JP2020110874A - 柔軟物の積み重ね方法、衣服の折り畳みおよび積み重ね方法、ならびにロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】単純な構成の装置を用いるシート状の柔軟物を積み重ねる方法を提供する。【解決手段】ロボットアームに取り付けられたハンドで第１柔軟物（ＴＳ）を保持するステップと、前記第１柔軟物の第１基準部位および所定の位置に載置された第２柔軟物（ＴＳ２）の第２基準部位を取得するステップと、前記ロボットアームを動作させて、前記第１基準部位を前記第２基準部位に合わせるように前記第１柔軟物を移動するステップと、前記ハンドが前記第１柔軟物を前記第２柔軟物上に解放するステップとを有する柔軟物の積み重ね方法。【選択図】図１

Description

本発明は、衣服、布地等のシート状の柔軟物を自動で積み重ねる方法、衣服を折り畳んで積み重ねる方法、およびこれらの方法を実施するためのロボットシステムに関する。

衣服、布地等の変形性を有する薄物を自動で折り畳んで、所定の位置に積み重ねていく方法、装置の開発が進められている。

特許文献１には、ＲＦＩＤタグの情報に基づいて洗濯物を折り畳んで仕分けテーブルに移載し、仕分けテーブルの載置板を傾斜させて収納位置データに対応する搬送テーブル上に洗濯物を滑り落として搬送テーブル上に積み重ねていく方法が記載されている。

特許文献２には、複数の支持部材を有する櫛歯状の支持具を水平にして、折り畳まれたＴシャツを支持具上に載置し、次に支持具を傾斜させてＴシャツを被処理物受入箱の中に滑り落として積層していく方法が記載されている。

特開２０１１−１１５２０７号公報 特開２０１６−００８１０９号公報

特許文献１に記載された方法を実施するには大掛りな仕分け装置や搬送装置が必要であった。また、特許文献２に記載された方法をするにも複雑な機構を有する装置が必要であった。一方で、近年、汎用的な多関節ロボットに人の作業を代替させることで、従来人が行っていた作業や労働をロボット化する取り組みが進んでいる。しかし柔軟物のような不定形物体をロボットで取り扱うのは容易ではなく、衣服や布地を折り畳んで積み重ねるといった人の動作をロボットに実行させることは困難であった。

本発明は上記を考慮してなされたものであり、より単純な構成の装置を用いてシート状の柔軟物を積み重ねる方法、衣服を折り畳んで積み重ねる方法、およびかかる方法を実施するためのロボットシステムを提供することを目的とする。

本発明の柔軟物の積み重ね方法は、ロボットアームに取り付けられたハンドで第１柔軟物を保持するステップと、前記第１柔軟物の第１基準部位および所定の位置に載置された第２柔軟物の第２基準部位を取得するステップと、前記ロボットアームを動作させて、前記第１基準部位を前記第２基準部位に合わせるように前記第１柔軟物を移動するステップと、前記ハンドが前記第１柔軟物を前記第２柔軟物上に解放するステップとを有する。ここで、柔軟物は展開されていても折り畳まれた状態であってもよい。

本発明の衣服の折り畳みおよび積み重ね方法は、袖付の衣服を折り畳んで積み重ねる方法である。
前記衣服を折り畳む工程は第１衣服を折り畳む工程であり、第１ロボットアームに取り付けられた第１ハンドと第２ロボットアームに取り付けられた第２ハンドとで、前記第１衣服の肩上部または裾部において幅方向に離れた２箇所をそれぞれ把持して前記第１衣服を吊り下げるステップと、前記２箇所の把持した位置をそれぞれ通過して丈方向に延びる２本の仮想直線を折り返し位置として、前記第１衣服の前記仮想直線の外側の領域を内側に折り返すステップと、前記第１衣服の外側の領域を内側に折り返された前記第１衣服を前記折り返す方向と逆の方向に送り出しながら、前記第１衣服の下端から略半分を第１所定位置に載置するステップと、前記第１衣服を前記送り出す方向とは反対の方向に戻して、前記第１衣服の残りの半分を載置された部分に重ねるステップとを有する。
前記第１衣服を積み重ねる工程は、前記第１ハンドと前記第２ハンドとで、折り畳まれて前記第１所定位置に載置された前記第１衣服を把持して吊り下げるステップと、前記折り畳まれた第１衣服の第１基準部位および第２所定位置に載置された第２衣服の第２基準部位を取得するステップと、前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームを動作させて、前記第１基準部位を前記第２基準部位に合わせるように前記折り畳まれた第１衣服を移動するステップと、前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームが前記折り畳まれた第１衣服を前記第２衣服上に解放するステップとを有する。

本発明のロボットシステムは、第１ロボットアームと、前記第１ロボットアームの先端に取り付けられた第１ハンドと、第２ロボットアームと、前記第２ロボットアームの先端に取り付けられた第２ハンドとを備えたロボットと、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドより高い位置に配置された第１撮像装置と、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドより低い位置に配置された第２撮像装置とを有する。

