(57)【要約】【課題】検査精度を高精度化するとともに検査効率を高効率化することができる良品収集システムを提供することにある。【解決手段】複数種類の部品の各々の把持およびハンドリングが可能なエンドエフェクタを持ち、それらの部品の任意の位置および／または姿勢での把持およびハンドリングが可能な多関節アームを有するロボットと、そのロボットに設けられた、多関節アームにてハンドリングする前および／またはハンドリングしている部品の一次検査が可能な一次検査用センサ並びに多関節アームにてハンドリングしている部品の一次検査用センサよりも高精度な二次検査が可能な二次検査用センサとを備え、一次検査で良品と判断できない部品のみに対して二次検査を行って良品のみを収集する良品収集システムである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される複数種類の部品の各々の把持およびハンドリングが可能なエンドエフェクタを持ち、それらの部品の任意の位置および／または姿勢での把持およびハンドリングが可能な多関節アームを有するロボットと、
前記ロボットに設けられた、前記多関節アームにてハンドリングする前の部品および／またはハンドリングしている部品の一次検査が可能な一次検査用センサと、
前記ロボットに設けられた、前記多関節アームにてハンドリングしている部品の前記一次検査用センサよりも高精度な二次検査が可能な二次検査用センサと、を備え、
前記一次検査用センサによる一次検査で良品と判断できない部品のみに対して前記二次検査用センサによる高精度な二次検査を行って良品のみを収集することを特徴とする良品収集システム。
【請求項２】
前記ロボットは、検査対象の部品の収集および検査を行う際に、その部品を一本の前記多関節アームのみで任意の位置および／または姿勢で取り扱うことができるものであることを特徴とする、請求項１記載の良品収集システム。
【請求項３】
前記ロボットは、前記検査対象の部品の収集および検査を行う際に、その部品を複数本の前記多関節アーム間において持ち変えて任意の姿勢で把持し直すことができるものであることを特徴とする、請求項１または２記載の良品収集システム。
【請求項４】
前記ロボットの前記エンドエフェクタは、検査対象の部品の収集および検査を行う際に、異なる形状を持つ複数種類の部品に対する把持およびハンドリングが可能な爪形状および爪移動機構を持つものであることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項５】
前記ロボットは、検査対象の部品が供給される位置へと前記多関節アームを移動させる台座部を備えた移動ロボットであることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項６】
前記ロボットは、前記多関節アームを有する胴体部と、その胴体部上に配置された頭部とを有し、前記頭部および／または前記多関節アームに撮像用機器を持ち、前記検査対象の部品を収集する際に、前記撮像用機器でその部品を撮像してその部品の位置を認識するものであることを特徴とする、請求項１から５までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項７】
前記一次検査用センサは、前記頭部および／または前記多関節アームおよび／または前記台座部に撮像用機器を持ち、前記検査対象の部品を収集する際に、前記多関節アームにてハンドリングする前および／またはハンドリングしている部品をその撮像用機器で撮像してその部品の一次検査を行うものであることを特徴とする、請求項１から６までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項８】
前記ロボットは、前記撮像用機器が撮像を行うのに必要な光度の調整が可能な照明を有するものであることを特徴とする、請求項６または７記載の良品収集システム。
【請求項９】
前記二次検査用センサは、前記ロボットに設けられた変位センサを持ち、前記検査対象の部品を収集する際に、前記多関節アームにてハンドリングしている部品の検査箇所をその変位センサで測定してその部品の二次検査を行うものであることを特徴とする、請求項１から８までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項１０】
前記二次検査用センサは、前記台座部上に固定され、前記多関節アームは、前記二次検査用センサによる前記検査対象の部品の検査箇所の検査が行えるように動作するものであることを特徴とする、請求項５項記載の良品収集システム。
【請求項１１】
前記二次検査用センサは、前記台座部上に移動可能に取り付けられ、前記多関節アームは、前記二次検査用センサによる前記検査対象の部品の検査箇所の測定が行えるようにその部品を空間内に固定し、前記二次検査用センサは、その部品に対し移動して検査を行うものであることを特徴とする、請求項５記載の良品収集システム。
【請求項１２】
