JPH07112383A - 物品の位置認識方法並びに物品の移載制御方法及び移載制御装置 - Google Patents

物品の位置認識方法並びに物品の移載制御方法及び移載制御装置

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JPH07112383A
JPH07112383A JP6061472A JP6147294A JPH07112383A JP H07112383 A JPH07112383 A JP H07112383A JP 6061472 A JP6061472 A JP 6061472A JP 6147294 A JP6147294 A JP 6147294A JP H07112383 A JPH07112383 A JP H07112383A
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JP6061472A
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Takayoshi Nishijima
孝祥 西嶋
Kazuhiro Shinohara
一寛 篠原
Yasuaki Yonezawa
康明 米沢
Tomoyuki Nozaki
智之 野▲崎▼
Hiroo Arataki
博夫 荒滝
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/44—Local feature extraction by analysis of parts of the pattern, e.g. by detecting edges, contours, loops, corners, strokes or intersections; Connectivity analysis, e.g. of connected components

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像処理用カメラの視野内に複数のワークが
入っている場合でも、移載すべきワークの位置姿勢を正
確に検出することができる手段を提供する。 【構成】 画像処理装置４８においては、予め記憶され
ているワークの各形状部の特徴量パターン(基準パター
ン)を有する形状部集団が画像中に含まれているか否か
が判定される。そして、基準パターンと一致する形状部
集団が含まれていれば、上記集団に属する形状部の特徴
量に基づいて、移載すべきワークの重心位置が演算さ
れ、該ワークの位置姿勢が演算される。したがって、画
像中に複数のワークが含まれている場合でも、移載すべ
きワークに属する形状部を選定することができ、ワーク
の位置姿勢を正確に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物品の位置認識方法並
びに物品の移載制御方法及び制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、機械装置(例えば、自動車)の生
産・組立においては、所定の物品ないしはワーク(例え
ば、シリンダブロック、シャフト、シリンダヘッド、ト
ランスミッションケース等)を自動的に所定の生産ライ
ン(例えば、搬送コンベア)に移載するワーク移載装置な
いしはワーク移載ロボットが用いられることが多い。そ
して、かかるワーク移載装置においては、所定の置き場
所に置かれたパレットの上面に載せられた複数のワーク
を順次１つづつ、ワーク把持部材で把持して所定の位置
まで運んだ後、該把持を解除してワークを所定の生産ラ
インに載せるようになっている。
【０００３】ここで、移載すべき複数のワークはパレッ
トの上に載せられているがかかるパレット上のワークの
位置姿勢は一定ではない。したがって、かかるワーク移
載装置においては、毎回該ワークの位置姿勢を検出(把
握)した上で、ワーク把持部材を該ワークを把持できる
位置に配置する必要がある。このため、ワーク移載装置
には、移載すべきワークの位置姿勢を検出するワーク位
置検出手段が設けられる。
【０００４】そして、かかるワーク位置検出手段の１つ
として、例えば移載すべきワークを撮影する画像処理用
カメラと、該画像処理用カメラによって撮影された画像
を処理(解析)することによってワークの位置姿勢を検出
(演算)する画像処理手段とを備えたものが提案されてい
る(例えば、特開平３−２２８５９１号公報参照)。
【０００５】このように、画像処理によりワークの位置
姿勢を検出(演算)するようにしたワーク位置検出手段で
は、普通、画像処理用カメラによって撮影された画像な
いし画面を多数の素域(以下、これを画素という)にわ
け、該画素中で、所定のしきい値より明るいものを例え
ば１とし、該しきい値より暗いものを例えば０として、
画像の各画素を１又は０の２値であらわすといった、い
わゆる画像の２値化処理を行い、これらの各画素の値の
パターンに基づいてワークの位置姿勢を検出(演算)する
ようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、特開平３−２２８５９１号公報に開示されているよ
うな、２値化処理によりワークの位置姿勢を検出(演算)
するようにした従来のワーク移載装置においては、画像
処理用カメラの視野内に複数のワークが入っているとき
には、画素のどの部分が移載すべきワークに属するのか
を判定するのがむずかしく、このため移載すべきワーク
の位置姿勢を検出するのが困難であるといった問題があ
る。また、ワークの位置姿勢を検出することができなか
ったときには、これに有効に対処することができないと
いった問題がある。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、画像処理によりワークの位
置姿勢を検出するようにしたワーク移載装置に対して、
画像処理用カメラの視野内に複数のワークが入っている
場合でも、移載すべきワークの位置姿勢を正確に検出す
ることができる手段を提供することを目的とする。ま
た、ワークの位置姿勢を検出できなかったときに、これ
に有効に対処することができる手段を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第１の発明は、物品を画像処理用カメラで撮影し、
該撮影によって得られた画像から、上記物品の構成部分
であり所定の形状を有する複数の形状部の相互の相対的
な位置関係を検出し、該位置関係に基づいて上記物品の
位置姿勢を認識するようにしたことを特徴とする物品の
位置認識方法を提供する。
【０００９】第２の発明は、物品を画像処理用カメラで
撮影し、該撮影によって得られた画像から、上記物品の
構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部のうち
の２つの形状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状部の
組みについて検出した上で、これらの直線同士がなす角
度を検出し、これらの角度に基づいて上記物品の位置姿
勢を認識するようにしたことを特徴とする物品の位置認
識方法を提供する。
【００１０】第３の発明は、物品を画像処理用カメラで
撮影し、該撮影によって得られた画像から、上記物品の
構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部のうち
の２つの形状部の中心同士の間隔を複数の形状部の組み
について検出し、これらの間隔に基づいて上記物品の位
置姿勢を認識するようにしたことを特徴とする物品の位
置認識方法を提供する。
【００１１】第４の発明は、物品を画像処理用カメラで
撮影し、該撮影によって得られた画像から、上記物品の
構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部のうち
の２つの形状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状部の
組みについて検出した上で、これらの直線同士がなす角
度を検出し、さらに、上記の２つの形状部の中心同士の
間隔を複数の形状部の組みについて検出し、上記角度と
上記間隔とに基づいて上記物品の位置姿勢を認識するよ
うにしたことを特徴とする物品の位置認識方法を提供す
る。
【００１２】第５の発明は、複数の物品を画像処理用カ
メラで撮影し、該撮影によって得られた画像から、各物
