WO2016194219A1 - ロボットシステム及び傾斜検出方法 - Google Patents

ロボットシステム及び傾斜検出方法 Download PDF

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WO2016194219A1
WO2016194219A1 PCT/JP2015/066317 JP2015066317W WO2016194219A1 WO 2016194219 A1 WO2016194219 A1 WO 2016194219A1 JP 2015066317 W JP2015066317 W JP 2015066317W WO 2016194219 A1 WO2016194219 A1 WO 2016194219A1
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workpiece
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sensor
cassette
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勝田　信一
孝 南
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株式会社安川電機
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Definitions

  • the present disclosure relates to a robot system and a tilt detection method.
  • Patent Document 1 describes a robot system that includes a storage unit that stores a plurality of workpieces in multiple stages in a vertical direction, and a robot hand that transfers the workpieces stored in the storage unit.
  • a robot hand that transfers the workpieces stored in the storage unit.
  • whether or not the robot hand can enter the gap directly under the workpiece is determined based on the clearance between the workpieces stored in the storage unit.
  • This disclosure is intended to provide a robot system and a tilt detection method capable of more reliably detecting the tilt of a workpiece.
  • a robot system includes a hand for putting a workpiece in and out of a cassette that stores a plurality of workpieces, a sensor that detects the workpiece, a first direction in which the plurality of workpieces are arranged, and a first direction
  • a movement mechanism that changes the relative position of the sensor and the cassette in a second direction that intersects the direction, and a sensor that is arranged at the first position and controls the movement mechanism to scan the sensor in the first direction;
  • a first scanning control unit that acquires first mapping data indicating the arrangement of the workpiece in the first direction, and a sensor that is arranged at a second position different from the first position in the second direction, and the sensor is scanned in the first direction.
  • a second scanning control unit for controlling the moving mechanism to obtain second mapping data indicating the arrangement of the workpiece in the first direction, the first mapping data and the second mapping And a tilt detector for detecting a tilt of the workpiece based on Gudeta.
  • a sensor for detecting a workpiece is arranged at a first position with respect to a cassette that houses a plurality of workpieces in multiple stages, and the sensor arranged at the first position is arranged. Scanning in a first direction in which a plurality of workpieces are arranged to obtain first mapping data indicating the arrangement of the workpieces in the first direction, in a second direction that intersects the first direction, in a second position different from the first position Arranging the sensor, scanning the sensor arranged at the second position in the first direction to obtain second mapping data indicating the arrangement of the workpiece in the first direction, and the first mapping data and the second mapping data Detecting the tilt of the workpiece based on
  • the tilt of the workpiece can be detected more reliably.
  • the same elements or elements having the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the X axis, the Y axis, and the Z axis are attached to the drawing.
  • the Z axis extends in the vertical direction.
  • the X axis and the Y axis extend in directions orthogonal to each other in the horizontal plane.
  • the robot system includes a hand, a sensor, a moving mechanism, a first scanning control unit, a second scanning control unit, and a tilt detection unit.
  • the hand puts and removes workpieces with respect to a cassette containing a plurality of workpieces in multiple stages.
  • the sensor detects a workpiece.
  • the moving mechanism changes a relative position between the sensor and the cassette in a first direction in which a plurality of workpieces are arranged and a second direction intersecting the first direction.
  • the first scanning control unit controls the moving mechanism to scan the sensor in the first direction, and acquires first mapping data indicating the arrangement of the workpieces in the first direction.
  • the second scanning control unit arranges the sensor at a second position different from the first position in the second direction, controls the moving mechanism so as to scan the sensor in the first direction, and indicates the arrangement of the workpiece in the first direction.
  • the inclination detection unit detects the inclination of the workpiece based on the first mapping data and the second mapping data.
  • Fig. 1 shows a robot system 1 as an example.
  • the robot system 1 includes a robot 10 and a controller 50.
  • the robot 10 includes a base 11, an elevating unit 12, a first arm 13, a second arm 14, a hand 21, and a sensor 22.
  • the base 11 is fixed to the floor surface of the placement area of the robot 10.
  • the elevating unit 12 protrudes vertically upward from the base 11 and can be elevated along the vertical axis Ax1.
  • the first arm 13 is connected to the upper end of the elevating unit 12, extends in the horizontal direction from the upper end of the elevating unit 12, and can swing around the axis Ax1.
  • the second arm 14 is connected to the distal end portion of the first arm 13, extends in the horizontal direction from the distal end portion of the first arm 13, and can swing around the vertical axis Ax2.
  • the hand 21 is connected to the distal end portion of the second arm 14 and is rotatable around a vertical axis Ax3.
  • the robot 10 includes an actuator that moves the lifting unit 12 up and down along the axis Ax1, an actuator that swings the first arm 13 around the axis Ax1, an actuator that swings the second arm 14 around the axis Ax2, and a hand around the axis Ax3.
  • 21 has an actuator for rotating 21. Illustration of these actuators is omitted. Examples of the actuator include an electric actuator using an electric motor as a power source.
  • the hand 21 can place the workpiece W, and puts the workpiece W in and out of the cassette 30.
  • the shape of the hand 21 is substantially Y-shaped in a plan view (that is, when viewed from the Z-axis direction), and has two tip portions.
  • the sensor 22 detects work W, for example.
  • the sensor 22 detects the presence or absence of the workpiece W.
  • the sensor 22 is, for example, a transmissive optical sensor, and detects an object between the light projecting unit and the light receiving unit according to the light receiving state of light emitted from the light projecting unit to the light receiving unit.
  • the sensor 22 includes a light projecting unit 23, a light receiving unit 24, and an amplifier (not illustrated).
  • the light projecting unit 23 and the light receiving unit 24 are provided at one end and the other end of the hand 21, respectively, and face each other.
  • the light projecting unit 23 emits light to the light receiving unit 24 side.
  • the amplifier is connected to the light projecting unit 23 and the light receiving unit 24 via an optical fiber (not shown). The amplifier sends the outgoing light to the light projecting unit 23 via the optical fiber, and receives the light incident on the light receiving unit 24 via the optical fiber.
  • Robot 10 puts workpiece W in and out of cassette 30.
  • the workpiece W is a plate-like work object.
  • the planar view shape of the workpiece W is, for example, a circle.
  • the circular shape includes notches (for example, notches or orientation flats), protrusions, and the like formed on a part of the periphery, and is circular if most of the periphery has the same circumference.
  • the shape of the workpiece W in plan view may be a rectangular shape or other shapes.
  • the workpiece W may be, for example, a semiconductor wafer, an LCD substrate, a glass substrate, or the like.
  • the cassette 30 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and opens in one direction (for example, the X-axis negative direction) orthogonal to the vertical direction.
  • the inside of the cassette 30 is divided into multistage slots by the protrusions 31.
  • the protrusion 31 supports the peripheral edge of the horizontal workpiece W.
  • the slots are arranged at equal intervals with a predetermined pitch P in the vertical direction (the direction along the Z axis).
