JP2020196072A - Robot system, transfer system and transfer method - Google Patents

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大谷　和史
Kazufumi Otani
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Abstract

To provide a robot system that can stably grip an object, a transfer system and a transfer method enabling the object to be stably transferred.SOLUTION: The robot system comprises: a pressure-sensitive sensor having a placement surface on which an object is placed and a plurality of pressure-sensitive portions arranged along the placement surface; a gripping tool gripping the object; and a control unit that finds a gripping position at which the gripping tool is made to grip the object, on the basis of a detected result by the pressure-sensitive sensor and performs control in such a way that the gripping tool is made to grip the object at the griping position. It is preferable that the pressure-sensitive sensor has a first sheet and a second sheet and the plurality of pressure-sensitive portions arranged between the first sheet and the second sheet.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ロボットシステム、移載システムおよび移載方法に関するものである。 The present invention relates to a robot system, a transfer system and a transfer method.

特許文献１には、ワークをモデル化したワークモデルが積み重ねられた状態を再現するばら積み演算部と、ロボットハンドにおけるワークモデルの把持可能性を算出し、その把持可能性に基づいてロボットハンドの形状を選択するハンド選択部と、を備えるロボットシミュレーション装置について開示されている。また、特許文献１には、ワークモデルがワークの重心の位置情報を有していてもよく、その場合、ハンド選択部が、重心の位置情報を用いて把持可能性を算出することが開示されている。 Patent Document 1 describes a bulk stacking calculation unit that reproduces a state in which work models that model works are stacked, and a robot hand shape that calculates the gripability of the work model in the robot hand and based on the gripability. A robot simulation device including a hand selection unit for selecting a robot is disclosed. Further, Patent Document 1 discloses that the work model may have the position information of the center of gravity of the work, and in that case, the hand selection unit calculates the gripability using the position information of the center of gravity. ing.

このような重心の位置情報を用いることにより、ばら積みされた状態でのワークモデルの重心位置を計算することができる。 By using such position information of the center of gravity, it is possible to calculate the position of the center of gravity of the work model in a bulked state.

特開２０１５−１００８６６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-100866

ワークを把持する際、把持位置がワークモデルの重心位置から離れれば離れるほど、把持失敗のリスクが高まる。このため、把持の成功率を高めるためには、ワークモデルの重心をより正確に求める必要がある。しかしながら、前述したワークモデルは、ワークをモデル化したものであるから、モデル化の際にワークの形状等が既知であることが求められる。このため、かかるロボットシミュレーション装置が適用可能な作業は、形状が既知であるワークを取り扱う作業に限定されてしまう。そうすると、ワークの形状等が不明である場合、重心位置を求めることができず、ワークを安定して把持することができない。 When gripping the work, the farther the gripping position is from the position of the center of gravity of the work model, the higher the risk of gripping failure. Therefore, in order to increase the success rate of gripping, it is necessary to obtain the center of gravity of the work model more accurately. However, since the work model described above is a model of the work, it is required that the shape of the work and the like are known at the time of modeling. Therefore, the work to which the robot simulation device can be applied is limited to the work of handling a work whose shape is known. Then, when the shape of the work or the like is unknown, the position of the center of gravity cannot be obtained, and the work cannot be gripped stably.

本発明の適用例に係るロボットシステムは、
物体が載置される載置面および前記載置面に沿って配置されている複数の感圧部を有する感圧センサーと、
前記物体を把持する把持ツールと、
前記感圧センサーの検出結果に基づいて、前記物体を前記把持ツールに把持させる把持位置を求め、前記把持位置において前記把持ツールに前記物体を把持させる制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする。 The robot system according to the application example of the present invention is
A pressure-sensitive sensor having a mounting surface on which an object is mounted and a plurality of pressure-sensitive portions arranged along the above-mentioned mounting surface,
A gripping tool that grips the object,
Based on the detection result of the pressure sensor, a control unit that obtains a gripping position for gripping the object by the gripping tool and controls the gripping tool to grip the object at the gripping position.
It is characterized by having.

第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the robot system which concerns on 1st Embodiment. 図１に示すロボットシステムのブロック図である。It is a block diagram of the robot system shown in FIG. 図１の感圧センサーを一部透視して図示した斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a part of the pressure sensor of FIG. 1 seen through. 図３の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG. 図４のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図５に示す感圧センサーに圧力を付与している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which applies pressure to the pressure sensitive sensor shown in FIG. 図３に示す感圧センサーにおける圧力と検出値である抵抗値との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the pressure in the pressure sensor shown in FIG. 3 and the resistance value which is a detected value. 第１実施形態に係る移載システムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the transfer system which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る移載方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the transfer method which concerns on 1st Embodiment. 感圧センサーの載置面上に原点を設定するとともに、マトリックス状に分布している感圧部に対応した単位領域が並んでいる様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the appearance that the origin is set on the mounting surface of a pressure-sensitive sensor, and the unit area corresponding to the pressure-sensitive part distributed in a matrix is arranged. 対象物の重心を把持面に投影した投影点と、把持ツールの中心と、を一致させた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which coincided with the projection point which projected the center of gravity of an object on the gripping surface, and the center of a gripping tool. 載置面に対して対象物が傾いた状態で載置されている様子を示す図である。It is a figure which shows the state that the object is placed in a state which is tilted with respect to the mounting surface. 第２実施形態に係るロボットシステムおよび移載システムが備える感圧センサーを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the pressure-sensitive sensor provided in the robot system and the transfer system which concerns on 2nd Embodiment. 図１３に示す感圧センサーの部分拡大斜視図である。It is a partially enlarged perspective view of the pressure sensor shown in FIG. 図１４のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 第３実施形態に係るロボットシステムおよび移載システムが備える感圧センサーを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the pressure-sensitive sensor provided in the robot system and the transfer system which concerns on 3rd Embodiment.

以下、本発明のロボットシステム、移載システムおよび移載方法の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the robot system, transfer system and transfer method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係るロボットシステムおよび移載システムについて説明する。 1. 1. First Embodiment First, the robot system and the transfer system according to the first embodiment will be described.

１．１ ロボットシステム
図１は、第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。 1.1 Robot system FIG. 1 is a perspective view showing a robot system according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram of the robot system shown in FIG.

図１に示すロボットシステム１は、複数のアーム１１〜１６を有するロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端に取り付けられた把持ツール１７と、これらの作動を制御する制御装置５０と、を備える。このようなロボットシステム１は、把持ツール１７が装着されたロボットアーム１０を用いて、対象物９０（物体）の給材、除材、移載および組立等の作業を行うシステムである。 The robot system 1 shown in FIG. 1 includes a robot arm 10 having a plurality of arms 11 to 16, a gripping tool 17 attached to the tip of the robot arm 10, and a control device 50 for controlling their operation. Such a robot system 1 is a system that uses a robot arm 10 equipped with a gripping tool 17 to perform operations such as feeding, removing, transferring, and assembling an object 90 (object).

ロボットシステム１は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットを備えるシステムである。図１に示すように、ロボットシステム１は、基台１１０と、基台１１０に回動可能に連結されているロボットアーム１０と、を備える。 The robot system 1 is a system including a so-called 6-axis vertical articulated robot. As shown in FIG. 1, the robot system 1 includes a base 110 and a robot arm 10 rotatably connected to the base 110.

基台１１０は、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上等の被設置部９に固定される。図１では、一例として床面が被設置部９である。なお、本願の各図では、被設置部９において互いに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。また、Ｘ軸およびＹ軸の双方と直交する軸をＺ軸とする。また、各図では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸をそれぞれ矢印で示しており、矢印の先端側を「プラス側」、基端側を「マイナス側」という。さらに、Ｚ軸のプラス側を「上」、マイナス側を「下」という。 The base 110 is fixed to, for example, a floor, a wall, a ceiling, a movable trolley, or the like. In FIG. 1, the floor surface is the installed portion 9 as an example. In each drawing of the present application, the two axes orthogonal to each other in the installed portion 9 are defined as the X axis and the Y axis. Further, the axis orthogonal to both the X-axis and the Y-axis is defined as the Z-axis. Further, in each figure, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are indicated by arrows, and the tip side of the arrow is referred to as a "plus side" and the base end side is referred to as a "minus side". Further, the positive side of the Z axis is called "upper" and the negative side is called "lower".

ロボットアーム１０は、基台１１０に対して回動可能に連結されているアーム１１と、アーム１１に対して回動可能に連結されているアーム１２と、アーム１２に対して回動可能に連結されているアーム１３と、アーム１３に対して回動可能に連結されているアーム１４と、アーム１４に対して回動可能に連結されているアーム１５と、アーム１５に対して回動可能に連結されているアーム１６と、を有する。なお、基台１１０およびアーム１１〜１６のうちの互いに連結された２つの部材同士を屈曲または回動させる部分が「関節部」を構成している。 The robot arm 10 is rotatably connected to an arm 11, an arm 12 rotatably connected to the base 110, an arm 12 rotatably connected to the arm 11, and an arm 12 rotatably connected to the arm 12. The arm 13 is rotatably connected to the arm 13, the arm 14 rotatably connected to the arm 13, the arm 15 rotatably connected to the arm 14, and the arm 15 rotatably connected to the arm 15. It has an arm 16 that is connected to the arm 16. The portion of the base 110 and the arms 11 to 16 that bends or rotates the two members connected to each other constitutes the "joint portion".

また、図２に示すように、ロボットシステム１は、ロボットアーム１０の各関節部を駆動する駆動部１３０と、ロボットアーム１０の各関節部の駆動状態として例えば回転角度を検出する角度センサー１３１と、を有する。駆動部１３０は、例えばモーターおよび減速機を含んでいる。角度センサー１３１は、例えば磁気式または光学式のロータリーエンコーダーを含んでいる。 Further, as shown in FIG. 2, the robot system 1 includes a drive unit 130 that drives each joint portion of the robot arm 10, and an angle sensor 131 that detects, for example, a rotation angle as a drive state of each joint portion of the robot arm 10. Has. The drive unit 130 includes, for example, a motor and a speed reducer. The angle sensor 131 includes, for example, a magnetic or optical rotary encoder.

このようなロボットシステム１のアーム１６の先端面には、把持ツール１７が装着されている。 A gripping tool 17 is attached to the tip surface of the arm 16 of the robot system 1.

図１に示す把持ツール１７は、対象物９０を吸着する吸着パッドである。この把持ツール１７は、図１に示すように、ベース１７１と、ベース１７１に設けられている複数の吸着パッド１７２と、吸着パッド１７２への対象物９０の吸着を検出する吸着センサー１７３と、を有する。各吸着パッド１７２は、対象物９０を負圧で吸着することにより、対象物９０を把持することができる。また、対象物９０を把持した状態で把持ツール１７をロボットアーム１０によって移動させることにより、対象物９０を目的とする位置に移載することができる。 The gripping tool 17 shown in FIG. 1 is a suction pad that sucks the object 90. As shown in FIG. 1, the gripping tool 17 includes a base 171 and a plurality of suction pads 172 provided on the base 171 and a suction sensor 173 for detecting the suction of an object 90 on the suction pad 172. Have. Each suction pad 172 can grip the object 90 by sucking the object 90 with a negative pressure. Further, by moving the gripping tool 17 by the robot arm 10 while gripping the object 90, the object 90 can be transferred to the target position.

