JP7430096B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、ロボットシステムに関する。

従来から、上方が開いた箱体内に収容された物品等のワークを取り出し（ピッキングし）、他の場所に向かって搬送するロボットが知られている。特許文献１は、この種のロボットであるピッキング装置を開示する。

特許文献１のピッキング装置は、アームロボットと、アーム先端部に取り付けられたロボットハンドと、を備える。ロボットハンドは、部品箱内のワークをピッキングするものである。ロボットハンドは、第１の吸着パッド部と、第２の吸着パッド部と、を有する。第１の吸着パッド部と第２の吸着パッド部とは、互いに異なる向きに配置され、揺動可能に設けられている。第１及び第２の吸着パッド部は、それぞれ、第１及び第２のピッキング手段として、互いに独立的にワークをピッキングすることができる。

特開２００９－２５５２０７号公報

上記特許文献１の構成においては、複数のワークが部品箱内に乱雑に配置されている場合、ピッキング作業時に、第１の吸着パッド部又は第２の吸着パッド部によりピッキングされたワークが、当該部品箱や他のワークと干渉し易い。そのため、このような干渉によりピッキング作業が妨げられることがある。そこで、ピッキング作業は、ピッキングされたワークが部品箱や他のワークと干渉しないように、第１の吸着パッド部又は第２の吸着パッド部を部品箱や他のワークに対して回避するようアームを動作させなければならない。この場合、アームが回避動作を行うことにより作業時間が増加してしまう。従って、特許文献１のピッキング装置は作業効率が必ずしも高くなく、この点で改善の余地があった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、物品のピッキング作業の作業効率を向上させることにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成のロボットシステムが提供される。即ち、このロボットシステムは、ロボットハンドを搭載するロボットと、前記ロボットの動作を制御する制御装置と、を備える。前記ロボットハンドは、移送機構を備える。前記移送機構は、物品を保持し、保持した前記物品を移送する。前記移送機構は、作用部と、駆動部と、循環部材と、を有する。前記作用部は、移動軌道に沿って移動し、前記物品に対して保持又は保持解除を行うように作用する。前記駆動部は、前記作用部を前記移動軌道に沿って移動させるための駆動力を発生させる。前記循環部材は、前記移動軌道に対応する循環軌道に沿って循環可能なループ状の部材であり、前記駆動部が発生させた前記駆動力により循環することで前記作用部を移動させる。前記移動軌道は、湾曲部を有する。前記湾曲部を前記作用部が移動するのに伴って、前記作用部の向きが変化する。前記制御装置は、前記作用部が保持しようとする前記物品の姿勢に応じて、前記作用部が当該物品を保持するときの位置を前記湾曲部の範囲内で調整する。

これにより、複数の物品が乱雑に配置された状態において、作用部の移動時に、当該作用部が保持した物品が他の物品と干渉することを回避することができる。従って、ピッキング作業を効率良く行うことができる。不規則な姿勢の物品を、作用部の向きを調整することで円滑に保持することができる。作用部の向きを変化させるために作用部及びロボットハンド自体を大きく動かす必要がない。

本発明によれば、物品のピッキング作業の作業効率を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係るロボットハンドを備えたロボット及びロボットシステムを概略的に示す図。 ロボットハンドの斜視図。 ピッキング作業において、ロボットハンドが１つ目のワークを保持する様子を模式的に示す図。 ロボットハンドで保持された１つ目のワークを退避させる様子を模式的に示す図。 ロボットハンドが２つ目のワークを保持する様子を模式的に示す図。 ロボットハンドが１つ目のワークを搬送装置に渡す様子を模式的に示す図。 ロボットハンドが２つ目のワークを搬送装置に渡す様子を模式的に示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るロボットハンド５を備えたロボット２及びロボットシステム１を概略的に示す図である。

図１に示すように、ロボットシステム１は、ロボット２と、制御装置３と、を備える。

ロボット２は、複数の関節２ａ～２ｆを備える多関節型のアームロボットである。ロボット２は、複数の関節２ａ～２ｆが設けられたロボット本体と、ロボットハンド５と、を備える。ロボットハンド５は、ワーク（物品）Ｗを保持することができる。ロボットハンド５は、ロボット本体に、その先端部に設けられたフランジ（取付部）７を介して取り付けられている。

制御装置３は、ロボット２と電気的に接続されている。制御装置３は、ロボット２の動作を制御する。例えば、制御装置３は、ロボット本体の複数の関節２ａ～２ｆの制御を行うことにより、ロボットハンド５の位置や姿勢を変更することができる。なお、制御装置３は、本実施形態ではロボット２とは別体に構成されているが、ロボット２と一体的に構成されても良い。

次に、ロボットハンド５について詳細に説明する。図２は、ロボットハンド５の斜視図である。

ロボットハンド５は、ロボット２におけるエンドエフェクタとして機能する。図２に示すように、ロボットハンド５は、支持部１１と、移送機構１２と、を備える。本実施形態において、ロボットハンド５は、２つの移送機構１２を備える。なお、ロボットハンド５における移送機構１２の数は、これに限定されず、１つ以上であれば任意である。

支持部１１は、本実施形態ではＴ字状の部材である。支持部１１は、ロボット本体のフランジ７に固定されている。支持部１１は、フランジ７から突出するように設けられている。支持部１１は、２つの移送機構１２のそれぞれを支持している。支持部１１は、固定部１６と、突出部１７と、を有している。なお、支持部１１の形状はＴ字状に限定されない。

