(Advance preparation)
An operator carries in the transport carriage 12 on which an empty layout box B1 is placed from the doorway. As described above, the top plate 52 of the transport carriage 12 can be loaded with, for example, five rows of laying boxes B1 along the outer periphery. However, as shown in FIG. 1, at least one of them is vacant for returning the box B1 in which the bolts are stored. After carrying in, the transport carriage 12 is lifted and fixed by an air cylinder (not shown). An operator operates the touch panel 110 (refer FIG. 3), and starts the components picking system 10 whole.

（ステップＳ１）
まず、図１０に示す、双腕マニプレータ１１が配膳箱Ｂ１を配膳台１３に移動させるステップＳ１について説明する。なお、図１０は、主要動作のみを示している。
（ステップＳ１−１）
システム起動後、双腕マニプレータ１１は、搬送台車１２上の配膳箱Ｂ１の認識動作を行う。
まず、双腕マニプレータ１１が左ハンド３５ａの支持部４２を使って搬送台車１２のハンドルバー６１を掴む。双腕マニプレータ１１は、天板５２を回転させて、ボルトを収納する空の配膳箱Ｂ１を予め決められた位置まで移動させる。
次に、双腕マニプレータ１１は、右腕１１ｂの右ハンド３５ｂを搬送台車１２に積まれた配膳箱Ｂ１の上方に移動させて停止し、その位置から右ハンド３５ｂを下方へ下ろす。右ハンド３５ｂが配膳箱Ｂ１と接触すると、右力覚センサ３３ｂの出力信号が変化するので、この変化した位置が最上段の配膳箱Ｂ１の位置であると認識することができる。なお、配膳箱Ｂ１の大きさ及び天板５２の高さ位置は、予め分かっているので、最上段の配膳箱Ｂ１の位置が分かれば、積まれた配膳箱Ｂ１の数を知ることができる。
以上の認識動作を各列について繰り返し、システムコントローラ２４は、配膳箱Ｂ１の合計数及び回転テーブル５１上の各列の配膳箱Ｂ１の小計をロボットコントローラ２２を介して認識する。
このように、配膳箱Ｂ１は、専用のセンサを用いることなく、その位置と数が認識される。 (Step S1)
First, step S1 shown in FIG. 10 in which the double-arm manipulator 11 moves the layout box B1 to the layout table 13 will be described. FIG. 10 shows only main operations.
(Step S1-1)
After the system is activated, the double-arm manipulator 11 recognizes the layout box B1 on the transport carriage 12.
First, the double-arm manipulator 11 grips the handle bar 61 of the transport carriage 12 using the support portion 42 of the left hand 35a. The double-arm manipulator 11 rotates the top plate 52 to move the empty laying box B1 that houses the bolt to a predetermined position.
Next, the double-arm manipulator 11 stops the right hand 35b of the right arm 11b by moving the right hand 35b above the casket box B1 stacked on the transport carriage 12 and lowering the right hand 35b downward from that position. When the right hand 35b comes into contact with the layout box B1, the output signal of the right force sensor 33b changes, so that the changed position can be recognized as the position of the uppermost layout box B1. In addition, since the size of the layout box B1 and the height position of the top plate 52 are known in advance, if the position of the uppermost layout box B1 is known, the number of stacked layout boxes B1 can be known.
The above recognition operation is repeated for each column, and the system controller 24 recognizes, via the robot controller 22, the total number of the distribution boxes B 1 and the subtotal of the distribution boxes B 1 of each column on the rotary table 51.
Thus, the position and number of the layout box B1 are recognized without using a dedicated sensor.

（ステップＳ１−２）
双腕マニプレータ１１が、左右のハンド３５ａ、３５ｂを使って配膳箱Ｂ１の取手５６を把持し、ガイドポール５４に沿って、配膳箱Ｂ１をガイドポール５４の先端よりも高く持ち上げる。
次に、双腕マニプレータ１１は、胴体１１ｃを旋回させると共に配膳箱Ｂ１を下方に移動させ、配膳箱Ｂ１を配膳台１３の上に載せる。 (Step S1-2)
The double-arm manipulator 11 grips the handle 56 of the layout box B1 using the left and right hands 35a and 35b, and lifts the layout box B1 along the guide pole 54 higher than the tip of the guide pole 54.
Next, the double-arm manipulator 11 turns the trunk 11c and moves the layout box B1 downward to place the layout box B1 on the layout table 13.

（ステップＳ１−３）
配膳台１３に設けられた在荷センサが配膳箱Ｂ１を検出した場合には、システムコントローラ２４は、配膳箱Ｂ１が配膳台１３の上に正常に載せられたものと判断し、次のステップを実行する。
一方、在荷センサが配膳箱Ｂ１を検出しなかった場合には、システムコントローラ２４は、異常が発生したものと判断し、予め決められたアラーム処理（例えば、一時停止処理）を実行する。 (Step S1-3)
When the in-stock sensor provided on the layout table 13 detects the layout box B1, the system controller 24 determines that the layout box B1 is normally placed on the layout table 13, and performs the next step. Run.
On the other hand, if the in-stock sensor does not detect the layout box B1, the system controller 24 determines that an abnormality has occurred and executes a predetermined alarm process (for example, a temporary stop process).

