JP6690648B2 - ピックアップ装置、及びピックアップ方法 - Google Patents

Description

本技術は、例えば電子機器の組み立て、検査等に用いられるピックアップ装置、ピックアップ方法、及びハンド装置に関する。

従来、電子機器や電子部品の製造ライン等において、組み立てや検査等のためにワークをピックアップして移動させるピックアップ装置が用いられている。例えば特許文献１には、縦姿勢で積載された複数の板状ワークを、積込み角度の変化に応じて短時間に移動可能とする技術が開示されている。

特許文献１に記載の吸着ハンドは、吸着パッドの伸縮位置を検出可能なセンサ機構を有し、当該センサ機構の検出結果をもとに吸着ハンドの角度が調整される。また板状ワークを吸着した際のセンサ機構による検出結果をもとに、次の板状ワークを吸着するための角度補正が行われる。角度補正は、吸着ハンドが戻ってくる動作中に実行されるので、補正にかかる時間はほぼゼロとなり、タクト時間が短縮されている（特許文献１の明細書段落[００３０]−[００４６]等）。

特開２００５−２６２３２５号公報

上記のように対象物の姿勢や形状等に応じて、対象物を効率よくピックアップすることが可能な技術が求められている。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、対象物を効率よくピックアップすることが可能なピックアップ装置、ピックアップ方法、及びハンド機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るピックアップ装置は、ベース部と、複数のノズル部と、角度可変部と、制御部とを具備する。
前記複数のノズル部は、前記ベース部に設けられ、対象物を保持可能な先端部を有し、前記ベース部から前記先端部までの長さが可変である。
前記角度可変部は、前記ベース部の角度を変化させる。
前記制御部は、前記複数のノズル部の各々の前記長さを固定して前記ベース部の角度を制御する第１のモードと、前記複数のノズル部の各々の前記長さを可変にして前記ベース部を前記対象物に向けて移動させる第２のモードとを互いに切替え可能である。

このピックアップ装置では、第１のモードと第２のモードとが互いに切り替え可能である。従って対象物の姿勢や形状等に応じて各モードを適宜選択することで、対象物を効率よくピックアップすることが可能となる。

前記ベース部は、設置面を有してもよい。この場合、前記複数のノズル部は、前記設置面に各々の延在方向が略同一となるように設置されてもよい。
これにより対象物を安定して保持することができる。

前記ピックアップ装置は、さらに、前記ベース部に設けられた力覚センサを具備してもよい。この場合、前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記力覚センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御してもよい。
これにより第１のモードにおいて、各先端部を適正に対象物に当接させることが可能となり、安定して対象物を保持することが可能となる。

前記複数のノズル部は、前記対象物を吸着により保持してもよい。この場合、前記ピックアップ装置は、さらに、前記複数のノズル部の各々の吸着圧力を検出する圧力センサを具備してもよい。また前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御してもよい。
これにより第１のモードにおいて、各先端部にて適正に対象物を保持することが可能となり、安定して対象物を保持することが可能となる。

前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の移動を制御してもよい。
これにより第２のモードにおいて、各先端部にて適正に対象物を保持することが可能となり、安定して対象物を保持することが可能となる。

前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記力覚センサ及び前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御してもよい。
これにより第１のモードにおいて、各先端部を対象物に適正に当接させて保持させることが可能となる。この結果、安定して対象物を保持することが可能となる。

前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記複数のノズル部の各々について前記対象物を保持可能な状態であるか否かを判定し、その判定結果をもとに前記ベース部の角度を制御してもよい。
これにより安定して対象物を保持することが可能となる。

前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記対象物を保持可能な状態であるか否かの判定結果をもとに、前記ベース部の移動を制御してもよい。
これにより安定して対象物を保持することが可能となる。

前記先端部は、前記第２のモードにおいて、前記対象物に当接した後、前記対象物の前記ベース部に向けての相対的な移動に追従して、前記ベース部に向けて移動してもよい。
これにより対象物への負荷を十分に小さくすることが可能となり、対象物の変形や破損等を防止することができる。

前記複数のノズル部は、前記先端部を移動させるエアシリンダを有してもよい。
これにより対象物の負荷を十分に抑えて先端部を移動させることが可能となる。

前記エアシリンダは、エキゾーストセンタ電磁弁により作動されてもよい。
これにより対象物の負荷を十分に抑えて先端部を移動させることが可能であり、対象物の保持後はノズル部の長さを固定して組み立て作業等を安定して実行することが可能となる。

