JP2015167276A

JP2015167276A - 薄型テレビの分解装置

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Publication number: JP2015167276A
Application number: JP2014040670A
Authority: JP
Inventors: 保幸中嶋; Yasuyuki Nakajima
Original assignee: NISHINIHON KADEN RECYCLE CORP
Current assignee: NISHINIHON KADEN RECYCLE CORP
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-09-24

Abstract

【課題】薄型テレビの取付台に部品ユニットを取付けている特定ネジを自動で検出して取り外す薄型テレビの分解装置を提供する。
【解決手段】薄型テレビ１４の部品ユニット１１がネジを用いて取付けられた取付台１２から、ネジ先を鉛直下方に向けて部品ユニット１１を取付台１２に取付けている特定ネジ１５を自動で検出して取付台１２から取り外す薄型テレビの分解装置１０であって、カメラ２０で取付台１２を上方から撮影した取付台画像２４より特定ネジ１５のネジ位置を求めるネジ位置検出手段１６と、取付台１２の上方に配置されたドライバ３３を特定ネジ１５のネジ位置の真上に移動し、下降して、ドライバ３３の先部を特定ネジ１５の頭部にかみ合わせ、ドライバ３３を高速回転させながら上昇させて特定ネジ１５を取付台１２から取り外し、特定ネジ１５をドライバ３３と共に上昇して取付台１２から離脱させるネジ除去手段１７とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄型テレビの取付台に種々の部品ユニットを取付けているネジの中から、ネジ先を鉛直下方に向けて取付台に部品ユニットを取付けている特定ネジを自動で検出して取り外す薄型テレビの分解装置に関する。

廃家電品の各部品を固定しているネジを簡易に除去する装置として、廃家電品に螺合されたネジを画像により検出する画像検出手段と、画像検出手段が検出した画像に基づいてネジの位置及び、少なくともネジのサイズ、ネジの頭部の形状の一つを画像により処理してネジデータを得る画像処理手段と、画像処理手段により得たネジデータを記憶する記憶手段と、ネジの頭部に係合して電動で緩める複数のネジ緩め手段（具体的には電動ドライバ）と、ネジ緩め手段をハンド部に固定すると共に、ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、記憶手段からネジデータを読み出すと共に、このネジデータに基づいて複数のネジ緩め手段から一つを選択する選択手段と、記憶手段からネジデータを読み出すと共に、このネジデータに基づいてロボットのハンド部を移動して選択したネジ緩め手段によりネジを電動で緩める制御手段とを備える廃家電品のネジ除去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−４２５１９号公報

