| 【発明の名称】 |
廃家電品のネジ除去装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】三好 慎一郎
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| 【要約】 |
【課題】廃家電品のネジの除去作業を簡易にすること。
【解決手段】廃家電品１０に螺合されたネジ３を画像により検出する画像検出手段３５と、画像検出手段３５が検出した画像に基づいてネジ３の位置等を画像により処理してネジデータを得る画像処理手段１１０により得たネジデータを記憶する記憶手段１０７と、ネジ３の頭部に係合して電動で緩めるネジ緩め手段５４，５６をハンド部に固定すると共に、ハンド部を三次元に移動可能なロボット５０と、記憶手段１０７のネジデータに基づいてネジ緩め手段５４，５６から一つを選択する選択手段１１５と、記憶手段１０７からネジデータを読み出すと共に、このネジデータに基づいてロボット５０のハンド部を移動してネジ緩め手段５４，５６によりネジ３を電動で緩める制御手段とを備えたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 廃家電品に螺合されたネジを画像により検出する画像検出手段と、上記画像検出手段が検出した画像に基づいて上記ネジの位置及び、少なくともネジのサイズ，ネジの頭部の形状の一つを画像により処理して上記ネジに関するネジデータを得る画像処理手段と、上記画像認識手段により得た上記ネジデータを記憶する記憶手段と、上記ネジの頭部に係合して電動で緩める複数のネジ緩め手段と、上記ネジ緩め手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記記憶手段から上記ネジデータを読み出すと共に、このネジデータに基づいて上記複数のネジ緩め手段から一つを選択する選択手段と、上記記憶手段から上記ネジデータを読み出すと共に、このネジデータに基づいて上記ロボットのハンド部を移動して上記選択手段が選択した上記ネジ緩め手段により上記ネジを電動で緩める制御手段と、を備えたことを特徴とする廃家電品のネジ除去装置。
【請求項２】 廃家電品に螺合されたネジのＸ，Ｙ，Ｚ座標位置を検出するネジ位置検出手段と、上記ネジ位置検出手段により検出したＸ，Ｙ，Ｚ座標位置に関する位置データを記憶する記憶手段と、上記ネジを電動で削るネジ切削手段と、上記ネジ切削手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記記憶手段から上記位置データを読み出すと共に、この位置データに基づいて上記ロボットのハンド部を移動して上記ネジ切削手段により上記ネジを電動で削る制御手段と、を備えたことを特徴とする廃家電品のネジ除去装置。
【請求項３】 個々の廃家電品を特定する製品データを入力する入力手段と、上記廃家電品に螺合されたネジを画像により検出する画像検出手段と、上記画像検出手段が検出した画像に基づいて上記ネジの位置及び、少なくともネジのサイズ，ネジの頭部の形状の一つを画像により処理して上記ネジに関するネジデータを得る画像処理手段と、上記ネジデータと上記製品データとを対応させて記憶するデータベース記憶手段と、上記ネジの頭部に係合して電動で緩める複数のネジ緩め手段と、上記ネジ緩め手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記データベース記憶手段から上記製品データに対応する上記ネジデータを読み出して、このネジデータに基づいて上記ネジ緩め手段を選択すると共に、上記ネジ緩め手段によりネジを緩める制御手段と、を備えたことを特徴とする廃家電品のネジ除去装置。
【請求項４】 個々の廃家電品を特定する製品データを入力する入力手段と、上記廃家電品に螺合されたネジのＸ，Ｙ，Ｚ座標位置を検出するネジ位置検出手段と、上記ネジ位置検出手段により検出したＸ，Ｙ，Ｚ座標位置に関する位置データと上記製品データとを対応させて記憶するデータベース記憶手段と、上記ネジを電動で削るネジ切削手段と、上記ネジ切削手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記データ記憶手段から上記製品データに対応する上記位置データを読み出すと共に、この位置データに基づいて上記ロボットのハンド部を移動して上記ネジ切削手段により上記ネジを削る制御手段と、を備えたことを特徴とする廃家電品のネジ除去装置。
【請求項５】 上記ネジ切削手段は、研磨であることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の廃家電品のネジ除去装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、廃家電品の解体に関し、より詳しくは廃家電品の各部材の固定手段としてのネジを簡易に除去する装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の廃家電品の解体を図５を参照して説明する。図５において、廃家電品としてのテレビジョン１０は、フロントカバー１と、ブラウン管２と、フロントカバー１とブラウン管２とをネジ３で螺合により固定されている。
