JP2021045813A - Control device for cargo handling gear, and cargo handling gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、荷役装置の制御装置、及び、荷役装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a control device for a cargo handling device and a cargo handling device.
荷役装置におけるロボットの座標系の較正（キャリブレーション）を実施する場合、従来から、ティーチングペンダントを操作し、例えばロボットのハンドを較正に適した位置に移動させて実施している。 When calibrating the coordinate system of a robot in a cargo handling device, conventionally, the teaching pendant is operated and, for example, the hand of the robot is moved to a position suitable for calibration.
ティーチングペンダントを用いて操作者がハンドを動かすため、較正の精度にバラつきが生じやすい。 Since the operator moves the hand using the teaching pendant, the accuracy of calibration tends to vary.
本発明が解決しようとする課題は、較正の精度のバラつきを抑制可能な荷役装置の制御装置、及び、荷役装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a control device for a cargo handling device capable of suppressing variations in calibration accuracy, and a cargo handling device.
実施形態による荷役装置の制御装置は、実施形態による荷役装置の制御装置は、対象物である荷物を荷役するロボットの動作を制御するプロセッサと、プロセッサにより制御され、ロボットと通信するインターフェースとを備える。プロセッサは、ロボットを制御し、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて、実空間におけるロボットにより移動させるロボット側治具を実空間の座標系の座標が規定される第１受部に向けて移動させて接触させ、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいてロボット側治具を第１受部の所定位置に接触させる際に得る、ロボット側治具の座標と第１受部の座標との第１の差異情報をインターフェースを介して取得し、第１の差異情報に基づいて、３次元仮想モデル空間の座標系を較正する。 The control device of the cargo handling device according to the embodiment includes a processor that controls the operation of the robot that handles the cargo that is the object, and an interface that is controlled by the processor and communicates with the robot. .. The processor controls the robot and, based on the coordinate system of the three-dimensional virtual model space, directs the robot-side jig that is moved by the robot in the real space toward the first receiving unit in which the coordinates of the coordinate system of the real space are defined. The coordinates of the robot side jig and the coordinates of the first receiving part obtained when the robot side jig is brought into contact with a predetermined position of the first receiving part based on the coordinate system of the three-dimensional virtual model space by moving and touching. The first difference information of is acquired through the interface, and the coordinate system of the three-dimensional virtual model space is calibrated based on the first difference information.
以下、図面を参照しながら荷役装置１０について説明する。図面は模式的または概念的なものである。
Hereinafter, the
［第１実施形態］
図１から図７を用いて第１実施形態に係る荷役装置１０について説明する。
[First Embodiment]
The
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る荷役装置１０は、対象物である荷物を荷役するロボット１２と、ロボット１２の動作を制御する制御装置（ロボットコントローラ）１４と、コンベヤ１６と、コンベヤ１６に載置され搬送される荷物ケース１８と、カメラ（イメージセンサー）２０とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図１に示すように、ロボット１２は、コンベヤ１６の側方に配置されている。カメラ２０は、コンベヤ１６の上方に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
制御装置１４の一例は、例えばＰＣである。図２に示す制御装置１４は、本実施形態では、ロボット１２、コンベヤ１６、及び、カメラ２０を制御する。制御装置１４は、有線でロボット１２、コンベヤ１６、及び、カメラ２０に接続されていてもよく、無線で接続されていてもよい。
An example of the
例えば制御装置１４は、ロボット１２の専用の制御装置であってもよい。この場合、例えばコンベヤ１６及びカメラ２０の制御装置は、ロボット１２の制御装置１４とは別のものを用いる。この場合も、荷役装置１０の稼働中、ロボット１２の制御装置１４と、コンベヤ１６及びカメラ２０の制御装置とが有線／無線の通信により、互いに情報を送受信し続ける。
For example, the
図１に示すように、荷物ケース１８は、本実施形態では略直方体状の適宜の大きさの箱型である。コンベヤ１６は、適宜の荷物Ｂを入れた荷物ケース１８を所定の方向に搬送する。コンベヤ１６は、ベルトコンベア、ローラコンベア等、種々のものを用いる。制御装置１４は、コンベヤ１６の搬送速度を一定としても、可変としてもよい。
As shown in FIG. 1, the
図１及び図２に示すカメラ２０は、制御装置１４による制御により、コンベヤ１６及び荷物ケース１８の荷物Ｂを撮像する。制御装置１４は、カメラ２０で撮像した画像情報に基づいて、荷物ケース１８及び荷物Ｂの位置、大きさ、及び、形状を認識する。
The
ロボット１２に係る演算は、制御装置１４で行う。制御装置１４は、ロボット１２と制御信号を送受信する。
The calculation related to the
図１に示すように、ロボット１２は、基台３２と、基台３２から上方に延びる多関節アーム（ロボット１２の可動部）３４とを有する。基台３２は、例えば工場などの床面に対する移動が防止されるように、床面に支持又は固定されている。多関節アーム３４は、その先端にハンド３６を有する。このため、本実施形態では、ハンド３６はアーム３４の一部である。ロボット１２の形態は、ピッキング動作を行う垂直多関節型ロボットであっても、別のものであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
ロボット１２は、床面に支持又は固定されるほか、天井又は適宜のフレーム等から吊り下げられていてもよい。
The
図１及び図２に示すロボット１２のアーム３４は、制御装置１４からの信号に基づいて、コンベヤ１６及びカメラ２０と連動して動作する。ハンド３６も、制御装置１４からの信号に基づいて、コンベヤ１６及びカメラ２０と連動して動作する。
The
制御装置１４は、例えばコンベヤ１６に載置され運ばれる荷物ケース１８の画像情報をカメラ２０を通して取得し、信号処理により認識し、認識結果に基づいて、ロボット１２を動かす。制御装置１４は、荷物ケース１８に入れられた荷物Ｂをピッキングし、例えば荷物ケース１８とは異なる所望の位置に載置する。
For example, the
