JP6836606B2 - Robot control and system - Google Patents

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Description

本発明はロボット制御装置およびシステムに関する。 The present invention relates to a robot control device and a system.

従来、金属光沢を有するボルト等の物品を先端部に設けられたロボットハンドによって取出すロボットが知られている(例えば、特許文献1参照。)。このように、従来は、容易に形状が変化しない物品の取出作業にロボットハンドが用いられ、これにより作業効率の向上が図られていた。 Conventionally, there is known a robot that takes out an article such as a bolt having a metallic luster by a robot hand provided at a tip portion (see, for example, Patent Document 1). As described above, conventionally, a robot hand has been used for taking out an article whose shape does not easily change, thereby improving work efficiency.

特開2015−182184号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-182184

近年、ロボットハンドによって食品等の容易に形状が変化する物品の取出作業の実現が検討されている。例えば、シュークリーム、パン、ケーキ等の食品のロボットハンドによる取出しが試みられている。このような物品を把持するためにシリコン製又はゴム製のロボット指が用いられる場合もあるが、このような指もシュークリーム、パン、ケーキ等に比べるとかなり硬い場合が多い。このため、把持状態におけるロボット指の間隔である把持間隔又は把持力が適切でないと、物品に変形、破損等が簡単に生ずる。 In recent years, the realization of the work of taking out articles whose shape easily changes, such as food, by a robot hand has been studied. For example, attempts are being made to take out foods such as cream puffs, breads, and cakes by robot hands. Silicone or rubber robot fingers may be used to grip such articles, but such fingers are often considerably harder than cream puffs, pancakes, and the like. Therefore, if the gripping interval or the gripping force, which is the spacing between the robot fingers in the gripping state, is not appropriate, the article is easily deformed or damaged.

解決案の一つとして、把持間隔を適切に設定することが考えられる。しかし、シュークリーム、パン、ケーキ等の物品は形状が一定でない場合が多い。このため、その日の製造を開始する際に把持間隔の設定が適切であっても、製造を行っている間に物品の硬さ、形状等の状態が僅かに変化し、当該変化によって把持間隔が適切ではなくなる場合が多くある。 As one of the solutions, it is conceivable to set the gripping interval appropriately. However, articles such as cream puffs, breads, and cakes often have irregular shapes. Therefore, even if the gripping interval is set appropriately when starting the manufacturing on that day, the state of the article such as hardness and shape changes slightly during the manufacturing, and the gripping interval changes due to the change. Often not appropriate.

また、前述のようにロボット指によって出来るだけ優しく物品を把持する必要がある。しかし、このような物品はその硬さに比べて重量が大きい場合も多い。このため、物品を適切に把持できる把持間隔又は把持力の範囲は狭い。このような課題を解決するために、各ロボット指の先端部に触覚センサを設けることも考えられる。しかし、ロボットハンドの構造および制御が複雑になり、コスト上昇にも繋がる。さらに、扱う物品に含まれる成分によるセンサの故障の懸念がある。また、制御が複雑になることによって作業効率が低下すると、ロボットハンドを用いるメリットが少なくなる又は無くなる。 Further, as described above, it is necessary to grip the article as gently as possible with the robot finger. However, such articles are often heavier than their hardness. Therefore, the range of gripping intervals or gripping forces that can appropriately grip the article is narrow. In order to solve such a problem, it is conceivable to provide a tactile sensor at the tip of each robot finger. However, the structure and control of the robot hand become complicated, which leads to an increase in cost. Furthermore, there is a concern that the sensor may fail due to the components contained in the article to be handled. Further, if the work efficiency is lowered due to the complicated control, the merit of using the robot hand is reduced or eliminated.

前述の事情に鑑み、ロボットハンドによって軟らかい物品を適切に把持するために、ロボット指等である複数の把持部の把持間隔又は把持力を物品の状態に応じて適宜変更することができるロボット制御装置およびシステムの提供が望まれている。 In view of the above circumstances, in order to appropriately grip a soft article with a robot hand, a robot control device capable of appropriately changing the gripping interval or gripping force of a plurality of gripping portions such as robot fingers according to the state of the article. And the provision of a system is desired.

本開示の第1態様のロボット制御装置は、複数の把持部によって物品を把持するロボットハンドを制御するロボット制御装置であって、前記物品を検出するための視覚センサによって得られた画像に基づき前記物品のサイズ情報を得るサイズ情報取得手段と、前記サイズ情報に応じて、把持状態における前記複数の把持部の間隔である把持間隔又は前記把持状態における前記複数の把持部による把持力を変化させる把持調整手段と、を備える。
このように、サイズ情報に応じて把持間隔又は把持力が変化するので、形状が一定ではない軟らかい物品が、複数の把持部によって適切に把持されるようになる。
The robot control device of the first aspect of the present disclosure is a robot control device that controls a robot hand that grips an article by a plurality of gripping portions, and is based on an image obtained by a visual sensor for detecting the article. A gripping interval that is an interval between the plurality of gripping portions in the gripping state or a gripping force that changes the gripping force of the plurality of gripping portions in the gripping state according to the size information acquiring means for obtaining the size information of the article and the size information. It is provided with an adjusting means.
In this way, since the gripping interval or the gripping force changes according to the size information, a soft article having a non-constant shape can be appropriately gripped by the plurality of gripping portions.

上記態様において、好ましくは、前記サイズ情報が、前記画像中において前記物品として検出された領域の面積値である。
ここで、物品がシュークリーム、パン、ケーキ等の食品である場合、物品の形状、硬さ等は一定ではない。また、中にクリーム等の粘性が高い液体が封入されている物品は特に、その外周面の一部を凹ませると外周面の他の部分が膨らむ傾向を有する場合が多い。この場合、外周面の一部を凹ませた場合の平面視における物品の面積の変化が比較的小さいとも言える。
当該態様では、画像中において物品として検出された領域の面積値に応じて把持間隔又は把持力が変化し、これは形状が一定ではない物品を適切に把持するために有利である。
In the above aspect, preferably, the size information is the area value of the region detected as the article in the image.
Here, when the article is a food such as cream puff, bread, cake, etc., the shape, hardness, etc. of the article are not constant. In addition, an article in which a highly viscous liquid such as cream is enclosed often tends to swell the other part of the outer peripheral surface when a part of the outer peripheral surface is dented. In this case, it can be said that the change in the area of the article in the plan view when a part of the outer peripheral surface is recessed is relatively small.
In this aspect, the gripping interval or gripping force changes according to the area value of the region detected as an article in the image, which is advantageous for appropriately gripping the article whose shape is not constant.

上記態様において、好ましくは、前記サイズ情報が、前記画像中において前記物品として検出された領域の寸法データである。
寸法データは、画像中の物品の最大直径、平均直径等である。この場合でも、形状が一定ではない物品を適切に把持することが可能である。
In the above aspect, preferably, the size information is dimensional data of a region detected as the article in the image.
The dimensional data is the maximum diameter, average diameter, etc. of the article in the image. Even in this case, it is possible to appropriately grip an article whose shape is not constant.

上記態様において、前記寸法データが、前記画像中において前記物品として検出された領域の周長データであることが好ましい。
寸法データが画像中の物品の最大直径、平均直径等である場合、寸法を測定する方向によってばらつきが生ずる可能性があるが、寸法データとして周長データを用いると、上記のばらつきの発生可能性を低減することができる。
In the above aspect, it is preferable that the dimensional data is the perimeter data of the region detected as the article in the image.
If the dimensional data is the maximum diameter, average diameter, etc. of the article in the image, there may be variations depending on the direction in which the dimensions are measured, but if the circumference data is used as the dimensional data, the above variations may occur. Can be reduced.

上記態様において、好ましくは、前記ロボットハンドが、前記把持間隔又は前記把持力を複数のレベルに変化させるハンド制御装置を有するものであり、前記サイズ情報の値と前記複数のレベルとを対応付けるテーブル又は式が格納された記憶部を備え、前記把持調整手段が、前記テーブル又は前記式を用いて、前記複数のレベルのうち前記サイズ情報に応じたレベルに設定するための制御信号を前記ハンド制御装置に送信する。 In the above aspect, preferably, the robot hand has a hand control device that changes the gripping interval or the gripping force to a plurality of levels, and a table or a table that associates the value of the size information with the plurality of levels. The hand control device includes a storage unit in which an expression is stored, and the hand control device sets a control signal for the gripping adjustment means to set a level corresponding to the size information among the plurality of levels by using the table or the expression. Send to.

