JP2010228899A - 搬送位置決め方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲４面のうち例えば両側面が複雑な形状のワークに対して汎用性があり、両側面の形状が複雑な多くの機種のワークに対して汎用性がある搬送位置決め方法及び装置を提供すること。
【解決手段】搬送位置決め方法は、搬送されるシリンダブロック１の前方端部２を基準面４１に対して当接させるステップＳ２と、シリンダブロックの側部５に設定された基準点６に対して計測器６０のロッド６２を基準面と平行に突き当てることにより原点から基準点までの距離を計測するステップＳ３と、シリンダブロックをカメラ７０で撮影することによりシリンダブロックの機種を判別するステップＳ４と、計測された距離と判別された機種とによりシリンダブロックの中心位置を割り出すステップＳ５と、割り出されたシリンダブロックの中心位置にローダ３０を移動させるステップＳ６と、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、搬送位置決め方法及び装置に関する。詳しくは、コンベヤにより搬送されるワークの位置決めを行う搬送位置決め方法及び装置に関する。

従来から、コンベヤにより搬送されるワークを例えばローダにより所定位置で吊り上げるために、ワークの位置決めを行う搬送位置決め装置がある。
例えば、コンベヤ上の所定位置にワークを停止させ、周囲四方向からワークを挟み込むことによりワークの位置を認識する装置が提案されている。

また、次のような装置も提案されている（特許文献１参照）。すなわち、ワークを載せたパレットをコンベヤにより搬送し、所定位置でパレットの前進を停止させ、搬送方向に対してワークの左右両側を左右から挟んで固定する。ワークの搬送方向前方からロボットを移動させ、接触センサがワークを検出した位置でロボットの移動を停止させる。これにより、ロボットに対するワークの位置を認識する。

特開昭６０−２４２９８７号公報

しかしながら、ワークを周囲四方向から挟み込む装置の場合は、ワークの周囲４面全てが平坦に近い比較的単純な形状であることが必要である。例えば１面でも凹凸のある複雑な形状のワークの場合は、その面を反対側の面に対して挟み込むことが困難であり、ワークの位置決めが困難である。

特許文献１に記載された装置の場合は、搬送方向に対してワークの左右両側は平坦に近い比較的単純な形状であることが必要である。また、ワークの搬送方向前部も接触センサが接触するのに適した平坦に近い形状であることが要求される。したがって、周囲４面のうち例えば両側面が凹凸のある複雑な形状のワークの場合は、その両側面を左右から挟むことが困難であり、また、一方の側面を接触センサによる接触面とすることも困難である。よって、ワークの位置決めが困難である。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、周囲４面のうち例えば両側面が複雑な形状のワークに対して汎用性があり、両側面の形状が複雑な多くの機種のワークに対して汎用性がある搬送位置決め方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の搬送位置決め方法は、搬送されるワーク（例えば、後述のワークＷ）の搬送方向前部（例えば、後述の前方端部２）を基準面（例えば、後述の基準面４１）に対して当接させる工程（例えば、後述のステップＳ２）と、ワークの搬送方向側部（例えば、後述の側部５）に設定された基準点（例えば、後述の基準点６）に対して計測器（例えば、後述の計測器６０）の測定部（例えば、後述のロッド６２）を前記基準面と平行に突き当てることにより原点から当該基準点までの距離を計測する工程（例えば、後述のステップＳ３）と、ワークをカメラ（例えば、後述のカメラ７０）で撮影することによりワークの機種を判別する工程（例えば、後述のステップＳ４）と、計測された前記距離と判別された前記機種とによりワークの中心位置を割り出す工程（例えば、後述のステップＳ５）と、割り出されたワークの中心位置にローダ（例えば、後述のローダ３０）を移動させる工程（例えば、後述のステップＳ６）と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、搬送方向両側部が凹凸のある比較的複雑な形状のワークに対して汎用性がある。また、計測器による原点から基準点までの距離計測と、カメラ撮影によるワークの機種判別とによってワークの中心位置を割り出すことで、機種が異なるワークに対して汎用性がある。