固定部１６は、フランジ７に対応する板状部材から構成されている。固定部１６は、フランジ７に沿うように配置されている。固定部１６は、フランジ７と隣接するように配置され、当該フランジ７に固定されている。

突出部１７は、短辺と長辺とを有する長方形状に形成された板状部材から構成されている。突出部１７の長手方向一側の端部に相当する短辺が、固定部１６に固定されている。突出部１７は、固定部１６からフランジ７と反対側へ突出している。

以下では、説明の便宜上、図２に示す状態のロボットハンド５において、突出部１７の長辺方向（突出方向を含む）を上下方向とし、突出部１７の短辺方向を前後方向とし、突出部１７の長辺方向及び短辺方向の何れにも垂直な方向を左右方向とする。これらの方向の呼びは、ロボットハンド５が使用される向きを限定するものではない。

ロボットハンド５には、２つの移送機構１２として、第１移送機構１２Ａと、第２移送機構１２Ｂと、が備えられている。第１移送機構１２Ａと第２移送機構１２Ｂとは実質的に同じ構成であるので、以下では、主として第１移送機構１２Ａの構成について説明する。

第１移送機構１２Ａは、ワークＷに作用する作用部２１Ａと、モータ（駆動部）２２Ａと、チェーン（循環部材）２３Ａと、を備える。一方、第２移送機構１２Ｂは、作用部２１Ｂと、モータ（駆動部）２２Ｂと、チェーン（循環部材）２３Ｂと、を備える。

本実施形態では、作用部２１Ａとして、２つの作用部２１Ａａ，２１Ａｂが備えられている。一方の作用部２１Ａａと他方の作用部２１Ａｂとは、チェーン２３Ａの長手方向で適宜の間隔をあけて設けられている。なお、第１移送機構１２Ａにおける作用部２１Ａの数は、これに限定されず、１個以上であれば良い。

本実施形態では、第２移送機構１２Ｂが備える作用部２１Ｂの数は、図２では１つ（作用部２１Ｂｂ）しか現れていないが、２つである。従って、第１移送機構１２Ａにおける作用部２１Ａの数は、第２移送機構１２Ｂにおける作用部２１Ｂの数と同じである。しかし、両者の数は、互いに異なっても良い。

作用部２１Ａは、ワークＷを保持又は保持解除することができるように構成されている。作用部２１Ａは、移動軌道２５に沿って、循環的に移動することができる。この移動軌道２５は、２つの直線部２５ａと、２つの湾曲部２５ｂと、を含む長円状に形成されている。それぞれの湾曲部２５ｂは、２つの直線部２５ａの上端部同士又は下端部同士を接続している。

２つの直線部２５ａは、突出部１７の長手方向に沿って上下方向に延びる。２つの直線部２５ａは、前後方向に所定間隔をあけて、互いに平行に配置される。２つの湾曲部２５ｂのうち、上側の湾曲部２５ｂは突出部１７の上端部付近に位置し、下側の湾曲部２５ｂは突出部１７の下端部付近に位置する。なお、２つの直線部２５ａは、互いに平行に配置されなくても良い。

作用部２１Ａは、チェーン２３Ａの移動により移動軌道２５に沿って移動する。作用部２１Ａが下側の湾曲部２５ｂに従って移動するとき、作用部２１Ａはその向きを変えることができる。作用部２１Ａは、移動軌道２５に沿って移動することで、又はロボットハンド５自体が移動することで、移送対象であるワークＷに接近及び接触することができる。作用部２１Ａは、移動軌道２５上の任意の位置で、ワークＷの保持／保持解除を行うことができる。

作用部２１Ａは、取付部３５と、少なくも１つの吸着パッド（保持部）３６と、を備える。第１移送機構１２Ａでは、吸着パッド３６は、一方の作用部２１Ａａに１つ備えられ、他方の作用部２１Ａｂに２つ備えられている。なお、一方の作用部２１Ａａと他方の作用部２１Ａｂとは、主として吸着パッド３６に関して構成が異なっているが、同じ構成としても良い。

取付部３５は、ブロック状の部材である。取付部３５は、チェーン２３Ａの外周側に位置するように、チェーン２３Ａに取り付けられている。一方の作用部２１Ａａの取付部３５と、他方の作用部２１Ａｂの取付部３５とは、チェーン２３Ａの長手方向の間隔を保ちつつ、それぞれチェーン２３Ａと一体的に移動することができる。

吸着パッド３６は、取付部３５に取り付けられている。２つのうち１つの作用部２１Ａｂでは、２つの吸着パッド３６が、チェーン２３Ａの周方向に所定間隔をあけて並べられている。それぞれの吸着パッド３６は、チェーン２３Ａの外周側に突出するように、取付部３５に固定されている。吸着パッド３６は、チェーン２３Ａの外周側を向くように配置されている。

吸着パッド３６は、取付部３５に設けられた接続部３７を介して、可撓性を有する図略のチューブ等と接続されている。チューブ等は、真空ポンプ又はエジェクタ等の真空発生装置に接続されている。吸着パッド３６は、その内部空間が減圧されることで、ワークＷを吸引して保持することができる。

