ピッキングシステム
【課題】ワークの取りこぼしを防止すること。
【解決手段】ロボット２が、コンベアによって搬送されるワークを保持する保持動作および保持したワークを所定の場所へ移動させる移動動作を行い、メインカメラ３ａが、搬送路上の領域を撮像し、制御装置５が、メインカメラ３ａによって撮像された画像に基づいて搬送路上のワークを検出するとともに、検出したワークの保持動作をロボット２に対して指示する。また、制御装置５の重なり検出部５１４が、ワークの重なりを検出し、制御装置５の動作指示部５１５が、重なり検出部５１４によってワークの重なりが検出された場合に、重なったワークの保持動作をロボット２に対して指示する。
【解決手段】ロボット２が、コンベアによって搬送されるワークを保持する保持動作および保持したワークを所定の場所へ移動させる移動動作を行い、メインカメラ３ａが、搬送路上の領域を撮像し、制御装置５が、メインカメラ３ａによって撮像された画像に基づいて搬送路上のワークを検出するとともに、検出したワークの保持動作をロボット２に対して指示する。また、制御装置５の重なり検出部５１４が、ワークの重なりを検出し、制御装置５の動作指示部５１５が、重なり検出部５１４によってワークの重なりが検出された場合に、重なったワークの保持動作をロボット２に対して指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピッキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルトコンベア等の搬送装置によって搬送されるワークをロボットによって保持して他の場所へ移動させるピッキングシステムが知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ワークの供給量に応じて搬送装置の速度制御を行うピッキングシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８９８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のピッキングシステムには、ワークの取りこぼしが発生する可能性があった。たとえば、従来のピッキングシステムでは、複数のワークが重なった状態で搬送されてきた場合に、これらの重なり合ったワークを不良品と判定し、ロボットによる保持動作を行わないようにしていた。このため、従来のピッキングシステムでは、良品であるワークを取りこぼしてしまう可能性があった。
【０００６】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークの取りこぼしを防止することができるピッキングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の開示するピッキングシステムは、ワークを搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送されるワークを保持する保持動作および保持したワークを所定の場所へ移動させる移動動作を行うロボットと、前記ロボットよりも前記搬送装置の上流側へ設けられ、前記搬送装置の搬送路上を撮像する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記搬送路上のワークを検出するとともに、検出したワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記ワークの重なりを検出する重なり検出部と、前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出された場合に、重なった前記ワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する動作指示部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本願の開示するピッキングシステムの一つの態様によれば、ワークの取りこぼしを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施例に係るピッキングシステムの模式斜視図である。
【図２】図２は、本実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、ワーク検出部による検出結果の一例を示す図である。
【図４】図４は、サブカメラによって撮像される画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、サブカメラによって撮像される画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本願の開示するピッキングシステムのいくつかの実施例を詳細に説明する。ただし、これらの実施例における例示で本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１１】
まず、本実施例に係るピッキングシステムの外観について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係るピッキングシステムの模式斜視図である。なお、以下では、ピッキングシステムが１台のロボットを備える場合の例について説明するが、ピッキングシステムは、２台以上のロボットを備えていてもよい。
【００１２】
図１に示すように、本実施例に係るピッキングシステムは、コンベア１と、ロボット２と、メインカメラ３ａと、サブカメラ３ｂとを備える。コンベア１は、搬送路１１上に載置されたワークｗを上流から下流へ向けて搬送する搬送装置である。かかるコンベア１は、後述する制御装置によって搬送速度が制御される。ここでは、一例として、コンベア１がベルトコンベアであるものとするが、ワークｗを所定方向へ搬送することができるものであれば他の搬送装置であってもよい。
【００１３】
ロボット２は、天井や壁面・床面等に固定された多関節ロボットであり、コンベア１によって搬送されるワークｗを保持する保持動作および保持したワークｗを所定の場所へ移動させる移動動作を行う。
【００１４】
たとえば、ロボット２は、真空ポンプ等の吸引装置を用いてワークｗを吸着させる吸着部をエンドエフェクタ（保持部）として備えており、かかる吸着部を用いてワークｗを保持する。また、ロボット２は、保持したワークｗを他のコンベア（図示せず）へ移動させた後、吸引装置による吸引力を解除することにより、保持したワークｗを他のコンベア上に載置する。
【００１５】
なお、ここでは、ロボット２がエンドエフェクタとして吸着部を備えることとしたが、ロボット２は、ワークｗを保持することができれば他のエンドエフェクタを備えていてもよい。たとえば、ロボット２は、ワークｗを把持するハンド型のエンドエフェクタを備えていてもよい。
【００１６】
本実施例では、ロボット２として垂直多関節ロボットを適用した例について説明するが、ロボットの構成はこれに限ったものではなく、ロボット２は、水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット、直交ロボット等、ワークｗを保持して移送できる構成であればよい。
【００１７】
メインカメラ３ａは、ロボット２よりもコンベア１の上流側へ配置され、コンベア１の搬送路１１上の所定領域を撮像する撮像装置である。メインカメラ３ａによって撮像された画像は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークを介して図示しない制御装置へ出力される。
【００１８】
サブカメラ３ｂは、メインカメラ３ａとロボット２との間、具体的には、ロボット２の近傍へ配置され、コンベア１の搬送路１１上の所定領域を撮像する補助撮像装置である。かかるサブカメラ３ｂは、後述する異常検出処理によってワークｗの異常が検出された場合にのみ撮像処理を行う。サブカメラ３ｂによって撮像された画像も、ＬＡＮ等の通信ネットワークを介して図示しない制御装置へ出力される。なお、サブカメラ３ｂは、メインカメラ３ａよりも解像度の高いカメラであるものとする。
【００１９】
本実施例に係るピッキングシステムは、上記のように構成されており、メインカメラ３ａが、搬送路１１上を撮像し、図示しない制御装置が、メインカメラ３ａによって撮像された画像に基づいて搬送路１１上のワークｗを検出するとともに、検出したワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する。そして、ロボット２が、制御装置からの指示に従って保持動作および移動動作を行う。