特許文献１に記載された廃家電品のネジ除去装置では、予め取得したネジデータに基づいて、最適なネジ緩め手段の選択及びロボットのハンド部の移動を行うので、例えば、廃家電品として薄型テレビを想定した場合、テレビ製造メーカ毎にテレビ型式に応じてネジデータを全て取得しておかないとネジ除去装置として運転することができず、汎用のネジ除去装置として容易に利用することができないという問題がある。また、テレビ製造メーカ毎にそれぞれテレビ型式に応じたネジデータが取得されたとしても、膨大なネジデータの中から最適なネジ緩め手段の決定及びハンド部の移動位置の決定を行うことになるので、決定に要する時間が長くなり、安定したネジ除去装置の運転と効率的なネジ除去作業の実行の両立を図ることはできないという問題がある。このため、薄型テレビからネジを手作業で取り外しているのが実情であり、ネジ除去作業の省人化及び生産性（ネジ除去作業能率）の向上が求められている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、薄型テレビの取付台に種々の部品ユニットを取付けているネジの中から、ネジ先を鉛直下方に向けて部品ユニットを取付台に取付けている特定ネジを自動で検出して取り外す薄型テレビの分解装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る薄型テレビの分解装置は、スタンド及びバックキャビネットが除去され、複数の部品ユニットがそれぞれ異なる場所に取付けられた取付台が水平に作業台上に載置された薄型テレビから、ネジ先を鉛直下方に向けて前記部品ユニットを前記取付台に取付けている特定ネジを自動で検出して該取付台から取り外す薄型テレビの分解装置であって、
前記作業台上に載置された前記薄型テレビの上方に配置され、撮影用レンズとしてテレセントリックレンズが設けられたカメラを備え、該カメラで前記取付台を上方から撮影した取付台画像より求めた画像情報と予め作成した前記特定ネジの特徴を表す基準画像情報とを比較して、前記取付台画像中の前記特定ネジを検出すると共に、前記取付台画像中の前記特定ネジの位置及び該取付台画像を撮影した前記カメラの位置を用いて、前記作業台上に予め設定した基準位置に対する前記特定ネジのネジ位置を求めるネジ位置検出手段と、
前記特定ネジのネジ位置の真上に配置されたドライバを、該ドライバの先部が前記特定ネジの頭部に接触（当接）するまで下降させ、前記ドライバを低速回転させながら該ドライバの先部を前記特定ネジの頭部にかみ合わせ、該ドライバを高速回転させながら上昇させて前記特定ネジを前記取付台から取り外し、取り外した前記特定ネジを前記ドライバの先部に吸着し該ドライバと共に上昇して前記取付台から離脱させるネジ除去手段とを有し、
前記カメラと前記ドライバは、前記作業台上に載置された前記薄型テレビの上方で水平方向に移動する支持台に並べて取付けられている。
ここで、部品ユニットとは、独立した複数の部品を基板上で組み合わせて一体化し、特定の機能を果たすように構成した部品群をさす。そして、部品ユニットはそれぞれ、基板を介して取付台にネジを用いて取付けることになるので、各部品ユニットを取付けるために使用するネジのサイズは、略一定範囲内にできる。従って、各部品ユニットを取付台に固定しているネジを緩めるドライバは、共通のものを使用することができることになる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、前記カメラは、前記テレセントリックレンズの下方かつ該カメラの撮影領域を囲む外周部の上方に配置され、該撮影領域に光を照射する枠状の照明器を備えていることが好ましい。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、前記ドライバは、前記支持台に先部を下方に向けて下方に付勢されて取付けられていることが好ましい。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、前記作業台は一定の方向に進退し、前記支持台は前記作業台の進退方向と直交する方向に進退し、前記作業台の進退動作と前記支持台の進退動作を連動させて行う進退動作制御手段が設けられていることが好ましい。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、前記取付台画像は、前記取付台に対して前記カメラを移動させながら該取付台の一部を順次撮影した部分取付台画像から構成することができる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、前記特定ネジは、プラスネジであって、前記基準画像情報には、前記プラスネジの十字形溝（十字形溝の見え方の特徴を反映した複数の画像情報要素からなる）、及び前記十字形溝によって形成される４つの凸部（凸部の見え方の特徴を反映した複数の画像情報要素からなる）のいずれか一方又は両方を用いることができる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置においては、分解対象の薄型テレビ（具体的には、取付台）毎に存在している特定ネジのネジ位置を求め、ネジ位置に合わせてドライバを移動させて特定ネジの頭部にかみ合わせるので、どのような寸法及び形状の薄型テレビであっても、迅速かつ自動でネジを取り外すことができる。その結果、ネジ除去作業の省人化及びネジ除去作業能率の向上を図ることが可能になる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、カメラが、テレセントリックレンズの下方かつカメラの撮影領域を囲む外周部の上方に配置され、撮影領域に光を照射する枠状の照明器を備えている場合、取付台に存在するネジの取り付け高さ位置がそれぞれ異なっていても（カメラとネジとの距離がそれぞれ異なっていても）、取付台画像内に存在するネジ像の大きさを同一にすることができ、取付台画像内のネジの中から特定ネジを高精度で検出することができる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、ドライバが、支持台に先部を下方に向けて下方に付勢されて取付けられている場合、特定ネジの頭部にドライバの先部を一定の押圧力で当接させることができ、特定ネジの頭部及びドライバの先部の損傷を防止できると共に、ドライバを低速回転させた際にドライバの先部を特定ネジの頭部に形成した溝に容易に嵌入させる（かみ合わせる）ことが可能になる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、作業台が一定の方向に進退し、支持台が作業台の進退方向と直交する方向に進退し、作業台の進退動作と支持台の進退動作を連動させて行う進退動作制御手段が設けられている場合、簡単かつ安価な構成で、取付台上の任意の位置の真上にカメラ又はドライバを移動させることができる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、取付台画像が、取付台に対してカメラを移動させながら取付台の一部を順次撮影した部分取付台画像から構成される場合、テレセントリックレンズの視野サイズに制約が存在しても、取付台の取付台画像を確実に形成することができる。

