JPH10139146A - トラッキングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンベヤで搬送中のワークが、画像の読取位
置から把持位置までの搬送中は動かないようにし、ワー
クの把持の際は容易に把持できるトラッキングシステム
の提供。 【解決手段】搬送板１２の表面に、ワークを部分的に粘
着させる突起（図示せず）を有する粘着性シート２６を
取り付けてある。このため、ワークは、その突起に粘着
された状態で搬送され、撮像装置３の撮像位置からワー
クの把持位置までの搬送中は粘着された状態を維持し、
搬送板１２上のワークが把持位置に到来したときに、位
置ずれを起こすことなく確実にワークを把持できる。し
かも、ワークは、突起により部分的に粘着されて粘着力
が比較的小さいので、ロボットに把持されるときには、
突起からワークを円滑かつ容易に分離できる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンベヤ上を搬送
中のワークを撮像装置で撮影し、この撮影した画像を利
用してコンベヤ上のワークをロボットが把持し、所定位
置に位置決めさせるトラッキングシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトラッキングシステムは、ワーク
を搬送するコンベヤと、このコンベヤの上方に配置さ
れ、コンベヤで搬送中のワークを撮影する撮像装置と、
この撮像装置で撮影した画像からワークを認識する画像
処理装置と、このワークの画像認識結果に基づき、コン
ベヤの下流側でワークを把持（ピックアップ）し、所定
位置へ整列させるロボットなどから構成されている。こ
のような構成からなるトラッキングシステムでは、コン
ベヤの上流側にワークがランダムに投入され、ワークが
コンベヤにより撮像装置の真下まで搬送されてくると、
撮像装置がワークを撮影し、この撮影された画像が画像
処理装置に取り込まれる。画像処理装置は、コンベヤの
下流側でワークをピックアップするために、ワークの撮
影位置とその形状などを認識する。ワークは、その撮影
位置から下流側に所定距離だけ移動すると、コンベヤの
上方で待機するロボットのハンドがワークを把持したの
ち、所定の位置まで搬送して位置決めされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トラッキン
グシステムで処理の対象となるワークは、その大きさや
形状が様々である。しかし、従来は、ワークを搬送する
手段としてベルトコンベヤが使用されているので、例え
ばワークが丸形の小容器のような場合には、搬送中のワ
ークがベルトコンベヤ上を転がってしまうという不都合
があった。このため、撮像装置で撮影後のワークが、把
持位置まで搬送する間に転がってしまうと、ワークの撮
影位置を基準に求められるワークの把持位置（ピックア
ップ位置）でロボットのハンドがワークを把持しようと
しても、ワークが把持位置に未到達であったり、行き過
ぎたりしてしまい、ロボットのアームがワークを的確に
把持できないという不都合がある。そこで、これを解決
するために、搬送装置のベルトの表面に粘着性シートを
貼り付け、ベルトでワークを搬送する際にその粘着性シ
ートに粘着させることが考えられる。しかし、このよう
に粘着性シートをベルトに単に取り付けると、搬送中に
ワークが動かなくなって良いが、その反面、ロボットの
ハンドがワークを把持する際に、粘着性シートの粘着力
が強すぎてワークが容易に離れないという弊害が考えら
れる。

【０００４】そこで、本発明は、コンベヤで搬送中のワ
ークが、画像の読み取り位置から把持位置まで搬送され
る期間中は動かないようにする一方、そのワークを把持
する際には容易に把持できるトラッキングシステムを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ワークを搬送する搬送手段（搬送装置
１）と、この搬送手段の上方に配置され、搬送手段で搬
送中のワークを撮影してワークに応じた画像を得る撮像
手段（撮像装置３）と、この撮像手段で得られた画像に
基づいてワークを認識する認識手段（画像処理装置）
と、この認識手段によるワークの認識結果に基づき、前
記搬送手段の下流側でワークを把持し、所定位置まで搬
送して位置決めさせるロボットとを備え、搬送手段は、
ワークを搬送する無端の搬送体（搬送板１２など）と、
この搬送体を回転させる回転機構とからなり、搬送体の
表面に、ワークの滑り止め用の多数の突起を設けた滑り
止め部材を取り付けたものである。このため、本発明で
は、ワークは撮像装置の撮影位置からロボットの把持位
置まで搬送される間に位置ずれが防止され、ロボットは
ワークを把持位置で的確に把持できる。

