JP4462161B2 - Monitoring control apparatus and monitoring control method - Google Patents

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Description

本発明は、可動部を有する設備又は装置を制御する監視制御装置及び監視制御方法に関するものであり、より詳しくは、設備の1回の動作を複数の動作ステップに分割して移動する可動部を有する設備の動作異常の原因解析に用いる監視制御装置、及び監視制御方法に関する。   The present invention relates to a monitoring control device and a monitoring control method for controlling a facility or apparatus having a movable part, and more specifically, a movable part that moves by dividing a single operation of the facility into a plurality of operation steps. The present invention relates to a monitoring control device and a monitoring control method used for analyzing the cause of an abnormal operation of equipment.

近年、様々な機械、装置の製造工程や検査工程において、自動化が益々進展し、様々な自動組み立て装置や自動検査装置といった設備が使用されるに至っている。例えば自動組み立て装置では、搬送されてくる部品を捕捉し、捕捉した部品を所定の組み立て位置へ搬送し、そして組み立て位置へ搬送された部品に、別の部品を組み込み、出来上がったものを排出するといった動作を行う。このようなそれぞれの動作を行うために、搬送ユニット、組み立てユニットといった複数の可動部が存在し、それらが所定の位置へ向けて、所定のタイミングで正確に動作することが求められる。   2. Description of the Related Art In recent years, automation has been increasingly progressed in manufacturing processes and inspection processes of various machines and devices, and facilities such as various automatic assembly apparatuses and automatic inspection apparatuses have been used. For example, in an automatic assembling apparatus, a captured part is captured, the captured part is transported to a predetermined assembly position, another part is incorporated into the part transported to the assembly position, and the finished product is discharged. Perform the action. In order to perform each of such operations, there are a plurality of movable parts such as a transport unit and an assembly unit, and they are required to operate accurately at a predetermined timing toward a predetermined position.

こうした設備が正常に動作しているか否かを監視し、故障等の異常を検知するために監視カメラ等で設備の画像データを取得し、また異常発生時の原因解析用にその画像データを記憶することが知られている(特許文献1、2参照)。   Monitors whether such equipment is operating normally, acquires equipment image data with a surveillance camera, etc., to detect abnormalities such as failures, and stores the image data for cause analysis when an abnormality occurs It is known (see Patent Documents 1 and 2).

例えば、特許文献1に記載された監視制御装置では、故障検知時の画像データをデータベース化して記憶する。また、特許文献2に記載されたトラブル解析支援装置では、トラブルを発生する設備の有無を人が予め判断し、トラブルが発生すると分かっている設備に対して、トラブル発生前後の一定期間、動画像、音声、制御情報を記憶する。そしてその記憶したデータを用いて、シミュレーションによりトラブルを解析する。   For example, in the monitoring control device described in Patent Document 1, image data at the time of failure detection is stored in a database. In addition, in the trouble analysis support apparatus described in Patent Document 2, a person determines in advance whether or not there is a facility that causes a trouble, and for a facility that is known to cause a trouble, a moving image for a certain period before and after the trouble occurs. Voice, control information is stored. Then, the trouble is analyzed by simulation using the stored data.

さらに、機械装置の状態遷移を逐次記憶し、その記憶及び状態遷移図とコンピュータグラフィック画像を用いて、故障発生時のシミュレーションを行う装置が知られている(特許文献3参照)。   Furthermore, an apparatus is known that sequentially stores state transitions of a mechanical device and performs a simulation when a failure occurs using the storage, state transition diagram, and computer graphic image (see Patent Document 3).

設備の異常発生時の様子を適切に把握するためには、故障発生時からその直前の一定期間の稼動状況が分かる画像データが記憶されていることが望ましい。しかし、この一定期間の画像データを動画像として記憶すると、データ量が膨大となってしまう。一方、静止画として記憶する場合には、適切なタイミングで取得された画像を記憶しなければ、異常発生時の様子をうまく捉えることができず、異常の原因を特定することが困難となってしまう。そこで、画像データの記憶に必要な記憶容量の増大を抑制しつつ、異常発生原因の解析に有用な画像データを確実に記憶できる監視制御装置及び監視制御方法の開発が望まれている。   In order to appropriately grasp the situation when an abnormality occurs in the facility, it is desirable to store image data that indicates the operation status of a certain period immediately before the occurrence of the failure. However, if the image data for a certain period is stored as a moving image, the amount of data becomes enormous. On the other hand, in the case of storing as a still image, unless an image acquired at an appropriate timing is stored, the state at the time of occurrence of an abnormality cannot be grasped well, and it becomes difficult to specify the cause of the abnormality. End up. Therefore, it is desired to develop a monitoring control device and a monitoring control method that can reliably store image data useful for analyzing the cause of abnormality while suppressing an increase in storage capacity necessary for storing image data.

特開2003−208218号公報JP 2003-208218 A 特開2000−250775号公報JP 2000-250775 A 特開平11−259120号公報JP 11-259120 A 特開2000−326082号公報JP 2000-326082 A

上記の問題点に鑑み、本発明は、可動部を有する設備または装置について、異常発生時の設備又は装置の状況を画像データとして記憶可能な監視制御装置、又は監視制御方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a monitoring control device or a monitoring control method capable of storing, as image data, the status of the equipment or device at the time of occurrence of an abnormality for the equipment or device having a movable part. And

また本発明の別の目的として、可動部を有する設備又は装置が異常発生した場合に、異常発生時の設備又は装置の状況を、事後的に再現可能な監視制御装置、又は監視制御方法を提供することを目的とする。   In addition, as another object of the present invention, a monitoring control device or a monitoring control method is provided that can reproduce the situation of the equipment or device at the time of occurrence of an abnormality when an abnormality occurs in the equipment or device having a movable part. The purpose is to do.

さらに本発明の別の目的として、異常発生原因の解析に有用な画像データを記憶しつつ、画像データの記憶に必要な記憶容量の増大を抑制可能な監視制御装置、又は監視制御方法を提供することを目的とする。   Furthermore, as another object of the present invention, there is provided a monitoring control apparatus or a monitoring control method capable of suppressing an increase in storage capacity necessary for storing image data while storing image data useful for analyzing the cause of occurrence of an abnormality. For the purpose.

本発明の請求項1に記載の形態によれば、本発明に係る監視制御装置が、1回の動作を分割した複数の動作ステップを経て移動し、その動作を繰り返す可動部に対して、撮像手段で取得した画像データに基づいて可動部の位置を検出する位置検出部と、複数の動作ステップのそれぞれについて、可動部の位置に基づいて可動部が移動目的地に到達したか否か判定し、移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを記憶手段に一時記憶し、可動部が移動を開始してから所定期間内に移動目的地に到達しなかった場合、最後に解析された画像データを記憶して、複数の動作に含まれる各動作ステップの画像データを一時記憶する移動終了判定部と、可動部の異常を検出し、異常が検出された場合には、一時記憶された画像データから複数の動作ステップのうち異常が検出された動作ステップと同一の動作ステップの画像データを複数の動作にわたって抽出して記憶手段に記憶する異常検出部を有する制御手段とを有することにより、画像の記憶に必要な記憶容量の増大を抑制しつつ、異常発生時の状況を画像データとして記憶することができる。 According to the first aspect of the present invention, the monitoring and control apparatus according to the present invention takes an image with respect to a movable part that moves through a plurality of operation steps obtained by dividing one operation and repeats the operation. For each of a plurality of operation steps, a position detection unit that detects the position of the movable unit based on the image data acquired by the means, and determines whether the movable unit has reached the moving destination based on the position of the movable unit. If it is determined that the mobile destination has been reached, the image data used for the determination is temporarily stored in the storage means, and if the movable portion has not reached the mobile destination within a predetermined period after the movement starts, remembers the last parsed image data, a moving end determining unit for temporarily storing the image data of each operation steps included in a plurality of operation, when detecting an abnormality of a movable part, the abnormality is detected Is a temporarily stored image By having a control unit having an abnormality detection unit abnormality stored in the extracted and remembers means over a plurality of operation image data of the same operation step and the operation step is detected among the plurality of operation steps from over data The situation at the time of occurrence of an abnormality can be stored as image data while suppressing an increase in storage capacity necessary for image storage.

なお、上記において一時記憶された画像データとは、同一画像名の別画像データで上書きされるなどによって消去されるまで記憶される画像データを表す。また、画像データを抽出して記憶とは、記憶しようとする画像データの複製を作成し、その複製を記憶すること、記憶しようとする画像データ自体をリネームすること、又は別の保管場所へ移動することも含む。   Note that the image data temporarily stored in the above represents image data stored until it is deleted by being overwritten with another image data having the same image name. Extracting and storing image data means creating a copy of the image data to be stored, storing the copy, renaming the image data itself to be stored, or moving to another storage location To include.

また、請求項2の記載によれば、記憶手段に記憶された画像データを表示する表示手段をさらに有することにより、事後的に異常発生時の状況を再現することができる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to reproduce the situation at the time of occurrence of an abnormality later by further including display means for displaying the image data stored in the storage means.

なお、請求項3の記載によれば、異常検出部は、複数の動作ステップのそれぞれについて、可動部が移動を開始してから移動目的地に到達したと判定されるまでの所要時間が、予め定めた値よりも長い場合に異常と判定するようにしてもよい。   According to the third aspect of the present invention, the abnormality detection unit has, in each of the plurality of operation steps, the required time from when the movable unit starts moving until it is determined that the movement destination is reached in advance. You may make it determine with abnormality, when longer than the defined value.

さらに、請求項4の記載のように、異常検出部は、複数の動作ステップのそれぞれについて、可動部の位置に基づいて、可動部が予め定められた境界を越えて移動したと判定した場合に異常と判定するようにしてもよい。これらのように異常検出部を構成することで、故障に至るまでの段階で、予防的に異常を検知することが可能である。   Further, as described in claim 4, when the abnormality detection unit determines that the movable unit has moved beyond a predetermined boundary based on the position of the movable unit for each of the plurality of operation steps. You may make it determine with it being abnormal. By configuring the abnormality detection unit as described above, it is possible to detect an anomaly prophylactically until a failure is reached.

また、請求項5に記載のように、本発明に係る監視制御方法は、1回の動作を複数の動作ステップに分割して移動する可動部を撮影した画像データに基づいて可動部の位置を検出する位置検出ステップと、複数の動作ステップのそれぞれについて、可動部の位置に基づいて可動部が移動目的地に到達したか否か判定する移動終了判定ステップと、判定ステップで、可動部が移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを一時記憶し、可動部が移動を開始してから所定期間内に移動目的地に到達しなかった場合、最後に解析された画像データを記憶して、複数の動作に含まれる各動作ステップの画像データを一時記憶する第1の画像記憶ステップと、可動部の異常を検出する異常検出ステップと、異常検出ステップで異常が検出された場合には、一時記憶された画像データから複数の動作ステップのうち、異常が検出された動作ステップと同一の動作ステップの画像データを複数の動作にわたって抽出して記憶する第2の画像記憶ステップとを有することにより、画像の記憶に必要な記憶容量の増大を抑制しつつ、異常発生時の状況を画像データとして記憶することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the monitoring control method according to the present invention, the position of the movable part is determined based on image data obtained by photographing the movable part that is moved by dividing one operation into a plurality of operation steps. For each of the position detection step to be detected and the plurality of operation steps, the movable portion moves in the movement end determination step for determining whether the movable portion has reached the moving destination based on the position of the movable portion, and the determination step. When it is determined that the destination has been reached, the image data used for the determination is temporarily stored, and when the movable part does not reach the moving destination within a predetermined period after starting to move, it was analyzed last. and storing image data, a first image storage step of temporarily storing image data of each operation steps included in a plurality of operation, an abnormality detecting step of detecting an abnormality of a movable part, different in the abnormality detecting step If but is detected temporary among the plurality of operation steps from the stored image data, abnormalities second extracting and storing across a plurality of operation image data of the same operation step and the operation step is detected Ri by that and an image storing step, while suppressing an increase in the storage capacity required for the storage of the image, it is possible to store the status at the time of occurrence of an abnormality as image data.

なお、請求項6の記載によれば、異常検出ステップは、複数の動作ステップのそれぞれについて、可動部が移動を開始してから移動目的地に到達したと判定されるまでの所要時間が、予め定めた値よりも長い場合に異常と判定するようにしてもよい。   In addition, according to the description of claim 6, the abnormality detection step includes, for each of the plurality of operation steps, the time required until it is determined that the movable part has reached the movement destination after the movement starts. You may make it determine with abnormality, when longer than the defined value.

さらに請求項7の記載によれば、異常検出ステップは、複数の動作ステップのそれぞれについて、可動部の位置に基づいて、可動部が予め定められた境界を越えて移動したと判定した場合に異常と判定するようにしてもよい。これらのように異常検出ステップを構成することで、故障に至るまでの段階で、予防的に異常を検知することが可能である。   According to the seventh aspect of the present invention, the abnormality detection step is abnormal when it is determined that the movable part has moved beyond a predetermined boundary based on the position of the movable part for each of the plurality of operation steps. May be determined. By configuring the abnormality detection step as described above, it is possible to detect an abnormality proactively in the stage up to the failure.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る監視制御装置について詳細に説明する。
本発明に係る監視制御装置1は、1回の動作サイクル中に複数の動作ステップを有し、各動作ステップの終了を画像データを用いて確認する設備について、異常を発生した動作ステップの過去画像を記憶しておくことで、異常の発生原因の特定を容易にすることを可能にするものである。
Hereinafter, a monitoring control apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The monitoring control device 1 according to the present invention has a plurality of operation steps in one operation cycle, and the past image of the operation step in which an abnormality has occurred in equipment for confirming the end of each operation step using image data. This makes it possible to easily identify the cause of the abnormality.

図1に、本発明に係る監視制御装置1の構成ブロック図を示す。
本発明に係る監視制御装置1は、撮像手段11、制御手段12、記憶手段13、及び表示手段14を備える。
FIG. 1 shows a configuration block diagram of a monitoring control device 1 according to the present invention.
The monitoring control device 1 according to the present invention includes an imaging unit 11, a control unit 12, a storage unit 13, and a display unit 14.

