JP3390058B2 - ワーク移載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パレット上のワークを
自動的に所定の生産ラインに移載するワーク移載装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、機械装置(例えば、自動車)の生
産・組立においては、所定のワーク(例えば、トランス
ミッションケース)を自動的に所定の生産ライン(例え
ば、搬送コンベア)に移載するワーク移載装置ないしは
ワーク移載ロボットが用いられることが多い。そして、
かかるワーク移載装置においては、所定の置き場所に置
かれたパレットの上面に載せられたワークを、ワーク把
持部材で把持して所定の位置まで運んだ後、該把持を解
除してワークを生産ラインに載せるようになっている
(例えば、特開平２−１８０５７３号公報参照)。

【０００３】ここで、移載すべきワークはパレットの上
に載せられているが、パレットの位置、あるいはパレッ
ト上でのワークの位置姿勢は一定ではない。したがっ
て、ワーク移載装置においては、毎回移載すべきワーク
の位置姿勢を把握した上で、ワーク把持部材を該ワーク
を把持できる位置に配置する必要がある。このため、ワ
ーク移載装置には、移載すべきワークの位置姿勢を検出
するワーク位置検出手段が設けられる。

【０００４】そして、かかるワーク位置検出手段の１つ
として、例えば、移載すべきワークを撮影する画像処理
用カメラと、該画像処理用カメラによって撮影された画
像を処理(解析)することによってワークの位置姿勢を検
出(演算)する画像処理手段とを備えたものが提案されて
いる。

【０００５】このように、画像処理によりワークの位置
姿勢を検出(演算)するようにしたワーク位置検出手段で
は、普通、画像処理用カメラによって撮影された画像な
いし画面を多数の素域(以下、これを画素という)にわ
け、該画素中で、所定のしきい値より明るいものを例え
ば１とし、該しきい値より暗いものを例えば０として画
像の各画素を１又は０の２値であらわすといった、いわ
ゆる画像の２値化処理を行い、これらの各画素の値のパ
ターンに基づいてワークの位置姿勢を検出(演算)するよ
うにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに２値化処理によりワークの位置姿勢を検出(演算)す
るようにしたワーク位置検出手段においては、ワークの
照明状態によって画像の状態が変化し、各画素の値が変
わってしまう。すなわち、ワークの照度が高い(明るい)
ときには１とされる画素が増え、照度が低い(暗い)とき
には０とされる画素が増えることになる。

【０００７】このため、ワークを載せたパレットを複数
積み重ねて配置し、上側のワークから順に移載してゆく
ような場合には、上側のワークの照度が高くなる一方、
下側のワークの照度が低くなるので、上側のワークと下
側のワークとでは画像処理結果が異なり、ワークの位置
姿勢の検出精度が悪くなるといった問題がある。

【０００８】また、このようにワークを載せたパレット
を複数積み重ねて配置した場合、その上面のワークがす
べて移載されて空になったパレットを除去するのが煩わ
しいといった問題がある。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、画像処理によりワークの位
置姿勢を検出する場合、ワークを載せたパレットが複数
積み重ねられたときでも、ワークの位置姿勢を高精度で
検出することができ、かつ空のパレットを容易に除去す
ることができるワーク移載装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
になされた第１の発明にかかるワーク移載装置は、所定
の方向に移動することができるフレーム部材に、パレッ
トの上面に載せられたワークを把持することができるワ
ーク把持部材と、パレットを把持することができるパレ
ット把持部材とが設けられ、複数積み重ねて配置された
パレット及び該パレットに載せられたワークに対して、
順次ワーク及びパレットを移載するようになっているこ
とを基本的な特徴とする。

【００１１】この第１の発明にかかるワーク移載装置に
おいては、ワーク把持部材に把持すべきワークを撮影す
る画像処理用カメラが設けられる一方、該画像処理用カ
メラによって撮影された上記ワークの画像を、所定のし
きい値に基づいて２値化処理し、該処理結果に基づいて
上記ワークの位置姿勢を検出する画像処理手段が設けら
れている。画像処理手段は、撮影されるワークの照明特
性に応じて上記しきい値を変更するようになっている。
かつ、画像処理手段は、撮影されるワークの照明特性に
応じて、上記しきい値を所定回数変更し、この所定回数
のしきい値の変更でワークの位置姿勢を検出できないと
きには、画像処理カメラを移動して該カメラによる画像
取り込みを繰り返すようになっている。

