JPH08118274A

JPH08118274A - 産業用ロボット装置

Info

Publication number: JPH08118274A
Application number: JP26229794A
Authority: JP
Inventors: Naoki Tatsumi; 直樹辰巳
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】物品の１段分の配置関係を示す積付パターン
を自動的に切り換えることのできる産業用ロボット装置
を得る。【構成】パレット上に積み上げられた物品を所定領域
に搬送する産業用ロボットと、パレット上の物品を撮影
する撮像手段と、撮像手段の出力画像に積付パターンに
より認識領域を作成し、物品を画像認識して位置データ
や傾きデータを得る画像処理手段と、積付パターンを別
の積付パターンに切り換えて、画像処理手段に再度画像
認識要求を出す積付パターン切換手段とを備えた産業用
ロボット装置。【効果】人間が積付パターンの入力を間違えた時およ
び指定された積付パターンとは別の積付パターンで積み
上げられた物品のパレットが搬送されてきた時に、人手
による積付パターンの修正作業を不要にすることがで
き、省人化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、撮像装置の画像によ
り物品を認識して産業用ロボットが動作する視覚機能を
もった産業用ロボット装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、従来の産業用ロボット装置の
平面図である。図中、１はパレット、２はパレット１上
に積み上げられた物品、３はパレット１をロボット稼働
領域８へ搬入するパレット用コンベア、４はパレット１
上に積み上げられた物品２を物品用コンベア６上の払出
領域９へ搬送する産業用ロボット、１０は産業用ロボッ
ト４のアーム、５は産業用ロボット４の動きを制御する
ロボットコントローラー、７はロボットコントローラー
５に接続された積付演算パソコンである。

【０００３】このように構成された産業用ロボット装置
は、次のように動作する。まず物品２の搬送にあたり、
人間が、積付演算パソコン７を用いて、図１６に示す取
出伝票１１の伝票ナンバー１２、品種名１３、物品の長
辺の長さ（Ｌ）１４、短辺の長さ（Ｗ）１５、高さ
（Ｈ）１６、産業用ロボット４が搬送する物品２の搬送
個数１７、パレット１上に積み上げられている物品２の
残個数１８、段数１９に対応した一段分の物品２の配置
関係を示す積付パターンの積付パターンナンバー２０、
一段分の物品の個数２１の情報をロボットコントローラ
ー５に入力する。この入力操作を産業用ロボット４が搬
送する物品の品種ごとに行う。

【０００４】次に、積付演算パソコン７を用いて、図１
７に示す積付パターン２２の入力を行う。この積付パタ
ーン２２は特開平１−２９５７７１号に開示されたもの
である。すなわち、積付パターンナンバー２３、基準位
置２７のＸ座標２４、基準位置２７のＹ座標２５、基準
傾き値２６を積付演算パソコン７に入力する。基準位置
２７のＸ座標２４およびＹ座標２５は、物品の長辺の長
さ（Ｌ）の半分（Ｌ／２）と短辺の長さ（Ｗ）の半分
（Ｗ／２）を用いて、下記式（１）で表し、（□＊Ｌ／２＋□＊Ｗ／２、□＊Ｌ／２＋□＊Ｗ／２）（１） □の部分に個々の物品についての数値を代入する。

【０００５】図１８に示すように、第１基準位置Ａ１の
座標（Ｘ，Ｙ）は、（Ｗ／２，Ｌ／２）であるので、式
（１）の□の部分に数値を設定すると、下記式（２）が
得られる。（０＊Ｌ／２＋１＊Ｗ／２、１＊Ｌ／２＋０＊Ｗ／２）（２）

【０００６】第２、第３、第４の基準位置Ａ２，Ａ３，
Ａ４について同様に数値を設定すると、図１７に示すよ
うにＸ座標２４およびＹ座標２５の数値が決定される。

【０００７】基準傾きθの値２６は、物品の短辺Ｗを手
前にする置き方を９０とし、長辺Ｌを手前にする置き方
を０と定義する。第１、第２、第３、第４の基準傾き値
２６は図１７に示す通りである。

【０００８】積付パターンナンバー２３は、以上のよう
に設定された積付パターンを表す番号である。以上の入
力操作を産業用ロボットが搬送する物品の積付パターン
の数だけ行う。

【０００９】取出伝票１１と積付パターン２２の入力が
終了し、伝票ナンバーがである品種の物品２が積み上
げられたパレット１がパレット用コンベア３によって、
ロボット稼働領域８に搬送されてくると、積付演算パソ
コン７は、以下の手順で搬送する物品２の基準位置
（Ｘ，Ｙ）、取出高さＺおよび基準傾きの計算を行う。（１）取出伝票１１の残個数１８と１段の個数２１か
ら、パレット１上に積み上げられた物品２の最上段の段
数Ｎを計算する。（２）取出伝票１１の物品の高さ（Ｈ）１４と段数Ｎか
ら、取出高さＺを計算する（Ｚ＝Ｈ＊Ｎ）。（３）取出伝票１１から第Ｎ段めの積付パターンナンバ
ー２０を読み込み、変数Ｐ_NOに代入する。（４）複数の積付パターン２２の中から積付パターンナ
ンバーがＰ_NOと一致する積付パターン２２を検索する。（５）取出伝票１１の長辺の長さ（Ｌ）および短辺の長
さ（Ｗ）と、積付パターン２２のＸ座標２４およびＹ座
標２５の各式から、基準位置（Ｘ，Ｙ）を計算する。（６）基準傾きは、積付パターン２２の傾きθの値２６
を代入する。