  • the slot defines a planned storage position that is a position where the workpiece W is planned to be stored. For example, the lower part in each slot is a position where the work W is to be accommodated.
  • the elevating unit 12, the first arm 13, and the second arm 14 of the robot 10 move the hand 21 along the Z-axis direction (the first direction) in which the workpieces W are arranged in the cassette 30.
  • the elevating unit 12, the first arm 13, and the second arm 14 move the hand 21 along the X-axis direction (the second direction) from the opening of the cassette 30 toward the back side of the cassette 30. That is, the robot 10 has the moving mechanism (the illustrated moving mechanism 15).
  • the controller 50 controls the robot 10 so that the workpiece W is put in and out of the cassette 30 using the hand 21. Moreover, the controller 50 arrange
  • the sensor 22 is arranged, the sensor 22 is scanned in the second direction, the second mapping data indicating the arrangement of the work W in the first direction is acquired, and the work W is based on the first mapping data and the second mapping data. Detecting the slope of the.
  • the controller 50 detects that an abnormal value deviated from the planned storage position of the workpiece W in the cassette 30 is included in at least one of the first mapping data and the second mapping data, and the first mapping data and When at least one of the second mapping data includes an abnormal value, the inclination of the workpiece W may be detected based on the abnormal value.
  • the controller 50 may collate the first mapping data and the second mapping data, and detect the inclination of the workpiece W based on the difference between the first mapping data and the second mapping data.
  • the controller 50 may further calculate the tilt angle of the workpiece W when the tilt of the workpiece W is detected.
  • the controller 50 has a value closest to the abnormal value among the values included in the other of the first mapping data or the second mapping data.
  • the inclination angle of the workpiece W may be detected based on the abnormal value.
  • the controller 50 may detect whether or not the work spans multiple stages of planned storage positions based on the inclination angle of the work W and the interval between the planned storage positions of the work W.
  • the controller 50 includes, as functional modules, a first scanning control unit 51, a second scanning control unit 52, a data storage unit 53, an abnormal value detection unit 54, and a tilt detection unit. 55 and an entry availability determination unit 56.
  • the first scanning control unit 51 controls the moving mechanism 15 so as to scan the sensor 22 in the Z-axis direction after controlling the moving mechanism 15 so that the sensor 22 is arranged at the first position, and the workpiece in the Z-axis direction.
  • First mapping data indicating the arrangement of W is acquired.
  • Scanning the sensor 22 in the Z-axis direction means that the relative position of the sensor 22 with respect to the cassette is changed without changing the position of the sensor 22 in a direction orthogonal to the Z-axis (for example, the X-axis direction or the Y-axis direction). It means that the presence / absence of the workpiece W in at least some of the slots of the cassette 30 is detected by moving along the axial direction.
  • the sensor 22 may be moved while the cassette 30 is stationary, or the cassette 30 may be moved while the sensor 22 is stationary. .
  • the movement direction of the relative position of the sensor 22 with respect to the cassette may be upward or downward.
  • the sensor 22 compares the amount of light received by the light receiving portion 24 with that when there is no workpiece W. To detect a decrease.
  • the first scanning control unit 51 acquires the Z coordinate value of the sensor 22 at the time when the decrease in the amount of received light in the light receiving unit 24 is detected from the moving mechanism 15 and uses it as first mapping data.
  • the second scanning control unit 52 controls the moving mechanism 15 so as to scan the sensor 22 in the Z-axis direction after controlling the moving mechanism 15 to arrange the sensor 22 at a second position different from the first position.
  • 2nd mapping data which shows arrangement
  • the second scanning control unit 52 uses the Z coordinate value of the sensor 22 acquired from the moving mechanism 15 as the second mapping data by the same procedure as the first scanning control unit 51.
  • the data storage unit 53 stores the first mapping data acquired by the first scanning control unit 51 and the second mapping data acquired by the second scanning control unit 52.
  • the abnormal value detection unit 54 detects an abnormal value included in the first mapping data and the second mapping data stored in the data storage unit 53.
  • the inclination detecting unit 55 detects the inclination of the workpiece W based on the first mapping data and the second mapping data stored in the data storage unit 53.
  • the entry availability determination unit 56 determines whether the hand 21 can enter the space adjacent to the tilted workpiece W based on the detection result by the tilt detection unit 55.
  • the hardware of the controller 50 is composed of, for example, one or a plurality of control computers.
  • the controller 50 includes, for example, a circuit 60 illustrated in FIG. 4 as a hardware configuration.
  • the circuit 60 includes a processor 61, a memory 62, a storage 63, an input / output port 64, and a driver 65.
  • the driver 65 is a circuit for driving various actuators 66 of the robot system 1.
  • the input / output port 64 performs input / output of signals to / from the driver 65 in addition to input / output of external signals including signals from the sensor 22, for example.
  • the processor 61 executes the program in cooperation with at least one of the memory 62 and the storage 63 and executes input / output of signals via the input / output port 64, thereby configuring the above-described functional module.
  • the hardware configuration of the controller 50 is not necessarily limited to that which constitutes a functional module by executing a program.
  • the controller 50 may constitute these functional modules by a dedicated logic circuit or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) in which these are integrated.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • step S 11 the first scanning control unit 51 controls the robot 10 so as to arrange the sensor 22 at the first position with respect to the cassette 30.
  • step S ⁇ b> 12 the first scanning control unit 51 controls the robot 10 to scan the sensor 22 in the Z-axis direction, acquires first mapping data, and stores the first mapping data in the data storage unit 53.
  • step S 13 the controller 50 executes Step S13.
  • the second scanning control unit 52 controls the robot 10 so that the sensor 22 is arranged at the second position with respect to the cassette 30.
  • step S ⁇ b> 14 the second scanning control unit 52 controls the robot 10 to scan the sensor 22 in the Z-axis direction, acquires second mapping data, and stores the second mapping data in the data storage unit 53.
  • the controller 50 detects the inclination of the workpiece W based on the first mapping data and the second mapping data by executing the following steps S15 to S18.
  • step S15 the abnormal value detector 54 determines whether or not an abnormal value is included in the first mapping data and the second mapping data.
  • the abnormal value is, for example, a Z coordinate value that cannot be obtained when the workpiece W is normally placed horizontally on the protrusion 31.
  • the origin of the Z coordinate can be taken, for example, at the lower bottom of the cassette 30. In this case, the Z coordinate is equal to the height from the bottom surface of the cassette 30.
  • the determination of the presence or absence of an abnormal value by the abnormal value detection unit 54 can be performed by, for example, the following method. That is, the abnormal value detection unit 54 determines that the abnormal value is included in the first mapping data or the second mapping data when the first mapping data and the second mapping data include data that does not match each other. May be.
  • one of the first mapping data and the second mapping data includes data that does not match each other means, for example, that a difference that cannot be ignored for any data included in the other of the first mapping data and the second mapping data. Means that it contains some data.
  • the abnormal value detection unit 54 stores in advance the Z coordinate of the workpiece W when the workpiece W is horizontally stored in the cassette 30 as reference data, and the reference data and the second sensor actually detected by the sensor 22 are stored. When there is a non-negligible difference between the one mapping data or the second mapping data, it may be determined that an abnormal value is included in the first mapping data or the second mapping data.
