JP2020049629A - ロボットシステム及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットがワークに対して作業を開始するまでの時間を短縮することができるロボットシステムを提供することを目的とする。【解決手段】ロボット１０１と、カメラ１０２と、ワーク１０３を第１主面１０３Ａ側から第１保持部で保持するように、ロボット１０１を動作させる（Ａ）と、ワーク１０３を第２主面１０３Ｂ側から第２保持部で保持して、第１保持部による当該ワーク１０３の保持を解放するように、ロボット１０１を動作させる（Ｂ）と、第２保持部で保持しているワーク１０３とは異なるワーク１０３を第２主面１０３Ｂ側から第１保持部で保持するように、ロボット１０１を動作させる（Ｃ）と、第１保持部及び第２保持部で保持しているワーク１０３を容器１０９内に載置させるように、ロボット１０１を動作させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている、制御装置１１０と、を備える、ロボットシステム。【選択図】図２

Description

本発明は、搬送装置及びその運転方法に関する。

贈答品の箱詰め作業等、ランダムな方向に配置され贈答品を所定の方向に揃えた上で箱の所定の位置に配置する物品並置作業を行うロボットシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されているロボットシステムでは、第１ハンド部を動作させて対象物を把持した後、第１ハンド部を旋回させ、マーク検出センサにより予め対象物に付されたマーク位置を検出し、第１ハンド部に把持された対象物を第２ハンド部に持ち替えた後、対象物を載置位置に移送する。

特開２０１１−６６９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているロボットシステムでは、第１ハンド部のみが、対象物を把持する動作を実行し、第２ハンド部のみが、対象物を載置する動作を実行するため、物品の並置作業に時間がかかり、未だ改善の余地があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、従来のロボットシステムに比して、ワークを所定の容器に載置する作業時間を短縮することができる、ロボットシステム及びその運転方法を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明に係るロボットシステムは、第１保持部を有する第１アームと、第２保持部を有する第２アームと、一対の主面を有するワークの位置情報及び配置情報を検知するカメラと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記カメラが検知した前記ワークの位置情報及び配置情報を基にして、前記ワークを当該ワークの一方の主面である第１主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームを動作させる（Ａ）と、前記（Ａ）の後、前記ワークを当該ワークの他方の主面である第２主面側から前記第２保持部で保持して、前記第１保持部による当該ワークの保持を解放するように、前記第１アーム及び前記第２アームを動作させる（Ｂ）と、前記（Ｂ）の後、前記第２保持部で保持しているワークとは異なるワークを当該ワークの前記第２主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームを動作させる（Ｃ）と、前記（Ｃ）の後、前記第１保持部及び前記第２保持部で保持している前記ワークを、それぞれ、所定の容器内に載置させるように、前記第１アーム及び前記第２アームを動作させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている。

これにより、第１保持部及び第２保持部で保持しているワークを容器に載置することで、従来のロボットシステムに比して、作業時間を短縮することができる。

また、本発明に係るロボットシステムの運転方法は、前記ロボットシステムは、第１保持部を有する第１アームと、第２保持部を有する第２アームと、一対の主面を有するワークの位置情報及び配置情報を検知するカメラと、を備え、前記カメラが検知した前記ワークの位置情報及び配置情報を基にして、前記ワークを当該ワークの一方の主面である第１主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームが動作する（Ａ）と、前記（Ａ）の後、前記ワークを当該ワークの他方の主面である第２主面側から前記第２保持部で保持して、前記第１保持部による当該ワークの保持を解放するように、前記第１アーム及び前記第２アームが動作する（Ｂ）と、前記（Ｂ）の後、前記第２保持部で保持しているワークとは異なるワークを当該ワークの前記第２主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームが動作する（Ｃ）と、前記（Ｃ）の後、前記第１保持部及び前記第２保持部で保持している前記ワークを、それぞれ、所定の容器内に載置させるように、前記第１アーム及び前記第２アームが動作する（Ｄ）と、を備える。

これにより、第１保持部及び第２保持部で保持しているワークを容器に載置することで、従来のロボットシステムに比して、作業時間を短縮することができる。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。

本発明のロボットシステム及びその運転方法によれば、第１保持部及び第２保持部で保持しているワークを容器に載置することで、従来のロボットシステムに比して、作業時間を短縮することができる。

