JP2020203361A - ロボット制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットによりワークのピッキングを行うにあたって、ピッキングに係る時間を短縮する。【解決手段】ワークのピッキングを行うロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、前記ロボット制御装置は、前記ロボットのエンドエフェクタを移動させながら前記エンドエフェクタが前記ワークに接触を検出した場合に前記ピッキングを実行させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボット制御装置及びその制御方法に関する。

ワークをロボットでピッキングして別の位置に配置する、いわゆるピック＆プレイス動作を実行するピッキング装置が提案されている（特許文献１，２）。

上記ピッキング装置のピック＆プレイス動作では、バラ積みされたワークをピッキングするために、カメラや距離センサで得られた画像を用いて当該ワークを認識する認識処理を実行する。そして、当該ピッキング装置は、認識処理により認識したワークのうち、ピッキングするワークを選択し、その選択したワークをピッキングして別の位置に配置する。

特許第５１９６１５６号公報 特許第５２０１４１１号公報

しかしながら、上記ピッキング装置では、上記認識処理に時間を要すため、ワークのピッキングを行うまでに時間がかかり、ピック＆プレイス動作を行う上で効率的ではない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ロボットによりワークのピッキングを行うにあたって、ピッキングに係る時間を短縮することである。

本発明の一態様は、ワークのピッキングを行うロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、前記ロボット制御装置は、前記ロボットのエンドエフェクタを移動させながら前記エンドエフェクタが前記ワークに接触を検出した場合に前記ピッキングを実行させることを特徴とする、ロボット制御装置である。

本発明の一態様は、上述のロボット制御装置であって、前記ロボット制御装置は、前記エンドエフェクタの移動中において、前記エンドエフェクタに作用する所定値以上の反力を検出した場合に前記ロボットが前記ワークに接触したとして前記ピッキングを実行させる。

本発明の一態様は、上述のロボット制御装置であって、前記所定値は、前記エンドエフェクタが前記ワークに接触したときの前記エンドエフェクタに作用する反力である。

本発明の一態様は、上述のロボット制御装置であって、前記ロボット制御装置は、前記ワークのピッキングを行った後の前記エンドエフェクタの移動中において、前記所定値以上の反力を検出した場合には前記ピッキングを解除することで当該ワークを所定の位置に配置する。

本発明の一態様は、上述のロボット制御装置であって、前記ロボット制御装置は、第１の位置から前記エンドエフェクタを下降させる第１の動作と、前記第１の動作中において、前記所定値以上の反力を検出する接触力検出処理を実行する第２の動作と、前記第２の動作において前記所定値以上の反力を検出した場合には、前記第１の動作を停止して、前記エンドエフェクタによる前記ピッキングを実行させる第３の動作と、前記ワークのピッキングを行った後に前記エンドエフェクタを第２の位置に移動させる第４の動作と、前記第２の位置から前記エンドエフェクタを下降させる第５の動作と、前記第５の動作中において前記接触力検出処理を実行する第６の動作と、前記第６の動作において前記所定値以上の反力を検出した場合には、前記第５の動作を停止して、前記ピッキングを解除させる第７の動作と、を実行する。

本発明の一態様は、上述のロボット制御装置であって、前記ロボット制御装置は、複数の教示点に基づいて前記第１の位置を設定する。

本発明の一態様は、バラ積みされた複数のワークのピッキングを行うロボットの動作を制御するロボット制御装置の制御方法であって、第１の位置から前記ロボットのエンドエフェクタの下降動作を実行する下降動作ステップと、前記下降動作中において、前記エンドエフェクタが前記ワークに接触したか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて、前記エンドエフェクタが前記ワークに接触したと判定した場合には、前記エンドエフェクタによる前記ピッキングを実行させるピッキングステップと、を含む、ロボット制御装置の制御方法である。

以上説明したように、本発明によれば、ロボットによりワークのピッキングを行うにあたって、ピッキングに係る時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態に係るロボット制御装置を備えたピッキングシステムＡの概略構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るロボットシステムＡにおけるワークＷのピッキング動作を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るロボットシステムＡにおけるワークＷのプレイス動作を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るロボット制御装置４の動作のフロー図である。

