專利名稱：用于部件操縱、部件提取、部件裝配的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及部件操縱方法、部件提取方法、部件裝配方法、部件操縱設(shè)備、部件提取設(shè)備以及部件裝配設(shè)備。
背景技術(shù)：
日本特開(JP-A)No. 2005-55244公開了一種檢驗(yàn)設(shè)備，其中，通過傳送機(jī)器傳送 到檢驗(yàn)位置的碼放盤臨時(shí)停止，插座從外部自動(dòng)插入由停止的碼放盤支承的檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)裝置 擁有的電連接插頭，然后自動(dòng)測(cè)量檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)裝置的電特性以確定檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)裝置的質(zhì)量。JP-A No. 05-301183公開了一種自動(dòng)機(jī)械控制設(shè)備，其中，在裝配臺(tái)架上設(shè)置了對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記，安裝到自動(dòng)機(jī)械臂上的攝像機(jī)拍攝對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的圖像，然后位于自動(dòng)機(jī)械臂部件的 前端的自動(dòng)機(jī)械手基于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的圖像將部件裝配到裝配臺(tái)架中。JP-ANo. 2005-138223公開了一種技術(shù)，其中，可拆卸安裝到自動(dòng)機(jī)械臂前端的的 視覺傳感器獲取用于位置標(biāo)定的參考圖像，并且當(dāng)自動(dòng)機(jī)械臂的前端的點(diǎn)焊槍位于焊接位 置時(shí)，利用用于位置標(biāo)定的參考圖像來校正點(diǎn)焊槍的放置位置。JP-ANo. 11-156764公開了一種運(yùn)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械設(shè)備，其中，視覺傳感器安裝在無人 載運(yùn)工具上，同時(shí)在工作臺(tái)上設(shè)置了標(biāo)記，無人載運(yùn)工具通過視覺傳感器識(shí)別標(biāo)記的位置， 然后將安裝在無人載運(yùn)工具上的多軸自動(dòng)機(jī)械調(diào)整到標(biāo)記的位置以執(zhí)行工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種部件操縱方法、部件提取方法、部件裝配方法、部件操 縱設(shè)備、部件提取設(shè)備和部件裝配設(shè)備，其中，自動(dòng)機(jī)械可以穩(wěn)定地執(zhí)行操縱。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種部件操縱方法，該部件操縱方法包括識(shí)別步驟，在該識(shí)別步驟中，通過利用攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像， 基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的光圖像，來識(shí)別所述被 測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象和操縱目標(biāo)部件被支承在部件支承部的預(yù)定位置 處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的所述光斑組，用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；計(jì)算步驟，在該計(jì)算步驟中，基于在所述識(shí)別步驟中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的 位置和姿態(tài)，以及由所述部件支承部支承的所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的幾何排布位置， 來計(jì)算所述部件的位置和姿態(tài)；以及操縱步驟，在該操縱步驟中，基于在所述計(jì)算步驟中計(jì)算出的位置和姿態(tài)，操縱自 動(dòng)機(jī)械對(duì)所述部件執(zhí)行操作，所述自動(dòng)機(jī)械用于對(duì)所述部件執(zhí)行操作。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供了一種部件操縱設(shè)備，該部件操縱設(shè)備包括攝像機(jī)；圖像拍攝控制單元，其使所述攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被測(cè) 量對(duì)象和操縱目標(biāo)部件被支承在部件支承部的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè) 光斑的所述光斑組，所述被測(cè)量對(duì)象用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；
識(shí)別單元，其基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的光圖像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；計(jì)算單元，其基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量對(duì)象和所述部 件的幾何排布位置，計(jì)算所述部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)由所述識(shí) 別單元識(shí)別，所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件由所述部件支承部支承；自動(dòng)機(jī)械，其操縱所述部件；以及控制單元，其基于在所述計(jì)算單元中計(jì)算出的位置和姿態(tài)，使所述自動(dòng)機(jī)械操縱 所述部件。根據(jù)本發(fā)明的第一和第十一方面，自動(dòng)機(jī)械可以執(zhí)行穩(wěn)定操縱。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種部件提取方法，該部件提取方法包括識(shí)別步驟，在該識(shí)別步驟中，通過利用攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像， 基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的光圖像，來識(shí)別所述被 測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象和提取目標(biāo)部件被支承在部件支承部的預(yù)定位置 處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的所述光斑組，用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；計(jì)算步驟，在該計(jì)算步驟中，基于在所述識(shí)別步驟中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的 位置和姿態(tài)，以及由所述部件支承部支承的所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的幾何排布位置， 來計(jì)算所述部件的位置和姿態(tài)；以及操縱步驟，在該操縱步驟中，通過定位自動(dòng)機(jī)械以面對(duì)并抓取在所述計(jì)算步驟中 計(jì)算了其位置和姿態(tài)的部件，來操縱所述自動(dòng)機(jī)械從所述部件支承部提取所述部件，所述 自動(dòng)機(jī)械用于抓取所述部件。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供了一種部件提取設(shè)備，該部件提取設(shè)備包括攝像機(jī)；圖像拍攝控制單元，其使所述攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被測(cè) 量對(duì)象和提取目標(biāo)部件被支承在部件支承部的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè) 光斑的所述光斑組，所述被測(cè)量對(duì)象用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；識(shí)別單元，其基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的 光圖像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；計(jì)算單元，其基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量對(duì)象和所述部 件的幾何排布位置，計(jì)算所述部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)由所述識(shí) 別單元識(shí)別，所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件由所述部件支承部支承；自動(dòng)機(jī)械，其抓取所述部件；以及部件提取控制單元，其使所述自動(dòng)機(jī)械面對(duì)已在所述計(jì)算單元中計(jì)算了其位置和 姿態(tài)的部件，并且使所述自動(dòng)機(jī)械抓取所述部件以從所述部件支承部提取所述部件。根據(jù)本發(fā)明的第二和第十二方面，自動(dòng)機(jī)械可以穩(wěn)定地抓取并提取支承在部件支 承部上的預(yù)定位置處的部件。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種部件提取方法，其中，所述部件支承部在預(yù)定 位置處支承所述被測(cè)量對(duì)象和多個(gè)部件，所述計(jì)算步驟是計(jì)算所述多個(gè)部件中的每個(gè)部件的位置和姿態(tài)的過程，并且所述提取步驟是將所述自動(dòng)機(jī)械定位成順序面對(duì)在所述計(jì)算步驟中計(jì)算了其位置和姿態(tài)的各個(gè)部件，以使所述自動(dòng)機(jī)械順序提取各個(gè)部件的過程。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供了一種部件提取設(shè)備，其中，所述部件支承部在預(yù) 定位置支承所述被測(cè)量對(duì)象和所述多個(gè)部件，所述計(jì)算單元計(jì)算所述多個(gè)部件中的每個(gè)部件的位置和姿態(tài)，并且 所述部件提取控制單元使所述自動(dòng)機(jī)械順序面對(duì)已在所述計(jì)算單元中計(jì)算了其 位置和姿態(tài)的部件，并且使所述自動(dòng)機(jī)械順序提取所述部件。根據(jù)本發(fā)明的第三和第十三方面，自動(dòng)機(jī)械可以順序抓取并提取在部件支承部的 預(yù)定位置處支承的部件。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種部件提取方法，該部件提取方法還包括確定 步驟，在該確定步驟中，通過利用所述自動(dòng)機(jī)械對(duì)從所述部件支承部提取的部件的數(shù)目進(jìn) 行計(jì)數(shù)，來確定所述部件支承部是否變成從所述部件支承部提取走所有部件的空狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供了一種部件提取設(shè)備，該部件提取設(shè)備還包括空 狀態(tài)確定單元，所述空狀態(tài)確定單元對(duì)所述自動(dòng)機(jī)械從所述部件支承部提取的部件的數(shù)目 進(jìn)行計(jì)數(shù)，以確定所述部件支承部是否變成從所述部件支承部提取走所有部件的空狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的第四和第十四方面，僅通過對(duì)提取的部件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)可以確定 部件支承部是否為空。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種部件提取方法，其中，所述部件支承部在支承 所述多個(gè)部件的位置處具有光斑，所述光斑在存在部件時(shí)被遮擋，而在提取部件后顯現(xiàn)，并 且所述部件提取方法還包括確定步驟，在該確定步驟中，通過利用所述攝像機(jī)拍攝 所述部件支承部的光斑的圖像，在通過所述攝像機(jī)拍攝了由所述部件支承部對(duì)部件進(jìn)行支 承的所有位置處的光斑的圖像時(shí)，確定所述部件支承部是否變成從所述部件支承部提取走 所有部件的空狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供了一種部件提取設(shè)備，其中，所述部件支承部在支 承所述多個(gè)部件的位置處具有光斑，所述光斑在存在部件時(shí)被遮擋，而在提取了部件后顯 現(xiàn)，并且所述部件提取設(shè)備還包括空狀態(tài)確定單元，所述空狀態(tài)確定單元在通過所述攝像 機(jī)拍攝了由所述部件支承部對(duì)部件進(jìn)行支承的所有位置處的光斑的圖像時(shí)，確定所述部件 支承部是否變成從所述部件支承部提取走所有部件的空狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的第五和第十五方面，即使沒有對(duì)提取的部件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)仍可以 確定部件支承部是否為空。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種部件提取方法，其中，支承所述被測(cè)量對(duì)象和 所述部件的所述部件支承部疊置成多個(gè)層，所述部件提取方法提取由疊置在最上層的部件支承部支承的部件，并且所述部件提取方法還包括取出步驟，在該取出步驟中，通過使所述自動(dòng)機(jī)械面對(duì) 完成了部件提取的最上層部件支承部，并且抓取并從所述最上層取出該部件支承部，來從 所述最上層取走該部件支承部。根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，提供了一種部件提取設(shè)備，其中，支承所述被測(cè)量對(duì)象 和所述部件的所述部件支承部疊置成多個(gè)層，