図１は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。 図２は、図１に示すロボットシステムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。 図３は、図２に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図４は、図２に示すロボットにおける第１ハンド部の側面の概略構成を示す模式図である。 図５は、本実施の形態１に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、図５に示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図７は、図５に示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図８は、図５に示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図９は、図５に示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図１０は、本実施の形態１における変形例１のロボットシステムのロボットの概略構成を示す模式図である。 図１１Ａは、本実施の形態２に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１１Ｂは、本実施の形態２に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本実施の形態３に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。 図１３は、図１２に示す第１ロボットの概略構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。

（実施の形態１）
本実施の形態１に係るロボットシステムは、第１保持部を有する第１アームと、第２保持部を有する第２アームと、一対の主面を有するワークの位置情報及び配置情報を検知するカメラと、制御装置と、を備え、制御装置は、カメラが検知したワークの位置情報及び配置情報を基にして、ワークを当該ワークの一方の主面である第１主面側から第１保持部で保持するように、第１アームを動作させる（Ａ）と、（Ａ）の後、ワークを当該ワークの他方の主面である第２主面側から第２保持部で保持して、第１保持部による当該ワークの保持を解放するように、第１アーム及び第２アームを動作させる（Ｂ）と、（Ｂ）の後、第２保持部で保持しているワークとは異なるワークを当該ワークの第２主面側から第１保持部で保持するように、第１アームを動作させる（Ｃ）と、（Ｃ）の後、第１保持部及び第２保持部で保持しているワークを、それぞれ、所定の容器内に載置させるように、第１アーム及び第２アームを動作させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている。

また、本実施の形態１に係るロボットシステムでは、カメラは、第１アーム又は第２アームの上方に位置するように配置されていてもよい。

さらに、本実施の形態１に係るロボットシステムでは、第１アーム及び第２アームを有するロボットを備えていてもよい。

以下、本実施の形態１に係るロボットシステムの一例について、図１〜図９を参照しながら説明する。

［ロボットシステムの構成］
図１は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図１においては、ロボットにおける前後方向、上下方向、及び左右方向を図における前後方向、上下方向、及び左右方向として表している。また、図１においては、支持台及びベルトコンベアの一部の記載を省略している。

まず、図１を参照しながら、本実施の形態１に係るロボットシステム１００が作業する作業空間内に配置されている各機器等の構成について、説明する。

図１に示すように、本実施の形態１に係るロボットシステム１００は、第１アーム及び第２アームを有するロボット１０１、カメラ１０２、及び制御装置１１０（図１では、図示せず）を備えていて、ロボット１０１により、ワーク１０３を保持して、第２主面１０３Ｂが所定の方向（ここでは、上方）を向くように、ワーク１０３を容器１０９内に載置させるように構成されている。

また、ロボットシステム１００が作業する作業空間内には、テーブル１０４、ベルトコンベア１０７、支持台１０８、及び容器１０９が配置されている。

テーブル１０４には、図示されないベルトコンベア等の搬送装置により、ワーク１０３がランダムに配置される。ワーク１０３は、一対の主面（第１主面１０３Ａ及び第２主面１０３Ｂ）を有している。ワーク１０３としては、包装された食品等であってもよい。

ベルトコンベア１０７には、容器１０９が配置されている。容器１０９は、ワーク１０３が載置されるように構成されている。また、容器１０９は、本実施の形態１においては、上方が開口している箱で構成されていて、図示されない蓋部材により蓋をされるように構成されている。

支持台１０８は、支持柱１０８Ａと支持部材１０８Ｂを有している。支持柱１０８Ａは、上方に延びるように形成されていて、その先端部（上端部）には、支持台１０８が設けられている。支持部材１０８Ｂには、カメラ１０２が取付けられている。なお、カメラ１０２は、天井に配置されていてもよい。

次に、図２及び図３を参照しながら、ロボット１０１の具体的構成について、説明する。なお、以下においては、ロボット１０１として、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、ロボット１０１としては、水平多関節型・垂直多関節型等の他のロボットを採用してもよい。

図２は、図１に示すロボットシステムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。図３は、図２に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。なお、図２においては、ロボットにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。

図２に示すように、ロボット１０１は、台車１２と、第１アーム１３Ａと、第２アーム１３Ｂと、台車１２内に配置されている真空発生装置２５と、を備えている。また、台車１２内には、制御装置１１０が配置されている。

なお、本実施の形態１においては、台車１２の内部に制御装置１１０及び真空発生装置２５が配置されている形態を採用したが、これに限定されず、これらの機器は、台車１２外部に配置されていてもよい。

真空発生装置２５は、配管９３Ａ及び配管９３Ｂにより、後述する第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂの吸着部８と接続されている。真空発生装置２５は、吸着部８内を負圧にする装置であり、例えば、真空ポンプ又はＣＯＮＶＵＭ（登録商標）等を用いてもよい。