本発明に係る薄型テレビの分解装置において、基準画像情報に、プラスネジの十字形溝、及び十字形溝によって形成される４つの凸部のいずれか一方又は両方を用いる場合、特定ネジの検出率を高めることができる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る薄型テレビの分解装置の正面図、（Ｂ）は同薄型テレビの分解装置の平面図である。同薄型テレビの分解装置のブロック図である。テレセントリックレンズの説明図である。（Ａ）は取付台画像と部分取付台画像の関係及び部分取付台画像中の画像情報の説明図、（Ｂ）は基準画像情報の説明図である。（１）〜（４）は取付台から特定ねじの取り外し方法を示す説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る薄型テレビの分解装置１０は、スタンド及びバックキャビネットが除去され、複数の部品ユニット１１がそれぞれ異なる場所に取付けられた取付台１２が水平に作業台１３上に載置された薄型テレビ１４から、ネジ先を鉛直下方に向けて部品ユニット１１を取付台１２に取付けている、例えば、プラスネジである特定ネジ１５を自動で検出して取付台１２から取り外すものであり、作業台１３上に予め設定した基準位置に対する特定ネジ１５のネジ位置を求めるネジ位置検出手段１６と、特定ネジ１５を取付台１２から取り外すネジ除去手段１７とを有している。以下、詳細に説明する。

図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３に示すように、ネジ位置検出手段１６は、作業台１３上に載置された薄型テレビ１４の上方に配置され、撮影用レンズとしてテレセントリックレンズ１８が撮像部１９に取付けられたカメラ２０を有している。更に、カメラ２０は、テレセントリックレンズ１８の下方かつカメラ２０の撮影領域（視野サイズ）Ｐを囲む外周部の上方に配置され、撮影領域Ｐに光を照射する枠状の照明器２１を備えている。ここで、撮像部１９はカメラ取付台２２に固定され、照明器２１は複数の連結部材２３を介してカメラ取付台２２に固定されている。これにより、撮影位置が変化しても、取付台１２内の撮影領域Ｐ内に高低差が存在していても、常に撮影領域Ｐを照明器２１で一様に照らすことができ、影の存在しない状態で取付台１２を上方から撮影することができる。そして、テレセントリックレンズ１８を使用することにより、取付台１２に取付けられた各ネジの取り付け高さ位置が異なっていても（カメラ２０と各ネジとの距離が異なっていても）、撮影したネジの像の大きさを同一にすることができる。なお、撮像部１９は、例えば、画素数が２００万〜３００万のＣＣＤ（撮像センサ）を備えており、テレセントリックレンズ１８には、例えば、撮影領域Ｐを縦５０〜６０ｍｍ、横７０〜９０ｍｍとし、被写界深度Ｑを５０〜６０ｍｍ、作動距離Ｒを１５０〜１８０ｍｍとする特性を有するものが使用できる。

撮影領域Ｐが縦５０〜６０ｍｍ、横７０〜９０ｍｍなので、カメラ２０で部品ユニット１１が取付けられた取付台１２を上方から撮影して得られる取付台画像２４（図４参照）は、ネジの存在が識別可能となるサイズで撮影される部分取付台画像２５（図４参照）から構成することができ、大型の薄型テレビに対しても特定ネジ１５の検出精度を維持することができる。被写界深度Ｑを５０〜６０ｍｍとすることで、取付台１２に取付けられたネジの取り付け高さ位置（即ち、カメラ２０とネジとの距離）が広範囲に変化しても、鮮明なネジ画像を得ることができる。作動距離Ｒを１５０〜１８０ｍｍとすることで、振動の影響が少ない取付台画像２４を得ることができると共に、部品ユニット１１の取り付け高さ位置が変動しても、照明器２１をテレセントリックレンズ１８と取付台１２（部品ユニット１１）の間に部品ユニット１１と干渉することなく設置できる。

図２に示すように、ネジ位置検出手段１６は、カメラ２０で部分取付台画像２５が得られる毎に、部分取付台画像２５から特定ネジ１５の特徴を表す画像情報２６（図４（Ａ）では、例えば、十字形溝及び／又は４つの凸部の見え方の特徴を反映した３つの画像情報要素２６ａ、２６ｂ、２６ｃからなる画像情報要素群）を作成する画像処理部２７と、予め作成した特定ネジ１５の特徴を表す基準画像情報２８（図４（Ｂ）では、例えば、十字形溝の見え方の特徴を反映したｎ個の基準画像情報要素２８ａ、２６ｂ、２６ｃ、・・・、２８ｎからなる基準画像情報要素群）を記憶する基準画像情報記憶部２９とを有している。ここで、基準画像情報２８は、ネジ先を鉛直下方に向けて取付台に取付けている特定ネジをそれぞれ撮影して得られた種々の特定ネジ画像に対して画像処理を行って求めた特定ネジの見え方の特徴を表す画像情報を、例えば、パターン別に分類整理することにより構成されている。

