CN106142109A - 用于将散乱堆积的物品取出的物品取出系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物品取出系统以及方法，能够利用更加简单的结构来使取出后的物品的方向一致地载置于规定的场所。物品取出系统具备机器人手、操纵装置、视觉传感器、决定把持物品时的机器人手的位置及姿势的配置决定部、控制操纵装置的操纵装置控制部、以及控制机器人手的机器人手控制部。操纵装置控制部将机器人手配置成处于在物品产生力矩的位置以及姿势。机器人手控制部防止物品从机器人手脱落，并且使该物品通过重力的作用旋转。

Description

用于将散乱堆积的物品取出的物品取出系统以及方法

技术领域

本发明涉及用于将散乱堆积的物品取出的物品取出系统以及方法。

背景技术

公知有一种物品取出系统，将散乱堆积在容器内的物品取出，能够以使物品的方向一致的状态将物品载置于规定的场所(例如，日本特开2014-87913号公报)。

以往技术中，由于用于进行取出物品的动作的视觉传感器、和用于进行使取出后的物品的方向一致的动作的视觉传感器是必要的，所以装置复杂化。因此，寻求能够利用更加简单的结构来使取出后的物品的方向一致地载置于规定的场所的技术。

发明内容

本发明的一个方案中，用于取出散乱堆积的物品的物品取出系统具备：机器人手，其能够把持物品；操纵装置，其使机器人手移动；视觉传感器，其能够检测物品的位置以及姿势；以及配置决定部，其基于由视觉传感器检测到的物品的位置以及姿势，来决定把持物品时的机器人手的位置以及姿势。

并且，物品取出系统具备：操纵装置控制部，其控制操纵装置，将该机器人手配置成处于由配置决定部决定的机器人手的位置以及姿势；以及机器人手控制部，其控制机器人手来把持物品。

操纵装置控制部控制操纵装置，以便该机器人手配置成处于当把持有物品的机器人手抬起该物品时在该物品产生力矩的位置以及姿势。

当机器人手配置成处于在物品产生力矩的位置以及姿势时，机器人手控制部控制机器人手，以便防止物品从机器人手脱落，并且允许该物品通过重力的作用而相对于该机器人手旋转。

优选在物品且在远离该物品的重心的位置形成有贯通孔。优选机器人手具有：多个爪部；以及爪部驱动部，其使该多个爪部向相互相对接近以及远离的方向移动。

优选配置决定部决定能够将多个爪部配置于贯通孔的内部的机器人手的位置以及姿势。优选机器人手控制部控制爪部驱动部，使多个爪部向相互远离的方向移动，将多个爪部按压抵接于划定贯通孔的壁面，并利用该多个爪部把持物品。

优选当机器人手配置成处于在物品产生力矩的位置以及姿势时，机器人手控制部控制爪部驱动部，使多个爪部向相互接近的方向移动，从而允许物品相对于机器人手旋转。

优选当机器人手配置成处于在物品产生力矩的位置以及姿势时，爪部水平地配置，或者以该爪部的前端部位于比基端部靠铅垂上方的方式相对于水平方向倾斜地配置。

优选机器人手还具有臂部，该臂部安装于操纵装置，且保持多个爪部。优选多个爪部相对于臂部倾斜地延伸。

优选配置决定部将机器人手的位置以及姿势决定为，机器人手以及操纵装置不与周围的部件干涉，且机器人手能够把持物品。

优选机器人手控制部在物品的旋转停止时，控制机器人手，以使物品相对于机器人手不能移动的方式利用该机器人手把持物品。

本发明的其它方式中，利用机器人手把持并取出散乱堆积的物品的方法包括以下步骤：检测物品的位置以及姿势；基于检测到的物品的位置以及姿势，来决定把持物品时的机器人手的位置以及姿势；以决定的机器人手的位置以及姿势配置该机器人手；以及利用机器人手把持物品。

并且，该方法包括以下步骤：将该机器人手配置成处于当把持有物品的机器人手抬起该物品时在该物品产生力矩的位置以及姿势；以及当机器人手配置成处于在物品产生力矩的位置以及姿势时，防止物品从机器人手脱落，并且使该物品通过重力的作用相对于该机器人手旋转。