ベース１７１は、例えば図１に示すような直方体形状をなしており、吸着パッド１７２を固定するとともに、吸着パッド１７２に接続された図示しない真空配管を収容している。吸着パッド１７２は、可撓性を有する管体を有しており、対象物９０に押し付けられると、内部が減圧される。この減圧による負圧を利用して対象物９０を吸着する。なお、複数の吸着パッド１７２では、そのうちの少なくとも１つが対象物９０に押し付けられると、残る吸着パッド１７２では図示しないバルブが閉じるように構成されている。これにより、対象物９０の形状や大きさによらず、ベース１７１内を速やかに減圧し、負圧を作り出すことができる。また、ベース１７１内には、圧力を検出する吸着センサー１７３が設けられている。吸着センサー１７３は、吸着パッド１７２内の圧力の低下を検出する。この検出結果を制御部５１において解析することにより、対象物９０が把持されているか否かを特定することができる。 The base 171 has a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 1, for example, and fixes the suction pad 172 and accommodates a vacuum pipe (not shown) connected to the suction pad 172. The suction pad 172 has a flexible tube body, and when pressed against the object 90, the inside is depressurized. The object 90 is adsorbed using the negative pressure due to this decompression. In the plurality of suction pads 172, when at least one of them is pressed against the object 90, the remaining suction pads 172 are configured to close a valve (not shown). As a result, regardless of the shape and size of the object 90, the pressure inside the base 171 can be quickly reduced to create a negative pressure. Further, a suction sensor 173 for detecting pressure is provided in the base 171. The suction sensor 173 detects a drop in pressure inside the suction pad 172. By analyzing this detection result in the control unit 51, it is possible to specify whether or not the object 90 is gripped.

なお、把持ツール１７は、例えば一対の指部を有し、指部同士で対象物９０を挟んで把持するチャック式のツールであってもよく、磁力によって対象物９０を吸着する磁力式のツールであってもよい。 The gripping tool 17 may be, for example, a chuck-type tool that has a pair of fingers and grips the object 90 by sandwiching the objects 90 between the fingers, and is a magnetic force-type tool that attracts the object 90 by a magnetic force. It may be.

被設置部９には、ロボットアーム１０に隣り合う位置に、感圧センサー６が載置されている。感圧センサー６は、シート状をなすセンシング部６０を有しており、このうち、センシング部６０の上面は、対象物９０を載置可能な載置面６１である。この載置面６１は、Ｘ−Ｙ平面と平行な面であり、載置面６１の法線はＺ軸と平行である。また、このような感圧センサー６では、後述する原理により、対象物９０による荷重の分布、すなわち、載置面６１に加わる荷重の２次元的な位置と荷重の大きさとを検出することができる。 A pressure-sensitive sensor 6 is mounted on the installed portion 9 at a position adjacent to the robot arm 10. The pressure-sensitive sensor 6 has a sheet-shaped sensing unit 60, of which the upper surface of the sensing unit 60 is a mounting surface 61 on which the object 90 can be placed. The mounting surface 61 is a plane parallel to the XY plane, and the normal line of the mounting surface 61 is parallel to the Z axis. Further, in such a pressure sensor 6, the distribution of the load by the object 90, that is, the two-dimensional position of the load applied to the mounting surface 61 and the magnitude of the load can be detected by the principle described later. ..

図３は、図１の感圧センサー６を一部透視して図示した斜視図である。図４は、図３の部分拡大図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図５に示す感圧センサー６に圧力を付与している状態を示す図である。図７は、図３に示す感圧センサー６における圧力と検出値である抵抗値との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 3 is a perspective view showing a part of the pressure sensor 6 of FIG. 1 seen through. FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 6 is a diagram showing a state in which pressure is applied to the pressure sensor 6 shown in FIG. FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the pressure in the pressure sensor 6 shown in FIG. 3 and the resistance value which is a detected value.

感圧センサー６における圧力の検出原理としては、特に限定されないが、一例として電気抵抗方式、静電容量方式等が挙げられる。図３ないし図７に示す感圧センサー６は、電気抵抗方式を採用したセンサーである。 The pressure detection principle of the pressure sensor 6 is not particularly limited, and examples thereof include an electric resistance method and a capacitance method. The pressure-sensitive sensor 6 shown in FIGS. 3 to 7 is a sensor that employs an electric resistance method.

図３および図４に示す感圧センサー６は、機能部６３と、機能部６３を挟むように設けられたシート状をなす一対のフィルム体６４１、６４２と、を備えたセンシング部６０と、センシング部６０と電気的に接続されているセンサーコントローラー６５と、を有している。 The pressure-sensitive sensor 6 shown in FIGS. 3 and 4 has a sensing unit 60 including a functional unit 63 and a pair of sheet-shaped film bodies 641 and 642 provided so as to sandwich the functional unit 63, and sensing. It has a sensor controller 65 that is electrically connected to the unit 60.

このうち、機能部６３は、図４および図５に示すように、フィルム体６４１に設けられ、Ｘ軸に沿って延在するとともにＹ軸に沿って並ぶ複数のＸ軸電極６３１と、フィルム体６４２に設けられ、Ｙ軸に沿って延在するとともにＸ軸に沿って並ぶ複数のＹ軸電極６３２と、を備えている。このうち、フィルム体６４２の上面が前述した載置面６１である。 Of these, as shown in FIGS. 4 and 5, the functional unit 63 is provided on the film body 641, and includes a plurality of X-axis electrodes 631 extending along the X-axis and arranging along the Y-axis, and the film body. It is provided in 642 and includes a plurality of Y-axis electrodes 632 extending along the Y-axis and lining up along the X-axis. Of these, the upper surface of the film body 642 is the mounting surface 61 described above.

また、Ｘ軸電極６３１同士の間、および、Ｙ軸電極６３２同士の間は、それぞれ互いに離間することによって絶縁されている。さらに、感圧センサー６に圧力が付与されていない状態では、図５に示すように、Ｘ軸電極６３１とＹ軸電極６３２との間も離間しており、これによって絶縁されている。 Further, the X-axis electrodes 631 and the Y-axis electrodes 632 are insulated from each other by being separated from each other. Further, when no pressure is applied to the pressure sensor 6, as shown in FIG. 5, the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 are also separated from each other and are insulated from each other.

一方、感圧センサー６に圧力が付与された状態では、図６に示すように、Ｘ軸電極６３１とＹ軸電極６３２とが接触する。これにより、接触部を介して、一部のＸ軸電極６３１と一部のＹ軸電極６３２との間の電気抵抗が減少する。かかる電気抵抗の変化を検出することにより、圧力が付与された位置を求めることができる。 On the other hand, when pressure is applied to the pressure sensor 6, the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 come into contact with each other, as shown in FIG. As a result, the electrical resistance between the part of the X-axis electrode 631 and the part of the Y-axis electrode 632 is reduced through the contact portion. By detecting such a change in electrical resistance, the position where pressure is applied can be obtained.

したがって、載置面６１を平面視したとき、Ｘ軸電極６３１とＹ軸電極６３２とが交差している交差部が感圧部６２である。図３ないし図６に示す感圧センサー６は、載置面６１に沿ってマトリックス状に分布した複数の感圧部６２を有している。 Therefore, when the mounting surface 61 is viewed in a plan view, the pressure-sensitive portion 62 is the intersection where the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 intersect. The pressure-sensitive sensor 6 shown in FIGS. 3 to 6 has a plurality of pressure-sensitive portions 62 distributed in a matrix along the mounting surface 61.

すなわち、感圧センサー６は、載置面６１とほぼ平行な面上に設けられ、かつ、Ｘ軸に沿って列状に並ぶとともに、その列がＹ軸に沿って並ぶように設けられた複数の感圧部６２を有している。このような感圧センサー６では、載置面６１に対象物９０が載置されたとき、複数の感圧部６２において荷重を個別に検出することができる。これにより、載置面６１に加わる対象物９０による荷重の分布を検出することができる。 That is, a plurality of pressure-sensitive sensors 6 are provided on a surface substantially parallel to the mounting surface 61, arranged in a row along the X axis, and the rows are arranged along the Y axis. It has a pressure sensitive portion 62 of. In such a pressure-sensitive sensor 6, when the object 90 is placed on the mounting surface 61, the load can be individually detected by the plurality of pressure-sensitive portions 62. Thereby, the distribution of the load due to the object 90 applied to the mounting surface 61 can be detected.

また、Ｘ軸電極６３１の表面は、図６に示すような凹凸６３１０を有している。同様に、Ｙ軸電極６３２の表面は、図６に示すような凹凸６３２０を有している。感圧部６２においてＸ軸電極６３１とＹ軸電極６３２とが接触すると、凹凸６３１０と凹凸６３２０とが接触する。このとき、感圧センサー６に付与される圧力が大きくなると、凹凸６３１０および凹凸６３２０がつぶれることにより、接触面積が増大する。このため、圧力の大きさと感圧部６２における接触抵抗との間には、図７に示すような負の相関関係が成り立つ。この負の相関関係を利用することにより、抵抗値から圧力の大きさを求めることができる。そして、圧力の大きさから荷重を求めることができる。 Further, the surface of the X-axis electrode 631 has an unevenness 6310 as shown in FIG. Similarly, the surface of the Y-axis electrode 632 has an unevenness 6320 as shown in FIG. When the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 come into contact with each other in the pressure-sensitive portion 62, the unevenness 6310 and the unevenness 6320 come into contact with each other. At this time, when the pressure applied to the pressure-sensitive sensor 6 increases, the unevenness 6310 and the unevenness 6320 are crushed, so that the contact area increases. Therefore, a negative correlation as shown in FIG. 7 is established between the magnitude of the pressure and the contact resistance in the pressure sensitive portion 62. By using this negative correlation, the magnitude of pressure can be obtained from the resistance value. Then, the load can be obtained from the magnitude of the pressure.

また、図１および図３に示す感圧センサー６は、各Ｘ軸電極６３１および各Ｙ軸電極６３２と電気的に接続されたセンサーコントローラー６５を備えている。このセンサーコントローラー６５は、ケーブル６８を介して制御装置５０と電気的に接続されている。センサーコントローラー６５では、各感圧部６２におけるＸ軸電極６３１とＹ軸電極６３２との接触を検出することにより、接触した感圧部６２に対応するＸ軸電極６３１およびＹ軸電極６３２を特定する。そして、その特定結果に基づいて、接触した感圧部６２のＸ軸に沿った位置、すなわちＸ軸座標と、Ｙ軸に沿った位置、すなわちＹ軸座標と、を求める。センサーコントローラー６５は、求めたＸ軸座標およびＹ軸座標を、制御装置５０に出力する機能を有する。 Further, the pressure-sensitive sensor 6 shown in FIGS. 1 and 3 includes a sensor controller 65 electrically connected to each X-axis electrode 631 and each Y-axis electrode 632. The sensor controller 65 is electrically connected to the control device 50 via a cable 68. The sensor controller 65 identifies the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 corresponding to the contacted pressure-sensitive unit 62 by detecting the contact between the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 in each pressure-sensitive unit 62. .. Then, based on the specific result, the position along the X-axis of the contacted pressure-sensitive portion 62, that is, the X-axis coordinate, and the position along the Y-axis, that is, the Y-axis coordinate are obtained. The sensor controller 65 has a function of outputting the obtained X-axis coordinates and Y-axis coordinates to the control device 50.

また、センサーコントローラー６５では、接触した各感圧部６２について、前述したような圧力の大きさ、または、各感圧部６２が占める単位面積当たりの荷重を求める。センサーコントローラー６５は、接触した感圧部６２のＸ軸座標およびＹ軸座標とともに、かかる感圧部６２についてのＺ軸マイナス方向に加わる圧力または荷重を、制御装置５０に出力する機能も有する。 Further, in the sensor controller 65, the magnitude of the pressure as described above or the load per unit area occupied by each pressure-sensitive unit 62 is obtained for each pressure-sensitive unit 62 in contact with the sensor controller 65. The sensor controller 65 also has a function of outputting to the control device 50 the pressure or load applied to the pressure-sensitive unit 62 in the negative direction of the Z-axis together with the X-axis coordinates and the Y-axis coordinates of the pressure-sensitive unit 62 in contact with the sensor controller 65.

