JP2008285285A - テープ貼付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テープ取り出しヘッドにおけるテープの位置ずれに拘わることなくワークの所定位置へ高精度にテープを貼り付け可能なテープ貼付け装置を提供する。
【解決手段】テープ取り出しヘッド２１が、テープＴを粘着面Ｔｎを表に向けてヘッド面２１ｃに取り出し保持し、位置ずれ検査ユニット３０が、ヘッド面２１ｃにおけるテープＴの位置ずれを検出し、ロボットコントローラ４２が、位置ずれ検査ユニット３０による検出結果に基づいてロボット４１によるワークＷの押し当て位置を補正した後、ロボット４１が、テープ取り出しヘッド２１に保持されたテープＴに対してワークＷを押し当てる。よって、テープ取り出しヘッド２１におけるテープＴの位置ずれに拘わることなく、ワークＷの所定位置へ高精度にテープＴを貼り付けることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、テープをワークへ自動的に貼り付けるためのテープ貼付け装置に関する。

従来、テープやラベル等をワークへ自動的に貼付けるための各種の装置が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１，２等参照。）。例えば、ハウジング端面に油圧穴が設けられた車両搭載用装置は、出荷されてから工場で車両に組付けられるまでの間に油圧穴へゴミ等の異物が入るのを防止するため、出荷時に油圧穴を塞ぐテープが貼付けられる。ここで、図１３（ａ）は従来例のテープ貼付け装置において多関節ロボット１４１がワークＷを下降させてテープ取り出しヘッド１２１のヘッド面１２１ｃに保持されたテープＴに押し当てる様子を示す図であり、（ｂ）はテープＴの貼付けられたワークＷを上昇させる様子を示す図である。図１３（ａ）に示すように、ロボット１４１のハンド１４１ａでワークＷを把持する一方、テープＴを粘着面Ｔｎを表に向けてテープ取り出しヘッド１２１の平坦なヘッド面１２１ｃに取り出し保持し、ロボット１４１のアーム１４１ｂを駆動してハンド１４１ａを下降させてワークＷをテープ取り出しヘッド１２１のヘッド面１２１ｃに対して押し当てる。次に、図１３（ｂ）に示すように、ロボット１４１のアーム１４１ｂを駆動してハンド１４１ａを上昇させることにより、ワークＷへのテープＴの貼り付けが完了する。
特開２００２−２２０１３５号公報 特開平１１−１０５８３９号公報

しかしながら、台紙からテープＴを剥離してテープ取り出しヘッド１２１のヘッド面１２１ｃ上に取り出す際に位置ずれが生じる場合がある。そして、テープ取り出しヘッド１２１のヘッド面１２１ｃ上でテープＴが位置ずれした状態でワークＷの押し当てが行われると、ワークＷに対するテープＴの貼付け位置ずれが生じてしまう。特に、ヘッド面１２１ｃにおけるテープＴの位置ずれが大きい場合には、ワークＷにテープＴが貼付けられた際に、油圧穴がテープＴからはみ出して一部が露出したり、テープＴ外縁と油圧穴との距離が小さくなり過ぎて剥がれ易くなるという不良が発生する可能性があるという問題がある。特に、近年はワーク（例えば、車両搭載装置）の小型化に伴って、より高精度にテープの貼付けを行うことが必要となってきている。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、テープ取り出しヘッドにおけるテープの位置ずれに拘わることなくワークの所定位置へ高精度にテープを貼り付け可能なテープ貼付け装置を提供することを目的とする。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。

１．粘着面を有するテープをワークの所定位置に自動的に貼り付けるように構成されたテープ貼付け装置において、
前記テープを前記粘着面を表に向けてヘッド面に取り出し保持するテープ取り出しヘッドと、
前記テープ取り出しヘッドの前記ヘッド面にて保持された前記テープに対して前記ワークを押し当てるワーク押し当て手段と、
前記テープ取り出しヘッドの前記ヘッド面における前記テープの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検出手段による検出結果に基づいて前記ワーク押し当て手段による前記ワークの押し当て位置を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とするテープ貼付け装置。

手段１によれば、テープ取り出しヘッドが、テープを粘着面を表に向けてヘッド面に取り出し保持し、位置ずれ検出手段が、テープ取り出しヘッドのヘッド面におけるテープの位置ずれを検出し、補正手段が、位置ずれ検出手段による検出結果に基づいてワーク押し当て手段によるワークの押し当て位置を補正した後、ワーク押し当て手段が、テープ取り出しヘッドのヘッド面にて保持されたテープに対してワークを押し当てる。よって、テープ取り出しヘッドのヘッド面におけるテープの位置ずれに拘わることなく、ワークの所定位置へ高精度にテープを貼り付けることができる。

２．前記位置ずれ検出手段は、テープ取り出しヘッドの前記ヘッド面にて保持された前記テープの画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記テープの画像の一部又は全体を認識する画像認識手段とを備え、前記画像認識手段による認識結果に基づいて前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする手段１に記載のテープ貼付け装置。

