(57)【要約】【課題】ネジ、ボルト、リベットなどの締結部材の位置を容易にまた確実に検出するための新規の検出技術を提供し、これによって、締結部材の取り外し、被処理物の解体、その他の処理を容易かつ確実に行うことができる方法及び装置或いはシステムを提供する。【解決手段】本発明の締結部材の位置検出方法は、締結部材１４が取り付けられた被処理物１３を加熱手段１０，１１により加熱若しくは冷却しながら、或いは、加熱若しくは冷却した後に、温度分布測定手段２によって被処理物１３の温度分布を測定し、該温度分布の測定データを処理することにより、被処理物１３における締結部材１４の位置を求めることを特徴とする。【選択図】          図１
2004268173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結部材が取り付けられた被処理物を加熱若しくは冷却しながら、或いは、加熱若しくは冷却した後に、前記被処理物の温度分布を測定し、該温度分布の測定データを処理することにより、前記被処理物における締結部材の位置を求めることを特徴とする締結部材の位置検出方法。
【請求項２】
前記温度分布において周囲と異なる温度を有する温度特異点を前記締結部材位置とすることを特徴とする請求項１に記載の締結部材の位置検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の締結部材の位置検出方法を用いて前記締結部材の位置を求め、この位置に基づいて前記締結部材を自動的に取り外すことを特徴とする締結部材の取り外し方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の締結部材の位置検出方法を用いて前記締結部材の位置を求め、この位置と、予め保持された前記締結部材の位置情報とを比較して前記締結部材の有無を判定することを特徴とする被処理物の検査方法。
【請求項５】
被処理物を加熱若しくは冷却する温度変更手段と、前記被処理物の温度分布を測定する温度分布測定手段と、該温度分布測定手段により得られた温度分布の測定データを処理して締結部材の位置を求めるデータ処理手段とを有することを特徴とする締結部材の位置検出装置。
【請求項６】
前記データ処理手段は、前記温度分布において周囲と異なる温度特異点を前記締結部材の位置とすることを特徴とする請求項５に記載の締結部材の位置検出装置。
【請求項７】
前記温度分布測定手段は前記温度分布の測定データを撮影により取得可能な温度分布撮像手段であることを特徴とする請求項５又は６に記載の締結部材の位置検出装置。
【請求項８】
前記温度変更手段は、前記被処理物に対して非接触状態で作用することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の締結部材の位置検出装置。
【請求項９】
予め保持された前記締結部材の位置情報と、前記データ処理手段により求められた前記締結部材の位置とを比較し、その結果を求めるように構成されていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の締結部材の位置検出装置。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか一項に記載の締結部材の位置検出装置と、前記位置検出装置により検出された前記締結部材の位置に基づいて動作する締結部材の取り外し手段とを有することを特徴とする締結部材の取り外し装置。
【請求項１１】
前記締結部材の取り外し手段によって前記被処理物に対する前記締結部材の接続状態が解除されたか否かを検出する接続状態検出手段を有し、
前記接続状態検出手段は、前記締結部材と、前記締結部材に対して導電接触した前記被処理物の部分との間の電気的導通状態に基づいて前記接続状態を判定することを特徴とする請求項１０に記載の締結部材の取り外し装置。
【請求項１２】
前記締結部材の取り外し手段によって前記被処理物に対する前記締結部材の接続状態が解除されたか否かを検出する接続状態検出手段を有し、
前記接続状態検出手段は、前記締結部材と、前記締結部材に対して絶縁された前記被処理物の部分との間の静電容量に基づいて前記接続状態を判定することを特徴とする請求項１０に記載の締結部材の取り外し装置。
【請求項１３】
予め保持された前記締結部材の位置情報と、前記締結部材の位置検出装置により検出された前記締結部材の位置とを比較し、その結果を求めるように構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の締結部材の取り外し装置。
【請求項１４】
請求項５乃至９のいずれか一項に記載の締結部材の位置検出装置と、該締結部材の位置検査装置により検出された前記締結部材の位置を予め保持された前記締結部材の位置情報と比較して前記締結部材の有無を検査する検査処理手段とを有することを特徴とする被処理物の検査装置。
【請求項１５】