撮像手段11は、CCDカメラ等で構成され、監視制御装置1の監視対象となる設備全体を撮影する。また撮像手段11は、1台若しくは複数のカメラで構成し、設備に含まれる全ての可動部は、何れかのカメラで撮影されるように構成する。また、設備の可動部の移動を、画像上の位置の変化として捉えられるように、撮影対象である各可動部の動作平面から離れたところに撮像手段11を配置することが好ましい。   The imaging means 11 is composed of a CCD camera or the like, and images the entire equipment to be monitored by the monitoring control device 1. The imaging means 11 is configured by one or a plurality of cameras, and all movable parts included in the facility are configured to be photographed by any camera. In addition, it is preferable to dispose the imaging unit 11 at a position away from the operation plane of each movable part that is a subject of photographing so that the movement of the movable part of the facility can be grasped as a change in the position on the image.

また、撮像手段11は、設備の可動部の動作を逐次捉えられるように、連続的に撮影可能であることが好ましく、例えばビデオレート(30Hz)で撮影を行う。撮影した画像は、制御手段12へ送信する。   Moreover, it is preferable that the imaging means 11 can be continuously photographed so that the operation of the movable part of the facility can be sequentially captured, for example, photographing at a video rate (30 Hz). The captured image is transmitted to the control means 12.

次に、制御手段12について説明する。
制御手段12は、パーソナルコンピュータ(PC)の中央演算装置(CPU)、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)などの1次記憶装置、PCに読み込まれたプログラム、及びRS232Cといった外部出力ポートなどで構成される。さらに、設備の可動部に対して制御信号を与えるためのドライバを内蔵する。
Next, the control means 12 will be described.
The control means 12 is a personal computer (PC) central processing unit (CPU), a primary storage device such as a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a program read into the PC, and an external output such as RS232C. It consists of ports. Furthermore, a driver for giving a control signal to the movable part of the equipment is incorporated.

図1に示すように、制御手段12は、各可動部に対して移動・停止などの制御信号を与える動作指示部121と、記憶手段13に記憶されている撮像手段11から取得した画像データに基づいて、各可動部の位置を検出する位置検出部122と、検出された位置に基づいて、各可動部が移動目的地に移動したか否かを判定する移動終了判定部123と、可動部が移動目的地に所定時間内に到達しないなどの異常を検出する異常検出部124などで構成される。   As shown in FIG. 1, the control unit 12 includes an operation instruction unit 121 that gives control signals such as movement and stop to each movable unit, and image data acquired from the imaging unit 11 stored in the storage unit 13. A position detection unit 122 that detects the position of each movable unit, a movement end determination unit 123 that determines whether each movable unit has moved to the movement destination based on the detected position, and a movable unit. Is configured by an abnormality detection unit 124 that detects an abnormality such as not reaching the moving destination within a predetermined time.

動作指示部121は、動作ステップ毎に、記憶手段13に記憶されている動作指示情報を参照して、各可動部に対して所定の方向へ移動・停止などの制御信号を与える。また、複数の可動部が動作する場合には、必要に応じて移動開始のタイミングをずらし、物理的な干渉を起こさないよう制御する。そして、それらの制御信号は、内蔵のドライバを通じて、各可動部へ送信される。   For each operation step, the operation instruction unit 121 refers to the operation instruction information stored in the storage unit 13 and gives a control signal such as movement / stop in a predetermined direction to each movable unit. In addition, when a plurality of movable parts operate, the movement start timing is shifted as necessary, and control is performed so as not to cause physical interference. And those control signals are transmitted to each movable part through a built-in driver.

位置検出部122は、撮像手段11から受信した画像データを解析し、画像データ上で可動部の位置を認識する。   The position detection unit 122 analyzes the image data received from the imaging unit 11 and recognizes the position of the movable unit on the image data.

ここで可動部の位置は、可動部中の特定部分の位置として表される。また、可動部中の特定部分の認識は、例えば、周囲と明度又は色調がはっきりと異なる部分を特定部分とし、2値化処理でその特定部分に相当する画素だけを抽出し、抽出された画素の重心等を求めることで実行できる。また、2値化処理の代わりに、エッジ検出処理を行って、上記部分の境界に相当するエッジ画素を抽出し、エッジ画素の重心等を求めてもよい。さらに、上記の2値化処理やエッジ検出処理を、着目する可動部が写っている部分を含む、一部の領域(関心領域)に限定して行ってもよい。このように関心領域に限定して処理を行えば、処理に使用するデータ量を減ずることができるため、高速な処理が可能となる。   Here, the position of the movable part is represented as the position of a specific part in the movable part. The recognition of the specific part in the movable part is performed by, for example, extracting a pixel corresponding to the specific part in the binarization process by using a part that is clearly different in brightness or color tone from the surrounding as a specific part. This can be done by obtaining the center of gravity of the. Further, instead of the binarization process, an edge detection process may be performed to extract edge pixels corresponding to the boundary of the part, and the center of gravity of the edge pixels or the like may be obtained. Further, the above binarization processing and edge detection processing may be limited to a part of the region (region of interest) including the portion where the movable part of interest is shown. If processing is limited to the region of interest in this way, the amount of data used for processing can be reduced, so that high-speed processing is possible.

移動終了判定部123は、位置検出部122で検出した可動部の位置と記憶手段13に記憶されている動作指示情報を参照して、可動部が各動作ステップにおける移動目的地に到達したか否かを判定する。そして、移動目的地に到達したと判定した場合、動作指示部121を通じて、可動部を停止させる。   The movement end determination unit 123 refers to the position of the movable unit detected by the position detection unit 122 and the operation instruction information stored in the storage unit 13 to determine whether or not the movable unit has reached the movement destination in each operation step. Determine whether. And when it determines with having reached | attained the movement destination, a movable part is stopped through the operation | movement instruction | indication part 121. FIG.

また、可動部が移動目的地に到達したと判定した場合、その解析に用いた画像データを記憶手段13に記憶する。一方、解析した画像データでは、着目する可動部が移動目的地に到達していないと判定される場合(例えばその可動部が動作中の場合)、移動終了判定部123は、解析に使用した画像データを廃棄する。そして、撮像手段11から画像データを再取得し、上記の処理を繰り返す。   If it is determined that the movable part has reached the moving destination, the image data used for the analysis is stored in the storage unit 13. On the other hand, in the analyzed image data, when it is determined that the moving part of interest has not reached the moving destination (for example, when the moving part is operating), the movement end determining unit 123 uses the image used for the analysis. Discard the data. Then, the image data is re-acquired from the imaging unit 11 and the above processing is repeated.

そして、直近数サイクル分の全動作ステップの画像データを記憶手段13に記憶する。   Then, the image data of all the operation steps for the latest several cycles is stored in the storage means 13.

このように、可動部が動作終了後の移動目的地にいる場合の画像データを記憶しておくことにより、可動部が動作中の画像データを記憶せずとも、設備に異常が発生した場合、後から記憶されている画像データを調べることによって異常原因の特定は十分可能であり、記憶するデータの量を必要最小限に抑えることが可能である。   In this way, by storing the image data when the movable part is at the moving destination after the operation is completed, even if the moving part does not store the operating image data, the equipment has an abnormality, The cause of the abnormality can be sufficiently identified by examining the image data stored later, and the amount of data to be stored can be minimized.

着目する可動部が移動目的地にいるか否かの判定は、以下に説明する方法で行うことができる。   The determination as to whether or not the movable part of interest is at the moving destination can be made by the method described below.

位置検出部122で認識された特定部分の画像データ上の位置と、理想状態にある設備を撮影した画像データ等から求められた移動目的地との距離が、予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する。その距離が許容範囲内に収まる場合、着目する可動部は所定の位置にいると判定する。   The distance between the position on the image data of the specific part recognized by the position detector 122 and the moving destination obtained from the image data obtained by photographing the equipment in the ideal state is within a predetermined allowable range. It is determined whether or not. When the distance falls within the allowable range, it is determined that the movable part of interest is at a predetermined position.

なお、上記の移動目的地及び許容範囲は、各動作ステップに対して、各可動部について設定され、動作指示情報の一部として予め記憶手段13に記憶しておく。   The moving destination and the allowable range are set for each movable part for each operation step, and are stored in advance in the storage unit 13 as a part of the operation instruction information.

また異常検出部124は、監視対象である設備に異常が発生したか否かを検出する。そして、異常を検出した場合、記憶手段13に記憶されている数サイクル分の画像データから、異常を検出した動作ステップに相当する画像データを抽出し、消去されることがないように複製して別途記憶する。また必要に応じて、動作指示部121を通じて設備を停止させる。   In addition, the abnormality detection unit 124 detects whether or not an abnormality has occurred in the equipment to be monitored. When an abnormality is detected, the image data corresponding to the operation step that detected the abnormality is extracted from the image data for several cycles stored in the storage means 13 and copied so as not to be erased. Store separately. Further, the equipment is stopped through the operation instruction unit 121 as necessary.

なお、異常の検出について以下に説明する。
異常検出方法の第1の例では、各動作ステップにおいて、可動部が移動開始から終了までの間に要する経過時間に基づいて判断する。すなわち、経過時間が通常と比べてあまりに長い場合には、例え、可動部が移動目的地へ正確に移動しているとしても、何等かの異常が発生している可能性が高いとして、異常と判定するものである。またこのような場合について異常と判定し、設備の管理者に報知できれば、設備に致命的な故障が生じる前に、何等かの対策を講ずることが可能となるため、非常に有益である。
The detection of abnormality will be described below.
In the first example of the abnormality detection method, in each operation step, the determination is made based on the elapsed time required for the movable part from the start to the end of movement. That is, if the elapsed time is too long compared to normal, even if the movable part has moved accurately to the moving destination, it is highly likely that some abnormality has occurred. Judgment. If such a case is determined to be abnormal and can be notified to the manager of the facility, it is possible to take some measures before a fatal failure occurs in the facility, which is very beneficial.

まず、設備の可動部が正常動作している場合における各動作ステップの平均所要時間を、予め測定又は仕様から決定する。そして、上記の平均所要時間に基づいて、設備の可動部が正常動作していると考えられる許容時間T1を決定する。また、可動部が移動を終了できないと判定する限界時間T2も決定する。例えば、許容時間T1は、平均所要時間の1.5倍から数倍程度とし、限界時間T2は、許容時間T1よりも長く、且つ平均所要時間の数倍から数10倍程度の値とすることができる。   First, the average required time of each operation step when the movable part of the equipment is operating normally is determined in advance from measurement or specification. And based on said average required time, the allowable time T1 considered that the movable part of an installation is operating normally is determined. Further, a limit time T2 for determining that the movable part cannot finish moving is also determined. For example, the allowable time T1 is about 1.5 to several times the average required time, and the limit time T2 is longer than the allowable time T1 and has a value about several to several tens of the average required time. Can do.

許容時間T1、限界時間T2は、各動作ステップにおいて、その動作ステップで移動する可動部毎に予め設定され、記憶手段13に記憶される。   The allowable time T <b> 1 and the limit time T <b> 2 are set in advance for each movable part that moves in each operation step, and are stored in the storage unit 13.

設備の監視中においては、異常検出部124は、各動作ステップの動作開始前の時間(若しくは、前動作ステップが終了したと判定された時間)を逐次記憶する。そして、その動作ステップが終了したと判定された時間との差より、動作ステップの開始から終了までの経過時間を算出する。算出した経過時間が、上記の許容時間T1を超える場合、または、上記の限界時間T2が経過しても動作終了と判定されない場合、異常検出部124は異常を検出する。   During facility monitoring, the abnormality detection unit 124 sequentially stores the time before the start of operation of each operation step (or the time when it is determined that the previous operation step has been completed). Then, the elapsed time from the start to the end of the operation step is calculated from the difference from the time at which the operation step is determined to be completed. If the calculated elapsed time exceeds the allowable time T1, or if it is not determined that the operation has ended even if the limit time T2 has elapsed, the abnormality detection unit 124 detects an abnormality.

次に異常検出方法の第2の例について説明する。
この第2の例では、可動部が所定の動作限界を超えて移動する(オーバーラン)を起こすか否かで異常を検出する。オーバーランを検出するには、予め各動作ステップについて、可動部の動作限界を画像データ上の位置座標として設定しておく。そして、異常検出手段124は、位置検出部122で検出された可動部の位置が、上記の動作限界を超えた場合(例えば、可動部が画像データ上で上方から下方へ向けて移動する場合、動作限界の位置座標よりも下方に可動部の位置座標が移動した場合)、異常を検出する。
Next, a second example of the abnormality detection method will be described.
In the second example, an abnormality is detected based on whether or not the movable part moves beyond a predetermined operation limit (overrun). In order to detect overrun, the operation limit of the movable part is set in advance as position coordinates on the image data for each operation step. Then, the abnormality detection unit 124, when the position of the movable part detected by the position detection unit 122 exceeds the operation limit (for example, when the movable part moves from the upper side to the lower side on the image data, When the position coordinates of the movable part move below the position coordinates of the operation limit), an abnormality is detected.

また以下に異常検出方法の第3の例について説明する。
まず、上記の参照画像データに基づいて、その予め解析を行う関心領域を設定する。例えば、部品組み立て装置や部品検査装置では、動作ステップ毎に決まった位置に、特定の種類の部品が存在するはずである。そこで、画像データ上において、そのような部品が存在すべき場所に関心領域を設定する。
A third example of the abnormality detection method will be described below.
First, based on the reference image data, a region of interest to be analyzed in advance is set. For example, in a component assembly device or a component inspection device, a specific type of component should exist at a position determined for each operation step. Therefore, a region of interest is set at a place where such a part should exist on the image data.