前記二次検査用センサによる前記検査対象の部品の検査箇所を、前記一次検査用センサによる検査において合格と判断できなかった範囲に限定するものであることを特徴とする、請求項１から１１までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項１３】
前記二次検査用センサによる検査箇所を、各々腕部の一つの動作で検査できる複数の検査範囲に分解するものであることを特徴とする、請求項１から１２までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項１４】
前記ロボットは除塵装置を有し、前記一次検査および/または前記二次検査を実施する前に、前記検査対象の部品に付着したほこりをその除塵装置で排除するものであることを特徴とする、請求項１から１３までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項１５】
前記ロボットは、前記一次検査または前記二次検査において合格品と判断された部品を収納できる合格品収納用トレーを供給され、
前記合格品収納用トレーは、前記合格品と判断された部品を特定の配置で納めることができる形状とされ、
前記ロボットは、前記一次検査または前記二次検査において合格品と判断された部品を納めた前記合格品収納用トレーを次工程へと転送するものであることを特徴とする、請求項１から１４までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項１６】
前記ロボットは、前記二次検査において不合格品と判断された部品を収納できる不合格品収納用トレーを有し、不合格品と判断された部品を前記不合格品収納用トレーに収納するものであることを特徴とする、請求項１から１５までの何れか１項記載の良品収集システム。
【請求項１７】
前記ロボットと、前記一次検査用センサと、前記二次検査用センサと、の動作を制御することを特徴とする、請求項１から１６までの何れか１項記載の良品収集システムの制御用のコントローラ。
【請求項１８】
前記ロボットと、前記一次検査用センサと、前記二次検査用センサと、の動作を制御することを特徴とする、請求項１７記載のコントローラの制御用のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、供給される部品の把持およびハンドリングが可能なエンドエフェクタを持ち、その部品の任意の位置および／または姿勢での把持およびハンドリングが可能な多関節アームを有するロボットを用いた、複数種類の部品の検査および良品の収集作業における、検査の高効率化および高精度化を可能にする良品収集システム、並びにそのシステムの制御用のコントローラおよびプログラムを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
多品種少量生産を目的としたセル生産方式の製品組立工程における生産効率の向上のためには、部品の収集・供給の自動化が重要である。このため近年では、部品収集を自動化するシステムとして、ロボットが部品保管場所へ直接移動して部品を収集する部品収集システムが提案されており、これによって、人手による部品収集業務や、専用の部品収集作業用ラインの構築の必要が無くなり、人件費や時間的コストの削減が果たされている。
【０００３】
上記のような部品収集システムでは、ロボットは複数の部品保管場所に移動しながら複数種類の部品を順次収集して回り、一連の部品をセットにして次工程に供給する。しかしながら、一連の部品を収集した後に部品の検査を行った場合、収集した部品に不良品があれば、ロボットは再度部品保管場所まで移動して代わりの部品を収集しなければならず、効率が著しく低下する。このため、部品収集の段階で検査を行い、良品のみを収集することが望ましいが、上記のような部品収集システムでは、ロボットが複数の場所に移動して検査を行うため、屋内の照明配置にバラつきがあることにより、例えば検査位置毎の照度の違いや、検査面における輝度の分布、陰影の強さ、背景との輝度対比に違いが生じるなど検査環境に不安定な要素が多く、また部品の欠損や表面の傷の有無など複数の検査項目を想定しなければならず、加えて生産効率の向上のためにはそれらの検査をより高速に行う必要もあることから、適切な検査環境と検査手順の提供が困難である。
【０００４】
従来技術においては、移動ロボットが多関節アームを具え、そのアームの先端部にカメラを搭載するものや、ロボットと別個にカメラを配置して検査精度と効率を向上させるものはあるが、複数種類の部品の検査・収集を行うロボットに対して上記問題を解消した検査環境を提供するものは、発明者が調査した範囲では未だ確認できない。
【０００５】
すなわち、ロボットにより検査を行う従来技術としては、例えば特許文献１が知られ、特許文献1では、移動機構を具えた台車上に胴部・頭部・腕部およびカメラを持つ上半身型の作業ロボットを搭載し、移動先に設置されたクロスマーク等の位置合わせ基準を撮像して、取得した画像情報から、作業ロボットと移動先に配置された作業対象物間のズレ量を計算することで、移動先における作業精度を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５９２４７８６号公報  走行ロボットの誘導方法および誘導装置