フィルム体６４１、６４２は、絶縁性および可撓性を有するフィルムであれば、特に限定されない。一例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリイミドフィルム等が挙げられる。 The film bodies 641 and 642 are not particularly limited as long as they are films having insulating properties and flexibility. As an example, polyethylene terephthalate (PET) film, polyimide film and the like can be mentioned.

また、Ｘ軸電極６３１およびＹ軸電極６３２は、それぞれ図６に示すように、コア部６６と、コア部６６を覆う被覆部６７と、を備えている。コア部６６の主材料は、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等を含む金属材料である。また、被覆部６７の主材料は、例えばゴム、エラストマー、樹脂等の絶縁性材料に、グラファイト、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、金属粉末のような導電性物質を分散させてなる複合材料である。なお、主材料とは、体積比で５０％以上を占める材料のことをいう。被覆部６７の主材料がこのような複合材料であることにより、感圧部６２では、前述したように感圧センサー６に付与される圧力の大きさに応じて、被覆部６７の変形が生じる。このような変形が生じることにより、前述したような凹凸６３１０、６３２０がつぶれる現象を生じさせることができる。その結果、圧力と接触抵抗との間に一定の相関関係を成り立たせることができる。 Further, the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 each include a core portion 66 and a covering portion 67 covering the core portion 66, as shown in FIG. The main material of the core portion 66 is a metal material containing, for example, Ag, Au, Cu, Al and the like. The main material of the covering portion 67 is a composite material obtained by dispersing a conductive substance such as graphite, carbon fiber, carbon nanofiber, carbon nanotube, or metal powder in an insulating material such as rubber, elastomer, or resin. Is. The main material is a material that occupies 50% or more by volume. Since the main material of the covering portion 67 is such a composite material, the pressure-sensitive portion 62 is deformed according to the magnitude of the pressure applied to the pressure-sensitive sensor 6 as described above. .. By such deformation, the above-mentioned unevenness 6310 and 6320 can be crushed. As a result, a certain correlation can be established between the pressure and the contact resistance.

以上、感圧センサー６の構成の一例について説明したが、感圧センサー６の構成はこれに限定されない。 Although an example of the configuration of the pressure sensor 6 has been described above, the configuration of the pressure sensor 6 is not limited to this.

図１および図２に示す制御装置５０は、感圧センサー６の検出結果に基づいて、対象物９０を把持ツール１７に把持させる把持位置を求める機能を有する。 The control device 50 shown in FIGS. 1 and 2 has a function of obtaining a gripping position for gripping the object 90 by the gripping tool 17 based on the detection result of the pressure sensor 6.

この制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部５２と、外部と通信可能に接続可能な外部インターフェース５３と、を有する。そして、制御装置５０では、記憶部５２に記憶されているプログラムを制御部５１が適宜読み込んで実行することで、ロボットアーム１０および把持ツール１７の作動の制御、異常の発報等の処理を実現する。また、外部インターフェース５３は、ロボットアーム１０および把持ツール１７と通信可能に構成されている。 The control device 50 has a control unit 51 such as a CPU (Central Processing Unit), a storage unit 52 such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and an external interface 53 capable of communicating with the outside. And have. Then, in the control device 50, the control unit 51 appropriately reads and executes the program stored in the storage unit 52, thereby realizing control of the operation of the robot arm 10 and the gripping tool 17 and processing such as reporting an abnormality. To do. Further, the external interface 53 is configured to be able to communicate with the robot arm 10 and the gripping tool 17.

なお、制御装置５０は、図示では、ロボットシステム１の基台１１０内に配置されているが、これに限定されず、例えば、基台１１０の外部やロボットアーム１０内に配置されていてもよい。また、制御装置５０には、ディスプレイ等のモニターを備える表示装置、マウスやキーボード等を備える入力装置等が接続されていてもよい。 Although the control device 50 is arranged in the base 110 of the robot system 1 in the drawing, the control device 50 is not limited to this, and may be arranged outside the base 110 or in the robot arm 10, for example. .. Further, the control device 50 may be connected to a display device including a monitor such as a display, an input device including a mouse, a keyboard, or the like.

制御部５１では、感圧センサー６の検出結果に基づいて、対象物９０を把持ツール１７に把持させる把持位置を求める。具体的には、センサーコントローラー６５から出力された、接触した感圧部６２のＸ軸座標およびＹ軸座標と、その感圧部６２における荷重と、に基づいて、制御部５１では、対象物９０の重心位置を求める。そして、制御部５１では、この重心位置に応じた把持位置を決定し、この把持位置で対象物９０を把持するように、ロボットアーム１０を駆動する。かかる制御の詳細については、後述する移載方法として説明する。 The control unit 51 obtains a gripping position for gripping the object 90 by the gripping tool 17 based on the detection result of the pressure sensor 6. Specifically, the object 90 in the control unit 51 is based on the X-axis coordinates and the Y-axis coordinates of the contacting pressure-sensitive unit 62 output from the sensor controller 65 and the load in the pressure-sensitive unit 62. Find the position of the center of gravity of. Then, the control unit 51 determines the gripping position according to the position of the center of gravity, and drives the robot arm 10 so as to grip the object 90 at this gripping position. Details of such control will be described as a transfer method described later.

１．２ 移載システム
ロボットシステム１は、前述したように、対象物９０の給材、除材、移載および組立等の作業を行うシステムであるが、このうち、移載に特化したロボットシステム１が、本実施形態に係る移載システム１００である。
図８は、第１実施形態に係る移載システムを示す斜視図である。 1.2 Transfer system As described above, the robot system 1 is a system that performs operations such as feeding, removing, transferring, and assembling the object 90. Of these, a robot specialized for transfer. System 1 is the transfer system 100 according to the present embodiment.
FIG. 8 is a perspective view showing the transfer system according to the first embodiment.

図８に示す移載システム１００は、用途が対象物９０の移載であること以外、図１に示すロボットシステム１と同様である。したがって、以下の説明では、ロボットシステム１と同様の構成についてはその説明を省略する。 The transfer system 100 shown in FIG. 8 is the same as the robot system 1 shown in FIG. 1, except that the application is the transfer of the object 90. Therefore, in the following description, the description of the same configuration as that of the robot system 1 will be omitted.

図８に示す移載システム１００では、ロボットアーム１０の長さが把持ツール１７の到達可能範囲となる。この到達可能範囲とは、ロボットアーム１０の駆動によって把持ツール１７を移動させることができる範囲のことであり、おおよそ、ロボットアーム１０の長さを半径とする円形の範囲である。そして、移載システム１００は、この到達可能範囲内において、対象物９０を移載することができる。 In the transfer system 100 shown in FIG. 8, the length of the robot arm 10 is within the reachable range of the gripping tool 17. This reachable range is a range in which the gripping tool 17 can be moved by driving the robot arm 10, and is approximately a circular range having the length of the robot arm 10 as a radius. Then, the transfer system 100 can transfer the object 90 within this reachable range.

具体的には、図８では、移載システム１００の到達可能範囲内に、移載先領域Ｓ１の一例を設定している。移載システム１００は、載置面６１に載置されている対象物９０を把持ツール１７で把持した後、移載先領域Ｓ１に移載する。 Specifically, in FIG. 8, an example of the transfer destination area S1 is set within the reachable range of the transfer system 100. The transfer system 100 grips the object 90 mounted on the mounting surface 61 with the gripping tool 17, and then transfers the object 90 to the transfer destination area S1.

載置面６１に載置されている対象物９０を把持ツール１７で把持すると、まず、ロボットアーム１０を駆動して、対象物９０をＺ軸プラス側、すなわち上方に持ち上げる。続いて、ロボットアーム１０を駆動して、対象物９０をＸ−Ｙ平面に沿って移載先領域Ｓ１の上方に移動させる。そして、ロボットアーム１０を駆動して、対象物９０をＺ軸マイナス側に下すと、対象物９０の移載が完了する。 When the object 90 mounted on the mounting surface 61 is gripped by the gripping tool 17, the robot arm 10 is first driven to lift the object 90 on the Z-axis plus side, that is, upward. Subsequently, the robot arm 10 is driven to move the object 90 above the transfer destination region S1 along the XY plane. Then, when the robot arm 10 is driven to lower the object 90 to the negative side of the Z axis, the transfer of the object 90 is completed.

このような移載システム１００によれば、対象物９０を載置面６１から移載先領域Ｓ１へと移載することができる。したがって、移載システム１００は、例えば物流分野で効果的に用いられる。 According to such a transfer system 100, the object 90 can be transferred from the mounting surface 61 to the transfer destination area S1. Therefore, the transfer system 100 is effectively used, for example, in the field of logistics.

１．３ 移載方法
次に、第１実施形態に係る移載方法を、移載システム１００の作動として説明する。
図９は、第１実施形態に係る移載方法を説明するためのフローチャートである。 1.3 Transfer Method Next, the transfer method according to the first embodiment will be described as the operation of the transfer system 100.
FIG. 9 is a flowchart for explaining the transfer method according to the first embodiment.

図９に示す移載方法は、載置工程Ｓ０１と、重心算出工程Ｓ０２と、把持位置決定工程Ｓ０３と、把持ツール移動工程Ｓ０４と、把持工程Ｓ０５と、を有する。以下、各工程について順次説明する。 The transfer method shown in FIG. 9 includes a mounting step S01, a center of gravity calculation step S02, a gripping position determining step S03, a gripping tool moving step S04, and a gripping step S05. Hereinafter, each step will be described in sequence.

１．３．１ 載置工程Ｓ０１
まず、図１に示す被設置部９に設けられている感圧センサー６の載置面６１上に、対象物９０を載置する。対象物９０は、例えば移載を要する貨物等であり、把持ツール１７によって移載先領域Ｓ１へ移載される。図１に示す対象物９０は、一例として直方体形状をなしているため、対象物９０が載置面６１を押圧する領域の形状は、略長方形をなしている。なお、対象物９０の形状、大きさ、材質等は特に限定されない。 1.3.1 Mounting step S01
First, the object 90 is placed on the mounting surface 61 of the pressure sensor 6 provided in the installed portion 9 shown in FIG. The object 90 is, for example, a cargo or the like that needs to be transferred, and is transferred to the transfer destination area S1 by the gripping tool 17. Since the object 90 shown in FIG. 1 has a rectangular parallelepiped shape as an example, the shape of the region where the object 90 presses the mounting surface 61 is substantially rectangular. The shape, size, material, etc. of the object 90 are not particularly limited.

１．３．２ 重心算出工程Ｓ０２
載置面６１上に対象物９０が載置されると、対象物９０に発生する重力が載置面６１を鉛直下方に向かって押圧する。これにより、感圧センサー６が備える複数の感圧部６２のうち、対象物９０の重力が作用している感圧部６２では、圧力を受けて接触抵抗の低下が発生する。感圧センサー６では、複数の感圧部６２において、この接触抵抗の低下を検出するとともに、低下量の分布が求められる。これにより、載置面６１における荷重分布を求め、さらに、載置面６１における対象物９０の重心位置を算出する。具体的には、センサーコントローラー６５において、各感圧部６２のＸ軸座標およびＹ軸座標に関する位置情報と、接触抵抗に関する抵抗情報と、を集約する。センサーコントローラー６５は、集約した情報を感圧センサー６の検出結果としてそのまま制御装置５０に出力してもよいし、集約した情報に対して任意の演算を行い、その演算結果を感圧センサー６の検出結果として制御装置５０に出力してもよい。制御装置５０の制御部５１では、これらの検出結果に基づいて、重心位置を算出する。 1.3.2 Center of gravity calculation step S02
When the object 90 is placed on the mounting surface 61, the gravity generated on the object 90 presses the mounting surface 61 vertically downward. As a result, among the plurality of pressure-sensitive portions 62 included in the pressure-sensitive sensor 6, the pressure-sensitive portion 62 on which the gravity of the object 90 acts receives pressure to cause a decrease in contact resistance. In the pressure sensor 6, the plurality of pressure-sensitive portions 62 detect the decrease in contact resistance, and the distribution of the amount of decrease is required. As a result, the load distribution on the mounting surface 61 is obtained, and the position of the center of gravity of the object 90 on the mounting surface 61 is calculated. Specifically, in the sensor controller 65, the position information regarding the X-axis coordinates and the Y-axis coordinates of each pressure sensitive unit 62 and the resistance information regarding the contact resistance are aggregated. The sensor controller 65 may output the aggregated information to the control device 50 as it is as a detection result of the pressure-sensitive sensor 6, or may perform an arbitrary calculation on the aggregated information and output the calculation result to the pressure-sensitive sensor 6. The detection result may be output to the control device 50. The control unit 51 of the control device 50 calculates the position of the center of gravity based on these detection results.

