ハンドリング装置、制御装置及び制御方法
【課題】コンベアによって搬送されている各ワークを効率のよい順番で処理することができるハンドリング装置、制御装置及び制御方法を得る。
【解決手段】ベルトコンベア２によって搬送されているワーク１０を撮像して該ワーク１０の位置を示すワークデータを生成する視覚センサ３と、搬送されているワーク１０に対して所定の作業を行うロボット４と、視覚センサ３から送信されたワークデータを蓄積してデータベースを作成し、該データベースを用いてロボット４の位置に搬送されたワーク１０に所定の作業を行うように該ロボット４を制御するコントローラ５とを備え、コントローラ５がデータベースに格納されている各ワークデータに所定の演算を行って複数のワーク１０に対してロボット４が作業を行う順番を並べ替える。
【解決手段】ベルトコンベア２によって搬送されているワーク１０を撮像して該ワーク１０の位置を示すワークデータを生成する視覚センサ３と、搬送されているワーク１０に対して所定の作業を行うロボット４と、視覚センサ３から送信されたワークデータを蓄積してデータベースを作成し、該データベースを用いてロボット４の位置に搬送されたワーク１０に所定の作業を行うように該ロボット４を制御するコントローラ５とを備え、コントローラ５がデータベースに格納されている各ワークデータに所定の演算を行って複数のワーク１０に対してロボット４が作業を行う順番を並べ替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ベルトコンベアにより搬送される物品を効率よく処理するハンドリング装置、制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚センサをベルトコンベアの上流に配置して、当該ベルトコンベアによって搬送されている物品（以下、ワークと記載する）を検出し、当該視覚センサの出力データを用いて、ロボットがワークに行う動作を制御するハンドリング装置が知られている。例えば、特許文献１に示されたハンドリング装置は、視覚センサがベルトコンベアによって搬送されている各ワークを撮像し、各々のワークに対応させたデータを作成してロボットコントローラへ送信する。ロボットコントローラは、受信データのデータベースを作成し、ベルトコンベアの搬送によってロボットの作業位置へ到達したワークに対し、前述のデータベースから読み出したデータに基づく処理を行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された装置は、視覚センサから送信されたデータを順次記憶してデータベースを構築し、データベースに格納されている内容に順応してロボットの動作制御を行っている。そのため、ベルトコンベアによって搬送されている複数のワークを搬送下流側から順に処理するとは限られず、ロボットの動作が煩雑になって搬送下流に載置されているワークを処理することができなくなる場合が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、ベルトコンベアによって搬送されている各ワークを効率のよい順番で処理することができるハンドリング装置、制御装置及び制御方法を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハンドリング装置は、ワークを搬送する搬送手段と、ワークに対して所定の作業を行うロボットと、搬送手段によって搬送されているワークを撮像して該ワークの位置を示すワークデータを生成する視覚センサと、視覚センサから送信されたワークデータを蓄積してデータベースを作成し、ロボットの位置に搬送されたワークに所定の作業を行うようにデータベースを用いてロボットを制御する制御手段とを有し、制御手段は、データベースに格納されているワークデータを読み出して所定の演算を行い、複数のワークに対してロボットが作業を行う順番を並べ替える。
【０００７】
好適には、制御手段が、搬送手段の搬送下流側のワークから作業を開始するように制御する。
【０００８】
好適には、制御手段が、視覚センサから送信されたワークデータを視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータをデータベースとして記憶する記憶部と、トラッキングデータに含まれている各ワークデータから各ワークの写像ベクトルのスカラ量を求め、各ワークの写像ベクトルのスカラ量に基づいてロボットが作業を行う順番を並べ替える演算部と、演算部によって並べ替えられた順番に応じて各ワークに作業を行うようにロボットを制御する駆動制御部とを有する。
【０００９】
本発明の制御装置は、搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを、視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されているトラッキングデータの各ワークデータに所定の演算を行って、搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える演算手段と、演算手段によって並べ替えられた順番に応じて各ワークに作業を行うようにロボットを制御する駆動制御手段とを有する。
【００１０】
本発明の制御方法は、搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶手段へ記憶させる工程と、記憶手段に記憶されているトラッキングデータの各ワークデータに、演算手段が所定の演算を行って、搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える工程と、演算手段によって並べ替えられた順番に応じて各ワークに作業を行うように駆動制御手段がロボットを制御する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、搬送されるワークに効率よく作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態によるハンドリング装置の概略構成を示す説明図である。図示したハンドリング装置１は、ベルトコンベア２、視覚センサ３、ロボット４、ロボットコントローラ５、および、コンベアエンコーダ６によって構成されている。
【００１３】
ベルトコンベア２は、例えば仕掛り物品などのワーク１０を図中矢印で示したコンベアベクトルＡの方向に搬送する搬送手段である。
視覚センサ３は、ベルトコンベア２の搬送上流側の位置において、当該ベルトコンベア２のベルト搬送面２ａに搭載された複数のワーク１０を撮像するように配設されている。また、視覚センサ３は、出力データであるワークデータ、および、撮像タイミングを示すトリガ信号を、後述するロボットコントローラ５へ出力するように、例えばイーサネット（登録商標）などのＬＡＮを介して接続されている。
【００１４】
ロボット４は、ベルトコンベア２によって搬送されているワーク１０を、例えば１個ずつ掴む保持部４ａ、および、保持部４ａを所定の範囲内で移動可能に支持するアーム部４ｂを備えている。
【００１５】
ロボットコントローラ５は、ロボット４の動作を制御するように接続された制御手段である。また、ロボットコントローラ５は、後述するコンベアエンコーダ６の出力信号、および、視覚センサ３から送信されたワークデータならびにトリガ信号を前述の通信線等を介して入力するように接続されている。
【００１６】
コンベアエンコーダ６は、ベルトコンベア２の搬送距離を検出する、即ちベルト搬送面２ａに載置されているワーク１０の移動量を検出する移動量検出手段である。
【００１７】
なお、図１にはロボット４を１台、および、当該ロボット４を制御するロボットコントローラ５を１台備えた構成を例示しているが、複数のロボット４およびロボットコントローラ５を有するように構成してもよい。詳しくは、視覚センサ３から通信線へ送信されたワークデータ及びトリガ信号を受信する、例えばルータを備える。このルータに複数のロボットコントローラ５を接続する。このように構成して、各ロボットコントローラ５が、自らの処理動作に用いるワークデータならびにトリガ信号を、上記のルータから入力して各々ロボット４を制御することも可能である。