  • step S15 if the first mapping data and the second mapping data do not include an abnormal value, the controller 50 ends the series of processes without executing steps S16 to S18. If an abnormal value is included in the first mapping data and the second mapping data, the controller 50 executes Step S16.
  • step S16 the inclination detector 55 detects the inclination of the workpiece W.
  • the inclination of the workpiece W detected in step S16 is, for example, an inclination with respect to the X-axis direction (the direction in which the workpiece W is taken in and out of the cassette 30) among the inclinations with respect to the horizontal plane.
  • the detected inclination is the inclination around the Y axis shown in FIG.
  • FIG. 6 shows an arrangement example of the workpieces W.
  • four workpieces W 1 to W 4 are accommodated in the cassette 30.
  • the sensor 22 is disposed at the first position X1.
  • the sensor 22 rises along the arrow A1, and in the process, the first scanning control unit 51 detects the workpieces W1 to W4 at points Z11, Z12, and Z13 as the first mapping data.
  • Point Z11 corresponds to workpiece W1.
  • Point Z12 corresponds to workpieces W2 and W3.
  • Point Z13 corresponds to workpiece W4.
  • a horizontal workpiece W2 and a workpiece W3 arranged above the workpiece W2 and inclined with respect to the X-axis direction overlap to be detected as one workpiece.
  • step S13 the sensor 22 is arranged at the second position X2.
  • step S14 the sensor 22 rises along the arrow A2, and in the process, the second scanning control unit 52 detects the workpieces W1 to W4 at points Z21, Z22, Z23, and Z24 as second mapping data. Points Z21 to Z24 correspond to the workpieces W1 to W4, respectively.
  • step S15 the abnormal value detector 54 determines whether or not an abnormal value is included in the first mapping data and the second mapping data. In the example of FIG. 6, since there is no data corresponding to the point Z23 in the first mapping data, the point Z23 is determined as an abnormal value.
  • step S15 the inclination detection unit 55 detects the inclination of the workpiece W3 corresponding to the point Z23 using the point Z23 detected as an abnormal value. Furthermore, the inclination detector 55 detects the inclination angle of the workpiece W3. Specifically, the inclination detecting unit 55 collates the first mapping data and the second mapping data, and selects the point Z12 closest to the point Z23 among the data included in the first mapping data. Thereby, the inclination detection part 55 detects that the point Z12 and the point Z23 respond
  • the inclination detecting unit 55 determines the difference h2-h1 between the Z coordinate h2 of the point Z23 and the Z coordinate h1 of the point Z12 as X between the first position X1 and the second position X2. By dividing by the distance d in the axial direction, the tangent value (h2-h1) / d of the inclination angle of the workpiece W3 is obtained.
  • step S17 the entry availability determination unit 56 determines whether the hand 21 can enter the space adjacent to the workpiece W.
  • step S17 An example of the determination in step S17 is performed as follows. 6 and 7, the height of the workpiece W3 at the end of the cassette 30 on the back side (X-axis positive direction side) and the end of the cassette 30 on the opening side (X-axis negative direction side).
  • the difference from the height of the workpiece W3 is calculated as (h2 ⁇ h1) / d ⁇ D using the tangent value (h2 ⁇ h1) / d of the inclination angle of the workpiece W3 and the diameter D of the workpiece W.
  • the entry determination unit 56 determines that the workpiece W3 is located across the two or more stages of the planned storage positions and is completely divided by the workpiece W3. It is determined that the hand 21 cannot enter the space SP3.
  • the entry availability determination unit 56 may determine that the hand 21 is not allowed to enter the space SP2 in addition to the space SP3.
  • the entry availability determination unit 56 may also determine whether the hand 21 can enter the space SP4 immediately above the inclined workpiece W3 based on the height of the gap in the vertical direction. For example, in the example of FIG. 6, the entry permission / inhibition determination unit 56 calculates the gap height H between the uppermost end portion of the workpiece W3 and the lower end portion of the protruding portion 31 that supports the workpiece W4, and the thickness of the hand 21. The required height obtained by adding a predetermined margin to the gap height H may be compared to determine whether or not entry is possible. In this case, the entry possibility determination unit 56 may determine that entry is not possible if the gap height H is less than or equal to the required height, and may determine that entry is possible if the gap height H is greater than the required height. .
  • the controller 50 may control the robot 10 so as to execute the work W transfer operation so that the hand does not enter the portion where it is determined that the hand 21 cannot enter in step S18.
  • the workpiece W may be accommodated in a horizontal state by a human hand or another robot. This series of processes may be executed every time the robot 10 inserts the hand 21 into the cassette 30 or may be executed only at a timing as required.
  • the robot system 1 changes the relative position between the hand 21 for loading and unloading the workpiece W with respect to the cassette 30, the sensor 22 for detecting the workpiece W, and the sensor 22 and the cassette 30.
  • a first scanning control unit 51 that arranges the sensor 22 at the first position and controls the moving mechanism 15 so as to scan the sensor in the Z-axis direction as the first direction to acquire first mapping data.
  • a second scanning control unit 52 that arranges the sensor 22 at the second position, controls the moving mechanism 15 so as to scan the sensor in the second direction perpendicular to the Z-axis, and acquires second mapping data;
  • An inclination detector 55 that detects the inclination of the workpiece W based on the mapping data and the second mapping data.
  • the robot system 1 of the present disclosure When only one of the first position and the second position is used, there is a possibility that a plurality of workpieces W overlap each other at the first position or the second position and are erroneously detected as one workpiece W.
  • the inclination of the workpiece W is detected based on the mapping data at the first position and the second position that are different from each other. For this reason, the inclination of the workpiece
  • work W can be detected more reliably.
  • the second direction may be a direction in which the hand 21 moves the workpiece W in and out of the cassette 30. In this case, it is possible to detect the inclination of the workpiece W in the direction in which the hand 21 moves the workpiece W in and out of the cassette 30 (the depth direction of the cassette).
  • the robot system 1 further includes an abnormal value detection unit 54 that detects that an abnormal value shifted from the planned storage position of the workpiece W in the cassette 30 is included in at least one of the first mapping data and the second mapping data. You may have. If at least one of the first mapping data and the second mapping data includes an abnormal value, the inclination detecting unit 55 may detect the inclination based on the abnormal value. When the workpiece W is inclined, an abnormal value is included in at least one of the first mapping data and the second mapping data. Therefore, the inclination of the workpiece W can be detected more reliably based on the abnormal value.
  • the second direction is a direction in which the hand 21 loads and unloads the workpiece W with respect to the cassette 30, and the abnormal value detection unit 54 collates the first mapping data and the second mapping data, An abnormal value may be detected based on a difference from the mapping data.
  • the difference between the first mapping data and the second mapping data is large. Therefore, by detecting based on the difference between the first mapping data and the second mapping data, the inclination of the workpiece W can be detected more reliably.
  • the inclination detection unit 55 may further detect the inclination angle of the workpiece W when the inclination of the workpiece W is detected. In this case, the tilt state of the workpiece W can be detected quantitatively.
  • the inclination detection unit 55 has the most abnormal value among the values included in the other of the first mapping data or the second mapping data when either the first mapping data or the second mapping data includes the abnormal value.
  • the tilt angle of the workpiece W may be detected based on the close value and the abnormal value. Since the workpieces W do not cross each other, the workpiece W that showed an abnormal value in one of the first mapping data or the second mapping data is the value closest to the abnormal value in the other of the first mapping data and the second mapping data. Is likely to indicate. Therefore, according to the above configuration, it is possible to easily identify which workpiece W is inclined and detect the inclination angle of the workpiece W.
  • the tilt detection unit may detect whether or not the workpiece W extends over a plurality of planned storage positions based on the tilt angle of the workpiece W and the interval between the planned storage positions of the workpiece W.
  • the hand 21 is inserted into a space adjacent to the workpiece W tilted over a plurality of stages of planned storage positions, the hand 21 is likely to break the workpiece W. For this reason, it is possible to obtain more useful information for preventing the workpiece W from being damaged by detecting whether or not the inclined workpiece W is over a plurality of stages of planned storage positions.
  • the robot system 1 may further include an entry availability determination unit 56 that determines whether the hand 21 is allowed to enter a space adjacent to the inclined workpiece based on the detection result by the inclination detection unit 55. In this case, since whether or not the hand 21 can enter is determined by the entry determination unit 56, when the workpiece W is inclined, the workpiece 21 is prevented from colliding with the inclined workpiece W and damaging the workpiece W. it can.
  • the hand for transferring the workpiece W and the hand having the sensor 22 may be separate hands.
  • the moving mechanism 15 described above is merely an example, and any mechanism may be used as long as the hand 21 can be taken in and out of the cassette 30.
  • the robot 10 may be a more articulated robot or a vertical articulated robot.
  • the robot system 1 may include a mechanism for moving the cassette 30 instead of the moving mechanism 15 for moving the hand 21.
  • the robot system 1 may include an elevator that moves the cassette 30 up and down in the vertical direction, and the moving mechanism 15 may be configured by the robot 10 and the cassette 30.
  • step S15 the determination process in step S15 is omitted, and the inclination angles are calculated for all the workpieces W based on the combination of all the first mapping data and the second mapping data. Also good.
  • the hand 21 may be provided with two sets of sensors 22 that are separated in the direction in which the workpiece W is inserted into and removed from the cassette 30.
  • the first scanning control unit 51 and the second scanning control unit 52 are integrated so that one of the two sets of sensors 22 is disposed at the first position and the other is disposed at the second position.
  • One control for controlling the moving mechanism 15 so as to scan the two sets of sensors 22 in the arrangement direction, and acquiring the first mapping data by one of the sensors 22 and acquiring the second mapping data by the other of the sensors 22 It is good also as a part. In this case, since both the first mapping data and the second mapping data can be acquired by a single scan, the inclination can be detected in a shorter time.
