JP2014024010A - 固定部材解体システム、固定部材解体方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】予め決められた面を下にして載置された解体対象の垂直方向の長さを測定する高さ測定ユニットと、前記高さ測定ユニットが測定した前記垂直方向の長さを示す高さ情報に基づき、前記解体対象の垂直方向の長さの半分の高さ位置で焦点が合うように前記解体対象を撮像した撮像画像に基づき、前記解体対象を固定している固定部材を検出し、この検出された前記固定部材の前記解体対象における位置を示す位置情報を算出する固定部材検出ユニットと、前記位置情報に基づき前記解体対象における前記固定部材の位置に前記固定部材による固定を解除させるための固定解除ツールを移動させ、前記固定解除ツールにより前記固定部材による固定を解除させる固定部材解体ユニットとを備える。
【選択図】図1
Description
また、解体する電化製品は、製品ごとに、その大きさや、部品の固定方法も異なるため、解体作業のオートメーション化が難しく、手作業により、各製品を解体していた。
例えば、作業内容ごとに割り当てられた解体作業員が、搬送ベルトで搬送される解体対象であるテレビを順次解体していく方法が採られていた(例えば、特許文献1参照)。
このように、本発明の一実施形態に係る固定部材解体システムによれば、解体対象の垂直方向の長さの半分の高さ位置で焦点が合うように解体対象を撮像するため、高さが異なる全ての固定部材を検出可能な撮像画像が得られ、この撮像画像を利用し固定部材の位置情報を算出することが出来る。従って、固定部材を効率よく検出することができるため、解体対象を解体するための作業効率をよくすることができる。
このように、本発明の一実施形態に係る固定部材解体システムによれば、固定部材検出ユニット2による誤検出をユーザに通知し、ユーザによって誤検出を訂正することができる。
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る固定部材解体システム100の構成を示すブロック図である。
図1に示す通り、本実施形態に係る固定部材解体システム100は、高さ測定ユニット1と、固定部材検出ユニット2と、固定部材解体ユニット3と、搬送ユニット4と、統括制御ユニット5とを含む。統括制御ユニット5は、高さ測定ユニット1と、固定部材検出ユニット2、固定部材解体ユニット3、および搬送ユニット4を、統括的に制御する。
本実施形態に係る固定部材解体システム100は、固定部材検出ユニット2により解体対象に固定されている固定部材を検出し、検出された固定部材を固定部材解体ユニット3により解体するシステムである。本実施形態において、この固定部材解体システム100の解体対象として、例えば、ネジ留めされているディスプレイDPのキャビネットを例に、以下説明する。また、本実施形態において、固定部材は、ネジであり、以下、固定部材をネジNJと呼称する。また、ネジNJの固定解除方法としては、固定解除ツール、例えばドライバービットを用いて、ネジ留めされているネジNJを緩ませる方向に回転させてディスプレイDPのキャビネットから取り外す方法の一例を用いて、以下説明する。しかしながら、本発明はこの例に限られない。
図示の通り、搬送ユニット4は、搬送ベルト401と搬送ローラ402とを備え、搬送ローラ402の回転を制御することにより、予め決められた搬送方向に搬送ベルト401を搬送する。なお、この搬送ユニット4は、統括制御ユニット5によって、搬送速度や搬送タイミング等が制御されるものであってもよい。
搬送ユニット4の付近には、搬送ユニット4による搬送方向の上流側から下流側に沿って、高さ測定ユニット1、固定部材検出ユニット2、ならびに固定部材解体ユニット3がこの順番で設置されている。この搬送ベルト401上には解体対象であるディスプレイDPが載置されており、搬送ユニット4が、高さ測定ユニット1、固定部材検出ユニット2、固定部材解体ユニット3の順番で、ディスプレイDPをこれらに搬送する。このディスプレイDPは、搬送ベルト401上に背面を上にして載置されており、搬送ベルト401上のディスプレイDPには、その上面にネジNJが見えている。なお、搬送方向は図示の通り直線でなくてもよく、固定部材解体システム100が設置される環境に応じて変更可能である。
高さ測定ユニット1は、搬送ベルト401に載置されたディスプレイDPの垂直方向の長さ、すなわちディスプレイDPの厚みを測定する。本実施形態において、ディスプレイDPは、背面を垂直方向の上に、表示面を垂直方向の下にして、搬送ベルト401上に載置される。高さ測定ユニット1は、搬送ベルト401によって搬送されるディスプレイDPの最も高い部分の高さ位置を測定することによって、ディスプレイDPの垂直方向の長さを測定する。高さ測定ユニット1は、測定結果である垂直方向の長さを示す高さ情報を固定部材検出ユニット2に出力する。
なお、本実施形態において、解体対象がディスプレイDPである例について説明するため、高さ測定ユニット1は、ディスプレイDPの厚みを垂直方向の長さとして測定する。しかし、本発明はこれに限られず、予め決められた面を下にして載置された解体対象の垂直方向の長さを測定すればよく、垂直方向に長い長さをもつ解体対象に対しても適用可能である。