品の構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部の
相互の相対的な位置関係を検出し、該位置関係に基づい
て、所定の１つの物品に属する形状部を選別し、選別さ
れた各形状部の相互の相対的な位置関係に基づいて、上
記所定の物品の位置姿勢を認識するようにしたことを特
徴とする物品の位置認識方法を提供する。
【００１３】第６の発明は、複数の物品を画像処理用カ
メラで撮影し、該撮影によって得られた画像から、各物
品の構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部の
うちの２つの形状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状
部の組みについて検出した上で、これらの直線同士がな
す角度を検出し、これらの角度に基づいて、所定の１つ
の物品に属する形状部を選別し、選別された各形状部に
かかる上記角度に基づいて、上記所定の物品の位置姿勢
を認識するようにしたことを特徴とする物品の位置認識
方法を提供する。
【００１４】第７の発明は、複数の物品を画像処理用カ
メラで撮影し、該撮影によって得られた画像から、各物
品の構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部の
うちの２つの形状部の中心同士の間隔を複数の形状部の
組みについて検出し、これらの間隔に基づいて、所定の
１つの物品に属する形状部を選別し、選別された各形状
部にかかる上記間隔に基づいて、上記所定の物品の位置
姿勢を認識するようにしたことを特徴とする物品の位置
認識方法を提供する。
【００１５】第８の発明は、複数の物品を画像処理用カ
メラで撮影し、該撮影によって得られた画像から、各物
品の構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部の
うちの２つの形状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状
部の組みについて検出した上で、これらの直線同士がな
す角度を検出し、さらに、上記の２つの形状部の中心同
士の間隔を複数の形状部の組みについて検出し、上記角
度と上記間隔とに基づいて、所定の１つの物品に属する
形状部を選別し、選別された各形状部にかかる上記角度
と上記間隔とに基づいて、上記所定の物品の位置姿勢を
認識するようにしたことを特徴とする物品の位置認識方
法を提供する。
【００１６】第９の発明は、第１〜第８の発明のいずれ
か１つにかかる物品の位置認識方法において、画像処理
用カメラを広がり面方向に移動することができるように
し、物品の位置姿勢を認識することができなかったとき
には、画像処理用カメラを所定の距離だけ広がり面方向
に移動させるようにしたことを特徴とする物品の位置認
識方法を提供する。
【００１７】第１０の発明は、第１〜第９の発明のいず
れか１つにかかる物品の位置認識方法において、画像処
理用カメラを視野範囲を変更することができるように
し、物品の位置姿勢を認識することができなかったとき
には、画像処理用カメラの視野範囲を変更するようにし
たことを特徴とする物品の位置認識方法を提供する。
【００１８】第１１の発明は、第１〜第１０の発明のい
ずれか１つにかかる物品の位置認識方法において、画像
処理用カメラの画像処理のしきい値の変更回数が所定値
未満のときには、前回のしきい値をそのまま用いるよう
にしたことを特徴とする物品の位置認識方法を提供す
る。
【００１９】第１２の発明は、パレット上の物品を、物
品把持部材で所定の位置に移載する移載装置の物品の移
載制御方法であって、パレット上の所定の１つの物品の
位置姿勢を、第１〜第１１の発明のいずれか１つにかか
る方法で認識し、該位置姿勢に応じて物品把持部材の把
持動作を制御するようにしたことを特徴とする物品の移
載制御方法を提供する。
【００２０】第１３の発明は、パレット上の物品を、物
品把持部材で所定の位置に移載する移載装置の物品の移
載制御装置であって、移載すべき物品を撮影する画像処
理用カメラと、該画像処理用カメラによって撮影された
画像から、物品の構成部分であり所定の形状を有する複
数の形状部のうちの２つの形状部の中心同士を結ぶ直線
を複数の形状部の組みについて検出した上で、これらの
直線同士がなす角度を検出する形状部角度検出手段と、
上記の２つの形状部の間隔を複数の形状部の組みについ
て検出する形状部間隔検出手段と、形状部角度検出手段
によって検出された上記角度と、形状部間隔検出手段に
よって検出された上記間隔とのうちの少なくとも一方に
基づいて、今回移載すべき所定の１つの物品に属する形
状部を選別する物品選別手段と、選別された各形状部に
かかる上記角度と上記間隔とに基づいて、移載すべき上
記所定の物品の位置姿勢を認識する物品位置認識手段
と、上記位置姿勢に応じて物品把持部材の把持動作を制
御する把持動作制御手段とが設けられていることを特徴
とする物品の移載制御装置を提供する。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図１〜図５に示すように、ワーク移載装置ＷＡは、ベー
スパレット１の上面又は中間パレット２の上面に載せら
れたワーク３を自動的に搬送コンベア４に移載するとと
もに、空になったベースパレット１又は中間パレット２
を自動的に台車５の上に移載するようになっている。な
お、搬送コンベア４に移載されたワーク３は、矢印Ｃで
示す方向に搬送される。なお、ワーク３は、特許請求の
範囲に記載された「物品」に相当する。
【００２２】ワーク３(図１ではトランスミッションケ
ースが例示されている)は、１つのベースパレット１と
複数の中間パレット２とを用いて、フォークリフト(図
示せず)等によりワーク移載装置ＷＡ内の所定の位置に
矢印Ａ1〜Ａ3方向に搬入されるようになっている。ここ
で、各ワーク３は、両パレット１,２に次のような状態
で積載されている。すなわち、ベースパレット１の上に
複数のワーク３が載せられ、これらのワーク３の上に１
枚の中間パレット２が載せられ、この中間パレット２の
上に複数のワーク３が載せられている。そして、かかる
中間パレット２の上にワーク３が載せられたものがさら
に複数積み重ねられている。
【００２３】一般に、ワーク３としては種々のものが取
り扱われるが、本実施例ではワーク３としてシリンダブ
ロック、プライマリシャフト、シリンダヘッド及びトラ
ンスミッションケースを例にとって説明する。
【００２４】ベースパレット１の下面には該ベースパレ
ット１の下側にフォークリフトのフォークを差し込める
ように、複数の脚部１fが取り付けられている。他方、
中間パレット２はその下側にフォークを差し込むことは
ないので平板状とされている。ここで、ワーク３がすべ
て払い出されて空になったベースパレット１又は中間パ
レット２は順次、後で説明するように自動的に台車５の
上に移載され、これらのベースパレット１又は中間パレ
ット２が所定の枚数までたまったときに、台車５を矢印
Ｂ方向に動かすことによって外部へ搬出される。
【００２５】ワーク３が払い出されて空になったベース
パレット１又は中間パレット２は順に、ワーク移載装置
ＷＡによって自動的に台車５の上に積み重ねられるが、
この場合ワーク移載装置ＷＡは、台車上で一番下には必
ずベースパレット１が配置されるように、ベースパレッ
ト１又は中間パレット２を移載する。具体的には、台車
５の上にある程度以上のベースパレット１又は中間パレ
ット２が積み重ねられた後、新たに空のベースパレット
１が生じたときに、今回のパレット１,２の台車上への
移載を終了する。この場合、パレット層１,２を積載し
た台車５は外部に搬送されて、その後(場所)に別の空の
台車５が搬入され、続いて次回のパレット１,２の台車
上への移載が開始される。そして、このとき空のベース
パレット１が残されているので、まず最初にこの空のベ
ースパレット１が台車上に移載されることになる。した
がって、台車５の上のパレット層１,２の一番下は必ず
ベースパレット１となる。
【００２６】このようにしているので、外部に搬送され
た台車５に積載されているパレット層１,２をフォーク
リフトで一括して積み下ろしあるいは運搬することが可
能となる。なお、図１において、台車５の上のパレット
層１,２の一番下はベースパレット１であるのはもちろ
んであるが、該ベースパレット１の脚部１fは見えてい
ない。
【００２７】ワーク移載装置ＷＡには、夫々上下方向に
のびる複数の支柱６によって支持されワーク移載装置Ｗ
Ａの幅方向(以下、この方向を横方向という)に延びる第
