JPH0639762A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より立体的な部品や形状の複雑な部品につい
ても、その方向ないし姿勢を判別できるようにし、部品
供給装置のフレキシビリティ及び展開性を向上させる。 【構成】 循環式パーツフィーダ２のトラック１２に認
識台１０を設ける。認識台１０は部品３に接する透明部
１３と部品３のシルエット画像を投影する像面となる拡
散反射面１４とからなる。認識台１０の直下には、部品
３の上下方向のシルエットを生じさせるための照明装置
８を設置する。部品３をつかんでワーク６に組み付ける
ためのチャック１８を有するロボット１のハンド１７は
回転可能となっており、ハンド１７には、認識台１０の
上の部品３に斜め上方から平行光を照射して拡散反射面
１４にシルエットを生じさせるための照明器具９と、部
品３のシルエットを取込んで部品３の方向を判別する視
覚装置のカメラ７とを取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は部品供給装置に関する。
具体的にいうと、本発明は、ロボットによる組立て作業
やパレタイジングにおける部品供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多品種少量生産に対応できるフレキシブ
ルな生産ラインの構築には、柔軟な対応性にすぐれたロ
ボットの導入が有効である。しかし、ロボット周辺部、
特に、部品供給部は部品ごとに専用的であり、そのフレ
キシブル化が大きな課題となっている。また、２４時間
無人運転の実現に部品供給部のトラブルが大きなネック
となっている。

【０００３】部品供給装置には、種々の方式のものがあ
るが、最も一般的な振動式ボウルフィーダＣの平面図を
図２０に示す。振動式ボウルフィーダＢは、ホッパの機
能を持ったボウル３１が振動して部品３２を整列させな
がら給送するものであって、ボウル３１の内部に螺旋状
の送路３３が形成されており、ボウル３１に振動を与え
ると、振動によって部品３２はボウル３１の底から次第
に上昇し、姿勢を整列しながら給送する。うまく整列さ
れなかった部品３２は、ワイパー３４（一定高さ以上の
部品３２を選別する）やプレッシャーブレーク３５（一
定幅以上の部品３２を選別する）、波状切り欠き３６
（下面に切欠のある部品３２等を選別する）等のツーリ
ング部によって選別され、再びボウル３１の中に落下し
て循環する。

【０００４】しかしながら、このように部品３２の整列
をメカニカルなツーリング部によって行なう方式にあっ
ては、部品の形状や寸法に応じたツーリング部を用い
る必要があるので、部品毎に専用的でフレキシビリティ
がない、部品がツーリング部に引っ掛かってツーリン
グ部で部品の詰りが発生し易い、ツーリング部の製作
には、職人芸的な技術を要する、といった問題があっ
た。

【０００５】振動式ボウルフィーダ等におけるこれらの
問題点を解決するものとしては、循環式パーツフィーダ
と視覚による部品供給方式を併用した部品供給装置Ｄが
一部実用化されている。図２１及び図２２は、このよう
な装置の平面図及び正面図である。この部品供給装置Ｄ
は、ロボット５１、視覚装置の端末機としてのカメラ５
２、照明装置５３及び循環式パーツフィーダ５４から構
成されている。循環式パーツフィーダ５４は、図２０の
振動式パーツフィーダＢとは異なり、メカニカルなツー
リング部を有していない。循環式パーツフィーダ５４の
ボウル５５の外周部に設けられたトラック５６の一部は
透明板５７によって形成されており、この透明板５７の
直下には照明装置５３が設置されている。しかして、ボ
ウル５５を振動させることによりボウル５５上の重なり
合った部品５８を分離しながらトラック５６上の画像取
込み位置（透明板５７の上面）まで移送し、再びボウル
５５に循環させる。一方、画像認識用のカメラ５２は、
透明板５７の上方に固定されているか、あるいは、ロボ
ット５１のハンド５９に取り付けられている。しかし
て、図２３に示すように、トラック５６の一部を構成し
ている透明板５７の上の部品５８は下方の照明装置５３
によってシルエットを投影されており、この部品５８の
シルエットはカメラ５２によって撮影される。なお、図
２１は、ハンド５９のチャック６０により循環式パーツ
フィーダ５４から部品５８を１つ取り出し、コンベア６
１上を搬送されているプラテン６２に位置決めされてい
るワーク６３に部品５８を組み付ける場合を表わしてい
る。

