JP2024031481A - Mobile mechanical system and method of controlling the mobile mechanical system - Google Patents
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Abstract
【課題】積載等によって箱に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現する。【解決手段】移動機械システムであって、把持部と、移動機構部と、制御部と、を有し、把持部は、物品の天面を吸着する天面吸着部と、物品の側面を吸着する側面吸着部と、側面吸着部を少なくとも天面吸着部との間の水平方向の距離が変化するように移動させるスライド機構部と、を有し、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、天面吸着部を上昇させるように、移動機構部及び把持部の少なくとも一方を制御し、天面吸着部が上昇した後に、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させるように、把持部を制御し、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させた後に、天面吸着部及び側面吸着部の吸着が成功したと判定された場合に、物品を所定の移動先に移動させるように移動機構部を制御する。【選択図】図４An object of the present invention is to achieve stable suction gripping even when a box is deformed due to loading or the like. [Solution] A mobile machine system that includes a gripping section, a moving mechanism section, and a control section, and the gripping section has a top suction section that suctions the top surface of an article, and a top suction section that suctions the side surface of the article. and a slide mechanism that moves the side suction part so that the distance in the horizontal direction between the side suction part and the top suction part changes, and the control part is configured such that the top suction part is attached to the article. Controlling at least one of the moving mechanism section and the gripping section so as to raise the top suction part after the top suction part has been suctioned, and after the top suction part has been raised, move the side suction part in a direction closer to the top suction part. After controlling the gripping part so as to move the article to The moving mechanism section is controlled to move the object to a predetermined destination. [Selection diagram] Figure 4
Description
本発明は、移動機械システムの制御技術に関する。 The present invention relates to control technology for mobile mechanical systems.
労働人口比率の低下及び労働賃金の上昇に伴い、物流業での荷物の運搬、商品のピッキング、及び製造ラインへのロボットの導入が進んでいる。ロボットが物品を効率よく搬送する技術として、例えば特開平０９－２６２７８５（特許文献１）及び特開２０２０－１６３４７９（特許文献２）が開示されている。 With the decline in the labor force ratio and rise in labor wages, robots are increasingly being introduced in the logistics industry for transporting packages, picking products, and manufacturing lines. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 09-262785 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-163479 (Patent Document 2) disclose techniques for efficiently transporting articles by a robot.
特許文献１には、「ロボットの手首に取付けた吸着パッドでワークを吸着し、ロボットの作動によってワークをデパレタイズする。吸着パッドが吸着するワークの辺の位置を検出するセンサを２個以上手首に設ける。２個以上のセンサが同時にワークを検出するように吸着パッドのワークへの吸着位置を変更させる制御部を設ける。」と記載されている。
特許文献２には、「搬送対象物を吸着支持するハンドを有する産業用ロボットを備えるデパレタイズ装置であって、上記産業用ロボットは、上記ハンドに設けられると共に上記ハンドに吸着された上記搬送対象物を挟持することなく側面に当接して上記搬送対象物の搬送時に発生する慣性力を受ける慣性力支持部を備える。」と記載されている。 Patent Document 2 describes "a depalletizing device equipped with an industrial robot having a hand for suctioning and supporting an object to be conveyed, wherein the industrial robot is provided on the hand and supports the object to be conveyed by suction on the hand. and an inertial force support part that abuts against the side surface of the object without pinching it and receives the inertial force generated during the conveyance of the object to be conveyed.''
物品をロボットハンドで把持して搬送する場合、物品の落下及び破損を防ぐ必要がある。そのために、いわゆるＬ型ハンドを使用する場合がある。Ｌ型ハンドは、物品の天面を吸着把持する天面グリッパに加えて、物品の側面を吸着把持する側面グリッパを有する。これによって、物品を安定して把持することができ、落下及び破損が防止される。 When an article is gripped and transported by a robot hand, it is necessary to prevent the article from falling and being damaged. For this purpose, a so-called L-shaped hand may be used. In addition to a top gripper that grips the top of an article by suction, the L-shaped hand has a side gripper that grips the side of the article by suction. This allows the article to be held stably and prevents it from falling and being damaged.
しかし、物品を梱包するために広く使用される段ボール箱は、搬送時に積み重ねられるため、上に積み重ねた段ボール箱の重みによって、下の段ボール箱の側面が膨らむ場合がある。その状態の段ボール箱の天面を天面グリッパが把持し、側面を側面グリッパが把持して持ち上げると、空中保持姿勢において側面の膨らみが解消し、側面が側面グリッパから離れる場合がある。その場合、側面が把持されなくなり、Ｌ型ハンドによる安定した把持を実現することができない。 However, since cardboard boxes, which are widely used for packaging goods, are stacked during transportation, the weight of the cardboard boxes stacked on top may cause the sides of the cardboard boxes below to bulge. When the top surface gripper grips the top surface of the cardboard box in this state, and the side surface gripper grips the side surface and lifts it up, the bulge of the side surface disappears in the mid-air holding position, and the side surface may separate from the side surface gripper. In that case, the sides are no longer gripped, making it impossible to achieve stable gripping with the L-shaped hand.
特許文献１には、搬送対象物の中央部を吸着して持ち上げるハンド装置が開示されている。しかし、Ｌ型ハンドを使用していないため、側面グリッパを用いた把持方法等は記載されていない。特許文献２に開示されたハンドは、天面グリッパを有するが、側面については遠心力を受けるための板が設けられているのみであり、側面グリッパを用いた把持方法等は記載されていない。
上記課題の少なくとも一つを解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を以下に挙げる。移動機械システムであって、物品を吸着して把持する把持部と、前記把持部を移動させる移動機構部と、前記把持部及び前記移動機構部を制御する制御部と、を有し、前記把持部は、物品の天面を吸着する天面吸着部と、前記物品の側面を吸着する側面吸着部と、前記側面吸着部を少なくとも前記天面吸着部との間の水平方向の距離が変化するように移動させるスライド機構部と、を有し、前記制御部は、前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記天面吸着部を上昇させるように、前記移動機構部及び前記把持部の少なくとも一方を制御し、前記天面吸着部が上昇した後に、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させるように、前記把持部を制御し、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させた後に、前記天面吸着部及び前記側面吸着部の吸着が成功したと判定された場合に、前記物品を所定の移動先に移動させるように前記移動機構部を制御することを特徴とする。 In order to solve at least one of the above problems, the configurations described in the claims are adopted, for example. The present application includes a plurality of means for solving the above problems, one example of which is listed below. A mobile mechanical system, comprising: a gripping section that suctions and grips an article; a moving mechanism section that moves the gripping section; and a control section that controls the gripping section and the moving mechanism section; The part includes a top suction part that suctions the top surface of the article, a side suction part that suctions the side surface of the article, and a horizontal distance between the side suction part and at least the top suction part changes. a slide mechanism section that moves the article in a manner such that the control section moves the moving mechanism section and controlling at least one of the gripping parts, and controlling the gripping part so that after the top suction part is raised, the side suction part is moved in a direction approaching the top suction part; If it is determined that suction by the top suction part and the side suction part is successful after moving the article in a direction approaching the top suction part, the article is moved to a predetermined destination. It is characterized by controlling the moving mechanism section.
本発明の一態様によれば、積載等によって箱に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。 According to one aspect of the present invention, even if the box is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the description of the following examples.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１～図６を用いて、本発明の実施例１を説明する。
図１は、本発明の実施例１における移動機構部１を用いた移動機械システム１００の構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a
本実施例では、複数の物品が積層されている物品群６から物品５を取り出し、例えばコンベア等（図示せず）の上に移動させる動作を例に説明する。しかし、本発明は、例えば箱の中または棚に積まれた物品の取り出し、積み付けなど、種々の動作に適用することができ、上記の動作に限定されるものではない。
In this embodiment, an operation will be described in which an
本実施例のハンド３は、物品５の天面を吸着把持する天面吸着ユニット（天面グリッパ）及び側面を吸着把持する側面吸着ユニット（側面グリッパ）を有する、いわゆるＬ型ハンドである。ハンド３の詳細な構成は後述する。
The
移動機械システム１００は、移動機械１０、搬送制御装置１１及び撮影装置１３で構成される。移動機械１０は、移動機構部１及びハンド３で構成される。移動機構部１には、ハンド３が取り付けられており、搬送制御装置１１からの動作指令に従って動作する。
The
撮影装置１３は、複数の物品５が積層されている物品群６の積層情報を取得するための画像を撮影するものである。認識した物品群６の積層情報は、物品群６から物品５を取り出す場合には、次に移動する物品５を特定するための情報取得に使用される。撮影装置１３は、ステレオカメラ、３Ｄスキャナ又は２Ｄカメラなどの、一般的なセンシングデバイスを用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、撮影装置１３は、移動機構部１に取り付けられてもよい。
The photographing
本実施例では、移動機構部１が３軸制御のロボットによって構成される例を説明するが、移動機構部１は、ハンド３を移動させる機能を有する限り、これに限定されない。例えば、移動機構部１は、３軸より多い（又は少ない）制御軸数のロボットであってもよいし、直動機構又はリンク機構など、回転機構以外の機構を有してもよい。
In this embodiment, an example will be described in which the
搬送制御装置１１は、移動機構部１から取得したロボット関節角度、角速度、角加速度などのロボット情報と撮影装置１３で取得した撮影情報とを用いて物品群６の積層情報を抽出し、移動する物品５をハンド３で吸着して把持する位置と姿勢を特定する。さらに、搬送制御装置１１は、ハンド３の動作及び移動機構部１が物品５を移動する動作を生成したのち、移動機構部１及びハンド３の制御情報を生成し、移動機構部１及びハンド３を制御する。
The
図２は、本発明の実施例１におけるハンド３を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the
ハンド３は、本体部３０及び側面ハンド部２０で構成される。本体部３０は、本体フレーム３１、天面吸着ユニット３２、本体連結板３３、ヨー回転機構部３４、ヨー回転機構駆動モータ３５、支柱３６、フランジ３７、シリンダ３８、シリンダ連結部３９、及びスライダレール２７で構成される。
The
本体フレーム３１に天面吸着ユニット３２が下向きに取り付けられている。天面吸着ユニット３２は、物品５の天面側を吸着して把持する機構部であり、複数の吸着パッドを整列配置した構造、又は、スポンジ状の吸着部で吸着する構造等、一般的な構造の吸着デバイスを用いることができる。
A
本体フレーム３１の上側には、本体連結板３３を介して、ヨー回転機構部３４が取り付けられ、さらに、支柱３６及びフランジ３７を介して、移動機構部１に取り付けられる。ヨー回転機構部３４は、ヨー回転機構駆動モータ３５で駆動され、Ｚ軸まわりに本体フレーム３１を回転させることができる。
A
側面ハンド部２０は、側面フレーム２６、揺動機構連結部２４、揺動機構稼働部２２、連結軸２３、揺動部ばね２５、側面吸着ユニット２１、吸着穴４２を有する吸着部４１、及びガイド２８で構成される。
The
揺動機構連結部２４、揺動機構稼働部２２、連結軸２３、および揺動部ばね２５は、揺動機構部を構成しており、連結軸２３を中心軸として、揺動機構稼働部２２がＺ軸まわりに揺動する。揺動機構連結部２４と揺動機構稼働部２２の間には、揺動部ばね２５が連結軸２３に対して対称となる位置に２個取り付けられており、物品５を把持していないときには、揺動機構連結部２４と揺動機構稼働部２２とが平行になるよう調整されている。
The swinging
側面吸着ユニット２１は、物品５の側面側を吸着把持する機構部であり、天面吸着ユニット３２と同様に複数の吸着パッドを整列配置した構造またはスポンジで吸着する構造等、一般的な構造の吸着デバイスを用いることができる。図２に例示する側面吸着ユニット２１には、スポンジ状の吸着部４１が取り付けられている。吸着部４１には、側面吸着ユニット２１の吸着穴（図示せず）と対応するように吸着穴４２があけられており、側面吸着ユニット２１が吸引して負圧を発生させると、物品５に吸着部４１が吸い付き、所定の厚さまで圧縮される。
The
ガイド２８は、ガイドピン（図示省略）を介して側面吸着ユニット２１に取り付けられており、ガイドピンの軸方向に沿って動くようになっている。また、ガイド２８と側面吸着ユニット２１の間にガイドばね（図示省略）が配置され、ガイド２８を側面吸着ユニット２１から離れる方向に押している。ここで、ガイドばねのばね係数は、揺動部ばね２５のばね係数より大きい値であることが望ましい。この場合、側面ハンド部２０を物品側面に押し当てるように動かすとき、ガイド２８が物品側面に当たった時点では動かない。すなわちその時点では物品側面にはガイド２８が接触しているが、吸着部４１はまだ接触していない。
The
さらに、側面ハンド部２０を押し込んでいくと、物品表面をガイド２８が滑りながら移動し、揺動部が回動して物品側面にならう（すなわち吸着部４１の吸着面が物品側面と平行になる）。さらに押し込むと、ガイド２８が沈み込み、吸着部４１を物品側面に密着させることができる。一般的に、吸着部４１は、摩擦係数が大きく滑りにくいが、それより摩擦係数が小さいガイド２８を設けることで、揺動部が物品側面の傾きにならいやすくなるという効果がある。これは、吸着部４１が、ベローズタイプの吸着パッドであっても同様に機能することはいうまでもない。
When the
側面ハンド部２０は、スライダレール２７を介して本体フレーム３１に連結されており、Ｘ軸方向への平行移動が可能である。側面ハンド部２０は、本体フレーム３１に取り付けられたシリンダ３８とシリンダ連結部３９を介して連結されており、シリンダ３８を伸縮することで、天面吸着ユニット３２に対する側面吸着ユニット２１の横方向（すなわち図２のＸ軸方向）の相対的な位置を変えることができる。すなわち、スライダレール２７及びシリンダ３８等が、側面吸着ユニット２１を少なくとも天面吸着ユニットとの間の水平方向の距離が変化するように移動させるスライド機構部を構成する。
The
シリンダ３８には、エア駆動方式または電動方式等、一般的な方式のデバイスを用いることができる。エア駆動方式の場合、駆動するエアの圧力を調整することで、把持している物品５に側面ハンド部２０を押し付ける力の調整が可能である。また、電動方式の場合は、駆動電流の調整および力覚センサを用いたフィードバック制御によって、押し付ける力の調整が可能である。あるいは、モータを使ってボールねじを駆動するスライド機構部を使用してもよい。また、シリンダ３８は、ストッパを備えることで、ハンド３が傾いたときに、側面ハンド部２０にかかる重力で、シリンダ３８が引っ張られて位置がずれることを防止することができる。
For the
なお、図２に示すハンド３では、側面ハンド部２０が側面吸着ユニット２１をＺ軸周りに（すなわち左右方向に）揺動させる揺動機構を有しているが、側面吸着ユニット２１を上下方向に揺動させる揺動機構をさらに有してもよい。これによって、物品５の側面が鉛直面に対して傾きを持っていてもそれに追従して吸着把持することができる。
Note that in the
また、ハンド３は、側面吸着ユニット２１をＺ軸方向（すなわち上下方向）に平行移動させる側面上下機構をさらに有してもよい。これによって、後述するように物品５の側面において側面吸着ユニット２１が吸着する位置が移動する場合にもそれに追従して吸着把持することができる。
Further, the
図３は、本発明の実施例１における搬送制御装置１１の構成例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the
搬送制御装置１１は、把持位置認識部１２１、吸着・把持シーケンス制御部１２２、記憶部１１１、入力部１１３、表示部１１４及び通信部１１５で構成される。また、記憶部１１１は、制御情報記憶領域１１２で構成される。
The
把持位置認識部１２１は、撮影装置１３から得した撮影情報を用いて物品群６に含まれる各物品５をハンド３が把持するための位置を認識する。
The gripping
吸着・把持シーケンス制御部１２２は、ハンド３が物品５を把持して、移動機構部１がその物品５を移動させるシーケンスを制御する。
The adsorption/grip
入力部１１３は、種々の情報の入力、メニューの選択指示の入力、及び、その他の指示等の入力を行う入力部であり、入力した情報は記憶部１１１に格納される。表示部１１４は、入力情報の表示、処理結果の表示、及び処理途中の経緯の表示等を行う表示部である。通信部１１５は、移動機械１０、搬送制御装置１１及び撮影装置１３の間でデータを送受信する通信部である。
The
搬送制御装置１１のハードウェア構成は限定されるものではないが、例えば以下の通りである。搬送制御装置１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１２０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）及びＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの記憶装置を含んで構成される。記憶部１１１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置によって構成される。入力部１１３は、例えばキーボード及びマウスなどを用いる。その他、タッチパネル、専用のスイッチやセンサ又は音声認識装置を用いてもよい。
Although the hardware configuration of the
表示部１１４は、例えばディスプレイ、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイなど、画面又はスクリーンに情報を表示する装置を用いる。さらに、表示部１１４に表示された情報を用紙に出力するプリンタ（図示せず）を搬送制御装置１１に接続してもよい。
The
なお、これらのハードウェア構成は、専用装置である必要はなく、パーソナルコンピュータ等の一般的なコンピュータシステムを利用することができる。その場合、搬送制御装置１１に含まれる各機能部１２１～１２２は、搬送制御装置１１において、ＣＰＵ１２０が記憶装置に格納されたプログラムを実行することによって実現される。すなわち、これらの各機能部は、ソフトウェアによって構築される機能である。
Note that these hardware configurations do not need to be dedicated devices, and a general computer system such as a personal computer can be used. In that case, each of the
続いて、本実施例の移動機械システム１００の動作について説明する。
Next, the operation of the
図４は、本発明の実施例１における移動機械システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the
最初に、搬送制御装置１１の把持位置認識部１２１が、撮影装置１３によって撮影された画像等に基づいて、物品５の把持位置を認識する（ステップ４０１）。
First, the gripping
次に、搬送制御装置１１の吸着・把持シーケンス制御部１２２が、天面吸着ユニット３２による吸引の開始を指示し（ステップ４０２）、さらに、ステップ４０１で認識した把持位置までハンド３を移動することを指示する（ステップ４０３）。これらの指示に従って、移動機械１０は、ハンド３の天面吸着ユニット３２による吸引を開始し、移動機構部１を動作させて、天面吸着ユニット３２が物品５の天面の把持位置に到達するように、ハンド３を移動させる。
Next, the suction/grip
天面吸着ユニット３２の吸引が開始された時点ではまだ天面吸着ユニット３２の吸着面が物品５の天面に当接していないため、吸着はしていないが、天面吸着ユニット３２が物品５の天面に接近し、やがて当接すると、吸着する。なお、このとき、側面吸着ユニット２１は、シリンダ３８の駆動によって、天面吸着ユニット３２から最も離れた位置に設定されている。
At the time when the
次に、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２による吸着が成功したかを判定する（ステップ４０４）。例えば、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２の吸着圧力を計測するセンサの計測値が所定の条件を満たす場合に吸着に成功したと判定してもよい。判定の条件の例については後述する（図６参照）。
Next, the suction/grip
吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２による吸着が失敗したと判定した場合、リトライを指示する（ステップ４０５）。その結果、ステップ４０３以降の処理が再度実行される。リトライ回数が所定の回数を超えた場合には、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、物品５の把持に失敗したものと判定して、図４の処理を終了してもよい。
If the suction/grip
吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２による吸着が成功したと判定した場合、天面吸着ユニット３２を物品５に近づける方向に移動させる力の印加の停止を指示し、側面吸着ユニット２１による吸引の開始を指示し（ステップ４０６）、さらに、側面ハンド部２０のスライドの開始を指示する（ステップ４０７）。これらの指示に従って、移動機械１０は、ハンド３を降下させる動作を停止し、ハンド３の側面吸着ユニット２１による吸引を開始し、シリンダ３８を動作させて側面ハンド部２０を物品５に近づく方向（図２の－Ｘ方向）への移動を開始する。
If the suction/grip
側面吸着ユニット２１の吸引が開始された時点ではまだ側面吸着ユニット２１の吸着面が物品５の側面に当接していないため、吸着はしていないが、側面吸着ユニット２１が物品５の側面に接近し、やがて当接すると、吸着する。側面ハンド部２０は、物品５の側面を吸着した後も、所定の大きさの力で物品５に押し付けられる。
At the time when the
次に、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、側面吸着ユニット２１による吸着が成功したかを判定する（ステップ４０８）。例えば、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、側面吸着ユニット２１の吸着圧力を計測するセンサの計測値が所定の条件を満たす場合に吸着に成功したと判定してもよい。
Next, the suction/grip
吸着・把持シーケンス制御部１２２は、側面吸着ユニット２１による吸着が失敗したと判定した場合、リトライを指示する（ステップ４０９）。その結果、ステップ４０７以降の処理が再度実行される。リトライ回数が所定の回数を超えた場合には、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、物品５の把持に失敗したものと判定して、図４の処理を終了してもよい。
If the suction/grip
吸着・把持シーケンス制御部１２２は、側面吸着ユニット２１による吸着が成功したと判定した場合、所定の引き上げ点までハンド３を上昇させることを指示する（ステップ４１０）。移動機構部１は、この指示に従って、ハンド３を所定の引き上げ点まで上昇させる。後述するように、これによって、物品５の天面が引き上げられ、側面の膨らみが生じていた場合にはそれが解消する（すなわち側面が平坦な状態に近づく）。側面ハンド部２０は、依然として所定の大きさの力で物品５に押し付けられているため、物品５の側面の膨らみが解消することに追従してさらに物品５の方向に移動し、膨らみが解消しきったところで（すなわち、側面の平坦性が完全に回復したか、又は、完全に回復していないがそれ以上の回復は困難な状態に至ったところで）停止する。
If the suction/grip
なお、ステップ４１０におけるハンド３の上昇量は、把持に失敗して物品５が落下した場合の損傷を防ぐため、側面の膨らみが解消する最小限の上昇量であることが望ましい。後述するように本実施例では上昇量を５０ｍｍとしているが、これは一例であり他の値であってもよい。
Note that the amount of elevation of the
吸着・把持シーケンス制御部１２２は、側面ハンド部２０の移動の停止を検知すると（ステップ４１１）、天面吸着ユニット３２及び側面吸着ユニット２１による吸着が成功しているかを判定する（ステップ４１２）。具体的には、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２及び側面吸着ユニット２１の吸着圧力がいずれも所定の条件を満たす範囲内に維持されているかを判定する。ステップ４０４及びステップ４０８で吸着が成功したと判定された後、ハンド３の上昇及び側面吸着ユニット２１の移動などによって吸着圧力が条件を満たさなくなっている場合があるためである。
When the suction/grip
天面吸着ユニット３２及び側面吸着ユニット２１の少なくともいずれかの吸着圧力が所定の条件を満たさなくなっている場合、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、把持位置の移動を指示する（ステップ４１３）。すなわち、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２及び側面吸着ユニット２１による吸着を停止し（ステップ４１４）、ハンド３を所定の待機位置に移動させる（ステップ４１５）。その後、ステップ４０１以降の処理が再び実行される。
If the suction pressure of at least one of the
天面吸着ユニット３２及び側面吸着ユニット２１のいずれも、吸着の成功が維持されている場合、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、側面ハンド部２０の固定を指示し（ステップ４１６）、物品５の搬送の実行を指示する（ステップ４１７）。これによって、シリンダ３８のストッパが側面ハンド部２０を固定し、側面ハンド部２０を物品５に押し付ける力の印加は停止する。そして、移動機構部１がハンド３を移動させることによって、物品５を所望の搬送先（例えばコンベア等）まで搬送する。
If both the top
なお、上記の例では吸着・把持シーケンス制御部１２２が側面ハンド部２０の移動の停止を検知するステップ４１１を実行しているが、このステップは省略してもよい。例えば、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、ステップ４１０を実行した後、所定の時間が経過したら、ステップ４１２を実行してもよい。
In the above example, the suction/grip
図５Ａ～図５Ｃは、本発明の実施例１における移動機械システム１００の動作の一例を示す説明図である。
5A to 5C are explanatory diagrams showing an example of the operation of the
図５Ａには、図４のステップ４０３において天面吸着ユニット３２が物品５の天面の把持位置に接するようにハンド３が移動した後の状態の一例を示す。物品５は、内容物５０２と、それを梱包する箱５０１とによって構成される。箱５０１は、ハンド３によって把持される前にその上に積まれていた別の箱（図示省略）の重み等によって、その側面が外側に膨らむように変形している。
FIG. 5A shows an example of the state after the
箱５０１の一例は段ボール箱であるが、これに限定するものではなく、上に積まれた物品の重み等によってある程度の変形が生じうるものであればどのようなものであってもよい。また、図５Ａ～図５Ｃには物品５が床５０３に置かれている例を示しているが、物品５はパレット又は他の物品の上などに置かれていてもよい。
An example of the
図５Ａに示す時点では、天面吸着ユニット３２が箱５０１の天面に当接して吸着している。一方、側面ハンド部２０は、その可動範囲内で天面吸着ユニット３２から最も離れた位置に設定されているため、側面吸着ユニット２１は箱５０１の側面にまだ接触していない。
At the time shown in FIG. 5A, the
図５Ｂには、ステップ４０７において側面ハンド部２０の移動が開始された後の状態の一例を示す。側面ハンド部２０が箱５０１の方向に移動することによって、やがて側面吸着ユニット２１が箱５０１の側面に当接し、吸着する。
FIG. 5B shows an example of the state after movement of the
図５Ｃには、ステップ４１０においてハンド３が所定の引き上げ点まで上昇した後の状態の一例を示す。天面吸着ユニット３２が箱５０１の天面を吸着した状態でハンド３が上昇し、箱５０１の底面が床５０３から離れると、内容物５０２の重みによって箱５０１の側面を上下方向に引き延ばす力が加わり、それによって箱５０１の側面の膨らみが解消される。このとき、側面吸着ユニット２１は箱５０１の側面に吸着しており、さらに、側面ハンド部２０には物品５に近づく方向の力が加えられているため、側面ハンド部２０は膨らみの解消に追従して、物品５に近づく方向にさらに移動する。
FIG. 5C shows an example of the state after the
側面ハンド部２０が側面の膨らみの解消に追従できなければ、側面吸着ユニット２１が側面から外れて箱５０１が落下する危険が高まるが、側面ハンド部２０が側面の膨らみの解消に追従することによって吸着が維持され、物品５の安定した把持を実現することができる。
If the
なお、上記のように箱５０１の側面の膨らみが解消することによって、側面吸着ユニットが吸着する位置が移動する場合がある。図５Ｃに示すように内容物５０２の重みによって箱５０１の天面に新たなふくらみが発生した場合には、その移動量はさらに大きくなる。図５Ｂ及び図５Ｃの例では、ハンド３が物品５を持ち上げることによって、箱５０１の側面における側面吸着ユニット２１の吸着位置は天面に近い方向に移動する。この場合、側面吸着ユニット２１は、吸着面が滑ることによってその移動に追従する。ハンド３が側面吸着ユニット２１を上下方向に平行移動させる側面上下機構を有する場合には、側面上下機構を用いて側面吸着ユニット２１を移動させることで吸着位置の移動に追従することができる。側面上下機構は、ラック・ピニオンやエアシリンダ等の駆動機構を有する場合や、リニアガイド等の駆動機構を有しない場合もある。また、ラチェット機構や固定機構などにより、箱５０１の上下振動を抑制する機構を有してもよい。
Note that as the bulge on the side surface of the
記憶部１１１に格納されている情報について図６を用いて説明する。
The information stored in the
図６は、本発明の実施例１における制御情報記憶領域１１２に格納されている制御情報管理テーブル６００の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a control information management table 600 stored in the control
制御情報管理テーブル６００には、図４に示した処理に使用される制御情報が格納される。以下、図６に沿って制御情報を説明するが、ここで示す数値は一例であり、実際に使用される数値を限定するものではない。 The control information management table 600 stores control information used in the processing shown in FIG. 4. The control information will be described below with reference to FIG. 6, but the numerical values shown here are merely examples, and do not limit the numerical values actually used.
例えば、制御情報管理テーブル６００には、ハンド３の天面吸着ユニット３２に関する制御情報として、吸着判定圧力が格納される。図６の例では吸着判定圧力として「－４５ｋＰａ」が格納されている。これは、図４のステップ４０４及び４１２において、天面吸着ユニット３２の吸着圧力が大気圧より低く、その差が４５ｋＰａ以上であれば吸着に成功したと判定されることを示している。
For example, the control information management table 600 stores suction determination pressure as control information regarding the
同様に、制御情報管理テーブル６００には、ハンド３の側面吸着ユニット２１に関する制御情報として、吸着判定圧力が格納される。図６の例では吸着判定圧力として「－４５ｋＰａ」が格納されている。これは、図４のステップ４０８及び４１２において、側面吸着ユニット２１の吸着圧力が大気圧より低く、その差が４５ｋＰａ以上であれば吸着に成功したと判定されることを示している。
Similarly, the control information management table 600 stores suction determination pressure as control information regarding the
さらに、制御情報管理テーブル６００には、ハンド３の側面吸着ユニット２１に関する制御情報として、側面シリンダ駆動圧力が格納される。図６の例では側面シリンダ駆動圧力として「０．２ＭＰａ」が格納されている。これは、図４のステップ４０７において側面吸着ユニット２１が物品５の側面に当接したときの圧力が０．２ＭＰａとなるように側面ハンド部２０が駆動されることを示している。
Furthermore, the control information management table 600 stores side cylinder drive pressure as control information regarding the
また、制御情報管理テーブル６００には、リトライ回数として「３回」が格納されている。これは、図４のステップ４０４において吸着に失敗したと判定された場合のリトライ回数の上限が３回であること、すなわち３回リトライしても吸着に成功しない場合には図４の処理を終了することを示している。ステップ４０８で吸着に失敗したと判定された場合、及び、ステップ４１２で圧力が低下した（すなわち吸着圧力と大気圧との差が吸着判定圧力の条件を満たさなくなった）と判定された場合のリトライ回数についても同様である。
Further, the control information management table 600 stores “3 times” as the number of retries. This means that the upper limit of the number of retries when it is determined that suction has failed in
また、制御情報管理テーブル６００には、上昇速度として「１０ｍｍ／ｓ」、上昇加速度として「１００ｍｍ／ｓ２」、及び、上昇距離として「５０ｍｍ」が格納されている。これは、図４のステップ４１０において移動機構部１がハンド３を上昇させるときに、上昇速度及び上昇加速度がそれぞれ１０ｍｍ／ｓ及び１００ｍｍ／ｓ２を超えず、かつ、条少量が５０ｍｍとなるように制御されることを示している。
Further, the control information management table 600 stores "10 mm/s" as the climbing speed, "100 mm/s 2 " as the rising acceleration, and "50 mm" as the rising distance. This is done so that when the moving
次に、本発明の実施例２を説明する。以下に説明する相違点を除き、実施例２のシステムの各部は、図１～図６に示された実施例１の同一の符号を付された各部と同一の機能を有するため、それらの説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. Except for the differences described below, each part of the system of the second embodiment has the same function as each part with the same reference numerals of the first embodiment shown in FIGS. is omitted.
図７は、本発明の実施例２におけるハンド３を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the
実施例２のハンド３は、側面ハンド部２０の移動を規制するラチェット機構７０１及びそのラチェット機構７０１を駆動するラチェット駆動機構７０２を有する点を除いて、図２に示した実施例１のハンド３と同じである。
The
ラチェット機構７０１は、側面ハンド部２０の移動方向を天面吸着ユニット３２に近づく方向に制限するように作動する。ラチェット駆動機構７０２は、搬送制御装置１１からの指示に応じて、ラチェット機構７０１の状態を切り替えることができる。ラチェット機構７０１が作動状態である場合には、上記の通りに側面ハンド部２０の移動方向が制限され、ラチェット機構７０１が開放状態である場合には側面ハンド部２０の移動方向が制限されない。
The
実施例２の移動機械システム１００の動作は、以下の相違点を除き、図４に示したものと同様である。
The operation of the
まず、ステップ４１６は省略することができる。これは、ラチェット機構７０１によって側面吸着ユニット２１が物品５の側面から離れる方向に移動することができないためである。
First, step 416 can be omitted. This is because the
そして、ステップ４１２において圧力が低下したと判定された場合には、次回のステップ４０２を実行するまでの間に、ラチェット駆動機構７０２がラチェット機構７０１を開放して、側面ハンド部２０がその可動範囲内で天面吸着ユニット３２から最も遠い位置に移動した後に再びラチェット機構７０１を作動状態にする必要がある。
If it is determined in
次に、本発明の実施例３を説明する。以下に説明する相違点を除き、実施例３のシステムの各部は、図１～図６に示された実施例１の同一の符号を付された各部と同一の機能を有するため、それらの説明は省略する。 Next, Example 3 of the present invention will be described. Except for the differences described below, each part of the system of the third embodiment has the same function as each part with the same reference numerals of the first embodiment shown in FIGS. is omitted.
図８は、本発明の実施例３におけるハンド３を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing the
実施例３のハンド３は、天面上下機構８０１を有する点を除いて、図２に示した実施例１のハンド３と同じである。天面上下機構８０１は、本体フレーム３１に対して天面吸着ユニット３２を上下方向（すなわちＺ軸方向）に移動させる機構である。
The
例えば、支柱３６が二重構造の円筒によって構成され、一方の円筒（例えば外側の円筒）が本体フレーム３１に、もう一方の円筒（例えば内側の円筒）が天面吸着ユニット３２に、それぞれ連結しており、例えば内側の円筒が外側の円筒に対して上下方向に移動できるガイド機構を有してもよい。その場合、天面上下機構８０１は、ラック・ピニオン、又は、エアシリンダ等の、円筒を上下方向に駆動する機構を含んでもよい。
For example, the
あるいは、上記のような二重構造の円筒の代わりに、本体フレーム３１と天面吸着ユニット３２との間にパンタグラフ上の昇降機が設置されてもよい。これらの機構によって、天面吸着ユニット３２の吸着面と側面吸着ユニット２１の吸着面との間の上下方向の相対的な距離を変更することができる。
Alternatively, instead of the double-structured cylinder as described above, an elevator on a pantograph may be installed between the
図９は、本発明の実施例３における移動機械システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the operation of the
最初に、搬送制御装置１１の把持位置認識部１２１が、撮影装置１３によって撮影された画像等に基づいて、物品５の把持位置を認識する（ステップ９０１）。これは、図４のステップ４０１と同様である。
First, the gripping
次に、搬送制御装置１１の吸着・把持シーケンス制御部１２２が、天面吸着ユニット３２をその可動範囲内の最下点に移動することを指示する（ステップ９０２）。この指示に従って、天面上下機構８０１は、天面吸着ユニット３２をその可動範囲内で最も低い位置まで移動させる。
Next, the suction/grip
その後に実行されるステップ９０４～９１０は、それぞれ、図４のステップ４０２～４０９と同様であるため、説明を省略する。
ステップ９０９において側面吸着ユニット２１による吸着が成功したと判定された場合、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２を上昇させること、及び、所定の上昇量だけ上昇したら天面吸着ユニット３２を固定することを指示する（ステップ９１１、９１２）。天面上下機構８０１は、この指示に従って、天面吸着ユニット３２を所定の上昇量だけ上昇させ、その後、固定する。
If it is determined in
なお、ステップ９１１における天面吸着ユニット３２の上昇量は、所定の量（例えば図４のステップ４１０におけるハンド３の上昇量と同じ）であってもよいが、別の方法で決定されてもよい。例えば、天面上下機構８０１がラック・ピニオン等を駆動するモータ負荷から物品５が持ち上げられたことを検知して上昇を停止してもよい。あるいは、天面上下機構８０１に力覚センサを設けて、力覚センサが所定の荷重を検知した場合に上昇を停止してもよい。
Note that the amount of rise of the
その後に実行されるステップ９１３～９１９は、それぞれ、図４のステップ４１１～４１７と同様であるため、説明を省略する。
図１０Ａ～図１０Ｃは、本発明の実施例３における移動機械システム１００の動作の一例を示す説明図である。
10A to 10C are explanatory diagrams showing an example of the operation of the mobile
図１０Ａには、図９のステップ９０４において天面吸着ユニット３２が物品５の天面の把持位置に接するようにハンド３が移動した後の状態の一例を示す。この時点では、天面吸着ユニット３２がその可動範囲内で最も下の位置にあり、箱５０１の天面に当接して吸着している。一方、側面ハンド部２０は、その可動範囲内で天面吸着ユニット３２から最も離れた位置に設定されているため、側面吸着ユニット２１は箱５０１の側面にまだ接触していない。
FIG. 10A shows an example of the state after the
図１０Ｂには、ステップ９０８において側面ハンド部２０の移動が開始された後の状態の一例を示す。側面ハンド部２０が箱５０１の方向に移動することによって、やがて側面吸着ユニット２１が箱５０１の側面に当接し、吸着する。
FIG. 10B shows an example of the state after movement of the
図１０Ｃには、ステップ９１１において天面吸着ユニット３２が上昇した後の状態の一例を示す。天面吸着ユニット３２が箱５０１の天面を吸着した状態で天面上下機構８０１によって上昇し、箱５０１の底面が床５０３から離れると、内容物５０２の重みによって箱５０１の側面を上下方向に引き延ばす力が加わり、それによって箱５０１の側面の膨らみが解消される。図５Ｃの例と同様に、側面ハンド部２０が側面の膨らみの解消に追従して移動することによって、物品５の安定した把持が実現される。
FIG. 10C shows an example of the state after the
図１０Ｃの例でも、図５Ｃの例と同様に、箱５０１の側面の膨らみの解消及び天面の新たな膨らみの発生等によって側面吸着ユニット２１の吸着面の滑りが発生し得る。ただし、図１０Ｃの例では、天面上下機構８０１が動作することで天面吸着ユニット３２と側面吸着ユニットとの上下方向の相対的な距離が変化するため、側面吸着ユニットの吸着面に対する側面の吸着位置の移動が相殺される。これによって、吸着面の滑りによる吸着圧力の低下（すなわち把持の外れ）及び吸着面の摩耗が起こりにくくなる。
In the example of FIG. 10C, as well as the example of FIG. 5C, the suction surface of the
図１１は、本発明の実施例３の変形例における移動機械システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the operation of the
図１１のステップ１１０１～１１０６は、それぞれ図９のステップ９０１～９０６と同様であるため、説明を省略する。
ステップ１１０５において天面吸着ユニット３２による吸着が成功したと判定された場合、吸着・把持シーケンス制御部１２２は、天面吸着ユニット３２を上昇させること、及び、所定の上昇量だけ上昇したら天面吸着ユニット３２を固定することを指示する（ステップ１１０７、１１０８）。天面上下機構８０１は、この指示に従って、天面吸着ユニット３２を所定の上昇量だけ上昇させ、その後、固定する。
If it is determined in
図９の例とは異なり、図１１の例では、天面吸着ユニット３２を上昇させる時点で、側面吸着ユニット２１がまだ物品５の側面を吸着把持していない。天面吸着ユニット３２のみの吸着把持によって物品５を持ち上げる場合、落下の危険がある。そこで、ステップ１１０７における上昇量は、物品５の底面とその下の面（例えば物品５が置かれている床５０３、パレットの天面又は下に積まれた別の物品の天面）との接触が維持される範囲内であることが望ましい。
Unlike the example in FIG. 9, in the example in FIG. 11, the
例えば、天面上下機構８０１は、物品５の底面が床面から離れない所定の上昇量だけ天面吸着ユニット３２を上昇させてもよい。あるいは、天面上下機構８０１は、天面吸着ユニットを上昇させるために印加する力を所定の範囲に制限してもよい。具体的には、搬送制御装置１１が物品５の重量の情報を保持している場合、その物品５にかかる重力の大きさより小さい力（例えばその物品にかかる重力の大きさの１０％から５０％程度の力）で天面上下機構８０１を上昇させるように制御してもよい。これによって、箱５０１の側面の膨らみが解消しつつ、箱５０１の底面が床面から離れない状態を実現することができる。
For example, the top surface up-and-
その後に実行されるステップ１１０９～１１１２は、それぞれ、図９のステップ９０７～９１０と同様であり、ステップ１１１３～１１１９は、それぞれ、図９のステップ９１３～９１９と同様であるため、説明を省略する。
図１２Ａ～図１２Ｃは、本発明の実施例３の変形例における移動機械システム１００の動作の一例を示す説明図である。
12A to 12C are explanatory diagrams showing an example of the operation of the mobile
図１２Ａには、図１１のステップ１１０４において天面吸着ユニット３２が物品５の天面の把持位置に接するようにハンド３が移動した後の状態の一例を示す。これは、図１０Ａに示したものと同様である。
FIG. 12A shows an example of the state after the
図１２Ｂには、ステップ１１０７において天面吸着ユニット３２が上昇した後の状態の一例を示す。天面吸着ユニット３２が箱５０１の天面を吸着した状態で天面上下機構８０１によって上昇すると、内容物５０２の重みによって箱５０１の側面を上下方向に引き延ばす力が加わり、それによって箱５０１の側面の膨らみが解消される。さらに、箱５０１の天面には、天面吸着ユニット３２によって引き上げられたことによる新たな膨らみが発生している場合がある。ただし、この時点ではまだ側面吸着ユニット２１が箱５０１の側面を吸着しておらず、箱５０１の底面は床５０３から離れていない。
FIG. 12B shows an example of the state after the
図１２Ｃには、ステップ１１１０において側面ハンド部２０の移動が開始された後の状態の一例を示す。側面ハンド部２０が箱５０１の方向に移動することによって、やがて側面吸着ユニット２１が箱５０１の側面に当接し、吸着する。このとき、既に側面の膨らみが解消し、さらに天面に新たな膨らみが発生していれば、側面吸着ユニット２１が吸着把持を開始した後に発生する吸着位置の移動を抑えることができ、安定した把持及び吸着面の摩耗の抑制が実現される。
FIG. 12C shows an example of the state after movement of the
なお、実施例３のハンド３は、実施例２のハンド３と同様のラチェット機構７０１及びラチェット駆動機構７０２をさらに有してもよい。その場合、ステップ９１８及びステップ１１１８は省略することができる。
Note that the
また、本発明の実施形態のシステムは次のように構成されてもよい。 Further, the system according to the embodiment of the present invention may be configured as follows.