１,第２横フレーム７a、７bと、支柱６及び第１,第２横
フレーム７a,７bによって支持されワーク移載装置ＷＡ
の長手方向(以下、この方向を縦方向という)に延びる第
１縦フレーム８aと、第１,第２横フレーム７a,７bのみ
によって支持され縦方向に延びる第２縦フレーム８bと
が設けられている。
【００２８】第１,第２縦フレーム８a,８bの上端面には
夫々、縦方向に延びる第１,第２レール９a,９bが配設さ
れている。そして、両縦フレーム８a,８bにまたがって
横方向に延びる可動フレーム１０が設けられ、この可動
フレーム１０は第１,第２レール９a,９bと係合して、該
第１,第２レール９a,９bに沿って縦方向に移動できるよ
うになっている。そして、可動フレーム１０を駆動する
可動フレーム駆動機構１１が設けられ、この可動フレー
ム駆動機構１１は、第１,第２チェン１２a,１２bを介し
て可動フレーム１０を縦方向に自在に往復移動させるこ
とができるようになっている。
【００２９】図６にも示すように(図６ではワーク３と
してシリンダブロックが図示されている)、可動フレー
ム１０の第１横フレーム７a側の側部には、上下方向に
延びるパレットアーム１３がパレットアーム連結部１３
aを介して取り付けられ、このパレットアーム１３の下
端部にはベースパレット１又は中間パレット２をクラン
プ(把持)することができるパレットクランプ部材１９が
付設されている。ここで、パレットアーム連結部１３a
は可動フレーム１０に固定されている。そして、パレッ
トアーム連結部１３aには、パレットアーム１３を上下
方向に自在に往復移動させることができるパレットアー
ム昇降機構１７が設けられている。
【００３０】また、可動フレーム１０の第２横フレーム
７b側の側部には、上下方向に延びるワークアーム１４
がワークアーム連結部１４aを介して取り付けられ、こ
のワークアーム１４の下端部にはワーク３をクランプ
(把持)することができるワーククランプ部材２０が付設
されている。また、ワークアーム１４の上下方向中間部
には、後で説明する画像処理用カメラ２２が取り付けら
れている。なお、ワークアーム１４とワーククランプ部
材２０とからなる組立体は、特許請求の範囲に記載され
た「物品把持部材」に相当する。
【００３１】ここで、ワークアーム連結部１４aは可動
フレーム１０に沿って横方向に移動できるようになって
いる。そして、可動フレーム１０にはワークアーム連結
部１４aを駆動するワークアーム駆動機構１５が設けら
れ、ワークアーム駆動機構１５は、駆動チェン１６を介
してワークアーム連結部１４aを横方向に自在に往復移
動させることができるようになっている。そして、ワー
クアーム連結部１４aには、ワークアーム１４を上下方
向に自在に往復移動させることができるワークアーム昇
降機構１８が設けられている。
【００３２】さらに、ワークアーム１４の上端部には、
該ワークアーム１４をその軸線まわりに回動させること
ができる旋回駆動機構２１が設けられている。
【００３３】図７及び図８(a),(b)に示すように、ワー
ククランプ部材２０においては、ワークアーム１４の下
端部に連結・固定された連結部材３１と、本体部３２と
が、ボールジョイント３３とコイルスプリング３４とを
介して連結されている。そして本体部３２には、ワーク
３(図７、図８においてはシリンダブロックが例示され
ている)への接近を検出する近接スイッチ３５を備えた
当接部材３６と、エアシリンダ３７によって駆動される
クランプアーム３８とが設けられている。ここで、当接
部材３６は、ワーククランプ部材２０がワーク３をクラ
ンプしているときに該ワーク３の上面に当接してその位
置を安定させるようになっている。また、クランプアー
ム３８は、ワーク３の所定の部位に係合してワーク３を
確実にクランプできるようになっている。なお、図７に
おいて、左半部はワーク３をクランプしていない状態
(アンクランプ)を示し、右半部はワーク３をクランプし
ている状態を示している。
【００３４】図９に拡大して示すように、ボールジョイ
ント３３は、連結部材３１に固定された第１ボール受部
３３aによって揺動可能に支持された第１リンクボール
３３bと、本体部３２に固定された第２ボール受部３３c
によって揺動可能に支持された第２リンクボール３３d
と、夫々第１,第２リンクボール３３b,３３dに延設され
た第１,第２軸部３３f,３３gを把持・連結する筒部材３
３eとで構成されたユニバーサルジョイントであって、
連結部材３１(ワークアーム１４)と本体部３２とを水平
方向に互いに相対変位させる(ずれさせる)ことができる
ようになっている。
【００３５】このように、連結部材３１と本体部３２と
が、ボールジョイント３３とコイルスプリング３４とを
介して相対変位可能に連結されているので、本体部３２
は、基本的にはワークアーム１４によって吊り下げられ
た状態となり、材本体部３２は水平方向にある程度変位
できることになる。なお、図８(b)は、本体部３２が水
平方向に相対変位した(ずれた)状態を示している。この
ため、移載すべきワーク３の姿勢が傾斜している場合で
も、該ワーク３をクランプする際には本体部３２が水平
方向に変位し、クランプアーム３８は該ワーク３を確実
にクランプすることができる。
【００３６】なお、ワーククランプ部材２０がワーク３
をクランプした状態で移動しているときには、連結部材
３１(ワークアーム１４)に取り付けられた差し込み部材
３９を、本体部３２に取り付けられた受け部４０に差し
込むことによって、ワークアーム１４と本体部３２とを
リジッドに合体させることができるようになっている。
したがって、かかる移動時に本体部３２が水平方向に揺
れることはない。
【００３７】ところで、ワーク移載装置ＷＡには、移載
すべきワーク３の位置姿勢等を検出し、各駆動機構によ
るワーク３及び中間パレット２の把持・移載動作を制御
する制御装置が設けられているが、以下この制御装置に
ついて説明する。図１０に示すように、ワーク移載装置
ＷＡの制御装置Ｓには、上位リンクユニットとベーシッ
クユニットとＡ／Ｄ変換ユニットと複数のＩ／Ｏユニッ
トとを備えた第１制御ユニット５１と、シーケンサと位
置決めユニット等とを備えた第２制御ユニット５２とが
設けられている。
【００３８】ここで、第１制御ユニット５１の上位リン
クユニットは、第１制御ユニット５１と第２制御ユニッ
ト５２とをリンクし、両ユニット５１,５２間の相互通
信を行わせる。なお、上位リンクユニットには、オペレ
ータによって操作されるタッチパネル４１の各種出力信
号が入力される。
【００３９】第１制御ユニット５１のベーシックユニッ
トは、画像処理用カメラ２２(以下、これをカメラ２２
と略称する)によって撮影された画像をカメラアンプ４
７と画像処理装置４８とで処理した結果を受け入れる。
ここで、画像処理装置４８は、後で説明するように、カ
メラ２２によって撮影されたワーク３の多値画像の各画
素を所定のしきい値に基づいて２値化処理し、この２値
化処理によって得られた２値画像から、ワーク３の位置
姿勢を検出(演算)する。なお、画像処理装置４８の処理
結果はＣＲＴ４９(ディスプレイ)に表示されるようにな
っている。
【００４０】第１制御ユニット５１のＡ／Ｄ変換ユニッ
トには、距離センサ４２によって検出された、パレット
クランプ部材１９とその下方の中間パレット２との間の
距離、あるいはワーククランプ部材２０とその下方のワ
ーク３との間の距離が、センサアンプ５０を介して入力
される。なお、第１制御ユニット５１の各Ｉ／Ｏユニッ
トには、バルブ４３、リミットスイッチ４４、押しボタ
ン４５、ランプ４６等が接続されている。
【００４１】第２制御ユニット５２のシーケンサは、主
として、可動フレーム駆動機構１１、ワークアーム駆動
機構１５、パレットアーム昇降機構１７、ワークアーム
昇降機構１８、旋回駆動機構２１、パレットクランプ部
材１９、ワーククランプ部材２０等の動作順序を制御す
る。
【００４２】また、第２制御ユニット５２の位置決めユ
ニットは、第１〜第５アンプ５３〜５７を介して第１〜
第５モータ５８〜６２を制御し、パレットアーム１３及
びワークアーム１４の位置決めを行う。ここで、第１モ
ータ５８は可動フレーム駆動機構１１の駆動源であり、
第２モータ５９はワークアーム駆動機構１５の駆動源で
あり、第３モータ６０はワークアーム昇降機構１８の駆
動源であり、第４モータ６１は旋回駆動機構２１の駆動
源であり、第５モータ６２はパレットアーム昇降機構１
７の駆動源である。つまり、第１モータ５８はパレット
アーム１３及びワークアーム１４の縦方向の移動ないし
