JPH02269587A

JPH02269587A - カメラ使用の自動移載装置

Info

Publication number: JPH02269587A
Application number: JP8856889A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kimura; 木村　伸治
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1990-11-02
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JP2894449B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、パレタイスされた箱、およびこれに類する形
状の荷を、移載用ロボットによりパレットに対して積み
卸しを行うときなどに採用されるカメラ使用の自動移載
装置に関するものである。

従来の技術従来のロボット使用の移載装置として、実開昭６１−１
．１．０６４０号公報に開示された移載装置が知られて
いる。この従来の移載装置においては、パレット上に積
載された荷の」二面に記した個有マークをイメージセン
サ−で検出し、これにより当該荷の種類と向き、ならび
に位置などの検出信号を制御装置に入力し、そして制御
装置において、荷の種類別に設定しであるデータのうち
の当該荷のデータ入力と前述した入力とを演算すること
によって、この荷に最も適した動作信号を移載用ロボツ
１−に与えている。また、パレットおよび荷はテーブル
リフター上に載置されており、このテーブルリフターに
よって荷の最上部の高さが、レベル検出装置により検出
されるレベルに調整されるように構成されている。

発明が解決しようとする課題しかし従来のロボット使用の移載装置では、移載用ロボ
ットによりパレット上の荷をデパレタイズ（荷卸し）し
ていくと荷の高さが段々を下がっていき、イメージセン
サ−の焦点が合わなくなることから、テーブルリフター
とレベル検出装置を必要としていた。特にテーブルリフ
ターは荷およびパレッ１への全荷重を支えて上下させる
ため大型なものとなり、コス１〜や点検保修の面で負担
が大きいという問題があった。

本発明は上記問題を解決するものであり、コス１へや点
検保修の負担を軽くしたカメラ使用の自動移載装置を提
供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段一■−記課題を解決するため本発明は、所定位置のパレ
ット上に積載された荷の上面のマークによりパレット上
の荷の配列を認識する手段として、ズームを取付けたカ
メラを面記所定位置上の天井面に設置し、認識された荷
の配列に基づいてロボットを駆動し、ロボットにより荷
の移載を行うものである。

作用上記構成により、カメラをパレッＩ−が載置される所定
位置上の天井面に設置したことによって、パレッ［〜全
体を見渡せ、１度に１段の荷の配列が認識され、ロボッ
１〜の制御手段にその位置座標がまとめて伝送される。

また、１段の荷のデパレタイズが終了する毎にズームに
よりカメラの焦点が合わされ荷の上面に設けられたマー
クが正確に認識される。

実施例以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のカメラ使用の自動移載装置の配置図、
第２図は同制御構成図である。

移載用ロボット１は、左の荷受台２にハンドリフ１−な
どを使用して搬送され載置されたパレット３上の平箱状
の荷４をバキュームハン＋：　Ｌ　Ａを使用して左のコ
ンベア５ヘデパレタイズを行い、同じく右の荷受台６に
載置された荷４を右のコンベア７ヘデパレタイズを行う
。左右の荷受台２，６の中心上の天井面にはそれぞれパ
レット３上を見渡すカメラ８，９が設置されており、そ
れぞれのカメラ８，９の画像信号は制御盤１０内に収納
された画像処理装置１１へ入力される。またカメラ８゜
９にはズーム（機構）が取付けられており、画像処理装
置１１からの位置信号に応じてカメラ８，９のレンズを
駆動してレンズの焦点合わせを行っている。

制御盤１０には、統括コン１〜ローラ１３に統括制御さ
れる、画像処理装置１１、ロボット］−のコン１〜ロー
ラ１２およびコンベア５，７のコン１〜ローラ１６が設
置されており、統括コンｌ−ローラ１３には入力用の設
定器１４および左右の］−段の荷４の配列などをそれぞ
れ表示するモニター１５が接続されている。

さらにロボットコン１−ローラ１２に接続されたコンヘ
アコン１〜ローラ１６にはカメラ８，９用の照明ランプ
１．７．１８が接続されている。

また、荷受台２，６のパレッ１〜３の搬入、搬出通路側
にはロボッＩ〜１の動作から作業員を守るための安全柵
２０，２］が設けられており、安全柵２０．２１には安
全柵２０または安全柵２１が開くとオフするりミツＩ−
スイッチ２２が設けられており、このリミットスイッチ
２２はロボッ（〜コントローラ１２に接続されている。