本技術の一形態に係るピックアップ方法は、対象物の保持に関する第１のモード及び第２のモードのいずれか一方を選択することを含む。
前記第１のモードが選択された場合に、ベース部に設けられ前記対象物を保持可能な先端部を有する複数のノズル部の前記ベース部から前記先端部までの長さを固定して、前記ベース部の角度を制御することで前記対象物が保持される。
前記第２のモードが選択された場合に、前記複数のノズル部の前記長さを可変にして前記ベース部を前記対象物に向けて移動させることで前記対象物が保持される。

第１のモード及び第２のモードを適宜選択することで、対象物を効率よくピックアップすることが可能となる。

本技術の一形態に係るハンド機構は、ベース部と、複数のノズル部と、力覚センサと、圧力センサとを具備する。
前記複数のノズル部は、前記ベース部に設けられ、対象物を吸着により保持可能な先端部と、エキゾーストセンタ電磁弁により作動され前記先端部を移動させるエアシリンダとを有し、前記ベース部から前記先端部までの長さが可変である。
前記力覚センサは、前記ベース部に設けられる。
前記圧力センサは、前記複数のノズル部の各々の吸着圧力を検出する。

本技術に係るハンド機構を用いることで、上記した第１及び第２のモードを適宜切替えることが可能となる。従って対象物を効率よくピックアップすることが可能となる。

以上のように、本技術によれば、対象物を効率よくピックアップすることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の一実施形態に係るピックアップ装置の構成例を示す概略図である。 図１に示すバルブ機構の構成例を模式的に示す図である。 保持対象となるワークがセットされた状態の一例を示す概略図である。 ピックアップ装置によるワークの保持動作の一例を示すフローチャートである。 シリンダ固定モードにおけるハンド部の動作例を示す模式図である。 シリンダ固定モードにおけるハンド部の動作例を示す模式図である。 シリンダ固定モードにおけるハンド部の動作例を示す模式図である。 シリンダ固定モードにおけるハンド部の動作例を示す模式図である。 シリンダフリーモードにおけるハンド部の動作例を示す模式図である。 シリンダフリーモードにおけるハンド部の動作例を示す模式図である。 シリンダフリーモードにおけるハンド部の動作例を示す模式図である。 ノズル部によりワークが吸着された状態の一例を示す模式図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

［ピックアップ装置の構成］
図１は、本技術の一実施形態に係るピックアップ装置の構成例を示す概略図である。ピックアップ装置１００は、例えば電子機器の製造ラインにおける部品組み立て工程に使用される、産業用ロボットとして構成される。もちろんその他の分野や工程に、本技術に係るピックアップ装置が用いられてもよい。

ピックアップ装置１００は、ロボット本体１０と、真空源３０と、バルブ機構４０と、コントローラ５０とを有する。ロボット本体１０は、多関節アーム１１と、多関節アーム１１の先端部に接続されたハンド部（ハンド機構）１２と、多関節アーム１２の基端部に接続された駆動ユニット１３とを有する。

多関節アーム１１は、例えば垂直多関節アームで構成されるが、これに限られず、水平多関節型、ＳＣＡＲＡ（Selective Compliance Assembly Robot Arm）型、フログレグ（frog leg）型、パラレルリンク型等の他の形式の多関節アームで構成されてもよい。

駆動ユニット１３は、コントローラ５０から送信される制御指令に基づいて多関節アーム１１およびハンド部１２を駆動する。コントローラ５０は、多関節アーム１１の伸縮、垂直軸（Ｚ軸）まわりの旋回、及びハンド部１２の回転等の動作を制御する。

また本実施形態では、多関節アーム１１が動作することで、保持対象であるワークに対するハンド部１２の保持角度（吸着角度）が制御される。すなわち多関節アーム１１は、本実施形態においてベース部１４の角度を変化させる角度可変部として機能する。

ハンド部１２は、ベース部１４と、３つのノズル部１５と、力覚センサ１６とを有する。ベース部１４は、矩形状の板状部材からなり、第１の設置面１４ａとその反対側の第２の設置面１４ｂとを有する。なおベース部１４の形状や材質等は限定されない。

３つのノズル部１５は、ベース部１４の第１の設置面１４ａに、各々の延在方向が略同一となるように設置される。本実施形態では、ベース部１４の１辺の両端部に２つのノズル部１５ａ及び１５ｂが設置され、対向する辺の中央部に１つのノズル部１５ｃが設置される。３つのノズル部１５ａ−１５ｃは、ベース部１４の中央部を中心とした円周上において、等間隔となるように配置される。これによりワークを安定して保持することが可能となる。なおノズル部１５の数や設置される位置等は限定されない。

