(57)【要約】【課題】距離センサを併用することなく撮像装置を用い、ワークのエッジ部から離れた位置に存在しているバリであっても除去することができるバリ取りシステムを提供する。【解決手段】ロボット１０と撮像装置２０とバリ除去装置３０と制御手段４０とを備え、ワークＷは予め設定されたワーク初期位置に配置され、ワークのバリ面ＷＭには微小突起であるバリＷＢを有している。制御手段は、ロボットを制御して、ワーク初期位置のワークを把持して撮像装置の光軸２１Ｚ方向とバリ面とが略平行となるようにして撮像エリアに移動させ、撮像装置からの画像データに基づいて、仮想基準線２１Ｙとバリ面とを一致させ、バリが仮想基準線上に設定した仮想基準点に位置するように、バリ面が仮想基準線と一致した状態を維持しながら移動させた後、ワークを移動させて仮想基準点に位置していたバリをバリ除去装置にて除去する。【選択図】図１
2014161980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持可能な把持手段と、作業空間内において前記把持手段を移動させる移動手段と、前記把持手段を所定方向に旋回させる旋回手段と、を有するロボットと、
前記ロボットにて前記作業空間内の撮像エリアに移動されたワーク及び前記把持手段を撮像した画像データを出力する撮像装置と、
前記作業空間内に配置されてワークのバリを取り除くことが可能なバリ除去装置と、
前記撮像装置からの画像データを取り込み、前記ロボットの動作を制御可能な制御手段と、を備え、
ワークは、予め設定されたワーク初期位置に配置され、当該ワークにおける所定平面であるバリ面には、当該バリ面から突出した微小突起であるバリを有しており、
前記制御手段は、前記ロボットを制御して、
前記ワーク初期位置に配置されているワークを前記把持手段にて把持させ、
把持手段にて把持しているワークを、前記撮像装置の光軸方向とバリ面とが略平行となるようにして前記撮像エリアに移動させ、
前記撮像装置からの画像データに基づいて、予め設定した仮想基準線と、バリ面と、を一致させるように前記把持手段を移動及び旋回させ、
前記撮像装置からの画像データに基づいて、ワークのバリ面に存在しているバリの位置を認識し、
認識したバリが前記仮想基準線上に設定した仮想基準点に位置するように、バリ面が前記仮想基準線と一致した状態を維持しながら前記把持手段を移動させ、
前記仮想基準点に位置しているバリを前記バリ除去装置にて除去するように前記把持手段を移動させて前記把持手段にて把持しているワークのバリを除去する、
バリ取りシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のバリ取りシステムであって、
前記制御手段は、ワークを把持した状態で前記把持手段を前記撮像エリアに移動させた後、前記仮想基準線とバリ面とを一致させる前に、前記把持手段に設けられている目印が前記撮像装置からの画像データ内の所定位置に撮像されるように前記把持手段を移動させる、
バリ取りシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバリ取りシステムであって、
前記制御手段は、前記仮想基準線とバリ面とを一致させる際、
前記仮想基準線と平行な第１仮想線と第２仮想線を設定し、
前記撮像装置からの画像データに撮像されているワークを前記第１仮想線と前記第２仮想線にて仮想的に挟み込み、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との間隔が最小となるように前記把持手段を移動及び旋回させて前記仮想基準線とバリ面とを平行にして、
バリ面が前記仮想基準線と重なるように前記把持手段を移動させる、
バリ取りシステム。
【請求項４】
請求項１または２に記載のバリ取りシステムであって、
前記制御手段には、ワークに外接するようにワークを収容可能な矩形である仮想外接矩形と、前記仮想外接矩形に対するバリ面の傾斜角度であるバリ面傾斜角度と、が記憶されており、
前記制御手段は、前記仮想基準線とバリ面とを一致させる際、
前記仮想基準線と平行な第１仮想線と第２仮想線を設定し、
前記撮像装置からの画像データに撮像されているワークが前記仮想外接矩形内に接して収まるように前記仮想外接矩形を旋回させてワークの画像に前記仮想外接矩形を重ね合わせ、
前記撮像装置からの画像データに撮像されているワークに重ね合わせた前記仮想外接矩形を前記第１仮想線と前記第２仮想線にて仮想的に挟み込み、
前記第１仮想線と前記第２仮想線との間隔が最小となるように把持手段を移動及び旋回させて前記仮想外接矩形をワークとともに移動及び旋回させて前記仮想基準線と前記仮想外接矩形の一辺とを平行にして、
前記バリ面傾斜角度だけ前記把持手段を旋回させてバリ面と前記仮想基準線とを平行にした後、バリ面が前記仮想基準線と重なるように前記把持手段を移動させる、
バリ取りシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のバリ取りシステムであって、
前記制御手段は、ワークのバリ面に存在しているバリの位置を認識する際、
前記仮想基準線とバリ面が一致している状態の前記撮像装置からの画像データである基準線一致画像データに撮像されているワーク画像と、当該基準線一致画像データに撮像されているワーク画像にモルフォロジー演算を用いて微小突起を取り除いた画像である微小突起除去ワーク画像と、の差分からバリを求め、求めたバリの位置を認識する、
バリ取りシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のバリ取りシステムであって、
前記制御手段は、ワークを把持している前記把持手段を前記バリ除去装置まで移動させてバリを除去した後、ワークを把持している前記把持手段を前記撮像エリアに移動させ、前記撮像装置からの画像データに基づいて、バリが除去されているか否かを判定する、
バリ取りシステム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のバリ取りシステムであって、
前記仮想基準線は、画像データ中において前記撮像装置の光軸に直交する線であり、