【００２０】
ここで、ピッキングシステムでは、たとえばメインカメラ３ａよりも上流側で行われる作業工程での不具合等により、ワークｗが重なって搬送されてくる可能性がある（図１参照）。このような場合、従来のピッキングシステムでは、重なって搬送されてきたワークを不良品と判定し、ロボットによる保持動作を行わないようにしていた。このため、従来のピッキングシステムでは、良品であるワークを取りこぼしてしまう可能性があった。
【００２１】
そこで、本実施例に係るピッキングシステムでは、制御装置が、ワークｗの重なりを検出する処理を行い、ワークｗの重なりが検出された場合に、重なったワークｗを上から順に保持するようにロボット２に対して指示することとした。以下では、かかる制御装置の構成および動作について具体的に説明する。
【００２２】
図２は、本実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図２では、制御装置の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００２３】
図２に示すように、制御装置５は、制御部５１と、記憶部５２とを備える。また、制御部５１は、ワーク検出部５１１と、異常検出部５１２と、搬送制御部５１３と、重なり検出部５１４と、動作指示部５１５とを備え、記憶部５２は、ワーク面積情報５２１と、エッジパターン情報５２２とを記憶する。
【００２４】
制御部５１は、制御装置５全体を制御する制御部である。ワーク検出部５１１は、メインカメラ３ａから入力される画像に基づいて搬送路１１上のワークｗを検出する処理部である。
【００２５】
本実施例において、ワーク検出部５１１は、搬送路１１とワークｗとの境界線、すなわち、ワークｗのシルエットを検出する。したがって、たとえば図１に示すように、３つのワークｗが重なって搬送されてきた場合、ワーク検出部５１１は、図３に示すような形状をワークｗｄとして検出する。
【００２６】
なお、ワーク検出部５１１によるワークｗの検出処理は、これに限ったものではなく、いずれの公知技術を用いても構わない。
【００２７】
異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１によるワークｗの検出結果および記憶部５２に記憶されたワーク面積情報５２１に基づいてワークｗの異常を検出する処理部である。ワーク面積情報５２１は、搬送路１１上のワークｗを鉛直上方から見た場合におけるワークｗの面積を示す情報であり、作業者等によってあらかじめ記憶部５２に記憶される。
【００２８】
ここで、異常検出部５１２による異常検出処理の内容について図３を用いて説明する。図３は、ワーク検出部５１１による検出結果の一例を示す図である。
【００２９】
図３に示すように、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗｄの面積を計測する。また、異常検出部５１２は、計測した面積（以下、「計測ワーク面積」と記載する）を、ワーク面積情報５２１によって示されるワークｗの面積（以下、「基準ワーク面積」と記載する）と比較する。そして、異常検出部５１２は、計測ワーク面積が基準ワーク面積を超える場合に、ワークｗｄの異常を検出する。
【００３０】
なお、ここでは、良品のワークｗが重なって搬送されてきたために異常が検出された場合の例を示したが、たとえばプレス等の処理が適切になされなかったために基準ワーク面積を超える形状に成型された不良品のワークｗが搬送されてきた場合にも、異常が検出される可能性がある。すなわち、この時点では、異常が検出されたワークｗｄが、良品であるか不良品であるかまでは判別されない。
【００３１】
異常検出部５１２は、ワークｗｄの異常を検出すると、異常が検出された旨の通知を重なり検出部５１４へ出力するとともに、搬送制御部５１３に対してコンベア１の速度制御を行うように指示する。一方、異常が検出されなかった場合、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１から受け取ったワークｗの検出結果を動作指示部５１５へ出力する。
【００３２】
図２へ戻り、制御部５１の説明を続ける。搬送制御部５１３は、異常検出部５１２によってワークｗの異常が検出された場合に、コンベア１の搬送速度の制御を行う処理部である。具体的には、搬送制御部５１３は、コンベア１の搬送速度を減速させる処理を行う。
【００３３】
すなわち、通常の搬送速度のままでは重なったワークｗの全てをロボット２に対して保持させる余裕がない場合であっても、搬送制御部５１３がコンベア１の搬送速度を減速させることにより、ロボット２は、重なったワークｗの全てを保持することができる。
【００３４】
なお、搬送制御部５１３は、異常が検出されたワークｗｄがサブカメラ３ｂの撮像領域内に位置した時点でコンベア１を停止させることとしてもよい。このように、コンベア１を停止させることとすれば、ロボット２は、重なったワークｗの全てをより確実に保持することができる。
【００３５】
重なり検出部５１４は、異常検出部５１２からワークｗｄの異常が検出された旨の通知を受け取った場合に、かかるワークｗｄについてワークｗの重なりを検出する処理部である。具体的には、重なり検出部５１４は、サブカメラ３ｂによって撮像された画像および記憶部５２に記憶されたエッジパターン情報５２２を用いてワークｗの重なりを検出する。
【００３６】
エッジパターン情報５２２は、搬送路１１上のワークｗを鉛直上方から見た場合におけるワークｗの輪郭の形状（以下、「基準エッジパターン」と記載する）を示す情報であり、作業者等によってあらかじめ記憶部５２に記憶される。
【００３７】
ここで、重なり検出部５１４による重なり検出処理の内容について図４を用いて説明する。図４は、サブカメラ３ｂによって撮像される画像の一例を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、重なり検出部５１４は、サブカメラ３ｂから異常が検出されたワークｗｄ（実際には、３つのワークｗが重なったもの）の画像を取得する。サブカメラ３ｂによるワークｗｄの撮像タイミングは、たとえばメインカメラ３ａおよびサブカメラ３ｂ間の距離およびコンベア１の搬送速度から割り出すことが可能である。
【００３９】
つづいて、重なり検出部５１４は、サブカメラ３ｂによって撮像された画像に対してエッジ検出処理を行う。これにより、重なって搬送されてきた各ワークｗの輪郭が検出される。なお、エッジ検出処理には、いずれの公知技術を用いても構わない。
【００４０】
つづいて、重なり検出部５１４は、エッジパターン情報５２２を用いてエッジパターンマッチングを行う。図４に示す場合には、右斜線が付されたエッジパターンＰ１、左斜線が付されたエッジパターンＰ２および横線が付されたエッジパターンＰ３の３つのエッジパターンが検出される。このうち、エッジパターンＰ１が、エッジパターン情報５２２によって示される基準エッジパターンと一致するため、重なり検出部５１４は、ワークｗの重なりを検出する。
【００４１】
なお、サブカメラ３ｂは、撮像処理を常には行っておらず、異常検出部５１２によってワークｗの異常が検出された場合に、撮像処理を開始する。このようにすることで、ピッキングシステムの消費電力を抑えることができる。なお、サブカメラ３ｂによる撮像処理の開始および終了は、制御部５１が制御を行う。
【００４２】
重なり検出部５１４は、ワークｗの重なりを検出すると、エッジ検出処理の検出結果を動作指示部５１５へ出力する。一方、ワークｗの重なりが検出されなかった場合、重なり検出部５１４は、異常が検出されたワークｗが不良品であると判定し、その旨を図示しない上位装置等へ出力する。不良品と判定されたワークｗは、ロボット２による保持動作が行われることなく、コンベア１の下流へ搬送されることとなる。
【００４３】
また、重なり検出部５１４は、重なったワークｗに対する保持動作がロボット２によって行われるごとに、かかる保持動作後にサブカメラ３ｂによって撮像された画像を用いてワークｗの重なりを再度検出する。ここで、図４に示すエッジパターンＰ１のワークｗがロボット２によって保持された後にサブカメラ３ｂによって撮像される画像を図５に示す。
【００４４】
