JP5868257B2 - ワークの位置検出方法及びそれを用いたワークの搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの位置検出方法及びそれを用いたワークの搬送方法に関し、更に詳しくは、立体形状のワークの位置を、ＣＣＤカメラを用いて検出するワークの位置検出方法及びそれを用いたワークの搬送方法に関する。

プレス加工においては、一般に、ワークに対し、複数回プレスが施され、複雑な形状の完成形となる。
また、プレスされた後のワークは、洗浄されたり、特別な加工が施されたりする。
これらのことから、プレス加工において、ワークは、立体形状となった状態で搬送されることが多い。

ところで、立体形状のワークの搬送には、一般にロボットが用いられる。
ここで、ロボットには本加工前にティーチング操作が行われ、それに基づいてロボットは、搬送位置のワークを吸着保持し搬送するようになる。
このため、一方では搬送されるワークを、搬送位置に正確に配置する必要がある。

ところが、連続して走行する立体形状のワークを全て、水平方向に位置ずれなく搬送位置に配置させることは困難であり、搬送位置からずれた位置にワークが配置されることが多い。
そうすると、ロボットは、立体形状のワークが搬送位置からずれた位置に配置されていたとしても、搬送位置でワークを吸着保持しようとするので、ワークを吸着保持できない場合が生じる。特に、立体形状のワークの走行中にロボットが当該ワークを吸着保持する場合は、ワークを吸着保持できない場合が極端に多くなる。

このような状況の中、配置されたワークの位置を検出する方法が検討されている。
例えば、ワークを撮像するカメラと、ハンド部を有するロボットアームと、カメラにより撮像された画像を処理する画像処理部と、処理された画像に基づいてワークの三次元位置姿勢や形態を検出する検出部と、検出された情報に基づいてアーム先端部とロボットハンドを操作する制御部とから構成されるステレオ画像型検出移動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかる装置においては、カメラが、２つ以上の独立したレンズ機構を有し、各レンズ機構を介した映像を撮像素子上に撮像するステレオカメラであり、ロボットアームの先端部に装着されている。

特開２００９−２４１２４７号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のステレオ画像型検出移動装置においては、立体形状のワークの位置を精度良く検出することは困難である。すなわち、立体形状のワークは、垂直方向に一定の厚みがあるので、カメラに近い部分程、実際の大きさよりも大きく見える傾向があるので、レンズとワークとの距離によっては、誤差が生じることになる。
また、２つ以上の独立したレンズ機構が必要であり、且つロボットアームの先端部に装着されるので、設備が複雑となる欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、立体形状のワークの位置を精度良く検出することができ、且つ設備もシンプルとすることができるワークの位置検出方法、及び、立体形状のワークを精度良く搬送することができるワークの搬送方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、目標位置から一定距離離れた上方にＣＣＤカメラを固定し、該ＣＣＤカメラで、ワークの特徴部を含むワークの測定面を撮像し、撮像された撮像データからワークの位置を算出することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明は、（１）立体形状のワークを、ＣＣＤカメラで撮像して、該ワークの位置を検出するワークの位置検出方法であって、予め、ワークを撮像する目標位置の面に平行であり且つワークの特徴部を含む測定面を、ワークの高さ方向に少なくとも１面設定し、該測定面に対して、目標位置から一定距離離れた上方に固定されたＣＣＤカメラのキャリブレーションデータを作成するデータ作成ステップと、ワークを目標位置の近傍に走行させる第１ステップと、ＣＣＤカメラを用い、目標位置の近傍のワークを測定面で撮像する第２ステップと、撮像された撮像データから、キャリブレーションデータに基づいて、ワークの位置を算出する第３ステップと、からなり、キャリブレーションデータが、表面に市松模様が描かれた厚板状のキャリブレーションシートをＣＣＤカメラで撮像し、キャリブレーションシートにおける実際の２点間の距離と、ＣＣＤカメラの画素数における２点間の距離と、を対応させることで作成されたデータであり、特徴部が、エッジ部又は突起部からなるワークの位置検出方法に存する。

本発明は、（２）測定面が２又は３面設定される上記（１）記載のワークの位置検出方法に存する。

本発明は、（３）測定面の高さと、キャリブレーションシートの高さとが一致している上記（１）又は（２）に記載のワークの位置検出方法に存する。

本発明は、（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のワークの位置検出方法を用いたワークの搬送方法であって、搬送位置でワークを吸着保持するようにロボットのハンドリングアームに動作をティーチングするティーチングステップと、データ作成ステップと、第１ステップと、ワークをセンサーで検出する検出ステップと、検出ステップで検出された検出信号に基づいて、ＣＣＤカメラでワークを測定面で撮像する第２ステップと、第３ステップと、第３ステップで算出されたワークの位置情報に基づいて、ロボットのハンドリングアームが補正された搬送位置でワークを吸着保持して搬送する搬送ステップと、を備えるワークの搬送方法に存する。

