JP2013255972A - Workpiece conveying device and method for controlling the same - Google Patents

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work
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Hiromasa Tanaka
宏昌 田中
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SHINNICHI KOGYO CO Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve positional detection accuracy when recognizing a position of a workpiece by a camera, in an articulated robot.SOLUTION: A workpiece 13 in a container 11 is conveyed to a processing chamber 50 by an articulated robot 20. The camera 23 for photographing the workpiece 13 and detecting the position thereof is mounted on an arm 25 of the articulated robot 20. When the posture of the workpiece 13 mounted on a liner 12 of the container 11 is tilted, the position of the workpiece 13 can not be detected in some cases as the workpiece 13 can not be fully focused even though the camera 23 photographs it from vertically upper side. When such a situation occurs, a control device 100 controls arms 21, 22 and the arm 25 to change the posture of the camera 23 for photographing so that a picture image with smaller inclination relative to the workpiece 13 is obtained and the position detection can be performed. This improves the positional detection accuracy of the workpiece without providing any special mechanism.

Description

本発明は、多関節型ロボットによりワークを搬送する技術に関する。   The present invention relates to a technique for conveying a workpiece by an articulated robot.

ワーク、即ち工場などでの加工対象品を、加工前の容器から取り出し、加工室などに搬送したり、加工後のワークを容器に収容したりするために、多関節型ロボットが利用されることがある。この場合、多関節型ロボットが、ワークの位置を認識して保持するため、カメラが利用されることがある。
特許文献1は、ロボットハンドに取り付けたカメラで、作業対象を認識する技術を開示している。また、特許文献2は、カメラを並進させながら撮影した複数枚の画像データに基づいて作業対象を3次元的に認識する技術を開示している。
Articulated robots are used to remove workpieces, that is, products to be processed in factories, etc., from containers before processing, transport them to processing chambers, etc., and store processed workpieces in containers. There is. In this case, since the articulated robot recognizes and holds the position of the workpiece, a camera may be used.
Patent Document 1 discloses a technique for recognizing a work target with a camera attached to a robot hand. Patent Document 2 discloses a technique for three-dimensionally recognizing a work target based on a plurality of pieces of image data taken while a camera is translated.

特開平5−204423号公報JP-A-5-204423 特開平6−10603号公報JP-A-6-10603

一般に搬送前のワークは、容器などに収容されていることが多いが、必ずしも多関節型ロボットが把持しやすい姿勢、位置で正確に収容されているとは限らない。ワークを収容した容器を、多関節型ロボットの可動範囲にセットする際に、ワークの位置や姿勢がずれることもある。また、容器内に、中敷を介して多段にワークを重ねて収容する場合には、中敷の撓みなどによってワークの位置や姿勢が本来の状態からずれることもある。
多関節型ロボットが、こうしたずれを認識しないままワークを取りだそうとすれば、ワークの把持が不十分となり落下等してしまうおそれがあり、また取り出す際に容器や中敷にワークが引っかかるなどして容器内の他のワークを損傷などするおそれもある。
こうした支障を回避するためには、ワークの姿勢も考慮して、正確に位置を検出する必要がある。
しかし、ワークの姿勢を考慮するために、3次元ビジョンカメラなどの特殊な装置を用いると、コストが高くなりすぎるという新たな課題を招くことになる。
本発明は、かかる課題に鑑み、多関節型ロボットにおいて、カメラを用いてワークの位置を認識する際の位置検出精度の向上を図ることを目的とする。
In general, the workpiece before transport is often stored in a container or the like, but is not necessarily stored accurately in a posture and position that can be easily grasped by the articulated robot. When the container containing the workpiece is set in the movable range of the articulated robot, the position and posture of the workpiece may be shifted. Further, when the work is stacked and accommodated in multiple layers in the container via the insole, the position and posture of the work may deviate from the original state due to bending of the insole.
If an articulated robot tries to pick up a workpiece without recognizing such a deviation, the workpiece may not be gripped sufficiently and may fall off, or the workpiece may get caught in the container or insole when taken out. As a result, other workpieces in the container may be damaged.
In order to avoid such trouble, it is necessary to accurately detect the position in consideration of the posture of the workpiece.
However, if a special apparatus such as a three-dimensional vision camera is used in order to consider the posture of the workpiece, a new problem that the cost becomes too high is caused.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the position detection accuracy when recognizing the position of a workpiece using a camera in an articulated robot.

本発明は、
ワークを搬送するためのワーク搬送装置であって、
多関節型ロボットと、前記多関節型ロボットを制御する制御部とを備え、
前記多関節型ロボットは、
基部から延伸し、多関節で連結されたアームと、
前記アームの先端に取り付けられ、前記ワークを把持するハンドと、
前記アームに取り付けられ、前記ワークを撮像するカメラとを有しており、
前記制御部は、
前記アームを制御して前記カメラを予め設定された複数の姿勢に順次変化させて前記ワークを撮像させ、該撮像結果に基づいて前記ワークの位置を検出し、該ワークを把持するよう前記アームおよびハンドを制御する
ワーク搬送装置として構成することができる。
The present invention
A workpiece transfer device for transferring a workpiece,
An articulated robot, and a control unit for controlling the articulated robot,
The articulated robot is:
An arm that extends from the base and is articulated,
A hand attached to the tip of the arm and gripping the workpiece;
A camera attached to the arm and imaging the workpiece;
The controller is
Controlling the arm and sequentially changing the camera to a plurality of preset postures to image the workpiece, detecting the position of the workpiece based on the imaging result, and gripping the workpiece; It can be configured as a work transfer device that controls the hand.

本発明によれば、カメラを複数の姿勢に順次変化させて撮像することにより、ワークが本来の姿勢からずれている場合でも、その位置を精度良く検出することが可能となる。
また、多関節型ロボットは、アームの位置を自在に動かすことができ、本発明では、このアームにカメラを取り付けているため、アームの制御によって容易にカメラの姿勢を変化させることも可能である。従って、本発明によれば、カメラの姿勢を変化させるための特別な機構を新たに備えるまでなく低コストで、検出精度の向上効果を得ることが可能となる。
本発明において、カメラは、アームの任意の位置に取り付け可能であるが、ハンドから離れた位置、例えば、ハンドから間接をまたいだ位置に取り付けることが好ましい。こうすることにより、多関節型ロボットがワークを把持等するためにハンドを動作させる際に、カメラが支障になることを回避でき、稼働効率を向上させることが可能となる。
複数の姿勢での撮像は、種々の手順で行うことができる。例えば、予め設定された複数の姿勢で撮像した上で、位置の検出を行い、最善の結果が得られたものを利用してもよい。また別の方法として、撮像と検出を繰り返し実行する方法、即ち、ある姿勢で撮像して位置の検出を行い、検出精度が不十分のときには次の姿勢で撮像および位置の検出を行うという方法をとってもよい。後者の方法によれば、無駄な撮影を回避できる利点がある。
According to the present invention, it is possible to accurately detect the position of a workpiece even when the workpiece is deviated from the original posture by sequentially changing the camera to a plurality of postures and capturing images.
Further, the articulated robot can freely move the position of the arm. In the present invention, since the camera is attached to the arm, the posture of the camera can be easily changed by controlling the arm. . Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an improvement effect of detection accuracy at a low cost without newly providing a special mechanism for changing the posture of the camera.
In the present invention, the camera can be attached to any position of the arm, but is preferably attached to a position away from the hand, for example, a position across the indirect from the hand. By doing so, when the articulated robot moves the hand in order to grip the workpiece, the camera can be prevented from being hindered, and the operating efficiency can be improved.
Imaging in a plurality of postures can be performed by various procedures. For example, it is also possible to use the one that has obtained the best result by detecting the position after imaging in a plurality of preset postures. As another method, a method of repeatedly performing imaging and detection, that is, a method of performing imaging with a certain posture and detecting a position, and performing imaging and detecting a position with the next posture when detection accuracy is insufficient. It may be taken. The latter method has an advantage that unnecessary shooting can be avoided.

本発明において、
前記ワークは、略軸対象形状をなしている場合、
前記制御部は、合焦している部分の割合が所定値以上の前記撮像結果を用いて前記ワークの位置を検出するようにしてもよい。
カメラに対するワークの姿勢が相対的に傾いている場合、カメラで焦点が合う部分と、そうでない部分とが混在した画像が撮像されることになる。従って、ワークの画像のうち、合焦している部分の割合を検出することにより、位置の検出精度を評価することができる。上記態様によれば、このように比較的簡易な方法により、検出精度を評価することができ、制御処理の負荷を軽減することができる。
検出精度を評価するための所定値は、任意に設定可能である。
In the present invention,
When the workpiece has a substantially axial target shape,
The control unit may detect the position of the workpiece using the imaging result in which a ratio of a focused portion is a predetermined value or more.
When the posture of the work with respect to the camera is relatively inclined, an image in which a portion focused by the camera and a portion other than that are mixed is captured. Therefore, the position detection accuracy can be evaluated by detecting the ratio of the in-focus portion of the workpiece image. According to the above aspect, the detection accuracy can be evaluated by such a relatively simple method, and the control processing load can be reduced.
The predetermined value for evaluating the detection accuracy can be arbitrarily set.

また、本発明においては、
前記アームの可動範囲内に前記カメラのレンズをクリーニングするクリーニング機構を備えており、
前記制御部は、所定数の姿勢で前記ワークの位置を検出できないとき、前記クリーニング機構によるレンズのクリーニングを行った後、前記撮像および検出を再試行するようにしてもよい。
ワークの位置が検出できない原因としては、ワークの姿勢が傾いていることだけでなく、レンズが汚れていることも可能性としてあげられる。上記態様のようにカメラのレンズのクリーニングを行えば、位置が検出できない原因は、ワークの傾きに絞られるため、無駄な撮像を繰り返すことなく、迅速に位置検出を行うことが可能となる。
クリーニングをはさむタイミングは、位置検出が正常に行われる統計データなどに基づいて任意に設定することができる。
In the present invention,
A cleaning mechanism for cleaning the lens of the camera within a movable range of the arm;
The control unit may retry the imaging and detection after cleaning the lens by the cleaning mechanism when the position of the workpiece cannot be detected in a predetermined number of postures.
The reason why the position of the workpiece cannot be detected is not only that the posture of the workpiece is tilted but also that the lens is dirty. If the lens of the camera is cleaned as in the above embodiment, the reason why the position cannot be detected is limited to the tilt of the workpiece, so that it is possible to quickly detect the position without repeating unnecessary imaging.
The timing for interposing the cleaning can be arbitrarily set based on statistical data or the like where position detection is normally performed.