図５に示すように、重なり検出部５１４は、エッジパターンＰ１のワークｗがロボット２によって保持された後のワークｗｄ’（実際には、２つのワークｗが重なったもの）の画像をサブカメラ３ｂから取得する。つづいて、重なり検出部５１４は、取得した画像に対してエッジ検出処理を行い、検出結果に対してエッジパターン情報５２２を用いたエッジパターンマッチングを行う。
【００４５】
図５に示す場合には、左斜線が付されたエッジパターンＰ４および横線が付されたエッジパターンＰ５の２つのエッジパターンが検出される。このうち、エッジパターンＰ４が、エッジパターン情報５２２によって示される基準エッジパターンと一致するため、重なり検出部５１４は、ワークｗの重なりを検出する。なお、エッジパターンＰ４のワークｗは、図４に示すエッジパターンＰ２のワークｗと同一であり、エッジパターンＰ５のワークｗは、図４に示すエッジパターンＰ３のワークｗと同一である。
【００４６】
図２へ戻り、制御部５１についての説明を続ける。動作指示部５１５は、ワーク検出部５１１によるワークｗの検出結果または重なり検出部５１４によるエッジ検出処理の検出結果に基づき、ロボット２に対してワークｗの保持動作および移動動作を指示する処理部である。
【００４７】
特に、動作指示部５１５は、エッジ検出処理の検出結果に基づき、重なり合ったワークｗのうち最上部に位置するワークｗ、すなわち、エッジパターンマッチングにおいて基準エッジパターンと一致したエッジパターンに対応するワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する。
【００４８】
ここで、上述したように、重なり検出部５１４は、重なったワークｗに対する保持動作がロボット２によって行われるごとに、重なり検出処理を行う。また、動作指示部５１５は、重なり検出部５１４によってワークｗの重なりが検出されるごとに、重なったワークｗのうち最上部に位置するワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する。このため、ロボット２は、重なって搬送されてきたワークｗを上から順に保持していくこととなる。したがって、本実施例に係るピッキングシステムでは、ワークｗが重なって搬送されてきた場合であっても、これらを不良品と判定することなく、ロボット２に対して保持させることができる。
【００４９】
図２へ戻り、記憶部５２について説明する。記憶部５２は、不揮発性メモリやハードディスクドライブといった記憶デバイスで構成され、ワーク面積情報５２１およびエッジパターン情報５２２を記憶する。ワーク面積情報５２１は、基準ワーク面積を示す情報であり、エッジパターン情報５２２は、基準エッジパターンを示す情報である。
【００５０】
次に、制御装置５の具体的動作について図６を用いて説明する。図６は、制御装置５が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００５１】
図６に示すように、制御装置５では、ワーク検出部５１１が、メインカメラ３ａから画像を取得するとともに、取得した画像に基づいてワークｗの検出を行う（ステップＳ１０１）。また、制御装置５では、異常検出部５１２が、ワーク検出部５１１による検出結果に基づいて異常判定処理を行う。
【００５２】
具体的には、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１による検出結果からワークｗの面積を計測し、計測ワーク面積が基準ワーク面積を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。かかる処理において計測ワーク面積が基準ワーク面積を超えない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、動作指示部５１５は、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗの保持動作をロボット２に対して指示し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
【００５３】
一方、制御装置５では、異常検出部５１２が、計測ワーク面積が基準ワーク面積を超えると判定すると（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、搬送制御部５１３が、コンベア１の搬送速度を減速させ（ステップＳ１０４）、制御部５１が、サブカメラ３ｂの撮像処理を開始させる（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０４の処理およびステップＳ１０５の処理の順番は、逆でもよい。
【００５４】
つづいて、制御装置５では、重なり検出部５１４が、サブカメラ３ｂによって撮像された画像を取得し、取得した画像に基づいてエッジ検出処理を行い（ステップＳ１０６）、検出したエッジパターンが基準エッジパターンと一致するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００５５】
かかる処理において、検出したエッジパターンが基準エッジパターンと一致すると判定された場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、動作指示部５１５は、重なったワークｗのうち最上部に位置するワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する（ステップＳ１０８）。
【００５６】
また、制御装置５では、制御部５１が、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。たとえば、制御部５１は、エッジ検出処理によって検出されたエッジパターンが他にも存在する場合には、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了していないと判定する（ステップＳ１０９，Ｎｏ）。かかる場合、制御装置５は、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了するまでステップＳ１０６〜Ｓ１０９の処理を繰り返し、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了したと判定された場合には（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５７】
また、ステップＳ１０７において、検出したエッジパターンが基準エッジパターンと一致しない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、制御部５１は、たとえば不良品が搬送されてきた旨を図示しない上位装置等へ通知するといった所定の不良品対応処理を行ったうえで（ステップＳ１１０）、処理を終了する。
【００５８】
上述してきたように、本実施例では、重なり検出部が、ワークの重なりを検出し、動作指示部が、重なり検出部によってワークの重なりが検出された場合に、重なったワークの保持動作をロボットに対して指示することとした。したがって、ワークが重なって搬送されてきた場合であっても、これらのワークの取りこぼしを防止することができる。
【００５９】
また、本実施例では、異常検出部が、撮像装置によって撮像された画像およびワークの面積情報に基づいてワークの異常を検出することとした。したがって、比較的少ない処理量でワークの異常を検出することができる。
【００６０】
また、本実施例では、重なり検出部が、異常検出部によってワークの異常が検出された場合に、エッジ検出処理を行うことによってワークの重なりを検出することとした。
【００６１】
すなわち、搬送されてくるワークｗに対してエッジ検出処理を常に行うこととすると、処理量が多くなり、ピッキングシステム全体としての作業効率が低下するおそれがある。したがって、エッジ検出処理よりも処理量の少ない異常検出処理（ワーク面積の計測処理）をまず行い、異常が検出されたワークに対してのみエッジ検出処理を行うことにより、作業効率を極力低下させることなく、ワークｗの重なりを検出することができる。
【００６２】
また、本実施例では、サブカメラをロボットの近傍に設け、重なり検出部が、サブカメラによって撮像された画像に対してエッジ検出処理を行うことによってワークの重なりを検出することとした。すなわち、本実施例では、メインカメラによって撮像された画像を用いてワーク検出処理および異常検出処理を行い、サブカメラによって撮像された画像を用いてエッジ検出処理を行うこととしたため、ワーク検出処理および異常検出処理の処理速度の低下を抑えることができる。
