(57)【要約】【課題】搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法および自動芯出しシステムにおいて、簡単な構成により、安全かつ容易で作業者の熟練度によらずに、作業時間とコストを低減して芯出しを可能とする。【解決手段】搬送ロボット１におけるワークを搬送するためのロボットハンド１１に把持させた治具３に線状の基準部４を設け、機械設備２側であってロボットハンド１１に対向する部分に基準部４を検出するセンサ５を設け、ロボットハンド１１を、基準部４の線方向に対して略直交する方向に移動させ、センサ５によって基準部４を検出することにより、移動方向における芯出しを行う。ロボットハンド１１が本来備えている精度良い位置出し機能を活用することにより、作業者が大まかな位置決めをするだけで、任意の軸方向の芯出しが可能である。【選択図】図１
2010005765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにワークを授受する搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法において、
前記搬送ロボットにおけるワークを搬送するためのロボットハンドまたは該ロボットハンドに把持させた治具に線状の基準部を設け、
前記機械設備側であって前記ロボットハンドに対向する部分に前記基準部を検出するセンサを設け、
前記ロボットハンドを、前記基準部の線方向に対して略直交する方向に移動させ、前記センサによって前記基準部を検出することにより、当該移動方向における芯出しを行うことを特徴とする芯出し方法。
【請求項２】
前記基準部を前記搬送ロボット側ではなく前記機械設備側に設け、前記センサを前記機械設備側ではなく前記ロボットハンド側に設けて前記芯出しを行う請求項１に記載の芯出し方法。
【請求項３】
前記基準部に加え、該基準部に交わる方向の線状の基準部をさらに設け、前記センサによって前記２本の基準部のそれぞれについて、前記ロボットハンドの前記移動および前記芯出しを行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の芯出し方法。
【請求項４】
前記２本の基準部が、前記センサによって互いに識別可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の芯出し方法。
【請求項５】
前記センサによって検出される前記基準部の特性が、該基準部の線方向に対する勾配情報を有しており、前記基準部の線方向に対して略直交する方向の移動において前記勾配を検出することにより、前記移動方向における芯出しと共に該基準部の線方向についても芯出しを行うことを特徴とした請求項１または請求項２に記載の芯出し方法。
【請求項６】
前記芯出しを１回目の芯出しとし、該芯出しの後、前記基準部をもとの位置とは異なる位置に回転させてから２回目の芯出しを行うことにより、異なる２方向における芯出しを行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の芯出し方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の芯出し方法によって芯出しを行う自動芯出しシステムであって、
前記搬送ロボットまたは前記機械設備を制御して、前記基準部を検出するために前記基準部と前記センサとを相対移動させ、または、２回目の芯出しを行うために前記基準部を回転させる動作制御装置と、
前記相対移動時に得られる前記センサからの出力を演算処理して芯出し情報を算出する演算装置と、
前記演算装置が算出した前記芯出し情報を前記搬送ロボットに記憶させる記憶指示装置と、を備えたことを特徴とする自動芯出しシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを搬送する搬送ロボットとワークが搬送される機械設備との間の芯出し方法および自動芯出しシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機械設備へのワークの搬送と供給のために、ロボットハンドを有する搬送ロボットが用いられている。これらの搬送ロボットや機械設備のレイアウト変更やメンテナンスなどによって相互の位置関係が変わると、最終的に互いに正しい位置関係を実現できるように相互の基準点を確定する、いわゆる芯出しが必要となる。