以下、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置を備えたピッキングシステムＡの概略構成の一例を示す図である。
本発明の一実施形態に係るピッキングシステムＡは、ワークＷをピッキングロボットでピッキングして別の位置に配置する、いわゆるピック＆プレイス動作を実行するシステムである。例えば、ピッキングシステムＡは、第１のケースに収容された物品（ワークＷ）を、１つずつピッキングして、第２のケースに移載するものである。

第１のケースは、上面が開放された箱状の容器である。第１のケースは、物品の種類ごとに複数配置されており、例えば、一つの第１のケースには、一種類の物品が収容されている。例えば、第１のケースには、複数のワークＷがバラ積みの状態で収容されている。

第２のケースは、上面が開放された箱状の容器であり、例えば、ベルトコンベアにより搬送されている。例えば、第２のケースは、ワークＷを出荷先に配送するためのケースであって、収納するワークＷの種類や個数が出荷先ごとに予め設定されている。したがって、ピッキングシステムＡは、第２のケースに収納するワークＷや当該ワークＷの個数の情報（以下、「入力情報」という。）が入力されると、当該ワークＷのピック＆プレイス動作を実行可能なロボットを選択する。そして、ピッキングシステムＡは、選択したロボットで第１のケースに収容されているワークＷをピッキングして、当該ワークＷをベルトコンベアにより搬送されている第２のケースに移載する。

以下に、本発明の一実施形態に係るピッキングシステムＡの概略構成の一例について説明する。

ピッキングシステムＡは、ロボット１、駆動装置２、ピッキングセンサ３及びロボット制御装置４を備える。

ロボット１は、人間の安全を十分に確保できるため、人間と協働して作業を実施できる、いわゆる人協働ロボットである。本実施形態では、図１に示すように、ロボット１として、６つの関節部を有するロボットアーム１１を有する多軸ロボットが例示されているが、関節部（すなわち、回転軸）の数は、６に限定されるものではない。すなわち、ロボット１は、複数の関節部を有していればよく、例えば、７以上の関節部（すなわち、回転軸）を有するロボットアーム１１を有する多軸ロボットであってもよい。また、ロボット１は、単腕ロボットでもよいし、双腕以上の多腕ロボットであってもよい。

以下に、本発明の一実施形態に係るロボット１の概略構成について、具体的に説明する。
ロボット１は、ロボットアーム１１及びエンドエフェクタ１２を備える。

ロボットアーム１１は、複数の多関節機構を有する。ロボットアーム１１の各関節部には、各関節部を各々駆動するモータが設けられている。ロボットアーム１１は、ロボット制御装置４によりモータが駆動されることで、例えば、三次元空間を移動することができる。また、各関節には、モータの回転角度を検知するエンコーダが設けられている。
さらに、ロボットアーム１１の各関節部には、関節部のトルクを検知するトルクセンサが設けられている。したがって、ロボット制御装置４は、各トルクセンサの検出値により、ロボットアーム１１と他の物体との接触を検出することができる。

エンドエフェクタ１２は、ロボットアーム１１の先端に取り付けられ、ワークＷをピッキングする。本実施形態では、エンドエフェクタ１２は、ワークＷをエアー吸着式で吸着することで当該ワークＷをピッキングする吸着パッドである。ただし、エンドエフェクタ１２は、吸着パッドに限定されず、ワークＷをピッキングするものであればよい。例えば、エンドエフェクタ１２は、電磁石式でワークＷを吸着するものであってもよいし、ワークＷを挟持することで把持するものであってもよい。

駆動装置２は、エンドエフェクタ１２の吸着を駆動するものであって、ロボット制御装置４により制御される。本実施形態では、駆動装置２は、ロボット制御装置４から吸着機能をオンにする吸着信号を受信した場合には、吸着パッド内の空気を吸引する。これにより、エンドエフェクタ１２がワークＷを吸着して、ロボット１は、ワークＷをピッキングすることができる。
一方、駆動装置２は、ロボット制御装置４から吸着機能を解除する吸着解除信号を受信すると、吸着パッド内に空気を供給して吸着パッド内を真空破壊する。これにより、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着（ピッキング）が解除され、ロボット１は、当該ワークＷを任意の位置に配置することができる。