また、ネジ位置検出手段１６は、画像処理部２７で作成した画像情報２６（画像情報要素２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）と基準画像情報記憶部２９に保存されている基準画像情報２８（基準画像情報要素２８ａ、２６ｂ、２６ｃ、・・・、２８ｎ）を取得して比較することにより、取付台画像２４（即ち、各部分取付台画像２５）中の特定ネジ１５を検出する特定ネジ検出部３０と、各部分取付台画像２５中に特定ネジ１５が検出された際に、部分取付台画像２５中の特定ネジ１５の位置を求めると共に、部分取付台画像２５を撮影した際のカメラ２０の位置を取得して、作業台１３上に予め設定した基準位置に対する特定ネジ１５のネジ位置を求めてネジ位置情報として保存する特定ネジ位置演算部３１とを有している。

更に、ネジ位置検出手段１６は、１）例えば、薄型テレビ１４が作業台１３の予め設定された場所に載置されたことを示す情報が入力されることにより起動し、撮影領域Ｐのサイズに基づいて、部分取付台画像２５をそれぞれ撮影するカメラ２０の撮影位置を作業台１３上に設定した基準位置に対して順次演算して撮影位置信号として出力する機能と、２）撮影位置信号に基づいてカメラ２０が撮影位置に移動した情報（カメラ移動情報）を取得して、照明器２１への点灯指令及び撮像部１９への撮影指令を出力する機能と、３）例えば、カメラ移動情報の取得回数から部分取付台画像２５の撮影終了を検知して撮影完了情報を出力すると共に、予め設定した初期位置にカメラ２０を戻す機能とを備えた取付台画像作成制御部３２を有している。
取付台画像作成制御部３２により、取付台１２の上方における撮影位置を順次求めてカメラ２０を移動させながら、カメラ２０で部分取付台画像２５の撮影を行うという一連の作業を自動で行うことができる。更に、部分取付台画像２５の撮影が終了した場合、カメラ２０を初期位置に戻して待機させることができる。

ネジ除去手段１７は、特定ネジ１５のネジ位置の真上に配置され、基部に永久磁石３４の磁極の一方側が当接状態で固定されたドライバ３３を有している。また、ネジ除去手段１７は、ドライバ３３を、ドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に接触するまで下降させ（例えば、下降速度が１５０〜２００ｍｍ／秒）、ドライバ３３を低速回転（例えば、２８０〜３００回／分）させながらドライバ３３の先部を特定ネジ１５の頭部にかみ合わせるドライバかみ合わせ駆動部３５と、ドライバ３３を高速回転（例えば、２５００〜３０００回／分）させながら上昇（例えば、上昇速度が２０〜３０ｍｍ／秒）させて特定ネジ１５を取付台１２から取り外し、取り外した特定ネジ１５をドライバ３３を介してに永久磁石３４で吸着し、ドライバ３３の先部に吸着してドライバ３３と共に上昇して取付台１２から離脱させるドライバ回転上昇部３６を備えたドライバ操作機構３７を有している。なお、ドライバ回転上昇部３６には、ドライバ３３を回転させた際にドライバ３３に加わるトルクを測定するトルク検出器（図示せず）と、ドライバ３３の高さ位置を予め設定した初期高さ位置に対して測定する高さ検出器（図示せず）が設けられている。

なお、ドライバ３３の基側には永久磁石３４の磁極の一方側が当接状態で取付けられ、ドライバ３３の基側は、永久磁石３４の他方側に圧縮状態で当接配置されたバネ３８を介してドライバ操作機構３７のフレーム（図示せず）に取付けられ、ドライバ操作機構３７はドライバ取付台３９に固定されている。そして、カメラ取付台２２とドライバ取付台３９は、作業台１３の上方に水平に配置されたガイド部材４０に案内されて、作業台１３の進退方向と直交する方向に沿った方向に移動可能な支持台４１に並べて取付けられている。このような構成とすることにより、カメラ２０を下方に向けて水平方向に移動させることができ、ドライバ３３は、その先部を下方に向けて下方に付勢状態として、水平方向及び上下方向に移動させることができる。なお、ドライバ操作機構３７には、バネ３８に加わる荷重を測定することにより、ドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に接触したことを検知する当接検知器４２と、ドライバ３３の下降距離を測定し、予め設定した距離だけ下降しても当接検知器４２から検知信号が出力されない際にドライバ３３の下降を中断する指令信号を出力する下降停止判定器４３が設けられている。

