JP2017170560A - ロボットのワーク移送方法及びワーク移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のワーク移送方法では、移送時間が長くなり、ワークの姿勢が不定であるばら積みの場合には適用することができなかった。【解決手段】ばら積みされたワークＷをロボットＲのハンドＨで把持して所定位置に移送するに際し、ワークの平面画像データと距離データとに基づいてハンドＨで把持可能なワークＷを選出し、ワークＷの平面上の位置及び距離に基づいてハンドＨによりワークＷを把持し、把持状態に異常があるか否かを判定し、把持状態に異常があると判定した場合に、ハンドＨによるワークＷの上昇、上昇に伴うワークＷの解放、及びワークＷの再把持の各動作を連続的に行って空中でワークＷを持ち替えるワーク移送方法とし、ばら積みされたワークＷの姿勢にとらわれず、安定的に把持して移送可能にすると共に、設備費の節減や移送時間の短縮化を実現する。【選択図】図３

Description

本発明は、ロボットを用いて、複数のワークの中から１つのワークを取り上げて所定位置に移送する際に用いられるロボットのワーク移送方法及びワーク移送装置に関するものである。

従来、ロボットを用いてワークを移送する方法及び装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の装置は、水平なＸ軸方向に沿って配置した固定レールと、水平なＹ軸方向に沿って配置され且つ固定レール上を走行するレール枠と、レール枠上を走行する昇降ハンド装置とを備えている。昇降ハンド装置は、２組の把持爪を有するハンドを備え、このハンドを垂直なＺ軸方向及びＺ軸回りに駆動する。

上記装置は、パレットに複数のワークを整列させて載置し、そのパレット上の１つのワークをハンドで把持した後、ハンドをＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に適宜移動させて、ワークをベルトコンベアに移送する。ここで、パレットの各ワークは、カムシャフトであって、治具により互いに平行に位置決めしてあり、逆向きに配置されたものも含まれている。

そこで、上記装置を用いた方法では、ハンドでワークを把持した際に、２組の把持爪の閉じ量や把持爪にかかる圧力等を検知し、その検知量に基づいてワークの向きを判定するようにしている。そして、上記方法では、ワークの向きが逆向きであると判定した場合には、各把持爪を一旦解放し、ハンドを１８０度回転させてワークを再び把持した後、ワークをベルトコンベアに移送する。これにより、ベルトコンベアに移送されたワークは、いずれも同じ向きになる。

特開昭６０−２２８０９０号公報

しかしながら、上記したような従来の装置及び方法では、ワークを把持した状態で同ワークの向きを判定し、逆向きである場合には、把持の解放、ハンドの回転及び再把持を行っている。このため、従来の装置及び方法では、ワークを把持し直す分だけ移送時間が長くなり、しかも、ワークが位置決めしてある場合には有効であるが、ワークの姿勢が不定であるばら積みの場合には適用することがきわめて困難である。

つまり、ワークがばら積みである場合には、ワークの姿勢が不定であるほか、ワーク数の減少に伴って各ワークの位置、姿勢及び高さの状況が徐々に変化するので、ワークの状況を三次元的に検出するための手段が不可欠であり、これにより設備費が高価になるという問題点がある。なお、ワークを三次元的に測定する装置は、例えば３Ｄビジョン装置等があるが、非常に高価であることも周知である。

本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、ばら積みされたワークの姿勢にとらわれず、安定的に把持して移送することができるうえに、設備費の節減や移送時間の短縮化を実現することができるロボットのワーク移送方法及びワーク移送装置を提供することを目的としている。

本発明に係わるロボットのワーク移送方法は、ハンドを有する多軸制御型のロボットを用い、ばら積みされたワークの中から１つのワークをハンドで把持して所定位置に移送するに際に用いるものである。このワーク移送方法は、ばら積みされたワークの平面の画像データとワークの高さを示す距離データとに基づいてハンドで把持可能なワークを選出する工程と、選出したワークの平面上の位置及び距離に基づいてハンドを移動させて前記ワークを把持する工程とを備えている。

