JP6870364B2 - マニピュレータおよび搬送物の判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、マニピュレータおよび搬送物の判定方法に関する。

近年、生産効率の向上のために生産ライン（例えば、加工ライン、組立ライン）の自動化が進んでいる。特許文献１には、ワークの一例であるバルブスプリングを箱から取り出して次工程に搬送するマニピュレータが開示されている。

特開平６−３２８３８４号公報

ところで、上述のようなマニピュレータの場合、例えば、マニピュレータが保持した搬送物の適切性（例えば、適切なワークであるか否か）、種類、または保持状態（例えば、上下関係）などの判定を自動的に行う手段を備えていない。このため、作業者は、上述の判定作業を目視により行う必要があった。このような目視による判定作業は生産効率を低下させる可能性がある。

本発明の目的は、搬送物の判定作業を自動化して生産効率の向上を図れる構造を実現することである。

本発明のうちマニピュレータに係る発明は、保持した搬送物を台に置き、搬送物の保持を解除した後、搬送物を再保持しつつ撮影位置まで移動するアーム部と、撮影位置においてアーム部に保持された搬送物を、撮影する撮像部と、撮像部が生成する画像データに基づいて搬送物の判定を行う制御部と、内部に複数個のコイル状のワークが配置された箱を、水平面に対して所定角度傾ける傾斜装置と、を備え、制御部は、傾けられた箱内にある複数個のコイル状のワークのうち、自身に対し箱の傾斜方向における上側に空間が存在するワークを、搬送物として選択し、アーム部は、選択された搬送物を保持し、その搬送物を空間側に移動させてから箱の外部へ移動させ、台に置く。

本発明のうち搬送物の判定方法に係る発明は、アーム部を備えたマニピュレータが搬送する搬送物を判定する搬送物の判定方法であって、内部に複数個のコイル状のワークが配置された箱を、水平面に対して所定角度傾け、傾けられた箱内にある複数個のコイル状のワークのうち、自身に対し箱の傾斜方向における上側に空間が存在するワークを、搬送物として選択し、アーム部により、選択された搬送物を保持し、その搬送物を空間側に移動させてから箱の外部へ移動させ、搬送物を台に置いた後、アーム部による搬送物の保持を解除し、アーム部により搬送物を再保持しつつ撮影位置まで移動し、撮像部により、撮影位置においてアーム部に保持された搬送物を撮影し、撮像部が生成する画像データに基づいて搬送物の判定を行う。

本発明のマニピュレータによれば、搬送物の判定作業を自動化して生産効率の向上を図れる。

アーム装置のみを取り出して示す斜視図 ワークの一例を示す図 ワークの変形例１を示す図 ワークの変形例２を示す図 ワークが配置される箱の一例を示す斜視図 箱にワークが入った状態の図３のＢ−Ｂ断面に相当する図 本発明に係る実施形態１のマニピュレータを撮像装置および仮置台を省略した状態で示す図 箱を傾けた状態を示す断面図 保持アーム部が箱の上方に移動した状態を示す図 保持アーム部が対象ワークの内径側に進入した状態を示す図 保持アーム部が対象ワークの内周面を保持した状態を示す図 対象ワークを保持した保持アーム部が傾斜方向の上方に移動した状態を示す図 対象ワークを保持した保持アーム部が対象ワークの軸方向に移動した状態を示す断面図 仮置台に対象ワークを仮置きした状態を示す図 対象ワークと保持アーム部との位置を調整した後の状態を示す図 仮置台に仮置きした対象ワークを再保持した状態を示す図 対象ワークを撮影位置に移動させた状態を示す図 対象ワークの撮影範囲に対する位置が不適切な場合の一例を示す図 実施形態１のマニピュレータが使用される工程およびその前工程に関するフローチャート 実施形態１のマニピュレータの動作に関するフローチャート

以下、本発明に係るマニピュレータの構造について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明に係るマニピュレータの一例であり、本発明は実施形態により限定されるものではない。

[１ 実施形態１]
図５Ａ乃至８を参照して、実施形態１に係るマニピュレータＡについて説明する。なお、以下の説明において、前後方向はマニピュレータＡに関する前後方向（図５Ａおよび図１の矢印ａｂの方向）をいう。「前方」は図１および図５Ａに矢印ａで示す方向をいう。「後方」は図１および図５Ａに矢印ｂで示す方向をいう。

