JP2008023590A

JP2008023590A - 中子セッティング装置および中子セッティング方法

Info

Publication number: JP2008023590A
Application number: JP2006202636A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Tago; 隆三田子; Toru Takami; 透高見; Yoshinori Asano; 芳則浅野; Hiroki Mizutani; 博樹水谷
Original assignee: TALK ENGINEERING KK; Isuzu Seisakusho KK
Current assignee: TALK ENGINEERING KK; Isuzu Seisakusho KK
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】中子および主型の位置ズレや傾きに合わせて正確に中子を主型にセットできる中子セッティング装置を提供する。
【解決手段】多関節式ロボット１のアーム２の先端の把持爪４ａにより中子９を把持して主型内に納める中子セッティング装置であって、所定位置へ運ばれた中子９を撮像し得る把持爪４ａ付近に設けられた１台のカメラ５と、このカメラ５からの撮像情報により中子９の位置，姿勢を演算するとともに、演算結果に基づいてロボット１の作動を制御する制御装置１１を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋳物中子を主型内にセッティングする中子セッティング装置、および中子セッティング方法に関するものである。

従来、特許文献１に開示されているように、ＣＣＤカメラと２次元画像処理装置を組み合わせた多関節ロボットによる中子納め装置が存在する。
特開平１０−８５８９９号公報

上記特許文献１に開示されている中子納め装置では、中子の形状を投影平面でしか検知できず、より正確な位置検知のため、中子に位置検知専用の凹凸を付ける必要があったり、中子および中子を納める主型の正確な位置決めが必要であった。
また、高さや傾きについては認識できないため、別途高さや傾きを検知する機構が必要であり、良好に高さや傾きを検知することが困難なため、主型のズレがあると、中子を納める時に主型に傷をつけたりすることとなり、そのためロボットのハンドリング部にフローチング機構を付ける必要があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、主型の位置ズレや傾きに合わせて中子を毎回正確にセットすることができる中子セッティング装置および中子セッティング方法を提供するものであり、その請求項１は、多関節式ロボットのアーム先端の把持爪により鋳物中子を把持して主型内に納める中子セッティング装置であって、所定位置へ運ばれた前記中子および主型を撮像し得る前記把持爪付近に設けられた１台のカメラと、該カメラからの撮像情報により前記中子，主型の位置，姿勢を演算するとともに、該演算結果に基づいて前記ロボットの作動を制御する制御装置を備えていることである。

また、請求項２は、前記制御装置には、前記カメラによる複数の２次元画像の相似形変化を高さ情報に変換するソフトが格納されていることである。

また、中子セッティング方法は、多関節式ロボットのアーム先端の把持爪により鋳物中子を把持して主型内に納める中子セッティング方法であって、所定位置へ運ばれた前記中子を前記ロボットに設けたカメラで撮像し、該中子撮像情報により前記中子の位置，姿勢を演算する工程と、該演算結果のデータを前記ロボットに送信して、前記把持爪により前記中子をそのままの姿勢で把持する工程と、中子を把持したまま前記主型位置までロボットのアームを移動させる工程と、主型を前記カメラで撮像し、該撮像情報により主型の位置，姿勢を演算する工程と、中子，主型の画像計測情報を元に前記中子を前記主型にセットする工程からなることである。

本発明は、多関節式ロボットのアーム先端の把持爪により鋳物中子を把持して主型内に納める中子セッティング装置であって、所定位置へ運ばれた前記中子および主型を撮像し得る前記把持爪付近に設けられた１台のカメラと、該カメラからの撮像情報により前記中子，主型の位置，姿勢を演算するとともに、該演算結果に基づいて前記ロボットの作動を制御する制御装置を備えていることにより、１台のカメラを用いて中子および主型を撮像し、中子の形状または傾きに合わせて中子を把持爪により直角方向からズレることなく把持することができて、主型の位置ズレに合わせて中子を正確に主型にセットすることができ、主型の位置ズレによる傷付き等を防ぐことができるとともに、１台のカメラであるためメンテナンスが容易であり、多少の位置ズレにも良好に対応することができるため、主型と中子の搬送装置の位置決め機構を簡単な構成とすることができる。

