JP7283881B2 - work system - Google Patents

work system Download PDF

Info

Publication number
JP7283881B2
JP7283881B2 JP2018186471A JP2018186471A JP7283881B2 JP 7283881 B2 JP7283881 B2 JP 7283881B2 JP 2018186471 A JP2018186471 A JP 2018186471A JP 2018186471 A JP2018186471 A JP 2018186471A JP 7283881 B2 JP7283881 B2 JP 7283881B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
robot
control device
change
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018186471A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020055059A (en
Inventor
陵平 福本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2018186471A priority Critical patent/JP7283881B2/en
Publication of JP2020055059A publication Critical patent/JP2020055059A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7283881B2 publication Critical patent/JP7283881B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本明細書は、作業システムを開示する。 This specification discloses a working system.

従来、ワークが載置された搬送路などの供給部に振動を付与することで、ワークを所定方向に搬送したり、重なっている状態のワーク同士を解きほぐしたりしてワークを供給するワーク供給装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, by applying vibration to a supply section such as a conveying path on which the work is placed, the work is conveyed in a predetermined direction, or the work is unraveled in a state of being overlapped to supply the work. is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

特開2018-127301号公報JP 2018-127301 A

上述したワーク供給装置により供給されたワークをロボットにより採取する場合、供給部への振動の付与を終了してからワークが静止すると予想される所定時間が経過するのを待って、ワークの採取を開始することが考えられる。しかしながら、所定時間が短い時間に設定されると、ワークがまだ動いている状態でロボットがワークを採取する場合があり、採取ミスが生じ易くなる。一方で、採取ミスを防止するために所定時間が長い時間に設定されると、多数のワークを採取するのに多くの時間がかかり、作業効率の低下に繋がってしまう。また、特に円柱状などの姿勢が安定し難いワークについては、所定時間を適切に設定するのが困難である。 When the robot picks up the work supplied by the work supply device described above, the work is picked up after waiting for a predetermined period of time, which is expected for the work to stand still after the end of applying vibration to the supply unit, to pick up the work. It is conceivable to start However, if the predetermined time is set to a short time, the robot may pick up the work while the work is still moving, and picking errors are likely to occur. On the other hand, if the predetermined time is set to a long time to prevent picking errors, it will take a long time to pick up a large number of works, leading to a decrease in work efficiency. Moreover, it is difficult to appropriately set the predetermined time for a work whose posture is difficult to stabilize, such as a cylindrical work.

本開示は、供給されたワークを効率よく且つ適切に採取することを主目的とする。 A main object of the present disclosure is to efficiently and appropriately pick up supplied workpieces.

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present disclosure has taken the following means to achieve the above-mentioned main objectives.

本開示の作業システムは、供給部に供給された複数のワークをロボットにより採取して所定作業を行う作業システムであって、前記供給部上の前記複数のワークを撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像された複数の画像の変化量を取得し、前記変化量が収束したことに基づいて前記ワークの静止を判定してから、前記ワークを採取するように前記ロボットを制御する制御装置と、
を備えることを要旨とする。
A work system according to the present disclosure is a work system in which a robot picks up a plurality of works supplied to a supply unit and performs a predetermined work, comprising: an imaging device that images the plurality of works on the supply unit; a control device for controlling the robot so as to obtain the amount of change in a plurality of images captured by the device, determine whether the work is stationary based on the convergence of the amount of change, and then pick up the work; ,
The gist is to provide

本開示の作業システムは、複数の画像の変化量が収束したことに基づいて供給部上のワークの静止を判定してから、ワークを採取するようロボットを制御する。これにより、ワークが動いていることによってロボットが採取ミスするのを防止してワークを適切に採取することができる。また、供給されたワークを採取し始めるまでの待ち時間を設定するもののように、待ち時間が短いことによる採取ミスが頻発したり、待ち時間が長いことによる作業効率の低下を招いたりするのを防止することができる。したがって、供給されたワークを効率よく且つ適切に採取することができる。 The work system of the present disclosure determines that the work on the supply unit is stationary based on the convergence of the amount of change in the plurality of images, and then controls the robot to pick up the work. As a result, it is possible to properly pick up the workpiece by preventing the robot from making a mistake in picking up the workpiece due to the movement of the workpiece. In addition, as in the case of setting the waiting time until the start of picking up the supplied work, frequent picking mistakes due to short waiting time and the decrease in work efficiency due to long waiting time are avoided. can be prevented. Therefore, the supplied work can be efficiently and appropriately picked up.

作業システム10の構成の概略を示す構成図。1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a work system 10; FIG. ワーク搬送装置20の構成の概略を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a work conveying device 20; ワーク搬送装置20を裏側から見た部分外観図。FIG. 2 is a partial external view of the work conveying device 20 as seen from the back side; 制御装置70の電気的な接続関係を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the electrical connection relationship of the control device 70; ワークWのばら積み状態が解きほぐされる様子を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing how the bulky piled state of the workpieces W is unraveled. 採取載置制御ルーチンの一例を示すフローチャート。4 is a flow chart showing an example of a collection and placement control routine; ワークWが静止する様子を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing how the work W stands still; 変形例の採取載置制御ルーチンを示すフローチャート。10 is a flowchart showing a pick-and-place control routine of a modified example;

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。 Next, embodiments for implementing the present disclosure will be described with reference to the drawings.

