JP6993426B2 - 部品移載装置 - Google Patents

Description

本開示は、複数の部品を散在した状態で供給する部品供給部を備えた部品移載装置に関するものである。

部品移載装置には、部品供給部で散在された複数の部品が、部品保持ロボットなどの作動により、ピックアップされる装置がある。下記特許文献には、このような部品供給装置の一例が記載されている。

特開平１０－２０２５６９号公報

本開示は、部品供給部から安定的に部品を移載することである。

本明細書は、複数の部品が散在した状態で置かれる部品供給面と、部品供給面から部品が脱落することを防止する壁部とを有する部品供給部と、部品供給面に置かれている部品を一対の爪部で挟持して保持する保持具と、部品供給面に置かれている部品の上に保持具を移動させると共に、部品の上から上下方向に保持具を移動させる移動部と、部品供給面の上から部品供給部を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された画像に基づいて、一対の爪部による挟持対象の部品である挟持対象部品を一対の爪部が挟持する方向と、壁部とが交わる角度を算出する算出部と、算出部で算出された角度が大きくなるに連れて、部品供給面に置かれている部品を保持具が壁部との干渉を回避しながら一対の爪部で挟持することが可能な挟持可能領域を、より狭く設定する設定部と、設定部で設定された挟持可能領域と画像とに基づいて、挟持対象部品が、壁部との干渉を回避しながら保持具の一対の爪部によって挟持されることが可能な挟持可能部品であるか否かを判定する判定部と、判定部で挟持可能部品であると判定された挟持対象部品を保持具が一対の爪部で挟持して保持するように、保持具と移動部の作動を制御する制御部と、挟持可能領域が一定となる固定モードに切り替え可能な切替部とを備え、設定部は、固定モードに切り替えられたことに応じて挟持可能領域を最小に固定する部品移載装置を開示する。

本開示によれば、部品移載装置は、部品供給部から安定的に部品を移載することが可能である。

ロボットシステム１０の構成の概略を示す構成図である。 ロボット２０の構成の概略を示す構成図である。 ロボット２０とロボット制御装置７０と画像処理装置８０との電気的な接続関係を示すブロック図である。 画像処理シーケンスで使用される検索領域ＡＳを例示する説明図である。 画像処理シーケンスで使用される干渉チェック領域ＡＩと把持中心位置ＰＰを例示する説明図である。 画像処理シーケンスの一例を示す説明図である。 検索領域ＡＳ内で各ワークＷ１～Ｗ８が抽出された際の撮像画像Ｉを示す説明図である。 把持可能領域ＡＡを例示する説明図である。 挟持可能部品であるか否かを例示する説明図である。

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、ロボットシステム１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ロボット２０の構成の概略を示す構成図である。図３は、ロボット２０とロボット制御装置７０と画像処理装置８０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１中、左右方向はＸ軸方向であり、前後方向はＹ軸方向であり、上下方向はＺ軸方向である。

ロボットシステム１０は、ロボット２０と、ロボット制御装置７０と、画像処理装置８０とを備える。ロボットシステム１０は、本実施形態では、ワーク供給装置１２により供給されたワークＷをピッキング（把持）し、ピッキングしたワークＷを、トレイ搬送装置１４により搬送されたトレイＴ上に整列させてプレースするピックアンドプレースシステムとして構成される。なお、ロボットシステムは、ピックアンドプレースシステムに限られず、ロボット２０を用いてワークＷに対して作業を行うものであれば、如何なる作業システムにも適用できる。

ロボット２０は、５軸の垂直多関節アーム（以下、アームという）２２を備える。アーム２２は、６つのリンク（第１～第６リンク３１～３６）と、各リンクを回転または旋回可能に連結する５つの関節（第１～第５関節４１～４５）とを有する。各関節（第１～第５関節４１～４５）には、対応する関節を駆動するモータ（サーボモータ）５１～５５と、対応するモータの回転位置を検出するエンコーダ（ロータリエンコーダ）６１～６５とが設けられている。

アーム２２の先端リンク（第６リンク３６）には、エンドエフェクタとしての複数種のピッキングツールＴ１～Ｔ３が着脱可能となっている。本実施形態では、ピッキングツールＴ１は、磁性体からなるワークＷを電磁石により吸着する電磁チャックである。また、ピッキングツールＴ２は、ワークＷを挟持する近接位置とワークＷの挟持を解除する離間位置との間を移動可能な一対のクランプ爪Ｃ，Ｃを有するメカニカルチャック（以下、メカチャックという）である。さらに、ピッキングツールＴ３は、ワークＷを負圧によって吸着する吸着ノズルである。先端リンクに装着するピッキングツールは、ピッキングしようとするワークＷの形状や素材に合わせて適宜選択される。