【０００６】つぎに、図２４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す
ような部品５８をワーク６３の凹所６４に組み付ける場
合を例にとって上記部品供給装置Ｄの動作を説明する。
まず、供給する部品５８をランダムな状態のまま循環式
パーツフィーダ５４に入れ、循環式パーツフィーダ５４
を動作させると、循環式パーツフィーダ５４は重なり合
った部品５８を分離しながらトラック５６上を移動させ
る。ついで、循環式パーツフィーダ５４を停止させ、照
明装置５３によって生じる透明板５７の上の部品５８の
シルエットをカメラ５２によって撮影する。図２６は透
明板５７の上の部品５８のシルエットの一例を示す図で
あって、６５ａは組み付け可能な方向を向いている部品
５８のシルエット、６５ｂは裏向いている部品５８のシ
ルエット、６５ｃは重なりあっている２つの部品５８，
５８のシルエット、６５ｄは立っている部品５８のシル
エットである。画像処理により、これらの部品５８のシ
ルエット６５ａ〜６５ｄから組み付け可能な部品５８を
選択し、その位置及び方向を求め、選択した部品５８の
位置及び方向に合わせてロボット５１のハンド５９を移
動及び回転させ、チャック６０によって部品５８を把持
する。ついで、ハンド５９を回転させ、部品５８をワー
ク６３の組み付け方向に修正し、部品５８をプラテン６
２上へ移動させて図２５（ａ）（ｂ）に示すようにワー
ク６３の凹所６４に部品５８を組み付ける。こうして、
カメラ５２で撮影した画像に基づいて選択された組み付
け可能な部品５８を順次ワーク６３に組み付けてゆく。
組み付け可能な部品５８がない場合には、再び循環式パ
ーツフィーダ５４を動作させると、組み付け可能な方向
を向いていなかった部品５８はトラック５６上を移動し
て再びボウル５５へ戻り、別な部品５８がトラック５６
上を移動して透明板５７の上に移動する。したがって、
循環式パーツフィーダ５４を停止させて上記動作を繰り
返すことにより部品５８がワーク６３に組み付けられ
る。

【０００７】しかしながら、このような方式において
は、部品の状態を上下方向のシルエット画像のみで認識
するため、適用可能な部品が平面的なものに限られると
いう問題点があった。具体的にいうと、片面に溝が設け
られている部品や片面の縁に凹部の形成されている図４
のような部品、あるいは角錘台形状の部品などでは姿勢
の区別が不可能であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、より立体的な部品や形状の複雑な部品にも適用
することができる柔軟性及び展開性に優れた部品供給装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の部品供給
装置は、透明部の下面に拡散反射面を設けた認識台と、
上下方向のシルエット画像から求めた部品の方向をもと
に、認識台の上方から認識台上の部品に向けて、ランダ
ムな部品の方向に合わせて予め決められた方向から斜め
方向の光を照射する照明装置と、前記拡散反射面に生成
した部品のシルエットを予め登録されているシルエット
パターンと比較して部品の姿勢を認識し、供給可能な姿
勢の部品を選択する視覚装置と、選択された部品をつか
んで部品供給箇所へ運ぶ装置とを備えたことを特徴とし
ている。

【００１０】また、本発明の第２の部品供給装置は、上
下方向のシルエット画像から求めた部品の方向をもと
に、部品に向けて、ランダムな部品の方向に合わせて予
め決められた方向から斜め方向のパターン光を照射する
照明装置と、前記パターン光によって部品の表面に生成
された光パターンを予め登録されているパターンと比較
して部品の姿勢を認識し、供給可能な姿勢の部品を選択
する視覚装置と、選択された部品をつかんで部品供給箇
所へ運ぶ装置とを備えたことを特徴としている。