図1は作業システム10の構成の概略を示す構成図であり、図2はワーク搬送装置20の構成の概略を示す構成図であり、図3はワーク搬送装置20を裏側から見た部分外観図であり、図4は制御装置70の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、図1,2中、左右方向はX軸方向であり、前後方向はY軸方向であり、上下方向はZ軸方向である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the work system 10, FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the work conveying device 20, and FIG. , and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the electrical connection relationship of the control device 70. As shown in FIG. 1 and 2, the horizontal direction is the X-axis direction, the front-rear direction is the Y-axis direction, and the vertical direction is the Z-axis direction.

本実施形態の作業システム10は、供給ボックス12に収容されているワークWをトレイTに整列した状態で載置するシステムである。この作業システム10は、図1に示すように、トレイ搬送装置16と、ワーク搬送装置20と、供給ロボット40と、採取ロボット50とを備える。これらは、作業台11上に設置されている。なお、作業システム10が行う作業としては、ワークWをトレイTに載置する作業に限られず、ワークWを所定の対象物に組み付ける組み付け作業などを挙げることができる。 The work system 10 of this embodiment is a system that places the works W accommodated in the supply box 12 on the tray T in an aligned state. The work system 10 includes a tray transport device 16, a work transport device 20, a supply robot 40, and a collection robot 50, as shown in FIG. These are installed on the workbench 11 . The work performed by the work system 10 is not limited to the work of placing the work W on the tray T, and may include an assembly work of assembling the work W to a predetermined object.

トレイ搬送装置16は、前後方向(Y軸方向)に間隔を空けて左右方向(X軸方向)に架け渡された一対のベルトコンベアを有する。トレイTは、ベルトコンベアによって左から右へと搬送される。 The tray conveying device 16 has a pair of belt conveyors that are stretched in the left-right direction (X-axis direction) with an interval in the front-rear direction (Y-axis direction). The tray T is conveyed from left to right by a belt conveyor.

供給ロボット40は、機械部品や電機部品などの各種部品としてのワークWを供給ボックス12から取り出してワーク搬送装置20の供給エリアA1(図2参照)に供給するためのロボットである。この供給ロボット40は、垂直多関節型のロボットアーム41と、エンドエフェクタ42とを備える。ロボットアーム41は、複数のリンクと、各リンクを回転または旋回可能に連結する複数の関節と、各関節を駆動する駆動モータ44(図4参照)と、各関節の角度を検出するエンコーダ45(図4参照)とを有する。複数のリンクは、エンドエフェクタ42が取り付けられる先端リンクと、作業台11に固定される基端リンクとを含む。エンドエフェクタ42は、ワークWの保持とその解除とが可能となっている。エンドエフェクタ42は、例えば、メカチャックや吸着ノズル、電磁石などを用いることができ、供給エリアA1にワークWをばら積み状態で供給する。 The supply robot 40 is a robot for taking out the works W as various parts such as mechanical parts and electric parts from the supply box 12 and supplying them to the supply area A1 (see FIG. 2) of the work transfer device 20 . The supply robot 40 includes a vertically articulated robot arm 41 and an end effector 42 . The robot arm 41 includes a plurality of links, a plurality of joints that rotatably or pivotally connect the links, a drive motor 44 (see FIG. 4) that drives the joints, and an encoder 45 (see FIG. 4) that detects the angles of the joints. See FIG. 4). The plurality of links includes a distal link to which end effector 42 is attached and a proximal link that is fixed to workbench 11 . The end effector 42 can hold and release the work W. The end effector 42 can use, for example, a mechanical chuck, a suction nozzle, an electromagnet, or the like, and supplies the workpieces W in bulk to the supply area A1.

採取ロボット50は、ワーク搬送装置20の採取エリアA2(図2参照)でワークWを採取してトレイT上に移送,整列させるためのロボットである。この採取ロボット50は、垂直多関節型のロボットアーム51と、エンドエフェクタ52とを備える。ロボットアーム51は、複数のリンクと、各リンクを回転または旋回可能に連結する複数の関節と、各関節を駆動する駆動モータ54(図4参照)と、各関節の角度を検出するエンコーダ55(図4参照)とを有する。複数のリンクは、エンドエフェクタ52が取り付けられる先端リンクと、作業台11に固定される基端リンクとを含む。エンドエフェクタ52は、ワークWの保持とその解除とが可能となっている。エンドエフェクタ52は、例えば、メカチャックや吸着ノズル、電磁石などを用いることができる。また、ロボットアーム51の先端リンクには、ワーク搬送装置20により搬送されたワークWやトレイ搬送装置16により搬送されたトレイTを撮像してそれらの位置や状態を把握するためのカメラ53も取り付けられている。カメラ53は、各採取エリアA2を撮像範囲として画像の撮像が可能であり、静止画だけでなく、所定のフレームレート(数十fpsなど)で時系列に連続する複数の画像(動画)も撮像可能となっている。 The picking robot 50 is a robot for picking up the works W in the picking area A2 (see FIG. 2) of the work conveying device 20, transferring them onto the tray T, and aligning them. The collection robot 50 includes a vertically articulated robot arm 51 and an end effector 52 . The robot arm 51 includes a plurality of links, a plurality of joints that rotatably or pivotally connect the links, a drive motor 54 (see FIG. 4) that drives the joints, and an encoder 55 (see FIG. 4) that detects the angles of the joints. See FIG. 4). The plurality of links includes a distal link to which end effector 52 is attached and a proximal link that is secured to workbench 11 . The end effector 52 can hold and release the work W. For the end effector 52, for example, a mechanical chuck, a suction nozzle, an electromagnet, or the like can be used. A camera 53 is also attached to the tip link of the robot arm 51 for capturing images of the work W transported by the work transport device 20 and the tray T transported by the tray transport device 16 to grasp their positions and states. It is The camera 53 is capable of capturing an image with each sampling area A2 as an imaging range, and captures not only a still image but also a plurality of images (moving images) that are continuous in time series at a predetermined frame rate (several tens of fps, etc.). It is possible.