所述部件提取設(shè)備提取由疊置在最上層的部件支承部支承的部件，并且所述部件提取設(shè)備還包括部件支承部提取控制單元，所述部件支承部提取控制單 元使所述自動(dòng)機(jī)械面對(duì)完成了部件提取的最上層部件支承部，并且抓取并從最上層取出該 部件支承部。根據(jù)本發(fā)明的第六和第十六方面，在提取最上層部件以后，自動(dòng)機(jī)械可以繼續(xù)提 取位于最上層部件正下方的部件。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種部件提取方法，其中，所述被測(cè)量對(duì)象具有包 括三個(gè)光斑和一個(gè)光斑的光斑組，所述三個(gè)光斑彼此間隔開設(shè)置，所述一個(gè)光斑與三角形 基準(zhǔn)平面垂直間隔開設(shè)置，所述三角形基準(zhǔn)平面以所述三個(gè)光斑為頂點(diǎn)，并且所述識(shí)別步驟還包括利用所述攝像機(jī)拍攝所述被測(cè)量對(duì)象上的光斑組的圖像，所 述攝像機(jī)設(shè)置在與所述基準(zhǔn)平面的垂線間隔開的位置處。根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，提供了一種部件提取設(shè)備，其中，所述被測(cè)量對(duì)象具有 包括三個(gè)光斑和一個(gè)光斑的光斑組，所述三個(gè)光斑彼此間隔開設(shè)置，所述一個(gè)光斑與三角 形基準(zhǔn)平面垂直間隔開設(shè)置，所述三角形基準(zhǔn)平面以所述三個(gè)光斑為頂點(diǎn)，并且所述圖像拍攝控制單元使所述攝像機(jī)拍攝所述被測(cè)量對(duì)象上的所述光斑組的圖 像，所述攝像機(jī)位于使成像光軸與所述基準(zhǔn)平面的垂線彼此不一致的位置處，所述垂線經(jīng) 過所述一個(gè)光斑。根據(jù)本發(fā)明的第七和第十七方面，與沒有利用被測(cè)量對(duì)象的情況相比，可以準(zhǔn)確 地識(shí)別被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種部件裝配方法，該部件裝配方法包括拍攝步驟，在該拍攝步驟中，通過攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被 測(cè)量對(duì)象和第一部件被支承在裝配臺(tái)架的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑 的所述光斑組，并且用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；識(shí)別步驟，在該識(shí)別步驟中，基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光 斑組的光斑的光圖像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；計(jì)算步驟，在該計(jì)算步驟中，基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量 對(duì)象和所述第一部件的幾何排布位置，計(jì)算所述第一部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象 的位置和姿態(tài)是在所述識(shí)別步驟中識(shí)別出的，所述被測(cè)量對(duì)象和所述第一部件由所述裝配 臺(tái)架支承；以及裝配步驟，在該裝配步驟中，通過使自動(dòng)機(jī)械抓取第二部件，并且通過基于在所述 識(shí)別步驟中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)而使所述第二部件面對(duì)所述第一部件， 將所述第二部件裝配在所述第一部件中，由此來裝配部件。根據(jù)本發(fā)明的第二十二方面，提供了 一種部件裝配設(shè)備，該部件裝配設(shè)備包括攝像機(jī)；圖像拍攝控制單元，其使所述攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被測(cè) 量對(duì)象和第一部件被支承在裝配臺(tái)架的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的 所述光斑組，并且用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；位置和姿態(tài)識(shí)別單元，其基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑 組的光斑的光圖像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；
位置和姿態(tài)計(jì)算單元，其基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量對(duì)象和所述第一部件的幾何排布位置，計(jì)算所述第一部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象的 位置和姿態(tài)在所述位置和姿態(tài)識(shí)別單元中識(shí)別，所述被測(cè)量對(duì)象和所述第一部件由所述裝 配臺(tái)架支承；自動(dòng)機(jī)械，其抓取第二部件以將該第二部件裝配在第一部件中；以及部件裝配控制單元，其使所述自動(dòng)機(jī)械抓取第二部件，以基于在所述位置和姿態(tài) 識(shí)別單元中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)使所述第二部件面對(duì)所述第一部件，并 且使所述自動(dòng)機(jī)械將所述第二部件裝配在所述第一部件中。根據(jù)本發(fā)明的第八和第二十二方面，即使裝配臺(tái)架的位置偏移，或者即使裝配臺(tái) 架的姿態(tài)傾斜，仍可以將第二部件裝配在裝配臺(tái)架上的第一部件中。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供了一種部件裝配方法，其中，所述被測(cè)量對(duì)象具有包 括三個(gè)光斑和一個(gè)光斑的光斑組，所述三個(gè)光斑彼此間隔開設(shè)置，所述一個(gè)光斑與三角形 基準(zhǔn)平面垂直間隔開設(shè)置，所述三角形基準(zhǔn)平面以所述三個(gè)光斑為頂點(diǎn)，并且所述拍攝步驟是包括通過所述攝像機(jī)拍攝所述被測(cè)量對(duì)象上的所述光斑組的圖 像的過程，所述攝像機(jī)位于使成像光軸與所述基準(zhǔn)平面的垂線彼此不一致的位置處，所述 垂線經(jīng)過所述一個(gè)光斑。根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，提供了一種部件裝配設(shè)備，其中，在所述部件裝配控 制單元中，把所述第二部件已被裝配在由所述裝配臺(tái)架支承的所述第一部件中的部件組設(shè) 置為新的第一部件，把要裝配在該新的第一部件中的部件設(shè)置為新的第二部件，并且將部 件裝配重復(fù)多次。根據(jù)本發(fā)明的第九和第二十三方面，與多個(gè)光斑設(shè)置在一個(gè)平面內(nèi)的情況相比， 可以準(zhǔn)確地計(jì)算被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供了一種部件裝配方法，其中，所述裝配步驟是這樣的 過程，即，在該過程中，把所述第二部件已經(jīng)裝配在由所述裝配臺(tái)架支承的所述第一部件中 的部件組設(shè)置為新的第一部件，而把要裝配在該新的第一部件中的部件設(shè)置為新的第二部 件，并且將部件裝配重復(fù)多次。根據(jù)本發(fā)明的第二十四方面，提供了一種部件裝配設(shè)備，其中，在所述部件裝配控 制單元中，把所述第二部件已被裝配在由所述裝配臺(tái)架支承的所述第一部件中的部件組設(shè) 置為新的第一部件，把要裝配在該新的第一部件中的部件設(shè)置為新的第二部件，并且將部 件裝配重復(fù)多次。根據(jù)本發(fā)明的第十和第二十四方面，可以根據(jù)裝配順序?qū)⒌诙考樞蜓b配在第 一部件中。根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供了 一種部件提取設(shè)備，其中，所述攝像機(jī)和所述自 動(dòng)機(jī)械彼此固定，并且所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械的位置和姿態(tài)僅一起改變。根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，僅僅需要一個(gè)位置和姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提供了一種部件提取方法，其中，所述攝像機(jī)和所述自 動(dòng)機(jī)械的位置和姿態(tài)可以獨(dú)立改變。根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，攝像機(jī)和自動(dòng)機(jī)械可以僅執(zhí)行必要操作。根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，提供了 一種部件提取設(shè)備，其中，光斑是發(fā)光二極管。
根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，可以在通過攝像機(jī)拍攝的圖像上獲得亮光圖像。根據(jù)本發(fā)明的第二十一方面，提供了一種部件提取設(shè)備，其中，光斑是向入射方向反射入射光的后向反射器。根據(jù)本發(fā)明的第二十一方面，不需要向被測(cè)量對(duì)象提供電力以發(fā)光。根據(jù)本發(fā)明的第二十五方面，提供了一種部件裝配設(shè)備，其中，要順序裝配的多個(gè) 部件中的至少一些部件在光斑顯現(xiàn)模式隨所述多個(gè)部件的裝配階段而改變的位置處具有 光斑。根據(jù)本發(fā)明的第二十五方面，通過光斑上顯現(xiàn)的模式的改變可以識(shí)別裝配過程中 的裝配階段。根據(jù)本發(fā)明的第二十六方面，提供了一種部件裝配設(shè)備，其中，所述攝像機(jī)和所述 自動(dòng)機(jī)械彼此固定，并且所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械的位置和姿態(tài)僅一起改變。根據(jù)本發(fā)明的第二十六方面，僅需要一個(gè)位置和姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第二十七方面，提供了一種部件裝配設(shè)備，其中，所述攝像機(jī)和所述 自動(dòng)機(jī)械的位置和姿態(tài)可以獨(dú)立改變。根據(jù)本發(fā)明的第二十七方面，攝像機(jī)和自動(dòng)機(jī)械可以僅執(zhí)行必要操作。根據(jù)本發(fā)明的第二十八方面，提供了一種部件裝配設(shè)備，其中，光斑是發(fā)光二極管。根據(jù)本發(fā)明的第二十八方面，可以在通過攝像機(jī)拍攝的圖像上獲得亮光圖像。根據(jù)本發(fā)明的第二十九方面，提供了一種部件裝配設(shè)備，其中，光斑是向入射方向 反射入射光的后向反射器。根據(jù)本發(fā)明的第二十九方面，不需要向被測(cè)量對(duì)象提供電力以發(fā)光。在本文中使用的情況是，術(shù)語“抓取”不僅僅指機(jī)械夾持部件，還指通過對(duì)部件進(jìn) 行真空吸附、通過電磁對(duì)部件進(jìn)行磁吸弓I等來拿起部件。