【００１１】上記部品供給装置においては、照明装置を
所定位置及び所定角度に制御するための手段を具備して
いてもよい。

【００１２】

【作用】本発明の第１の部品供給装置にあっては、照明
装置によって斜め上方から光を照射して拡散反射面上に
部品の斜め方向からのシルエットを生じさせているの
で、また、第２の部品供給装置にあっては、照明装置に
よって斜め上方からパターン光を照射して部品の表面に
光パターンを生じさせているので、いずれも、部品の平
面形状のみならず、立体的な形状に関する情報を含んだ
シルエットもしくは光パターンを得ることができ、視覚
装置によって部品形状に関するより多くの情報を入手す
ることができる。したがって、より立体的な部品や複雑
な部品等の方向を識別することができ、部品供給装置の
適用対象がより広がり、部品供給装置のフレキシビリテ
ィがより向上する。

【００１３】しかも、上下方向のシルエット画像から求
めた部品の方向をもとに部品に向けてランダムな部品の
方向に合わせて予め決められた方向から照明装置によっ
て斜め方向の光を照射しているので、決められた方向か
らのシルエット画像もしくは光パターンから姿勢を判別
することができ、不定方向からの立体認識に比べて処理
が容易になり、簡単なパターンマッチングにより部品の
姿勢を判別することができる。

【００１４】加えて、透明部と拡散反射面とからなる認
識台を用いた第１の部品供給装置にあっては、部品のシ
ルエットが生じる拡散反射面と部品との間には、透明部
によって距離が隔てられているので、視覚装置によって
認識するシルエット画像と部品の実体画像とを分離させ
ることができる。したがって、対象部品の上面部の特徴
だけでなく、下面部の特徴もシルエットとして捉えるこ
とができる。また、黒っぽい部品でも、部品の実体画像
とシルエット画像とを明確に区別でき、シルエットパタ
ーンから供給可能な方向を向いた部品を容易に選択する
ことができる。

【００１５】しかも、第１の部品供給装置にあっては、
部品に照射した光の反射光によって部品の姿勢を認識す
るのでなく、部品に光を照射することによって生成させ
たシルエットによって部品の姿勢を認識しているので、
対象部品の表面状態（部品表面のつや、表面粗さ等）に
影響されない。

【００１６】

【実施例】図１及び図２は本発明の一実施例による部品
供給装置Ａを示す平面図及び正面図であって、ロボット
１により循環式パーツフィーダ２から部品３を１つ取り
出し、コンベア４上を搬送されているプラテン５に位置
決めされているワーク６に部品３を組み付ける場合を表
わしている。この部品供給装置Ａは、部品挿入用のロボ
ット１、パターン認識機能を備えた視覚装置（図では端
末機であるカメラ７だけを示す）、２つの照明装置８，
９、認識台１０を有する循環式パーツフィーダ２等から
構成されている。部品３を組み付けるためのワーク６
は、コンベア４上を搬送されているプラテン５に位置決
めされており、循環式パーツフィーダ２ー及びロボット
１はコンベア４の近傍に設置されている。

【００１７】循環式パーツフィーダ２は、振動によって
ボウル１１内の多数の部品３をトラック１２に沿って循
環させるものであって、トラック１２の一部には認識台
１０が設けられている。しかして、循環式パーツフィー
ダ２は、ボウル１１を振動させることによりボウル１１
内の重なり合った部品３を分離しながらトラック１２上
で移送し、シルエット画像取込み位置（認識台１０の上
面）を通過させ、再びボウル１１に循環させる。認識台
１０の直下には１台の照明装置８が設置されており、照
明装置８から真上の認識台１０に向けて光を照射できる
ようになっている。

【００１８】ロボット１は、図１及び図２では水平多関
節型のロボットを示しているが、部品の形状によって
は、また、例えば斜め方向から部品をチャックしなけれ
ばならない場合には、垂直多関節型のロボットでもよ
い。図示のロボット１においては、支柱１５によってア
ーム１６が支持されており、アーム１６によって先端の
ハンド１７が水平面内で自由に移動させられるようにな
っている。このハンド１７はアーム１６に対して昇降及
び回転するようになっており、ハンド１７の下部には部
品３をつかむためのチャック１８が設けられ、ハンド１
７の側面には平行光の出射方向がハンド１７の軸心に対
して角度を持つようにして照明装置９が取り付けられ、
ハンド１７の照明装置９と反対側の側面には視覚装置の
端末機であるカメラ７が取り付けられている。

