JP5983150B2 - ロボットシステムおよびロボットハンド - Google Patents

Description

この発明は、ロボットシステムおよびロボットハンドに関し、特に、柔軟物を搬送するロボットシステムおよびロボットハンドに関する。

従来、柔軟物を搬送するロボットシステムおよびロボットハンドが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ベルトコンベア（コンベア）により搬送される食製品（柔軟物）を、ベルトコンベアから持ち上げて保持して搬送するロボットハンドを含む搬送用ロボット（ロボット）と、搬送用ロボットのロボットハンドの動作を制御する制御手段（制御部）とを備えた食製品搬送システム（ロボットシステム）が開示されている。

ＷＯ２０１１／１５２５２０Ａ１

しかしながら、上記特許文献１に開示された食製品搬送システム（ロボットシステム）では、ロボットハンドにより食製品（柔軟物）をベルトコンベア（コンベア）から持ち上げるように構成されており、柔軟で変形しやすい食製品を変形させないようにロボットハンドの力を調整しながら食製品を持ち上げる必要がある。このため、ロボットハンドの制御が複雑になるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、柔軟物の搬送の際の制御が複雑になるのを抑制することが可能なロボットシステムおよびロボットハンドを提供することである。

第１の局面によるロボットシステムは、コンベアにより搬送される柔軟物をコンベアの下側で受け取り、柔軟物を折り畳んで加工して搬送するロボットハンドを含むロボットと、ロボットによる柔軟物の加工および搬送の制御を行う制御部とを備える。

第１の局面によるロボットシステムでは、上記のように構成することによって、柔軟物が落ちてくる所定の位置にロボットハンドを移動させる制御を行うだけで、ロボットハンドにより柔軟物をコンベアの下側で受け取ることができるので、柔軟物を持ち上げる場合と異なり、柔軟物の搬送の際の制御が複雑になるのを抑制することができる。また、柔軟物を搬送するロボットハンドを、柔軟物を加工する作業にも利用することができるので、柔軟物を加工するロボットハンドを別個に設ける必要がない。

第２の局面によるロボットハンドは、コンベアにより搬送される柔軟物をコンベアの下側で受け取り、柔軟物を折り畳んで加工して搬送するハンド部を備える。

第２の局面によるロボットハンドでは、上記のように構成することによって、柔軟物が落ちてくる所定の位置にロボットハンドを移動させる制御を行うだけで、ロボットハンドにより柔軟物をコンベアの下側で受け取ることができるので、柔軟物を持ち上げる場合と異なり、柔軟物の搬送の際の制御が複雑になるのを抑制することが可能なロボットハンドを提供することができる。また、柔軟物を搬送するロボットハンドを、柔軟物を加工する作業にも利用することができるので、柔軟物を加工するロボットハンドを別個に設ける必要がない。

上記ロボットシステムおよびロボットハンドによれば、柔軟物の搬送の際の制御が複雑になるのを抑制することができる。

本実施形態によるロボットシステムの全体構成を示した平面図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物受け取り位置に位置するハンド部を示した斜視図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物受け取り位置に位置するハンド部を示した側面図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物を受け取った状態のハンド部を示した斜視図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物を折り畳んで加工している途中の状態のハンド部を示した斜視図である。 本実施形態によるロボットシステムの折り畳んで加工した状態の柔軟物を保持している状態のハンド部を示した斜視図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物を載置する前のハンド部を示した断面図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物を載置する際のハンド部を示した断面図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物を載置した後のハンド部を示した斜視図である。 本実施形態によるロボットシステムのセンサ近傍を示した平面図である。 本実施形態によるロボットシステムの柔軟物の傾きを説明するための図である。 本実施形態によるロボットシステムのセンサによる柔軟物の検知信号を示した図である。 本実施形態によるロボットシステムのロボットコントローラによる柔軟物の傾き検知処理を説明するためのフローチャートである。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図１０を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態によるロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１に取り付けられたハンド部１１と、ロボット２と、ロボット２に取り付けられたハンド部２１と、ロボットコントローラ３とを備える。また、ロボットシステム１００は、図１０に示すように、第１センサ４１、第２センサ４２、第３センサ４３および第４センサ４４を備える。また、ロボットシステム１００は、図１に示すように、コンベア４により搬送される柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側、図２参照）で受け取り、柔軟物６を加工して型枠５に搬送するためのシステムである。なお、ロボット１およびロボット２は、それぞれ、「第１ロボット」および「第２ロボット」の一例である。また、ロボットコントローラ３は、「制御部」の一例である。また、型枠５は、「箱状の入れ物」の一例である。また、ハンド部１１は、「ロボットハンド」および「第１ロボットハンド」の一例である。また、ハンド部２１は、「ロボットハンド」および「第２ロボットハンド」の一例である。また、第３センサ４３および第４センサ４４は、「センサ」の一例である。