（１）移動機械システム（例えば移動機械システム１００）であって、物品を吸着して把持する把持部（例えばハンド３）と、把持部を移動させる移動機構部（例えば移動機構部１）と、把持部及び移動機構部を制御する制御部（例えば搬送制御装置１１）と、を有し、把持部は、物品（例えば物品５）の天面を吸着する天面吸着部（例えば天面吸着ユニット３２）と、物品の側面を吸着する側面吸着部（例えば側面吸着ユニット２１）と、側面吸着部を少なくとも天面吸着部との間の水平方向の距離が変化するように移動させるスライド機構部（例えばスライダレール２７及びシリンダ３８等）と、を有し、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、天面吸着部を上昇させるように、移動機構部及び把持部の少なくとも一方を制御し（例えばステップ４１０、９１１、１１０７のいずれか）、天面吸着部が上昇した後に、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させるように、把持部を制御し（例えばステップ４０７～４１６、９０８～９１８、１１１０～１１１８のいずれかにおける側面吸着ユニット２１の移動のうち、天面吸着ユニット３２が上昇した後の移動に対応する制御）、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させた後に、天面吸着部及び側面吸着部の吸着が成功したと判定された場合に、物品を所定の移動先に移動させるように移動機構部を制御する（例えばステップ４１７、９１９、１１１９のいずれか）。
(1) A mobile mechanical system (for example, mobile mechanical system 100), which includes a gripping section (for example, hand 3) that attracts and grips an article, and a moving mechanism section (for example, moving mechanism section 1) that moves the gripping section, The gripping section includes a control section (for example, the transport control device 11) that controls the gripping section and the moving mechanism section, and the gripping section has a top suction section (for example, a top suction unit) that suctions the top surface of the article (for example, the article 5). 32), a side suction unit (for example, the side suction unit 21) that suctions the side surface of the article, and a slide mechanism unit that moves the side suction unit (for example, the side suction unit 21) so that the distance in the horizontal direction between the side suction unit and at least the top suction unit changes. For example, a
これによって、積載等によって物品に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。 As a result, even if the article is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved.
（２）上記（１）において、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後、天面吸着部を上昇させる前に、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させるように、スライド機構部を制御し（例えばステップ４０７）、側面吸着部が物品の側面を吸着した後に、天面吸着部を上昇させるように移動機構部を制御する（例えばステップ４１０）。 (2) In (1) above, after the top suction unit suctions the top of the article, the control unit moves the side suction unit in a direction closer to the top suction unit before raising the top suction unit. After the side surface suction section has suctioned the side surface of the article, the moving mechanism section is controlled so as to raise the top surface suction section (for example, step 410).
これによって、積載等によって物品に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。 As a result, even if the article is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved.
（３）上記（２）において、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、側面吸着部への天面吸着部に近づく方向の所定の力の印加を開始し（例えばステップ４０７）、天面吸着部が上昇した後かつ側面吸着部が天面吸着部に近づく方向に移動した後に、側面吸着部への天面吸着部に近づく方向の所定の力の印加を終了し、さらに、側面吸着部の天面吸着部に対する位置を固定するようにスライド機構部を制御する（例えばステップ４１６）。 (3) In (2) above, after the top suction section has suctioned the top surface of the article, the control section starts applying a predetermined force to the side suction section in a direction toward the top suction section (for example, Step 407), after the top suction part has been raised and the side suction part has moved in the direction approaching the top suction part, the application of the predetermined force in the direction toward the top suction part to the side suction part is finished. Furthermore, the slide mechanism section is controlled so as to fix the position of the side suction section with respect to the top suction section (for example, step 416).
これによって、積載等によって物品に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。 As a result, even if the article is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved.
（４）上記（３）において、制御部は、天面吸着部が上昇した後、天面吸着部に近づく方向への側面吸着部の移動の停止を検知した場合に（例えばステップ４１１）、側面吸着部への天面吸着部に近づく方向の所定の力の印加を終了し、さらに、側面吸着部の天面吸着部に対する位置を固定するようにスライド機構部を制御する。 (4) In (3) above, when the control unit detects that the movement of the side suction unit in the direction approaching the top suction unit has stopped after the top suction unit has been raised (for example, step 411), the control unit The application of the predetermined force to the suction section in the direction toward the top suction section is finished, and the slide mechanism section is further controlled so as to fix the position of the side suction section with respect to the top suction section.
これによって、積載等によって物品に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。 As a result, even if the article is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved.
（５）上記（１）において、スライド機構部は、側面吸着部の移動方向を天面吸着部に近づく方向に制限するラチェット機構（例えばラチェット機構７０１）、及び、ラチェット機構の作動及び開放を切り替えるラチェット駆動機構（例えばラチェット駆動機構７０２）をさらに有する。 (5) In (1) above, the slide mechanism section includes a ratchet mechanism (e.g., ratchet mechanism 701) that limits the moving direction of the side suction section to a direction approaching the top suction section, and switches the operation and release of the ratchet mechanism. It further includes a ratchet drive mechanism (eg, ratchet drive mechanism 702).
これによって、積載等によって物品に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。 As a result, even if the article is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved.
（６）上記（１）において、把持部は、天面吸着部を少なくとも側面吸着部との間の上下方向の距離が変化するように移動させる天面上下機構部（例えば天面上下機構８０１）をさらに有し、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させるように、スライド機構部を制御し（例えばステップ９０８）、側面吸着部が物品の側面を吸着した後に、天面吸着部を上昇させるように天面上下機構部を制御し（例えばステップ９１１）、天面吸着部が上昇した後に、さらに、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させるように、スライド機構部を制御する（例えばステップ９０８～９１８における側面吸着ユニット２１の移動のうち、天面吸着ユニット３２が上昇した後の移動に対応する制御）。
(6) In (1) above, the gripping section is a top surface vertical mechanism section (for example, the top surface vertical mechanism 801) that moves the top surface suction section so that the distance in the vertical direction between the top surface suction section and the side surface suction section changes at least. The controller further controls the slide mechanism so as to move the side suction portion in a direction approaching the top suction portion after the top suction portion suctions the top surface of the article (for example, step 908). ), after the side surface suction section has suctioned the side surface of the article, the top surface up-and-down mechanism section is controlled to raise the top surface suction section (for example, step 911), and after the top surface suction section has been raised, the side surface suction section is further raised. control the slide mechanism so as to move the side suction unit in the direction closer to the top suction unit (for example, among the movements of the
これによって、積載等によって物品に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。また、側面吸着ユニットの把持を確実にするとともに、吸着面の摩耗を防ぐことができる。 As a result, even if the article is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved. Moreover, it is possible to securely grip the side suction unit and prevent wear of the suction surface.
（７）上記（１）において、把持部は、天面吸着部を少なくとも側面吸着部との間の上下方向の距離が変化するように移動させる天面上下機構部（例えば天面上下機構８０１）をさらに有し、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、天面吸着部を上昇させるように天面上下機構部を制御し（例えばステップ１１０７）、天面吸着部が上昇した後に、側面吸着部を天面吸着部に近づく方向に移動させるように、スライド機構部を制御する（例えばステップ１１１０～１１１８）。 (7) In (1) above, the gripping section is a top surface vertical mechanism section (for example, the top surface vertical mechanism 801) that moves the top surface suction section so that the distance in the vertical direction between the top surface suction section and the side surface suction section changes at least. The control unit further includes a top suction unit, after the top suction unit suctions the top surface of the article, controls the top up and down mechanism unit to raise the top suction unit (for example, step 1107), and controls the top suction unit to raise the top suction unit After rising, the slide mechanism section is controlled to move the side suction section toward the top suction section (for example, steps 1110 to 1118).