設備の監視中においては、各動作ステップの開始前、若しくは終了後の画像データを取得する。そして、対応する参照画像データと、関心領域内の画像データ間でマッチングを行う。マッチングの結果を例えば両画像データ間の対応する画素値の絶対平均偏差として求め、その絶対平均偏差が所定の閾値より大きい場合、異常が発生したと判定する。なお、各動作ステップの開始前、若しくは終了後に相当する画像データとして、上述した方法により動作ステップの開始前、若しくは終了後と判断され、記憶手段13に記憶される画像データを用いればよい。   During facility monitoring, image data before or after the start of each operation step is acquired. Then, matching is performed between the corresponding reference image data and the image data in the region of interest. The matching result is obtained, for example, as an absolute average deviation of corresponding pixel values between the two image data, and when the absolute average deviation is larger than a predetermined threshold, it is determined that an abnormality has occurred. Note that image data that is determined to be before or after the start of the operation step by the above-described method and stored in the storage unit 13 may be used as the image data corresponding to before or after the start of each operation step.

さらに別の異常検出方法としては、例えば設備の可動部を動かすモータに送る電流値を監視しておき、その電流値が、モータの過負荷状態を示すような値にまで増大した場合、異常が発生したと判定することができる。   As another abnormality detection method, for example, the current value sent to the motor that moves the moving part of the equipment is monitored, and if the current value increases to a value that indicates an overload state of the motor, the abnormality is detected. It can be determined that it has occurred.

記憶手段13は、RAM又はフラッシュメモリのような半導体メモリ、又はハードディスク、CD−ROM、CD−RAM、DVD−ROM、DVD−RAMなどで構成される。また、記憶手段13は、動作指示情報など各種の制御情報及び撮像手段11で撮影された画像データ等を記憶する。特に、常に最新の動作ステップから、設備の稼動サイクル数回分(例えば3サイクル分)前の全ての動作ステップまでに相当する画像データを記憶する。また、記憶される画像データと関連付けて、当該画像データにおいて認識された可動部の位置情報や撮影された時間も併せて記憶することが好ましい。   The storage means 13 includes a semiconductor memory such as a RAM or a flash memory, or a hard disk, CD-ROM, CD-RAM, DVD-ROM, DVD-RAM, or the like. The storage unit 13 stores various control information such as operation instruction information and image data captured by the imaging unit 11. In particular, the image data corresponding to the operation steps from the latest operation step to all the operation steps before several operation cycles of the equipment (for example, three cycles) are always stored. In addition, it is preferable to store the positional information of the movable part recognized in the image data and the shooting time in association with the stored image data.

さらに、記憶手段13は、設備に異常が発生した場合、上記の記憶された画像データから抽出された、異常を発生した動作ステップの画像データを消去されないように別途記憶する。これらのデータを記憶することで、設備に異常が発生した場合の解析が容易となる。   Further, when an abnormality occurs in the facility, the storage means 13 separately stores the image data of the operation step in which the abnormality has been extracted, extracted from the stored image data so as not to be deleted. By storing these data, analysis when an abnormality occurs in the facility is facilitated.

表示手段14は、画像データを表示する表示部として機能し、主として設備の異常解析等のために動作の再現を行う際、記憶手段13に記憶された画像データ、その画像データにおいて着目された設備の可動部の位置認識結果等を表示する。また、異常を発生した動作ステップについて、可動部の位置認識結果の時系列変化、又は度数分布のような統計情報を表示可能であることが好ましい。   The display unit 14 functions as a display unit that displays image data. When reproducing an operation mainly for an abnormality analysis of equipment, the display unit 14 stores image data stored in the storage unit 13 and equipment focused on the image data. The position recognition result of the movable part is displayed. Moreover, it is preferable that statistical information such as a time-series change in the position recognition result of the movable part or a frequency distribution can be displayed for the operation step in which the abnormality has occurred.

以下に、本発明に係る監視制御装置1を組み立て装置に実装した場合について説明する。   Below, the case where the monitoring control apparatus 1 which concerns on this invention is mounted in the assembly apparatus is demonstrated.

図2に、本発明に係る監視制御装置1を実装した組み立て装置2の構成ブロック図を示す。また図3に、組み立て装置2の概略上面図を示す。図4に、図3の撮像手段11から見た組み立て装置2の概略斜視図を示す。   FIG. 2 shows a configuration block diagram of an assembling apparatus 2 in which the monitoring control apparatus 1 according to the present invention is mounted. FIG. 3 shows a schematic top view of the assembling apparatus 2. FIG. 4 shows a schematic perspective view of the assembling apparatus 2 viewed from the imaging means 11 of FIG.

本実施形態に係る組み立て装置2は、一例として、直径50mm、高さ50mmの円筒形をした基幹部品(ワーク)の中心に、直径20mm、高さ10mmの円筒形の部品を上方から嵌め込んで完成品を製造するものである。また、本実施形態に係る監視制御装置1は、組み立て装置2の各動作ステップの終了時点での画像データを3サイクル分記憶するとともに、併せて組み立て装置2の駆動制御も行うものとする。   As an example, the assembling apparatus 2 according to the present embodiment inserts a cylindrical part having a diameter of 20 mm and a height of 10 mm from above into the center of a cylindrical basic part (work) having a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. The finished product is manufactured. In addition, the monitoring control device 1 according to the present embodiment stores image data for three cycles at the end of each operation step of the assembly device 2, and also performs drive control of the assembly device 2.

組み立て装置2は、搬送ユニット21、上下ユニット22、ワーク搬入部23、部品投入部24、組み立て部25及びワーク排出部26を備え、撮像手段11、制御手段12、記憶手段13及び表示手段14とで監視制御装置1を構成する。   The assembling apparatus 2 includes a transport unit 21, an upper and lower unit 22, a work carry-in unit 23, a component loading unit 24, an assembly unit 25, and a work discharge unit 26, and includes an imaging unit 11, a control unit 12, a storage unit 13, and a display unit 14. The monitoring control apparatus 1 is comprised by this.

本実施形態に係る組み立て装置2では、図3及び図4に示すように、ワーク202は、ワーク搬送路201に沿ってワーク搬入部23から搬入され、ワーク排出部26により排出される。一方、部品203は、部品投入部24により、ワーク搬入部23と略直交する方向から投入され、ワーク搬入部23とワーク排出部26の中間にある組み立て部25で、ワーク202に組み付けられる。   In the assembling apparatus 2 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the workpiece 202 is loaded from the workpiece loading section 23 along the workpiece conveyance path 201 and is discharged by the workpiece discharge section 26. On the other hand, the component 203 is loaded by the component loading unit 24 from a direction substantially orthogonal to the workpiece carry-in unit 23 and is assembled to the workpiece 202 by the assembly unit 25 located between the workpiece carry-in unit 23 and the workpiece discharge unit 26.

ワーク搬入部23は、前工程から送られてきたワークを連続的に組み立て装置2に搬入可能なように、ワークを載せて運ぶベルトコンベアで構成する。部品投入部24は、部品投入側から組み立て部25側へ緩やかな下降傾斜路であって、振動により、投入された部品203が徐々に組み立て部25側へ搬送される。ワーク排出部26は、ワーク搬入部23同様、ベルトコンベアで構成する。そして、搬送ユニット21が部品組み付け済みのワーク(完成品)204を組み立て部25側に最も近いワーク排出部26の出口261に排出すると、その完成品を載せて次工程へ搬送する。   The workpiece carry-in unit 23 is configured by a belt conveyor that carries workpieces so that the workpieces sent from the previous process can be continuously carried into the assembling apparatus 2. The component loading unit 24 is a gentle downward slope from the component loading side to the assembly unit 25 side, and the loaded component 203 is gradually conveyed to the assembly unit 25 side by vibration. The workpiece discharge unit 26 is configured by a belt conveyor, like the workpiece carry-in unit 23. And if the conveyance unit 21 discharge | emits the workpiece | work (finished product) 204 by which components were assembled | attached to the exit 261 of the workpiece | work discharge | emission part 26 nearest to the assembly part 25 side, the completed product will be mounted and conveyed to the following process.

搬送ユニット21は、ワーク搬送路201と略平行に取り付けられ、ワーク搬入部23の終端付近の入口231にあるワーク202を捕捉し、ワーク排出部26の方へ平行移動して組み立て部25へ搬送する。さらに部品組み付け済みのワーク(完成品)204をワーク排出部26に存在する出口261へと搬送する。組み立て部25に配置した上下ユニット22は、上部ユニット221が部品203を捕捉して上下運動し、下部ユニット222がワーク202を固定することにより、ワーク202に部品203を組み付けて完成品204を製造する。   The conveyance unit 21 is attached substantially parallel to the workpiece conveyance path 201, captures the workpiece 202 at the inlet 231 near the end of the workpiece carry-in section 23, moves in parallel toward the workpiece discharge section 26, and conveys it to the assembly section 25. To do. Further, the work (finished product) 204 with the assembled parts is conveyed to an outlet 261 present in the work discharge unit 26. The upper and lower unit 22 arranged in the assembly part 25 manufactures a finished product 204 by assembling the part 203 to the work 202 by the upper unit 221 capturing the part 203 and moving up and down, and the lower unit 222 fixing the work 202. To do.

搬送ユニット21は、ワーク搬送方向と略並行方法の長さ150mm、略垂直方向の幅50mmからなる部材211と、部材211の下部に取り付けられたグリッパ212及び駆動用のサーボモータを備える。グリッパ212は、ワーク搬送方向にワークの幅とほぼ等しい間隔で配置した2本の爪で構成し、同時に2つのワークを保持可能なように、ワーク搬送路201に沿って2セット配置する。   The transport unit 21 includes a member 211 having a length of 150 mm and a width of 50 mm in a substantially vertical direction substantially parallel to the workpiece transport direction, a gripper 212 attached to a lower portion of the member 211, and a driving servo motor. The gripper 212 is composed of two claws arranged at an interval substantially equal to the width of the workpiece in the workpiece conveyance direction, and two sets are arranged along the workpiece conveyance path 201 so that two workpieces can be held at the same time.

また搬送ユニット21は、ワーク搬送路201の存在する平面内で、ワーク搬送路201と直交する方向、及びワーク搬送路201と平行方向に移動可能である。また搬送ユニット21の原点位置を、搬送ユニット21がワーク搬送路201上にあるワーク202と接触しないよう、ワーク搬送路201から約30mm後方に離れた位置に設定する。そして、原点位置にある搬送ユニット21に送り動作を指示すると、ワーク搬送路201に沿って、ワーク排出方向へ向けて約70mm移動する(この移動先を便宜上送り位置と呼ぶ)。さらに、送り位置にある搬送ユニット21に、戻り動作が指示されると、原点位置へ戻るように、ワーク搬送路201に沿って、ワーク搬入方向に約70mm移動する。一方、原点位置若しくは送り位置にある搬送ユニット21に前進動作が指示されると、搬送ユニット21は、ワーク搬送路201上にあるワーク202又は完成品204を捕捉するため、若しくは保持しているワーク202又は完成品204をワーク搬送路201上にリリースするため、ワーク搬送路201に近づく方向に約30mm移動する。逆に、ワーク搬送路201に近接した位置にある搬送ユニット21に対し、後退動作が指示されると、搬送ユニット21はワーク搬送路201から離れる方向に約30mm移動する。   Further, the transport unit 21 can move in a direction orthogonal to the work transport path 201 and in a direction parallel to the work transport path 201 in a plane where the work transport path 201 exists. Further, the origin position of the transport unit 21 is set at a position about 30 mm behind the work transport path 201 so that the transport unit 21 does not come into contact with the work 202 on the work transport path 201. Then, when a feeding operation is instructed to the transport unit 21 at the origin position, the transport unit 21 moves about 70 mm in the work discharge direction along the work transport path 201 (this destination is referred to as a feed position for convenience). Further, when a return operation is instructed to the transport unit 21 at the feed position, the transport unit 21 moves about 70 mm along the work transport path 201 in the work loading direction so as to return to the origin position. On the other hand, when a forward operation is instructed to the transport unit 21 at the origin position or the feed position, the transport unit 21 captures or holds the work 202 or the finished product 204 on the work transport path 201. In order to release the 202 or the finished product 204 onto the work conveyance path 201, it moves about 30 mm in a direction approaching the work conveyance path 201. On the contrary, when the backward movement operation is instructed to the transport unit 21 in the position close to the work transport path 201, the transport unit 21 moves about 30 mm in the direction away from the work transport path 201.

上下ユニット22は、上部ユニット221、及び下部ユニット222で構成される。下部ユニット222は組み立て部25へ搬送されてきたワーク202を固定する。一方、上部ユニット221は、開閉可能な爪からなるワークチャック223、及びワークチャック223が取り付けられるチャックシリンダ224、及びこれらを駆動するサーボモータを備えている。   The vertical unit 22 includes an upper unit 221 and a lower unit 222. The lower unit 222 fixes the workpiece 202 conveyed to the assembly unit 25. On the other hand, the upper unit 221 includes a work chuck 223 composed of a claw that can be opened and closed, a chuck cylinder 224 to which the work chuck 223 is attached, and a servo motor that drives them.

上部ユニット221は、初期状態では、組み立て部25に搬送されてくるワーク202、部品203と衝突しないように、組み立て部25の上方に退避しておく。組み立て部25に部品203が来ると、上部ユニット221を下降させ、ワークチャック223を閉じて部品203を保持する。部品203を保持すると、上部ユニット221は上方に移動する。その後ワーク202が組み立て部25へ搬送されてくると、再び上部ユニット221は下降し、ワーク202に部品203を挿入し、組み付ける。部品の組み付けが終わると、ワークチャック223は開いて部品をリリースし、再び上部ユニット221は上方に移動する。この上下方向の移動距離は、組み立て部25にワーク202が存在する場合、約10mmであり、ワーク202が存在しない場合約60mmである。   In the initial state, the upper unit 221 is retracted above the assembly unit 25 so as not to collide with the workpiece 202 and the parts 203 conveyed to the assembly unit 25. When the part 203 comes to the assembly part 25, the upper unit 221 is lowered, the work chuck 223 is closed, and the part 203 is held. When the component 203 is held, the upper unit 221 moves upward. Thereafter, when the workpiece 202 is conveyed to the assembly unit 25, the upper unit 221 descends again, and the component 203 is inserted into the workpiece 202 and assembled. When the assembly of the parts is completed, the work chuck 223 opens to release the parts, and the upper unit 221 moves upward again. The moving distance in the vertical direction is about 10 mm when the work 202 is present in the assembly portion 25 and is about 60 mm when the work 202 is not present.