本発明の搬送位置決め方法は、搬送されるワークの搬送方向前部を基準面に対して当接させる工程（例えば、後述のステップＳ１２）と、ワークをカメラで撮影することによりワークの機種を判別する工程（例えば、後述のステップＳ１３）と、計測器の位置が前記判別された機種のワークの搬送方向側部に設定された基準点に対応しているか否かを判定する工程（例えば、後述のステップＳ１４）と、前記計測器の位置がワークの前記基準点に対応していない場合に当該計測器を当該基準点に対応する位置に移動させる工程（例えば、後述のステップＳ１５）と、ワークの前記基準点に対して前記計測器の測定部を前記基準面と平行に突き当てることにより原点から当該基準点までの距離を計測する工程（例えば、後述のステップＳ１６）と、前記機種と計測された前記距離とによりワークの中心位置を割り出す工程（例えば、後述のステップＳ１７）と、割り出されたワークの中心位置にローダを移動させる工程（例えば、後述のステップＳ１８）と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、上述の効果と同様の効果がある。また、計測器の位置がワークの基準点に対応していない場合には計測器を基準点に対応する位置に移動させることにより、多くの機種のワークに対して汎用性がある。

この場合、前記ワークはエンジンのシリンダブロック又はシリンダヘッドであることが好ましい。

この発明によれば、両側部が凹凸のある複雑な形状のシリンダブロック又はシリンダヘッドの場合でも、シリンダブロック又はシリンダヘッドの当該側部に設定された基準点を利用して原点から当該基準点までの距離を計測することにより、ワークの位置決めを行うことができる。

本発明の搬送位置決め装置（例えば、後述の搬送位置決め装置１０）は、ワークの搬送方向後部（例えば、後述の後方端部３）を押圧することにより、搬送ライン（例えば、後述のローラコンベヤ２０）の所定位置に配置される基準面に対してワークの搬送方向前部を当接させる押圧部材（例えば、後述の押圧部材５０）と、ワークの搬送方向側部に設定された基準点に対して測定部を前記基準面と平行に突き当てることにより原点から当該基準点までの距離を計測する計測器と、ワークを撮影するカメラと、前記カメラの撮影データに基づいてワークの機種を判別すると共に、判別したワークの機種と前記計測器により計測された距離とからワークの中心位置を割り出し、割り出されたワークの中心位置にローダを移動させる制御部（例えば、後述の制御装置８０）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、上述の効果と同様の効果がある。

本発明によれば、周囲４面のうち例えば両側面が複雑な形状のワークに対して汎用性があり、両側面の形状が複雑な多くの機種のワークに対して汎用性があり、搬送ラインに用いる設備の汎用性を向上させることができる。

本発明に係る搬送位置決め装置の一実施形態を示す概略的正面図である。 図１に示す搬送位置決め装置の概略的平面図である。 ワークの一例を示すシリンダブロックの拡大図である。 制御装置のブロック図である。 本発明に係る搬送位置決め方法の第１実施形態を示すフローチャートである。 本発明に係る搬送位置決め方法の第２実施形態を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る搬送位置決め装置１０は、搬送ラインとしてのローラコンベヤ２０により搬送されるワークＷをローダ３０が掴むために、ローラコンベヤ２０の所定位置にワークＷを停止させ、そのワークＷの中心位置にローダ３０を移動させるものである。

具体的には、ワークＷは、例えばエンジンのシリンダブロック又はシリンダヘッドである。図３に示すように、シリンダブロック１の場合、両端部２、３は凹凸が少なく、平面状の部材で挟むことが容易な形状をしている。これに対し、両側部４、５は凹凸のある複雑な形状をしていて、平面状の部材で挟むことが困難である。

シリンダブロック１の側部４又は側部５には、例えばエンジンの型番プレート等を取り付けるための平坦なプレート取り付け部位が形成されている。このプレート取り付け部位には、後述する計測器６０が所定の原点からシリンダブロック１までの距離を測定する場合の基準点６が設定される。