ロボット１（２）は、図１に示すように、垂直多関節ロボットからなる。また、ロボット１（２）のアーム１２（２２）には、関節を駆動するためのサーボモータ（図示せず）が内蔵されており、このサーボモータの駆動は、ロボットコントローラ３によって制御されるように構成されている。ロボット１は、コンベア４の搬送方向の下流側（Ｘ１方向側）のＹ１側に配置されている。ロボット２は、ロボット１に隣接するように、コンベア４の搬送方向の下流側（Ｘ１方向側）のＹ２側に配置されている。アーム１２（２２）の先端には、ハンド部１１（２１）が取り付けられている。

また、ロボット１およびロボット２は、ロボットコントローラ３の制御により、互いに干渉しないように駆動するように構成されている。具体的には、ロボット１およびロボット２は、それぞれ、Ｙ方向における中心線２００を越えないように駆動するように構成されている。つまり、ロボット１は、中心線２００よりＹ１方向側で駆動し、ロボット２は、中心線２００よりＹ２方向側で駆動するように構成されている。言い換えると、中心線２００よりＹ１方向側およびＹ２方向側でコンベア４により搬送される柔軟物６は、それぞれ、ロボット１およびロボット２により、加工および搬送されて、それぞれ、型枠５のＹ１方向側およびＹ２方向側に２列に載置される。

ここで、本実施形態では、ハンド部１１（２１）は、コンベア４により搬送される柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取り、柔軟物６を加工して搬送するために用いられる。また、ハンド部１１（２１）は、図１に示すように、型枠５の中に、複数の柔軟物６を隣接して載置するように構成されている。ハンド部１１は、柔軟物６を受け取る際に、コンベア４の搬送方向の下流側（Ｘ１方向側）のＹ１側に配置されている。ハンド部２１は、ハンド部１１に隣接するように、コンベア４の搬送方向の下流側（Ｘ１方向側）のＹ２側に配置されている。また、ハンド部１１は、隣接するハンド部２１側と反対側（Ｙ１方向側）でロボット１のアーム１２に装着されている。ハンド部２１は、隣接するハンド部１１側と反対側（Ｙ２方向側）でロボット２のアーム２２に装着されている。

また、ハンド部１１（２１）は、第１受部１１１（２１１）と、第２受部１１２（２１２）と、エアチャック１１３（２１３）と、エアシリンダ１１４（２１４）とを含む。第１受部１１１（２１１）は、第１壁部１１１ａ（２１１ａ）と、底部１１１ｂ（２１１ｂ）と、第２壁部１１１ｃ（２１１ｃ）とを有する。第２受部１１２（２１２）は、第１壁部１１２ａ（２１２ａ）と、底部１１２ｂ（２１２ｂ）と、第２壁部１１２ｃ（２１２ｃ）とを有する。なお、エアチャック１１３（２１３）は、「第１エア駆動部」の一例である。また、エアシリンダ１１４（２１４）は、「第２エア駆動部」の一例である。

ここで、ハンド部１１および２１は、同様の構成であるため、ハンド部１１について主に説明し、ハンド部２１の説明は省略する。

ハンド部１１の第１受部１１１および第２受部１１２は、柔軟物６をコンベア４から受け取り、加工して、保持するように構成されている。また、第１受部１１１および第２受部１１２は、保持した柔軟物６を、搬送するとともに型枠５に載置するように構成されている。具体的には、第１受部１１１および第２受部１１２は、図２に示すように、柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取る際に、柔軟物６の長手方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。つまり、第１受部１１１および第２受部１１２は、柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取る際に、コンベア４の搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。

また、第１受部１１１および第２受部１１２は、図３および図４に示すように、略Ｕ字形状の断面を有するように形成されている。具体的には、第１受部１１１（第２受部１１２）は、柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取る際に、コンベア４側と反対側（Ｘ１方向側）に配置された第１壁部１１１ａ（１１２ａ）と、下側（Ｚ１方向側）に配置された底部１１１ｂ（１１２ｂ）と、コンベア４側（Ｘ２方向側）に配置された第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）とにより、断面が略Ｕ字形状になるように形成されている。第１壁部１１１ａ（１１２ａ）は、図３に示すように、底部１１１ｂ（１１２ｂ）に対して、角度α（たとえば、７０度）を有して外側に傾斜するように形成されている。第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）は、底部１１１ｂ（１１２ｂ）に対して、角度β（たとえば、４０度）を有して外側に傾斜するように形成されている。つまり、第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）は、第１壁部１１１ａ（１１２ａ）よりも緩い角度で外側に傾斜するように形成されている。また、第１受部１１１および第２受部１１２は、図２に示すように、柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取る際に、コンベア４の搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に延びるように形成されている。

