JP2011161615A - Device and method for recovering workpiece from hanger line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハンガーラインからのワーク回収装置及び方法に関する。 The present invention relates to a workpiece collection apparatus and method from a hanger line.
部品の外面塗装などを行うための生産ラインとしてハンガーラインが知られている。
ハンガーラインは、ワークを吊り下げる複数のハンガーが搬送ライン（コンベア）に取り付けられ、ハンガーに設けられたフック（吊下げ部）にワーク（又はワークの吊下げ治具）を引っ掛けて、吊り下げられた状態とすることでワークを供給し搬送する装置である。以下、フックを有するハンガーを単に「ハンガー」と呼ぶ。
A hanger line is known as a production line for performing exterior coating of parts.
The hanger line is hung by attaching a plurality of hangers to suspend the workpiece to the transfer line (conveyor) and hooking the workpiece (or workpiece hanging jig) on the hook (hanging part) provided on the hanger. It is a device that feeds and transports a workpiece by setting it to a closed state. Hereinafter, the hanger having the hook is simply referred to as “hanger”.
ハンガーラインにおいて、ハンガーに吊り下げられた状態で搬送されたワークは、例えば塗装装置内の塗装ブースを通過し、人、ロボット、又は自動装置によりスプレーガン等を用いて塗装される。次にワークは、搬送されながら自然乾燥又は乾燥装置により塗装面が乾燥され、次いで、ハンガーのフックから取り外して回収される。
一般的にハンガーラインは、閉じたループ状になっており、ワークの供給位置と回収位置は近傍で行われる。また上述の例では、ハンガーラインは塗装ラインであるが、ハンガーラインは、これに限定されず、その他のライン、例えばラインサイドへの部品供給などにも利用される。
In the hanger line, the work conveyed while being hung on the hanger passes, for example, a painting booth in the painting apparatus, and is painted using a spray gun or the like by a person, a robot, or an automatic device. Next, the coated surface is dried by a natural drying or drying device while being conveyed, and then removed from the hanger hook and collected.
In general, the hanger line has a closed loop shape, and the workpiece supply position and the collection position are close to each other. In the above example, the hanger line is a paint line, but the hanger line is not limited to this, and is also used for supplying parts to other lines, for example, the line side.
従来、上述したハンガーラインにおけるワークの供給は、移動するハンガーの速度に合わせながら、作業員がワークをハンガーのフックに吊下げることで通常行なわれていた。
また、これを自動化する手段として、特許文献１，２が既に提案され、既に一部で実施されている。
Conventionally, the above-described supply of workpieces on the hanger line is usually performed by an operator hanging the workpiece on a hanger hook while matching the speed of the moving hanger.
Further, Patent Documents 1 and 2 have already been proposed as means for automating this, and some of them have already been implemented.
特許文献１は、ハンガーを一旦流れから切り離し、定位置に停止させてワークの供給を行うものである。
特許文献２は、搬送コンベアと同期して移動する位置決め装置でハンガーに吊るされたワークをガイドし、これと同期するものである。
In Patent Document 1, a hanger is once disconnected from a flow, stopped at a fixed position, and a workpiece is supplied.
In Patent Document 2, a workpiece hung on a hanger is guided and synchronized with a positioning device that moves in synchronization with a conveyor.
上述した従来例は、ワークの供給に関するものであり、ハンガーラインからワークを回収する手段は、従来提案されていない。 The above-described conventional example relates to workpiece supply, and no means for recovering the workpiece from the hanger line has been proposed in the past.
また、上述した従来のワーク供給手段には、以下のような問題点があった。
（１）ワークの供給を手作業で行う場合、一連の塗装工程の所要時間が短い場合に、その所要時間に見合うようにワークを供給する必要があり、そのために多数の作業員が必要となる。
また、ハンガーラインにより吊り下げられ、振れ動く状態のワークに近接しながらの作業のため、ワークと人が接触する可能性や、ワークの取り外し損ないによるワークと人の接触やワークの損傷の可能性がある。またそのため、ハンガーラインの高速化が困難である。
Further, the conventional workpiece supply means described above has the following problems.
(1) When supplying workpieces manually, if the time required for a series of painting processes is short, it is necessary to supply the workpiece to meet the required time, which requires a large number of workers. .
Also, because the work is suspended by the hanger line and close to the swinging work, there is a possibility of contact between the work and a person, and there is a possibility of contact between the work and a person due to failure to remove the work or damage to the work. There is. For this reason, it is difficult to increase the speed of the hanger line.
（２）特許文献１の場合、ハンガーを一旦流れから切り離し、定位置に停止させ、ワークの吊り下げ完了後にハンガーラインに戻すために、特別な付帯設備等が必要となる。
また、特許文献１の場合、フックの方向が限定される場合にしか対応できない、もしくはフックの方向を事前にある方向又はある範囲にするための付帯設備等が必要となる。
さらに、特許文献１の実施例に示される複数のワークを同一のハンガーに掛ける場合では、フックにワークを掛けた後でも、ハンガー全体がワークの自重等で傾かないようなハンガー構成が必要となる。
(2) In the case of Patent Document 1, a special accessory is required to disconnect the hanger from the flow, stop the hanger at a fixed position, and return the hanger to the hanger line after the suspension of the workpiece is completed.
Further, in the case of Patent Document 1, it is only possible to deal with a case where the hook direction is limited, or an incidental facility for setting the hook direction to a certain direction or a certain range in advance is required.
Furthermore, in the case where a plurality of workpieces shown in the embodiment of Patent Document 1 are hung on the same hanger, a hanger configuration is required so that the entire hanger does not tilt due to the weight of the workpiece even after the workpiece is hung on the hook. .
（３）特許文献２の場合、ハンガーに吊るされたワークを案内するための付帯設備が必要となる。
また、特許文献２の場合、フックの方向が限定される場合にしか対応できない、もしくはフックの方向を事前にある方向又はある範囲にするための付帯設備等が必要となる。
さらに、ハンガーやワークの動きではなく、それに吊るされたコンベアの動きをモニタし、かつガイドはハンガー又はワークに接触するため、ガイド内で接触時に外乱等でハンガーやワークが振れてしまうと、装置が停止する原因となる。もしくはそれらを吸収した上で移載可能とする移載装置が必要となる。
(3) In the case of Patent Document 2, incidental equipment for guiding a work suspended on a hanger is required.
Further, in the case of Patent Document 2, it is only possible to deal with the case where the direction of the hook is limited, or incidental equipment for setting the direction of the hook to a certain direction or a certain range in advance is required.
Furthermore, not the movement of the hanger or workpiece, but the movement of the conveyor hung on it is monitored, and the guide contacts the hanger or workpiece. Will stop. Alternatively, a transfer device that can transfer them after absorbing them is required.
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。
すなわち、本発明の目的は、ハンガーラインにおいて移動する複数のハンガーに吊下げられたワークを、ハンガーの移動を停止することなく、かつフックの方向を制限することなく、特別な付帯設備を用いずに、ハンガーから安全かつ確実に回収することができ、これにより人手に頼らずにハンガーラインからのワーク回収が可能となるとともに、ハンガーラインの速度を高めることができるハンガーラインからのワーク回収装置及び方法を提供することにある。
The present invention has been developed to solve the above-described problems.
