JPH06218683A - ワーク位置ずれ検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既存の設備に改造等を加えることなく設置す
ることができ、しかも、移動中のワークの位置ずれを検
出することができるワーク位置ずれ検知装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 ワーク６の移動量ｘを初期化し（ステップｓ
２０４）、コンベアパルスの計数値に基づいて移動量ｘ
の値を演算する（ステップｓ２０５）。ワーク６が第ｎ
番目の基準位置に到達したか否か、すなわち、ステップ
ｓ２０５において求めた移動量ｘの値がカメラ１の視野
の半分の距離Ｌになったか否かを判断する（ステップｓ
２０６）。この判断結果が「ＹＥＳ」となるまでステッ
プｓ２０５及びステップｓ２０６の処理を繰り返した
後、ステップｓ２０７において画像データの比較を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装ロボットシステム
等、移動するワークに対する作業を行うシステムに用い
て好適なワーク位置ずれ検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の塗装ラインにおいては、作業
空間内に搬入されたワークの位置を検出し、このワーク
位置に対応した適切な塗装作業が行われるように塗装ロ
ボットの動作を制御する必要がある。ここで、ワークが
コンベア等の搬送手段により作業空間内を移動する場合
には、一定距離の搬送が行われる毎に発生されるコンベ
アパルスをカウントすることによりワークの位置を測定
することができ、この測定データを塗装ロボットの動作
の制御に使用することができる。しかしながら、コンベ
アのサージング等が発生した場合、ワーク位置の測定デ
ータが実際のワークの位置からずれてしまい、かかる誤
差を含んだ測定データを使用したのでは、ワーク位置に
対応した正確な塗装作業を塗装ロボットに行わせること
ができない。かかる問題を解決するためには、測定によ
り得られたワーク位置と実際のワーク位置とのずれを検
出しロボットの制御装置にフィードバックしてロボット
の動作を補正する必要がある。

【０００３】以上のような要請から、本願出願人は、特
願昭６１−１９３７８２号により複数の１次元センサを
使用したワーク位置ずれ検出装置を提案している。この
ワーク位置ずれ検出装置は、各々作業空間内の所定位置
に停止したワークを挟むように対向配置された複数組の
光源および一次元センサとを有してなるものであり、各
１次元センサを構成する各フォトダイオードのＯＮ／Ｏ
ＦＦ状態に基づき作業空間内におけるワークの実際の位
置を検出するものである。

【０００４】さらに本願出願人は、特願昭６２−１５２
６５０号により、ワークを停止することなくワークの位
置ずれを検出することができるワーク位置ずれ検出装置
を提案している。このワーク位置ずれ検出装置は、ワー
クの搬送路に沿って各々の測定範囲の両側が相互に重複
した複数のイメージセンサを順次配置してなるものであ
る。このワーク位置検出装置によれば、作業空間内に搬
入されたワークは、まず、第１番目のイメージセンサに
より検知され、次いで第２番目のイメージセンサにより
検知され、…という具合に複数のイメージセンサの連係
により連続的に検知される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特願昭６１−１９３７８２号に係るワーク位置ずれ検
出装置は、停止状態のワークについての位置ずれを検出
するものであるため、コンベアで連続的に搬送されるワ
ークには適用できないという問題があった。また、この
装置を使用する場合、位置ずれを検出を行う毎にワーク
を停止させなければならないので工程時間が長くなって
しまうという問題があった。