ノズル部１５は、エアシリンダを構成するシリンダチューブ１７と、ロッド１８とを有する。シリンダチューブ１７はベース部１４の第１の設置面１４ａに固定される。ロッド１８は、シリンダチューブ１７に対して突出可能に挿入される。以下、ロッド１８の突出方向を、単に前後方向と記載する場合がある（矢印Ｌの方向）。

シリンダチューブ１７には、バルブ機構４０が接続される。バルブ機構４０は、図示しないエア源と、電磁バルブ４１（図２参照）とを含む。コントローラ５０によりバルブ機構４０が制御されることで、ロッド１８の挿入位置が制御される。

ロッド１８の先端には、ワークに当接して吸着する吸着パッド１９が設けられる。ロッド１８が前後方向に移動すると、それに合わせて吸着パッド１９も前後方向に移動する。すなわち本実施形態では、ベース部１４から吸着パッド１９までの長さが可変となっている。吸着パッド１９は、本実施形態において、ワークを保持可能な先端部に相当する。吸着パッド１９の形状や材料等は限定されず、例えばシリコンゴム等が用いられる。

真空源３０は、図示しないエアホース等を介して、吸着パッド１８からノズル部１５の内部を通って形成された図示しない貫通孔に接続される。真空源３０により真空引きが行われることで、貫通孔内に負圧が発生する。この結果、真空吸着により、ワークを吸着することが可能となる。

図１に示すように、真空源３０には、各ノズル部１５の吸着圧力、すなわち貫通孔に発生する負圧の大きさを検出する圧力センサが設置される。真空源３０及び圧力センサの具体的な構成は限定されず、例えば任意の真空ポンプや真空センサ等が用いられてよい。

力覚センサ１６は、ベース部１４の第２の設置面１４ｂに設置される。力覚センサ１６は、ノズル部１５がワークに当接する際に発生する、ワークからの反力を検出することが可能である。本実施形態では、力覚センサ１６は、自身の中心部が第２の設置面１４ｂの中心部に合わせられて設置される。これにより３つのノズル部１５ａ−１５ｃの各々に作用する反力を精度よく検出することができる。力覚センサ１６の具体的な構成は限定されず任意のものが用いられてよい。

コントローラ５０は、ロボット本体１０、真空源３０、及びバルブ機構４０の各々の動作を制御する。本実施形態では、コントローラ５０により、ワークの保持に関するモードの切り替えや、各モードにおけるワークの保持動作が制御される。コントローラ５０は、典型的にはコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従って各処理を実行する。コンピュータ５０は、本実施形態において、制御部として機能する。

図２は、バルブ機構４０の構成例を模式的に示す図である。図２では、真空源３０のエアホース等と接続される貫通孔の図示は省略されている。

本実施形態では、バルブ機構４０に含まれる電磁バルブ４１として３位置エキゾーストセンタ電磁弁が用いられる。左右のソレノイド４２ａ及び４２ｂが非通電の状態、すなわち初期状態では、シリンダチューブ１７の両方の接続口２０ａ及び２０ｂから、スピードコントローラ４３を介してエアが排気される。すなわち両方の接続口２０ａ及び２０ｂが大気圧に接続される。

従ってシリンダチューブ１７に対してロッド１８がフリー状態（ニュートラル状態ともいう）となり、例えば手でロッド１８を動かすと、手の動きに追従して、手に付勢力を加えることなくロッド１８は移動する。

左側のソレノイド４２ａを通電させると、接続口２０ａにエアが供給され、接続口２０ｂからエアが排気される。この結果、ロッド１８は前方側の端部に移動し、そこで固定される（例えば図９参照）。右側のソレノイド４２ｂを通電させると、エアの供給及び排気が逆となり、ロッド１８は後方側の端部で固定される（例えば図５参照）。

［ワークの保持動作］
図３は、保持対象となるワークがセットされた状態の一例を示す概略図である。図３に示すように、部品箱６０の底面に互いに平行となる複数の差込溝６１が、略等間隔に形成される。当該差込溝６１の両端部に、板状のワークＷが縦向きに差し込まれる。全ての差込溝６１にワークＷが差し込まれた状態で、部品箱６０が所定の位置にセットされる。