【００１９】図３は上記部品供給装置Ａの光学系の構成
を示している。循環式パーツフィーダ２に設けられてい
る認識台１０は、透明部１３の下面に拡散反射面１４を
形成したものであって、ボウル１１の開口部分に取り付
けられている。例えば、認識台１０としては、ガラス板
や透明プラスチック板等の透明部１３の下面に粗面加工
を施して拡散反射面１４を形成したもので良く、例えば
すりガラスを用いることができる。認識台１０の直下に
設置された照明装置８は、部品３の上下方向のシルエッ
トを得るためのものであり、部品３を載せた認識台１０
に向けて真下から光を照射すると、認識台１０の上方に
位置しているカメラ７によって認識台１０の上の部品３
の平面視のシルエット画像を取り込むことができる。

【００２０】また、ハンド１７に取り付けられた照明装
置９は、部品３を斜め上方から照した時のシルエットを
得るためのものであり、認識台１０に向けて斜め上方か
ら一定角度θ（例えば、３０°，４５゜，６０°等）で
平行光を照射させると、部品３の斜め上方からのシルエ
ットＳが拡散反射面１４に生じる。拡散反射面１４に生
じているシルエットＳは、ハンド１７に取り付けられて
いるカメラ７によって撮影され、そのシルエット画像が
視覚装置に取り込まれる。照明装置９によって生じる斜
め上方からのシルエットＳは、部品の平面的な形状に関
する情報だけでなく、光照射側の立体的な形状に関する
情報も含んでいるので、立体的な部品や複雑な形状を有
する部品の方向も識別することが可能になる。さらに、
照明装置９及びカメラ７はハンド１７に取り付けられて
いるので、ハンド１７を回転させることによって照明装
置９による光の照射方向を変えることができ、例えば図
７に示すようにハンド１７を９０゜づつ回転させること
により、認識台１０の上の部品３に対して９０゜づつ異
なる２方向ないし４方向からのシルエットＳを順次拡散
反射面１４に生じさせることができる。これにより、１
方向からのシルエットＳだけでなく、複数の方向からの
シルエットＳを得ることができ、立体的な形状の部品や
複雑な形状の部品等についてもより正確に部品３の姿勢
を判別できるようになる。

【００２１】例えば、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すよ
うに、上面に溝１９を有し、下面の縁に切り欠き２０を
有する略直方体状の部品３を考える。部品３が表向きの
場合には、図７のように照明装置９を９０゜づつ移動さ
せて部品３の斜め上方からのシルエットＳを順次拡散反
射面１４に生じさせると、部品３の周囲に図８に示すよ
うなシルエットパターンＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が生じ
る。また、部品３が裏向きの場合には、図７のように照
明装置９を９０゜づつ移動させて部品３の斜め上方から
のシルエットＳを順次拡散反射面１４に生じさせると、
部品３の周囲に図９に示すようなシルエットパターンＳ
５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８が生じる。図４のような形状の部
品３は平面のシルエットでは姿勢の判別が不可能である
が、図８のようなシルエットパターンＳ１〜Ｓ４と図９
のようなシルエットパターンＳ５〜Ｓ８を比較すること
によって部品３の姿勢を判別することが可能になる。

【００２２】したがって、照明装置９による光の照射角
度θ及び部品３の基準方向を予め部品３の形状を考慮し
て決めておき、その照射角度θで、かつ、基準方向を含
む１〜４方向から平行光を照射したときに生じる表向き
及び裏向きの部品３の各シルエット画像を予めコンピュ
ータにパターン化（面積、周長など）して登録しておけ
ば、部品３に同一角度θで基準方向を含む１〜４方向か
ら平行光を照射した時のシルエットパターンＳ１〜Ｓ
４；Ｓ５〜Ｓ８とコンピュータに登録しているパターン
とを比較することにより部品３の方向を判別することが
できる。