また、配管９３Ａ及び配管９３Ｂには、それぞれ、開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂが設けられている。開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂが、それぞれ、配管９３Ａ及び配管９３Ｂを開放又は閉鎖することによって、吸着部８によるワーク１０３の吸着（保持）及びその解除が行われる。なお、真空発生装置２５の動作と、開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂの開閉動作は、制御装置１１０により制御される。

台車１２の上面には、基軸１６が固定されている。基軸１６には、当該基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１回りに回動可能に第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂが設けられている。具体的には、第１アーム１３Ａと第２アーム１３Ｂとが上下に高低差を有するように設けられている。なお、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂは、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができるように構成されている。

第１アーム１３Ａは、第１アーム部１５Ａ、第１リスト部１７Ａ、第１ハンド部１８Ａ、及び第１装着部２０Ａを有している。同様に、第２アーム１３Ｂは、第２アーム部１５Ｂ、第２リスト部１７Ｂ、第２ハンド部１８Ｂ、及び第２装着部２０Ｂを有している。なお、第２アーム１３Ｂは、基本的な構成は、第１アーム１３Ａと同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。

第１アーム部１５Ａは、本実施の形態１においては、略直方体状の第１リンク５ａ及び第２リンク５ｂで構成されている。第１リンク５ａは、基端部に回転関節Ｊ１が設けられていて、先端部に回転関節Ｊ２が設けられている。また、第２リンク５ｂは、先端部に直動関節Ｊ３が設けられている。

そして、第１リンク５ａは、回転関節Ｊ１を介して、その基端部が基軸１６と連結されていて、回転関節Ｊ１により、回転軸線Ｌ１回りに回動することができる。また、第２リンク５ｂは、回転関節Ｊ２を介して、その基端部が第１リンク５ａの先端部と連結されていて、回転関節Ｊ２により、回転軸線Ｌ２回りに回動することができる。

第２リンク５ｂの先端部には、直動関節Ｊ３を介して、第１リスト部１７Ａが第２リンク５ｂに対し昇降移動可能に連結されている。第１リスト部１７Ａの下端部には、回転関節Ｊ４が設けられていて、回転関節Ｊ４の下端部には、第１装着部２０Ａが設けられている。

第１装着部２０Ａは、第１ハンド部１８Ａを着脱可能に構成されている。具体的には、例えば、第１装着部２０Ａは、その間隔が調整可能に構成されている、一対の棒部材を有していて、当該一対の棒部材により、第１ハンド部１８Ａを挟み込むことにより、第１ハンド部１８Ａを第１リスト部１７Ａに装着することができる。これにより、第１ハンド部１８Ａは、回転関節Ｊ４により、回転軸線Ｌ３回りに回動することができる。なお、棒部材は先端部分が折れ曲がっていてもよい。また、第１ハンド部１８Ａの構造については、後述する。

また、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂの各回転関節Ｊ１〜Ｊ４には、それぞれ、各関節が連結する２つの部材を相対的に回転又は昇降させるアクチュエータの一例としての駆動モータが設けられている（図示せず）。駆動モータは、例えば、制御装置１１０によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、各関節Ｊ１〜関節Ｊ４には、それぞれ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。

図３に示すように、制御装置１１０は、演算処理器１１０ａ、記憶器１１０ｂ、及び入力器１１０ｃを備えている。演算処理器１１０ａは、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等で構成されていて、記憶器１１０ｂに記憶されている基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボットシステム１００の各種動作を制御する。

記憶器１１０ｂは、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。記憶器１１０ｂは、単一である必要はなく、複数の記憶器（例えば、ランダムアクセスメモリ及びハードディスクドライブ）として構成されてもよい。演算処理器１１０ａがマイクロコンピュータで構成されている場合には、記憶器１１０ｂの少なくとも一部がマイクロコンピュータの内部メモリとして構成されてもよいし、独立したメモリとして構成されてもよい。

入力器１１０ｃは、演算処理器１１０ａに対して、ロボットシステム１００の制御に関する各種パラメータ、あるいはその他のデータ等を入力可能とするものであり、キーボード、タッチパネル、ボタンスイッチ群等の公知の入力装置で構成されている。本実施の形態１では、少なくとも、ワーク１０３の保持条件（ワーク１０３の重量等）、容器１０９内に収納するワーク１０３の個数等のデータが入力器１１０ｃにより入力可能となっている。