【００１２】第２の発明にかかるワーク移載装置は、第
１の発明にかかるワーク移載装置において、水平面内に
おいて、フレーム部材がフレーム長手方向と直交する方
向に伸長するレールに沿って移動することができるよう
になっていて、ワーク把持部材をフレーム部材に沿って
フレーム長手方向に移動させることができるワーク把持
部材駆動手段と、ワーク把持部材を上下方向に移動させ
ることができるワーク把持部材昇降手段とが設けられて
いることを特徴とする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図１〜図５に示すように、ワーク移載装置ＷＡは、ベー
スパレット１の上面又は中間パレット２の上面に載せら
れたワーク３を自動的に搬送コンベア４に移載するとと
もに、空になった中間パレット２を自動的に台車５の上
に移載するようになっている。

【００１４】ワーク３(図１ではトランスミッションケ
ースが例示されている)は、１つのベースパレット１と
複数の中間パレット２とを用いて、フォークリフト(図
示せず)等によりワーク移載装置ＷＡ内の所定の位置に
矢印Ａ₁〜Ａ₃方向に搬入されるようになっている。ここ
で、各ワーク３は、両パレット１,２に次のような状態
で積載されている。すなわち、ベースパレット１の上に
複数のワーク３が載せられ、これらのワーク３の上に１
枚の中間パレット２が載せられ、この中間パレット２の
上に複数のワーク３が載せられている。そして、かかる
中間パレット２の上にワーク３が載せられたものがさら
に複数積み重ねられている。

【００１５】ここで、ワーク３がすべて払い出されて空
になった中間パレット２は順次、後で説明するように自
動的に台車５の上に移載され、これらの中間パレット２
は所定の枚数までたまったときに、台車５を矢印Ｂ方向
に動かすことによって搬出される。なお、搬送コンベア
４に移載されたワーク３は、矢印Ｃで示す方向に搬送さ
れる。

【００１６】ワーク移載装置ＷＡには、夫々上下方向に
のびる複数の支柱６によって支持されワーク移載装置Ｗ
Ａの幅方向(以下、この方向を横方向という)に延びる第
１,第２横フレーム７a、７bと、支柱６及び第１,第２横
フレーム７a,７bによって支持されワーク移載装置ＷＡ
の長手方向(以下、この方向を縦方向という)に延びる第
１縦フレーム８aと、第１,第２横フレーム７a,７bのみ
によって支持され縦方向に延びる第２縦フレーム８bと
が設けられている。

【００１７】第１,第２縦フレーム８a,８bの上端面には
夫々、縦方向に延びる第１,第２レール９a,９bが配設さ
れている。そして、両縦フレーム８a,８bにまたがって
横方向に延びる可動フレーム１０が設けられ、この可動
フレーム１０は第１,第２レール９a,９bと係合して、該
第１,第２レール９a,９bに沿って縦方向に移動できるよ
うになっている。そして、可動フレーム１０を駆動する
可動フレーム駆動機構１１が設けられ、この可動フレー
ム駆動機構１１は、第１,第２チェン１２a,１２bを介し
て可動フレーム１０を縦方向に自在に往復移動させるこ
とができるようになっている。

【００１８】図６にも示すように、可動フレーム１０の
第１横フレーム７a側の側部には、上下方向に延びるパ
レットアーム１３がパレットアーム連結部１３aを介し
て取り付けられ、このパレットアーム１３の下端部には
中間パレット２をクランプ(把持)することができるパレ
ットクランプ部材１９が付設されている。ここで、パレ
ットアーム連結部１３aは可動フレーム１０に固定され
ている。そして、パレットアーム連結部１３aには、パ
レットアーム１３を上下方向に自在に往復移動させるこ
とができるパレットアーム昇降機構１７が設けられてい
る。なお、パレットアーム１３とパレットクランプ部材
１９とからなる組立体は、特許請求の範囲に記載された
「パレット把持部材」に相当する。

【００１９】また、可動フレーム１０の第２横フレーム
７b側の側部には、上下方向に延びるワークアーム１４
がワークアーム連結部１４aを介して取り付けられ、こ
のワークアーム１４の下端部にはワーク３をクランプ
(把持)することができるワーククランプ部材２０が付設
されている。また、ワークアーム１４の上下方向中間部
には、後で説明する画像処理用カメラ２２が取り付けら
れている。なお、ワークアーム１４とワーククランプ部
材２０とからなる組立体は、特許請求の範囲に記載され
た「ワーク把持部材」に相当する。