That is, the object of the present invention is to use a work attached to a plurality of hangers moving on the hanger line without stopping the movement of the hangers and without restricting the direction of the hooks and using no special incidental equipment. In addition, it is possible to safely and surely collect from the hanger, thereby enabling the workpiece recovery from the hanger line without relying on human hands, and the workpiece recovery device from the hanger line capable of increasing the speed of the hanger line and It is to provide a method.
本発明によれば、ワークを把持するハンドを有し該ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
該ロボットを制御するロボット制御装置と、
ハンガーライン内を移動するワークの画像を撮影するワーク撮像装置と、
ハンガーライン内を移動するハンガーの画像を撮影するハンガー撮像装置と、
ロボット制御装置へハンドの手先軌道を出力するリアルタイム計算機と、を備え、
前記ワーク画像に基づきワークの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてハンドをワークの移動に追従させてワークをハンドで把持し、
次いで、前記ハンガー画像に基づき前記ハンガーに設けられたフックの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてワークを把持したハンドをフックの移動に追従させてフックからワークを取り外す、ことを特徴とするハンガーラインからのワーク回収装置が提供される。
According to the present invention, a robot having a hand for gripping a workpiece and capable of moving the hand three-dimensionally;
A robot controller for controlling the robot;
A workpiece imaging device that captures an image of a workpiece moving in the hanger line;
A hanger imaging device for taking an image of a hanger moving in the hanger line;
A real-time computer that outputs the hand trajectory of the hand to the robot controller,
The position and orientation of the workpiece are detected based on the workpiece image, the hand is made to follow the movement of the workpiece based on the detection result, and the workpiece is gripped by the hand,
Next, the position and posture of the hook provided on the hanger are detected based on the hanger image, and the work is removed from the hook by causing the hand holding the work to follow the movement of the hook based on the detection result. The workpiece collection device from the hanger line is provided.
本発明の実施形態によれば、前記リアルタイム計算機は、前記フックからワークを取り外す回収基本軌道を記憶する記憶装置と、
前記ワーク画像に基づき前記ワークの位置と姿勢を検出するワーク画像処理装置と、
前記ハンガー画像に基づき前記フックの位置と姿勢を検出するフック画像処理装置と、
前記ワークの位置と姿勢から、ハンドをワークの移動に追従させてワークを把持できる位置まで移動させるアプローチ動作と、前記回収基本軌道に基づき移動するフックからワークを取り外す回収動作とに必要なハンドの手先軌道を出力する軌道計算装置と、を備える。
According to an embodiment of the present invention, the real-time computer includes a storage device that stores a recovery basic trajectory for removing a workpiece from the hook;
A workpiece image processing device for detecting the position and orientation of the workpiece based on the workpiece image;
A hook image processing device for detecting the position and posture of the hook based on the hanger image;
From the position and posture of the workpiece, an approach operation for moving the hand to a position where the workpiece can be gripped by following the movement of the workpiece, and a recovery operation for removing the workpiece from the hook that moves based on the recovery basic trajectory. A trajectory calculation device that outputs a hand trajectory.
また、前記ハンガー、フック又はワークは、画像処理用のマーカー又は特徴点を有しており、
前記画像処理装置は、前記マーカー又は特徴点に基づき前記フックの位置と姿勢を検出する。
The hanger, hook or workpiece has a marker or feature point for image processing,
The image processing device detects the position and posture of the hook based on the marker or feature point.
また、前記ロボットの鉛直な旋回中心が、ハンガーライン内のフックの移動経路の真上もしくは真下又は真上もしくは真下の近傍に設定されている、ことが好ましい。 Further, it is preferable that the vertical turning center of the robot is set immediately above or directly below the hook movement path in the hanger line, or near or directly above or below.
また、本発明によれば、ワークを把持するハンドを有し該ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
該ロボットを制御するロボット制御装置と、
ハンガーライン内を移動するワークの画像を撮影するワーク撮像装置と、
ハンガーライン内を移動するハンガーの画像を撮影するハンガー撮像装置と、
ロボット制御装置へハンドの手先軌道を出力するリアルタイム計算機と、を備え、
前記ワーク画像に基づきワークの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてハンドをワークの移動に追従させてワークをハンドで把持し、
次いで、前記ハンガー画像に基づき前記ハンガーに設けられたフックの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてワークを把持したハンドをフックの移動に追従させてフックからワークを取り外す、ことを特徴とするハンガーラインからのワーク回収方法が提供される。
Further, according to the present invention, a robot having a hand for gripping a workpiece and capable of moving the hand three-dimensionally,
A robot controller for controlling the robot;
A workpiece imaging device that captures an image of a workpiece moving in the hanger line;
A hanger imaging device for taking an image of a hanger moving in the hanger line;
A real-time computer that outputs the hand trajectory of the hand to the robot controller,
The position and orientation of the workpiece are detected based on the workpiece image, the hand is made to follow the movement of the workpiece based on the detection result, and the workpiece is gripped by the hand,
Next, the position and posture of the hook provided on the hanger are detected based on the hanger image, and the work is removed from the hook by causing the hand holding the work to follow the movement of the hook based on the detection result. A method for collecting workpieces from the hanger line is provided.
本発明の実施形態によれば、前記リアルタイム計算機により、
前記フックからワークを取り外す回収基本軌道記憶ステップ（Ａ）と、
前記ワーク画像に基づき前記ワークの位置と姿勢を検出するワーク検出ステップ（Ｂ）と、
前記ハンガー画像に基づき前記フックの位置と姿勢を検出するフック検出ステップ（Ｃ）と、
前記ワークの位置と姿勢から、ハンドをワークの移動に追従させてワークを把持できる位置まで移動させるアプローチ動作と、前記回収基本軌道に基づき移動するフックからワークを取り外す回収動作とに必要なハンドの手先軌道を出力する軌道出力ステップ（Ｄ）と、を実行する。
According to an embodiment of the present invention, the real-time computer
A recovery basic trajectory storage step (A) for removing the workpiece from the hook;
A workpiece detection step (B) for detecting the position and orientation of the workpiece based on the workpiece image;
A hook detection step (C) for detecting the position and orientation of the hook based on the hanger image;
From the position and posture of the workpiece, an approach operation for moving the hand to a position where the workpiece can be gripped by following the movement of the workpiece, and a recovery operation for removing the workpiece from the hook that moves based on the recovery basic trajectory. A trajectory output step (D) for outputting a hand trajectory;
また、前記アプローチ動作において、前記ワークの位置と姿勢で決まるワーク座標に逐次座標変換して、ワークとロボットの相対的な位置と姿勢が、ハンドがワークを把持できる位置になるように、前記手先軌道を生成する。 Further, in the approach operation, coordinate conversion is sequentially performed to work coordinates determined by the position and posture of the work, and the hand and the robot are positioned so that the relative position and posture of the work and the robot can be held by the hand. Generate a trajectory.
また、前記回収動作において、前記フックの位置と姿勢で決まるフック座標に逐次座標変換して、フックとロボットの相対的な位置と姿勢が、前記回収基本軌道になるように、前記手先軌道を生成する。 Further, in the collecting operation, the hand trajectory is generated by sequentially converting the coordinates to the hook coordinates determined by the position and posture of the hook so that the relative position and posture of the hook and the robot become the collecting basic trajectory. To do.