本発明の柔軟物の積み重ね方法によれば、単純な構成の装置を用いてシート状の柔軟物を積み重ねることができる。本発明の衣服の折り畳みおよび積み重ね方法によれば、単純な構成の装置を用いて袖付の衣服を折り畳んで積み重ねることができる。本発明のロボットシステムによれば、単純な構成によって、シート状の柔軟物を折り畳んで積み重ねることができる。これにより、汎用的な多関節ロボットを用いて衣服を折り畳んで積み重ねることができ、家庭における洗濯物の片付け作業や、衣料品店舗における商品の陳列整理作業等に有用である。

実施形態で用いるロボットシステムを含む処理設備全体の斜視図である。 実施形態のロボットシステムの、Ａ：筐体内部の構造を示す斜視図、Ｂ：外観の斜視図である。 一実施形態のＴシャツ処理方法の工程フロー図である。 一実施形態のＴシャツの展開方法の工程フロー図である。 一実施形態のＴシャツの折り畳み方法の工程フロー図である。 一実施形態のＴシャツの積み重ね方法の工程フロー図である。 柔軟物の一例としての半袖Ｔシャツの平面図である。 一実施形態のＴシャツの展開方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの展開方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの展開方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの展開方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの展開方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの展開と折り畳み方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの折り畳み方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの折り畳み方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの折り畳み方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの折り畳み方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの積み重ね方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの積み重ね方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの積み重ね方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの積み重ね方法を説明するための図である。 一実施形態のＴシャツの積み重ね方法を説明するための図である。 一実施形態のハンドのＡ：構造、Ｂ：Ｔシャツの折り畳み動作を説明するための図である。

本発明の柔軟物の積み重ね方法、衣服の折り畳みおよび積み重ね方法、およびロボットシステムの一実施形態を図に基づいて説明する。本実施形態では、半袖のＴシャツを折り畳み、折り畳まれたＴシャツを積み重ねる方法を説明する。

まず、本実施形態で用いられるロボットシステムを含む処理設備の構成を説明する。

図１を参照して、Ｔシャツの処理設備２０は、ＴシャツＴＳの展開、折り畳みおよび積み重ねの３つの機能を有する設備である。処理設備２０は、ロボットシステム３０と４つのステージＳ１〜Ｓ４を備える。ロボットシステム３０は、ロボット４０、ロボットと一体化されたスタンド５０、スタンドの上部に設置された第１撮像装置６１、スタンドの下部に設置された第２撮像装置６２を有する。４つのステージは、ロボット４０から見て左斜め前にＴシャツＴＳの供給ステージＳ１が配置され、供給ステージＳ１から時計回りに約６０度回転した位置に計測ステージＳ２、その右側に折り畳みステージＳ３、さらにその右側に積重ねステージＳ４が順番に配置されている。ロボットシステム３０は、レール５８を含む移動手段によって、供給ステージＳ１、計測ステージＳ２、折り畳みステージＳ３、および積重ねステージＳ４の間を移動できる。

なお、本明細書において、ロボット４０から見て計測ステージＳ２、折り畳みステージＳ３、および積重ねステージＳ４のある方向を前方といい、その反対方向を後方という。

供給ステージＳ１には供給台２１が配置され、供給台２１上に１枚または複数枚の半袖ＴシャツＴＳが、乱雑に積み上げられる。ＴシャツＴＳは、供給台２１から１枚ずつ取り上げられ、計測ステージＳ２で載置台２２上に展開して載置される。次いでＴシャツＴＳは、折り畳みステージＳ３の折り畳み台２３上で略長方形に折り畳まれる。積み重ねステージＳ４には積み重ね台２４が配置されている。積み重ね台２４上には、折り畳まれたＴシャツＴＳが、例えば色毎に分別された山（スタックＳＳ）として載置されている。折り畳まれたＴシャツＴＳは折り畳み台２３から取り上げられ、積み重ね台２４上の同種のＴシャツＴＳのスタックＳＳ上に、位置と向きを揃えて積み重ねられる。

図２Ａを参照して、ロボット４０は、胴部４１を有し、胴部４１の上部に第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４が装着されている。第１ロボットアーム４２は人間にとっての左腕に相当し、第２ロボットアーム４４は人間にとっての右腕に相当する。第１ロボットアーム４２の先端には第１ハンド４３が設けられている。第２ロボットアーム４４の先端には第２ハンド４５が設けられている。第１ハンド４３は人間にとっての左手に相当し、第２ハンド４５は人間にとっての右手に相当する。第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４には多関節アーム機構が採用され、第１ハンド４３および第２ハンド４５の位置を自在に制御することができる。

図２３Ａを参照して、第１ハンド４３および第２ハンド４５は、例えば一対の面状の把持部１３、１３でＴシャツの縁部を把持できる構造とする。図２３Ｂを参照して、面状の把持部１３、１３によって、より正確には、ＴシャツＴＳの縁部を把持したときの把持方向Ｄに垂直な方向にある程度の幅を有することによって、把持方向Ｄを軸にハンドを回転させることで（Ｒ１）、ＴシャツＴＳを折り畳むことが容易となる。

