JP2015182212A - ロボットシステム、ロボット、制御装置、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業対象に適した作業を実現することができるロボットシステムを提供すること
。
【解決手段】ロボットシステムは、作業を行うロボットと、マーカーと、マーカーを含む
撮像画像を撮像する撮像部と、撮像画像を用いて、ロボットを動作させる制御部と、を含
み、制御部は、撮像画像により、ワークの給材情報又は除材情報を取得する。
【選択図】図４

Description

この発明は、ロボットシステム、ロボット、制御装置、及び制御方法に関する。

撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、ロボットに所定の作業を行わせる技術が
研究・開発されている。

これに関連し、撮像画像に基づいて作業対象に対してロボットが所定の作業を行う際、
マーカーが貼付された作業対象を撮像部により撮像し、撮像された撮像画像からマーカー
の貼付位置及び傾きを検出し、検出されたマーカーの貼付位置及び傾きに基づいてロボッ
トアームの動作を補正するロボットシステムが知られている（特許文献１参照）。

また、搬送資材に表示された品質管理用の情報を示すバーコードと、ロボットアームの
位置補正のために工程設備に設置された位置補正用ビジョンマークとを画像認識手段によ
って同時に認識し、認識されたバーコードと位置補正用ビジョンマークに基づいてロボッ
トアームを動作させる資材搬送装置が知られている（特許文献２参照）。

特開２００１−３００８７５号公報 特開２０００−１１７８６２号公報 特開平１１−１９８０６８号公報

しかしながら、従来のシステムや装置では、ロボットが作業する空間内の設置された作
業対象の給材又は除材を行う際、道具や治具、あるいはロボットが作業する空間内の物体
等に貼付されたマーカーから、その給材作業に関する情報又は除材作業に関する情報を検
出し、検出された情報に基づいて作業対象の給材又は除材を行うようにロボットを制御す
ることが考慮されていなかった。このため、従来のシステムや装置では、作業対象が変わ
るたびに、作業対象に応じた動作をロボットに行わせるためのプログラムを新たに生成す
る必要があり、作業対象を容易に変更することができないという問題があった。

そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、作業対象に適した
作業を実現することができるロボットシステム、ロボット、制御装置、及び制御方法を提
供する。

本発明の一態様は、作業を行うロボットと、マーカーと、前記マーカーを含む撮像画像
を撮像する撮像部と、前記撮像画像を用いて、前記ロボットを動作させる制御部と、を含
み、前記制御部は、前記撮像画像により、ワークの給材情報又は除材情報を取得する、ロ
ボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムは、マーカーを含む撮像画像により、ワークの給材
情報又は除材情報を取得し、ロボットのハンドを動作させる。これにより、ロボットシス
テムは、マーカーから取得したワークの給材情報又は除材情報に基づいて作業対象に適し
た作業を実現することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットシステムおいて、前記マーカーには、前記ワーク
の前記給材情報又は前記除材情報を表すパターンが設けられており、前記制御部は、前記
撮像画像から前記マーカーを検出し、検出されたマーカーから前記ワークの前記給材情報
又は前記除材情報を取得する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、撮像画像からワークの給材情報又は除材情報を
表すパターンが設けられたマーカーを検出し、検出されたマーカーからワークの給材情報
又は除材情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、マーカーに設けられたパタ
ーンによってワークの給材情報又は除材情報をロボットに教示することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットシステムおいて、前記制御部は、前記給材情報を
取得した場合、前記給材情報に基づいて前記作業として前記ワークを給材し、前記除材情
報を取得した場合、前記除材情報に基づいて前記作業として前記ワークを除材する、構成
が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、ワークの給材情報を取得した場合、ワークの給
材情報に基づいてワークを給材し、ワークの除材情報を取得した場合、ワークの除材情報
に基づいてワークを除材する。これにより、ロボットシステムは、ワークに適した給材作
業又は除材作業をロボットに行わせることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットシステムおいて、前記制御部は、前記給材情報又
は前記除材情報を取得した場合、前記給材情報又は前記除材情報に基づいて前記ロボット
に前記作業を行わせるための作業ライブラリを読み込み、読み込んだ前記作業ライブラリ
に基づいて前記ロボットを動作させる、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、ワークの給材情報又は除材情報を取得した場合
、ワークの給材情報又は除材情報に基づいてロボットに作業を行わせるための作業ライブ
ラリを読み込み、読み込んだ作業ライブラリに基づいてロボットを動作させる。これによ
り、ロボットシステムは、作業対象であるワークの種類を変えた場合でも、ワークに応じ
た作業ライブラリを読み込むことによって、新たなワークに応じたプログラムを作成する
ことなくワークに適した作業をロボットに行わせることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットシステムおいて、前記マーカーには、前記ロボッ
トが前記作業を行うための作業空間を示す情報を表すパターンが設けられており、前記制
御部は、前記撮像画像によりマーカーを検出し、前記作業空間を示す情報を取得し、取得
された前記作業空間を示す情報に基づいて前記作業空間において前記作業を前記ロボット
に行わせる、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、撮像画像により、作業空間を示す情報を取得し
、取得された作業空間を示す情報に基づいて作業空間において作業をロボットに行わせる
。これにより、ロボットシステムは、所望する空間においてロボットに作業を行わせるこ
とができ、その結果、不測の事故を抑制することができるのに加えて、デッドスペースを
有効に活用することができる。

