JP2001179664A - トラッキング方法、トラッキングシステム、及びトラッキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来より確実且つ高速にワークを把持供給す
るトラッキング方法、トラッキングシステム、及びトラ
ッキング装置を提供する。 【解決手段】 搬送体でワークを搬送するトラッキング
システムにおいて、前記ワークのハンドリングが可能な
所定の可動領域内の下流の限界線より一定距離上流側に
基準線を設定し、前記ワークが前記基準線に到達したか
否かを判定する判定手段を設け、前記判定手段により前
記ワークの前記基準線への到達が判定された場合に前記
搬送体の搬送を停止させ、前記所定の可動領域内におけ
る全てのワークのハンドリングの終了後、前記搬送体の
搬送を再開させる搬送体制御手段を備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送体によって搬
送されるワークの位置座標及び搬送体の移動距離に基づ
いて前記搬送体の駆動を制御するトラッキング方法、ト
ラッキングシステム、及びトラッキング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来のトラッキングシステム１０
０について図１を参照して説明する。図１（ａ）は、ト
ラッキングシステム１００の全体構成を示す平面図、図
１（ｂ）は、同システムの正面図である。図１に示すよ
うに、トラッキングシステム１００は、不規則に載置さ
れたワークを搬送するコンベア２５と、コンベア２５に
よって搬送される複数のワークを所定の撮像領域内で上
方から撮影するＣＣＤカメラ１１と、撮像情報からワー
クの位置、形状等を認識する視覚認識部１１２（図示
略）と、第１コンベア２５ａの下流側に配置され、視覚
認識部１１２によって認識されたワークの位置や形状に
基づいてワークを所定の把持領域内で把持し、パレット
Ｐに移載、整列させるロボット制御装置２０（図示略）
等から構成されている。

【０００３】このような従来のトラッキングシステムと
しては、例えば、特開平１１−９０８７１号公報に開示
されているように、コンベア２５の移動に同期してコン
ベア２５上のワーク３（図４参照）をハンドリングする
ロボットとコンベアの同期制御方法があり、単位時間に
搬送されるワークの個数が設定値を越える場合、コンベ
ア２５の速度を下げ、設定値未満の場合、コンベア２５
の速度を上げる制御方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンベ
ア制御部１２４（図示略）は、ワーク３の個数に応じて
コンベア２５の速度を制御する必要があるため、コンベ
ア２５の制御方法が複雑化し、制御装置やコンベアの駆
動系が高価となっていた。また、単位時間に搬送される
ワーク３の個数が設定値を越える場合、コンベア２５の
速度を下げてもワーク３の配置によってはハンドリング
が追いつかず取りこぼしが発生していた。この場合、実
際にはハンドリングしないワーク３のハンドリングデー
タまで算出するため、処理時間に無駄が多かった。

【０００５】本発明の目的は、上記問題点を解決して、
従来より確実且つ高速にワークを把持供給するトラッキ
ング方法、トラッキングシステム、及びトラッキング装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、搬送体によって搬送される複数のワーク
を所定の撮像領域で撮像する撮像工程と、当該撮像結果
から各ワークの位置座標を取得する座標取得工程（例え
ば、ステップＳ２）と、前記搬送体の移動距離を取得す
る距離取得工程（例えば、ステップＳ３）と、前記位置
座標と前記移動距離に基づいて所定の可動領域内で前記
複数のワークのハンドリングを制御するトラッキング工
程（例えば、ステップＳ７）と、を実行するトラッキン
グ方法において、前記所定の可動領域の下流の限界線よ
り一定距離をおいて上流側に設定された基準線にワーク
が到達したか否かを判定する判定工程（例えば、ステッ
プＳ５）と、前記判定工程にて、前記ワークが前記基準
線へ到達した場合、前記搬送体の搬送を停止し、前記所
定の可動領域内のワークのハンドリングの終了後、前記
搬送体の搬送を再開する搬送体制御工程（例えば、ステ
ップＳ６〜Ｓ７）と、を含むことを特徴としている。

【０００７】ここで、前記基準線は、例えば前記搬送体
上の位置座標により架空の基準線を演算的に設定し、前
記ワークの位置座標と前記搬送体の移動距離に基づいて
ワークの到達を判定する構成としてもよいし、ワーク到
着検知センサを設け、ワークの前記基準線への到達を物
理的に検知する構成としてもよい。また、前記ワークの
前記基準線への到達が判定された場合、前記搬送体の搬
送を停止する構成としたが、一定の搬送速度に減速させ
る構成としてもよい。さらに、搬送速度に応じて前記基
準線の設定位置を可変制御する構成としてもよい。