【０００６】また、特願昭６２−１５２６５０号に係る
ワーク位置ずれ検出装置は、ワークの移動に合わせ、複
数のイメージセンサを切り換えて使用することによりワ
ークを検出するものであるため、多くのイメージセンサ
に加え、それらの切り換え制御のための装置およびソフ
トウェアが必要となり、装置が大規模なものとなってし
まう。また、この切り換え制御はワークの搬送と連動し
た複雑な制御となるため、他の制御系に影響を与え、シ
ステムの効率を低下させてしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、既存の設備に改造等を加えることなく設
置することができ、しかも、移動中のワークの位置ずれ
を検出することができるワーク位置ずれ検知装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によるワーク位置ずれ検知装置は、一定の搬送
方向に搬送されるワークを撮像するカメラと、前記ワー
クを前記搬送方向に沿った異なる各位置に配置したとき
に前記カメラにより撮影される各画像を各々基準画像デ
ータとして記憶する記憶装置と、ワーク位置検出手段に
より検出される前記ワークの位置に対応した基準画像デ
ータを前記記憶装置から読み出し、この基準画像データ
と前記カメラにより撮影された移動中のワークの画像デ
ータとを比較することにより、前記ワーク位置検出手段
により検出されたワークの位置のずれ量を演算する演算
手段とを具備することを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、ワークの現在位置に対応し
た基準画像データが記憶装置から読み出され、この基準
画像データとカメラにより撮影された移動中のワークの
画像データとが比較されることにより、ワークの位置の
ずれ量が演算される。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。 Ａ：実施例の構成 図１は本実施例の全体図であり、図２は図１におけるＡ
−Ａ’線断面図である。これらの図において、６はワー
クたる自動車車体であり、図示しない塗装ロボットの作
業空間内をコンベア１０により図中の矢印方向に搬送さ
れる。

【００１１】また、コンベア１０によりワーク６が一定
距離搬送される毎にコンベアパルスが発生されるように
なっており、このコンベアパルスを計数することにより
ワーク６の位置が求められる。

【００１２】本実施例によるワーク位置ずれ検出装置
は、このようにコンベアパルスの計数により求められる
ワーク６の位置の実際値からのずれを検出するものであ
り、以下、説明する要素によって構成されている。ま
ず、１はカメラであり、コンベア１０の側部に配置さ
れ、その前方を通過するワーク６を撮像し画像データと
して出力するものである。このカメラ１にはワーク６を
照らすための照明２が取り付けられている。また、４は
照明２に電力を供給する電源である。３はワーク６の作
業空間への到来を検知するために設けられた光センサで
ある。７は記憶装置であり、位置ずれ検出の際に使用す
る複数の基準画像データをワーク６の車種毎に記憶して
いる。

【００１３】ここで、基準画像データは、ワーク６を搬
送路上に設定された各基準位置に正確に配置した場合に
カメラ１から得られるであろう画像データである。図３
にこれらの基準画像データの具体的な内容を例示する。
この図において、ｐ0〜ｐ9はワーク６を基準位置ｘ0〜
ｘ9に配置した各場合にカメラ１によって撮影される画
像であり、記憶装置７に記憶される各基準画像データは
これらの画像ｐ0〜ｐ9を各々表すものである。図７は画
像ｐ0〜ｐ9のうち画像ｐ1を拡大したものである。これ
ら複数の基準画像データは車種ごとに定まるものなの
で、車種が変ったときには車種に対応した一連の基準画
像データが位置ずれ検出のためのデータとして選択され
る。

【００１４】なお、これらの基準画像データを記憶装置
７へ記憶させる動作については後述する。５は画像処理
装置であり、コンベアパルスの計数により求められるワ
ーク６の位置を監視し、ワーク位置が基準位置と一致す
る毎にその基準位置に対応した基準画像データを記憶装
置７から読み出し、カメラ１から得られる画像データと
比較することによりワーク６の位置ずれを演算する。

【００１５】図５はワーク６の移動に伴って基準画像デ
ータが切り換えられる様子を示したものである。図５の
右側に示されたグラフは、光センサ３によってワーク６
が検知されてからの経過時間ｔと、ワーク６の移動距離
ｘとの関係を示している。一方、図５の左側には、
「０」〜「１０」の数字が付された長方形が記載されて
いるが、これらの長方形は各々基準画像データを表して
おり、各長方形の上下辺により囲まれた範囲は各基準画
像データに対応したワーク６の画像の範囲を示すもので
あり、その長さはカメラの視野に相当する。

【００１６】図５の最左側には各基準画像データがワー
ク６のどの部分に対応するかを示すためのスケールが図
示されている。各基準データによって画像の範囲は各々
のまた、図５の右側のグラフには、×、△、●なる記号
が付されているが、これらのうち×はその右側に番号の
示された基準画像データを用いて位置ずれ検出を行うワ
ーク位置、すなわち、上述した基準位置を示している。
また、△は次回の位置ずれ検出に備えて新たな基準画像
データに切り換えるワーク位置を示しており、●はワー
ク６の各部のうち位置ずれ検出に使用した基準画像デー
タに対応した部分がカメラの視野から脱するワーク位置
を表している。