上述のクリーニング機構は、種々の構成が可能であり、例えば、
前記クリーニング機構は、前記レンズの汚れを拭き取る拭取部を弾性部材によって支持した機構であり、
前記制御部は、前記クリーニングの際には、前記レンズを前記拭取部にこすりつけるよう前記アームを制御するものとしてもよい。
レンズの拭き取りは、最も簡便かつ効果的なクリーニング方法である。上記態様によれば、アームを制御することで、特別な装置を備えるまでなくクリーニングを実現することができる利点がある。また、上記態様では、拭取部は弾性部材によって支持しているため、レンズを拭取部にこすりつける際の圧力を弾性部材が吸収でき、レンズが破損することを容易に回避できる。
クリーニング機構としては、さらに、拭取部による拭き取り後に、レンズに圧搾空気などの気体を吹き付け、拭取部の微繊維などを吹き飛ばす機構を設けてもよい。
The above-described cleaning mechanism can have various configurations, for example,
The cleaning mechanism is a mechanism in which a wiping portion for wiping off dirt on the lens is supported by an elastic member,
The control unit may control the arm so that the lens is rubbed against the wiping unit during the cleaning.
Lens wiping is the simplest and most effective cleaning method. According to the above aspect, there is an advantage that cleaning can be realized by controlling the arm without providing a special device. Moreover, in the said aspect, since the wiping part is supported by the elastic member, the elastic member can absorb the pressure at the time of rubbing a lens on a wiping part, and it can avoid that a lens is damaged easily.
As the cleaning mechanism, a mechanism for blowing a gas such as compressed air to the lens after wiping by the wiping unit and blowing away fine fibers of the wiping unit may be provided.

クリーニング機構を備えるか否かに関わらず、本発明においては、
搬送前の前記ワークは、可撓性の中敷に上に開口して形成された凹部内に収容されており、
前記制御部は、前記ハンドによって上方から前記ワークを保持した後、該ワークの姿勢を鉛直方向から所定角度だけ傾斜させた上で、該ワークを前記凹部から上方に持ち上げるよう制御するようにしてもよい。
可撓性の中敷にワークが収容されている場合、ワークの位置および姿勢によっては、凹部の側壁にワークの一部が食い込んでいる状態になっていることがある。かかる場合、ワークをそのまま上に持ち上げると、ワークが中敷を引っかけ、他の中敷を破損するおそれがある。上記態様によれば、ワークを持ち上げる前に、傾斜させるため、この動作によって、中敷にワークが食い込んでいる状態から解放させることができ、他のワークの破損等を回避することができる。
ワークの傾斜角は、上述の支障が生じない程度の傾きを、ワークの種類、動作環境などに応じて任意に設定可能である。
Regardless of whether or not a cleaning mechanism is provided, in the present invention,
The workpiece before conveyance is accommodated in a recess formed by opening on a flexible insole,
The control unit may be configured to control the workpiece to be lifted upward from the concave portion after the workpiece is held from above by the hand and the posture of the workpiece is inclined by a predetermined angle from the vertical direction. Good.
When the workpiece is accommodated in the flexible insole, depending on the position and posture of the workpiece, a part of the workpiece may be biting into the side wall of the recess. In such a case, if the work is lifted up as it is, the work may catch the insole and damage other insole. According to the said aspect, since it inclines before lifting a workpiece | work, it can be made to release from the state which the workpiece | work bites into the insole by this operation | movement, and the failure | damage etc. of another workpiece | work can be avoided.
The tilt angle of the workpiece can be arbitrarily set according to the type of the workpiece, the operating environment, etc. so that the above-mentioned trouble does not occur.

また、
該ワーク搬送装置は、搬送後の前記ワークを、上に開口して形成された凹部を有するワーク収容用中敷に収容するものであり、
前記制御部は、前記ワークを保持した前記アームを前記凹部内に鉛直方向から所定角度だけ傾斜させて置いた状態で、該ワークの保持を解放するよう制御するようにしてもよい。
ワークの搬送先が、凹部を有するワーク収容用中敷である場合、ワークを正確に凹部に収容する必要がある。上記態様のように、ワークを所定角度だけ傾けると、ワークの一部が凹部に比較的円滑に収容しやすくなり、結果として、ワーク全体の収容効率を向上させることができる。
ワークの傾斜角は、上述の支障が生じない程度の傾きを、ワークの種類、動作環境などに応じて任意に設定可能である。
Also,
The workpiece transfer device is for storing the workpiece after transfer in a workpiece storage insole having a recess formed by opening upward,
The control unit may perform control to release the holding of the workpiece in a state where the arm holding the workpiece is placed in the concave portion with a predetermined angle from the vertical direction.
When the workpiece transfer destination is a workpiece storage insole having a recess, it is necessary to accurately store the workpiece in the recess. When the work is tilted by a predetermined angle as in the above-described aspect, a part of the work is easily accommodated in the recess relatively smoothly, and as a result, the accommodation efficiency of the entire work can be improved.
The tilt angle of the workpiece can be arbitrarily set according to the type of the workpiece, the operating environment, etc. so that the above-mentioned trouble does not occur.

本発明において、
前記ワークが、鉛直方向の貫通孔を有している場合、
搬送前の該ワークは、所定の中敷に収容されており、
前記多関節型ロボットは、前記ハンドで前記ワークを保持した際に前記貫通孔を突き抜けて延伸するロッドを突出させるロッド機構を備えており、
前記制御部は、前記ハンドで前記ワークを保持し、前記中敷から持ち上げる際、前記ロッドを突出させるよう制御するようにしてもよい。
鉛直方向の貫通孔を有しているワークとしては、例えば、筒状部分を有するワークなどが考えられる。
ワークが中敷に油分等で密着していたり、中敷に食い込んでいたりすると、ワークを持ち上げた際に、中敷をずらすなどして、収容されていた他のワークを破損するおそれがある。上記態様によれば、ロッドを突出させることによって、ワークと中敷とを確実に離れさせることができるため、こうした支障を回避できる。
ロッドを突出させるタイミングは、種々の設定が可能であるが、少なくとも中敷から持ち上げる際には突出させておくことが望ましい。
In the present invention,
When the work has a vertical through-hole,
The work before transport is housed in a predetermined insole,
The articulated robot includes a rod mechanism that projects a rod extending through the through hole when the work is held by the hand,
The controller may control the rod to protrude when the workpiece is held by the hand and lifted from the insole.
As a workpiece having a vertical through-hole, for example, a workpiece having a cylindrical portion can be considered.
If the work is in close contact with the insole with oil or the like, or if it is biting into the insole, when the work is lifted, there is a risk of damaging the other work that has been housed by shifting the insole. According to the said aspect, since a workpiece | work and an insole can be reliably separated by making a rod protrude, such a trouble can be avoided.
Various timings can be set for projecting the rod, but it is desirable to project at least when lifting the rod from the insole.

また、本発明のワーク搬送装置が、ミストが充満した加工室内に前記ワークを搬送するためのものである場合、
前記多関節型ロボットは、前記カメラのレンズに気体を吹き付ける気体吹付部を有しており、
前記制御部は、前記加工室内に搬送する際に、前記気体吹付部から気体を吹き付けるよう制御するようにしてもよい。
ミストとは、油分、水分、埃などが霧状に舞っている状態を言う。このようなミストが充満した加工室内への搬送時には、カメラのレンズに汚れが付着しやすい。上記態様によれば、レンズに気体を吹き付けることにより、レンズ周辺のミストを吹き飛ばすことができ、汚れの付着を抑制することができる。吹き付ける気体は、空気や窒素など、任意の気体を選択可能である。
Moreover, when the workpiece conveyance device of the present invention is for conveying the workpiece into a processing chamber filled with mist,
The articulated robot has a gas blowing unit that blows gas onto the lens of the camera,
The control unit may perform control so that gas is blown from the gas blowing unit when transported into the processing chamber.
Mist refers to a state in which oil, water, dust, etc. are mist-like. When transported into the processing chamber filled with such mist, dirt is likely to adhere to the camera lens. According to the said aspect, by blowing gas on a lens, the mist around a lens can be blown off and adhesion of dirt can be suppressed. As the gas to be blown, any gas such as air or nitrogen can be selected.

本発明は、上述のワーク搬送装置としての態様に限らず、種々の態様をとることができる。
例えば、
基部から延伸し、多関節で連結されたアームと、前記アームの先端に取り付けられワークを把持するハンドと、前記アームに取り付けられ前記ワークを撮像するカメラとを有する多関節型ロボットによって、前記ワークを搬送するためのワーク搬送装置を制御する制御方法であって、
(a) 前記アームを制御して前記カメラを予め設定された姿勢で前記ワークを撮像した撮像結果に基づいて前記ワークの位置を検出する工程と、
(b) 前記ワークの位置が検出されない場合は、前記カメラを複数の姿勢に順次変化させて前記工程(a)を行う工程と、
(c) 前記検出されたワークの位置に基づき、該ワークを把持するよう前記アームおよびハンドを制御する工程と
を備えるワーク搬送装置の制御方法との態様をとってもよい。
この場合、さらに、ワーク搬送装置で述べた種々の特徴を併せて適用することも可能である。
The present invention is not limited to the above-described aspect of the workpiece transfer device, and can take various forms.
For example,
An articulated robot having an arm extending from a base and connected by a multi-joint, a hand attached to a tip of the arm and gripping the work, and a camera attached to the arm and imaging the work. A control method for controlling a workpiece transfer device for transferring
(A) controlling the arm and detecting the position of the workpiece based on an imaging result obtained by imaging the workpiece with a preset posture of the camera;
(B) If the position of the workpiece is not detected, performing the step (a) by sequentially changing the camera to a plurality of postures;
(C) Based on the detected position of the workpiece, it may take a form of a control method for a workpiece transfer device including a step of controlling the arm and the hand so as to hold the workpiece.
In this case, it is also possible to apply various features described in the workpiece transfer device together.

本発明は、その他、コンピュータによってワーク搬送装置を制御するためのコンピュータプログラムとして構成してもよい。また、かかるコンピュータプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体として構成してもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスクやCD−ROM,光磁気ディスク,ICカード,ROMカートリッジ,パンチカード,バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置(RAMやROMなどのメモリ)および外部記憶装置等、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。   In addition, the present invention may be configured as a computer program for controlling the work transfer device by a computer. Moreover, you may comprise as a computer-readable recording medium which recorded such a computer program. Recording media include flexible disks, CD-ROMs, magneto-optical disks, IC cards, ROM cartridges, punch cards, printed matter on which codes such as bar codes are printed, internal storage devices of computers (memory such as RAM and ROM), and Various media that can be read by a computer, such as an external storage device, can be used.

装置の全体構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole structure of an apparatus. ハンド周辺の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a hand periphery. 多関節型ロボット周辺に備えられた機構の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the mechanism with which the articulated robot periphery was equipped. 制御装置の機能ブロックを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the functional block of a control apparatus. ワークの位置検出の原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of the position detection of a workpiece | work. ワーク搬送制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of a workpiece conveyance control process. 容器・中敷移載処理のフローチャートである。It is a flowchart of a container / insole transfer process. ワーク位置検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of a work position detection process. カメラ姿勢のシーケンスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the sequence of a camera attitude | position. ワーク取出し処理のフローチャートである。It is a flowchart of a workpiece removal process.

