JP6531829B2 - 処理軌跡編集装置、ロボット、物品処理システム、及び物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、処理軌跡編集装置、ロボット、物品処理システム、及び物品製造方法に関する。

物品の製造工程では、物品に対して各種処理（加工又は計測等）が行われており、このような各種処理に関する作業者の手間を削減するためのシステムが提案されている。例えば特許文献１には、物品への塗布処理工程において、処理軌跡に基づいてロボットを制御することによって、処理軌跡に沿った物品への塗布処理をロボットを用いて行うシステムが開示されている。

特表２００１−５０８５７１号公報

上記のようなシステムでは、作業者が処理軌跡として所望の軌跡を設定する必要があるため、作業者が処理軌跡として所望の軌跡を設定しやすくなるようにすべく、処理軌跡の設定に関するユーザインタフェースを向上することが強く望まれる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、処理軌跡の設定に関するユーザインタフェースを向上することが可能な処理軌跡編集装置、ロボット、物品処理システム、及び物品製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る処理軌跡編集装置は、物品を撮影する撮影部と、前記物品の撮影画像に重ね合わせて、前記物品に対する処理を行う際の処理軌跡を表示する表示部と、前記処理軌跡に対する編集操作を受け付ける編集操作受付部と、を有し、前記表示部に表示される前記処理軌跡は、前記物品の物理座標に対応付けられ、前記物品の物理座標に対応付けられた前記処理軌跡を編集可能である。

また本発明の一態様では、前記撮影画像に基づいて、前記処理軌跡を生成する処理軌跡生成部をさらに有してもよい。前記表示部は、前記処理軌跡生成部によって生成された前記処理軌跡を前記撮影画像に重ねて表示してもよい。前記編集操作受付部は、前記処理軌跡生成部によって生成された前記処理軌跡に対する編集操作を受け付けるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記物品に対する前記処理は、前記物品に対する前記処理を行う処理部を前記処理軌跡に沿って移動させることによって行われるものであってもよい。前記処理軌跡編集装置は、前記物品の、前記処理軌跡上の点における高さを計測する高さ計測部と、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の高さに関する高さ情報を、前記高さ計測部の計測結果に基づいて生成する高さ情報生成部と、をさらに有するようにしてもよい。前記表示部は、前記高さ情報も表示するようにしてもよい。前記編集操作受付部は、前記高さ情報に対する編集操作も受け付けるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記高さ計測部は、前記処理軌跡が編集された場合に、前記物品の、編集後の前記処理軌跡上の点における高さを計測するようにしてもよい。前記高さ情報生成部は、前記処理軌跡の編集後に行われた前記高さ計測部の計測結果に基づいて、前記高さ情報を再生成するようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記高さ計測部は、前記物品の、前記処理軌跡上の点における前記高さとして、所定の基準高さからの高さを計測するようにしてもよい。前記高さ情報生成部は、前記高さ情報として、前記基準高さからの前記処理部の高さを示す情報を生成するようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記物品に対する前記処理は、前記物品に対する前記処理を行う処理部を前記処理軌跡に沿って移動させることによって行われるものであってもよい。前記処理軌跡編集装置は、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の傾きに関する傾き情報を生成する傾き情報生成部をさらに有するようにしてもよい。前記表示部は、前記傾き情報も表示するようにしてもよい。前記編集操作受付部は、前記傾き情報に対する編集操作も受け付けるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記物品に対する前記処理は、前記物品に対する前記処理を行う処理部を前記処理軌跡に沿って移動させることによって行われるものであってもよい。前記処理軌跡編集装置は、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の回転に関する回転情報を生成する回転情報生成部をさらに有するようにしてもよい。前記表示部は、前記回転情報も表示するようにしてもよい。前記編集操作受付部は、前記回転情報に対する編集操作も受け付けるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際に前記処理部を回転させるか否かの選択操作を受け付ける選択操作受付部をさらに有するようにしてもよい。

また、本発明に係るロボットは、物品に対する処理を行う処理部を有し、前記処理部は、上記の記載のいずれかの処理軌跡編集装置によって編集された処理軌跡に沿って移動するように制御される。

また、本発明に係る物品処理システムは、物品を撮影する撮影部と、前記物品に対する処理を行う際の処理軌跡であって、前記物品の物理座標に対応付けられた処理軌跡を前記物品の撮影画像に重ね合わせて表示する表示部と、前記処理軌跡に対する編集操作を受け付ける編集操作受付部と、前記物品に対する前記処理を行う処理部と、前記処理部を移動させる移動機構と、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させるように前記移動機構を制御して、前記物品に対する前記処理を前記処理部に行わせる制御部と、を有する。

また、本発明に係る物品製造方法は、物品を撮影部に撮影させる撮影ステップと、前記物品に処理を施す際の処理軌跡であって、前記物品の物理座標に対応付けられた処理軌跡を前記物品の撮影画像に重ね合わせて表示部に表示させる表示ステップと、前記処理軌跡に対する編集操作を受け付ける編集操作受付ステップと、前記物品に対して前記処理を施す処理部を移動させる移動機構を、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させるように制御して、前記物品に前記処理を施すことによって、前記処理が施された前記物品を製造するステップと、を含む。

本発明によれば、物品に対する処理を行う際の処理軌跡として、物品の物理座標に対応付けられた処理軌跡をユーザが物品の撮影画像を見ながら編集することが可能になる。その結果、処理軌跡の設定に関するユーザインタフェースを向上することが可能になる。

本発明の実施形態に係る物品処理システムの外観の一例を示す斜視図である。 搬送レーン、バックライト、及び撮影部について説明するための図である。 ロボットについて説明するための図である。 処理軌跡編集装置及びロボット制御装置が備える機能について示す機能ブロック図である。 処理軌跡編集装置によって実行される処理の一例を示すフロー図である。 自動生成画面の一例を示す図である。 物品の処理面の外郭の一例を示す図である。 基準軸の一例を示す図である。 処理軌跡の一例を示す図である。 編集画面の一例を示す図である。 ロボット制御装置によって実行される制御の一例を示すフロー図である。

