JP2005193341A

JP2005193341A - カートリッジのセンター検出方法及びハンドリング装置

Info

Publication number: JP2005193341A
Application number: JP2004002914A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hatta; 昌幸八田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】必要な検出精度を確保しながら、段積みされたカートリッジの穴部のセンター位置を簡便に検出する。
【解決手段】ハンドリング装置の腕部１２の先端側に設けられた１対の把持部材１３，１４のうちの一方の把持部材１３の垂直片１３ｎの外側に、カートリッジ１の穴２の端部の座標を検出する穴位置検出センサ２０を取付けて上記穴２のＸ方向の端部Ａ，Ｂ及びＹ方向のＣ，Ｄの端部座標を検出し、上記端部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標から上記穴２のセンター位置Ｏの座標を算出するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、段積みされたカートリッジに設けられた穴のセンター位置を検出する方法と、カートリッジをその穴側から把持して搬送するハンドリング装置に関するものである。

図３は、従来のカートリッジの搬送方法を示す図で、台車３に段積みされた、中心に円形の穴２の開いている複数のカートリッジ１を、最上部から順に把持して別の台車４に搬送する際には、ハンドリング装置と呼ばれるロボット５０の腕部５１を当該カートリッジ１の穴２のセンター位置に挿入した後、上記腕部５１の先端に取付けられた把持部材５２，５２を開いて上記カートリッジ１の穴２の周囲に押付けて上記カートリッジ１を把持して上記腕部５１を上昇させるとともに移動させ、上記台車４の上部まで搬送してから上記台車４上に上記搬送したカートリッジ１を積み上げる。そして、上記把持部材５２，５２を元の位置に戻して上記カートリッジ１を上記ロボット５０から開放してから、上記腕部５１を台車３の上まで戻す。以上の操作を繰り返すことにより、台車３に段積されたカートリッジ１を、全て別の台車４に積み替える。

このとき、図４に示すように、上記台車３上に段積みさられたカートリッジ１の穴２のセンター位置がずれているときには、ロボット５０がカートリッジ１を掴み損ねる場合がある。そこで、従来は、図示しないカメラを用いて、把持するカートリッジ１の穴２を一つ一つ撮影し、これを画像処理して上記穴２のセンター位置の座標を演算するとともに、この演算されたセンター位置の座標と、予め入力されている台車３上のセンター位置の座標との偏差を算出して、ロボット５０の掴み位置、すなわち、上記腕部５１の上記カートリッジ１の穴２への挿入位置を補正することにより、上記掴み損ねを防止するようにしている。

しかしながら、上記従来の画像処理によりカートリッジ１の穴２のセンターを求める方法では、カメラや画像処理装置などが必要なため、装置が複雑となり、かつ、コストがかかるといった問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、必要な検出精度を確保しながら、段積みされたカートリッジの穴部のセンター位置を簡便に検出することのできる方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、カートリッジの穴に把持部材を挿入し、上記カートリッジを穴側から把持する際の、上記穴のセンター位置を検出する方法であって、上記把持部材のカートリッジの内周部とが接触する側の少なくとも一方に、穴位置検出用センサを取付けて、上記カートリッジの穴の互いに異なる少なくとも２つの端部の座標を検出し、それらの座標から上記カートリッジのセンター位置を算出することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記穴位置検出用センサにより、上記カートリッジの穴の互いに直交する２方向のそれぞれの端部の座標を検出し、それらの座標から上記カートリッジのセンター位置を算出するようにしたものである。
請求項３に記載の発明は、上記カートリッジが複数段積み上げられている場合には、最下段のカートリッジのセンター位置を固定するとともに、上記算出された最上段のカートリッジのセンター位置と予め設定された最下段のカートリッジのセンター位置とから中間のカートリッジのセンター位置を推定するようにしたことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、カートリッジの穴に当接し、上記カートリッジを穴部側からから把持する把持部材を有する把持手段と、上記把持手段を水平面内及び鉛直方向に移動させる移動手段とを備え、カートリッジを把持して搬送するハンドリング装置において、上記把持部材のカートリッジの穴部とが接触する側の少なくとも一方に取付けられた、上記穴の端部の座標を検出する穴位置検出センサと、上記穴位置検出センサで検出されたカートリッジの穴の少なくとも２つの端部の座標から当該カートリッジのセンター位置を算出する演算手段と、上記センター位置に基づいてハンドリング装置の掴み位置を調整する調整手段とを備えたものである。