本実施形態によると、監視及び駆動制御される対象である可動部に検出マークが形成される。すなわち、搬送ユニット21の部材211の搬入部23側端部の上面に検出マーク213を、及び排出部26側端部の上面に検出マーク214を取り付ける。検出マーク213及び214は、直径5mmの赤い円形シールであり、撮像手段11で撮影する画像において、搬送ユニット21がどの位置にあっても、どちらかの検出マークが写り込むようになっている。なお、検出マーク213及び214は上記のものに限られるわけではなく、画像上で明確に判別可能なものであればよく、部材211自体の特有の形状等で代用することも可能である。   According to the present embodiment, the detection mark is formed on the movable part that is the subject of monitoring and drive control. That is, the detection mark 213 is attached to the upper surface of the end portion on the carry-in portion 23 side of the member 211 of the transport unit 21, and the detection mark 214 is attached to the upper surface of the end portion on the discharge portion 26 side. The detection marks 213 and 214 are red circular stickers having a diameter of 5 mm, and one of the detection marks is reflected in any position of the transport unit 21 in the image taken by the imaging means 11. Note that the detection marks 213 and 214 are not limited to those described above, and any detection marks can be used as long as they can be clearly discriminated on the image.

また、上下ユニット22の上部ユニット221においても、チャックシリンダ224の上面に検出マーク225、及びワークチャック223の上面に検出マーク226が取り付けられている。検出マーク225、226は、搬送ユニットに取り付けた検出マーク同様、直径5mmの赤い円形シールである。さらに、撮像手段11で撮影する画像において、上部ユニット221が如何なる位置にあっても、またチャックの開閉によらず、検出マーク225、226が写り込むよう構成されている。なお、検出マーク225、226は、検出マーク213、214と同じマークである必要は無く、画像上で明確に判別可能なものであればよい。   Also in the upper unit 221 of the vertical unit 22, a detection mark 225 is attached to the upper surface of the chuck cylinder 224 and a detection mark 226 is attached to the upper surface of the work chuck 223. The detection marks 225 and 226 are red circular seals having a diameter of 5 mm, like the detection marks attached to the transport unit. Further, in the image photographed by the imaging means 11, the detection marks 225 and 226 are reflected regardless of the position of the upper unit 221 and regardless of whether the chuck is opened or closed. The detection marks 225 and 226 do not have to be the same marks as the detection marks 213 and 214, and may be any marks that can be clearly distinguished on the image.

また、監視制御装置1の構成要素である撮像手段11は、上述した組み立て部25の斜め上方、部品投入部側に約30°の方向に配置する。そして、搬送ユニット21、上下ユニット22、ワーク搬入部23、部品投入部24、ワーク排出部26を全て1枚の画像に収めるとともに、搬送ユニット21、上下ユニット22の各部の動作範囲も全て収めることができる。制御手段12は、撮像手段11からの画像信号を受信して、所定の条件を満たす画像データを記憶手段13に記憶する。また、制御手段12は、組み立て装置2の駆動制御も行うため、搬送ユニット21、上下ユニット22それぞれのサーボモータへ制御信号を送信する。   Further, the image pickup means 11 which is a component of the monitoring control device 1 is arranged in a direction of about 30 ° obliquely above the assembly unit 25 and on the component input unit side. The transport unit 21, the upper and lower unit 22, the workpiece carry-in unit 23, the component loading unit 24, and the workpiece discharge unit 26 are all stored in one image, and the operation ranges of the respective units of the transport unit 21 and the upper and lower unit 22 are also stored. Can do. The control unit 12 receives the image signal from the imaging unit 11 and stores the image data satisfying a predetermined condition in the storage unit 13. The control means 12 also transmits a control signal to the servo motors of the transport unit 21 and the upper and lower units 22 in order to perform drive control of the assembly device 2.

制御手段12及び記憶手段13は、本実施形態においては、パーソナルコンピュータ(PC)に内蔵のプログラム、メモリ、RS232Cといった外部出力ポート等によって構成する。また、本実施形態においては、制御手段12は組み立て装置2の駆動制御を行うため、組み立て装置2の可動部(搬送ユニット21、上下ユニット22)のサーボモータを制御するモータドライバを内蔵する。なお、制御手段12及び記憶手段13と、モータドライバを、別個のハードウェアとして構成し、互いに通信可能な構成としてもよい。例えば、制御手段12及び記憶手段13をPC及び内蔵プログラムで構成し、モータドライバをプログラマブルロジックコントローラ(PLC)で構成してもよい。   In this embodiment, the control means 12 and the storage means 13 are configured by a program built in a personal computer (PC), a memory, an external output port such as RS232C, and the like. Further, in the present embodiment, the control means 12 incorporates a motor driver that controls the servo motors of the movable parts (the transport unit 21 and the upper and lower unit 22) of the assembly device 2 in order to control the drive of the assembly device 2. The control unit 12 and the storage unit 13 and the motor driver may be configured as separate hardware so that they can communicate with each other. For example, the control unit 12 and the storage unit 13 may be configured by a PC and a built-in program, and the motor driver may be configured by a programmable logic controller (PLC).

撮像手段11は、CCDカメラで構成され、組み立て装置2の作動中、搬送ユニット21、上下ユニット22、及び搬送されてくるワークや部品、排出される組み立て済みワークを全て1枚の画像に収めた静止画を、ビデオレート(30Hz)で連続して取得し、制御手段12へ送信する。この目的のため、CCDカメラとして、1/4インチ41万画素CCD、焦点距離4.3mm(画角69.8°)、24ビット(RGB各8ビット)出力のものを用いる。しかし、撮像手段11としては、これに限られるものではなく、組み立て装置2の各部を1枚の画像に収めることが可能で、且つ検出マーク等の判別ができるものであればよい。   The image pickup means 11 is composed of a CCD camera, and during the operation of the assembling apparatus 2, the transport unit 21, the upper and lower unit 22, the work and parts being transported, and the assembled work to be discharged are all contained in one image. Still images are continuously acquired at a video rate (30 Hz) and transmitted to the control means 12. For this purpose, a CCD camera having a 1/4 inch 410,000 pixel CCD, a focal length of 4.3 mm (viewing angle of 69.8 °), and a 24-bit (RGB each of 8 bits) output is used. However, the imaging means 11 is not limited to this, and any means may be used as long as each part of the assembling apparatus 2 can be accommodated in one image and a detection mark or the like can be discriminated.

また制御手段12は、撮像手段11から画像データを受信すると、位置検出部122でその画像データを解析し、搬送ユニット21などの可動部について、検出マーク213、214の位置を認識する。そして、移動終了判定部123において、可動部が移動目的地に到達したか否かを判定する。そして、可動部が移動目的地に到達したと判定した場合、動作指示部121より搬送ユニット21又は上下ユニット22に内蔵されたサーボモータに対して制御信号を送信する。このようにして、検出マーク213等の位置を認識し、可動部の位置を特定してから次の動作ステップの指示を出すことにより、組み立て装置2をシーケンス動作させる。   Further, when the control unit 12 receives the image data from the imaging unit 11, the position detection unit 122 analyzes the image data, and recognizes the positions of the detection marks 213 and 214 for the movable unit such as the transport unit 21. Then, the movement end determination unit 123 determines whether or not the movable unit has reached the movement destination. When it is determined that the movable unit has reached the moving destination, the operation instruction unit 121 transmits a control signal to the servo motor built in the transport unit 21 or the upper / lower unit 22. In this way, the position of the detection mark 213 and the like is recognized, the position of the movable part is specified, and the next operation step is issued, thereby causing the assembly apparatus 2 to perform a sequence operation.

以下、フローチャート及びタイミングチャートを参照して、監視制御装置1及び組み立て装置2の動作について説明する。   Hereinafter, operations of the monitoring control device 1 and the assembly device 2 will be described with reference to a flowchart and a timing chart.

図5及び図6に、本実施形態に係る組み立て装置2の動作のフローチャートを示す。また図7に、組み立て装置2の可動部である搬送ユニット21、上下ユニット中の上部ユニット221について動作のタイミングチャートを示す。   5 and 6 show flowcharts of the operation of the assembling apparatus 2 according to the present embodiment. FIG. 7 shows a timing chart of the operation of the transport unit 21 which is a movable part of the assembling apparatus 2 and the upper unit 221 in the upper and lower units.

図7において、上部に示したS02等の記号501は、後述する組み立て準備完了、若しくは各可動部の動作終了判定ステップの実行タイミングを示す。また、各可動部の動作を横欄毎に示し、タイミングチャート線502がその横欄に存在する場合、各可動部はその横欄の左側欄503に示された動作を行うことを表す。どちらの動作を示す欄にも属さず、中間線上にタイミングチャート線502が存在する場合、その可動部は動作を行わず、その前状態を保持し続けることを表す。   In FIG. 7, a symbol 501 such as S02 shown at the top indicates completion timing of assembly preparation, which will be described later, or execution timing of an operation end determination step of each movable part. Further, the operation of each movable part is shown for each horizontal column, and when the timing chart line 502 is present in the horizontal column, it indicates that each movable unit performs the operation shown in the left column 503 of the horizontal column. When the timing chart line 502 exists on the intermediate line without belonging to the column indicating either operation, this indicates that the movable unit does not perform the operation and keeps the previous state.

まず、組み立て準備完了か否かを判定する(ステップS00)。この判定は、制御手段12が行う。以下(i)〜(iii)の3条件全てを満たす場合、準備完了と判定する。   First, it is determined whether assembly preparation is complete (step S00). This determination is performed by the control means 12. Hereinafter, when all the three conditions (i) to (iii) are satisfied, it is determined that the preparation is completed.

(i)ワーク搬入部23の入口231にワーク202が存在すること
(ii)ワーク排出部26の出口261に完成品204が存在しないこと
(iii)部品投入部24に部品203が存在すること
ワークや部品等の存在の有無は、以下の手順により調べることができる。
(I) The work 202 exists at the inlet 231 of the work carry-in section 23. (ii) The finished product 204 does not exist at the outlet 261 of the work discharge section 26. (iii) The parts 203 exist in the part input section 24. The presence or absence of parts can be checked by the following procedure.

まず、事前準備として、撮像手段11を通じてワーク202、部品203及び完成品204が入口231等に存在する場合、及び存在しない場合の画像データをそれぞれ取得する。図8に示すように、取得した画像データを参照し、入口231や出口261の位置、部品の存在有無を調べる位置を特定し、関心領域001〜003としてその画像上の位置(例えば関心領域の左上端座標と右下端座標)を記憶手段13に記憶しておく。   First, as advance preparation, image data when the workpiece 202, the part 203, and the finished product 204 are present at the entrance 231 and the like are acquired through the imaging unit 11, respectively. As shown in FIG. 8, the acquired image data is referred to, the positions of the entrance 231 and the exit 261 and the position where the presence / absence of the part is checked are specified, and the positions on the image (for example, the region of interest) The upper left corner coordinates and the lower right corner coordinates) are stored in the storage means 13.

次に、関心領域001〜003にワーク202、部品203又は完成品204が存在する場合、存在しない場合のそれぞれについて、各関心領域内の平均信号値を求める。そして、各関心領域について、ワーク202、部品203又は完成品204が存在する場合の平均信号値と、存在しない場合の平均信号値との平均値を算出し、閾値Thd001〜Thd003とする。その閾値Thd001〜Thd003を予め記憶手段13に記憶しておく。 Next, when the workpiece 202, the part 203, or the finished product 204 exists in the regions of interest 001 to 003, an average signal value in each region of interest is obtained for each of the cases where the workpiece 202, the part 203, or the finished product 204 does not exist. Then, for each region of interest, calculates the average signal value when the workpiece 202, the component 203 or the finished product 204 is present, the average value of the average signal value in the absence, and the threshold value Thd 001 ~Thd 003. The threshold values Thd 001 to Thd 003 are stored in the storage means 13 in advance.

組み立て装置2の稼動時においては、制御手段12は、撮像手段11から送られてくる画像データに対し、記憶手段13に記憶した関心領域001〜003の位置に基づいて、関心領域001内の平均信号値AVG001、関心領域002内の平均信号値AVG002、関心領域003内の平均信号値AVG003をそれぞれ算出する。記憶手段13から上述した閾値Thd001〜Thd003を呼び出し、平均信号値AVG001〜AVG003とそれぞれ比較する。平均信号値AVG001〜AVG003が、閾値Thd001〜Thd003より、ワーク202、部品203又は完成品204が存在する場合の参照画像データにおける平均信号値に近い場合、ワーク202、部品203又は完成品204が存在すると判定する。 When the assembling apparatus 2 is in operation, the control unit 12 averages the region of interest 001 based on the positions of the regions of interest 001 to 003 stored in the storage unit 13 for the image data sent from the imaging unit 11. signal value AVG 001, calculates average signal value AVG 002 within the region of interest 002, the average signal value AVG 003 within the region of interest 003, respectively. The above-described threshold values Thd 001 to Thd 003 are called from the storage means 13 and compared with the average signal values AVG 001 to AVG 003 , respectively. When the average signal values AVG 001 to AVG 003 are closer to the average signal value in the reference image data when the workpiece 202, the part 203 or the finished product 204 exists than the threshold values Thd 001 to Thd 003 , the workpiece 202, the part 203 or the completed It is determined that the product 204 exists.

なお、判定方法は上記の方法に限られるものではなく、別の方法を用いてもよい。例えば、上記と同様、事前にワーク202、部品203又は完成品204が存在する参照画像データを取得して記憶手段13に記憶しておく。また、上記同様に関心領域001〜003を設定する。   The determination method is not limited to the above method, and another method may be used. For example, as described above, reference image data in which the workpiece 202, the part 203 or the finished product 204 exists is acquired in advance and stored in the storage unit 13. Similarly, the regions of interest 001 to 003 are set as described above.