本発明は、（５）ハンドリングアームが水平移動及び回転自在となっている上記（４）記載のワークの搬送方法に存する。

本発明は、（６）第１ステップ、検出ステップ、第２ステップ、第３ステップ及び搬送ステップがワークの走行中に行われる上記（４）又は（５）に記載のワークの搬送方法に存する。

本発明のワークの位置検出方法においては、測定面をＣＣＤカメラで撮像し、撮像された撮像データからキャリブレーションデータ（校正データ）に基づいて、ワークの位置を算出することにより、立体形状のワークの位置を精度良く検出することができる。

本発明のワークの位置検出方法においては、ワークの特徴部を含む測定面は、任意に設定することができる。これにより、立体形状が異なるワークであっても、特徴部の位置に合わせて測定面を設定することにより、位置を検出することが可能となる。
このとき、特徴部は、エッジ部又は突起部とすることにより、立体形状のワークを精度良く認識することができる。

本発明のワークの位置検出方法においては、目標位置から一定距離離れた上方にＣＣＤカメラを固定するので、設備をシンプルにすることができる。

本発明のワークの位置検出方法においては、１つのワークに対し、測定面を２又は３面設定することが好ましい。この場合、立体形状のワークの位置をより精度良く検出することが可能となる。

本発明のワークの位置検出方法においては、キャリブレーションデータが、キャリブレーションシートをＣＣＤカメラで撮像して設定されたものである場合、より正確なキャリブレーションデータが得られる。
例えば、計算により、任意の測定面でのキャリブレーションデータを作成することも可能であるが、ＣＣＤカメラのレンズは、対象物から近い部分程、実際の大きさよりも大きく見える傾向があるので、計算値と、実測値とが異なる場合がある。
したがって、キャリブレーションシートを用いて、実測値を設定することにより、レンズ特有のワークとの距離による誤差を解消することができる。
このとき、測定面の高さと、キャリブレーションシートの高さとが一致していると、キャリブレーションシートを目標位置に配置すれば測定面となるので、測定面のキャリブレーションデータを容易且つ正確に作成することが可能となる。

本発明のワークの搬送方法においては、上述したワークの位置検出方法を用いるので、立体形状のワークを精度良く搬送することができる。すなわち、ワークの位置情報に基づいて、ロボットのハンドリングアームが立体形状のワークを吸着保持する搬送位置を補正することができる。
また、設備もシンプルとすることができる。
このとき、ハンドリングアームが水平移動及び回転自在となっていると、移動がスムーズであり、ワークを補正された位置で確実に吸着保持することが可能となる。

本発明のワークの搬送方法においては、第１ステップ、検出ステップ、第２ステップ、第３ステップ及び搬送ステップがワークの走行中に行われる場合、より効率良くワークの搬送を行うことができる。

図１は、本実施形態に係るワークの位置検出方法を示すフローチャートである。 図２（ａ）は、本実施形態に係るワークの位置検出方法のデータ作成ステップにおいて、ワークを目標位置に配置した状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すワークの模式断面図である。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、本実施形態に係るワークの位置検出方法のデータ作成ステップにおける作成工程を説明するための概略図である。 図４は、本実施形態に係るワークの搬送方法を説明するための概略図である。 図５は、本実施形態に係るワークの搬送方法を示すフローチャートである。 図６（ａ）は、複数のキャリブレーションシートを枠体に設置した状態を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の枠体を複数設置した状態を示す側面図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本発明に係るワークの位置検出方法は、立体形状のワークを、ＣＣＤカメラで撮像して、該ワークの正確な位置を検出する方法である。
図１は、本実施形態に係るワークの位置検出方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、本実施形態に係るワークの位置検出方法は、予め、測定面を設定し、該測定面に対して、ＣＣＤカメラのキャリブレーションデータを作成するデータ作成ステップＳ０と、ワークを目標位置の近傍に走行させる第１ステップＳ１と、ＣＣＤカメラでワークを測定面で撮像する第２ステップＳ２と、撮像された撮像データから、キャリブレーションデータに基づいて、ワークの位置を算出する第３ステップＳ３と、からなる。
ここで、ＣＣＤカメラのキャリブレーションデータとは、ＣＣＤカメラの画素数（出力）と、測定（入力）の対象となる値との関係を決定付ける作業である。