更に、ネジ除去手段１７は、１）取付台画像作成制御部３２から出力される撮影完了情報を取得して起動し、ネジ位置検出手段１６の特定ネジ位置演算部３１に保存されている特定ネジ１５のネジ位置情報を順次取得して、ネジ位置情報に基づいてドライバ３３を特定ネジ１５のネジ位置の真上に移動させるドライバ移動信号を出力する機能と、２）ドライバ３３がドライバ移動信号に基づいて特定ネジ１５のネジ位置の真上に移動した情報（ドライバ移動情報）を取得してドライバ操作機構３７に駆動信号（始めにドライバかみ合わせ駆動部３５に駆動信号を、次いでドライバかみ合わせ駆動部３５への駆動信号を停止してドライバ回転上昇部３６に駆動信号）を出力する機能と、３）当接検知器４２からの検知信号によりドライバかみ合わせ駆動部３５にドライバ３３の下降を停止させる指令信号を出力する機能と、４）下降停止判定器４３からの指令信号によりドライバかみ合わせ駆動部３５の運転を中断しドライバ３３を初期位置に戻す機能と、５）ドライバ回転上昇部３６に設けられたトルク検出器から出力されるトルク値を入手して、トルク値が設定値未満となった際にドライバ回転上昇部３６に回転を停止する指令信号を出力する機能と、６）ドライバ３３が初期高さ位置まで上昇した際にドライバ回転上昇部３６の上昇を停止して、ドライバ３３を初期位置に戻す指令信号を出力する機能とを備えたネジ取り外し制御部４４を有している。なお、ドライバ３３の初期位置は、カメラ２０の初期位置に対して設定される。
ネジ取り外し制御部４４により、ドライバ３３を特定ネジ１５のネジ位置の真上に移動させた後、ドライバ３３を特定ネジ１５の頭部にかみ合わせ回転させて、特定ネジ１５を特定台１２から取り外すことができ、次いで、ドライバ３３を、取り外した特定ネジ１５と共に初期位置に戻すという一連の作業を自動で行うことができる。更に、ドライバ３３を設定した距離だけ下降させても特定ネジ１５に当接しない場合も、ドライバ３３を初期位置に戻すことができる。

図２に示すように、支持台４１には、支持台４１を作業台１３の進退方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に進退させると共に進退距離を実測して出力する機能を備えた支持台駆動部４５が設けられている。また、薄型テレビの分解装置１０は、作業台１３を一定の方向に進退させると共に進退距離を実測して出力する機能を備えた作業台駆動部４６と、支持台駆動部４５及び作業台駆動部４６にそれぞれ動作指令信号を出力する進退動作制御手段４７とを有している。進退動作制御手段４７では、取付台画像作成制御部３２から出力される撮影位置信号に基づいて、カメラ２０を撮影位置に向けて移動させるための動作指令信号が、ネジ取り外し制御部４４から出力されるドライバ移動信号に基づいて、ドライバ３３を特定ネジ１５のネジ位置の真上に向けて移動させるための動作指令信号がそれぞれ形成される。更に、進退動作制御手段４７では、支持台駆動部４５及び作業台駆動部４６から出力される進退距離に基づいて、取付台画像作成制御部３２に向けてカメラ移動情報が、ネジ取り外し制御部４４に向けてドライバ移動情報がそれぞれを出力される。

