JP6057862B2 - Component supply apparatus and program generation method for component supply apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動組立装置や自動組立ロボットなどに対して、バラ積み供給される部品を整列させる部品供給装置に関し、特にロボットを用いて部品を整列させる部品供給装置および部品供給装置のプログラム生成方法に関するものである。 The present invention relates to a component supply device that aligns parts to be supplied in bulk with respect to, for example, an automatic assembly device or an automatic assembly robot, and in particular, a component supply device that aligns components using a robot and program generation of the component supply device It is about the method.
一般に、製品組立ラインにおいて、購入先や、前工程から搬送される部品は、部品の搬送およびストック時に必要な空間体積を小さくするため、いわゆるバラ積み状態で届くことが多い。一方、自動組立装置は、部品が整列された状態からの組み立て作業を実行することが通例である。このため、自動組立装置に供給する部品を、何らかの手段で、バラ積み状態から整列された状態へと、位置姿勢を揃える必要がある。 In general, in a product assembly line, parts that are transported from a purchaser or a previous process often arrive in a so-called loosely packed state in order to reduce the space volume required for transporting and stocking parts. On the other hand, an automatic assembly apparatus usually executes an assembly operation from a state in which parts are aligned. For this reason, it is necessary to align the position and orientation of the parts to be supplied to the automatic assembling apparatus from the stacked state to the aligned state by some means.
従来から、バラ積み状態の部品を自動整列する手段として、パーツフィーダと呼ばれる専用の部品整列装置が広く使われている。しかしながら、パーツフィーダは、部品ごとに専用に設計されるため汎用性がなく、しかも設計期間が長い、価格が高い、稼働中に振動および騒音が発生する、工場の多大な床面積を占めるという問題がある。 Conventionally, a dedicated parts alignment device called a parts feeder has been widely used as a means for automatically aligning parts in a stacked state. However, parts feeders are specially designed for each part, so they are not versatile, have a long design period, are expensive, generate vibration and noise during operation, and occupy a large floor space in the factory. There is.
また、部品形状が複雑な場合には、部品がパーツフィーダ内で絡まり、チョコ停と呼ばれる一時的な動作停止が起こり、オペレータコールが多発するという問題もある。また、パーツフィーダによる部品整列が不可能な形状の部品が存在することから、パーツフィーダが使えない場合もある。 In addition, when the part shape is complicated, there is a problem that parts are entangled in the parts feeder, temporary operation stoppage called a choke stop occurs, and operator calls are frequently generated. In addition, there are cases where the parts feeder cannot be used because there are parts having shapes that cannot be aligned by the parts feeder.
そこで、上記パーツフィーダに代わる自動化手法として、バラ積み状態の部品を、何らかのハードウェア機構を用いて、ある程度、部品同士が重なっていない状態に変化させた後、ビジョンセンサを用いて、好ましい姿勢を取っている部品のみを認識して位置姿勢補正を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, as an automated method to replace the parts feeder, after changing the parts in a stacked state to a state where the parts do not overlap with each other to some extent using a hardware mechanism, the vision sensor is used to obtain a preferable posture. A technique for performing position and orientation correction by recognizing only the components being taken is known (see, for example, Patent Document 1).
また、バラ積み状態の部品の位置姿勢を認識し、吸着パッドに部品を吸い付け、必要があれば向きを変更して仮置き後、さらに必要があれば向きを変更して整列させる技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Also known is the technology that recognizes the position and orientation of parts in a stacked state, sucks the parts to the suction pad, changes the orientation if necessary, temporarily places it, and then changes the orientation if necessary and aligns it. (For example, refer to Patent Document 2).
ここで、特許文献1に記載の従来技術においては、部品数を十分に供給しておいたうえで、好ましい姿勢になっている部品のみを選んで取り扱うという確率的な事象に依存するので、部品数が減ってくると、好ましい姿勢の部品が存在しなくなる確率が高まり、部品が残っているのにオペレータコールの発生が増加する問題がある。また、好ましい姿勢になる確率が低い部品を供給対象とした場合には、より多くの部品を投入しておかなければならないので、手持ち在庫を多くかかえる必要があり、工場の空間体積(床面積、高さ)を浪費するという問題がある。
Here, in the prior art described in
また、特許文献2に記載の従来技術においては、吸着パッドが当てられる立方体形状の部品を対象としており、平面形状の部品、複雑な形状の部品、表面に凸凹がある部品、小穴が多い部品、細い形状からなる部品など、のように吸着パッドを当てる部位がなく、吸着パッドに吸い付かない部品に対しては対応できないという問題がある。なお、吸着パッドが使用不可の場合に、ブロワで吸い付けることも考えられるが、この場合には、騒音が大きいうえ、電力消費が大きいという問題が生じる。
In addition, in the prior art described in
さらに、特許文献1、2のいずれ場合も、最終的な整列を失敗させるような、ハンドと部品の位置ずれおよび姿勢ずれを、いわゆる「引き込み」あるいは「セルフアライメント」と呼ばれる現象を利用して吸収するために、部品ごとに設計した特化ハンドを使用しているので、複数種類の部品を同じハンドで整列することができず、部品数と同数のハンドが必要となり、ハンド切り替え時間、ハンド仮置き用の広い場所が必要になるという問題がある。また、部品ごとにハンドを設計し直さなければならず、生産する機種の切り替え時に、ハンドを作りなおすためのコスト(設計、製作、調整費)を要するという問題がある。
Furthermore, in both cases of
これらの問題を解決するために、ロボットが部品を把持し、仮置き台に一旦置いて、あるいは、複数のロボット間で受け渡しして部品を把持し直すといった持ち替え動作を行いながら、部品を目的の位置姿勢に整列させる部品供給装置がある(例えば、特許文献3参照)。なお、この部品供給装置による部品整列作業においては、多種多様のバラ積み状態の部品に対して専用の治具およびハンドの設計の必要性がない。 To solve these problems, the robot picks up the part and puts it on the temporary table, or transfers it between multiple robots and picks up the part again. There is a component supply device that aligns the position and orientation (see, for example, Patent Document 3). In the part alignment work by this part supply apparatus, there is no need to design a dedicated jig and hand for a wide variety of parts in a stacked state.
しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
特許文献3に記載の従来技術においては、作業者は、部品整列作業の効率化を実現すべく、ロボットにどのような持ち替え動作をさせるかを決めた上で、ロボットが決められた持ち替え動作をするようにプログラミングを行う必要があり、非常に手間がかかるという問題がある。なお、ここでいう部品整列作業の効率化とは、ロボットの台数、部品を最終的に目的の位置姿勢に整列させることのできる確率(以降では、直行率と称す)およびタクトタイムといった各パラメータついて、トレードオフの関係を考慮しながら最適化を図ることである。
However, the prior art has the following problems.
In the prior art described in
また、部品整列作業の効率化を実現するための具体的なプログラミング手法が確立していないので、なおさら作業者がロボットに対してプログラミングを行う際に、多大な負担がかかるという問題がある。 In addition, since a specific programming method for realizing the efficiency of the parts alignment work has not been established, there is a problem that a great burden is imposed on the robot when programming the robot.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、作業者がロボットに対してプログラミングを行う際の負担を軽減することのできる部品供給装置および部品供給装置のプログラム生成方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a component supply device and a program generation method for the component supply device that can reduce the burden on the operator when programming the robot. The purpose is to obtain.
本発明における部品供給装置は、自身のハンドで部品を把持するロボットを備え、ロボットの動作を制御するためのロボットプログラムにしたがってロボットが動作することで、バラ積みされた部品を、仮置き台を経てパレットに整列させる部品供給装置であって、ロボットプログラムを生成する行動計画部をさらに備え、行動計画部は、ハンドの3Dモデルを示すハンド3Dデータと、部品の3Dモデルを示す部品形状3Dデータとの入力に基づき、部品をハンドで把持する際の部品およびハンドの位置姿勢の組み合わせを把持可能姿勢として算出し、算出結果を把持可能姿勢表に記憶する把持可能姿勢算出部と、部品形状3Dデータの入力に基づき、部品を仮置き台に静定する際の部品の姿勢を安定姿勢として算出し、算出結果を安定姿勢表に記憶する安定姿勢算出部と、把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢と、安定姿勢表に含まれる安定姿勢とをノードとして、ノードのそれぞれの間を遷移するための経路を遷移パスとして算出し、算出結果を持ち替えグラフに記憶する持ち替えパス算出部と、持ち替えグラフに含まれるノードの遷移パスを探索することで、ノードのうちの第1ノードに対応する第1姿勢からノードのうちの第2ノードに対応する第2姿勢へと姿勢変更をする際において、ハンドが部品を持ち替える必要がある回数を持ち替え回数として算出するとともに、算出結果をHMI部に画像表示する持ち替え可能性算出部と、HMI部に画像表示された持ち替え回数の算出結果に基づいて決定された所望のロボットプログラムを生成するプログラム生成部と、を有し、行動計画部は、把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢をHMI部に画像表示するとともに、把持可能姿勢表の中から選択された把持可能姿勢を取り除く把持動作画像生成部をさらに有するものである。 The component supply apparatus according to the present invention includes a robot that grips a component with its own hand, and the robot operates according to a robot program for controlling the operation of the robot. A part supply device for aligning with a pallet, further comprising an action planning unit that generates a robot program, and the action planning unit includes hand 3D data indicating a 3D model of the hand and part shape 3D data indicating the 3D model of the part. Based on the input, the combination of the component and the position and orientation of the hand when the component is gripped by the hand is calculated as a grippable posture, and the grippable posture calculation unit that stores the calculation result in the grippable posture table; based on the input data, the components of the posture at the time of settling the components temporary storage table is calculated as a stable posture, the calculation result Ahn Teisugata The stable posture calculation unit stored in the table, the grippable postures included in the grippable posture table, and the stable postures included in the stable posture table are nodes, and a path for transitioning between the nodes is a transition path. By calculating a change path calculation unit that calculates and stores the calculation result in the change graph, and by searching for a transition path of the node included in the change graph, the first posture corresponding to the first node among the nodes When changing the posture to the second posture corresponding to the second node, the number of times that the hand needs to change parts is calculated as the number of change times, and the changeability calculation unit that displays the calculation result on the HMI unit; A program generation unit for generating a desired robot program determined based on a calculation result of the number of times of change displayed on the HMI unit; Yes, and the action planning unit, and displays the image on the HMI portion graspable position contained in a graspable orientation table, further comprising a gripping operation image generating unit for removing the graspable position selected from among the graspable position table Is.
また、本発明における部品供給装置のプログラム生成方法は、自身のハンドで部品を把持するロボットの動作を制御するためのロボットプログラムにしたがってロボットが動作することで、バラ積みされた部品を、仮置き台を経てパレットに整列させる部品供給装置におけるロボットプログラムの生成方法であって、ハンドの3Dモデルを示すハンド3Dデータと、部品の3Dモデルを示す部品形状3Dデータとの入力に基づき、部品をハンドで把持する際の部品およびハンドの位置姿勢の組み合わせを把持可能姿勢として算出し、算出結果を把持可能姿勢表に記憶する把持可能姿勢算出ステップと、部品形状3Dデータの入力に基づき、部品を仮置き台に静定する際の部品の姿勢を安定姿勢として算出し、算出結果を安定姿勢表に記憶する安定姿勢算出ステップと、把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢と、安定姿勢表に含まれる安定姿勢とをノードとして、ノードのそれぞれの間を遷移するための経路を遷移パスとして算出し、算出結果を持ち替えグラフに記憶する持ち替えパス算出ステップと、持ち替えグラフに含まれるノードの遷移パスを探索することで、ノードのうちの第1ノードに対応する第1姿勢からノードのうちの第2ノードに対応する第2姿勢へと姿勢変更をする際において、ハンドが部品を持ち替える必要がある回数を持ち替え回数として算出するとともに、算出結果をHMI部に画像表示する持ち替え可能性算出ステップと、HMI部に画像表示された持ち替え回数の算出結果に基づいて決定された所望のロボットプログラムを生成するプログラム生成ステップと、を有し、把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢をHMI部に画像表示するとともに、把持可能姿勢表の中から選択された把持可能姿勢を取り除く把持動作画像生成ステップをさらに有するものである。 Also, the program generation method for the component supply apparatus according to the present invention is such that the robot operates according to a robot program for controlling the operation of the robot that grips the component with its own hand, so that the stacked components are temporarily placed. A method for generating a robot program in a component supply apparatus that aligns to a pallet through a platform, wherein the component is handled based on input of hand 3D data indicating a 3D model of the hand and component shape 3D data indicating the 3D model of the component The combination of the component and the hand position / posture at the time of grasping is calculated as a graspable posture, and the component is temporarily determined based on the graspable posture calculating step for storing the calculation result in the graspable posture table and the input of the component shape 3D data. parts posture when settled in cradle calculated as stable posture, and stores the calculation results safely Teisugata bias table The fixed posture calculation step, the grippable posture included in the grippable posture table, and the stable posture included in the stable posture table are used as nodes, and a path for transitioning between each node is calculated as a transition path and calculated. From the first posture corresponding to the first node of the nodes to the second node of the nodes by searching the transition path of the nodes included in the replacement graph, and the change path calculation step of storing the result in the change graph When changing the posture to the corresponding second posture, the number of times that the hand needs to change the part is calculated as the number of change times, and the changeability calculation step for displaying the calculation result as an image on the HMI unit; A program generation program for generating a desired robot program determined based on the calculation result of the number of times of change in the image. It possesses Tsu and up, a, and displays the image on the HMI portion graspable position contained in a graspable orientation table, further comprising a gripping operation image generating step of removing the graspable position selected from among the graspable position table Is.