本発明によれば、把持部材のカートリッジの内周部とが接触する側の少なくとも一方に、上記穴の端部の座標を検出する穴位置検出センサを取付けて、上記カートリッジの穴の互いに直交する２方向のそれぞれの端部の座標を検出し、それらの座標から上記カートリッジのセンター位置を算出するようにしたので、カメラや画像処理装置等を用いることなく、容易にカートリッジのセンター位置を求めることができる。
また、カートリッジが複数段積み上げられている場合には、最下段のカートリッジのセンター位置を固定するとともに、上記算出された最上段のカートリッジのセンター位置と上記最下段のカートリッジのセンター位置とから中間のカートリッジのセンター位置を推定するようにしたので、段積みされたカートリッジのセンター位置を効率よく求めることができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るハンドリング装置１０の構成を示す図で、１１は台車３に段積みされたカートリッジ１の直上にセットされた把持手段で、この把持手段１１は腕部１２とこの腕部１２の先端側に設けられた１対の把持部材１３，１４とを備えている。また、１５は上記把持手段１１を水平面内及び鉛直方向に移動させる移動手段、１６はハンドリング装置１０の掴み位置、すなわち、上記腕部１２のカートリッジ１の掴み位置における中心座標を演算して制御する位置制御手段である。
上記把持部材１３，１４は、詳細には、腕部１２の下端部にそれぞれ回転可能に取付けられており、カートリッジ１を把持する時には、上記把持部材１３，１４が左右に開いて、それぞれの把持部材１３，１４の垂直片１３ｎ，１４ｎが上記穴２外周側に押し付けて上記カートリッジ１を穴２側から把持する。本例では、上記把持部材１３，１４のうちの一方の把持部材１３の垂直片１３ｎの外側に、上記穴の端部の座標を検出する穴位置検出センサ２０を取付けて上記穴２の端部の座標を検出する。
なお、上記穴位置検出センサ２０として、光センサなどの非接触型の距離センサを用いてもよいし、リミットスイッチや圧力センサなどの接触型センサを用いてもよい。但し、接触型センサを用いる場合には、把持部材の垂直片が互いに平行を保ったまま左右に開くタイプの把持手段を用いることが好ましい。

位置制御手段１６は、最下部のカートリッジ１のセンター位置の座標や上記カートリッジ１の個数及び厚みのデータ、上記カートリッジ１を積み替える台車３の中心位置座標を入力するデータ入力部１６ａと、上記入力されたデータから、把持手段１１の移動経路を演算するとともに、把持部材１３，１４の開閉指令のタイミングを移動手段１５に出力する演算制御部１６ｂと、上記穴位置検出センサ２０で検出されたカートリッジの穴２の互いに直交する２方向のそれぞれの端部の座標から当該カートリッジ１のセンター位置を算出してハンドリング装置１０の掴み位置を補正するセンター位置演算部１６ｃとを備えている。なお、移動手段１５制御して把持手段１１を移動させ、カートリッジ１のセンター位置を検出する制御についても上記演算制御部１６ｂで行うものとする。
また、最下部のカートリッジ１は台車３に固定されており、台車３はストッパーにより位置決めされているので、最下部のカートリッジ１のセンター位置の座標は入力データとして予めデータ入力部１６ａに入力されているものとする。

次に、ハンドリング装置１０の動作について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、把持手段１１を台車３上に段積みされたカートリッジ１の直上に移動させ、腕部１２を最上段のカートリッジ１上の所定の位置まで降ろす。
次に、図２（ｂ）に示すように、上記腕部１２をＸ方向に走査して、穴２のＸ方向の両端部Ａ，Ｂの位置を測定してセンター位置演算部１６ｃに送る。センター位置演算部１６ｃでは、上記Ａ，Ｂの座標からＡＢの中点Ｍの座標を算出して演算制御部１６ｂに送る。上記演算制御部１６ｂは移動手段１５を制御して上記腕部１２を上記中点Ｍの位置まで移動させるとともに、上記腕部１２を９０度回転させた後、上記腕部１２をＹ方向に走査して穴２のＹ方向の両端部Ｃ，Ｄの位置を測定する。センター位置演算部１６ｃでは、上記Ｃ，Ｄの座標からＣＤの中点Ｏの座標を算出する。このＣＤの中点Ｏの座標が、最上段のカートリッジ１のセンター位置となる。

演算制御部１６ｂは、上記ＣＤの中点Ｏの座標を最上段のカートリッジ１のセンター位置に設定するとともに、上記ＣＤの中点Ｏの座標と予め入力された最下部のカートリッジ１のセンター位置の座標との偏差を演算し、この偏差を段積みされたカートリッジ１の個数Ｎで割って各カートリッジ１のセンター位置のズレ量を算出して、各カートリッジ１のセンター位置を算出する。そして、各カートリッジ１を把持する際には、上記腕部１２の位置が各カートリッジ１のセンター位置にくるように移動手段１５を制御するとともに、把持部材１３，１４を把持するカートリッジ１の穴２に挿入した後には、上記把持部材１３，１４をの開閉指令を移動手段１５に出力して当該カートリッジ１を穴２の内側から把持するとともに、上記カートリッジ１を持ち上げて搬送し、図示しない積み換え用台車（図１の台車４）上に搭載する。