芯出しを行う方法として、例えば、搬送ロボットの隣接するアームの双方に、予め孔や溝を設けておき、これらの孔や溝を互いに一致させて棒状部材を挿入することにより、相互の位置関係を確定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭５９−１７１０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような棒状部材を用いる芯出し方法においては、作業者が搬送ロボットの間近で搬送ロボットを操作しつつ孔や溝の位置を一致させて棒状部材を挿入する作業を行わなければならず危険である。また、棒状部材を挿入できるように孔や溝を重ね合わせる作業には、微妙な位置決めのための高度なロボット操作が必要であり、ロボット操作に熟練した作業者が必要となり、操作に熟練していない場合には作業時間が長くなり、作業コストもかかるという問題がある。また、孔や溝と棒状部材との公差による精度限界や、ガタの発生により、位置決め精度に限界がある。また、人の作業であるため位置決め精度が作業者によって異なる可能性もある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、安全かつ容易で作業者の熟練度によらずに、作業時間とコストを低減して安全、容易に芯出しを実現できる搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法および自動芯出しシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、互いにワークを授受する搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法において、前記搬送ロボットにおけるワークを搬送するためのロボットハンドまたは該ロボットハンドに把持させた治具に線状の基準部を設け、前記機械設備側であって前記ロボットハンドに対向する部分に前記基準部を検出するセンサを設け、前記ロボットハンドを、前記基準部の線方向に対して略直交する方向に移動させ、前記センサによって前記基準部を検出することにより、当該移動方向における芯出しを行うものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の芯出し方法において、前記基準部を前記搬送ロボット側ではなく前記機械設備側に設け、前記センサを前記機械設備側ではなく前記ロボットハンド側に設けて前記芯出しを行うものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の芯出し方法において、前記基準部に加え、該基準部に交わる方向の線状の基準部をさらに設け、前記センサによって前記２本の基準部のそれぞれについて、前記ロボットハンドの前記移動および前記芯出しを行うものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の芯出し方法において、前記２本の基準部が、前記センサによって互いに識別可能に設けられているものである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１または請求項２に記載の芯出し方法において、前記センサによって検出される前記基準部の特性が、該基準部の線方向に対する勾配情報を有しており、前記基準部の線方向に対して略直交する方向の移動において前記勾配を検出することにより、前記移動方向における芯出しと共に該基準部の線方向についても芯出しを行うものである。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１または請求項２に記載の芯出し方法において、前記芯出しを１回目の芯出しとし、該芯出しの後、前記基準部をもとの位置とは異なる位置に回転させてから２回目の芯出しを行うことにより、異なる２方向における芯出しを行うものである。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の芯出し方法によって芯出しを行う自動芯出しシステムであって、前記搬送ロボットまたは前記機械設備を制御して、前記基準部を検出するために前記基準部と前記センサとを相対移動させ、または、２回目の芯出しを行うために前記基準部を回転させる動作制御装置と、前記相対移動時に得られる前記センサからの出力を演算処理して芯出し情報を算出する演算装置と、前記演算装置が算出した前記芯出し情報を前記搬送ロボットに記憶させる記憶指示装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ロボットハンドが本来備えている精度良い位置出し機能を活用するので、作業者が大まかな位置決めをするだけで、熟練した作業者に頼ることなく、安全かつ容易に精度の高い芯出しが可能であり、工数とコストの削減が実現できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項７と同等の効果が得られる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、２軸の芯出しをより容易に行える。また、２軸芯出しのために基準部を回転するということが不要であり、工数を削減できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、２軸方向の芯出しを互いに他の基準部の存在に影響されることなく、より確実に行うことができる。例えば、一方の軸方向における芯出しを行っているときのロボットハンドの移動軌跡が他方の軸用の基準部と一致した場合であっても、互いの基準部を識別して交点を認識できるので、芯出し可能である。
【００１６】
請求項５の発明によれば、ロボットハンドの１回の移動で、同時に２軸の芯出しが可能であり、さらに工数を削減できる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、簡単な作業で２軸方向の芯出しが可能である。
【００１８】
請求項７の発明によれば、一連の詳細な芯出しを自動化できるので、安全かつ容易で熟練した作業者に頼ることなく、工数とコストの削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る搬送ロボットと機械設備との間の芯出し方法および自動芯出しシステムについて、図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
本実施形態では、図１、図２を参照して、互いにワークを授受する搬送ロボット１と機械設備２との間の芯出し方法を説明する。この芯出し方法は、図１（ａ）に示すように、搬送ロボット１におけるワークを搬送するためのロボットハンド１１に把持させた治具３に線状の基準部４を設け、機械設備２側であってロボットハンド１１に対向する部分に基準部４を検出するセンサ５を設け、ロボットハンド１１を、基準部４の線方向に対して略直交する方向に移動させ、センサ５によって基準部４を検出することにより、移動方向における芯出しを行うものである。
【００２１】
搬送ロボット１は、例えば、機械加工、組み付け加工、検査、測定、調整、表示付与などの処理が行われるワーク（電気部品や機械部品など）を所定の収納棚や搬送コンベア上等から取り出して、機械設備２に引き渡す自動装置である。搬送ロボット１は、ロボットハンド１１を駆動し、空間移動させる駆動機構１２と、既定のプログラムに基づいて駆動機構１２を制御してロボットハンド１１にワークの搬送を行わせるロボットコントローラ１３と、を備えている。
【００２２】
機械設備２は、搬送ロボット１から受け取ったワークに前述の加工等の処理を行う装置である。処理されたワークは、搬送ロボット１、または他の装置によって、機械設備２から取り外される。
【００２３】
搬送ロボット１と機械設備２との間で、ワークを破損することなく、また、ワークの授受が失敗することなく行われるように、搬送ロボット１のロボットハンド１１と機械設備２との相互の位置関係を確定する、いわゆる芯出しが必要である。搬送ロボット１や機械設備２を設置したときや、保守点検や配置変えなどをした後に、本実施形態の芯出し方法が用いられる。
【００２４】
本実施形態では、ワークが機械設備２において水平に保持されて処理されるものとする。そこで、ロボットハンド１１は、例えば壁掛け式であったり、上部より吊り下げられる構造であって、ワークを水平方向のｘ，ｙ軸と鉛直方向のｚ軸の３軸方向に移動して機械設備２におけるワーク載置面にワークを移載する。この場合、ｘ軸方向とｙ軸方向（これらは必ずしも直交するとは限らない）について、ロボットハンド１１と機械設備２との間で芯出しが行われる。芯出し作業は、言い換えると、搬送ロボット１が位置基準とする座標系と、機械設備２が位置基準とする座標系とを関連づける作業である。ここで、上述の３軸方向から成るｘｙｚ座標系を両者に共通の座標系とする。また、機械設備２におけるワーク載置面は、ｘｙ面にあるものとする。
【００２５】
芯出しに用いられる治具３は、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、円板形状をしており、その表面に円板の中心を通る直線状のスリットが基準部４として形成されている。スリットの幅は必要な芯出し精度に応じて決められる。例えば、必要な芯出し精度が±０．２５ｍｍ程度であれば、スリットの幅は０．５ｍｍ程度とされる。
【００２６】
治具３は、把持部１１ａによってロボットハンド１１に把持され、その基準部４を設けた治具３の表面は機械設備２におけるワーク載置面に平行とされている。また、基準部４（スリット）の線方向は、ｘ軸に関する芯出しを行う場合に、ｘ軸に直交する方向とされる。基準部４とセンサ５との距離はできるだけ近くに設定される。このような治具３の配置は、作業者が搬送ロボット１のロボットコントローラ１３を操作して行われる。
【００２７】
センサ５は、光ビームを用いる距離センサであり、センサ取付基板５１に取り付けられた状態で、機械設備２におけるワーク固定治具２１によってワーク載置面に固定される。センサ５の出力は、出力表示装置５０に検出場所（例えば、座標値）に対応づけて表示される。
【００２８】
作業者は、基準部４の大まかな位置決め配置を行った後、センサ５を動作させた状態で、ロボットハンド１１をｘ軸方向に沿って、予め設定した範囲、例えば、±５ｍｍ程度の範囲を移動させる。この治具３を把持したロボットハンド１１の移動は、図１（ｂ）に示すように、センサ５が直線ｘ１に沿って移動することと同じ効果を生じる。
【００２９】
上述の直線ｘ１に沿った移動によって、センサ５の出力Ｖが、図２（ａ）に示すように、出力表示装置５０に表示される。出力Ｖは、センサ５によって測定された距離が遠いほど大きな値として表示されている。そこで、作業者は、基準部４に相当する凸部形状の出力位置から、ｘ軸方向の芯出し位置ｘ０を決定することができる。また、基準部４以外の出力値からｚ軸（高さ）方向における位置調整が可能である。
【００３０】
また、ｙ軸方向の芯出しを行う場合には、図１（ｃ）に示すように、治具３を把持したロボットハンド１１を９０゜回転させることにより、基準部４の方向を回転させ、ロボットハンド１１をｙ軸方向（直線ｙ１方向）に沿って移動させる。すると、図２（ｂ）に示すように、ｙ軸方向のセンサ出力Ｖが得られ、これにより、作業者は芯出し位置ｙ０を決定することができる。なお、ロボットハンド１１に回転機能がない場合には、作業者が治具３を回転させた後、ロボットハンド１１に把持させればよい。一般に、１回目の芯出しの後、基準部４をもとの位置とは異なる位置に回転させてから２回目の芯出しを行うことにより、異なる２方向における芯出しを行うことができる。
【００３１】
本実施形態では、治具３に基準部４を設ける例を示したが、基準部４をロボットハンド１１に直接設けるようにしてもよい。また、基準部４は、スリットのような凹部に限らず、線状の凸部からなる基準部としてもよい。また、スリットや線状凸部と距離を測定するセンサ５との組合せに代えて、線状の被検知マークとそのマークの位置を読み取る視覚センサの組み合わせとしてもよい。
【００３２】
また、基準部４を搬送ロボット１のロボットハンド１１側ではなく機械設備２側に設け、センサ５を機械設備２側ではなくロボットハンド１１側に設けて芯出しを行うこともできる。なお、当然のことながら、センサ５の位置は、これを保持する搬送ロボット１、または機械設備２に対して事前に確定され、基準部４の位置も同様に確定されている。そして、芯出し作業は、センサ５と基準部４との相互位置の関係を確定する作業となる。
【００３３】
本実施形態の芯出し方法によれば、ロボットハンド１１が本来備えている精度良い位置出し機能を活用することにより、作業者が大まかな位置決めをするだけで、任意の軸方向について、熟練した作業者に頼ることなく、安全かつ容易に精度の高い芯出しが可能であり、工数とコストの削減が実現できる。また、治具３を回転させるなどの簡単な作業で複数軸方向の芯出しが可能である。
【００３４】
（第２の実施形態）
図３乃至図７を参照して、第２の実施形態に係る自動芯出しシステムを説明する。芯出しの対象となる搬送ロボット１と機械設備２の構成は、第１の実施形態に示したものと同様である。また、治具３が機械設備２側に保持され、センサ５がロボットハンド１１に把持されている点が、第１の実施形態と異なるが、芯出し方法の原理は第１の実施形態で説明したものと同様である。
【００３５】
本実施形態における自動芯出しシステム６は、図３に示すように、搬送ロボット１または機械設備２を制御して、基準部４を検出するために基準部４とセンサ５とを相対移動させ、または、２回目の芯出しを行うために基準部４を回転させる動作制御装置６１と、前記相対移動時に得られるセンサ５からの出力を演算処理して芯出し情報を算出する演算装置６２と、演算装置６２が算出した芯出し情報を搬送ロボット１に記憶させる記憶指示装置６３と、を備えている。
【００３６】
より詳述すると、動作制御装置６１は、ロボットコントローラ１３を制御することにより、ロボットハンド１１に機械設備２に対する相対移動を行わせる。また、動作制御装置６１は、機械設備２におけるモータドライバ２２を制御することにより、ワーク固定治具２１によって固定された治具３を水平面内で回転して、２回目の芯出しの設定を行う。
【００３７】
自動芯出しシステム６は、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入出力装置やインターフェイスやＡＤ／ＤＡ変換器などを備えた一般的な電子計算機、およびその上のプロセスや機能の集合として構成することができる。
【００３８】
ここで、上述の自動芯出しシステム６を用いて行う、ｘ軸方向、およびｘ軸方向とは異なる任意の方向であるａ軸方向の２軸方向についての自動芯出しを説明する。図４のフローチャートに示すように、人間（作業者）が搬送ロボット１の制御装置（例えば、ロボットコントローラ１３）や、機械設備２の制御装置（例えば、モータドライバ２２）を操作して、搬送ロボット１と機械設備２との大まかな芯出しを実行する。その後、治具３とセンサ５とを設定して、自動芯出しシステム６に予めインストールされている芯出し用のソフトウエアを起動する（Ｓ１）。
【００３９】
なお、上記ステップＳ１における治具３の設定に際し、作業者は、基準部４の方向を特定の方向に設定する必要はない。すなわち、自動芯出しシステム６は、治具３における基準部４の方向を検出すると共に、基準部４の方向をｘ軸に直交する方向に自動設定する（Ｓ２）。
【００４０】
上述の自動設定に際し、図５（ａ）に示すように、互いに所定距離ｄだけ離れたｘ軸方向の直線ｘ１と直線ｘ２に沿うように、ロボットハンド１１が動作制御装置６１によって移動され、図５（ｂ）に示すように、２種類の出力Ｖが測定される。演算装置６２は、２種類の出力Ｖからずれ量Δｘを検出し、ずれ量Δｘと所定距離ｄとから基準部４のｘ軸からの傾き角度αを算出する。角度αが求められると、動作制御装置６１がモータドライバ２２を制御して、ワーク固定治具２１を角度αだけ回転し、治具３における基準部４の方向をｘ軸に直交する方向に設定する。
【００４１】
次に、自動芯出しシステム６は、センサ出力を記録しつつ、図６（ａ）に示すように、ｘ軸方向の直線ｘ１に沿ってロボットハンド１１、従ってセンサ５を移動させて、図６（ｂ）に示すセンサ５の出力Ｖデータを取得し、ｘ軸方向の芯出し位置ｘ０を検出し決定する（Ｓ３）。芯出し位置ｘ０の検出と決定は、演算装置６２がセンサ５の出力Ｖ波形におけるピーク位置を検出することにより、自動で行われる。
【００４２】
次に、自動芯出しシステム６は、モータドライバ２２を制御して、、図７（ａ）に示すように、ワーク固定治具２１を所定の角度θだけ回転し、治具３における基準部４の方向をａ軸に直交する方向に設定する（Ｓ４）。その後、自動芯出しシステム６は、センサ出力を記録しつつａ軸方向の直線ａ１に沿ってロボットハンド１１、従ってセンサ５を移動させて、図７（ｂ）に示すセンサ５の出力Ｖデータを取得し、ａ軸方向の芯出し位置ａ０を検出し決定する（Ｓ５）。芯出し位置ａ０の検出と決定は、上記同様に、演算装置６２によって自動で行われる。
【００４３】
上述のｘ軸方向の芯出し位置ｘ０と、ａ軸方向の芯出し位置ａ０とが決定されると、自動芯出しシステム６が、位置ｘ０，ａ０の値をロボットコントローラ１３に記憶させて（Ｓ６）、自動芯出し処理が終了する。
【００４４】
自動芯出しシステム６によれば、最初の設定を作業者が行うだけで、その後の２軸方向についての一連の詳細な芯出し、並びに、搬送ロボット１へのティーチング（芯出し位置情報の記憶）を自動化できる。従って、安全かつ容易に、熟練した作業者に頼ることなく、芯出しを行うことができ、工数とコストの削減が可能となる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図８乃至図１０を参照して、第３の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、基準部４に特徴があり、他の点は第１および第２の実施形態と同様である。また、図８（ａ）に示すように、治具３は機械設備２側に保持され、センサ５はロボットハンド１１に把持されているとして説明するが、逆の配置でも同様である。
【００４６】
治具３は、図８（ｂ）に示すように、基準部４に加え、基準部４に交わる方向の線状の基準部４１を有している。２本の基準部４，４１は、センサ５によって互いに識別可能に形成されている。例えば、本実施形態では、基準部４が基準部４１よりも深いスリットで形成されており、両者はその深さで識別される。
【００４７】
そこで、センサ５が直線ｘ１に沿って移動するようにロボットハンド１１を移動させると、図９（ａ）に示すようなセンサ５の出力Ｖが得られ、直線ｘ２に沿う移動では、常にスリットの内部を移動することになるので、図９（ｂ）に示すような出力Ｖが得られる。
【００４８】
また、センサ５が直線ｙ１に沿って移動するようにロボットハンド１１を移動させると、図１０（ａ）に示すようなセンサ５の出力Ｖが得られ、直線ｙ２に沿う移動では、常に一定深さのスリットの内部を移動することになるので、図１０（ｂ）に示すような平坦な出力Ｖとなる。
【００４９】
上述の図１０（ｂ）に示した平坦な出力Ｖとなる場合を除いて、センサ５の移動によって、芯出しを行うことができる。また、出力Ｖが平坦になって芯出しが行えない場合には、ロボットハンド１１を移動させる直線の位置を変更すればよい。
【００５０】
また、上述の図９（ｂ）に示したような出力Ｖから、センサ５がスリットの内部を移動していることが分かる。これは、ｙ軸方向における芯出しが成されていることを示す。従って、このような出力Ｖによって、ｘ軸方向とｙ軸方向との２軸について同時に芯出しが行われる、すなわち芯出しデータが得られることになる。
【００５１】
本実施形態の芯出し方法によれば、２つの基準部を設けたので、治具３、従って基準部４を回転することなく、ロボットハンド１１の移動方向を変えることにより２軸の芯出しを容易に行うことができ、工数を削減できる。また、互いの基準部を識別可能としているので、特殊な場合を除いて、２軸方向の芯出しを互いに影響されることなく、確実に行うことができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
図１１乃至図１３を参照して、第４の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第３の実施形態における２つの基準部４，４１に、さらなる識別性を加えたものであり、他の点は第３の実施形態と同様である。すなわち、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、治具３における基準部４，４１のスリット部の深さを互いに異ならせることに加え、基準部４，４１の交点部分の深さを各スリット部の深さとは異なるものとしている。図の例では、基準部４のスリットよりも基準部４１のスリットが深く、これらの交点４０の深さは、各スリットよりもさらに深くされている。
【００５３】
すると、スリット部を外した位置の直線ｘ１、およびスリット４１の内部に位置する直線ｘ２に沿って移動するセンサ５の出力Ｖは、それぞれ図１２（ａ）（ｂ）のようになる。また、スリット部を外した位置の直線ｙ１、およびスリット４の内部に位置する直線ｙ２に沿って移動するセンサ５の出力Ｖは、それぞれ図１３（ａ）（ｂ）のようになる。いずれの場合であっても、ｘ軸方向、またはｙ軸方向における芯出しを行うことができる。
【００５４】
（第５の実施形態）
図１４、図１５を参照して、第５の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、１本の基準部と１回のロボットハンド１１の移動によって２軸方向の芯出しを行うものであり、他の点は第１，２の実施形態等と同様である。
【００５５】
この芯出し方法は、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、治具３の基準部４に特徴があり、基準部４の特性が、基準部４の線方向に対する勾配情報を有しており、基準部４の線方向（ｙ方向とする）に対して略直交する方向（ｘ方向とする）の移動において前記勾配を検出することにより、移動方向における芯出しと共に基準部４の線方向についても芯出しを行うものである。
【００５６】
