(57)【要約】【課題】  可動部を有する設備又は装置の動作中に、異常の有無を検知する監視制御装置、及び監視制御方法を提供する。【解決手段】  可動部を有する設備又は装置を撮影する撮像部１１０と、可動部を有する設備又は装置の正常動作状態を表す指標を予め保存しておくデータ記憶部１３０と、撮像部１１０から取得した画像データに基づいて、可動部の位置情報を取得し、その位置情報が所定の条件を満たしているか否かを判定し、所定の条件を満たしている場合について、その所定の条件を満たしていると判定した場合の画像データと、上記の指標に基づいて異常の有無を判定する判定部１２０を有するように監視制御装置を構成する。【選択図】      図１
2006260443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を有する設備又は装置を撮影する撮像部と、
前記可動部を有する設備又は装置の正常動作状態を表す指標を予め保存しておくデータ記憶部と、
前記撮像部から取得した画像データに基づいて、前記可動部の位置情報を取得し、該位置情報が所定の条件を満たしているか否かを判定し、前記所定の条件を満たしている場合について、該所定の条件を満たしている場合の画像データと、前記指標に基づいて、前記可動部を有する設備又は装置の異常の有無を判定する判定部と、
を有することを特徴とする監視制御装置。
【請求項２】
前記指標は、静止画像データである請求項１に記載の監視制御装置。
【請求項３】
前記静止画像データと、前記所定の条件を満たしている場合の前記画像データとで、対応する画素間の信号差の絶対値の平均値を求め、該平均値と予め定めた閾値との比較に基づいて前記異常の有無の判定を行う請求項２に記載の監視制御装置。
【請求項４】
前記指標は、判別関数であり、且つ前記異常の有無の判定は、前記所定の条件を満たしている場合の画像データから求めた特徴量を前記判別関数の入力とし、前記判別関数の出力に基づいて判定を行う請求項１に記載の監視制御装置。
【請求項５】
前記可動部は、前記位置情報を特定するための少なくとも１つの検出マークを有する請求項１〜４の何れか一項に記載の監視制御装置。
【請求項６】
前記位置情報は、前記画像データにおける前記検出マークの重心であり、且つ前記所定の条件を満たしているか否かの判定は、前記重心と予め定められた基準位置との距離が予め定められた閾値以下の場合、条件を満たすと判定する請求項５に記載の監視制御装置。
【請求項７】
前記位置情報は、前記可動部の動作終了後の位置情報である請求項１〜６の何れか一項に記載の監視制御装置。
【請求項８】
前記位置情報は、前記可動部の動作開始前の位置情報である請求項１〜６の何れか一項に記載の監視制御装置。
【請求項９】
前記判定部は、前記画像データの一部に関心領域を設定し、該関心領域に含まれる画像データのみに基づいて前記異常の有無を判定する請求項１〜８の何れか一項に記載の監視制御装置。
【請求項１０】
可動部を有する設備又は装置を撮影するステップと、
前記撮影ステップで撮影した画像データに基づいて、前記可動部の位置情報を取得するステップと、
前記位置情報が所定の条件を満たしているか否かを判定するステップと、
前記所定の条件を満たしていると判定した場合の前記画像データと、前記所定の条件を満たしている場合について、前記可動部を有する設備又は装置の正常動作状態を表す指標に基づいて、前記可動部を有する設備又は装置の異常の有無を判定するステップと、
を有することを特徴とする監視制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部を有する設備又は装置を制御する監視制御装置及び監視制御方法に関するものであり、より詳しくは、設備の各動作ステップを撮影した画像データを用いて動作異常の有無を判定する監視制御装置、及び監視制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な機械、装置の製造工程や検査工程において、自動化が益々進展し、様々な自動組み立て装置や自動検査装置といった設備が使用されるに至っている。例えば自動組み立て装置では、搬送されてくる部品を捕捉し、捕捉した部品を所定の組み立て位置へ搬送し、そして組み立て位置へ搬送された部品に、別の部品を組み込み、出来上がったものを排出するといった動作を行う。このようなそれぞれの動作を行うために、搬送ユニット、組み立てユニットといった複数の可動部が存在し、それらが所定の位置へ向けて、所定のタイミングで正確に動作することが求められる。
【０００３】
こうした設備が正常に動作しているか否かを監視し、故障等の異常を検知するために監視カメラ等で設備の画像データを取得し、また異常発生時の原因解析用にその画像データを保存することが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載された監視制御装置では、故障検知時の画像データをデータベース化して保存する。また、特許文献２に記載されたトラブル解析支援装置では、トラブルを発生する設備の有無を人が予め判断し、トラブルが発生すると分かっている設備に対して、トラブル発生前後の一定期間、動画像、音声、制御情報を保存する。そしてその保存したデータを用いて、シミュレーションによりトラブルを解析する。
【０００５】
一方、こうした設備では、稼動効率を高めるために各可動部はできるだけ高速に移動することが望ましい。そのため、監視制御装置が、異常の発生を確実に捉えるために稼働中の設備の状態を常に監視できるよう、設備の状態を動画像として取得し、そのまま動画像を用いて異常の検知を行うと、監視制御装置が扱うデータ量は非常に大きなものとなる。また、監視制御装置が設備の動作速度を低下させずに異常検知のための画像処理を実行するには、演算能力の高い演算装置が必要であり、監視制御装置にこのような装置を用いると、高価なシステムとなってしまう。
【０００６】
そこで、低コストで、設備の可動効率を低下させずに設備の異常を検知できる監視制御装置及び監視制御方法の開発が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０８２１８号公報
【特許文献２】特開２０００−２５０７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の問題点に鑑み、本発明は、可動部を有する設備又は装置の異常の有無を適切に判断できる監視制御装置、又は監視制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明の別の目的として、可動部を有する設備又は装置に対する安価な監視制御装置、又は監視制御方法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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る監視制御装置は、可動部を有する設備又は装置を撮影する撮像部と、可動部を有する設備又は装置の正常動作状態を表す指標を予め保存しておくデータ記憶部と、撮像部から取得した画像データに基づいて、可動部の位置情報を取得し、その位置情報が所定の条件を満たしているか否かを判定し、所定の条件を満たしている場合について、その所定の条件を満たしている場合の画像データと、上記の指標に基づいて、可動部を有する設備又は装置の異常の有無を判定する判定部とを有することを特徴とする。
【００１１】
このような構成とすることにより、動作中の設備等に対する異常の有無も、動画像をそのまま解析する必要がなく、所定のタイミング毎に異常の有無を調べれば済むため、高性能な演算装置や大規模なメモリを必要とすることなく、迅速且つ適切に異常の有無を調べることが可能である。
【００１２】
ここで上記の指標は、可動部を有する設備又は装置の正常動作状態を表す静止画像データであることが好ましい。さらに、異常の有無の判定は、その静止画像データと、所定の条件を満たしている場合の前記画像データとで、対応する画素間の信号差の絶対値の平均値を求め、その平均値と予め定めた閾値との比較に基づいて行うことが好ましい。異常が生じた場合に、精度良くその異常を検出可能なためである。
【００１３】
