JP2002037441A - ランダムワークの整列方法および整列装置 - Google Patents
ランダムワークの整列方法および整列装置Info
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Abstract
ロボットを用いて整列させて次工程に搬出する場合にお
ける改善されたランダムワークの整列方法および整列装
置を提供する。 【解決手段】 ロボット10を用いてランダムに搬送さ
れてくるワークWを整列させて搬出する際に、1つのロ
ボットコントローラ40により制御される1台のロボッ
ト10に複数のアーム12,13を備え、前記各アーム
12(13)を他のアーム13(12)とは独立させて
ロボットコントローラ40に制御させてワークWを搬送
位置から搬出位置に移送するものである。
Description
整列方法および整列装置に関する。さらに詳しくは、1
台のロボットに複数のアームを備えさせて、ランダムに
搬送されてくる種々のワークを整列させて次工程に搬出
するランダムワークの整列方法および整列装置に関す
る。
して用いられるチューブ、ボトルおよびキャップなどの
製品(以下、ワークという)においては、箱詰またはラ
ベル貼りなどの処理を行う際に作業がし易いように所定
の姿勢で整列されるのが通常である。
され、乱雑な状態、つまりランダムな状態で供給される
ため、パーツフィーダと呼ばれる装置によって整列させ
られた後次工程に送られる。パーツフィーダは、基本的
に1種類のワークの取扱いのみを目的として、要求され
る処理能力に対応したものがその都度設計・製作される
比較的単純な機構の装置である。このため、それほど高
度な処理能力を達成できないのが通常であるとともに、
ワーク種の変更への対応性も低く、複数種類のワークを
取扱う必要がある場合には段取りに要する時間が長くな
って、生産性の低下を招くという問題もある。
取扱いが必要な場合や高度な処理能力が要求される場合
は、画像処理装置(ビジョン)を備えたロボットにより
ワークを整列させる方法が用いられている。すなわち、
各ワークの位置や姿勢に関する情報をCCDカメラなど
の視覚センサにより取得し、この情報に基づいてロボッ
トの各アームを制御して、ワークの整列作業を行わせる
方法である。この方法では、ワーク種の変更に対応して
動作プログラムを切替えるだけで各種ワークの取扱が可
能となるため、段取りに要する時間を短縮できるという
利点がある。
作業においては、従来の汎用ロボット1台の処理能力は
パーツフィーダの処理能力と大差がないため、それ以上
の処理能力が必要とされる場合はロボットの台数を増加
させて対処している。すなわち、各々がロボットコント
ローラ、アームおよび画像処理装置を備えた複数台のロ
ボットを、ワークを搬送するコンベアなどの周辺機器の
制御も行う全体制御盤により統括的に制御して、作業を
実施させる方法である(例えば、特開平7−28172
1号公報および特許第2717771号公報参照。な
お、これらの文献は画像処理装置が必須ではないシステ
ムを示している)。
台数を増加させて処理能力を向上させようとする方法
は、システムが複雑となって、コストパフォーマンスの
悪化を招く原因となるとともに、ワークの整列という比
較的単純な作業を必要以上に複雑化されたシステムで処
理するため、処理能力を向上させることが却って困難に
なるという問題がある。
術の課題に鑑みなされたものであって、ランダムに搬送
されてくる種々のワークを、ロボットを用いて整列させ
て次工程に搬出する場合における改善されたランダムワ
ークの整列方法および整列装置を提供することを目的と
している。
の整列方法は、ロボットを用いてランダムに搬送されて
くるワークを整列させて搬出するランダムワークの整列
方法であって、1つのロボットコントローラにより制御
される1台のロボットに複数のアームを備え、前記各ア
ームを他のアームとは独立させてロボットコントローラ
に制御させて、ワークを搬送位置から搬出位置に移送す
ることを特徴とする。
ては、搬出されなかったワークを搬送始点に戻すように
してもよい。
においては、ロボットコントローラが、各アームによっ
て移送されるワークを搬送する搬送機構の位置に関する
情報、ならびに搬送機構により搬送されるワークの位
置、姿勢および/または形に関する情報に基づいて各ア
ームを制御するのが好ましい。
法においては、ワークの姿勢が移送されている途中にお
いて所望姿勢とされるのが好ましい。
法においては、各アームにそれぞれ特定のワークを移送
させるのが好ましい。
法においては、各アームにより移送することができない
ワークがある場合には、そのワークよりも上流に位置す
るワークを各アームに移送させるのが好ましい。
法においては、ワークの転がりを防止しながら搬送する
のが好ましい。
法においては、透明ワークと非透明ワークとを混在させ
て搬送してもよい。その場合、透明ワークは、透明ワー
ク認識処理により認識されて搬出される。
法においては、搬送途中にワークの形状検査なしてもよ
く、その場合には形状検査により不良品と判定されたワ
ークを廃棄処理するのが好ましい。なお、前記形状検査
においては、ワークの外形検査がなされたり、ワークの
特徴量による検査がなされたり、ワークの特定箇所の特