上記ワークの位置検出方法においては、予めデータ作成ステップＳ０が施される。そして、第１ステップＳ１、第２ステップＳ２及び第３ステップＳ３を順次施すことにより、ワークの位置が検出されることになる。

上記ワークの位置検出方法によれば、上述したステップを経ることにより、垂直方向に一定の厚みを有する立体形状のワークの位置を精度良く検出することができる。
また、ワークＷの特徴部を含む測定面を任意に設定することができるので、立体形状が異なるワークであっても、特徴部の位置に合わせて測定面を設定することにより、位置を検出することが可能となる。
さらに、設備もシンプルとすることができる。

以下、データ作成ステップＳ０、第１ステップＳ１、第２ステップＳ２及び第３ステップＳ３について更に詳細に説明する。

（データ作成ステップ）
データ作成ステップＳ０は、ワークが配置される目標位置の面に平行であり、且つワークの特徴部を含む測定面を、ワークの高さ方向に少なくとも１面設定する設定工程と、該測定面に対して、目標位置から一定距離離れた上方に固定されたＣＣＤカメラのキャリブレーションデータを作成する作成工程とからなる。なお、データ作成ステップにおける目標位置の高さと、ワークが走行する際の目標位置の高さとは同じである。また、目標位置の高さは一定であり、上下に動かないようになっている。

図２（ａ）は、本実施形態に係るワークの位置検出方法のデータ作成ステップにおいて、ワークを目標位置に配置した状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すワークの模式断面図である。
図２（ａ）に示すように、データ作成ステップＳ０においては、目標位置Ｐに立体形状のワークＷが仮に配置される。
かかるワークＷは、目標位置Ｐの面に接する外縁部２と、目標位置Ｐの面に略平行な上底部３、中低部４及び下底部５とを有し、下底部５及び上底部３、上底部３及び中低部４、中低部４及び下底部５が、それぞれ壁部を介して連結されているとする。
すなわち、図２（ｂ）に示すように、ワークＷは、側面視で片側が階段状となっているとする。
また、ワークＷは、上底部３の中央に貫通した穴部６が形成されているとする。

そして、目標位置Ｐから一定距離離れた上方にはワークＷを撮像するＣＣＤカメラ１が固定される。なお、ＣＣＤカメラ１の撮像領域Ｓは、四角錐状となっており、ワークＷの全体を含むようになっている。なお、後述するように、ワークの特徴部がＣＣＤカメラ１の撮像領域Ｓに含まれていれば、ワークの他の部分はＣＣＤカメラ１の撮像領域Ｓから外れていてもよい。
このように、ワークの位置検出方法においては、ＣＣＤカメラ１を固定するので、設備をシンプルにすることができる。

まず、設定工程において、ワークＷが配置される目標位置Ｐの面に平行であり、且つワークＷの特徴部を含む測定面を、ワークＷの高さ方向に３面設定する。
例えば、図２（ｂ）に示すように、ワークＷの下底部５の先端のエッジ部５ａを第１特徴部とし、第１特徴部を含む目標位置Ｐの面を第１測定面Ｆ１とする。
また、中低部の先端のエッジ部４ａを第２特徴部とし、目標位置Ｐの面に平行であり、第２特徴部を含む面を第２測定面Ｆ２とする。
さらに、穴部の縁のエッジ部３ａを第３特徴部とし、目標位置Ｐの面に平行であり、第３特徴部を含む面を第３測定面Ｆ３とする。
ことができる。

このように、本実施形態に係るワークの位置検出方法においては、ワークＷの特徴部を、エッジ部又は突起部とすることにより、立体形状のワークＷをより精度良く認識することが可能となる。
また、測定面として、第１測定面Ｆ１、第２測定面Ｆ２及び第３測定面Ｆ３の３面が設定されるので、立体形状のワークＷの位置をより精度良く検出することが可能となる。

次に、作成工程において、第１測定面Ｆ１、第２測定面Ｆ２及び第３測定面Ｆ３のそれぞれに対して、目標位置Ｐから一定距離離れた上方に固定されたＣＣＤカメラ１のキャリブレーションデータを作成する。

図３（ａ）〜図３（ｃ）は、本実施形態に係るワークの位置検出方法のデータ作成ステップにおける作成工程を説明するための概略図である。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、作成工程においては、目標位置Ｐにキャリブレーションシートがそれぞれ配置される。