本発明によれば、ハンド3Dデータおよび部品形状3Dデータから算出される把持可能姿勢と、部品形状3Dデータから算出される安定可能姿勢とをノードとして、各ノード間の遷移パスが示された持ち替えグラフに基づき、ロボットの使用台数および仮置き台の使用の有無に応じた持ち替え回数を算出し、この算出結果を作業者に対して提示する。これにより、作業者がロボットに対してプログラミングを行う際の負担を軽減することのできる部品供給装置および部品供給装置のプログラム生成方法を得ることができる。 According to the present invention, the holding position calculated from the hand 3D data and the part shape 3D data and the stable position calculated from the part shape 3D data are used as nodes, and the change of the transition path between the nodes is indicated. Based on the graph, the number of robots to be used and the number of times of changing according to whether or not the temporary storage table is used are calculated, and the calculation result is presented to the operator. Thus, it is possible to obtain a component supply device and a program generation method for the component supply device that can reduce the burden on the operator when programming the robot.
以下、本発明による部品供給装置および部品供給装置のプログラム生成方法を好適な実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a component supply device and a program generation method for the component supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings according to a preferred embodiment. In the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における部品供給装置10を示す概略構成図である。図1において、部品供給装置10は、複数のロボットを用いてバラ積み部品を整列供給する構成を示し、これらのロボットの動作を制御するためのロボットプログラムを生成する行動計画部20を備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a
部品供給装置10は、3次元ビジョンセンサ1と、多数の部品(例えば、断面L字状の部品)が収納されたバラ積み部品箱2に近接配置された第1ロボット3と、部品が載置される仮置き台4を撮像する2次元ビジョンセンサ5と、ロボット群6と、3次元ビジョンセンサ1および2次元ビジョンセンサ5の検出結果に基づき第1ロボット3およびロボット群6を制御する制御部7とを有する。なお、図1においては、1台の第1ロボット3と、3台の第2ロボット6a〜6cからなるロボット群6とでパレット8に部品を整列させる構成を例示している。
The
3次元ビジョンセンサ1は、制御部7とともに距離画像計測部として機能し、バラ積み部品箱2内に積み上げられた部品を、概して上方から撮像し、3次元ビジョンセンサ1から各部品がランダム(例えば、凹凸)に並んだ上面までの多数の距離データを計測する機能を有する。なお、3次元ビジョンセンサ1により距離データを取得するための計測原理としては、ステレオ法、光切断法、空間コード法、ランダムコード法、タイムオフフライ法などの周知の手法が適用可能である。また、図1において、3次元ビジョンセンサ1に付された2本の破線は、各手法により距離の三角測量を行う様子を表している。
The three-
3次元ビジョンセンサ1で得られた距離データは、3次元ビジョンセンサ1内または制御部7において座標変換演算などが施されて、距離画像の算出に寄与する。なお、ここでいう距離画像とは、撮像されたシーンの画像の各ピクセルに対し、ある座標系から見たときの「特定座標軸方向の座標値をマッピングしたもの」であり、例えば、第1ロボット3のベース座標系から見たときの、部品が積み上がった高さのマップのことである。
The distance data obtained by the three-
第1ロボット3およびロボット群6内の第2ロボット6a〜6cとしては、例えば、一般的に広く普及している垂直多関節型ロボットを用いることができる。また、第1ロボット3は、3次元ビジョンセンサ1および制御部7とともに単離部(後述する)として機能し、ピンセット状または鉗子状の細い爪3tを有するハンド3hを備える。一方、ロボット群6は、2次元ビジョンセンサ5および制御部7とともに、部品の位置姿勢変更部として機能し、ロボット群6内の第2ロボット6a〜6cは、それぞれ平行チャックハンドを有する。
As the
2次元ビジョンセンサ5は、部品外形計測部として機能し、広く普及しているセンサからなり、仮置き台4に転がされた部品を撮像して、その外形形状を取得する。以下、計測により取得した部品の外形は、部品の位置姿勢の算出に寄与する。部品の位置姿勢の算出演算処理は、2次元ビジョンセンサ5内または制御部7において、例えばテンプレートマッチング法により行われる。
The two-
なお、テンプレートマッチング法において、テンプレート画像はあらかじめ登録されるが、ここでは、取り扱う部品を仮置き台4の上に転がしてみて、安定して静止する姿勢の数だけのテンプレート画像を登録するものとする。取り扱う部品に対して登録される画像は、具体的には、裏表が無関係の部品の場合には1つ、裏表に関係がある部品の場合には2つ、5通りの姿勢で静止する部品の場合には5つとなる。この平面上の安定姿勢は、後述する行動計画部20の動作により得られる平面上の安定姿勢表34によって事前に決定されている。
In the template matching method, the template images are registered in advance. Here, the template images are registered as many as the number of postures that stably stand still by rolling the parts to be handled on the temporary placement table 4. To do. Specifically, the images registered for the parts to be handled are one for parts whose front and back are irrelevant, two for parts related to the front and back, and parts that are stationary in five different postures. In this case, there are five. The stable posture on the plane is determined in advance by a stable posture table 34 on the plane obtained by the operation of the
次に、後述する行動計画部20によって生成されたロボットプログラムにしたがって制御される部品供給装置のロボット等によるバラ積み整列動作の一例について具体的に説明する。
Next, an example of the stacking and aligning operation by the robot or the like of the component supply device controlled according to the robot program generated by the
まず、3次元ビジョンセンサ1は、距離画像を解析することにより、バラ積み部品箱2内に積み上がった部品の中から、第1ロボット3が把持可能な部位候補(以下、単に「候補」ともいう)を算出し、さらに最適化することにより、把持可能な部位候補を1つに絞り込む。なお、把持可能な候補の演算処理に際しては、あらかじめ、第1ロボット3のハンド3hの爪3tの形状およびサイズを数値化しておく。
First, the three-
ここで、図2は、本発明の実施の形態1における部品供給装置10のロボットのハンド形状の一例を示す説明図である。図3は、本発明の実施の形態1における部品供給装置10のロボットのハンド形状の別例を示す説明図である。例えば、ハンド3hが図2または図3に示すような形状であれば、バラ積み部品の山に対して、部品と接触せずに、ハンド3hの2本の爪3tの先端部を同時に差し込みたいのであるから、爪3tの開き幅W分の距離を隔てた、各爪3tを内包する最小の大きさの2本の円柱または角柱として、数値モデル化しておく。このとき、円柱または角柱の太さは、爪3tの太さを近似し、円柱または角柱の長さは、把持する際に部品に爪3tを掛ける深さを近似することになる。
Here, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a robot hand shape of the
次に、3次元ビジョンセンサ1は、最新の距離画像が得られているものとして、最新の距離画像の中から、あらかじめ数値化した円柱または角柱が入る空間であって、かつ、空間の間に部品が存在する場所を探索する。
Next, the three-
または、第1ロボット3のハンド3hにより把持可能な小突起部位の形状(例えば、開いたハンド3hの爪3tの間に収まる角柱、円柱、平板、円盤)を、距離画像に対してテンプレートマッチングを行い、複数の候補を探索および抽出する。
Alternatively, the shape of a small protrusion that can be grasped by the
次に、3次元ビジョンセンサ1は、抽出された複数の候補に評価値をつけて、最も評価値の高い1つの候補のみを選択するという最適化演算を行う。最適化演算の方法として、2本の円柱に挟まれた突起物(または、発見された微少な角柱)のうち、最も高いZ軸値を評価値として採用し、その評価値が最大となる候補を選択する。
Next, the three-
この最適化演算は、バラ積みされた部品のうち、最も上方に積まれている部品を選ぶことに相当する。つまり、最大の評価値を選ぶことにより、部品の候補を最適化したことになる。 This optimization operation is equivalent to selecting the part that is stacked at the top of the parts that are stacked in bulk. That is, by selecting the maximum evaluation value, the candidate for the component is optimized.
以下、選択された最適化候補に接近して把持するために、第1ロボット3のハンド3hの爪3tをどのように掛けるかについては、簡単な計算で求めることができる。すなわち、部品を把持できる第1ロボット3の位置姿勢を、ロボット座標系におけるXYZ値および各軸周りの回転角として、把持可能な候補の位置姿勢に対する相対位置姿勢を加えることにより、算出することができる。
Hereinafter, how to apply the
なお、距離画像に対して、ハンド3hで把持可能な大きさの、微少な角柱状の部位をテンプレートマッチングして候補点を抽出し、その候補点のZ軸高さを用いて最適化することによっても、把持位置姿勢を算出することができ、同様の効果が得られる。
Note that a candidate point is extracted from a distance image by template matching a minute prismatic part of a size that can be gripped by the
第1ロボット3は、その後、把持した部品を仮置き台4に運び、仮置き台4の上方で部品を解放する。このとき、第1ロボット3は、部品を丁寧に仮置き台4に置くのではなく、放り投げるように仮置き台4に置くことが望ましい。これにより、絡まった部品が解けて、1つずつ、分離した状態で仮置き台4に転がって静止する確率が高くなる。
Thereafter, the
ここで、第1ロボット3のツール座標系を、ツールが進む向きをZ軸にとって、右手系でX、Y、Z軸とし、各軸X、Y、ZのまわりにA、B、C軸を定義したとき、第1ロボット3が部品を摘むために、バラ積み部品箱2の部品に近づいて行く動作について説明する。
Here, the tool coordinate system of the
例えば、第1ロボット3のハンド3hの爪3tが、ツール座標系のA軸値およびB軸値に関しては必ず同じ値になる姿勢で、かつC軸に関しては、爪3tが部品間の隙間に入るように回転させた姿勢で、Z軸方向に進んでいくものとする。
For example, the
このとき、3次元ビジョンセンサ1の座標系と第1ロボット3の座標系とのキャリブレーション誤差のうち、姿勢誤差が小さくなる領域を使うことになり、単離成功確率Pを向上させることが可能となる。例えば、第1ロボット3は、鉛直下向きにハンド3hを下ろしていくように動作する。なお、「単離」とは、バラ積み部品箱2の中から1つの部品のみを摘み出すことを指す。
At this time, among the calibration errors between the coordinate system of the three-
仮置き台4は、何も備えていない簡易な台であるが、台上に排除すべき物品(異物)が載せられた際に、台面を反転させるなどして異物を自重で滑り落ちさせる(または、はじき飛ばす)、あるいは、エアで吹き飛ばす、箒で掃き飛ばす、などの機構が付加されてもよい。仮置き台4に排除機構を設けた場合には、エラーリカバリが迅速に行われ、タクトタイム(Tact Time)が伸びにくくなるという効果がある。なお、仮置き台4の天板上面の高さ(ロボット座標系Z軸方向)は、あらかじめ計測されて、制御部7の記憶領域に記憶されているものとする。
The temporary table 4 is a simple table that is not equipped with anything, but when an article (foreign material) to be removed is placed on the table, the foreign material is slid down by its own weight by reversing the surface of the table (for example, Or, a mechanism such as blowing off with air or sweeping with a scissors may be added. In the case where the temporary placing table 4 is provided with an exclusion mechanism, there is an effect that error recovery is performed quickly and the tact time is not easily extended. It is assumed that the height of the top surface of the temporary table 4 (robot coordinate system Z-axis direction) is measured in advance and stored in the storage area of the
第1ロボット3は、バラ積み部品箱2の中にバラ積みされた部品を、上記ロボット座標算出処理に基づき、ハンド3hの爪3tが開いた状態にしたうえで、その時点で得られている把持位置に移動して、ハンド3hを閉じる。
The
続いて、第1ロボット3は、ハンド3hをロボット座標Z軸方向に沿って持ち上げるように移動させ、バラ積み部品箱2から把持できた部品を引き上げる動作を行い、その後、把持した部品を仮置き台4の上に転がす。
Subsequently, the
以上のように、第1ロボット3は、バラ積み部品箱2の中に多数入っている部品の中から、1つの部品のみを取り出すという単離機能を備えている。ただし、第1ロボット3は、部品の取り出しに失敗して部品を把持できないこともあり、複数の部品が絡まって、ひとかたまりの状態で仮置き台4に転がることもあり、また、複数の部品が絡まらずに、それぞれが仮置き台4の上に転がることもある。
As described above, the
上記のいずれの状態も、第1ロボット3が上記動作を実行した直後に、仮置き台4を2次元ビジョンセンサ5で撮像することにより、容易に判別することができる。例えば、バラ積み部品箱2からの部品の取り出しに失敗した場合は、第1ロボット3による摘み出し操作を再度行う。
Any of the above states can be easily determined by imaging the temporary table 4 with the two-
また、複数の部品が絡まって、ひとかたまりの状態で仮置き台4に転がった場合は、仮置き台4の天板を反転させる排除部など(図示せず)を用いて、部品をラインアウトさせる。なお、ラインアウトとは、例えば部品捨て箱(図示せず)を用意しておき、部品捨て箱内に部品を廃棄する、などを行うことにより、容易に実現することができる。 Further, when a plurality of parts are entangled and rolled to the temporary table 4 in a lump, the parts are lined out using an exclusion unit (not shown) that reverses the top plate of the temporary table 4. . The line-out can be easily realized, for example, by preparing a parts disposal box (not shown) and discarding the parts in the parts disposal box.