複数の把持部の把持間隔又は把持力を複数のレベルに変化させるロボットハンドは、その制御が容易であり、構造の簡素化も容易である。このため、このようなロボットハンドが取出対象の物品の製造会社で用いられる場合が多い。
上記態様では、把持間隔又は把持力とサイズ情報の値とを対応づけるテーブル又は式を用いて、サイズ情報に応じたレベルに設定するための制御信号がハンド制御装置に送信される。このため、ロボット制御装置側の制御も簡素化することができ、把持間隔又は把持力の調整の手間も低減することができる。
A robot hand that changes the gripping interval or gripping force of a plurality of gripping portions to a plurality of levels is easy to control and simplifies the structure. Therefore, such a robot hand is often used by a manufacturing company of an article to be taken out.
In the above aspect, a control signal for setting the level according to the size information is transmitted to the hand control device using a table or formula that associates the gripping interval or the gripping force with the value of the size information. Therefore, the control on the robot control device side can be simplified, and the time and effort for adjusting the gripping interval or the gripping force can be reduced.

上記態様において、好ましくは、前記把持調整手段が、単一又は複数の前記画像中の複数の前記物品の各々のサイズ情報の分布に基づき、前記複数のレベルに各々対応する前記サイズ情報の値を変える。
このように、把持調整手段が、画像中の物品の前記サイズ情報の分布に基づき、把持間隔又は把持力の各レベルに対応するサイズ情報の値を変えることは、物品の取出しミスの低減、物品に生ずる破損、変形、および接触痕の低減等のために有利である。
In the above aspect, preferably, the gripping adjusting means sets the value of the size information corresponding to each of the plurality of levels based on the distribution of the size information of each of the plurality of articles in the single image or the plurality of images. Change.
In this way, the gripping adjusting means changes the value of the size information corresponding to each level of the gripping interval or the gripping force based on the distribution of the size information of the article in the image, thereby reducing the error in taking out the article and reducing the article. It is advantageous for reducing damage, deformation, and contact marks that occur in.

本開示の第2態様は、複数の把持部によって物品を把持するロボットハンドを制御するロボット制御装置であって、前記物品のサイズ情報を得るサイズ情報取得手段と、前記サイズ情報に応じて、把持状態における前記複数の把持部の間隔である把持間隔又は前記把持状態における前記複数の把持部による把持力を変化させる把持調整手段と、前記サイズ情報と、前記ロボットハンドによって前記物品を把持した時の把持状態の情報とに基づき、前記把持状態を改善するための学習を行う学習部と、を備える。 A second aspect of the present disclosure is a robot control device that controls a robot hand that grips an article by a plurality of gripping portions, a size information acquisition means for obtaining size information of the article, and gripping according to the size information. When the article is gripped by the gripping interval, which is the interval between the plurality of gripping portions in the state, or the gripping adjusting means for changing the gripping force by the plurality of gripping portions in the gripping state, the size information, and the robot hand. A learning unit that performs learning for improving the gripping state based on the information on the gripping state is provided.

本開示の第3態様は、管理システムであって、物品を把持するロボットハンドを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置と通信可能な上位制御システムと、を備え、前記ロボット制御装置は、前記物品のサイズ情報と、前記ロボットハンドによって前記物品を把持した時の把持状態の情報とに基づき、前記把持状態を改善するための学習を行う学習部と、前記学習の結果を前記上位制御システムに出力する出力部と、を有し、前記上位制御システムは、前記ロボット制御装置から受信する前記学習の結果を蓄積する。 A third aspect of the present disclosure is a management system, comprising a robot control device that controls a robot hand that grips an article, and a higher-level control system that can communicate with the robot control device. A learning unit that performs learning to improve the gripping state based on the size information of the article and information on the gripping state when the article is gripped by the robot hand, and the upper control system that obtains the result of the learning. The higher-level control system has an output unit that outputs to the robot control device, and stores the learning result received from the robot control device.

上記態様では、ロボットハンドによって軟らかい物品を適切に把持するために、ロボット指等である複数の把持部の把持間隔又は把持力を物品の状態に応じて適宜変更することができる。 In the above aspect, in order to appropriately grip a soft article with a robot hand, the gripping interval or gripping force of a plurality of gripping portions such as robot fingers can be appropriately changed according to the state of the article.

一実施形態のロボットシステムの全体構成図である。It is an overall block diagram of the robot system of one Embodiment. 本実施形態のロボットシステムに用いるロボットハンドの正面図である。It is a front view of the robot hand used for the robot system of this embodiment. 本実施形態のロボットハンドの動作説明図である。It is operation explanatory drawing of the robot hand of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the robot control device of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置の制御部の作動を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the control part of the robot control device of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置の制御部の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the control part of the robot control device of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置の記憶部に格納されているテーブルの例である。This is an example of a table stored in the storage unit of the robot control device of the present embodiment. 本実施形態のロボット制御装置の記憶部に格納されているテーブルの例である。This is an example of a table stored in the storage unit of the robot control device of the present embodiment. 本実施形態のロボット制御装置の記憶部に格納されているテーブルの例である。This is an example of a table stored in the storage unit of the robot control device of the present embodiment. 本実施形態のロボット制御装置を有する管理システムのブロック図である。It is a block diagram of the management system which has the robot control device of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置を有する管理システムのブロック図である。It is a block diagram of the management system which has the robot control device of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置を有するシステムのブロック図である。It is a block diagram of the system which has the robot control device of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置を有するシステムのブロック図である。It is a block diagram of the system which has the robot control device of this embodiment. 本実施形態のロボット制御装置を有するシステムのブロック図である。It is a block diagram of the system which has the robot control device of this embodiment.

一実施形態に係るロボット制御装置20およびロボットシステムについて、図面を用いながら以下説明する。
本実施形態のロボットシステムは、図1に示されるように、コンベヤ等の搬送装置2によって搬送される物品Aが、ロボット10に取付けられたロボットハンド30によって、搬送装置2上から取出される。本実施形態では、物品Aはシュークリーム、パン、ケーキ等の形状が一定でない軟らかいものである。
The robot control device 20 and the robot system according to the embodiment will be described below with reference to the drawings.
In the robot system of the present embodiment, as shown in FIG. 1, an article A conveyed by a transfer device 2 such as a conveyor is taken out from the transfer device 2 by a robot hand 30 attached to the robot 10. In the present embodiment, the article A is a soft product such as cream puff, pancake, or cake whose shape is not constant.

本実施形態ではロボット10はパラレルリンクロボットであり、ロボット10は、本体部11と、本体部11の下方に配置された可動プレート12と、本体部11と可動プレート12とを連結する3つのリンク部13と、可動プレート12に取付けられた手首部14とを有する。なお、ロボット10は垂直多関節ロボット、水平多関節ロボット(スカラロボット)等であってもよい。 In the present embodiment, the robot 10 is a parallel link robot, and the robot 10 has a main body portion 11, a movable plate 12 arranged below the main body portion 11, and three links connecting the main body portion 11 and the movable plate 12. It has a portion 13 and a wrist portion 14 attached to the movable plate 12. The robot 10 may be a vertical articulated robot, a horizontal articulated robot (SCARA robot), or the like.

本体部11は、図1に示されるように、略水平方向に延びるベース部材11aと、ベース部材11aの下面に固定された3つの駆動部11bとを有する。各駆動部11b内には、減速機付きのサーボモータ15(図4)が収容され、各駆動部11bの出力軸にリンク部13の駆動リンク13aの一端部が固定されている。また、複数のリンク部13のうち1つには手首部14の手首フランジ14aを鉛直軸線周りに回転させるサーボモータ16(図1、図4)が取付けられている。 As shown in FIG. 1, the main body portion 11 has a base member 11a extending in a substantially horizontal direction and three drive portions 11b fixed to the lower surface of the base member 11a. A servomotor 15 (FIG. 4) with a speed reducer is housed in each drive unit 11b, and one end of the drive link 13a of the link unit 13 is fixed to the output shaft of each drive unit 11b. Further, a servomotor 16 (FIGS. 1 and 4) for rotating the wrist flange 14a of the wrist portion 14 around the vertical axis is attached to one of the plurality of link portions 13.