  • the present disclosure can be used for workpiece tilt detection.

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Abstract

ロボットシステム１は、複数のワークＷを多段に収容したカセット３０に対してワークＷを出し入れするためのハンド２１と、ワークＷを検出するセンサ２２と、複数のワークＷが並ぶＺ軸方向及びＺ軸方向と交差するＸ軸方向において、センサ２２とカセット３０との相対的な位置を変更する移動機構１５と、第一位置にセンサ２２を配置し、Ｚ軸方向においてセンサ２２を走査させるように移動機構１５を制御し、Ｚ軸方向におけるワークＷの配置を示す第一マッピングデータを取得する第一走査制御部５１と、Ｘ軸方向において第一位置と異なる第二位置にセンサ２２を配置し、Ｚ軸方向においてセンサ２２を走査させるように移動機構１５を制御し、Ｚ軸方向におけるワークＷの配置を示す第二マッピングデータを取得する第二走査制御部５２と、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークＷの傾斜を検出する傾斜検出部５５と、を備える。

Description

ロボットシステム及び傾斜検出方法
　本開示は、ロボットシステム及び傾斜検出方法に関する。
　特許文献１には、複数のワークを鉛直方向に多段に収納する収納部と、収納部に収納されたワークを移載するロボットハンドとを備えるロボットシステムが記載されている。このロボットシステムでは、ワーク直下の空隙へのロボットハンドの進入の可否が、収納部に収納されたワークの間のクリアランスに基づいて判定される。
特許５４４７４３１号
　本開示は、ワークの傾斜をより確実に検出することが可能なロボットシステム及び傾斜検出方法を提供することを目的とする。
　本開示の一形態に係るロボットシステムは、複数のワークを多段に収容したカセットに対してワークを出し入れするためのハンドと、ワークを検出するセンサと、複数のワークが並ぶ第一方向及び第一方向と交差する第二方向において、センサとカセットとの相対的な位置を変更する移動機構と、第一位置にセンサを配置し、第一方向においてセンサを走査させるように移動機構を制御し、第一方向におけるワークの配置を示す第一マッピングデータを取得する第一走査制御部と、第二方向において第一位置と異なる第二位置にセンサを配置し、第一方向においてセンサを走査させるように移動機構を制御し、第一方向におけるワークの配置を示す第二マッピングデータを取得する第二走査制御部と、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークの傾斜を検出する傾斜検出部と、を備える。
　本開示の一形態に係る傾斜検出方法は、複数のワークを多段に収容したカセットに対して、ワークを検出するためのセンサを第一位置に配置すること、第一位置に配置されたセンサを複数のワークが並ぶ第一方向において走査させて第一方向におけるワークの配置を示す第一マッピングデータを取得すること、第一方向と交差する第二方向において、第一位置と異なる第二位置にセンサを配置すること、第二位置に配置されたセンサを第一方向において走査させて第一方向におけるワークの配置を示す第二マッピングデータを取得すること、及び第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークの傾斜を検出すること、を含む。
　本開示によれば、ワークの傾斜をより確実に検出することができる。
実施形態に係るロボットシステムの模式図である。 ハンド、センサ及びワークを示す平面図である。 コントローラの機能ブロック図である。 コントローラのハードウェア構成図である。 コントローラによる処理を示すフローチャートである。 ワークの配置例を示す図である。 傾斜検出方法を説明するための図である。
　以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。説明の便宜上、図面にはＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を付す。Ｚ軸は鉛直方向に延びる。Ｘ軸及びＹ軸は、水平面内において、互いに直交する方向に延びる。
　本開示に係るロボットシステムは、ハンドと、センサと、移動機構と、第一走査制御部と、第二走査制御部と、傾斜検出部とを備える。ハンドは、複数のワークを多段に収容したカセットに対してワークを出し入れする。センサは、ワークを検出する。移動機構は、複数のワークが並ぶ第一方向及び第一方向と交差する第二方向において、センサとカセットとの相対的な位置を変更する。第一走査制御部は、第一方向においてセンサを走査させるように移動機構を制御し、第一方向におけるワークの配置を示す第一マッピングデータを取得する。第二走査制御部は、第二方向において第一位置と異なる第二位置にセンサを配置し、第一方向においてセンサを走査させるように移動機構を制御し、第一方向におけるワークの配置を示す第二マッピングデータを取得する。傾斜検出部は、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークの傾斜を検出する。
　図１に一例としてのロボットシステム１を示す。ロボットシステム１は、ロボット１０と、コントローラ５０と、を備える。ロボット１０は、基台１１と、昇降部１２と、第一アーム１３と、第二アーム１４と、ハンド２１と、センサ２２と、を備える。
　基台１１は、ロボット１０の配置領域の床面に固定される。昇降部１２は、基台１１から鉛直上方に突出しており、鉛直な軸線Ａｘ１に沿って昇降可能である。第一アーム１３は、昇降部１２の上端部に接続され、昇降部１２の上端部から水平方向に延びており、軸線Ａｘ１まわりに揺動可能である。第二アーム１４は、第一アーム１３の先端部に接続され、第一アーム１３の先端部から水平方向に延びており、鉛直な軸線Ａｘ２まわりに揺動可能である。ハンド２１は、第二アーム１４の先端部に接続され、鉛直な軸線Ａｘ３まわりに回転可能である。
　ロボット１０は、軸線Ａｘ１に沿って昇降部１２を昇降させるアクチュエータ、軸線Ａｘ１まわりに第一アーム１３を揺動させるアクチュエータ、軸線Ａｘ２まわりに第二アーム１４を揺動させるアクチュエータ及び軸線Ａｘ３まわりにハンド２１を回転させるアクチュエータを有する。これらのアクチュエータの図示は省略する。アクチュエータとしては、例えば電動モータを動力源とする電動式のアクチュエータが挙げられる。
　ハンド２１は、ワークＷを載置可能であり、カセット３０に対してワークＷを出し入れする。図２に示すように、ハンド２１の形状は、平面視で（即ちＺ軸方向から見た場合に）略Ｙ字形状であり、二つの先端部を有する。
　センサ２２は、例えばワークＷを検出する。一例として、センサ２２は、ワークＷの有無を検出する。センサ２２は、例えば透過型の光センサであり、投光部から受光部に出射した光の受光状況に応じて投光部及び受光部の間の物体を検出する。具体例として、図２に示されるように、センサ２２は、投光部２３と、受光部２４と、不図示のアンプと、を有する。投光部２３と受光部２４とは、ハンド２１の一方の先端と他方の先端とにそれぞれ設けられ、互いに対向する。投光部２３は、受光部２４側に光を出射する。アンプは、不図示の光ファイバを介して投光部２３及び受光部２４に接続される。アンプは、出射用の光を光ファイバ経由で投光部２３に送り、受光部２４に入射した光を光ファイバ経由で受光する。
　ロボット１０は、カセット３０に対してワークＷを出し入れする。ワークＷは、板状の作業対象物である。図２に示すように、ワークＷの平面視形状は、例えば円形である。円形とは、周縁の一部に切欠き（例えばノッチ又はオリエンテーション・フラット）、出っ張り等が形成されたものも含み、周縁の大半が同一の円周をなしていれば円形であるものとする。なお、ワークＷの平面視形状は、矩形状その他の形状であってもよい。ワークＷは、例えば、半導体ウェハ、ＬＣＤ基板、ガラス基板等であってもよい。
　カセット３０は、略直方体状の外形を有し、鉛直方向に直交する一方向（例えばＸ軸負方向）に開口している。カセット３０の内部は、突起部３１により多段のスロットに分割されている。突起部３１は、水平なワークＷの周縁部を支持する。スロットは、鉛直方向（Ｚ軸に沿う方向）において、所定のピッチＰを有して等間隔に配列される。スロットは、ワークＷが収容される予定の位置である収容予定位置を規定する。例えば、各スロット内の下部が、ワークＷの収容予定位置となる。