また、アーム２２の先端部（第５リンク３５）には、カメラ２４が取り付けられている。カメラ２４は、ワーク供給装置１２により供給された各ワークＷの位置および姿勢を認識するために、当該ワーク供給装置１２上のワークＷを撮像し、トレイ搬送装置１４により搬送されたトレイＴの位置を認識するために当該トレイＴを撮像するためのものである。

アーム２２の基端リンク（第１リンク３１）は、作業台１１に固定されている。作業台１１には、ワーク供給装置１２やトレイ搬送装置１４などが配置されている。ワーク供給装置１２は、本実施形態では、前後方向（Ｙ軸方向）に離間して配置された駆動ローラおよび従動ローラに架け渡されたコンベアベルト１３を備えるベルトコンベア装置により構成される。コンベアベルト１３には複数のワークＷがバラ置きされ、ワーク供給装置１２は、駆動ローラを回転駆動することにより、コンベアベルト１３上の複数のワークＷを後方から前方へ供給する。コンベアベルト１３の左右側には、一対の壁部Ｓ，Ｓがコンベアベルト１３に沿って設けられている。これに対して、ワークＷの供給方向（Ｙ軸方向）の前方及び後方には、コンベアベルト１３上に一対の壁部Ｓ，Ｓが架け渡して設けられている。これらの壁部Ｓは、Ｚ軸方向（上下方向）に沿って立った状態で設けられており、ワークＷがコンベアベルト１３から落下することを防いでいる。さらに、後方側の壁部Ｓは、その左右端の上部において、図示しない軸を介して、左右側の壁部Ｓ，Ｓに回転可能に支持されている。これにより、後方側の壁部Ｓは、ワークＷの供給方向とは直交する方向（Ｘ軸方向）を回転中心として、前方又は後方へ回転することが可能である。そのため、後方側の壁部Ｓは、例えば、その下部に対して、後方から前方へ供給されるワークＷが突き当たると、そのワークＷに押されながら前方へ回転することにより、そのワークＷが通過することを許し、いずれのワークＷにも押されなくなると、自重で後方へ回転することにより、Ｚ軸方向（上下方向）に沿って立った状態に戻る。なお、ワーク供給装置は、ベルトコンベア装置に代えて或いはベルトコンベア装置に併設して、ケース（部品箱）に収容された複数のワークをケースごと供給するケース供給装置とされてもよい。トレイ搬送装置１４は、ベルトコンベア装置により構成され、ワークＷの供給方向とは直交する方向（Ｘ軸方向）にトレイＴを搬送し、そのトレイＴを略中央位置にて位置決め保持する。

ロボット制御装置７０は、ＣＰＵ７１を中心としたマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵ７１の他に、ＲＯＭ７２やＨＤＤ７３、ＲＡＭ７４、図示しない入出力インターフェース、図示しない通信インターフェースなどを備える。ロボット制御装置７０には、エンコーダ６１～６５などからの検知信号が入力される。また、ロボット制御装置７０からは、ワーク供給装置１２やトレイ搬送装置１４、モータ５１～５５、ツールアクチュエータ５６などへの制御信号が出力される。ツールアクチュエータ５６は、ロボット２０に装着されているピッキングツールを駆動するためのアクチュエータである。

ロボット制御装置７０は、ロボット２０の各モータ５１～５５を駆動制御することにより、ロボット２０に、ワークＷをピッキングさせるピッキング処理と、ピッキングさせたワークＷをトレイＴにプレースさせるプレース処理とを実行する。ピッキング処理は、具体的には、以下のようにして行われる。即ち、ロボット制御装置７０は、目標とされるピッキング位置および姿勢に対応するアーム２２の各関節の目標位置を取得する。続いて、ロボット制御装置７０は、各関節の位置が当該取得した目標位置に一致するように対応するモータ５１～５５を駆動制御する。そして、ロボット制御装置７０は、ピッキングツールによってワークＷがピッキングされるようツールアクチュエータ５６を制御する。その際、ロボット制御装置７０は、ピッキング対象のワークＷの干渉チェック領域にピッキングツールを移動させた後、そのワークＷの真上からピッキングツールをＺ軸方向（上下方向）に沿って下降及び上昇させるように、モータ５１～５５を駆動制御する。プレース処理は、具体的には、以下のようにして行われる。即ち、ロボット制御装置７０は、目標とされるプレース位置および姿勢に対応するアーム２２の各関節の目標位置を取得する。続いて、ロボット制御装置７０は、各関節の位置が当該取得した目標位置に一致するように対応するモータ５１～５５を駆動制御する。そして、ロボット制御装置７０は、ピッキングしたワークＷがプレース（ワークＷのピッキングが解除）されるようツールアクチュエータ５６を制御する。