【０００３】従来のテレビジョン１０の解体の作業を図５によって説明する。作業者５が作業台７の固定枠６の上にテレビジョン１０を置き、ネジ３の位置，種類，頭部の形状，サイズを確認し、このネジ３に適するよう選択したドライバー４を用いてネジ３を緩めてフロントカバー１とブラウン管２とを分離して分別回収する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記解体では、廃棄後などに有害物質が蓄積している可能性のあるテレビジョン１０に作業者５が触れながらネジ３を除去していたので、作業者５の安全衛生上好ましくないという問題点があった。
【０００５】加えて、ネジ３を緩めるために、作業者５がネジ３の位置，種類，サイズ等をテレビジョン１０の機種が異なる毎に確認してからドライバー４を選択し、選択したドライバー４でネジ３を緩めていたので、この選択に手間取り作業時間が増加するという問題点があった。
【０００６】この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、廃家電品のネジの除去作業を簡易にし、ネジの位置，サイズ等を確認してドライバー等の工具を容易に選択できる廃家電品のネジ除去装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る廃家電品のネジ除去装置は、廃家電品に螺合されたネジを画像により検出する画像検出手段と、上記画像検出手段が検出した画像に基づいて上記ネジの位置及び、少なくともネジのサイズ，ネジの頭部の形状の一つを画像により処理して上記ネジに関するネジデータを得る画像処理手段と、上記画像認識手段により得た上記データを記憶する記憶手段と、上記ネジの頭部に係合して電動で緩める複数のネジ緩め手段と、上記ネジ緩め手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記記憶手段から上記ネジデータを読み出すと共に、このネジデータに基づいて上記複数のネジ緩め手段から一つを選択する選択手段と、上記記憶手段から上記ネジデータを読み出すと共に、このネジデータに基づいて上記ロボットのハンド部を移動して上記選択手段が選択した上記ネジ緩め手段により上記ネジを電動で緩める制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】第２の発明に係る廃家電品のネジ除去装置は、廃家電品に螺合されたネジのＸ，Ｙ，Ｚ座標位置を検出するネジ位置検出手段と、上記ネジ位置検出手段により検出したＸ，Ｙ，Ｚ座標位置に関する位置データを記憶する記憶手段と、上記ネジを電動で削るネジ切削手段と、上記ネジ切削手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記記憶手段から上記位置データを読み出すと共に、この位置データに基づいて上記ロボットのハンド部を移動して上記ネジ切削手段により上記ネジを電動で削る制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】第３の発明に係る廃家電品のネジ除去装置は、個々の廃家電品を特定する製品データを入力する入力手段と、上記廃家電品に螺合されたネジを画像により検出する画像検出手段と、上記画像検出手段が検出した画像に基づいて上記ネジの位置及び、少なくともネジのサイズ，ネジの頭部の形状の一つを画像により処理して上記ネジに関するネジデータを得る画像処理手段と、上記ネジデータと上記製品データとを対応させて記憶するデータベース記憶手段と、上記ネジの頭部に係合して電動で緩める複数のネジ緩め手段と、上記ネジ緩め手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記データベース記憶手段から上記製品データに対応する上記ネジデータを読み出して、このネジデータに基づいて上記ネジ緩め手段を選択すると共に、上記ネジ緩め手段によりネジを緩める制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】第４の発明に係る廃家電品のネジ除去装置は、個々の廃家電品を特定する製品データを入力する入力手段と、上記廃家電品に螺合されたネジのＸ，Ｙ，Ｚ座標位置を検出するネジ位置検出手段と、上記ネジ位置検出手段により検出したＸ，Ｙ，Ｚ座標位置に関する位置データと上記製品データとを対応させて記憶するデータベース記憶手段と、上記ネジを電動で削るネジ切削手段と、上記ネジ切削手段をハンド部に固定すると共に、上記ハンド部を三次元に移動可能なロボットと、上記データ記憶手段から上記製品データに対応する上記位置データを読み出すと共に、この位置データに基づいて上記ロボットのハンド部を移動して上記ネジ切削手段により上記ネジを削る制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】第５の発明に係る廃家電品のネジ除去装置は、上記ネジ切削手段が研磨であることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．この発明の一実施の形態を図１によって説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す廃家電品のネジ除去装置の全体示す正面図と制御装置のブロック図である。図中、従来と同一符号は、同一又は相当部分を示し、説明を省略する。
