JPS5933577A - 物体の形状識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体の形状識別装置に係り、！臣に搬送手段に
よって搬送される′物体の形状を識別するための装置“
に係る。

例えば、塗装用ロボットで桶々の形状の物体に塗装を行
う場合、被塗装物体の形状に応じて塗装用ロボットをプ
レイパックせしめるため、予め被塗装物体の形状をｉｆ
ｋ別しζいる。

しかし乍し、従来の物体の形状識別装置直では、撮像手
段としてのテレビカメラが所定位置に固定されておシ、
搬送手段によりて搬送されてくる４’ｔ＋ｔ々の形状の
物体を（吸像する。嚇合１例えば奥行きが違う物体に対
しで７１１６実な６１に別ル１１作をイＪい得す、誤識
別等の問題が生じる、 木兄ＦｉｌＪは、前記諸点に鑑みなされたものであシそ
の目的とするところは、奥行きが違う物体に対しでも、
撮像手段による良好な撮像を行いイ（Ｉ、奥行きを含め
た物体の形状を識別し１（１，誤識別等の問題を確実に
解消し得る物体の形状彪別装ｆｆｑを提（ｌｉすること
である。

以下１本発り」による好ましい一具体例の物体の形状識
別装置が、塗装用叶リドを含む自ｊｌｒＱ塗装装置に適
用された例を図面に４Ｍｉいでｎ兄関する塗装用ロア１
すｌ一本体ｌは、吊りひも２で吊り具３を介しで吊り−
「げられコンベア４によって矢印Ａ方向に一定速度で搬
送されてくる被塗装物体としてのワーク旧浦２　、１３
３　、　Ｂ４　、・・・（総称する場合にｔＪ：　ｆ：
ｉ’　４”；　Ｊｌで示す。）に塗装を行う。コンベア
４、吊りひも２及び吊〃Ａ３がら搬送手段が（′１η成
されている。、ｅ、レス発４（三に：ｖ　５１．−Ｊ：
　”ンベア４にょっでソーク１（が］多ｒ２ｉ廼長１般
丁凶される毒に一つの、ｅ）レスイｎＦＴを発［２、ｆ
Ｉｘ厘検出スイッチ６縛谷ワークＢｌ。

した際、吊ｐひも２と接触１〜で作動される。

塗装用ｒｌｊ、Ｊｉット木休１は、手体！：ｆ７　＋ア
ープ・８゜支柱９及び基台ｌＯとからなり、手首７とア
ーム８とけ関ｔｉｅ　ｔ　Ｊ及び１２を介シフ゛（連結
されており、手？Ｘ７ｒまアーＡ　８に対して垂直面内
における角度Ｃの範囲内で回ｎ■ｂ自在であると共に、
垂［ｎ而にｊＫ交する珀１内における角度Ｉ）の範囲内
で回Ｆ［ｉｌＪ自在である。アープ・８と支柱９とは関
節１３を介して連結され、支柱９と基台ｌＯと←１、関
ｙ６“ｉ１４及び工５を介して連結されており、アープ
・日は支柱９に対しＣ垂直面内におりる角度「Ｃの範１
１１（内で回動自在であり、支柱９は〕、（台１０に対
して垂１ａ面内における角度Ｆの栓囲内で回動自在であ
る七共に、垂直面に１α文する面内におりる角度Ｇの範
囲内で回動自在である。アーム８に対して手首７を角度
Ｃ及び］〕の範囲内で回動させるため、アーム８１手酢
７には油圧駆動装置１６及び１７が設けられておシ、支
柱９に対してアープ・８を角度Ｅの範囲内で回動させる
ため、アーム８と支柱９との間にしま油圧部＃ｊ＋装ｒ
Ｒｌ　８が設けられてお！〕、基台ｌｏに対して支柱９
を角度Ｆ及びＧの範囲内で回動させるため、支柱９及び
基台ｉ　ｏ　［）：油圧駆動装置１９及び２０が股りら
れている。

