JPH10202571A - Robot system for screening specified object in waste - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate oversight of a specified object, and facilitate inputting of an input image on a monitor by mounting a plurality of cameras and monitors side by side, projecting continuous picture images of the conveying condition of waste on the monitors by a control means, which is taken by a plurality of cameras, and screening the specified object in waste. SOLUTION: Shot images 31, 32 taken continuously on a conveying surface, which are taken by two industrial cameras, are projected on two monitors 91, 92 as stationary images updated sequentially by an image displaying part 22. On the shot images 31, 32 which are projected in a stationary state on the monitors 91, 92, the shot image 50 of a specified object mixed in waste is also projected in a coordinate. An inputted image 11 is point-inputted by the operation of an operator while the shot image 50 is being observed. The inputted image 11 is point-inputted while being monitored in a monitoring area of continuous screens of two monitors 91, 92, which is extended according to the width twice as much as an angle coverage area. Monitoring area is increased to thereby prevent oversight of point-input operation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】一般に、家庭廃棄物や工場・
建設現場等から排出された産業廃棄物は、海岸や不毛地
等の特定地域に搬出されて埋立や造成に利用されたり、
自治体の廃棄物処理場において破砕や燃焼等の処理が行
われている。廃棄物処理場で処理される廃棄物内には、
例えば後工程の破砕処理時に危険な可燃物を残留させた
ガスボンベや破損したガラス器具等の危険物が含まれて
いる。また、モータやコンプレッサー等の金属塊や長尺
の金属パイプなどの破砕処理に不適当な物質の外に、樹
脂製品や空き缶類或いはカレット（cullet…再生ガラ
ス）等のような再生が可能な再生化可能資源も混在す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, household waste and factories
Industrial waste discharged from construction sites, etc. is carried out to specific areas such as coasts and barren land and used for landfill and land reclamation,
Crushing, burning, and other treatments are being carried out at municipal waste disposal sites. In the waste treated at the waste disposal site,
For example, dangerous substances such as gas cylinders and broken glassware in which dangerous combustible substances remain during the crushing process in the subsequent process are included. In addition to materials that are not suitable for crushing metal blocks such as motors and compressors or long metal pipes, resin products, empty cans or cullet (recycled glass) can be recycled. There are also resources that can be converted.

【０００２】本発明は、産業廃棄物等の内部に混入され
た特定な物質を選別するロボットシステムに係り、更に
詳しくは廃棄物処理場において後処理に適さない不適物
またはリサイクル可能な再生化可能資源のような特定物
を廃棄物の中から自動的に選別するロボットシステムに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot system for selecting a specific substance mixed in an industrial waste or the like, and more particularly, to an unsuitable material that is not suitable for post-processing or a recyclable recyclable material at a waste disposal site. The present invention relates to a robot system for automatically selecting a specific material such as a resource from waste.

【０００３】[0003]

【従来の技術】この種の廃棄物の選別システムとして特
開平７−０４０２７３号公報に記載の発明が提案されて
おり、その２つの適用例の構成を示す立面図及び平面図
が図４と図５及び図６と図７に示されている。図４，５
において、Ｆはフイーダ、Ｖはベルトコンベア、Ｗは特
定物である。また、Ｃは工業用カメラ、Ｒはロボット、
Ｈはハンドチャック、Ｍは破砕機である。図示されてい
ないが、ベルトコンベアＶ等の設置現場から離れた部屋
には、コントローラとスタイラスペンでペン入力される
タブレット及び工業用カメラＣの映像を映すディスプレ
イが設けられている。2. Description of the Related Art An invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-040273 has been proposed as a waste sorting system of this kind, and an elevational view and a plan view showing a configuration of two application examples are shown in FIG. 5 and 6 and 7. Figures 4 and 5
, F is a feeder, V is a belt conveyor, and W is a specific object. C is an industrial camera, R is a robot,
H is a hand chuck and M is a crusher. Although not shown, in a room away from the installation site such as the belt conveyor V, a controller and a tablet input by a stylus pen and a display for displaying an image of the industrial camera C are provided.

【０００４】図４，５に示されたベルトコンベアＶは、
フィーダＦからほぼ均等に廃棄物の供給を受けて薄い拡
散状態で搬送する。廃棄物を搬送するベルトコンベアＶ
上の様子を工業カメラＣが撮影して、ベルトコンベアＶ
上に展開された廃棄物の映像がディスプレイに伝送され
る。ディスプレイ上の特定物Ｗがポイント入力されて指
定されると、コントローラを介してロボットＲのハンド
チャックＨを移動させて、把持取り出し作業が行われ
る。取り出した特定物Ｗは、別のコンベア上に移されて
排出されるようになっている。[0004] The belt conveyor V shown in Figs.
The waste is supplied almost uniformly from the feeder F and transported in a thin diffusion state. Belt conveyor V for conveying waste
The above situation is photographed by the industrial camera C, and the belt conveyor V
The video of the waste developed above is transmitted to the display. When a specific object W on the display is pointed and specified, the hand chuck H of the robot R is moved via the controller to perform a gripping / removing operation. The removed specific object W is transferred to another conveyor and discharged.

【０００５】図４と図５に示された特開平７−０４０２
７３号公報によれば、空調のきいた遠隔の作業室内でデ
ィスプレイ上に映し出された特定物Ｗがスタイラスペン
等の対話型ポイント入力手段で指示される。そして、ベ
ルトコンベアＶ上に拡散された状態で搬送される廃棄物
の中から、ロボットＲによって特定物Ｗが取り出され
る。したがって、選別作業者を廃棄物に混入した腐敗物
による悪臭等のある悪い作業環境から解放し、良好な職
場を提供することができる。また、オペレータとして健
常者は勿論、物の識別ができ片手が動かせる人なら身体
障害者や高齢者でも特定物Ｗを指示するだけでコンベア
Ｖ上から取り出すことができるということが記載されて
いる。[0005] JP-A-7-0402 shown in FIGS. 4 and 5.
According to Japanese Patent No. 73, a specific object W projected on a display in a remote working room with air conditioning is instructed by an interactive point input means such as a stylus pen. Then, the robot R removes the specific object W from the waste conveyed in a state of being spread on the belt conveyor V. Therefore, it is possible to relieve the sorting worker from a bad working environment such as a bad smell caused by putrefaction mixed with the waste and provide a good workplace. In addition, it is described that, as an operator, not only a healthy person but also a person who can identify an object and can move one hand can be taken out of the conveyor V only by instructing a specific object W even for a physically handicapped person or an elderly person.