A.装置構成:
A1.全体構成:
以下、垂直多関節型ロボットを用いたワーク搬送装置の実施例を示す。
図1は、装置の全体構成を示す説明図である。搬入側容器置き場10Aからワークを取り出し、加工室50に搬送した後、加工室50から加工済みのワークを取り出し、搬出側容器置き場10Bに搬送するための装置である。
A. Device configuration:
A1. overall structure:
Hereinafter, an embodiment of a workpiece transfer apparatus using a vertical articulated robot will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the apparatus. This is an apparatus for taking out a workpiece from the carry-in side container storage 10A and transporting it to the processing chamber 50, then taking out the processed workpiece from the processing chamber 50 and transporting it to the carry-out side container storage 10B.

図の右下に、搬入側容器置き場10Aに置かれた容器11に収容されているワークの様子を示した。本実施例で搬送対象とするワーク13は、図示するように、軸対象の部品であり、筒状の部分と、円盤状のフランジ部とを結合させた形状をなしている。これはワーク13の形状の一例であり、軸対象の部品や筒状部分を有する部品以外のワークを対象としてもよい。   The state of the workpiece | work accommodated in the container 11 placed in 10 A of carrying-in side container storage places was shown in the lower right of the figure. As shown in the figure, the workpiece 13 to be conveyed in the present embodiment is a component that is a shaft target, and has a shape in which a cylindrical portion and a disc-shaped flange portion are combined. This is an example of the shape of the workpiece 13, and may be a workpiece other than a shaft target component or a component having a cylindrical portion.

容器11内では、ワーク13は、中敷12を介して多段に積み上げられている。中敷12は、樹脂製のシートであり、ワーク13を収容するための凹部が設けられている。中敷12は、ワーク13の種類に応じて用意されることになる。また、中敷12は、ワーク13を傷つけることなく多段に積むために必要な限度の剛性を有する程度であり、可撓性によってワーク13の姿勢が鉛直方向から傾くことがある。
搬入側容器置き場10Aに置かれた容器11および中敷12は、ワーク13が全て取り出された後、排出側容器置き場10Bに移動される。加工済みのワーク13は、搬入時と同様、中敷12を介して容器11内に多段に積み上げられて、排出される。
In the container 11, the workpieces 13 are stacked in multiple stages via the insole 12. The insole 12 is a resin sheet and is provided with a recess for accommodating the workpiece 13. The insole 12 is prepared according to the type of the work 13. Further, the insole 12 has such a degree of rigidity that is necessary for stacking the work 13 in multiple stages without damaging it, and the posture of the work 13 may be inclined from the vertical direction due to flexibility.
The container 11 and the insole 12 placed in the carry-in side container storage 10A are moved to the discharge side container storage 10B after all the workpieces 13 are taken out. The processed workpieces 13 are stacked in multiple stages in the container 11 via the insole 12 and discharged, as in the case of carrying in.

図中には、搬入側容器置き場10Aおよび搬出側容器置き場10Bの上に、中敷移載装置40を示した。図の煩雑化を回避するため図示を省略したが、中敷移載装置40は、レールで矢印F方向に移動可能に支持されている。後述する通り、装置下面の4カ所に吸盤を備えており、中敷12を吸着することができる。
搬入側容器置き場10Aでは、容器11からワーク13が順次、取り出される。中敷12の上が空になると、中敷移載装置40が、容器11上に移動し、吸盤で中敷12を吸着して、移動させる。こうすることにより、ワーク搬送装置は、空になった中敷12の下の段のワーク13を取り出すことができる。
逆に、搬出側容器置き場10Bでは、中敷12の上に処理済みのワーク13が満載されると、中敷移載装置40が、搬入側容器置き場10Aで回収した中敷12を移載する。こうすることで、満載になったワーク13の上に、空の中敷12が置かれた状態となるため、その上に、次の処理済みのワーク13を収容することが可能となる。
In the figure, the insole transfer device 40 is shown on the carry-in side container storage 10A and the carry-out side container storage 10B. Although not shown in order to avoid complication of the drawing, the insole transfer device 40 is supported by a rail so as to be movable in the direction of arrow F. As will be described later, suction cups are provided at four locations on the lower surface of the apparatus, and the insole 12 can be adsorbed.
In the carry-in side container storage 10A, the workpieces 13 are sequentially taken out from the containers 11. When the top of the insole 12 becomes empty, the insole transfer device 40 moves onto the container 11 and sucks and moves the insole 12 with a suction cup. By doing so, the workpiece transfer device can take out the workpiece 13 at the lower stage of the insole 12 that has become empty.
Conversely, in the carry-out side container storage 10B, when the processed workpieces 13 are fully loaded on the insole 12, the insole transfer device 40 transfers the insole 12 collected in the carry-in side container storage 10A. . By doing so, since the empty insole 12 is placed on the full work 13, the next processed work 13 can be accommodated thereon.

装置中央には、ワークを搬送するための多関節型ロボット20が設置されている。多関節型ロボットは、アーム21、22、25およびハンド24を、それぞれ関節で連結した周知の構造の産業用ロボットである。アーム21は、基部(図中では後述するクリーナ30の陰になっている)に取り付けられており、矢印Aに示すように鉛直軸周りに回転可能となっている。アーム22は、アーム21に連結されており、矢印Bに示すように回転可能となっている。アーム25は、アーム22の先端に取り付けられており、矢印Cのように揺動する。アーム25の先端には、ワークを把持するためのハンド24が取り付けられている。
上述したアーム21、22、25の動きによって、多関節型ロボット20は、任意の場所で、矢印Eのようにハンド24を上下させることができる。
ハンド24は、アーム25の先に2つ取り付けられており、矢印Dに示すように回転可能となっている。こうすることにより、一方のハンド24で未処理のワークを加工室50に搬送するとともに、他方の空いたハンド24で加工室50から処理済みのワークを取り出すことができ、稼働効率を向上させることができる。
In the center of the apparatus, an articulated robot 20 for conveying a workpiece is installed. The articulated robot is an industrial robot having a known structure in which the arms 21, 22, 25 and the hand 24 are connected by joints. The arm 21 is attached to a base portion (in the shadow of a cleaner 30 described later in the drawing), and can rotate around a vertical axis as indicated by an arrow A. The arm 22 is connected to the arm 21 and is rotatable as indicated by an arrow B. The arm 25 is attached to the tip of the arm 22 and swings as indicated by an arrow C. A hand 24 for gripping a workpiece is attached to the tip of the arm 25.
By the movement of the arms 21, 22, and 25 described above, the articulated robot 20 can move the hand 24 up and down as shown by an arrow E at an arbitrary location.
Two hands 24 are attached to the tip of the arm 25 and are rotatable as indicated by an arrow D. By carrying out like this, while an unprocessed workpiece | work can be conveyed to the processing chamber 50 with one hand 24, the processed workpiece | work can be taken out from the processing chamber 50 with the other vacant hand 24, and operating efficiency is improved. Can do.

アーム25には、カメラ23が取り付けられている。カメラ23は、2次元の静止画像を撮像するためのディジタルカメラである。本実施例では、後述する通りカメラ23で容器11内のワークを撮影し、その位置を検出することによってワークの把持、搬送を可能としている。
また、後述する通り、本実施例では、位置検出の適否の判定に、カメラ23で撮像した画像内で合焦している部分の割合を用いる。従って、カメラ23は、合焦する奥行き範囲が比較的狭い方が好ましく、この意味で焦点距離が長い方が好ましい。
A camera 23 is attached to the arm 25. The camera 23 is a digital camera for capturing a two-dimensional still image. In the present embodiment, as will be described later, the work in the container 11 is photographed by the camera 23 and the position thereof is detected, whereby the work can be gripped and conveyed.
Further, as will be described later, in this embodiment, the ratio of the in-focus portion in the image captured by the camera 23 is used to determine whether or not position detection is appropriate. Therefore, it is preferable that the camera 23 has a relatively narrow depth range, and in this sense, a longer focal length is preferable.

加工室50は、例えば、機械によって切削や研磨加工を行う作業室とすることができる。加工室50の内部には、油分や加工時の粉じんが霧(以下、「ミスト」と称することもある)のように充満している。
この加工室50での加工内容は、実施例を説明するための便宜上のものであり、本発明を適用する上では、加工室50での加工内容は切削や研磨等に限定されるものではない。また、本発明を適用する上では、加工室50の内部がミストで充満している必要もなく、加工室50を省略し、ワーク搬送装置を、所定の場所から別の場所に単にワークを搬送する目的だけの装置として構成してもよい。
The processing chamber 50 can be, for example, a working chamber that performs cutting or polishing by a machine. The inside of the processing chamber 50 is filled with oil and dust at the time of processing like mist (hereinafter also referred to as “mist”).
The processing contents in the processing chamber 50 are for convenience of explaining the embodiments, and in applying the present invention, the processing contents in the processing chamber 50 are not limited to cutting or polishing. . In applying the present invention, the inside of the processing chamber 50 does not need to be filled with mist, the processing chamber 50 is omitted, and the workpiece transfer device simply transfers the workpiece from a predetermined location to another location. You may comprise as an apparatus only for the purpose to do.

クリーナ30は、カメラ23のレンズをクリーニングするための機構である。クリーナ30の構成については、後述するが、レンズを拭き取るための拭取部と、レンズにエアーを吹き付けるための機構を備えている。
また、クリーナ30とは別に、カメラ23のレンズ部分の汚れを防止するための機構として、後述する通り、カメラ23にはレンズにエアーを吹き付けるための装置が取り付けられている。加工室50内にハンド24を挿入する際に、レンズにエアーを吹き付けることにより、レンズへのミストの付着を防止するための装置である。この装置の取付部位などについては、後述する。
クリーナ30およびカメラ23に、吹き付けるためのエアーは、エアーコンプレッサ60から供給される。
The cleaner 30 is a mechanism for cleaning the lens of the camera 23. Although the structure of the cleaner 30 will be described later, it includes a wiping unit for wiping the lens and a mechanism for blowing air onto the lens.
In addition to the cleaner 30, as will be described later, a device for blowing air onto the lens is attached to the camera 23 as a mechanism for preventing contamination of the lens portion of the camera 23. When the hand 24 is inserted into the processing chamber 50, air is blown onto the lens to prevent mist from adhering to the lens. The attachment site of this device will be described later.
Air for spraying the cleaner 30 and the camera 23 is supplied from an air compressor 60.

以上で説明した各装置は、制御装置100によって動作が制御される。制御装置100は、内部にCPU、ROM、RAMを備えたコンピュータであり、制御プログラムに従って、各装置の制御を行う。制御対象としては、多関節型ロボット20、エア−コンプレッサ60、中敷移載装置40、加工室50などが挙げられる。
制御プログラムの構成および制御処理の内容については後述する。
The operation of each device described above is controlled by the control device 100. The control device 100 is a computer having a CPU, a ROM, and a RAM inside, and controls each device according to a control program. Examples of the control target include the articulated robot 20, the air-compressor 60, the insole transfer device 40, the processing chamber 50, and the like.
The configuration of the control program and the contents of the control process will be described later.