通过参照附图对以下的优选的实施方式进行说明，本发明的上述或者其它的目的、特征、以及优点会变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的物品取出系统的立体图。

图2是图1所示的物品取出系统的框图。

图3是图1所示的机器人手的放大图。

图4表示由图3所示的机器人手把持有工件的状态的一个例子。

图5是表示图1所示的物品取出系统的动作流程的一个例子的流程图。

图6是图5所示的步骤S2的流程图。

图7是图5所示的步骤S6的流程图。

图8表示机器人手与容器干涉的状态。

图9是放大了图8的主要部分的放大图。

图10表示机器人手配置于再设定后的位置坐标系的状态。

图11是放大了图10的主要部分的放大图。

图12表示图5中的步骤S5中的机器人手的姿势的一个例子。

图13是图12所示的机器人手以及工件的放大图。

图14是从图13中的y轴方向观察图13所示的机器人手的侧视图。

图15是表示执行了图5中的步骤S6后的机器人手以及工件的图。

图16表示执行了图5中的步骤S7后的机器人手以及工件。

图17是执行了图5中的步骤S8后的物品取出系统的立体图。

图18是用于说明图5中的步骤S5的其它实施例的图。

图19是本发明的其它实施方式的机器人手的图。

图20表示由图19所示的机器人手把持有工件的状态。

具体实施方式

以下，基于附图详细地对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1以及图2，对本发明的一个实施方式的物品取出系统10进行说明。物品取出系统10是用于将散乱堆积在容器A内的工件(物品)W取出、并将取出后的工件W载置于载置台B上的系统。

物品取出系统10具备机器人12、和对机器人12进行控制的机器人控制部14。机器人12例如是垂直多关节机器人，具有机器人手16、和使该机器人手16移动的操纵装置18。

操纵装置18具有机器人基座20、回旋体22、以及机器人臂24。机器人基座20固定于工作室的地板C上。回旋体22能够绕铅垂轴回旋地安装于机器人基座20。

机器人臂24具有能够旋转地安装于回旋体22的下臂部26、和能够旋转地安装于该下臂部26的前端的前臂部28。机器人手16经由腕部30安装于前臂部28的前端。

接着，参照图1～图3，对机器人手16进行说明。机器人手16能够把持、释放工件W。机器人手16具有臂部32、第一爪部34、第二爪部36、以及爪部驱动部38。

臂部32具有连结于腕部30的基端部32a、以及与该基端部32a相反的一侧的前端部32b，从基端部32a至前端部32b沿轴线O₁(图3)直线状地延伸。在臂部32的前端部32b设有导轨部40。在该导轨部40形成有沿图3中的y轴方向延伸的槽40a。

第一爪部34经由爪部保持部42安装于导轨部40。第一爪部34是沿图3中的z轴方向直线状地延伸的棒部件。第一爪部34具有固定于爪部保持部42的前端部的基端部34a、和与该基端部34a相反的一侧的前端部34b。

爪部保持部42与臂部32(即，轴线O₁)大致平行地延伸。爪部保持部42以能够沿导轨部40的槽40a滑动的方式安装于导轨部40。

第二爪部36经由爪部保持部44安装于导轨部40。第二爪部36是沿图3中的z轴方向直线状地延伸的棒部件。第二爪部36配置于在图3中的y轴方向上相对于第一爪部34分离的位置。第二爪部36具有固定于爪部保持部44的前端部固定基端部36a、和与该基端部36a相反的一侧的前端部36b。

爪部保持部44与臂部32(即，轴线O₁)大致平行地延伸，并以能够沿导轨部40的槽40a滑动的方式安装于导轨部40。

爪部驱动部38例如由气压式或者液压式的缸体、或者伺服马达构成。爪部驱动部38根据来自机器人控制部14的指令使爪部保持部42以及44沿图3中的y轴而向相互接近的方向、以及相互分离的方向移动。

这样，第一爪部34以及第二爪部36通过爪部驱动部38沿y轴而向相互接近的方向以及相互远离的方向移动。

作为一个例子，在爪部驱动部38由缸体构成的情况下，爪部驱动部38具有筒状的缸体主体、能够往复移动地配置于该缸体主体内的活塞杆、以及将活塞杆的往复移动变换为爪部保持部42以及44的y轴方向的开闭运动的运动变换机构。在活塞杆埋设有磁铁。另一方面，在缸体主体安装有磁传感器(所谓的舌簧开关)。