図1に示されるように、各リンク部13は、駆動リンク13aと、駆動リンク13aの他端に一端が連結された従動リンク13bとを有する。駆動リンク13aの他端と従動リンク13bの一端とは球面ベアリングを用いて連結されている。また、各従動リンク13bの他端は球面ベアリングを用いて可動プレート12に連結されている。 As shown in FIG. 1, each link portion 13 has a drive link 13a and a driven link 13b whose one end is connected to the other end of the drive link 13a. The other end of the drive link 13a and one end of the driven link 13b are connected by using a spherical bearing. Further, the other end of each driven link 13b is connected to the movable plate 12 by using a spherical bearing.

本体部11のベース部材11aは例えば図示しないフレームによって支持され、これによりロボット10が搬送装置2の上方に配置されている。
ロボットハンド30は手首フランジ14aに支持されている。つまり、ロボットハンド30は手首フランジ14aと共に前記鉛直軸線周りに回転する。なお、手首部14がロボットハンド30の一部分であってもよい。
The base member 11a of the main body 11 is supported by, for example, a frame (not shown), whereby the robot 10 is arranged above the transfer device 2.
The robot hand 30 is supported by the wrist flange 14a. That is, the robot hand 30 rotates around the vertical axis together with the wrist flange 14a. The wrist portion 14 may be a part of the robot hand 30.

図1、図2等に示されるように、ロボットハンド30は複数の把持部31を有しており、各把持部31はゴム状弾性を有する材料から形成されている。ゴム状弾性を有する材料として、ゴム、シリコン等を用いることができる。本実施形態では各把持部31は内部空間31aを有するロボット指であり、各内部空間31aに供給されるエアの圧力に応じて各把持部31が屈曲する(図3)。ロボットハンド30として、例えば、Soft Robotics社製のM4FC、M5FC等を用いることができる。 As shown in FIGS. 1, 2, and the like, the robot hand 30 has a plurality of grip portions 31, and each grip portion 31 is formed of a material having rubber-like elasticity. As a material having rubber-like elasticity, rubber, silicon, or the like can be used. In the present embodiment, each grip portion 31 is a robot finger having an internal space 31a, and each grip portion 31 bends according to the pressure of air supplied to each internal space 31a (FIG. 3). As the robot hand 30, for example, M4FC, M5FC, etc. manufactured by Soft Robotics can be used.

図1に示されるように、ロボットハンド30の各把持部31はエア供給管32を経由してハンド制御装置40に接続されており、ハンド制御装置40は図示しないエア供給源に接続されている。ハンド制御装置40は圧力調整弁を有し、ロボットハンド30の各把持部31に供給されるエア圧は、圧力調整弁によって複数レベルに調整される。本実施形態では、一例として、ハンド制御装置40は各把持部31に供給するエア圧をレベル1からレベル5の5段階に調整することができる。なお、エア圧のレベルの数は5段階に限定されない。 As shown in FIG. 1, each grip portion 31 of the robot hand 30 is connected to the hand control device 40 via the air supply pipe 32, and the hand control device 40 is connected to an air supply source (not shown). .. The hand control device 40 has a pressure adjusting valve, and the air pressure supplied to each grip portion 31 of the robot hand 30 is adjusted to a plurality of levels by the pressure adjusting valve. In the present embodiment, as an example, the hand control device 40 can adjust the air pressure supplied to each grip portion 31 in five stages from level 1 to level 5. The number of air pressure levels is not limited to five.

ハンド制御装置40によって複数の把持部31にエアが供給されると、図3に示されるように、複数の把持部31の先端部が互いに近付き、複数の把持部31が物品Aを把持するための把持状態となる。ハンド制御装置40によって複数の把持部31の内部空間31aが大気圧又は負圧になると、複数の把持部31が物品Aを離すための非把持状態となる。なお、図3では、各把持部31に適切な圧力よりも高いエア圧が加えられることによって、物品Aに望ましくない変形が生じている。 When air is supplied to the plurality of grips 31 by the hand control device 40, as shown in FIG. 3, the tips of the plurality of grips 31 approach each other, and the plurality of grips 31 grip the article A. It becomes the gripping state of. When the internal space 31a of the plurality of gripping portions 31 becomes atmospheric pressure or negative pressure by the hand control device 40, the plurality of gripping portions 31 are in a non-grasping state for releasing the article A. In FIG. 3, the article A is deformed undesirably by applying an air pressure higher than an appropriate pressure to each grip portion 31.

ハンド制御装置40から複数の把持部31に供給するエア圧をレベル1にした時よりも、ハンド制御装置40から複数の把持部31に供給するエア圧をレベル5にした時の方が、複数の把持部31の先端部の互いの距離が近くなり、複数の把持部31による物品Aの把持力が大きくなる。レベル2〜4のエア圧は、レベル1とレベル5の間で複数の把持部31の先端部の互いの距離を段階的に変えるものである。つまり、レベル1〜5のエア圧は、複数の把持部31の先端部の互いの間隔である把持間隔を複数のレベルに変化させ、複数の把持部31による把持力も複数のレベルに変化させる。 When the air pressure supplied from the hand control device 40 to the plurality of grips 31 is set to level 1, there are more than one when the air pressure supplied from the hand control device 40 to the plurality of grips 31 is set to level 5. The distance between the tip portions of the grip portions 31 of the above is reduced, and the gripping force of the article A by the plurality of grip portions 31 is increased. The air pressures at levels 2 to 4 stepwise change the distance between the tips of the plurality of grips 31 between levels 1 and 5. That is, the air pressures of levels 1 to 5 change the gripping interval, which is the distance between the tips of the plurality of gripping portions 31, to a plurality of levels, and the gripping force of the plurality of gripping portions 31 also changes to a plurality of levels.

搬送装置2の上方には視覚センサ50が設けられている。視覚センサ50は搬送装置2上の物品Aの画像を得られるものであればよく、視覚センサ50として二次元カメラ、三次元カメラ、三次元センサ等が用いられる。視覚センサ50によって撮像された画像はロボット制御装置20に逐次送信される。 A visual sensor 50 is provided above the transport device 2. The visual sensor 50 may be any as long as it can obtain an image of the article A on the transport device 2, and a two-dimensional camera, a three-dimensional camera, a three-dimensional sensor or the like is used as the visual sensor 50. The images captured by the visual sensor 50 are sequentially transmitted to the robot control device 20.

ロボット制御装置20は、図4に示されるように、プロセッサ等を有する制御部21と、表示装置22と、不揮発性ストレージ、ROM、RAM等を有する記憶部23と、キーボード、タッチパネル、操作盤等である入力装置24と、信号の送受信を行うための送受信部25と、各サーボモータ15にそれぞれ接続されたサーボ制御器26と、サーボモータ16に接続されたサーボ制御器27とを備えている。入力装置24および送受信部25は入力部として機能する。 As shown in FIG. 4, the robot control device 20 includes a control unit 21 having a processor and the like, a display device 22, a storage unit 23 having a non-volatile storage, a ROM, a RAM, and the like, a keyboard, a touch panel, an operation panel, and the like. It is provided with an input device 24, a transmission / reception unit 25 for transmitting / receiving signals, a servo controller 26 connected to each servomotor 15, and a servo controller 27 connected to the servomotor 16. .. The input device 24 and the transmission / reception unit 25 function as input units.

記憶部23にはシステムプログラム23aが格納されており、システムプログラム23aはロボット制御装置20の基本機能を担っている。また、記憶部23には取出プログラム23b、サイズ情報取得プログラム(サイズ情報取得手段)23c、および把持調整プログラム(把持調整手段)23dが格納されている。制御部21は、取出プログラム23b、サイズ情報取得プログラム23c、および把持調整プログラム23dに基づき、各サーボモータ15,16を制御し、ロボットハンド30による把持を調整するための制御信号をハンド制御装置40に送信する。 The system program 23a is stored in the storage unit 23, and the system program 23a has a basic function of the robot control device 20. Further, the storage unit 23 stores an retrieval program 23b, a size information acquisition program (size information acquisition means) 23c, and a grip adjustment program (grip adjustment means) 23d. The control unit 21 controls the servomotors 15 and 16 based on the extraction program 23b, the size information acquisition program 23c, and the grip adjustment program 23d, and sends a control signal for adjusting the grip by the robot hand 30 to the hand control device 40. Send to.