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の従来技術では、照明配置等の検査条件については移動先の検査環境に依存しているため、良品の判断を高効率かつ高精度に行うことができないという不都合がある。
【０００８】
それゆえこの発明は、上記の問題を鑑み、供給される部品の把持およびハンドリングが可能なエンドエフェクタを持ち、その部品の任意の位置および／または姿勢での把持およびハンドリングが可能な多関節アームを有するロボットを用いた、複数種類の部品の検査および良品の収集作業において、検査の高精度化および高効率化を可能にする良品収集システムを提供することを目的とする。また、この発明はその良品収集システムの多関節アーム等の制御を行うコントローラおよびプログラムを提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を有利に解決するこの発明の良品収集システムは、
供給される複数種類の部品の各々の把持およびハンドリングが可能なエンドエフェクタを持ち、それらの部品の任意の位置および／または姿勢での把持およびハンドリングが可能な多関節アームを有するロボットと、
前記ロボットに設けられた、前記多関節アームにてハンドリングする前の部品および／またはハンドリングしている部品の一次検査が可能な一次検査用センサと、
前記ロボットに設けられた、前記多関節アームにてハンドリングしている部品の前記一次検査用センサよりも高精度な二次検査が可能な二次検査用センサと、を備え、
前記一次検査用センサによる一次検査で良品と判断できない部品のみに対して前記二次検査用センサによる高精度な二次検査を行って良品のみを収集することを特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明のコントローラおよびプログラムは、
前記ロボットと、前記一次検査用センサと、前記二次検査用センサと、の動作を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
かかるこの発明の良品収集システム、並びにそのシステムの制御用のコントローラおよびプログラムにあっては、供給される複数種類の部品の検査および良品の収集作業を行う際に、前記ロボットが、前記多関節アームの前記エンドエフェクタを各部品の供給位置に移動させ、次いでその多関節アームの動作下で、前記エンドエフェクタが、供給される検査対象の部品の把持およびハンドリングを行って、その部品の位置および／または姿勢を任意のものとする。
【００１２】
そして、前記ロボットに設けられた例えば画像処理等を用いる一次検査用センサが、前記多関節アームにてハンドリングする前および／またはハンドリングしている部品の一次検査(スクリーニング検査)を行うとともに、前記ロボットに設けられた例えば変位センサ等を用いる二次検査用センサが、前記多関節アームにてハンドリングしている部品の、前記一次検査用センサよりも高精度な二次検査（精密検査）を行う。その際、前記一次検査用センサによる一次検査で良品と判断できない部品のみに対して前記二次検査用センサによる高精度な二次検査を行って良品のみを収集する。
【００１３】
従って、この発明の良品収集システム、並びにそのシステムの制御用のコントローラおよびプログラムによれば、一次検査(スクリーニング検査)と二次検査(精密検査)とを併用し、二次検査用センサによる精密検査の実施対象を、一次検査で良品と判断できない部品のみに限定することで、検査精度を高精度化しながら検査工程を省略して検査効率を高効率化することができる。
【００１４】
なお、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは、検査対象の部品の収集および検査を行う際に、その部品を一本の前記多関節アームのみで任意の位置および／または姿勢で取り扱うことができるものであると好ましい。
【００１５】
また、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは、前記検査対象の部品の収集および検査を行う際に、その部品を複数本の前記多関節アーム間において持ち変えて任意の姿勢で把持し直すことができるものであると好ましい。
【００１６】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記移動ロボットの前記エンドエフェクタは、検査対象の部品の収集および検査を行う際に、異なる形状を持つ複数種類の部品に対する把持およびハンドリングが可能な爪形状および爪移動機構を持つものであると好ましい。
【００１７】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは、検査対象の部品が供給される位置へと前記多関節アームを移動させる台座部を備えた移動ロボットであると好ましい。
【００１８】