前記仮想基準点は、画像データ中において前記撮像装置の光軸を示す点であり、
バリは、バリ面に対して直交しており、
バリ面は、バリとワークの接続点に接する平面である、
バリ取りシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットと撮像装置を用いて、ワークに形成されているバリを自動的に除去するバリ取りシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ワークを大量生産する際、型を用いてワークを成形する方法が一般化している。
例えば射出成形では、加熱溶融した樹脂を湯口から高圧で型内に充填してワークを得るが、湯口の部分にどうしてもバリが残る。
そして近年では、ワークの表面に形成されたバリを自動的に除去する、種々のバリ取り装置やバリ取り方法等が提案されている。
例えば特許文献１に記載された従来技術には、定盤上に加工物が無造作に配置されていても、撮像手段を用いて加工物及び加工物のエッジを認識して加工物のエッジの座標データを求め、エッジの座標データに基づいて仕上げ工具の位置を制御し、加工物のエッジに対して、スラグ処理、バリ取り、面取り、スケール除去等の仕上げ処理を行う、加工物の仕上げ方法及び装置が開示されている。
また、特許文献２に記載された従来技術には、画像センサと距離センサを併用してワークのバリ取り加工面のズレを計測し、ワーク位置決め時のズレ及び鋳物型の取り付けズレを補正してバリ取りを行う、鋳物バリ取り位置ズレ補正方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８２７４９号公報
【特許文献２】特開２００４−５８２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来技術では、撮像手段を用いた撮影データに基づいて、ワークのエッジ部のバリを認識して除去できるが、エッジ部から離れた位置に存在しているバリを認識及び除去することができない。
また特許文献２に記載された従来技術では、画像センサ（撮像装置）と距離センサの双方のセンサを必要としており、制御が複雑化する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、距離センサを併用することなく撮像装置を用い、ワークのエッジ部から離れた位置に存在しているバリであっても除去することができるバリ取りシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るバリ取りシステムは次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、ワークを把持可能な把持手段と、作業空間内において前記把持手段を移動させる移動手段と、前記把持手段を所定方向に旋回させる旋回手段と、を有するロボットと、前記ロボットにて前記作業空間内の撮像エリアに移動されたワーク及び前記把持手段を撮像した画像データを出力する撮像装置と、前記作業空間内に配置されてワークのバリを取り除くことが可能なバリ除去装置と、前記撮像装置からの画像データを取り込み、前記ロボットの動作を制御可能な制御手段と、を備えたバリ取りシステムであり、ワークは、予め設定されたワーク初期位置に配置され、当該ワークにおける所定平面であるバリ面には、当該バリ面から突出した微小突起であるバリを有している。
そして、前記制御手段は、前記ロボットを制御して、前記ワーク初期位置に配置されているワークを前記把持手段にて把持させ、把持手段にて把持しているワークを、前記撮像装置の光軸方向とバリ面とが略平行となるようにして前記撮像エリアに移動させ、前記撮像装置からの画像データに基づいて、予め設定した仮想基準線と、バリ面と、を一致させるように前記把持手段を移動及び旋回させ、前記撮像装置からの画像データに基づいて、ワークのバリ面に存在しているバリの位置を認識し、認識したバリが前記仮想基準線上に設定した仮想基準点に位置するように、バリ面が前記仮想基準線と一致した状態を維持しながら前記把持手段を移動させ、前記仮想基準点に位置しているバリを前記バリ除去装置にて除去するように前記把持手段を移動させて前記把持手段にて把持しているワークのバリを除去する。
【０００６】
この第１の発明によれば、撮像装置からの画像データに基づいて微小突起であるバリを認識し、バリの位置を仮想基準点と一致させて位置決めし、仮想基準点に位置決めしたバリをバリ除去装置にて除去する。
これにより、距離センサを併用することなく撮像装置を用い、ワークのエッジ部から離れた位置に存在しているバリであっても除去することができる。
【０００７】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るバリ取りシステムであって、前記制御手段は、ワークを把持した状態で前記把持手段を前記撮像エリアに移動させた後、前記仮想基準線とバリ面とを一致させる前に、前記把持手段に設けられている目印が前記撮像装置からの画像データ内の所定位置に撮像されるように前記把持手段を移動させる。
【０００８】
この第２の発明によれば、仮想基準線とバリ面縁部線とを一致させる前に、画像データ内におけるワークの位置を、適切な位置とすることができる。
これにより、次に行う作業である仮想基準線とバリ面縁部線とを一致させる作業を、適切に実行することができるようになる。
【０００９】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係るバリ取りシステムであって、前記制御手段は、前記仮想基準線とバリ面とを一致させる際、前記仮想基準線と平行な第１仮想線と第２仮想線を設定し、前記撮像装置からの画像データに撮像されているワークを前記第１仮想線と前記第２仮想線にて仮想的に挟み込み、前記第１仮想線と前記第２仮想線との間隔が最小となるように前記把持手段を移動及び旋回させて前記仮想基準線とバリ面とを平行にして、バリ面が前記仮想基準線と重なるように前記把持手段を移動させる。
【００１０】
この第３の発明によれば、ワークを仮想的に挟み込む第１仮想線と第２仮想線との間隔が最小となるように把持手段を移動及び旋回させることで仮想基準線とバリ面縁部線とを平行にし、バリ面縁部線と仮想基準線とが重なるように把持手段を移動させる。