以下、ロボット10がロボットハンド30によって搬送装置2上の物品Aの取出作業を行う際の制御部21の処理を、図5および図6のフローチャートを参照しながら説明する。なお、下記制御は、搬送装置2によって物品Aが搬送されている状態で行われる。 Hereinafter, the processing of the control unit 21 when the robot 10 takes out the article A on the transport device 2 by the robot hand 30 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 5 and 6. The following control is performed in a state where the article A is being transported by the transport device 2.

制御部21は、入力装置24又は送受信部25から開始信号を受付けると(ステップS1−1)、視覚センサ50から送信される画像に周知の画像処理を行いながら、当該画像中の物品Aを取出すための取出処理を行う(ステップS1−2)。 When the control unit 21 receives the start signal from the input device 24 or the transmission / reception unit 25 (step S1-1), the control unit 21 takes out the article A in the image while performing well-known image processing on the image transmitted from the visual sensor 50. (Step S1-2).

ステップS1−2の取出処理の一例が図6に説明されている。図6の例では、先ず、制御部21は、取出プログラム23bに基づき、周知の画像処理が行われた画像において物品Aの位置検出を開始する(ステップS2−1)。また、制御部21は、取出プログラム23bに基づき、複数の画像中の同一の物品Aの位置に基づき搬送装置2の移動速度を算出し、算出した移動速度に基づく物品Aの位置追跡(トラッキング)を開始する(ステップS2−2)。 An example of the extraction process in step S1-2 is illustrated in FIG. In the example of FIG. 6, first, the control unit 21 starts the position detection of the article A in the image subjected to the well-known image processing based on the extraction program 23b (step S2-1). Further, the control unit 21 calculates the moving speed of the transport device 2 based on the position of the same article A in a plurality of images based on the extraction program 23b, and position tracking (tracking) of the article A based on the calculated moving speed. Is started (step S2-2).

そして、制御部21は、サイズ情報取得プログラム23cに基づき、位置の追跡が行われている物品Aの面積情報(サイズ情報)を画像処理が行われた画像を用いて得る(ステップS2−3)。追跡されている物品Aが複数存在する場合は、制御部21は複数の物品Aのそれぞれの面積情報を得る。一例では、前記画像処理は二値化処理であり、物品Aの面積情報は二値化処理によって抽出される領域の面積値(サイズ情報)である。 Then, the control unit 21 obtains the area information (size information) of the article A whose position is being tracked based on the size information acquisition program 23c by using the image processed image (step S2-3). .. When there are a plurality of articles A being tracked, the control unit 21 obtains area information of each of the plurality of articles A. In one example, the image processing is a binarization process, and the area information of the article A is the area value (size information) of the area extracted by the binarization process.

続いて、制御部21は、把持調整プログラム23dに基づき、複数の把持部31に供給するエア圧をレベル1からレベル5の何れかすべきかを決定する(ステップS2−4)。 Subsequently, the control unit 21 determines whether the air pressure supplied to the plurality of grip units 31 should be one of level 1 to level 5 based on the grip adjustment program 23d (step S2-4).

ステップS2−4では、例えば、記憶部23に格納されている図7に示されるようなテーブル23eを用いて、制御部21が物品Aの面積値に対応するエア圧のレベルを決定する。テーブル23eでは、複数の面積範囲が設定されており、複数の面積範囲にそれぞれレベル1からレベル5のエア圧が対応している。制御部21は、記憶部23に格納されているテーブル23eを用いて、追跡している各物品Aの面積値に対応するエア圧のレベルを決定する。なお、テーブル23eにおいて、25〜27の意味は25以上27未満である。 In step S2-4, for example, the control unit 21 determines the level of air pressure corresponding to the area value of the article A by using the table 23e as shown in FIG. 7 stored in the storage unit 23. In the table 23e, a plurality of area ranges are set, and the air pressures of level 1 to level 5 correspond to the plurality of area ranges, respectively. The control unit 21 uses the table 23e stored in the storage unit 23 to determine the level of air pressure corresponding to the area value of each article A being tracked. In the table 23e, the meanings of 25 to 27 are 25 or more and less than 27.

ここで、シュークリーム等である物品Aはロボットハンド30の把持部31に比べて軟らかい。把持部31は柔軟性を有する材料から形成されているが、物品Aに比べるとかなり硬い。このため、ステップS2−4で決定されるエア圧は、複数の把持部31によって物品Aに破損、変形、接触痕等を生じさせないエア圧であることが望ましい。つまり、図3のように物品Aを大きく変形させるエア圧は適切ではない。一方、シュークリーム等の物品Aはその硬さに比べて重量が大きい。このため、複数の把持部31によって物品Aを破壊せずに持ち上げるために、テーブル23eの各面積範囲が狭いことが好ましい。 Here, the article A such as cream puff is softer than the grip portion 31 of the robot hand 30. Although the grip portion 31 is made of a flexible material, it is considerably harder than the article A. Therefore, it is desirable that the air pressure determined in step S2-4 is an air pressure that does not cause damage, deformation, contact marks, or the like to the article A by the plurality of gripping portions 31. That is, the air pressure that greatly deforms the article A as shown in FIG. 3 is not appropriate. On the other hand, the article A such as cream puff is heavier than its hardness. Therefore, it is preferable that each area range of the table 23e is narrow in order to lift the article A without breaking it by the plurality of grips 31.

続いて、制御部21は、取出プログラム23bに基づき、追跡している物品Aを取出すための制御信号を各サーボ制御器26,27に送信する(ステップS2−5)。また、制御部21は、把持調整プログラム23dに基づき、当該物品Aに関して決定されたレベルのエア圧を各把持部31に供給するための制御信号をハンド制御装置40に送信する(ステップS2−6)。これにより、当該物品Aが搬送装置2から取出される。 Subsequently, the control unit 21 transmits a control signal for taking out the tracked article A to the servo controllers 26 and 27 based on the take-out program 23b (step S2-5). Further, the control unit 21 transmits a control signal for supplying the air pressure of the level determined for the article A to each grip unit 31 based on the grip adjustment program 23d to the hand control device 40 (step S2-6). ). As a result, the article A is taken out from the transport device 2.

制御部21は、取出プログラム23bに基づき、把持している物品Aを搬送先であるコンベヤ3上に載置するための制御信号を各サーボ制御器26,27に送信する(ステップS2−7)。そして、制御部21は、入力装置24又は送受信部25から終了信号を受付けるまで(ステップS2−8)、ステップS2−3〜S2−7を繰り返す。 Based on the take-out program 23b, the control unit 21 transmits a control signal for placing the gripped article A on the conveyor 3 which is the transfer destination to the servo controllers 26 and 27 (step S2-7). .. Then, the control unit 21 repeats steps S2-3 to S2-7 until the end signal is received from the input device 24 or the transmission / reception unit 25 (step S2-8).

なお、テーブル23eの代わりに、物品Aの面積値からエア圧のレベルを決定する式が記憶部23に格納されていてもよい。この場合、ステップS2−4において、制御部21は、記憶部23に格納されている式を用いて、エア圧レベル1〜5の中において追跡している各物品Aの面積値に対応するエア圧のレベルを決定する。
なお、エア圧レベル1〜5の中において追跡している各物品Aの面積値に対応するエア圧のレベルを他の周知の手段、方法等を用いて決定することも可能である。
Instead of the table 23e, an expression for determining the air pressure level from the area value of the article A may be stored in the storage unit 23. In this case, in step S2-4, the control unit 21 uses the equation stored in the storage unit 23 to correspond to the area value of each article A being tracked in the air pressure levels 1 to 5. Determine the level of pressure.
It is also possible to determine the air pressure level corresponding to the area value of each article A being tracked among the air pressure levels 1 to 5 by using other well-known means, methods and the like.