【０００６】また、図６と図７は第２実施例で、有価物
を取り出すラインに上記発明を組み入れた場合の立面図
と平面図である。図６，７において、Ｗ１〜Ｗ４は有価
物としての特定物で、Ｗ１はプラスチック製品、Ｗ２は
白色カレット、Ｗ３は青色カレット、Ｗ４は茶色カレッ
ト等である。Ｃ１〜Ｃ４とＲ１〜Ｒ４は、複数の工業用
カメラとロボットである。ロボットＲ１，Ｒ２，Ｒ３，
Ｒ４は、それぞれ工業用カメラＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４
とペアで各特定物Ｗ１〜Ｗ４毎に配列されている。取り
出された特定物Ｗ１〜Ｗ４は、別々のシュート内に入れ
られて集積される。FIGS. 6 and 7 are an elevational view and a plan view, respectively, of a second embodiment in which the above-mentioned invention is incorporated in a line for extracting valuables. 6 and 7, W1 to W4 are specific substances as valuable resources, W1 is a plastic product, W2 is a white cullet, W3 is a blue cullet, W4 is a brown cullet, and the like. C1 to C4 and R1 to R4 are a plurality of industrial cameras and robots. Robots R1, R2, R3
R4 is an industrial camera C1, C2, C3, C4, respectively.
And arranged in pairs for each specific object W1 to W4. The extracted specific objects W1 to W4 are put into separate chutes and accumulated.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記特開平７−０４０
２７３号公報に記載された従来の選別システムよれば、
環境のよい作業室内でディスプレイに映し出された特定
物Ｗを指定して遠隔操作で自動的に選別除去できるとし
ている。しかしながら、図６，７の工業用カメラＣ１〜
Ｃ４を複数で構成した第２実施例においても、対応する
ロボットＲ１〜Ｒ４が各特定物Ｗ１〜Ｗ４（有価物）毎
にペアで配列されている。このため、実質的には単一の
撮影像で特定物Ｗを指示するようになっているので、監
視領域が狭く見落しが生じて特定物Ｗの選別が不完全に
なり易い。また、ディスプレイに映し出される撮影像は
移動して時時刻々と変化するために、コンベアＶの搬送
速度が速くなればなるほど特定物Ｗの指示が困難にな
る。したがって、場合によっては特定物Ｗの指示精度が
問題になる可能性があった。The above-mentioned JP-A-7-040
According to the conventional sorting system described in Japanese Patent No. 273,
It is stated that a specific object W projected on a display can be designated and automatically removed by remote control in a work room with a good environment. However, the industrial cameras C1 to C1 shown in FIGS.
Also in the second embodiment in which a plurality of C4s are configured, the corresponding robots R1 to R4 are arranged in pairs for each of the specific objects W1 to W4 (valuable resources). For this reason, since the specific object W is substantially indicated by a single photographed image, the monitoring area is narrow and an oversight occurs, and the selection of the specific object W is likely to be incomplete. In addition, since the captured image displayed on the display moves and changes from time to time, it becomes more difficult to specify the specific object W as the transport speed of the conveyor V increases. Therefore, in some cases, the pointing accuracy of the specific object W may be a problem.

【０００８】一方、ベルトコンベアＶ上で木片や金属棒
等の長尺の特定物Ｗが他の廃棄物と折り重なって混在し
ているような状態では、単純に位置を指定するだけでは
長尺の特定物Ｗを取り除くことが極めて困難である。さ
らに、直進フィーダＦから定量供給された廃棄物をベル
トコンベアＶ上に、互いに重ならないように薄く拡散し
て搬送するようにしている。したがって、特定物Ｗを選
別するためのベルトコンベアＶの搬送量が制約され易
く、廃棄物の搬送が渋滞する恐れがある等の問題点があ
った。On the other hand, in a state in which a long specific object W such as a piece of wood or a metal bar is folded and mixed with other wastes on the belt conveyor V, it is difficult to specify a long position simply by specifying the position. It is extremely difficult to remove the specific object W. Further, the waste material supplied from the straight-ahead feeder F is diffused and transported on the belt conveyor V in a thin manner so as not to overlap with each other. Therefore, there is a problem that the conveyance amount of the belt conveyor V for selecting the specific object W is easily restricted, and the conveyance of the waste may be congested.

【０００９】本発明はこのような従来の選別システムの
問題点を解消するために成されたもので、監視領域を広
くして特定物の見落としがなくモニタ上の入力画像の入
力が容易で、しかも稼働率を低下させることなく正確に
指示して選別することが可能な廃棄物中の特定物を選別
するロボットシステムを実現することを目的とするもの
である。The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional sorting system, and has a wide monitoring area so that a specific object is not overlooked and an input image on a monitor can be easily input. Moreover, it is an object of the present invention to realize a robot system for selecting a specific material in waste, which can be accurately specified and sorted without lowering the operation rate.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、ベルトコンベ
アで搬送される廃棄物の搬送状態をベルトコンベア上に
設置されたカメラで撮影し、カメラの撮影像をモニタに
伝送して映し出された撮影像上にポイント入力手段で入
力画像を表示して廃棄物に混入した特定物を座標上に指
示し、指示された特定物が取り出し位置に到達したとき
に制御手段でロボットを制御して把持して選別する廃棄
物中の特定物を選別するロボットシステムにおいて、カ
メラとモニタをそれぞれ複数並設して複数のカメラで撮
影した廃棄物の搬送状態の連続した撮影像を制御手段に
より複数若しくは単一のモニタに映し出す廃棄物中の特
定物を選別するロボットシステムを構成したものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the transport state of waste conveyed by a belt conveyor is photographed by a camera installed on the belt conveyor, and the photographed image of the camera is transmitted to a monitor and projected. The input image is displayed on the photographed image by the point input means, the specific object mixed with the waste is indicated on the coordinates, and the robot is controlled by the control means and gripped when the specified specific object reaches the take-out position. In a robot system for selecting a specific object from wastes to be sorted and selected, a plurality of cameras and monitors are respectively arranged in parallel, and a plurality of or single images of the state of conveyance of the waste taken by the plurality of cameras are continuously or singly controlled by the control means. The robot system is configured to select a specific object from the waste displayed on one monitor.