これにより、比較的容易に、かつ比較的短時間に、仮想基準線とバリ面縁部線とを一致させることができる。
【００１１】
次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係るバリ取りシステムであって、前記制御手段には、ワークに外接するようにワークを収容可能な矩形である仮想外接矩形と、前記仮想外接矩形に対するバリ面の傾斜角度であるバリ面傾斜角度と、が記憶されている。
そして前記制御手段は、前記仮想基準線とバリ面とを一致させる際、前記仮想基準線と平行な第１仮想線と第２仮想線を設定し、前記撮像装置からの画像データに撮像されているワークが前記仮想外接矩形内に接して収まるように前記仮想外接矩形を旋回させてワークの画像に前記仮想外接矩形を重ね合わせ、前記撮像装置からの画像データに撮像されているワークに重ね合わせた前記仮想外接矩形を前記第１仮想線と前記第２仮想線にて仮想的に挟み込み、前記第１仮想線と前記第２仮想線との間隔が最小となるように把持手段を移動及び旋回させて前記仮想外接矩形をワークとともに移動及び旋回させて前記仮想基準線と前記仮想外接矩形の一辺とを平行にして、前記バリ面傾斜角度だけ前記把持手段を旋回させてバリ面と前記仮想基準線とを平行にした後、バリ面が前記仮想基準線と重なるように前記把持手段を移動させる。
【００１２】
この第４の発明によれば、第３の発明に対して、例えば図９や図１０に示すように、バリが存在している面が傾斜している場合や曲面である場合であっても、適切にバリ面と仮想基準線とを重ねることができる。
【００１３】
次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明〜第４の発明のいずれか１つに係るバリ取りシステムであって、前記制御手段は、ワークのバリ面に存在しているバリの位置を認識する際、前記仮想基準線とバリ面が一致している状態の前記撮像装置からの画像データである基準線一致画像データに撮像されているワーク画像と、当該基準線一致画像データに撮像されているワーク画像にモルフォロジー演算を用いて微小突起を取り除いた画像である微小突起除去ワーク画像と、の差分からバリを求め、求めたバリの位置を認識する。
【００１４】
この第５の発明によれば、モルフォロジー演算を用いることで、画像データ中の微小突起であるバリを、比較的容易に認識することができる。
【００１５】
次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明〜第５の発明のいずれか１つに係るバリ取りシステムであって、前記制御手段は、ワークを把持している前記把持手段を前記バリ除去装置まで移動させてバリを除去した後、ワークを把持している前記把持手段を前記撮像エリアに移動させ、前記撮像装置からの画像データに基づいて、バリが除去されているか否かを判定する。
【００１６】
この第６の発明によれば、除去したはずのバリが、確実に除去されていることを確認するので、万が一、バリの除去に失敗した不良品が発生しても、当該不良品が流出することを防止できる。
【００１７】
次に、本発明の第７の発明は、上記第１の発明〜第６の発明のいずれか１つに係るバリ取りシステムであって、前記仮想基準線は、画像データ中において前記撮像装置の光軸に直交する線であり、前記仮想基準点は、画像データ中において前記撮像装置の光軸を示す点であり、バリは、バリ面に対して直交しており、バリ面は、バリとワークの接続点に接する平面である。
【００１８】
この第７の発明によれば、高精度化や効率化等の観点から、仮想基準線と仮想基準点を適切に設定することが可能であり、バリの存在する面が曲面等であっても、適切にバリ面を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のバリ取りシステムの全体構成の例を説明する斜視図である。
【図２】対象とするワークの形状、バリの位置及び形状、の例を説明する正面図（Ａ）、右側面図（Ｂ）、斜視図（Ｃ）である。
【図３】制御手段の処理手順の例を説明するフローチャートである。
【図４】（Ａ）はワーク初期位置に配置されているワークをロボットの把持部（把持手段）にて把持する様子を説明する斜視図であり、（Ｂ）は把持部にて把持したワークを撮像装置の撮像エリアに移動させた様子を説明する図である。
【図５】（Ａ）は撮像装置の撮像エリアに移動されたワーク及び把持部を撮像した画像データの例であり、（Ｂ）は把持部の目印（マーカ）が画像データ内の所定位置（光軸の位置）に一致するようにワーク及び把持部を移動させた状態の画像データの例であり、（Ｃ）はワークのバリ面を仮想基準線と一致させた状態の画像データの例である。
【図６】ワークのバリ面を仮想基準線と一致させる様子の具体的な方法の例を説明する図である。
【図７】画像データ内に撮像されているワークのバリを認識し、認識したバリを仮想基準点と一致させるように移動させた状態を説明する画像データである。
【図８】仮想基準点と一致させたバリをバリ除去装置まで移動させて除去する様子を説明する斜視図である。
【図９】（Ａ）は、バリの存在するバリ面が、ワークの主軸方向に平行でなく傾斜しているワークの外観の例を示す斜視図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、当該ワークのバリ面と仮想基準線とを一致させる手順を説明する図である。
【図１０】（Ａ）は、バリの存在する面が、ワークの主軸方向に平行でなく曲面であるワークの外観の例と、この場合の（仮想）バリ面を示す斜視図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、当該ワークの（仮想）バリ面と仮想基準線とを一致させる手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なおＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されている図において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｚ軸は鉛直上方を示しており、Ｘ軸とＹ軸は水平方向を示している。