本実施形態において、固定部材検出ユニット2は、高さ測定ユニット1が測定したディスプレイDPの高さ情報に基づき、ディスプレイDPの垂直方向の長さの半分の高さ位置で焦点が合うようにディスプレイDPを撮像し、この撮像画像に基づき、ネジNJを検出する。
なお、ネジNJの位置は、ディスプレイDPにおいて決められた位置決め基準位置Pを原点(0,0,0)としてXYZ座標値で示される。本発明はこれに限られず、ネジNJの位置は、ディスプレイDPにおいて決められた位置決め基準位置Pを原点としてXY座標値で示されるものであってもよい。
この位置決め基準位置Pを原点(0,0,0)とする三次元空間をステージ座標空間という。このステージ座標空間は、XY平面が水平面と一致し、Z軸方向が垂直方向と一致している。なお、X軸−方向から+方向に向かう方向が搬送方向(つまり、上流から下流に向かう方向)と一致し、Z軸−方向から+方向に向かう方向が上下方向(つまり、垂直方向に下方から上方に向かう方向)と一致している。
具体的に説明すると、固定部材検出ユニット2は、解体対象であるディスプレイDPについての水平面方向の全領域を撮像した撮像画像のデータに基づき、固定部材であるネジNJを検出し、検出されたネジNJのXY座標値を算出する。ここで算出されるネジNJの位置は、ディスプレイDPのステージ座標空間において予め決められた位置決め基準位置P(0,0,0)に対するXY座標値で示される。なお、この位置決め基準位置P(0,0,0)は、位置決めされたディスプレイDPの一角であり、詳細については後述する。
また、固定部材解体ユニット3は、高さ測定ユニット1によって測定された高さ情報に基づき、ドライバービッドの移動速度を変更する。具体的説明すると、固定部材解体ユニット3は、ドライバービッドを垂直方向に降下させてネジNJに近づける際、ディスプレイDPの上面までドライバービッドを降下させる速度を、ドライバービッドを垂直方向においてディスプレイDPの最も高い位置よりも下方に降下させる速度に比べて速くする。これにより、固定部材解体ユニット3は、ネジNJの上方の近傍まで迅速にドライバービッドの先端を移動させることができる。また、固定部材解体ユニット3は、ドライバービッドでネジNJの固定を解除させる際には、解除に応じた速度でドライバービッドを移動させることができる。
図3は、高さ測定ユニット1の概略を説明するための図である。図3に示す通り、高さ測定ユニット1は、例えば、発光装置101と、受光装置102を備える。
この発光装置101は、垂直方向に並んだ複数の発光部101_1〜101_nを備える。これら複数の発光部101_1〜101_nは、それぞれ異なる高さの位置に配置されている。本実施形態において、発光部101_1は、最も高い位置に位置されている。一方、発光部101_nは、最も低い位置に位置されている。これら発光部101_1〜101_nは、受光装置102に向かって水平方向に光を出射する。
受光装置102は、発光装置101から出射される光を受光する受光部を備える。本実施形態において、受光装置102は、複数の発光部101_1〜101_nからの光をそれぞれ受光する受光部102_1〜102_nを備える。この受光装置102は、受光部102_1〜102_nによる受光の有無に基づき、ディスプレイDPの厚み(垂直方向の長さ)を測定する。
例えば、発光装置101と受光装置102との間を通過するディスプレイDPによって発光装置101からの光が遮光された場合、受光装置102は、この遮光された発光部101_1〜101_nからの光の出射位置がディスプレイDPの厚み(垂直方向の長さ)に相当すると判定する。本実施形態において、受光装置102は、遮光された発光部101_1〜101_nの光の出射位置(つまり、発光部101_1〜10_nの設置位置)を示す高さを、ディスプレイDPの垂直方向の長さを示す高さ情報として、固定部材検出ユニット2に出力する。
図4は、固定部材検出ユニット2の概略を説明するための図である。図4に示す通り、固定部材検出ユニット2は、カメラ201を保持した状態で、このカメラ201をXZ空間内で移動させるXZ移動機構202を備える。このXZ移動機構202は、カメラ201を支持する支持部202aと、この支持部202aをZ軸方向に移動可能に支持するZ移動機構202zと、このZ移動機構202zをX軸方向に移動可能に支持するX移動機構202xとを備える。
このXZ移動機構202が動作することによりカメラ201をX軸方向に沿って水平に移動させ、カメラ201が解体対象であるディスプレイDPの水平面方向の全域を撮像する。なお、本実施形態において、カメラ201は、ディスプレイDPの横方向(Y方向)の全域を同時に撮像可能なラインセンサカメラである。XZ移動機構202は、搬送ベルト401に載置されたディスプレイDPの背面の全域を撮像するように、カメラ201をX軸方向に沿って水平に移動させる。カメラ201は、X軸方向に沿って水平に1回移動されることにより、ディスプレイDPの背面の全域を撮像し、一枚の画像としてディスプレイDPを撮像することができる。
図5は、本実施形態に係る解体対象であるディスプレイDPの断面的な概略図の一例を示す。