例えば、図３（ａ）に示すように、第１測定面Ｆ１においては、第１測定面Ｆ１の高さに合わせた第１キャリブレーションシート１０ａが目標位置Ｐに配置され、図３（ｂ）に示すように、第２測定面Ｆ２においては、第２測定面Ｆ２の高さに合わせた第２キャリブレーションシート１０ｂが目標位置Ｐに配置され、図３（ｃ）に示すように、第３測定面Ｆ３においては、第３測定面Ｆ３の高さに合わせた第３キャリブレーションシート１０ｃが目標位置Ｐに配置される。なお、キャリブレーションシートの縦及び横の長さは、平面視で、例えば、１５０〜１０００ｍｍが好ましく採用される。

ここで、第１キャリブレーションシート１０ａ、第２キャリブレーションシート１０ｂ及び第３キャリブレーションシート１０ｃは、いずれも厚板状であり、表面に市松模様が描かれている。このため、キャリブレーションシートの表面に描かれた格子の数により、任意の２点間の距離がわかるようになっている。なお、市松模様の白マトリックス及び黒マトリックスの一辺の長さは、例えば、１０〜５０ｍｍの正方形である。

そして、第１キャリブレーションシート１０ａ、第２キャリブレーションシート１０ｂ及び第３キャリブレーションシート１０ｃをそれぞれＣＣＤカメラで撮像する。これにより、ＣＣＤカメラの画素数における２点間の距離と、キャリブレーションシート１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおける実際の２点間の距離とを対応させることで、それぞれのキャリブレーションデータが作成される。なお、キャリブレーションする範囲は、広いほど、精度が向上する。

このように、作成工程においては、第１測定面Ｆ１の高さと、第１キャリブレーションシート１０ａの高さとを一致させ、第２測定面Ｆ２の高さと、第２キャリブレーションシート１０ｂの高さとを一致させ、第３測定面Ｆ３の高さと、第３キャリブレーションシート１０ｃの高さとを一致させることにより、キャリブレーションシートを目標位置Ｐに配置すれば、対応する測定面となるので、測定面のキャリブレーションデータを容易且つ正確に作成することが可能となる。

また、キャリブレーションデータが、第１キャリブレーションシート１０ａ、第２キャリブレーションシート１０ｂ及び第３キャリブレーションシート１０ｃをそれぞれＣＣＤカメラ１で撮像して設定されるので、より正確なキャリブレーションデータが得られる。すなわち、各キャリブレーションシートを用いて、実測値を設定することにより、レンズとワークＷ（測定面）との距離による誤差を解消することができる。

データ作成ステップＳ０が施された後は、仮に配置されたワークＷ及びキャリブレーションシートを取り外し、以下に述べる第１ステップＳ１、第２ステップＳ２及び第３ステップＳ３が施される。

（第１ステップ）
第１ステップＳ１は、加工されたワークを目標位置Ｐの近傍に走行させるステップである。このとき、ワークは、必ずしも目標位置Ｐに走行させる必要はなく、目標位置Ｐの近傍であればよい。なお、ワークは、目標位置Ｐの近傍を通過するだけでもよく、目標位置Ｐの近傍に停止させてもよい。

ここで、目標位置Ｐの近傍とは、少なくとも設定したワークの特徴部がＣＣＤカメラ１の撮像領域Ｓに含まれる位置を意味する（図２（ａ）参照）。すなわち、ワークの特徴部がＣＣＤカメラ１の撮像領域Ｓに含まれていれば、ワークの他の部分がＣＣＤカメラ１の撮像領域Ｓから外れていてもよい。

ワークを走行させる方法としては、特に限定されない。例えば、コンベア等でワークを走行させてもよく、ワークをフリーランニングさせることにより走行させてもよい。いずれにしても、ワークは、一定の平面上を移動する。

（第２ステップ）
第２ステップＳ２は、ＣＣＤカメラ１でワークを、データ作成ステップＳ０で設定された第１測定面Ｆ１、第２測定面Ｆ２及び第３測定面Ｆ３で順次撮像するステップである。なお、撮像するタイミング及び順序は、任意に設定することができる。

第２ステップＳ２においては、第１測定面Ｆ１にて、ワークの第１特徴部が撮像され、第２測定面Ｆ２にて、ワークの第２特徴部が撮像され、第３測定面Ｆ３にて、ワークの第３特徴部が撮像される。
こうして、撮像データが得られる。

