トレイ移載装置及び方法
【課題】簡単な構造で、トレイの有無やトレイ高さを検出することができるトレイ移載装置及び方法を提供する。
【解決手段】複数の積載スペースａ，ｂ，ｃにそれぞれ段積み可能な複数のトレイ１０と、トレイに設けられたトレイ把持部１１とトレイ上に積載されたワーク１を把持可能なハンド１２と、ハンドに取り付けられトレイをその上方から撮影するカメラ１４と、ハンドを３次元的に移動可能なロボット１６と、カメラで撮影した画像を画像処理してロボットを制御するロボット制御装置２０とを備える。各積載スペースの上方から撮影した画像５に基づき、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイ１０の移載及び最上段のトレイ上のワーク１の移載を行う。
【解決手段】複数の積載スペースａ，ｂ，ｃにそれぞれ段積み可能な複数のトレイ１０と、トレイに設けられたトレイ把持部１１とトレイ上に積載されたワーク１を把持可能なハンド１２と、ハンドに取り付けられトレイをその上方から撮影するカメラ１４と、ハンドを３次元的に移動可能なロボット１６と、カメラで撮影した画像を画像処理してロボットを制御するロボット制御装置２０とを備える。各積載スペースの上方から撮影した画像５に基づき、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイ１０の移載及び最上段のトレイ上のワーク１の移載を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動供給装置を用いてトレイを自動交換するトレイ移載装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動供給装置を用いてトレイを自動交換するシステムとして、特許文献１が既に開示されている。
【０００３】
図１は、特許文献１による組立システムの概念図である。
このシステムは、ロボットによる多品種少量生産を効率的に行うことを目的とする。
【０００４】
そのため、このシステムにおいて、ロボット５１Ａ、５１Ｂは、矩形状の基台５２Ａ、５２Ｂに固定され、メカニカルハンド５３Ａ、５３Ｂを有している。メカニカルハンド５３Ａ、５３Ｂの先端に装着自在で部品を把持する複数のロボットツール、および部品の組付けに使用する組立用冶具を含む組立ツールを載置した複数のトレイ５４をロボットの可動範囲に搬入し、組立ツールをこの可動範囲内の所定の場所にセッティングする。そして、セッティングされた組立ツールを使用して部品の組立作業を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６７３１１７号公報、「組立装置とそのためのトレイシステム」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１のシステムは、供給装置が大掛かりであり、必要となる設置スペースが大きい問題点があった。
【０００７】
また、供給部のトレイの有無やトレイ高さを検出するために、専用の識別部を設けているが、単純な在／不在センサを用いると、トレイがずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合に誤検知する問題点があった。
さらに、この誤検知を防止するために、レーザ距離計などで高さ計測する場合、レーザ距離計が高価であるばかりでなく、ロボットアームとレーザ距離計との干渉を避けるための機構が大掛かりになる問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。 すなわち、本発明の目的は、（１）ロボットによる多品種少量生産を効率的に行うことができ、（２）供給装置を簡略化し設置スペースを小さくでき、（３）トレイの有無やトレイ高さを検出することができ、（４）トレイがずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合でも正しく検知できるトレイ移載装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイの移載及び最上段のトレイ上のワークの移載を行う、ことを特徴とするトレイ移載装置が提供される。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、前記ロボット制御装置は、前記画像を画像処理して最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像処理装置と、
画像処理装置の計測結果に基づき、ロボットのハンドにより、最上段のトレイ把持部を把持して別の積載スペースへ搬送し、かつ最上段のトレイ上のワークを把持して所定位置へ搬送するロボットコントローラと、からなる。
【００１１】
また、本発明によれば、複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
（Ａ）前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像計測と、
（Ｂ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイを別の積載スペースに移載するトレイ移載制御と、
（Ｃ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイ上のワークを所定位置に移載するワーク移載制御と、を有することを特徴とするトレイ移載方法が提供される。
【００１２】
本発明の実施形態によれば、前記画像計測において、所定の高さから下向きに最上段のトレイの画像を撮影し、該画像上のトレイ把持部のパターンマッチングによりトレイ把持部の位置と姿勢を計測し、さらにトレイ把持部の画像上の寸法からその高さ及びトレイの段積み数を算出する。
【００１３】
また、前記トレイ移載制御又はワーク移載制御において、前記画像計測を実施し、その結果に基づき最上段のトレイ又は最上段のトレイ上のワークを把持し、持上げ、移動先に移動して、移動先に設置する。
【発明の効果】
【００１４】
