解体步骤选择装置及解体步骤选择方法及解体装置与流程

1.本公开涉及对于根据机器种类的不同而解体步骤不同的解体对象物而言的解体步骤选择装置及解体步骤选择方法及解体装置。


背景技术：

2.由于大量消耗及大量废弃型的经济活动，从而正发生着全球变暖或资源的枯竭等地球规模的环境问题。
3.在这样的状况中，为了构建资源循环型社会而在日本国内从2001年4月起施行家电再循环法。根据家电再循环法，规定必须进行使用完毕的家电产品(例如空调、电视、冰箱、冰柜、洗衣机、衣类干燥机等)的再循环。由此，使用完毕的家电产品在家电再循环工厂被人工拆卸，并按原材料进行回收。或者，使用完毕的家电产品在由破碎机破碎而成为小片之后，利用磁、风力或振动等而按材料种类进行挑选回收，并作为再循环材料而再资源化。
4.在基于人工的拆卸中，由于大量的家电产品的壳体或电路基板等由多个固定构件固定着，因此在解体时需要将这些固定构件以优良顺序取下并区分。由于要进行解体的使用完毕家电按每个产品而大小或各构件的固定位置或固定方法不同，因此依赖于复杂的解体动作或作业者的感觉或经验的工序多，自动化非常困难。
5.在这样的状况中，提出了专利文献1那样的将解体工序的一部分自动化的技术。
6.图10是表示记载于专利文献1的以往的解体装置的图。
7.在图10中，利用输送单元102来输送显示器面板101，利用第一固定构件检测部103及第二固定构件检测部104检测壳体的固定构件的固定位置，利用固定构件解体单元105能够进行固定构件的固定解除，这在固定构件沿一个方向被紧固连结的薄型电视等的解体工序的自动化中是有效的。
8.在先技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：日本专利第6051501号公报


技术实现要素：

11.本公开的1个方案的解体步骤选择装置具备：
12.解体信息存储部，其存储多个解体信息，该多个解体信息包括对成为解体对象物的解体基准的多个解体物分别预先决定的多个解体步骤；
13.整体检测部，其拍摄所述解体对象物的整体；
14.细节检测部，其拍摄所述解体对象物的至少一部分；以及
15.解体步骤导出部，其基于由所述整体检测部和所述细节检测部中的至少一方拍摄到的数据，来提取作为所述解体对象物的特征的第一特征，并求出作为所述多个解体物各自的特征的多个第二特征分别与所述第一特征之间的一致度，选择与具有所述多个第二特征中的一致度最高的第二特征的所述解体物相关联的解体步骤。
16.另外，本公开的另一方案的解体步骤选择方法中，
17.提供解体信息存储部，该解体信息存储部存储多个解体信息，该多个解体信息包括对成为解体对象物的解体基准的多个解体物分别预先决定的多个解体步骤，
18.利用相机来拍摄解体对象物的整体或一部分，
19.利用解体步骤导出部基于拍摄到的数据，来提取作为所述解体对象物的特征的第一特征，
20.利用所述解体步骤导出部求出作为所述多个解体物各自的特征的多个第二特征分别与所述第一特征之间的一致度，
21.利用所述解体步骤导出部选择与具有所述多个第二特征中的一致度最高的第二特征的解体物相关联的解体步骤。
附图说明
22.图1是本公开的实施方式1中的解体装置的结构框图。
23.图2是本公开的实施方式1中的解体装置的概要图。
24.图3是本公开的实施方式1中的解体的流程图。
25.图4a是说明本公开的实施方式1中的解体装置的特征部位的提取的图。
26.图4b是说明本公开的实施方式1中的解体装置的解体信息存储部中存储的特征的例子的图。
27.图5是说明本公开的实施方式1中的基于解体装置的一致度进行的解体步骤的导出的图。
28.图6是说明本公开的实施方式1中的解体装置的解体步骤a的图。
29.图7是本公开的实施方式1中的解体判断的流程图。
30.图8是本公开的实施方式2中的解体装置的概要图。
31.图9是本公开的实施方式3中的解体装置的概要图。
32.图10是表示记载于专利文献1的以往的解体装置的图。