（第３ステップ）
第３ステップＳ３は、第２ステップＳ２において、ＣＣＤカメラ１で撮像された撮像データから、キャリブレーションデータに基づいて、ワークの位置を算出するステップである。すなわち、第２ステップＳ２で撮像されたそれぞれの特徴部の位置と、データ作成ステップＳ０にて作成されたキャリブレーションデータとを比較して、ワークの位置を算出するステップである。

ここで、ワークの位置とは、目標位置Ｐの近傍に走行された実際のワークの位置を意味する。したがって、走行されるワーク毎に、ワークの位置は異なることになる。なお、かかる位置は、ワークが停止された位置、又は、ワークの走行中の位置である。

第３ステップＳ３においては、ＣＣＤカメラ１に接続又は内蔵された図示しないコンピュータにより、ワークの位置が算出される。なお、かかるコンピュータは、一般的な中央処理装置（ＣＰＵ）、演算処理部、記憶部、画像処理部、入出力装置（キーボード、ディスプレイ）等を備える汎用のコンピュータである。

こうして、ワークの位置が算出される。すなわち、目標位置Ｐからのワークのずれが正確に算出される。
これにより、ワークが目標位置Ｐを通過して搬送位置まで走行し、該搬送位置で搬送される場合において、上述の得られたワークの位置の情報に基づいて、ロボットのワークを吸着保持する搬送位置を補正することにより、ワークが立体形状であっても、ワークを確実に吸着保持することが可能となる。

このように、本実施形態に係るワークの位置検出方法によれば、測定面をＣＣＤカメラ１で撮像し、撮像された撮像データからキャリブレーションデータに基づいて、ワークの位置を算出することにより、立体形状のワークの位置を精度良く検出することができる。なお、本実施形態に係るワークの位置検出方法は、ワーク毎に繰り返して行われる。

次に、本実施形態に係るワークの位置検出方法を用いたワークの搬送方法について説明する。
図４は、本実施形態に係るワークの搬送方法を説明するための概略図である。
図４に示すように、本実施形態に係るワークの搬送方法においては、ワークＷを走行させるコンベア１１と、該ワークＷ１を検出するセンサー１２と、目標位置Ｐの上方に一定距離離れて固定されたＣＣＤカメラ１と、走行されたワークＷ１をハンドリングアーム７ａで吸着保持し搬送するロボット７と、が用いられる。

本実施形態に係るワークの搬送方法においては、１枚ずつ走行するワークＷ１が搬送され、複数枚が精度良く積み重なったスタック１５となる。このとき、ワークＷ１間に緩衝材を介してもよい。
したがって、例えば、１枚のワークＷ１に切断するシャーリング工程や１枚のワークＷ１ずつ洗浄する洗浄工程の後に、本実施形態に係るワークの搬送方法を行うことにより、スタック１５とすることができる。

図５は、本実施形態に係るワークの搬送方法を示すフローチャートである。
図５に示すように、本実施形態に係るワークＷ１の搬送方法は、ワークが目標位置Ｐを通過して搬送位置Ｑまで走行し、該搬送位置Ｑで搬送される場合において、搬送位置ＱでワークＷ１を吸着保持するようにロボット７のハンドリングアーム７ａに動作をティーチングするティーチングステップＳＡと、データ作成ステップＳ１０と、第１ステップＳ１１と、ワークＷ１をセンサー１２で検出する検出ステップＳＢと、検出ステップＳＢで検出された検出信号に基づいて、ＣＣＤカメラ１でワークＷ１を測定面で撮像する第２ステップＳ１２と、第３ステップＳ１３と、第３ステップＳ１３で算出されたワークＷ１の位置の情報に基づいて、ロボット７のハンドリングアーム７ａが補正された位置でワークＷ１を吸着保持して搬送する搬送ステップＳＣと、を備える。
すなわち、より具体的には、搬送位置ＱでワークＷ１を吸着保持するようにロボット７のハンドリングアーム７ａに動作をティーチングするティーチングステップＳＡと、ワークＷ１が撮像される目標位置Ｐの面に平行であり且つワークＷ１の特徴部を含む測定面を、ワークＷ１の高さ方向に少なくとも１面設定し、該測定面に対して、目標位置Ｐから一定距離離れた上方に固定されたＣＣＤカメラ１のキャリブレーションデータを作成するデータ作成ステップＳ１０と、ワークＷ１を目標位置Ｐの近傍に走行させる第１ステップＳ１１と、ワークＷ１をセンサー１２で検出する検出ステップＳＢと、検出ステップＳＢで検出された検出信号に基づいて、ＣＣＤカメラ１でワークＷ１を測定面で撮像する第２ステップＳ１２と、撮像された撮像データから、キャリブレーションデータに基づいて、ワークＷ１の位置を算出する第３ステップＳ１３と、第３ステップで算出されたワークＷ１の位置の情報に基づいて、ロボット７のハンドリングアーム７ａが補正された搬送位置ＱでワークＷ１を吸着保持して搬送する搬送ステップＳＣと、を備える。