【００１８】
図２は、図１のハンドリング装置１を成す視覚センサ、ロボット、および、ロボットコントローラの構成を示すブロック図である。
視覚センサ３は、カメラ１１および画像処理部１２を備えている。カメラ１１は、例えばＣＣＤカメラ等からなる。
カメラ１１は、ワーク１０が載置されているベルト搬送面２ａを撮像するように配設され、例えば図１に示したトラッキング範囲Ｓが１回の撮像範囲となるように設けられている。
画像処理部１２は、カメラ１１から出力された画像データを処理してワークデータを生成するように構成されている。
また、視覚センサ３は、カメラ１１の撮像タイミングを示すトリガ信号、および前述のワークデータを通信線へ送信する、図示を省略した通信部等を備えている。
【００１９】
ロボットコントローラ５は、入力部１３、表示部１４、演算部１５、記憶部１６、および、駆動制御部１７を備えている。
入力部１３は、ユーザに設定操作等を行わせるように構成され、当該設定内容を演算部１５へ入力するように接続されている。
表示部１４は、前述の操作／設定内容、またロボット４の動作状況等を表示するように、演算部１５へ接続されている。
【００２０】
演算部１５は、データ管理部１５ａ、トラッキングマネージャ１５ｂ、および、ワークマネージャ１５ｃを備えている。
データ管理部１５ａは、記憶部１６に各データを記憶させる動作処理や、記憶部１６からデータを読み出す動作を行うように構成されている。
トラッキングマネージャ１５ｂは、各トラッキングデータＤ１が示す位置、換言するとトラッキング範囲Ｓを監視するように構成されている。
ワークマネージャ１５ｃは、トラッキング範囲Ｓに存在する複数のワーク１０の中からロボット４に作業を行わせるワーク１０を選択するように構成されている。
【００２１】
記憶部１６は、演算部１５の制御によってトラッキングデータＤ１を記憶し、複数のトラッキングデータＤ１を記憶することによってデータベースが構築されている。
トラッキングデータＤ１は、視覚センサ３が１回の撮像で得た画像データから抽出したワーク１０の個数、コンベアエンコーダ６の出力信号が示す移動量、及び、上記の１回の撮像で得た画像データから抽出した各ワーク１０のワークデータによって構成されている。
駆動制御部１７は、後述するロボット４の各部を駆動させる制御信号を生成し、当該ロボット４を稼働させるように接続構成されている。
ロボット４は、保持部４ａを駆動する保持用モータ１８、保持部４ａを支えているアーム部４ｂを駆動するアーム用モータ１９を備えている。
【００２２】
図３は、図１のハンドリング装置１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、視覚センサ３のカメラ１１が、前述のようにベルトコンベア２の搬送上流側において、ベルト搬送面２ａに載置されているワーク１０を撮像する。
【００２３】
ステップＳ２では、視覚センサ３の画像処理部１２がカメラ１１によって撮像された画像から各ワーク１０の部分を抽出して、当該各ワーク１０のワークデータを生成する。
ステップＳ３では、前述の図示を省略した視覚センサ３の通信部が、カメラ１１の撮像タイミングを示すトリガ信号に対応させて上記のワークデータを送信する。
【００２４】
ステップＳ４では、ロボットコントローラ５が、詳しくは図示を省略したロボットコントローラ５の受信部が、ステップＳ３の工程において送信されたワークデータを受信し、データ管理部１５ａが上記のワークデータを記憶部１６に記憶させる。
このとき、一つのトリガ信号に対応させて送られてきた各ワークデータを、一つのトラッキングデータＤ１としてまとめて記憶し、データベースが構築されるように格納する。
【００２５】
ステップＳ５では、ロボットコントローラ５のトラッキングマネージャ１５ｃが、コンベアエンコーダ６の出力信号を監視する。
また、データ管理部１５ａは、トラッキングマネージャ１５ｂの監視結果に応じて、図１に示したワーク検出エリアを移動しているワーク１０を含んでいるトラッキングデータＤ１を記憶部１６から読み出す。
ワークマネージャ１５ｃは、データ管理部１５ａが記憶部１６から読み出した前述のトラッキングデータＤ１を成す各ワークデータを用いて演算を行い、この演算結果に応じてロボット４がハンドリング作業を行う順番を並べ替える。
【００２６】
ステップＳ６では、ロボットコントローラ５の駆動制御部１７が、ステップＳ５において並べ替えた順番に応じて各ワーク１０を保持するように、ロボット４の動作を制御する。
ハンドリング装置１は、概ねこのように動作する。
【００２７】
次に各部の詳細動作を説明する。
視覚センサ３は、ベルトコンベア２の搬送上流側において、ベルト搬送面２ａの上流端、もしくはその近傍の撮像原点２０ａから一定の撮像範囲の画像、例えばトラッキング範囲Ｓの画像を撮像する。
詳しくは、図２のカメラ１１が、自らの撮像タイミングでベルト搬送面２ａのトラッキング範囲Ｓを撮像する（ステップＳ１）。
【００２８】
画像処理部１２は、トラッキング範囲Ｓの画像に含まれているワーク１０の形状を抽出し、この形状を画像処理部１２が自ら記憶している品種毎の形状データ等と比較して、当該ワーク１０の品種を特定する。
また、画像処理部１２は、トラッキング範囲Ｓの画像の中からワーク１０の任意の部分の座標値を検出し、当該ワーク１０のワークデータを生成する（ステップＳ２）。
この座標値は、カメラ１１もしくは視覚センサ３が自ら行う各処理において使用される座標系において表現された値である。
なお、視覚センサ３は、ワークデータにワークの姿勢を示す座標値を含めて生成してもよい。
視覚センサ３は、前述のように、生成したワークデータを順次ロボットコントローラ５へ送信する（ステップＳ３）。
【００２９】
図４は、図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。この図は、前述のステップＳ４の工程において、ロボットコントローラ５のデータ管理部１５ａが、視覚センサ３から送られた各ワークデータ１０を記憶部１６に格納する動作を表している。
【００３０】
データ管理部１５ａは、前述の通信部等が視覚センサ３からトリガ信号毎に送信された複数のワークデータ１０を受信すると、これらのワークデータ１０を一つにまとめてトラッキングデータＤ１を生成する。
また、データ管理部１５ａは、コンベアエンコーダ６から入力したベルトコンベア２の移動量を示すデータを加味して、上記のトラッキングデータＤ１を生成し、これを記憶部１６へ格納してデータベースを構築する。
【００３１】
図４には、視覚センサ３が［ｉ−１］番目に撮像した画像から生成されたトラッキングデータＤ１をトラッキングデータＴｒｋ［ｉ−１］、［ｉ］番目に撮像した画像から生成されたトラッキングデータＤ１をトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］、［ｉ＋１］番目に撮像した画像から生成されたトラッキングデータＤ１をトラッキングデータＴｒｋ［ｉ＋１］として示している。
【００３２】
図４に示したトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］は、視覚センサ３が［ｉ］番目に撮像したトラッキング範囲Ｓから、例えば１０個のワーク１０を検出したときのものを表しており、ワークデータＷｒｋ［０］〜Ｗｒｋ［９］によって構成されている。
【００３３】
データ管理部１５ａは、例えば、上記のトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］を生成するとき、視覚センサ３から［ｉ］番目に送られたトリガ信号が受信されると、このトリガ信号に対応させたトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］を格納する領域を記憶部１６に確保する。