【００１０】積付演算パソコン７は、基準位置（Ｘ，
Ｙ）、取出高さＺおよび基準傾きの計算が終了すると、
このＸ，Ｙ，Ｚの座標値をロボットコントローラー５に
送信する。ロボットコントローラー５は、この座標値を
受信すると、産業用ロボット４に対し、この座標値にあ
る物品２を把持する指令を出す。

【００１１】産業用ロボット４は、アーム１０を移動さ
せて、パレット１上の物品２を把持し、物品コンベア６
上の払出位置９へ搬送する。この搬送動作を取出伝票１
１の搬送個数１７と同じ回数だけ繰り返す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の産業用ロボット
装置は以上のように構成されているので、人間が取出伝
票１１の積付パターンナンバー２０の入力を間違える
と、産業用ロボット４は、本来物品２が置かれている位
置とは異なる位置へ移動することになる。その結果、人
間が産業用ロボット４を停止させ、取出伝票１１の積付
パターンナンバー２０を修正する必要があった。

【００１３】また、予め指定した積付パターン２３とは
異なる積付パターンで積み上げられた物品２のパレット
１がパレット用コンベア３によって搬送されてくると、
産業用ロボット４は、本来物品２が置かれている位置と
は異なる位置へ移動することになる。その結果、人間が
産業用ロボット４を停止させ、取出伝票１１の積付パタ
ーンナンバー２０を修正する必要があった。

【００１４】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、人間が取出伝票の積付パター
ンナンバーの入力を間違えても、積付パターンナンバー
の修正作業を不要にして省人化することができる産業用
ロボット装置を提供するものである。

【００１５】また、予め指定した積付パターンとは異な
る積付パターンで積み上げられた物品のパレットがパレ
ット用コンベアによって搬送されてきても、積付パター
ンナンバーの修正作業を不要とする産業用ロボット装置
を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る産業用ロ
ボット装置は、パレット上に積層された物品を所定領域
に移送する産業用ロボットと、前記パレット上の前記物
品の積層状態を撮影する撮像手段と、前記撮像手段によ
って得られた前記物品の一段分の積層パターン画像中に
所定の認識領域を作成して前記物品の位置データ及び傾
きデータを得る画像処理手段と、前記位置データ及び前
記傾きデータと予め設定された基準積層パターン中の前
記物品の基準位置データ及び基準傾きデータとの夫々の
データ値の差が許容値に入るように前記認識領域を修正
した後に前記画像処理手段に動作開始信号を出力する積
層パターン切換手段と、を具備するものである。

【００１７】また、この発明に係る産業用ロボット装置
は、パレット上に積層された物品を所定領域に移送する
産業用ロボットと、前記パレット上の前記物品の積層状
態を撮影する撮像手段と、前記撮像手段によって得られ
た前記物品の一段分の積層パターン画像中に所定の認識
領域を作成する第２画像処理手段と、前記認識領域中の
前記物品の配置が許容範囲内になるように前記認識領域
を修正した後に前記画像処理手段に動作開始信号を出力
する積層パターン切換手段と、を具備するものである。

【００１８】また、この発明に係る産業用ロボット装置
は、パレット上に積層された物品を所定領域に移送する
産業用ロボットと、前記パレット上の前記物品の積層状
態を撮影する撮像手段と、前記撮像手段によって得られ
た前記物品の所定段分の積層パターン画像中に所定の認
識領域を作成して前記物品の位置データ及び傾きデータ
を得る画像処理手段と、前記位置データ及び前記傾きデ
ータと予め設定された基準積層パターン中の前記物品の
基準位置データ及び基準傾きデータとの夫々のデータ値
の差を前記物品の各積層段分ごとに算出して誤差の値が
許容値に入る前記所定段分の前記積層パターン画像に基
づいて前記画像処理手段に動作開始信号を出力する積層
パターン切換手段と、を具備するものである。

【００１９】

【作用】この発明に係る産業用ロボット装置は、撮像装
置の出力画像に物品の一段分の配置を示す積付パターン
により認識領域を作成し、認識領域内の物品を画像認識
し、物品の位置データおよび傾きデータを得て、物品の
位置データおよび傾きデータと積付パターンの基準位置
および基準傾きとの各々のデータ値の差が所定の許容値
に入るように認識領域を修正して物品を画像認識する。

【００２０】この発明に係る産業用ロボット装置は、撮
像装置の出力画像に物品の一段分の配置を示す積付パタ
ーンにより認識領域を作成し、認識領域内の物品を画像
認識すると共に、常に認識領域中に物品の配置が許容範
囲内になるように認識領域を修正して物品を画像認識す
る。

【００２１】この発明に係る産業用ロボット装置は、撮
像装置の出力画像に物品の一段分の配置を示す積付パタ
ーンにより認識領域を作成し、認識領域内の物品を画像
認識し、物品の位置データおよび傾きデータを得て、物
品の位置データおよび傾きデータと積付パターンの基準
位置および基準傾きとの夫々のデータ値の差を物品・各
積層段分ごとに算出してこの差の値が許容値に入る所定
段分の積層パターン画像を選択する。