また、本発明の他の態様は、作業を行うハンドと、前記ハンドを動作させる制御部と、
を含み、前記制御部は、撮像部が撮像したマーカーを含む撮像画像により、ワークの給材
情報又は除材情報を取得する、ロボットである。
この構成により、ロボットは、撮像部が撮像したマーカーを含む撮像画像により、ワー
クの給材情報又は除材情報を取得し、ハンドを動作させる。これにより、ロボットは、作
業対象に適した作業を実現することができる。

また、本発明の他の態様は、作業を行うロボットを動作させる制御装置であって、撮像
部が撮像したマーカーを含む撮像画像により、前記ワークの給材情報又は除材情報を取得
する、制御装置である。
この構成により、制御装置は、撮像部が撮像したマーカーを含む撮像画像により、前記
ワークの給材情報又は除材情報を取得し、作業を行うロボットを動作させる。これにより
、制御装置は、作業対象に適した作業を実現することができる。

また、本発明の他の態様は、作業を行うロボットを動作させる制御方法であって、マー
カーを含む撮像画像を撮像することと、前記撮像画像により、前記ワークの給材情報又は
除材情報を取得することと、取得した前記給材情報又は前記除材情報を用いて、前記ロボ
ットを動作させることと、を含む制御方法である。
この構成により、制御方法は、マーカーを含む撮像画像を撮像し、撮像画像により、ワ
ークの給材情報又は除材情報を取得し、取得した給材情報又は除材情報を用いて、ロボッ
トを動作させる。これにより、制御方法は、作業対象に適した作業を実現することができ
る。

以上により、ロボットシステム、ロボット、制御装置、及び制御方法は、マーカーを含
む撮像画像により、ワークの給材情報又は除材情報を取得し、ロボットのハンドを動作さ
せる。これにより、ロボットシステムは、作業対象に適した作業を実現することができる
。

第１実施形態に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である。 マーカーＭの一例を示す図である。 制御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。 制御装置３０の機能構成の一例を示す図である。 制御装置３０がロボット２０に所定の作業を行わせるための処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形例１に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である。 第１実施形態の変形例２に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である。 第２実施形態に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である。 第３実施形態に係るロボットシステム２のロボット２０ａが行う所定の作業の様子の一例を示す図である。 第３実施形態の変形例に係るロボットシステム２のロボット２０ａが行う所定の作業の様子の一例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形
態に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である。
第１実施形態に係るロボットシステム１は、例えば、撮像部１０と、ロボット２０と、
制御装置３０とを具備する。ロボットシステム１は、撮像部１０により撮像された撮像画
像に基づいて制御装置３０がロボット２０に所定の作業を行わせる。

本実施形態において所定の作業とは、ロボット２０が把持部ＨＮＤによりトレーＴＲ上
に設置されているパーツＰを把持し、把持されたパーツＰをトレーＴＲから除材すること
である。トレーＴＲとは、パーツを除材及び給材される際のパーツを設置する容器であり
、例えば、ビン等である。また、パーツＰとは、別の物体と組み合わせることで完成品又
は半完成品とされる物体の一部又は全部であり、例えば、プラスチックや金属によって成
型された工業製品の部品である。パーツＰは、ワークの一例である。

図１において、パーツＰは、複数のパーツＰ１〜Ｐ３をまとめた総称であり、区別する
必要が無い限り、以下では複数のパーツＰ１〜Ｐ３をまとめてパーツＰと称して説明する
。なお、所定の作業は、３個のパーツＰ１〜Ｐ３に対して行うのに代えて、３個未満のパ
ーツに対して行ってもよく、４個以上のパーツに対して行ってもよい。また、パーツＰは
、図１において立方体形状であるが、これに代えて、ロボット２０によって把持すること
が可能な他の何らかの形状であってもよい。また、所定の作業は、除材に代えて、給材で
もよく、給材の場合を実施形態２において説明する。

ロボットシステム１は、ロボット２０に所定の作業を行わせる際、図１に示したように
トレーＴＲに貼付されたマーカーＭ１及びマーカーＭ２が撮像された撮像画像に基づいて
、ロボット２０に所定の作業を行わせる。マーカーＭ１及びマーカーＭ２は、ロボットシ
ステム１に対して、パーツＰに応じた所定の作業に関する情報（以下、作業情報と称する
）を教示するための二次元コードが設けられている。以下では、マーカーＭ１とマーカー
Ｍ２を区別する必要が無い限り、これらをまとめてマーカーＭと称して説明する。

ここで、図２を参照して、マーカーＭについて説明する。図２は、マーカーＭの一例を
示す図である。マーカーＭには、２つの領域が設けられており、一方がマーカーＭの貼付
された位置を示すためのマークが設けられた領域ＰＲ、他方が前記の作業情報をロボット
システム１に教示するための二次元コードＢが設けられた領域ＣＲである。領域ＰＲは、
さらに２つの領域が設けられており、一方が緑色の領域Ｇ、他方が赤色の領域Ｒである。
領域Ｇと領域Ｒは隣り合うように設けられている。