また、データ管理部１５ａは、ここでコンベアエンコーダ６から入力した信号、即ちベルトコンベア２の移動量を示すデータを、前述のトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］の構成要素として記憶部１６に格納する。
またさらに、データ管理部１５ａは、順次視覚センサ３から送られてくるワークデータＷｒｋ［０］〜［９］を、前述の記憶部１６に確保したトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］の領域に記憶／格納する。
【００３４】
なお、図４では分かり易くするため、［ｉ］番目のトラッキング範囲Ｓに二つのワーク１０を図示し、当該［ｉ］番目のトラッキング範囲に載置されている全てのワーク１０の図示を省略している。
また、視覚センサ３が撮像した順番を示す上記の［ｉ−１］、［ｉ］、［ｉ＋１］等は、トラッキング番号として各トラッキングデータＤ１に付記されるものである。
【００３５】
視覚センサ３が順次ロボットコントローラ５へ送信しているワークデータは、例えば図４に示したワークデータＷｒｋ［０］〜［９］のように構成されている。
ワークデータＷｒｋ［０］〜［９］は、視覚センサ３が自らの動作処理において使用している座標系のＸ座標データ、Ｙ座標データ、及びＸ−Ｙ平面上における回転を表すＣ座標データを有する。
また、ワークデータＷｒｋ［０］〜［９］は、複数の付加データ、例えば付加データ（１）〜（３）を加えて構成されている。付加データ（１）〜（３）は、様々な動作処理に関連する条件等を表し、例えば、前述のように視覚センサ３が判別した品種などを示すデータである。この付加データ（１）〜（３）は、ユーザの所望により視覚センサ３に設定される。
【００３６】
ベルトコンベア２の搬送上流側において視覚センサ３に撮像された各ワーク１０は、所定の時間を要してロボット４の配設されている位置へ搬送される。
ロボットコントローラ５は、記憶部１６に蓄積されているデータベースを用いてロボット４の動作を制御し、当該ロボット４の位置に搬送されたワーク１０にハンドリング作業を行う。
ロボット４のハンドリング作業は、図１に示したワーク検出エリア開始点２０ｂとワーク検出エリア終了点２０ｃとの間に設けられたワーク検出エリアにおいて行われる。
【００３７】
ロボットコントローラ５のトラッキングマネージャ１５ｂは、各トラッキングデータＤ１に含まれている移動量を示すデータを監視し、搬送中の各ワーク１０の位置を検知する。
具体的には、トラッキングマネージャ１５ｂは、データベースに格納されている各トラッキングデータＤ１の移動量を示すデータを抽出する。
またさらにトラッキングマネージャ１５ｂは、上記の抽出した移動量を示すデータを用いて、ワーク検出エリア内を移動中のトラッキング範囲Ｓが、どのトラッキングデータＤ１に対応しているかを認識する。
トラッキングマネージャ１５ｂは、上記の認識したトラッキングデータＤ１を、データ管理部１５ａを用いて記憶部１６から読み出す。
【００３８】
ワークマネージャ１５ｃは、前述の記憶部１６から読み出したトラッキングデータＤ１、即ち、トラッキングマネージャ１５ｂが認識したトラッキングデータＤ１を入力する。
ワークマネージャ１５ｃは、入力したトラッキングデータＤ１に含まれている複数のワークデータの中から処理を行うものを選択する。
換言すると、ワーク検出エリアに到達している複数のワーク１０の中からロボット４に保持させるものを選択する。
【００３９】
図５は、図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。
この図は、データベースに格納されている各ワークデータの順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０を対応させた状態Ｂ、および、ロボット４に保持させる順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０とを対応させた状態Ｃを表している。
なお、上記の状態Ｂは、視覚センサ３から送信されたワークデータを順次データベースに格納した順番の一例であり、図示した順番に限定されない。
【００４０】
ワークマネージャ１５ｃは、図３のステップＳ５の工程において、ロボット４に各ワーク１０を保持させる順番を状態Ｃのように並べ替える。
具体的には、１つのトラッキング範囲Ｓにおいて、搬送下流側のワーク１０から順番にロボット４が保持するように、各ワーク１０に対応するワークデータの並べ替えを行う。
【００４１】
図６は、図１のハンドリング装置１のロボットコントローラが行う演算処理を示す説明図である。
図示したＯは、任意の基準点である。また、ベクトルＣνは、例えばユーザ等によって定められた単位ベクトルであり、ベルトコンベア２の搬送動作を表すコンベアベクトルＡと同一方向を示す。
基準点Ｏは、例えばワーク検出エリアの中を移動しているトラッキング範囲Ｓよりも搬送上流側に設定される。図６に例示した基準点Ｏは、ベルト搬送面２ａの幅方向の中央部分に設けられている。
【００４２】
例えば、ベルト搬送面２ａの面上において、ワーク１０の位置Ｐの座標を（Ｐｘ，Ｐｙ）、基準点Ｏの座標を（Ｏｘ，Ｏｙ）としたとき、基準点Ｏからワーク１０までのベクトルＰｎは（Ｐｘ−Ｏｘ，Ｐｙ−Ｏｙ）となる。
ベクトルＰｎとベクトルＣνの成す角度をθとしたとき、ワーク１０の写像ベクトルＰｎＣは次の（１）式のように表される。
【００４３】
【数１】
【００４４】
ここで、ベクトルＰｎとベクトルＣνの内積は（２）式のように表される。
【００４５】
【数２】
【００４６】
ベクトルＣνは、前述のように単位ベクトルなのでスカラ量は“１”である。そのため、前述の内積は、次の（３）式のようになる。
【００４７】
【数３】
【００４８】
前述の（１）式と（３）式から、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量は、次の（４）式のように表される。
【００４９】
【数４】
【００５０】
このように、ワーク１０の写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を、ベクトルＰとベクトルＣνとの内積によって求めることができる。
演算部１５の例えばワークマネージャ１５ｃは、このようにして一つのトラッキングデータＤ１に含まれている全てのワークデータに対して写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を求める。
【００５１】
各ワーク１０の位置を、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量によって表すことにより、視覚センサ３から送られたワークデータの座標系がベルトコンベア２の搬送方向に整合していない場合でも、ロボット４の動作制御に用いることができる。
また、視覚センサ３が撮像した画像の座標原点がどのように配置されていても、ロボット４の動作制御に用いることが可能になる。
【００５２】
例えば、一つのトラッキングデータＤ１に含まれているワークデータの数量を１０個としたとき、前述のようにして求めた各ワークデータの写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を、次のデータ列（５）のように並べる。
【００５３】
【数５】
【００５４】
前述のように原点Ｏを搬送上流側に設定したときには、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量は、搬送下流側に位置するワーク１０が大きな値になる。
演算部１５は、例えば選択ソート法を用いて各スカラ量の並べ替えを行う。演算部１５の例えばワークマネージャ１５ｃは、データ列（５）の中の各スカラ量を比較し、値の大きな順に並べ替える。
ワークマネージャ１５ｃは、データ列（５）の中に並べられている各スカラ量に対応させて、順にワークデータを選択する。
ワークマネージャ１５ｃは、このように、大きな写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を有するワークデータから順に、ロボット４の動作制御に用いるワークデータとして選択する。