ピッキングセンサ３は、エンドエフェクタ１２によるワークＷのピッキングを検知するセンサである。本実施形態では、ピッキングセンサ３は、吸着パッドの内側の圧力変化からエンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着を検知する。ピッキングセンサ３は、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着を検知すると、検知信号をロボット制御装置４に出力する。ただし、本発明はこれに限定されず、ピッキングセンサ３は、エンドエフェクタ１２によるワークＷのピッキングを検知できれば、その検知方法には特に限定されない。例えば、ピッキングセンサ３は、公知の技術を用いてワークＷのピッキングを検知してもよく、ピッキングしたワークＷの重量を検知することでワークＷのピッキングを検知してもよいし、感圧センサを用いることでワークＷのピッキングを検知してもよい。

ロボット制御装置４は、ワークＷのピッキングを行うロボット１の動作を制御する。また、ロボット制御装置４は、ロボット１（エンドエフェクタ）によるワークＷのピッキングを制御する。例えば、ロボット制御装置４は、ロボット１を移動させながらロボット１とワークＷとの接触を検出した場合に吸着パッド内の空気を吸引させて上記ピッキングを実行させる。これにより、ロボット制御装置４は、ワークＷの画像を用いて当該ワークＷの位置や姿勢を認識する認識処理を実行することなく、ピック＆プレイス動作を実行させることができる。
なお、ロボット制御装置４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。

以下に、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置４の概略構成を説明する。

本発明の一実施形態に係るロボット制御装置４は、動作制御部５、接触判定部６及びハンド制御部７を備える。なお、ロボット制御装置４は、駆動装置及びピッキングセンサ３と別体ではなく、一体として構成されてもよい。

動作制御部５は、ロボットアーム１１の各関節に設けられたモータの駆動を制御することにより、ロボットアーム１１の動作を制御する。例えば、動作制御部５は、上記エンコーダの値に基づきロボット１の動作をフィードバック制御する。これにより、動作制御部５は、エンドエフェクタ１２の位置を所望の位置に制御することができる。

接触判定部６は、動作制御部５によりエンドエフェクタ１２が下降している場合に、エンドエフェクタ１２が物体（例えば、ワークＷ）に接触したか否かを判定する。
例えば、接触判定部６は、エンドエフェクタ１２の下降動作中において、エンドエフェクタ１２がワークＷに接触した場合に当該エンドエフェクタ１２に作用する反力（以下、「接触力」という。）を検出する接触力検出処理を実行する。そして、接触判定部６は、エンドエフェクタ１２が接触力検出処理により接触力を検出した場合にはエンドエフェクタ１２がワークＷに接触したと判定する。

具体的には、接触判定部６は、接触力検出処理として、ロボットアーム１１の各関節部に設けられたトルクセンサの各検出値に基づいてエンドエフェクタ１２に作用する反力Ｆを求め、当該反力Ｆが予め設定された第１の閾値Ｆｔｈ１（接触力）以上か否かを判定する。そして、接触判定部６は、エンドエフェクタ１２に作用する反力Ｆが第１の閾値Ｆｔｈ１以上である場合に上記接触力を検出する。すなわち、本実施形態では接触判定部６は、エンドエフェクタ１２が下降している場合に、第１の閾値Ｆｔｈ１（所定値）以上の反力Ｆを検出した場合にエンドエフェクタ１２にワークＷが接触したと判定する。

ハンド制御部７は、エンドエフェクタ１２によるワークＷのピッキング及び当該ピッキングの解除を制御する。例えば、ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着信号を出力することでエンドエフェクタ１２にワークＷを吸着させ、ロボット１に対してワークＷのピッキングを実行させる。また、ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着解除信号を出力することでエンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着を解除させ、ロボット１に対してワークＷのピッキングを解除させる。

次に、本発明の一実施形態に係るロボットシステムＡのピック＆プレイス動作を図２及び図３を用いて説明する。図２は、ロボットシステムＡにおけるワークＷのピッキング動作を説明する図である。図３は、ロボットシステムＡにおけるワークＷのプレイス動作を説明する図である。

