JP5899703B2 - ロボット - Google Patents

Description

本発明は、ロボット等に関する。

従来から、ワークを把持するハンドを有するロボットにおいて、ハンドにワークを把持させるときのハンドの制御に、視覚フィードバック制御が活用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−７８３１２号公報

このような視覚フィードバック制御では、ロボットのハンドは、ワークを撮像部で撮像することによって得られる画像に表されるワークの姿勢に関連付けられた姿勢に制御される。これにより、ロボットのハンドの目標とする位置や姿勢を演算する手間を省略することができるので、ロボットの制御にかかる時間を短縮しやすくすることができる。
しかしながら、例えばベルトコンベヤーなどによって搬送されるワークでは、ロボットに対するワークの位置や姿勢が時間とともに変化するので、撮像部で撮像したときのワークの姿勢とハンドが把持する直前のワークの姿勢とが異なってしまうことがある。このような場合、撮像部で撮像された時点での姿勢とは異なる姿勢に変化したワークをハンド部が把持することになる。このような場合、ハンドがワークを把持した後に、ハンドに対するワークの位置や姿勢がずれたり、ハンドからワークが脱落したりすることがある。このようなことが発生すると、ワークを把持した後の作業が滞りやすい。
つまり、従来のロボットでは、ワークを把持した後の作業が滞りやすいという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。

［適用例１］ワークを保持する保持部に前記ワークを保持させる保持ステップと、前記保持部に前記ワークを保持させた状態で前記保持部を駆動する駆動ステップと、前記駆動ステップで前記保持部を駆動したときの前記保持部の挙動を慣性センサーで検出した結果に基づいて、前記保持部による前記ワークの保持状態を認識する保持状態認識ステップと、前記保持状態認識ステップの後に、前記保持部を駆動して、前記保持部に保持されている前記ワークを搬送する搬送ステップと、を含み、前記搬送ステップでは、前記保持状態認識ステップにおいて認識された前記保持状態に応じて、前記ワークを搬送する搬送速度を制御する、ことを特徴とする搬送方法。

この適用例の搬送方法では、保持状態認識ステップにおいて、駆動ステップで保持部を駆動したときの保持部の挙動を慣性センサーで検出した結果に基づいて、保持部によるワークの保持状態を認識する。
ここで、例えば、ワークが不安定な状態で保持部に保持されている場合と、ワークが安定した状態で保持部に保持されている場合とでは、保持部を駆動したときの挙動が異なる。この搬送方法では、保持状態認識ステップにおいて、慣性センサーで保持部の挙動を検出した結果に基づいて、不安定な保持状態と安定した保持状態とを判別することができる。
そして、保持状態認識ステップで認識したワークの保持状態に応じて、搬送ステップにおけるワークの搬送速度を制御するので、ワークの保持状態に応じた搬送を行うことができる。例えば、ワークが不安定な状態で保持部に保持されている場合には、搬送過程において、ワークの保持部に対する位置や姿勢がずれたり、ワークが保持部から脱落したりすることを低く抑えやすくすることができる。
この結果、搬送ステップを含む搬送ステップ以後の作業を滞らせにくくすることができる。

［適用例２］上記の搬送方法であって、前記保持状態認識ステップでは、前記保持部の駆動が停止したときの前記保持部の挙動を前記慣性センサーで検出した結果に基づいて、前記保持状態を認識する、ことを特徴とする搬送方法。

この適用例では、保持部の駆動が停止したときの保持部の挙動を慣性センサーで検出するので、保持部の駆動が停止したときの保持部の挙動を検出することができる。これにより、保持部の挙動に基づいて、安定した保持状態と不安定な保持状態とを判別しやすくすることができる。

［適用例３］上記の搬送方法であって、前記慣性センサーは、角速度を検出する角速度センサーであり、前記保持状態認識ステップでは、前記保持部の角速度を前記保持部の挙動として前記角速度センサーで検出する、ことを特徴とする搬送方法。

この適用例では、角速度センサーで保持部の角速度を検出することによって、保持部の挙動を検出することができる。そして、検出した角速度の結果に基づいて、保持部によるワークの保持状態を認識することができる。