【００５５】
図３のステップＳ６の工程において、駆動制御部１７は、ワークマネージャ１５ｃが順次選択したワークデータを用いてロボット４の動作を制御し、例えば図５の状態Ｃに示したように搬送下流に位置するワーク１０から順番にハンドリング作業を行わせる。
【００５６】
ワークマネージャ１５ｃが、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量に応じてデータ列（５）の中を並べ替え、並べ替えたデータ列（５）に対応させて各ワークデータを処理する順番を変更することにより、ロボット４が各ワーク１０を保持する順番を変更することができる。
【００５７】
以上の第１の実施形態のハンドリング装置１によれば、演算部１５が、ロボット４の動作制御に用いるワークデータの順番を並べ替えるようにしたので、ベルトコンベア２に搬送され、ワーク検出エリアを移動中のワーク１０に効率よく作業を行うことができる。
また、作業を行う順番を並べ替えて搬送下流側に位置するワーク１０から作業を行うようにしたので、搬送中のワーク１０に作業をし損ねることを抑制することができる。
また、ロボット４の無駄な動作を抑えることができる。
【００５８】
第２の実施形態
本発明の第２の実施形態によるハンドリング装置は、前述の第１の実施形態で説明したハンドリング装置と同様に構成されている。第１の実施形態で説明した装置と同様な構成について重複説明を省略する。
また、第２の実施形態によるハンドリング装置は、第１の実施形態で説明した装置と概ね同様に動作する。ここでは、第１の実施形態で説明した装置と同様な動作について重複説明を省略し、第２の実施形態によるハンドリング装置の特徴となる動作を説明する。
【００５９】
図７は、本発明の第２の実施形態によるハンドリング装置の動作を示す説明図である。
この図は、データベースに格納されている各ワークデータの順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０を対応させた状態Ｂ、および、ロボット４に保持させる順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０とを対応させた状態Ｄを表している。
なお、上記の状態Ｂは、図５に示した状態Ｂと同様に、視覚センサ３から送信されたワークデータを順次データベースに格納した順番の一例であり、図示した順番に限定されない。
【００６０】
第２の実施形態によるハンドリング装置１のワークマネージャ１５ｃは、第１の実施形態で説明した図３のステップＳ５の工程において、ロボット４に各ワーク１０を保持させる順番を状態Ｄのように並べ替える。
具体的には、１つのトラッキング範囲Ｓにおいて、搬送下流側のワーク１０から順番にロボット４が保持するように、各ワーク１０に対応するワークデータの並べ替えを行う。
例えば、最も搬送下流側に載置されているワーク１０を、前述の第１の実施形態で説明した演算によって求める。
次に、このワーク１０から最も近い位置に載置されているワーク１０を、例えば各ワークデータの座標値を比較して検知する。このようにして、近傍に載置されているワーク１０を順に検知し、検知した順番に応じてワークデータを並べ替える。
【００６１】
上記のように、ワークマネージャ１５ｃがワークデータを並べ替えて、順に駆動制御部１７へ出力することにより、ロボット４は、図７の状態Ｄに示した順番で、各ワーク１０に作業を行う。
【００６２】
以上の第２の実施形態のハンドリング装置１によれば、ロボットコントローラ５の演算部１５が、ロボット４の動作制御に用いるワークデータの順番を並べ替えるようにしたので、ベルトコンベア２によって搬送されてワーク検出エリアを移動中のワーク１０に効率よく作業を行うことができる。
また、作業を行う順番を並べ替えて搬送下流側に位置するワーク１０から作業を開始し、順次近傍のワーク１０に作業を行うようにしたので、搬送中のワーク１０に作業をし損ねることを抑制することができる。
また、ロボット４の無駄な動作を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態によるハンドリング装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のハンドリング装置１を成す視覚センサ、ロボット、および、ロボットコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】図１のハンドリング装置１の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。
【図５】図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。
【図６】図１のハンドリング装置１のロボットコントローラが行う演算処理を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるハンドリング装置の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ ハンドリング装置、２ ベルトコンベア、３ 視覚センサ、４ ロボット、４ａ 保持部、４ｂ アーム部、５ ロボットコントローラ、１０ ワーク、１１ カメラ、１２ 画像処理部、１３ 入力部、１４ 表示部、１５ 演算部、１５ａ データ管理部、１５ｂ トラッキングマネージャ、１５ｃ ワークマネージャ、１６ 記憶部、１７ 駆動制御部、１８ 保持用モータ、１９ アーム用モータ。
【技術分野】
【０００１】
ベルトコンベアにより搬送される物品を効率よく処理するハンドリング装置、制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚センサをベルトコンベアの上流に配置して、当該ベルトコンベアによって搬送されている物品（以下、ワークと記載する）を検出し、当該視覚センサの出力データを用いて、ロボットがワークに行う動作を制御するハンドリング装置が知られている。例えば、特許文献１に示されたハンドリング装置は、視覚センサがベルトコンベアによって搬送されている各ワークを撮像し、各々のワークに対応させたデータを作成してロボットコントローラへ送信する。ロボットコントローラは、受信データのデータベースを作成し、ベルトコンベアの搬送によってロボットの作業位置へ到達したワークに対し、前述のデータベースから読み出したデータに基づく処理を行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された装置は、視覚センサから送信されたデータを順次記憶してデータベースを構築し、データベースに格納されている内容に順応してロボットの動作制御を行っている。そのため、ベルトコンベアによって搬送されている複数のワークを搬送下流側から順に処理するとは限られず、ロボットの動作が煩雑になって搬送下流に載置されているワークを処理することができなくなる場合が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、ベルトコンベアによって搬送されている各ワークを効率のよい順番で処理することができるハンドリング装置、制御装置及び制御方法を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハンドリング装置は、ワークを搬送する搬送手段と、ワークに対して所定の作業を行うロボットと、搬送手段によって搬送されているワークを撮像して該ワークの位置を示すワークデータを生成する視覚センサと、視覚センサから送信されたワークデータを蓄積してデータベースを作成し、ロボットの位置に搬送されたワークに所定の作業を行うようにデータベースを用いてロボットを制御する制御手段とを有し、制御手段は、データベースに格納されているワークデータを読み出して所定の演算を行い、複数のワークに対してロボットが作業を行う順番を並べ替える。
【０００７】