例えば部品箱６０のセット時に、縦向きに配置されたワークＷの角度を垂直方向に高精度に揃えるためには、差込溝６１の幅や間隔、部品箱自体の寸法等を高精度に設計しなければならず、また変形が生じない材料で部品箱６０を製作しなければならない。また差込溝６１にワークＷを差し込む作業や、部品箱６０をセットする作業を正確に行わなければならない。この結果、組み立て工程にかかる作業時間が長くなってしまい、作業にかかる負担も大きくなってしまう。

本実施形態では、ワークＷの角度にばらつきがある場合でも、各ワークＷを短時間に効率よくピックアップすることが可能である。これにより上記のような問題を防止することが可能となり、作業時間の短縮、部品箱６０の製作コスト及び材料コストの低減、及びワークＷの差込作業の負担の軽減等を実現することができる。

図４は、ピックアップ装置１００によるワークＷの保持動作の一例を示すフローチャートである。まずワークＷの保持に関するモードの選択が実行される。本実施形態では、コントローラ５０により、第１のモードとしてのシリンダ固定モードと、第２のモードとしてのシリンダフリーモードとが互いに切り替え可能である。

シリンダ固定モードは、ノズル部１５の長さ（ベース部１４から吸着バルブ１９までの長さ）を固定してベース部１４の角度を制御するモードである。シリンダフリーモードは、ノズル部１５の長さを可変にして、ベース部１４をワークＷに向けて移動させるモードである。

図４のステップ１０１に示すように、典型的には、ワークＷ（取り出し部品）が力を加えてもよい部品であるか、それとも力を加えると変形等が生じてしまう薄型等の部品であるかが判定される。そしてワークＷが力を加えてよい部品である場合には（ステップ１０１のＹｅｓ）、シリンダ固定モードが選択される（ステップ１０２）。逆の場合には、シリンダフリーモードが選択される（ステップ１０３）。なおモード選択の条件は限定されない。

ここではシリンダ固定モードが選択されたとする。図５−図８は、シリンダ固定モードにおけるハンド部１２の動作例を示す模式図である。

まずハンド部１２による保持動作が開始され、ワークＷへのアプローチが行われる（ステップ１０４）。アプローチ動作は、予め定められており、本実施形態では、まず吸着パッド１９が後方側に移動され、シリンダチューブ１７の前端付近で固定される。そして垂直方向にベース部１４が立てられ、水平方向（Ｙ軸方向）に沿ってワークＷに向けて、所定の位置までハンド部１２が移動される。当該所定の位置は、箱部品６０内のワークＷの位置等に応じて定められる。

コントローラ５０により、力覚センサ１６による検出結果、すなわち吸着パッド１９がワークＷに当接する際のワークＷからの反力Ｆが取得される。そして反力Ｆがベース部１４の第１の設置面１４ａに対して均一に作用しているか否かが判定される（ステップ１０５）

例えば図５に示すように、ワークＷが垂直方向に沿ってセットされている場合には、３つのノズル部１５ａ−１５ｃ（ノズル部１５ｂは見えない）に作用する反力Ｆは互いに略等しくなり、第１の設置面１４ａに対して均一に作用する。この場合、ワークＷに対して適正な吸着角度にて各ノズル部１５が当接されたと判定され、ステップ１０５のＹｅｓからステップ１０６に進む。

図６に示すように、ワークＷが傾いてセットされている場合には、一部のノズル部１５（図に示す例ではノズル部１５ｃ）がまずワークＷに当接し、反力Ｆが発生する。当該反力Ｆは、第１の設置面１４ａに対して均一には作用しないので、ワークＷに対して適正な吸着角度ではないと判定され、ステップ１０５のＮｏからステップ１０７に進む。

ステップ１０７では、力覚センサ１６の検出結果をもとに、第１の設置面１４ａに対して作用する反力Ｆの弱い方にハンド部１２が傾くように、ベース部１４の角度が制御される。図６及び図７に示す例では、下方側の２つのノズル部１５ａ及び１５ｂからの反力Ｆが作用しないので、反力Ｆの弱い方はベース部１４の下方側となる。従ってベース部１４の下方側がワークＷに近づくように、ベース部１４が傾けられる（矢印Ｍ）。

なおコントローラ５０のメモリには、第１の設置面１４ａに対する各々のノズル部１５の位置座標が記憶されている。ベース部１４を傾ける方向を算出する際に、当該位置座標が用いられることで、ワークＷに当接していないノズル部１５を効率よくワークＷに近づけることが可能となる。