（ステップＳ１−４）
双腕マニプレータ１１が左ハンド３５ａの把持爪３６を蓋５８の取手５９の下面に当て、上方へ移動させることにより、蓋５８を開ける。蓋５８は、蓋５８が閉じた状態から、例えば１００〜１４０度の角度開いた状態で支持部材７０により支持される。 (Step S1-4)
The double-arm manipulator 11 applies the gripping claw 36 of the left hand 35 a to the lower surface of the handle 59 of the lid 58 and moves it upward to open the lid 58. The lid 58 is supported by the support member 70 in a state where the lid 58 is opened, for example, at an angle of 100 to 140 degrees.

（ステップＳ１−５）
配膳台１３に設けられた開閉検知センサが蓋５８が開いたことを検知した場合には、システムコントローラ２４は、蓋５８が正常に開けられたものと判断し、次のステップを実行する。
一方、開閉検知センサが蓋５８が開いたことを検知しなかった場合には、システムコントローラ２４は、異常が発生したものと判断し、予め決められたアラーム処理を実行する。 (Step S1-5)
When the open / close detection sensor provided on the table 13 detects that the lid 58 has been opened, the system controller 24 determines that the lid 58 has been opened normally, and executes the next step.
On the other hand, when the open / close detection sensor does not detect that the lid 58 is opened, the system controller 24 determines that an abnormality has occurred and executes a predetermined alarm process.

（ステップＳ１−６）
バーコードリーダが配膳箱Ｂ１に貼付された２次元バーコードを読み取る。読み取られた情報（前述の第１の対応情報）は、システムコントローラ２４に送られる。
第１の対応情報を受け取らなかった場合、システムコントローラ２４は、異常が発生したものと判断し、予め決められたアラーム処理を実行する。 (Step S1-6)
A barcode reader reads the two-dimensional barcode attached to the distribution box B1. The read information (the first correspondence information described above) is sent to the system controller 24.
When the first correspondence information is not received, the system controller 24 determines that an abnormality has occurred and executes a predetermined alarm process.

（ステップＳ２）
次に、図１１に示す、双腕マニプレータ１１が、部品棚２０のボルトを配膳台１３上の配膳箱Ｂ１に移載するステップＳ２について説明する。なお、図１１は、主要動作のみを示している。
（ステップＳ２−１）
システムコントローラ２４は、受け取った第１の対応情報に基づいて、配膳台１３に置かれている配膳箱Ｂ１の各区画に収納すべきボルトの種類及び数の情報を把握する。 (Step S2)
Next, step S2 in which the double-arm manipulator 11 shown in FIG. 11 transfers the bolts of the parts shelf 20 to the layout box B1 on the layout table 13 will be described. FIG. 11 shows only main operations.
(Step S2-1)
Based on the received first correspondence information, the system controller 24 grasps information on the type and number of bolts to be stored in each section of the layout box B1 placed on the layout table 13.

（ステップＳ２−２）
システムコントローラ２４は、ロボットコントローラ２２に対し、該当する種類のボルトが入った部品箱Ｂ２を取りに行くよう、指令を出す。
ロボットコントローラ２２は、この指令に基づいて双腕マニプレータ１１を制御する。双腕マニプレータ１１は、ロボットコントローラ２２からの指令に従い、胴体１１ｃを旋回させて、部品棚２０の予め決められた区画に格納された該当する部品箱Ｂ２を取りに行く。具体的には、双腕マニプレータ１１は、右ハンド３５ｂの把持爪４４により、部品箱Ｂ２の背面板１２０ｃを上下方向から把持し、手前側に引き出して取り出す。
その後、右力覚センサ３３ｂを用いて、部品箱Ｂ２内のボルトの重量が測定される。部品ピッキングシステム１０が起動されてから最初に双腕マニプレータ１１が把持した部品箱Ｂ２の重量は初期重量として、システムコントローラ２４に記憶される。 (Step S2-2)
The system controller 24 issues a command to the robot controller 22 to take the parts box B2 containing the corresponding type of bolt.
The robot controller 22 controls the double arm manipulator 11 based on this command. The double-arm manipulator 11 turns the body 11c in accordance with a command from the robot controller 22 and takes the corresponding parts box B2 stored in a predetermined section of the parts shelf 20. Specifically, the double-arm manipulator 11 grips the back plate 120c of the component box B2 from the vertical direction with the gripping claws 44 of the right hand 35b, and pulls it out to the front side.
Thereafter, the weight of the bolt in the component box B2 is measured using the right force sensor 33b. The weight of the component box B2 gripped by the double arm manipulator 11 for the first time after the component picking system 10 is activated is stored in the system controller 24 as an initial weight.

（ステップＳ２−３）
双腕マニプレータ１１は、胴体１１ｃを旋回させ、作業台１７に正対する。把持している部品箱Ｂ２の前面側を下げ、部品箱Ｂ２を作業台１７の傾動天板８０の上方で傾けた状態で保持する。 (Step S2-3)
The double arm manipulator 11 turns the body 11 c and faces the work table 17. The front side of the gripping component box B 2 is lowered, and the component box B 2 is held in an inclined state above the tilting top plate 80 of the work table 17.

（ステップＳ２−４）
双腕マニプレータ１１は、左ハンド３５ａのツール把持部４１を連結して、スタンド７５上に置かれた掻き出し具１５（詳細には、アダプタ）を把持する。 (Step S2-4)
The double-arm manipulator 11 connects the tool gripping portion 41 of the left hand 35a and grips the scraping tool 15 (in detail, an adapter) placed on the stand 75.

