CN111757795A - 执行器装置、基于执行器装置的对象物取出方法以及对象物取出系统 - Google Patents

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Abstract

通过第1取得部(105)取得通过吸附嘴(205)吸附保持了在载置板(89)载置有多个的对象物(93)中的一个时和在动作控制部(100)的控制下通过执行器(201)取出对象物时的施加于吸附嘴的第1力矩M1、与通过吸附嘴将对象物以第1取出量从载置台取出时的施加于吸附嘴的第2力矩M2之差ΔM,基于所取得的力矩之差,通过动作控制部对是否进一步继续进行取出动作进行控制。

Description

执行器装置、基于执行器装置的对象物取出方法以及对象物 取出系统
技术领域
本公开涉及执行器装置、基于执行器装置的对象物取出方法以及对象物取出系统,其能够在具备一个吸附嘴的执行器用吸附嘴通过吸附来保持对象物并进行搬运的搬运机器人系统中进行使得通过吸附来取出处于填充状态的对象物时的摇晃量降低的取出动作。
背景技术
以往,作为使机器人系统学习对象物的取出动作的方法,具有如下方法:使用摄像头等传感器来观测对象物的状态,由人教授应该把持对象物的哪个位置来使之进行学习。这样,在由人教授对象物的把持位置的方法中,根据机器人系统的手指的不同,会需要重新进行教授。另外,人所教授的对象物的把持位置有时实际上也会是对于机器人系统来说无法把持的位置。因此,机器人系统实际地执行把持动作、根据其成功与否的结果来学习取出动作是有效的。这样,公开了如下方法:根据对象物的状态的观测结果,使用机器人系统实际地执行了把持动作时的取出动作的成功与否的结果,对用于学习的报酬函数进行变更(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2017-64910号公报
发明内容
在专利文献1的情况下,使用具备两指手的机器人系统来学习处于散装状态的对象物的取出动作。然而,在仓库环境中,对象物多会不是散装的,而是在一个大箱中排列装满为填充状态。在这样的填充状态下,所装入的对象物彼此的间隔窄,难以用多指手插入来把持对象物。因此,通过吸附来保持对象物是有效的。
然而,在仓库环境中,使容纳棚的搁板带有倾斜以使得容易取出对象物。由于这样在搁板具有倾斜,在通过由吸附实现的保持来取出了对象物时,对象物会成为被悬吊的状态,会在对象物产生摇晃。由于该摇晃,存在对象物从吸附部分脱离而掉落对象物的危险性。因此,在仓库环境的取出动作中,需要使得进行即使进行取出、对象物也不会摇晃的动作。
因此,本公开提供能够防止在进行取出动作时对象物的摇晃过大而掉落对象物的技术。
本公开的一个技术方案涉及的执行器装置将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,所述执行器装置具备:执行器;第1设定部;动作控制部;以及第1取得部,所述执行器具有对所述对象物进行吸附的所述吸附嘴,一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置对所述对象物进行吸附、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物,所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量,所述动作控制部进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩,(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量,(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
此外,该总括的或者具体的技术方案既可以通过方法、系统、集成电路、计算机程序或者计算机能够读取的记录介质来实现,也可以由装置、系统、方法、集成电路、计算机程序以及计算机能够读取的记录介质的任意的组合来实现。计算机能够读取的记录介质例如包括CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)等的非易失性的记录介质。
根据本公开,能够防止在进行取出动作时对象物的摇晃过大而掉落对象物。
本公开的一个技术方案中的进一步的优点和效果根据说明书和附图来明确。该优点以及/或者效果分别由几个实施方式以及说明书和附图所记载的特征来提供,但不需要为了得到一个或者其以上的相同的特征而全部一定被进行提供。
附图说明
图1A是成为由执行器装置取出的对象的对象物的一个例子的图。
图1B是对象物的一个例子的立体图。
图1C是对象物的其他例子的立体图。
图1D是对象物的其他例子的立体图。
图1E是对象物的其他例子的立体图。
图2A是通过执行器装置进行的对象物从包装箱的取出动作的说明图。
图2B是执行器装置的执行器的说明图。
图3A是执行器的手指的说明图。
图3B是执行器的力觉传感器的配置的说明图。
图3C是执行器的力觉传感器的力矩计测的说明图。
图3D是执行器的力觉传感器的力矩计测的说明图。
图3E是执行器的力觉传感器的力矩计测的说明图。
图3F是执行器的力觉传感器的力矩计测的说明图。
图3G是执行器的力觉传感器计测到的力矩M1的一个例子的说明图。
图3H是执行器的力觉传感器计测到的力矩M2的一个例子的说明图。
图4A是用于对从载置于倾斜角度θ的搁板的包装箱取出对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图4B是用于对从载置于倾斜角度θ的搁板的包装箱取出对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图4C是用于对从载置于倾斜角度θ的搁板的包装箱取出对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图4D是用于对从载置于倾斜角度0度的搁板的包装箱取出对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图4E是用于对从载置于倾斜角度0度的搁板的包装箱取出对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图4F是用于对从载置于倾斜角度0度的搁板的包装箱取出对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图4G是为了对根据吸附位置而具有对象物掉落的情况和对象物不掉落的情况进行说明的、对象物的上面的中心位置为吸附位置的图。
图4H的为了对根据吸附位置而具有对象物掉落的情况和对象物不掉落的情况进行说明的、对象物的上面的中心位置为吸附位置的图。
图4I是为了对根据吸附位置而具有对象物掉落的情况和对象物不掉落的情况进行说明的、对象物的上面的中心位置为吸附位置且从对象物的上面观察到的图。
图4J是为了对根据吸附位置而具有对象物掉落的情况和对象物不掉落的情况进行说明的、对象物的上面的上端的位置为吸附位置的图。
图4K是为了对根据吸附位置而具有对象物掉落的情况和对象物不掉落的情况进行说明的、对象物的上面的上端的位置为吸附位置的图。
图4L是为了对根据吸附位置而具有对象物掉落的情况和对象物不掉落的情况进行说明的、对象物的上面的上端的位置为吸附位置且从对象物的上面观察到的图。
图5A是从载置于倾斜角度20度的搁板上的包装箱内取出对象物时的取出动作的一个例子的说明图。
图5B是表示从图5A的区间A经过区间D到掉落对象物为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据的曲线图。
图6A是表示从图5A的区间A经过区间D到吸附保持对象物成功为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据的曲线图。
图6B是表示在图5A的放置有对象物的搁板的倾斜角度θ为0度的情况下到吸附保持对象物成功为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据的曲线图的图。
图6C是表示图5A的放置有对象物的搁板的倾斜角度θ为0度的情况下到掉落对象物为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据的曲线图。
图7是表示根据放置有对象物的倾斜角度θ而不同的适当力矩的范围的值的图。
图8A是作为执行器装置的一个例子的机器人臂装置的功能框图。
图8B是作为执行器装置的一个例子的机器人臂装置的更详细的功能框图。
图9是对存储于存储部的、对象物的上面的吸附位置的坐标、大小、以及1个对象物的重量的例子进行说明的图。
图10是对包装箱内的6个对象物的6处吸附位置1~6进行例示的说明图。
图11A是表示变更前的原来的吸附位置的XYZ坐标的图。
图11B是表示变更后的吸附位置1~5的XYZ坐标的表形式的图。
图11C是表示变更后的吸附位置2~5的对象物的上面的俯视图。
图11D是表示变更前的原来的吸附位置和变更后的吸附位置1的Z坐标的侧视图。
图12A是表示变更前的原来的吸附位置1-0的XYZ坐标的图。
图12B是表示变更后的吸附位置1-1、1-2、2-1、2-2的XYZ坐标的表形式的图。
图12C是对图12B的变更后的吸附位置进行表示的对象物的上面的俯视图。
图13A是通过执行器装置进行的对象物取出动作的流程图。
图13B是执行器装置的对象物取出动作的具体例的流程图。
图14是表示图13B的步骤S501的详细动作的流程图。
图15是表示图13B的步骤S505的详细动作的流程图。
图16是表示图13B的步骤S507的详细动作的流程图。
图17是表示图13B的步骤S506的详细动作的流程图。
图18是作为变形例1涉及的执行器装置的一个例子的机器人臂装置的功能框图。
图19是图18的变形例1中的执行器的手指的说明图。
图20是表示图18的变形例1中的、图13B的步骤S505的详细动作的流程图。
图21是表示在变形例2中使用在预定的实验环境中计测并存储的数据来实现其他仓库中的控制的对象物取出系统的说明图。
图22是用于对在变形例2设置角度互不相同的3个搁板进行说明的说明图。
图23是在变形例2中表示对象商品的数据信息来作为图21的系统的操作对象物数据库的内容的例子的说明图。
图24是对在变形例2中吸附点的位置从对象物的中心的位置的偏移量进行说明的说明图。
图25是在变形例2中表示仓库实验环境中的力矩和计测结果的例子的说明图。
图26是在变形例2中表示使用在预定的实验环境中计测并存储的数据来实现其他仓库环境中的控制的系统的说明图。
图27A是对在变形例3中取出载置于带围栏的矩形的载置板的长方体对象物时的动作进行说明的侧视图。
图27B是对在变形例3中取出载置于图27A的带围栏的载置板的长方体对象物时的动作进行说明的俯视图。
图27C是对在变形例3中从围栏的位置与图27B不同的状态的载置板取出长方体对象物时的动作进行说明的俯视图。
图27D是对在变形例3中使图27A的带围栏的载置板倾斜了倾斜角度θ的情况下的长方体的对象物的取出动作进行说明的侧视图。
图27E是对在变形例3中使图27A的带围栏的载置板倾斜了倾斜角度θ的情况下的长方体对象物的取出动作进行说明的侧视图。
图27F是对在变形例3中使图27A的带围栏的载置板倾斜了倾斜角度θ的情况下的长方体对象物的取出动作进行说明的侧视图。
图27G是对在变形例3中一边与载置于矩形载置板的其他长方体对象物接触、一边取出长方体对象物时的动作进行说明的侧视图。
图27H是对在变形例3中一边与载置于图27G的矩形载置板的其他的长方体对象物接触、一边取出长方体对象物时的动作进行说明的俯视图。
图27I是对在变形例3中从其他长方体对象物的位置与图27H不同的状态的载置板取出长方体对象物时的动作进行说明的俯视图。
图27J是对在变形例3中一边与固定于矩形载置板的支承部件接触、一边取出长方体对象物时的动作进行说明的侧视图。
图27K是对在变形例3中一边与固定于图27J的矩形载置板的支承部件接触、一边取出长方体对象物时的动作进行说明的俯视图。
图28A是对在变形例3中取出载置于带围栏的矩形载置板的圆柱状对象物时的动作进行说明的立体图。
图28B是对在变形例3中取出载置于图28A的带围栏的载置板的圆柱状对象物时的动作进行说明的俯视图。
图28C是对在变形例3中一边与载置于矩形载置板的其他圆柱状对象物接触、一边取出圆柱状对象物时的动作进行说明的立体图。
图28D是对在变形例3中一边与载置于图28C的矩形载置板的其他圆柱状对象物接触、一边取出圆柱状对象物时的动作进行说明的俯视图。
图28E是对在变形例3中一边与固定于矩形载置板的支承部件接触、一边取出圆柱状对象物时的动作进行说明的立体图。
图28F是对在变形例3中一边与固定于图28E的矩形载置板的支承部件接触、一边取出圆柱状对象物时的动作进行说明的俯视图。
图29A是在变形例3中大量的扁平的长方体商品捆包为一个而构成集合体来作为对象物的又一其他例子的情况下的说明图。
图29B是在变形例3中大量的圆柱形状商品捆包为一个而构成集合体来作为对象物的又一其他例子的情况下的说明图。
图29C是在变形例3中如作为大量的圆柱形状的商品的例子的罐装啤酒或者罐装果汁的包装那样的一部分从柔软物的包装用包装材料露出而构成为对象物的又一其他例子的情况下的说明图。
图29D是在变形例3中作为对象物的又一其他例子而构成为球状的情况下的说明图。
图29E是在变形例3中多个球体构成一个集合体来作为对象物的又一其他例子的情况下的说明图。
图30A是用于对取出载置于图27A的带围栏的载置板的对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图30B是用于对取出载置于图27G的载置板的对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图30C是用于对取出载置于图27J的载置板且由支承部件支承的对象物时的摇晃的一个例子进行说明的图。
图31是在放置有对象物的状况的例子中从倾斜角度20度的载置板取出载置于载置板的对象物时的取出动作的一个例子的说明图。
图32A是对从图31的区间A经过区间D直到从7.5cm的围栏的高度的载置板取出对象物而掉落对象物为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据进行表示的曲线图和其取出停止时的说明图。
图32B是对从图31的区间A经过区间D直到从0.5cm的围栏的高度的载置板取出对象物而掉落对象物为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据进行表示的曲线图和其取出停止时的说明图。
图33A是对在相对于重心位置的重心对应位置即中心的位置93b向靠近围栏一侧变更了吸附位置之后从图31的区间A经过与区间D对应的区间直到从7.5cm的围栏的高度的载置板取出对象物而吸附保持对象物成功为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据进行表示的曲线图和其取出停止时的说明图。
