JP7502419B2 - ワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置および位置設定装置を備えるロボット装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置および位置設定装置を備えるロボット装置に関する。

物品を目的地まで搬送する場合には、容器またはパレットなどにより物品を搬送する場合がある。この場合に、容器の内部の所定の領域またはパレットの上側の所定の領域に複数の物品を配置する作業を実施する。

従来の技術においては、物品を所定の領域に配置する作業をロボット装置にて行うことが知られている（例えば、特開２０１９－１８１６２０号公報および国際公開第２０１７／１４９６１６号）。また、物品を搬送する場合に、物品を複数の段に積み上げるロボット装置が知られている（例えば、特開平７－２９１４５１号公報および特開平１１－５９９０９号公報）。また、ロボット装置にて物品を積み上げる場合に、大きさが互いに異なる複数の種類の物品を積み上げる制御が知られている（例えば、国際公開第２０１７／０６１６３２号公報）。

更に、複数の種類の物品を積み上げる際に、物品を積み上げる順序が定められていない場合がある。この場合には、ロボット装置は、ワークの寸法を検出し、ワークの寸法に応じて物品を配置する制御を実施することが知られている（例えば、特開昭６２－２５１８１１号公報および特許第６２６７１７５号公報）。

特開２０１９－１８１６２０号公報 国際公開第２０１７／１４９６１６号 特開平７－２９１４５１号公報 特開平１１－５９９０９号公報 国際公開第２０１７／０６１６３２号 特開昭６２－２５１８１１号公報 特許第６２６７１７５号公報

容器等の所定の領域に物品を配置する作業は、ピッキング作業と称される。複数の種類の物品を容器等に配置する場合に、複数の種類の物品の大きさおよび物品を積み上げる順序が予め定められている場合がある。この場合には、予め物品を積み上げるパターンを生成し、物品を積み上げるパターンに基づいて物品を配置することができる。

一方で、物品を搬送する容器等に配置する物品の個数、物品の大きさ、および物品を積み上げる順序が定まっていない場合がある。例えば、物品を送付する顧客の注文ごとに、物品の種類および物品の個数が異なる場合が有る。このような、注文ごとに複数の種類の物品を容器等に配置する作業は、オーダーピッキングと称される。この場合に、ロボット装置が物品を積み上げる位置を設定する制御は難しくなる。多くの場合には、作業者が手作業にて物品を積み上げている。

特に、容器等に配置されている物品の上側に物品を配置する場合に、物品の荷崩れが生じる場合がある。物品を配置する場合には、荷崩れが生じないように物品の位置を定める必要が有る。また、容器等に多くの物品を配置することが好ましい。ところが、物品の大きさ、物品の個数、および物品が供給される順序が定められていない場合に、物品を効率よく配置する位置を定めることは難しいという問題が有る。また、荷崩れが生じないように、物品を積み上げる位置を定めることは難しいという問題がある。

本開示の第１の態様は、複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置である。位置設定装置は、第２のワークの形状を検出するためのセンサーを備える。位置設定装置は、センサーの出力に基づいて、第２のワークの形状を検出する形状検出部と、複数の第１のワークの形状および位置を取得する取得部とを備える。位置設定装置は、複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される位置を探索する探索部を備える。第１のワークおよび第２のワークのそれぞれのワークは、上面および下面を有する。１つの第１のワークの上面と他の第１のワークの上面との高さの差の判定範囲が予め定められている。探索部は、１つの第１のワークの上面の高さと他の第１のワークの上面の高さとが異なる場合に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容するか否かを判定する判定部を含む。判定部は、高さの差が判定範囲内である時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容する。判定部は、高さの差が判定範囲を逸脱する時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを禁止する。判定部は、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きいか否かを判定し、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きい場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する。判定部は、第２のワークの下面を分割した複数の領域を設定し、第１のワークに対向する領域の個数が予め定められた判定値以上の場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する。
本開示の第２の態様は、複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置である。位置設定装置は、第２のワークの形状を検出するためのセンサーを備える。位置設定装置は、センサーの出力に基づいて、第２のワークの形状を検出する形状検出部と、複数の第１のワークの形状および位置を取得する取得部とを備える。位置設定装置は、複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される位置を探索する探索部を備える。第１のワークおよび第２のワークのそれぞれのワークは、上面および下面を有する。１つの第１のワークの上面と他の第１のワークの上面との高さの差の判定範囲が予め定められている。探索部は、１つの第１のワークの上面の高さと他の第１のワークの上面の高さとが異なる場合に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容するか否かを判定する判定部を含む。判定部は、高さの差が判定範囲内である時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容する。判定部は、高さの差が判定範囲を逸脱する時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを禁止する。判定部は、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きいか否かを判定し、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きい場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する。判定部は、第２のワークの下面を分割した複数の領域を設定し、第２のワークの下面の外周部に配置された複数の領域のうち予め定められた領域が第１のワークに対向しており、更に、第２のワークを支持するように配置された第１のワークが第２のワークの下面の形状の重心を取り囲むように配置されている場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する。
本開示の第３の態様は、複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置である。位置設定装置は、第２のワークの形状を検出するためのセンサーを備える。位置設定装置は、センサーの出力に基づいて、第２のワークの形状を検出する形状検出部と、複数の第１のワークの形状および位置を取得する取得部とを備える。位置設定装置は、複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される位置を探索する探索部を備える。第１のワークおよび第２のワークのそれぞれのワークは、上面および下面を有する。１つの第１のワークの上面と他の第１のワークの上面との高さの差の判定範囲が予め定められている。探索部は、１つの第１のワークの上面の高さと他の第１のワークの上面の高さとが異なる場合に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容するか否かを判定する判定部を含む。判定部は、高さの差が判定範囲内である時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容する。判定部は、高さの差が判定範囲を逸脱する時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを禁止する。判定部は、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きいか否かを判定し、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きい場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する。探索部は、第１のワークの上側の複数の位置に対して第２のワークの配置が許容される場合に、第２のワークが配置される位置を選択する選定部を含む。選定部は、１番目の優先度を有する第１の条件に従って、第２のワークを配置する位置を選定する。第１の条件を満たす第２のワークを配置する複数の位置が存在する場合に、選定部は、２番目の優先度を有する第２の条件に従って第２のワークを配置する位置を選定する。

本開示の第４の態様は、前述の位置設定装置を備えるロボット装置である。ロボット装置は、第２のワークを把持する作業ツールと、作業ツールを移動するロボットと、作業ツールおよびロボットを制御する制御装置とを備える。制御装置は、センサーの出力に基づいて第２のワークの位置および姿勢を検出する。制御装置は、第２のワークの位置および姿勢に基づいて第２のワークを把持するようにロボットを駆動する。制御装置は、位置設定装置により設定された第２のワークを配置する位置に第２のワークを搬送するようにロボットを駆動する。

本開示の態様によれば、複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置を提供することができる。

実施の形態におけるロボット装置の斜視図である。 ロボット装置のブロック図である。 容器に１段目のワークを配置した時の容器およびワークの斜視図である。 容器に１段目のワークを配置する制御の第１の工程を説明する容器の平面図である。 容器に１段目のワークを配置する制御の第２の工程を説明する容器の平面図である。 容器に１段目のワークを配置する制御の第３の工程を説明する容器の平面図である。 容器に１段目のワークを配置する制御の第４の工程を説明する容器の平面図である。 第２のワークの積み上げが許容される例を説明する第１のワークおよび第２のワークの側面図である。 第２のワークの積み上げが許容される例を説明する第１のワークおよび第２のワークの側面図である。 第２のワークの積み上げが禁止される例を説明する第１のワークおよび第２のワークの側面図である。 第１のワークの上側に第２のワークを配置したときの第１のワークおよび第２のワークの側面図である。 第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される例の側面図である。 第１のワークの上側に第２のワークを配置することが禁止される例の側面図である。 第１のワークの上側に第２のワークを配置した時の第１のワークおよび第２のワークの斜視図である。 第２のワークの積み上げが許容される時の第１のワークが対向する領域を説明する平面図である。 第２のワークの積み上げが禁止される時の第１のワークが対向する領域を説明する平面図である。 第２のワークの積み上げが許容される時の第１のワークが対向する領域を説明する平面図である。 第２のワークの積み上げが許容される時の第１のワークが対向する領域を説明する平面図である。 第２のワークの積み上げが許容される時の第１のワークが対向する領域を説明する平面図である。 容器に２段目のワークを配置する制御の第１の工程を説明するワークおよび容器の平面図である。 容器に２段目のワークを配置する制御の第２の工程を説明するワークおよび容器の平面図である。 容器に２段目のワークを配置する制御の第３の工程を説明するワークおよび容器の平面図である。 容器に２段目のワークを配置する制御の第４の工程を説明するワークおよび容器の平面図である。 第１のワークの上側に第２のワークを配置したときの容器およびワークの斜視図である。 容器に２段目のワークを配置する制御の第５の工程を説明するワークおよび容器の平面図である。 容器に２段目のワークを配置する制御の第６の工程を説明するワークおよび容器の平面図である。 容器に２段目のワークを配置する制御の第７の工程を説明するワークおよび容器の平面図である。 ワークの寸法に対して余裕幅を付加した時のワークの平面図である。 実施の形態における他のワークの斜視図である。

