JP2894467B2 - 物品位置検出装置 - Google Patents

物品位置検出装置

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JP2894467B2 JP4213866A JP21386692A JP2894467B2 JP 2894467 B2 JP2894467 B2 JP 2894467B2 JP 4213866 A JP4213866 A JP 4213866A JP 21386692 A JP21386692 A JP 21386692A JP 2894467 B2 JP2894467 B2 JP 2894467B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、矩形状の物品の上面に
対して上方から投光する投光手段と、前記物品からの反
射光を受光する受光手段と、その受光手段からの情報に
基づいて、前記物品の基準状態に対する変位を測定する
測定手段とが設けられている物品位置検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】上記の物品位置検出装置は、例えば、段
積された物品を移載する移載装置に用いられる。物品を
的確に移載するためには、物品の基準状態に対する変位
を正確に測定する必要がある。ここで、基準状態とは物
品の基準点(例えば中心点)が予め設定された基準位置
に一致し、且つ、物品の向きが予め設定された基準の向
きと一致する状態をいう。従って、前記変位には、基準
点の位置ズレと向きのズレとを含む。従来、物品の変位
を測定する手段として、例えば、物品に物品の色とコン
トラストのとれる色のテープ等を貼り、そのテープ等か
らの反射光に基づいて、物品の変位を測定する技術が開
示されている(例えば、特開平2‐269588号公報
参照)。又、矩形状の物品の上面に対して上方から投光
する技術ではないが、特開昭63‐278788号公報
には、吊り下げられた物品に横方向から多重の平行スリ
ット光を投光して、その多重の平行スリット光が物品の
端部で切れた光切断位置の情報に基づいて物品の輪郭を
測定し、その測定画像を3次元的に回転させながら予め
記憶した正規姿勢の画像に一致させるようにして、物品
の基準状態(基準姿勢)に対する変位を検出する別の技
術が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうちの
前者では、物品の変位を測定するために、必ず物品にテ
ープ等を貼付する必要がある。しかも、物品の位置を正
確に測定するためには、テープ等を所定位置に正確に貼
付する必要がある。従って、物品にテープ等を貼付する
手間が掛かるので、作業性が低下する虞があった。又、
上記従来技術のうちの後者では、多重スリット光の物品
端部での位置情報から物品の輪郭を測定し、且つ、その
測定画像を3次元的に回転させる処理を正規の画像に一
致するまで繰り返して、物品の基準状態からの変位を測
定しているために、検出構成が複雑になるとともに、処
理時間も長くなる虞がある。本発明の目的は、上記従来
欠点を解消して、物品にテープ等を貼付する手間を無く
して作業性を改善しながら、極力簡素な構成で迅速に物
品の基準状態からの変位を測定できるようにする点にあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による物品位置検出装置の第1の特徴構成
は、前記投光手段が、前記物品の上面からはみ出る長さ
を有する直線スリット状の光として、互いに垂直に交差
する一対の光と、それら一対の光の一方と平行な光とを
投光するように構成され、前記測定手段が、前記物品の
上面における4辺のうちの隣接する2辺に相当する位置
において前記各スリット状の光の反射光が途切れている
端部位置の情報と、前記物品の寸法情報とに基づいて、
前記変位を測定するように構成されていることである。
【0005】第2の特徴構成は、上記第1の特徴構成を
実施する際の好適な具体構成を特定するものであって、
前記測定手段は、前記変位として、前記基準状態に対す
る位置ずれと向きのずれとを測定するように構成されて
いることである。
【0006】第3の特徴構成は、上記第2の特徴構成を
実施する際の好適な具体構成を特定するものであって、
前記測定手段は、前記一対の光の一方と平行な光の各反
射光についての前記端部位置の情報に基づいて前記向き
のずれを測定し、且つ、前記一対の光の各反射光につい
ての前記端部位置の情報と、前記測定した向きのずれの
情報とに基づいて、前記位置ずれを測定するように構成
されていることである。
【0007】
【作用】第1の特徴構成における作用は、以下の通りで
ある。矩形状の物品の上面に対して上方から、物品の上
面からはみ出る長さを有する直線スリット状の光とし
て、互いに垂直に交差する一対の光と、それら一対の光
の一方と平行な光とが投光され、それらの各直線スリッ
ト状の光のうち、物品の上面からはみ出る部分は反射さ
れないので、受光手段に受光されない。従って、矩形状
の物品の上面における4辺のうちの隣接する2辺に相当
する位置において各直線スリット状の光の反射光が途切
れている端部位置が検出され、その端部位置の情報と、
物品の寸法情報つまり上面の4辺の寸法情報とに基づい