ワーク搬送装置20は、図1,2に示すように、ワークWをそれぞれ供給エリアA1から採取エリアA2まで前後方向(Y軸方向)に搬送可能な複数の搬送レーン21を有する。ワーク搬送装置20の後方には、複数の搬送レーン21のそれぞれに供給するワークWを収容するための複数の供給ボックス12が配置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the work transport device 20 has a plurality of transport lanes 21 capable of transporting the works W from the supply area A1 to the collection area A2 in the front-rear direction (Y-axis direction). A plurality of supply boxes 12 for storing works W to be supplied to each of the plurality of transportation lanes 21 are arranged behind the work transportation device 20 .

ワーク搬送装置20は、コンベアベルト22と、仕切り25とを備える。コンベアベルト22は、図2に示すように、駆動ローラ23aと従動ローラ23bとに架け渡されている。コンベアベルト22は、上面部22a(載置部)にワークWが載置され、駆動モータ38(図4参照)により駆動ローラ23aを回転駆動することによってワークWをベルト送り方向に搬送する。コンベアベルト22の両サイドには、側壁24a,24bが設けられている。駆動ローラ23aおよび従動ローラ23bは、側壁24a,24bに回転自在に支持されている。また、図3に示すように、ワーク搬送装置20は、コンベアベルト22の上面部22aの裏側に、コンベアベルト22を支持する支持プレート28を有する。支持プレート28は、複数の搬送レーン21の採取エリアA2に対応する位置にそれぞれ開口部28aが形成されている。各開口部28aの下方には、上面部22aを裏面から突き上げて上下動させるための上下動装置30が配置されている。上下動装置30は、当接体31と、開口部28aを貫通するように当接体31を上下動させるシリンダ32とを備える。シリンダ32は、側壁24a,24bに固定された支持台29に支持されている。仕切り25は、側壁24a,24bに対して平行に延在し、コンベアベルト22の上面部22aを等間隔の複数の搬送レーン21に仕切る仕切り板である。 The work conveying device 20 includes a conveyor belt 22 and partitions 25 . As shown in FIG. 2, the conveyor belt 22 is stretched over a drive roller 23a and a driven roller 23b. The conveyor belt 22 conveys the work W in the belt feed direction by rotating the drive roller 23a with the drive motor 38 (see FIG. 4), with the work W placed on the upper surface portion 22a (placement portion). Side walls 24 a and 24 b are provided on both sides of the conveyor belt 22 . The drive roller 23a and the driven roller 23b are rotatably supported by side walls 24a and 24b. Further, as shown in FIG. 3, the work conveying device 20 has a support plate 28 that supports the conveyor belt 22 on the back side of the upper surface portion 22a of the conveyor belt 22. As shown in FIG. The support plate 28 is formed with openings 28a at positions corresponding to the collection areas A2 of the plurality of transport lanes 21, respectively. Below each opening 28a, a vertical motion device 30 is arranged for pushing up the upper surface portion 22a from the back surface and moving it vertically. The vertical movement device 30 includes a contact body 31 and a cylinder 32 that vertically moves the contact body 31 so as to pass through the opening 28a. The cylinder 32 is supported by a support base 29 fixed to the side walls 24a, 24b. The partition 25 is a partition plate that extends parallel to the side walls 24a and 24b and partitions the upper surface portion 22a of the conveyor belt 22 into a plurality of transport lanes 21 at regular intervals.

制御装置70は、図示は省略するが、CPUやROM、HDD、RAM、入出力インタフェース、通信インタフェースなどを備える周知のコンピュータとして構成されている。制御装置70には、供給ロボット40のエンコーダ45や採取ロボット50のエンコーダ55、カメラ53、入力装置80などからの各種信号が入力される。制御装置70からは、ワーク搬送装置20の駆動モータ38、上下動装置30(シリンダ32)、供給ロボット40の駆動モータ44、採取ロボット50の駆動モータ54、カメラ53、トレイ搬送装置16などへの各種制御信号が出力される。また、制御装置70は、上下動装置30に制御信号を出力してシリンダ32の作動を制御することにより、シリンダ32が当接体31を上下動(振動)させるほぐし動作を行う。図5はワークWのばら積み状態が解きほぐされる様子を示す説明図である。図示するように、ほぐし動作により、ばら積み状態のワークWの塊が解きほぐされて分離状態となり、採取ロボット50によりワークWを採取し易いものとなる。また、このほぐし動作を行ってから制御装置がシリンダ32の作動を停止させても、コンベアベルト22の上面部22aの振動は直ちに収まらないから、分離状態となったワークWも直ちに静止せず、微小な振動が収束するまでに時間を要する。 Although not shown, the control device 70 is configured as a well-known computer including a CPU, ROM, HDD, RAM, input/output interface, communication interface, and the like. Various signals from the encoder 45 of the supply robot 40, the encoder 55 of the collection robot 50, the camera 53, the input device 80, and the like are input to the control device 70. FIG. From the control device 70, the drive motor 38 of the workpiece transfer device 20, the vertical movement device 30 (cylinder 32), the drive motor 44 of the supply robot 40, the drive motor 54 of the collection robot 50, the camera 53, the tray transfer device 16, etc. Various control signals are output. Further, the control device 70 outputs a control signal to the vertical motion device 30 to control the operation of the cylinder 32 , whereby the cylinder 32 vertically moves (vibrates) the contact body 31 to perform a loosening operation. FIG. 5 is an explanatory view showing how the bulk work W is unraveled. As shown in the figure, by the unraveling operation, the lumps of the workpieces W in a bulk state are unraveled and separated, so that the workpieces W can be easily picked up by the picking robot 50 . Further, even if the controller stops the operation of the cylinder 32 after the loosening operation is performed, the vibration of the upper surface portion 22a of the conveyor belt 22 does not stop immediately. It takes time for minute vibrations to converge.