好適には、制御手段が、搬送手段の搬送下流側のワークから作業を開始するように制御する。
【０００８】
好適には、制御手段が、視覚センサから送信されたワークデータを視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータをデータベースとして記憶する記憶部と、トラッキングデータに含まれている各ワークデータから各ワークの写像ベクトルのスカラ量を求め、各ワークの写像ベクトルのスカラ量に基づいてロボットが作業を行う順番を並べ替える演算部と、演算部によって並べ替えられた順番に応じて各ワークに作業を行うようにロボットを制御する駆動制御部とを有する。
【０００９】
本発明の制御装置は、搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを、視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されているトラッキングデータの各ワークデータに所定の演算を行って、搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える演算手段と、演算手段によって並べ替えられた順番に応じて各ワークに作業を行うようにロボットを制御する駆動制御手段とを有する。
【００１０】
本発明の制御方法は、搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶手段へ記憶させる工程と、記憶手段に記憶されているトラッキングデータの各ワークデータに、演算手段が所定の演算を行って、搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える工程と、演算手段によって並べ替えられた順番に応じて各ワークに作業を行うように駆動制御手段がロボットを制御する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、搬送されるワークに効率よく作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態によるハンドリング装置の概略構成を示す説明図である。図示したハンドリング装置１は、ベルトコンベア２、視覚センサ３、ロボット４、ロボットコントローラ５、および、コンベアエンコーダ６によって構成されている。
【００１３】
ベルトコンベア２は、例えば仕掛り物品などのワーク１０を図中矢印で示したコンベアベクトルＡの方向に搬送する搬送手段である。
視覚センサ３は、ベルトコンベア２の搬送上流側の位置において、当該ベルトコンベア２のベルト搬送面２ａに搭載された複数のワーク１０を撮像するように配設されている。また、視覚センサ３は、出力データであるワークデータ、および、撮像タイミングを示すトリガ信号を、後述するロボットコントローラ５へ出力するように、例えばイーサネット（登録商標）などのＬＡＮを介して接続されている。
【００１４】
ロボット４は、ベルトコンベア２によって搬送されているワーク１０を、例えば１個ずつ掴む保持部４ａ、および、保持部４ａを所定の範囲内で移動可能に支持するアーム部４ｂを備えている。
【００１５】
ロボットコントローラ５は、ロボット４の動作を制御するように接続された制御手段である。また、ロボットコントローラ５は、後述するコンベアエンコーダ６の出力信号、および、視覚センサ３から送信されたワークデータならびにトリガ信号を前述の通信線等を介して入力するように接続されている。
【００１６】
コンベアエンコーダ６は、ベルトコンベア２の搬送距離を検出する、即ちベルト搬送面２ａに載置されているワーク１０の移動量を検出する移動量検出手段である。
【００１７】
なお、図１にはロボット４を１台、および、当該ロボット４を制御するロボットコントローラ５を１台備えた構成を例示しているが、複数のロボット４およびロボットコントローラ５を有するように構成してもよい。詳しくは、視覚センサ３から通信線へ送信されたワークデータ及びトリガ信号を受信する、例えばルータを備える。このルータに複数のロボットコントローラ５を接続する。このように構成して、各ロボットコントローラ５が、自らの処理動作に用いるワークデータならびにトリガ信号を、上記のルータから入力して各々ロボット４を制御することも可能である。
【００１８】
図２は、図１のハンドリング装置１を成す視覚センサ、ロボット、および、ロボットコントローラの構成を示すブロック図である。
視覚センサ３は、カメラ１１および画像処理部１２を備えている。カメラ１１は、例えばＣＣＤカメラ等からなる。
カメラ１１は、ワーク１０が載置されているベルト搬送面２ａを撮像するように配設され、例えば図１に示したトラッキング範囲Ｓが１回の撮像範囲となるように設けられている。
画像処理部１２は、カメラ１１から出力された画像データを処理してワークデータを生成するように構成されている。
また、視覚センサ３は、カメラ１１の撮像タイミングを示すトリガ信号、および前述のワークデータを通信線へ送信する、図示を省略した通信部等を備えている。
【００１９】
ロボットコントローラ５は、入力部１３、表示部１４、演算部１５、記憶部１６、および、駆動制御部１７を備えている。
入力部１３は、ユーザに設定操作等を行わせるように構成され、当該設定内容を演算部１５へ入力するように接続されている。
表示部１４は、前述の操作／設定内容、またロボット４の動作状況等を表示するように、演算部１５へ接続されている。
【００２０】
演算部１５は、データ管理部１５ａ、トラッキングマネージャ１５ｂ、および、ワークマネージャ１５ｃを備えている。
データ管理部１５ａは、記憶部１６に各データを記憶させる動作処理や、記憶部１６からデータを読み出す動作を行うように構成されている。
トラッキングマネージャ１５ｂは、各トラッキングデータＤ１が示す位置、換言するとトラッキング範囲Ｓを監視するように構成されている。
ワークマネージャ１５ｃは、トラッキング範囲Ｓに存在する複数のワーク１０の中からロボット４に作業を行わせるワーク１０を選択するように構成されている。
【００２１】
記憶部１６は、演算部１５の制御によってトラッキングデータＤ１を記憶し、複数のトラッキングデータＤ１を記憶することによってデータベースが構築されている。
トラッキングデータＤ１は、視覚センサ３が１回の撮像で得た画像データから抽出したワーク１０の個数、コンベアエンコーダ６の出力信号が示す移動量、及び、上記の１回の撮像で得た画像データから抽出した各ワーク１０のワークデータによって構成されている。
駆動制御部１７は、後述するロボット４の各部を駆動させる制御信号を生成し、当該ロボット４を稼働させるように接続構成されている。
ロボット４は、保持部４ａを駆動する保持用モータ１８、保持部４ａを支えているアーム部４ｂを駆動するアーム用モータ１９を備えている。
【００２２】
図３は、図１のハンドリング装置１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、視覚センサ３のカメラ１１が、前述のようにベルトコンベア２の搬送上流側において、ベルト搬送面２ａに載置されているワーク１０を撮像する。
【００２３】
ステップＳ２では、視覚センサ３の画像処理部１２がカメラ１１によって撮像された画像から各ワーク１０の部分を抽出して、当該各ワーク１０のワークデータを生成する。
ステップＳ３では、前述の図示を省略した視覚センサ３の通信部が、カメラ１１の撮像タイミングを示すトリガ信号に対応させて上記のワークデータを送信する。
【００２４】
ステップＳ４では、ロボットコントローラ５が、詳しくは図示を省略したロボットコントローラ５の受信部が、ステップＳ３の工程において送信されたワークデータを受信し、データ管理部１５ａが上記のワークデータを記憶部１６に記憶させる。
このとき、一つのトリガ信号に対応させて送られてきた各ワークデータを、一つのトラッキングデータＤ１としてまとめて記憶し、データベースが構築されるように格納する。
【００２５】
ステップＳ５では、ロボットコントローラ５のトラッキングマネージャ１５ｃが、コンベアエンコーダ６の出力信号を監視する。
