本发明涉及一种制品组装工序中的搬送装置，且特别涉及拉链组装工序中的拉头的搬送装置及其搬送方法。
背景技术：
拉链(slidefastener)是由多个零件组装，且至少包括一对链布带(tape)、安装于链布带上的链牙(element)、在链牙上滑动以开闭链布带两侧的拉头(slider)及其他零件等。通过拉动拉链的拉头，可快速开闭链布带两侧，使得拉链已广泛、多用途地应用在多种产品中，例如上衣、裤子、鞋子、手提包、背包、活动衣橱、行李箱等。
一般拉链的组装方式是将链牙安装在链布带上，并将拉头安装到已经有链牙的链布带上。在这样的组装方式中需要使拉头以预定的姿势安装到链布带，所以需要以规定的姿势将拉头搬送到某场所并进行排列，例如搬送到拉头排列装置，由拉头排列装置加以排列，然后从拉头排列装置连续地安装到链布带。
但是，拉头至少包括拉头主体、及挂在拉头主体上的拉片，其种类非常多，拉头主体的形状、尺寸各式各样，拉片的形状、尺寸也是各式各样，可以规定的姿势搬送某拉头的装置未必能够搬送其他拉头。订制各拉头专用的搬送装置是不切实际的。尤其，拉片虽然挂在拉头主体上，但实际上两者之间还是相互晃动的，因此以规定的姿势进行搬送将变得更困难。
技术实现要素：
基于上述问题，本发明提供一种拉头的搬送装置及其搬送方法，可以自动化地搬送不同姿势、方向的拉头，不需用人工来分类并排列拉头，可削减人工。
本发明提供一种拉头的搬送装置，搬送拉头，所述拉头的搬送装置包括：图像传感器，识别拉头的姿势、方向；机械手臂，具备至少一种搬送手段，且用以搬送拉头；以及控制器。控制器接收图像传感器的识别结果，根据包含能够搬送的多种的拉头姿势、方向的可搬送形态，与识别结果进行比较来决定搬送手段，控制机械手臂并根据搬送手段来搬送拉头。
本发明还提供一种拉头的搬送方法，搬送拉头，所述拉头的搬送方法包括：
利用图像传感器识别拉头的姿势、方向；
将识别结果与预设的多个可搬送形态相比较，找出多个可搬送形态中与识别结果一致的可搬送形态，所述可搬送形态包括可搬送的多种的拉头姿势与方向；
根据找出的可搬送形态来决定机械手臂的搬送手段，所述搬送手段包括夹持或吸附所述拉头的拉头主体；以及
机械手臂根据决定的所述搬送手段来搬送拉头。
在拉头的搬送方法、拉头的搬送装置中，上述拉头包括拉头主体、及安装在拉头主体上的拉片。拉头主体具有上板、下板、及连接于上板与下板之间的连接柱。在上板上具有安装拉片的安装柱。拉头还可包括覆盖且固定在所述安装柱上的罩子。
在上述拉头的搬送方法、拉头的搬送装置中，上述可搬送形态包括：安装柱(或罩子)朝上的多种的拉头姿势、方向，下板朝上的多种的拉头姿势、方向，连接柱朝上的多种的拉头姿势、方向。
在上述拉头的搬送装置中，机械手臂的搬送手段可包括爪部、吸附部。机械手臂利用爪部夹持拉头，利用吸附部吸附拉头。爪部可包括至少一个握持爪。爪部可以包括兼用以夹持拉头主体的安装柱(或罩子)及拉头主体的连接柱的握持爪。爪部可以包括两个相同形状的握持爪，分别用以夹持拉头主体的安装柱(或罩子)与拉头主体的连接柱。爪部可以包括不同形状的握持爪，分别用以夹持不同形状的拉头。
在上述拉头的搬送方法、拉头的搬送装置中，当根据比较结果找出的可搬送形态是下板朝上的可搬送形态时，搬送手段吸附拉头主体的下板。当找出的可搬送形态是连接柱朝上的可搬送形态时，决定的搬送手段夹持拉头主体的连接柱。当找出的可搬送形态是安装柱(或罩子)朝上的可搬送形态时，决定的搬送手段夹持拉头主体的安装柱(或罩子)。
附图说明
图1是本发明搬送的拉头的一例的立体示意图。
图2是本发明搬送的拉头的其他例的立体示意图。
图3是本发明的实施方式中的拉头的搬送装置的立体示意图。
图4是本发明的实施方式中的拉头的搬送方法的流程图。
图5a～图5c是本发明的实施方式中的可搬送形态的示意图(省略了拉片)。
图6a～图6c是分别从平台103的前方观看的可搬送形态的拉头被搬送部122拿取的立体示意图。
附图标记说明
10、10′：拉头
12、12′：拉头主体
12a：上板
12b：下板