また、上記の指標は、判別関数であり、且つ異常の有無の判定は、所定の条件を満たしている場合の画像データから求めた特徴量をその判別関数の入力とし、判別関数の出力に基づいて判定を行ってもよい。
【００１４】
また、可動部は、位置情報を特定するための少なくとも１つの検出マークを有することが好ましい。
【００１５】
さらに、位置情報は、画像データにおける検出マークの重心であり、且つ所定の条件を満たしているか否かの判定は、検出マークの重心と予め定められた基準位置との距離が予め定められた閾値以下の場合、条件を満たすと判定することが好ましい。位置情報を、より正確に取得するためである。
【００１６】
また位置情報は、前記可動部の動作開始前、又は動作終了後の位置情報であることが好ましい。
【００１７】
さらに判定部は、画像データの一部に関心領域を設定し、関心領域に含まれる画像データのみに基づいて異常の有無を判定することが好ましい。扱うデータ量が少なくて済み、高速な処理が可能となるためである。
【００１８】
また、本発明に係る監視制御方法は、可動部を有する設備又は装置を撮影するステップと、撮影ステップで撮影した画像データに基づいて、可動部の位置情報を取得するステップと、位置情報が所定の条件を満たしているか否かを判定するステップと、その所定の条件を満たしていると判定した場合の画像データと、その所定の条件を満たしている場合について可動部を有する設備又は装置の正常動作状態を表す指標に基づいて、可動部を有する設備又は装置の異常の有無を判定するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、可動部を有する設備または装置の異常の有無を適切に判断できる監視制御装置、又は監視制御方法を提供することが可能となる。
【００２０】
また、可動部を有する設備又は装置に対する安価な監視制御装置、又は監視制御方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る監視制御装置について詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本発明に係る監視制御装置１００のブロック構成図を示す。
【００２３】
本発明に係る監視制御装置１００は、撮像部１１０、判定部１２０、及びデータ記憶部１３０を備える。
【００２４】
撮像部１１０は、監視制御装置１００の監視対象となる設備全体を撮影する。また撮像部１１０は、１台若しくは複数のカメラで構成し、設備に含まれる全ての可動部は、何れかのカメラで撮影されるように構成する。また、設備の可動部の移動を、画像上の位置の変化として捉えられるように、撮影対象である各可動部の動作平面から離れたところにカメラを配置することが好ましい。
【００２５】
また、撮像部１１０は、設備の可動部の動作を逐次捉えられるように、連続的に撮影可能であることが好ましく、例えばビデオレート（３０Ｈｚ）で撮影を行う。撮影した画像は、判定部１２０へ送信する。
【００２６】
判定部１２０は、撮像部１１０から受信した画像データを解析し、設備の異常の有無を検知する。詳しくは、判定部１２０は、監視対象の設備について、その設備の各動作ステップの終了後に、その動作ステップで移動した可動部の位置を上述の画像データから特定し、その可動部が動作終了後の所定位置にいると判定した場合、その解析に用いた画像データに基づいて、設備の異常の有無を調査する。又は、判定部１２０は、設備の次の動作ステップの開始前に、その動作ステップで移動する可動部の位置を上述の画像データから特定し、その可動部が動作開始前の所定位置にいると判定した場合、その解析に用いた画像データに基づいて、設備の異常の有無を調査する。一方、解析した画像データでは、着目する可動部が動作終了後の所定位置、若しくは動作開始前の所定位置にいないと判定される場合（例えばその可動部が動作中の場合）、判定部１２０は、解析に使用した画像データを廃棄する。
【００２７】
このように、可動部が動作開始前、又は動作終了後に所定の位置にいる場合の画像データに基づいて設備の異常の有無を調査することにより、動画像データを用いて異常の有無を調査する場合と比較して、扱うデータ量が大幅に減少する。そのため、安価な演算装置、及び相対的に少ないメモリしか必要とせず、安価な監視制御装置を構成できる。
【００２８】
着目する可動部が所定の位置にいるか否かの判定は、以下に説明する方法で行うことができる。
【００２９】
まず、解析対象の画像データから、着目する可動部中の特定部分を認識する。
【００３０】
次に、認識された特定部分の画像データ上の位置と、理想状態にある設備を撮影した画像データ等から求められた基準位置との距離が、予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００３１】
その距離が許容範囲内に収まる場合、着目する可動部は所定の位置にいると判定する。
【００３２】
なお、着目する可動部中の特定部分の認識は、例えば可動部中の特徴ある部分について、２値化処理でその特徴ある部分に相当する画素だけを抽出し、抽出された画素の重心等を求めることで実行できる。また、２値化処理の代わりに、エッジ検出処理を行って、上記部分の境界に相当するエッジ画素を抽出し、エッジ画素の重心等を求めてもよい。さらに、上記の２値化処理やエッジ検出処理を、着目する可動部が写っている部分を含む、一部の領域（関心領域）に限定して行ってもよい。このように関心領域に限定して処理を行えば、処理に使用するデータ量を減ずることができるため、高速な処理が可能となる。
【００３３】
上述した判定方法の代わりとして、理想状態にある設備を撮影した画像データと、解析対象となっている画像データとのマッチング処理を行い、マッチングの結果を表す相関度が所定の閾値以上の場合、着目する可動部が所定の位置にいると判定する判定方法を用いてもよい。この判定方法を用いる場合においても、上述した関心領域に限定して処理を行うことが好ましい。
【００３４】
なお、判定部１２０は、設備の駆動制御を併せて行うことも可能であり、特に、着目した可動部が所定の位置にあると判定した場合に、設備に対して次の動作を行うよう、同期信号を出力するようにしてもよい。このような構成とすることで、撮像部１１０が可動部の位置を確認するセンサの役割を果たすため、他にセンサを準備する必要がなくなり、設備の簡略化及び省スペース化が可能となり、さらにメンテナンスの容易性を向上できる。
【００３５】
また判定部１２０は、監視対象である設備に異常が発生したと判定した場合、設備を停止する。
【００３６】
異常の有無の判定を以下に説明する。
【００３７】
まず、監視対象設備の各動作ステップについて、正常動作時の設備の各動作ステップの開始前、若しくは終了後の画像データを参照画像データとして予め取得する。そして、参照画像データに基づいて、その予め解析を行う関心領域を設定する。例えば、部品組み立て装置や部品検査装置では、動作ステップ毎に決まった位置に、特定の種類の部品が存在するはずである。そこで、画像データ上において、そのような部品が存在すべき場所に関心領域を設定する。同様に、そのような部品が存在してはならない場所にも関心領域を設定する。
【００３８】
設備の監視中においては、各動作ステップの開始前、若しくは終了後の画像データを取得する。そして、対応する参照画像と、関心領域内の画像データ間でマッチングを行う。マッチングの結果を例えば両画像データ間の対応する画素値の絶対平均偏差として求め、その絶対平均偏差が所定の閾値より大きい場合、異常が発生したと判定する。なお、各動作ステップの開始前、若しくは終了後に相当する画像データとして、上述した可動部の位置を判定する方法により、動作ステップの開始前、若しくは終了後と判断された画像データを用いればよい。
【００３９】
また、別の異常の有無の判定方法としては、上述した動作ステップ開始前若しくは終了後の画像データ、及び参照画像データから幾つかの特徴量を求め、その特徴量を比較して差異が所定の範囲内に収まっているか否かを調べ、特徴量の差異が所定の範囲を超える場合は、異常有と判定する方法も使用できる。
【００４０】
さらに、別の異常の有無判定方法として、以下に説明する方法も使用可能である。
【００４１】