また、データ管理部１５ａは、トラッキングマネージャ１５ｂの監視結果に応じて、図１に示したワーク検出エリアを移動しているワーク１０を含んでいるトラッキングデータＤ１を記憶部１６から読み出す。
ワークマネージャ１５ｃは、データ管理部１５ａが記憶部１６から読み出した前述のトラッキングデータＤ１を成す各ワークデータを用いて演算を行い、この演算結果に応じてロボット４がハンドリング作業を行う順番を並べ替える。
【００２６】
ステップＳ６では、ロボットコントローラ５の駆動制御部１７が、ステップＳ５において並べ替えた順番に応じて各ワーク１０を保持するように、ロボット４の動作を制御する。
ハンドリング装置１は、概ねこのように動作する。
【００２７】
次に各部の詳細動作を説明する。
視覚センサ３は、ベルトコンベア２の搬送上流側において、ベルト搬送面２ａの上流端、もしくはその近傍の撮像原点２０ａから一定の撮像範囲の画像、例えばトラッキング範囲Ｓの画像を撮像する。
詳しくは、図２のカメラ１１が、自らの撮像タイミングでベルト搬送面２ａのトラッキング範囲Ｓを撮像する（ステップＳ１）。
【００２８】
画像処理部１２は、トラッキング範囲Ｓの画像に含まれているワーク１０の形状を抽出し、この形状を画像処理部１２が自ら記憶している品種毎の形状データ等と比較して、当該ワーク１０の品種を特定する。
また、画像処理部１２は、トラッキング範囲Ｓの画像の中からワーク１０の任意の部分の座標値を検出し、当該ワーク１０のワークデータを生成する（ステップＳ２）。
この座標値は、カメラ１１もしくは視覚センサ３が自ら行う各処理において使用される座標系において表現された値である。
なお、視覚センサ３は、ワークデータにワークの姿勢を示す座標値を含めて生成してもよい。
視覚センサ３は、前述のように、生成したワークデータを順次ロボットコントローラ５へ送信する（ステップＳ３）。
【００２９】
図４は、図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。この図は、前述のステップＳ４の工程において、ロボットコントローラ５のデータ管理部１５ａが、視覚センサ３から送られた各ワークデータ１０を記憶部１６に格納する動作を表している。
【００３０】
データ管理部１５ａは、前述の通信部等が視覚センサ３からトリガ信号毎に送信された複数のワークデータ１０を受信すると、これらのワークデータ１０を一つにまとめてトラッキングデータＤ１を生成する。
また、データ管理部１５ａは、コンベアエンコーダ６から入力したベルトコンベア２の移動量を示すデータを加味して、上記のトラッキングデータＤ１を生成し、これを記憶部１６へ格納してデータベースを構築する。
【００３１】
図４には、視覚センサ３が［ｉ−１］番目に撮像した画像から生成されたトラッキングデータＤ１をトラッキングデータＴｒｋ［ｉ−１］、［ｉ］番目に撮像した画像から生成されたトラッキングデータＤ１をトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］、［ｉ＋１］番目に撮像した画像から生成されたトラッキングデータＤ１をトラッキングデータＴｒｋ［ｉ＋１］として示している。
【００３２】
図４に示したトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］は、視覚センサ３が［ｉ］番目に撮像したトラッキング範囲Ｓから、例えば１０個のワーク１０を検出したときのものを表しており、ワークデータＷｒｋ［０］〜Ｗｒｋ［９］によって構成されている。
【００３３】
データ管理部１５ａは、例えば、上記のトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］を生成するとき、視覚センサ３から［ｉ］番目に送られたトリガ信号が受信されると、このトリガ信号に対応させたトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］を格納する領域を記憶部１６に確保する。
また、データ管理部１５ａは、ここでコンベアエンコーダ６から入力した信号、即ちベルトコンベア２の移動量を示すデータを、前述のトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］の構成要素として記憶部１６に格納する。
またさらに、データ管理部１５ａは、順次視覚センサ３から送られてくるワークデータＷｒｋ［０］〜［９］を、前述の記憶部１６に確保したトラッキングデータＴｒｋ［ｉ］の領域に記憶／格納する。
【００３４】
なお、図４では分かり易くするため、［ｉ］番目のトラッキング範囲Ｓに二つのワーク１０を図示し、当該［ｉ］番目のトラッキング範囲に載置されている全てのワーク１０の図示を省略している。
また、視覚センサ３が撮像した順番を示す上記の［ｉ−１］、［ｉ］、［ｉ＋１］等は、トラッキング番号として各トラッキングデータＤ１に付記されるものである。
【００３５】
視覚センサ３が順次ロボットコントローラ５へ送信しているワークデータは、例えば図４に示したワークデータＷｒｋ［０］〜［９］のように構成されている。
ワークデータＷｒｋ［０］〜［９］は、視覚センサ３が自らの動作処理において使用している座標系のＸ座標データ、Ｙ座標データ、及びＸ−Ｙ平面上における回転を表すＣ座標データを有する。
また、ワークデータＷｒｋ［０］〜［９］は、複数の付加データ、例えば付加データ（１）〜（３）を加えて構成されている。付加データ（１）〜（３）は、様々な動作処理に関連する条件等を表し、例えば、前述のように視覚センサ３が判別した品種などを示すデータである。この付加データ（１）〜（３）は、ユーザの所望により視覚センサ３に設定される。
【００３６】
ベルトコンベア２の搬送上流側において視覚センサ３に撮像された各ワーク１０は、所定の時間を要してロボット４の配設されている位置へ搬送される。
ロボットコントローラ５は、記憶部１６に蓄積されているデータベースを用いてロボット４の動作を制御し、当該ロボット４の位置に搬送されたワーク１０にハンドリング作業を行う。
ロボット４のハンドリング作業は、図１に示したワーク検出エリア開始点２０ｂとワーク検出エリア終了点２０ｃとの間に設けられたワーク検出エリアにおいて行われる。
【００３７】
ロボットコントローラ５のトラッキングマネージャ１５ｂは、各トラッキングデータＤ１に含まれている移動量を示すデータを監視し、搬送中の各ワーク１０の位置を検知する。
具体的には、トラッキングマネージャ１５ｂは、データベースに格納されている各トラッキングデータＤ１の移動量を示すデータを抽出する。
またさらにトラッキングマネージャ１５ｂは、上記の抽出した移動量を示すデータを用いて、ワーク検出エリア内を移動中のトラッキング範囲Ｓが、どのトラッキングデータＤ１に対応しているかを認識する。
トラッキングマネージャ１５ｂは、上記の認識したトラッキングデータＤ１を、データ管理部１５ａを用いて記憶部１６から読み出す。
【００３８】
ワークマネージャ１５ｃは、前述の記憶部１６から読み出したトラッキングデータＤ１、即ち、トラッキングマネージャ１５ｂが認識したトラッキングデータＤ１を入力する。
ワークマネージャ１５ｃは、入力したトラッキングデータＤ１に含まれている複数のワークデータの中から処理を行うものを選択する。
換言すると、ワーク検出エリアに到達している複数のワーク１０の中からロボット４に保持させるものを選択する。
【００３９】
図５は、図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。
この図は、データベースに格納されている各ワークデータの順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０を対応させた状態Ｂ、および、ロボット４に保持させる順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０とを対応させた状態Ｃを表している。
なお、上記の状態Ｂは、視覚センサ３から送信されたワークデータを順次データベースに格納した順番の一例であり、図示した順番に限定されない。