また、コンベア５，７の下流側にはそれぞれ荷４を検出
する光検出器２３　、２４が設けられ、これら光検出器
２３．２４の出力もロボットコントローラ１２に接続さ
れている。ロボットコン１−ローラ１２はこの光検出器
２３．２４の出力信号が一定時間連続して入力すること
により、コンベア満杯を検出している。

さらに、制御盤１０の扉の前面には、ロボッ１〜１およ
びコンベア５，７を非常停止させるための非常停止ボタ
ン２５、左右の荷受台２，６毎にデパレタイズ完了を示
す完了表示ランプ２６，２７および左のコンベア５など
に異常が発生したことを示す異常表示ランプ２８、右の
コンベア７などに異常が発生したことを示す異常表示ラ
ンプ２９が取付けられており、いずれもロボットコント
ローラ１２に接続されている。

パレット３上に積載される荷４の配列（以下パレットパ
ターンと称す）は、荷４の大きさなどにより、たとえば
第３図と第４図しこ示すように５段あるいは７段と変化
し、１段あたりの荷４の個数が７個や８個と変化する。

これらパレッ１〜パターンにはそれぞれパターンコード
が定められており、パターンコードによって荷４の高さ
ｈが定められ、さらに、パターンコードによって、第４
図（ａ）および（ｄ）に示すように、荷４の平面の配列
が段毎に交互に反転することにより、段交互の荷４毎平
面中心（Ｘ、ｙ）座標が定められている。なお、パレッ
ト３が矢印Ｂを前として荷受台２，６に載置されると、
平面の配列が逆となるので荷４の最上段の配列方向（Ａ
またはＢ）のデータが必要となる。

画像処理装置１１、統括コントローラＩ３、ロボットコ
ントローラ１２およびコンベアコントローラ１６の機能
を順に説明する。

画像処理装置１１は、統括コントローラ１３よりパレッ
ト３の最上段の荷４毎の（ｘ、ｙ、ｚ）座標（Ｚ座標は
高さ方向の座標）を−括して入力すると、Ｚ座標により
カメラ８，９のズーム位置を演算してカメラ８，９へ位
置信号を出力し、カメラ８．９から画像信号を入力する
と、第５図に示すように荷４の上面に設けられた個有マ
ーク３０を−・括して検出し、ズームの使用による画像
の水平力向の歪を予め高さ方向位置で学習していた歪に
より補正した後、荷４毎に中心座１９１（ｘ＋　ｙ）お
よびＸ座標からの荷４の長手方向の傾きθを演算して段
単位に一括して検出データ（Ｘｔ　ｙ＋　０）として統
括コントローラ１３へ出力する。

統括コントローラ１３は、予めパレットパターンのパタ
ーンコード毎にパレットパターンのデータ、すなわち段
交互の荷４毎中心（ｘｔ　ｙ）座標、荷４の高さｈのデ
ータを記憶しており、設定器１４から入力したパターン
コード、荷４の積付段数、最上段の配列方向および左右
の荷受台２，６のコード（左か右か）のデータを入力す
ると、パレットパターンを検索し荷４の最上段の荷４毎
の（ｘｔｙ、Ｚ）座標を演算して、パレットパターンを
左あるいは右のモニター１５へ出力する。そして、設定
器１４から作業開始指令信号が入力すると、画像処理装
置１１へ一括して上記（Ｘｙ　ｙｒＺ）座標を出力し、
画像処理装置１１より検出データ（ＸＩ　ｙｙＯ）を入
力すると、２座標データを付加して段毎の（ＸＩ　’ｊ
＋　Ｚｔ　ｅ’）からなる移載データを一括してロボッ
トコン１〜ローラＪ２へ出力する。またロボットコント
ローラ１２より段移載完了信号を入力すると、次段の（
ＸＩ　ｙｔＺ）座標を演算して上記動作を繰り返し、全
段の移載が完了すると完了表示ランプ２６．２７を点灯
する。また照明ランプ１７゜１８の点灯、消灯の制御な
どを行う。

ロボットコントローラＩ２は、段単位で入力した移載デ
ータ（ＸＩ　ｙ！　Ｚｌ　Ｏ）座標により荷４毎に順次
ロボット１のアームＩＢとハンドＩＡを駆動して荷４を
それぞれのコンベア５，７へ移載し、段単位の移載が終
了すると段移載完了を統括コントローラ１３へ出力する
。また、ロボット１−およびコンベア５，７を駆動する
ためのインターロックを有しており、非常停止ボタン２
５、安全柵２０．２１のリミッ１−スイッチ、コンベア
コントローラ１６あるいはコンベア５，７の異常を監視
し、光検出器２３．２４の信号を入力して後述するイン
ターロック動作時などの制御を行っている。