本実施形態では、一方の作用部２１Ａａの吸着パッド３６は、ワークＷに対して、他方の作用部２１Ａｂにおける各吸着パッド３６よりも大きくなっている。

なお、作用部２１Ａは、吸着パッド３６を備える構成に限定されず、何らかの方法でワークＷを保持可能な構成であれば良い。例えば、作用部２１Ａは、複数本の把持爪によりワークＷを保持しても良いし、ワークＷが金属部材であれば磁力によりワークＷを保持しても良い。

また、本実施形態では、後述の箱体４８の上方に、図略の認識部が設けられている。認識部は、ワークＷに関する情報（例えば、ワークＷの位置）を認識する。認識部としては、距離画像センサ又は３次元位置計測可能なカメラ等の、公知の装置を利用することができる。認識部により計測された情報は、制御装置３に送信される。なお、認識部は、フランジ７又はその近傍に設けても良いし、取付部３５に設けても良い。

ワークＷのピッキング作業を行う場合、制御装置３は、認識部から得た情報に基づいて、ピッキング対象のワークＷに対して作用部２１Ａが適切な位置となるように、ロボット２の動作（ロボットハンド５の動作を含む）を制御する。また、制御装置３は、認識部から得た情報に基づいて、作用部２１ＡがワークＷの保持に成功したか否かを判定する。

なお、作用部２１ＡがワークＷの保持に成功したか否かの判定は、例えば、吸着パッド３６に設けられる接触センサ又は近接センサの計測値に基づいて行っても良い。また、この判定は、吸着パッド３６に接続されたチューブ等に設けられる圧力センサ又は流量センサの計測値に基づいて行っても良い。

モータ２２Ａは、作用部２１Ａを移動軌道２５に沿って移動させるための駆動力を発生させる。モータ２２Ａは、突出部１７に取り付けられている。モータ２２Ａが有する出力軸は、左右方向（言い換えれば、突出部１７の厚み方向）に延びている。モータ２２Ａは、制御装置３により制御される。制御装置３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える公知のコンピュータから構成されている。

チェーン２３Ａは、ループ状の部材である。チェーン２３Ａは、移動軌道２５に対応する循環軌道に沿って走行するように循環可能に構成されている。循環軌道は、移動軌道２５の内周側に、移動軌道２５と平行に配置されている。本実施形態では、循環軌道は、上下方向の仮想の軸に関して対称である。第１移送機構１２Ａのチェーン２３Ａの長さは、第２移送機構１２Ｂのチェーン２３Ｂの長さと異なっている。チェーン２３Ａは、チェーン２３Ｂよりも長い。

チェーン２３Ａは、第１スプロケット４１と、第２スプロケット４２と、に巻かれて案内される。第１スプロケット４１及び第２スプロケット４２は、上下方向に所定間隔をあけて配置されている。第１スプロケット４１及び第２スプロケット４２の軸は、モータ２２Ａの出力軸と同様に、左右方向（言い換えれば、突出部１７の厚み方向）に延びている。第１スプロケット４１は、第２スプロケット４２よりも上方に位置する。

本実施形態では、第１スプロケット４１は、駆動スプロケットである。突出部１７の上部側には、減速機付きのモータ２２Ａが支持されている。第１スプロケット４１は、減速機の出力軸に取り付けられている。第２スプロケット４２は、従動スプロケットである。第２スプロケット４２は、突出部１７の下部側に回転可能に支持されている。そして、両者に巻かれたチェーン２３Ａの適宜の位置に、各作用部２１Ａが取り付けられている。

この構成で、モータ２２Ａが駆動力を発生させた場合、チェーン２３Ａはモータ２２Ａの駆動力を各作用部２１Ａに伝達する。言い換えれば、チェーン２３Ａが循環軌道に沿って走行するのに伴い、各作用部２１Ａが移動軌道２５に沿って移動する。

また、チェーン２３Ａに対しては、その張りを調整するための調整機構４５が設けられている。この調整機構４５は、第１スプロケット４１の上下位置を、モータ２２Ａとともに変更することができる。調整機構４５は、図略の長孔に沿って移動可能なベース部材を備える公知の構造とすることができる。調整機構４５を適宜用いることにより、チェーン２３Ａの弛みを防止することができる。なお、調整機構４５の代わりにチェーンテンショナが設けられても良い。

本実施形態では、第１移送機構１２Ａと第２移送機構１２Ｂとは、突出部１７に対して異なる位置で支持されている。具体的には、第１移送機構１２Ａと第２移送機構１２Ｂとは、突出部１７を左右方向で挟むように配置されている。

第１移送機構１２Ａのチェーン２３Ａは、突出部１７の左側に配置されている。第２移送機構１２Ｂのチェーン２３Ｂは、突出部１７の右側に配置されている。なお、第１移送機構１２Ａと第２移送機構１２Ｂは、突出部１７に対して同じ位置（同じ側）で支持されても良い。

第１移送機構１２Ａのモータ２２Ａのハウジングは、突出部１７に対して、チェーン２３Ａと反対側に、即ち右側に配置されている。モータ２２Ａのハウジングは、突出部１７から右側へ突出するように設けられており、第２移送機構１２Ｂのチェーン２３Ｂの外側のスペースに収められている。モータ２２Ａの出力軸は、突出部１７を貫通するようにハウジングから左側へ延びている。モータ２２Ａの出力軸の端部に、第１スプロケット４１が固定されている。