磁传感器对与活塞杆的位移对应地变化的、埋设于该活塞杆的磁铁的磁场进行检测，并向机器人控制部14发送磁场的数据。机器人控制部14能够基于从磁传感器接收到的数据，对第一爪部34以及第二爪部36之间的距离进行检测。

本实施方式中，第一爪部34以及第二爪部36以相对于臂部32倾斜的方式延伸。具体而言，第一爪部34以及第二爪部36的延伸方向(即，z轴方向)相对于臂部32的轴线O₁倾斜角度θ₁。该角度θ₁例如设定为0°＜θ₁＜90°。

机器人控制部14预先存储图3所示的正交坐标系来作为机器人手16的工具坐标系。通过该工具坐标系的原点O的三维坐标、和x轴、y轴、以及z轴的方向能够规定三维空间内的机器人手16的位置以及姿势。原点O配置于第一爪部34与第二爪部36之间、且基端部34a(基端部36a)与前端部34b(前端部36b)之间的位置。

图4表示由机器人手16把持有工件W的状态的一个例子。如图4所示，本实施方式中，工件W是沿长度方向的轴线O₂延伸的细长的部件。

图4所示的例子中，机器人手16相对于工件W被定位为工具坐标系的x轴与工件W的长度方向的轴线O₂平行。并且，机器人手16的工具坐标系的z轴与工件W的厚度方向平行，且工具坐标系的y轴与工件W的宽度方向平行。

在工件W形成有圆形的贯通孔D。该贯通孔D形成于远离工件W的重心的位置，在厚度方向(即，图4中的z轴方向)上贯通工件W。

如图4所示，当利用机器人手16对工件W进行把持时，第一爪部34以及第二爪部36向贯通孔D的内部插入，接下来，通过爪部驱动部38而向相互分离的方向移动。

其结果，第一爪部34以及第二爪部36按压抵接于划定贯通孔D的壁面。这样，由第一爪部34以及第二爪部36把持工件W。

再次参照图1以及图2，物品取出系统10还具备视觉传感器46。视觉传感器46通过保持框架48保持于容器A的铅垂上方。视觉传感器46例如是三维视觉传感器，根据来自机器人控制部14的指令，对散乱堆积在容器A内的工件W的位置以及姿势进行检测。

具体而言，视觉传感器46对容器A内的工件W进行多次拍摄，并基于拍摄到的图像数据来对从视觉传感器46至工件W的距离进行计测。而且，视觉传感器46对工件W的三维坐标进行计算，由此对工件W在三维空间内的位置以及姿势进行检测。视觉传感器46向机器人控制部14发送与检测到的工件W的位置以及姿势相关的数据。

接着，参照图1～图7，对物品取出系统10的动作进行说明。图5表示物品取出系统10的动作流程的一个例子。图5所示的流程中，机器人控制部14在从使用者或者上位控制器接受到工件W的取出作业指令后开始动作。

步骤S1中，机器人控制部14经由视觉传感器46对工件W的位置以及姿势进行检测。具体而言，机器人控制部14向视觉传感器46发送指令，对散乱堆积在容器A内的工件W进行拍摄，从而对该工件W在三维空间内的位置以及姿势进行检测。视觉传感器46向机器人控制部14发送与检测到的工件W的位置以及姿势相关的数据。

步骤S2中，机器人控制部14基于在步骤S1中检测到的工件W的位置以及姿势，来决定机器人手16能够适当地把持工件W中的一个的机器人手16的位置以及姿势。

参照图6对该步骤S2进行说明。开始步骤S2后，在步骤S11中，机器人控制部14取得工件W的贯通孔D的位置。具体而言，机器人控制部14参照在步骤S1中从视觉传感器46接收到的数据，特定作为取出对象的一个工件W，并取得该一个工件W的贯通孔D的中心位置的坐标。

步骤S12中，机器人控制部14相对于作为取出对象的工件W的贯通孔D设定工件W的位置坐标系。工件W的位置坐标系是在由机器人手16把持工件W时成为配置机器人手16的工具坐标系的目的坐标系。作为一个例子，机器人控制部14相对于贯通孔D将工件W的位置坐标系设定为图4所示的正交坐标系。