以下、本発明の実施形態に係る物品処理システムの例について図面に基づき詳細に説明する。物品処理システムは、物品に対する処理（作業）がロボットによって行われるシステムである。「物品に対する処理」には、例えば、物品に対する加工（塗布、溶接等）又は計測（表面粗さの計測等）等が含まれる。

図１は、本発明の実施形態に係る物品処理システムの外観の一例を示す斜視図である。なお図１では、物品処理システムの一例として、パンの上面にクリームを塗布するシステムについて図示している。また図１では、説明の簡便のため、鉛直上向き方向を正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系（ＸＹＺ座標系）を図示している。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る物品処理システム１は、搬送レーン１０と、バックライト２０と、撮影部３０と、ロボット４０とを含む。

搬送レーン１０は、ロボット４０による処理の対象となる物品５０を作業場所ＰＷまで搬送する。作業場所ＰＷは、物品５０に対する処理がロボット４０によって行われる場所である。物品５０は、ロボット４０による処理の対象となる面である処理面を上方を向けた状態で搬送レーン１０に置かれる。図１に示す例では、凹凸のある略紡錘形のパンが物品５０として上面（処理面）を上方に向けた状態で搬送レーン１０に置かれている。ロボット４０による処理が完了した後、搬送レーン１０は物品５０を作業場所ＰＷから搬送する。

バックライト２０は搬送レーン１０の作業場所ＰＷの下方に設置される。撮影部３０は搬送レーン１０の作業場所ＰＷ（すなわちバックライト２０）の上方に設置される。撮影部３０は、作業場所ＰＷに搬送された物品５０を撮影するために用いられる。図１に示す例では、撮影部３０を固定するためにジブクレーンを用いているが、撮影部３０の固定方法はこの例に限られない。例えば、撮影部３０を天井に固定するようにしてもよい。

図２は、搬送レーン１０、バックライト２０、及び撮影部３０についてさらに詳しく説明するための図である。図２は、物品５０が作業場所ＰＷに搬送された状態を見た様子を示している。先述の通り、物品５０は、処理面５１（図２に示す例では上面）を上に向けた状態で搬送レーン１０に置かれる。搬送レーン１０の物品５０が置かれる部分は、光を透過可能な材料によって形成されており、バックライト２０からの光が透過するようになっている。このため、作業場所ＰＷに搬送された物品５０はバックライト２０からの光によって照らされ、バックライト２０によって照らされた物品５０の影が撮影部３０によって撮影される。

ロボット４０は物品５０に対する処理を行うためのロボットである。ロボット４０は、作業場所ＰＷに搬送された物品５０と対向するような位置に配置される。

図３はロボット４０の構成の一例について説明するための図である。ロボット４０はいわゆる多関節型（多軸）のロボットである。例えば、少なくとも６軸の自由度を備えたロボットがロボット４０として用いられる。図３に示すように、ロボット４０は、基台部４１と、旋回ベース部４２と、第１のアーム部４３と、第２のアーム部４４と、処理部４５と、高さ測定部４６とを備える。

基台部４１は、床面等に固定される支持ベース部である。旋回ベース部４２は基台部４１と連結される。ロボット４０は、基台部４１が固定される面の法線方向に対応する軸であるＳ軸まわりに旋回ベース部４２を旋回させるためのサーボモータを含んでおり、旋回ベース部４２はＳ軸まわりに旋回可能に基台部４１と連結される（図３の矢印Ａ１参照）。

第１のアーム部４３は旋回ベース部４２と連結される。ロボット４０は、Ｓ軸と略垂直な軸であるＬ軸まわりに第１のアーム部４３を回転させるためのサーボモータを含んでおり、第１のアーム部４３はＬ軸まわりに回転可能に旋回ベース部４２と連結される（図３の矢印Ａ２参照）。

第２のアーム部４４は第１のアーム部４３の先端部と連結される。ロボット４０は、Ｌ軸と略平行な軸（すなわちＳ軸と略垂直な軸）であるＵ軸まわりに第２のアーム部４４を回転させるためのサーボモータを含んでおり、第２のアーム部４４はＵ軸まわりに回転可能に第１のアーム部４３の先端部と連結される（図３の矢印Ａ３参照）。

また、ロボット４０は、第２のアーム部４４の延伸方向（長手方向）に対応する軸であるＲ軸まわりに第２のアーム部４４の先端を捻転するためのサーボモータも含んでおり、第２のアーム部４４の先端はＲ軸まわりに捻転可能に設けられている（図３の矢印Ａ４参照）。

処理部４５は物品５０に対する処理を行う。例えば、物品５０はパンであり、処理部４５はクリームをパンに塗布する塗布部である。この場合、処理部４５（塗布部）の先端にはクリームの吐出口が設けられており、処理部４５はクリームを吐出口から吐出可能に構成される。

処理部４５は第２のアーム部４４の先端部と連結される。ロボット４０は、処理部４５の延伸方向（長手方向）と略垂直な軸であるＢ軸まわりに処理部４５を回転させるためのサーボモータを含んでおり、処理部４５はＢ軸まわりに回転可能に第２のアーム部４４の先端部と連結される（図３の矢印Ａ５参照）。

また、ロボット４０は、処理部４５の延伸方向（長手方向）に対応する軸であるＴ軸まわりに処理部４５を捻転させるためのサーボモータも含んでおり、処理部４５はＴ軸まわりに捻転可能に設けられている（図３の矢印Ａ６参照）。

ロボット４０に含まれる各サーボモータが制御されることにより、旋回ベース部４２、第１のアーム部４３や、第２のアーム部４４が作動することによって、処理部４５が移動する。このため、ロボット４０は、処理部４５を移動する移動機構としての役割を果たしている。

第２のアーム部４４の先端には、処理部４５とともに高さ測定部４６が設けられる。高さ測定部４６は対象物からの高さ（距離）を測定する。例えば、高さ測定部４６は高さ測定センサであり、対象物に向けて光を射出し、かつ、対象物によって反射される光を受光することによって、対象物からの高さを測定する。高さ測定部４６は処理部４５の先端付近に設けられ、対象物から処理部４５の先端までの高さを測定するために用いられる。