ここで、前記台座部は、例えば垂直方向への移動が可能な伸縮機構および／または水平方向への移動が可能な走行機構を持ち、検査対象の部品が供給される位置へと前記多関節アームを移動させるものとしてもよい。
【００１９】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは、前記多関節アームを有する胴体部と、その胴体部上に配置された頭部とを有し、前記頭部および／または前記多関節アームに撮像用機器を持ち、前記検査対象の部品を収集する際に、前記撮像用機器でその部品を撮像してその部品の位置を認識するものであると好ましい。
【００２０】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記一次検査用センサは、前記頭部および／または前記多関節アームおよび／または前記台座部に撮像用機器を持ち、前記検査対象の部品を収集する際に、前記多関節アームにてハンドリングする前および／またはハンドリングしている部品をその撮像用機器で撮像してその部品の一次検査を行うものであると好ましい。
【００２１】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは、前記撮像用機器が撮像を行うのに必要な光度の調整が可能な照明を有するものであると好ましい。
【００２２】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記二次検査用センサは、前記ロボットの、例えば前記多関節アームおよび／または前記台座部に設けられた変位センサを持ち、前記検査対象の部品を収集する際に、前記多関節アームにてハンドリングしている部品の検査個所をその変位センサで測定してその部品の二次検査を行うものであると好ましい。
【００２３】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記二次検査用センサは、前記ロボットの、例えば前記台座部上に固定され、前記多関節アームは、前記二次検査用センサによる前記検査対象の部品の検査箇所の検査が行えるように動作するものであると好ましい。
【００２４】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記二次検査用センサは、前記ロボットの、例えば前記台座部上に移動可能に取り付けられ、前記多関節アームは、前記二次検査用センサによる前記検査対象の部品の検査箇所の測定が行えるようにその部品を空間内に固定し、前記二次検査用センサは、その部品に対し移動して検査を行うものであると好ましい。
【００２５】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記二次検査用センサによる前記検査対象の部品の検査箇所を、前記一次検査用センサによる検査において合格と判断できなかった範囲に限定するものであると好ましい。
【００２６】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記二次検査用センサによる検査箇所を、各々腕部の一つの動作で検査できる複数の検査範囲に分解するものであると好ましい。
【００２７】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは除塵装置を有し、前記一次検査および/または前記二次検査を実施する前に、前記検査対象の部品に付着したほこりをその除塵装置で排除するものであると好ましい。
【００２８】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは、前記一次検査または前記二次検査において合格品と判断された部品を収納できる合格品収納用トレーを配置され、合格品と判断された部品を前記合格品収納用トレーに収納し、前記合格品収納用トレーは、前記合格品と判断された部品を特定の配置で納めることができる形状とされ、前記ロボットは、前記一次検査または前記二次検査において合格品と判断された部品を納めた前記合格品収納用トレーを次工程へと供給するものであると好ましい。
【００２９】
さらに、この発明の良品収集システムにおいては、前記ロボットは、前記二次検査において不合格品と判断された部品を収納できる不合格品収納用トレーを有し、不合格品と判断された部品を前記不合格品収納用トレーに収納するものであると好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】この発明の良品収集システムの一実施形態における良品収集手順の前段を順次に示すフローチャートである。
【図１Ｂ】この発明の良品収集システムの一実施形態における良品収集手順の後段を順次に示すフローチャートである。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の良品収集システムが備える移動ロボットの外観を示す平面図および斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の良品収集システムが備える移動ロボットの外観を示す正面図および側面図である。