基于下面的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，其中圖IA和IB是傳統(tǒng)的部件提取方法的解釋圖；圖2示出了停放于升降機(jī)構(gòu)上的碼放盤；圖3是示出在下面的示例性實(shí)施方式中采用的測(cè)量方法的解釋圖；圖4A、4B和圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的部件提取方法的解釋 圖；圖6到圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式的部件提取方法的處理；圖10是解釋通過自動(dòng)機(jī)械取走疊置的碼放盤中的最上碼放盤并且將其疊置在另 一個(gè)位置的處理的圖；圖IlA和IlB示出了固定到碼放盤的LED板；圖12A、12B、12C和12D示出了 LED板或LED固定到碼放盤的位置；圖13是傳統(tǒng)的部件裝配方法的解釋圖；圖14是示出測(cè)量方法的解釋圖；圖15A、15B和15C是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋圖16是示出第四示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋圖；圖17是示出根據(jù)第五示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋圖；圖18是示出第六示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋圖；圖19示出了固定LED板的位置；圖20是示出圖像形成設(shè)備中的主要部分的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖21是示出用于裝配感光體組件的自動(dòng)機(jī)械的立體圖；圖22是示出裝配臺(tái)架和由樹脂形成且由裝配臺(tái)架支承的框架的立體圖；圖23是示出碼放盤以及布置在碼放盤上的清潔部件的立體圖；圖24是示出在提取清潔部件之前自動(dòng)機(jī)械趨近碼放盤的狀態(tài)的立體圖；圖25是示出自動(dòng)機(jī)械提取碼放盤上的一個(gè)清潔部件的狀態(tài)的立體圖；圖26是示出吸住清潔部件的自動(dòng)機(jī)械趨近裝配臺(tái)架的狀態(tài)的立體圖；圖27是示出已將清潔部件裝配到框架中的狀態(tài)的立體圖；圖28和29是示出在裝配以后從不同角度觀看感光體組件時(shí)的感光體組件的立體 圖；圖30示出了框架；圖31示出了已將清潔部件裝配在框架中的狀態(tài)；圖32示出了已裝配了感光體組件的狀態(tài)；圖33示出了進(jìn)一步裝配感光體組件保持部件的狀態(tài)；圖34是示出圖33的狀態(tài)的局部放大立體圖；圖35示出了進(jìn)一步裝配了支承板的狀態(tài)；圖36是示出剛好在裝配支承板之前的狀態(tài)的局部放大立體圖；圖37示出了進(jìn)一步裝配了后蓋的狀態(tài)；圖38是示出圖37的狀態(tài)的局部放大立體圖；圖39示出了進(jìn)一步裝配了前蓋的狀態(tài)；圖40是示出剛好在裝配了前蓋之前的狀態(tài)的局部放大立體圖；以及圖41示出了進(jìn)一步裝配了帶電裝置的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式將作為比較例描述傳統(tǒng)的部件提取方法，然后將描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方 式。圖IA和IB是傳統(tǒng)的部件提取方法的解釋圖。圖IA是示出傳送碼放盤162A的傳送機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，其中，在該碼放盤162A上放置有部件113A。圖IB是該傳送機(jī)構(gòu)的俯視圖。碼放盤對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的部件支承部的實(shí)施 例。放置有部件113A的碼放盤162A被放置在傳送臺(tái)164A上并且在箭頭A的方向上 進(jìn)行傳送，位于A方向的前端的碼放盤162A被放置在升降機(jī)構(gòu)165A上，并且碼放盤162A 通過抵靠到抵靠部166A而停止。在碼放盤162A停止以后，自動(dòng)機(jī)械13對(duì)部件113A進(jìn)行 操縱。更具體地講，自動(dòng)機(jī)械13從碼放盤162A提取部件113A。此時(shí)，當(dāng)碼放盤162A通過抵靠到抵靠部166A而停止時(shí)，有時(shí)候由于碼放盤162A與抵靠部166A的抵靠撞擊導(dǎo)致碼放盤162A出現(xiàn)傾斜。圖2示出了停放在升降機(jī)構(gòu)165A上的碼放盤162A。圖2的虛線示出了碼放盤162A的正常位置和正常姿態(tài)。碼放盤162A經(jīng)常被以粗略姿態(tài)放置在傳送臺(tái)164A上，并且有時(shí)候當(dāng)碼放盤162A 抵靠到升降機(jī)構(gòu)165A的抵靠部166A時(shí)，碼放盤162A會(huì)出現(xiàn)傾斜。這樣，有時(shí)候如圖2所 示，碼放盤162A停止時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏移或傾斜。自動(dòng)機(jī)械13被設(shè)計(jì)為在假定碼放盤162A抵靠到抵靠部166A從而以正確姿態(tài)停 止在正常位置的情況下，抓取并且從碼放盤162A提取部件113A。因此，當(dāng)碼放盤162A以 一定偏移或傾斜停止時(shí)，自動(dòng)機(jī)械13不能夠抓取部件113A并且從碼放盤162A提取部件 113A。如上所述，在傳統(tǒng)的部件提取方法中，存在如下問題當(dāng)碼放盤162A傾斜時(shí)，自動(dòng) 機(jī)械13不能夠抓取并從碼放盤162A提取部件113A。下面基于比較例描述本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方式。
圖3是示出在下面的示例性實(shí)施方式中采用的測(cè)量方法的解釋圖。在圖3中示出了 LED板1120和攝像機(jī)130。LED板1120上設(shè)置有多個(gè)LED 1121 和 1122。在下面的示例性實(shí)施方式中，通過采用一種測(cè)量方法(在這種測(cè)量方法中，利用 了置于LED板1120的表面上的LED 1121和略微高出LED板1120的表面而設(shè)置的另一個(gè) LED 1122)來提高測(cè)量精度。基于利用攝像機(jī)130拍攝的圖像的測(cè)量方法基本如下。先前已知攝像機(jī)130的位 置和姿態(tài)，通過攝像機(jī)130對(duì)LED板1120上的LED 1121進(jìn)行拍攝，并且當(dāng)從攝像機(jī)130觀 看LED 1121的圖像的位置時(shí)獲得LED1121的方向。由于先前已知LED 1121之間的相對(duì)位 置關(guān)系，所以獲得從攝像機(jī)130觀看的LED 1121的方向。因此，根據(jù)這些信息項(xiàng)獲得了由 LED 1121限定的平面(S卩，LED板1120的位置和姿態(tài))。作為另一種選擇，可以利用安裝 了具有大球面像差成像鏡頭的攝像機(jī)130而利用LED1121的圖像的尺寸。當(dāng)采用具有大球 面像差的成像鏡頭時(shí)，LED 1121的圖像變成基本橢圓形狀的模糊圖像，并且圖像的尺寸取 決于從攝像機(jī)130到每個(gè)LED 1121的距離。根據(jù)這種現(xiàn)象，基于LED 1121的圖像的尺寸 獲得從攝像機(jī)130到每個(gè)LED 1121的距離。以相似方式根據(jù)利用攝像機(jī)130拍攝的圖像 的位置來獲得從攝像機(jī)130觀看的LED 1121的方向?？梢酝瑫r(shí)使用這兩個(gè)傳統(tǒng)的測(cè)量方法。當(dāng)獲得LED板1120上的三個(gè)LED 1121的方向和距離時(shí)，就獲得了 LED 1121的三 維位置，并且獲得了由三個(gè)LED 1121限定的平面，也就是說，獲得了設(shè)置有三個(gè)LED 1121 的LED板1120的位置和姿態(tài)。在圖3中，四個(gè)LED 1121設(shè)置在LED板1120的表面上。當(dāng)測(cè)量LED板1120的位 置和姿態(tài)時(shí)，可以利用第四個(gè)LED 1121提高精度。作為另一種選擇，針對(duì)每個(gè)LED板1120 改變第四個(gè)LED 1121的位置，并且第四個(gè)LED 1121可以用作ID以指定ID板。當(dāng)LED板1120固定到圖IA和IB的碼放盤162A的預(yù)定位置時(shí)，獲得LED板1121 的位置和姿態(tài)，并且還獲得碼放盤162A上的部件113A的位置和姿態(tài)。當(dāng)獲得由碼放盤162A 支承的部件113A的位置和姿態(tài)時(shí)，自動(dòng)機(jī)械13可以正確抓取已獲得其位置和姿態(tài)的部件113A。在上述的測(cè)量方法中，盡管以非常高的精度測(cè)量了從攝像機(jī)130觀看的LED 1121 的方向，但是攝像機(jī)130與每個(gè)LED 1121之間的距離的精度低于方向的精度。
因此，可以增加另一個(gè)LED 1122以提高距離的分辨率，如下所述。如上所述，附加的LED 1122與基準(zhǔn)平面垂直并且間隔開設(shè)置(此時(shí)，基準(zhǔn)平面與 LED板1120的表面重疊)。在圖3中，以這樣的姿態(tài)設(shè)置攝像機(jī)130，其中，攝像機(jī)130從使得成像光軸與LED 板1120的表面(由三個(gè)LED 1121形成的三角形基準(zhǔn)平面)的經(jīng)過LED 1122的垂線P彼此 不一致的位置朝向基準(zhǔn)平面。當(dāng)把攝像機(jī)130設(shè)置在該使得成像光軸與垂線P不一致的位 置并且通過攝像機(jī)130拍攝LED 1121和1122的圖像時(shí)，LED板1120的表面上的LED 1121 與略微高于LED板1120的表面設(shè)置的一個(gè)LED 1122之間在成像畫面上的相對(duì)位置差根據(jù) 成像方向而變化。除了上述的傳統(tǒng)測(cè)量方法中的任何一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)以外，還可以采用這樣一種測(cè) 量方法，在這種測(cè)量方法中，利用了 LED 1121與LED 1122之間在成像畫面上的相對(duì)位置 差。由此，能夠以高于傳統(tǒng)測(cè)量方法的精度測(cè)量基準(zhǔn)平面的位置和姿態(tài)(即，圖3中的LED 板1120的位置和姿態(tài))。圖4A和4B是與圖IA和IB相似的圖。圖4A、4B和圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一示 例性實(shí)施方式的部件提取方法的解釋圖。圖4A是示出傳送其上放置了部件113的碼放盤162的傳送機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，圖4B 是傳送機(jī)構(gòu)的俯視圖。參照?qǐng)D4A和4B，傳送機(jī)構(gòu)包括碼放盤裝載板161，在碼放盤裝載板161上裝載有 碼放盤162，并且LED板1120 (見圖3)安裝在碼放盤裝載板161上。后面將描述一個(gè)LED 板1120直接安裝在碼放盤上的示例。在圖4A和4B的示例中，把放置了部件113的碼放盤162放置在傳送臺(tái)164上并 且裝載在碼放盤裝載板161上，在箭頭A的方向上傳送碼放盤162，并且位于A方向的前端 的碼放盤162放置在升降機(jī)構(gòu)165上，并且碼放盤162通過抵靠到抵靠部166而停止。關(guān)于圖IA和IB的傳統(tǒng)部件提取方法，經(jīng)常把碼放盤裝載板161以粗略姿態(tài)放置 在傳送臺(tái)164上，并且有時(shí)候當(dāng)碼放盤162抵靠到升降機(jī)構(gòu)165的抵靠部166時(shí)碼放盤162 發(fā)生傾斜。因此，如圖5所示，有時(shí)候碼放盤162以一定偏移或傾斜度停止。參照?qǐng)D4A和4B描述第一示例性實(shí)施方式的部件裝配方法。碼放盤裝載板161在它的上面裝載了多個(gè)部件113，同時(shí)由傳送臺(tái)164在箭頭A的 方向上進(jìn)行傳送，并且碼放盤裝載板161通過抵靠到升降機(jī)構(gòu)165的抵靠部166而停止。圖 3的LED板1120設(shè)置在碼放盤裝載板161的預(yù)定位置處。在第一示例性實(shí)施方式中，LED 板1120對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的被測(cè)量對(duì)象的示例。自動(dòng)機(jī)械120安裝在碼放盤裝載板161停止的位置的上方。自動(dòng)機(jī)械120包括用 于提取部件113的自動(dòng)機(jī)械臂121和自動(dòng)機(jī)械手122。攝像機(jī)130固定到自動(dòng)機(jī)械手122。測(cè)量中使用攝像機(jī)130，并且控制單元140控制攝像機(jī)130的操作?？刂茊卧?40 還控制自動(dòng)機(jī)械120的位置和姿態(tài)?？刂茊卧?40既用作本發(fā)明的圖像拍攝控制單元又用 作本發(fā)明的部件提取控制單元，控制單元140還對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的控制單元?？刂茊卧?40包括計(jì)算機(jī)和由該計(jì)算機(jī)執(zhí)行的控制程序。當(dāng)攝像機(jī)130拍攝LED 1121和1122的圖像時(shí)，位置和姿態(tài)識(shí)別單元150基于LED 1121和1122的圖像可以準(zhǔn)確地指定基準(zhǔn)平面的位置和姿態(tài)，即，碼放盤裝載板161 (在圖3 中LED板1120固定到碼放盤裝載板161的頂表面上)的位置和姿態(tài)。當(dāng)準(zhǔn)確指定碼放盤裝載板161的位置和姿態(tài)時(shí)，位置和姿態(tài)計(jì)算單元151基于碼 放盤裝載板161的位置和姿態(tài)計(jì)算部件113的位置和姿態(tài)，如圖4A和4B所示，自動(dòng)機(jī)械手 122在控制單元140的控制下來面對(duì)碼放盤裝載板161上的部件113，從而準(zhǔn)確地抓取并提 取部件113。在第一示例性實(shí)施方式中，攝像機(jī)130與自動(dòng)機(jī)械120是一體的。作為另一種選 擇，攝像機(jī)130與自動(dòng)機(jī)械120可以分開。當(dāng)攝像機(jī)130與自動(dòng)機(jī)械120分開時(shí)，盡管分別 需要用于自動(dòng)機(jī)械120的移動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于攝像機(jī)130的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，但是自動(dòng)機(jī)械120不需 要執(zhí)行用于成像的無用操作，并且攝像機(jī)130不需要執(zhí)行用于提取部件113的無用操作。因 此，由于減少了無用運(yùn)動(dòng)，所以可以期待移動(dòng)機(jī)構(gòu)的壽命延長(zhǎng)。關(guān)于向發(fā)光LED 1121和1122提供電力的方法，在LED板1120上安裝有電池，電 池可以向LED 1121和1122提供電力。作為另一種選擇，在LED板1120上安裝有線圈或天 線，從而可以通過電磁感應(yīng)或無線電波從外部向發(fā)光LED 1121和1122提供電力。在這種 情況下，不需要在LED板1120上安裝消耗性電池，由此提高了維護(hù)可靠性?？梢岳煤笙蚍瓷淦魈娲谝皇纠詫?shí)施方式的LED 1121和1122。后向反射 器具有如下特征入射到后向反射器的光在入射方向上被反射。設(shè)置后向反射器替代LED 1121和1122，由來自攝像機(jī)130側(cè)的光對(duì)后向反射器進(jìn)行照明，并且從后向反射器反射的 光由攝像機(jī)130接收?？梢詧?zhí)行與LED 1121和1122等效的測(cè)量，并且后向反射器不需要 電力，由此提高了維護(hù)可靠性。在后向反射器的情況下，不需要向裝配板110提供電力或者不需要在裝配板110 側(cè)設(shè)置電源。因此，后向反射器適于防爆環(huán)境。