コンベアコントローラ１６は、ロボットコントローラ１
２からの、コンベア起動あるいは停止信号に応じてコン
ベア５，７を駆動し、さらに照明ランプ１７．１８の点
灯あるいは消灯信号に応じて照明ランプ１７．１８を点
灯あるいは消灯している。

上記構成による移載動作を、第６図の作業フローチャー
トにしたがって説明する。

パレットの搬入（ステップＪ−１）作業員は荷４を積載したパレット３をハンドリフトなど
を使用して荷受台２，６へ搬入して載置する。

安全柵閉（ステップＪ−２）作業員が安全柵２０．２１を閉じる。これによってロボ
ットコントローラ１２のインターロックが解除される。

データ入力（ステップＪ−３）統括コントローラ１３へ、設定器１４から、パターンコ
ード、荷４の積付段数、最上段の配列方向および左右の
荷受台２，６のコード（左か右か）のデータを入力する
。

パターン表示（ステップＪ−４）統括コントローラ１３は入力されたデータから、第３図
や第４図に示すパレットパターンを検索してモニター１
５へ表示する。

入カバターンの確認（ステップＪ　−５）作業員はモニ
ター１５に表示されたパレットパターンを確認し、入力
ミスを発見すれば再設定を行う。

次作業のデータ人力（ステップ、丁−６）バレッＩ〜パ
ターンを確認すると次の作業のデータを入力する。

作業開始の指示（ステップＪ−７）設定器１４から統括コントローラ１３へ作業開始指令信
号を入力する。

デパレタイズ作業（ステップ、ゴー　８　）デパレタイ
ズ作業を第７図のフローチャー１−にしたがって説明す
る。

まず、統括コントローラ１３は、作業開始指令信号が入
力されると、検索していたパレットパターンの最上段の
（ｘ、ｙ）座標と積付段数により求めた高さ方向のＺ座
標からなる（Ｘｙ　ｙＩＺ）座標を一括して画像処理装
置１１へ出力する。この（Ｘｙ　ｙＩＺ）座標データは
各荷受台２，６毎に出力される（ステップに−１）。さ
らにカメラ８゜９用の照明ランプ１．７．１８をオンす
る照明信号をロボットコントローラ１２へ出力する（ス
テップＫ　−２）。

ロボットコントローラ１２はこの照明信号を入力すると
、コンベアコントローラ１６へ転送し、コンベアコント
ローラ１６は照明ランプ１７．１８を点灯する（ステッ
プに−３）。

画像処理装置ＩＩは荷受台２，６毎の（Ｘ！　ｙ！Ｚ）
座標データを入力すると、まずＺ座標によりカメラ８，
９にズーム用の位置信号を出力し、カメラ８，９の焦点
を最上段の荷４の表面に合わせる（ステップに−４）。

カメラ８，９は画像処理装置１１へ、荷４の最上段の平
面画像を画像信号として出力する（ステップに−５）。

画像処理装置１１は、歪による画像のずれを補正した後
、画像のコン１−ラストにより荷４毎の個有マーク３０
を検出し、荷４毎に中心（ｘ、ｙ）座標およびＸ座標か
らの荷４の長手方向の傾きＯを演算して、−括して１段
単位に検出データ、たとえば左の荷受台２の検出データ
であれば、データ（ＸＬ□、ｙＩ、□。

０ＬＩ）　＋　　（ｘ＋、２１　ｙＬｚ＋　　１９Ｌ２
）　”’を統括コントローラ１３へ出力する（ステップ
に−６）。

統括コンＩ−ローラ１３は、画像処理装置１１から左右
の荷受台２，６上の荷４の最上段の検出データを入力す
ると、Ｚ座標データを付加して、左の荷受台２上の荷４
をコンベア５へ移載する移載データ　（ＸＬｔｔ　　ｙ
ｔ、１１　　ＺＬ＋　　０Ｌｔ）　　＋　　　（ＸＬ２
ｔ　　３’Ｌ２１ＺＬ＋　θＬ２）・・、および右の荷
受台６上の荷４をコンベア７へ移載する移載データ（Ｘ
Ｒｌｔ　ｙＲ１＋ＺＲｙ　０Ｒｔ）　＋　　（ＸＲｚ＋
　ｙＲｚｔ　ＺＲ＋　　ＯＲＪ　”’を１段単位に一括
してロボットコントローラ１２へ出力する（ステップに
−７）。