また、上記のワーク移送方法は、ワークの把持状態に異常があるか否かを判定する工程を備えている。そして、ワーク移送方法は、ワークの把持状態に異常があると判定した場合に、ハンドによるワークの上昇、上昇に伴うワークの解放、及びワークの再把持の各動作を連続的に行って空中でワークを持ち替える工程とを備えたことを特徴としている。

本発明に係わるロボットのワーク移送装置は、上記のワーク移送方法に用いるものである。このワーク移送装置は、ばら積みされたワークの平面の画像データを取得するための撮像部と、基準位置からワークまでの高さ方向の距離データを測定するための測距部と、ハンドによるワークの把持状態を検出する把持検出部とを備えている。そして、上記のワーク移送装置は、撮像部、測距部及び把持検出部からの入力に基づいてハンド及びロボットに指令を出力する主制御部とを備えたことを特徴としており、主制御部が、ワーク移送方法の各工程を実行するための演算機能を有している。

本発明に係わるロボットのワーク移送方法では、ばら積みされたワークの平面の画像データと、ワークの高さを示す距離データとに基づいてハンドで把持可能なワークを選出するので、例えば、１台のＣＣＤカメラやレーザ距離計等の比較的安価な機器類を用いて画像データ及び距離データを取得することが可能である。

また、上記のワーク移送方法では、選出したワークを把持した後、その把持状態に異常があると判定した場合には、空中でワークの瞬時に持ち替えることができる。これにより、上記のワーク移送方法によれば、ばら積みされたワークの姿勢にとらわれず、安定的に把持して移送することができるうえに、設備費の節減や移送時間の短縮化を実現することができる。

本発明に係わるロボットのワーク移送装置では、撮像部により、ばら積みされたワークの平面の画像データを取得すると共に、測距部により、ワークの高さを示す距離データを取得する。また、制御部により、画像データ及び距離データに基づいてハンドで把持可能なワークを選出する。このため、撮像部及び測距部には、例えば、１台のＣＣＤカメラやレーザ距離計等の比較的安価な機器類を用いることができる。

また、上記のワーク移送装置では、主制御部により、撮像部、測距部及び把持検出部からの入力に基づいてハンド及びロボットに指令を出力する。すなわち、ワークの把持状態に異常があると判定した場合には、空中でワークを瞬時に持ち替えることができる。これにより、上記のワーク移送装置によれば、ばら積みされたワークの姿勢にとらわれず、安定的に把持して移送することができるうえに、設備費の節減や移送時間の短縮化を実現することができる。

ロボットのワーク移送装置の第１実施形態を示す説明図（Ａ）、及びばら積みしたワークを示す平面図（Ｂ）である。 ロボットのハンドを説明する拡大図付きの正面図である。 ロボットのワーク移送方法の第１実施形態を説明するフローチャートである。 ワークを把持する過程を順次示す各々正面図（Ａ）〜（Ｃ）である。 ワークの持ち替え動作を順次示す各々正面図（Ａ）〜（Ｃ）である。 持ち替え動作の詳細を示す説明図である。 ロボットのワーク移送装置の第２実施形態を示す説明図である。 第２実施形態における持ち替え動作を順次説明する各々正面図（Ａ）〜（Ｃ）である。

〈第１実施形態〉
図１に示すロボットのワーク移送装置は、ハンドＨを有する多軸制御型のロボットＲを備え、パレットＰにばら積みされたワークＷの中から１つのワークＷを選出し、そのワークＷをハンドＨで把持して所定位置に移送するものである。

この実施形態では、ワークＷとして円柱形状の部品を例示している。ワークＷの移送先は、例えば、同ワークＷの整列配置が要求されるコンベアやパレット類、他の作業ロボットに対するセット位置、若しくは同ワークＷを構成部品とする構造体への組付け位置など様々である。