33.图11是说明本公开的实施方式1中的解体装置的固定保持部的固定方法的说明图。
34.【附图标记说明】
35.1 解体装置
36.1a 解体步骤选择装置
37.2 整体检测部
38.3 细节检测部
39.4 解体信息存储部
40.5 解体步骤导出部
41.6 固定-输送部
42.7 机器人手臂
43.8 解体手
44.9 控制部
45.10 解体对象物
46.10a 固定构件
47.10b 边界线
48.10s 解体物
49.10sb 边界线
50.11 固定保持部
51.12 输送部
52.13 空调外机
53.13s 解体基准的空调外机
54.14 空调外机拍摄数据
55.14s 解体基准的空调外机拍摄数据
56.15 正面特征
57.15s 解体基准的正面特征
58.16 背面特征
59.16s 解体基准的背面特征
60.17 右侧面特征
61.17s 解体基准的右侧面特征
62.18 左侧面特征
63.18s 解体基准的左侧面特征
64.19 上面罩
65.20 正面罩
66.21 左侧面罩
67.22 右侧面罩
68.23 内置物
69.24 固定旋转部
70.101 显示器面板
71.102 输送单元
72.103 第一固定构件检测部
73.104 第二固定构件检测部
74.105 固定构件解体单元。
具体实施方式
75.在以往的结构中，在固定构件从多个方向紧固连结、且紧固连结方法多种那样的家电产品、例如空调的外机等中，若有解体步骤则能够应对，但若没有解体步骤则难以应对。另外，在房间外使用的产品中，尤其出现生锈、变形或破损等而与原有的状态不同，因此存在若凭借使用通常的图像识别等进行的检测则难以进行解体单元的解体这样的课题。
76.本公开是解决所述以往的课题的发明，其目的在于提供即便在未存储解体步骤的情况下、或、即便在破损或变形等解体对象物的状态不同的情况下，也能够进行解体的解体步骤选择装置及方法及解体装置。
77.以下，关于本公开的实施方式，参照附图来详细说明。
78.(实施方式1)
79.图1是表示本公开的实施方式1中的解体装置1的结构的框图。如图1所示，本实施方式1中的解体装置1至少具备解体步骤选择装置1a，该解体步骤选择装置1a至少具有整体检测部2、细节检测部3、解体信息存储部4及解体步骤导出部5。在解体步骤选择装置1a中，解体信息存储部4和解体步骤导出部5作为控制部9而统筹地控制整体检测部2和细节检测部3。
80.作为解体装置1，作为一例，还具备固定-输送部6、机器人手臂7及解体手8。解体信息存储部4和解体步骤导出部5作为控制部9而统筹地控制整体检测部2、细节检测部3、固定-输送部6、机器人手臂7及解体手8。
81.本实施方式1中的解体装置1如图2所示那样将解体对象物10固定于固定保持部11，并由输送部12输送。
82.固定保持部11例如是具有能够对解体对象物10进行固定的固定保持面的板状构件。由固定保持部11进行的固定方法存在若干固定方法。例如，存在如图11的(1)所示那样，固定保持部11由带有磁性的板构件11c构成而利用磁力来固定解体对象物的方法。另外，存在如图11的(2)所示那样，由吸附垫11f通过空气的抽吸来从底面对解体对象物进行吸附固定的方法。另外，存在如图11的(3)所示那样，对解体对象物10e的某处的部位进行机械夹持而固定的方法。更具体而言，在图11的(3)中，对支承台11d上的解体对象物10e的底部的部位例如用一对板构件11e进行机械夹持而固定。
83.输送部12例如是能够沿着输送方向逐个输送固定保持部11的带式输送机。
84.整体检测部2例如是相机，配置于输送部12的比机器人手臂7靠上游侧的位置，对输送部12的传送带上载置的固定保持部11上的解体对象物10的整体进行拍摄，并将拍摄数据向控制部9发送。
