JP2001328088A - 物品処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 物品処理システム１は、光学用水晶２の
方向を検出する第１カメラ２５と、光学用水晶の基準面
の方向を検出する第２カメラ２６と、光学用水晶を保持
するバキュームパッド１５Ａと、このバキュームパッド
を起立状態と横転状態とに回転させるシリンダ装置１７
Ａと、水平方向においてバキュームパッドの向きを変え
るロボット１０とを備えている。そしてロボットは、光
学用水晶が第１横転状態のときにはバキュームパッドの
向きを第１解放方向に向けさせ、また光学用水晶が第２
横転状態のときにはバキュームパッドの向きを第１解放
方向と反対の第２解放方向に向けるようになっている。 【効果】 光学用水晶を起立させることができるととも
に基準面の方向を一定に揃えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物品処理システムに
関し、より詳しくはランダムに横転した状態の物品を起
立させるとともに基準面を一定方向に向ける物品処理シ
ステムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物品処理システムとして、物品の
基準面が上方を向いた第１横転状態か上記基準面が下方
を向いた第２横転状態かを検出するための検出手段と、
上記横転状態の物品を保持する保持手段を有するロボッ
トと、このロボットの解放方向の下方に設けられて、落
下する物品に係合する矯正手段と、上記検出手段から入
力される検出データに基づいて、横転状態に応じて物品
の保持位置を変更する制御装置とを備えるものは知られ
ている(特開平７−２７７４８４号公報)。この公報で
は、処理ヘッドから落下させた物品を矯正手段に係合さ
せることによって、横転状態の物品を起立させるともに
基準面を一定方向に揃えるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、矯正手段を
用いることなく、ランダムに横転した状態の物品を起立
させるとともに該物品の基準面を一定方向に向けること
のできる物品処理システムを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】先ず請求項１の発明で
は、物品の予め定めた基準面が上方を向いた第１横転状
態と上記基準面が下方を向いた第２横転状態とを検出す
るための検出手段と；上記横転状態の物品を保持する保
持手段と、この保持手段を起立状態と横転状態とに回転
させる回転手段と、さらに水平方向において上記保持手
段の向きを変える方向転換手段とを有するロボットと；
このロボットを制御して、上記横転状態の保持手段によ
り横転状態の物品を保持させたら、上記回転手段により
保持手段を起立状態に回転させて横転状態の物品を起立
させるとともに上記方向転換手段により保持手段の向き
を変えて起立した物品の基準面を一定方向に揃えさせる
制御装置とを備え、上記制御装置は、処理すべき物品が
第１横転状態のときには上記保持手段の向きを所定方向
に向けさせて保持した物品の基準面を一定方向に揃えさ
せ、また処理すべき物品が第２横転状態のときには上記
保持手段の向きを上記所定方向と反対の方向に向けさせ
て保持した物品の基準面を一定方向に揃えさせるもので
ある。また請求項２の発明では、物品の基準面が上方を
向いた第１横転状態と、上記基準面が下方を向いた第２
横転状態と、さらに上記基準面が側方を向いた第３横転
状態とを検出するための検出手段と；上記横転状態の物
品を保持する保持手段と、この保持手段を起立状態と横
転状態とに回転させる回転手段と、さらに水平方向にお
いて上記保持手段の向きを変える方向転換手段とを有す
るロボットと；このロボットを制御して、上記横転状態
の保持手段により横転状態の物品を保持させたら、上記
回転手段により保持手段を起立状態に回転させて横転状
態の物品を起立させるとともに上記方向転換手段により
保持手段の向きを変えて起立した物品の基準面を一定方
向に揃えさせる制御装置とを備え、上記制御装置は、処
理すべき物品が第１横転状態のときには上記保持手段の
向きを所定方向に向けさせて保持した物品の基準面を一
定方向に揃えさせ、また処理すべき物品が第２横転状態
のときには上記保持手段の向きを上記所定方向と反対の
方向に向けさせて保持した物品の基準面を一定方向に揃
えさせ、さらに処理すべき物品が第３横転状態のときに
は上記保持手段の向きを上記所定方向とは直角の方向に
向けさせて保持した物品の基準面を一定方向に揃えさせ
るものである。