ベース部１４を傾ける方法は限定されないが、例えばノズル部１５ｃに当接しているワークＷがほぼ動かないように、ノズル部１５ｃを中心にベース部１４が回転される。これによりワークＷの姿勢を保ったまま、他のノズル部１５ａ及び１５ｂをワークＷに当接させることができる。なおベース部１４を傾けることが可能な向きや傾斜角度等は、ワークＷの形状やセット時の姿勢のばらつきの範囲等をもとに、適宜設定されてよい。

ベース部１４の角度を変化させた後、力覚センサ１６により検出される力覚値（反力）が所定の閾値以上か否かが判定される（ステップ１０８）。例えばハンド部１２を傾斜させた結果、吸着対象として想定されている部分以外の突起部等に、他のノズル部１５が当たってしまい、高い反力Ｆが検出される場合等が考えられる。また他のノズル部１５がワークＷから外れてしまい、すでに当接されているノズル部１５への反力Ｆが異常に高くなる場合等も考えられる。

従って所定の閾値以上の力覚値が検出された場合には（ステップ１０８のＹｅｓ）、異常事態が発生したと判定され、異常処理として作業者の呼び出しが実行される（ステップ１０９）。例えば音声やランプ等を用いてアラート（警告）が報知される。これにより異常事態に対して適正に対応することができる。

異常な力覚値が検出されない場合には（ステップ１０８のＮｏ）、ステップ１０５に戻り、第１の設置面１４ａに反力Ｆが均一に作用するか否かが再度判定される。例えば図８に示すように、ベース部１４の角度を制御することで、各々のノズル部１５に作用する反力Ｆが互いに略等しくなる場合には、ステップ１０５のＹｅｓからステップ１０６に進む。

ステップ１０６では、真空源３０が制御され、真空吸着が開始される。圧力センサによる検出結果をもとに、ノズル部１５の吸着圧力が全て所定の閾値以上か否かが判定される（ステップ１１０）。全ての吸着圧力が閾値以上である場合には（ステップ１１０のＹｅｓ）、各ノズル部１５がワークＷを保持可能な状態であると判定され、ワークＷの取出しが実行される（ステップ１１１）。

ピックアップされたワークＷは、多関節アーム１１が駆動することで所定の位置に搬送され、電子機器の所定の部分として組み立てられる。この際、ワークＷを吸着した際のベース部１４の角度をもとに、組み立て工程が実行される。

吸着圧力が閾値以下となるノズル部１５が存在する場合には（ステップ１１０のＮｏ）、吸着圧力が弱いノズル部１５がワークＷに近づくようにハンド部１２が傾けられる（ステップ１１２）。この際にベース部１４の傾斜量は、典型的には、ステップ１０７における傾斜量と比べて小さい。またベース部１４が傾けられた後に、吸着圧力が閾値以上であるか再度判定されてもよい。ハンド部１２が傾けられると、ステップ１０５に戻る。

図９−図１１は、シリンダフリーモードにおけるハンド部１２の動作例を示す模式図である。ここでは変形しやすい薄型のワークＷが横向きに置かれ、垂直方向に積み上げられた場合を例として説明する。図中では板状のワークＷが図示されているが、実際にはワークＷの縁部や下部等に突起部等が形成されていることが多い。従って短い作業時間でワークＷを段積みする場合には、斜めに載置されるワークＷがでてくる。

ワークＷは変形しやすいので、上記したシリンダ固定モードで説明したようにワークＷからの反力Ｆを利用して吸着角度を調整することが難しい。本実施形態では、シリンダフリーモードを選択することで、効率よくワークＷを保持することができる。

まず真空源３０が制御され、真空吸着が開始される（ステップ１１３）。ハンド部１２によるワークＷへのアプローチ動作が行われる（ステップ１１４）。まずエキゾーストセンタ電磁弁が初期状態に設定され、ロッド１８がフリー状態に設定される。そしてハンド部１２が下方にあるワークＷに向けて、所定の位置まで移動される。当該所定の位置は、各ワークＷを吸着するための基準となる位置であり、例えばワークＷの段数等に応じて設定される。

なおステップ１０３にてシリンダフリーモードが選択されるタイミングで、エキゾーストセンタ電磁弁が初期状態に設定されてもよい。

圧力センサの検出結果をもとに、全てのノズル部１５の吸着圧力が所定の閾値以上か否かが判定される。すなわち各ノズル部１５がワークＷを保持可能な状態であるか否かが判定される（ステップ１１５）。全ての吸着圧力が閾値以上である場合には（ステップ１１５のＹｅｓ）、ワークＷの取出しが実行される（ステップ１１６）。