一方、複数の部品が絡まることなく仮置き台4に転がった場合は、後段のロボット群6のうちの1つのロボットが、部品を1つずつハンドリングするか、1つの部品のみをハンドリングした後に、仮置き台4の天板を反転させる排除部などで、残りの部品をラインアウトさせる。
On the other hand, when a plurality of parts roll to the temporary table 4 without being entangled, one robot in the
ロボット群6において、ロボット6aは、平行チャックハンドにより仮置き台4から部品を摘み上げる。以下、ロボット6a、6b、6cの相互間で、部品の裏表などを反転させながら、受け渡しした後、ロボット6cは、部品整列用のパレット8の上に部品を整列配置する。なお、取り扱う部品の形状が円筒状であって、軸周りの角度を区別する必要がある場合には、仮置き台4に専用の治具を設けて角度を固定するか、ロボット群6による受け渡し動作において角度を決定する。
In the
これ以降は、上記部品供給動作による部品のハンドリング手順について説明する。2次元ビジョンセンサ5は、あらかじめ登録されたテンプレート画像を用いたテンプレートマッチング法により、仮置き台4に置かれた部品の位置姿勢を認識する。このとき、部品に複数の安定状態がある場合には、2次元ビジョンセンサ5は、それらすべての安定状態に対して認識プログラムを実行し、認識結果の信頼性が最も高い安定状態の結果を、全体の認識結果として採用する。前述のように、裏表が無関係の部品の場合には、安定姿勢は1つのみになる。
Hereinafter, a part handling procedure by the part supply operation will be described. The two-
以上の処理により、仮置き台4に置かれた部品が、どの安定状態でかつどの位置姿勢にあるかを、3次元的に把握することができる。なぜなら、仮置き台4の高さが既知であり、かつ部品が単離されているので、どの安定状態であるかを判別できれば、部品の高さ位置が決定し、部品の姿勢ズレも平面内の回転のみになるからである。 Through the above processing, it is possible to grasp in a three-dimensional manner in which stable state and in which position and orientation the parts placed on the temporary placing table 4 are. Because the height of the temporary table 4 is known and the part is isolated, if the stable state can be determined, the height position of the part is determined, and the positional deviation of the part is also within the plane. This is because the rotation is only.
なお、部品の平面内の位置ズレおよび回転は、2次元ビジョンセンサ5により計測することができる。2次元ビジョンセンサ5は、部品の位置姿勢の座標がどのテンプレート画像とマッチしたかを示す「パターンの識別情報」を出力する。また、2次元ビジョンセンサ5は、仮置き台4上に部品が存在しなかったこと、部品がセンサ視野から外れていること、または、部品の位置姿勢の座標がいずれのテンプレート画像ともマッチしなかったこと、を示す「識別情報」を出力する。
Note that the positional displacement and rotation of the component in the plane can be measured by the two-
以上のように、2次元ビジョンセンサ5により、仮置き台4の上面に転がされた部品の3次元的な位置姿勢が計測された後、ロボット群6内の1つのロボット6aは、各安定状態に応じて、ロボットプログラムにしたがった動作で部品を把持し、ロボット6bとの部品受け渡し動作を行う。
As described above, after the three-dimensional position and orientation of the parts rolled on the upper surface of the temporary table 4 are measured by the two-
続いて、ロボット6bは、2次元ビジョンセンサ5で計測した部品の安定状態から、ロボット6aがどのような動作を行うのか分かるので、ロボットプログラムにしたがって、各安定状態に応じて、ロボット6aとの間で部品受け渡し動作を行う。
Subsequently, since the robot 6b knows what operation the robot 6a performs from the stable state of the parts measured by the two-
最後に、ロボット6cは、ロボット6bと同様に、2次元ビジョンセンサ5の認識した部品の安定状態から、ロボット6bがどのような動作を行うのか分かるので、ロボットプログラムにしたがって、各安定状態に応じて、ロボット6bとの間で部品受け渡し動作を行い、さらに整列用のパレット8への整列供給を行う。
Finally, as with the robot 6b, the
ロボット6aは、ロボット6bへの部品受け渡し後は、仮置き台4上の次の部品の把持に向かい、ロボット6bは、ロボット6cへ部品を受け渡し後は、次のロボット6aからの部品受け渡しに備えた移動を行い、ロボット6cは、部品の整列後は、ロボット6bからの部品受け渡しに備えた移動を行う。
The robot 6a goes to grip the next part on the temporary table 4 after delivering the part to the robot 6b, and the robot 6b prepares for the next part delivery from the robot 6a after delivering the part to the
以上の手順により、第1ロボット3および各第2ロボット6a〜6cが常に動き続けるパイプライン処理が実現されるので、部品の姿勢を複数回変更したとしても、部品の整列間隔は、単一のロボットが部品を移動させる一動作のうちの最も時間の長いものによって決定される。なお、各ロボットの動作時間は、実験的にほぼ同程度であることが観測されている。
The above procedure realizes pipeline processing in which the
図4は、本発明の実施の形態1における部品供給装置10の全体の動作シーケンスを示すフローチャートであり、3次元ビジョンセンサ1、第1ロボット3、2次元ビジョンセンサ5およびロボット6a〜6cの各動作手順を、相互に関連付けて並列に示している。図4のシーケンスは、制御プログラム(ロボットプログラム)としてソフトウェア化されており、制御部7内に格納されているものとする。
FIG. 4 is a flowchart showing an overall operation sequence of the
図4において、3次元ビジョンセンサ1は、点線矢印で示すように、第1ロボット3の処理手順(後述のステップS12)に応答して動作を開始し、まず、バラ積み部品箱2内の部品の距離画像を計測する(ステップS1)。
In FIG. 4, the three-
続いて、3次元ビジョンセンサ1は、把持候補を最適化し(ステップS2)、点線矢印で示すように、把持候補の座標を、制御部7を介して第1ロボット3に送出する(ステップS3)。以下、ステップS1〜S3の動作完了により、ステップS1に戻る。
Subsequently, the
第1ロボット3は、まず、3次元ビジョンセンサ1の視界を遮らないように退避座標に移動し(ステップS11)、3次元ビジョンセンサ1による前述の計測を要求する(ステップS12)。第1ロボット3は、3次元ビジョンセンサ1の計測により把持候補の座標を取得すると、把持座標に移動し(ステップS13)、ハンド3hを閉動作させて把持候補を把持する(ステップS14)。
The
続いて、第1ロボット3は、仮置き台4の座標に移動し(ステップS15)、ハンド3hを開動作させて、把持した部品を仮置き台4の上に転がす(ステップS16)。以下、ステップS11〜S16の動作完了により、ステップS11に戻る。
Subsequently, the
2次元ビジョンセンサ5は、点線矢印で示すように、ロボット6aの処理手順(後述のステップS32)に応答して動作を開始し、まず、仮置き台4上の画像を計測する(ステップS21)。
The two-
続いて、2次元ビジョンセンサ5は、計測画像とテンプレート画像とのテンプレートマッチングを行い(ステップS22)、点線矢印で示すように、パターン識別情報および把持座標を、制御部7を介してロボット6aに送出する(ステップS23)。以下、ステップS21〜S23の動作完了により、ステップS21に戻る。
Subsequently, the two-
ロボット6aは、まず、2次元ビジョンセンサ5の視界を遮らないように退避座標に移動し(ステップS31)、2次元ビジョンセンサ5による前述の計測を要求する(ステップS32)。ロボット6aは、2次元ビジョンセンサ5の計測によりパターン識別情報および把持座標を取得すると、計測結果(制御部7内の部品情報)に応じて、ステップS31、S32、S34への分岐判定を行い、判定結果にしたがう分岐動作を行う(ステップS33)。
First, the robot 6a moves to the retracted coordinates so as not to obstruct the field of view of the two-dimensional vision sensor 5 (step S31), and requests the above-described measurement by the two-dimensional vision sensor 5 (step S32). When the robot 6a acquires the pattern identification information and the grip coordinates by the measurement of the two-
ロボット6aは、2次元ビジョンセンサ5から適正な把持座標が得られた場合には、仮置き台4上の把持座標に移動し(ステップS34)、ハンドを閉動作させて仮置き台4上の部品を把持する(ステップS35)。
When an appropriate gripping coordinate is obtained from the two-
続いて、ロボット6aは、隣のロボット6bへの部品渡し姿勢に移動し(ステップS36)、部品の引き取り待ち状態に移行する(ステップS37)。ステップS37は、点線矢印で示すように、ロボット6bの部品待ち状態(ステップS42)にリンクする。 Subsequently, the robot 6a moves to a part delivery posture to the adjacent robot 6b (step S36), and shifts to a part pick-up waiting state (step S37). Step S37 links to the parts waiting state of the robot 6b (step S42) as indicated by the dotted arrow.
ロボット6aは、破線矢印で示すように、ロボット6bのハンド閉動作(ステップS44)を確認した時点で、ハンドを開動作させて、自身が把持していた部品をロボット6bに渡す(ステップS38)。以下、ステップS31〜S38の動作完了により、ステップS31に戻る。 When the robot 6a confirms the hand closing operation (step S44) of the robot 6b, as shown by the broken line arrow, the robot 6a opens the hand and passes the parts gripped by itself to the robot 6b (step S38). . Thereafter, upon completion of the operations in steps S31 to S38, the process returns to step S31.
ロボット6bは、まず、ロボット6aの動作空間を遮らないように退避座標に移動し(ステップS41)、ロボット6aの引き取り待ち状態(ステップS37)に応答して、ロボット6aからの部品待ち状態に移行する(ステップS42)。ロボット6bは、ロボット6aの部品送り座標に移動し(ステップS43)、ハンドを閉動作させて、ロボット6aが把持していた部品を把持する(ステップS44)。 First, the robot 6b moves to the retracted coordinates so as not to block the operation space of the robot 6a (step S41), and shifts to a parts waiting state from the robot 6a in response to the robot 6a waiting to be picked up (step S37). (Step S42). The robot 6b moves to the parts feed coordinates of the robot 6a (step S43), closes the hand, and grips the parts gripped by the robot 6a (step S44).