また、前記フックの姿勢に応じた複数の回収動作を予め記憶し、
検出した前記フックの姿勢をパラメータとして、前記複数の回収動作のうち１つを選択し該回収動作に切り換える、ことが好ましい。
In addition, a plurality of collecting operations according to the posture of the hook is stored in advance,
It is preferable that one of the plurality of collecting operations is selected and switched to the collecting operation using the detected posture of the hook as a parameter.
上記本発明の装置及び方法によれば、ワーク撮像装置とハンガー撮像装置によりワークとハンガーの画像をそれぞれ撮影し、ワーク画像に基づきワークの位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてハンドをワークの移動に追従させてワークをハンドで把持し、次いで、ハンガー画像に基づきハンガーに設けられたフックの位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてワークを把持したハンドをフックの移動に追従させてフックからワークを取り外すので、
ハンガーラインにおいて移動する複数のハンガーに吊下げられたワークを、ハンガーの移動を停止することなく、かつフックの方向を制限することなく、特別な付帯設備を用いずに、ハンガーから安全かつ確実に回収することができ、これにより人手に頼らずにハンガーラインからのワーク回収が可能となるとともに、ハンガーラインの速度を高めることができる。
According to the apparatus and method of the present invention, images of the workpiece and the hanger are respectively captured by the workpiece imaging device and the hanger imaging device, the position and orientation of the workpiece are detected based on the workpiece image, and the hand is moved based on the detection result. The workpiece is gripped by the hand following the movement of the workpiece, and then the position and posture of the hook provided on the hanger are detected based on the hanger image, and the hand holding the workpiece is moved to the hook based on the detection result. Since the work is removed from the hook by following it,
Work suspended from multiple hangers moving on the hanger line can be safely and reliably removed from the hangers without stopping the movement of the hangers and without restricting the direction of the hooks. Thus, the workpiece can be collected from the hanger line without relying on human hands, and the speed of the hanger line can be increased.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明によるワーク回収装置の全体構成図であり、図２は、本発明によるワーク回収装置のシステム構成図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a workpiece collection device according to the present invention, and FIG. 2 is a system configuration diagram of a workpiece collection device according to the present invention.
図１及び図２に示すように、本発明のワーク回収装置１０は、ロボット１２、ロボット制御装置１４、フック撮像装置１６、ワーク撮像装置１７、及びリアルタイム計算機１８を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the workpiece collection device 10 of the present invention includes a robot 12, a robot control device 14, a hook imaging device 16, a workpiece imaging device 17, and a real-time computer 18.
ロボット１２は、ワーク１を把持するハンド１１を有し、このハンド１１を３次元的に６自由度に移動可能なロボットである。
ワーク１は、その上部に吊下げリング１ａを有する。吊下げリング１ａは、ハンガーライン２内を移動するハンガー３に設けられたフック４に引っ掛けて、吊り下げるようになっている。
The robot 12 has a hand 11 that holds the workpiece 1 and can move the hand 11 in three dimensions in six degrees of freedom.
The work 1 has a hanging ring 1a at the top thereof. The hanging ring 1 a is hung by hooking on a hook 4 provided on a hanger 3 that moves in the hanger line 2.
この例でハンド１１は、ロボット１２のロボットアーム１２ａの手先部に搭載され、ワーク１を把持して移動できるようになっている。
ハンド１１は、例えば吸着パッドであり、ワーク１を吸着して把持するようになっている。なおハンド１１は、吸着パッドに限定されず、電磁パッドや機械的なハンドであってもよい。
In this example, the hand 11 is mounted on the hand portion of the robot arm 12a of the robot 12 so that the work 11 can be gripped and moved.
The hand 11 is a suction pad, for example, and sucks and grips the work 1. The hand 11 is not limited to the suction pad, and may be an electromagnetic pad or a mechanical hand.
ロボット１２は、この例では、所定の位置に固定された多関節ロボットであるが、本発明はこれに限定されず、その他のロボットであってもよい。 In this example, the robot 12 is an articulated robot fixed at a predetermined position, but the present invention is not limited to this and may be another robot.
ロボット制御装置１４は、ロボット１２を制御する。
すなわち、ロボット制御装置１４は、ロボット１２を制御してロボットアーム１２ａの手先軌道から各関節の回転量を算出し、ロボットアーム１２ａを動作させて、ハンド１１を３次元的に６自由度に移動する。
The robot control device 14 controls the robot 12.
That is, the robot control device 14 controls the robot 12 to calculate the rotation amount of each joint from the hand trajectory of the robot arm 12a, operates the robot arm 12a, and moves the hand 11 three-dimensionally in six degrees of freedom. To do.
フック撮像装置１６は、例えばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラであり、ハンガーライン２内を移動するハンガー３の画像を撮影する。 The hook imaging device 16 is, for example, a CCD camera or a CMOS camera, and takes an image of the hanger 3 that moves in the hanger line 2.
ワーク撮像装置１７は、例えばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラであり、ハンガーライン２内を移動するワーク１の画像を撮影する。
図２において、ワーク撮像装置１７は、固定位置に設置されたワーク撮像装置１７Ａとハンドに設置されたワーク撮像装置１７Ｂとからなる。
The workpiece imaging device 17 is, for example, a CCD camera or a CMOS camera, and takes an image of the workpiece 1 moving in the hanger line 2.
In FIG. 2, the workpiece imaging device 17 includes a workpiece imaging device 17A installed at a fixed position and a workpiece imaging device 17B installed on the hand.
なお、フック撮像装置１６及びワーク撮像装置１７は、固定式のカメラに限定されず、ハンド又はロボットアームの手先部に取り付けたカメラであってもよい。また、フック撮像装置１６及びワーク撮像装置１７は、１台ずつに限定されず、１台を共用したり、２台以上が連携するようにしてもよい。 The hook imaging device 16 and the workpiece imaging device 17 are not limited to a fixed camera, and may be a camera attached to a hand or a hand portion of a robot arm. Further, the hook imaging device 16 and the workpiece imaging device 17 are not limited to one unit, but one unit may be shared or two or more units may cooperate.
図３は、本発明によるハンガーラインからのワーク回収のイメージ図である。
この図において、フック撮像装置１６は、ハンガーライン２の上部に下向きに固定されており、フック４からワーク１を取り外すためのワーク回収エリア内でハンガーライン２内を移動するハンガー３のデジタル画像５Ａを撮影し、リアルタイム計算機１８（図２参照）へ逐次出力するようになっている。
また、ワーク撮像装置１７Ａは、ハンガーライン２の下部に横向きに固定され、ワーク撮像装置１７Ｂは、ロボット１２のハンド１１に固定されており、ワーク回収エリア内でハンガーライン２内を移動するワーク１のデジタル画像５Ｂを撮影し、リアルタイム計算機１８（図２参照）へ逐次出力するようになっている。
デジタル画像５Ａ，５Ｂの画素数は、任意であるが、例えば、約３０万画素（横６４０ピクセル×縦４８０ピクセル）を有する。また、撮像装置１６、１７は、デジタル画像５Ａ，５Ｂを一定の制御周期（例えば３０ｆｐｓ：１秒間に３０回）で撮影するようになっている。以下、それぞれのデジタル画像を単にハンガー画像５Ａ及びワーク画像５Ｂという。
FIG. 3 is an image diagram of workpiece collection from the hanger line according to the present invention.