このように、本実施形態では、物品Aを検出するための視覚センサ50によって得られた画像に基づき、物品Aのサイズ情報として物品Aの面積値を得る。そして、制御部21は、面積値に応じて、把持状態における複数の把持部31の間隔である把持間隔又は把持状態における複数の把持部31による把持力を変化させる。
このように、制御部21がサイズ情報に応じて把持間隔又は把持力を変化させるので、形状が一定ではない軟らかい物品Aが、複数の把持部31によって適切に把持されるようになる。
As described above, in the present embodiment, the area value of the article A is obtained as the size information of the article A based on the image obtained by the visual sensor 50 for detecting the article A. Then, the control unit 21 changes the gripping interval, which is the interval between the plurality of gripping portions 31 in the gripping state, or the gripping force by the plurality of gripping portions 31 in the gripping state, depending on the area value.
In this way, since the control unit 21 changes the gripping interval or the gripping force according to the size information, the soft article A whose shape is not constant can be appropriately gripped by the plurality of gripping parts 31.

ここで、シュークリーム、パン、ケーキ等の食品である物品Aの形状、硬さ等は一定ではない。また、中にクリーム等の粘性が高い液体が封入されている物品Aは特に、その外周面の一部を凹ませると外周面の他の部分が膨らむ傾向を有する場合が多い。この場合、外周面の一部を凹ませた場合の平面視における物品Aの面積の変化が比較的小さいとも言える。
本実施形態では、制御部21は、画像中において物品Aとして検出された領域の面積値に応じて把持間隔又は把持力を変化させており、これは形状が一定ではない物品Aを適切に把持するために有利である。
Here, the shape, hardness, and the like of the article A, which is a food product such as cream puff, bread, and cake, are not constant. Further, the article A in which a highly viscous liquid such as cream is sealed has a tendency to swell the other part of the outer peripheral surface when a part of the outer peripheral surface is dented. In this case, it can be said that the change in the area of the article A in the plan view when a part of the outer peripheral surface is recessed is relatively small.
In the present embodiment, the control unit 21 changes the gripping interval or the gripping force according to the area value of the region detected as the article A in the image, which appropriately grips the article A whose shape is not constant. It is advantageous to do.

なお、制御部21は、画像中において物品Aとして検出された領域の寸法データに応じて把持間隔又は把持力を変化させることも可能である。寸法データは、画像中の物品Aの最大直径、平均直径等である。この場合でも、形状が一定ではない物品Aを適切に把持することが可能であるが、寸法を測定する方向によってばらつきが生ずる可能性もある。これに対し、面積値を用いる場合、上記のばらつきの発生可能性を低減することができる。なお、寸法データとして周長データを用いると、上記のばらつきの発生可能性を低減することができる。 The control unit 21 can also change the gripping interval or the gripping force according to the dimensional data of the region detected as the article A in the image. The dimensional data is the maximum diameter, average diameter, etc. of the article A in the image. Even in this case, it is possible to appropriately grip the article A whose shape is not constant, but there is a possibility that variations may occur depending on the direction in which the dimensions are measured. On the other hand, when the area value is used, the possibility of the above variation can be reduced. If the circumference data is used as the dimensional data, the possibility of the above variation can be reduced.

本実施形態では、ロボットハンド30が、把持間隔又は把持力を複数のレベル1〜5に変化させるハンド制御装置40を有するものであり、サイズ情報である面積値と前記複数のレベル1〜5とを対応付けるテーブル23e又は式が格納された記憶部23を備え、制御部21が、テーブル23e又は式を用いて、前記複数のレベル1〜5のうち追跡している物品Aの面積値に応じたレベルに設定するための制御信号をハンド制御装置40に送信する。 In the present embodiment, the robot hand 30 has a hand control device 40 that changes the gripping interval or gripping force to a plurality of levels 1 to 5, and includes an area value that is size information and the plurality of levels 1 to 5. The table 23e or the storage unit 23 in which the formula is stored is provided, and the control unit 21 uses the table 23e or the formula according to the area value of the article A being tracked among the plurality of levels 1 to 5. A control signal for setting the level is transmitted to the hand control device 40.

複数の把持部31の把持間隔又は把持力を複数のレベルに変化させるロボットハンド30は、その制御が容易であり、構造の簡素化も容易である。このため、このようなロボットハンド30が取出対象の物品Aの製造会社で用いられる場合が多い。
本実施形態では、把持間隔又は把持力と面積値とを対応づけるテーブル23e又は式を用いて、面積値に応じたレベルに設定するための制御信号がハンド制御装置40に送信される。このため、ロボット制御装置20側の制御も簡素化することができ、把持間隔又は把持力の調整の手間も低減可能である。
The robot hand 30 that changes the gripping interval or gripping force of the plurality of gripping portions 31 to a plurality of levels is easy to control, and the structure is also easy to simplify. Therefore, such a robot hand 30 is often used by a manufacturing company of the article A to be taken out.
In the present embodiment, a control signal for setting the level according to the area value is transmitted to the hand control device 40 by using the table 23e or the formula for associating the gripping interval or the gripping force with the area value. Therefore, the control on the robot control device 20 side can be simplified, and the time and effort for adjusting the gripping interval or the gripping force can be reduced.

前述のように、例えばシュークリーム、パン、ケーキ等である物品Aの形状、硬さ等は一定ではなく、その形状、硬さ等は日々変化する。このため、把持間隔又は把持力が日々調整されることが好ましい。
このために、記憶部23に複数種類のテーブルが保存されていてもよい。例えば、図8に示されるように、レベル1〜5に各々対応する面積値の範囲が図7のテーブル23eに対して異なるテーブル23fがさらに保存されていてもよい。図8のテーブル23fは、例えば物品Aが通常よりも硬い時に用いられるものである。
As described above, the shape, hardness, etc. of the article A, for example, cream puff, bread, cake, etc., are not constant, and the shape, hardness, etc. change daily. Therefore, it is preferable that the gripping interval or the gripping force is adjusted daily.
For this purpose, a plurality of types of tables may be stored in the storage unit 23. For example, as shown in FIG. 8, a table 23f in which the range of the area values corresponding to the levels 1 to 5 is different from that of the table 23e in FIG. 7 may be further stored. The table 23f of FIG. 8 is used, for example, when the article A is harder than usual.

物品Aの形状のばらつき幅が小さい日は、ハンド制御装置40の圧力調整弁の複数レベルの保持圧を互いに近付けると共に、記憶部23に保存されている図9のテーブル23gを用いてもよい。当該調整は、物品Aのばらつき幅が小さい時に行われる。
複数のテーブル23e,23f,23gの代わりに、レベル1〜5に対応する面積値が互いに異なる複数の式が記憶部23に格納されていてもよい。
On days when the variation in the shape of the article A is small, the holding pressures of a plurality of levels of the pressure regulating valve of the hand control device 40 may be brought close to each other, and the table 23g of FIG. 9 stored in the storage unit 23 may be used. The adjustment is performed when the variation width of the article A is small.
Instead of the plurality of tables 23e, 23f, 23g, a plurality of expressions having different area values corresponding to the levels 1 to 5 may be stored in the storage unit 23.

さらに、制御部21が、単一又は複数の画像に基づき求められる複数の物品Aの面積値の分布に基づいて、テーブル23e,23fのうち一方を選択して用いてもよく、同様に、記憶部23に格納されている複数の式のうち一つを選択して用いてもよい。
このように、制御部21が、画像中の物品Aの面積値の分布に基づき、各レベル1〜5に対応する面積値を変えることは、物品Aの取出しミスの低減、物品Aに生ずる破損、変形、および接触痕の低減等のために有利である。
Further, the control unit 21 may select and use one of the tables 23e and 23f based on the distribution of the area values of the plurality of articles A obtained based on the single or a plurality of images, and similarly, the storage One of the plurality of expressions stored in the unit 23 may be selected and used.
In this way, when the control unit 21 changes the area value corresponding to each level 1 to 5 based on the distribution of the area value of the article A in the image, the error in taking out the article A is reduced and the damage caused to the article A is caused. It is advantageous for reducing deformation, contact marks, and the like.

なお、搬送装置2におけるロボット10の作業エリア又はその下流側を撮像する観察撮像装置をさらに設けることも可能である。この場合、ロボット10により取出すことができなかった物品Aが撮像装置によって検出される。このような物品Aが閾値よりも多い場合に、制御部21は、各レベル1〜5の把持間隔又は把持力に対応する面積値の範囲を変える。例えば、ステップS2−4において用いる基準をテーブル23fからテーブル23eに変更する。当該構成を用いると、調整作業の手間が低減され、物品Aの生産効率が向上する。 It is also possible to further provide an observation imaging device that images the work area of the robot 10 in the transport device 2 or the downstream side thereof. In this case, the article A that could not be taken out by the robot 10 is detected by the imaging device. When the number of such articles A is greater than the threshold value, the control unit 21 changes the range of the area value corresponding to the gripping interval or gripping force of each level 1 to 5. For example, the reference used in step S2-4 is changed from table 23f to table 23e. When this configuration is used, the labor of the adjustment work is reduced and the production efficiency of the article A is improved.