【００１７】図５において、各基準画像データの範囲
（１画面分の視野）を２Ｌとし、連続した２個の基準画
像データの範囲の重複範囲を△Ｌとすると、ワーク６の
移動量ｘと、そのワーク位置において使用すべき基準画
像データの番号ｎとの関係は次式により表わされる。 ｘ＝ｎ×（２Ｌ―△Ｌ） ．．．（１）

【００１８】また、画像処理装置５が位置ずれ検出に使
用する基準画像データを切り換えるための条件は次式の
様になる。 ｘ＝Ｌ＋ｎ×２Ｌ−△Ｌ ．．．（２）

【００１９】Ｂ：実施例の動作 次に、図面を参照して実施例の動作について説明する。
本装置によりワーク６の位置ずれ検出を行うためには、
各基準位置に対応した基準画像データを記憶装置７に記
憶させる教示処理を行う必要がある。以下、図４のフロ
ーチャートを参照し、この教示処理について説明する。
作業者は、まず、ステップｓ１０１において、ワーク６
の先端がカメラ３の視野の中心にくる様にセットする。
次にステップｓ１０２に進む。ステップｓ１０２におい
ては、初期画面ｐ0をカメラ１によって撮影し画像処理
装置５を介し第０番目の基準画像データとして記憶装置
７に記憶させる。

【００２０】次にステップｓ１０３に進み、ワーク６を
コンベアの進行方向にカメラ視野２Ｌだけ進ませ、コン
ベアのサージング等が起った事を考慮して、進行方向と
は逆方向に△Ｌだけ戻す。次に、ステップｓ１０４に進
む。

【００２１】ステップｓ１０４においては、図３に示す
画像ｐ1をカメラ１によって撮影し画像処理装置５を介
し第１番目の基準画像データとして記憶装置７に記憶さ
せる。 次にステップｓ１０５に進み、ワーク６の画面
が最終画面、すなわち、画面ｐ9の基準画像データの記
憶を終えたか否かを判断する。この判断結果が「ＮＯ」
の場合には、ステップｓ１０３に戻り、ステップｓ１０
３〜ステップｓ１０５の処理を、ステップｓ１０５の判
断結果が「ＹＥＳ」となるまで繰り返す。このようにし
てすべての基準位置に対応した基準画像データが記憶装
置７に記憶されると、ステップｓ１０５の判断結果が
「ＹＥＳ」となり、教示処理を終了する。

【００２２】次に、図５〜図８を参照して位置ずれ検知
について更に詳述する。ワーク６が作業空間に投入され
る際、画像処理装置５に対し、当該ワーク６の位置ずれ
検出を指令するコマンドが送られる。この結果、画像処
理装置５により図６にフローを示すルーチンが実行され
る。まず、ステップｓ２０１において計測フラグをオフ
にする。次にステップｓ２０２に進み、光センサ３の光
線がワーク６によって遮られたか否かを判断し、その判
断結果が「ＹＥＳ」になるまで、ステップｓ２０２の判
断を繰り返す。ワーク６が光センサ３の光線を遮ると、
ステップｓ２０２において「ＹＥＳ」と判断されて、ス
テップｓ２０３に進み、計測フラグをオンにする。

【００２３】次にステップｓ２０４に進み、ワーク６の
移動量ｘを初期化し、その後、ステップｓ２０５に進
む。ステップｓ２０５においては、コンベアパルスの計
数値に基づいて移動量ｘの値を演算し、その後、ステッ
プｓ２０６に進む。ステップｓ２０６においては、ワー
ク６が第０番目の基準位置に到達したか否か、すなわ
ち、ステップｓ２０５において求めた移動量ｘの値がカ
メラ１の視野の半分の距離Ｌになったか否かを判断す
る。この判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップｓ２
０５に戻り、ステップｓ２０６において「ＹＥＳ」と判
断されるまでステップｓ２０５及びステップｓ２０６の
処理を繰り返して行う。そして、ステップｓ２０６にお
いてワーク６が距離Ｌだけ動いたと判断されると、ステ
ップｓ２０７に進む。