In this figure, the hook imaging device 16 is fixed downward on the hanger line 2, and the digital image 5 </ b> A of the hanger 3 that moves in the hanger line 2 within the work collection area for removing the work 1 from the hook 4. Are sequentially output to the real-time computer 18 (see FIG. 2).
The workpiece imaging device 17A is fixed laterally to the lower part of the hanger line 2, and the workpiece imaging device 17B is fixed to the hand 11 of the robot 12, and the workpiece 1 moves in the hanger line 2 within the workpiece collection area. The digital image 5B is taken and sequentially output to the real-time computer 18 (see FIG. 2).
The number of pixels of the digital images 5A and 5B is arbitrary, but for example, it has about 300,000 pixels (horizontal 640 pixels × vertical 480 pixels). The imaging devices 16 and 17 capture the digital images 5A and 5B at a constant control cycle (for example, 30 fps: 30 times per second). Hereinafter, the respective digital images are simply referred to as a hanger image 5A and a work image 5B.
図４は、フックの位置と姿勢を検出する手段の説明図である。この図において、（Ａ）はハンガー３を上方から撮影した画像５の模式図である。
なお、図１０に示すように、ハンガーには複数フックが固定されているような場合も存在する。
図１０のような場合、本発明において「フックの位置と姿勢を検出する」とは、ハンガー内のフック位置が固定されて、位置姿勢関係が既知の場合はハンガーの位置と姿勢を検出して、ハンガーの基準位置の位置と姿勢から各フックの位置と姿勢を算出する場合も含むものとする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a means for detecting the position and posture of the hook. In this figure, (A) is a schematic view of an image 5 obtained by photographing the hanger 3 from above.
As shown in FIG. 10, there are cases where a plurality of hooks are fixed to the hanger.
In the case as shown in FIG. 10, in the present invention, “detecting the position and posture of the hook” means that the position and posture of the hanger are detected when the hook position in the hanger is fixed and the positional posture relation is known. The case where the position and orientation of each hook is calculated from the position and orientation of the reference position of the hanger is also included.
図４（Ａ）において、ハンガー３の上部にフック４の姿勢を示すマーカー６が設けられている。この例でフック４は一端が開いたループ状であり、ハンガー３の下方に取り付けられ、鉛直軸を中心に自由に揺動するようになっている。
マーカー６は、この例では揺動中心と同心の白丸６ａと、フック４の開口部の方向に位置する黒丸６ｂからなる。フック４の姿勢とは、この例ではフック４の開口部の方向である。
ハンガー画像５Ａにおいて、フックの基準座標系として、フックの基準位置を原点Ｏとし、ラインの送り方向をｘ軸、これに直交する水平方向をｙ軸、フック４のｙ軸に平行な軸からの回転角をθと定義する。
また、フック座標系として、フックの開口部の方向をｙｈ軸、これに直交する水平方向をｘｈ軸、鉛直方向をｚｈ軸と定義する。
さらに、ワーク座標系として、ワークの特徴点を基準に直交３軸、ｘｗ軸、ｙｗ軸、ｚｗ軸を定義する。
この場合、フック４の移動距離Ｌを、ハンガー画像５Ａ上の基準位置Ｏからの白丸６ａの中心位置から検出することができる。また、フック４の開口部を示す回転角θを、白丸６ａと黒丸６ｂの相対角度から検出することができる。
In FIG. 4A, a marker 6 indicating the posture of the hook 4 is provided on the top of the hanger 3. In this example, the hook 4 has a loop shape with one open end, is attached below the hanger 3, and swings freely around the vertical axis.
In this example, the marker 6 includes a white circle 6 a concentric with the center of swing and a black circle 6 b positioned in the direction of the opening of the hook 4. The posture of the hook 4 is the direction of the opening of the hook 4 in this example.
In the hanger image 5A, as the reference coordinate system of the hook, the reference position of the hook is the origin O, the feed direction of the line is the x-axis, the horizontal direction orthogonal to the y-axis is from the axis parallel to the y-axis of the hook 4 The rotation angle is defined as θ.
Also, as a hook coordinate system, y h-axis direction of the opening of the hook, x h-axis in the horizontal direction perpendicular thereto, the vertical direction is defined as z h-axis.
Further, as a work coordinate system, orthogonal three axes in the reference feature points of the workpiece, x w-axis, y w axis defines a z w axis.
In this case, the movement distance L of the hook 4 can be detected from the center position of the white circle 6a from the reference position O on the hanger image 5A. Further, the rotation angle θ indicating the opening of the hook 4 can be detected from the relative angle between the white circle 6a and the black circle 6b.
図４（Ｂ）（Ｃ）は、撮像装置１６とマーカーの別の実施形態図である。
これらの例図４（Ｂ）（Ｃ）において、フック４はハンガー３の下方に紐状部材（ワイヤやロープ）で自由に揺動するように吊り下げられている。
また、図４（Ｂ）において、フック４の複数箇所（この例で３箇所）にマーカー６が設けられ、ステレオカメラ等のフック撮像装置１６によりマーカー６の３次元位置を計測し、フック４の６自由度の位置と姿勢を算出するようになっている。
さらに、図４（Ｃ）において、フック４の上端に取り付けた円板上に複数（この例で３つ）のマーカー６が設けられ、フック撮像装置１６によりマーカー６の３次元位置を計測し、フック４の６自由度の位置と姿勢を算出するようになっている。
4B and 4C are diagrams showing another embodiment of the imaging device 16 and the marker.
In these examples in FIGS. 4B and 4C, the hook 4 is suspended below the hanger 3 so as to freely swing with a string-like member (wire or rope).
4B, markers 6 are provided at a plurality of locations (three locations in this example) of the hook 4, and the three-dimensional position of the marker 6 is measured by a hook imaging device 16 such as a stereo camera. The position and orientation with 6 degrees of freedom are calculated.
Further, in FIG. 4C, a plurality of (three in this example) markers 6 are provided on a disc attached to the upper end of the hook 4, and the three-dimensional position of the marker 6 is measured by the hook imaging device 16, The position and orientation of the hook 4 with 6 degrees of freedom are calculated.
リアルタイム計算機１８は、例えばコンピュータであり、ロボット制御装置１４へハンド１１の手先軌道７を出力する。 The real-time computer 18 is a computer, for example, and outputs the hand trajectory 7 of the hand 11 to the robot control device 14.
