JP2018171688A - 移載方法および移載システム - Google Patents

Abstract

【課題】多様な配置態様に対応しつつ、ワークの移載をより効率よく行うこと。【解決手段】移載元と移載先との間で移動体を往復させ、前記移載元に配置された複数のワークを、所定数ずつ、前記移載先に移載する移載方法であって、前記複数のワークのうち、今回移載するワークの位置に対応した停止位置に前記移動体を移動させ、該移動体に搭載される保持装置により前記今回移載するワークを保持して取り出す工程と、前記移動体を前記移載先に移動させ、前記保持装置が保持している前記今回移載するワークを前記移載先に配置する工程と、を含み、前記移載方法は、更に前記移動体が、前記停止位置に位置している時に、次回移載する前記ワークを、前記移動体に搭載された撮像装置により撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像した画像に基づいて、前記次回移載するワークの位置に対応した次回の停止位置を設定する設定工程と、を含む。【選択図】 図８

Description

本発明はワークの移載技術に関する。

小型部品等の多数のワークを取り扱う生産設備においては、複数のワークをトレイに収容して搬送し、ワークの供給や回収を行う。このため、トレイ間で複数のワークを順次移載したり、製品を組み立てる組立装置や部品に所定の処理を行う処理装置とトレイとの間で複数のワークを順次移載したりする必要が生じる。移載元においてワークを移載ロボットが保持する際に、ワークと移載ロボットとの位置合わせが正確でないとワークの保持に失敗する場合がある。特許文献１には移載元の複数のワークを予め撮影し、撮影した画像から各ワークの位置を解析するシステムが開示されている。特許文献２には保持したワークを撮影し、保持位置のズレを解析して次のワークの保持位置の補正を行うシステムが開示されている。

特許第５４６８３６６号公報 特開２０１５−０１８８８８号公報

特許文献１のシステムでは、画像の撮影を事前に行う点で作業効率の改善の余地がある。また、撮影範囲が広いカメラが必要となり、移載元において多数のワークが広範囲に分布している等、ワークの配置態様によっては撮影が困難な場合がある。特許文献２のシステムでは、トレイ上に複数のワークが配置されている場合のように複数のワークが規則的に配置されていることが前提となり、適用対象に制約がある。

本発明の目的は、多様な配置態様に対応しつつ、ワークの移載をより効率よく行うことにある。

本発明によれば、
移載元と移載先との間で移動体を往復させ、前記移載元に配置された複数のワークを、所定数ずつ、前記移載先に移載する移載方法であって、
前記複数のワークのうち、今回移載するワークの位置に対応した停止位置に前記移動体を移動させ、該移動体に搭載される保持装置により前記今回移載するワークを保持して取り出す工程と、
前記移動体を前記移載先に移動させ、前記保持装置が保持している前記今回移載するワークを前記移載先に配置する工程と、を含み、
前記移載方法は、更に
前記移動体が、前記停止位置に位置している時に、次回移載する前記ワークを、前記移動体に搭載された撮像装置により撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した画像に基づいて、前記次回移載するワークの位置に対応した次回の停止位置を設定する設定工程と、を含む、
ことを特徴とする移載方法が提供される。

また、本発明によれば、
移載元に配置された複数のワークを、所定数ずつ、移載先に移載する移載システムであって、
前記移載元と前記移載先との間で移動体を往復させる移動機構と、
前記移動体に搭載され、ワークを保持する保持装置と、
前記移動体に搭載され、ワークを撮像する撮像装置と、
前記移動機構、前記保持装置および前記撮像装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
今回移載するワークの位置に対応した停止位置に前記移動体が位置している時に、次回移載するワークを前記撮像装置により撮像し、
撮像した画像に基づいて、前記次回移載するワークの位置に対応した次回の停止位置を設定する、
ことを特徴とする移載システムが提供される。

本発明によれば、多様な配置態様に対応しつつ、ワークの移載をより効率よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る移載システムを模式的に示す正面図および平面図。 図１の移載システムの制御装置のブロック図。 図１の移載システムの動作説明図。 撮像画像の説明図。 図１の移載システムの動作説明図。 図１の移載システムの動作説明図。 撮像画像の説明図。 図１の移載システムの動作説明図。 図１の移載システムの動作説明図。 図１の移載システムの動作説明図。 別例の移載システムの平面図。 更に別例の移載システムを模式的に示す正面図および平面図。 図１２の移載システムの動作説明図。 撮像画像の説明図。 図１２の移載システムの動作説明図。 図１２の移載システムの動作説明図。 図１２の移載システムの動作説明図。 図１２の移載システムの動作説明図。 図１２の移載システムの動作説明図。

図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図においてＸ、Ｙは互いに直交する水平方向を示し、Ｚは上下方向を示す。

＜第一実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る移載システム１の正面図および平面図である。移載システム１は、移載元となるパレットＰに配置された複数のワークＷを移載先となる搬送装置７に移載するシステムである。パレットＰは、その上面に、移載対象となる複数のワークＷが水平方向に所定の間隔で並べて載置される載置部を備える。本実施形態ではパレットＰと搬送装置７との間でワークＷを移載するシステムを例示するが、移載元、移載先はこれらに限られず、装置間、パレット間等、様々な移載元および移載先に本発明は適用可能である。