代表的な異常発生状態を幾つか故意に現出させて撮像部１１０で撮影し、それら異常状態を含む画像データ（以後、異常参照画像データと呼ぶ）から、参照画像データと同様に特徴量を求める。そして、正常動作状態の参照画像データから得た特徴量と、異常参照画像データから得た特徴量から、異常の有無で出力結果が変わる判別関数を作成し、データ記憶部１３０に保存しておく。そして、設備の監視中の画像データからも同様に特徴量を算出し、上記の判別関数に当てはめて異常の有無を判定する。
【００４２】
なお、これらの異常の有無判定方法で使用可能な特徴量としては、平均信号値、平均エッジ強度、信号値の標準偏差、濃度共起行列のパワーやフラクタル次元等を各関心領域について算出したものがある。また、これら特徴量は、関心領域内のデータに基づいて算出することが好ましい。扱うデータ量が少なくて済み、高速な処理が可能なこと、及び異常有無の判定において意味のある領域のデータだけを用いることで、異常有る場合と無い場合との差異を明確化し易いためである。
【００４３】
例えば、特徴量として平均信号値を用いる場合、正常動作状態の参照画像データから関心領域に含まれる画素の平均信号値Ａnを求める。同様に、異常参照画像データからも関心領域に含まれる画素の平均信号値Ａeを求める。そして、それぞれの平均信号値の中点T ＝ (Ａn+Ａe)/2 を閾値とする。そして、判別関数ｆ(x)は、
【００４４】
【数１】
2006260443.tif 000003
【００４５】
とすることができる。監視制御動作時においては、設備監視中の画像データから関心領域内の平均信号値を求め、上記（１）式に代入する。そして、判別関数の値が'1'となった場合、判定部１２０は異常無と判定し、'0'となった場合には、異常有と判定する。なお、（１）式の判別関数において、閾値Tにオフセット項を追加し、そのオフセット量を増減することで閾値Tの値を調整可能としてもよい。環境条件の相違といった要因による判定精度の低下を防ぐことが可能なためである。
【００４６】
さらに代わりの異常の有無判定方法としては、以下に説明する方法がある。
【００４７】
まず、判定部１２０は、設備が正常動作している場合における各動作ステップの所要時間を予め記憶しておく。
【００４８】
設備の監視中においては、各動作ステップの動作開始前の時間（若しくは、前動作ステップが終了した判定された時間）を逐次記録しておき、その動作ステップが終了したと判定された時間との経過時間を算出する。算出した経過時間が、予め記憶しておいた所要時間と比較して相当余分な時間を要している場合、例えば経過時間が上記所要時間の数倍（例えば２倍、５倍、１０倍）以上要している場合、異常が発生したと判定する。また、上記所要時間の数倍の時間が経過しても、動作終了と判定されない場合も、判定部１２０は異常が発生したと判定してもよい。
【００４９】
データ記憶部１３０は、上述した正常動作中の設備の各動作ステップの開始直前、若しくは終了直後の参照画像データを、設備又の正常動作状態を表す指標として予め保存する。代わりに、参照画像データから、正常動作状態であることを示す特徴量を抽出し、その特徴量を指標として保存してもよい。正常動作状態であることを示す特徴量としては、異常の有無判定において説明したような、関心領域内の平均信号値、平均エッジ強度、信号値の標準偏差、濃度共起行列やフラクタル次元等であってもよい。さらに、これら特徴量から求めた判別関数を指標として保存してもよい。
【００５０】
またデータ記憶部１３０は、判定部１２０により保存する指示を受けた画像を保存する。データ記憶部１３０には、常に最新の動作ステップから、複数ステップ前の動作ステップまでの各動作ステップに相当する画像データまでを保存しておくことが好ましく、最新の動作ステップから、設備の稼動サイクル数回分（例えば３サイクル分）前の全ての動作ステップまでに相当する画像データを保存しておくことがさらに好ましい。また、保存される画像データと関連付けて、当該画像データにおいて認識された可動部の位置情報や撮影された時間も併せて保存することが好ましい。
【００５１】
なお、判定部１２０及びデータ記憶部１３０は、市販のパーソナルコンピュータ及び内蔵プログラムとして構成することができる。また、専用のハードウェアやファームウェアとして構成してもよい。
【００５２】
以下に、本発明に係る監視制御装置を組み立て装置に実装した場合について説明する。
【００５３】
図２に、本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置２００のブロック構成図を示す。また図３に、組み立て装置２００の概略上面図を示す。図４に、図３のＣＣＤカメラ１１１から見た組み立て装置２００の概略斜視図を示す。
【００５４】
本実施形態に係る組み立て装置２００は、一例として、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒形をした基幹部品（ワーク）の中心に、直径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍの円筒形の部品を上方から嵌め込んで完成品を製造するものである。また、本実施形態に係る監視制御装置１００は、組み立て装置２００の各動作ステップの終了時点での画像データを３サイクル分保存するとともに、併せて組み立て装置２００の駆動制御も行うものとする。
【００５５】
組み立て装置２００は、搬送ユニット２１０、上下ユニット２２０、ワーク搬入部２３０、部品投入部２４０、組み立て部２５０及びワーク排出部２６０を備え、撮像部であるＣＣＤカメラ１１１、判定部であるコントローラ１２１、及びデータ記憶部であるメモリ１３１とで監視制御装置１００を構成する。
【００５６】
本実施形態に係る組み立て装置２００では、図３及び図４に示すように、ワーク２０２は、ワーク搬送路２０１に沿ってワーク搬入部２３０から搬入され、ワーク排出部２６０により排出される。一方、部品２０３は、部品投入部２４０により、ワーク搬入部２３０と略直交する方向から投入され、ワーク搬入部２３０とワーク排出部２６０の中間にある組み立て部２５０で、ワーク２０２に組み付けられる。
【００５７】
ワーク搬入部２３０は、前工程から送られてきたワークを連続的に組み立て装置２００に搬入可能なように、ワークを載せて運ぶベルトコンベアで構成する。部品投入部２４０は、部品投入側から組み立て部２５０側へ緩やかな下降傾斜路であって、振動により、投入された部品２０３が徐々に組み立て部２５０側へ搬送される。ワーク排出部２６０は、ワーク搬入部２３０同様、ベルトコンベアで構成する。そして、搬送ユニット２１０が部品組み付け済みのワーク（完成品）２０４を組み立て部２５０側に最も近いワーク排出部２６０の出口２６１に排出すると、その完成品を載せて次工程へ搬送する。
【００５８】
搬送ユニット２１０は、ワーク搬送路２０１と略平行に取り付けられ、ワーク搬入部２３０の終端付近の入口２３１にあるワーク２０２を捕捉し、ワーク排出部２６０の方へ平行移動して組み立て部２５０へ搬送する。さらに部品組み付け済みのワーク（完成品）２０４をワーク排出部２６０に存在する出口２６１へと搬送する。組み立て部２５０に配置した上下ユニット２２０は、上部ユニット２２１が部品２０３を捕捉して上下運動し、下部ユニット２２２がワーク２０２を固定することにより、ワーク２０２に部品２０３を組み付けて完成品２０４を製造する。
【００５９】
搬送ユニット２１０は、ワーク搬送方向と略並行に１５０ｍｍの長さ、略垂直方向に５０ｍｍの幅からなる部材２１１と、部材２１１の下部に取り付けられたグリッパ２１２及び駆動用のサーボモータを備える。グリッパ２１２は、ワーク搬送方向にワークの幅とほぼ等しい間隔で配置した２本の爪で構成し、同時に２つのワークを保持可能なように、ワーク搬送路２０１に沿って２セット配置する。
【００６０】
