工件檢測裝置和方法、機器人系統(tǒng)及被加工物的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能縮短工件的檢測時間的工件檢測裝置、機器人系統(tǒng)、被加工物的制造方法和工件檢測方法。工件檢測裝置(3)包括：獲取二維圖像的攝像機(30)；三維傳感器(31)；移送三維傳感器(31)的傳感器移送機構(gòu)(33)；對二維圖像進行處理并抽出多個候補工件的工件抽出部(U2)；設(shè)定與多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域的區(qū)域設(shè)定部(U3)；以三維檢測區(qū)域中包含的候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序的優(yōu)先順序設(shè)定部(U4)；以基于優(yōu)先順序依次進行三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測的方式，控制三維傳感器(31)和傳感器移送機構(gòu)(33)的傳感器控制部(U5)；在每次檢測到三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的工件的工件檢測部(U6)。
【專利說明】工件檢測裝置和方法、機器人系統(tǒng)及被加工物的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工件檢測裝置、機器人系統(tǒng)、被加工物的制造方法以及工件的檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]能夠依次搬運被隨機裝載的工件的機器人系統(tǒng)得到實用化。例如，在專利文獻I中，公開了以下的機器人系統(tǒng):對由攝像機獲得的二維圖像進行處理來抽出多個候補工件，對多個候補工件設(shè)定優(yōu)先順序，按照優(yōu)先順序，針對每個工件進行三維位置以及姿態(tài)的精密測定，由此檢測能夠拾取的工件。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2008 - 87074號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的問題
[0007]為了在短時間內(nèi)完成隨機裝載的工件的搬運，期望在短時間內(nèi)檢測出能夠拾取的工件。然而，在上述的機器人系統(tǒng)中，直至檢測出能夠拾取的工件為止，針對每個候補工件，重復(fù)進行三維位置以及姿態(tài)的精密測定。因此，有時工件的檢測時間變長。
[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供能夠縮短工件的檢測時間的工件檢測裝置、機器人系統(tǒng)、被加工物的制造方法以及工件檢測方法。
[0009]用于解決問題的手段
[0010]本發(fā)明涉及的工件檢測裝置包括:攝像機，獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像；三維傳感器，檢測三維檢測區(qū)域的三維形狀；傳感器移送機構(gòu)，移送三維傳感器；工件抽出部，對二維圖像進行處理并抽出多個候補工件；區(qū)域設(shè)定部，設(shè)定與多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域；優(yōu)先順序設(shè)定部，以三維檢測區(qū)域中包含的候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序；傳感器控制部，以基于優(yōu)先順序依次進行三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測的方式控制三維傳感器及傳感器移送機構(gòu)；以及工件檢測部，在每次檢測出三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的工件。
[0011]本發(fā)明涉及的機器人系統(tǒng)包括:上述工件檢測裝置；機器人，具有對工件進行保持的保持機構(gòu)；以及機器人控制器，控制機器人使其通過保持機構(gòu)保持并搬運由工件檢測裝置檢測到的工件。
[0012]本發(fā)明涉及的被加工物的制造方法包括:通過攝像機獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像；對二維圖像進行處理并抽出多個候補工件；設(shè)定與多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域；以三維檢測區(qū)域中包含的候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序；基于優(yōu)先順序，通過三維傳感器依次進行三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測；在每次檢測出三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的工件；通過機器人的保持機構(gòu)保持所檢測到的工件；以及通過機器人將保持機構(gòu)所保持的工件向下一工序搬運。
