部件馈送器以及包括部件馈送器的用于拾取部件的系统技术方案

本发明专利技术涉及部件馈送器(1)，部件馈送器包括固定的拾取表面(2)、视觉系统和载荷装置(5)，固定的拾取表面用于接收待拾取的部件(14)，视觉系统包括图像单元，图像单元被布置成拍摄分布在拾取表面上的部件的图像，载荷装置包括一个或多个载荷传感器，一个或多个载荷传感器适于检测拾取表面上的部件的存在，以及视觉系统被配置成在检测到拾取表面上的部件的存在时自动触发图像单元拍摄图像。

Component feeder and system for pickup parts including component feeder

The present invention relates to a component feeder (1), which comprises a fixed pickup surface (2), a visual system, and a load device (5). A fixed pickup surface is used to receive a part (14) to be picked up, the visual system includes an image unit, and the image unit is arranged to photograph an image of a component distributed on a pickup surface, and a load device package. One or more load sensors are included, one or more load sensors are adapted to detect the presence of the components on the pickup surface, and the visual system is configured to automatically trigger the image unit to capture the image unit when the components on the pickup surface are detected.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】部件馈送器以及包括部件馈送器的用于拾取部件的系统
本专利技术涉及部件馈送器，其包括用于接收待拾取部件的拾取表面部件、和包括图像单元的视觉系统，该图像单元被布置成拍摄分布在拾取表面上的部件的图像，并且所述图像系统被配置成基于来自图像单元的图像定位分布在拾取表面上的部件。本专利技术还涉及用于拾取部件的系统，该系统包括部件馈送器和被配置成从部件馈送器拾取部件的工业机器人。
技术介绍
在自动化工业系统中，诸如生产线(其中例如使用了工业机器人)，被存储在无序的散料储存器中的部件需要作为单独的部件而被按顺序馈送用于执行各种操作。存在许多使用不同原理并适用于不同特定任务的馈送装置。一种类型的馈送器是这样的类型，即其中随机取向的部件被馈送并被显示在拾取表面上。图像处理系统通常被使用以便确定拾取表面上的哪些部件被正确地取向以便可由机器人拾取。由于这些类型的馈送器不受限于某种类型的部件，所以这些类型的馈送器是灵活的。根据现有技术，图像处理系统利用了被直接安装在拾取表面上方的相机。相机拍摄分散在拾取表面上的部件的图像，并且这些图像被用于机器人视觉软件中，以将机器人抓手引导至待拾取的部件。从US4876728已知基于微处理器的视觉系统，该视觉系统包括被布置在运送带上的头顶相机和两个头顶光源，该系统与机器人系统交互。从WO2013/113535已知具有散料储存容器的部件馈送器，提升器被布置在该部件馈送器中。提升器具有提升平台，提升平台将部件从容器中提升上来并且将它们分散到位于容器上方的拾取表面上。包括头顶相机的视觉系统被布置在拾取表面上方，并且图像被用于确定哪些部件被正确取向为可由机器人工具拾取。