　ロボット１０の昇降部１２、第一アーム１３及び第二アーム１４は、カセット３０においてワークＷが並ぶＺ軸方向（上記第一方向）に沿って、ハンド２１を移動させる。また、昇降部１２、第一アーム１３及び第二アーム１４は、カセット３０の開口部からカセット３０の奥側に向かうＸ軸方向（上記第二方向）に沿って、ハンド２１を移動させる。即ち、ロボット１０は、上記移動機構（図示の移動機構１５）を有する。
　コントローラ５０は、ハンド２１を用いてワークＷをカセット３０に出し入れするようにロボット１０を制御する。また、コントローラ５０は、第一位置にセンサ２２を配置し、第一方向においてセンサ２２を走査させ、第一方向におけるワークＷの配置を示す第一マッピングデータを取得することと、第二位置にセンサ２２を配置し、第二方向においてセンサ２２を走査させ、第一方向におけるワークＷの配置を示す第二マッピングデータを取得することと、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークＷの傾斜を検出することと、を実行する。
　コントローラ５０は、カセット３０におけるワークＷの収容予定位置に対してずれた異常値が第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの少なくとも一方に含まれていることを検出すること、並びに第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの少なくとも一方が異常値を含んでいる場合に、当該異常値に基づいてワークＷの傾斜を検出することを実行してもよい。コントローラ５０は、第一マッピングデータと第二マッピングデータとを照合し、第一マッピングデータと第二マッピングデータとの差に基づいてワークＷの傾斜を検出してもよい。
　コントローラ５０は、ワークＷの傾斜を検出した場合に当該ワークＷの傾斜角度を更に計算してもよい。コントローラ５０は、第一マッピングデータ又は第二マッピングデータのいずれか一方が異常値を含んでいる場合に、第一マッピングデータ又は第二マッピングデータの他方に含まれる値のうち異常値に最も近い値と当該異常値とに基づいてワークＷの傾斜角度を検出してもよい。
　コントローラ５０は、ワークＷの傾斜角度と、ワークＷの収容予定位置同士の間隔とに基づいて、当該ワークが複数段の収容予定位置に亘っているかを検出してもよい。
　以下、コントローラ５０の具体例について詳細に説明する。図３に示されるように、コントローラ５０は、機能上のモジュールとして、第一走査制御部５１と、第二走査制御部５２と、データ記憶部５３と、異常値検出部５４と、傾斜検出部５５と、進入可否判定部５６と、を有する。
　第一走査制御部５１は、第一位置にセンサ２２を配置するように移動機構１５を制御した後に、Ｚ軸方向においてセンサ２２を走査させるように移動機構１５を制御し、Ｚ軸方向におけるワークＷの配置を示す第一マッピングデータを取得する。
　Ｚ軸方向においてセンサ２２を走査させるとは、Ｚ軸に直交する方向（例えばＸ軸方向又はＹ軸方向）におけるセンサ２２の位置を変更しない状態で、センサ２２のカセットに対する相対的な位置をＺ軸方向に沿って移動させて、カセット３０の少なくとも一部のスロットにおけるワークＷの有無を検出することを意味する。センサ２２のカセット３０に対する相対的な位置を移動させる際には、カセット３０を静止させた状態でセンサ２２を移動させてもよく、センサ２２を静止させた状態でカセット３０を移動させてもよい。センサ２２のカセットに対する相対的な位置の移動方向は上向きであっても下向きであってもよい。
　センサ２２の走査時において、センサ２２の投光部２３と受光部２４との間にワークＷが位置する場合に、センサ２２は、受光部２４における受光量が、ワークＷのない場合と比較して減少することを検知する。第一走査制御部５１は、受光部２４における受光量の減少を検知した時点におけるセンサ２２のＺ座標値を移動機構１５から取得して、第一マッピングデータとする。
　第二走査制御部５２は、第一位置と異なる第二位置にセンサ２２を配置するように移動機構１５を制御した後に、Ｚ軸方向においてセンサ２２を走査させるように移動機構１５を制御し、Ｚ軸方向におけるワークＷの配置を示す第二マッピングデータを取得する。第二走査制御部５２は、第一走査制御部５１と同様の手順により、移動機構１５から取得したセンサ２２のＺ座標値を第二マッピングデータとする。
　データ記憶部５３は、第一走査制御部５１により取得された第一マッピングデータと、第二走査制御部５２により取得された第二マッピングデータとを記憶する。
　異常値検出部５４は、データ記憶部５３に記憶された第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに含まれる異常値を検出する。
　傾斜検出部５５は、データ記憶部５３に記憶された第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークＷの傾斜を検出する。
　進入可否判定部５６は、傾斜検出部５５による検出結果に基づいて、傾斜したワークＷに隣接する空間へのハンド２１の進入可否を判定する。
　コントローラ５０のハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成される。コントローラ５０は、ハードウェア上の構成として、例えば図４に示す回路６０を有する。回路６０は、プロセッサ６１と、メモリ６２と、ストレージ６３と、入出力ポート６４と、ドライバ６５とを有する。ドライバ６５は、ロボットシステム１の各種アクチュエータ６６を駆動するための回路である。入出力ポート６４は、例えばセンサ２２からの信号を含む外部信号の入出力を行うのに加え、ドライバ６５に対する信号の入出力も行う。プロセッサ６１は、メモリ６２及びストレージ６３の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート６４を介した信号の入出力を実行することで、上述した機能モジュールを構成する。
　なお、コントローラ５０のハードウェア上の構成は、必ずしもプログラムの実行により機能モジュールを構成するものに限られない。例えばコントローラ５０は、専用の論理回路により、又はこれを集積したＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）によりこれらの機能モジュールを構成するものであってもよい。
　次に、図５を参照して、ロボットシステム１を用いて行われる傾斜検出方法について説明する。まず、コントローラ５０は、ステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、第一走査制御部５１が、センサ２２をカセット３０に対して第一位置に配置するようにロボット１０を制御する。
　次に、コントローラ５０は、ステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、第一走査制御部５１が、センサ２２をＺ軸方向に走査させるようにロボット１０を制御して第一マッピングデータを取得し、データ記憶部５３に記憶させる。
　次に、コントローラ５０は、ステップＳ１３を実行する。ステップＳ１３では、第二走査制御部５２が、センサ２２をカセット３０に対して第二位置に配置するようにロボット１０を制御する。
　次に、コントローラ５０は、ステップＳ１４を実行する。ステップＳ１４では、第二走査制御部５２が、センサ２２をＺ軸方向に走査させるようにロボット１０を制御して第二マッピングデータを取得し、データ記憶部５３に記憶させる。
　次に、コントローラ５０は、以下のステップＳ１５～Ｓ１８を実行することにより、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークＷの傾斜を検出する。
　まず、コントローラは、ステップＳ１５を実行する。ステップＳ１５では、異常値検出部５４が、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに異常値が含まれているか否かを判定する。