【０００６】また、本発明では、上記滑り止め部材は、
多数の突起２６１を表面に有する粘着性シート２６によ
り構成されている。このため、ロボットはワークを把持
位置で的確に把持でき、しかも、ワークは、粘着性の突
起により部分的に粘着されて粘着力が小さいので、ロボ
ットに把持されるときには、突起からワークを容易に分
離できる

【０００７】さらに、本発明では、搬送体と、滑り止め
部材とは、いずれも透明なものとし、搬送体の裏面側で
あって、撮像手段と対向する位置に、ワークを下側から
照明する照明装置３８を設けている。そして、粘着性の
突起２６１は、頂上部２６２を有するとともに、この頂
上部２６２から全方向に傾斜する傾斜部２６３を有し、
この傾斜部２６３の勾配を緩やかに形成させている。こ
のため、ワークの輪郭が鮮明な安定した画像が得られる
上に、その画像中にその突起２６１にかかる情報が含ま
れないので、ワークの認識が容易となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトラッキングシス
テムの好適な実施の形態について、図１ないし図９を参
照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のトラ
ッキングシステムの全体の構成を示す正面図、図２は、
同システムの平面図、図３は、同システムの右側面図で
ある。このトラッキングシステムは、図１から図３に示
すように、ワークを搬送する搬送装置１と、この搬送装
置１で搬送中のワークを上方から撮影してワークに応じ
た画像を得る撮像装置３と、この撮像装置３で得られた
画像に基づきワークの位置、形状、重心などを認識する
画像処理装置（図示せず）と、搬送装置１の下流側に配
置され、画像処理装置で認識されたワークの位置や形状
に基づいて、ワークをその下流側の把持位置で把持（吸
着または掴むこと）し、所定の位置まで搬送して整列な
どを行うロボット６を備えている。

【０００９】ここで、このトラッキングシステムの処理
対象となるワークは、特にその形状などは問わないが、
例えば、丸形の各種の大きさの容器のように姿勢が不安
定で容易に転がり易いものが好適である。

【００１０】搬送装置１は、図１〜図４に示すように、
設置台７およびこの設置台７に一体に接続される補助部
８の上に設置されている。この搬送装置１は、図４に示
すように、スラットコンベヤからなり、ワークａを載置
して搬送する多数の搬送板１２を備えている。そして、
この各搬送板１２は、ワークを搬送する無端の搬送体を
形成するために、各搬送板１２の左右端が、左右一組の
チェーン１３、１４に取り付けられている。従って、各
搬送板１２は、チェーン１３、１４への取り付け後は、
搬送方向に連続的に配列される。各搬送板１２は、図４
に抜き出して示すように、その表面に多数の突起（図４
では省略）を有する粘着性シート２６が取り付けられて
おり、その詳細な構成については後述する。

【００１１】左右一組のチェーン１３、１４は、ワーク
ａの搬送方向に向けて平行かつ回転自在に配置されてい
る。すなわち、チェーン１３は、駆動軸２４の一端に取
付けた駆動用スプロケット１５と、従動軸の一端に取付
けた従動用スプロケット１６と、スプロケット１７、１
８（図４では省略）とに掛け渡されている。同様に、チ
ェーン１４は、駆動軸２４の他端に取付けた駆動用スプ
ロケット１９と、従動軸の他端に取付けた従動用スプロ
ケット２０と、スプロケット２１、２２とに掛け渡され
ている。

【００１２】駆動軸２４は、駆動源であるコンベヤモー
タ２３の回転軸とベルトなどを介して連結されている。
従って、コンベヤモータ２３が回転すると、その回転力
が駆動軸２４に伝達されて一対のチェーン１３、１４が
回転し、これによりチェーン１３、１４に一体に取り付
けられている多数の搬送板１２が回転し、この搬送板１
２上をワークが搬送されるように構成されている。ま
た、駆動軸２４の一端には、駆動軸２４の回転数を検出
するためのエンコーダ２５が配置されている。