そして、組み立て装置2の稼動時において、撮像手段11から受信した画像データと参照画像データとの間で、関心領域001〜003内の各画素で差分信号値の絶対値を算出し、その平均信号値(平均絶対偏差)を算出する。その平均絶対偏差が所定の許容範囲内であれば、ワーク202、部品203又は完成品204が存在する(または存在しない)と判定する。なお、上記の許容範囲は、組み立て装置が設置された場所の照明など環境条件によって左右される可能性があるため、実験的に決定しておくことが好ましい。   When the assembling apparatus 2 is in operation, the absolute value of the difference signal value is calculated for each pixel in the region of interest 001 to 003 between the image data received from the imaging unit 11 and the reference image data, and the average signal Calculate the value (average absolute deviation). If the average absolute deviation is within a predetermined allowable range, it is determined that the workpiece 202, the part 203, or the finished product 204 exists (or does not exist). Note that the allowable range is preferably determined experimentally because it may be affected by environmental conditions such as lighting of the place where the assembly apparatus is installed.

上記の判定方法に基づき、撮像手段11から連続的に受信した画像データに対し、逐次判定を行う。いずれかの条件を満たさない場合、制御手段12は組み立て準備が完了していないと判断し、組み立て装置2のアイドル状態を維持する。また、受信した画像データは廃棄する。   Based on the determination method described above, sequential determination is performed on the image data continuously received from the imaging unit 11. If any of the conditions is not satisfied, the control unit 12 determines that the preparation for assembly is not completed, and maintains the idle state of the assembly apparatus 2. The received image data is discarded.

一方、ある時点で、受信した画像データについて上記(i)〜(iii)の全ての条件を満たすと、制御手段12は組み立て準備完了と判断する。そして制御手段12は、その画像データを記憶手段13に記憶するとともに、動作指示部121より搬送ユニット21にワーク搬送路201に近づくよう前進動作させる制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット21がワークを掴むために前進動作する(ステップS01)。   On the other hand, when all the conditions (i) to (iii) are satisfied for the received image data at a certain time, the control means 12 determines that the assembly preparation is completed. The control means 12 stores the image data in the storage means 13 and transmits a control signal for causing the transfer unit 21 to move forward so as to approach the work transfer path 201 from the operation instruction unit 121. Based on the control signal, the transport unit 21 moves forward to grasp the workpiece (step S01).

次に、制御手段12の位置検出部122は搬送ユニット210の位置を認識し、移動終了判定部123は、搬送ユニット21が移動目的地に到達して前進動作が終了したか否かを判定する。また、異常検出部124は、組み立て装置2にワーク202や部品203の転落、位置ずれや、搬送ユニット21が移動目的地に到達するまでに非常な時間を要するなどの異常が発生していれば検出する(ステップS02)。   Next, the position detection unit 122 of the control unit 12 recognizes the position of the transport unit 210, and the movement end determination unit 123 determines whether or not the transport unit 21 has reached the moving destination and the forward movement operation has ended. . In addition, the abnormality detection unit 124 may detect that an abnormality such as the workpiece 202 or the component 203 falling or misaligned in the assembling apparatus 2 or an extremely long time is required for the transport unit 21 to reach the moving destination. Detect (step S02).

説明の便宜のため、まず搬送ユニット21の前進動作が終了したか否かの判定手順について説明し、その後異常発生の有無に関する判定について説明する。   For convenience of explanation, first, a procedure for determining whether or not the forward movement of the transport unit 21 has ended will be described, and then a determination regarding whether or not an abnormality has occurred will be described.

係る判定は、搬送ユニット21に付された検出マーク213の重心位置及び面積が所定の条件を満たすか否かを判定することによって行う。以下にその方法を詳述する。   This determination is performed by determining whether or not the position of the center of gravity and the area of the detection mark 213 attached to the transport unit 21 satisfy a predetermined condition. The method will be described in detail below.

事前準備として、搬送ユニット21の前進動作終了時点に相当する参照画像データを取得する。そして、図8に示すように、取得した参照画像データから、搬送ユニット21の前進動作終了時点における検出マーク213の存在すべき位置を含む関心領域101を設定する。設定した関心領域101の位置・範囲を記憶手段13に記憶する。ここで関心領域101は、検出マーク213の位置検出に使用する領域であるため、正確な位置認識を行うために検出マーク213を完全に収めることができる大きさであることが好ましい。一方、位置認識の処理に必要な計算時間を減らすため、関心領域101は狭い方が好ましい。具体的には、関心領域101は、検出マーク213の画像上における面積の5倍〜100倍程度の大きさに設定することが好ましい。さらに参照画像データに基づいて、搬送ユニット21の前進動作終了時点における検出マーク213を示す画素の重心位置、画像中の面積をそれぞれ基準重心Gorg、基準面積Dorgとして算出する。そして基準重心Gorg、基準面積Dorgを予め記憶手段13に記憶する。 As advance preparation, reference image data corresponding to the end of the forward movement operation of the transport unit 21 is acquired. Then, as shown in FIG. 8, the region of interest 101 including the position where the detection mark 213 should exist at the end of the forward movement operation of the transport unit 21 is set from the acquired reference image data. The set position / range of the region of interest 101 is stored in the storage unit 13. Here, since the region of interest 101 is a region used for detecting the position of the detection mark 213, it is preferable that the region of interest 101 has a size that can completely accommodate the detection mark 213 for accurate position recognition. On the other hand, the region of interest 101 is preferably narrow in order to reduce the calculation time required for the position recognition process. Specifically, the region of interest 101 is preferably set to a size of about 5 to 100 times the area of the detection mark 213 on the image. Further, based on the reference image data, the barycentric position of the pixel indicating the detection mark 213 at the end of the forward movement operation of the transport unit 21 and the area in the image are calculated as a standard barycenter G org and a standard area D org , respectively. Then, the reference center of gravity G org and the reference area D org are stored in the storage unit 13 in advance.

図9に、ステップS02の動作手順のフローチャートを示す。
ステップS02において、制御手段12では、位置検出部122が撮像手段11から受信した画像について、関心領域101のみに限定して検出マーク213の重心位置G・面積Dを算出し、移動終了判定部123が基準重心、基準面積との比較で動作が完了したか否かを判定する。
FIG. 9 shows a flowchart of the operation procedure of step S02.
In step S <b> 02, the control unit 12 calculates the gravity center position G / area D of the detection mark 213 for only the region of interest 101 for the image received by the position detection unit 122 from the imaging unit 11, and the movement end determination unit 123. Determines whether or not the operation is completed by comparison with the reference center of gravity and the reference area.

まず、位置検出部122は、関心領域の位置、範囲を記憶手段13から取得する(ステップS201)。次に、判定を行う画像データを取得する(ステップS202)。その後、位置検出122で関心領域101内の画像データを、検出マークとそれ以外に分離可能なように2値化する(ステップS203)。2値化の閾値は組み立て装置2の設置環境等を勘案して経験的に設定する。   First, the position detection unit 122 acquires the position and range of the region of interest from the storage unit 13 (step S201). Next, image data to be determined is acquired (step S202). After that, the position detection 122 binarizes the image data in the region of interest 101 so that it can be separated into the detection mark and the others (step S203). The binarization threshold is set empirically in consideration of the installation environment of the assembling apparatus 2 and the like.

本実施形態では、1画素あたりのデータが赤(R)、緑(G)、青(B)各8ビットで表される。そこで関心領域101中の任意の画素の値P(=(R, G, B))とし、対応する2値化画像の任意の画素値をPbinとすると、検出マーク213は赤色であることから、例えば In the present embodiment, data per pixel is represented by 8 bits each of red (R), green (G), and blue (B). Therefore, if the value P (= (R, G, B)) of an arbitrary pixel in the region of interest 101 and the arbitrary pixel value of the corresponding binarized image is P bin , the detection mark 213 is red. For example

bin = 1 (R≧128、G<32、B<32)(検出マーク213に相当)
bin = 0 (上記以外のとき)
とすることができる。
2値化が終了すると、検出マーク213に相当する(Pbin=1)画素の重心G、画素数の合計(面積)Dを算出する(ステップS204)。
P bin = 1 (R ≧ 128, G <32, B <32) (corresponding to the detection mark 213)
P bin = 0 (other than above)
It can be.
When the binarization is completed, the centroid G of the pixel corresponding to the detection mark 213 (P bin = 1) and the total (area) D of the number of pixels are calculated (step S204).

次に、移動終了判定部123は、重心Gと、記憶手段13から取得した基準重心Gorgとの距離ΔG(=((Gx−Gorgx)2+(Gy−Gorgy)2)1/2)を求める(ただし、Gx、Gyはそれぞれ重心Gの水平座標、垂直座標であり、一方Gorgx、Gorgyはそれぞれ基準重心Gorgの水平座標、垂直座標である)。同様に、面積Dと、記憶手段13から取得した基準面積Dorgとの面積の差の絶対値ΔD(=|D−Dorg|)を求める(ステップS205)。ΔG、ΔDそれぞれについて許容誤差範囲(例えば1画素以内)か否か判定する(ステップS206)。共に許容誤差範囲内であれば、搬送ユニット21は正常に前進動作(S01)を終了したと判定する。そして、制御手段12は、動作指示部121を通じて、次の動作を実行させるための制御信号となる、同期信号を出力する(ステップS207)。 Next, the movement end determination unit 123 determines the distance ΔG (= ((G x −G orgx ) 2 + (G y −G orgy ) 2 ) 1 between the center of gravity G and the reference center of gravity G org acquired from the storage unit 13. / 2 ) (where G x and G y are the horizontal and vertical coordinates of the center of gravity G, respectively, while G orgx and G orgy are the horizontal and vertical coordinates of the reference center of gravity G org , respectively). Similarly, an absolute value ΔD (= | D−D org |) of an area difference between the area D and the reference area D org acquired from the storage unit 13 is obtained (step S205). It is determined whether ΔG and ΔD are within an allowable error range (for example, within one pixel) (step S206). If both are within the allowable error range, it is determined that the transport unit 21 has normally finished the forward movement operation (S01). And the control means 12 outputs the synchronizing signal used as the control signal for performing the next operation | movement through the operation | movement instruction | indication part 121 (step S207).

また、移動終了判定部123は、搬送ユニット21の前進動作が終了したと判定された画像データを記憶手段13に記憶する(ステップS208)。その際、記憶される画像データが、どの動作ステップに対応するか判るよう、画像データに対して動作ステップに対応する名称を付ける。また、複数サイクル分の画像データを記憶するため、サイクルの差異も名称に反映する。この実施形態では、画像名称を3桁の数値+拡張子で表す。最初の1桁目(最も左側の数値)をサイクル番号、残りの2桁をステップ番号とする。拡張子は、画像データの形式(.jpg,.bmp等)を示す。例えば、画像データの形式をJPEGとすると、2サイクル目のステップS02で記憶された画像データの名称は、“202.jpg”と表される。なお、サイクル番号については、1から順に記憶するサイクル数(本実施形態では3)までの番号を以下のように繰り返して用いる。   Further, the movement end determination unit 123 stores the image data determined to have completed the forward movement operation of the transport unit 21 in the storage unit 13 (step S208). At this time, a name corresponding to the operation step is given to the image data so that the stored image data corresponds to which operation step. In addition, since image data for a plurality of cycles is stored, a cycle difference is also reflected in the name. In this embodiment, the image name is represented by a 3-digit numerical value + extension. The first digit (the leftmost numerical value) is the cycle number, and the remaining two digits are the step number. The extension indicates the format (.jpg, .bmp, etc.) of the image data. For example, if the format of the image data is JPEG, the name of the image data stored in step S02 of the second cycle is represented as “202.jpg”. Regarding the cycle number, numbers from 1 to the number of cycles stored in order (3 in the present embodiment) are repeatedly used as follows.

1→2→3→1→2→3→1→・・・
さらに、記憶する画像データと関連付けて、動作終了と判定された時間、検出マークの重心G、面積D、制御信号の詳細等の制御情報を記憶手段13に保持される情報テーブルTに書き加えていく。
1 → 2 → 3 → 1 → 2 → 3 → 1 → ・ ・ ・
Further, in association with the image data to be stored, control information such as the time determined to be the end of operation, the center G of the detection mark, the area D, the details of the control signal, etc. is added to the information table T held in the storage means 13. Go.

図10に、情報テーブルTの一例を示す。
情報テーブルTは、動作ステップごとに作成される。そして、図10に示されるように、横1列に、1回のステップの情報が保持され、最新のステップの情報は一番下の行に追加されていく。また、左から順に、画像データの記憶時刻、可動部毎の重心Gの水平、垂直座標Gx、Gy及び面積D、その動作ステップの開始から終了までに要した時間、その動作ステップで異常が発生した場合の記憶画像名が記憶される。なお、ステップS01では移動しない上下ユニット21の位置のように、得られていない情報は空欄(データ上は、−999などの通常は設定されない値)となる。
FIG. 10 shows an example of the information table T.
The information table T is created for each operation step. Then, as shown in FIG. 10, information on one step is held in one horizontal column, and information on the latest step is added to the bottom row. Further, in order from the left, the storage time of the image data, the horizontal of the center of gravity G for each movable part, the vertical coordinates G x , G y and the area D, the time required from the start to the end of the operation step, and abnormal in the operation step The stored image name when this occurs is stored. Note that information that is not obtained, such as the position of the upper and lower unit 21 that does not move in step S01, is blank (in the data, a value that is not normally set, such as -999).

このように、関連する画像データが廃棄された後も制御情報を記憶手段13に残しておくことで、可動部の位置認識結果の時系列変化、度数分布などの算出に使用し、異常発生原因の特定を容易にすることができる。   As described above, the control information is left in the storage unit 13 even after the related image data is discarded, so that it can be used to calculate the time series change of the position recognition result of the movable part, the frequency distribution, etc. Can be easily identified.

一方、移動終了判定部123は、ΔG、ΔDのどちらか一方でも、許容誤差範囲を超えた場合、搬送ユニット21の前進動作は完了していないと判断する。そして制御手段12は、判定に使用した画像データを廃棄するとともに、次に撮像手段11から送られてくる画像に対して同様に、可動部の位置認識、動作終了の判定手順を繰り返す。   On the other hand, when either one of ΔG and ΔD exceeds the allowable error range, the movement end determination unit 123 determines that the forward operation of the transport unit 21 is not completed. Then, the control means 12 discards the image data used for the determination, and similarly repeats the position recognition of the movable part and the determination procedure of the operation end for the image sent from the image pickup means 11 next.