は位置決めを行い、第２モータ５９はワークアーム１４
の横方向の移動ないしは位置決めを行い、第３モータ６
０はワークアーム１４の上下方向の移動ないしは位置決
めを行い、第４モータ６１はワークアーム１４のその軸
線まわりの回転方向の移動ないしは位置決めを行い、第
５モータ６２はパレットアーム１３の上下方向の移動な
いしは位置決めを行う。そして、位置決めユニットによ
って第１〜第５モータ５８〜６２を制御することによっ
て、パレットアーム１３(パレットクランプ部材１９)及
びワークアーム１４(ワーククランプ部材２０)を任意の
位置に移動させ、あるいは位置決めすることができる。
【００４３】以下、図１１及び図１２に示すフローチャ
ートに従って、適宜図１〜図１０を参照しつつ、ワーク
３がシリンダブロックである場合を例にとって、制御装
置Ｓによるワーク移載装置ＷＡの移載制御方法ないしは
ワーク３(シリンダブロック)の位置姿勢の認識方法を説
明する。なお、図１１はかかる制御のメインルーチンで
あり、図１２はメインルーチンのステップ＃５を実行す
るためのサブルーチン(画像処理ルーチン)である。
【００４４】ここでは、ワーク３がシリンダブロックと
されているが、該シリンダブロックの形状はおよそ図１
４(a)及び図１４(b)に示すとおりである。すなわち、図
１４(a)及び図１４(b)に示すように、シリンダブロック
７０には、シリンダブロック長手方向(図１４(a),(b)で
は左右方向)に一列に並ぶ４つのシリンダボア７１〜７
４が形成されている。そして、これらのシリンダボア７
１〜７４の平面画像が形状部とされ、これらに基づいて
該シリンダブロック７０(ワーク３)の位置姿勢が検出
(認識)されるようになっている。
【００４５】図１１に示すように、メインルーチンにお
いては、まずステップ＃１〜ステップ＃２で次サイクル
動作の判定、すなわち次サイクル動作がシリンダブロッ
ク７０(ワーク３)の移載であるかそれともパレット１,
２(ベースパレット１又は中間パレット２)の移載である
かが判定され、この判定結果に応じて、ステップ＃３〜
ステップ＃１２のワーク移載ルーチン又はステップ＃１
３〜ステップ＃２０のパレット移載ルーチンのうちいず
れか一方が実行される。
【００４６】次サイクル動作がシリンダブロック７０
(ワーク３)の移載であると判定された場合は、まずステ
ップ＃３で、第１,第２モータ５８,５９が駆動され、可
動フレーム１０が縦方向に所定の距離だけ移動させら
れ、かつワークアーム連結部１４a(ワークアーム１４)
が横方向に所定の距離だけ移動させられ、ワークアーム
１４(カメラ２２)が平面視における画像読み取り位置に
配置される。
【００４７】ステップ＃４では、第３モータ６０が駆動
され、ワークアーム１４が所定の距離だけ下降させら
れ、ワークアーム１４(カメラ２２)が画像読み取り位置
(高さ)に配置される。続いて、ステップ＃５で、サブル
ーチンである画像処理ルーチン(図１２参照)が実行さ
れ、移載すべきシリンダブロック７０の位置姿勢が演算
(検出)され、これに基づいて移載すべきシリンダブロッ
ク７０を的確にクランプするためにワークアーム１４
(ワーククランプ部材２０)を配置すべき位置が演算さ
れ、さらにこれに対応するワークアーム１４(ワークク
ランプ部材２０)の移動量、すなわち第１〜第４モータ
５８〜６１の駆動量が演算される。なお、画像処理ルー
チン(ステップ＃５)の具体的な内容は後で説明する。
【００４８】ステップ＃６では、画像処理ルーチンでの
演算結果に基づいて、第１,第２,第４モータ５８,５９,
６１が駆動され、ワークアーム１４は、平面視において
移載すべきシリンダブロック７０を的確にクランプする
ことができる位置に配置される。続いて、ステップ＃７
で、第３モータ６０が駆動され、ワークアーム１４(ワ
ーククランプ部材２０)は、移載すべきシリンダブロッ
ク７０を的確にクランプすることができる位置(高さ)ま
で下降させられる。
【００４９】ステップ＃８では ワーククランプ部材２
０のエアシリンダ３７が駆動され、クランプアーム３８
によって移載すべきシリンダブロック７０がクランプ
(把持)される。続いて、ステップ＃９で第３モータ６０
が駆動され、ワークアーム１４が走行位置まで上昇させ
られる。
【００５０】ステップ＃１０では、第１,第２,第４モー
タ５８,５９,６１が駆動され、シリンダブロック７０を
クランプしたワークアーム１４が、平面視において該シ
リンダブロック７０を搬送コンベア４の所定の位置に移
載することができる位置に移動させられる。次に、ステ
ップ＃１１で、第３モータ６０が駆動され、ワークアー
ム１４が、シリンダブロック７０搬送コンベア４上に移
載することができる位置(高さ)まで下降させられ、続い
てステップ＃１２で、エアシリンダ３７が駆動され、ク
ランプアーム３８によるシリンダブロック７０のクラン
プが解除(アンクランプ)され、シリンダブロック７０が
搬送コンベア４上に移載される。
【００５１】ところで、前記のステップ＃１〜ステップ
＃２で、次サイクル動作がパレット１,２の移載である
と判定された場合は、まずステップ＃１３で第１モータ
５８が駆動され、可動フレーム１０が縦方向に所定の距
離だけ移動させられ、パレットアーム１３が平面視にお
いて移載すべきパレット１,２に対応する位置に配置さ
れる。
【００５２】ステップ＃１４では、第５モータ６２が駆
動され、パレットアーム１３が所定の距離だけ下降させ
られ、パレットアーム１３(パレットクランプ部材１９)
が、移載すべきパレット１,２を的確にクランプするこ
とができる位置(高さ)に配置される。
【００５３】ステップ＃１５では パレットクランプ部
材１９によって移載すべきパレット１,２がクランプ(把
持)される。続いて、ステップ＃１６で第５モータ６２
が駆動され、パレットアーム１３が走行位置まで上昇さ
せられる。
【００５４】ステップ＃１７では、パレット１,２の降
ろし位置の距離データが取り込まれる。すなわち、台車
５の上に段積みされているパレット１,２の枚数が演算
され、この枚数からパレット層の高さが演算され、これ
に基づいて現在クランプされているパレット１,２をお
ろすべき位置(高さ)が演算される。
【００５５】ステップ＃１８では、第１モータ５８が駆
動され、パレット１,２をクランプしたパレットアーム
１３が、平面視において該パレット１,２を台車５上の
所定の位置に移載することができる位置に移動させられ
る。次に、ステップ＃１９で第５モータ６２が駆動さ
れ、パレットアーム１３がステップ＃１７での演算結果
に基づいて、台車５の上のパレット層の上端面付近まで
下降させられる。続いてステップ＃２０で、パレットク
ランプ部材１９によるパレット１,２のクランプが解除
(アンクランプ)され、パレット１,２が台車５の上のパ
レット層の上に移載される。なお、台車５の上のパレッ
ト層の一番下のパレットがベースパレット１となるよう
に制御されるのは前に説明したとおりである。このよう
にして、シリンダブロック７０(ワーク３)とパレット
１,２とが、いずれも自動的に所定の位置に移載され
る。
【００５６】以下 画像処理ルーチン(図１２)を説明す
る。この画像処理ルーチンの概要は次のとおりである。
すなわち、カメラ２２によって撮影された画像を２値化
処理することによって、移載すべきシリンダブロック７
０(ワーク３)の位置姿勢を検出するようにしているが、
かかる画像処理によってシリンダブロック７０の位置姿
勢を検出することができなかった場合は、２値化処理の
しきい値を変更して(ステップＳ１９)再度画像処理を行
いシリンダブロック７０の位置姿勢を検出する。このよ
うなしきい値の変更を所定回数繰り返してもなお該シリ
ンダブロック７０の位置姿勢を検出することができなか
った場合は、カメラ２２の位置を変更して(ステップＳ
２１)以上の手順を繰り返す。なお、この場合カメラ２
２は水平方向に所定の距離だけ移動させられる。そし
て、カメラ２２の位置を所定回数変更してもなお該シリ
ンダブロック７０の位置姿勢を検出することができなか
った場合は、画像処理に何らかの異常が生じているもの
として、該画像処理を打ち切る(ステップＳ２１)。
【００５７】なお、しきい値の変更を繰り返してもシリ
ンダブロック７０の位置姿勢を検出することができなか
った場合には、カメラ２２の視野範囲を変更するように
してもよい。かかる視野範囲の変更は、カメラ２２を上
下方向に移動させることにより行っても、またカメラ２
２の撮影特性を変更することにより行ってもよい。
【００５８】具体的には、図１２に示すように、まずス