在圖4A和4B中，攝像機(jī)130從LED板1120正上方拍攝圖像。如上所述，在利用這 種操作方法(在這種操作方法中，攝像機(jī)130相對(duì)于LED板1120傾斜向上移動(dòng)以利用LED 板1120上的LED 1121與LED 1122之間的偏移)的情況下，提高了測(cè)量精度。因此，可以在第一示例性實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)這樣的部件提取方法和部件提取設(shè)備， 其中，自動(dòng)機(jī)械可以穩(wěn)固地抓取并提取在碼放盤上的預(yù)定位置受到支承的部件。圖6到圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式的部件提取方法的處理。在圖6到圖9中，與圖4A和4B的第一實(shí)施方式相同的組成部分由相同標(biāo)號(hào)指定， 在此省略了其說明。第二示例性實(shí)施方式的部件提取方法與第一示例性實(shí)施方式的不同點(diǎn) 在于圖3的LED板1120放置在碼放盤111上。在第二示例性實(shí)施方式的部件提取方法中，當(dāng)自動(dòng)機(jī)械120位于圖6所示的初始 位置時(shí)，攝像機(jī)130拍攝位于疊置的碼放盤111中的最上層的碼放盤111上的LED板1120 的圖像。當(dāng)自動(dòng)機(jī)械120位于初始位置時(shí)，攝像機(jī)130位于LED板1120正上方。工人粗略 地疊置碼放盤111，并且當(dāng)碼放盤111放置在標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)，攝像機(jī)130位于LED板1120正 上方。因此，有時(shí)候根據(jù)實(shí)際放置碼放盤111的位置，LED板1120略微偏離攝像機(jī)130正下方的位置。然而，假定當(dāng)自動(dòng)機(jī)械120位于初始位置時(shí)，LED板1120充分進(jìn)入攝像機(jī)130 的視角。如圖6所示，當(dāng)自動(dòng)機(jī)械120位于初始位置時(shí)，攝像機(jī)130執(zhí)行位置和姿態(tài)的第一 階段測(cè)量。在LED板1120中，一個(gè)LED 1122略微高于其它LED 1121 (見圖3)。在第一階段 測(cè)量的情況下，攝像機(jī)130位于LED板1120正上方，并且該測(cè)量方法具有相對(duì)低的距離分 辨率。因此，即使一個(gè)LED 1122略微高于其它LED 1121，由于該LED 1122對(duì)提高用于指 定LED板1120的位置和姿態(tài)的精度并沒有太多貢獻(xiàn)，所以在第一階段測(cè)量中以相對(duì)低的精 度指定了位置和姿態(tài)。在第二示例性實(shí)施方式中，以高于第一階段測(cè)量的精度獲得LED板 1120的位置和姿態(tài)。因此，基于由第一階段測(cè)量獲得的LED板1120的位置和姿態(tài)，自動(dòng)機(jī)械120移動(dòng) 到使得在理論上可以準(zhǔn)確執(zhí)行測(cè)量的位置(見圖7)。該使得可以準(zhǔn)確執(zhí)行測(cè)量的位置是成 像光軸與從攝像機(jī)130到LED板1120的垂線彼此不一致的位置，并且該使得可以準(zhǔn)確執(zhí)行 測(cè)量的位置是使圖3中的略微高于其它LED 1121的LED1122在通過攝像機(jī)130拍攝的圖 像上偏離較大的位置。在第二示例性實(shí)施方式中，不僅移動(dòng)攝像機(jī)130的位置，而且改變攝像機(jī)130的姿 態(tài)，從而使LED板1120位于攝像機(jī)130的成像光軸上。在攝像機(jī)130移動(dòng)到使得可以準(zhǔn)確執(zhí)行測(cè)量的位置以后，執(zhí)行第二階段測(cè)量(見 圖8)。在第二階段測(cè)量中，由于圖3中的LED 1122略微高于由其它LED1121形成的平面 (LED板1120的表面)，所以LED 1122在通過攝像機(jī)130拍攝的圖像上偏移，由此高精度地 獲得LED板1120的位置和姿態(tài)。通過第二階段測(cè)量準(zhǔn)確指定LED板1120的位置和姿態(tài)，同樣準(zhǔn)確地指定碼放盤 111 (在該碼放盤111上，LED板1120設(shè)置在預(yù)定位置處)的位置和姿態(tài)，并且同樣準(zhǔn)確指 定放置在碼放盤111上的預(yù)定位置處的多個(gè)部件11中的每個(gè)部件的位置和姿態(tài)。如圖9所示，自動(dòng)機(jī)械手122處于所述位置和姿態(tài)，并且面對(duì)要從碼放盤111提取 的部件113，并且自動(dòng)機(jī)械手122抓取部件113以從碼放盤111提取部件113。由于準(zhǔn)確指 定了要提取的部件113的位置和姿態(tài)，所以可以顯著減小自動(dòng)機(jī)械手122不能夠抓取部件 113的風(fēng)險(xiǎn)，或者自動(dòng)機(jī)械手122不能夠抓取部件113以從碼放盤111提取部件113的風(fēng) 險(xiǎn)。提取最上碼放盤111中的所有部件113，從而最上碼放盤111變空。然后，從疊置 的碼放盤111取走最上碼放盤111，并且對(duì)新的最上碼放盤111執(zhí)行類似的工作。在第二示例性實(shí)施方式中，可以人工取走最上空碼放盤111，或者自動(dòng)機(jī)械120可 以取走最上空碼放盤111。將在以后參照?qǐng)D10的部分(a)到(f)描述通過自動(dòng)機(jī)械120取 走碼放盤111的結(jié)構(gòu)。在圖6和圖9所示的第二示例性實(shí)施方式中，如圖7和圖8所示，在第二階段測(cè)量 中攝像機(jī)130進(jìn)行移動(dòng)以獲得朝向LED板1120取向的傾斜姿態(tài)。作為另一種選擇，攝像機(jī) 130朝向與垂線P相同的方向而取向，并且可以在偏離圖像中心的位置通過攝像機(jī)130拍攝 LED板1120上的LED 1121和1122的圖像。在這種情況下，由于LED 1121和1122與圖像中心的偏離會(huì)導(dǎo)致攝像機(jī)130的成像鏡頭的像差，所以優(yōu)選地可以考慮成像鏡頭的像差。在第二示例性實(shí)施方式中，當(dāng)指定LED板1120的位置和姿態(tài)時(shí)，將測(cè)量劃分成第 一階段測(cè)量和第二階段測(cè)量以執(zhí)行準(zhǔn)確測(cè)量。當(dāng)碼放盤111的放置位置和姿態(tài)被預(yù)測(cè)為沒 有大改變時(shí)，可以省去第一階段測(cè)量，并且可以在假定LED板1120處于標(biāo)準(zhǔn)位置和姿態(tài)的 情況下，而直接執(zhí)行第二階段測(cè)量以指定LED 1121和1122的方向和距離。下面描述這樣一個(gè)過程，在這個(gè)過程中，通過自動(dòng)機(jī)械120取走疊置的碼放盤111 中的最上碼放盤111，并且將其疊置在另一個(gè)位置。圖10的部分(a)到(f)是解釋通過自動(dòng)機(jī)械120取走疊置的碼放盤111中的最 上碼放盤111并且將其疊置在另一個(gè)位置的過程的圖。圖10的部分(a)到(f)順序示出了該過程。圖10的部分(a)示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，在圖6到圖9的識(shí)別過程 以后的部件提取過程中，自動(dòng)機(jī)械120從最上碼放盤111提取所有的部件113。在圖10的部分(a)中，控制單元140包括計(jì)數(shù)器，每當(dāng)自動(dòng)機(jī)械120從碼放盤111 提取部件113時(shí)(見圖6和圖9)，控制單元140就利用該計(jì)數(shù)器對(duì)部件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并 且控制單元140確定通過該計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的值是否達(dá)到碼放盤111上的部件的數(shù)目。當(dāng)確定 碼放盤111變空時(shí)，控制單元140將自動(dòng)機(jī)械120和攝像機(jī)130移動(dòng)到LED板112上，并且 控制單元140再次識(shí)別LED板1120的位置和姿態(tài)以確認(rèn)抓取碼放盤111的位置(見圖10 的部分(b))。在這點(diǎn)上，與傳統(tǒng)的測(cè)量方法(二維識(shí)別)不同，可以基于表示LED板1120 上的第四LED的圖像以三維形式識(shí)別碼放盤的姿態(tài)。如圖10的部分(c)所示，自動(dòng)機(jī)械 120抓取位于碼放盤111的中央的凸起部，并且自動(dòng)機(jī)械120取走空碼放盤111。如圖10 的部分(d)所示，自動(dòng)機(jī)械120將抓取的碼放盤111移動(dòng)到另一個(gè)位置。自動(dòng)機(jī)械120移 動(dòng)空碼放盤111，并且攝像機(jī)130到達(dá)要疊置該空碼放盤111的位置的附近。在這點(diǎn)上，控 制單元140使得攝像機(jī)130拍攝LED板1120的圖像以確認(rèn)疊置空碼放盤111的位置，并且 將移動(dòng)的碼放盤111疊置在疊置的空碼放盤111中的最上碼放盤111上。然后，控制單元 140將自動(dòng)機(jī)械120返回到圖10的部分(a)的狀態(tài)，并且自動(dòng)機(jī)械120開始提取下一個(gè)碼 放盤111上的部件113。在圖10的部分(a)到(f)中，每當(dāng)自動(dòng)機(jī)械120提取部件113時(shí)，控制單元140 就利用計(jì)數(shù)器對(duì)部件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且控制單元140確定碼放盤是否變空。作為另一 種選擇，在由碼放盤111支承部件113的每個(gè)位置處設(shè)置LED，當(dāng)部件113由碼放盤111支 承而存在時(shí)，從LED發(fā)出的光被部件113遮擋，而當(dāng)提取了部件113時(shí)光發(fā)射會(huì)顯現(xiàn)，從而 控制單元140可以對(duì)顯現(xiàn)了光發(fā)射的LED的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，由此確定碼放盤111是否變空。圖11A禾口 11B示出了固定到碼放盤111的LED板1120，并且圖12A、12B、12C和12D 示出了 LED板1120或LED 1121和1122固定到碼放盤111的位置。在第二示例性實(shí)施方式中，需要清楚先前位于碼放盤111中的LED板1120和部件 113的幾何排布位置。圖11A示出了這樣一種狀態(tài)，其中，碼放盤111中設(shè)置有稱作卡扣接頭SN的固定 部，并且LED板1120通過卡扣接頭SN固定到碼放盤111。圖11B示出了具有以下結(jié)構(gòu)的 碼放盤111，在這種結(jié)構(gòu)中，螺栓插入螺孔SCH中以將LED板1120固定到碼放盤111?？梢?采用圖11A和11B的這兩種結(jié)構(gòu)，還可以采用任何結(jié)構(gòu)，只要將LED板1120固定到碼放盤
111，使得可以清楚地確定部件113以及LED板1120上的LED 1121和1122的幾何排布位
置即可。如圖12A所示，LED板1120可以位于碼放盤111的端部中，并且如圖12B所示，LED 板1120可以位于碼放盤111的中央。如圖12C所示，可以在碼放盤111的對(duì)角位置處設(shè)置 兩個(gè)LED板1120。當(dāng)在對(duì)角位置設(shè)置了兩個(gè)LED板1120時(shí)，提高了測(cè)量精度。如圖12D所 示，可以在碼放盤111的中央和四個(gè)角部中設(shè)置LED 1121和1122。下面描述部件裝配方法。首先，將描述作為比較例的傳統(tǒng)部件裝配方法。然后，將描述應(yīng)用于本發(fā)明的部件 裝配方法的新測(cè)量方法，并且將描述本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施方式。圖13的部分(a)到(d)是傳統(tǒng)部件裝配方法的解釋圖。圖13的部分(a)示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，當(dāng)傳送到裝配點(diǎn)時(shí)通過與 抵靠部215相撞，裝配臺(tái)架210停止在裝配點(diǎn)。圖13的部分(b)示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，裝配臺(tái)架210通過定位銷 214進(jìn)行定位以裝配第二部件213，從而防止在圖13的部分(a)的狀態(tài)以后裝配臺(tái)架210 發(fā)生移動(dòng)。圖13的部分(c)示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，替代通過定位銷214定位 裝配臺(tái)架210，在裝配臺(tái)架210停止以后立即利用升降機(jī)構(gòu)216提升并定位裝配臺(tái)架210。圖13的部分(d)示出了第一部件211的操縱。更具體地講，圖13的部分(d)示 出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，在圖13的部分(c)的狀態(tài)以后將第二部件213裝配在 第一部件211中。盡管沒有示出，但是自動(dòng)機(jī)械位于裝配點(diǎn)，并且在裝配臺(tái)架停止以后，自 動(dòng)機(jī)械將第二部件213自動(dòng)裝配在裝配臺(tái)架上的第一部件211上。在下面的描述中，假定 自動(dòng)機(jī)械位于裝配點(diǎn)以將第二部件213裝配在第一部件211上。將參照?qǐng)D13的部分(a)到(d)描述傳統(tǒng)部件裝配方法。將第一部件211放置在裝配臺(tái)架210上。裝配臺(tái)架210由傳送臺(tái)212在箭頭D的 方向上傳送并且在裝配臺(tái)架210上放置有第一部件211，并且通過抵靠到抵靠部215 (在圖 13的部分(a)到(d)的示例中包括銷)，裝配臺(tái)架210停止在圖13的部分(a)的位置。由 于裝配臺(tái)架210可能會(huì)因裝配臺(tái)架210停止時(shí)的抵靠沖擊而傾斜，所以設(shè)置圖13的部分 (b)的機(jī)構(gòu)214或圖13的部分(c)的機(jī)構(gòu)216，以在裝配臺(tái)架210停止以后立即對(duì)裝配臺(tái) 架210進(jìn)行定位。