画像処理装置８０は、ＣＰＵ８１を中心としたマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵ８１の他に、ＲＯＭ８２やＨＤＤ８３、ＲＡＭ８４、図示しない入出力インターフェース、図示しない通信インターフェースなどを備える。画像処理装置８０には、カメラ２４からの画像信号や入力装置８５からの入力信号などが入力される。また、画像処理装置８０からは、カメラ２４への駆動信号や出力装置８６への出力信号などが出力される。ここで、入力装置８５は、例えばキーボードやマウスなど、オペレータが入力操作を行う入力デバイスである。出力装置８６は、例えば液晶ディスプレイなど、各種情報を表示するための表示デバイスである。画像処理装置８０は、ロボット制御装置７０と通信可能に接続されており、互いに制御信号やデータのやり取りを行っている。

画像処理装置８０は、ロボット制御装置７０に制御信号を送信することにより、アーム２２（カメラ２４）を、ワーク供給装置１２において供給されているワークＷの撮像ポイントへ移動させ、カメラ２４を駆動して、コンベアベルト１３上のワークＷを撮像する。これにより、得られた画像信号（撮像画像）は、カメラ２４から画像処理装置８０に入力される。続いて、画像処理装置８０は、入力された画像信号を処理して、撮像画像中のワークＷを認識する。そして、画像処理装置８０は、認識したワークＷのうち、ピッキングツールがワーク供給装置１２の各壁部Ｓと干渉することを回避しながらピッキングすることが可能な対象ワークを抽出し、当該対象ワークをピッキングするためのピッキングツールの目標位置および目標姿勢を割り出し、ロボット制御装置７０に送信する。こうした処理は、画像処理データ（２次元データ）に基づく画像処理シーケンスに従って実行される。

図４は、画像処理シーケンスで使用される検索領域ＡＳを示す説明図である。検索領域ＡＳは、カメラ２４の撮像画像において、ワークＷのサーチ範囲を定めるものである。具体的には、検索領域ＡＳは、図４（Ａ）に示されるように、ワーク供給装置１２のコンベアベルト１３上でワークＷが配置されることが可能な範囲、つまり、ワーク供給装置１２の各壁部Ｓの内側縁で囲まれた矩形状の枠内の範囲である。従って、ワーク供給装置１２の後方側の壁部Ｓが、例えば、図４（Ｂ）に示されるように、前後方向においてコンベアベルト１３の略中央に設けられた場合には、検索領域ＡＳは、図４（Ａ）に示されたものと比べて小さくなる。各検索領域ＡＳは、ワーク供給装置１２の後方側の壁部Ｓの配置箇所に関連付けされながら、画像処理装置８０のＨＤＤ８３に記憶されることによって、ロボットシステム１０に登録される。検索領域の登録は、作業台１１に設置可能な全ての供給装置（例えば、上記のケース供給装置など）についても行われる。

図５は、画像処理シーケンスで使用される干渉チェック領域ＡＩと把持中心位置ＰＰを示す説明図である。干渉チェック領域ＡＩは、ピッキングツールとワーク供給装置１２（の各壁部Ｓ）の干渉を画像処理装置８０がチェックする際に使用される。具体的には、ピッキングツールＴ１が電磁チャックである場合には、図５（Ａ）に示されるように、ピッキング時の姿勢にある電磁チャックを上下方向で投影してなる円形影部が、ピッキングツールＴ１の干渉チェック領域ＡＩとされる。さらに、干渉チェック領域ＡＩの中心点が、ピッキングツールＴ１の把持中心位置ＰＰとされる。但し、ワーク供給装置１２の各壁部Ｓが電磁チャックに引きつけられるものである場合には、電磁チャックの磁力を考慮して、干渉チェック領域ＡＩが拡大される。なお、図５（Ａ）では、ピッキングツールＴ１が側面図で示され、干渉チェック領域ＡＩが平面図で示されている。この点は、図５（Ｂ）（Ｃ）においても、同様である。

ピッキングツールＴ２がメカチャックである場合には、図５（Ｂ）に示されるように、ピッキング時の姿勢にある一対のクランプ爪Ｃ，Ｃを上下方向で投影してなる一対の矩形影部が、ピッキングツールＴ２の一対の干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩとされる。但し、一対のクランプ爪Ｃ，Ｃは、近接位置と離間位置とを往復中のものとされる。従って、ピッキングツールＴ２の各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩは、ピッキング時における一対のクランプ爪Ｃ，Ｃの可動範囲を示している。さらに、各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩ間の中心点が、ピッキングツールＴ２の把持中心位置ＰＰとされる。ピッキングツールＴ３が吸着ノズルである場合には、図５（Ｃ）に示されるように、ピッキング時の姿勢にある吸着ノズルを上下方向で投影してなる円形影部が、ピッキングツールＴ３の干渉チェック領域ＡＩとされる。さらに、干渉チェック領域ＡＩの中心点が、ピッキングツールＴ３の把持中心位置ＰＰとされる。

