專利名稱：工件取出裝置及工件取出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用機器人(robot)取出散裝在集裝箱(container)內(nèi)的工件的工件取出裝置及工件取出方法。
背景技術(shù)：
已知這樣的裝置利用攝像機拍攝在集裝箱內(nèi)雜亂地配置(散裝)的多個工件的整個區(qū)域，并根據(jù)拍攝到的攝像機圖像檢測工件，利用機器人操作手(robot manipulator) 自動取出工件。對于在日本專利第4199264號公報(JP4199264B)中所記載的裝置而言，判斷集裝箱內(nèi)的工件的裝載狀態(tài)是否發(fā)生了變化，在判斷為裝載狀態(tài)未發(fā)生變化時，在接下來的工件取出操作時不對工件進行拍攝，根據(jù)之前拍攝到的攝像機圖像檢測工件，由此省略了攝像機的拍攝，從而能夠謀求縮短工件取出操作的時間。但是，在工件取出操作時工件的裝載狀態(tài)未發(fā)生變化的情況較少，對于在 JP4199264B中所記載的裝置而言，在集裝箱內(nèi)的工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的情況下，需要利用攝像機重新拍攝多個工件的整個區(qū)域，并根據(jù)拍攝到的攝像機圖像檢測工件。因此， 對于在JP4199264B中所記載的裝置而言，能夠省略拍攝的機會較少，難以高效地進行工件取出操作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方式，工件取出裝置包括攝像機，其對包含散裝的多個工件的工件裝載區(qū)域進行拍攝；工件檢測部，其根據(jù)利用攝像機拍攝到的攝像機圖像來檢測工件； 工件選定部，其根據(jù)工件檢測部的檢測結(jié)果選定應該取出的工件；機器人，其取出由工件選定部選定的工件；裝載狀態(tài)判斷部，其判斷是否由于機器人的動作而使工件裝載區(qū)域內(nèi)的工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化；以及區(qū)域設定部，其設定在利用工件檢測部檢測工件時的工件檢測區(qū)域，在通過裝載狀態(tài)判斷部判斷為工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化時，區(qū)域設定部在該裝載狀態(tài)的變化位置的周邊區(qū)域、即工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定工件檢測區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，工件取出方法包括拍攝步驟，其利用攝像機對包含散裝的多個工件的工件裝載區(qū)域進行拍攝；工件檢測步驟，其根據(jù)利用攝像機拍攝到的攝像機圖像來檢測工件；工件選定步驟，其根據(jù)工件檢測步驟的檢測結(jié)果選定應該取出的工件； 工件取出步驟，其利用機器人取出通過工件選定步驟選定的工件；裝載狀態(tài)判斷步驟，其判斷是否由于機器人的動作而使工件裝載區(qū)域內(nèi)的工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化；以及區(qū)域設定步驟，其設定在通過工件檢測步驟檢測工件時的工件檢測區(qū)域，在通過裝載狀態(tài)判斷步驟判斷為工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化時，在區(qū)域設定步驟中，在該裝載狀態(tài)變化位置的周邊區(qū)域、即工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定工件檢測區(qū)域。


通過與附圖關(guān)聯(lián)的以下的實施方式的說明，可以使本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點更