[0013]本發(fā)明涉及的工件檢測方法包括:通過攝像機獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像；對二維圖像進行處理從并抽出多個候補工件；設(shè)定與多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域；以三維檢測區(qū)域中包含的候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序；基于優(yōu)先順序，通過三維傳感器依次進行三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測；以及在每次檢測出三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
[0014]本發(fā)明涉及的工件檢測裝置，包括:攝像機，獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像；三維傳感器，檢測三維檢測區(qū)域的三維形狀；以及工件檢測控制器，所述工件檢測控制器對所述二維圖像進行處理并抽出多個候補工件；設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個所述三維檢測區(qū)域；以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序；以基于所述優(yōu)先順序依次進行所述三維檢測區(qū)域的所述三維形狀的檢測的方式控制所述三維傳感器；以及在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的所述工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
[0015]本發(fā)明涉及的一種工件檢測器，包括:工件抽出部，用于對通過攝像機獲取的包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像，像進行處理并抽出多個候補工件；區(qū)域設(shè)定部，用于設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域；優(yōu)先順序設(shè)定部，用于以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序；傳感器控制部，用于基于所述優(yōu)先順序，通過三維傳感器依次進行所述三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測；以及工件檢測部，用于在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠縮短工件的檢測時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實施方式涉及的機器人系統(tǒng)的概略圖。
[0019]圖2是表示工件檢測裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖3是表示工件搬出順序的流程圖。
[0021]圖4是例示候補工件以及三維檢測區(qū)域的示意圖。
[0022]圖5是表示將圖4中的三維檢測區(qū)域的一部分從檢測對象中去除后的狀態(tài)的示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明
[0024]I...機器人系統(tǒng)、3...工件檢測裝置、20...機器人、21...機器人控制器、23...保持機構(gòu)、30...攝像機、31...三維傳感器、33...傳感器移送機構(gòu)、A0...載置區(qū)域、Al, A2, A3, A4, A5,A6，A7，A8，A9，A10…三維檢測區(qū)域、U2...工件抽出部、U3...區(qū)域設(shè)定部、U4...優(yōu)先順序設(shè)定部、U5…傳感器控制部、U6...工件檢測部、Wl，W2，W3，W4，W5，W6，W7，W8，W9，WlO…候補工件。

【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細說明。在說明中，對同一要素或者具有同一功能的要素標(biāo)注同一附圖標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。
[0026]如圖1所示，機器人系統(tǒng)I包括機器人裝置2以及工件檢測裝置3。機器人系統(tǒng)I從收容工件的儲料器10中拾取工件并搬運。
[0027]儲料器10是上部開口的容器，收容隨機裝載(散放)的多個工件。儲料器10的底部構(gòu)成能夠載置工件的載置區(qū)域AO (參照圖4)。
[0028]機器人裝置2包括機器人20和機器人控制器21，并將儲料器10內(nèi)的工件向外部搬運。機器人20例如具有串聯(lián)連桿型的臂22以及安裝在臂22的手腕部22a上的保持機構(gòu)23。保持機構(gòu)23具有多個指部23a，并通過使多個指部23a開閉來保持工件。保持機構(gòu)23也可以對工件進行吸附保持。