また、第１受部１１１および第２受部１１２は、図５および図６に示すように、柔軟物６を受け取った側（内側）が互いに対向するように移動させることにより、柔軟物６を折り畳んで加工するとともに、加工した状態で柔軟物６を保持するように構成されている。つまり、第１受部１１１および第２受部１１２は、コンベア４から受け取ったＹ方向に沿って延びる柔軟物６を、第１受部１１１および第２受部１１２により挟むようにして略中央で折り畳むように構成されている。

また、第１受部１１１（第２受部１１２）は、図７および図８に示すように、保持した柔軟物６を載置する際に、柔軟物６の長手方向（Ｘ方向）に沿って延びる回動軸１１５ａ（１１６ａ）を中心に回動するように構成されている。これにより、第１壁部１１１ａ（１１２ａ）が、保持した柔軟物６側（Ｚ１方向側）に押出されるように移動される。つまり、第１受部１１１（第２受部１１２）は、保持した柔軟物６を型枠５に載置する際に、柔軟物６の上方に位置する第１壁部１１１ａ（１１２ａ）により、柔軟物６を下方に押出すように構成されている。また、第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）が、第１受部１１１（第２受部１１２）の外側に向かって移動される。つまり、第１受部１１１（第２受部１１２）は、保持した柔軟物６を載置する際に、柔軟物６よりも下方に位置する第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）により、載置する柔軟物６が他の柔軟物６に重ならないように載置位置の周囲の他の柔軟物６を第１受部１１１（第２受部１１２）の外側（Ｙ１方向側（Ｙ２方向側））に移動させるように構成されている。

ハンド部１１は、図２に示すように、さらに、第１受部１１１を支持するアーム１１５と、第２受部１１２を支持するアーム１１６と、エアシリンダ１１４の駆動を第１受部１１１に伝達する連結部１１７と、エアシリンダ１１４の駆動を第２受部１１２に伝達する連結部１１８と、エアシリンダ１１４の駆動を連結部１１７および１１８に伝達するプレート１１９とを有する。

エアチャック１１３は、第１受部１１１および第２受部１１２の柔軟物６を受け取った側（内側）が互いに対向するように第１受部１１１および第２受部１１２を移動（回動）させるように構成されている。具体的には、エアチャック１１３は、図２に示すように、開閉するように回動するフィンガ部１１３ａおよび１１３ｂを有する。また、エアチャック１１３には、駆動のためのエアを供給する１対のチューブ１１３ｃが取り付けられている。フィンガ部１１３ａには、第１受部１１１を支持するアーム１１５が取り付けられている。また、フィンガ部１１３ｂには、第１受部１１１を支持するアーム１１５が取り付けられている。図５に示すように、エアチャック１１３は、エア駆動により、フィンガ部１１３ａをＡ１方向に回動し、フィンガ部１１３ｂをＡ２方向に回動することにより、第１受部１１１および第２受部１１２の柔軟物６を受け取った側が互いに対向するように第１受部１１１および第２受部１１２を移動させるように構成されている。また、エアチャック１１３は、エア駆動により、フィンガ部１１３ａをＡ１方向と反対方向に回動し、フィンガ部１１３ｂをＡ２方向と反対方向に回動することにより、第１受部１１１および第２受部１１２を開いた状態に戻すように構成されている。

エアシリンダ１１４は、保持した柔軟物６を載置する際に、第１受部１１１および第２受部１１２を回動させるように構成されている。具体的には、エアシリンダ１１４には、図６に示すように、駆動のためのエアを供給する１対のチューブ１１４ａが取り付けられている。また、エアシリンダ１１４には、プレート１１９を介して、第１受部１１１に連結された連結部１１７および第２受部１１２に連結された連結部１１８が接続されている。これにより、エアシリンダ１１４の駆動が、プレート１１９および連結部１１７を介して第１受部１１１に伝達される。また、エアシリンダ１１４の駆動が、プレート１１９および連結部１１８を介して第２受部１１２に伝達される。また、エアシリンダ１１４は、プレート１１９を第１受部１１１および第２受部１１２の方向に押すまたは引くように伸縮して駆動するように構成されている。つまり、エアシリンダ１１４は、保持した柔軟物６を載置する際に、プレート１１９を下方（Ｚ１方向）に押出すように駆動するように構成されている。これにより、第１受部１１１（第２受部１１２）は、図７および図８に示すように、連結部１１７（１１８）により下方（Ｚ１方向）に押されて、回動軸１１５ａ（１１６ａ）を中心に回動するように構成されている。