ロボットＲは、概略として、基台１、旋回台２、第１〜第３のアームＡ１〜Ａ３、回転座３、及びハンドＨを備えている。旋回台２は、基台１に、垂直な第１軸Ｊ１を介して連結してある。

第１アームＡ１は、旋回台２に、水平な第２軸Ｊ２を介して基端部が連結してあり、先端部に、水平な第３軸Ｊ３を介して第２アームＡ２の基端部が連結してある。第２アームＡ２は、先端部に、水平な第４軸Ｊ４を介して第３アームＡ３の基端部が連結してある。第３アームＡ３は、先端部に、水平な第５軸Ｊ５を介して回転座３が連結してある。回転座３は、第５軸Ｊ５に直交する第６軸Ｊ６を中心に回転可能であり、ハンドＨが連結してある。上記のロボットＲは、６軸制御によりハンドＨの姿勢を自在に変更し得る。

また、ワーク移送装置は、開閉可能な一対の把持爪１１，１１を有し、ばら積みされたワークＷの平面の画像データを取得するための撮像部１２と、後記する基準位置からワークＷまでの高さ方向の距離データを測定するための測距部１３とを備えている。さらに、ワーク移送装置は、ハンドＨによるワークＷの把持状態を検出するための把持検出部１４と、撮像部１２、測距部１３及び把持検出部１４からの入力に基づいてハンドＨ及びロボットＲに指令を出力する主制御部１５とを備えている。

ハンドＨは、撮像部１２及び測距部１３のうちの少なくとも一方を備えた構成にすることができ、この実施形態では、撮像部１２及び測距部１３の両方を一体的に備えたものとしている。また、ハンドＨは、上記把持爪１１，１１のほか、把持爪１１，１１を開閉動作させる開閉駆動部１６と、把持爪１１，１１をハンド先端側にして開閉駆動部１６を進退動作させる進退駆動部１７とを備えている。

一対の把持爪１１，１１は、図２にも示すように、先端側の相対向する位置に、把持したワークＷと係合する三角形状のくぼみ１１Ａ，１１Ａを有している。撮像部１２は、例えば、軽量小型のＣＣＤカメラであり、撮像方向を下向きにした状態にして、ブラケット１８を介して進退駆動部１７に装着してある。測距部１３は、例えば、レーザ距離計であり、測定方向を下向きにした状態にして、同じくブラケット１８を介して進退駆動部１７に装着してある。この際、撮像部１２及び測距部１３は、図１中に点線で示すように、撮像方向及び測定方向がハンドＨの中心線上（真下）に向くように装着してある。

開閉駆動部１６は、ＮＣ電動チャックであって、例えば、二条の渦巻き溝を有するカムと、各渦巻き溝に係合する一対の摺動子と、カムを回転駆動するサーボモータを備えており、各摺動子に把持爪１１，１１が連結してある。これにより、開閉駆動部１６は、サーボモータでカムを正逆回転させることで、各渦巻き溝に係合している両摺動子の間隔を増減し、これと同時に把持爪１１，１１を開閉動作させる。

また、この実施形態では、開閉駆動部１６に、ハンドＨによるワークＷの把持状態を検出するための把持検出部１４を備えている。この把持検出部１４は、直接的には、サーボモータの回転角度や、一対の出力ピン又は把持爪１１．１１の位置を検出する。

つまり、ハンドＨでワークＷを把持した際、ワークＷが把持爪１１，１１のくぼみ１１Ａ，１１Ａに係合した正常な把持状態と、ワークＷがくぼみ１１Ａ，１１Ａに係合していない異常な把持状態とでは、一対の把持爪１１，１１の間隔が異なる。そこで、把持検出部１４により、サーボモータの回転角度や、出力ピン又は把持爪１１．１１の位置を検出して、両把持爪１１，１１の間隔を算出すれば、その間隔に基づいて把持状態を判定することができる。