●［バリ取りシステム１の全体構成（図１）］
図１に示すように、バリ取りシステム１は、ロボット１０、撮像装置２０、バリ除去装置３０、制御手段４０（制御機）にて構成されており、ロボット１０、撮像装置２０、バリ除去装置３０は、テーブル２に載置されている。
【００２１】
ロボット１０は、例えばテーブル２に対して旋回可能な旋回部１１と、旋回部１１に対して旋回可能な第１アーム部１２と、第１アーム部１２に対して旋回可能な第２アーム部１３と、第２アーム部１３に対して旋回可能な把持部１４（把持手段に相当）と、把持部１４に設けられて間隔を変更可能なハンド部１４Ｒ、１４Ｌ等を有している。
ロボット１０は、ハンド部１４Ｒ、１４ＬにてワークＷを把持可能であり、テーブル２に対する旋回部１１、旋回部１１に対する第１アーム部１２、第１アーム部１２に対する第２アーム部１３、第２アーム部１３に対する把持部１４、のそれぞれを旋回させることで、ハンド部１４Ｒ、１４Ｌを、テーブル２上の作業空間Ｋ内の任意の位置に移動させることが可能であり、第２アーム部１３に対する把持部１４を旋回させることで、移動先において把持部１４を所定方向に旋回させることができる。
従って、把持部１４を作業空間Ｋ内の任意の位置に移動させる旋回駆動手段（旋回部１１、第１アーム部１２、第２アーム部１３、把持部１４に設けられている旋回駆動手段）が移動手段（移動機構）に相当し、任意の位置に移動した把持部１４を、移動先の位置で所定方向に旋回させる旋回駆動手段（第２アーム部１３または把持部１４に設けられている旋回駆動手段（移動手段とは別の旋回駆動手段または同じ旋回駆動手段））が旋回手段（旋回機構）に相当する。
なお、ロボット１０は既存のロボットを利用しており、移動手段や旋回手段、動作状態を検出するための各種センサ等の詳細な説明については省略する。
【００２２】
撮像装置２０は、テーブル２に固定された支持部材２２と、支持部材２２に保持された撮像手段２１（ＣＣＤカメラ等の撮像機）にて構成されている。
また撮像手段２１の光軸２１Ｚは、不要な物体が撮像されないように、テーブル２に向かう方向に向けられており、Ｚ軸に平行な下方に向けられ、作業空間Ｋ内の撮像エリアを撮像可能である。なおテーブル２の色彩は、ワークＷ及びワークＷを把持する把持部１４とは異なる色彩であって画像データ中から背景として除去が容易な色彩であることが好ましい。
また、光軸２１Ｚに直交するとともにＹ軸に平行な仮想基準線２１Ｙが、仮想的に設定されている。
そして撮像装置２０は、ロボット１０によって撮像エリア内に移動されたワークＷ及び把持部１４を撮像し、撮像にて得られた画像データを出力する。
バリ除去装置３０は、除去手段３１Ａ（この場合、バリ切削用のリュータ）と、除去手段３１Ａを駆動する駆動手段３１（この場合、電動モータ）と、駆動手段３１を保持する支持部材３２にて構成され、支持部材３２はテーブル２に固定されている。
【００２３】
制御手段４０は、例えばパーソナルコンピュータであり、撮像装置２０からの画像データを取り込み、ロボット１０の動作を制御可能である。
撮像装置２０は、制御手段４０からの画像要求信号を受信した場合に画像データを出力するようにしてもよいし、制御手段４０からの画像要求信号を受信することなく所定時間間隔で次々と画像データを出力してもよい。本実施の形態では、制御手段４０からの画像要求信号を受信した場合に画像データを出力する例にて説明する。
また制御手段４０は、ロボット１０の各種センサからの検出信号を取り込み、各種の移動手段及び旋回手段へ駆動信号を出力し、作業空間Ｋ内におけるロボット１０の把持部１４の位置、及び把持部１４の旋回角度等を制御する。
バリ除去装置３０は、制御手段４０からの駆動信号に基づいて駆動手段３１を駆動するようにしてもよいし、制御手段４０からの駆動信号にかかわらず常に駆動されているようにしてもよい。本実施の形態では、制御手段４０からの駆動信号に基づいて駆動手段３１を駆動する例にて説明する。
【００２４】
ワークＷは、テーブル２上に固定された簡易治具３にて位置決めされるワーク初期位置に、所定の方向に向けられて載置されている。
図１の例では、簡易治具３は直線状のレール状であり、長手方向の一方の端部近傍に、ワークＷを位置決めする位置決め部材３Ａが固定されている。
ワークＷは、所定の方向に向けられ、簡易治具３上において位置決め部材３Ａに接触するワーク初期位置に位置決めされて載置されている。
なお、本発明のバリ取りシステム１では、把持部１４にて把持したワークＷの把持状態、及びワークＷ上のバリの位置を認識してバリを除去するので、ワーク初期位置の精度の厳密性は要求されない。ワークＷは、把持部１４にて把持可能な程度の精度の位置に、所定の方向に向けられて載置されていればよい。
【００２５】
●［ワークの形状と、バリの位置及びバリの形状（図２）］
次に図２（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、ワークＷの形状の例とバリの位置の例について説明する。ワーク初期位置に載置されたワークＷにおいて図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は右側面図、図２（Ｃ）は斜視図を示している。
ワークＷは、例えば射出成形にて成形された樹脂製であり、射出成形の際の湯口の位置に微小突起であるバリＷＢが形成されている。
また本実施の形態にて説明するワークＷは、図２（Ａ）に示すように、正面が平面状のバリ面ＷＭであり、バリ面ＷＭの右側はロボット１０のハンド部１４Ｒにて把持される被把持面ＷＲであり、バリ面ＷＭの左側はロボット１０のハンド部１４Ｌにて把持される被把持面ＷＬである。そして被把持面ＷＲと被把持面ＷＬは、互いに平行であり、バリ面ＷＭに対して直交する平面である。
またワークＷは、簡易治具３の上面３Ｓ（図４（Ａ）参照）に接する第１治具当接面ＷＳと、簡易治具３の側面３Ｖ（図４（Ａ）参照）に接する第２治具当接面ＷＶを有している。
またバリＷＢは、ワークＷのバリ面ＷＭに略垂直な方向（図２（Ｂ）の例ではＸ軸方向）に突出しており、バリ面ＷＭの縁部から離れた位置に形成された微小突起である。