手段２によれば、撮像手段が、テープ取り出しヘッドのヘッド面にて保持されたテープの画像を撮像し、画像認識手段が、撮像手段によって撮像されたテープの画像の一部又は全体を認識し、位置ずれ検出手段は、画像認識手段による認識結果に基づいてテープの位置ずれを検出する。よって、テープ取り出しヘッドのヘッド面におけるテープの位置ずれを、公知のＣＣＤカメラ等を用いた撮像手段と公知のコンピュータによる画像認識手段により高精度に検出することができる。

３．前記位置ずれ検出手段は、前記テープのマスタ位置情報を予め記憶するマスタ位置情報記憶手段を備え、前記位置ずれ検出手段は、前記画像認識手段によって認識された画像の一部又は全体の位置情報と前記マスタ位置情報記憶手段に記憶された前記マスタ位置情報とに基づいて前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする手段２に記載のテープ貼付け装置。

手段３によれば、マスタ位置情報記憶手段は、テープのマスタ位置情報を予め記憶し、位置ずれ検出手段は、画像認識手段によって認識された画像の一部又は全体の位置情報とマスタ位置情報記憶手段に記憶されたマスタ位置情報とに基づいてテープの位置ずれを確実に検出することができる。

４．前記マスタ位置情報記憶手段は、前記テープの特定の複数箇所におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、
前記画像認識手段は、前記テープの前記特定の複数箇所におけるエッジを認識し、
前記位置ずれ検出手段は、前記画像認識手段によって認識された前記テープの前記特定の複数箇所におけるエッジの位置情報と前記マスタ位置情報記憶手段に記憶された前記特定の複数箇所のマスタ位置情報とに基づいて前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする手段３に記載のテープ貼付け装置。

手段４によれば、マスタ位置情報記憶手段は、テープの特定の複数箇所におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、画像認識手段は、テープの特定の複数箇所におけるエッジを認識し、位置ずれ検出手段は、画像認識手段によって認識されたテープの特定の複数箇所におけるエッジの位置情報とマスタ位置情報記憶手段に記憶された特定の複数箇所のマスタ位置情報とに基づいてテープの位置ずれを確実に検出することができる。また、特定の複数箇所におけるエッジのみを認識するので、画像認識手段における負荷が少なく高速処理が可能となる。

５．前記マスタ位置情報記憶手段は、前記テープの特定の三箇所以上におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、
前記画像認識手段は、前記テープの前記特定の三箇所以上におけるエッジを認識することを特徴とする手段４に記載のテープ貼付け装置。

手段５によれば、マスタ位置情報記憶手段は、テープの特定の三箇所以上におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、画像認識手段は、テープの特定の三箇所以上におけるエッジを認識するので、テープの傾きをも含む位置ずれを確実に検出することができる。すなわち、テープが傾いた状態で貼付けられていても二箇所以下のエッジの位置が一致する場合が起こり得るが、テープの特定の三箇所以上におけるエッジを認識することにより、テープの角度ずれをも確実に検出できる。

６．前記マスタ位置情報記憶手段は、前記テープの一部又は全体の画像パターンを記憶し、
前記画像認識手段は、前記テープの一部又は全体の画像パターンを認識し、
前記位置ずれ検出手段は、前記画像認識手段によって認識された前記テープの一部又は全体の画像パターンと、前記マスタ位置情報記憶手段に記憶された前記テープの一部又は全体の画像パターンとのパターンマッチングを実施することにより前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする手段３に記載のテープ貼付け装置。

手段６によれば、マスタ位置情報記憶手段は、テープの一部又は全体の画像パターンを記憶し、画像認識手段は、テープの一部又は全体の画像パターンを認識し、位置ずれ検出手段は、画像認識手段によって認識されたテープの一部又は全体の画像パターンと、マスタ位置情報記憶手段に記憶されたテープの一部又は全体の画像パターンとのパターンマッチングを実施することによりテープの傾きをも含む位置ずれを高精度に検出することができる。

７．前記撮像手段は、前記ワーク押し当て手段に取付けられたことを特徴とする手段２乃至６のいずれかに記載のテープ貼付け装置。

手段７によれば、撮像手段がワーク押し当て手段に取付けられているので、装置全体をよりコンパクトに構成できると共に、テープ取り出しヘッドを同一位置に停止させた状態でテープの位置ずれ検出からワークの押し当てによるテープの貼り付けまでを実行可能である。

８．前記補正手段は、前記ワーク押し当て手段の押し当て方向に垂直な平面内における位置及び傾き角度について前記ワークの押し当て位置を補正することを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載のテープ貼付け装置。

手段８によれば、補正手段は、ワーク押し当て手段の押し当て方向に垂直な平面内における位置及び傾き角度についてワークの押し当て位置を補正するので、テープ取り出しヘッドのヘッド面におけるテープの位置及び角度ずれに拘わることなく、ワークの所定位置へより高精度にテープを貼り付けることができる。

以下、本発明のテープ貼付け装置を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態のテープ貼付け装置１の全体構成を示す模式図である。

テープ貼付け装置１は、ワークＷの所定位置にテープＴを自動的に貼付けるための装置であって、図１に示すように、テープ剥離機構１０と、テープ台１４と、テープ取り出し・搬送機構２０と、位置ずれ検査ユニット３０と、ロボットユニット４０と、ホストコントローラ５０とを主要部として構成されている。