【図４】上記実施形態の良品収集システムの概ね全体を示す斜視図である。
【図５】上記実施形態の良品収集システムの概ね全体を示す平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の良品収集システムにおける部品収集の際の移動ロボットの異なる作動状態を示す説明図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の良品収集システムにおける一次検査および二次検査での移動ロボットの作動状態を示す説明図である。
【図８】上記実施形態の良品収集システムにおける検査対象の部品の二次検査の範囲を分割した場合を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１Ａおよび図１Ｂは、この発明の良品収集システムの一実施形態における良品収集手順の前段および後段を順次に示すフローチャートである。
【００３２】
また、図２（ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の良品収集システムが備える移動ロボットの外観を示す平面図および斜視図であり、図３（ａ）および図３（ｂ）は、上記実施形態の良品収集システムが備えるロボットとしての移動ロボットの外観を示す正面図および側面図である。
【００３３】
この移動ロボット４は、頭部１、胴体部２および、多関節アームとしての腕部３を有しており、腕部３は双腕として胴体部２の左右側部に２本有していることが望ましい。双腕のロボット４を用いることで、片腕での検査対象の部品のハンドリングだけでなく、左右腕間での検査対象の部品の持ち変えが可能である。
【００３４】
ここで、頭部１は、撮像用機器としての、画像認識が可能な頭部ステレオカメラ５を有する。また頭部１は、胴体部２との間に首部１ａを持つ。首部１ａは、２自由度(頭部１を前後に振るピッチ軸および左右に振るヨー軸)程度の可動軸を持つことが望ましい。
【００３５】
首部１ａには、頭部のステレオカメラ５の撮像対象に対する照明となる首部ＬＥＤ照明器具６が固定されている。頭部ステレオカメラ５の撮像方向と、首部ＬＥＤ照明器具６による照明光の照射方向は、首部１ａの動作により一緒に変更され、首部ＬＥＤ照明器具６による照明光が頭部ステレオカメラ５のための照明となるように、常に同一の相互位置関係を維持する。頭部ステレオカメラ５はこの首部ＬＥＤ照明器具６を組み合わされることで、撮像を行うのに適切な光度を常に得ることができる。
【００３６】
胴体部２は、１自由度(胴体部２を支持するとともにコントローラ４０を搭載する後述の台座部８に対し胴体部２を左右に振るヨー軸)程度の可動軸を持つことが望ましい。このコントローラ４０は、通常のコンピュータを持ち、あらかじめ与えられたプログラムに従い後述の如くして、移動ロボット４自身の動作の他に後述する一次検査用センサおよび二次検査用センサの動作を制御する。このような台座部で胴体部を支持するロボットとしては、例えば本願共同出願人の一方であるカワダロボティクス株式会社が製造・販売する双腕型ロボット「商品名ＮＥＸＴＡＧＥ（登録商標）」が知られている。
【００３７】
腕部３を構成する右腕および左腕はそれぞれその先端部に、検査対象の多種類の部品の把持およびハンドリングが可能なエンドエフェクタ７を持ち、エンドエフェクタ７は、それら多種類の部品の把持が可能なように、３本程度の爪を持つとともに、それらの爪の開閉式動作が可能な爪移動機構を持つものであることが望ましい。そして、それら右腕および左腕はそれぞれ多自由度アームとして、エンドエフェクタ７の任意の位置および姿勢を実現可能な６自由度程度の可動軸を持つ、シリアル接続のリンク機構を有するものであることが望ましい。
【００３８】
さらに、腕部３を構成する右腕および左腕の少なくとも一方は、その先端部３ａに、検査対象の部品の撮像が可能なハンドカメラ３０を有していてもよい。
【００３９】
移動ロボット４はさらに台座部８を有し、台座部８は上述のコントローラ４０に加えて、頭部１と胴体部２と腕部３とをそれらの正面方向に対して上下方向へ移動可能な例えばモータ駆動の伸縮機構９および／または頭部１と胴体部２と腕部３とをそれらの正面方向に対して左右方向へ移動可能な例えばモータ駆動の走行機構１０を持つ。
【００４０】
台座部８はその上面上に、一次検査(スクリーニング検査)用の検査機器と、二次検査(精密検査)用の検査機器とを有する。この実施形態では、一次検査用機器としての、画像認識が可能な単眼カメラ１１と、二次検査用機器としての接触式変位センサ１２との組を、胴体部２の左右に1組ずつ備える。
【００４１】
なお、二次検査用機器は、一次検査用機器よりも高精度な検査が可能か、あるいは一次検査用機器では精密な合否判定が難しい要素の検査が可能な機器であればよく、接触式変位センサ１２に代えてあるいは加えて、例えば非接触式のレーザー変位センサ等を用いてもよい。また、一次検査用機器は、台座に設けられた単眼カメラ１１に代えてあるいは加えて、頭部ステレオカメラ５やハンドカメラ３０を使用してもよい。
