揀選裝置以及揀選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從在容器的內(nèi)部散裝的工件組中揀選工件的揀選裝置以及揀選 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，已知以下這樣的裝置：使用三維圖像識(shí)別裝置從在箱中散裝的工件組中檢 測(cè)作為對(duì)象的工件，在識(shí)別該工件的位置和姿勢(shì)之后，經(jīng)由通信單元將位置和姿勢(shì)的信息 發(fā)送至機(jī)械臂的控制器，基于該位置和姿勢(shì)的信息對(duì)機(jī)械臂的工作進(jìn)行控制來(lái)揀選該工 件。
[0003] 在此，由于作為對(duì)象的工件的位置和姿勢(shì)，在揀選時(shí)機(jī)械臂的手與箱干擾，存在手 或者箱破損的危險(xiǎn)性。當(dāng)手或者箱破損時(shí)作業(yè)效率下降。
[0004] 為了解決這樣的問(wèn)題點(diǎn)，在日本特開(kāi)2012 - 223845號(hào)中公開(kāi)了對(duì)機(jī)械臂的手的 形狀和箱的形狀進(jìn)行三維多邊形數(shù)據(jù)化來(lái)實(shí)時(shí)地檢查多邊形數(shù)據(jù)彼此的干擾的裝置。
[0005] 然而，在日本特開(kāi)2012 - 223845號(hào)所記載的裝置中，存在以下那樣的問(wèn)題。即，在 該裝置中，在機(jī)械臂的工作中需要實(shí)時(shí)地判斷干擾。此外，在工作前使用多個(gè)評(píng)價(jià)位置來(lái)進(jìn) 行模擬，因此，是高精度的，但是并不簡(jiǎn)便，需要相當(dāng)好的運(yùn)算能力。進(jìn)而，在每次變更手的 形狀或箱的形狀時(shí)需要再次定義模型，通用性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是考慮以上這樣的方面而完成的。本發(fā)明的目的在于提供一種在機(jī)械臂的 工作前事先判斷是否能夠在不會(huì)與容器干擾的情況下揀選工件并且通過(guò)運(yùn)算處理時(shí)間少 的簡(jiǎn)便的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)是否能夠進(jìn)行這樣的揀選的判斷的揀選裝置以及揀選方法。
[0007] 本發(fā)明是一種揀選裝置，其特征在于，具備：三維拍攝裝置，對(duì)在容器的內(nèi)部散裝 的工件組進(jìn)行三維拍攝；機(jī)械臂，具有能夠把持工件的手；以及控制裝置，對(duì)所述機(jī)械臂的 工作進(jìn)行控制，所述控制裝置基于所述三維拍攝裝置的拍攝結(jié)果來(lái)識(shí)別作為對(duì)象的工件的 位置和姿勢(shì)，基于所識(shí)別的位置和姿勢(shì)的信息來(lái)求取該工件的把持位置和接近向量，對(duì)通 過(guò)該把持位置且沿著接近向量延伸的直線與包含所述容器的開(kāi)口部的平面的交點(diǎn)進(jìn)行計(jì) 算，基于該交點(diǎn)與所述開(kāi)口部的位置關(guān)系來(lái)判斷是否能夠揀選該工件。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)控制裝置，在機(jī)械臂工作前事先判斷是否能夠在手或者手所把 持的工件與容器彼此不會(huì)干擾的情況下揀選工件，并且，通過(guò)運(yùn)算處理時(shí)間少的簡(jiǎn)便的方 法來(lái)實(shí)現(xiàn)是否能夠進(jìn)行這樣的揀選的判斷。由此，能夠在不使手、容器破損的情況下安全且 高效地揀選工件。
[0009] 具體地，例如，所述控制裝置判斷是否滿(mǎn)足所述交點(diǎn)位于所述開(kāi)口部的內(nèi)側(cè)并且 該交點(diǎn)與規(guī)定所述開(kāi)口部的緣部之間的最短距離比規(guī)定值大這樣的條件，在滿(mǎn)足該條件 的情況下，使所述機(jī)械臂揀選該工件，在不滿(mǎn)足該條件的情況下，不使所述機(jī)械臂揀選該工 件。
[0010] 優(yōu)選的是，所述規(guī)定值是相對(duì)于所述接近向量成直角的方向上的所述把持位置與 所述工件的輪廓之間的距離的最大值以及相對(duì)于所述接近向量成直角的方向上的所述把 持位置與所述手的輪廓之間的距離的最大值中的任一個(gè)更大的值的1倍~1. 1倍。根據(jù)這 樣的方式，能夠可靠地防止在揀選時(shí)沿著接近向量進(jìn)行直線移動(dòng)的手或者手所把持的工件 與容器干擾。
[0011] 此外，優(yōu)選的是，所述控制裝置使所述機(jī)械臂工作而使所述手與規(guī)定所述開(kāi)口部 的緣部抵接，由此，求取該緣部的位置。根據(jù)這樣的方式，能夠容易地求取規(guī)定開(kāi)口部的緣 部的位置。
[0012] 或者，所述控制裝置還具備傳感器，所述傳感器對(duì)設(shè)置在所述開(kāi)口部的周?chē)奈?置指示用標(biāo)記的位置進(jìn)行檢測(cè)，所述控制裝置基于所述傳感器的檢測(cè)結(jié)果來(lái)求取規(guī)定所述 開(kāi)口部的緣部的位置也可。根據(jù)這樣的方式，也能夠容易地求取規(guī)定開(kāi)口部的緣部的位置。