【００６３】
具体的には、エッジ検出処理を行うためには、比較的高い解像度（情報量）が必要となる。このため、メインカメラによって撮像された画像を用いてワーク検出処理および異常検出処理だけでなくエッジ検出処理も行う場合には、ワーク検出処理および異常検出処理だけを行う場合と比較して高い解像度でワークを撮像することとなる。この結果、ワーク検出処理および異常検出処理も高い解像度で撮像された画像に基づいて行われることとなるため、処理量が無駄に増大し、処理速度が低下してしまう可能性がある。
【００６４】
このため、ワーク検出処理および異常検出処理用の画像についてはメインカメラで撮像し、これらの処理よりも高解像度の画像を必要とするエッジ検出処理用の画像についてはメインカメラよりも解像度の高いサブカメラで撮像することで、ワーク検出処理および異常検出処理の処理速度の低下を抑えることができる。
【００６５】
また、本実施例では、重なり検出部が、重なったワークに対する保持動作がロボットによって行われるごとに、かかる保持動作後にサブカメラによって撮像された画像を用いてワークの重なりを再度検出し、動作指示部が、重なり検出部によってワークの重なりが検出されるごとに、重なったワークのうち最上部に位置するワークの保持動作をロボットに対して指示することとした。したがって、ロボットは、重なって搬送されてきたワークを上から順に保持していくことができる。しかも、サブカメラがロボットの近傍に設けられているため、最上部に位置するワークがロボットによって保持された後に、重なったワークを再度撮像することができる。
【００６６】
ところで、上述してきた実施例では、ワークｗが単純に重なっている場合の例について説明したが、ワークｗの重なり具合によっては、ロボット２に対してワークｗを上から順に保持させることが困難な場合もある。
【００６７】
このような場合には、たとえば、重なっているワークｗの位置を僅かにずらすなどの重なりを解消するための動作をロボット２に行わせてもよい。かかる動作を行うことで、重なったワークｗの保持が容易となる可能性がある。
【００６８】
また、重なりを解消するための動作をロボット２に行わせたにもかかわらず、重なったワークｗの保持が依然として困難である場合には、これらのワークｗの重なりを作業員等に解消させることとしてもよい。
【００６９】
たとえば、重なりを解消するための動作をロボット２に行わせたにもかかわらず、ロボット２がこれらのワークｗの保持を行うことができない場合、制御部５１は、図示しないスピーカから警報音を発する処理や、図示しないディスプレイに対してワークｗの重なりが発生した旨を表示させる処理といった所定の報知処理を行ってもよい。このようにすれば、作業者等に対してワークｗの重なりを発見させることができ、作業者等により重なりを解消させることができる。
【００７０】
また、上述してきた実施例では、サブカメラ３ｂをロボット２の近傍に設けることとしたが、サブカメラ３ｂの設置場所は、ロボット２に対して直接設けることとしてもよい。
【００７１】
また、上述してきた実施例では、ピッキングシステムが、メインカメラ３ａおよびサブカメラ３ｂの２台のカメラを備える場合の例について説明したが、ピッキングシステムは、必ずしもサブカメラ３ｂを備えることを要しない。すなわち、メインカメラ３ａによって撮像された画像を用いて、ワーク検出処理、異常検出処理およびエッジ検出処理を行うこととしてもよい。
【００７２】
また、かかる場合、重なったワークｗのうち最上部に位置するワークｗがロボット２によって保持された後に、残りの重なったワークｗをメインカメラ３ａに再度撮像するために、コンベア１を逆流させてもよい。
【００７３】
また、上述してきた実施例では、異常検出部５１２によって異常が検出された場合に、コンベア１の搬送速度を減速させることとしたが、さらに、重なり検出部５１４によるエッジ検出処理の検出結果に応じてコンベア１の搬送速度を制御することとしてもよい。
【００７４】
たとえば、搬送制御部５１３は、エッジ検出処理によって検出されたエッジパターンの数が、所定の閾値以上である場合に、コンベア１の搬送速度をさらに減速させ、あるいは、停止させる。このようにすれば、重なったワークｗの全てに対するロボット２の保持動作を確実に間に合わせることができる。
【００７５】
また、上述してきた実施例では、異常検出部５１２が、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗの面積と基準ワーク面積との比較により異常を検出することとしたが、これに限ったものではない。たとえば、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗのシルエットが、基準となるワークｗのシルエットと一致するか否かにより異常検出を行ってもよい。
【００７６】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
ｗ ワーク
１ コンベア
１１ 搬送路
２ ロボット
３ａ メインカメラ
３ｂ サブカメラ
５ 制御装置
５１ 制御部
５１１ ワーク検出部
５１２ 異常検出部
５１３ 搬送制御部
５１４ 重なり検出部
５１５ 動作指示部
５２ 記憶部
５２１ ワーク面積情報
５２２ エッジパターン情報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピッキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベルトコンベア等の搬送装置によって搬送されるワークをロボットによって保持して他の場所へ移動させるピッキングシステムが知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ワークの供給量に応じて搬送装置の速度制御を行うピッキングシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８９８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のピッキングシステムには、ワークの取りこぼしが発生する可能性があった。たとえば、従来のピッキングシステムでは、複数のワークが重なった状態で搬送されてきた場合に、これらの重なり合ったワークを不良品と判定し、ロボットによる保持動作を行わないようにしていた。このため、従来のピッキングシステムでは、良品であるワークを取りこぼしてしまう可能性があった。
【０００６】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークの取りこぼしを防止することができるピッキングシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の開示するピッキングシステムは、ワークを搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送されるワークを保持する保持動作および保持したワークを所定の場所へ移動させる移動動作を行うロボットと、前記ロボットよりも前記搬送装置の上流側へ設けられ、前記搬送装置の搬送路上を撮像する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記搬送路上のワークを検出するとともに、検出したワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記ワークの重なりを検出する重なり検出部と、前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出された場合に、重なった前記ワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する動作指示部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本願の開示するピッキングシステムの一つの態様によれば、ワークの取りこぼしを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施例に係るピッキングシステムの模式斜視図である。
【図２】図２は、本実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、ワーク検出部による検出結果の一例を示す図である。