図１から図２９を参照して、実施の形態における位置設定装置および位置設定装置を備えるロボット装置について説明する。本実施の形態の位置設定装置は、容器に対してワークを配置する位置を設定する。特に、位置設定装置は、容器に配置された複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する。ロボット装置は、容器において位置設定装置にて設定された位置にワークを搬送する。

図１は、本実施の形態におけるロボット装置の斜視図である。図２は、本実施の形態におけるロボット装置のブロック図である。図１および図２を参照して、ロボット装置３は、架台７８の天板７９の上面に配置されているワーク６９を容器６０に配置する。本実施の形態のワーク６９は、直方体の箱である。容器６０は、ワーク６９を下側から支持する支持部材として機能する。本実施の形態の容器６０は、箱の形状を有し、上部が開口している。ワーク６９の支持部材としては、容器６０に限られず、ワークを支持する任意の部材を採用することができる。例えば、支持部材としてワーク６９を搬送するためのパレットを採用することができる。

ロボット装置３は、ワーク６９を把持する作業ツールとしてのハンド５と、ハンド５を移動するロボット１とを備える。ロボット装置３は、ロボット１およびハンド５を制御する制御装置２を備える。本実施の形態のハンド５は、ワーク６９の上面を吸着により把持する吸着ハンドである。ロボット１に取り付けられる作業ツールとしては、この形態に限られない。ロボット装置３がワークを把持することができる任意の作業ツールを採用することができる。例えば、互いに対向する爪部にてワークを挟む作業ツールまたは磁力によりワークを把持する作業ツール等を採用することができる。

本実施の形態のロボット１は、複数の関節部１８を含む多関節ロボットである。ロボット１は、上部アーム１１と下部アーム１２とを含む。下部アーム１２は、旋回ベース１３に支持されている。旋回ベース１３は、ベース１４に支持されている。ロボット１は、上部アーム１１の端部に連結されているリスト１５を含む。リスト１５は、ハンド５を固定するフランジ１６を含む。ロボットとしては、この形態に限られず、作業ツールを移動可能な任意のロボットを採用することができる。

本実施の形態のロボット装置３には、ロボット１の位置および姿勢が変化した時に不動のワールド座標系８１が設定されている。ワールド座標系８１は基準座標系とも称される。ワールド座標系８１は、原点の位置が固定され、更に、座標軸の向きが固定されている。また、ロボット装置３には、作業ツールの任意の位置に設定された原点を有するツール座標系が設定されている。ツール座標系は、ハンド５と共に位置および姿勢が変化する。例えば、ロボット１の位置は、ツール先端点の位置（例えば、ツール座標系の原点の位置）に対応する。また、ロボット１の姿勢は、ワールド座標系８１に対するツール座標系の姿勢に対応する。

本実施の形態のロボット装置３では、制御装置２が位置設定装置として機能する。制御装置２は、ワーク６９の形状を検出するためのセンサーを備える。本実施の形態のセンサーは、ワーク６９の表面に対応する３次元の測定点の位置情報を生成するための視覚センサー３０である。本実施の形態の視覚センサー３０は、第１のカメラ３１および第２のカメラ３２を含むステレオカメラである。また、視覚センサー３０は、ワークに向かって縞模様などのパターン光を投影するプロジェクタ３３を含む。

視覚センサー３０は、ハンド５の基材に固定されている。視覚センサー３０は、ロボット１の位置および姿勢の変化に伴って、位置および姿勢が変化する。視覚センサー３０は、この形態に限られず、架台７８に配置されたワーク６９を撮像するように配置することができる。例えば、架台に固定された固定部材に視覚センサー３０が固定されていても構わない。

本実施の形態のロボット１は、上部アーム１１等の構成部材を駆動するロボット駆動装置２１を含む。ロボット駆動装置２１は、上部アーム１１、下部アーム１２、旋回ベース１３、およびリスト１５を駆動するための複数の駆動モータを含む。ハンド５は、ハンド５を駆動するハンド駆動装置２２を含む。本実施の形態のハンド駆動装置２２は、空気圧によりハンド５を駆動する。ハンド駆動装置２２は、吸着パッドの内部の空間を減圧するためのポンプおよび電磁弁等を含む。

制御装置２は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む演算処理装置（コンピュータ）を備える。演算処理装置は、ＣＰＵにバスを介して互いに接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する。本実施の形態のロボット装置３は、動作プログラム４１に基づいてワーク６９を自動的に搬送する。ロボット駆動装置２１およびハンド駆動装置２２は、制御装置２により制御されている。

制御装置２は、ロボット装置３の制御に関する情報を記憶する記憶部４２を含む。記憶部４２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、またはハードディスク等の情報を記憶可能な記憶媒体にて構成されることができる。制御装置２には、ロボット１の動作を行うために予め作成された動作プログラム４１が入力される。動作プログラム４１は、記憶部４２に記憶される。

制御装置２は、動作指令を送出する動作制御部４３を含む。動作制御部４３は、動作プログラム４１に基づいてロボット１を駆動するための動作指令をロボット駆動部４４に送出する。ロボット駆動部４４は、駆動モータを駆動する電気回路を含む。ロボット駆動部４４は、動作指令に基づいてロボット駆動装置２１に電気を供給する。また、動作制御部４３は、ハンド駆動装置２２を駆動する動作指令をハンド駆動部４５に送出する。ハンド駆動部４５は、ポンプ等を駆動する電気回路を含む。ハンド駆動部４５は、動作指令に基づいてポンプ等に電気を供給する。

動作制御部４３は、動作プログラム４１に従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサが動作プログラム４１を読み込んで、動作プログラム４１に定められた制御を実施することにより、動作制御部４３として機能する。

ロボット１は、ロボット１の位置および姿勢を検出するための状態検出器を含む。本実施の形態における状態検出器は、ロボット駆動装置２１の各駆動軸の駆動モータに取り付けられた位置検出器２３を含む。位置検出器２３の出力により、ロボット１の位置および姿勢が検出される。状態検出器としては、駆動モータに取り付けられた位置検出器に限られず、ロボット１の位置および姿勢の検出が可能な任意の検出器を採用することができる。

制御装置２は、作業者がロボット装置３を操作する操作盤としての教示操作盤４９を含む。教示操作盤４９は、ロボット１、ハンド５、および視覚センサー３０に関する情報を入力する入力部４９ａを含む。入力部４９ａは、キーボードおよびダイヤルなどの部材により構成されている。教示操作盤４９は、ロボット装置３の制御に関する情報を表示する表示部４９ｂを含む。表示部４９ｂは、液晶表示パネル等の表示パネルにて構成されている。

制御装置２は、視覚センサー３０にてワーク６９を撮像して、容器６０にワーク６９を配置する動作指令を生成する処理部５１を含む。処理部５１は、視覚センサー３０の出力に基づいて、容器６０に搬送するワーク６９の形状を検出する形状検出部５２を含む。処理部５１は、容器６０に配置されたワーク６９の形状および位置を取得する取得部５３を含む。処理部５１は、容器６０に配置されたワーク６９の位置に基づいて、ロボット１にて搬送されるワーク６９を配置する位置を探索する探索部５４を含む。探索部５４は、容器６０において、ロボット１にて搬送されるワーク６９を配置する位置が許容されるか否かを判定する判定部５５を含む。探索部５４は、容器６０において、複数の位置にワーク６９の配置が許容される場合に、ワーク６９が配置される位置を選択する選定部５６を含む。

また、処理部５１は、視覚センサー３０に画像を撮像する指令を送出する撮像制御部５７を含む。処理部５１は、探索部５４にて設定された容器６０に対するワーク６９を配置する位置に基づいて、ロボット１を駆動する動作指令を生成する動作指令部５８を含む。

上記の処理部５１は、動作プログラム４１に従って駆動するプロセッサに相当する。特に、形状検出部５２、取得部５３、探索部５４、判定部５５、および選定部５６のそれぞれのユニットは、動作プログラム４１に従って駆動するプロセッサに相当する。また、撮像制御部５７および動作指令部５８は、動作プログラム４１に従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサが動作プログラム４１を読み込んで、動作プログラム４１に定められた制御を実施することにより、それぞれのユニットとして機能する。

処理部５１の形状検出部５２は、視覚センサー３０の出力に基づいてワーク６９の形状を検出する。形状検出部５２は、２台のカメラ３１，３２にて撮像された２次元の画像を取得する。形状検出部５２は、第１のカメラ３１にて撮像された画像および第２のカメラ３２にて撮像された画像における特定の部分の視差に基づいて、視覚センサー３０から特定の部分までの距離を算出する。