【００２０】ここで、ワークアーム連結部１４aは可動
フレーム１０に沿って横方向に移動できるようになって
いる。そして、可動フレーム１０にはワークアーム連結
部１４aを駆動するワークアーム駆動機構１５が設けら
れ、ワークアーム駆動機構１５は、駆動チェン１６を介
してワークアーム連結部１４aを横方向に自在に往復移
動させることができるようになっている。そして、ワー
クアーム連結部１４aには、ワークアーム１４を上下方
向に自在に往復移動させることができるワークアーム昇
降機構１８が設けられている。

【００２１】さらに、ワークアーム１４の上端部には、
該ワークアーム１４をその軸線まわりに回動させること
ができる旋回駆動機構２１が設けられている。なお、ワ
ークアーム駆動機構１５とワークアーム昇降機構１８と
は、夫々、特許請求の範囲に記載された「ワーク把持部
材駆動手段」と「ワーク把持部材昇降手段」とに相当す
る。

【００２２】図７及び図８(a),(b)に示すように、ワー
ククランプ部材２０においては、ワークアーム１４の下
端部に連結・固定された連結部材３１と、本体部３２と
が、ボールジョイント３３とコイルスプリング３４とを
介して連結されている。そして本体部３２には、ワーク
３(図７、図８においてはシリンダブロックが例示され
ている)への接近を検出する近接スイッチ３５を備えた
当接部材３６と、エアシリンダ３７によって駆動される
クランプアーム３８とが設けられている。ここで、当接
部材３６は、ワーククランプ部材２０がワーク３をクラ
ンプしているときに該ワーク３の上面に当接してその位
置を安定させるようになっている。また、クランプアー
ム３８は、ワーク３の所定の部位に係合してワーク３を
確実にクランプできるようになっている。なお、図７に
おいて、左半部はワーク３をクランプしていない状態
(アンクランプ)を示し、右半部はワーク３をクランプし
ている状態を示している。

【００２３】図９に拡大して示すように、ボールジョイ
ント３３は、連結部材３１に固定された第１ボール受部
３３aによって揺動可能に支持された第１リンクボール
３３bと、本体部３２に固定された第２ボール受部３３c
によって揺動可能に支持された第２リンクボール３３d
と、夫々第１,第２リンクボール３３b,３３dに延設され
た第１,第２軸部３３f,３３gを把持・連結する筒部材３
３eとで構成されたユニバーサルジョイントであって、
連結部材３１(ワークアーム１４)と本体部３２とを水平
方向に互いに相対変位させる(ずれさせる)ことができる
ようになっている。

【００２４】このように、連結部材３１と本体部３２と
が、ボールジョイント３３とコイルスプリング３４とを
介して相対変位可能に連結されているので、本体部３２
は、基本的にはワークアーム１４によって吊り下げられ
た状態となり、材本体部３２は水平方向にある程度変位
できることになる。なお、図８(b)は、本体部３２が水
平方向に相対変位した(ずれた)状態を示している。この
ため、移載すべきワーク３の姿勢が傾斜している場合で
も、該ワーク３をクランプする際には本体部３２が水平
方向に変位し、クランプアーム３８は該ワーク３を確実
にクランプすることができる。

【００２５】なお、ワーククランプ部材２０がワーク３
をクランプした状態で移動しているときには、連結部材
３１(ワークアーム１４)に取り付けられた差し込み部材
３９を、本体部３２に取り付けられた受け部４０に差し
込むことによって、ワークアーム１４と本体部３２とを
リジッドに合体させることができるようになっている。
したがって、かかる移動時に本体部３２が水平方向に揺
れることはない。

【００２６】ところで、ワーク移載装置ＷＡには、移載
すべきワーク３の位置姿勢等を検出し、各駆動機構によ
るワーク３及び中間パレット２の把持・移載動作を制御
する制御装置が設けられているが、以下この制御装置に
ついて説明する。図１０に示すように、ワーク移載装置
ＷＡの制御装置Ｓには、上位リンクユニットとベーシッ
クユニットとＡ／Ｄ変換ユニットと複数のＩ／Ｏユニッ
トとを備えた第１制御ユニット５１と、シーケンサと位
置決めユニット等とを備えた第２制御ユニット５２とが
設けられている。