4加明確。在該附圖中，圖1是表示本發(fā)明的實施方式的工件取出裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖；圖2是表示由圖1的機器人控制器(robot controller)內(nèi)的CPU執(zhí)行的處理的一例的流程圖；圖3是表示圖2的工件檢測區(qū)域設定處理的細節(jié)的流程圖；圖4是用于說明自動變更工件檢測區(qū)域的大小的方法的圖；圖5a是用于說明本發(fā)明的實施方式的工件取出裝置的動作的圖；圖5b是用于說明本發(fā)明的實施方式的工件取出裝置的動作的圖。
具體實施例方式以下，參照圖1 圖5b說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示本發(fā)明的實施方式的工件取出裝置1的整體結(jié)構(gòu)的圖。在集裝箱6內(nèi)雜亂地配置有、即散裝有同種類的多個工件5。工件取出裝置1具有機器人2，其用于取出從該散裝的多個工件5中選定的工件5 ； 攝像機7，其固定地配置在集裝箱6的上方；機器人控制器8，其根據(jù)利用攝像機7拍攝到的攝像機圖像控制機器人2。機器人2為具有能夠旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)軸的多關(guān)節(jié)機器人，其利用設在機械臂(robot arm) 2a的前端部的機械手(robot hand) 2b把持工件5。而且在機械手2b上設有視覺傳感器3，利用視覺傳感器3測量各工件5。視覺傳感器3為激光投射式的三維視覺傳感器，受機器人控制器8內(nèi)的視覺傳感器控制部8h控制。利用視覺傳感器3得到的測量數(shù)據(jù)存儲在機器人控制器8內(nèi)的存儲器8g中，通過控制器8內(nèi)的處理，求出工件5的詳細的三維位置及姿態(tài)。在機械臂2a上設有碰撞傳感器4，利用碰撞傳感器4檢測在工件取出時作用于機械臂2a的碰撞。攝像機7例如是具有CCD等攝像元件的電子攝像機，是具有通過拍攝而在受光面 (CCD陣列面上)檢測二維圖像的功能的周知的受光設備。攝像機7的拍攝動作通過機器人控制器8內(nèi)的攝像機控制部8f來控制，以將包含多個工件5的工件裝載區(qū)域(例如整個集裝箱)收納于視野內(nèi)的方式設定拍攝范圍。攝像機圖像被攝像機控制部8f讀取，并存儲在存儲器8g中。機器人控制器8具有工件檢測部8a，其根據(jù)存儲在存儲器8g中的圖像檢測工件 5 ；工件選定部8b，其用于從利用工件檢測部8a檢測出的工件5中選定應該取出的工件5 ； 工件裝載狀態(tài)判斷部8c，其用于判斷集裝箱6內(nèi)的工件5的裝載狀態(tài)是否發(fā)生了變化；工件裝載狀態(tài)變化位置存儲部8d，其用于存儲工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的位置；工件檢測區(qū)域設定部8e，其用于設定在利用工件檢測部8a檢測工件5時的工件檢測區(qū)域，上述各部與攝像機控制部8f、存儲器8g —同構(gòu)成對攝像機圖像進行處理的圖像處理裝置。工件檢測部8a例如通過圖案匹配(pattern matching)來檢測工件5。即預先生成與工件形狀相對應的工件模型，從工件檢測區(qū)域內(nèi)的攝像機圖像中檢索、提取出與該工件模型相對應的目標圖像，由此來檢測工件5。在這樣的工件檢測部8a的處理中，當工件檢測區(qū)域較大時，目標圖像的檢索需花費時間，到目標圖像的檢索完成為止機器人處于等待工件取出操作的狀態(tài)，因此難以高效地進行工件取出操作。因此，在本實施方式中，通過以下那樣設定工件檢測區(qū)域來謀求縮短工件取出操作的時間。