上記本発明の装置及び方法によれば、複数の積載スペース（例えば搬入スペース、搬出スペース、及び加工スペース）に複数のトレイをそれぞれ段積みできるので、段積みされた最上段のトレイの移載及び最上段のトレイ上のワークの移載を行うことにより、トレイの供給装置を簡略化して設置スペースを小さくでき、かつロボットによる多品種少量生産を効率的に行うことができる。
【００１５】
また、ロボットのハンドに取り付けられたカメラで各積載スペースの上方から最上段のトレイを撮影し、その画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測するので、カメラ以外にセンサ類を用いることなく、トレイの有無やトレイ高さを検出することができる。
【００１６】
また、同様に、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢からトレイがずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合でも正しく検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】特許文献１による組立システムの概念図である。
【図２】本発明によるトレイ移載装置の構成図である。
【図３】本発明に用いるトレイの模式図である。
【図４】本発明によるトレイ移載方法の全体フロー図である。
【図５】本発明による画像計測のフロー図である。
【図６】本発明によるトレイ移載制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
図２は、本発明によるトレイ移載装置の構成図であり、図３は、本発明に用いるトレイの模式図である。
【００２０】
図２において、本発明のトレイ移載装置は、複数のトレイ１０、ハンド１２、カメラ１４、ロボット１６及びロボット制御装置２０を備える。
【００２１】
図３において、トレイ１０は、段積み可能な搬送トレイであり、ほぼ水平な平板１０ａを有し、その上面に複数（例えば１０〜２０個）のワーク１を積載できるようになっている。
また、平板１０ａの上面（この例では中央部）にトレイ把持部１１が設けられ、ハンド１２でトレイ把持部１１を把持できるようになっている。
【００２２】
トレイ把持部１１は、この例では矩形平板であり、その上面に一定の間隔を隔てた２つの鉛直穴１１ａが設けられている。また、トレイ１０は、その下面の２つの鉛直穴１１ａに対応する位置に、鉛直穴１１ａと嵌合する２つの位置決めピン１１ｂを備えている。
この構成により、複数のトレイ１０は、下側トレイの鉛直穴１１ａに、上側トレイの位置決めピン１１ｂを順次嵌合させて、同一の積載スペースに複数（例えば５段）のトレイを同一の姿勢で段積みできるようになっている。
【００２３】
図２において、上述したトレイ１０は、複数の積載スペース（この例では、搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）にそれぞれ段積み可能になっている。
またこの例で、それぞれの積載スペースａ，ｂ，ｃのテーブル３の上面には、最下段のトレイを位置決めするベースブロック４（図３参照）が設けられている。ベースブロック４は、トレイ把持部１１と同一の形状を有し、かつ鉛直穴１１ａと同一位置に同一寸法の鉛直穴４ａを有している。
【００２４】
ワーク１は、この例では円板状部材であるが、本発明はこれに限定されず、上方から見て一定の形状を有する部材であればよい。この形状は、予め記憶した形状とパターンマッチングできる限りで、円形、矩形、楕円、その他の形状であってもよい。
【００２５】
ハンド１２は、トレイ１０に設けられたトレイ把持部１１とトレイ上に積載されたワーク１を把持可能に構成されている。
ハンド１２は、例えばトレイ用とワーク用の２つの開閉爪を有する機械的な挟持装置であり、２つの開閉爪の位置をハンドの姿勢変更（回転等）で切り替えて、トレイ把持部１１又はワーク１を随時把持できるようになっている。
なお、ハンド１２はこの構成に限定されず、吸着パッド、電磁パッド、その他の構成の機械的ハンドであってもよい。
【００２６】
図２において、カメラ１４は、例えばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラであり、アーム手先のハンド１２に一体的に取り付けられ、ワーク１をその上方から撮影してデジタル画像５を出力するようになっている。
デジタル画像５の画素数は、任意であるが、例えば、約４００万画素（横２３００ピクセル×縦１７００ピクセル）を有する。また、カメラ１４は、デジタル画像５を一定の制御周期（例えば３０ｆｐｓ：１秒間に３０回）で撮影するようになっている。以下、デジタル画像を単に画像という。
【００２７】
ロボット１６は、ハンド１２とカメラ１４を３次元的に移動する。この例でハンド１２は、ロボット１６のロボットアーム１６ａの手先部に搭載され、ロボット１６により、カメラ１４を下向きに維持できるようになっている。
ロボット１６は、この例では、テーブル３の上面に固定された垂直多関節ロボットであるが、本発明はこれに限定されず、その他のロボット（スカラロボットや直交ロボット）であってもよい。
【００２８】
図２において、本発明によるロボット制御装置２０は、画像処理装置２２とロボットコントローラ２４からなり、カメラ１４で撮影した画像５を画像処理してロボット１６を制御する。
【００２９】
画像処理装置２２は、カメラ１４で撮影した画像５を画像処理して最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測する。
【００３０】
ロボットコントローラ２４は、画像処理装置２２の計測結果に基づき、ロボット１６のハンド１２により、最上段のトレイ把持部１１を把持して別の積載スペースへ搬送し、かつ最上段のトレイ上のワーク１を把持して所定位置へ搬送するようになっている。
トレイ把持部１１を搬送する別の積載スペースは、上述の例では、搬入スペースａ、搬出スペースｂ、又は加工スペースｃである。また、ワーク１を搬送する所定位置は、例えばロボット１６の作動範囲に設置した図示しない別の装置（加工装置、組付装置等）である。
なお、以下の例では、この別の装置にワーク１を搬送後、ワーク１は図示しない別の搬出装置により、ロボット１６の作動範囲の外側に搬出され、元のトレイ上には戻さないものとする。