该情况下，位置坐标系的原点O与在步骤S11中取得的贯通孔D的中心位置的坐标一致。并且，位置坐标系的x轴方向与工件W的长度方向的轴线O₂的方向平行。并且，位置坐标系的z轴方向与工件W的厚度方向平行，位置坐标系的y轴方向与工件W的宽度方向平行。

步骤S13中，机器人控制部14判断机器人手16以及操纵装置18是否与周围的部件干涉。参照图8以及图9对该动作进行说明。

此处，机器人控制部14将散乱堆积在容器A内的多个工件W中的工件W_t特定为取出对象。在相对于工件W定位机器人手16的情况下，机器人控制部14使机器人手16移动，以使机器人手16的工具坐标系与已相对于工件W_t设定的位置坐标系一致。

假设，在如图4所示地相对于取出对象的工件W_t的贯通孔D设定位置坐标系，以使工具坐标系与该位置坐标系一致的方式相对于工件W_t定位了机器人手16的情况下，则成为图9所示的状态。

若像这样定位机器人手16，则图9中的虚线E所示出的机器人手16的部分会与容器A的侧壁A₁干涉。因此，在如图9所示地相对于工件W_t设定了工件W的位置坐标系的情况下，无法相对于工件W_t适当地配置机器人手16。

因此，本实施方式中，该步骤S13中，机器人控制部14在以使工具坐标系与已在步骤S12中设定的位置坐标系一致的方式配置了机器人手16的情况下，判断是否产生上述那样的干涉。

作为一个例子，预先在存储部(未图示)存储将容器A模型化后的数据(即，容器A的三维坐标的数据)。另一方面，机器人控制部14计算将配置于已在步骤S12中设定的位置坐标系的情况下的机器人手16模型化后的数据(即，机器人手16的三维坐标的数据)。

而且，机器人控制部14对照容器A的模型数据和机器人手16的模型数据，在数据方面判断在容器A与机器人手16之间是否产生干涉。

同样，存储部预先在存储部(未图示)存储将容器A之外存在于机器人12的周围的部件(例如保持框架48)模型化后的数据。而且，机器人控制部14对照周围的部件的模型数据和机器人手16的模型数据，判断在该周围的部件与机器人手16之间是否产生干涉。

机器人控制部14在判断为机器人手16与包括容器A在内的周围的部件干涉(即，是)的情况下，进入步骤S14。另一方面，机器人控制部14在判断为机器人手16不与周围的部件干涉(即，否)的情况下，结束图6所示的流程。

步骤S14中，机器人控制部14再设定工件W的位置坐标系。具体而言，机器人控制部14使已如图9所示地设定的位置坐标系绕该位置坐标系的z轴旋转。

而且，机器人控制部14随时计算追随位置坐标系绕z轴旋转而配置于旋转后的位置坐标系时的机器人手16的模型数据，并对机器人手16的模型数据与包括容器A在内的周围的部件的模型数据之间的干涉进行判断。

而且，在使位置坐标系旋转至不会产生机器人手16的模型数据与周围的部件的模型数据的干涉的位置后，机器人控制部14将旋转后的位置坐标系再设定为新的位置坐标系。

图10以及图11表示像这样再设定后的位置坐标系的例子。图10以及图11所示的再设定后的位置坐标系在从图9中的z轴正方向的一侧观察的情况下从图9所示的原先的位置坐标系开始绕z轴旋转约150°。

在以使工具坐标系与该再设定后的位置坐标系一致的方式定位了机器人手16的情况下，如图10以及图11所示，机器人手16以及操纵装置18已经不会与容器A的侧壁A₁干涉。而且，能够将第一爪部34以及第二爪部36适当地配置于工件W_t的贯通孔D的内部。

这样，在步骤S2中，机器人控制部14基于由视觉传感器46检测到的工件W_t的位置以及姿势，来决定能够适当地把持工件W的机器人手16的位置以及姿势。因此，本实施方式中，机器人控制部14具有决定机器人手16的位置以及姿势的配置决定部50(图2)的功能。