このディスプレイDPは、例えば、厚さが50mmである。よって、載置されたディスプレイDPの垂直方向において最も高い位置は、搬送ベルト401の上面(Z座標値=ZL)から高さ位置ZH(Z座標値=ZH)の位置である。すなわち、垂直方向においてディスプレイDPの最も高い部分の高さ位置は、Z座標値=50mmとなる位置である。
XZ移動機構202は、垂直方向においてディスプレイDPの最も高い部分の高さ位置の半分の高さ位置ZM(Z座標値=ZM)に焦点が合うようにカメラ201を位置させる。例えば、XZ移動機構202は、高さ位置ZMの被写体面であってX座標値=XAの位置にカメラ201の焦点が合うようにカメラ201を位置させる。そして、XZ移動機構202は、高さ位置ZMの被写体面に焦点を合わせた状態のまま、X座標値=XBの位置まで、カメラ201をX軸方向の+方向に沿って水平に移動させる。
図6に示す通り、XZ移動機構202は、駆動制御部204と接続されている。この駆動制御部204は、XZ移動機構202に動力を提供し、XZ移動機構202の動作を制御する。
駆動制御部204は、X移動機構202xおよびZ移動機構202zを、それぞれ動作させるためのモータ制御部241xおよびモータ制御部241zと、駆動部242xおよび駆動部242zと、モータ243xおよびモータ243zとを備える。
モータ制御部241xおよびモータ制御部241zは、X移動機構202xおよびZ移動機構202zのそれぞれの動作量(移動距離)に応じた駆動コマンドを駆動部242xおよび駆動部242zにそれぞれ出力する。この駆動部242xおよび駆動部242zは、入力する駆動コマンドに応じて、モータ243xおよびモータ243zをそれぞれ駆動させる。このモータ243xおよびモータ243zは、それぞれ、X移動機構202xおよびZ移動機構202zと接続されており、駆動部242xおよび駆動部242zにより駆動され、X移動機構202xおよびZ移動機構202zを、それぞれをX軸方向およびZ軸方向に移動させる。
図7に示す通り、固定部材検出ユニット2は、XZ移動機構202と、操作部203と、駆動制御部204と、位置決めガイド205と、位置決め移動機構206と、駆動制御部207と、表示部209と、情報処理部210とを備える。
また、固定部材検出ユニット2は、カメラ201を備える。このカメラ201は、レンズ201aと、CCD201bと、A/D変換部201cとを備える。カメラ201は、入射する光学像をレンズ201aを介してCCD201bの光電変換面(撮像面)に結像させる。このCCD201bによって光電変換された光学像は、A/D変換部201cによってデジタル信号に変換される。このA/D変換部201cは、このデジタル信号を、カメラ201によって撮像された画像データとして出力する。
駆動制御部204は、XZ移動機構202を動作して、カメラ201を移動させる。本実施形態において、駆動制御部204は、図5を参照して上述したとおり、ディスプレイDPの垂直方向の長さの半分の高さ位置に焦点が合うようにカメラ201を位置させた状態で、X軸方向に沿って水平にカメラ201を移動させる。
なお、位置決めガイド205および位置決め移動機構206は、例えば、図8に示すような構造である。図8には、位置決め基準位置PにディスプレイDPの一角が当接して固定されるように支持ガイド208が設けられている。
情報処理部210は、制御部211と、記録部212と、画像解析部213と、位置検出部214と、送受信部215とを備える。
制御部211は、記録部212に記録されているプログラムに従って、固定部材検出ユニット2を統括的に制御する。
記録部212は、固定部材検出ユニット2の動作に利用される種々の情報を記録する。
画像解析部213は、カメラ201によって撮像された画像に基づき、ディスプレイDPの表面に露出したネジNJの頭部の形状として予め決められている形状を検出する。この画像解析部213は、例えば、幾何学形状パターンマッチングにより円形状の固定部材エリアLiを検出する。なお、iは、各ネジNJを識別するために割り当てられた数字である。
画像解析部213は、この固定部材エリアL1〜L3ごとに、各画素の輝度値の平均を算出する。画像解析部213は、算出した輝度値の平均を閾値として、固定部材エリアの画像に対して二値化処理を行う。例えば、固定部材エリアL1の輝度値と、この固定部材エリアL1の二値化処理後の画像の一例を図9(c)に示す。
図9(c)に示す通り、固定部材エリアL1の輝度値は、円形形状の全体に比べて中心の十字形状の輝度値が低くなっている。これは、十字形状のネジ穴部分が凹状に窪んでいるためである。よって、画像解析部213は、二値化処理を実行することより、十字形状のネジ穴エリアの画像領域を検出することができる。つまり、画像解析部213により二値化処理された画像は、ネジNJの頭部に形成されている凹凸形状を明確に表わすことができる。
送受信部215は、固定部材解体ユニット3と通信可能に接続されており、入力する位置情報(Xi,Yi)を固定部材解体ユニット3に送信する。