続いて、ロボット6bは、部品姿勢を変更させて(ステップS45)、さらに隣のロボット6cへの部品渡し姿勢に移動し(ステップS46)、部品の引き取り待ち状態に移行する(ステップS47)。ステップS47は、点線矢印で示すように、ロボット6cの部品待ち状態(ステップS52)にリンクする。
Subsequently, the robot 6b changes the component posture (step S45), further moves to a component delivery posture to the
ロボット6bは、破線矢印で示すように、ロボット6cのハンド閉動作(ステップS54)を確認した時点で、ハンドを開動作させて、自身が把持していた部品をロボット6cに渡す(ステップS48)。以下、ステップS41〜S48の動作完了により、ステップS41に戻る。
When the robot 6b confirms the hand closing operation (step S54) of the
ロボット6cは、まず、ロボット6bの動作空間を遮らないように退避座標に移動し(ステップS51)、ロボット6bの引き取り待ち状態(ステップS47)に応答して、ロボット6bからの部品待ち状態に移行する(ステップS52)。ロボット6cは、ロボット6bの部品送り座標に移動し(ステップS53)、ハンドを閉動作させて、ロボット6bが把持していた部品を把持する(ステップS54)。
First, the
続いて、ロボット6cは、部品姿勢を変更させて(ステップS55)、パレット8への部品挿入座標に移動し(ステップS56)、ハンドを開動作させて、自身が把持していた部品をパレット8に挿入する(ステップS57)。以下、ステップS51〜S57の動作完了により、ステップS51に戻る。
Subsequently, the
ここで、2次元ビジョンセンサ5の計測結果(部品情報)に基づくロボット6aの分岐動作(ステップS33)について、具体的に説明する。ロボット6aは、ステップ33において、計測結果に基づく以下の判定処理と、判定結果にしたがう分岐動作とを行う。
Here, the branching operation (step S33) of the robot 6a based on the measurement result (component information) of the two-
まず、2次元ビジョンセンサ5の計測結果が、(A)仮置き台4の上に部品が1つも存在しない状態を示す場合には、ロボット6aは、ステップS31に戻り、自身の待避座標に移動する。これと同時に、制御部7は、第1ロボット3の動作が適性に行われなかったものと見なして、第1ロボット3に対する動作指令を生成し、第1ロボット3に一連の動作(ステップS11〜S16)を再度実行させる。
First, when the measurement result of the two-
また、2次元ビジョンセンサ5の計測結果が、(B)仮置き台4上の部品が2次元ビジョンセンサ5の視野から外れている状態を示す場合には、ロボット6aは、仮置き台4から部品を排除する動作を行う。具体例には、ロボット6aが仮置き台4上の部品をはじき飛ばして、仮置き台4上から排除する。
When the measurement result of the two-
または、仮置き台4の天板を反転させる排除機構設け、制御部7からの指示により排除機構を動作させる、などの処理が行われる。仮置き台4から部品を排除した後は、ロボット6aは、ステップS31に戻り、待機姿勢に移動する。これと同時に、制御部7は第1ロボット3に対する動作指令を生成し、第1ロボット3に一連の動作(ステップS11〜S16)を再度実行させる。
Alternatively, processing such as providing an exclusion mechanism for inverting the top plate of the temporary table 4 and operating the exclusion mechanism according to an instruction from the
また、2次元ビジョンセンサ5の計測結果(部品情報)が、(C)仮置き台4上の部品の静止姿勢がこれ以降に姿勢反転手数が多くなる状態を示す場合には、ロボット6aは、仮置き台4上の部品を触って倒すなどして、姿勢反転手数(持ち替え回数)を減らす動作を行う。この部品姿勢反転手数低減動作の終了後、ロボット6aは、ステップS32に戻り、2次元ビジョンセンサ5の計測動作を再度実行させる。
Further, when the measurement result (part information) of the two-
さらに、2次元ビジョンセンサ5の計測結果(部品情報)が、(D)本装置が供給対象として扱う部品の種類が複数存在しかつ部品姿勢が適性でないことを示す場合には、ロボット6aは、仮置き台4から部品を排除する動作を行い、ステップS31に戻って待避座標に移動する。これと同時に、制御部7は、第1ロボット3に対する動作指令を生成し、第1ロボット3に一連の動作(ステップS11〜S16)を再度実行させる。
Furthermore, when the measurement result (part information) of the two-
上記(D)のように、複数種類の部品を供給対象とする場合には、バラ積み部品箱2内に升目を切って異なる部品を分離供給することになるが、作業者が違う升目に種類の異なる部品を間違えて入れてしまうことがあり得る。この場合、第1ロボット3が各升目に対して順番に抽出作業を行うと、間違った部品に行き当たったとき、本来の順番とは異なる部品を抽出して仮置き台4上に乗せることになるが、2次元ビジョンセンサ5のパターン計測結果により、異種部品であることを判定することができる。
As in (D) above, when multiple types of parts are to be supplied, different parts are separated and supplied into the
次に、部品供給装置10の行動計画部20について説明する。行動計画部20は、ロボットの動作を制御するためのロボットプログラムを生成する。すなわち、作業者(ユーザ)は、行動計画部20に所望のロボットプログラムを生成させることが可能となっている。また、部品供給装置10のロボットに取り付けられるハンドのハンド3Dデータ31と、バラ積み部品箱2内に収納される部品の部品形状3Dデータ32とがあらかじめ用意され、作業者によって行動計画部20に入力される。
Next, the
次に、行動計画部20の構成および動作について、図5を参照しながら具体的に説明する。図5は、本発明の実施の形態1における部品供給装置10の行動計画部20を示すブロック構成図である。
Next, the configuration and operation of the
図5において、行動計画部20は、把持可能姿勢算出部21、把持動作画像生成部22、安定姿勢算出部23、安定姿勢画像生成部24、持ち替えパス算出部25、一連動作画像生成部26、姿勢指定部27、持ち替え可能性算出部28、プログラム生成部29およびHMI部30を備える。なお、行動計画部20は、CPUおよびプログラムを記憶したメモリから構成されている。
In FIG. 5, the
なお、ここでは、行動計画部20に入力されるハンド3Dデータ31および部品形状3Dデータ32の一例として、図6に示すハンドの3Dモデルおよび図7に示す部品の3Dモデルを用いた場合を例示して説明する。図6は、本発明の実施の形態1におけるハンド3Dデータ31の一例を示す説明図である。図7は、本発明の実施の形態1における部品形状3Dデータ32の一例を示す説明図である。
Here, as an example of the
なお、これらのモデルは、一般的な3Dモデルフォーマットであればよい。また、図6に示すハンドは、2本の指を持つ平行グリッパであり、例えば、指の長さが60mm、指の幅が2mm、指の厚さが2mm、最大指間隔が12mm、ベース部半径が30mm、ベース高さが20mmというように具体的な寸法を与えることができる。2本の指は、把持動作を行うが、その動作の方法の情報、例えば指の並進動作の軌道をモデルに与えることが出来る。さらに、図7に示す部品にも同様に具体的な寸法を与えることができる。 These models may be in a general 3D model format. The hand shown in FIG. 6 is a parallel gripper having two fingers. For example, the finger length is 60 mm, the finger width is 2 mm, the finger thickness is 2 mm, the maximum finger interval is 12 mm, and the base portion. Specific dimensions can be given such as a radius of 30 mm and a base height of 20 mm. Two fingers perform a gripping operation, and information on the method of the operation, for example, a trajectory of the translational motion of the finger can be given to the model. Furthermore, specific dimensions can be similarly given to the components shown in FIG.
把持可能姿勢算出部21は、ロボットに取り付けられるハンドの3Dモデルを示すハンド3Dデータ31と、バラ積み部品箱2内に収納される部品の3Dモデルを示す部品形状3Dデータ32とが入力される。また、把持可能姿勢算出部21は、部品形状3Dデータ32に結びつけられた部品座標系に基づき、別途定める刻み幅で、この部品を構成する平面のうち、平行面を全探索し、その平行面にハンドの爪を掛けることが可能なハンド姿勢の方向ベクトルを算出する。さらに、把持可能姿勢算出部21は、別途定めるハンドの爪が部品に掛かる長さと、算出したハンド姿勢の方向ベクトルとに基づき、部品とハンドとの位置姿勢の組み合わせを、把持可能姿勢として算出する。
The graspable
把持可能姿勢算出部21が算出した把持可能姿勢は、把持可能姿勢表33に記憶される。換言すれば、把持可能姿勢表33には、把持が成立する可能性のある部品と、ハンドの位置姿勢との組み合わせの候補のリストが格納されている。なお、ハンド3Dデータ31および部品形状3Dデータ32において、3Dデータ化されていない信号ケーブルやその他部材が実際には存在する場合があり、この段階では、把持可能姿勢表33に記憶された把持可能姿勢のうち、実際には把持姿勢が取れないものが含まれている。
The grippable posture calculated by the grippable
把持動作画像生成部22は、把持可能姿勢表33に記憶された把持可能姿勢のそれぞれについてロボットのハンドによる部品の把持状態を、HMI部30の画面上にグラフィック表示する機能を持つ。この場合、作業者がこの画面を確認しながら把持可能姿勢表33を修正することができる。具体的には、作業者が必要に応じて選択した把持可能姿勢を、把持可能姿勢表33から取り除いて修正することができる。なお、HMI(Human Machine Interface)部30は、例えば、ディスプレイ画面、キーボードおよびポインティングデバイス等で構成され、ディスプレイ部に、図形情報をグラフィック表示する機能を持つ。
The gripping motion
ここで、HMI部30の画面上にグラフィック表示される把持可能姿勢表33の一例について説明する。図8は、本発明の実施の形態1における把持可能姿勢表33の一例を示す説明図である。
Here, an example of the grippable posture table 33 that is graphically displayed on the screen of the
図8において、把持可能姿勢算出部21によって算出された合計22通り(0番〜21番)の把持可能姿勢が示されており、各把持可能姿勢には、チェックマークが付けられている。このチェックマークは、後述する持ち替えパス算出部25による計算で使用するか否かを表すものである。
In FIG. 8, a total of 22 (0 to 21) grippable postures calculated by the grippable
例えば、ぐらつきやすい場合、明らかに部品を把持できない場合、把持してはいけない部位(例えば、傷や変形を嫌う部位)を把持する場合、またはロボットが何かと干渉する場合等に該当する把持可能姿勢については、作業者がチェックマークを外すことができる。これにより、チェックマークが外された把持可能姿勢は、持ち替えパス算出部25による計算で使用されなくなる。このように、作業者は、HMI部30の画面を確認しながら必要に応じて選択した把持可能姿勢を、チェックマークを外すことによって、把持可能姿勢表33から取り除くことができる。
For example, if it is easy to wobble, if you cannot clearly grip a part, grip a part that should not be gripped (for example, a part that dislikes scratches or deformation), or if the robot interferes with something, etc. The operator can remove the check mark. Thus, the grippable posture with the check mark removed is not used in the calculation by the transfer
安定姿勢算出部23は、バラ積み部品箱2内に収納される部品の部品形状3Dデータ32が入力される。また、安定姿勢算出部23は、入力された部品形状3Dデータ32に基づき、部品形状3Dデータに対応する部品を包む最小凸包を構成する全ての平面を算出する。さらに、安定姿勢算出部23は、この部品の重心から算出した各平面に向けて垂線を降ろしたとき、垂線の足が各平面内に降りているかどうかを判定する。
The stable
ここで、垂線の足が平面内に降りている平面は、仮置き台4上にこの部品を転がしたときに、その平面を下にして部品が静定する可能性のある安定面である。安定姿勢算出部23は、この判定に基づき、仮置き台4上においてこの安定面を下にする姿勢に相当する安定姿勢を複数個算出する。なお、静定するとは、部品をある姿勢で平面に置いたときに、部品が倒れずにその姿勢を維持するということを意味する。
Here, the plane in which the feet of the perpendicular line fall in the plane is a stable surface on which the component may settle down with the plane down when the component is rolled on the temporary table 4. Based on this determination, the stable
また、安定姿勢算出部23が算出した部品の安定姿勢は、平面上の安定姿勢表34(以降では、単に安定姿勢表34と称す)に記憶される。なお、この段階では、安定姿勢表34に記憶された部品の安定姿勢のうち、実際には、部品をハンドで把持することができないものが含まれている。例えば、部品が安定姿勢であっても、ハンドが仮置き台4上の部品を把持しようとするときに、仮置き台4の上面に干渉する場合が該当する。また、ハンド3Dデータ31および部品形状3Dデータ32において、3Dデータ化されていない信号ケーブルやその他部材が実際には存在する場合も該当する。さらに、部品が安定姿勢であれば、理論上は、仮置き台4上に静定するものの、接地面が小さくて、振動を与えるとすぐにも倒れる場合も該当する。
Further, the stable posture of the component calculated by the stable
安定姿勢画像生成部24は、安定姿勢表34に記憶された安定姿勢のそれぞれについて部品の静定状態を、HMI部30の画面上にグラフィック表示する機能を持つ。この場合、作業者がこの画面を確認しながら安定姿勢表34を修正することができる。具体的には、作業者が必要に応じて選択した安定姿勢を、安定姿勢表33から取り除いて修正することができる。
The stable posture
ここで、HMI部30の画面上にグラフィック表示される安定姿勢表34の一例について説明する。図9は、本発明の実施の形態1における安定姿勢表34の一例を示す説明図である。
Here, an example of the stable posture table 34 displayed graphically on the screen of the
図9において、安定姿勢算出部23によって算出された合計9通り(0番〜8番)の部品の安定姿勢が示されており、各安定姿勢には、図8と同様にチェックマークが付けられている。このチェックマークは、後述する持ち替えパス算出部25による計算で使用するか否かを表すものである。すなわち、図9は、仮置き台4上の平面に各安定姿勢で部品を置いた場合を模したものである。
FIG. 9 shows a total of nine (0 to 8) stable postures calculated by the stable
例えば、ぐらつきやすい場合、明らかに部品を把持できない場合、または部品の安定姿勢が把持してはいけない姿勢である場合等に対応する安定姿勢については、作業者がチェックマークを外すことができる。これにより、チェックマークが外された安定姿勢は、持ち替えパス算出部25による計算で使用されなくなる。このように、作業者は、HMI部30の画面を確認しながら必要に応じて選択した安定姿勢を、チェックマークを外すことによって、安定姿勢表34から取り除くことができる。
For example, the operator can remove the check mark for a stable posture corresponding to a case where wobble is likely to occur, a component cannot be gripped clearly, or a stable posture of the component is a posture that should not be gripped. As a result, the stable posture with the check mark removed is not used in the calculation by the transfer
また、図9に示すScoreは、その安定姿勢が、何らかの外乱により、別の安定姿勢に遷移する度合いを表したものである。すなわち、このScoreは、例えば、部品に対して振動が加わったり、ハンドが少し触れたりすると部品が倒れるといった度合いを表すものである。さらに、このScoreの数値は、次の安定姿勢に遷移するのに必要なエネルギーの大きさを示しており、数値が大きい場合には、その安定姿勢が安定していることを表し、数値が小さい場合には、少し外乱が加わると倒れやすいことを表している。 Further, Score shown in FIG. 9 represents the degree to which the stable posture transitions to another stable posture due to some disturbance. That is, this Score represents, for example, the degree to which the component falls when vibration is applied to the component or the hand touches a little. Furthermore, the Score value indicates the amount of energy required to transition to the next stable posture. When the numerical value is large, it indicates that the stable posture is stable, and the numerical value is small. In some cases, it is easy to fall down when a little disturbance is applied.