本実施形態では、第２移送機構１２Ｂは、第１移送機構１２Ａと比べて上下方向の長さが小さくなっている。これらの移送機構１２Ａ，１２Ｂは、上下方向において下端位置が揃えられた状態で配置されている。そのため、突出部１７の右側においては、第２移送機構１２Ｂの上方に空きスペースが形成されている。このスペースに、モータ２２Ａのハウジングが配置される。

第２移送機構１２Ｂのモータ２２Ｂのハウジングは、突出部１７に対して、チェーン２３Ｂと反対側に、即ち左側に配置されている。モータ２２Ｂのハウジングは、突出部１７から左側へ突出するように設けられており、第１移送機構１２Ａのチェーン２３Ａの内側のスペースに収められている。モータ２２Ｂの出力軸は、突出部１７を貫通するようにハウジングから右側へ延びている。モータ２２Ｂの出力軸の端部に、第１スプロケット４１が固定されている。

本実施形態では、第１移送機構１２Ａは、第２移送機構１２Ｂと比べて上下方向の長さが大きくなっている。また、第１移送機構１２Ａでは、第１スプロケット４１と第２スプロケット４２との間に、上下方向の比較的大きな隙間が形成されている。そのため、突出部１７の左側においては、第１スプロケット４１と第２スプロケット４２との間に空きスペースが形成されている。このスペースに、モータ２２Ｂのハウジングが配置される。

これにより、ロボットハンド５において、第１移送機構１２Ａのモータ２２Ａ及び第２移送機構１２Ｂのモータ２２Ｂの配置スペースを確保して、第１移送機構１２Ａ及び第２移送機構１２Ｂのそれぞれを効率良く配置することができる。従って、ロボットハンド５のコンパクト化を実現できる。

また、ロボットシステム１は、ロボットハンド５からワークＷを受けることができる装置を更に備えている。本実施形態では、この装置として、図３等に示す搬送装置５０が備えられている。搬送装置５０は、搬送コンベア５２と、シュータ５３と、を有している。なお、搬送コンベア５２に代えて、無人搬送車又は搬送ロボットが用いられても良い。

詳細は後述するが、ロボットハンド５は、ワークＷの搬送後、当該ワークＷをシュータ５３に投入する。シュータ５３は、ワークＷを収納する収納部（本実施形態では、箱体４８）の近傍に配置されている。シュータ５３に投入されたワークＷは、搬送コンベア５２に移載される。搬送コンベア５２は、ワークＷを所定の搬送位置まで搬送する。

このような構成において、例えば、制御装置３がロボット２（ロボットハンド５を含む）の動作を制御して、箱体４８内に乱雑に収容されたワークＷのピッキングを行う場合、制御装置３によりロボット２（ロボットハンド５を含む）の動作の制御が行われる。具体的には、まず、ピッキング対象のワークＷに対して、ロボットハンド５が箱体４８内に移動する。

そして、ロボットハンド５においてチェーン２３Ａが駆動される。これにより、２つのうち一方の作用部２１Ａａが、その向きを変えつつ、ピッキング対象のワークＷに対応する保持位置Ｐ１まで移動する。保持位置Ｐ１は、移動軌道２５のうち下側の湾曲部２５ｂの範囲内で、ピッキングしようとするワークＷの姿勢を考慮して、その都度定められる。保持位置Ｐ１は、半円状の湾曲部２５ｂのうち、作用部２１Ａａをどこに位置させてワークＷを保持するかを意味する。従って、保持位置Ｐ１の調整は、取付部３５の姿勢（言い換えれば、吸着パッド３６の向き）の調整を意味する。

作用部２１Ａａは、図３に示すように、保持位置Ｐ１でピッキング対象のワークＷを保持する。このとき、残りの作用部２１Ａｂは、退避位置Ｐ２にある。２つの作用部２１Ａａ，２１Ａｂは連動して移動するので、保持位置Ｐ１が上述のように一定しないことに伴って、退避位置Ｐ２も一定しない。

その後、ロボットハンド５が少し上方に退避する。続いて、図４の白抜き矢印で示すように、退避していた作用部２１Ａｂが、退避位置Ｐ２から、ピッキング対象の別のワークＷに対応する保持位置Ｐ１に移動する。湾曲部２５ｂのうちどの位置で作用部２１ＡｂがワークＷを保持するかに応じて、作用部２１Ａｂの姿勢を変更することができる。

作用部２１Ａｂの移動と同時に、図４に示すように、ワークＷを保持した状態の作用部２１Ａａが、保持位置Ｐ１から退避位置Ｐ２まで移動する。この退避位置Ｐ２は、下側の湾曲部２５ｂから直線部２５ａに沿って上方へ離れた位置となっている。上述のように退避位置Ｐ２は一定しないが、何れの位置も、作用部２１Ａａが保持したワークＷを、箱体４８内のワークＷから十分に（接触しない程度に）離すことができる位置となっている。

続いて、ロボットハンド５が再び下方に進出して、保持位置Ｐ１にある作用部２１ＡｂをワークＷに近づける。この状態で、図５に示すように、保持位置Ｐ１にある作用部２１Ａｂが、別のワークＷを保持する。このとき、先にワークＷを保持した作用部２１Ａａは、退避位置Ｐ２に移動している。そのため、作用部２１Ａａによって先に保持されたワークＷに邪魔されることなく、作用部２１Ａｂが別のワークＷを保持することができる。こうして、２つの作用部２１ＡによるワークＷの保持が順次行われる。

