技术领域
[0001] 本发明涉及一种工件的临时放置装置。
相关背景技术
[0002] 以往以来，已知在输送工件的输送系统中使用机器人来输送工件。工件有时以姿势、朝向不一致的状态被配置于托盘、容器。输送工件的作业中包括将散乱堆放于托盘等的工件排列在规定的位置来进行配置的作业。公知的是，在这样的对工件进行排列的作业中也使用机器人。
[0003] 在日本特开2012-245602号公报中公开了一种能够对散乱堆放的状态的部件进行排列的部件供给装置。公开了该部件供给装置具备将散乱堆放的状态的部件按规定的姿势分类的单元、以及为了识别被分类后的部件而设置部件的临时放置台。另外，在该公报中公开了对配置于临时放置台的部件的位置和姿势通过2D视觉传感器来平面地进行识别，基于2D视觉传感器的识别结果，通过机器人对临时放置台上的部件进行排列。
具体实施方式
[0021] 参照图1至图8来说明实施方式中的临时放置装置。本实施方式的临时放置装置对规定的物品等工件的朝向进行调整。本实施方式的临时放置装置使用于对散乱堆放于托盘、容器等输送构件的工件进行排列的工件供给系统。
[0022] 图1中示出本实施方式的工件供给系统的概要图。工件供给系统10具备第一机器人1和第二机器人2。本实施方式中的第一机器人1和第二机器人2是多关节型的机器人。
[0023] 在第一机器人1的臂11上安装有磁性保持件3来作为末端执行器。本实施方式的工件90由磁性体形成。磁性保持件3包括电磁体。当对电磁体通电时，磁性保持件3能够通过磁力来把持工件90。另外，通过停止对电磁体的通电，磁性保持件3能够释放工件90。
[0024] 在第二机器人2的臂12上安装有手4来作为末端执行器。本实施方式的手4包括多个爪部。手4能够通过闭合爪部来把持工件90。另外，手4能够通过打开爪部来释放工件90。
[0025] 此外，安装于第一机器人1的末端执行器和安装于第二机器人2的末端执行器能够采用能够把持或释放工件90的任意的装置。
[0026] 多个工件90散乱堆放于作为输送工件90的输送构件的托盘91。即，多个工件90以工件90的位置和姿势不一致的状态装载于托盘91。本实施方式的工件90具有长边方向。本实施方式的工件90具有长方体的形状，但能够采用任意的形状的工件。另外，在本实施方式中，所有的工件90为相同的形状，但不限于该方式，也可以是多种工件混合存在。
[0027] 工件供给系统10实施以使工件90的朝向固定的方式重新装载工件90的作业。第一机器人1将装载于托盘91的工件90如箭头101所示那样输送到临时放置装置21。然后，临时放置装置21调整工件90的姿势。之后，第二机器人2如箭头102所示那样将工件90输送到载置台92。第二机器人2调整工件90的朝向，将工件90以工件90的朝向成为预先决定的方向的方式载置于载置台92。在本实施方式中，使工件90以工件90的长边方向与预先决定的方向平行的方式进行排列。
[0028] 图2中示出本实施方式中的工件供给系统的框图。工件供给系统10包括对第一机器人1、第二机器人2、磁性保持件3、手4以及临时放置装置21进行控制的控制装置。本实施方式的控制装置包括：对第一机器人1和磁性保持件3进行控制的第一控制装置5；以及对第二机器人2、手4及临时放置装置21进行控制的第二控制装置6。各控制装置由具有经由总线相互连接的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等的运算处理装置构成。
[0029] 在第一控制装置5中预先存储有与第一机器人1和磁性保持件3的动作有关的动作程序。第一控制装置5包括对第一机器人1和磁性保持件3的动作进行控制的第一动作控制部51。第一动作控制部51基于动作程序来驱动第一机器人1和磁性保持件3。在第二控制装置6中预先存储有与第二机器人2、临时放置装置21及手4的动作有关的动作程序。第二控制装置6包括对第二机器人2和手4的动作进行控制的第二动作控制部61以及对临时放置装置21的动作进行控制的临时放置装置动作控制部63。第二动作控制部61基于动作程序来驱动第二机器人2和手4。临时放置装置动作控制部63基于动作程序来驱动临时放置装置21。