物品処理システム１は二つの動作モードを備える。第１の動作モードは、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の制御データを自動生成したり、編集したり、登録したりすることが可能な動作モードである（以下「登録モード」と記載する）。なお後述するように、登録モードでは、例えば下記に示すようなデータが処理部４５の制御データとして登録される。
・物品５０に対する処理を実施する際の処理軌跡（後述の図７Ｃ参照）
・処理部４５を処理軌跡に従って移動する際の処理部４５の高さに関する高さ情報
・処理部４５を処理軌跡に従って移動する際の処理部４５の傾きに関する傾き情報
・処理部４５を処理軌跡に従って移動する際の処理部４５の回転に関する回転情報

第２の動作モードは、登録された制御データに基づいて物品５０に対する処理がロボット４０によって実施される動作モードである（以下「処理実施モード」と記載する）。物品５０に対する処理を実施する場合、物品処理システム１では、まず登録モードを利用して、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の制御データの自動生成・編集・登録を行った後、処理実施モードを利用して、物品５０に対する処理を実施するようになっている。

図１では省略しているが、物品処理システム１は、登録モードを担う装置である処理軌跡編集装置を含む。処理軌跡編集装置は、例えばマイクロプロセッサ、主記憶部、補助記憶部、操作部（マウス、キーボード、又はタッチパネル等）、及び表示部を備えるコンピュータである。処理軌跡編集装置は搬送レーン１０、バックライト２０、撮影部３０、及びロボット４０に対する制御を行うことが可能になっている。

また物品処理システム１は、処理実施モードを担う装置であるロボット制御装置を含む。ロボット制御装置は、例えばマイクロプロセッサ、主記憶部、及び補助記憶部を備えるコンピュータである。ロボット制御装置は搬送レーン１０、バックライト２０、撮影部３０、及びロボット４０に対する制御を行うことが可能になっている。なお、ロボット制御装置と処理軌跡編集装置とは一台のコンピュータによって実現されるようにしてもよい。

図４は、処理軌跡編集装置及びロボット制御装置が備える機能について示す機能ブロック図である。

図４に示すように、処理軌跡編集装置６０は、処理軌跡生成部６１と、高さ情報生成部６２と、傾き情報生成部６３と、回転情報生成部６４と、操作受付部６５と、表示部６６とを含む。このうち、操作受付部６５は編集操作受付部６５Ａと選択操作受付部６５Ｂとを含む。これらの機能ブロック（表示部６６を除く）は処理軌跡編集装置６０のマイクロプロセッサによって実現される。

また、ロボット制御装置７０は制御部７１を含む。制御部７１はロボット制御装置７０のマイクロプロセッサによって実現される。

なお、物品処理システム１は記憶部８０も含む。記憶部８０は、処理軌跡編集装置６０の主記憶部又は補助記憶部によって実現されてもよいし、ロボット制御装置７０の主記憶部又は補助記憶部によって実現されてもよいし、他の装置の主記憶部又は補助記憶部によって実現されてもよい。

まず、登録モードについて説明する。先述の通り、登録モードは、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の制御データを自動生成・編集・登録するためのものである。処理部４５の制御データを自動生成・編集・登録するために、まず、作業者は処理軌跡編集装置６０の操作部を用いて所定操作を行うことによって登録モードを起動する。登録モードが起動されると、処理部４５の制御データを自動生成・編集・登録するための処理が処理軌跡編集装置６０によって実行される。図５は、この際に処理軌跡編集装置６０によって実行される処理の一例を示すフロー図である。

図５に示すように、まず、処理軌跡編集装置６０は、処理部４５の制御データを自動生成するための自動生成画面を表示部に表示する（Ｓ１０）。図６は自動生成画面の一例を示す。図６に示すように、自動生成画面９０は、処理部４５の制御データを生成するために必要な各種情報の指定を受け付けるための複数のフォームを含む。

自動生成画面９０は物品フォーム９１を含む。物品フォーム９１は、物品５０を一意に識別する物品識別情報（例えば物品名又は物品コード等）の指定を受け付けるためのフォームである。

また自動生成画面９０は、軌跡種類フォーム９２と、軌跡幅フォーム９３と、軌跡間隔フォーム９４と、外周オフセットフォーム９５とを含む。

軌跡種類フォーム９２は、処理軌跡の種類の指定を受け付けるためのフォームである。物品処理システム１では、互いに態様（形状等）が異なる複数種類の処理軌跡が用意されており、軌跡種類フォーム９２ではこれら複数種類の処理軌跡のうちのいずれかを指定することができる。軌跡幅フォーム９３は、処理軌跡の幅の指定を受け付けるためのフォームである。「処理軌跡の幅」とは処理軌跡の線の太さを意味している。

軌跡間隔フォーム９４は、処理軌跡の間隔の指定を受け付けるためのフォームである。なお、「処理軌跡の間隔」とは、処理軌跡のうちの一の軌跡部分と、当該一の軌跡部分と接近する他の軌跡部分との間をどの程度離すのか（近づけるのか）を意味している。外周オフセットフォーム９５は、物品５０の外周から処理軌跡までのオフセットの指定を受け付けるためのフォームである。言い換えれば、外周オフセットフォーム９５は、物品５０の外周からどれだけ内側に処理軌跡を設定するのかの指定を受け付けるためのフォームである。

例えば、物品処理システム１がパンの上面にクリームを塗布するシステムである場合、作業者は、クリームの塗布軌跡の種類、塗布幅（塗布されるクリームの太さ）、塗布間隔、及び外周オフセットをこれらのフォームで指定する。

さらに自動生成画面９０は高さフォーム９６を含む。高さフォーム９６は、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の高さの指定を受け付けるためのフォームである。例えば、高さフォーム９６は、物品５０の処理面からの処理部４５の高さ（すなわち、処理部４５を物品５０の処理面からどの程度離すか）の指定を受け付けるためのフォームである。