［適用例４］上記の搬送方法であって、前記駆動ステップでは、前記保持部を揺動させる揺動装置を駆動することによって、前記保持部を揺動させる、ことを特徴とする搬送方法。

この適用例では、揺動装置を駆動することによって保持部を揺動させると、ワークに遠心力を作用させることができるので、不安定な状態で保持部に保持されているワークを保持部から脱落させやすくすることができる。このため、ワークが保持部から脱落するほどの不安定な保持状態のままで搬送ステップに移行することを避けやすくすることができる。

［適用例５］上記の搬送方法であって、前記駆動ステップでは、少なくとも重力が作用する向きを含む向きに前記保持部を揺動させる、ことを特徴とする搬送方法。

この適用例では、ワークに作用する遠心力の中に、重力が作用する向きと同じ向きに作用する遠心力を含ませることができるので、ワークに遠心力と重力とを作用させることができる。これにより、不安定な状態で保持部に保持されているワークを保持部から一層脱落させやすくすることができる。

［適用例６］ワークを保持する保持部と、前記保持部に設けられた慣性センサーと、前記保持部の駆動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記保持部に前記ワークを保持させ、前記保持部を駆動した場合の前記保持部の挙動を前記慣性センサーで検出し、前記慣性センサーが検出した結果に基づいて前記保持部による前記ワークの保持状態を認識し、前記保持状態に応じて前記ワークの搬送における搬送速度を制御する、ことを特徴とするロボット。

この適用例のロボットは、ワークを保持する保持部と、保持部に設けられた慣性センサーと、保持部の駆動を制御する制御部と、を有する。
制御部は、保持部にワークを保持させ、保持部を駆動した場合の保持部の挙動を慣性センサーで検出し、慣性センサーが検出した結果に基づいて保持部によるワークの保持状態を認識し、保持状態に応じてワークの搬送速度を制御する。
ここで、例えば、ワークが不安定な状態で保持部に保持されている場合と、ワークが安定した状態で保持部に保持されている場合とでは、保持部を駆動したときの挙動が異なる。このため、慣性センサーで保持部の挙動を検出した結果に基づいて、不安定な保持状態と安定した保持状態とを判別することができる。
制御部は、認識したワークの保持状態に応じて、ワークの搬送速度を制御する。これにより、ワークの保持状態に応じた搬送を行うことができる。例えば、ワークが不安定な状態で保持部に保持されている場合には、搬送過程において、ワークの保持部に対する位置や姿勢がずれたり、ワークが保持部から脱落したりすることを低く抑えやすくすることができる。
この結果、ワークの搬送を含む以後の作業を滞らせにくくすることができる。

［適用例７］上記のロボットであって、前記保持部を揺動させる揺動装置を有し、前記制御部は、前記揺動装置に前記保持部を揺動させた場合の前記保持部の挙動を前記慣性センサーで検出し、前記慣性センサーが検出した結果に基づいて前記保持部による前記ワークの保持状態を認識し、前記保持状態に応じて前記ワークの搬送における搬送速度を制御する、ことを特徴とするロボット。

この適用例では、制御部が揺動装置に保持部を揺動させると、ワークに遠心力を作用させることができるので、不安定な状態で保持部に保持されているワークを保持部から脱落させやすくすることができる。このため、ワークが保持部から脱落するほどの不安定な保持状態のままでワークの搬送に移行することを避けやすくすることができる。

［適用例８］上記のロボットであって、前記制御部は、少なくとも重力が作用する向きを含む向きに前記保持部を揺動させる、ことを特徴とするロボット。

この適用例では、ワークに作用する遠心力の中に、重力が作用する向きと同じ向きに作用する遠心力を含ませることができるので、ワークに遠心力と重力とを作用させることができる。これにより、不安定な状態で保持部に保持されているワークを保持部から一層脱落させやすくすることができる。