【００２２】

【実施例】

実施例１．図１は実施例１の産業用ロボット装置の構成
を示す説明図である。なお、図１５に示した従来の産業
用ロボット装置と同様の部分については同符号を付して
説明を省略する。図中、３１はパレット３０上に積み上
げられた物品、３２はパレット３０をロボット稼働位置
へ搬入するパレット用コンベアで、後述する産業用ロボ
ット３３の所定位置にパレット３０を搬送するようにな
っている。３３はパレット３０上の物品３１を物品用コ
ンベア３５上の払出位置３６へ搬送する産業用ロボット
である。産業用ロボット３３には、その動きを制御する
ロボットコントローラー３４が接続されている。産業用
ロボット３３の上方には、パレット３０上の物品３１を
撮影する撮像装置３７が設けられている。

【００２３】３８は物品３１の搬送に必要な取出伝票１
１および積付パターン２２を入力する作業指示入力手段
で、３８により入力されたデータはデータファイル３９
に格納される。画像処理手段４０は、作業指示入力手段
３８からの動作開始信号を受信して、撮像装置３７の出
力画像に積付パターン２２により認識領域を作成し、物
品３１の位置データおよび傾きデータを得て、積付パタ
ーン切換手段４１に動作開始信号を出力する。

【００２４】積付パターン切換手段４１は、物品３１の
位置データおよび傾きデータと積付パターン２２の基準
位置と基準傾きとの各々のデータ値の差が所定値を越え
る場合には、積付パターンを別の積付パターンに切り換
えて、画像処理手段４０に動作開始信号を出力するよう
になっている。取り出し動作制御手段４２は、積付パタ
ーン切換手段４１からの動作開始信号を受信するととも
に、パレット用コンベア３２、ロボットコントローラー
３４、物品用コンベア３５、撮像装置３７の動きを制御
するものである。

【００２５】図２は実施例１の産業用ロボット装置の電
気的な接続関係を示す説明図である。図中、５１はマイ
クロコンピュータであり、ＣＰＵ５０、メモリ４９、入
力回路４８、及び出力回路５２を有している。４７はこ
の産業用ロボット装置の起動スイッチ、４５はディスプ
レイ、４６はキーボードであり、４６および４７の出力
は入力回路４８に与えられるようになっている。出力回
路５２の出力は、パレット用コンベア３２、ロボットコ
ントローラー３４、物品用コンベア３５、撮像装置３７
に与えられるようになっている。

【００２６】このように構成された産業用ロボット装置
の動作を、図３乃至図７を参照して説明する。図３はマ
イクロコンピュータ５１のメモリ４９に登録された作業
指示入力手段３８の動作を示すフローチャートである。

【００２７】作業指示入力手段３８は、ディスプレイ４
５とキーボード４６を用いて、取出伝票１１を入力する
ステップ１００から動作を開始する。このステップ１０
０では、顧客別につけられた伝票ナンバー１２、品種名
１３、物品の長辺の長さ（Ｌ）、短辺の長さ（Ｗ）、高
さ（Ｈ）、産業用ロボット３３が搬送する物品の搬送個
数１７、パレット３０上に積み上げられている物品３１
の残個数１８、段数１９に対応した一段分の配置関係を
示す積付パターンのナンバー２０、及び１段分の物品３
１の個数２１を入力し、データファイル３９に登録す
る。

【００２８】ステップ１０１では、ディスプレイ４５と
キーボード４６を用いて、積付パターン２２を入力す
る。このステップ１０１では、積付パターンを表す積付
パターンナンバー２３、各物品の基準位置２７のＸ座標
２４、Ｙ座標２５および基準傾き値２６を入力し、デー
タファイル３９に登録する。

【００２９】ステップ１０２で、起動スイッチ４７が押
されたことを確認して、データファイル３９に登録され
た物品３１の残個数１８と１段分の物品３１の個数２１
から、パレット上に積み上げられた物品の最上段の段数
Ｎを計算する（ステップ１０３）。

【００３０】次に、ステップ１０４では、データファイ
ル３９に登録された取出伝票１１の中から、第Ｎ段めの
積付パターンナンバー２０を検索してそのナンバーをメ
モリ４９に登録する。次いで、ステップ１０５では、デ
ータファイル３９から物品の長辺の長さ（Ｌ）、短辺の
長さ（Ｗ）を読み込み、メモリ４９に登録する。

【００３１】次いで、ステップ１０６で、画像処理手段
４０に動作開始信号を出力して処理を終了する。

【００３２】図４は、マイクロコンピューター５１のメ
モリ４９に登録された画像処理手段４０のフローチャー
トである。画像処理手段４０は、作業指示入力手段３８
から動作開始信号を受信して、ステップ１１０から開始
する。ステップ１１０では、ステップ１０４でメモリ４
９に登録された積付パターンナンバー２０を読み込み、
変数Ｐ_NOに代入する。ステップ１１１では、ステップ１
０５でメモリ４９に登録された長辺の長さ（Ｌ）、短辺
の長さ（Ｗ）を読み込み、変数Ｌ_p およびＷ_pにそれぞ
れ代入する。