また、形状検出部５２は、特定の部分までの距離および２台のカメラ３１，３２の位置に基づいて、ワーク６９の表面に設定される測定点の３次元的な位置を算出することができる。形状検出部５２は、ワーク６９の表面に設定される測定点の位置情報に基づいて、ワーク６９の寸法を含む形状を検出することができる。また、形状検出部５２は、ワーク６９の位置および姿勢を検出することができる。

なお、ワークの形状を検出するセンサーとしては、ステレオカメラに限られず、ワークの形状を検出することができる任意のセンサーを採用することができる。例えば、ワークの表面の測定点の３次元の位置を検出できるＴＯＦ（Time of Flight）カメラ等のセンサーを採用することができる。または、プローブをワークに接触させることにより、ワークの形状を検出可能な接触センサー等を採用しても構わない。

本実施の形態のロボット装置３は、架台７８に載置されたワーク６９を容器６０に配置する制御を実施する。架台７８には、作業者または搬送装置等によりワーク６９が供給される。ロボット装置３のハンド５がワーク６９を把持する前に、ロボット１は、視覚センサー３０を架台７８に配置されたワーク６９の上方に配置する。撮像制御部５７は、視覚センサー３０に画像を撮像する指令を送出する。視覚センサー３０は、ワーク６９の画像を撮像する。形状検出部５２は、ワーク６９の形状とワーク６９の位置および姿勢とを検出する。特に、本実施の形態の形状検出部５２は、ワーク６９を平面視したときの辺の寸法および高さを検出する。

視覚センサー３０にはカメラ座標系が設定されている。形状検出部５２は、カメラ座標系の座標値にてワーク６９の表面に設定された測定点の位置を算出することができる。形状検出部５２は、カメラ座標系にて表現されたワーク６９の測定点の位置情報を、ロボット１の位置および姿勢に基づいて、ワールド座標系８１にて表現されたワーク６９の測定点の位置情報に変換することができる。測定点の位置情報に基づいて、ワークの寸法を検出することができる。

架台７８の天板７９の表面の位置は、予め定めておくことができる。形状検出部５２は、天板７９の表面の位置とワーク６９の上面の位置との差により、ワーク６９の高さを検出することができる。形状検出部５２は、この形態に限られず、任意の制御にてワークの表面の形状および高さを検出することができる。例えば、ロボットは、視覚センサーの位置および姿勢を変更してワークの斜めの方向から画像を撮像しても構わない。この制御により、平面形状および側面の形状を検出することができる。

本実施の形態において、容器６０の内部に配置される全てのワーク６９の形状の情報および容器６０におけるワーク６９の位置は、記憶部４２に記憶される。ワーク６９の形状の情報には、ワーク６９の寸法が含まれる。本実施の形態では、ワーク６９の形状の情報には、直方体のワーク６９のそれぞれの辺の長さが含まれる。ワーク６９の位置としては、例えば、ワーク６９の上面の形状の重心位置またはワーク６９の立体的な形状の重心の位置を例示することができる。

処理部５１の取得部５３は、容器６０に既に配置されているワーク６９の形状および位置の情報を取得する。探索部５４は、容器６０に配置されているワーク６９の情報に基づいて、新たにワーク６９を配置する位置を設定する。動作指令部５８は、架台７８に載置されているワーク６９の位置および姿勢に基づいて、ワーク６９を把持するようにロボット１を駆動する指令を動作制御部４３に送出する。動作指令部５８は、探索部５４にて設定された位置にワーク６９を搬送するようにロボット１を駆動する指令を動作制御部４３に送出する。動作制御部４３は、動作指令部５８からの動作指令に基づいてロボット１およびハンド５を駆動して、ワーク６９を架台７８から容器６０に搬送する。

なお、本実施の形態では、架台７８の天板７９における容器６０の位置は、予め定められている。容器６０の底面の位置および形状と、容器６０の壁面の位置および形状とは予め定められている。すなわち、容器６０に対して複数のワーク６９を配置する配置領域は予め定められている。しかしながら、容器６０を天板７９に載置する時に容器６０の位置が僅かにずれる場合がある。本実施の形態のロボット装置３は、容器６０を天板７９の上に載置した後に、視覚センサー３０にて容器６０の画像を撮像することができる。そして、容器６０の位置を検出し、容器６０の底面の位置および形状および壁面の位置および形状を補正しても構わない。すなわち、ワーク６９を配置する配置領域を補正しても構わない。

本実施の形態では、容器６０に配置するワーク６９の大きさ、ワーク６９の個数、およびワーク６９を積み上げる順序が定められていない。ロボット装置３は、複数の種類のワーク６９を容器６０に配置する。本実施の形態のワーク６９は、互いに平行な上面および下面を有する。複数のワーク６９は、互いに大きさが異なる。すなわち、それぞれのワーク６９は、上面および下面の寸法および高さが異なる。なお、同一の大きさのワーク６９が含まれていても構わない。

以降の説明においては、処理部５１が容器６０に対してワークを配置する位置を設定する制御について説明する。本実施の形態では、架台７８に搬送された１個のワーク６９ごとに容器６０に配置する位置を探索する。探索部５４がワークを配置する位置を探索する前には、視覚センサー３０にて架台７８に配置されているワーク６９を撮像する。形状検出部５２は、ワーク６９の形状と位置および姿勢とを検出する。取得部５３は、容器６０に配置されているワーク６９の形状の情報および容器６０における位置の情報を記憶部４２から取得する。探索部５４がワーク６９を配置する位置を決定した後には、記憶部４２は、容器６０に配置されるワーク６９の形状および容器６０におけるワーク６９の位置を記憶する。ロボット装置３は、ハンド５にて架台７８に配置されたワーク６９を把持する。ロボット装置３は、探索部５４にて定められた位置にワーク６９を配置する。これらの制御は、１個のワーク６９を容器６０に配置するごとに実施することができる。

図３に、容器において１段目のワークの配置が完了をしたときのワークおよび容器の斜視図を示す。容器６０の内部に１段目のワーク６１ａ～６１ｅが配置されている。容器６０の内部には、複数の段にてワークが配置される。すなわち、容器６０の内部においてワークを積み上げる作業を実施する。本実施の形態では、容器６０に配置される複数の段のワークについて、下側に配置されるワークを第１のワークと称し、第１のワークの上側に積み上げるワークを第２のワークと称する。第１のワークは下側ワークであり、第２のワークは上側ワークである。ここでの例では、ワーク６１ａ～６１ｅは、第１のワークに相当する。

図４に、容器の内部に１段目のワークを配置する第１の工程を説明する容器の平面図を示す。容器６０は、底面６０ａと、底面６０ａから立設する壁面６０ｂ～６０ｅとを含む。１段目のワークは、容器６０の底面６０ａに載置される。容器６０には、ワーク座標系８２が設定されている。ワーク座標系８２は、容器６０に固定される座標系である。本実施の形態のワーク座標系８２の原点は、底面６０ａの角に配置されている。処理部５１の探索部５４は、第１のワーク６１ａ～６１ｅを底面６０ａに配置する位置を設定する。

始めに、探索部５４は、第１のワーク６１ｂを配置する位置を探索する。１個目のワーク６１ｂを容器６０に配置する場合には、容器６０の内部にはワークが配置されていない。このために、取得部５３は、容器６０の形状および位置の情報を取得する。本実施の形態においては、容器６０の底面６０ａの角に、基準となる基点７０が予め設定されている。基点７０は、壁面６０ｂ，６０ｃと底面６０ａとが接する位置に設定されている。基点７０は、ワークを移動するためのロボット１の動作が少なくなる位置に設定されることが好ましい。

また、ワーク６１ｂの下面の角には、基点７１が予め設定されている。探索部５４は、基点７０に対して基点７１が重なるようにワーク６１ｂを配置する。なお、図においては、基点同士が重なる場合には、一方の基点を僅かにずらした位置に記載している。判定部５５は、ワーク６１ｂが他のワークまたは容器６０と干渉が生じるか否かを判定する。判定部５５は、ワーク６１ｂが他のワークまたは容器６０と干渉しないと判定する。そして、探索部５４は、ワーク６１ｂの位置を決定する。

図５に、容器に１段目のワークを配置する制御の第２の工程を説明する容器の平面図を示す。処理部５１は、第１のワーク６１ｃを配置する位置を設定する。探索部５４は、ワーク６１ｃの基点７１を容器６０の基点７０に重なるように配置する。容器６０の内部には既にワーク６１ｂが配置されているために、判定部５５は、ワーク６１ｃはワーク６１ｂと干渉すると判定する。

探索部５４は、ワーク６１ｃを予め定められた方向に移動する。本実施の形態においては、矢印９０に示すように、ワーク座標系８２のＸ軸方向（容器６０の短辺に沿う方向）にワーク６１ｃを移動する制御を行う。探索部５４は、予め定められた微小距離ずつにワーク６１ｃを移動する。判定部５５は、ワーク６１ｃがワーク６１ｂおよび容器６０と干渉するか否かを判定する。探索部５４は、微小距離ごとの移動と判定とを繰り返す。