請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の締結部材の取り外し装置を含む被処理物の解体システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、締結部材の位置検出方法、締結部材の取り外し方法、被処理物の検査方法、締結部材の位置検出装置、締結部材の取り外し装置、被処理物の検査装置及び被処理物の解体システム。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題に注目が集まる中で工業製品のリサイクルの必要性が高まってきている。工業製品をリサイクルする場合には、まず、製品の解体を行い、その後、部品を材料毎に仕分けしなければならないため、煩雑な作業が必要となる。現状では、人手で解体作業を行っている場合が多いが、最近、自動解体システムとしての種々の提案がなされている。例えば、特許文献１では、廃棄自動車や家電品を分解する解体システムが提案されている。この提案によれば、予め機種毎の解体情報が記憶されていて、最初に解体対象の機種を判別し、その後に、上記の記憶された解体情報に応じてロボットが解体を行うといったシステムになっている。
【０００３】
また、上記の解体対象の解体処理に関連して、特許文献２では自動でネジを緩める装置が提案されている。この文献では、ドライバ工具がネジの係合部（十字穴）に嵌合したことを検出するセンサと、ネジの緩み具合を知るためのドライバ工具の上昇を検出するセンサとを備えた装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１５６７７５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１７６８４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、廃棄される製品にはさまざまな種類があり、解体作業場へは異なるメーカーの製品や多様な構造の製品が持ち込まれてくるため、予め持ち込まれると考えられる全ての製品についてそれぞれ解体情報を収集し、記憶させることは容易ではない。したがって、持ち込まれた製品に応じて解体情報を自動的に収集できるように構成することが望ましい。特に、近年は、解体作業を容易にするためにネジを外すだけで簡単に解体できる製品が多くなってきているが、このような製品では解体作業に際して最初にネジを取り外すことが必要になるため、このネジの位置を自動で検出することが望ましい。一般的には、ＣＣＤカメラなどの撮像装置と画像処理を使って外すべきネジの位置を検出する方法も考えられるが、複雑な画像処理が必要となりコスト高となってしまう。また、解体すべき廃棄物には、通常、汚れや錆が付着していることが多いことから、汚れや錆によってネジが覆い隠されるため画像によるネジの判別は一層困難になる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その課題は、ネジ、ボルト、リベットなどの締結部材の位置を容易にまた確実に検出するための新規の検出技術を提供し、これによって、締結部材の取り外し、被処理物の解体、その他の処理を容易かつ確実に行うことができる方法及び装置或いはシステムを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本願発明者らは種々検討した結果、被処理物を加熱若しくは冷却したときの被処理物の温度分布を測定することにより締結部材の位置を容易かつ確実に検出できることを見出した。たとえば、一般的に、家電製品や電子製品等の工業製品の外装の多くはプラスチック又は裏に金属シャーシを備えたプラスチック、或いは、塗装された薄い金属板で構成される。ところが、ネジ、ビス、ボルト、リベットなどの締結部材は軸状或いはブロック状の金属塊で構成されている。その結果、被処理物を加熱したり冷却したりすると、被処理物の外表面に露出した外装材と締結部材との間には、その材質や形状の相違に基づく熱容量の差や材質に基づく加熱作用若しくは冷却作用の差に起因して温度差が生ずる。したがって、このときに被処理体の温度分布を測定することによって、締結部材の位置を容易かつ確実に検出することができる。
【０００８】
より具体的には、本発明の締結部材の位置検出方法は、被処理物を加熱若しくは冷却しながら、或いは、加熱若しくは冷却した後に、前記被処理物の温度分布を測定し、該温度分布の測定データを処理することにより、前記被処理物における締結部材の位置を求めることを特徴とする。この発明によれば、被処理物の外装材と締結部材との間の材質や形状（厚さ）の相違に基づく熱容量の差や材質に基づく加熱作用若しくは冷却作用の差に起因して温度差が生ずるので、加熱若しくは冷却中に、或いは、加熱若しくは冷却後に、被処理物の温度分布を検出することによって、締結部材の位置を簡単かつ正確に得ることができる。
【０００９】
本発明において、前記温度分布において周囲と異なる温度を有する温度特異点を前記締結部材位置とすることが好ましい。通常の締結部材は、被処理物に較べると小さく実質的に点状の外観を有するため、検出された温度分布において周囲と異なる温度を有する温度特異点として検出される。このような温度特異点の自動的な検出は、通常の画像処理技術に較べてきわめて容易に行うことができ、しかも、誤認識などが少ないため正確に検出できる。ここで、外装材と締結部材との間の熱容量の大小関係や加熱作用若しくは冷却作用の大小関係によって、極大値を示す温度特異点を締結部材の位置とする場合もあり、極小値を示す温度特異点を締結部材の位置とする場合もある。
【００１０】