图33B是对在相对于重心位置的重心对应位置即中心的位置93b向靠近围栏一侧变更了吸附位置之后从图31的区间A经过与区间D对应的区间直到从0.5cm的围栏的高度的载置板取出对象物而吸附保持对象物成功为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据进行表示的曲线图和其取出停止时的说明图。
图34是表示根据放置有对象物的状况和对象物的倾斜角度θ而不同的适当力矩的范围的值的图。
图35是与图33A不同的对变更取出动作来作为如图27A所示那样放置有对象物的状况下的例外的动作时的、施加于吸附位置的力矩的时序数据进行表示的曲线图和其取出动作的说明图。
图36是与图35不同的对变更取出动作来作为如图27A所示那样放置有对象物的状况下的其他例外的动作时的、施加于吸附位置的力矩的时序数据进行表示的曲线图和其取出动作的说明图。
标号说明
88 棒状的支承部件
89 载置板
89a 围栏
90 载置台
91 包装箱
92 商品
94 柔软物
95 搁板
100 动作控制部
101 第2设定部
102 第1控制部
103 第2控制部
104 吸附压计测部
105 力矩计测部
106 吸附位置更新部
107 第1判定部
108 第2判定部
109 力计测部
110 动作判定部
112 第1设定部
113 存储部
114 输入部
115 驱动部
116 吸引装置
200 机器人臂装置
201 机器人臂
202 手指
203 摄像头
204 力觉传感器
204a 运算部
205 吸附嘴
206 旋转关节
300、300A 对象物取出系统
301 仓库实验环境
302 输入输出部
303 网络
304A 仓库A的环境
304B 仓库B的环境
304C 仓库C的环境
305 数据共享服务器
306 操作对象物数据库
307 操作结果数据库
1101 第2设定部
1112 第1设定部
具体实施方式
(实施方式)
以下,基于附图对本公开涉及的实施方式进行详细的说明。
以下,在参照附图对本公开中的实施方式进行详细说明之前,对本公开的各种技术方案进行说明。
根据本公开的第1技术方案,提供一种执行器装置,将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,所述执行器装置具备:
执行器;
第1设定部;
动作控制部;以及
第1取得部,
所述执行器具有对所述对象物进行吸附的所述吸附嘴,一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置对所述对象物进行吸附、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物,所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量,所述动作控制部进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩,(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量,(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
根据所述技术方案,通过所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差,基于所取得的力矩之差,通过所述动作控制部对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。因此,能够防止在进行取出动作时对象物的摇晃过大而掉落对象物。
根据本公开的第2技术方案,提供根据第1技术方案所述的执行器装置,所述载置台是以填充有多个所述对象物的状态配置的包装箱,一边通过所述吸附嘴吸附所述一个对象物且使所述一个对象物与作为所述其他物体的残留在所述包装箱内的所述对象物的侧面或者所述包装箱的内壁接触,一边从所述包装箱取出所述一个对象物。
根据本公开的第3技术方案,提供第1或者第2技术方案所述的执行器装置,所述对象物是长方体。
根据本公开的第4技术方案,提供根据第1~3技术方案中任一项所述的执行器装置,所述动作控制部进行控制,使得:若所述两个力矩的所述差为第1阈值以上,则继续进行所述取出动作,若所述两个力矩的所述差小于所述第1阈值,则中止所述取出动作的继续进行。
根据所述技术方案,能够在所述两个力矩的所述差为第1阈值以上时,通过所述动作控制部进行控制以使得继续进行所述取出动作。另外,能够在所述两个力矩的所述差小于所述第1阈值时,进行控制以使得中止所述取出动作。通过构成为这样,能够防止在进行取出动作时对象物的摇晃过大而掉落对象物。
根据本公开的第5技术方案,提供根据第1~4技术方案中任一项所述的执行器装置,还具备第2设定部,所述第2设定部设定所述吸附嘴对所述对象物的第2吸附位置,在使中止了所述取出动作的继续进行的对象物返回到从所述载置台取出之前的状态的状态下,所述第2设定部设定与中止了所述取出动作的所述第1吸附位置不同的所述第2吸附位置,所述动作控制部进行控制,以使得在所述第2吸附位置吸附所述对象物来进行从所述载置台的取出动作。
根据所述技术方案,在使中止了所述取出动作的继续进行的对象物返回到从所述载置台取出之前的状态的状态下,所述第2设定部设定与中止了所述取出动作的所述第1吸附位置不同的所述第2吸附位置,再次进行取出动作控制。由此,能够在中止了所述取出动作的继续进行时不通过人的手来重新设定新的吸附位置而再次以自主的方式进行吸附位置的变更。
根据本公开的第6技术方案,根据第1~5技术方案中任一项所述的执行器装置,所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差进行控制,使得:通过进一步继续进行所述取出动作,使所述对象物移动比所述第1取出量大且比所述对象物的高度大的量,将所述对象物从所述载置台取出到所述载置台的外部。
根据所述技术方案,所述动作控制部能够基于通过所述第1取得部取得的所述两个力矩的所述差来进行控制,使得:通过进一步继续进行所述取出动作,将所述对象物从所述载置台取出到所述载置台的外部。通过构成为这样,能够在进行取出动作时不会掉落所述对象物地从所述载置台取出所述对象物。
根据本公开的第7技术方案,提供根据第1~6技术方案中任一项所述的执行器装置,所述对象物的所述吸附位置由乙烯树脂或者玻璃纸覆盖。
根据所述技术方案,即使是在对象物的表面由乙烯树脂或者玻璃纸覆盖的情况下,也能够得到与第1~6技术方案相同的效果。
根据本公开的第8技术方案,提供根据第1~7技术方案中任一项所述的执行器装置,所述载置台载置于倾斜角度为锐角的搁板。
根据所述技术方案,即使放置对象物的场所为倾斜为锐角的搁板上,也能够得到与第1~7技术方案相同的效果。
根据本公开的第9技术方案,提供根据第1~7技术方案中任一项所述的执行器装置,所述载置台载置于倾斜角度为0度的搁板。
根据所述技术方案,即使是在放置对象物的搁板的倾斜角度为0度时,也能够得到与第1~7技术方案相同的效果。
根据本公开的第10技术方案,提供根据第1~9技术方案中任一项所述的执行器装置,所述动作控制部以能够将所述吸附位置处的吸附压变更为第1吸附压和比所述第1吸附压大的第2吸附压的方式进行控制,所述动作控制部在基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差进行控制以使得不继续进行通过所述执行器实现的所述取出动作时,在中止所述取出动作而使所述对象物返回到所述载置台内的原来的位置之后,将所述吸附位置处的吸附压从所述第1吸附压变更为所述第2吸附压之后,对所述执行器进行动作控制来在所述吸附位置吸附所述对象物并再次进行所述取出动作,再次通过所述第1取得部取得所述两个力矩的所述差,对是否继续进行通过所述执行器实现的所述取出动作进行控制。
根据所述技术方案,在进行控制以使得不继续进行通过所述执行器实现的所述取出动作时,将吸附压变更为比作为原来的吸附压的第1吸附压大的第2吸附压之后,再次进行取出动作。因此,能够在吸附失败时使吸附压比原来的吸附压大来再次进行吸附。
根据本公开的第11技术方案,提供根据第1~10技术方案中任一项所述的执行器装置,所述动作控制部在所述两个力矩的所述差为所述第1阈值以上且超过第2阈值时,进行控制以使得中止所述取出动作的继续进行。
根据本公开的第12技术方案,提供一种对象物取出方法,将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,所述对象物取出方法使用执行器装置,所述执行器装置具备:执行器;第1设定部;动作控制部;以及第1取得部,所述对象物取出方法包括:通过所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量,并且,通过所述动作控制部对通过具有吸附所述对象物的所述吸附嘴的所述执行器实现的吸附和取出动作进行控制,一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置吸附所述对象物、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物,
(i)作为施加于所述吸附嘴且通过所述第1取得部所取得的力矩,通过所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量,(ii)基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,通过所述动作控制部对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
根据所述技术方案,通过所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差,基于所取得的力矩之差,通过所述动作控制部对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。因此,能够防止在进行取出动作时对象物的摇晃过大而掉落对象物。
根据本公开的第13技术方案,提供一种执行器装置的对象物取出用程序,所述执行器装置将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,所述执行器装置具备:执行器;第1设定部;动作控制部;以及第1取得部,所述执行器具有吸附所述对象物的所述吸附嘴,所述对象物取出用程序用于使计算机发挥如下功能:一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置吸附所述对象物、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物的功能;所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量的功能;所述动作控制部进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩的功能;(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩的功能,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量;以及(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制的功能。
根据所述技术方案,通过所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差,基于所取得的力矩之差,通过所述动作控制部对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。因此,能够防止在进行取出动作时对象物的摇晃过大而掉落对象物。
根据本公开的第14技术方案,提供一种对象物取出系统,具备分别配置于多个环境的执行器装置,所述执行器装置将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,各执行器装置具备:执行器;动作控制部;以及第1取得部,所述系统具备:第1设定部;服务器;操作对象物数据库;以及操作结果数据库,所述服务器与所述执行器装置连接,并且,与所述第1设定部、所述操作对象物数据库以及所述操作结果数据库连接,所述执行器具有吸附所述对象物的所述吸附嘴,一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置吸附所述对象物、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物,所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量,经由所述服务器将其存储于所述操作对象物数据库,所述动作控制部基于存储于所述操作对象物数据库的所述对象物的取出量,进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩,(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量,(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
根据所述技术方案,所述动作控制部基于存储于所述操作结果数据库的所述对象物的取出量,进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,基于所述两个力矩的所述差对是否继续进行所述取出动作进行控制,将进行了控制后的结果作为取出信息来经由服务器存储于所述数据库。由此,能够在工厂等其他场所的操作时活用在实验室存储的操作结果。特别是,在配送商品物流配送中心,多会在各仓库中对进行了标准化的商品进行处置,通过共享在实验室或者其他配送中心得到的参数的值,能够进行高效的取出分配作业。进一步,取出商品的棚也多会利用相同的用具,通过在多个配送中心中用数据来共享棚的角度等,能够进行高效化。
以下,在参照附图对本公开中的第1实施方式进行详细的说明时,对最初进行了的基本实验进行说明。
(基本实验)
在本公开中,例如在物流仓库环境中,对驱动作为执行器装置的一个例子的机器人臂装置来吸附保持对象物时的实验例进行说明,对那时产生的问题和解决对策的概要进行研究。
如图1A~图1E所示,作为一个例子,对于相同的形状、种类以及重量的多个商品92,例如通过用乙烯树脂(vinyl)或者玻璃纸(cellophane)等的柔软物94将一部分或者全部包装来进行捆包,构成一个长方体的集合体93,吸附位置由柔软物94覆盖。成为如下状态:排列多个该集合体93来填充到一个大的长方体的包装箱91内。在此,将该一个集合体93作为对象物93的一个例子。另外,一个大的长方体的包装箱91作为在多个对象物93的侧面相互接触的状态下载置有多个对象物93的载置台90的一个例子。