【図４】図４は、サブカメラによって撮像される画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、サブカメラによって撮像される画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本願の開示するピッキングシステムのいくつかの実施例を詳細に説明する。ただし、これらの実施例における例示で本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１１】
まず、本実施例に係るピッキングシステムの外観について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係るピッキングシステムの模式斜視図である。なお、以下では、ピッキングシステムが１台のロボットを備える場合の例について説明するが、ピッキングシステムは、２台以上のロボットを備えていてもよい。
【００１２】
図１に示すように、本実施例に係るピッキングシステムは、コンベア１と、ロボット２と、メインカメラ３ａと、サブカメラ３ｂとを備える。コンベア１は、搬送路１１上に載置されたワークｗを上流から下流へ向けて搬送する搬送装置である。かかるコンベア１は、後述する制御装置によって搬送速度が制御される。ここでは、一例として、コンベア１がベルトコンベアであるものとするが、ワークｗを所定方向へ搬送することができるものであれば他の搬送装置であってもよい。
【００１３】
ロボット２は、天井や壁面・床面等に固定された多関節ロボットであり、コンベア１によって搬送されるワークｗを保持する保持動作および保持したワークｗを所定の場所へ移動させる移動動作を行う。
【００１４】
たとえば、ロボット２は、真空ポンプ等の吸引装置を用いてワークｗを吸着させる吸着部をエンドエフェクタ（保持部）として備えており、かかる吸着部を用いてワークｗを保持する。また、ロボット２は、保持したワークｗを他のコンベア（図示せず）へ移動させた後、吸引装置による吸引力を解除することにより、保持したワークｗを他のコンベア上に載置する。
【００１５】
なお、ここでは、ロボット２がエンドエフェクタとして吸着部を備えることとしたが、ロボット２は、ワークｗを保持することができれば他のエンドエフェクタを備えていてもよい。たとえば、ロボット２は、ワークｗを把持するハンド型のエンドエフェクタを備えていてもよい。
【００１６】
本実施例では、ロボット２として垂直多関節ロボットを適用した例について説明するが、ロボットの構成はこれに限ったものではなく、ロボット２は、水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット、直交ロボット等、ワークｗを保持して移送できる構成であればよい。
【００１７】
メインカメラ３ａは、ロボット２よりもコンベア１の上流側へ配置され、コンベア１の搬送路１１上の所定領域を撮像する撮像装置である。メインカメラ３ａによって撮像された画像は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークを介して図示しない制御装置へ出力される。
【００１８】
サブカメラ３ｂは、メインカメラ３ａとロボット２との間、具体的には、ロボット２の近傍へ配置され、コンベア１の搬送路１１上の所定領域を撮像する補助撮像装置である。かかるサブカメラ３ｂは、後述する異常検出処理によってワークｗの異常が検出された場合にのみ撮像処理を行う。サブカメラ３ｂによって撮像された画像も、ＬＡＮ等の通信ネットワークを介して図示しない制御装置へ出力される。なお、サブカメラ３ｂは、メインカメラ３ａよりも解像度の高いカメラであるものとする。
【００１９】
本実施例に係るピッキングシステムは、上記のように構成されており、メインカメラ３ａが、搬送路１１上を撮像し、図示しない制御装置が、メインカメラ３ａによって撮像された画像に基づいて搬送路１１上のワークｗを検出するとともに、検出したワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する。そして、ロボット２が、制御装置からの指示に従って保持動作および移動動作を行う。
【００２０】
ここで、ピッキングシステムでは、たとえばメインカメラ３ａよりも上流側で行われる作業工程での不具合等により、ワークｗが重なって搬送されてくる可能性がある（図１参照）。このような場合、従来のピッキングシステムでは、重なって搬送されてきたワークを不良品と判定し、ロボットによる保持動作を行わないようにしていた。このため、従来のピッキングシステムでは、良品であるワークを取りこぼしてしまう可能性があった。
【００２１】
そこで、本実施例に係るピッキングシステムでは、制御装置が、ワークｗの重なりを検出する処理を行い、ワークｗの重なりが検出された場合に、重なったワークｗを上から順に保持するようにロボット２に対して指示することとした。以下では、かかる制御装置の構成および動作について具体的に説明する。
【００２２】
図２は、本実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図２では、制御装置の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００２３】
図２に示すように、制御装置５は、制御部５１と、記憶部５２とを備える。また、制御部５１は、ワーク検出部５１１と、異常検出部５１２と、搬送制御部５１３と、重なり検出部５１４と、動作指示部５１５とを備え、記憶部５２は、ワーク面積情報５２１と、エッジパターン情報５２２とを記憶する。
【００２４】
制御部５１は、制御装置５全体を制御する制御部である。ワーク検出部５１１は、メインカメラ３ａから入力される画像に基づいて搬送路１１上のワークｗを検出する処理部である。
【００２５】
本実施例において、ワーク検出部５１１は、搬送路１１とワークｗとの境界線、すなわち、ワークｗのシルエットを検出する。したがって、たとえば図１に示すように、３つのワークｗが重なって搬送されてきた場合、ワーク検出部５１１は、図３に示すような形状をワークｗｄとして検出する。
【００２６】
なお、ワーク検出部５１１によるワークｗの検出処理は、これに限ったものではなく、いずれの公知技術を用いても構わない。
【００２７】
異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１によるワークｗの検出結果および記憶部５２に記憶されたワーク面積情報５２１に基づいてワークｗの異常を検出する処理部である。ワーク面積情報５２１は、搬送路１１上のワークｗを鉛直上方から見た場合におけるワークｗの面積を示す情報であり、作業者等によってあらかじめ記憶部５２に記憶される。
【００２８】
ここで、異常検出部５１２による異常検出処理の内容について図３を用いて説明する。図３は、ワーク検出部５１１による検出結果の一例を示す図である。
【００２９】
図３に示すように、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗｄの面積を計測する。また、異常検出部５１２は、計測した面積（以下、「計測ワーク面積」と記載する）を、ワーク面積情報５２１によって示されるワークｗの面積（以下、「基準ワーク面積」と記載する）と比較する。そして、異常検出部５１２は、計測ワーク面積が基準ワーク面積を超える場合に、ワークｗｄの異常を検出する。
【００３０】
なお、ここでは、良品のワークｗが重なって搬送されてきたために異常が検出された場合の例を示したが、たとえばプレス等の処理が適切になされなかったために基準ワーク面積を超える形状に成型された不良品のワークｗが搬送されてきた場合にも、異常が検出される可能性がある。すなわち、この時点では、異常が検出されたワークｗｄが、良品であるか不良品であるかまでは判別されない。
【００３１】
異常検出部５１２は、ワークｗｄの異常を検出すると、異常が検出された旨の通知を重なり検出部５１４へ出力するとともに、搬送制御部５１３に対してコンベア１の速度制御を行うように指示する。一方、異常が検出されなかった場合、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１から受け取ったワークｗの検出結果を動作指示部５１５へ出力する。
【００３２】
図２へ戻り、制御部５１の説明を続ける。搬送制御部５１３は、異常検出部５１２によってワークｗの異常が検出された場合に、コンベア１の搬送速度の制御を行う処理部である。具体的には、搬送制御部５１３は、コンベア１の搬送速度を減速させる処理を行う。