図６に、容器に１段目のワークを配置する制御の第３の工程を説明する容器の平面図を示す。ここでの例では、ワーク６１ｃの側面がワーク６１ｂの側面に接する位置までワーク６１ｃが移動した時に、判定部５５は、ワーク６１ｃがワーク６１ｂおよび容器６０に干渉しないと判定する。判定部５５は、その位置にワーク６１ｃを配置することを決定する。

図７に、容器に１段目のワークを配置する制御の第４の工程を説明する容器の平面図を示す。次に、第１のワーク６１ｄを配置する場合に、探索部５４は、ワーク６１ｄに設定された基点７１が容器６０の基点７０と重なるようにワーク６１ｄを配置する。判定部５５は、この位置では、ワーク６１ｄがワーク６１ｂに干渉すると判定する。

次に、探索部５４は、ワーク６１ｄをワーク座標系８２のＸ軸に平行な方向に移動して、干渉が生じるか否かを判定する。この制御を、ワーク６１ｄが壁面６０ｄに干渉するまで繰り返す。ワーク６１ｄの表面が壁面６０ｄに接触する位置まで移動しても、ワーク６１ｄは他のワーク６１ｃに干渉する。このために、探索部５４は、基点７１が容器６０の基点７０と重なる位置までワーク６１ｄを戻す。

次に、探索部５４は、矢印８３に示すように、ワーク座標系８２のＹ軸に平行な方向（容器６０の長辺に沿った方向）にワーク６１ｄを移動する。探索部５４は、微小距離にてワーク６１ｄを移動する。次に、探索部５４は、矢印８４に示すようにワーク座標系８２のＸ軸方向に平行な方向にワーク６１ｄを微小距離ずつ移動しながら、ワーク６１ｄが干渉なく配置できる位置を探索する。この移動は、ワーク６１ｄが容器６０の壁面６０ｄに干渉するまで実施される。

このように、探索部５４は、ワーク座標系８２のＸ軸方向の移動とＹ軸方向の移動とを繰り返す。探索部５４は、ワーク６１ｄが他の物と干渉せずに配置できる位置を、ワーク６１ｄを配置する位置に設定する。ここでの例では、ワーク６１ｄの側面がワーク６１ｂの側面および容器６０の壁面６０ｂに接触する位置に、ワーク６１ｄを配置することができる。探索部５４は、ワーク６１ｄを配置する位置を決定する。

容器６０の底面６０ａに次の第１のワークを配置するために、第１のワークの位置を設定する制御は、前述の第１のワークの位置を設定する制御と同様である。探索部５４は、ワークが壁面６０ｅに干渉する時に、この制御を終了する。

このように、探索部５４は、予め定められた方向に微小距離ずつワークを移動して他の物と干渉が生じるか否かを判定することができる。ここでの例では、探索部５４は、ワーク座標系８２のＸ軸方向の移動とＹ軸方向の移動と繰り返して、ワークが配置できるか否かを判定する。この制御により容器６０の底面６０ａに第１のワーク６１ａ～６１ｅを配置する位置を設定することができる。また、容器６０の基点７０を基準にワークの位置を設定しているために、基点７０に近づくように、複数のワークを配置することができる。本実施の形態では、基点７０は、ロボット１の駆動量が小さくなる位置に設定されている。このために、第１のワーク６１ａ～６１ｅを搬送する際に、ロボット１の駆動量が小さくなる。この結果、短時間で第１のワーク６１ａ～６１ｅを搬送することができる。

なお、ワークが他の物と干渉しない位置が存在しないと判定された場合に、ワークを予め定められた回転角度にて回転した状態にして、同様の制御を実施しても構わない。本実施の形態においては、ワークの平面形状は長方形である。このために、底面６０ａに垂直な回転軸の周りにワークを９０°回転させた状態にて、上記の制御を実施することができる。例えば、ワーク座標系８２のＹ軸方向にワークを移動しながらワークの干渉を判定した後に、ワークを９０°回転させてＹ軸方向の移動およびワークの干渉の判定を実施しても構わない。

容器６０の底面６０ａにワークを配置する位置を設定する制御は、上記の形態に限られず、任意の制御を実施することができる。例えば、探索部は、容器の底面が露出している領域の角を検出する。そして、探索部は、この角にワークの基点が重なるようにワークを配置して、干渉が生じるか否かを判定しても構わない。

次に、第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる制御について説明する。本実施の形態の記憶部４２には、容器６０に配置された第１のワーク６１ａ～６１ｅの形状の情報および容器６０の内部におけるそれぞれの第１のワーク６１ａ～６１ｅの位置の情報が記憶されている。取得部５３は、容器６０の内部に配置されているワーク６１ａ～６１ｅの情報を、記憶部４２から取得する。

図８に、複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される例を説明する第１のワークおよび第２のワークの側面図を示す。図８に示す例においては、探索部５４の判定部５５は、下側の第１のワーク６３ａ，６３ｂ，６３ｃの上側に、第２のワーク６４ａを配置することが許容されるか否かを判定する。

本実施の形態においては、様々の高さのワークが存在する。複数のワークを容器６０に配置した時に、それぞれのワークの上面の高さが互いに異なる場合がある。判定部５５は、第１のワークの上面の高さの差が僅かである場合には、複数の第１のワークの上に第２のワークを配置することを許容する。すなわち、判定部５５は、ワークの上面の位置が僅かに異なる場合には、実質的に同一の高さであるとして判定を行う。ワークの上面の高さとしては、例えば、容器６０の底面６０ａからの高さを採用することができる。または、ワークの上面の高さとして、ワールド座標系８１における座標値を採用していても構わない。

本実施の形態においては、１つの第１のワークの上面と他の第１のワークの上面との高さの差の判定範囲が予め定められている。判定部５５は、１つのワーク６３ａを基準のワークとして選定し、ワーク６３ａの上面６３ａａの位置に対して判定範囲Ｒを設定する。そして、判定部５５は、１つのワーク６３ａの上面６３ａａと他のワーク６３ｂの上面６３ｂａとの高さの差が判定範囲内である場合に、第１のワーク６３ａおよび第１のワーク６３ｂの両方のワークに支持されるように、第２のワーク６４ａを配置することを許容する。すなわち、第１のワーク６３ｂの上面６３ｂａが判定範囲Ｒの内部に配置されている場合に、判定部５５は、ワーク６３ａおよびワーク６３ｂを跨いで第２のワーク６４ａを配置することを許容する。

一方で、１つの第１のワーク６３ａに対して他の第１のワーク６３ｃの高さの差が、判定範囲Ｒを逸脱する場合に、判定部５５は、上面６３ｃａの高さは、上面６３ａａの高さと異なると判定する。判定部５５は、第１のワーク６３ａおよび第１のワーク６３ｃの両方のワークに支持されるように第２のワーク６４ａを配置することを禁止する。または、判定部５５は、第１のワーク６３ｃの高さが判定範囲Ｒより小さい場合に、第２のワーク６４ａに接触しないと判定する。

図９に、複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される例を説明する第１のワークおよび第２のワークの側面図を示す。図９に示す例においては、第１のワーク６３ａと第１のワーク６３ｂとが互いに離れて配置されている。ワーク６３ａとワーク６３ｂとの間に第１のワーク６３ｃが配置されている。この場合においても、ワーク６３ｂの上面６３ｂａは、ワーク６３ａの上面６３ａａに関する判定範囲Ｒの内部に配置されている。このために、判定部５５は、上面６３ｂａが上面６３ａａと実質的に同一の高さであるとして判定する。判定部５５は、ワーク６３ａの上面６３ａａとワーク６３ｂの上面６３ｂａとに支持されるように第２のワーク６４ａを配置することを許容する。

図１０に、複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが禁止される例を説明する第１のワークおよび第２のワークの側面図を示す。図１０に示す例においては、判定部５５は、第１のワーク６３ａ，６３ｃ，６３ｄの上側に第２のワーク６４ａを配置できるか否かを判定する。ワーク６３ｄの上面６３ｄａは、ワーク６３ａの上面６３ａａに関する判定範囲Ｒを逸脱した位置に配置されている。このため、判定部５５は、第１のワーク６３ａおよび第１のワーク６３ｄに支持されるように、第２のワーク６４ａが配置されることを禁止する。ここでの例では、ワーク６３ｄの上面６３ｄａは、判定範囲Ｒの上限よりも高い位置に配置されている。このために、判定部５５は、第２のワーク６４ａを第１のワーク６３ａの上面６３ａａに配置したときに、第２のワーク６４ａが第１のワーク６３ｄに干渉すると判定する。