85.细节检测部3例如是相机，配置于机器人手臂7的前端的解体手8的附近。细节检测部3例如使解体手8朝向解体对象物10，并对机器人手臂7的解体手8附近的解体对象物10的一部分进行拍摄，并将拍摄数据向控制部9发送。在对解体对象物10的一部分进行拍摄时，例如若在沿着结合部的边界或沿着外形或边移动的同时进行拍摄，则能够容易拍摄到与边界或外形等相关的特征而进行提取。作为其他例子，也可以是，对构成解体对象物10的壳体的部件彼此的紧固连结部、构成解体对象物10的部件彼此的螺纹件等固定构件10a、或解体对象物10的结构部件等进行拍摄，从而能够提取紧固连结部的构造、固定构件10a的位置信息、或结构部件的材质等特征。
86.解体步骤导出部5在解体对象物10的输送中、或输送暂时停止了的时机，基于从整体检测部2和细节检测部3中的至少一方得到的拍摄数据，来提取成为解体对象物10的特征(即第一特征)的部位。解体步骤导出部5还基于提取到的第一特征、以及存储于解体信息存储部4的解体信息中的、成为解体对象物10的解体基准的解体物10s的特征(即第二特征)，将特征彼此比较。解体步骤导出部5还根据解体信息而导出与所提取的解体对象物10的特征最接近的解体物10s的特征所关联的解体步骤。在此，解体基准是指在对解体对象物10进行解体时具有相同的解体步骤、且与解体对象物10同一种类或类似的种类的物体。
87.解体信息存储部4至少存储有包括与成为解体对象物10的解体基准的解体物10s的特征(即第二特征)相关联的解体步骤在内的解体信息。
88.具体而言，解体信息至少具备：对与解体对象物10相同或类似的物体、即解体物10s按每个结构部件进行解体、即分离或拆卸的解体步骤；以及与所述解体步骤相关联的解体物10s的特征。
89.作为所述特征，具备解体物10s的结构部件的例如结合部的边界的边界线10sb(例如边界线10sb的位置信息)、构成解体物10s的壳体的部件彼此的紧固连结部的构造、构成解体物10s的部件彼此的螺纹件等固定构件的位置信息、以及解体物10s的结构部件的材质中的至少一个。需要说明的是，在解体对象物10与解体物10s中对特征彼此进行比较时，将边界线(例如边界线的位置信息)彼此、紧固连结部的构造彼此、固定构件的位置信息彼此、或材质彼此进行比较。
90.在由解体步骤导出部5进行的控制下，按照由解体步骤导出部5导出的解体步骤利用机器人手臂7和解体手8来对解体对象物10依次解体。
91.以下，作为解体对象物10的一例，举出家电产品的空调外机而更详细地说明。
92.首先，如图2所示那样，将解体对象物10固定于固定保持部11，由输送部12输送。接下来，在由整体检测部2和细节检测部3中的至少一方进行的拍摄后通过输送中的某位置(例如整体检测部2能够对解体对象物10进行拍摄的位置)的时机、或输送暂时停止了的时机开始解体，以后，基于图3所示那样的解体流程图来说明解体的流程。
93.首先，在步骤s1中，解体装置1通过控制部9从整体检测部2和细节检测部3中的至少一方取得图4a所示那样的空调外机13的空调外机拍摄数据14。作为空调外机拍摄数据14，在由整体检测部2进行了拍摄时是空调外机13的整体的拍摄数据，在由细节检测部3进行了拍摄时是空调外机13的一部分的拍摄数据。
94.接下来，在步骤s2中，解体装置1从在步骤s1中取得的空调外机拍摄数据14中，利用解体步骤导出部5来提取成为解体对象物10的特征的部位。在成为特征的部位的提取时，解体装置1使用预先通过机器学习学习了多个外机的拍摄数据后的学习模型，使用例如模板匹配等方法来由解体步骤导出部5进行提取。具体而言，解体装置1当作为解体对象物10的例子而从图4a的空调外机13中自正面、背面、右侧面、左侧面提取例如形状性的特征时，由解体步骤导出部5从空调外机13提取诸如正面特征15、背面特征16、右侧面特征17、左侧面特征18这样与各面的结合部相关的特征(例如将结合部的边界表示为边界线10b的细的黑带部分的特征)。