【００１１】また、制御手段により順次更新される静止
した撮影像をモニタに映し出す廃棄物中の特定物を選別
するロボットシステムを構成したものである。さらに、
制御手段によりポイント入力手段で入力した入力画像か
ら特定物の位置と方向を判定して、その判定結果に基づ
いてロボットの把持ハンドを制御して特定物を把持して
選別する廃棄物中の特定物を選別するロボットシステム
を構成したものである。[0011] The present invention also provides a robot system for selecting a specific object in waste, which displays a still photographed image sequentially updated by the control means on a monitor. further,
The control means determines the position and direction of the specific object from the input image input by the point input means, and controls the gripping hand of the robot based on the determination result to specify the specific object in the waste to grip and select the specific object. A robot system for sorting objects is configured.

【００１２】選別工程のベルトコンベアには受入コンベ
アから移し換えられた廃棄物が堆積されて、制御コント
ローラから指定された搬送速度で搬送する。廃棄物を搬
送するベルトコンベアの上方には２つの工業用カメラが
並べて設けられ、長い搬送経路の廃棄物の搬送状態が撮
影されている。そして、ベルトコンベアの移動距離に応
じて順次更新される静止した連続的な撮影像が、搬送現
場から離れた管理室内のモニタ上に切れ目なく映し出さ
れる。[0012] The waste transferred from the receiving conveyor is deposited on the belt conveyor in the sorting step, and is conveyed at a conveying speed specified by the controller. Two industrial cameras are provided side by side above a belt conveyor for transporting waste, and the state of transport of waste along a long transport path is photographed. Then, a still and continuous photographed image that is sequentially updated in accordance with the moving distance of the belt conveyor is continuously displayed on a monitor in the management room remote from the transport site.

【００１３】並んだモニタの画面上に映し出されて静止
した撮影像には、ポイント入力手段で特定物の位置と方
向を指示した入力画像がオペレータによって入力され
る。入力画像の入力を受けて、制御コントローラが特定
物の座標内の位置と傾斜角を算出して特定物の位置と
“向き”を判断する。一方、制御手段内に設定された各
工業用カメラとロボットの相対的な位置情報に基づい
て、算出された距離データが下流のロボットに送信され
る。[0013] An input image indicating the position and direction of a specific object by the point input means is input by an operator to a still image captured and projected on the screens of the arranged monitors. Upon receiving the input of the input image, the controller calculates the position and the inclination angle of the specific object in the coordinates, and determines the position and the “direction” of the specific object. On the other hand, the calculated distance data is transmitted to the downstream robot based on the relative position information of each industrial camera and the robot set in the control means.

【００１４】このとき、待機中のロボットの把持ハンド
が移動して、パルスエンコーダがパルスをカウントアウ
トするとハンド軸が指示位置に到達する。そして、把持
ハンドの把持方向が指示された“向き”に対応するよう
に修正されて、解放したハンド部が降下して見落としの
ない特定物の把持・取り出し作業が行なわれる。取り出
された特定物は別の搬送コンベア上に排出され、再生化
可能資源は再生のための処理工程に移される。At this time, when the gripping hand of the waiting robot moves and the pulse encoder counts out pulses, the hand axis reaches the designated position. Then, the gripping direction of the gripping hand is corrected so as to correspond to the instructed “direction”, and the released hand portion descends to perform a gripping / removing operation of a specific object that is not overlooked. The removed specific object is discharged onto another conveyor, and the renewable resources are transferred to a processing step for regeneration.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて、次に説明する。 実施形態１ 図１は本発明実施形態１の要部の構成と動作を示す正面
図、図２は実施形態１の構成を示す側面図、図３は実施
形態１のシステムブロック図である。図１乃至図３にお
いて、１はロボットシステムである。２は前段の受入コ
ンベア、３は選別工程に設けられたベルトコンベア、４
は搬送される廃棄物、５は特定物である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 is a front view showing the configuration and operation of a main part of Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a side view showing the configuration of Embodiment 1, and FIG. 3 is a system block diagram of Embodiment 1. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a robot system. 2 is a receiving conveyor in the preceding stage, 3 is a belt conveyor provided in the sorting process, 4
Is a conveyed waste, and 5 is a specific substance.

【００１６】特定物５は廃棄物４中に混入され、実施形
態１では例えば木材や金属パイプ等のようにやや長尺の
ものを選別する場合が例示されている。６はパルスエン
コーダで、距離センサ又は速度センサとしての機能を果
たす。パルスエンコーダ６はベルトコンベア３を走行さ
せる電動機のような駆動源の回転軸に連結され、ベルト
コンベア３上で矢印に示された搬送方向に搬送される特
定物５の搬送速度に対応したパルス信号を出力する。The specific material 5 is mixed into the waste 4, and the first embodiment exemplifies a case where a slightly long material such as wood or a metal pipe is selected. Reference numeral 6 denotes a pulse encoder which functions as a distance sensor or a speed sensor. The pulse encoder 6 is connected to a rotating shaft of a drive source such as an electric motor that drives the belt conveyor 3, and a pulse signal corresponding to a transport speed of the specific object 5 transported on the belt conveyor 3 in a transport direction indicated by an arrow. Is output.