なお、上述のとおり、２つの作用部２１Ａａ，２１Ａｂは互いに異なる構成となっている。制御装置３は、ワークＷの種類、形状、積まれた状態等に応じて、２つの作用部２１Ａａ，２１Ａｂのうち何れを使用してワークＷを保持するかを適宜決定する。

作用部２１Ａｂが別のワークＷを保持した後、図６に示すようにロボットハンド５が移動する。このロボットハンド５の移動と並行して、先にワークＷを保持した作用部２１Ａａが、シュータ５３に対応する位置に移動する。そして、図６に示すように、ロボットハンド５が、作用部２１Ａａにより保持されていたワークＷを、搬送装置５０のシュータ５３へ投入する。

ロボットハンド５がワークＷをシュータ５３へ投入すると、ワークＷは搬送装置５０においてシュータ５３により案内されて、搬送コンベア５２まで運ばれる。ワークＷは、搬送コンベア５２まで運ばれた後、当該搬送コンベア５２により所定の搬送位置まで搬送される。

その後、図７に示すように、ロボットハンド５が更に移動する。これに伴って、作用部２１Ａｂが、シュータ５３に対応する位置に移動する。そして、図７に示すように、ロボットハンド５が、作用部２１Ａｂにより保持されていたワークＷを、搬送装置５０のシュータ５３へ投入する。投入されたワークＷは、先に投入されたワークＷと同様に、搬送装置５０によって搬送される。なお、作用部２１Ａｂの移動のみで当該作用部２１Ａｂをシュータ５３に対応する位置に移動させることが可能であれば、ロボットハンド５の移動は不要である。

以上の動作により、１度に２つのワークＷをピッキングして搬送装置５０へ移動させることができる。今回の説明では第２移送機構１２Ｂが使用されていないが、第２移送機構１２Ｂを第１移送機構１２Ａと同様に動作させることで、１度に最大４個のワークＷを移送することが可能である。ワークＷが積まれている場所とシュータ５３との間でロボットハンド５を往復移動させる回数を減らすことができるので、効率的なピッキングを実現することができる。

本実施形態の第１移送機構１２Ａでは、１つのモータ２２Ａ及びチェーン２３Ａにより、作用部２１ＡがワークＷを保持するときの姿勢の調整を行うことができ、また、ワークＷを保持する位置と退避する位置との間での作用部２１Ａの移動も行うことができる。なお、第２移送機構１２Ｂにおいても同様である。従って、上述のように効率に優れたピッキングを、簡素な構成で実現することができる。

２つの作用部２１Ａａ，２１Ａｂの両方が同時にワークＷを保持する状態とせずに、何れか一方だけがワークＷを保持する度に搬送装置５０のシュータ５３へ投入することもできる。第１移送機構１２Ａが１回で１つのワークＷを移送するか、２つのワークＷを移送するかは、状況等に応じて任意に選択することができる。

チェーン２３Ａには、図３に示すように、ガイド部材５５が設けられている。なお、図２においてガイド部材５５は省略されている。ガイド部材５５は、チェーン２３Ａの内周側に配置され、移動軌道２５のうち少なくとも退避位置Ｐ２を含む直線部２５ａに沿うように延びている。ガイド部材５５は、チェーン２３Ａに接触して、当該チェーン２３Ａを案内することができる。

よって、ワークＷを保持した一方の作用部２１Ａａがチェーン２３Ａの循環により退避位置Ｐ２に移動したとき、当該ワークＷに掛かる重力等の影響によりチェーン２３Ａが内周側へ撓むように変形しようとしても、ガイド部材５５によりチェーン２３Ａの変形を阻止することができる。従って、保持したワークＷの位置を安定させるとともに、チェーン２３Ａの循環を円滑にすることができる。

また、本実施形態では、第１移送機構１２Ａと第２移送機構１２Ｂとは、互いに異なる構成の作用部を備えている。即ち、第２移送機構１２Ｂは、前述のように２つ備えられており、図略の一方の作用部と、図２に示す他方の作用部２１Ｂｂと、を有している。

前述のとおり、第１移送機構１２Ａの他方の作用部２１Ａｂは、２つの吸着パッド３６を備えている。第２移送機構１２Ｂの他方の作用部２１Ｂｂは、１つの吸着パッド３６を備えている。つまり、両者は吸着パッドの数が異なるように構成されている。

しかも、第２移送機構１２Ｂの他方の作用部２１Ｂｂは、ピッキング対象のワークＷに対して、第１移送機構１２Ａの他方の作用部２１Ａｂにおける各吸着パッド３６よりも大きな接触面積を有するように構成されている。

このような構成により、ワークＷのピッキング作業において、制御装置３は、ワークＷの種類又は形状等に応じて、２つの吸着パッド３６を有する第１移送機構１２Ａの他方の作用部２１Ａｂ、及び１つの吸着パッド３６を有する第２移送機構１２Ｂの他方の作用部２１Ｂｂのうち、使用する作用部を選択することができる。

従って、２つの吸着パッド３６を有する第１移送機構１２Ａの作用部２１Ａ、及び１つの吸着パッド３６を有する第２移送機構１２Ｂの作用部２１Ｂのうち、ピッキング対象のワークＷに対し適切な作用部を用いて、ピッキングを行うことが可能となる。

また、本実施形態では、他方の作用部２１ＡｂがワークＷに作用する場合、２つの吸着パッド３６を機能させて、ワークＷを良好に保持することができる。よって、他方の作用部２１Ａｂと同じ構成の作用部を退避位置Ｐ２に移動させるように構成した場合には、退避位置Ｐ２におけるワークＷの保持に関し安定性を向上させることができる。