図10に示す通り、レンズ201aは、被写体から入射する光を集光して、CCD201bの光電変換面(撮像面)に被写体像を結像させる。図示の通り、被写体面からレンズ201aまでの距離を被写体距離という。レンズ201aからCCD201bの撮像面までの距離をレンズ距離という。この被写体面に被写体が存在している状態で撮像された場合に、被写体面に焦点があう。このときのレンズ201aの位置を合焦位置という。なお、レンズ距離と被写体距離との関係は、レンズ201aの特性等に応じて予め決められている。
図11は、固定部材解体ユニット3の概略を説明するための図である。図11に示す通り、固定部材解体ユニット3は、固定解除ツール301を保持した状態でXYZ空間に移動させるXYZ移動機構302と、Z軸と平行な回転軸を中心に固定解除ツール301を回転させる回転移動機構303とを備える。このXYZ移動機構302は、固定解除ツール301と回転移動機構303とを支持する支持部302aと、この支持部302aをZ軸方向に移動可能に支持するZ移動機構302zと、このZ移動機構302zをX軸方向に移動可能に支持するX移動機構302xと、このX移動機構302xをY軸方向に移動可能に支持するY移動機構302yとを備える。なお、このXYZ移動機構302は、上述のXZ移動機構202と同様の構成と機能を有するものには、各構成部に同一の名称を付して詳細な説明は省略する。
固定解除ツール301は、例えば、固定部材であるネジNJのネジ穴と噛み合うドライバービットである。このドライバービットは、先端が永久磁石で構成されており、鉄等の磁性体で構成されるネジNJを磁力により保持可能である。
この固定解除ツール301の付近には、回収ボックス309が備え付けられている。この回収ボックス309は、Z移動機構302zに移動可能に固定されているものであってもよい。
図12に示す通り、固定部材解体ユニット3は、固定解除ツール301と、XYZ移動機構302と、回転移動機構303と、駆動制御部304と、位置決めガイド305と、位置決め移動機構306と、駆動制御部307と、情報処理部310とを備える。
駆動制御部304は、X移動機構302x、Y移動機構302y、およびZ移動機構302zをそれぞれ動作させるためのモータ制御部341x、モータ制御部341y、およびモータ制御部341zと、駆動部342x、駆動部342y、および駆動部342zと、モータ343x、モータ343y、およびモータ343zとを備える。
モータ制御部341x、モータ制御部341y、およびモータ制御部341zは、X移動機構302x、Y移動機構302y、およびZ移動機構302zのそれぞれの動作量(移動距離)に応じた駆動コマンドを駆動部342x、駆動部342y、および駆動部342zにそれぞれ出力する。この駆動部342x、駆動部342y、および駆動部342zは、入力する駆動コマンドに応じて、それぞれモータ343x、モータ343y、モータ343zを駆動させる。このモータ343x、モータ343y、モータ343zは、それぞれ、X移動機構302x、Y移動機構302y、Z移動機構302zと接続されており、駆動部342x、駆動部342y、駆動部342zにより駆動され、X移動機構302x、Y移動機構302y、Z移動機構302zを、それぞれをX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動させる。
図14(a)は、回収ボックス309に壁部材309aを設ける一例について説明するための図である。図14(a)に示す通り、回収ボックス309の一部には、垂直方向に当接面を有する壁部材309aが取り付けられている。この壁部材309aの内側からドライバービットに保持されたネジNJを当接面に当接させるように、XYZ移動機構302がドライバービットを移動させる。あるいは、回収ボックス309を移動させるようにしてもよい。これにより、ネジNJがドライバービットから離脱され、回収ボックス309に回収される。
なお、本実施形態において、固定部材検出ユニット2に搬送されるディスプレイDPは、その上流側において、高さ測定ユニット1によってその厚み(垂直方向の長さ)が測定されている。そして、高さ測定ユニット1は、測定結果である高さ情報を固定部材検出ユニット2に出力しているものとする。
また、制御部211は、送受信部215を介して高さ測定ユニット1から高さ情報を受信すると、この高さ情報を駆動制御部204に出力する。駆動制御部204は、制御部211から高さ情報を入力すると、高さ情報が示す厚さ(垂直方向の長さ)の半分の高さ位置にカメラ201の焦点が合うようにカメラ201を移動するようXZ移動機構202を制御する。例えば、ディスプレイDPの厚みが50mmである場合、XZ移動機構202は、搬送ベルト401の上面から高さ25mmの高さ位置ZMのXY平面にカメラ201の焦点が合うようにカメラ201を位置させる。なお、XZ移動機構202は、カメラ201をディスプレイDPの一端側のスタート位置(図5を参照して説明したX=XAの位置)に位置させる。
そして、駆動制御部204は、高さ位置ZMのXY平面に焦点が合うような位置にカメラ201を位置させた状態で、X軸の+方向に沿ってカメラ201を水平に移動させるようXZ移動機構202を制御する。XZ移動機構202は、高さ位置ZMのXY平面に焦点が合うようにカメラ201を位置した状態で、ディスプレイDPの一端(X=XA)から他端(X=XB)まで、カメラ201をX軸方向に沿って水平に移動するとともに撮像させる。これにより、カメラ201は、高さ位置ZMのXY平面に焦点を合わせた状態でディスプレイDPの全面を撮像し、撮像画像D1を取得する。
