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公開番号2025092476
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024212453
出願日2024-12-05
発明の名称モバイルロボットを含むガス供給システム
出願人ケーシーカンパニーリミテッド
代理人個人,個人
主分類G05D 1/667 20240101AFI20250612BHJP(制御;調整)
要約【課題】ガス供給装置のサイズを小型化できるように、動力供給源を外部に位置づける自動化ガス供給装置を提供する。
【解決手段】ガス供給システムは、内部にガス容器が配置されるキャビネットと、前記ガス容器に対して移動可能であり、前記ガス容器のバルブに整列されている状態で前記バルブに締結可能な締結装置と、前記締結装置に分離可能に連結され、前記締結装置を移動させるモバイルロボット装置と、イメージを収集する3次元ビジョンカメラと、前記3次元ビジョンカメラが収集したイメージに基づいて、前記モバイルロボット装置の作動を制御するプロセッサを含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガス供給システムであって、
内部にガス容器が配置されるキャビネットと、
前記ガス容器に対して移動可能であり、前記ガス容器のバルブに整列されている状態で前記バルブに締結可能な締結装置と、
前記締結装置に分離可能に連結され、前記締結装置を移動させるモバイルロボット装置と、
イメージを収集する３次元ビジョンカメラと、
前記３次元ビジョンカメラが収集したイメージに基づいて、前記モバイルロボット装置の作動を制御するプロセッサと、
を含み、
前記モバイルロボット装置は、
前記キャビネットの外部で移動可能なボディと、
前記ボディの上部に設けられ、多関節アームで構成されるロボットアームと、
を含み、
前記プロセッサは、
前記３次元ビジョンカメラを介して前記ガス容器のバルブ領域に対する３次元モデルをリアルタイムに生成し、前記生成された３次元モデルをデータベースに格納されたいずれか１つの基準イメージとマッチングし、前記マッチングされた基準イメージに基づいて前記ガス容器のバルブに対する位置及び角度状態を判断し、前記判断結果に基づいて、前記締結装置が前記バルブに対して締結可能な状態に整列するように前記モバイルロボット装置を作動させるように構成される、ガス供給システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記プロセッサは、前記ガス容器のバルブ領域に対する３次元モデルを生成する過程において、前記ガス容器のバルブの形状、又は前記バルブに装着されているエンドキャップの形状を含む３次元モデルを生成する、請求項１に記載のガス供給システム。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記生成された３次元モデルを前記データベースに格納された複数の基準イメージとそれぞれ比較してイメージ類似度を判別し、前記生成された３次元モデルと最も高いイメージ類似度を有する基準イメージを選別して前記３次元モデルとマッチングするように構成される、請求項１に記載のガス供給システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記選別された基準イメージに対応する３次元モデルの回転角度及び位置情報に基づいて、前記締結装置が前記ガス容器のバルブに対して締結可能な状態に整列するための３次元座標及び角度に対する整列情報を生成するように構成される、請求項３に記載のガス供給システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記選別された基準イメージに対応する３次元モデルの回転角度が設定された角度範囲に位置する場合にのみ前記整列情報を生成するように構成される、請求項４に記載のガス供給システム。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記選別された基準イメージ及び前記生成された３次元モデルのイメージ類似度が設定された基準値以上である場合にのみ前記整列情報を生成するように構成される、請求項４に記載のガス供給システム。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記選別された基準イメージ及び前記生成された３次元モデルのイメージ類似度が設定された基準値未満である場合、前記ガス容器のバルブ領域に対する前記３次元ビジョンカメラの撮像角度が調整されるように制御する、請求項６に記載のガス供給システム。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記生成された整列情報に基づいて、前記締結装置が前記ガス容器に対して最適に整列されるようにする移動経路を生成し、前記生成された移動経路により前記締結装置の位置が調節されるよう、前記モバイルロボット装置の作動を制御するように構成される、請求項４に記載のガス供給システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、