進退駆動部１７は、単動型のエアシリンダであって、シリンダロッド１７Ａをハンド先端側にした状態で前記回転座３に連結してあり、シリンダロッド１７Ａに、開閉駆動部１６が連結してある。また、進退駆動部１７は、開閉駆動部１６の直進性を高めるために、一対のガイドロッド１７Ｂ，１７Ｂを備えており、このガイドロッド１７Ｂ，１７Ｂに、開閉駆動部１６をハンド先端方向に押し戻すスプリング１９，１９が介装してある。

これにより、進退駆動部１７は、図示しない供給源から空気を供給することで、シリンダロッド１７Ａを収縮方向（ハンド基端方向）に駆動しつつスプリング１９を圧縮し、供給した空気を大気に解放することで、スプリング１９の反発力により、開閉駆動部１６及び把持爪１１をハンド先端側へ押し戻す。

主制御部１５は、コンピュータであって、ロボットＲの各軸Ｊ１〜Ｊ６回りの動作を制御すると共に、撮像部１２、測距部１３及び把持検出部１４からの入力に基づいて、ハンドＨにおける開閉駆動部１６や進退駆動部１７に指令を出力するものである。また、主制御部１５は、後述するワーク移送方法の各工程を実行するための演算機能を有する。

上記の主制御部１５は、以下の機能（ａ）〜（ｅ）を有している。
（ａ）ばら積みされたワークＷの平面の画像データとワークＷの高さを示す距離データとに基づいてハンドＨで把持可能なワークＷを選出する機能。
（ｂ）選出したワークＷの平面上の位置及び距離に基づいてハンドＨを移動させて前記ワークＷの把持を実行させる機能。
（ｃ）ワークＷの把持状態に異常があるか否かを判定する機能。
（ｄ）ワークＷの把持状態に異常があると判定した場合に、ハンドＨによるワークＷの上昇、上昇に伴うワークＷの解放、及びワークＷの再把持の各動作を連続的に行って空中でワークＷの持ち替えを実行させる機能。
（ｅ）空中でワークＷを持ち替える際に、ハンドＨの下降動作に伴ってワークＷの再把持を実行させる機能。

次に、上記構成を備えたワーク移送装置の動作とともにワーク移送方法を説明する。
すなわち、ワークＷの移送方法は、ばら積みされたワークＷの平面の画像データとワークＷの高さを示す距離データとに基づいてハンドＨで把持可能なワークＷを選出する工程（図３中のＳ２，Ｓ３）を備えている。

また、ワークＷの移送方法は、選出したワークＷの平面上の位置及び距離に基づいてハンドＨを移動させて前記ワークＷを把持する工程（図３中のＳ４）と、ワークＷの把持状態に異常があるか否かを判定する工程（図３中のＳ５）とを備えている。

さらに、ワークＷの移送方法は、ワークＷの把持状態に異常があると判定した場合に、ハンドＨによるワークＷの上昇、上昇に伴うワークＷの解放、及びワークＷの再把持の各動作を連続的に行って空中でワークＷを持ち替える工程（図３中のＳ６）を備えている。

より詳しく説明すると、ワークＷの移送方法は、図３に示すように、ステップＳ１において移送を開始すると、ステップＳ２において、撮像部１２により、パレットＰにばら積みで収容したワークＷを撮像し、また、測距部１３により、ワークＷまでの高さ方向の距離を測定する。このとき、ロボットＲは、パレットＰの上側にハンドＨが待機する三次元上の原点位置にあり、このハンドＨに撮像部１２及び測距部１３が設けてあるので、ロボットＲの原点位置が撮像部１２及び測距部１３の基準位置になる。

ワーク移送装置における主制御部１５には、ワークＷの基準パターンが予め記憶されている。この基準パターンは、ハンドＨにより円柱形状のワークＷの円周部を把持することから、ワークＷの側面形状を示すパターンである。主制御部１５は、撮像部１２からの信号を平面の画像データとして入力し、画像データ内の各ワークＷの中から基準パターンにマッチングするワークＷを、把持可能なワークＷとして選出する。また、主制御部１５は、測距部１３による測定信号をワークＷの高さを示す距離データとして入力し、選出したワークＷの重心までの距離を算出する。