しかし、本発明はこの構成に限定されず、別の装置から元のトレイ上にロボット１６により戻してもよい。
【００３１】
ロボットコントローラ２４は、ロボット１６を制御してロボットアーム１６ａの手先目標速度から各関節の回転量を算出し、ロボットアーム１６ａを動作させて、ハンド１２とカメラ１４を３次元的に移動する。
【００３２】
上述した構成により、本発明のトレイ移載装置は、各積載スペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）の上方から撮影した画像５に基づき、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイ１０の移載及び最上段のトレイ上のワーク１の移載を行うようになっている。
すなわち、上述した画像処理装置２２とロボットコントローラ２４は、後述する画像計測、トレイ移載制御、及びワーク移載制御を実行するようになっている。
【００３３】
図４は、本発明によるトレイ移載方法の全体フロー図である。この図に示すように、本発明のトレイ移載方法は、Ｓ１〜Ｓ９の各ステップ（工程）からなり、画像計測（Ａ）、トレイ移載制御（Ｂ）、及びワーク移載制御（Ｃ）を有する。
【００３４】
画像計測（Ａ）では、各積載スペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）の上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する（Ｓ１〜Ｓ３）。
トレイ移載制御（Ｂ）では、画像計測の結果に基づき最上段のトレイを別の積載スペースに移載する（Ｓ５、Ｓ７）。
ワーク移載制御（Ｃ）では、画像計測の結果に基づき最上段のトレイ上のワークを所定位置に移載する（Ｓ６）。
【００３５】
作動開始前（始業前）に、複数（例えば２０個）のワークを搭載したトレイ（以下、満載トレイ）を所定数（例えば５段分）準備し、これを段積みした５段の満載トレイを搬入スペースａに設置しておく。
また、搬出スペースｂ及び加工スペースｃは、トレイのない空状態であり、ベースブロック４がテーブル３の上面に露出している状態にしておく。さらに、ロボット１６は、予め原点復帰し、図示しない別の装置や段積みしたトレイと干渉しない位置に待機している。
【００３６】
作動開始時（始業時）にＳ１，Ｓ２，Ｓ３において、加工スペースｃ、搬出スペースｂ、搬入スペースａにあるトレイ１０の段数を計測する。この段数は、正常であれば、上述の例では、搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃにおいてそれぞれ５、０、０段である。
すなわち、本発明のシステム始動時にカメラ１４で、段積みスペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）の上から撮影し、トレイ段数を計測し判定する。同時に、トレイの搬入／搬出スペースの空きを確認する。
【００３７】
Ｓ４では、計測した段数が正常か否かを判断する。正常でない（ＮＯ）の場合には、作動を停止し（Ｓ８）、ロボットを原点復帰して（Ｓ９）、作動を終了する。
これにより、トレイの搬入／搬出の人為的ミスを防止できる。
【００３８】
Ｓ４で正常な場合（ＹＥＳ）、満載トレイを搬入スペースａから加工スペースｃへ搬送し（Ｓ５）、加工スペースｃでワーク１の加工動作を実施する（Ｓ６）。
Ｓ６のワーク１の加工動作は、加工スペースｃのトレイ上のワークが無くなり空になるまで、繰返し実施する。
加工スペースｃのトレイが空になった後、その空トレイを加工スペースｃから搬出スペースｂへ搬送する（Ｓ７）。
【００３９】
Ｓ５〜Ｓ７は、作動開始時に搬入スペースａに存在した段積みしたトレイ１０が、最上段から順に、加工スペースｃ、搬出スペースｂへ搬送され、搬出スペースｂに全て搬送され段積みされるまで、繰り返される。
Ｓ７において、最後のトレイが空になり、搬出スペースｂへ搬送され他の空トレイの上に段積みすると、ロボットは原点復帰し（Ｓ９）、作動が完了する。
搬出スペースｂに段積みされた空トレイは、例えば、作業員により、ロボットの作動範囲外に搬出する。
なお、搬出スペースｂに搬出用シューター（図示せず）を設けて、自動的にロボットの作動範囲外に空トレイを搬出するようにしてもよい。
【００４０】
図５は、本発明による画像計測のフロー図である。この図に示すように、本発明による画像計測は、Ｓ１１〜Ｓ１４の各ステップ（工程）からなり、所定の高さから下向きに最上段のトレイの画像５を撮影し（Ｓ１１，Ｓ１２）、画像上のトレイ把持部１１のパターンマッチングによりトレイ把持部１１の位置と姿勢を計測し（Ｓ１３）、さらにトレイ把持部１１の画像上の寸法からその高さ及びトレイ１０の段積み数を算出する（Ｓ１４）。
【００４１】
この画像計測は、上述したＳ１〜Ｓ３では、Ｓ１１〜Ｓ１４の各ステップを実施し、上述したＳ５〜Ｓ７では、Ｓ１４を除くＳ１１〜Ｓ１３の各ステップを実施する。
【００４２】
Ｓ１１〜Ｓ１３では、カメラ１４を対象となる積載スペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、又は加工スペースｃ）の上方に移動し（Ｓ１１）、所定の高さ（例えばベースブロック４の上面から３５０ｍｍ）から下向きに最上段のトレイ１０の画像５を撮影し（Ｓ１２）、画像上のトレイ把持部１１又はベースブロック４のパターンマッチングによりトレイ把持部１１又はベースブロック４の位置と姿勢を計測する（Ｓ１３）。
この位置は、カメラ１４から見たトレイ把持部１１又はベースブロック４の相対位置であり、水平面（Ｘ−Ｙ座標）上の位置に相当する。
パターンマッチング（Ｓ１３）は、粗探索であり、計測精度は低いがトレイ把持部１１又はベースブロック４の位置と姿勢を決定することができる。
【００４３】
上記粗探索の後に、精密計測（Ｓ１４）を実施する。
精密計測（Ｓ１４）では、さらにトレイ把持部１１又はベースブロック４の画像上の寸法（例えば円抽出と位置計算）からその高さ及びトレイの段積み数を算出する。
この高さは、例えばカメラ１４の基準点とトレイ把持部１１又はベースブロック４との鉛直距離であり、これから複数（例えば１〜５段）のトレイ１０が段積みされている場合に、その段数を１枚のトレイの高さから算出することができる。