（ステップＳ２−５）
双腕マニプレータ１１は、掻き出し具１５を用いて、部品箱Ｂ２内のボルトを傾動天板８０の上に掻き出す掻き出し動作（図７参照）を行う。ここで、この掻き出し動作について詳細に説明する。なお、図７は、双腕マニプレータ１１がボルトを掻き出す様子を模式化して示し、掻き出し具１５を把持する左ハンド３５ａ及び部品箱Ｂ２を把持する右ハンド３５ｂは、省略されている。 (Step S2-5)
The double-arm manipulator 11 performs a scraping operation (see FIG. 7) that scrapes the bolt in the component box B 2 onto the tilting top plate 80 using the scraping tool 15. Here, this scraping operation will be described in detail. FIG. 7 schematically shows how the double-arm manipulator 11 scrapes out the bolt, and the left hand 35a for gripping the scraping tool 15 and the right hand 35b for gripping the component box B2 are omitted.

まず、双腕マニプレータ１１が最初の掻き出し動作を行う際は、ボルトが部品箱Ｂ２の底面からどの程度の高さまで入っているか、正確には把握されていない。そこで、左力覚センサ３３ａの出力値を監視しながら部品箱Ｂ２に掻き出し具１５を入れ、左力覚センサ３３ａの出力値が変化した位置、即ち、掻き出し具１５がボルトに接触した位置を、部品箱Ｂ２の底面からの基準高さｈ０とする（図８（Ａ）参照）。双腕マニプレータ１１は、この基準高さｈ０から予め決められた深さ（例えば、０〜５ｍｍ）だけ更に掻き出し具１５を挿し入れて、部品箱Ｂ２の前面側へ動かしてボルトを掻き出す。掻き出すための力加減は、左腕１１ａに設けられた左力覚センサ３３ａの計測値に基づいて調整される。傾動天板８０上のボルトは、後述するように２次元カメラ１００によって撮像され、画像処理される。 First, when the double-arm manipulator 11 performs the first scraping operation, it is not accurately grasped how high the bolt is from the bottom surface of the component box B2. Therefore, the scraper 15 is put into the component box B2 while monitoring the output value of the left force sensor 33a, and the position where the output value of the left force sensor 33a changes, that is, the position where the scraper 15 contacts the bolt, A reference height h0 from the bottom surface of the component box B2 is set (see FIG. 8A). The double-arm manipulator 11 further inserts the scraper 15 by a predetermined depth (for example, 0 to 5 mm) from the reference height h0, and moves it to the front side of the component box B2 to scrape the bolt. The force adjustment for scraping is adjusted based on the measurement value of the left force sensor 33a provided on the left arm 11a. The bolts on the tilting top plate 80 are imaged and image processed by the two-dimensional camera 100 as will be described later.

そのため、ボルトが互いに重なると、２次元画像中のボルトの位置及び姿勢の検出が困難又は不可能となる。従って、掻き出されたボルトは、傾動天板８０上で互いに重ならない程度に散らばっていることが好ましい。本実施の形態においては、２次元画像から位置及び姿勢を最適に検出できる程度のボルトの分量を予め実験等により求めて設定しておき、この予め設定されたボルトの分量だけ、左力覚センサ３３ａの出力値に基づいて掻き出し具１５を用いて掻き出すので、ボルトが傾動天板８０上で重なる可能性を抑制して、２次元画像からより多くのボルトの位置及び姿勢を検出することができる。
なお、掻き出し具１５は、傾動天板上８０のボルトの配置状態を整えるためのツールとも言える。このツールは、ボルトを把持爪３６にて把持するためにボルトが傾動天板８０上で重なる可能性を抑制できるのであれば、掻き出し具１５に限られるものではない。 Therefore, when the bolts overlap each other, it is difficult or impossible to detect the position and posture of the bolt in the two-dimensional image. Therefore, it is preferable that the scraped bolts are scattered on the tilting top plate 80 so as not to overlap each other. In the present embodiment, the amount of bolts that can optimally detect the position and orientation from the two-dimensional image is obtained and set in advance by experiments or the like, and the left force sensor is set by this preset amount of bolts. Since the scraping tool 15 is scraped based on the output value 33a, it is possible to suppress the possibility that the bolts overlap on the tilting top plate 80 and to detect more bolt positions and postures from the two-dimensional image. .
The scraping tool 15 can also be said to be a tool for adjusting the arrangement state of the bolts on the tilting top plate 80. This tool is not limited to the scraping tool 15 as long as it can suppress the possibility that the bolts overlap on the tilting top plate 80 in order to grip the bolts with the gripping claws 36.

（ステップＳ２−６）
１回目の掻き出し動作を行った後、掻き出されたボルトが予め決められた量となったものと判断された場合は、ステップＳ２−９が実行される。なお、この予め決められた量は、右力覚センサ３３ｂの出力に基づいて求められる。従って、例えば重量計のような専用のセンサを設けることなく、予め決められたボルトの量を測定することができる。
一方、掻き出されたボルトが予め決められた量となっていないものと判断された場合は、２回目の掻き出し動作を行う。
２回目の掻き出し動作を行う際には、１回目に掻き出した際の位置よりもより深く（例えば、３〜１０ｍｍ）掻き出し具１５を挿し入れ、高さｈ１の位置で掻き出す（図８（Ｂ）参照）。 (Step S2-6)
If it is determined that the scraped bolt has reached a predetermined amount after the first scraping operation, step S2-9 is executed. The predetermined amount is obtained based on the output of the right force sensor 33b. Therefore, a predetermined amount of bolt can be measured without providing a dedicated sensor such as a weight scale.
On the other hand, when it is determined that the scraped bolt is not in a predetermined amount, a second scraping operation is performed.
When performing the second scraping operation, the scraper 15 is inserted deeper (for example, 3 to 10 mm) than the position at which the first scraping operation is performed, and the scraper 15 is scraped at a position of height h1 (FIG. 8B). reference).