テップＳ１でカメラ移動回数カウンタのカウント値mに
所定の初期値がセットされる。このカメラ移動回数カウ
ンタは、移載すべきシリンダブロック７０の位置姿勢を
検出する際に、カメラ２２を移動させた回数をカウント
するためのカウンタである。すなわち、前記したとお
り、しきい値の変更を所定回数繰り返してもシリンダブ
ロック７０の位置姿勢を検出することができなかった場
合はカメラ２２の位置を変更するようにしているが、か
かるカメラ位置の変更回数をカウントするカウンタであ
る。なお、カウント値mは、カメラ２２が１回移動する
たびに１づつデクリメントされる(ステップＳ２２)。そ
して、カウント値mが０となったときには画像処理異常
(ＮＧ)であると判定され、画像処理が打ち切られる(ス
テップＳ４)。
【００５９】ステップＳ２では、カウント値mが０であ
るか否かが判定され、m＝０であると判定された場合は
(ＹＥＳ)、ステップＳ４で画像処理異常(ＮＧ)であると
判定され、該画像処理ルーチンが打ち切られる。他方、
ステップＳ２で、m≠０であると判定された場合は(Ｎ
Ｏ)、ステップＳ３で画像が取り込まれた後、ステップ
Ｓ５で濃淡画像ノイズが除去される。
【００６０】次に、ステップＳ６でＮＧフラグがオンで
あるか否かが判定される。このＮＧフラグは、しきい値
の変更を繰り返しても、移載すべきシリンダブロック７
０の位置姿勢を検出することができなかった場合にオン
されるフラグである。ＮＧフラグがオンでないと判定さ
れた場合は(ＮＯ)、ステップＳ７で前回のしきい値がそ
のまま用いられる。現在のしきい値でも、まだシリンダ
ブロック７０の位置姿勢を検出できる可能性があるから
である。他方、ＮＧフラグがオンであると判定された場
合は(ＹＥＳ)、現在のしきい値のままあるいはその若干
の変更程度ではシリンダブロック７０の位置姿勢を検出
することが困難であると考えられるので、ステップＳ８
でしきい値が平均輝度とされる。ここで、平均輝度と
は、、カメラ２２に取り込まれた画像全体の輝度の平均
値である。なお、画面上では、シリンダブロック７０の
本体部に対応する部分は白っぽくなり、シリンダボア７
１〜７４に対応する部分(形状部)は黒っぽくなる。
【００６１】ステップＳ９では、しきい値変更回数カウ
ンタのカウント値nに所定の初期値がセットされる。こ
のしきい値変更回数カウンタは、移載すべきシリンダブ
ロック７０の位置姿勢を検出する際に、２値化処理のし
きい値を変更した回数をカウントするカウンタである。
なお、このしきい値変更回数カウンタのカウント値n
は、しきい値を１回変更するたびに１づつデクリメント
される(ステップＳ２０)。そして、カウント値nが０と
なったときに、カメラ２２の位置が変更される。
【００６２】ステップＳ１０では、しきい値変更回数カ
ウンタのカウント値nが０であるか否かが判定され、n＝
０であると判定された場合は(ＹＥＳ)、ステップＳ２１
でカメラ２２が水平方向に所定の距離だけ移動させら
れ、ステップＳ２２でカメラ移動回数カウンタのカウン
ト値mが１だけデクリメントされ、ステップＳ２３でＮ
Ｇフラグがオンされた後、ステップＳ２に戻される。
【００６３】他方、ステップＳ１０で、n≠０であると
判定された場合は(ＮＯ)、ステップＳ１１で２値化処理
が行われ、ステップＳ１２で２値画像ノイズが除去さ
れ、ステップＳ１３でラベリングが行われ、ステップＳ
１４で所定の特徴量が抽出される。ここで、２値化処理
は、カメラ２２によって撮影された多値画像を、所定の
しきい値よりも明るい画素を白(１)とし、該しきい値よ
りも暗い画素を黒(０)とするといった普通の手法で行わ
れる。なお、かかる２値化処理あるいはその他の画像処
理を、特定の波長の光を選択して行うようにしてもよ
い。
【００６４】また、ラベリングは、まず１つの黒い画素
にあるラベル(例えばＡとする)をつけ、この画素と隣合
う画素が黒である場合はこの画素にもラベルＡをつけ、
さらにすでにラベルＡがつけられた画素と隣合う画素が
黒である場合にはこれらの画素にもすべてラベルＡをつ
けるといった手順を繰り返し、かかるラベルつけが収束
した時点で、ラベルＡがつけられた黒い画素の集団を１
つの形状部の画像として認識するといった普通の手法で
行われる。なお、形状部とは、一般的にはワーク３の構
成部分であって、所定の簡素な形状(例えば円)を有し、
２値化処理により独立した黒い画素の集団として認識す
ることが可能なものであるが、ここでは画像中のシリン
ダボア７１〜７４に対応する部分(円型)が形状部とされ
ている。
【００６５】かかる２値化処理及びラベリングによっ
て、撮影された画像中の形状部(シリンダボア７１〜７
４に対応する部分)がすべて認識される。しかしなが
ら、画像中の形状部がすべて同一シリンダブロック７０
に対応する形状部であるとは限らない。例えば、図２３
に示すように、画面１００中に２つのシリンダブロック
の映像１０１,１０２が映っている場合は、画面１００
中には一方のシリンダブロックに対応する形状部１０１
a〜１０１dと、他方のシリンダブロックに対応する形状
部１０２a,１０２bとが存在する。そこで、ステップＳ
１４〜ステップＳ１５で、以下で説明するように形状部
の所定の特徴量に基づいて、同一のシリンダブロック７
０に属する形状部を選別するようにしている。そして、
同一のシリンダブロック７０に属する形状部がすべて選
別されたときには、ステップＳ１６で選別された形状部
の特徴量に基づいて該シリンダブロック７０の位置姿勢
を検出ないしは認識するようにしている。
【００６６】ステップＳ１４では、画像中の各形状部の
所定の特徴量が演算(抽出)される。ここで、特徴量とし
ては、画像中で注目している部分が形状部であるか否か
を検出するための特徴量(以下、これを穴検出用特徴量
という)と、形状部が同一シリンダブロック７０に属す
るか否かないしはシリンダブロック７０の位置姿勢を検
出するための特徴量(以下、これをワーク検出用特徴量
という)とがあり、ここでは各特徴量は次のように設定
されている。
【００６７】＜穴検出用特徴量＞ (１)各形状部の面積 (２)各形状部の周長 (３)各形状部の円形状係数(面積と周長の比) (４)各形状部の直径(x方向及びy方向) ＜ワーク検出用特徴量＞ (１)２つの形状部の重心(中心)同士の間隔(ピッチ) (２)２つの形状部の重心(中心)同士を結ぶ直線の傾き、
ないしはかかる２種の直線がはさむ角度 なお、上記の２つの形状部の選択はとくには限定されな
いが、隣接する形状部同士としてもよい。
【００６８】続いて、ステップＳ１５で、予め記憶され
ているシリンダブロック７０の各形状部の特徴量のパタ
ーン(以下、これを基準パターンという)を有する形状部
集団が、画像中に含まれているか否かが判定される。そ
して、シリンダブロック７０の基準パターンと一致する
形状部集団が画像中に含まれていない場合は、２値化処
理が適切に行われていないものと考えられるので、ステ
ップＳ１９でしきい値が変更され、ステップＳ２０でし
きい値変更回数カウンタのカウント値nが１だけデクリ
メントされた後、ステップＳ１０に戻される。すなわ
ち、しきい値が高すぎ、あるいは低すぎるため、シリン
ダブロック７０の形状部が適切に認識されず、このため
画像中にシリンダブロック７０の基準パターンがみつか
らないといった可能性があるので、しきい値を変更し
て、再度ステップＳ１１〜ステップＳ１５を繰り返すわ
けである。なお、しきい値の変更は、初期値から±方向
に交互に行われる(探索される)。
【００６９】他方、ステップＳ１５で、シリンダブロッ
ク７０の基準パターンと一致する形状部集団が画像中に
含まれていると判定された場合は、かかる形状部集団が
移載すべきシリンダブロック７０の形状部であると考え
られるので、ステップＳ１６で上記集団に属する形状部
の特徴量に基づいて、移載すべきシリンダブロック７０
の位置姿勢が検出(認識)される。
【００７０】ここで、シリンダブロック７０の位置姿勢
は、次の式１〜式３によって得られる特性値Ｘ,Ｙ,θに
より検出(認識)される。
【数１】 Ｘ＝(x1＋x4)／２……………………………………………………式１
【数２】 Ｙ＝(y1＋y4)／２……………………………………………………式２
【数３】 θ＝(y1−y4)／(x1−x4)・１８０／π……………………………式３ なお、図２４(a)に示すように、式１〜式３中のx1〜x4
は画像中の４つの形状部Ｃ1〜Ｃ4の重心の画面上でのx
座標であり、y1〜y4は該重心の画面上でのy座標であ
る。また、θは４つの形状部Ｃ1〜Ｃ4の重心を結ぶ直線