画像解析部213は、この撮像画像D1に対して、予め決められた円形状のパターンマッチングを行い、撮像画像D1に含まれる全ての円形状の固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}を検出する。なお、画像解析部213は、検出された固定部材エリアLiを識別するための固有の識別番号i{i=1,2,3・・・}を、各固定部材エリアLiに割り当てる。
そして、画像解析部213は、この固定部材エリアLi内の画素の輝度値の平均を算出する。この画像解析部213は、算出した輝度値の平均を閾値として、固定部材エリアLiを含む画像に対して二値化処理を行う。
次いで、画像解析部213は、二値化処理後の画像データに対して、例えば、予め決められた十字形状のパターンマッチングを行い、十字形状のネジ穴エリアNiの検出を行う。
十字形状のネジ穴エリアNiの画像領域が検出された場合、画像解析部213は、検出したネジ穴エリアNiの十字形状の中心点Miを示す位置情報(Xi,Yi)を取得する。そして、画像解析部213は、この位置情報(Xi,Yi)を記録部212に記録する。
この画像解析部213は、撮像画像D1から検出された全ての固定部材エリアLi{i=2,3・・・}に対して、ステップST104およびステップST105を実行する。位置情報(Xi,Yi){i=2,3・・・}が取得された場合、画像解析部213は、取得した位置情報(Xi,Yi){i=2,3・・・}を記録部212に記録する。
そして、画像解析部213は、検出結果として、検出したネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiの画像領域を示す情報を制御部211に出力する。この制御部211は、入力した情報に基づき、検出したネジ穴エリアNiの画像領域を示す情報および固定部材エリアLiの画像領域を示す情報を表示部209に表示する。例えば、制御部211は、カメラ201が撮像した撮像画像D1上において、検出したネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiを示すアイコンを重畳して表示させる。
次いで、制御部211は、操作部203を介して、ユーザから画像解析部213によって検出されたネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiをネジ穴の画像領域としての設定を取り消す指示が入力されたか否かを判定する。
例えば、ネジ穴の画像領域としての設定を取り消す指示が入力されなかった場合、制御部211は、表示部209に表示したネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiの全てを、ネジ穴の画像領域として決定する。そして、制御部211は、表示部209にアイコンが重畳して表示されているネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiについては、ネジ穴の画像領域として取り扱う旨を表示部209に表示する。
(ステップST108)
一方、ネジ穴エリアNiあるいは固定部材エリアLiを指定して、ネジ穴の画像領域としての設定を取り消す指示が入力された場合、制御部211は、表示部209に検出されたことを示すアイコンの内、操作部203を介して取消の指示が入力されたネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiについて、ネジ穴の画像としての指定を解除する。
しかし、本発明はこれに限られず、ステップST107において、検出されたネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiのうち、ネジ穴の画像領域として設定するものをユーザが操作部203を介して決定するものであってもよい。
この場合、制御部211は、ユーザによって指定されたネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiを、ネジ穴の画像領域として設定し、表示部209に表示されているディスプレイDPの撮像画像上におけるネジ穴の画像領域として設定されたネジ穴エリアNiおよび固定部材エリアLiにアイコンを重畳して表示させる。
次いで、制御部211は、操作部203を介して、ユーザからネジ穴の画像領域として新規に追加する指示が入力されたか否かを判定する。
(ステップST110)
ここで、制御部211は、表示部209に検出されたことを示すアイコンの内、操作部203を介して追加の指示が入力されたネジ穴エリアNiについて、ネジ穴の画像領域としての指定を追加する。
(ステップST111)
そして、制御部211は、ネジ穴の画像領域として指定および追加された各ネジ穴についての位置情報(Xi,Yi)を、送受信部215を介して、固定部材解体ユニット3に出力する。