【００３３】ステップ１１２では、図５に示す認識領域
５６の長辺の長さＬ_d と短辺の長さＷ_d が、変数Ｌ_p お
よび変数Ｗ_p に代入された値の１．５倍になるように計
算する。この実施例では、下記式（３），（４）に示す
ように１．５倍としたが、特に１．５倍に限定する必要
はなく、Ｌ_p およびＷ_p よりやや大きめの数値であれば
良い。Ｌ_d ＝１．５＊Ｌ_p （３）Ｗ_d ＝１．５＊Ｗ_p （４）

【００３４】ステップ１１３では、データファイル３９
に登録された積付パターン２２の中から、積付パターン
ナンバー２３がＰ_NOと一致する積付パターンを検索し、
その積付パターン２２のＸ座標２４およびＹ座標２５の
各式とＬ_p およびＷ_p の値から、第１基準位置の座標
（Ｘ，Ｙ）を計算する。基準傾きに関しては、データフ
ァイル３９に登録された基準傾き値２６の値をそのまま
代入する。

【００３５】ステップ１１４では、撮像装置３７の出力
画像に、第１基準位置（Ｘ，Ｙ）を中心にして、長辺お
よび短辺の長さがそれぞれＬ_d 及びＷ_d である認識領域
５６を作成する。

【００３６】ステップ１１５では、認識領域５６内の物
品の４つの頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を画像認識し、
その座標（ｘ_p1，ｙ_p1），（ｘ_p2，ｙ_p2），（ｘ_p3，ｙ
_p3），（ｘ_p4，ｙ_p4）を求める。

【００３７】ステップ１１６では、物品の中心位置を示
す位置データ（ｘ_p ，ｙ_p ）を、下記式（５），（６）
に示すように計算する。ｘ_p ＝（ｘ_p1＋ｘ_p2＋ｘ_p3＋ｘ_p4）／４（５）ｙ_p ＝（ｙ_p1＋ｙ_p2＋ｙ_p3＋ｙ_p4）／４（６）

【００３８】ステップ１１７では、物品の傾きデータθ
_p を、下記式（７）に示すように計算する。 θ_p ＝ＴＡＮ^-1（｜ｙ_p2−ｙ_p1｜）／（｜ｘ_p2−ｘ_p1｜）（７）ステップ１１８で、積付パターン切換手段４１に動作開
始信号を出力して処理を終了する。

【００３９】図６は、マイクロコンピュータ５１のメモ
リ４９に登録された積付パターン切換手段４１のフロー
チャートである。積付パターン切換手段４１は、画像処
理手段４０からの動作開始信号を受信して、ステップ１
４０からスタートする。ステップ１４０では、積付パタ
ーン２２の第１基準位置（Ｘ，Ｙ）と物品の位置データ
（ｘ_p ，ｙ_p ）との距離の差ＤＩＳを、下記式（８）に
示すように計算する。

【００４０】

【数１】

【００４１】ステップ１４１では、積付パターン２２の
第１基準傾き値θと物品の傾きデータ値θ_p との差ＰＨ
を、下記式（９）に示すように計算する。ＰＨ＝｜θ−θ_P ｜（９）

【００４２】ステップ１４２では、上記距離の差ＤＩＳ
が予め定められた所定値を越えているかチェックし、越
えている場合にはステップ１４４に進み、越えていない
場合にはステップ１４３に進む。

【００４３】ステップ１４３では、ＰＨが予め定められ
た所定値を越えているかチェックし、越えている場合に
はステップ１４４に進み、越えていない場合にはステッ
プ１４６に進む。

【００４４】ステップ１４４では、データファイル３９
に登録された積付パターン２２の中から、積付パターン
ナンバー２３がＰ_NOと一致しない別の積付パターンを検
索しその積付パターンナンバー２３をメモリ４９に登録
する。

【００４５】ステップ１４５では、画像処理手段４０に
動作開始信号を出力して処理を終了する。

【００４６】ステップ１４６では、積付パターンナンバ
ーがＰ_NOであるこの積付パターンをロボット動作用積付
パターンとしてメモリ４９に登録する。ステップ１４７
では、取り出し動作制御手段４２に対して動作開始信号
を出力して処理を終了する。

【００４７】図７は、マイクロコンピュータ５１のメモ
リ４９に登録された取り出し動作制御手段４２のフロー
チャートである。取り出し動作制御手段４２は、積付パ
ターン切換手段４１からの動作開始信号を受信して、ス
テップ１５０から開始する。

【００４８】ステップ１５０では、ステップ１４６でメ
モリ４９に登録されたロボット動作用積付パターンのナ
ンバーを読み込み、変数Ｐ_R に代入する。ステップ１５
１では、データファイル３９に登録された積付パターン
２２の中から積付パターンナンバー２３がＰ_R と一致す
る積付パターン２２を検索する。

【００４９】ステップ１５２で、認識領域ナンバーＮを
初期化（Ｎ←１）し、ステップ１５３で、撮像装置３７
の出力画像に第Ｎ認識領域を作成する。ステップ１５３
は、認識領域ナンバーは異なるが、図４におけるステッ
プ１１２からステップ１１４までの処理と同様である。

【００５０】ステップ１５４では、物品の位置データ
（ｘ_p ，ｙ_p ）と傾きデータθ_p を求める。ステップ１
５４の処理は、図４におけるステップ１１５からステッ
プ１１７までの処理と同様である。