【００４２】
台座部８上に腕部３の動作とは独立した単眼カメラ１１を具えることで、腕部３の単腕での検査対象の部品の取り回しを容易にして、検査速度を向上させることができる。また接触式変位センサ１２を併用することで、単眼カメラ１１による一次検査において合格品と判定できなかった部品のみに対する接触式変位センサ１２による二次検査の実施が可能な収集システムを構築することができる。
【００４３】
台座部８は、検査合格品を特定の配置で収納できる合格品収納用トレー１３を台座部８上に固定するトレー固定部１４を持つことが望ましい。また台座部８は、検査不合格品を一時的に収納できる不合格品収納用トレー１５を持つことが望ましい。
【００４４】
図４および図５は、上記実施形態の良品収集システムの概ね全体を示す斜視図および平面図である。図示のようにこの実施形態の良品収集システムはさらに、検査対象の複数種類の部品１７が納められている収納棚１６を備え、この収納棚１６は、移動ロボット４が検査対象の部品１７の位置認識を適切に行えるようにそれらの部品１７を配置し、それらの部品１７を順次供給するように保管できる構造を持つことが望ましい。
【００４５】
図６（ａ），（ｂ）に示す例では、収納棚１６は、移動ロボット４に向かって傾斜した部品供給路を持ち、部品１７は、その傾斜路上を移動ロボット４に向かって下降摺動して、その傾斜路の下端部の次部品供給位置１６ａで、移動ロボット４の腕部３のエンドエフェクタでの把持が可能なように保持される。
【００４６】
この実施形態の良品収集システムはさらに、移動ロボット４が移動してあるいはその場に留まった状態で移動ロボット４の腕部３が到達可能な範囲内に、合格品収納用トレー供給用コンベア２０および合格品収納用トレー転送用コンベア２１を備えている。なお、実施形態の良品収集システムは、移動ロボット４の腕部３またはエンドエフェクタ７によって操作できるように設けられたトレー供給操作用スイッチ２０ａおよびトレー転送操作用スイッチ２１ａを備えてもよい。
【００４７】
次に、上記実施形態の良品収集検査システムの、左右腕部３がそれぞれ独立して部品１７を把持し、台座部８上固定の単眼カメラ１１、頭部ステレオカメラ５またはハンドカメラ３０を用いた画像認識による一次検査(スクリーニング検査)と、接触式変位センサ１２を用いた二次検査(精密検査)とを実施する動作について、図１Ａ，Ｂのフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。ここで上記実施形態の検査システムは先ず、検査の準備のために以下の１．〜４．の工程を実施する。
【００４８】
１．台座部８に搭載された上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、腕部３およびエンドエフェクタ７により、合格品収納用トレー１３を合格品収納用トレー供給用コンベア２０から受け取って台座部８上のトレー固定部１４に移動させ、その合格品収納用トレー１３を、例えばモータやエアシリンダ等でクランプを移動させるトレー固定機構１４ａにより台座部８上に固定する。なお、合格品収納用トレー供給用コンベア２０の操作は、移動ロボット４が腕部３およびエンドエフェクタ７によりトレー供給操作用スイッチ２０ａを操作することで行う。なお、合格品収納用トレー供給用コンベア２０の操作は、移動ロボット４がトレー供給位置にいることを検知する図示しないセンサの検知結果に基づいて行ってもよく、あるいは作業者がトレー供給操作用スイッチ２０ａを操作することで行ってもよい。
【００４９】
２．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、台座部８の伸縮機構９および／または走行機構１０により、収納棚１６に収納されている検査対象の部品１７の把持が可能な位置に移動する。なお、収納棚１６は、図５に示すように、台座部８の走行機構１０の移動範囲に合わせて複数台を左右方向に配置してもよく、また図６（ａ），（ｂ）に示すように、台座部８の伸縮機構９の移動範囲に合わせて複数台を上下方向に配置してもよい。
【００５０】
３．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、頭部ステレオカメラ５および／またはハンドカメラ３０を用いて次部品供給位置１６ａを撮像し、上記コントローラ４０は、その撮像画像の画像認識により次の検査対象の部品１７の位置情報を認識する。なお、認識に必要な照度が不足している場合は、首部ＬＥＤ照明器具６で照明光を照射して認識可能な照度を得る。
４．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、腕部３およびエンドエフェクタ７により、次の検査対象の部品１７を把持して収納棚１６から取り出す。
【００５１】
上記実施形態の検査システムは次いで、一次検査のために以下の５．〜７．の工程を実施する。
【００５２】