また搬送ユニット２１０は、ワーク搬送路２０１の存在する平面内で、ワーク搬送路２０１と直交する方向、及びワーク搬送路２０１と平行方向に移動可能である。また搬送ユニット２１０の原点位置を、搬送ユニット２１０がワーク搬送路２０１上にあるワーク２０２と接触しないよう、ワーク搬送路２０１から約３０ｍｍ後方に離れた位置に設定する。そして、原点位置にある搬送ユニット２１０に送り動作を指示すると、ワーク搬送路２０１に沿って、ワーク排出方向へ向けて約７０ｍｍ移動する（この移動先を便宜上送り位置と呼ぶ）。さらに、送り位置にある搬送ユニット２１０に、戻り動作が指示されると、原点位置へ戻るように、ワーク搬送路２０１に沿って、ワーク搬入方向に約７０ｍｍ移動する。一方、原点位置若しくは送り位置にある搬送ユニット２１０に前進動作が指示されると、搬送ユニット２１０は、ワーク搬送路２０１上にあるワーク２０２又は完成品２０４を捕捉するため、若しくは保持しているワーク２０２又は完成品２０４をワーク搬送路２０１上にリリースするため、ワーク搬送路２０１に近づく方向に約３０ｍｍ移動する。逆に、ワーク搬送路２０１に近接した位置にある搬送ユニット２１０に対し、後退動作が指示されると、搬送ユニット２１０はワーク搬送路２０１から離れる方向に約３０ｍｍ移動する。
【００６１】
上下ユニット２２０は、上部ユニット２２１、及び下部ユニット２２２で構成される。下部ユニット２２２は組み立て部２５０へ搬送されてきたワーク２０２を固定する。一方、上部ユニット２２１は、開閉可能な爪からなるワークチャック２２３、及びワークチャック２２３が取り付けられるチャックシリンダ２２４、及びこれらを駆動するサーボモータを備えている。
【００６２】
上部ユニット２２１は、初期状態では、組み立て部２５０に搬送されてくるワーク２０２、部品２０３と衝突しないように、組み立て部２５０の上方に退避しておく。組み立て部２５０に部品２０３が来ると、上部ユニット２２１を下降させ、ワークチャック２２３を閉じて部品２０３を保持する。部品２０３を保持すると、上部ユニット２２１は上方に移動する。その後ワーク２０２が組み立て部２５０へ搬送されてくると、再び上部ユニット２２１は下降し、ワーク２０２に部品２０３を挿入し、組み付ける。部品の組み付けが終わると、ワークチャック２２３は開いて部品をリリースし、再び上部ユニット２２１は上方に移動する。この上下方向の移動距離は、組み立て部２５０にワーク２０２が存在する場合、約１０ｍｍであり、ワーク２０２が存在しない場合約６０ｍｍである。
【００６３】
本実施形態によると、監視及び駆動制御される対象である可動部に検出マークが形成される。すなわち、搬送ユニット２１０の部材２１１の搬入部２３０側端部の上面に検出マーク２１３を、及び排出部２６０側端部の上面に検出マーク２１４を取り付ける。検出マーク２１３及び２１４は、直径５ｍｍの赤い円形シールであり、ＣＣＤカメラ１１１で撮影する画像において、搬送ユニット２１０がどの位置にあっても、どちらかの検出マークが写り込むようになっている。なお、検出マーク２１３及び２１４は上記のものに限られるわけではなく、画像上で明確に判別可能なものであればよく、部材２１１自体の特有の形状等で代用することも可能である。
【００６４】
また、上下ユニット２２０の上部ユニット２２１においても、チャックシリンダ２２４の上面に検出マーク２２５、及びワークチャック２２３の上面に検出マーク２２６が取り付けられている。検出マーク２２５、２２６は、搬送ユニットに取り付けた検出マーク同様、直径５ｍｍの赤い円形シールである。さらに、ＣＣＤカメラ１１１で撮影する画像において、上部ユニット２２１が如何なる位置にあっても、またチャックの開閉によらず、検出マーク２２５、２２６が写り込むよう構成されている。なお、検出マーク２２５、２２６は、検出マーク２１３、２１４と同じマークである必要は無く、画像上で明確に判別可能なものであればよい。
【００６５】
また、監視制御装置１００の構成要素であるＣＣＤカメラ１１１は、上述した組み立て部２５０の斜め上方、部品投入部側に約３０°の方向に配置する。そして、搬送ユニット２１０、上下ユニット２２０、ワーク搬入部２３０、部品投入部２４０、ワーク排出部２６０を全て１枚の画像に収めるとともに、搬送ユニット２１０、上下ユニット２２０の各部の動作範囲も全て収めることができる。コントローラ１２１は、ＣＣＤカメラ１１１からの画像信号を受信して、所定の条件を満たす画像データをメモリ１３１に保存する。また、コントローラ１２１は、組み立て装置２００の駆動制御も行うため、搬送ユニット２１０、上下ユニット２２０それぞれのサーボモータへ制御信号を送信する。
【００６６】
コントローラ１２１及びメモリ１３１は、本実施形態においては、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に内蔵のプログラム、メモリ、ＲＳ２３２Ｃといった外部出力ポート等によって構成する。また、本実施形態においては、コントローラ１２１は組み立て装置２００の駆動制御も行うため、組み立て装置２００の可動部（搬送ユニット２１０、上下ユニット２２０）のサーボモータを制御するモータドライバを内蔵する。なお、コントローラ１２１及びメモリ１３１はこれに限られるものではなく、専用のハードウェア、ファームウェア等で構成してもよい。また、コントローラ１２１及びメモリ１３１と、モータドライバを、別個のハードウェアとして構成し、互いに通信可能な構成としてもよい。例えば、コントローラ１２１及びメモリ１３１をＰＣ及び内蔵プログラムで構成し、モータドライバをプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）で構成してもよい。
【００６７】
ＣＣＤカメラ１１１は、組み立て装置２００の作動中、搬送ユニット２１０、上下ユニット２２０、及び搬送されてくるワークや部品、排出される組み立て済みワークを全て１枚の画像に収めた静止画を、ビデオレート（３０Ｈｚ）で連続して取得し、コントローラ１２１へ送信する。この目的のため、ＣＣＤカメラ１１１として、いわゆる１／４インチの４１万画素ＣＣＤ、焦点距離４．３ｍｍ（画角６９．８°）、２４ビット（ＲＧＢ各８ビット）出力のものを用いる。しかし、ＣＣＤカメラ１１１としては、これに限られるものではなく、組み立て装置２００の各部を１枚の画像に収めることが可能で、且つ検出マーク等の判別ができるものであればよい。
【００６８】
またコントローラ１２１は、ＣＣＤカメラ１１１から画像データを受信すると、検出マークの動きによる位置の変化を示す変化後の画像データを解析し、搬送ユニット２１０や上下ユニット２２０等の位置を認識し、認識結果に応じて内蔵のモータドライバを経て、搬送ユニット２１０又は上下ユニット２２０に内蔵されたサーボモータに対して制御信号を送信する。このようにして、本実施形態によれば、検出マークの位置の変化により、組み立て装置２００をシーケンス動作させることができる。
【００６９】
さらに、搬送ユニット２１０や上下ユニット２２０の各動作ステップ終了時の位置を検出マークの位置により認識し、その動作ステップ終了時に相当する画像データをメモリ１３１に保存する。その他、コントローラ１２１は、上記の動作ステップ終了時に相当する画像データ、及び各動作ステップの所要時間に基づいて、組み立て装置２００の作動中、異常の有無の監視を行う。
【００７０】
以下、フローチャート及びタイミングチャートを参照して、監視制御装置１００及び組み立て装置２００の動作について説明する。
【００７１】
図５及び図６に、本実施形態に係る組み立て装置２００の動作のフローチャートを示す。また図７に、組み立て装置２００の可動部である搬送ユニット２１０、上下ユニット中の上部ユニット２２１について動作のタイミングチャートを示す。
【００７２】
図７において、上部に示したＳ０２等の記号５０１は、後述する組み立て準備完了、若しくは各可動部の動作終了判定ステップの実行タイミングを示す。また、各可動部の動作を横欄毎に示し、タイミングチャート線５０２がその横欄に存在する場合、各可動部はその横欄の左側欄５０３に示された動作を行うことを表す。どちらの動作を示す欄にも属さず、中間線上にタイミングチャート線５０２が存在する場合、その可動部は動作を行わず、その前状態を保持し続けることを表す。
【００７３】
まず、組み立て準備完了か否かを判定する（ステップＳ００）。この判定は、コントローラ１２１が行う。以下（ｉ）〜（ｉｉｉ）の３条件全てを満たす場合、準備完了と判定する。
【００７４】
（ｉ）ワーク搬入部２３０の入口２３１にワーク２０２が存在すること
（ｉｉ）ワーク排出部２６０の出口２６１に完成品２０４が存在しないこと
（ｉｉｉ）部品投入部２４０に部品２０３が存在すること