拾取表面可以是透明的，以及它可以被提供有包括被布置在透明拾取表面下方的光源的背光装置。US6,002,125公开了具有光敏CCD接触式传感器的光学装置，用于确定相对于传感器移动的运送带上的部件的位置。照亮运送带的光源沿着至少一条扫描线而被定位，并且它们在运送带的移动方向上发光。CCD接触式传感器被布置在运送带的下方，光源从上方照亮运送带。接触式传感器被直接安装在固定安装的透明玻璃板的底面处的下方，运送带以尽可能最小的速度在透明玻璃板的上方滑过。光敏传感器中的至少一行沿着扫描线被设置以记录由在光源和传感器之间经过的物品产生的光辐射。传感器可以被安放在透明传送带的一侧，与光源相距一定距离，以记录通过物品投射的影子。自动化的趋势是朝向人-机器人协作式装配发展。近年来，为这种工作模式专门设计的若干新型小型机器人已经推出，但相比之下，支持这些机器人的材料处理领域的发展进展缓慢。运送带提供了一种解决方案，但在紧凑的生产线中，更常见的解决方案是对象的手动传递。在这种方法中，零件和工件由一个操作员放置在指定的输出缓冲区域中，所述零件和工件可以由邻近工作站处的操作员从该输出缓冲区域中拾取。尽管人类容易从输入缓冲区中拾取随机放置的部件，但机器人需要针对这种任务的视觉系统。用于定位由人类操作员传递给机器人的材料输入缓冲区的部件的现有方法需要使用头顶视觉系统或固定装置。这两种方法都涉及额外的装配工作量和硬件支出。如果头顶相机被使用，则头顶相机必须被校准并且被安装在牢固的安装架上，以避免由于外部干扰造成的位置误差。此外，由常规相机产生的图像受到透视效应的影响，透视效应产生进一步的依赖于位置的失真。头顶相机的另一个缺点是机器人手臂的某些部分可能在拍摄图像时遮挡相机视角或投射影子。取决于应用，外部灯光也可能被需要。技能也是视觉工作本身的编程所需要的。此外，在对机器人的移动周期进行编程时，必须非常小心以确保在拍摄图像时的时间点机器人既不会遮挡相机的视角，也不会因光线而投射影子。这使对机器人编程的任务复杂化，影响周期时间，并增加了集成工作量。可替换地，相机可以被安装在机器人手上。如果手持式相机被用来定位输入缓冲区上的零件，那么这也会导致周期时间的损失。为避免需要视觉系统而使用固定装置对人类操作员提出了额外的要求，这也可能影响整个周期时间。此外，设计和安装固定装置需要工程工作量，这既增加了系统成本又降低了灵活性。由于待拾取的部件的形状可能变化，使用固定装置也可能是不利的。技能也是视觉工作本身的编程所需要的。此外，在对机器人的移动周期进行编程时，应当非常小心，以确保在拍摄照片时的时间点机器人既不会遮挡相机的视角，也不会因光线投射影子。这使对机器人编程的任务复杂化，影响周期时间并增加了集成工作量。如果手持式相机被用来定位输入缓冲区上的零件，那么这也会导致周期时间的损失。为避免需要视觉系统而使用固定装置对人类操作员提出了额外的要求，这也可能影响整个周期时间。此外，设计和安装固定装置需要工程工作量，这既增加了系统成本又降低了灵活性。固定装置是不可调节的装置，以及由于部件馈送器上的物品可能有各种形状和尺寸而因此是不实用的。最后，如果相机被安装在机器人本身上，这也定位部件减慢，以及由此使周期时间变慢。
技术实现思路
本专利技术的目的是缓解至少一些的上述问题，并且提供适用于随机取向部件的人至机器人的传递的部件馈送器。根据本专利技术的一个方面，上述目的通过如权利要求1所限定的部件馈送器来实现。部件馈送器包括用于接收待拾取部件的拾取表面以及视觉系统，视觉系统包括图像单元和载荷装置，图像单元被布置成拍摄分布在拾取表面上的部件的图像，载荷装置包括适于检测拾取表面上的部件的存在的一个或多个载荷传感器，以及视觉系统被配置成在检测到拾取表面上的部件的存在时自动触发图像单元拍摄图像。根据本专利技术，部件馈送器被配备有包括一个或多个载荷传感器的载荷装置，其目的是部件一被放置到拾取表面上就触发图像单元。载荷传感器例如是压力传感器。根据本专利技术的部件馈送器检测拾取表面上的部件的存在，并且在检测到部件的存在时自动触发图像单元拍摄图像。