【００５１】ステップ１５５では、物品の位置データ
（ｘ_p ，ｙ_p ）と傾きデータθ_p をロボットコントロー
ラー３４に送信し、ステップ１５６で、ロボットコント
ローラー３４に対し、パレット３０上の物品３１を物品
コンベア３５上の払出位置３６へ搬送する指示を出す。

【００５２】搬送が終了すると（ステップ１５７）、認
識領域ナンバーＮを更新（Ｎ←Ｎ＋１）し（ステップ１
５８）、Ｎがデータファイル３９に登録された搬送個数
１７を越えない場合にはステップ１５３に戻り処理を継
続する（ステップ１５９）。Ｎが搬送個数１７を越える
場合には（ステップ１５９）、処理を終了する。

【００５３】このように構成された産業用ロボット装置
においては、物品３１を画像認識して得た位置データお
よび傾きデータと積付パターン２２の基準位置および基
準傾きとの各々のデータ値の差が所定値を越える場合に
は、積付パターン２２を別の積付パターンに切り換え
て、再度、物品３１を画像認識できる。この結果、人間
が取出伝票１１の積付パターンナンバー２０の入力を間
違えても、人手による積付パターンナンバー２０の修正
作業を不要にすることができる。

【００５４】また、予め指定した積付パターン２２とは
別の積付パターン積み上げられた物品３１のパレット３
０が搬送されてきても、人手による積付パターンナンバ
ー２０の修正作業を不要にすることができる。

【００５５】実施例２．図８は実施例２の産業用ロボッ
ト装置の構成を示す説明図である。なお、図１５で示し
た従来の産業用ロボット装置と同様の部分については、
同符号を付して説明を省略する。図中、３１はパレット
３０上に積み上げられた物品、３２はパレット３０をロ
ボット稼働位置へ搬入するパレット用コンベアで、後述
する産業用ロボット３３の所定位置にパレット３０を搬
送するようになっている。３３はパレット３０上の物品
３１を物品用コンベア３５上の払出位置３６へ搬送する
産業用ロボットである。産業用ロボット３３には、その
動きを制御するロボットコントローラー３４が接続され
ている。産業用ロボット３３の上方には、パレット３０
上の物品３１を撮影する撮像装置３７が設けられてい
る。

【００５６】３８は物品３１の搬送に必要な取出伝票１
１および積付パターン２２を入力する作業指示入力手段
で、３８により入力されたデータはデータファイル３９
に格納される。第２画像処理手段６５は、作業指示入力
手段３８からの動作開始信号を受信して、撮像装置３７
の出力画像に積付パターン２２により認識領域を作成
し、物品３１の４つの頂点が認識できるかどうか判別し
て、第２積付パターン切換手段６６に動作開始信号を出
力するようになっている。

【００５７】第２積付パターン切換手段６６は、第２画
像処理手段６５により４つの頂点が認識できないと判別
された場合には、積付パターンを別の積付パターンに切
り換えて、第２画像処理手段６５に動作開始信号を出力
する。取り出し動作制御手段４２は、第２積付パターン
切換手段６６からの動作開始信号を受信するとともに、
パレット用コンベア３２、ロボットコントローラー３
４、物品用コンベア３５、撮像装置３７の動きを制御す
るようになっている。

【００５８】実施例２の電気的な接続関係を示す信号接
続図は、実施例１の図２と同様であるので説明を省略す
る。

【００５９】このように構成された産業用ロボット装置
は図９から図１０に示す如く動作する。作業指示入力手
段３８の動作を示すフローチャートは実施例１の図３と
同じであるので説明を省略する。図９は、マイクロコン
ピュータ５１のメモリ４９に記憶された第２画像処理手
段の動作を示すフローチャートである。

【００６０】第２画像処理手段６５は、作業指示入力手
段３８から動作開始信号を受信して、ステップ１７０か
ら開始する。ステップ１７０からステップ１７４は、図
４のステップ１１０からステップ１１４の処理と同様で
あるので説明を省略する。

【００６１】ステップ１７５で、認識領域内の物品の４
つの頂点が画像認識できたかどうか判別し、認識できた
場合にはステップ１７６へ進み、認識できない場合には
ステップ１７７に進む。

【００６２】ステップ１７６では、認識変数Ｎ_f に０を
代入し、ステップ１７７では認識変数Ｎ_f に１を代入す
る。

【００６３】ステップ１７８では、認識変数Ｎ_f をメモ
リ４９に登録して、ステップ１７９で、第２積付パター
ン切換手段６６に動作開始信号を出力して処理を終了す
る。

【００６４】図１０は、マイクロコンピュータ５１のメ
モリ４９に記憶された第２積付パターン切換手段６６の
動作を示すフローチャートである。第２積付パターン切
換手段６６は、第２画像処理手段６５からの動作開始信
号を受信して、ステップ１９０から開始する。

【００６５】ステップ１９０で、第２画像処理手段６５
が物品の４つの頂点が正しく認識できたかどうかを判別
する。すなわち、認識変数Ｎ_f が０であるか、１である
かを判別する。認識変数Ｎ_f が０である場合は正しく認
識できたとしてステップ１９１に進み、Ｎ_f が１である
場合は正しく認識できなかったものとしてステップ１９
３に進む。