図２Ａおよび図２Ｂを参照して、スタンド５０はフレーム５４とフレームを覆う筐体５６を有する。スタンド５０は機能的には下部に位置する基部５１と、上部に位置する立設部５２に区分できる。基部５１においては、底板５３の上にフレーム５４が組み上げられてロボット４０の胴部４１の下部を囲んでいる。ロボットの胴部４１が底板５３に固定されることにより、スタンドの基部５１はロボットの胴部４１の下部に連結されている。フレーム５４は、基部５１から延伸して、胴部４１上部の後方から上方にかけて、立設部５２が形成されている。立設部５２の上部には、胴部４１の上方に、第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４の可動域に被さるように傾斜フレーム５５が設けられている。筐体５６は、基部５１から立設部５２にかけてフレーム５４の全体を覆って柱状に形成され、第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４の動作を妨げないように、ロボット４０に面した前方および側面が抉られている。筐体５６の傾斜フレーム５５を覆う部分には傾斜面５７が形成されている。

第１撮像装置６１は三次元計測が可能な計測装置（第１計測装置）であり、例えば３Ｄカメラである。第１撮像装置６１としては、例えば、カメラとプロジェクタを内蔵した位相シフト方式の三次元計測装置を用いることができる。第１撮像装置６１は、図示しないリニアスライダーを介して傾斜フレーム５５に取り付けられ、傾斜フレームに沿って斜め上下に移動可能である。これにより第１撮像装置６１は、撮影時において第１ハンド４３および第２ハンド４５より高い位置から、第１ハンド４３および第２ハンド４５の可動域を斜め下方に向かって、もしくは第１ハンド４３および第２ハンド４５が把持するＴシャツＴＳを斜め下方に向かって撮像する。第１撮像装置６１は、積み重ねステージＳ４において、積み重ね台２４上のスタックＳＳと、第１ハンド４３および第２ハンド４５に保持され、当該スタックＳＳ上に積み重ねようとするＴシャツＴＳとを撮像して、三次元計測を行う。

第２撮像装置６２は三次元計測が可能な計測装置（第２計測装置）であり、例えば３Ｄカメラである。第２撮像装置６２としては、例えばステレオカメラを用いることができる。第２撮像装置６２は、基部５１の下部から前方に突出したフレーム５４の先端付近に固定されている。第２撮像装置６２は、第１ハンド４３および第２ハンド４５より低い位置から、第１ハンド４３および第２ハンド４５の可動域を上方に向かって撮像する。第２撮像装置６２は、計測ステージＳ２において、折り畳もうとするＴシャツＴＳが載置台２２から垂れ下がった状態を撮像して、三次元計測を行う。

底板５３の下面には図示しないリニアスライダーが設けられ、床面のレール（図１の５８）とともにロボットシステムの移動手段を構成している。この移動手段は、ロボット４０およびスタンド５０が各ステージ間を移動可能とする。なお、移動手段はこれには限られず、底板５３の下面に車輪等を設けて、軌道のない床面をロボットシステム３０が自由に走行できるようにしてもよい。

なお、上記説明では第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４が共通の胴部４１に装着されているが、第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４は個別に独立したアームを用いてもよい。

また、上記説明では１台の第１撮像装置６１によって、積み重ね台２４上のスタックＳＳと、当該スタックＳＳ上に積み重ねようとするＴシャツＴＳを撮像するが、スタックＳＳと積み重ねようとするＴシャツは別々の撮像装置によって撮像してもよい。また、上記説明では、第１撮像装置６１および第２撮像装置６２がロボットシステム３０に含まれて、ロボット４０とともに移動可能であるが、第１撮像装置６１または第２撮像装置６２をロボットと切り離して、撮像を行う各ステージに設けてもよい。ただし、スタックＳＳが複数ある場合や、各ステージが広い範囲に散在する場合には、第１撮像装置６１および第２撮像装置６２がロボットと一緒に移動可能であることが好ましい。撮像装置の個数を少なくできるからである。また、ロボットと撮像装置との位置関係を固定することでロボットの移動に伴う撮像装置とのキャリブレーションが不要となるからである。

次に、本実施形態のＴシャツ処理方法を説明する。

図３に本実施形態における処理工程の流れを示す。本実施形態では、乱雑に積み上げられた半袖のＴシャツを１枚ずつ取り上げて展開し（展開工程）、略長方形に折り畳み（折り畳み工程）、折り畳まれたＴシャツを色毎に分別されたスタック上に積み重ねる（積み重ね工程）。図７にＴシャツＴＳの平面図を示す。Ｔシャツ各部の記号の意味は後述する。以下において、まず折り畳まれたＴシャツの積み重ね方法を説明し、その後にＴシャツの展開方法、折り畳み方法に戻って説明する。

まず、折り畳まれたＴシャツの積み重ね方法を図６に示した流れに従って、図１８〜図２２に基づいて説明する。

図１８を参照して、ＴシャツＴＳは事前の折り畳み工程によって略長方形に折り畳まれ、折り畳みステージＳ３の折り畳み台２３上に載置されている。ＴシャツＴＳは、前身頃（図７のＴＦ）の上半分を折り畳み台２３に接して、襟部（図７のＣＯ）をロボット４０側にして載置されている。以下、この折り畳まれたＴシャツＴＳをワークＷという。