最初に、テープ貼付けの対象物であるワークＷ及びテープＴについて図２及び図３を参照しつつ説明する。図２は、ワークＷをハウジング端面Ｗｔ側から視た図である。図３（ａ）は、テープＴの平面図であり、同図（ｂ）は、テープＴがワークＷのハウジング端面Ｗｔの所定位置に貼付けられた状態を示す図である。

ワークＷは、車両に搭載されるＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）ユニットであり、図２に示すように、アルミニウム製のハウジングの端面Ｗｔに油圧穴Ｗｐが複数個設けられている。

テープＴは、図３（ａ）に示すように、透明な樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート）からなる短冊形のフィルム部材であり、裏面の長手方向両端部（図３で一点鎖線の外側）以外の領域が粘着面Ｔｎとなっている。テープＴは、所定サイズ（例えば、長さ１１３ｍｍ×幅２２ｍｍ）の長方形状に加工されており、図３（ｂ）に示すように、ワークＷのハウジング端面Ｗｔの所定位置に貼付けられて複数の油圧穴Ｗｐを塞ぎ、油圧穴Ｗｐ内にゴミ等の異物が入り込むことを防止する。また、テープＴは、ワークＷの車両への組付け時に作業者が剥がし易いように、長手方向両端部がハウジング端面Ｗｔからはみ出した状態で貼付けられる。尚、テープＴは、ワークＷへの貼り付けが行われる前、後述するように台紙Ｄ上に剥離可能に貼付けられた状態となっている。

次に、テープ貼付け装置１各部の構成について図１及び図４乃至図６を参照しつつ説明する。図４は、台紙ロール１１を示す斜視図である。図５は、テープ取り出し・搬送機構２０の概略構成を示す図である。図６は、位置ずれ検査ユニット３０の概略構成を示す図である。

まず、テープ剥離機構１０の構成について説明する。テープ剥離機構１０は、紙に剥離材を塗工してなる台紙ＤからテープＴを一枚ずつ剥離させるための装置であって、図１に示すように、台紙ロール１１と、送りローラ１２と、エッジ部材１３とを備えている。

台紙ロール１１は、テープ剥離機構１０の上流側に設けられ、図４に示すように、複数の短冊状のテープＴが所定間隔で配置され剥離可能に貼付けられた長尺状の台紙Ｄをロール巻きにしてなる部材である。尚、台紙ロール１１における各テープＴの配置は、各々の長手方向が台紙Ｄ繰り出し方向と直交する向きとなっている。

送りローラ１２は、テープ取り出し機構１０の下流側に設けられ、台紙Ｄを挟む駆動側と従動側とからなる一対のローラであり、ホストコントローラ５０からの指令に基づいて送りモータ１２ａによって駆動側ローラが回転駆動されることにより、従動側ローラとの間に挟まれた台紙Ｄを下流側へ送り出す。

エッジ部材１３は、台紙ロール１１と送りローラ１２との間に設けられた台紙Ｄの幅よりもやや大きい幅を有する板状部材であって、台紙Ｄの繰り出し方向に向かって先端が鋭角状に加工されている。台紙ロール１１から繰り出された台紙Ｄは、送りローラ１２によって下流側に引っ張られてエッジ部材１２先端で鋭角状に折り返されることにより、テープＴが１枚ずつ剥離される。

次に、テープ台１４の構成について説明する。テープ台１４は、樹脂製の板状部材であって、テープ剥離機構１０のエッジ部材１３先端近傍に隙間を隔てて配置される。テープ台１４は、エッジ部材１３先端において台紙Ｄから剥離し始めたテープＴの粘着面側を案内することにより、台紙Ｄに伴われてテープＴが下流側へ送られるのを阻止する。

さらに、テープ台１４にはテープセンサ１５が取付けられている。テープセンサ１５は、台紙Ｄから剥離したテープＴ全体がテープ台１４へ繰り出されたことを検知するための光学式センサであって、例えば、レーザ反射型センサによって構成される。テープセンサ１５においてテープＴが検知されると、その検知結果がホストコントローラ５０へ信号として送られる。

次に、テープ取り出し・搬送機構２０の構成について説明する。テープ取り出し・搬送機構２０は、テープ剥離機構１０によって台紙Ｄより剥離されたテープＴの取り出し及び搬送を行うための装置であり、図５に示すように、テープ取り出しヘッド２１と、テープ取り出しヘッド２１を水平方向及び垂直方向に移動させるためのヘッド駆動機構２２とを備えている。

テープ取り出しヘッド２１は、図５に示すように、金属製のヘッド本体２１ａの上面に、平坦なヘッド面２１ｃを有するゴム板２１ｂを貼付けて構成され、１枚のテープＴをゴム板２１ｂ上面のヘッド面２１ｃにて保持できるようになっている。また、テープ取り出しヘッド２１には、エア吸引・噴出装置２３によりエアの吸引又は噴出を行うために、ヘッド面２１ｃに開口する複数のエア孔２１ｄが設けられている。そして、テープ剥離機構１０からのテープＴ取り出し時には、ホストコントローラ５０からの指令によりエア吸引・噴出装置２３がエア吸引動作を行うことにより、テープＴがエア孔２１ｄからのエア吸引によってヘッド面２１ｃに取り出し保持される。