[0030] 工件供给系统10具备在第一控制装置5与第二控制装置6之间进行通信的通信装置。第一控制装置5和第二控制装置6通过通信线65连接，形成为能够相互通信。
[0031] 此外，控制装置能够采用能够控制工件供给系统的任意的结构。例如，也可以是，配置用于控制临时放置装置21的第三控制装置，第三控制装置经由通信装置而与第一控制装置及第二控制装置连接。
[0032] 参照图1和图2，工件供给系统10具备第一摄像装置7，该第一摄像装置7用于检测装载于托盘91的工件90的位置和姿势。俯视观察托盘91时，第一摄像装置7配置于托盘91的中央部的上方。第一摄像装置7被台架72支承。第一摄像装置7配置在比第一机器人1靠上方的位置。本实施方式的第一摄像装置7是三维测量机。第一摄像装置7的测量范围设定为能够对装载于托盘91的所有的工件90进行拍摄的范围。
[0033] 作为三维测量机，能够使用各种非接触方式的三维测量机。例如，能够使用以下方式的三维测量机：使用两台照相机的立体(日语：ステレオ)方式、扫描激光狭缝光的方式、扫描激光点的方式、使用投影机等装置向工件投射图案光的方式等。
[0034] 第一控制装置5包括第一图像处理部52，该第一图像处理部52对由第一摄像装置7拍摄到的图像进行处理。第一图像处理部52检测装载于托盘91的工件90中的暴露出来的工件90的表面，来获取多个三维点的位置信息。即，获取工件的位置和姿势。第一图像处理部52选择要取出的工件90。第一图像处理部52设定能够把持工件90的磁性保持件3的位置和姿势。第一动作控制部51控制第一机器人1，使得磁性保持件3成为所设定的位置和姿势。然后，磁性保持件3把持工件90。之后，第一机器人1将工件90输送到临时放置装置21。
[0035] 在本实施方式中，由磁性保持件3来把持工件90。在该情况下，工件90通过磁性保持件3而以各种朝向被保持。磁性保持件3除了吸附工件90的表面中的面积最大的侧面以外，有时还吸附端面。另外，存在磁性保持件3一次吸附多个工件90的情况。在本实施方式中，临时放置装置21调整工件90的朝向，使得工件90的长边方向与水平方向平行。
[0036] 工件供给系统10具备第二摄像装置8，该第二摄像装置8用于检测配置于临时放置装置21的工件90的位置和朝向。俯视观察临时放置装置21时，第二摄像装置8配置于载置构件23的中央部的上方。第二摄像装置8被台架82支承。第二摄像装置8配置在比第二机器人2靠上方的位置。
[0037] 本实施方式的第二摄像装置8是二维测量机。作为二维测量机，能够采用非接触方式的照相机。第二摄像装置8拍摄被置于临时放置装置21的工件90。第二摄像装置8配置于能够对配置于临时放置装置21的工件90进行拍摄的位置。第二控制装置6包括第二图像处理部62，该第二图像处理部62对由第二摄像装置8拍摄到的图像进行处理。
[0038] 第二图像处理部62获取工件90的表面的轮廓。第二图像处理部62检测工件90的位置和朝向。第二动作控制部61能够基于检测出的工件90的位置和朝向来控制第二机器人2的位置和姿势，使得能够通过手4来把持工件90。手4被控制成其位置和姿势与工件90的形状对应。然后，手4能够把持工件90。
[0039] 接着，第二机器人2将工件90输送到载置台92。此时，变更工件90的朝向，使得工件90的朝向成为预先决定的方向。工件90以工件90的朝向统一的状态配置于载置台92。例如，工件90以工件90的长边方向相互平行的方式配置于载置台92。
[0040] 图3中示出本实施方式中的第一临时放置装置的立体图。图4中示出本实施方式中的第一临时放置装置的概要局部截面图。图4是沿图3中的A-A线进行了切断时的局部截面图。第一临时放置装置21具备框体22和配置于框体22的上表面的载置构件23。工件90被置于载置构件23的上表面即载置面23a。载置构件23形成为片状。在第一临时放置装置21中，载置构件23由可弹性变形的氟橡胶形成。载置构件23的外周部固定于框体22。