在图1B~图1E中,为了容易理解,用影线表示柔软物94的部分。图1A和图1B表示多个商品92排列而成的长方体的集合体的全部面由柔软物94包装的情况下的对象物93的例子。图1C表示在多个商品92排列而成的长方体的集合体中、左右的侧面的中央部分以外的面由柔软物94包装的情况下的对象物93的其他例子。图1D表示在多个商品92排列而成的长方体的集合体中、上面(上表面)、下面(下表面)以及从上面的4边向下部分地伸出的部分、和从下面的4边向上向部分地伸出的部分由柔软物94包装的情况下的其他对象物93的例子。图1E是表示在多个商品92排列而成的长方体的集合体中、上面和从上面的4边向下部分地伸出的部分由柔软物94包装的情况下的其他对象物93的例子。在这些例子的对象物93中,吸附位置所位于的上面全部由柔软物94覆盖。
此外,作为对象物93,并不限于这样将相同的形状、种类以及重量的多个商品92捆包而成的对象物,至少是作为对象物93的整体形状为长方体、由柔软物94包装长方体的一部分或者全部、对象物93的吸附位置由柔软物94覆盖的物体。
作为物流仓库环境的一个例子,如图2A和图2B所示,为了作业者容易取出对象物93,容纳有对象物93的包装箱91载置在搁板95上。搁板95配置成倾斜为锐角θ以使得其里侧部分比跟前部分低。这样使搁板95倾斜是为了使作业者对包装箱91内的对象物93的确认和从包装箱91取出对象物93的取出作业变得容易。另外,这也是为了:若从包装箱91内完全取出对象物93而从搁板95除去包装箱91,则比所除去的包装箱91更靠上方相邻地配置的包装箱91会因自重而自动地移动到所除去的包装箱91的位置。
另一方面,在图2A和图2B中示出作为执行器装置的一个例子的机器人臂装置200的例子。在此,机器人臂201是执行器的一个例子。该机器人臂装置200由机器人臂控制部201a和机器人臂201构成。机器人臂装置200的机器人臂201进行取出对象物93的动作。在此,设为如下结构:使机器人臂201具有具备6个旋转关节206的6个以上的自由度。在机器人臂201的手指202安装有如图3A所示那样的带摄像头203的吸附嘴205。通过作为第2取得部的一个例子的摄像头203检测包装箱91内的对象物93的吸附位置(例如第1吸附位置)。在检测后,通过吸附嘴205以基于吸附的保持来实现从包装箱91取出对象物93的取出动作,能够进行向其他托盘等的分拣动作。
如图3A所示,力觉传感器204设置在手指202的一部分与手指202的一部分之间。在力觉传感器204与吸附嘴205之间设置有手指202的一部分。力觉传感器204具有相互正交的三轴方向的坐标系。如图3C所示,本实施方式的力觉传感器204具有以中心轴为原点、相互正交的x轴、y轴、z轴。z轴是力觉传感器的厚度方向上的轴,x轴、y轴是在与z轴垂直的平面内相互正交的轴。
力觉传感器204对分别作用在所述x轴方向、y轴方向以及z轴方向上的力Fx、Fy、Fz进行计测。另外,力觉传感器204对绕x轴、绕y轴、绕z轴的力矩Mx、My、Mz进行计测。在本基本实验中,力觉传感器使用了株式会社WACOH-TECH社制的力觉传感器。此外,x轴、y轴以及z轴的坐标既可以是传感器内部所具备的固有的坐标,也可以是世界坐标。
在本实施方式中,如图3A所示,在使用相同的x轴、y轴、z轴表现了吸附嘴205和力觉传感器204的情况下,吸附嘴205的z轴方向上的中心轴与力觉传感器204的z轴方向上的中心轴一致。进一步,与z轴垂直的吸附嘴205的截面、和与Z轴垂直的力觉传感器204的截面也可以是中心相同的两个圆。吸附嘴205与力觉传感器204的距离在对施加于吸附嘴的力和由力觉传感器计测到的力进行比较的观点是短的。吸附嘴205与力觉传感器204的距离在对施加于吸附嘴的力矩和由力觉传感器计测到的力矩进行比较的观点上是短的。也即是,施加于吸附嘴的力可视为由力觉传感器计测到的力,施加于吸附嘴的力矩可视为由力觉传感器计测到的力矩力。
在吸附嘴保持对象物93时,对经由吸附嘴205产生于力觉传感器204的力矩M1、M2进行计测。图3G例示在吸附位置1~5通过吸附嘴吸附了对象物时、力觉传感器204所检测的作用于各轴的力(Fx、Fy、Fz)和绕x轴、绕y轴、绕z轴的力矩(Mx、My、Mz)。在图3H中表示力矩M2的一个例子。通过力矩计测部105的力觉传感器204取得的2个力矩M1、M2之差ΔM能够通过运算部204a的M2-M1的运算来求出。
在此,在对象物93处于填充在包装箱91内的状态的情况下,相邻的对象物93彼此的间隙小,因此,无法在间隙插入如夹具(gripper)那样的多指,难以用多指以插入的方法把持对象物93。因此,通过吸附嘴205吸附对象物93进行的保持是有效的。然而,在通过对象物93的吸附进行的保持的情况下,没有如由多指实现的插入那样的把持的稳定性。特别是,在吸附嘴205的吸附盘的气囊(bellows)为多级、对象物93的表面由乙烯树脂等的柔软物94捆包的情况下,该倾向是显著的。
即,在由乙烯树脂等的柔软物94分别捆包的多个对象物93在包装箱91内处于填充状态、包装箱91放置于倾斜的搁板95的情况下,当从包装箱91取出对象物93时,要在用吸附嘴205吸附保持了对象物93的由柔软物94覆盖的吸附位置之后,从包装箱91取出对象物93。然而,会成为在对象物93由柔软物94悬吊的状态下在相邻的对象物93的侧面滑动的同时将该对象物93从包装箱91取出,对象物93会相对于吸附嘴205较大地摇晃,那时对象物93有时会从吸附嘴205脱离而掉落下来。
这在吸附保持了对象物93之后从包装箱91取出对象物93时,覆盖对象物93的乙烯树脂等的柔软物94将对象物93的吸附位置全部覆盖,因此,吸附嘴205虽然能够对柔软物94进行吸附,但无法直接吸附保持对象物93自身。这是由于:柔软物94会因对象物93的自重而伸长,会成为对象物93从吸附嘴205由柔软物94悬吊的状态,在刚从包装箱91取出对象物93之后,相邻的对象物93的侧面的支承消失,因此,对象物93会以由吸附嘴205所吸附的部分为中心而摇动。
换言之,该摇动在有对象物93的重心不位于吸附嘴205对于对象物93的吸附位置的铅垂下部时、且在刚从包装箱91取出对象物93之后相邻的对象物93的侧面的支承消失时会成为较大地摇动。如图4A~图4C,这是由于:从填充状态的包装箱91取出因搁板95的倾斜而倾斜的对象物93,对象物93会相对于吸附嘴205旋转而改变姿势,以使得对象物93在其他物体、例如包装箱91的内壁或者残留在包装箱91内的其他对象物93的侧面等的相邻的其他物体的支撑消失时因对象物93的重力而对象物93的重心位于对象物93的吸附位置的铅垂下方。对于该现象,即使倾斜角度为0度、也即是对象物93放置在了平的场所,在通过吸附嘴205吸附了对象物93的离开了重心位置的位置的情况下,也会产生同样的现象(图4D~图4F)。由此,吸附嘴205需要在适当的吸附位置对对象物93进行吸附。
然而,如仓库环境那样,在存在大量的构成对象物93的商品的种类、每天会追加新商品的环境中,事先调整并设定即使从包装箱91取出对象物93、对象物93也不摇晃的吸附位置是非常困难的,并不现实。因而,需要如下方法:在从填充状态的包装箱91取出对象物93之前找到能不摇晃地取出对象物93的对象物93的吸附位置。
例如,如图4A~图4C以及图4G~图4I所示,对于在以倾斜角度θ倾斜的搁板95上的包装箱91内所填充的长方体的对象物93,将对象物93的四边形的上面93a的中心的位置93b作为吸附位置,在箭头的方向P上从包装箱91拉出来进行取出。于是,如图4C所示,在从包装箱91拉出对象物93来进行了取出的瞬间,对象物93会相对于吸附嘴205在左右较大地摇晃,会使对象物93从吸附嘴205掉落。此外,对象物93的侧面的中央的小圆93g表示对象物93的重心的位置。
另一方面,如图4J~图4L所示,使对象物93的吸附位置为从四边形的上面93a的中心的位置93b向上侧的上端偏移的位置93c,在该吸附位置93c进行吸附,从包装箱91拉起对象物93来进行取出。通过这样,在从包装箱91取出了对象物93之后,对象物93能够相对于吸附嘴205不会左右摇晃而稳定地进行保持。为了使对象物93不从吸附嘴205掉落,若在从包装箱91完全取出对象物93之前,能够推定对象物93相对于吸附嘴205是否会摇晃,则能够对吸附位置进行修正。
接着,对为了推定摇晃而进行了的本实验的内容进行说明。
如图5A的区间A~区间C所示,对于在具有倾斜角度θ地配置的包装箱91内处于填充状态的对象物93,在相对于倾斜的搁板95的表面垂直的方向P上拉起对象物93的高度的一半左右来部分地取出,暂时使之停止之后,再次将对象物93拉起对象物93的高度以上来进行取出。通过力觉传感器204以时间序列(时序)的方式对进行这样的动作时的施加于吸附位置的力矩进行计测(参照图5B)。以实验的方式对在从包装箱91完全取出对象物93之前能够基于这样计测到的力矩来推定在从包装箱91完全取出对象物93之后、对象物93是否会产生大的摇晃这一情况进行验证。
首先,对动作进行详细的说明。使机器人臂201进行了动作,以使得在从放置于具有θ=20度的倾斜角度的搁板95的包装箱91吸附保持对象物93时,使对象物93的中心的位置93b成为吸附嘴205的吸附位置。将此作为实验1。即,图5A的区间A是机器人臂201被进行驱动、直到吸附嘴205与在包装箱91内处于填充状态的对象物93的吸附位置接触、用吸附嘴205吸附对象物93的状态为止的区间。
接着,在区间B中,机器人臂201被进行驱动,为了将用吸附嘴205进行了吸附的对象物93在箭头方向P上拉起对象物93的高度的一半左右(例如10cm)来部分地取出而使之进行移动。
接着,在区间C中,通过机器人臂201的驱动,将用吸附嘴205进行了吸附的对象物93拉起对象物93的高度的一半左右(例如10cm)来部分地取出,并暂时停止。在该状态下,成为如下状态:对象物93未被从包装箱91完全地取出,下半部与相邻的对象物93或者包装箱91的内壁接触而被以不可摇动的方式进行支承。
然后,在接着区间C的区间D中,通过机器人臂201的驱动,从将对象物93拉起对象物93的高度的一半左右(例如10cm)来部分地取出后的状态进一步进行拉起,为了从包装箱91完全取出而进行移动。此时,在区间D中,与从包装箱91完全取出对象物93同时地,在对象物93会瞬间地施加较大的力矩,对象物93相对于吸附嘴205较大地摇晃,由吸附嘴205进行的对象物93的吸附保持会脱离,会从吸附嘴205掉落对象物93,对象物93的取出失败。
图5B用曲线图表现了从区间A到区间D、也即是吸附对象物、到掉落对象物93为止的施加于吸附位置的力矩(单位:Nm)的时序数据。在此,在区间A和区间C中,可知力矩之差几乎不变,未成为与作为第1阈值的预定值相当的差。
接着,在将对象物93的吸附位置变更为对象物93的比中心的位置93b靠倾斜方向上侧的位置93c之后,使机器人臂201进行动作,以使得通过吸附嘴205进行吸附保持。即,使机器人臂201进行了动作,以使得在从放置于具有θ=20度的倾斜角度的搁板95的包装箱91吸附保持对象物93时,使对象物93的比中心的位置93b靠倾斜方向上侧的位置93c成为吸附嘴205的吸附位置。将此作为实验2。
此时,区间D之后,在从包装箱91完全取出了对象物93时,虽然对象物93会稍微摇晃,但没有掉落。图6A是用曲线图表现了从区间A经过区间D到吸附保持对象物93成功为止的施加于吸附位置的力矩(单位:Nm)的时序数据的图。在此,用区间A、B、C表示的动作分别与由图5B的区间A、B、C表示的动作相同。在实验2的区间D的动作中,与实验1的区间D的动作不同,不会在对象物93施加较大的力矩,从包装箱91完全取出取得了成功。在此,在图6A的区间A和区间C中,可知在力矩产生了较大的差,成为与第1阈值相当的差。
该结果,根据实验1、2可知:为了推定从包装箱91取出了对象物93时的摇晃,能够利用在区间A和区间C施加于对象物93的力矩之差。
首先,在实验1中,如图5B所示,在区间A中所施加的力矩与在区间C中施加的力矩的值几乎没有差。在完全取出对象物93时即区间D中,由于较大的力矩一下子急剧地施加于了对象物93,因此,从吸附嘴205掉落了对象物93。
另一方面,在实验2中,在区间C中,已经施加了比区间A大的力矩。因此,在区间D中,相对于区间C的力矩,力矩几乎不增加。据此,通过对区间A的吸附了对象物93时所施加的力矩、和区间C的将对象物93拿起了对象物93的高度的一半左右时所施加的力矩进行比较,能够对在从包装箱91取出了对象物93时、对象物93会以何种程度摇晃进行推定。
在本次的实验中,示出了放置有对象物93的搁板95的倾斜角度θ为20度的情况下的实验结果。
进一步,在图6C中示出放置有对象物93的搁板95的倾斜角度θ为0度的情况下的实验结果。
这些实验的结果,如图7所示,若区间A和区间C的力矩值之差是根据倾斜角度θ而不同的适当力矩的范围的值,则从包装箱91取出了对象物93时,不会掉落对象物93。例如,在倾斜角度θ=0度的情况下,适当力矩的范围的值为-0.1~0.1Nm,在倾斜角度θ=20度的情况下,适当力矩的范围的值为0.2~0.4Nm。
这样,适当力矩的范围的值根据放置有对象物93的倾斜角度θ而不同。因此,如图7所示,通过实验预先取得了倾斜角度θ与适当力矩的关系的信息之后,使之预先存储于后述的操作结果数据库等存储部。并且,能够基于所存储的信息和倾斜角度θ,根据通过后述的力矩计测部105取得的力矩,推定在取出对象物93之后是否会掉落。此外,当值在区间A和区间C中变动时,作为一个例子,使用预定时间的力矩的平均值来进行算出。
在图6B和图6C中示出放置有对象物93的搁板95的倾斜角度θ为0度且吸附位置不同的情况下的实验结果。在倾斜角度θ为0度、也即是平的时候,通过吸附对象物93的中心的位置93b,能够不会摇晃对象物93地从包装箱91取出对象物93(参照图6B)。在此,在区间A所施加的力矩和在区间C所施加的力矩的值成为了与第1阈值相当的差。然而,在吸附了对象物93的从中心的位置93b偏移了的位置的情况下,在从包装箱91取出了对象物93时,对象物93会掉落(参照图6C)。在此,在区间A所施加的力矩和在区间C所施加的力矩的值产生了较大的差,成为了比第1阈值大的差。
以下,将用于能够基于这些见解来事先推定对象物93的掉落的具体构成作为实施方式来进行说明。
(实施方式1)
在图8A中示出作为本公开的一技术方案涉及的执行器装置的一个例子的机器人臂装置200的功能框图。在图8B中示出图8A的机器人臂装置的更详细的功能框图。图8B所示的机器人臂装置是如下的执行器装置:一边通过吸附嘴205对以在包装箱91内填充有多个的状态配置的对象物93中的一个进行吸附、且对象物93的侧面与其他物体接触,一边从包装箱91进行取出。
机器人臂装置200由作为执行器的一个例子的机器人臂201和机器人臂控制部201a构成。
机器人臂控制部201a至少具备作为取出量设定部的一个例子发挥功能的第1设定部112、和动作控制部100。取出量设定部对通过机器人臂201实现的从包装箱91取出对象物93的取出量进行设定。
更详细而言,机器人臂控制部201a还具备作为吸附位置设定部发挥功能的第2设定部101、和作为决定部的一个例子发挥功能的第2判定部108。进一步,根据需要,机器人臂控制部201a具备存储部113和输入部114。吸附位置设定部对吸附嘴205对对象物93的第1吸附位置、或者第1吸附位置和第2吸附位置进行设定。