次に、本発明の締結部材の取り外し方法は、上記の締結部材の位置検出方法を用いて前記締結部材の位置を求め、この位置に基づいて前記締結部材を自動的に取り外すことを特徴とする。これによって、締結部材の検出された位置情報によって締結部材にアクセスでき、締結部材を取り外すことができるため、事前に被処理体に関する情報が一切存在しなくても解体等を自動的に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の締結部材の検査方法は、上記の締結部材の位置検出方法を用いて前記締結部材の位置を求め、この位置と、予め保持された前記締結部材の位置情報とを比較して前記締結部材の有無を判定することを特徴とする。このように締結部材の位置情報が予め保持されている場合には、この位置情報と、上記の位置検出方法によって求めた締結部材の位置とを比較して、締結部材の有無を判定することができる。これによれば、解体工程においては締結部材の取り外し完了の検査を行うことができ、また、組立工程において締結部材の取り付け状態の検査を行うことができるため、解体ラインや製造ラインの自動化が容易になる。この検査方法は、上記のように解体ラインや製造ラインで用いることができるが、その他に、被処理物の機種や型式の判別などに用いることも可能である。すなわち、機種別の締結部材の位置情報を保持しておき、検出された締結部材の位置と締結部材の位置情報とが一致すれば、その被処理物はその位置情報に対応する機種であることがわかる。
【００１２】
次に、本発明の締結部材の位置検出装置は、被処理物を加熱若しくは冷却する温度変更手段と、前記被処理物の温度分布を測定する温度分布測定手段と、該温度分布測定手段により得られた温度分布の測定データを処理して締結部材の位置を求めるデータ処理手段とを有することを特徴とする。これによれば、温度変更手段によって被処理物を加熱若しくは冷却しながら、或いは、加熱若しくは冷却した後に、温度分布測定手段によって被処理物の温度分布を測定し、この温度分布の測定データをデータ処理手段によって処理することによって締結部材の位置を求めることができる。
【００１３】
ここで、前記データ処理手段は、前記温度分布において周囲と異なる温度特異点を前記締結部材の位置とすることが好ましい。
【００１４】
また、前記温度分布測定手段は前記温度分布の測定データを撮影により取得可能な温度分布撮像手段であることが好ましい。これによれば、被処理物を撮影して温度分布の測定データを取得することができるので、被処理物に接触する必要がないことから、如何なる形状・構造の被処理物に対しても容易に対応できる。また、温度分布の二次元データを撮影により取得するようにすれば迅速に温度分布を測定できるため、同時点における温度差を正確に捉えることができ、検出精度を向上できる。この温度分布撮像手段としては、赤外線センサ（赤外線ラインセンサ、赤外線カメラなど）が挙げられる。
【００１５】
この場合、前記温度変更手段は、前記被処理物に対して非接触状態で作用することが好ましい。これによれば、被処理物に接触する必要がないため、如何なる形状・構造の被処理物に対しても容易に対応できる。この温度変更手段としては、誘導加熱コイル、加熱ランプ（特に赤外線ランプ）などが挙げられる。
【００１６】
本発明において、前記温度変更手段及び温度分布測定手段を制御するとともに前記データ処理手段を構成する制御装置を有することが好ましい。これによれば、制御装置によって上記の温度制御手段及び温度分布測定手段を制御することができるため、加熱条件や測定条件を安定化させ、正確な検出を行うことができる。また、検出した位置検出データを制御装置に保持させたり、他の位置情報を用いて測定データを二次的に処理・加工したりすることも可能になる。
【００１７】
ここで、前記制御装置は、予め保持された（たとえば記憶装置に記録された）前記締結部材の位置情報と、前記締結部材の位置検出装置により検出された前記締結部材の位置とを比較し、その結果を求めるように構成されていることが好ましい。これによって、予め保持された締結部材の位置情報と、検出された位置情報とを比較し、その結果を求めることにより、締結部材の有無を知ることができるため、製造ラインにおける締結部材の脱落の有無の検査、解体ラインにおける締結部材の残留の有無の検査、製造ラインや解体ラインなどにおける被処理物の機種その他の種別の判別などを行うことが可能になる。
【００１８】
次に、本発明の締結部材の取り外し装置は、上記のいずれかに記載の締結部材の位置検出装置と、前記締結部材の位置検出装置により検出された前記締結部材の位置に基づいて動作する締結部材の取り外し手段とを有することを特徴とする。これによって、締結部材の位置を検出した後に、その検出位置に基づいて被処理物から締結部材を取り外すことができる。この場合、締結部材の取り外し手段は、上記検出位置にのみ基づいて締結部材を取り外すものであってもよく、また、上記検出位置とともに、予め保持された他の情報や後述するように別途検出される締結部材の接続状態などの他の情報も用いて取り外しを行うものであっても構わない。
【００１９】
ここで、前記締結部材の取り外し手段によって前記被処理物に対する前記締結部材との接続状態が解除されたか否かを検出する接続状態検出手段とを有することが好ましい。より具体的には、上記の接続状態検出手段は、前記締結部材と、前記締結部材に対して導電接触した前記被処理物の部分との間の電気的導通状態に基づいて前記接続状態を判定することが望ましい。これによって、導電接触した被処理物の部分が存在する場合には、この部分と締結部材との電気的導通状態によって上記部分と締結部材との接続状態が判定され、締結部材の接続状態が解除されたことを検出でき、これに応じて取り外し装置の動作を制御することができる。たとえば、締結部材がネジである場合には、取り外し手段によってネジを緩めていき、接続状態検出手段によって被処理物に対するネジの螺合状態が解除されたことが検出されたときに、ネジを被処理物から離間させる動作に移行することができる。