95.另一方面，该例子中的成为解体对象物10的解体基准的解体物10s的特征如图4b所示那样是诸如正面特征15s、背面特征16s、右侧面特征17s、左侧面特征18s这样来自空调外机13s的与各面的结合部相关的特征(例如将结合部的边界表示为边界线10sb的细的黑带部分的特征)。空调外机拍摄数据14s包括解体物10s的特征。解体信息存储部4存储空调外机拍摄数据14s。
96.接下来，在步骤s3中，解体装置1基于在步骤s2中提取到的特征和存储于解体信息存储部4的解体信息中的特征，利用解体步骤导出部5将图5所示那样的特征彼此进行比较而算出一致度。
97.例如，当将图4a中提取到的特征与图4b的存储的特征进行比较时，相当于与图5的表的最上方的特征之间的比较。该一致度为98.5％，该一致度对应解体步骤a。作为别的例子，图5的表的第二号的特征与图4a的特征之间的比较下的一致度为1.0％，该一致度对应
解体步骤b。图5的表的最下方的特征与图4a的特征之间的比较下的一致度为0.5％，该一致度对应解体步骤c。在此，示出了根据特征彼此的比较的一致度而解体步骤不同这一情况。
98.接下来，在步骤s4中，解体装置1将由步骤s3求出的一致度中的一致度最高的特征所关联的解体步骤作为优先级高的解体步骤，从而通过解体步骤导出部5将其导出为解体步骤。在前例中，与一致度最高的特征相关联的解体步骤为a，解体装置1通过解体步骤导出部5导出解体步骤a。由此，即便不存在100％一致的特征，解体装置1也能够通过解体步骤导出部5来导出并选择解体信息存储部4所存储着的特征中的与提取到的特征最接近的特征所关联的解体步骤。
99.接下来，在步骤s5中，解体装置1在解体步骤导出部5的控制下按照由解体步骤导出部5导出的解体步骤利用机器人手臂7和解体手8来对解体对象物10进行解体。在如图5那样的结果的情况下，解体装置1将一致度最高的解体步骤a作为解体步骤而遵照图6所示的(1)～(4)的顺序。解体装置1遵照该顺序如上面罩19、正面罩20、左侧面罩21、右侧面罩22、内置物23那样对解体对象物10依次解体。
100.需要说明的是，在实施方式1中，关于步骤s2的特征部位的提取方法，能够根据解体对象物10而适当选择，在上述中作为实施方式1而使用了由机器学习学习得到的学习模型。不过，在特征明晰的情况下，也可以使用轮廓提取等简易的图像处理方法来从拍摄数据中提取。另外，在复杂的特征部位的情况下，也可以将由机器学习学习得到的学习模型与轮廓提取等简易的图像处理方法组合而进行提取。
101.如以上那样，根据本实施方式1，具备解体步骤导出部5，该解体步骤导出部5基于拍摄到的数据来提取成为解体对象物10的特征的部位，并求出提取的特征与存储于解体信息存储部4的特征之间的一致度，选择与一致度最高的解体信息存储部4的特征相关联的解体步骤，能够通过由解体步骤导出部5导出的解体步骤来进行解体。由此，即便在未存储解体步骤的情况下，另外即便在因破损或变形等解体对象物10的状态不同的情况下，也能够进行解体。其结果是，即便是根据制造商或型号等的不同而解体方法不同的使用完毕家电，也能够进行不依赖于人工的解体，能够减少解体对象物10的解体作业中的劳力。
102.(实施方式1的变形例)
103.作为本实施方式1的变形例，根据本实施方式1所示那样的使用完毕家电的不同，存在根据所有者的使用状况或废家电的仓储场的保管状况的不同而发生解体对象物10的破损或变形等的可能性。因此，也可以是，除了图3的步骤s5为止的解体流程以外，对解体步骤导出部5还设置图7所示那样的可否分离的步骤s6及可否完成解体的步骤s7。
104.在步骤s6中，解体装置1利用解体步骤导出部5，根据预先由整体检测部2或细节检测部3拍摄到的解体前的解体对象物10的拍摄数据与解体后由整体检测部2或细节检测部3拍摄到的解体对象物10的拍摄数据之间的差异，来判断是否从解体对象物10解体、例如分离了解体部位。通过实施该步骤s6，解体装置1能够检测出解体对象物10发生破损或变形等而不能解体的部位。