【００２３】また、認識台１０は透明部１３と拡散反射
面１４とからなっており、シルエットＳの像面となる拡
散反射面１４と部品３との間には透明部１３によって距
離が隔てられるので、部品３を像面から浮せることがで
き、図８や図９に示されているように、カメラ７によっ
て認識するシルエット画像と部品３の実体画像とを分離
させることができる。したがって、対象部品３の上面部
の特徴だけでなく、下面部の特徴もシルエットとして捉
えることができる。また、黒っぽい部品３でも、部品３
の実体画像とシルエット画像とを明確に区別でき、シル
エットパターンから供給可能な方向を向いた部品３を容
易に選択することができる。

【００２４】図１０は、透明部１３がなく、表面が像面
となる認識台２１を用いた比較例を示す。この認識台２
１に部品３を乗せ、照明装置９により斜め上方の一定角
度θから部品３に平行光を照射し、照明装置９を移動さ
せながら順次認識台２１の表面に生じさせたシルエット
パターンＳ１１〜Ｓ１４を図１１に示す。この場合に
は、図１０及び図１１に示すようにシルエットパターン
Ｓ１１〜Ｓ１４と部品３とが重複し、部品３と分離した
シルエットパターンＳ１１〜Ｓ１４をカメラ７によって
撮影することができず、シルエットパターンＳ１１〜Ｓ
１４の全体を知ることができない。これに対し、透明部
１３を有する認識台１０を用いることにより図８のよう
に部品３と分離したシルエットパターンＳ１〜Ｓ４の全
体をカメラ７によって撮影することができる。

【００２５】照明装置９による光の照射角度θは上記の
ように一定値に固定してあってもよいが、部品３の形状
等に応じて照明装置９による光の照射角度θを自動的
に、あるいは手動により変化させられるようにしてもよ
い。また、透明部１３の厚さも対象とする部品３の形状
や大きさ等に応じて自動的に、あるいは手動により変化
させられるようにしてもよい。透明部１３の厚さを変化
させるには、例えば、透明なガラス板と拡散反射面１４
との間に空間を形成し、当該ガラス板と空間によって透
明部１３を構成し、ガラス板を上下させて空間の厚さを
変化させればよい。光の照射角度θや透明部１３の厚さ
を可変にすれば、部品３に応じて、実体画像とシルエッ
ト画像とを明確に区別できるように調整できる。つま
り、部品３の大きさが大きくなると、図１２（ａ）に示
すように部品３の実体画像とシルエット画像Ｓとが部分
的に重なり、カメラ７で撮影した画像では図１２（ｂ）
に示すように部品３の実体画像とシルエット画像Ｓとを
区別できなくなる場合がある。このような場合、図１３
（ａ）に示すように照明装置９による光の照射角度θを
小さくすれば、図１３（ｂ）に示すように部品３の実体
画像とシルエット画像Ｓとを区別することができる。あ
るいは、図１４（ａ）に示すように透明部１３の厚さを
大きくしても、図１４（ｂ）に示すように部品３の実体
画像とシルエット画像Ｓとを区別することができる。

【００２６】なお、これらの図では、１台の循環式パー
ツフィーダしか示していないが、それぞれ異なる種類の
部品を供給する複数台のパーツフィーダを設置するか、
あるいは、１台のパーツフィーダに複数種類混入させ、
選択供給すれば、複数種類の部品の組み付けが可能であ
り、また、部品をパレット詰めするパレタイジングやア
センブリセンターにおける定位置組立作業にも用いるこ
とができる。また、上記実施例では、照明装置９をハン
ド１７に取り付け、ハンド１７を回転させることによっ
て照明装置９の照射位置を移動させるようにしている
が、より高速性が要求される場合には、複数台の照明装
置９をハンド１７に取り付けておき、各照明装置９を切
替えるようにしても良い。また、認識台１０の拡散反射
面１４は、照明装置８の光を透過させるものでなければ
ならないから、上記実施例では認識台１０としてはすり
ガラスを用いているが、拡散反射面１４として液晶シャ
ッタやＰＬＺＴを用いることもでき、照明装置９による
シルエットを生じさせる場合には、液晶シャッター等の
拡散反射面１４を遮光状態とし、照明装置８によるシル
エットを生じさせる場合には、液晶シャッター等の拡散
反射面１４を光透過状態とすることができる。