なお、安定姿勢算出部23の動作によって安定姿勢表34が得られた後に、平面上の情報から2次元ビジョンセンサ5で撮像した様子を推定することができる。具体的には、各部品に対応する部品形状3Dデータ32を、各安定姿勢で平面に静定させたときに平面への投影輪郭を計算すればよい。この投影輪郭を各部品間で相互に比較しながら算出された輪郭が似ているか否かの評価値(例えば、輪郭のハウスドルフ距離等)、あるいは2次元ビジョンセンサ5の認識アルゴリズムとして使用予定のテンプレートマッチングアルゴリズムを各部品間で相互に適用して算出されたマッチング評価値に基づき、各部品間において相互に誤認識する可能性のある複数の安定姿勢を抽出することができる。このような複数の安定姿勢を安定姿勢画像生成部24がHMI部30に表示し、この表示に基づき作業者が必要に応じてチェックマークを外すことができるように構成することによって、2次元ビジョンセンサ5による姿勢の同定を、正確に行うことができる効果がある。
In addition, after the stable posture table 34 is obtained by the operation of the stable
持ち替えパス算出部25は、安定姿勢表34に記憶された安定姿勢と、把持可能姿勢表33に記憶された把持可能姿勢との組み合わせのうち、仮置き台4とハンドとが干渉しない組み合わせを算出する。すなわち、持ち替えパス算出部25は、仮置き台4上での部品の各静定状態に対して、部品を把持できるハンドの位置姿勢を算出する。また、持ち替えパス算出部25は、この算出結果を持ち替えグラフ35に記載する。
The transfer
また、持ち替えパス算出部25は、把持可能姿勢表33に記憶された把持可能姿勢の組み合わせのうち、2つのハンドで同じ部品を同時に把持してハンド同士が干渉しない組み合わせを算出する。すなわち、持ち替えパス算出部25は、一方のハンドから他方のハンドに部品を受け渡すことができる2つのハンドの位置姿勢を算出する。また、持ち替えパス算出部25は、この算出結果を持ち替えグラフ35に併せて記載する。
Further, the holding
ここで、持ち替えパス算出部25による算出結果が記載された持ち替えグラフ35の一例について説明する。図10は、本発明の実施の形態1における持ち替えグラフ35の一例を示す説明図である。
Here, an example of the
図10において、図8に示す合計22通り(0番〜21番)の把持可能姿勢と、図9に示す合計9通り(0番〜8番)の安定姿勢とをノードとしている。すなわち、このグラフのノードは、(1)ハンドが部品をある姿勢で把持している状態、(2)仮置き台4上の部品がある姿勢で静定している状態を表している。なお、図9の安定姿勢を示すノードに対しては、各番号の前にsfを付している。また、把持可能姿勢表33および安定姿勢表34において、チェックマークが外された姿勢については、ノードとして、持ち替えグラフ35に記載されない。
In FIG. 10, a total of 22 (0 to 21) gripping postures shown in FIG. 8 and a total of 9 (0 to 8) stable postures shown in FIG. 9 are used as nodes. That is, the nodes of this graph represent (1) a state in which the hand is holding the component in a certain posture, and (2) a state in which the component on the temporary placement table 4 is fixed in a certain posture. In addition, sf is attached | subjected before each number with respect to the node which shows the stable attitude | position of FIG. In addition, in the graspable posture table 33 and the stable posture table 34, the postures from which the check mark is removed are not described in the
また、持ち替えグラフ35には、各ノード間の遷移パスがグラフ構造で記録されている。すなわち、このグラフの遷移パスは、(1)仮置き台4上にある姿勢で静定する部品をハンドがある姿勢で把持すること(ピックアップ)が可能であること、(2)一方のハンドがある姿勢で把持する部品を他方のハンドがある姿勢で把持すること(受け渡し)が可能であること、(3)ハンドがある姿勢で把持する部品を仮置き台4上にある姿勢で静定させること(リリース)が可能であることを表している。
In addition, the
図10において、2つのノードが直線で直接結ばれていれば、一方のノードに対応する姿勢から他方のノードに対応する姿勢への直接的な遷移が可能であることを示し、ノード間を接続する直線が遷移パスに相当する。 In FIG. 10, if two nodes are directly connected by a straight line, it indicates that a direct transition from the posture corresponding to one node to the posture corresponding to the other node is possible, and the nodes are connected. The straight line that corresponds to the transition path.
例えば、図10に示すように、安定姿勢表34内の1番の安定姿勢に対応するノード(ノード(sf1))と、把持可能姿勢表33内の10番の把持可能姿勢に対応するノード(ノード(10))とは、直線で結ばれている。この場合、このノード間が遷移可能であるといえる。すなわち、仮置き台4上にノード(sf1)に対応する安定姿勢で静定する部品をハンドがノード(10)に対応する把持可能姿勢でピックアップすることが可能であるといえる。 For example, as shown in FIG. 10, a node (node (sf1)) corresponding to the first stable posture in the stable posture table 34 and a node (node (sf1)) corresponding to the tenth grippable posture in the gripable posture table 33 ( The node (10)) is connected by a straight line. In this case, it can be said that transition between the nodes is possible. That is, it can be said that a part that is settled in a stable posture corresponding to the node (sf1) can be picked up on the temporary table 4 in a grippable posture corresponding to the node (10).
また、図10において、2つのノードが直線で直接結ばれていなければ、一方のノードに対応する姿勢から他方のノードに対応する姿勢への直接的な遷移が不可能であることを示す。さらに、図10において、2つのノードが直線で直接結ばれていなくても、これらのノードと異なるノードを経由することで、一方のノードに対応する姿勢から他方のノードに対応する姿勢への間接的な遷移が可能であることを示す。 Also, in FIG. 10, if two nodes are not directly connected by a straight line, it indicates that a direct transition from the posture corresponding to one node to the posture corresponding to the other node is impossible. Further, in FIG. 10, even if two nodes are not directly connected by a straight line, the position corresponding to one node is indirectly transferred to the position corresponding to the other node by passing through a node different from these nodes. It is shown that it is possible to make a transition.
例えば、ノード(sf1)およびノード(5)は、直線で直接結ばれていない。すなわち、仮置き台4上にノード(sf1)に対応する安定姿勢で静定する部品をハンドがノード(5)に対応する把持可能姿勢でピックアップすることが不可能である。 For example, the node (sf1) and the node (5) are not directly connected by a straight line. In other words, it is impossible for the hand to pick up a part that settles in a stable posture corresponding to the node (sf1) on the temporary table 4 in a grippable posture corresponding to the node (5).
しかしながら、異なるノード(10)を経由点として、ノード(sf1)→ノード(10)→ノード(5)の順に遷移することで、最小経路でノード(sf1)からノード(5)に遷移可能であるといえる。すなわち、仮置き台4上にノード(sf1)に対応する安定姿勢で静定する部品を一方のハンドがノード(10)に対応する把持可能姿勢でピックアップするとともに、このハンドがこの姿勢で把持する部品を他方のハンドがノード(5)に対応する把持可能姿勢で受け渡しをすることが可能であるといえる。 However, it is possible to transit from the node (sf1) to the node (5) with the minimum path by making a transition in the order of the node (sf1) → node (10) → node (5) using a different node (10) as a transit point. It can be said. That is, a part that settles in a stable posture corresponding to the node (sf1) is picked up on the temporary table 4 in a grippable posture corresponding to the node (10), and this hand grips in this posture. It can be said that the parts can be delivered in a grippable posture corresponding to the node (5) by the other hand.
このように、持ち替えパス算出部25による算出によって持ち替えグラフ35に記録された各ノード間の遷移パスに基づき、1つのノードに対応する姿勢から別のノードに対応する姿勢に遷移することが可能であるか否かを判定することができる。
As described above, based on the transition path between the nodes recorded in the
なお、参照のため、図10の持ち替えグラフ35の各ノード間の接続関係について、図11A〜11Cに示す。図11A〜11Cは、本発明の実施の形態1における持ち替えグラフ35の各ノード間の接続関係を示す説明図である。
For reference, FIGS. 11A to 11C show connection relationships between the nodes of the
図11A〜11Cにおいて、縦軸の1つのノードに対応する姿勢から横軸の1つのノードに対応する姿勢への直接的な遷移が可能であれば、これらの2つのノードに対応するセルに丸印が表記されている。一方、縦軸の1つのノードに対応する姿勢から横軸の1つのノードに対応する姿勢への直接的な遷移が不可能であれば、これらの2つのノードに対応するセルには何も表記されていない(セルが空欄である)。 In FIGS. 11A to 11C, if a direct transition from the posture corresponding to one node on the vertical axis to the posture corresponding to one node on the horizontal axis is possible, the cells corresponding to these two nodes are circled. The mark is written. On the other hand, if direct transition from the posture corresponding to one node on the vertical axis to the posture corresponding to one node on the horizontal axis is impossible, nothing is indicated in the cells corresponding to these two nodes. Not done (cell is blank).
例えば、前述したように、仮置き台4上にノード(sf1)に対応する安定姿勢で静定する部品をハンドがノード(10)に対応する把持可能姿勢でピックアップすることが可能であるので、図11Aに示すように、縦軸のノード(sf1)および横軸のノード(10)に対応するセルには丸印が表記されている。一方、仮置き台4上にノード(sf1)に対応する安定姿勢で静定する部品をハンドがノード(5)に対応する把持可能姿勢でピックアップすることが不可能であるので、図11Aに示すように、縦軸のノード(sf1)および横軸のノード(5)に対応するセルには何も表記されていない。 For example, as described above, since the hand can be picked up on the temporary table 4 in a stable posture corresponding to the node (sf1) in a grippable posture corresponding to the node (10), As shown in FIG. 11A, a circle corresponding to the node (sf1) on the vertical axis and the node (10) on the horizontal axis is marked. On the other hand, since it is impossible for the hand to pick up a part that settles in a stable posture corresponding to the node (sf1) on the temporary placing table 4 in a grippable posture corresponding to the node (5), it is shown in FIG. 11A. Thus, nothing is written in the cells corresponding to the node (sf1) on the vertical axis and the node (5) on the horizontal axis.
このように、図11A〜11Cにおいて、縦軸のノードおよび横軸のノードに対応するセルに丸印が表記されていれば、これらのノードについては、図10の持ち替えグラフ35において直線で結ばれることとなる。
As described above, in FIGS. 11A to 11C, if circles are written in the cells corresponding to the nodes on the vertical axis and the nodes on the horizontal axis, these nodes are connected by a straight line in the
一連動作画像生成部26は、持ち替えグラフ35に記載されたノードおよび遷移パスのそれぞれについて、前述したピックアップ、受け渡し、リリースの動作状態を、HMI部30の画面上にグラフィック表示する機能を持つ。この場合、作業者がこの画面を確認しながら、前述した方法で、把持可能姿勢表33および安定姿勢表34を修正することができる。なお、持ち替えグラフ35のノードを直接取り除くことができるように構成することで、持ち替えグラフ35を修正するように構成してもよい。
The series motion
姿勢指定部27は、作業者によるHMI部30を用いた選択に基づき、持ち替えグラフ35のノードのうち2つのノードを指定する。すなわち、作業者は、把持可能姿勢表33または安定姿勢表34の中から2種類の所望の姿勢を選択することとなる。
The
持ち替え可能性算出部28は、姿勢指定部27が指定した2つのノード間を結ぶ遷移パスが存在するか否かを、持ち替えグラフ35を探索することで判定する。
The change
なお、2つのノード間を直接的に結ぶ遷移パスまたは他のノードを経由して2つのノード間を間接的に結ぶ遷移パスが存在すれば、持ち替え可能性算出部28は、2つのノード間を結ぶ遷移パスが存在すると判定する。一方、このような遷移パスがまったく存在しなければ、持ち替え可能性算出部28は、2つのノード間を結ぶ遷移パスが存在しないと判定する。
If there is a transition path that directly connects the two nodes or a transition path that indirectly connects the two nodes via other nodes, the
また、持ち替え可能性算出部28は、部品供給装置10のロボットの使用台数および仮置き台4の使用有無を考慮して、持ち替えグラフ35の各ノード間を遷移するのに必要な持ち替え回数を算出すべく、持ち替えグラフ35の全探索計算を行う。
In addition, the change
この計算結果として、縦軸が持ち替え前の(元の)ノードに相当し、横軸が持ち替え後のノードに相当する持ち替え表が得られる。なお、縦軸および横軸のノードは、前述した持ち替えグラフ35のノードに相当する。また、持ち替え表のそれぞれのセルに示された数値は、縦軸のノードから横軸のノードに遷移するために必要な最小の持ち替え回数を示すものであり、数値が0であれば持ち替える必要がないことを示す。また、セルが空欄であれば、持ち替えを何回しても縦軸のノードから横軸のノードに遷移できない(持ち替えができない)ことを示す。
As a result of this calculation, a change table corresponding to the (original) node before change and the horizontal axis corresponding to the node after change is obtained. The nodes on the vertical axis and the horizontal axis correspond to the nodes of the
ここで、持ち替え可能性算出部28による計算結果として得られる持ち替え表の一例について説明する。なお、ここでは、持ち替えを行う際に、1台のロボットと仮置き台4の使用を前提とする場合と、2台のロボットと仮置き台4の使用を前提とする場合と、2台のロボットの使用を前提とする場合とにおいてそれぞれ得られる計算結果を例示する。
Here, an example of a change table obtained as a calculation result by the change
図12は、本発明の実施の形態1において、ロボット1台と仮置き台4との使用を前提として得られる持ち替え表を示す説明図である。図13は、本発明の実施の形態1において、ロボット2台と仮置き台4との使用を前提として得られる持ち替え表を示す説明図である。図14は、本発明の実施の形態1において、ロボット2台と仮置き台4との使用、またはロボット2台の使用を前提として得られる持ち替え表を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a change-over table obtained on the premise that one robot and the temporary placement table 4 are used in the first embodiment of the present invention. FIG. 13 is an explanatory diagram showing a change-over table obtained on the premise of using two robots and temporary placement table 4 in
図12において、例えば、縦軸(表中のFirst Graspに対応)のノード(0)および横軸(表中のDesired Graspに対応)のノード(0)に対応するセルの数値が0である。これは、1台のロボットがすでにノード(0)に対応する把持可能姿勢で部品を把持しているので、仮置き台4上に部品を安定姿勢で静定させることで持ち替えをする必要がないことを示している。このように、縦軸のノードおよび横軸のノードがそれぞれ同じであれば、セルの数値が0となる。 In FIG. 12, for example, the numerical value of the cell corresponding to the node (0) on the vertical axis (corresponding to First Grasp in the table) and the node (0) on the horizontal axis (corresponding to Desired Grasp) is 0. This is because one robot has already gripped a part in a gripping posture corresponding to the node (0), so there is no need to change the part by allowing it to settle on the temporary table 4 in a stable posture. It is shown that. Thus, if the nodes on the vertical axis and the nodes on the horizontal axis are the same, the numerical value of the cell is 0.