12c：连接柱
12d：安装柱
12e：罩子
14：拉片
100：拉头的搬送装置
101：装置本体
103：平台
110：图像传感器
120：机械手臂
121：机械手
122：搬送部
122a：爪部
122aw：握持爪
122b：吸附部
130：控制器
s100：感测步骤
s200：判断步骤
s300：姿势重设步骤
s400：搬送步骤
θ：角度
具体实施方式
在拉链的组装工序中，当将拉头安装到链布带时，需要以规定的姿势、方向将拉头安装到链布带中。当以决定的规定姿势、方向将拉头安装到链布带时，需要以相同的方向来朝链布带连续地供给拉头。
机器人常用来拿取物体，当机器人与能够识别物体的距离、位置、形状的图像传感器组合时，可以识别物体的位置，拿取物体，并将物体调整成规定的姿势而加以搬送。但是，识别物体需要时间，尤其是当要识别的物体姿势、方向散乱而未固定时，需要较多时间。又，当要拿取的物体种类繁多时，则需要更多的时间。
本发明通过机械手臂与图像传感器的组合，由搬送装置来拿取不同姿势、方向的拉头，并将由搬送装置已拿取的拉头搬送到拉头排列部，在拉头排列部中以所决定的姿势、方向连续地排列拉头。在拉链的组装工序中，可以规定的姿势、方向从拉头排列部朝链布带供给拉头。且本案发明人根据拉头的特性，以能够拿取拉头的多个可搬送形态的形式预先存储在控制器中，让控制器判断拉头的姿势、方向是否属于多个可搬送形态中的一种模式。控制器根据判断出的可搬送形态来决定搬送手段，控制机械手臂并根据决定的搬送手段来搬送拉头。
当参照图1时，示出本发明要搬送的拉头中的一例。拉头10包括拉头主体12、及安装在拉头主体12上的拉片14。拉头主体12具有上板12a、下板12b、及连接于上板12a与下板12b之间的连接柱12c，在上板12a上具有连接拉片14的安装柱12d。
当参照图2时，示出本发明要搬送的拉头中的其他例。图2与图1的不同点在于，拉头10′的拉头主体12′安装着罩子12e，罩子12e覆盖且固定在未图示的安装柱上(由于图2的拉头10′的结构与图1的拉头10的结构略有不同，这些的安装柱也略有不同，但在此并未图示)。在拉头10′的上板12a设有未图示的安装柱，在此安装柱上具备使拉头的移动停止的锁销弹簧(lockpinspring)，锁销弹簧与罩子12e接触。罩子12e被局部按压而固定在安装柱上。图1、图2仅为一般拉头的例子，根据图1、图2而为以下两种形态：当将拉头10、10′的下板12b放置于平坦面上时，通常是安装柱12d露于上方(图1)，或者是罩子12e露于上方(图2)。其他现有的拉头的例子为如日本专利特开平10-127313、日本专利特开平11-127918等。这些均是一般市售的拉头，在此不对拉头的结构作详细说明。
当参照图3、图4时，图3示出本发明的实施方式中的拉头的搬送装置的立体示意图，图4示出本发明的实施方式中的拉头的搬送方法的流程图。关于上下、左右、前后方向，如图3的箭头所示。
拉头的搬送装置100包括图像传感器110、机械手臂120、控制器130。在拉头的搬送装置100的装置本体101上设有机械手臂120。在机械手臂120的前端具有机械手121，机械手121上设有搬送部122，用以搬送拉头10、10′。在机械手臂120的上方设有图像传感器110，图像传感器110例如可以任意的方法配置在机械手臂120的上方，只要可以对要搬送的拉头10、10′进行识别即可。图像传感器110及机械手臂120为市售品的产品，其中图像传感器110是3d的视觉传感器，配合传感器技术以及运算处理，可识别待测物的距离、位置、形状，机械手臂120可以是多关节型的，例如为垂直多关节机械手臂，只要是可根据图像传感器110的识别结果来拿取不同姿势、方向的物体并搬送即可。由机械手臂120的搬送部122对不同姿势、方向的拉头10、10′进行搬送，并将拉头10、10′搬运到未图示的拉头排列部，依序、连续地供给到拉头排列部并以相同的方向来排列。