また、物品Aがエクレア等の長手軸を有するものである場合でも、前述のように面積値に応じた把持間隔又は把持力の調整が可能であり、前述と同様の効果が得られる。なお、長手軸を有する物品Aの場合は、制御部21は、ステップS2−1において、物品Aの位置および姿勢(長手軸が向いている方向)を検出する。制御部21が、ステップS2−1において、さらに物品Aの重心位置を検出してもよい。 Further, even when the article A has a longitudinal axis such as an eclair, the gripping interval or the gripping force can be adjusted according to the area value as described above, and the same effect as described above can be obtained. In the case of the article A having a longitudinal axis, the control unit 21 detects the position and posture of the article A (direction in which the longitudinal axis is facing) in step S2-1. The control unit 21 may further detect the position of the center of gravity of the article A in step S2-1.

なお、ロボットハンド30の把持部31が金属製又は硬質プラスチック製の周知のロボット指であってもよい。この場合、物品Aのサイズ情報としての物品Aの面積値に応じて、制御部21は複数のロボット指の先端部の間隔である把持間隔又は複数のロボット指による把持力を変化させる。この場合でも前述と同様の作用効果が達成され得る。 The grip portion 31 of the robot hand 30 may be a well-known robot finger made of metal or hard plastic. In this case, the control unit 21 changes the gripping interval, which is the interval between the tips of the plurality of robot fingers, or the gripping force by the plurality of robot fingers, according to the area value of the article A as the size information of the article A. Even in this case, the same effects as described above can be achieved.

また、ロボットハンド30が球形であってもよい。この場合、ロボットハンド30は、その内部に封入されるエア圧に応じて、球の複数個所が互いに近付いて物品Aを把持し、球の複数個所の各々が把持部として機能する。 Further, the robot hand 30 may be spherical. In this case, the robot hand 30 has a plurality of spheres approaching each other to grip the article A according to the air pressure enclosed in the robot hand 30, and each of the plurality of spheres functions as a gripping portion.

前記実施形態において、ロボット制御装置20が学習機能を持っていてもよい。例えば、記憶部23に学習プログラム(学習部)23hが格納されており、制御部21が学習プログラム23hに基づき学習を行ってもよい。 In the above embodiment, the robot control device 20 may have a learning function. For example, the learning program (learning unit) 23h is stored in the storage unit 23, and the control unit 21 may perform learning based on the learning program 23h.

例えば、学習は前述のステップS2−1〜S2−7のように物品Aの取出処理が行われる時に行われる。制御部21は、学習用情報を用いて、面積値とエア圧のレベルとを対応させるテーブル又は式を作成し、作成されたテーブル又は式を記憶部23に格納する。このようなテーブル又は式の作成は、把持状態を改善するための学習の成果である。 For example, the learning is performed when the article A is taken out as in steps S2-1 to S2-7 described above. The control unit 21 creates a table or formula corresponding to the area value and the air pressure level using the learning information, and stores the created table or formula in the storage unit 23. The creation of such a table or formula is the result of learning to improve the gripping state.

学習用情報の例は、取出処理に用いられているサイズ情報とエア圧のレベルとを対応させたテーブル又は式である。学習用情報の他の例は、サイズ情報およびエア圧情報である。サイズ情報には、前述のように物品Aについて検出された面積値、寸法データ、周長データ、重心位置等の情報が含まれる。また、サイズ情報には、他の工程、例えば検査工程における検査装置で得られた各物品Aの面積、寸法、重量等の情報が含まれる。また、サイズ情報には、測定によって得られた各物品Aの面積、寸法、重量等に基づきオペレータが入力装置24に入力する情報も含まれる。他の学習用情報の例は、取出処理に用いられているロボットハンド30および把持部31の仕様である。他の学習用情報の例は、取出処理に用いられているロボット10および搬送装置2の仕様である。他の学習用情報の例は、取出処理の際の搬送装置2の搬送速度である。他の学習用情報の例は、各物品Aの硬さ、平均重量等の物品の品質情報である。他の学習用情報の例は、前記観察撮像装置に基づき得られた把持状態の情報である。把持状態の情報には、把持の成否の情報、各物品Aの変形度合の情報等が含まれる。作成されたテーブル又は式は前記学習用情報と共に記憶部23に格納される。 An example of learning information is a table or formula in which the size information used in the extraction process and the air pressure level correspond to each other. Other examples of learning information are size information and air pressure information. The size information includes information such as the area value, the dimensional data, the peripheral length data, and the position of the center of gravity detected for the article A as described above. In addition, the size information includes information such as the area, size, and weight of each article A obtained by the inspection device in another process, for example, the inspection process. The size information also includes information that the operator inputs to the input device 24 based on the area, dimensions, weight, and the like of each article A obtained by the measurement. Another example of learning information is the specifications of the robot hand 30 and the grip portion 31 used in the retrieval process. Another example of learning information is the specifications of the robot 10 and the transfer device 2 used in the retrieval process. Another example of learning information is the transport speed of the transport device 2 during the retrieval process. Another example of learning information is quality information of goods such as hardness and average weight of each goods A. Another example of learning information is information on the gripping state obtained based on the observation imaging device. The gripping state information includes information on the success or failure of gripping, information on the degree of deformation of each article A, and the like. The created table or formula is stored in the storage unit 23 together with the learning information.

制御部21は、例えば、取出処理を行った際のサイズ情報とエア圧との関係と、把持状態との対比を行う。制御部21が、取出処理を行った際のサイズ情報とエア圧との関係および物品Aの種類又は物品Aの品質と、把持状態との対比を行ってもよい。 The control unit 21 compares, for example, the relationship between the size information and the air pressure when the take-out process is performed, and the gripping state. The control unit 21 may compare the relationship between the size information and the air pressure when the take-out process is performed, the type of the article A or the quality of the article A, and the gripped state.

上記のロボットハンド30および把持部31の仕様、搬送装置2の搬送速度、および物品の品質情報等は、オペレータがロボット制御装置20に入力してもよい。また、取出処理を行っている際にオペレータが把持の成否、各物品Aの変形度合等を観察し、観察結果がロボット制御装置20に入力され、入力された情報が上記学習に用いられてもよい。また、品質検査工程において得られた結果がロボット制御装置20に入力され、入力された情報が上記学習に用いられてもよい。 The operator may input the specifications of the robot hand 30 and the grip portion 31, the transport speed of the transport device 2, the quality information of the article, and the like into the robot control device 20. Further, even if the operator observes the success or failure of gripping, the degree of deformation of each article A, etc. during the extraction process, the observation result is input to the robot control device 20, and the input information is used for the above learning. Good. Further, the result obtained in the quality inspection step may be input to the robot control device 20, and the input information may be used for the above learning.

このようにロボット制御装置20において学習が行われると、ロボットハンド30による物品Aの把持がより適切となる。 When learning is performed in the robot control device 20 in this way, gripping the article A by the robot hand 30 becomes more appropriate.

図11に示されるように、複数のロボット制御装置20が上位制御システム100に接続されていてもよい。上位制御システム100は、例えば、複数のロボット制御装置20と有線で接続されたコンピュータ、複数のロボット制御装置20と同じ敷地内に配置されたコンピュータ等である。上位制御システム100はフォグコンピュータと称される時もある。上位制御システム100は、生産管理システム、出荷管理システム、ロボット用管理システム、部門管理システム等であり得る。 As shown in FIG. 11, a plurality of robot control devices 20 may be connected to the host control system 100. The host control system 100 is, for example, a computer connected to a plurality of robot control devices 20 by wire, a computer arranged in the same site as the plurality of robot control devices 20, and the like. The host control system 100 is sometimes referred to as a fog computer. The upper control system 100 may be a production management system, a shipping management system, a robot management system, a department management system, or the like.