図１及び図２に示すように、荷役装置１０は、ロボット側治具（較正用の可動マーカ）５０と、複数の受治具（較正用の規定マーカ）５２，５４，５６，５８とを有する。ここでは荷役装置１０が４つの受治具５２，５４，５６，５８を有する例について説明する。受治具の数は、複数であることが好適である。使用する受治具の数が多ければ多いほど、後述する較正の精度を上げることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ロボット側治具５０は、例えばハンド３６に固定される。図３に示すように、ロボット側治具５０は、ハンド３６に取り付けられる取付治具６２と、取付治具６２に固定又は一体化された例えば凸状の嵌合部６４とを有する。ロボット側治具５０の取付治具６２は、ハンド３６に対して例えばネジの締結により固定される。ハンド３６を構成する部品自体にロボット側治具５０が形成されていてもよい。凸状の嵌合部６４は、本実施形態では円錐状である。嵌合部６４は、円錐のほか、円錐台、四角錐などの多角錐、四角錐台などの多角錐台等、適宜の凸状に形成される。
The
図４には、受治具（受部）５２，５４，５６，５８のうち第１受治具５２を代表して示す。図１に示すように、受治具５２，５４，５６，５８は、例えば、荷物ケース１８の上端１８ａの４つの角部２２，２４，２６，２８にそれぞれ固定される。図４に示すように、受治具５２は、取付治具７２と、取付治具７２の上側に固定又は一体化された凹状の嵌合部７４とを有する。取付治具７２はそれぞれ略Ｌ字状の溝を有し、荷物ケース１８の上端１８ａの各角部２２，２４，２６，２８にそれぞれ固定される。凹状の嵌合部７４は、本実施形態では円錐状にくり抜かれた形状を持つ。受治具５４，５６，５８は、受治具５２と同じ形状及び大きさに形成されている。嵌合部７４は、円錐のほか、円錐台、四角錐などの多角錐、四角錐台などの多角錐台等、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４が嵌合可能な適宜の凹状に形成される。
FIG. 4 shows the first receiving
ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４の傾斜面は、受治具５２，５４，５６，５８の凹状の嵌合部７４の傾斜面に接触可能に形成されている。このため、図５に示すように、受治具５２，５４，５６，５８に対してロボット側治具５０が嵌合され得る。ロボット側治具５０と受治具５２とが嵌合した状態のとき、ロボット側治具５０及び受治具５２の位置が同一であり、実空間の座標系の座標が同一である、とする。
The inclined surface of the convex
ロボット側治具５０が凸状の嵌合部６４を有する代わりに、凹状の嵌合部を有し、受治具５２，５４，５６，５８が凹状の嵌合部７４を有する代わりに、凸状の嵌合部を有してもよい。
Instead of the robot-
荷物ケース１８の上端１８ａの４つの角部２２，２４，２６，２８に載置された受治具５２，５４，５６，５８は、カメラ２０で荷物ケース１８をコンベヤ１６の上方から撮影した際に、荷物ケース１８を認識するための特徴点となり得る。
The receiving jigs 52, 54, 56, 58 mounted on the four
図２に示すように、制御装置１４は、ロボット１２の動作を制御するプロセッサ１０２と、プロセッサ１０２に接続されたメモリ１０４と、複数のインターフェース１０６とを有する。ここでのメモリ１０４は、例えばＲＡＭ及びＲＯＭを含む。メモリ１０４は、ストレージなどの不揮発性記憶装置を含み得る。
As shown in FIG. 2, the
プロセッサ１０２には、インターフェース１０６を介して例えばストレージ１１２が接続されている。プロセッサ１０２は、それぞれインターフェース１０６を介して、プロセッサ１０２に各種の信号の入力を行う入力部１２２と、プロセッサ１０２からの信号に基づいて各種の情報を表示する表示部１２４とを有する。入力部１２２及び表示部１２４は、例えばタッチパネル１２６等を用いることで、一体化し得る。タッチパネル１２６と、制御装置１４とは一体化し得る。
For example, a
プロセッサ１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。制御装置１４は、複数のプロセッサ１０２を有していてもよい。すなわち、制御装置１４は、１又は複数のプロセッサ１０２を有し得る。本実施形態では、プロセッサ１０２は、図２に示すように、ＣＰＵを用いるものとして説明する。
プロセッサ１０２は、ＣＰＵの代わりに、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のいずれか、又は、これらの組み合わせで構成されていてもよい。
The
The
ストレージ１１２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性の記憶装置で構成される。
The
プロセッサ１０２は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納した各種プログラムを読み出して、実行することで、制御対象に応じた制御、及び、各種の処理を実現する。メモリ１０４及び／又はストレージ１１２には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラムに加えて、制御対象のロボット１２に応じて作成されるプログラムが格納されている。
The
インターフェース１０６は、ロボット１２、コンベヤ１６、カメラ２０、ストレージ１１２、タッチパネル１２６等の各要素を有線で接続してもよく、無線で接続してもよい。
The
インターフェース１０６は、プロセッサ１０２により制御され、ロボット１２と通信する。プロセッサ１０２には、インターフェース１０６を介して、ロボット１２のアーム３４が接続される。アーム３４は、１又は複数のモータ４２を有する。アーム３４のハンド３６は、さらに、１又は複数のモータ４４を有する。ハンド３６の先端付近には、力覚センサ４６が取り付けられている。力覚センサ４６で検知した信号は、プロセッサ１０２に入力され、処理される。力覚センサ４６は、ハンド３６を含むアーム３４の制御に使用される。これらモータ４２，４４及び力覚センサ４６は、インターフェース１０６を介してプロセッサ１０２に接続されている。
The
ロボット１２は、例えば、基台３２の適宜の位置を、ＸＹＺ直交座標系又は極座標系の原点とする。原点の位置は、固定されているものとする。これらの情報は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納されている。
The
ロボット１２は、基台３２の座標系のほか、ハンド３６を含むアーム３４の各関節（モータ４２，４４）に座標系を設定することができる。本実施形態では、これら各関節の座標系をひとまとめにして、３次元仮想モデル空間の座標系と称する。３次元仮想モデル空間は、ロボット１２をはじめ、作業対象物、壁、コンベヤ１６、カメラ２０を含むセンサ、その他障害物など、荷役装置１０内に存在する全ての物体が配置され、設計値から求められる仮想的に作成された空間を指す。座標系を含む３次元仮想モデル空間の情報は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納されている。
In addition to the coordinate system of the
プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の情報を基に、ロボット１２のアーム３４を制御する。ロボット１２のハンド３６を含むアーム３４は、プログラムにしたがってプロセッサ１０２から出力される信号により、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて位置及び姿勢が制御される。
The
ここで、実空間の座標系と、３次元仮想モデル空間の座標系との原点は一致するものとする。ロボット１２の各関節における座標系は、床面に対するロボット１２の固定位置による誤差、ロボット１２の組み立て誤差、その他の要因により、ズレが生じる可能性がある。このため、実空間の座標系及び３次元仮想モデル空間の座標系の原点に対する座標は、ズレが生じる可能性がある。
Here, it is assumed that the origins of the coordinate system of the real space and the coordinate system of the three-dimensional virtual model space are the same. The coordinate system at each joint of the
プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系に関する情報を、較正の実施により更新し得る。プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系に関する情報について、更新前（較正の実施前）の情報、及び、更新後（較正の実施後）の情報の両方をメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納してもよい。プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系に関する情報について、更新後の情報のみをメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納してもよい。