５．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、図７（ａ）に例示するように、台座部８上の単眼カメラ１１または頭部１の頭部ステレオカメラ５による一次検査範囲１８の画像認識が可能なように、腕部３およびエンドエフェクタ７の動作により、検査対象の部品１７の位置・姿勢を変更して撮像（画像取得）を行い、上記コントローラ４０は、その撮像画像の画像認識により一次検査（スクリーニング検査）を行う。画像認識による一次検査の項目としては、例えばエッジ抽出および合格画像とのマッチングによる形状確認および／または検査対象の部品の表面上の傷の有無の確認を行う。
６．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、検査対象の部品１７の全検査箇所の検査が完了するまで、腕部３によりその部品１７の位置・姿勢を変更して検査を継続する。
【００５３】
エンドエフェクタ７により把持されることで画像認識が難しくなる検査箇所を撮像する場合は、画像認識が可能となるように、左右の腕部３を用いて検査対象の部品１７を持ち変えるか、その部品１７を一度離してから再度把持してもよい。また移動ロボット４がハンドカメラ３０を備える場合は、検査対象の部品１７を把持する前に頭部ステレオカメラ５またはハンドカメラ３０によりその部品１７を撮像して、上述したと同様の画像認識による一次検査を行ってもよい。
【００５４】
７．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、台座部８上の単眼カメラ１１、頭部１の頭部ステレオカメラ５または腕部３のハンドカメラ３０での一次検査において合格品と判断した部品１７ａを、腕部３の動作により台座部８上の合格品収納用トレー１３に収納する。
【００５５】
上記実施形態の検査システムは次いで、二次検査のために以下の８．〜１４．の工程を実施する。
【００５６】
８．上記一次検査において、検査対象の部品１７が合格品と判断できない場合には、その部品１７に対して、図７（ｂ）に例示するように、台座部８に取り付けられた接触式変位センサ１２を用いた二次検査を実施する。
９．一次検査において合格と判断できない例としては、１）エッジ抽出において合格画像に存在するエッジ形状が検査対象の部品の画像で認識できなかった場合、２）エッジ抽出において検査対象の部品の画像で合格画像と異なる形状のエッジを抽出した場合、３）エッジ抽出において合格画像に存在しないエッジ形状が部品の画像で認識された場合が考えられる。
【００５７】
ここで、１）の場合は、照度等の問題でエッジ抽出できなかったか、実際に検査対象の部品の形状の欠損がある場合が考えられる。２）の場合は、背景画像との関係等により検査対象の部品のエッジ抽出が正常に行われなかったか、検査対象の部品のエッジ部分に異物が付着しているか、実際に検査対象の部品が不良形状を有している場合が考えられる。そして３）の場合は、検査対象の部品の表面に付着したほこり等をエッジとして抽出したか、検査対象の部品の表面に実際に傷がある場合が考えられる。
【００５８】
１０．接触式変位センサ１２による二次検査の検査箇所１９は、一次検査において合格と判断できなかった検査範囲に限定して行う。
１１．二次検査に移る前に、検査箇所１９に対してエアダスタ等の除塵装置により付着物を除去する工程を追加してもよい。これにより、二次検査における合否判定基準を検査箇所１９の形状不良の有無に限定することができるため、検査精度をより向上させることができる。
【００５９】
１２．接触式変位センサ１２による二次検査では、上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は腕部３を動作させて、検査箇所１９に接触式変位センサ１２の変位検出プローブを添わせるように部品１７を移動させ、上記コントローラ４０は、接触式変位センサ１２の測定値から、合否判定閾値を超える不連続な変化など、検査対象の部品１７の形状検査において不合格となる特徴量の検出がなければ、検査対象の部品１７の欠損、不良形状、表面の傷等はないものと判断できる。
１３．接触式変位センサ１２による二次検査では、接触式変位センサ１２側に移動機構を設けることで、腕部３および検査対象の部品１７を空間的に固定したまま、接触式変位センサ１２を移動させて検査箇所１９の測定を行ってもよい。
【００６０】
１４．二次検査での精密検査の検査箇所１９はさらに限定してもよい。例えば図８に示すように、一次検査で取得した検査対象の部品１７の一枚の画像において、検査箇所１９を複数に分割して、一回の画像処理で良否判定を行う範囲をさらに限定し、各範囲毎に合否判定を行う。これにより、接触式変位センサ１２による精密検査の検査箇所１９を、各々腕部３の一つの動作（直線動作または回転動作）で検査できる複数の検査範囲１９ａ〜１９ｉに分解し、各範囲の二次検査を一つの動作で行うことで、二次検査に要する時間を短縮することができる。
【００６１】
１５．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、二次検査の結果合格品と判断した検査対象の部品１７ａを、腕部３の動作により台座部８上の合格品収納用トレー１３に納める。