より具体的に説明すると、基準部４はｙ方向に沿って傾斜した深さを有し、その深さｈが、ｙ軸方向に沿った各位置ｐ１，ｐ２，ｐ３において、それぞれ深さｈ１，ｈ２，ｈ３というように一意的に確定されている。そこで、深さｈ１等から位置ｐ１等が確定されることになる。
【００５７】
図１５（ａ）（ｂ）は、センサ５の出力Ｖから、ｘ軸方向とｙ軸方向との芯出しを行う様子を示す。ｘ軸方向の芯出しは、第１の実施形態と同様に、出力Ｖのピークの位置によって行われる。また、ｙ軸方向の芯出しは、出力Ｖのピークの高さΔＶと、基準部４のスリットの中心部の深さに対応する既知のピーク（不図示）の高さΔＶ０と、深さに関する既知の勾配情報とに基づいて行われる。
【００５８】
基準部４の線方向に対する勾配情報を持たせるために、上述のような深さの変化するスリットに変えて、基準部４の線方向に勾配を持つ突起としてもよく、色や濃度が勾配を持つ線状の被検知マークと視覚センサの組み合わせとしてもよい。本実施形態の芯出し方法によれば、ロボットハンド１１の１回の移動で、同時に２軸の芯出しが可能であり、より工数を削減できる。
【００５９】
（第６の実施形態）
図１６を参照して、第６の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第５の実施形態における深さ勾配を有するスリットに変えて、スリットの幅に勾配を持たせたものであり、他の点は第３の実施形態と同様である。すなわち、図１６（ａ）に示すような基準部４に対して、直線ｘ１に沿ってセンサ５を移動すると、図１６（ｂ）に示す出力Ｖが得られ、直線ｘ２に沿ってセンサ５を移動すると、図１６（ｃ）に示すように、より広いピークを有する出力Ｖが得られる。
【００６０】
従って、出力Ｖのピークの位置によってｘ軸方向の芯出しを行うことができ、出力Ｖのピークの幅から基準部４の線方向の芯出しを行うことができる。
【００６１】
（第７の実施形態）
図１７を参照して、第７の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第３の実施形態におけるスリットからなる基準部４，４１に変えて、光反射体によって形成した基準部４ａ，４ｂを用いるものであり、他の点は第３の実施形態と同様である。
【００６２】
センサ５は、図１７（ａ）に示すように、図１７（ｂ）に示す治具３からの反射光の強度を測定する。また、センサ５は、反射強度に加えて、治具３までの距離を測定する機能を備えるようにしてもよい。センサ５と治具３との距離は、十分な反射光を測定可能な距離、例えば数ｃｍであればよく、また基準部４を狭くして精度を上げる場合には、設定可能な限り接近させて、例えば１ｍｍ前後まで接近させた距離とすることができる。
【００６３】
治具３は、円板形状であって、その中心を通る十字形状に光反射体が形成され、その光反射体が基準部４ａ，４ｂを構成する。基準部４ａ，４ｂにおける光反射率は、治具３の他の部分４ｃとは異なる反射率とされ、また、基準部４ａ，４ｂの交点部分の反射率とも異なる値にされている。このような光反射体を有する治具３は、シリコン半導体基板などに金属膜を成膜することにより、通常の機械精度に求められる任意の幅の基準部４ａ，４ｂを、容易に製造することができる。
【００６４】
（第８の実施形態）
図１８を参照して、第８の実施形態に係る自動芯出し方法を説明する。本実施形態で説明する芯出し方法は、第３の実施形態におけるスリットからなる直線状の基準部４，４１に変えて、図１８（ａ）に示すように、リング状の基準部４を用いるものであり、他の点は第３の実施形態と同様である。基準部４が線状のリングから成っており、そのリングは、円板状の治具３と同心とされている。
【００６５】
そこで、直線ｘ１に沿ってセンサ５を移動させると、図１８（ｂ）に示すように、２つのピークを有する出力波形が得られる。その２つのピークの中央部に、芯出し位置ｘ０が決定される。このような基準部４を備える治具３を用いると、治具３を回転することなく、任意の方向における芯出しを行うことができる。
【００６６】