マーカーＭの貼付された位置は、緑色の領域Ｇと赤色の領域Ｒの第１境界線と、緑色の
領域Ｇ（又は赤色の領域Ｒ）と領域ＣＲの第２境界線が交わる点ＰＰによって表される。
また、マーカーＭの貼付された位置における姿勢は、第１境界線及び第２境界線の方向と
、第１境界線及び第２境界線に直交する方向との三次元ワールド座標系における座標軸に
対する傾き（回転角）によって表される。なお、以下では、説明の便宜上、マーカーＭの
貼付された位置及びマーカーＭの貼付された位置における姿勢を、マーカーＭの位置及び
姿勢と称して説明する。ロボットシステム１は、撮像部１０によりマーカーＭが撮像され
た撮像画像からマーカーＭを検出することで、マーカーＭの位置及び姿勢を読み取ること
ができる。

また、領域ＣＲには、前述した作業情報を表す二次元コードＢが設けられている。作業
情報は、以下の１）〜５）の情報等を含む。
１）情報読込形式情報
２）パーツ関連情報
３）パーツ情報
４）動作情報
５）作業エリア情報

情報読込形式情報とは、二次元コードＢからロボットシステム１が情報を読み込む際、
読み込む情報に応じた読込形式をロボットシステム１に教示するための情報等である。
パーツ関連情報とは、パーツＰが設置されている容器や場所（すなわち、トレーや床、
ベルトコンベア等）を識別する配置位置識別情報や、パーツＰの配置方法（例えば、バラ
積みや整列配置等）を示す配置方法情報を含む情報等である。
パーツ情報とは、パーツＰの型番や種類を識別する部品識別情報や、マーカーＭ１及び
マーカーＭ２からのパーツＰの相対位置及び相対姿勢を示す情報等を含む情報等である。

動作情報とは、パーツＰに応じた所定の作業（本実施形態において、除材作業）を行う
ためのロボット２０の動作を定義したプログラム群（以下、作業ライブラリと称する）を
識別する作業ライブラリＩＤを導出するためのＩＤ出力関数や、前記の作業ライブラリＩ
Ｄそのものや、作業ライブラリＩＤを示すための作業ライブラリ番号等を含む情報等であ
る。なお、ＩＤ出力関数とは、パーツ関連情報を引数とし、引数にパーツ関連情報を渡す
と、引数に渡されたパーツ関連情報に応じた作業ライブラリＩＤを出力する関数である。
作業エリア情報とは、トレーＴＲのサイズ等を示す情報等である。

ロボットシステム１は、マーカーＭ１及びマーカーＭ２から作業情報を読み取ることで
、パーツＰに適した作業を行うことができる。従って、ユーザーは、あるパーツＸに対し
てロボット２０に所定の作業を行わせた後、パーツＰに対してロボット２０に所定の作業
を行わせたい場合、パーツＸをパーツＰに変えてもロボットシステム１に対して新たにパ
ーツＰに応じた所定の作業用のプログラムを作成することなく、パーツＸ用のマーカーＭ
ＸからパーツＰ用のマーカーＭにマーカーを貼付し直すことで、効率よく所定の作業を行
わせることができる。なお、マーカーＭは、トレーＴＲに貼付されるのに代えて、ロボッ
ト２０が作業を行う作業空間における撮像部１０によって撮像可能な他の任意の場所に貼
付されてもよく、パーツＰ等の物体に貼付されてもよい。

撮像部１０は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ（Ch
arge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）
等を備えたカメラである。また、撮像部１０は、２台のカメラによって構成されるステレ
オカメラであるが、例えば、３台以上のカメラによって構成されてもよく、１台のカメラ
により二次元画像を撮像する構成であってもよい。なお、撮像部１０は、パーツＰと、ト
レーＴＲに貼付されたマーカーＭとが含まれる範囲を撮像可能な位置に設置されている。

また、撮像部１０は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。ケ
ーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal S
erial Bus）等の規格によって行われる。なお、撮像部１０と制御装置３０とは、Ｗｉ−
Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって接続される構成であって
もよい。

ロボット２０は、制御信号を制御装置３０から取得し、取得した制御信号に基づいて所
定の作業を行う。ロボット２０は、例えば、把持部ＨＮＤ（エンドエフェクター）と、マ
ニピュレーター部ＭＮＰ（マニピュレーター）と、図示しない複数のアクチュエーターを
備えた単腕ロボットである。なお、ロボットシステム１は、単腕ロボットを具備する構成
に代えて、双腕ロボットを具備する構成であってもよい。ロボットシステム１が双腕ロボ
ットを具備する構成の実施例については、第３の実施形態で説明する。