前記生成された３次元モデル及び前記基準イメージのイメージ類似度を判別する過程において、
前記生成された３次元モデルを２次元に区分した各ピクセルを取得し、前記取得したピクセルを合わせてジオメトリー構造の３次元イメージのピクセルを生成し、
前記生成された３次元モデル及び基準イメージを複数のピクセル領域に区分して個別的にマッチングし、区分されたピクセル領域それぞれに対するマッチング状態に応じて前記イメージ類似度を判断するように構成される、請求項３に記載のガス供給システム。
【請求項１０】
前記ガス容器の外周面を支持し、前記ガス容器を地面に垂直な回転軸を中心に回転させることができるクランピング装置をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記クランピング装置を介して前記ガス容器を前記回転軸を中心に回転させ、前記ガス容器が前記回転軸を中心に回転するとき、前記３次元ビジョンカメラを介して前記ガス容器のバルブに装着されているエンドキャップのイメージを前記ガス容器の回転角度ごとに取得し、前記取得したエンドキャップのイメージが前記データベースに格納されたエンドキャップの基準イメージと設定された基準値以上のイメージ類似度を有する状態で前記ガス容器の回転を停止するように構成される、請求項１に記載のガス供給システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
以下の実施形態は、モバイルロボットを含む自動化ガス供給システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的にガスを利用する工程、例えば、半導体製造工程のように精密な作業が行われる工程の場合、各工程の目的に適した種類のガスが一定の濃度及び圧力を満たしながら供給されることが求められる。
【０００３】
工程中にガスを効率よく供給するために、様々な種類のガスが高圧の状態でガス容器に保管され、人体に有害な成分を含むガスが保管されているガス容器は、厳しい管理下で無人状態に保管される。
【０００４】
ガス容器は、ガス供給装置に連結されて内部に保管されているガスを排出し、ガス容器内部のガスを全て消耗すれば、ガス供給装置をガス容器のバルブから分離した後ガス容器を除去し、新しいガス容器をガス供給装置に締結する一連の交替過程が行われる。
【０００５】
一方、ガス容器にガス供給装置が連結されるためには、ガス容器のバルブとガス供給装置を整列しなければならないが、ガス容器は高重量の特性上、位置の整列が難しく、ガス供給装置がガス容器のバルブに対して位置整列されるように作動する。そのため、ガス供給装置は、位置調整及び作動のための動力の供給を受けるためのアクチュエーターを含んでいるため、ガスが供給されるキャビネットのサイズは、ガス供給装置を収容するほどのサイズに形成することが求められる。
【０００６】
前述した背景技術は、発明者が本明細書の開示内容を導き出す過程で保持したり習得したものであり、必ず本出願前に一般公衆に公開された公知技術とは言えない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一実施形態の目的は、ガス供給装置のサイズを小型化できるように、動力供給源を外部に位置づける自動化ガス供給装置を提供することにある。
【０００８】
一実施形態の目的は、モバイルロボットを通した３次元マッピングを介して、ガス供給装置をガス容器に対して整列させ得る自動化ガス供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態に係るガス供給システムは、内部にガス容器が配置されるキャビネットと、前記ガス容器に対して移動可能であり、前記ガス容器のバルブに整列されている状態で前記バルブに締結可能な締結装置と、前記締結装置に分離可能に連結され、前記締結装置を移動させるモバイルロボット装置と、イメージを収集する３次元ビジョンカメラと、前記３次元ビジョンカメラが収集したイメージに基づいて、前記モバイルロボット装置の作動を制御するプロセッサとを含む。
【００１０】
前記モバイルロボット装置は、前記キャビネットの外部で移動可能なボディと、前記ボディの上部に設けられ、多関節アームで構成されるロボットアームとを含むことができる。前記プロセッサは、前記３次元ビジョンカメラを介して前記ガス容器のバルブ領域に対する３次元モデルをリアルタイムに生成し、前記生成された３次元モデルをデータベースに格納されたいずれか１つの基準イメージとマッチングし、前記マッチングされた基準イメージに基づいて前記ガス容器のバルブに対する位置及び角度状態を判断し、前記判断結果に基づいて、前記締結装置が前記バルブに対して締結可能な状態に整列するように前記モバイルロボット装置を作動させるように構成されることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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