【００６６】ステップ１９１では、この積付パターンナ
ンバーＰ_NOを、ロボット動作用積付パターンとしてメモ
リ４９に登録する。

【００６７】ステップ１９２では、取り出し動作制御手
段４２に対して動作開始信号を出力して処理を終了す
る。

【００６８】ステップ１９３では、データファイル３９
に登録された積付パターン２２の中から、この積付パタ
ーンナンバーＰ_NOと一致しない別の積付パターンを検索
し、この積付パターン２３をメモリ４９に登録する。

【００６９】ステップ１９４で、第２画像処理手段６５
に動作開始信号を出力して処理を終了する。

【００７０】取り出し動作制御手段４２の動作を説明す
るフローチャートは、実施例１の図７と同様であるので
説明を省略する。

【００７１】このように構成された産業用ロボット装置
においては、物品３１の４つの頂点を画像認識できない
場合には、積付パターン２２を別の積付パターンに切り
換え、再度、物品を画像認識できるように構成したの
で、人間が取出伝票１１の積付パターンナンバー２０の
入力を間違えても、人手による積付パターンナンバー２
０の修正作業を不要にすることができる。

【００７２】また、予め指定した積付パターン２２とは
別の積付パターンで積み上げられた物品３１のパレット
３０が搬送されてきても、人手による積付パターンナン
バー２０の修正作業を不要にすることができる。

【００７３】実施例３．図１１は実施例３の産業用ロボ
ット装置の構成を示す説明図である。なお、図１５で示
した従来の産業用ロボット装置と同様の部分について
は、同符号を付して説明を省略する。図中、３１はパレ
ット３０上に積み上げられた物品、３２はパレット３０
をロボット稼働位置へ搬入するパレット用コンベアで、
後述する産業用ロボット３３の所定位置にパレット３０
を搬送するようになっている。３３はパレット３０上の
物品３１を物品用コンベア３５上の払出位置３６へ搬送
する産業用ロボットである。産業用ロボット３３には、
その動きを制御するロボットコントローラー３４が接続
されている。産業用ロボット３３の上方には、パレット
３０上の物品３１を撮影する撮像装置３７が設けられて
いる。

【００７４】３８は物品３１の搬送に必要な取出伝票１
１および積付パターン２２を入力する作業指示入力手段
で、３８により入力されたデータはデータファイル３９
に格納される。第３画像処理手段７０は、作業指示入力
手段３８からの動作開始信号を受信して、撮像装置３７
の出力画像に積付パターン２２により認識領域を作成
し、物品３１の位置データおよび傾きデータを得て、位
置データおよび傾きデータと積付パターン２２の基準位
置および基準傾きとのずれ度を求めて、積付パターン選
択手段７１に動作開始信号を出力するようになってい
る。

【００７５】実施例３の電気的な接続関係を示す信号接
続図は、実施例１の図２と同様であるので説明を省略す
る。

【００７６】このように構成された産業用ロボット装置
は図１２から図１４に示す如く動作する。作業指示入力
手段３８の動作を示すフローチャートは実施例１の図３
と同様であるので説明を省略する。図１２乃至図１３
は、マイクロコンピュータ５１のメモリ４９に記憶され
た第３画像処理手段の動作を示すフローチャートであ
る。

【００７７】第３画像処理手段７０は、作業指示入力手
段３８から動作開始信号を受信して、ステップ２００か
ら開始する。ステップ２００からステップ２０４は、図
４のステップ１１０からステップ１１４の処理と同様で
あるので説明を省略する。

【００７８】ステップ２０５で、認識領域内の物品の４
つの頂点が画像認識できたかどうか判別し、認識できた
場合にはステップ２０６へ進み、認識できない場合には
ステップ２１０に進む。

【００７９】ステップ２０６では、認識変数Ｎ_f に０を
代入し、ステップ２０７では認識変数Ｎ_f をメモリ４９
に登録して、ステップ２０８で、積付パターン選択手段
７１に動作開始信号を出力して処理を終了する。

【００８０】ステップ２１０では、認識領域ナンバーＮ
を初期化（Ｎ←１）し、ステップ２１１で、撮像装置３
７の出力画像に、第Ｎ認識領域を作成する。ステップ２
１１は、認識領域ナンバーは異なるが、図４におけるス
テップ１１２から１１４までの処理と同様である。

【００８１】ステップ２１２で、認識領域内の物品４つ
の頂点が画像認識できたかどうかを判別し、認識できた
場合にはステップ２１３へ進み、認識できない場合には
ステップ２１７に進む。

【００８２】ステップ２１３では、物品の中心位置を示
す位置データ（ｘ_p ，ｙ_p ）を、下記式（１０），（１
１）に示すように計算する。ｘ_p ＝（ｘ_p1＋ｘ_p2＋ｘ_p3＋ｘ_p4）／４（１０）ｙ_p ＝（ｙ_p1＋ｙ_p2＋ｙ_p3＋ｙ_p4）／４（１１）

【００８３】ステップ２１４では、物品の傾きデータθ
_p を、下記式（１２）に示すように計算する。 θ_p ＝ＴＡＮ^-1（｜ｙ_p2−ｙ_p1｜）／（｜ｘ_p2−ｘ_p1｜）（１２）