105.在步骤s6中成功地解体了的情况下，解体装置1通过解体步骤导出部5在步骤s7中判断是否全部的解体完成了，若未全部完成，则在步骤s5中对接下来的解体顺序的罩进行解体。
106.在步骤s6没有成功地解体的情况下，解体装置1在步骤s4中导出在步骤s3中求出
的一致度中的相比刚才求出的一致度次高的一致度的解体步骤，反复进行步骤s4至步骤s6，直至解体全部完成。
107.在步骤s7中，解体装置1通过反复进行上述的步骤s5至步骤s7直至全部的解体完成，从而即便在解体对象物10产生破损或变形等的状态等任何状态下，也能够实施解体。
108.此外，解体装置1通过解体步骤导出部5将在步骤s6中成功地解体了的解体步骤与解体对象物10的在步骤s2中提取到的特征相关联而新存储于解体信息存储部4，能够在下次以后大幅缩短对同样的解体对象物10进行解体的处理时间。
109.(实施方式2)
110.图8是本公开的实施方式2的解体装置1的概要图。在图8中，关于与图2相同的构成要素，使用相同的附图标记，并省略说明。
111.图8所示的本公开的实施方式2的解体装置1构成为以包围解体对象物10的方式具备多个整体检测部2，并取得拍摄数据。作为一例，也可以在输送方向上对置的方向配置一对相机。具体而言，例如也可以是，配置从输送方向的上游侧对解体对象物10进行拍摄的第一整体检测部2的相机、以及从输送方向的下游侧对解体对象物10进行拍摄的第二整体检测部2的相机。或者，与此不同地，也可以配置从与输送方向交叉的宽度方向的一侧对解体对象物10进行拍摄的第三整体检测部2的相机、以及从宽度方向的另一侧对解体对象物10进行拍摄的第四整体检测部2的相机。
112.这样，能够无死角地拍摄固定保持部上的解体对象物10，能够更准确且容易地进行特征的提取。换言之，由于能够从多个方向进行检测，因此特征的提取的准确度提高。另外，与实施方式1相比能够削减检测的次数，因此能够缩短检测时间(从而能够缩短解体所花费的时间)。
113.(实施方式3)
114.图9是本公开的实施方式3的解体装置1的概要图。在图9中，关于与图2及图8相同的构成要素使用相同的附图标记，并省略说明。
115.图9所示的本公开的实施方式3构成为设置固定旋转部24而使解体对象物10旋转来取得拍摄数据。也可以代替由输送部12进行的输送，而以利用马达等使旋转工作台上的解体对象物10旋转的方式构成固定旋转部24。
116.根据这样的结构，即便不使整体检测部2或细节检测部3移动来从多个方向进行检测，也能够进行检测，因此能够缩短使整体检测部2或细节检测部3移动的时间。另外，与实施方式2相比，无需设置多个检测部，因此能够廉价地实现。
117.需要说明的是，通过将所述各种各样的实施方式或变形例中的任意的实施方式或变形例适当组合，能够起到它们分别具有的效果。另外，能够进行实施方式彼此的组合或实施例彼此的组合或实施方式与实施例之间的组合，并且也能够进行不同的实施方式或实施例的中的特征彼此的组合。
118.如以上那样，根据本公开的所述方案的解体步骤选择装置及解体步骤选择方法及解体装置，具备解体步骤导出部，该解体步骤导出部能够基于拍摄到的数据，提取成为解体对象物的特征的部位，并求出提取的特征与存储于解体信息存储部的特征的一致度，选择与一致度最高的解体信息存储部的特征相关联的解体步骤，采用由解体步骤导出部导出的解体步骤来进行解体。由此，即便在未存储解体步骤的情况下，另外即便在因破损或变形等
解体对象物的状态不同的情况下，也能够进行解体。其结果是，即便是根据制造商或型号等的不同而解体方法不同的使用完毕家电，也能够进行不依赖于人工的解体，能够减少解体对象物的解体作业中的劳力。
119.【产业上的可利用性】
120.通过使用本公开的所述方案所涉及的解体步骤选择装置及解体步骤选择方法及解体装置，能够从依赖人工的解体工序中解脱出来。以往，针对每个机器种类而固定构件的位置或解体方法不同，因此难以自动化。通过解决该课题，能够实现省人化、进一步的使用完毕家电的资源活用促进。