また、図12において、縦軸のノード(0)および横軸のノード(1)に対応するセルの数値が2である。これは、縦軸のノード(0)から横軸のノード(1)に遷移する場合に、1台のロボットがノード(0)に対応する把持可能姿勢で把持する部品を、仮置き台4上に安定姿勢で静定させて(持ち替え回数を1回とカウントする)、さらに、安定姿勢の部品を横軸のノード(1)に対応する把持可能姿勢で把持する(持ち替え回数を1回とカウントする)ことができることを示している。すなわち、持ち替えグラフ35を探索した結果、先の図10に示すように、ノード(0)からノード(1)に遷移するための遷移パスのうち、最小経路の遷移パス(例えば、ノード(0)→ノード(sf4)→ノード(1))を見つけたこととなる。
In FIG. 12, the numerical value of the cell corresponding to node (0) on the vertical axis and node (1) on the horizontal axis is 2. This is because when a transition is made from node (0) on the vertical axis to node (1) on the horizontal axis, a part that one robot grips in a grippable posture corresponding to node (0) is placed on temporary placement table 4 In a stable posture (count the number of times of change) and, in addition, hold the component in a stable posture in a holdable posture corresponding to the node (1) on the horizontal axis (count the number of times of change). Shows that you can). That is, as a result of searching the
このように、図12においては、ロボット1台と仮置き台4との使用を前提とした場合の縦軸のノードから横軸のノードに遷移するのに必要な持ち替え回数(最小経路の遷移パス)がそれぞれのノードに対応するセルに示されている。 As described above, in FIG. 12, the number of times of change necessary for transition from the node on the vertical axis to the node on the horizontal axis on the assumption that one robot and the temporary placement table 4 are used (the transition path of the minimum path). ) Is shown in the cell corresponding to each node.
図13において、縦軸のノード(0)および横軸のノード(0)に対応するセルの数値が2である。これは、一方のロボットが縦軸のノード(0)に対応する把持可能姿勢で把持する部品を、仮置き台4上に安定姿勢で静定させて、さらに、安定姿勢の部品を他方のロボットが横軸のノード(0)に対応する把持可能姿勢で把持することができることを示している。すなわち、持ち替えグラフ35を探索した結果、先の図10に示すように、ノード(0)からノード(sf)を経由してノード(0)に遷移するための遷移パスのうち、最小経路の遷移パス(例えば、ノード(0)→ノード(sf4)→ノード(0))を見つけたこととなる。
In FIG. 13, the numerical value of the cell corresponding to node (0) on the vertical axis and node (0) on the horizontal axis is 2. This is because a part that one robot grips in a gripping posture corresponding to the node (0) on the vertical axis is settled in a stable posture on the temporary placing table 4, and the component in the stable posture is further fixed to the other robot. Indicates that it can be gripped in a grippable posture corresponding to the node (0) on the horizontal axis. That is, as a result of searching the
また、図13において、例えば、縦軸のノード(0)および横軸のノード(1)に対応するセルの数値が2である。これは、縦軸のノード(0)から横軸のノード(1)に遷移する場合に、一方のロボットがノード(0)に対応する把持可能姿勢で把持する部品を、仮置き台4上に安定姿勢で静定させて、さらに、安定姿勢の部品を他方のロボットが横軸のノード(1)に対応する把持可能姿勢で把持することができることを示している。すなわち、持ち替えグラフ35を探索した結果、先の図10に示すように、ノード(0)からノード(sf)を経由してノード(1)に遷移するための遷移パスのうち、最小経路の遷移パス(例えば、ノード(0)→ノード(sf4)→ノード(1))を見つけたこととなる。
In FIG. 13, for example, the numerical value of the cell corresponding to node (0) on the vertical axis and node (1) on the horizontal axis is 2. This is because when a transition is made from node (0) on the vertical axis to node (1) on the horizontal axis, the part that one robot grips in the gripping posture corresponding to node (0) is placed on temporary table 4. It is shown that a stable posture can be set, and a component in a stable posture can be gripped by the other robot in a grippable posture corresponding to the node (1) on the horizontal axis. That is, as a result of searching the
このように、図13においては、ロボット2台と仮置き台4との使用を前提とした場合の縦軸のノードから横軸のノードに遷移するのに必要な持ち替え回数(最小経路の遷移パス)がそれぞれのノードに対応するセルに示されている。 As described above, in FIG. 13, the number of times of change necessary for transition from the node on the vertical axis to the node on the horizontal axis on the assumption that the two robots and the temporary placement table 4 are used (the transition path of the minimum path). ) Is shown in the cell corresponding to each node.
図14において、縦軸のノード(0)および横軸のノード(0)に対応するセルの数値が0である。これは、一方のロボットがすでにノード(0)に対応する把持可能姿勢で部品を把持しているので、他方のロボットに部品を把持させることで持ち替えをする必要がないことを示している。このように、縦軸のノードおよび横軸のノードがそれぞれ同じであれば、セルの数値が0となる。 In FIG. 14, the numerical value of the cell corresponding to node (0) on the vertical axis and node (0) on the horizontal axis is zero. This indicates that since one robot has already gripped a part in a grippable posture corresponding to the node (0), it is not necessary to change the position by causing the other robot to grip the part. Thus, if the nodes on the vertical axis and the nodes on the horizontal axis are the same, the numerical value of the cell is 0.
また、図14において、例えば、縦軸のノード(0)および横軸のノード(1)に対応するセルの数値が2である。これは、ロボット2台と仮置き台4との使用を前提とした場合と、ロボット2台の使用を前提とした場合とを比較した結果、持ち替え回数がより少ない前者の場合の結果を示している。また、ロボット2台と仮置き台4との使用を前提とした上で、縦軸のノード(0)から横軸のノード(1)に遷移する場合に、一方のロボットがノード(0)に対応する把持可能姿勢で把持する部品を、仮置き台4上に安定姿勢で静定させて、さらに、安定姿勢の部品を他方のロボットが横軸のノード(1)に対応する把持可能姿勢で把持することができることを示している。すなわち、持ち替えグラフ35を探索した結果、先の図10に示すように、ノード(0)からノード(sf)を経由してノード(1)に遷移するための遷移パスのうち、最小経路の遷移パス(例えば、ノード(0)→ノード(sf4)→ノード(1))を見つけたこととなる。
In FIG. 14, for example, the numerical value of the cell corresponding to node (0) on the vertical axis and node (1) on the horizontal axis is 2. This shows the result of comparing the case where two robots and temporary storage table 4 are used with the case where two robots are used, and the former case where the number of changeovers is smaller. Yes. Also, assuming the use of two robots and a temporary table 4 and when transitioning from node (0) on the vertical axis to node (1) on the horizontal axis, one robot changes to node (0). The parts to be gripped in the corresponding grippable posture are settled in a stable posture on the temporary placing table 4, and the parts in the stable posture are held in a grippable posture corresponding to the node (1) on the horizontal axis. It shows that it can be gripped. That is, as a result of searching the
また、図14において、例えば、縦軸のノード(0)および横軸のノード(4)に対応するセルの数値が1である。これは、ロボット2台と仮置き台4との使用を前提とした場合と、ロボット2台の使用を前提とした場合とを比較した結果、持ち替え回数がより少ない後者の場合の結果を示している。また、ロボット2台の使用を前提とした上で、縦軸のノード(0)から横軸のノード(4)に遷移する場合に、一方のロボットがノード(0)に対応する把持可能姿勢で把持する部品を、他方のロボットが横軸のノード(4)に対応する把持可能姿勢で把持することができることを示している。すなわち、持ち替えグラフ35を探索した結果、先の図10に示すように、ノード(0)からノード(4)に遷移するための遷移パス(ノード(0)→ノード(4))を見つけたこととなる。
In FIG. 14, for example, the numerical value of the cell corresponding to node (0) on the vertical axis and node (4) on the horizontal axis is 1. This shows the result of the latter case where the number of changeovers is smaller as a result of comparing the case where two robots and the temporary table 4 are used with the case where two robots are used. Yes. Also, assuming the use of two robots, when transitioning from node (0) on the vertical axis to node (4) on the horizontal axis, one robot is in a grippable posture corresponding to node (0). This shows that the other robot can grip the gripped component in a grippable posture corresponding to the node (4) on the horizontal axis. That is, as a result of searching the
このように、図14においては、ロボット2台と仮置き台4との使用を前提とした場合の持ち替え回数と、ロボット2台の使用を前提とした場合の持ち替え回数とを比較した結果、より少ない持ち替え回数がそれぞれのノードに対応するセルに示されている。 As described above, in FIG. 14, as a result of comparing the number of times of change when assuming the use of two robots and the temporary table 4 with the number of times of change when assuming the use of two robots, A small number of changeovers is shown in the cell corresponding to each node.