ロボット１２は、例えば制御装置１４のメモリ１０４、又は、制御装置１４に接続されたストレージ１１２に格納されたプログラムにしたがって動作する。ハンド３６を含むアーム３４は、プログラムに基づくプロセッサ１０２からの信号により、３次元仮想モデル空間の座標系にしたがって、適宜の位置に動かされる。
The
プロセッサ１０２は、プログラムにしたがって、ロボット１２のハンド３６を含むアーム３４がピッキングの対象である荷物ケース１８内の荷物Ｂとは異なる適宜の物体に当たったこと、ハンド３６を用いて荷物ケース１８内の荷物Ｂを掴むことができなかったことなど、ロボット１２に対するイベントの発生情報を取得し、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納する。プロセッサ１０２は、一定の時間経過を１つのイベントとし、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納してもよい。プロセッサ１０２は、プログラムにしたがって、これらのイベント情報に基づいて、較正を実施する。
According to the program, the
イベント情報は、その他、ロボット１２、コンベヤ１６、又は、カメラ２０の新規設置、ロボット１２、コンベヤ１６、又は、カメラ２０の異常、ロボット１２を動かす各種のモータ４２，４４の異常、さらには、力覚センサ４６の異常等がある。
The event information includes other information such as the new installation of the
荷役装置１０のロボット１２では、所望の設置位置に対して実際の設置位置に誤差が生じる可能性がある。ロボット１２は、運用中に例えば振動等が原因で位置ズレが生じる可能性がある。このため、荷役装置１０では、ロボット１２の制御に係る３次元仮想モデル空間における座標系を、実空間における座標系に一致させる較正を行う必要がある。以後、「較正の実施」とは、３次元仮想モデル空間における座標系を、実空間における座標系に一致又は略一致させることをいう。
In the
較正は、荷役装置１０のより多数の箇所に対して実施することが好適である。較正は、工場出荷時に一度実施すればよいものではなく、定期的、又は、所定のイベント発生時に実施する。
Calibration is preferably performed on a larger number of locations on the
図１に示す本実施形態における荷役装置１０は、例えば、荷物ケース１８の４つの角部２２，２４，２６，２８それぞれを用いて、較正を実施する。このため、本実施形態に係る荷役装置１０の較正の実施は、極力人間の手を介さず、速く、且つ効率よく行われることが望ましい。
The
上述したように、ロボット１２の基台３２の適宜の位置を、実空間の座標系（ＸＹＺ直交座標系又は極座標系）の原点とする。ロボット１２の基台３２の適宜の位置を、３次元仮想モデル空間における座標系（ＸＹＺ直交座標系又は極座標系）の原点とする。原点の位置は、固定されているものとする。
As described above, the appropriate position of the
ここでは、説明の簡略化のため、ロボット側治具５０がハンド３６に予め固定されているものとする。すなわち、ハンド３６は、ロボット側治具５０が固定された状態で、荷物Ｂをピックアップする。また、第１受治具５２、第２受治具５４、第３受治具５６及び第４受治具５８は荷物ケース１８の４つの角部２２，２４，２６，２８にそれぞれ予め固定されているものとする。
Here, for the sake of simplification of the description, it is assumed that the
コンベヤ１６に荷物ケース１８が載置されて適宜の位置に搬送され、停止した状態で、プロセッサ１０２は、カメラ２０により撮像される荷物ケース１８の上端１８ａの４つの受治具（第１受治具５２、第２受治具５４、第３受治具５６及び第４受治具５８）で、各受治具の実空間の座標系の座標を認識可能であるものとする。
In a state where the
本実施形態では、荷役装置１０は、ロボット１２の３次元仮想モデル空間の座標系が、実空間の座標系と一致又は略一致している状態を考慮する。ここでの較正は、例えば０ｍｍから数センチメートルまでの間の僅かな差異を調整するものとする。座標系同士のズレが０ｍｍである場合、座標系同士に実際にズレがあるもの、実際にズレがないものの両方を含む。
In the present embodiment, the
本実施形態に係る荷役装置１０の動作について図６及び図７を用いて説明する。ここでは主に、制御装置１４のプロセッサ１０２について説明する。
The operation of the
例えば、ロボット１２の設置時や、荷役装置１０の電源投入時、プロセッサ１０２は、荷役装置１０のロボット１２の３次元仮想モデル空間の座標系を実空間の座標系に一致させる較正を実施する条件を満たすか否か、判断する（ステップＳ１）。プロセッサ１０２は、具体的には、較正を実施する必要があるか否か、判断する。
For example, when the
ここで、ステップＳ１において、較正を実施する条件を満たす場合を４つ例示する。 Here, in step S1, four cases where the conditions for performing calibration are satisfied will be illustrated.
１．ロボット１２の据え付け及び電源投入時
ロボット１２を据え付けた際、及び、電源を投入した際には、ロボット１２の設置誤差を吸収するために、較正の実施が必要である。
1. 1. When the
２．ロボット１２が何かに接触したことを検知したとき
ロボット１２が、荷物ケース１８の側面や縁、その他、荷役装置１０内に存在する何らかに接触した場合、衝突前と衝突後とで設置位置にズレが生じる可能性が考えられる。その位置ズレを解消するために、較正の実施が必要である。
2. When the
３．ピッキングの失敗が連続したとき
荷役装置１０の運用時、例えば振動等が原因となり、ロボット１２、コンベヤ１６、カメラ２０の相対的な設置位置にズレが生じる可能性がある。例えば荷物Ｂを荷物ケース１８からピッキングする場合、荷物Ｂのピッキングに失敗することが起こりやすくなる。例えば２回連続など、複数回連続でピッキングを失敗した場合、位置ズレを解消するために、較正の実施が必要である。
3. 3. When picking failures are continuous During operation of the
４．所定の時間が経過したとき
荷役装置１０の運用時、時間の経過とともに、ロボット１２、コンベヤ１６、カメラ２０の相対的な設置位置にズレが生じる可能性がある。このような位置ズレが生じないようにするために、定期的に較正の実施が必要である。
4. When a predetermined time has passed During the operation of the
プロセッサ１０２が、較正を実施する条件を満たしていると判断した場合（ステップＳ１−Ｙｅｓ）、プロセッサ１０２は、較正を実施する前段階として、実空間における座標系の適宜の座標に対する、３次元仮想モデル空間における座標系の適宜の座標の差異を算出する（ステップＳ２）。すなわち、プロセッサ１０２は、実空間における座標系の適宜の座標に対する、３次元仮想モデル空間における座標系の適宜の座標の差異を検査する。
When the
プロセッサ１０２は、ステップＳ２における検査を実施した後、ステップＳ２での算出結果に基づいて、較正を実施し新たな３次元仮想モデル空間の座標系を設定するか否か判断する（ステップＳ３）。較正を実施する場合（ステップＳ３−Ｙｅｓ）、３次元仮想モデル空間の座標系の情報を更新する。３次元仮想モデル空間の座標系の較正を実施する場合（ステップＳ３−Ｙｅｓ）、通常運転（ステップＳ４）を行う前に実施する。
After performing the inspection in step S2, the
較正の実施条件を満たしていない場合（ステップＳ１−Ｎｏ）、プロセッサ１０２は、通常運転（ステップＳ４）を行う。
When the calibration execution condition is not satisfied (step S1-No), the
ここで、通常運転（ステップＳ４）とは、例えば、以下の一連の動作をいう。プロセッサ１０２は、コンベヤ１６で搬送された荷物ケース１８及び荷物ケース１８内の荷物Ｂをカメラ２０での撮影により認識する。プロセッサ１０２は、認識した荷物Ｂをロボット１２のアーム３４を動かし、ハンド３６で荷物Ｂをピックアップさせる。プロセッサ１０２は、ハンド３６で荷物Ｂをつかんだ状態でアーム３４を適宜に移動させ、荷物Ｂを所望の位置に配置し、ハンド３６から荷物Ｂを放す。プロセッサ１０２は、アーム３４を初期位置など、適宜の位置に移動させる。
Here, the normal operation (step S4) means, for example, the following series of operations. The
図７に示すように、ステップＳ２における検査は、以下のように実施する。 As shown in FIG. 7, the inspection in step S2 is performed as follows.