ワークＷの輪郭のうちロボット４０から見て前後方向に延びる左右２辺の襟部ＣＯに近い位置に第６把持点ＨＰ６および第７把持点ＨＰ７を取る。図１９を参照して、第１ハンド４３で第６把持点ＨＰ６を把持し、第２ハンド４５で第７把持点ＨＰ７を把持して、ワークＷを両側から把持して吊り下げる。このとき、好ましくは、吊り下げられたワークＷの下辺（第１辺）ＷＥ１が略水平となるようにする。

図２０を参照して、ロボットシステム３０を移動して、積み重ねステージＳ４の積み重ね台２４の前であって、ワークＷと同じ属性を有するＴシャツのスタックＳＳの前にワークＷを移動する。

ここで、Ｔシャツの属性とは、Ｔシャツの形状、色、絵柄、サイズなどをいう。属性を区別するためのタグをＴシャツに付けておいてもよい。積み重ね台２４上には、折り畳まれたＴシャツが属性、例えば色毎に分類されて、いくつかのスタックＳＳに積み上げられている。図２０では、略長方形に折り畳まれたＴシャツが、前身頃の上半分を上に、襟部ＣＯをロボット４０から遠い側にして積み上げられている。ワークＷの属性は例えば、第１撮像装置６１または他のカメラ等による画像を解析したり、タグ等を読み取ることで取得できる。折り畳まれた状態で分類の基準となる属性が確認できない場合は、展開工程や折り畳み工程の途中で、その属性を確認しておけばよい。

次に、第１撮像装置６１を用いて、ワークＷと、ワークＷをその上に積み重ねようとするスタックＳＳを撮像して、ワークＷ側の第１基準部位とスタックＳＳ側の第２基準部位を認識して、その三次元座標を計測する。

第１基準部位としては、ワークＷの特徴的な部位を選択するのが好ましい。三次元座標の計測が安定的に可能だからである。特徴的な部位としては、角部や辺、凹凸部、ボタン、ポケット、ファスナー等の装飾部位、襟、裾、袖等の衣服の形状における特徴点や、ワークＷ表面の色や模様における特徴点などを選択できる。例えば、第１基準部位としてワークの第１辺ＷＥ１を選択してもよい。ここでは、第１辺ＷＥ１の両端の２点、第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２を選択することとして以下の説明を続ける。

第２基準部位は、スタックＳＳ上にあって、第１基準部位を重ね合わせようとする部位である。ここでは、スタックの最も上にあるＴシャツＴＳ２において、ワークＷの第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２に対応する点、すなわち手前にある２つの角を第２基準点Ｐ２１、Ｐ２２として選択する。第２基準点Ｐ２１，Ｐ２２を認識するには、例えば、スタックＳＳに外接する仮想の直方体を生成して、その上面の手前にある２つの角を選択すればよい。

第１撮像装置６１によるワークＷとスタックＳＳの撮像は、少なくとも第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２よりも高い位置から斜め下方に向かって行う。本実施形態では、第１ハンド４３および第２ハンド４５より高い位置から斜め下方に向かって行われる。本実施形態のように第１撮像装置６１がロボット４０の上方に位置する場合は、ロボット４０の側から撮像される。これにより、ワークＷの下部とスタックＳＳの上面の両方が、十分な大きさを有する領域として画像に記録されるので、画像解析による第１基準部位および第２基準部位の認識が容易となる。第１撮像装置６１による撮像方向θは、好ましくは水平方向から下に４０〜６０度である。

図２１を参照して、第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２を第２基準点Ｐ２１，Ｐ２２に合わせるように、ワークＷを移動する。移動の方法は、上記の撮像によって得られた第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２の三次元座標を出発点として、これが第２基準点Ｐ２１，Ｐ２２に到達するように第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４を動作させればよい。

好ましくは、ワークＷの移動はフィードバック制御によって行う。すなわち、ワークＷを移動中に第１撮像装置６１による第１基準点および第２基準点の三次元計測を継続して行い、三次元計測を行う都度、第１基準点と第２基準点との位置偏差ΔＰ（＝｜Ｐ２１−Ｐ１１｜、｜Ｐ２２−Ｐ１２｜）を算出して、この位置偏差ΔＰを減少させる方向にワークＷを移動させ、これを繰り返す。この方法によって、ロボット４０と第１撮像装置６１の距離の誤差や、第１撮像装置内部のレンズ歪等が三次元計測の精度に及ぼす影響が低減されるので、第１撮像装置の厳密なキャリブレーションが不要となり、キャリブレーション作業の省力化を図ることができる。さらに、ワークＷの移動中にロボット４０と第２基準点との相対位置が変わる可能性がある場合、例えば、小売店の店頭で本実施形態の積み重ね方法を行う場合にも、第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２を確実に第２基準点Ｐ２１，Ｐ２２に到達させることができる。

また、好ましくは、ワークＷの移動は、まず第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２を第２基準点Ｐ２１，Ｐ２２の真上の位置に移動させて、その位置からワークＷを垂直に降下させる。これによって、位置偏差ΔＰを減少させるために第１ロボットアーム４２および第２ロボットアーム４４を移動させる方向の算出が容易になる。