[0013] 此外，本發(fā)明是一種揀選方法，其特征在于，具備：對(duì)在容器的內(nèi)部散裝的工件組 進(jìn)行三維拍攝的工序；以及對(duì)具有能夠把持工件的手的機(jī)械臂的工作進(jìn)行控制的工序，對(duì) 所述機(jī)械臂的工作進(jìn)行控制的工序具有：基于所述三維拍攝的工序的拍攝結(jié)果來(lái)識(shí)別作為 對(duì)象的工件的位置和姿勢(shì)的工序；基于所識(shí)別的位置和姿勢(shì)的信息來(lái)求取所述工件的把持 位置和接近向量的工序；對(duì)通過(guò)所述把持位置且沿著接近向量延伸的直線與包含所述容器 的開(kāi)口部的平面的交點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算的工序；以及基于所計(jì)算的交點(diǎn)與所述開(kāi)口部的位置關(guān)系 來(lái)判斷是否能夠揀選所述工件的工序。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，在機(jī)械臂工作前事先判斷是否能夠在手或者手所把持的工件與容器 彼此不會(huì)干擾的情況下揀選工件，并且，通過(guò)運(yùn)算處理時(shí)間少的簡(jiǎn)便的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)是否能 夠進(jìn)行這樣的揀選的有無(wú)的判斷。由此，能夠在不使手、容器破損的情況下安全且高效地揀 選工件。
[0015] 具體地，例如，判斷是否能夠揀選所述工件的工序具有以下這樣的工序：判斷是否 滿(mǎn)足所述交點(diǎn)位于所述開(kāi)口部的內(nèi)側(cè)并且該交點(diǎn)與規(guī)定所述開(kāi)口部的緣部之間的最短距 離比規(guī)定值大這樣的條件，在滿(mǎn)足該條件的情況下，使所述機(jī)械臂揀選該工件，在不滿(mǎn)足該 條件的情況下，不使所述機(jī)械臂揀選該工件。
[0016] 優(yōu)選的是，為相對(duì)于所述接近向量成直角的方向上的所述把持位置與所述工件的 輪廓之間的距離的最大值以及相對(duì)于所述接近向量成直角的方向上的所述把持位置與所 述手的輪廓之間的距離的最大值中的任一個(gè)更大的值的1倍~1. 1倍。根據(jù)這樣的方式，能 夠可靠地防止在揀選時(shí)沿著接近向量進(jìn)行直線移動(dòng)的手或者手所把持的工件與容器干擾。
[0017] 此外，優(yōu)選的是，還具備通過(guò)使所述機(jī)械臂工作而使所述手與規(guī)定所述開(kāi)口部的 緣部抵接來(lái)求取該緣部的位置的工序。根據(jù)這樣的方式，能夠容易地求取規(guī)定開(kāi)口部的緣 部的位置。
[0018] 或者，還具備對(duì)設(shè)置在所述開(kāi)口部的周?chē)奈恢弥甘居脴?biāo)記的位置進(jìn)行檢測(cè)并且 基于檢測(cè)結(jié)果來(lái)求取規(guī)定所述開(kāi)口部的緣部的位置的工序也可。根據(jù)這樣的方式，也能夠 容易地求取規(guī)定開(kāi)口部的緣部的位置。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的揀選裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖2是放大示出容器的開(kāi)口部的示意圖。
[0021] 圖3是用于說(shuō)明求取包含容器的開(kāi)口部的平面的方程式的方法的示意圖。
[0022] 圖4是用于對(duì)求取通過(guò)工件的把持位置且與接近向量（approach vector)平行的 直線與包含容器的開(kāi)口部的平面的交點(diǎn)的工序進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。
[0023] 圖5是判斷是否滿(mǎn)足交點(diǎn)位于開(kāi)口的內(nèi)側(cè)并且交點(diǎn)與規(guī)定開(kāi)口部的緣部之間的 最短距離比規(guī)定值大這樣的條件的工序的示意圖。
[0024] 圖6是示出交點(diǎn)位于開(kāi)口部的內(nèi)側(cè)的情況的示意圖。
[0025] 圖7是示出交點(diǎn)位于開(kāi)口部的外側(cè)的情況的示意圖。
[0026] 圖8是用于說(shuō)明交點(diǎn)與規(guī)定開(kāi)口部的緣部之間的距離的示意圖。
[0027] 圖9是根據(jù)相對(duì)于接近向量成直角的平面的手和工件的一個(gè)例子的剖面圖。
[0028] 圖10是根據(jù)相對(duì)于接近向量成直角的平面的手和工件的另一例子的剖面圖。
[0029] 圖11是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的揀選方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 在以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0031] 圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的揀選裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí) 施方式的揀選裝置10具備：對(duì)在容器20的內(nèi)部散裝的工件組進(jìn)行三維拍攝的三維拍攝裝 置11、具有能夠把持工件21的手13的機(jī)械臂12、以及對(duì)機(jī)械臂12