拾取表面上的部件的图像可以被用于确定拾取表面上的部件的定位，以使得机器人能够拾取部件。当图像被拍摄时，视觉系统被配置成向机器人提供与拾取表面上的(多个)部件的定位有关的信息。例如，视觉系统可以被配置成确定分布在拾取表面上的(多个)部件的位置和取向，并且向机器人控制器提供与(多个)部件的位置和取向有关的信息。备选地，视觉系统将图像发送至机器人控制器，并且部件的位置和取向由机器人控制器来确定。当机器人控制器接收与待拾取的部件的定位有关的信息时，计算用于拾取部件的机器人的必要运动，并且命令机器人拾取部件。根据本专利技术的部件馈送器使人有可能以随机取向的方式以及以任意的速率将部件放置在拾取表面上，当检测到部件存在于拾取表面上时机器人被提供有与待拾取的部件的定位有关的信息。本专利技术的优点是视觉工作能够被自动生成，而无需操作员的任何介入。由于图像单元通过对拾取表面上的部件重量的检测而被自动触发，因此减少了编程的工作量，因为程序不需要用于启动图像拍摄的任何程序代码。本专利技术的另一个优点是能够减少周期时间。当机器人正在执行其装配任务时，视觉系统能够在后台工作以寻找待拾取的下一个部件。因此，一旦机器人需要下一个部件，它便可以立即去拾取该部件。相反，如果使用手持相机寻找零件，则机器人路径将需要始终包含经过输入缓冲区域上方并且瞬间停止以拍摄图像。载荷装置被配置成测量拾取表面上的载荷以便检测何时部件已位于在拾取表面上。视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种部件馈送器(1)，包括：‑用于接收待拾取的部件(14)的拾取表面(2)，以及‑包括图像单元(3)的视觉系统，所述图像单元被布置成拍摄分布在所述拾取表面上的部件的图像，其特征在于，所述视觉系统还包括载荷装置(5)，所述载荷装置(5)包括适于检测所述拾取表面上的部件的存在的一个或多个载荷传感器(30a‑b)，并且所述视觉系统被配置成在检测到所述拾取表面上的部件的存在时，自动触发所述图像单元以拍摄图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种部件馈送器(1)，包括：-用于接收待拾取的部件(14)的拾取表面(2)，以及-包括图像单元(3)的视觉系统，所述图像单元被布置成拍摄分布在所述拾取表面上的部件的图像，其特征在于，所述视觉系统还包括载荷装置(5)，所述载荷装置(5)包括适于检测所述拾取表面上的部件的存在的一个或多个载荷传感器(30a-b)，并且所述视觉系统被配置成在检测到所述拾取表面上的部件的存在时，自动触发所述图像单元以拍摄图像。2.根据权利要求1所述的部件馈送器，其中所述载荷装置(5)适于测量放置在所述拾取表面上的部件的重量。3.根据权利要求1或2所述的部件馈送器，其中所述一个或多个载荷传感器(30a-b)是压力传感器。4.根据前述权利要求中任一项所述的部件馈送器，其中所述拾取表面(2)是透明的，并且所述图像单元(3)位于所述拾取表面下方。5.根据前述权利要求中任一项所述的部件馈送器，其中所述视觉系统包括图像扫描仪(7)。6.根据权利要求5所述的部件馈送器，其中所述图像扫描仪包括可移动的图像单元(3)和可移动的光源(9)。7.根据权利要求5或6所述的部件馈送器，其中所述图像扫描仪(7)是包括玻璃板(6)的平板扫描仪，并且所述拾取表面(2)是所述玻璃板的上表面。8.根据权利要求5-7中任一项所述的部件馈送器，其中所述视觉系统包括图像处理模块(39)，所述图像处理模块被配置成基于分布在所述拾取表面上的所述部件的所述图像来确定所述部件的定位，以及所述图像处理模块被嵌入在图像扫描仪(7)中。9.根据权利要求5所述的部件馈送器，其中所述一个或多个载荷传感器(30a-b)被设置在所述图像扫描仪(7)下方，以使所述一个或多个载荷传感器测量所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·希尔克特，P·弗兰森，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH