JP6426672B2 - ワーク仕分けシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ワーク仕分けシステムおよび方法に関するものである。
従来、コンベアによって搬送されてくるワークを撮影し、取得された画像に基づいてワークの種類を識別し、ロボットアームによってコンベアからピックアップしてワークの種類毎に区画されたエリアに移載する仕分け装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、重量の異なるワークを重量の種類別に仕分けるには、画像のみによって種類を識別することができないため、各ワークをコンベアから取り出して重量を計測し、計測結果に応じて仕分ける必要があり、多種多量のワークがコンベアによって高速に搬送されてくる場合には、対応することが困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、多種多量のワークがコンベアによって高速に搬送されてくる場合においても、ワークを重量によって効率よく仕分けることができるワーク仕分けシステムおよび方法を提供することを目的としている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、多種多量のワークがコンベアによって高速に搬送されてくる場合においても、ワークを重量によって効率よく仕分けることができるワーク仕分けシステムおよび方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、重量の異なる複数種のワークをランダムに搬送してくるコンベアと、該コンベアによる前記ワークの搬送位置を検出する搬送位置検出部と、前記コンベアによって搬送されている前記ワークを撮影するカメラと、前記コンベアによる搬送方向に沿って配置され、前記コンベア上の前記ワークを取り出し可能なハンドと、該ハンドにより取り出された前記ワークの重量を測定する重量測定部とを装着した複数のロボットと、各該ロボットを制御する制御部と、前記カメラにより取得された前記ワークの画像に基づいて、各前記ロボットに割り当てられる2以上の大グループに前記ワークを分類する大グループ分類部とを備え、前記制御部は、前記カメラにより取得された前記ワークの画像と前記搬送位置検出部により検出された前記ワークの搬送位置とに基づいて、各前記ロボットを前記コンベアの動作に追従させながら各前記ロボットに前記ワークのハンドリングを行わせるビジュアルトラッキング部を備えるとともに、各前記ロボットに割り当てられた前記大グループに分類された前記ワークを前記ビジュアルトラッキング部により前記ハンドによって前記コンベアから取り出させ、前記重量測定部により測定された重量に基づいて、前記大グループに含まれる小グループ毎に前記ワークを仕分けるよう制御するワーク仕分けシステムを提供する。
本発明の一態様は、重量の異なる複数種のワークをランダムに搬送してくるコンベアと、該コンベアによる前記ワークの搬送位置を検出する搬送位置検出部と、前記コンベアによって搬送されている前記ワークを撮影するカメラと、前記コンベアによる搬送方向に沿って配置され、前記コンベア上の前記ワークを取り出し可能なハンドと、該ハンドにより取り出された前記ワークの重量を測定する重量測定部とを装着した複数のロボットと、各該ロボットを制御する制御部と、前記カメラにより取得された前記ワークの画像に基づいて、各前記ロボットに割り当てられる2以上の大グループに前記ワークを分類する大グループ分類部とを備え、前記制御部は、前記カメラにより取得された前記ワークの画像と前記搬送位置検出部により検出された前記ワークの搬送位置とに基づいて、各前記ロボットを前記コンベアの動作に追従させながら各前記ロボットに前記ワークのハンドリングを行わせるビジュアルトラッキング部を備えるとともに、各前記ロボットに割り当てられた前記大グループに分類された前記ワークを前記ビジュアルトラッキング部により前記ハンドによって前記コンベアから取り出させ、前記重量測定部により測定された重量に基づいて、前記大グループに含まれる小グループ毎に前記ワークを仕分けるよう制御するワーク仕分けシステムを提供する。
本態様によれば、コンベアによってランダムに搬送されてきた重量の異なる複数種のワークがカメラによって撮影されることにより、取得された画像に基づいて、ワークが2以上の大グループに分類され、各大グループが、コンベアの搬送方向に配列されているいずれかのロボットに割り当てられる。各ロボットは、自身に割り当てられた大グループに分類されたワークを、ビジュアルトラッキング部により追従して、ハンドによってコンベアから取り出し、重量測定部によりワークの重量を測定する。そして、制御部が、測定された重量に基づいて、各ロボットを制御して、ロボット自身に割り当てられている大グループに含まれる小グループ毎にワークが仕分けられる。
すなわち、カメラによって取得された画像に含まれるワークの外形によって、複数の大グループに仕分けられるとともに、各ロボットが自身に割り当てられた大グループに分類されたワークをコンベアから取り出して重量を測定することにより、測定された重量に応じて、1以上の小グループに精度よく仕分けることができる。
この場合に、各ロボットは、自身に割り当てられた大グループに分類されたワークのみを取り出して仕分けすればよいので、全てのロボットが全ての小グループのワークを仕分ける必要がなく、ロボット毎の仕分け先の数を抑えて、システムの大型化を防止することができる。
この場合に、各ロボットは、自身に割り当てられた大グループに分類されたワークのみを取り出して仕分けすればよいので、全てのロボットが全ての小グループのワークを仕分ける必要がなく、ロボット毎の仕分け先の数を抑えて、システムの大型化を防止することができる。
そして、各ロボットが異なる大グループに属するワークを仕分けるので、各小グループに属するワークの仕分け先の数を少なく抑えることができる。
また、各ロボットは大グループ分類部により分類された一部のワークのみを取り扱えば足りるので、多種多量のワークがコンベアによって高速に搬送されてくる場合においても、ワークを重量によって効率よく仕分けることができる。
また、各ロボットは大グループ分類部により分類された一部のワークのみを取り扱えば足りるので、多種多量のワークがコンベアによって高速に搬送されてくる場合においても、ワークを重量によって効率よく仕分けることができる。
上記態様においては、前記制御部は、各前記ロボットの前記重量測定部により重量を測定した前記ワークが、搬送方向のより下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属すると判定されたときに、当該ワークが属する前記大グループを訂正するとともに、前記ビジュアルトラッキング部により、当該ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に当該ワークを戻させるよう制御してもよい。
画像に含まれるワークの外形によって分類した大グループの分類が誤っている場合に、当該ワークの分類された大グループが割り当てられているロボットによって当該ワークをコンベアから取り出して重量を計測して初めて、そのワークに対する大グループの分類が誤っていたことが判明する。
このようにすることで、ワークに対する大グループの分類が誤っていた場合に、ワークが属する大グループを訂正してワークを取り出したコンベア上の元の位置に戻すことにより、より下流のロボットによって、正確な小グループに仕分けさせることができる。
このようにすることで、ワークに対する大グループの分類が誤っていた場合に、ワークが属する大グループを訂正してワークを取り出したコンベア上の元の位置に戻すことにより、より下流のロボットによって、正確な小グループに仕分けさせることができる。
また、上記態様においては、前記制御部は、前記ワークについて、該ワークが属する前記大グループを訂正するときに、前記重量測定部により測定された重量に基づいて、当該ワークの前記小グループを設定し、より下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属する前記ワークに前記小グループが設定されているときに、設定されている前記小グループに前記ワークを仕分けるように他の前記ロボットを制御してもよい。
このようにすることで、ワークに対する大グループの分類が誤っていたことが判明したときには、当該ワークの重量の測定を既に行っているので、正確な小グループを設定することができ、より下流に位置する他のロボットは、コンベアから取り出すワークに小グループが設定されているときには、重量測定等の処理を行うことなく、そのまま設定されている小グループにワークを仕分けることができ、処理を単純化し、高速に処理することができる。
また、上記態様においては、前記制御部は、前記ビジュアルトラッキング部により、当該ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に元の姿勢で当該ワークを戻させるよう制御してもよい。
このようにすることで、カメラにより取得した画像により各ワークの位置のみならず姿勢も取得できるので、元の姿勢のワークをコンベアに戻すことにより、ワークの姿勢に応じて姿勢を異ならせる必要のあるハンドによるコンベアからのワークの取り出しを容易にすることができる。
このようにすることで、カメラにより取得した画像により各ワークの位置のみならず姿勢も取得できるので、元の姿勢のワークをコンベアに戻すことにより、ワークの姿勢に応じて姿勢を異ならせる必要のあるハンドによるコンベアからのワークの取り出しを容易にすることができる。
また、上記態様においては、前記コンベアの搬送方向に隣接する前記ロボットに割り当てられた2つの前記大グループが、共通の前記小グループを備えていてもよい。
このようにすることで、コンベアにより搬送されてくるワークの内、特定の小グループに属するワークの量が多い場合に、複数のロボットによって当該小グループに属するワークを取り扱うことができ、処理の高速化を図ることができる。また、上流側のロボットに割り当てられた大グループに分類されるべきワークが、誤って下流側のロボットに割り当てられた大グループに分類されてしまった場合でも、下流側のロボットによって仕分けることができる。
このようにすることで、コンベアにより搬送されてくるワークの内、特定の小グループに属するワークの量が多い場合に、複数のロボットによって当該小グループに属するワークを取り扱うことができ、処理の高速化を図ることができる。また、上流側のロボットに割り当てられた大グループに分類されるべきワークが、誤って下流側のロボットに割り当てられた大グループに分類されてしまった場合でも、下流側のロボットによって仕分けることができる。
また、上記態様においては、共通の前記小グループが、共通の搬出先に割り当てられていてもよい。
このようにすることで、複数のロボットによって共通の小グループを扱う場合でも、搬出先の数を減らして、省スペースを図ることができる。
このようにすることで、複数のロボットによって共通の小グループを扱う場合でも、搬出先の数を減らして、省スペースを図ることができる。
また、前記ハンドを装着し、前記重量測定部を備えていないロボットが、前記コンベアの搬送方向の最下流に配置されていてもよい。
このようにすることで、上流側のロボットによって仕分けされなかったワークについては、最下流のロボットによって、重量の測定を行うことなく1つの仕分け先に仕分けることができる。
このようにすることで、上流側のロボットによって仕分けされなかったワークについては、最下流のロボットによって、重量の測定を行うことなく1つの仕分け先に仕分けることができる。
また、本発明の他の態様は、コンベアによってランダムに搬送されてくる重量の異なる複数種のワークを撮影するステップと、撮影により取得された前記ワークの画像に基づいて、2以上の大グループに前記ワークを分類するステップと、前記画像と前記コンベアの搬送位置とに基づいて、前記コンベアの搬送方向に沿って配置された複数のロボットを前記コンベアの動作に追従させながら、各前記ロボットに割り当てられた前記大グループに分類された前記ワークを各前記ロボットに前記コンベアから取り出させて、重量を測定するステップと、測定された前記重量に基づいて、自身に割り当てられた前記大グループに含まれる小グループ毎に前記ワークを前記ロボットに仕分けさせるステップとを含むワーク仕分け方法を提供する。
上記態様においては、前記重量を測定するステップにより重量が測定された前記ワークが、搬送方向のより下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属すると判定されたときに、当該ワークが属する前記大グループを訂正するとともに、当該ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に当該ワークを戻させてもよい。
また、上記態様においては、前記ワークについて、該ワークが属する前記大グループを訂正するときに、測定された重量に基づいて、当該ワークの前記小グループを設定し、より下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属する前記ワークに前記小グループが設定されているときに、他の前記ロボットに、設定されている前記小グループに前記ワークを仕分けさせてもよい。
また、上記態様においては、前記ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に元の姿勢で当該ワークを戻させてもよい。
また、上記態様においては、前記ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に元の姿勢で当該ワークを戻させてもよい。
本発明によれば、多種多量のワークがコンベアによって高速に搬送されてくる場合においても、ワークを重量によって効率よく仕分けることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るワーク仕分けシステム1および方法について、図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態に係るワーク仕分けシステム1は、図1に示されるように、ワークWを一方向に搬送するワーク搬送用コンベア(コンベア)2と、該ワーク搬送用コンベア2上を搬送されているワークWを撮影するカメラ3と、ワーク搬送用コンベア2によるワークWの搬送方向に間隔をあけて配列された複数のロボット4,5,6,7と、これらのロボット4,5,6,7を制御する制御部8と、カメラ3により取得された画像に基づいてワークWを複数の大グループに分類する大グループ分類部9とを備えている。
本実施形態に係るワーク仕分けシステム1は、図1に示されるように、ワークWを一方向に搬送するワーク搬送用コンベア(コンベア)2と、該ワーク搬送用コンベア2上を搬送されているワークWを撮影するカメラ3と、ワーク搬送用コンベア2によるワークWの搬送方向に間隔をあけて配列された複数のロボット4,5,6,7と、これらのロボット4,5,6,7を制御する制御部8と、カメラ3により取得された画像に基づいてワークWを複数の大グループに分類する大グループ分類部9とを備えている。
ワーク搬送用コンベア2には、該ワーク搬送用コンベア2によるワークWの搬送位置を検出するエンコーダ(搬送位置検出部)10が備えられている。
カメラ3は、ワーク搬送用コンベア2の上流側に配置され、所定のフレームレートで、ワーク搬送用コンベア2の全幅にわたる所定範囲の画像を取得するようになっている。
カメラ3は、ワーク搬送用コンベア2の上流側に配置され、所定のフレームレートで、ワーク搬送用コンベア2の全幅にわたる所定範囲の画像を取得するようになっている。
ロボット4,5,6,7は、図2に示されるように、例えば、汎用の6軸多関節型ロボットであり、アーム先端にワークWをハンドリングするためのハンド11を備えているとともに、ハンド11によって把持されたワークWの重量を測定する重量計(重量測定部)12を備えている。ハンド11によってワークWを把持した状態で、ワークWを若干持ち上げるだけでワークWの重量を測定することができるようになっている。一例として、図2にはロボット4を示している。
制御部8は、カメラ3により取得された画像とワーク搬送用コンベア2のエンコーダ10から出力される搬送位置の情報とに基づいて、ロボット4,5,6,7をワーク搬送用コンベア2の動作に追従させながら、ワーク搬送用コンベア2によって搬送されているワークWのハンドリングをロボット4,5,6,7に行わせるビジュアルトラッキング部(図示略)を備えている。
すなわち、カメラ3により取得された画像により、その瞬間のワーク搬送用コンベア2上の基準位置に対するワーク搬送用コンベア2上の各ワークWの所定位置(例えば重心)の座標を取得することができる。ワーク搬送用コンベア2の動作により、ワーク搬送用コンベア2上の基準位置と各ワークWの座標とが維持されたまま搬送方向に移動させられるので、エンコーダ10からの搬送位置の情報により、各ワークWの各時点での座標を正確に算出することができる。
すなわち、カメラ3により取得された画像により、その瞬間のワーク搬送用コンベア2上の基準位置に対するワーク搬送用コンベア2上の各ワークWの所定位置(例えば重心)の座標を取得することができる。ワーク搬送用コンベア2の動作により、ワーク搬送用コンベア2上の基準位置と各ワークWの座標とが維持されたまま搬送方向に移動させられるので、エンコーダ10からの搬送位置の情報により、各ワークWの各時点での座標を正確に算出することができる。
大グループ分類部9は、カメラ3により取得された画像において、各ワークWの外形的特徴を抽出し、抽出された外形的特徴に予め対応づけられている大グループに各ワークWを分類するようになっている。
本実施形態においては、ワークWを、例えば、サツマイモ等の農産物とするとき、図3に示されるように、画像上のワークWの面積によってその重量を大まかに推定することができる。そこで、本実施形態においては、大グループ分類部9は、面積によって、図4に示されるように、全てのワークWを「大」、「中」、「小」の3つの大グループに分類するようになっている。
なお、外形的特徴としては、面積の他に、周長、長軸長、短軸長、縦横比、あるいはそれらの組み合わせを用いることにしてもよい。
本実施形態においては、ワークWを、例えば、サツマイモ等の農産物とするとき、図3に示されるように、画像上のワークWの面積によってその重量を大まかに推定することができる。そこで、本実施形態においては、大グループ分類部9は、面積によって、図4に示されるように、全てのワークWを「大」、「中」、「小」の3つの大グループに分類するようになっている。
なお、外形的特徴としては、面積の他に、周長、長軸長、短軸長、縦横比、あるいはそれらの組み合わせを用いることにしてもよい。
図4に示す例では、「大」の大グループには、「3L」および「2L」の2つの小グループが含まれている。また、「中」の大グループには、「L」および「M」の2つの小グループが含まれている。さらに、「小」の大グループには、「S」および「SS」の2つの小グループが含まれている。
本実施形態に係るワーク仕分けシステム1は、図1に示されるように、ワーク搬送用コンベア2によるワークWの搬送方向に間隔をあけて配置された4台のロボット4,5,6,7を備え、上流側の3台のロボット4,5,6には、それぞれの両側に仕分け先コンベア(搬出先)13,14,15,16,17が1つずつ設置されている。上流側から2台目および3台目のロボット5,6は、ロボット5,6間に配置されている仕分け先コンベア16を共有し、最下流のロボット7には、一側のみに配置された1つの仕分け先コンベア18が設置されている。
最上流のロボット4には「大」の大グループが割り当てられ、該ロボット4の両側の2つの仕分け先コンベア13,14は「3L」と「2L」の小グループのワークWの仕分け先に対応している。
上流側から2台目のロボット5には「中」の大グループが割り当てられ、該ロボット5の両側の2つの仕分け先コンベア15,16は、「L」と「M」の2つの小グループのワークWの仕分け先に対応している。
上流側から2台目のロボット5には「中」の大グループが割り当てられ、該ロボット5の両側の2つの仕分け先コンベア15,16は、「L」と「M」の2つの小グループのワークWの仕分け先に対応している。
上流側から3台目のロボット6には「中」と「小」の大グループが割り当てられ、該ロボット6の両側の仕分け先コンベア16,17は、「M」と「S」の2つの小グループのワークWの仕分け先に対応している。
最下流のロボット7には「小」の大グループが割り当てられ、最下流の仕分け先コンベア18は「SS」の小グループのワークWの仕分け先に対応している。
本実施形態においては、最下流のロボット7には重量計12は装着されていない。
最下流のロボット7には「小」の大グループが割り当てられ、最下流の仕分け先コンベア18は「SS」の小グループのワークWの仕分け先に対応している。
本実施形態においては、最下流のロボット7には重量計12は装着されていない。
このように構成された本実施形態に係るワーク仕分けシステム1を用いたワーク仕分け方法について、以下に説明する。
本実施形態に係るワーク仕分け方法は、ワーク搬送用コンベア2によって、重量の異なる複数種類のワークWがランダムに搬送されてきたときに、図6に示されるように、ワーク搬送用コンベア2の最上流の上方に配置されたカメラ3によって、ワーク搬送用コンベア2上のワークWの画像が取得され(ステップS1)、取得された画像から各ワークWの外形的特徴が抽出される(ステップS2)。
本実施形態に係るワーク仕分け方法は、ワーク搬送用コンベア2によって、重量の異なる複数種類のワークWがランダムに搬送されてきたときに、図6に示されるように、ワーク搬送用コンベア2の最上流の上方に配置されたカメラ3によって、ワーク搬送用コンベア2上のワークWの画像が取得され(ステップS1)、取得された画像から各ワークWの外形的特徴が抽出される(ステップS2)。
そして、各ワークWの外形的特徴から、図5に示されるように、画像の基準位置(例えば、中央位置)P0を基準とした各ワークWの重心位置P1,P2,P3,P4・・・が算出される(ステップS3)。
また、各ワークWの外形的特徴である画像上のワークWの面積から、全てのワークWが3つの大グループに分類される(ステップS4)。
また、各ワークWの外形的特徴である画像上のワークWの面積から、全てのワークWが3つの大グループに分類される(ステップS4)。
すなわち、ワークW毎に、分類された3つの大グループが設定され、「大」の大グループに分類されたワークWの情報が最上流のロボット4に送られ、「中」の大グループに分類されたワークWの情報が上流側から2台目のロボット5に送られ、「小」の大グループに分類されたワークWの情報が下流側の2台のロボット6,7に分配される(ステップS5)。
この時点で、各ワークWには大グループのみが設定され、小グループは設定されていない。
この時点で、各ワークWには大グループのみが設定され、小グループは設定されていない。
次いで、各ロボット4,5,6,7における処理について説明する。
各ロボット4,5,6,7における処理は、最下流のロボット7か否かによって相違するので、図6に示されるように、最下流のロボット7か否かが判定される(ステップS6)。
最下流のロボット7は重量計12を有していないので、重量測定を行うことなく、該ロボット7に割り当てられている「小」の大グループが設定されているワークWを下流側のものから順にワーク搬送用コンベア2から取り出しに行き(ステップS7)、そのまま、仕分け先である「SS」の小グループの仕分け先コンベア18にワークWを仕分ける(ステップS8)。
各ロボット4,5,6,7における処理は、最下流のロボット7か否かによって相違するので、図6に示されるように、最下流のロボット7か否かが判定される(ステップS6)。
最下流のロボット7は重量計12を有していないので、重量測定を行うことなく、該ロボット7に割り当てられている「小」の大グループが設定されているワークWを下流側のものから順にワーク搬送用コンベア2から取り出しに行き(ステップS7)、そのまま、仕分け先である「SS」の小グループの仕分け先コンベア18にワークWを仕分ける(ステップS8)。
このとき、制御部8は、カメラ3によって取得された画像と、ワーク搬送用コンベア2のエンコーダ10から取得した搬送位置の情報とに基づいて、ビジュアルトラッキング部によって、ワーク搬送用コンベア2の動作にロボット7を追従させて、ワーク搬送用コンベア2によって搬送されているワークWを把持可能な位置にハンド11を配置するようにロボット7を制御する。他のロボット4,5,6においても同様である。
ステップS6において、最下流のロボット7ではないと判定された場合には、各ロボット4,5,6に割り当てられている大グループが設定されているワークWを、下流側のものから順にワーク搬送用コンベア2から取り出しに行く。このとき、取り出そうとするワークWに小グループが設定されているか否かを判定する(ステップS9)。取り出そうとするワークWに小グループが設定されている場合には、ロボット4,5,6は重量計測を行うことなく、設定されている小グループ3L,2L,L,M,Sに対応する仕分け先コンベア13,14,15,16,17にワークWを仕分ける(ステップS10)。
ステップS9において、小グループが設定されていないと判定された場合には、各ロボット4,5,6は、割り当てられている大グループが設定されているワークWをハンド11によって把持してワーク搬送用コンベア2から若干持ち上げることにより(ステップS11)、重量計12によってワークWの重量を測定する(ステップS12)。重量が測定されると、そのワークWには小グループが設定される(ステップS13)。
例えば、最上流のロボット4には、「大」の大グループが割り当てられており、「大」の大グループには、「3L」と「2L」の小グループが含まれているので、カメラ3により取得された画像によって「大」の大グループに分類されたワークWは、多くの場合、「3L」または「2L」の小グループに仕分けられるべきものである。しかしながら、大グループの分類が画像に基づいて行われているため、「大」の大グループに属しないワークWである場合もある。他のロボット5,6においても同様である。
次に、図7に示されるように、ロボットが最下流から2台目のロボット6であるか否かが判定され(ステップS14)、最下流から2台目のロボット6ではないと判定された場合、すなわち、本実施形態においては、上流側の2台のロボット4,5のいずれかである場合には、重量測定の結果、ロボット4,5がワーク搬送用コンベア2から取り上げたワークWに設定されている大グループの情報が誤りであるか否かが判定される(ステップS15)。
ステップS15において、大グループの情報が正しいと判定された場合には、ステップS13において設定された小グループに対応する仕分け先コンベア13,14,15,16にワークWが仕分けられる(ステップS10)。
一方、ステップS15において、大グループの情報が誤りであると判定された場合には、ワークWに設定されている大グループの情報が訂正されるとともに(ステップS16)、ビジュアルトラッキング部によって、ワークWが、そのワークWの取り出し前に配置されていたワーク搬送用コンベア2上の元の位置に戻される(ステップS17)。
一方、ステップS15において、大グループの情報が誤りであると判定された場合には、ワークWに設定されている大グループの情報が訂正されるとともに(ステップS16)、ビジュアルトラッキング部によって、ワークWが、そのワークWの取り出し前に配置されていたワーク搬送用コンベア2上の元の位置に戻される(ステップS17)。
また、ステップS14において最下流から2台目のロボット6であると判定された場合には、ワークWに設定されている大グループの情報が誤りであるか否かが判定され(ステップS18)、大グループの情報が正しい場合には、小グループが「S」であるか否かが判定される(ステップS19)。小グループが「S」である場合には、大グループの情報が消去され(ステップS20)、「S」の小グループに対応する仕分け先コンベア17にワークWが仕分けられる(ステップS21)。
一方、ステップS19において、小グループが「S」ではない、すなわち、「SS」であると判定された場合には、ビジュアルトラッキング部によって、ワークWが、そのワークWの取り出し前に配置されていたワーク搬送用コンベア2上の元の位置に戻される(ステップS17)。
また、ステップS18において、大グループの情報が誤りであると判定された場合には、上流から2台目のロボット5と共有している小グループ「M」の仕分け先コンベア16にワークWを仕分ける(ステップS22)。
そして、画像内の全てのワークWについて仕分けが終了したか否かが判定され(ステップS23)、終了していない場合には、ステップS6からの工程が繰り返される。画像内の全てのワークWについて仕分けが終了した場合には、ワーク搬送用コンベア2上の全てのワークWの仕分けが終了したか否かが判定され(ステップS24)、終了していない場合には、ステップS1からの工程が繰り返される。
そして、画像内の全てのワークWについて仕分けが終了したか否かが判定され(ステップS23)、終了していない場合には、ステップS6からの工程が繰り返される。画像内の全てのワークWについて仕分けが終了した場合には、ワーク搬送用コンベア2上の全てのワークWの仕分けが終了したか否かが判定され(ステップS24)、終了していない場合には、ステップS1からの工程が繰り返される。