プロセッサ１０２は、コンベヤ１６を動かし、荷物ケース１８を適宜の位置に移動させる。プロセッサ１０２は、カメラ２０で荷物ケース１８の受治具５２，５４，５６，５８を撮像可能な位置で、荷物ケース１８を停止させる（ステップＳ１０１）。
The
プロセッサ１０２は、カメラ２０で荷物ケース１８の受治具５２，５４，５６，５８を撮像し、受治具５２，５４，５６，５８の実空間の座標系の座標に関する情報を取得する（ステップＳ１０２）。プロセッサ１０２は、受治具５２，５４，５６，５８の実空間の座標系の座標に関する情報を、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納する。
The
プロセッサ１０２は、アーム３４を動かし、ハンド３６に取り付けたロボット側治具５０を第１受治具５２に向けて移動させる（ステップＳ１０３）。このときのロボット側治具５０の目標位置（第１の目標位置）は、３次元仮想モデル空間の座標系の座標である。このとき、プロセッサ１０２は、力覚センサ４６を用いた力制御により、ハンド３６を含むアーム３４を制御する。
The
ロボット１２における力制御とは、ロボット１２のハンド３６に取り付けられた力覚センサ４６からの応力（応力の負荷方向を含む）及び／又はその他の情報により、プロセッサ１０２が、ハンド３６を含むアーム３４各軸の駆動モータ４２，４４の電流をコントロールして、適当なトルクを発生させる制御方法のことである。ロボット１２における力制御により、プロセッサ１０２は、接触面に対してハンド３６を滑らかに倣う動作を実現できる。
The force control in the
ハンド３６に力覚センサ４６を配置しない場合、前述同等の情報を、ロボット１２のアーム３４の制御にフィードバックすることは既存技術において可能であり、その場合、力覚センサ４６は、本実施形態に係る構成から除かれてもよい。
When the
プロセッサ１０２は、力覚センサ４６を用いた力制御を行いながら、ハンド３６に取り付けたロボット側治具５０を第１受治具５２に接触させる（ステップＳ１０４）。
プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０を３次元仮想モデル空間の座標系において、実空間の座標系の座標と同じ数値の座標（第１の目標位置）まで移動させたとき、ロボット側治具５０が第１受治具５２に接触しない場合がある（ステップＳ１０４−Ｎｏ）。プロセッサ１０２は、力覚センサ４６を用いた力制御によって、ロボット側治具５０が第１受治具５２に接触するまで、ロボット側治具５０を移動させる。このとき、プロセッサ１０２は、力制御により、実空間の第１受治具５２の位置、すなわち、荷物ケース１８を動かさないように、ハンド３６を移動させる。
The
When the
図５に示すように、プロセッサ１０２は、ロボット１２の動作を制御し、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、第１受治具５２の凹状の嵌合部７４に嵌合させる。プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０を第１受治具５２に接触させたことを検知した場合（ステップＳ１０４−Ｙｅｓ）、力覚センサ４６を使用した力制御を行うことで、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、第１受治具５２の嵌合部７４に接触させる。プロセッサ１０２は、力覚センサ４６を使用した力制御を行うことで、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、受治具５２の凹状の嵌合部７４に収納する。プロセッサ１０２は、力覚センサ４６で接触圧力を検知しながら、ロボット側治具５０を第１受治具５２に押圧する（ステップＳ１０５）。
As shown in FIG. 5, the
プロセッサ１０２は、例えば力覚センサ４６により、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、第１受治具５２の嵌合部７４に嵌合させたときの圧力を検出する。プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、第１受治具５２の嵌合部７４に嵌合させたときの圧力が所定の圧力に到達したか否か判断する（ステップＳ１０６）。
The
プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、第１受治具５２の嵌合部７４に嵌合させたときの圧力が所定の圧力に到達していないと判断した場合（ステップＳ１０６−Ｎｏ）、力覚センサ４６で接触圧力を検知しながら、ロボット側治具５０を第１受治具５２に押圧する（ステップＳ１０５）。このとき、プロセッサ１０２は、第１受治具５２の位置（実空間の座標系の座標）を移動させずに、力覚センサ４６により、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を第１受治具５２の凹状の嵌合部７４に嵌合させる。
The
プロセッサ１０２が、ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、第１受治具５２の嵌合部７４に嵌合させたときの圧力が所定の圧力に到達したと判断した場合（ステップＳ１０６−Ｙｅｓ）、プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０の位置（第２の目標位置）が、第１受治具５２の位置に一致していると判断する。
When the
ロボット側治具５０の凸状の嵌合部６４を、第１受治具５２の嵌合部７４に嵌合させたときの圧力は、力覚センサ４６により検出された情報を基にプロセッサ１０２により算出される。プロセッサ１０２は、力覚センサ４６により検出された情報がある値に到達したときに嵌合したと判断する。
The pressure when the convex
ここで、プロセッサ１０２に接続されたメモリ１０４及び／又はストレージ１１２には、第１受治具５２の実空間の座標系の座標の情報が既知（規定）の座標として格納されている。プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０の位置を第１受治具５２の位置に一致させたときの、ロボット１２のハンド３６を含むアーム３４の移動位置における３次元仮想モデル空間の座標系の座標に関する情報を取得する。
Here, in the
プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０及び第１受治具５２における、実空間の座標系の座標（第２の目標位置）と３次元仮想モデル空間の座標系の座標（第１の目標位置）との差を算出する（ステップＳ１０７）。プロセッサ１０２は、ステップＳ１０７での実空間の座標系の座標と３次元仮想モデル空間の座標系の座標との差のズレ量の算出結果（第１の差異情報）をメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に出力し、格納する（ステップＳ１０８）。
The
プロセッサ１０２は、座標系の差異検査（ステップＳ２）において、較正に用いた受治具５２，５４，５６，５８の数をカウントする（ステップＳ１０９）。較正に用いる受治具５２，５４，５６，５８の数は例えばユーザの入力により予め決めておき、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納しておく。
The
ロボット側治具５０が予め設定した所定の数（本実施形態では４つ）の受治具５２，５４，５６，５８にそれぞれ接触し、嵌合していない場合（ステップＳ１０９−Ｎｏ）、ステップＳ１０３からステップＳ１０８の処理を行う。
When the
プロセッサ１０２は、ロボット１２のアーム３４を動かし、ロボット側治具５０の位置を、上述した第１受治具５２とは異なる第２受治具５４の位置に一致させ、すなわち、所定の押圧力で嵌合させる。プロセッサ１０２は、このときの、実空間の座標系の第２受治具５４の座標と、３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標との差のズレ量の算出結果（第２の差異情報）をメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に出力し、格納する。
The
プロセッサ１０２は、ロボット１２のアーム３４を動かし、ロボット側治具５０の位置を、上述した第１受治具５２及び第２受治具５４とは異なる第３受治具５６の位置に一致させ、すなわち、所定の押圧力で嵌合させる。プロセッサ１０２は、このときの、実空間の座標系の第３受治具５６の座標と、３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標との差のズレ量の算出結果（第３の差異情報）をメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に出力し、格納する。
The
プロセッサ１０２は、ロボット１２のアーム３４を動かし、ロボット側治具５０の位置を、上述した第１受治具５２、第２受治具５４及び第３受治具５６とは異なる第４受治具５８の位置に一致させ、すなわち、所定の押圧力で嵌合させる。プロセッサ１０２は、このときの、実空間の座標系の第４受治具５８の座標と、３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標との差のズレ量の算出結果（第４の差異情報）をメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に出力し、格納する。
The
ロボット側治具５０の位置を動かす順は、第１受治具５２、第２受治具５４、第３受治具５６、第４受治具５８の順に限られない。プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０の位置を動かす最適な経路（順）を予め算出し得る。
The order in which the position of the robot-
ロボット側治具５０が予め設定した所定の数（本実施形態では４つ）の受治具５２，５４，５６，５８にそれぞれ接触し、嵌合した場合（ステップＳ１０９−Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進む。
When the robot-
メモリ１０４及び／又はストレージ１１２には、ロボット側治具５０が予め設定した４つの受治具５２，５４，５６，５８にそれぞれ接触し、嵌合したときの、第１の差異情報、第２の差異情報、第３の差異情報及び第４の差異情報が格納されている。図６に示すように、プロセッサ１０２は、これら第１から第４の差異情報に基づいて、３次元仮想モデル空間の座標系を更新、すなわち、較正を実施するか否か判断する（ステップＳ３）。
The first difference information, the second, when the
実際には、プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０が予め設定した４つの受治具５２，５４，５６，５８にそれぞれ接触し、嵌合したときに取得した第１の差異情報、第２の差異情報、第３の差異情報及び第４の差異情報の信頼性を判断する。例えば、力覚センサ４６等により、ロボット側治具５０が受治具５２，５４，５６，５８の位置、すなわち荷物ケース１８を動かした等が認識された場合、プロセッサ１０２は、較正を実施しないと判断（ステップＳ３−Ｎｏ）し、座標系の差異検査（ステップＳ２）をやり直す。
Actually, the
例えば、力覚センサ４６等からの情報に基づいて、ロボット側治具５０が各受治具５２，５４，５６，５８の位置を動かさず、適切に各嵌合が行われたと認識された場合、プロセッサ１０２は、較正を実施すると判断（ステップＳ３−Ｙｅｓ）し、較正を実施する。