また、上下方向はマニピュレータＡに関する上下方向（図１および図５Ａの矢印ｅｆの方向）をいう。以下の説明において、単に「上方」といった場合には、図１および図５Ａに矢印ｅで示す方向をいう。単に「下方」といった場合には、図１および図５Ａに矢印ｆで示す方向をいう。

なお、前後方向および幅方向は水平方向に平行であってもよいし、平行でなくてもよい。上下方向は垂直方向に平行であってもよいし、平行でなくてもよい。

[１．１ マニピュレータが使用される工程について]
本実施形態のマニピュレータＡは、コイル状のワークの自動組立装置にワークを供給する工程で使用される。具体的には、例えば、本実施形態のマニピュレータＡは、内燃機関に組み込まれるバルブの自動組立装置にバルブスプリングを供給する工程で使用される。以下、本実施形態のマニピュレータＡが使用される工程について簡単に説明する。

[１．２ ワークの搬送状態について]
先ず、本実施形態で搬送対象となるワークＷ（図２Ａ参照）は、例えば、バルブスプリングなどのコイル状のワークである。ワークＷの軸方向における一方の端部（本実施形態の場合、下端部）には、塗料などの目印Ｍ１（図２Ａの斜格子部分）が付されている。なお、目印Ｍ１は塗料以外でもよい。目印Ｍ１は、ワークＷの軸方向における一方の半部（すなわち、図２Ａの上半部または下半部）にのみ付されているのが好ましい。

目印Ｍ１の形成方法の一例として、例えば、ワークＷの軸方向における一方の端部を塗料に浸漬する方法が挙げられる。ただし、目印Ｍ１の形成方法は上記方法に限定されない。なお、図２Ａには、ワークＷの径方向における外面に形成された目印Ｍ１のみが示されている。ワークＷの径方向における内面には、目印を設けてもよいし、設けなくてもよい。

図２Ｂおよび図２Ｃは、ワークの変形例１および変形例２を示している。図２Ｂに示す変形例１のワークＷａは、バルブスプリングであって軸方向における長さ寸法がワークＷよりも大きい。ワークＷａの軸方向における一方の端部（本実施形態の場合、下端部）には、目印Ｍ１とは異なる色の塗料からなる目印Ｍ２（図２Ｂの斜格子部分）が付されている。

図２Ｃに示す変形例２のワークＷｂは、バルブスプリングであって軸方向における長さ寸法がワークＷおよびワークＷａよりも大きい。ワークＷｂの軸方向における一方の端部（本実施形態の場合、下端部）には、目印Ｍ１、Ｍ２とは異なる色の塗料からなる目印Ｍ３（図２Ｃの斜格子部分）が付されている。以上のように、ワークＷ、Ｗａ、Ｗｂは、目印Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の色により識別される。

図３および図４に示すように、バルブスプリングなどのワークＷ（図２Ａ参照）は、上方が開口した箱４の内側に配置された状態で組立工場に搬入される。具体的には、複数個のワークＷは縦横方向に整列した状態で箱４の内側に配置されている。

以上のようなワークＷは、図４に示す状態で、搬送コンベア（図示省略）に乗って所定位置（後述する、旋回装置２の載置台２１）まで運ばれてくる。

[１．３ マニピュレータの概容について]
以下、本実施形態のマニピュレータＡの概要を説明する。本実施形態のマニピュレータＡは、保持した搬送物（具体的には、後述する対象ワークＷＴ）を台（具体的には、後述する仮置台７）に置き、上記搬送物の保持を解除した後、上記搬送物を再保持しつつ撮影位置まで移動するアーム部（具体的には、後述する保持アーム部１３）と、上記撮影位置において上記アーム部に保持された上記搬送物を、撮影する撮像部（具体的には、後述する第一撮像装置８）と、上記撮像部が生成する画像データに基づいて上記搬送物の判定を行う制御部（具体的には、後述する制御装置３）と、を備える。

なお、上記判定の一例として、例えば、上記搬送物が適切なワークであるか否かの判定が挙げられる。具体的には、上記判定は、搬送物がワークであるか否かの判定であってよい。また、上記判定は、搬送物の種類に関する判定であってもよい。さらに、上記判定は、上記アーム部に対する上記搬送物の保持状態に関する判定であってもよい。保持状態に関する判定として、例えば、搬送物の上下関係が適切であるか否かの判定が挙げられる。