【００２０】
また、別の接続状態検出手段としては、前記締結部材と、前記締結部材に対して絶縁された前記被処理物の部分との間の静電容量に基づいて前記接続状態を判定することが望ましい。これによれば、上記部分と締結手段とが絶縁されている場合でも、両者間の静電容量に基づいて接続状態を検出できる。たとえば、ネジと、このネジに対して絶縁材を介して螺合している導電板との間の静電容量を測定しながらネジを緩めていく過程においては、ネジの緩みに伴う静電容量の変化に基づいて、ネジと導電板との螺合状態の解除を検知することができる。
【００２１】
さらに、前記締結部材の位置検出装置及び前記締結部材の取り外し手段を制御する制御装置を有することが好ましい。これによって、締結部材の位置検出装置を制御して検出された締結部材の位置に基づいて取り外し手段を制御して締結部材を取り外すことができる。
【００２２】
この場合に、前記制御装置は、予め保持された（たとえば記憶装置に記録された）前記締結部材の位置情報と、前記締結部材の位置検出装置により検出された前記締結部材の位置とを比較し、その結果を求めるように構成されていることが望ましい。締結部材の位置情報と、検出された締結部材の位置との比較によって、締結部材の残留の有無の検査、被処理物の機種その他の種別の判別などを行うことができる。
【００２３】
次に、本発明の被処理物の検査装置は、上記のいずれかに記載の締結部材の位置検出装置と、該締結部材の位置検査装置により検出された前記締結部材の位置を予め保持された前記締結部材の位置情報と比較して前記締結部材の有無を検査する検査処理手段とを有することを特徴とする。これによれば、被処理物に対する締結部材の取り外し作業後にける締結部材の残留の有無の検査や、被処理物に対する締結部材の取り付け後における締結部材の欠落の有無の検査や、被処理物の機種その他の種別の判別などを行うことができる。
【００２４】
上記の締結部材の位置検出装置、締結部材の取り外し装置、或いは、被処理物の検査装置は、被処理物の解体システムに組み込まれることによって解体システムの自動化、処理の効率化などに大きく寄与できる。また、被処理物の検査装置は、被処理物の製造システムにおいても用いることが可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る被処理物の解体システムに組み込むことが好適な締結部材の取り外し装置の主要部分を模式的に示す概略斜視図である。この図において、作業台１には、回転動作可能に構成されたターンテーブル１２が取り付けられている。このターンテーブル１２上には、家電製品、ＯＡ機器等の被処理物１３が載置される。ここで、ターンテーブル１２に、被処理物１３の姿勢を規定する載置マークなどを設けておくことが望ましい。この載置マークを設ける場合には、作業者や搬送ロボットは、載置マークに合わせた姿勢で被処理物１３を載置する。
【００２７】
被処理物１３は、たとえば、外装材１３Ａの表面に一部が露出した締結部材１４によって各部品が相互に固定されている。たとえば、外装材１３Ａがプラスチック等の非金属材料で作られており、金属製の締結部材（ネジ）１４で外装材１３Ａと図示しない本体（内部機構）とが固定されている。締結部材１４としては、ビスやボルトなどのネジの他に、リベット、圧入ピンなどが挙げられる。また、実質的に締結部材に相当するものとして、部品の圧入突起部、カシメ部、溶着部などが挙げられる。
【００２８】
加熱手段１０，１１は、誘導加熱コイル若しくは加熱ランプ（赤外線ランプ）などで構成されている。また、これらの加熱手段１０，１１は抵抗加熱式のヒータであってもよい。いずれにしても、加熱手段１０，１１は、被処理物１３に対して直接接触することなく加熱できるものであることが好ましい。これは、被処理物１３の形状や構造に拘わらず加熱できるからである。加熱手段１０は、被処理物１３を上方から加熱する上面加熱手段である。加熱手段１０は、駆動機構８によって被処理物１３に対する加熱位置（被処理物１３の上方位置）と、被処理物１３から離間した退避位置との間を移動可能に構成されている。また、加熱手段１１は、被処理物１３を側方から加熱する側面加熱手段である。加熱手段１１は、駆動機構９によって被処理物１３に対する加熱位置（被処理物１３の側方位置）と、被処理物１３から離間した退避位置との間を移動可能に構成されている。
【００２９】
また、被処理物１３の表面の温度分布を検出可能な温度分布測定手段２が設けられている。温度分布測定手段２はたとえば赤外線カメラであり、被処理物１２の表面温度を温度分布の測定データ（二次元データ）として取得する。ここで温度分布検出手段２としては、赤外線ラインセンサなどの一次元データを取得する手段であってもよい。ただし、この場合には検出範囲を走査して被処理物１３の表面の温度分布を二次元的に検出する必要がある。
【００３０】
さらに、このシステムには、締結部材の取り外し手段５，６が設けられている。締結部材の取り外し手段５，６の例としては、たとえば締結部材がネジであれば、ドライバ工具が挙げられる。締結部材の取り外し手段５，６は、スカラー型ロボットや直交型ロボットなどのような各種の駆動機構３，４によって、ＸＹＺ方向に移動可能に構成されている。ここで、取り外し手段５は、被処理物１３の上面の締結部材１４に対してアクセス可能な上面取り外し手段である。また、取り外し手段６は、被処理物１３の側面の締結部材１４に対してアクセス可能な側面取り外し手段である。