机器人臂201具有吸附对象物93的一个吸附嘴205、和第1取得部的一个例子的力矩计测部105。力矩计测部105取得施加于吸附嘴205的力矩。更详细而言,力矩计测部105取得通过吸附嘴205吸附了对象物93时的施加于吸附嘴205的第1力矩与通过吸附嘴205以第1取出量从包装箱91取出对象物93时的施加于吸附嘴205的第2力矩之差来作为力矩。在此,第1取出量是到从包装箱91取出对象物93为止的量。
第2设定部101设定吸附嘴205对对象物93的吸附位置(例如第1吸附位置)。
第1设定部112设定途中取出量D1(参照图5A)和完全取出量D2(参照图5A),途中取出量D1是在吸附嘴205吸附对象物93之后通过机器人臂201从包装箱91拉起对象物93来部分地取出时的比对象物93的高度H(参照图5A)小的值、且是进行未从包装箱91完全取出对象物93的途中取出动作时的取出量,完全取出量D2是比对象物93的高度H大的值、且是进行从包装箱91完全取出了对象物93的完全取出动作的取出量。
动作控制部100进行机器人臂201的吸附和取出动作的控制。详细而言,动作控制部100基于通过力矩计测部105取得的两个力矩之差,对是否进一步继续进行取出动作进行控制。具体而言,动作控制部100基于通过第2设定部101和第1设定部112分别设定的吸附位置、途中取出量D1以及完全取出量D2,对机器人臂201进行动作控制,通过驱动部115将对象物93移动到吸附位置,在吸附位置通过吸引装置116进行吸附的同时,通过驱动部115分别进行途中取出动作和完全取出动作。作为一个例子,动作控制部100可以由第1控制部102和第2控制部103构成。
力矩计测部105取得力矩M1与力矩M2之差ΔM,力矩M1是通过吸附嘴205吸附了对象物93时的施加于吸附嘴205的力矩,力矩M2是通过吸附嘴205将对象物93取出了第1取出量D1时、即将对象物93取出到了途中时的施加于吸附嘴205的力矩。
第2判定部108基于通过力矩计测部105取得的两个力矩M1、M2之差ΔM,对机器人臂201在动作控制部100的控制下通过吸附嘴205的吸附保持对象物93来进行完全取出动作时的对象物93的摇晃进行预测,判定是否在第2控制部103的控制下进行通过机器人臂201实现的完全取出动作。
此外,由后述的第1判定部107和第2判定部108构成动作判定部110。
在所述构成之外,机器人臂装置200也可以还具备第1判定部107、吸附压计测部104、吸附位置更新部106、存储部113以及输入部114。输入部114能够根据需要,进行吸附位置的坐标等、途中取出量D1或者完全取出量D2的输入等,输入与取出动作的控制有关的参数等并使之存储于存储部113。
以下,对各构成要素进行说明。
(存储部113)
存储部113除了存储有在各设定部101、112以及各控制部102、103中使用的信息之外,也可以根据需要还存储有在各判定部107、108中使用的信息。
如图9所示,存储部113至少存储有对象物93的上面的吸附位置的坐标即x、y、z的坐标、翻滚轴(即绕x轴)、俯仰轴(即绕y轴)、偏航轴(即绕偏航z轴)的旋转角(α、β、γ)、以及对象物93的高度H。进一步,作为一个例子,存储部113存储有对象物93的上面93a的纵横(即宽度和进深)尺寸、重量、吸附压。此外,作为一个例子,与对象物93无关地,吸附位置的z坐标可以作为固定值存储于存储部113。在存储部113存储有构成作为对象物93的集合体的各商品92的上面的纵横尺寸、高度H、商品92的个数的情况下,既可以根据构成集合体的商品的个数、各商品的上面的纵横尺寸以及高度H预先运算并存储对象物93的上面93a的纵横尺寸,也可以通过第2设定部101进行运算来求出对象物93的上面93a的纵横尺寸。
存储部113既可以配置在机器人臂装置200内,也可以在能够经由通信部等进行信息通信的状态下配置在机器人臂装置200外部的服务器等。
(机器人臂201)
机器人臂装置200的机器人臂201是执行器的一个例子。机器人臂201进行从包装箱91取出对象物93的动作。作为一个例子,机器人臂201设为如下构成:具有具备6个旋转关节206的6个以上的自由度。在各旋转关节206配置有由进行正反旋转驱动的马达MT等的驱动装置构成的驱动部115,分别独立地被进行驱动。作为一个例子,在构成驱动部115的各马达MT安装有编码器EC,能够对xyz轴方向上的移动量和绕各个轴的旋转量进行检测。
与所述机器人臂201同样地,在机器人臂201的手指202安装有如图3A所示的带摄像头203的吸附嘴205。即,在吸附嘴205安装有摄像头203,通过摄像头203对包装箱91内的对象物93的上面93a的吸附位置进行检测。检测后,通过吸附嘴205在对象物93的上面93a的吸附位置进行吸附,能够通过基于吸附的保持实现从包装箱91取出对象物93的取出动作,进行分拣到其他托盘等的动作。
吸附嘴在保持对象物93时,对经由吸附嘴205产生于力觉传感器204的力、力矩M1(Mx,My,Mz)以及M2(Mx,My,Mz)进行计测。
图3G对在由图11B所示的吸附位置编号1~5确定的吸附位置通过吸附嘴吸附了对象物时、力觉传感器204所检测的、作用于各轴的力(Fx,Fy,Fz)、和绕x轴方向、绕y轴方向、绕z轴方向的力矩M1(Mx,My,Mz)进行例示。
图3H表示在由图11B所示的吸附位置编号1~5确定的吸附位置通过吸附嘴对对象物实施了拿起动作时、力觉传感器204所检测的、作用于各轴的力(Fx,Fy,Fz)、和绕x轴方向、绕y轴方向、绕z轴方向的力矩M2(Mx,My,Mz)的一个例子。
对于通过力矩计测部105的力觉传感器204取得的两个力矩M1、M2之差ΔM,通过运算部204a的M2-M1的运算来求出。
此外,也可以不具备力觉传感器204,而是用对吸附压进行计测的压力传感器进行控制。
(第2设定部101)
第2设定部101将用于通过吸附嘴205的吸附来保持对象物93的吸附位置(例如第1吸附位置)设定在对象物93的上面93a,向动作控制部100输入所设定的吸附位置的信息。吸附位置通过机器人臂201的xyz坐标中的x、y、z的坐标、翻滚轴(即绕x轴)、俯仰轴(即绕y轴)、偏航轴(即绕z轴)的旋转角(α、β、γ)来提供。作为一个例子,在图9中例示对于由“A”和“B”表示的两种对象物93各自的6处吸附位置1~6各自的x、y、z的坐标和翻滚轴(即绕x轴)、俯仰轴(即绕y轴)、偏航轴(即绕z轴)的旋转角(α、β、γ)。在图10中,包装箱91内填充并容纳有6个“A”种类的对象物93,例示对于6个对象物93各为一处的合计6处吸附位置1~6。所设定的信息被存储于存储部113。此外,将在后面进行描述,但在更新了吸附位置时,由吸附位置更新部106更新后的吸附位置的信息被输入到第2设定部101,对吸附位置的信息进行更新,第2设定部101将更新后的吸附位置(例如第2吸附位置)重新设定在对象物93的上面93a。
(第1设定部112)
第1设定部112分别设定途中取出量D1和完全取出量D2,并输入至第2控制部103。
途中取出量D1是在吸附嘴205吸附对象物93之后在第2控制部103的控制下通过机器人臂201从包装箱91拉起对象物93来部分地取出时的比对象物93的高度H小的值,并且,是进行未从包装箱91完全取出对象物93的途中取出动作时的从包装箱91的底起算的移动距离。作为一个例子,途中取出量D1可以为对象物93的高度H的一半的值,但并不限于此,只要未从包装箱91完全取出对象物93的距离,也可以是任意的值。在该途中取出时,取出对象的对象物93与比该对象物93靠下侧的包装箱91的壁或者其他对象物93的侧面抵接而多少被支承,因此,在该状态下不会摇动而掉落。
对象物93的高度H是存储于存储部113的高度H的信息。
完全取出量D2是在通过吸附嘴205吸附对象物93来进行了途中取出动作之后,在第2控制部103的控制下进一步通过机器人臂201从包装箱91拉起并取出对象物93时的从包装箱91的底起算的移动距离。该完全取出量D2是比对象物93的高度H大的值,并且,是进行实现了从包装箱91完全取出对象物93的完全取出动作时的从包装箱91的底起算的移动距离。实际上,在进行了途中取出动作之后,进一步从包装箱91将对象物93拉起完全取出量D2与途中取出量D1之差(D2-D1)即可。作为一个例子,只要是比对象物93的高度H大的值,则完全取出量D2也可以是任意的值。
(第1控制部102)
第1控制部102使机器人臂201的手指202的吸附嘴205朝向由第2设定部101设定的吸附位置进行移动,使吸附嘴205与对象物93的上面93a的吸附位置接近或者接触,进行通过吸附嘴205实现的对象物93的吸附。
具体而言,第1控制部102经由后述的第2控制部103对驱动部115进行驱动,使吸附嘴205朝向吸附位置进行移动,使吸附嘴205与对象物93的上面93a的吸附位置接近或者接触。接着,第1控制部102进行吸引装置116的驱动控制,实施吸附嘴205的吸附动作。此外,也可以为根据需要,能够将吸引装置116的吸附嘴205的吸附压变更为至少两个吸附压。在第1控制部102中,进行吸附动作控制的信息被输入到第1判定部107。
(第1判定部107)
第1判定部107基于由吸附压计测部104计测到的吸附压,对通过第1控制部102进行了吸附动作控制的结果、吸附是否成功进行判定。具体而言,若从吸附压计测部104输入到第1判定部107的吸附压相比于预定的吸附压(例如-25kPa)为负压时,则通过第1判定部107判定为吸附成功。该吸附成功判定的信息被输入到第2控制部103。在吸附压相比于预定的吸附压不为负压的情况下,通过第1判定部107判定为吸附失败。该吸附失败判定的信息被输入到第2控制部103,并且,也被输入到吸附位置更新部106。
(第2控制部103)
第2控制部103当被从第1判定部107输入吸附成功判定的信息时,为了通过第2判定部108判定是否进行完全取出动作,首先,对驱动部115进行控制,将对象物93拉起到取出途中来进行途中取出动作。该途中取出动作中,通过第2控制部103对驱动部115进行控制,在将对象物93从包装箱91取出了途中取出量D1的时刻,暂时使驱动部115停止。并且,等待来自动作判定部110即第2判定部108的判定信息。若来自第2判定部108的成功判定的信息被输入到第2控制部103,则第2控制部103对驱动部115进行控制,将对象物93拉起来进行完全取出动作,从包装箱91完全取出。完全取出动作中,通过第2控制部103对驱动部115进行控制,最终将对象物93拉起完全取出量D2,从包装箱91完全取出。
如果来自第2判定部108的失败判定的信息被输入到第2控制部103,则通过第2控制部103对驱动部115进行控制,使对象物93下降途中取出量D1来使对象物93返回到包装箱91中之后,进行途中取出动作的重做。对于途中取出动作的重做,可以例示改变吸附压来重新进行吸附、或者改变吸附位置的z轴的坐标、x轴的坐标或者y轴的坐标来重新进行吸附等的动作。在此,改变吸附压来重新进行吸附意味着通过动作控制部100实现的以下动作。在基于两个力矩M1、M2之差ΔM进行控制以使得不继续进行机器人臂201的取出动作时,中止取出动作,使对象物93返回到包装箱91内的原来的位置。然后,将吸附位置的吸附压从第1吸附压变更为第2吸附压。然后,在对机器人臂201进行动作控制来在吸附位置吸附对象物93的同时再次进行取出动作,通过力矩计测部105再次取得两个力矩M1、M2之差ΔM,对是否继续进行机器人臂201的取出动作进行控制。
另一方面,第2控制部103当被从第1判定部107输入吸附失败判定的信息时,在为了使对象物93返回到包装箱91内的原来位置而对驱动部115进行了驱动之后,不进行驱动部115的驱动,进行待机直到被从第1判定部107输入吸附成功判定的信息。
(吸附压计测部104)
吸附压计测部104在第1控制部102的吸附动作控制时,测定吸附嘴205对对象物93的上面93a的吸附压,向第1判定部107输入测定值。
(力矩计测部105)
力矩计测部105具体地由力觉传感器204构成,用力觉传感器204对通过第2控制部103吸附对象物时和途中取出动作时各自的在机器人臂201的手指202所施加的绕y轴的力矩My进行计测,通过运算部204a运算并求出了两个计测值之差ΔM后,将其输入到第2判定部108。该两个计测值之差ΔM是在动作控制部100的取出动作的控制中所使用的数据。
具体而言,力觉传感器204对机器人臂201的手指202的绕y轴的力矩My的值进行计测。在图5B中示出以时序数据将所计测的力矩My的值表示于曲线图的一个例子。力觉传感器204为了计测更准确的值,能够取得从进行了吸附时、和完成了途中取出动作时起分别经过预定时间(例如1秒)后的力矩My的值的时序数据来作为计测值。或者,力觉传感器204也可以取得从在吸附后手指202移动途中取出量D1而完成了途中取出动作时起的预定时间(例如3秒)的期间的力矩My的值的平均值来作为途中取出动作时的计测值。
另外,为了迅速地完成计测,力觉传感器204也可以取得途中取出动作完成时的力矩My的值来作为计测值。由力觉传感器204取得的计测值被输入到第2判定部108。
(第2判定部108)
第2判定部108基于第1控制部102控制下的吸附动作时和第2控制部103控制下的途中取出动作时的各自的通过力觉传感器204计测到的y轴方向的力矩My的计测值之差ΔM,推定从包装箱91完全取出了对象物93时的对象物93的摇晃大小,判定能否执行完全取出动作。
具体而言,通过第2判定部108如以下那样对在所述第1控制部102的控制下通过吸附嘴205吸附了对象物93时的绕y轴的力矩My的值与通过所述第2控制部对对象物93进行了途中取出动作时的绕y轴的力矩My的值之差ΔM进行判定。即,通过第2判定部108,在判定对象的差ΔM处于作为第1阈值的一个例子的图7的适当力矩值的范围内时、例如差ΔM为第1阈值以上时,通过第2判定部108判定为对对象物93进行了完全取出动作时的摇晃小到完全取出不会失败的程度。由此,在该情况下,通过第2判定部108判定为能够执行完全取出动作。在不是那样的情况下,通过第2判定部108判定为不能执行完全取出动作。例如,若差ΔM小于第1阈值,通过第2判定部108判定为中止取出动作的继续。第2判定部108的判定结果的信息被输入至第2控制部103和吸附位置更新部106。
在通过第2判定部108判定为了能够执行完全取出动作时,在第2控制部103的控制下执行完全取出动作。另一方面,在通过第2判定部108判定为了不能执行完全取出动作时,通过吸附位置更新部106对吸附位置进行更新。
(吸附位置更新部106)
吸附位置更新部106在通过第1判定部107判定为了吸附失败时,变更对于对象物93的吸附位置,更新存储部113的存储信息,并且,将变更后的吸附位置的信息输入到第2设定部101,通过第2设定部101重新设定为变更后的吸附位置。另外,吸附位置更新部106在通过第2判定部108判定为了摇晃大、不能够取出时,变更对于对象物93的吸附位置,更新吸附位置。此时,也将变更后的吸附位置的信息输入到第2设定部101,通过第2设定部101重新设定为变更后的吸附位置。这些时候,各个被变更的值为x的坐标值以及y的坐标值、或者z的坐标值,俯仰轴、翻滚轴以及偏航轴的旋转角不进行变更。