なお、制御装置１１０は、集中制御する単独の制御装置１１０によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１１０によって構成されていてもよい。また、制御装置１１０は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、論理回路等によって構成されていてもよい。

次に、図４を参照しながら、第１アーム１３Ａの第１ハンド部１８Ａについて、詳細に説明する。

図４は、図２に示すロボットにおける第１ハンド部の側面の概略構成を示す模式図である。なお、図４においては、ロボット（第１ハンド部）における前後方向及び上下方向を図における前後方向及び上下方向として表している。

図４に示すように、第１アーム１３Ａの第１ハンド部１８Ａは、固定部８１、本体部８２、先端部８３、及び吸着部８を有している。本体部８２は、逆Ｌ字状に形成されていて、その上面には、固定部８１が設けられている。固定部８１は、第１装着部２０Ａが当接する部位であり、ここでは、棒状又は板状に形成されている。

また、本体部８２の後面には、駆動モータ８４が設けられていて、その前面には、Ｌ字状の先端部８３が設けられている。駆動モータ８４は、前後方向に延びる回転軸線Ｌ４回りに、先端部８３を揺動するように構成されている。

先端部８３の下面には、吸着部８が締結部材８５により固定されている。本実施の形態１においては、吸着部８は、先端部８３に４つ設けられているが、ワーク１０３を吸着保持することができれば、吸着部８の設置数は、１つであってもよく、複数であってもよい。また、吸着部８の先端部（下端部）には、円錐台状の吸着パッド８６が設けられている。

なお、本実施の形態１においては、吸着部８により、ワーク１０３を吸着保持する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、一対の爪部等により、ワーク１０３を把持する形態を採用してもよい。

また、以下においては、第１ハンド部１８Ａ（第１アーム１３Ａ）に設けられている吸着部８を第１吸着部（第１保持部）８Ａとし、第２ハンド部１８Ｂ（第２アーム１３Ｂ）に設けられている吸着部８を第２吸着部（第２保持部）８Ｂと区別して称することもある。

［ロボットシステムの動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係るロボットシステム１００の動作及び作用効果について、図１〜図９を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置１１０の演算処理器１１０ａが、記憶器１１０ｂに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。

図５は、本実施の形態１に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図６〜図９は、図５に示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。

まず、図１に示すように、テーブル１０４には、図示されないベルトコンベア又は作業者等により、ワーク１０３がランダムに配置されているとする。なお、「ワーク１０３がランダムに配置されている」とは、テーブル１０４上に、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３と、第２主面１０３Ｂが上方に向けられているワーク１０３が混在する状態をいう。

そして、制御装置１１０に、作業者から、入力器１１０ｃを介して、テーブル１０４に配置されているワーク１０３を容器１０９内に載置する動作を実行することを示す指示情報が入力されたとする。

すると、制御装置１１０は、図５に示すように、カメラ１０２が撮影した映像情報を取得し、当該映像情報からワーク１０３の位置情報及び配置情報を取得する（ステップＳ１０１）。ここで、ワーク１０３の配置情報とは、あるワーク１０３が、第１主面１０３Ａが上方に向けられているか、それとも第２主面１０３Ｂが上方に向けられているか、という情報である。

次に、制御装置１１０は、ステップＳ１０１で取得した第２主面１０３Ｂの位置情報及び配置情報を基に、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３を第１アーム１３Ａの第１吸着部８Ａにより保持するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ１０２；図１参照）。

具体的には、制御装置１１０は、真空発生装置２５を作動させて、吸着部８を負圧にする。ついで、制御装置１１０は、第１吸着部８Ａが、ワーク１０３の上方に位置するように、第１アーム１３Ａを動作させ、その後、第１吸着部８Ａがワーク１０３の第１主面１０３Ａと当接するように、第１アーム１３Ａを動作させる。これにより、第１吸着部８Ａは、第１主面１０３Ａ側からワーク１０３を吸着保持することができる。

次に、制御装置１１０は、ステップＳ１０２で吸着保持したワーク１０３に対して、第２吸着部８Ｂにより、第２主面１０３Ｂ側から当該ワーク１０３を保持するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ１０３；図６参照）。なお、このとき、ロボット１０１は、第１吸着部８Ａによる第１主面１０３Ａの吸着保持を維持している。

具体的には、制御装置１１０は、第１ハンド部１８Ａ及び第２ハンド部１８Ｂを揺動するように、それぞれの駆動モータ８４を作動させる。より詳細には、制御装置１１０は、第１ハンド部１８Ａの吸着パッド８６と第２ハンド部１８Ｂの吸着パッド８６が対向するように、それぞれの駆動モータ８４を駆動させる。ついで、制御装置１１０は、第２吸着部８Ｂが第２主面１０３Ｂと当接するように、第１アーム１３Ａ及び／又は第２アーム１３Ｂを動作させる。これにより、第２吸着部８Ｂは、第２主面１０３Ｂ側からワーク１０３を吸着保持することができる。