そして、ワーク移送方法は、ステップＳ３において、選出したワークＷの座標を算出する。すなわち、主制御部１５は、基準パターン、撮像部１２の画像データ及び基準位置に基づいて、選出したワークＷの平面上の向き（姿勢）と、平面上のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を算出する。また、主制御部１５は、測距部１３の距離データ及び基準位置に基づいて、選出したワークＷの高さ方向であるＺ軸方向の位置を算出する。このようにして、主制御部１５は、選択したワークＷの三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する。

その後、ワーク移送方法は、ステップＳ４において、選出したワークＷの三次元座標に基づいて、ハンドＨを移動させて前記ワークＷを把持する。このとき、ワーク移送装置は、主制御部１５により、図４（Ａ）に示すように、選出したワークＷの三次元座標に基づいて、そのワークＷの両側にハンドＨの一対の把持爪１１，１１が入り込むように、ロボットＲの各軸Ｊ１〜Ｊ６回りの動作を制御する。

そして、ワーク移送装置は、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、開閉駆動部１６により一対の把持爪１１，１１を閉じてワークＷを把持し、これを取り上げる（Picking）。このとき、一対の把持爪１１，１１は、くぼみ１１Ａの下側の部分でもワークＷを把持することが可能であるが、図４（Ｃ）に示すように、双方のくぼみ１１Ａ，１１ＡにワークＷを係合させて確実に把持する。この状態が正常な把持状態である。

次に、ワーク移送方法は、ステップＳ５において、ワークＷの把持状態に異常があるか否かを判定する。このとき、一対の把持爪１１，１１は、ワークＷがくぼみ１１Ａに係合した正常な把持状態に対して、ワークＷがくぼみ１１Ａ，１１Ａに係合していない異常な把持状態では、双方の間隔が大きくなる。そこで、ワーク移送装置では、主制御部１５に把持検出部１４からの検出値を入力し、その検出値が所定範囲である場合には正常であると判定し、検出値が所定範囲を外れた場合には異常であると判定する。

そして、上記ステップＳ５において、ワークＷの把持状態に異常がないと判定した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ７に移行して、ワークＷを所定位置に移動させて位置決めし、ステップＳ８において、図示しない検知手段により、ワークＷの表裏又は方向に異常があるか否かを検知する。このステップＳ８において異常ではないと判定した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ１０に移行してワークＷを所定位置にセットし、ステップＳ１１において移送を終了する。また、ステップＳ８において、異常であると判定した場合には、ステップＳ９においてワークＷの向きを変更した後、ステップＳ１０を経て移送を終了（Ｓ１１）する。

ここで、上記のワーク移送方法では、先のステップＳ５において、ワークＷの把持状態に異常があると判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６において、ワークＷの持ち替えを行う。すなわち、ワーク移送装置は、図５（Ａ）に示すように、ハンドＨでワークＷを把持した際、ワークＷが把持爪１１，１１のくぼみ１１Ａ，１１Ａに係合していない場合には、把持爪１１，１１の間隔が正常時の間隔よりも大きくなるので、把持検出部１４の検出値に基づいて、主制御部１５が把持状態に異常があると判定する。

そこで、ワーク移送方法では、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ハンドＨによるワークＷの上昇、上昇に伴うワークＷの解放、及びワークＷの再把持の各動作を連続的に行って空中でワークＷを持ち替えを行う。すなわち、図５（Ｃ）に示すように、ワークＷが把持爪１１，１１のくぼみ１１Ａ，１１Ａと係合するように持ち替えを行う。