[１．４ マニピュレータの具体的構造について]
次に、図５Ａ乃至図５Ｋを参照して、本実施形態のマニピュレータＡの具体的構造について説明する。マニピュレータＡは、アーム装置１と、旋回装置２と、仮置台７と、第一撮像装置８と、制御装置３と、を備えている。

[１．４．１ アーム装置について]
アーム装置１は、三次元的に移動して、箱４の内部空間に配置されたワークＷを箱４から取り出すことができる。具体的には、アーム装置１は、多関節アーム部１１と、取付チャック部１２と、アーム部の一例である保持アーム部１３と、を備えている。

以下のアーム装置１の説明において特に断らない限り、軸方向といった場合には、保持アーム部１３における軸方向（図１、５Ａの矢印ｇの方向）をいう。また、径方向といった場合には、保持アーム部１３の中心軸（図１、５Ａの矢印ｇを通る軸）を中心とした仮想円における径方向をいう。さらに、周方向といった場合には、上記仮想円における周方向をいう。

多関節アーム部１１は、複数個（例えば、３個）のアーム要素１１０と、アーム要素１１０同士を連結する関節部１１１と、を備えている。

関節部１１１は、関節駆動部（図示省略）により駆動されることにより、アーム要素１１０同士を屈曲（つまり、旋回運動）あるいは相対回転させる。このようにして多関節アーム部１１は、保持アーム部１３を三次元的に移動させる。上記関節駆動部の動作は制御装置３により制御される。なお、多関節アーム部１１の構造は、上述の場合に限定されず、従来から知られている各種構造を採用できる。

上述の多関節アーム部１１の基端部は固定部（図示省略）に固定されている。一方、多関節アーム部１１の先端部には、後述する取付チャック部１２が固定されている。

取付チャック部１２は、チャック基部１２１と、開閉機構１２２と、を備えている。
チャック基部１２１の基端部（図１、５Ａの上端部）は多関節アーム部１１の先端部に固定されている。

開閉機構１２２は、チャック基部１２１の先端部（図１、５Ａの下端部）に、周方向に１２０°ずれた状態で放射状に配置された３個のアクチュエータ１２２ａにより構成されている。

アクチュエータ１２２ａには、後述する保持アーム部１３の爪部１３１の基端部が締結用部品（例えば、ボルト、ボルトとナットの組）により固定されている。開閉機構１２２が駆動すると、アクチュエータ１２２ａが、アクチュエータ１２２ａに固定された部材（本実施形態の場合、後述する爪部１３１）を放射方向に変位させる。

開閉機構１２２の動作は制御装置３により制御される。なお、アクチュエータ１２２ａは、例えば、空圧式、油圧式、あるいは電気式の各種アクチュエータを採用できる。

保持アーム部１３は周方向に１２０°ずれた状態で配置された３個の爪部１３１を備えている。爪部１３１の基端部（図１、５Ａの上端部）はアクチュエータ１２２ａに固定されている。つまり、１個のアクチュエータ１２２ａに対して１個の爪部１３１が固定されている。

保持アーム部１３は、開閉機構１２２が駆動していない状態で、径方向および周方向において爪部１３１同士が最も近接した状態（以下、「閉状態」という）となる（図１、５Ａ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｈ、５Ｉに示す状態）。

一方、保持アーム部１３は、開閉機構１２２が駆動している状態で、径方向および周方向において爪部１３１同士が最も離隔した状態（以下、「開状態」という）となる（図５Ｅ乃至５Ｇ、および、図５Ｊ、５Ｋに示す状態）となる。なお、保持アーム部１３の開状態における爪部１３１同士の距離は、ワークＷの内径に応じて適宜調整される。

アーム装置１は、図示しない位置検出部を備えており、位置検出部により検出された自身の位置データを、後述する制御装置３に出力する。なお、位置データの出力は、例えば、アーム装置１に設けられた制御部（図示省略）が行う。

[１．４．２ 旋回装置について]
旋回装置２は、箱４を、図５Ａの矢印ｈｉの方向（以下、単に「旋回方向」という）に旋回させることができる。具体的には、旋回装置２は、載置台２１と、エアシリンダ２２と、を備えている。なお、旋回方向における一方側といった場合には、図５Ａの矢印ｈの方向をいう。