次に、制御装置１１０は、第１吸着部８Ａによるワーク１０３の保持を解放するように、ロボット１０１を動作させる（開閉弁９４Ａを閉止させる）（ステップＳ１０４）。このとき、制御装置１１０は、第１ハンド部１８Ａの吸着パッド８６と第２ハンド部１８Ｂの吸着パッド８６が下方を向くように、それぞれの駆動モータ８４を駆動させてもよい（図７参照）。

次に、制御装置１１０は、開閉弁９４Ａを開放させ、第２吸着部８Ｂにより吸着保持しているワーク１０３とは異なるワーク１０３を第１吸着部８Ａにより、第２主面１０３Ｂ側から保持するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ１０５；図８参照）。

次に、制御装置１１０は、第１吸着部８Ａ及び第２吸着部８Ｂが、それぞれ、保持しているワーク１０３を容器１０９内に載置するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ１０６）。

具体的には、制御装置１１０は、第１吸着部８Ａ及び第２吸着部８Ｂが、それぞれ、保持しているワーク１０３を容器１０９の上方に位置するように、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂを動作させる。ついで、制御装置１１０は、第１吸着部８Ａ及び第２吸着部８Ｂが、それぞれ、保持しているワーク１０３を容器１０９内に位置するように、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂを動作させ、開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂを閉止させる。これにより、第１吸着部８Ａ及び第２吸着部８Ｂが、それぞれ、保持しているワーク１０３の吸着が解除され、第２主面１０３Ｂが上方を向いた状態で、ワーク１０３が容器１０９内に載置される。

次に、制御装置１１０は、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業（箱詰め作業）が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。制御装置１１０は、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業が終了していないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）には、ステップＳ１０１に戻り、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業（箱詰め作業）が終了したと判定するまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の各処理を実行する。一方、制御装置１１０は、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業が終了したと判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）には、本プログラムを終了する。

なお、制御装置１１０は、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業が終了していないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）に、ステップＳ１０１に戻るのではなく、ステップＳ１０２の処理を実行するように構成されていてもよい。また、制御装置１１０は、本プログラムが終了したことを示す情報（例えば、映像、音、光等）を出力装置（例えば、タブレット、スピーカー等）から出力してもよい。

このように構成された、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、制御装置１１０が、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３を第１吸着部８Ａにより保持し、その後、第２主面１０３Ｂを第２吸着部８Ｂにより保持して、第１吸着部８Ａによる保持を解放させるように、ロボット１０１を制御している。

これにより、テーブル１０４上にワーク１０３がランダムに配置されていたとしても、一方の主面（第２主面１０３Ｂ）が所定の方向（上方）に向いた状態で、ワーク１０３を容器１０９内に載置することができる。

また、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、制御装置１１０が、ワーク１０３の第２主面１０３Ｂを第２吸着部８Ｂにより保持して、第１吸着部８Ａによる保持を解放した後に、第２吸着部８Ｂが保持しているワーク１０３とは異なるワーク１０３を第１吸着部８Ａにより、第２主面１０３Ｂ側から保持するように、ロボット１０１を制御している。

これにより、容器１０９内に２つのワーク１０３を一方の主面（第２主面１０３Ｂ）が所定の方向（上方）に向いた状態で、載置することができる。このため、上記特許文献１に開示されているロボットシステムに比して、作業時間を短縮することができる。

［変形例１］
次に、本実施の形態１に係るロボットシステム１００の変形例について、説明する。

本実施の形態１における変形例１のロボットシステムは、カメラが、第１アーム及び第２アームのうち、少なくとも一方のアームに配置されている。

以下、本実施の形態１における変形例１のロボットシステムの一例について、図１０を参照しながら説明する。

図１０は、本実施の形態１における変形例１のロボットシステムのロボットの概略構成を示す模式図である。なお、図１０においては、ロボットにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。

図１０に示すように、本実施の形態１における変形例１のロボットシステム１００は、実施の形態１に係るロボットシステム１００と基本的構成は同じであるが、カメラ１０２が、第１アーム１３Ａの第１ハンド部１８Ａ及び第２アーム１３Ｂの第２ハンド部１８Ｂに配置されている点が異なる。なお、本変形例１においては、第１アーム１３Ａの第１ハンド部１８Ａ及び第２アーム１３Ｂの第２ハンド部１８Ｂの両方に、カメラ１０２が配置されている形態を採用したが、これに限定されない。カメラ１０２は、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂのうち、少なくとも一方のアームに設けられていればよい。