１６．二次検査の結果、不合格品と判断した検査対象の部品１７ｂについては、腕部３の動作により、不合格品収納用トレー１５に納める。この場合は次に、移動ロボット４により同一種類の部品１７を収納棚１６から取り出し、再度上記５．〜７．の一次検査、あるいはさらに上記８．〜１４の二次検査の工程を実施する。
１７．必要な部品１７の収集が完了するまで上記２．〜１６．の工程を繰り返し、全ての合格品１７ａを台座部８上の合格品収納用トレー１３に納める。
【００６２】
１８．次いで、上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、台座部８の走行機構１０および伸縮機構９、または走行機構１０のみにより、合格品収納用トレー１３を次工程へと転送するための合格品収納用トレー転送用コンベア２１の前に移動する。
１９．上記コントローラ４０により制御された移動ロボット４は、台座部８への合格品収納用トレー１３の固定を解除し、その合格品収納用トレー１３を合格品収納用トレー転送用コンベア２１に載せて次工程に転送する。この合格品収納用トレー転送用コンベア２１の操作は、移動ロボット４が腕部３およびエンドエフェクタ７によりトレー転送操作用スイッチ２１ａを操作することで行う。なお、合格品収納用トレー転送用コンベア２１の操作は、合格品収納用トレー１３がトレー転送位置に配置されたことを検知する図示しないセンサの検知結果に基づいて行ってもよく、あるいは作業者がトレー転送操作用スイッチ２１ａを操作することで行ってもよい。
【００６３】
上述の如くして上記実施形態の良品収集システム、並びにそのシステムの制御用のコントローラ４０およびプログラムによれば、台座部８上の単眼カメラ１１、頭部１の頭部ステレオカメラ５または腕部３のハンドカメラ３０での撮像画像の画像認識による一次検査(スクリーニング検査)と、接触式変位センサ１２による二次検査(精密検査)とを併用することで、照明配置等の検査環境のバラつきに対して頑強な検査を行うことができるので、異なる検査環境において良品（合格品）のみを収集することができる。
【００６４】
また、上記実施形態の良品収集システム、並びにそのシステムの制御用のコントローラ４０およびプログラムによれば、二次検査用の接触式変位センサ１２による精密検査の実施対象を画像認識による一次検査で合格品と判断できない部品および部分のみに限定することで、検査精度を高精度化しながら検査工程を省略して検査効率を向上させることができる。
【００６５】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明の良品収集システムは上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば移動ロボット４は、多関節アームを一本だけまたは３本以上有するものでもよい。またコントローラ４０は、移動ロボット４の台座部８上でなく移動ロボット４と別体に備えられていてもよく、一次検査のための画像認識装置は、コントローラ４０と別体に、移動ロボット４の台座部８上あるいは台座部８外に備えられていてもよい。さらに、この発明におけるロボットは、移動しないロボットであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
かくしてこの発明の良品収集システムム、並びにそのシステムの制御用のコントローラおよびプログラムによれば、二次検査用センサによる精密検査の実施対象を、一次検査で良品と判断できない部品のみに限定することで、検査精度を高精度化しながら検査工程を省略して検査効率を高効率化することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  頭部
１ａ  首部
２  胴体部
３  腕部
３ａ  先端部
４  移動ロボット
５  頭部ステレオカメラ
６  首部ＬＥＤ照明器具
７  エンドエフェクタ
８  台座部
９  伸縮機構
１０  走行機構
１１  単眼カメラ
１２  接触式変位センサ
１３  合格品収納用トレー
１４  トレー固定部
１４ａ  トレー固定機構
１５  不合格品収納用トレー
１６  収納棚
１６ａ  次部品供給位置
１７  部品
１７ａ  合格品と判断した部品
１７ｂ  不合格品と判断した部品
１８  一次検査範囲
１９  検査箇所
１９ａ〜１９ｉ  一つの動作で検査できる検査範囲
２０  合格品収納用トレー供給用コンベア
２０ａ  トレー供給操作用スイッチ
２１  合格品収納用トレー転送用コンベア
２１ａ  トレー転送操作用スイッチ
３０  ハンドカメラ
４０  コントローラ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【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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