すなわち、トレイ把持部１１またはベースブロック４の位置と姿勢を計測し（Ｓ１３）、トレイ計測高さ（Ｚ座標値）をロボット内部で持つ段数テーブルと比較することで段数を決定する。
また、計測した積載スペースにトレイがない場合にも、Ｚ座標上の位置からトレイがないことを検出することができる。また、ベースブロック４の形状をトレイ把持部１１と相違させて、パターンマッチング（Ｓ１３）のみで、トレイがないことを検出してもよい。
【００４４】
なお、トレイ把持部１１又はベースブロック４の画像上の寸法として、例えば２つの鉛直穴１１ａ（又は鉛直穴４a）の画像上の距離（中心間隔）を用いることで、高さ算出の精度を高めることができる。
【００４５】
図６は、本発明によるトレイ移載制御のフロー図である。この図に示すように、本発明によるトレイ移載制御は、Ｓ２１〜Ｓ２７からなり、画像計測（Ｓ１１〜Ｓ１３）を実施し（Ｓ２１，Ｓ２２）、その結果に基づき最上段のトレイを把持し（Ｓ２３）、持上げ（Ｓ２４）、移動先に移動して（Ｓ２５）、移動先に設置し（Ｓ２６）、原点復帰する（Ｓ２７）。
【００４６】
なお、本発明によるワーク移載制御は、Ｓ２３において最上段のトレイの代わりにワークを把持し、移動先が図示しない別の装置（加工装置、組付装置等）である点で相違するが、その他の点で、トレイ移載制御と同様である。
【００４７】
上述した本発明の装置及び方法では、従来（特許文献１）の自動供給装置のかわりに、ロボット１６のハンド１２でトレイ１０を自動交換すると同時に、トレイ段数（トレイ段積み高さ）をアーム手先のカメラ１４で画像計測する。
従って、例えば、高さ計測の結果、計算上は４．３段といった中途半端な高さが検出された場合、トレイずれや、違う種類のトレイが置かれていることが検知できる。
一方、計測誤差やトレイ高さの製作誤差があるので、計算結果がもっとも近い整数（上の場合は４）との差（上の場合は０．３）に対して、適切に閾値を設定することで異常を検出することができる。
例えば、０．１未満であれば計測誤差と製作誤差の重畳であり正常範囲、０．１以上は積み方に異常ありと判定することができる。
【００４８】
（１）従って、トレイ専用の自動供給装置（図１のトレイ搬送部／交換部／識別部）が不要であり、システムがシンプルとなる。またシステム全体の設置スペース（フットプリント）を小さくできる。
（２）また人手で積まれたトレイ段数を常設センサで検知するとアームとセンサの干渉が問題となるが、アーム手先に取り付けたカメラ１４で画像計測して、トレイ段数を判定するので、このような問題は発生しない。
【００４９】
次に、本発明の代替例を説明する。
トレイを段積みするスペースにコンベアを設置して、ライン外からトレイを搬入するようにしてもよい。これにより、ロット（例えば５段×２０個）の制約なく連続運転ができる。
【００５０】
上述した本発明の装置及び方法によれば、複数の積載スペース（例えば搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）に複数のトレイ１０をそれぞれ段積みできるので、段積みされた最上段のトレイ１０の移載及び最上段のトレイ上のワーク１の移載を行うことにより、トレイの供給装置を簡略化して設置スペースを小さくでき、かつロボット１６による多品種少量生産を効率的に行うことができる。
【００５１】
また、ロボットのハンド１２に取り付けられたカメラ１４で各積載スペースの上方から最上段のトレイ１０を撮影し、その画像５に基づき、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測するので、カメラ以外にセンサ類を用いることなく、トレイの有無やトレイ高さを検出することができる。
【００５２】
また、同様に、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢からトレイ１０がずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合でも正しく検知できる。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ ワーク、３ テーブル、４ ベースブロック、
４ａ 鉛直穴、５ 画像、
１０ トレイ、１０ａ 平板、
１１ トレイ把持部、１１ａ 鉛直穴、１１ｂ 位置決めピン、
１２ ハンド、１４ カメラ、
１６ ロボット、１６ａ ロボットアーム、
２０ ロボット制御装置、２２ 画像処理装置、
２４ ロボットコントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動供給装置を用いてトレイを自動交換するトレイ移載装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動供給装置を用いてトレイを自動交換するシステムとして、特許文献１が既に開示されている。
【０００３】
図１は、特許文献１による組立システムの概念図である。
このシステムは、ロボットによる多品種少量生産を効率的に行うことを目的とする。
【０００４】
そのため、このシステムにおいて、ロボット５１Ａ、５１Ｂは、矩形状の基台５２Ａ、５２Ｂに固定され、メカニカルハンド５３Ａ、５３Ｂを有している。メカニカルハンド５３Ａ、５３Ｂの先端に装着自在で部品を把持する複数のロボットツール、および部品の組付けに使用する組立用冶具を含む組立ツールを載置した複数のトレイ５４をロボットの可動範囲に搬入し、組立ツールをこの可動範囲内の所定の場所にセッティングする。そして、セッティングされた組立ツールを使用して部品の組立作業を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６７３１１７号公報、「組立装置とそのためのトレイシステム」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１のシステムは、供給装置が大掛かりであり、必要となる設置スペースが大きい問題点があった。
【０００７】