ここで、作業台駆動部４６に動作指令信号が入力されると、支持台４１（カメラ２０、ドライバ３３）に対して作業台１３が一定の方向（Ｘ方向）に一定量だけ進退するので、作業台１３（取付台１２）を基準にすると、カメラ２０（ドライバ３３）が一定量だけＸ方向に進退することになる。また、支持台駆動部４５に動作指令信号が入力されると、支持台４１（カメラ２０、ドライバ３３）が作業台１３（取付台１２）に対して、作業台１３（取付台１２）の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）に一定量だけ進退することになる。従って、作業台１３の進退と支持台４１の進退を組み合わせて（連動させて）行うと、取付台１２に対して、取付台１２の上方においてカメラ２０及びドライバ３３をそれぞれ縦横に（即ち、Ｘ軸及びＹ軸で決まる水平面内（ＸＹ平面内）において）移動させることができることになる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る薄型テレビの分解装置１０の作用について説明する。
スタンド及びバックキャビネットが除去されて、複数の部品ユニット１１がネジを用いてそれぞれ異なる場所に取付けられた取付台１２が露出状態となって、図示しない搬送ラインで送られてきた薄型テレビ１４を作業台１３上に、薄型テレビ１４の取付台１２を水平にして、しかも、部品ユニット１１のネジ取り付け側が上方を向くようにして載置する。次いで、手動操作により作業台駆動部４６を介して作業台１３を移動させ、薄型テレビ１４を作業台１３の予め設定された場所に載置する。そして、薄型テレビ１４が作業台１３の設定された場所に載置されたことが確認されると（例えば、手動操作により確認終了を示す信号が出力されると）、ネジ位置検出手段１６の取付台画像作成制御部３２で部分取付台画像２５をそれぞれ撮影するカメラ２０の撮影位置を順次演算して撮影位置信号として進退動作制御手段４７に向けて出力する。なお、取付台画像作成制御部３２では、撮影位置信号を出力する毎に、累積出力数を求めておく。

進退動作制御手段４７は、部分取付台画像２５の撮影位置信号が入力される毎に、支持台駆動部４５、作業台駆動部４６を駆動させてカメラ２０を撮影位置に向けて移動させると共に、支持台駆動部４５及び作業台駆動部４６から出力された進退距離に基づいてカメラ２０が撮影位置に到達したことを示すカメラ移動情報を取付台画像作成制御部３２に向けて出力する。取付台画像作成制御部３２は、カメラ移動情報を取得すると、照明器２１を点灯させ、撮像部１９で撮影させ部分取付台画像２５を作成する。形成された部分取付台画像２５は画像処理部２７に入力されて画像情報２６が求められ特定ネジ検出部３０に入力される。特定ネジ検出部３０では、画像情報２６と基準画像情報記憶部２９に保存されている特定ネジ２５を表す基準画像情報２８とを比較して、部分取付台画像２５中に存在する特定ネジ２５を検出する。特定ネジ２５は検出されると、特定ネジ位置演算部３１では、部分取付台画像２５中の特定ネジ１５の位置及び部分取付台画像２５を撮影したカメラ２０の位置を用いて、作業台１３上に予め設定した基準位置に対する特定ネジ１５のネジ位置が求められ、ネジ位置情報として保存される。なお、取付台画像作成制御部３２では、カメラ移動情報を取得する毎に累積取得数を求めているので、カメラ移動情報の累積取得数が撮影位置信号の累積出力数に一致した時点で、部分取付台画像２５の撮影終了と判定し、撮影完了情報を出力する。

ネジ取り外し制御部４４が、取付台画像作成制御部３２から出力された撮影完了情報を取得すると、ネジ取り外し制御部４４は、ネジ位置検出手段１６の特定ネジ位置演算部３１に保存されている特定ネジ１５のネジ位置情報を順次取得すると共に進退動作制御手段４７に入力する。進退動作制御手段４７では、ネジ位置情報が入力される毎に、支持台駆動部４５、作業台駆動部４６を駆動させてドライバ３３を特定ネジ１５のネジ位置の真上に向けて移動させると共に、支持台駆動部４５及び作業台駆動部４６から出力された進退距離に基づいてドライバ３３が特定ネジ１５のネジ位置の真上に到達したことを示すドライバ移動情報をネジ取り外し制御部４４に向けて出力する。

ネジ取り外し制御部４４は、ドライバ移動情報を取得するとドライバかみ合わせ駆動部３５に駆動信号を出力する。その結果、図５の（１）に示すように、ドライバ３３は特定ネジ１５の頭部に向けて降下し、ドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に接触する。ここで、ドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に当接し頭部を押圧すると、バネ３８に加わる荷重増加がドライバ操作機構３７に設けられた当接検知器４２で検知され、バネ３８に加わる荷重が設定値を超えた時点でドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に接触したことが確認できる。このため、当接検知器４２で検知される荷重が設定値を超えた時点で当接検知器４２から検知信号が出力されるように構成し、検知信号がネジ取り外し制御部４４に入力された時点で、ドライバかみ合わせ駆動部３５にドライバ３３の下降を停止させる指令信号が入力される。