一方、テープＴのワークＷへの貼り付け時には、ホストコントローラ５０からの指令によりエア吸引・噴出装置２３がエア噴出動作を行うことにより、テープＴはエア孔２１ｄからのエア噴出によってヘッド面２１ｃからの離脱が図られる。また、エア吸引・噴出装置２３は、エア孔２１ｄ内の空気圧を検出するための図示しない空気圧センサを内蔵している。

ヘッド駆動機構２２は、テープ取り出しヘッド２１を水平方向及び垂直方向に駆動するための装置であり、ホストコントローラ５０からの指令に基づいて動作する。ヘッド駆動機構２２は、テープ取り出しヘッド２１を水平方向の異なる三カ所の停止位置、すなわち、テープ取り出し動作位置Ｐ１、位置ずれ検査位置Ｐ２、テープ貼付け動作位置Ｐ３に移動させて停止させることができる。また、ヘッド駆動機構２２は、テープ取り出しヘッド２１を、通常位置と、通常位置よりも高い上昇位置との間で昇降動作可能に構成されている。尚、テープ取り出し動作位置Ｐ１は、テープ剥離機構１０からテープ取り出しヘッド２１へのテープＴの取り出し動作が行われる時の停止位置である。位置ずれ検査位置Ｐ２は、位置ずれ検査ユニット３０によりテープＴの位置ずれ検出が行われる時の停止位置である。テープ貼付け動作位置Ｐ３は、ロボットユニット４０によりワークＷへのテープＴの貼り付け動作が行われる時の停止位置である。

次に、位置ずれ検査ユニット３０の構成について説明する。位置ずれ検査ユニット３０は、テープ取り出しヘッド２１に保持されたテープＴの位置ずれを画像処理によって検査するための装置であって、図１，図６に示すように、ＣＣＤカメラ３１と、カメラコントローラ３２と、照明装置３３とから構成される。

ＣＣＤカメラ３１は、公知のＣＣＤ（電荷結合素子）カメラであって、カメラコントローラ３２からの指令に基づいてテープＴの画像を撮像し、その画像データをカメラコントローラ３２へ送出する。

カメラコントローラ３２は、ＣＣＤカメラ３１の動作を制御するための制御装置であって、ＣＰＵ３２ａ，ＲＯＭ３２ｂ，ＲＡＭ３２ｃ，ハードディスク装置（ＨＤＤ）３２ｄ，ディスプレイ等を備えたコンピュータによって構成される。ハードディスク装置３２ｄは、カメラ制御プログラム、位置ずれ検査プログラム等を記憶すると共に、テープＴのマスタ位置に関する情報を記憶している。

照明装置３３は、ＣＣＤカメラ３１によりテープＴを撮像する際の照明を行うための装置であって、公知の電球やＬＥＤ（発光ダイオード）等によって構成される。本実施形態では、照明装置３３を常時点灯させておくように構成されているが、ホストコントローラ５０からの指令によって点灯・消灯するように構成してもよい。

次に、ロボットユニット４０の構成について説明する。ロボットユニット４０は、ワークＷの移動や、テープＴの貼付け（テープＴを保持するテープ取り出しヘッド１１への押し当て動作）等を行うための装置であって、ロボット４１と、ロボットコントローラ４２とから構成される。

ロボット４１は、物体を把持可能なハンド４１ａと、腕及び関節を複数有するアーム４１ｂとを備え、上下方向、水平方向及び回転方向に動作可能に構成された公知の垂直多関節ロボットである。

ロボットコントローラ４２は、ロボット４１の動作を制御するための制御装置であって、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク装置，ディスプレイ等を備えたコンピュータによって構成される。ハードディスク装置は、ロボット制御プログラムを記憶している。

ホストコントローラ５０は、送りモータ１２ａ、ヘッド駆動機構２２、カメラコントローラ３２、ロボットコントローラ４２へ動作指令を行うことによりテープ貼付け装置１全体の動作を制御するための制御装置であって、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク装置，ディスプレイ等を備えたコンピュータによって構成される。また、ホストコントローラ５０には、テープセンサ１５、エア吸引・噴出装置２３に内蔵された空気圧センサ等からの検出結果が入力される。

次に、上述した構成を有するテープ貼付け装置１によってワークＷの所定位置にテープＴを貼付ける一連の動作における各部の作用について説明する。尚、初期状態において、ヘッド駆動機構２２は、テープ台１４の真下（すなわち、テープ取り出し動作位置Ｐ１）に停止しているものとする。

まず、ワークＷが図示しないベルトコンベアによって所定位置まで搬送されてくると、ホストコントローラ５０は、ワークＷをテープ貼付け動作位置Ｐ３へ移動させるようにロボットコントローラ４２への指令を行う。

ロボットコントローラ４２は、ホストコントローラ５０からの指令に基づいてロボット４１のハンド４１ａ及びアーム４１ｂを駆動制御し、ハンド４１ａで把持したワークＷをテープ貼付け動作位置Ｐ３へ移動させ、その位置で待機させる。