図２２を参照して、ΔＰが所定の値以下となり、すなわち第１基準点Ｐ１１，Ｐ１２が第２基準点Ｐ２１，Ｐ２２に到達したと判定したら、第１ハンド４３および第２ハンド４５を前方斜め下に向けて（図中ＦＷ方向に）送り出しながら、ワークＷの大部分がスタックＳＳ上に乗った時点で、ワークＷを解放する。以上で、ワークＷの積み重ねが完了した。

以上の説明では、シート状の柔軟物の一例として、略長方形に折り畳まれたＴシャツを用いたが、本実施形態の積み重ね方法の対象はこれに限られない。例えば、シート状の柔軟物は、Ｔシャツ以外の各種衣服、衣服の縫製前のパーツ、衣服以外の布地などであってもよい。また、シート状の柔軟物は、折り畳まれずに展開された状態であってもよい。

また、以上の説明では、第１基準部位および第２基準部位を第１撮像装置６１で同時に撮像して、その三次元座標を取得したが、第１基準部位および第２基準部位を順次撮像してもよい。また、第１基準部位および第２基準部位を別々の撮像装置で撮像してもよい。また、第１基準部位または第２基準部位の三次元座標が撮像以外の方法で取得できる場合は、その三次元座標を用いることができる。例えば、ワークを積み重ねる場所が一定であって予め分かっている場合や、ロボット４０のティーチング等によって予め知られている場合には、その値を用いることができる。

なお、積み重ね台２４上に最初にＴシャツＴＳを載置する場合は、積み重ね台２４に目印となる第３基準部位を認識して、ＴシャツＴＳの第１基準部位を積み重ね台２４の第３基準部位に合わせるようにＴシャツＴＳを載置すればよい。第３基準部位としては、積み重ね台２４に線、点などのマーカーを設けることができる。

次に、ＴシャツＴＳの展開工程を図４に示した流れに従って、図８〜図１３に基づいて説明する。

図８を参照して、ロボット４０の第１ハンド４３を用いて、供給ステージＳ１の供給台２１に載置されたＴシャツＴＳの任意の箇所を把持して持ち上げる。

次に、ＴシャツＴＳを計測ステージＳ２に移動して、第２撮像装置６２を用いて、吊り下げられたＴシャツＴＳを下方から撮像して画像情報を取得する。このＴシャツＴＳの画像情報に基づき、吊り下げられたＴシャツＴＳの最下点ＬＰ１を識別してその三次元座標を求める。ここで識別したＴシャツＴＳの最下点ＬＰ１は、図７のＴシャツＴＳの袖端部ＴＶ１、袖端部ＴＶ３、または、裾端部ＴＶ２，裾端部ＴＶ４のいずれかとなる。

図９を参照して、第２ハンド４５を用いて、ＴシャツＴＳの最下点ＬＰ１を把持し持ち上げ、第１ハンド４３によるＴシャツＴＳの把持を開放することで、Ｔシャツを第１ハンド４３から第２ハンド４５に持ち替える。図９では、ＴシャツＴＳは、裾端部ＴＶ４が第２ハンド４５により把持された状態で吊り下げられている。第２ハンド４５によりＴシャツＴＳが把持された位置を第２把持点ＨＰ２と称する。

再び、第２撮像装置６２により、吊り下げられたＴシャツＴＳを下方から撮像して画像情報を取得する。このＴシャツＴＳの画像情報に基づき、吊り下げられたＴシャツＴＳの最下点ＬＰ２を識別する。この場合、第２ハンド４５によりＴシャツＴＳの一方の裾端部ＴＶ４が把持されていることから、ＴシャツＴＳの最下点ＬＰ２は、ＴシャツＴＳの裾端部ＴＶ４の対角方向に位置する袖端部ＴＶ３となる（図７参照）。

図１０を参照して、第１ハンド４３でＴシャツＴＳの最下点ＬＰ２を把持し持ち上げる。第１ハンド４３によりＴシャツＴＳが把持された位置を第１把持点ＨＰ１と称する。これにより、ＴシャツＴＳの輪郭において、ＴシャツＴＳの少なくとも２点を第１把持点ＨＰ１および第２把持点ＨＰ２として把持して、ＴシャツＴＳの袖が最下点となるようにＴシャツＴＳが吊り下げられる。なお、図９において、いずれかの袖端部ＴＶ１またはＴＶ３が第２ハンド４５により把持された状態でＴシャツが吊り下げられても、第１ハンド４３が把持する最下点ＬＰ２が対角となるいずれかの裾端部ＴＶ２またはＴＶ４となるので、ＴシャツＴＳの袖が最下点となるようにＴシャツＴＳが吊り下げられる。