固定部材検出ユニット2による位置情報の取得が終了すると、統括制御ユニット5が搬送ユニット4を制御して、固定部材解体ユニット3の位置にディスプレイDPを搬送する。そして、固定部材解体ユニット3の制御部311は、駆動制御部307に、ディスプレイDPの位置決め処理を指示する。なお、駆動制御部307による位置決め処理は、上述の駆動制御部207による処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
はじめに、駆動制御部304は、位置情報(Xi,Yi)が示す位置と固定解除ツール301のビットの回転軸とが直交する位置に固定解除ツール301を移動させるようにXYZ移動機構302のX移動機構302xとY移動機構302yとを動作させる。これにより、図17(a)に示す位置P1に固定解除ツール301のビットの先端が位置される。なお、このときのZ座標値は、ディスプレイDPから十分離れた位置として予め決められている。
次いで、駆動制御部304は、高さ測定ユニット1が取得した高さ情報をネジ穴の位置情報(Zi=ZH)として、位置情報(Zi=ZH)まで固定解除ツール301を下降させるようにXYZ移動機構302を動作させる。つまり、駆動制御部304は、固定解除ツール301の先端がZ座標値=ZHの位置となるように、XYZ移動機構302のZ移動機構302zを駆動して、固定解除ツール301のドライバービットを下降させる。なお、駆動制御部304は、この固定解除ツール301のドライバービットが、位置P1から位置P2までは第1のスピードでZ軸方向に移動するように制御する。
これにより、固定解除ツール301のドライバービットは、その回転軸がXY座標値(Xi,Yi)と直交する位置に位置されるとともに、その先端がZ座標値(ZH)の位置に位置される。つまり、図17(a)に示す位置P2(言い換えると、ディスプレイDPの厚さ位置)に、固定解除ツール301のドライバービットの先端が位置される。この駆動制御部304は、位置P2にドライバービットの先端が到達した場合、固定解除ツール301の動きを一時的に停止するようにしてもよい。
そして、駆動制御部304は、ネジNJを緩める方向(例えば左回転)に固定解除ツール301のドライバービットを低速回転させるように回転移動機構303を動作させる。これにより、固定解除ツール301のドライバービットは、Z軸と平行な回転軸を中心にして低速で回転する。
次いで、駆動制御部304は、固定解除ツール301の先端を低速で下降させるようにXYZ移動機構302を動作させる。なお、固定解除ツール301を下降させるスピードは、位置P1からP2まで固定解除ツール301をZ軸方向に移動させる第1のスピードよりも遅い第2のスピードである。つまり、駆動制御部304は、回転移動機構303が固定解除ツール301のドライバービットを回転させるためのトルクが回転閾値以上まで上昇したか否かを判定しながら、固定解除ツール301の移動量を調整する。この回転トルクが閾値以上となった場合、モータ制御部341cは、固定解除ツール301のドライバービットの先端がネジ穴と嵌合している状態であると判定し、固定解除ツール301のZ軸方向の移動を停止することを指示するコマンドをモータ制御部341zに出力する。なお、ドライバービッドの先端がネジ穴と嵌合したときのドライバービットの先端は、図17(a)に示す位置P3に位置されている。
つまり、XYZ移動機構302は、第1のスピードで位置P1からP2まで固定解除ツール301をZ軸方向に移動させ、第1のスピードよりも遅い第2のスピードで位置P2からP3まで固定解除ツール301をZ軸方向に移動させる。
また、モータ制御部341cは、固定解除ツール301のドライバービットの先端がネジNJのネジ穴と嵌合している状態であると判定した場合、固定解除ツール301のドライバービットの回転速度を上げるような駆動コマンドを駆動部342cに出力する。これにより、固定解除ツール301のドライバービットの回転速度が上がり、ドライバービットがネジNJを緩める。
(ステップST207)
そして、モータ制御部341zは、固定解除ツール301を上方に上げるように、つまり、ディスプレイDPから離れる方向に固定解除ツール301を移動させるように、駆動部342zを駆動する。これにより、固定解除ツール301のドライバービットは、回転しながら上方に持ち上げられる。
ドライバービットが上方に持ち上げられた場合、モータ制御部341cは、ドライバービットの回転を停止させるような駆動コマンドを駆動部342cに出力する。これにより、ドライバービットの回転が停止する。
(ステップST209)
モータ制御部341zは、固定解除ツール301のドライバービットを回収位置まで持ち上げる。このモータ制御部341zは、例えば、図17(b)に示す位置P4に固定解除ツール301のドライバービットの先端が位置される回収位置までドライバービットを持ち上げる。
(ステップST210)。
そして、モータ制御部341xとモータ制御部341yは、固定解除ツール301のドライバービットを回収ボックス309まで搬送してネジNJを回収ボックス309に収容する。
制御部311は、回収ボックス309に回収したネジNJの本数と、固定部材検出ユニット2により位置情報が検出されたネジNJの本数(i)とを比較する。