A2.ハンド周辺の構成:
図2は、ハンド周辺の構成を示す説明図である。
図2(a)には、ハンド24およびカメラ23の近傍の拡大斜視図を示した。図1で説明した通り、ハンド24は、2つ取り付けられており、一方を加工室50からのワークの搬出用、他方を加工室50へのワーク搬入用として使用することができる。図示する通り、カメラ23には、レンズ23Lおよびエアー吹出口23bが取り付けられている。図示を省略したが、エアー吹出口23bには、エアーコンプレッサ(図1参照)からのエアーを送るためのパイプが連結されている。
A2. Configuration around the hand:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration around the hand.
FIG. 2A shows an enlarged perspective view of the vicinity of the hand 24 and the camera 23. As described with reference to FIG. 1, two hands 24 are attached, and one hand can be used for unloading a workpiece from the processing chamber 50 and the other for loading the workpiece into the processing chamber 50. As illustrated, the camera 23 is provided with a lens 23L and an air outlet 23b. Although not shown, a pipe for sending air from an air compressor (see FIG. 1) is connected to the air outlet 23b.

図2(b)には、側面図を模式的に示した。エアー吹出口23bは、カメラ23のレンズ23Lに対してエアー(図中の細かなハッチングで示した部分)を吹き出す。こうすることにより、レンズ23Lの表面にエアーカーテンを形成し、加工室50への搬入・搬出時にレンズ23Lにミストが付着するのを抑制することができる。   FIG. 2B schematically shows a side view. The air outlet 23b blows out air (portion indicated by fine hatching in the drawing) to the lens 23L of the camera 23. By doing so, an air curtain can be formed on the surface of the lens 23L, and mist can be prevented from adhering to the lens 23L during loading / unloading into the processing chamber 50.

ハンド24には、ワークを外側から把持するように開閉する把持部24aが備えられている。把持部24aは、かかる構造に限らず、ワークの筒状の部分に挿入されてから広がることで、筒状の部分を内側から把持する機構としてもよい。
ハンド24の中央には、ロッド24bが取り付けられている。ロッド24bは、棒状の部材の先端に円盤が取り付けられた形状をなしており、図中の矢印のように上下に動作するものである。ロッド24bは、ワークを把持および搬送する際には、ハンド24内に収容されており、ワークを容器から取り出す際に図示するように突出する。
こうすることにより、ロッド24bで中敷を押さえながらワークを取り出すことができる。中敷がワークと密着等していると、ワークを取り出す際に、中敷がワークとともに持ち上がるなどして、中敷に残っている他のワークの損傷を招くおそれがあるが、ロッド24bで中敷を押さえることにより、こうした支障を回避することができる。
ロッド24bを動作させる機構としては、例えば、ソレノイドを利用して電磁的に動作させる機構、油圧やエアーを利用して動作させる機構などを適用することができる。中敷を押さえる用途であれば、ロッド24bには大きな荷重はかからないため、電磁的に動作させる機構が比較的簡易で有用性が高い。
本実施例では、2つのハンド24のうち一方を、容器からワークの取り出し専用のハンド24として用いるものとしているため、ロッド24bは、一方にのみ設けるものとした。ハンド24のいずれも、ワークの取り出しに活用する場合は、双方に設けることが好ましい。
ロッド24bは、ワークと中敷とを確実に切り離すための機構である。ロッド24bに代えて、ロッド24bが突出する方向(図中の上から下方向)に、圧搾空気を吹き出すようにしてもよい。
The hand 24 is provided with a gripping portion 24a that opens and closes so as to grip the workpiece from the outside. The gripping portion 24a is not limited to such a structure, and may be a mechanism that grips the cylindrical portion from the inside by being expanded after being inserted into the cylindrical portion of the workpiece.
A rod 24 b is attached to the center of the hand 24. The rod 24b has a shape in which a disk is attached to the tip of a rod-shaped member, and moves up and down as indicated by arrows in the drawing. The rod 24b is accommodated in the hand 24 when gripping and transporting the workpiece, and protrudes as shown when the workpiece is taken out from the container.
By doing so, the workpiece can be taken out while holding the insole with the rod 24b. If the insole is in close contact with the workpiece, when the workpiece is taken out, the insole may be lifted together with the workpiece and cause damage to other workpieces remaining on the insole. You can avoid these problems by holding down the floor.
As a mechanism for operating the rod 24b, for example, a mechanism that electromagnetically operates using a solenoid, a mechanism that operates using hydraulic pressure or air, and the like can be applied. If it is a use which presses an insole, since the big load will not be applied to the rod 24b, the mechanism operated electromagnetically is comparatively simple and highly useful.
In the present embodiment, one of the two hands 24 is used as the hand 24 dedicated to taking out the workpiece from the container, and therefore the rod 24b is provided only on one side. If any of the hands 24 is used for taking out a workpiece, it is preferable to provide both of them.
The rod 24b is a mechanism for reliably separating the workpiece and the insole. Instead of the rod 24b, the compressed air may be blown out in the direction in which the rod 24b protrudes (from the top to the bottom in the figure).

A3.周辺機構の構成:
図3は、多関節型ロボット周辺に備えられた機構の構成を示す説明図である。
図3(a)には、クリーナ30の斜視図である。クリーナ30は、多関節型ロボットに取り付けられたカメラのレンズの汚れを除去するための機構である。クリーナ30には、本体31に、拭取部32とエアー吹出部34が設けられている。
拭取部32は、表面にレンズを拭き取るためのクロスが貼り付けられた部品であり、表面にバネ33によって支えられており、上からの圧力に応じて上下動する。多関節型ロボットのアームを制御して、カメラのレンズを拭取部32にこすりつけることによって、レンズの汚れをぬぐい取ることができる。上述の通り、拭取部32は、上下動するようになっているため、多関節型ロボットが拭取部32にレンズを押しつける力が過剰となっても、レンズの破損を回避することができる。
エアー吹出部34は、エアーコンプレッサからの圧縮空気を吹き出すための機構である。拭取部32でレンズを拭き取った際に、繊維くずなどがレンズに付着するおそれがあるため、エアー吹出部34からレンズにエアーを吹き出すことによって、こうした汚れを吹き飛ばすことができる。本実施例では、多関節型ロボットがレンズを拭取部32にこすりつけた後、レンズをエアー吹出部34の上側に移動させると、エアーが吹き出して、レンズに付着した汚れを除去することができる。
A3. Peripheral structure:
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a mechanism provided around the articulated robot.
FIG. 3A is a perspective view of the cleaner 30. The cleaner 30 is a mechanism for removing dirt on the lens of the camera attached to the articulated robot. The cleaner 30 is provided with a wiping portion 32 and an air blowing portion 34 in the main body 31.
The wiping portion 32 is a part having a cloth for wiping the lens on the surface, is supported on the surface by a spring 33, and moves up and down according to pressure from above. By controlling the arm of the articulated robot and rubbing the lens of the camera against the wiping unit 32, dirt on the lens can be wiped off. As described above, since the wiping unit 32 moves up and down, damage to the lens can be avoided even if the force of the articulated robot pressing the lens against the wiping unit 32 becomes excessive. .
The air blowing part 34 is a mechanism for blowing out compressed air from the air compressor. When the lens is wiped off by the wiping unit 32, there is a possibility that fiber waste or the like may adhere to the lens. Therefore, by blowing air from the air blowing unit 34 to the lens, such dirt can be blown off. In this embodiment, after the articulated robot rubs the lens on the wiping unit 32, the lens is moved to the upper side of the air blowing unit 34, so that air is blown out to remove dirt attached to the lens. .

図3(b)には中敷移載装置40の構成を示した。中敷移載装置40には、矩形の本体41の4つの角の下面に吸盤42が取り付けられている。吸盤42は、図示する通り、台形錐状の樹脂製のカップを3個、蛇腹状に連結した形状をなしている。この形状により、カップが変形することで吸盤の開口部分の向きに自由度が生じるため、中敷が、中敷移載装置40に対して平行ではなく、斜めに傾いている場合でも、安定的に吸着できる利点がある。
吸盤42には、ドレンパイプ43が接続されている。ドレンパイプ43は、吸盤で中敷を吸着する際に、併せてドレンパイプ43で中敷表面に付着した油を回収するために活用される。
FIG. 3B shows the configuration of the insole transfer device 40. In the insole transfer device 40, suction cups 42 are attached to the lower surfaces of four corners of a rectangular main body 41. As shown in the drawing, the suction cup 42 has a shape in which three trapezoidal cone-shaped resin cups are connected in a bellows shape. Due to this shape, the cup is deformed so that a degree of freedom is generated in the direction of the opening portion of the suction cup. Has the advantage that it can be adsorbed.
A drain pipe 43 is connected to the suction cup 42. The drain pipe 43 is used to collect oil adhering to the surface of the insole with the drain pipe 43 when adsorbing the insole with the suction cup.

A4.制御装置の構成:
図4は、制御装置の機能ブロックを示す説明図である。制御装置100は、コンピュータで構成されている。従って、図示した各機能ブロックは、制御用のコンピュータプログラムをインストールすることによってソフトウェア的に構成される。各機能ブロックの一部または全部を、ハードウェア的に構成しても構わない。
A4. Control unit configuration:
FIG. 4 is an explanatory diagram showing functional blocks of the control device. The control device 100 is configured by a computer. Therefore, each functional block shown in the figure is configured by software by installing a computer program for control. A part or all of each functional block may be configured in hardware.