ワークや部品等の存在の有無は、以下の手順により調べることができる。
【００７５】
まず、事前準備として、ＣＣＤカメラ１１１を通じてワーク２０２、部品２０３及び完成品２０４が入口２３１等に存在する場合、及び存在しない場合の画像データをそれぞれ取得する。図８に示すように、取得した画像データを参照し、入口２３１や出口２６１の位置、部品の存在有無を調べる位置を特定し、関心領域００１〜００３としてその画像上の位置（例えば関心領域の左上端座標と右下端座標）をメモリ１３１に保存しておく。次に、関心領域００１〜００３にワーク２０２、部品２０３又は完成品２０４が存在する場合、存在しない場合のそれぞれについて、各関心領域内の平均信号値を求める。そして、各関心領域について、ワーク２０２、部品２０３又は完成品２０４が存在する場合の平均信号値と、存在しない場合の平均信号値との平均値を算出し、閾値Thd001〜Thd003とする。その閾値Thd001〜Thd003を予めメモリ１３１に保存しておく。
【００７６】
組み立て装置２００の動作時においては、ＣＣＤカメラ１１１から送られてくる画像データに対し、メモリ１３１に保存した関心領域００１〜００３の位置に基づいて、関心領域００１内の平均信号値AVG001、関心領域００２内の平均信号値AVG002、関心領域００３内の平均信号値AVG003をそれぞれ算出する。メモリ１３１から上述した閾値Thd001〜Thd003を呼び出し、平均信号値AVG001〜AVG003とそれぞれ比較する。平均信号値AVG001〜AVG003が、閾値Thd001〜Thd003より、ワーク２０２、部品２０３又は完成品２０４が存在する場合の参照画像データにおける平均信号値に近い場合、ワーク２０２、部品２０３又は完成品２０４が存在すると判定する。
【００７７】
なお、判定方法は上記の方法に限られるものではなく、別の方法を用いてもよい。例えば、上記と同様、事前にワーク２０２、部品２０３又は完成品２０４が存在する参照画像データを取得してメモリ１３１に保存しておく。また、上記同様に関心領域００１〜００３を設定する。
【００７８】
そして、組み立て装置２００の動作時において、ＣＣＤカメラ１１１から受信した画像データと参照画像データとの間で、関心領域内００１〜００３内の各画素で差分信号値の絶対値を算出し、その平均信号値（平均絶対偏差）を算出する。その平均絶対偏差が所定の許容範囲内であれば、ワーク２０２、部品２０３又は完成品２０４が存在する（または存在しない）と判定する。なお、上記の許容範囲は、組み立て装置が設置された場所の照明など環境条件によって左右される可能性があるため、実験的に決定しておくことが好ましい。
【００７９】
上記の判定方法に基づき、ＣＣＤカメラ１１１から連続的に受信した画像データに対し、逐次判定を行う。いずれかの条件を満たさない場合、コントローラ１２１は組み立て準備が完了していないと判断し、組み立て装置２００のアイドル状態を維持する。また、受信した画像データは廃棄する。
【００８０】
一方、ある時点で、受信した画像データについて上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の全ての条件を満たすと、コントローラ１２１は組み立て準備完了と判断する。そしてコントローラ１２１は、その画像データをメモリ１３１に保存するとともに、内蔵のモータドライバを通じて搬送ユニット２１０にワーク搬送路２０１に近づくよう前進動作させる制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット２１０がワークを掴むために前進動作する（ステップＳ０１）。
【００８１】
次に、搬送ユニット２１０の前進動作が終了したか否か、及び組み立て装置２００にワーク２０２や部品２０３の転落、位置ずれといった異常が発生していないかどうかを判定する（ステップＳ０２）。
【００８２】
説明の便宜のため、まず搬送ユニット２１０の前進動作が終了したか否かの判定手順について説明し、その後異常の有無に関する判定について説明する。
【００８３】
係る判定は、搬送ユニット２１０に付された検出マーク２１３の重心位置及び面積が所定の条件を満たすか否かを判定することによって行う。以下にその方法を詳述する。
【００８４】
事前準備として、搬送ユニット２１０の前進動作終了時点に相当する参照画像データを取得する。取得した参照画像データから、搬送ユニット２１０の前進動作終了時点における検出マーク２１３の存在すべき位置を含む関心領域１０１を設定し、メモリ１３１にその位置・範囲を記憶させておく。ここで関心領域１０１は、検出マーク２１３の位置検出に使用する領域であるため、正確な位置認識を行うために検出マーク２１３を完全に収めることができる大きさであることが好ましい。一方、位置認識の処理に必要な計算時間を減らすため、関心領域１０１は狭い方が好ましい。具体的には、関心領域１０１は、検出マーク２１３の画像上における面積の５倍〜１００倍程度の大きさに設定することが好ましい。さらに参照画像データに基づいて、搬送ユニット２１０の前進動作終了時点における検出マーク２１３を示す画素の重心位置、画像中の面積をそれぞれ基準重心Ｇorg、基準面積Ｄorgとして算出する。そして基準重心Ｇorg、基準面積Ｄorgを予めメモリ１３１に記憶させておく。
【００８５】
図９に、ステップＳ０２の動作手順のフローチャートを示す。
【００８６】
組み立て装置２００の稼動時においては、コントローラ１２１がＣＣＤカメラ１１１から受信した画像について、関心領域１０１のみに限定して検出マーク２１３の重心位置Ｇ・面積Ｄを調べ、基準重心、基準面積との比較で動作が完了したか否かを判定する。まず、関心領域の位置、範囲、及び基準重心Ｇorg、基準面積Ｄorgをメモリ１３１から取得する（ステップＳ２０１）。次に、判定を行う画像データを取得する（ステップＳ２０２）。その後、関心領域１０１内の画像データを、検出マークとそれ以外に分離可能なように２値化する（ステップＳ２０３）。２値化の閾値は組み立て装置２００の設置環境等を勘案して経験的に設定する。
【００８７】
本実施形態では、１画素あたりのデータが赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各８ビットで表される。そこで関心領域１０１中の任意の画素の値Ｐ（＝（Ｒ, Ｇ, Ｂ））とし、対応する２値化画像の任意の画素値をＰbinとすると、検出マーク２１３は赤色であることから、例えば
Ｐbin  ＝  １  （Ｒ≧１２８、Ｇ＜３２、Ｂ＜３２）（検出マーク２１３に相当）
Ｐbin  ＝  ０  （上記以外のとき）
とすることができる。
【００８８】
２値化が終了すると、検出マーク２１３に相当する（Ｐbin＝１）画素の重心Ｇ、画素数の合計（面積）Ｄを算出する（ステップＳ２０４）。次に、重心Ｇと、メモリ１３１に記憶された基準重心Ｇorgとの距離ΔＧ（＝((Ｇx−Ｇorgx)2+(Ｇy−Ｇorgy)2)1/2）を求める（ただし、Ｇx、Ｇyはそれぞれ重心Ｇの水平座標、垂直座標であり、一方Ｇorgx、Ｇorgyはそれぞれ基準重心Ｇorgの水平座標、垂直座標である）。同様に、面積Ｄと、基準面積Ｄorgとの面積の差の絶対値ΔＤ（＝｜Ｄ−Ｄorg｜）を求める（ステップＳ２０５）。ΔＧ、ΔＤそれぞれについて許容誤差範囲（例えば１画素以内）か否か判定する（ステップＳ２０６）。共に許容誤差範囲内であれば、搬送ユニット２１０は正常に前進動作（Ｓ０１）を終了したと判定する。この場合、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて、次の動作を実行させるための制御信号となる、同期信号を出力する（ステップＳ２０７）。
【００８９】
また、搬送ユニット１０の前進動作が終了したと判定された画像データをメモリ１３１に保存する（ステップＳ２０８）。その際、保存される画像データが、どの動作ステップに対応するか判るよう、画像データに対して動作ステップに対応する名称を付ける。また、複数サイクル分の画像データを保存するため、サイクルの差異も名称に反映する。この実施形態では、画像名称を３桁の数値＋拡張子で表す。最初の１桁目（最も左側の数値）をサイクル番号、残りの２桁をステップ番号とする。拡張子は、画像データの形式（.jpg,.bmp等）を示す。例えば、画像データの形式をＪＰＥＧとすると、２サイクル目のステップＳ０２で保存された画像データの名称は、”202.jpg”と表される。なお、サイクル番号については、１から順に保存するサイクル数（本実施形態では３）までの番号を以下のように繰り返して用いる。