以下、具体的な算出方法について説明するが、以下の説明では、対象物９０の重心位置を、Ｘ軸に沿った位置、すなわちＸ軸座標を求める手順と、Ｙ軸に沿った位置、すなわちＹ軸座標を求める手順と、に分けて説明する。 Hereinafter, a specific calculation method will be described. In the following description, the position of the center of gravity of the object 90 is set along the X-axis, that is, the procedure for obtaining the X-axis coordinates, and the position along the Y-axis, that is, Y. The procedure for obtaining the axis coordinates will be described separately.

１．３．２．１ 乗算工程Ｓ０２１
制御装置５０の制御部５１では、まず、感圧センサー６の検出結果から、各感圧部６２について、原点Ｏからの距離と、検出された荷重と、の積を算出する。ここでは、載置面６１上に原点Ｏを設定する。 1.3.2.1 Multiplication step S021
First, the control unit 51 of the control device 50 calculates the product of the distance from the origin O and the detected load for each pressure-sensitive unit 62 from the detection result of the pressure-sensitive sensor 6. Here, the origin O is set on the mounting surface 61.

図１０は、感圧センサー６の載置面６１上に原点Ｏを設定するとともに、マトリックス状に分布している感圧部６２に対応した単位領域Ｄが並んでいる様子を模式的に示す図である。 FIG. 10 is a diagram schematically showing how the origin O is set on the mounting surface 61 of the pressure sensor 6 and the unit regions D corresponding to the pressure sensitive portions 62 distributed in a matrix are arranged. Is.

図１０では、単位領域Ｄが原点ＯからＸ軸およびＹ軸に沿って並んでいる。そして、各単位領域Ｄのうち、原点Ｏから最も遠い点が感圧部６２である。したがって、１つの感圧部６２に１つの単位領域Ｄが対応している。単位領域ＤのＸ軸に沿った辺の長さを、ピッチΔＸとする。単位領域ＤのＹ軸に沿った辺の長さを、ピッチΔＹとする。単位領域Ｄは、ピッチΔＸの長さの１辺と、ピッチΔＹの長さの１辺と、を含む長方形または正方形である。 In FIG. 10, the unit regions D are aligned from the origin O along the X-axis and the Y-axis. The point farthest from the origin O in each unit region D is the pressure sensitive portion 62. Therefore, one unit region D corresponds to one pressure sensitive unit 62. The length of the side of the unit area D along the X axis is defined as the pitch ΔX. The length of the side of the unit area D along the Y axis is defined as the pitch ΔY. The unit region D is a rectangle or a square including one side of the length of the pitch ΔX and one side of the length of the pitch ΔY.

なお、図１０では、一例として１６個の単位領域Ｄが設定され、これらに１から１６まで１つずつ増える通し番号を付している。この場合、通し番号をｉとすると、各単位領域Ｄの座標は（Ｘｉ，Ｙｉ）で表すことができる。 In FIG. 10, 16 unit areas D are set as an example, and serial numbers increasing by 1 from 1 to 16 are assigned to these. In this case, assuming that the serial number is i, the coordinates of each unit area D can be represented by (Xi, Yi).

座標（Ｘｉ，Ｙｉ）の単位領域Ｄにおける前述した積を求めるためには、まず、原点Ｏと感圧部６２との距離を求める。図１０の例では、Ｘ軸に沿った距離がＸｉであり、Ｙ軸に沿った距離がＹｉとなる。したがって、例えばＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は、互いに等しく、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３およびＹ４は、この順で大きい。 In order to obtain the above-mentioned product in the unit region D of the coordinates (Xi, Yi), first, the distance between the origin O and the pressure sensitive unit 62 is obtained. In the example of FIG. 10, the distance along the X axis is Xi, and the distance along the Y axis is Yi. Therefore, for example, X1, X2, X3 and X4 are equal to each other, and Y1, Y2, Y3 and Y4 are larger in this order.

続いて、座標（Ｘｉ，Ｙｉ）の単位領域Ｄにおいて検出された荷重Ｗｉを求める。この単位領域Ｄに対応する感圧部６２では、圧力Ｐｉを検出することができるので、この圧力Ｐｉと単位領域Ｄの面積ΔＳとの積が荷重Ｗｉとなる。 Subsequently, the load Wi detected in the unit area D of the coordinates (Xi, Yi) is obtained. Since the pressure Pi can be detected in the pressure sensitive unit 62 corresponding to the unit region D, the product of the pressure Pi and the area ΔS of the unit region D becomes the load Wi.

対象物９０の重心のＸ軸座標を求めるためには、すべての感圧部６２について、距離Ｘｉと荷重Ｗｉとの積ＸｉＷｉを算出する。また、対象物９０の重心のＹ軸座標を求めるためには、すべての感圧部６２について、距離Ｙｉと荷重Ｗｉとの積ＹｉＷｉを算出する。 In order to obtain the X-axis coordinates of the center of gravity of the object 90, the product XiWi of the distance Xi and the load Wii is calculated for all the pressure-sensitive portions 62. Further, in order to obtain the Y-axis coordinates of the center of gravity of the object 90, the product YiWi of the distance Yi and the load Wii is calculated for all the pressure-sensitive portions 62.

１．３．２．２ 合算工程Ｓ０２２
次に、積ＸｉＷｉを、すべての感圧部６２で合算し、合算値ＴＸを求める。図１０の例では、通し番号６、７、１０、１１の４つの単位領域Ｄにおいて、圧力Ｐ６、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１が検出されている。この場合、これら４つの単位領域Ｄのすべてについて、積ＸｉＷｉを合算し、合算値ＴＸを求める。具体的には、ＴＸ＝Ｘ６Ｗ６＋Ｘ７Ｗ７＋Ｘ１０Ｗ１０＋Ｘ１１Ｗ１１により算出される。なお、圧力Ｐｉが検出されたか否かにかかわらず、感圧センサー６が有するすべての単位領域Ｄで、積ＸｉＷｉを合算し、これを合算値ＴＸとするようにしてもよい。いずれの計算方法においても、等しい合算値ＴＸが求められる。 1.3.2.2 Total process S022
Next, the product XiWi is added up by all the pressure sensitive units 62 to obtain the total value TX. In the example of FIG. 10, pressures P6, P7, P10, and P11 are detected in the four unit regions D of serial numbers 6, 7, 10, and 11. In this case, the product XiWi is added up for all of these four unit areas D to obtain the total value TX. Specifically, it is calculated by TX = X6W6 + X7W7 + X10W10 + X11W11. Regardless of whether or not the pressure Pi is detected, the product XiWi may be added up in all the unit areas D of the pressure sensor 6, and this may be used as the total value TX. In either calculation method, the same total value TX is obtained.

同様に、積ＹｉＷｉを、すべての感圧部６２で合算し、合算値ＴＹを求める。図１０の例では、通し番号６、７、１０、１１の４つの単位領域Ｄのすべてについて、積ＹｉＷｉを合算し、合算値ＴＹを求める。具体的には、ＴＹ＝Ｙ６Ｗ６＋Ｙ７Ｗ７＋Ｙ１０Ｗ１０＋Ｙ１１Ｗ１１により算出される。なお、圧力Ｐｉが検出されたか否かにかかわらず、感圧センサー６が有するすべての単位領域Ｄで、積ＹｉＷｉを合算し、これを合算値ＴＹとするようにしてもよい。いずれの計算方法においても、等しい合算値ＴＹが求められる。 Similarly, the product YiWi is added up by all the pressure sensitive units 62 to obtain the total value TY. In the example of FIG. 10, the product YiWi is added up for all four unit areas D of the serial numbers 6, 7, 10 and 11, and the total value TY is obtained. Specifically, it is calculated by TY = Y6W6 + Y7W7 + Y10W10 + Y11W11. Regardless of whether or not the pressure Pi is detected, the product YWi may be added up in all the unit areas D of the pressure sensor 6, and this may be used as the total value TY. In either calculation method, the same total value TY is obtained.

１．３．２．３ 除算工程Ｓ０２３
次に、合算値ＴＸ、ＴＹを、対象物９０の重量Ｗで除する。これにより、対象物９０の重心位置を求めることができる。 1.3.2.3 Division step S023
Next, the total values TX and TY are divided by the weight W of the object 90. As a result, the position of the center of gravity of the object 90 can be obtained.

具体的には、まず、対象物９０の重量Ｗを求める。対象物９０の重量Ｗは、単位領域Ｄにおいて検出された荷重Ｗｉを、圧力Ｐｉが検出されたすべての感圧部６２で合算することによって求められる。図１０の例では、Ｗ＝Ｗ６＋Ｗ７＋Ｗ１０＋Ｗ１１により算出される。なお、圧力Ｐｉが検出されたか否かにかかわらず、感圧センサー６が有するすべての単位領域Ｄで、荷重Ｗｉを合算し、これを重量Ｗとするようにしてもよい。いずれの計算方法においても、等しい重量Ｗが求められる。 Specifically, first, the weight W of the object 90 is obtained. The weight W of the object 90 is obtained by adding up the load Wi detected in the unit region D by all the pressure-sensitive units 62 in which the pressure Pi is detected. In the example of FIG. 10, it is calculated by W = W6 + W7 + W10 + W11. Regardless of whether or not the pressure Pi is detected, the load Wi may be added up in all the unit regions D of the pressure sensor 6 and set as the weight W. In either calculation method, the same weight W is obtained.

続いて、合算値ＴＸ、ＴＹを重量Ｗで除する。これにより、対象物９０の重心位置、すなわち重心Ｃの座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出することができる。具体的には、Ｘｃ＝ＴＸ／Ｗにより、重心のＸ軸座標Ｘｃが求められる。同様に、Ｙｃ＝ＴＹ／Ｗにより、重心のＹ軸座標Ｙｃが求められる。なお、図１０では、一例として、通し番号１０の単位領域Ｄに重心Ｃが位置しているものとする。 Subsequently, the total values TX and TY are divided by the weight W. Thereby, the position of the center of gravity of the object 90, that is, the coordinates (Xc, Yc) of the center of gravity C can be calculated. Specifically, the X-axis coordinate Xc of the center of gravity is obtained by Xc = TX / W. Similarly, the Y-axis coordinate Yc of the center of gravity is obtained by Yc = TY / W. In FIG. 10, as an example, it is assumed that the center of gravity C is located in the unit area D of the serial number 10.