定情報による検査がなされたりする。
は、ロボットを用いてランダムに搬送されてくるワーク
を整列させて搬出するランダムワークの整列装置であっ
て、前記ロボットが、ワークを搬送する搬送機構の搬送
位置を検出する位置センサからの信号、ならびに搬送機
構により搬送されるワークの位置、姿勢および/または
形を検出する視覚センサからの信号に基づいて、各アー
ムを他のアームとは独立してワークを搬送位置から搬出
位置まで移送するように構成されてなることを特徴とす
る。
ては、搬出されなかったワークを搬送始点に戻すように
構成されてなるのが好ましい。
においては、ワークの姿勢をアームにより移送されてい
る途中において所望姿勢とするように構成されてなるの
が好ましい。
置においては、各アームにそれぞれ特定のワークを移送
させるように構成されてなるのが好ましい。
置においては、各アームにより移送することができない
ワークがある場合には、そのワークよりも上流に位置す
るワークを各アームに移送させるように構成されてなる
のが好ましい。
置においては、搬送中におけるワークの転がりが防止さ
れるように構成されてなるのが好ましい。
置においては、搬送機構の搬送ベルト表面に突起が所定
配列で形成されてなるのが好ましく、その場合には突起
を含む搬送ベルトが透明とされてなるのがさらに好まし
い。
置においては、搬送ベルトを透過した光の光路を変更す
る光路変更手段を備えてなるのが好ましい。その場合、
前記光路変更手段は、例えば搬送ベルトの上方所定位置
において所定角度に配設された鏡とされ、その鏡の角度
が調整可能とされてなるのがさらに好ましい。
置においては、ランダムワークの整列装置が画像処理手
段を備え、該画像処理手段の透明ワーク認識処理により
透明ワークの認識がなされるのが好ましい。
置においては、ランダムワークの整列装置が形状検査部
を備え、該形状検査部が画像処理手段からの画像データ
によりワークの形状検査をなすのが好ましい。その場
合、前記形状検査部によりワークの外形検査がなされた
り、ワークの特徴量による検査がなされたり、ワークの
特定箇所の特定情報による検査がなされたりする。
置においては、ランダムワークの整列装置が不良品廃棄
機構を備え、形状検査部による検査において不良品とさ
れたワークの廃棄処理がなされるのが好ましい。
ンダムに搬送されているワークを整列させて搬出させる
整列装置の構成を簡素化できるとともに、処理能力を飛
躍的に向上させることが可能となる。
明ワークと非透明ワークとを混在させて搬送させること
ができるので、段取りに要する時間が短縮されて処理能
力のさらなる向上が達成される。
ば、ワークの転がりを防止しながら搬送するので、球形
状のワークや円筒形状のワークも他のワークと同様に処
理できるので、段取りに要する時間が短縮されて処理能
力のさらなる向上が達成される。
ば、搬送中にワークの形状検査がなされるので、後工程
におけるワークの形状検査が不用となり、工程の簡素化
および設備の簡素化が図られる。
ば、形状検査により不良品とされたワークが廃棄処理さ
れるので、不良品とされたワークが次工程に搬送される
のが防止されて、処理能力の一層の向上が図られる。
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
制御方法および制御装置が適用された整列装置の正面図
および平面図をそれぞれ示し、この整列装置Aは複数の
ピッキングアーム(以下、単にアームということもあ
る。)を有するロボット10と、このロボット10によ
り取扱われるワークWを搬送する搬送機構20と、搬送
機構20により搬送されるワークWの画像データを取得
する視覚センサとしてのカメラ30とから構成されてな
る。
ーラ40およびこのコントローラ40により制御される
複数のピッキングアーム12、13を備えている。ロボ
ットコントローラ40は各ピッキングアーム12、13
の制御を行う他、搬送機構20やカメラ30などの周辺
機器の制御も行う。
ダムに供給されるワークWをロボット10の取扱い可能
な位置まで搬送する搬入コンベア21と、ロボット10
により整列されたワークWを次工程に搬送する搬出コン
ベア22と、ロボット10により移送されることなく搬
入コンベア21の終端部21aまで搬送されたワークW
を搬入コンベア21の始端部21bまで戻す逆送機構2
3とを備えてなる。なお、図示例においては、搬出コン
ベア22は一列とされているが、複数列とされてもよ
い。
エンコーダ24が付設されている。エンコーダ24は搬
送ベルトの位置に関する情報をコンベアエンコーダ値と
してロボットコントローラ40に入力する。また、搬入
コンベア21の搬送ベルトは半透明状とされており、そ
の下方には搬送ベルトを透かしてワークWを照明する照
明装置25が付設されている。
方向後方に設けられ終端部21aから落下してくるワー
クWを受けとめるオーバーフローシューター23aと、
オーバーフローシューター23aから送られるワークW
を搬入コンベア21上流側に搬送するリターンコンベア
23bと、リターンコンベア23bにより搬入コンベア
21上流側に搬送されてきたワークWを搬送コンベア2
1の始端部21bに移送するシュータ23cとから構成
されている。なお、オーバーフローシューター23aお