【００２７】ここで、第１制御ユニット５１の上位リン
クユニットは、第１制御ユニット５１と第２制御ユニッ
ト５２とをリンクし、両ユニット５１,５２間の相互通
信を行わせる。なお、上位リンクユニットには、オペレ
ータによって操作されるタッチパネル４１の各種出力信
号が入力される。

【００２８】第１制御ユニット５１のベーシックユニッ
トは、画像処理用カメラ２２(以下、これをカメラ２２
と略称する)によって撮影された画像をカメラアンプ４
７と画像処理装置４８とで処理した結果を受け入れる。
ここで、画像処理装置４８は、後で説明するように、カ
メラ２２によって撮影されたワーク３の多値画像の各画
素を所定のしきい値に基づいて２値化処理し、この２値
化処理によって得られた２値画像から、ワーク３の位置
姿勢を検出(演算)する。なお、画像処理装置４８の処理
結果はＣＲＴ４９に表示されるようになっている。

【００２９】第１制御ユニット５１のＡ／Ｄ変換ユニッ
トには、距離センサ４２によって検出された、パレット
クランプ部材１９とその下方の中間パレット２との間の
距離、あるいはワーククランプ部材２０とその下方のワ
ーク３との間の距離が、センサアンプ５０を介して入力
される。なお、第１制御ユニット５１の各Ｉ／Ｏユニッ
トには、バルブ４３、リミットスイッチ４４、押しボタ
ン４５、ランプ４６等が接続されている。

【００３０】第２制御ユニット５２のシーケンサは、主
として、可動フレーム駆動機構１１、ワークアーム駆動
機構１５、パレットアーム昇降機構１７、ワークアーム
昇降機構１８、旋回駆動機構２１、パレットクランプ部
材１９、ワーククランプ部材２０等の動作順序を制御す
る。

【００３１】また、第２制御ユニット５２の位置決めユ
ニットは、第１〜第５アンプ５３〜５７を介して第１〜
第５モータ５８〜６２を制御し、パレットアーム１３及
びワークアーム１４の位置決めを行う。ここで、第１モ
ータ５８は可動フレーム駆動機構１１の駆動源であり、
第２モータ５９はワークアーム駆動機構１５の駆動源で
あり、第３モータ６０はワークアーム昇降機構１８の駆
動源であり、第４モータ６１は旋回駆動機構２１の駆動
源であり、第５モータ６２はパレットアーム昇降機構１
７の駆動源である。つまり、第１モータ５８はパレット
アーム１３及びワークアーム１４の縦方向の移動ないし
は位置決めを行い、第２モータ５９はワークアーム１４
の横方向の移動ないしは位置決めを行い、第３モータ６
０はワークアーム１４の上下方向の移動ないしは位置決
めを行い、第４モータ６１はワークアーム１４のその軸
線まわりの回転方向の移動ないしは位置決めを行い、第
５モータ６２はパレットアーム１３の上下方向の移動な
いしは位置決めを行う。そして、位置決めユニットによ
って第１〜第５モータ５８〜６２を制御することによっ
て、パレットアーム１３(パレットクランプ部材１９)及
びワークアーム１４(ワーククランプ部材２０)を任意の
位置に移動させ、あるいは位置決めすることができる。

【００３２】以下、図１１及び図１２に示すフローチャ
ートに従って、適宜図１〜図１０を参照しつつ、制御装
置Ｓによるワーク移載装置ＷＡの制御方法を説明する。
なお、図１１はかかる制御のメインルーチンであり、図
１２はメインルーチンのステップ＃５を実行するための
サブルーチン(画像処理ルーチン)である。図１１に示す
ように、メインルーチンにおいては、まずステップ＃１
〜ステップ＃２で次サイクル動作の判定、すなわち次サ
イクル動作がワーク３の移載であるかそれとも中間パレ
ット２の移載であるかが判定され、この判定結果に応じ
て、ステップ＃３〜ステップ＃１２のワーク移載ルーチ
ン又はステップ＃１３〜ステップ＃２０のパレット移載
ルーチンのうちいずれか一方が実行される。

【００３３】次サイクル動作がワーク３の移載であると
判定された場合は、まずステップ＃３で、第１,第２モ
ータ５８,５９が駆動され、可動フレーム１０が縦方向
に所定の距離だけ移動させられ、かつワークアーム連結
部１４a(ワークアーム１４)が横方向に所定の距離だけ
移動させられ、ワークアーム１４(カメラ２２)が平面視
における画像読み取り位置に配置される。