載置台２１は、上下方向視で略矩形の板状部材である。
エアシリンダ２２は、下端部が固定部（図示省略）に固定されている。エアシリンダ２２は、シリンダ部２２ａと、ピストン部２２ｂと、を備えている。ピストン部２２ｂの上端部は、載置台２１の下面にヒンジ２３を介して結合されている。

シリンダ部２２ａの第一シリンダ空間に圧縮空気が供給されると、ピストン部２２ｂが上方に変位して、載置台２１が図５Ａに二点鎖線で示す状態から実線で示す状態に旋回する。換言すれば、載置台２１が水平面（図５Ａに一点鎖線αで示す面）に対して、所定角度θだけ傾く。この状態における載置台２１の傾斜方向（図５Ａに一点鎖線βで示す方向）は、載置台２１に載置された箱４の傾斜方向ともいう。

なお、本実施形態の場合、箱４の横方向（図５Ａの表裏方向）が、箱４の旋回中心軸５（図５Ａ参照）と平行となる状態で箱４を傾けている。ただし、箱４を傾ける態様は本実施形態の場合に限定されない。例えば、箱４の横方向と箱４の旋回中心軸５とが平行ではない状態で、箱４を傾けてもよい。この場合には、旋回中心軸５に直交し、かつ、水平面に対して所定角度θだけ傾いた方向が傾斜方向である。

すなわち、載置台２１は、ピストン部２２ｂの上下方向変位にともない、載置台２１の後端部（換言すれば、旋回中心軸５）を支点（旋回中心）として図５Ａの矢印ｈの方向に旋回する。従って、載置台２１の上面に載置された箱４の上側開口部は斜め後上方を向く。

旋回装置２は、箱４が載置台２１の上面に載置されたことを示すデータ（以下、「箱載置データ」という）を、後述する制御装置３に出力する。なお、箱載置データの出力は、例えば、旋回装置２に設けられた制御部（図示省略）が行う。

仮置台７は、水平な上面を有し、上記アーム装置１の移動範囲内に設けられている。仮置台７は、任意の位置に設けることができる。例えば、後述する第一撮像装置８が載置された撮影用載置台８１の一部を仮置台７としてもよい。

第一撮像装置８は、撮像部の一例であって、撮影用載置台８１に固定されている。第一撮像装置８は仮置台７の周囲に設けられていると好ましい。第一撮像装置８は、撮影位置において保持アーム部１３に保持されたワークＷ（後述する、対象ワークＷＴ）を、撮影する。このような第一撮像装置８の撮影動作は、後述する制御装置３の撮像制御部３４により制御される。第一撮像装置８は、生成した画像データを後述する制御装置３に出力する。

[１．４．３ 制御装置について]
制御装置３は、例えば図示しない、入力端子、出力端子、マイコン、プログラムメモリ、およびメインメモリなどにより構成する。マイコンは、プログラムメモリからプログラムを読み出して、メインメモリを用いてプログラムを実行することにより、アーム装置１および旋回装置２の動作を制御する。なお、制御装置３の機能は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの論理回路、あるいは、プログラムとして実現されてもよい。

制御装置３は、傾斜制御部３１と、ワーク選択部３３と、アーム制御部３２と、撮像制御部３４と、を機能ブロックとして含む。各機能ブロック３１、３３、３２、３４は、例えば、プログラムを実行するマイコンにより実現される。各機能ブロック３１、３２、３３、３４の機能については後述する。

[１．５ マニピュレータの動作について]
以下、本実施形態のマニピュレータＡの動作について説明する。

まず、図７のステップＳ１において、作業者は、ワークＷが入った箱４（図４参照）を搬送コンベア（図示省略）に乗せる。この作業は作業者の手作業により行われる。なお、以下では、次工程である組付け工程で組付けられるワークが、図２Ａに示すワークＷである場合について説明する。

図７のステップＳ２において、搬送コンベア上の箱４は、マニピュレータＡにおける旋回装置２の載置台２１の上面まで搬送される。

図７のステップＳ３において、マニピュレータＡが箱４の中からワークＷを取り出す。そして、マニピュレータＡがワークＷを次工程（例えば、組付け工程）に供給する。

以下、図８を参照して、箱４の中からワークＷを取り出して次工程に搬送する際のマニピュレータＡの動作について説明する。図８は、図７のステップＳ３におけるマニピュレータＡの具体的な動作に関するフローチャートである。