圖2是表示由機器人控制器8內(nèi)的CPU執(zhí)行的處理的一例的流程圖。該流程圖所示的處理，例如在輸入工件取出操作的開始指令時開始。在步驟Sl中，通過攝像機控制部 8f中的處理，向攝像機7輸出拍攝指令以使其對集裝箱內(nèi)的工件裝載區(qū)域中的工件5進行拍攝，將通過拍攝而得到的攝像機圖像存儲到存儲器8g中。在步驟S2中，通過工件檢測部8a中的處理(圖案匹配)，利用存儲在存儲器8g中的攝像機圖像中的、工件檢測區(qū)域內(nèi)的攝像機圖像來檢測工件5，并將檢測出的工件5存儲到存儲器8g中。在圖2的處理的剛開始之后的初始狀態(tài)中，與工件裝載區(qū)域相匹配地以包圍整個集裝箱的方式設定工件檢測區(qū)域。另外，如后述那樣，在工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定了多個工件檢測區(qū)域的情況(圖5b)下，分別在每個工件檢測區(qū)域中檢測工件5。在步驟S3中，判斷通過步驟S2中的處理是否檢測到1個以上的工件5。若在步驟 S3中得到否定的結(jié)果則進入步驟S4，判斷是否滿足預定的結(jié)束條件。例如在取出的工件5 達到了預定數(shù)量時，判斷為滿足結(jié)束條件。若在步驟S4中得到肯定的結(jié)果則結(jié)束處理。若在步驟S4中得到否定的結(jié)果則進入步驟S5，設定包圍整個集裝箱的工件檢測區(qū)域，之后返回到步驟Si。另一方面，若在步驟S3中得到肯定的結(jié)果則進入步驟S6。在步驟S6中，通過工件選定部8b中的處理，從在步驟S2中存儲到存儲器8g中的集裝箱內(nèi)的所有工件5中選定應該利用機器人2取出的工件5。在該情況下，例如將位于比周圍的工件5高的位置、且沒有被遮擋的工件5選定為應該取出的工件5。在步驟S7中，判斷通過步驟S6中的處理是否已選定好工件5。若在步驟S7中得到否定的結(jié)果則進入步驟S8，變更工件5的檢測條件、選定條件以便能夠選定工件5。例如變更拍攝時的光量、圖案匹配中的工件圖案等，并返回到步驟Si。若在步驟S7中得到肯定的結(jié)果則進入步驟S9。在步驟S9中，向機器人驅(qū)動用的伺服電動機輸出控制信號，控制機器人2(機械臂 2a和機械手)的動作，從集裝箱內(nèi)取出已選定的工件5。在該情況下，計算設在機械臂前端部的視覺傳感器3的移動位置，且利用視覺傳感器3測量已選定的工件5的三維位置及姿態(tài)，并且在將機械手移動到工件取出的目標位置之后，利用機械手把持并取出工件5。在步驟SlO中，判斷通過工件裝載狀態(tài)判斷部8c中的處理，在機器人2動作時是否利用碰撞傳感器4檢測到碰撞，即判斷在把持已選定的工件5之前是否由于機器人2接觸到工件等而發(fā)生了碰撞。也可以代替碰撞傳感器4而利用電動機電流的變化等檢測作用于機器人驅(qū)動用的伺服電動機的負荷急劇變化，由此來判斷碰撞的有無。若在步驟SlO中得到肯定的結(jié)果則進入步驟S11。在該情況下，由于碰撞的發(fā)生而使集裝箱內(nèi)的工件5的裝載狀態(tài)、特別是應該取出的工件5的附近的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的可能性較高。因此，在步驟Sll中，通過在工件裝載狀態(tài)變化位置存儲部8d中的處理，將已選定的應該取出的工件5的位置作為裝載狀態(tài)變化位置而存儲，返回到步驟S6重新進行工件5的選定處理。在該重新進行的工件選定處理中，也可以從位于遠離裝載狀態(tài)變化位置的位置的工件5、即認為裝載狀態(tài)未發(fā)生變化的工件5中選定應該取出的工件5。其中， 裝載狀態(tài)變化位置是利用視覺傳感器3檢測到的工件5的三維位置，作為機器人坐標系的位置數(shù)據(jù)而存儲。在步驟SlO中，在向應該取出的工件5的位置移動機械手時檢測到了碰撞的情況下，不是在應該取出的工件5的附近，而是在機器人2受到了碰撞的位置裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的可能性高。在該情況下，在步驟Sll中，也可以將機器人2受到了碰撞時的機械臂前端部的位置作為裝載狀態(tài)變化位置存儲在存儲器8g中。機械臂前端部的位置能通過設在機器人2上的各種位置傳感器檢測到。若在步驟SlO中得到否定的結(jié)果則進入步驟S12。在步驟S12中，判斷通過在工件裝載狀態(tài)判斷部8c中的處理，是否已利用機械手把持好應該取出的工件5。