図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示された各干渉チェック領域ＡＩと各把持中心位置ＰＰは、各ピッキングツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３に関連付けされながら、画像処理装置８０のＨＤＤ８３に記憶されることによって、ロボットシステム１０に登録される。干渉チェック領域の登録は、アーム２２の先端リンク（第６リンク３６）に着脱可能な全てのピッキングツールについても行われる。

図６は、画像処理シーケンスの一例を示す説明図である。なお、以下の説明では、図６に加え、図７乃至図９などが参照される。図７は、検索領域ＡＳ内で各ワークＷ１～Ｗ８が抽出された際の撮像画像Ｉを示す説明図である。図８は、把持可能領域ＡＡを例示する説明図である。図９は、挟持可能部品であるか否かを例示する説明図である。また、以下の説明では、ロボットシステム１０において、図１に示されたワーク供給装置１２が作業台１１に設置されており、さらに、図２に示されたピッキングツールＴ２（つまり、メカチャック）がロボット２０に装着されているものとする。さらに、そのような態様を表した情報は、オペレータが入力装置８５を操作することにより、画像処理装置８０に入力されているものとする。

画像処理シーケンスにおいて、画像処理装置８０は、コンベアベルト１３の真上からワーク供給装置１２をカメラ２４で撮像する（Ｓ１０）。続いて、画像処理装置８０は、撮像画像に対して検索領域ＡＳを設定する（Ｓ１２）。その際、画像処理装置８０は、図１に示されたワーク供給装置１２に関連付けられて記憶されている検索領域ＡＳ（つまり、図４（Ａ）に示されたもの）を、ＨＤＤ８３から読み出す。そして、画像処理装置８０は、撮像画像の検索領域ＡＳ内にあるワークＷを抽出する（Ｓ１４）。具体的には、例えば、図７に示された撮像画像Ｉでは、その検索領域ＡＳ内において、８個のワークＷ１～Ｗ８が抽出されている。なお、抽出の技術は、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。

次に、画像処理装置８０は、撮像画像Ｉの検索領域ＡＳ内から、ピッキングツールＴ２のピッキング候補を、挟持対象部品として特定する（Ｓ１６）。なお、特定の技術は、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。また、以下の説明において、図７に示された撮像画像Ｉ内のワークＷ１を挟持対象部品とする場合は、挟持対象部品Ｗ１と表記する。この点は、ワークＷ１以外のワークを挟持対象部品として説明する場合も、同様である。

続いて、画像処理装置８０は、固定モードに切り替えられているか否かを判定する（Ｓ１８）。ここで、固定モードとは、後述する把持可能領域を最小に固定するモードをいう。なお、固定モードに切り替えられているか否かについての情報は、オペレータが入力装置８５を操作することにより、画像処理装置８０に入力される。画像処理装置８０は、固定モードに切り替えられていない場合に応じて（Ｓ１８：ＮＯ）、角度算出の処理を行う（Ｓ２０）。

この処理において、画像処理装置８０は、上記の抽出時における挟持対象部品Ｗ１の輪郭（姿勢）に応じて、ピッキングツールＴ２の各クランプ爪Ｃ，Ｃが挟持対象部品Ｗ１を挟持するのに適した方向（以下、挟持対象部品Ｗ１の挟持方向という）を特定し、その特定方向とワーク供給装置１２の壁部Ｓの内側壁面ＳＷとが交わる角度を算出する（Ｓ２０）。その際、画像処理装置８０は、ワーク供給装置１２の各壁部Ｓのうち、挟持対象部品Ｗ１に直近の壁部Ｓを、角度算出の対象とする。具合的には、図８（Ａ）に示されるように、挟持対象部品Ｗ１の挟持方向Ｄ１は、挟持対象部品Ｗ１に直近の壁部Ｓの内側壁面ＳＷと平行関係にある。そのため、零度の角度が算出される。