本実施形態に係るワークの搬送方法においては、第１ステップＳ１１、検出ステップＳＢ、第２ステップＳ１２、第３ステップＳ１３及び搬送ステップＳＣがワークの走行中に行われる。すなわち、ワークの走行中に、ワークが検出され、ＣＣＤカメラ１で撮像され、ワークの位置が算出される。そして、算出された位置の情報に基づいて、ロボット７のハンドリングアーム７ａが走行中のワークを吸着保持し搬送するようになっている。
このため、ワークの搬送方法においては、より効率良くワークの搬送を行うことができる。

以下、ティーチングステップＳＡ、データ作成ステップＳ１０、検出ステップＳＢ、第１ステップＳ１１、第２ステップＳ１２、第３ステップＳ１３及び搬送ステップＳＣについて更に詳細に説明する。なお、重複する説明は、省略する。

（ティーチングステップ）
ティーチングステップＳＡは、搬送位置ＱでワークＷ１を吸着保持するようにロボット７のハンドリングアーム７ａに動作をティーチングするステップである。すなわち、ロボット７のハンドリングアーム７ａを、搬送位置Ｑに向かって移動させ、その位置を記憶させるステップである。ちなみに、この状態でハンドリングアーム７ａを作業させると、ハンドリングアーム７ａは、搬送位置Ｑのワークを吸着保持し、搬送することになる。

ここで、搬送位置Ｑは、任意に定めることができる。例えば、ハンドリングアーム７ａがコンベア１上のワークＷ１を吸着保持する位置を搬送位置Ｑとすればよい。ただし、ワークが少なくとも搬送位置Ｑの近傍に走行されることを前提とする。
このように、ハンドリングアーム７ａがワークＷ１を吸着保持する位置をそのまま搬送位置Ｑとすれば、ハンドリングアーム７ａの動作のティーチングが極めて容易となる。

（データ作成ステップ）
データ作成ステップＳ１０は、上述したワークの位置検出方法におけるデータ作成ステップＳ０と同じであるので説明を省略する。なお、本実施形態に係るワークの搬送方法においては、キャリブレーションシートをコンベア１１の上に配置して、データ作成ステップＳ１０が行われる。

（第１ステップ）
第１ステップＳ１１は、ワークＷ１を目標位置Ｐの近傍に走行させるステップである。なお、本実施形態に係るワークの搬送方法においては、ワークＷ１を目標位置Ｐの近傍に走行させる手段として、コンベア１１が用いられる。

第１ステップＳ１１においては、コンベア１によってワークＷ１が、目標位置Ｐを通過して、搬送位置Ｑまで走行されるようになっている。このとき、ワークＷ１は、目標位置Ｐ及び搬送位置Ｑからそれぞれずれた位置で走行されていてもよい。なお、コンベア１は高さが一定であり、上下には動かないようになっている。

（検出ステップ）
検出ステップＳＢは、コンベア１１によって走行されるワークＷ１をセンサー１２で検出するステップである。
ここで、センサー１２としては、特に限定されず、例えば、近接センサー、光電センサー等が適宜用いられる。

センサー１２は、ワークＷ１を検出すると、検出信号を発信する。そして、その検出信号に基づいて、後述するＣＣＤカメラがワークＷ１を撮像する。

（第２ステップ）
第２ステップＳ１２は、検出ステップＳＢで検出された検出信号に基づいて、ＣＣＤカメラ１でワークＷ１を測定面で撮像するステップである。すなわち、ＣＣＤカメラ１で撮像するタイミングがセンサー１２の検出信号に基づいて行われること以外は、ワークの位置検出方法における第２ステップＳ２と同じである。

第２ステップＳ１２において、ＣＣＤカメラ１は、センサー１２からの検出信号を受信すると、所定のタイミングでワークＷ１を撮像する。
かかる撮像のタイミングは、コンベア１１の長さ、走行するワークＷ１の速度等に合わせ、適宜設定される。

具体的には、ワークＷ１を検出してからワークＷ１が目標位置Ｐに到達するまでの時間をタイマでセットしており、ワークＷ１を検出してからタイマ時間経過後にＣＣＤカメラ１が撮像するようになっている。なお、これらの指令の送信は、シーケンサー等が適宜用いられる。