具體而言，根據(jù)手轉(zhuǎn)卡盤(hand chuck)的開閉確認傳感器的檢測值、在機械手為使用吸盤的類型的情況下根據(jù)吸附確認傳感器的檢測值，判斷把持動作是否成功。也可以根據(jù)檢測工件5相對于機械手是否位于正確的位置的非接觸式傳感器等的檢測值判斷把持動作是否成功。若在步驟S12中得到肯定的結(jié)果則進入步驟S13。在該情況下，由于把持工件5 并將其取出，集裝箱內(nèi)的工件5的裝載狀態(tài)、特別是工件5的取出位置的附近的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的可能性高。因此，在步驟S13中，通過在工件裝載狀態(tài)變化位置存儲部8d中的處理，與步驟Sll同樣地，將已選定的應該取出的工件5的位置作為裝載狀態(tài)變化位置而存儲，之后進入步驟S14。在實際的工件5的位置偏離已選定的工件5的位置的情況下，有時會使機械手向比已選定的工件5的位置例如靠下方移動來把持工件5，考慮到這種情況，也可以將實際上工件5被把持的位置作為裝載狀態(tài)變化位置存儲在存儲器8g中。若在步驟 S12中得到否定的結(jié)果則進入步驟S14。在步驟S14中，通過在工件檢測區(qū)域設定部8e中的處理，執(zhí)行圖3所示的工件檢測區(qū)域設定處理。首先，在步驟S14a中，判斷是否存在裝載狀態(tài)變化位置、即判斷是否執(zhí)行了步驟Sll或步驟S13中的某個處理。若在步驟S14a中得到肯定的結(jié)果則進入步驟S14b， 取得由工件裝載狀態(tài)變化位置存儲部8d存儲的機器人坐標系中的裝載狀態(tài)變化位置。在步驟S14c中，將機器人坐標系的裝載狀態(tài)變化位置變換為圖像上的位置。具體而言，使用攝像機7的校準數(shù)據(jù)(calibration data)，利用周知的方法將裝載狀態(tài)變化位置變換為攝像機圖像上的位置。在步驟S14d中，將預先決定了形狀及大小的工件檢測區(qū)域設定在圖像上的裝載狀態(tài)變化位置。例如在工件檢測區(qū)域為圓形的情況下，設定以裝載狀態(tài)變化位置為中心的圓的直徑或半徑即可，在工件檢測區(qū)域為矩形的情況下，設定以裝載狀態(tài)變化位置為中心的矩形窗口的縱向長度和橫向長度即可。在任意一種情況下，工件檢測區(qū)域都被設定在至少利用攝像機7拍攝到的工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)、S卩比工件裝載區(qū)域小的范圍內(nèi)。 在裝載狀態(tài)變化位置存在于多處的情況下，分別針對各位置來設定工件檢測區(qū)域。若步驟S14d的處理結(jié)束，則返回到圖2的步驟Si，重復進行一系列的處理。在重復的處理中，在步驟S2中，從設定在工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)的工件檢測區(qū)域內(nèi)檢測工件5，利用該新的工件檢測數(shù)據(jù)改寫該工件檢測區(qū)域內(nèi)的工件檢測數(shù)據(jù)并存儲到存儲器 8g中。即，將工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的位置的周邊區(qū)域作為工件檢測區(qū)域來進行工件5的檢測處理，并更新該區(qū)域內(nèi)的工件檢測數(shù)據(jù)。因此，沒有必要在工件裝載區(qū)域的整個范圍內(nèi)檢測工件5，所以能夠縮短工件檢測部8a的處理的時間。另一方面，在步驟S14a中，若判斷為不存在裝載狀態(tài)變化位置則進入步驟S14e。 在步驟S14e中，將工件檢測區(qū)域設定為包圍整個集裝箱的工件裝載區(qū)域的整體，返回到圖 2的步驟S2。在該情況下，工件5的裝載狀態(tài)未發(fā)生變化，因此沒有必要再次進行攝像機7 的拍攝，而是在重復的處理的步驟S2中，從整個集裝箱中檢測工件5。