【００３３】
すなわち、通常の搬送速度のままでは重なったワークｗの全てをロボット２に対して保持させる余裕がない場合であっても、搬送制御部５１３がコンベア１の搬送速度を減速させることにより、ロボット２は、重なったワークｗの全てを保持することができる。
【００３４】
なお、搬送制御部５１３は、異常が検出されたワークｗｄがサブカメラ３ｂの撮像領域内に位置した時点でコンベア１を停止させることとしてもよい。このように、コンベア１を停止させることとすれば、ロボット２は、重なったワークｗの全てをより確実に保持することができる。
【００３５】
重なり検出部５１４は、異常検出部５１２からワークｗｄの異常が検出された旨の通知を受け取った場合に、かかるワークｗｄについてワークｗの重なりを検出する処理部である。具体的には、重なり検出部５１４は、サブカメラ３ｂによって撮像された画像および記憶部５２に記憶されたエッジパターン情報５２２を用いてワークｗの重なりを検出する。
【００３６】
エッジパターン情報５２２は、搬送路１１上のワークｗを鉛直上方から見た場合におけるワークｗの輪郭の形状（以下、「基準エッジパターン」と記載する）を示す情報であり、作業者等によってあらかじめ記憶部５２に記憶される。
【００３７】
ここで、重なり検出部５１４による重なり検出処理の内容について図４を用いて説明する。図４は、サブカメラ３ｂによって撮像される画像の一例を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、重なり検出部５１４は、サブカメラ３ｂから異常が検出されたワークｗｄ（実際には、３つのワークｗが重なったもの）の画像を取得する。サブカメラ３ｂによるワークｗｄの撮像タイミングは、たとえばメインカメラ３ａおよびサブカメラ３ｂ間の距離およびコンベア１の搬送速度から割り出すことが可能である。
【００３９】
つづいて、重なり検出部５１４は、サブカメラ３ｂによって撮像された画像に対してエッジ検出処理を行う。これにより、重なって搬送されてきた各ワークｗの輪郭が検出される。なお、エッジ検出処理には、いずれの公知技術を用いても構わない。
【００４０】
つづいて、重なり検出部５１４は、エッジパターン情報５２２を用いてエッジパターンマッチングを行う。図４に示す場合には、右斜線が付されたエッジパターンＰ１、左斜線が付されたエッジパターンＰ２および横線が付されたエッジパターンＰ３の３つのエッジパターンが検出される。このうち、エッジパターンＰ１が、エッジパターン情報５２２によって示される基準エッジパターンと一致するため、重なり検出部５１４は、ワークｗの重なりを検出する。
【００４１】
なお、サブカメラ３ｂは、撮像処理を常には行っておらず、異常検出部５１２によってワークｗの異常が検出された場合に、撮像処理を開始する。このようにすることで、ピッキングシステムの消費電力を抑えることができる。なお、サブカメラ３ｂによる撮像処理の開始および終了は、制御部５１が制御を行う。
【００４２】
重なり検出部５１４は、ワークｗの重なりを検出すると、エッジ検出処理の検出結果を動作指示部５１５へ出力する。一方、ワークｗの重なりが検出されなかった場合、重なり検出部５１４は、異常が検出されたワークｗが不良品であると判定し、その旨を図示しない上位装置等へ出力する。不良品と判定されたワークｗは、ロボット２による保持動作が行われることなく、コンベア１の下流へ搬送されることとなる。
【００４３】
また、重なり検出部５１４は、重なったワークｗに対する保持動作がロボット２によって行われるごとに、かかる保持動作後にサブカメラ３ｂによって撮像された画像を用いてワークｗの重なりを再度検出する。ここで、図４に示すエッジパターンＰ１のワークｗがロボット２によって保持された後にサブカメラ３ｂによって撮像される画像を図５に示す。
【００４４】
図５に示すように、重なり検出部５１４は、エッジパターンＰ１のワークｗがロボット２によって保持された後のワークｗｄ’（実際には、２つのワークｗが重なったもの）の画像をサブカメラ３ｂから取得する。つづいて、重なり検出部５１４は、取得した画像に対してエッジ検出処理を行い、検出結果に対してエッジパターン情報５２２を用いたエッジパターンマッチングを行う。
【００４５】
図５に示す場合には、左斜線が付されたエッジパターンＰ４および横線が付されたエッジパターンＰ５の２つのエッジパターンが検出される。このうち、エッジパターンＰ４が、エッジパターン情報５２２によって示される基準エッジパターンと一致するため、重なり検出部５１４は、ワークｗの重なりを検出する。なお、エッジパターンＰ４のワークｗは、図４に示すエッジパターンＰ２のワークｗと同一であり、エッジパターンＰ５のワークｗは、図４に示すエッジパターンＰ３のワークｗと同一である。
【００４６】
図２へ戻り、制御部５１についての説明を続ける。動作指示部５１５は、ワーク検出部５１１によるワークｗの検出結果または重なり検出部５１４によるエッジ検出処理の検出結果に基づき、ロボット２に対してワークｗの保持動作および移動動作を指示する処理部である。
【００４７】
特に、動作指示部５１５は、エッジ検出処理の検出結果に基づき、重なり合ったワークｗのうち最上部に位置するワークｗ、すなわち、エッジパターンマッチングにおいて基準エッジパターンと一致したエッジパターンに対応するワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する。
【００４８】
ここで、上述したように、重なり検出部５１４は、重なったワークｗに対する保持動作がロボット２によって行われるごとに、重なり検出処理を行う。また、動作指示部５１５は、重なり検出部５１４によってワークｗの重なりが検出されるごとに、重なったワークｗのうち最上部に位置するワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する。このため、ロボット２は、重なって搬送されてきたワークｗを上から順に保持していくこととなる。したがって、本実施例に係るピッキングシステムでは、ワークｗが重なって搬送されてきた場合であっても、これらを不良品と判定することなく、ロボット２に対して保持させることができる。
【００４９】
図２へ戻り、記憶部５２について説明する。記憶部５２は、不揮発性メモリやハードディスクドライブといった記憶デバイスで構成され、ワーク面積情報５２１およびエッジパターン情報５２２を記憶する。ワーク面積情報５２１は、基準ワーク面積を示す情報であり、エッジパターン情報５２２は、基準エッジパターンを示す情報である。
【００５０】
次に、制御装置５の具体的動作について図６を用いて説明する。図６は、制御装置５が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００５１】
図６に示すように、制御装置５では、ワーク検出部５１１が、メインカメラ３ａから画像を取得するとともに、取得した画像に基づいてワークｗの検出を行う（ステップＳ１０１）。また、制御装置５では、異常検出部５１２が、ワーク検出部５１１による検出結果に基づいて異常判定処理を行う。
【００５２】
具体的には、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１による検出結果からワークｗの面積を計測し、計測ワーク面積が基準ワーク面積を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。かかる処理において計測ワーク面積が基準ワーク面積を超えない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、動作指示部５１５は、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗの保持動作をロボット２に対して指示し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
【００５３】
一方、制御装置５では、異常検出部５１２が、計測ワーク面積が基準ワーク面積を超えると判定すると（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、搬送制御部５１３が、コンベア１の搬送速度を減速させ（ステップＳ１０４）、制御部５１が、サブカメラ３ｂの撮像処理を開始させる（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０４の処理およびステップＳ１０５の処理の順番は、逆でもよい。