アーム１１５は、第１受部１１１を支持するように構成されている。具体的には、アーム１１５は、一方端において、柔軟物６の長手方向に沿って延びる回動軸１１５ａ（図７参照）を介して、第１受部１１１を回動可能に支持している。また、アーム１１５は、図２に示すように、他方端において、エアチャック１１３のフィンガ部１１３ａに固定されている。アーム１１６は、第２受部１１２を支持するように構成されている。具体的には、アーム１１６は、一方端において、柔軟物６の長手方向に沿って延びる回動軸１１６ａ（図７参照）を介して、第２受部１１２を回動可能に支持している。また、アーム１１６は、図２に示すように、他方端において、エアチャック１１３のフィンガ部１１３ｂに固定されている。

連結部１１７（１１８）は、プレート１１９および第１受部１１１（第２受部１１２）を連結するように構成されている。また、連結部１１７（１１８）は、図２に示すように、連結棒１１７ａ（１１８ａ）と、リンク部１１７ｂおよび１１７ｃ（１１８ｂおよび１１８ｃ）とを有する。連結棒１１７ａ（１１８ａ）は、プレート１１９側でリンク部１１７ｂ（１１８ｂ）に接続され、第１受部１１１（第２受部１１２）側でリンク部１１７ｃ（１１８ｃ）に接続されている。リンク部１１７ｂ（１１８ｂ）は、連結棒１１７ａ（１１８ａ）の軸方向を中心に回動可能であるとともに、プレート１１９のプレート面に対して傾動可能なようにプレート１１９に取り付けられている。これにより、エアチャック１１３により、第１受部１１１がＡ１方向（図５参照）に回動し、第２受部１１２がＡ２方向（図５参照）に回動した場合でも、連結部１１７（１１８）により、プレート１１９および第１受部１１１（第２受部１１２）を連結することが可能である。リンク部１１７ｃ（１１８ｃ）は、第１受部１１１（第２受部１１２）の第１壁部１１１ａ（１１２ａ）に対して傾動可能なように、第１受部１１１（第２受部１１２）の第１壁部１１１ａ（１１２ａ）に取り付けられている。これにより、プレート１１９を介して、連結部１１７（１１８）により、エアシリンダ１１４の駆動を、第１受部１１１（第２受部１１２）が回動するように伝達することが可能である。

ロボットコントローラ３は、ロボット１および２の駆動を制御するように構成されている。具体的には、ロボットコントローラ３は、ロボット１および２による柔軟物６の加工および搬送をする制御を行うように構成されている。

コンベア４は、図１に示すように、柔軟物６をＸ１方向に搬送するように構成されている。また、コンベア４は、Ｙ方向に２列の柔軟物６を搬送するように構成されている。また、コンベア４の上方には、図１０に示すように、柔軟物６の最大幅を検知する第１センサ４１および第２センサ４２と、柔軟物６のＹ方向に対する傾きを検知する第３センサ４３および第４センサ４４とが設けられている。なお、第１検知センサ４１、第２検知センサ４２、第３検知センサ４３および第４検知センサ４４は、２列の柔軟物６ごとに、それぞれ、コンベア４の上方に２組設けられている。第３センサ４３および第４センサ４４は、コンベア４の搬送方向（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）にＤ１の間隔を隔てて配置されている。第１センサ４１および第２センサ４２は、コンベア４の搬送方向に対して直交する方向（Ｙ方向）にＤ１より大きいＤ２の間隔を隔てて配置されている。また、第１検知センサ４１、第２検知センサ４２、第３検知センサ４３および第４検知センサ４４は、コンベア４のＸ１方向の端部からＸ方向に距離Ｄ３離間した位置に配置されている。

第１検知センサ４１、第２検知センサ４２、第３検知センサ４３および第４検知センサ４４は、センサの下方に対応するコンベア４上に柔軟物６が存在するか否かを検知するように構成されている。つまり、第１検知センサ４１、第２検知センサ４２、第３検知センサ４３および第４検知センサ４４は、図１２に示すように、センサの下方を柔軟物６が通過している場合、ＯＮの検知信号を送信し、下方に柔軟物６がない場合、ＯＦＦの検知信号を送信するように構成されている。たとえば、図１１に示す例の場合、柔軟物６がＹ方向に対して傾いているため、第３センサ４３の検知信号が先にＯＮ（図１２参照）になり、柔軟物６がＳｘの距離を進んだあと、時間ｔ秒だけ遅れて第４センサ４４の検知信号がＯＮになる。つまり、第３検知センサ４３および第４検知センサ４４の柔軟物６を検知する時間差に基づいて、ロボットコントローラ３により、Ｙ方向に対する柔軟物６の傾きが算出される。

型枠５は、図２に示すように、Ｙ方向に延びる略直方体形状の箱状に形成されている。また、型枠５は、コンベア４の下側（Ｚ１方向側）をＸ１方向に搬送されるように構成されている。また、複数の型枠５は、図１に示すように、搬送方向（Ｘ１方向）に沿って隣接するように配置されている。また、型枠５の内部には、折り畳まれた４つの柔軟物６がＹ方向に沿って載置されるように構成されている。