次に、本実施形態に係る組み立て装置2に発生した異常の検出について説明する。
異常検出は、制御手段12の異常検出部124において、可動部が規格範囲を越えて移動したか否か、又は可動部の動作が終了したとの判定が所定時間内に得られたか否か、若しくはワーク202や部品203の配置に異常があるか否かを判定することにより行う。(ステップS209、S210、S211)。
Next, detection of an abnormality that has occurred in the assembling apparatus 2 according to the present embodiment will be described.
Abnormality detection is performed in the abnormality detection unit 124 of the control means 12 whether or not the movable part has moved beyond the standard range, or whether or not the determination that the operation of the movable part has been completed is obtained within a predetermined time, Alternatively, it is performed by determining whether or not there is an abnormality in the arrangement of the workpiece 202 and the part 203. (Steps S209, S210, S211).

搬送ユニット21や上部ユニット221といった可動部が、一動作に必要とする時間は予め予測できる。そのため、その予測できる時間を超えても、動作終了の判定ができない場合には、何らかの異常が発生していると考えられる。   The time required for one operation of the movable unit such as the transport unit 21 and the upper unit 221 can be predicted in advance. Therefore, if it is not possible to determine the end of the operation even after the predictable time, it is considered that some abnormality has occurred.

そこで、異常検出部124は、画像データの取得(S202)後において、準備完了判定ステップ(ステップS00)の条件が満たされてからの経過時間と、上述の許容時間T1及び限界時間T2との比較を行う。許容時間T1よりも経過時間が多い場合、又は限界時間T2を過ぎても搬送ユニット21が移動を終了しない場合、異常を検出する(ステップS209)。なお、撮像手段11の撮影間隔は一定のため、1動作期間内に取得された画像データの枚数をカウントし、その合計に撮影間隔の時間を乗ずることにより、その動作期間中の経過時間を知ることができる。したがって、動作終了判定を行った画像の枚数を経過時間の代わりの指標として用いてもよい。   Therefore, the abnormality detection unit 124 compares the elapsed time after the condition of the preparation completion determination step (step S00) is satisfied with the above-described allowable time T1 and limit time T2 after the acquisition of image data (S202). I do. If the elapsed time is longer than the allowable time T1, or if the transport unit 21 does not end the movement even after the limit time T2, the abnormality is detected (step S209). Since the imaging interval of the imaging means 11 is constant, the number of image data acquired within one operation period is counted, and the total time is multiplied by the time of the imaging interval to know the elapsed time during the operation period. be able to. Therefore, the number of images for which the operation end determination has been performed may be used as an index instead of the elapsed time.

異常を検出した場合、異常検出部124は、最後に解析を行った画像データを記憶手段13に記憶し、記憶手段13に記憶されている直近数サイクルのステップS02の画像を複製して別途記憶する(ステップS212)。そして制御手段12は、動作指示部121を通じて、組み立て装置2を停止させる(ステップS213)。なお、搬送ユニット21が限界時間T2に到達するまでに移動を終了した場合には、組み立て装置2を停止させず、表示手段14を介して警告を与えるだけにしてもよい。   When an abnormality is detected, the abnormality detection unit 124 stores the image data that has been analyzed last in the storage unit 13, and duplicates and stores the image of step S02 of the most recent cycle stored in the storage unit 13 separately. (Step S212). And the control means 12 stops the assembly apparatus 2 through the operation | movement instruction | indication part 121 (step S213). In addition, when the transfer unit 21 finishes moving before reaching the limit time T2, the assembly device 2 may not be stopped, and only a warning may be given via the display unit 14.

また、異常検出部124は、可動部がオーバーランを起こす場合、例えば、搬送ユニット21が、予め設定された前進限界位置を越えてワーク搬送路201へ接近するような場合には、設備の調整に狂いが生じている可能性が高いため、異常を検出する(ステップS210)。   Further, the abnormality detection unit 124 adjusts the equipment when the movable unit overruns, for example, when the transport unit 21 approaches the work transport path 201 beyond a preset advance limit position. Therefore, an abnormality is detected (step S210).

この判定は、以下のように行う。
まず、各可動部についての動作限界位置GLを、検出マークの画像データ上の重心位置に対して予め設定し、記憶手段13に記憶しておく。ステップS210は、ステップS204で位置検出部122により可動部の重心Gが算出された後に行われ、上述した検出マークの認識結果から求めた重心Gと、移動限界位置GLを比較する。そして、例えばGLが垂直座標の上限値として設定される場合、重心Gの垂直座標Gyが移動限界位置GLを越えると、異常検出部124は、異常を検出する。
This determination is performed as follows.
First, the operation limit position GL for each movable part is set in advance with respect to the position of the center of gravity on the image data of the detection mark and stored in the storage means 13. Step S210 is performed after the center of gravity G of the movable part is calculated by the position detection unit 122 in step S204, and the center of gravity G obtained from the above-described detection mark recognition result is compared with the movement limit position GL . Then, for example, if G L is set as the upper limit value of the vertical coordinate, the vertical coordinate G y of the center of gravity G exceeds a movement limit position G L, the abnormality detecting unit 124 detects an abnormality.

さらに、経過時間及び可動部の位置から異常が検出されない場合でも、ワークや部品が所定の位置に存在しているか否かにより、異常を検出する(ステップS211)。この判定は、搬送ユニット21の動作が終了し、組み立て装置2が静止状態となった時点で行う。搬送ユニット21が未だ前進動作中に判定を行っても、その後の動作でワーク202や部品203が転落するといった異常が発生する可能性があるためである。そこで、ステップS211は、ステップS206の後、動作が終了したと判定された画像データに基づいて、ステップS00の稼動準備が整ったか否かの判定と同様の方法により実施する。すなわち、組み立て装置2が正常動作している場合、各動作ステップの終了時点において、ワークや部品は、それぞれ所定の位置に存在しているはずである。ステップS02では、ワーク202がワーク搬入路23の入口231に存在し、部品203が部品投入部24に存在しているはずである。   Further, even if no abnormality is detected from the elapsed time and the position of the movable part, the abnormality is detected depending on whether or not the workpiece or component is present at a predetermined position (step S211). This determination is performed when the operation of the transport unit 21 is finished and the assembling apparatus 2 is in a stationary state. This is because even if the determination is made while the transport unit 21 is still moving forward, there is a possibility that an abnormality such as the workpiece 202 or the component 203 falling by the subsequent operation may occur. Therefore, step S211 is performed by the same method as the determination of whether or not the operation preparation in step S00 is completed based on the image data determined to have completed the operation after step S206. That is, when the assembling apparatus 2 is operating normally, at the end of each operation step, the work and parts should be present at predetermined positions. In step S <b> 02, the work 202 should be present at the entrance 231 of the work carry-in path 23, and the part 203 should be present in the part input unit 24.

そこで、異常検出部124は、搬入ユニット21の前進動作が終了したと判定された画像データに対し、ステップS00と同様、正常動作時にワーク202や部品203が存在しているはずの位置に関心領域を設定し、その関心領域内の信号値を調べて、ワーク等が存在しているか否かを調べる。そして、ワーク202、部品203がそれぞれ所定位置に存在していると判定されれば、異常無と判定する。一方、ワーク202、若しくは部品203のどちらか一方でも存在しない場合、異常発生と判定し、判定に使用した画像データを記憶手段13に記憶し、またステップS02に相当する記憶画像データを複製し、異常発生時間の分かる情報とともに記憶する。(ステップS212)そして、組み立て装置2を停止する(ステップS213)。   Therefore, the abnormality detection unit 124 applies the region of interest to the position where the workpiece 202 and the part 203 should be present during normal operation, with respect to the image data determined to have completed the forward movement operation of the carry-in unit 21. Is set, and the signal value in the region of interest is checked to determine whether a workpiece or the like exists. If it is determined that the workpiece 202 and the component 203 are respectively present at predetermined positions, it is determined that there is no abnormality. On the other hand, if either the workpiece 202 or the part 203 does not exist, it is determined that an abnormality has occurred, the image data used for the determination is stored in the storage unit 13, and the stored image data corresponding to step S02 is duplicated. It is memorized together with information that shows the time of occurrence of abnormality. (Step S212) Then, the assembling apparatus 2 is stopped (Step S213).

なお、異常検出部124は、組み立て装置2の異常を検出した場合、その動作ステップに相当する画像データを別途複製し、異なる名称を付けて記憶手段13に別途記憶する。例えば、上述した例を用いて説明すると、ステップS02で異常が発生したと判定された場合、ステップS02に相当する画像データ“102.jpg”、“202.jpg”、“302.jpg”について、ステップ番号とそれぞれの画像が記憶された時間(例として、それぞれ、5月6日13時2分10秒、5月6日13時2分40秒、5月6日13時3分20秒、とする)を組み合わせて画像名称、“020506130210.jpg”、“020506130240.jpg”、“020506130320.jpg”として記憶する。また、上述した情報テーブルTの関連する項目に、この画像名称を追加する。このように、別途名称を付けて記憶された画像データは、消去されることなく記憶される。   When the abnormality detection unit 124 detects an abnormality in the assembling apparatus 2, the abnormality detection unit 124 separately copies the image data corresponding to the operation step, and stores the image data in the storage unit 13 with a different name. For example, to explain using the above-described example, if it is determined in step S02 that an abnormality has occurred, the image data “102.jpg”, “202.jpg”, “302.jpg” corresponding to step S02 are: Step number and time when each image is stored (for example, May 6, 13: 2: 10, May 6, 13: 2: 40, May 6, 13: 3: 20, Are stored as image names “020506130210.jpg”, “020506130240.jpg”, “020506130320.jpg”. Further, this image name is added to the related item of the information table T described above. In this way, image data stored with a separate name is stored without being erased.

なお、装置の停止とともに、装置の操作者に対して警告を発生するよう構成してもよい。係る警告は、装置の作動状態を監視する表示手段14上への警告表示、又は警告音の発生等で行うことが可能である。   Note that a warning may be generated to the operator of the apparatus when the apparatus is stopped. Such a warning can be given by displaying a warning on the display means 14 for monitoring the operating state of the apparatus or generating a warning sound.

上述した動作終了判定方法及び異常発生有無の判定方法は、以下に述べるステップS04、S06等、組み立て装置2の可動部の各動作終了判定ステップにおいても同様に使用する。ただし、着目する検出マーク、設定する関心領域、及び基準となる重心位置Gorg、面積Dorgは、各動作終了判定ステップについて最適化する。この最適化についても、上述した事前準備と同様の方法で、動作終了判定を行う可動部の動作終了時を示す参照画像データを予め取得しておき、その参照画像データから着目する検出マークの重心、面積を調べておけばよい。 The operation end determination method and the abnormality occurrence determination method described above are similarly used in each operation end determination step of the movable part of the assembling apparatus 2 such as steps S04 and S06 described below. However, the detection mark of interest, the region of interest to be set, and the center-of-gravity position G org and area D org as the reference are optimized for each operation end determination step. Also for this optimization, reference image data indicating the end of the operation of the movable part that performs the operation end determination is acquired in advance by the same method as the above-described preparation, and the center of gravity of the detection mark of interest from the reference image data Check the area.

このように、検出マークの重心位置、及び面積を検出し、理想状態におけるそれらと比較することにより、その検出マークが付された可動部について正確な位置決定が可能となり、装置の信頼性を向上させることが可能である。   In this way, by detecting the center of gravity and area of the detection mark and comparing them with those in the ideal state, it is possible to accurately determine the position of the movable part with the detection mark and improve the reliability of the device. It is possible to make it.

制御手段12の移動終了判定部123が、搬送ユニット21の前進動作は終了したと判定した場合、制御手段12は、動作指示部121を通じて搬送ユニット21のサーボモータに搬送ユニット21を後退動作させるよう制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット21はワークを保持したまま後退動作を行う(ステップS03)。なお、この後退動作に伴って、ワーク202に取り付ける部品203が、部品投入部より組み立て部25に移動する。   When the movement end determination unit 123 of the control unit 12 determines that the forward operation of the transport unit 21 has ended, the control unit 12 causes the servo motor of the transport unit 21 to move backward through the operation instruction unit 121. Send a control signal. Based on the control signal, the transport unit 21 performs the backward movement while holding the workpiece (step S03). With this backward movement, the component 203 attached to the workpiece 202 moves from the component input unit to the assembly unit 25.

次に、移動終了判定部123は、搬送ユニット21の後退が終了したか否かを判定する(ステップS04)。   Next, the movement end determination unit 123 determines whether or not the backward movement of the transport unit 21 has ended (step S04).

その判定方法はステップS02と同様である。即ち、位置検出122に算出された検出マーク213の重心位置Gと面積Dを用いて、事前に求められているそれらの値との差異が許容範囲内に収まるか否かで判定する。また、ステップS02と同様に、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶する。同様に、異常検出部124は、異常発生の有無を調べ、異常を検出した場合には、所定の画像データを記憶し、設備を停止させる。   The determination method is the same as in step S02. That is, using the gravity center position G and the area D of the detection mark 213 calculated by the position detection 122, it is determined whether or not the difference between those values obtained in advance falls within an allowable range. Similarly to step S02, image data that does not satisfy the operation end criterion is discarded, and image data that satisfies the criterion is stored in the storage unit 13. Similarly, the abnormality detection unit 124 checks whether or not an abnormality has occurred, and if an abnormality is detected, stores the predetermined image data and stops the equipment.

移動終了判定部123が、搬送ユニット21の後退動作は終了したと判定した場合、制御手段12は、動作指示部121を通じて上部ユニット221のサーボモータに上部ユニット221を下降させる制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、上部ユニット221が下降する(ステップS05)。   When the movement end determination unit 123 determines that the backward movement of the transport unit 21 has ended, the control unit 12 transmits a control signal for lowering the upper unit 221 to the servo motor of the upper unit 221 through the operation instruction unit 121. Based on the control signal, the upper unit 221 descends (step S05).