こうして構成された作業システム10では、ワークWの供給制御と搬送制御、ほぐし動作制御、採取載置制御などの各制御が順に行われる。供給制御は、必要なワークWを供給ボックス12から採取して、対応する搬送レーン21の供給エリアA1に供給するように供給ロボット40を駆動制御することにより行われる。搬送制御は、供給エリアA1に供給されたワークWが採取エリアA2に到達するようにワーク搬送装置20を駆動制御することにより行われる。ほぐし動作制御は、採取エリアA2にワークWが到達した状態で、採取エリアA2に対応する上下動装置30のシリンダ32を駆動制御することにより行われる。採取載置制御は、ほぐし動作制御により解きほぐされて分離状態となったワークWを採取し、トレイT上に整列して載置するように採取ロボット50を駆動制御することにより行われる。各搬送レーン21のワークWに対して行われるこれらの制御は、他の搬送レーン21のワークWに対する制御に影響を及ぼさなければ並行して実行されるものとすればよい。以下、採取載置制御の詳細を図6に示すフローチャートに基づいて説明する。 In the work system 10 configured in this manner, various controls such as work W supply control, transport control, loosening operation control, pick-and-place control, and the like are sequentially performed. The supply control is performed by driving and controlling the supply robot 40 so as to pick up the necessary work W from the supply box 12 and supply it to the supply area A1 of the corresponding transport lane 21 . Conveyance control is performed by driving and controlling the work conveying device 20 so that the work W supplied to the supply area A1 reaches the collection area A2. The loosening operation control is performed by driving and controlling the cylinder 32 of the vertical movement device 30 corresponding to the sampling area A2 in a state where the work W has reached the sampling area A2. The picking and placing control is performed by driving and controlling the picking robot 50 so as to pick up the works W that have been loosened and separated by the untangling operation control and place them on the tray T in an aligned manner. These controls performed on the works W on each transport lane 21 may be executed in parallel if they do not affect the controls on the works W on the other transport lanes 21 . The details of the collection and placement control will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

図6の採取載置制御ルーチンでは、制御装置70は、上下動装置30によるほぐし動作が終了するのを待ち(S100)、ほぐし動作が終了したと判定すると、所定のフレームレートで対象の採取エリアA2の画像Gをカメラ53に撮像させる(S110)。なお、図7はワークWが静止する様子を示す説明図であり、上面部22a(採取エリアA2)にあるワークWの振動が図7A、図7B、図7Cの順に収束して静止していく様子を示す。制御装置70は、カメラ53により撮像された画像Gを画像処理し、時系列に連続する3つのフレーム画像である画像G(i-2),G(i-1),G(i)の変化量を取得する(S120)。なお、iは撮像順に基づく画像の番号を示す。S120では、制御装置70は、例えば画像Gの各画素のうち輝度値が特に高い画素を特徴点として抽出し、3つの画像G(i-2),G(i-1),G(i)における特徴点の移動量を変化量として取得する。あるいは、制御装置70は、画像Gの各画素の輝度値から輝度分布を求め、その輝度分布の変化量を取得するものなどとしてもよい。ほぐし動作が終了した後も、ワークWはしばらくの間振動するため(図7A,図7B参照)、画像G内のワークWも位置が変化することになる。そのような変化は、画像Gにおける特徴点の移動や輝度分布の変化などとして現れるから、制御装置70はS120で変化量を取得することにより、ワークWの変位の度合いを判別することができる。 6, the control device 70 waits for the loosening operation by the vertical movement device 30 to finish (S100), and when it determines that the loosening operation has finished, the target sampling area is picked up at a predetermined frame rate. The image G of A2 is captured by the camera 53 (S110). Note that FIG. 7 is an explanatory diagram showing how the work W stands still, and the vibration of the work W on the upper surface portion 22a (sampling area A2) converges in the order of FIGS. 7A, 7B, and 7C and comes to rest. show the situation. The control device 70 performs image processing on the image G captured by the camera 53, and changes the images G(i−2), G(i−1), and G(i), which are three consecutive frame images in time series. A quantity is obtained (S120). Note that i indicates the image number based on the imaging order. In S120, the control device 70 extracts, for example, a pixel having a particularly high luminance value among the pixels of the image G as a feature point, and produces three images G(i-2), G(i-1), G(i). is obtained as the amount of change. Alternatively, the control device 70 may obtain the luminance distribution from the luminance value of each pixel of the image G, and obtain the amount of change in the luminance distribution. Since the work W vibrates for a while after the loosening operation is finished (see FIGS. 7A and 7B), the position of the work W in the image G also changes. Such changes appear as movement of feature points in the image G, changes in luminance distribution, etc. Therefore, the controller 70 can determine the degree of displacement of the workpiece W by acquiring the amount of change in S120.