そして、画像処理装置８０は、算出した角度に連動させて、把持可能領域を設定する（Ｓ２２）。把持可能領域は、ピッキングツールがワーク供給装置１２の各壁部Ｓと干渉することを回避しながらワークＷをピッキングすることが可能な範囲である。具体的には、画像処理装置８０は、挟持対象部品Ｗ１に対して、図８（Ａ）に示された把持可能領域ＡＡを設定する。図８（Ａ）では、挟持対象部品Ｗ１の挟持方向Ｄ１に向けられた各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩの長辺が、挟持対象部品Ｗ１に直近の壁部Ｓに対して隣接する検索領域ＡＳの境界に内接している。そのような状態にある各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩ（ピッキングツールＴ２）の把持中心位置ＰＰ上を、検索領域ＡＳの境界に平行な直線ＡＡ１が通っている。その直線ＡＡ１から検索領域ＡＳの中心側にある領域が、把持可能領域ＡＡとされる。従って、算出された角度が零度である場合には、検索領域ＡＳの境界から直線ＡＡ１（つまり、把持可能領域ＡＡ）までの長さが、距離Ｌ１で一定である。そこで、画像処理装置８０は、算出した角度（零度）から把持可能領域ＡＡを設定する。

なお、上記Ｓ１６でワークＷ２が挟持対象部品に特定されると、上記Ｓ２０及び上記Ｓ２２の各処理は、以下のようにして行われる。画像処理装置８０は、上記の抽出時における挟持対象部品Ｗ２の輪郭（姿勢）に応じて、ピッキングツールＴ２の各クランプ爪Ｃ，Ｃが挟持対象部品Ｗ２を挟持するのに適した方向（以下、挟持対象部品Ｗ２の挟持方向という）を特定し、その特定方向とワーク供給装置１２の壁部Ｓの内側壁面ＳＷとが交わる角度を算出する。その際、画像処理装置８０は、ワーク供給装置１２の各壁部Ｓのうち、挟持対象部品Ｗ２に直近の壁部Ｓを、角度算出の対象とする。具合的には、図８（Ｂ）に示されるように、挟持対象部品Ｗ２の挟持方向Ｄ２は、挟持対象部品Ｗ２に直近の壁部Ｓの内側壁面ＳＷと４５度で交わる。そのため、４５度の角度θが算出される。

そして、画像処理装置８０は、算出した４５度の角度θに連動させて、把持可能領域ＡＡを設定する。具体的には、画像処理装置８０は、挟持対象部品Ｗ２に対して、図８（Ｂ）に示された把持可能領域ＡＡを設定する。図８（Ｂ）では、挟持対象部品Ｗ２の挟持方向Ｄ２に向けられた各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩのうち、挟持対象部品Ｗ２に直近の壁部Ｓにより近く位置する干渉チェック領域ＡＩの角部が、その壁部Ｓに対して隣接する検索領域ＡＳの境界に内接している。そのような状態にある各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩ（ピッキングツールＴ２）の把持中心位置ＰＰ上を、検索領域ＡＳの境界に平行な直線ＡＡ１が通っている。その直線ＡＡ１から検索領域ＡＳの中心側にある領域が、把持可能領域ＡＡとされる。従って、算出された角度θが４５度である場合には、検索領域ＡＳの境界から直線ＡＡ１（つまり、把持可能領域ＡＡ）までの長さが、距離Ｌ２で一定である。そこで、画像処理装置８０は、算出した角度θ（４５度）から把持可能領域ＡＡを設定する。なお、距離Ｌ２は、上記の距離Ｌ１よりも長い。

また、上記Ｓ１６でワークＷ３が挟持対象部品に特定されると、上記Ｓ２０及び上記Ｓ２２の各処理は、以下のようにして行われる。画像処理装置８０は、上記の抽出時における挟持対象部品Ｗ３の輪郭（姿勢）に応じて、ピッキングツールＴ２の各クランプ爪Ｃ，Ｃが挟持対象部品Ｗ３を挟持するのに適した方向（以下、挟持対象部品Ｗ３の挟持方向という）を特定し、その特定方向とワーク供給装置１２の壁部Ｓの内側壁面ＳＷとが交わる角度を算出する。その際、画像処理装置８０は、ワーク供給装置１２の各壁部Ｓのうち、挟持対象部品Ｗ３に直近の壁部Ｓを、角度算出の対象とする。具合的には、図８（Ｃ）に示されるように、挟持対象部品Ｗ３の挟持方向Ｄ３は、挟持対象部品Ｗ２に直近の壁部Ｓの内側壁面ＳＷと９０度で交わる。そのため、９０度の角度θが算出される。