（ステップＳ２−７）
２回目の掻き出し動作を行った後、掻き出されたボルトが予め決められた量となったものと判断された場合は、ステップＳ２−９が実行される。
一方、掻き出されたボルトが予め決められた量となっていないものと判断された場合は、３回目の掻き出し動作を行う。
３回目の掻き出し動作を行う際には、２回目に掻き出した際の位置よりもより深く（例えば、３〜１０ｍｍ）掻き出し具１５を挿し入れて掻き出す。 (Step S2-7)
If it is determined that the scraped bolt has reached a predetermined amount after performing the second scraping operation, step S2-9 is executed.
On the other hand, when it is determined that the scraped bolt is not in a predetermined amount, the third scraping operation is performed.
When performing the third scraping operation, the scraper 15 is inserted deeper than the position at the second scraping (for example, 3 to 10 mm) and scraped out.

（ステップＳ２−８）
３回目の掻き出し動作を行った後、掻き出されたボルトが予め決められた量となったものと判断された場合は、ステップＳ２−９が実行される。
一方、掻き出されたボルトが予め決められた量となっていないものと判断された場合は、４回目の掻き出し動作を行う。
４回目の掻き出し動作を行う際には、３回目に掻き出した際の位置よりもより深く（例えば、３〜１０ｍｍ）掻き出し具１５を挿し入れて掻き出す。
４回目の掻き出し動作を行った後は、掻き出されたボルトが予め決められた量となったか否かに関わらず、次のステップＳ２−９が実行される。なお、本実施の形態においては、掻き出し動作は４回を上限としているが、任意の回数に設定することができる。
（ステップＳ２−９）
双腕マニプレータ１１は、左ハンド３５ａで把持した掻き出し具１５をスタンド７５に返却する。 (Step S2-8)
If it is determined that the scraped bolt has reached a predetermined amount after performing the third scraping operation, step S2-9 is executed.
On the other hand, when it is determined that the scraped bolt is not in a predetermined amount, a fourth scraping operation is performed.
When performing the fourth scraping operation, the scraper 15 is inserted deeper than the position at the third scraping (for example, 3 to 10 mm) and scraped out.
After performing the fourth scraping operation, the next step S2-9 is executed regardless of whether or not the scraped bolt has reached a predetermined amount. In the present embodiment, the scraping operation has an upper limit of 4 times, but can be set to any number of times.
(Step S2-9)
The double-arm manipulator 11 returns the scraping tool 15 gripped by the left hand 35 a to the stand 75.

（ステップＳ２−１０）
傾動天板８０上に掻き出された同一種類のボルトは、システムコントローラ２４が制御する２次元カメラ１００によって撮像される。撮像されたボルトの２次元画像は、画像処理用コンピュータ２６によって、例えばエッジ検出され、予め記憶されたボルトのテンプレートと照合することによって、傾動天板８０上に散っている各ボルトの位置及び姿勢が求められる。
ロボットコントローラ２２は、システムコントローラ２４を介して、求められた各ボルトの位置及び姿勢を受け取る。 (Step S2-10)
The same type of bolts scraped onto the tilting top plate 80 are imaged by the two-dimensional camera 100 controlled by the system controller 24. The captured two-dimensional image of the bolt is detected by, for example, an edge by the image processing computer 26, and the position and posture of each bolt scattered on the tilting top plate 80 by collating with a pre-stored bolt template. Is required.
The robot controller 22 receives the obtained position and posture of each bolt via the system controller 24.

（ステップＳ２−１１）
ロボットコントローラ２２は、各ボルトの位置及び姿勢に基づいて、双腕マニプレータ１１を動作させる。双腕マニプレータ１１は、左ハンド３５ａを把持対象とするボルトの近くへと移動させる。次に、双腕マニプレータ１１は、左ハンド３５ａ全体を回転軸ＡＸｔａ回りに回転させ、続いて把持爪３６を揺動軸ＡＸｐ回りに揺動させ、適宜ボルトをつまみ易い向きに変更した後、把持爪３６を閉じて、傾動天板８０上のボルトをつまむ。なお、ボルトをつまむ力は、開閉用サーボモータ４１０によって制御される。
このように、双腕マニプレータ１１は、左腕１１ａを大きく移動させることなく、主として左ハンド３５ａを回転させ、把持爪３６の向きを変更することによって、ボルトをつまむことができる。即ち、双腕マニプレータ１１は、把持爪３６が揺動軸ＡＸｐ回りに揺動しない場合に比べ、ボルトをつまむために左腕１１ａについて姿勢を大きく変える必要がない。従って、把持爪３６が揺動軸ＡＸｐ回りに揺動しない場合に比べ、ボルトをつまむための左腕１１ａの姿勢変化が小さく、移載に要する時間を短縮することができる。また、双腕マニプレータ１１がボルトをつまむことのできる範囲を広くとることができる。 (Step S2-11)
The robot controller 22 operates the double arm manipulator 11 based on the position and posture of each bolt. The double-arm manipulator 11 moves the left hand 35a closer to the bolt to be gripped. Next, the double-arm manipulator 11 rotates the entire left hand 35a about the rotation axis AXta, and then swings the gripping claw 36 about the swinging axis AXp to change the direction of the bolt appropriately so that it can be easily gripped. The claw 36 is closed and the bolt on the tilting top plate 80 is pinched. The force for pinching the bolt is controlled by an opening / closing servo motor 410.
Thus, the double-arm manipulator 11 can pinch the bolt by mainly rotating the left hand 35a and changing the direction of the gripping claws 36 without greatly moving the left arm 11a. That is, the double-arm manipulator 11 does not need to change the posture of the left arm 11a greatly in order to pinch the bolt as compared with the case where the gripping claw 36 does not swing around the swing axis AXp. Therefore, compared with the case where the gripping claw 36 does not swing around the swing axis AXp, the posture change of the left arm 11a for pinching the bolt is small, and the time required for transfer can be shortened. Further, the range in which the double arm manipulator 11 can pinch the bolt can be widened.