また、供給部のトレイの有無やトレイ高さを検出するために、専用の識別部を設けているが、単純な在／不在センサを用いると、トレイがずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合に誤検知する問題点があった。
さらに、この誤検知を防止するために、レーザ距離計などで高さ計測する場合、レーザ距離計が高価であるばかりでなく、ロボットアームとレーザ距離計との干渉を避けるための機構が大掛かりになる問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。 すなわち、本発明の目的は、（１）ロボットによる多品種少量生産を効率的に行うことができ、（２）供給装置を簡略化し設置スペースを小さくでき、（３）トレイの有無やトレイ高さを検出することができ、（４）トレイがずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合でも正しく検知できるトレイ移載装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイの移載及び最上段のトレイ上のワークの移載を行う、ことを特徴とするトレイ移載装置が提供される。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、前記ロボット制御装置は、前記画像を画像処理して最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像処理装置と、
画像処理装置の計測結果に基づき、ロボットのハンドにより、最上段のトレイ把持部を把持して別の積載スペースへ搬送し、かつ最上段のトレイ上のワークを把持して所定位置へ搬送するロボットコントローラと、からなる。
【００１１】
また、本発明によれば、複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
（Ａ）前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像計測と、
（Ｂ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイを別の積載スペースに移載するトレイ移載制御と、
（Ｃ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイ上のワークを所定位置に移載するワーク移載制御と、を有することを特徴とするトレイ移載方法が提供される。
【００１２】
本発明の実施形態によれば、前記画像計測において、所定の高さから下向きに最上段のトレイの画像を撮影し、該画像上のトレイ把持部のパターンマッチングによりトレイ把持部の位置と姿勢を計測し、さらにトレイ把持部の画像上の寸法からその高さ及びトレイの段積み数を算出する。
【００１３】
また、前記トレイ移載制御又はワーク移載制御において、前記画像計測を実施し、その結果に基づき最上段のトレイ又は最上段のトレイ上のワークを把持し、持上げ、移動先に移動して、移動先に設置する。
【発明の効果】
【００１４】
上記本発明の装置及び方法によれば、複数の積載スペース（例えば搬入スペース、搬出スペース、及び加工スペース）に複数のトレイをそれぞれ段積みできるので、段積みされた最上段のトレイの移載及び最上段のトレイ上のワークの移載を行うことにより、トレイの供給装置を簡略化して設置スペースを小さくでき、かつロボットによる多品種少量生産を効率的に行うことができる。
【００１５】
また、ロボットのハンドに取り付けられたカメラで各積載スペースの上方から最上段のトレイを撮影し、その画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測するので、カメラ以外にセンサ類を用いることなく、トレイの有無やトレイ高さを検出することができる。
【００１６】
また、同様に、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢からトレイがずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合でも正しく検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】特許文献１による組立システムの概念図である。
【図２】本発明によるトレイ移載装置の構成図である。
【図３】本発明に用いるトレイの模式図である。
【図４】本発明によるトレイ移載方法の全体フロー図である。
【図５】本発明による画像計測のフロー図である。
【図６】本発明によるトレイ移載制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
図２は、本発明によるトレイ移載装置の構成図であり、図３は、本発明に用いるトレイの模式図である。
【００２０】
図２において、本発明のトレイ移載装置は、複数のトレイ１０、ハンド１２、カメラ１４、ロボット１６及びロボット制御装置２０を備える。
【００２１】
図３において、トレイ１０は、段積み可能な搬送トレイであり、ほぼ水平な平板１０ａを有し、その上面に複数（例えば１０〜２０個）のワーク１を積載できるようになっている。
また、平板１０ａの上面（この例では中央部）にトレイ把持部１１が設けられ、ハンド１２でトレイ把持部１１を把持できるようになっている。
【００２２】
トレイ把持部１１は、この例では矩形平板であり、その上面に一定の間隔を隔てた２つの鉛直穴１１ａが設けられている。また、トレイ１０は、その下面の２つの鉛直穴１１ａに対応する位置に、鉛直穴１１ａと嵌合する２つの位置決めピン１１ｂを備えている。
この構成により、複数のトレイ１０は、下側トレイの鉛直穴１１ａに、上側トレイの位置決めピン１１ｂを順次嵌合させて、同一の積載スペースに複数（例えば５段）のトレイを同一の姿勢で段積みできるようになっている。
【００２３】
図２において、上述したトレイ１０は、複数の積載スペース（この例では、搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）にそれぞれ段積み可能になっている。
またこの例で、それぞれの積載スペースａ，ｂ，ｃのテーブル３の上面には、最下段のトレイを位置決めするベースブロック４（図３参照）が設けられている。ベースブロック４は、トレイ把持部１１と同一の形状を有し、かつ鉛直穴１１ａと同一位置に同一寸法の鉛直穴４ａを有している。