まず、図２を用いて、第１のケースＣ１にバラ積みされた複数のワークＷから１つのワークＷをピッキングする動作を説明する。
動作制御部５は、第１の位置にエンドエフェクタ１２を移動させる（図２（ａ））。この第１の位置は、第１のケースＣ１の鉛直上方の位置であって、例えば、ロボットティーチング（教示）により予め設定されている。そして、動作制御部５は、エンドエフェクタ１２が第１の位置に到達すると、第１の位置からエンドエフェクタ１２を下降させる第１の下降動作を実行する。ここで、接触判定部６は、第１の下降動作の実行とともに、ロボットに作用する接触力を検出する接触力検出処理を実行する。

動作制御部５は、接触判定部６により第１の下降動作中において接触力が検出された場合には第１の下降動作を停止する。そして、ハンド制御部７は、接触判定部６により第１の下降動作中において接触力が検出された場合には、駆動装置２に吸着信号を出力してエンドエフェクタ１２によるワークＷのピッキングを実行させる（図２（ｂ））。ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着信号を出力してから一定期間内において、ピッキングセンサ３から検知信号を受信した場合には、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着が正常に行われたと判定する。動作制御部５は、ワークＷの吸着が正常に行われたと判定された場合には、ワークＷを吸着したエンドエフェクタ１２を上昇させる第１の上昇動作を実行する（図２（ｃ））。そして、動作制御部５は、第２の位置にエンドエフェクタ１２を移動させる（図２（ｄ））。第２の位置は、第２のケースＣ２の鉛直上方の位置であって、例えば、ロボットティーチング（教示）により予め設定されている。

次に、図３を用いて、ピッキングしたワークＷを第２のケースＣ２に収納するプライス動作を説明する。

動作制御部５は、エンドエフェクタ１２が第２の位置に到達すると、第２の位置からエンドエフェクタ１２を下降させる第２の下降動作を実行する（図３（ａ））。ここで、接触判定部６は、第２の下降動作の実行とともに、ロボットに作用する接触力を検出する接触力検出処理を実行する。

動作制御部５は、接触判定部６により第２の下降動作中において接触力が検出された場合には第２の下降動作を停止する。そして、ハンド制御部７は、接触判定部６により第２の下降動作中において接触力が検出された場合には、駆動装置２に吸着解除信号を出力してエンドエフェクタ１２によるワークＷのピッキングを解除させる（図３（ｂ））。ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着解除信号を出力してから一定期間内において、ピッキングセンサ３からの検知信号が消失した場合には、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着の解除が正常に行われたと判定する。動作制御部５は、ワークＷの吸着の解除が正常に行われたと判定された場合には、エンドエフェクタ１２を上昇させる第２の上昇動作を実行する（図３（ｃ））。そして、動作制御部５は、他のワークＷのピッキングを実行するための第１の位置にエンドエフェクタ１２を移動させる（図３（ｄ））。

このように、ロボットシステムＡの上述のピック＆プレイス動作を繰り替えることで、第１のケースＣ１に収納されているワークＷを１つずつピッキングして、第２のケースＣ２に収納する。なお、第１の位置として、複数の位置（教示点）が教示されてもよい。例えば、第１のケースＣ１の外形寸法に合わせてロボットアーム１１の可動範囲を設定し、ワークＷの取り残しが発生しないようにエンドエフェクタ１２の水平位置を第１の位置として複数教示してもよい。これにより、第１のケースＣ内のワークＷを漏れなくピッキングすることができる。

ここで、第１のケースＣ１の鉛直上方において、第１の位置として位置Ｈ１及び位置Ｈ２がロボット制御装置４に設定されているとする。そして、位置Ｈ１及び位置Ｈ２のそれぞれには、順番を示す情報（以下、「順番情報」という。）が付加されている。例えば、位置Ｈ１には「１」の順番情報が付加されており、位置Ｈ２には「２」の順番情報が付加されている。ロボット制御装置４は、自装置の記憶部（不図示）から位置Ｈ１及び位置Ｈ２の情報を読み取り、各情報に付加された順番情報を抽出する。そして、ロボット制御装置４は、抽出した各順番情報に応じた順番で第１の位置を選択してピック＆プレイス動作を実行する。例えば、ロボット制御装置４は、位置Ｈ１を第１の位置に選択して、ピック＆プレイス動作を繰り返し実行する。そして、ロボット制御装置４は、位置Ｈ１から第１の下降動作を実行しても、接触力を検知せずに第１のケースＣ１の底面又は底面と同視し得る範囲の位置にエンドエフェクタ１２が到達した場合には、位置Ｈ２にエンドエフェクタ１２を移動させる。そして、ロボット制御装置４は、位置Ｈ２を第１の位置に選択して、ピック＆プレイス動作を繰り返し実行してもよい。