図１１に、第２のワークを複数の第１のワークの上側に実際に配置したときの側面図を示す。図１１は、図８に示す複数の第１のワーク６３ａ，６３ｂ，６３ｃの上側に第２のワーク６４ａを配置したときの側面図である。上面６３ａａと上面６３ｂａとは僅かに高さが異なる。このために、第２のワーク６４ａを配置したときに、第２のワーク６４ａが僅かに傾く場合がある。本実施の形態における制御では、この僅かな傾きを許容する。この場合においても、探索部５４は、図８に示すように、第２のワーク６４ａは傾いていないとして計算を実施する。すなわち、探索部５４は、ワーク６４ａの上面に他のワークを配置する制御においても、ワーク６３ａの上面６３ａａの全体は、ワーク６４ａの下面に接触していると仮定して計算を実施する。探索部５４は、それぞれのワークの上面および下面が容器の底面に平行であると仮定して計算を実施する。

ワークの上面の高さの差に関する判定範囲は、ワークの荷崩れが生じないように、小さく設定されることが好ましい。判定範囲は、ワークの形状、大きさ、および重さ等に依存する。判定範囲は、例えば基準となるワークの上面の位置に対して、±５ｍｍの範囲を設定することができる。

このように、本実施の形態の判定部５５は、複数の第１のワークの上側に第２のワークを安定して配置するために、第１のワークの上面の高さ方向の位置の判定を実施する。更に、判定部５５は、ワークの上面の高さ方向の位置の判定に加えて、第２のワークが第１のワークに対向する領域の大きさおよび位置の判定を実施する。

図１２に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される例を示す。判定部５５は、第１のワーク６３ｇの上側に第２のワーク６４ａを配置できるか否かを判定する。第１のワークの上面の表面積が第２のワークの下面の表面積よりも小さい場合に、第２のワークを第１のワークの上側に配置すると第２のワークが不安定になる場合が有る。図１２に示す例では、ワーク６３ｃの上面６３ｃａの位置は、ワーク６３ｇの上面６３ｇａに関する判定範囲Ｒを逸脱している。従って、第２のワーク６４ａがワーク６３ｃに支持されるように配置されることは禁止される。一方で、ワーク６３ｇの上面６３ｇａとワーク６４ａの下面６４ａａとが対向する面積が大きい。換言すると、上面６３ｇａと下面６４ａａとが接触する面積が大きい。この場合に、判定部５５は、第２のワーク６４ａを第１のワーク６３ｇの上面に配置することを許容する。

図１３に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することが禁止される例を示す。第１のワーク６３ｆの上面６３ｆａの位置は、第１のワーク６３ａの上面６３ａａに関する判定範囲Ｒを逸脱している。一方で、第１のワーク６３ｅの上面６３ｅａの位置は、第１のワーク６３ａの上面６３ａａに関する判定範囲Ｒ内に配置されている。判定部５５は、上面６３ｅａは上面６３ａａと実質的に同一の高さであるとして判定する。しかしながら、上面６３ａａの面積と上面６３ｅａの面積とを加算しても、第２のワーク６４ａが第１のワーク６３ａ，６３ｅに対向する面積は小さくなる。このために、第１のワーク６３ａ，６３ｅの上面に第２のワーク６４ａを配置すると、ワーク６４ａは不安定になる。判定部５５は、このような場合に、第２のワーク６４ａを第１のワーク６３ａ，６３ｅの上側に配置することを禁止する。

判定部５５は、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置される第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積よりも大きい場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する。一方で、第１のワークの上面と第２のワークの下面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積以下の場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを禁止する。

次に、第１のワークの上面と第２のワークの下面とが対向する面積および第１のワークの上面と第２のワークの下面とが対向する位置を判定する制御について、より詳しく説明する。

図１４に、第１のワークの上側に第２のワークが載置されている例の斜視図を示す。図１５に、第１のワークおよび第２のワークの平面図を示す。図１４および図１５を参照して、第１のワーク６３ｈの上側に第２のワーク６４ａが配置されている。第１のワーク６３ｈの上面６３ｈａの面積は、第２のワーク６４ａの下面６４ａａの面積よりも小さい。

本実施の形態の判定部５５は、第２のワーク６４ａの下面６４ａａを分割した複数の領域７５を設定する。ここでの例では、領域７５は、長方形にて形成されている。また、判定部５５は、第２のワーク６４ａの下面６４ａａを等分に分割している。判定部５５は、第１のワーク６３ｈに対向する領域７５の個数が、予め定められた判定値以上の場合に、第１のワーク６３ｈの上面６３ｈａが第２のワーク６４ａの下面６４ａａに充分な大きさの面積にて対向していると判定する。判定部５５は、第１のワーク６３ｈの上側に第２のワーク６４ａを配置することを許容する。

本実施の形態では、領域７５の少なくとも一部分が第１のワーク６３ｈの上面６３ｈａに対向している場合に、その領域７５は、第１のワーク６３ｈに対向していると判定する。図１５に示す第２のワーク６４ａの位置では、ワーク６４ａの下面６４ａａに１６個の領域７５が設定されている。ここでの領域７５の個数の判定値は、領域７５の総数の１０割である１６個に設定されている。すなわち、全ての領域７５が第１のワーク６３ｈに対向しているときに、第２のワーク６４ａを配置することが許容される。ここでの例では、全ての領域７５が第１のワーク６３ｈに対向している。このために、判定部５５は、図１５に示す位置に第２のワーク６４ａを配置することを許容する。

図１６に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することが禁止される例を示す。図１６に示す第２のワーク６４ａの位置では、第１のワーク６３ｈの上面６３ｈａに対向する領域７５の個数は、判定値未満の１２個である。このために、判定部５５は、第２のワーク６４ａが第１のワーク６３ｈに対向する面積が小さいと判定する。判定部５５、第１のワーク６３ｈの上側に第２のワーク６４ａを配置することを禁止する。

なお、判定部は、任意の方法にて第２のワークの下面を分割して分割領域を設定することができる。例えば、判定部は、任意の個数の領域に下面を分割することができる。また、領域の形状は、三角形および六角形等の任意の形状を採用することができる。また、判定部５５は、それぞれの領域７５の全体が第１のワークに対向している場合に、その領域７５が第１のワークに対向していると判定しても構わない。

図１７に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される例を示す。判定部５５は、第１のワーク６３ｉ，６３ｊ，６３ｋの上側に、第２のワーク６４ａを配置することが許容されるか否かを判定する。第１のワーク６３ｉ，６３ｊ，６３ｋは、互いに離れて配置されている。第１のワーク６３ｉ，６３ｊ，６３ｋの上面の高さの差は、判定範囲Ｒ内である。ここでの例では、１６個の領域７５のうち、８割以上の個数（１３個以上）の領域７５が第１のワーク６３ｉ，６３ｊ，６３ｋに対向している場合に、第２のワーク６４ａを配置することが許容される。図１７に示す第２のワーク６４ａの位置では、１３個の領域７５が第１のワーク６３ｉ，６３ｊ，６３ｋに対向している。このために、第１のワーク６３ｉ，６３ｊ，６３ｋの上側に第２のワーク６４ａが配置されることが許容される。

次に、本実施の形態の判定部５５は、第１のワークの上面に対向する第２のワークの下面の領域の位置を検出する。判定部５５は、この領域の位置に基づいて、第２のワークを配置することを許容するか否かを判定する。

図１８に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される例を示す。第１のワークの上面に対向する第２のワークの下面の面積が小さい場合においても、安定して第２のワークを配置できる場合が有る。図１８に示す例では、複数の第１のワーク６３ｌ，６３ｍ，６３ｎ，６３ｏの上側に第２のワーク６４ａを配置する。第１のワーク６３ｌ，６３ｍ，６３ｎ，６３ｏの上面の高さの差は判定範囲Ｒ内である。

第２のワーク６４ａの下面の形状の重心６４ａｘの位置を取り囲むように、第２のワーク６４ａを支持するように第１のワーク６３ｌ，６３ｍ，６３ｎ，６３ｏが配置されている。この場合に、判定部５５は、第１のワーク６３ｌ，６３ｍ，６３ｎ，６３ｏの上側に第２のワーク６４ａを配置することを許容する。特に、判定部５５は、重心６４ａｘを囲むように３個以上の領域７５が第１のワーク６３ｌ，６３ｍ，６３ｎ，６３ｏに対向する場合に、第２のワーク６４ａをこの位置に配置することを許容する。

図１８に示す例においては、第２のワーク６４ａの下面に設定された複数の領域７５のうち、４個の角の領域７５が、ワーク６３ｌ，６３ｍ，６３ｎ，６３ｏに対向している。４個の角の領域７５は、重心６４ａｘの周りに重心６４ａｘを囲むように配置されている。判定部５５は、第２のワーク６４ａを、この位置に配置することを許容する。