主制御部101は、図1〜3で説明した各装置の全体の制御を統合する。制御に必要なパラメータは、制御パラメータデータベース102に格納されている。格納されるパラメータとしては、ワークや中敷の種別などが挙げられる。
動作制御部110は、図示する各機能ブロックを包含し、多関節型ロボット他の動作を制御する。
アーム・ハンド駆動制御部111は、多関節型ロボット20のアーム21,22,25およびハンド24およびロッド24bなどの動作を制御する。容器・中敷移載機構駆動制御部112は、中敷移載装置40および空になった容器を移載するための機構の動作を制御する。カメラ制御部113は、カメラ23での撮影を制御する。加工室制御部114は、加工室50の内部で行われる加工を制御する。エアーコンプレッサー制御部115は、エアーコンプレッサ60からのエアーの吹き出しのオン・オフを制御する。
ワーク位置検出部120は、カメラ制御部113で撮影された画像に基づいて、ワークの位置を検出する。位置の解析方法は、後述する。ワークの位置の検出結果は、ワークの把持・搬送制御に活用される。位置が検出できなかった場合は、主制御部101は、後述する通り、アーム・ハンド駆動制御部111およびカメラ制御部113などを介して、位置検出を再試行する。
レンズクリーニング制御部130は、カメラ23のレンズ23Lをクリーニングする機能を奏する。このクリーニングは、位置検出を再試行の過程で行われる。また、レンズクリーニング制御部130は、ワークを加工室150に搬入・搬出する際には、レンズ23Lにエアーを吹き付けるよう、エアーコンプレッサ制御部115に指示を出す機能も奏する。
搬送動作制御部140は、ワーク位置検出部120で検出されたワークの位置に基づいて、ワークの把持・搬送・搬出および中敷12への収容を制御する。例えば、ワークを把持するための位置へのハンドの移動は、搬送動作制御部140が、アーム・ハンド駆動制御部111に指示を出すことによって実現される。この他、ワークを把持するためのハンドの動作、把持時のロッドの突出なども同様である。また、中敷12が空になると、搬送動作制御部140は、容器・中敷移載機構駆動制御部112に指示を出力し、中敷を移動させる。搬送動作の制御内容については、後述する。
The main control unit 101 integrates overall control of each device described with reference to FIGS. Parameters necessary for control are stored in the control parameter database 102. Examples of stored parameters include the type of workpiece and insole.
The operation control unit 110 includes the functional blocks shown in the figure, and controls the other operations of the articulated robot.
The arm / hand drive control unit 111 controls the operations of the arms 21, 22, 25, the hand 24, the rod 24 b and the like of the articulated robot 20. The container / insole transfer mechanism drive control unit 112 controls the operation of the insole transfer device 40 and the mechanism for transferring the empty container. The camera control unit 113 controls photographing with the camera 23. The processing chamber control unit 114 controls processing performed inside the processing chamber 50. The air compressor control unit 115 controls on / off of air blowing from the air compressor 60.
The work position detection unit 120 detects the position of the work based on the image taken by the camera control unit 113. A method for analyzing the position will be described later. The detection result of the workpiece position is used for workpiece gripping / conveyance control. If the position cannot be detected, the main control unit 101 retries position detection via the arm / hand drive control unit 111 and the camera control unit 113 as described later.
The lens cleaning control unit 130 has a function of cleaning the lens 23L of the camera 23. This cleaning is performed in the process of retrying position detection. The lens cleaning control unit 130 also has a function of giving an instruction to the air compressor control unit 115 so as to blow air onto the lens 23L when the work is carried into and out of the processing chamber 150.
The conveyance operation control unit 140 controls the gripping / conveying / carrying out of the workpiece and accommodation in the insole 12 based on the workpiece position detected by the workpiece position detecting unit 120. For example, the movement of the hand to a position for gripping the workpiece is realized by the transfer operation control unit 140 issuing an instruction to the arm / hand drive control unit 111. In addition, the operation of the hand for gripping the workpiece, the protrusion of the rod during gripping, and the like are the same. When the insole 12 becomes empty, the transport operation control unit 140 outputs an instruction to the container / insole transfer mechanism drive control unit 112 to move the insole. The control content of the transport operation will be described later.

B.ワークの位置検出:
次にワークの位置検出方法について説明する。
図5は、ワークの位置検出の原理を示す説明図である。カメラ23によって、鉛直上方の姿勢Aaおよびやや斜めの姿勢Abでワークを撮像した状態を示した。中敷12の撓みなどによって、ワークは鉛直上方からやや傾いた状態になっているとする。
画像Paは、鉛直上方の姿勢Aaからの撮像結果である。左側のハッチングを付した部分はピントが合っていない部分を表している。ワークが斜めに傾いている場合、この状態では、カメラ23に対してワークが相対的に傾いた状態となっているため、画像Paに示す通り、ワークの一部にしかピントが合わなくなる。画像Paでは、左半分にハッチングを付してピントが合わない部分を模式的に示したが、実際には、ピントのずれはカメラ23からワークの距離に応じて順次変化し、ある領域においては、許容範囲できないほど不鮮明な画像となるのである。図中のハッチングの部分は、許容範囲を超えて不鮮明となっている領域ということになる。
一方、斜めの姿勢Abから撮像した状態を画像Pbに示した。画像Pbには、ハッチングを付した部分はない。これは、全体的にピントが合っていることを表している。姿勢Abでは、ワークとカメラ23の双方が傾いているため、両者の相対的な傾きが小さく、このように全体的に合焦した画像を撮像することができるのである。このように全体的に合焦した画像によれば、画像解析によってその中心位置Cを精度良く特定することができる。円形の画像の中心を特定する処理は、比較的周知かつ容易な画像処理技術によって実現可能である。
このように2次元撮影をするカメラ23を用いる場合であっても、ワークの傾きに応じて撮影の姿勢を変化させることにより、位置検出に適した画像を撮像することが可能となる。本実施例では、かかる原理を利用して、精度良くワークの位置を検出する。
B. Work position detection:
Next, a method for detecting the position of the workpiece will be described.
FIG. 5 is an explanatory view showing the principle of workpiece position detection. A state in which the workpiece is imaged by the camera 23 with the vertically upward posture Aa and the slightly oblique posture Ab is shown. It is assumed that the workpiece is slightly tilted from vertically above due to bending of the insole 12 or the like.
The image Pa is an imaging result from a vertically upward posture Aa. The hatched part on the left represents the part that is not in focus. When the work is inclined obliquely, in this state, since the work is inclined relative to the camera 23, only a part of the work is focused as shown in the image Pa. In the image Pa, the left half is hatched to schematically show a portion out of focus, but in practice, the focus shift sequentially changes according to the distance of the work from the camera 23, and in a certain region Therefore, the image is so unclear that it is not acceptable. The hatched portion in the figure is a region that is unclear beyond the allowable range.
On the other hand, the image Pb is shown in the image taken from the oblique posture Ab. The image Pb has no hatched portion. This indicates that the entire subject is in focus. In the posture Ab, since both the workpiece and the camera 23 are tilted, the relative tilt of both is small, and thus an image that is focused as a whole can be taken. Thus, according to the image focused entirely, the center position C can be specified with high accuracy by image analysis. The process of specifying the center of the circular image can be realized by a relatively well-known and easy image processing technique.
Even in the case of using the camera 23 that performs two-dimensional imaging in this way, it is possible to capture an image suitable for position detection by changing the imaging posture according to the tilt of the workpiece. In the present embodiment, the position of the workpiece is detected with high accuracy using such a principle.

C.ワーク搬送制御処理:
以下では、ワークを搬送するための制御処理の内容について説明する。この処理は、制御装置100の各機能ブロック(図4参照)が実現する処理であり、ハードウェア的には、制御装置100のCPUがコンピュータプログラムに基づいて実行する処理である。
C. Work transfer control processing:
Below, the content of the control process for conveying a workpiece | work is demonstrated. This process is a process realized by each functional block (see FIG. 4) of the control apparatus 100, and is a process executed by the CPU of the control apparatus 100 based on a computer program in terms of hardware.

C1.ワーク搬送制御処理:
図6は、ワーク搬送制御処理のフローチャートである。ワーク搬送装置全体の動作を制御するための処理に相当し、主として図4に示した主制御部101の機能に相当する処理である。
まず、制御装置100は、容器・中敷移載処理(ステップS10)、ワーク位置検出処理(ステップS20)、およびワーク取り出し処理(ステップS30)を実行する。容器・移載処理とは、空になった容器11および中敷12を移載する処理である。ワーク位置検出処理とは、図5で説明した原理に基づいてワークの位置を検出するための処理である。ワーク取り出し処理とは、ワークを中敷12から取り出す処理である。それぞれの処理の具体的な内容は後述する。
C1. Work transfer control processing:
FIG. 6 is a flowchart of the workpiece transfer control process. This process corresponds to a process for controlling the operation of the entire workpiece transfer apparatus, and mainly corresponds to a function of the main control unit 101 shown in FIG.
First, the control device 100 executes a container / insole transfer process (step S10), a workpiece position detection process (step S20), and a workpiece removal process (step S30). The container / transfer process is a process of transferring the empty container 11 and insole 12. The workpiece position detection process is a process for detecting the position of the workpiece based on the principle described with reference to FIG. The workpiece removal processing is processing for removing the workpiece from the insole 12. Specific contents of each processing will be described later.

次に制御装置100は、ワークを加工室50に搬入するための制御処理を実行する。まず、カメラ23のレンズ23Lへのミストの付着を防止するため、レンズ23Lへのエアーブロウをオンにし(ステップS40)、その状態で、加工室50にワークを搬入する(ステップS41)。
そして、加工室50から加工済みのワークを撤去し、新たなワークを設置する(ステップS42)。図1、2で説明した通り、本実施例では、ハンド24が2つ設けられている。この処理では、まずワークを把持していない側のハンド24で、加工済みのワークを把持し、次に、他方のハンド24に把持されている新たなワークを設置するのである。こうすることによって、加工済みのワークを一旦、容器に収容した後、新たなワークを容器から取り出して加工室に搬送するという手間を避け、効率的にワークの撤去、設置を行うことが可能となる。
制御装置100は、加工済みのワークを把持したまま、加工室から退出し、退出が完了すると、カメラ23のレンズ23Lへのエアーブロウをオフとする(ステップS43)。
そして、排出用中敷、即ち搬出側容器置き場10Bに設置された容器内の中敷の規定位置にワークを載置し、解放する(ステップS44)。規定位置とは、中敷の凹部のうち、ワークがまだ載置されていない場所である。
制御装置100は、ワークを載置する際に、ワークを把持したまま、凹部に若干、傾斜させた状態で降ろし、中敷に静かに接地させた後、ワークを解放する。この場合の傾斜角度は鉛直から数度の範囲でよい。
このように傾斜させることによってワークを凹部に安定的に収容しやすくなる効果がある。例えば、ワークを降ろす位置が、中敷の凹部からわずかにずれている場合を考える。ワークを傾斜させずに降ろすと、ワークの底面が凹部の周辺に当たるため、制御装置100は、ワークが中敷に接地したものと誤認識してワークを解放してしまうおそれがある。これに対し、ワークを傾斜させると、傾斜角度に応じて中敷への投影面積が小さくなるため、若干、位置がずれている場合でも、中敷の凹部内に収容しやすくなるのである。ワークの傾斜角度は、かかる効果を踏まえ、ワークと凹部との位置誤差の期待値に応じて設定すればよい。
以上の処理を繰り返し実行することで、ワーク搬送装置は、ワークを順次、加工室50に搬送し、加工済みのワークを搬出側容器置き場10Bの容器に収容することができる。次に、上述のステップS10〜S30の各処理について具体的内容を説明する。
Next, the control device 100 executes a control process for bringing the workpiece into the processing chamber 50. First, in order to prevent the mist from adhering to the lens 23L of the camera 23, the air blow to the lens 23L is turned on (step S40), and in this state, the work is carried into the processing chamber 50 (step S41).
Then, the processed workpiece is removed from the processing chamber 50, and a new workpiece is installed (step S42). As described with reference to FIGS. 1 and 2, in this embodiment, two hands 24 are provided. In this process, the processed workpiece is first gripped by the hand 24 not gripping the workpiece, and then a new workpiece gripped by the other hand 24 is set. By doing this, it is possible to efficiently remove and install the work, avoiding the trouble of once taking the processed work in the container and then taking out the new work from the container and transporting it to the processing chamber. Become.
The control device 100 leaves the processing chamber while holding the processed workpiece, and when the exit is completed, turns off the air blow to the lens 23L of the camera 23 (step S43).
Then, the work is placed at a specified position of the insole for discharge, that is, the insole in the container installed in the carry-out side container storage 10B, and released (step S44). The specified position is a place where the work is not yet placed in the recess of the insole.
When placing the workpiece, the control device 100 lowers the workpiece while holding the workpiece in a slightly tilted state, gently grounds the insole, and then releases the workpiece. In this case, the inclination angle may be in the range of several degrees from the vertical.
By tilting in this way, there is an effect that the workpiece can be stably accommodated in the recess. For example, consider a case where the position where the workpiece is lowered is slightly shifted from the recess of the insole. If the workpiece is lowered without being inclined, the bottom surface of the workpiece hits the periphery of the recess, and therefore the control device 100 may erroneously recognize that the workpiece is grounded on the insole and release the workpiece. On the other hand, when the work is inclined, the projected area on the insole is reduced according to the inclination angle, so that even if the position is slightly shifted, it can be easily accommodated in the recess of the insole. The tilt angle of the workpiece may be set according to the expected value of the position error between the workpiece and the recess, taking this effect into account.
By repeatedly executing the above processing, the workpiece transfer device can sequentially transfer the workpieces to the processing chamber 50 and store the processed workpieces in the container of the unloading side container storage 10B. Next, specific contents of each of the above-described steps S10 to S30 will be described.