このように、本最良の形態によれば、ハンドリング装置１０の腕部１２の先端側に設けられた１対の把持部材１３，１４のうちの一方の把持部材１３の垂直片１３ｎの外側に、カートリッジ１の穴２の端部の座標を検出する穴位置検出センサ２０を取付けて上記穴２のＸ方向の端部Ａ，Ｂ及びＹ方向のＣ，Ｄの端部座標を検出し、上記端部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標から上記穴２のセンター位置Ｏの座標を算出するようにしたので、簡単な構成でカートリッジ１の穴２のセンター位置を精度よく検出することができ、ハンドリング装置１０の掴み損ねを防止することができる。

なお、上記最良の形態では、最上段のカートリッジ１のセンター位置と最下部のカートリッジ１のセンター位置との偏差から各カートリッジ１のセンター位置を推定したが、各カートリッジ１毎にセンター位置を求めるようにしてもよい。このように、各カートリッジ１毎にセンター位置を算出する方法は、カートリッジ１の段積み状態よくない場合などには特に有効である。
また、上記例では、１個の穴位置検出センサ２０によりカートリッジ１のセンター位置を算出するようにしたが、両方の把持部材１３，１４の垂直片１３ｎ，１４ｎの外側に、それぞれ穴位置検出センサ２０を取付けるようにすれば、腕部１２を大きく動かすことなくカートリッジ１のセンター位置を算出できる。
また、上記例では、カートリッジ１の穴２のＸ方向及びＹ方向の両端部の座標を検出してカートリッジ１のセンター位置を算出するようにしたが、カートリッジ１の穴２の径と穴位置検出センサ２０の腕１２の中心からの位置とをデータ入力部１６ａに予め入力しておけば、一方向の両端部の座標など、上記穴２の少なくとも２つの端部の座標を検出するだけで、カートリッジ１のセンター位置を算出することも可能である。

本発明によれば、簡単構成で台車上に段積みされたカートリッジのセンター位置を算出することができるので、低コストで、かつ、狭いスペースでも使用できるハンドリング装置を提供することができる。

本発明の最良の形態に係るハンドリング装置の構成を示す機能ブロック図である。本最良の形態に係るカートリッジのセンター検出方法を示す図である。従来のカートリッジの搬送方法を示す図である。各段のセンター位置のズレている場合のカートリッジの段積み状態を示す図である。

符号の説明

１カートリッジ、２カートリッジの穴、３，４台車、
１０ハンドリング装置、１１把持手段、１２腕部、１３，１４把持部材、
１３ｎ，１４ｎ把持部材の垂直片、１５移動手段、１６位置制御手段、
１６ａデータ入力部、１６ｂ演算制御部、１６ｃセンター位置演算部、
２０穴位置検出センサ。

Claims

カートリッジの穴に把持部材を挿入し、上記カートリッジを穴側から把持する際の、上記穴のセンター位置を検出する方法であって、上記把持部材のカートリッジの内周部とが接触する側の少なくとも一方に、穴位置検出用センサを取付けて、上記カートリッジの穴の互いに異なる少なくとも２つの端部の座標を検出し、それらの座標から上記カートリッジのセンター位置を算出することを特徴とするカートリッジのセンター検出方法。
上記穴位置検出用センサにより、上記カートリッジの穴の互いに直交する２方向のそれぞれの端部の座標を検出し、それらの座標から上記カートリッジのセンター位置を算出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカートリッジのセンター検出方法。
上記カートリッジが複数段積み上げられている場合には、最下段のカートリッジのセンター位置を固定するとともに、上記算出された最上段のカートリッジのセンター位置と予め設定された最下段のカートリッジのセンター位置とから中間のカートリッジのセンター位置を推定するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカートリッジのセンター検出方法。
カートリッジの穴に当接し、上記カートリッジを穴部側からから把持する把持部材を有する把持手段と、上記把持手段を水平面内及び鉛直方向に移動させる移動手段とを備え、カートリッジを把持して搬送するハンドリング装置において、上記把持部材のカートリッジの穴部とが接触する側の少なくとも一方に取付けられた、上記穴の端部の座標を検出する穴位置検出センサと、上記穴位置検出センサで検出されたカートリッジの穴の少なくとも２つの端部の座標から当該カートリッジのセンター位置を算出する演算手段と、上記センター位置に基づいてハンドリング装置の掴み位置を調整する調整手段とを備えたことを特徴とするハンドリング装置。