制御装置70は、こうして変化量を取得すると、変化量が収束したか否かを判定し(S130)、収束していないと判定すると、S120に戻り処理を繰り返す。制御装置70はS120で取得した変化量が所定範囲内の場合に、変化量が収束したと判定する。この所定範囲は、ワークWが静止したことを判断できる範囲として予め実験などにより求められ、制御装置70のHDDなどに記憶されている。また、制御装置70は、例えば2画像G(i-1),G(i)間の変化量や2画像G(i-2),G(i-1)間の変化量をそれぞれ取得し、各変化量がいずれも所定範囲内である場合に変化量の収束を判定する。なお、制御装置70は、各画像G(i-2),G(i-1),G(i)間の相互の変化量をそれぞれ取得して判定するものなどとしてもよい。制御装置70は、S130で変化量が収束したと判定すると、ワークWが静止したと判定して画像Gの撮像を終了する(S140)。本実施形態では、制御装置70は、画像G内の各特徴点の変化量がいずれも収束したなど、画像Gの領域全体において変化量が収束したことに基づいて、対象の採取エリアA2にある複数のワークWの全てが静止したこと(図7C参照)を判定する。 After obtaining the amount of change, the control device 70 determines whether or not the amount of change has converged (S130). If the amount of change obtained in S120 is within a predetermined range, the control device 70 determines that the amount of change has converged. This predetermined range is determined in advance by experiments or the like as a range in which it can be determined that the workpiece W has stopped, and is stored in the HDD or the like of the control device 70 . Further, the control device 70 obtains, for example, the amount of change between the two images G(i-1) and G(i) and the amount of change between the two images G(i-2) and G(i-1), Convergence of the amount of change is determined when all the amounts of change are within a predetermined range. Note that the control device 70 may acquire and determine the amount of mutual change among the images G(i-2), G(i-1), and G(i). When the control device 70 determines in S130 that the amount of change has converged, it determines that the work W has stopped and ends the imaging of the image G (S140). In the present embodiment, the control device 70 detects that the amount of change in the entire area of the image G has converged, such as that the amount of change in each feature point in the image G has converged. It is determined that all of the plurality of works W have stopped (see FIG. 7C).

制御装置70は、ワークWの静止を判定すると、採取ロボット50によるワークWの採取を開始するため、S130の判定に用いた複数の画像Gのうち最後に撮像された画像Gから各ワークWの位置を検出する(S150)。このように、最後の画像GからワークWの位置を検出することで、ワークWの静止を判定してから改めて画像Gを撮像することなく、速やかにワークWの採取を開始することができる。制御装置70は、採取ロボット50によりワークWを採取してトレイTに載置する処理を対象の採取エリアA2にある全てのワークWに対して実行して(S160)、採取載置制御ルーチンを終了する。このように、ワークWの静止を判定してから採取ロボット50によるワークWの採取を開始するため、ワークWの採取ミスを防止することができる。なお、制御装置70は、S160の処理中に、必要に応じて画像を撮像してワークWの位置を確認するものなどとしてもよい。 When the control device 70 determines that the work W is stationary, the control device 70 starts picking up the work W by the picking robot 50. Therefore, the control device 70 picks up each work W from the last captured image G among the plurality of images G used for the determination in S130. A position is detected (S150). By detecting the position of the work W from the last image G in this way, it is possible to quickly start picking up the work W without capturing the image G again after determining that the work W is stationary. The control device 70 executes the process of picking up the works W by the picking robot 50 and placing them on the tray T for all the works W in the target picking area A2 (S160), and executes the picking and placing control routine. finish. In this way, since the picking of the work W by the picking robot 50 is started after it is determined that the work W is stationary, it is possible to prevent picking errors of the work W. FIG. It should be noted that the control device 70 may take an image and check the position of the workpiece W as necessary during the processing of S160.

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のワーク搬送装置20のコンベアベルト22(上面部22a)が供給部に相当し、採取ロボット50がロボットに相当し、作業システム10が作業システムに相当し、カメラ53が撮像装置に相当し、制御装置70が制御部に相当する。 Here, correspondence relationships between the components of the present embodiment and the components of the present disclosure will be clarified. The conveyer belt 22 (upper surface portion 22a) of the work conveying device 20 of this embodiment corresponds to the supply section, the collection robot 50 corresponds to the robot, the work system 10 corresponds to the work system, and the camera 53 corresponds to the imaging device. and the control device 70 corresponds to the control unit.

以上説明した本実施形態の作業システム10では、複数の画像Gの変化量が収束したことに基づいてワークWの静止を判定してから、ワークWを採取するように採取ロボット50を制御する。これにより、ワークWが動いていることによる採取ミスを防止してワークWを適切に採取することができる。また、ほぐし動作が終了してからワークWを採取し始めるまでの待ち時間を設定するもののように、待ち時間が短いことによる採取ミスが頻発したり、待ち時間が長いことによる作業効率の低下を招いたりするのを防止することができる。したがって、供給されたワークWを効率よく且つ適切に採取することができる。また、円柱状や円錐状などの静止しにくい形状のワークWであっても、静止したことを確実に判定することができるから、ワークWの形状によらず汎用性をもたせることができる。 In the work system 10 of the present embodiment described above, the picking robot 50 is controlled to pick up the work W after determining that the work W is stationary based on the convergence of the variation amounts of the plurality of images G. FIG. As a result, it is possible to properly pick up the work W by preventing picking errors due to the movement of the work W. In addition, as in the case of setting the waiting time from the end of the loosening operation to the start of picking up the work W, frequent picking errors due to a short waiting time and a decrease in work efficiency due to a long waiting time can be prevented. You can prevent them from inviting you. Therefore, the supplied work W can be collected efficiently and appropriately. Moreover, even if the work W has a shape such as a columnar shape or a conical shape, it is possible to reliably determine that the work W has stopped.