搬送位置決め装置１０は、停止部材４０及び押圧部材５０と、計測器６０と、カメラ７０と、制御装置８０とを備える。

停止部材４０は、ローラコンベヤ２０の搬送路の所定位置に当該搬送路を遮るように設置されて、ローラコンベヤ２０により搬送されてきたワークＷを停止させる。ワークＷの搬送を停止させる停止部材４０の基準面４１は、実質的に平面状に形成されている。

押圧部材５０は、停止部材４０の基準面４１よりも搬送方向手前側に設置され、図示しないソレノイドにより駆動される。押圧部材５０は、通常のワーク搬送工程中はローラコンベヤ２０の搬送路から退避している。ワークＷが停止部材４０の手前付近まで搬送されてきて押圧部材５０を通過したタイミングで、押圧部材５０はローラコンベヤ２０の搬送路に侵入する。

押圧部材５０は、ワークＷの搬送方向後部を押圧面５１で搬送方向に押圧することにより、ワークＷの搬送方向前部を停止部材４０の基準面４１に当接させる。押圧部材５０の押圧面５１は、実質的に平面状に形成され、停止部材４０の基準面４１と平行に配置される。

具体的には、ワークＷがエンジンのシリンダブロック１の場合、端部２が搬送方向前方を向き、端部３が搬送方向後方を向く姿勢を保ってローラコンベヤ２０により搬送される。このシリンダブロック１の後方端部３を押圧部材５０の押圧面５１が搬送方向に押圧して、シリンダブロック１の前方端部２を停止部材４０の基準面４１に当接させる。これにより、シリンダブロック１の前方端部２の向きは停止部材４０の基準面４１と平行になり、シリンダブロック１の後方端部３の向きは押圧部材５０の押圧面５１と平行になる。

停止部材４０の基準面４１と、押圧部材５０の押圧面５１とに挟まれる領域には、ローラコンベヤ２０のローラの間隙を通って搬送路から上昇可能なリフト４５が設置される。リフト４５は、後述するワークＷの位置決め終了後に図示しないソレノイドにより駆動され、ローダ３０がワークＷを掴みやすいようにワークＷを上昇させる。

ローラコンベヤ２０から離れた側方には、ロボット６５が設置される。ロボット６５は、停止部材４０の基準面４１と直交してローラコンベヤ２０の搬送方向と平行に延びるＸ軸と、停止部材４０の基準面４１と平行に延びるＹ軸と、鉛直方向に延びるＺ軸とを有する直交座標系ロボットである。

ロボット６５は、床面に据え付けられたＺ軸支柱６６と、Ｚ軸支柱６６に沿って昇降可能なＸ軸アーム６７と、Ｘ軸アーム６７に沿って移動可能なＹ軸アーム６８とを備える。Ｙ軸アーム６８には、Ｙ軸に沿って停止部材４０の基準面４１と平行に延びる計測器６０が取り付けられる。

これにより、ワークＷの搬送方向先端から基準点としての所定部位までのＸ軸方向長さが機種により変動しても、同様に、ローラコンベヤ２０の搬送面からワークＷの所定部位までのＺ軸方向高さが機種により変動しても、常に、計測器６０の位置をワークＷの所定部位に対応する位置に設定することができる。

具体的には、ワークＷがエンジンのシリンダブロック１の場合、シリンダブロック１の前方端部２から、側部５に設定される基準点６までのＸ軸方向長さが機種により変動しても、それに応じてＹ軸アーム６８をＸ軸アーム６７に沿って移動させることにより、計測器６０の位置をシリンダブロック１の基準点６までのＸ軸方向長さに対応する位置に設定することができる。

同様に、ローラコンベヤ２０の搬送面からシリンダブロック１の基準点６までのＺ軸方向高さが機種により変動しても、それに応じてＹ軸アーム６８をＺ軸支柱６６に沿って昇降させることにより、計測器６０の位置をシリンダブロック１の基準点６までのＺ軸方向高さに対応する位置に設定することができる。