（第３ステップ）
第３ステップＳ１３は、上述したワークの位置検出方法における第３ステップＳ３と同じであるので説明を省略する。

（搬送ステップ）
搬送ステップＳＣは、第３ステップＳ１３で算出されたワークＷ１の位置の情報に基づいて、ロボット７のハンドリングアーム７ａが補正された位置で走行中のワークＷ１の吸着面（例えば、図２（ａ）に示すワークの上底部３）を吸着保持して搬送するステップである。なお、かかる吸着面は、平面であることが好ましい。

本実施形態に係るワークの搬送方法においては、ハンドリングアーム７ａが水平移動及び回転自在となっている。これにより、ハンドリングアーム７ａを補正位置まで移動させることがスムーズとなる。また、ワークＷ１を補正位置で確実に吸着保持することが可能となる。

こうして、吸着保持されたワークＷ１は、ロボット７により、搬送され、複数枚が精度良く積み重なったスタック１５となる。

ワークの搬送方法によれば、上述したワークの位置検出方法を用いるので、立体形状のワークを精度良く搬送することができる。すなわち、ワークの位置の情報に基づいて、ロボットのハンドリングアームが立体形状のワークを吸着保持する位置を補正することができる。
また、設備もシンプルとすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態に係るワークの位置検出方法においては、側面視で片側が階段状となったワークＷを用いているが（図２参照）、この形状に限定されるものではない。

本実施形態に係るワークの位置検出方法においては、測定面を、ワークＷの高さ方向に３面設定しているが、１面又は２面であってもよく、４面以上であってもよい。なお、１つのワークに対し、測定面を２又は３面設定すると、立体形状のワークの位置を高精度で効率良く検出することが可能となる。
また、設定する特徴部の数も２つ以上であれば、特に限定されない。なお、特徴部は、同一の測定面にあってもよい。

本実施形態に係るワークの位置検出方法においては、エッジ部を特徴部としているが、周辺よりも突出した突起部であってもよい。

本実施形態に係るワークの位置検出方法においては、複数のキャリブレーションシートを用いて、各測定面のキャリブレーションデータを作成しているが、ＣＣＤカメラ１の撮像領域Ｓが側面視で二等辺三角形状となっているので、目標位置Ｐの面のキャリブレーションデータを作成した後、三角関数を利用して他の測定面のキャリブレーションデータを算出するようにしてもよい。

本実施形態に係るワークの位置検出方法においては、測定面の高さと、キャリブレーションシートの高さとを一致させているが、結果的に測定面の高さとキャリブレーションシートの表面の高さが同じになるのであれば、キャリブレーションシート自体は、測定面の高さと異なっていてもよい。
また、例えば、厚みが２〜５ｍｍのキャリブレーションシートを積み重ねて高さを調整してもよい。

本実施形態に係るワークの位置検出方法においては、作成工程で厚板状のキャリブレーションシートを目標位置Ｐ（例えば、コンベア）に配置しているが、このとき、複数のキャリブレーションシートが予め枠体に設置固定され、その後、枠体と共に配置してもよい。

図６（ａ）は、複数のキャリブレーションシートを枠体に設置した状態を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の枠体を複数設置した状態を示す側面図である。
図６（ａ）に示すように、キャリブレーションシート１０を予めはしご状の枠体１８に複数枚設置しておくことにより、キャリブレーションシート１０を目標位置Ｐに配置する手間を軽減することができる。
このとき、図６（ｂ）に示すように、キャリブレーションシート１０は、枠体１８から少し横方向にずらしてはみ出す位置に設置固定されている。そして、枠体１８同士の端面を突き合せて、キャリブレーションシート１０のはみ出した部分と、枠体１８のキャリブレーションシート１０がない部分とを重ね合わせることにより、キャリブレーションシート１０が隙間なく、面一となって設置されるようになっている。なお、データ作成ステップＳ０においては、当然、枠体１８の厚みの分だけ補正される。また、枠体１８のサイズ、キャリブレーションシート１０の枚数は図６のものに限定されない。

本実施形態に係るワークの搬送方法においては、第１ステップＳ１１、検出ステップＳＢ、第２ステップＳ１２、第３ステップＳ１３及び搬送ステップＳＣがワークの走行中に行われているが、一時的に停止させてもよい。
例えば、ワークＷ１を走行させる手段として、コンベア１が用いられているが、コンベア１の移動方向にマグネット３を設け、該マグネット３の磁力によってワークを停止させてもよい。
なお、この場合、目標位置Ｐと搬出位置Ｑとは同じ位置であってもよい。