移載システム１は、移動機構２、保持装置３、撮像装置４、照明装置５、搬送装置６および搬送装置７を備える。

移動機構２は、移動体２１をパレットＰから搬送装置７に亘る範囲でＸ方向に往復移動させる機構である。本実施形態の場合、移動機構２はＸ方向に延びるレール状の案内部材２０を備え、移動体２１は案内部材２０の案内によりＸ方向に移動するスライダである。つまり、Ｘ方向は移動体２１の移動方向であり、Ｙ方向は移動体２１の移動方向と直交する方向である。案内部材２０はパレットＰおよび搬送装置６、７の上方において水平姿勢で支持されており、案内部材２０には移動体２１を移動させる駆動機構（不図示）が設けられている。駆動機構は、モータ等の駆動源と、駆動源の出力を移動体２１に伝達する伝達機構とを含む。伝達機構は例えばボールねじ機構やベルト電動機構である。駆動源となるモータは、数値制御可能な駆動モータ（例えば、サーボモータ）が採用され、移動体２１の移動は、数値制御される。

保持装置３は、移動体２１に搭載されておりワークＷを保持する装置である。保持装置３は本実施形態の場合、保持ユニット３０と、保持ユニット３０を移動する駆動ユニット３１とを含む。保持ユニット３０は本実施形態の場合、ワークＷを吸着保持するユニットである。保持ユニット３０の下面にはエアの吸引孔が形成されており、吸引孔からエアを吸引することでワークＷを保持する。保持ユニット３０としては、この他に、ワークＷを把持するクランプ式のユニット、磁気吸着により保持するユニット、又はワークＷにエアを噴き出させて吸引するベルヌーイ方式又はサイクロン方式の非接触吸着ユニットも採用可能である。

駆動ユニット３１は、本実施形態の場合、保持ユニット３０を昇降するユニットであり、例えば、数値制御可能な電動シリンダである。駆動ユニット３１は上下に移動するロッドを含み、保持ユニット３０はロッドの下端部に支持されている。

撮像装置４は、移動体２１に搭載されておりワークＷを撮像する装置である。本実施形態の場合、撮像装置４はブラケット４ａを介して駆動ユニット３１のケースに取り付けられており、ブラケット４ａおよび駆動ユニット３１を介して移動体２１に支持されている。保持装置３に対する撮像装置４の位置関係で見ると、撮像装置４は保持装置３に対してＸ方向（移動体２１の移動方向）における移載元側（パレットＰ側）に隣接する位置に配置されている。撮像装置４はＣＣＤセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子や、撮像素子に被写体像を結像させるレンズ等の光学系を含む。この撮像装置４により、パレットＰの上方からパレットＰ上に配置されたワークＷが撮像される。

保持装置３と撮像装置４とは距離ＤだけＸ方向に離間して配置されている。中心線Ｃ１は、Ｘ−Ｙ平面上における保持ユニット３０の保持中心位置を示している。この保持中心位置とワークＷの中心位置とが一致しているとワークＷの保持の信頼性が高くなり、大きくずれているとワークＷの保持に失敗する場合がある。中心線Ｃ２は、Ｘ−Ｙ平面上における撮像装置４の光軸の位置（撮像中心位置）を示している。光軸は、Ｚ方向に設定されており、撮像装置４で撮像された画像の中心の位置となる。距離Ｄは、中心線Ｃ１と中心線Ｃ２との距離（保持中心位置と撮像中心位置との距離）である。本実施形態では、中心線Ｃ１と中心線Ｃ２とは、Ｙ方向で位置が一致し、Ｘ方向にのみ離間している。つまり、Ｘ方向に平行な仮想線上に中心線Ｃ１、Ｃ２が位置している。しかし、ずれ量が明らかであればＹ方向にこれらの中心線がずれた構成も採用可能である。

照明装置５は、撮像装置４による撮像の際に、パレットＰの上方からワークＷを照らす照明装置であり、本実施形態ではブラケット４ａに支持されている。照明装置５は閃光を発する発光素子等を含む。

搬送装置（移送装置）６はパレットＰを支持し、Ｙ方向に移動する移動機構６１を備える。パレットＰは搬送装置６によってＹ方向に移動される板状の可動部材であり、水平姿勢で搬送装置６上に支持されて移動可能である。搬送装置６は、パレットＰを保持し、Ｙ方向への移動および停止を繰り返し行うことが可能な移動機構６１と、移動機構６１により保持され移動されるパレットＰの移動をガイドするガイド部６２とを備える。移動機構６１は、パレットＰを保持しつつ上下方向に揺動可能にＹ方向へ移動される移動体６１ｂと、移動体６１ｂの移動源となる駆動機構６１ａとを備える。駆動機構６１ａは、モータ等の駆動源と、駆動源の出力を移動体６１ｂに伝達する伝達機構とを含む。伝達機構は例えばボールねじ機構やベルト電動機構である。駆動源となるモータは、数値制御可能な駆動モータ（例えば、サーボモータ）が採用され、移動体６１ｂの移動は、数値制御される。ここで、移動機構６１の” 上下方向に揺動可能に”とは、パレットＰの移動時における水平面に対するパレットＰの傾きを吸収する（又は補正する）ためのものであり、それらを実現できるものであればよい。

ガイド部６２は、移動機構６１に移動されるパレットＰのＸ方向の両端部をガイドするガイド部６２ａと、パレットＰの下端部が当接され、Ｚ方向の下方の位置を規定するガイド支持部６２ｂとを含む。パレットＰは、ガイド部６２ａによりＹ方向の位置が規定され、ガイド支持部６２ｂによりＺ方向の位置が規定され、移動体６１ｂによりＺ方向の位置が規定された状態でＹ方向へいそうされる。搬送装置６は、パレットＰを前工程から次工程へ搬送する搬送機構と、ワークＷの移載中にパレットＰのＹ方向の位置調整を行う調整機構とを兼用している。しかし、搬送装置６は調整機構としてのみ機能する装置であってもよい。また、搬送装置６として、移動機構６１をなくし、その代わりに、ガイド部６２にパレットＰの保持機構および移送機構を設けたものを用いてもよい。