【００２４】
ワーク１は、この例では円板状部材であるが、本発明はこれに限定されず、上方から見て一定の形状を有する部材であればよい。この形状は、予め記憶した形状とパターンマッチングできる限りで、円形、矩形、楕円、その他の形状であってもよい。
【００２５】
ハンド１２は、トレイ１０に設けられたトレイ把持部１１とトレイ上に積載されたワーク１を把持可能に構成されている。
ハンド１２は、例えばトレイ用とワーク用の２つの開閉爪を有する機械的な挟持装置であり、２つの開閉爪の位置をハンドの姿勢変更（回転等）で切り替えて、トレイ把持部１１又はワーク１を随時把持できるようになっている。
なお、ハンド１２はこの構成に限定されず、吸着パッド、電磁パッド、その他の構成の機械的ハンドであってもよい。
【００２６】
図２において、カメラ１４は、例えばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラであり、アーム手先のハンド１２に一体的に取り付けられ、ワーク１をその上方から撮影してデジタル画像５を出力するようになっている。
デジタル画像５の画素数は、任意であるが、例えば、約４００万画素（横２３００ピクセル×縦１７００ピクセル）を有する。また、カメラ１４は、デジタル画像５を一定の制御周期（例えば３０ｆｐｓ：１秒間に３０回）で撮影するようになっている。以下、デジタル画像を単に画像という。
【００２７】
ロボット１６は、ハンド１２とカメラ１４を３次元的に移動する。この例でハンド１２は、ロボット１６のロボットアーム１６ａの手先部に搭載され、ロボット１６により、カメラ１４を下向きに維持できるようになっている。
ロボット１６は、この例では、テーブル３の上面に固定された垂直多関節ロボットであるが、本発明はこれに限定されず、その他のロボット（スカラロボットや直交ロボット）であってもよい。
【００２８】
図２において、本発明によるロボット制御装置２０は、画像処理装置２２とロボットコントローラ２４からなり、カメラ１４で撮影した画像５を画像処理してロボット１６を制御する。
【００２９】
画像処理装置２２は、カメラ１４で撮影した画像５を画像処理して最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測する。
【００３０】
ロボットコントローラ２４は、画像処理装置２２の計測結果に基づき、ロボット１６のハンド１２により、最上段のトレイ把持部１１を把持して別の積載スペースへ搬送し、かつ最上段のトレイ上のワーク１を把持して所定位置へ搬送するようになっている。
トレイ把持部１１を搬送する別の積載スペースは、上述の例では、搬入スペースａ、搬出スペースｂ、又は加工スペースｃである。また、ワーク１を搬送する所定位置は、例えばロボット１６の作動範囲に設置した図示しない別の装置（加工装置、組付装置等）である。
なお、以下の例では、この別の装置にワーク１を搬送後、ワーク１は図示しない別の搬出装置により、ロボット１６の作動範囲の外側に搬出され、元のトレイ上には戻さないものとする。
しかし、本発明はこの構成に限定されず、別の装置から元のトレイ上にロボット１６により戻してもよい。
【００３１】
ロボットコントローラ２４は、ロボット１６を制御してロボットアーム１６ａの手先目標速度から各関節の回転量を算出し、ロボットアーム１６ａを動作させて、ハンド１２とカメラ１４を３次元的に移動する。
【００３２】
上述した構成により、本発明のトレイ移載装置は、各積載スペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）の上方から撮影した画像５に基づき、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイ１０の移載及び最上段のトレイ上のワーク１の移載を行うようになっている。
すなわち、上述した画像処理装置２２とロボットコントローラ２４は、後述する画像計測、トレイ移載制御、及びワーク移載制御を実行するようになっている。
【００３３】
図４は、本発明によるトレイ移載方法の全体フロー図である。この図に示すように、本発明のトレイ移載方法は、Ｓ１〜Ｓ９の各ステップ（工程）からなり、画像計測（Ａ）、トレイ移載制御（Ｂ）、及びワーク移載制御（Ｃ）を有する。
【００３４】
画像計測（Ａ）では、各積載スペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）の上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する（Ｓ１〜Ｓ３）。
トレイ移載制御（Ｂ）では、画像計測の結果に基づき最上段のトレイを別の積載スペースに移載する（Ｓ５、Ｓ７）。
ワーク移載制御（Ｃ）では、画像計測の結果に基づき最上段のトレイ上のワークを所定位置に移載する（Ｓ６）。
【００３５】
作動開始前（始業前）に、複数（例えば２０個）のワークを搭載したトレイ（以下、満載トレイ）を所定数（例えば５段分）準備し、これを段積みした５段の満載トレイを搬入スペースａに設置しておく。
また、搬出スペースｂ及び加工スペースｃは、トレイのない空状態であり、ベースブロック４がテーブル３の上面に露出している状態にしておく。さらに、ロボット１６は、予め原点復帰し、図示しない別の装置や段積みしたトレイと干渉しない位置に待機している。
【００３６】
作動開始時（始業時）にＳ１，Ｓ２，Ｓ３において、加工スペースｃ、搬出スペースｂ、搬入スペースａにあるトレイ１０の段数を計測する。この段数は、正常であれば、上述の例では、搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃにおいてそれぞれ５、０、０段である。
すなわち、本発明のシステム始動時にカメラ１４で、段積みスペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）の上から撮影し、トレイ段数を計測し判定する。同時に、トレイの搬入／搬出スペースの空きを確認する。
【００３７】