続いて、双腕マニプレータ１１は、２次元バーコードから読み取られた第１の対応情報に基づいて、つまんだボルトを配膳箱Ｂ１内部の予め決められた区画（第１の対応情報によって対応付けられた区画）に移載する。
本ステップは、第１の対応情報に含まれるボルトの数分繰り返され、同一種類のボルトが、予め決められた区画に収められる。
また、左ハンド３５ａによってボルトを移載している間、右ハンド３５ｂによって把持されていた部品箱Ｂ２は、作業台１７の部品箱スタンド９０に仮置きされる。
なお、部品箱スタンド９０の在荷センサによって、部品箱Ｂ２が置かれていないと判断された場合には、双腕マニプレータ１１は、動作を一時停止する。 Subsequently, the double-arm manipulator 11 associates the pinched bolt with a predetermined section (first correspondence information) in the layout box B1 based on the first correspondence information read from the two-dimensional barcode. Transferred to the section.
This step is repeated for the number of bolts included in the first correspondence information, and the same type of bolts are stored in a predetermined section.
Further, while the bolt is transferred by the left hand 35 a, the component box B 2 held by the right hand 35 b is temporarily placed on the component box stand 90 of the work table 17.
In addition, when the presence sensor of the parts box stand 90 determines that the parts box B2 is not placed, the double-arm manipulator 11 temporarily stops the operation.

本ステップは、移載動作停止条件を満たすまで繰り返される。この移載動作停止条件は、１）２次元バーコードによって指示された数のボルトが配膳箱Ｂ１に収納されること、又は２）途中で傾動天板８０上のボルトが不足すること、である。 This step is repeated until the transfer operation stop condition is satisfied. This transfer operation stop condition is 1) the number of bolts indicated by the two-dimensional bar code is stored in the laying box B1, or 2) the bolts on the tilting top plate 80 are insufficient in the middle. .

（ステップＳ２−１２）
移載動作停止条件を満たした場合、双腕マニプレータ１１は、左ハンド３５ａの支持部４２を使って傾動天板８０を掴み、回転軸ＡＸ４回りに傾動天板８０を回転させて傾ける。これにより、傾動天板８０上のボルトが部品箱スタンド９０上の部品箱Ｂ２に戻される。その際、双腕マニプレータ１１は、部品箱Ｂ２が動かないように、右ハンド３５ｂにて部品箱Ｂ２を押さえる。
このように、双腕マニプレータ１１が傾動天板８０を傾けてボルトを部品箱Ｂ２に戻すので、ボルトを部品箱Ｂ２に戻すための専用の機構を設ける必要がない。 (Step S2-12)
When the transfer operation stop condition is satisfied, the double-arm manipulator 11 grips the tilting top plate 80 using the support portion 42 of the left hand 35a, and rotates and tilts the tilting top plate 80 about the rotation axis AX4. Thereby, the bolt on the tilting top plate 80 is returned to the component box B2 on the component box stand 90. At that time, the double-arm manipulator 11 presses the component box B2 with the right hand 35b so that the component box B2 does not move.
Thus, since the double arm manipulator 11 tilts the tilting top plate 80 and returns the bolt to the component box B2, it is not necessary to provide a dedicated mechanism for returning the bolt to the component box B2.

（ステップＳ２−１３）
２次元バーコードによって指示された数のボルトが配膳箱Ｂ１に収納されて停止した場合（移載動作停止条件１）を満たした場合には、次のステップＳ２−１４が実行される。
一方、途中で傾動天板８０上のボルトが不足した場合（移載動作停止条件２）を満たした場合）には、ステップＳ２−５以降が、ボルトの数量が第１の対応情報に含まれるボルトの数量に達するまで繰り返し実行される。 (Step S2-13)
When the number of bolts indicated by the two-dimensional bar code is stored in the layout box B1 and stopped (transfer operation stop condition 1) is satisfied, the next step S2-14 is executed.
On the other hand, when the bolts on the tilting top plate 80 are short on the way (when the transfer operation stop condition 2 is satisfied), the number of bolts is included in the first correspondence information after step S2-5. Repeatedly until the bolt quantity is reached.