[0029]工件檢測裝置3包括攝像機30、三維傳感器31以及工件檢測控制器32。攝像機30被配置在儲料器10的上方，并獲取包含儲料器10內(nèi)的工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像。搜索范圍例如是包含整個儲料器10的范圍。攝像機30例如是CXD攝像機、CMOS攝像機。
[0030]三維傳感器31具有激光掃描儀31a以及受光部31b。激光掃描儀31a在使鏡面轉(zhuǎn)動而改變激光的射出角度的同時，向下方的測定對象照射激光。受光部31b接收來自測定對象的反射光。三維傳感器31使用激光的射出角度以及受光部31b的受光位置等，利用三角測定原理，檢測出測定對象的三維形狀。以下，將構(gòu)成三維傳感器31的測定對象的范圍稱作“三維檢測區(qū)域”。
[0031]三維傳感器31安裝在臂22的手腕部22a上，工件檢測裝置3將機器人20以及機器人控制器21用作三維傳感器31的移送機構(gòu)。即，工件檢測裝置3還包括由機器人20以及機器人控制器21構(gòu)成的傳感器移送機構(gòu)33。通過將機器人20以及機器人控制器21兼用于工件的搬運和三維傳感器31的移送，能夠簡化機器人系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)。
[0032]工件檢測控制器32是通過控制攝像機30、三維傳感器31以及傳感器移送機構(gòu)33來執(zhí)行本實施方式涉及的工件檢測方法的計算機。如圖2所示，工件檢測控制器32包括攝像機控制部U1、工件抽出部U2、區(qū)域設(shè)定部U3、優(yōu)先順序設(shè)定部U4、傳感器控制部U5以及工件檢測部U6。
[0033]攝像機控制部Ul控制攝像機30，使其獲取上述搜索范圍的二維圖像。工件抽出部U2對通過攝像機30獲取的二維圖像進行處理，并抽出多個候補工件。區(qū)域設(shè)定部U3設(shè)定與通過工件抽出部U2抽出的多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域。優(yōu)先順序設(shè)定部U4設(shè)定多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序。
[0034]傳感器控制部U5控制三維傳感器31以及傳感器移送機構(gòu)33，使其基于優(yōu)先順序來依次進行三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測。具體而言，通過傳感器移送機構(gòu)33將三維傳感器31移送到三維檢測區(qū)域的上方，從優(yōu)先順序高的三維檢測區(qū)域依次地執(zhí)行通過三維傳感器31獲取該三維檢測區(qū)域的三維形狀的控制。每次通過三維傳感器31檢測出三維形狀時，工件檢測部U6基于該三維形狀來執(zhí)行工件的搜索，并檢測能夠拾取的工件。
[0035]接下來，對通過機器人系統(tǒng)I執(zhí)行的工件的搬運順序進行說明。該順序包含通過工件檢測控制器32執(zhí)行的工件檢測方法。如圖3所示，首先，通過攝像機控制部Ul控制攝像機30，從而獲取上述搜索范圍的二維圖像(S01)。
[0036]接下來，對二維圖像進行處理并從搜索范圍中抽出多個候補工件(S02)。具體而言，在通過圖像處理所識別的多個工件中抽出滿足抽出條件的工件作為候補工件。作為抽出條件，例如可以列舉出其他的工件沒有疊放在上面?；蛘呖梢粤信e出工件的特定的面朝上。關(guān)于其他的工件是否疊放在上面，能夠根據(jù)工件的輪廓是否被不間斷地識別來判斷。關(guān)于工件的特定的面是否朝上，可以根據(jù)工件的輪廓形狀來判斷。
[0037]此外，候補工件的抽出條件不限于上述例示。例如也可以將存在能夠插入保持機構(gòu)23的空間作為抽出條件。關(guān)于是否滿足該條件，可以根據(jù)在工件的保持部位的周圍是否存在有其他的工件來判斷。
[0038]接下來，設(shè)定與多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域(S03)。例如針對每個候補工件，設(shè)定以該候補工件為中心的三維檢測區(qū)域。
[0039]參照圖4對候補工件的抽出以及三維檢測區(qū)域的設(shè)定的具體例進行說明。圖4中的工件具有環(huán)狀部分Wa以及從環(huán)狀部分Wa向外周側(cè)突出的棒狀部分Wb。抽出條件是其他的工件沒有疊放在上面以及與環(huán)狀部分Wa的中心軸正交的面朝上。為了滿足這些條件，輪廓線不間斷且環(huán)狀部分Wa的輪廓形狀為環(huán)狀的工件Wl至WlO作為候補工件被抽出。之后，將分別以工件Wl?WlO為中心的多個區(qū)域Al?AlO設(shè)定為三維檢測區(qū)域。