【００８４】ステップ２１５では、積付パターン２２の
第Ｎ基準位置（Ｘ，Ｙ）と物品の位置データ（ｘ_p ，ｙ
_p ）との距離の差ＤＩＳを、下記式（１３）に示すよう
に計算する。

【００８５】

【数２】

【００８６】ステップ２１６では、積付パターン２２の
第１基準傾き値θと物品の傾きデータ値θ_p との差ＰＨ
を、下記式（１４）に示すように計算する。ＰＨ＝｜θ−θ_P ｜（１４）

【００８７】ステップ２１７では第Ｎ基準位置（Ｘ，
Ｙ）と物品の位置データ（ｘ_p ，ｙ_p）との距離の差Ｄ
ＩＳを、認識領域内の対角線の長さ（＝最大長さ）とし
て、ＤＩＳを、下記式（１５）に示すように計算する。

【００８８】

【数３】

【００８９】ステップ２１８では、第Ｎ基準傾き値θと
物品の傾きデータ値θ_p との差ＰＨを９０（＝９０度：
最大傾きずれ量）として、下記式（１６）に示すよう
に、９０をＰＨに代入する。ＰＨ＝９０（１６）

【００９０】ステップ２１９では、各領域で計算された
ＤＩＳの総和ＳＵＭ_D を、下記式（１７）に示すように
計算する。ＳＵＭ_D ＝ＳＵＭ_D ＋ＤＩＳ（１７）

【００９１】ステップ２２０では、各領域で計算された
ＰＨの総和ＳＵＭ_p を、下記式（１８）に示すように計
算する。ＳＵＭ_p ＝ＳＵＭ_p ＋ＰＨ（１８）

【００９２】ステップ２２１で、認識領域ナンバーＮを
更新（Ｎ←Ｎ＋１）し、ステップ２２２では、積付パタ
ーン２２の中に第Ｎ番めの基準位置が存在する場合には
ステップ２１１に戻り、処理を継続する。第Ｎ番めの基
準位置が存在しない場合にはステップ２２３に進む。

【００９３】ステップ２２３では、ＳＵＭ_D とＳＵＭ_p
の和であるずれ度ＺＲを、下記式（１９）に示すように
計算する。ＺＲ＝ＳＵＭ_D ＋ＳＵＭ_p （１９）ステップ２２４では、この積付パターンナンバーＰ_NOと
ずれ度ＺＲをメモリ４９に登録する。

【００９４】ステップ２２５では、データファイル３９
に、まだ積付パターンナンバーＰ_NOと一致しない別の積
付パターンが登録されているかを検索し、登録されてい
る場合には、ステップ２２６に進み、登録されていない
場合には、ステップ２２８に進み、処理を継続する。

【００９５】ステップ２２６では、下記式（１２０）に
示すように、ＳＵＭ_D とＳＵＭ_p に０を代入する。ＳＵＭ_D ←０，ＳＵＭ_p ←０（２０）

【００９６】ステップ２２７では、ステップ２２５で検
索した別の積付パターンナンバーを変数Ｐ_NOに代入し、
ステップ２１０に戻り処理を継続する。

【００９７】ステップ２２８では、認識変数Ｎ_f に１を
代入して、ステップ２０７に戻り、処理を継続する。

【００９８】図１４は、マイクロコンピュータ５１のメ
モリ４９に登録された積付パターン選択手段７１のフロ
ーチャートである。積付パターン選択手段７１は、第３
画像処理手段７０からの動作開始信号を受信して、ステ
ップ２４０からスタートする。

【００９９】ステップ２４０で、第３画像処理手段７０
が物品の４つの頂点を正しく認識できたかどうかを判別
する。すなわち、認識変数Ｎ_f が０であるか１であるか
を判別する。認識変数Ｎ_f が０である場合は、正しく認
識できたとして、ステップ２４１に進み、Ｎ_f が１であ
る場合は、正しく認識できなかったものとしてステップ
２４３に進む。

【０１００】ステップ２４１では、この積付パターンナ
ンバーＰ_NOをロボット動作用積付パターンとして、メモ
リ４９に登録する。

【０１０１】ステップ２４３では、ステップ２２４でメ
モリ４９に登録したずれ度ＺＲのなかで、最もずれ度Ｚ
Ｒの値が小さい積付パターンナンバーを検索し、この積
付パターンナンバーを、ロボット動作用積付パターンと
してメモリ４９に登録し、ステップ２４２に進む。

【０１０２】ステップ２４２では、取り出し動作制御手
段４２に動作開始信号を出力して処理を終了する。

【０１０３】取り出し動作制御手段４２の動作を説明す
るフローチャートは、実施例１の図７と同様であるので
説明を省略する。

【０１０４】このように構成された産業用ロボット装置
においては、物品３１を画像認識して得た位置データお
よび傾きデータと積付パターン２２の基準位置および基
準傾きとのずれ度を求め、複数の積付パターン２２の中
から最もずれ度の小さい積付パターンを選択するよう構
成したので、人間が取出伝票１１の積付パターンナンバ
ー２０の入力を間違えても、人手による積付パターンナ
ンバー２０の修正作業を不要にすることができる。