また、ワークWの静止の判定に用いた複数の画像Gのうち最後に撮像された画像GをワークWの位置の検出に用いる。このため、ワークWの静止を判定すると、新たに画像を撮像することなくワークWの採取を開始することができるから、ワークWをより効率よく採取することができる。また、時系列に連続する3つの画像G(i-2),G(i-1),G(i)の変化量からワークWの静止を判定するから、ワークWの静止を誤判定するのを防止して判定精度を向上させることができる。 In addition, the last captured image G among the plurality of images G used for determining whether the work W is stationary is used for detecting the position of the work W. FIG. Therefore, when it is determined that the work W is stationary, it is possible to start picking up the work W without taking a new image, so that the work W can be picked up more efficiently. In addition, since it is determined whether the work W is still or not based on the amount of change in the three images G(i-2), G(i-1), and G(i) which are consecutive in time series, it is possible to avoid erroneously determining whether or not the work W is still. can be prevented and the accuracy of determination can be improved.

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば、上述した実施形態では、最後に撮像された画像GをワークWの位置の検出に用いるものとしたが、これに限られず、ワークWの静止を判定した後に位置の検出に用いる画像を撮像するものなどとしてもよい。ただし、ワークWの採取を速やかに開始するため、最後に撮像された画像Gを用いるものが好ましい。 For example, in the above-described embodiment, the last captured image G is used to detect the position of the work W. However, the present invention is not limited to this. It can also be used as something to do. However, in order to quickly start picking up the workpiece W, it is preferable to use the image G captured last.

上述した実施形態では、ワーク搬送装置20としてコンベアベルト22によりワークWを搬送するものを例示したが、これに限られず、所定の動作を伴ってワークWが供給されるものであればよい。例えば、採取ロボット50側に向かって下り勾配で傾斜する傾斜部の上方にワークWを投入することにより、ワークWが傾斜部の表面(傾斜面)を伝い落ちて採取ロボット50側に供給されるものなどとしてもよい。また、上下動可能な平坦状の供給部を、傾斜部の下端に繋がるように設けたり、供給ロボット40が直接ワークWを供給可能に設けたりしておき、ワークWが供給されると供給部を上下動させてワークWの塊を解きほぐすものなどとしてもよい。 In the above-described embodiment, the conveyor belt 22 conveys the work W as the work conveying device 20, but the present invention is not limited to this, as long as the work W is fed with a predetermined operation. For example, by placing a work W above an inclined portion that slopes downward toward the sampling robot 50 side, the work W runs down the surface (inclined surface) of the inclined portion and is supplied to the sampling robot 50 side. It can also be a thing. In addition, a flat supply unit that can move up and down is provided so as to be connected to the lower end of the inclined portion, or the supply robot 40 is provided so that the workpiece W can be directly supplied, and when the workpiece W is supplied, the supply unit may be moved up and down to untangle the lumps of the work W.

上述した実施形態では、時系列に連続する3つの画像Gから変化量の収束を判定するものとしたが、これに限られず、複数の画像Gから変化量の収束を判定するものであればよく、2つの画像Gから判定してもよい。 In the above-described embodiment, the convergence of the amount of change is determined from three images G consecutive in time series. , may be determined from the two images G.

上述した実施形態では、画像Gの領域全体において変化量が収束したことを判定することで複数のワークWの全ての静止を判定してから、ワークWの採取を開始するものとしたが、これに限られるものではない。図8は、変形例の採取載置制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図8では図6と同じ処理には同じステップ番号を付して説明は省略する。変形例の採取載置制御ルーチンでは、制御装置70は、S130で画像全体で変化量が収束していないと判定すると、画像Gの一部の領域で変化量が部分的に収束したか否かを判定し(S132)、収束していないと判定するとS120に戻る。S132では、制御装置70は、例えば画像GにおいていずれかのワークWを示す領域の特徴点の変化量(移動量)が収束したことに基づいて、変化量が部分的に収束したと判定する。制御装置70は、S132で変化量が部分的に収束したと判定すると、一部のワークWが静止したと判定し、静止した一部のワークWの位置を画像Gから検出して(S134)、採取ロボット50によりそのワークWを採取してトレイTに載置する処理を実行して(S136)、S120に戻る。ここで、図7に示すようにワークWの振動(動き)の程度は個々に異なる場合があり、例えば図7のワークW(1)は、他のワークWよりも早く振動が収束している(図7B参照)。このため、S132~S136では、振動が早く収束して静止したワークWを見つけると、全てのワークWが静止するのを待つことなく、静止したワークWの採取を開始するのである。これにより、複数のワークWの全ての静止を待つことなく、静止した一部のワークWから採取を開始させることができるから、ワークWをより効率よく採取して作業効率を向上させることができる。 In the above-described embodiment, it is determined that all of the plurality of works W are stationary by determining that the amount of change has converged over the entire area of the image G, and then picking up of the works W is started. is not limited to FIG. 8 is a flow chart showing a pick-and-place control routine of a modification. In FIG. 8, the same step numbers are given to the same processes as in FIG. 6, and the description thereof is omitted. In the sampling and placement control routine of the modified example, if the control device 70 determines in S130 that the amount of change has not converged in the entire image, it determines whether the amount of change has partially converged in a partial area of the image G. is determined (S132), and if it is determined that it has not converged, the process returns to S120. In S132, the control device 70 determines that the amount of change has partially converged, for example, based on the amount of change (amount of movement) of the feature point of the area indicating any workpiece W in the image G converging. When it is determined in S132 that the amount of change has partially converged, the control device 70 determines that some of the works W have stopped, and detects the positions of some of the still works W from the image G (S134). , the workpiece W is picked up by the picking robot 50 and placed on the tray T (S136), and the process returns to S120. Here, as shown in FIG. 7, the degree of vibration (movement) of the work W may differ for each work W. For example, the work W(1) in FIG. (See FIG. 7B). Therefore, in S132 to S136, when the vibration quickly converges and a stationary workpiece W is found, the stationary workpiece W is picked up without waiting for all the workpieces W to come to a stationary position. Thus, without waiting for all of the plurality of works W to come to rest, picking can be started from some of the stationary works W, so work W can be picked up more efficiently, and work efficiency can be improved. .