For example, when it is recognized that the robot-
プロセッサ１０２が較正を実施する場合、プロセッサ１０２は、実空間の座標系の４つの座標と３次元仮想モデル空間の座標系の４つの座標とのズレ量の算出結果に基づいて、３次元仮想モデル空間の座標系の座標を、実空間の座標系の座標に合わせる処理を行う。すなわち、プロセッサ１０２は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納した３次元仮想モデル空間の座標系を更新、すなわち、較正を実施する。
When the
受治具５２，５４，５６，５８の位置に対し、ロボット側治具５０の位置を一致させる数は、例えば１つよりも２つ、２つよりも３つ、３つよりも４つなど、数を多くするほど、実空間の座標系に対し、更新された新たな３次元仮想モデル空間の座標系のズレを少なくする。受治具５２，５４，５６，５８の位置に対し、ロボット側治具５０の位置を一致させる数を例えば１つとしても、プロセッサ１０２が較正を実施する際の信頼性がある、と判断したときには、較正を実施し得る。
The number of matching the positions of the
そして、プロセッサ１０２は、上述した通常運転（ステップＳ４）を行う。
Then, the
通常運転（ステップＳ４）を行った直後、プロセッサ１０２は、イベント情報の有無を判断する（ステップＳ５）。プロセッサ１０２は、通常運転（ステップＳ４）中にイベント情報が発生した場合（ステップＳ５−Ｙｅｓ）、そのイベント情報をメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納する（ステップＳ６）。プロセッサ１０２は、通常運転（ステップＳ４）中にイベント情報があった場合、通常運転（ステップＳ４）の実施中に、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納してもよい。
Immediately after the normal operation (step S4) is performed, the
プロセッサ１０２は、通常運転（ステップＳ４）中にイベント情報がなかったと判断した場合（ステップＳ５−Ｎｏ）、次の荷物Ｂをピックアップする通常運転（ステップＳ４）を行う。
When the
イベント情報がストレージ１１２又はメモリ１０４に格納された（ステップＳ６）後、プロセッサ１０２は、荷役装置１０全体の運転を停止するか否か判断する（ステップＳ７）。
After the event information is stored in the
プロセッサ１０２が、例えば、コンベヤ１６の異常、カメラ２０の異常、モータ４２，４４の異常、又は、力覚センサ４６の異常の信号などのイベント情報を受けた（ステップＳ５）場合、その情報をストレージ１１２又はメモリ１０４に格納（ステップＳ６）し、プロセッサ１０２は、荷役装置１０全体の運転を停止する（ステップＳ７−Ｙｅｓ）。もちろん、プロセッサ１０２は、通常運転（ステップＳ４）中にこれらのイベント情報を受信した場合、ただちに荷役装置１０全体の運転を停止してもよい。
When the
プロセッサ１０２は、「前回の較正実施から所定時間が経過したこと」、例えば複数回にわたって、「アーム３４の移動中にロボット１２が何かの物体に接触したこと」、「ハンド３６で荷物Ｂのピッキングを失敗したこと」、又は、「荷物Ｂに対するハンド３６の位置ズレを検出したこと」のイベント情報の発生を認識した（ステップＳ５−Ｙｅｓ）場合、荷役装置１０全体の運転を停止せず（ステップＳ７−Ｎｏ）、較正実施条件を満たすか否か、判断する（ステップＳ１）。
The
このように、プロセッサ１０２は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納したイベント情報の内容に基づいて、荷役装置１０全体の運転を停止するか否か判断する。また、プロセッサ１０２は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納したイベント情報に基づいて、実空間の座標系に対し３次元仮想モデル空間の座標系の較正を行うか否か判断する。
In this way, the
このように、荷役装置１０は、荷役装置１０の運用開始時、及び、運用開始後に、定期的、又は、所定のイベント発生時に、自動で較正を実施することができる。
In this way, the
なお、荷物ケース１８の４つの角部２２，２４，２６，２８に配置した受治具５２，５４，５６，５８は、略同一高さにある。しかしながら、受治具５２，５４，５６，５８の高さがバラバラであっても、実空間の座標系の受治具５２，５４，５６，５８の座標が規定（既知）であれば、ロボット１２の動作により、ロボット側治具５０を各受治具５２，５４，５６，５８に順に接触させることができる。このため、受治具５２，５４，５６，５８の位置及び向きは、例えばロボット１２のハンド３６が届く範囲で適宜に設定可能である。すなわち、受治具５２に対するロボット側治具５０の嵌合方向は、床面に対し、図５に示す上下方向に限られない。受治具５２に対するロボット側治具５０の嵌合方向は、例えば、床面に対し、斜め方向でもよく、水平方向でもよい。これは、他の受治具５４，５６，５８でも同様である。
The receiving jigs 52, 54, 56, 58 arranged at the four
ロボット１２の設置時や、荷役装置１０の電源投入時などの、較正を実施する条件を満たす場合（ステップＳ１−Ｙｅｓ）、プロセッサ１０２は、例えば、ステップＳ２のステップＳ１０１の前に、アーム３４の先端のハンド３６を、ロボット側治具５０が取り付けてあるツールに自動的に交換することも好適である。この場合、ハンド３６に予めロボット側治具５０を固定することは不要である。
When the conditions for performing calibration are satisfied (step S1-Yes) such as when the
本実施形態に係る荷役装置１０は、概略、制御装置１４と、制御装置１４からの信号により、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて移動するロボット１２と、ロボット１２により３次元仮想モデル空間の座標系において移動するロボット側治具５０と、実空間の座標系の座標が規定される第１受治具５２とを有する。
ロボット１２は、ロボット側治具５０と第１受治具５２との接触を検知するセンサ４６を有する。制御装置１４のプロセッサ１０２は、センサ４６からの情報に基づいて第１受治具５２に対するロボット側治具５０の移動を制御する。
ロボット側治具５０及び第１受治具５２は、嵌合可能である。
The
The
The
本実施形態に係る制御装置１４のプロセッサ１０２は、概略、以下を実施して、較正を行う。プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系においてロボット１２により移動させるロボット側治具５０を、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて、実空間の座標系の座標が規定される第１受治具（受部）５２に向けて移動させて接触させ、ロボット側治具５０を第１受治具５２の所定位置に接触させたときに得る、ロボット側治具５０の座標と第１受治具５２の座標との第１の差異情報を取得し、第１の差異情報に基づいて、３次元仮想モデル空間の座標系を較正する。
上述したように、荷役装置１０がロボット側治具５０と第１受治具（受部）５２を用いる場合、ロボット側治具５０を第１受治具５２の所定位置に接触させたとき、プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標に基づいて、ロボット側治具５０の座標と第１受治具５２の座標との第１の差異情報を取得する。
本実施形態に係る制御装置１４及び荷役装置１０は、例えばハンド３６に一方の嵌合部６４を取り付けておき、荷物ケース１８に他方の嵌合部７４を取り付けておくことで、ティーチングペンダントの操作等、人間の手を介さず、プロセッサ１０２が自動で較正を実施することができる。このように、本実施形態に係る荷役装置１０の制御装置１４を用いることで、較正の実施を自動化することができる。そして、人間を介することがないため、本実施形態に係る荷役装置１０の制御装置１４を用いることで、較正の実施の際に設備を停止させる必要がなく、較正の実施の高速化が図れ、荷役装置１０を効率的に用いることができる。
プロセッサ１０２は、荷役装置１０の緊急点検時など、入力部１２２からの入力による較正実施の指示に基づいて、較正を実施することができる。
The
As described above, when the
The
The
プロセッサ１０２は、第１の差異情報を取得した後、ロボット側治具５０を、第１受治具５２から離し、実空間の座標系の座標が規定される第２受治具５４に向けて移動させて接触させる。プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０を第２受治具５４に接触させたときに得る、ロボット側治具５０の座標と第２受治具５４の座標との第２の差異情報を取得し、第１の差異情報に加え第２の差異情報に基づいて、３次元仮想モデル空間の座標系を較正し、実空間の座標系に一致又は略一致させる。
複数の位置での情報（例えば、第１の差異情報、第２の差異情報、第３の差異情報及び第４の差異情報）に基づいて較正を実施することで、較正の信頼性（精度）を向上させ、かつ、実空間の座標系に３次元仮想モデル空間の座標系をより合わせることができる。すなわち、より多数の位置での情報に基づいて較正を実施することで、較正の信頼性（精度）を向上させ、かつ、実空間の座標系に３次元仮想モデル空間の座標系をより合わせることができる。このとき、人間の操作を介する必要がないので、較正の実施の自動化だけでなく、高速化を実現することができる。
After acquiring the first difference information, the
Calibration reliability (accuracy) by performing calibration based on information at multiple positions (eg, first difference information, second difference information, third difference information, and fourth difference information). And the coordinate system of the three-dimensional virtual model space can be twisted to the coordinate system of the real space. That is, by performing the calibration based on the information at a larger number of positions, the reliability (accuracy) of the calibration is improved, and the coordinate system of the three-dimensional virtual model space is twisted with the coordinate system of the real space. Can be done. At this time, since it is not necessary to use human operation, it is possible to realize not only automation of calibration execution but also high speed.
プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０が第１受治具５２の所定位置に接触したことの接触情報を、ロボット１２を通して取得し、接触情報に基づいて、ロボット側治具５０の移動を停止させ、ロボット側治具５０の移動を停止させたときの３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標を得る。
ロボット側治具５０が例えば第１受治具５２の所定位置に接触したことの接触情報は、ロボット１２の力覚センサ４６を用いて取得できるほか、モータ４２，４４の駆動トルクなどからも取得することができる。このため、プロセッサ１０２は、モータ４２，４４を用いたアーム３４の公知のコンプライアンス動作等により、ロボット側治具５０を例えば第１受治具５２の所定位置に自動的に、より確実に接触させることができる。
The
The contact information that the robot-
ロボット１２のアーム３４を適宜に動かしていくと、ロボット側治具５０が第１受治具５２に当接する。このとき、力覚センサ４６で、ロボット側治具５０と第１受治具５２との接触を検知する。プロセッサ１０２は、インターフェース１０６を介して、ロボット１２の力覚センサ４６からロボット側治具５０と第１受治具５２との接触情報を取得する。プロセッサ１０２は、力覚センサ４６から取得する情報に基づいて、３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標を算出可能である。このように、プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいてロボット側治具５０を第１受治具５２の所定位置に接触させる際、力覚センサ４６から取得する情報に基づいて、第１の差異情報をインターフェース１０６を介して取得し、算出する。
荷役装置１０のプロセッサ１０２は、例えば力覚センサ４６を用いる力制御のほか、フィードバック制御を行う場合がある。フィードバック制御でも同様に、プロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいてロボット側治具５０を第１受治具５２の所定位置に接触させる際、ロボット１２のモータ４２，４４から取得する情報に基づいて、第１の差異情報をインターフェース１０６を介して取得し、算出する。
このため、ロボット側治具５０を第１受治具５２の所定位置に接触させたとき、本実施形態に係る制御装置のプロセッサ１０２は、３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標の代わりに、力覚センサ４６及び／又はモータ４２，４４すなわちロボット１２から得られる応力及び／又はその他の情報に基づいて、ロボット側治具５０の座標と第１受治具５２の座標との第１の差異情報を取得してもよい。また、本実施形態に係る制御装置のプロセッサ１０２は、ロボット側治具５０を第１受治具５２の所定位置に接触させたとき、力覚センサ４６及び／又はモータ４２，４４すなわちロボット１２から得られる応力及び／又はその他の情報とともに、３次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具５０の座標に基づいて、ロボット側治具５０の座標と第１受治具５２の座標との第１の差異情報を取得してもよい。
When the
The
Therefore, when the robot-
プロセッサ１０２は、ロボット１２に関する情報を取得し、ロボット１２に関する情報に基づいてロボット側治具５０を動かして第１受治具５２に接触させる。
ロボット１２に関する情報を、プロセッサ１０２が較正を実施するか否か判断する際の情報として用いることができる。較正実施条件を満たしたときに較正を実施し、較正実施条件を満たさないときに較正を実施せず、通常運転を行うことで、３次元仮想モデル空間の座標を実空間の座標系に一致させながら、ロボット１２による荷物Ｂのピッキングミスを減らすことができる。
The
Information about the
本実施形態では、図１に示す垂直多関節型ロボット１２を例にして説明したが、ハンド３６を含むアーム３４を有するロボット１２であれば、種々のロボットを用いることができる。床面に固定されるロボット１２だけでなく、床面に対し動かないように置かれたロボット１２であっても、較正実施条件を満たしたときに較正を行うことで、３次元仮想モデル空間の座標を実空間の座標系に一致させることができる。
In the present embodiment, the vertical articulated
また、天井や適宜のフレーム等に吊り下げられたロボット１２は、原点を天井や適宜のフレーム等に採ることができる。天井や適宜のフレーム等に吊り下げられたロボット１２は、較正実施条件を満たしたときに較正を行うことで、３次元仮想モデル空間の座標を較正することができる。
Further, the
ロボット１２の設置時や、荷役装置１０の電源投入時、較正を実施する条件を満たす場合（ステップＳ１−Ｙｅｓ）の場合、自動でロボット側治具５０が取り付けてあるツールにハンド３６を変更することが難しい場合がある。この場合、保守員が手動でアーム３４の先端のハンド３６を取り外して、ロボット側治具５０を含むツールを取り付けてもよい。このため、較正の実施の際に用いるロボット側治具５０は、常に荷役装置１０内のハンド３６などに取り付けてあっても、較正の実施時に保守員が手動でハンド３６に代えて、ロボット側治具５０を取り付けてもよい。
When the
ロボット側治具５０の構造、及び、受治具５２，５４，５６，５８の構造は、種々、変形が可能である。
The structure of the robot-
本実施形態では、ロボット側治具５０、受治具５２，５４，５６，５８を用い、さらに、力制御を行うことにより、ロボット側治具５０を受治具５２に接触させながら移動させることができる。このため、例えばティーチングペンダント等のマニュアル操作が不要となり、ロボット１２の較正の実施の自動化を実現することができる。したがって、本実施形態によれば、較正の精度のバラつきを抑制可能な荷役装置１０の制御装置１４、及び、荷役装置１０を提供することができる。
In the present embodiment, the
［第２実施形態］
図８を用いて第２実施形態に係る荷役装置１０について説明する。ここでは、主に、プロセッサ１０２による座標系の差異検査（ステップＳ２）の変形例について説明する。
[Second Embodiment]
The
図８に示すように、荷役装置１０は、例えばコンベヤ１６に隣接する位置に、ＱＲコード（登録商標）などのコード１４０が表示される表示部１４２がある。コード１４０は、ＱＲコードのようなマトリクス型二次元コードのほか、スタック型二次元コードでもよい。コード１４０は、バーコードのような一次元コードでもよい。表示部１４２のコード１４０は実空間の座標系の座標が所定の座標に設定されている。コード１４０は、コード１４０自体の実空間の座標系の座標など、適宜の情報を含む。
As shown in FIG. 8, the
コード１４０がＱＲコードである場合、ＱＲコード１４０は、３つの切り出しシンボル１５２，１５４，１５６、タイミングパターン、アライメントパターンを有する。
When the
プロセッサ１０２は、カメラ（イメージセンサー）２０、又は、コード１４０を認識するための図示しない別のカメラ（イメージセンサー）を介して読み取ったＱＲコード１４０の情報を受信する。別のカメラは、カメラ２０と同様に、インターフェース１０６を介してプロセッサ１０２と通信する。
ＱＲコード１４０には、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納した情報と同じ情報を格納することができる。このため、ＱＲコード１４０を作成することで、プロセッサ１０２は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２からの情報の読み出し、すなわち、アクセスが不要になり得る。ＱＲコード１４０に適宜の情報を格納しておくことで、荷役装置１０は、例えば入力部１２２によりメモリ１０４及び／又はストレージ１１２に情報を入力しなくてもよい。プロセッサ１０２は、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２にアクセスし、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に格納された情報と、ＱＲコード１４０に格納された情報とを比較し、両者の情報の信頼性を確認してもよい。
The
The