【００３４】ステップ＃４では、第３モータ６０が駆動
され、ワークアーム１４が所定の距離だけ下降させら
れ、ワークアーム１４(カメラ２２)が画像読み取り位置
(高さ)に配置される。続いて、ステップ＃５で、サブル
ーチンである画像処理ルーチン(図１２参照)が実行さ
れ、移載すべきワーク３の位置姿勢が演算(検出)され、
これに基づいて移載すべきワーク３を的確にクランプす
るためにワークアーム１４(ワーククランプ部材２０)を
配置すべき位置が演算され、さらにこれに対応するワー
クアーム１４(ワーククランプ部材２０)の移動量、すな
わち第１〜第４モータ５８〜６１駆動量が演算される。
なお、画像処理ルーチンは後で説明する。

【００３５】ステップ＃６では、画像処理ルーチンでの
演算結果に基づいて、第１,第２,第４モータ５８,５９,
６１が駆動され、ワークアーム１４は、平面視において
移載すべきワーク３を的確にクランプすることができる
位置に配置される。続いて、ステップ＃７で、第３モー
タ６０が駆動され、ワークアーム１４(ワーククランプ
部材２０)は、移載すべきワーク３を的確にクランプす
ることができる位置(高さ)まで下降させられる。

【００３６】ステップ＃８では ワーククランプ部材２
０のエアシリンダ３７が駆動され、クランプアーム３８
によって移載すべきワーク３がクランプ(把持)される。
続いて、ステップ＃９で第３モータ６０が駆動され、ワ
ークアーム１４が走行位置まで上昇させられる。

【００３７】ステップ＃１０では、第１,第２,第４モー
タ５８,５９,６１が駆動され、ワーク３をクランプした
ワークアーム１４が、平面視において該ワーク３を搬送
コンベア４の所定の位置に移載することができる位置に
移動させられる。次に、ステップ＃１１で、第３モータ
６０が駆動され、ワークアーム１４が、ワーク３を搬送
コンベア４上に移載することができる位置(高さ)まで下
降させられ、続いてステップ＃１２で、エアシリンダ３
７が駆動され、クランプアーム３８によるワーク３のク
ランプが解除(アンクランプ)され、ワーク３が搬送コン
ベア４上に移載される。

【００３８】ところで、前記のステップ＃１〜ステップ
＃２で、次サイクル動作が中間パレット２の移載である
と判定された場合は、まずステップ＃１３で第１モータ
５８が駆動され、可動フレーム１０が縦方向に所定の距
離だけ移動させられ、パレットアーム１３が平面視にお
いて移載すべき中間パレット２に対応する位置に配置さ
れる。

【００３９】ステップ＃１４では、第５モータ６２が駆
動され、パレットアーム１３が所定の距離だけ下降させ
られ、パレットアーム１３(パレットクランプ部材１９)
が、移載すべき中間パレット２を的確にクランプするこ
とができる位置(高さ)に配置される。

【００４０】ステップ＃１５では パレットクランプ部
材１９によって移載すべき中間パレット２がクランプ
(把持)される。続いて、ステップ＃１６で第５モータ６
２が駆動され、パレットアーム１３が走行位置まで上昇
させられる。

【００４１】ステップ＃１７では、中間パレット２の降
ろし位置の距離データが取り込まれる。すなわち、台車
５の上に段積みされている中間パレット２の枚数が演算
され、この枚数から中間パレット層の高さが演算され、
これに基づいて現在クランプされている中間パレット２
をおろすべき位置(高さ)が演算される。

【００４２】ステップ＃１８では、第１モータ５８が駆
動され、中間パレット２をクランプしたパレットアーム
１３が、平面視において該中間パレット２を台車５上の
所定の位置に移載することができる位置に移動させられ
る。次に、ステップ＃１９で第５モータ６２が駆動さ
れ、パレットアーム１３がステップ＃１７での演算結果
に基づいて、台車５の上の中間パレット層の上端面付近
まで下降させられる。続いてステップ＃２０で、パレッ
トクランプ部材１９による中間パレット２のクランプが
解除(アンクランプ)され、中間パレット２が台車５の上
の中間パレット層の上に移載される。このようにして、
ワーク３と中間パレット２とが、いずれも自動的に所定
の位置に移載される。