次に、図１１を参照して、ＴシャツＴＳの襟の位置を判別する。第１撮像装置６１を用いて、吊り下げられたＴシャツＴＳを撮像して、ＴシャツＴＳの画像情報を取得する。この画像情報に基づき、第１把持点ＨＰ１および第２把持点ＨＰ２のどちらの側にＴシャツＴＳの襟部ＣＯが位置するかを判定する。例えば、吊り下げられたＴシャツＴＳの外形輪郭線に基づき下方に凸形状の仮想多角形を仮定する。第１把持点ＨＰ１と最下点ＬＰ３との間における仮想多角形の辺およびＴシャツＴＳの外形輪郭線に囲まれた領域の面積Ｓ１０の面積と、第２把持点ＨＰ２と最下点ＬＰ３との間における仮想多角形の辺およびＴシャツＴＳの外形輪郭線に囲まれた領域の面積Ｓ２０の面積とを比較し、領域の面積が小さい側がＴシャツＴＳの襟部ＣＯが位置する襟側と判定し、領域の面積が大きい側がＴシャツＴＳの裾側と判定することができる。

また、このとき、このＴシャツＴＳの画像上の襟部ＣＯの形状に基づき、ＴシャツＴＳの表裏判定を行なう。ここで、Ｔシャツの表とは前身頃ＴＦの側であり、裏とは後身頃の側である。Ｔシャツの表裏は、例えば、襟部ＣＯの形状、襟部のタグやロゴ等のプリント、シャツの柄等の特徴点を認識することで判定できる。図１１では、図手前に表れている側がＴシャツＴＳの表側である。

次に、第２ハンド４５が把持する点を第２把持点ＨＰ２から第３把持点ＨＰ３に持ち替える。第２撮像装置６２で吊り下げられたＴシャツＴＳの画像情報を取得する。このＴシャツＴＳの画像情報に基づき、肩上部ＴＫにおいて、最下点ＬＰ３から所定の距離にある第３把持点ＨＰ３を求める。最下点ＬＰ３から第３把持点ＨＰ３までの距離は、ＴシャツＴＳの袖部の端点から襟部ＣＯの略中心点までの任意の距離であって、予め定めておく。図示しない一次預けハンドに第２把持点ＨＰ２を保持させ、第２ハンド４５により第３把持点ＨＰ３を把持した後に、一次預けハンドによる第２把持点ＨＰ２の保持を解放する。あるいは、一次預けハンドを用いない場合は、ＴシャツＴＳを載置台２２に仮置きして第１撮像装置６１で撮像し、第３把持点ＨＰ３を第２ハンド４５で把持し直して、再びＴシャツＴＳを吊り下げてもよい。これにより、図１２に示すように、ＴシャツＴＳが展開された状態となる。図１２では、Ｔシャツの後身頃が図手前に表れている。

先のＴシャツＴＳの表裏判定の結果、表裏の向きが所望の向きでない場合は、第２ハンド４５による第３把持点ＨＰ３への持ち替えの際に、ＴシャツＴＳの左右を逆転させて持ち直せばよい。

図１３を参照して、展開されたＴシャツＴＳを載置台２２に沿わせながら、ＴシャツＴＳを展開した状態で載置する。ＴシャツＴＳは、その上半分が載置台２２に載置され、下半分が載置台２２から垂れ下がった状態となる。

以上の工程により、ＴシャツＴＳの展開が完了する。

次に、展開されたＴシャツＴＳの折り畳み工程を、図５に示した流れに従って、図１３〜図１７に基づいて説明する。

図１３を参照して、載置台２２に載置されたＴシャツＴＳの垂れ下がった下半分を、第２撮像装置６２で撮像して、裾端部ＴＶ２および裾端部ＴＶ４の三次元座標を計測する。

図１４を参照して、裾端部ＴＶ２に近接する第４把持点ＨＰ４を第１ハンド４３で把持し、裾端部ＴＶ４に近接する第５把持点ＨＰ５を第２ハンド４５で把持して、ＴシャツＴＳを吊り下げる。第４把持点ＨＰ４および第５把持点ＨＰ５は裾部ＴＨにあり、裾端部ＴＶ２と第４把持点ＨＰ４との距離、および裾端部ＴＶ４と第５把持点ＨＰ５との距離は予め定めておく。

ロボットシステム３０を移動させて、ＴシャツＴＳを折り畳みステージＳ３に移動する。第４把持点ＨＰ４を通過する仮想直線ＢＬ１および第５把持点ＨＰ５を通過する仮想直線ＢＬ１を境にして、ＴシャツＴＳの外側の領域を内側に、後身頃を合わせるように（図のＢＬ１を山折りにして）折り返して、ＴシャツＴＳを幅方向に折り畳む。ＴシャツＴＳは図１５に示す状態となる。

次に、図１５の仮想折畳線ＢＬ２に沿ってＴシャツＴＳを丈方向に折り畳む。図１６を参照して、吊り下げられたＴシャツＴＳの下端を折り畳みステージＳ３の折り畳み台２３上に載置させながら、第１ハンド４３および第２ハンド４５を前方斜め下に向けて（図中ＦＷ方向に）送り出す。次いで、図１７を参照して、第１ハンド４３および第２ハンド４５を後方斜め下に向けて（図中ＢＷ方向に）戻して、ＴシャツＴＳの残りの上半分を載置された下半分に重ねることにより、ＴシャツＴＳの折り畳みを完了する。