また、前記制御装置には、前記カメラによる複数の２次元画像の相似形変化を高さ情報に変換するソフトが格納されていることにより、１台のカメラで複数の２次元画像を撮像して、複数の２次元画像の相似形変化より高さを演算して、中子および主型の位置および姿勢を良好に検出できるものとなる。

また、多関節式ロボットのアーム先端の把持爪により鋳物中子を把持して主型内に納める中子セッティング方法であって、所定位置へ運ばれた前記中子を前記ロボットに設けたカメラで撮像し、該中子撮像情報により前記中子の位置，姿勢を演算する工程と、該演算結果のデータを前記ロボットに送信して、前記把持爪により前記中子をそのままの姿勢で把持する工程と、中子を把持したまま前記主型位置までロボットのアームを移動させる工程と、主型を前記カメラで撮像し、該撮像情報により主型の位置，姿勢を演算する工程と、中子，主型の画像計測情報を元に前記中子を前記主型にセットする工程からなることにより、カメラによる複数の２次元画像から中子の特徴ポイントの相似形変化を高さ情報に変換して３次元情報を得ることができ、同様に主型の３次元情報も１台のカメラによる複数の２次元画像から得られて、１台のカメラで中子と主型の位置，姿勢を検出し、中子，主型の位置ズレや傾きに合わせて中子を正確に主型にセットすることができるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、中子セッティング装置の要部平面概略構成図であり、図２は、図１の正面概略構成図である。
中子セッティング装置は、多関節式ロボット１と、中子を搬送する中子搬送装置６と、主型を搬送する主型搬送装置７で構成されており、多関節式ロボット１から延びるアーム２の先端には、ローダー３を介してハンドリング機構４が設けられており、このハンドリング機構４には、中子を把持する把持爪４ａが設けられている。
また、ハンドリング機構４の把持爪４ａの近傍には１台のカメラ５が設けられており、このカメラ５は、ＬＥＤランプ付きの単眼のＣＣＤカメラで構成されている。

中子搬送装置６は、中子治具パレット８上に中子９を載せて搬送し、簡単な位置決めストッパーで位置決めされて所定位置に中子９が停止されるように構成されており、所定位置に停止された中子９を前記カメラ５で撮像できるものであり、多関節式ロボット１のハンドリング機構４の角度および方向を変えてカメラ５で中子９を撮像できるものである。

この中子搬送装置６に、例えば直交状に主型搬送装置７が配置されており、主型搬送装置７上に主型１０が載せられて搬送され、簡単な位置決めストッパーで位置決めされて多関節式ロボット１に対する所定位置で主型１０が停止されるものであり、この停止した主型１０を多関節式ロボット１のカメラ５で撮像できるように構成されている。

なお、この場合も、ハンドリング機構４が例えばサーボモータでＸＹＺ方向に作動できる構成であれば、ハンドリング機構４の角度および方向を変えて主型１０をカメラ５で撮像できるものである。
このカメラ５は、制御装置であるパソコン１１に接続されており、また、パソコン１１は多関節式ロボット１の動作を制御できるように多関節式ロボット１に接続されており、パソコン１１内には画像処理ソフトおよび画像演算ソフトが格納されている。

中子セッティング装置の動作を以下に説明する。
先ず、中子搬送装置６で所定位置に搬送されて停止された中子９をカメラ５で撮像する。
カメラ５の画像は、中子９の形状の特徴（円形，四角形，エッジ等）を検出するためのポイントとして用いられるものであり、カメラ５による画像はアナログまたはデジタルの２次元画像であり、パソコン１１内でアナログ画像はデジタル画像に変換され、その後、フィルタリングをかけて画像の質を向上させ、デジタル画像は、そのままフィルタリングをかけて画像の質を向上させて、複数の画像から中子９の位置，姿勢を算出するものである。