本実施形態におけるロボットの概略の構成を説明する外観図。 図１（ｂ）中のＡ部の拡大図。 本実施形態におけるロボットの概略の構成を示すブロック図。 本実施形態における搬送システムの概略の構成を説明する図。 本実施形態における搬送システムでの搬送方法の流れを示す図。 本実施形態における保持力確認ステップでの動作を説明する図。 本実施形態における保持力確認ステップで検出されるハンド部の挙動の例。

図面を参照しながら、実施形態について説明する。なお、各図面において、それぞれの構成を認識可能な程度の大きさにするために、構成や部材の縮尺が異なっていることがある。
実施形態におけるロボット１は、概略の構成を示す斜視図である図１（ａ）に示すように、基台３と、支持台５と、アーム装置７と、ハンド装置９と、撮像装置１１と、を有する。
基台３は、Ｘ方向及びＹ方向によって規定されるＸＹ平面に沿って延在している。なお、ＸＹ平面に直交する方向は、Ｚ方向として定められる。
支持台５は、基台３に据えられている。支持台５は、アーム装置７を支持している。
アーム装置７は、第１アーム２１と、第２アーム２３と、を有している。

第１アーム２１は、ロボット１の正面図である図１（ｂ）に示すように、一端側が関節部２５を介して支持台５に支持されている。第１アーム２１は、関節部２５によって回転軸２６を中心に回動可能に構成されている。
第１アーム２１の他端側には、関節部２７を介して第２アーム２３の一端側が支持されている。第２アーム２３は、関節部２７によって回転軸２９を中心に回動可能に構成されている。
なお、アーム装置７は、第１アーム２１を回動させるための動力を発生させるモーター（図示せず）を有している。また、アーム装置７は、第２アーム２３を回動させるための動力を発生させるモーター（図示せず）も有している。
第２アーム２３の関節部２７側とは反対側の他端側には、ハンド装置９が設けられている。

ハンド装置９は、図１（ｂ）中のＡ部の拡大図である図２に示すように、昇降軸３１と、昇降装置３３と、揺動装置３５と、回転装置３７と、ハンド部３９と、を有している。ハンド装置９は、昇降装置３３を介して第２アーム２３に支持されている。
昇降装置３３は、昇降軸３１をＺ方向に沿って昇降させることができる。昇降装置３３は、昇降軸３１を昇降させるための動力を発生させる図示しない動力源を有している。動力源からの動力は、図示しない昇降機構を介して昇降軸３１に伝達される。これにより、昇降軸３１は、Ｚ方向に沿って昇降することができる。なお、本実施形態では、昇降軸３１を駆動するための動力源として図示しないモーターが採用されている。
昇降軸３１のＺ方向における下端側には、揺動装置３５及び回転装置３７を介してハンド部３９が支持されている。

ハンド部３９は、一対の指部４３を有している。一対の指部４３は、互いに、近づいたり遠ざかったりすることが可能に構成されている。また、ハンド部３９は、一対の指部４３を駆動するための動力を発生させる動力源を有している。この動力源からの動力は、図示しない伝動機構を介して一対の指部４３に伝達される。本実施形態では、一対の指部４３を駆動するための動力源として図示しないモーターが採用されている。
これにより、ロボット１では、一対の指部４３でワークＷを挟持することができる。そして、ワークＷを一対の指部４３で挟持した状態でアーム装置７を駆動することによって、このワークＷを搬送することができる。以下においては、一対の指部４３がワークＷを挟持するという動作を、ハンド部３９がワークＷを掴むと表現したり、ハンド部３９がワークＷを把持すると表現したりすることがある。
回転装置３７は、ハンド部３９と昇降軸３１との間に介在しており、ハンド部３９を図２に示す回転軸４５を中心に回転させることができる。

揺動装置３５は、回転装置３７と昇降軸３１との間に介在しており、関節部４７を支点としてハンド部３９を、図２中のＲ方向に揺動させることができる。この関節部４７は、手首に例えられ得る。そして、ハンド部３９は、手首としての関節部を支点として首振り動作（揺動）を行うことができる。
なお、揺動装置３５は、ハンド部３９を揺動させるための動力を発生させるモーター（図示せず）を有している。また、回転装置３７は、ハンド部３９を回転させるための動力を発生させるモーター（図示せず）を有している。

