JPH09254063A - 積付けロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドを交換して積付け作業を行う際に、毎
回作業管理者によりハンドの教示動作を積付け作業を停
止して行わなければならず、作業効率が悪かった。 【解決手段】 第１の物品種を把持する第１のハンド
と、第２の物品種を把持する第２のハンドと、これら第
１及び第２のハンドを上記物品種に応じて交換可能に保
持し、これら第１及び第２のハンドにより物品を把持
し、積付けるロボット本体と、上記第１のハンドの基準
座標を教示動作により記憶させる第１の記憶手段と、上
記第２のハンドの基準座標を、上記第１のハンドの基準
座標との相対位置により定める演算手段と、上記第１の
記憶手段により記憶された第１のハンドの基準座標を基
に第１のハンドを、上記演算手段により定められた第２
のハンドの基準座標を基に第２のハンドを、各々制御す
る制御手段と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、産業ロボットを
用いた積付け作業の際に自動でハンドを交換する機能を
備えた積付けロボットシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の積付けロボットシステム
の構成を示すブロック図である。図において、１は積付
け作業を行う産業ロボット、２は産業ロボット１をコン
トロールする制御装置、３はコンベア、４はワーク、５
はパレット、６はハンドを交換する交換台、７Ａはマイ
クロコンピュータ、８はマイクロコンピュータ７Ａに接
続されたキーボード、９はＣＲＴ、１０はハンド交換制
御手段である。マイクロコンピュータ７Ａの内部にはキ
ーボード８からのデータを入力する入力回路７１Ａ、Ｃ
ＰＵ７２Ａ、ＣＲＴ９または制御装置２へのデータを出
力する出力回路７３Ａ、積付け作業制御手段７４１Ａの
プログラムを内蔵したメモリ７４Ａを有している。

【０００３】次に動作について説明する。積付けを行う
産業ロボット１のハンドは、あらかじめ、教示動作（テ
ィーチング）が行われ、基準座標が定められている。そ
して、例えば、キーボード８から入力された段取りデー
タ及び基準座標等に基づき、積付け作業制御手段７４１
Ａのプログラムにより積付け指令である積付け位置デー
タがマイクロコンピュータ７Ａ内部で作成され、制御装
置２に送信される。この積付け位置データに基づいて、
制御装置２は産業ロボット１に対して制御を行い、コン
ベア３からワーク４を把持し、パレット５に積付け作業
を行う。

【０００４】また、ワーク４の種類の変更、積付の変更
等に伴い、ハンドを自動交換する場合は、ハンド毎に対
応した教示動作（ティーチング）を行う必要がある。す
なわち、例えば、把持式ハンド、吸着式ハンドでの作業
に応じて、ハンド位置補正（主にＺ軸方向の補正）が必
要となり、積付け作業を一端停止して、制御装置２とは
別に用意されたハンド交換制御手段１０において、交換
後のハンドの教示動作を行い、その新たに教示された基
準座標と、積付け作業制御手段７４１Ａが作成した積付
け指令である積付位置データとを基にして、制御装置２
がハンドの交換を行った後、交換したハンドで積付け作
業を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の積
付制御装置では、ハンドを交換して積付け作業を行う際
に、異なる処理ルーチンすなわち、毎回作業管理者によ
り交換したハンドの教示動作（ティーチング）を行わな
ければならず、ハンドの交換毎に、積付け作業を停止
し、教示動作（ティーチング）を行うのは手間がかかる
という問題点があった。また、作業管理者による教示動
作の指令が誤っていた場合では、ワークとハンドとが合
わないといった間違いが起こり、作業の干渉を引き起こ
す可能性があるという問題点があった。