このとき、ワーク移送装置では、ハンドＨにおいて、進退駆動部（単動型エアシリンダ）１７の後退動作により、開閉駆動部１６、把持爪１１及びワークＷを瞬時に上昇させる。より具体的には、ワーク移送装置は、図６に示すように、垂直方向において、把持爪１１の先端からくぼみ１１Ａの中心に至る長さをｈとし、くぼみ１１Ａの半分の長さをａとして、これらの和である上昇量（ｈ+ａ）だけ進退駆動部１７を後退させる。これによりワークＷを上昇させる。この進退駆動部１７の後退動作は、図６中の下側に動作タイミングを示すように、初期時点Ｔ０から後退限の時点Ｔ２に至るきわめて短い時間（Ｔ０〜Ｔ２）で瞬時に行われる。

また、ワーク移送装置では、ハンドＨによるワークＷの上昇中において、前記後退限の時点Ｔ２に至る前の中間時点Ｔ１で、開閉駆動部１６により把持爪１１によるワークＷの把持を解放する。続いて、後退限の時点Ｔ２で、開閉駆動部１６による把持爪１１の閉動作を開始する。この間、ワークＷは、図６中の上側に高さを示すように、中間時点Ｔ１から後退限の時点Ｔ２に至る間で、空中に浮遊した状態になり、その後、把持爪１１の閉動作の完了時点Ｔ３で、把持爪１１のくぼみ１１Ａに係合した状態に再び把持される。

ここで、この実施形態における進退駆動部１７は、開閉駆動部１６をハンド先端方向に押し戻すスプリング１９を備えた単動型エアシリンダである。そこで、ワーク移送装置は、前記後退限の時点Ｔ２後において、把持爪１１の閉動作の完了時点Ｔ３に至る前に、進退駆動部１６に供給した空気を解放する。これにより、ワーク移送装置は、スプリング１９の反発力で進退駆動部１６を前記上昇量の半分（ｈ+ａ／２）だけ前進（下降）させながら、ワークＷを再び把持する。すなわち、このワーク移送装置は、いわゆる後追い動作を行いつつワークＷを再把持するようにしている。

再把持されたワークＷは、図６中の上側に高さの変化を示すように、進退駆動部１６の前進限の時点Ｔ４で、初期時点Ｔ０と同じ高さに戻る。上記の初期時点Ｔ０から前進限の時点Ｔ４に至る時間（Ｔ０〜Ｔ４）は、例えば、０．５秒よりも短い時間である。つまり、ワークＷの持ち替え動作は瞬時に行われる。なお、図６中の高さの変化に示した下り勾配の点線は、ワークＷが脱落した場合の軌跡である。

また、ワーク移送方法及びワーク移送装置では、上記の持ち替え動作を行うと、ワークＷが把持爪１１のくぼみ１１Ａに係合し、一対の把持爪１１，１１の間隔が小さくなるので、その状態を把持検出部１４により検出し得る。万一、ワークＷが脱落した場合には、把持爪１１が閉状態になり、その状態を把持検出部１４により検出し得るので、移送動作を中止してロボットＲを原点位置に戻すことができる。上記の持ち替え動作（Ｓ６）の完了後には、先述のステップＳ７〜Ｓ１０を経て移送終了（Ｓ１１）となる。

上記のワーク移送方法及びワーク移送装置は、ワークＷを選出する際、平面上のＸ及びＹ方向については、把持爪１１，１１を開いて把持できる範囲であり、且つ、高さのＺ方向については、把持爪１１のくぼみ１１Ａ及びその下側の範囲であれば、ワークＷを把持することが可能である。このため、上記のワーク移送方法及びワーク移送装置では、ＣＣＤカメラ（撮像部１２）やレーザ距離計（測距部１３）等の比較的安価な機器類を用いてワークＷを選出・把持することが充分に可能であり、高精度のビジョン装置や測定器は不要である。

また、上記のワーク移送方法及びワーク移送装置では、選出したワークＷを把持した後、その把持状態に異常があると判定した場合には、空中でワークＷを瞬時に持ち替えることができる。このワークＷの持ち替え動作は、パレットＰからワークＷを取り上げた直後に瞬時に行うことができる。したがって、上記のワーク移送方法及びワーク移送装置では、ロボットＲの動作をほとんど停滞させることなく、ワークＷを移送することができる。