１．３．３ 把持位置決定工程Ｓ０３
次に、制御部５１では、算出した対象物９０の重心位置に基づいて、把持ツール１７で対象物９０を把持させるときの把持位置を決定する。把持位置は、対象物９０の重心位置に応じて適宜決定されればよく、その決定プロセスは特に限定されない。一例として、対象物９０の上面を把持面９００とするとき、対象物９０の重心Ｃを把持面９００に投影した投影点Ｐと、把持ツール１７の中心１７Ｃと、が一致するように、把持位置を決定する。 1.3.3 Grip position determination step S03
Next, the control unit 51 determines the gripping position when the object 90 is gripped by the gripping tool 17 based on the calculated position of the center of gravity of the object 90. The gripping position may be appropriately determined according to the position of the center of gravity of the object 90, and the determination process is not particularly limited. As an example, when the upper surface of the object 90 is the gripping surface 900, the gripping position is such that the projection point P on which the center of gravity C of the object 90 is projected onto the gripping surface 900 and the center 17C of the gripping tool 17 coincide with each other. To determine.

図１１は、対象物９０の重心Ｃを把持面９００に投影した投影点Ｐと、把持ツール１７の中心１７Ｃと、を一致させた状態を示す斜視図である。 FIG. 11 is a perspective view showing a state in which the projection point P obtained by projecting the center of gravity C of the object 90 onto the gripping surface 900 and the center 17C of the gripping tool 17 are aligned with each other.

このようにして重心位置に基づいて把持位置を求めるようにすることで、対象物９０を把持した際、把持ツール１７の中心１７Ｃに対して対象物９０の重心Ｃが偏ることに伴う不具合の発生を抑制することができる。これにより、対象物９０を安定して把持することができる。また、後述する工程においては、対象物９０を安定して移載することができる。 By obtaining the gripping position based on the position of the center of gravity in this way, when the object 90 is gripped, a problem occurs due to the center of gravity C of the object 90 being biased with respect to the center 17C of the gripping tool 17. Can be suppressed. As a result, the object 90 can be gripped stably. Further, in the step described later, the object 90 can be stably transferred.

なお、投影点Ｐと把持ツール１７の中心とは、互いにずれていてもよいが、図１１に示すようにして一致させることにより、把持ツール１７で把持された対象物９０の重量バランスが良好になる。このため、対象物９０が持ち上げられた際に、傾いたり、回転したりする不具合の発生を抑制することができる。 The projection point P and the center of the gripping tool 17 may be deviated from each other, but by matching them as shown in FIG. 11, the weight balance of the object 90 gripped by the gripping tool 17 is good. Become. Therefore, when the object 90 is lifted, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the object 90 tilts or rotates.

１．３．４ 把持ツール移動工程Ｓ０４
次に、把持位置決定工程で決定した把持位置に、把持ツール１７を移動させる。把持ツール１７は、ロボットアーム１０を駆動することにより移動させることができる。 1.3.4 Gripping tool moving process S04
Next, the gripping tool 17 is moved to the gripping position determined in the gripping position determining step. The gripping tool 17 can be moved by driving the robot arm 10.

なお、図１１に示す、投影点Ｐと把持ツール１７の中心１７Ｃとを一致させるように、把持ツール１７をＸ−Ｙ面内で任意に移動させるのが好ましいが、把持ツール１７の把持方法によっては、Ｘ軸またはＹ軸の一方に沿う移動に限定される場合もある。例えば、把持ツール１７が一対の指部を開閉して把持するチャック式ツールである場合には、開閉方向における把持位置は変更することができない。この場合、開閉方向と直交する方向において、投影点Ｐとハンドの中心とを一致させるように、把持位置を決定すればよい。 It is preferable to arbitrarily move the gripping tool 17 in the XY plane so that the projection point P and the center 17C of the gripping tool 17 are aligned with each other as shown in FIG. 11, depending on the gripping method of the gripping tool 17. May be limited to movement along either the X-axis or the Y-axis. For example, when the gripping tool 17 is a chuck type tool that opens and closes and grips a pair of fingers, the gripping position in the opening and closing direction cannot be changed. In this case, the gripping position may be determined so that the projection point P and the center of the hand coincide with each other in the direction orthogonal to the opening / closing direction.

１．３．５ 把持工程Ｓ０５
次に、把持ツール１７により対象物９０を把持する。そして、ロボットアーム１０を駆動することにより、対象物９０を持ち上げることができる。これにより、例えば対象物９０が部品等である場合、部品等を安定して把持することができるので、この部品等を用いた給材、組立等の作業を安定して行うことができる。 1.3.5 Gripping process S05
Next, the object 90 is gripped by the gripping tool 17. Then, by driving the robot arm 10, the object 90 can be lifted. As a result, for example, when the object 90 is a part or the like, the part or the like can be stably gripped, so that operations such as feeding and assembling using the part or the like can be stably performed.

また、対象物９０が移載すべき貨物等である場合、対象物９０を把持ツール１７で把持した状態でロボットアーム１０を駆動することにより、対象物９０を搬送することができる。これにより、載置面６１に載置されていた対象物９０を、図８に示す移載先領域Ｓ１に移載することができる。これにより、この貨物等を移載する作業を安定して行うことができる。 Further, when the object 90 is a cargo or the like to be transferred, the object 90 can be conveyed by driving the robot arm 10 while the object 90 is gripped by the gripping tool 17. As a result, the object 90 placed on the mounting surface 61 can be transferred to the transfer destination area S1 shown in FIG. As a result, the work of transferring the cargo or the like can be stably performed.

以上のように、本実施形態に係る移載方法は、載置面６１および載置面６１に沿って配置されている複数の感圧部６２を有する感圧センサー６の載置面６１に対象物９０（物体）を載置する載置工程と、感圧センサー６の検出結果に基づいて、載置面６１における対象物９０の重心位置を算出する重心算出工程と、重心位置に基づいて、対象物９０を把持ツール１７に把持させる把持位置を決定する把持位置決定工程と、把持ツール１７を把持位置に移動させる把持ツール移動工程と、把持ツール１７で対象物９０を把持し、対象物９０を移載する把持工程と、を有する。 As described above, the transfer method according to the present embodiment is applied to the mounting surface 61 and the mounting surface 61 of the pressure sensitive sensor 6 having a plurality of pressure-sensitive portions 62 arranged along the mounting surface 61. Based on the mounting step of placing the object 90 (object), the center of gravity calculation step of calculating the center of gravity position of the object 90 on the mounting surface 61 based on the detection result of the pressure sensitive sensor 6, and the center of gravity position, The gripping position determination step of determining the gripping position for causing the object 90 to be gripped by the gripping tool 17, the gripping tool moving step for moving the gripping tool 17 to the gripping position, and the gripping tool 17 gripping the object 90 with the gripping tool 17 It has a gripping step of transferring the above.

このような移載方法によれば、感圧センサー６によって対象物９０の重心位置を求め、その重心位置に基づいて把持位置を決定して把持するため、把持ツール１７で対象物９０を把持して持ち上げた際、対象物９０が傾いたり、回転したりする不具合の発生を抑制することができる。これにより、対象物９０を安定して把持し、移載することができる。その結果、対象物９０の落下等を抑制し、効率よく安全に移載作業を行うことができる。 According to such a transfer method, the pressure-sensitive sensor 6 determines the position of the center of gravity of the object 90, and the gripping position is determined and gripped based on the position of the center of gravity. Therefore, the gripping tool 17 grips the object 90. It is possible to suppress the occurrence of a problem that the object 90 tilts or rotates when it is lifted. As a result, the object 90 can be stably gripped and transferred. As a result, it is possible to suppress the dropping of the object 90 and perform the transfer work efficiently and safely.

また、重心位置の算出には、感圧センサー６の検出結果を用いている。このため、対象物９０の重心が偏っている場合であって、重心の偏りを外見では知ることができない場合でも、対象物９０の重心位置を求めることができる。このため、対象物９０の外観によらず、重心位置をより正確に求めることができる。 Further, the detection result of the pressure sensor 6 is used for calculating the position of the center of gravity. Therefore, even when the center of gravity of the object 90 is biased and the bias of the center of gravity cannot be known from the outside, the position of the center of gravity of the object 90 can be obtained. Therefore, the position of the center of gravity can be obtained more accurately regardless of the appearance of the object 90.

また、上述したように、重心算出工程は、さらに、載置面６１における原点Ｏと感圧部６２との距離Ｘｉ，Ｙｉと、感圧部６２において検出された荷重Ｗｉと、の積ＸｉＷｉ，ＹｉＷｉを、各感圧部６２について求める乗算工程と、求めた積ＸｉＷｉ，ＹｉＷｉを各感圧部６２で合算し、合算値ＴＸ，ＴＹを求める合算工程と、合算値ＴＸ，ＴＹを、対象物９０の重量Ｗで除して、重心位置を算出する徐算工程と、を有する。 Further, as described above, in the center of gravity calculation step, the product XiWi of the distance Xi, Yi between the origin O and the pressure sensitive portion 62 on the mounting surface 61 and the load Wi detected in the pressure sensitive portion 62, The multiplication process for obtaining YiWi for each pressure-sensitive unit 62, the totaling process for obtaining the total value TX, TY by adding up the obtained products XiWi, YiWi at each pressure-sensitive unit 62, and the total value TX, TY for the object. It has a gradual calculation step of calculating the position of the center of gravity by dividing by the weight W of 90.

このような各工程を有する重心算出工程は、感圧センサー６の載置面６１に対象物９０を載置するだけで、対象物９０の重心位置を効率よく求めることができる。また、対象物９０の重量Ｗも併せて求めることができるので、重量Ｗに基づいて、ロボットアーム１０や把持ツール１７の動作内容を制御するようにしてもよい。 In the center of gravity calculation step having each of these steps, the position of the center of gravity of the object 90 can be efficiently obtained only by placing the object 90 on the mounting surface 61 of the pressure sensor 6. Further, since the weight W of the object 90 can also be obtained, the operation contents of the robot arm 10 and the gripping tool 17 may be controlled based on the weight W.

また、上記のような移載方法は、例えば前述した移載システム１００を用いて行うことができる。 Further, the transfer method as described above can be performed using, for example, the transfer system 100 described above.

すなわち、本実施形態に係る移載システム１００は、対象物９０（物体）が載置される載置面６１および載置面６１に沿って配置されている複数の感圧部６２を有する感圧センサー６と、対象物９０を把持する把持ツール１７と、感圧センサー６の検出結果に基づいて、対象物９０を把持ツール１７に把持させる把持位置を求め、その把持位置において把持ツール１７に対象物９０を把持させる制御部５１と、対象物９０を把持した把持ツール１７を移動させ、対象物９０を移載する駆動部１３０を含むロボットアーム１０と、を備える。 That is, the transfer system 100 according to the present embodiment has a mounting surface 61 on which the object 90 (object) is mounted and a plurality of pressure-sensitive portions 62 arranged along the mounting surface 61. Based on the detection results of the sensor 6, the gripping tool 17 that grips the object 90, and the pressure-sensitive sensor 6, a gripping position that causes the gripping tool 17 to grip the object 90 is obtained, and the gripping tool 17 is the target at that gripping position. It includes a control unit 51 that grips the object 90, and a robot arm 10 that includes a drive unit 130 that moves the gripping tool 17 that grips the object 90 and transfers the object 90.

このような移載システム１００によれば、感圧センサー６によって対象物９０の重心位置を求め、その重心位置に基づいて把持位置を決定して把持するため、把持ツール１７で対象物９０を把持して持ち上げた際、対象物９０が傾いたり、回転したりする不具合の発生を抑制することができる。これにより、対象物９０を安定して把持し、移載することができる。その結果、対象物９０の落下等を抑制し、効率よく安全に移載作業を行うことができる。 According to such a transfer system 100, the pressure-sensitive sensor 6 determines the position of the center of gravity of the object 90, and the gripping position is determined and gripped based on the position of the center of gravity. Therefore, the gripping tool 17 grips the object 90. It is possible to suppress the occurrence of a problem that the object 90 tilts or rotates when the object 90 is lifted. As a result, the object 90 can be stably gripped and transferred. As a result, it is possible to suppress the dropping of the object 90 and perform the transfer work efficiently and safely.