【００３１】
図９は、上記締結部材の取り外しシステムの全体構成を示す概略構成ブロック図である。上記の温度分布測定手段２、加熱手段１０，１１、ターンテーブル１２、駆動機構８，９、締結部材の取り外し手段５，６、駆動機構３，４は、それぞれ制御装置１５に接続されている。制御装置１５は、処理制御部１５Ａと、入出力回路部１５Ｂと、記憶装置１５Ｃと、バスなどの信号伝達手段１５Ｄとを有し、たとえば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）やシーケンサなどによって構成できる。処理制御部１５Ａは、装置全体を所定のプログラムなどによって適宜に動作させるための制御用の演算処理や、装置によって検出されたデータを処理する演算処理などを担当する。処理制御部１５ＡはＭＰＵの構成要素であるＣＰＵ（中央処理ユニット）などによって構成できる。入出力回路部１５Ｂは、処理制御部１５Ａから送られる内部信号を各部に向けた制御信号に変換したり、各部から送られる検出信号を処理制御部１５Ａで処理可能なデータに変換したりする。記憶装置１５Ｃには、処理制御部１５Ａによって実行される処理プログラムが格納されたり、この処理プログラムで使用される各種パラメータが記録されたり、或いは、各部によって検出された測定データなどが一時的に記録されたりするようになっている。また、この記憶装置１５Ｃには、必要に応じて、前回検出された締結部材の位置情報やデータベースなどから供給された位置情報などの、予め保持される位置情報が格納される。
【００３２】
ここで、上記締結部材の取り外し装置に組み込まれている締結部材の位置検出装置の動作及び作用効果について説明する。上記の加熱手段１０，１１によって被処理物１３は加熱されるが、通常、外装材１３Ａと締結部材１４との間には熱的構造に差異があり、これによって外装材１３Ａと締結部材１４との間に温度差が発生する。たとえば、外装材がプラスチック等の非金属材料で、締結部材が金属である場合については、加熱手段１０，１１が誘導加熱コイルであれば、導電体で構成された締結部材のみが誘導加熱によって加熱され、絶縁素材で構成された外装材は加熱されないため、外装材１３Ａと締結手段１４との間に大きな温度差が発生する。また、加熱手段１０，１１が加熱ランプである場合には、外装材１３Ａと締結部材１４とは光を受けることによって共に加熱されるが、外装材１３Ａと締結部材１４の熱容量の差異によって両者間に温度差が生ずる。さらに、外装材１３Ａが金属板で、締結部材１４が同種若しくは異なる金属である場合でも、両者の熱容量の差異によって両者間に温度差が生ずる。仮に、外装材１３Ａと締結部材１４とが同一素材である場合を想定しても、外装材１３Ａは薄板形状であり、締結部材１４は外装面に対して直交する方向に長い軸状材であるため、表面の熱の出入りが等しくても、両者間には熱容量の差異に基づいて温度差が発生する。
【００３３】
また、上記の温度差は、加熱中において発生するだけでなく、上記加熱手段１０，１１による加熱を停止した後に、放熱によって冷却され温度が低下していく過程においても発生する。たとえば、外装材１３Ａと締結部材１４とがほぼ熱平衡状態になるまで加熱した場合を考えると、その後、加熱を停止して放熱させた場合には、放熱効率の差異に基づいて外装材１３Ａと締結部材１４との間に温度差が生ずる場合がある。さらに、上記の実施形態では加熱によって外装材１３Ａと締結部材１４との間に温度差が生ずる例について述べたが、逆に被処理物１３を冷却した場合でも、上記と同様に熱容量の差異や放熱効率の差異によって外装材１３Ａと締結部材１４との間に温度差が発生する。すなわち、仮に当初は被処理物１３全体が熱平衡状態にあったとしても、被処理物１３の温度を変更することによって、外装材１３Ａと締結部材１４との間に温度差を形成することが可能になる。
【００３４】
上記のように外装材１３Ａと締結部材１４との間に温度差が生じたとき、これを温度分布測定手段２によって測定し、その温度分布の測定データを処理することによって、締結部材１４の位置を求めることができる。締結部材１４の位置は、上記温度分布の測定データにおいて、周囲とは異なる温度を有する温度特異点として求められる。たとえば、被処理物１３の温度が上昇する過程で、或いは、温度が上昇した後比較的短時間のうちに、温度分布測定手段２によって測定するケースにおいては、外装材１３Ａの熱容量が大きく、締結部材１４の熱容量が小さい場合には、温度分布の極大値を有する温度特異点を締結部材１４の位置として求める。逆に、外装材１３Ａの熱容量が小さく、締結部材１４の熱容量が大きい場合には、温度分布の極小値を有する温度特異点を締結部材１４の位置として求める。
【００３５】
上記の実施形態のように加熱手段によって加熱する過程若しくはその加熱後比較的短時間のうちに測定するのではなく、冷却手段によって冷却したり、或いは、一旦加熱して熱平衡に至った後の放熱過程において測定を行ったりする場合には、上記とは締結部材１４の位置と温度分布の温度特異点の極大極小との関係は逆の関係になる。すなわち、被処理物１３の温度が降下する過程で、或いは、温度が降下した後比較的短時間のうちに、温度分布測定手段２によって測定するケースにおいては、外装材１３Ａの熱容量が大きく、締結部材１４の熱容量が小さい場合には、温度分布の極小値を有する温度特異点を締結部材１４の位置として求める。逆に、外装部材１３Ａの熱容量が小さく、締結部材１４の熱容量が大きい場合には、温度分布の極大値を有する温度特異点を締結部材１４の位置として求める。