ロボット２０の腕は、６軸垂直多関節型となっており、支持台とマニピュレーター部Ｍ
ＮＰと把持部ＨＮＤとがアクチュエーターによる連携した動作よって６軸の自由度の動作
を行うことができる。なお、ロボット２０の腕は、５自由度（５軸）以下で動作するもの
であってもよいし、７自由度（７軸）以上で動作するものであってもよい。また、ロボッ
ト２０の把持部ＨＮＤは、物体を把持可能な爪部を備える。以下では、把持部ＨＮＤ及び
マニピュレーター部ＭＮＰを備えた腕によって行われるロボット２０の動作について説明
する。なお、把持部ＨＮＤは、ハンドの一例である。

ロボット２０は、例えばケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。
ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によ
って行われる。なお、ロボット２０と制御装置３０とは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通
信規格により行われる無線通信によって接続されてもよい。また、ロボットシステム１で
は、ロボット２０は、図１に示したようにロボット２０の外部に設置された制御装置３０
と接続されている構成とするが、この構成に代えて、制御装置３０がロボット２０に内蔵
されている構成であってもよい。

制御装置３０は、ロボット２０が所定の作業を行うように制御する。より具体的には、
本実施形態において、制御装置３０は、撮像部１０により撮像された撮像画像に基づいて
マーカーＭを検出し、検出されたマーカーＭからマーカーＭの位置及び姿勢を示す情報と
、作業情報を読み取り、読み取られた情報に基づいて所定の作業を行うようにロボット２
０を動作させる。以下、本実施形態において、所定の作業を除材作業と称し、作業情報を
除材情報と称して説明する。なお、撮像画像上の位置とワールド座標系における位置は、
予めキャリブレーション等によって対応付けられているとする。

次に、図３を参照して、制御装置３０のハードウェア構成について説明する。図３は、
制御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置３０は、例えば、ＣＰ
Ｕ（Central Processing Unit）３１と、記憶部３２と、入力受付部３３と、通信部３
４を備え、通信部３４を介して撮像部１０、ロボット２０等と通信を行う。これらの構成
要素は、バスＢｕｓを介して相互に通信可能に接続されている。
ＣＰＵ３１は、記憶部３２に格納された各種プログラムを実行する。

記憶部３２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive
）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory）、Ｒ
ＯＭ（Read−Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを含み、制御装置
３０が処理する各種情報や画像、プログラムを格納する。なお、記憶部３２は、制御装置
３０に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート等によって接続された
外付け型の記憶装置でもよい。

入力受付部３３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド、その他の入力装置で
ある。なお、入力受付部３３は、表示部として機能してもよく、さらに、タッチパネルと
して構成されてもよい。
通信部３４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポートやイーサネットポート等を含
んで構成される。

次に、図４を参照して、制御装置３０の機能構成について説明する。図４は、制御装置
３０の機能構成の一例を示す図である。制御装置３０は、記憶部３２と、入力受付部３３
と、画像取得部３５と、制御部３６を備える。制御部３６の機能部のうち一部又は全部は
、例えば、ＣＰＵ３１が、記憶部３２に記憶された各種プログラムを実行することで実現
される。また、制御部３６の機能部のうち一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Inte
gration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェ
ア機能部であってもよい。

画像取得部３５は、撮像部１０により撮像された撮像画像を取得する。画像取得部３５
は、取得した撮像画像を制御部３６に出力する。
制御部３６は、マーカー検出部３７と、作業情報読取部３８と、処理判定部３９と、ロ
ボット制御部４１を備える。

マーカー検出部３７は、画像取得部３５から取得された撮像画像からマーカーＭを検出
する。
作業情報読取部３８は、マーカー検出部３７により検出されたマーカーＭに基づいて、
マーカーＭの位置及び姿勢を示す情報と作業情報を読み取る。

処理判定部３９は、作業情報読取部３８により読み取られた作業情報に含まれる情報読
込形式情報が、第１読込形式と、第２読込形式と、第３読込形式のうちのいずれを示して
いるかを判定する。第１読込形式とは、動作情報がＩＤ出力関数を含み、ロボット制御部
４１がパーツ関連情報とＩＤ出力関数に基づいて導出された作業ライブラリＩＤに該当す
る作業ライブラリを記憶部３２から読み込み、読み込まれた作業ライブラリに基づいてロ
ボット２０を動作させる形式である。

第２読込形式とは、動作情報が作業ライブラリＩＤを含み、ロボット制御部４１が作業
ライブラリＩＤに該当する作業ライブラリを記憶部３２から読み込み、読み込まれた作業
ライブラリに基づいてロボット２０を動作させる形式である。
第３読込形式とは、動作情報が作業ライブラリ番号を含み、ロボット制御部４１が作業
ライブラリ番号に該当する作業ライブラリＩＤを記憶部３２から読み込み、読み込まれた
作業ライブラリＩＤに該当する作業ライブラリを記憶部３２から読み込み、読み込まれた
作業ライブラリに基づいてロボット２０を動作させる形式である。

ロボット制御部４１は、処理判定部３９により読込形式が第１読込形式であると判定さ
れた場合、作業情報読取部３８により読み取られた作業情報に含まれる動作情報（この場
合、ＩＤ出力関数）に基づいて作業ライブラリＩＤを導出し、導出された作業ライブラリ
ＩＤに基づいて作業ライブラリを読み込み、読み込まれた作業ライブラリと作業情報に基
づいてロボット２０が所定の作業を行うように制御する。