【００１７】７１，７２はベルトコンベア３の上流寄り
の上方に並設された２台の工業用カメラ、８はロボット
である。工業用カメラ７１，７２のそれぞれの被写角エ
リアａには、Ｘ軸およびＹ軸の二次元の平面座標系が設
定されている。そして、両工業用カメラ７１，７２がベ
ルトコンベア３上の廃棄物４の搬送状態を連続的に撮影
して、座標内における特定物５を混入した廃棄物４の撮
影像が伝送される。また、ロボット８は工業用カメラ７
１，７２よりベルトコンベア３の下流側に設けられてい
て、図示のようなガントリー型で搬送路を跨いで上方か
らベルトコンベア３に対向している。Reference numerals 71 and 72 denote two industrial cameras arranged side by side above the upstream of the belt conveyor 3, and 8 denotes a robot. An X-axis and Y-axis two-dimensional plane coordinate system is set in the angle-of-view area a of each of the industrial cameras 71 and 72. Then, both industrial cameras 71 and 72 continuously photograph the conveyance state of the waste 4 on the belt conveyor 3, and a photographed image of the waste 4 mixed with the specific object 5 in the coordinates is transmitted. The robot 8 is an industrial camera 7
The belt conveyor 3 is provided on the downstream side of the belt conveyors 1 and 72, and faces the belt conveyor 3 from above with a gantry type as shown in FIG.

【００１８】８０はロボット８に垂設された把持ハンド
で、走行方向（Ｙ軸方向）に対して横行する方向（Ｘ軸
方向）および昇降方向（Ｚ軸方向）の三次元方向に駆動
される。実施形態１では後述する把持ハンド８０の“向
き”の修正は、具体的には図２の矢印で示すようにハン
ド軸８１の回転角で行われる。また、把持ハンド８０の
Ｚ軸方向の下限位置はベルトコンベア３上の高さで、例
えばベルトコンベア３の上面から１０ｍｍの位置に固定
的に設定されている。９１，９２はＣＲＴや液晶のよう
な表示器からなるモニタ、１０はポイント入力手段であ
る。モニタ９１と９２は、横に並べられていて撮映像の
連続画面が映し出される。Reference numeral 80 denotes a gripping hand suspended from the robot 8, which is driven in a three-dimensional direction in a direction (X-axis direction) transverse to a traveling direction (Y-axis direction) and a lifting / lowering direction (Z-axis direction). . In the first embodiment, correction of the “direction” of the gripping hand 80 described later is specifically performed at the rotation angle of the hand shaft 81 as indicated by an arrow in FIG. The lower limit position of the gripping hand 80 in the Z-axis direction is a height above the belt conveyor 3 and is fixedly set to, for example, a position 10 mm from the upper surface of the belt conveyor 3. Reference numerals 91 and 92 denote monitors comprising a display such as a CRT or a liquid crystal, and 10 denotes point input means. The monitors 91 and 92 are arranged side by side to display a continuous screen of the captured video.

【００１９】また、１１はやや長く表示されたモニタ９
１，９２上の入力画像、θは入力画像１１の搬送方向
（Ｙ軸）に対する傾斜角である。ポイント入力手段１０
には、マウスやスタイラスペン等のような対話型のポイ
ント入力手段が用いられる。モニタ９１，９２は例えば
廃棄物４の搬送現場から隔離された作業室内に並設され
て、空調が行き届いた室内でオペレータによるポイント
入力手段１０の操作で入力画像１１が入力される。図１
の３１，３２は工業用カメラ７１，７２からモニタ９
１，９２に伝送されたベルトコンベア３の搬送状態の静
止した撮影像、４０と５０は廃棄物４と特定物５の撮影
像、点線とその延長上の中抜き矢印はベルトコンベア３
の搬送方向（Ｙ軸方向）を示す。Further, reference numeral 11 denotes a monitor 9 which is displayed for a relatively long time.
The input image θ on the reference numerals 1 and 92 is the inclination angle of the input image 11 with respect to the transport direction (Y axis). Point input means 10
, An interactive point input means such as a mouse or a stylus pen is used. The monitors 91 and 92 are arranged, for example, in a work room isolated from the site where the waste 4 is transported, and an input image 11 is input by an operation of the point input means 10 by an operator in a fully air-conditioned room. FIG.
31 and 32 are monitors 9 from the industrial cameras 71 and 72.
1 and 92, the still images of the transported state of the belt conveyor 3 transmitted, the images 40 and 50 are the images of the waste 4 and the specific object 5, the dotted line and the hollow arrow on the extension thereof indicate the belt conveyor 3
(Y-axis direction).

【００２０】２０は制御コントローラ、２１は制御コン
トローラ２０の記憶部、２２は映像表示部、２３は演算
部、２４は判別部である。例えば、記憶部２１は工業用
カメラ７１，７２とロボット８の座標系の基準位置等を
記憶し、映像表示部２２はパルスエンコーダ６の所定数
のパルスカウント毎に静止した撮影像３１，３２を更新
する。また、演算部２３はパルスエンコーダ６の検出信
号から、特定物５の取り出し位置への到達時間・到達距
離及び前記入力画像１１に基づく特定物５の傾斜角θを
算出する。さらに、判別部２４は、演算部２３の算出結
果から特定物５の位置や向き等を判断する。Reference numeral 20 denotes a controller, 21 denotes a storage unit of the controller 20, 22 denotes an image display unit, 23 denotes a calculation unit, and 24 denotes a discrimination unit. For example, the storage unit 21 stores reference positions and the like of the industrial cameras 71 and 72 and the coordinate system of the robot 8, and the video display unit 22 displays the captured images 31 and 32 that are stationary at every predetermined number of pulse counts of the pulse encoder 6. Update. The calculation unit 23 also calculates the arrival time and the arrival distance of the specific object 5 to the takeout position and the inclination angle θ of the specific object 5 based on the input image 11 from the detection signal of the pulse encoder 6. Further, the determination unit 24 determines the position, the orientation, and the like of the specific object 5 from the calculation result of the calculation unit 23.