図２において、リアルタイム計算機１８は、記憶装置１８ａ、フック画像処理装置１８ｂ、ワーク画像処理装置１８ｃ、及び軌道計算装置１８ｄを有する。
記憶装置１８ａは、フック４からワーク１を取り外す回収基本軌道８を記憶する。
なお、リアルタイム計算機は、例えば以下の（１）（２）（３）ような構成であってもよい。
（１）画像処理装置１８ｂ、軌道計算装置１８ｃ、記憶装置１８ａ、ロボット制御装置１４が１つのＰＣ上などに置かれる一体のハードウェア構成、
（２）画像処理装置１８ｂ、軌道計算装置１８ｃ（＋記憶装置１８ａ）＋ロボット制御装置１４が全て異なるハードウェア構成、
（３）画像処理装置１８ｂのみが計算機上にあり、軌道計算装置１８ｃ（＋記憶装置１８ａ）＋ロボット制御装置１４が同一のハードウェア構成。
そのほかに画像処理装置１８ｂと軌道計算装置１８ｃはハードウェア上、一体的に扱い、記憶装置１８ａだけロボット制御装置側にあって、リアルタイム通信等を利用してリアルタイム計算機側の追従軌道計算装置に逐次読み込むような構成であってもよい。
In FIG. 2, the real-time computer 18 includes a storage device 18a, a hook image processing device 18b, a work image processing device 18c, and a trajectory calculation device 18d.
The storage device 18 a stores the recovery basic track 8 for removing the workpiece 1 from the hook 4.
The real-time computer may have the following configurations (1), (2), and (3), for example.
(1) Integrated hardware configuration in which the image processing device 18b, the trajectory calculation device 18c, the storage device 18a, and the robot control device 14 are placed on one PC,
(2) A hardware configuration in which the image processing device 18b, the trajectory calculation device 18c (+ storage device 18a) + the robot control device 14 are all different,
(3) Only the image processing device 18b is on the computer, and the trajectory calculation device 18c (+ storage device 18a) + the robot control device 14 has the same hardware configuration.
In addition, the image processing device 18b and the trajectory calculation device 18c are integrally handled in hardware, and only the storage device 18a is on the robot control device side, and sequentially uses the real time communication or the like to the following trajectory calculation device on the real time computer side. It may be configured to read.
図５は、フック４からワーク１を取り外す回収基本軌道８の説明図である。
回収基本軌道８は、フック４の鉛直な揺動軸とフック４の開口部を含む鉛直平面内（すなわち、フック座標系におけるｙｈ軸−ｚｈ軸を含む鉛直平面内）において、ハンドの初期位置８ａから回収動作の初期位置８ｂを経て回収動作の最終位置８ｃまでの軌道である。
この回収基本軌道８は、フック４の位置を原点とするフック座標系において予め教示し、記憶装置１８ａに記憶する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the recovery basic track 8 for removing the workpiece 1 from the hook 4.
The recovery basic trajectory 8 is the initial position of the hand in the vertical plane including the vertical swing axis of the hook 4 and the opening of the hook 4 (that is, in the vertical plane including the y h axis-z h axis in the hook coordinate system). The trajectory is from the position 8a to the final position 8c of the recovery operation through the initial position 8b of the recovery operation.
The retrieval basic trajectory 8 is previously taught in the hook coordinate system with the position of the hook 4 as the origin and stored in the storage device 18a.
図６は、吊下げ治具を用いたワークの吊下げの模式図である。
この例において、フック４は一端が開いたループ状であり、ハンガー３の下方に取り付けられ、鉛直軸を中心に自由に揺動するようになっている。
またワーク１は、吊り下げ治具９を介して、ハンガーライン２内を移動するハンガー３に設けられたフック４に引っ掛けて、吊り下げるようになっている。
また、この場合、ロボット１２は、吊り下げ治具９を把持するハンド１１を有し、このハンド１１を３次元的に６自由度に移動するようになっている。
その他の構成は、上述した図１〜図５と同様である。
FIG. 6 is a schematic diagram of hanging a workpiece using a hanging jig.
In this example, the hook 4 has a loop shape with one open end, is attached below the hanger 3, and freely swings around the vertical axis.
Further, the work 1 is suspended by being hooked on a hook 4 provided on a hanger 3 that moves in the hanger line 2 via a hanging jig 9.
In this case, the robot 12 has a hand 11 that holds the hanging jig 9 and moves the hand 11 three-dimensionally in six degrees of freedom.
Other configurations are the same as those in FIGS. 1 to 5 described above.
図２において、フック画像処理装置１８ｂは、フック撮像装置１６で撮影したハンガー画像５Ａに基づき、上述したように、フック４の位置（移動距離Ｌ）と姿勢（回転角θ）を検出する。
また、ワーク画像処理装置１８ｃは、ワーク撮像装置１７で撮影したワーク画像５ｂに基づき、ワーク１の位置と姿勢を検出する。
In FIG. 2, the hook image processing device 18b detects the position (movement distance L) and posture (rotation angle θ) of the hook 4 based on the hanger image 5A photographed by the hook imaging device 16 as described above.
The workpiece image processing device 18c detects the position and orientation of the workpiece 1 based on the workpiece image 5b captured by the workpiece imaging device 17.
軌道計算装置１８ｄは、ワーク１の位置と姿勢と、フック４の位置と姿勢から、アプローチ動作と回収動作に必要なハンドの手先軌道７を出力する。
ここで、アプローチ動作は、ハンド１１をワーク１の移動に追従させてハンド１１がワーク１を把持できる位置まで移動させる動作である。また、回収動作は、上述した回収基本軌道８に基づき、移動するフック４からワーク１を取り外す動作である。
なお、ロボット（アーム）を軌道制御する場合、ＴＣＰ（ツールセンターポイント）を設定して、ＴＣＰの軌道を与える。また、ロボット制御装置は予め較正されたＴＣＰ−ロボットフランジ間の位置姿勢情報を用いて変換する。この際、ワークに引っ掛ける場所があるとすると、そのワークを引っ掛ける点をＴＣＰとして軌道を与える等を行うのが、教示などの際、合理的である。
従って、本発明において、ハンドの手先軌道７とは、ハンドに把持されたワークの軌道であってもよく、任意に設定したＴＣＰの軌道であってもよく、その両方を含むものとする。
The trajectory calculation device 18d outputs the hand trajectory 7 of the hand necessary for the approach operation and the recovery operation from the position and posture of the work 1 and the position and posture of the hook 4.
Here, the approach operation is an operation of moving the hand 11 to a position where the hand 11 can grip the workpiece 1 by following the movement of the workpiece 1. The recovery operation is an operation of removing the workpiece 1 from the moving hook 4 based on the recovery basic track 8 described above.
When the robot (arm) is subjected to trajectory control, a TCP (tool center point) is set and a TCP trajectory is given. Further, the robot control device performs conversion by using the position and orientation information between the TCP and the robot flange calibrated in advance. At this time, if there is a place to be hooked on the work, it is reasonable to give a trajectory or the like by setting the point at which the work is hooked as TCP.
Therefore, in the present invention, the hand tip trajectory 7 may be a trajectory of a work gripped by the hand, or may be an arbitrarily set TCP trajectory, and includes both.
上述した構成により、本発明のワーク回収装置１０は、ワーク画像５Ｂに基づきワーク１の位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてハンド１１をワーク１の移動に追従させてワーク１をハンド１１で把持し、次いで、ハンガー画像５Ａに基づきハンガー３に設けられたフック４の位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてワーク１を把持したハンド１１をフック４の移動に追従させてフック４からワーク１を取り外すようになっている。 With the configuration described above, the workpiece collection apparatus 10 of the present invention detects the position and orientation of the workpiece 1 based on the workpiece image 5B, and makes the hand 11 follow the movement of the workpiece 1 based on the detection result. 11, and then the position and posture of the hook 4 provided on the hanger 3 are detected based on the hanger image 5 </ b> A, and the hand 11 that grips the workpiece 1 is made to follow the movement of the hook 4 based on the detection result. The workpiece 1 is removed from the hook 4.