また、ロボット制御部４１は、処理判定部３９により読込形式が第２読込形式であると
判定された場合、動作情報（この場合、作業ライブラリＩＤ）に基づいて作業ライブラリ
を読み込み、読み込まれた作業ライブラリと作業情報に基づいてロボット２０が所定の作
業を行うように制御する。

また、ロボット制御部４１は、処理判定部３９により読込形式が第３読込形式であると
判定された場合、動作情報（この場合、作業ライブラリ番号）に基づいて作業ライブラリ
ＩＤを読み込み、読み込まれた作業ライブラリＩＤに基づいて作業ライブラリを読み込み
、読み込まれた作業ライブラリと作業情報に基づいてロボット２０が所定の作業を行うよ
うに制御する。

以下、図５を参照して、制御装置３０がロボット２０に所定の作業を行わせるための処
理について説明する。図５は、制御装置３０がロボット２０に所定の作業を行わせるため
の処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、マーカー検出部３７は、画像取
得部３５から撮像部１０により撮像されたマーカーＭを含む撮像画像を取得する（ステッ
プＳ１００）。次に、マーカー検出部３７は、取得された撮像画像からマーカーＭを検出
する（ステップＳ１１０）。

次に、作業情報読取部３８は、検出されたマーカーＭからマーカーＭの位置及び姿勢を
示す情報と作業情報を読み取る（ステップＳ１２０）。次に、処理判定部３９は、作業情
報読取部３８により読み取られた作業情報に含まれる情報読込形式情報に基づいて、情報
読込形式が第１読込形式か否かを判定する（ステップＳ１３０）。情報読込形式が第１読
込形式であると処理判定部３９が判定した場合（ステップＳ１３０−Ｙｅｓ）、ロボット
制御部４１は、作業情報に含まれるパーツ関連情報と動作情報（この場合、ＩＤ出力関数
）に基づいて作業ライブラリＩＤを導出する（ステップＳ１４０）。そして、ロボット制
御部４１は、導出された作業ライブラリＩＤに該当する作業ライブラリを記憶部３２から
読み込む（ステップＳ１５０）。

一方、情報読込形式が第１読込形式ではないと判定した場合（ステップＳ１３０−Ｎｏ
）、処理判定部３９は、作業情報読取部３８により読み取られた作業情報に含まれる情報
読込形式情報に基づいて、情報読込形式が第２読込形式か否かを判定する（ステップＳ１
７０）。情報読込形式が第２読込形式であると処理判定部３９が判定した場合（ステップ
Ｓ１７０−Ｙｅｓ）、ロボット制御部４１はステップＳ１５０の処理を実行し、作業情報
に含まれる動作情報（この場合、作業ライブラリＩＤ）に該当する作業ライブラリを記憶
部３２から読み込む。

一方、情報読込形式が第２読込形式ではないと処理判定部３９が判定した場合（ステッ
プＳ１７０−Ｎｏ）、ロボット制御部４１は、作業情報に含まれる動作情報（この場合、
作業ライブラリ番号）に該当する作業ライブラリＩＤを記憶部３２から抽出する（ステッ
プＳ１８０）。そして、そして、ロボット制御部４１はステップＳ１５０の処理を実行し
、抽出された作業ライブラリＩＤに該当する作業ライブラリを記憶部３２から読み込む。

ステップＳ１５０で作業ライブラリが読み込まれた後、ロボット制御部４１は、読み込
まれた作業ライブラリと、作業情報に含まれるパーツ情報及び作業エリア情報とに基づい
て、所定の作業を行うようにロボット２０を制御する（ステップＳ１６０）。ここで、ロ
ボット制御部４１が作業ライブラリと、作業情報に含まれるパーツ情報及び作業エリア情
報とに基づいて、所定の作業を行うようにロボット２０を制御する処理について説明する
。

本実施形態において、作業ライブラリは、パーツ関連情報に基づいて図１に示したよう
な整列されたパーツＰを除材する動作を定義したプログラム群である。また、作業ライブ
ラリは、パーツＰの位置及び姿勢を示す情報やトレーＴＲのサイズ等を引数に持つプログ
ラム群であり、ロボット制御部４１は、作業情報に含まれるパーツＰの位置及び姿勢を示
す情報及びトレーＴＲのサイズ等を引数として作業ライブラリに渡し、その結果出力（生
成）される制御信号に基づいてロボット２０を動作させる。この時、ロボット制御部４１
は、パーツＰの位置及び姿勢を示す情報を、マーカーＭから読み取られたマーカーＭの位
置及び姿勢を示す情報と、マーカーＭからパーツＰまでの相対位置及び相対姿勢を示すパ
ーツ情報とに基づいて算出する。

＜第１実施形態の変形例１＞
以下、本発明の第１実施形態の変形例１について、図面を参照して説明する。図６は、
第１実施形態の変形例１に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である
。第１実施形態の変形例１に係るロボットシステム１は、図１に示したような整列された
パーツＰに対して所定の作業（すなわち、除材作業）をロボット２０に行わせる構成に代
えて、図６に示したようなバラ積みされたパーツＰに対してロボット２０に所定の作業を
行わせる構成である。