[0041] 临时放置装置21具备驱动装置，该驱动装置配置于与载置面23a相反的一侧，对载置构件23进行驱动。驱动装置被临时放置装置动作控制部63控制。驱动装置包括作为沿上下方向移动的可动部的连接构件26和使连接构件26移动的气缸24。本实施方式的连接构件26形成为圆板状。连接构件26固定在载置构件23的与载置面23a相反的一侧的表面。俯视观察载置构件23时，连接构件26固定于载置构件23的中央部。连接构件26固定于气缸24的轴
24a。
[0042] 图5中示出本实施方式中的第一临时放置装置的其它概要局部截面图。参照图4和图5，临时放置装置动作控制部63通过驱动气缸24来使连接构件26沿上下方向移动。图4表示连接构件26如箭头103所示那样向下方移动而配置于下端位置的状态。载置构件23被连接构件26拉伸。载置构件23进行弹性变形而成为中央部凹陷的状态。图5表示连接构件26如箭头104所示那样向上方移动而配置于上端位置的状态。载置构件23的载置面23a为平面状。这样，连接构件26能够在上端位置与下端位置之间进行往复移动。伴随连接构件26的移动，载置构件23发生变形。
[0043] 参照图4，临时放置装置动作控制部63在通过第一机器人1将工件90输送到了临时放置装置21时，使连接构件26成为配置于下端位置的状态。在磁性保持件3释放工件90来将工件90配置于载置面23a时，有时工件90的长边方向与铅垂方向平行。在此，载置面23a以连接构件26为中心倾斜。因此，工件90如箭头105所示那样倒下。然后，工件90如箭头106所示那样朝向载置构件23的中央部滑动。
[0044] 之后，参照图5，临时放置装置动作控制部63驱动气缸24来使连接构件26如箭头104所示那样移动到上端位置。载置构件23的载置面23a成为平面状。能够使箭头108所示的工件90的长边方向成为与水平方向平行的状态。
[0045] 通过像这样实施在使载置构件23的中央部凹陷的状态下载置工件90且之后使载置面23a恢复为平面状的控制，能够将工件90的朝向变更为工件90的长边方向与水平方向平行的状态。并且，能够使工件90朝向载置构件23的中央部移动，因此能够将工件90配置在第二摄像装置8的测量范围内。能够抑制工件90偏离第二摄像装置8的测量范围。
[0046] 这样，本实施方式中的临时放置装置21即使工件90以直立的状态置于载置构件23，也能够使工件90倒下，由此能够使工件90朝向预先决定的方向。另外，即使工件90以长边方向相对于铅垂方向倾斜的状态置于载置构件23，也同样能够使工件90倒下。在使载置面23a为平面状时，能够使工件90的长边方向与水平方向平行。
[0047] 另外，即使在通过第一机器人1输送了多个工件90的情况下，也能够使工件90倒下。并且，能够将工件90集中到载置构件23的中央部来使多个工件90进入到第二摄像装置的拍摄范围内。
[0048] 本实施方式中的载置构件23由片状的弹性构件构成。通过采用该结构，在将连接构件移动到下端位置时，能够使载置构件23的中央部凹陷。而且，能够在中央部的周围形成倾斜面。因此，能够容易地将工件90集中到载置构件23的中央部。
[0049] 作为片状的弹性构件，优选其材质为氟橡胶。氟橡胶的表面光滑，因此工件90容易在载置面23a上移动。因此，工件90容易移动到中央部。并且，在通过第一机器人1使工件90落到载置构件23上的情况下，能够抑制工件90的落下音。另外，氟橡胶的耐磨损性优异，因此能够长期使用。此外，作为片状的弹性构件，不限于氟橡胶，能够使用任意的材质。
[0050] 图6中示出本实施方式中的工件供给系统的控制的流程图。首先，在步骤201中，通过第一摄像装置7对装载于托盘91的工件90进行拍摄。在步骤202中，第一图像处理部52选定成为取出对象的工件。然后，第一图像处理部52检测工件的位置和姿势。