【０００６】この発明は、係る問題点を解消するために
なされたもので、異なるハンドを使用する際の教示動作
（ティーチング）を減らし、作業管理者の手間の削減す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる積付
けロボットシステムは、第１の物品種を把持する第１の
ハンドと、第２の物品種を把持する第２のハンドと、こ
れら第１及び第２のハンドを上記物品種に応じて交換可
能に保持し、これら第１及び第２のハンドにより物品を
把持し、積付けるロボット本体と、上記第１のハンドの
基準座標を教示動作により記憶させる第１の記憶手段
と、上記第２のハンドの基準座標を、上記第１のハンド
の基準座標との相対位置により定める演算手段と、上記
第１の記憶手段により記憶された第１のハンドの基準座
標を基に第１のハンドを、上記演算手段により定められ
た第２のハンドの基準座標を基に第２のハンドを、各々
制御する制御手段と、を備えたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下この発明の一実施形態を図を用いて
説明する。なお、説明の関係上積付け作業において説明
するが、積降し作業でも同様であるのはいうまでもな
い。図１は、この発明の積付けロボットシステムの構成
を示すブロック図である。図において、１は積付け作業
を行う産業ロボット、２はマイクロコンピュータ７から
出力される積付け指令に基づき、産業ロボット１の動作
をコントロールする制御装置、３は物品を供給する供給
装置であるコンベア、４は物品であるワーク、５はワー
ク４を積付けるパレット、６は産業ロボット１のハンド
の交換作業を行う交換台（ハンドストッカ）、８はマイ
クロコンピュータ７に接続されたキーボード、９はＣＲ
Ｔである。

【０００９】マイクロコンピュータ７の内部には、キー
ボード８からのデータを入力する入力回路７１、ＣＰＵ
７２、ＣＲＴ９または制御装置２へのデータを出力する
出力回路７３、あらかじめ定められたプログラムが内蔵
されたメモリ７４を有している。

【００１０】メモリ７４内部には、第１のワークを把持
する第１のハンドを基準ハンドと定義し、その基準ハン
ドの教示動作（ティーチング）を行い、基準座標を記憶
させる第１の記憶手段に相当するプログラム、ワークの
変更に伴い基準ハンドから第２のハンドに変更した際
に、基準ハンドと交換後のハンドとの相対位置に基づい
て交換後のハンドの基準座標を演算する機能を有する自
動ハンド交換制御手段７４１、及び自動ハンド交換制御
手段７４１からの動作開始信号を受信して、積付け位置
等の積付け指令を出力する積付け作業制御手段７４２の
プログラムを内蔵したメモリ７４を有している。また、
自動ハンド交換制御手段７４１内部には、ハンド番号入
力手段、ハンド情報入力手段、段取りデータ入力手段、
補正値演算手段を備えている。

【００１１】図２は、本実施形態における自動ハンド交
換制御手段７４１の動作を示すフローチャートである。
図３は、メモリ７４に登録されたハンド番号入力手段の
動作を示したフローチャートである。図４は、メモリ７
４に登録されたハンド情報入力手段の動作を示したフロ
ーチャートである。図５は、メモリ７４に登録された段
取りデータ入力手段の動作を示したフローチャートであ
る。図６は、メモリ７４に登録された補正値演算手段の
動作を示したフローチャートである。

【００１２】次に動作について、図を用いて説明する。
まず、図２を用いて、自動ハンド交換制御手段７４１の
全体動作について説明する。ステップＳ１で、予め作業
管理者によって、適当にわりふったハンドの識別番号で
あるハンド番号を入力する。ステップＳ２では、自動で
ハンドを交換して積付け作業を行うために必要な、交換
するハンドのサイズ等の情報であるハンド情報を入力す
る。この際、例えば、第１のワークを把持する第１のハ
ンドを基準ハンドと定義し、この基準ハンドのみ、あら
かじめ教示動作（ティーチング）を行い、その基準ハン
ドの基準座標を求めておく。

【００１３】ステップＳ３では、積付け作業を行う際に
予め段取りしておくデータであるワークのサイズや、積
付段数などの段取りデータを入力する。ステップＳ４で
は、ステップＳ１からステップＳ３までで得られた値か
ら、交換するハンドにおける基準座標を求めるべく、基
準ハンドで定められた基準座標との相対位置の補正値を
算出する。

【００１４】次に、ステップＳ１のハンド番号入力手段
の動作を図３を用いて詳述する。ステップＳ１１におい
て、積付け作業に使用するハンドの番号Ｈｎを、作業管
理者がキーボード８及びＣＲＴ９等を用いて入力し、ス
テップＳ１２において、この入力されたＨｎをメモリに
格納する。ステップＳ１３では、すべてのハンドの番号
が入力されたか否かを判断し、まだ入力が完了していな
ければ、ステップＳ１１に戻り、入力が完了したなら
ば、ステップＳ１４に移行して、ハンド情報入力手段に
動作開始信号を出力してハンド番号入力手段の動作を終
了する。