【００４０】
ワークマネージャ１５ｃは、図３のステップＳ５の工程において、ロボット４に各ワーク１０を保持させる順番を状態Ｃのように並べ替える。
具体的には、１つのトラッキング範囲Ｓにおいて、搬送下流側のワーク１０から順番にロボット４が保持するように、各ワーク１０に対応するワークデータの並べ替えを行う。
【００４１】
図６は、図１のハンドリング装置１のロボットコントローラが行う演算処理を示す説明図である。
図示したＯは、任意の基準点である。また、ベクトルＣνは、例えばユーザ等によって定められた単位ベクトルであり、ベルトコンベア２の搬送動作を表すコンベアベクトルＡと同一方向を示す。
基準点Ｏは、例えばワーク検出エリアの中を移動しているトラッキング範囲Ｓよりも搬送上流側に設定される。図６に例示した基準点Ｏは、ベルト搬送面２ａの幅方向の中央部分に設けられている。
【００４２】
例えば、ベルト搬送面２ａの面上において、ワーク１０の位置Ｐの座標を（Ｐｘ，Ｐｙ）、基準点Ｏの座標を（Ｏｘ，Ｏｙ）としたとき、基準点Ｏからワーク１０までのベクトルＰｎは（Ｐｘ−Ｏｘ，Ｐｙ−Ｏｙ）となる。
ベクトルＰｎとベクトルＣνの成す角度をθとしたとき、ワーク１０の写像ベクトルＰｎＣは次の（１）式のように表される。
【００４３】
【数１】
【００４４】
ここで、ベクトルＰｎとベクトルＣνの内積は（２）式のように表される。
【００４５】
【数２】
【００４６】
ベクトルＣνは、前述のように単位ベクトルなのでスカラ量は“１”である。そのため、前述の内積は、次の（３）式のようになる。
【００４７】
【数３】
【００４８】
前述の（１）式と（３）式から、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量は、次の（４）式のように表される。
【００４９】
【数４】
【００５０】
このように、ワーク１０の写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を、ベクトルＰとベクトルＣνとの内積によって求めることができる。
演算部１５の例えばワークマネージャ１５ｃは、このようにして一つのトラッキングデータＤ１に含まれている全てのワークデータに対して写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を求める。
【００５１】
各ワーク１０の位置を、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量によって表すことにより、視覚センサ３から送られたワークデータの座標系がベルトコンベア２の搬送方向に整合していない場合でも、ロボット４の動作制御に用いることができる。
また、視覚センサ３が撮像した画像の座標原点がどのように配置されていても、ロボット４の動作制御に用いることが可能になる。
【００５２】
例えば、一つのトラッキングデータＤ１に含まれているワークデータの数量を１０個としたとき、前述のようにして求めた各ワークデータの写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を、次のデータ列（５）のように並べる。
【００５３】
【数５】
【００５４】
前述のように原点Ｏを搬送上流側に設定したときには、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量は、搬送下流側に位置するワーク１０が大きな値になる。
演算部１５は、例えば選択ソート法を用いて各スカラ量の並べ替えを行う。演算部１５の例えばワークマネージャ１５ｃは、データ列（５）の中の各スカラ量を比較し、値の大きな順に並べ替える。
ワークマネージャ１５ｃは、データ列（５）の中に並べられている各スカラ量に対応させて、順にワークデータを選択する。
ワークマネージャ１５ｃは、このように、大きな写像ベクトルＰｎＣのスカラ量を有するワークデータから順に、ロボット４の動作制御に用いるワークデータとして選択する。
【００５５】
図３のステップＳ６の工程において、駆動制御部１７は、ワークマネージャ１５ｃが順次選択したワークデータを用いてロボット４の動作を制御し、例えば図５の状態Ｃに示したように搬送下流に位置するワーク１０から順番にハンドリング作業を行わせる。
【００５６】
ワークマネージャ１５ｃが、写像ベクトルＰｎＣのスカラ量に応じてデータ列（５）の中を並べ替え、並べ替えたデータ列（５）に対応させて各ワークデータを処理する順番を変更することにより、ロボット４が各ワーク１０を保持する順番を変更することができる。
【００５７】
以上の第１の実施形態のハンドリング装置１によれば、演算部１５が、ロボット４の動作制御に用いるワークデータの順番を並べ替えるようにしたので、ベルトコンベア２に搬送され、ワーク検出エリアを移動中のワーク１０に効率よく作業を行うことができる。
また、作業を行う順番を並べ替えて搬送下流側に位置するワーク１０から作業を行うようにしたので、搬送中のワーク１０に作業をし損ねることを抑制することができる。
また、ロボット４の無駄な動作を抑えることができる。
【００５８】
第２の実施形態
本発明の第２の実施形態によるハンドリング装置は、前述の第１の実施形態で説明したハンドリング装置と同様に構成されている。第１の実施形態で説明した装置と同様な構成について重複説明を省略する。
また、第２の実施形態によるハンドリング装置は、第１の実施形態で説明した装置と概ね同様に動作する。ここでは、第１の実施形態で説明した装置と同様な動作について重複説明を省略し、第２の実施形態によるハンドリング装置の特徴となる動作を説明する。
【００５９】
図７は、本発明の第２の実施形態によるハンドリング装置の動作を示す説明図である。
この図は、データベースに格納されている各ワークデータの順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０を対応させた状態Ｂ、および、ロボット４に保持させる順番とベルト搬送面２ａに載置されている各ワーク１０とを対応させた状態Ｄを表している。
なお、上記の状態Ｂは、図５に示した状態Ｂと同様に、視覚センサ３から送信されたワークデータを順次データベースに格納した順番の一例であり、図示した順番に限定されない。
【００６０】
第２の実施形態によるハンドリング装置１のワークマネージャ１５ｃは、第１の実施形態で説明した図３のステップＳ５の工程において、ロボット４に各ワーク１０を保持させる順番を状態Ｄのように並べ替える。
具体的には、１つのトラッキング範囲Ｓにおいて、搬送下流側のワーク１０から順番にロボット４が保持するように、各ワーク１０に対応するワークデータの並べ替えを行う。
例えば、最も搬送下流側に載置されているワーク１０を、前述の第１の実施形態で説明した演算によって求める。
次に、このワーク１０から最も近い位置に載置されているワーク１０を、例えば各ワークデータの座標値を比較して検知する。このようにして、近傍に載置されているワーク１０を順に検知し、検知した順番に応じてワークデータを並べ替える。
【００６１】
上記のように、ワークマネージャ１５ｃがワークデータを並べ替えて、順に駆動制御部１７へ出力することにより、ロボット４は、図７の状態Ｄに示した順番で、各ワーク１０に作業を行う。
【００６２】
以上の第２の実施形態のハンドリング装置１によれば、ロボットコントローラ５の演算部１５が、ロボット４の動作制御に用いるワークデータの順番を並べ替えるようにしたので、ベルトコンベア２によって搬送されてワーク検出エリアを移動中のワーク１０に効率よく作業を行うことができる。
また、作業を行う順番を並べ替えて搬送下流側に位置するワーク１０から作業を開始し、順次近傍のワーク１０に作業を行うようにしたので、搬送中のワーク１０に作業をし損ねることを抑制することができる。