て、物品の基準状態に対する変位が測定される。
【0008】第2の特徴構成における作用は、以下の通
りである。前記物品の変位として、前記基準状態に対す
る位置ずれと向きのずれとが測定される。ここで、基準
状態を、例えば矩形状の物品の基準点(中心点等)が予
め設定した基準位置に一致し、且つ、物品の向きが予め
設定された基準の向きと一致した状態とすると、上記位
置ずれは、基準位置に対する物品の基準点のずれとして
求められ、上記向きのずれは、基準の向きに対する物品
の向きのずれとして求められる。
【0009】第3の特徴構成における作用は、以下の通
りである。前記垂直に交差する一対の光の一方とその一
方の光に平行な光の各反射光が物品の上面の隣接する2
辺のうちの1辺において途切れている端部位置の情報に
基づいて前記向きのずれが測定され、前記垂直に交差す
る一対の光の各反射光が物品の上面の隣接する2辺の夫
々において途切れている端部位置の情報と、前記測定し
た向きのずれの情報とに基づいて、前記位置ずれが測定
される。
【0010】
【発明の効果】従って、第1の特徴構成によれば、互い
に垂直に交差する一対の光及びこの一対の光の一方と平
行な光を矩形状の物品の上面に投光したときの、各光の
物品上面の隣接する2辺での少数(少なくとも3点)の
端部位置情報と、予め記憶した物品の寸法情報とに基づ
いて、物品の基準状態に対する変位を測定するので、物
品にテープ等を貼付する従来技術では、テープ貼りに手
間が掛かって作業性が低下する虞があり、又、別の従来
技術では、物品の全体の輪郭を測定してその測定画像を
3次元的に回転させて正規画像と比較するという複雑な
処理を行っているために、検出構成が複雑化して処理時
間も長くなる虞があるのに比べて、物品にテープ等を貼
付する手間を無くして作業性を改善しながら、極力簡素
な構成で迅速に物品の基準状態から変位を検出すること
ができ、しかも、直線スリット光を用いて物品上面の隣
接する2辺に対する端部位置を検出すればよいから、例
えば、矩形状の物品が複数個近接して並置されているよ
うな場合にも、外側に位置する物品から、その外側の2
辺での端部位置情報に基づいて順次その位置を適切に検
出することができる。
【0011】第2の特徴構成によれば、物品の変位とし
て、基準状態に対する位置ずれと向きのずれとが測定さ
れるので、物品の基準状態に対する変位を、判り易い状
態で的確に測定することができる。
【0012】第3の特徴構成によれば、上記基準状態に
対する位置ずれと向きのずれとを測定するための好適な
具体構成が得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を段積された物品を移載する移
載装置に適用した実施例を図面に基づいて説明する。図
5に示すように、所定位置にあるパレット1上に段積さ
れた矩形状の物品Cを、コンベア2上に移載する移載装
置が設けられている。移載装置について簡単に説明を加
えると、ベースフレーム3に対して縦軸芯α回りに旋回
自在に枢支された旋回フレーム4と、その旋回フレーム
4の上部に横軸芯φ1回りに揺動自在に枢支された第1
アーム5と、その第1アーム5の先端部に横軸芯φ2回
りに揺動自在に枢支された第2アーム6と、その第2ア
ーム6の先端部の縦軸芯β回りに回動自在に吊着された
物品支持具7とが設けられている。図中8は、移載装置
の作動を制御するコントローラである。物品支持具7
は、第1アーム5及び第2アーム6の揺動に関わらず水
平に維持されるように構成されている。つまり、物品支
持具7を水平に維持した状態で昇降並びに水平移動させ
ることができる。
【0014】図4に示すように、物品支持具7には、物
品Cの上面を吸着支持する複数の吸着パッド10と、吸
着パッド10に吸着支持された物品Cを挟持する挟持部
11と、矩形状の物品Cの上面に対して上方から投光す
る投光手段としての投光部12と、物品Cからの反射光
を受光する受光手段としての受光部13とが取り付けら
れている。
【0015】パレット1上に載置される物品Cの配置パ
ターンは、物品Cの大きさなどにより変化するが、各パ
ターンには夫々パターンコードが定められている。この
パターンコードをコントローラ8に入力すると、コント
ローラ8は予め定められた順序で物品Cをコンベア2上
に移載する。
【0016】受光部13の画像信号は、コントローラ8
に入力される。コントローラ8は、受光部13からの情
報に基づいて、物品Cの基準状態に対する変位を測定す
る。即ち、コントローラ8を利用して、物品Cの基準状
態に対する変位を測定する測定手段100が構成されて
いる。
【0017】以下、物品Cの基準状態に対する変位を測
定する方法について説明する。投光部12は、図1に示
すように、物品Cからはみ出る長さを有する直線スリッ
ト状のレーザ光を3本投光する。つまり、物品Cの上面
からはみ出る長さを有する直線スリット状の光として、
互いに垂直に交差する一対の光A1,A2と、その一対
の光の一方A1と平行な光A3とを投光する。ここで、
図2に示すように、光A2をX軸、光A1をY軸とする
直交座標を考える。つまり、光A1と光A2の交点が座
標原点Oである。基準状態は、図2の点線に示すよう
に、物品Cの中心点が座標原点O(基準位置)に一致
し、且つ、物品Cの外形線が座標軸と直交する状態とな
る向き(基準の向き)にある状態をいう。図2の実線に