よびシュータ23cの一方もしくは双方をベルトコンベ
アとすることも可能である。
子)センサからなり、搬入コンベア21により搬送され
るワークWを照明装置25による照明の下で撮影し、そ
の画像を電気信号に変換して、ロボットコントローラ4
0に入力する。
詳細に示す。
ック41を有しており、このボード収納ラック41の中
にCPUボード42およびカメラ30からの信号に所定
の処理を行って画像データを生成する、画像処理手段、
例えば画像処理ユニット43が配設され、CPUボード
42と画像処理ユニット43とがVMEバスにより接続
されてなる構成とされている。
ラ30などの周辺機器を制御する周辺機器制御部44
と、エンコーダ24から入力される前記コンベアエンコ
ーダ値より搬送ベルトの位置を検出するコンベア位置検
出部45と、画像処理ユニット43により生成された画
像データに基づいて各ワークWの位置、姿勢および/ま
たは形を検出するワーク位置検出部46と、コンベア位
置検出部45およびワーク位置検出部46により検出さ
れた情報に基づいて搬入コンベア21上で各ワークWを
ピッキングすべき位置を複数のピッキングアーム12、
13毎に算出するピッキング位置算出部47と、このピ
ッキング位置算出部47により算出された情報に基づき
かつ所定の割振りアリゴリズムに従って各ワークWをピ
ッキングすべきアーム12、13を指定する割振り演算
部48と、この割振り演算部48における演算結果およ
びピッキング位置算出部47により算出された情報に基
づいて、搬入コンベア21上のワークWを整列させるよ
う各アーム12、13を制御するアーム制御部49とを
備えてなる。
ピッキングすべきアーム12(13)を指定する際の割
振りアリゴリズムを説明する。
ワークWのピッキングを割振る場合は、カメラ30の視
野内に入ってくるワークWに順次番号を付して、順番に
各アーム12、13に割振っていく。ここで、ピッキン
グ位置算出部47における演算結果から各アーム12、
13が物理的にピッキングできないワークWがある場合
には、割振り演算部48はそれらのワークWをピッキン
グ対象から外して、その次の番号のワークWから順番に
各アーム12、13に割振っていく。これによって、各
アーム12、13を不必要に待機状態とすることなく整
列作業を実行することが可能となる。
主に動作させて、他のアーム13を補助的に動作させる
場合は、カメラ30の視野内に入ってくるワークWに順
次番号を付して、順番に主として動作させるアーム12
にピッキングさせる。ここで、ピッキング位置算出部4
7による演算結果から、主として動作させるアーム12
が物理的にピッキングできないワークWがある場合に
は、補助的に動作させるアーム13にそれらのワークW
を割振る。
理的にピッキングできないワークWがある場合には、そ
れらのワークWはピッキング対象から外され、そしてそ
のワークWより上流にあって下位の番号が付され、かつ
主として動作させるアームによりピッキングできないワ
ークWをピッキングさせるようにされる。
ルトで同時に搬送する場合には、処理能力を向上させる
ために、ワークWの種類毎に取扱わせるアームを指定す
ることも可能である。この場合は、ワーク位置検出部4
6により各ワークWがいずれの種類のワークであるかを
判断し、各ワークWをワーク種に対応したアーム12、
13に割振る。各アームによってピッキングできないワ
ークWがある場合の処理は前記各例に準じる。
は、処理能力を向上させるために、各ワークWの裏表に
応じて取扱わせるアームを指定することも可能である。
この場合は、ワーク位置検出部46により各ワークWの
裏表を判断し、各ワークWをそれぞれのアーム12、1
3に割振る。各アーム12、13によってピッキングで
きないワークWがある場合の処理は前記各例に準じる。
されたワークWは、全て逆送機構23により搬入コンベ
ア21上流側に戻される。
を説明する。なお、作図の簡略化および理解の容易のた
めに図示は主としてピッキングアーム12について行
い、ピッキングアーム13については()付符号により
示す。
の構成を示し、各ピッキングアーム12(13)はそれ
ぞれワークWをピッキングするハンド12a(13a)
を備えるとともに、このハンド12a(13a)を、図
4の左右方向に移動させる左右軸としての第1直動機構
12b(13b)(第1軸)、上下方向に移動させる上
下軸としての第2直動機構12c(13c)(第2
軸)、およびハンド12a(13a)を自身の軸を中心
として回転させる回転軸としての回転機構12d(13
d)(第3軸)からなる3自由度の運動機構を備えた3
軸構成とされている。そして、第1直動機構12b(1
3b)および回転機構12d(13d)はロボットの軸
としてロボットコントローラ40により制御され、また
第2直動機構12c(13c)は周辺機器としてロボッ
トコントローラ40により制御される。
ンベア22は互いに並行する並行部分を有しており、こ
の各コンベア21、22の並行部分上方に跨るように、
各アーム12、13を支持する断面コの字型状の梁12
e(13e)がコの字型開口を上方に向けて配設されて
いる。
(13f)には、梁12e(13e)の内部空間に突出
するように、搬入コンベア21および搬出コンベア22