計測器６０は、例えば、ＭＲ素子（磁気抵抗素子）を利用して、シリンダ６１に収容された測定部としてのロッド６２の移動量を検出する。ロボット６５のＹ軸アーム６８にＹ軸に沿って取り付けられた計測器６０のロッド６２の先端をワークＷの所定部位に突き当てると、ロボット６５の座標原点からワークＷの所定部位までのＹ軸方向の距離が判明する。

すなわち、ロボット６５の座標原点からＹ軸アーム６８に取り付けられた計測器６０の基準位置までのＹ軸方向長さと、計測器６０の基準位置からロッド６２の先端までの計測値との和が、ロボット６５の座標原点からワークＷの所定部位までの距離になる。

具体的には、ワークＷがエンジンのシリンダブロック１の場合、計測器６０は、シリンダブロック１の側部５に設定された基準点６に対してロッド６２を基準面４１と平行に突き当てることにより、計測器６０の基準位置からシリンダブロック１の基準点６までの距離を計測する。計測された距離データは制御装置８０に入力される。

停止部材４０と押圧部材５０とに挟まれる領域の近傍には、ワークＷを撮影するカメラ７０が設置される。カメラ７０は、ワークＷに表示されたバーコードを撮影して読み取るバーコード読み取りカメラである。

具体的には、ワークＷがエンジンのシリンダブロック１の場合、シリンダブロック１の例えば側部５にはエンジンの機種を表す所定のバーコードが貼付される。カメラ７０は、シリンダブロック１のバーコードの読み取りに適した位置に設置される。シリンダブロック１のバーコードの読み取りデータを含むカメラ７０の撮影データは、制御装置８０に入力される。

図４に示すように、制御装置８０は、ワーク搬送位置判定部８１と、押圧部材作動指示部８２と、ワーク機種判別部８３と、計測器位置判定部８４と、ロボットＸＺ軸作動指示部８５と、ワーク距離計測部８６と、ワーク中心位置割り出し部８７と、ローダ作動指示部８８と、記憶部８９とを備える。記憶部８９には、ワークＷの機種データ及び、ロボット６５の座標原点と停止部材４０の基準面４１とのＸ軸方向偏倚が記憶されている。

ワーク搬送位置判定部８１は、ローラコンベヤ２０の搬送路に設置された図示しないセンサからの入力により、ワークＷが所定位置まで搬送されたか否かを判定する。このセンサは、例えば、ワークＷが停止部材４０の手前付近まで搬送されてきて押圧部材５０を通過する位置に設置することができる。

押圧部材作動指示部８２は、押圧部材５０を作動させる。すなわち、所定位置まで搬送されてきたワークＷの搬送方向前部を基準面４１に対して当接させるように、押圧部材５０はワークＷの搬送方向後部を搬送方向に押圧させる。

ワーク機種判別部８３は、カメラ７０に撮影信号を出力してワークＷを撮影させる。カメラ７０から入力される撮影データに基づいてワークＷの機種を判別する。すなわち、撮影データに含まれるバーコードに表示されている機種データを、記憶部８９に記憶されている機種データと照合してワークＷの機種を判別する。

計測器位置判定部８４は、記憶部８９に記憶されている機種データに含まれる基準点の位置データと、計測器６０の位置とが対応しているか否かを判定する。

ロボットＸＺ軸作動指示部８５は、ワークＷに設定された基準点の位置データと計測器６０の位置とが対応していない場合に、ロボット６５のＸ軸又はＺ軸を作動させて計測器６０をワークＷの基準点に対応する位置へ移動させる。

ワーク距離計測部８６は、ロボット６５のＹ軸を作動させて、ワークＷに設定された基準点に対して計測器６０のロッド６２を基準面４１と平行に突き当てることにより、ロボット６５の座標原点からワークＷの基準点までの距離を計測する。