射出成形にて複数のワークＷを成形した場合、バリＷＢが形成される位置は、ほぼ同じであるが、バリＷＢの径（この場合、Ｚ軸方向の長さ）とバリＷＢの突出長さ（この場合、Ｘ軸方向の長さ）は、個々のワークで、多少異なる。
【００２６】
バリＷＢの位置は決まっているので、ワークＷを所定の姿勢で決められた位置まで正確に移動させれば、バリＷＢを除去可能であるが、複数のワークのバリを除去していくと、徐々にロボットの誤差が累積されてやがてバリを除去できなくなる可能性がある点と、ワーク初期位置の位置決め精度と、そのワーク初期位置へのワークの載置状態の精度と、ロボットの把持部によるワークの把持位置や把持角度の精度等、各種の精度が非常に重要となるので、精度管理が複雑となる点が、問題となる。
しかし本願では、撮像装置による画像データを用いて、上記の問題となる誤差を補正するので、ロボットの誤差の累積の心配や、細かい精度管理が不要である。
【００２７】
●［制御手段４０の処理手順（図３）と、各処理の詳細（図４〜図８）］
次に図３に示すフローチャートを用いて制御手段４０の処理手順を説明し、図４〜図８を用いて各処理手順における処理の詳細について説明する。なお図５（Ａ）〜（Ｃ）、図６（Ａ）及び（Ｂ）、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、撮像装置２０にて撮像した画像データの例を示しており、画像中の中央部の上下方向の線は仮想基準線２１Ｙである。なお仮想基準線２１Ｙは、図１に示すように撮像装置２０の光軸２１Ｚに直交するＹ軸方向に平行な、仮想的に設定した直線である。また画像中の中央部の左右方向の線は仮想直交線２１Ｘであり、図１に示すように光軸２１Ｚと仮想基準線２１Ｙの双方に直交するＸ軸方向に平行な、仮想的に設定した直線である。なお光軸２１Ｚは、図４（Ｂ）に示すように、撮像装置２０のレンズ２１Ａの中心を通り、Ｚ軸方向に平行な直線である。
そして画像データ中における仮想基準線２１Ｙと仮想直交線２１Ｘの交点が光軸２１Ｚである。なお、画像データ中の光軸２１Ｚを示す点は、仮想基準点に相当している。
【００２８】
図３に示すステップＳ１０にて、制御手段４０は、ワーク初期位置に載置されているワークＷを、把持部１４にて把持してステップＳ１５に進む。
図４（Ａ）に示すように、制御手段４０は、簡易治具３のワーク初期位置に載置されているワークＷの上方から下方に向けた把持部１４を下降させ、ハンド部１４Ｒ、１４Ｌにて被把持面ＷＲ、ＷＬを挟み込む。ハンド部１４Ｒの把持面１４ＲＭとハンド部１４Ｌの把持面１４ＬＭは平行に設定されており、被把持面ＷＲと被把持面ＷＬも平行であるので、把持面１４ＲＭ、１４ＬＭに対してワークＷのバリ面ＷＭは直交している。
このとき、ハンド部１４Ｒ、１４Ｌは、被把持面ＷＲ、ＷＬを挟んでいれば、被把持面ＷＲ、ＷＬの、どの位置を挟んでいてもよく、把持位置の精度を必要としない。また、ハンド部１４Ｒの把持面１４ＲＭ（ハンド部１４Ｌの把持面１４ＬＭ）に対してバリ面ＷＭが直交していれば、ハンド部１４Ｒ、１４Ｌの長手方向（突出方向）に対して、図４（Ａ）におけるワークＷのバリ面ＷＭがＹ軸方向の旋回軸回りに任意の角度で旋回した状態であってもよい（図５（Ａ）の画像データＤ１は、ハンド部１４Ｒの長手方向に対してバリ面ＷＭが角度θ１だけ旋回している状態の例を示している）。
【００２９】
ステップＳ１５では、制御手段４０は、ワークＷを把持した把持部１４を撮像装置２０の撮像エリアに移動させ、撮像装置２０に画像要求信号を出力して撮像装置２０から画像データＤ１を取得し、ステップＳ２０に進む。
図４（Ｂ）に示すように、制御手段４０は、ハンド部１４Ｒの先端の外側に設けられた目印１４Ｍ（マーカ）を撮像装置２０の側に向けて、撮像装置の撮像エリア内に目印１４Ｍが位置するように移動させる。目印１４Ｍの面とバリ面ＷＭは直交するように設定しているので、光軸２１Ｚとバリ面ＷＭは略平行となる。
また図５（Ａ）に、ステップＳ１５にて撮像装置２０から取得した画像データＤ１の例を示す。このとき、目印１４Ｍが画像データＤ１内に撮像されていればよく、高い精度を必要としない。図５（Ａ）の例では、光軸２１Ｚが目印１４Ｍの楕円の中心からずれた位置であることを示している。
なお本実施の形態では、目印１４Ｍとして、四角形の中に楕円を配置した例を示しているが、目印１４Ｍの形状は、この形状に限定されず、種々の形状を用いることができる。
【００３０】
ステップＳ２０では、制御手段４０は、目印１４Ｍの中心が光軸２１Ｚ（所定位置に相当）と一致するように把持部１４を移動させ、撮像装置２０に画像要求信号を出力して撮像装置２０から画像データＤ２を取得し、ステップＳ２５に進む。
制御手段４０は、ステップＳ２０にて取得した画像データＤ１（図５（Ａ））に基づいて、目印１４Ｍの楕円の中心と光軸２１Ｚとのズレを検出し、目印１４Ｍの楕円の中心と光軸２１Ｚとが一致するように、把持部１４を移動させる。
図５（Ｂ）は、目印１４Ｍの楕円の中心と光軸２１Ｚとを一致させた後の画像データＤ２の例を示している。
【００３１】
ステップＳ２５では、制御手段４０は、画像データＤ２中におけるバリ面ＷＭが仮想基準線２１Ｙと一致するように把持部１４を移動及び旋回させ、撮像装置２０に画像要求信号を出力して撮像装置２０から画像データＤ３を取得し、ステップＳ３０に進む。
このとき、バリ面ＷＭは光軸２１Ｚと平行であるので、バリ面ＷＭは画像データ中において直線状に見えている。この直線状のバリ面ＷＭを仮想基準線２１Ｙと一致させる。
なお以下の図６（Ａ）及び（Ｂ）の画像データは、撮像装置からの画像データから、ワークＷを抽出した画像データである。
制御手段４０は、例えば図６（Ａ）の画像データＤ１１に示すように、図５（Ｂ）に示す画像データＤ２からワークＷを抽出し、仮想基準線２１Ｙと平行な第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２を設定し、抽出したワークＷを（ワークＷの外形形状を）第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２にて挟み込む（第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２を、ワークＷに交差させることなく接触させることで挟み込む）。