そして、画像処理装置８０は、算出した９０度の角度θに連動させて、把持可能領域ＡＡを設定する。具体的には、画像処理装置８０は、挟持対象部品Ｗ３に対して、図８（Ｃ）に示された把持可能領域ＡＡを設定する。図８（Ｃ）では、挟持対象部品Ｗ３の挟持方向Ｄ３に向けられた各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩのうち、挟持対象部品Ｗ３に直近の壁部Ｓにより近く位置する干渉チェック領域ＡＩの短辺が、その壁部Ｓに対して隣接する検索領域ＡＳの境界に内接している。そのような状態にある各干渉チェック領域ＡＩ，ＡＩ（ピッキングツールＴ２）の把持中心位置ＰＰ上を、検索領域ＡＳの境界に平行な直線ＡＡ１が通っている。その直線ＡＡ１から検索領域ＡＳの中心側にある領域が、把持可能領域ＡＡとされる。従って、算出された角度θが９０度である場合には、検索領域ＡＳの境界から直線ＡＡ１（つまり、把持可能領域ＡＡ）までの長さが、距離Ｌ３で一定である。そこで、画像処理装置８０は、算出した角度θ（９０度）から把持可能領域ＡＡを設定する。なお、距離Ｌ３は、上記の距離Ｌ２よりも長い。

このようにして、画像処理装置８０は、上記Ｓ２０で算出された角度θに連動させて、把持可能領域ＡＡを設定する。なお、上記Ｓ２０で算出される角度θは、０度から９０度の範囲で算出される。そのため、上記Ｓ２０で算出される角度θが大きくなるに連れて、検索領域ＡＳの境界から直線ＡＡ１（つまり、把持可能領域ＡＡ）までの距離が長くなるので、上記Ｓ２２で設定される把持可能領域ＡＡが狭くなる。

これに対して、画像処理装置８０は、固定モードに切り替えられている場合に応じて（Ｓ１８：ＹＥＳ）、固定算出の処理を行う（Ｓ２４）。この処理では、画像処理装置８０は、所定の挟持可能領域を設定する。その挟持可能領域は、上記Ｓ２０で算出された角度θが９０度の場合に設定されるもの（図８（Ｃ）参照）と同一であり、上記Ｓ２２で設定可能な全ての把持可能領域ＡＡのうち、最小のものである。

次に、画像処理装置８０は、オフセット量が入力されているか否かを判定する（Ｓ２６）。ここで、オフセット量とは、直線ＡＡ１からの距離をいう。なお、オフセット量に関する情報は、オペレータが入力装置８５を操作することにより、画像処理装置８０に入力される。画像処理装置８０は、オフセット量が入力されていない場合に応じて（Ｓ２６：ＮＯ）、後述するＳ３０の処理を実行する。これに対して、画像処理装置８０は、オフセット量が入力されている場合に応じて（Ｓ２６：ＹＥＳ）、縮小設定の処理を行う（Ｓ２８）。

この処理では、画像処理装置８０は、オフセット量に応じて把持可能領域ＡＡを縮小する。具体的には、例えば、図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、把持可能領域ＡＡの設定状態は、直線ＡＡ１から検索領域ＡＳの中心側にある領域に設定されている状態から、その直線ＡＡ１に対して平行な直線ＡＡ２から検索領域ＡＳの中心側にある領域に設定されている状態に変更される。この点、直線ＡＡ２は、直線ＡＡ１から検索領域ＡＳの中心側へオフセット量Ｆの距離まで離れた位置にある。よって、このＳ２８で設定される把持可能領域ＡＡは、上記Ｓ２２または上記Ｓ２４で設定された把持可能領域ＡＡよりも狭い。

続いて、画像処理装置８０は、Ｓ３０の処理を実行する。この処理において、画像処理装置８０は、上記Ｓ１６で挟持対象部品に特定されたワークＷが、挟持可能部品であるか否かを判定する。挟持可能部品とは、ピッキングツールＴ２がワーク供給装置１２の各壁部Ｓとの干渉を回避しながら挟持することが可能なワークをいう。この判定では、ワークＷを挟持する際におけるピッキングツールＴ２の把持中心位置ＰＰと、上記Ｓ２２、上記Ｓ２４、または上記Ｓ２８で設定された把持可能領域ＡＡが使用される。

具体的には、例えば、図９に示されるように、挟持対象部品としてワークＷ９（以下、挟持対象部品Ｗ９という）が特定された場合には、挟持対象部品Ｗ９を挟持する際におけるピッキングツールＴ２の把持中心位置ＰＰが、把持可能領域ＡＡの外側に位置する。このような場合には、画像処理装置８０により、挟持対象部品Ｗ９が挟持可能部品でないと判定される。なお、この判定において、上記Ｓ２２で設定された把持可能領域ＡＡ（その後に、上記Ｓ２８で縮小された把持可能領域ＡＡを含む）が使用される場合には、挟持対象部品Ｗ９に対して設定された把持可能領域ＡＡが使用される。これに対して、挟持対象部品としてワークＷ１０（以下、挟持対象部品Ｗ１０という）が特定された場合には、挟持対象部品Ｗ１０を挟持する際におけるピッキングツールＴ２の把持中心位置ＰＰが、把持可能領域ＡＡの内側に位置する。このような場合には、画像処理装置８０により、挟持対象部品Ｗ９が挟持可能部品であると判定される。なお、この判定において、上記Ｓ２２で設定された把持可能領域ＡＡ（その後に、上記Ｓ２８で縮小された把持可能領域ＡＡを含む）が使用される場合には、挟持対象部品Ｗ１０に対して設定された把持可能領域ＡＡが使用される。