なお、以下で説明するマニピュレータＡの動作は制御装置３により制御される。具体的には、旋回装置２の動作は、傾斜制御部３１に制御される。アーム装置１の動作は、アーム制御部３２に制御される。後述する図８のＳ３０７の、対象ワークＷＴを選択する処理は、ワーク選択部３３に制御される。更に、第一撮像装置８の撮影動作は、撮影制御部３４に制御される。

図８のＳ３０１において、箱４が載置台２１の上面に搬送されると、旋回装置２は、箱４が載置台２１の上面に載置されたことを示すデータ（以下、「箱載置データ」という）を制御装置３（具体的には、傾斜制御部３１）に出力する。なお、制御装置３が箱載置データを取得する方法は、上述の場合に限定されない。制御装置３は箱載置データを何らかの方法で取得すればよい。

つぎに、図８のＳ３０２において、制御装置３が箱載置データを受信すると、制御装置３は旋回装置２を作動させる制御を行う。旋回装置２が作動すると、載置台２１が図５Ａに二点鎖線で示す状態から実線で示す状態に旋回する。箱４は載置台２１とともに旋回して図５Ａおよび図５Ｂに示す状態となる。

図５Ａおよび図５Ｂに示す状態において、箱４は、水平面（図５Ａの一点鎖線矢印αを含む面）に対して所定角度θ（図５Ａ参照）だけ、図５Ａの反時計周りの方向に傾いている。

図５Ａおよび図５Ｂに示す状態において、箱４内のワークＷは、箱４の傾斜方向（図５Ａに一点鎖線βで示す方向）における下側に移動している。この状態で、箱４内のワークＷのうち傾斜方向において最も上側に配置された横ワーク列ＷＳと、箱４の側壁のうち傾斜方向における上側に配置された第一側壁４１の内面との間には、空間４２が形成される。

空間４２の傾斜方向に関する長さ寸法Ｌ_１（図５Ｂ参照）は、横ワーク列ＷＳと、対象ワークＷＴの傾斜方向における下側に配置されている他のワークＷとの重なり部分（つまり、絡まっている部分）の傾斜方向に関する長さ寸法Ｌ_２（図５Ｂ参照）よりも大きい（Ｌ_１＜Ｌ_２）。

なお、箱４内のワークＷのうち、箱４の横方向（図５Ａの表裏方向）に並べられた複数個のワークＷにより構成されるワークＷの列が、横ワーク列ＷＳである。一方、箱４内のワークＷのうち、箱４の縦方向（本実施形態の場合、傾斜方向に一致）に並べられた複数個のワークＷにより構成されるワークＷの列が、縦ワーク列ＷＬである。

次に、図８のＳ３０３において、旋回装置２は箱旋回動作の完了に関するデータ（以下、「旋回完了データ」という）を制御装置３に出力する。

次に、図８のＳ３０４において、制御装置３が旋回完了データを受信すると、制御装置３（具体的には、アーム制御部３２）はアーム装置１を作動させる制御を行う。なお、以下で説明するアーム装置１の動作は、制御装置３（つまり、アーム制御部３２）が関節部１１１に設けられた関節駆動部（図示省略）、および、取付チャック部１２の開閉機構１２２を制御することにより行われる。

次に、図８のＳ３０５において、アーム装置１が作動すると、多関節アーム部１１が保持アーム部１３を箱４の上方まで移動させる（図５Ｃ参照）。なお、図５Ｃに示す状態で、保持アーム部１３（例えば、保持アーム部１３の下端）と箱４（例えば、箱４の上端）との上下方向に関する距離Ｈ_１は一定であってよい。

次に、図８のＳ３０６において、取付チャック部１２に固定されたカメラなどの第二撮像装置６により、箱４の内側に配置されたワークＷを箱４の上方から撮影する。第二撮像装置６により撮影された画像データは制御装置３に出力される。

次に、図８のＳ３０７において、制御装置３が第二撮像装置６から画像データを受信すると、制御装置３（具体的には、ワーク選択部３３）は、上記画像データに基づいて、搬送物の一例である対象ワークＷＴを選択する。対象ワークＷＴは、箱４内の複数個のワークＷのうち傾斜方向における上側に空間４２が存在するワークＷである。本実施形態の場合、傾斜方向において最も上側に配置された横ワーク列ＷＳを構成するワークＷのうちの一つが対象ワークＷＴとして選択される。