【０００５】上述した請求項１の発明によれば、物品が
第１横転状態と異なる第２横転状態のときには、保持手
段を第１横転状態の物品を解放する所定方向と反対の方
向に向けるようにしているので、ランダムに横転した状
態の物品を起立させるとともに該物品の基準面を一定方
向に揃えることができる。上述した請求項２の発明によ
れば、物品が第１横転状態と異なる第２横転状態のとき
には、保持手段を第１横転状態の物品を解放する所定方
向と反対の方向に向ける一方、物品が第１、第２横転状
態と異なる第３横転状態のときには保持手段の向きを上
記第１、第２横転状態の物品を解放する所定方向とは直
角の方向に向けるようにしているので、異なる横転状態
の物品の基準面を一定方向に揃えることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図示実施例について本発明を
説明すると、図１、図２において、１は物品としての光
学用水晶２を処理する物品処理システムであり、この物
品処理システム１は矢印方向に一定速度で循環走行され
る搬送コンベア３上をランダムに横転した状態で供給さ
れる平板な長方形状の光学用水晶２を起立させるととも
に、この際に光学用水晶２の基準面２Ａを一定に揃えて
トレー４に整列収容させるようになっている。上記光学
用水晶２は、図５に示すように厚さの異なる２層の水晶
板５，６と、これら水晶板５，６の間に配置されて該水
晶板５，６に一体に貼り合わされた１層の淡い青色のＩ
Ｒガラス７(図面では黒塗りとなっているが、実際は透
明もしくは半透明)からなっており、薄い方の水晶板６
側を光学用水晶２の基準面２Ａとしている。

【０００７】上記物品処理システム１を構成するロボッ
ト１０は、その末端を基部１１に旋回可能に設けられ
て、水平方向に伸びる第１アーム１２と、この第１アー
ム１２の先端に旋回可能に設けられて、水平方向に伸び
る第２アーム１３と、この第２アーム１３の先端に旋回
可能に設けられて、鉛直方向に伸びる方向転換手段とし
ての第３アーム１４と、この第３アーム１４の下端に昇
降可能に連結されて、光学用水晶２を保持する保持手段
１５としてのバキュームパッド１５Ａとを備えており、
このロボット１０は、上記搬送コンベア３よりも大幅に
処理能力を高く設定してある。

【０００８】上記バキュームパッド１５Ａを進退動させ
るシリンダ装置１６は、ロボット１０の第３アーム１４
の下端に上下方向に向けて揺動可能に連結されており、
該シリンダ装置１６およびバキュームパッド１５Ａは、
後に詳述する回転手段１７により実線で示す横転状態と
２点鎖線で示す起立状態とに切換え制御されるようにな
っている。上記回転手段１７は、第３アーム１４から伸
びるブラケット１８に下方を向けて揺動可能に取り付け
られたシリンダ装置１７Ａであり、このシリンダ装置１
７Ａのピストンロッド１７Ｂはシリンダ装置１６から半
径方向外方に伸びるブラケット１９に揺動可能に連結さ
れている。したがって、シリンダ装置１７Ａのピストン
ロッド１７Ｂを収縮させた際には実線で示すようにバキ
ュームパッド１５が鉛直方向下方を向いた横転状態とな
り、他方ピストンロッド１７Ｂを伸張させた際には２点
鎖線で示すようにバキュームパッド１５が水平方向を向
いた起立状態となる。なお保持手段１５はバキュームタ
イプのものに限定されるものではなく、挟んで保持する
グリッパタイプであってもよい。