[0051] 接着，在步骤203中，第一机器人1将磁性保持件3移动到能够把持工件90的位置。磁性保持件3把持工件90。在步骤204中，第一机器人1将工件90移动到临时放置装置21的上方。在本实施方式中，第一机器人1将工件90移动到载置构件23的中央部的上方。
[0052] 在步骤205中，临时放置装置动作控制部63驱动载置构件23使其成为载置面23a凹陷的状态。即，气缸24使连接构件26移动到下端位置。
[0053] 在步骤206中，磁性保持件3释放工件90。工件90被配置于载置面23a。在本实施方式中，磁性保持件3在与载置构件23相距预先决定的距离的位置处将工件90释放。即，实施使工件90朝向载置构件23落下的控制。工件90在以直立的状态置于载置构件23的情况下，由于重力而倒下。另外，工件90在配置于从载置构件23的中央部偏离的位置的情况下，朝向中央部移动。第一机器人1在释放工件90之后从临时放置装置21的上方退避。
[0054] 此外，作为将工件90配置于载置面23a的控制，也可以是在通过第一机器人1将工件90输送到工件90与载置面23a接触的位置之后释放工件90。
[0055] 之后，在步骤207中，临时放置装置21使载置面23a恢复为平面状的状态。即，气缸24使连接构件26移动到上端位置。工件90的长边方向与水平方向平行。
[0056] 接着，在步骤208中，通过第二摄像装置8来拍摄工件90。在步骤209中，第二图像处理部62根据由第二摄像装置8拍摄到的图像来判别是否能够检测工件的形状。即，第二图像处理部62判别是否能够检测工件90的位置和朝向。
[0057] 第二图像处理部62例如对预先存储的模型图案与拍摄到的工件90的轮廓进行比较。然后，在模型图案与图像的工件的轮廓不一致的情况下，判别为无法检测工件的形状。例如，在工件90直立的情况下，通过第二摄像装置8拍摄到工件90的端面。该图像与工件90的侧面的形状的模型图案不同，因此第二图像处理部62判别为无法检测工件的形状。
[0058] 在步骤209中第二图像处理部62无法检测工件90的形状的情况下，转移到步骤210。在步骤210中，临时放置装置动作控制部63再次驱动载置构件23。在本实施方式中，实施使载置面23a在成为凹陷的状态后恢复为平面状的状态的控制。即，气缸24使连接构件26在移动到下端位置之后返回到上端位置。通过实施该控制，在载置面23a为平面状时工件90直立的情况下，能够使工件90倒下。即，能够调整工件90的朝向，使得在载置面23a为平面状时工件90的长边方向与水平方向平行。
[0059] 在步骤210的载置构件23的驱动中，不限于上述的方式，也可以多次重复使载置面23a凹陷的控制和恢复为平面状的控制。此外，在即使进行了预先决定的次数的载置构件的驱动也无法检测工件的形状的情况下，能够进行停止工件供给系统的控制。或者，也可以进行通过第一机器人或者第二机器人将工件从临时放置装置移除的控制等。
[0060] 在步骤209中第二图像处理部62能够检测工件90的形状的情况下，第二图像处理部62检测工件90的位置和朝向。然后，转移到步骤211。
[0061] 在步骤211中，第二机器人2基于工件的位置和朝向来移动手4。然后，手4把持工件90。在步骤212中，第二机器人2将工件90输送到载置台92的预先决定的位置。此时，第二机器人2调整工件90的朝向，使得工件90的朝向成为预先决定的朝向。然后，在步骤213中，手4释放工件90。工件90以期望的朝向被置于载置台92。
[0062] 这样，本实施方式的工件供给系统能够取出散乱堆放的工件并将工件以调整了朝向的状态配置于规定的位置。
[0063] 图7中示出本实施方式中的第二临时放置装置的立体图。图8中示出本实施方式中的第二临时放置装置的概要局部截面图。图8是沿图7的B-B线进行了切断时的局部截面图。