関節１１及び１２にけ、アープ・８に対する手首７の角
度Ｃ及びＤの範囲内での回動位ＩＮを検出する検出器と
してのポテンショメータ２１及び２２がｉ没けられ−Ｃ
おり、関ｊ’＋１’＋　１３　Ｋ　ｒ、ｊ、支柱９に対
するアープ＼８の角度１りの１１１１χ囲内での回動位
置を検出する検出器としてのポテンショメータ２３が設
けられておシ、関節１４及び１５ｔこは、基台１０に対
する支柱９の角度Ｆ及びＧの範囲内での回動位置を検出
する検出器としてのｄ？デンショメータ２４及び２５が
設けられている。子片７の先端には、塗料噴射用ノズル
２６が設けられている。

コンベア４によって搬送されるワークＢの搬送方向（矢
印Ａ方向）に関して、塗装用ロボット本体ｌよシ上流側
には、ワークＢの形状識別装置２７が配置されている。

形状識別装置２７は、コンベア４によって搬送されてく
るワークＢとの距離を測定するための距離測定手段とし
ての距離ｎ１測器２８及び測定距離処理装置Ｈ２９と、
ワークＢの撮像位置において、ワークＢの背面を照す面
状光？Ｉη３０と、このワークＢの前面を撮像するため
の撮像手段としての工業用テレビカメラ３１と、テレビ
カメラ３１の焦点距離を調整する調整手段３２と、・Ｑ
ターン識別装置ビ３３とを有してい為。距＾ＩＬ計測器
２８々デレビヵメラ３１とｆＪポット本体１とはコン４
ア４に沿って矢印入方向にＪＩＦｔ次並べ′乙、且つコ
ンベア４から夫々所定距離だけ層れて＾ｒ２置されてお
シ、コン４ア４にょ）搬送されてくるワークＢの距離計
がＩＪ位置に相当する位置に検出スイッチ３４が、前記
ワークＢの撮像位置に相当する位置に検出スイッチ３５
が夫々配置されているっ検出スイッチ３４及び３５は前
記検出スイッチ６と同様に構成されておシ、夫々、ワー
クＢが計測器２８及びテレビカメラ３１の前に達する際
、ワークＩ３の吊９ひも２と接）独］−で作動される。

検出スイッチ６．３４及び３５は、大々、背後の壁面３
６に取り伺けられ、吊りひも２に接触しＣもワークＢに
イ；れ程４１．（動■の影響をｉｉえないように形成さ
れている。

検出スイッチ３４が作Ｓｉｌ＋されると、作画信号が基
準位置に配置バされた距離計Ｉｔｌ！Ｉ　器２８に入力
され、距離Ｒ１°測吉２８がワークＢの曲間と＠記）と
準位置と間の距離を鎖側し、ｈ（測信号を測定距離処理
装［軽２９へと送出する。処理装置１４”２９ではとの
開側信号を処理し−（、処ヤｌ！信号を調整手段３２へ
と送出し、調整手段３２を介してテレビカメラ３１の焦
点距離を調整゛する。検出スイッチ３５が作動されると
、作動仙弓が・９ターン識別装置３３に人力され、識別
装置、３３が、この時テレビカメラ３１からの撮像信号
としてのビデオ信号を、受容する。

識別装置３３には、このビデオ信号と共に処理装置２９
からの処理信号も供給されており、識別装置３３はビデ
第１河号と処理信号とに基づいてワークＢの形状を識別
する。

調整手段３２は、テレビカメラ３Ｊの本体３７に台座３
８を介して取り伺けられた正逆回転可能なモータ３９と
、・モータ３９のシャフト４０に月シシ付けられたギア
４１と５ギア４１に噛合し、テレビカメラ３１のレンズ
４２の焦点距朋詳（整部４３に取り付けられているギア
４４とからなり、モータ３９が前記処理装（Ｆｉ、　２
９からの処理信号によυ回転し、ギア４１とギア４４と
の噛合に、しりｉ’ｉ　％！″一部４３が回転してレン
ズ４２の焦点距離が各ワークＢｌ、Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４・
・・に応じて調整される３、尚、吊シ具３はワークＢの
土面４５の中央部４６に配置されておシ、処理装置２９
からノ９ターン識別装置３３に送出される処理信号はワ
ークＢの厚み又は奥行きに対応する信号として識別装置
３３で処理される。