複数の上位制御システム100が他の上位制御システム200等に接続されていてもよい。上位制御システム200は、例えば、複数の上位制御システム100と有線又は無線で接続されたクラウドサーバである。複数のロボット制御装置20と上位制御システム100,200とによって例えば管理システムが形成される。 上位制御システム100および上位制御システム200は、それぞれ、プロセッサ等を有する制御部と、表示装置と、不揮発性ストレージ、ROM、RAM等を有する記憶部と、キーボード、タッチパネル、操作盤等である入力装置等を備えている。 A plurality of higher control systems 100 may be connected to another higher control system 200 or the like. The host control system 200 is, for example, a cloud server connected to a plurality of host control systems 100 by wire or wirelessly. For example, a management system is formed by the plurality of robot control devices 20 and the host control systems 100 and 200. The upper control system 100 and the upper control system 200 are a control unit having a processor and the like, a display device, a storage unit having a non-volatile storage, a ROM, a RAM, and the like, and an input device such as a keyboard, a touch panel, and an operation panel, respectively. Etc. are provided.

このようなシステムは、例えば図12に示されるように、複数のエッジコンピュータ8、複数の上位制御システム100、および単一又は複数の上位制御システム200を含んでいてもよい。図12のシステムにおいて、制御装置、ロボット制御装置、およびロボットは、エッジコンピュータ8であり得る。制御装置、ロボット制御装置、およびロボットの一部が上位制御システム100であってもよい。図12のシステムは、有線又は無線のネットワークを備えている。 Such a system may include a plurality of edge computers 8, a plurality of superior control systems 100, and a single or plurality of superior control systems 200, as shown in FIG. 12, for example. In the system of FIG. 12, the control device, the robot control device, and the robot can be the edge computer 8. The control device, the robot control device, and a part of the robot may be the host control system 100. The system of FIG. 12 comprises a wired or wireless network.

複数のエッジコンピュータ8が、前記学習機能を有する他のエッジコンピュータ8、上位制御システム100、又は上位制御システム200に前記学習用情報を送信してもよい。例えば図13に示される構成で当該送信が行われる。この場合、学習機能を有する他のエッジコンピュータ8、上位制御システム100、又は上位制御システム200は、受信した学習用情報を用いて学習を行い、各エッジコンピュータ8によるロボットの制御のための動作パラメータ(学習結果)、動作プログラム(学習結果)等を自動的且つ正確に求めることが可能である。 The plurality of edge computers 8 may transmit the learning information to another edge computer 8 having the learning function, the upper control system 100, or the upper control system 200. For example, the transmission is performed with the configuration shown in FIG. In this case, another edge computer 8 having a learning function, the upper control system 100, or the upper control system 200 performs learning using the received learning information, and an operation parameter for controlling the robot by each edge computer 8. (Learning result), operation program (learning result), etc. can be obtained automatically and accurately.

また、学習機能を有する他のエッジコンピュータ8、上位制御システム100、又は上位制御システム200は、受信した学習用情報を用いて、複数のエッジコンピュータ8がそれぞれ制御する複数のロボットの共通の動作パラメータ(学習結果)、動作プログラム(学習結果)等を求めることが可能である。つまり、前記複数のロボットが共通の動作パラメータ又は動作プログラムを有することになる。当該システムによれば、多様なデータ集合を用いて、学習の速度、信頼性等を向上することができる。 Further, another edge computer 8 having a learning function, the upper control system 100, or the upper control system 200 uses the received learning information to perform common operation parameters of a plurality of robots controlled by the plurality of edge computers 8. (Learning result), motion program (learning result), etc. can be obtained. That is, the plurality of robots have a common operation parameter or operation program. According to the system, it is possible to improve the learning speed, reliability, etc. by using various data sets.

また、前記学習機能を有するエッジコンピュータ8および上位制御システム100の複数が、前記学習機能を有する他のエッジコンピュータ8、上位制御システム100、又は上位制御システム200に前記学習用情報、学習において作成された学習モデル、および学習結果の少なくとも一つを送信してもよい。例えば図14に示される構成で当該送信が行われる。学習機能を有する他のエッジコンピュータ8、上位制御システム100、又は上位制御システム200は、受信した情報に基づく知識の最適化や効率化の処理を行うことで、新たに最適化又は効率化された学習モデル又は学習結果を生成する。生成された学習モデル又は学習結果はロボットを制御するエッジコンピュータ8に配布される。学習結果が配布される場合、配布先のエッジコンピュータ8は学習機能を持っていなくてもよい。 Further, a plurality of the edge computer 8 having the learning function and the upper control system 100 are created in the other edge computer 8 having the learning function, the upper control system 100, or the upper control system 200 in the learning information and learning. At least one of the training model and the training result may be transmitted. For example, the transmission is performed with the configuration shown in FIG. The other edge computer 8 having the learning function, the upper control system 100, or the upper control system 200 has been newly optimized or made more efficient by performing the process of optimizing the knowledge and improving the efficiency based on the received information. Generate a learning model or learning result. The generated learning model or learning result is distributed to the edge computer 8 that controls the robot. When the learning result is distributed, the distribution destination edge computer 8 does not have to have the learning function.

エッジコンピュータ8の間で前記学習用情報、学習モデル、および学習結果を共有することが可能である。例えば図14に示される構成で当該共有が行われる。これは、機械学習の効率の向上に繋がる。また、互いにネットワークで接続された複数のエッジコンピュータ8のうちの一部のエッジコンピュータ8に学習機能を実装し、一部のエッジコンピュータの学習結果を他のエッジコンピュータ8によるロボットの制御に用いることも可能である。これは、機械学習に要するコストの低減に繋がる。 It is possible to share the learning information, the learning model, and the learning result between the edge computers 8. For example, the sharing is performed with the configuration shown in FIG. This leads to an improvement in the efficiency of machine learning. Further, a learning function is implemented in some edge computers 8 among a plurality of edge computers 8 connected to each other by a network, and the learning results of some edge computers are used for controlling a robot by another edge computer 8. Is also possible. This leads to a reduction in the cost required for machine learning.

上記実施形態に即した例を以下説明する。
例えば、図10のようにロボット制御装置20が他のロボット制御装置20に接続されていてもよい。この場合、前述のように学習によって得られたテーブル(学習結果)又は式(学習結果)が、ロボット制御装置20の無線又は有線の送受信部(出力部)25によって、他のロボット制御装置20に必要な情報と共に送られてもよい。必要な情報は、当該テーブル又は式の作成に関連するロボット10および搬送装置2の仕様、ロボットハンド30および把持部31の仕様、物品の品質情報等である。他のロボット制御装置20も同様にロボット制御装置20に学習結果を送信する。
ロボット制御装置20および他のロボット制御装置20は、受信したテーブル又は式を物品Aの取出作業に用いることができる。また、ロボット制御装置20および他のロボット制御装置20は、受信したテーブル又は式を学習用情報として用いることができる。
An example according to the above embodiment will be described below.
For example, as shown in FIG. 10, the robot control device 20 may be connected to another robot control device 20. In this case, the table (learning result) or formula (learning result) obtained by learning as described above is transferred to another robot control device 20 by the wireless or wired transmission / reception unit (output unit) 25 of the robot control device 20. It may be sent with the required information. The necessary information includes specifications of the robot 10 and the transfer device 2 related to the creation of the table or formula, specifications of the robot hand 30 and the grip portion 31, quality information of the article, and the like. The other robot control device 20 also transmits the learning result to the robot control device 20 in the same manner.
The robot control device 20 and another robot control device 20 can use the received table or formula for the work of taking out the article A. Further, the robot control device 20 and another robot control device 20 can use the received table or formula as learning information.

また、学習によって得られたテーブル又は式が、ロボット制御装置20から上位制御システム100又は上位制御システム200に必要な情報と共に送られてもよい(図11)。必要な情報は、当該テーブル又は式の作成に関連するロボット10および搬送装置2の仕様、ロボットハンド30および把持部31の仕様、物品Aの品質情報等である。 Further, the table or formula obtained by learning may be sent from the robot control device 20 to the higher control system 100 or the higher control system 200 together with necessary information (FIG. 11). The necessary information includes specifications of the robot 10 and the transfer device 2 related to the creation of the table or formula, specifications of the robot hand 30 and the grip portion 31, quality information of the article A, and the like.