また、移載作業に限らず、様々な作業を行う場合にも、前述したロボットシステム１を用いることができる。 Further, the robot system 1 described above can be used not only for the transfer work but also for various work.

すなわち、本実施形態に係るロボットシステム１は、対象物９０（物体）が載置される載置面６１および載置面６１に沿って配置されている複数の感圧部６２を有する感圧センサー６と、対象物９０を把持する把持ツール１７と、感圧センサー６の検出結果に基づいて、対象物９０を把持ツール１７に把持させる把持位置を求め、その把持位置において把持ツール１７に対象物９０を把持させる制御を行う制御部５１と、を備える。 That is, the robot system 1 according to the present embodiment is a pressure-sensitive sensor having a mounting surface 61 on which the object 90 (object) is placed and a plurality of pressure-sensitive portions 62 arranged along the mounting surface 61. 6 and the gripping tool 17 for gripping the object 90, and the gripping position for gripping the object 90 by the gripping tool 17 are obtained based on the detection results of the pressure sensor 6, and the gripping tool 17 is used to grip the object 90 at the gripping position. A control unit 51 that controls the gripping of the 90 is provided.

このようなロボットシステム１によれば、感圧センサー６によって対象物９０の重心位置を求め、その重心位置に基づいて把持位置を決定して把持するため、把持ツール１７で対象物９０を把持して持ち上げた際、対象物９０が傾いたり、回転したりする不具合の発生を抑制することができる。これにより、対象物９０を安定して把持し、例えば給材、組立等の各種作業を安定して行うことができる。 According to such a robot system 1, the pressure-sensitive sensor 6 determines the position of the center of gravity of the object 90, and the gripping position is determined and gripped based on the position of the center of gravity. Therefore, the gripping tool 17 grips the object 90. It is possible to suppress the occurrence of a problem that the object 90 tilts or rotates when it is lifted. As a result, the object 90 can be stably gripped, and various operations such as feeding and assembling can be stably performed.

また、ロボットシステム１では、前述したように、制御部５１が、対象物９０を把持ツール１７に把持させる把持位置を求める。具体的には、制御部５１は、感圧センサー６の検出結果に基づいて、載置面６１に沿う面内把持位置を求める。一方、制御部５１は、載置面６１の法線、すなわちＺ軸に沿う面外把持位置を求める機能を有していてもよい。つまり、制御部５１が求める把持位置は、載置面６１に沿う面内把持位置と、載置面６１の法線に沿う面外把持位置と、を含んでいてもよい。 Further, in the robot system 1, as described above, the control unit 51 obtains a gripping position for gripping the object 90 by the gripping tool 17. Specifically, the control unit 51 obtains an in-plane gripping position along the mounting surface 61 based on the detection result of the pressure sensor 6. On the other hand, the control unit 51 may have a function of obtaining an out-of-plane gripping position along the normal line of the mounting surface 61, that is, the Z axis. That is, the gripping position required by the control unit 51 may include an in-plane gripping position along the mounting surface 61 and an out-of-plane gripping position along the normal line of the mounting surface 61.

このうち、本実施形態に係るロボットシステム１では、対象物９０（物体）が載置面６１に載置されたとき、制御部５１は、感圧センサー６の検出結果に基づいて、載置面６１における対象物９０の重心位置を算出する。そして、求めた重心位置に基づいて、面内把持位置を算出する。 Of these, in the robot system 1 according to the present embodiment, when the object 90 (object) is mounted on the mounting surface 61, the control unit 51 determines the mounting surface based on the detection result of the pressure sensor 6. The position of the center of gravity of the object 90 in 61 is calculated. Then, the in-plane gripping position is calculated based on the obtained center of gravity position.

このような構成によれば、対象物９０において重心が偏心している場合でも、面内把持位置をより正確に求めることができる。 According to such a configuration, even when the center of gravity of the object 90 is eccentric, the in-plane gripping position can be obtained more accurately.

一方、本実施形態に係る把持ツール１７は、吸着方式のツールであるため、対象物９０の把持面９００自体が面外把持位置に相当する。したがって、対象物９０の上方から把持ツール１７を徐々に降下させ、把持面９００に把持ツール１７が押し付けられることにより、把持が完了する。このような把持の完了を、例えば吸着センサー１７３によって検出することにより、面外把持位置を決定することができる。 On the other hand, since the gripping tool 17 according to the present embodiment is a suction type tool, the gripping surface 900 itself of the object 90 corresponds to the out-of-plane gripping position. Therefore, the gripping tool 17 is gradually lowered from above the object 90, and the gripping tool 17 is pressed against the gripping surface 900 to complete the gripping. The out-of-plane gripping position can be determined by detecting the completion of such gripping with, for example, the suction sensor 173.

なお、制御部５１は、把持ツール１７と対象物９０との距離に基づいて面外把持位置を求めるようにしてもよい。 The control unit 51 may determine the out-of-plane gripping position based on the distance between the gripping tool 17 and the object 90.

図１に示すロボットシステム１は、さらに、把持ツール１７と対象物９０との距離を検出する測距部１８を備えている。測距部１８は、把持ツール１７と対象物９０との距離に関する情報を、制御部５１に出力する。制御部５１は、この距離に基づいて、面外把持位置を求める。 The robot system 1 shown in FIG. 1 further includes a distance measuring unit 18 that detects the distance between the gripping tool 17 and the object 90. The distance measuring unit 18 outputs information regarding the distance between the gripping tool 17 and the object 90 to the control unit 51. The control unit 51 obtains an out-of-plane gripping position based on this distance.

このように測距部１８の検出結果に基づいて面外把持位置を求めるようにすれば、例えば対象物９０の上方から把持ツール１７を徐々に降下させ、把持面９００に把持ツール１７を押し付けて把持する際、その把持が完了するＺ軸に沿った位置、つまり面外把持位置を、あらかじめ取得することができる。このため、面外把持位置が未知である場合に比べて、把持ツール１７を面外把持位置までより高速度で移動させることが可能になる。換言すれば、面外把持位置が未知である場合は、把持ツール１７と把持面９００との接触を検出したときに把持ツール１７の移動を停止するため、対象物９０の損傷等を防止する観点で、把持ツール１７を低速度で移動させる必要がある。これに対し、面外把持位置が既知である場合は、このような速度の制限をする必要がないため、高速度での移動が可能になる。これにより、作業のタクトタイムの短縮を図ることができる。 If the out-of-plane gripping position is obtained based on the detection result of the distance measuring unit 18 in this way, for example, the gripping tool 17 is gradually lowered from above the object 90, and the gripping tool 17 is pressed against the gripping surface 900. At the time of gripping, the position along the Z axis at which the gripping is completed, that is, the out-of-plane gripping position can be acquired in advance. Therefore, the gripping tool 17 can be moved to the out-of-plane gripping position at a higher speed than in the case where the out-of-plane gripping position is unknown. In other words, when the out-of-plane gripping position is unknown, the gripping tool 17 stops moving when the contact between the gripping tool 17 and the gripping surface 900 is detected, so that the viewpoint of preventing damage to the object 90 or the like is prevented. Therefore, it is necessary to move the gripping tool 17 at a low speed. On the other hand, when the out-of-plane gripping position is known, it is not necessary to limit the speed in this way, so that it is possible to move at a high speed. As a result, the tact time of the work can be shortened.

なお、測距部１８としては、例えば、三次元計測カメラ（３Ｄスキャナー）、超音波式測距センサー、光学式測距センサー等が挙げられる。これらは、ロボットアーム１０または把持ツール１７に設けられる。一方、測距部１８は、ロボットアーム１０や把持ツール１７以外の場所に設けられていてもよい。この場合、載置面６１全体を俯瞰でき、かつ、ロボットアーム１０と干渉しない位置に測距部１８を設けるようにすればよい。これにより、各測距部１８の検出結果に基づいて、把持ツール１７と対象物９０との距離を求めることができる。 Examples of the ranging unit 18 include a three-dimensional measuring camera (3D scanner), an ultrasonic ranging sensor, an optical ranging sensor, and the like. These are provided on the robot arm 10 or the gripping tool 17. On the other hand, the distance measuring unit 18 may be provided at a place other than the robot arm 10 and the gripping tool 17. In this case, the distance measuring unit 18 may be provided at a position where the entire mounting surface 61 can be overlooked and does not interfere with the robot arm 10. Thereby, the distance between the gripping tool 17 and the object 90 can be obtained based on the detection result of each distance measuring unit 18.

また、制御部５１は、感圧センサー６の検出結果に基づいて、載置面６１における対象物９０（物体）の傾きを求める機能を有していてもよい。 Further, the control unit 51 may have a function of obtaining the inclination of the object 90 (object) on the mounting surface 61 based on the detection result of the pressure sensor 6.

図１２は、載置面６１に対して対象物９０が傾いた状態で載置されている様子を示す図である。なお、図１２では、一部の構成の図示を省略している。 FIG. 12 is a diagram showing a state in which the object 90 is placed in a state of being tilted with respect to the mounting surface 61. Note that in FIG. 12, some configurations are not shown.

図１２に示す対象物９０は、その下面が載置面６１に接している。また、載置面６１および対象物９０の下面は、それぞれ長辺を有する略長方形をなしているが、図１２では、載置面６１の長辺Ｅ０に対して、対象物９０の下面の長辺Ｅ２が載置面６１の面内において傾いている。このように対象物９０が傾いて載置されている場合でも、制御部５１は、感圧センサー６の検出結果に基づいて、その傾きを求めることができる。 The lower surface of the object 90 shown in FIG. 12 is in contact with the mounting surface 61. Further, the mounting surface 61 and the lower surface of the object 90 each form a substantially rectangular shape having a long side, but in FIG. 12, the length of the lower surface of the object 90 is longer than the long side E0 of the mounting surface 61. The side E2 is tilted in the plane of the mounting surface 61. Even when the object 90 is tilted and placed in this way, the control unit 51 can obtain the tilt based on the detection result of the pressure sensor 6.

このような場合、制御部５１は、対象物９０の傾きに基づいて、対象物９０を把持ツール１７に把持させる把持角度を求める。把持角度とは、図１に示すように複数の吸着パッド１７２が並んでいる把持ツール１７のベース１７１を載置面６１に投影したとき、投影像の長辺Ｅ１と対象物９０の下面の長辺Ｅ２とがなす角度のことをいう。そして、制御部５１は、この把持角度が０になるように、つまり、長辺Ｅ１と長辺Ｅ２とが平行になるように、把持ツール１７を移動させるのが好ましい。このような把持角度で対象物９０を把持することにより、対象物９０の把持面９００を、よりバランスよく把持することができる。つまり、対象物９０の重心位置と把持ツール１７の中心１７Ｃとを一致させていても、把持角度が大きい場合には、把持後の対象物９０がバランスを崩すおそれがある。これに対し、把持角度を小さく、好ましくは把持角度を０にすることで、バランスの崩れを抑制することができる。 In such a case, the control unit 51 obtains a gripping angle for causing the gripping tool 17 to grip the object 90 based on the inclination of the object 90. The gripping angle is the length of the long side E1 of the projected image and the bottom surface of the object 90 when the base 171 of the gripping tool 17 in which a plurality of suction pads 172 are arranged is projected onto the mounting surface 61 as shown in FIG. It refers to the angle formed by the side E2. Then, the control unit 51 preferably moves the gripping tool 17 so that the gripping angle becomes 0, that is, the long side E1 and the long side E2 are parallel to each other. By gripping the object 90 at such a grip angle, the gripping surface 900 of the object 90 can be gripped in a more balanced manner. That is, even if the position of the center of gravity of the object 90 and the center 17C of the gripping tool 17 are aligned, if the gripping angle is large, the object 90 after gripping may lose its balance. On the other hand, by making the gripping angle small, preferably the gripping angle is 0, the imbalance can be suppressed.