なお、本発明は、上記した各実施形態における構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、治具３は円板状として説明したが、多角形でもよく、基準部４の位置を再現性良く確定して取り付けられる形状のものであればよい。また、上述した各実施形態における構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。例えば、基準部４の構成方法としてのスリット、突起、映像用マークなどを、任意に組み合わせることができる。また、上述した各実施形態において、手動または自動で行う旨の明記のない芯出し方法は、第１の実施形態のように手動で行うこともでき、第２の実施形態のように自動で行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る自動芯出し方法を説明するための搬送ロボットと機械設備の側面図、（ｂ）は同システムで用いられる線状の基準部を設けた治具の平面図、（ｃ）は（ａ）の治具を回転した平面図。
【図２】（ａ）は同上システムによるｘ方向における芯出し時のセンサ出力図、（ｂ）は同じくｙ方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図３】第２の実施形態に係る自動芯出しシステムのブロック構成図。
【図４】同上システムを用いた芯出し処理のフローチャート。
【図５】（ａ）は基準部の傾きを求める手順を示す治具の平面図、（ｂ）は同傾きを求めるときのセンサ出力図。
【図６】（ａ）はｘ方向の芯出し手順を示す治具の平面図、（ｂ）はｘ方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図７】（ａ）はａ方向の芯出し手順を示す治具の平面図、（ｂ）はａ方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図８】（ａ）は第３の実施形態に係る芯出し方法を説明するための搬送ロボットと機械設備の側面図、（ｂ）は同方法で用いられる２つの基準部を設けた治具の平面図。
【図９】（ａ）は図８（ｂ）におけるｘ１方向における芯出し時のセンサ出力図、（ｂ）は同じくｘ２方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図１０】（ａ）は図８（ｂ）におけるｙ１方向における芯出し時のセンサ出力図、（ｂ）は同じくｙ２方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図１１】（ａ）は第４の実施形態に係る芯出し方法で用いられる基準部を設けた治具の平面図、（ｂ）は（ａ）のｘ方向中央断面図、（ｃ）はｙ方向中央断面図。
【図１２】（ａ）は図１１（ａ）におけるｘ１方向における芯出し時のセンサ出力図、（ｂ）は同じくｘ２方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図１３】（ａ）は図１１（ａ）におけるｙ１方向における芯出し時のセンサ出力図、（ｂ）は同じくｙ２方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図１４】（ａ）は第５の実施形態に係る芯出し方法で用いられる基準部を設けた治具の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線断面図。
【図１５】（ａ）は図１４（ｂ）における位置ｐ１における芯出し時のセンサ出力図、（ｂ）は同じく位置ｐ３における芯出し時のセンサ出力図。
【図１６】（ａ）は第６の実施形態に係る芯出し方法で用いられる基準部を設けた治具の平面図、（ｂ）は（ａ）のｘ１方向における芯出し時のセンサ出力図、（ｃ）は同じくｘ２方向における芯出し時のセンサ出力図。
【図１７】（ａ）は第７の実施形態に係る芯出し方法を説明するための搬送ロボットと機械設備の側面図、（ｂ）は同方法で用いられる基準部を設けた治具の平面図。
【図１８】（ａ）は第８の実施形態に係る芯出し方法で用いられる基準部を設けた治具の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｘ１方向におけるセンサ出力図。
【符号の説明】
【００６８】
１    搬送ロボット
１１    ロボットハンド
２    機械設備
３    治具
４，４１    基準部
５    センサ
６    自動芯出しシステム
６１    動作制御装置
６２    演算装置
６３    記憶指示装置
ａ１，ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２    移動方向
Ｖ    出力
【図１】
2010005765.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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