次に、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置４の動作の流れを、図４を用いて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置４の動作のフロー図である。なお、第１の位置として、ｎ個の位置Ｈ１〜Ｈｎが教示されているとする。
ロボット制御装置４は、変数Ｎを有し、この変数Ｎに基づいて、位置Ｈ１〜Ｈｎから第１の位置を選択する。なお、初期条件として、変数Ｎは「１」に設定される。

ロボット制御装置４は、位置Ｈ１〜Ｈのうち、順番情報が変数Ｎである位置を第１の位置に選択して、当該第１の位置にエンドエフェクタ１２を移動させる（ステップＳ１０１）。ロボット制御装置４は、エンドエフェクタ１２が第１の位置に到達すると、第１の位置からエンドエフェクタ１２の第１の下降動作を実行するとともに、エンドエフェクタ１２に作用する接触力を検出する接触力検出処理を実行する。

接触判定部６は、第１の下降動作中において、接触力検出処理として、接触力を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、接触判定部６は、ロボットアーム１１の各関節部に設けられたトルクセンサの各検出値に基づいてエンドエフェクタ１２に作用する反力Ｆを求める。そして、接触判定部６は、当該反力Ｆが予め設定された第１の閾値Ｆｔｈ１以上かを判定する。そして、接触判定部６は、反力Ｆが第１の閾値Ｆｔｈ１以上である場合に上記接触力を検出したとする。

動作制御部５は、接触判定部６により接触力を検出していないと判定された場合には、エンドエフェクタ１２が第１のケースＣ１の底面又は底面と同視し得る範囲に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、動作制御部５は、エンドエフェクタ１２が第１のケースＣ１の底面又は底面と同視し得る範囲に到達していないと判定された場合には、再度、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、動作制御部５は、エンドエフェクタ１２が第１のケースＣ１の底面又は底面と同視し得る範囲に到達したと判定した場合には、現在の第１の位置の鉛直下方にはピッキングするワークＷがないとして、第１の下方動作及び接触力検出処理を停止する（ステップＳ１０５）。そして、ロボット制御装置４は、変数Ｎに１をインクリメントしてステップＳ１０１の処理に戻る（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０３において、動作制御部５は、接触判定部６により第１の下降動作中において接触力が検出された場合には第１の下降動作及び接触力検出処理を停止する（ステップＳ１０７）。そして、ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着信号を出力してエンドエフェクタ１２によるワークＷのピッキングを実行させる（ステップＳ１０８）。これにより、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着が開始される。
ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着信号を出力してから一定期間内において、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着が正常に実行されたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。具体的には、ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着信号を出力してから一定期間内において、ピッキングセンサ３から検知信号を受信した場合には、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着が正常に行われたと判定する。一方、ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着信号を出力してから一定期間内において、ピッキングセンサ３から検知信号を受信しない場合には、エンドエフェクタ１２によるワークＷの吸着が正常に行われていないと判定する。

したがって、ロボット制御装置４は、ステップＳ１０９においてワークＷの吸着が正常に行われていないと判定された場合には、エンドエフェクタ１２を所定の距離だけ上昇させて再度、エンドエフェクタ１２を下降動作及び接触力検出処理を実行するリトライ処理を実行する（ステップＳ１１０）。なお、ロボット制御装置４は、ステップＳ１０９においてワークＷの吸着が正常に行われていないと判定された場合には、第１の位置まで上昇させてから下降動作及び接触力検出処理を再度実行してもよい。

動作制御部５は、ステップＳ１０９においてワークＷの吸着が正常に行われたと判定された場合には、ワークＷを吸着したエンドエフェクタ１２を上昇させ（第１の上昇動作）、第２の位置にエンドエフェクタ１２を移動させる（ステップＳ１１１）。