ロボットコントローラ１２は、上記左右の移載データが
入力されると、まず非常停止ボタン２５がオン、安全柵
２０，２］のリミットスイッチ２２がオン、コンベアコ
ントローラ１６あるいはコンベア５，７の異常のインタ
ーロック条件が入力していないことを確認して、コンベ
アコントローラ１６へコンベア起動信号を出力する（ス
テップに−８）。次−に、ロボットコントローラ１２は
左の荷受台２最−１−段の第１の荷４のデータを演算し
てロボッ１〜１へ出力する。すなわち、第５図に示すよ
うに、荷受台２の原点に相当する（　Ｘ　ｔ、　＋　Ｙ
　Ｌ　）座標を付加して、左駆動座標［（ｘ−ｔ、＋ｘ
Ｌ１）　ｊ　　（ＹＬ＋ｙ＋、ｔ）　＋ＺＬ、　ＯＬ□
〕を出力する。第５図において、Ｘ座標は荷受台２，６
に対向した座標、Ｙ座標はパレット３の搬入方向に沿っ
た座標、原点はロボッ１−１のアーム１Ｂ旋回の中心を
示す（ステップに−９）。

コンベアコントローラ１６はコンベア起動信号に基づい
て左右のコンベア５，７を起動しくステップに−１０）
、ロボッ１〜工は左駆動座標に基づいてアーム３−　Ｂ
を回転し、θｌ、□によりハンドＩＢの傾きを補正し、
第１の荷４を持ち上げ左のコンベア５へ移載する。移載
終了にて完了信号をロボットコントローラ１２へ出力す
る（ステップに−１１）　。

ロボットコントローラ１２はロボット１から完了信号を
入力すると、右荷受台６最上段の第１の荷４の右駆動座
標Ｃ（−Ｘ、Ｒ＋　ＸＲＩ）　ｔ　（Ｙ＋、＋ｙｕ□）
。

ＺＲ＋　　ＯＲ□〕を出力する。ロボッｌ−１にて右の
第１の荷４が右のコンベア７が移載されると、次に左の
第２の荷４、右の第２の荷４と左右交互に荷４をコンベ
ア５，７へ移載していく。そして、ロボットコン１ヘロ
ーラ１２は左右の荷受台２，６毎に最上段の荷４の移載
が終了すると段移載完了信号を統括コン１ヘローラ１３
へ出力する（ステップに９、に−１１，）。

統括コントローラ１３は段移載完了信号を入力すると、
全段移載完了かを確認しくステップに−１，２）、全段
移載完了でない場合、検索していたパレットパターンよ
り次段の（ｘ、ｙ）座標と次段の高さ方向のＺ座標から
なる（ｘｔ　ｙｔ　ｚ）座標データを画像処理装置１１
へ出力する。（ｘ、、ｙ）座標は荷の配列が逆になる。

以下、画像処理装置１１の検出データにより荷４の移載
が行われる。

統括コンミルローラ１３は、全段移載完了を確認すると
、ロボットコン１−ローラ１２を介してコンベアコント
ローラ１６へ照明ランプ１７．１８のオフ信号、および
コンベア５，７の停止信号を出力しくステップに−１３
）、照明ランプ１．７．１８は消灯し、コンベア５，７
は停止する（ステップに−１４）。

作業完了（ステップＪ−９）さらに、統括コントローラ１３は、左右の荷受台２．６
毎に、ロボットコントローラ１２の段移載完了信号を入
力して、最下段の荷４も移載されたこと、すなわち全段
移載完了を検出すると、ロボットコントローラ１２を介
して左の完了表示ランプ２６あるいは右の完了表示ラン
プ２７を点灯する。

パレット取出しくステップＪ−１，０）作業員は完了表
示ランプ２６あるいは２７の点灯を確認すると、安全柵
２０．２１を開いて空のパレット３をハンドリフタなど
を使用して取出す。そして、ステップＪ−１にて次に荷
４を積載したパレッ１〜３を搬入する。

以下、同様の動作が実行される。

ロボットコントローラ１２において異常を検知したとき
の動作について説明する。

まず光検出器２３の出力信号が一定時間連続して入力す
ると、左のコンベア５が満杯と判断して、左のコンベア
５への荷４の移載を光検出器２３の出力信号が無くなる
まで中断し、右のコンベア７への移載のみを行う。光検
出器２４の出力信号が一定時間連続して入力すると、左
のコンベア５への移載のみを行う。