そして、画像処理装置８０は、上記Ｓ１６で挟持対象部品に特定されたワークＷが挟持可能部品でない場合に応じて（Ｓ３２：ＮＯ）、後述するＳ３８の処理を実行する。これに対して、画像処理装置８０は、上記Ｓ１６で挟持対象部品に特定されたワークＷが挟持可能部品である場合に応じて（Ｓ３２：ＹＥＳ）、そのワークＷを挟持する際におけるピッキングツールＴ２の把持中心位置ＰＰなどに基づいて、ピッキングツールＴ２の目標位置及び目標姿勢を設定すると共に、その設定した目標位置及び目標姿勢を各モータ５１～５５の目標位置に座標変換する（Ｓ３４）。さらに、画像処理装置８０は、座標変換した目標位置を、固定モードの設定の有無が示された情報と共に、ロボット制御装置７０へ送信する（Ｓ３６）。

なお、ロボット制御装置７０は、ピッキングツールＴ２を目標位置に移動させる際は、上述したように、挟持可能部品と判断されたワークＷの真上にピッキングツールＴ２を移動させた後、そのワークＷの真上からピッキングツールＴ２をＺ軸方向（上下方向）に沿って下降及び上昇させるように、モータ５１～５５を駆動制御する。但し、固定モードに設定されていない場合には、ロボット制御装置７０は、少なくとも、そのワークＷに直近の壁部Ｓの高さにピッキングツールＴ２が下降するまでの間において、ピッキングツールＴ２の各クランプ爪Ｃ，Ｃが動作する方向が、そのワークＷを挟持するのに適した方向と一致するように、ピッキングツールＴ２を回動させる。

次に、画像処理装置８０は、撮像画像Ｉの検索領域ＡＳ内にある全てのワークＷが、挟持対象部品に特定されたか否かを判定する（Ｓ３８）。画像処理装置８０は、全てのワークＷが挟持対象部品に特定されていない場合に応じて（Ｓ３８：ＮＯ）、上記Ｓ１６以降の処理を繰り返し実行する。これにより、例えば、図７に示された撮像画像Ｉでは、抽出された各ワークＷ１～Ｗ８が挟持対象部品に特定される。これに対して、画像処理装置８０は、全てのワークＷが挟持対象部品に特定された場合に応じて（Ｓ３８：ＹＥＳ）、画像処理シーケンスを終了する。

なお、図１に示されたワーク供給装置１２以外の供給装置が作業台１１に設置された場合でも、上述した場合と同様な画像処理シーケンスが行われる。但し、上記Ｓ１２では、その設置された供給装置に関連付けられて記憶されている検索領域が、ＨＤＤ８３から読み出される。

また、図２に示されたピッキングツールＴ１（つまり、電磁チャック）がロボット２０に装着されている場合、図２に示されたピッキングツールＴ３（つまり、吸着ノズル）がロボット２０に装着されている場合、または、各ピッキングツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３以外のピッキングツールが装着されている場合でも、上述した場合と同様な画像処理シーケンスが行われる。但し、ピッキングツールＴ１またはピッキングツールＴ３がロボット２０に装着されている場合のように、ワークＷを挟持する方向が特定できないときは、上記Ｓ２２で設定される把持可能領域は、挟持対象部品に特定されたワークＷの姿勢がいずれであっても一定となる。

以上詳細に説明したように、ロボットシステム１０は、ワーク供給装置１２から安定的にワークＷをトレイＴに移載することが可能である。

ちなみに、本実施形態において、ロボットシステム１０は、部品移載装置の一例である。ワーク供給装置１２は、部品供給部の一例である。コンベアベルト１３は、部品供給面の一例である。アーム２２は、移動部の一例である。カメラ２４は、撮像部の一例である。ロボット制御装置７０は、制御部の一例である。画像処理装置８０は、算出部、設定部、及び判定部の一例である。入力装置８５は、切替部及び入力部の一例である。把持可能領域ＡＡは、挟持可能領域の一例である。直線ＡＡ１は、挟持可能領域の境界の一例である。一対のクランプ爪Ｃ，Ｃは、一対の爪部の一例である。各挟持対象部品Ｗ１～Ｗ３の挟持方向Ｄ１～Ｄ３は、挟持対象部品を一対の爪部が挟持する方向の一例である。撮像画像Ｉは、画像の一例である。ピッキングツールＴ２は、保持具の一例である。ワークＷは、複数の部品の一例である。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、画像処理シーケンスにおいて、マニュアルモードが追加されてもよい。マニュアルモードでは、オペレータが入力装置８５を操作することによって、把持可能領域ＡＡを設定することが可能である。