【０００８】この発明によれば、ワークの基準線への到
達から実際に搬送体が停止するまでのタイムラグによっ
て、ワークが前記所定の可動領域を越えるのを防ぐこと
ができる。このため、ハンドリング時のワークの取りこ
ぼしが無く、同一のワークを再投入する必要が無いた
め、搬送中にワークに与えるダメージを減らすことがで
きる。また、位置座標を算出した全てのワークをハンド
リングするため、無駄な演算をすることが無く、全体の
トラッキング処理時間を短縮できる。

【０００９】さらに、ワークが前記基準線に到達した際
には、搬送体を停止または一定速度に減速させるのみで
あるため、従来のように搬送されるワーク数を常時検知
し、当該ワーク数に応じて搬送速度を可変制御する必要
がない。このため、低コストで故障の少ないトラッキン
グシステムを実現できる。

【００１０】また、本発明は、搬送体（例えば、コンベ
ア２５）によって搬送される複数のワーク（例えば、ワ
ーク３）を所定の撮像領域で撮像手段により撮像し、当
該撮像結果から各ワークの位置座標を取得する画像処理
装置（例えば、画像処理装置１０）と、前記搬送体の移
動距離を取得し、前記位置座標と前記移動距離に基づい
て所定の可動領域内で前記複数のワークのハンドリング
を制御するトラッキング装置と、から構成されるトラッ
キングシステム（例えば、トラッキングシステム１）に
おいて、前記トラッキング装置（例えば、ロボット制御
装置２０）は、前記所定の可動領域の下流の限界線より
一定距離上流側に設定された基準線にワークが到達した
か否かを判定する判定手段（例えば、ＣＰＵ２１）と、
前記判定手段により前記ワークの前記基準線への到達が
判定された場合、前記搬送体の搬送を停止し、前記所定
の可動領域内のワークのハンドリングの終了後、前記搬
送体の搬送を再開する搬送体制御手段（例えば、コンベ
ア制御部２４）と、を備えたことを特徴としている。

【００１１】したがって、本発明をトラッキングシステ
ムとして実現することができる。

【００１２】さらに、本発明は、画像処理装置（例え
ば、画像処理装置１０）の撮像手段（例えば、ＣＣＤカ
メラ１１）によって取得される複数のワークの画像情報
から認識される各ワークの位置座標と搬送体の移動距離
に基づいて、所定の可動領域内で前記複数のワークのハ
ンドリングを制御するトラッキング装置（例えば、ロボ
ット制御装置２０）において、前記所定の可動領域の下
流の限界線より一定距離をおいて上流側に設定された基
準線にワークが到達したか否かを判定する判定手段（例
えば、ＣＰＵ２１）と、前記判定手段により前記ワーク
の前記基準線への到達が判定された場合、前記搬送体の
搬送を停止し、前記所定の可動領域内のワークのハンド
リングの終了後、前記搬送体の搬送を再開する搬送体制
御手段（例えば、コンベア制御部２４）と、を備えたこ
とを特徴としている。

【００１３】したがって、本発明をトラッキング装置と
して実現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本発明を適
用した好適な一実施の形態におけるトラッキングシステ
ム１について説明する。

【００１５】まず、図１〜図２を参照して構成について
説明する。図１は、本実施の形態におけるトラッキング
システム１の概観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
正面図である。本実施の形態におけるトラッキングシス
テム１の全体構造は、上記従来の技術において図１に示
したトラッキングシステム１と同一であるため、従来技
術からの改良点を除き同一の符合を付し、その概略構成
の図示及び説明は省略する。

【００１６】次に、図２は本実施の形態におけるトラッ
キングシステム１の要部構成を示すブロック図である。
図２に示すように、画像処理装置１０は、ＣＣＤカメラ
１１、視覚認識部１２、画像取得制御部１３から構成さ
れている。

【００１７】ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ１１は、例えば工業用テレビカメ
ラ（ＩＴＶ）であり、進行方向に一定の視覚幅を有する
可視領域を撮像領域として画像情報を取得する。

【００１８】視覚認識部１２は、上記撮像領域内のワー
ク３の中から予め記憶装置２３に記憶されているワーク
データ２３ａに誤差を含ませた値と一致するワークの陰
影をワーク３の画像情報として抽出する。また、視覚認
識部１２は、取得された画像情報に基づいて、例えばパ
ターンマッチング等の処理を行い、各ワークの重心位置
座標（ｘ，ｙ）を算出し、当該算出結果を位置座標デー
タとして画像取得制御部１３へ出力する。