C2.容器・中敷移載処理:
図7は、容器・中敷移載処理のフローチャートである。ワーク搬送制御処理(図6)のステップS10に相当する処理である。
制御装置100は、搬入側容器置き場10Aに取り出すべきワークが有るか否かを判断する(ステップS11)。この判断は、中敷を移載した後、搬送を完了したワークの数をカウントすれば、容易に判断できる。カメラ23で中敷を撮影して、ワークが残存しているか否かを判断するようにしてもよい。
ワークが残っている場合には(ステップ11)、容器も中敷も移載する必要性がないと判断し、制御装置100は、容器・中敷移載処理を終了する。
C2. Container / insole transfer processing:
FIG. 7 is a flowchart of the container / insole transfer process. This is a process corresponding to step S10 of the workpiece transfer control process (FIG. 6).
The control device 100 determines whether there is a work to be taken out from the carry-in side container storage 10A (step S11). This determination can be easily made by counting the number of workpieces that have been transferred after transferring the insole. The insole may be photographed with the camera 23 to determine whether or not the work remains.
When the work remains (step 11), it is determined that there is no need to transfer the container and the insole, and the control device 100 ends the container / insole transfer process.

ワークが残っていない場合には、制御装置100は、次に、容器11が空か否かを判断する(ステップS12)。容器11が空か否かは、ワークの搬送を完了してから移載済みの中敷の枚数をカウントすれば容易に判断できる。また、カメラ23で中敷を撮影し、その下に、ワークの存在が確認できるか否かで判断してもよい。
容器11が空と判断されるとき、制御装置100は、容器11の移載処理を実行する(ステップS13)。本実施例では、容器11は、搬入側容器置き場10Aから搬出用容器置き場10Bに移載するものとした。容器11を移載する機構は、周知の技術であるため、説明を省略する。
If no workpiece remains, the control device 100 next determines whether or not the container 11 is empty (step S12). Whether or not the container 11 is empty can be easily determined by counting the number of insoles that have been transferred after the workpiece has been transported. Alternatively, the insole may be photographed with the camera 23, and a determination may be made based on whether or not the existence of a workpiece can be confirmed below the insole.
When it is determined that the container 11 is empty, the control device 100 executes a transfer process for the container 11 (step S13). In this embodiment, the container 11 is transferred from the carry-in side container storage 10A to the carry-out container storage 10B. Since the mechanism for transferring the container 11 is a well-known technique, description thereof is omitted.

容器11にワークが残っている場合には、制御装置100は、中敷12を移載するための処理を行う。このため、中敷移載装置40の吸盤42で中敷12を吸着して(ステップS14)、移動させる(ステップS15)。中敷移載装置40には、四隅に吸盤42が取り付けてあるが(図3参照)、中敷12は種別ごとに凹部の位置が異なるため、種別によっては、いずれかの吸盤42が、凹部に当たってしまうことがある。そこで、制御装置100は、中敷12の種別に応じて、吸着に利用する吸盤42を変えて作動させる。常に4つの吸盤42を作動させるのではなく、中敷12によっては凹部に当たらない2つまたは3つの吸盤42を作動させ、別の中敷12の場合には、異なる吸盤42を作動させるようにするのである。こうすることによって、多種多様な中敷12に対し、安定的な吸着を行うことが可能となる。   When the work remains in the container 11, the control device 100 performs a process for transferring the insole 12. For this reason, the insole 12 is adsorbed by the suction cup 42 of the insole transfer device 40 (step S14) and moved (step S15). The insole transfer device 40 has suction cups 42 attached to the four corners (see FIG. 3). However, since the insole 12 has a different recess position for each type, any of the suction cups 42 may be recessed. May hit you. Therefore, the control device 100 operates by changing the suction cup 42 used for suction according to the type of the insole 12. Instead of always operating the four suction cups 42, two or three suction cups 42 that do not hit the recesses are operated depending on the insole 12, and different suction cups 42 are operated in the case of another insole 12. To do. By doing so, it is possible to perform stable adsorption on a wide variety of insoles 12.

本実施例では、中敷移載装置40の吸盤には、ドレンパイプ43が取り付けられている。従って、ステップS14の吸盤の作用によって、ドレンパイプ43を介して中敷上の油を回収することができる。   In the present embodiment, a drain pipe 43 is attached to the suction cup of the insole transfer device 40. Therefore, the oil on the insole can be recovered through the drain pipe 43 by the action of the suction cup in step S14.

C3.ワーク位置検出処理:
図8は、ワーク位置検出処理のフローチャートである。ワーク搬送制御処理(図6)のステップS20に相当する処理である。
制御装置100は、まず規定位置へアームを移動する(ステップS21)。ワークの種類に応じて、中敷上のワークの個数および配置は予め定まっているため、次に取り出すべきワークの位置も決められている。規定位置とは、このように定められた位置のことを言う。
アームを移動させると、制御装置100は、カメラ23の姿勢を制御して、撮影を行う(ステップS22)。本実施例では、図5で説明したように、ワークを撮影した画像内で合焦している部分に基づいて、ワークの中心位置を求める。従って、制御装置100は、ステップS22で撮影した画像の合焦している部分の割合が、所定の基準値を超えているか否かに基づいて、適正な撮影結果であるか否かを判定する(ステップS23)。
判定のための基準値は、任意に設定可能であり、例えば、70%以上とすることができる。この基準値は、固定値としてもよいし、ワークの種類に応じて変動する値としてもよい。
適正な画像であると判断された場合には(ステップS23)、制御装置100は、その画像に基づき、ワークの位置を検出する(ステップS24)。本実施例では、図5で示した通り、画像処理によってワークの中心位置を求めるものとした。位置の検出方法は、これに限らず、種々の方法をとることができる。
C3. Work position detection processing:
FIG. 8 is a flowchart of the workpiece position detection process. This is a process corresponding to step S20 of the workpiece transfer control process (FIG. 6).
First, the control device 100 moves the arm to the specified position (step S21). Since the number and arrangement of works on the insole are determined in advance according to the type of work, the position of the work to be taken out next is also determined. The specified position refers to a position determined in this way.
When the arm is moved, the control device 100 controls the posture of the camera 23 and performs shooting (step S22). In the present embodiment, as described with reference to FIG. 5, the center position of the workpiece is obtained based on the focused portion in the image obtained by photographing the workpiece. Therefore, the control device 100 determines whether or not it is an appropriate shooting result based on whether or not the ratio of the focused portion of the image shot in step S22 exceeds a predetermined reference value. (Step S23).
The reference value for determination can be arbitrarily set, for example, 70% or more. The reference value may be a fixed value or a value that varies depending on the type of workpiece.
When it is determined that the image is appropriate (step S23), the control device 100 detects the position of the workpiece based on the image (step S24). In this embodiment, as shown in FIG. 5, the center position of the workpiece is obtained by image processing. The position detection method is not limited to this, and various methods can be used.

合焦している部分の割合が基準値を下回り、適正な画像でないと判断された場合(ステップS23)、3回目に至るまでは(ステップS25)、制御装置100は、カメラ23の姿勢を変えて再度撮影を試みる(ステップS22)。姿勢を変えるシーケンスについては後述する。
適正な画像でないとの判断が3回目の場合には(ステップS25)、制御装置100は、ワークの姿勢以外の原因、即ち、カメラ23の汚れが原因であると判断し、レンズ拭取処理を実行する(ステップS26)。この処理では、制御装置100は、アームを制御して、カメラ23のレンズ23L部分を、クリーナ30の拭取部32にこすりつける。こうすることによって、簡易にレンズ23Lの汚れを除去することができる。
この拭き取りによって、拭取部32の微繊維がレンズ23Lに付着するおそれがあるため、制御装置100は、レンズ23Lへのエアーブロウを実行する(ステップS27)。この処理では、制御装置100は、アームを制御してカメラ23のレンズ23L部分をクリーナ30のエアー吹出部34に接近させるとともに、エアー吹出部34からエアーを吹き出させて微繊維を吹き飛ばす。
こうしてカメラ23のクリーニングを実行した後は、再度、カメラ23の姿勢を変えて撮影を試みる(ステップS22)。
以上の処理によって、制御装置100は、ワークの位置を検出することができる。
When it is determined that the ratio of the in-focus portion is lower than the reference value and is not an appropriate image (step S23), until the third time (step S25), the control device 100 changes the posture of the camera 23. Then, shooting is attempted again (step S22). A sequence for changing the posture will be described later.
When it is determined that the image is not an appropriate image for the third time (step S25), the control device 100 determines that the cause is other than the posture of the workpiece, that is, the contamination of the camera 23, and performs the lens wiping process. Execute (step S26). In this process, the control device 100 controls the arm to rub the lens 23L portion of the camera 23 against the wiping portion 32 of the cleaner 30. In this way, the dirt on the lens 23L can be easily removed.
Due to this wiping, the fine fibers of the wiping portion 32 may adhere to the lens 23L, and thus the control device 100 executes air blow to the lens 23L (step S27). In this process, the control device 100 controls the arm to bring the lens 23L portion of the camera 23 closer to the air blowing portion 34 of the cleaner 30 and blows air from the air blowing portion 34 to blow off the fine fibers.
After the camera 23 has been cleaned in this way, the camera 23 is changed in posture again and shooting is attempted (step S22).
Through the above processing, the control device 100 can detect the position of the workpiece.