そして制御手段４０は、第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２の間隔Ｗ１が最小となるように、光軸２１Ｚに平行な旋回軸回りに把持部１４を旋回させてワークＷを旋回させていく。すると図６（Ｂ）の画像データＤ１２に示すように、間隔Ｗ１が最小となる位置では、ワークＷのバリ面ＷＭと、仮想基準線２１Ｙと、が平行となる（ワークの形状が特殊な場合を除く）。
そして制御手段４０は、平行となったバリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとの距離を求め、仮想基準線２１Ｙとバリ面ＷＭとが重なるように把持部１４を移動させる。この状態の画像データは、図５（Ｃ）の画像データＤ３に示すとおりであり、図５（Ｃ）に示す画像データＤ３は、基準線一致画像データに相当する。
【００３２】
ステップＳ３０では、制御手段４０は、ステップＳ２５にて取得した画像データＤ３に基づいて、バリＷＢの位置（仮想基準線２１Ｙ上の位置）を認識し、ステップＳ３５に進む。
制御手段４０は、例えば図７（Ａ）に示すように、図５（Ｃ）に示す画像データＤ３からワークＷを抽出したワーク画像Ｄ２１（バリ有り）を２つ作成する。そして制御手段４０は、一方のワーク画像にモルフォロジー演算を適用して微小突起（バリ）を取り除いた微小突起除去ワーク画像を作成する。なお、モルフォロジー演算を用いて画像中から微小突起を除去する技術は既存の技術であるので詳細については省略する。
そして図７（Ｂ）に示すように、制御手段４０は、バリを有する他方のワーク画像Ｄ２１と微小突起除去ワーク画像との差分から、画像データ中のバリＷＢの画像を抽出したバリ抽出画像Ｄ２２を得て、仮想基準線２１Ｙ上におけるバリＷＢの位置を認識し、仮想直交線２１ＸからバリＷＢまでの距離ＬＹ１を求める。
【００３３】
ステップＳ３５では、制御手段４０は、仮想基準線２１Ｙとバリ面ＷＭとを一致させた状態を維持しながら、ステップＳ３０にて求めた距離ＬＹ１だけ把持部１４を移動させ、バリＷＢと光軸２１Ｚ（仮想基準点に相当）とを一致させ、ステップＳ４０に進む。ステップＳ３５にてバリＷＢと光軸２１Ｚを一致させた状態の画像データは、特に取得しなくてもよい。仮に取得した場合、制御手段４０は、図７（Ｃ）に示す画像データＤ２３を取得することができる。
【００３４】
ステップＳ４０では、制御手段４０は、図８に示すように、バリ除去装置３０に駆動信号を出力し、把持部１４をＸ軸方向に距離ＬＸ２、Ｚ軸方向に距離ＬＺ２だけ移動させ、光軸２１Ｚ（仮想基準点）の位置にあるバリＷＢを、バリ除去装置３０の除去手段３１Ａの除去ポイント３１Ｐにて除去し、ステップＳ４５に進む。
除去ポイント３１Ｐの位置は、光軸２１ＺからＸ軸方向に距離ＬＸ２の位置、且つテーブル２の表面から距離ＬＺ（図示省略）となる位置に正確に設定されており、制御手段４０は、距離ＬＸ２、距離ＬＺを認識している。なお制御手段４０は、Ｚ軸方向については、認識している距離ＬＺと、現在の把持部１４のＺ軸方向の位置に基づいて、Ｚ軸方向の距離ＬＺ２を求める。なお、Ｚ軸方向への移動の距離ＬＺ２は、多少余分に移動しても構わないので、現在の把持部１４のＺ軸方向の位置の誤差を含め、多少余分に移動させて、より確実にバリＷＢを除去することが好ましい。なお図８に示す距離ＬＺ２は、多少余分に移動させた距離の例を示している。
【００３５】
ステップＳ４５では、制御手段４０は、把持部１４をＺ軸方向に距離ＬＺ２、Ｘ軸方向に距離ＬＸ２だけステップＳ４０とは逆方向に移動させ、把持部１４及びワークＷを、図７（Ｃ）に示す画像データＤ２３の位置に戻し、バリが除去されたか否かを判定する。
バリが除去されたか否かの判定には、ステップＳ３０にて利用したモルフォロジー演算や、図７（Ｃ）の画像データＤ２３とバリ除去後の画像データとの差分等を用いてバリが残っているか否かを判定すればよい。
制御手段４０は、バリが除去されていると判定した場合（Ｙｅｓ）ではステップＳ５０Ａに進み、バリが残っていると判定した場合（Ｎｏ）ではステップＳ５０Ｂに進む。
ステップＳ５０Ａに進んだ場合、制御手段４０は、ワークＷを把持した把持部１４をワーク搬出位置（図示省略）に移動させ、ワーク搬出位置でワークＷを開放して処理を終了する。
ステップＳ５０Ｂに進んだ場合、制御手段４０は、ワークＷを把持した把持部１４をワーク保留位置（不良品回収位置であり図示省略）に移動させ、ワーク保留位置でワークＷを開放して処理を終了する。
【００３６】
●［バリの存在する面が、ワークの主軸方向に対して傾斜している平面である場合（図９）］
次に図９（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、バリＷＢの存在する面が、ワークＷの主軸方向に対して傾斜している平面である場合について説明する。なお、バリＷＢはバリ面ＷＭに対して直交する方向に突出している。
この場合、上述したステップＳ２５の処理手順では、仮想基準線２１Ｙとバリ面ＷＭとを一致させることが困難である。
そこで、図３のフローチャートで説明したステップＳ２５の代わりに、以下に説明するステップＳ２５Ａの処理手順を用いて、バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させる。
【００３７】
図９（Ａ）は、対象となるワークＷの外観を示す斜視図であり、ワーク初期位置に載置された状態の斜視図である。なお簡易治具３の形状は図１に示す形状とは異なるが図示省略する。図２（Ｃ）に示したワークＷと同様に被把持面ＷＲ、ＷＬは平行であり被把持面ＷＲ、ＷＬに対してバリ面ＷＭは直交しているが、バリ面ＷＭはワークの主軸方向（ワークの主となる軸の方向であって、この場合、被把持面ＷＲ、ＷＬに平行なワークの長手方向）に対して傾斜している。
そして制御手段４０には、ワークＷに外接するようにワークＷを収容可能な矩形である仮想外接矩形２１Ｋと、仮想外接矩形２１Ｋに対するバリ面ＷＭの位置であるバリ面位置（この場合、図９（Ｄ）に示す距離Ｗ２が相当）と、仮想外接矩形２１Ｋに対するバリ面ＷＭの傾斜角度であるバリ面傾斜角度（この場合、図９（Ｂ）〜（Ｄ）に示すバリ面傾斜角度θ２が相当）と、が予め記憶手段（記憶装置）に記憶されている。