【００１９】画像取得制御部１３は、コンベア２５の移
動距離及び撮像領域内のワーク３の有無等に応じてＣＰ
Ｕ２１から送信される入力信号に従って、視覚認識部１
２へ画像情報を取り込むタイミングを決定する。表示部
１４（図示略）は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）であり、画像取得制御部
１３の指示に従って、ＣＣＤカメラ１１から取得された
画像情報を表示させる。

【００２０】また、ロボット制御装置２０は、以下の機
能を有するＣＰＵ２１、ＳＲＡＭ２２、記憶装置２３、
コンベア制御部２４、コンベア２５、ロボット制御部２
６、バス２７により構成されている。ＣＰＵ２１は、記
憶装置２３から所定のプログラムを読み出してＳＲＡＭ
２２内のワークエリア２２ａ（図示略）に展開し、展開
されたプログラムやワーク３の位置座標データ等の処理
結果を一時的に格納し、当該プログラムに基づく各種処
理を実行し、画像処理装置１０、ロボット制御装置２０
の各部を集中制御する。

【００２１】ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１は、画像取得制御部１３から入
力されるワーク３の位置座標データをエンコーダ２４ａ
から入力されるワーク３の移動距離データと共にハンド
リングデータとしてロボット制御部２６へ送信すると同
時にＳＲＡＭ２２に一時的に格納し、視覚認識部１２の
画像取得の都度リアルタイムに更新する。また、画像取
得制御部１３とロボット制御装置２０の各部とは、バス
２７，２８を介して相互に各種信号の送受信を行う。

【００２２】ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２は、ＣＰＵ２１が各
種制御プログラムを実行する際に各種プログラムコード
を展開するプログラムコード格納領域を形成するととも
に、ＣＰＵ２１が各種処理を実行する際に処理されるワ
ーク３のハンドリングデータ及び処理結果等を格納する
ワークエリア２２ａを有する。記憶装置２３には、上記
プログラムやプログラムを実行する際に必要なワーク３
の長径、形状等のワークデータ２３aが予め記憶されて
いる。

【００２３】コンベア制御部２４は、ＣＰＵ２１から入
力されるワーク３の位置座標データ、及びエンコーダ２
４ａから入力される移動距離データに基づいて、ロボッ
ト２６ａが機構的な可動範囲（以下、「ロボット可動領
域」と称する。）内の全てのワーク３を取り出せるよう
に、コンベアモータ２４ｂを駆動または停止させる。具
体的には、図４に示すように、ロボット２６ａによる追
従が可能なようにｙ方向に設定された基準線ＢＢ’（以
下、「追従限界線」と称する。）にワーク３が達した際
に、ＣＰＵ２１から出力される停止信号に従ってコンベ
ア２５の搬送を停止させる。また、ロボット２６ａのロ
ボット可動領域内の全てのワーク３のハンドリング終了
後、コンベア２５の搬送を再開する。

【００２４】コンベア２５は、互いに搬送方向の異なる
第１コンベア２５ａ、第２コンベア２５ｃ、及び反転機
構２５ｂを有し、ワーク３はループ状に形成されたコン
ベア２５上を等速で循環する。エンコーダ２４ａは、コ
ンベア２５に取り付けられ、コンベアモータ２４bの回
転量から第１コンベア２５ａのｘ方向への移動距離を測
定し、測定結果をコンベア制御部２４へ出力する。

【００２５】ロボット制御部２６は、ＳＲＡＭ２２に格
納されるワーク３のハンドリングデータに基づいて、ロ
ボット２６ａの駆動を制御する。ハンド２６ｂは、当該
駆動制御に従って実際にワーク３を把持し、パレットＰ
へ移載する。この時、ハンド２６ｂは、把持センサーに
よりハンドリングが確実に行われているか否かを判断
し、ＣＰＵ２１はワーク３のチャッキング終了と同時に
対応するハンドリングデータをワークエリア２２ａから
削除する。

【００２６】次に、上記構成を有するトラッキングシス
テム１の動作について説明する。まず、ＣＰＵ２１によ
って実行されるコンベア制御処理について図４を参照し
ながら、図３に示すフローチャートに基づいて説明す
る。