【００２７】つぎに、図４の上記部品３をワーク６の凹
所２２に組み付ける場合を例にとって上記部品供給装置
Ａの動作を説明する。まず、供給する部品３をランダム
な状態のまま循環式パーツフィーダ２に入れ、循環式パ
ーツフィーダ２を動作させると、循環式パーツフィーダ
２は重なり合った部品３を分離しながらトラック１２上
を移動させる。この後、ロボット１によりカメラ７を循
環式パーツフィーダ２上に移動させ、循環式パーツフィ
ーダ２を停止させる。ついで、照明装置８から認識台１
０に向けて光を照射し、認識台１０上の部品３のシルエ
ットをカメラ７によって撮影する。図６は認識台１０の
上の部品３のシルエットの一例を示す図であって、２３
ａは組み付けできる可能性のある部品３のシルエット、
２３ｂは重なり合っている２つの部品３，３のシルエッ
ト、２３ｃは立っている部品３のシルエットである。視
覚装置は、画像処理により、これらの部品３のシルエッ
ト２３ａ〜２３ｃから組み付けできる可能性のある部品
３を選択し、部品３の位置及び方向を求める。この後、
下方の照明装置８を消し、上方の照明装置９を点灯して
斜め上方から平行光を照射し、下方の照明装置８による
シルエットから得た判断に基づいてハンド１７を移動さ
せて光学系（カメラ７）の中心と部品３の中心を一致さ
せ、さらに、ハンド１７を回転させることにより、予め
斜め上方からのシルエット画像が登録されている方向
（例えば、図７のいずれかの方向）に照明装置９の方向
を補正する。ついで、照明装置９による斜め上方からの
シルエットをカメラ７により撮影し、得られたシルエッ
ト画像を予め登録されているパターンと照合し、部品３
の姿勢を決定する。１方向からのシルエットだけでは部
品３の姿勢を判断できない場合には、ハンド１７を回転
させて照明装置９の方向を９０゜づつ移動させながらカ
メラ７で部品３のシルエットを撮影し、光の照射方向の
異なるシルエットをカメラ７で撮影し、再び登録されて
いるシルエット画像のパターンと照合し、部品３の姿勢
を決定する。こうして、組み付け可能な部品３を選択す
ると、選択した部品３の位置及び方向に合わせてロボッ
ト１のハンド１７を移動及び回転させ、チャック１８に
よって部品３を把持する。ついで、ハンド１７を回転さ
せ、部品３をワーク６の組み付け方向に修正し、部品３
をプラテン５上へ移動させて図５（ａ）（ｂ）に示すよ
うにワーク６の凹所２２に部品３を組み付ける。こうし
て、カメラ７で撮影した画像によって選択された組み付
け可能な部品３を順次ワーク６に組み付けてゆく。

【００２８】一方、組み付け可能な部品３がない場合に
は、再び循環式パーツフィーダ２を動作させると、組み
付け可能な方向を向いていなかった部品３はトラック１
２上を移動して再びボウル１１へ戻り、別な部品３がト
ラック１２上を移動して認識台１０の上に移動する。し
たがって、循環式パーツフィーダ２を停止させて上記動
作を繰り返すことにより部品３がワーク６に組み付けら
れる。

【００２９】つぎに、本発明の別な実施例による部品供
給装置Ｂを説明する。図１５及び図１６は当該実施例に
よる部品供給装置Ｂを示す平面図及び正面図である。こ
の実施例においては、図１、図２等に示した実施例と同
じ構成要素については同一の符号を付すことによって説
明を省略し、異なる点を中心に説明する。この部品供給
装置Ｂにおいては、循環式パーツフィーダ２に設けられ
た認識台１０ａは、下方の照明装置８からの光を透過さ
せて部品３の上下方向のシルエットを得られるように透
明板もしくは半透明板によって形成されている。また、
ハンド１７にはスリット光αを出射する照明装置９ａが
設けられている。