また、コンベアコントーラーラ１６を介して左のコンベ
ア５あるいは右のコンベア７の異常を入力すると、異常
の発生したコンベアへの移載を異常が復旧するまで中断
するとともに、異常の発生したサイトの異常表示ランプ
２８あるいは２９を点灯する。

また、非常停止ボタンがオン、リミットスイッチ２２が
オフ（安全柵２０．２１開）、あるいはロボット１に異
常が生じた場合は、全移載動作を停止し、両異常表示ラ
ンプ２８．２９をともに点灯して作業員へ警告する。こ
の場合は、作業員が再設定を行い、作業開始指示を入力
することにより再起動される。

このように、カメラ８．９をパレッ１−３が載置される
荷受台２，６の中心」−の天井面に設置したＪ、ｂ　− ことより、カメラ８，９はパレット３上全体を見渡すこ
とができ、１−度に１段の荷の配列を画像処理装置Ｊ１
は認識することができ、よって、統括コントローラ１３
へ一度に検出データを送ることができ、データ伝送時間
を短くすることができる。また、１段の荷のデパレタイ
ズが終了する毎にズームによりカメラ８，９の焦点を合
わすことにより、荷４の上面に設けられた個有マーク３
０を正確に認識することができ、ロボット１の動きを正
確にすることができ、荷４の持ち上げ不良などの異常を
防止することができる。

なお、本実施例ではパレットパターン（荷４の配列）を
荷４毎の中心座標（ｘ、ｙ）と傾き０で認識しているが
、パレットパターンをパレット３の各段の荷４の中央テ
ープ１．９Ａの合計数および各荷４の中央テープ１９Ａ
の長さと巾にて認識することもできる。

この場合、画像処理装置１１は、カメラ８，９からの画
像信号から中央テープ１９Ａの数と中央テープ１９Ａ毎
の長さと巾を検出して統括コントローラ１３へ出力し、
統括コントローラ１３は入力した中央テープ１．９Ａの
数とから荷４の数を検出し、中央テープ１９Ａ毎の長さ
と巾を設定器１４がら入力したパターンコードによるパ
レットパターンのデータ（各段の荷４の中央テープ１９
Ａの合計数および各画４の中央テープ１９Ａの長さと巾
）と比較して、一致するとパターンコードによるパレッ
トパターンの（Ｘ＋　’／＋　Ｚ＋　Ｏ）からなる移載
データをロボットコントローラ１２へ出力する。

また、統括コントローラ１３はパレットパターンのデー
タが一致しないときはモニター１５へ表示し警報する。

発明の効果以上のように本発明によれば、カメラをパレットが載置
される所定位置−比の天井面に設置したことによって、
１度に１段の荷の配列を認識することができ、また認識
したデータを１度に送ることができ、データ伝送時間を
短縮することができる。

さらに］２段の荷のデパレタイズが終了する毎にズーム
によりカメラの焦点を合わすことにより、荷ｑの上面に設けたマークを正確に認識でき、よってロボッ
トの動きを正確にすることができ、荷の持ち上げ不良な
どの異常を防止することができる。

また、従来のようなテーブルリフターが不要となり、コ
ストや点検保修の面での負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示しており、第１
図はカメラ使用の自動移載装置の配置図、第２図はカメ
ラ使用の自動移載装置の制御構成図、第３図（ａ）〜（
ｃ）はそれぞれパレッ１−パターンを示す平面図、正面
図、側面図、第４図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれパレット
パターンを示す最上段の平面図、正面図、側面図、上か
ら２段目（次段）の平面図、第５図はロボットのアーム
およびハンドの位置決めを説明するための座標図、第６
図は作業フローチャート図、第７図はデパレタイズ作業
フローチャート図である。１　ロボット、２・・・荷受台（左所定位置）、３・パ
レッ１−１４　荷、６・荷受台（右所定位置）、８・・
・カメラ、９・・カメラ、１１・・・画像処理装置、１
２０．ロボッ１、コン１ヘローラ、１３・統括コントロ
ーラ、１４・・設定器。代理人　　　森　　本　　義　　弘昧聾響

Claims

【特許請求の範囲】

１、所定位置のパレット上に積載された荷の上面のマー
クによりパレット上の荷の配列を認識する手段として、
ズームを取付けたカメラを前記所定位置上の天井面に設
置し、認識された荷の配列に基づいてロボットを駆動し
、ロボットにより荷の移載を行うカメラ使用の自動移載
装置。