[0040]接下來，如圖3所示，通過優(yōu)先順序設(shè)定部U4設(shè)定多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序(S04)。優(yōu)先順序設(shè)定部U4根據(jù)三維檢測區(qū)域所包含的候補工件的個數(shù)(以下稱作“內(nèi)含的候補工件的個數(shù)”)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位。另外，根據(jù)上述載置區(qū)域AO和三維檢測區(qū)域的重復(fù)區(qū)域的面積越小越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位。另外，根據(jù)三維檢測區(qū)域中包含的候補工件的二維圖像的攝影倍率越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位。關(guān)于這樣的設(shè)定，例如可以通過根據(jù)下式所計算出的分?jǐn)?shù)P越大越將三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方法來實現(xiàn)。
[0041]P = Z/S
[0042]Z:三維檢測區(qū)域中所包含的所有的候補工件的攝影倍率的總和。
[0043]S:重復(fù)區(qū)域的面積。
[0044]S卩，當(dāng)內(nèi)含的候補工件的個數(shù)越多攝影倍率的總和Z會越大，當(dāng)各候補工件的攝影倍率越大攝影倍率的總和Z會越大。由于該總和Z為分?jǐn)?shù)P的分子，因此，分?jǐn)?shù)P根據(jù)內(nèi)含的候補工件的數(shù)量越多而越大，根據(jù)各候補工件的攝影倍率越大而越大。由于重復(fù)區(qū)域的面積S為分?jǐn)?shù)P的分母，因此，分?jǐn)?shù)P根據(jù)面積S越小而越大。
[0045]另外，優(yōu)先順序設(shè)定部U4根據(jù)三維檢測區(qū)域與該三維檢測區(qū)域的上位的三維檢測區(qū)域的重復(fù)越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為下位。另外，也可以相互同級的三維檢測區(qū)域彼此之間的重復(fù)越大而將任一方三維檢測區(qū)域設(shè)為下位。如此，作為根據(jù)三維檢測區(qū)域彼此之間的重復(fù)越大而進行的順序調(diào)整的一例，也可以設(shè)定與三維檢測區(qū)域彼此之間的重復(fù)面積有關(guān)的閾值，根據(jù)上述重復(fù)面積越大于閾值而進行順序調(diào)整。或者也可以設(shè)定與三維檢測區(qū)域彼此之間的中心間距離有關(guān)的閾值，根據(jù)上述中心間距離越小于閾值而進行順序調(diào)整。此外，降低三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序還包含將該三維檢測區(qū)域從檢測對象中除去。
[0046]參照圖4對優(yōu)先順序的設(shè)定的具體例進行說明。僅按照根據(jù)內(nèi)含的候補工件的個數(shù)越多越將優(yōu)先順序設(shè)為上位這樣的條件時，內(nèi)含四個候補工件的區(qū)域A2為第一位，內(nèi)含大約3.5個候補工件的區(qū)域A3為第二位，內(nèi)含三個候補工件的區(qū)域A4為第三位，內(nèi)含兩個候補工件的區(qū)域六145、六637、六839、八10為第四位。
[0047]在此，加入根據(jù)重復(fù)區(qū)域的面積越小越將優(yōu)先順序設(shè)為上位這樣的條件。由于區(qū)域A7、AS包含載置區(qū)域AO的周緣，因此區(qū)域A7、A8的重復(fù)區(qū)域比其他的區(qū)域小。因此，區(qū)域A7為第三位，區(qū)域A4降到第四位，區(qū)域AS為第五位，區(qū)域Al、A5、A6、A9、AlO降到第六位。
[0048]另外，加入根據(jù)各候補工件的攝影倍率越大越將優(yōu)先順序設(shè)為上位這樣的條件。工件W5、W6的攝影倍率比其他的工件的攝影倍率大。因此，包含工件W5、W6的區(qū)域A5、A6為第四位，區(qū)域A4降到第六位，區(qū)域AS降到第七位，區(qū)域A1、A9、A10降到第八位。
[0049]另外，加入根據(jù)與上位的三維檢測區(qū)域的重復(fù)越大越將優(yōu)先順序設(shè)為下位這樣的條件。由此，例如，與第一位的區(qū)域A2重復(fù)較大的區(qū)域Al、A3、A4被設(shè)為比第八位的區(qū)域A9、A10更低的下位。與第三位的區(qū)域A7重復(fù)較大的區(qū)域A8也被設(shè)為比區(qū)域A9、AlO更低的下位。彼此重復(fù)較多的第四位的區(qū)域A5、A6的任一方也被設(shè)為比區(qū)域A9、AlO更低的下位。彼此重復(fù)較多的第八位的區(qū)域A9、A10的任一方也被設(shè)為更低的下位。如圖5所示，也可以將區(qū)域A3、A4、A1、A8和區(qū)域A5、A6的任一方以及區(qū)域A9、A10的任一方從檢測對象中除去。
[0050]當(dāng)完成優(yōu)先順序的設(shè)定后，如圖3所示，將三維傳感器31移送到第一位的三維檢測區(qū)域上方(S05)。具體而言，通過傳感器控制部U5控制作為傳感器移送機構(gòu)33的機器人控制器21以及機器人20，從而移送三維傳感器31。
[0051]接下來，通過傳感器控制部U5控制三維傳感器31，檢測三維檢測區(qū)域的三維形狀(S06)。接下來，通過工件檢測部U6執(zhí)行基于所檢測出的三維形狀的工件的搜索，并嘗試檢測能夠拾取的工件(S07)。關(guān)于是否是能夠拾取的工件，例如，通過能否在不妨礙其他的工件等條件下進行拾取來判斷。