この場合、制御部３６は、マーカーＭから作業情報を読み込み、読み込んだ作業情報に
基づいて、バラ積みされたパーツＰを除材するためのビンピッキングをロボット２０に行
わせる作業ライブラリを読み込む。また、バラ積みされたパーツＰの位置及び姿勢は、予
め決められた位置及び姿勢ではないため、制御部３６は、パーツＰの位置及び姿勢を撮像
部１０により撮像された撮像画像から検出し、検出されたパーツＰの位置及び姿勢に基づ
いてロボット２０により所定の作業を行う。これによって、ユーザーは、ロボット２０に
除材させたいパーツを変更した場合であっても、そのパーツに応じたマーカーＭをトレー
ＴＲに貼付することによって簡易にロボット２０にそのパーツに適した所定の作業を行わ
せることができる。

＜第１実施形態の変形例２＞
以下、本発明の第１実施形態の変形例２について、図面を参照して説明する。図７は、
第１実施形態の変形例２に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である
。第１実施形態の変形例２に係るロボットシステム１は、所定の作業として、図７に示し
たようなベルトコンベアによって所定の時間間隔で所定位置に１つずつ給材されるパーツ
Ｐを、ベルトコンベア上から除材する作業をロボット２０に行わせる。

この場合、制御部３６は、図７に示したマーカーＭ３からマーカーＭの位置及び姿勢を
示す情報と、作業情報を読み込み、読み込んだ作業情報に基づいて、所定の時間間隔でベ
ルトコンベア上の所定位置からパーツＰを除材するための作業ライブラリを読み込む。こ
れによって、ユーザーは、ベルトコンベアによって給材されるパーツであって、ロボット
２０に除材させたいパーツを変更した場合であっても、そのパーツに応じたマーカーＭ３
をロボット２０により作業が行われるエリア付近に貼付することによって簡易にロボット
２０にそのパーツに適した所定の作業を行わせることができる。なお、パーツＰが給材さ
れる所定位置は、マーカーＭ３の位置及び姿勢からの相対位置及び姿勢によってロボット
２０に教示するため、マーカーＭ３が貼付される位置は、パーツＰが給材される所定位置
から逆算された位置でなければならない。

以上説明したように、第１実施形態に係るロボットシステム１は、マーカーＭを含む撮
像画像により、パーツＰの除材情報を取得し、ロボットの把持部ＨＮＤを動作させる。こ
れにより、ロボットシステム１は、マーカーＭから取得したパーツＰの除材情報に基づい
てパーツＰに適した作業を実現することができる。
また、ロボットシステム１は、撮像画像からパーツＰの除材情報を表す二次元コードＢ
が設けられたマーカーＭを検出し、検出されたマーカーＭからパーツＰの除材情報を取得
する。これにより、ロボットシステム１は、マーカーＭに設けられたパターンによってパ
ーツＰの除材情報をロボットに教示することができる。

また、ロボットシステム１は、パーツＰのワークの除材情報を取得した場合、パーツＰ
の除材情報に基づいてパーツＰを除材する。これにより、ロボットシステム１は、パーツ
Ｐに適した除材作業をロボット２０に行わせることができる。
また、ロボットシステム１は、パーツＰの除材情報を取得した場合、パーツＰの除材情
報に基づいてロボット２０に作業を行わせるための作業ライブラリを読み込み、読み込ん
だ作業ライブラリに基づいてロボット２０を動作させる。これにより、ロボットシステム
１は、作業対象であるパーツＰの種類を変えた場合でも、パーツＰに応じた作業ライブラ
リを読み込むことによって、新たなパーツＰに応じたプログラムを作成することなくパー
ツＰに適した作業をロボット２０に行わせることができる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図面を参照して説明する。図８は、第２実施形
態に係るロボットシステム１が稼働する様子の一例を示す図である。なお、第２実施形態
では、第１実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。第２実施形
態に係るロボットシステム１は、所定の作業として除材作業を行う構成に代えて、把持部
ＨＮＤによって把持されたパーツＰをトレーＴＲに給材する。

図８には、すでにロボット２０によって給材されたパーツＰ１がトレーＴＲ上に設置さ
れており、把持部ＨＮＤにはパーツＰ１の次に給材されるパーツＰ２が把持されている状
態を示す。本実施形態において、ロボットシステム１は、第１実施形態と同様にロボット
２０に所定の作業を行わせる際、図８に示したようにトレーＴＲに貼付されたマーカーＭ
が撮像された撮像画像に基づいて、ロボット２０に所定の作業を行わせる。

本実施形態におけるマーカーＭに設けられた二次元コードＢが表す情報には、第１実施
形態における除材情報が含まれるのに代えて、給材情報が含まれる。除材情報と異なり、
給材情報には、パーツＰに応じた給材作業を行うための作業ライブラリを識別する作業ラ
イブラリＩＤを導出するためのＩＤ出力関数や、前記の作業ライブラリＩＤそのものや、
作業ライブラリＩＤを示すための作業ライブラリ番号等を含む。