図２に示すように、ハンド部３９には、慣性センサーの１つである角速度センサー５１が設けられている。角速度センサー５１は、関節部４７を支点とするハンド部３９の揺動（首振り動作）における角速度を検出する。角速度センサー５１としては、例えば、回転型ジャイロスコープ、振動型ジャイロスコープ、ガス型ジャイロスコープ、リングレーザージャイロ等のジャイロスコープが採用され得る。本実施形態では、振動型ジャイロスコープに属する振動子型ジャイロスコープが採用されている。
撮像装置１１は、基台３に設けられた支柱５５と、支柱５５に支持された梁部５７とによって支持されている。撮像装置１１は、アーム装置７やハンド装置９から独立して、すなわちアーム装置７やハンド装置９とは別個に設けられている。このため、撮像装置１１の光軸の方向や位置は、アーム装置７やハンド装置９の動作によって変化しない。
撮像装置１１は、撮像素子を有している。撮像装置１１は、ハンド部３９が掴むべきワークＷを撮像する。ロボット１では、撮像装置１１がワークＷを撮像した結果に基づいて、ワークＷの姿勢が認識される。なお、撮像素子としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの素子が採用され得る。

ロボット１は、図３に示すように、上記の各構成の動作を制御する制御部６１を有している。制御部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６３と、駆動制御部６５と、メモリー部６７と、を有している。駆動制御部６５及びメモリー部６７は、バス６９を介してＣＰＵ６３に接続されている。
また、ロボット１は、モーター７１と、モーター７３と、モーター７５と、モーター７７と、モーター７９と、モーター８１と、を有している。モーター７１、モーター７３、モーター７５、モーター７７、モーター７９、及びモーター８１は、それぞれ、入出力インターフェイス８３とバス６９とを介して制御部６１に接続されている。

モーター７１は、第１アーム２１を回動させるための動力を発生させる。
モーター７３は、第２アーム２３を回動させるための動力を発生させる。
モーター７５は、昇降軸３１を昇降させるための動力を発生させる。
モーター７７は、揺動装置３５を駆動するための動力を発生させる。モーター７７からの動力によって、ハンド部３９を揺動させることができる。
モーター７９は、回転装置３７を駆動するための動力を発生させる。モーター７９からの動力によって、ハンド部３９を回転させることができる。
モーター８１は、一対の指部４３を駆動するための動力を発生させる。
なお、撮像装置１１及び角速度センサー５１も、それぞれ、入出力インターフェイス８３とバス６９とを介して制御部６１に接続されている。

ＣＰＵ６３は、プロセッサーとして各種の演算処理を行う。駆動制御部６５は、各構成の駆動を制御する。メモリー部６７は、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを含んでいる。メモリー部６７には、ロボット１における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト８４を記憶する領域や、各種のデータを一時的に展開する領域であるデータ展開部８５などが設定されている。データ展開部８５に展開されるデータとしては、例えば、描画すべきパターンが示される記録データや、記録処理等のプログラムデータなどが挙げられる。
また、メモリー部６７には、姿勢画像データ８７を記憶する領域、ハンド姿勢情報８９を記憶する領域も設けられている。姿勢画像データ８７及びハンド姿勢情報８９については、詳細を後述する。
駆動制御部６５は、モーター制御部９１と、撮像制御部９３と、センサー制御部９５と、を有している。

モーター制御部９１は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、モーター７１と、モーター７３と、モーター７５と、モーター７７と、モーター７９と、モーター８１とを、個別に制御する。
撮像制御部９３は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、撮像装置１１を制御する。
センサー制御部９５は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、角速度センサー５１を制御する。
ここで、撮像制御部９３は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、撮像装置１１にワークＷを撮像させる。撮像装置１１がワークＷを撮像した撮像結果は、制御部６１のＣＰＵ６３に出力される。制御部６１では、撮像装置１１からの撮像結果に基づいて、ワークＷの姿勢が認識される。
前述したように、メモリー部６７には、姿勢画像データ８７が記憶されている。姿勢画像データ８７は、ワークＷのあらゆる姿勢を示す複数の画像データで構成されている。姿勢画像データ８７には、ワークＷのあらゆる姿勢が、それぞれ画像データとして記されている。