【００４３】以下 画像処理ルーチンを説明する。この
画像処理ルーチンの概要は次のとおりである。すなわ
ち、カメラ２２によって撮影された画像を２値化処理す
ることによって、移載すべきワーク３の位置姿勢を検出
するようにしているが、かかる画像処理によってワーク
３の位置姿勢を検出することができなかった場合は、２
値化処理のしきい値を変更して再度画像処理を行いワー
ク３の位置姿勢を検出する。このようなしきい値の変更
を所定回数繰り返してもなお該ワーク３の位置姿勢を検
出することができなかった場合は、カメラ２２の位置を
変更して以上の手順を繰り返す。なお、この場合カメラ
２２は水平方向に所定の距離だけ移動させられる。そし
て、カメラ２２の位置を所定回数変更してもなお該ワー
ク３の位置姿勢を検出することができなかった場合は、
画像処理に何らかの異常が生じているものとして、該画
像処理を打ち切る。

【００４４】なお、しきい値の変更を繰り返しても、ワ
ーク３の位置姿勢を検出することができなかった場合に
は、カメラ２２の視野範囲を変更するようにしてもよ
い。かかる視野範囲の変更は、カメラ２２を上下方向に
移動させることにより行っても、またカメラ２２の撮影
特性を変更することにより行ってもよい。

【００４５】具体的には、図１２に示すように、まずス
テップＳ１でカメラ移動回数カウンタのカウント値mに
所定の初期値がセットされる。このカメラ移動回数カウ
ンタは、移載すべきワーク３の位置姿勢を検出する際
に、カメラ２２を移動させた回数をカウントするための
カウンタである。すなわち、前記したとおり、しきい値
の変更を所定回数繰り返してもワーク３の位置姿勢を検
出することができなかった場合はカメラ２２の位置を変
更するようにしているが、かかるカメラ位置の変更回数
をカウントするカウンタである。なお、カウント値m
は、カメラ２２が１回移動するたびに１づつデクリメン
トされる。そして、カウント値mが０となったときには
画像処理異常(ＮＧ)であると判定され、画像処理が打ち
切られる。

【００４６】ステップＳ２では、カウント値mが０であ
るか否かが判定され、m＝０であると判定された場合は
(ＹＥＳ)、ステップＳ４で画像処理異常(ＮＧ)であると
判定され、該画像処理ルーチンが打ち切られる。他方、
ステップＳ２で、m≠０であると判定された場合は(Ｎ
Ｏ)、ステップＳ３で画像が取り込まれた後、ステップ
Ｓ５で濃淡画像ノイズが除去される。

【００４７】次に、ステップＳ６でＮＧフラグがオンで
あるか否かが判定される。このＮＧフラグは、しきい値
の変更を繰り返しても、移載すべきワーク３の位置姿勢
を検出することができなかった場合にオンされるフラグ
である。ＮＧフラグがオンでないと判定された場合は
(ＮＯ)、ステップＳ７で前回のしきい値がそのまま用い
られる。他方、ＮＧフラグがオンであると判定された場
合は(ＹＥＳ)、ステップＳ８で平均輝度がしきい値とし
て用いられる。

【００４８】ステップＳ９では、しきい値変更回数カウ
ンタのカウント値nに所定の初期値がセットされる。こ
のしきい値変更回数カウンタは、移載すべきワーク３の
位置姿勢を検出する際に、２値化処理のしきい値を変更
した回数をカウントするカウンタである。なお、このし
きい値変更回数カウンタのカウント値nは、しきい値を
１回変更するたびに１づつデクリメントされる。そし
て、カウント値nが０となったときに、カメラ２２の位
置が変更される。

【００４９】ステップＳ１０では、しきい値変更回数カ
ウンタのカウント値nが０であるか否かが判定され、n＝
０であると判定された場合は(ＹＥＳ)、ステップＳ２１
でカメラ２２が水平方向に所定の距離だけ移動させら
れ、ステップＳ２２でカメラ移動回数カウンタのカウン
ト値mが１だけデクリメントされ、ステップＳ２３でＮ
Ｇフラグがオンされた後、ステップＳ２に戻される。