【００２７】図３に示すように、コンベア制御部２４
は、コンベアモータ２４ｂを駆動させ、複数のワーク３
が不規則に載置されたコンベア２５をｘ軸方向に搬送さ
せる（ステップＳ１）。次に、ＣＰＵ２１は、画像処理
装置１０から送信されるワーク３の位置座標データを取
得し（ステップＳ２）、エンコーダ２４ａにより算出さ
れたコンベア２５の移動距離データを取得する（ステッ
プＳ３）。

【００２８】ＣＰＵ２１は、取得された位置座標データ
と移動距離データに基づいて、ハンドリング時における
ワーク３の位置座標を算出する（ステップＳ４）。次
に、ＣＰＵ２１は、算出された位置座標に基づいてワー
ク３が追従限界線ＢＢ’に到達したか否かを判定する
（ステップＳ５）。ここで、ワーク３が追従限界線Ｂ
Ｂ’に到達した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、コンベ
ア制御部２４は、ＣＰＵ２１から入力される停止信号に
従ってコンベア２５の搬送を停止させる（ステップＳ
６）。搬送停止後、ロボット制御部２６は、ＣＰＵ２１
から入力される駆動信号に従ってロボット可動範囲内の
全てのワーク３のハンドリングを開始する（ステップＳ
７）。

【００２９】また、ステップＳ５において、ワーク３が
追従限界線ＢＢ’に到達していない場合（ステップＳ
５：Ｎｏ）、ロボット制御部２６は、コンベア２５を搬
送中のワーク３の移動先を予測してロボット２６ａの動
作位置を決定し、ハンドリングを実行する。ハンドリン
グ終了後（ステップＳ８）、ＣＰＵ２１は、コンベア２
５が停止中であるか否かを判定し（ステップＳ９）、停
止中であれば（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、コンベア制御
部２４は、コンベア２５の搬送を再開する（ステップＳ
１０）。また、コンベア２５が動作中であれば（ステッ
プＳ９：Ｎｏ）、上述したコンベア制御処理を終了す
る。

【００３０】次に、上記処理に基づく具体的処理例とし
て、図４を参照して本実施の形態におけるコンベア制御
方法について説明する。図４は、本発明を適用した一実
施の形態におけるハンドリング工程の一例を示す図であ
る。

【００３１】図４において、「Ｌ」はロボット可動領域
のｘ軸方向の幅、「ａ」はロボット可動領域の下流側限
界線（以下、「可動限界線」と称する。）から追従限界
線までのｘ軸方向の距離（以下、「追従余裕距離」と称
する。）を示す定数値である。図４に示すように、追従
限界線ＢＢ’は、可動限界線ＡＡ’より距離「ａ」だけ
上流側に設定される。例えばワーク３ａが追従限界線Ｂ
Ｂ’に到達した場合を考えると、ＣＰＵ２１による到達
の認識時間や停止信号の発信から実際に停止するまでの
タイムラグが発生するため、コンベア２５はワーク３ａ
が追従限界線ＢＢ’〜可動限界線ＡＡ’間に位置した状
態で停止する。このため、コンベア２５の停止時には、
ワーク３ａはロボット可動領域内に収まり、ロボット２
６ａによるハンドリングが可能となる。

【００３２】上述のように、本発明を適用したトラッキ
ングシステム１では、追従限界線ＢＢ’を可動限界線Ａ
Ａ’より一定距離ａ上流側に設定することにより、ワー
ク３の追従限界線ＢＢ’への到達から実際にコンベア２
５が停止するまでのタイムラグによって、ワーク３がロ
ボット可動領域を越えるのを防ぐことができる。このた
め、ハンドリング時のワーク３の取りこぼしが無く、同
一のワークを再投入する必要が無いため、供給装置や搬
送途中によるワーク３に与える傷等のダメージを減らす
ことができる。また、ハンドリングデータを算出した全
てのワーク３をハンドリングするため、無駄な演算をす
ることが無く、全体のトラッキング処理時間を短縮でき
る。さらに、コンベア２５の速度をワーク３の数量の大
小に応じて増減させる必要がなくコンベア制御方法が簡
単であるため、故障しにくく安価に効率良くワーク３を
ハンドリングできる。したがって、確実且つ高速にワー
ク３を搬送するトラッキングシステム１を実現できる。

【００３３】なお、本発明は、上記実施の形態における
記述内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施の
形態においては、追従限界線ＢＢ’をコンベア２５上の
位置座標により演算的に設定し、ワーク３の位置座標デ
ータとコンベア２５の移動距離データに基づいてワーク
３の追従限界線ＢＢ’への到達を判定する構成とした
が、ロボット制御装置２０にワーク到着検知センサを設
け、ワーク３の追従限界線ＢＢ’への到達を物理的に検
知する構成としてもよい。