／（ターン識別装置３３で識別される各ワーク８１゜１
４２　、８３　、１３４・・・の形状は形状データＭｌ
　、Ｈ２、Ｍ、３　。

Ｈ４・・・（総称する場合は符号Ｍで示す）として塗装
用［７ポツト本体Ｊのテ・ｆ−チング動作に対応して記
憶装置バ４７に、逐次格納される。

塗装用「ｎドツト本体ｌでは、テ”イーチング動作の際
に、例えを」］作業渚がノズル２６の近傍を手で把持し
で、種々の形状をイｊした被塗装物体としてのワークＢ
ｌ　、　１３２　、１１３　、１１４・・・に対して、
ロボット本体ｌの子片７．′アーノ＼８及び支柱９をｊ
ＩＩ＋かしつつ、擬似塗装作業を行安い、この擬似塗装
作業中の一連の適当な時点における一群のポデンショメ
ータ２１〜２５の位置検出値Ｊｕｌ、上１２　、　Ｈ３
。

１−Ｉ　４　、　Ｈ５（図示Ｗず）含、各ワークＢの形
状データＭに対応するディーグーングデータ即ちプログ
ラムとしてシーケンシャルに記憶装置４７に格納する。

また、プレイパック動作の際には、形状識別装置イ２７
で夫々Ｒ１′に別される各ワーク１３のプレイツマツク
時におりる形状データＭ））に応じて記憶装置４７から
ｄ己憶デーク君１’ｉ（１、、ｔｆ２　、　Ｈ３、Ｈ４
、Ｈ５を１１１１次ｈ）゛こみ出し、ｄ？テンショメー
タ２１〜２５の検出イ直がとのＩｉ、ｌｌ′１次ｍｔみ
出した記憶データ／ｉｌ’ｌＩＪ。

Ｉｉ２　、Ｉｉ３　、Ｉｉ４　、■■５に一致するよう
に制る１１１装置：ｌ　４．８　、油圧制御装置４９を
介して油圧駆動装置１６〜２０を動作させつつ、ノズル
２６から塗料を噴射させ又、被塗装位咬に達したワーク
ＢＫ塗装を行９゜ 以上の通！′ｌ構成された自１ｒｌＩＪ塗装装置に適用
される物体の形状識別装置２７で１よ、コンベア４によ
って搬送されてくるワークＢが距離計測器２８によるＦ
ｉｔ測位同位置した際、検出スイッチ３４が作動され、
基ＩＶ！位置に配置された泪測器２８がワーク１３の前
面と基準位置との間の距１々１ｔを計測し、この距離に
対応する泪測信号を測定距離処理装置２９へと送出する
。処理装置２９は、この計測信号を処理し−〔、処理信
号を調整手段３２と）（ターン識別装置ｉ￥　３３とに
送出する。

調整手段３２では、処、１．Ｕｌを信号によりモータ３
９が回転され、ギア４１．４４を介して調整部４３が回
転され、レンズ４２の焦点距離が各ワークＢに応じて調
整される。そして、ソークＢがコンベア４によって撮ｒ
象位置に搬送されると、検出スイツブー３５が作動され
、識別装ｆｆＩｔ３３は、このワーク■３に対応して焦
点距離が調整されたテレビカメラ３１からのビデオ信号
を受容する。職別装置３３は、処理装置２９からの処理
信号に基づき、ワークＢの奥行きを識別すると共に、テ
レビカメラ３１からのビデメ信号に基づき、ワークＢの
前面の形状を識別し、ワークＢに対応する３次元形状デ
ータＭを求め２）。

この形状データＭは塗装用ロボット本体１のティーチン
グ時、識別装置３３から記憶装置４７に格納され、プレ
イ、Ｆツク時、形状データＭＰとして識別装置３３から
制御回路５０に出力される。形状データＭＰが作業プロ
グラムの指定信号を構成する。