上方空間でハンド12a(13a)を移動させるために
必要とされる範囲Lに亘ってレール12g(13g)が
形成されている。
(13h)の前記範囲Lの搬入コンベア21側終端位置
には第1直動機構12b(13b)の駆動源としての第
1駆動モータ12i(13i)が設けられるとともに、
第1駆動モータ12i(13i)の回転駆動力を伝達す
る移送ベルト12j(13j)が前記範囲Lに亘って一
対のプーリー機構12k(13k)により張渡されてい
る。
j)に、第2直動機構12c(13c)および回転機構
12d(13d)を支持する支持部材12m(13m)
が被駆動可能に固定されるとともに、この支持部材12
m(13m)がレール12g(13g)に摺動自在に支
持されて、第1直動機構12b(13b)が構成され
る。
して第2駆動モータ12t(13t)を備え、この第2
駆動モータ12t(13t)が回転軸を水平方向に向け
た姿勢で支持部材12m(13m)により支持されると
ともに、第2駆動モータ12t(13t)の回転軸の回
転運動を鉛直方向の運動に変換する運動方向変換機構1
2n(13n)を備えてなるものとされている。より具
体的には、第2駆動モータ12t(13t)はパルスモ
ータからなり、アーム制御部20からの指令に応じて、
所定の時期に予め定められた角度だけ回転して、ハンド
12a(13a)を支持するパイプ状のハンド支持部材
12o(13o)を決められた高さだけ上下させること
によって、ハンド12a(13a)を上下させるように
構成されている。
第3駆動モータ12p(13p)を備えており、この第
3駆動モータ12q(13q)が回転軸を鉛直下方に向
けた姿勢で支持部材12m(13m)により支持される
とともに、この回転軸の回転がギア機構12r(13
r)を介してハンド支持部材12o(13o)に伝達さ
れて、ハンド12a(13a)を自身の軸を回転中心と
して回転させるように構成されている。
を吸着する吸着パッドPを有しており、この吸着パッド
Pには公知の吸着検知器、真空ポンプおよび真空フィル
タなどからなる真空ユニットAUが配管PVおよびパイ
プ状のハンド支持部材12o(13o)を介して接続さ
れている。
がワークWを整列させるときの動作について説明する。
各ワークWがカメラ30の視野内に入ると、画像処理ユ
ニット43により処理された画像データからワーク位置
検出部17が各ワークWの位置、姿勢および/または形
を検出する。
入力されるコンベアエンコーダ値に基づいて、コンベア
位置検出部45により搬送ベルトの位置が検出される。
こうしてワーク位置検出部46により検出された各ワー
クWの位置、姿勢および/または形に関する情報とコン
ベア位置検出部45により検出された搬送ベルトの位置
に関する情報とから、ピッキング位置算出部47により
各アーム12、13毎に各ワークWをピッキングすべき
位置が算出される。
て、割振り演算部48が前述した割振りアルゴリズムに
従って各ワークWをピッキングすべきアーム、すなわち
アーム12および/またはアーム13を指定する。
算出部47により算出された位置情報に基づいて、その
位置までハンド12a、13aを移動させるように第1
直動機構12b、13bの第1駆動モータ12i、13
iを回転させる。
置まで移動すると、アーム制御部49はパルスモータか
らなる第2駆動モータ12t、13tを回転させるため
の指令を発する。
2m、13mが所定角度回転して、ハンド12a、13
aが待機位置A(図6参照)から把持位置Bまで下降す
る。
まで下降して、ハンド12a、13aの吸着パッドPが
ワークWと当接すると、真空ユニットAUの真空ポンプ
が作動して、ワークWが吸着される。
されたことが吸着検知器により検知されると、アーム制
御部49から第2駆動モータ12t、13tを所定角度
回転させる指令が発っせられ、この指令に応じて第2駆
動モータ12t、13tが所定角度回転して、ハンド1
2a、13aが保持位置Cまで上昇される。
46により検出された各ワークWの姿勢に関する情報に
基づいて、アーム制御部49がハンド12a、13aに
把持されたワークWが所定の正しい姿勢となるように回
転機構12d、13dの第3駆動モータ12p、13p
を回転させる。
(9)の第3駆動モータ12p、13pを回転させる制
御と並行して、ワークWを把持したハンド12a、13
aを搬出コンベア22上方の所定位置まで移動させるよ
う第1直動機構12b、13bを制御する。
a、13aが第1直動機構12b、13bにより搬出コ
ンベア22上方の所定位置まで移動されると、アーム制
御部20は第2直動機構12c、13cを制御して、ハ
ンド12a、13aによるワークWの把持状態が解除さ
れる把持解除位置Dにハンド12a、13aを移動させ
る。
位置Dまで移動されるとワークWの把持状態が解除され
て、各ワークWは所定の姿勢で搬出コンベア22上に整
列される。
置C、および把持位置Bと把持解除位置Dはそれぞれ同
一の高さとされてもよい。
ッキングアーム12,13を一つのロボットコントロー
ラ40で制御可能なように各アーム12、13の制御す
べき軸数を減らしている。すなわち、第1直動機構12
b、13bおよび回転機構12d、13dのみを乱雑な
状態で供給されるワークWの位置および姿勢に応じて移