これによって、積載等によって物品に変形が生じている場合でも、安定した吸着把持を実現することができる。また、側面吸着ユニットによる把持を確実にするとともに、吸着面の摩耗を防ぐことができる。 As a result, even if the article is deformed due to loading or the like, stable suction gripping can be achieved. In addition, it is possible to ensure grip by the side suction unit and prevent wear of the suction surface.
（８）上記（７）において、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、物品の底面とその下の面との接触を維持したまま、天面吸着部を上昇させるように天面上下機構部を制御する。 (8) In (7) above, after the top adsorption unit has adsorbed the top surface of the article, the control unit raises the top adsorption unit while maintaining contact between the bottom surface of the article and the surface below it. Control the top surface up and down mechanism in this way.
これによって、側面吸着部が物品の側面を吸着する前に物品が落下して破損することを防ぐことができる。 This can prevent the article from falling and being damaged before the side suction section suctions the side surface of the article.
（９）上記（８）において、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、物品にかかる重力より小さい力で天面吸着部を上昇させるように天面上下機構部を制御する。 (9) In (8) above, the control unit controls the top up/down mechanism so that after the top suction unit has suctioned the top of the article, the top suction unit is raised by a force smaller than the gravity applied to the article. Control.
これによって、側面吸着部が物品の側面を吸着する前に物品が落下して破損することを防ぐことができる。 This can prevent the article from falling and being damaged before the side suction section suctions the side surface of the article.
（１０）上記（９）において、物品にかかる重力より小さい力は、物品にかかる重力の１０％から５０％に相当する力である。 (10) In (9) above, the force smaller than the gravity applied to the article is a force equivalent to 10% to 50% of the gravity applied to the article.
これによって、側面吸着部が物品の側面を吸着する前に物品が落下して破損することを防ぐことができる。 This can prevent the article from falling and being damaged before the side suction section suctions the side surface of the article.
（１１）上記（１）において、制御部は、天面吸着部による吸引を開始してから天面吸着部を物品の天面の方向に移動させ、天面吸着部による吸着圧力が所定の条件を満たした場合に移動を停止するように、移動機構部及び把持部の少なくとも一方を制御する。 (11) In (1) above, the control unit starts suction by the top suction unit and then moves the top suction unit in the direction of the top surface of the article so that the suction pressure by the top suction unit reaches a predetermined condition. At least one of the moving mechanism section and the gripping section is controlled so as to stop the movement when the above conditions are satisfied.
これによって、天面を確実に吸着することができる。 This allows the top surface to be reliably attracted.
（１２）上記（１）において、制御部は、天面吸着部が物品の天面を吸着した後に、所定の上限より小さい速度及び加速度で天面吸着部を所定の高さまで上昇させるように、移動機構部及び把持部の少なくとも一方を制御する（例えば制御情報管理テーブル６００に基づく制御）。 (12) In (1) above, the control unit causes the top suction unit to raise the top suction unit to a predetermined height at a speed and acceleration lower than a predetermined upper limit after the top suction unit suctions the top surface of the article; At least one of the moving mechanism section and the gripping section is controlled (for example, control based on the control information management table 600).
これによって、天面吸着の外れによる落下及び破損を防ぐことができる。 This can prevent falling and damage due to the top suction coming off.
（１３）上記（１）において、把持部は、側面吸着部の吸着面を物品の側面と平行になるように揺動させる揺動部を有し、揺動部は、側面吸着部の吸着面を上下方向及び左右方向の少なくともいずれかに揺動可能である。 (13) In (1) above, the gripping part has a swinging part that swings the suction surface of the side suction part so as to be parallel to the side surface of the article, and the swinging part has a suction surface of the side suction part. can be swung in at least one of the vertical direction and the horizontal direction.
これによって、物品の側面を確実に吸着把持することができる。 Thereby, the side surface of the article can be reliably gripped by suction.
（１４）上記（１）において、把持部は、側面吸着部を少なくとも天面吸着部との間の上下方向の距離が変化するように移動させる側面上下機構部をさらに有する。 (14) In (1) above, the gripping section further includes a side vertical mechanism section that moves the side suction section so that the distance in the vertical direction between the side suction section and at least the top suction section changes.
これによって、側面吸着ユニットによる把持を確実にするとともに、吸着面の摩耗を防ぐことができる。 This makes it possible to ensure gripping by the side suction unit and prevent wear of the suction surface.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したものであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail for better understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によってハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによってソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶デバイス、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。 Further, each of the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be partially or entirely realized in hardware by designing, for example, an integrated circuit. Further, each of the above configurations, functions, etc. may be realized by software by a processor interpreting and executing a program for realizing each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function is stored in storage devices such as nonvolatile semiconductor memory, hard disk drives, and SSDs (Solid State Drives), or computer-readable non-volatile devices such as IC cards, SD cards, and DVDs. It may be stored on a temporary data storage medium.
また、制御線及び情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 Further, the control lines and information lines are shown to be necessary for explanation purposes, and not all control lines and information lines are necessarily shown in the product. In reality, almost all configurations may be considered to be interconnected.
１ 移動機構部
３ ハンド
５ 物品
６ 物品群
１０ 移動機械
１１ 搬送制御装置
１３ 撮影装置
２１ 側面吸着ユニット
３２ 天面吸着ユニット
１００ 移動機械システム
1 Moving
Claims (15)
物品を吸着して把持する把持部と、前記把持部を移動させる移動機構部と、前記把持部及び前記移動機構部を制御する制御部と、を有し、
前記把持部は、物品の天面を吸着する天面吸着部と、前記物品の側面を吸着する側面吸着部と、前記側面吸着部を少なくとも前記天面吸着部との間の水平方向の距離が変化するように移動させるスライド機構部と、を有し、
前記制御部は、
前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記天面吸着部を上昇させるように、前記移動機構部及び前記把持部の少なくとも一方を制御し、
前記天面吸着部が上昇した後に、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させるように、前記把持部を制御し、
前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させた後に、前記天面吸着部及び前記側面吸着部の吸着が成功したと判定された場合に、前記物品を所定の移動先に移動させるように前記移動機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 A mobile mechanical system,
It has a gripping part that suctions and grips an article, a movement mechanism part that moves the gripping part, and a control part that controls the gripping part and the movement mechanism part,
The gripping section includes a top suction section that suctions the top surface of the article, a side suction section that suctions the side surface of the article, and a horizontal distance between the side suction section and the top suction section at least. It has a slide mechanism part that moves so as to change,
The control unit includes:
controlling at least one of the moving mechanism section and the gripping section to raise the top surface suction section after the top surface suction section suctions the top surface of the article;
After the top suction part is raised, the grip part is controlled to move the side suction part in a direction approaching the top suction part,
After moving the side suction part in a direction approaching the top suction part, if it is determined that the suction of the top suction part and the side suction part is successful, the article is moved to a predetermined destination. A mobile machine system, characterized in that the moving mechanism section is controlled to cause the movement mechanism to move.
前記制御部は、
前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後、前記天面吸着部を上昇させる前に、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させるように、前記スライド機構部を制御し、
前記側面吸着部が前記物品の側面を吸着した後に、前記天面吸着部を上昇させるように前記移動機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The control unit includes:
The slide mechanism section is configured to move the side surface suction section in a direction approaching the top surface suction section after the top surface suction section suctions the top surface of the article and before the top surface suction section is raised. control,
The mobile machine system is characterized in that the moving mechanism section is controlled to raise the top surface suction section after the side surface suction section suctions the side surface of the article.
前記制御部は、前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記側面吸着部への前記天面吸着部に近づく方向の所定の力の印加を開始し、前記天面吸着部が上昇した後かつ前記側面吸着部が前記天面吸着部に近づく方向に移動した後に、前記側面吸着部への前記天面吸着部に近づく方向の所定の力の印加を終了し、さらに、前記側面吸着部の前記天面吸着部に対する位置を固定するように前記スライド機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 3. The mobile mechanical system according to claim 2,
After the top surface suction section has attracted the top surface of the article, the control section starts applying a predetermined force to the side surface suction section in a direction toward the top surface suction section, and causes the top surface suction section to is raised and the side suction portion moves in a direction approaching the top suction portion, the application of a predetermined force in the direction toward the top suction portion to the side suction portion is terminated, and further, A mobile machine system characterized in that the slide mechanism is controlled so as to fix the position of the side suction part with respect to the top suction part.