なお、ロボットシステム１は、この給材作業において把持部ＨＮＤにより把持されたパ
ーツＰをトレーＴＲにバラ積みして給材する構成であってもよく、ベルトコンベア上の所
定位置に給材する構成であってもよい。

以上説明したように、第２実施形態に係るロボットシステム１は、マーカーＭを含む撮
像画像により、パーツＰの給材情報を取得し、ロボットの把持部ＨＮＤを動作させる。こ
れにより、ロボットシステム１は、マーカーＭから取得したパーツＰの給材情報に基づい
てパーツＰに適した作業を実現することができる。
また、ロボットシステム１は、撮像画像からパーツＰの給材情報を表す二次元コードＢ
が設けられたマーカーＭを検出し、検出されたマーカーＭからパーツＰの給材情報を取得
する。これにより、ロボットシステム１は、マーカーＭに設けられたパターンによってパ
ーツＰの給材情報をロボットに教示することができる。

また、ロボットシステム１は、パーツＰのワークの給材情報を取得した場合、パーツＰ
の給材情報に基づいてパーツＰを給材する。これにより、ロボットシステム１は、パーツ
Ｐに適した給材作業をロボット２０に行わせることができる。
また、ロボットシステム１は、パーツＰの給材情報を取得した場合、パーツＰの給材情
報に基づいてロボット２０に作業を行わせるための作業ライブラリを読み込み、読み込ん
だ作業ライブラリに基づいてロボット２０を動作させる。これにより、ロボットシステム
１は、作業対象であるパーツＰの種類を変えた場合でも、パーツＰに応じた作業ライブラ
リを読み込むことによって、新たなパーツＰに応じたプログラムを作成することなくパー
ツＰに適した作業をロボット２０に行わせることができる。

＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態について、図面を参照して説明する。図９は、第３実施形
態に係るロボットシステム２のロボット２０ａが行う所定の作業の様子の一例を示す図で
ある。なお、第３実施形態では、第１実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説
明を省略する。第３実施形態に係るロボットシステム２は、単腕のロボット２０に代えて
、双腕のロボット２０ａにより、第１実施形態、第２実施形態と同様な所定の作業を行う
。

ロボットシステム２は、例えば、撮像部１０と、ロボット２０ａと、制御装置３０を具
備する。
ロボット２０ａは、例えば、把持部ＨＮＤ１と、把持部ＨＮＤ２と、マニピュレーター
部ＭＮＰ１と、マニピュレーター部ＭＮＰ２と、図示しない複数のアクチュエーターとを
、図８に示したように、それぞれの腕に備えた双腕のロボットである。

ロボット２０ａの各腕は、６軸垂直多関節型となっており、一方の腕が支持台とマニピ
ュレーター部ＭＮＰ１と把持部ＨＮＤ１とがアクチュエーターによる連携した動作によっ
て６軸の自由度の動作を行うことができ、他方の腕が支持台とマニピュレーター部ＭＮＰ
２と把持部ＨＮＤ２とがアクチュエーターによる連携した動作によって６軸の自由度の動
作を行うことができる。

なお、ロボット２０ａの各腕は、５自由度（５軸）以下で動作するものであってもよい
し、７自由度（７軸）以上で動作するものであってもよい。ロボット２０ａは、把持部Ｈ
ＮＤ１及びマニピュレーター部ＭＮＰ１を備えた腕によって、第１実施形態に係るロボッ
ト２０と同様の所定の作業を行うが、把持部ＨＮＤ２及びマニピュレーター部ＭＮＰ２を
備えた腕によって所定の作業が行われてもよく、両方の腕によって所定の作業が行われて
もよい。なお、把持部ＨＮＤ１は、ハンドの一例である。また、ロボット２０ａの把持部
ＨＮＤ１は、パーツＰを把持又は挟持可能な爪部を備える。

ロボット２０ａは、例えばケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている
。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格に
よって行われる。なお、ロボット２０ａと制御装置３０とは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等
の通信規格により行われる無線通信によって接続されてもよい。

以上説明したように、第３実施形態に係るロボットシステム２は、双腕のロボット２０
ａによって、単腕のロボット２０と同様の所定の作業を行うため、第１実施形態、第２実
施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態の変形例＞
以下、本発明の第３実施形態の変形例について、図面を参照して説明する。図１０は、
第３実施形態の変形例に係るロボットシステム２のロボット２０ａが行う所定の作業の様
子の一例を示す図である。第３実施形態の変形例に係るロボットシステム２は、パーツＰ
を把持部ＨＮＤ１によって把持（トレーＴＲから除材）し、パーツＫを把持部ＨＮＤ２に
よって把持（トレーＴＲから除材）し、マーカーＭによって教示された所定位置において
パーツＰとパーツＫを組み付け、組み付けられた完成品をマーカーＭによって教示された
完成品置場へと配置（給材）する。本実施形態における所定の作業とは、これらの一連の
作業を示す。なお、パーツＫとは、パーツＰと組み合わせることで完成品又は半完成品と
される物体の一部又は全部であり、例えば、プラスチックや金属によって成型された工業
製品の部品である。パーツＰとパーツＫは、それぞれワークの一例である。