Ｌ1と基準線Ｌ2(水平線)とがはさむ角度(°)である。
【００７１】ステップＳ１７では、次の式４〜式６によ
り、画面上の座標である上記Ｘ、Ｙ及びθが、ワーク移
載装置ＷＡにおける実際の座標Ｘ'、Ｙ'及びθ'に変換
される。そして、かかるＸ'、Ｙ'及びθ'に基づいて、
該シリンダブロック７０を的確にクランプするために、
ワークアーム１４(ワーククランプ部材２０)を配置すべ
き位置、すなわちワークアーム１４の移動量が演算さ
れ、ステップＳ１８でこの演算結果がメインルーチン側
に送信される。
【数４】 Ｘ'＝(x原点−Ｘ)・スケール値＋オフセット値………………………式４
【数５】 Ｙ'＝(y原点−Ｙ)・スケール値＋オフセット値………………………式５
【数６】 θ'＝θ＋オフセット値……………………………………………………式６
【００７２】かかる画像処理によれば、カメラ２２によ
って撮影された画像中に、複数のシリンダブロック７０
が含まれている場合でも、移載すべきシリンダブロック
７０に属する形状部を選別することができ、このように
選別された形状部の特徴量から、該シリンダブロック７
０の位置姿勢を正確に検出することができ、該シリンダ
ブロック７０を的確にクランプして所定の位置に移載す
ることができる。また、シリンダブロック７０を載せた
中間パレット２が複数積み重ねられ、したがって移載す
べきシリンダブロック７０の位置(高さ)すなわち照度が
変化する場合でも、２値化処理のしきい値が変更される
ので、移載すべきシリンダブロック７０の位置姿勢を正
確に検出することができる。
【００７３】以下、ワーク３がプライマリシャフト、シ
リンダヘッド又はトランスミッションケースである場合
について、制御装置Ｓによるワーク移載装置ＷＡの移載
制御方法ないしはワーク３の位置姿勢の検出方法(認識
方法)を説明するが、かかる制御方法ないしは検出方法
の基本部分は、前記のワーク３がシリンダブロック７０
である場合(図１１及び図１２参照)と同様であるので、
説明の重複を避けるため、以下では図１３に示すフロー
チャートを参照しつつシリンダブロック７０の場合とは
異なる点についてのみ説明する。
【００７４】ワーク３がプライマリシャフトである場合
は、該プライマリシャフトがワーク移載装置によって支
持ケースに移載されるが、プライマリシャフトあるいは
支持ケース(パレット)の形状はおよそ図１５〜図２０に
示すとおりである。すなわち、この場合はワーク移載装
置は図１５に示すようなプライマリシャフト７７を、図
１６及び図１７に示すような支持ケース７８に移載す
る。図１６及び図１７に示すように、支持ケース７８に
はアッパプレート７９とロアプレート８０とが設けられ
ている。そして、図１８及び図１９に示すようにアッパ
プレート７９にはやや大径の複数の上側穴部８１が設け
られ、ロアプレート８０には上記上側穴部８１と対応す
る位置に夫々やや小径の下側穴部８２が設けられてい
る。
【００７５】そして、ワーク移載装置はプライマリシャ
フト７７を、その一端７７aが上側穴部８１を通り抜け
て下側穴部８２に挿入されるように移載する。なお、図
２０(a),(b),(c)は、このようにしてプライマリシャフ
ト７７が支持ケース７８に移載された状態を示してい
る。この場合、ワーク移載装置は支持ケース７８の上側
穴部８１の位置を検出(認識)した上で、プライマリシャ
フト７７を該上側穴部８１に差し込むといった動作を行
う。したがって、この場合は上側穴部８１が形状部とな
る。
【００７６】シリンダヘッドの形状は、図２１(a),(b),
(c)に示すとおりであるが、かかるシリンダヘッド８５
の場合は、４つの点火プラグ穴８６〜８９が形状部とな
る。なお、シリンダヘッド８５の場合は、ワーク移載装
置は矢印Ｙ1,Ｙ2で示す位置でシリンダヘッド８５をク
ランプする。
【００７７】トランスミッションケースの形状あるいは
そのパレット１,２上での配置状態は、図２２(a),(b)に
示すとおりであるが、かかるトランスミッションケース
９０の場合は、大径の第１穴部９１と小径の第２穴部９
２とが形状部となる。
【００７８】そして、図１３に示すように、ワーク３が
プライマリシャフト７７、シリンダヘッド８５又はトラ
ンスミッションケース９０である場合のワーク３の位置
姿勢の検出方法(認識方法)は、図１２に示すシリンダブ
ロック７０の位置姿勢の検出方法とは、以下の点で異な
るだけでありその他の点についてはシリンダブロック７
０の場合と同一である。なお、ワーク３の移載制御方法
は、リンダブロック７０の場合と同様である(図１１参
照)。
【００７９】すなわち、図１３に示すワーク３がプライ
マリシャフト７７、シリンダヘッド８５又はトランスミ
ッションケース９０である場合のフローチャートは、図
１２に示すフローチャートのステップＳ６〜ステップＳ
８が削除されてその部分にステップＳ３０が挿入される
とともに、ステップＳ２３が削除されたものである。そ
して、ステップＳ３０では、次の式７により初期しきい
値が設定される。
【数７】 初期しきい値＝a・輝度最大値＋b・輝度最小値＋c……………………式７
【００８０】式７において、a、b、cは夫々、ワーク毎
に設定される定数である。つまり、ワーク３がプライマ
リシャフト７７、シリンダヘッド８５又はトランスミッ
ションケース９０である場合は、しきい値は毎回式７に
よって設定され、この設定値でワーク３の位置姿勢を検
出することができない場合は、ステップＳ１９でしきい
値がシリンダブロック７０の場合と同様の方法で変更さ
れる。したがって、この場合はＮＧフラグが不要となる
ので、ステップＳ２３が削除されている。このようにす
るのは、ワーク３がプライマリシャフト７７、シリンダ
ヘッド８５又はトランスミッションケース９０である場
合は平均輝度が安定しないので、しきい値を平均輝度と
したのではワーク３の位置姿勢を検出することが困難と
なるからである。かくして、このように式７により設定
された値をしきい値とした場合は、ワーク３の位置姿勢
の検出が容易となる。
【００８１】また、ワーク３がプライマリシャフト７
７、シリンダヘッド８５又はトランスミッションケース
９０である場合は、特徴量の設定方法及びワーク３の位
置姿勢の検出方法はシリンダブロック７０の場合とは異
なり、以下ように設定されている。すなわち、ワーク３
がプライマリシャフト７７である場合は、穴検出用特徴
量は以下のように設定される。 ＜穴検出用特徴量＞ (１)形状部の面積 (２)形状部の周長 (３)形状部の円形状係数 また、上側穴部８１の位置は、該上側穴部８１の画像の
重心位置(x,y)のみにより検出される。なお、重心位置
(x,y)は、図２４(b)に示すような形状部Ｄの重心(x,y)
である。
【００８２】ワーク３がシリンダヘッド８５である場合
は、特徴量は以下のように設定される。 ＜穴検出用特徴量＞ (１)各形状部の面積 (２)各形状部の周長 (３)各形状部の円形状係数 ＜ワーク検出用特徴量＞ (１)２つの形状部の重心(中心)同士の間隔(ピッチ) (２)２つの形状部の重心(中心)同士を結ぶ直線の傾き、
ないしはかかる２種の直線がはさむ角度 (３)２つの形状部の重心(中心)同士を結ぶ直線の切片
【００８３】また、シリンダヘッド８５の位置姿勢は、
次の式８〜式１０によって得られる特性値Ｘ,Ｙ,θによ
り検出(認識)される。
【数８】 Ｘ＝(x1＋x2＋x3＋x4)／４……………………………………………式８
【数９】 Ｙ＝(y1＋y2＋y3＋y4)／２……………………………………………式９
【数１０】 θ＝(y1−y4)／(x1−x4)・１８０／π………………………………式１０ なお、図２４(c)に示すように、式８〜式１０中のx1〜x
4は画像中の４つの形状部Ｅ1〜Ｅ4の重心の画面上でのx
座標であり、y1〜y4は該重心の画面上でのy座標であ
る。また、θは４つの形状部Ｅ1〜Ｅ4の重心を結ぶ直線
Ｌ3と基準線Ｌ4(水平線)とがはさむ角度(°)である。
【００８４】ワーク３がトランスミッションケース９０
である場合は、特徴量は以下のように設定される。 ＜穴検出用特徴量＞ (１)各形状部の面積 (２)各形状部の周長 (３)各形状部の円形状係数 (４)各形状部の直径(x方向及びy方向) ＜ワーク検出用特徴量＞ (１)２つの形状部の重心(中心)同士の間隔(ピッチ)
【００８５】また、トランスミッションケース９０の位
置姿勢は、次の式１１〜式１３によって得られる特性値
Ｘ,Ｙ,θにより検出(認識)される。
【数１１】 Ｘ＝x1……………………………………………………………………式１１