一方、ホストコントローラ５０は、テープ剥離機構１０の送りモータ１２ａを駆動する。台紙Ｄは、送りローラ１２の回転によって台紙ロール１１から繰り出され、エッジ部材１３の先端で鋭角状に折り返されることによりテープＴが剥離される。図７（ａ）は、エッジ部材１３によってテープＴが剥離される様子を示す図である。台紙Ｄから剥離して繰り出されるテープＴは、粘着面Ｔｎ側がテープ台１４下面に接触して案内される。テープセンサ１５は、台紙Ｄから剥離したテープＴ全体がテープ台１４に繰り出されたことを検知すると、ホストコントローラ５０へテープ検知信号を送出する。ホストコントローラ５０は、テープ検知信号の受信に基づいて送りモータ１２ａの駆動を停止させ、これにより台紙Ｄの繰り出しが停止される。

また、これと同時に、ホストコントローラ５０は、ヘッド駆動機構２２を駆動してテープ取り出しヘッド２１を上昇位置まで上昇させると共に、エア吸引・噴出装置２３によりエア吸引を開始する。これにより、テープＴは、テープ台１４側からテープ取り出しヘッド２１側へ吸引されて確実に取り出され、粘着面Ｔｎを表に向けた状態で保持される。図７（ｂ）は、テープＴがテープ取り出しヘッド２１上に取り出される様子を示す図である。そして、エア吸引・噴出装置２３の空気圧センサによってエア孔２１ｄ内の空気圧が所定値以上に上昇したことが検知されると、ホストコントローラ５０は、テープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃにテープＴが保持されたと判断する。

次に、ホストコントローラ５０は、ヘッド駆動機構２２を駆動してテープ取り出しヘッド２１を通常位置まで下降させた状態で、水平方向に駆動して位置ずれ検査位置Ｐ２まで移動させて停止し、さらに上昇位置まで上昇させる。

テープ取り出しヘッド２１が、位置ずれ検査位置Ｐ２に停止すると、ホストコントローラ５０は、カメラコントローラ３２へ位置ずれ検出の実施を指令する。カメラコントローラ３２は、ＣＣＤカメラ３１に撮像の実行を指令し、ＣＣＤカメラ３１はテープＴの画像を撮像する（図６参照）。

ＣＣＤカメラ３１によって、テープＴの画像が撮像されると、その画像データがカメラコントローラ３２に送出される。そして、カメラコントローラ３２は、ＣＣＤカメラ３１から取り込んだテープＴの画像データに基づいて画像認識処理を実行してテープＴの３箇所のエッジを検出し、予めＨＤＤ３２ｄに記憶されたマスタ位置情報とのずれの大きさを算出する。

ここで、位置ずれ検査ユニット３０においてマスタ位置情報を予めＨＤＤ３２ｄに記憶させておくために、テープ貼付け装置１による通常運転の開始前に準備処理として実行されるテープＴのマスタ位置情報取得処理について、図８（ａ）を参照しつつ説明する。図８（ａ）は、テープＴがマスタ位置に設置された状態におけるＣＣＤカメラ３１による撮像を説明するための模式図である。図８（ａ）において、テープＴは、テープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃ上のマスタ位置に保持されている。ＣＣＤカメラ３１は、テープＴの左半分を撮像範囲として撮像を実行する。カメラコントローラ３２は、ＣＣＤカメラ３１から取り込まれた画像データにおいて、矩形状のエッジ検出領域Ａ，Ｂ，Ｃに含まれるテープＴのエッジをそれぞれ画像処理により検出し、各エッジの中心点Ａ_０，Ｂ_０，Ｃ_０の座標（ワークＷ押し当て方向に垂直なＸＹ平面における座標）を求める。

エッジ検出領域Ａは、テープＴの画像データ中の左端のエッジ（短辺）のＸ軸方向位置を求めるための領域であり、画像処理により検出されたエッジの中点Ａ_０についてＸ座標ａ_０が求められる。エッジ検出領域Ｂは、テープＴの画像データ中の左寄り上端のエッジ（長辺）のＹ軸方向位置を求めるための領域であり、画像処理により検出されたエッジの中点Ｂ_０についてＹ座標ｂ_０が求められる。エッジ検出領域Ｃは、テープＴの画像データ中の右寄り上端のエッジ（長辺）のＹ軸方向位置を求めるための領域であり、画像処理により検出されたエッジの中点Ｃ_０についてＹ座標ｃ_０が求められる。尚、点Ｃ_０と点Ｂ_０とのＸ軸方向距離は固定値Ｌとする。そして、このようにして求められた各データａ_０，ｂ_０，ｃ_０がマスタ位置情報としてＨＤＤ３２ｄに記憶される。但し、マスタ位置におけるテープＴの長辺の傾き角が０°である場合、ｂ_０＝ｃ_０となるので、この場合、データａ_０，ｂ_０がマスタ位置情報としてＨＤＤ３２ｄに記憶される。

