[发明专利]部件馈送器以及包括部件馈送器的用于拾取部件的系统

说明书

本发明涉及部件馈送器(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。

技术领域

本发明涉及部件馈送器，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。

本发明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。

背景技术

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。