なお、ドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に当接して押圧すると、バネ３８が圧縮されるため、特定ネジ１５の頭部に加わる衝撃が緩和され、特定ネジ１５の頭部及びドライバ３３の先部の損傷が防止できる。また、下降停止判定器４３から、ドライバ３３が予め設定した距離だけ下降しても当接検知器４２から検知信号が出力されないため、ドライバ３３の下降を中断する指令信号がネジ取り外し制御部４４に向けて出力されると、ネジ取り外し制御部４４から、ドライバかみ合わせ駆動部３５に向けて運転を中断し、ドライバ３３は初期位置に戻って待機する。

ドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に当接してドライバ３３の下降が停止すると、ドライバかみ合わせ駆動部３５からドライバ３３を低速回転させる駆動信号が出力される。ここで、ドライバ３３は、バネ３８により下方（特定ネジ１５の頭部）に向けて付勢されているため、ドライバ３３の先部が当接時に特定ネジ１５の頭部に形成されたドライバ用の溝である十字形溝に嵌入している場合は、ドライバ３３の先部が十字形溝から外れることが防止され、ドライバ３３の先部が当接時に十字形溝に嵌入していない場合は、ドライバ３３の先部が特定ネジ１５の頭部に押圧された状態で回転するため、ドライバ３３の先部を十字形溝に嵌入させることができる。その結果、図５の（２）に示すように、ドライバ３３の先部を特定ネジ１５の頭部に形成された十字形溝に嵌入させた状態、即ち、ドライバ３３の先部を特定ネジ１５の頭部にかみ合わせ状態でドライバ３３を回転させることができる。

ネジ取り外し制御部４４は、ドライバかみ合わせ駆動部３５に駆動信号を所定時間出力した後、即ち、ドライバ３３の先部を特定ネジ１５の頭部にかみ合わせ状態でドライバ３３を、例えば、２〜３秒間回転させた後、ドライバかみ合わせ駆動部３５への駆動信号の出力を停止して、ドライバ回転上昇部３６に駆動信号を出力する。これにより、ドライバ３３は高速回転しながら上昇し、図５の（３）に示すように、ドライバ３３の上昇に伴って特定ネジ１５は取付台１２から徐々に取り外される。特定ネジ１５が取付台１２から完全に取り外されると、ドライバ３３に加わるトルク値が設定値未満となるので、ネジ取り外し制御部４４からドライバ回転上昇部３６にドライバ３３の回転を停止する指令信号が入力され、図５の（４）に示すように、ドライバ３３は回転を停止した状態で上昇する。なお、ドライバ３３は永久磁石３４により磁化しているので、特定ネジ１５はドライバ３３の先部に吸着された状態でドライバ３３と共に上昇し取付台１２から離脱する。そして、高さ検出器によりドライバ３３が初期高さ位置まで上昇したことが検知されると、ネジ取り外し制御部４４からドライバ回転上昇部３６にドライバ回転上昇部３６の上昇を停止させ、次いで、進退動作制御手段４７にドライバ３３を初期位置に戻す指令信号が出力されドライバ３３は初期位置に戻る。

ここで、ネジ取り外し制御部４４に、更に、先部に特定ネジ１５を吸着したドライバ３３が初期位置に戻った際に、進退動作制御手段４７を介して支持台駆動部４５及び作業台駆動部４６を作動させて、ドライバ３３を予め指定しておいたネジ回収位置まで移動させる駆動信号を作成する機能と、ネジ回収位置まで移動したドライバ３３から特定ネジ１５が分離回収されたことを示す信号を取得してドライバ３３を初期位置に戻す駆動信号を作成する機能を設けておくと、特定ネジ１５の取付台１２からの取り外し作業と、特定ネジ１５の回収作業を連続して自動で行うことができる。

ネジ位置検出手段１６で検出された特定ネジ１５がネジ除去手段１７により全て取り外されると、手動操作により作業台駆動部４６を介して作業台１３を移動させて、薄型テレビ１４を作業台１３の予め設定された場所から移動させる。次いで、薄型テレビ１４を搬送ラインに載せ変え、次工程に搬送する。なお、取付台１２に、ネジ位置検出手段１６で検出されなかった特定ネジ１５が存在する場合は、次工程において手作業で取り外す。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、本実施の形態では、取付台の特定ネジを全て検出し、それぞれのネジ位置を求めた後に、ドライバで順次取り外したが、取付台の特定ネジを検出しながらネジ位置を求めてドライバで取り外すようにすることもできる。