プロセッサ１０２は、座標系の差異検査（ステップＳ２）を行う場合、図７中のステップＳ１０１を実行する代わりに、カメラ２０等で、３つの切り出しシンボル（受部）１５２，１５４，１５６を含むＱＲコード１４０を撮像する。プロセッサ１０２は、カメラ２０等で撮像した情報をインターフェース１０６を介して取得する。プロセッサ１０２は、カメラ２０等で撮像した情報に基づいてＱＲコード１４０の情報を読み取る。３つの切り出しシンボル１５２，１５４，１５６は実空間の座標系の座標が規定されている。すなわち、ＱＲコード１４０の情報は、実空間の座標系における第１切り出しシンボル（第１受部）１５２、第２切り出しシンボル（第２受部）１５４、及び、第３切り出しシンボル（第３受部）１５６の座標を含む。プロセッサ１０２は、３つの切り出しシンボル１５２，１５４，１５６の実空間の座標系の座標を、ＱＲコード１４０から読み出してもよく、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２から読み出してもよい。プロセッサ１０２は、例えばＱＲコード１４０の特徴点である３つの切り出しシンボル１５２，１５４，１５６を規定部（規定マーカ）とする（ステップＳ１０２）。プロセッサ１０２は、ロボット側治具５０を切り出しシンボル（規定部）１５２に接触させるようにロボット１２を動作させ（ステップＳ１０３−Ｓ１０６）、実空間の座標系の座標と３次元仮想モデル空間の座標系の座標との差のズレ量（第１の差異情報）を算出（ステップＳ１０７）し、メモリ１０４及び／又はストレージ１１２に出力し、格納する（ステップＳ１０８）。プロセッサ１０２は、残りの２つの切り出しシンボル（規定部）１５４，１５６に対して同様の座標系の差異検査（ステップＳ１０９）を行う。
When the
プロセッサ１０２は、実空間の座標系に対して３次元仮想モデル空間の座標系のズレを解消するように、較正を実施する（ステップＳ３）。
The
本実施形態で説明したように、第１実施形態で説明した受治具（規定部）５２，５４，５６，５８の代わりに、ＱＲコード（規定マーカ）１４０の切り出しシンボル１５２，１５４，１５６を用いることができる。このため、受治具５２，５４，５６，５８を取り付けた荷物ケース１８を準備する必要がなくなる。
As described in the present embodiment, instead of the receiving jigs (regulated parts) 52, 54, 56, 58 described in the first embodiment, the
例えばＱＲコード１４０は、常時表示している必要はなく、必要なときに表示部１４２に表示させてもよい。ＱＲコード１４０は、作成が容易である。このため、カメラ２０等を用いて認識させたいＱＲコード１４０の情報を変更したい場合、新たなＱＲコード１４０を表示部１４２に表示させることができる。プロセッサ１０２は、例えばＱＲコード１４０を定期的、又は、所定のイベント発生直後に表示部１４２に表示させ、カメラ２０を通してＱＲコード１４０の情報を認識することで、較正を実施する。
For example, the
このように、本実施形態に係るプロセッサ１０２は、ロボット１２を制御し、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて、実空間におけるロボット１２により移動させるロボット側治具５０を実空間の座標系の座標が規定される切り出しシンボル（第１受部）１５２に向けて移動させて接触させ、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいてロボット側治具５０を切り出しシンボル１５２の所定位置に接触させる際に得る、ロボット側治具５０の座標と切り出しシンボル１５２の座標との第１の差異情報をインターフェース１０６を介して取得し、第１の差異情報に基づいて、３次元仮想モデル空間の座標系を較正する。
本実施形態によれば、較正の精度のバラつきを抑制可能な荷役装置１０の制御装置１４、及び、荷役装置１０を提供することができる。
As described above, the
According to the present embodiment, it is possible to provide the
［第３実施形態］
図９を用いて第３実施形態に係る荷役装置１０について説明する。ここでは、受治具５２，５４，５６，５８が第１実施形態で説明した荷物ケース１８とは異なり、コンベヤ１６のフレーム１６ａに固定されている。すなわち、受治具５２，５４，５６，５８が配設される位置は、荷物ケース１８の４つの角部２２，２４，２６，２８に限られない。このため、受治具５２，５４，５６，５８が配設される位置は、作業対象物だけでなく、実空間の壁やロボット１２に対する障害物でもよい。
[Third Embodiment]
The
受治具５２，５４，５６，５８の実空間の座標系の座標の情報は、例えばＱＲコード（登録商標）などのコード１４０に格納されている。すなわち、プロセッサ１０２は、ＱＲコード１４０の情報を受信することで、受治具５２，５４，５６，５８の実空間の座標系の座標の情報を得る。この場合、プロセッサ１０２が、カメラ２０で撮像した情報に基づいて、受治具５２，５４，５６，５８の実空間の座標系の座標の情報を取得する必要がなくなる。このため、カメラ２０による受治具５２，５４，５６，５８の認識精度に依存せず、ロボット１２の可動アーム３４の３次元仮想モデル空間の座標系の座標を、実空間の座標が既知である受治具５２，５４，５６，５８に較正することができる。
Information on the coordinates of the real space coordinate system of the receiving
プロセッサ１０２は、ロボット１２に取り付けたロボット側治具５０を、受治具５２，５４，５６，５８の実空間の座標系の座標の位置に向けてそれぞれ移動させ、座標系の差異検査（ステップＳ２）を行う。
The
第２実施形態で説明したように、ＱＲコード１４０の切り出しシンボル１５２，１５４，１５６の少なくとも１つを用いて座標系の差異検査（ステップＳ２）をさらに実施してもよい。この場合、例えば５箇所以上で座標系の差異検査（ステップＳ２）を実施することができる。このように、より多くの箇所で座標系の差異検査（ステップＳ２）を実施し、較正を行う際にその情報を用いることで、較正の信頼性（精度）を向上させる。
As described in the second embodiment, the difference check of the coordinate system (step S2) may be further performed using at least one of the
本実施形態によれば、較正の精度のバラつきを抑制可能な荷役装置１０の制御装置１４、及び、荷役装置１０を提供することができる。
According to the present embodiment, it is possible to provide the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１０…荷役装置、１２…ロボット、１４…制御装置、１６…コンベヤ、１８…荷物ケース、２０…カメラ、２２，２４，２６，２８…角部、３２…基台、３４…多関節アーム、３６…ハンド、４２，４４…駆動モータ、４６…力覚センサ、５０…ロボット側治具、５２，５４，５６，５８…受治具、６２…取付治具、６４…凸状の嵌合部、７２…取付治具、７４…凹状の嵌合部、１０２…プロセッサ、１０４…メモリ、１０６…インターフェース、１１２…ストレージ、１２２…入力部、１２４…表示部、１２６…タッチパネル。 10 ... Cargo handling device, 12 ... Robot, 14 ... Control device, 16 ... Conveyor, 18 ... Luggage case, 20 ... Camera, 22, 24, 26, 28 ... Corner, 32 ... Base, 34 ... Articulated arm, 36 ... hand, 42, 44 ... drive motor, 46 ... force sensor, 50 ... robot side jig, 52, 54, 56, 58 ... receiving jig, 62 ... mounting jig, 64 ... convex fitting part, 72 ... Mounting jig, 74 ... Concave fitting part, 102 ... Processor, 104 ... Memory, 106 ... Interface, 112 ... Storage, 122 ... Input part, 124 ... Display part, 126 ... Touch panel.
