[发明专利]用于制造业用的适应性箱子拾取的系统和方法

说明书

提供了用于使用机器人在目的地与源位置处的结构之间自动地移动一个或更多个物品的系统和方法。该系统包括第一视觉系统和第二视觉系统，以识别物品并确定物品在源位置处的精确位置和取向以及目的地的精确位置和取向，该目的地可以在或可以不在固定位置中。控制器规划用于机器人在源位置与目的地之间移动物品时遵循的最佳路径。机器人上的末端执行器从源位置拾取物品，在机器人移动时保持该物品，并将该物品放置在目的地处。该系统还可以通过视觉系统中的一者或两者来检查物品的品质。提供了从机器装载和卸载篮筐的示例。

相关申请的交叉引用

本PCT国际专利申请要求于2017年9月20日提交的题为“System And Method ForAdaptive Bin Picking For Manufacturing”的美国临时专利申请序列号第62/560,968号的权益，该申请的全部公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分并通过引用并入本文。

背景技术

实施组装过程(或组装线)以生产成品。成品是经过各种技术附接在一起的各种零件的组合。成品可以是任何种类的物体或产品，例如在商业中销售的物体或产品。汽车或车辆或者汽车或车辆的零件可以是经由组装过程生产的成品。制造过程的许多方面涉及移动物品(item)，例如单个零件、组件或者保持一个或更多个单个零件或组件以用于运输或用于一起处理的载体。

许多成品包括来自各种来源的零件，这些零件被运输到制造地点并在制造地点内被组合成成品或者被组合成其组件或子组件。这些零件经常在箱子中运输，在箱子中这些零件可能是松散的，从而具有随机的位置和取向。零件必须从箱子转移到目的地，以便于在制造过程中使用零件。也经常使用诸如篮筐、箱子或油漆台的专门载体来成批处理零件，这些载体必须与单个零件或组件一起装载和卸载。此外，在某些情况下，由于制造过程的要求和/或诸如装载或卸载的载体的重量和/或尺寸的其他考虑，载体的移动需要特殊的处理。

对于制造过程的许多部分，当前移动物品的技术是手工过程。在移动大的和/或重的物品时需要特别考虑。例如，冲压的金属零件通常通过人从箱子中拾取并被放入到固定装置中以用于进一步处理(例如，切割、焊接、粘合或涂漆)。在处理之后，人可以从固定装置中拾取零件，并将零件放入到箱子中，该箱子可以是新的箱子或者是零件来源的同一箱子。在拾取/放置操作期间，人也可以对零件执行品质检查。

在另一个示例中，将车辆仪表板装载到在涂漆过程中使用的涂漆台或涂漆架上的过程可能需要一组工作人员，其中人员通过将零件转移给彼此来在从进入的箱子中拾取零件(在地板水平处)与将零件放置在台中(在髋部水平处)之间交替以便减轻人体工程学压力源。

在又一示例中，从清洗机器中装载和卸载要被清洗的零件的篮筐的过程可以被手动地执行以及/或者借助起重机执行，该起重机的辅助可能是由健康和安全法规对于称重超过预先确定的量的篮筐所要求的。

以这种方式，进入制造过程的给定步骤的每一个物品可能需要如下手动操作：拾取零件并将其放置在适合于制造过程中的下一步骤的目的地位置和取向。重的物品可能导致执行这些操作的人的疲劳。可能需要使用诸如起重机的机械辅助来移动重的物品；然而，这样的机械辅助可能难以使用，并且可能不被工作人员接受。重复的动作可能会造成代价高昂的伤害，尤其是在移动重的物品时。这些手动操作可能会给整个组装线过程带来延迟和低效。

发明内容

提供了用于使用机器人在源位置与目的地之间自动地移动一个或更多个物品的传送系统和方法。该系统包括第一视觉系统，其用于识别物品并确定物品在结构上的拾取位置和拾取取向。第二视觉系统确定目的地的位置和取向。控制器规划用于机器人在拾取位置与目的地之间移动物品时遵循的最佳路径。末端执行器被附接到机器人，以用于拾取物品并在机器人向目的地移动物品时保持物品。然后，末端执行器释放物品，或者在目的地位置处且以目的地取向来放置物品。