このように本実施形態に係るワーク仕分けシステム1および方法によれば、カメラ3によって取得された画像に基づいて、瞬時かつ大まかに複数の大グループに分類し、各大グループが割り当てられた複数のロボット4,5,6,7がそれぞれ、重量測定によってワークWを複数の小グループ3L,2L,L,M,S,SSに精度よく仕分けることができる。これにより、多種多量のワークWがワーク搬送用コンベア2によって高速に搬送されてくる場合においても、ワークWを重量によって効率よく仕分けることができるという利点がある。
また、1台のロボットが仕分ける種類を減らして、仕分け先となる仕分け先コンベア13,14,15,16,17の数を減らすことができ、省スペースを図ることができる。
特に、本実施形態のようにワークWを6種類に仕分ける場合に、全てのロボット4,5,6,7が6種類の仕分けを行うこととすると、同じ種類のワークWが異なる6カ所の仕分け先に仕分けられることとなり、多大なスペースが必要となるが、本実施形態によれば、同じ種類のワークWを同じ仕分け先に仕分けることができ、仕分け先の数を最小限に抑えることができる。仕分け先の数が少なければ、仕分けられたワークWの回収が容易である。
特に、本実施形態のようにワークWを6種類に仕分ける場合に、全てのロボット4,5,6,7が6種類の仕分けを行うこととすると、同じ種類のワークWが異なる6カ所の仕分け先に仕分けられることとなり、多大なスペースが必要となるが、本実施形態によれば、同じ種類のワークWを同じ仕分け先に仕分けることができ、仕分け先の数を最小限に抑えることができる。仕分け先の数が少なければ、仕分けられたワークWの回収が容易である。
また、画像から求めたワークWの面積によって分類した大グループに誤りがあった場合にも、ワーク搬送用コンベア2の同じ位置に戻すことによって、下流側のロボット5,6,7により正確な仕分け先に仕分けることができる。
さらに、2台のロボット5,6で仕分け先コンベア16を共有することにより、下流側のロボット6で大グループに誤りがあることが判明した場合でも、正しい仕分け先にワークWを仕分けることができる。
さらに、2台のロボット5,6で仕分け先コンベア16を共有することにより、下流側のロボット6で大グループに誤りがあることが判明した場合でも、正しい仕分け先にワークWを仕分けることができる。
なお、本実施形態においては、最下流のロボット7が重量計12を有しない場合を例示したが、重量計12を有する3台のロボット4,5,6が2つずつの仕分け先に仕分けることにしてもよい。
また、ワークWの種類に応じて、ロボットの台数は適宜選択することにしてもよい。
また、ワークWの種類に応じて、ロボットの台数は適宜選択することにしてもよい。
また、ワークWとして、サツマイモ等の形状が一定しない農産物を例示したが、これに限定されるものではなく、画像に基づく外形的特徴と重量とが一定の関係を有するワークであれば任意のワークに適用してもよい。
また、ロボット4,5,6,7として6軸多関節型ロボットを例示したが、これに限定されるものではない。
また、ロボット4,5,6,7として6軸多関節型ロボットを例示したが、これに限定されるものではない。
また、カメラ3によって取得された画像から、ワークWの外形的特徴を抽出して、各ワークWの重心位置を算出することとした。これにより、ビジュアルトラッキング部によって、ワーク搬送用コンベア2上のワークWをロボット5,6,7が追従して把持し、大グループの情報が誤りであった場合に元の位置に正確に戻すことができる。
これに代えて、ハンド11によってワークWを把持するためにワークWの姿勢を知ることが必要である場合には、各ワークWの重心位置の他にその姿勢も算出することにしてもよい。これにより、大グループの情報に誤りがあって取り出したワークWを元に戻す際にも、元の位置に元の姿勢で戻すことができ、下流側のロボット5,6,7のハンド11による把持を容易にすることができる。
これに代えて、ハンド11によってワークWを把持するためにワークWの姿勢を知ることが必要である場合には、各ワークWの重心位置の他にその姿勢も算出することにしてもよい。これにより、大グループの情報に誤りがあって取り出したワークWを元に戻す際にも、元の位置に元の姿勢で戻すことができ、下流側のロボット5,6,7のハンド11による把持を容易にすることができる。
1 ワーク仕分けシステム
2 ワーク搬送用コンベア(コンベア)
3 カメラ
4,5,6,7 ロボット
8 制御部
9 大グループ分類部
10 エンコーダ(搬送位置検出部)
11 ハンド
12 重量計(重量測定部)
13,14,15,16,17 仕分け先コンベア(搬出先)
3L,2L,L,M,S,SS 小グループ
W ワーク
2 ワーク搬送用コンベア(コンベア)
3 カメラ
4,5,6,7 ロボット
8 制御部
9 大グループ分類部
10 エンコーダ(搬送位置検出部)
11 ハンド
12 重量計(重量測定部)
13,14,15,16,17 仕分け先コンベア(搬出先)
3L,2L,L,M,S,SS 小グループ
W ワーク
Claims (11)
- 重量の異なる複数種のワークをランダムに搬送してくるコンベアと、
該コンベアによる前記ワークの搬送位置を検出する搬送位置検出部と、