關(guān)于步驟S14d中的工件檢測區(qū)域的設定處理，利用攝像機7拍攝到的工件5的圖像上的大小與從攝像機7到工件5的距離、即配置在集裝箱內(nèi)的工件5的高度相應地發(fā)生變化?？紤]到該情況，也可以與工件5的高度相應地自動變更工件檢測區(qū)域的大小。S卩，也可以在工件5靠近攝像機7的情況下增大工件檢測區(qū)域，在工件5離攝像機7較遠的情況下減小工件檢測區(qū)域，來使包含在工件檢測區(qū)域中的工件5的圖像上的大小保持恒定。以下，對該情況進行說明。圖4是用于說明自動變更工件檢測區(qū)域的大小的方法的圖。在此，將工件5的高度方向定義為圖中的Z軸方向。首先，分別設定當工件5為自基準位置起Zl及Z2的高度時利用攝像機7拍攝而得的圖像上描繪的圖像尺寸SZl及SZ2。此時，圖像上描繪的尺寸與工件5距攝像機7的距離成反比例，因此若將從基準位置到攝像機7的距離(攝像機高度)設為Z0，將從攝像機7到高度為Zl及Z2的各工件5的距離分別設為A1、A2，則下面的式(I )成立。SZ2/SZ1 = A1/A2 = (Z0—Z1) / (Z0—Z2) ( I )攝像機高度ZO能夠通過下面的式(II )算出，若將裝載狀態(tài)變化位置的高度設為 Z3，則此時的圖像尺寸SZ3能夠通過下面的式(III)算出。ZO = (SZ2 X Z2-SZ1 XZl) / (SZ2-SZ1) ( II )SZ3 = ((ZO-Zl) / (Z0—Z3)) XSZl(III)在將工件檢測區(qū)域例如設為圓形的情況下，預先決定與圖像尺寸SZl相對應的工件檢測區(qū)域的直徑D1。在步驟S14d中，利用該D1，通過下面的式(IV)算出與圖像尺寸 SZ3相對應的工件檢測區(qū)域的直徑D3。D3 = (SZ3/SZ1) XDl = ((ZO-Zl)/(Z0-Z3)) XDl (IV)進一步具體地說明本發(fā)明的實施方式的工件取出裝置1的動作。例如，如圖5a所示，假設在集裝箱6內(nèi)散裝配置有多個工件5。在該情況下，首先，設定包圍整個集裝箱的工件檢測區(qū)域，在集裝箱內(nèi)的整個范圍中檢測到工件5之后(步驟S2)，將位于比周圍的工件 5高的位置且未被遮擋的工件5a選定為應該由機器人2取出的工件(步驟S6)。在取出已選定的工件5a時，例如在利用機械手把持工件5a之前機械手接觸到工件5a時，如圖5b所示，工件5a的位置發(fā)生偏移。在該情況下，利用碰撞傳感器4檢測出碰撞，將已選定的工件5a的位置作為裝載狀態(tài)變化位置來存儲(步驟Sll)，再次進行工件5 的選定(步驟S6)。此時，如圖5a所示，當選定與上次不同的工件5b時，利用機器人2取出該工件5b，將該工件5b的位置作為裝載狀態(tài)變化位置來存儲(步驟S13)。在該情況下，如圖5b所示，在包含碰撞檢測時所選定的工件5a和利用機器人2取出時所選定的工件5b的區(qū)域中，分別設定工件檢測區(qū)域12a、12b (步驟S14d)。然后，在利用攝像機7拍攝了整個集裝箱內(nèi)之后，利用該攝像機圖像在各工件檢測區(qū)域12a、12b內(nèi)檢測工件5 (步驟S2)。由此，工件5的工件檢測區(qū)域被限制，因此能夠縮短工件檢測所需要的時間，能夠進行高效的工件取出操作。在工件取出時利用碰撞傳感器4未檢測到碰撞，也未檢測到機器人2對工件5的把持動作的情況下，不存在裝載狀態(tài)變化位置，因此設定包圍整個集裝箱的工件檢測區(qū)域 (步驟S14e)。在步驟S14d中設定的工件檢測區(qū)域內(nèi)未檢測到工件5的情況(例如僅設定了圖5b中的檢索窗口 12b的情況)下，也設定包圍整個集裝箱的工件檢測區(qū)域(步驟S5)。在這些情況下，再次從整個集裝箱中檢測工件5。采用本實施方式能夠取得如以下那樣的作用效果。(1)通過在工件裝載狀態(tài)判斷部8c中的處理(步驟S10、步驟S12)，判斷工件5的裝載狀態(tài)是否發(fā)生了變化，若判斷為工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化，則通過在工件檢測區(qū)域設定部8e中的處理(步驟S14d)，在該裝載狀態(tài)的變化位置的周邊區(qū)域中設定工件檢測區(qū)域，通過在工件檢測部8a中的處理(步驟S2)，在工件檢測區(qū)域內(nèi)檢測工件5。