次に、テープ貼付け装置１の通常運転においてカメラコントローラ３２により実行される位置ずれ検出処理について説明する。図８（ｂ）は、テープ取り出しヘッド２１に取り出されたテープＴのＣＣＤカメラ３１による撮像を説明するための模式図である。図８（ｂ）において、今回の検査対象となるテープＴを実線で示し、テープＴのマスタ位置を一点鎖線で示す。ＣＣＤカメラ３１は、テープＴの左半分を撮像範囲として撮像を実行し、カメラコントローラ３２は、ＣＣＤカメラ３１から取り込まれた画像データにおいて、矩形状のエッジ検出領域Ａ，Ｂ，Ｃに含まれるテープＴのエッジをそれぞれ画像処理により検出し、各エッジの中点Ａ_１，Ｂ_１，Ｃ_１の座標を求める。ここでは、点Ａ_１のＸ座標としてａ_１が、点Ｂ_１のＹ座標としてｂ_１が、点Ｃ_１のＹ座標としてｃ_１がそれぞれ求められたとする。

続いて、カメラコントローラ３２は、検出した各点Ａ_１，Ｂ_１，Ｃ_１の座標データと、ＨＤＤ３２ｄに記憶されたマスタ位置データ（点Ａ_０，Ｂ_０，Ｃ_０の座標データ）とに基づいて、テープＴのＸ軸方向のずれΔＸ、Ｙ軸方向のずれΔＹ、傾き角度ずれΔθをそれぞれ算出する。具体的には、Ｘ軸方向のずれΔＸは、点Ａ_１と点Ａ_０のＸ座標の差分として、ΔＸ＝ａ_１−ａ_０のように算出される。Ｙ軸方向のずれΔＹは、点Ｂ_１と点Ｂ_０とのＹ座標の差分として、ΔＹ＝ｂ_１−ｂ_０のように算出される。傾き角度ずれΔθは、線分Ｂ_１Ｃ_１の傾きθ_１＝ｔａｎ^−１（Ｃ_１−Ｂ_１）／Ｌと、線分Ｂ_０Ｃ_０の傾きθ_０＝ｔａｎ^−１（Ｃ_０−Ｂ_０）／Ｌとの差分として、Δθ＝θ_１−θ_０のように算出される。図９（ａ）は、傾き角θ_１、θ_０とそれらの差分Δθとの関係を示す図である。尚、傾き角θ_０＝０°の場合は、Δθ＝θ_１となる。図９（ｂ）は、傾き角θ_０＝０°の場合のΔθを示す図である。このようにして算出されたΔＸ、ΔＹ、Δθの値は、位置ずれ補正データとしてカメラコントローラ３２からロボットコントローラ４２へ送出される。

位置ずれ検査ユニット３０における位置ずれ検査処理が終了すると、ホストコントローラ５０の指令によりヘッド駆動機構２２が水平方向に駆動されてテープ貼付け動作位置Ｐ３まで移動する。ロボットコントローラ４２は、カメラコントローラ３２から受信した位置ずれ補正データに基づいてワークＷの保持位置を補正する。すなわち、アーム４１ｂを駆動してワークＷの保持位置をＸ軸方向へΔＸ、Ｙ軸方向へΔＹ移動させると共に、角度Δθ度の回転を行う。

次に、ロボットコントローラ４２は、ロボット４１のアーム４１ｂを駆動してハンド４１ａを下降させて、粘着面Ｔｎを表に向けてテープＴを保持するテープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃへワークＷを押し当てることにより、テープＴをワークＷのハウジング端面Ｗｔの所定位置に貼付ける。図１０は、ロボット４１がテープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃに保持されたテープＴにワークＷを押し当てる様子を示す図である。この時、ホストコントローラ５０は、エア吸引・噴出装置２３にエア噴出動作を指令し、テープ取り出しヘッド２１表面のエア孔２１ｄからエア噴出が行われるので、テープＴのテープ取り出しヘッド２１からの離脱が図られる。続いて、ロボット４１のアーム４１ｂを駆動してテープＴの貼付けられたワークＷを把持するハンド４１ａを上昇させる。図１１は、ロボット４１がテープＴの貼付けられたワークＷを上昇させる様子を示す図である。

そして、ロボットコントローラ４２は、ロボット４１のアーム４１ｂを駆動して、テープＴの貼り付けが完了したワークＷを図示しないコンベア上へ移動させる。ホストコントローラ５０は、ヘッド移動機構２２によりテープ取り出しヘッド２１を下降させると共に、水平方向に駆動して初期位置であるテープ取り出し動作位置Ｐ１まで移動させる。以上により、テープ貼付け装置１における一連の動作が終了する。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態のテープ貼付け装置１は、粘着面Ｔｎを有するテープＴをワークＷの所定位置に自動的に貼り付けるように構成された装置であって、テープＴを粘着面Ｔｎを表に向けてヘッド面２１ｃに取り出し保持するテープ取り出しヘッド２１と、テープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃにて保持されたテープＴに対してワークＷを押し当てるワーク押し当て手段としてのロボット４１と、テープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃにおけるテープＴの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段としての位置ずれ検査ユニット３０と、位置ずれ検査ユニット３０による検出結果に基づいてロボット４１によるワークＷの押し当て位置を補正する補正手段としてのロボットコントローラ４２とを備えたことを特徴とする。