前記コンベアによって搬送されている前記ワークを撮影するカメラと、
前記コンベアによる搬送方向に沿って配置され、前記コンベア上の前記ワークを取り出し可能なハンドと、該ハンドにより取り出された前記ワークの重量を測定する重量測定部とを装着した複数のロボットと、
各該ロボットを制御する制御部と、
前記カメラにより取得された前記ワークの画像に基づいて、各前記ロボットに割り当てられる2以上の大グループに前記ワークを分類する大グループ分類部とを備え、
前記制御部は、前記カメラにより取得された前記ワークの画像と前記搬送位置検出部により検出された前記ワークの搬送位置とに基づいて、各前記ロボットを前記コンベアの動作に追従させながら各前記ロボットに前記ワークのハンドリングを行わせるビジュアルトラッキング部を備えるとともに、各前記ロボットに割り当てられた前記大グループに分類された前記ワークを前記ビジュアルトラッキング部により前記ハンドによって前記コンベアから取り出させ、前記重量測定部により測定された重量に基づいて、前記大グループに含まれる小グループ毎に前記ワークを仕分けるよう制御するワーク仕分けシステム。 - 前記制御部は、各前記ロボットの前記重量測定部により重量を測定した前記ワークが、搬送方向のより下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属すると判定されたときに、当該ワークが属する前記大グループを訂正するとともに、前記ビジュアルトラッキング部により、当該ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に当該ワークを戻させるよう制御する請求項1に記載のワーク仕分けシステム。
- 前記制御部は、前記ワークについて、該ワークが属する前記大グループを訂正するときに、前記重量測定部により測定された重量に基づいて、当該ワークの前記小グループを設定し、より下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属する前記ワークに前記小グループが設定されているときに、設定されている前記小グループに前記ワークを仕分けるように他の前記ロボットを制御する請求項2に記載のワーク仕分けシステム。
- 前記制御部は、前記ビジュアルトラッキング部により、当該ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に元の姿勢で当該ワークを戻させるよう制御する請求項2または請求項3に記載のワーク仕分けシステム。
- 前記コンベアの搬送方向に隣接する前記ロボットに割り当てられた2つの前記大グループが、共通の前記小グループを備える請求項1から請求項4のいずれかに記載のワーク仕分けシステム。
- 共通の前記小グループが、共通の搬出先に割り当てられている請求項5に記載のワーク仕分けシステム。
- 前記ハンドを装着し、前記重量測定部を備えていないロボットが、前記コンベアの搬送方向の最下流に配置されている請求項1から請求項6のいずれかに記載のワーク仕分けシステム。
- コンベアによってランダムに搬送されてくる重量の異なる複数種のワークを撮影するステップと、
撮影により取得された前記ワークの画像に基づいて、2以上の大グループに前記ワークを分類するステップと、
前記画像と前記コンベアの搬送位置とに基づいて、前記コンベアの搬送方向に沿って配置された複数のロボットを前記コンベアの動作に追従させながら、各前記ロボットに割り当てられた前記大グループに分類された前記ワークを各前記ロボットに前記コンベアから取り出させて、重量を測定するステップと、
測定された前記重量に基づいて、自身に割り当てられた前記大グループに含まれる小グループ毎に前記ワークを前記ロボットに仕分けさせるステップとを含むワーク仕分け方法。 - 前記重量を測定するステップにより重量が測定された前記ワークが、搬送方向のより下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属すると判定されたときに、当該ワークが属する前記大グループを訂正するとともに、当該ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に当該ワークを戻させる請求項8に記載のワーク仕分け方法。
- 前記ワークについて、該ワークが属する前記大グループを訂正するときに、測定された重量に基づいて、当該ワークの前記小グループを設定し、より下流に位置する他の前記ロボットに割り当てられた前記大グループに属する前記ワークに前記小グループが設定されているときに、他の前記ロボットに、設定されている前記小グループに前記ワークを仕分けさせる請求項9に記載のワーク仕分け方法。
- 前記ワークを取り出した前記ロボットに前記コンベアの元の位置に元の姿勢で当該ワークを戻させる請求項9または請求項10に記載のワーク仕分け方法。
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