動作制御部５は、エンドエフェクタ１２が第２の位置に到達すると、第２の位置からエンドエフェクタ１２の第２の下降動作を実行するとともに、エンドエフェクタ１２に作用する接触力を検出する接触力検出処理を実行する（ステップＳ１１２）。

接触判定部６は、第２の下降動作中において、接触力検出処理として、接触力を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。例えば、接触判定部６は、ロボットアーム１１の各関節部に設けられたトルクセンサの各検出値に基づいてエンドエフェクタ１２に作用する反力Ｆを求める。そして、接触判定部６は、当該反力Ｆが予め設定された第２の閾値Ｆｔｈ２以上か否かを判定する。そして、接触判定部６は、反力Ｆが第２の閾値Ｆｔｈ２以上である場合に上記接触力を検出したとする。このように、接触判定部６は、第２の下降動作中において、所定値以上の反力Ｆを検出した場合に、上記接触力を検出したとする。なお、第１の閾値Ｆｔｈ１と第２の閾値Ｆｔｈ２とは、同一であってもよいし、異なった値であってもよい。なお、動作制御部５は、第２の下降動作中において、接触力を検出するまで接触力検出処理を繰り返す。

動作制御部５は、接触判定部６により第２の下降動作中において接触力が検出された場合には第２の下降動作及び接触力検出処理を停止する（ステップＳ１１４）。そして、ハンド制御部７は、駆動装置２に吸着解除信号を出力してエンドエフェクタ１２によるワークＷのピッキングを解除させる（ステップＳ１１５）。これにより、エンドエフェクタ１２によりピッキングされたワークＷが第２のケースＣ２に収納される。

動作制御部５は、ワークＷの吸着の解除が正常に行われた場合には、エンドエフェクタ１２を上昇させ（第２の上昇動作）、ステップＳ１０１に戻る。ロボット制御装置４は、変数Ｎがｎを超えた場合には、図４に示す処理を終了する。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

（変形例１）上記実施形態では、ロボット制御装置４は、ロボットアーム１１の各関節部に設けられたトルクセンサの各検出値に基づいて接触力を検出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ロボットアーム１１の先端とエンドエフェクタ１２との間に力センサを設けてもよい。そして、ロボット制御装置４は、この力センサが検出したエンドエフェクタ１２に作用する反力に基づいて接触力を検出してもよい。例えば、ロボット制御装置４（接触判定部６）は、上記力センサが検出した反力が閾値（接触力）以上か否かを判定する。そして、ロボット制御装置４は、力センサが検出した反力が閾値以上である場合に接触力を検出する。

（変形例２）上記実施形態では、ロボット制御装置４は、第２の下降動作中において、接触力を検出した場合にはピッキングを解除することで当該ワークＷを所定の位置（例えば、第２のケースＣ２内）に配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ロボット制御装置４は、エンドエフェクタ１２を第２の位置から所定の距離だけ下降させて、接触力を検出せずにピッキングを解除してもよい。また、ロボット制御装置４は、エンドエフェクタ１２が第２の位置に到達した場合には、ピッキングを解除してもよい。
このように、ロボット制御装置４は、第１のケースＣ１でバラ積みされたワークＷをエンドエフェクタ１２でピッキングした後、当該ワークＷを第２のケースＣ２に設置してもよいし、落下させてもよい。

（変形例３）上記実施形態では、第１の位置は、教示された位置としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ロボット制御装置４は、教示された位置から第１の位置を設定してもよい。例えば、ロボット制御装置４は、第１のケースＣ１の四隅が教示された場合には、その四隅の各点から第１の位置を複数設定してもよい。

（変形例４）上記の第１の下降動作や第２の下降動作は、鉛直方向に限定されず、下方にエンドエフェクタ１２が移動していれば、斜め方向に下降させてもよい。また、上記の第１の上昇動作や第２の上昇動作は、鉛直方向に限定されず、上方にエンドエフェクタ１２が移動していれば、斜め方向に上昇させてもよい。

以上、説明したように、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置４は、ロボット１を移動させながら（例えば、第１の下降動作）、エンドエフェクタ１２がワークＷに接触を検出した場合にピッキングを実行させる。