図９に示すように、各ノズル部１５によりワークＷが吸着されると、ワークＷが段積みされた他のワークＷから離間する位置まで、ハンド部１２が移動される。典型的には、ハンド部１２は、上方に移動される。そして電磁バルブ４１が制御されて、ロッド１８が前方側の端部に固定される。これにより吸着したワークＷを安定して保持することが可能となり、次の組み立て作業を精度よく実行することが可能となる。なお後方側の端部にロッド１８が固定されてもよい。

図１０に示すように、ワークＷが傾いている場合には、吸着圧力が閾値以下となるノズル部１５（ノズル部１５ａ及び１５ｂ）が発生する（ステップ１１５のＮｏ）。この場合、ハンド部１２の追い込み移動が実行され、ベース部１４がワークＷに向けて前進させられる（ステップ１１７）。本実施形態では、ワークＷが横向きに段積みされているので、追い込み移動によりハンド部１２は下降する。

図１１の矢印Ｎに示すように、ベース部１４が移動されると、相対的にワークＷがベース部１４に向けて移動する。上記したようにノズル部１５のロッド１８はフリー状態となっているので、すでにワークＷに当接している吸着パッド１９ｃは、ワークＷの相対的に移動に追従して、ベース部１４に向けて移動する。ロッド１８ｃがフリー状態であるので、吸着パッド１９ｃからワークＷに付勢力が発生することはない。この結果、ワークＷへの負荷を十分に小さくすることが可能となり、ワークＷの変形や破損等を防止することができる。

その後、他のノズル部１５によりワークＷが吸着され、ステップ１１４に戻り、ステップ１１５で吸着圧力が閾値以上であると判定された場合は、ワークＷの取出しが実行される（ステップ１１６）。

なお本実施形態では、ステップ１１４に戻る前に、ハンド部１２の追い込み移動の回数が所定の回数（ｎ回とする）以上であるか否かが判定される（ステップ１１８）。追い込み移動がｎ回よりも小さい場合には（ステップ１１８のＮＯ）、ステップ１１４に戻る。追い込み移動がｎ回以上の場合には（ステップ１１８のＹＥＳ）、リトライとなりハンド部１２が、吸着が開始される元の位置へリセットされる（ステップ１１９）。

その後リトライの回数が所定の回数（ｍ回とする）以上であるか否かが判定され（ステップ１２０）、判定結果がＮＯである場合にはステップ１１３に戻る。判定結果がＹＥＳの場合には、異常事態が発生したと判定され、異常処理として作業者の呼び出しが実行される（ステップ１２１）。

図１２は、ノズル部１５によりワークＷが吸着された状態の一例を示す模式図であり、ワークＷを吸着方向（ノズル部の延在方向）から見た図である。図１２Ａは、吸着方向において、ワークＷの位置とハンド部１２の位置とがずれることなく吸着が行われた場合の図である。図１２Ｂは、吸着方向から見てワークＷが回転してしまい、その状態で３つのノズル部１５がワークＷを吸着した状態の図である。

例えば部品箱６０内や段積みされた状態で、ワークＷがハンド部１２に対して傾斜する場合のみならず、吸着方向から見て回転等により位置がずれる場合も起こり得る。このような場合でも、例えばワークＷを吸着した後に撮像装置により撮影することで、撮影画像に基づいて吸着状態を判定することが可能である。判定された吸着状態をもとに、多関節アーム１１等を適宜制御することで、組み立て工程等を精度よく実行することができる。

以上、本実施形態に係るピックアップ装置１００では、シリンダ固定モードとシリンダフリーモードとが互いに切り替え可能である。従ってワークＷの姿勢や形状等に応じて各モードを適宜選択することで、ワークＷを効率よくピックアップすることが可能となる。

例えば、部品箱６０内や段積みされた状態で、各ワークＷの位置に応じてティーチングを行えば、適宜ハンド部１２の角度等を制御することも可能である。しかしながら１つ１つティーチングをすると、作業時間が非常に長くなってしまう。本技術に係るピックアップ装置では、ティーチングをすることなく、ワークＷを安定して保持可能であるので、作業時間を大幅に短縮することができる。

＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

上記では、シリンダ固定モードにおいて、力覚センサの検出結果、及び圧力センサの検出結果の両方が用いられて、ハンド部の角度が制御された。これにより非常に精度よく角度制御が可能となり、ワークＷを効率よく安定して保持することが可能となった。