【００５４】
つづいて、制御装置５では、重なり検出部５１４が、サブカメラ３ｂによって撮像された画像を取得し、取得した画像に基づいてエッジ検出処理を行い（ステップＳ１０６）、検出したエッジパターンが基準エッジパターンと一致するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００５５】
かかる処理において、検出したエッジパターンが基準エッジパターンと一致すると判定された場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、動作指示部５１５は、重なったワークｗのうち最上部に位置するワークｗの保持動作をロボット２に対して指示する（ステップＳ１０８）。
【００５６】
また、制御装置５では、制御部５１が、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。たとえば、制御部５１は、エッジ検出処理によって検出されたエッジパターンが他にも存在する場合には、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了していないと判定する（ステップＳ１０９，Ｎｏ）。かかる場合、制御装置５は、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了するまでステップＳ１０６〜Ｓ１０９の処理を繰り返し、重なったワークｗの全てについて保持動作が完了したと判定された場合には（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５７】
また、ステップＳ１０７において、検出したエッジパターンが基準エッジパターンと一致しない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、制御部５１は、たとえば不良品が搬送されてきた旨を図示しない上位装置等へ通知するといった所定の不良品対応処理を行ったうえで（ステップＳ１１０）、処理を終了する。
【００５８】
上述してきたように、本実施例では、重なり検出部が、ワークの重なりを検出し、動作指示部が、重なり検出部によってワークの重なりが検出された場合に、重なったワークの保持動作をロボットに対して指示することとした。したがって、ワークが重なって搬送されてきた場合であっても、これらのワークの取りこぼしを防止することができる。
【００５９】
また、本実施例では、異常検出部が、撮像装置によって撮像された画像およびワークの面積情報に基づいてワークの異常を検出することとした。したがって、比較的少ない処理量でワークの異常を検出することができる。
【００６０】
また、本実施例では、重なり検出部が、異常検出部によってワークの異常が検出された場合に、エッジ検出処理を行うことによってワークの重なりを検出することとした。
【００６１】
すなわち、搬送されてくるワークｗに対してエッジ検出処理を常に行うこととすると、処理量が多くなり、ピッキングシステム全体としての作業効率が低下するおそれがある。したがって、エッジ検出処理よりも処理量の少ない異常検出処理（ワーク面積の計測処理）をまず行い、異常が検出されたワークに対してのみエッジ検出処理を行うことにより、作業効率を極力低下させることなく、ワークｗの重なりを検出することができる。
【００６２】
また、本実施例では、サブカメラをロボットの近傍に設け、重なり検出部が、サブカメラによって撮像された画像に対してエッジ検出処理を行うことによってワークの重なりを検出することとした。すなわち、本実施例では、メインカメラによって撮像された画像を用いてワーク検出処理および異常検出処理を行い、サブカメラによって撮像された画像を用いてエッジ検出処理を行うこととしたため、ワーク検出処理および異常検出処理の処理速度の低下を抑えることができる。
【００６３】
具体的には、エッジ検出処理を行うためには、比較的高い解像度（情報量）が必要となる。このため、メインカメラによって撮像された画像を用いてワーク検出処理および異常検出処理だけでなくエッジ検出処理も行う場合には、ワーク検出処理および異常検出処理だけを行う場合と比較して高い解像度でワークを撮像することとなる。この結果、ワーク検出処理および異常検出処理も高い解像度で撮像された画像に基づいて行われることとなるため、処理量が無駄に増大し、処理速度が低下してしまう可能性がある。
【００６４】
このため、ワーク検出処理および異常検出処理用の画像についてはメインカメラで撮像し、これらの処理よりも高解像度の画像を必要とするエッジ検出処理用の画像についてはメインカメラよりも解像度の高いサブカメラで撮像することで、ワーク検出処理および異常検出処理の処理速度の低下を抑えることができる。
【００６５】
また、本実施例では、重なり検出部が、重なったワークに対する保持動作がロボットによって行われるごとに、かかる保持動作後にサブカメラによって撮像された画像を用いてワークの重なりを再度検出し、動作指示部が、重なり検出部によってワークの重なりが検出されるごとに、重なったワークのうち最上部に位置するワークの保持動作をロボットに対して指示することとした。したがって、ロボットは、重なって搬送されてきたワークを上から順に保持していくことができる。しかも、サブカメラがロボットの近傍に設けられているため、最上部に位置するワークがロボットによって保持された後に、重なったワークを再度撮像することができる。
【００６６】
ところで、上述してきた実施例では、ワークｗが単純に重なっている場合の例について説明したが、ワークｗの重なり具合によっては、ロボット２に対してワークｗを上から順に保持させることが困難な場合もある。
【００６７】
このような場合には、たとえば、重なっているワークｗの位置を僅かにずらすなどの重なりを解消するための動作をロボット２に行わせてもよい。かかる動作を行うことで、重なったワークｗの保持が容易となる可能性がある。
【００６８】
また、重なりを解消するための動作をロボット２に行わせたにもかかわらず、重なったワークｗの保持が依然として困難である場合には、これらのワークｗの重なりを作業員等に解消させることとしてもよい。
【００６９】
たとえば、重なりを解消するための動作をロボット２に行わせたにもかかわらず、ロボット２がこれらのワークｗの保持を行うことができない場合、制御部５１は、図示しないスピーカから警報音を発する処理や、図示しないディスプレイに対してワークｗの重なりが発生した旨を表示させる処理といった所定の報知処理を行ってもよい。このようにすれば、作業者等に対してワークｗの重なりを発見させることができ、作業者等により重なりを解消させることができる。
【００７０】
また、上述してきた実施例では、サブカメラ３ｂをロボット２の近傍に設けることとしたが、サブカメラ３ｂの設置場所は、ロボット２に対して直接設けることとしてもよい。
【００７１】
また、上述してきた実施例では、ピッキングシステムが、メインカメラ３ａおよびサブカメラ３ｂの２台のカメラを備える場合の例について説明したが、ピッキングシステムは、必ずしもサブカメラ３ｂを備えることを要しない。すなわち、メインカメラ３ａによって撮像された画像を用いて、ワーク検出処理、異常検出処理およびエッジ検出処理を行うこととしてもよい。
【００７２】
また、かかる場合、重なったワークｗのうち最上部に位置するワークｗがロボット２によって保持された後に、残りの重なったワークｗをメインカメラ３ａに再度撮像するために、コンベア１を逆流させてもよい。
【００７３】
また、上述してきた実施例では、異常検出部５１２によって異常が検出された場合に、コンベア１の搬送速度を減速させることとしたが、さらに、重なり検出部５１４によるエッジ検出処理の検出結果に応じてコンベア１の搬送速度を制御することとしてもよい。
【００７４】
たとえば、搬送制御部５１３は、エッジ検出処理によって検出されたエッジパターンの数が、所定の閾値以上である場合に、コンベア１の搬送速度をさらに減速させ、あるいは、停止させる。このようにすれば、重なったワークｗの全てに対するロボット２の保持動作を確実に間に合わせることができる。
【００７５】