また、メモリー部６７に記憶されているハンド姿勢情報８９は、ワークＷを掴むときにハンド部３９がとるべき姿勢に関する情報である。ハンド姿勢情報８９には、ワークＷのあらゆる姿勢に対応して、ハンド部３９がとるべき姿勢が記されている。つまり、ハンド姿勢情報８９には、姿勢画像データ８７のそれぞれに対して、ハンド部３９がワークＷを掴むときにとるべき姿勢に関する情報が対応付けられている。
そして、ＣＰＵ６３は、撮像装置１１からの撮像結果を複数の姿勢画像データ８７に照合し、複数の姿勢画像データ８７の中から撮像結果に最も近似する姿勢画像データ８７を抽出する。

次いで、ＣＰＵ６３は、抽出した姿勢画像データ８７に対応付けられたハンド姿勢情報８９に基づいて、モーター制御部９１に、モーター７１、モーター７３、モーター７５、モーター７７、及びモーター７９に対する駆動指令を出力する。モーター制御部９１は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、モーター７１、モーター７３、モーター７５、モーター７７、及びモーター７９の駆動を個別に制御する。これにより、ハンド部３９の姿勢が制御される。この結果、ハンド部３９は、ワークＷを掴むときにとるべき姿勢に制御される。

そして、ＣＰＵ６３は、モーター制御部９１に、モーター８１に対する駆動指令を出力する。モーター制御部９１は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、モーター８１の駆動を制御して、一対の指部４３にワークＷを挟持させる。
上記のように、ロボット１では、撮像装置１１でのワークＷの撮像結果に基づいて、この撮像結果に最も近似する姿勢画像データ８７に対応付けられたハンド姿勢情報８９に従って、ハンド部３９の姿勢を制御するので、姿勢の制御にかかる演算処理を軽減することができる。この結果、ハンド部３９によるワークＷの把持動作にかかる時間を軽減することができる。

ロボット１を活用してワークＷを搬送する方法について説明する。
ここでは、コンベヤーによって輸送されるワークＷをコンベヤーから別の場所に搬送する方法を例に説明する。
この搬送方法が適用され得る搬送システム１０は、図４に示すように、ロボット１と、コンベヤー１０１と、フィーダー１０３と、コンベヤー１０５と、を有している。なお、図４では、構成をわかりやすく示すため、ロボット１の構成のうち揺動装置３５、回転装置３７、ハンド部３９、及び撮像装置１１が図示されている。

コンベヤー１０１は、互いに隙間をあけて並ぶ一対のローラー１０７ａ及びローラー１０７ｂと、一対のローラー１０７ａ及びローラー１０７ｂに架け渡された無端ベルト１０９と、を有している。コンベヤー１０１では、ローラー１０７ｂを駆動することによって無端ベルト１０９を回転駆動することができる。
フィーダー１０３は、コンベヤー１０１にワークＷを供給する装置である。フィーダー１０３は、複数のワークＷを収容することができる収容部１１１と、収容部１１１に収容されているワークＷを１つずつ排出する排出口１１３と、を有している。排出口１１３から排出されたワークＷは、コンベヤー１０１の無端ベルト１０９上に供給される。フィーダー１０３からコンベヤー１０１に供給されたワークＷは、無端ベルト１０９上に載置される。この状態で、無端ベルト１０９を回転駆動することによって、無端ベルト１０９上のワークＷを、ローラー１０７ａ及びローラー１０７ｂが並ぶ方向である輸送方向Ｄに沿って、ローラー１０７ａからローラー１０７ｂに至る輸送経路で輸送することができる。