【０００９】次に図４に基づいて、上記ロボット１０を
制御する制御装置２２について説明する。制御装置２２
は、光学用水晶２の方向性および基準面２Ａを一定に揃
えるための処理指令をロボット１０を統括制御する指令
部２３に出力する演算制御部２４を備えている。上記演
算制御部２４には、上記搬送コンベア３の上方に設けた
検出手段としての第１ＣＣＤカメラ２５（以下第１カメ
ラ２５）で撮影した光学用水晶２を上方から見た検出デ
ータとしての映像信号が入力されるとともに、搬送コン
ベヤ３の側方に設けた検出手段としての第２ＣＣＤカメ
ラ(以下第２カメラ２６)で撮影した光学用水晶２を側方
から見た検出データとしての映像信号が入力される一
方、搬送コンベア３を駆動する駆動モータ（図示せず）
に連動させたエンコーダ２７からパルス信号(位置デー
タ)を入力されるようになっている。上記第１カメラ２
５で撮影された映像信号は、画像演算部２８を介して
Ｘ、Ｙ座標（以下座標データ）に画像処理されてから演
算制御部２４に入力されるようになっており、このとき
演算制御部２４では、Ｘ座標に対する光学用水晶２の中
心部のズレ量からパルスの数値を算出してそれをデータ
管理部３０に出力し、またＹ座標に対する光学用水晶２
の中心部のずれ量から搬送コンベア３の幅方向における
位置ズレを算出してそれをデータ管理部３０に出力し、
さらにＸ、Ｙ座標に対する光学用水晶２の長手方向の向
き、具体的には光学用水晶２の起立時における上下方向
の向きを算出しこれらを上記データ管理部３０に出力す
るようになっている。また上記第２カメラ２６で撮影さ
れた映像信号は、画像演算部２９を介して画像処理(以
下側方画像データ)されてから演算制御部２４に入力さ
れるようになっており、このとき演算制御部２４では水
晶板５と水晶板６の厚さの違いから基準面２Ａが上方を
向いた第１横転状態(図５、図６参照)か、また基準面２
Ａが下方を向いた第２横転状態(図８、図９参照)である
かを検出するようになっている。すなわち本実施例で
は、光学用水晶２の上方を向いた面からＩＲガラス７の
上方を向いた面までの距離を計測する一方、該光学用水
晶２の下方を向いた面からＩＲガラス７の下方を向いた
面までの距離を計測して水晶板５と水晶板６の識別を行
なっている。なおデータ管理部３０は、第１、第２カメ
ラ２５，２６の検出領域およびロボット１０の保持領域
内に存在する光学用水晶２を同時に複数管理することが
できる能力を有している。またデータ記憶部３１には、
予め光学用水晶２の向きおよび裏表に対するバキューム
パッド１５Ａの保持位置における方向および解放位置に
おけるバキュームパッド１５Ａの解放方向を入力してあ
る。

【００１０】上記演算制御部２４は、データ管理部３０
に入力した後に光学用水晶２ごとの位置データとしての
パルスを監視しており、特に先頭を搬送される光学用水
晶２のパルスが所定のパルスデータ、例えば５０パルス
に達したら、当該光学用水晶２の座標データおよび側方
画像データをデータ管理部３０から読み込むとともに、
その読み込んだ座標データおよび側方画像データを予め
データ記憶部３１に記憶されているデータと演算処理し
て算出した処理指令を指令部２３に出力するようになっ
ている。この処理指令には、搬送コンベア３上における
光学用水晶２の保持位置およびバキュームパッド１５Ａ
の向き、またトレー４における解放方向、さらに保持位
置から解放位置に移動する途中でバキュームパッド１５
Ａの回転方向ならびに回転角度を入力されるようになっ
ており、これによりロボット１０はランダムに横転した
状態で供給される光学用水晶２を起立させるとともに基
準面２Ａを一定方向に向けて移し変えるようになってい
る。そして演算制御部２４は、上記処理指令を出力した
後にデータ管理部３０から先頭の光学用水晶２に関する
各データを全て消去するようになっており、これにより
データ管理部３０は、２番目以降の光学用水晶２のデー
タを１つずつ繰り上げるようになっている。