定位銷在機(jī)構(gòu)214中滑動(dòng)。裝配臺(tái)架210在機(jī)構(gòu)216中升降。自動(dòng)機(jī)械將第二部件213裝配在放置在準(zhǔn)確定位的裝配臺(tái)架210上的第一部件 211 中。如上所述，在傳統(tǒng)的部件裝配方法中，需要提供定位機(jī)構(gòu)等，這導(dǎo)致裝備變大的問 題。下面基于傳統(tǒng)的部件裝配方法描述本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施方式。圖14是示出用于下面的示例性實(shí)施方式的新穎測(cè)量方法的解釋圖。在圖14中示出了 LED板2120和攝像機(jī)230。LED板2120上設(shè)置有多個(gè)LED 2121和一個(gè)LED 2122。位于LED板2120上的LED 2121和略微高于LED板2120的表面的LED 2122固定到LED板2120。在下面的示例性實(shí)施方式中，利用新穎測(cè)量方法測(cè)量LED板2120的位置和姿態(tài)，由此提高測(cè)量精度?；谕ㄟ^攝像機(jī)230拍攝的圖像的傳統(tǒng)測(cè)量方法基本如下。在這點(diǎn)上，假定測(cè)量 位于LED板2120的表面中的LED 2121。先前已知攝像機(jī)230的位置和姿態(tài)，通過攝像機(jī)230拍攝LED板2120上的LED 2121的圖像，并且獲得當(dāng)從攝像機(jī)230觀看LED 2121的圖像位置時(shí)的LED 2121的方向。 由于先前已知LED 2121之間的相對(duì)位置關(guān)系，所以獲得了從攝像機(jī)230觀看的LED 2121 的方向。從這些信息項(xiàng)獲得由LED 2121限定的平面，S卩，LED板2120的位置和姿態(tài)。作為 另一種選擇，可以通過利用安裝了具有大球面像差成像鏡頭的攝像機(jī)230來利用LED 2121 的圖像的尺寸。當(dāng)利用安裝了具有大球面像差成像鏡頭的攝像機(jī)230時(shí)，LED 2121的圖像 變成基本橢圓形狀的模糊圖像，并且圖像的尺寸取決于從攝像機(jī)230到每個(gè)LED 2121的距 離。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象，基于LED 2121的圖像的尺寸獲得從攝像機(jī)230到每個(gè)LED 2121的距 罔。當(dāng)獲得LED板2120上的三個(gè)LED 2121的方向和距離時(shí)，獲得三個(gè)LED 2121的三 維位置，并且獲得由三個(gè)LED 2121限定的基準(zhǔn)平面的位置和姿態(tài)，也就是說，獲得設(shè)置有 三個(gè)LED 2121的LED板2120的位置和姿態(tài)?？梢酝瑫r(shí)利用兩個(gè)傳統(tǒng)測(cè)量方法。在圖14 中，LED板2120的表面上設(shè)置有四個(gè)LED 2121。當(dāng)測(cè)量LED板2120的位置和姿態(tài)時(shí)，使用 第四個(gè)LED 2121來提高精度。作為另一種選擇，可以針對(duì)每個(gè)LED板2120改變第四個(gè)LED 2121的位置，從而第四個(gè)LED 2121可以用作指定LED板的ID。當(dāng)LED板2120固定到圖13A、13B、13C和13D的裝配臺(tái)架210的預(yù)定位置時(shí)，獲得 LED板2120的位置和姿態(tài)，并且獲得裝配臺(tái)架210上的第一部件211的位置和姿態(tài)。當(dāng)獲 得由裝配臺(tái)架210支承的第一部件211的位置和姿態(tài)時(shí)，即使裝配臺(tái)架210傾斜，仍可以正 確地把第一部件211裝配在裝配臺(tái)架210上的第二部件211中。在上述的傳統(tǒng)測(cè)量方法中，盡管以非常高的精度測(cè)量了從攝像機(jī)230觀看的每個(gè) LED 2121的方向，但是攝像機(jī)230與每個(gè)LED 2121之間的距離的精度低于方向的精度。因此，添加另一個(gè)LED 2122以提高距離的分辨率。如上所述，添加的LED 2122被設(shè)置為與基準(zhǔn)平面(與LED板2120的表面重疊) 垂直間隔開。在圖14中，攝像機(jī)230處于這樣的姿態(tài)，其中，攝像機(jī)230從一位置朝向基準(zhǔn)平面 取向，在這個(gè)位置處，使得成像鏡頭的光軸與LED板2120的表面(由三個(gè)LED 2121形成的 三角形基準(zhǔn)平面)的經(jīng)過LED 2122的垂線P不一致)。當(dāng)攝像機(jī)230處于該使得成像光軸 與垂線P不一致的位置并且通過攝像機(jī)230拍攝LED 2121和2122的圖像時(shí)，LED板2120 的表面中的LED 2121與略微高于LED板2120的表面而設(shè)置的一個(gè)LED2122之間在成像畫 面上的相對(duì)位置差，根據(jù)成像方向而改變。因此，除了傳統(tǒng)的測(cè)量方法以外，還可以采用新穎的測(cè)量方法。在新穎的測(cè)量方法 中，通過利用LED 2121與LED 2122之間在成像畫面上的相對(duì)位置差，能夠以高于傳統(tǒng)測(cè)量 方法(即，測(cè)量以平面方式設(shè)置于LED板2120的表面中的LED 2121的方向和距離)的精 度來測(cè)量基準(zhǔn)平面的位置和姿態(tài)，即，圖14的LED板2120的位置和姿態(tài)。圖15A、15B和15C是示出根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋 圖。
類似于圖13的部分(a)到(d)，圖15A、15B和15C示出了這樣一個(gè)示例，在這個(gè)示 例中，采用了圖14的新穎測(cè)量方法。盡管將在以后進(jìn)行詳細(xì)描述，但是利用這種新穎的測(cè) 量方法可以消除在圖13的部分(a)到(d)中所需的定位機(jī)構(gòu)214和216。下面參照?qǐng)D15A、15B和15C描述第三示例性實(shí)施方式的部件裝配方法。圖15A示出了這樣一個(gè)狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)中，在裝配臺(tái)架210傳送到裝配點(diǎn)以后， 通過抵靠部215 (包括升降銷)使裝配臺(tái)架210停止在裝配點(diǎn)。圖15B和15C示出了如下 狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，在圖15A的狀態(tài)以后裝配臺(tái)架210因裝配臺(tái)架210停止時(shí)的沖擊而發(fā) 生傾斜。第一部件211放置在裝配臺(tái)架210上。裝配臺(tái)架210由傳送臺(tái)212在箭頭D的方 向上傳送且在裝配臺(tái)架210上放置有第一部件211，并且裝配臺(tái)架210通過抵靠到抵靠部 215而停止在圖15A的位置。圖14的LED板2120設(shè)置在裝配臺(tái)架210的預(yù)定位置處。在 第三示例性實(shí)施方式中，LED板2120對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的被測(cè)量對(duì)象的示例。自動(dòng)機(jī)械220位于停止在裝配點(diǎn)的裝配臺(tái)架210上方。自動(dòng)機(jī)械220包括用于裝 配部件213的自動(dòng)機(jī)械臂221和自動(dòng)機(jī)械手222。攝像機(jī)230固定在裝配臺(tái)架210的LED 板2120上方。控制單元240控制攝像機(jī)230的操作?？刂茊卧?40控制自動(dòng)機(jī)械220的位置和 姿態(tài)?？刂茊卧?40既用作本發(fā)明的圖像拍攝控制單元又用作本發(fā)明的部件提取控制單 元。例如，控制單元240包括計(jì)算機(jī)和由該計(jì)算機(jī)執(zhí)行的控制程序。當(dāng)攝像機(jī)230拍攝LED板2120的圖像時(shí)，位置和姿態(tài)識(shí)別單元250可以基于LED 板2120的圖像準(zhǔn)確地指定基準(zhǔn)平面的位置和姿態(tài)，即，在圖15A、15B和15C中LED板2120 固定到裝配臺(tái)架210的頂表面的裝配臺(tái)架210的位置和姿態(tài)。和控制單元240 —樣，位置 和姿態(tài)識(shí)別單元250包括計(jì)算機(jī)和由該計(jì)算機(jī)執(zhí)行的位置和姿態(tài)識(shí)別程序。該計(jì)算機(jī)可由 位置和姿態(tài)識(shí)別單元250以及控制單元222共享。位置和姿態(tài)計(jì)算單元251還包括計(jì)算機(jī) 和由該計(jì)算機(jī)執(zhí)行的位置和姿態(tài)計(jì)算程序。該計(jì)算機(jī)可由位置和姿態(tài)計(jì)算單元251、控制單 元240和位置和姿態(tài)識(shí)別單元250共享。即使如圖15B和15C所示裝配臺(tái)架210發(fā)生傾斜，仍可以準(zhǔn)確地指定裝配臺(tái)架210 的位置和姿態(tài)，位置和姿態(tài)計(jì)算單元251基于裝配臺(tái)架210的位置和姿態(tài)計(jì)算第一部件211 的位置和姿態(tài)。因此，在控制單元240的指令下，如圖15C所示自動(dòng)機(jī)械手222定位為面對(duì) 裝配臺(tái)架210的第一部件211，并且將第二部件213正確地裝配在第一部件211中。在第三示例性實(shí)施方式中，假定攝像機(jī)230固定。作為另一種選擇，攝像機(jī)230可 以移動(dòng)從而從最佳位置拍攝LED板2120的圖像。當(dāng)攝像機(jī)230可移動(dòng)時(shí)，攝像機(jī)230可以 剛性地與自動(dòng)機(jī)械220形成一體。在此情況下，位置和姿態(tài)一起改變，從而可以消除專用于 攝像機(jī)230的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。關(guān)于向發(fā)光LED 2121和2122提供電力的方法，在LED板2120上安裝了電池，由電 池向LED 2121和2122提供電力。作為另一種選擇，在LED板2120上安裝了線圈或天線， 從而可以通過電磁感應(yīng)或無線電波從外部向發(fā)光LED 2121和2122提供電力。在這種情況 下，不需要在LED板2120上安裝消耗性電池，由此提高了維護(hù)可靠性?？梢岳煤笙蚍瓷淦魈娲谌纠詫?shí)施方式的LED 2121和2122。后向反射器 具有如下特性入射到后向反射器的光在入射方向上被反射。在LED板2120上設(shè)置后向反射器以替代LED 2121和2122，通過來自攝像機(jī)230側(cè)的光對(duì)后向反射器進(jìn)行照明，并且從 后向反射器反射的光由攝像機(jī)230進(jìn)行接收?？梢詧?zhí)行與LED 2121和2122等效的測(cè)量， 并且后向反射器不需要電力，由此提高了維護(hù)可靠性。在后向反射器的情況下，不需要向裝配臺(tái)架210側(cè)提供電力，或者不需要在裝配 臺(tái)架210上設(shè)置電源。因此，后向反射器適于防爆環(huán)境。下面描述根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施方式的部件裝配方法。圖16是示出本發(fā)明第四示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋圖。在圖16到圖 18中，省去了圖15A、15B和15C所示的位置和姿態(tài)識(shí)別單元250、位置和姿態(tài)計(jì)算單元251 和控制單元240，如果需要?jiǎng)t引入這些部件。圖16所示的第四示例性實(shí)施方式的部件裝配方法與圖15A、15B和15C所示的第 三示例性實(shí)施方式的部件裝配方法相似。將LED板2120和第一部件270設(shè)置在裝配臺(tái)架271上的預(yù)定位置處。LED板2120 與圖14的LED板2120相同。通過傳送臺(tái)279在箭頭D的方向上傳送裝配臺(tái)架271，并且在 裝配臺(tái)架271上設(shè)置有LED板2120和第一部件272，并且裝配臺(tái)架271通過抵靠到抵靠部 215 (未示出)而停止在圖16的位置。攝像機(jī)230以一定位置和姿態(tài)固定，從而傾斜拍攝停止的裝配臺(tái)架271上的LED 板2120的圖像。當(dāng)獲得LED板2120的位置和姿態(tài)時(shí)，還獲得設(shè)置在同一裝配臺(tái)架271上 的預(yù)定位置處的第一部件272的位置和姿態(tài)。另一方面，自動(dòng)機(jī)械手222抓取第二部件273。第二部件273是要裝配在裝配臺(tái)架 271上的第一部件272中的部件。自動(dòng)機(jī)械220基于從利用攝像機(jī)230拍攝的圖像而獲得 的第一部件272的位置和姿態(tài)，來改變它自己的位置和姿態(tài)。自動(dòng)機(jī)械220對(duì)第二部件273 進(jìn)行定位，使得第二部件273面對(duì)裝配臺(tái)架271上的第一部件272，接著自動(dòng)機(jī)械220將第 二部件273裝配在第一部件272上。在第四示例性實(shí)施方式中，假定攝像機(jī)230固定。作為另一種選擇，可以設(shè)置移動(dòng) 機(jī)構(gòu)以改變攝像機(jī)230的位置和姿態(tài)。圖17是示出根據(jù)本發(fā)明第五示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋圖。將描述 與圖16的第四示例性實(shí)施方式的不同點(diǎn)。在圖17的第五示例性實(shí)施方式的部件裝配方法中，LED板2120傾斜固定在裝配 臺(tái)架271的預(yù)定位置處，并且攝像機(jī)230固定為從正上方拍攝傾斜固定的LED板2120的圖像。因此，攝像機(jī)230可以固定在LED板2120正上方，并且通過相對(duì)于垂線傾斜拍攝 LED板2120的圖像，來準(zhǔn)確獲得LED板2120的位置和姿態(tài)，由此減小裝備安裝空間。圖18是示出本發(fā)明第六示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的解釋圖。將描述與圖 16的第四示例性實(shí)施方式的不同點(diǎn)。在圖16的第四示例性實(shí)施方式中攝像機(jī)230剛性固定。另一方面，在圖18的第六 示例性實(shí)施方式中，攝像機(jī)230固定到自動(dòng)機(jī)械手222，從而攝像機(jī)230與自動(dòng)機(jī)械手222