【００３０】いま、図１７（ａ）（ｂ）に示すように上
面の中央に溝３ａを有する断面凹形の部品３の姿勢を判
別する場合について、この部品供給装置Ｂの動作原理を
説明する。まず、下方の照明装置８から認識台１０ａに
向けて光を照射し、認識台１０ａ上の部品３のシルエッ
トをカメラ７によって撮影し、組み付けできる可能性の
ある部品３を選択して当該部品３の位置及び方向を求め
る。下方の照明装置８を消灯した後、上方の照明装置９
ａを点灯して斜め上方から部品３にスリット光αを照射
する。このとき、下方の照明装置８によるシルエット画
像から得た判断に基づいてハンド１７を移動させてカメ
ラ７の中心と部品３の中心を一致させ、さらに、ハンド
１７を回転させることにより、予め決められている方向
（つまり、スリット光αのパターンが登録されている方
向）に照明装置９ａの方向を補正する。ついで、照明装
置９ａにより斜め上方から照射されているスリット光α
による部品３の表面のスリット光パターンをカメラ７で
撮影し、得られたスリット光パターンを予め登録されて
いるパターンと照合し、部品３の姿勢を決定する。１方
向からのスリット光パターンだけでは部品３の姿勢を判
断できない場合には、ハンド１７を回転させて照明装置
９ａの方向を９０゜づつ移動させながらカメラ７で部品
３の表面のスリット光パターンを撮影し、スリット光α
の照射方向の異なるパターンをカメラ７で撮影し、再び
登録されているスリット光パターンと照合し、部品３の
姿勢を決定する。

【００３１】図１７に示すような形状の部品３に平面視
で側面と垂直な方向からスリット光αを照射するように
予め決めておく場合には、部品３の表面に生じるスリッ
ト光パターンは図１８（ａ）（ｂ）に示すような２種類
のパターンに限られ、予め登録しておくパターンも少な
くて済み、得られたスリット光パターンと登録されてい
るパターンとの照合も容易に行なえ、簡単な処理で部品
３の姿勢を識別できる。これに対し、任意の方向からス
リット光αを照射する場合には、図１９のようなスリッ
ト光αのパターンも生じるので、多種のパターンを予め
登録しておく必要があり、膨大なパターンが必要となっ
て登録が不可能となり、得られたスリット光パターンを
解析して部品３の姿勢を判断する必要があり、処理が複
雑となる。

【００３２】なお、上記実施例では、パターン光を照射
するための照明装置としてスリット光を照射する照明装
置を用い、スリット光パターンによって部品の姿勢を識
別するようにしたが、照明装置として３次元形状の立体
画像認識用に用いられているレンジファインダを用い、
部品の表面に照射されているレンジファインダのパター
ンから部品の姿勢を識別するようにしてもよい。一般的
なレンジファインダの場合には、不定方向からパターン
光を照射された対象物の形状を認識するので、膨大な識
別データ（パターンのデータ）を予め登録しておく必要
があるが、本発明によれば、レンジファインダからのパ
ターン光の照射方向を予め決めておく個とができるの
で、必要なデータを制限することができ、パターンマッ
チングの処理を容易にすることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、部品に斜め方向から光
を照射しているので、立体的な形状に関する情報を含ん
だ多くの部品情報を入手することができ、より立体的な
部品や複雑な部品等の方向を認識し、区別することがで
きる。しかも、決められた方向からのシルエット画像も
しくは光パターンで姿勢を判別するので、不定方向から
の立体認識に比べて処理が容易になり、簡単なパターン
マッチングにより部品の姿勢を判別することができる。

【００３４】また、透明部と拡散反射面からなる認識台
を備え、拡散反射面上のシルエット画像を視覚装置によ
って認識するものでは、透明部によってシルエット画像
と部品の実体画像とを分離させることができるので、対
象部品の上面部の特徴だけでなく、下面部の特徴もシル
エットとして捉えることができ、また、黒っぽい部品で
も、部品の実体画像とシルエット画像とを明確に区別で
きる。さらに、部品に照射した光の反射光によって部品
の姿勢を認識するのでなく、部品に光を照射することに
よって生成させたシルエットによって部品の姿勢を認識
しているので、対象部品の表面状態（部品表面のつや、
表面粗さ等）に影響されず、認識精度が向上する。