パレットＰの載置部には、例えば、ワークＷを平坦に支持可能な粘着支持部が複数設けられ、ワークＷは所定の粘着力で支持される。ワークＷは本実施形態の場合例えばガラスパネル等の板状の部材である。図示の例では、ワークＷはパレットＰ上にマトリックス状に配置されており、Ｙ方向に四列、等間隔で配列され、各列に九個のワークＷがＸ方向に等間隔で配列されている。ワークＷの配列方向は移動体２１の移動方向と同方向である。パレットＰに載置支持されるワークＷを、複数の粘着支持部により粘着保持することによって、パレットＰの搬送時等における振動によってワークＷの配列にズレが生じたりすることは無い。

搬送装置７は保持ユニット３０により移載されたワークＷを搬送する装置であり、本実施形態の場合、ベルトコンベアである。本実施形態の場合、搬送装置７はワークＷをＸ方向に搬送するが、いずれの方向に搬送してもよい。

図２は移載システム１の制御装置８のブロック図である。制御装置８は、ＣＰＵ等の処理部８０と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部８１と、外部デバイスと処理部８０とをインターフェースするインターフェース部８２と、を含む。インターフェース部８２には、ホストコンピュータとの通信を行う通信インターフェースも含まれる。ホストコンピュータは、例えば、移載システム１が配置された製造設備全体を制御するコンピュータである。

処理部８０は記憶部８１に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ８４の検出結果や上位のコンピュータ等の指示に基づいて、各種のアクチュエータ８３を制御する。各種のセンサ８４には、移動体２１の位置を検出するセンサ（例えばエンコーダ）、保持ユニット３０（駆動ユニット３１に移動されるロッド）の位置を検出するセンサ（例えばエンコーダ）、パレットＰ（移動体６１ｂ）の位置を検出するセンサ（例えばエンコーダ）等が含まれる。各種のセンサ８４にはまた撮像装置４の撮像素子が含まれ、処理部８０はその撮像画像の画像解析も行う。各種のアクチュエータ８３には、例えば、移動体２１を移動させる駆動機構、駆動ユニット３１、搬送装置６の移動体６１ｂを移動させる駆動機構および搬送装置７が備えるモータ、バルブ等の各種のアクチュエータを含む。

記憶部８１には格納領域Ｒ１〜Ｒ３が設定されている。格納領域Ｒ１には、今回移載するワークＷに対応した移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）の位置データが格納される。格納領域Ｒ２には、次回移載するワークＷに対応した移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）の位置データが格納される。格納領域Ｒ３にはワークＷの画像の解析結果に基づくワークＷの位置データが格納される。また、記憶部８１には、保持ユニット３０の位置データも格納される。

＜制御例＞
処理部８０が実行する処理の例について図３〜図１０を参照して説明する。図３〜図１０は処理部８０の制御による移載システム１の移載動作の説明図または撮像装置４により撮像された画像の解析例の説明図である。

移載動作の概要を説明する。本実施形態の場合、パレットＰから搬送装置７へのワークＷの移載は、Ｘ方向に並ぶワーク群の列毎（Ｙ１、Ｙ２、…）に所定数（ここでは一つ）ずつ行う。これらの列におけるワークＷの位置は、ワークＷのサイズに応じて異なり、また、これらの列におけるワークＷの数は、パレットＰのサイズおよびワークＷのサイズに応じて適宜設定（例えば、自動で算出）される。パレットＰからワークＷを取り出す際に保持装置３がワークＷの中心を保持するように、処理部８０により、ワークＷの位置に対応した移動体２１の停止位置が設定される。停止位置は撮像装置４が撮像したワークＷの画像に基づき設定される。撮像装置４は、今回移載するワークＷを取り出す際に次回移載するワークＷを撮像する。処理部８０は、撮像画像を解析して次回移載するワークＷに対応した停止位置を設定する。以下、具体的に説明する。なお、最初のワークを撮影する位置となる初期位置（移動体２１の初期の停止位置および移動体６１ｂの初期の停止位置）および１列におけるワーク載置位置の数については、予め設定しておく。

Ｙ１列の先頭の（最初の）ワークＷを取り出す場合、準備工程として移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）を初期位置に移動させ、撮像装置４によるワークＷ（最初のワークＷ）の撮像が行われる。移動体２１およびパレットＰを移動させる移動体６１ｂの初期位置は格納領域Ｒ１に格納され、初期位置の情報を参照して移動機構２および搬送装置６の移動体６１ｂが制御される。図３の状態ＳＴ１は移動体２１、パレットＰ（移動体６１ｂ）を初期位置に移動した状態を示している。移動体２１のＸ方向の座標をＸで示すと初期位置はＸ０である。パレットＰのＹ方向の座標をＹで示すと初期位置はＹ０である。移動体２１およびパレットＰの初期位置は事前に任意に設定される位置であり、撮像装置４が列の先頭のワークＷ１の上方に位置し、その撮像範囲にワークＷ１が入る設計上、想定される位置が設定される。

移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）を初期位置に停止させた後、状態ＳＴ２に示すように撮像装置４でワークＷ１が撮像される。撮像装置４の撮像の際には照明装置５でワークＷを照らすことで、より鮮明な画像が得られる。撮像装置４の撮像範囲は、撮像装置４が高い位置にあればあるほど広くなり、また、レンズが広角であればあるほど広くなる。しかし、撮像装置４を高い位置に設置すると、装置の高さが高くなる。また、レンズが広角であると画像の周縁部が歪む可能性が高まる。本実施形態の場合、撮像装置４の撮像範囲は、一回に移載する数のワークＷ（本例では一つのワークＷ）が入る範囲でよく、比較的狭くてよい。これは撮像装置４の高さ、レンズの画角の自由度の点で有利である。