示す位置に物品Cがあるときの変位を求める。変位に
は、中心点の位置ズレと向きのズレθとがある。つま
り、前記測定手段100は、前記変位として、前記基準
状態に対する位置ずれと向きのずれθとを測定するよう
に構成されている。先に、向きのズレθを求める。先
ず、光A1の上側の反射光の端部の位置座標(0,y
1)と、光A3の上側の反射光の端部の位置座標(x
3,y3)を求める。向きのズレθは、下記の数1で求
める。
【0018】
【数1】 tanθ=(y3−y1)/x3
【0019】次に、中心点の位置ズレを求める。光A2
の右側の反射光の端部の位置座標(x2,0)を求め
る。中心点の位置ズレ(X,Y)は、下記の数2で求め
る。
【0020】
【数2】
【0021】尚、数2中、Wは物品Cの幅、Dは物品C
の奥行である。以上より、前記測定手段100が、物品
Cの上面における4辺のうちの隣接する2辺に相当する
位置において前記各スリット状の光A1,A2,A3の
反射光が途切れている端部位置の情報と、前記物品の寸
法情報(つまり物品Cの上面での辺の長さに対応する幅
Wと奥行D)とに基づいて前記変位を測定するように構
成され、具体的には、前記一対の光A1,A2の一方A
1と平行な光A3の各反射光についての前記端部位置、
つまり位置座標(0,y1)と位置座標(x3,y3)
の情報に基づいて前記向きのずれθを測定し、且つ、前
記一対の光A1,A2の各反射光についての前記端部位
置、つまり位置座標(0,y1)と位置座標(x2,
0)の情報と、前記測定した向きのずれθの情報とに基
づいて、前記位置ずれ(X,Y)を測定するように構成
されている。
【0022】次に、図3のフローチャートを参照しなが
ら、コントローラ8の作動を説明する。先ず、入力され
たパターンコードに基づいて、移載する物品Cを定め、
その物品Cに対応した所定位置に物品支持具7を移動す
る。物品Cに対してレーザ光A1,A2,A3を照射し
て、受光部13からの情報に基づいて、反射光の端部の
位置座標を求める。そして、上述のように数1に基づい
て向きのズレθを、数2に基づいて中心点の位置ズレを
求める。つまり、物品Cの基準状態に対する変位を求め
る。次に、求めた変位に合わせて、物品支持具7の位置
を補正する。そして、物品支持具7を下降させ、吸着パ
ッド10と挟持部11を保持状態にして、物品Cを保持
する。物品Cを保持したまま物品支持具7をコンベア2
上に移動する。物品支持具7を下降させ、吸着パッド1
0と挟持部11を保持解除状態にする。もって、一回の
移載動作が終了する。以上の動作を移載の完了まで繰り
返す。
【0023】〔別実施例〕 上記実施例では、光A1に平行な光A3を光A1と同時
に投光できるようにしていたが、先に光A1を投光して
から光A1をX軸上でシフトして投光するようにして画
像取りこみを2回に分けるようにしてもよい。
【0024】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】物品位置検出装置の斜視図
【図2】変位測定の原理説明図
【図3】制御作動のフローチャート
【図4】物品支持具の要部側面図
【図5】移載装置の側面図
【符号の説明】
12 投光手段 13 受光手段 100 測定手段 C 物品 A1,A2,A3 光

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 矩形状の物品(C)の上面に対して上方
    から投光する投光手段(12)と、前記物品(C)から
    の反射光を受光する受光手段(13)と、その受光手段
    (13)からの情報に基づいて、前記物品(C)の基準
    状態に対する変位を測定する測定手段(100)とが設
    けられている物品位置検出装置であって、 前記投光手段(12)が、前記物品(C)の上面からは
    み出る長さを有する直線スリット状の光として、互いに
    垂直に交差する一対の光(A1,A2)と、それら一対
    の光(A1,A2)の一方(A1)と平行な光(A3)
    を投光するように構成され、 前記測定手段(100)が、前記物品(C)の上面にお
    ける4辺のうちの隣接する2辺に相当する位置において
    前記各スリット状の光(A1,A2,A3)の反射光が
    途切れている端部位置の情報と、前記物品(C)の寸法
    情報とに基づいて、前記変位を測定するように構成され
    ている物品位置検出装置。
  2. 【請求項2】 前記測定手段(100)は、前記変位と
    して、前記基準状態に対する位置ずれと向きのずれとを
    測定するように構成されている請求項1記載の物品位置
    検出装置。
  3. 【請求項3】 前記測定手段(100)は、前記一対の
    光(A1,A2)の一方(A1)と平行な光(A3)の
    各反射光についての前記端部位置の情報に基づいて前記
    向きのずれを測定し、且つ、前記一対の光(A1,A
    2)の各反射光についての前記端部位置の情報と、前記
    測定した向きのずれの情報とに基づいて、前記位置ずれ
    を測定するように構成されている請求項2記載の物品位
    置検出装置。
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