または、判定部５５は、第２のワークの下面に設定された複数の領域７５のうち、予め定められた位置の領域７５が第１のワークと対向する場合に、第２のワークを配置することを許容しても構わない。例えば、第２のワークの外周部に配置された複数の領域７５のうち予め定められた一部の領域７５が第１のワークに対向する場合に、第２のワークを配置することを許容しても構わない。図１８に示す例においては、第２のワーク６４ａの下面の角に配置された４個の領域７５を予め指定することができる。これらの４個の領域７５が第１のワーク６３ｌ，６３ｍ，６３ｎ，６３ｏに対向する場合に、判定部５５は、第２のワーク６４ａをこの位置に配置することを許容することができる。

図１９に、第１のワークの上側に第２のワークが配置されることが許容される例を示す。第１のワーク６３ｐ，６３ｑ，６３ｒの上面の高さの差は、判定範囲Ｒ内である。この例では、第２のワーク６４ａの下面が第１のワーク６３ｐ，６３ｑ，６３ｒに対向する領域７５の個数の判定値として、１０個が定められている。更に、第１のワーク６３ｐ，６３ｑ，６３ｒに対向する必要が有る領域として、第２のワーク６４ａの下面の角部に配置された４個の領域７５が指定されている。図１９に示す例では、これらの２つの条件が満たされているために、判定部５５は、第１のワーク６３ｐ，６３ｑ，６３ｒの上側に第２のワーク６４ａを配置することを許容する。

このように、判定部５５は、第２のワークが第１のワークに対向する領域の面積に基づく判定および第２のワークが第１のワークに対向する位置に基づく判定のうち、少なくとも一方の判定を実施することができる。この制御を実施することにより、第１のワークの上側に第２のワークを配置した時に、第２のワークを安定して配置できるか否かを判定することができる。特に、これらの判定を組み合わせて実施しても構わない。また、第２のワークの下面を分割した領域を設定することにより、ワークが互いに対向する面積に基づく判定を簡易な計算にて行うことができる。

図２０に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する制御の第１の工程を説明するワークおよび容器の平面図を示す。次に、図３に示す１段目のワークの上側に２段目のワークを配置する具体的な例について説明する。探索部５４は、容器６０の底面６０ａにワークを配置する位置が存在しないと判定した場合に、既に容器６０の内部に配置されている第１のワーク６１ａ～６１ｅの上側に第２のワークを積み上げることを検討する。始めに第２のワーク６２ａを第１のワーク６１ａ～６１ｅの上側に配置する位置を設定する。

本実施の形態では、探索部５４は、第２のワーク６２ａを配置する一つの位置を定める。判定部５５は、一つの位置に第２のワーク６２ａを配置することが許容されるか否かを判定する。判定部５５は、複数の第１のワークの上面の高さの差の判定を実施する。また、判定部５５は、第２のワークが第１のワークに対向する領域の面積に基づく判定および第２のワークが第１のワークに対向する位置に基づく判定を実施する。また、判定部５５は、第２のワーク６２ａが容器６０と干渉するか否かを判定する。更に、判定部５５は、他の第２のワークが配置されている時に、他の第２のワークと干渉するか否かを判定する。判定部５５による判定結果は、第２のワークの位置と共に記憶部４２に記憶される。

次に、探索部５４は、第２のワーク６２ａを予め定められた方向に微小距離にて次の位置に移動する。そして、判定部５５は、次の位置に第２のワーク６２ａを配置することが許容されるか否かを判定する。探索部５４は、容器６０の壁面６０ｂ～６０ｅに囲まれる領域の内部において、第２のワーク６２ａの移動と判定とを繰り返す。複数の位置にワーク６２ａを配置することができる場合に、選定部５６は、予め定められた条件に従って第２のワーク６２ａを配置する位置を選定する。

より具体的には、取得部５３は、容器６０の内部に配置されているワーク６１ａ～６１ｅの形状の情報および位置の情報を記憶部４２から取得する。探索部５４は、ワーク６１ａ～６１ｅの情報に基づいて、上面が露出しているワークを検出する。すなわち、複数の段にてワークが積まれている場合に、最も上側に配置されているワークを検出する。ここでの例では、１段目のワーク６１ａ～６１ｅが、上面が露出しているワークに相当する。探索部５４は、ワーク６１ａ～６１ｅを第１のワークに設定する。第２のワーク６２ａの下面において、角には基点７１が設定されている。また、容器６０の基点７０は、底面６０ａから第１のワーク６１ｂの上面に移動している。

図２１に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する制御の第２の工程を説明するワークおよび容器の平面図を示す。探索部５４は、基点７０に対して基点７１が重なるように第２のワーク６２ａを配置する。判定部５５は、第１のワーク６１ｂ，６１ｄの上側に、第２のワーク６２ａを配置することが許容されるか否かを判定する。ここでの例では、第１のワーク６１ｂの上面と第１のワーク６１ｄの上面との高さの差は判定範囲Ｒを逸脱する。また、第２のワーク６２ａの下面と第２のワーク６２ａを支持する第１のワーク６１ｄの上面とが対向する面積は、予め定められた面積よりも小さい。このために、判定部５５は、この位置に第２のワーク６２ａを配置することを禁止する。記憶部４２は、第２のワーク６２ａの位置と判定結果とを記憶する。

次に、探索部５４は、ワーク６２ａを予め定められた方向に移動する。本実施の形態の探索部５４は、１段目のワークの位置を探索する制御と同様に、ワーク６２ａを移動する。本実施の形態においては、ワーク６２ａをワーク座標系８２のＸ軸方向に移動した後に、Ｙ軸方向に移動する。探索部５４は、矢印９０に示すように、ワーク座標系８２のＸ軸方向にワーク６２ａを予め定められた微小距離にて移動する。判定部５５は、その位置において、ワーク６２ａの配置が許容されるか否かを判定する。探索部５４は、ワーク６２ａが容器６０の壁面６０ｄに干渉するまで、Ｘ軸方向への移動とワーク６２ａの配置の判定とを繰り返す。記憶部４２は、第２のワーク６２ａのそれぞれの位置を判定結果と共に記憶する。

図２２に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する制御の第３の工程を説明するワークおよび容器の平面図を示す。次に、探索部５４は、矢印８３に示すように、基点７１が基点７０と重なる位置からＹ軸方向に第２のワーク６２ａを移動する。探索部５４は微小距離にて第２のワーク６２ａを移動する。判定部５５は、その位置にてワーク６２ａの配置が許容されるか否かを判定する。次に、探索部５４は、矢印８４に示すように、Ｘ軸方向に第２のワーク６２ａを微小距離ずつ移動しながらワーク６２ａの配置が許容されるか否かを判定する。探索部５４は、第２のワーク６２ａが壁面６０ｄに干渉するまで、Ｘ軸方向への移動と配置の判定とを繰り返す。記憶部４２は、第２のワーク６２ａのそれぞれの位置を判定結果と共に記憶する。

第２のワーク６２ａのＹ軸方向への移動は、第２のワーク６２ａが容器６０の壁面６０ｅに干渉するまで実施される。このように、Ｘ軸方向の移動とＹ軸方向の移動とを繰り返すとともに、第２のワーク６２ａを配置することが許容されるか否かを判定する判定制御を実施する。ここでの例では、第２のワーク６２ａの平面形状の長辺が壁面６０ｂと平行になる第２のワーク６２ａの向きでは、第２のワーク６２ａを第１のワーク６１ａ～６１ｅの上側に配置することは禁止される。

図２３に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する制御の第４の工程を説明するワークおよび容器の平面図を示す。次に、探索部５４は、第２のワーク６２ａの向きを変更するように、第２のワーク６２ａを予め定められた回転角度にて回転する。本実施の形態では、容器６０の底面６０ａに垂直に延びる回転軸の周りに第２のワーク６２ａの位置を９０°回転させる。そして、探索部５４は、第２のワーク６２ａの角が基点７０に重なるように第２のワーク６２ａを配置する。

ここでの例では、第１のワーク６１ｂの上面の高さと第１のワーク６１ｃの上面の高さとの差は判定範囲Ｒ内である。判定部５５は、第１のワーク６１ｂと第１のワーク６１ｃとに支持されるように第２のワーク６２ａを配置することを許容する。更に、第２のワーク６２ａの下面と第１のワーク６１ｂ，６１ｃが対向する面積は、予め定められた面積よりも大きい。このために、判定部５５は、この位置にワーク６２ａを配置することを許容する。記憶部４２は、ワーク６２ａの位置と判定結果とを記憶する。

次に、探索部５４は、矢印９０に示すように、ワーク座標系８２のＸ軸方向の移動を繰り返すとともに、第２のワーク６２ａを配置することが許容されるか否かを判定する判定制御を実施する。また、探索部５４は、矢印８３，８４に示すように、Ｙ軸方向およびＸ軸方向の移動を繰り返すと共に、第２のワーク６２ａを配置することが許容されるか否かを判定する判定制御を実施する。記憶部４２は、ワーク６２ａの全ての位置と判定結果とを記憶する。