図9は、カメラ姿勢のシーケンスを示す説明図である。図9(a)には、ワーク周囲のカメラの撮影位置を斜視図で示した。本実施例では、P1〜P9の9箇所からワークを撮影している。撮影位置P1は、ワークを鉛直上方から撮影する状態を表している。ワークが鉛直上方を向いて正常に載置されていれば、撮影位置P1で適正な画像が撮影されるはずである。撮影位置P2〜P9は、水平面内で、撮影位置P1に対応する鉛直軸を中心とする円を8等分した位置である。撮影位置P2の場合は、図示するようにワークの方向を向いて斜めに撮影を行うことになる。他の撮影位置も同様にして、それぞれワークを斜め8方向から撮影することになる。
本実施例では、ワークの位置は、中敷に設けられた凹部によって、概ね定められているため、この位置にワークがあるものとして、上述の通り、撮影位置P2〜P8の姿勢を設定することができる。撮影位置P2〜P8を定める円の半径Rは、中敷内でのワークの位置や姿勢のばらつきに応じて、適正な画像を撮影できるように定めればよい。カメラを種々の姿勢で撮影するのは、図5に示したように、ワークとの相対的な傾きが十分に小さい方向からの撮影を可能とするためである。半径Rを小さくしすぎれば、カメラの姿勢変化が小さくなり、撮影に適した姿勢を得ることができなくなる。逆に半径Rを大きくしすぎても、カメラの姿勢変化が過剰となり、撮影に適した姿勢を得ることができない。このように、カメラの姿勢を決める半径Rは、ワークの姿勢のばらつきに応じた適正値を試験、解析等によって求めることが望まれる。
半径Rは、固定値としてもよいし、ワークの種類に応じて異なる値としてもよい。また、本実施例では、撮影位置P2〜P9を、同一平面上に設定したが、3次元的に設定してもよい。撮影結果の適否を精度良く判断するため、カメラとワークとの距離を全ての撮影位置で統一しておくことが好ましく、かかる観点から、撮影位置P1〜P9がワークを中心とする同一の球面上に設定することも好ましい。
また、ワークは容器11内で多段に積み上げられているため、位置検出の対象となるワークの位置は変化する。こうした点を考慮して、ワークとカメラとの相対的な姿勢が常に一定となるよう、撮影位置を設定してもよい。この態様によれば、容器11内で下段のワークを取り扱うようになるにつれ、カメラ位置が徐々に下方に下がることになる。別の態様として、カメラの撮影高さ固定してもよい。この態様において各撮影位置P2〜P9におけるワークを撮影する角度を維持するためには、下段のワークを取り扱うようになるにつれ、カメラの撮影位置を決める半径Rを徐々に大きくすることになる。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a camera posture sequence. FIG. 9A is a perspective view showing the shooting position of the camera around the workpiece. In this embodiment, the work is photographed from nine locations P1 to P9. The photographing position P1 represents a state where the work is photographed from vertically above. If the workpiece is normally placed facing vertically upward, an appropriate image should be taken at the shooting position P1. The photographing positions P2 to P9 are positions obtained by dividing a circle centered on the vertical axis corresponding to the photographing position P1 into eight equal parts in the horizontal plane. In the case of the photographing position P2, as shown in the drawing, the photographing is performed obliquely facing the direction of the work. The other shooting positions are also shot in the same manner from the eight diagonal directions.
In the present embodiment, since the position of the work is generally determined by the recess provided in the insole, the posture of the photographing positions P2 to P8 is set as described above assuming that the work is at this position. Can do. The radius R of the circle that defines the photographing positions P2 to P8 may be determined so that an appropriate image can be photographed according to variations in the position and posture of the work in the insole. The reason why the camera is photographed in various postures is to enable photographing from a direction where the relative inclination with respect to the workpiece is sufficiently small as shown in FIG. If the radius R is too small, the change in the posture of the camera becomes small and a posture suitable for photographing cannot be obtained. Conversely, if the radius R is too large, the posture change of the camera becomes excessive, and a posture suitable for photographing cannot be obtained. As described above, it is desirable that the radius R that determines the posture of the camera is determined by testing, analysis, or the like as an appropriate value corresponding to the variation in the posture of the workpiece.
The radius R may be a fixed value or a different value depending on the type of workpiece. In the present embodiment, the photographing positions P2 to P9 are set on the same plane, but may be set three-dimensionally. In order to accurately determine the suitability of the photographing result, it is preferable to unify the distance between the camera and the workpiece at all photographing positions. From this viewpoint, the photographing positions P1 to P9 are on the same spherical surface centered on the workpiece. It is also preferable to set to.
In addition, since the workpieces are stacked in multiple stages in the container 11, the position of the workpiece whose position is to be detected changes. Considering these points, the shooting position may be set so that the relative posture between the workpiece and the camera is always constant. According to this aspect, as the lower work is handled in the container 11, the camera position is gradually lowered downward. As another aspect, the shooting height of the camera may be fixed. In this aspect, in order to maintain the angle at which the workpiece is photographed at each of the photographing positions P2 to P9, the radius R that determines the photographing position of the camera is gradually increased as the lower workpiece is handled.

図9(b)には、カメラの撮影位置のシーケンスを模式的に示した。図中の小さな○が図9(a)に示した撮影位置P1〜P9を表しており、●が、撮影を行う位置を示している。
図9(b)の左上に示すように、撮影はまず鉛直上方の撮影位置P1で行う。この位置で適正な撮影結果が得られなかった場合には、撮影位置P2で撮影を行う。さらに、適正でなかった場合には、撮影位置P2に対向する撮影位置P6で撮影を行う。撮影位置P2,P3のように順に撮影を行ってもよいが、撮影結果が適正でないと判断された場合は、カメラの姿勢を大きく変化させた方が、適正な結果が得られる可能性が高いからである。
撮影位置P6で適正な結果が得られなかった場合は、実線矢印で示すように、レンズクリーニングを行ってから、撮影を再開する。本実施例では、再度、撮影位置P1で撮影を行った後、未撮影の撮影位置P4以降の撮影を行うようにした。従前の撮影で適正な画像が得られなかった原因が、レンズの汚れにあったとすれば、鉛直上方からの撮影位置P1で適正な画像が得られる可能性が高いからである。
レンズクリーニングを省略するシーケンスを設定してもよく、この場合は、撮影位置P6の次に、未撮影の撮影位置P4での撮影を行うことになる(図中の破線矢印)。また、レンズクリーニングを行うタイミングは、必ずしも3箇所での撮影を終えた後である必要はなく、別のタイミングで行っても構わない。
以降、撮影位置P4、P8のように、対向する撮影位置をペアとしながら、順次、撮影位置を変化させて撮影を行う。この過程で、更にレンズクリーニングを行うようにしてもよい。
FIG. 9B schematically shows a sequence of shooting positions of the camera. Small circles in the figure represent the photographing positions P1 to P9 shown in FIG. 9A, and ● represents the position at which photographing is performed.
As shown in the upper left of FIG. 9B, shooting is first performed at a shooting position P1 vertically above. If an appropriate photographing result cannot be obtained at this position, photographing is performed at the photographing position P2. Further, if it is not appropriate, photographing is performed at a photographing position P6 that faces the photographing position P2. Images may be taken in order like the shooting positions P2 and P3, but if it is determined that the shooting result is not appropriate, it is more likely that an appropriate result will be obtained if the posture of the camera is greatly changed. Because.
If an appropriate result is not obtained at the shooting position P6, as shown by the solid line arrow, the lens cleaning is performed, and then shooting is resumed. In this embodiment, after taking an image again at the photographing position P1, photographing is performed after the unphotographed photographing position P4. This is because, if the reason why the proper image cannot be obtained by the previous photographing is the dirt of the lens, there is a high possibility that an appropriate image can be obtained at the photographing position P1 from vertically above.
A sequence in which lens cleaning is omitted may be set. In this case, shooting is performed at a shooting position P4 that has not been shot after the shooting position P6 (broken arrow in the figure). Further, the lens cleaning does not necessarily have to be performed after the photographing at the three positions is completed, and may be performed at another timing.
Thereafter, as in the shooting positions P4 and P8, shooting is performed by sequentially changing the shooting positions while pairing the shooting positions facing each other. In this process, lens cleaning may be further performed.

C4.ワーク取出し処理:
図10は、ワーク取出し処理のフローチャートである。ワーク搬送制御処理(図6)のステップS30に相当する処理である。
制御装置100は、ワークの検出位置にハンドを移動する(ステップS31)。そして、ワークを把持し、傾斜させて保持する(ステップS32)。図中に傾斜保持の様子を示した。
左側は、ワークを鉛直の姿勢で把持した状態を示している。ワークの位置が中敷の凹部の中央からややずれている場合には、鉛直の姿勢で把持すると、図中の領域Aに示すようにワークの一部が中敷凹部の側壁に食い込んだ状態となることがある。このままの状態でワークを取り出せば、ワークとともに中敷を持ち上げてしまい、中敷に載置されている他のワークを破損するおそれがある。
右側には、ワークを傾斜させて保持した状態を示した。このように斜めに傾けることにより、ワークの一部が中敷凹部に食い込んでいたとしても、食い込みを解放することができる。ワークを傾斜させる角度は、かかる効果が得られるように任意に設定すればよい。本実施例においては、数度で効果が得られることが確認されている。
C4. Work removal processing:
FIG. 10 is a flowchart of the workpiece removal process. This is a process corresponding to step S30 of the workpiece transfer control process (FIG. 6).
The control device 100 moves the hand to the workpiece detection position (step S31). Then, the work is gripped and held tilted (step S32). The state of tilt holding is shown in the figure.
The left side shows a state where the workpiece is held in a vertical posture. When the position of the work is slightly deviated from the center of the recess of the insole, if it is gripped in a vertical posture, a part of the work bites into the side wall of the insole recess as shown in the region A in the figure May be. If the workpiece is taken out in this state, the insole is lifted together with the workpiece, and there is a possibility that other workpieces placed on the insole may be damaged.
On the right side, the workpiece is tilted and held. By tilting in this manner, even if a part of the work bites into the insole recess, the biting can be released. What is necessary is just to set arbitrarily the angle which inclines a workpiece | work so that this effect may be acquired. In this embodiment, it has been confirmed that the effect can be obtained at several degrees.

制御装置100は、こうしてワークを傾斜させた後、切離し用のロッド24bを突出させながら、ワークを取り出す(ステップS33)。図中にロッド24bの状態を示した。ロッド24bは、ハンド内に収容されているが、ワークを取り出す際に、図中の矢印方向に動作し、ハンド内から突出される。本実施例のワークは、中央が筒状の部材となっているため、ロッド24bは、ワークの中空部分を貫通し、中敷を押さえることができる。こうすることによって、ワークを取り出す際に、中敷がワークとともに持ち上がることを回避でき、中敷に載置された他のワークを破損等することを回避できる。   After tilting the workpiece in this way, the control device 100 takes out the workpiece while protruding the separating rod 24b (step S33). The state of the rod 24b is shown in the figure. The rod 24b is accommodated in the hand, but when the workpiece is taken out, the rod 24b operates in the direction of the arrow in the figure and protrudes from the hand. Since the workpiece of the present embodiment is a cylindrical member at the center, the rod 24b can penetrate the hollow portion of the workpiece and hold the insole. By doing so, it is possible to avoid lifting the insole together with the workpiece when taking out the workpiece, and it is possible to avoid damaging other workpieces placed on the insole.