[0052]接下來，對是否檢測到能夠拾取的工件進行判定(S08)。在判定為檢測到能夠拾取的工件時，通過機器人控制器21控制機器人20來進行該工件的拾取(S09)，并判定拾取是否成功(SlO)?？筛鶕?jù)指部23a的狀態(tài)來判定拾取是否成功。例如，盡管指部23a彼此嘗試夾著工件進行拾取，但指部23a彼此相互接觸時，判定為拾取失敗。
[0053]當(dāng)在S08中判定為無法檢測到工件、或者在SlO中判定為拾取失敗時，將三維傳感器31移送到下一順序的三維檢測區(qū)域上方(Sll)。具體而言，通過傳感器控制部U5控制作為傳感器移送機構(gòu)33的機器人控制器21以及機器人20，從而移送三維傳感器31。
[0054]接下來，通過傳感器控制部U5控制三維傳感器31，檢測三維檢測區(qū)域的三維形狀(S12)。接下來，通過工件檢測部U6執(zhí)行基于所檢測到的三維形狀的工件的搜索，嘗試檢測能夠拾取的工件(S13)。接下來，判定是否檢測到能夠拾取的工件(S14)。在判定為檢測到能夠拾取的工件時，通過機器人控制器21控制機器人20從而進行該工件的拾取(S15)，并判定拾取是否成功(S16)。當(dāng)在S14中判定為無法檢測到工件、或者在S16中判定為拾取失敗時，返回到S11。
[0055]如此，在任一三維檢測區(qū)域中檢測能夠拾取的工件，當(dāng)拾取成功時，通過機器人控制器21控制機器人20搬運工件(S17)。重復(fù)以上的處理直至儲料器10變空。
[0056]根據(jù)以上所說明的工件檢測裝置3，在通過三維傳感器進行三維形狀的檢測之前，獲取整個搜索范圍的二維圖像、抽出基于二維圖像的候補工件和設(shè)定三維檢測區(qū)域、以及設(shè)定三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序。然后，基于所設(shè)定的優(yōu)先順序，執(zhí)行通過三維傳感器進行的三維形狀的檢測以及基于三維形狀的工件的搜索。由于針對每個候補工件設(shè)定三維檢測區(qū)域，因此在所有的三維檢測區(qū)域中切實地包含有候補工件。另外，由于包含候補工件越多的三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序越被設(shè)定為上位，因此能夠?qū)Π蜓a工件越多的三維區(qū)域優(yōu)先進行工件搜索。因此，能夠提高以較少的三維檢測次數(shù)(三維形狀的檢測次數(shù))檢測到工件的可能性，因此能夠縮短工件的檢測時間。
[0057]優(yōu)先順序設(shè)定部U4以上述載置區(qū)域AO和三維檢測區(qū)域的重復(fù)區(qū)域的面積越小越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定優(yōu)先順序。
[0058]在此，在依次搬出所裝載的工件的工序中，如果工件的裝載的高低差增大，在想要拾取裝載高度較低的部分的工件時，裝載高度較高的部分的工件有可能成為障礙。因此，優(yōu)選以不增大上述高低差的方式將工件搬出。
[0059]由于載置區(qū)域AO外不存在工件，因此，如果僅根據(jù)候補區(qū)域的數(shù)量來設(shè)定優(yōu)先順序，則包含載置區(qū)域AO的周緣的三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序容易降低。因此，載置區(qū)域AO的周緣附近的工件未被檢測到而容易殘留，在載置區(qū)域AO的中心部和周緣部，上述高低差有可能增大。對此，通過根據(jù)重復(fù)區(qū)域的面積越小來提高三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序，能夠抑制因包含載置區(qū)域AO的周緣而引起的優(yōu)先順序的降低。因此，能夠抑制上述高低差的增大。
[0060]優(yōu)先順序設(shè)定部U4以三維檢測區(qū)域中所包含的候補工件的二維圖像中的攝影倍率越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定優(yōu)先順序。由此，處于較高位置上的候補工件容易被優(yōu)先搬運，因此能夠抑制上述高低差的增大。
[0061]優(yōu)先順序設(shè)定部U4以三維檢測區(qū)域與該三維檢測區(qū)域的上位的三維檢測區(qū)域的重復(fù)越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為下位的方式，設(shè)定優(yōu)先順序。由此，對同一區(qū)域重復(fù)進行三維檢測的可能性降低，因此能夠進一步縮短工件的檢測時間。
[0062]此外，在被加工物的制造方法中，利用了機器人系統(tǒng)I的工件的搬運方法例如可用于將螺栓等部件作為工件向下一工序搬運。作為被加工物，可以列舉出包含家用設(shè)備以及產(chǎn)業(yè)設(shè)備的各種各樣的工業(yè)產(chǎn)品。