具体而言,在通过第1判定部107判定为了吸附失败时,首先,通过吸附位置更新部106向z轴方向的负的方向变更吸附位置,向第2设定部101输入变更后的吸附位置的信息,通过第2设定部101重新设定为变更后的吸附位置。作为一个例子,将图11A的吸附位置变更为图11B和图11D的第1吸附位置。该第1吸附位置与图11A的吸附位置相比,在z轴方向上变更为从坐标Z1向负的方向移动距离α1后的坐标Z2。这样,通过吸附位置更新部106在z轴方向上变更吸附位置,通过第2设定部101重新进行了设定之后,在第1控制部102的控制下进行吸附动作,再次通过第1判定部107对吸附进行判定。此外,在即使那样吸附也失败了的情况下,通过吸附位置更新部106使吸附位置在x轴方向或者y轴方向上进行变更。作为一个例子,将图11B的第1吸附位置变更为图11B和图11C的第3吸附位置。该第3吸附位置与图11B的第1吸附位置相比,在x轴方向上变更为从坐标X1向负的方向移动距离α2后的坐标X3。这样,在通过吸附位置更新部106在x轴方向上对吸附位置进行了变更之后,在第1控制部102的控制下进行吸附动作,再次通过第1判定部107对吸附进行判定。吸附位置的变更的方式是一个例子,能够根据对象物93,通过吸附位置更新部106预先决定在x轴方向、y轴方向或者z轴方向上变更吸附位置的顺序。
另外,在通过第2判定部108判定为了因对象物93的摇晃大而不能执行完全取出动作时、且处于第1阈值的范围外,因此,如图12A所示,在x轴的正的方向上,从坐标X1的吸附位置较大地移动到坐标X4的吸附位置1-1。这样,在通过吸附位置更新部106向x轴的正的方向变更了吸附位置之后,在第2控制部103的控制下进行途中取出动作,通过力觉传感器204计测了力矩My之后,再次通过第2判定部108判定对象物93的摇晃是否大。此外,在即使那样也通过第2判定部108判定为了因对象物93的摇晃大而不能执行完全取出动作时,在变更后从第1阈值的范围脱离时摇晃更小的情况下,变更为靠近变更后的吸附位置的位置2-1,在不是那样的情况下,变更为靠近原来的吸附位置1-0的位置2-2。在此,对于是否从第1阈值的范围脱离时摇晃更小,可以将第2判定部108的结果存储于存储部113,下一次通过第2判定部进行参照来进行判定。
(对象物取出动作)
如图13A所示,对象物取出动作至少具备步骤S501的吸附动作、步骤S503的途中取出动作、步骤S507的第2判定动作以及步骤S508的完全取出动作。进一步,对象物取出动作也可以具备步骤S506的吸附位置变更动作。
该对象物取出方法是如下的对象物取出方法:使用机器人臂装置200,一边通过吸附嘴205对以在包装箱91内填充有多个的状态配置的对象物93中的一个进行吸附,并且,对象物93的侧面与其他物体接触,一边从包装箱91进行取出。
首先,在步骤S501的吸附动作中,通过机器人臂201具有的吸附嘴205对通过第2设定部101设定的对象物93的吸附位置进行吸附。
接着,在步骤S503中进行如在吸附的同时通过机器人臂201将对象物93从包装箱91取出比对象物93的高度H小的值即途中取出量D1那样的、不从包装箱91完成取出对象物93的途中取出动作。
接着,在步骤S507的第1判定动作中,基于通过吸附嘴205吸附了对象物93时的施加于吸附嘴205的力矩M1与通过吸附嘴205将对象物93取出到了途中时的施加于吸附嘴205的力矩M2之差ΔM,通过第1判定部107对机器人臂201通过吸附嘴205的吸附来保持对象物93而进行以比对象物93的高度H大的值从包装箱91完全取出了对象物93的完全取出动作时的对象物93的摇晃进行预测判定,通过第2判定部108对是否在第2控制部103的控制下进行机器人臂201的完全取出动作进行判定。
当通过第2判定部108判定为了进行完全取出动作时,在步骤S508的完全取出动作中,基于完全取出量D2,对机器人臂201进行动作控制,在吸附位置吸附对象物93的同时进行完全取出动作。
在通过第2判定部108判定为了不进行完全取出动作时,在步骤S506的吸附位置变更动作中,在中止途中取出动作而使对象物93返回到包装箱91内的原来的位置之后,进行吸附位置的变更。
以上是对象物取出方法的基本动作。
更具体而言,在图13B中示出机器人臂装置200的对象物取出动作的具体例的流程图。该对象物取出动作具备步骤S501的吸附动作、步骤S502的第1力矩M1的计测动作、步骤S503的途中取出动作、步骤S504的第2力矩M2的计测动作、步骤S505的第1判定动作、步骤S506的吸附位置变更动作、步骤S507的第2判定动作以及步骤S508的完全取出动作。
(步骤S501)
在步骤S501中,首先,第2设定部101对用于通过吸附来保持对象物93的、对象物93的上面93a的吸附位置进行设定。吸附位置通过x、y、以及z的坐标和俯仰轴、翻滚轴以及偏航轴的旋转角来提供。
在对象物93的上面93a,能够设定为吸附位置的范围是事先设定的,设定落在该范围内的值。至此为止是吸附动作的准备动作。
在吸附位置设定后,为了准备吸附动作,第1控制部102对驱动部115进行驱动,使机器人臂201的前端的手指202的吸附嘴205的前端向通过第2设定部101设定的吸附位置进行移动。
在移动到吸附位置之后,使机器人臂201的手指202进行移动,通过第1控制部102对吸引装置116进行驱动控制,对对象物93进行通过吸附嘴205的吸附实现的保持。
更具体而言,在步骤S501中,如图14所示,进行以下的动作。
首先,在步骤S5011中,通过第2设定部101设定吸附位置。
接着,在步骤S5012中,第1控制部102经由第2控制部103对驱动部115进行驱动,使吸附嘴205移动到通过步骤S5011设定的吸附位置。
接着,在步骤S5013中,第1控制部102对吸引装置116进行驱动控制,在吸附位置进行吸附嘴205对对象物93的吸附动作。
接着,在步骤S5014中,通过吸附压计测部104对吸附动作时的吸附压进行测定,向第1判定部107输入测定值。
接着,在步骤S5015中,通过第1判定部107对吸附压相比于预定的吸附压是否为负压进行判定。若通过第1判定部107判定为吸附压相比于预定的吸附压为负压,则进入步骤S502,通过力矩计测部105对吸附保持时的力矩M1进行测定。
在步骤S5015中,若通过第1判定部107判定为吸附压相比于预定的吸附压不是负压,则进入步骤S506,在中止途中取出动作而使对象物93返回到包装箱91内的原来的位置之后,进行吸附位置的变更。
以上是步骤S501的详细动作。
(步骤S502)
接着,力矩计测部105通过力觉传感器204对在步骤S501中对象物93通过吸附进行了保持时的施加于机器人臂201的吸附嘴205的绕y轴的力矩My进行计测,取得计测值来作为第1力矩M1,与来自内置的定时器的时间信息一起存储于存储部113。
对于是否为在步骤S501中对象物93通过吸附进行了保持时,能够根据由吸附压计测部104计测到的施加于吸附嘴205的压力的变化来进行检测。例如,在由吸附压计测部104计测到的压力为负压的情况下,认为是吸附保持了对象物93时,能够取得那时的时间和力觉传感器204的力矩的大小来作为第1力矩M1。或者,在步骤S501中对象物93通过吸附进行了保持时也可以设为进行了第1控制部102的吸附动作控制时。
(步骤S503)
接着,在第2控制部103的控制下,对驱动部115进行驱动,将在步骤S501中通过吸附嘴205进行了吸附的对象物93从包装箱91拉起到作为对象物93的高度H的一半左右的高度的途中取出量D1,进行途中取出动作。第2控制部103进行控制以使得在具有吸附嘴205的手指202从吸附了对象物93的位置在z方向上移动了途中取出量D1之后,暂时停止驱动部115的驱动。
(步骤S504)
接着,力矩计测部105通过力觉传感器204对通过第2控制部103而对象物93被拉起作为对象物93的高度H的一半的高度的途中取出量D1来被部分地取出时的在机器人臂201的吸附嘴205所施加的绕y轴的力矩My进行计测,取得计测值来作为第2力矩M2,与来自内置的定时器的时间信息一起存储于存储部113。
对于对象物93是否被拉起到了对象物93的高度H的一半的高度,能够根据在第2控制部103的控制下通过驱动部115而手指202移动了途中取出量D1来进行检测。
(步骤S505)
接着,第1判定部107进行第1判定动作。即,第1判定部107根据由吸附压计测部104计测到的施加于吸附嘴205的压力,对吸附是否成功进行判定。换言之,第1判定部107对是否不是通过吸附嘴205将对象物93从包装箱91完全取出、而是取出到途中、途中取出动作成功进行判定。在由吸附压计测部104计测到的压力为负压的情况下,通过第1判定部107判定为途中取出动作成功。在通过第1判定部107判定为了途中取出动作成功的情况下,进入步骤S507。在通过第1判定部107判定为了不是那样的情况下,进入步骤S506。
图15表示该步骤S505的详细动作。
首先,在步骤S5051中,通过吸附压计测部104对吸附嘴205中的吸附压进行计测。
接着,在步骤S5052中,通过第1判定部107对由吸附压计测部104计测到的压力是否为负压进行判定。
在通过第1判定部107判定为了由吸附压计测部104计测到的压力为负压的情况下,进入步骤S507。
在通过第1判定部107判定为了由吸附压计测部104计测到的压力不为负压的情况下,进入步骤S506。
(步骤S507)
接着,第2判定部108在途中取出动作已成功这一第1判定动作的判定结果之后,进行第2判定动作。在图16中示出第2判定动作的步骤S507的详细动作。
即,首先,第2判定部108在图16的步骤S5071中取得通过步骤S502计测到的吸附保持时的绕y轴的力矩M1。
接着,第2判定部108在步骤S5072中取得通过步骤S504计测到的途中取出动作时的绕y轴的力矩M2。
接着,第2判定部108在步骤S5073中基于吸附保持时的绕y轴的力矩M1与途中取出动作时的绕y轴的力矩M2之差ΔM(=M2-M1),对完全取出时的对象物93相对于吸附嘴205的摇晃进行推定。吸附保持时的绕y轴的力矩M1可以采用从吸附保持时起经过预定时间(例如1秒)后的值来作为计测值。或者,吸附保持时的绕y轴的力矩M1可以采用从吸附保持时起的预定时间内(例如3秒期间)的值的平均值、最大值或者最小值来作为计测值。此外,在本实施方式中,吸附保持时的绕y轴的力矩M1采用了从吸附保持时起的预定时间内(例如3秒期间)的值的平均值来作为计测值。途中取出动作时的绕y轴的力矩M2可以采用从吸附保持时起经过预定时间(例如1秒)后的值来作为计测值。或者,途中取出动作时的绕y轴的力矩M2可以采用从吸附保持时起的预定时间内(例如3秒期间)的值的平均值、最大值或者最小值来作为计测值。此外,在本实施方式中,途中取出动作时的绕y轴的力矩M2采用了从吸附保持时起的预定时间内(例如3秒期间)的值的平均值来作为计测值。通过步骤S502计测到的绕y轴的力矩M1与通过步骤S504计测到的绕y轴的力矩M2之差ΔM既可以通过力矩计测部105来求出,或者也可以由第2判定部108通过运算来求出。
摇晃的推定通过由第2判定部108判定差ΔM是否处于预定的值的范围内来进行。
在第2判定部108中,在力矩之差ΔM为作为第1阈值的一个例子的图7的适当力矩值的范围内时,通过第2判定部108判定为对对象物93进行了完全取出动作是的摇晃小到完全取出不会失败的程度。由此,在该情况下,通过第2判定部108判定为能够执行完全取出动作。在不是那样的情况下,通过第2判定部108判定为摇晃较大、不能执行完全取出动作,进入步骤S506。
在第2判定部108判定为了能够执行完全取出动作的情况下,进入步骤S508。
(步骤S506)
在步骤S506中,在第1控制部102的控制下中止途中取出动作而使对象物93返回到包装箱91内的原来的位置之后,吸附位置更新部106进行通过第2设定部101设定的吸附嘴205对于对象物93的吸附位置的变更。例示了在吸附位置的变更后返回到步骤S501的情况,但并不限于此,也可以为在图13B中由单点划线所示那样,返回到步骤S504与步骤S505之间。
步骤S506的吸附位置更新动作被分为通过第1判定部107判定为了吸附动作失败时的吸附位置更新动作、和通过第2判定部108判定为了不能实施完全取出动作时的吸附位置更新动作这两种。
首先,具体而言,通过第1判定部107判定为了吸附动作失败时的吸附位置更新动作如图17所示那样进行。即,在通过第1判定部107判定为了吸附动作失败时,首先,在第1控制部102的控制下中止途中取出动作而使对象物93返回到包装箱91内的原来的位置之后,在步骤S5061a中,向z轴方向的负的方向变更吸附位置。例如,将图11A的吸附位置变更为图11B和图11D的第1吸附位置。
接着,在步骤S5061b中,在第1控制部102的控制下进行吸附动作。
接着,在步骤S5061c中,基于通过吸附压计测部104计测到的施加于吸附嘴205的吸附压,通过第1判定部107判定吸附动作是否成功。即,若吸附压相比于预定的吸附压(例如-25kPa)为负压,则通过第1判定部107判定为吸附动作成功,进入步骤S5061d,开始途中取出动作。然后,也可以依次进行步骤S502和步骤S503、或者返回到步骤S505。
另一方面,若吸附压相比于预定的吸附压(例如-25kPa)不为负压,则通过第1判定部107判定为吸附动作失败,进入步骤S5062a。
在这些步骤S5061a~步骤S5061c中,由于即使向z轴方向的负的方向变更吸附位置,吸附动作也失败,因此,在步骤S5062a以后,例如在x轴方向上变更吸附位置。
具体而言,在步骤S5062a中,向x轴方向的负的方向变更吸附位置。例如,将图11B的第1吸附位置变更为图11B和图11C的第3吸附位置。
接着,在步骤S5062b中,在第1控制部102的控制下进行吸附动作。
接着,在步骤S5062c中,基于由吸附压计测部104计测到的施加于吸附嘴205的吸附压,通过第1判定部107判定吸附动作是否成功。即,若吸附压相比于预定的吸附压(例如-25kPa)为负压,则通过第1判定部107判定为吸附动作成功,进入步骤S5062d,开始途中取出动作。然后,也可以依次进行步骤S502和步骤S503、或者返回到步骤S505。
另一方面,若吸附压相比于预定的吸附压(例如-25kPa)不为负压,则通过第1判定部107判定为吸附动作失败,进入步骤S5063a。
在这些步骤S5062a~步骤S5062c中,由于即使向x轴方向的负的方向变更吸附位置,吸附动作也失败,因此,在步骤S5063a以后,例如在y轴方向上变更吸附位置。
具体而言,在步骤S5063a中,向y轴方向的正的方向变更吸附位置。
接着,在步骤S5063b中,在第1控制部102的控制下进行吸附动作。
接着,在步骤S5063c中,基于由吸附压计测部104计测到的施加于吸附嘴205的吸附压,通过第1判定部107判定吸附动作是否成功。即,在吸附压相比于预定的吸附压(例如-25kPa)为负压,则通过第1判定部107判定为吸附动作成功,进入步骤S5063d,开始途中取出动作。然后,也可以依次进行步骤S502和步骤S503、或者返回到步骤S505。
另一方面,若吸附压相比于预定的吸附压(例如-25kPa)不为负压,则通过第1判定部107判定为吸附动作失败,进入步骤S5063e。
在这些步骤S5063a~步骤S5063c中,由于即使向y轴方向的正的方向变更吸附位置,吸附动作也失败,因此,在步骤S5063e中,向用户进行失败通知。失败通知的方式未具体地图示,但可以例示警告灯点亮或者闪烁、产生警报音、或者显示装置显示警告等。
作为一个例子,通过第2判定部108判定为了不能实施完全取出动作时的吸附位置更新动作如以下那样进行。