【数１２】 Ｙ＝y1……………………………………………………………………式１２
【数１３】 θ＝(y2−y1)／(x2−x1)・１８０／π………………………………式１３ なお、図２４(d)に示すように、式１１〜式１３中のx1
〜x2は画像中の２つの形状部Ｆ1〜Ｆ2の重心の画面上で
のx座標であり、y1〜y2は該重心の画面上でのy座標であ
る。また、θは２つの形状部Ｆ1〜Ｆ2の重心を結ぶ直線
Ｌ5と基準線Ｌ6(水平線)とがはさむ角度(°)である。
【００８６】ワーク３の位置姿勢の検出方法は、その他
の点についてはワーク３がシリンダブロック７０である
場合と同様である。かくして、ワーク３がプライマリシ
ャフト７７、シリンダヘッド８５又はトランスミッショ
ンケース９０である場合も、ワーク３がシリンダブロッ
ク７０である場合と同様に、ワーク３の位置姿勢を正確
に検出することができ、ワーク３を所定の位置に移載す
ることができる。
【００８７】
【発明の作用・効果】第１の発明によれば、画像処理用
カメラで撮影された画像から、物品の形状部の相互の相
対的な位置関係を検出し、該位置関係に基づいて上記物
品の位置姿勢を認識するようにしているので、物品の位
置姿勢の検出精度を高めることができる。
【００８８】第２の発明によれば、画像処理用カメラで
撮影された画像から、物品の２つの形状部の中心同士を
結ぶ直線を複数種検出した上で、これらの直線同士がな
す角度に基づいて物品の位置姿勢を認識するようにして
いるので、物品の位置姿勢の検出精度を有効に高めるこ
とができる。
【００８９】第３の発明によれば、画像処理用カメラで
撮影された画像から、物品の２つの形状部の間隔を複数
種検出し、これらの形状部間の間隔に基づいて物品の位
置姿勢を検出するようにしているので、物品の位置姿勢
の検出精度を有効に高めることができる。
【００９０】第４の発明によれば、物品の２つの形状部
の中心同士を結ぶ直線を複数種検出し、さらに物品の２
つの形状部の間隔を複数種検出した上で、上記直線同士
がなす角度と上記間隔とに基づいて物品の位置姿勢を認
識するようにしているので、物品の位置姿勢の検出精度
を大幅に高めることができる。
【００９１】第５の発明によれば、画像処理用カメラで
撮影された画像から、物品の形状部の相互の相対的な位
置関係を検出し、該位置関係に基づいて所定の物品に属
する形状部を選別し、選別された所定の物品の位置姿勢
を上記位置関係に基づいて認識するようにしているの
で、画像中に複数の物品が含まれている場合でも、所定
の物品の位置姿勢を正確に検出することができる。
【００９２】第６の発明によれば、画像処理用カメラで
撮影された画像から、物品の２つの形状部の中心同士を
結ぶ直線を複数種検出した上で、これらの直線同士がな
す角度に基づいて所定の物品に属する形状部を選別し、
選別された物品の位置姿勢を上記角度に基づいて認識す
るようにしているので、画像中に複数の物品が含まれて
いる場合でも、所定の物品の位置姿勢を正確に検出する
ことができる。
【００９３】第７の発明によれば、画像処理用カメラで
撮影された画像から、物品の２つの形状部の間隔を複数
種検出した上で、これらの形状部間の間隔に基づいて所
定の物品に属する形状部を選別し、選別された物品の位
置姿勢を上記間隔に基づいて認識するようにしているの
で、画像中に複数物品が含まれている場合でも、所定の
物品の位置姿勢を正確に検出することができる。
【００９４】第８の発明によれば、画像処理用カメラで
撮影された画像から、物品の２つの形状部の中心同士を
結ぶ直線を複数種検出し、さらに２つの形状部中心同士
の間隔を複数種把握した上で、上記直線のなす角度と上
記間隔とに基づいて所定の物品に属する形状部を選別
し、選別された物品の位置姿勢を上記角度と上記間隔と
に基づいて認識するようにしているので、画像中に複数
の物品が含まれている場合でも、所定の物品の位置姿勢
を極めて正確に検出することができる。
【００９５】第９の発明によれば、基本的には、第１〜
第８の発明のいずれか１つと同様の作用・効果が得られ
る。さらに、物品の位置姿勢を認識することができなか
ったときには、画像処理用カメラを所定の距離だけ広が
り面方向に移動させるようにしているので、物品の位置
がずれている場合でも、物品の位置姿勢の検出精度を高
めることができる。
【００９６】第１０の発明によれば、基本的には、第１
〜第９の発明のいずれか１つと同様の作用・効果が得ら
れる。さらに、物品の位置姿勢を認識することができな
かったときには、画像処理用カメラの視野範囲を変更す
るようにしているので、物品の位置がずれている場合で
も、物品の位置姿勢の検出精度を高めることができる。
【００９７】第１１の発明によれば、基本的には、第１
〜第１０の発明のいずれか１つと同様の作用・効果が得
られる。さらに、画像処理のしきい値の変更回数が所定
値未満のときには、前回のしきい値を用いるので、しき
い値の精度が良くなり、２値化処理の精度を高めること
ができ、物品の位置姿勢の検出精度を高めることができ
る。
【００９８】第１２の発明によれば、物品の位置姿勢を
正確に検出することができ、該位置姿勢に基づいて物品
の移載を行うようにしているので、移載制御の制御精度
を高めることができる。
【００９９】第１３の発明によれば、画像処理用カメラ
で撮影された画像から、物品の２つの形状部の中心同士
を結ぶ直線が複数種検出され、さらに２つの形状部の間
隔が複数種検出され、上記直線のなす角度と上記間隔と
に基づいて所定の物品に属する形状部が選別され、選別
された物品の位置姿勢が上記角度と上記間隔とに基づい
て認識されるので、画像中に複数の物品が含まれている
場合でも、所定の物品の位置姿勢が極めて正確に検出さ
れる。さらに、かかる正確な位置姿勢に基づいて物品の
移載が行われるので、移載制御の制御精度が高められ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるワーク移載装置の斜視図であ
る。
【図２】 図１に示すワーク移載装置の平面説明図であ
る。
【図３】 図１に示すワーク移載装置の側面説明図であ
る。
【図４】 図２に示すワーク移載装置のＸ−Ｘ線断面立
面説明図である。
【図５】 図２に示すワーク移載装置のＹ−Ｙ線断面立
面説明図である。
【図６】 本発明にかかるワーク移載装置の、パレット
アーム及びワークアームまわりの立面説明図である。
【図７】 ワーククランプ部材の正面説明図である。
【図８】 図７に示すワーククランプ部材の側面説明図
である。
【図９】 ボールジョイントの立面断面説明図である。
【図１０】 ワーク移載装置の制御装置のシステム構成
図である。
【図１１】 ワーク移載装置制御のメインルーチンを示
すフローチャートである。
【図１２】 ワークがシリンダブロックである場合の、
画像処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】 ワークがプライマリシャフト、シリンダヘ
ッド又はトランスミッションケースである場合の画像処
理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】 (a)はシリンダブロックの平面説明図であ
り、(b)は(a)に示すシリンダブロックのＡ−Ａ線断面説
明図である。
【図１５】 プライマリシャフトの立面断面説明図であ
る。
【図１６】 プライマリシャフトの支持ケースの側面説
明図である。
【図１７】 図１６に示す支持ケースの正面説明図であ
る。
【図１８】 支持ケースのアッパプレートの平面説明図
である。
【図１９】 支持ケースのロアプレートの平面説明図で
ある。
【図２０】 (a)はプライマリシャフトがセットされた
支持ケースの一部断面正面説明図であり、(b)は(a)に示
す支持ケースのプライマリシャフト付近における一部断
面側面説明図であり、(c)は(a)に示す支持ケースの立面
断面説明図である。
【図２１】 (a)はシリンダヘッドの平面説明図であ
り、(b)は(a)に示すシリンダヘッドの側面説明図であ
り、(c)は(a)に示すシリンダヘッドの正面説明図であ
る。
【図２２】 (a)は、トランスミッションケースが載せ
られたパレットの平面説明図であり、(b)は(a)に示すパ
レットの正面説明図である。
【図２３】 画像処理用カメラでシリンダブロックが撮
影された画像の模式図である。
【図２４】 (a)はシリンダブロックのシリンダボアの
画像を示す模式図であり、(b)は支持ケースの上側穴部
の画像を示す模式図であり、(c)はシリンダヘッドの点
火プラグ穴の画像を示す模式図であり、(d)はトランス