一起移動(dòng)。如圖18所示，當(dāng)攝像機(jī)230固定到自動(dòng)機(jī)械220時(shí)，可以確保避免在裝配期間自 動(dòng)機(jī)械220與攝像機(jī)230之間的干擾，從而提高了裝配期間移動(dòng)自動(dòng)機(jī)械220的自由程度。
下面描述LED板2120固定到裝配臺(tái)架210的位置。圖19的部分(a)到(c)示出了對(duì)LED板2120進(jìn)行固定的位置。圖19的部分(a)示出了對(duì)第六示例性實(shí)施方式中使用的LED板2120進(jìn)行固定的 位置。當(dāng)LED板2120固定到圖19的部分(a)的位置時(shí)，即使裝配臺(tái)架210如圖19的部分 (a)的右側(cè)所示進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)以后仍可以準(zhǔn)確地識(shí)別裝配臺(tái)架210的位置和姿態(tài)，由此 將第二部件213裝配在第一部件211中。盡管僅通過將LED板2120固定在圖19的部分(a)的位置足以保證精度，但是可 以如圖19的部分(b)所示在對(duì)角位置設(shè)置兩個(gè)LED板2120，從而進(jìn)一步提高精度。如圖 19的部分(c)所示，可以分別在裝配臺(tái)架的四個(gè)角部設(shè)置四個(gè)LED 2121，并且在裝配臺(tái)架 的中央設(shè)置LED2122。在圖19的部分(c)的結(jié)構(gòu)中，與圖19的部分(a)和(b)的結(jié)構(gòu)相 比，可以將裝配臺(tái)架210小型化。最后，將在下面描述根據(jù)本發(fā)明第七示例性實(shí)施方式的部件裝配方法。首先，描述 基于第七示例性實(shí)施方式的部件裝配方法的圖像形成設(shè)備的概況。圖20是示出圖像形成設(shè)備的主要部分的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照?qǐng)D20，圖像形成設(shè)備2100包括四個(gè)圖像形成部2110Y、2110M、2110C和 2110K。圖像形成部 2110Y、2110M、2110C 和 2110K 分別包括感光體 2111Y、2111M、2111C 和 2111K、帶電裝置 2113Y、2113M、2113C 和 2113K、曝光裝置 2114Y、2114M、2114C 和 2114K、顯 影輥 2112Y、2112M、2112C 和 2112K、一次轉(zhuǎn)印輥 2120Y、2120M、2120C 和 2120K、以及清潔部 件 2115Y、2115M、2115C 和 2115K。感光體 2111Y、2111M、2111C 和 2111K 在箭頭 A 的方向上 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在圖像形成設(shè)備2100中，可以執(zhí)行全色印刷，并且部件的后綴Y、M、C和K指示用 于形成黃色、洋紅色、青色和黑色圖像的部件。圖像形成設(shè)備2100還包括中間轉(zhuǎn)印帶2130、二次轉(zhuǎn)印輥2140、張緊輥2131以及 圖像信息處理單元2150。中間轉(zhuǎn)印帶2130在箭頭B的方向上進(jìn)行循環(huán)。圖像信息處理單 元2150將圖像信息傳送到每個(gè)圖像形成部2110Y、2110M、2110C和2110K。圖像信息處理單元2150將從外部送入的圖像信息分成圖像信息的黃色部分、洋 紅色部分、青色部分和黑色部分，并且圖像信息處理單元2150分別將圖像信息的黃色部 分、洋紅色部分、青色部分和黑色部分傳送到曝光裝置2114Y、2114M、2114C和2114K。下面描述由圖像形成設(shè)備2100執(zhí)行的基本圖像形成操作。在圖像形成設(shè)備2100中，黃色圖像形成部2110Y啟動(dòng)調(diào)色劑圖像形成，并且?guī)щ?裝置2113Y對(duì)在箭頭A的方向上旋轉(zhuǎn)的感光體2111Y的表面施加預(yù)定電荷。然后，響應(yīng)于 從圖像信息處理單元2150發(fā)送的圖像信息，曝光裝置211Y利用與黃色圖像對(duì)應(yīng)的曝光照 射感光體2111Y的表面，從而形成靜電潛像。顯影輥2112Y利用黃色調(diào)色劑對(duì)靜電潛像進(jìn) 行顯影，由此在感光體2111Y上形成黃色調(diào)色劑圖像。該調(diào)色劑圖像通過一次轉(zhuǎn)印輥2120Y 的動(dòng)作而轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶2130。在這點(diǎn)上，在圖像形成設(shè)備2100中利用包含調(diào)色劑和磁載體的顯影劑。在該顯影 劑中，磁載體涂覆有外部添加劑以確保調(diào)色劑帶電特性。根據(jù)圖像信息在感光體上形成的 靜電潛像由包含在顯影劑中的調(diào)色劑進(jìn)行顯影。在將充有顯影劑的顯影劑盒裝載到圖像形 成設(shè)備2100中以后，僅重新填充調(diào)色劑，并且調(diào)色劑與磁載體進(jìn)行混合，由此對(duì)調(diào)色劑充負(fù)電而對(duì)磁載體的外部添加劑充正電。在中間轉(zhuǎn)印帶2130中，洋紅圖像形成部2110M執(zhí)行調(diào)色劑圖像形成，從而下一個(gè) 顏色的洋紅調(diào)色劑圖像與轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶2130上的黃色調(diào)色劑圖像到達(dá)下一個(gè)彩色圖 像形成部2110M的一次轉(zhuǎn)印輥2120M的時(shí)間同步地到達(dá)一次轉(zhuǎn)印輥2120M。洋紅調(diào)色劑圖 像通過一次轉(zhuǎn)印輥2120M的動(dòng)作而轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶2130，并且疊加在中間轉(zhuǎn)印帶2130的 黃色調(diào)色劑圖像上。然后，青色和黑色圖像形成部2110C和2110K以相似定時(shí)執(zhí)行調(diào)色劑圖像形成，并 且這些調(diào)色劑圖像通過一次轉(zhuǎn)印輥2120C和2120K的動(dòng)作而順序轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶2130， 并且疊加在中間轉(zhuǎn)印帶2130的黃色和洋紅色調(diào)色劑圖像上。二次轉(zhuǎn)印輥2140最終將轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶2130上的多色調(diào)色劑圖像二次轉(zhuǎn)印到 紙張2150，并且該多色調(diào)色劑圖像連同紙張2150 —起在箭頭C的方向上被傳送。然后，定 影裝置(未示出)將多色調(diào)色劑圖像定影到紙張2150以形成彩色圖像。在調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶2130以后，清潔部件2115Y、2115M、2115C和 2115K從感光體2111Y、2111M、2111C和2111K的表面刮掉殘留在它們上的調(diào)色劑。通過清 潔部件刮掉的廢調(diào)色劑由一個(gè)機(jī)構(gòu)(未示出)在與圖20的紙張平面垂直的方向上進(jìn)行傳 送，從而將廢調(diào)色劑排到廢調(diào)色劑容器(未示出)。以黃色圖像形成部2110Y為例，通過本發(fā)明的部件裝配方法把感光體2111Y、帶電 裝置2113Y和清潔部件2115Y裝配成一個(gè)感光體組件，并且置于圖像形成設(shè)備2100中。對(duì) 于其它圖像形成部來講是一樣的。通過以感光體組件為例來描述第七示例性實(shí)施方式的部件裝配方法。圖21是示出用于裝配感光體組件的自動(dòng)機(jī)械的立體圖。在圖21中示出組成自動(dòng)機(jī)械2200的自動(dòng)機(jī)械臂2201和自動(dòng)機(jī)械手2202。自動(dòng) 機(jī)械手2202包括吸盤2203，該吸盤2203通過抽空來吸附(本發(fā)明的“抓取”的示例)和拿 起部件。測(cè)量攝像機(jī)2290固定到自動(dòng)機(jī)械手2202。自動(dòng)機(jī)械手2202的位置和姿態(tài)自由改變。圖22是示出裝配臺(tái)架2300和由裝配臺(tái)架2300支承的框架2410的立體圖?？蚣?2410是樹脂部件?？蚣?410是感光體組件的框架，并且框架2410是構(gòu)成感光體組件的部 件之一。四個(gè)保持件2301固定在裝配臺(tái)架2300上，并且LED板2310通過這些保持件2301 固定到裝配臺(tái)架2300。三個(gè)測(cè)量LED 231ULED 2312和LED 2313設(shè)置在LED板2310上。 LED 2312用作將LED板2310與其它LED板進(jìn)行區(qū)分的ID。LED 2313固定得略微高于LED 板2310。使用三個(gè)LED 2311和一個(gè)LED 2313來測(cè)量LED板2310的位置和姿態(tài)。一個(gè)LED 2312的排布位置取決于LED板2310，并且指定該排布位置以將LED板2310與其它LED板 進(jìn)行區(qū)分。由于利用LED板2310上的LED2311和2313獲得LED板2310的位置和姿態(tài)的 方法與圖14相似，所以省去了詳細(xì)描述。參照?qǐng)D22，兩個(gè)保持件2302和兩個(gè)定位銷2303設(shè)置在裝配臺(tái)架230中。兩個(gè)保 持件2302用于保持框架2410，并且兩個(gè)定位銷2303用于將框架2410定位在裝配臺(tái)架2300 上。在框架2410中形成兩個(gè)定位孔2411，將框架2410安裝在保持件2302上，同時(shí)將定位 銷2303插入定位孔2411中，由此預(yù)先將框架2410設(shè)置在裝配臺(tái)架2300的預(yù)定位置處。
把LED板2310和框架2410設(shè)置在裝配臺(tái)架2300的預(yù)定位置處，并且通過獲得 LED板2300的位置和姿態(tài)來清楚獲得框架2410的位置和姿態(tài)。圖23是示出碼放盤和布置在碼放盤上的清潔部件的立體圖。十個(gè)清潔部件2420布置在圖23的碼放盤2330中。清潔部件2420分別對(duì)應(yīng)于圖 20的清潔部件2115Y、2115M、2115C和2115K。圖23的清潔部件2420是包括橡膠部件2421 和金屬片部件2422的復(fù)合部件。橡膠部件2421與感光體直接接觸。橡膠部件2421由金 屬片部件2422進(jìn)行支承。碼放盤2330包括十個(gè)存放槽2331，并且每個(gè)清潔部件2420存放在對(duì)應(yīng)一個(gè)存放 槽2331中。因此，清潔部件2420以預(yù)定位置和姿態(tài)保持在碼放盤2330上。碼放盤2330中設(shè)置有凹部2332，并且LED板2340設(shè)置在凹部2332中。LED板 2340設(shè)置在凹部2332中，以將LED板2340固定成預(yù)定位置和姿態(tài)。LED 板 2340 包括三個(gè) LED 2341 和一個(gè) LED 2343，并且三個(gè) LED2341 和一個(gè) LED 2343的位置與圖22的LED板2310相同。LED 2342的排布位置與圖22的LED板2310上 的LED 2312的排布位置不同。這是因?yàn)?，排布位置?duì)于每個(gè)LED板進(jìn)行改變，以利用LED 2342作為用于指定LED板的ID。對(duì)于圖23的LED板2340，通過攝像機(jī)2290的測(cè)量識(shí)別LED板2310的位置和姿 態(tài)，并且基于LED板2310的位置和姿態(tài)獲得布置在碼放盤2330上的每個(gè)清潔部件2420的 位置和姿態(tài)。圖21的自動(dòng)機(jī)械2200提取布置在碼放盤2330上的一個(gè)清潔部件2420，以將 該清潔部件2420裝配在圖22的框架2410中。下面描述將清潔部件2420裝配在框架2410中的過程。圖24是示出了這樣一種狀態(tài)的立體圖，在這種狀態(tài)中，在提取清潔部件2420之 前，自動(dòng)機(jī)械2200趨近碼放盤2330。然后，攝像機(jī)2290測(cè)量LED板2340的位置和姿態(tài)，由此識(shí)別清潔部件2420的位 置和姿態(tài)，并且把自動(dòng)機(jī)械手2220的吸盤2221控制成所述位置和姿態(tài)，以面對(duì)要提取的清 潔部件2420。圖25是示出了這樣一種狀態(tài)的立體圖，在這種狀態(tài)中，自動(dòng)機(jī)械2200提取碼放盤 2330上的一個(gè)清潔部件2420。自動(dòng)機(jī)械2200的吸盤2203面對(duì)碼放盤2330上的要提取的清潔部件2420，將吸 盤1103壓靠到清潔部件2420，以通過抽空來吸附清潔部件2420，從而直接拿起清潔部件 2420，由此從碼放盤2330提取清潔部件2420。圖26是示出了這樣一種狀態(tài)的立體圖，在這種狀態(tài)中，吸附清潔部件的自動(dòng)機(jī)械 趨近裝配臺(tái)架。當(dāng)自動(dòng)機(jī)械2200趨近裝配臺(tái)架2330時(shí)，安裝到自動(dòng)機(jī)械2200的攝像機(jī)2290測(cè) 量LED板2310的位置和姿態(tài)，由此識(shí)別框架2410的位置和姿態(tài)。然后，自動(dòng)機(jī)械2200進(jìn)行 移動(dòng)，使得由自動(dòng)機(jī)械手2202的吸盤2203吸附的清潔部件2420面對(duì)固定到裝配臺(tái)架2300 的框架2410。圖27是示出了這樣一種狀態(tài)的立體圖，在這種狀態(tài)中，清潔部件2420裝配在框架 2410 中。在清潔部件2420面對(duì)框架2410以后，如圖27所示將清潔部件2420裝配在框架2410中。然后，松開吸盤2203的吸附，并且自動(dòng)機(jī)械2200升高以將吸盤2203與清潔部件 2420分開。