また、ロボット４の無駄な動作を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態によるハンドリング装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のハンドリング装置１を成す視覚センサ、ロボット、および、ロボットコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】図１のハンドリング装置１の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。
【図５】図１のハンドリング装置１の動作を示す説明図である。
【図６】図１のハンドリング装置１のロボットコントローラが行う演算処理を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるハンドリング装置の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ ハンドリング装置、２ ベルトコンベア、３ 視覚センサ、４ ロボット、４ａ 保持部、４ｂ アーム部、５ ロボットコントローラ、１０ ワーク、１１ カメラ、１２ 画像処理部、１３ 入力部、１４ 表示部、１５ 演算部、１５ａ データ管理部、１５ｂ トラッキングマネージャ、１５ｃ ワークマネージャ、１６ 記憶部、１７ 駆動制御部、１８ 保持用モータ、１９ アーム用モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送する搬送手段と、
前記ワークに対して所定の作業を行うロボットと、
前記搬送手段によって搬送されているワークを撮像して該ワークの位置を示すワークデータを生成する視覚センサと、
前記視覚センサから送信された前記ワークデータを蓄積してデータベースを作成し、前記ロボットの位置に搬送されたワークに所定の作業を行うように前記データベースを用いて前記ロボットを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記データベースに格納されている前記ワークデータを読み出して所定の演算を行い、複数のワークに対して前記ロボットが作業を行う順番を並べ替える、
ハンドリング装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記搬送手段の搬送下流側のワークから作業を開始するように制御する、
請求項１記載のハンドリング装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記視覚センサから送信されたワークデータを前記視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータをデータベースとして記憶する記憶部と、
前記トラッキングデータに含まれている各ワークデータから各ワークの写像ベクトルのスカラ量を求め、前記各ワークの写像ベクトルのスカラ量に基づいて前記ロボットが作業を行う順番を並べ替える演算部と、
前記演算部によって並べ替えられた順番に応じて前記各ワークに作業を行うように前記ロボットを制御する駆動制御部と、
を有する、
請求項１または請求項２記載のハンドリング装置。
【請求項４】
搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを前記視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記トラッキングデータの各ワークデータに所定の演算を行って、前記搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える演算手段と、
前記演算手段によって並べ替えられた順番に応じて前記各ワークに作業を行うようにロボットを制御する駆動制御手段と、
を有する、制御装置。
【請求項５】
搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを前記視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶手段へ記憶させる工程と、
前記記憶手段に記憶されている前記トラッキングデータの各ワークデータに、演算手段が所定の演算を行って、前記搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える工程と、
前記演算手段によって並べ替えられた順番に応じて前記各ワークに作業を行うように駆動制御手段がロボットを制御する工程と、
を有する、制御方法。
【請求項１】
ワークを搬送する搬送手段と、
前記ワークに対して所定の作業を行うロボットと、
前記搬送手段によって搬送されているワークを撮像して該ワークの位置を示すワークデータを生成する視覚センサと、
前記視覚センサから送信された前記ワークデータを蓄積してデータベースを作成し、前記ロボットの位置に搬送されたワークに所定の作業を行うように前記データベースを用いて前記ロボットを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記データベースに格納されている前記ワークデータを読み出して所定の演算を行い、複数のワークに対して前記ロボットが作業を行う順番を並べ替える、
ハンドリング装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記搬送手段の搬送下流側のワークから作業を開始するように制御する、
請求項１記載のハンドリング装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記視覚センサから送信されたワークデータを前記視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータをデータベースとして記憶する記憶部と、
前記トラッキングデータに含まれている各ワークデータから各ワークの写像ベクトルのスカラ量を求め、前記各ワークの写像ベクトルのスカラ量に基づいて前記ロボットが作業を行う順番を並べ替える演算部と、
前記演算部によって並べ替えられた順番に応じて前記各ワークに作業を行うように前記ロボットを制御する駆動制御部と、
を有する、
請求項１または請求項２記載のハンドリング装置。
【請求項４】
搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを前記視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記トラッキングデータの各ワークデータに所定の演算を行って、前記搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える演算手段と、
前記演算手段によって並べ替えられた順番に応じて前記各ワークに作業を行うようにロボットを制御する駆動制御手段と、
を有する、制御装置。
【請求項５】
搬送手段によって搬送されている複数のワークを撮像する視覚センサから送信された複数のワークデータを前記視覚センサが撮像した画像毎にまとめたトラッキングデータとして記憶手段へ記憶させる工程と、
前記記憶手段に記憶されている前記トラッキングデータの各ワークデータに、演算手段が所定の演算を行って、前記搬送手段によって搬送されている各ワークに作業を行う順番を並べ替える工程と、
前記演算手段によって並べ替えられた順番に応じて前記各ワークに作業を行うように駆動制御手段がロボットを制御する工程と、
を有する、制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２９７８８１（Ｐ２００９−２９７８８１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５８０３８（Ｐ２００８−１５８０３８）
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１７日（２００８．６．１７）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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