【００１１】以上の構成を有する物品処理システム１の
作動について説明する。先ず図１に示すように、上流側
の装置から搬送コンベヤ３上に横転した状態でランダム
に供給された各光学用水晶２は、該搬送コンベヤ３によ
って図面上の左側から右側に向けて移動されるようにな
っており、この移動途中で第１カメラ２５と第２カメラ
２６とによって断続的に撮影されるようになっている。
この第１カメラ２５と第２カメラ２６で撮影される映像
は、それぞれ画像演算部２８，２９に入力されるように
なっており、これら画像演算部２８，２９は、上述した
画像処理を行なって光学用水晶２について座標データと
側方画像データを演算処理するとともに、その算出した
座標データと側方画像データ、さらにエンコーダ２７か
らの位置データを演算制御部２４に入力する。上記座標
データと側方画像データを入力される演算制御部２４
は、座標データと側方画像データとを位置データと関連
付けしてデータ管理部３０に出力する。ところで、演算
制御部２４は上述した出力を行なう際に正常な光学用水
晶２と異常な光学用水晶２を判断するようになってお
り、例えば光学用水晶２が重なっている場合には出力す
ることなく処理不能な光学用水晶２であると判断し、当
該光学用水晶２の座標データおよび側方画像データ、さ
らに位置データをデータ管理部３０に出力することなく
消去するようになっている。このようにデータ入力を拒
否された光学用水晶２は、ロボット１０よりも下流側に
設けられた図示しないリジェクト装置の自発的な作動に
より循環ラインへと排出されるようになっている。

【００１２】また演算制御部２４は、データ記憶部３１
からロボット１０の保持領域に相当するパルスデータ、
例えば５０〜７０パルスが入力されるようになってお
り、このとき演算制御部２４はデータ管理部３０中で管
理される先頭の光学用水晶２の位置データが５０〜７０
パルス内に入ったことを確認すると、該データ管理部３
０に管理されている当該光学用水晶２の座標データおよ
び側方画像データを抽出するとともに、抽出した座標デ
ータはそのまま、また側方画像データは演算処理してか
ら、すなわち光学用水晶の基準面２Ａが上方又は下方の
いずれを向いているかを判別してから両方のデータをデ
ータ記憶部３１のデータと演算処理してバキュームパッ
ド１５Ａの保持位置および解放位置、さらにこれら双方
の位置におけるバキュームパッド１５Ａの向きを含む処
理指令を指令部２０に出力するようになっている。これ
により指令部２０は、上記処理指令に従ってロボット１
０の各駆動モータ（図示せず）を制御して第１アーム１
２および第２アーム１３を可動させて保持手段１５を保
持領域内における任意の保持位置に移動させるととも
に、第３アーム１４を回転させて保持手段１５の起立状
態における上下方向を光学用水晶２の起立状態における
上下方向に一致するように該保持手段１５を水平面内で
回転させた状態で待機させ、所定のタイミングとなった
らシリンダ装置１６を伸張させて降下させたバキューム
パッド１５Ａにより光学用水晶２の中心部を吸着保持す
るようになっており、このようにバキュームパッド１５
Ａが光学用水晶２を吸着保持したらシリンダ装置１６を
収縮させて該バキュームパッド１５Ａおよび光学用水晶
２を上昇させる(図示せず)。このように光学用水晶２が
搬送コンベア３より持ち上がったら、保持位置又は解放
位置において、切換え手段１７によりバキュームパッド
１５Ａおよび光学用水晶２を回転させてこれらを起立状
態とするとともに、この状態で必要に応じて第３アーム
１４を回転させて基準面２Ａが上方を向いている場合に
はバキュームパッド１５Ａを図７に示すように第１解放
方向に位置させる一方、基準面２Ａが下方を向いている
場合には図１０に示すように第１解放方向と１８０度反
対となる第２解放方向に位置させる。具体的には、図５
に示すように基準面２Ａが上方を向いた光学用水晶２に
ついては、起立させたときにバキュームパッド１５Ａが
既に第１解放方向となっている場合には、当該バキュー
ムパッド１５Ａを回転させることはない。これにより、
図７に示すように第１解放方向において起立状態で解放
される光学用水晶２の基準面２Ａは先行してトレー４内
に収容された光学用水晶２の基準面２Ａの向きと同様に
左方となる。他方、図６に示すように基準面２Ａが上方
を向いた光学用水晶２については、起立させたときにバ
キュームパッド１５Ａが第１解放方向に対して交差(直
交)する状態となっているので、第３アーム１４を回転
させて当該バキュームパッド１５Ａを矢印で示す時計方
向に９０度又は半時計方向に２７０度回転させて図７に
示す第１解放方向に位置させる。これにより、図７に示
すように第１解放方向において起立状態で解放される光
学用水晶２の基準面２Ａは先行してトレー４内に収容さ
れた光学用水晶２の基準面２Ａの向きと同様に左方とな
る。これに対し、図８に示すように基準面２Ａが下方を
向いた光学用水晶２については、起立させたときにバキ
ュームパッド１５Ａが既に第２解放方向となっている場
合には、当該バキュームパッド１５Ａを回転させること
はない。これにより、図１０に示すように第２解放方向
において起立状態で解放される光学用水晶２の基準面２
Ａは先行してトレー４内に収容された光学用水晶２の基
準面２Ａの向きと同様に左方となる。他方、図９に示す
ように基準面２Ａが下方を向いた光学用水晶２について
は、起立させたときにバキュームパッド１５Ａが第２解
放方向に対して交差(直交)する状態となっているので、
第３アーム１４を回転させて当該バキュームパッド１５
Ａを矢印で示す半時計方向に９０度又は時計方向に２７
０度回転させて図１０に示す第２解放方向に位置させ
る。これにより、図１０に示すように第１解放方向にお
いて起立状態で解放される光学用水晶２の基準面２Ａは
先行してトレー４内に収容された光学用水晶２の基準面
２Ａの向きと同様に左方となる。したがって、本実施例
によればランダムに横転した状態で供給される光学用水
晶２を起立させるとともに該光学用水晶２の基準面２Ａ
を一定方向に揃えることができる。