因此，成為在工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)檢測工件5的情況，從而能夠縮小工件檢測區(qū)域。因此， 能夠縮短工件檢測所需要的時間，能夠高效地進行工件取出操作。(2)若判斷為機器人2對工件5的把持動作成功，則判斷為工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化，因此能夠正確地判斷工件5的取出后的裝載狀態(tài)的變化。在該情況下，在利用工件選定部8b選定的工件5的位置的周邊區(qū)域中設定工件檢測區(qū)域，因此能夠在裝載狀態(tài)極有可能發(fā)生了變化的地方高效地進行工件檢測處理。換言之，若在利用機器人2把持工件5 的位置的周邊區(qū)域中設定工件檢測區(qū)域，則即使在實際的工件5的位置偏離已選定的工件 5的位置的情況下，也能夠高效地進行工件檢測處理。(3)若判斷為在機器人2把持工件5之前機器人2受到了碰撞，則判斷為工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化，因此能夠正確地判斷由于發(fā)生碰撞而引起的工件5的裝載狀態(tài)的變化。在該情況下，在利用工件選定部8b選定的工件5的位置的周邊區(qū)域中設定工件檢測區(qū)域，因此能夠在裝載狀態(tài)極有可能發(fā)生了變化的地方高效地進行工件檢測處理。換言之，若在機器人2受到了碰撞的位置的周邊區(qū)域中設定工件檢測區(qū)域，則即使在受到了碰撞的位置偏離已選定的工件5的位置的情況下，也能夠高效地進行工件檢測處理。(4)在檢測到作用于機器人2的碰撞之后，在取出了存在于與該碰撞檢測位置不同的位置的工件5的情況等、裝載狀態(tài)變化位置存在于多處時(例如圖5的情況)，設定了與各裝載狀態(tài)變化位置相對應的工件檢測區(qū)域12a、12b。由此，能夠一邊抑制工件檢測所需要的時間，一邊高精度地檢測裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的區(qū)域中的工件5。(5)若與已選定的工件5和攝像機7之間的距離相應地自動變更工件檢測區(qū)域的大小，則能夠與集裝箱內(nèi)的工件5的高度無關(guān)地，在圖像上將與工件5相對應的工件檢測區(qū)域的相對大小保持為恒定，高效地檢測工件5。另外，在上述實施方式中，工件檢測部8a、工件選定部Sb、工件裝載狀態(tài)判斷部 8c (裝載狀態(tài)判斷部)、工件裝載狀態(tài)變化位置存儲部8d、工件檢測區(qū)域設定部Se (區(qū)域設定部)、攝像機控制部8f、存儲器Sg、視覺傳感器控制部8h被包含在機器人控制器8中，但機器人控制器8的結(jié)構(gòu)不限于此。例如也可以將工件檢測部8a、工件檢測區(qū)域設定部Se、 攝像機控制部8f、視覺傳感器控制部8h設在機器人控制器8的外部，利用通信單元向機器人控制器8發(fā)送圖像處理的結(jié)果。也可以省略工件裝載狀態(tài)變化位置存儲部8d，將裝載狀態(tài)變化位置存儲在存儲器8g中。在上述實施方式中，當判斷為工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化時，在工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定了圓形或矩形的工件檢測區(qū)域，但工件檢測區(qū)域的形狀可以是任意形狀。通過在機器人控制器8內(nèi)的處理，判斷了工件5的把持動作是否成功(步驟S12)，且判斷了作用于機器人2的碰撞的有無(步驟S10)，但作為把持判斷部的工件裝載狀態(tài)判斷部中的結(jié)構(gòu)及作為碰撞判斷部的工件裝載狀態(tài)判斷部中的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。