（ステップＳ２−１４）
双腕マニプレータ１１は、右ハンド３５ｂにて部品箱Ｂ２を把持し、この部品箱Ｂ２を元の部品棚２０に返却する。最後のボルトを配膳箱Ｂ１に移載後、部品箱Ｂ２を元の部品棚２０に格納する前に、システムコントローラ２４は、右腕１１ｂの右力覚センサ３３ｂの出力信号に基づいて、その部品箱Ｂ２に残っているボルトの重量を測定する。従って、例えば重量計のような専用のセンサを設けることなく、部品箱Ｂ２に残っているボルトの重量を測定することができる。
残ったボルトの重量が、予め決められた値よりも小さいと判断した場合には、システムコントローラ２４は、部品棚２０の該当するランプを点灯させる。例えば、ステップＳ２−２において記憶した初期重量の８０％以下となった場合に、システムコントローラ２４は、該当するランプを点灯させる。これにより、作業者は、部品箱Ｂ２内のボルトを補充する時期を確認することができる。 (Step S2-14)
The double-arm manipulator 11 holds the component box B2 with the right hand 35b and returns the component box B2 to the original component shelf 20. After the last bolt is transferred to the layout box B1, before the parts box B2 is stored in the original parts shelf 20, the system controller 24 determines the parts box based on the output signal of the right force sensor 33b of the right arm 11b. Measure the weight of the bolt remaining in B2. Therefore, the weight of the bolt remaining in the component box B2 can be measured without providing a dedicated sensor such as a weight scale.
If it is determined that the weight of the remaining bolt is smaller than a predetermined value, the system controller 24 turns on the corresponding lamp of the parts shelf 20. For example, when it becomes 80% or less of the initial weight stored in step S2-2, the system controller 24 turns on the corresponding lamp. Thereby, the operator can confirm the time to replenish the bolt in the parts box B2.

（ステップＳ２−１５）
システムコントローラ２４は、配膳箱Ｂ１の各区画に全ての種類のボルトが移載されたか否かを判断する。
配膳箱Ｂ１の各区画に全ての種類のボルトが移載された場合には、次のステップＳ３が実行される。
配膳箱Ｂ１の各区画に全ての種類のボルトが移載されていない場合には、双腕マニプレータ１１は、別の種類のボルトを配膳箱Ｂ１へ移載するため、ステップＳ２−２〜ステップＳ２−１４を繰り返す。
ただし、双腕マニプレータ１１の左ハンド３５ａは、開閉可能な把持爪３６を有しているので、別の種類のボルト（径が異なるボルト）を同じ左ハンド３５ａにて把持することができる。即ち、径が異なるボルトをそれぞれ把持するためのハンドを準備する必要がなく、全てのボルトを共通のハンドにて把持することができる。 (Step S2-15)
The system controller 24 determines whether or not all types of bolts have been transferred to each section of the layout box B1.
When all types of bolts are transferred to each section of the layout box B1, the next step S3 is executed.
If all types of bolts are not transferred to each section of the layout box B1, the double-arm manipulator 11 transfers another type of bolts to the layout box B1, so that steps S2-2 to S2 are performed. Repeat -14.
However, since the left hand 35a of the double-arm manipulator 11 has an openable / closable gripping claw 36, another type of bolt (bolt having a different diameter) can be gripped by the same left hand 35a. That is, it is not necessary to prepare hands for gripping bolts having different diameters, and all bolts can be gripped by a common hand.

（ステップＳ３）
次に、図１２に示す、双腕マニプレータ１１が、ボルトが移載された配膳箱Ｂ１を返却するステップＳ３について説明する。
（ステップＳ３−１）
双腕マニプレータ１１は、左ハンド３５ａの把持爪３６を下向きに曲げる。双腕マニプレータ１１は、この把持爪３６を支持部材７０に支持された蓋５８の取手５９に当て、手前側へ移動させることにより、蓋５８を閉める。 (Step S3)
Next, step S3 in which the double-arm manipulator 11 shown in FIG. 12 returns the serving box B1 on which the bolt is transferred will be described.
(Step S3-1)
The double-arm manipulator 11 bends the grip claw 36 of the left hand 35a downward. The double-arm manipulator 11 closes the lid 58 by moving the gripping claws 36 against the handle 59 of the lid 58 supported by the support member 70 and moving it to the front side.

（ステップＳ３−２）
搬送台車１２の空きスペースに配膳箱Ｂ１を置くため、双腕マニプレータ１１は左ハンド３５ａを使ってハンドルバー６１を掴み、回転テーブル５１の天板５２を回転させて、予め決められた位置まで移動させる。
双腕マニプレータ１１が、左右のハンド３５ａ、３５ｂを使って配膳箱Ｂ１の取手５６を把持し、配膳箱Ｂ１を持ち上げながら搬送台車１２の方向に胴体１１ｃを旋回させる。双腕マニプレータ１１は、ガイドポール５４に沿って、配膳箱Ｂ１を降ろし、回転テーブル５１の天板５２に置く。 (Step S3-2)
In order to place the layout box B1 in the empty space of the transport carriage 12, the double-arm manipulator 11 uses the left hand 35a to grasp the handle bar 61, rotates the top plate 52 of the rotary table 51, and moves to a predetermined position. Let
The double-arm manipulator 11 grips the handle 56 of the layout box B1 using the left and right hands 35a, 35b, and turns the body 11c in the direction of the transport carriage 12 while lifting the layout box B1. The double-arm manipulator 11 lowers the layout box B1 along the guide pole 54 and places it on the top plate 52 of the rotary table 51.