次に、図２〜図１３を参照して、ロボットコントローラ３による柔軟物の傾き検知処理およびその後の柔軟物６の搬送および加工動作処理について説明する。

コンベア４により柔軟物６が搬送されてくると、ロボットコントローラ３は、図１３のステップＳ１において、第３センサ４３および第４センサ４４により柔軟物６を検知する。具体的には、ロボットコントローラ３は、第３センサ４３および第４センサ４４から送信される検知信号を取得して柔軟物６を検知する。ロボットコントローラ３は、ステップＳ２において、第３センサ４３および第４センサ４４から送信される検知信号がＯＮになるタイミングの時間差を算出する。たとえば、図１１に示す例では、Ｙ方向に対して柔軟物６が傾いているため、図１２に示すように、第３センサ４３の検知信号がＯＮになってから時間ｔ秒だけ遅れて第４センサ４４の検知信号がＯＮになる。

ロボットコントローラ３は、ステップＳ３において、算出した時間差に基づいて、柔軟物６のＹ方向のズレＳｙを算出する。具体的には、ロボットコントローラ３は、柔軟物のＸ方向のズレＳｘに基づいて、柔軟物６の搬送方向（Ｘ１方向）の先端の位置のＹ方向のズレＳｙを算出する。

ここで、ロボットコントローラ３による、ズレＳｙの算出方法について説明する。ロボットコントローラ３は、算出した時間差に基づいて、柔軟物６の搬送方向（Ｘ方向）のズレＳｘを算出する。具体的には、ロボットコントローラ３は、ズレＳｘ＝ｔ×コンベアの速度ｖの式に基づいて、Ｘ方向の柔軟物６のズレＳｘを算出する。次に、ズレＳｙ＝ズレＳｘ×柔軟物の幅Ｗ／センサ間の距離Ｄ１の式に基づいて、柔軟物６の搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）のズレＳｙを算出する。

ロボットコントローラ３は、ステップＳ４において、ハンド部１１（１２）をズレＳｙ分だけＹ方向にシフトさせる制御を行う。つまり、ロボットコントローラ３は、柔軟物６が第３センサ４３および第３センサ４４の位置から距離Ｄ３だけコンベア４により搬送されて進む間に、柔軟物６のＹ方向のズレＳｙを算出して、ハンド部１１（１２）のＹ方向の位置を調整して移動させる。

その後、柔軟物６の搬送および加工動作が行われる。すなわち、柔軟物６をコンベア４から受け取る際に、図２および図３に示すように、ハンド部１１（２１）の第１受部１１１（２１１）および第２受部１１２（２１２）が、Ｙ方向に沿って並んだ状態でコンベア４の下側（Ｚ１方向側）に移動する。また、この際、ロボットコントローラ３は、上記のようにコンベア４の搬送方向（Ｘ１方向）に対して搬送面内で直交する直交方向（Ｙ方向）に対する柔軟物６の傾きに基づいて、ハンド部１１（２１）の柔軟物６を受け取るためのＹ方向の位置を移動させる。

柔軟物を加工する際に、図５に示すように、第１受部１１１および第２受部１１２の柔軟物６を受け取った側（内側）が互いに対向するように第１受部１１１および第２受部１１２が移動（回動）する。具体的には、エアチャック１１３を閉じるように駆動して、フィンガ部１１３ａがＡ１方向に回動し、フィンガ部１１３ｂがＡ２方向に回動する。また、この際、アーム１２がＢ方向に回動して、ハンド部１１がＢ方向に回動する。これにより、図６に示すように、ハンド部１１が下方を向いた状態で第１受部１１１および第２受部１１２により、折り畳まれた状態の柔軟物６が保持される。

そして、折り畳まれた状態の柔軟物６を保持した第１受部１１１および第２受部１１２が、型枠５の柔軟物６の載置位置に移動する。具体的には、アーム１２を駆動して、第１受部１１１および第２受部１１２が、型枠５の柔軟物６の載置位置の上方に移動する。その後、アーム１２を下降して、第１受部１１１および第２受部１１２が、型枠５の柔軟物６の載置位置に移動する。

また、保持した柔軟物６を載置する際に、図７および図８に示すように、第１受部１１１（第２受部１１２）が、回動軸１１５ａ（１１６ａ）を中心に回動する。具体的には、エアシリンダ１１４を伸ばすように駆動して、プレート１１９により連結部１１７（１１８）を第１受部１１１（第２受部１１２）側に押出すことにより、第１受部１１１（第２受部１１２）が、回動軸１１５ａ（１１６ａ）を中心にＣ１（Ｃ２）方向に回動する。これにより、第１受部１１１および第２受部１１２により、柔軟物６が下方に押出されて型枠５の載置位置に載置される。