【００１３】廃家電品としてのテレビジョン１０のネジ除去装置は、ネジ３の位置等を検出する検出ステーション２０と、ネジ３を除去するネジ除去ステーション４０と、テレビジョン１０を、位置検出ステーション２０とネジ除去ステーション４０との間を搬送させる搬送手段６０と、検出ステーション２０、ネジ除去ステーション４０、搬送手段６０を制御する制御装置１００とから成っている。
【００１４】検出ステーション２０は、ネジ３の位置等を検出するためのもので、Ｌ字形状の柱２３の水平部に固定され、主としてテレビジョン１０全体を撮影する第１の検出カメラ２５と、三次元に移動可能な垂直多関節の検出用ロボット３０のハンド部に固定され、主としてネジ３のサイズ，ネジの頭部の形状、Ｘ，Ｙ軸座標の位置を撮影する画像検出手段としての第２の検出カメラ３５と、第２の検出カメラ３５の隣に固定され、ネジ３のＺ軸座標の位置を検出するレーザセンサ３７とから成っている。
【００１５】ネジ除去ステーション４０は、ネジ３を除去するためのもので、三次元に移動可能な垂直多関節のロボット５０のハンド部に固定され、例えば、ネジ３のサイズ、頭部の形状に対応して係合する形状の異なるネジ緩め手段としての第１の電動ドライバー５４，第２の電動ドライバー５６とから成っている。
【００１６】搬送手段６０は、検出ステーション２０とネジ除去ステーション４０との間を移動できるように施設されたベルトコンベア６２と、このベルトコンベア６２の上に載せられ、テレビジョン１０を置いて把持するパレット６４とから成っている。
【００１７】制御装置１００は、テレビジョン１０のネジ除去装置全体を統括制御するパソコンから成る統括制御部１０２と、この統括制御部１０２に入力させる入力手段としてのマウス１０４等とを備えている。
【００１８】統括制御部１０２の指令に基づいて検出用ロボット３０の各軸を移動させる検出駆動部１１４と、第１のカメラ２５及び第２のカメラ３５により撮影したネジ３のサイズ，ネジ３の頭部の形状、Ｘ，Ｙ軸座標の位置を画像処理に基づいてネジ３に関するネジデータを生成する画像処理手段としての除去情報生成部１１０と、レーザセンサ３７の出力信号に基づきネジ３のＺ軸座標位置を生成するＺ座標生成部１１２とを備えている。
【００１９】除去情報生成部１１０及びＺ座標生成部１１２で生成されたネジ３のＸ，Ｙ，Ｚ軸座標値、ネジ３のサイズ，ネジ３のプラス、マイナスあるいは、ナット，Ｐナベネジと言ったネジ３の頭部の形状と、テレビジョン１０を特定するために、例えば、型名、製造番号などの製品データとを対応させて構築したデータベース部１０５と、各部を動作させるプログラムが格納された指令部１０６と、データベース部１０５及び指令部１０６を有する記憶部１０７と、テレビジョン１０の製品データによりデータベース部１０５を読み出して電動ドライバー５４，５６のいずれを動作させるか選択する選択部１１５と、ネジ除去用ロボット３０を駆動制御する除去駆動部１１８と、電動ドライバー５４，５６のモータを駆動制御する工具駆動部１１６とを備えている。
【００２０】上記のように構成された廃家電品のネジ除去装置の動作を図１によって説明する。まず、マウス１０４等を用いてテレビジョン１０の例えば、型名、製造番号などの製品データを統括制御部１０２に入力し、データベース部１０６に記憶する。パレット６４に載せられたテレビジョン１０が、検出ステーション２０内に搬送して停止し、第１の検出カメラ２５によりテレビジョン１０全体を撮影して、除去情報生成部１１０により画像処理されたデータが統括制御部１０２に読み込まれる。
【００２１】統括制御部１０２は、指令部１０６の指令に基づいて検出用ロボット３０の各軸を検出駆動部１１４を介して駆動し、第２の検出カメラ３５をネジ３の近傍に移動し、第２の検出カメラ３５で撮影された映像を除去情報生成部１１０により画像処理してネジ３のＸ，Ｙ軸座標値、ネジ３のサイズ，ネジ３の頭部の形状をネジデータとして生成し、統括制御部１０２を介して既にデータベース部１０５に記憶されているテレビジョン１０の製品データとを対応してデータベースを構築してデータベース部１０５に記憶する。
【００２２】統括制御部１０２は、データベース部１０５からネジ３の平面位置（Ｘ，Ｙ軸座標）を読み出して、この平面位置に基づき検出用ロボット３０の各軸を検出駆動部１１４を介して駆動し、レーザセンサ３７をネジ３の上方に移動し、レーザセンサ３７からのレーザの投光、受光によりＺ座標生成部１１２でネジ３のＺ軸座標（垂直方向座標）値を生成し、このＺ軸座標値を統括制御部１０２を介してデータベース部１０５のネジデータに追加して記憶する。
【００２３】次に、統括制御部１０２は指令部１０６の指令に基づいてベルトコンベア６２を駆動してパレット６４上のテレビジョン１０をネジ除去ステーション４０に搬送して停止し、統括制御部１０２はネジ３に関するネジデータをデータベース部１０５から読み出し、このネジデータに基づいて選択部１１５はネジ３のサイズ等に応じた電動ドライバー５４又は電動ドライバー５６を選択し、統括制御部１０２は、上記ネジデータに基づいて除去用ロボット５０の各軸、ハンド部を除去駆動部１１８を介して駆動し、電動ドライバ５４（５６）を所望の位置に移動し、電動ドライバ５４（５６）をネジ３に係合し、工具駆動部２１を介して電動ドライバ５４（５６）を駆動してネジ３を緩めて取外す。このようにして他のネジも同様に取外すことができる。