１０：薄型テレビの分解装置、１１：部品ユニット、１２：取付台、１３：作業台、１４：薄型テレビ、１５：特定ネジ、１６：ネジ位置検出手段、１７：ネジ除去手段、１８：テレセントリックレンズ、１９：撮像部、２０：カメラ、２１：照明器、２２：カメラ取付台、２３：連結部材、２４：取付台画像、２５：部分取付台画像、２６：画像情報、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ：画像情報要素、２７：画像処理部、２８：基準画像情報、２８ａ、２６ｂ、２６ｃ、・・・、２８ｎ：基準画像情報要素、２９：基準画像情報記憶部、３０：特定ネジ検出部、３１：特定ネジ位置演算部、３２：取付台画像作成制御部、３３：ドライバ、３４：永久磁石、３５：ドライバかみ合わせ駆動部、３６：ドライバ回転上昇部、３７：ドライバ操作機構、３８：バネ、３９：ドライバ取付台、４０：ガイド部材、４１：支持台、４２：当接検知器、４３：下降停止判定器、４４：ネジ取り外し制御部、４５：支持台駆動部、４６：作業台駆動部、４７：進退動作制御手段

Claims

スタンド及びバックキャビネットが除去され、複数の部品ユニットがそれぞれ異なる場所に取付けられた取付台が水平に作業台上に載置された薄型テレビから、ネジ先を鉛直下方に向けて前記部品ユニットを前記取付台に取付けている特定ネジを自動で検出して該取付台から取り外す薄型テレビの分解装置であって、
前記作業台上に載置された前記薄型テレビの上方に配置され、撮影用レンズとしてテレセントリックレンズが設けられたカメラを備え、該カメラで前記取付台を上方から撮影した取付台画像より求めた画像情報と予め作成した前記特定ネジの特徴を表す基準画像情報とを比較して、前記取付台画像中の前記特定ネジを検出すると共に、前記取付台画像中の前記特定ネジの位置及び該取付台画像を撮影した前記カメラの位置を用いて、前記作業台上に予め設定した基準位置に対する前記特定ネジのネジ位置を求めるネジ位置検出手段と、
前記特定ネジのネジ位置の真上に配置されたドライバを、該ドライバの先部が前記特定ネジの頭部に接触するまで下降させ、前記ドライバを低速回転させながら該ドライバの先部を前記特定ネジの頭部にかみ合わせ、該ドライバを高速回転させながら上昇させて前記特定ネジを前記取付台から取り外し、取り外した前記特定ネジを前記ドライバの先部に吸着し該ドライバと共に上昇して前記取付台から離脱させるネジ除去手段とを有し、
前記カメラと前記ドライバは、前記作業台上に載置された前記薄型テレビの上方で水平方向に移動する支持台に並べて取付けられていることを特徴とする薄型テレビの分解装置。
請求項１記載の薄型テレビの分解装置において、前記カメラは、前記テレセントリックレンズの下方かつ該カメラの撮影領域を囲む外周部の上方に配置され、該撮影領域に光を照射する枠状の照明器を備えていることを特徴とする薄型テレビの分解装置。
請求項１又は２記載の薄型テレビの分解装置において、前記ドライバは、前記支持台に先部を下方に向けて下方に付勢されて取付けられていることを特徴とする薄型テレビの分解装置。
請求項３記載の薄型テレビの分解装置において、前記作業台は一定の方向に進退し、前記支持台は前記作業台の進退方向と直交する方向に進退し、前記作業台の進退動作と前記支持台の進退動作を連動させて行う進退動作制御手段が設けられていることを特徴とする薄型テレビの分解装置。
請求項４記載の薄型テレビの分解装置において、前記取付台画像は、前記取付台に対して前記カメラを移動させながら該取付台の一部を順次撮影した部分取付台画像から構成されることを特徴とする薄型テレビの分解装置。
請求項１〜５のいずれか１記載の薄型テレビの分解装置において、前記特定ネジは、プラスネジであって、前記基準画像情報には、前記プラスネジの十字形溝、及び前記十字形溝によって形成される４つの凸部のいずれか一方又は両方を用いることを特徴とする薄型テレビの分解装置。