ワーク中心位置割り出し部８７は、記憶部８９に記憶されている機種データに含まれる各機種別の中心位置データと、ワーク機種判別部８３により判別した機種及びワーク距離計測部８６により計測した距離とから、ワークＷの中心位置を割り出す。

ローダ作動指示部８８は、ワーク中心位置割り出し部８７で割り出したワークＷの中心位置データをローダ３０へ送信し、ローダ３０を作動させてワークＷの中心位置へ移動させる。

次に、図５及び図６を参照して、制御装置８０の動作について説明する。図５は、本発明に係る搬送位置決め方法の第１実施形態を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、制御装置８０によりワークＷが所定位置まで搬送されたか否かを判定する。具体的には、シリンダブロック１がローラコンベヤ２０により押圧部材５０を通過する位置まで搬送されたか否かを判定する。
この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ２に移り、ＮＯの場合は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ２では、制御装置８０により、押圧部材５０を作動させてワークＷの搬送方向前部を基準面４１に対して当接させる。具体的には、シリンダブロック１の後方端部３を押圧部材５０が搬送方向に押圧してシリンダブロック１の前方端部２を停止部材４０の基準面４１に当接させる。

ステップＳ３では、制御装置８０によりワークＷの基準点までの距離を計測する。具体的には、ロボット６５のＹ軸を作動させて、シリンダブロック１の側部５に設定された基準点６に対して計測器６０のロッド６２を基準面４１と平行に突き当てることにより、ロボット６５の座標原点からシリンダブロック１の基準点６までの距離を計測する。

ステップＳ４では、制御装置８０によりワークＷの機種を判別する。具体的には、カメラ７０に撮影信号を出力してシリンダブロック１を撮影させ、カメラ７０から入力される撮影データに基づいてシリンダブロック１の機種を判別する。すなわち、撮影データに含まれるバーコードに表示されている機種データを、記憶部８９に記憶されている機種データと照合してシリンダブロックの機種を判別する。

ステップＳ５では、制御装置８０により距離と機種とからワークＷの中心位置を割り出す。具体的には、記憶部８９に記憶されている機種データに含まれる各機種別の中心位置データと、ステップＳ３で計測した距離及びステップＳ４で判別した機種とから、シリンダブロック１の中心位置を割り出す。

ステップＳ６では、制御装置８０により、ワークＷの中心位置にローダ３０を移動させる。具体的には、ステップＳ５で割り出したシリンダブロック１の中心位置データをローダ３０へ送信し、ローダ３０を作動させてシリンダブロック１の中心位置へ移動させる。

ローダ３０がシリンダブロック１の中心位置に到達したら、ローダ３０がシリンダブロック１を掴みやすい高さまでリフト４５がシリンダブロック１を上昇させる。続いてローダ３０がシリンダブロック１を掴む。そして、ローダ３０がシリンダブロック１を懸吊して次工程まで搬送する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）搬送方向両側部４、５が凹凸のある複雑な形状のシリンダブロック１に対して汎用性がある。したがって、周囲４面のうち両側２面が複雑な形状のワークＷに対して汎用性がある。
（２）計測器６０による原点から基準点６までの距離計測と、カメラ７０の撮影によるワークの機種判別とによってシリンダブロック１の中心位置を割り出すことで、機種が異なるシリンダブロック１に対して汎用性がある。したがって、両側面の形状が複雑で機種が異なるワークＷに対して汎用性がある。
（３）後述する搬送位置決め方法の第２実施形態の場合のように、図６に示すフローチャートのステップＳ１４、Ｓ１５を必要としない。そのため、制御装置８０には計測器位置判定部８４及びロボットＸＺ軸作動指示部８５が不要であり、制御装置８０の構成を簡略化することができる。

図６は、本発明に係る搬送位置決め方法の第２実施形態を示すフローチャートである。
ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３は、図５に示すフローチャートのステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４とそれぞれ同様のものであるので、説明を省略する。