次に、図８のＳ３０８において、対象ワークＷＴが選択されると、保持アーム部１３における爪部１３１が対象ワークＷＴの内径側に上方から進入する（図５Ｄ参照）。この状態において、保持アーム部１３は閉状態である。

次に、図８のＳ３０９において、保持アーム部１３における爪部１３１同士が、径方向および周方向に離れるように作動して、保持アーム部１３が開状態となる（図５Ｅ参照）。この結果、保持アーム部１３の爪部１３１が、対象ワークＷＴに対して対象ワークＷＴの内径側から当接して、対象ワークＷＴが保持アーム部１３に保持される（図５Ｅ参照）。

次に、図８のＳ３１０において、保持アーム部１３が、傾斜方向における上側（図５Ｅの矢印β_１の方向）に移動する。このような保持アーム部１３の移動にともない、保持アーム部１３に保持された対象ワークＷＴも傾斜方向における上側に移動する。

換言すれば、保持アーム部１３の移動にともない、対象ワークＷＴが空間４２側に移動する（図５Ｆ参照）。この結果、対象ワークＷＴの、対象ワークＷＴの傾斜方向における下側に配置されている他のワークＷとの軸方向の重なり（つまり、絡まり）が解消される。

次に、図８のＳ３１１において、保持アーム部１３が、保持アーム部１３の軸方向における一方側（図５Ｆに矢印ｇ_１で示す方向）に移動する。この結果、保持アーム部１３が、箱４の内部空間から外部空間に移動して、対象ワークＷＴが箱４から取出される（図５Ｇ参照）。なお、対象ワークＷＴが箱４から取り出された後の状態で、空間４２は、箱４の内部空間のうち対象ワークＷＴが配置されていた部分だけ拡大する。

次に、図８のＳ３１２において、保持アーム部１３が仮置台７の上方に移動した後、対象ワークＷＴを仮置台７に仮置きする。この状態で、保持アーム部１３は対象ワークＷＴの保持を一時的に解除する（図５Ｈ参照）。

次に、図８のＳ３１３において、保持アーム部１３と対象ワークＷＴとの位置調節を行う。位置調節は、例えば、対象ワークＷＴと保持アーム部１３との、対象ワークＷＴの軸方向（図５Ｈの上下方向）における位置を適切にする（図５Ｉ参照）。以上のような対象ワークＷＴの仮置きおよび再保持を行う理由については後述する。

次に、図８のＳ３１４において、保持アーム部１３により対象ワークＷＴを再保持する（図５Ｊ参照）。図５Ｊに示す状態では、保持アーム部１３と対象ワークＷＴとの位置関係が、対象ワークＷＴを仮置台７に仮置きする前の状態（図５Ｇに示す状態）と異なる。

次に、図８のＳ３１５において、保持アーム部１３は撮影位置に移動する。そして、第一撮像装置８は、上記撮影位置において保持アーム部１３に保持された対象ワークＷＴを撮影する。その後、第一撮像装置８は、生成した画像データを制御装置３に出力する。このような第一撮像装置８の動作は制御装置３の撮像制御部３４により制御される。

なお、第一撮像装置８には所定の撮影範囲が設定されている。本実施形態の場合、上記撮影範囲における縦方向（図５Ｋの上下方向）の範囲は、図５Ｋに二点鎖線Ｌ_１と二点鎖線Ｌ_２との間である。一方、上記撮影範囲における横方向（図５Ｋの表裏方向）における範囲は、対象ワークＷＴの外径寸法よりも大きく設定されている。

本実施形態の場合、図５Ｋに示す状態で、保持アーム部１３に対する対象ワークＷＴの位置が適切な場合には、対象ワークＷＴのうち、対象ワークＷＴの軸方向における一方側の半部（図５Ｋの下半部）が、上記撮影範囲に入る。一方、対象ワークＷＴのうち、対象ワークＷＴの軸方向における他方側の半部（図５Ｋの上半部）は、上記撮影範囲に入らない。