以上に説明したように、本実施形態のロボットハンド５は、ロボット２に搭載される。ロボットハンド５は、移送機構１２として、第１移送機構１２Ａを備える。第１移送機構１２Ａは、ワークＷを保持し、保持したワークＷを移送する。第１移送機構１２Ａは、作用部２１Ａと、モータ２２Ａと、チェーン２３Ａと、を有する。作用部２１Ａは、移動軌道２５に沿って移動し、ワークＷに対して保持又は保持解除を行うように作用する。モータ２２Ａは、作用部２１Ａを移動軌道２５に沿って移動させるための駆動力を発生させる。チェーン２３Ａは、移動軌道２５に対応する循環軌道に沿って循環可能なループ状の部材であり、モータ２２Ａが発生させた駆動力により循環することで作用部２１Ａを移動させる。

これにより、特に、複数のワークＷが箱体４８内に乱雑に配置された状態において、作用部２１Ａが退避位置にあるとき、当該作用部２１Ａが保持したワークＷが他のワークＷと干渉することを回避することができる。特に、本実施形態では、ロボットハンド５が２つの作用部２１Ａａ，２１Ａｂを備えるので、ピッキング作業を連続的に効率良く行うことができる。

本実施形態のロボットハンド５において、移動軌道２５は、湾曲部２５ｂを有する。湾曲部２５ｂを作用部２１Ａが移動するのに伴って、作用部２１Ａの向きが変化する。

これにより、不規則な姿勢のワークＷを、作用部２１Ａの向きを調整することで円滑に保持することができる。作用部２１Ａの向きを変化させるために作用部２１Ａ及びロボットハンド５自体を大きく動かす必要がないので、箱体４８との干渉が起こりにくくなる。

また、本実施形態のロボットハンド５において、作用部２１Ａは複数（２つ）備えられている。即ち、２つの作用部２１Ａとして、一方の作用部２１Ａａと、他方の作用部２１Ｂｂと、が備えられている。

これにより、ワークＷのピッキング作業において、ロボットハンド５全体を大きく移動させることなく、複数の作用部２１Ａを用いてワークＷのピッキングを連続的に行うことができる。例えば、複数のワークＷが箱体４８内に乱雑に配置された状態であっても、一方の作用部２１Ａａにより保持されたワークＷを、他方の作用部２１Ａｂが別のワークＷを保持しようとする際に邪魔にならない位置まで移動させることができる。従って、ピッキング作業時の作業効率を高めることができる。

また、本実施形態のロボットハンド５において、複数の作用部２１Ａのうち、少なくとも１つの作用部２１Ａは、他の作用部２１Ａと異なる構成である。即ち、複数の作用部２１Ａである一方の作用部２１Ａａと他方の作用部２１Ａｂとが互いに異なっている。

これにより、ワークＷに対して、その種類及び／又は形状等に応じて適切な作用部２１Ａを使用することができる。従って、１つの移送機構１２で異なるワークＷに対応することができ、汎用性を向上させることができる。

また、本実施形態のロボットハンド５において、複数の作用部２１Ａは、それぞれ、前記ワークＷを保持するための吸着パッド３６を有する。少なくとも１つの作用部２１Ａは、吸着パッド３６に関して、他の作用部２１Ａとは異なる構成を有する。

これにより、様々な状況に柔軟に対応しながら、ワークＷのピッキング作業を行うことができる。

また、本実施形態のロボットハンド５において、移動軌道２５は直線部２５ａを有する。チェーン２３Ａの内周側に、ガイド部材５５が設けられている。ガイド部材５５は、直線部２５ａに沿うように延びてチェーン２３Ａを案内する。

これにより、ワークＷを保持した作用部２１Ａが直線部２５ａに位置する状態で、当該ワークＷに掛かる重力等の影響によりチェーン２３Ａが撓むように変形することを、ガイド部材５５により防止することができる。

また、本実施形態のロボットハンド５において、移送機構１２が複数備えられている。即ち、移送機構１２として、第１移送機構１２Ａ及び移送機構１２Ｂが備えられている。

これにより、ロボットハンド５全体を大きく移動させることなく、複数の移送機構１２のそれぞれの作用部２１Ａ，２１Ｂを用いてワークＷのピッキングを連続的に行うことができる。例えば、複数のワークＷが箱体４８内に乱雑に配置された状態であっても、一の移送機構１２により保持されたワークＷを、他の移送機構１２が別のワークＷを保持しようとする際に邪魔にならない位置まで移動させることができる。従って、ピッキング作業時の作業効率を高めることができる。

また、本実施形態のロボットハンド５において、複数の移送機構１２は、互いに異なる構成の作用部を有する。即ち、第１移送機構１２Ａが２つの吸着パッド３６を含む他方の作用部２１Ａｂを有し、第２移送機構１２Ｂが１つの吸着パッド３６を含む他方の作用部２１Ｂｂを有している。

これにより、ワークＷに対して、その種類及び／又は形状等に応じて適切な移送機構１２の作用部を使用することができる。従って、１つのロボットハンド５で異なる構成のワークＷに対応可能となり、汎用性を向上させることができる。

