JP5558585B2 - ワーク取り出し装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1によるワーク取出し装置を示す装置構成図である。ワーク取出し装置は、記録媒体1と、センサ2と、情報処理部3と、制御部4と、ロボット5と、ハンド6とを少なくとも備えている。
上記実施の形態1では、ハンド形状データを直接、ワーク計測データにマッチングさせる態様をとっており、すなわちハンド形状データのみで最適な把持位置姿勢を計算していた。これに対して、本実施の形態2は、把持位置姿勢を絞り込んだ後に、さらにワーク形状データを利用して、計測データだけでは判断できないワークどうしの絡み状態や、拾上げ動作が成功するか否かの推定をも行えるようにしたものである。
図4に基づいて、本実施の形態3に係るワーク取出し装置を説明する。本実施の形態3は、上記実施の形態2において、さらに、記録媒体1に次作業動作の把持位置姿勢に関するデータが蓄えられ、図4に示されるように、情報処理部3に次作業に適した把持位置候補を推定する次作業動作推定部が設けられたものである。
図4に示した実施の形態3では、最適把持候補作成部30により計算された複数の把持位置姿勢候補を、ワーク状態判断部31において、選り分けてから、次作業動作推定部32において、さらに選り分けるという処理が採用されていた。これに対し、本実施の形態4は、図5に示されるように、最適把持候補作成部30により計算された複数の把持位置姿勢候補を、ワーク状態判断部31、次作業動作推定部32それぞれでパラレルに評価し、最終的にそれらの評価を把持姿勢候補選択部33において総合的に判断するという処理をとるものである。
処理が高速で、ワーク形状に依存せず調整が容易で、汎用的なバラ積みワーク取り出しを実現する実施形態を示す。図6は本発明の実施の形態5によるワーク取出し装置の一部を示す。ロボット5の先に、挟持型のハンド6と3次元計測をするセンサ2とを搭載する。図6のロボット5は、6自由度の多関節型であるが、7自由度の多関節型でもよい。あるいは、ロボット5は、双腕型、垂直スカラー型、パラレルリンク型のロボットでもよい。また、センサ2は、ロボット5の先端に取付けられ、一緒に稼動できるが、これ以外に、ロボット5と別に固定設置してもよいし、別の可動ステージに設置してもよい。
Claims (8)
- 複数のワークがバラ積みされた対象から一つのワークを把持するハンドと、
前記ハンドを所望の把持位置姿勢にするロボットと、
ワークを3次元計測してワーク計測データを得るセンサと、
少なくともハンド形状データを蓄えた記憶媒体と、
前記センサ及び前記記憶媒体からのデータをもとに把持位置姿勢を計算する情報処理部と、
前記情報処理部によって計算された把持位置姿勢に基づいて前記ロボットを制御する制御部とを備え、
前記情報処理部は、前記ワーク計測データと前記ハンド形状データとに基づいて、直接、把持位置姿勢を導き出す最適把持候補作成部を含み、
前記センサの視線方向は、バラ積みされた対象から一つのワークを取り出すために前記ハンドがワークに近づくときの進入方向と、一致し、
前記最適把持候補作成部は、前記ハンド形状データとして2次元ハンドモデルを使い、前記ワーク計測データとして距離画像を使い、前記距離画像から抽出された前記ワークのセグメントが前記ハンドの開き幅内に存在し且つ前記ハンドが前記ワークの周辺のセグメントと干渉しない把持位置姿勢を計算する、ワーク取り出し装置。 - 前記ロボットがX,Y,Z方向の並進3自由度と、ワークを取り出す進入方向軸周りの回転1自由度という、合計4自由度の制限された動作で所望の把持位置姿勢を形成する、請求項1のワーク取り出し装置。
- 前記最適把持候補作成部は、前記距離画像から抽出された前記ワークの候補セグメントと前記ハンドの開き幅部との畳みこみで得られる領域から、前記候補セグメントの周辺と前記ハンドの先端の干渉領域との畳みこみで得られる領域を引き、平滑化したデータから把持位置姿勢を計算する、請求項1又は2のワーク取り出し装置。
- 前記最適把持候補作成部は、前記セグメントのエッジ方向と前記ハンドの開閉方向との直交度が高い把持位置姿勢を優先して出力する、請求項1から3のいずれか1項のワーク取り出し装置。
- 前記記憶媒体は、ワーク形状データも蓄えており、
前記情報処理部は、前記最適把持候補作成部により計算された把持位置姿勢を、前記ワーク形状データに基づき評価するワーク状態判断部を含む、
請求項1から4のいずれか1項のワーク取り出し装置。 - 前記ワーク状態判断部は、前記ワーク計測データと前記ワーク形状データとのマッチングから作成されるワークモデル同士の干渉を判定することで、前記ワーク計測データには現れないバラ積み内部のワーク同士の絡みを判定し、絡みが少ない対象に対応した把持位置姿勢を優先するワーク絡み状態推定部を含む、請求項5のワーク取り出し装置。
- 前記ワーク状態判断部は、前記ワーク形状データからワークの重心位置を計算し、ワークの重心位置に近い把持位置姿勢を優先して出力するワーク拾い出し動作推定部を含む、請求項5又は6のワーク取り出し装置。
- 前記情報処理部は、前記最適把持候補作成部により計算された把持位置姿勢と次作業動作の把持位置姿勢との間の変換行列が演算可能かを判断する次作業動作推定部を含む、請求項1から7のいずれか1項のワーク取り出し装置。
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