(ステップST212)
次いで、制御部311は、回収したネジNJの本数と、位置情報を検出したネジNJの本数(i)とが一致したか否かを判定する。一致しない場合、ステップST201に戻って、全てのネジNJの本数(i)だけ、ステップST201〜211の処理を繰り返す。
(ステップST213)
そして、固定解除ツール301のドライバービットを元の位置に戻して処理を終了させる。
なお、一のネジ穴NJから他のネジ穴NJまでドライバービッドを移動させる場合、ドライバービッドの先端の高さ位置がディスプレイDPの最も高い部分の高さ位置と一致している場合、ドライバービッドの先端がディスプレイDPに接触するおそれがある。よって、固定部材解体ユニット3は、ドライバービッドを水平方向に移動させる場合、ドライバービッドの先端の高さ位置がディスプレイDPの最も高い部分の高さ位置よりも僅かに高い高さ位置であることが好ましい。
この固定解除ツール301の他の例について、図18を参照して説明する。図18は、ネジ穴の断面図を示す。
つまり、固定解除ツール301は、図18(a)に示す通り、ネジNJの頭部を削るような切断部を備えるものであってもよい。また、固定解除ツール301は、図18(b)に示す通り、ディスプレイDPのキャビネットのネジ穴の底部を削るような切断部を備えるものであってもよい。さらに、固定解除ツール301は、図18(c)に示す通り、ディスプレイDPのキャビネットのネジ穴の上部を削るような切断部を備えるものであってもよい。また、固定解除ツール301は、図18(d)に示す通り、ディスプレイDPのキャビネットのネジNJ部分を全て削るような切断部を備えるものであってもよい。
このように、図18(a)〜(d)に示す通り、ネジNJの水平面方向の位置(XY座標値)を用いる固定解除ツール301を用いる場合、ネジNJの垂直方向の位置(Z座標値)はなくてもよい。つまり、固定部材解体システム100は、固定部材検出ユニット2により取得された位置情報(Xi,Yi)のみで、固定部材解体ユニット3におけるネジNJの固定解除処理を実行することができる。よって、図18(a)〜(d)に示すようなネジNJの水平面方向の位置(XY座標値)のみを利用してネジNJを取り外すことができる固定解除ツール301を用いる場合、固定部材検出ユニット2は、取得した位置情報(Xi,Yi)を固定部材解体ユニット3に送信し、固定部材解体ユニット3が、この位置情報(Xi,Yi)に基づき、固定解除ツール301を用いてネジNJを取り外す。
この類似画像としては、例えば、ディスプレイDPの背面に設けられている端子穴、操作ボタン、メッシュ加工された通気孔、あるいは、「0(数字のゼロ)」や「O、Q(アルファベットのオー、キュー)」等が予め決められている。
画像解析部213は、例えば、類似画像の特徴を有する画像領域を分割画像のそれぞれからパターンマッチングにより検出し、固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}の検出対象から誤検出しやすい画像を切り取っておくものであってもよい。これにより、ネジNJ以外の画像を誤って検出してしまう可能性を低減させるとともに、ネジNJの画像の検出精度を高めることができる。
後者について具体的に説明すると、画像解析部213は、固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}を検出した後に、この固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}の中から、ネジNJと似ている類似画像とマッチングする固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}があるか否かを判定する。画像解析部213は、この類似画像の特徴と対応する特徴を有する固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}を、類似画像とマッチングしていると判定し、この固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}をネジNJの画像でないと判定する。そして、画像解析部213は、ネジNJの画像でないと判定した固定部材エリアLi{i=1,2,3・・・}を位置情報の検出対象から除外する。
例えば、本実施形態において、固定部材検出ユニット2は、カメラ201の焦点を合わせる際に、XZ移動機構202によってカメラ201のZ軸方向の位置を変更する実施例を参照して説明した。しかし、本発明はこれに限られず、固定部材検出ユニット2は、AF機能を備えており、このAF機能を利用して、焦点位置を調整するものであってもよい。