他の実施形態として、シリンダ固定モードにおいて、力覚センサの検出結果のみ、あるいは圧力センサの検出結果のみに基づいて、ハンド部の角度が制御されてもよい。例えば圧力センサが用いられる場合には、力覚センサが備えられなくてもよい。これにより作業時間の短縮、装置の小型化、部品コストの低減等を図ることができる。

各ノズル部がワークを保持可能な状態であるか否かが、各ノズル部の吸着圧力を見ることなく判定されてもよい。例えばアプローチ動作を実行したハンド部の状態が撮像装置により撮影され、当該撮影画像をもとに各ノズル部がワークに適正に当接しているか否かが判定されてもよい。その他、距離センサ等により吸着パッドからワークまでの距離が検出されてもよい。いずれにせよ、各ノズル部がワークを保持可能な状態であるか否かに応じて、シリンダ固定モードにおけるハンド部の角度制御、及びシリンダフリーモードにおけるハンド部の移動制御が実行されればよい。

保持対象となるワークの形状に応じて、各ノズル部の長さや延在方向が互いに異なって設定されてもよい。この場合でも、適正な姿勢で吸着される場合の力覚値と検出値とを比較して、ハンド部の角度を制御すればよい。

上記では、ベース部の中央部に力覚センサが設置された。これにより検出値をもとにした角度制御が容易に実現される。なお力覚センサの取り付け位置も限定されず、例えばベース部の隅部に取り付けられてもよい。この場合でも、適正な姿勢で吸着される場合の力覚値を記憶しておくことで、適正な角度制御が可能となる。

上記では、シリンダフリーモードにおいて、当接したワークの移動に追従して吸着パッドを移動させるために、エアシリンダ及びエキゾーストセンタ電磁弁が用いられた。しかしながら吸着パッド（ロッド）をフリー状態にするために、他の構成が用いられてもよい。例えば他の形式の電磁弁を適宜組み合わせてロッドのフリー状態と固定状態とが切替えられてもよい。その他任意の構成が用いられてよい。

吸着圧力を検出する圧力センサがハンド部に搭載されてもよい。また角度調整部がハンド部側に構成され、当該角度調整部が多関節アーム等に接続されてもよい。すなわち本技術に係るヘッド機構として、ベース部と、複数のノズル部と、力覚センサと、圧力センサとを備えたヘッド機構が構成されてもよい。

以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）ベース部と、
前記ベース部に設けられ、対象物を保持可能な先端部を有し、前記ベース部から前記先端部までの長さが可変である複数のノズル部と、
前記ベース部の角度を変化させる角度可変部と、
前記複数のノズル部の各々の前記長さを固定して前記ベース部の角度を制御する第１のモードと、前記複数のノズル部の各々の前記長さを可変にして前記ベース部を前記対象物に向けて移動させる第２のモードとを互いに切替え可能な制御部と
を具備するピックアップ装置。
（２）（１）に記載のピックアップ装置であって、
前記ベース部は、設置面を有し、
前記複数のノズル部は、前記設置面に各々の延在方向が略同一となるように設置される
ピックアップ装置。
（３）（１）又は（２）に記載のピックアップ装置であって、さらに、
前記ベース部に設けられた力覚センサを具備し、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記力覚センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御する
ピックアップ装置。
（４）（１）から（３）のうちいずれか１つに記載のピックアップ装置であって、
前記複数のノズル部は、前記対象物を吸着により保持し、
前記ピックアップ装置は、さらに、前記複数のノズル部の各々の吸着圧力を検出する圧力センサを具備し、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御する
ピックアップ装置。
（５）（４）に記載のピックアップ装置であって、
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の移動を制御する
ピックアップ装置。
（６）（１）から（５）のうちいずれか１つに記載のピックアップ装置であって、
前記複数のノズル部は、前記対象物を吸着により保持し、
前記ピックアップ装置は、さらに、前記ベース部に設けられた力覚センサと、前記複数のノズル部の各々の吸着圧力を検出する圧力センサとを具備し、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記力覚センサ及び前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御する
ピックアップ装置。
（７）（１）から（６）のうちいずれか１つに記載のピックアップ装置であって、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記複数のノズル部の各々について前記対象物を保持可能な状態であるか否かを判定し、その判定結果をもとに前記ベース部の角度を制御する
ピックアップ装置。
（８）（１）から（７）のうちいずれか１つに記載のピックアップ装置であって、
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記対象物を保持可能な状態であるか否かの判定結果をもとに、前記ベース部の移動を制御する
ピックアップ装置。
（９）（１）から（８）のうちいずれか１つに記載のピックアップ装置であって、
前記先端部は、前記第２のモードにおいて、前記対象物に当接した後、前記対象物の前記ベース部に向けての相対的な移動に追従して、前記ベース部に向けて移動する
（１０）（９）に記載のピックアップ装置であって、
前記複数のノズル部は、前記先端部を移動させるエアシリンダを有する
ピックアップ装置。
（１１）（１０）に記載のピックアップ装置であって、
前記エアシリンダは、エキゾーストセンタ電磁弁により作動される
ピックアップ装置。