（ステップＳ４）
ステップＳ３−２が完了後、部品ピッキングシステム１０は、搬送台車１２に載せられた全ての配膳箱Ｂ１についてステップＳ１−２〜ステップS３−２を繰り返す（図９参照）。 (Step S4)
After step S3-2 is completed, the component picking system 10 repeats step S1-2 to step S3-2 for all the layout boxes B1 placed on the transport carriage 12 (see FIG. 9).

このように、ステップＳ１〜Ｓ４を経て、部品ピッキングシステム１０は、２次元カメラ１００と双腕マニプレータ１１を用いて、部品棚２０から必要な種類のボルトを必要な数だけ取り出し、搬送台車１２上に載せられた配膳箱Ｂ１に収納することができる。なお、前述の一連の動作は、順次行わずに、可能な場合には並行して行ってもよい。
ボルトが収納された配膳箱Ｂ１が載せられた搬送台車１２は、出入口から搬出される。 As described above, through steps S1 to S4, the component picking system 10 uses the two-dimensional camera 100 and the double arm manipulator 11 to take out a necessary number of necessary types of bolts from the component shelf 20, and on the transport carriage 12. Can be stored in a ration box B1 placed on the table. Note that the series of operations described above may be performed in parallel, if possible, instead of sequentially.
The transport carriage 12 on which the distribution box B1 in which the bolts are stored is carried out from the doorway.

なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The change in the range which does not change the summary of this invention is possible. For example, a case where the invention is configured by combining some or all of the above-described embodiments and modifications is also included in the technical scope of the present invention.

配膳箱Ｂ１は、搬送台車１２によって搬送されているが、コンベヤによって搬送されてもよい。
情報記憶手段は、２次元バーコードに限られるものではない。情報記憶手段の他の例として、ＩＣタグが挙げられ、バーコードリーダに代えて、ＩＣタグリーダとすることができる。
部品は、ボルトに限られるものではないことは明らかである。他の部品の一例として、電子部品が挙げられる。
左腕１１ａ及び右腕１１ｂは、７軸の多関節マニプレータに限定されるものではなく、７軸以上の多関節マニプレータであればよい。
更に、部品を移載する作業に限って言えば、ロボットは、左ハンド３５ａを備えた直動型のロボットであってもよい。
また、第１のベルトプーリ部４３３に代えて、平歯車等の歯車によって少なくとも構成された回転伝達部とすることもできる。開閉用サーボモータ４１０又は揺動用サーボモータ５１０は、電磁モータに限定されるものではなく、空圧駆動のモータとすることもできる。 The tray box B1 is transported by the transport carriage 12, but may be transported by a conveyor.
The information storage means is not limited to a two-dimensional barcode. Another example of the information storage means is an IC tag, which can be an IC tag reader instead of a barcode reader.
Obviously, the parts are not limited to bolts. As an example of another component, an electronic component can be cited.
The left arm 11a and the right arm 11b are not limited to a seven-axis articulated manipulator, and may be any articulated manipulator having seven or more axes.
Furthermore, as far as the operation of transferring parts, the robot may be a direct acting robot provided with the left hand 35a.
Moreover, it can replace with the 1st belt pulley part 433, and can also be set as the rotation transmission part comprised at least by gears, such as a spur gear. The opening / closing servo motor 410 or the swinging servo motor 510 is not limited to an electromagnetic motor, and may be a pneumatic drive motor.

１０：部品ピッキングシステム、１１：双腕マニプレータ、１１ａ：左腕、１１ｂ：右腕、１１ｃ：胴体、１２：搬送台車、１３：配膳台、１５：掻き出し具、１７：作業台、２０：部品棚、２２：ロボットコントローラ、２４：システムコントローラ、２６：画像処理用コンピュータ、３０：引き扉、３１：防護壁、３２ａ：手首フランジ、３２ｂ：手首フランジ、３３ａ：左力覚センサ、３３ｂ：右力覚センサ、３５ａ：左ハンド、３５ｂ：右ハンド、３６：把持爪、４１：ツール把持部、４２：支持部、４３：パッド、４４：把持爪、５０：台車フレーム、５１：回転テーブル、５２：天板、５４：ガイドポール、５６：取手、５７：ヒンジ、５８：蓋、５９：取手、６１：ハンドルバー、６３：バー、７０：支持部材、７２：柄、７３：掻き爪、７５：スタンド、８０：傾動天板、９０：部品箱スタンド、１００：２次元カメラ、１０１：照明装置、１０５：スタンド、１１０：タッチパネル、１２０ａ：側面板、１２０ｂ：側面板、１２０ｃ：背面板、１２０ｄ：前面板、１２１：底面板、４００：開閉機構、４１０：開閉用サーボモータ、４１７：フレーム、４１９：バックアップ用バッテリ、４２０：左右ねじシャフト、４２２：ガイド部、４２３：軸受、４３０：タイミングベルト、４３１：プーリ、４３３：第１のベルトプーリ部、４４０：移動部、５００：揺動機構、５１０：揺動用サーボモータ、５１９：バックアップ用バッテリ、５２０：スプラインシャフト、５２２：スプラインナット、５２３：軸受、５３０：タイミングベルト、５３１：プーリ、５３３：第２のベルトプーリ部、５４１：第１のスプラインナット部、５４２：第２のスプラインナット部、５５０：第３のベルトプーリ部、５５１：プーリ、５５２：プーリ、５５３：タイミングベルト、５５５：シャフト、６１１：第１の連結部、６１２：第２の連結部、Ｂ１：配膳箱、Ｂ２：部品箱