第３実施形態の変形例におけるマーカーＭに設けられた二次元コードＢは、以下の１ａ
）〜５ａ）の情報等を含む。
１ａ）情報読込形式情報
２ａ）パーツ関連情報
３ａ）パーツ情報
４ａ）動作情報
５ａ）作業エリア情報
６ａ）組付作業空間情報

ここで、１ａ）〜５ａ）の各情報は、第１実施形態において説明したものと同様である
ため、説明を省略する。
組付作業空間情報とは、例えば、ワールド座標系における立方体の各頂点を示す座標で
あって、ロボット２０が把持部ＨＮＤ１及び把持部ＨＮＤ２によって作業が可能な空間内
における組付作業を行うための空間の各頂点を示す座標である。なお、これらの座標値は
、マーカーＭの位置からの相対座標である。組付作業を行うための空間は、作業空間の一
例である。また、組付作業空間情報は、作業空間を示す情報の一例である。

制御装置３０の制御部３６は、マーカーＭから組付作業空間情報を読み込むことで、組
付作業空間情報が示す組付作業を行うための空間内において所定の作業をロボット２０に
行わせる。これにより、ロボットシステム２は、所定の作業をユーザーが所望する空間（
例えば、ロボット２０の周囲で作業を行う人に危険が及ばないような空間）において行う
ことができる。

以上説明したように、第３実施形態の変形例に係るロボットシステム２は、マーカーＭ
が示す組付作業空間において所定の作業を行う。これにより、ロボットシステム２は、ユ
ーザーが所望する空間においてロボット２０ａに作業を行わせることができ、その結果、
不測の事故を抑制することができるのに加えて、デッドスペースを有効に活用することが
できる。

なお、以上に説明したロボットシステム１、２における任意の構成部の機能を実現する
ためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラム
をコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう
「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウ
ェアを含むものとする。

また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁
気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ等の可搬
媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワー
クや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアン
トとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（RAM：Random Access Memory
）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシ
ステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータ
ーシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インタ
ーネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を
伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい
。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録さ
れているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プロ
グラム）であってもよい。

１、２ ロボットシステム、１０ 撮像部、２０、２０ａ ロボット、３０ 制御装置、
３１ ＣＰＵ、３２ 記憶部、３３ 入力受付部、３４ 通信部、３５ 画像取得部、３
６ 制御部、３７ マーカー検出部、３８ 作業情報読取部、３９ 処理判定部、４０
ライブラリ読込部、４１ ロボット制御部

Claims (8)

1. 作業を行うロボットと、
   マーカーと、
   前記マーカーを含む撮像画像を撮像する撮像部と、
   前記撮像画像を用いて、前記ロボットを動作させる制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   前記撮像画像により、ワークの給材情報又は除材情報を取得する、
   ロボットシステム。
2. 請求項１に記載のロボットシステムであって、
   前記マーカーには、前記ワークの前記給材情報又は前記除材情報を表すパターンが設け
   られており、
   前記制御部は、前記撮像画像から前記マーカーを検出し、検出されたマーカーから前記
   ワークの前記給材情報又は前記除材情報を取得する、
   ロボットシステム。
3. 請求項１又は２に記載のロボットシステムであって、
   前記制御部は、前記給材情報を取得した場合、前記給材情報に基づいて前記作業として
   前記ワークを給材し、前記除材情報を取得した場合、前記除材情報に基づいて前記作業と
   して前記ワークを除材する、
   ロボットシステム。
4. 請求項１から３のうちいずれか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記制御部は、前記給材情報又は前記除材情報を取得した場合、前記給材情報又は前記
   除材情報に基づいて前記ロボットに前記作業を行わせるための作業ライブラリを読み込み
   、読み込んだ前記作業ライブラリに基づいて前記ロボットを動作させる、
   ロボットシステム。
5. 請求項１から４のうちいずれか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記マーカーには、前記ロボットが前記作業を行うための作業空間を示す情報を表すパ
   ターンが設けられており、
   前記制御部は、前記撮像画像によりマーカーを検出し、前記作業空間を示す情報を取得
   し、取得された前記作業空間を示す情報に基づいて前記作業空間において前記作業を前記
   ロボットに行わせる、
   ロボットシステム。
6. 作業を行うハンドと、
   前記ハンドを動作させる制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、
   撮像部が撮像したマーカーを含む撮像画像により、ワークの給材情報又は除材情報を取
   得する、
   ロボット。
7. 作業を行うロボットを動作させる制御装置であって、
   撮像部が撮像したマーカーを含む撮像画像により、ワークの給材情報又は除材情報を取
   得する、
   制御装置。
8. 作業を行うロボットを動作させる制御方法であって、
   マーカーを含む撮像画像を撮像することと、
   前記撮像画像により、ワークの給材情報又は除材情報を取得することと、
   取得した前記給材情報又は前記除材情報を用いて、前記ロボットを動作させることと、
   を含む制御方法。

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