【００２１】そして、これらの動作結果に基づいて上記
の座標系が整合されて搬送された特定物５が取り出し位
置に到達し、制御コントローラ２０によりロボット８が
駆動されて特定物５を把持可能に制御される。１２は制
御コントローラ２０とロボット８とのインターフェイス
である。１３はホッパー、１４は破砕機、１５は廃棄物
４を次工程に送るための次段のベルトコンベアである。
ホッパー１３はベルトコンベア３の終端位置に設置さ
れ、選別工程で特定物５を除去した廃棄物４が投入され
る。投入された廃棄物４は破砕機１４で破砕されて、小
片または粉体状に加工され加工済みの廃棄物４がベルト
コンベア１５により次の処理工程に移送されるようにな
っている。ａは工業用カメラ７１，７２の被写角エリ
ア、Ａはモニタ９１，９２上の監視領域である。Based on these operation results, the specific object 5 conveyed after the coordinate system is aligned reaches the take-out position, and the robot 8 is driven by the controller 20 so that the specific object 5 can be gripped. Controlled. Reference numeral 12 denotes an interface between the control controller 20 and the robot 8. Reference numeral 13 denotes a hopper, 14 denotes a crusher, and 15 denotes a next-stage belt conveyor for sending the waste 4 to the next process.
The hopper 13 is installed at the end position of the belt conveyor 3, and the waste 4 from which the specific substance 5 has been removed in the sorting step is charged. The input waste 4 is crushed by a crusher 14, processed into small pieces or powder, and the processed waste 4 is transferred to the next processing step by a belt conveyor 15. “a” is an angle-of-view area of the industrial cameras 71 and 72, and “A” is a monitoring area on the monitors 91 and 92.

【００２２】上述のような構成の本発明の実施形態１の
動作を、次に説明する。走行するベルトコンベア３は受
入コンベア２から移し換えられた廃棄物４を搬送面に堆
積して、制御コントローラ２０から指定された搬送速度
で搬送する。搬送される廃棄物４の搬送速度及び移動距
離は、パルスエンコーダ６によって計測される。上述の
ように、廃棄物４を搬送するベルトコンベア３の上流寄
りには工業用カメラ７１，７２が並設されており、共に
ベルト幅よりやや広い被写角エリアａで廃棄物４の搬送
状態が撮影される。The operation of the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described below. The traveling belt conveyor 3 accumulates the waste 4 transferred from the receiving conveyor 2 on a transport surface, and transports the waste 4 at a transport speed specified by the controller 20. The transport speed and the moving distance of the transported waste 4 are measured by the pulse encoder 6. As described above, the industrial cameras 71 and 72 are arranged side by side on the upstream side of the belt conveyor 3 for transporting the waste 4, and both of the industrial cameras 71 and 72 are in a state where the waste 4 is transported in the area a of the field of view slightly wider than the belt width. Is taken.

【００２３】工業用カメラ７１，７２の撮影した搬送面
上の連続した撮影像３１，３２は、映像表示部２２によ
り順次更新される静止画像になって搬送現場から離れた
管理室等に設けられた２台のモニタ９１，９２にそれぞ
れ映し出される。因みに、前記の各被写角エリアａの走
行方向の幅ｗを例えば１ｍと仮定して、具体的な更新時
間ｔの算出例を説明する。パルスエンコーダ６のパルス
カウント値を計測してベルトコンベア３が搬送方向に１
ｍ送られたことを検出し、次の新しい静止した先行する
撮影像３１と後続する撮影像３２を映像表示部２２が取
り込んでそれぞれを更新する。The continuous photographed images 31 and 32 on the transport surface captured by the industrial cameras 71 and 72 become still images which are sequentially updated by the video display unit 22 and are provided in a control room or the like remote from the transport site. Are displayed on the two monitors 91 and 92, respectively. Incidentally, assuming that the width w in the traveling direction of each of the subject angle areas a is, for example, 1 m, a specific example of calculating the update time t will be described. The pulse count value of the pulse encoder 6 is measured, and the belt conveyor 3 moves 1 in the transport direction.
m, and the video display unit 22 captures the next new still preceding image 31 and the succeeding image 32 and updates them.

【００２４】廃棄物４を搭載して搬送するベルトコンベ
ア３の平均搬送速度ｖが２００（ｍｍ／ｓｅｃ）とする
と、 ｔ＝ｗ／ｖ ＝５ が算出される。則ち、並設されたモニタ９１，９２の画
面上には、５秒間毎に更新される静止した搬送状態の連
続的な撮影像３１，３２が間欠的に映し出されることに
なる。Assuming that the average transport speed v of the belt conveyor 3 on which the waste 4 is loaded and transported is 200 (mm / sec), t = w / v = 5 is calculated. That is, on the screens of the monitors 91 and 92 arranged side by side, the continuous photographed images 31 and 32 in the stationary transport state updated every 5 seconds are intermittently displayed.

【００２５】モニタ９１，９２に静止して投影された撮
影像３１，３２には、廃棄物４に混入した特定物５の撮
影像５０も座標内に映し出される。映し出された特定物
５の静止した撮影像５０を見ながら、管理室内でオペレ
ータの操作により入力画像１１がポイント入力される。
実施形態１のようにタッチスクリーン機能付きモニタ９
１，９２の場合は、撮影像５０の表面上を直接オペレー
タの指先、若しくはタッチペン等でタッチして図１
（ａ）に示すように筆書きのようなやや長い棒状の入力
画像１１が容易に入力される。On the photographed images 31 and 32 which are statically projected on the monitors 91 and 92, a photographed image 50 of the specific object 5 mixed in the waste 4 is also projected in the coordinates. The operator points in the input image 11 in the management room while looking at the captured still image 50 of the specific object 5.
Monitor 9 with touch screen function as in the first embodiment
1 and 92, the operator touches the surface of the captured image 50 directly with the fingertip of the operator or a touch pen or the like.
As shown in (a), a somewhat long stick-like input image 11 like a brush is easily input.