このように構成された、本実施の形態１における変形例１のロボットシステム１００であっても、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の作用効果を奏する。

（実施の形態２）
本実施の形態２に係るロボットシステムは、実施の形態１（変形例を含む）に係るロボットシステムにおいて、制御装置が、第１保持部及び第２保持部のそれぞれが、第２主面側から、異なるワークを保持して、保持しているワークを容器内に載置させるように、ロボットを動作させる（Ｅ）をさらに実行するように構成されている。

以下、本実施の形態２に係るロボットシステムの一例について、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照しながら説明する。なお、本実施の形態２に係るロボットシステム１００は、実施の形態１に係るロボットシステム１００と基本的構成は同じであるので、その詳細な説明は省略する。

［ロボットシステムの動作及び作用効果］
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本実施の形態２に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

まず、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様に、テーブル１０４には、図示されないベルトコンベア又は作業者等により、ワーク１０３がランダムに配置されているとする。

そして、制御装置１１０に、作業者から、入力器１１０ｃを介して、テーブル１０４に配置されているワーク１０３を容器１０９内に載置する動作を実行することを示す指示情報が入力されたとする。

すると、制御装置１４は、図１１Ａに示すように、カメラ１０２が撮影した映像情報を取得し、当該映像情報からワーク１０３の位置情報及び配置情報を取得する（ステップＳ２０１）。

次に、制御装置１１０は、ステップＳ２０１で取得した第２主面１０３Ｂの位置情報及び配置情報を基に、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

制御装置１１０は、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３があると判定した場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）には、ステップＳ２０３の処理を実行する。

ステップＳ２０３では、制御装置１１０は、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３を第１アーム１３Ａの第１吸着部８Ａにより保持するように、ロボット１０１を動作させる。

次に、制御装置１１０は、ステップＳ２０３で吸着保持したワーク１０３に対して、第２吸着部８Ｂにより、第２主面１０３Ｂ側から当該ワーク１０３を保持するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ２０４）。なお、このとき、ロボット１０１は、第１吸着部８Ａによる第１主面１０３Ａの吸着保持を維持している。

次に、制御装置１１０は、第１吸着部８Ａによるワーク１０３の保持を解放するように、ロボット１０１を動作させる（開閉弁９４Ａを閉止させる）（ステップＳ２０５）。このとき、制御装置１１０は、第１ハンド部１８Ａの吸着パッド８６と第２ハンド部１８Ｂの吸着パッド８６が下方を向くように、それぞれの駆動モータ８４を駆動させてもよい。

次に、制御装置１１０は、開閉弁９４Ａを開放させ、第２吸着部８Ｂにより吸着保持しているワーク１０３とは異なるワーク１０３を第１吸着部８Ａにより、第２主面１０３Ｂ側から保持するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ２０６）。

次に、制御装置１１０は、第１吸着部８Ａ及び第２吸着部８Ｂが、それぞれ、保持しているワーク１０３を容器１０９内に載置するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ２０７）。

次に、制御装置１１０は、ステップＳ２０１に戻り、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３がないと判定する（ステップＳ２０２でＮｏ）まで、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理を繰り返す。

一方、制御装置１１０は、第１主面１０３Ａが上方に向けられているワーク１０３がないと判定した場合（ステップＳ２０２でＮｏ）には、第１吸着部８Ａ及び第２吸着部８Ｂのそれぞれが、異なるワーク１０３に対して、第２主面１０３Ｂ側から保持するように、ロボット１０１を動作させる（ステップＳ２０８）。

次に、制御装置１１０は、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業（箱詰め作業）が終了したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。制御装置１１０は、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業が終了していないと判定した場合（ステップＳ２０９でＮｏ）には、ステップＳ２０８に戻り、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業（箱詰め作業）が終了したと判定するまで、ステップＳ２０８〜ステップＳ２０９の各処理を実行する。一方、制御装置１１０は、容器１０９内へのワーク１０３の載置作業が終了したと判定した場合（ステップＳ２０９でＹｅｓ）には、本プログラムを終了する。

このように構成された、本実施の形態２に係るロボットシステム１００であっても、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の作用効果を奏する。

（実施の形態３）
本実施の形態３に係るロボットシステムは、実施の形態１（変形例を含む）及び２に係るロボットシステムにおいて、第１アームを有する第１ロボット第２アームを有する第２ロボットを備える。