　異常値とは、例えば、ワークＷが正常に突起部３１上に水平に載置されているときには取り得ないＺ座標値である。Ｚ座標の原点は、例えばカセット３０の下底部にとることができる。この場合、Ｚ座標とは、カセット３０の底面からの高さに等しい。異常値検出部５４による異常値の有無の判定は、例えば次の方法により行われ得る。即ち、異常値検出部５４は、第一マッピングデータと第二マッピングデータとが互いに一致しないデータを含んでいる場合に、異常値が第一マッピングデータ又は第二マッピングデータに含まれていると判定してもよい。第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの一方が互いに一致しないデータを含んでいるとは、例えば、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの他方に含まれるいずれのデータに対しても無視できない差異のあるデータを含んでいることを意味する。また、異常値検出部５４は、カセット３０にワークＷが水平に収容された場合におけるワークＷのＺ座標を基準データとして予め記憶しておき、基準データと、実際にセンサ２２により検出された第一マッピングデータ又は第二マッピングデータとの間に無視できない大きさの差がある場合に、第一マッピングデータ又は第二マッピングデータに異常値が含まれると判定してもよい。
　ステップＳ１５において、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに異常値が含まれていなければ、コントローラ５０は、ステップＳ１６～Ｓ１８を実行せずに一連の処理を終了する。第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに異常値が含まれていれば、コントローラ５０は、ステップＳ１６を実行する。
　ステップＳ１６では、傾斜検出部５５が、ワークＷの傾斜を検出する。ステップＳ１６で検出されるワークＷの傾斜は、例えば、水平面に対する傾斜のうちＸ軸方向（カセット３０に対してワークＷが出し入れされる方向）に対する傾斜である。換言すれば、検出される傾斜は、図１に示すＹ軸回りの傾斜である。
　図６を参照して、傾斜検出方法の具体例について説明する。図６は、ワークＷの配置例を示す。図６では、４枚のワークＷ１～Ｗ４がカセット３０に収容されている。ステップＳ１１において、センサ２２が第一位置Ｘ１に配置される。ステップＳ１２において、センサ２２が矢印Ａ１に沿って上昇し、その過程で第一走査制御部５１が、第一マッピングデータとして点Ｚ１１，Ｚ１２，Ｚ１３にてワークＷ１～Ｗ４を検出する。点Ｚ１１は、ワークＷ１に対応する。点Ｚ１２は、ワークＷ２及びＷ３に対応する。点Ｚ１３は、ワークＷ４に対応する。点Ｚ１２では、水平なワークＷ２と、ワークＷ２の上方に配置され、Ｘ軸方向に対して傾斜したワークＷ３とが重なって１枚のワークとして検出される。
　次に、ステップＳ１３において、センサ２２が第二位置Ｘ２に配置される。ステップＳ１４において、センサ２２が矢印Ａ２に沿って上昇し、その過程で第二走査制御部５２が、第二マッピングデータとして点Ｚ２１，Ｚ２２，Ｚ２３，Ｚ２４にてワークＷ１～Ｗ４を検出する。点Ｚ２１～Ｚ２４は、それぞれワークＷ１～Ｗ４に対応する。
　ステップＳ１５において、異常値検出部５４は、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに異常値が含まれているか否かを判定する。図６の例では、点Ｚ２３に対応するデータが第一マッピングデータにないので、点Ｚ２３は異常値として判定される。
　また、ステップＳ１５において、傾斜検出部５５は、異常値として検出された点Ｚ２３を用いて、点Ｚ２３に対応するワークＷ３の傾斜を検出する。更に、傾斜検出部５５は、ワークＷ３の傾斜角度を検出する。具体的には、傾斜検出部５５は、第一マッピングデータと第二マッピングデータとを照合し、第一マッピングデータに含まれるデータのうち、点Ｚ２３に最も近い点Ｚ１２を選択する。これにより、傾斜検出部５５は、点Ｚ１２と点Ｚ２３とが一枚のワークＷ３に対応することを検出する。そして、傾斜検出部５５は、図７に示すように、点Ｚ２３のＺ座標ｈ２と点Ｚ１２のＺ座標ｈ１との差ｈ２－ｈ１を、第一位置Ｘ１と第二位置Ｘ２との間のＸ軸方向における距離ｄで除算し、ワークＷ３の傾斜角度の正接値（ｈ２－ｈ１）／ｄを得る。
　図５に戻り、コントローラ５０は、次にステップＳ１７を実行する。ステップＳ１７では、進入可否判定部５６が、ワークＷに隣接する空間へのハンド２１の進入の可否を判定する。
　一例として、図６に示すワークＷ３のように、ワークＷが二段の収容予定位置（空間ＳＰ３内の下部及び空間ＳＰ４の下部）に亘って傾斜している場合、進入可否判定部５６は、ワークＷ３により完全に分断された空間ＳＰ３へのハンド２１の進入を不可と判定する。
　ステップＳ１７での判定の一例は、次のように行われる。図６及び図７の例の場合、カセット３０の奥側（Ｘ軸正方向側）の端部でのワークＷ３の高さと、カセット３０の開口側（Ｘ軸負方向側）の端部でのワークＷ３の高さとの差は、ワークＷ３の傾斜角度の正接値（ｈ２－ｈ１）／ｄとワークＷの直径Ｄとを用いて、（ｈ２－ｈ１）／ｄ×Ｄと計算される。この計算結果がスロットのピッチＰを上回っている場合に、進入可否判定部５６は、ワークＷ３が二段以上の収容予定位置にまたがって位置していると判定し、ワークＷ３により完全に分断された空間ＳＰ３へのハンド２１の進入を不可と判定する。
　なお、ワークＷ３の直下の空間ＳＰ２へのハンド２１の進入が可能であったとしても、ワークＷ３の傾斜に起因してワークＷの搬出作業が困難となるおそれがある。例えば、カセット３０の開口側でワークＷ３と接触しているワークＷ２の搬出は困難であり、また、ワークＷ３の搬出自体も困難である。そこで、進入可否判定部５６は、空間ＳＰ３に加え、空間ＳＰ２へのハンド２１の進入をも不可と判定してもよい。
　更に、進入可否判定部５６は、傾斜したワークＷ３の直上の空間ＳＰ４についても、鉛直方向における隙間の高さに基づいて、ハンド２１の進入の可否を判定してもよい。例えば、図６の例では、進入可否判定部５６は、ワークＷ３の最上端部と、ワークＷ４を支持する突起部３１の下端部との間の隙間高さＨを算出し、ハンド２１の厚みに所定のマージンを加えた必要高さと隙間高さＨとを比較して進入可否を判定してもよい。この場合、進入可否判定部５６は、隙間高さＨが上記必要高さ以下であれば進入不可と判定し、隙間高さＨが上記必要高さより大きければ進入可能であると判定してもよい。
　以上で傾斜検出方法に係る一連の処理が終了する。以後、検出されたワークＷの傾斜状態に応じて、必要な処理が行われる。例えば、コントローラ５０は、ステップＳ１８でハンド２１の進入が不可と判定された部分へのハンドの進入を行わないようにして、ワークＷの搬送作業を実行するようにロボット１０を制御してもよい。また、カセット３０においてワークＷが傾斜していると判定された場合に、人の手又は他のロボット等によりワークＷを水平な状態に収容し直してもよい。なお、この一連の処理は、ロボット１０がハンド２１をカセット３０に挿入する度に毎回実行されてもよく、必要に応じたタイミングでのみ実行されてもよい。
　以上に説明したように、ロボットシステム１は、カセット３０に対してワークＷを出し入れするためのハンド２１と、ワークＷを検出するセンサ２２と、センサ２２とカセット３０との相対的な位置を変更する移動機構１５と、第一位置にセンサ２２を配置し、第一方向としてのＺ軸方向においてセンサを走査させるように移動機構１５を制御し第一マッピングデータを取得する第一走査制御部５１と、第二位置にセンサ２２を配置し、Ｚ軸に垂直な第二方向においてセンサを走査させるように移動機構１５を制御し第二マッピングデータを取得する第二走査制御部５２と、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータに基づいてワークＷの傾斜を検出する傾斜検出部５５と、を備える。
　第一位置又は第二位置の一方のみを用いた場合、第一位置又は第二位置の当該一方においては複数のワークＷが重なって一つのワークＷとして誤検出されるおそれがある。これに対し、本開示のロボットシステム１によれば、互いに異なる第一位置及び第二位置におけるマッピングデータに基づいてワークＷの傾斜を検出する。このため、ワークＷの傾斜をより確実に検出することができる。
　第二方向は、カセット３０に対してハンド２１がワークＷを出し入れする方向であってもよい。この場合、カセット３０に対してハンド２１がワークＷを出し入れする方向（カセットの奥行き方向）におけるワークＷの傾斜を検出できる。
　ロボットシステム１は、カセット３０におけるワークＷの収容予定位置に対してずれた異常値が第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの少なくとも一方に含まれていることを検出する異常値検出部５４を更に備えていてもよい。傾斜検出部５５は、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの少なくとも一方が異常値を含んでいる場合に、当該異常値に基づいて傾斜を検出してもよい。ワークＷが傾斜している場合、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの少なくとも一方には異常値が含まれることとなる。従って、異常値に基づくことでワークＷの傾斜をより確実に検出できる。