【００２４】上記のようにしてネジ３のネジデータとテレビジョン１０の製品データとを対応させてデータベース部１０５に記憶した後は、マウスマウス１０４等から製品データを統括制御部１０２に入力することにより、検出ステーション２０のネジ３の検出動作を省略して、ネジ除去ステーション４０の動作に移行することができ、しかも、選択部１１５による電動ドライバー５４，５６の選択も省略してネジ３を除去することができる。
【００２５】上記の実施の形態では、第１の検出カメラ２５と、第２の検出カメラ３５とを別に設置したが、第１の検出カメラ２５も検出用ロボット３０の先端に固定しても良いし、複数のカメラを用いずに、１個のカメラでも良い。
【００２６】また、ネジ３のＺ軸座標値の検出手段としてレーザセンサ３７で検出しているが、Ｚ軸座標値も、Ｘ，Ｙ座標値の検出と同様にカメラ２５，３５の画像を認識し、特定の点からの高さを基準に、画像処理をして検出しても良いし、レーザ等の光でなく機械的にプローブ等をネジ３に接触させても良い。
【００２７】また、図２に示すように、作業者５がネジ３の頭部にＸ，Ｙ，Ｚ軸座標値を測定できる空間座標測定装置２２６の検出部先端を当て、ネジ３の位置を測定し、位置情報生成部３１０で生成された位置データを統括制御部１０２を介してデータベース部１０５に記憶しても良い。
【００２８】また、マスタ−スレイブ式ロボットの教示方式を採用することにより、ネジ３の位置の教示をマスタである検出用ロボットで行い、スレイブである作業用ロボット５０でネジを除去させても良い。
【００２９】また、ネジ３の除去手段として電動ドライバー５４，５６によりネジ３を緩めて外したが、図３に示すようにネジ３を切削するネジ切削手段としての電動式のユニット６５４を除去用ロボット５０のハンド部に取り付け、この切削ユニット６５４によりネジ３を切削除去しても良い。
【００３０】ネジ３を緩めて除去するネジ緩め手段では、ネジ３の頭部の形状、ネジ３のサイズ等を認識して、これに適合した電動ドライバー５４，５６を選択してから、ネジ３を除去しなければならないが、切削ユニット６５４でネジを除去する場合には、上記のような工具の選択が必要がなく、ネジ３の座標位置の値だけで良いので、工具の選択の手間を省くことができ、データベース部１０５のデータ量が少なくて良く、装置全体の処理速度が向上する。
【００３１】また、ネジ３の頭部あるいは全体を研磨して、除去しても良い。かかる場合、切削ユニット６５４が研削で良いので、切削工具よりも長寿命になる。なお、ネジ３の座部分を除去してネジ３の締め付けトルクを解除させる手段もある。
【００３２】上記実施の形態では、位置検出ステーション２０と、ネジ除去ステーション４０とを分けて別置きとしたが、１つの作業ステーションで検出用ロボット３０と除去用ロボット５０とを用いても良いし、さらに、図４に示すように１つの作業ステーション３３０を設け、検出用ロボット３０と除去用ロボット５０との機能を有する複合ロボット３５０と、図１の検出駆動部１１４及び除去駆動部１１８の機能を有する駆動部５１６とを備え、協調作業を実行して作業時間を省力しても良い。
【００３３】
【発明の効果】第１の発明によれば、作業者が廃家電品に触れることなくネジを除去できるので、安全衛生上好ましく、ネジを簡易に除去できるという効果がある。
【００３４】第２の発明によれば、作業者が廃家電品に触れることなくネジを除去できるので、安全衛生上好ましく、工具を選択することなくネジを簡易に除去できるという効果がある。
【００３５】第３の発明によれば、作業者が廃家電品に触れることなくネジを除去できるので、安全衛生上好ましく、ネジを簡易に除去できる。しかも、一度検出したネジに関するネジデータを、廃家電品を特定した製品データにより読み出すので、ネジデータを検出する手間を省けるという効果がある。
【００３６】第４の発明によれば、作業者が廃家電品に触れることなくネジを除去できるので、安全衛生上好ましく、工具を選択することなくネジを簡易に除去できる。しかも、一度検出したネジに関するネジデータを、廃家電品を特定した製品データにより読み出すので、ネジデータを検出する手間を省けるという効果がある。
【００３７】第５の発明によれば、第２又は第４の発明の効果に加え、研磨によりネジを除去するので、ネジ切削手段の寿命が延びるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）７月３０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 金雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−４２５１９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）２月１６日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２０４０５２ |
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