再次参照图5，步骤S3中，机器人控制部14控制操纵装置18，机器人手16配置成处于在步骤S2中决定的该机器人手16的位置以及姿势。

其结果，机器人手16如图10以及图11所示地相对于把持对象的工件W_t被定位，第一爪部34以及第二爪部36插入于工件W_t的贯通孔D的内部。这样，本实施方式中，机器人控制部14具有控制操纵装置的操纵装置控制部52(图2)的功能。

步骤S4中，机器人控制部14控制机器人手16而把持工件W_t。具体而言，机器人控制部14向爪部驱动部38发送指令，使第一爪部34以及第二爪部36向相互分离的方向移动。

其结果，第一爪部34以及第二爪部36按压抵接于划定工件W_t的贯通孔D的壁面。由此，工件W_t由第一爪部34以及第二爪部36把持。这样，本实施方式中，机器人控制部14具有控制机器人手16的机器人手控制部54(图2)的功能。

步骤S5中，机器人控制部14控制操纵装置18而使该机器人手16移动，以使机器人手16成为预先决定的姿势。图12～图14中表示在步骤S5中使机器人手16配置的姿势的一个例子。

图12～图14所示的状态下，第一爪部34以及第二爪部36大致水平地配置。换言之，机器人手16配置为，其工具坐标系的z轴以及y轴大致水平，且工具坐标系的x轴方向与铅垂下方一致。此时，如图13所示，工件W的长度方向的轴线O₂相对于铅垂方向(即，x轴)倾斜角度θ₂。

步骤S5中，机器人控制部14控制操纵装置18，而使把持有工件W_t的机器人手16从图10所示的位置开始向图12所示的位置移动。并且，机器人控制部14使机器人手16的姿势成为图13以及图14所示的姿势。

此处，如上所述，工件W_t的贯通孔D形成于远离工件W的重心的位置。因此，在以图13所示的姿势由第一爪部34以及第二爪部36把持了贯通孔D的壁面的情况下，如图13中的箭头M所示，因重力的作用而在工件W_t产生以原点O为中心的旋转力矩M。

步骤S6中，机器人控制部14以允许工件W_t因重力的作用而相对于机器人手16旋转的方式，使机器人手16动作。

参照图7对该步骤S6进行说明。开始步骤S6后，在步骤S21中，机器人控制部14使第一爪部34以及第二爪部36移动。具体而言，机器人控制部14向爪部驱动部38发送指令，使第一爪部34以及第二爪部36向相互接近的方向移动。

步骤S22中，机器人控制部14判断第一爪部34以及第二爪部36是否适当地配置于目的位置。作为一个例子，在爪部驱动部38由缸体构成的情况下，机器人控制部14在该步骤S22中，从上述的磁传感器接收涉及埋设于活塞杆的磁铁的磁场的数据。

而且，机器人控制部14基于从磁传感器接收到的数据，判断第一爪部34以及第二爪部36之间的距离是否成为预先决定的目标距离。当第一爪部34以及第二爪部36之间的距离成为目标距离时，与步骤S4的结束时相比，第一爪部34以及第二爪部36以规定的距离相互稍微接近。

机器人控制部14在检测到第一爪部34以及第二爪部36之间的距离成为目标距离的情况下，判断为第一爪部34以及第二爪部36适当地配置于目的位置。

并且，作为其它的例子，在爪部驱动部38由伺服马达构成的情况下，在该步骤S22中，机器人控制部14判断伺服马达是否从步骤S21的开始时起以预先决定的转速向第一方向旋转。

当伺服马达以预先决定的转速向第一方向旋转了时，与步骤S4的结束时相比，第一爪部34以及第二爪部36以规定的距离相互稍微接近。

机器人控制部14在检测到伺服马达以预先决定的转速向第一方向旋转的情况下，判断为第一爪部34以及第二爪部36适当地配置于目的位置。

并且，作为另外的例子，在爪部驱动部38由伺服马达构成的情况下，机器人控制部14判断伺服马达的负载转矩(或者反馈电流)是否成为预先决定的目标值。

当伺服马达的负载转矩成为该目标值时，与步骤S7的结束时相比，第一爪部34以及第二爪部36以规定的距离相互稍微接近。即，负载转矩的目标值设定为比步骤S7的结束时的负载转矩小的值。