このようにして、上記のワーク移送方法及びワーク移送装置によれば、ばら積みされたワークＷの姿勢にとらわれず、安定的に把持して移送することができるうえに、設備費の節減や移送時間の短縮化を実現することができる。

さらに、上記のワーク移送方法では、ハンドＨの把持爪１１がワークＷと係合するくぼみ１１Ａを有し、両把持爪１１，１１の間隔に基づいてワークＷの把持状態に異常があるか否かを判定する。これにより、上記のワーク移送方法では、比較的簡単に異常判定を行うことができると共に、ワークＷを落下させることなく確実に把持又は再把持を行うことができる。

さらに、上記のワーク移送方法では、空中でワークＷを持ち替える工程において、ハンドＨの下降動作に伴ってワークＷの再把持を行う動作、すなわち後追い動作を行うので、ワークＷの再把持をより一層確実に行うことができ、移送時間のさらなる短縮化などに貢献することができる。

さらに、上記のワーク移送装置では、ハンドＨが、撮像部１２及び測距部１３のうちの少なくとも一方を備えており、とくに実施形態では撮像部１２及び測距部１３の両方をハンドＨに装着している。これにより、ワーク移送装置では、ロボットＲの原点位置が撮像部１２及び測距部１３の基準位置になるので、装置構造や制御系の簡略化を実現することができる。

さらに、上記のワーク移送装置では、一対の把持爪１１，１１、開閉駆動部１６及び進退駆動部１７を備えたハンドＨを採用したことにより、装置構造がコンパクトになると共に、ハンドＨだけでワークＷの持ち替え動作を瞬時に行うことができる。

さらに、上記のワーク移送装置では、進退駆動部１２として、開閉駆動部１６をハンド先端方向に押し戻すスプリング１９を備えた単動型シリンダを用いている。これにより、ワーク移送装置では、ワークＷの持ち替えを行う際に、ハンドＨの下降動作に伴うワークＷの再把持、すなわち後追い動作をハンドＨだけで行うことができ、装置構造の簡略化などにも貢献し得る。

〈第２実施形態〉
図７及び図８は、本発明に係わるロボットのワーク移送方法及びワーク移送装置の第２実施形態を説明する図である。なお、第２実施形態において、先の第１実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図７に示すワーク移送装置は、カメラによる把持検出部２４を備えている。また、ワーク移送装置は、ハンドＨの一対の把持爪１１，１１が、相対向する位置にワークＷと係合するくぼみ１１Ａ，１１Ａを有し、少なくとも一方の把持爪１１が、くぼみ１１Ａの上側にワーク当接用のストッパ３０を備えている。

上記のワーク移送装置は、把持検出部２４により、ハンドＨの把持爪１１で把持したワークＷを撮像し、主制御部１５において、把持検出部２４の画像データと、正常に把持されているワークＷの姿勢データとを比較して、ワークＷの把持状態に異常があるか否かを判定する。このような異常判定は、主制御部１５において、ワークＷを選出する画像認識機能を利用して行うことも可能である。

また、上記のワーク移送装置は、ハンドＨでワークＷを把持した際、図８（Ａ）に示すように、把持爪１１のくぼみ１１ＡにワークＷが係合していない場合には、先の実施形態と同様に、一対の把持爪１１，１１の間隔に基づいて把持状態に異常があると判定し、ワークＷの持ち替え動作を行う。

すなわち、上記のワーク移送装置は、先の実施形態と同様に、図８（Ｂ）に示すように、ハンドＨによるによるワークＷの上昇、及び上昇に伴うワークＷの解放を行い、図８（Ｃ）に示すように、ワークＷの把持を行う。このとき、上記のワーク移送装置は、ワークＷの解放を行うと、上昇したワークＷがストッパ３０に当接してそれ以上の上昇を阻止し、その直後、ワークＷを再把持する。したがって、ハンドＨの下降動作に伴うワークＷの再把持、すなわち後追い動作を行わずにワークＷを確実に把持することが可能になる。