図４は状態ＳＴ２で撮像された画像ＩＭを示している。画像ＩＭにはワークＷ１が写っている。この画像ＩＭを解析してワークＷ１を取り出す際の移動体２１やパレットＰの停止位置（初期停止位置）が設定される。ここでは画像ＩＭ中の撮像中心位置が設計上、想定される列の先頭のワークＷ１の中心となる中心線Ｃ２の位置である場合を想定している。ワークＷ１の輪郭を抽出してワークＷ１の位置が算出される。本実施形態では、ワークＷ１の中心位置Ｃ３（輪郭図形の図心）が算出される。そして、中心線Ｃ２と中心位置Ｃ３とのＸ方向、Ｙ方向のずれ量が算出される。同図の例では、Ｘ方向に＋ｄＸ、Ｙ方向に−ｄＹのずれ量が特定されている。このずれ量は格納領域Ｒ３に格納される。

そして、移載するワークＷ１の位置に対応した移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置が算出され、格納領域Ｒ２に格納される。停止位置は格納領域Ｒ１に格納されている今回の位置データと、格納領域Ｒ３に格納されている画像中のワークＷの位置データとから算出される。移載するワークＷ１の位置に対応した移動体２１の停止位置をＸ１とすると、中心線Ｃ１、Ｃ２の距離Ｄを考慮して、Ｘ１＝Ｘ０＋Ｄ＋ｄＸで算出される。パレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置をＹ１とすると、Ｙ１＝Ｙ０−ｄＹである。なお、中心線Ｃ１、Ｃ２がＹ方向にずれている場合は、その分をＸ１の式と同様にＹ１の算出式に導入することになる。

次に、ワークＷ１を移載する動作に移る。図５の状態ＳＴ３に示すように、移動体２１をＸ１の位置に移動させ、パレットＰをＹ１の位置に移動させる（現在の位置から±ｄＹの移動となる）。移動が完了すると、格納領域Ｒ２の情報が格納領域Ｒ１へシフト（記憶）される。

保持装置３を駆動させ、状態ＳＴ４に示すようにワークＷ１が保持装置３により保持され、パレットＰから取り出だされる。停止位置Ｘ１、Ｙ１の設定によって、保持ユニット３０の保持中心とワークＷ１の中心とが一致し、信頼性の高い取り出し動作が行える。

保持装置３によるワークＷ１の取出動作中に、撮像装置４がワークＷ１に隣接する領域を撮像する。本例の場合、ワークＷ１の中心位置から距離ＤだけＸ方向に離間した位置を中心とした所定の領域が撮像される。これにより、次回移載するワークＷ２が撮像装置４で撮像される。撮像装置４の撮像タイミングは移動体２１およびパレットＰの停止中であればいつでもよいが、取出動作と並行して撮像動作を行うことでタクトタイム（移載システム１全体の動作処理時間）を短縮できる。図６の状態ＳＴ５は保持装置３によるワークＷ１の取り出しが完了した状態を示す。

続いてワークＷ１が移載先の搬送装置７へ搬送される。図６の状態ＳＴ６に示すように移動体２１を搬送装置７の上方の位置に移動される。本実施形態の場合、搬送装置７の上方の移動体２１の位置は定位置である。移載先でワークＷをマトリックス状に配列するような場合には、ワークＷ１に対応する予め定めた位置に移動体２１を移動させることになる。移動体２１が停止されると、駆動ユニット３０を駆動させ、保持しているワークＷ１を搬送装置７の載置位置に載置し、保持ユニット３０によるワークＷ１の保持が解除される。これにより、ワークＷ１の移載が完了する。

図６の状態ＳＴ５、ＳＴ６の動作に並行して図５の状態ＳＴ４で撮像したワークＷ２の画像の解析が行われる。図７は状態ＳＴ４で撮像した画像ＩＭを示している。画像ＩＭにはワークＷ２が写っている。この画像ＩＭを解析してワークＷ２を取り出す際の移動体２１やパレットＰの停止位置が設定される。上述した初期停止位置の例の場合と同様に、ワークＷ２の輪郭を抽出してその中心位置Ｃ３（輪郭図形の図心）を特定する。中心線Ｃ２と中心位置Ｃ３とのＸ方向、Ｙ方向のずれ量が算出される。同図の例では、Ｘ方向に−ｄＸ、Ｙ方向に＋ｄＹのずれ量が特定されている。このずれ量は格納領域Ｒ３に格納される。

そして、移載するワークＷ２の位置に対応した移動体２１およびパレットＰの停止位置が算出され、それらの算出データが格納領域Ｒ２に格納される。上述した初期停止位置の例の場合と同様に停止位置は格納領域Ｒ１に格納されている今回の位置データと、格納領域Ｒ３に格納されている画像中のワークＷの位置データとから算出される。ワークＷ２の位置に対応した移動体２１の停止位置をＸ２とすると、中心線Ｃ１、Ｃ２の距離Ｄを考慮して、Ｘ２＝Ｘ１＋Ｄ−ｄＸで算出される。パレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置をＹ２とするとＹ２＝Ｙ１＋ｄＹである。

なお、図７の例の場合、ワークＷ２が大きく傾いた姿勢にある。保持装置３に保持ユニット３０の回転軸をＺ軸回りに回転させる機能を備えさせることで、この傾いた姿勢を補正しつつ移載することが可能となる。この場合、処理部８０がワークＷ２の傾き角度を算出し、保持装置３でワークＷ２を保持した後に、傾きを打ち消す方向に保持ユニット３０の回転軸を傾き角度分だけ回転させることで、ワークＷ２がＸ軸およびＹ軸に平行となる。