柔軟物６を載置した後に、ハンド部１１の第１受部１１１（第２受部１１２）が、次の柔軟物６をコンベア４から受け取る位置に移動する。具体的には、アーム１２を駆動して、図９に示すように、第１受部１１１および第２受部１１２が、型枠５の上方に移動する。また、エアシリンダ１１４を縮ませるように駆動して、第１受部１１１（第２受部１１２）が、回動軸１１５ａ（１１６ａ）を中心にＣ１（Ｃ２）方向と反対方向に回動する。また、エアチャック１１３を開くように駆動して、ハンド部１１（２１）の第１受部１１１（２１１）および第２受部１１２（２１２）が、Ｙ方向に沿って並べて配置される。

本実施形態では、上記のように、ロボットシステム１００は、コンベア４により搬送される柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取り、柔軟物６を加工して搬送するハンド部１１（２１）を含むロボット１（２）を備える。これにより、柔軟物６が落ちてくる所定の位置にハンド部１１（２１）を移動させる制御を行うだけで、ハンド部１１（２１）により柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取ることができるので、柔軟物６を持ち上げる場合と異なり、柔軟物６の搬送の際の制御が複雑になるのを抑制することができる。また、柔軟物６を搬送するハンド部１１（２１）を、柔軟物６を加工する作業にも利用することができるので、柔軟物６を加工するハンド部を別個に設ける必要がない。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１１（２１）は、柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で受け取る際に、柔軟物６の長手方向（Ｙ方向）に沿って配置され、柔軟物６を受け取る第１受部１１１（２１１）および第２受部１１２（２１２）を有する。これにより、長細い形状の柔軟物６を、柔軟物６の長手方向（Ｙ方向）に沿って配置された第１受部１１１（２１１）および第２受部１１２（２１２）により、コンベア４の下側（Ｚ１方向側）で確実に受け取ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ロボットコントローラ３が、第１受部１１１および第２受部１１２の柔軟物６を受け取った側が互いに対向するように第１受部１１１および第２受部１１２を移動させる制御を行うことにより、第１受部１１１および第２受部１１２によって、柔軟物６を折り畳んで加工するとともに、加工した状態で柔軟物６を保持するように構成する。これにより、柔軟物６を容易に折り畳んで加工することができるとともに、加工した状態の柔軟物６を保持して確実に搬送することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１１は、第１受部１１１および第２受部１１２の柔軟物６を受け取った側が互いに対向するように第１受部１１１および第２受部１１２を移動させるエアチャック１１３を有する。これにより、エア駆動のエアチャック１１３のＯＮ／ＯＦＦ制御のみにより、第１受部１１１および第２受部１１２を移動させて、柔軟物６を折り畳んで加工することができるので、モータ駆動で第１受部１１１および第２受部１１２を移動させる場合と異なり、柔軟物６を加工する制御が複雑になるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１受部１１１（第２受部２１１）は、第１壁部１１１ａ（２１１ａ）および第２壁部１１１ｃ（２１１ｃ）を有し、かつ、略Ｕ字形状の断面を有して柔軟物６の長手方向に延びるように形成されている。これにより、コンベア４から落ちてくる柔軟物６をコンベア４の下側（Ｚ１方向側）で確実に受け取ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１壁部１１１ａ（１１２ａ）を、ハンド部１１により柔軟物６を受け取る際に、コンベア４側と反対側（Ｘ１方向側）に配置し、第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）を、ハンド部１１により柔軟物６を受け取る際に、コンベア４側（Ｘ２方向側）に配置するとともに、第１壁部１１１ａ（１１２ａ）よりも緩い角度で外側に傾斜するように形成する。これにより、第１受部１１１（第２受部１１２）の開口している部分を大きくすることができるので、コンベア４から落下してくる柔軟物６を受けやすくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１１を、保持した柔軟物６を載置する際に、柔軟物６の上方（Ｚ２方向）に位置する第１壁部１１１ａ（１１２ａ）により、柔軟物６を第１受部１１１（第２受部１１２）から下方（Ｚ１方向）に押出すように構成する。これにより、柔軟物６が粘着性を有する場合でも、柔軟物６を第１受部１１１（第２受部１１２）から容易に下方に離間させることができるので、柔軟物６を容易に載置することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１１を、保持した柔軟物６を載置する際に、柔軟物６の下方（Ｚ１方向）に位置する第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）により、載置する柔軟物６が他の柔軟物６に重ならないように載置位置の周囲の他の柔軟物６を第１受部１１１（第２受部１１２）の外側に移動させるように構成する。これにより、柔軟物６同士が重ならないように載置することができるので、柔軟物６の上下方向（Ｚ方向）の高さを揃えて柔軟物６を載置することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１受部１１１（第２受部１１２）を、保持した柔軟物６を載置する際に、柔軟物６の長手方向に沿って延びる回動軸１１５ａ（１１６ａ）を中心に回動するように構成し、ハンド部１１を、第１受部１１１（第２受部１１２）を回動させることにより、第１壁部１１１ａ（１１２ａ）を柔軟物６側（Ｚ１方向側）に押出すように移動させるとともに、第２壁部１１１ｃ（１１２ｃ）を第１受部１１１（第２受部１１２）の外側に向かって移動させるように構成する。これにより、第１受部１１１（第２受部１１２）を回動軸１１５ａ（１１６ａ）を中心に回動させることにより、保持した柔軟物６を下方（Ｚ１方向）に押出すことができるとともに、載置位置の周囲の他の柔軟物６を第１受部１１１（第２受部１１２）の外側に移動させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１１は、保持した柔軟物６を載置する際に、第１受部１１１および第２受部１１２を回動させるエアシリンダ１１４を有する。これにより、エア駆動のエアシリンダ１１４のＯＮ／ＯＦＦ制御のみにより、第１受部１１１および第２受部１１２を回動させて、柔軟物６を載置することができるので、モータ駆動で第１受部１１１および第２受部１１２を回動させる場合と異なり、柔軟物６を載置する制御が複雑になるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ロボットコントローラ３を、コンベア４の搬送方向に対して搬送面内で直交する直交方向（Ｙ方向）に対する柔軟物６の傾きに基づいて、ハンド部１１の柔軟物６を受け取るためのＹ方向の位置を移動させる制御を行うように構成する。これにより、コンベア４により搬送される柔軟物６のＹ方向に対する傾きに起因して、ハンド部１１による柔軟物６の受け取り位置がずれるのを抑制することができるので、ハンド部１１により、柔軟物６を精度よく加工することができる。