【００３８】
ステップＳ２５Ａでは、制御手段４０は、例えば図９（Ｂ）の画像データＤ３１に示すように、画像データからワークＷを抽出し、画像データに撮像されているワークＷ（抽出したワークＷ）が、仮想外接矩形２１Ｋ内に接して収まるように仮想外接矩形２１Ｋを旋回させてワークＷの画像に仮想外接矩形２１Ｋを重ね合わせる（ワークに仮想外接矩形２１Ｋを外接させる）。
また制御手段４０は、仮想基準線２１Ｙと平行な第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２を設定し、ワークに重ね合わせた仮想外接矩形２１Ｋを第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２にて挟み込む（第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２を、仮想外接矩形２１Ｋに交差させることなく接触ささせて挟み込む）。
そして制御手段４０は、第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２の間隔Ｗ１が最小となるように、光軸２１Ｚに平行な旋回軸回りに把持部１４を旋回させてワークＷとともに仮想外接矩形２１Ｋを旋回させていく。すると図９（Ｃ）の画像データＤ３２に示すように、間隔Ｗ１が最小となる位置では、仮想外接矩形２１Ｋの一辺と、仮想基準線２１Ｙとが平行となる。
ここで、仮想外接矩形２１Ｋに対するバリ面ＷＭの傾斜角度でありバリ面傾斜角度θ２は予めわかっているので、制御手段４０は、ワークＷとともに仮想外接矩形２１Ｋをバリ面傾斜角度θ２だけ旋回させる。
【００３９】
図９（Ｄ）に示す画像データＤ３３は、図９（Ｃ）の状態から仮想外接矩形２１Ｋをバリ面傾斜角度θ２だけ旋回させた状態である。この状態では、バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとが平行になっている。
ここで、仮想外接矩形２１Ｋに対するバリ面位置は予めわかっている（この場合、仮想外接矩形２１Ｋの基準位置２１ＫＡ（仮想外接矩形２１Ｋの左下の頂点）からバリ面ＷＭまでの距離Ｗ２がわかっている）ので、制御手段４０は、バリ面位置に基づいて、仮想外接矩形２１Ｋを移動させ、バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させることができる。この場合、制御手段４０は、仮想基準線２１Ｙから仮想外接矩形２１Ｋの基準位置２１ＫＡまでの距離Ｗ３を求め、「距離Ｗ３−距離Ｗ２」だけ仮想外接矩形２１ＫをＸ軸方向に移動させるように把持部１４を移動させ、バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させることができる。
そして制御手段４０は、バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させた後、撮像装置２０に画像要求信号を出力して撮像装置２０から画像データを取得し、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０以降の処理は上述したとおりであるので、説明を省略する。
【００４０】
なお、バリ面位置（距離Ｗ２）の記憶を省略し、バリ面傾斜角度θ２に基づいてバリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙを平行にした後、画像データに基づいたバリ面ＷＭの位置の認識と把持部１４の移動を繰り返しながらバリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させるようにしてもよい。
【００４１】
●［バリの存在する面が、ワークの主軸方向に対して曲面である場合（図１０）］
次に図１０（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、バリＷＢの存在する面が、ワークＷの主軸方向に対して曲面である場合について説明する。この場合、バリＷＢとワークＷの接続点（バリＷＢの付け根）に接する平面（接平面）を（仮想）バリ面ＷＭに設定する。なお、バリＷＢは（仮想）バリ面ＷＭに対して直交する方向に突出している。
このような場合も、上述したステップＳ２５の処理手順では、仮想基準線２１Ｙと（仮想）バリ面ＷＭとを一致させることが困難である。
そこで、図３のフローチャートで説明したステップＳ２５の代わりに、以下に説明するステップＳ２５Ｂの処理手順を用いて、（仮想）バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させる。
【００４２】
図１０（Ａ）は、対象となるワークＷの外観を示す斜視図であり、ワーク初期位置に載置された状態の斜視図である。なお簡易治具３の形状は図１に示す形状とは異なるが図示省略する。図２（Ｃ）に示したワークＷと同様に被把持面ＷＲ、ＷＬは平行であり被把持面ＷＲ、ＷＬに対して（仮想）バリ面ＷＭは直交しているが、（仮想）バリ面ＷＭはワークの主軸方向（ワークの主となる軸の方向であって、この場合、被把持面ＷＲ、ＷＬに平行なワークの長手方向）に対して曲面である。
そして制御手段４０には、ワークＷに外接するようにワークＷを収容可能な矩形である仮想外接矩形２１Ｋと、仮想外接矩形２１Ｋに対する（仮想）バリ面ＷＭの位置であるバリ面位置（この場合、図１０（Ｄ）に示す距離Ｗ４が相当）と、仮想外接矩形２１Ｋに対する（仮想）バリ面ＷＭの傾斜角度であるバリ面傾斜角度（この場合、図１０（Ｂ）〜（Ｄ）に示すバリ面傾斜角度θ３が相当）と、が予め記憶手段（記憶装置）に記憶されている。
【００４３】
ステップＳ２５Ｂでは、制御手段４０は、例えば図１０（Ｂ）の画像データＤ４１に示すように、画像データからワークＷを抽出し、画像データに撮像されているワークＷ（抽出したワークＷ）が、仮想外接矩形２１Ｋ内に接して収まるように仮想外接矩形２１Ｋを旋回させてワークＷの画像に仮想外接矩形２１Ｋを重ね合わせる（ワークに仮想外接矩形２１Ｋを外接させる）。