コンベヤー１０５は、コンベヤー１０１によるワークＷの輸送方向Ｄにおいて、コンベヤー１０１の下流側に設けられている。コンベヤー１０５は、互いに隙間をあけて並ぶ一対のローラー１１７と、一対のローラー１１７に架け渡された無端ベルト１１９と、を有している。コンベヤー１０５では、ローラー１１７を駆動することによって無端ベルト１１９を回転駆動することができる。
コンベヤー１０５の無端ベルト１１９上には、コンベヤー１０１においてロボット１が掴めなかったワークＷが供給される。無端ベルト１１９上に供給されたワークＷは、フィーダー１０３の収容部１１１に戻される。つまり、コンベヤー１０１においてロボット１が掴めなかったワークＷは、コンベヤー１０５を介してフィーダー１０３に回収される。

コンベヤー１０１の輸送経路において、無端ベルト１０９上のワークＷに対向する位置に撮像装置１１が配置されている。
コンベヤー１０１の輸送経路において、撮像装置１１が配置されている位置よりも下流側にハンド部３９が位置している。
上記の構成を有する搬送システム１０における搬送方法は、図５に示すように、撮像ステップＳ１と、姿勢制御ステップＳ２と、把持ステップＳ３と、保持力確認ステップＳ４と、保持状態認識ステップＳ５と、搬送ステップＳ６と、を有している。
撮像ステップＳ１において、撮像装置１１は、コンベヤー１０１の輸送経路において、コンベヤー１０１によって輸送されるワークＷを撮像する。前述したように、撮像装置１１からの撮像結果に基づいて、無端ベルト１０９上のワークＷの姿勢が認識される。

そして、姿勢制御ステップＳ２において、認識されたワークＷの姿勢に基づいて、ハンド部３９は、無端ベルト１０９上のワークＷを掴むときにとるべき姿勢に制御される。
次いで、把持ステップＳ３において、一対の指部４３がワークＷを挟持することによってワークＷがハンド部３９に把持される。
保持力確認ステップＳ４では、ハンド部３９におけるワークＷの保持力を確認する。このとき、ハンド部３９におけるワークＷの保持力が不十分である場合、このワークＷに対する搬送を中止して、撮像ステップＳ１に戻る。
保持状態認識ステップＳ５では、ハンド部３９におけるワークＷの保持状態を認識する。
そして、搬送ステップＳ６では、認識された保持状態に応じてアーム装置７及びハンド装置９の駆動を制御することによって、この保持状態に応じた搬送速度でワークＷをコンベヤー１０１とは別の場所に搬送する。

本実施形態では、ハンド部３９がワークＷを把持した後（把持ステップＳ３の後）に、且つ、把持したワークＷをコンベヤー１０１とは別の場所に搬送する前（搬送ステップＳ６の前）に、ハンド部３９におけるワークＷの保持力を確認する保持力確認ステップＳ４が実施される。
保持力確認ステップＳ４では、一対の指部４３にワークＷを挟持させたまま、ハンド部３９を揺動させることによって、ハンド部３９におけるワークＷの保持力を確認する。
この保持力確認ステップＳ４では、まず、図３に示すＣＰＵ６３が、モーター制御部９１に、モーター７７に対する駆動指令を出力する。モーター制御部９１は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、モーター７７の駆動を制御する。この制御により、図６（ａ）に示すように、一対の指部４３にワークＷを挟持させたまま、関節部４７を支点としてハンド部３９を振り上げる。

次いで、ＣＰＵ６３は、モーター制御部９１に、モーター７７に対する反転駆動指令を出力する。モーター制御部９１は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、モーター７７の駆動を制御（反転駆動）する。この反転駆動により、図６（ｂ）に示すように、関節部４７を支点としてハンド部３９をコンベヤー１０１の無端ベルト１０９に向けて振りおろす。このとき、モーター制御部９１は、ハンド部３９が無端ベルト１０９に向かって振りおろされたタイミングで、モーター７７の駆動を停止（制動）させる。
これにより、一対の指部４３に不安定な状態で挟持されているワークＷを、一対の指部４３から脱落させることができる。このため、ハンド部３９を振りおろす動作でワークＷがハンド部３９から脱落するほどの不安定な保持状態のままで、搬送ステップＳ６に移行することを避けることができる。この結果、搬送にかかる作業の効率を向上させやすくすることができる。