動させるように制御するとともに、第2直動機構12
c、13cは所定の時期に予め定められた距離だけ移動
させる構成としている。これによって、ワークWの整列
という比較的単純な作業を実施するのに必要不可欠な範
囲でシステムを簡素化することができ、コストを下げる
ことが可能となる。
は形に関する情報を取得する画像処理ユニット43およ
び視覚センサ30をアームの個数に拘りなくロボットコ
ントローラ40の個数に対応させて1つとしているの
で、さらにシステムを簡素化することが可能となる。さ
らに画像処理ユニット43が1つであることからロボッ
トコントローラ40に内蔵させることも容易となる。
に対応したものとされており、これによってアームの動
作速度を高速化することができるので、処理能力を飛躍
的に向上させることができる。
分間に30個程度の難易度の作業が、前記実施形態の整
列装置ではアームの動作を高速化できることからアーム
1つあたり1分間に60個程度の処理能力を与えること
が容易である。この結果、ロボット1台あたりのアーム
の数を2とすれば、1台のロボットで処理可能なワーク
の数は1分間に120個となって、実に処理能力を4倍
に向上させることができる。
3とすることも容易であるから、従来と同一スペックの
ロボットコントローラにより処理能力を6倍に向上させ
ることも容易となる。
必要のないワークWについては、左右軸の動作のみをロ
ボットコントローラ40に制御させる構成とすることが
可能である。この場合は1つのアームにつき1軸のみを
ロボットコントローラ40によりロボットの軸として制
御させればよいので、アーム数は6以上の数、例えば8
とすることも容易である。この場合はさらにアームの動
作速度を向上させることもできるから、従来の汎用ロボ
ットを使用する場合と比較して、実に16倍以上の処理
能力を達成することもできる。
けたことによって、整列装置Aに供給されるワーク数を
特に調節する必要がなく、作業がより一層容易となる。
動機構12b、13bはロボットコントローラ40によ
りロボット10の軸として制御しない構成としたが、こ
れに限られるものではなく、例えばロボットコントロー
ラ40のキャパシティに余裕がある場合は、第2直動機
構12b、13bをロボットコントローラ40によりロ
ボット10の軸として制御する構成とすることももちろ
ん可能である。この構成においてもロボット1台あたり
のアームの数は2とすることが容易であるから、処理能
力を飛躍的に向上させることが可能である。また、円形
のワークWの例においては、ロボット1台あたりのアー
ムの数を4とすることも容易であり、したがって処理能
力を飛躍的に向上させることが可能である。
ける搬入コンベア21を改変してなるものであって、そ
の余の構成は実施形態1の整列装置Aと同一とされる。
置に用いられる搬入コンベアの概略構成を示す。この搬
入コンベア51は、コンベアベルト51a表面にワーク
転がり防止用の多数の突起53を設けたものであって、
これによって、球や円柱などの転がり易い形状のワーク
Wを取り扱いを容易としたものである。
出された各ワークWの位置および姿勢に基づきピッキン
グアーム12、13にワークWをピッキングさせるため
には、各ワークWの位置および姿勢の検出位置とピッキ
ングアーム12、13によるピッキング位置との間でワ
ークWの位置または姿勢が搬入コンベア51に対して変
わらないようにする必要がある。
形状などの転がりやすい形状である場合、ワークWの搬
送中にワークWが転がってしまい、ピッキングアーム1
2、13によりピッキングされないことがある。そこで
実施形態2の整列装置では、コンベアベルト51a表面
に多数の突起53を設けて、ワークWのコンベアベルト
51a上における位置および姿勢が搬送中に変化しない
ようにしている。
各突起53の形状を示す。突起53は、ワーク位置検出
部17が照明装置25の透過光を用いて各ワークWの位
置、姿勢および/または形を検出するのを妨げないよう
に、例えば透明塩化ビニルなどの透明状の材料から構成
されるとともに、その先端形状はワークWに傷を付ける
ことがないように例えば半球形状とされる。また、突起
53は、ワークWが各突起53の間に落ち込まない程度
の間隔で、例えば格子状に配列されてコンベアベルト5
1a表面に設けられる。
ア51のコンベアベルト51a表面に多数の突起53を
設けたことによって、球形状や円柱形状などの転がり易
い形状のワークWの取り扱いが可能となり、また、各突
起53を透明なものとしたことによって、ワークWが転
がりやすい形状であるか否かに拘わらず、共通の仕様の
整列装置でワークWを整列させることが可能となる。し
たがって、ワークWの形状に応じて複数設置する必要が
なくなり、コストおよびスペースを節約することができ
るとともに、整列装置をワークWの形状に応じて複数用
意する必要がなくなり、スペースを節約することができ
る。また、ベルト取り替えなどの段取り替えに要する時
間を省略することも可能となる。
を半球形状としたが、これに限定するものではなく、ワ
ークWを傷つけないように丸みをおびた形状であればよ
い。例えば、図10に示すように先端中央に凹部53a
を設けることも可能である。
るのではなく、搬出コンベアに設けることももちろん可