また自動生成画面９０は生成ボタン９７とキャンセルボタン９８とを含む。生成ボタン９７は、処理部４５の制御データの自動生成指示を受け付けるためのボタンである。一方、キャンセルボタン９８は、処理部４５の制御データの自動生成の中止指示を受け付けるためのボタンである。

作業者は、物品５０が作業場所ＰＷに位置している状態で生成ボタン９７を選択する。生成ボタン９７が選択された場合、物品５０が撮影部３０によって撮影される（Ｓ１１）。すなわち、処理軌跡編集装置６０による制御に基づいて、バックライト２０によって照らされた物品５０の影が撮影部３０によって撮影される。撮影部３０による撮影画像は処理軌跡編集装置６０に供給される。

ステップＳ１１の実行後、処理軌跡生成部６１が、ステップＳ１１で撮影された撮影画像に基づいて、物品５０に対する処理を実施する際の処理軌跡を生成する（Ｓ１２）。

例えば、処理軌跡生成部６１は、撮影画像における物品５０の処理面５１の外郭を認識する。先述の通り、バックライト２０によって照らされた物品５０の影が撮影画像に写っているため、処理軌跡生成部６１は当該影の外郭を物品５０の処理面５１の外郭として認識する。図７Ａは、撮影画像における物品５０の処理面５１の外郭の一例を示す。

撮影画像１００における物品５０の処理面５１の外郭１０１に関しては、少なくとも２つの特徴点に基づいて基準軸が設定される。図７Ｂは基準軸の一例を示す。図７Ｂに示す例では、物品５０の長手方向における一方の端位置Ｐ１と他方の端位置Ｐ２とが特徴点として用いられている。また、一方の端位置Ｐ１から他方の端位置Ｐ２への方向に対応するＬｘ軸と、一方の端位置Ｐ１と他方の端位置Ｐ２との中点（原点Ｌｏ）を通り、かつ、Ｌｘ軸と直交するＬｙ軸とが基準軸として設定されている。これらの特徴点や基準軸は図７Ｂに示す例に限られず、他の特徴点や基準軸を設定するようにしてもよい。

なお、上記のＬｘＬｙ座標系とは別に、撮影画像１００には、例えば図７Ｂに示すような、左上頂点を原点Ｓｏとし、左右方向をＳｘ軸とし、上下方向をＳｙ軸とするＳｘＳｙ座標系も設定される。また、物品処理システム１では事前にキャリブレーションが実行されることによって、撮影画像１００内の位置と搬送レーン１０上の位置との対応関係が記憶されている。すなわち、ＳｘＳｙ座標系の座標と現実空間内の座標（物理座標）とが対応付けられている。なお、ＬｘＬｙ座標系の座標はＳｘＳｙ座標系の座標と対応付けられているため、ＬｘＬｙ座標系の座標も現実空間内の座標（物理座標）に対応付けられていることになる。このため、物品処理システム１では、ＬｘＬｙ座標系又はＳｘＳｙ座標系の座標が現実空間のどの座標に対応しているのかを把握できるようになっている。

以上のような物品５０の外郭１０１に基づいて、処理軌跡生成部６１は、物品５０に対する処理を実施する際の処理軌跡を生成する。

図７ＣはステップＳ１２で生成される処理軌跡の一例を示す。図７Ｃでは処理軌跡１１０を点線で示している。図７Ｃに示すように、処理軌跡１１０は、撮影画像１００における物品５０の外郭１０１内に生成される。すなわち、処理軌跡は二次元平面上に生成される。また図７Ｃに示す例では、処理軌跡１１０が始点ＰＳから終点ＰＥまでの一筆書きの軌跡になっている。例えば、始点ＰＳは物品５０の外郭１０１内の所定位置に設定され、当該始点ＰＳから始まる処理軌跡１１０が、自動生成画面９０の軌跡種類フォーム９２、軌跡幅フォーム９３、軌跡間隔フォーム９４、及び外周オフセットフォーム９５で指定された種類又は値に基づいて生成される。

例えば、処理軌跡１１０はＬｘＬｙ座標系によって示される。先述の通り、ＬｘＬｙ座標系の座標は現実空間内の座標（物理座標）とが対応付けられている。このため、処理軌跡１１０は現実空間の座標（すなわち物品５０の物理座標）と対応付けられており、物品処理システム１では、処理軌跡１１０上の点が現実空間に置かれた物品５０上のどの位置に対応しているのかを把握できるようになっている。

なお、図７Ｃに示した処理軌跡１１０はステップＳ１２で生成される処理軌跡の一例であり、ステップＳ１２では様々な態様の処理軌跡を生成するようにしてよい。

ステップＳ１２の実行後、高さ測定部４６による測定が実施される（Ｓ１３）。例えば、処理軌跡編集装置６０はロボット４０を制御して、ステップＳ１２で生成された処理軌跡に沿って処理部４５を物品５０上で移動する。この際、処理部４５の高さ（Ｚ軸方向の位置）は一定に保たれ、処理部４５の向きは、クリームの吐出口が所定の状態（例えば鉛直方向を向く状態）に保たれる。またこの際、高さ測定部４６による測定を実施する目的で処理部４５を移動しているため、処理部４５による処理（クリームの塗布）は実施されない。処理部４５が処理軌跡に沿って移動している間、高さ測定部４６による測定が行われる。高さ測定部４６は、物品５０の処理面５１の、処理軌跡上の点における高さを測定する。高さ測定部４６による測定結果は処理軌跡編集装置６０に供給される。

ステップＳ１３の実行後、高さ情報生成部６２が、ステップＳ１２で生成された処理軌跡に沿って処理を行う際の処理部４５の高さに関する高さ情報を生成する（Ｓ１４）。この高さ情報はステップＳ１３で得られた測定結果に基づいて生成される。

ここで、高さ測定部４６による測定が行われている間における処理部４５（高さ測定部４６）の高さを「Ｈａ」とし、処理軌跡上のある点における高さ測定部４６の測定結果が「Ｈｂ」であるとする。この場合、「Ｈａ」は、基準面（例えば搬送レーン１０）から処理部４５までの高さを示し、「Ｈｂ」は、処理軌跡上の上記点における物品５０の処理面５１から処理部４５までの高さを示すことになる。