【００５０】他方、ステップＳ１０で、n≠０であると
判定された場合は(ＮＯ)、ステップＳ１１で２値化処理
が行われ、ステップＳ１２で２値画像ノイズが除去さ
れ、ステップＳ１３でラベリングが行われ、ステップＳ
１４で所定の特徴量が抽出される。ここで、２値化処理
は、カメラ２２によって撮影された多値画像を、所定の
しきい値よりも明るい画素を白とし、該しきい値よりも
暗い画素を黒とするといった普通の手法で行われる。

【００５１】また、ラベリングは、まず１つの黒い画素
にあるラベル(例えばＡとする)をつけ、この画素と隣合
う画素が黒である場合はこの画素にもラベルＡをつけ、
さらにすでにラベルＡがつけられた画素と隣合う画素が
黒である場合にはこれらの画素にもすべてラベルＡをつ
けるといった手順を繰り返し、かかるラベルつけが収束
した時点で、ラベルＡがつけられた黒い画素の集団を１
つの形状部の画像として認識するといった普通の手法で
行われる。なお、形状部とは、ワーク３の構成部分であ
って、所定の簡素な形状(例えば円)を有し、２値化処理
により独立した黒い画素の集団として認識することが可
能なものである。例えば、ワーク３がシリンダブロック
である場合は、シリンダボアが代表的な形状部となる。

【００５２】かかる２値化処理及びラベリングによっ
て、撮影された画像中の形状部(例えばワーク３がシリ
ンダブロックである場合はシリンダボア)が、すべて認
識される。なお、画像中の形状部がすべて同一ワーク３
の形状部であるとは限らないので、ステップ＃１４〜ス
テップ＃１５で、所定の特性量に基づいて、同一のワー
ク３に属する形状部が選定される。

【００５３】ステップＳ１４では、画像中の各形状部の
所定の特徴量が演算(抽出)される。ここで、特徴量とし
ては、例えば次のようなものが用いられる。 (１)各形状部の面積 (２)各形状部の周長 (３)各形状部の円形状係数(面積と周長の比) (４)隣接する２つの形状部の間隔 (５)ある隣接する２つの形状部の重心(中心)同士を結ぶ
直線と、他の隣接する２つの形状部の重心同士を結ぶ直
線とがはさむ角度

【００５４】続いて、ステップＳ１５で、予め記憶され
ているワーク３の各形状部の特徴量のパターン(以下、
これを基準パターンという)を有する形状部集団が、画
像中に含まれているか否かが判定される。そして、ワー
ク３の基準パターンと一致する形状部集団が画像中に含
まれていない場合は、２値化処理が適切に行われていな
いものと考えられるので、ステップＳ１９でしきい値が
変更され、ステップＳ２０でしきい値変更回数カウンタ
のカウント値nが１だけデクリメントされた後、ステッ
プＳ１０に戻される。すなわち、しきい値が高すぎ、あ
るいは低すぎるため、ワーク３の形状部が適切に把握さ
れず、このため画像中にワーク３の基準パターンがみつ
からないといった可能性があるので、しきい値を変更し
て、再度ステップＳ１１〜ステップＳ１５を繰り返すわ
けである。

【００５５】他方、ステップＳ１５で、ワーク３の基準
パターンと一致する形状部集団が画像中に含まれている
と判定された場合は、かかる形状部集団がワーク３の形
状部であると考えられるので、ステップＳ１６で上記集
団に属する形状部の特徴量に基づいて、移載すべきワー
ク３の重心位置(重心座標)が演算(抽出)される。つま
り、移載すべきワーク３の位置姿勢が演算される。

【００５６】ステップＳ１７では、移載すべきワーク３
の重心位置に基づいて、該ワーク３を的確にクランプす
るために、ワークアーム１４(ワーククランプ部材２０)
を配置すべき位置、すなわちワークアーム１４の移動量
が演算され、ステップＳ１８でこの演算結果がメインル
ーチン側に送信される。

【００５７】かかる画像処理によれば、カメラ２２によ
って撮影された画像中に、複数のワーク３が含まれてい
る場合でも、移載すべきワーク３に属する形状部を選定
することができ、このように選定された形状部の特徴量
から、該ワーク３の重心位置、すなわちワーク３の位置
姿勢を正確に検出することができ、該ワーク３を的確に
クランプすることができる。また、ワーク３を載せた中
間パレット２が複数積み重ねられ、したがって移載すべ
きワーク３の位置(高さ)すなわち照度が変化する場合で
も、２値化処理のしきい値が変更されるので、移載すべ
きワーク３の位置姿勢を正確に検出することができる。