次に、ワークＷ２を移載する動作に移る。図８の状態ＳＴ７に示すように、移動体２１をＸ２の位置に移動させ、パレットＰ（移動体６１ｂ）をＹ２の位置に移動させる（現在の位置から−ｄＹの移動となる）。移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）の移動が完了すると、格納領域Ｒ２の情報を格納領域Ｒ１へシフトさせる。

保持装置３を駆動させ、状態ＳＴ８に示すようにワークＷ２が保持装置３により保持され、パレットＰから取り出される。停止位置Ｘ２、Ｙ２の設定によって、保持ユニット３０の保持中心とワークＷ２の中心とが一致され、信頼性の高い取り出し動作が行われる。保持装置３によるワークＷ２の取出動作中に、撮像装置４が次回移載するワークＷ３を撮像する。

図９の状態ＳＴ９は保持装置３によるワークＷ２の取り出しが完了した状態を示す。続いてワークＷ２が移載先の搬送装置７へ搬送される。図９の状態ＳＴ１０に示すように移動体２１を搬送装置７上の定位置へ移動させる。移動体２１が停止されると、駆動ユニット３０を駆動させ、保持しているワークＷ２を搬送装置７の載置位置に載置し、保持ユニット３０によるワークＷ２の保持が解除される。これにより、ワークＷ２の移載が完了する。以降同様の手順によって、移載元と移載先との間で移動体２１を予め設定された列におけるワークＷの数の分、往復させ、パレットＰに配置されたワークＷを搬送装置７へ移載することになる。

次に、撮像した画像中にワークＷが含まれていない場合について図１０を参照して説明する。パレットＰ上にワークＷが予定されている通りに配置されているとは限らず、一部が欠落している場合や撮像範囲からワークＷの一部がはみ出ている場合も想定される。その場合の動作例は以下の通りである。

図１０の状態ＳＴ１１はワークＷ２の取出動作の途中を示しており、並行してワークＷ３に相当する隣接ワークの撮像動作が撮像装置４により行われている。しかし、ワークＷ３は何らかの事情で存在せず、その配置スペースは空きとなっている。そのため、その後の撮像画像の解析ではワークＷ３が確認されない。この場合、次回の停止位置は、Ｘ３＝Ｘ２＋Ｄ、Ｙ３＝Ｙ２とする。つまり、今回の停止位置からＸ方向に距離Ｄだけ離間した位置が、次回の停止位置として設定される。

ワークＷ２の移載完了後、移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）が停止位置Ｘ３、Ｙ３に移動され、停止される。本例の場合には、Ｙ３＝Ｙ２のため（一致しているため）、パレットＰ（移動体６１ｂ）の移動距離は“０（ゼロ）”であり、移動体２１のみの移動となる。その後、ワークＷ３は存在しないので、取出動作は行われず、図１０の状態ＳＴ１２に示すように隣接ワークＷ４の撮像動作のみが撮像装置４により行われる。ワークＷ４の撮像画像の解析により、次回の停止位置がＸ４＝Ｘ３＋Ｄ±ｄＸ、Ｙ４＝Ｙ３±ｄＹと決定する。その後、移動体２１を搬送装置７の上方の定位置に移動することなく、次回の停止位置に移動体２１、パレットＰ（移動体６１ｂ）を移動させ、図６の状態ＳＴ１３に示すように、ワークＷ４の取出動作と隣接ワークＷ５の撮像動作とが行われる。以降の処理は上述した手順と同様である。こうして、ワークＷの列に、部分的にワークＷが存在しなかったとしても、円滑に移載動作を進めることができる。

以上のとおり、本実施形態では、移載するワークＷを撮像してその位置を逐一確認するので、パレットＰ上でのワークＷの配置自由度が高く、必ずしも規則的に配置させておく必要はない。よって、本実施形態に係る移載システム１は、パレットＰ上に配置されるワークＷの多様な配置態様に対応できる。更に、今回移載を行うワークＷの移載動作の最中に、次に移載を行うワークＷの撮像を行っておき、今回の移載動作中に次のワークＷに対応した停止位置が設定されるので、ワークＷの移載をより効率よく行うことができる。

以下、他の実施形態について説明する。各実施形態は互いに適宜組み合わせ可能である。

＜第二実施形態＞
第一実施形態は、ワークＷの撮像画像を解析した結果によりパレットＰをＹ方向に移動制御する構成であったが、移動体２１をＸ方向およびＹ方向に移動制御する構成であってもよい。図１１はその一例を示す移載システム１Ａの平面図である。

移載システム１Ａの移動機構２Ａは、一対の案内部材２２を含む。各案内部材２２はＹ方向に延びるレール状の部材であり、パレットＰのＹ方向の長さより長く設定され、Ｘ方向に離間させ平行に配置される。各案内部材２２はパレットＰおよび搬送装置７よりも高い位置に水平姿勢で支持される。

案内部材２０は、一対の案内部材２２上に架設されている。案内部材２２には案内部材２０をＹ方向に水平移動させる駆動機構（不図示）が設けられている。駆動機構は、モータ等の駆動源と、駆動源の出力を案内部材２０に伝達する伝達機構とを含む。伝達機構は例えばボールねじ機構やベルト電動機構である。駆動源となるモータは、数値制御可能な駆動モータ（例えば、サーボモータ）が採用され、案内部材２０のＹ方向への移動は、数値制御される。

本実施形態の場合、搬送装置６は、例えば、パレットＰを予め定めた停止位置に停止させ、不図示の位置決めユニットによりパレットＰを位置決めさせるものである。そして、各列のワークＷの移載時に設定される停止位置に向けての、パレットＰのＹ方向への移送は行わない。これに代わって案内部材２２の駆動機構により案内部材２０をＹ方向に移動制御することで、ワークＷの中心位置と保持ユニット３０の保持中心との位置合わせを行う。