上位制御システム100又は上位制御システム200は、同一又は同種のロボットハンド30又は把持部31の仕様に関する複数のテーブル又は式を用いて学習を行い、新たなテーブル又は式を作成することができる。
上位制御システム100又は上位制御システム200は、作成したテーブル又は式をロボット制御装置20に送信する。
ロボット制御装置20は、受信したテーブル又は式を物品Aの取出作業に用いることができる。また、他のロボット制御装置20は、当該ロボット制御装置20が学習を行う時に、受信したテーブル又は式を学習用情報として用いることもできる。
The upper control system 100 or the upper control system 200 can learn by using a plurality of tables or formulas relating to the specifications of the same or the same type of robot hand 30 or grip portion 31, and can create a new table or formula.
The upper control system 100 or the upper control system 200 transmits the created table or formula to the robot control device 20.
The robot control device 20 can use the received table or formula for the work of taking out the article A. Further, the other robot control device 20 can also use the received table or formula as learning information when the robot control device 20 performs learning.

なお、ロボット制御装置20、上位制御システム100、又は上位制御システム200は、作成したテーブル又は式を、学習機能を持たないロボット制御装置に送信することも可能である。これにより、学習機能を持たないロボット制御装置およびそのロボットハンドによる物品の把持が改善される。 The robot control device 20, the upper control system 100, or the upper control system 200 can also transmit the created table or formula to the robot control device having no learning function. As a result, the gripping of the article by the robot control device having no learning function and the robot hand is improved.

2 搬送装置
10 ロボット
11 本体部
14 手首部
14a 手首フランジ
15,16 サーボモータ
20 ロボット制御装置
21 制御部
22 表示装置
23 記憶部
23h 学習プログラム(学習部)
24 入力装置
25 送受信部
26,27 サーボ制御器
30 ロボットハンド
31 把持部
31a 内部空間
32 エア供給管
40 ハンド制御装置
50 視覚センサ
100 上位制御システム
200 上位制御システム
A 物品
2 Transport device 10 Robot 11 Main body 14 Wrist 14a Wrist flange 15, 16 Servo motor 20 Robot control device 21 Control unit 22 Display device 23 Storage unit 23h Learning program (learning unit)
24 Input device 25 Transmission / reception unit 26, 27 Servo controller 30 Robot hand 31 Grip unit 31a Internal space 32 Air supply pipe 40 Hand control device 50 Visual sensor 100 Upper control system 200 Upper control system A Article

Claims (12)

複数の把持部によって物品を把持するロボットハンドを制御するロボット制御装置であって、
前記物品を検出するための視覚センサによって得られた画像に基づき前記物品のサイズ情報を得るサイズ情報取得手段と、
前記サイズ情報に応じて、把持状態における前記複数の把持部の間隔である把持間隔又は前記把持状態における前記複数の把持部による把持力を変化させる把持調整手段と、を備え、
前記ロボットハンドが、前記把持間隔又は前記把持力を複数のレベルに変化させるハンド制御装置を有するものであり、
前記サイズ情報の値と前記複数のレベルとを対応付けるテーブル又は式が格納された記憶部を備え、
前記把持調整手段が、前記テーブル又は前記式を用いて、前記複数のレベルのうち前記サイズ情報に応じたレベルに設定するための制御信号を前記ハンド制御装置に送信するロボット制御装置。
A robot control device that controls a robot hand that grips an article by a plurality of grips.
A size information acquisition means for obtaining size information of the article based on an image obtained by a visual sensor for detecting the article, and
A gripping adjustment means for changing the gripping interval, which is the interval between the plurality of gripping portions in the gripping state, or the gripping force of the plurality of gripping portions in the gripping state, is provided according to the size information.
The robot hand has a hand control device that changes the gripping interval or the gripping force to a plurality of levels.
A storage unit containing a table or expression for associating the value of the size information with the plurality of levels is provided.
It said gripping adjusting means, the table or using the equation, robot controller that sends a control signal for setting the level according to the size information of the plurality of levels to the hand control device.
前記サイズ情報が、前記画像中において前記物品として検出された領域の面積値である、請求項1に記載のロボット制御装置。 The robot control device according to claim 1, wherein the size information is an area value of a region detected as the article in the image. 前記サイズ情報が、前記画像中において前記物品として検出された領域の寸法データである、請求項1に記載のロボット制御装置。 The robot control device according to claim 1, wherein the size information is dimensional data of a region detected as the article in the image. 前記寸法データが、前記画像中において前記物品として検出された領域の周長データである、請求項3に記載のロボット制御装置。 The robot control device according to claim 3, wherein the dimensional data is peripheral length data of a region detected as the article in the image. 前記把持調整手段が、単一又は複数の前記画像中の複数の前記物品の各々の前記サイズ情報の分布に基づき、前記複数のレベルに各々対応する前記サイズ情報の値を変える、請求項1〜4の何れかに記載のロボット制御装置。 Claims 1 to claim that the gripping adjusting means changes the value of the size information corresponding to each of the plurality of levels based on the distribution of the size information of each of the plurality of articles in the single or plurality of images . 4. The robot control device according to any one of 4. 複数の把持部によって物品を把持するロボットハンドを制御するロボット制御装置であって、
前記物品のサイズ情報を得るサイズ情報取得手段と、
前記サイズ情報に応じて、把持状態における前記複数の把持部の間隔である把持間隔又は前記把持状態における前記複数の把持部による把持力を変化させる把持調整手段と、
前記サイズ情報と、前記ロボットハンドによって前記物品を把持した時の把持状態の情報とに基づき、前記把持状態を改善するための学習を行う学習部と、を備えるロボット制御装置。
A robot control device that controls a robot hand that grips an article by a plurality of grips.
A size information acquisition means for obtaining size information of the goods, and
A gripping adjusting means for changing the gripping interval, which is the interval between the plurality of gripping portions in the gripping state, or the gripping force of the plurality of gripping portions in the gripping state, according to the size information.
A robot control device including a learning unit that performs learning for improving the gripping state based on the size information and information on the gripping state when the article is gripped by the robot hand.
前記学習の結果を出力する出力部をさらに備える、請求項に記載のロボット制御装置。 The robot control device according to claim 6 , further comprising an output unit that outputs the learning result. 前記学習の結果を他のロボット制御装置に出力するように構成され、前記他のロボット制御装置から学習の結果を受信するように構成されている、請求項又はに記載のロボット制御装置。 The robot control device according to claim 6 or 7 , which is configured to output the learning result to another robot control device and is configured to receive the learning result from the other robot control device. 前記学習の結果を上位制御システムに出力するように構成され、前記上位制御システムから学習の結果を受信するように構成されている、請求項又はに記載のロボット制御装置。 The robot control device according to claim 6 or 7 , which is configured to output the learning result to a higher-level control system and is configured to receive the learning result from the higher-level control system. システムであって、
物品を把持するロボットハンドを制御するロボット制御装置と、
前記ロボット制御装置と通信可能な上位制御システムと、を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記物品のサイズ情報と、前記ロボットハンドによって前記物品を把持した時の把持状態の情報とに基づき、前記把持状態を改善するための学習を行う学習部と、
前記学習の結果を前記上位制御システムに出力する出力部と、を有し、
前記上位制御システムは、前記ロボット制御装置から受信する前記学習の結果を蓄積する、システム。
It ’s a system,
A robot control device that controls a robot hand that grips an article,
A host control system capable of communicating with the robot control device is provided.
The robot control device is
A learning unit that learns to improve the gripping state based on the size information of the article and the information on the gripping state when the article is gripped by the robot hand.
It has an output unit that outputs the learning result to the upper control system.
The host control system is a system that stores the learning results received from the robot control device.
前記上位制御システムは、前記学習の結果を用いて前記上位制御システムにおいて行われた学習の結果を、前記ロボット制御装置に送信するように構成されている、請求項10に記載のシステム。 The system according to claim 10 , wherein the upper control system is configured to transmit the result of learning performed in the upper control system to the robot control device using the result of the learning. 前記上位制御システムは、前記学習の結果、又は、前記学習の結果を用いて前記上位制御システムにおいて行われた学習の結果を、学習機能を持たないロボット制御装置に送信するように構成されている、請求項10又は11に記載のシステム。 The upper control system is configured to transmit the learning result or the learning result performed in the upper control system using the learning result to a robot control device having no learning function. , The system according to claim 10 or 11.
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