【００１３】なお上記実施例では、光学用水晶２の表裏
を検出する第２カメラ２６を備えていたがこれに限定さ
れるものではなく、図１１に示すように物品２の形状或
いはマークＲのいずれか一方から第１カメラ２５だけで
横転状態を識別することができる場合には第２カメラ２
６は省略してもよい。なおマークはいずれか一方面の中
心位置以外に設ける必要がある。

【００１４】また上記実施例では、光学用水晶２は天地
を有していなかったが、天地を有する物品を処理する場
合には、起立時における物品の天と起立時におけるバキ
ュームパッド１５Ａの天(上方部分)を一致させればよ
い。

【００１５】さらに上記実施例では、平板な光学用水晶
２を用いていたために第１横転状態又は第２横転状態の
２つの異なる横転状態しかなかったが、厚肉の物品を用
いた場合には第１横転状態と第２横転状態の他に基準面
２Ａが側方を向いた第３横転状態(図１２参照)となるこ
とがある。しかしながら、このような第３横転状態の場
合であっても、図１３又は図１４に示すように保持手段
１５を第１解放方向(第２解放方向)に直交する第３解放
方向に向けることにより基準面２Ａの方向を図面上にお
ける左方に向けることができる。そして、このように３
つの異なる横転状態ならびに天地を有するような物品で
あっても、物品の天地を判別することができれば表面の
みならず天地を一致させることができるのは勿論であ
る。

【００１６】さらにまた上記実施例では、検出手段とし
てＣＣＤカメラを用いていたがこれに限定されるもので
はなくそれ以外の適宜のものを用いればよい。

【００１７】そしてさらに上記実施例では、保持手段１
５と光学用水晶２を起立させた後に第１解放方向又は第
２解放方向、さらには第３解放方向に向けるようにして
いたがこれに限定されるものではなく、保持手段１５と
光学用水晶２が起立状態となったときに自動的に第１解
放方向又は第２解放方向、さらに第３解放方向となるよ
うに事前に水平方向において回転させてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来用
いていた矯正手段を用いることなく、物品を起立させる
ことができるとともに基準面の方向を一定に揃えること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す物品処理システム１の
概略平面図。