前記制御部は、前記天面吸着部が上昇した後、前記天面吸着部に近づく方向への前記側面吸着部の移動の停止を検知した場合に、前記側面吸着部への前記天面吸着部に近づく方向の所定の力の印加を終了し、さらに、前記側面吸着部の前記天面吸着部に対する位置を固定するように前記スライド機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 4. The mobile mechanical system according to claim 3,
The control unit is configured to cause the top suction unit to move the top suction unit to the side suction unit when detecting that the movement of the side suction unit in a direction approaching the top suction unit has stopped after the top suction unit has been raised. The mobile machine system is characterized in that the application of a predetermined force in a direction approaching the top surface suction section is ended, and the slide mechanism section is further controlled so as to fix the position of the side surface suction section with respect to the top surface suction section.
前記スライド機構部は、前記側面吸着部の移動方向を前記天面吸着部に近づく方向に制限するラチェット機構、及び、前記ラチェット機構の作動及び開放を切り替えるラチェット駆動機構をさらに有することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The slide mechanism section further includes a ratchet mechanism that limits the moving direction of the side suction section to a direction approaching the top suction section, and a ratchet drive mechanism that switches between activation and release of the ratchet mechanism. Mobile mechanical system.
前記把持部は、前記天面吸着部を少なくとも前記側面吸着部との間の上下方向の距離が変化するように移動させる天面上下機構部をさらに有し、
前記制御部は、
前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させるように、前記スライド機構部を制御し、
前記側面吸着部が前記物品の側面を吸着した後に、前記天面吸着部を上昇させるように前記天面上下機構部を制御し、
前記天面吸着部が上昇した後に、さらに、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させるように、前記スライド機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The gripping section further includes a top surface vertical mechanism section that moves the top surface suction section so that the distance in the vertical direction between the top surface suction section and at least the side surface suction section changes,
The control unit includes:
After the top surface suction section suctions the top surface of the article, controlling the slide mechanism section so as to move the side surface suction section in a direction approaching the top surface suction section;
After the side surface adsorption section adsorbs the side surface of the article, controlling the top surface up-and-down mechanism section so as to raise the top surface suction section;
The mobile machine system is characterized in that, after the top surface suction section is raised, the slide mechanism section is controlled so as to further move the side surface suction section in a direction closer to the top surface suction section.
前記把持部は、前記天面吸着部を少なくとも前記側面吸着部との間の上下方向の距離が変化するように移動させる天面上下機構部をさらに有し、
前記制御部は、
前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記天面吸着部を上昇させるように前記天面上下機構部を制御し、
前記天面吸着部が上昇した後に、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させるように、前記スライド機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The gripping section further includes a top surface vertical mechanism section that moves the top surface suction section so that the distance in the vertical direction between the top surface suction section and at least the side surface suction section changes,
The control unit includes:
After the top surface adsorption section adsorbs the top surface of the article, controlling the top surface up-and-down mechanism section to raise the top surface suction section;
The mobile machine system is characterized in that, after the top suction section is raised, the slide mechanism section is controlled so that the side suction section is moved in a direction closer to the top suction section.
前記制御部は、前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記物品の底面とその下の面との接触を維持したまま、前記天面吸着部を上昇させるように前記天面上下機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 7,
The control unit controls the top suction unit to raise the top suction unit after the top suction unit suctions the top surface of the article while maintaining contact between the bottom surface of the article and the surface below it. A mobile mechanical system characterized by controlling a surface up-and-down mechanism.
前記制御部は、前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記物品にかかる重力より小さい力で前記天面吸着部を上昇させるように前記天面上下機構部を制御することを特徴とする移動機械システム。 9. The mobile machine system according to claim 8,
The control unit may control the top surface up-and-down mechanism section so that after the top surface adsorption section adsorbs the top surface of the article, the top surface suction section is raised by a force smaller than the gravitational force applied to the article. A mobile mechanical system featuring:
前記物品にかかる重力より小さい力は、前記物品にかかる重力の１０％から５０％に相当する力であることを特徴とする移動機械システム。 10. The mobile mechanical system according to claim 9,
A mobile mechanical system characterized in that the force smaller than gravity applied to the article is a force corresponding to 10% to 50% of the gravity applied to the article.
前記制御部は、前記天面吸着部による吸引を開始してから前記天面吸着部を前記物品の天面の方向に移動させ、前記天面吸着部による吸着圧力が所定の条件を満たした場合に移動を停止するように、前記移動機構部及び前記把持部の少なくとも一方を制御することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The control unit moves the top suction unit toward the top surface of the article after starting suction by the top suction unit, and when the suction pressure by the top suction unit satisfies a predetermined condition. A mobile mechanical system, characterized in that at least one of the moving mechanism section and the gripping section is controlled so as to stop moving at .
前記制御部は、
前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、所定の上限より小さい速度及び加速度で前記天面吸着部を所定の高さまで上昇させるように、前記移動機構部及び前記把持部の少なくとも一方を制御することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The control unit includes:
At least one of the moving mechanism section and the gripping section is configured to raise the top surface suction section to a predetermined height at a speed and acceleration lower than a predetermined upper limit after the top surface suction section suctions the top surface of the article. A mobile mechanical system characterized by controlling one side.
前記把持部は、前記側面吸着部の吸着面を前記物品の側面と平行になるように揺動させる揺動部を有し、
前記揺動部は、前記側面吸着部の吸着面を上下方向及び左右方向の少なくともいずれかに揺動可能であることを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The gripping part has a swinging part that swings the suction surface of the side suction part so as to be parallel to the side surface of the article,
The mobile machine system is characterized in that the swinging section is capable of swinging the suction surface of the side suction section in at least one of an up-down direction and a left-right direction.
前記把持部は、前記側面吸着部を少なくとも前記天面吸着部との間の上下方向の距離が変化するように移動させる側面上下機構部をさらに有することを特徴とする移動機械システム。 The mobile mechanical system according to claim 1,
The mobile machine system is characterized in that the gripping section further includes a side vertical mechanism section that moves the side surface suction section so that a vertical distance between the side surface suction section and at least the top surface suction section changes.
前記移動機械システムは、物品を吸着して把持する把持部と、前記把持部を移動させる移動機構部と、前記把持部及び前記移動機構部を制御する制御部と、を有し、
前記把持部は、物品の天面を吸着する天面吸着部と、前記物品の側面を吸着する側面吸着部と、前記側面吸着部を少なくとも前記天面吸着部との間の水平方向の距離が変化するように移動させるスライド機構部と、を有し、
前記移動機械システムの制御方法は、
前記制御部が、前記天面吸着部が前記物品の天面を吸着した後に、前記天面吸着部を上昇させるように、前記移動機構部及び前記把持部の少なくとも一方を制御する手順と、
前記制御部が、前記天面吸着部が上昇した後に、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させるように、前記把持部を制御する手順と、
前記制御部が、前記側面吸着部を前記天面吸着部に近づく方向に移動させた後に、前記天面吸着部及び前記側面吸着部の吸着が成功したと判定された場合に、前記物品を所定の移動先に移動させるように前記移動機構部を制御する手順と、を含むことを特徴とする移動機械システムの制御方法。 A method for controlling a mobile mechanical system, the method comprising:
The mobile machine system includes a gripping part that attracts and grips an article, a movement mechanism part that moves the gripping part, and a control part that controls the gripping part and the movement mechanism part,
The gripping section includes a top suction section that suctions the top surface of the article, a side suction section that suctions the side surface of the article, and a horizontal distance between the side suction section and the top suction section at least. It has a slide mechanism part that moves so as to change,
The method for controlling the mobile mechanical system includes:
a step in which the control unit controls at least one of the moving mechanism unit and the gripping unit so as to raise the top suction unit after the top suction unit suctions the top surface of the article;
a step in which the control unit controls the gripping unit so that after the top suction unit is raised, the side suction unit is moved in a direction approaching the top suction unit;
If the control unit moves the side suction unit in the direction approaching the top suction unit and then determines that the suction of the top suction unit and the side suction unit is successful, the control unit moves the article to a predetermined position. A method for controlling a mobile mechanical system, comprising: controlling the moving mechanism section to move the moving mechanism section to a destination.
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