また、把持ツール１７が、例えば一対の指部を有し、指部同士で対象物９０を挟んで把持するチャック式のツールであった場合には、把持角度が大きいと、対象物９０の把持対象面の向きが把持ツールの指部の向きに倣わずに空間が残り、対象物９０を把持できないおそれがある。把持ツール１７の指部間距離が不足して、対象物９０を把持する位置まで把持ツール１７を下げられないおそれもある。これに対し、把持角度を小さく、好ましくは把持角度を０°にすることで、対象物９０の把持対象面を把持ツール１７で確実に把持することができる。 Further, when the gripping tool 17 is, for example, a chuck type tool having a pair of fingers and gripping the object 90 with the fingers sandwiched between the fingers, if the gripping angle is large, the object 90 is gripped. There is a possibility that the object 90 cannot be gripped because the orientation of the object surface does not follow the orientation of the finger portion of the gripping tool and a space remains. The distance between the fingers of the gripping tool 17 may be insufficient, and the gripping tool 17 may not be lowered to the position where the object 90 is gripped. On the other hand, by making the gripping angle small, preferably 0 °, the gripping target surface of the object 90 can be reliably gripped by the gripping tool 17.

なお、把持角度は、特に限定されないが、２０°以下であるのが好ましく、１０°以下であるのがより好ましい。０°であるのがさらに好ましい。 The gripping angle is not particularly limited, but is preferably 20 ° or less, and more preferably 10 ° or less. It is more preferably 0 °.

また、感圧センサー６は、前述したように、図５に示す、フィルム体６４１（第１シート）およびフィルム体６４２（第２シート）と、フィルム体６４１とフィルム体６４２との間に設けられている複数の感圧部６２と、を有している。そして、感圧部６２は、フィルム体６４１とフィルム体６４２との間に設けられた、後述する感圧層８４と同様の被覆部６７を有している。 Further, as described above, the pressure sensor 6 is provided between the film body 641 (first sheet) and the film body 642 (second sheet) and the film body 641 and the film body 642 as shown in FIG. It has a plurality of pressure-sensitive portions 62 and the like. The pressure-sensitive portion 62 has a covering portion 67 similar to the pressure-sensitive layer 84, which will be described later, provided between the film body 641 and the film body 642.

このような構造の感圧センサー６は、簡単な構造であるにもかかわらず、付与される荷重の分布を検出することが可能である。このため、感圧センサー６の大型化および低コスト化を容易に図ることができ、大きな対象物９０にも対応可能な移載システム１００およびロボットシステム１を実現することができる。 Although the pressure sensor 6 having such a structure has a simple structure, it can detect the distribution of the applied load. Therefore, the pressure-sensitive sensor 6 can be easily increased in size and reduced in cost, and the transfer system 100 and the robot system 1 capable of supporting a large object 90 can be realized.

また、このような構造では、感圧部６２同士のピッチΔＸ、ΔＹが異なる感圧センサー６を容易に作製することができる。すなわち、感圧センサー６の作製に際し、ピッチΔＸ、ΔＹの変更が比較的容易である。このため、対象物９０の種類に応じて、最適なピッチΔＸ、ΔＹを持つ感圧センサー６を用意することにより、感圧センサー６の検出精度を最適化することができる。これにより、過剰な検出精度に伴う解析負荷の増大を防止するとともに、検出精度の不足に伴って十分な効果が得られなくなるのを防止することができる。 Further, with such a structure, it is possible to easily manufacture a pressure sensor 6 having different pitches ΔX and ΔY between the pressure sensitive portions 62. That is, when manufacturing the pressure sensor 6, it is relatively easy to change the pitch ΔX and ΔY. Therefore, the detection accuracy of the pressure sensor 6 can be optimized by preparing the pressure sensor 6 having the optimum pitches ΔX and ΔY according to the type of the object 90. As a result, it is possible to prevent an increase in the analysis load due to excessive detection accuracy and prevent a sufficient effect from being obtained due to insufficient detection accuracy.

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るロボットシステムおよび移載システムについて説明する。 2. 2. Second Embodiment Next, the robot system and the transfer system according to the second embodiment will be described.

図１３は、第２実施形態に係るロボットシステムおよび移載システムが備える感圧センサーを示す断面図である。図１４は、図１３に示す感圧センサーの部分拡大斜視図である。図１５は、図１４のＢ−Ｂ線断面図である。なお、各図では、一部の構成の図示を省略している。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing a pressure-sensitive sensor included in the robot system and the transfer system according to the second embodiment. FIG. 14 is a partially enlarged perspective view of the pressure sensor shown in FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In each figure, some configurations are not shown.

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、各図において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 Hereinafter, the second embodiment will be described, but in the following description, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the same matters will be omitted. In each figure, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment.

第２実施形態に係るロボットシステムは、感圧センサーの構成が異なる以外、第１実施形態に係るロボットシステムと同様である。第１実施形態では、Ｘ軸電極６３１とＹ軸電極６３２との間が離間しているのに対し、本実施形態では、感圧層８４が配置されている点で相違している。なお、本実施形態に係るロボットシステムの構成は、本実施形態に係る移載システムの構成と同様である。 The robot system according to the second embodiment is the same as the robot system according to the first embodiment except that the configuration of the pressure sensor is different. In the first embodiment, the X-axis electrode 631 and the Y-axis electrode 632 are separated from each other, whereas in the present embodiment, the pressure-sensitive layer 84 is arranged. The configuration of the robot system according to the present embodiment is the same as the configuration of the transfer system according to the present embodiment.

図１３ないし図１５に示す感圧センサー６Ａは、２枚のフィルム体８７、８７とその間に設けられた機能部６３Ａと、を有する。機能部６３Ａは、センサー基板８０と、センサー基板８０の上面８０ａにマトリックス状に配列している複数の個別電極８３と、感圧層８４と、共通電極８５と、がこの順で積層されてなる積層体を備えている。なお、図１３および図１４では、個別電極８３の図示を省略している。 The pressure-sensitive sensor 6A shown in FIGS. 13 to 15 has two film bodies 87 and 87 and a functional unit 63A provided between them. The functional unit 63A is formed by stacking the sensor substrate 80, a plurality of individual electrodes 83 arranged in a matrix on the upper surface 80a of the sensor substrate 80, a pressure sensitive layer 84, and a common electrode 85 in this order. It has a laminate. Note that in FIGS. 13 and 14, the individual electrodes 83 are not shown.

センサー基板８０の上面８０ａは、図１４に示すように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に延在する波型形状をなしている。そして、図１５に示すように、上面８０ａに重なるように設けられた感圧層８４および共通電極８５も、上面８０ａの形状にならった波型形状をなしている。 As shown in FIG. 14, the upper surface 80a of the sensor substrate 80 has a corrugated shape extending in both the X-axis direction and the Y-axis direction. As shown in FIG. 15, the pressure sensitive layer 84 and the common electrode 85 provided so as to overlap the upper surface 80a also have a corrugated shape following the shape of the upper surface 80a.

センサー基板８０の構成材料としては、例えば、プラスチック、ガラス、石英等の絶縁性材料が挙げられる。 Examples of the constituent material of the sensor substrate 80 include an insulating material such as plastic, glass, and quartz.

感圧層８４は、圧力が付与された場合の形状変化に伴って電気抵抗が低下し、それに基づいて圧力を検出可能な層である。また、感圧層８４は、弾性を有しており、圧力を受けて変形するとともに、外圧が除かれた場合には元の状態に戻る特性を有している。さらに、感圧層８４は、個別電極８３や共通電極８５よりも低いものの、導電性を有している。これにより、感圧層８４に圧力が付与されたとき、その部分に位置する個別電極８３と共通電極８５との間で電流が流れる。したがって、センサーコントローラー６５においてその電流を検出することにより、圧力を検出することができる。 The pressure-sensitive layer 84 is a layer in which the electrical resistance decreases as the shape changes when pressure is applied, and the pressure can be detected based on the decrease in electrical resistance. Further, the pressure sensitive layer 84 has elasticity, is deformed by receiving pressure, and has a property of returning to the original state when the external pressure is removed. Further, although the pressure-sensitive layer 84 is lower than the individual electrodes 83 and the common electrode 85, it has conductivity. As a result, when pressure is applied to the pressure sensitive layer 84, a current flows between the individual electrode 83 and the common electrode 85 located at that portion. Therefore, the pressure can be detected by detecting the current in the sensor controller 65.

感圧層８４の構成材料としては、例えば、ゴム、エラストマー、樹脂等の弾性材料に、グラファイト、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブのような導電性物質を分散させてなる複合材料が挙げられる。このような複合材料では、圧力が付与された場合に、その部分において導電性物質同士が電気的につながり、電流を流すことができる。 Examples of the constituent material of the pressure sensitive layer 84 include a composite material in which a conductive substance such as graphite, carbon fiber, carbon nanofiber, and carbon nanotube is dispersed in an elastic material such as rubber, elastomer, and resin. .. In such a composite material, when pressure is applied, the conductive substances are electrically connected to each other in the portion, and an electric current can flow.

共通電極８５は、個別電極８３とともに感圧層８４を挟むように設けられている。共通電極８５には、例えば接地電位が与えられている。 The common electrode 85 is provided so as to sandwich the pressure sensitive layer 84 together with the individual electrodes 83. The common electrode 85 is given, for example, a ground potential.

また、感圧センサー６Ａは、前述したように複数の個別電極８３を備えている。そして、１つの個別電極８３、感圧層８４および共通電極８５により、１つのセンサー単位８００が構成される。各センサー単位８００では、圧力の付与によって感圧層８４が弾性変形することを利用して、圧力を電気抵抗の変化として検出する。そして、電気抵抗の変化を検出したセンサー単位８００の位置に基づき、圧力が付与された位置を検出することができる。また、センサー単位８００同士の間で、測定された電気抵抗の変化の差分を求め、各種演算に供することにより、圧力の大きさを算出することができる。 Further, the pressure sensor 6A includes a plurality of individual electrodes 83 as described above. Then, one sensor unit 800 is configured by one individual electrode 83, the pressure sensitive layer 84, and the common electrode 85. In each sensor unit 800, the pressure is detected as a change in electrical resistance by utilizing the elastic deformation of the pressure sensitive layer 84 due to the application of pressure. Then, based on the position of the sensor unit 800 that has detected the change in electrical resistance, the position where the pressure is applied can be detected. In addition, the magnitude of pressure can be calculated by obtaining the difference in the measured changes in electrical resistance between the 800 sensor units and performing various calculations.

以上のような感圧センサー６Ａを備える第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in the second embodiment provided with the pressure sensor 6A as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係るロボットシステムおよび移載システムについて説明する。 3. 3. Third Embodiment Next, the robot system and the transfer system according to the third embodiment will be described.

図１６は、第３実施形態に係るロボットシステムおよび移載システムが備える感圧センサーを示す断面図である。なお、図１６では、一部の構成の図示を省略している。 FIG. 16 is a cross-sectional view showing a pressure-sensitive sensor included in the robot system and the transfer system according to the third embodiment. Note that in FIG. 16, some configurations are not shown.

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、各図において、第１、第２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。 Hereinafter, the third embodiment will be described, but in the following description, the differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the same matters will be omitted. In each figure, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first and second embodiments.

第３実施形態に係るロボットシステムは、感圧センサーの構成が異なる以外、第１実施形態に係るロボットシステムと同様である。第１実施形態に係る感圧センサーは、電気抵抗方式を採用したセンサーであるのに対し、本実施形態に係る感圧センサーは、静電容量方式を採用したセンサーである点で相違している。なお、本実施形態に係るロボットシステムの構成は、本実施形態に係る移載システムの構成と同様である。 The robot system according to the third embodiment is the same as the robot system according to the first embodiment except that the configuration of the pressure sensor is different. The pressure-sensitive sensor according to the first embodiment is a sensor that employs an electric resistance method, whereas the pressure-sensitive sensor according to the present embodiment is a sensor that adopts a capacitance method. .. The configuration of the robot system according to the present embodiment is the same as the configuration of the transfer system according to the present embodiment.