以下、図８のＳ３１３で対象ワークＷＴを仮置台７に仮置きする理由、および、図８のＳ３１４で保持アーム部１３と対象ワークＷＴとの位置調節を行う理由について説明する。

上述の図８のＳ３１５において、保持アーム部１３に対する対象ワークＷＴの位置が不適切だと、保持アーム部１３が上記撮影位置まで移動した際、対象ワークＷＴの上記撮影範囲に対する位置が不適切になる場合がある（図６参照）。すなわち、図６に示す状態では、対象ワークＷＴのうち、目印Ｍ１が付された部分が撮影範囲の下限位置（図６の二点鎖線Ｌ_２）よりも下方に位置している。

図６に示す状態で、第一撮像装置８が対象ワークＷＴを撮影して生成した画像データには、目印Ｍ１に関する情報が含まれない。従って、このような不適切な画像データに基づいて、後述する制御装置３による判定（換言すれば、識別）が行われると、その結果も不適切になる。

そこで、保持アーム部１３が上記撮影位置まで移動した際に、対象ワークＷＴの上記撮影範囲に対する位置が適切になるように、図８のＳ３１３およびＳ３１４の処理を行っている。

なお、保持アーム部１３に対する対象ワークＷＴの位置が不適切になる理由としては、例えば、図８のＳ３０５において、保持アーム部１３が箱４の上方に移動した状態（図５Ｃ参照）で、箱４内の各ワークＷと保持アーム部１３との上下方向における距離が異なることが挙げられる。

図５Ｃに示す状態で、箱４内の各ワークＷと保持アーム部１３との上下方向における距離が異なる理由としては、例えば、箱４の底部の塑性変形、各ワークＷ同士の絡まりなどが挙げられる。

次に、図８のＳ３１６において、制御装置３は、第一撮像装置８の画像データに基づいて対象ワークＷＴの判定を行う。具体的には、本実施形態の場合、対象ワークＷＴが、次工程で組付けるワークとして適切なワークであるか否かを判定する。

以下、上記判定の方法の一例について簡単に説明する。先ず、制御装置３は、制御装置３に記憶されているワークに関する情報から、次工程で組付けるワークに付されている目印の色情報を読み出す。本実施形態の場合、次工程で組付けるワークは、図２Ａに示すワークＷであるため、上記目印の色情報は、ワークＷの目印Ｍ１と同じ色となる。

次に、上記画像データ内に上記色情報と同じ色の部分が、所定の閾値よりも多く存在しているか否かを判定する。そして、上記色の部分が所定の閾値以上である場合に、対象ワークＷＴの種類が正しいと判定する。

一方、画像データ内の上記色の部分が所定の閾値より小さい場合には、対象ワークＷＴの種類が誤っていると判定する。なお、所定の閾値は、撮影範囲とワークに付された目印の大きさとの関係を考慮して適宜設定する。上述の判定は、上記画像データにおける上記色情報と同じ色の部分の有無に基づいて行ってもよい。以上のように、本実施形態によれば、例えば、図２Ａ乃至図２Ｃに示すワークＷ、Ｗａ、Ｗｂを、各ワークＷ、Ｗａ、Ｗｂに付された目印Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の色に基づいて識別可能である。

本実施形態の場合、対象ワークＷＴは、対象ワークＷＴの軸方向における一方の端部（本実施形態の場合、下端部）にのみ目印Ｍ１が付されている。このような対象ワークＷＴに対して、第一撮像装置８は、対象ワークＷＴの軸方向における一方側の半部のみを撮影する。このため、上記色の部分が所定の閾値以上である場合には、対象ワークＷＴの種類が正しいと判定するとともに、対象ワークＷＴの上下方向における向きを判定できる。

そして、図８のＳ３１６において、対象ワークＷＴが適切なものと判定された場合には、Ｓ３１７において、対象ワークＷＴが次工程（例えば、組付け工程）に供給される。なお、図８のＳ３１６において、対象ワークＷＴが不適切なものと判定された場合には、対象ワークＷＴは次工程（例えば、組付け工程）に供給されない。この場合には、例えば、対象ワークＷＴが不適切であることを通報部（図示省略）により作業者に通報するとともに、不適切と判定された対象ワークＷＴを所定の場所に移動させてもよい。

[１．５ 付記]
上述の本実施形態の場合、旋回装置２により箱４を傾けることにより、空間４２が形成される。ただし、これに限らず、例えば、搬送時の横方向への振動でワークＷが箱４内で偏ることで、空間４２が形成されることもある。