また、本実施形態のロボットハンド５は、支持部１１を備える。支持部１１は、ロボット２のフランジ７に固定可能である。ロボットハンド５は、２つの移送機構１２、具体的には、第１移送機構１２Ａ及び第２移送機構１２Ｂを備える。第１移送機構１２Ａ及び第２移送機構１２Ｂは、それぞれ、支持部１１に支持されている。第１移送機構１２Ａのチェーン２３Ａと、第２移送機構１２Ｂのチェーン２３Ｂとが、支持部１１を挟んで互いに反対側に配置されている。第１移送機構１２Ａのモータ２２Ａのハウジングは、支持部１１に対して第２移送機構１２Ｂのチェーン２３Ｂ側に配置される。第２移送機構１２Ｂのモータ２２Ｂのハウジングは、支持部１１に対して第１移送機構１２Ａのチェーン２３Ａ側に配置されている。

これにより、ロボットハンド５において、２つの移送機構１２を効率良く配置することができる。従って、ロボットハンド５をコンパクトに構成することができる。

また、本実施形態のロボットハンド５において、２つの移送機構１２Ａ，１２Ｂにおいて、チェーン２３Ａ，２３Ｂの長さが異なる。本実施形態では、第１移送機構１２Ａのチェーン２３Ａが、第２移送機構１２Ｂのチェーン２３Ｂよりも長い。

これにより、独立して駆動される複数の移送機構１２Ａ，１２Ｂを、全体としてコンパクトに配置することができる。

また、本実施形態のロボット２は、ロボットハンド５を備える。

これにより、複数のワークＷが箱体４８内に乱雑に配置された状態において、作用部２１Ａの移動時に、当該作用部２１Ａが保持したワークＷが他のワークＷと干渉することを回避可能なロボット２を実現することができる。従って、このロボット２を用いて、ピッキング作業を連続的に効率良く行うことができる。

また、本実施形態のロボットシステム１は、ロボットハンド５を備えるロボット２と、ロボット２の動作を制御する制御装置３と、を備える。

これにより、複数のワークＷが箱体４８内に乱雑に配置された状態において、作用部２１Ａの移動時に、当該作用部２１Ａが保持したワークＷが他のワークＷと干渉することを回避可能なロボットシステム１を実現することができる。従って、このロボットシステム１を用いて、ピッキング作業を連続的に効率良く行うことができる。

また、本実施形態のロボットシステム１は、ワークＷをロボットハンド５から受けることができる搬送装置５０を備える。制御装置３は、ロボットハンド５を動作させて、当該ロボットハンド５に保持されているワークＷを搬送装置５０に投入することができるように構成されている。

従来では、ロボット（ロボットハンド）によりワークを搬送装置に移動させるとき、ワークを搬送装置に置く動作をロボットに行わせる必要があった。しかし、本実施形態のロボットシステム１によれば、ワークＷを搬送装置５０に投入する動作をロボット２（ロボットハンド５）に行わせれば良いだけなので、従来のような置く動作を省くことができる。従って、ワークＷを速やかに搬送装置５０に搬送することができ、ピッキング作業の効率を高めることができる。

また、本実施形態のロボットシステム１において、制御装置３は、移動軌道２５において、作用部２１ＡａがワークＷを保持位置Ｐ１で保持し、作用部２１Ａａが当該ワークＷを退避位置Ｐ２で搬送装置５０に投入するように制御する。移動軌道２５において、退避位置Ｐ２は保持位置Ｐ１とは異なっている。

これにより、ワークＷの搬送作業を全体として効率的に行うことができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

ピッキング作業時には、第１移送機構１２Ａの作用部２１Ａ、及び第２移送機構１２Ｂの作用部２１Ｂを用いて（即ち、２つの作用部を用いて）、１つのワークＷのピッキングを行うようにしても良い。この場合、１つの作用部のみで移送可能なワークＷに比べて大きなワークＷを移送することができ、汎用性を向上させることができる。２つの作用部２１Ａ，２１Ｂは、例えば、それぞれ同期して動作する吸着パッドとすることもできるし、それぞれに設けられて他の作用部と協働してワークＷを挟むように動作する爪状部材とすることができる。

上記の実施形態では、ロボットハンド５により移送された後に投入されるワークＷを受けることができる装置は、搬送コンベア５２及びシュータ５３を備える搬送装置５０としているが、これに代えて、箱体又はストッカ等の収納装置としても良い。

上記の実施形態では、ワークＷのピッキング作業時に第１移送機構１２Ａの作用部２１Ａ及び第２移送機構１２Ｂの作用部２１Ｂのうち何れの作用部を用いるかについては、制御装置３が自動的に選択している。しかし、この選択が作業者等の指示に応じて行われても良い。

上記の実施形態では、第１移送機構１２Ａ（第２移送機構１２Ｂ）に備えられている複数の作用部２１Ａ（２１Ｂ）は互いに異なる構成としているが、一部又は全部を同じ構成としても良い。

移動軌道２５は、長円状に代えて、例えば３角形状等の多角形状とすることができる。

上述の実施形態では、例えば第１移送機構１２Ａにおいて、作用部２１ＡがワークＷを保持していない状態では、作用部２１Ａは移動軌道２５に沿ってほぼ１周することができる。即ち、移動軌道２５はループ状である。ただし、移動軌道２５は、ループ状に代えて、非ループ状に形成されても良い。非ループ状の例としては、例えば、Ｕ字状、Ｖ字状等を挙げることができる。