【００３６】
上記の方法で被処理物１３に設けられた締結部材１４の位置を求めることによって、予め締結部材１４の位置情報が存在しなくても、締結部材１４を取り扱うことが可能になる。特に、種々雑多な被処理物１３に対して自動的に締結部材１４の位置を検出できるため、被処理物１３の解体を行う場合にきわめて有効である。また、上記の方法では、被処理物１３の外観が汚染されていたり、錆などが付着していたりしても、温度分布には大きく影響しないため、締結部材１４を確実に検出することができる。この点も、被処理物１３の解体を行う場合に特に有利である。
【００３７】
また、被処理物１３から締結部材１４を取り外した後において、上記の締結部材１４の位置検出を締結部材１４の取り外し状態の検査に用いることができる。すなわち、上記検出によって被処理物１３に締結部材１４が残留しているか否かを確認することができる。さらに、上記実施形態のように締結部材１４の取り外し処理や解体処理ではなく、被処理物１３の組み立て工程においても、上記の締結部材の位置検出を用いることができる。たとえば、前工程において締結部材１４の取り付け作業を行った場合、上記位置検出方法によって被処理物１３に締結部材１４の脱落（欠落）があるか否かを確認できる。
【００３８】
これらの締結部材１４の有無の検出（確認）は、その被処理物１３に対して先に実施した締結部材１４の位置検出において得られた位置情報、或いは、その被処理物１３に対応して予め記録された締結部材１４の位置情報と、今回行った位置検出によって得られた締結部材１４の位置とを比較することによって行うことができる。すなわち、今回の位置検出において得られた締結部材１４の位置に対応する位置情報が存在しなければ締結部材１４が残留していることになり、逆に、位置情報には含まれている締結部材１４の位置が今回の位置検出において検出されなければ締結部材１４が欠落していることになる。
【００３９】
次に、上記の締結部材の取り外し装置の動作を、図２および図３に示すフローチャートを参照して説明する。最初に、被処理物１３をターンテーブル１２に載せる。ターンテーブル１２に被処理物１３を載せる姿勢が載置マークなどにより示されている場合には、載置マークなどの表示に合わせて被処理物１３を置くようにする。被処理物１３の供給は作業者が行うようにしてもよく、また、図示しない搬送ロボットなどによって供給されるようにしてもよい。
【００４０】
次に、上記の状態で、被処理物１３に対して加熱手段１１による加熱が開始される（ステップ２１）。具体的には、加熱手段１１が被処理物１３に近接した所定の加熱位置（側方位置）に移動され、誘導加熱コイルへの通電や加熱ランプの点灯などにより加熱が開始される。そして、被処理物１３の加熱が一定時間行われる（ステップ２２）。一定時間が経過すると、加熱手段による加熱が終了する（誘導加熱コイルの通電が停止され、或いは、加熱ランプが消灯される）（ステップ２３）。そして、ターンテーブル２が回転することにより、加熱手段１１により加熱した被処理物１３の表面（側面）が温度分布測定手段（赤外線カメラ）２の撮影方向に向けられる（ステップ２４）。なお、このステップ２４は、被処理物１３の姿勢変更が不要であれば行われない。
【００４１】
次に、温度分布測定手段２により、上記のようにして加熱された被処理物１３の表面が撮影され、その温度分布データが出力される。この温度分布データは、たとえば、図９に示す処理制御部１５Ａにて処理され、上述の温度特異点が締結部材１４の位置として検出される（ステップ２５）。このとき、上記の温度分布の測定データと、被処理物１３の画像データとを照合することなどによって、締結部材１４の三次元位置座標を求めることができる。このようにして得られた締結部材１４の検出位置は、たとえば図９に示す記憶装置１５Ｃに記録される。
【００４２】
次に、駆動機構４及び締結部材の取り外し手段６が制御され、取り外し手段６が上記の締結部材１４の検出位置に応じて移動され（ステップ２６）、そのドライバ工具などによって締結部材１４が取り外される（ステップ２７）。複数の締結部材１４がある場合には、取り外し手段６の移動と取り外し動作とが繰り返される。対象となる全ての締結部材１４が取り外されると、被処理物１３に処理すべき他の表面部分（他の側面）があるか否かが確認され（ステップ２９）、処理すべき表面部分が残っている場合には、ターンテーブル１２を回転させて被処理物１３の姿勢が変更された上で、上記と同様の処理、すなわち、締結部材１４の位置検出及び締結部材１４の取り外し動作が繰り返される。
【００４３】
上記のように被処理物１３の全ての側面について締結部材１４の取り外しが終了すると、次に、被処理物１３の上面の締結部材１４の取り外し工程に移行する。この工程は、図３に示されている。まず、加熱手段１０が被処理物１３の上方に移動される（ステップ３１）。そして、加熱手段１０による加熱が開始され（ステップ３２）、被処理物１３の加熱が一定時間行われる（ステップ３３）。その後、加熱手段１０による加熱が終了する（ステップ３４）。そして、加熱手段１０が被処理物１３の上方から退避する（ステップ３５）。その後、温度分布測定手段２により被処理物１３の上面が撮影され、得られた温度分布の測定データが出力される。この温度分布データは記憶装置１５Ｃに記録される。そして、上記のようにして得られた温度分布の測定データから被処理物１３の上面の締結部材１４の位置が算出される（ステップ３６）。