パソコン１１内の画像演算ソフトでは、図３に示すように、Ａの状態で見える例えば四角形の中子９と、Ｂの状態で見える中子９がある場合、このＡとＢは相似形であり、その縮小あるいは拡大の割合から相似形変化を高さ情報に変換して、Ｚ軸方向の高さを算出することができ、最初にカメラ５と中子９間の距離が測定されていれば、中子９の高さを正確に算出できるものであり、この高さ情報を含む３次元情報により中子の位置，姿勢が演算されて、この演算結果のデータをパソコン１１から多関節式ロボット１に送信して、多関節式ロボット１を作動させ、多関節式ロボット１のハンドリング機構４の把持爪４ａにより中子９をそのままの姿勢で掴むことができるものである。

即ち、把持爪４ａを通常は垂直方向に降下させて中子９の上方より掴むのであるが、中子９に傾きが生じているような場合には、図４に示すように、中子９の傾きに応じて把持爪４ａの傾きを制御し、把持爪４ａで中子９を直角方向から正確に把持することができ、そのため把持爪４ａで把持した後に、中子９が把持爪４ａからズレることがない。
このように、中子を正しい姿勢で把持した後、中子９を掴んだまま多関節式ロボット１のアーム２を主型１０の位置まで移動させ、次に主型１０をカメラ５にて撮像し、主型１０の複数の２次元画像からパソコン１１内で主型の位置，姿勢を演算し、主型１０に位置ズレが生じている場合でも、演算結果に基づいて中子９を主型１０内の正確な位置にセットすることができ、主型１０を傷つけることなく中子９をセットできるものである。

このように、中子９を主型１０の位置ズレや傾きに合わせて毎回正確にセットできるものであり、そのため、中子搬送装置６や主型搬送装置７の位置決め機構は簡単な機構で構成することができ、多少の位置ズレが生じていても正確に中子がセットできるものである。
また、中子９の形状や傾きに合わせて、把持爪４ａで直角方向から中子９を把持することができ、中子９の損傷も防ぐことができるものである。

また、本例では、カメラ５は１台であるためメンテナンスが容易であり、カメラ５の照明はＬＥＤランプで構成しておけば、長寿命で、コストを低減させることができるものである。
なお、パソコン１１内では、カメラ５で撮像した複数の画像の相似形変化を高さ情報に変換し、３次元情報を得て中子９や主型１０を立体的に認識し、これをロボットのハンドリング機構４にフィードバックして制御することができるものであるため、機種選別もできるものとなる。

中子セッティング装置の概略平面構成図である。図１の正面概略構成図である。画像の相似形変化を高さ情報へ変換する際の作用説明図である。中子の傾きに応じて把持爪で直角方向から把持する状態の作用説明図である。

符号の説明

１多関節式ロボット
２アーム
４ハンドリング機構
４ａ把持爪
５カメラ
６中子搬送装置
７主型搬送装置
８中子治具パレット
９中子
１０主型
１１パソコン

Claims

多関節式ロボットのアーム先端の把持爪により鋳物中子を把持して主型内に納める中子セッティング装置であって、
所定位置へ運ばれた前記中子および主型を撮像し得る前記把持爪付近に設けられた１台のカメラと、
該カメラからの撮像情報により前記中子，主型の位置，姿勢を演算するとともに、該演算結果に基づいて前記ロボットの作動を制御する制御装置を
備えていることを特徴とする中子セッティング装置。
前記制御装置には、前記カメラによる複数の２次元画像の相似形変化を高さ情報に変換するソフトが格納されていることを特徴とする請求項１に記載の中子セッティング装置。
多関節式ロボットのアーム先端の把持爪により鋳物中子を把持して主型内に納める中子セッティング方法であって、
所定位置へ運ばれた前記中子を前記ロボットに設けたカメラで撮像し、該中子撮像情報により前記中子の位置，姿勢を演算する工程と、
該演算結果のデータを前記ロボットに送信して、前記把持爪により前記中子をそのままの姿勢で把持する工程と、
中子を把持したまま前記主型位置までロボットのアームを移動させる工程と、
主型を前記カメラで撮像し、該撮像情報により主型の位置，姿勢を演算する工程と、
中子，主型の画像計測情報を元に前記中子を前記主型にセットする工程
からなることを特徴とする中子セッティング方法。