＜第三実施形態＞
第一実施形態では移動体２１の一回の往復動作で一つのワークＷの移載を行う構成としたが、一回の往復動作で複数のワークＷの移載を行う構成としてもよい。図１２はその一例を示す移載システム１Ｂの正面図および平面図である。第一実施形態の移載システム１と異なる点について説明する。

移載システム１Ｂは、保持装置３に代えて保持装置３１２を備える。保持装置３１２は、保持ユニット３０および駆動ユニット３１からなる二組の保持機構３Ａ、３Ｂを備えており、同時に二つのワークＷを移載可能である。三組以上の保持機構を備えることも可能であり、組数に応じた数のワークＷを同時に移載できる。

保持機構３Ａおよび３ＢはＸ方向に並んで配置されている。移載システム１Ｂの他の構成は、基本的に移載システム１と同じであるが、ブラケット４ａがＸ方向にやや長くされている。これは、撮像装置４により一回で、隣接する二つのワークＷを撮像するためである。

保持機構３Ａおよび３Ｂの内、より移載先側（図１２中では左側）に位置する保持機構３Ａは、撮像装置４に対して距離Ｄ１だけＸ方向に離間している。詳細には、保持機構３Ａの中心線Ｃ１Ａと撮像装置４の光軸の位置を示す中心線Ｃ２とが距離Ｄ１だけ離間している。保持機構３Ａの中心線Ｃ１Ａと保持機構３Ｂの中心線Ｃ１Ｂとの距離は距離Ｄ２である。

＜制御例＞
本実施形態において処理部８０が実行する処理の例について図１３〜図１９を参照して説明する。図１３〜図１９は処理部８０の制御による移載システム１Ｂの移載動作の説明図または撮像装置４により撮像された画像の解析例の説明図である。移載システム１Ｂの移載動作は、移載システム１と基本的に同じであるが一度に二つのワークＷを移載する点と、そのための停止位置の設定の仕方が異なっている。

第一実施形態と同様、列の先頭の（最初の）ワークＷ１を取り出す場合、準備工程として移動体２１およびパレットＰの移動体６１ｂを初期位置（Ｘ０、Ｙ０）に移動させて撮像装置４によるワークＷ１の撮像が行われる。図１３の状態ＳＴ２１は移動体２１、パレットＰが初期位置に在る状態を示している。移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）の初期位置は、撮像装置４が列の先頭のワークＷ１および次のワークＷ２の中間部上方に位置し、その撮像範囲にワークＷ１およびＷ２が入る位置であればよい。

移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）を初期位置に位置させた後、状態ＳＴ２２に示すように撮像装置４でワークＷ１およびＷ２が撮像される。撮像装置４の撮像範囲は、一回に移載するワークＷ（本例では二つのワークＷ）が入る範囲でよく、比較的狭くてよい。これは撮像装置４の高さ、レンズの画角の自由度の点で有利である。

図１４は状態ＳＴ２２で撮像した画像ＩＭを示している。画像ＩＭにはワークＷ１およびＷ２が写っている。この画像ＩＭを解析してワークＷ１およびＷ２を取り出す際の移動体２１やパレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置（初期停止位置）が設定される。ここでは画像ＩＭ中の中心位置が中心線Ｃ２（ワークＷ１とワークＷ２との間）の位置である場合を想定している。ワークＷ１、Ｗ２の各輪郭を抽出してその中心位置Ｃ３、Ｃ４（輪郭図形の図心）が特定される。そして、中心線Ｃ２と中心位置Ｃ３とのＸ方向、Ｙ方向のずれ量が算出される。同図の例では、Ｘ方向に−ｄＸ１、Ｙ方向に−ｄＹ１のずれ量が特定されている。このずれ量は格納領域Ｒ３に格納される。また、中心位置Ｃ３と中心位置Ｃ４とのＸ方向、Ｙ方向のずれ量が算出される。同図の例では、Ｘ方向に＋ｄＸ２、Ｙ方向に＋ｄＹ２のずれ量が特定されている。このずれ量も格納領域Ｒ３に格納される。

そして、移載するワークＷ１、Ｗ２の位置に対応した移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置が算出され、それらの算出データが格納領域Ｒ２に格納される。停止位置は格納領域Ｒ１に格納されている今回の位置データと、格納領域Ｒ３に格納されている画像中のワークＷの位置データとから算出され、ワークＷ１、ワークＷ２のそれぞれに対応して設定される。移載するワークＷ１の位置に対応した移動体２１の停止位置をＸ１とすると、中心線Ｃ１Ａ、Ｃ２の距離Ｄ１を考慮して、Ｘ１＝Ｘ０＋Ｄ１−ｄＸ１で算出される。パレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置をＹ１とすると、Ｙ１＝Ｙ０±ｄＹ１である。移載するワークＷ２の位置に対応した移動体２１の停止位置をＸ２とすると、中心線Ｃ１Ａ、Ｃ１Ｂの距離Ｄ２を考慮して、Ｘ２＝Ｘ１＋ｄＸ２−Ｄ２で算出される。パレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置をＹ２とすると、Ｙ２＝Ｙ１±ｄＹ２である。

次に、ワークＷ１、Ｗ２を移載する動作に移る。図１５の状態ＳＴ２３、状態ＳＴ２４に示すように、移動体２１をＸ１の位置に移動させ、パレットＰをＹ１の位置に移動させる（現在の位置から±ｄＹ１の移動となる）。保持機構３Ａを駆動させ、図１６の状態ＳＴ２５、状態ＳＴ２６に示すように保持機構３Ａの保持ユニット３０によりワークＷ１が保持され、パレットＰからワークＷ１が取り出される。停止位置Ｘ１、Ｙ１の設定によって、保持機構３Ａの保持ユニット３０の保持中心とワークＷ１の中心とが一致し、信頼性の高い取り出し動作が行える。