また、本実施形態では、上記のように、Ｙ方向に対する柔軟物６の傾きを検知する第３センサ４３および第４センサ４４を備える。これにより、Ｙ方向に対する柔軟物６の傾きを容易に検知することができるので、ハンド部１１による柔軟物６の受け取り位置がずれるのを容易に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第３センサ４３および第４センサ４４を、Ｙ方向に沿って設け、ロボットコントローラ３を、第３センサ４３および第４センサ４４の柔軟物６を検知する時間差に基づいて、Ｙ方向に対する柔軟物６の傾きを算出するように構成する。これにより、画像認識などによりＹ方向に対する柔軟物６の傾きを検知する場合と異なり、柔軟物６の傾きを算出する処理が複雑になるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１１（１２）を、型枠５の中に、複数の柔軟物６を隣接して載置するように構成する。これにより、型枠５の中に複数の柔軟物６を隣接して載置したものを容易に製造することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１１を、隣接するハンド部２１側と反対側（Ｙ１方向側）でロボット１のアーム１２に装着し、ハンド部２１を、隣接するハンド部１１側と反対側（Ｙ２方向側）でロボット２のアーム２２に装着する。これにより、ロボット１および２をコンベア４のＹ方向における両側に配置することができるので、ハンド部１１と、ハンド部２１とが干渉するのを容易に抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、ハンド部（ロボットハンド）が柔軟物を折り畳んで加工する構成の例を示したが、ロボットハンドが柔軟物を折り畳む以外の加工を行う構成であってもよい。

また、上記実施形態では、ハンド部（ロボットハンド）が２つ設けられている構成の例を示したが、ロボットハンドが１つ、または、３つ以上設けられている構成であってもよい。ロボットハンドが３つ以上設けられる場合、複数のロボットハンドは、互いに干渉しないように、それぞれ、ロボットのアームに取り付けられていてもよい。

また、上記実施形態では、型枠（箱状の入れ物）に柔軟物を載置する構成の例を示したが、柔軟物を加工して搬送する構成であれば、箱状の入れ物に柔軟物を載置しない構成であってもよい。

また、上記実施形態では、コンベアの上方に柔軟物を検知するセンサを設ける構成の例を示したが、ロボットハンド側に柔軟物を受け取ったことを検知する検知部を設けてもよい。

また、上記実施形態では、説明の便宜上、ロボットコントローラ（制御部）の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１ ロボット（第１ロボット）
２ ロボット（第２ロボット）
３ ロボットコントローラ（制御部）
４ コンベア
５ 型枠（箱状の入れ物）
６ 柔軟物
１１ ハンド部（ロボットハンド、第１ロボットハンド）
１２ アーム
２１ ハンド部（ロボットハンド、第２ロボットハンド）
２２ アーム
４３ 第３センサ（センサ）
４４ 第４センサ（センサ）
１００ ロボットシステム
１１１、２１１ 第１受部
１１１ａ、１１２ａ、２１１ａ、２１２ａ 第１壁部
１１１ｃ、１１２ｃ、２１１ｃ、２１２ｃ 第２壁部
１１２、２１２ 第２受部
１１３、２１３ エアチャック（第１エア駆動部）
１１４、２１４ エアシリンダ（第２エア駆動部）
１１５ａ、１１６ａ 回動軸