ワーク１３がコンベア４によって搬送され、ロボット本
体１による被塗装位置に達すると、検出スイッチ６が作
動され、ロボット木体１による塗装が開始される。この
時、制御回路５０において、記憶装置４７に予め格納さ
れた形状データＭの中からワークＢの形状データＭＩ）
に一致するｌｌ’￥定の形状データが選択され、制御装
置４８で選択された形状データに対応する所定のディー
チングデータＩＩＩ　、１（２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５が記
憶装置３３から順次読み出される。そして、ポテンショ
メータ２１〜２５の検出値がこの読み出されたデータＨ
１乃至）１５に一致するように制御装置４８は、塗装用
ロボット本体１による塗装作業を制御する。

従って、距離測定手段によシテレビカメラ３１のワーク
Ｂに対する焦点距離が確実に調整され得、各ワーク１３
の前面の正確な形状がテレビカメ；７３１を介してノリ
ーン識別装置：３３で識別され得ると共に、距離測定手
段により各ワークＢの奥行きに対応する信号が識別装置
３３に供給され、各ワークＢの奥行きが識別装置３３で
正確に識別され得る結果、種々の形状を有したワークＢ
に対し〔も、各ワークＢに対応する３次元の形状データ
が求め〜られ得、各ワークＢの誤識別等の問題を確実に
解消し得、各ワークＢに対する良好な塗装作業が実行さ
れ得る。

尚、前記具体例では、距離測定手段と撮像手段と焦点距
離Ｆ＝’Ｊ整手段とを別個に設けたが、とれに替えて、
前記３個の手段を一体化ｌまたピコ、−ファインダを有
、する自動焦点式］−業用アーレビカメラを使用しても
良い。との、鳴合、ビニ＋−−−−ファインダから各ワ
ークＢの奥行きに対応する信号を・ｑターン識別装置に
供給し得るように構成し、パターン識別装置で各ワーク
Ｂの３次元形状データを求めれば良い。また検出スイッ
チ６．３４．３５は光学的スイッチを使用しても良い。

以上のように、本発明では、各物体に応じて撮像手段の
焦点距離を調整すると共に、各物体の１つの面と基準位
置との間の距離に対応する距離測定信号と、前ｎ己撮像
手段からの撮像信号とによυ、前記物体の形状を職別し
ているため、誤識別等の問題を確実にＩＷ消しイＩＩる
。

【図面の簡単な説明】

鎖１図は本発明による好捷しい一具体例の物体の形状識
別装置を利用した自動塗装装置の説明図、第２図Ｖよ第
１図に示す形状識別装置、の説明図、第３図は、ｌ、ｊ
ｆ点ド巨１１ｉ１Ｇ　Ｍ！、’Ｊ整千手段費１明図であ
る。 ３２・・・・・・・・常１整手段、　　３３・・・・・
・・・・ノ９ターン識別装置、Ｂ・・・・・・・・・ワ
　−ク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１基準位置に設けられ、搬送されてくる物体の１つ
   の面と前ｉｒ！基準位置との間の距離を測定するための
   測定手段と、存Ｉ記物体を撮像するための撮像手段と、
   前言己測定手段からの距離測定信号に基つき、前Ｍｌ’
   ｒ物体に対するｍＪ記撮停手段の７鴨点距離を調整する
   焦点距離調整手段とからなり、前ｎ１月Ｉ＾斂手段によ
   る撮像信号と前Ｍｅ距離測定信号占によυ前ＮＯ物体の
   形状を識別すべく構成されでいることを特徴とする物体
   の形状識別装置。 （２）前ｆｉ１２物体の形状型別結果により、前記物体
   に対する作業ゾロダラノ・の’９７＞ｉ、！信刊を送出
   すべく構成されでいることをｌ（テ徴とする特Ｆｌｆ請
   求の範囲第１項に記載の装置３゜ （３）　　６１ノ記測定手段と前記撮像手段と前記焦点
   距離調整手段とが自動焦点弐工菓用デレビカメラで形成
   されていることをｌｒ’ｊ　敞とする１１な＋ｉ’ｌ’
   Ｉｉｉ’４求のｆｌｆｉ）囲り！１項又は第２１只に記
   載の装置ｔｓ、＋１