また、上述してきた実施例では、異常検出部５１２が、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗの面積と基準ワーク面積との比較により異常を検出することとしたが、これに限ったものではない。たとえば、異常検出部５１２は、ワーク検出部５１１によって検出されたワークｗのシルエットが、基準となるワークｗのシルエットと一致するか否かにより異常検出を行ってもよい。
【００７６】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
ｗ ワーク
１ コンベア
１１ 搬送路
２ ロボット
３ａ メインカメラ
３ｂ サブカメラ
５ 制御装置
５１ 制御部
５１１ ワーク検出部
５１２ 異常検出部
５１３ 搬送制御部
５１４ 重なり検出部
５１５ 動作指示部
５２ 記憶部
５２１ ワーク面積情報
５２２ エッジパターン情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送する搬送装置と、
前記搬送装置によって搬送されるワークを保持する保持動作および保持したワークを所定の場所へ移動させる移動動作を行うロボットと、
前記ロボットよりも前記搬送装置の上流側へ設けられ、前記搬送装置の搬送路上を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記搬送路上のワークを検出するとともに、検出したワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記ワークの重なりを検出する重なり検出部と、
前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出された場合に、重なった前記ワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する動作指示部と
を備えることを特徴とするピッキングシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記撮像装置によって撮像された画像および前記ワークの面積情報に基づき、前記ワークの異常を検出する異常検出部
を備えることを特徴とする請求項１に記載のピッキングシステム。
【請求項３】
前記重なり検出部は、
前記異常検出部によって前記ワークの異常が検出された場合に、エッジ検出処理を行うことによって前記ワークの重なりを検出することを特徴とする請求項２に記載のピッキングシステム。
【請求項４】
前記ロボットの近傍あるいは前記ロボットに設けられ、前記搬送路上を撮像する補助撮像装置
をさらに備え、
前記重なり検出部は、
前記補助撮像装置によって撮像された画像に対して前記エッジ検出処理を行うことによって前記ワークの重なりを検出することを特徴とする請求項３に記載のピッキングシステム。
【請求項５】
前記重なり検出部は、
重なった前記ワークに対する保持動作が前記ロボットによって行われるごとに、該保持動作後に前記補助撮像装置によって撮像された画像を用いて前記ワークの重なりを再度検出し、
前記動作指示部は、
前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出されるごとに、重なった前記ワークのうち最上部に位置するワークの保持動作を前記ロボットに対して指示することを特徴とする請求項４に記載のピッキングシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記異常検出部によって前記ワークの異常が検出された場合に、前記搬送装置の搬送速度を減速または停止させる搬送制御部
をさらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載のピッキングシステム。
【請求項７】
前記動作指示部は、
前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出されなかった場合に、前記異常検出部によって異常が検出されたワークが不良品であると判定することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載のピッキングシステム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記異常検出部によって前記ワークの異常が検出された場合に、前記補助撮像装置による撮像処理を開始させることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一つに記載のピッキングシステム。
【請求項１】
ワークを搬送する搬送装置と、
前記搬送装置によって搬送されるワークを保持する保持動作および保持したワークを所定の場所へ移動させる移動動作を行うロボットと、
前記ロボットよりも前記搬送装置の上流側へ設けられ、前記搬送装置の搬送路上を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記搬送路上のワークを検出するとともに、検出したワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記ワークの重なりを検出する重なり検出部と、
前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出された場合に、重なった前記ワークの保持動作を前記ロボットに対して指示する動作指示部と
を備えることを特徴とするピッキングシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記撮像装置によって撮像された画像および前記ワークの面積情報に基づき、前記ワークの異常を検出する異常検出部
を備えることを特徴とする請求項１に記載のピッキングシステム。
【請求項３】
前記重なり検出部は、
前記異常検出部によって前記ワークの異常が検出された場合に、エッジ検出処理を行うことによって前記ワークの重なりを検出することを特徴とする請求項２に記載のピッキングシステム。
【請求項４】
前記ロボットの近傍あるいは前記ロボットに設けられ、前記搬送路上を撮像する補助撮像装置
をさらに備え、
前記重なり検出部は、
前記補助撮像装置によって撮像された画像に対して前記エッジ検出処理を行うことによって前記ワークの重なりを検出することを特徴とする請求項３に記載のピッキングシステム。
【請求項５】
前記重なり検出部は、
重なった前記ワークに対する保持動作が前記ロボットによって行われるごとに、該保持動作後に前記補助撮像装置によって撮像された画像を用いて前記ワークの重なりを再度検出し、
前記動作指示部は、
前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出されるごとに、重なった前記ワークのうち最上部に位置するワークの保持動作を前記ロボットに対して指示することを特徴とする請求項４に記載のピッキングシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記異常検出部によって前記ワークの異常が検出された場合に、前記搬送装置の搬送速度を減速または停止させる搬送制御部
をさらに備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載のピッキングシステム。
【請求項７】
前記動作指示部は、
前記重なり検出部によって前記ワークの重なりが検出されなかった場合に、前記異常検出部によって異常が検出されたワークが不良品であると判定することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載のピッキングシステム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記異常検出部によって前記ワークの異常が検出された場合に、前記補助撮像装置による撮像処理を開始させることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一つに記載のピッキングシステム。
【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２０１３−８５４（Ｐ２０１３−８５４Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６３２８（Ｐ２０１１−１３６３２８）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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