従って、本実施形態によれば、テープ取り出しヘッド２１が、テープＴを粘着面Ｔｎを表に向けてヘッド面２１ｃに取り出し保持し、位置ずれ検査ユニット３０が、テープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃにおけるテープＴの位置ずれを検出し、ロボットコントローラ４２が、位置ずれ検査ユニット３０による検出結果に基づいてロボット４１によるワークＷの押し当て位置を補正した後、ロボット４１が、テープ取り出しヘッド２１に保持されたテープＴに対してワークＷを押し当てる。よって、テープ取り出しヘッド２１におけるテープＴの位置ずれに拘わることなく、ワークＷの所定位置へ高精度にテープＴを貼り付けることができる。

具体的には、テープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃにおけるテープＴの取り出し精度は、±２．５ｍｍ程度が限界と考えられるが、ワークＷにおいて油圧穴Ｗｐとハウジング端面Ｗｔの端部との距離が４ｍｍの場合、従来構成のテープ貼付け装置では、テープＴ外縁と油圧穴Ｗｐとの距離が極めて小さく（例えば、１．５ｍｍ程度に）なる可能性があったが、本実施形態によれば、位置ずれ検査ユニット３０によるヘッド面２１ｃにおけるテープＴの位置ずれ検出結果に基づいてロボット４１によるワークＷの押し当て位置が補正されるので、±１ｍｍ以下の高い精度でワークＷの所定位置へテープＴを貼り付けることができる。

また、位置ずれ検査ユニット３０において、撮像手段としてのＣＣＤカメラ３１が、ヘッド面２１ｃに保持されたテープＴの画像を撮像し、画像認識手段としてのカメラコントローラ３２が、ＣＣＤカメラ３１によって撮像されたテープＴの画像を認識し、その認識結果に基づいてテープＴの位置ずれを検出する。特に、マスタ位置情報記憶手段としてのＨＤＤ３２ｄが、テープＴの特定の複数箇所におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、カメラコントローラ３２は、テープＴの特定の複数箇所におけるエッジを認識し、その認識されたテープＴの特定の複数箇所におけるエッジの位置情報とＨＤＤ３２ｄに記憶された特定の複数箇所のマスタ位置情報とに基づいてテープＴの位置ずれを検出することができる。よって、テープ取り出しヘッド２１におけるテープＴの位置ずれを、公知の装置を利用したＣＣＤカメラ３１とコンピュータであるカメラコントローラ３２とにより高精度に検出することができる。また、テープＴの特定の複数箇所におけるエッジのみを認識するので、カメラコントローラ３２における負荷が少なく高速処理が可能となる。

特に、ＨＤＤ３２ｄは、テープＴの特定の三箇所におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、カメラコントローラ３２は、テープＴの特定の三箇所におけるエッジを認識するので、テープＴの傾きをも含む位置ずれを確実に検出することができる。すなわち、テープＴが傾いた状態で貼付けられていても二箇所以下のエッジの位置が一致する場合が起こり得るが、テープＴの特定の三箇所以上におけるエッジを認識することにより、テープＴの角度ずれをも確実に検出できる。

そして、ロボットコントローラ４２は、ロボット４１の押し当て方向に垂直な平面内における位置及び傾き角度についてワークＷの押し当て位置を補正するので、ロボット４１は、テープ取り出しヘッド２１に保持されたテープＴに対してワークＷを押し当てることによって、テープ取り出しヘッド２１のヘッド面２１ｃにおけるテープＴの位置及び角度ずれに拘わることなく、ワークＷの所定位置へより高精度にテープＴを貼り付けることができる。

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。

例えば、前記実施形態では、テープＴの特定の複数箇所におけるエッジのマスタ位置情報と実際の認識結果とに基づいてテープＴの位置ずれを検出する構成としたが、画像のパターンマッチングによりテープＴの位置ずれを検出する構成としてもよい。すなわち、ＨＤＤ３２ｄがテープＴの一部又は全体の画像パターンを記憶し、カメラコントローラ３２がテープＴの一部又は全体の画像パターンを認識し、その認識されたテープの一部又は全体の画像パターンと、ＨＤＤ３２ｄに記憶されたテープの一部又は全体の画像パターンとのパターンマッチングを実施する。本変形例においても、テープＴの傾きをも含む位置ずれを高精度に検出することができる。

また、前記実施形態では、ＣＣＤカメラ３１をロボット４１とは別に設置した例を示したが、ロボット４１のハンド４１ａ又はアーム４１ｂにＣＣＤカメラ３１を取付ける構成としてもよい。図１２は、変形例においてロボット４１のハンド４１ａに取付けたＣＣＤカメラ３１によりテープＴを撮像する様子を示す図である。本変形例によれば、装置全体をよりコンパクトに構成できると共に、テープ取り出しヘッド２１をテープ貼付け動作位置３に停止させた状態でテープＴの位置ずれ検出からワークＷの押し当てによるテープＴの貼付けまでを実行可能である。