以上で説明した実施例のワーク搬送装置によれば、カメラ23の姿勢を多様に変化させてワークを撮影することにより、ワークの位置検出を精度良く行うことができる。また、多関節型ロボットを利用しているため、こうしたカメラ23の姿勢の制御も特別な機構を備えるまでなく、アームの制御によって容易に実現することができる利点がある。   According to the work conveyance device of the embodiment described above, the position of the work can be detected with high accuracy by photographing the work by changing the posture of the camera 23 in various ways. In addition, since an articulated robot is used, the control of the posture of the camera 23 does not need to be provided with a special mechanism, and there is an advantage that it can be easily realized by controlling the arm.

実施例で説明した種々の特徴は、必ずしも全てを備えている必要はなく、適宜、一部を省略したり、組み合わせたりして適用することが可能である。また、本発明は、必ずしも上述の実施例に限定されず、種々の構成に適用可能である。   The various features described in the embodiments are not necessarily all provided, and can be applied by appropriately omitting or combining some of the features. The present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and can be applied to various configurations.

本発明は、カメラでワークの位置を精度良く検出し、多関節型ロボットを用いてワークを搬送するために利用可能である。   The present invention can be used to accurately detect the position of a workpiece with a camera and transport the workpiece using an articulated robot.

10A…搬入側容器置き場
10B…搬出側容器置き場
11…容器
12…中敷
13…ワーク
20…多関節型ロボット
21、22、25…アーム
23…カメラ
23b…エアー吹出口
23L…レンズ
24…ハンド
24a…把持部
24b…ロッド
30…クリーナ
31…本体
32…拭取部
33…バネ
34…エアー吹出部
40…中敷移載装置
41…本体
42…吸盤
43…ドレンパイプ
50…加工室
60…エアーコンプレッサ
100…制御装置
101…主制御部
102…制御パラメータデータベース
110…動作制御部
111…アーム・ハンド駆動制御部
112…容器・中敷移載機構駆動制御部
113…カメラ制御部
114…加工室制御部
115…エアーコンプレッサ制御部
120…ワーク位置検出部
130…レンズクリーニング制御部
140…搬送動作制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10A ... Carrying side container storage place 10B ... Carrying out side container storage place 11 ... Container 12 ... Insole 13 ... Work 20 ... Articulated robot 21, 22, 25 ... Arm 23 ... Camera 23b ... Air outlet 23L ... Lens 24 ... Hand 24a ... Grasping part 24b ... Rod 30 ... Cleaner 31 ... Main body 32 ... Wiping part 33 ... Spring 34 ... Air blowing part 40 ... Insole transfer device 41 ... Main body 42 ... Suction cup 43 ... Drain pipe 50 ... Processing chamber 60 ... Air compressor DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Control apparatus 101 ... Main control part 102 ... Control parameter database 110 ... Operation control part 111 ... Arm / hand drive control part 112 ... Container / insole transfer mechanism drive control part 113 ... Camera control part 114 ... Processing room control part 115: Air compressor control unit 120 ... Work position detection unit 130 ... Lens cleaning system Control unit 140 ... Conveyance operation control unit

Claims (9)

ワークを搬送するためのワーク搬送装置であって、
多関節型ロボットと、前記多関節型ロボットを制御する制御部とを備え、
前記多関節型ロボットは、
基部から延伸し、多関節で連結されたアームと、
前記アームの先端に取り付けられ、前記ワークを把持するハンドと、
前記アームに取り付けられ、前記ワークを撮像するカメラとを有しており、
前記制御部は、
前記アームを制御して前記カメラを予め設定された複数の姿勢に順次変化させて前記ワークを撮像させ、該撮像結果に基づいて前記ワークの位置を検出し、該ワークを把持するよう前記アームおよびハンドを制御する
ワーク搬送装置。
A workpiece transfer device for transferring a workpiece,
An articulated robot, and a control unit for controlling the articulated robot,
The articulated robot is:
An arm that extends from the base and is articulated,
A hand attached to the tip of the arm and gripping the workpiece;
A camera attached to the arm and imaging the workpiece;
The controller is
Controlling the arm and sequentially changing the camera to a plurality of preset postures to image the workpiece, detecting the position of the workpiece based on the imaging result, and gripping the workpiece; Work transfer device that controls the hand.
請求項1記載のワーク搬送装置であって、
前記ワークは、略軸対象形状をなしており、
前記制御部は、合焦している部分の割合が所定値以上の前記撮像結果を用いて前記ワークの位置を検出する
ワーク搬送装置。
It is a workpiece conveyance apparatus of Claim 1, Comprising:
The workpiece has a substantially axial object shape,
The said control part is a workpiece conveyance apparatus which detects the position of the said workpiece | work using the said imaging result whose ratio of the part which is focusing is more than predetermined value.
請求項1または2記載のワーク搬送装置であって、
前記アームの可動範囲内に前記カメラのレンズをクリーニングするクリーニング機構を備えており、
前記制御部は、所定数の姿勢で前記ワークの位置を検出できないとき、前記クリーニング機構によるレンズのクリーニングを行った後、前記撮像および検出を再試行する
ワーク搬送装置。
It is a workpiece conveyance apparatus of Claim 1 or 2, Comprising:
A cleaning mechanism for cleaning the lens of the camera within a movable range of the arm;
When the position of the workpiece cannot be detected in a predetermined number of postures, the control unit retryes the imaging and detection after cleaning the lens by the cleaning mechanism.
請求項3記載のワーク搬送装置であって、
前記クリーニング機構は、前記レンズの汚れを拭き取る拭取部を弾性部材によって支持した機構であり、
前記制御部は、前記クリーニングの際には、前記レンズを前記拭取部にこすりつけるよう前記アームを制御する
ワーク搬送装置。
It is a workpiece conveyance apparatus of Claim 3, Comprising:
The cleaning mechanism is a mechanism in which a wiping portion for wiping off dirt on the lens is supported by an elastic member,
The said control part is a workpiece conveyance apparatus which controls the said arm so that the said lens may be rubbed against the said wiping part in the case of the said cleaning.
請求項1〜4いずれか記載のワーク搬送装置であって、
搬送前の前記ワークは、可撓性の中敷に上に開口して形成された凹部内に収容されており、
前記制御部は、前記ハンドによって上方から前記ワークを保持した後、該ワークの姿勢を鉛直方向から所定角度だけ傾斜させた上で、該ワークを前記凹部から上方に持ち上げるよう制御する
ワーク搬送装置。
It is a workpiece conveyance apparatus in any one of Claims 1-4,
The workpiece before conveyance is accommodated in a recess formed by opening on a flexible insole,
The said control part hold | maintains the said workpiece | work from the upper direction with the said hand, Then, it inclines the attitude | position of this workpiece | work by only the predetermined angle from the perpendicular direction, The workpiece conveyance apparatus which controls to lift this workpiece | work upward from the said recessed part.
請求項1〜5いずれか記載のワーク搬送装置であって、
該ワーク搬送装置は、搬送後の前記ワークを、上に開口して形成された凹部を有するワーク収容用中敷に収容するものであり、
前記制御部は、前記ワークを保持した前記アームを前記凹部内に鉛直方向から所定角度だけ傾斜させて置いた状態で、該ワークの保持を解放するよう制御する
ワーク搬送装置。
It is a workpiece conveyance apparatus in any one of Claims 1-5, Comprising:
The workpiece transfer device is for storing the workpiece after transfer in a workpiece storage insole having a recess formed by opening upward,
The said control part is a workpiece conveyance apparatus which controls so that the holding | maintenance of this workpiece | work may be released in the state which inclined only the predetermined angle from the perpendicular direction in the said arm which hold | maintained the said workpiece | work.
請求項1〜6いずれか記載のワーク搬送装置であって、
前記ワークは、鉛直方向の貫通孔を有しており、
搬送前の該ワークは、所定の中敷に収容されており、
前記多関節型ロボットは、前記ハンドで前記ワークを保持した際に前記貫通孔を突き抜けて延伸するロッドを突出させるロッド機構を備えており、
前記制御部は、前記ハンドで前記ワークを保持し、前記中敷から持ち上げる際、前記ロッドを突出させるよう制御する
ワーク搬送装置。
It is a workpiece conveyance apparatus in any one of Claims 1-6, Comprising:
The workpiece has a vertical through-hole,
The work before transport is housed in a predetermined insole,
The articulated robot includes a rod mechanism that projects a rod extending through the through hole when the work is held by the hand,
The said control part hold | maintains the said workpiece | work with the said hand, and it is controlled so that the said rod may protrude when it lifts from the said insole.
請求項1〜7いずれか記載のワーク搬送装置であって、
該ワーク搬送装置は、ミストが充満した加工室内に前記ワークを搬送するためのものであり、
前記多関節型ロボットは、前記カメラのレンズに気体を吹き付ける気体吹付部を有しており、
前記制御部は、前記加工室内に搬送する際に、前記気体吹付部から気体を吹き付けるよう制御する
ワーク搬送装置。
It is a workpiece conveyance apparatus in any one of Claims 1-7,
The workpiece transfer device is for transferring the workpiece into a processing chamber filled with mist,
The articulated robot has a gas blowing unit that blows gas onto the lens of the camera,
The said control part is a workpiece conveyance apparatus which controls so that gas may be sprayed from the said gas spraying part, when conveying in the said process chamber.
基部から延伸し、多関節で連結されたアームと、前記アームの先端に取り付けられワークを把持するハンドと、前記アームに取り付けられ前記ワークを撮像するカメラとを有する多関節型ロボットによって、前記ワークを搬送するためのワーク搬送装置を制御する制御方法であって、
(a) 前記アームを制御して前記カメラを予め設定された姿勢で前記ワークを撮像した撮像結果に基づいて前記ワークの位置を検出する工程と、
(b) 前記ワークの位置が検出されない場合は、前記カメラを複数の姿勢に順次変化させて前記工程(a)を行う工程と、
(c) 前記検出されたワークの位置に基づき、該ワークを把持するよう前記アームおよびハンドを制御する工程と
を備えるワーク搬送装置の制御方法。


An articulated robot having an arm extending from a base and connected by a multi-joint, a hand attached to a tip of the arm and gripping the work, and a camera attached to the arm and imaging the work. A control method for controlling a workpiece transfer device for transferring
(A) controlling the arm and detecting the position of the workpiece based on an imaging result obtained by imaging the workpiece with a preset posture of the camera;
(B) If the position of the workpiece is not detected, performing the step (a) by sequentially changing the camera to a plurality of postures;
(C) A method for controlling a workpiece transfer device, comprising: controlling the arm and the hand so as to grip the workpiece based on the detected position of the workpiece.


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