以上の工程により、処理設備２０を用いたＴシャツＴＳの折畳が完了する。このように、第１ハンド４３および第２ハンド４５で、ＴシャツＴＳの裾部ＴＨの幅方向に離れた第４把持点ＨＰ４と第５把持点ＨＰ５の２箇所を把持して、Ｔシャツを吊り下げ状態にし、２箇所の把持した位置を通過する仮想直線ＢＬ１を折り返し位置として、ＴシャツＴＳの仮想直線ＢＬ１の外側の領域を内側に折り返し、ＴシャツＴＳの外側の領域を内側に折り返されたＴシャツＴＳを折り返す方向と逆の方向に送り出しながら、ＴシャツＴＳの略半分を下端から折り畳み台２３に載置し、ＴシャツＴＳを送り出す方向とは反対の方向に戻して、ＴシャツＴＳの残りの半分を載置された部分に重ねて、ＴシャツＴＳを折り畳んでいる。

なお、以上の展開方法および折り畳み方法の説明では、袖付衣服の一例としてＴシャツを用いているが、袖付衣服はこれには限定されず、例えばワイシャツ、ポロシャツ、セーター、カーディガン、作業服など、袖および襟を有する衣服であれば、本実施形態の方法および設備を適用可能である。

また、図１７に示す状態においては、ＴシャツＴＳの裾部ＴＨを把持して、ＴシャツＴＳを逆さまにした状態で吊り下げた場合を示しているが、ＴシャツＴＳの襟部を挟んで両肩部方向に離れた肩上部ＴＫを２箇所を把持した状態で吊り下げても、同様の工程により折り畳むことが可能である。また、図１８に示す状態においては、ＴシャツＴＳは、前身頃の上半分を折り畳み台２３に接して、襟部ＣＯをロボット４０側にして折り畳んだが、ＴシャツＴＳを折り畳む形態や折り畳み台２３上に載置する向きは、これに限定されない。

また、ロボット４０によるステージ間の移動と、第１ハンド４３および第２ハンド４５による各種動作の順番は、可能であれば適宜入れ替えてもよい。また、本実施形態では、計測ステージＳ２と折り畳みステージＳ３の両方を設けたが、両ステージを統合して、載置台２２と折り畳み台２３を共用してもよい。ただし、丈の長い衣服などの長尺の柔軟物を対象とする場合は、載置台２２の位置を高くするなどの調整ができるので、載置台２２を折り畳み台２３と別に設ける利点がある。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

１３ 把持部
２０ 処理設備
２１ 供給台
２２ 載置台
２３ 折り畳み台（第１所定位置）
２４ 積み重ね台（第２所定位置）
３０ ロボットシステム
４０ ロボット
４１ 胴部
４２ 第１ロボットアーム
４３ 第１ハンド
４４ 第２ロボットアーム
４５ 第２ハンド
５０ スタンド
５１ 基部
５２ 立設部
５３ 底板
５４ フレーム
５５ 傾斜フレーム
５６ 筐体
５７ 傾斜面
５８ レール
６１ 第１撮像装置（計測装置）
６２ 第２撮像装置
ＢＬ１ 仮想直線
ＢＬ２ 仮想折畳線
ＣＯ 襟
Ｄ 第１ハンドまたは第２ハンドによる把持方向
ＨＰ１〜ＨＰ７ 第１〜第７把持点
ＬＰ１〜ＬＰ３ 最下点
Ｒ１ 折り畳み方向
Ｓ１ 供給ステージ
Ｓ２ 計測ステージ
Ｓ３ 折り畳みステージ
Ｓ４ 積み重ねステージ
ＳＳ スタック
ＴＨ 裾部
ＴＫ 肩上部
ＴＳ Ｔシャツ
ＴＳ２ Ｔシャツ（第２柔軟物）
ＴＶ１，ＴＶ３ 袖端部
ＴＶ２，ＴＶ４ 裾端部
Ｗ ワーク（第１柔軟物）
ＷＥ１ 吊り下げられたワークの下辺（第１辺）
ΔＰ 第１基準部位と第２基準部位の位置偏差
θ 第１撮像装置の撮像方向

Claims (17)