また、持ち替え可能性算出部28は、前述した持ち替えグラフ35の全探索計算をすることで、部品整列作業の直行率の推定またはタクトタイムの推定を行うこともできる。具体的には、持ち替え可能性算出部28の計算結果において得られた持ち替え表のセルの数値に対して、タクトタイムに相当する重み係数を乗じて総和を取れば、タクトタイムの推定計算を行うことができる。なお、セルが空欄であれば、ラインアウトとなり、タクトタイムが伸びる原因となる。
Further, the change
また、仮置き台4上で部品が取り得る安定姿勢のうち、それぞれについて発生確率を別途計算し、この計算結果をタクトタイムの推定計算を行う際に考慮してもよい。部品供給装置10のハンドの形状、ハンドの開き幅、ロボットの使用台数および仮置き台4の有無といった設計パラメータあるいはロボットに所望の動作をさせるための制御パラメータ等を変更することで、各パラメータ条件における直行率またはタクトタイムの変化を調べることもできる。
Further, the probability of occurrence may be separately calculated for each of the stable postures that can be taken by the parts on the temporary placement table 4, and this calculation result may be taken into account when performing the tact time estimation calculation. By changing design parameters such as the shape of the hand of the
また、作業者は、持ち替えグラフ35の全探索計算によって得られた直行率またはタクトタイムの推定値を比較することで、最適な把持可能姿勢を見つけることができ、これを参考にパレット8への部品整列作業を行う直前のハンドの把持姿勢を最適設計することができる。
In addition, the operator can find an optimal grippable posture by comparing the straight line rate or the tact time estimated value obtained by the full search calculation of the change-over
また、持ち替え可能性算出部28は、持ち替え表をHMI部30に画面表示して作業者に提示することで、作業者が最適な設計パラメータおよび制御パラメータを容易に決定することができ、部品整列作業の効率化を図ることができる。さらには、持ち替え可能性算出部28は、持ち替え表だけでなく、直行率またはタクトタイムの推定値を作業者に提示することで、作業者が最適な設計パラメータおよび制御パラメータをより容易に決定することができる。
Further, the change
プログラム生成部29は、作業者が決定した設計パラメータおよび制御パラメータを踏まえ、持ち替えグラフ35をもとに、仮置き台4上で部品が取り得る安定姿勢(ノード(sf0)〜ノード(sf8))のすべてについて、姿勢指定部27が指定したパレット8への部品整列作業を行う直前のハンドの把持姿勢(最終ノード)に至るまでの一連の持ち替え動作を制御するためのロボットプログラムを生成する。なお、最終ノードに至るまでの一連の持ち替え動作は、作業者によって最終的に決定され、部品供給装置10内のそれぞれのロボットのハンドは、このロボットプログラムにしたがって、ピックアップ、リリース、または受け渡し動作を行う。
The
また、前述したように、一連動作画像生成部26、把持動作画像生成部22およびHMI部30によって、ロボットのハンドが部品を把持する姿勢について、3Dデータを用いたアニメーションが表示される。したがって、作業者は、精密な現物合わせの位置教示が必要な箇所、すなわちロボットプログラム中の教示点について、その表示を見ながら精密な現物合わせ教示作業を実施することができる。
Further, as described above, the series motion
次に、行動計画部20の一連の動作手順について、詳細に説明する。はじめに、作業者は、ハンド3Dデータ31および部品形状3Dデータ32を行動計画部20に入力する。これらの入力に伴い、前述したように、把持可能姿勢算出部21が把持可能姿勢表33を算出し、安定姿勢算出部23が安定姿勢表34を算出する。続いて、持ち替えパス算出部25は、前述したように、把持可能姿勢表33および安定姿勢表34に基づき、持ち替えグラフ35を算出する。
Next, a series of operation procedures of the
このように、持ち替えパス算出部25の動作によって、持ち替えグラフ35が算出される段階まで進むと、作業者は、実機へのプログラム出力を実行するか、または事前検討を続けるかを選択することができる。
As described above, when the operation proceeds to the stage where the
まず、作業者が実機へのプログラム出力を実行することを選択した場合について説明する。この場合、作業者は、HMI部30に表示されたアイコンをポインティングデバイスでクリックするなどして、プログラム生成部29を起動する。プログラム生成部29は、起動後、持ち替えグラフ35をもとに、ロボットプログラムを生成する。さらに、作業者は、ロボットプログラム中の教示点について、精密な現物合わせ教示作業を実施する。このようにして得られたロボットプログラムを実行することによって、部品供給装置10が動作する。
First, a case where the operator selects to execute program output to the actual machine will be described. In this case, the worker activates the
次に、作業者が事前検討を続ける選択をした場合について説明する。この場合、作業者は、姿勢指定部27および持ち替え可能性算出部28を動作させる。姿勢指定部27および持ち替え可能性算出部28は、コンピュータプログラムの実行形式として実装し、起動ボタンを備えるなどすればよい。この結果、起動ボタンをマウスでクリックするなどして動作開始させることが可能である。
Next, a case will be described in which the worker selects to continue the preliminary examination. In this case, the operator operates the
作業者は、HMI部30を用いて、ロボットのハンドで把持した姿勢、仮置き台4からのピックアップ姿勢を選択する。具体的には、前述したように、姿勢指定部27は、作業者によるHMI部30を用いた選択に基づき、持ち替えグラフ35のノードのうち2つのノードを指定する。
The operator uses the
そうすると、持ち替え可能性算出部28は、持ち替えグラフ35を探索して、その2つのノードに対応する姿勢間をつなぐ持ち替え方法の有無を判定する。この場合、持ち替え可能性算出部28は、持ち替えが成立すると判定すれば、その持ち替えのアニメーションが、一連動作画像生成部26、HMI部30によって表示されるように構成してもよい。これにより、目的の持ち替えについて、作業者が実機を前に持ち替えが可能であるかどうかを悩んで無駄な時間を費やすことを防ぐことができるとともに、部品供給装置を動作させた場合に結局持ち替えができなかったなどの事態が生じず、作業時間が不定になることを防ぐことができる。
Then, the change
また、持ち替え可能性算出部28は、前述したように、持ち替えグラフ35の全探索計算(図12〜図14参照)を行うことで、部品整列作業の直行率の推定、またはタクトタイムの推定を行う。これにより、作業者は、設計パラメータまたは制御パラメータを変更することでタクトタイムの変化を調べることができる。
Further, as described above, the change
さらに、持ち替え可能性算出部28は、作業者によるハンドが取りうる把持可能姿勢の順次選択に基づき、それぞれの把持可能姿勢に対応する直交率またはタクトタイムの推定値が得ることができる。これにより、作業者は、この推定値を比較することで、最適な把持可能姿勢を見つけることができ、これを参考にパレット8への部品整列作業を行う際のハンドの把持姿勢を最適設計することができる。また、作業者は、パレット8への部品整列作業を行う際に必要なロボットの最適台数および使用するロボットの最適動作を決定することができる。
Furthermore, based on the sequential selection of grippable postures that can be taken by the operator's hand, the
プログラム生成部29を起動後、プログラム生成部29は、作業者による以上の事前検討の結果によって決定した設計パラメータおよび制御パラメータを踏まえて、持ち替えグラフ35をもとにロボットプログラムを生成する。
After starting the
以上のように、本発明の実施の形態1(図1〜図14)に係る部品供給装置は、バラ積み部品箱2内に収納された部品の距離画像を計測する3次元ビジョンセンサ1(距離画像計測部)と、距離画像に基づきバラ積み部品箱2から部品を把持して摘み出す第1ロボット3(単離部)と、第1ロボット3により単離された部品の位置姿勢を、あらかじめ決められた動作で変更するロボット群6(位置姿勢変更部)と、距離画像計測部、単離部および位置姿勢変更部の動作および動作タイミングをロボットプログラムにしたがって制御する制御部7と、ロボットプログラムを生成する行動計画部20を備えている。
As described above, the component supply apparatus according to Embodiment 1 (FIGS. 1 to 14) of the present invention is a three-dimensional vision sensor 1 (distance) that measures a distance image of components housed in the
位置姿勢変更部は、第1ロボット3から部品を受け取って、部品の位置姿勢を変更するロボット群6(第2のロボット)を備えている。また、単離部は、第1ロボット3による把持後に解放されて(転がされた)1つ以上の部品が載置される仮置き台4を備えている。
The position / orientation changing unit includes a robot group 6 (second robot) that receives a part from the
また、位置姿勢変更部は、仮置き台4上の部品の外形を計測する2次元ビジョンセンサ5(部品外形計測部)を備え、ロボット群6は、仮置き台4上にある部品を摘み上げて、部品の位置姿勢を変更する。さらに、ロボット群6は、複数のロボット6a〜6cからなり、仮置き台4から摘み上げた部品を複数のロボット6a〜6cの相互間で受け渡ししながら、あらかじめ決められた動作で部品の位置姿勢を変更する。
In addition, the position / orientation changing unit includes a two-dimensional vision sensor 5 (component outer shape measuring unit) that measures the outer shape of the component on the temporary table 4, and the
また、行動計画部20は、入力されたハンド3Dデータ31および部品形状3Dデータ32に基づき、ハンドによる部品の把持時の把持可能姿勢(把持可能姿勢表33)を算出する把持可能姿勢算出部21と、グラフィック表示された把持可能姿勢表33から作業者が選択した把持可能姿勢を取り除く把持動作画像生成部22と、入力された部品形状3Dデータ32に基づき、仮置き台4に部品を静定させる時の安定姿勢(安定姿勢表34)を算出する安定姿勢算出部23と、グラフィック表示された安定姿勢表34から作業者が選択した安定姿勢を取り除く安定姿勢画像生成部24と、把持可能姿勢表33および安定姿勢表34に含まれる把持可能姿勢および安定姿勢をノードとして、各ノード間の遷移パスを示す持ち替えグラフ35を算出する持ち替えパス算出部25と、グラフィック表示された持ち替えグラフ35から作業者が選択するノードを取り除く一連動作画像生成部26と、作業者の選択に基づきノードを指定する姿勢指定部27と、持ち替えグラフ35に含まれるノードの遷移パスの全探索計算を行うことでタクトタイムまたは直行率を推定する持ち替え可能性算出部28と、作業者が所望するロボットプログラムを生成するプログラム生成部29と、HMI部30を備えている。
Further, the
以上、本発明の実施の形態1によれば、3次元ビジョンセンサおよび第1ロボットにより、バラ積み状態の部品を仮置き台上に位置決めし、2次元ビジョンセンサで部品の位置姿勢を認識した後に、複数のロボットにより部品を受け渡しながらパイプライン処理でハンドリングしてパレットに整列させるので、バラ積み状態の部品を高速に整列させることができる。すなわち、3次元ビジョンセンサを用いることにより、バラ積み供給される部品を整列させる(または、組立てる)装置が得られ、自動組立装置、自動組立ロボットなどに対して必ず必要な部品供給工程を革新することができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, after a three-dimensional vision sensor and a first robot position a part in a stacked state on a temporary placement table and recognize the position and orientation of the part with the two-dimensional vision sensor. Since parts are delivered by a plurality of robots and handled by pipeline processing to align them on a pallet, it is possible to align parts in a stacked state at high speed. In other words, by using a three-dimensional vision sensor, a device for aligning (or assembling) parts to be supplied in bulk can be obtained, and the necessary parts supply process must be revolutionized for automatic assembly devices, automatic assembly robots, etc. be able to.
また、並列処理時間を各第1ロボット、第2ロボットの動作時間と同等程度の時間に抑えることが可能なので、複雑な形状の部品であっても、整列処理のサイクルタイムが延長を回避することができる。特に、部品の位置姿勢変更部をロボットで構成した際に、ロボットの汎用性については、制御部内のソフトウェア変更およびロボットのハードウェア変更により対応可能である。また、ハードウェア変更については、基本的にはロボットハンドの大きさの変更程度のエンジニアリングを行い、その後にハードウェアを使い回して様々な部品の取扱いに対応することができ、生産機種の切り替えの迅速化、機種の切り替えの低コスト化に寄与する。 In addition, since the parallel processing time can be suppressed to a time equivalent to the operation time of each of the first robot and the second robot, the cycle time of the alignment process can be prevented from being extended even for parts having a complicated shape. Can do. In particular, when the part position / orientation changing unit is configured by a robot, the versatility of the robot can be dealt with by changing the software in the control unit and changing the hardware of the robot. In addition, regarding hardware changes, basically engineering to the extent of changing the size of the robot hand can be performed, and then the hardware can be reused to handle the handling of various parts. Contributes to speedup and cost reduction of model switching.
また、ソフトウェアの変更のみで生産機種の切り替えを迅速に行うことができるので、部品ごとに専用ハンドを必要とせず、ハンドのコスト削減、ハンド設計時間の短縮、ハンド仮置き場所の削減が可能となる。また、複数種類の部品を供給対象とした場合でも、部品ごとに専用ハンドを必要とせず、ハンドのコスト削減、ハンド設計時間の短縮、ハンド仮置き場所の削減が可能となる。 In addition, since it is possible to quickly switch between production models simply by changing the software, there is no need for a dedicated hand for each part, reducing the cost of the hand, shortening the hand design time, and reducing the temporary place for the hand. Become. Further, even when a plurality of types of parts are to be supplied, a dedicated hand is not required for each part, and hand costs can be reduced, hand design time can be reduced, and temporary hand placement locations can be reduced.
さらに、図1では、3次元ビジョンセンサ、2次元ビジョンセンサを、第1ロボットおよび第2ロボットとは別構成としたが、3次元ビジョンセンサを第1ロボットのハンド横に装着し、2次元ビジョンセンサ5を第2ロボットのハンド横に装着して、それぞれハンドアイ構成としてもよい。この場合、タクトタイムは増加するものの、バラ積み部品箱のサイズを3次元ビジョンセンサの視野よりも大きくすることができ、また、仮置き台のサイズを2次元ビジョンセンサの視野よりも大きくすることができる。
Further, in FIG. 1, the 3D vision sensor and the 2D vision sensor are configured separately from the first robot and the second robot. The
また、部品を把持し、仮置き台に一旦置いて、あるいは、複数のロボット間で受け渡しして部品把持し直すといった持ち替え動作を最適化することができるとともに、さらに、ロボット台数、直行率およびタクトタイムのトレードオフの推定が可能となり、作業者が容易に所望の持ち替え動作をロボットにプログラミングすることができ、プログラミングを行う際の負担を軽減することができる。さらには、部品整列作業の効率化を実現するための具体的なプログラミング手法が確立したことで、ロボット動作が最適化された直行率の高い部品供給装置を得ることができる。 In addition, it is possible to optimize the change-over operation such as gripping a part and temporarily placing it on a temporary table or transferring it between multiple robots and re-holding the part. In addition, the number of robots, straightness rate and tact Time trade-off can be estimated, and the operator can easily program a desired transfer operation to the robot, thereby reducing the burden of programming. Furthermore, the establishment of a specific programming method for realizing the efficiency of the component alignment work makes it possible to obtain a component supply device with a high direct rate in which the robot operation is optimized.
1 3次元ビジョンセンサ、2 バラ積み部品箱、3h ハンド、3t 爪、3 第1ロボット、4 仮置き台、5 2次元ビジョンセンサ、6a〜6c 第2ロボット、6 ロボット群、7 制御部、8 パレット、10 部品供給装置、20 行動計画部、21 把持可能姿勢算出部、22 把持動作画像生成部、23 安定姿勢算出部、24 安定姿勢画像生成部、25 持ち替えパス算出部、26 一連動作画像生成部、27 姿勢指定部、28 持ち替え可能性算出部、29 プログラム生成部、30 HMI部、31 ハンド3Dデータ、32 部品形状3Dデータ、33 把持可能姿勢表、34 安定姿勢表、35 持ち替えグラフ。 1 3D Vision Sensor, 2 Bulk Parts Box, 3h Hand, 3t Claw, 3rd Robot, 4 Temporary Stand, 5 2D Vision Sensor, 6a-6c 2nd Robot, 6 Robot Group, 7 Control Unit, 8 Pallet, 10 parts supply device, 20 action planning unit, 21 grippable posture calculation unit, 22 gripping motion image generation unit, 23 stable posture calculation unit, 24 stable posture image generation unit, 25 change-over path calculation unit, 26 series motion image generation Part, 27 posture designation part, 28 change possibility calculation part, 29 program generation part, 30 HMI part, 31 hand 3D data, 32 part shape 3D data, 33 graspable posture table, 34 stable posture table, 35 change graph.