図７は、本発明によるワーク回収方法の全体フロー図である。
この図に示すように、本発明のワーク回収方法は、上述した装置を用いて、Ｓ１〜Ｓ１４の各工程（ステップ）を実施し、ワーク画像５Ｂに基づきワーク１の位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてハンド１１をワーク１の移動に追従させてワーク１をハンド１１で把持し、次いで、ハンガー画像５Ａに基づきハンガー３に設けられたフック４の位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてワーク１を把持したハンド１１をフック４の移動に追従させてフック４からワーク１を取り外す。
FIG. 7 is an overall flowchart of the work collection method according to the present invention.
As shown in this figure, the workpiece collection method of the present invention performs the steps (steps) S1 to S14 using the apparatus described above, detects the position and orientation of the workpiece 1 based on the workpiece image 5B, Based on the detection result, the hand 11 is made to follow the movement of the work 1 and the work 1 is gripped by the hand 11, and then the position and posture of the hook 4 provided on the hanger 3 are detected based on the hanger image 5A. Based on the detection result, the hand 11 holding the work 1 is made to follow the movement of the hook 4 to remove the work 1 from the hook 4.
すなわち、リアルタイム計算機１８により、フック４からワーク１を取り外す回収基本軌道を記憶する基本軌道記憶ステップ（Ａ）を予め実施する。この段階では、事前準備として、フック４の位置を原点とするフック座標系において回収基本軌道を教示しておく。
また、ロボット１２は予め初期位置で待機する（Ｓ１）。
That is, the basic trajectory storage step (A) for storing the recovery basic trajectory for removing the workpiece 1 from the hook 4 is performed in advance by the real-time computer 18. At this stage, as a preliminary preparation, the recovery basic trajectory is taught in the hook coordinate system with the position of the hook 4 as the origin.
Further, the robot 12 waits in advance at the initial position (S1).
次いで、Ｓ２において、ワーク１及びフック４が撮像装置１６、１７の視野内に入ったことを検出する。
次いで、Ｓ３において、撮像装置１６、１７によりハンガーライン２内を移動するハンガー画像５Ａとワーク画像５Ｂを撮影し、画像処理装置１８ｂ、１８ｃによるワーク１及びフック４の位置と姿勢を検出する逐次計算（検出ステップ（Ｂ）（Ｃ））を開始する。
Next, in S <b> 2, it is detected that the work 1 and the hook 4 are in the field of view of the imaging devices 16 and 17.
Next, in S3, the hanger image 5A moving in the hanger line 2 and the workpiece image 5B are photographed by the imaging devices 16 and 17, and the sequential calculation for detecting the positions and postures of the workpiece 1 and the hook 4 by the image processing devices 18b and 18c is performed. (Detection step (B) (C)) is started.
次いで、検出されたワークの位置と姿勢から、ハンド１１をワーク１の移動に追従させてハンド１１がワーク１を把持できる位置まで移動させるアプローチ動作（Ｓ４）を、初期相対位置の偏差が閾値以内になるまで実施する（Ｓ５）。
このアプローチ動作（Ｓ４）において、ワーク１の位置と姿勢で決まるワーク座標系に逐次座標変換して、ワーク１とロボット１２の相対的な位置と姿勢が、ハンド１１がワーク１を把持できる位置になるように、手先軌道７を生成する。
なお、この位置は、ワーク１がハンガーに吊り下げられている限りで、上述した回収基本軌道８上になくてもよい。
Next, an approach operation (S4) in which the hand 11 is moved to a position where the hand 11 can grip the workpiece 1 from the detected position and posture of the workpiece, and the deviation of the initial relative position is within a threshold value. Until it becomes (S5).
In this approach operation (S4), coordinate conversion is sequentially performed into a workpiece coordinate system determined by the position and posture of the workpiece 1, and the relative position and posture of the workpiece 1 and the robot 12 are set to positions where the hand 11 can grip the workpiece 1. The hand trajectory 7 is generated so that
Note that this position does not have to be on the above-described collection basic track 8 as long as the workpiece 1 is suspended from the hanger.
Ｓ５において、初期相対位置の偏差が閾値以内になった後に、ワーク１を把持し（Ｓ６）、把持完了を確認し（Ｓ７）、ワーク１の位置と姿勢の逐次計算を終了する（Ｓ８）。 In S5, after the deviation of the initial relative position falls within the threshold value, the workpiece 1 is gripped (S6), the gripping is confirmed (S7), and the sequential calculation of the position and posture of the workpiece 1 is ended (S8).
次いで、検出されたフック４の位置と姿勢から、ワーク１を把持したハンド１１をフック４の移動に追従させてワーク１の回収動作の初期位置８ｂまで移動させ（Ｓ９）を、初期相対位置の偏差が閾値以内になるまで実施する（Ｓ１０）。
この移動動作（Ｓ９）において、フック４の位置と姿勢で決まるフック座標系に逐次座標変換して、フック４とロボット１２の相対的な位置と姿勢が、上述した回収基本軌道の初期位置８ｂになるように、手先軌道７を生成する。
Next, based on the detected position and posture of the hook 4, the hand 11 holding the work 1 is moved to the initial position 8b of the recovery operation of the work 1 by following the movement of the hook 4 (S9). This is performed until the deviation falls within the threshold (S10).
In this movement operation (S9), coordinate conversion is sequentially performed into a hook coordinate system determined by the position and posture of the hook 4, and the relative position and posture of the hook 4 and the robot 12 are changed to the initial position 8b of the recovery basic trajectory described above. The hand trajectory 7 is generated so that
Ｓ１０において、初期相対位置の偏差が閾値以内になった後に、上述した回収基本軌道８に基づき、移動するフック４からワーク１を取り外す回収動作（Ｓ１１）を、終了相対位置の偏差が閾値以内になるまで実施する（Ｓ１２）。
この回収動作（Ｓ１１）において、フック４の位置と姿勢で決まるフック座標に逐次座標変換して、フック４とロボット１２の相対的な位置と姿勢が、上述した回収基本軌道８になるように、手先軌道７を生成する。
In S10, after the deviation of the initial relative position is within the threshold, the recovery operation (S11) for removing the workpiece 1 from the moving hook 4 based on the recovery basic track 8 described above, the deviation of the end relative position is within the threshold. It carries out until it becomes (S12).
In this collecting operation (S11), the coordinates are sequentially converted into hook coordinates determined by the position and posture of the hook 4, so that the relative position and posture of the hook 4 and the robot 12 become the above-described collecting basic trajectory 8. A hand trajectory 7 is generated.