在通过第2判定部108判定为了不能进行完全取出动作的情况下成为第1阈值的范围外时,使图12A的原本的吸附位置(X1,Y1,Z1)如图12B和图12C所示那样向x轴的正的方向较大地移动到例如远离了距离α后的位置1-1。位置1-1是能够通过吸附嘴205进行吸附的x轴的正的方向上的最大值的位置。
在即使将吸附位置变更为位置1-1、也通过第2判定部108判定为了不能实施完全取出动作的情况下,进一步进行变更。例如,在向吸附位置1-1变更之后,向第1阈值的范围外脱离时摇晃更小的情况下,变更为靠近吸附位置变更后的吸附位置1-1的位置2-1。
在即使将吸附位置变更为位置2-1、也通过第2判定部108判定为了不能实施完全取出动作的情况下,变更为进一步靠近原本的吸附位置(X1,Y1,Z1)的位置2-2。
在即使将吸附位置变更为位置2-2、也通过第2判定部108判定为了不能实施完全取出动作的情况下,向x轴的负的方向变更为能够通过吸附嘴205进行吸附的x轴的负的方向上的最大值的位置1-2。
这是x轴的吸附位置的变更的方式的一个例子,但也可以应用于z轴的吸附位置的变更的方式或者y轴的吸附位置的变更的方式,另外,各轴的吸附位置的变更的方式并不限定于此。
(步骤S508)
在步骤S508中,在第2控制部103的控制下,对驱动部115进行驱动,将在步骤S501中通过吸附嘴205进行了吸附的对象物93从包装箱91拉起到比对象物93的高度H大的完全取出量D2,进行完全取出动作。由此,能够为了分拣动作而将通过吸附嘴205进行了吸附的对象物93搬送到其他托盘等。
如上所述,根据本实施方式,在不从包装箱91完全取出对象物93的途中取出动作中暂时停止,通过力矩计测部105对力矩M1、M2进行计测,基于所计测到的力矩之差ΔM,通过第2判定部108对进行了完全取出动作时的摇晃的大小进行推定,在推定为摇晃足够小的情况下进行完全取出动作。因此,能够防止在进行完全取出动作时对象物93的摇晃过大而掉落对象物93。
<变形例1>
此外,本公开并不限定于所述实施方式,能够通过其他各种技术方案来实施。
<根据在机器人臂201的手指所施加的z轴方向上的力的值,进行取出动作的判定>
本变形例1与前述实施方式不同,是通过第2判定部108基于在机器人臂201的手指202所施加的z轴方向上的力的值来判定通过吸附对对象物93进行途中取出动作时的成功与否。在图18中示出作为变形例1涉及的执行器装置的一个例子的机器人臂装置的功能框图。
与之前的实施方式涉及的图8B的构成的不同点在于:如图19所示,在力觉传感器204的位置追加配置有对手指202的力进行计测的力计测部109。作为力计测部109,可以例示作为对力和力矩进行测定的装置的力觉传感器。力觉传感器的计测值的例子示于图3G。
本变形例1中的取出动作与前述实施方式相比,对完全取出动作是否成功进行判定的动作步骤S505不同。
在图20中详细地示出本变形例1中的步骤S505的处理。在此,步骤S505由步骤S5056、步骤S5057以及步骤S5058构成。
首先,在图20的步骤S5056中,通过力计测部109对手指202的z轴方向上的力进行计测。
接着,在步骤S5057中,第2判定部108从力计测部109取得z轴方向上的力。
接着,在步骤S5058中,基于通过步骤S5057从力计测部109取得的力的计测值,第2判定部108对途中取出动作是否成功进行判定。具体而言,若由力计测部109计测到的力的值为存储于存储部113的对象物93的重量的一半以上,则通过第2判定部108判定为途中取出动作成功。具体而言,若在步骤S5058为“是”,则在步骤S507中使用力矩之差ΔM。若在步骤S5058中为“否”,则进入步骤S506。
在由力计测部109计测到的力的值为存储于存储部113的对象物93的重量的一半以上、通过第2判定部108判定为了途中取出动作成功的情况下,进入步骤S507。在不是那样、即通过第2判定部108判定为了由力计测部109计测到的力的值不是存储于存储部113的对象物93的重量的一半以上的情况下,进入步骤S506。
根据该方式,根据由力觉传感器204得到的力的信息,对是否通过吸附保持了对象物93进行判定。由此,能够对在途中取出动作的阶段是否通过吸附保持了对象物93进行判断,在无法保持的情况下,能够不进行基于力矩的判定而进入吸附位置的变更。
<变形例2>
本实施方式的机器人臂装置200是如下装置:在仓库环境中设置机器人臂201,在仓库环境中,在对象物93的预定吸附位置,对通过机器人臂201将对象物93从包装箱91取出了预定量时的力矩进行计测,由此预测对象物93的摇晃。
基于图21对这样的机器人臂装置200分别配置在仓库A~C的多个仓库环境304A~304C、进行相同种类且相同形状以及大小的取出对象的对象物93的取出动作的情况下的对象物取出系统300进行说明。
在这样的对象物取出系统300中,各机器人臂装置200与之前的实施方式同样地具有机器人臂控制部201a和机器人臂201。
机器人臂控制部201a还具有输入输出部302。输入输出部302与存储部113、第2设定部101以及第1设定部112连接,能够输入输出数据等。各机器人臂控制部201a的输入输出部302与网络303连接。在网络303经由数据共享服务器305连接有操作对象物数据库306和操作结果数据库307。进一步,在网络303也连接有配置于仓库实验环境301的机器人臂装置200的机器人臂控制部201a的输入输出部302,能够将通过仓库实验环境301中的机器人臂控制部201a取得的数据经由输入输出部302、网络303以及数据共享服务器305存储于操作对象物数据库306。
在操作对象物数据库306中例如至少存储有对象物93的上面的吸附位置的坐标即x、y、z的坐标、翻滚轴(即绕x轴)、俯仰轴(即绕y轴)、偏航轴(即绕偏航z轴)的旋转角(α、β、γ)以及对象物93的高度H。进一步,作为一个例子,存储部113存储有对象物93的上面93a的纵横(即宽度和进深)尺寸、重量以及吸附压。进一步,如图23所示,在操作对象物数据库306中存储有对象物93的高度H、取出量D1、D2、所设置的搁板95的角度θ以及用于抑制对象物93的摇晃的适当力矩。
例如取出动作时(取出成功时和失败时)的吸附位置和所计测到的力矩等与取出是否成功的信息一起存储于操作结果数据库307。由此,若使用取出成功的信息,则能够防止取出失败。
数据共享服务器305是对能够在多个机器人臂装置200共享的数据进行共享的服务器,能够构建高效的对象物取出系统300。具体而言,在仓库环境304A~304C中,当分别将取出对象的对象物93的高度H、取出量D1、D2、所设置的搁板95的角度θ等存储于机器人臂控制部201a的存储部113时,能够经由输入输出部302和网络303输入到数据共享服务器305,存储于操作对象物数据库306来进行共享。
另外,能够使用在预定的仓库实验环境301中计测到的力矩,将用于抑制对象物93的摇晃的吸附位置存储于操作对象物数据库306。由此,也能够使用已经存储于操作对象物数据库306的数据,实现其他仓库中的取出动作的控制。特别是,在难以在现状是正在运作的仓库环境中进行实验的情况下,能够使用相似的仓库实验环境301,通过与适当的吸附位置有关的实验将数据存储于操作对象物数据库306。
以下,对这样构成的对象物取出系统300的动作例进行说明。
例如,在仓库实验环境301中,如图22所示,与仓库环境304A~304C同样地,在正在运作的仓库环境304A~304C中作为对象的对象物93被载置于搁板95,能够在该仓库实验环境301中实施取出动作的实验。在图22中,为了设为作业者在日常上容易取出的环境,越是设置在下面的对象物93,搁板95的设置角度θ越小。
进一步,作为在图21中成为操作对象的对象物93的操作对象物数据库306的例子,如图23所示,储存有与对象物93的ID、对象物93的高度H、到途中为止的取出量D1、完全取出量D2、设置有对象物93的搁板95的设置角度θ、以及用于根据对象物93和所设置的搁板95的角度θ来将摇晃抑制为预定量的适当力矩有关的数据。
在这样的对象物取出系统300中,在正在运作的仓库环境304A~304C中分别控制机器人臂201来使其动作之前,通过在仓库实验环境301中使机器人臂201进行工作,从而相对于吸附点的位置从对象物93的中心的位置的偏移量(图24),通过力觉传感器204对拿起了预定量时的力矩进行计测。在图25示出该计测结果的数据。该计测结果的数据经由仓库实验环境301的机器人臂控制部201a的输入输出部302和数据共享服务器305而存储于操作结果数据库307。
在图25的数据中示出在搁板95的设置角度θ=0度的状态下取出了对象物ID为001的对象物93时,力矩差(ΔM)为0.08。通过将这样过去取出的历史记录存储于如图25所示那样与数据共享服务器305连接的操作结果数据库307,能够在其他仓库中同样的商品配置于相同的倾斜角度的搁板95时,不进行实验,用操作结果数据库307检索并找出摇晃少的吸附位置。
此外,在本变形例2中,对共享仓库实验环境301的取得实验中的数据的构造进行了说明,但例如也可以使用通过共享服务器305共享正在运作的仓库环境304A~304C中的数据的构造。
由此,例如即使为在仓库环境304C中第一次设置的商品,若能够通过前述的检索来找出并取得其他仓库环境304A中的实际的数据,则能够使用该数据来设定摇晃少的吸附点。
此外,也可以为代替各机器人臂装置200的机器人臂控制部201a具备第2设定部101和第1设定部112,而在服务器侧具备一个一个的设定部,在多个机器人臂装置200中进行共享。在图26中示出那样的对象物取出系统300A的例子。
在图26中,与第2设定部101对应的第2设定部1101和与第1设定部112对应的第1设定部1112连接于数据共享服务器305,通过第2设定部1101和第1设定部1112分别设定的数据经由数据共享服务器305而存储于操作对象物数据库306以及/或者操作结果数据库307。不需要在各机器人臂控制部201a具备第2设定部101和第1设定部112,那以外的构成与之前的实施方式相同。即,对象物取出系统300A具备具有动作控制部100等的机器人臂控制部201a、和具有力矩计测部105等的机器人臂201。
这样构成的对象物取出系统300A可以设为如下构成:按各仓库环境而在各机器人臂装置200具备与个别的控制或者应该计测的信息有关的动作控制部100和力矩计测部105,能够信息共享的控制对象的信息、例如与对象物93有关的信息、与通过各控制设备等取得的传感器的值有关的信息等保持在服务器侧,能够进行共享。
<变形例3>
在至此为止的实施方式以及变形例中,将包装箱91作为载置台90的例子来进行说明,但本公开并不限于此。
作为本公开,作为载置台90的其他例子,也可以不是箱,而是设为由平板等构成的载置板89。对于该载置板89,作为一个例子,如图27A所示,在矩形的载置板89的一端固定有对象物93的至少一个侧面的下部能够接触的围栏89a,在通过吸附拿起了对象物93时,围栏89a与对象物93的侧面的下部接触,抑制对象物93的摇动。此时,围栏89a作为通过相邻的其他物体实现的支撑发挥功能。能够在对象物93的底面从载置板89上浮了一点儿时进行所述的摇晃判定。
在从上面以俯视的方式观察时,围栏89a不限于如图27B所示那样配置在进行取出的对象物93的侧面的整个面,也可以是如图27C所示那样配置在进行取出的对象物93的侧面的一部分来进行支承的围栏。
另外,如图27D所示,也可以设为使带围栏89a的载置板89如搁板95那样倾斜倾斜角度θ。另外,如图27E和图27F所示,在载置板89载置多个对象物93时,若从靠近围栏89a一侧的对象物93起依次进行取出,则通过倾斜角度,相对于进行了取出的对象物93,在与围栏89a相反一侧相邻的对象物93会打滑而滑动到围栏89a,使得人容易进行取出作业。
另外,作为载置台90的其他例子,如图27G所示,代替没有围栏89a,要拿起的对象物93的至少一个侧面93j能够与其他对象物93的侧面93h接触,在通过吸附拿起了对象物93时,其他对象物93的侧面93h与对象物93的侧面93j的下部接触,抑制对象物93的摇动。此时,其他对象物93的侧面93h能够作为相邻的其他物体的支撑发挥功能。另外,在从上面以俯视的方式观察时,其他对象物93的侧面93h不限于如图27H所示那样配置在进行取出的对象物93的侧面93j的整个面,也可以是如图27I所示,其他对象物93的位置沿着与要取出的对象物93的位置的对向面错开,与要取出的对象物93的侧面93j的一部分接触来进行支承。
另外,作为载置台90的又一其他例子,如图27J和图27K所示,代替没有围栏89a,对象物93的至少一个侧面能够与棒状的支承部件88接触,在通过吸附拿起了对象物93时,棒状的支承部件88与对象物93的侧面接触,抑制对象物93的摇动。此时,棒状的支承部件88能够作为相邻的其他物体的支撑发挥功能。棒状的支承部件88从与对象物93的至少一个侧面正交的方向进行接触,能够对该侧面进行支承。作为一个例子,棒状的支承部件88固定于载置板89,以使得能够从载置板89以与围栏89a的高度相同程度的高度对侧面进行支承。
这样,不仅是在包装箱填充有对象物93的情况下,即使是在倚靠于围栏89a时、与其他对象物93接触时、或者由棒状的支承部件88按压时,也能够如后述的那样来实现同样的摇晃防止功能。
另外,作为对象物93的其他例子,不限于长方体形状的对象物,如图28A~图28F所示,也可以是圆柱状的对象物。
另外,作为对象物93的又一其他例子,如图29A所示,也可以是大量的扁平的长方体的商品被捆包为一个而成为集合体、作为整体接近立方体形状的物体。
另外,作为对象物93的又一其他例子,如图29B所示,也可以是大量圆柱形状的商品被捆包为一个而成为了集合体的物体。另外,如图29C所示,也可以作为大量的圆柱形状的商品的例子的罐装啤酒或者罐装果汁的包装那样为一部分从柔软物94的包装用包装材料露出。
另外,作为对象物93的又一其他例子,如图29D所示,也可以是球状的对象物。
作为对象物93的其他例子,如图29E所示,也可以是多个球体被捆包为一个集合体的物体。
此外,除了图29C,在图29A~图29E中,柔软物94为透明且包裹对象物93的整体,因此,省略图示。
图30A~图30C是作为放置有对象物的状况的例子的、通过吸附嘴205吸附并拿起分别载置于图27A的带围栏的载置板89、图27G的载置板89、图27J的带支承部件88的载置板89的对象物93时的摇晃的一个例子的说明图。
首先,如图30A~图30C各自的(a)所示,用吸附嘴205对不同于经过对象物93的重心位置93g的上下方向与上面的交差的位置(即重心对应位置)的位置(例如在图的例子中为从重心对应位置向左侧偏移了的位置)进行吸附。并且,通过机器人臂201使对象物93在相对于载置板89的载置面垂直的方向上与围栏89a、其他对象物93或者支承部件88接触的同时将其拿起。
接着,如图30A~图30C各自的(b)所示,在对象物93的拿起的高度比围栏89a、其他对象物93或者支承部件88低时,被拿起的对象物93在图30A~图30B中要绕逆时针方向旋转或者在图30C中要绕顺时针方向旋转,但被周围的环境、换言之作为与对象物93相邻的其他物体的例子的围栏89a、其他对象物93或者支承部件88所支撑,对象物93的姿势不产生变化。