ステップＳ１４では、制御装置８０により、計測器６０の位置は該当機種の基準点に対応しているか否かを判定する。すなわち、記憶部８９に記憶されている機種データに含まれる基準点の位置データと、計測器６０の位置とが対応しているか否かを判定する。
この判定がＮＯの場合は、ステップＳ１５に移り、ＹＥＳの場合は、ステップＳ１６に移る。

ステップＳ１５では、計測器６０をワークＷの基準点に対応する位置へ移動させる。具体的には、ロボット６５のＸ軸又はＺ軸を作動させることにより計測器６０をシリンダブロック１の基準点６に対応する位置へ移動させる。

ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８は、図５に示すフローチャートのステップＳ３、Ｓ５、ステップＳ６とそれぞれ同様のものであるので、説明を省略する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（４）計測器６０の位置がシリンダブロック１の基準点６に対応していない場合には計測器６０を基準点６に対応する位置に移動させることにより、多くの機種のシリンダブロック１に対して汎用性がある。したがって、両側面の形状が複雑な多くの機種のワークＷに対して汎用性があり、搬送ラインに用いる設備の汎用性を向上させることができる。

なお、図２に鎖線で示すように、ローラコンベヤ２０のフレームに計測器６０と同様の計測器６０ｖを取り付ける。そして、この計測器６０ｖを用いて停止部材４０の基準面４１から押圧部材５０の押圧面５１までのＸ軸方向距離を求めることで、シリンダブロック１の両端部２、３間の長さを計測することも可能である。

１…シリンダブロック
２…前方端部（搬送方向前部）
３…後方端部（搬送方向後部）
４，５…側部（搬送方向側部）
６…突き当て部位（基準点）
１０…搬送位置決め装置
２０…ローラコンベヤ（搬送ライン）
３０…ローダ
４１…基準面
５０…押圧部材
６０…計測器
６２…ロッド（測定部）
７０…カメラ
８０…制御装置（制御部）
Ｗ…ワーク

Claims (4)

1. 搬送されるワークの搬送方向前部を基準面に対して当接させる工程と、
   ワークの搬送方向側部に設定された基準点に対して計測器の測定部を前記基準面と平行に突き当てることにより原点から当該基準点までの距離を計測する工程と、
   ワークをカメラで撮影することによりワークの機種を判別する工程と、
   計測された前記距離と判別された前記機種とによりワークの中心位置を割り出す工程と、
   割り出されたワークの中心位置にローダを移動させる工程と、
   を含むことを特徴とする搬送位置決め方法。
2. 搬送されるワークの搬送方向前部を基準面に対して当接させる工程と、
   ワークをカメラで撮影することによりワークの機種を判別する工程と、
   計測器の位置が前記判別された機種のワークの搬送方向側部に設定された基準点に対応しているか否かを判定する工程と、
   前記計測器の位置がワークの前記基準点に対応していない場合に当該計測器を当該基準点に対応する位置に移動させる工程と、
   ワークの前記基準点に対して前記計測器の測定部を前記基準面と平行に突き当てることにより原点から当該基準点までの距離を計測する工程と、
   前記機種と計測された前記距離とによりワークの中心位置を割り出す工程と、
   割り出されたワークの中心位置にローダを移動させる工程と、
   を含むことを特徴とする搬送位置決め方法。
3. 請求項１又は２に記載の搬送位置決め方法において、
   前記ワークはエンジンのシリンダブロック又はシリンダヘッドであることを特徴とする搬送位置決め方法。
4. ワークの搬送方向後部を押圧することにより、搬送ラインの所定位置に配置される基準面に対してワークの搬送方向前部を当接させる押圧部材と、
   ワークの搬送方向側部に設定された基準点に対して測定部を前記基準面と平行に突き当てることにより原点から当該基準点までの距離を計測する計測器と、
   ワークを撮影するカメラと、
   前記カメラの撮影データに基づいてワークの機種を判別すると共に、判別したワークの機種と前記計測器により計測された距離とからワークの中心位置を割り出し、割り出されたワークの中心位置にローダを移動させる制御部と、
   を備えることを特徴とする搬送位置決め装置。

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