[0063]如前所示，工件檢測控制器32包括攝像機控制部U1、工件抽出部U2、區(qū)域設(shè)定部U3、優(yōu)先順序設(shè)定部U4、傳感器控制部U5以及工件檢測部U6。工件檢測控制器包括的各個功能部件，即可以軟件實現(xiàn)也可以硬件實現(xiàn)，各個功能部件執(zhí)行的功能，即為工件檢測控制器32需要執(zhí)行的功能，即工件檢測控制器32執(zhí)行圖3所示的流程，對所述二維圖像進行處理并抽出多個候補工件；設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個所述三維檢測區(qū)域；以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序；以基于所述優(yōu)先順序依次進行所述三維檢測區(qū)域的所述三維形狀的檢測的方式控制所述三維傳感器；以及在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的所述工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
[0064]以上，對本發(fā)明優(yōu)選實施方式進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種各樣的變更。例如不是必須通過傳感器移送機構(gòu)33移送三維傳感器31，也可以使用能夠在固定位置執(zhí)行整個搜索范圍的三維檢測(三維形狀的檢測)的三維傳感器31。此時，通過設(shè)定局部的三維檢測區(qū)域及其優(yōu)先順序，依次進行三維檢測，也能夠縮短工件的檢測時間。優(yōu)先順序設(shè)定部U4只要至少通過根據(jù)內(nèi)含的候補工件的個數(shù)越多越將優(yōu)先順序設(shè)為上位這樣的條件來設(shè)定三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序即可，其他條件不是必須的。三維傳感器31也可以是立體攝像機。工件檢測控制器32和機器人控制器21也可以一體化。
【權(quán)利要求】
1.一種工件檢測裝置，其特征在于，包括: 攝像機，獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像； 三維傳感器，檢測三維檢測區(qū)域的三維形狀； 工件抽出部，對所述二維圖像進行處理并抽出多個候補工件； 區(qū)域設(shè)定部，設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個所述三維檢測區(qū)域； 優(yōu)先順序設(shè)定部，以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序； 傳感器控制部，以基于所述優(yōu)先順序依次進行所述三維檢測區(qū)域的所述三維形狀的檢測的方式控制所述三維傳感器；以及 工件檢測部，在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的所述工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
2.如權(quán)利要求1所述的工件檢測裝置，其特征在于， 具有移送所述三維傳感器的移送機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工件檢測裝置，其特征在于，所述優(yōu)先順序設(shè)定部， 以能夠載置所述工件的載置區(qū)域與所述三維檢測區(qū)域的重復(fù)區(qū)域的面積越小越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述優(yōu)先順序； 以所述三維檢測區(qū)域中所包含的所述候補工件在所述二維圖像中的攝影倍率越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)定為上位的方式，設(shè)定所述優(yōu)先順序；或者 以所述三維檢測區(qū)域與該三維檢測區(qū)域的上位的所述三維檢測區(qū)域的重復(fù)越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為下位的方式，設(shè)定所述優(yōu)先順序。
4.一種機器人系統(tǒng),其特征在于,包括: 權(quán)利要求1、2或3所述的工件檢測裝置； 機器人，具有對所述工件進行保持的保持機構(gòu)；以及 機器人控制器，控制所述機器人使其通過所述保持機構(gòu)保持并搬運由所述工件檢測裝置檢測到的所述工件。
5.—種機器人系統(tǒng),其特征在于,包括: 權(quán)利要求2所述的工件檢測裝置； 機器人，具有對所述工件進行保持的保持機構(gòu)；以及 機器人控制器，控制所述機器人使其通過所述保持機構(gòu)保持并搬運由所述工件檢測裝置檢測到的所述工件， 所述三維傳感器被安裝在所述機器人上， 所述工件檢測裝置將所述機器人和所述機器人控制器用作所述移送機構(gòu)。