【００９０】
１→２→３→１→２→３→１→・・・
さらに、保存する画像データと関連付けて、動作終了と判定された時間、検出マークの重心Ｇ、面積Ｄ、制御信号の詳細等をメモリ１３１に保存する。
【００９１】
一方、ΔＧ、ΔＤのどちらか一方でも、許容誤差範囲を超えた場合、搬送ユニット２１０の前進動作は完了していないと判断し、判定に使用した画像データを廃棄するとともに、次にＣＣＤカメラ１１１から送られてくる画像に対して同様の判定手順を繰り返す。
【００９２】
次に、本実施形態に係る組み立て装置２００について、異常の有無の判定について説明する。
【００９３】
異常有無の判定は、動作終了との判定が所定時間内に得られない場合、又はワーク２０２や部品２０３の配置に異常があるか否かを判定することにより行う。（ステップＳ２０９、ステップＳ２１０）。
【００９４】
搬送ユニット２１０や上部ユニット２２１といった可動部が、一動作に必要とする時間は予め予測できる。そのため、その予測できる時間を超えても、動作終了の判定ができない場合には、何らかの異常が発生していると考えられる。
【００９５】
画像データの取得（Ｓ２０２）後において、準備完了判定ステップ（Ｓ００）の条件が満たされてからの経過時間と、予め定められた閾値との比較を行う。閾値よりも経過時間が多い場合、許容時間内に動作終了と判定できず、異常有と判定する（ステップＳ２０９）。上記閾値は、正常動作時に必要な所要時間の数倍〜数十倍程度が好ましい。例えば、搬送ユニット２１０の前進動作の所要時間が１秒の場合、上記閾値は５秒、１０秒等の値とする。なお、ＣＣＤカメラ１１１の撮影間隔は一定のため、１動作期間内に取得された画像データの枚数をカウントし、その合計に撮影間隔の時間を乗ずることにより、その動作期間中の経過時間を知ることができる。したがって、動作終了判定を行った画像の枚数を経過時間の代わりの指標として用いてもよい。
【００９６】
異常有と判定された場合、最後に解析を行った画像データをメモリ１３１に保存し（ステップＳ２１１）、監視制御装置１００は、組み立て装置２００を停止する（ステップＳ２１２）。
【００９７】
また、コントローラ１２１は、経過時間から異常が検出されない場合でも、ワークや部品が所定の位置に存在しているか否かにより、異常の有無を判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、搬送部２１０の動作が終了し、組み立て装置２００が静止状態となった時点で行う。搬送ユニット２１０が未だ前進動作中に判定を行っても、その後の動作でワーク２０２や部品２０３が転落するといった異常が発生する可能性があるためである。また、静止状態となった時点でのみ異常の有無を判定することにより、動画像を用いる場合と比較して、異常発生の検知に用いるデータ量は大幅に減少させることができる。また、一つの動作が終了した時点で異常があることが分かれば、次の動作開始前に、組み立て装置２００自体を停止させられるので、組み立て装置２００の故障や、ワーク、部品の破損を防ぐことができる。
【００９８】
ステップ２１０は、ステップＳ２０６の後、動作が終了したと判定された画像データに基づいて、ステップＳ００の稼動準備が整ったか否かの判定と同様の方法により実施する。すなわち、組み立て装置２００が正常動作している場合、各動作ステップの終了時点において、ワークや部品は、それぞれ所定の位置に存在しているはずである。ステップＳ０２では、ワーク２０２がワーク搬入路２３０の入口２３１に存在し、部品２０３が部品投入部２４０に存在しているはずである。そこで、搬入ユニット２１０の前進動作が終了したと判定された画像データに対し、ステップＳ００と同様、正常動作時にワーク２０２や部品２０３が存在しているはずの位置に関心領域を設定し、その関心領域内の信号値を調べて、ワーク等が存在しているか否かを調べる。そして、ワーク２０２、部品２０３がそれぞれ所定位置に存在していると判定されれば、異常無と判定する。一方、ワーク２０２、若しくは部品２０３のどちらか一方でも存在しない場合、異常有と判定し、判定に使用した画像データをメモリ１３１に保存し（ステップＳ２１１）、組み立て装置２００を停止する（ステップＳ２１２）。
【００９９】
同様に、この時点でワークや部品が存在してはならない位置にも関心領域を設定する。例えば、後述するように、組み立て部２５０にはこの次の動作ステップで部品２０３が移動してくるため、現時点では、組み立て部２５０にはワーク２０２も部品２０３も存在しないはずである。そこで、図８に示すように、ＣＣＤカメラ１１１で撮影された画像データ上で、組み立て部２５０に相当する部分にも関心領域００４を設定する。そして、予めメモリ１３１に保存されているステップＳ０１終了時点での正常動作状態の画像と、ステップＳ０１終了時点での実際の画像とを用いて、上述したようなワーク２０２や部品２０３の有無判定を行う。もし、組み立て部２５０にワーク２０２や部品２０３が存在すると判定された場合、異常発生と判定し、判定に使用した画像データをメモリ１３１に保存し（ステップＳ２１１）、組み立て装置２００を停止する（ステップＳ２１２）。
【０１００】
具体的には、事前準備として、ＣＣＤカメラ１１１を通じてワーク２０２、部品２０３が入口２３１、部品投入部２４０、及び組み立て部２５０に存在する場合、及び存在しない場合の画像データをそれぞれ取得する。そして、ステップＳ００同様、取得した画像データを参照し、入口２３１や組み立て部２５０の位置等を特定し、関心領域００１、００２、００４としてその画像上の位置（例えば関心領域の左上端座標と右下端座標）をメモリ１３１に保存しておく。次に、関心領域００１、００２、００４にワーク２０２、部品２０３が存在する場合、存在しない場合のそれぞれについて、各関心領域内の平均信号値を求める。そして、各関心領域について、ワーク２０２、部品２０３が存在する場合の平均信号値と、存在しない場合の平均信号値との平均値（中点）を算出し、閾値Thd001、Thd002、Thd004とする。その閾値から、（１）式の判別関数をそれぞれ作成し、予めメモリ１３１に保存しておく。
【０１０１】
組み立て装置２００の動作時においては、ＣＣＤカメラ１１１から送られてくる画像データに対し、メモリ１３１に保存した関心領域００１、００２、及び００４の位置に基づいて、関心領域００１内の平均信号値AVG001、関心領域００２内の平均信号値AVG002、関心領域００４内の平均信号値AVG004をそれぞれ算出する。メモリ１３１から上述した判別関数を呼び出し、平均信号値AVG001、AVG002、AVG004をそれぞれ対応する判別関数に代入する。判別関数の出力が全て'1'であった場合、コントローラ１２１は、異常無と判定し、いずれか一つでも'0'が出力される場合、異常有と判定する。
【０１０２】
なお、装置の停止とともに、装置の操作者に対して警告を発生するよう構成してもよい。係る警告は、装置の作動状態を監視するモニタ（図示せず）上への警告表示、又は警告音の発生等で行うことが可能である。
【０１０３】
上述した動作終了判定方法及び異常有無の判定方法は、以下に述べるステップＳ０４、Ｓ０６等、組み立て装置２００の可動部の各動作終了判定ステップにおいても同様に使用する。ただし、着目する検出マーク、設定する関心領域、及び基準となる重心位置Ｇorg、面積Ｄorgは、各動作終了判定ステップについて最適化する。この最適化についても、上述した事前準備と同様の方法で、動作終了判定を行う可動部の動作終了時を示す参照画像データを予め取得しておき、その参照画像データから着目する検出マークの重心、面積を調べておけばよい。
【０１０４】
このように、検出マークの重心位置、及び面積を検出し、理想状態におけるそれらと比較することにより、その検出マークが付された可動部について正確な位置決定が可能となり、装置の信頼性を向上させることが可能である。
【０１０５】