この場合、処理軌跡上の上記点における物品５０の処理面５１の高さＨｃは下記の式（１）によって算出される。
Ｈｃ＝Ｈａ−Ｈｂ ・・・ （１）

また、自動生成画面９０の高さフォーム９６で指定された値を「Ｈｄ」とすると、処理軌跡上の上記点に処理を行う際の処理部４５の高さＨｅは下記の式（２）によって算出される。
Ｈｅ＝Ｈｃ＋Ｈｄ ・・・ （２）

以上のようにして、処理軌跡上の各点について、当該点に処理を行う際の処理部４５の高さ情報（Ｈｅ）が生成される。

ステップＳ１４の実行後、傾き情報生成部６３が、ステップＳ１２で生成された処理軌跡に沿って処理を行う際の処理部４５の傾きに関する傾き情報を生成する（Ｓ１５）。

ここで、「処理部４５の傾き」とは、例えば、物品５０の処理面５１の法線方向（又は鉛直方向）に対する処理部４５の傾きである。この傾きは、例えば、物品５０の処理面５１の法線方向（又は鉛直方向）と処理部４５の延伸方向との間の角度によって表され、この角度が「傾き情報」の一例に相当する。

例えば、傾き情報生成部６３は、処理軌跡上の各点における処理部４５の傾きを所定値に設定することによって、傾き情報を生成する。この場合、傾き情報生成部６３は、各点における処理部４５の傾きを予め定められた一定の値（例えば零）に設定するようにしてもよいし、各点における処理部４５の傾きを、処理軌跡上の各点又は各区間ごとに定められた値に設定するようにしてもよい。

また例えば、傾き情報生成部６３は、処理軌跡上の各点における処理部４５の傾きをステップＳ１３で得られた測定結果に基づいて決定することによって、傾き情報を生成するようにしてもよい。このようにすることによって、処理軌跡上の高さの変化（すなわち、処理軌跡上の凹凸）に合わせて、各点における処理部４５の傾きを設定するようにしてもよい。

ステップＳ１５の実行後、回転情報生成部６４が、ステップＳ１２で生成された処理軌跡に沿って処理を行う際の処理部４５の回転に関する回転情報を生成する（Ｓ１６）。

ここで、「処理部４５の回転」とは、例えばＴ軸まわりの処理部４５の回転（捻転）である。この回転は、例えば標準状態からの回転角度によって表され、この回転角度が「回転情報」の一例に相当する。

例えば、回転情報生成部６４は、処理軌跡上の各点における処理部４５の回転角度を所定値に設定することによって、回転情報を生成する。この場合、回転情報生成部６４は、各点における処理部４５の回転角度を予め定められた一定の値（例えば零）に設定するようにしてもよいし、各点における処理部４５の回転角度を、処理軌跡上の各点又は各区間ごとに定められた値に設定するようにしてもよい。

また例えば、傾き情報生成部６３は、処理軌跡上の各点における処理部４５の回転角度傾きをステップＳ１３で得られた測定結果に基づいて決定することによって、回転情報を生成するようにしてもよい。このようにすることによって、処理軌跡上の高さの変化（すなわち、処理軌跡上の凹凸）に合わせて、各点における処理部４５の回転角度を設定するようにしてもよい。

ステップＳ１６の実行後、操作受付部６５が、ステップＳ１２，Ｓ１４〜Ｓ１６で生成された処理軌跡、高さ情報、傾き情報、及び回転情報を編集するための編集画面を表示部６６に表示する（Ｓ１７）。

図８は編集画面の一例を示す。図８に示すように、編集画面１２０では、物品５０の撮影画像１００に重ね合わせて、ステップＳ１２で生成された処理軌跡１１０が表示される。編集操作受付部６５Ａは、編集画面１２０に表示された処理軌跡１１０に対する編集操作を受け付ける。なお先述の通り、撮影画像１００内の座標（ＳｘＳｙ座標系の座標）と現実空間内の座標（物理座標）とは対応付けられているため、編集画面１２０では、ステップＳ１２で生成された処理軌跡１１０が現実空間内の座標（すなわち現実空間に置かれた物品５０の物理座標）と対応付けた状態で表示され、現実空間内の座標（すなわち現実空間に置かれた物品５０の物理座標）と対応付けた状態で表示される処理軌跡１１０に対する編集操作が受け付けられる。

図８に示すように、編集画面１２０では複数の教示点１２１が処理軌跡１１０上に表示される。これらの教示点１２１は例えば所定間隔で設定される。また、編集画面１２０にはカーソル１２２が表示される。カーソル１２２は、作業者によって行われる操作部（マウス等）を用いた操作に応じて撮影画像１００内を移動する。

作業者は教示点１２１を移動することによって処理軌跡１１０を変更することができる。例えば、作業者は編集したい教示点１２１をカーソル１２２を用いて選択し、ドラッグアンドドロップ操作によってその教示点１２１を移動する。この場合、教示点１２１が移動することによって処理軌跡１１０が変更される。例えば、教示点Ａが移動する場合、教示点Ａは、教示点Ａの両隣りの教示点Ｂ，Ｃとの間の接続を維持したまま移動する。このため、教示点Ａの移動に伴って、教示点Ａと教示点Ｂとを結ぶ軌跡部分と、教示点Ａと教示点Ｃとを結ぶ軌跡部分とが変更されることになる。

また、編集画面１２０には矩形のオブジェクト１２３が表示される。作業者はオブジェクト１２３を用いて複数の教示点１２１をまとめて移動することができる。具体的には、作業者が複数の教示点１２１と重なるようにオブジェクト１２３をドラッグすると、オブジェクト１２３によって押されるようにしてそれらの複数の教示点１２１が移動する。この場合、それら複数の教示点１２１が移動することによって処理軌跡１１０が変更される。なお、オブジェクト１２３の形状は矩形に限られず、他の形状（例えば円形）であってもよい。また、作業者がオブジェクト１２３の形状又は大きさを変更できるようにしてもよい。すなわち、作業者の変更操作に応じてオブジェクト１２３の形状又は大きさが変わるようにしてもよい。