また制御手段４０は、仮想基準線２１Ｙと平行な第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２を設定し、ワークに重ね合わせた仮想外接矩形２１Ｋを第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２にて挟み込む（第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２を、仮想外接矩形２１Ｋに交差させることなく接触ささせて挟み込む）。
そして制御手段４０は、第１仮想線Ｋ１と第２仮想線Ｋ２の間隔Ｗ１が最小となるように、光軸２１Ｚに平行な旋回軸回りに把持部１４を旋回させてワークＷとともに仮想外接矩形２１Ｋを旋回させていく。すると図１０（Ｃ）の画像データＤ４２に示すように、間隔Ｗ１が最小となる位置では、仮想外接矩形２１Ｋの一辺と、仮想基準線２１Ｙとが平行となる。
ここで、仮想外接矩形２１Ｋに対する（仮想）バリ面ＷＭの傾斜角度でありバリ面傾斜角度θ３は予めわかっているので、制御手段４０は、ワークＷとともに仮想外接矩形２１Ｋをバリ面傾斜角度θ３だけ旋回させる。
【００４４】
図１０（Ｄ）に示す画像データＤ４３は、図１０（Ｃ）の状態から仮想外接矩形２１Ｋをバリ面傾斜角度θ３だけ旋回させた状態である。この状態では、（仮想）バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとが平行になっている。
ここで、仮想外接矩形２１Ｋに対するバリ面位置は予めわかっている（この場合、仮想外接矩形２１Ｋの基準位置２１ＫＡ（仮想外接矩形２１Ｋの左下の頂点）から（仮想）バリ面ＷＭまでの距離Ｗ４がわかっている）ので、制御手段４０は、バリ面位置に基づいて、仮想外接矩形２１Ｋを移動させ、（仮想）バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させることができる。この場合、制御手段４０は、仮想基準線２１Ｙから仮想外接矩形２１Ｋの基準位置２１ＫＡまでの距離Ｗ５を求め、「距離Ｗ５−距離Ｗ４」だけ仮想外接矩形２１ＫをＸ軸方向に移動させるように把持部１４を移動させ、（仮想）バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させることができる。
そして制御手段４０は、（仮想）バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させた後、撮像装置２０に画像要求信号を出力して撮像装置２０から画像データを取得し、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０以降の処理は上述したとおりであるので、説明を省略する。
【００４５】
なお、バリ面位置（距離Ｗ４）の記憶を省略し、バリ面傾斜角度θ３に基づいて（仮想）バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙを平行にした後、画像データに基づいた（仮想）バリ面ＷＭの位置の認識と把持部１４の移動を繰り返しながら（仮想）バリ面ＷＭと仮想基準線２１Ｙとを一致させるようにしてもよい。
【００４６】
以上、本実施の形態にて説明したバリ取りシステム１は、距離センサを併用することなく撮像装置を用い、バリ面から突出したバリを、バリ面に平行な方向から撮像してバリを認識するので、ワークのエッジ部から離れた位置に存在しているバリであっても適切に除去することができる。
また、それぞれのワークに対して、ロボットで把持した状態を撮像した画像データに基づいてバリの位置を認識するので、ワーク初期位置を提供する簡易治具の誤差、ワーク初期位置へのワークの載置状態の誤差、ロボットでワークを把持した状態のバラツキ、連続作業によるロボットの誤差の累積、等を適切に吸収することが可能であり、複雑な精度管理を行う必要がなく、安定したバリ取りを行うことができる。
なお、目印１４Ｍの中心に光軸２１Ｚを一致させる処理、バリ面ＷＭを仮想基準線２１Ｙと一致させる処理、バリＷＢの位置（バリＷＢの付け根）を仮想基準点（光軸２１Ｚ）に一致させる処理、においては、旋回及び移動と画像データの取得（モルフォロジー演算を含む）を複数回繰り返しながら徐々に真の位置に近づけることで、より高精度に位置決めすることができる。
【００４７】
本発明のバリ取りシステム１は、本実施の形態で説明した構成、構造、形状、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えばロボット１０の構造やバリ除去装置３０の構造は、本実施の形態にて説明した構造に限定されるものではない。
またワークの形状や材質は、本実施の形態にて説明した形状や材質に限定されるものではなく、種々の形状や材質のワークに対して、本発明のバリ取りシステム１を用いてバリを除去することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１      バリ取りシステム
２      テーブル
３      簡易治具
１０    ロボット
１４    把持部
１４Ｍ  目印
１４Ｒ、１４Ｌ    ハンド部
１４ＲＭ、１４ＬＭ    把持面
２０    撮像装置
２１    撮像手段
２１Ｋ  仮想外接矩形
２１ＫＡ  基準位置
２１Ｘ  仮想直交線
２１Ｙ  仮想基準線
２１Ｚ  光軸
３０    バリ除去装置
３１Ａ  除去手段
４０    制御手段
Ｗ      ワーク
ＷＢ    バリ
ＷＭ    バリ面
ＷＲ、ＷＬ    被把持面
Ｗ２、Ｗ４    距離（バリ面位置）
θ２、θ３    バリ面傾斜角度
【図１】
2014161980.tif 000003
【図２】
2014161980.tif 000004
【図４】
2014161980.tif 000005
【図５】
2014161980.tif 000006
【図６】
2014161980.tif 000007
【図７】
2014161980.tif 000008
【図８】
2014161980.tif 000009
【図９】
2014161980.tif 000010
【図１０】
2014161980.tif 000011
【図３】
2014161980.tif 000012