Ｓ１２において、終了相対位置の偏差が閾値以内になった後に、フック撮像装置１６とフック画像処理装置１８ｂによるフック４の位置と姿勢を検出する逐次計算（フック検出ステップ（Ｃ））を終了し（Ｓ１３）、ロボット１２がワーク回収位置に移動してワーク１を開放し、初期位置へ移動して（Ｓ１４）、本発明によるワーク回収が終了する。 In S12, after the deviation of the end relative position falls within the threshold, the sequential calculation (hook detection step (C)) for detecting the position and posture of the hook 4 by the hook imaging device 16 and the hook image processing device 18b is ended ( In step S13, the robot 12 moves to the workpiece collection position to release the workpiece 1, moves to the initial position (S14), and the workpiece collection according to the present invention ends.
図８は、フックの姿勢に応じた２種の回収動作の説明図である。この図において、（Ａ）はロボット１２とハンガーライン２上のフック４の方向（開口部の向き）との関係図、（Ｂ）はフック４の方向がロボット側に位置する場合、（Ｃ）はフック４の方向がロボットの反対側に位置する場合の模式図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram of two types of recovery operations according to the posture of the hook. In this figure, (A) is a relationship diagram between the robot 12 and the direction of the hook 4 on the hanger line 2 (the direction of the opening), and (B) is the case where the direction of the hook 4 is located on the robot side, (C) These are schematic diagrams when the direction of the hook 4 is located on the opposite side of the robot.
図８（Ａ）からわかるように、フック４の方向（開口部の向き）と、ハンガーライン２とロボット１２の位置関係によっては、基本となる回収基本軌道８とアプローチ動作を座標変換のみで変更するだけでは、ロボット１２とハンガー３との干渉、ロボット１２の可動範囲の限界等から、上述したアプローチ動作と回収動作の実施が困難となる場合がある。
そこで、本発明では、フック４の姿勢に応じた複数の回収動作（図８（Ｂ）（Ｃ））を予め記憶し、検出したフック４の姿勢をパラメータとして、複数の回収動作のうち１つを選択しその回収動作に切り換えるようになっている。
As can be seen from FIG. 8A, depending on the direction of the hook 4 (direction of the opening) and the positional relationship between the hanger line 2 and the robot 12, the basic recovery basic trajectory 8 and the approach operation can be changed only by coordinate conversion. If this is done, it may be difficult to perform the approach operation and the collection operation described above due to interference between the robot 12 and the hanger 3, the limit of the movable range of the robot 12, and the like.
Therefore, in the present invention, a plurality of collecting operations (FIGS. 8B and 8C) corresponding to the posture of the hook 4 are stored in advance, and one of the plurality of collecting operations is performed using the detected posture of the hook 4 as a parameter. Is selected and switched to the collecting operation.
図９は、ロボット１２の鉛直な旋回中心が、ハンガーライン内のフック４の移動経路の真下又は真下近傍に設定されている場合の回収動作の説明図である。
この図において、（Ａ）はロボット１２とハンガーライン２上のフック４の方向（開口部の向き）との関係図、（Ｂ）はフック４の方向がロボット側に位置する場合、（Ｃ）はフック４の方向がロボットの反対側に位置する場合の模式図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the collecting operation in the case where the vertical turning center of the robot 12 is set directly below or near the movement path of the hook 4 in the hanger line.
In this figure, (A) is a relationship diagram between the robot 12 and the direction of the hook 4 on the hanger line 2 (the direction of the opening), and (B) is the case where the direction of the hook 4 is located on the robot side, (C) These are schematic diagrams when the direction of the hook 4 is located on the opposite side of the robot.
この構成により、図８の例のように、フックの姿勢に応じた複数の回収動作（図８（Ｂ）（Ｃ））を予め記憶することなく、単にロボット１２が旋回するだけで、上述したアプローチ動作と回収動作の実施が可能となる。
なお、ロボット１２の鉛直な旋回中心が、ハンガーライン内のフック４の移動経路の真上又は真上近傍に天吊り等で設定されている場合も同様となる。
With this configuration, as described in the example of FIG. 8, the robot 12 simply turns without storing a plurality of collecting operations (FIGS. 8B and 8C) according to the posture of the hook in advance. The approach operation and the collection operation can be performed.
The same applies to the case where the vertical turning center of the robot 12 is set by ceiling suspension or the like just above or near the movement path of the hook 4 in the hanger line.
上述した本発明の装置及び方法によれば、ワーク撮像装置１７とハンガー撮像装置１６によりワーク１とハンガー３の画像をそれぞれ撮影し、ワーク画像５Ｂに基づきワーク１の位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてハンド１１をワーク１の移動に追従させてワーク１をハンド１１で把持し、次いで、ハンガー画像５Ａに基づきハンガー３に設けられたフック４の位置と姿勢を検出し、この検出結果に基づいてワーク１を把持したハンド１１をフック４の移動に追従させてフック４からワーク１を取り外す。
従って、ハンガーラインにおいて移動する複数のハンガーに吊下げられたワークを、ハンガーの移動を停止することなく、かつフックの方向を制限することなく、特別な付帯設備を用いずに、ハンガーから安全かつ確実に回収することができ、これにより人手に頼らずにハンガーラインからのワーク回収が可能となるとともに、ハンガーラインの速度を高めることができる。
According to the apparatus and method of the present invention described above, images of the workpiece 1 and the hanger 3 are respectively captured by the workpiece imaging device 17 and the hanger imaging device 16, and the position and orientation of the workpiece 1 are detected based on the workpiece image 5B. Based on the detection result, the hand 11 is made to follow the movement of the work 1 and the work 1 is gripped by the hand 11, and then the position and posture of the hook 4 provided on the hanger 3 are detected based on the hanger image 5A. Based on the result, the hand 11 holding the work 1 is made to follow the movement of the hook 4 to remove the work 1 from the hook 4.
Therefore, a work suspended from a plurality of hangers moving on the hanger line can be safely and safely removed from the hangers without stopping the movement of the hangers and without restricting the direction of the hooks. Thus, the workpiece can be reliably collected, so that the workpiece can be collected from the hanger line without relying on human hands, and the speed of the hanger line can be increased.
さらに、本発明の装置及び方法により以下の効果が得られる。
（１） 人とワーク１との接触の可能性を低減し、ワーク１の外し損ないによるワーク１の破損等を低減することができる。
（２） ハンガーライン２から一旦切り離す特別な付帯設備を用いずに、ハンガーライン２へのワーク１の回収を自動化できる。
（３） ハンガー３に掛けた際のワーク１の自重でのハンガー自体の傾きや、フックの向きに左右されずに動作ができる。
Furthermore, the following effects can be obtained by the apparatus and method of the present invention.
(1) The possibility of contact between a person and the workpiece 1 can be reduced, and damage to the workpiece 1 due to loss of removal of the workpiece 1 can be reduced.
(2) The recovery of the workpiece 1 to the hanger line 2 can be automated without using any special incidental equipment that is once disconnected from the hanger line 2.
(3) The operation can be performed without being influenced by the inclination of the hanger itself due to the weight of the work 1 when it is hung on the hanger 3 or the direction of the hook.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, is shown by description of a claim, and also includes all the changes within the meaning and range equivalent to description of a claim.