その後、移動終了判定部123が、上部ユニット221の下降動作が終了したか否かを判定する(ステップS06)。その判定方法はステップS02と同様である。即ち、予め設定した関心領域内で検出マーク225の重心位置と面積を算出し、事前に求められているそれらの値との差異が許容範囲内に収まるか否かで判定する。また、ステップS02と同様に、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶する。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Thereafter, the movement end determination unit 123 determines whether or not the lowering operation of the upper unit 221 has ended (step S06). The determination method is the same as in step S02. That is, the center of gravity position and area of the detection mark 225 are calculated within a preset region of interest, and a determination is made based on whether or not the difference from those values obtained in advance falls within an allowable range. Similarly to step S02, image data that does not satisfy the operation end criterion is discarded, and image data that satisfies the criterion is stored in the storage unit 13. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

本実施形態では、撮像手段11を、組み立て部25の直上でなく、斜め30°の方向に配置したことにより、上部ユニット221の上下運動も、画像上で位置の変化として捉えることを可能としたので、複数のCCDカメラを用いることを要しない。なお、正確に可動部の位置を把握するために、撮像手段11で撮影した画像上において、全ての可動部の動作距離が、10画素以上となるように配置することがさらに好ましい。   In the present embodiment, the imaging unit 11 is arranged not in a position directly above the assembly unit 25 but in an oblique direction of 30 °, so that the vertical movement of the upper unit 221 can also be recognized as a change in position on the image. Therefore, it is not necessary to use a plurality of CCD cameras. In order to accurately grasp the position of the movable part, it is further preferable to arrange the movable parts so that the operating distance of all the movable parts is 10 pixels or more on the image captured by the imaging unit 11.

移動終了判定部123が、上部ユニット221の下降動作は終了したと判定した場合、次の動作として、ワークチャック223を閉じるよう、動作指示部121を通じて上部ユニット221のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、ワークチャック223が閉じて組み立て部25にある部品203を捕捉する(チャック動作)(ステップS07)。   When the movement end determination unit 123 determines that the lowering operation of the upper unit 221 has ended, a control signal is transmitted to the servo motor of the upper unit 221 through the operation instruction unit 121 so as to close the work chuck 223 as the next operation. . Based on the control signal, the work chuck 223 is closed and the component 203 in the assembly unit 25 is captured (chuck operation) (step S07).

その後、移動終了判定部123が、ワークチャック223のチャック動作が終了したか否かを判定する(ステップS08)。なお判定方法はステップS02と同様であり、予め設定された関心領域内でワークチャック223に付された検出マーク226の重心位置、面積を調べて判定する。また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様である。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Thereafter, the movement end determination unit 123 determines whether or not the chuck operation of the work chuck 223 has ended (step S08). Note that the determination method is the same as in step S02, and the determination is made by examining the position of the center of gravity and the area of the detection mark 226 attached to the work chuck 223 within a preset region of interest. Similarly, image data that does not satisfy the operation end determination criterion is discarded, and image data that satisfies the determination criterion is stored in the storage unit 13. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

移動終了判定部123が、ワークチャック223のチャック動作は終了したと判定した場合、制御手段12は、動作指示部121を通じて上部ユニット221のサーボモータに上部ユニット221を上昇させるよう制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、上部ユニット221は部品を保持したまま上昇する(ステップS09)。   When the movement end determination unit 123 determines that the chuck operation of the work chuck 223 has ended, the control unit 12 transmits a control signal to raise the upper unit 221 to the servo motor of the upper unit 221 through the operation instruction unit 121. . Based on the control signal, the upper unit 221 moves up while holding the component (step S09).

その後、移動終了判定部123が、上部ユニット221の上昇動作が終了したか否かを判定する(ステップS10)。この判定は、上部ユニット221に付された検出マーク225を用いる他、上記S02と同様に実施する。また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様である。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Thereafter, the movement end determination unit 123 determines whether or not the ascending operation of the upper unit 221 has ended (step S10). This determination is performed in the same manner as S02 described above, except that the detection mark 225 attached to the upper unit 221 is used. Similarly, image data that does not satisfy the operation end determination criterion is discarded, and image data that satisfies the determination criterion is stored in the storage unit 13. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

移動終了判定部123が、上部ユニット221の上昇動作は終了したと判定した場合、次の動作として、搬送ユニット21を送り動作させ、その後前進動作させるよう、動作指示部121を通じて搬送ユニット21のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット21はワーク202を組み立て部25に搬送するため、部品を保持したままワーク搬送路201に沿って送り動作し、その後前進動作する(ステップS11)。   When the movement end determination unit 123 determines that the upward movement of the upper unit 221 has ended, the servo of the transfer unit 21 is moved through the operation instruction unit 121 so that the transfer unit 21 is moved forward and then moved forward as the next operation. Send a control signal to the motor. Based on the control signal, the transport unit 21 transports the workpiece 202 to the assembling unit 25, so that the transport unit 21 feeds along the workpiece transport path 201 while holding the parts, and then moves forward (step S11).

ステップS02と同様の判定方法により、移動終了判定部123は、搬送ユニット21の移動が完了したか否かを判定する(ステップS12)。同様に、搬送ユニット21の移動が完了したと判定された画像データを記憶し、それ以外の画像データの廃棄も同様に実施する。ただし、搬送ユニット21がワーク排出部側へ移動したことにより、ワーク搬入部側の検出マーク213が、上部ユニット221に隠れて見えなくなるため、ワーク排出部側の検出マーク214を用いて判定を行い、関心領域も検出マーク214の存在位置を含むように設定しておく。さらに、異常の検出も同様に行われる。   By the same determination method as in step S02, the movement end determination unit 123 determines whether or not the movement of the transport unit 21 is completed (step S12). Similarly, the image data determined to have completed the movement of the transport unit 21 is stored, and other image data are discarded in the same manner. However, since the detection mark 213 on the workpiece carry-in portion side is hidden behind the upper unit 221 and cannot be seen because the transfer unit 21 has moved to the workpiece discharge portion side, the determination is performed using the detection mark 214 on the workpiece discharge portion side. The region of interest is also set to include the position where the detection mark 214 exists. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

移動終了判定部123が、搬送ユニット21の移動は終了したと判定した場合、次の動作として、上部ユニット221を下降させるよう、動作指示部121を通じて上部ユニット221のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、上部ユニット221が下降し、組み立て部25にあるワーク202に、部品203を取り付ける(ステップS13)。この時、下部ユニット222は、ワーク202を固定する。   When the movement end determination unit 123 determines that the movement of the transport unit 21 has ended, a control signal is transmitted to the servo motor of the upper unit 221 through the operation instruction unit 121 so as to lower the upper unit 221 as the next operation. . Based on the control signal, the upper unit 221 descends, and the component 203 is attached to the workpiece 202 in the assembly unit 25 (step S13). At this time, the lower unit 222 fixes the workpiece 202.

移動終了判定部123は、ステップS04と同様の判定方法により、上部ユニット221の下降動作が終了したか否か、判定する(ステップS14)。判定に用いる検出マークも同様であり、また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様である。さらに、異常の検出も同様に行われる。   The movement end determination unit 123 determines whether or not the lowering operation of the upper unit 221 is ended by the same determination method as in step S04 (step S14). The same applies to the detection mark used for the determination. In addition, the image data that does not satisfy the operation end determination criterion is discarded, and the image data that satisfies the determination criterion is also stored in the storage unit 13. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

移動終了判定部123が、上部ユニット221の下降動作は終了したと判定した場合、次の動作として、搬送ユニット21に後退動作させ、その後戻り動作をさせる。同時に、ワークチャック223に対し、部品203をリリースするよう開く動作(アンチャック動作)を行わせる。そのため、制御手段12は、動作指示部121を通じて、搬送ユニット21のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づき、搬送ユニット21がワーク202をリリースして後退し、その後戻り動作して原点位置に復帰する。同様に、上部ユニット221のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づき、ワークチャック223はアンチャック動作を行う(ステップS15)。   When the movement end determination unit 123 determines that the lowering operation of the upper unit 221 has ended, the transport unit 21 is caused to move backward as the next operation, and then return. At the same time, the work chuck 223 is caused to open (unchuck) so as to release the component 203. Therefore, the control unit 12 transmits a control signal to the servo motor of the transport unit 21 through the operation instruction unit 121. Based on the control signal, the transport unit 21 releases the workpiece 202 and moves backward, and then returns to the original position. Similarly, a control signal is transmitted to the servo motor of the upper unit 221. Based on the control signal, the work chuck 223 performs an unchuck operation (step S15).

次に、移動終了判定部123は、搬送ユニット21の移動が完了し、原点位置に復帰したか否かを判定する。同時に、ワークチャック223のアンチャック動作が完了したか否か判定する(ステップS16)。   Next, the movement end determination unit 123 determines whether or not the movement of the transport unit 21 has been completed and has returned to the origin position. At the same time, it is determined whether or not the unchuck operation of the work chuck 223 is completed (step S16).

搬送ユニット21の移動完了、アンチャック動作の完了は、それぞれ上述してきた判定方法と同様の方法で行われるが、ステップS16では、それらを同一の画像上で同時に実行することが可能である。即ち、搬送ユニット21の検出マーク213の重心位置、面積を調べるための関心領域と、ワークチャック223に付された検出マーク226の重心位置、面積を調べるための関心領域をそれぞれ設定し、関心領域毎に判定を行う。また、経過時間による異常の検出やオーバーランによる異常の検出は、搬送ユニット21及びワークチャック223についてそれぞれ行われる。   Completion of the movement of the transport unit 21 and completion of the unchucking operation are performed by the same method as the determination method described above, respectively, but in step S16, they can be simultaneously performed on the same image. That is, a region of interest for examining the center of gravity position and area of the detection mark 213 of the transport unit 21 and a region of interest for examining the center of gravity position and area of the detection mark 226 attached to the work chuck 223 are set. Judge every time. In addition, the detection of the abnormality due to the elapsed time and the detection of the abnormality due to overrun are performed for the transport unit 21 and the work chuck 223, respectively.

それぞれの判定の結果、搬送ユニットの移動完了、アンチャック動作の完了とも確認できると、制御手段12は、次の動作として、上部ユニット221を上昇させるよう、動作指示部121を通じて上部ユニット221のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づき、上部ユニット221は上昇する(ステップS17)。   As a result of each determination, if it can be confirmed that the movement of the transport unit has been completed and the unchucking operation has been completed, the control means 12 causes the servo of the upper unit 221 through the operation instruction unit 121 so as to raise the upper unit 221 as the next operation. Send a control signal to the motor. Based on the control signal, the upper unit 221 moves up (step S17).

その後、移動終了判定部123が、ステップS10と同様に、上部ユニット221の上昇動作が終了したか否かを判定する(ステップS18)。また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様に行う。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Thereafter, the movement end determination unit 123 determines whether or not the ascending operation of the upper unit 221 has been completed (step S18), similarly to step S10. Similarly, the image data that does not satisfy the operation end criterion is discarded and the image data that satisfies the criterion is stored in the storage unit 13 in the same manner. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

移動終了判定部123が、上部ユニット221の上昇動作は終了したと判定した場合、次の動作として、部品組み付け済みのワーク(完成品)204を捕捉するため、搬送ユニット21を前進させる。そのため、制御手段12は、動作指示部121を通じて搬送ユニット21のサーボモータに対して制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット21は前進動作する(ステップS19)。   When the movement end determination unit 123 determines that the ascending operation of the upper unit 221 has ended, the transport unit 21 is advanced to capture the workpiece (finished product) 204 that has already been assembled as the next operation. Therefore, the control unit 12 transmits a control signal to the servo motor of the transport unit 21 through the operation instruction unit 121. Based on the control signal, the transport unit 21 moves forward (step S19).

次に、移動終了判定部123はステップS19で搬送ユニット21の前進が終了したか否か判定する(ステップS20)。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様に行う。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Next, the movement end determination unit 123 determines whether or not the forward movement of the transport unit 21 is ended in step S19 (step S20). Similarly, the image data that does not satisfy the operation end criterion is discarded, and the image data that satisfies the criterion is stored in the storage unit 13 in the same manner. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

ステップS20で、移動終了判定部123が搬送ユニット21の前進が終了したと判定した場合、制御手段12は、動作指示部121を通じて搬送ユニット21のサーボモータに対して後退動作をさせる制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット21は完成品204を保持したまま後退する(ステップS21)。   In step S <b> 20, when the movement end determination unit 123 determines that the forward movement of the transport unit 21 has ended, the control unit 12 transmits a control signal that causes the servo motor of the transport unit 21 to move backward through the operation instruction unit 121. To do. Based on the control signal, the transport unit 21 moves backward while holding the finished product 204 (step S21).

そして、移動終了判定部123は、搬送ユニット21が所定の位置まで後退したことを確認する(ステップS22)。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様に行う。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Then, the movement end determination unit 123 confirms that the transport unit 21 has moved back to a predetermined position (step S22). Similarly, the image data that does not satisfy the operation end criterion is discarded, and the image data that satisfies the criterion is stored in the storage unit 13 in the same manner. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

ステップS22で、移動終了判定部123が搬送ユニット21の後退が終了したと判定した場合、制御手段12は、動作指示部121を通じて、搬送ユニット21のサーボモータに対して送り動作及び前進動作をさせる制御信号を送信する。その制御信号に基づき、搬送ユニット21は完成品204をワーク排出部26へ排出するために、完成品204を保持したまま、送り動作し、その後前進する(ステップS23)。   In step S22, when the movement end determination unit 123 determines that the backward movement of the transport unit 21 has ended, the control unit 12 causes the servo motor of the transport unit 21 to perform a feed operation and a forward operation through the operation instruction unit 121. Send a control signal. Based on the control signal, in order to discharge the finished product 204 to the workpiece discharge unit 26, the transport unit 21 performs a feeding operation while holding the finished product 204, and then advances (step S23).