以下、本実施の形態３に係るロボットシステムの一例について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。

［ロボットシステムの構成］
図１２は、本実施の形態３に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図１２においては、ベルトコンベア、支持台、及び容器の記載を省略している
図１２に示すように、本実施の形態３に係るロボットシステム１００は、実施の形態１に係るロボットシステム１００と基本的構成は同じであるが、ロボット１０１に代えて、第１アーム１３Ａを有する第１ロボット１０１Ａと、第２アーム１３Ｂを有する第２ロボット１０１Ｂを備えている点が異なる。

次に、図１３を参照しながら、第１ロボット１０１Ａの具体的構成について、説明する。なお、第２ロボット１０１Ｂは、第１ロボット１０１Ａと同様の構成であるので、その詳細な説明は省略する。また、第１ロボット１０１Ａとして、垂直多関節型のロボットを説明するが、第１ロボット１０１Ａとしては、水平多関節型ロボットを採用してもよい。

図１３は、図１２に示す第１ロボットの概略構成を示す模式図である。

図１３に示すように、第１ロボット１０１Ａは、複数のリンク（ここでは、第１リンク１１ａ〜第６リンク１１ｆ）の連接体と、複数の関節（ここでは、第１関節ＪＴ１〜第６関節ＪＴ６）と、これらを支持する基台１４と、を有する。基台１４の内部には、真空発生装置２５が配置されている。そして、第１ロボット１０１Ａでは、複数のリンクが第１アーム１３Ａを構成する。

第１関節ＪＴ１では、基台１４と、第１リンク１１ａの基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第２関節ＪＴ２では、第１リンク１１ａの先端部と、第２リンク１１ｂの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第３関節ＪＴ３では、第２リンク１１ｂの先端部と、第３リンク１１ｃの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。

また、第４関節ＪＴ４では、第３リンク１１ｃの先端部と、第４リンク１１ｄの基端部とが、第４リンク１１ｄの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第５関節ＪＴ５では、第４リンク１１ｄの先端部と、第５リンク１１ｅの基端部とが、第４リンク１１ｄの長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第６関節ＪＴ６では、第５リンク１１ｅの先端部と第６リンク１１ｆの基端部とが、捻れ回転可能に連結されている。

そして、第６リンク１１ｆの先端部には、第１吸着部８Ａが配設されている。第１吸着部８Ａは、図示されない配管を介して、真空発生装置２５と接続されている。なお、図示されない配管には、実施の形態１と同様に、図示されない開閉弁が配置されている。

また、第１関節ＪＴ１〜第６関節ＪＴ６には、それぞれ、各関節が連結する２つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータが設けられている（図示せず）。駆動モータは、例えば、制御装置１１０によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、第１関節ＪＴ１〜第６関節ＪＴ６には、それぞれ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサと、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサと、が設けられている（それぞれ、図示せず）。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。

なお、本実施の形態３に係るロボットシステム１００では、制御装置１１０は、実施の形態１又は２に係るロボットシステム１００と基本的には同様の制御を実行し、第１アーム１３Ａを動作させる場合には、第１ロボット１０１Ａを制御し、第２アーム１３Ｂを動作させる場合には、第２ロボット１０１Ｂを制御する点が異なるだけである。このため、本実施の形態３に係るロボットシステム１００の動作については、その詳細な説明を省略する。

このように構成されている、本実施の形態３に係るロボットシステム１００であっても、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の作用効果を奏する。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明に係るロボットシステム及びその運転方法は、第１保持部及び第２保持部で保持しているワークを容器に載置することで、従来のロボットシステムに比して、作業時間を短縮することができるため、産業ロボットの分野において有用である。