[0064] 参照图7和图8，第二临时放置装置31包括用于放置工件90的载置构件33。载置构件33包括两个板状构件33a和连结两个板状构件33a的铰链33b。本实施方式中的板状构件33a为平板。两个板状构件33a以彼此的端部相向的方式进行配置。板状构件33a的一个端部通过铰链33b而固定。而且，在板状构件33a的另一个端部的侧面形成有支承部33c。支承部
33c形成为从侧面突出。支承部33c形成为圆柱状。
[0065] 第二临时放置装置31包括框体32和配置于框体32的上表面的顶板34。在顶板34上形成有开口部34a。开口部34a形成为板状构件33a的一部分能够插入到其中。在顶板34的端部配置有引导构件35。引导构件35以支承载置构件33的支承部33c的方式配置。引导构件35具有支承部33c在其内部如箭头107所示那样沿水平方向移动的形状。
[0066] 驱动载置构件33的驱动装置包括按压构件44。按压构件44配置于板状构件33a的与载置面33d相反的一侧。按压构件44支承两个板状构件33a彼此相向的端部。俯视观察载置构件33时，按压构件44配置于载置构件33的大致中央部。按压构件44与载置构件33的中央部连接，作为沿上下方向移动的可动部发挥功能。
[0067] 第二临时放置装置31的驱动装置通过滚珠丝杠机构来使按压构件44移动。按压构件44在上端位置与下端位置之间移动。驱动载置构件33的驱动装置包括伺服电动机38。伺服电动机38由临时放置装置动作控制部63来控制。伺服电动机38的输出轴38a经由连轴器39而与滚珠丝杠40连结。滚珠丝杠40与螺母41卡合。在螺母41上固定有滑动构件42。
[0068] 在框体32的底板上固定有引导构件43。滑动构件42的端部插入到形成于引导构件43的凹部43a中。滑动构件42沿凹部43a的延伸方向进行移动。在滑动构件42上固定有按压构件44。
[0069] 图7和图8中示出按压构件44如箭头103所示那样移动到下端位置时的状态。载置构件33的载置面33d具有中央部凹陷的形状。在沿两个板状构件33a排列的方向进行了切断时，载置构件33是以截面形状为V字状的方式弯曲的。
[0070] 临时放置装置动作控制部63驱动伺服电动机38来使螺母41上升，由此滑动构件42和按压构件44上升。按压构件44将两个板状构件33a相向的端部向上方推举，两个板状构件33a的端部向上方移动。载置构件33的支承部33c在引导构件35的内部朝向外侧移动。而且，在按压构件44到达上端位置的情况下，载置构件33的载置面33d成为平面状。
[0071] 在第二临时放置装置31中，也能够通过驱动载置构件33来对载置面33d的中央部凹陷的状态与载置面33d为平面状的状态进行切换。与第一临时放置装置21同样地，在第二临时放置装置31中也在载置面33d倾斜的状态下放置工件90，由此能够使直立的工件90倒下。在载置面33d成为平面状时，能够调整工件90的朝向使得工件90的长边方向与水平方向平行。而且，能够使工件90朝向中央部移动。之后，能够使载置面33d为平面状的状态并通过第二摄像装置8来拍摄工件90。
[0072] 这样，作为载置构件，也可以使用多个板状构件以能够变形的方式形成。另外，作为载置构件，不限于上述的实施方式，只要形成为能够以载置面向下方凹陷的方式变形即可。另外，作为驱动载置构件的驱动装置，能够采用除上述的气缸、伺服电动机以外的任意的动力源。另外，在使用伺服电动机的情况下，使可动部移动的机构不限于滚珠丝杠机构，能够采用任意的机构。例如，作为使可动部移动的机构，能够采用齿轮齿条机构等。
[0073] 在实施方式的控制中，在不变更功能和作用的范围内能够适当地变更步骤的顺序。另外，上述的实施方式能够适当地进行组合。
[0074] 根据本发明，能够提供一种能够调整工件的朝向的临时放置装置。
[0075] 在上述的各图中，对相同或者等同的部分标注相同的标记。此外，上述的实施方式只是例示，并不用于对发明进行限定。另外，在实施方式中包括权利要求书所示的实施方式的变更。