1. ロボットアームに取り付けられたハンドで第１柔軟物を保持するステップと、
   前記第１柔軟物の第１基準部位および所定の位置に載置された第２柔軟物の第２基準部位を取得するステップと、
   前記ロボットアームを動作させて、前記第１基準部位を前記第２基準部位に合わせるように前記第１柔軟物を移動するステップと、
   前記ハンドが前記第１柔軟物を前記第２柔軟物上に解放するステップと、
   を有する柔軟物の積み重ね方法。
2. 前記第１基準部位および前記第２基準部位を取得するステップは、
   前記第１柔軟物を計測装置で計測して前記第１基準部位の三次元座標を取得するステップを含む、
   請求項１に記載された柔軟物の積み重ね方法。
3. 前記第１基準部位および前記第２基準部位を取得するステップは、
   前記第２柔軟物を計測装置で計測して、前記第２基準部位の三次元座標を取得するステップを含む、
   請求項１に記載された柔軟物の積み重ね方法。
4. 前記第２柔軟物の前記計測装置による計測は、前記第２柔軟物の斜め上方から行われる、
   請求項３に記載された柔軟物の積み重ね方法。
5. 前記第１基準部位および前記第２基準部位を取得するステップは、
   前記第１柔軟物および前記第２柔軟物を計測装置で計測して、前記第１基準部位および前記第２基準部位の三次元座標を取得するステップを含む、
   請求項１に記載された柔軟物の積み重ね方法。
6. 前記第１柔軟物および前記第２柔軟物の前記計測装置による計測は、前記第１柔軟物および前記第２柔軟物の斜め上方から行われる、
   請求項５に記載された柔軟物の積み重ね方法。
7. 前記第１基準部位は、前記第１柔軟物の特徴的な部位であり、
   前記第２基準部位は、前記第２柔軟物の特徴的な部位である、
   請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された柔軟物の積み重ね方法。
8. 前記第１基準部位を前記第２基準部位に合わせるように前記第１柔軟物を移動するステップは、前記第１基準部位または前記第１基準部位および前記第２基準部位の三次元座標の計測を前記第１柔軟物の移動中に継続して行い、前記第１基準部位と前記第２基準部位との位置偏差を算出して、当該位置偏差を減少させる方向に前記第１柔軟物を移動することを繰り返し行うことにより実施される、
   請求項５〜７のいずれか一項に記載された柔軟物の積み重ね方法。
9. 前記第２柔軟物は、その有する１以上の属性に応じて、複数の異なる位置に載置され、
   前記第１柔軟物の前記属性を判別して、判別された当該属性が一致する前記第２柔軟物の前に移動するステップをさらに有する、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載された柔軟物の積み重ね方法。
10. 前記第１柔軟物を解放するステップは、前記第２柔軟物の向きに前記第１柔軟物を送り出して解放するステップである、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載された柔軟物の積み重ね方法。
11. 前記第１柔軟物および前記第２柔軟物が折り畳まれた袖付衣服である、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載された柔軟物の積み重ね方法。
12. 前記第２柔軟物は、載置された状態の形状が略長方形であり、
    前記ハンドは、保持した前記第１柔軟物の形状が略長方形となり、該第１柔軟物の第１辺が略水平になるように該第１柔軟物を保持し、
    前記第１基準部位が前記第１辺上の部位であり、
    前記第２基準部位が、前記第２柔軟物の前記第１辺に対応する辺上にあって、前記第１基準部位をその上に重ね合せようとする部位である、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載された柔軟物の積み重ね方法。
13. 前記ハンドで前記第１柔軟物を保持するステップは、第１ハンドと第２ハンドとで前記第１柔軟物を把持して、該第１柔軟物を保持するステップである、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載された柔軟物の積み重ね方法。
14. 袖付の衣服を折り畳んで積み重ねる方法であって、
    前記衣服を折り畳む工程は第１衣服を折り畳む工程であり、
    第１ロボットアームに取り付けられた第１ハンドと第２ロボットアームに取り付けられた第２ハンドとで、前記第１衣服の肩上部または裾部において幅方向に離れた２箇所をそれぞれ把持して前記第１衣服を吊り下げるステップと、
    前記２箇所の把持した位置をそれぞれ通過して丈方向に延びる２本の仮想直線を折り返し位置として、前記第１衣服の前記仮想直線の外側の領域を内側に折り返すステップと、
    前記第１衣服の外側の領域を内側に折り返された前記第１衣服を前記折り返す方向と逆の方向に送り出しながら、前記第１衣服の下端から略半分を第１所定位置に載置するステップと、
    前記第１衣服を前記送り出す方向とは反対の方向に戻して、前記第１衣服の残りの半分を載置された部分に重ねるステップとを有し、
    前記第１衣服を積み重ねる工程は、
    前記第１ハンドと前記第２ハンドとで、折り畳まれて前記第１所定位置に載置された前記第１衣服を把持して吊り下げるステップと、
    前記折り畳まれた第１衣服の第１基準部位および第２所定位置に載置された第２衣服の第２基準部位を取得するステップと、
    前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームを動作させて、前記第１基準部位を前記第２基準部位に合わせるように前記折り畳まれた第１衣服を移動するステップと、
    前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームが前記折り畳まれた第１衣服を前記第２衣服上に解放するステップとを有する、
    衣服の折り畳みおよび積み重ね方法。
15. 第１ロボットアームと、前記第１ロボットアームの先端に取り付けられた第１ハンドと、第２ロボットアームと、前記第２ロボットアームの先端に取り付けられた第２ハンドとを備えたロボットと、
    前記第１ハンドおよび前記第２ハンドより高い位置に配置された第１撮像装置と、
    前記第１ハンドおよび前記第２ハンドより低い位置に配置された第２撮像装置と、
    を有するロボットシステム。
16. 前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームが共通の胴部に取り付けられ、
    前記胴部に連結されて該胴部の下部を囲む基部と、前記基部から延伸して、前記胴部の上方にかけて形成された立設部とを有するスタンドを備え、
    前記第１撮像装置が、前記立設部に配置され、
    前記第２撮像装置が、前記基部に配置された、
    請求項１５に記載されたロボットシステム。
17. 前記ロボットおよび前記スタンドを一体となって移動可能とする移動手段をさらに有する、
    請求項１６に記載されたロボットシステム。

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