保持力確認ステップＳ４において、モーター７７を反転駆動するときに、ワークＷに遠心力を作用させることが好ましい。これにより、不安定な状態でハンド部３９に保持されているワークＷをハンド部３９から脱落させやすくすることができる。このとき、一対の指部４３が並んでいる方向、すなわちワークＷを挟持する方向とは交差する方向に遠心力を作用させることが好ましい。これにより、遠心力に反する力をワークＷに作用させにくくすることができるので、ワークＷをハンド部３９から脱落させやすくすることができる。本実施形態では、図６に示す揺動によって、ワークＷを挟持する方向とは交差する方向に遠心力を作用させることができる。

さらに、このとき、ワークＷに作用させる遠心力に、重力が作用する向きに作用する遠心力を含ませることが好ましい。これにより、ワークＷに遠心力と重力とを作用させることができる。この結果、不安定な状態でハンド部３９に保持されているワークＷをハンド部３９から一層脱落させやすくすることができる。本実施形態では、図６に示す揺動によって、ワークＷに遠心力と重力とを作用させることができる。
このとき、図６（ｂ）に示すように、一対の指部４３が並んでいる方向、すなわちワークＷを挟持する方向とは交差する方向に重力を作用させることが好ましい。これにより、重力に反する力をワークＷに作用させにくくすることができるので、ワークＷをハンド部３９から脱落させやすくすることができる。
上記の保持力確認ステップＳ４でワークＷがハンド部３９から脱落した場合には、撮像ステップＳ１に戻り、撮像ステップＳ１から処理を再開させる。なお、ハンド部３９から脱落したワークＷは、コンベヤー１０１の無端ベルト１０９上に落下してから、コンベヤー１０５を介してフィーダー１０３に回収される。

保持力確認ステップＳ４でワークＷがハンド部３９から脱落しなかった場合には、保持状態認識ステップＳ５に移行する。
ここで、本実施形態では、保持力確認ステップＳ４において、角速度センサー５１によってハンド部３９の挙動が検出される。
ここで、挙動とは、等速運動、加減速運動、往復運動である振動など、直線あるいは非直線運動を問わない、環境に対する物体の相対的な運動を示す概念である。
ＣＰＵ６３は、モーター制御部９１にモーター７７に対する反転駆動指令を出力するときに、センサー制御部９５に検出指令を出力する。センサー制御部９５は、ＣＰＵ６３からの指令に基づいて、角速度センサー５１に、角速度を検出させる。これにより、ハンド部３９が無端ベルト１０９に向かって振りおろされたときのハンド部３９の挙動が検出され得る。なお、このとき、少なくとも、ハンド部３９が振りおろされたときのハンド部３９の残留振動を含む挙動を検出することが好ましい。

ここで、ワークＷが不安定な状態でハンド部３９に保持されている場合と、ワークＷが安定した状態でハンド部３９に保持されている場合とでは、ハンド部３９を駆動したときの挙動が異なる。
ワークＷが安定した状態でハンド部３９に保持されている場合、ハンド部３９の角速度θｖは、図７（ａ）に示すように、０度／ｓｅｃを中心に、ｔ１の周期で減衰振動するという挙動を示す。
これに対し、ワークＷが不安定な状態でハンド部３９に保持されている場合、ハンド部３９の角速度θｖは、一例として、図７（ｂ）に示すように、ｔ１とは異なる周期ｔ２で振動することがある。この他にも、ワークＷが不安定な状態でハンド部３９に保持されている場合のハンド部３９の角速度θｖの挙動としては、例えば、振動の振幅、減衰比や減衰率、減衰にかかる時間などが安定状態とは異なっていることがある。このような挙動の違いから不安定な保持状態と、安定した保持状態とを判別することができる。