循環部材としては、チェーンに代えて、例えばベルト又はロープを用いることもできる。この場合、ベルト又はロープに応じたプーリがスプロケットの代わりに用いられる。

ロボットハンド５は、ロボット２に限定されず、他のロボットにも適用することができる。

上述の実施形態では、ロボットハンド５はシュータ５３から分離している。しかし、シュータがロボットハンド５に接続されても良い。この場合、シュータは、変形可能な中空状の部材（例えば、ジャバラ状のホース）で構成することができる。シュータの内部には、ワークＷの移動経路が構成される。ロボットハンド５の移動に応じてシュータは適宜変形し、ロボットハンド５と搬送コンベア５２との間が移動経路で接続された状態を維持する。シュータに投入されたワークＷは、シュータの床面に形成される下り傾斜により自重で滑って移動したり、適宜の手段によりシュータ内に発生する吸引空気流により移動したりして、搬送コンベア５２に至る。これにより、ロボットハンド５自体を移動させることなくワークＷをシュータに投入することができ、ピッキング作業を速やかにかつ連続的に行うことが可能になる。

上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１ ロボットシステム
２ ロボット
５ ロボットハンド
７ フランジ（取付部）
１１ 支持部
１２ 移送機構
１２Ａ 第１移送機構
１２Ｂ 第２移送機構
２１Ａ 作用部
２１Ｂ 作用部
２２Ａ モータ（駆動部）
２２Ｂ モータ（駆動部）
２３Ａ チェーン（循環部材）
２３Ｂ チェーン（循環部材）
２５ 移動軌道
３６ 吸着パッド（保持部）
５０ 搬送装置
Ｗ ワーク（物品）

Claims (12)

1. ロボットハンドを搭載するロボットと、
   前記ロボットの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記ロボットハンドは、物品を保持し、保持した前記物品を移送する移送機構を備え、
   前記移送機構は、
   移動軌道に沿って移動し、前記物品に対して保持又は保持解除を行うように作用する作用部と、
   前記作用部を前記移動軌道に沿って移動させるための駆動力を発生させる駆動部と、
   前記移動軌道に対応する循環軌道に沿って循環可能なループ状の部材であり、前記駆動部が発生させた前記駆動力により循環することで前記作用部を移動させる循環部材と、
   を有し、
   前記移動軌道は、湾曲部を有し、
   前記湾曲部を前記作用部が移動するのに伴って、前記作用部の向きが変化し、
   前記制御装置は、前記作用部が保持しようとする前記物品の姿勢に応じて、前記作用部が当該物品を保持するときの位置を前記湾曲部の範囲内で調整することを特徴とするロボットシステム。
2. 請求項１に記載のロボットシステムであって、
   前記作用部は複数備えられていることを特徴とするロボットシステム。
3. 請求項２に記載のロボットシステムであって、
   複数の前記作用部のうち、少なくとも１つの作用部は、他の作用部と異なる構成であることを特徴とするロボットシステム。
4. 請求項３に記載のロボットシステムであって、
   複数の前記作用部は、それぞれ、前記物品を保持するための保持部を有し、
   前記少なくとも１つの作用部は、前記保持部に関して、前記他の作用部の保持部とは異なる構成を有することを特徴とするロボットシステム。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記移動軌道は直線部を有しており、
   前記循環部材の内周側に、前記直線部に沿うように延びて当該循環部材を案内するガイド部材が設けられていることを特徴とするロボットシステム。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記移送機構が複数備えられていることを特徴とするロボットシステム。
7. 請求項６に記載のロボットシステムであって、
   複数の前記移送機構は、互いに異なる構成の前記作用部を有することを特徴とするロボットシステム。
8. 請求項６又は７に記載のロボットシステムであって、
   複数の前記移送機構のうち、少なくとも２つの移送機構における各作用部を、１つの前記物品に作用させることができるように構成されていることを特徴とするロボットシステム。
9. 請求項６から８までの何れか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記ロボットの取付部に固定可能な支持部を備え、
   複数の前記移送機構のうち１つである第１移送機構、及び、別の１つである第２移送機構が、何れも前記支持部に支持され、
   前記第１移送機構及び前記第２移送機構において、前記駆動部はモータであり、
   前記第１移送機構の循環部材と、前記第２移送機構の循環部材とが、前記支持部に挟んで互いに反対側に配置され、
   前記第１移送機構の前記モータのハウジングは、前記支持部に対して、前記第２移送機構の循環部材と同じ側に配置され、
   前記第２移送機構の前記モータのハウジングは、前記支持部に対して、前記第１移送機構の循環部材と同じ側に配置されていることを特徴とするロボットシステム。
10. 請求項６から９までの何れか一項に記載のロボットシステムであって、
    複数の前記移送機構は、前記循環部材の長さが異なる２つの前記移送機構を含むことを特徴とするロボットシステム。
11. 請求項１から１０までの何れか一項に記載のロボットシステムであって、
    前記物品を前記ロボットハンドから受けることができる搬送装置又は収納装置を備え、
    前記制御装置は、前記ロボットハンドを動作させて、当該ロボットハンドに保持されている前記物品を前記搬送装置又は前記収納装置に投入することができるように構成されていることを特徴とするロボットシステム。
12. 請求項１１に記載のロボットシステムであって、
    前記制御装置は、前記移動軌道において、前記作用部が前記物品を保持する位置と、前記作用部が前記物品を前記搬送装置又は前記収納装置に投入する位置と、が異なるように制御することを特徴とするロボットシステム。

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