能である。これによって、整列後のワークWが転がっ
て、位置および姿勢が変わるの防止することもできる。
構造を図11および図12に示し、この整列装置A2
は、カメラ30の設置位置をより低位置に変更できるよ
うに実施形態1の整列装置Aにおける撮像系の構成を改
変してなるものである。詰まり、光路変更手段を備えて
なるものである。なお、その余の構成は実施形態1と同
様とされる。
る構成とした場合、整列装置の設置場所に高さ方向の制
約があると、カメラが障害となって整列装置を設置でき
ないことがある。そこで実施形態3では、撮像系に例え
ば鏡32を設けてカメラ30の設置位置に自由度を与え
るようにしている。
0の撮像光路Jを所定角度θ屈曲させる鏡32が搬入コ
ンベア21上方の所定位置に設けられている。この鏡3
2はカメラ30による撮影範囲全体の像を反映できる程
度の面積を有するものとされ、カメラ30の設置位置に
応じて傾きが調整できるように、支持機構32aにより
支持されている。
に設けられるカメラ支持機構31により支持される。こ
のカメラ支持機構31は、カメラ30の高さ方向および
水平方向の支持位置、ならびに姿勢を所定範囲にわたっ
て調整するための支持位置調整機構31aを有してい
る。これによって、ワークWの鏡32による反射像を撮
影できる位置および姿勢でカメラ30を支持することが
可能とされる。
は、撮像系に鏡32を設けてカメラ30の撮像光路Jを
屈曲させるようにしているので、カメラ30をより低位
置に設置することが可能となる。このため、設置場所に
高さ方向の制約がある場合でも、本整列装置A2を設置
することが可能となる。
ける画像処理方法を改変してなるものであって、これに
よって透明なワークWを非透明なワークWと同一の整列
装置で取り扱い可能とするものである。なお、その余の
構成は実施形態1と同様とされる。
メラ30で撮影される画像は、ワークWと背景部分との
間の明暗差が小さくなる。その上、照明装置25の配置
によっては、例えば視野の周辺部が暗く、中心部が明る
くなるような明暗差が生じ、その影響によって、ワーク
位置検出部17により各ワークWの位置および姿勢を検
出することが更に困難になる。したがって、透明なワー
クWを整列装置で取り扱い可能とするためには、照明装
置25の配置に特別の配慮を用いたり、搬入コンベア2
1のコンベアベルトに透明度の特別高いものを採用する
など仕様を変更する必要がある。
43における画像処理方法を改変することによって、特
別の仕様によらず、透明なワークWを非透明なワークW
と同一の装置で取り扱いできるようにしている。
処理ユニット43が実行する画像処理、つまり透明ワー
ク処理を具体的に説明する。
画像(以下、背景画像という)をカメラ30により撮影
し、撮影された画像データを画像処理ユニット43の図
示省略する画像データメモリに格納する。
画像(以下、ワーク取込画像という)をカメラ30によ
り撮影する。
する。これにより、視野内の明暗差による影響が低減さ
れる。
処理およびノイズ除去処理を行った後、ワーク位置検出
部46に出力する。
ニット43が背景画像を用いてカメラ30の視野内の明
暗差の影響を低減するように画像処理するので、透明な
ワークWを非透明なワークWと同一の整列装置を用いて
整列させることができる。これにより、透明なワークW
と非透明なワークWとの間で、照明装置や搬送ベルトな
どの仕様を変更する必要がなくなり、コストを低減させ
ることができるとともに、段取り替えに要する時間を省
略することも可能となる。また、透明なワークWと非透
明なワークWとを混在させて搬送させることも可能とな
る。
および図14に示し、この整列装置A3は、ワークWの
整列の際にワークWの形状検査を同時に実施できるよう
に、実施形態1の整列装置AにおけるCPUボード42
に形状検査部60を設けるとともに、形状検査により不
良品と判定されたワークWを廃棄する不良品廃棄機構7
0を整列装置Aに付加して設けたものである。なお、そ
の余の構成は実施形態1と同様とされる。
を示し、図14は本整列装置A3を上方から見た様子を
示す。
けるCPUボード42´には、ワークWの形状検査処理
を実行する形状検査部60が設けられている。
からの画像データに基づいて後で説明する各種形状検査
を実行し、その検査結果に応じて、不良品と判定された
ワークWを廃棄する不良品廃棄機構70の動作を制御す
るとともに、アーム制御部49に対して不良品と判定さ
れたワークWのピッキングを禁止するなど、良品とは異
なる取り扱いを指示するための不良品検出信号を出力す
る。
検査部60における検査結果に応じてワークWの搬送先
を切り替えるように構成されたオーバーフローシュータ
ー71と、オーバーフローシューター71により搬送さ
れる不良品としてのワークWを集積する不良品廃棄部7
2とを備えてなる。
処理を具体的につき説明する。
るワークWの外形形状とを比較して、両者の外形の一致
度を示す外形一致度指数を算出する。この外形一致度指
数が所定のしきい値より高いときに当該ワークWを良品
と判定し、低いときに当該ワークWを不良品と判定す
る。このとき、ワークWの特定の部分の外形一致度を重
視するように、重み付けを用いた手法で前記一致度を算
出するようにしてよい。例えば容器先端の突起部など欠