５ａ 第１リンク
５ｂ 第２リンク
８ 吸着部
８Ａ 第１吸着部
８Ｂ 第２吸着部
１１ａ 第１リンク
１１ｂ 第２リンク
１１ｃ 第３リンク
１１ｄ 第４リンク
１１ｅ 第５リンク
１１ｆ 第６リンク
１２ 台車
１３Ａ 第１アーム
１３Ｂ 第２アーム
１４ 基台
１５Ａ 第１アーム部
１５Ｂ 第２アーム部
１６ 基軸
１７Ａ 第１リスト部
１７Ｂ 第２リスト部
１８Ａ 第１ハンド部
１８Ｂ 第２ハンド部
２０Ａ 第１装着部
２０Ｂ 第２装着部
２５ 真空発生装置
８１ 固定部
８２ 本体部
８３ 先端部
８４ 駆動モータ
８５ 締結部材
８６ 吸着パッド
９３Ａ 配管
９３Ｂ 配管
９４Ａ 開閉弁
９４Ｂ 開閉弁
１００ ロボットシステム
１０１ ロボット
１０１Ａ 第１ロボット
１０１Ｂ 第２ロボット
１０２ カメラ
１０３ ワーク
１０３Ａ 第１主面
１０３Ｂ 第２主面
１０４ テーブル
１０７ ベルトコンベア
１０８ 支持台
１０８Ａ 支持柱
１０８Ｂ 支持部材
１０９ 容器
１１０ 制御装置
１１０ａ 演算処理器
１１０ｂ 記憶器
１１０ｃ 入力器
Ｊ１ 回転関節
Ｊ２ 回転関節
Ｊ３ 直動関節
Ｊ４ 回転関節
ＪＴ１ 第１関節
ＪＴ２ 第２関節
ＪＴ３ 第３関節
ＪＴ４ 第４関節
ＪＴ５ 第５関節
ＪＴ６ 第６関節
Ｌ１ 回転軸線
Ｌ２ 回転軸線
Ｌ３ 回転軸線
Ｌ４ 回転軸線

Claims (8)

1. 第１保持部を有する第１アームと、
   第２保持部を有する第２アームと、
   一対の主面を有するワークの位置情報及び配置情報を検知するカメラと、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記カメラが検知した前記ワークの位置情報及び配置情報を基にして、前記ワークを当該ワークの一方の主面である第１主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームを動作させる（Ａ）と、
   前記（Ａ）の後、前記ワークを当該ワークの他方の主面である第２主面側から前記第２保持部で保持して、前記第１保持部による当該ワークの保持を解放するように、前記第１アーム及び前記第２アームを動作させる（Ｂ）と、
   前記（Ｂ）の後、前記第２保持部で保持しているワークとは異なるワークを当該ワークの前記第２主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームを動作させる（Ｃ）と、
   前記（Ｃ）の後、前記第１保持部及び前記第２保持部で保持している前記ワークを、それぞれ、所定の容器内に載置させるように、前記第１アーム及び前記第２アームを動作させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている、ロボットシステム。
2. 前記制御装置は、前記第１保持部及び前記第２保持部のそれぞれが、前記第２主面側から、異なる前記ワークを保持して、保持している前記ワークを前記容器内に載置させるように、前記第１アーム及び前記第２アームを動作させる（Ｅ）をさらに実行するように構成されている、請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記カメラは、前記第１アーム又は前記第２アームの上方に位置するように配置されている、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
4. 前記カメラは、前記第１アーム及び前記第２アームのうち、少なくとも一方のアームに配置されている、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
5. ロボットシステムの運転方法であって、
   前記ロボットシステムは、
   第１保持部を有する第１アームと、
   第２保持部を有する第２アームと、
   一対の主面を有するワークの位置情報及び配置情報を検知するカメラと、を備え、
   前記カメラが検知した前記ワークの位置情報及び配置情報を基にして、前記ワークを当該ワークの一方の主面である第１主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームが動作する（Ａ）と、
   前記（Ａ）の後、前記ワークを当該ワークの他方の主面である第２主面側から前記第２保持部で保持して、前記第１保持部による当該ワークの保持を解放するように、前記第１アーム及び前記第２アームが動作する（Ｂ）と、
   前記（Ｂ）の後、前記第２保持部で保持しているワークとは異なるワークを当該ワークの前記第２主面側から前記第１保持部で保持するように、前記第１アームが動作する（Ｃ）と、
   前記（Ｃ）の後、前記第１保持部及び前記第２保持部で保持している前記ワークを、それぞれ、所定の容器内に載置させるように、前記第１アーム及び前記第２アームが動作する（Ｄ）と、を備える、ロボットシステムの運転方法。
6. 前記第１保持部及び前記第２保持部のそれぞれが、前記第２主面側から、異なる前記ワークを保持して、保持している前記ワークを前記容器内に載置させるように、前記第１アーム及び前記第２アームが動作する（Ｅ）をさらに備える、請求項５に記載のロボットシステムの運転方法。
7. 前記カメラは、前記第１アーム又は前記第２アームの上方に位置するように配置されている、請求項５又は６に記載のロボットシステムの運転方法。
8. 前記カメラは、前記第１アーム及び前記第２アームのうち、少なくとも一方のアームに配置されている、請求項５又は６に記載のロボットシステムの運転方法。
   
   
   
   
   

Images