本実施形態に係るワークの搬送方法においては、１枚ずつ走行するワークＷ１が搬送され、複数枚が精度良く積み重なったスタック１５としているが、ロボットが直接パレットに積み込むようにしてもよく、ロボットがワークをアイドルテーブルに搬送し、アイドルテーブル上のワークを別のロボットがパレットに積み込むようにしてもよい。

本実施形態に係るワークの搬送方法においては、ハンドリングアーム７ａが水平移動及び回転自在となっているが、これに限定されるものではない。

本発明のワークの位置検出方法は、例えば、プレス加工の分野で用いられる。特に、立体形状のワークの位置を精度良く検出したい場合に好適である。
また、上記ワークの位置検出方法を用いた本発明のワークの搬送方法は、立体形状のワークを精度良く搬送することができる。

１・・・ＣＣＤカメラ
２・・・外縁部
３・・・上底部
３ａ，４ａ，５ａ・・・エッジ部
４・・・中低部
５・・・下底部
６・・・穴部
７・・・ロボット
７ａ・・・ハンドリングアーム
１０・・・キャリブレーションシート
１０ａ・・・第１キャリブレーションシート
１０ｂ・・・第２キャリブレーションシート
１０ｃ・・・第３キャリブレーションシート
１１・・・コンベア
１２・・・センサー
１５・・・スタック
１８・・・枠体
Ｆ１・・・第１測定面
Ｆ２・・・第２測定面
Ｆ３・・・第３測定面
Ｐ・・・目標位置
Ｑ・・・搬送位置
Ｓ・・・撮像領域
Ｓ０，Ｓ１０・・・データ作成ステップ
Ｓ１，Ｓ１１・・・第１ステップ
Ｓ２，Ｓ１２・・・第２ステップ
Ｓ３，Ｓ１３・・・第３ステップ
ＳＡ・・・ティーチングステップ
ＳＢ・・・検出ステップ
ＳＣ・・・搬送ステップ
Ｗ，Ｗ１・・・ワーク

Claims (6)

1. 立体形状のワークを、ＣＣＤカメラで撮像して、該ワークの位置を検出するワークの位置検出方法であって、
   予め、前記ワークを撮像する目標位置の面に平行であり且つ前記ワークの特徴部を含む測定面を、前記ワークの高さ方向に少なくとも１面設定し、該測定面に対して、前記目標位置から一定距離離れた上方に固定された前記ＣＣＤカメラのキャリブレーションデータを作成するデータ作成ステップと、
   前記ワークを前記目標位置の近傍に走行させる第１ステップと、
   前記ＣＣＤカメラを用い、前記目標位置の近傍の前記ワークを前記測定面で撮像する第２ステップと、
   撮像された撮像データから、前記キャリブレーションデータに基づいて、前記ワークの位置を算出する第３ステップと、
   からなり、
   前記キャリブレーションデータが、表面に市松模様が描かれた厚板状のキャリブレーションシートを前記ＣＣＤカメラで撮像し、前記キャリブレーションシートにおける実際の２点間の距離と、前記ＣＣＤカメラの画素数における２点間の距離と、を対応させることで作成されたデータであり、
   前記特徴部が、エッジ部又は突起部からなるワークの位置検出方法。
2. 前記測定面が２又は３面設定される請求項１記載のワークの位置検出方法。
3. 前記測定面の高さと、前記キャリブレーションシートの高さとが一致している請求項１又は２に記載のワークの位置検出方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークの位置検出方法を用いたワークの搬送方法であって、
   搬送位置でワークを吸着保持するようにロボットのハンドリングアームに動作をティーチングするティーチングステップと、
   前記データ作成ステップと、
   前記第１ステップと、
   前記ワークをセンサーで検出する検出ステップと、
   前記検出ステップで検出された検出信号に基づいて、ＣＣＤカメラでワークを測定面で撮像する第２ステップと、
   前記第３ステップと、
   該第３ステップで算出されたワークの位置情報に基づいて、ロボットのハンドリングアームが補正された搬送位置でワークを吸着保持して搬送する搬送ステップと、
   を備えるワークの搬送方法。
5. 前記ハンドリングアームが水平移動及び回転自在となっている請求項４記載のワークの搬送方法。
6. 前記第１ステップ、前記検出ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップ及び前記搬送ステップがワークの走行中に行われる請求項４又は５に記載のワークの搬送方法。

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