【０１０５】また、予め指定した積付パターン２２とは
別の積付パターンで積み上げられた物品３１のパレット
３０が搬送されてきても、人手による積付パターンナン
バー２０の修正作業を不要にすることができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上のように、この発明に係わる産業用
ロボット装置によれば、人間が取出伝票１１の積付パタ
ーンナンバー２０の入力を間違えても、人手による積付
パターンナンバー２０の修正作業を不要にすることがで
き省人化することができる。

【０１０７】また、予め指定した積付パターンとは別の
積付パターンで積み上げられた物品のパレットがパレッ
トコンベアによって搬送されてきても、人手による積付
パターンナンバー２０の修正作業を不要にすることがで
き省人化することができる。

【０１０８】また、この発明に係わる産業用ロボット装
置によれば、人間が取出伝票の積付パターンナンバーの
入力を間違えても、人手による積付パターンナンバーの
修正作業を不要にすることができ省人化することができ
る。

【０１０９】また、予め指定した積付パターンとは別の
積付パターンで積み上げられた物品のパレットがパレッ
トコンベアによって搬送されてきても、人手による積付
パターンナンバーの修正作業を不要にすることができ省
人化することができる。

【０１１０】また、この発明に係わる産業用ロボット装
置によれば、人間が取出伝票の積付パターンナンバーの
入力を間違えても、人手による積付パターンナンバーの
修正作業を不要にすることができ省人化することができ
る。

【０１１１】また、予め指定した積付パターンとは別の
積付パターンで積み上げられた物品のパレットがパレッ
トコンベアによって搬送されてきても、人手による積付
パターンナンバーの修正作業を不要にすることができ省
人化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の構成を示す説明図であ
る。

【図２】実施例１の電気的な接続関係を示す説明図で
ある。

【図３】実施例１の作業指示入力手段の動作を示すフ
ローチャートである。

【図４】実施例１の画像処理手段の動作を示すフロー
チャートである。

【図５】実施例１で用いた撮像装置の出力画像を示す
説明図である。

【図６】実施例１の積付パターン切換手段の動作を示
すフローチャートである。

【図７】実施例１の取り出し動作制御手段の動作を示
すフローチャートである。

【図８】実施例２の構成を示す説明図である。

【図９】実施例２の第２画像処理手段の動作を示すフ
ローチャートである。

【図１０】実施例２の第２積付パターン切換手段の動
作を示すフローチャートである。

【図１１】実施例３の構成を示す説明図である。

【図１２】実施例３の第３画像処理手段の動作を示す
フローチャートである。

【図１３】実施例３の第３画像処理手段の動作を示す
フローチャートである。

【図１４】実施例３の積付パターン選択手段の動作を
示すフローチャートである。

【図１５】従来の産業用ロボット装置の平面図であ
る。

【図１６】取出伝票の説明図である。

【図１７】積付パターンの説明図である。

【図１８】積付パターンの説明図である。

【符号の説明】

３０パレット、３１物品、３２パレット用コンベ
ア、３３産業用ロボット、３４ロボットコントロー
ラー、３５物品用コンベア、３６払出位置、３７
撮像装置、３８作業指示入力手段、３９データファ
イル、４０画像処理手段、４１積付パターン切換手
段、４２取り出し動作制御手段、６５第２画像処理手
段、６６第２積付パターン切換手段、７０第３画像
処理手段、７１積付パターン選択手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パレット上に積層された物品を所定領域
に移送する産業用ロボットと、前記パレット上の前記物品の積層状態を撮影する撮像手
段と、前記撮像手段によって得られた前記物品の一段分の積層
パターン画像中に所定の認識領域を作成して前記物品の
位置データ及び傾きデータを得る画像処理手段と、前記位置データ及び前記傾きデータと予め設定された基
準積層パターン中の前記物品の基準位置データ及び基準
傾きデータとの夫々のデータ値の差が許容値に入るよう
に前記認識領域を修正した後に前記画像処理手段に動作
開始信号を出力する積層パターン切換手段と、を具備することを特徴とする産業用ロボット装置。
【請求項２】パレット上に積層された物品を処理領域
に移送する産業用ロボットと、前記パレット上の前記物品の積層状態を撮影する撮像手
段と、前記撮像手段によって得られた前記物品の一段分の積層
パターン画像中に所定の認識領域を作成する第２画像処
理手段と、前記認識領域中の前記物品の配置が許容範囲内になるよ
うに前記認識領域を修正した後に前記画像処理手段に動
作開始信号を出力する積層パターン切換手段と、を具備することを特徴とする産業用ロボット装置。
【請求項３】パレット上に積層された物品を所定領域
に移送する産業用ロボットと、前記パレット上の前記物品の積層状態を撮影する撮像手
段と、前記撮像手段によって得られた前記物品の所定段分の積
層パターン画像中に所定の認識領域を作成して前記物品
の位置データ及び傾きデータを得る画像処理手段と、前記位置データ及び前記傾きデータと予め設定された基
準積層パターン中の前記物品の基準位置データ及び基準
傾きデータとの夫々のデータ値の差を前記物品の各積層
段分ごとに算出して該差の値が許容値に入る前記所定段
分の前記積層パターン画像に基づいて前記画像処理手段
に動作開始信号を出力する積層パターン切換手段と、を具備することを特徴とする産業用ロボット装置。