本実施の形態の第１のワークの上側に第２のワークを配置する位置を探索する制御を実施すると、探索部５４は、第２のワークを配置できる複数の位置を検出する場合が有る。図２を参照して、本実施の形態の探索部５４は、第２のワークを配置する位置を選定する選定部５６を有する。選定部５６は、予め定められた優先度を有する複数の条件に従って、第２のワークを配置する位置を設定する。選定部５６は、１番目の優先度を有する第１の条件に従って、第２のワークを配置する位置を選定する。第１の条件を満たす第２のワークを配置する複数の位置が存在する場合に、選定部５６は、２番目の優先度を有する第２の条件に従って、第２のワークを配置する位置を選定する。ここでの例では、第１の条件として、第２のワークを支持する第１のワークの高さが最も低いことが定められている。第２の条件としては、第２のワークの基点が容器の基点に最も近いことが定められている。

選定部５６は、記憶部４２から第２のワークの配置が許容される複数の位置を取得する。選定部５６は、第１の条件に従って、第２のワークの配置が許容される複数の位置のうち、上面の高さが最も低い第１のワークに対向している第２のワークの位置を選定する。選定部５６は、それぞれの第１のワーク６１ａ～６１ｅの上面の高さ方向における位置の順序を設定する。探索部５４は、上面の高さが低い順に順序を設定する。図３を参照して、ここでの例では、ワーク６１ａ、ワーク６１ｃ、ワーク６１ｂ、ワーク６１ｄ、およびワーク６１ｅの順序が設定される。

図２３を参照して、第２のワーク６２ａは、第２のワーク６２ａの平面形状の短辺が壁面６０ｂに平行になる向きにおいて、ワーク６１ｂ，６１ｃに対向する位置およびワーク６１ｅに対向する位置に配置することができる。選定部５６は、ワーク６１ｂ，６１ｃ，６１ｅのうち、最も上面の位置の低いワーク６１ｂを選択する。そして、選定部５６は、ワーク６１ｂ，６１ｃに対向する位置を選定する。ここでの例では、第２のワーク６２ａが第１のワーク６１ｂ，６１ｃに対向して配置することが許容される複数の位置が存在する。

次に、選定部５６は、第２の条件に従って、第２のワーク６２ａの基点７１が容器６０の基点７０に最も近くなる位置を選定する。ここでの例では、第２のワーク６２ａの角が基点７０に重なる位置（図２３に示す第２のワーク６２ａの位置）において、基点７０に対する基点７１の距離が最も小さくなる。選定部５６は、この位置を第２のワーク６２ａを配置する位置に設定することができる。このように、優先度を有する条件を予め定めておいて、第２のワークを配置する位置を選定することができる。

第２のワークを配置する位置を選定する条件は、３個以上定められていても構わない。例えば、上記以外の第２のワークを配置する位置を選定する条件として、ワークの向きの優先順位を予め定めておくことができる。図２１に示すようにワーク６２ａの平面形状の長辺が容器６０の壁面６０ｂに平行になる状態よりも、図２３に示すようにワーク６２ａの平面形状の短辺が容器６０の壁面６０ｂに平行になる状態を優先することができる。このように、優先度を有する条件を予め定めておいて、選定部５６は、第２のワークを配置する位置を選定することができる。この制御により、作業者の所望の状態に近くなるようにワークを積み上げることができる。

図２４に、第１のワークの上側に１個の第２のワークを配置したときの容器およびワークの斜視図を示す。ロボット装置３は、探索部５４にて定められた位置にワーク６２ａを配置する。動作制御部４３は、ロボット１およびハンド５を駆動することにより、第２のワーク６２ａを第１のワーク６１ｂおよび第１のワーク６１ｃの上側に配置する。

図２５に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する制御の第５の工程を説明するワークおよび容器の平面図を示す。次に、探索部５４は、第２のワーク６２ｂを配置する位置を探索する。探索部５４は、第２のワーク６２ａと同様の制御により、第２のワーク６２ｂを配置する位置を設定する制御を実施する。

探索部５４は、第２のワーク６２ｂの基点７１が容器の基点７０と重なるように第２のワーク６２ｂを配置する。第２のワーク６２ｂは、第２のワーク６２ａに干渉するために、判定部５５は、この位置に第２のワーク６２ｂを配置することを禁止する。次に、探索部５４は、矢印９０に示すようにワーク座標系８２のＸ軸方向に微小距離にて移動する。判定部５５は、第２のワーク６２ｂの配置が許容されるか否かを判定する。ワーク６２ｂが容器６０の壁面６０ｄに干渉するまで、Ｘ軸方向への移動と判定とを繰り返す。次に、探索部５４は、矢印８３，８４に示すように、Ｙ軸方向の移動およびＸ軸方向の移動を繰り返しながら判定を実施する。Ｙ軸方向への移動は、ワーク６２ｂが容器６０の壁面６０ｅに干渉するまで実施される。記憶部４２は、ワーク６２ｂの全ての位置と判定結果とを記憶する。

図２６に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する制御の第６の工程を説明するワークおよび容器の平面図を示す。次に、探索部５４は、第２のワーク６２ｂを９０°回転させた状態にてワーク６２ｂの配置が許容されるか否かを判定する制御を実施する。探索部５４は、ワーク６２ｂの角が基点７０に重なるようにワーク６２ｂを配置する。探索部５４は、矢印９０に示すようにワーク座標系８２のＸ軸方向に徐々にワーク６２ｂを移動して、ワーク６２ｂの配置が許容されるか否かを判定する。更に、探索部５４は、矢印８３，８４に示すように、Ｘ軸方向の移動およびＹ軸方向の移動を行いながらワーク６２ｂの配置が許容されるか否かを判定する。記憶部４２は、ワーク６２ｂの全ての位置と判定結果とを記憶する。

図２７に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する制御の第７の工程を説明するワークおよび容器の平面図を示す。選定部５６は、記憶部４２から第２のワーク６２ｂの配置が許容される複数の位置を取得する。選定部５６は、予め定められた条件に従って第２のワーク６２ｂを配置する位置を選定する。ここでの例では、第２のワーク６２ｂは、第２のワーク６２ｂの短辺が壁面６０ｂに平行な状態において、第１のワーク６１ｂ，６１ｃの上面または第１のワーク６１ｅの上面に配置することができる。ここでの例では、予め定められた条件に従って、第２のワーク６２ｂは、第１のワーク６１ｂ，６１ｃの上面において、第２のワーク６２ａと第１のワーク６１ｄとの間の領域に配置されている。

３個目の以降の第２のワークの配置は、第２のワーク６２ａ，６２ｂを配置する制御と同様の制御にて実施することができる。また、第２のワークの配置は、容器６０の内部に２段目のワークを配置することができなくなるまで実施する。更に、２段目のワークの配置が完了した後に３段目のワークを配置することができる。３段目のワークを配置する場合には、２段目のワークを配置する制御と同様の制御を実施することができる。この場合には、２段目に配置されているワークが第１のワークとなり、３段目に配置されるワークが第２のワークになる。４段目以降のワークを配置する場合にも、３段目のワークの配置の制御と同様の制御を実施することができる。

本実施の形態では、探索部５４は、容器６０に干渉しない全ての位置に第２のワーク６２ａを移動しているが、この形態に限られない。第２のワークを移動する範囲は、予め定めておくことができる。または、第２のワークの配置が許容される１つの位置を検出した場合に、その位置を第２のワークを配置する位置に定めても構わない。

本実施の形態のワークの積み上げを終了する時期は、任意の制御にて判定することができる。例えば、複数のワークの上面のうち最も高い上面の位置が予め定められた判定値を超える場合にワークを積み上げる制御を終了しても構わない。また、容器の開口に蓋を配置する場合がある。この場合には、ワークの上面が容器の壁面の高さを超えると判定した場合に、ワークを積み上げる制御を終了しても構わない。または、パレットにワークを積み上げる場合には、パレットの上側にワークを配置する配置領域を予め設定することができる。ワークの上面が配置領域を超えると判定される場合に、ワークを積み上げる制御を終了しても構わない。または、作業者による教示操作盤の操作等により、ワークを積み上げる制御を終了する指令が入力された場合に、ワークの配置を終了しても構わない。

なお、ロボット装置は、容器の壁面の上端よりも高い領域においても、ワークの積み上げを実施しても構わない。本実施の形態においては、容器の３次元の形状の情報が予め記憶部に記憶されている。このために、容器の壁面の上端よりも高い領域では、壁面よりも側方にワークがはみ出すように、ワークを配置しても構わない。

また、探索部５４が、第２のワークを配置する位置を探索した場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置する位置が存在しない場合が有る。すなわち、判定部５５が、第１のワークに対する全ての位置に第２のワークを配置することを禁止する場合が有る。この場合に、探索部５４は、第２のワークを配置する位置が存在しないという情報を教示操作盤４９に送出する。教示操作盤４９の表示部４９ｂは、この情報を表示する。作業者は、ワークの積み上げが完了したことを認識することができる。そして、制御装置２は、現在の容器にワークを積み上げる制御を終了する。