図19は、固定部材検出ユニット2_2の概略を説明するための図である。図19に示す通り、固定部材検出ユニット2_2は、エリアカメラ2010を保持した状態で、このエリアカメラ2010をXYZ空間内で移動させるXYZ移動機構2020を備える。このXYZ移動機構2020は、エリアカメラ2010を支持する支持部2020aと、この支持部2020aをZ軸方向に移動可能に支持するZ移動機構2020zと、このZ移動機構2020zをX軸方向に移動可能に支持するX移動機構2020xと、このX移動機構2020xをY軸方向に移動可能に支持するY移動機構2020yとを備える。なお、XYZ移動機構2020は、XYZ移動機構302と同様の機能を有する構成であるため、同一の名称を付して詳細な説明は省略する。また、固定部材検出ユニット2_2は、固定部材検出ユニット2と同様に、操作部203と、駆動制御部204と、位置決めガイド205と、位置決め移動機構206と、駆動制御部207と、表示部209と、情報処理部210とを備える。詳細な説明は省略する。
図20に示す通り、ディスプレイDPの背面の全体は、例えば、撮像される領域として仮想的に9つの分割領域に分割され、これら分割領域のそれぞれを撮像した分割画像D1〜D9によって表わされる。なお、分割画像D1〜D9は、位置決め基準位置Pを原点(0,0)として、ステージ座標空間におけるXY座標値によりディスプレイDPの背面全体における位置が予め決められている。例えば、分割画像d1は、位置決め基準位置P(0,0)と、他の3点(xa,0)、(0,ya)、(xa,ya)とによって示される領域である。また、この分割画像の分割数は、ディスプレイDPの大きさやエリアカメラ2010の性能よって予め決められている。エリアカメラ2010の分解能は、例えば、60〜80μmである。
画像解析部213は、このエリアカメラ2010によって撮像された分割画像に基づき、固定部材エリアL1およびネジ穴エリアNiを検出し、この検出結果に基づき、ネジ穴の位置を示す位置情報を算出する。
また、上記プログラムは、このプログラムを記録装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Claims (5)
- 予め決められた面を下にして載置された解体対象の垂直方向の長さを測定する高さ測定ユニットと、
前記高さ測定ユニットが測定した前記垂直方向の長さを示す高さ情報に基づき、前記解体対象の垂直方向の長さの半分の高さ位置で焦点が合うように前記解体対象を撮像した撮像画像に基づき、前記解体対象を固定している固定部材を検出し、この検出された前記固定部材の前記解体対象における位置を示す位置情報を算出する固定部材検出ユニットと、
前記位置情報に基づき前記解体対象における前記固定部材の位置に前記固定部材による固定を解除させるための固定解除ツールを移動させ、前記固定解除ツールにより前記固定部材による固定を解除させる固定部材解体ユニットと
を備えることを特徴とする固定部材解体システム。 - 前記固定部材検出ユニットは、
検出された前記固定部材の前記解体対象における位置を表示する表示部をさらに備え、
検出された前記固定部材のうち、操作部を介して指定された前記固定部材を前記固定部材解体ユニットによる固定の解除対象から除外し、除外された前記固定部材以外の前記固定部材の位置情報を前記固定部材解体ユニットに出力することを特徴とする請求項1に記載の固定部材解体システム。 - 前記固定部材検出ユニットは、
前記解体対象の垂直方向の長さの半分の高さ位置で焦点が合うように前記解体対象を撮像する撮像手段として、
前記解体対象の上面を水平方向に移動することにより前記解体対象の全体を一枚の画像として撮像するラインセンサカメラ、あるいは、水平面方向の全領域を一枚の画像として撮像するエリアカメラ、または、前記解体対象についての水平面方向の全領域を複数個に分けた分割領域ごとに前記解体対象の一部を撮像するエリアカメラを利用するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の固定部材解体システム。 - 予め決められた面を下にして載置された解体対象の垂直方向の長さを測定するステップと、
測定された前記垂直方向の長さを示す高さ情報に基づき、前記解体対象の垂直方向の長さの半分の高さ位置で焦点が合うように前記解体対象を撮像した撮像画像に基づき、前記解体対象を固定している固定部材を検出するステップと、
この検出された前記固定部材の前記解体対象における位置を示す位置情報を算出するステップと、
前記位置情報に基づき前記解体対象における前記固定部材の位置に前記固定部材による固定を解除させるための固定解除ツールを移動させ、前記固定解除ツールにより前記固定部材による固定を解除させるステップと
を備えることを特徴とする固定部材解体方法。 - コンピュータを、
予め決められた面を下にして載置された解体対象の垂直方向の長さを測定する高さ測定手段、
前記高さ測定手段が測定した前記垂直方向の長さを示す高さ情報に基づき、前記解体対象の垂直方向の長さの半分の高さ位置で焦点が合うように前記解体対象を撮像した撮像画像に基づき、前記解体対象を固定している固定部材を検出し、この検出された前記固定部材の前記解体対象における位置を示す位置情報を算出する固定部材検出手段、
前記位置情報に基づき前記解体対象における前記固定部材の位置に前記固定部材による固定を解除させるための固定解除ツールを移動させ、前記固定解除ツールにより前記固定部材による固定を解除させる固定部材解体手段、
として機能させるためのプログラム。
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