【００５８】

【発明の作用・効果】第１の発明によれば、所定の方向
に移動することができるフレーム部材に、ワーク把持部
材とパレット把持部材とが設けられ、複数積み重ねて配
置されたパレット及び該パレットに載せられたワークに
対して、順次ワーク及びパレットを移載するようになっ
ているので、ワークだけでなくパレットも自動的に所定
の位置に移載することができる。したがって、コンパク
トな構造でワークとパレットとを円滑に移載することが
できる。

【００５９】さらに、撮影されるワークの照明特性に応
じて、２値化処理のしきい値が変更されるので、ワーク
を載せたパレットが積み重ねられ、したがってワークの
把持位置(高さ)が変化して照度が変化するような場合で
も、ワークの位置姿勢を正確に検出することができる。
また、撮影されるワークの照明特性に応じて、上記しき
い値が所定回数変更され、この所定回数のしきい値の変
更でワークの位置姿勢を検出できないときには、画像処
理カメラを移動して該カメラによる画像取り込みが繰り
返されるので、ワークの位置姿勢をより正確に検出する
ことができる。

【００６０】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、ワーク把持
部材を移動させる駆動機構が非常に簡素な構造となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるワーク移載装置の斜視図であ
る。

【図２】 図１に示すワーク移載装置の平面説明図であ
る。

【図３】 図１に示すワーク移載装置の側面説明図であ
る。

【図４】 図２に示すワーク移載装置のＸ−Ｘ線断面立
面説明図である。

【図５】 図２に示すワーク移載装置のＹ−Ｙ線断面立
面説明図である。

【図６】 本発明にかかるワーク移載装置の、パレット
アーム及びワークアームまわりの立面説明図である。

【図７】 ワーククランプ部材の正面説明図である。

【図８】 図７に示すワーククランプ部材の側面説明図
である。

【図９】 ボールジョイントの立面断面説明図である。

【図１０】 ワーク移載装置の制御装置のシステム構成
図である。

【図１１】 ワーク移載装置制御のメインルーチンを示
すフローチャートである。

【図１２】 画像処理ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

ＷＡ…ワーク移載装置 Ｓ…制御装置 ２…中間パレット ３…ワーク ９a,９b…レール １０…可動フレーム １３…パレットアーム １４…ワークアーム １５…ワークアーム駆動機構 １８…ワークアーム昇降機構 １９…パレットクランプ部材 ２０…ワーククランプ部材 ２２…画像処理用カメラ ４８…画像処理装置 ５１…第１制御ユニット ５２…第２制御ユニット

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−16424（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−164719（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−209322（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−244391（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 61/00 B25J 5/02 B65G 47/90 B65G 59/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の方向に移動することができるフレ
   ーム部材に、パレットの上面に載せられたワークを把持
   することができるワーク把持部材と、パレットを把持す
   ることができるパレット把持部材とが設けられ、複数積
   み重ねて配置されたパレット及び該パレットに載せられ
   たワークに対して、順次ワーク及びパレットを移載する
   ようになっているワーク移載装置であって、 ワーク把持部材に、把持すべきワークを撮影する画像処
   理用カメラが設けられる一方、 画像処理用カメラによって撮影された上記ワークの画像
   を、所定のしきい値に基づいて２値化処理し、該処理結
   果に基づいて上記ワークの位置姿勢を検出する画像処理
   手段が設けられ、 画像処理手段が、撮影されるワークの照明特性に応じ
   て、上記しきい値を変更するようになっていて、 該画像処理手段が、撮影されるワークの照明特性に応じ
   て、上記しきい値を所定回数変更し、この所定回数のし
   きい値の変更でワークの位置姿勢を検出できないときに
   は、画像処理カメラを移動して該カメラによる画像取り
   込みを繰り返すようになっ ていることを特徴とするワー
   ク移載装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたワーク移載装置に
   おいて、 水平面内において、フレーム部材がフレーム長手方向と
   直交する方向に伸長するレールに沿って移動することが
   できるようになっていて、 ワーク把持部材をフレーム部材に沿ってフレーム長手方
   向に移動させることができるワーク把持部材駆動手段
   と、 ワーク把持部材を上下方向に移動させることができるワ
   ーク把持部材昇降手段とが設けられていることを特徴と
   するワーク移載装置。