即，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特征、功能，本發(fā)明不限于實施方式的工件取出裝置1?？偠灾緦嵤┓绞降墓ぜ〕龇椒ǖ奶卣髟谟?，包括拍攝步驟(步驟Si)， 其利用攝像機7對包含散裝的多個工件5的工件裝載區(qū)域進行拍攝；工件檢測步驟(步驟 S2)，其根據(jù)利用攝像機7拍攝到的攝像機圖像檢測工件5 ；工件選定步驟(步驟S6)，其根據(jù)工件檢測步驟的檢測結(jié)果選定應該取出的工件5 ；工件取出步驟(步驟S9)，其利用機器人2取出由工件選定步驟選定的工件5 ；裝載狀態(tài)判斷步驟(步驟S10、步驟S12)，其判斷是否由于機器人2的動作而使工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化；區(qū)域設定步驟(步驟S14d)， 其設定在利用工件檢測步驟檢測工件5時的工件檢測區(qū)域，在區(qū)域設定步驟中，在通過裝載狀態(tài)判斷步驟判斷為工件5的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化時，在該裝載狀態(tài)變化位置的周邊區(qū)域、即工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定工件檢測區(qū)域，只要能夠?qū)崿F(xiàn)該特征，也可以對上述結(jié)構(gòu)進行各種變形。根據(jù)本發(fā)明，在工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化的位置的周邊區(qū)域中設定工件檢測區(qū)域，因此與在整個工件裝載區(qū)域中設定工件檢測區(qū)域的情況相比，工件檢測區(qū)域縮小，能夠大幅度地縮短工件檢測所花費的處理時間。因此，到工件的拍攝和檢測結(jié)束為止的機器人的待機時間減少，能夠高效地進行工件取出操作。以上，與本發(fā)明的優(yōu)選實施方式相關(guān)聯(lián)地說明了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，應該理解在不脫離后述的請求專利保護的范圍所公開的范圍的情況下能夠進行各種修正及變更。
權(quán)利要求
1.一種工件取出裝置，其特征在于，包括攝像機(7)，其對包含散裝的多個工件(5)的工件裝載區(qū)域進行拍攝； 工件檢測部(8a)，其根據(jù)利用上述攝像機拍攝到的攝像機圖像來檢測工件； 工件選定部(8b)，其根據(jù)上述工件檢測部的檢測結(jié)果選定應該取出的工件； 機器人(2)，其取出由上述工件選定部選定的工件；裝載狀態(tài)判斷部(8c)，其判斷是否由于上述機器人的動作而使工件裝載區(qū)域內(nèi)的工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化；以及區(qū)域設定部(8e)，其設定在利用上述工件檢測部檢測工件時的工件檢測區(qū)域， 在通過上述裝載狀態(tài)判斷部判斷為工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化時，上述區(qū)域設定部在該裝載狀態(tài)的變化位置的周邊區(qū)域、即上述工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定上述工件檢測區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件取出裝置，其中，還具有把持判斷部(8c)，其用于判斷上述機器人對由上述工件選定部選定的工件的把持動作是否成功，在利用上述把持判斷部判斷為上述機器人的上述把持動作已成功時，上述裝載狀態(tài)判斷部判斷為工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件取出裝置，其中，還具有碰撞判斷部(8c)，其用于判斷在上述機器人把持由上述工件選定部選定的工件之前，有無作用于上述機器人的碰撞，在利用上