図１６に示す感圧センサー６Ｂが備える機能部６３Ｂは、センサー基板８０と、センサー基板８０の上面にマトリックス状に配列している複数の個別電極８３と、感圧層８４と、を備えている。また、個別電極８３は、それぞれ一対の電極８３１、８３２で構成されている。 The functional unit 63B included in the pressure-sensitive sensor 6B shown in FIG. 16 includes a sensor substrate 80, a plurality of individual electrodes 83 arranged in a matrix on the upper surface of the sensor substrate 80, and a pressure-sensitive layer 84. .. Further, the individual electrode 83 is composed of a pair of electrodes 831 and 832, respectively.

このような感圧センサー６Ｂでは、感圧層８４を介して電極８３１と電極８３２との間の静電容量をモニターする。そして、感圧センサー６Ｂに圧力が付与されると、静電容量が変化するため、それに基づいて圧力が付与された位置と圧力の大きさを検出することができる。 In such a pressure sensor 6B, the capacitance between the electrode 831 and the electrode 832 is monitored via the pressure sensitive layer 84. Then, when pressure is applied to the pressure sensor 6B, the capacitance changes, so that the position where the pressure is applied and the magnitude of the pressure can be detected based on the capacitance.

以上のような感圧センサー６Ｂを備える第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。 Also in the third embodiment provided with the pressure sensor 6B as described above, the same effects as those in the first and second embodiments can be obtained.

以上、本発明のロボットシステム、移載システムおよび移載方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明のロボットシステムおよび移載システムは、前記実施形態に限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成に置換されてもよい。また、本発明のロボットシステムおよび移載システムは、前記実施形態に他の任意の構成物が付加されたものであってもよい。 Although the robot system, the transfer system and the transfer method of the present invention have been described above based on the illustrated embodiment, the robot system and the transfer system of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and each part is not limited to the above-described embodiment. The configuration of may be replaced with any configuration having a similar function. Further, the robot system and the transfer system of the present invention may have any other components added to the above-described embodiment.

また、本発明のロボットシステムおよび移載システムは、前記実施形態の多軸の垂直多関節ロボットに限定されず、スカラロボットやパラレルリンクロボットであってもよい。なお、多軸の垂直多関節ロボットの軸数は、６軸以外であってもよい。 Further, the robot system and the transfer system of the present invention are not limited to the multi-axis vertical articulated robot of the above embodiment, and may be a SCARA robot or a parallel link robot. The number of axes of the multi-axis vertical articulated robot may be other than six.

１…ロボットシステム、６…感圧センサー、６Ａ…感圧センサー、６Ｂ…感圧センサー、９…被設置部、１０…ロボットアーム、１１…アーム、１２…アーム、１３…アーム、１４…アーム、１５…アーム、１６…アーム、１７…把持ツール、１７Ｃ…中心、１８…測距部、５０…制御装置、５１…制御部、５２…記憶部、５３…外部インターフェース、６０…センシング部、６１…載置面、６２…感圧部、６３…機能部、６３Ａ…機能部、６３Ｂ…機能部、６５…センサーコントローラー、６６…コア部、６７…被覆部、６８…ケーブル、８０…センサー基板、８０ａ…上面、８３…個別電極、８４…感圧層、８５…共通電極、８７…フィルム体、９０…対象物、１００…移載システム、１１０…基台、１３０…駆動部、１３１…角度センサー、１７１…ベース、１７２…吸着パッド、１７３…吸着センサー、６３１…Ｘ軸電極、６３２…Ｙ軸電極、６４１…フィルム体、６４２…フィルム体、８００…センサー単位、８３１…電極、８３２…電極、９００…把持面、６３１０…凹凸、６３２０…凹凸、Ｃ…重心、Ｄ…単位領域、Ｅ０…長辺、Ｅ１…長辺、Ｅ２…長辺、Ｏ…原点、Ｐ…投影点、Ｐ６…圧力、Ｐ７…圧力、Ｐ１０…圧力、Ｐ１１…圧力、Ｓ１…移載先領域、Ｓ０１…載置工程、Ｓ０２…重心算出工程、Ｓ０２１…乗算工程、Ｓ０２２…合算工程、Ｓ０２３…除算工程、Ｓ０３…把持位置決定工程、Ｓ０４…把持ツール移動工程、Ｓ０５…把持工程 1 ... Robot system, 6 ... Pressure sensor, 6A ... Pressure sensor, 6B ... Pressure sensor, 9 ... Installed part, 10 ... Robot arm, 11 ... Arm, 12 ... Arm, 13 ... Arm, 14 ... Arm, 15 ... arm, 16 ... arm, 17 ... gripping tool, 17C ... center, 18 ... ranging unit, 50 ... control device, 51 ... control unit, 52 ... storage unit, 53 ... external interface, 60 ... sensing unit, 61 ... Mounting surface, 62 ... pressure sensitive part, 63 ... functional part, 63A ... functional part, 63B ... functional part, 65 ... sensor controller, 66 ... core part, 67 ... covering part, 68 ... cable, 80 ... sensor board, 80a ... Top surface, 83 ... Individual electrode, 84 ... Pressure sensitive layer, 85 ... Common electrode, 87 ... Film body, 90 ... Object, 100 ... Transfer system, 110 ... Base, 130 ... Drive unit, 131 ... Angle sensor, 171 ... Base, 172 ... Adsorption pad, 173 ... Adsorption sensor, 631 ... X-axis electrode, 632 ... Y-axis electrode, 641 ... Film body, 642 ... Film body, 800 ... Sensor unit, 831 ... Electrode, 832 ... Electrode, 900 ... Grip surface, 6310 ... Unevenness, 6320 ... Unevenness, C ... Center of gravity, D ... Unit area, E0 ... Long side, E1 ... Long side, E2 ... Long side, O ... Origin, P ... Projection point, P6 ... Pressure, P7 ... pressure, P10 ... pressure, P11 ... pressure, S1 ... transfer destination area, S01 ... mounting process, S02 ... center of gravity calculation process, S021 ... multiplication process, S022 ... summing process, S023 ... dividing process, S03 ... gripping position determination Process, S04 ... Gripping tool moving process, S05 ... Gripping process

Claims (8)

物体が載置される載置面および前記載置面に沿って配置されている複数の感圧部を有する感圧センサーと、
前記物体を把持する把持ツールと、
前記感圧センサーの検出結果に基づいて、前記物体を前記把持ツールに把持させる把持位置を求め、前記把持位置において前記把持ツールに前記物体を把持させる制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。 A pressure-sensitive sensor having a mounting surface on which an object is mounted and a plurality of pressure-sensitive portions arranged along the above-mentioned mounting surface,
A gripping tool that grips the object,
Based on the detection result of the pressure sensor, a control unit that obtains a gripping position for gripping the object by the gripping tool and controls the gripping tool to grip the object at the gripping position.
A robot system characterized by being equipped with. 前記把持位置は、前記載置面に沿う面内把持位置と、前記載置面の法線に沿う面外把持位置と、を含み、
前記制御部は、前記物体が前記載置面に載置されたとき、前記検出結果に基づいて、前記載置面における前記物体の重心位置を算出し、前記重心位置に基づいて、前記面内把持位置を算出する請求項１に記載のロボットシステム。 The gripping position includes an in-plane gripping position along the previously described mounting surface and an out-of-plane gripping position along the normal of the previously described mounting surface.
When the object is placed on the previously described mounting surface, the control unit calculates the position of the center of gravity of the object on the previously described mounting surface based on the detection result, and based on the position of the center of gravity, the control unit is in the plane. The robot system according to claim 1, wherein the gripping position is calculated. 前記把持ツールと前記物体との距離を検出する測距部を備え、
前記制御部は、前記距離に基づいて、前記面外把持位置を求める請求項２に記載のロボットシステム。 A distance measuring unit for detecting the distance between the gripping tool and the object is provided.
The robot system according to claim 2, wherein the control unit obtains the out-of-plane gripping position based on the distance. 前記制御部は、前記検出結果に基づいて、前記載置面における前記物体の傾きを求め、前記傾きに基づいて、前記物体を前記把持ツールに把持させる把持角度を求める請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボットシステム。 The control unit obtains the inclination of the object on the above-mentioned mounting surface based on the detection result, and obtains the gripping angle at which the object is gripped by the gripping tool based on the inclination. The robot system according to item 1. 前記感圧センサーは、第１シートおよび第２シートを有し、
前記感圧部は、前記第１シートと前記第２シートとの間に設けられている感圧層を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボットシステム。 The pressure sensor has a first sheet and a second sheet.
The robot system according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure-sensitive unit has a pressure-sensitive layer provided between the first sheet and the second sheet. 物体が載置される載置面および前記載置面に沿って配置されている複数の感圧部を有する感圧センサーと、
前記物体を把持する把持ツールと、
前記感圧センサーの検出結果に基づいて、前記物体を前記把持ツールに把持させる把持位置を求め、前記把持位置において前記把持ツールに前記物体を把持させる制御部と、
前記物体を把持した前記把持ツールを移動させ、前記物体を移載する駆動部と、
を備えることを特徴とする移載システム。 A pressure-sensitive sensor having a mounting surface on which an object is mounted and a plurality of pressure-sensitive portions arranged along the above-mentioned mounting surface,
A gripping tool that grips the object,
Based on the detection result of the pressure sensor, a gripping position for gripping the object by the gripping tool is obtained, and a control unit for causing the gripping tool to grip the object at the gripping position.
A drive unit that moves the gripping tool that grips the object and transfers the object,
A transfer system characterized by being equipped with. 載置面および前記載置面に沿って配置されている複数の感圧部を有する感圧センサーの前記載置面に物体を載置する載置工程と、
前記感圧センサーの検出結果に基づいて、前記載置面における前記物体の重心位置を算出する重心算出工程と、
前記重心位置に基づいて、前記物体を把持ツールに把持させる把持位置を決定する把持位置決定工程と、
前記把持ツールを前記把持位置に移動させる把持ツール移動工程と、
前記把持ツールで前記物体を把持し、前記物体を移載する把持工程と、
を有することを特徴とする移載方法。 A mounting step of placing an object on the mounting surface and the previously described mounting surface of a pressure-sensitive sensor having a plurality of pressure-sensitive portions arranged along the mounting surface and the previously described mounting surface.
A center of gravity calculation step of calculating the position of the center of gravity of the object on the above-mentioned mounting surface based on the detection result of the pressure sensor, and
A gripping position determination step of determining a gripping position for causing the gripping tool to grip the object based on the position of the center of gravity.
A gripping tool moving step of moving the gripping tool to the gripping position,
A gripping step of gripping the object with the gripping tool and transferring the object,
A transfer method characterized by having. 前記重心算出工程は、
前記載置面における原点と前記感圧部との距離と前記感圧部において検出された荷重との積を、前記感圧部について求める乗算工程と、
前記積を前記感圧部で合算し、合算値を求める合算工程と、
前記合算値を、前記物体の重量で除して、前記重心位置を算出する除算工程と、
を有する請求項７に記載の移載方法。 The center of gravity calculation step is
A multiplication step of obtaining the product of the distance between the origin and the pressure-sensitive portion on the above-mentioned mounting surface and the load detected in the pressure-sensitive portion for the pressure-sensitive portion.
The summing process of summing the products at the pressure sensitive unit to obtain the summed value, and
A division step of calculating the position of the center of gravity by dividing the total value by the weight of the object.
The transfer method according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022239703A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-17 株式会社アマダ Control data creation device and control data creation method

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