Ｗ…ワーク
１０…ロボット本体
１１…多関節アーム
１２…ハンド部（ハンド機構）
１４…ベース部
１４ａ…第１の設置面
１５…ノズル部
１６…力覚センサ
１７…シリンダチューブ
１８…ロッド
１９…吸着パッド
３０…真空源
４０…バルブ機構
４１…電磁バルブ
５０…コントローラ
１００…ピックアップ装置

Claims (11)

1. ベース部と、
   前記ベース部に設けられ、対象物を保持可能な先端部を有し、前記ベース部から前記先端部までの長さが可変である複数のノズル部と、
   前記ベース部の角度を変化させる角度可変部と、
   前記複数のノズル部の各々の前記長さを固定して前記ベース部の角度を制御する第１のモードと、前記複数のノズル部の各々の前記長さを可変にして前記ベース部を前記対象物に向けて移動させる第２のモードとを互いに切替え可能な制御部と、
   前記ベース部に設けられた力覚センサと
   を具備し、
   前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記力覚センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御する
   ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載のピックアップ装置であって、
   前記ベース部は、設置面を有し、
   前記複数のノズル部は、前記設置面に各々の延在方向が略同一となるように設置される
   ピックアップ装置。
3. 請求項１又は２に記載のピックアップ装置であって、
   前記複数のノズル部は、前記対象物を吸着により保持し、
   前記ピックアップ装置は、さらに、前記複数のノズル部の各々の吸着圧力を検出する圧力センサを具備し、
   前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御する
   ピックアップ装置。
4. 請求項３に記載のピックアップ装置であって、
   前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の移動を制御する
   ピックアップ装置。
5. 請求項１から４のうちいずれか１項に記載のピックアップ装置であって、
   前記複数のノズル部は、前記対象物を吸着により保持し、
   前記ピックアップ装置は、さらに、前記ベース部に設けられた力覚センサと、前記複数のノズル部の各々の吸着圧力を検出する圧力センサとを具備し、
   前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記力覚センサ及び前記圧力センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御する
   ピックアップ装置。
6. 請求項１から５のうちいずれか１項に記載のピックアップ装置であって、
   前記制御部は、前記第１のモードにおいて、前記複数のノズル部の各々について前記対象物を保持可能な状態であるか否かを判定し、その判定結果をもとに前記ベース部の角度を制御する
   ピックアップ装置。
7. 請求項１から６のうちいずれか１項に記載のピックアップ装置であって、
   前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記対象物を保持可能な状態であるか否かの判定結果をもとに、前記ベース部の移動を制御する
   ピックアップ装置。
8. 請求項１から７のうちいずれか１項に記載のピックアップ装置であって、
   前記先端部は、前記第２のモードにおいて、前記対象物に当接した後、前記対象物の前記ベース部に向けての相対的な移動に追従して、前記ベース部に向けて移動する
9. 請求項８に記載のピックアップ装置であって、
   前記複数のノズル部は、前記先端部を移動させるエアシリンダを有する
   ピックアップ装置。
10. 請求項９に記載のピックアップ装置であって、
    前記エアシリンダは、エキゾーストセンタ電磁弁により作動される
    ピックアップ装置。
11. 対象物の保持に関する第１のモード及び第２のモードのいずれか一方を選択する選択ステップと、
    前記第１のモードが選択された場合に、ベース部に設けられ前記対象物を保持可能な先端部を有する複数のノズル部の前記ベース部から前記先端部までの長さを固定して、前記ベース部の角度を制御することで前記対象物を保持する第１の保持ステップと、
    前記第２のモードが選択された場合に、前記複数のノズル部の前記長さを可変にして前記ベース部を前記対象物に向けて移動させることで前記対象物を保持する第２の保持ステップと
    を具備し、
    前記第１の保持ステップは、前記ベース部に設けられた力覚センサの検出結果をもとに、前記ベース部の角度を制御するステップを含む
    ピックアップ方法。

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