接着,如图30A~图30C各自的(c)所示,当对象物93被拿起为比围栏89a、其他对象物93或者支承部件88高时,围栏89a、其他对象物93或者支承部件88的支承消失,对象物93的姿势发生变化以使得对象物93的重心位置93g成为吸附位置的铅垂下方,对象物93产生摇晃,。
由此,在这些变形例中,吸附嘴205也需要在适当的吸附位置吸附对象物93,但与之前的实施方式同样地,为了不使对象物93从吸附嘴205掉落,在从载置台90完全取出对象物93之前,若能够推定对象物93相对于吸附嘴205是否会摇晃,则能够对吸附位置进行修正。
于是,与之前的实施方式同样地,进行了用于对摇晃进行推定的实验。
在图31中示出作为放置有对象物的状况的例子的、从倾斜角度20度的带围栏的载置板89取出载置于带围栏的载置板89的对象物93时的取出动作的一个例子的说明图。在此,代表性地图示了图30A、图30B以及图30C的放置有三个对象物93的状况的例子中的图30A的例子。图31的上侧的曲线图是表示从区间A经由区间D直到使对象物93掉落为止的、施加于吸附位置的力矩的时序数据的曲线图,在图30B的例子和图30C的例子中,也分别为大致同样的曲线图。图31的下侧的图是从区间A到区间D的动作的说明图。
如图31的区间A~区间C所示,对于载置于具有倾斜角度θ地配置的载置板89的对象物93,在相对于倾斜的载置板89的表面垂直的方向P上拉起到比围栏89a、相邻对象物93的侧面93h或者支承部件88(以下在该图31的说明中称为“围栏等”。)的高度低的高度,暂时使之停止。然后,再次将对象物93拉起为比围栏等的高度高,将其完全地取出。通过力觉传感器204以时间序列的方式对进行这样的动作时的、施加于吸附位置的力矩进行计测(参照图31的上侧的曲线图)。以实验的方式对基于这样计测到的力矩能够在从载置板89完全取出对象物93之前对在从载置板89完全取出对象物93之后对象物93是否会产生较大的摇晃进行推定这一情况进行验证。
首先,对动作进行详细的说明。作为一个例子,使机器人臂201进行了动作,以使得在从具有θ=20度的倾斜角度的载置板89吸附保持对象物93时,使对象物93的中心的位置93b(参照图4I)成为吸附嘴205的吸附位置。将此作为实验3。即,图31的区间A是机器人臂201被进行驱动、吸附嘴205与载置于载置板89的对象物93的吸附位置接触、直到通过吸附嘴205吸附对象物93的状态为止的区间。
接着,在区间B中,机器人臂201被进行驱动,为了将通过吸附嘴205进行了吸附的对象物93在箭头方向P上拉起围栏等的高度程度(例如7.5cm)来部分地取出,使之进行移动。
接着,在区间C中,通过机器人臂201的驱动,将通过吸附嘴205进行了吸附的对象物93拉起围栏等的高度程度(例如7.5cm)来部分地取出,暂时停止。在该状态下,对象物93不被从载置板89完全取出,成为下半部与围栏等接触而被以不能摇动的方式支承的状态。
然后,在接着区间C的区间D中,通过机器人臂201的驱动,为了从将对象物93拉起围栏等的高度程度(例如7.5cm)来部分地取出了的状态开始进一步进行拉起到比围栏等的高度高的高度来从载置板89完全取出而进行移动。此时,在区间D中,在将对象物93从载置板89完全取出以使得对象物93离开围栏等的同时,会在对象物93瞬间地施加较大的力矩,对象物93相对于吸附嘴205会较大地摇晃,吸附嘴205对对象物93的吸附保持会脱离,会使对象物93从吸附嘴205掉落,对象物93的取出失败。
在此,图31的上侧的曲线图是用曲线图表现从区间A经由区间D到使对象物93掉落为止的、施加于吸附位置的力矩(单位:Nm)的时序数据的图。在此可知:在区间A和区间C中,力矩之差几乎不变,未成为与第1阈值相当的差。
对于该实验3,如图31所示,即也如图32A所示,相对于将对象物93拉起围栏等的高度程度(例如7.5cm)来部分地进行了取出的状态,即使为减小拉起量而如图32B所示那样将对象物93拉起围栏等的高度程度(例如0.5cm)来部分地进行了取出的状态,与图31即图32A同样地,在区间D中,会从吸附嘴205掉落对象物93,对象物93的取出失败。
由此可知:即使对围栏等的高度进行变更来将对象物93拉起来部分地取出时的高度不同,也同样会掉落。
与此相对,接着如图33和图33B所示,将对象物93的吸附位置变更为倾斜方向的上侧的位置93c,该位置93c是比对象物93的中心的位置93b靠近作为其他物体的例子的围栏89a的一侧的位置。在该状态下,作为与图31的区间A~到区间D对应的区间的动作,使机器人臂201进行动作以使得通过吸附嘴205进行吸附保持。即,使机器人臂201进行了动作,以使得在从θ=20度的倾斜角度的载置板89吸附保持对象物93时,对象物93的比中心的位置93b靠倾斜方向的上侧的位置93c成为吸附嘴205的吸附位置。将此作为实验4。
此时,在区间D之后,在从载置板89完全取出了对象物93时,对象物93会稍微地摇晃,但不会掉落。图33A和图33B各自的上侧的曲线图是用曲线图表现从区间A经过区间D到吸附保持对象物93成功为止的、施加于吸附位置的力矩(单位:Nm)的时序数据的图。在此,由区间A、B、C表示的动作分别与由实验3的图31、图32A以及图32B的区间A、B、C表示的动作相同。在实验4的区间D的动作中,与实验3的区间D的动作不同,不会在对象物93施加较大的力矩,从载置板89完全取出取得了成功。在此可知:在图33A和图33B各自的区间A和区间C中,在力矩产生较大的差,成为了与第1阈值相当的差。
其结果是,根据实验3、4可知:为了对从载置板89取出了对象物93时的摇晃进行推定,与之前的实验1、2的情况同样地,能够利用在区间A和区间C施加于对象物93的力矩之差。
首先,在实验3中,如图31、图32A以及图32B所示,在区间A所施加的力矩和在区间C所施加的力矩的值几乎没有差。在作为完全取出对象物93时的区间D中,较大的力矩一下子急剧地施加于了对象物93,因此,会使对象物93从吸附嘴205掉落。
另一方面,在实验4中,如图33A和图33B所示,在区间C中,已经施加了比区间A大的力矩。因此,在区间D中,相对于区间C的力矩,力矩几乎不增加。据此,通过对区间A的吸附了对象物93时所施加的力矩、和区间C的将对象物93拿起到了围栏等的高度时所施加的力矩进行比较,能够对在从载置板89取出了对象物93时、对象物93会何种程度地摇晃进行推定。
在本次的实验3、4中示出放置有对象物93的载置板89的倾斜角度θ为20度的情况下的实验结果。
进一步,在放置有对象物93的载置板89的倾斜角度θ为0度和10度的情况下也进行了实验。
此外,根据实验3、4,关于对象物93的拿起动作时的高度,只要对象物93离开了载置面,则与拿起动作时的高度的大小无关地,作为对象物93的行为是全部相同的。作为拿起动作的拿起量,对象物93的底面离开载置板89的载置面的高度为必要最低限度。作为从该载置面离开的高度的例子,也可以是0.1cm,例如在实验时为0.5cm。
这些实验3、4的结果,如图34所示,若区间A和区间C中的力矩的值之差为根据倾斜角度θ、图27A、图27G以及图27J的放置对象物93的各个状况而不同的适当力矩的范围的值,则在从载置板89取出了对象物93时,不会掉落对象物93。
例如,在如图27A所示那样放置对象物93的状况下,在倾斜角度θ=0度的情况下,适当力矩的范围的值为-0.1~0.1Nm,在倾斜角度θ=10度的情况下,适当力矩的范围的值为0.05~0.1Nm,在倾斜角度θ=20度的情况下,适当力矩的范围的值为0.1~0.15Nm。
另外,在如图27G所示那样放置对象物93的状况下,在倾斜角度θ=0度的情况下,适当力矩的范围的值为-0.1~0.1Nm,在倾斜角度θ=10度的情况下,适当力矩的范围的值为0.1~0.2Nm,在倾斜角度θ=20度的情况下,适当力矩的范围的值为0.2~0.4Nm。
进一步,在如图27J所示那样放置对象物93的状况下,在倾斜角度θ=0度的情况下,适当力矩的范围的值为-0.1~0.1Nm,在倾斜角度θ=10度的情况下,适当力矩的范围的值为0.1~0.3Nm,在倾斜角度θ=20度的情况下,适当力矩的范围的值为0.3~0.5Nm。
因此,例如在图27G的放置对象物93的状况下,在倾斜角度θ=20度的情况下,与拿起动作时的距载置面的高度无关地,在区间A和区间C的力矩之差为适当力矩值的0.2~0.4Nm的范围外时,在取出动作时会掉落。另一方面,与拿起动作时的距载置面的高度无关地,在区间A和区间C的力矩之差为适当力矩值的0.2~0.4Nm的范围内时,不会掉落对象物93,取出动作成功。
这样,适当力矩的范围的值根据放置对象物93的状况和放置对象物93的倾斜角度θ而不同。因此,如图34所示,在通过实验预先取得了倾斜角度θ、放置对象物93的状况以及适当力矩的关系的信息之后,使之预先存储于后述的操作结果数据库等的存储部。并且,能够基于所存储的信息、放置对象物93的状况以及倾斜角度θ,根据通过后述的力矩计测部105取得的力矩,推定在取出了对象物93之后是否会掉落。此外,在区间A和区间C中值变动的情况下,作为一个例子,使用预定时间的力矩的平均值来进行算出。
此外,作为一个例子设为:作为如图27A所示那样放置对象物93的状况下的例外的动作,如图35所示,在对象物93中重心位置93g位于比中心位置靠近围栏89a一侧的位置的情况下,在向相对于重心位置93g的重心对应位置向远离围栏89a的一侧变更了吸附位置之后,进行区间C的拿起动作。在该情况下,也能够在区间C的拿起后的静止时的力矩的变化(即最大值与最小值之差)为一定值(例如0.1Nm)以上时,对取出动作进行变更。作为动作的变更例,可举出中止以后的动作、或者发出警告等。在该例中,围栏89a的高度为2.8cm。
另外,作为其他例子设为:作为如图27A所示那样放置对象物93的状况下的其他例外的动作,如图36所示,在对象物93中重心位置93g位于比中心位置距围栏89a远的一侧的位置的情况下,在向相对于重心位置93g的重心对应位置向靠近围栏89a的一侧变更了吸附位置之后,进行区间C的拿起动作。在该情况下,在区间C的拿起后,与围栏89a接触而对象物93静止,但在进一步被拿起了的区间E中,未掉落下来,但超过了作为适当力矩的最大值(即第2阈值)的0.1Nm,因此,对象物93发生了较大的摇晃。在这样的情况下,也能够对取出动作进行变更。作为动作的变更例,可举出中止以后的动作或者发出警告等。
此外,基于实施方式以及变形例对本公开进行了说明,但本公开当然不限定于前述实施方式以及变形例。如以下那样的情况也包含于本公开。
第1控制部102、第2控制部103各自的一部分或者全部具体而言为由微处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示器单元、键盘、鼠标等构成的计算机系统。在所述RAM或者硬盘单元中存储有计算机程序。通过所述微处理器安装所述计算机程序来进行工作,各控制部实现其功能。在此,计算机程序是为了实现预定功能而组合多个表示对于计算机的指令的命令代码来构成的程序。
例如,通过CPU等的程序执行部读出并执行存储于硬盘或者半导体存储器等的存储介质的软件、程序,能够实现各构成要素。
此外,实现构成前述实施方式或者变形例中的各控制部的要素的一部分或者全部的软件为如以下那样的程序。
也即是,该程序是执行器装置的对象物取出用程序,所述执行器装置将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,所述执行器装置具备执行器、第1设定部、动作控制部以及第1取得部,所述执行器具有对所述对象物进行吸附的所述吸附嘴,该程序用于使计算机发挥如下功能:一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置吸附所述对象物且所述对象物的侧面与其他物体接触、一边从所述载置台取出所述对象物的功能;所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量的功能;所述动作控制部进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩的功能:(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩的功能,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量;(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
另外,该程序既可以通过从服务器等下载来进行执行,也可以通过读出记录于预定的记录介质(例如CD-ROM等的光盘、磁盘或者半导体存储器等)的程序来进行执行。
另外,执行该程序的计算机既可以是一个,也可以是多个。即,既可以进行集中处理,或者也可以进行分布处理。
此外,通过对上述各种各样的实施方式或者变形例中的任意的实施方式或者变形例适当地进行组合,能够实现各自具有的效果。另外,实施方式彼此能够进行组合,实施例彼此能够进行组合,或者实施方式与实施例能够进行组合,并且,不同的实施方式或者实施例中的特征彼此也能够进行组合。
产业上的可利用性
本公开涉及的执行器装置、基于执行器装置的对象物取出方法以及对象物取出系统能够应用于具有能够自主动作的例如机器人臂等的执行器的执行器装置以及使用了该执行器装置的对象物取出方法,所述执行器具备通过吸附实现的保持机构。

Claims (15)

1.一种执行器装置,将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,所述执行器装置具备:
执行器;
第1设定部;
动作控制部;以及
第1取得部,
所述执行器具有对所述对象物进行吸附的所述吸附嘴,一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置对所述对象物进行吸附、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物,
所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量,
所述动作控制部进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,
所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩,
(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩,
在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量,
(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
2.根据权利要求1所述的执行器装置,
所述载置台是以填充有多个所述对象物的状态配置的包装箱,
一边通过所述吸附嘴吸附所述一个对象物且使所述一个对象物与作为所述其他物体的残留在所述包装箱内的所述对象物的侧面或者所述包装箱的内壁接触,一边从所述包装箱取出所述一个对象物。
3.根据权利要求1或者2所述的执行器装置,
所述对象物是长方体。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的执行器装置,