【００２４】ステップｓ２０７においては、第０番目の
基準画像データ（画面ｐ0）とその時点においてカメラ
１により撮影された画像を比較して前者に対する後者の
ずれ量△ｘ0，△ｙ0を演算する。ここで、両画像を比較
するに際し、図８にように現在の画像の両側にマスク処
理を施し、基準画像データと比較しやすくする。

【００２５】カメラ１の視野全体に映った物体を画像処
理するよりノイズ画像が入りやすい画面両端にマスク処
理をほどこした物体を処理する方が処理時間の短縮、精
度の向上などの点において有利だからである。そして、
このようにして得たずれ量を図示せぬ通信ケーブルを使
って作業ロボットの制御装置に転送する。この結果、ず
れ量に基づく塗装ロボットの動作の補正が行われる。

【００２６】次に、ステップｓ２０９に進み、ｎ（この
場合、ｎ＝「０」）に「１」を加えることにより、基準
画像データを切り換える。そして、ステップｓ２１０に
進み、ｎが基準画像データの数より大きいか否かを判断
する。この場合、ｎ＝「１」であるため、判断結果が
「ＮＯ」となってステップｓ２０５に戻る。

【００２７】ステップｓ２０５に戻ると、再びワークの
移動量ｘを演算する。次いでステップｓ２０６に進み、
ステップｓ２０６においては、ワーク６が第１番目の基
準位置に到達したか否か、すなわち、ステップｓ２０６
において求めた移動量ｘの値が「Ｌ＋ｎ×２Ｌ−△Ｌ＝
３Ｌ−△Ｌ」になったか否かを判断する。この判断結果
が「ＮＯ」の場合には、ステップｓ２０５に戻り、ステ
ップｓ２０６において「ＹＥＳ」と判断されるまでステ
ップｓ２０５及びステップｓ２０６の処理を繰り返して
行う。

【００２８】そして、ステップｓ２０６の判断結果が
「Ｙｅｓ」になると、ステップｓ２０７に進み、第１番
目の基準画像データ（画面ｐ１）とその時点においてカ
メラ１により撮影された画像を比較して前者に対する後
者のずれ量△ｘ１，△ｙ１を演算し、図示せぬ通信ケー
ブルを使って作業ロボットの制御装置に転送する。この
結果、ずれ量に基づく塗装ロボットの動作の補正が行わ
れる。

【００２９】次にステップｓ２０９に進み、ｎに「１」
を加えることにより、基準画像データを切り換える。そ
して、ステップｓ２１０に進み、ｎが基準画像データの
数より大きいか否かを判断する。この場合、ｎ＝「２」
であるため、判断結果が「ＮＯ」となってステップｓ２
０５に戻る。以後、ステップｓ２１０の判断結果が「Ｙ
ｅｓ」となるまで上述と同様の処理を繰り返し、すべて
のｎについて処理が終了するとステップｓ２１０の判断
結果が「Ｙｅｓ」となり、このルーチンを終了する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、既存の設備を変更することなく、簡単な装置構成に
より移動中のワークの位置ずれを検出することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における一実施例の全体図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。

【図３】本発明における一実施例の教示画面を示す図で
ある。

【図４】本発明における一実施例の教示手順を示すフロ
ーチャートである。

【図５】本発明における一実施例のカメラ視野と移動距
離を示すグラフである。

【図６】本発明における一実施例の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図７】本発明における一実施例の教示画面を示す図で
ある。

【図８】図７に対応する現在画面の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ カメラ ２ 照明装置 ３ 光センサ ４ 光源電源 ５ 画像処理装置（演算手段） ６ ワーク ７ 記憶装置（記憶装置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｋ 9179−3Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の搬送方向に搬送されるワークを撮
   像するカメラと、 前記ワークを前記搬送方向に沿った異なる各位置に配置
   したときに前記カメラにより撮影される各画像を各々基
   準画像データとして記憶する記憶装置と、 ワーク位置検出手段により検出される前記ワークの位置
   に対応した基準画像データを前記記憶装置から読み出
   し、この基準画像データと前記カメラにより撮影された
   移動中のワークの画像データとを比較することにより、
   前記ワーク位置検出手段により検出されたワークの位置
   のずれ量を演算する演算手段と、 を具備することを特徴とするワーク位置ずれ検知装置。