【００３５】したがって、本発明の部品供給装置によれ
ば、従来の部品供給装置では、選別することのできなか
った立体的な部品や複雑な部品も、簡単な処理で正確に
姿勢を選別することが可能になり、さらに、下面に特徴
のある部品や黒っぽい部品等についても正確に姿勢を選
別でき、部品供給装置の適用対象がより広がり、部品供
給装置のフレキシビリティが一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による部品供給装置を示す平
面図である。

【図２】同上の実施例の正面図である。

【図３】同上の部品供給装置における光学系を示す概略
図である。

【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は部品の一例を示す平面
図、正面図及び側面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）は同上の部品をワークに組み付け
た状態を示す平面図及び正面図である。

【図６】認識台の下方の照明装置によって投影された部
品のシルエットを示す図である。

【図７】認識台の上方の照明装置の光照射位置の移動を
示す平面図である。

【図８】表向きの部品に斜め上方から平行光を照射した
とき、拡散反射面に生じるシルエットを示す図である。

【図９】裏向きの部品に斜め上方から平行光を照射した
とき、拡散反射面に生じるシルエットを示す図である。

【図１０】比較例の認識台を用いた場合を示す説明図で
ある。

【図１１】同上の比較例の認識台を用いた場合に生じる
斜め方向からのシルエットを示す図である。

【図１２】（ａ）は実体画像とシルエット画像が重なっ
たようすを示す概略断面図、（ｂ）はその画像を示す平
面図である。

【図１３】（ａ）は照明装置の角度を変化させた時のよ
うすを示す概略断面図、（ｂ）はその画像を示す平面図
である。

【図１４】（ａ）は透明部の厚さを厚くした時のようす
を示す概略断面図、（ｂ）はその画像を示す平面図であ
る。

【図１５】本発明の別な実施例による部品供給装置を示
す平面図である。

【図１６】同上の実施例の正面図である。

【図１７】（ａ）（ｂ）は部品の形状を示す平面図及び
正面図である。

【図１８】（ａ）（ｂ）は定められた方向から部品に照
射されたスリット光のパターンを示す平面図である。

【図１９】任意の方向から部品に照射されたスリット光
のパターンを示す平面図である。

【図２０】従来例による振動式ボウルフィーダを示す平
面図である。

【図２１】従来例の部品供給装置を示す平面図である。

【図２２】同上の従来例の正面図である。

【図２３】同上の従来例における光学系を示す概略図で
ある。

【図２４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は部品の形状を示す正面
図、背面図及び側面図である。

【図２５】（ａ）（ｂ）は部品をワークに組み付けた状
態を示す平面図及び正面図である。

【図２６】照明装置によって投影された透明板の上の部
品のシルエットを示す図である。

【符号の説明】

１ ロボット ２ 循環式パーツフィーダ ３ 部品 ６ ワーク ７ カメラ ９，９ａ 照明装置 １０，１０ａ 認識台 １３ 透明部 １４ 拡散反射面 １７ ハンド １８ チャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏和 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明部の下面に拡散反射面を設けた認識
   台と、 上下方向のシルエット画像から求めた部品の方向をもと
   に、認識台の上方から認識台上の部品に向けて、ランダ
   ムな部品の方向に合わせて予め決められた方向から斜め
   方向の光を照射する照明装置と、 前記拡散反射面に生成した部品のシルエットを予め登録
   されているシルエットパターンと比較して部品の姿勢を
   認識し、供給可能な姿勢の部品を選択する視覚装置と、 選択された部品をつかんで部品供給箇所へ運ぶ装置とを
   備えた部品供給装置。
2. 【請求項２】 上下方向のシルエット画像から求めた部
   品の方向をもとに、部品に向けて、ランダムな部品の方
   向に合わせて予め決められた方向から斜め方向のパター
   ン光を照射する照明装置と、 前記パターン光によって部品の表面に生成された光パタ
   ーンを予め登録されているパターンと比較して部品の姿
   勢を認識し、供給可能な姿勢の部品を選択する視覚装置
   と、 選択された部品をつかんで部品供給箇所へ運ぶ装置とを
   備えた部品供給装置。
3. 【請求項３】 前記照明装置を所定位置及び所定角度に
   制御するための手段を備えた請求項１又は２に記載の部
   品供給装置。