上述した実施形態では、カメラ53が採取ロボット50に取り付けられているものとしたが、これに限られず、供給部上の複数のワークWを撮像するカメラが作業システム10の所定位置に固定されていてもよいし、作業システム10の上方にある天井などの壁面にカメラが固定されていてもよい。 In the above-described embodiment, the camera 53 is attached to the collection robot 50. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the camera may be fixed to a wall such as a ceiling above the work system 10 .

ここで、本開示の作業システムは、以下のように構成してもよい。例えば、本開示の作業システムにおいて、前記制御装置は、前記ワークの静止を判定するのに用いた前記複数の画像のうち最後に撮像された画像を、前記ロボットが前記ワークを採取する際の前記ワークの位置の検出に用いるものとしてもよい。こうすれば、ワークの静止を判定すると、新たに画像を撮像することなくワークの採取を開始させることができるから、ワークをより効率よく採取することができる。 Here, the work system of the present disclosure may be configured as follows. For example, in the work system of the present disclosure, the control device may change the last captured image among the plurality of images used for determining whether the workpiece is stationary to the image captured when the robot picks up the workpiece. It may be used for detecting the position of the workpiece. In this way, when it is determined that the workpiece is stationary, the workpiece can be picked up without taking a new image, so that the workpiece can be picked up more efficiently.

本開示の作業システムにおいて、前記制御装置は、前記変化量が画像全体で収束したことに基づいて前記複数のワークの全ての静止を判定する前でも、前記変化量が部分的に収束したことに基づいて一部のワークの静止を判定すると、前記一部のワークを採取するように前記ロボットを制御するものとしてもよい。こうすれば、複数のワークの全ての静止を待つことなく、静止した一部のワークから採取を開始させることができるから、ワークをより効率よく採取して作業効率を向上させることができる。 In the work system of the present disclosure, the control device detects that the amount of change has partially converged even before determining that all of the plurality of works are stationary based on the amount of change that has converged over the entire image. The robot may be controlled to pick up the part of the workpieces when it is determined that the part of the workpieces is stationary. By doing this, it is possible to start picking up some of the stationary works without waiting for all of the plurality of works to come to a standstill, so that the works can be picked up more efficiently and the work efficiency can be improved.

本開示の作業システムにおいて、前記制御装置は、前記撮像装置により撮像された画像のうち、時系列に連続する3以上の画像から前記変化量を取得して、前記ワークの静止を判定するものとしてもよい。こうすれば、ワークの静止を誤判定するのを防止して判定精度を向上させることができるから、ワークをより適切に採取することができる。 In the work system of the present disclosure, the control device acquires the amount of change from three or more images that are consecutive in time series among the images captured by the imaging device, and determines that the workpiece is still. good too. In this way, it is possible to prevent erroneous determination that the workpiece is stationary and improve the determination accuracy, so that the workpiece can be picked more appropriately.

本開示は、作業システムの製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure is applicable to the work system manufacturing industry and the like.

10 作業システム、11 作業台、12 供給ボックス、16 トレイ搬送装置、20 ワーク搬送装置、21 搬送レーン、22 コンベアベルト、22a 上面部、23a 駆動ローラ、23b 従動ローラ、24a,24b 側壁、25 仕切り、28 支持プレート、28a 開口部、29 支持台、30 上下動装置、31 当接体、32 シリンダ、38 駆動モータ、40 供給ロボット、41 ロボットアーム、42 エンドエフェクタ、44 駆動モータ、45 エンコーダ、50 採取ロボット、51 ロボットアーム、52 エンドエフェクタ、53 カメラ、54 駆動モータ、55 エンコーダ、70 制御装置、80 入力装置、T トレイ、W ワーク。 10 work system, 11 work table, 12 supply box, 16 tray conveying device, 20 work conveying device, 21 conveying lane, 22 conveyor belt, 22a upper surface portion, 23a driving roller, 23b driven roller, 24a, 24b side wall, 25 partition, 28 support plate, 28a opening, 29 support base, 30 vertical movement device, 31 contact body, 32 cylinder, 38 drive motor, 40 supply robot, 41 robot arm, 42 end effector, 44 drive motor, 45 encoder, 50 sampling Robot, 51 robot arm, 52 end effector, 53 camera, 54 drive motor, 55 encoder, 70 control device, 80 input device, T tray, W workpiece.