Claims (15)
前記プロセッサにより制御され、前記ロボットと通信するインターフェースと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記ロボットを制御し、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて、実空間における前記ロボットにより移動させるロボット側治具を前記実空間の座標系の座標が規定される第１受部に向けて移動させて接触させ、
前記３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて前記ロボット側治具を前記第１受部の所定位置に接触させる際に得る、前記ロボット側治具の座標と前記第１受部の座標との第１の差異情報を前記インターフェースを介して取得し、
前記第１の差異情報に基づいて、前記３次元仮想モデル空間の座標系を較正する、荷役装置の制御装置。 A processor that controls the operation of a robot that handles cargo, which is an object,
An interface controlled by the processor and communicating with the robot,
With
The processor
The robot-side jig that controls the robot and moves it by the robot in the real space based on the coordinate system in the three-dimensional virtual model space is directed toward the first receiving portion in which the coordinates of the coordinate system in the real space are defined. Move and touch,
The coordinates of the robot-side jig and the coordinates of the first receiving portion obtained when the robot-side jig is brought into contact with a predetermined position of the first receiving portion based on the coordinate system of the three-dimensional virtual model space. The first difference information is acquired via the interface,
A control device for a cargo handling device that calibrates a coordinate system in the three-dimensional virtual model space based on the first difference information.
前記ロボット側治具が前記第１受部の所定位置に接触したことの接触情報を、前記ロボットを通して取得し、
前記接触情報に基づいて、前記ロボット側治具の移動を停止させ、
前記ロボット側治具の移動を停止させたときの前記３次元仮想モデル空間の座標系の前記ロボット側治具の座標を得る、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。 The processor
The contact information that the robot-side jig has come into contact with the predetermined position of the first receiving portion is acquired through the robot, and the contact information is obtained.
Based on the contact information, the movement of the robot side jig is stopped, and the movement is stopped.
The control device according to claim 1 or 2, wherein the coordinates of the robot-side jig in the coordinate system of the three-dimensional virtual model space when the movement of the robot-side jig is stopped are obtained.
前記ロボット側治具を、前記第１受部から離し、前記実空間の座標系の座標が規定される第２受部に向けて移動させて接触させ、
前記ロボット側治具を前記第２受部に接触させたときに得る、前記３次元仮想モデル空間の座標系の前記ロボット側治具の座標に基づいて、前記ロボット側治具の座標と前記第２受部の座標との第２の差異情報を前記インターフェースを介して取得し、
前記第１の差異情報に加え前記第２の差異情報に基づいて、前記３次元仮想モデル空間の座標系を較正する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。 After the processor acquires the first difference information,
The robot-side jig is separated from the first receiving portion and moved toward and brought into contact with the second receiving portion in which the coordinates of the coordinate system in the real space are defined.
Based on the coordinates of the robot-side jig in the coordinate system of the three-dimensional virtual model space obtained when the robot-side jig is brought into contact with the second receiving portion, the coordinates of the robot-side jig and the first 2 Acquire the second difference information from the coordinates of the receiving part via the interface, and
The control device according to any one of claims 1 to 3, which calibrates the coordinate system of the three-dimensional virtual model space based on the second difference information in addition to the first difference information.
前記制御装置からの信号により、３次元仮想モデル空間の座標系に基づいてハンドを移動させるロボットと、
前記ロボットにより前記３次元仮想モデル空間の座標系において移動するロボット側治具と、
前記実空間の座標系の座標が規定される第１受部と
を有する、荷役装置。 The control device according to any one of claims 1 to 7.
A robot that moves the hand based on the coordinate system of the three-dimensional virtual model space by the signal from the control device, and
A robot-side jig that is moved by the robot in the coordinate system of the three-dimensional virtual model space,
A cargo handling device having a first receiving portion in which the coordinates of the real space coordinate system are defined.
前記制御装置の前記プロセッサは、前記力覚センサからの情報に基づいて前記第１受部に対する前記ロボット側治具の移動を制御する、請求項８に記載の荷役装置。 The robot has a force sensor that detects contact between the robot-side jig and the first receiving portion.
The cargo handling device according to claim 8, wherein the processor of the control device controls the movement of the robot-side jig with respect to the first receiving unit based on information from the force sensor.
前記インターフェースを介して、前記ロボットの前記力覚センサから取得する情報に基づいて、前記３次元仮想モデル空間の座標系の前記ロボット側治具の座標を算出し、
前記３次元仮想モデル空間の座標系に基づいて前記ロボット側治具を前記第１受部の所定位置に接触させる際、前記力覚センサから取得する情報に基づいて、前記第１の差異情報を前記インターフェースを介して取得し、算出する、請求項９に記載の荷役装置。 The processor
The coordinates of the robot-side jig in the coordinate system of the three-dimensional virtual model space are calculated based on the information acquired from the force sensor of the robot via the interface.
When the robot side jig is brought into contact with a predetermined position of the first receiving portion based on the coordinate system of the three-dimensional virtual model space, the first difference information is obtained based on the information acquired from the force sensor. The cargo handling device according to claim 9, which is acquired and calculated via the interface.
前記４つの角の１つに前記第１受部が配置され、
前記４つの角の残りの３つの角のうち、少なくとも１つに前記第１受部とは異なる第２受部が配置されている、請求項１１に記載の荷役装置。 The luggage case has four corners at the top and
The first receiving portion is arranged at one of the four corners.
The cargo handling device according to claim 11, wherein a second receiving portion different from the first receiving portion is arranged in at least one of the remaining three corners of the four corners.
前記第１受部及び前記第２受部を含む前記コードを撮像可能で、前記インターフェースを介して前記プロセッサと通信するイメージセンサーと
を備え、
前記プロセッサは、前記表示部の前記第１受部及び前記第２受部の情報、及び、前記コードの情報を前記イメージセンサーを介して取得する、請求項１２に記載の荷役装置。 A display unit that installs or displays a code including the first receiving unit and the second receiving unit, and
An image sensor capable of imaging the code including the first receiving portion and the second receiving portion and communicating with the processor via the interface is provided.
The cargo handling device according to claim 12, wherein the processor acquires the information of the first receiving unit and the second receiving unit of the display unit and the information of the code via the image sensor.
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