【００４４】
次に、上記の締結部材１４の位置情報に基づいて、駆動機構３により締結部材の取り外し手段５が移動し（ステップ３７）、被処理物１３の上面の締結部材１４が取り外される（ステップ３８）。そして全ての締結部材が取り外されると、処理は完了する。
【００４５】
なお、上記の動作手順において、最初に、被処理物１３の全ての表面部分について締結部材の位置検出（Ｓ２１〜Ｓ２５、Ｓ３１〜Ｓ３６）を行い、その後に、締結部材の取り外し（Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ３７、Ｓ３８）を行うようにしてもよい。また、被処理物１３の各表面部分（側面及び上面）に対する処理手順は、上記のように側面の後に上面を行う手順に限らず、どのような手順で実施されても構わない。
【００４６】
次に、上記の締結部材１４の取り外しに際しては、取り外し手段５，６による締結部材１４の取り外しが完了したか否かの判断が行われ、この判断によって、取り外し手段５，６による取り外し動作が終了する。この取り外し完了の判別は、図４及び図５に示す方法で行われる。なお、以下においては、締結手段１４がビスやボルトなどのネジである場合について説明する。
【００４７】
図４に示す方法では、取り外し手段５，６にドライバ工具４１が設けられ、このドライバ工具４１には電位検出回路４５が接続される。電位検出回路４５には、プルアップ抵抗４５１と、コンパレータ４５２とが設けられている。プルアップ抵抗４５１は電源電位とコンパレータ４５２の一方の端子との間に接続される。また、コンパレータ４５２の他方の端子には基準電位４５３が接続される。また、被処理物１３には、プラスチックなどの絶縁性の外装材４２の内側に金属性（導電性）のシャーシ４３が設けられている。締結部材４４は、外装材４２を貫通してシャーシ４３に対して螺合している。取り外し時においては、シャーシ４３は接地される。この場合、締結部材を取り外す過程でドライバ工具４１から締結部材４４が離脱しないように、ドライバ工具４１を着磁しておくか、或いは、電磁石によって磁化状態になるように構成しておくことが望ましい。これによって、ドライバ工具４１の磁力によって締結部材を吸着保持することができる。
【００４８】
締結部材４４がシャーシ４３に螺合している場合には、ドライバ工具４１は締結部材４４及びシャーシ４３を介して接地されるため、その電位は基準電位４５３を下回り、その結果、電位検出回路４５からは低電位Ｌが出力される。一方、ドライバ工具４１が回転駆動されて締結部材４４が緩められ、やがてシャーシ４３から離れると、締結部材４４とシャーシ４３との導電接続状態が解除されるため、ドライバ工具４１の電位はプルアップ抵抗４５１によって電源電位に向けて上昇し、その結果、電位検出回路４５からは高電位Ｈが出力される。よって、電位検出回路４５の出力を観察すれば締結部材４４がシャーシ４３から外れたかどうかを検出できる。
【００４９】
次に、図５の方法について述べる。この方法は、被処理物において締結部材５４とシャーシ５３とが絶縁されている場合に適用できる。このような場合としては、締結部材５４のネジ部分がプラスチックのような非金属（絶縁体）である場合、図示例のようにネジ部分に絶縁塗装５６が施されている場合、シャーシ５３にプラスチックなどの絶縁体で構成された雌ネジが固定されている場合、締結部材５４が絶縁体（たとえば外装材５２）には螺合しているがシャーシ５３には螺合していない場合などが挙げられる。このような場合、金属のシャーシ５３と締結部材５４との間には静電容量が存在する。この静電容量は、両者間の対向面積や距離によって変化するため、締結部材５４の外れ具合によって変化する。よって締結部材５４とシャーシ５３の間の静電容量を測定すれば、その変化態様に基づいて締結部材５４が外れたかどうかを検出することができる。たとえば、静電容量が所定の閾値を下回ったこと、或いは、静電容量の変化率が所定の閾値を下回ったことを検出して締結部材の接続状態が解除されたと判定することができる。
【００５０】
図示例では、上記の静電容量を測定する手段として、ドライバ工具５１と、シャーシ５３との間の静電容量を構成要素とする発振回路５５が設けられている。この発振回路５５は、抵抗５５１，５５２及び反転回路５５３，５５４により構成され、上記の静電容量の変化に応じてその発振周波数が変化する。したがって、発振回路５５の発振周波数を観測すれば、発振周波数の変動状態によって締結部材５４の接続状態を知ることができる。
【００５１】
次に、上記の締結部材の位置検出方法又は装置を用いて、被処理物１３に締結部材１４が残留しているか否かを検査する場合の手順について説明する。ここで、被処理物１３に取り付けられている締結部材１４の位置情報がデータベースなどの態様で得られることによって実質的に予め保持されている場合（たとえば、上記位置情報が記憶装置１５Ｃに記録されている場合）や、上記の位置検出装置によって検出された締結部材１４の位置情報が予め保持されている場合（たとえばその位置検出後に記録装置１５Ｃに記録されている場合）には、これらの位置情報を用いて、被処理物１３に締結部材１４が残留しているか否かを確認できる。この手順の例は図６に示されている。
【００５２】