ミッションケースの第１,第２穴部の画像を示す模式図
である。
【符号の説明】
ＷＡ…ワーク移載装置 Ｓ…制御装置 ２…中間パレット ３…ワーク ２０…ワーククランプ部材 ２２…画像処理用カメラ ４８…画像処理装置 ５１…第１制御ユニット ５２…第２制御ユニット ７０…シリンダブロック ７１〜７４…シリンダボア ７７…プライマリシャフト ７８…支持ケース ８１…上側穴部 ８５…シリンダヘッド ８６〜８９…点火プラグ穴 ９０…トランスミッションケース ９１,９２…第１,第２穴部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野▲崎▼ 智之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 荒滝 博夫 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物品を画像処理用カメラで撮影し、 該撮影によって得られた画像から、上記物品の構成部分
    であり所定の形状を有する複数の形状部の相互の相対的
    な位置関係を検出し、 該位置関係に基づいて上記物品の位置姿勢を認識するよ
    うにしたことを特徴とする物品の位置認識方法。
  2. 【請求項２】 物品を画像処理用カメラで撮影し、 該撮影によって得られた画像から、上記物品の構成部分
    であり所定の形状を有する複数の形状部のうちの２つの
    形状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状部の組みにつ
    いて検出した上で、これらの直線同士がなす角度を検出
    し、 これらの角度に基づいて上記物品の位置姿勢を認識する
    ようにしたことを特徴とする物品の位置認識方法。
  3. 【請求項３】 物品を画像処理用カメラで撮影し、 該撮影によって得られた画像から、上記物品の構成部分
    であり所定の形状を有する複数の形状部のうちの２つの
    形状部の中心同士の間隔を複数の形状部の組みについて
    検出し、 これらの間隔に基づいて上記物品の位置姿勢を認識する
    ようにしたことを特徴とする物品の位置認識方法。
  4. 【請求項４】 物品を画像処理用カメラで撮影し、 該撮影によって得られた画像から、上記物品の構成部分
    であり所定の形状を有する複数の形状部のうちの２つの
    形状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状部の組みにつ
    いて検出した上で、これらの直線同士がなす角度を検出
    し、 さらに、上記の２つの形状部の中心同士の間隔を複数の
    形状部の組みについて検出し、 上記角度と上記間隔とに基づいて上記物品の位置姿勢を
    認識するようにしたことを特徴とする物品の位置認識方
    法。
  5. 【請求項５】 複数の物品を画像処理用カメラで撮影
    し、 該撮影によって得られた画像から、各物品の構成部分で
    あり所定の形状を有する複数の形状部の相互の相対的な
    位置関係を検出し、 該位置関係に基づいて、所定の１つの物品に属する形状
    部を選別し、 選別された各形状部の相互の相対的な位置関係に基づい
    て、上記所定の物品の位置姿勢を認識するようにしたこ
    とを特徴とする物品の位置認識方法。
  6. 【請求項６】 複数の物品を画像処理用カメラで撮影
    し、 該撮影によって得られた画像から、各物品の構成部分で
    あり所定の形状を有する複数の形状部のうちの２つの形
    状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状部の組みについ
    て検出した上で、これらの直線同士がなす角度を検出
    し、 これらの角度に基づいて、所定の１つの物品に属する形
    状部を選別し、 選別された各形状部にかかる上記角度に基づいて、上記
    所定の物品の位置姿勢を認識するようにしたことを特徴
    とする物品の位置認識方法。
  7. 【請求項７】 複数の物品を画像処理用カメラで撮影
    し、 該撮影によって得られた画像から、各物品の構成部分で
    あり所定の形状を有する複数の形状部のうちの２つの形
    状部の中心同士の間隔を複数の形状部の組みについて検
    出し、 これらの間隔に基づいて、所定の１つの物品に属する形
    状部を選別し、 選別された各形状部にかかる上記間隔に基づいて、上記
    所定の物品の位置姿勢を認識するようにしたことを特徴
    とする物品の位置認識方法。
  8. 【請求項８】 複数の物品を画像処理用カメラで撮影
    し、 該撮影によって得られた画像から、各物品の構成部分で
    あり所定の形状を有する複数の形状部のうちの２つの形
    状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状部の組みについ
    て検出した上で、これらの直線同士がなす角度を検出
    し、 さらに、上記の２つの形状部の中心同士の間隔を複数の
    形状部の組みについて検出し、 上記角度と上記間隔とに基づいて、所定の１つの物品に
    属する形状部を選別し、 選別された各形状部にかかる上記角度と上記間隔とに基
    づいて、上記所定の物品の位置姿勢を認識するようにし
    たことを特徴とする物品の位置認識方法。
  9. 【請求項９】 請求項１〜請求項８のいずれか１つに記
    載された物品の位置認識方法において、 画像処理用カメラを広がり面方向に移動することができ
    るようにし、 物品の位置姿勢を認識することができなかったときに
    は、画像処理用カメラを所定の距離だけ広がり面方向に
    移動させるようにしたことを特徴とする物品の位置認識
    方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜請求項９のいずれか１つに
    記載された物品の位置認識方法において、 画像処理用カメラを視野範囲を変更することができるよ
    うにし、 物品の位置姿勢を認識することができなかったときに
    は、画像処理用カメラの視野範囲を変更するようにした
    ことを特徴とする物品の位置認識方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜請求項１０のいずれか１つ
    に記載された物品の位置認識方法において、 画像処理用カメラの画像処理のしきい値の変更回数が所
    定値未満のときには、前回のしきい値をそのまま用いる
    ようにしたことを特徴とする物品の位置認識方法。
  12. 【請求項１２】 パレット上の物品を、物品把持部材で
    所定の位置に移載する移載装置の物品の移載制御方法で
    あって、 パレット上の所定の１つの物品の位置姿勢を、請求項１
    〜請求項１１のいずれか１つに記載された方法で認識
    し、 該位置姿勢に応じて物品把持部材の把持動作を制御する
    ようにしたことを特徴とする物品の移載制御方法。
  13. 【請求項１３】 パレット上の物品を、物品把持部材で
    所定の位置に移載する移載装置の物品の移載制御装置で
    あって、 移載すべき物品を撮影する画像処理用カメラと、 該画像処理用カメラによって撮影された画像から、物品
    の構成部分であり所定の形状を有する複数の形状部のう
    ちの２つの形状部の中心同士を結ぶ直線を複数の形状部
    の組みについて検出した上で、これらの直線同士がなす
    角度を検出する形状部角度検出手段と、 上記の２つの形状部の間隔を複数の形状部の組みについ
    て検出する形状部間隔検出手段と、 形状部角度検出手段によって検出された上記角度と、形
    状部間隔検出手段によって検出された上記間隔とのうち
    の少なくとも一方に基づいて、今回移載すべき所定の１
    つの物品に属する形状部を選別する物品選別手段と、 選別された各形状部にかかる上記角度と上記間隔とに基
    づいて、移載すべき上記所定の物品の位置姿勢を認識す
    る物品位置認識手段と、 上記位置姿勢に応じて物品把持部材の把持動作を制御す
    る把持動作制御手段とが設けられていることを特徴とす
    る物品の移載制御装置。
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