Ｓ４では、計測した段数が正常か否かを判断する。正常でない（ＮＯ）の場合には、作動を停止し（Ｓ８）、ロボットを原点復帰して（Ｓ９）、作動を終了する。
これにより、トレイの搬入／搬出の人為的ミスを防止できる。
【００３８】
Ｓ４で正常な場合（ＹＥＳ）、満載トレイを搬入スペースａから加工スペースｃへ搬送し（Ｓ５）、加工スペースｃでワーク１の加工動作を実施する（Ｓ６）。
Ｓ６のワーク１の加工動作は、加工スペースｃのトレイ上のワークが無くなり空になるまで、繰返し実施する。
加工スペースｃのトレイが空になった後、その空トレイを加工スペースｃから搬出スペースｂへ搬送する（Ｓ７）。
【００３９】
Ｓ５〜Ｓ７は、作動開始時に搬入スペースａに存在した段積みしたトレイ１０が、最上段から順に、加工スペースｃ、搬出スペースｂへ搬送され、搬出スペースｂに全て搬送され段積みされるまで、繰り返される。
Ｓ７において、最後のトレイが空になり、搬出スペースｂへ搬送され他の空トレイの上に段積みすると、ロボットは原点復帰し（Ｓ９）、作動が完了する。
搬出スペースｂに段積みされた空トレイは、例えば、作業員により、ロボットの作動範囲外に搬出する。
なお、搬出スペースｂに搬出用シューター（図示せず）を設けて、自動的にロボットの作動範囲外に空トレイを搬出するようにしてもよい。
【００４０】
図５は、本発明による画像計測のフロー図である。この図に示すように、本発明による画像計測は、Ｓ１１〜Ｓ１４の各ステップ（工程）からなり、所定の高さから下向きに最上段のトレイの画像５を撮影し（Ｓ１１，Ｓ１２）、画像上のトレイ把持部１１のパターンマッチングによりトレイ把持部１１の位置と姿勢を計測し（Ｓ１３）、さらにトレイ把持部１１の画像上の寸法からその高さ及びトレイ１０の段積み数を算出する（Ｓ１４）。
【００４１】
この画像計測は、上述したＳ１〜Ｓ３では、Ｓ１１〜Ｓ１４の各ステップを実施し、上述したＳ５〜Ｓ７では、Ｓ１４を除くＳ１１〜Ｓ１３の各ステップを実施する。
【００４２】
Ｓ１１〜Ｓ１３では、カメラ１４を対象となる積載スペース（搬入スペースａ、搬出スペースｂ、又は加工スペースｃ）の上方に移動し（Ｓ１１）、所定の高さ（例えばベースブロック４の上面から３５０ｍｍ）から下向きに最上段のトレイ１０の画像５を撮影し（Ｓ１２）、画像上のトレイ把持部１１又はベースブロック４のパターンマッチングによりトレイ把持部１１又はベースブロック４の位置と姿勢を計測する（Ｓ１３）。
この位置は、カメラ１４から見たトレイ把持部１１又はベースブロック４の相対位置であり、水平面（Ｘ−Ｙ座標）上の位置に相当する。
パターンマッチング（Ｓ１３）は、粗探索であり、計測精度は低いがトレイ把持部１１又はベースブロック４の位置と姿勢を決定することができる。
【００４３】
上記粗探索の後に、精密計測（Ｓ１４）を実施する。
精密計測（Ｓ１４）では、さらにトレイ把持部１１又はベースブロック４の画像上の寸法（例えば円抽出と位置計算）からその高さ及びトレイの段積み数を算出する。
この高さは、例えばカメラ１４の基準点とトレイ把持部１１又はベースブロック４との鉛直距離であり、これから複数（例えば１〜５段）のトレイ１０が段積みされている場合に、その段数を１枚のトレイの高さから算出することができる。
すなわち、トレイ把持部１１またはベースブロック４の位置と姿勢を計測し（Ｓ１３）、トレイ計測高さ（Ｚ座標値）をロボット内部で持つ段数テーブルと比較することで段数を決定する。
また、計測した積載スペースにトレイがない場合にも、Ｚ座標上の位置からトレイがないことを検出することができる。また、ベースブロック４の形状をトレイ把持部１１と相違させて、パターンマッチング（Ｓ１３）のみで、トレイがないことを検出してもよい。
【００４４】
なお、トレイ把持部１１又はベースブロック４の画像上の寸法として、例えば２つの鉛直穴１１ａ（又は鉛直穴４a）の画像上の距離（中心間隔）を用いることで、高さ算出の精度を高めることができる。
【００４５】
図６は、本発明によるトレイ移載制御のフロー図である。この図に示すように、本発明によるトレイ移載制御は、Ｓ２１〜Ｓ２７からなり、画像計測（Ｓ１１〜Ｓ１３）を実施し（Ｓ２１，Ｓ２２）、その結果に基づき最上段のトレイを把持し（Ｓ２３）、持上げ（Ｓ２４）、移動先に移動して（Ｓ２５）、移動先に設置し（Ｓ２６）、原点復帰する（Ｓ２７）。
【００４６】
なお、本発明によるワーク移載制御は、Ｓ２３において最上段のトレイの代わりにワークを把持し、移動先が図示しない別の装置（加工装置、組付装置等）である点で相違するが、その他の点で、トレイ移載制御と同様である。
【００４７】
上述した本発明の装置及び方法では、従来（特許文献１）の自動供給装置のかわりに、ロボット１６のハンド１２でトレイ１０を自動交換すると同時に、トレイ段数（トレイ段積み高さ）をアーム手先のカメラ１４で画像計測する。
従って、例えば、高さ計測の結果、計算上は４．３段といった中途半端な高さが検出された場合、トレイずれや、違う種類のトレイが置かれていることが検知できる。
一方、計測誤差やトレイ高さの製作誤差があるので、計算結果がもっとも近い整数（上の場合は４）との差（上の場合は０．３）に対して、適切に閾値を設定することで異常を検出することができる。
例えば、０．１未満であれば計測誤差と製作誤差の重畳であり正常範囲、０．１以上は積み方に異常ありと判定することができる。
【００４８】
（１）従って、トレイ専用の自動供給装置（図１のトレイ搬送部／交換部／識別部）が不要であり、システムがシンプルとなる。またシステム全体の設置スペース（フットプリント）を小さくできる。
（２）また人手で積まれたトレイ段数を常設センサで検知するとアームとセンサの干渉が問題となるが、アーム手先に取り付けたカメラ１４で画像計測して、トレイ段数を判定するので、このような問題は発生しない。
【００４９】
次に、本発明の代替例を説明する。
トレイを段積みするスペースにコンベアを設置して、ライン外からトレイを搬入するようにしてもよい。これにより、ロット（例えば５段×２０個）の制約なく連続運転ができる。
【００５０】
上述した本発明の装置及び方法によれば、複数の積載スペース（例えば搬入スペースａ、搬出スペースｂ、及び加工スペースｃ）に複数のトレイ１０をそれぞれ段積みできるので、段積みされた最上段のトレイ１０の移載及び最上段のトレイ上のワーク１の移載を行うことにより、トレイの供給装置を簡略化して設置スペースを小さくでき、かつロボット１６による多品種少量生産を効率的に行うことができる。