次に、図１７の状態ＳＴ２７、状態ＳＴ２８に示すように移動体２１をＸ２の位置に移動させ、パレットＰ（移動体６１ｂ）をＹ２の位置に移動させる（現在の位置から−ｄＹ２の移動となる）。移動が完了すると、格納領域Ｒ２の情報を格納領域Ｒ１へシフトさせる。その際、Ｘ１、Ｙ１の情報はその後に使用しないので捨てて（上書きされて）、Ｘ２、Ｙ２の情報のみを格納領域Ｒ１へシフト（記憶）させる。保持機構３Ｂを駆動させ、図１７の状態ＳＴ２９、状態ＳＴ３０に示すように、保持機構３Ｂの保持ユニット３０によりワークＷ２が保持され、パレットＰからワークＷ２が取り出される。停止位置Ｘ２、Ｙ２の設定によって、保持機構３Ｂの保持ユニット３０の保持中心とワークＷ２の中心とが一致し、信頼性の高い取り出し動作が行える。

この保持機構３ＢによるワークＷ２の取出動作中に、撮像装置４によってワークＷ１、Ｗ２に隣接する領域が撮像される。本例の場合、ワークＷ２の中心位置から距離Ｄ１−Ｄ２だけＸ方向に離間した位置を中心とした所定の領域が撮像される。これにより、次回移載されるワークＷ３およびＷ４が撮像装置４で撮像される。撮像装置４の撮像タイミングは移動体２１およびパレットＰの停止中であればいつでもよいが、取出動作と平行して撮像動作を行うことでタクトタイム（移載システム１全体の動作処理時間）を短縮できる。

その後、ワークＷ１およびＷ２が移載先の搬送装置７へ搬送される。図１９の状態ＳＴ３１に示すように移動体２１を搬送装置７の上方の位置に移動させる。本実施形態の場合、搬送装置７の上方の移動体２１の位置は定位置である。移載先でワークＷをマトリックス状に配列するような場合には、ワークＷに対応して予め定めた位置に移動体２１を移動することになる。移動体２１が停止されると、図１９の状態ＳＴ３２に示すように保持機構３Ａおよび３Ｂを駆動させ、各保持ユニット３０が保持しているワークＷ１、Ｗ２を搬送装置７の載置位置に載置させ、各保持ユニット３０のワークＷ１、Ｗ２のそれぞれの保持が解除される。これにより、ワークＷ１、Ｗ２の移載が完了する。

図１９の状態ＳＴ３１、ＳＴ３２の動作に並行して、処理部８０が図１８の状態ＳＴ２９で撮像したワークＷ３、Ｗ４の画像の解析を行う。解析は図１４を参照して説明した方法と同じであり、ずれ量±ｄＸ１、±ｄＹ１、±ｄＸ２、±ｄＹ２がそれぞれ算出され、それらの算出データが格納領域Ｒ３に格納される。

そして、移載するワークＷ３、Ｗ４の位置に対応した移動体２１およびパレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置が算出され、それらの算出データが格納領域Ｒ２に格納される。停止位置は格納領域Ｒ１に格納されている今回の位置データ（撮影時の位置であるＸ２、Ｙ２）と、格納領域Ｒ３に格納されている画像中のワークＷの位置データとから算出され、ワークＷ３、ワークＷ４に対応してそれぞれ設定される。ワークＷ３の位置に対応した移動体２１の停止位置をＸ３とすると、Ｘ３＝Ｘ２＋Ｄ１±ｄＸ１で算出される。パレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置をＹ３とすると、Ｙ３＝Ｙ２±ｄＹ１である。ワークＷ４の位置に対応した移動体２１の停止位置をＸ４とすると、Ｘ４＝Ｘ３±ｄＸ２−Ｄ２で算出される。パレットＰ（移動体６１ｂ）の停止位置をＹ４とすると、Ｙ４＝Ｙ３±ｄＹ２である。

その後、ワークＷ３、Ｗ４を移載する動作に移行される。以降、同様の手順を繰り返すことで順次ワークＷが移載される。本実施形態の場合、移動体２１の一回の往復動作で複数のワークＷを移載することができるので、タクトタイムを短縮することができる。

本実施形態においても、図１０で説明した「撮像した画像中にワークＷが含まれていないときの移載処理」を適用させることができる。このとき、撮像した画像中にワークＷが全く含まれていない場合と、一部のワーク（例えば二つのうちの一つのワーク）が含まれていない場合とがあり得る。前者の場合の制御は図１０の制御と同様とされる。一方、後者の場合の制御は、存在しているワークＷの移載動作のみを行い、存在していないワークＷの移載動作は、行わないようにする。

１ 移載システム、２ 移動機構、３ 保持装置、４ 撮像装置、８ 制御装置

Claims (15)