また、ロボット２０は、５軸の垂直多関節アームに代えて、５軸以外の垂直多関節アームを備えたものであってもよいし、水平多関節アームを備えたものであってもよい。

１０ ロボットシステム
１２ ワーク供給装置
１３ コンベアベルト
２２ アーム
２４ カメラ
７０ ロボット制御装置
８０ 画像処理装置
８５ 入力装置
ＡＡ 把持可能領域
Ｃ，Ｃ 一対のクランプ爪
Ｄ１～Ｄ３ 挟持対象部品を一対のクランプ爪が挟持する方向
Ｆ オフセット量
Ｉ 撮像画像
ＳＷ 壁面
Ｔ２ ピッキングツール
Ｗ ワーク
Ｗ１～Ｗ３ ワーク（挟持対象部品）
Ｗ１０ ワーク（挟持可能部品）
θ 角度

Claims (3)

1. 複数の部品が散在した状態で置かれる部品供給面と、該部品供給面から該部品が脱落することを防止する壁部とを有する部品供給部と、
   前記部品供給面に置かれている部品を一対の爪部で挟持して保持する保持具と、
   前記部品供給面に置かれている部品の上に前記保持具を移動させると共に、該部品の上から上下方向に該保持具を移動させる移動部と、
   前記部品供給面の上から前記部品供給部を撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記一対の爪部による挟持対象の部品である挟持対象部品を該一対の爪部が挟持する方向と、前記壁部とが交わる角度を算出する算出部と、
   前記算出部で算出された前記角度が大きくなるに連れて、前記部品供給面に置かれている部品を前記保持具が前記壁部との干渉を回避しながら前記一対の爪部で挟持することが可能な挟持可能領域を、より狭く設定する設定部と、
   前記設定部で設定された前記挟持可能領域と前記画像とに基づいて、前記挟持対象部品が、前記壁部との干渉を回避しながら前記保持具の前記一対の爪部によって挟持されることが可能な挟持可能部品であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部で前記挟持可能部品であると判定された前記挟持対象部品を前記保持具が前記一対の爪部で挟持して保持するように、前記保持具と前記移動部の作動を制御する制御部と、
   前記挟持可能領域が一定となる固定モードに切り替え可能な切替部とを備え、
   前記設定部は、前記固定モードに切り替えられたことに応じて前記挟持可能領域を最小に固定する部品移載装置。
2. 複数の部品が散在した状態で置かれる部品供給面と、該部品供給面から該部品が脱落することを防止する壁部とを有する部品供給部と、
   前記部品供給面に置かれている部品を一対の爪部で挟持して保持する保持具と、
   前記部品供給面に置かれている部品の上に前記保持具を移動させると共に、該部品の上から上下方向に該保持具を移動させる移動部と、
   前記部品供給面の上から前記部品供給部を撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記一対の爪部による挟持対象の部品である挟持対象部品を該一対の爪部が挟持する方向と、前記壁部とが交わる角度を算出する算出部と、
   前記算出部で算出された前記角度が大きくなるに連れて、前記部品供給面に置かれている部品を前記保持具が前記壁部との干渉を回避しながら前記一対の爪部で挟持することが可能な挟持可能領域を、より狭く設定する設定部と、
   前記設定部で設定された前記挟持可能領域と前記画像とに基づいて、前記挟持対象部品が、前記壁部との干渉を回避しながら前記保持具の前記一対の爪部によって挟持されることが可能な挟持可能部品であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部で前記挟持可能部品であると判定された前記挟持対象部品を前記保持具が前記一対の爪部で挟持して保持するように、前記保持具と前記移動部の作動を制御する制御部と、
   前記挟持可能領域の境界からの距離であるオフセット量が入力可能な入力部とを備え、
   前記設定部は、前記オフセット量に応じて前記挟持可能領域を狭く設定する部品移載装置。
3. 前記挟持可能領域が一定となる固定モードに切り替え可能な切替部を備え、
   前記設定部は、前記固定モードに切り替えられたことに応じて前記挟持可能領域を最小に固定する請求項２に記載の部品移載装置。

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