【００１３】撮像装置３は、例えば５００画素×５００
画素からなるＣＣＤカメラなどからなり、図示のよう
に、搬送装置１の搬送路の長手方向のほぼ中央の上方
に、配置されている。すなわち、搬送装置１の搬送路の
ほぼ中央に、搬送路の両側に沿って２本ずつ合計４本の
支柱３１〜３４が上下方向に設けられ、これらの支柱３
１〜３４により支持される天井板３５の下面中央に、撮
像装置３が取り付けられている。

【００１４】また、支柱３１〜３４の下部側には、搬送
装置１の搬送板１２上のワークを上側から照明する照明
装置３６が設けられている。この上側の照明装置３６
は、４本の蛍光灯３７からなり、各蛍光灯３７は、支柱
３１〜３４の同じ高さの位置に、撮像装置３のワークの
撮影が妨害されないように、全体が方形状の環を形成す
るように取り付けられている。さらに、撮像装置３と対
向する位置であって、搬送板１２の裏面側には、ワーク
を下側から照明する下側の照明装置３８が配置されてい
る。この下側の照明装置３８は、４本の蛍光灯（図示せ
ず）が、箱３９内に互いに平行にして配列され、その箱
３９の上側開口部が乳白色の平板で覆われて、搬送板１
２の裏面側を均一に照明できるように構成されている。
なお、搬送板１２は、透明のアクリル板などからなり、
その詳細については後述する。

【００１５】ロボット６は、ワークを個別に把持する２
つのハンド６１を有し、この２つのハンドを同時に３次
元的に移動できるように構成されている。なお、図３で
は、ハンド６１などは省略されている。このロボット６
は、図１〜図３に示すように、ハンド６１が、上下方向
（Ｚ軸方向）に移動する回転軸６３の下端に取り付けら
れている。回転軸６３は、左右方向（Ｘ軸方向）に移動
自在なＸ方向移動部６４に回動自在に設けられ、Ｘ方向
移動部６４は、前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在なＹ方
向移動部６５に搭載されている。

【００１６】次に、搬送板１２の構成について、図５お
よび図６を参照して説明する。この搬送板１２は、例え
ば透明のアクリル樹脂を素材とする合成樹脂板からな
り、そのサイズは、例えば１００ｍｍ×３００ｍｍ×６
ｍｍ程度である。なお、搬送板１２は、透明であって機
械的強度があれば、アクリル樹脂以外の合成樹脂などで
も良い。また、この搬送板１２は、図５および図６に示
すように、その右端の表面側に２本のネジ１２１により
補強部材１２２が取り付けられ、その右端の裏面側に２
本のネジ１２３により補強部材１２４が取り付けられて
いる。同様に、搬送板１２の左端の表面側に２本のネジ
１２５により補強部材１２６が取り付けられ、その左端
の裏面側に２本のネジ１２７により補強部材１２８が取
り付けられている。これらの補強部材１２２、１２４、
１２６、１２８は、ステンレスなどの磁性体から構成さ
れる。さらに、搬送板１２の左右端には、搬送板１２を
チェーン１３、１４に取り付けるための取り付け孔２
７、２７が穿設されている。

【００１７】図７は、搬送板１２の表面側に取り付けら
れる突起付きの粘着性シート２６の平面図であり、図８
は、その粘着性シート２６の要部の断面図である。この
粘着性シート２６は、全体が透明で粘着性のあるシート
状のものからなり、図７に示すように、その表面側の縦
横方向に、搬送中のワークを粘着させてその動きを止め
るための多数の突起２６１が設けられている。各突起２
６１は、図８に示すように、円弧状の頂上部２６２を有
すると共に、この頂上部２６２から全方向に傾斜する傾
斜部２６３を有し、この傾斜部２６３は、その勾配θが
３０度程度というように緩やかに形成されている。この
粘着性シート２６は、例えば透明の粘着性ウレタンゴム
（例えば、三進興産（株）から市販されている商品名
「ソルボセイン」など）が好適であるが、透明で粘着性
のあるものであれば他の物質でも良い。この粘着性シー
ト２６は、図５に示す搬送板１２の表面側のうち、補強
部材１２２、１２６から所定距離を離れた部分を除いた
全体に、貼り付けられる。なお、粘着性シート２６は、
自己の粘着力により搬送板１２の表面に貼り付くので、
貼り付けるために接着剤などが不要であり、その取り外
しも容易であるという利点がある。