また、旋回装置２の載置台２１を旋回させるアクチュエータは、上述のエアシリンダ２２に限定されない。載置台２１を旋回させるアクチュエータは、例えば、油圧式アクチュエータあるいはソレノイド式アクチュエータなどでもよい。また、載置台２１を旋回させるアクチュエータは、ロータリアクチュエータなどでもよい。

アーム装置１の構造は、本実施形態の場合に限定されない。例えば、保持アーム部１３の爪部１３１の形状または数は、本実施形態の場合と異なっていてもよい。

対象ワークは、本実施形態のコイル状のワーク（例えば、バルブスプリング）に限定されない。対象ワークとしては、例えば、軸状、筒状だけでなく、アーム部で保持可能な各種形状のワークが挙げられる。この場合には、上述の旋回装置２はワークの形状を考慮しつつ適宜設ければよい。

[１．６ 実施形態１の作用・効果]
本実施形態によれば、上述のように、保持アーム部１３に保持されたワークＷの判定作業を自動化できるため、生産効率の向上を図れる。

特に、本実施形態の場合、図８のＳ３１２において対象ワークＷＴを仮置台７に仮置きした後、図８のＳ３１３において保持アーム部１３と対象ワークＷＴとの位置調節を行うように構成している。この構成により保持アーム部１３に対する対象ワークＷＴの位置の適正化を図り、上記撮影位置において保持アーム部１３に保持された対象ワークＷＴが、第一撮像装置８の撮影範囲に適切に入るようにしている。この結果、図８のＳ３１２およびＳ３１３の動作を行わない場合と比べて、搬送物である対象ワークＷＴの判定を効率よく行うことができる。なお、図８のＳ３１２およびＳ３１３の動作を行わない場合に生じる問題については、図６を参照して上述した通りである。

本発明のマニピュレータおよび搬送物の判定方法は、各種ワークの生産ラインに適用できる。

Ａ マニピュレータ
１ アーム装置
１３ 保持アーム部
１３１ 爪部
２ 旋回装置
７ 仮置台
８ 第一撮像装置
３ 制御装置
３１ 傾斜制御部
３２ アーム制御部
３３ ワーク選択部
３４ 撮影制御部
４ 箱
４２ 空間
Ｗ ワーク
Ｍ１ 目印
ＷＴ 対象ワーク

Claims (3)

1. 保持した搬送物を台に置き、前記搬送物の保持を解除した後、前記搬送物を再保持しつつ撮影位置まで移動するアーム部と、
   前記撮影位置において前記アーム部に保持された前記搬送物を、撮影する撮像部と、
   前記撮像部が生成する画像データに基づいて前記搬送物の判定を行う制御部と、
   内部に複数個のコイル状のワークが配置された箱を、水平面に対して所定角度傾ける傾斜装置と、を備え、
   前記制御部は、傾けられた前記箱内にある前記複数個のコイル状のワークのうち、自身に対し前記箱の傾斜方向における上側に空間が存在するワークを、前記搬送物として選択し、
   前記アーム部は、選択された前記搬送物を保持し、該搬送物を前記空間側に移動させてから前記箱の外部へ移動させ、前記台に置く、
   マニピュレータ。
2. 前記搬送物は、前記搬送物の所定方向における半部に目印を有し、
   前記撮像部は前記搬送物の前記半部を撮影し、
   前記制御部が、前記画像データ内の前記目印の情報に基づいて前記搬送物が適切なワークであるか否かを判定する、請求項１に記載のマニピュレータ。
3. アーム部を備えたマニピュレータが搬送する搬送物を判定する搬送物の判定方法であって、
   内部に複数個のコイル状のワークが配置された箱を、水平面に対して所定角度傾け、
   傾けられた前記箱内にある前記複数個のコイル状のワークのうち、自身に対し前記箱の傾斜方向における上側に空間が存在するワークを、前記搬送物として選択し、
   前記アーム部により、選択された前記搬送物を保持し、該搬送物を前記空間側に移動させてから前記箱の外部へ移動させ、
   前記搬送物を台に置いた後、前記アーム部による前記搬送物の保持を解除し、
   前記アーム部により前記搬送物を再保持しつつ撮影位置まで移動し、
   撮像部により、前記撮影位置において前記アーム部に保持された前記搬送物を撮影し、
   前記撮像部が生成する画像データに基づいて前記搬送物の判定を行う、
   搬送物の判定方法。

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