上記の把持検出部としては、例えば、把持爪１１のくぼみ１１Ａに係合したワークＷを非接触式に検出するものであっても良く、この場合、ワークＷを検出できない場合には、把持異常である判定することができる。また、ワーク当接用のストッパは、上昇して当接したワークＷが回転しないように、ワークＷの軸線方向に所定の長さを有しているものや、軸線方向の複数箇所に当接するものがより望ましい。

なお、本発明に係わるロボットのワーク移送方法及びワーク移送装置は、その詳細な構成が上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を適宜変更することが可能である。ワークＷは、円柱形状の部品に限らず、例えばリング状や直方体状などの形状であっても良い。把持爪は、ワークの形状に応じて形態を変更することもあり得る。

また、本発明に係わるロボットのワーク移送方法及びワーク移送装置は、撮像部の画角等によっては、パレット内を複数に分割し、撮像部及び測距部を移動させてワークの画像データや距離データを取得するようにしても良い。また、測距部としては、例えばレーザ距離計を用いる場合、レーザを走査する機能を有するものでも良い。

Ｈ ハンド
Ｒ ロボット
Ｗ ワーク
１１ 把持爪
１１Ａ くぼみ
１２ 撮像部
１３ 測距部
１４，２４ 把持検出部
１５ 主制御部
１６ 開閉駆動部
１７ 進退駆動部
３０ ストッパ

Claims (8)

1. ハンドを有する多軸制御型のロボットを用い、ばら積みされたワークの中から１つのワークをハンドで把持して所定位置に移送するに際し、
   ばら積みされたワークの平面の画像データとワークの高さを示す距離データとに基づいてハンドで把持可能なワークを選出する工程と、
   選出したワークの平面上の位置及び距離に基づいてハンドを移動させて前記ワークを把持する工程と、
   ワークの把持状態に異常があるか否かを判定する工程と、
   ワークの把持状態に異常があると判定した場合に、ハンドによるワークの上昇、上昇に伴うワークの解放、及びワークの再把持の各動作を連続的に行って空中でワークを持ち替える工程とを備えたことを特徴とするロボットのワーク移送方法。
2. ハンドが、開閉可能な一対の把持爪を有すると共に、両把持爪が、相対向する位置にワークと係合するくぼみを有し、
   ワークの把持状態に異常があるか否かを判定する工程では、両把持爪の間隔に基づいて判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のロボットのワーク移送方法。
3. 空中でワークを持ち替える工程において、ハンドの下降動作に伴ってワークの再把持を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットのワーク移送方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットのワーク移送方法に用いるワーク移送装置であって、
   ばら積みされたワークの平面の画像データを取得するための撮像部と、
   基準位置からワークまでの高さ方向の距離データを測定するための測距部と、
   ハンドによるワークの把持状態を検出するための把持検出部と、
   撮像部、測距部及び把持検出部からの入力に基づいてハンド及びロボットに指令を出力する主制御部とを備えたことを特徴とするロボットのワーク移送装置。
5. ハンドが、撮像部及び測距部のうちの少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項４に記載のロボットのワーク移送装置。
6. ハンドが、開閉可能な一対の把持爪と、把持爪を開閉動作させる開閉駆動部と、把持爪をハンド先端側にして開閉駆動部を進退動作させる進退駆動部とを備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載のロボットのワーク移送装置。
7. 進退駆動部が、開閉駆動部をハンド先端方向に押し戻すスプリングを備えた単動型シリンダであることを特徴とする請求項６に記載のロボットのワーク移送装置。
8. ハンドの一対の把持爪が、相対向する位置にワークと係合するくぼみを有し、少なくとも一方の把持爪が、くぼみの上側にワーク当接用のストッパを備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載のロボットのワーク移送装置。

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