【００２６】特に、ここでは廃棄物４に混在する特定物
５の入力画像１１は、前記の被写角エリアａの２倍の２
ａに対応して拡張された２台のモニタ９１，９２の連続
画面の監視領域Ａ内で監視されながらポイント入力され
る。したがって、廃棄物４に混ざる特定物５の監視領域
Ａが広くなり、ポイント入力操作の見落としが防止され
る。入力画像１１のポイント入力を受けて、前記のよう
に制御コントローラ２０の演算部２３が、特定物５の座
標内の位置と傾斜角θを算出する。In particular, here, the input image 11 of the specific object 5 mixed in the waste 4 is twice as large as the aforementioned angle-of-view area a.
The point is input while being monitored in the monitoring area A of the continuous screen of the two monitors 91 and 92 extended corresponding to a. Therefore, the monitoring area A of the specific object 5 mixed with the waste 4 is widened, and an oversight of the point input operation is prevented. In response to the point input of the input image 11, the calculation unit 23 of the control controller 20 calculates the position in the coordinates of the specific object 5 and the inclination angle θ as described above.

【００２７】例えば、判別部２４は入力画像１１の第１
象限内の始点Ｐ１を特定物５の位置とし、モニタ９に描
かれた入力画像１１の始点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）と終点Ｐ
２（ｘ２，ｙ２）を結ぶ線分Ｐ１−Ｐ２とＹ軸とのなす
角θ〔θ＝ｔａｎ（ｘ２−ｘ１）／（ｙ２−ｙ１）〕を
特定物５の“向き”として判断する。一方、予め記憶部
２１内に設定された工業用カメラ７１，７２とロボット
８の基準位置間の相対的な位置情報に基づいて、演算部
２３の演算した距離データがインターフェース１２を介
してロボット８に送信される。なお、位置だけの指示の
場合は、図１（ｂ）のようなポイント入力になる。For example, the discriminating unit 24 determines the first
The starting point P1 in the quadrant is defined as the position of the specific object 5, and the starting point P1 (x1, y1) and the ending point P of the input image 11 drawn on the monitor 9 are displayed.
The angle θ [θ = tan (x2−x1) / (y2−y1)] formed between the line segment P1-P2 connecting 2 (x2, y2) and the Y axis is determined as the “direction” of the specific object 5. On the other hand, based on the relative position information between the industrial cameras 71 and 72 and the reference position of the robot 8 set in the storage unit 21 in advance, the distance data calculated by the calculation unit 23 is transferred to the robot 8 via the interface 12. Sent to. In the case of specifying only the position, point input is performed as shown in FIG.

【００２８】このとき、ガントリーの原点位置で待機中
のロボット８の把持ハンド８０が移動を開始して、パル
スエンコーダ６が距離データに対応するパルスをカウン
トアウトするとハンド軸８１が始点Ｐ１の鉛直上方の位
置に到達する。同時に、判別部２４が判断した入力画像
１１の“向き”に対応させてハンド軸８１が（θ±９０
゜）回転し、把持ハンド８０の把持爪が入力画像１１の
直交方向に修正されて開放したハンド部を降下させる。At this time, when the gripping hand 80 of the robot 8 waiting at the origin position of the gantry starts moving, and the pulse encoder 6 counts out the pulse corresponding to the distance data, the hand shaft 81 moves vertically above the starting point P1. Reach the position. At the same time, the hand axis 81 is set to (θ ± 90) in accordance with the “direction” of the input image 11 determined by the determination unit 24.
゜) The gripper of the gripping hand 80 is rotated, and the gripping claws of the gripping hand 80 are corrected in the orthogonal direction of the input image 11 to lower the opened hand portion.

【００２９】そして、制御コントローラ２０の指令に基
づいて、把持ハンド８０による特定物５の把持・取り出
し作業が行なわれる。取り出された特定物５は、図示さ
れていないシュートや別の搬送コンベア上に排出され
る。ロボット８の排出作業が終了すると把持爪が再び閉
鎖され、ハンド軸８１が移動してガントリーの原点位置
に復帰して待機する。また、排出された特定物５のう
ち、例えば再生化可能資源は再生のための処理工程を経
てから再利用されることになる。Then, based on a command from the controller 20, the grasping / removing operation of the specific object 5 by the grasping hand 80 is performed. The extracted specific object 5 is discharged onto a chute (not shown) or another transport conveyor. When the discharging operation of the robot 8 is completed, the gripping claws are closed again, the hand shaft 81 moves, returns to the origin position of the gantry, and waits. Further, of the specific substances 5 discharged, for example, renewable resources are reused after undergoing a processing step for regeneration.

【００３０】なお、上述の実施形態では特定物の太さが
均一なパイプ類等のような長尺物の入力画像の始点と傾
きでその位置と“向き”を指示した場合を例示して説明
したが、太さが長さ方向に沿って不均一な瓶やボトル等
のような不定形な特定物の選別の場合にも本発明を適用
することができる。この場合、ポイント入力手段により
不定形な特定物の撮影像の輪郭形状に沿った入力画像を
入力すると共に、撮影像又は入力画像から求められる特
定物の重心ｇの位置を指示位置としてポイント入力して
指示するようにしてもよい。また、図１（ｂ）のＰ１の
指示のみの場合も、重心ｇが指示される。In the above-described embodiment, a description will be given by exemplifying a case where the position and the direction of the input image of a long object such as pipes having a uniform thickness are designated by the starting point and the inclination. However, the present invention can also be applied to the case of sorting irregularly shaped specific objects such as bottles and bottles whose thickness is not uniform along the length direction. In this case, while inputting the input image along the contour shape of the photographed image of the indefinite specific object by the point input means, point inputting the position of the center of gravity g of the specific object obtained from the photographed image or the input image as the designated position. May be instructed. The center of gravity g is also specified when only the instruction of P1 in FIG. 1B is specified.