1. 移載元と移載先との間で移動体を往復させ、前記移載元に配置された複数のワークを、所定数ずつ、前記移載先に移載する移載方法であって、
   前記複数のワークのうち、今回移載するワークの位置に対応した停止位置に前記移動体を移動させ、該移動体に搭載される保持装置により前記今回移載するワークを保持して取り出す工程と、
   前記移動体を前記移載先に移動させ、前記保持装置が保持している前記今回移載するワークを前記移載先に配置する工程と、を含み、
   前記移載方法は、更に
   前記移動体が、前記停止位置に位置している時に、次回移載する前記ワークを、前記移動体に搭載された撮像装置により撮像する撮像工程と、
   前記撮像工程で撮像した画像に基づいて、前記次回移載するワークの位置に対応した次回の停止位置を設定する設定工程と、を含む、
   ことを特徴とする移載方法。
2. 請求項１に記載の移載方法であって、
   前記移動体は、前記移載元と前記移載先との間を第一の方向に往復するように構成され、
   前記撮像装置は、前記保持装置に対して、前記第一の方向における前記移載元側に隣接する位置に配置され、
   前記複数のワークは、前記移載元において、前記第一の方向と直交する第二の方向に移動可能な可動部材上に配置され、
   前記設定工程では、撮像した画像に基づいて、次回の移載時の前記可動部材の位置を設定し、
   前記設定工程で設定した前記可動部材の位置に基づいて、前記可動部材の位置を調整する調整工程を更に含む、
   ことを特徴とする移載方法。
3. 請求項１に記載の移載方法であって、
   前記設定工程では、前記次回の停止位置を、前記撮像工程で撮像した画像、今回の停止位置、および前記保持装置と前記撮像装置との距離に基づき設定する、
   ことを特徴とする移載方法。
4. 請求項１に記載の移載方法であって、
   前記撮像工程では、前記保持装置により前記移載元から前記今回移載するワークを取り出す取出動作中に、前記次回移載するワークを撮像する、
   ことを特徴とする移載方法。
5. 請求項１に記載の移載方法であって、
   前記移動体を予め定めた初期位置に移動し、最初に移載するワークを、前記撮像装置により撮像する準備工程を更に備え、
   前記設定工程では、前記準備工程で撮像した画像に基づいて、前記最初に移載するワークの位置に対応する前記移動体の初期停止位置を設定する、
   ことを特徴とする移載方法。
6. 請求項１に記載の移載方法であって、
   前記設定工程では、前記撮像工程で撮像した画像に基づいて、前記次回移載するワークの輪郭を抽出し、抽出した輪郭から該ワークの位置を算出する、
   ことを特徴とする移載方法。
7. 請求項１に記載の移載方法であって、
   前記移載元から前記移載先に、一度に複数のワークが移載され、
   前記保持装置は、一度に移載される前記複数のワークの数に対応した複数の保持ユニットを備え、
   前記設定工程において、次回の停止位置は、前記一度に移載される複数のワーク毎に設定され、
   前記撮像工程は、前記一度に移載される複数のワークに対応した各停止位置のうちの一の停止位置に前記移動体が位置している時に実行される、
   ことを特徴とする移載方法。
8. 請求項７に記載の移載方法であって、
   前記移動体は、前記移載元と前記移載先との間を第一の方向に往復するように構成され、
   前記撮像装置は、前記保持装置に対して、前記第一の方向における前記移載元側に隣接する位置に配置され、
   前記一の停止位置は、前記各停止位置のうち、前記第一の方向における前記移載先から最も遠くの位置である、
   ことを特徴とする移載方法。
9. 請求項１に記載の移載方法であって、
   前記複数のワークは、前記移載元において所定の方向に配列されており、
   前記移動体の移動方向は前記所定の方向と同方向であり、
   前記撮像工程では、前記今回移載するワークに対して前記移動方向に隣接する領域を撮像する、
   ことを特徴とする移載方法。
10. 請求項１に記載の移載方法であって、
    前記設定工程では、前記撮像工程で撮像した画像に、前記次回移載するワークが撮像されていない時は、今回の停止位置から所定の距離離間した位置を、次回の停止位置として設定し、
    該次回の停止位置においては、前記保持装置による前記ワークの取り出し動作を行わず、前記撮像工程を実行する、
    ことを特徴とする移載方法。
11. 移載元に配置された複数のワークを、所定数ずつ、移載先に移載する移載システムであって、
    前記移載元と前記移載先との間で移動体を往復させる移動機構と、
    前記移動体に搭載され、ワークを保持する保持装置と、
    前記移動体に搭載され、ワークを撮像する撮像装置と、
    前記移動機構、前記保持装置および前記撮像装置を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    今回移載するワークの位置に対応した停止位置に前記移動体が位置している時に、次回移載するワークを前記撮像装置により撮像し、
    撮像した画像に基づいて、前記次回移載するワークの位置に対応した次回の停止位置を設定する、
    ことを特徴とする移載システム。
12. 請求項１１に記載の移載システムであって、
    前記撮像装置が、前記保持装置に対して、前記移動体の往復移動方向における前記移載元側に隣接させて配置され、
    前記保持装置の保持中心位置および前記撮像装置の撮像中心位置は、前記往復移動方向と平行な線上に配置される、
    ことを特徴とする移載システム。
13. 請求項１１に記載の移載システムであって、
    前記制御装置は、
    今回の停止位置の位置データを格納する第一格納領域と、
    前記撮像装置により撮像した画像に基づいて、前記次回移載するワークの、前記画像上の位置データを格納する第二格納領域と、
    前記第一格納領域および前記第二格納領域に格納された各位置データに基づき算出された次回の停止位置の位置データを格納する第三格納領域と、を備える、
    ことを特徴とする移載システム。
14. 請求項１１に記載の移載システムであって、
    前記移載元において、前記複数のワークが配置される可動部材と、
    前記可動部材を前記移動体の往復移動方向と直交する方向に移動する移動機構と、を更に備える、
    ことを特徴とする移載システム。
15. 請求項１２に記載の移載システムであって、
    前記移動機構は、前記移動体を前記移載元と前記移載先との間の往復移動方向に移動させる第１の水平移動機構と、前記移動体を前記往復移動方向と直交する水平方向に移動させる第２の水平移動機構と、を備える、
    ことを特徴とする移載システム。

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