また、作業者が教示点１２１を削除できるようにしてもよい。例えば、教示点Ａが削除された場合には、教示点Ａの両隣りの教示点Ｂ，Ｃ同士が直接接続される。すなわち、教示点Ａの削除に伴って、教示点Ｂと教示点Ｃとが新たに接続されることになる。

図８に示すように、編集画面１２０は座標フォーム１２６，１２７を含む。座標フォーム１２６，１２７は教示点１２１の座標に対する編集を受け付けるためのフォームである。編集画面１２０では、いずれかの教示点１２１が選択されると、その教示点１２１の座標値が座標フォーム１２６，１２７に表示される。作業者は座標フォーム１２６，１２７に表示される座標値を編集することによっても、教示点１２１を移動することができる。この場合も、教示点１２１が移動することによって処理軌跡１１０が変更される。なお、座標フォーム１２６，１２７には、教示点１２１の座標値として、ＳｘＳｙ座標系の座標値を表示するようにしてもよいし、ＬｘＬｙ座標系の座標値を表示するようにしてもよい。

さらに、編集画面１２０は高さフォーム１２８、傾きフォーム１２９、及び回転フォーム１３０を含む。これらのフォームは高さ情報、傾き情報、及び回転情報に対する編集を受け付けるためのフォームである。編集画面１２０では、いずれかの教示点１２１が選択されると、その教示点１２１における処理部４５の高さ情報、傾き情報、及び回転情報がそれぞれ高さフォーム１２８、傾きフォーム１２９、回転フォーム１３０に表示される。編集操作受付部６５Ａは、これらのフォームに表示された高さ情報、傾き情報、及び回転情報に対する編集操作を受け付ける。

なお、高さフォーム１２８に表示される高さ情報はステップＳ１４で生成された高さ情報である。同様に、傾きフォーム１２９に表示される傾き情報はステップＳ１５で生成された傾き情報であり、回転フォーム１３０に表示される回転情報はステップＳ１６で生成された回転情報である。

なお、高さフォーム１２８には、自動生成画面９０の高さフォーム９６と同様、物品５０の処理面５１の点からの高さを表示するようにしてもよい。このようにすることによって、作業者が、物品５０の処理面５１からの高さで、処理部４５の高さ情報を指定できるようにしてもよい。この場合、作業者によって高さフォーム１２８の値が編集された際には、編集後の値に基づいて、上記式（１）及び（２）により処理部４５の高さ情報（Ｈｅ）が設定されることになる。なお、高さフォーム１２８には搬送レーン１０からの高さを表示するようにしてもよい。

また、編集画面１２０は再生成ボタン１３１を含む。再生成ボタン１３１は、処理部４５の高さ情報、傾き情報、及び回転情報を再生成するためのボタンである。例えば、作業者が処理軌跡１１０を編集した後で再生成ボタン１３１を選択すると、編集後の処理軌跡１１０に基づいてステップＳ１３〜Ｓ１６が再実行され、処理部４５の高さ情報、傾き情報、及び回転情報を再生成される。

また、編集画面１２０は回転有無フォーム１２５を含む。回転有無フォーム１２５は、処理軌跡に沿って処理を行う際に処理部４５を回転させるか否かの選択を受け付けるためのものである。なお、「処理部４５の回転」とは、例えばＴ軸まわりの処理部４５の回転（捻転）である。選択操作受付部６５Ｂは、処理軌跡に沿って処理を行う際に処理部４５を回転させるか否かの選択を回転有無フォーム１２５を介して受け付ける。

作業者は回転有無フォーム１２５にチェックを付けることによって、処理軌跡に沿って処理を行う際に処理部４５が回転するように設定することができ、回転有無フォーム１２５にチェックを付けないことによって、処理軌跡に沿って処理を行う際に処理部４５が回転しないように設定することができる。なお、回転有無フォーム１２５にチェックが付けられなかった場合、回転フォーム１３０で編集された回転情報は無視されることになる。

また、編集画面１２０は物品フォーム１２４を含む。作業者は物品フォーム１２４に表示された物品識別情報を変更することができる。

また、編集画面１２０は登録ボタン１３２及びキャンセルボタン１３３を含む。キャンセルボタン１３３は、処理部４５の制御データの登録を中止するためのボタンである。一方、登録ボタン１３２は、処理部４５の制御データの登録を実行するためのボタンである。

登録ボタン１３２が選択された場合、処理軌跡編集装置６０は、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の制御データとして、編集画面１２０で編集された処理軌跡、高さ情報、傾き情報、及び回転情報を記憶部８０に登録する（Ｓ１８）。上記制御データは、自動生成画面９０の物品フォーム９１（又は編集画面１２０の物品フォーム１２４）で指定された物品識別情報に関連付けて記憶される。なお、自動生成画面９０の軌跡幅フォーム９３で指定された軌跡幅情報や、編集画面１２０の回転有無フォーム１２５で指定された処理部４５の回転有無情報も上記制御データの一部として記憶部８０に登録される。以上のようにして登録された制御データは下記に説明する処理実施モードで利用される。

次に、処理実施モードについて説明する。先述の通り、処理実施モードは、登録モードによって登録された制御データに基づいて物品５０に対する処理がロボット４０によって実施される動作モードである。

物品５０に対する処理を実施するために、まず、作業者はロボット制御装置７０の操作部を用いて所定操作を行うことによって処理実施モードを起動する。処理実施モードが起動されると、処理対象の物品の物品識別情報の指定を行うための画面（図示せず）が表示される。そして、処理対象の物品の物品識別情報の指定が行われ、かつ、処理対象の物品５０が作業場所ＰＷまで搬送されると、当該物品５０に対する処理が実施される。図９は、この際にロボット制御装置７０によって実行される制御の一例を示すフロー図である。

図９に示すように、まず、作業場所ＰＷに搬送された物品５０が撮影部３０によって撮影される（Ｓ２０）。すなわち、ロボット制御装置７０による制御に基づいて、バックライト２０によって照らされた物品５０の影が撮影部３０によって撮影される。撮影部３０の撮影画像はロボット制御装置７０に供給される。