【００３４】また、ワーク３の追従限界線ＢＢ’への到
達が判定された場合、コンベア制御部２４は、コンベア
２５の搬送を停止する構成としたが、一定の搬送速度に
減速させる構成としてもよい。さらに、コンベア２５の
搬送速度に応じて追従限界線ＢＢ’の設定位置を可変制
御する構成としてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上より、本発明によれば、基準線を所
定の可動領域の下流の限界線より一定距離上流側に設定
することにより、ワークの基準線への到達から実際に搬
送体が停止するまでのタイムラグによって、ワークが前
記所定の可動領域を越えるのを防ぐことができる。この
ため、ハンドリング時のワークの取りこぼしが無く、同
一のワークを再投入する必要が無いため、搬送中にワー
クに与えるダメージを減らすことができる。また、位置
座標を算出した全てのワークをハンドリングするため、
無駄な演算をすることが無く、全体のトラッキング処理
時間を短縮できる。

【００３６】さらに、ワークが前記基準線に到達した際
には、搬送体を停止または一定速度に減速させるのみで
あるため、従来のように搬送されるワーク数を常時検知
し、当該ワーク数に応じて搬送速度を可変制御する必要
がない。このため、低コストで故障が発生しにくいトラ
ッキングシステムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態におけるトラッキングシステムの
概観図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図
である。

【図２】トラッキングシステムの要部構成、及び接続構
成を示すブロック図である。

【図３】図２のＣＰＵによって実行されるコンベア制御
処理を示すフローチャ−トである。

【図４】本実施の形態におけるハンドリング工程の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１ トラッキングシステム ３ ワーク １０ 画像処理装置 １１ ＣＣＤカメラ １２ 視覚認識部 ２０ ロボット制御装置 ２１ ＣＰＵ ２４ コンベア制御部 ２４ａ エンコーダ ２５ コンベア ２６ ロボット制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送体によって搬送される複数のワーク
   を所定の撮像領域で撮像する撮像工程と、当該撮像結果
   から各ワークの位置座標を取得する座標取得工程と、前
   記搬送体の移動距離を取得する距離取得工程と、前記位
   置座標と前記移動距離に基づいて所定の可動領域内で前
   記複数のワークのハンドリングを制御するトラッキング
   工程と、を実行するトラッキング方法において、 前記所定の可動領域の下流の限界線より一定距離をおい
   て上流側に設定された基準線にワークが到達したか否か
   を判定する判定工程と、 前記判定工程にて、前記ワークが前記基準線へ到達した
   場合、前記搬送体の搬送を停止し、前記所定の可動領域
   内のワークのハンドリングの終了後、前記搬送体の搬送
   を再開する搬送体制御工程と、 を含むことを特徴とするトラッキング方法。
2. 【請求項２】 搬送体によって搬送される複数のワーク
   を所定の撮像領域で撮像手段により撮像し、当該撮像結
   果から各ワークの位置座標を取得する画像処理装置と、
   前記搬送体の移動距離を取得し、前記位置座標と前記移
   動距離に基づいて所定の可動領域内で前記複数のワーク
   のハンドリングを制御するトラッキング装置と、から構
   成されるトラッキングシステムにおいて、 前記トラッキング装置は、 前記所定の可動領域の下流の限界線より一定距離をおい
   て上流側に設定された基準線にワークが到達したか否か
   を判定する判定手段と、 前記判定手段により前記ワークの前記基準線への到達が
   判定された場合、前記搬送体の搬送を停止し、前記所定
   の可動領域内のワークのハンドリングの終了後、前記搬
   送体の搬送を再開する搬送体制御手段と、 を備えたことを特徴とするトラッキングシステム。
3. 【請求項３】 画像処理装置の撮像手段によって取得さ
   れる複数のワークの画像情報から認識される各ワークの
   位置座標と搬送体の移動距離に基づいて、所定の可動領
   域内で前記複数のワークのハンドリングを制御するトラ
   ッキング装置において、 前記所定の可動領域の下流の限界線より一定距離をおい
   て上流側に設定された基準線にワークが到達したか否か
   を判定する判定手段と、 前記判定手段により前記ワークの前記基準線への到達が
   判定された場合、前記搬送体の搬送を停止し、前記所定
   の可動領域内のワークのハンドリングの終了後、前記搬
   送体の搬送を再開する搬送体制御手段と、 を備えたことを特徴とするトラッキング装置。