陥による影響が大きい部分の一致度を重視するようにし
てよい。
半径、最少半径、半径比、長軸長、短軸長、長短軸比お
よび円形度などの特徴量と、検査対象となるワークWの
特徴量とを比較して、両者の特徴量の一致度を示す特徴
量一致度指数を算出する。この特徴量一致度指数が所定
範囲内のワークを良品と判定し、所定範囲外のワークを
不良品と判定する。この検査で考慮すべき特徴量はワー
クの種類やユーザのニーズに応じて必要な項目を選択し
たり、また組み合わせて検査に使用することが可能であ
る。
査を行う。例えば、容器先端の突起部についてのみ、形
状、有無および寸法などの特定情報を検査したり、容器
にマークが貼付される場合は、そのマークの有無につい
てのみ検査するような方法である。
いて良品ワークの特定情報を教示し、教示された特定情
報と、検査対象となる各ワークWの特定箇所についての
特定情報とを比較して、両者が一致するか否かを判定す
る。一致する場合は当該ワークWを良品と判定し、一致
しない場合は当該ワークWを不良品と判定する。
形状やユーザーのニーズを考慮して、必要な検査種目を
実施するように構成することが可能である。
基づく整列装置A3の動作を具体的に説明する。
検査種目を選択し、当該検査において基準として用いら
れる良品ワークに関する情報を形状検査部60に格納す
る。
クWの画像データを用いて形状検査部60が前記内容の
形状検査を実行する。ここで、不良品であると判定され
たワークWがない場合は実施形態1で説明したのと同一
の手順で処理される。
定したワークWについては、ピッキングアーム12,1
3が当該不良品ワークWをピッキングするのを禁止する
ために、不良品検出信号をアーム制御部49に出力す
る。
良品ワークWが搬入コンベア21からオーバーフローシ
ューター71に落ちたときに、オーバーフローシュータ
ー71の搬送先を不良品廃棄部72に切り替えることを
指示する切り替え信号を不良品廃棄機構70に出力す
る。
は、ワークWを整列するために実行される各種処理と並
行して、形状検査部60によりワークWの形状検査が実
行されるので、従来、特別の検査装置により整列処理の
前工程または後工程で実行されていた形状検査工程を省
略して、生産性を向上させることができる。また、シス
テムが簡略化されるので、コストを低減することも可能
となる。
で説明したものに限らず、例えば不良品ワークをオーバ
ーフローシューター71で受けずに直接不良品廃棄部7
2に落とし込むようにしてもよい。不良品ワークWを各
ピッキングアーム12,13にピッキングさせて、直接
不良品廃棄部72に搬送させる構成としてもよい。
に搬送されているワークを整列させて搬出させる整列装
置の構成を簡素化できるとともに、処理能力を飛躍的に
向上させることが可能となるという優れた効果が得られ
る。
明ワークと非透明ワークとを混在させて搬送させること
ができるので、段取りに要する時間が短縮されて処理能
力のさらなる向上が達成されるという優れた効果も得ら
れる。
ば、ワークの転がりを防止しながら搬送するので、球形
状のワークや円筒形状のワークも他のワークと同様に処
理できるので、段取りに要する時間が短縮されて処理能
力のさらなる向上が達成されという優れた効果も得られ
る。
ば、搬送中にワークの形状検査がなされるので、後工程
におけるワークの形状検査が不用となり、工程の簡素化
および設備の簡素化が図られるという優れた効果も得ら
れる。
ば、形状検査により不良品とされたワークが廃棄処理さ
れるので、不良品とされたワークが次工程に搬送される
のが防止されて、処理能力の一層の向上が図られるとい
う優れた効果も得られる。
を示す正面図である。
を示す平面図である。
る。
す正面図である。
す平面図である。
す要部拡大正面図である。
す要部拡大側面図である。
トの形状を示す要部拡大平面図である。
部拡大側面図である。
例を示す要部拡側面図である。
成を示す正面図である。
要部拡大側面図である。
統の概略構成の模式図である。
Claims (31)
- 【請求項1】 ロボットを用いてランダムに搬送されて
くるワークを整列させて搬出するランダムワークの整列
方法であって、 1つのロボットコントローラにより制御される1台のロ
ボットに複数のアームを備え、前記各アームを他のアー
ムとは独立させてロボットコントローラに制御させて、
ワークを搬送位置から搬出位置に移送することを特徴と
するランダムワークの整列方法。 - 【請求項2】 搬出されなかったワークを搬送始点に戻
すようにすることを特徴とする請求項1記載のランダム
ワークの整列方法。 - 【請求項3】 ロボットコントローラが、各アームによ
って移送されるワークを搬送する搬送機構の位置に関す
る情報、ならびに搬送機構により搬送されるワークの位
置、姿勢および/または形に関する情報に基づいて各ア
ームを制御することを特徴とする請求項1記載のランダ
ムワークの整列方法。 - 【請求項4】 ワークの姿勢が移送されている途中にお
いて所望姿勢とされることを特徴とする請求項3記載の
ランダムワークの整列方法。 - 【請求項5】 各アームにそれぞれ特定のワークを移送
させることを特徴とする請求項3記載のランダムワーク
の整列方法。 - 【請求項6】 各アームにより移送することができない