【００５１】
また、ロボットのハンド１２に取り付けられたカメラ１４で各積載スペースの上方から最上段のトレイ１０を撮影し、その画像５に基づき、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイ１０の段積み数とを計測するので、カメラ以外にセンサ類を用いることなく、トレイの有無やトレイ高さを検出することができる。
【００５２】
また、同様に、最上段のトレイ把持部１１の位置及び姿勢からトレイ１０がずれて置かれている場合や違う種類（高さ）のトレイが置かれている場合でも正しく検知できる。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ ワーク、３ テーブル、４ ベースブロック、
４ａ 鉛直穴、５ 画像、
１０ トレイ、１０ａ 平板、
１１ トレイ把持部、１１ａ 鉛直穴、１１ｂ 位置決めピン、
１２ ハンド、１４ カメラ、
１６ ロボット、１６ａ ロボットアーム、
２０ ロボット制御装置、２２ 画像処理装置、
２４ ロボットコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイの移載及び最上段のトレイ上のワークの移載を行う、ことを特徴とするトレイ移載装置。
【請求項２】
前記ロボット制御装置は、前記画像を画像処理して最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像処理装置と、
画像処理装置の計測結果に基づき、ロボットのハンドにより、最上段のトレイ把持部を把持して別の積載スペースへ搬送し、かつ最上段のトレイ上のワークを把持して所定位置へ搬送するロボットコントローラと、からなることを特徴とする請求項１に記載のトレイ移載装置。
【請求項３】
複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
（Ａ）前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像計測と、
（Ｂ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイを別の積載スペースに移載するトレイ移載制御と、
（Ｃ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイ上のワークを所定位置に移載するワーク移載制御と、を有することを特徴とするトレイ移載方法。
【請求項４】
前記画像計測において、所定の高さから下向きに最上段のトレイの画像を撮影し、該画像上のトレイ把持部のパターンマッチングによりトレイ把持部の位置と姿勢を計測し、さらにトレイ把持部の画像上の寸法からその高さ及びトレイの段積み数を算出する、ことを特徴とする請求項３に記載のトレイ移載方法。
【請求項５】
前記トレイ移載制御又はワーク移載制御において、前記画像計測を実施し、その結果に基づき最上段のトレイ又は最上段のトレイ上のワークを把持し、持上げ、移動先に移動して、移動先に設置する、ことを特徴とする請求項３に記載のトレイ移載方法。
【請求項１】
複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測し、これに基づき最上段のトレイの移載及び最上段のトレイ上のワークの移載を行う、ことを特徴とするトレイ移載装置。
【請求項２】
前記ロボット制御装置は、前記画像を画像処理して最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像処理装置と、
画像処理装置の計測結果に基づき、ロボットのハンドにより、最上段のトレイ把持部を把持して別の積載スペースへ搬送し、かつ最上段のトレイ上のワークを把持して所定位置へ搬送するロボットコントローラと、からなることを特徴とする請求項１に記載のトレイ移載装置。
【請求項３】
複数の積載スペースにそれぞれ段積み可能な複数のトレイと、
該トレイに設けられたトレイ把持部とトレイ上に積載されたワークを把持可能なハンドと、
該ハンドに取り付けられ前記トレイをその上方から撮影するカメラと、
前記ハンドを３次元的に移動可能なロボットと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して、前記ロボットを制御するロボット制御装置とを備え、
（Ａ）前記各積載スペースの上方から撮影した画像に基づき、最上段のトレイ把持部の位置及び姿勢と、各積載スペースのトレイの段積み数とを計測する画像計測と、
（Ｂ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイを別の積載スペースに移載するトレイ移載制御と、
（Ｃ）画像計測の結果に基づき最上段のトレイ上のワークを所定位置に移載するワーク移載制御と、を有することを特徴とするトレイ移載方法。
【請求項４】
前記画像計測において、所定の高さから下向きに最上段のトレイの画像を撮影し、該画像上のトレイ把持部のパターンマッチングによりトレイ把持部の位置と姿勢を計測し、さらにトレイ把持部の画像上の寸法からその高さ及びトレイの段積み数を算出する、ことを特徴とする請求項３に記載のトレイ移載方法。
【請求項５】
前記トレイ移載制御又はワーク移載制御において、前記画像計測を実施し、その結果に基づき最上段のトレイ又は最上段のトレイ上のワークを把持し、持上げ、移動先に移動して、移動先に設置する、ことを特徴とする請求項３に記載のトレイ移載方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１４３４９６（Ｐ２０１１−１４３４９６Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１５７（Ｐ２０１０−５１５７）
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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