Claims (3)

供給部に供給された複数のワークをロボットにより採取して所定作業を行う作業システムであって、
前記供給部上の前記複数のワークを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により所定のフレームレートで撮像された2つの画像の変化量を取得し、前記変化量が収束したことに基づいて前記ワークの静止を判定してから、前記ワークを採取するように前記ロボットを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、連続して取得された複数の前記変化量が所定範囲内である場合に、前記変化量が収束していると判定する作業システム。
A work system in which a robot picks up a plurality of works supplied to a supply unit and performs a predetermined work,
an imaging device that images the plurality of works on the supply unit;
The amount of change between two images captured at a predetermined frame rate by the imaging device is obtained, and the work is picked up after it is determined that the work is stationary based on the convergence of the amount of change. a control device that controls the robot;
with
A work system in which the control device determines that the variation has converged when a plurality of the variations obtained in succession are within a predetermined range.
請求項1に記載の作業システムであって、
前記制御装置は、前記ワークの静止を判定するのに用いた前記複数の画像のうち最後に撮像された画像を、前記ロボットが前記ワークを採取する際の前記ワークの位置の検出に用いる
作業システム。
The work system according to claim 1,
The control device uses the last captured image among the plurality of images used to determine that the work is still, to detect the position of the work when the robot picks up the work. Work system .
請求項1または2に記載の作業システムであって、
前記制御装置は、前記変化量が画像全体で収束したことに基づいて前記複数のワークの全ての静止を判定する前でも、前記変化量が部分的に収束したことに基づいて一部のワークの静止を判定すると、前記一部のワークを採取するように前記ロボットを制御する
作業システム。
The work system according to claim 1 or 2,
The control device determines whether or not all of the plurality of workpieces are stationary based on the convergence of the variation over the entire image. A work system that controls the robot to pick up the part of the workpiece when it is determined to be stationary.
JP2018186471A 2018-10-01 2018-10-01 work system Active JP7283881B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018186471A JP7283881B2 (en) 2018-10-01 2018-10-01 work system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018186471A JP7283881B2 (en) 2018-10-01 2018-10-01 work system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020055059A JP2020055059A (en) 2020-04-09
JP7283881B2 true JP7283881B2 (en) 2023-05-30

Family

ID=70105936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018186471A Active JP7283881B2 (en) 2018-10-01 2018-10-01 work system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7283881B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023013056A1 (en) * 2021-08-06 2023-02-09 株式会社Fuji Workpiece picking method and workpiece picking system
WO2023199478A1 (en) 2022-04-14 2023-10-19 三菱電機株式会社 Robot control device and picking system
WO2023223503A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-23 ファナック株式会社 Control device and detection system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012183616A (en) 2011-03-07 2012-09-27 Fuji Electric Co Ltd Workpiece feed device for picking, and device for picking workpiece
JP2017124450A (en) 2016-01-12 2017-07-20 株式会社ソフトサービス Pickup device
US20170355078A1 (en) 2016-06-09 2017-12-14 Shmuel Ur Innovation Ltd. System, Method and Product for Utilizing Prediction Models of an Environment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0612112A (en) * 1992-06-24 1994-01-21 Fanuc Ltd Position and attitude detecting method for object in image processor
JPH08285526A (en) * 1995-04-19 1996-11-01 Fanuc Ltd Image recognition system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012183616A (en) 2011-03-07 2012-09-27 Fuji Electric Co Ltd Workpiece feed device for picking, and device for picking workpiece
JP2017124450A (en) 2016-01-12 2017-07-20 株式会社ソフトサービス Pickup device
US20170355078A1 (en) 2016-06-09 2017-12-14 Shmuel Ur Innovation Ltd. System, Method and Product for Utilizing Prediction Models of an Environment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020055059A (en) 2020-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7283881B2 (en) work system
JP5464176B2 (en) Picking system
US20130085604A1 (en) Robot apparatus, robot system, and method for producing a to-be-processed material
JP5893695B1 (en) Article transport system
JP6734402B2 (en) Work machine
JP6279581B2 (en) Mounting apparatus and component detection method
JP2019198950A (en) Robot system for taking out work-piece loaded in bulk state and robot system control method
WO2021053750A1 (en) Work robot and work system
JP6355717B2 (en) DIE MOUNTING SYSTEM AND DIE MOUNTING METHOD
JP4341302B2 (en) Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method
JP2010105081A (en) Bin picking apparatus
US10456911B2 (en) Conveyance method and conveyance device
JP6691227B2 (en) Conveyor and transfer system
JP7121127B2 (en) Parameter learning method and working system
JP5573748B2 (en) Cleaning jig and cleaning method for substrate position detection sensor
JP6853374B2 (en) Parts mounting machine
JP2015119114A (en) Mounting method of electronic component and mounting device of electronic component
JP2021122879A (en) Image processing device and carrier device equipped with image processing device
CN111278612B (en) Component transfer device
US10561051B2 (en) Movement error detection apparatus of mounting head, and component mounting apparatus
JP7389478B2 (en) Work supply device and picking system equipped with it
WO2023013056A1 (en) Workpiece picking method and workpiece picking system
JP2012094573A (en) Component mounting method
JP5477255B2 (en) Component mounting method
JP2011023684A (en) Electronic component mounting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230328

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230518

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7283881

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150