同様に、各動作終了判定ステップにおいて、正常動作状態を示す参照画像データをメモリ１３１に予め保存しておくか、上記の参照画像データ及び部品等の配置状態に誤りのある異常参照画像データから求めた判別関数をメモリ１３１に保存しておけばよい。それらに基づいて、各動作終了判定ステップにおいて異常の有無を判定可能である。
【０１０６】
コントローラ１２１が、搬送ユニット２１０の前進動作は終了したと判定した場合、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて搬送ユニット２１０のサーボモータに搬送ユニット２１０を後退動作させるよう制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット２１０はワークを保持したまま後退動作を行う（ステップＳ０３）。なお、この後退動作に伴って、ワーク２０２に取り付ける部品２０３が、部品投入部より組み立て部２５０に移動する。
【０１０７】
次に、搬送ユニット２１０の後退が終了したか否かを判定する（ステップＳ０４）。
【０１０８】
その判定方法はステップＳ０２と同様である。即ち、予め設定した関心領域内で検出マーク２１３の重心位置と面積を算出し、事前に求められているそれらの値との差異が許容範囲内に収まるか否かで判定する。また、ステップＳ０２と同様に、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存する。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１０９】
コントローラ１２１が、搬送ユニット２１０の後退動作は終了したと判定した場合、モータドライバに対し、上部ユニット２２１を下降させる指令を出す。モータドライバは、係る指令を受け取ると、上部ユニット２２１のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、上部ユニット２２１が下降する（ステップＳ０５）。
【０１１０】
その後、上部ユニット２２１の下降動作が終了したか否かを判定する（ステップＳ０６）。その判定方法はステップＳ０２と同様である。即ち、予め設定した関心領域内で検出マーク２２５の重心位置と面積を算出し、事前に求められているそれらの値との差異が許容範囲内に収まるか否かで判定する。また、ステップＳ０２と同様に、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存する。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１１１】
本実施形態では、ＣＣＤカメラ１１１を、組み立て部２５０の直上でなく、斜め３０°の方向に配置したことにより、上部ユニット２２１の上下運動も、画像上で位置の変化として捉えることを可能としたので、複数のＣＣＤカメラを用いることを要しない。なお、正確に可動部の位置を把握するために、ＣＣＤカメラ１１１で撮影した画像上において、全ての可動部の動作距離が、１０画素以上となるように配置することがさらに好ましい。
【０１１２】
コントローラ１２１が、上部ユニット２２１の下降動作は終了したと判定した場合、次の動作として、ワークチャック２２３を閉じるよう、モータドライバを通じて上部ユニット２２１のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、ワークチャック２２３が閉じて組み立て部２５０にある部品２０３を捕捉する（チャック動作）（ステップＳ０７）。
【０１１３】
その後、ワークチャック２２３のチャック動作が終了したか否かを判定する（ステップＳ０８）。なお判定方法はステップＳ０２と同様であり、予め設定された関心領域内でワークチャック２２３に付された検出マーク２２６の重心位置、面積を調べて判定する。また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様である。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１１４】
コントローラ１２１が、ワークチャック２２３のチャック動作は終了したと判定した場合、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて上部ユニット２２１のサーボモータに上部ユニット２２１を上昇させるよう制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、上部ユニット２２１は部品を保持したまま上昇する（ステップＳ０９）。
【０１１５】
その後、上部ユニット２２１の上昇動作が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定は、上部ユニット２２１に付された検出マーク２２５を用いる他、上記Ｓ０２と同様に実施する。また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様である。異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１１６】
コントローラ１２１が、上部ユニット２２１の上昇動作は終了したと判定した場合、次の動作として、搬送ユニット２１０を送り動作させ、その後前進動作させるよう、モータドライバを通じて搬送ユニット２１０のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット２１０はワーク２０２を組み立て部２５０に搬送するため、部品を保持したままワーク搬送路２０１に沿って送り動作し、その後前進動作する（ステップＳ１１）。
【０１１７】
ステップＳ０２と同様の判定方法により、搬送ユニット２１０の移動が完了したか否かを判定する（ステップＳ１２）。同様に、搬送ユニット２１０の移動が完了したと判定された画像データを保存し、それ以外の画像データの廃棄も同様に実施する。ただし、搬送ユニット２１０がワーク排出部側へ移動したことにより、ワーク搬入部側の検出マーク２１３が、上部ユニット２２１に隠れて見えなくなるため、ワーク排出部側の検出マーク２１４を用いて判定を行い、関心領域も検出マーク２１４の存在位置を含むように設定しておく。異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１１８】
コントローラ１２１は、搬送ユニット２１０の移動は終了したと判定した場合、次の動作として、上部ユニット２２１を下降させるよう、モータドライバを通じて上部ユニット２２１のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、上部ユニット２２１が下降し、組み立て部２５０にあるワーク２０２に、部品２０３を取り付ける（ステップＳ１３）。この時、下部ユニット２２２は、ワーク２０２を固定する。
【０１１９】
ステップＳ０４と同様の判定方法により、上部ユニット２２１の下降動作が終了したか否か、判定する（Ｓ１４）。判定に用いる検出マークも同様であり、また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様である。さらに、異常の有無判定も同様に実施する。
【０１２０】
コントローラ１２１は、上部ユニット２２１の下降動作は終了したと判定した場合、次の動作として、搬送ユニット２１０に後退動作させ、その後戻り動作をさせる。同時に、ワークチャック２２３に対し、部品２０３をリリースするよう開く動作（アンチャック動作）を行わせる。そのため、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて、搬送ユニット２１０のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づき、搬送ユニット２１０がワーク２０２をリリースして後退し、その後戻り動作して原点位置に復帰する。同様に、上部ユニット２２１のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づき、ワークチャック２２３はアンチャック動作を行う（ステップＳ１５）。
【０１２１】
次に、搬送ユニット２１０の移動が完了し、原点位置に復帰したか否かを判定する。同時に、ワークチャック２２３のアンチャック動作が完了したか否か判定する（ステップＳ１６）。