【００３１】特に、不定形な特定物の重心ｇの位置の指
定には、制御コントローラの演算部等を利用して幾何学
的な手法を用いて算出することも可能である。入力画像
で輪郭形状や重心ｇを指示すれば、ロボットのハンドリ
ングのミスが一層少なくなり把持率を向上させることが
できる。また、超音波や赤外線等を用いた距離センサで
特定物の昇降（Ｚ軸）方向の距離を測定して、ロボット
の把持ハンドの高さを横行・走行方向に加えて三次元的
に自動制御する構成を採用するようにしてもよい。ま
た、把持ハンドには、磁気力や負圧を利用してもよい。In particular, the position of the center of gravity g of an indefinite specific object can be calculated by a geometrical method using an arithmetic unit or the like of a control controller. If the contour shape or the center of gravity g is indicated in the input image, the handling error of the robot is further reduced, and the grip rate can be improved. In addition, the distance of a specific object in the vertical (Z-axis) direction is measured with a distance sensor using ultrasonic waves or infrared rays, and the height of the robot's gripping hand is added to the traversing / running direction to automatically control in three dimensions. Alternatively, a configuration may be adopted. Further, a magnetic force or a negative pressure may be used for the gripping hand.

【００３２】さらに、実施形態１では工業用カメラとモ
ニタを２台ずつ設けた場合で説明したが、要するに工業
用カメラが複数であればよく、複数のカメラの視野を１
台のモニタに映し出してもよい。また、ロボットも複数
基設けてガントリー型を多関節型等のロボットに代える
こともできる。ロボットを複数基配置したようなシステ
ム構成の場合において、各ロボツトの間等の適宜の位置
にベルトコンベア上で搬送される廃棄物の団塊を展開し
たり反転攪拌するための攪拌手段を設けることもでき
る。搬送中の廃棄物の攪拌等を行う攪拌手段を設けれ
ば、選択すべき特定物の見落としを更に防止できる利点
がある。Further, in the first embodiment, the case where two industrial cameras and two monitors are provided has been described. In short, however, a plurality of industrial cameras may be used.
It may be projected on a single monitor. In addition, a plurality of robots may be provided to replace the gantry type with a multi-joint type robot. In the case of a system configuration in which a plurality of robots are arranged, it is also possible to provide a stirring means for developing a lump of waste conveyed on a belt conveyor or for reverse stirring at an appropriate position such as between each robot. it can. Providing a stirring means for stirring the waste being conveyed or the like has an advantage that the oversight of the specific substance to be selected can be further prevented.

【００３３】[0033]

【発明の効果】本発明は、ベルトコンベアで搬送される
廃棄物の搬送状態をベルトコンベア上に設置されたカメ
ラで撮影し、カメラの撮影像をモニタに伝送して映し出
された撮影像上にポイント入力手段で入力画像を表示し
て廃棄物に混入した特定物を座標上に指示し、指示され
た特定物が取り出し位置に到達したときに制御手段でロ
ボットを制御して把持して選別する廃棄物中の特定物を
選別するロボットシステムにおいて、カメラとモニタを
それぞれ複数並設して複数のカメラで撮影した廃棄物の
搬送状態の連続した撮影像を制御手段により複数若しく
は単一のモニタに映し出す廃棄物中の特定物を選別する
ロボットシステムを構成した。According to the present invention, the transport state of waste conveyed by the belt conveyor is photographed by a camera installed on the belt conveyor, and the photographed image of the camera is transmitted to a monitor and displayed on the photographed image projected. The input image is displayed by the point input means, the specific object mixed in the waste is indicated on the coordinates, and when the specified specific object reaches the takeout position, the robot is controlled by the control means to grasp and sort. In a robot system for selecting a specific object in waste, a plurality of cameras and monitors are respectively arranged in parallel, and a continuous photographed image of a waste transport state photographed by a plurality of cameras is converted into a plurality or a single monitor by a control means. We constructed a robot system that sorts out specific objects in the displayed waste.

【００３４】また、制御手段により順次更新される静止
した撮影像をモニタに映し出す廃棄物中の特定物を選別
するロボットシステムを構成した。さらに、制御手段に
よりポイント入力手段で入力した入力画像から特定物の
位置と方向を判定して、その判定結果に基づいてロボッ
トの把持ハンドを制御して特定物を把持して選別する廃
棄物中の特定物を選別するロボットシステムを構成し
た。Further, a robot system for selecting a specific object from the waste, which displays a still photographed image sequentially updated by the control means on a monitor, is provided. Further, the control means determines the position and direction of the specific object from the input image input by the point input means, and controls the gripping hand of the robot based on the result of the determination to grip and sort the specific object. A robot system that sorts out specific objects was constructed.

【００３５】この結果、特定物の見落としがなくモニタ
上の入力画像の入力も容易で、しかも正確に指示するこ
とができる。よって、長尺物や金属塊のような特定物が
他の廃棄物と折り重なっているような状態でも、把持ハ
ンドが指示された特定物の位置や向きに応じて操作され
て確実に把持して取出すことができる。このため、複数
台のロボットをベルトコンベア上に沿って隣接設置する
ことも可能になり、把持が確実で、しかも取り出しスピ
ードの速い廃棄物中の特定物を選別するロボットシステ
ムを実現することができる。As a result, the input of the input image on the monitor can be easily performed without overlooking the specific object, and the instruction can be accurately given. Therefore, even in a state where a specific object such as a long object or a metal lump is folded over other waste, the gripping hand is operated according to the position and orientation of the specified specific object to reliably grip the object. Can be taken out. For this reason, a plurality of robots can be installed adjacent to each other along the belt conveyor, and a robot system that can reliably grip and sort a specific object from waste at a high speed can be realized. .