机器人控制部14在检测到伺服马达的负载转矩成为目标值的情况下，判断为第一爪部34以及第二爪部36适当地配置于目的位置。此外，上述的预先决定的目标距离、伺服马达的转速、负载转矩的目标值通过实验的方法或者模拟等而预先决定。

机器人控制部14在判断为将第一爪部34以及第二爪部36适当地配置于目的位置(即，是)的情况下，进入步骤S23。另一方面，机器人控制部14在判断为未将第一爪部34以及第二爪部36适当地配置于目的位置(即，否)的情况下，循环进行步骤S22。

步骤S23中，机器人控制部14向爪部驱动部38发送指令，使第一爪部34以及第二爪部36的移动停止。

通过执行步骤S21～S23，从而第一爪部34以及第二爪部36以规定的距离相互稍微接近，由此，减少第一爪部34以及第二爪部36按压抵接于划定工件W_t的贯通孔D的壁面的力。

此处，如上所述，在步骤S5结束时，第一爪部34以及第二爪部36大致水平地配置，并且，在工件W_t产生图13所示的旋转力矩M。

因此，若使第一爪部34以及第二爪部36按压抵接于贯通孔D的壁面的力减少，则工件W_t在卡定于第一爪部34以及第二爪部36的状态下，因重力的作用而向图13的箭头M的方向旋转。

这样，本实施方式中，防止工件W_t从第一爪部34以及第二爪部36脱落，并且允许该工件W_t因重力的作用而相对于机器人手16旋转。其结果，如图15所示，工件W_t成为悬垂于第一爪部34以及第二爪部36的状态。

该状态下，工件W_t的重心位于第一爪部34以及第二爪部36(原点O)的铅垂下方，工件W_t的长度方向的轴线O₂与机器人手16的工具坐标系的x轴(即，铅垂方向)平行。

并且，机器人手16的工具坐标系的z轴与工件W的厚度方向平行，并且，工具坐标系的y轴与工件W的宽度方向平行。即，图15所示的工件W_t相对于机器人手16(或者工具坐标系)的姿势成为与图4所示的姿势相同。

步骤S24中，机器人控制部14判断工件W_t相对于机器人手16的旋转动作是否结束。作为一个例子，机器人控制部14在从步骤S22中判断为是时、或者步骤S23结束时起经过了预先决定的时间(例如，1秒)后，判断为工件W_t相对于机器人手16的旋转动作结束。

并且，作为其它的例子，机器人控制部14从步骤S23的结束时起监视内置于操纵装置18的伺服马达的负载转矩的变动，并在该负载转矩的变动收敛时，判断为工件W_t相对于机器人手16的旋转动作结束。

并且，作为另外的例子，安装能够对加载于操纵装置18的力进行计测的力传感器。而且，机器人控制部14从步骤S23的结束时起监视由该力传感器计测出的力，并在该力的变动收敛时，判断为工件W_t相对于机器人手16的旋转动作结束。

这样，通过执行图7所示的步骤S6，能够将工件W_t相对于机器人手16的姿势从图13所示的姿势变更为图15所示的姿势。

再次参照图5，在步骤S7中，机器人控制部14控制机器人手16，以使工件W_t相对于机器人手16不能移动的方式对工件W_t进行把持。具体而言，机器人控制部14向爪部驱动部38发送指令，使第一爪部34以及第二爪部36向相互分离的方向移动。

其结果，与步骤S4相同，第一爪部34以及第二爪部36按压抵接于划定工件W_t的贯通孔D的壁面。由此，工件W_t如图16所示地由第一爪部34以及第二爪部36把持为不能移动。

步骤S8中，机器人控制部14控制操纵装置18以及机器人手16，而将工件W_t载置于载置台B上。具体而言，机器人控制部14控制操纵装置18，而使机器人手16的姿势成为其工具坐标系的x轴以及y轴水平、且z轴方向与铅垂上方一致的姿势(即，图4所示的姿势)。

而且，机器人控制部14使工件W_t配置于载置台B上。图17表示该状态。接下来，机器人控制部14向爪部驱动部38发送指令，使第一爪部34以及第二爪部36向相互接近的方向移动，从而使第一爪部34以及第二爪部36从贯通孔D的壁面脱离。由此，工件W_t以图17所示的姿势载置于载置台B上。