10: Parts picking system, 11: Double arm manipulator, 11a: Left arm, 11b: Right arm, 11c: Torso, 12: Carriage carriage, 13: Stool, 15: Scraping tool, 17: Work table, 20: Parts shelf, 22 : Robot controller, 24: system controller, 26: image processing computer, 30: sliding door, 31: protective wall, 32a: wrist flange, 32b: wrist flange, 33a: left force sensor, 33b: right force sensor, 35a: left hand, 35b: right hand, 36: gripping claw, 41: tool gripping part, 42: support part, 43: pad, 44: gripping claw, 50: carriage frame, 51: rotating table, 52: top plate, 54: guide pole, 56: handle, 57: hinge, 58: lid, 59: handle, 61: handle bar, 63: bar, 70: support member, 72: handle, 7 : Scratching claw, 75: stand, 80: tilting top plate, 90: parts box stand, 100: two-dimensional camera, 101: lighting device, 105: stand, 110: touch panel, 120a: side plate, 120b: side plate, 120c : Back plate, 120d: Front plate, 121: Bottom plate, 400: Opening / closing mechanism, 410: Opening / closing servo motor, 417: Frame, 419: Backup battery, 420: Left and right screw shaft, 422: Guide part, 423: Bearing 430: Timing belt, 431: Pulley, 433: First belt pulley section, 440: Moving section, 500: Swing mechanism, 510: Swing servomotor, 519: Backup battery, 520: Spline shaft, 522: Spline nut, 523: bearing, 530: timing belt, 531: pulley, 5 3: second belt pulley portion, 541: first spline nut portion, 542: second spline nut portion, 550: third belt pulley portion, 551: pulley, 552: pulley, 553: timing belt, 555 : Shaft, 611: first connecting portion, 612: second connecting portion, B1: laying box, B2: parts box

Claims

A pair of supports,
A pair of gripping claws that are respectively supported inside the pair of support portions and grip a component;
An opening and closing mechanism that opens and closes the pair of support portions along a swing axis that intersects the longitudinal direction of each of the support portions;
A swing mechanism for swinging the pair of gripping claws about the swinging shaft and changing the direction of the tip of the gripping claws ;
The swing mechanism is
A servo motor for oscillation,
A spline shaft that is rotated by the swing servomotor;
A pair of first spline nut portions that rotate around the rotation axis of the spline shaft together with the spline shaft and are movable along the rotation axis direction of the spline shaft;
Each of the first spline nuts fixed to the pair of support portions and moved along the rotation axis of the spline shaft together with the first spline nut portion, and around the rotation axis of the first spline nut portion. A pair of second spline nut portions that can rotate relative to each other,
The pair of gripping claws are:
Hands that are driven by the pair of first spline nut portions, respectively, and swing with their tips oriented in the same direction .

The hand according to claim 1, wherein the opening / closing mechanism includes an opening / closing servo motor;
Left and right screw shafts that are rotated by the open / close servo motor and have oppositely formed screws on the left and right,
A pair of moving parts that move in directions opposite to each other along the rotation axis of the left and right screw shafts by rotation of the left and right screw shafts,
A hand in which the pair of support portions are fixed to the pair of moving portions, respectively.

The hand according to claim 1 or 2 , wherein the pair of gripping claws are driven by the pair of first spline nut portions via a belt pulley mechanism.

4. The hand according to claim 3 , wherein the open / close servo motor and the swing servo motor are arranged so as to face in opposite directions, and their longitudinal directions are substantially parallel to the swing shaft. Hand provided at the base of the.

The hand according to any one of claims 1 to 4 , wherein the pair of support portions adjusts the arrangement state of the plurality of parts in order to grip the plurality of parts with the pair of gripping claws, respectively. A hand further having a tool gripper for gripping the tool.

The hand according to claim 5 , wherein the tool gripping portion includes a pair of opposing first connecting portions,
A pair of opposing second connecting portions,
The thickness of the first connecting portion and the second connecting portion decreases toward the inner side of the support portion, and the inner end portions of the first connecting portion and the second connecting portion are supported by the support portion. A hand formed to extend in a direction crossing each other when viewed from the inside of the part.

It has a hand to grip the parts,
The hand includes a pair of support parts,
A pair of gripping claws that are respectively supported inside the pair of support portions and grip a component;
An opening and closing mechanism that opens and closes the pair of support portions along a swing axis that intersects the longitudinal direction of each of the support portions;
A swing mechanism for swinging the pair of gripping claws about the swinging shaft and changing the direction of the tip of the gripping claws ;
The swing mechanism is
A servo motor for oscillation,
A spline shaft that is rotated by the swing servomotor;
A pair of first spline nut portions that rotate around the rotation axis of the spline shaft together with the spline shaft and are movable along the rotation axis direction of the spline shaft;
Each of the first spline nuts fixed to the pair of support portions and moved along the rotation axis of the spline shaft together with the first spline nut portion, and around the rotation axis of the first spline nut portion. A pair of second spline nut portions that can rotate relative to each other,
The pair of gripping claws are:
A robot that is driven by the pair of first spline nut portions, respectively, and swings while turning the tip at the same direction .