述碰撞判斷部判斷為有碰撞時，上述裝載狀態(tài)判斷部判斷為工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工件取出裝置，其中，上述裝載狀態(tài)變化位置為利用上述工件選定部選定的工件的位置或利用上述機器人把持上述工件的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工件取出裝置，其中，上述裝載狀態(tài)變化位置為利用上述工件選定部選定的工件的位置或上述機器人受到了碰撞的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任意一項所述的工件取出裝置，其中，在上述裝載狀態(tài)變化位置存在于多處時，上述區(qū)域設定部設定與各裝載狀態(tài)變化位置相對應的上述工件檢測區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任意一項所述的工件取出裝置，其中，上述區(qū)域設定部，對應于由上述工件選定部選定的工件與上述攝像機之間的距離，變更上述工件檢測區(qū)域的大小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任意一項所述的工件取出裝置，其中，在上述裝載狀態(tài)變化位置存在于多處時，上述區(qū)域設定部設定與各裝載狀態(tài)變化位置相對應的上述工件檢測區(qū)域，上述區(qū)域設定部，對應于由上述工件選定部選定的工件與上述攝像機之間的距離，變更上述工件檢測區(qū)域的大小。
9.一種工件取出方法，其特征在于，包括以下步驟拍攝步驟，其利用攝像機對包含散裝的多個工件的工件裝載區(qū)域進行拍攝； 工件檢測步驟，其根據(jù)利用上述攝像機拍攝到的攝像機圖像來檢測工件； 工件選定步驟，其根據(jù)上述工件檢測步驟的檢測結(jié)果選定應該取出的工件； 工件取出步驟，其利用機器人取出通過上述工件選定步驟選定的工件； 裝載狀態(tài)判斷步驟，其判斷是否由于上述機器人的動作而使工件裝載區(qū)域內(nèi)的工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化；以及區(qū)域設定步驟，其設定在通過上述工件檢測步驟檢測工件時的工件檢測區(qū)域， 在通過上述裝載狀態(tài)判斷步驟判斷為工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化時，在上述區(qū)域設定步驟中，在該裝載狀態(tài)變化位置的周邊區(qū)域、即上述工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定上述工件檢測區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工件取出裝置及工件取出方法，該工件取出裝置包括攝像機，其用于對包含散裝的多個工件的工件裝載區(qū)域進行拍攝；工件檢測部，其根據(jù)利用攝像機拍攝到的攝像機圖像檢測工件；工件選定部，其根據(jù)工件檢測部的檢測結(jié)果選定應該取出的工件；機器人，其用于取出由工件選定部選定的工件；裝載狀態(tài)判斷部，其用于判斷是否由于機器人的動作而使工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化；區(qū)域設定部，其用于設定在利用工件檢測部檢測工件時的工件檢測區(qū)域。在通過裝載狀態(tài)判斷部判斷為工件的裝載狀態(tài)發(fā)生了變化時，區(qū)域設定部在該裝載狀態(tài)的變化位置的周邊區(qū)域、即工件裝載區(qū)域的一部分區(qū)域內(nèi)設定工件檢測區(qū)域。
文檔編號B25J13/08GK102343590SQ20111021525
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者伴一訓, 安藤俊之, 組谷英俊 申請人:發(fā)那科株式會社