ステップＳ２０の実行後、ロボット制御装置７０は、撮影画像における物品５０の処理面の外郭を認識する（Ｓ２１）。この処理は図５のステップＳ１２内で実行される処理と同様である。

ステップＳ２１の実行後、制御部７１は、物品５０に対する処理を行う際の処理軌跡、高さ情報、傾き情報、及び回転情報等を取得する（Ｓ２２）。

例えば、制御部７１は、物品５０の物品識別情報に対応付けて記憶されている処理部４５の制御データを記憶部８０から取得する。この制御データには、処理軌跡、高さ情報、傾き情報、及び回転情報に関するデータが含まれているため、これらの処理軌跡、高さ情報、傾き情報、及び回転情報が物品５０に対する処理を行う際の処理軌跡、高さ情報、傾き情報、及び回転情報として取得される。なお、制御データには軌跡幅情報や処理部４５の回転有無情報も含まれているため、ステップＳ２２ではこれらも取得される。

ステップＳ２２の実行後、制御部７１は、ステップＳ２２で取得された処理軌跡、高さ情報、傾き情報、及び回転情報等に基づいて、物品５０に対する処理を実施する（Ｓ２３）。

すなわち、制御部７１は、ステップＳ２２で取得された処理軌跡に従って処理部４５が移動するようにロボット４０を制御することによって、物品５０に対する処理を処理部４５が行うように制御する。先述の通り、処理軌跡はＬｘＬｙ座標系で示されるため、ステップＳ２２で取得された処理軌跡は、ステップＳ２１で認識された外郭１０１のＬｘＬｙ座標系に合わせるようにして適用される。物品処理システム１がパンの上面にクリームを塗布するシステムである場合、制御部７１は、処理部４５によってパンへのクリームの塗布が処理軌跡に沿って行われるようにロボット４０を制御する。またこの際、制御部７１はクリームの塗布幅をステップＳ２２で設定された軌跡幅に設定する。

また、制御部７１は、ステップＳ２２で取得された処理軌跡に従って処理部４５が移動する際の処理部４５の高さが、ステップＳ２２で取得された高さ情報に応じた高さとなるようにロボット４０を制御する。

また、制御部７１は、ステップＳ２２で取得された処理軌跡に従って処理部４５が移動する際の処理部４５の傾きが、ステップＳ２２で取得された傾き情報に応じた傾きとなるようにロボット４０（例えばＢ軸まわりの処理部４５の回転）を制御する。

また、制御部７１は、ステップＳ２２で取得された処理部４５の回転有無情報に基づいて処理部４５を回転させるか否かを判断する。処理部４５を回転させる場合、制御部７１は、ステップＳ２２で取得された回転情報に基づいてロボット４０（例えばＴ軸まわりの処理部４５の回転）を制御することによって、ステップＳ２２で取得された処理軌跡に沿って移動する処理部４５を回転させる。

処理部４５が処理軌跡１１０の始点ＰＳから終点ＰＥまで移動し終えると、ステップＳ２３が完了し、物品５０に対する処理が完了したことになる。物品５０に対する処理が完了すると、物品５０は作業場所ＰＷから搬送される。そして、新たな物品５０が作業場所ＰＷに搬送され、当該新たな物品５０に対する処理が実施される。このようにして、次々と物品５０に対して処理が実施されていき、処理が施された物品５０が製造されていく。

以上に説明した物品処理システム１の編集画面１２０では、物品５０の物理座標に対応付けられた処理軌跡１１０が物品５０の撮影画像１００に重ね合わせて表示され、このようにして表示された処理軌跡１１０を作業者が編集できるようになっている。このため、物品処理システム１によれば、物品５０の物理座標に対応付けられた処理軌跡１１０を作業者が物品５０の撮影画像１００を見ながら編集することが可能になる。その結果として、処理軌跡の設定に関する操作性を向上することが可能になる。

また物品処理システム１では、物品５０の物理座標に対応付けられた処理軌跡１１０が自動生成され（図５のステップＳ１２参照）、編集画面１２０では、自動生成された処理軌跡１１０を作業者が編集できるようになっている。このため、物品処理システム１によれば、処理軌跡１１０を指定する手間を軽減することが可能になるとともに、必要に応じて作業者が処理軌跡１１０を変更できるように担保することも可能になる。

また物品処理システム１では、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の高さ情報が自動生成され（図５のステップＳ１４参照）、編集画面１２０では、自動生成された高さ情報を作業者が編集できるようになっている。このため、物品処理システム１によれば、処理部４５の高さ情報を指定する手間を軽減することが可能になるとともに、必要に応じて作業者が処理部４５の高さ情報を変更できるように担保することも可能になる。

また物品処理システム１では、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の傾き情報が自動生成され（図５のステップＳ１５参照）、編集画面１２０では、自動生成された傾き情報を作業者が編集できるようになっている。このため、物品処理システム１によれば、処理部４５の傾き情報を指定する手間を軽減することが可能になるとともに、必要に応じて作業者が処理部４５の傾き情報を変更できるように担保することも可能になる。

また物品処理システム１では、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の回転情報が自動生成され（図５のステップＳ１６参照）、編集画面１２０では、自動生成された回転情報を作業者が編集できるようになっている。このため、物品処理システム１によれば、処理部４５の回転情報を指定する手間を軽減することが可能になるとともに、必要に応じて作業者が処理部４５の回転情報を変更できるように担保することも可能になる。

なお物品処理システム１の編集画面１２０では、作業者が、物品５０に対する処理を実施する際の処理部４５の回転の有無を選択できるようになっている。

また物品処理システム１の編集画面１２０では、再生成ボタン１３１を選択することによって、編集後の処理軌跡１１０に基づいて、処理部４５の高さ情報、傾き情報、及び回転情報が再生成（更新）されるようになっている。このため、物品処理システム１によれば、作業者が処理軌跡１１０を編集した場合に編集後の処理軌跡１１０に合わせて処理部４５の高さ情報、傾き情報、及び回転情報を編集する必要がなくなり、そのような手間を削減することが可能になる。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではない。