6.一種被加工物的制造方法，其特征在于，包括: 通過攝像機獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像； 對所述二維圖像進行處理并抽出多個候補工件； 設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域； 以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序； 基于所述優(yōu)先順序，通過三維傳感器依次進行所述三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測； 在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件； 通過機器人的保持機構(gòu)保持所檢測到的所述工件；以及 通過所述機器人將所述保持機構(gòu)所保持的所述工件向下一工序搬運。
7.一種工件檢測方法，其特征在于，包括: 通過攝像機獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像； 對所述二維圖像進行處理并抽出多個候補工件； 設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域； 以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序； 基于所述優(yōu)先順序，通過三維傳感器依次進行所述三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測；以及 在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
8.一種工件檢測裝置，其特征在于，包括: 攝像機，獲取包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像； 三維傳感器，檢測三維檢測區(qū)域的三維形狀；以及 工件檢測控制器，所述工件檢測控制器對所述二維圖像進行處理并抽出多個候補工件；設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個所述三維檢測區(qū)域；以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序；以基于所述優(yōu)先順序依次進行所述三維檢測區(qū)域的所述三維形狀的檢測的方式控制所述三維傳感器；以及在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的所述工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
9.如權(quán)利要求8所述的工件檢測裝置，其特征在于， 具有移送所述三維傳感器的移送機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的工件檢測裝置，其特征在于，所述工件檢測控制器， 以能夠載置所述工件的載置區(qū)域與所述三維檢測區(qū)域的重復(fù)區(qū)域的面積越小越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述優(yōu)先順序； 以所述三維檢測區(qū)域中所包含的所述候補工件在所述二維圖像中的攝影倍率越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)定為上位的方式，設(shè)定所述優(yōu)先順序；或者 以所述三維檢測區(qū)域與該三維檢測區(qū)域的上位的所述三維檢測區(qū)域的重復(fù)越大越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為下位的方式，設(shè)定所述優(yōu)先順序。
11.一種機器人系統(tǒng),其特征在于,包括: 權(quán)利要求8、9或10所述的工件檢測裝置； 機器人，具有對所述工件進行保持的保持機構(gòu)；以及 機器人控制器，控制所述機器人使其通過所述保持機構(gòu)保持并搬運由所述工件檢測裝置檢測到的所述工件。
12.—種機器人系統(tǒng),其特征在于,包括: 權(quán)利要求9所述的工件檢測裝置； 機器人，具有對所述工件進行保持的保持機構(gòu)；以及 機器人控制器，控制所述機器人使其通過所述保持機構(gòu)保持并搬運由所述工件檢測裝置檢測到的所述工件， 所述三維傳感器被安裝在所述機器人上， 所述工件檢測裝置將所述機器人和所述機器人控制器用作所述移送機構(gòu)。
13.—種工件檢測器，其特征在于，包括: 工件抽出部，用于對通過攝像機獲取的包含工件在內(nèi)的搜索范圍的二維圖像進行處理并抽出多個候補工件； 區(qū)域設(shè)定部，用于設(shè)定與所述多個候補工件分別相對應(yīng)的多個三維檢測區(qū)域； 優(yōu)先順序設(shè)定部，用于以所述三維檢測區(qū)域中包含的所述候補工件的個數(shù)越多越將該三維檢測區(qū)域設(shè)為上位的方式，設(shè)定所述多個三維檢測區(qū)域的優(yōu)先順序； 傳感器控制部，用于基于所述優(yōu)先順序，通過三維傳感器依次進行所述三維檢測區(qū)域的三維形狀的檢測；以及 工件檢測部，用于在每次檢測出所述三維形狀時，執(zhí)行基于該三維形狀的工件的搜索，從而檢測出能夠拾取的所述工件。
【文檔編號】B25J13/08GK104227723SQ201410251350
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】安田裕也, 青山一成, 入江俊充 申請人:株式會社安川電機