次に、移動終了判定部123は、ステップS23の搬送ユニット21の前進が終了したか否か判定する(ステップS24)。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様に行う。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Next, the movement end determination unit 123 determines whether or not the forward movement of the transport unit 21 in step S23 has ended (step S24). Similarly, the image data that does not satisfy the operation end criterion is discarded, and the image data that satisfies the criterion is stored in the storage unit 13 in the same manner. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

ステップS24で、搬送ユニット21の前進終了を確認すると、完成品204がワーク排出部26のワーク出口261に排出される。そして、制御手段12は、モータドライバを通じて搬送ユニット21のサーボモータに対して、搬送ユニット21が、後退動作した後、戻り動作を行うよう制御信号を送信する。そしてその制御信号に基づき、搬送ユニット21は原点位置に復帰する(ステップS25)。   When it is confirmed in step S <b> 24 that the conveyance unit 21 has finished moving forward, the finished product 204 is discharged to the work outlet 261 of the work discharge unit 26. Then, the control unit 12 transmits a control signal to the servo motor of the transport unit 21 through the motor driver so as to perform a return operation after the transport unit 21 moves backward. Based on the control signal, the transport unit 21 returns to the original position (step S25).

最後に、搬送ユニット21が原点位置に復帰したか否かを確認する(ステップS26)。ステップS26では、搬送ユニット21に付された検出マーク213を用いて、他のステップS16同様に判定する。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データは記憶手段13に記憶することも同様に行う。さらに、異常の検出も同様に行われる。   Finally, it is confirmed whether or not the transport unit 21 has returned to the origin position (step S26). In step S26, determination is performed in the same manner as in other step S16 using the detection mark 213 attached to the transport unit 21. Similarly, the image data that does not satisfy the operation end criterion is discarded, and the image data that satisfies the criterion is stored in the storage unit 13 in the same manner. Furthermore, abnormality detection is performed in the same manner.

上記のように、撮像手段により撮像された動画を処理するのではなく、動作終了時点での静止画を用い、また画像全域を用いずに、関心領域のみを対象として判定処理を行うことで、高速に処理を行うことが可能となり、若しくは安価なプロセッサを用いて処理することが可能となる。また上述したように、画像データを解析し、各可動部の位置を確認することで、他のセンサがなくとも、原点位置確認やオーバーラン検知を行うことが可能となり、且つ各部の動作完了を判定した後に、次の動作を行うよう指令を出すことで、誤動作を防止することが可能となる。さらに、検出マークの重心位置、面積を判定に用いることで、各可動部の位置を精密に評価することが可能となり、誤動作の防止をより確実に行うことができる。また、ステップS02〜S26の各動作終了判定ステップにおいて、各可動部の動作完了と判定した画像データを記憶することにより、事後的にそれらの画像を参照することで組み立て装置2の動作解析を簡便に行うことが可能となり、特に異常発生時における原因の究明を容易に行うことが可能となる。   As described above, instead of processing the moving image picked up by the image pickup means, by using the still image at the end of the operation and not using the entire image, the determination process is performed only on the region of interest, Processing can be performed at high speed, or processing can be performed using an inexpensive processor. In addition, as described above, by analyzing the image data and confirming the position of each movable part, it is possible to perform origin position confirmation and overrun detection without other sensors, and to complete the operation of each part. It is possible to prevent malfunction by issuing a command to perform the next operation after the determination. Furthermore, by using the position of the center of gravity and the area of the detection mark for determination, the position of each movable part can be accurately evaluated, and malfunction can be prevented more reliably. Further, in each operation end determination step of steps S02 to S26, by storing the image data determined as the operation completion of each movable part, the operation analysis of the assembling apparatus 2 can be easily performed by referring to those images afterwards. In particular, it is possible to easily investigate the cause when an abnormality occurs.

さらに、異常を発生した動作ステップについては、その異常発生時から過去数サイクル分のその動作ステップの画像だけを別途記憶することで、画像データの記憶に必要なメモリ容量の増大を抑制しつつ、異常発生の原因究明に必要なデータを記憶しておくことができる。   Furthermore, for the operation step in which an abnormality has occurred, by separately storing only the images of the operation step for the past several cycles from the time of the occurrence of the abnormality, while suppressing an increase in memory capacity necessary for storing image data, Data necessary for investigating the cause of abnormality can be stored.

次に、記憶手段13に記憶した画像データから、組み立て装置2の動作状態の再現を行う場合の動作について説明する。   Next, an operation for reproducing the operation state of the assembling apparatus 2 from the image data stored in the storage unit 13 will be described.

図11に、動作再現時の表示手段14の画面の概略構成図を示す。
画像表示部141は、記憶手段13に記憶された画像データを表示する。データ表示部142は、画像表示部141に表示された画像に関連する情報(例えば、時間、動作終了判定対象可動部についての位置認識結果等)を表示する。また、操作部143は、表示する画像データを時間的に連続表示させたり、特定の画像データを呼び出して表示するといった機能をユーザに提供する。また、呼び出した画像データに基づいて、上述したステップS02、S04等の動作終了判定処理を模擬的に行わせる機能も提供する。
FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of the screen of the display means 14 at the time of reproducing the operation.
The image display unit 141 displays the image data stored in the storage unit 13. The data display unit 142 displays information related to the image displayed on the image display unit 141 (for example, time, a position recognition result for the operation end determination target movable unit, and the like). In addition, the operation unit 143 provides a user with a function of continuously displaying image data to be displayed in time or calling and displaying specific image data. In addition, based on the called image data, a function of simulating the operation end determination process such as steps S02 and S04 described above is also provided.

ユーザは、異常発生時の画像データを表示させ、関連情報を確認したり、異常発生までの数サイクル分の各動作ステップ終了後の画像を連続的に表示させること等により、容易に異常発生原因を突き止めることができる。   The user can easily display the cause of the abnormality by displaying the image data at the time of the abnormality occurrence, confirming the related information, and continuously displaying the images after each operation step for several cycles until the abnormality occurs. Can be determined.

さらに、表示部14は、情報テーブルTを参照して、過去数サイクル分の可動部の位置認識結果を時系列的に表示させたり、位置認識結果の度数分布を表示させてもよい。このような時系列情報又は統計情報は、異常原因の特定を容易にしたり、位置認識に使用する閾値の最適化を行うための参考として利用することができる。   Further, the display unit 14 may display the position recognition results of the movable parts for the past several cycles in time series with reference to the information table T or display the frequency distribution of the position recognition results. Such time-series information or statistical information can be used as a reference for facilitating identification of the cause of abnormality or for optimizing a threshold value used for position recognition.

また、記憶されている画像データが、各動作の終了時の画像であるため、各可動部も静止した状態で写っており、画像上ではっきりと視認可能となり、上記動作解析において問題箇所を発見することが容易である。   In addition, since the stored image data is the image at the end of each operation, each moving part is also captured in a stationary state, so that it can be clearly seen on the image, and the problem location is found in the above operation analysis Easy to do.

なお、上述してきた実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。   In addition, embodiment mentioned above is for demonstrating this invention, and this invention is not limited to these embodiment.

本発明に係る監視制御装置の構成ブロック図である。It is a block diagram of the configuration of the monitoring control device according to the present invention. 本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の構成ブロック図である。It is a configuration block diagram of an assembling apparatus in which the monitoring control apparatus according to the present invention is mounted. 本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の概略上面図である。It is a schematic top view of the assembly apparatus which mounted the monitoring control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the assembly apparatus which mounted the monitoring control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置のフローチャートである。It is a flowchart of the assembly apparatus which mounted the monitoring control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置のフローチャートである。It is a flowchart of the assembly apparatus which mounted the monitoring control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置のタイミングチャートである。It is a timing chart of the assembly apparatus which mounted the monitoring control apparatus which concerns on this invention. 関心領域の設定範囲、及び検出マークの重心の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the setting range of a region of interest, and the gravity center of a detection mark. 本発明に係る監視制御装置による、組み立て装置の各可動部の移動終了判定及び異常検出手順のフローチャートである。It is a flowchart of the movement end determination and abnormality detection procedure of each movable part of an assembly apparatus by the monitoring control apparatus which concerns on this invention. 情報テーブルの一例である。It is an example of an information table. 動作再現時のモニタ画面の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the monitor screen at the time of operation reproduction.

符号の説明Explanation of symbols

1 監視制御装置
11 撮像手段
12 制御手段
121 動作指示部
122 位置検出部
123 移動終了判定部
124 異常検出部
13 記憶手段
14 表示手段
2 組み立て装置
21 搬送ユニット
22 上下ユニット
213、214、225、226 検出マーク
101 関心領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Monitoring and control apparatus 11 Imaging means 12 Control means 121 Operation instruction part 122 Position detection part 123 Movement end determination part 124 Abnormality detection part 13 Memory | storage means 14 Display means 2 Assembly apparatus 21 Conveyance unit 22 Vertical unit 213, 214, 225, 226 Detection Mark 101 Area of interest

Claims (7)

1回の動作を分割した複数の動作ステップを経て移動し、該動作を繰り返す可動部を撮影し、画像データを取得する撮像手段と、
前記画像データを記憶する記憶手段と、
前記画像データに基づいて前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部の位置に基づいて前記可動部が移動目的地に到達したか否か判定し、該移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを前記記憶手段に一時記憶し、前記可動部が移動を開始してから所定期間内に該移動目的地に到達しなかった場合、最後に解析された画像データを記憶して、複数の前記動作に含まれる各動作ステップの画像データを一時記憶する移動終了判定部と、
前記可動部の異常を検出し、異常が検出された場合には、前記一時記憶された画像データから、前記複数の動作ステップのうち、異常が検出された動作ステップと同一の動作ステップの画像データを複数の前記動作にわたって抽出して前記記憶手段に記憶する異常検出部を有する制御手段と、
を有することを特徴とする監視制御装置。
An imaging unit that moves through a plurality of operation steps obtained by dividing one operation, images a movable part that repeats the operation, and acquires image data;
Storage means for storing the image data;
A position detector for detecting the position of the movable part based on the image data;
For each of the plurality of operation steps, based on the position of the movable part, it is determined whether or not the movable part has reached the movement destination, and when it is determined that the movement destination has been reached, it is used for the determination The image data is temporarily stored in the storage means, and when the moving part does not reach the moving destination within a predetermined period after the movement starts, the last analyzed image data is stored , A movement end determination unit that temporarily stores image data of each operation step included in the operation;
When the abnormality of the movable part is detected, and the abnormality is detected, the image data of the same operation step as the operation step in which the abnormality is detected among the plurality of operation steps from the temporarily stored image data. A control unit having an abnormality detection unit that extracts and stores in a plurality of the operations in the storage unit;
A monitoring control apparatus comprising:
前記記憶手段に記憶された画像データを表示する表示手段をさらに有する、請求項1に記載の監視制御装置。   The monitoring control apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying image data stored in the storage means. 前記異常検出部は、前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部が移動を開始してから前記所定期間を経過しても前記移動目的地に到達しない場合、異常と判定する、請求項1又は2に記載の監視制御装置。 The abnormality detection unit determines that an abnormality occurs in each of the plurality of operation steps when the movement destination does not reach the moving destination even after the predetermined period has elapsed since the movable unit started moving. Or the monitoring control apparatus of 2. 前記異常検出部は、前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部の位置に基づいて、前記可動部が予め定められた境界を越えて移動したと判定した場合に異常と判定する、請求項1又は2に記載の監視制御装置。   The abnormality detection unit determines an abnormality when it is determined that the movable unit has moved beyond a predetermined boundary based on a position of the movable unit for each of the plurality of operation steps. The monitoring control apparatus according to 1 or 2. 1回の動作を分割して複数の動作ステップを経て移動し、該動作を繰り返す可動部を撮影し、画像データを取得する画像取得ステップと、
前記画像データに基づいて前記可動部の位置を検出する位置検出ステップと、
前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部の位置に基づいて前記可動部が移動目的地に到達したか否か判定する移動終了判定ステップと、
前記判定ステップで、前記可動部が移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを一時記憶し、前記可動部が移動を開始してから所定期間内に該移動目的地に到達しなかった場合、最後に解析された画像データを記憶して、複数の前記動作に含まれる各動作ステップの画像データを一時記憶する第1の画像記憶ステップと、
前記可動部の異常を検出する異常検出ステップと、
前記異常検出ステップで、異常が検出された場合には、前記一時記憶された画像データから、前記複数の動作ステップのうち、異常が検出された動作ステップと同一の動作ステップの画像データを複数の前記動作にわたって抽出して記憶する第2の画像記憶ステップと、
を有することを特徴とする監視制御方法。
An image acquisition step of dividing a single operation and moving through a plurality of operation steps, photographing a movable part that repeats the operation, and acquiring image data;
A position detecting step for detecting the position of the movable part based on the image data;
For each of the plurality of operation steps, a movement end determination step for determining whether or not the movable part has reached a movement destination based on the position of the movable part;
When it is determined in the determination step that the movable part has reached the moving destination, the image data used for the determination is temporarily stored , and the moving destination is within a predetermined period after the moving part starts moving. A first image storage step of storing the image data analyzed last and temporarily storing the image data of each operation step included in the plurality of operations;
An abnormality detection step of detecting an abnormality of the movable part;
If an abnormality is detected in the abnormality detection step, a plurality of image data of the same operation step as the operation step in which the abnormality is detected is selected from the temporarily stored image data . A second image storage step for extracting and storing over the operation ;
A monitoring control method characterized by comprising:
前記異常検出ステップは、前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部が移動を開始してから前記所定期間を経過しても前記移動目的地に到達しない場合、異常と判定する、請求項5に記載の監視制御方法。 6. The abnormality detection step determines that an abnormality occurs in each of the plurality of operation steps when the movable part does not reach the moving destination even after the predetermined period has elapsed after the movable part starts moving. The monitoring control method described in 1. 前記異常検出ステップは、前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部の位置に基づいて、前記可動部が予め定められた境界を越えて移動したと判定した場合に異常と判定する、請求項5に記載の監視制御方法。   The abnormality detection step determines that an abnormality is detected when it is determined that the movable part has moved beyond a predetermined boundary based on the position of the movable part for each of the plurality of operation steps. 5. The monitoring control method according to 5.
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