【００１８】次に、このような構成からなる搬送板１２
をチェーン１３、１４に取付けるための構成について、
図９を参照して説明する。搬送板１２の左右端に設けた
取付け孔２７、２７は、チェーン１３、１４に取付けら
れた対応する支持部材１３１、１４１に一体に設けた突
起１３２、１４２に挿通されている。ここで、突起１３
２、１４２は磁石により構成され、補強部材１２２、１
２４、１２６、１２８は上述のようにステンレスなどの
磁性体から構成されている。このため、突起１３２は補
強部材１２６、１２８と磁気的に結合し、突起１４２は
補強部材１２２、１２４と磁気的に結合するため、各搬
送板１２の左右端は、チェーン１３、１４に磁気的に結
合して取り付けられることになる。また、図８に示すよ
うに、搬送板１２の左右端の下面側は、支持部材１３
１、１３２を介して搬送板受け１３３、１４３に受けら
れるように構成されている。さらに、チェーン１３、１
４の各裏側は、チェーン受け１３４、１４４により受け
られるように構成されている。

【００１９】次に、このように構成される実施の形態の
動作について、図面を参照して説明する。いま、搬送装
置１の上流側（始端側）に、前工程の処理が終了したワ
ークａが順次落下されると、搬送板１２に貼り付けてあ
る突起２６１を有する粘着性シート２６上に倒れる。こ
のため、ワークａは倒れたときに、ワークａは突起２６
１と部分的に粘着するため、突起２６１が無い場合に比
べて粘着部分の面積を減少できる。特に、ワークａが比
較的大きく方形の箱状のようなものでは、倒れたとき
に、突起２６１の頂上部２６２とワークの平坦な部分と
が部分的に粘着するため、突起２６１がない場合に比べ
て粘着部分の面積を大幅に減少できる。

【００２０】このように突起２６１に粘着されたワーク
ａは、その位置に固定された状態で搬送装置１の下流側
に向けて搬送されていく。従って、ワークａが、丸型の
小容器などからなる転がり易いものであっても、粘着性
シート２６の突起２６１に粘着されたままとなり、転が
ることはない。このように、粘着性シート２６の突起２
６１により粘着されたワークａが、撮像装置３の真下ま
で搬送されると、ワークａは撮像装置３で撮影され、撮
像装置３からは撮影に応じた画像が、図示しない画像処
理装置に出力される。

【００２１】ここで、ワークａの表面が乱反射するよう
な性質の場合や、外乱があるような場合には、上側の照
明装置３６だけでは乱反射や外乱により、撮像装置３か
ら得られる画像が不安定となり、その画像中から画像処
理装置がワークａの形状などを認識するのが難しくな
る。しかし、この実施の形態では、各搬送板１２と粘着
性の突起２６１を有する粘着性シート２６をいずれも透
明とし、搬送板１２の裏面側に、ワークａを下側から照
明する照明装置３８を備え、しかも突起２６１の傾斜部
２６３は、その勾配が緩やかに形成されている。このた
め、ワークａが乱反射を起こしたり透明容器のような場
合や、外乱の影響がある場合であっても、下側の照明装
置３８によりワークａの影が得られ、これによりワーク
ａの輪郭が鮮明な安定した画像が得られるので、この画
像中から画像処理装置がワークａの形状などを認識し易
くなる。さらに、突起２６１の傾斜部２６３は、その勾
配が緩やかに形成されているため、ワークａを撮影して
得られる画像中にその突起２６１にかかる情報が含まれ
ず、ワークの認識が容易である。

【００２２】画像処理装置は、その得られた画像に基づ
き、ワークａの読み取り位置、形状、大きさ、重心など
を認識すると同時に、ワークａの把持位置（ピッキング
ポイント）を算出する。この認識結果と算出結果は、ロ
ボット６を制御する制御装置（図示せず）に通知され
る。制御装置は、その通知に基づいて、ロボット６のハ
ンド６１が、ワークａの把持位置で把持できる状態とな
るように、ロボット６の各部を制御する。そして、エン
コーダ２５からの出力信号により、ワークａが把持位置
にきたことを制御装置が判断すると、ロボット６は、決
められているワークａをハンド６１により把持する。と
ころで、ワークａは、上述のように粘着性シート２６の
突起２６１により部分的に粘着されて粘着面積が小さ
く、ワークａ全体の粘着力は比較的小さいので、ハンド
６１がワークを把持して突起２６１から分離するのは容
易である。このようにして突起２６１から分離されたワ
ークａは、次工程のために所定の位置まで搬送され、位
置決めや整列などが行われる。