在把清潔部件2420裝配在框架2410中以后，以與清潔部件2420相似的裝配方式 順序裝配各種部件。圖28和29是示出了當(dāng)從不同角度觀看感光體組件時(shí)的在裝配以后的感光體組件 的立體圖。參照?qǐng)D28和29，感光體組件2400包括框架部件2410、感光體2430、感光體保持部 件2440、支承板2450、后蓋2460、前蓋2470以及帶電裝置2480。感光體2430對(duì)應(yīng)于圖20 的感光體2111Y、2111M、2111C和2111K中的一個(gè)，帶電裝置2480對(duì)應(yīng)于圖20的帶電裝置 2113Y、2113M、2113C 和 2113K 中的一個(gè)。在圖28和29中沒有示出初始裝配在框架2410中的清潔部件2420(例如，見圖25)，這是因?yàn)楦泄怏w2430遮蓋了清潔部件2420。感光體保持部件2440和支承板2450分別支承感光體2430的后端和前端。感光 體組件2400的后部和前部分別被后蓋2460和前蓋2470遮蓋。然而，在后蓋2450中形成 開口 2461以向感光體2430傳送扭矩。板2471固定在前蓋2470，并且記錄了感光體2430 的累積旋轉(zhuǎn)數(shù)目的存儲(chǔ)單元安裝在板2471上。下面描述組成感光體組件2400的各部件的裝配過程。圖30示出了框架2410。盡管由于非必需而在以上附圖中沒有進(jìn)行示出，但是在下面附圖中加入了標(biāo)記以 識(shí)別裝配階段，這將在下面進(jìn)行描述。可以期望的是，通過攝像機(jī)2290可以清楚地拍攝諸 如LED和后向反射器的標(biāo)記的圖像(見圖21)。在圖30的框架2410中形成有支承板識(shí)別標(biāo)記2501、清潔部件識(shí)別標(biāo)記2502、感 光體識(shí)別標(biāo)記2503以及帶電裝置識(shí)別標(biāo)記2504。圖31示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，把清潔部件2420裝配在框架2410中。參照?qǐng)D31，通過將清潔部件2420裝配在框架2410中，由清潔部件2420遮蓋了清 潔部件識(shí)別標(biāo)記2502 (見圖30)，從而攝像機(jī)2290或工人可以容易地識(shí)別出清潔部件2420 裝配在框架2410中。圖32示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，裝配了感光體2430。通過裝配感光體2430遮蓋此前一直能看見的感光體識(shí)別標(biāo)記2503 (見圖31)。因 此，攝像機(jī)2290或工人可以容易地識(shí)別出裝配了感光體2430。圖33示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，還裝配了感光體保持部件2440 ；圖34 是示出圖33的狀態(tài)的局部放大立體圖。對(duì)感光體保持部件2440添加了新的感光體保持部件識(shí)別標(biāo)記2505，從而攝像機(jī) 2290或工人可以容易地識(shí)別出除了支承板識(shí)別標(biāo)記2501和曝光裝置識(shí)別標(biāo)記2504以外還 新添加了感光體保持部件識(shí)別標(biāo)記2505。因此，攝像機(jī)2290或工人可以識(shí)別出裝配了感光 體保持部件2440。圖35示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，還裝配了支承板2450 ；圖36是示出恰 在裝配了支承板2450之前的狀態(tài)的局部放大立體圖。如圖36所示，按從感光體2430的前端沿箭頭E的方向插入的方式來裝配支承板2450。盡管在裝配支承板2450之前可以看見支承板識(shí)別標(biāo)記2501，但是通過裝配支承板 2450遮蓋了支承板識(shí)別標(biāo)記2501。由于攝像機(jī)2290或工人識(shí)別出支承板識(shí)別標(biāo)記2501 被遮蓋，所以攝像機(jī)2290或工人識(shí)別出裝配了支承板2450。圖37示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，還裝配了后蓋2460 ；圖38是示出圖37 的狀態(tài)的局部放大立體圖。對(duì)后蓋2460添加了新的后蓋識(shí)別標(biāo)記2506，從而攝像機(jī)2290或工人識(shí)別出添加 了后蓋識(shí)別標(biāo)記2506。因此，攝像機(jī)2290或工人可以容易地識(shí)別出裝配了后蓋2460。圖39示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，還裝配了前蓋2470 ；圖40是示出恰在 裝配了前蓋2470之前的狀態(tài)的局部放大立體圖。如圖40所示，按從前側(cè)沿箭頭F的方向壓靠支承板2450的方式，將前蓋2470裝 配在支承板2450中。對(duì)前蓋2470添加了新的前蓋識(shí)別標(biāo)記2507。由于對(duì)前蓋2470添加了新的前蓋識(shí) 別標(biāo)記2507，所以攝像機(jī)2290或工人可以容易地識(shí)別出添加了前蓋2470。圖41示出了這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，還裝配了帶電裝置2480。當(dāng)裝配了帶電裝置2480時(shí)，帶電裝置識(shí)別標(biāo)記2504被帶電裝置2480遮蓋。因此， 攝像機(jī)2290或工人可以容易地一眼識(shí)別出裝配了帶電裝置2480。如上所述，根據(jù)組成感光體組件的每個(gè)部件的裝配階段形成標(biāo)記從而使得出現(xiàn)標(biāo) 記的圖案發(fā)生改變，由此攝像機(jī)或工人可以容易地一眼識(shí)別出裝配階段。針對(duì)示出和說明的目的提供了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的以上描述。這并不是窮 盡的或者將本發(fā)明限制為公開的具體形式。顯而易見，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚許多變型和 改動(dòng)。選擇并描述這些示例性實(shí)施方式以最佳解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，由此使得 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白本發(fā)明的各種實(shí)施方式和適于構(gòu)思的特定應(yīng)用的各種變型。本發(fā) 明的范圍由權(quán)利要求及其等同物進(jìn)行定義。
權(quán)利要求
一種部件操縱方法，該部件操縱方法包括識(shí)別步驟，在該識(shí)別步驟中，通過利用攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的光圖像，來識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象和操縱目標(biāo)部件被支承在部件支承部的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的所述光斑組，用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；計(jì)算步驟，在該計(jì)算步驟中，基于在所述識(shí)別步驟中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及由所述部件支承部支承的所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的幾何排布位置，來計(jì)算所述部件的位置和姿態(tài)；以及操縱步驟，在該操縱步驟中，基于在所述計(jì)算步驟中計(jì)算出的位置和姿態(tài)，操縱自動(dòng)機(jī)械對(duì)所述部件執(zhí)行操作，所述自動(dòng)機(jī)械用于對(duì)所述部件執(zhí)行操作。
2.一種部件提取方法，該部件提取方法包括識(shí)別步驟，在該識(shí)別步驟中，通過利用攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，基于由 所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的光圖像，來識(shí)別所述被測(cè)量對(duì) 象的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象和提取目標(biāo)部件被支承在部件支承部的預(yù)定位置處，所 述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的所述光斑組，用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；計(jì)算步驟，在該計(jì)算步驟中，基于在所述識(shí)別步驟中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的位置 和姿態(tài)，以及由所述部件支承部支承的所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的幾何排布位置，來計(jì) 算所述部件的位置和姿態(tài)；以及操縱步驟，在該操縱步驟中，通過定位自動(dòng)機(jī)械以面對(duì)并抓取在所述計(jì)算步驟中計(jì)算 了其位置和姿態(tài)的部件，來操縱所述自動(dòng)機(jī)械從所述部件支承部提取所述部件，所述自動(dòng) 機(jī)械用于抓取所述部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件提取方法，其中，所述部件支承部在預(yù)定位置處支承所 述被測(cè)量對(duì)象和多個(gè)部件，所述計(jì)算步驟是計(jì)算所述多個(gè)部件中的每個(gè)部件的位置和姿態(tài)的過程，并且所述提取步驟是將所述自動(dòng)機(jī)械定位成順序面對(duì)在所述計(jì)算步驟中計(jì)算了其位置和 姿態(tài)的各個(gè)部件，以使所述自動(dòng)機(jī)械順序提取各個(gè)部件的過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的部件提取方法，該部件提取方法還包括確定步驟，在該確定 步驟中，通過利用所述自動(dòng)機(jī)械對(duì)從所述部件支承部提取的部件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，來確定 所述部件支承部是否變成從所述部件支承部提取走所有部件的空狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的部件提取方法，其中，所述部件支承部在支承所述多個(gè)部件 的位置處具有光斑，所述光斑在存在部件時(shí)被遮擋，而在提取部件后顯現(xiàn)，并且所述部件提取方法還包括確定步驟，在該確定步驟中，通過利用所述攝像機(jī)拍攝所述 部件支承部的光斑的圖像，在通過所述攝像機(jī)拍攝了由所述部件支承部對(duì)部件進(jìn)行支承的 所有位置處的光斑的圖像時(shí)，確定所述部件支承部是否變成從所述部件支承部提取走所有 部件的空狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件提取方法，其中，支承所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的所 述部件支承部疊置成多個(gè)層，所述部件提取方法提取由疊置在最上層的部件支承部支承的部件，并且所述部件提取方法還包括取出步驟，在該取出步驟中，通過使所述自動(dòng)機(jī)械面對(duì)完成了部件提取的最上層部件支承部，并且抓取并從所述最上層取出該部件支承部，來從所述 最上層取走該部件支承部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件提取方法，其中，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括三個(gè)光斑和 一個(gè)光斑的光斑組，所述三個(gè)光斑彼此間隔開設(shè)置，所述一個(gè)光斑與三角形基準(zhǔn)平面垂直 間隔開設(shè)置，所述三角形基準(zhǔn)平面以所述三個(gè)光斑為頂點(diǎn)，并且所述識(shí)別步驟還包括利用所述攝像機(jī)拍攝所述被測(cè)量對(duì)象上的光斑組的圖像，所述攝 像機(jī)設(shè)置在與所述基準(zhǔn)平面的垂線間隔開的位置處。
8.一種部件裝配方法，該部件裝配方法包括拍攝步驟，在該拍攝步驟中，通過攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被測(cè)量 對(duì)象和第一部件被支承在裝配臺(tái)架的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的所 述光斑組，并且用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；識(shí)別步驟，在該識(shí)別步驟中，基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組 的光斑的光圖像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；計(jì)算步驟，在該計(jì)算步驟中，基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量對(duì)象 和所述第一部件的幾何排布位置，計(jì)算所述第一部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象的位 置和姿態(tài)是在所述識(shí)別步驟中識(shí)別出的，所述被測(cè)量對(duì)象和所述第一部件由所述裝配臺(tái)架 支承；以及裝配步驟，在該裝配步驟中，通過使自動(dòng)機(jī)械抓取第二部件，并且通過基于在所述識(shí)別 步驟中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)而使所述第二部件面對(duì)所述第一部件，將所 述第二部件裝配在所述第一部件中，由此來裝配部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的部件裝配方法，其中，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括三個(gè)光斑和 一個(gè)光斑的光斑組，所述三個(gè)光斑彼此間隔開設(shè)置，所述一個(gè)光斑與三角形基準(zhǔn)平面垂直 間隔開設(shè)置，所述三角形基準(zhǔn)平面以所述三個(gè)光斑為頂點(diǎn)，并且所述拍攝步驟是包括通過所述攝像機(jī)拍攝所述被測(cè)量對(duì)象上的所述光斑組的圖像的 過程，所述攝像機(jī)位于使成像光軸與所述基準(zhǔn)平面的垂線彼此不一致的位置處，所述垂線 經(jīng)過所述一個(gè)光斑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的部件裝配方法，其中，所述裝配步驟是這樣的過程，即，在該 過程中，把所述第二部件已經(jīng)裝配在由所述裝配臺(tái)架支承的所述第一部件中的部件組設(shè)置 為新的第一部件，而把要裝配在該新的第一部件中的部件設(shè)置為新的第二部件，并且將部 件裝配重復(fù)多次。