步骤S9中，机器人控制部14判断全部的工件W的取出作业是否完成。机器人控制部14在判断为存在应从容器A取出的工件W(即，否)的情况下，返回步骤S1。另一方面，机器人控制部14在判断为从容器A取出了全部的工件W(即，是)的情况下，结束图5所示的流程。

根据本实施方式，步骤S6中，机器人控制部14通过重力的作用变更了工件W_t相对于机器人手16的姿势。根据该结构，即使用机器人手16从容器A以各种姿势取出工件W_t，也能够容易地使工件W_t相对于机器人手16的姿势一致。

更加具体地说明，步骤S2中，机器人控制部14设定工件W的位置坐标系，并以使工具坐标系与该位置坐标系一致的方式配置机器人手16，以使机器人手16以及操纵装置18不与周围的部件干涉。该情况下，对于每一个散乱堆积在容器A内的工件W，由机器人手16取出后的工件W的姿势、即图13所示的角度θ₂不同。

即使像这样角度θ₂不同，机器人控制部14通过执行步骤S6，也能够使工件W相对于机器人手16的姿势与为图16所示的姿势一致。由此，步骤S8中，机器人控制部14能够将工件W以相同的姿势(朝向)载置在载置台B上。

并且，根据本实施方式，由于能够利用重力的作用使取出后的工件W的姿势一致，所以不需要为了使工件W的姿势一致而追加视觉传感器等装置。因此，能够利用更加简单的装置来执行使工件W的姿势一致的动作。

此外，步骤S5中，机器人控制部14也可以以使第一爪部34及第二爪部36的前端部34b及36b分别位于基端部34a及36a的铅垂上方的方式，将第一爪部34以及第二爪部36配置为相对于水平方向倾斜。

根据该结构，当通过步骤S6使工件W_t相对于机器人手16旋转时，能够防止工件W_t从第一爪部34以及第二爪部36脱落。

并且，步骤S5中，机器人控制部14也可以将第一爪部34以及第二爪部36的前端部34b以及36b抵接于其它的部件。图18表示这样的实施方式。

该实施方式中，步骤S5中，机器人控制部14将第一爪部34以及第二爪部36的前端部34b以及36b抵接于固定物56的外表面。该固定物56的外表面具有比工件W的贯通孔D大的面积。

根据该结构，当通过步骤S6使工件W_t相对于机器人手16旋转时，能够有效地防止工件W_t从第一爪部34以及第二爪部36脱落。

并且，也可以在第一爪部34以及第二爪部36形成用于防止工件W_t的脱落的要素。图19以及图20表示这样的实施方式。本实施方式中，机器人手16’具有第一爪部34’以及第二爪部36’。

在第一爪部34’、第二爪部36’的前端部34b以及36b分别形成有向外侧突出的钩部34c以及36c。本实施方式中，当在上述的步骤S4中机器人手16’把持有工件W_t时，如图20所示，钩部34c以及36c与工件W_t卡合。

根据该结构，当由机器人手16’把持有工件W_t时，能够有效地防止工件W_t从第一爪部34’以及第二爪部36’脱落。

此外，在上述的爪部34、34’、36、36’的外表面，也可以为了提高与工件W的摩擦系数而形成由橡胶等构成的摩擦系数增加层。根据该结构，当使工件W相对于机器人手16、16’旋转后，能够有效地防止工件W从爪部34、34’、36、36’脱落。

并且，机器人控制部14也可以在上述的步骤S23之后、或者与步骤S21～S23并行地以使机器人手16以较小的幅度摆动的方式控制操纵装置18。根据该结构，能够对工件W相对于机器人手16旋转的动作进行辅助。

更具体而言，例如，在图13所示的角度θ₂是0°的情况下，有即使执行了步骤S21，工件W也不旋转的可能性。这样的情况下，通过使机器人手16摆动来促进工件W的旋转是有利的。

并且，上述的实施方式中，对机器人手16具有两个爪部34、36的情况进行了说明。然而，机器人手16也可以具有三个以上的多个爪部。

以上，通过发明的实施方式对本发明进行了说明，但上述的实施方式并不对权利要求书的发明进行限定。并且，组合了在本发明的实施方式中说明的特征的方式也能够包括在本发明的技术范围内，但这些特征的组合的全部并不是发明的解决方案所必需的。另外，本领域技术人员也清楚能够对上述的实施方式施加各种各样的变更或者改进。