［１］例えば、編集画面１２０では、作業者が処理軌跡１１１上に設定される教示点１２１の数を指定できるようにしてもよい。なおこの場合、教示点１２１の数に応じて、教示点１２１の間隔を設定するようにしてもよい。

［２］また例えば、図５に示す処理では、ステップＳ１８とともに（又はステップＳ１８の代わりに）、図６のステップＳ２３の処理が実行されるようにしてもよい。このようにすることによって、編集画面１２０の登録ボタン１３２が選択された場合に、編集された処理軌跡等に基づいて、物品５０に対する処理が直ちに実施されるようにしてもよい。

［３］また例えば、以上に説明した実施形態では、処理部４５を移動する移動機構としてロボット４０を用いるようにしたが、移動機構として他の機構を用いるようにしてもよい。

［４］また以上では、本発明の実施形態に係る物品処理システムの一例として、パンに対してクリームを塗布するシステムについて示したが、本発明の実施形態に係る物品処理システムはこれに限られない。すなわち、処理対象の物品は「パン」に限られないし、物品に対する処理も「クリームの塗布」に限られない。

Claims (10)

1. 物品を撮影する撮影部と、
   前記物品に対して、処理軌跡に沿って移動しながら流動性を有する物体を塗布する処理を行う処理部と、
   前記処理部の前記物体を吐出する方向を回転中心軸として前記処理部を回転させるモータと、
   前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の前記回転中心軸まわりの回転に関する回転情報を生成する回転情報生成部と、
   前記物品の撮影画像に重ね合わせて、前記処理軌跡と、前記回転情報と、を表示する表示部と、
   前記処理軌跡に対する編集操作と、前記回転情報に対する編集操作と、を受け付ける編集操作受付部と、を有し
   前記表示部に表示される前記処理軌跡は、前記物品の物理座標に対応付けられ、
   前記物品の物理座標に対応付けられた前記処理軌跡及び前記回転情報を編集可能である、
   処理軌跡編集装置。
2. 前記撮影画像に基づいて、前記処理軌跡を生成する処理軌跡生成部をさらに有し、
   前記表示部は、前記処理軌跡生成部によって生成された前記処理軌跡を前記撮影画像に重ねて表示し、
   前記編集操作受付部は、前記処理軌跡生成部によって生成された前記処理軌跡に対する編集操作を受け付ける、
   請求項１に記載の処理軌跡編集装置。
3. 前記処理軌跡編集装置は、
   前記物品の、前記処理軌跡上の点における高さを計測する高さ計測部と、
   前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の高さに関する高さ情報を、前記高さ計測部の計測結果に基づいて生成する高さ情報生成部と、をさらに有し、
   前記表示部は、前記高さ情報も表示し、
   前記編集操作受付部は、前記高さ情報に対する編集操作も受け付ける、
   請求項２に記載の処理軌跡編集装置。
4. 前記高さ計測部は、前記処理軌跡が編集された場合に、前記物品の、編集後の前記処理軌跡上の点における高さを計測し、
   前記高さ情報生成部は、前記処理軌跡の編集後に行われた前記高さ計測部の計測結果に基づいて、前記高さ情報を再生成する、
   請求項３に記載の処理軌跡編集装置。
5. 前記高さ計測部は、前記物品の、前記処理軌跡上の点における前記高さとして、所定の基準高さからの高さを計測し、
   前記高さ情報生成部は、前記高さ情報として、前記基準高さからの前記処理部の高さを示す情報を生成する、
   請求項３又は４に記載の処理軌跡編集装置。
6. 前記処理軌跡編集装置は、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の傾きに関する傾き情報を生成する傾き情報生成部をさらに有し、
   前記表示部は、前記傾き情報も表示し、
   前記編集操作受付部は、前記傾き情報に対する編集操作も受け付ける、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の処理軌跡編集装置。
7. 前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際に前記処理部を回転させるか否かの選択操作を受け付ける選択操作受付部をさらに有する、
   請求項１に記載の処理軌跡編集装置。
8. 前記処理部は、請求項１乃至７のいずれかに記載の処理軌跡編集装置によって編集された処理軌跡に沿って移動するように制御される、
   ロボット。
9. 物品を撮影する撮影部と、
   前記物品に対して、処理軌跡に沿って移動しながら流動性を有する物体を塗布する処理を行う処理部と、
   前記処理部の前記物体を吐出する方向を回転中心軸として前記処理部を回転させるモータと、
   前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の前記回転中心軸まわりの回転に関する回転情報を生成する回転情報生成部と、
   前記物品の撮影画像に重ね合わせて、前記処理軌跡と、前記回転情報と、を表示する表示部と、
   前記処理軌跡に対する編集操作と、前記回転情報に対する編集操作と、を受け付ける編集操作受付部と、
   前記処理部を移動させる移動機構と、
   前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させるように前記移動機構を制御して、前記物品に対する前記処理を前記処理部に行わせる制御部と、
   を有する物品処理システム。
10. 物品を撮影部に撮影させる撮影ステップと、
    前記物品に処理を施す際の処理軌跡であって、前記物品の物理座標に対応付けられた処理軌跡と、前記物品に対して前記処理を施す処理部を前記処理軌跡に沿って移動させる際の前記処理部の回転中心軸まわりの回転に関する回転情報と、を前記物品の撮影画像に重ね合わせて表示部に表示させる表示ステップと、
    前記処理軌跡及び前記回転情報に対する編集操作を受け付ける編集操作受付ステップと、
    前記処理部を移動させる移動機構を、前記処理部を前記処理軌跡に沿って移動させるように制御して、前記物品に前記処理を施すことによって、前記処理が施された前記物品を製造するステップと、
    を含む物品製造方法であって、
    前記処理は、前記処理部が前記処理軌跡に沿って移動しながら、前記物品に対して流動性を有する物体を塗布する処理であり、
    前記処理部は、前記物体を吐出する方向を前記回転中心軸として回転する、
    物品製造方法。

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