所述动作控制部进行控制,使得:若所述两个力矩的所述差为第1阈值以上,则继续进行所述取出动作,若所述两个力矩的所述差小于所述第1阈值,则中止所述取出动作的继续进行。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的执行器装置,
还具备第2设定部,所述第2设定部设定所述吸附嘴对所述对象物的第2吸附位置,
在使中止了所述取出动作的继续进行的对象物返回到从所述载置台取出之前的状态的状态下,所述第2设定部设定与中止了所述取出动作的所述第1吸附位置不同的所述第2吸附位置,
所述动作控制部进行控制,以使得在所述第2吸附位置吸附所述对象物来进行从所述载置台的取出动作。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的执行器装置,
所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差进行控制,使得:通过进一步继续进行所述取出动作,使所述对象物移动比所述第1取出量大且比所述对象物的高度大的量,将所述对象物从所述载置台取出到所述载置台的外部。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的执行器装置,
所述对象物的所述吸附位置由乙烯树脂或者玻璃纸覆盖。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的执行器装置,
所述载置台载置于倾斜角度为锐角的搁板。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的执行器装置,
所述载置台载置于倾斜角度为0度的搁板。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的执行器装置,
所述动作控制部以能够将所述吸附位置处的吸附压变更为第1吸附压和比所述第1吸附压大的第2吸附压的方式进行控制,
所述动作控制部在基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差进行控制以使得不继续进行通过所述执行器实现的所述取出动作时,在中止所述取出动作而使所述对象物返回到所述载置台内的原来的位置之后,将所述吸附位置处的吸附压从所述第1吸附压变更为所述第2吸附压之后,对所述执行器进行动作控制来在所述吸附位置吸附所述对象物并再次进行所述取出动作,再次通过所述第1取得部取得所述两个力矩的所述差,对是否继续进行通过所述执行器实现的所述取出动作进行控制。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的执行器装置,
所述动作控制部在所述两个力矩的所述差为所述第1阈值以上且超过第2阈值时,进行控制以使得中止所述取出动作的继续进行。
12.一种对象物取出方法,将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,
所述对象物取出方法使用执行器装置,所述执行器装置具备:
执行器;
第1设定部;
动作控制部;以及
第1取得部,
所述对象物取出方法包括:
通过所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量,并且,通过所述动作控制部对通过具有吸附所述对象物的所述吸附嘴的所述执行器实现的吸附和取出动作进行控制,一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置吸附所述对象物、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物,
(i)作为施加于所述吸附嘴且通过所述第1取得部所取得的力矩,通过所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差,
在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量,
(ii)基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,通过所述动作控制部对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
13.一种执行器装置的对象物取出用程序,所述执行器装置将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,
所述执行器装置具备:
执行器;
第1设定部;
动作控制部;以及
第1取得部,
所述执行器具有吸附所述对象物的所述吸附嘴,
所述对象物取出用程序用于使计算机发挥如下功能:
一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置吸附所述对象物、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物的功能;
所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量的功能;
所述动作控制部进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,
所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩的功能;
(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩的功能,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量;以及
(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制的功能。
14.一种对象物取出系统,具备分别配置于多个环境的执行器装置,所述执行器装置将多个对象物中的一个对象物一边通过吸附嘴进行吸附一边从载置台进行取出,所述多个对象物是在侧面相互接触的状态下载置于所述载置台的对象物,
各执行器装置具备:
执行器;
动作控制部;以及
第1取得部,
所述系统具备:
第1设定部;
服务器;
操作对象物数据库;以及
操作结果数据库,
所述服务器与所述执行器装置连接,并且,与所述第1设定部、所述操作对象物数据库以及所述操作结果数据库连接,
所述执行器具有吸附所述对象物的所述吸附嘴,一边通过所述吸附嘴在第1吸附位置吸附所述对象物、且所述对象物的侧面与其他物体接触,一边从所述载置台取出所述对象物,
所述第1设定部设定通过所述执行器从所述载置台取出所述对象物的取出量,经由所述服务器将其存储于所述操作对象物数据库,
所述动作控制部基于存储于所述操作对象物数据库的所述对象物的取出量,进行通过所述执行器实现的吸附和取出动作的控制,
所述第1取得部取得施加于所述吸附嘴的力矩,
(i)所述第1取得部取得通过所述吸附嘴吸附了所述对象物时的施加于所述吸附嘴的第1力矩与通过所述吸附嘴将所述对象物以第1取出量从所述载置台取出时的施加于所述吸附嘴的第2力矩之差来作为所述力矩,在此,所述第1取出量是直到从所述载置台取出所述对象物为止的量,
(ii)所述动作控制部基于通过所述第1取得部所取得的所述两个力矩的所述差,对是否进一步继续进行所述取出动作进行控制。
15.一种对象物取出方法,包括:
使吸附嘴吸附对象物的第1部分,
在紧接着所述吸附之后开始的第1期间,取得设置在所述吸附嘴与臂之间的力觉传感器输出的第1多个力矩,
在紧接着所述第1期间之后,使所述臂移动所述对象物,
当所述对象物移动第1距离时,使所述多个臂中断所述对象物的移动,
在紧接着所述中断之后开始的第2期间,取得所述力觉传感器输出的第2多个力矩,
所述中断在所述第2期间中继续,
在所述第2多个力矩的平均值为将所述第1多个力矩值的平均值与预定值相加而得到的值以上的情况下,使吸附嘴吸附与所述第1部分不同的第2部分。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114229451A (zh) * 2021-12-30 2022-03-25 宁波智能成型技术创新中心有限公司 一种基于多轴力和力矩的智能抓取防掉落检测调控方法
CN114905236A (zh) * 2021-02-08 2022-08-16 广东博智林机器人有限公司 管道安装方法、装置及管道安装机器人

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210229284A1 (en) * 2018-08-08 2021-07-29 Sony Corporation Control device, control method, and program
KR102561103B1 (ko) * 2018-11-16 2023-07-31 삼성전자주식회사 로봇 보정 시스템 및 그것의 보정 방법
WO2024080155A1 (ja) * 2022-10-14 2024-04-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 ロボットシステム、ロボットの制御装置、およびロボットの制御方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09262786A (ja) * 1996-03-27 1997-10-07 Kobe Steel Ltd デパレタイズ用ハンド装置
US20010052708A1 (en) * 1999-12-09 2001-12-20 Kurt Schmalz Vacuum grip system for gripping an object, and handling apparatus for handling an object using a vacuum grip system
CN103568011A (zh) * 2012-07-20 2014-02-12 精工爱普生株式会社 控制系统、程序以及机械装置的控制方法
CN104108104A (zh) * 2013-04-18 2014-10-22 发那科株式会社 搬运工件的机器人的控制装置
US20140316573A1 (en) * 2013-04-18 2014-10-23 Fanuc Corporation Robot system having a robot for conveying a workpiece
CN106217373A (zh) * 2015-06-02 2016-12-14 精工爱普生株式会社 机器人、机器人控制装置、机器人控制方法以及机器人系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760300B1 (ko) * 2006-01-25 2007-09-19 삼성전자주식회사 지지유닛과 이를 갖는 픽업장치
DE102007052012A1 (de) * 2007-10-31 2009-05-07 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen und Umladen von Gepäckstücken
JP5327722B2 (ja) * 2010-05-07 2013-10-30 株式会社安川電機 ロボットの負荷推定装置及び負荷推定方法
US9108322B2 (en) * 2013-04-29 2015-08-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Force sensing system for substrate lifting apparatus
JP6083355B2 (ja) * 2013-08-23 2017-02-22 株式会社ダイフク 物品取出設備
US9327397B1 (en) * 2015-04-09 2016-05-03 Codeshelf Telepresence based inventory pick and place operations through robotic arms affixed to each row of a shelf
WO2016181480A1 (ja) * 2015-05-12 2016-11-17 株式会社日立製作所 格納棚及びピッキングシステム
JP6522488B2 (ja) 2015-07-31 2019-05-29 ファナック株式会社 ワークの取り出し動作を学習する機械学習装置、ロボットシステムおよび機械学習方法
US10124489B2 (en) * 2016-02-26 2018-11-13 Kinema Systems Inc. Locating, separating, and picking boxes with a sensor-guided robot
JP6913573B2 (ja) * 2017-09-07 2021-08-04 株式会社東芝 荷降し装置、及び荷降し方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09262786A (ja) * 1996-03-27 1997-10-07 Kobe Steel Ltd デパレタイズ用ハンド装置
US20010052708A1 (en) * 1999-12-09 2001-12-20 Kurt Schmalz Vacuum grip system for gripping an object, and handling apparatus for handling an object using a vacuum grip system
CN103568011A (zh) * 2012-07-20 2014-02-12 精工爱普生株式会社 控制系统、程序以及机械装置的控制方法
CN104108104A (zh) * 2013-04-18 2014-10-22 发那科株式会社 搬运工件的机器人的控制装置
US20140316573A1 (en) * 2013-04-18 2014-10-23 Fanuc Corporation Robot system having a robot for conveying a workpiece
CN106217373A (zh) * 2015-06-02 2016-12-14 精工爱普生株式会社 机器人、机器人控制装置、机器人控制方法以及机器人系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114905236A (zh) * 2021-02-08 2022-08-16 广东博智林机器人有限公司 管道安装方法、装置及管道安装机器人
CN114229451A (zh) * 2021-12-30 2022-03-25 宁波智能成型技术创新中心有限公司 一种基于多轴力和力矩的智能抓取防掉落检测调控方法

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