１ ワーク、１ａ 吊下げリング、２ ハンガーライン、
３ ハンガー、４ フック、５ デジタル画像、
６ マーカー、６ａ 白丸、６ｂ 黒丸、７ 手先軌道、
８ 回収基本軌道、８ａ ハンドの初期位置、
８ｂ 回収動作の初期位置、８ｃ 回収動作の最終位置、
９ 吊り下げ治具、
１０ ワーク回収装置、１１ ハンド、
１２ ロボット、１２ａ ロボットアーム、
１４ ロボット制御装置、１６ フック撮像装置（カメラ）、
１７，１７Ａ，１７Ｂ ワーク撮像装置（カメラ）、
１８ リアルタイム計算機、１８ａ 記憶装置、
１８ｂ フック画像処理装置、１８ｃ ワーク画像処理装置、
１８ｄ 軌道計算装置
1 Workpiece, 1a Hanging ring, 2 Hanger line,
3 hangers, 4 hooks, 5 digital images,
6 markers, 6a white circle, 6b black circle, 7 hand trajectory,
8 Basic recovery trajectory, 8a Initial hand position,
8b Initial position of collection operation, 8c Final position of collection operation,
9 Hanging jig,
10 workpiece recovery device, 11 hands,
12 robot, 12a robot arm,
14 robot controller, 16 hook imaging device (camera),
17, 17A, 17B Work imaging device (camera),
18 real-time computer, 18a storage device,
18b hook image processing device, 18c work image processing device,
18d orbit calculation device
Claims (9)
該ロボットを制御するロボット制御装置と、
ハンガーライン内を移動するワークの画像を撮影するワーク撮像装置と、
ハンガーライン内を移動するハンガーの画像を撮影するハンガー撮像装置と、
ロボット制御装置へハンドの手先軌道を出力するリアルタイム計算機と、を備え、
前記ワーク画像に基づきワークの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてハンドをワークの移動に追従させてワークをハンドで把持し、
次いで、前記ハンガー画像に基づき前記ハンガーに設けられたフックの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてワークを把持したハンドをフックの移動に追従させてフックからワークを取り外す、ことを特徴とするハンガーラインからのワーク回収装置。 A robot having a hand for gripping a workpiece and capable of moving the hand three-dimensionally;
A robot controller for controlling the robot;
A workpiece imaging device that captures an image of a workpiece moving in the hanger line;
A hanger imaging device for taking an image of a hanger moving in the hanger line;
A real-time computer that outputs the hand trajectory of the hand to the robot controller,
The position and orientation of the workpiece are detected based on the workpiece image, the hand is made to follow the movement of the workpiece based on the detection result, and the workpiece is gripped by the hand,
Next, the position and posture of the hook provided on the hanger are detected based on the hanger image, and the work is removed from the hook by causing the hand holding the work to follow the movement of the hook based on the detection result. Work collection device from the hanger line.
前記ワーク画像に基づき前記ワークの位置と姿勢を検出するワーク画像処理装置と、
前記ハンガー画像に基づき前記フックの位置と姿勢を検出するフック画像処理装置と、
前記ワークの位置と姿勢から、ハンドをワークの移動に追従させてワークを把持できる位置まで移動させるアプローチ動作と、前記回収基本軌道に基づき移動するフックからワークを取り外す回収動作とに必要なハンドの手先軌道を出力する軌道計算装置と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のハンガーラインからのワーク回収装置。 The real-time computer has a storage device for storing a recovery basic trajectory for removing a workpiece from the hook;
A workpiece image processing device for detecting the position and orientation of the workpiece based on the workpiece image;
A hook image processing device for detecting the position and posture of the hook based on the hanger image;
From the position and posture of the workpiece, an approach operation for moving the hand to a position where the workpiece can be gripped by following the movement of the workpiece, and a recovery operation for removing the workpiece from the hook that moves based on the recovery basic trajectory. A trajectory calculation device that outputs a hand trajectory, and a work collection device from a hanger line according to claim 1.
前記画像処理装置は、前記マーカー又は特徴点に基づき前記フックの位置と姿勢を検出する、ことを特徴とする請求項２に記載のハンガーラインからのワーク回収装置。 The hanger, hook or workpiece has a marker or feature point for image processing,
The work collection device from a hanger line according to claim 2, wherein the image processing device detects a position and a posture of the hook based on the marker or the feature point.
該ロボットを制御するロボット制御装置と、
ハンガーライン内を移動するワークの画像を撮影するワーク撮像装置と、
ハンガーライン内を移動するハンガーの画像を撮影するハンガー撮像装置と、
ロボット制御装置へハンドの手先軌道を出力するリアルタイム計算機と、を備え、
前記ワーク画像に基づきワークの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてハンドをワークの移動に追従させてワークをハンドで把持し、
次いで、前記ハンガー画像に基づき前記ハンガーに設けられたフックの位置と姿勢を検出し、該検出結果に基づいてワークを把持したハンドをフックの移動に追従させてフックからワークを取り外す、ことを特徴とするハンガーラインからのワーク回収方法。 A robot having a hand for gripping a workpiece and capable of moving the hand three-dimensionally;
A robot controller for controlling the robot;
A workpiece imaging device that captures an image of a workpiece moving in the hanger line;
A hanger imaging device for taking an image of a hanger moving in the hanger line;
A real-time computer that outputs the hand trajectory of the hand to the robot controller,
The position and orientation of the workpiece are detected based on the workpiece image, the hand is made to follow the movement of the workpiece based on the detection result, and the workpiece is gripped by the hand,
Next, the position and posture of the hook provided on the hanger are detected based on the hanger image, and the work is removed from the hook by causing the hand holding the work to follow the movement of the hook based on the detection result. The work collection method from the hanger line.
前記フックからワークを取り外す回収基本軌道記憶ステップ（Ａ）と、
前記ワーク画像に基づき前記ワークの位置と姿勢を検出するワーク検出ステップ（Ｂ）と、
前記ハンガー画像に基づき前記フックの位置と姿勢を検出するフック検出ステップ（Ｃ）と、
前記ワークの位置と姿勢から、ハンドをワークの移動に追従させてワークを把持できる位置まで移動させるアプローチ動作と、前記回収基本軌道に基づき移動するフックからワークを取り外す回収動作とに必要なハンドの手先軌道を出力する軌道出力ステップ（Ｄ）と、を実行することを特徴とする請求項５に記載のハンガーラインからのワーク回収方法。 With the real-time calculator,
A recovery basic trajectory storage step (A) for removing the workpiece from the hook;
A workpiece detection step (B) for detecting the position and orientation of the workpiece based on the workpiece image;
A hook detection step (C) for detecting the position and orientation of the hook based on the hanger image;
From the position and posture of the workpiece, an approach operation for moving the hand to a position where the workpiece can be gripped by following the movement of the workpiece, and a recovery operation for removing the workpiece from the hook that moves based on the recovery basic trajectory. The method for collecting workpieces from the hanger line according to claim 5, wherein a track output step (D) for outputting a hand track is executed.
検出した前記フックの姿勢をパラメータとして、前記複数の回収動作のうち１つを選択し該回収動作に切り換える、ことを特徴とする請求項６に記載のハンガーラインからのワーク回収方法。
A plurality of collecting operations according to the posture of the hook are stored in advance,
7. The method for collecting workpieces from the hanger line according to claim 6, wherein one of the plurality of collecting operations is selected and switched to the collecting operation using the detected posture of the hook as a parameter.
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