在装置本体101上具有平台103，多个拉头10(或10′)在平台103上分别以不同的方向位于不同的位置上。各个拉头10(或10′)有时以不同的姿势、方向隔开地放置在平台103上，或有时以不同的姿势、方向上下左右重叠地堆叠在一起。在机械手臂120的下方、且在图像传感器110可感测的范围内，拉头10(或10′)是被未图示的拉头供给装置以任意的姿势、方向送入平台103。在感测步骤s100中，图像传感器110识别拉头10(或10′)的位置、姿势、方向，并将识别结果传送给控制器130。在判断步骤s200中，控制器130根据上述识别结果，判断拉头10(或10′)是否为可搬送形态。在搬送步骤s400中，控制器130根据上述可搬送形态的判断结果来决定搬送手段，控制机械手臂120的机械手121的搬送部122并根据决定的搬送手段将拉头10(或10′)调整成规定的姿势并搬送。以下进一步说明判断步骤s200、搬送步骤s400。
本案发明人发现，在平台103上当以任意的姿势、方向把拉头10、10′送到图像传感器110的识别范围(传感器可检测及识别对象物的范围)内时，至少有几种拉头10、10′的姿势、方向是机械手121的搬送部122能够稳定地拿取拉头10、10′并加以搬送的形态。关于例子，如图5a～图5c所示，以下称为可搬送形态。
图5a～图5c是从图像传感器110的视角观看的可搬送形态的图(省略拉片14)，以出纸面朝上的方向为上方(图3所示的上方)。图6a～图6c是分别从平台103的前方观看的可搬送形态的拉头被搬送部122拿取的立体示意图。图6a～图6c是以没有罩子的拉头10作为例子，也可以是其他的拉头(有无罩子、其他各种外形、大小的拉头)及其他外形、尺寸的拉片。可搬送形态至少包括以下数种。
第一，如图5a所示，拉头10呈安装柱12d朝上的多种姿势、方向。图1所示的姿势、方向是安装柱12d朝上的其中一种形态。当为其他种类的拉头10′时，是指罩子12e朝上的多种姿势、方向。图2所示的姿势、方向是罩子12e朝上的其中一种形态。图6a是由搬送部122的爪部122a拿取拉头10的安装柱12d的例子。
第二，如图5b所示，拉头10呈下板12b朝上的多种姿势、方向。图6b是由搬送部122的吸附部122b吸附拉头10的下板12b的例子。
第三，如图5c所示，拉头10呈连接柱12c朝上的多种姿势、方向。图6c是由搬送部122的爪部122a拿取拉头10的连接柱12c的例子。
图5a～图5c中仅例示了5个可搬送形态，实际上可搬送形态有更多。例如，由于机械手121的运动轨迹的不同，此种拉头10的姿势下的任意角度θ从0°～360°的范围中存在90°、180°、270°等角度，利用机械手121的搬送部122而均处于可搬送形态内。上述搬送形态的例子中，以每隔90°为一个可搬送形态，但可对应于机械手臂的特性、性能、拉头的大小、形状而设定为不同的角度间隔。
在判断步骤s200中，控制器130接收图像传感器110的识别结果，并根据图像传感器110的识别结果，判断拉头10(或10′)是否属于可搬送形态。而且，控制器130根据包含可搬送的多种的拉头姿势、方向的可搬送形态、与识别结果进行比较来决定搬送手段。
如图3所示，在多关节型的机械手臂120的前端具有机械手121，机械手121具备搬送拉头10、10′的搬送部122。机械手臂120的机械手121的搬送部122包括爪部122a，搬送手段可以是由爪部122a夹持拉头主体12的安装柱12d(图6a)或连接柱12c(图6c)。当搬送的是如图2的其他种类的拉头10′时，搬送手段可以是由爪部122a夹持拉头主体12′的罩子12e或连接柱12c。搬送部122还可以加上吸附部122b，例如为吸盘、真空夹盘(chuck)、电磁铁等，且搬送手段还可以是由吸附部122b吸附拉头主体12的下板12b(图6b)。吸盘通过挤出空气来产生吸力，真空夹盘以抽真空的方式产生吸力，电磁铁通过通电来产生吸力，通过这些方式可吸附拉头10(或10′)。在图3中例示的搬送部122具有爪部122a及吸附部122b，当然也可以仅具有爪部122a，也可以仅具有吸附部122b。