Claims (6)
前記ロボットプログラムを生成する行動計画部をさらに備え、
前記行動計画部は、
前記ハンドの3Dモデルを示すハンド3Dデータと、前記部品の3Dモデルを示す部品形状3Dデータとの入力に基づき、前記部品を前記ハンドで把持する際の前記部品および前記ハンドの位置姿勢の組み合わせを把持可能姿勢として算出し、算出結果を把持可能姿勢表に記憶する把持可能姿勢算出部と、
前記部品形状3Dデータの入力に基づき、前記部品を前記仮置き台に静定する際の前記部品の姿勢を安定姿勢として算出し、算出結果を安定姿勢表に記憶する安定姿勢算出部と、
前記把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢と、前記安定姿勢表に含まれる前記安定姿勢とをノードとして、前記ノードのそれぞれの間を遷移するための経路を遷移パスとして算出し、算出結果を持ち替えグラフに記憶する持ち替えパス算出部と、
前記持ち替えグラフに含まれる前記ノードの前記遷移パスを探索することで、前記ノードのうちの第1ノードに対応する第1姿勢から前記ノードのうちの第2ノードに対応する第2姿勢へと姿勢変更をする際において、前記ハンドが前記部品を持ち替える必要がある回数を持ち替え回数として算出するとともに、算出結果をHMI部に画像表示する持ち替え可能性算出部と、
前記HMI部に画像表示された前記持ち替え回数の算出結果に基づいて決定された所望のロボットプログラムを生成するプログラム生成部と、
を有し、
前記行動計画部は、
前記把持可能姿勢表に含まれる前記把持可能姿勢を前記HMI部に画像表示するとともに、前記把持可能姿勢表の中から選択された把持可能姿勢を取り除く把持動作画像生成部
をさらに有する部品供給装置。 A part that includes a robot that grips a part with its own hand, and aligns the stacked parts on a pallet through a temporary table by operating the robot according to a robot program for controlling the operation of the robot. A feeding device,
An action planner for generating the robot program;
The action planning unit
Based on the input of the hand 3D data indicating the 3D model of the hand and the part shape 3D data indicating the 3D model of the part, a combination of the part and the position and orientation of the hand when the part is gripped by the hand is determined. A grippable posture calculation unit that calculates the grippable posture and stores the calculation result in the grippable posture table;
Based on the input of the product shape 3D data, said calculates the component posture when settling the component on the temporary support table as a stable posture, stable orientation calculation unit stores the calculated results safely Teisugata bias table ,
Using the grippable posture included in the grippable posture table and the stable posture included in the stable posture table as a node, a path for transitioning between each of the nodes is calculated as a transition path, and the calculation result is A change path calculation unit for storing in a change graph;
An attitude from a first attitude corresponding to the first node of the nodes to a second attitude corresponding to the second node of the nodes by searching for the transition path of the node included in the transfer graph When making a change, the number of times that the hand needs to change the part is calculated as the number of change times, and a changeability calculation unit that displays an image of the calculation result on the HMI unit;
A program generation unit for generating a desired robot program determined based on the calculation result of the number of times of change displayed on the HMI unit;
I have a,
The action planning unit
A gripping motion image generation unit that displays the grippable posture included in the grippable posture table on the HMI unit and removes the grippable posture selected from the grippable posture table
A component supply apparatus further comprising:
前記ロボットプログラムを生成する行動計画部をさらに備え、
前記行動計画部は、
前記ハンドの3Dモデルを示すハンド3Dデータと、前記部品の3Dモデルを示す部品形状3Dデータとの入力に基づき、前記部品を前記ハンドで把持する際の前記部品および前記ハンドの位置姿勢の組み合わせを把持可能姿勢として算出し、算出結果を把持可能姿勢表に記憶する把持可能姿勢算出部と、
前記部品形状3Dデータの入力に基づき、前記部品を前記仮置き台に静定する際の前記部品の姿勢を安定姿勢として算出し、算出結果を安定姿勢表に記憶する安定姿勢算出部と、
前記把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢と、前記安定姿勢表に含まれる前記安定姿勢とをノードとして、前記ノードのそれぞれの間を遷移するための経路を遷移パスとして算出し、算出結果を持ち替えグラフに記憶する持ち替えパス算出部と、
前記持ち替えグラフに含まれる前記ノードの前記遷移パスを探索することで、前記ノードのうちの第1ノードに対応する第1姿勢から前記ノードのうちの第2ノードに対応する第2姿勢へと姿勢変更をする際において、前記ハンドが前記部品を持ち替える必要がある回数を持ち替え回数として算出するとともに、算出結果をHMI部に画像表示する持ち替え可能性算出部と、
前記HMI部に画像表示された前記持ち替え回数の算出結果に基づいて決定された所望のロボットプログラムを生成するプログラム生成部と、
を有し、
前記行動計画部は、
前記安定姿勢表に含まれる前記安定姿勢を前記HMI部に画像表示するとともに、前記安定姿勢表の中から選択された安定姿勢を取り除く安定姿勢画像生成部
をさらに有する部品供給装置。 A part that includes a robot that grips a part with its own hand, and aligns the stacked parts on a pallet through a temporary table by operating the robot according to a robot program for controlling the operation of the robot. A feeding device,
An action planner for generating the robot program;
The action planning unit
Based on the input of the hand 3D data indicating the 3D model of the hand and the part shape 3D data indicating the 3D model of the part, a combination of the part and the position and orientation of the hand when the part is gripped by the hand is determined. A grippable posture calculation unit that calculates the grippable posture and stores the calculation result in the grippable posture table;
Based on the input of the component shape 3D data, a stable posture calculation unit that calculates a posture of the component when the component is settled on the temporary table as a stable posture, and stores a calculation result in a stable posture table;
Using the grippable posture included in the grippable posture table and the stable posture included in the stable posture table as a node, a path for transitioning between each of the nodes is calculated as a transition path, and the calculation result is A change path calculation unit for storing in a change graph;
An attitude from a first attitude corresponding to the first node of the nodes to a second attitude corresponding to the second node of the nodes by searching for the transition path of the node included in the transfer graph When making a change, the number of times that the hand needs to change the part is calculated as the number of change times, and a changeability calculation unit that displays an image of the calculation result on the HMI unit;
A program generation unit for generating a desired robot program determined based on the calculation result of the number of times of change displayed on the HMI unit;
Have
The action planning unit
The component supply apparatus further comprising: a stable posture image generation unit that displays the stable posture included in the stable posture table on the HMI unit and removes the stable posture selected from the stable posture table.
前記行動計画部は、
前記持ち替えグラフに含まれる前記ノードから選択された所望の2つのノードを指定する姿勢指定部と、
前記姿勢指定部が指定した2つのノードのうち、一方のノードに対応する姿勢から他方のノードに対応する姿勢へと姿勢変更する際において、前記ハンドが前記部品を持ち替える一連の動作を前記HMI部に画像表示する一連動作画像生成部と、
をさらに有する部品供給装置。 In the component supply apparatus according to claim 1 or 2 ,
The action planning unit
An attitude designation unit for designating desired two nodes selected from the nodes included in the transfer graph;
Among the two nodes designated by the posture designation unit, when changing the posture from the posture corresponding to one node to the posture corresponding to the other node, the HMI unit performs a series of operations in which the hand changes the part. A series of motion image generators for displaying images on
A component supply apparatus further comprising:
前記把持可能性算出部は、
前記ノードのうちの第1ノードに対応する第1姿勢から前記ノードのうちの第2ノードに対応する第2姿勢へと姿勢変更する際の前記持ち替え回数に基づき、前記姿勢変更する際の直行率およびタクトタイムの少なくとも一方を算出し、算出結果を前記HMI部に画像表示する
部品供給装置。 In the component supply apparatus according to claim 1 or 2 ,
The gripping possibility calculation unit
The direct rate at the time of changing the posture based on the number of times of change when the posture is changed from the first posture corresponding to the first node of the nodes to the second posture corresponding to the second node of the nodes. And a component supply device that calculates at least one of the tact time and displays an image of the calculation result on the HMI unit.
前記ハンドの3Dモデルを示すハンド3Dデータと、前記部品の3Dモデルを示す部品形状3Dデータとの入力に基づき、前記部品を前記ハンドで把持する際の前記部品および前記ハンドの位置姿勢の組み合わせを把持可能姿勢として算出し、算出結果を把持可能姿勢表に記憶する把持可能姿勢算出ステップと、
前記部品形状3Dデータの入力に基づき、前記部品を前記仮置き台に静定する際の前記部品の姿勢を安定姿勢として算出し、算出結果を安定姿勢表に記憶する安定姿勢算出ステップと、
前記把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢と、前記安定姿勢表に含まれる前記安定姿勢とをノードとして、前記ノードのそれぞれの間を遷移するための経路を遷移パスとして算出し、算出結果を持ち替えグラフに記憶する持ち替えパス算出ステップと、
前記持ち替えグラフに含まれる前記ノードの前記遷移パスを探索することで、前記ノードのうちの第1ノードに対応する第1姿勢から前記ノードのうちの第2ノードに対応する第2姿勢へと姿勢変更をする際において、前記ハンドが前記部品を持ち替える必要がある回数を持ち替え回数として算出するとともに、算出結果をHMI部に画像表示する持ち替え可能性算出ステップと、
前記HMI部に画像表示された前記持ち替え回数の算出結果に基づいて決定された所望のロボットプログラムを生成するプログラム生成ステップと、
を有し、
前記把持可能姿勢表に含まれる前記把持可能姿勢を前記HMI部に画像表示するとともに、前記把持可能姿勢表の中から選択された把持可能姿勢を取り除く把持動作画像生成ステップ
をさらに有する部品供給装置のプログラム生成方法。 The robot in the component supply apparatus that aligns the stacked components on a pallet through a temporary placement table by operating the robot according to a robot program for controlling the operation of the robot that grips the component with its own hand. A program generation method comprising:
Based on the input of the hand 3D data indicating the 3D model of the hand and the part shape 3D data indicating the 3D model of the part, a combination of the part and the position and orientation of the hand when the part is gripped by the hand is determined. A grippable posture calculation step for calculating a grippable posture and storing the calculation result in a grippable posture table;
Based on the input of the product shape 3D data, and stability orientation calculating step of said parts orientation calculated as stable posture, and stores the calculation results safely Teisugata bias table when settling the component on the temporary support table ,
Using the grippable posture included in the grippable posture table and the stable posture included in the stable posture table as a node, a path for transitioning between each of the nodes is calculated as a transition path, and the calculation result is A change path calculation step to be stored in the change graph;
An attitude from a first attitude corresponding to the first node of the nodes to a second attitude corresponding to the second node of the nodes by searching for the transition path of the node included in the transfer graph When changing, the number of times that the hand needs to change the part is calculated as the number of change times, and the changeability calculation step of displaying an image of the calculation result on the HMI unit;
A program generation step of generating a desired robot program determined based on the calculation result of the number of times of change displayed on the HMI unit;
I have a,
A gripping action image generation step for displaying the grippable posture included in the grippable posture table on the HMI unit and removing the grippable posture selected from the grippable posture table
A program generation method for a component supply apparatus further comprising:
前記ハンドの3Dモデルを示すハンド3Dデータと、前記部品の3Dモデルを示す部品形状3Dデータとの入力に基づき、前記部品を前記ハンドで把持する際の前記部品および前記ハンドの位置姿勢の組み合わせを把持可能姿勢として算出し、算出結果を把持可能姿勢表に記憶する把持可能姿勢算出ステップと、Based on the input of the hand 3D data indicating the 3D model of the hand and the part shape 3D data indicating the 3D model of the part, a combination of the part and the position and orientation of the hand when the part is gripped by the hand is determined. A grippable posture calculation step for calculating a grippable posture and storing the calculation result in a grippable posture table;
前記部品形状3Dデータの入力に基づき、前記部品を前記仮置き台に静定する際の前記部品の姿勢を安定姿勢として算出し、算出結果を安定姿勢表に記憶する安定姿勢算出ステップと、Based on the input of the part shape 3D data, a stable posture calculation step of calculating the posture of the component when the component is settled on the temporary table as a stable posture, and storing the calculation result in a stable posture table;
前記把持可能姿勢表に含まれる把持可能姿勢と、前記安定姿勢表に含まれる前記安定姿勢とをノードとして、前記ノードのそれぞれの間を遷移するための経路を遷移パスとして算出し、算出結果を持ち替えグラフに記憶する持ち替えパス算出ステップと、Using the grippable posture included in the grippable posture table and the stable posture included in the stable posture table as a node, a path for transitioning between each of the nodes is calculated as a transition path, and the calculation result is A change path calculation step to be stored in the change graph;
前記持ち替えグラフに含まれる前記ノードの前記遷移パスを探索することで、前記ノードのうちの第1ノードに対応する第1姿勢から前記ノードのうちの第2ノードに対応する第2姿勢へと姿勢変更をする際において、前記ハンドが前記部品を持ち替える必要がある回数を持ち替え回数として算出するとともに、算出結果をHMI部に画像表示する持ち替え可能性算出ステップと、An attitude from a first attitude corresponding to the first node of the nodes to a second attitude corresponding to the second node of the nodes by searching for the transition path of the node included in the transfer graph When changing, the number of times that the hand needs to change the part is calculated as the number of change times, and the changeability calculation step of displaying an image of the calculation result on the HMI unit;
前記HMI部に画像表示された前記持ち替え回数の算出結果に基づいて決定された所望のロボットプログラムを生成するプログラム生成ステップと、A program generation step of generating a desired robot program determined based on the calculation result of the number of times of change displayed on the HMI unit;
を有し、Have
前記安定姿勢表に含まれる前記安定姿勢を前記HMI部に画像表示するとともに、前記安定姿勢表の中から選択された安定姿勢を取り除く安定姿勢画像生成ステップA stable posture image generation step of displaying an image of the stable posture included in the stable posture table on the HMI unit and removing a stable posture selected from the stable posture table
をさらに有する部品供給装置のプログラム生成方法。A program generation method for a component supply apparatus further comprising:
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