11.一種部件操縱設(shè)備，該部件操縱設(shè)備包括攝像機(jī)；圖像拍攝控制單元，其使所述攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被測(cè)量對(duì) 象和操縱目標(biāo)部件被支承在部件支承部的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑 的所述光斑組，所述被測(cè)量對(duì)象用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；識(shí)別單元，其基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的光圖 像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；計(jì)算單元，其基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的 幾何排布位置，計(jì)算所述部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)由所述識(shí)別單元識(shí)別，所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件由所述部件支承部支承； 自動(dòng)機(jī)械，其操縱所述部件；以及控制單元，其基于在所述計(jì)算單元中計(jì)算出的位置和姿態(tài)，使所述自動(dòng)機(jī)械操縱所述 部件。
12.—種部件提取設(shè)備，該部件提取設(shè)備包括 攝像機(jī)；圖像拍攝控制單元，其使所述攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被測(cè)量對(duì) 象和提取目標(biāo)部件被支 承在部件支承部的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑 的所述光斑組，所述被測(cè)量對(duì)象用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；識(shí)別單元，其基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的光斑的光圖 像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；計(jì)算單元，其基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的 幾何排布位置，計(jì)算所述部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)由所述識(shí)別單 元識(shí)別，所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件由所述部件支承部支承； 自動(dòng)機(jī)械，其抓取所述部件；以及部件提取控制單元，其使所述自動(dòng)機(jī)械面對(duì)已在所述計(jì)算單元中計(jì)算了其位置和姿態(tài) 的部件，并且使所述自動(dòng)機(jī)械抓取所述部件以從所述部件支承部提取所述部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件提取設(shè)備，其中，所述部件支承部在預(yù)定位置支承所 述被測(cè)量對(duì)象和所述多個(gè)部件，所述計(jì)算單元計(jì)算所述多個(gè)部件中的每個(gè)部件的位置和姿態(tài)，并且 所述部件提取控制單元使所述自動(dòng)機(jī)械順序面對(duì)已在所述計(jì)算單元中計(jì)算了其位置 和姿態(tài)的部件，并且使所述自動(dòng)機(jī)械順序提取所述部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的部件提取設(shè)備，該部件提取設(shè)備還包括空狀態(tài)確定單元， 所述空狀態(tài)確定單元對(duì)所述自動(dòng)機(jī)械從所述部件支承部提取的部件的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，以確 定所述部件支承部是否變成從所述部件支承部提取走所有部件的空狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的部件提取設(shè)備，其中，所述部件支承部在支承所述多個(gè)部 件的位置處具有光斑，所述光斑在存在部件時(shí)被遮擋，而在提取了部件后顯現(xiàn)，并且所述部件提取設(shè)備還包括空狀態(tài)確定單元，所述空狀態(tài)確定單元在通過所述攝像機(jī)拍 攝了由所述部件支承部對(duì)部件進(jìn)行支承的所有位置處的光斑的圖像時(shí)，確定所述部件支承 部是否變成從所述部件支承部提取走所有部件的空狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件提取設(shè)備，其中，支承所述被測(cè)量對(duì)象和所述部件的 所述部件支承部疊置成多個(gè)層，所述部件提取設(shè)備提取由疊置在最上層的部件支承部支承的部件，并且 所述部件提取設(shè)備還包括部件支承部提取控制單元，所述部件支承部提取控制單元使 所述自動(dòng)機(jī)械面對(duì)完成了部件提取的最上層部件支承部，并且抓取并從最上層取出該部件 支承部。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件提取設(shè)備，其中，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括三個(gè)光斑 和一個(gè)光斑的光斑組，所述三個(gè)光斑彼此間隔開設(shè)置，所述一個(gè)光斑與三角形基準(zhǔn)平面垂 直間隔開設(shè)置，所述三角形基準(zhǔn)平面以所述三個(gè)光斑為頂點(diǎn)，并且所述圖像拍攝控制單元使所述攝像機(jī)拍攝所述被測(cè)量對(duì)象上的所述光斑組的圖像，所 述攝像機(jī)位于使成像光軸與所述基準(zhǔn)平面的垂線彼此不一致的位置處，所述垂線經(jīng)過所述 一個(gè)光斑。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件提取設(shè)備，其中，所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械彼此固 定，并且所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械的位置和姿態(tài)僅一起改變。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件提取設(shè)備，其中，所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械的位置 和姿態(tài)能夠獨(dú)立改變。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件提取設(shè)備，其中，所述光斑是發(fā)光二極管。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件提取設(shè)備，其中，所述光斑是向入射方向反射入射光 的后向反射器。
22.—種部件裝配設(shè)備，該部件裝配設(shè)備包括攝像機(jī)；圖像拍攝控制單元，其使所述攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，所述被測(cè)量對(duì) 象和第一部件被支承在裝配臺(tái)架的預(yù)定位置處，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的所述 光斑組，并且用作位置和姿態(tài)的測(cè)量目標(biāo)；位置和姿態(tài)識(shí)別單元，其基于由所述攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成所述光斑組的 光斑的光圖像，識(shí)別所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)；位置和姿態(tài)計(jì)算單元，其基于所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及所述被測(cè)量對(duì)象和 所述第一部件的幾何排布位置，計(jì)算所述第一部件的位置和姿態(tài)，所述被測(cè)量對(duì)象的位置 和姿態(tài)在所述位置和姿態(tài)識(shí)別單元中識(shí)別，所述被測(cè)量對(duì)象和所述第一部件由所述裝配臺(tái) 架支承；自動(dòng)機(jī)械，其抓取第二部件以將該第二部件裝配在第一部件中；以及部件裝配控制單元，其使所述自動(dòng)機(jī)械抓取第二部件，以基于在所述位置和姿態(tài)識(shí)別 單元中識(shí)別出的所述被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)使所述第二部件面對(duì)所述第一部件，并且使 所述自動(dòng)機(jī)械將所述第二部件裝配在所述第一部件中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的部件裝配設(shè)備，其中，所述被測(cè)量對(duì)象具有包括三個(gè)光斑 和一個(gè)光斑的光斑組，所述三個(gè)光斑彼此間隔開設(shè)置，所述一個(gè)光斑與三角形基準(zhǔn)平面垂 直間隔開設(shè)置，所述三角形基準(zhǔn)平面以所述三個(gè)光斑為頂點(diǎn)，并且所述圖像拍攝控制單元使得所述攝像機(jī)拍攝所述被測(cè)量對(duì)象上的所述光斑組的圖像， 所述攝像機(jī)位于使成像光軸與所述基準(zhǔn)平面的垂線彼此不一致的位置處，所述垂線經(jīng)過所 述一個(gè)光斑。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的部件裝配設(shè)備，其中，在所述部件裝配控制單元中，把所述 第二部件已被裝配在由所述裝配臺(tái)架支承的所述第一部件中的部件組設(shè)置為新的第一部 件，把要裝配在該新的第一部件中的部件設(shè)置為新的第二部件，并且將部件裝配重復(fù)多次。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的部件裝配設(shè)備，其中，要順序裝配的多個(gè)部件中的至少一 些部件在光斑顯現(xiàn)模式隨所述多個(gè)部件的裝配階段而改變的位置處具有光斑。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的部件裝配設(shè)備，其中，所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械彼此固 定，并且所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械的位置和姿態(tài)僅一起改變。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的部件裝配設(shè)備，其中，所述攝像機(jī)和所述自動(dòng)機(jī)械的位置和姿態(tài)能夠獨(dú)立改變。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的部件裝配設(shè)備，其中，所述光斑是發(fā)光二極管。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的部件裝配設(shè)備，其中，所述光斑是向入射方向反射入射光 的后向反射器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于部件操縱、部件提取、部件裝配的方法和設(shè)備。部件操縱方法包括識(shí)別步驟、計(jì)算步驟和操縱步驟。識(shí)別步驟是這樣的過程，在該過程中，通過利用攝像機(jī)拍攝被測(cè)量對(duì)象的光斑組的圖像，基于由攝像機(jī)拍攝的圖像上的、表示構(gòu)成光斑組的光斑的光圖像，識(shí)別被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，該被測(cè)量對(duì)象具有包括多個(gè)光斑的光斑組。計(jì)算步驟是這樣的過程，在該過程中，基于識(shí)別出的被測(cè)量對(duì)象的位置和姿態(tài)，以及被測(cè)量對(duì)象和部件的幾何排布位置，計(jì)算部件的位置和姿態(tài)。操縱步驟是這樣的過程，在該過程中，基于計(jì)算出的位置和姿態(tài)操縱自動(dòng)機(jī)械對(duì)部件執(zhí)行操作，該自動(dòng)機(jī)械用于對(duì)部件執(zhí)行操作。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101848630SQ200910170598
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者古木威敏, 小池尚己 申請(qǐng)人:富士施樂株式會(huì)社