ワークがある場合には、そのワークよりも上流に位置す
るワークを各アームに移送させることを特徴とする請求
項3記載のランダムワークの整列方法。 - 【請求項7】 ワークの転がりを防止しながら搬送する
ことを特徴とする請求項1記載のランダムワークの整列
方法。 - 【請求項8】 透明ワークと非透明ワークとを混在させ
て搬送することを特徴とする請求項1記載のランダムワ
ークの整列方法。 - 【請求項9】 透明ワークは、透明ワーク認識処理によ
り認識されて搬出されることを特徴とする請求項8記載
のランダムワークの整列方法。 - 【請求項10】 搬送途中にワークの形状検査なすこと
を特徴とする請求項1記載のランダムワークの整列方
法。 - 【請求項11】 形状検査により不良品と判定されたワ
ークを廃棄処理することを特徴とする請求項10記載の
ランダムワークの整列方法。 - 【請求項12】 ワークの外形検査がなされることを特
徴とする請求項10記載のランダムワークの整列方法。 - 【請求項13】 ワークの特徴量による検査がなされる
ことを特徴とする請求項10記載のランダムワークの整
列方法。 - 【請求項14】 ワークの特定箇所の特定情報による検
査がなされることを特徴とする請求項10記載のランダ
ムワークの整列方法。 - 【請求項15】 ロボットを用いてランダムに搬送され
てくるワークを整列させて搬出するランダムワークの整
列装置であって、 前記ロボットが、ワークを搬送する搬送機構の搬送位置
を検出する位置センサからの信号、ならびに搬送機構に
より搬送されるワークの位置、姿勢および/または形を
検出する視覚センサからの信号に基づいて、各アームを
他のアームとは独立してワークを搬送位置から搬出位置
まで移送するように構成されてなることを特徴とするラ
ンダムワークの整列装置。 - 【請求項16】 搬出されなかったワークを搬送始点に
戻すように構成されてなることを特徴とする請求項15
記載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項17】 ワークの姿勢をアームにより移送され
ている途中において所望姿勢とするように構成されてな
ることを特徴とする請求項15記載のランダムワークの
整列装置。 - 【請求項18】 各アームにそれぞれ特定のワークを移
送させるように構成されてなることを特徴とする請求項
15記載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項19】 各アームにより移送することができな
いワークがある場合には、そのワークよりも上流に位置
するワークを各アームに移送させるように構成されてな
ることを特徴とする請求項15記載のランダムワークの
整列装置。 - 【請求項20】 搬送中におけるワークの転がりが防止
されるように構成されてなることを請求項15記載のラ
ンダムワークの整列装置。 - 【請求項21】 搬送機構の搬送ベルト表面に突起が所
定配列で形成されてなることを特徴とする請求項20記
載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項22】 突起を含む搬送ベルトが透明とされて
なることを特徴とする請求項21記載のランダムワーク
の整列装置。 - 【請求項23】 搬送ベルトを透過した光の光路を変更
する光路変更手段を備えてなることを特徴とする請求項
22記載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項24】 光路変更手段が、搬送ベルトの上方所
定位置において所定角度に配設された鏡であることを特
徴とする請求項23記載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項25】 鏡の角度が調整可能とされてなること
を特徴とする請求項24記載のランダムワークの整列装
置。 - 【請求項26】 ランダムワークの整列装置が画像処理
手段を備え、該画像処理手段の透明ワーク認識処理によ
り透明ワークの認識がなされることを特徴とする請求項
15記載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項27】 ランダムワークの整列装置が形状検査
部を備え、該形状検査部が画像処理手段からの画像デー
タによりワークの形状検査をなすことを特徴とする請求
項26記載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項28】 ワークの外形検査がなされることを特
徴とする請求項27記載のランダムワークの整列装置。 - 【請求項29】 ワークの特徴量による検査がなされる
ことを特徴とする請求項27記載のランダムワークの整
列装置。 - 【請求項30】 ワークの特定箇所の特定情報による検
査がなされることを特徴とする請求項27記載のランダ
ムワークの整列装置。 - 【請求項31】 ランダムワークの整列装置が不良品廃
棄機構を備え、形状検査部による検査において不良品と
されたワークの廃棄処理がなされることを特徴とする請
求項27記載のランダムワークの整列装置。
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