本発明は、テープ貼付け装置においてワークの所定位置へ高精度にテープを貼り付けることが必要な場合に利用可能である。

本発明の一実施形態のテープ貼付け装置の全体構成を示す模式図である。 ワークをハウジング端面側から視た図である。 （ａ）はテープの平面図であり、（ｂ）はテープがワークのハウジング端面の所定位置に貼付けられた状態を示す図である。 台紙ロールを示す斜視図である。 テープ取り出し・搬送機構の概略構成を示す模式図である。 位置ずれ検査ユニットの概略構成を示す模式図である。 （ａ）はテープ剥離機構のエッジ部材によってテープが剥離される様子を示す図であり、（ｂ）はテープがテープ取り出しヘッドのヘッド面上に取り出される様子を示す図である。 （ａ）はテープがマスタ位置に設置された状態におけるＣＣＤカメラによる撮像を説明するための模式図であり、（ｂ）はテープ取り出しヘッドに取り出されたテープのＣＣＤカメラによる撮像を説明するための模式図である。 （ａ）は傾き角θ_１、θ_０とそれらの差分Δθとの関係を示す図であり、（ｂ）は傾き角θ_０＝０°の場合のΔθを示す図である。 ロボットがワークを下降させてテープ取り出しヘッドのヘッド面に保持されたテープに押し当てる様子を示す図である。 ロボットがテープの貼付けられたワークを上昇させる様子を示す図である。 変形例においてロボットのハンドに取付けたＣＣＤカメラによりテープを撮像する様子を示す図である。 （ａ）は従来例においてロボットがワークを下降させてテープ取り出しヘッドのヘッド面に保持されたテープに押し当てる様子を示す図であり、（ｂ）はテープの貼付けられたワークを上昇させる様子を示す図である。

符号の説明

１ テープ貼付け装置
１０ テープ剥離機構
２０ テープ取り出し・搬送機構
２１ テープ取り出しヘッド
２１ｃ ヘッド面
３０ 位置ずれ検査ユニット（位置ずれ検出手段）
３１ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
３２ カメラコントローラ（画像認識手段）
３２ｄ ＨＤＤ（マスタ位置情報記憶手段）
４０ ロボットユニット
４１ ロボット（ワーク押し当て手段）
４２ ロボットコントローラ（補正手段）
５０ ホストコントローラ
Ｗ ワーク
Ｔ テープ

Claims (8)

1. 粘着面を有するテープをワークの所定位置に自動的に貼り付けるように構成されたテープ貼付け装置において、
   前記テープを前記粘着面を表に向けてヘッド面に取り出し保持するテープ取り出しヘッドと、
   前記テープ取り出しヘッドの前記ヘッド面にて保持された前記テープに対して前記ワークを押し当てるワーク押し当て手段と、
   前記テープ取り出しヘッドの前記ヘッド面における前記テープの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
   前記位置ずれ検出手段による検出結果に基づいて前記ワーク押し当て手段による前記ワークの押し当て位置を補正する補正手段と
   を備えたことを特徴とするテープ貼付け装置。
2. 前記位置ずれ検出手段は、テープ取り出しヘッドの前記ヘッド面にて保持された前記テープの画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記テープの画像の一部又は全体を認識する画像認識手段とを備え、前記画像認識手段による認識結果に基づいて前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする請求項１に記載のテープ貼付け装置。
3. 前記位置ずれ検出手段は、前記テープのマスタ位置情報を予め記憶するマスタ位置情報記憶手段を備え、前記位置ずれ検出手段は、前記画像認識手段によって認識された画像の一部又は全体の位置情報と前記マスタ位置情報記憶手段に記憶された前記マスタ位置情報とに基づいて前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする請求項２に記載のテープ貼付け装置。
4. 前記マスタ位置情報記憶手段は、前記テープの特定の複数箇所におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、
   前記画像認識手段は、前記テープの前記特定の複数箇所におけるエッジを認識し、
   前記位置ずれ検出手段は、前記画像認識手段によって認識された前記テープの前記特定の複数箇所におけるエッジの位置情報と前記マスタ位置情報記憶手段に記憶された前記特定の複数箇所のマスタ位置情報とに基づいて前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする請求項３に記載のテープ貼付け装置。
5. 前記マスタ位置情報記憶手段は、前記テープの特定の三箇所以上におけるエッジのマスタ位置情報を記憶し、
   前記画像認識手段は、前記テープの前記特定の三箇所以上におけるエッジを認識することを特徴とする請求項４に記載のテープ貼付け装置。
6. 前記マスタ位置情報記憶手段は、前記テープの一部又は全体の画像パターンを記憶し、
   前記画像認識手段は、前記テープの一部又は全体の画像パターンを認識し、
   前記位置ずれ検出手段は、前記画像認識手段によって認識された前記テープの一部又は全体の画像パターンと、前記マスタ位置情報記憶手段に記憶された前記テープの一部又は全体の画像パターンとのパターンマッチングを実施することにより前記テープの位置ずれを検出することを特徴とする請求項３に記載のテープ貼付け装置。
7. 前記撮像手段は、前記ワーク押し当て手段に取付けられたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のテープ貼付け装置。
8. 前記補正手段は、前記ワーク押し当て手段の押し当て方向に垂直な平面内における位置及び傾き角度について前記ワークの押し当て位置を補正することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のテープ貼付け装置。

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