つまり、本実施形態では、角速度センサー５１でハンド部３９の挙動を検出した結果から、不安定な保持状態と、安定した保持状態とを判別することができる。これにより、角速度センサー５１でハンド部３９の挙動を検出した結果に基づいて、ワークＷの保持状態を認識することができる。
このようにして、保持状態認識ステップＳ５では、ワークＷの保持状態を認識する。ワークＷの保持状態は、ＣＰＵ６３によって認識される。
そして、ＣＰＵ６３は、保持状態認識ステップＳ５で認識したワークＷの保持状態に応じて、搬送ステップＳ６におけるワークＷの搬送速度を制御する。これにより、ワークＷの保持状態に応じた搬送を行うことができる。

本実施形態では、ワークＷが不安定な状態でハンド部３９に保持されている場合には、ＣＰＵ６３は、その保持状態に応じてワークＷの搬送速度を遅くする。これにより、搬送過程において、ワークＷのハンド部３９に対する位置や姿勢がずれたり、ワークＷがハンド部３９から脱落したりすることを低く抑えやすくすることができる。この結果、搬送ステップＳ６を含む搬送ステップＳ６以後の作業を滞らせにくくすることができるので、作業の効率を向上させやすくすることができる。
他方で、ワークＷが安定した状態でハンド部３９に保持されている場合には、ＣＰＵ６３は、その保持状態に応じてワークＷの搬送速度を速くする。これにより、搬送にかかる時間を短くすることができる。この結果、搬送ステップＳ６にかかる時間を短縮しやすくすることができるので、作業の効率を向上させやすくすることができる。

本実施形態において、ハンド部３９が保持部に対応し、一対の指部４３が一対の挟持部に対応し、把持ステップＳ３が保持ステップに対応し、保持力確認ステップＳ４が駆動ステップに対応している。
なお、本実施形態では、保持力確認ステップＳ４において、ハンド部３９におけるワークＷの保持力を確認するために実施するハンド部３９の駆動として、ハンド部３９を揺動させることが採用されている。しかしながら、ハンド部３９の駆動方法は、これに限定されない。ハンド部３９の駆動方法としては、回転装置３７によるハンド部３９の回転駆動や、昇降装置３３によるハンド部３９の昇降駆動、第２アーム２３によるハンド部３９の揺動、第１アーム２１によるハンド部３９の揺動も採用され得る。
さらに、ハンド部３９の駆動方法としては、揺動装置３５による揺動、回転装置３７による回転駆動、昇降装置３３による昇降駆動、第２アーム２３による揺動、及び第１アーム２１による揺動のうちの２つ以上を組み合わせた駆動も採用され得る。
また、本実施形態では、スカラー型ロボットが例示されているが、ロボット１の形式はこれに限定されず、６軸ロボットなどの種々の形式が採用され得る。

１…ロボット、７…アーム装置、９…ハンド装置、１０…搬送システム、１１…撮像装置、２１…第１アーム、２３…第２アーム、２５…関節部、２７…関節部、３１…昇降軸、３３…昇降装置、３５…揺動装置、３７…回転装置、３９…ハンド部、４３…指部、４７…関節部、５１…角速度センサー、６１…制御部、６３…ＣＰＵ、６５…駆動制御部、６７…メモリー部、７１…モーター、７３…モーター、７５…モーター、７７…モーター、７９…モーター、８１…モーター、８７…姿勢画像データ、８９…ハンド姿勢情報、９１…モーター制御部、９３…撮像制御部、９５…センサー制御部、１０１…コンベヤー、１０３…フィーダー、１０５…コンベヤー、Ｗ…ワーク。

Claims (3)

1. 制御部によって制御されるロボットであって、
   ワークを保持する保持部に設けられた慣性センサーと、
   前記保持部を揺動させる揺動装置と、を有し、
   前記制御部は、前記保持部に前記ワークを保持させ、前記揺動装置に前記保持部を揺動させた場合の前記保持部の挙動を前記慣性センサーで検出し、前記慣性センサーが検出した結果に基づいて前記保持部による前記ワークの保持状態を認識し、前記保持状態に応じて前記ワークの搬送における搬送速度を制御する、
   ことを特徴とするロボット。
2. 前記制御部は、少なくとも重力が作用する向きを含む向きに前記保持部を揺動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記慣性センサーは、角速度センサーである、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のロボット。

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