Claims (16)

1. コンベアにより搬送される柔軟物を前記コンベアの下側で受け取り、前記柔軟物を折り畳んで加工して搬送するロボットハンドを含むロボットと、
   前記ロボットによる前記柔軟物の加工および搬送の制御を行う制御部とを備える、ロボットシステム。
2. 前記ロボットハンドは、前記柔軟物を前記コンベアの下側で受け取る際に、前記柔軟物の長手方向に沿って配置され、前記柔軟物を受け取る第１受部および第２受部を有する、請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記制御部は、前記第１受部および前記第２受部の前記柔軟物を受け取った側が互いに対向するように前記第１受部および前記第２受部を移動させる制御を行うことにより、前記第１受部および前記第２受部によって、前記柔軟物を折り畳んで加工するとともに、加工した状態で前記柔軟物を保持するように構成されている、請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記ロボットハンドは、前記第１受部および前記第２受部の前記柔軟物を受け取った側が互いに対向するように前記第１受部および前記第２受部を移動させる第１エア駆動部をさらに有する、請求項３に記載のロボットシステム。
5. 前記第１受部および前記第２受部は、共に、第１壁部および第２壁部を有し、かつ、略Ｕ字形状の断面を有して前記柔軟物の長手方向に延びるように形成されている、請求項３または４に記載のロボットシステム。
6. 前記第１壁部は、前記ロボットハンドにより前記柔軟物を受け取る際に、前記コンベア側と反対側に配置され、
   前記第２壁部は、前記ロボットハンドにより前記柔軟物を受け取る際に、前記コンベア側に配置されるとともに、前記第１壁部よりも緩い角度で外側に傾斜するように形成されている、請求項５に記載のロボットシステム。
7. 前記ロボットハンドは、保持した前記柔軟物を載置する際に、前記柔軟物の上方に位置する前記第１壁部により、前記柔軟物を前記第１受部および前記第２受部から下方に押出すように構成されている、請求項５または６に記載のロボットシステム。
8. 前記ロボットハンドは、保持した前記柔軟物を載置する際に、前記柔軟物の下方に位置する前記第２壁部により、載置する前記柔軟物が他の柔軟物に重ならないように載置位置の周囲の前記他の柔軟物を前記第１受部および前記第２受部の外側に移動させるように構成されている、請求項５〜７のいずれか１項に記載のロボットシステム。
9. 前記第１受部および前記第２受部は、保持した前記柔軟物を載置する際に、前記柔軟物の長手方向に沿って延びる回動軸を中心に回動するように構成されており、
   前記ロボットハンドは、前記第１受部および前記第２受部を回動させることにより、前記第１壁部を前記柔軟物側に押出すように移動させるとともに、前記第２壁部を前記第１受部および前記第２受部の外側に向かって移動させるように構成されている、請求項５〜８のいずれか１項に記載のロボットシステム。
10. 前記ロボットハンドは、保持した前記柔軟物を載置する際に、前記第１受部および前記第２受部を回動させる第２エア駆動部をさらに有する、請求項９に記載のロボットシステム。
11. 前記制御部は、前記コンベアの搬送方向に対して搬送面内で直交する直交方向に対する前記柔軟物の傾きに基づいて、前記ロボットハンドの前記柔軟物を受け取るための前記直交方向の位置を移動させる制御を行うように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のロボットシステム。
12. 前記直交方向に対する前記柔軟物の傾きを検知するセンサをさらに備える、請求項１１に記載のロボットシステム。
13. 前記センサは、前記直交方向に沿って複数設けられており、
    前記制御部は、複数の前記センサの前記柔軟物を検知する時間差に基づいて、前記直交方向に対する前記柔軟物の傾きを算出するように構成されている、請求項１２に記載のロボットシステム。
14. 前記ロボットハンドは、箱状の入れ物の中に、複数の前記柔軟物を隣接して載置するように構成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
15. 前記ロボットハンドは、隣接するように配置された第１ロボットハンドおよび第２ロボットハンドを含み、
    前記第１ロボットハンドは、隣接する前記第２ロボットハンド側と反対側で第１ロボットのアームに装着されており、
    前記第２ロボットハンドは、隣接する前記第１ロボットハンド側と反対側で第２ロボットのアームに装着されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
16. コンベアにより搬送される柔軟物を前記コンベアの下側で受け取り、前記柔軟物を折り畳んで加工して搬送するハンド部を備える、ロボットハンド。

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