【００２３】以上説明したように、この実施の形態で
は、ワークを載置して搬送する搬送板１２の表面に、ワ
ークを部分的に粘着させる突起２６１を有する粘着性シ
ート２６を取り付けるようにした。このため、ワーク
は、その突起２６１に粘着された状態で搬送され、撮像
装置３の撮像位置からワークの把持位置までの搬送中は
粘着された状態を維持し、搬送板１２上のワークが把持
位置に到来したときに、位置ずれを起こすことなく確実
にワークを把持できる。しかも、ワークは、突起２６１
により部分的に粘着されて粘着力が比較的小さいので、
ロボット６に把持されるときには、突起２６１からワー
クを円滑かつ容易に分離できるまた、この実施の形態で
は、各搬送板１２は、チェーン１３、１４に対して磁気
的に取付けるようにしたので、各搬送板１２はチェーン
１３、１４から着脱自在である。従って、搬送板１２に
表面に貼り付けてある粘着性シート２６が汚れたような
場合には、搬送板１２を取り外して粘着性シート２６の
部分を洗浄すれば、汚れが落ちるとともに粘着性を復活
できるような利点がある。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、搬
送体の表面に、ワークの滑り止め用の多数の突起を設け
た滑り止め部材を取り付けるようにしたので、ワークは
撮像装置の撮影位置からロボットの把持位置まで搬送さ
れる間に位置ずれが防止され、ロボットはワークを把持
位置で容易に把持できる。また、本発明では、滑り止め
部材を、多数の突起を表面に有する粘着性シートにした
ので、ワークは撮像装置の撮影位置からロボットの把持
位置まで搬送される間に位置ずれを起こすことがない。
このため、ロボットはワークを把持位置で的確に把持で
き、しかも、ワークは、粘着性の突起により部分的に粘
着されて粘着力が小さいので、ロボットはワークを容易
に把持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のトラッキングシステムの
構成を示す正面図である。

【図２】同トラッキングシステムの平面図である。

【図３】同トラッキングシステムの右側面図である。

【図４】同トラッキングシステムの要部を示す斜視図で
ある。

【図５】搬送板の構成を示す平面図である。

【図６】同搬送板の右側面図である。

【図７】粘着性シートの構成を示す平面図である。

【図８】同粘着性シートの突起の断面図である。

【図９】搬送板をチェーンに取り付けるための構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

ａ ワーク １ 搬送装置 ３ 撮像装置 ６ ロボット １２ 搬送板 １３、１４ チェーン ２３ コンベヤモータ ２６ 粘着性シート ２６１ 突起 ２６２ 頂上部 ２６３ 傾斜部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを搬送する搬送手段と、 この搬送手段の上方に配置され、搬送手段で搬送中のワ
   ークを撮影してワークに応じた画像を得る撮像手段と、 この撮像手段で得られた画像に基づいてワークを認識す
   る認識手段と、 この認識手段によるワークの認識結果に基づき、前記搬
   送手段の下流側でワークを把持し、所定位置まで搬送し
   て位置決めさせるロボットとを備え、 前記搬送手段は、ワークを搬送する無端の搬送体と、こ
   の搬送体を回転させる回転機構とからなり、前記搬送体
   の表面に、ワークの滑り止め用の多数の突起を設けた滑
   り止め部材を取り付けたことを特徴とするトラッキング
   システム。
2. 【請求項２】 前記滑り止め部材は、多数の粘着性の突
   起を表面に有する粘着性シートであることを特徴とする
   請求項１記載のトラッキングシステム。
3. 【請求項３】 前記搬送体と、前記滑り止め部材とは、
   いずれも透明なものとし、前記搬送体の裏面側であっ
   て、前記撮像手段と対向する位置に、ワークを下側から
   照明する照明装置を設けたことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載のトラッキングシステム。
4. 【請求項４】 前記粘着性の突起は、頂上部を有すると
   ともに、この頂上部から全方向に傾斜する傾斜部を有
   し、この傾斜部の勾配を緩やかに形成したことを特徴と
   する請求項２または請求項３記載のトラッキングシステ
   ム。