このような構成によれば、ロボット制御装置４は、ワークＷの画像を用いて当該ワークＷの位置や姿勢を認識する認識処理を実行することなく、ピック＆プレイス動作を実行させることができる。したがって、ロボットによりワークＷのピッキングを行うにあたって、ピッキングに係る時間を短縮することができる。
さらに、第１のケースＣ１内のワークＷの状態が、複数種類のワークＷが混在する「混載」の場合であって、認識処理を実行することなく、ワークＷを１つずつピッキングすることができる。

また、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置４の制御方法は、バラ積みされた複数のワークのピッキングを行うロボットの動作を制御する方法である。そして、上記制御方法は、下降動作ステップ、判定ステップ、及びピッキングステップを含む。
下降動作ステップでは、ロボット制御装置４が第１の位置からエンドエフェクタ１２の下降動作を実行する。判定ステップでは、下降動作中において、ロボット制御装置４は、エンドエフェクタ１２がワークに接触したか否かを判定する。ピッキングステップでは、ロボット制御装置４は、判定ステップにおいて、エンドエフェクタ１２がワークＷに接触したと判定された場合には、エンドエフェクタ１２によるピッキングを実行させる。

このような構成によれば、ロボット制御装置４は、ワークＷの画像を用いて当該ワークＷの位置や姿勢を認識する認識処理を実行することなく、ピック＆プレイス動作を実行させることができる。したがって、ロボットによりワークＷのピッキングを行うにあたって、ピッキングに係る時間を短縮することができる。

なお、上述した実施形態におけるロボット制御装置４の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、学習装置Ａの全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ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、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータ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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、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く、さらに前述した機能をコンピュータ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であってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

Ａ ピッキングシステム
Ｗ ワーク
１ ロボット
４ ロボット制御装置
１２ エンドエフェクタ

Claims (7)

1. ワークのピッキングを行うロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
   前記ロボット制御装置は、前記ロボットのエンドエフェクタを移動させながら前記エンドエフェクタが前記ワークに接触を検出した場合に前記ピッキングを実行させることを特徴とする、ロボット制御装置。
2. 前記ロボット制御装置は、前記エンドエフェクタの移動中において、前記エンドエフェクタに作用する所定値以上の反力を検出した場合に前記ロボットが前記ワークに接触したとして前記ピッキングを実行させることを特徴とする、請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記所定値は、前記エンドエフェクタが前記ワークに接触したときの前記エンドエフェクタに作用する反力である、請求項２に記載のロボット制御装置。
4. 前記ロボット制御装置は、前記ワークのピッキングを行った後の前記エンドエフェクタの移動中において、前記所定値以上の反力を検出した場合には前記ピッキングを解除することで当該ワークを所定の位置に配置することを特徴とする、請求項２又は３に記載のロボット制御装置。
5. 前記ロボット制御装置は、
   第１の位置から前記エンドエフェクタを下降させる第１の動作と、
   前記第１の動作中において、前記所定値以上の反力を検出する接触力検出処理を実行する第２の動作と、
   前記第２の動作において前記所定値以上の反力を検出した場合には、前記第１の動作を停止して、前記エンドエフェクタによる前記ピッキングを実行させる第３の動作と、
   前記ワークのピッキングを行った後に前記エンドエフェクタを第２の位置に移動させる第４の動作と、
   前記第２の位置から前記エンドエフェクタを下降させる第５の動作と、
   前記第５の動作中において前記接触力検出処理を実行する第６の動作と、
   前記第６の動作において前記所定値以上の反力を検出した場合には、前記第５の動作を停止して、前記ピッキングを解除させる第７の動作と、
   を実行することを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
6. 前記ロボット制御装置は、複数の教示点に基づいて前記第１の位置を設定することを特徴とする請求項５に記載のロボット制御装置。
7. バラ積みされた複数のワークのピッキングを行うロボットの動作を制御するロボット制御装置の制御方法であって、
   第１の位置から前記ロボットのエンドエフェクタの下降動作を実行する下降動作ステップと、
   前記下降動作中において、前記エンドエフェクタが前記ワークに接触したか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて、前記エンドエフェクタが前記ワークに接触したと判定した場合には、前記エンドエフェクタによる前記ピッキングを実行させるピッキングステップと、
   を含む、ロボット制御装置の制御方法。

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