【図２】物品処理システムの右側面図。

【図３】保持手段１５(バキュームパッド１５Ａ)の拡大
図。

【図４】図３から光学用水晶が１つ処理された後の状態
を示した図。

【図５】光学用水晶２の第１横転状態および保持手段１
５の向きを示した拡大図。

【図６】光学用水晶２の他の第１横転状態および保持手
段１５の向きを示した拡大図。

【図７】保持手段１５の第１解放方向示した拡大図。

【図８】光学用水晶２の第２横転状態および保持手段１
５の向きを示した拡大図。

【図９】光学用水晶２の他の第２横転状態および保持手
段１５の向きを示した拡大図。

【図１０】保持手段１５の第２解放方向示した拡大図。

【図１１】天地を有する物品２を示した拡大図。

【図１２】天地を有する他の物品２の第３横転状態を示
した拡大図。

【図１３】保持手段１５の第３解放方向を示した拡大
図。

【図１４】保持手段１５の他の第３解放方向を示した拡
大図。

【符号の説明】

１…物品処理システム ２…光学用
水晶(物品) ２Ａ…基準面 １０…ロボ
ット １５Ａ…バキュームパッド(保持手段) １７Ａ…シ
リンダ装置(回転手段) ２２…制御装置 ２５，２６
…カメラ(検出手段)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品の予め定めた基準面が上方を向いた
   第１横転状態と上記基準面が下方を向いた第２横転状態
   とを検出するための検出手段と；上記横転状態の物品を
   保持する保持手段と、この保持手段を起立状態と横転状
   態とに回転させる回転手段と、さらに水平方向において
   上記保持手段の向きを変える方向転換手段とを有するロ
   ボットと；このロボットを制御して、上記横転状態の保
   持手段により横転状態の物品を保持させたら、上記回転
   手段により保持手段を起立状態に回転させて横転状態の
   物品を起立させるとともに上記方向転換手段により保持
   手段の向きを変えて起立した物品の基準面を一定方向に
   揃えさせる制御装置とを備え、 上記制御装置は、処理すべき物品が第１横転状態のとき
   には上記保持手段の向きを所定方向に向けさせて保持し
   た物品の基準面を一定方向に揃えさせ、また処理すべき
   物品が第２横転状態のときには上記保持手段の向きを上
   記所定方向と反対の方向に向けさせて保持した物品の基
   準面を一定方向に揃えさせることを特徴とする物品処理
   システム。
2. 【請求項２】 物品の基準面が上方を向いた第１横転状
   態と、上記基準面が下方を向いた第２横転状態と、さら
   に上記基準面が側方を向いた第３横転状態とを検出する
   ための検出手段と；上記横転状態の物品を保持する保持
   手段と、この保持手段を起立状態と横転状態とに回転さ
   せる回転手段と、さらに水平方向において上記保持手段
   の向きを変える方向転換手段とを有するロボットと；こ
   のロボットを制御して、上記横転状態の保持手段により
   横転状態の物品を保持させたら、上記回転手段により保
   持手段を起立状態に回転させて横転状態の物品を起立さ
   せるとともに上記方向転換手段により保持手段の向きを
   変えて起立した物品の基準面を一定方向に揃えさせる制
   御装置とを備え、 上記制御装置は、処理すべき物品が第１横転状態のとき
   には上記保持手段の向きを所定方向に向けさせて保持し
   た物品の基準面を一定方向に揃えさせ、また処理すべき
   物品が第２横転状態のときには上記保持手段の向きを上
   記所定方向と反対の方向に向けさせて保持した物品の基
   準面を一定方向に揃えさせ、さらに処理すべき物品が第
   ３横転状態のときには上記保持手段の向きを上記所定方
   向とは直角の方向に向けさせて保持した物品の基準面を
   一定方向に揃えさせることを特徴とする物品処理システ
   ム。
3. 【請求項３】 上記検出手段は横転状態の物品を起立状
   態とした際の上下方向を検出しており、上記制御装置
   は、上記保持手段を起立状態とした際の該保持手段の上
   下方向を横転状態の物品の上下方向に一致させて該保持
   手段で物品を保持させることを特徴とする請求項１又は
   請求項２に記載の物品処理システム。
4. 【請求項４】 上記制御装置は、上記検出手段から検出
   データを入力し、該検出データから第１横転状態と第２
   横転状態とを検出していることを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載の物品処理システム。
5. 【請求項５】 上記物品は、物品を起立して収容可能な
   トレイ内に整列して受け渡されることを特徴とする請求
   項１ないし請求項４のいずれかに記載の物品処理システ
   ム。