本実施の形態の位置設定装置は、容器に配置するワークの位置を自動的に設定することができる。このために、本実施の形態の位置設定装置を備えるロボット装置は、自動的にワークを積み上げる作業を実施することができる。特に、ワークの個数、ワークの大きさ、およびワークを積み上げる順序が定まっていない場合にも、自動的にワークを容器などの支持部材に積み上げることができる。

本実施の形態におけるセンサーは、ワークの立体的な形状が検出可能な３次元センサーである。センサーにてワークの立体的な形状を検出することができるために、予めワークの形状に関する情報を記憶部に記憶させる作業を排除することができる。

例えば、センサーとして、２次元カメラを採用することができる。そして、記憶部に２次元カメラの画像に関する基準画像を記憶させておくことができる。また、記憶部は、基準画像に対応するワークの寸法等の情報を記憶することができる。実際に撮像された画像が最も一致する基準画像を選定して、ワークの３次元の形状を検出することができる。しかしながら、このような制御においては、ワークの基準画像およびワークの寸法等の情報を予め作成する必要がある。視覚センサーとして３次元センサーを採用することにより、このような作業を排除することができる。

図２８に、ワークの余裕幅を説明するワークの平面図を示す。探索部５４は、ワークを配置する位置を探索する際に、ワーク６９の寸法に予め定められた余裕幅ＭＤを加算してワーク６９を配置する位置を探索することができる。すなわち、ワーク６９の形状の外縁に対して余裕幅ＭＤを加算した形状を用いて、ワークを配置する位置を探索することができる。この場合に、ワーク６９の基点７３は、余裕幅ＭＤを加算した形状の角に設定することができる。

ロボット１にてワークを搬送するときにワークが僅かに揺れる場合がある。ワークの揺れにより、ワークが他のワークまたは容器と干渉する場合が有る。ワークの大きさに余裕幅を付加することにより、ワークの干渉を抑制することができる。余裕幅ＭＤの大きさは、ワークおよび容器の大きさおよび重さ、またはロボットの性能等に依存する。余裕幅ＭＤの大きさは、例えば、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の値を設定することができる。

図２９に、本実施の形態の他のワークの斜視図を示す。前述のワークは、直方体であるが、この形態に限られない。上面および下面を有する任意のワークに、本実施の形態の制御を適用することができる。上面および下面は、任意の形状を採用することができる。他のワーク６５ａは、互いに平行な上面６５ａａおよび下面６５ａｂを有する。上面６５ａａおよび下面６５ａｂは、平面である。上面６５ａａおよび下面６５ａｂの形状は五角形である。さらに、上面６５ａａの面積と下面６５ａｂの面積とは互いに異なる。このようなワークについても、本実施の形態の制御と同様の制御を実施することができる。

また、本実施の形態では、ロボットが位置設定装置にて設定された位置にワークを搬送するが、この形態に限られない。位置設定装置がワークを配置する位置を設定した後に、ロボット以外の装置がワークを搬送しても構わない。または、教示操作盤の表示部がワークを配置する位置を表示し、作業者がワークを表示された位置に配置しても構わない。

上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。

上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

１ ロボット
２ 制御装置
３ ロボット装置
５ ハンド
３０ 視覚センサー
４２ 記憶部
４９ 教示操作盤
４９ｂ 表示部
５２ 形状検出部
５３ 取得部
５４ 探索部
５５ 判定部
５６ 選定部
６０ 容器
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ 第１のワーク
６３ａ～６３ｒ 第１のワーク
６３ａａ，６３ｂａ，６３ｃａ，６３ｄａ，６３ｅａ，６３ｆａ，６３ｇａ，６３ｈａ 上面
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ 第２のワーク
６４ａ 第２のワーク
６４ａａ 下面
６５ａ ワーク
６５ａａ 上面
６５ａｂ 下面
６９ ワーク
７１，７２，７３ 基点
７５ 領域

Claims (7)

1. 複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置であって、
   第２のワークの形状を検出するためのセンサーと、
   センサーの出力に基づいて、第２のワークの形状を検出する形状検出部と、
   複数の第１のワークの形状および位置を取得する取得部と、
   複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される位置を探索する探索部と、を備え、
   第１のワークおよび第２のワークのそれぞれのワークは、上面および下面を有し、
   １つの第１のワークの上面と他の第１のワークの上面との高さの差の判定範囲が予め定められており、
   前記探索部は、１つの第１のワークの上面の高さと他の第１のワークの上面の高さとが異なる場合に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容するか否かを判定する判定部を含み、
   前記判定部は、前記高さの差が判定範囲内である時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容し、前記高さの差が判定範囲を逸脱する時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを禁止し、
   前記判定部は、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きいか否かを判定し、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きい場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容し、
   前記判定部は、第２のワークの下面を分割した複数の領域を設定し、第１のワークに対向する領域の個数が予め定められた判定値以上の場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する、位置設定装置。
2. 複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置であって、
   第２のワークの形状を検出するためのセンサーと、
   センサーの出力に基づいて、第２のワークの形状を検出する形状検出部と、
   複数の第１のワークの形状および位置を取得する取得部と、
   複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される位置を探索する探索部と、を備え、
   第１のワークおよび第２のワークのそれぞれのワークは、上面および下面を有し、
   １つの第１のワークの上面と他の第１のワークの上面との高さの差の判定範囲が予め定められており、
   前記探索部は、１つの第１のワークの上面の高さと他の第１のワークの上面の高さとが異なる場合に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容するか否かを判定する判定部を含み、
   前記判定部は、前記高さの差が判定範囲内である時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容し、前記高さの差が判定範囲を逸脱する時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを禁止し、
   前記判定部は、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きいか否かを判定し、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きい場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容し、
   前記判定部は、第２のワークの下面を分割した複数の領域を設定し、第２のワークの下面の外周部に配置された複数の領域のうち予め定められた領域が第１のワークに対向しており、更に、第２のワークを支持するように配置された第１のワークが第２のワークの下面の形状の重心を取り囲むように配置されている場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容する、位置設定装置。
3. 複数の第１のワークの上側に第２のワークを積み上げる位置を設定する位置設定装置であって、
   第２のワークの形状を検出するためのセンサーと、
   センサーの出力に基づいて、第２のワークの形状を検出する形状検出部と、
   複数の第１のワークの形状および位置を取得する取得部と、
   複数の第１のワークの上側に第２のワークを配置することが許容される位置を探索する探索部と、を備え、
   第１のワークおよび第２のワークのそれぞれのワークは、上面および下面を有し、
   １つの第１のワークの上面と他の第１のワークの上面との高さの差の判定範囲が予め定められており、
   前記探索部は、１つの第１のワークの上面の高さと他の第１のワークの上面の高さとが異なる場合に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容するか否かを判定する判定部を含み、
   前記判定部は、前記高さの差が判定範囲内である時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを許容し、前記高さの差が判定範囲を逸脱する時に、１つの第１のワークおよび他の第１のワークの両方のワークに支持されるように第２のワークを配置することを禁止し、
   前記判定部は、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きいか否かを判定し、第２のワークの下面と第２のワークを支持するように配置された第１のワークの上面とが対向する面積が、第２のワークの下面の面積に予め定められた割合を乗じた面積より大きい場合に、第１のワークの上側に第２のワークを配置することを許容し、
   前記探索部は、第１のワークの上側の複数の位置に対して第２のワークの配置が許容される場合に、第２のワークが配置される位置を選択する選定部を含み、
   前記選定部は、１番目の優先度を有する第１の条件に従って、第２のワークを配置する位置を選定し、
   第１の条件を満たす第２のワークを配置する複数の位置が存在する場合に、前記選定部は、２番目の優先度を有する第２の条件に従って第２のワークを配置する位置を選定する、位置設定装置。
4. 前記センサーは、第１のワークの立体的な形状を検出可能な３次元センサーである、請求項１から３のいずれか一項に記載の位置設定装置。
5. 第２のワークの配置に関する情報を表示する表示部を備え、
   前記探索部が第１のワークの上側において、第２のワークの配置を許容する位置を検出できない場合に、前記表示部は第２のワークを配置する位置が存在しないことを表示する、請求項１から４のいずれか一項に記載の位置設定装置。
6. 前記判定部は、第２のワークの寸法に予め定められた余裕幅を加算して、第２のワークの配置が許容されるか否かを判定する、請求項１から５のいずれか一項に記載の位置設定装置。
7. 請求項１から３のいずれか一項に記載の位置設定装置と、
   第２のワークを把持する作業ツールと、
   前記作業ツールを移動するロボットと、
   前記作業ツールおよび前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記センサーの出力に基づいて第２のワークの位置および姿勢を検出し、第２のワークの位置および姿勢に基づいて第２のワークを把持するように前記ロボットを駆動し、前記位置設定装置により設定された第２のワークを配置する位置に第２のワークを搬送するように前記ロボットを駆動する、ロボット装置。

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