　第二方向は、カセット３０に対してハンド２１がワークＷを出し入れする方向であり、異常値検出部５４は、第一マッピングデータと第二マッピングデータとを照合し、第一マッピングデータと第二マッピングデータとの差に基づいて異常値を検出してもよい。ワークＷが傾斜している場合、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの間の差は大きくなる。従って、第一マッピングデータと第二マッピングデータとの差に基づき検出を行うことにより、ワークＷの傾斜をより確実に検出できる。
　傾斜検出部５５は、ワークＷの傾斜を検出した場合に当該ワークＷの傾斜角度を更に検出してもよい。この場合、ワークＷの傾斜状態を定量的に検出することができる。
　傾斜検出部５５は、第一マッピングデータ又は第二マッピングデータのいずれか一方が異常値を含んでいる場合に、第一マッピングデータ又は第二マッピングデータの他方に含まれる値のうち異常値に最も近い値と当該異常値とに基づいてワークＷの傾斜角度を検出してもよい。ワークＷ同士が交差することはないので、第一マッピングデータ又は第二マッピングデータの一方において異常値を示したワークＷは、第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの他方において異常値に最も近い値を示している可能性が高い。そこで、上記の構成によれば、どのワークＷが傾斜しているかを容易に特定し、当該ワークＷについて傾斜角度を検出することができる。
　傾斜検出部は、ワークＷの傾斜角度と、ワークＷの収容予定位置同士の間隔とに基づいて、当該ワークＷが複数段の収容予定位置に亘っているか否かを検出してもよい。複数段の収容予定位置に亘って傾いたワークＷに隣接する空間にハンド２１を挿入する場合、ハンド２１がワークＷを破損する可能性が高い。このため、傾斜したワークＷが複数段の収容予定位置に亘っているか否かを検出することで、ワークＷの破損防止に更に有益な情報を得ることができる。
　ロボットシステム１は、傾斜検出部５５による検出結果に基づいて、傾斜したワークに隣接する空間へのハンド２１の進入可否を判定する進入可否判定部５６を更に備えてもよい。この場合、進入可否判定部５６によりハンド２１の進入の可否が判定されるため、ワークＷが傾斜している場合に、傾斜したワークＷにハンド２１が衝突してワークＷを破損することを防止できる。
　以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、ロボット１０において、ワークＷを移載するためのハンドと、センサ２２を有するハンドとを別個のハンドとしてもよい。
　また、上述した移動機構１５は、一例にすぎず、ハンド２１をカセット３０に対して出し入れすることができる機構であれば、どのような機構であってもよい。例えば、ロボット１０を、より多関節のロボット、又は垂直多関節型ロボットとしてもよい。また、ロボットシステム１は、ハンド２１を移動させる移動機構１５に代えて、カセット３０を移動させる機構を備えていてもよい。例えば、ロボットシステム１が、カセット３０を鉛直方向に昇降させるエレベータを備え、ロボット１０及びカセット３０により移動機構１５が構成されていてもよい。
　また、図５に示した処理において、ステップＳ１５の判定処理を省略し、全ての第１マッピングデータと第２マッピングデータとの組合せに基づいて、全てのワークＷについて傾斜角度を計算するようにしてもよい。
　また、ハンド２１に、ワークＷのカセット３０への出し入れ方向に離間した二組のセンサ２２を設けてもよい。この場合、第一走査制御部５１及び第二走査制御部５２を統合して、二組のセンサ２２の一方を第一位置に配置するとともに他方を第二位置に配置し、カセット３０におけるワークＷの配列方向において二組のセンサ２２を走査させるように移動機構１５を制御して、センサ２２の一方により第一マッピングデータを取得するとともにセンサ２２の他方により第二マッピングデータを取得する一つの制御部としてもよい。この場合には、一度の走査により第一マッピングデータ及び第二マッピングデータの両方を取得できるため、傾斜検出をより短時間に行うことができる。
　本開示は、ワークの傾斜検出に利用可能である。
　１…ロボットシステム、１５…移動機構、２１…ハンド、２２…センサ、３０…カセット、５１…第一走査制御部、５２…第二走査制御部、５４…異常値検出部、５５…傾斜検出部、５６…進入可否判定部、Ｗ…ワーク。

Claims (9)

  1. 　複数のワークを多段に収容したカセットに対して前記ワークを出し入れするためのハンドと、
    　前記ワークを検出するセンサと、
    　前記複数のワークが並ぶ第一方向及び前記第一方向と交差する第二方向において、前記センサと前記カセットとの相対的な位置を変更する移動機構と、
    　第一位置に前記センサを配置し、前記第一方向において前記センサを走査させるように前記移動機構を制御し、前記第一方向における前記ワークの配置を示す第一マッピングデータを取得する第一走査制御部と、
    　前記第二方向において前記第一位置と異なる第二位置に前記センサを配置し、前記第一方向において前記センサを走査させるように前記移動機構を制御し、前記第一方向における前記ワークの配置を示す第二マッピングデータを取得する第二走査制御部と、
    　前記第一マッピングデータ及び前記第二マッピングデータに基づいて前記ワークの傾斜を検出する傾斜検出部と、
    を備えるロボットシステム。
  2. 　前記第二方向は、前記カセットに対して前記ハンドが前記ワークを出し入れする方向である、
    請求項１記載のロボットシステム。
  3. 　前記カセットにおける前記ワークの収容予定位置に対してずれた異常値が前記第一マッピングデータ及び前記第二マッピングデータの少なくとも一方に含まれていることを検出する異常値検出部を更に備え、
    　前記傾斜検出部は、前記第一マッピングデータ及び前記第二マッピングデータの少なくとも一方が前記異常値を含んでいる場合に、当該異常値に基づいて傾斜を検出する、請求項１又は２記載のロボットシステム。
  4. 　前記第二方向は、前記カセットに対して前記ハンドが前記ワークを出し入れする方向であり、
    　前記異常値検出部は、前記第一マッピングデータと前記第二マッピングデータとを照合し、前記第一マッピングデータと前記第二マッピングデータとの差に基づいて前記異常値を検出する、請求項３に記載のロボットシステム。
  5. 　前記傾斜検出部は、前記ワークの傾斜を検出した場合に当該ワークの傾斜角度を更に検出する、請求項１～４のいずれか一項記載のロボットシステム。
  6. 　前記傾斜検出部は、前記第一マッピングデータ又は前記第二マッピングデータのいずれか一方が前記異常値を含んでいる場合に、前記第一マッピングデータ又は前記第二マッピングデータの他方に含まれる値のうち前記異常値に最も近い値と当該異常値とに基づいて前記ワークの傾斜角度を検出する、請求項３記載のロボットシステム。
  7. 　前記傾斜検出部は、前記ワークの傾斜角度と、前記ワークの収容予定位置同士の間隔とに基づいて、当該ワークが複数段の前記収容予定位置に亘っているか否かを検出する、請求項５又は６記載のロボットシステム。
  8. 　前記傾斜検出部による検出結果に基づいて、傾斜した前記ワークに隣接する空間への前記ハンドの進入可否を判定する進入可否判定部を更に備える、請求項１～７のいずれか一項記載のロボットシステム。
  9. 　複数のワークを多段に収容したカセットに対して、前記ワークを検出するためのセンサを第一位置に配置すること、
    　前記第一位置に配置された前記センサを前記複数のワークが並ぶ第一方向において走査させて前記第一方向における前記ワークの配置を示す第一マッピングデータを取得すること、
    　前記第一方向と交差する第二方向において、前記第一位置と異なる第二位置に前記センサを配置すること、
    　前記第二位置に配置された前記センサを前記第一方向において走査させて前記第一方向における前記ワークの配置を示す第二マッピングデータを取得すること、及び
    　前記第一マッピングデータ及び前記第二マッピングデータに基づいて前記ワークの傾斜を検出すること、を含む傾斜検出方法。
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