【００３６】このほかに、空調のきいた良好な作業室内
で座りながらモニタを監視して特定物を廃棄物から取り
出すことができるので、従来から行われてきた搬送現場
において手作業により直接特定物を選別するような好ま
しからぬ作業環境から作業者を解放できることは勿論で
ある。In addition, since a specific object can be taken out of the waste by monitoring the monitor while sitting in a well-conditioned air-conditioned work room, the specific object can be directly taken manually at a conventional transport site. Of course, it is possible to relieve the worker from an undesired work environment such as sorting out.

【００３７】よって、本発明によれば、木材や金属棒の
ような長尺物や方向性を持つ金属塊等の特定物が他の廃
棄物と折り重なって混在しているような状態でも、長尺
物や金属塊等の特定物を廃棄物の中から確実に把持して
選別することが可能な廃棄物中の特定物を選別するロボ
ットシステムを提供することができる。Therefore, according to the present invention, even when a long object such as wood or a metal rod or a specific object such as a metal lump having directionality is folded and mixed with other waste, the long object can be obtained. It is possible to provide a robot system for selecting a specific object in waste, which can reliably grasp and select a specific object such as a shaku or a metal lump from waste.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明実施形態１の要部の構成と動作を示す正
面図である。FIG. 1 is a front view showing the configuration and operation of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図２】実施形態１の構成を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the configuration of the first embodiment.

【図３】実施形態１のシステムブロック図である。FIG. 3 is a system block diagram of the first embodiment.

【図４】従来の選別システムの適用例の基本構成を示す
立面図である。FIG. 4 is an elevation view showing a basic configuration of an application example of a conventional sorting system.

【図５】従来の選別システムの適用例の基本構成を示す
平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a basic configuration of an application example of a conventional sorting system.

【図６】従来の選別システムの別の適用例の基本構成を
示す立面図である。FIG. 6 is an elevation view showing a basic configuration of another application example of the conventional sorting system.

【図７】従来の選別システムの別の適用例の基本構成を
示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a basic configuration of another application example of the conventional sorting system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ロボットシステム ２ 前段のベルトコンベア ３ 選別用のベルトコンベア ４ 廃棄物 ５ 特定物 ６ 速度センサ（パルスエンコーダ） ８ ロボット １０ ポイント入力手段 １１ 入力画像 １２ インターフェイス １３ ホッパー １４ 破砕機 １５ 次段のベルトコンベア ２０ 制御コントローラ ２１ 記憶部 ２２ 映像表示部 ２３ 演算部 ２４ 判別部 ３１，３２ 搬送状態の撮影像 ４０ 廃棄物の撮影像 ５０ 特定物の撮影像 ７１，７２… 工業用カメラ ８０ 把持ハンド ８１ ハンド軸 ９１，９２… モニタ ａ 被写角エリア Ａ 監視領域 ｇ 重心 Ｐ１ 始点 Ｐ２ 終点 ｔ 更新時間 ｖ 搬送速度 ｗ 被写角エリアの走行方向の幅 θ 傾斜角 Reference Signs List 1 robot system 2 preceding belt conveyor 3 sorting belt conveyor 4 waste 5 specific object 6 speed sensor (pulse encoder) 8 robot 10 point input means 11 input image 12 interface 13 hopper 14 crusher 15 next belt conveyor 20 Controller controller 21 storage unit 22 video display unit 23 calculation unit 24 discriminating unit 31, 32 photographed image of transport state 40 photographed image of waste 50 photographed image of specific object 71, 72 ... industrial camera 80 gripping hand 81 hand axis 91, 92 ... Monitor a Field of view area A Monitoring area g Center of gravity P1 Start point P2 End point t Update time v Transport speed w Width of subject angle area in running direction θ Tilt angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 押田 栄二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Eiji Oshida, Inventor Nihon Kokan Co., Ltd. 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ベルトコンベアで搬送される廃棄物の搬
送状態を前記ベルトコンベア上に設置されたカメラで撮
影し、該カメラの撮影像をモニタに伝送して映し出され
た撮影像上にポイント入力手段で入力画像を表示して前
記廃棄物に混入した特定物を座標上に指示し、該指示さ
れた特定物が取り出し位置に到達したときに制御手段で
ロボットを制御して把持して選別する廃棄物中の特定物
を選別するロボットシステムにおいて、 前記カメラとモニタをそれぞれ複数並設して該複数のカ
メラで撮影した廃棄物の搬送状態の連続した撮影像を前
記制御手段により複数若しくは単一のモニタに映し出す
ことを特徴とする廃棄物中の特定物を選別するロボット
システム。1. A transfer state of waste conveyed by a belt conveyor is photographed by a camera installed on the belt conveyor, and a photographed image of the camera is transmitted to a monitor to input a point on the photographed image projected. Means for displaying the input image on the coordinates to indicate the specific substance mixed in the waste, and when the specified specific substance reaches the take-out position, the control means controls the robot to grasp and sort. In a robot system for selecting a specific object in waste, a plurality of cameras and monitors are arranged in parallel, and a plurality of or continuous images of the state of transport of waste taken by the plurality of cameras are arranged by the control unit. A robot system for selecting a specific substance in waste, which is displayed on a monitor of the robot. 【請求項２】 前記制御手段により順次更新される静止
した撮影像を前記モニタに映し出すことを特徴とする請
求項１記載の廃棄物中の特定物を選別するロボットシス
テム。2. The robot system according to claim 1, wherein a still photographed image sequentially updated by said control means is displayed on said monitor. 【請求項３】 前記制御手段によりポイント入力手段で
入力した入力画像から前記特定物の位置と方向を判定し
て、該判定結果に基づいて前記ロボットの把持ハンドを
制御して特定物を把持して選別することを特徴とする請
求項２記載の廃棄物中の特定物を選別するロボットシス
テム。3. The control means determines a position and a direction of the specific object from an input image input by a point input means, and controls the gripping hand of the robot based on the determination result to grip the specific object. 3. The robot system according to claim 2, wherein the sorting is performed by selecting a specific substance in the waste.