図６において、ステップ６１〜６５は、図２及び図３に示す上述の締結部材の位置検出方法と同様の手順である。すなわち、加熱手段による加熱を一定時間行い、その後、温度分布測定手段２によって被処理物１３の温度分布の測定データを取得し、この測定データから締結部材１４の位置を求めるといった一連の手順を実施する。このように締結部材１４の今回の位置検出後に、上記の位置情報を参照し（ステップ６６）、この参照した位置情報と、今回検出された締結部材１４の位置とを比較し（ステップ６７）、締結部材１４が存在しなければ処理を終了する。位置情報に示された位置に締結部材１４が存在する場合には、被処理物１３に誤って残留した締結部材１４が存在することになるので、改めて上記の取り外し手段により締結部材１４の取り外し作業を行う（ステップ６８）。
【００５３】
ところで、上記の締結部材の取り外し装置を用いた被処理物の解体システムにおいても、或いは、上記の取り外し装置を用いない解体システムにおいても、複数の機種に対して処理を行う場合、予め被処理物の種別を判定することが好ましい。この被処理物の機種（種別）の判定は、カメラ等の撮像手段によって得られた画像データと、予め記録された機種別の画像情報とを照合することによって行うことができる。また、以下に説明するように、上記の締結部材１４の検出位置と、予め記録されている被処理物１３の機種別の締結部材１４の位置情報とを照合することによって行うこともできる。
【００５４】
図７は、締結部材１４の検出位置と、機種別の締結部材１４の位置情報との照合によって被処理物１３の機種（種別）の判定を行う場合の手順を示すものである。ここで、ステップ７１〜７５は締結部材１４の位置を検出する手順を示し、上記図６の場合と同様であるので、その説明は省略する。上記と同様に締結部材１４の位置が検出されると、機種別のデータベースなどの態様で予め用意された締結部材１４の位置情報を参照し（ステップ７６）、この位置情報と、検出された位置とを比較する（ステップ７７）。これにより、位置情報と検出位置とが一致する機種が存在すれば、被処理物１３を当該機種であると決定し、その機種フラグや情報などを記憶する。上記機種別の位置情報の中に、検出位置と一致するものがなければ、機種不明としてその旨のフラグを立てる。このようにして得られた被処理物１３の機種情報は、その後の解体処理（部品の分解作業や分別作業など）において利用される。
【００５５】
次に、上記の締結部材１４の位置検出方法及び装置は、被処理物１３の自動組立システムにおいても使用することができる。製品製造時において、締結部材１４の締結作業は一般的にはデータベースなどの態様で提供される位置情報に基づいてロボットなどの自動組立装置が締結作業を行うが、締結作業の終了後、図８に示すような手順を踏むことにより、締結部材１４の取り付け状態の確認（検査）を行うことができる。
【００５６】
図８に示す手順のうち、締結部材１４の位置検出を行うステップ８１〜８５は図６及び図７と同様である。その後、製造データベースなどの態様で製造対象の締結部材１４の位置情報を参照し（ステップ８６）、この位置情報と、上記の検出された締結部材１４の位置とを比較し、製造対象において締結部材１４の欠落があるか否かを判定する（ステップ８７）。これによって、締結部材１４の欠落がなければそのまま終了し、その後の製造工程がある場合には次工程に進む。締結部材１４の欠落が判明した場合には、位置情報に記録されている欠落位置に締結部材１４を取り付け、締結作業を行う（ステップ８８）。このようにして製品製造時の締結部材１４の取り付け状態の確認（検査）及び追加的な締結作業を行うことができる。
【００５７】
なお、上記の締結部材の位置検査方法及び装置を用いた検査方法、或いは、自動製造システムにおける検査方法は、基本的に図２に示す制御装置１５と、位置検査装置の構成要素とを備えた検査装置によって実施可能である。これらの装置は、単独の装置として構成されていてもよく、或いは、一連の製造ラインや解体ラインの中に組み込まれていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の締結部材の取り外しシステムの主要部の概略斜視図。
【図２】実施形態の被処理物の処理手順を示すフローチャート。
【図３】実施形態の被処理物の処理手順を示すフローチャート。
【図４】実施形態の締結部材の接続状態検出手段の模式的な構成図。
【図５】実施形態の締結部材の接続状態検出手段の模式的な構成図。
【図６】実施形態の締結部材の取り外し作業の手順を示すフローチャート。
【図７】実施形態の締結部材の確認作業の手順を示すフローチャート。
【図８】実施形態の製造時の締結部材の確認作業の手順を示すフローチャート。
【図９】実施形態のシステムの概略構成を示す概略構成ブロック図。
【符号の説明】
１…作業台、２…温度分布測定手段（赤外線カメラ）、３，４…締結部材取り外し手段
５，６…駆動機構（ロボット）、８，９…駆動機構、１０，１１…加熱手段（誘導加熱コイル又は加熱ランプ）、１２…ターンテーブル、１３…被処理物、１４…締結部材、１５…制御装置、１５Ａ…処理制御部、１５Ｂ…入出力回路、１５Ｃ…記憶装置
【図１】
2004268173.tif 000003
【図２】
2004268173.tif 000004
【図３】
2004268173.tif 000005
【図４】
2004268173.tif 000006
【図５】
2004268173.tif 000007
【図６】
2004268173.tif 000008
【図７】
2004268173.tif 000009
【図８】
2004268173.tif 000010
【図９】
2004268173.tif 000011