【０１２２】
搬送ユニット２１０の移動完了、アンチャック動作の完了は、それぞれ上述してきた判定方法と同様の方法で行われるが、ステップＳ１６では、それらを同一の画像上で同時に実行することが可能である。即ち、搬送ユニット２１０の検出マーク２１３の重心位置、面積を調べるための関心領域と、ワークチャック２２３に付された検出マーク２２６の重心位置、面積を調べるための関心領域をそれぞれ設定し、関心領域毎に判定を行う。異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１２３】
それぞれの判定の結果、搬送ユニットの移動完了、アンチャック動作の完了とも確認できると、コントローラ１２１は、次の動作として、上部ユニット２２１を上昇させるよう、モータドライバを通じて上部ユニット２２１のサーボモータに制御信号を送信する。その制御信号に基づき、上部ユニット２２１は上昇する（ステップＳ１７）。
【０１２４】
その後、ステップＳ１０と同様に、上部ユニット２２１の上昇動作が終了したか否かを判定する（ステップＳ１８）。また、動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様に行う。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１２５】
コントローラ１２１が、上部ユニット２２１の上昇動作は終了したと判定した場合、次の動作として、部品組み付け済みのワーク（完成品）２０４を捕捉するため、搬送ユニット２１０を前進させる。そのため、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて搬送ユニット２１０のサーボモータに対して制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット２１０は前進動作する（ステップＳ１９）。
【０１２６】
ステップＳ１９で搬送ユニット２１０の前進が終了したか否か判定する（ステップＳ２０）。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様に行う。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１２７】
ステップＳ２０で、搬送ユニット２１０の前進が終了したと判定された場合、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて搬送ユニット２１０のサーボモータに対して後退動作をさせる制御信号を送信する。その制御信号に基づいて、搬送ユニット２１０は完成品２０４を保持したまま後退する（ステップＳ２１）。
【０１２８】
そして、搬送ユニットの後退を確認する（ステップＳ２２）。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様に行う。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１２９】
ステップＳ２２で、搬送ユニット２１０の後退が終了したと判定された場合、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて、搬送ユニット２１０のサーボモータに対して送り動作及び前進動作をさせる制御信号を送信する。その制御信号に基づき、搬送ユニット２１０は完成品２０４をワーク排出部２６０へ排出するために、完成品２０４を保持したまま、送り動作し、その後前進する（ステップＳ２３）。
【０１３０】
次に、ステップＳ２３の搬送ユニット２１０の前進が終了したか否か判定する（ステップＳ２４）。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様に行う。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１３１】
ステップＳ２４で、搬送ユニット２１０の前進終了を確認すると、完成品２０４がワーク排出部２６０のワーク出口２６１に排出される。そして、コントローラ１２１は、モータドライバを通じて搬送ユニット２１０のサーボモータに対して、搬送ユニット２１０が、後退動作した後、戻り動作を行うよう制御信号を送信する。そしてその制御信号に基づき、搬送ユニット２１０は原点位置に復帰する（ステップＳ２５）。
【０１３２】
最後に、搬送ユニット２１０が原点位置に復帰したか否かを確認する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、搬送ユニット２１０に付された検出マーク２１３を用いて、他のステップＳ１６同様に判定する。動作終了判定基準を満たさない画像データは廃棄し、判定基準を満たした画像データはメモリ１３１に保存することも同様に行う。また、異常の有無判定もステップＳ０２と同様に実施する。
【０１３３】
上記のように、ＣＣＤカメラにより撮像された動画を処理するのではなく、動作終了時点での静止画を用い、また画像全域を用いずに、関心領域のみを対象として判定処理を行うことで、高速に処理を行うことが可能となり、若しくは安価なプロセッサを用いて処理することが可能となる。また上述したように、画像データを解析し、各可動部の位置を確認することで、他のセンサがなくとも、原点位置確認やオーバーラン検知を行うことが可能となり、且つ各部の動作完了を判定した後に、次の動作を行うよう指令を出すことで、誤動作を防止することが可能となる。さらに、検出マークの重心位置、面積を判定に用いることで、各可動部の位置を精密に評価することが可能となり、誤動作の防止をより確実に行うことができる。また、ステップＳ０２〜Ｓ２６の各動作終了判定ステップにおいて、各可動部の動作完了と判定した画像データを保存することにより、事後的にそれらの画像を参照することで組み立て装置２００の動作解析を簡便に行うことが可能となり、特に異常発生時における原因の究明を容易に行うことが可能となる。さらに各可動部の動作未了と判定した画像データを廃棄することにより、保存するデータ量を減らすことができる。
【０１３４】
なお、上述してきた実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明に係る監視制御装置のブロック構成図である。
【図２】本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置のブロック構成図である。
【図３】本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の概略上面図である。
【図４】本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の概略斜視図である。
【図５】本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る監視制御装置を実装した組み立て装置の動作順序を示すタイミングチャートである。
【図８】関心領域の設定範囲の概要を示す図である。
【図９】本発明に係る監視制御装置による、組み立て装置の各可動部の動作終了判定方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
１００    監視制御装置
１１０    撮像部
１１１    ＣＣＤカメラ
１２０    判定部
１２１    コントローラ
１３０    データ記憶部
１３１    メモリ
２００    組み立て装置
２１０    搬送ユニット
２２０    上下ユニット
２１３、２１４、２２５、２２６    検出マーク
００１、００２、００３、００４    関心領域
【図１】
2006260443.tif 000004
【図２】
2006260443.tif 000005
【図３】
2006260443.tif 000006
【図４】
2006260443.tif 000007
【図５】
2006260443.tif 000008
【図６】
2006260443.tif 000009
【図７】
2006260443.tif 000010
【図８】
2006260443.tif 000011
【図９】
2006260443.tif 000012