【００１５】続いて、ステップＳ２のハンド情報入力手
段の動作を図４を用いて詳述する。ハンド番号入力手段
からの動作開始信号を受信すると、ステップＳ２１にお
いて、今回使用するハンドは、ワーク４を上面で掴むの
か（例えば、吸着式ハンド）、下面で掴むのか（例え
ば、把持式ハンド）といったハンドの種類Ｈｔをハンド
の番号Ｈｎに対応して入力し、ステップＳ２２におい
て、この入力されたＨｔをメモリに格納する。

【００１６】ステップＳ２３では、ハンド毎に、ある同
一点（例えば、コンベア３上のワーク４の把持位置：テ
ィーチング位置）における教示位置データ（Ｈxn、Ｈy
n、Ｈzn）を入力する。この時点で、基準ハンドは教示
動作を行っておき、基準座標を求めておく。すなわち、
基準ハンドにおいては、教示動作によって決定された基
準座標に基づく教示位置データ（Ｈxk、Ｈyk、Ｈzk）を
入力する。一方、教示動作を行っていない他のハンドに
おいては、基準ハンドにおける基準座標に基づく物品の
把持位置の教示位置データ（Ｈxn、Ｈyn、Ｈzn）を入力
する。ここで、同一点における教示を行うのは、基準ハ
ンドに対する各ハンド毎の違いを認識するためである。
なお、ｎは、使用するハンド番号に対応している。

【００１７】ステップＳ２４では、すべてのハンドの番
号に対応するハンド情報が入力されたか否かを判断し、
まだ入力が完了していなければ、ステップＳ２１に戻
り、入力が完了したならば、ステップＳ２５に移行し
て、段取りデータ入力手段に動作開始信号を出力してハ
ンド情報入力手段の動作を終了する。

【００１８】次に、ステップＳ３の段取りデータ入力手
段の動作を図５を用いて詳述する。ハンド情報入力手段
からの動作開始信号を受信すると、ステップＳ３１にお
いて、段取りする全てのワーク４の寸法（Ｗxn、Ｗyn、
Ｗzn）を、作業管理者によりキーボード８及びＣＲＴ９
を用いて入力し、ステップＳ３２において、これらのワ
ークの寸法をメモリ３４に登録する。なお、ｎはワーク
の種類に対応している。

【００１９】ステップＳ３３では、ハンド番号入力手段
によって入力された使用するハンド番号Ｈｎを読み込
む。ステップＳ３４では、ワーク４を積付けるハンドの
番号を、読み込んだＨｎの中から入力し、ワーク“ａ”
にはハンド番号“１”、ワーク“ｂ”にはハンド番号
“２”といった段取りするハンドのデータをメモリに格
納する。ステップＳ３５では、すべてのワークに対応す
る段取りのためのデータが入力されたか否かを判断し、
まだ入力が完了していなければ、ステップＳ３１に戻
り、入力が完了したならば、ステップＳ３６に移行し
て、補正値演算手段に動作開始信号を出力して段取りデ
ータ入力手段の動作を終了する。

【００２０】続いて、ステップＳ４の補正値演算手段の
動作を図６を用いて詳述する。段取りデータ入力手段か
らの動作開始信号を受信すると、ステップＳ４１におい
て、ハンド情報入力手段によって入力されたハンドの種
類Ｈｔをメモリから読み出す。

【００２１】ステップＳ４２では、その読み出したハン
ドの種類Ｈｔが、ワーク４を上面で把持するものか、下
面で把持するものかをハンドの種類Ｈｔに基づき判断す
る。ここで、ワーク４を上面で把持するものであるなら
ば、ステップＳ４３に移行し、ワーク１個分の高さの位
置をハンドが移動するので、ワーク１個分の高さＷzを
読み込む。一方、ハンドの種類がワーク４を下面で把持
するものであるならば、ワーク４の下面位置をハンドが
移動するので、ワーク１個分の高さＷzの補正をする必
要がなく、ステップＳ４４に移行する。

【００２２】ステップＳ４４では、ハンド番号入力手段
によって入力されたワークの積付けに使用するハンド番
号Ｈｎを読み込み、ステップＳ４５に移行する。ステッ
プＳ４５では、ハンド情報入力手段によって入力された
ハンドの教示位置データ（Ｈxn、Ｈyn、Ｈzn）をハンド
番号Ｈｎに応じて読み込む。なお、ｎは使用するハンド
番号に対応している。