并且，应留意，权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序、以及方法中的动作、顺序、步骤、工序、以及阶段等的各处理的执行顺序只要不特别明确示出“更前”、“之前”等，并且只要不在后处理中使用前处理的输出，就能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，为便于说明，即使使用“首先，”、“接着，”、“接下来”等进行了说明，但并不指的是必需以该顺序实施。

Claims (7)

1.一种物品取出系统，用于取出散乱堆积的物品，其特征在于，具备：

机器人手，其能够把持物品；

操纵装置，其使上述机器人手移动；

视觉传感器，其能够检测上述物品的位置以及姿势；

配置决定部，其基于由上述视觉传感器检测到的上述物品的位置以及姿势，来决定把持上述物品时的上述机器人手的位置以及姿势；

操纵装置控制部，其控制上述操纵装置，将该机器人手配置成处于由上述配置决定部决定的上述机器人手的位置以及姿势；以及

机器人手控制部，其控制上述机器人手来把持上述物品，

上述操纵装置控制部控制上述操纵装置，以便将该机器人手配置成处于当把持有上述物品的上述机器人手抬起该物品时在该物品产生力矩的位置以及姿势，

当上述机器人手配置成处于在上述物品产生力矩的上述位置以及姿势时，上述机器人手控制部控制上述机器人手，以便防止上述物品从上述机器人手脱落，并且允许该物品通过重力的作用而相对于该机器人手旋转。

2.根据权利要求1所述的物品取出系统，其特征在于，

在上述物品，且在远离该物品的重心的位置形成有贯通孔，

上述机器人手具有：

多个爪部；以及

爪部驱动部，其使该多个爪部向相互相对接近以及远离的方向移动，

上述配置决定部决定能够将上述多个爪部配置于上述贯通孔的内部的上述机器人手的位置以及姿势，

上述机器人手控制部控制上述爪部驱动部，使上述多个爪部向相互远离的方向移动，将上述多个爪部按压抵接于划定上述贯通孔的壁面，并利用该多个爪部把持上述物品，

当上述机器人手配置成处于在上述物品产生力矩的上述位置以及姿势时，上述机器人手控制部控制上述爪部驱动部，使上述多个爪部向相互接近的方向移动，从而允许上述物品相对于上述机器人手旋转。

3.根据权利要求2所述的物品取出系统，其特征在于，

当上述机器人手配置成处于在上述物品产生力矩的上述位置以及姿势时，上述爪部水平地配置，或者以该爪部的前端部位于比基端部靠铅垂上方的方式相对于水平方向倾斜地配置。

4.根据权利要求2或3所述的物品取出系统，其特征在于，

上述机器人手还具有臂部，该臂部安装于上述操纵装置，且保持上述多个爪部，

上述多个爪部相对于上述臂部倾斜地延伸。

5.根据权利要求1～4任一项中所述的物品取出系统，其特征在于，

上述配置决定部将上述机器人手的位置以及姿势决定为，上述机器人手以及上述操纵装置不与周围的部件干涉，且上述机器人手能够把持上述物品。

6.根据权利要求1～5任一项中所述的物品取出系统，其特征在于，

上述机器人手控制部在上述物品的旋转停止时，控制上述机器人手，以上述物品相对于上述机器人手不能移动的方式利用该机器人手把持上述物品。

7.一种方法，是利用机器人手把持并取出散乱堆积的物品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测上述物品的位置以及姿势；

基于检测到的上述物品的位置以及姿势，来决定把持上述物品时的上述机器人手的位置以及姿势；

以决定的上述机器人手的位置以及姿势配置该机器人手；

利用上述机器人手把持上述物品；

将该机器人手配置成处于当把持有上述物品的上述机器人手抬起该物品时在该物品产生力矩的位置以及姿势；以及

当上述机器人手配置成处于在上述物品产生力矩的上述位置以及姿势时，防止上述物品从上述机器人手脱落，并且使该物品通过重力的作用相对于该机器人手旋转。