搬送部122具备爪部122a，爪部122a包括握持拉头10、10′的至少一个握持爪122aw，即，可以在机械手121的搬送部122上仅安装一个握持爪122aw，也可以安装多个(图3中是以两个为例)握持爪122aw。当在搬送部122上安装一个握持爪122aw时，该握持爪122aw例如是兼用以夹持拉头主体12的安装柱12d(或罩子12e)及拉头主体12的连接柱12c的爪。当在搬送部122(的爪部122a)上安装两个握持爪122aw时，也可以使两个握持爪122aw采用相同形状的爪，所述两个握持爪分别用以夹持拉头主体12的安装柱12d(或罩子12e)与拉头主体12的连接柱12c。当然这些握持爪122aw是可替换的，可对应于要握持且拿取的拉头10(或10′)而以人手(手动)替换为形状合适的握持爪122aw。或者可使机械手臂120前端的机械手121旋转来自动地切换为形状合适的握持爪122aw。图3中以安装于爪部122a的两个相同形状的握持爪122aw为例，但是由于拉头主体12的安装柱12d(或罩子12e)与拉头主体12的连接柱12c的形状不同，因此对应于握持拉头10(或10′)的位置而在爪部122a中安装两个(或多个)不同形状的握持爪122aw。当图像传感器110识别不同姿势、方向的拉头10(或10′)时，由控制器130控制机械手臂120前端的机械手121来选择适当的握持爪122aw，并由对应于拉头10(或10′)的安装柱12d(或罩子12e)、或连接柱12c的形状的握持爪122aw进行握持并搬送拉头10(或10′)。握持爪122aw是由分开的一对爪所构成，一对爪朝内侧移动而可握持拉头10(或10′)，通过使一对爪朝外侧移动来解除拉头10(或10′)的握持。又，由于要握持的拉头10(或10′)的大小、形状不同，因此可以将多个不同形状的握持爪122aw安装于爪部122a。
在控制器130中预设多个上述可搬送形态，在判断步骤s200中，例如控制器130将图像传感器110识别的结果与预设的多个可搬送形态相比较，找出有无与识别结果一致的可搬送形态。当找出与识别结果一致的可搬送形态时，进行搬送步骤s400，根据与识别结果一致的可搬送形态来决定搬送手段，并根据搬送手段来搬送拉头10(或10′)。当找出的可搬送形态是拉头10(或10′)呈安装柱12d(或罩子12e)朝上的姿势、方向的可搬送形态时，控制器130决定的搬送手段是利用爪部122a的握持爪122aw夹持拉头主体12(或12′)的安装柱12d(或罩子12e)。当找出的可搬送形态是下板12b朝上时，控制器130决定的搬送手段是利用吸附部122b吸附拉头主体12(或12′)的下板12b。当找出的可搬送形态是连接柱12c朝上时，控制器130决定的搬送手段是利用爪部122a的握持爪122aw夹持拉头主体12(或12′)的连接柱12c。
本发明的拉头的搬送装置、拉头的搬送方法中，通过图像传感器的识别结果与可搬送形态的比较来决定搬送手段，并根据搬送手段来搬送拉头，可搬送以散乱的姿势、方向放置的拉头。
上述图1或图2般的拉头10(或10′)仅为例示，本发明可应用的拉头各式各样，基本上只要拉头主体12(或12′)有安装柱12d(或罩子12e)、连接柱12c、下板12b，则不限定其形状，均为本发明可应用的范围。
此外，作为其他拉头，是在安装柱上形成沟槽，将锁销弹簧插入并固定到所述沟槽中，利用锁销弹簧来使拉头的移动停止，这样的拉头也是本发明可应用的范围。
本发明已如以上的实施方式般示出，但本发明并不限定于此，任何所属技术领域中技术人员能够在不脱离本发明精神的范围内作变更与修正，故本发明的保护范围扩及至均等的范围内。
例如，由于拉头10(或10′)的大小或形状，也能够利用吸附部122b来吸附安装柱12d(或罩子12e)。
在拉头主体的上板与下板两侧设有安装柱或罩子、且在上板与下板的两面安装拉片的拉头也可利用本发明的搬送装置及其搬送方法。只要可以通过本发明的搬送装置及其搬送方法来握持或吸附拉头的一部分即可。