【００２３】ステップＳ４６では、ハンド番号毎に、テ
ィーチングを行った基準ハンドの教示位置（Ｈxk、Ｈy
k、Ｈzk）と、今回積み付けるハンドの教示位置（Ｈx
k、Ｈyk、Ｈzk）とを基に、基準ハンドとの相対位置を
示す補正値（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）を算出する。算出式
は、以下に示す式（１）〜（３）である。ここでは、ハ
ンド１によりワークの“１”を積み付ける際の補正値を
示す。 Ｈｘ＝Ｈxk−Ｈx1 式（１） Ｈｙ＝Ｈyk−Ｈy1 式（２） Ｈｚ＝Ｈzk−Ｈz1（＋Ｗz） 式（３） ここで、上面把持の場合は、ＷzをＨzの補正に加え、下
面把持の場合は、ＷzをＨzの補正には加えない。

【００２４】ステップＳ４７では、ステップＳ４６で算
出したハンド１に対する補正値（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）を
メモリに登録する。同様に全てのハンドに対して補正値
を演算し、ハンド毎にその補正値をメモリに格納してお
く。ステップＳ４８では、自動ハンド交換の際などの必
要に応じて、ステップＳ４７で得られたハンド１に対す
る補正値（Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ）を制御手段２に送信し
て、処理を終了する。このように得られたハンド毎の補
正値に基づいて、各ハンド毎の基準座標が決定される。
そして、各ハンド毎の基準座標、積付位置、移動経路を
積付け作業制御手段において演算し、その演算した積付
け指令を制御装置２に出力して、産業ロボット１を介し
てワーク４の積付け作業を行う。

【００２５】本実施形態によれば、基準ハンドのティー
チングした教示位置に基づき、各ハンド毎の基準座標が
決定されるので、ハンドを交換するたびに行っていた積
付け作業を中断し、交換したハンド全ての教示動作（テ
ィーチング）を行う必要がなくなり、教示動作にとられ
ていた作業を低減でき、作業効率が向上し、省人化につ
ながる。また、間違えた補正値を入力することもなくな
り、積付け作業の信頼性がより向上する。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に記載されるような効果を奏す
る。

【００２７】第１の物品種を把持する第１のハンドと、
第２の物品種を把持する第２のハンドと、これら第１及
び第２のハンドを上記物品種に応じて交換可能に保持
し、これら第１及び第２のハンドにより物品を把持し、
積付けるロボット本体と、上記第１のハンドの基準座標
を教示動作により記憶させる第１の記憶手段と、上記第
２のハンドの基準座標を、上記第１のハンドの基準座標
との相対位置により定める演算手段と、上記第１の記憶
手段により記憶された第１のハンドの基準座標を基に第
１のハンドを、上記演算手段により定められた第２のハ
ンドの基準座標を基に第２のハンドを、各々制御する制
御手段と、を備えたので、ハンドを交換する度にすべて
のハンドに対して教示動作を行う必要がなくなることに
より、作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における積付けロボットシステムの構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明における自動ハンド交換制御手段の動作
を示すフローチャートである。

【図３】本発明におけるハンド番号入力手段の動作を示
すフローチャートである。

【図４】本発明におけるハンド情報入力手段の動作を示
すフローチャートである。

【図５】本発明における段取りデータ入力手段の動作を
示すフローチャートである。

【図６】本発明における補正値演算手段の動作を示すフ
ローチャートである。

【図７】従来の積付けロボットシステムの構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 産業ロボット ２ ロボット制御手
段 ３ コンベア ４ ワーク ５ パレット ６ ハンド交換作業
台（ハンドストッカ） ７ マイクロコンピュータ ８ キーボード ９ ＣＲＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の物品種を把持する第１のハンド
   と、 第２の物品種を把持する第２のハンドと、 これら第１及び第２のハンドを上記物品種に応じて交換
   可能に保持し、これら第１及び第２のハンドにより物品
   を把持し、積付けるロボット本体と、 上記第１のハンドの基準座標を教示動作により記憶させ
   る第１の記憶手段と、 上記第２のハンドの基準座標を、上記第１のハンドの基
   準座標との相対位置により定める演算手段と、 上記第１の記憶手段により記憶された第１のハンドの基
   準座標を基に第１のハンドを、上記演算手段により定め
   られた第２のハンドの基準座標を基に第２のハンドを、
   各々制御する制御手段と、を備えた積付けロボットシス
   テム。