WO2020066419A1 - ロボットシステム - Google Patents

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WO2020066419A1
WO2020066419A1 PCT/JP2019/033354 JP2019033354W WO2020066419A1 WO 2020066419 A1 WO2020066419 A1 WO 2020066419A1 JP 2019033354 W JP2019033354 W JP 2019033354W WO 2020066419 A1 WO2020066419 A1 WO 2020066419A1
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held
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hands
hand
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健太郎 東
敬之 石崎
光信 岡
将崇 吉田
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • G05B2219/39109—Dual arm, multiarm manipulation, object handled in cooperation
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40607—Fixed camera to observe workspace, object, workpiece, global

Definitions

  • the present invention relates to a robot system for performing a position change and the like by holding a holding object such as a box with a robot hand.
  • both arms are provided with a five-fingered hand portion, and one or two arms, one or several fingers or the whole of one arm, and several fingers of both arms are provided in accordance with an object to be held.
  • a device that selects holding by both arms as a whole for example, see Patent Document 1.
  • Patent Document 2 there is a technique in which one or a plurality of articles are picked up from an article transport tray by one or both hands of a double arm in an articulated dual arm robot (see, for example, Patent Document 2). .
  • Patent Document 1 since the number of fingers and the number of arms are properly used depending on the size of the holding object, it is necessary to finely control the movement of the finger according to the holding object. It is difficult to efficiently hold and transfer the.
  • Patent Document 2 describes that one or a plurality of components are picked up from a component transport tray by one or both of the dual-arm hands, but does not disclose the efficient use of the dual-arm hands. .
  • an object of the present invention is to provide a robot system that can appropriately use two hands and appropriately hold holding objects having different sizes to perform a position change or the like.
  • a robot system includes two arms each having a hand at a tip thereof, and a robot control unit that controls a movement of the arm, wherein the hand can be opened and closed.
  • a holding unit wherein the robot control unit determines a number of the hands that hold the holding object based on a size of the holding object; and a hand number determination unit that determines the number of hands that hold the holding object.
  • the number of the hands is 1, the holding unit is opened to hold the held object on the inner surface of one hand, and when the number of the hands determined by the hand number determination unit is 2, the holding is performed.
  • a holding control unit that controls to close the unit and hold the holding object on the outer surfaces of the two hands.
  • the robot control unit determines the number of hands holding the held object by the hand number determination unit based on the size of the held object.
  • the holding part of one hand is opened to hold the held object on the inner surface of the holding part, and when the number of hands is two, the holding parts of the two hands are closed and two hands are held.
  • the holding control unit controls the holding object to be held on the outer surfaces of the two holding units. Therefore, it is possible to quickly hold and change the position using different surfaces of the holding unit according to the size of the held object.
  • the image processing apparatus further includes: a camera configured to capture the held object; and an image processing unit configured to analyze an image captured by the camera, wherein the robot control unit determines at least a size of the held object based on the image processed by the image processing unit.
  • the number of hands may be determined by the hand number determination unit based on the calculated size of the held object.
  • the size of the held object is calculated from the analysis result of the image captured by the camera, and one hand or two hands is determined according to the size of the held object, and the held object is efficiently determined.
  • the position can be changed while being held.
  • the holding unit includes two holding plates that open and close in parallel in an opposed state, and when the robot control unit determines that the number of hands determination unit determines to hold the held object with the one hand, 1
  • the holding plate of one of the hands may be opened to hold the holding object on the inner surface of the holding plate.
  • the holding portion can be opened and the holding object can be efficiently held on the inner surface of the holding plate. Moreover, even in a state where a plurality of holding objects are arranged, the holding plate can be inserted and held between the holding objects.
  • the holding unit includes two holding plates that open and close in parallel in an opposed state, and when the robot control unit determines that the hand number determination unit determines to hold the held object with the two hands, The holding plate of one of the hands may be closed to hold the holding object on an outer surface of the holding plate.
  • the holding portion can be closed and the holding object can be efficiently held on the outer surface of the holding plate. Moreover, even in a state where a plurality of holding objects are arranged, the holding plate can be inserted and held between the holding objects.
  • an adsorbing section for adsorbing the holding object may be further provided near the holding section.
  • This “holding” includes holding by holding the holding object by the suction unit, holding by holding the holding object by the holding unit, and holding by holding the holding object by the suction unit.
  • the suction unit may include a suction pad provided on a surface of the holding unit that holds the holding object, and may further include a suction device that suctions from the suction pad.
  • the suction unit may include a suction hole provided on a surface of the holding unit that holds the holding object, and further include a suction device that suctions from the suction hole.
  • the holding portion has a fixed plate and a movable plate arranged in parallel on both sides of the fixed plate, and the movable plate opens and closes in parallel with the fixed plate, and is closed.
  • the fixed plate may be configured to be in a state of being juxtaposed on both sides of the fixed plate, and the fixed plate may include the suction portion in a direction in which the movable plate opens and closes.
  • the holding portion is arranged in parallel with the fixed plate when the movable plate is closed, and the holding object can be suctioned and held by the suction portion provided on the fixed plate between the movable plates. Moreover, even when the movable plate is opened, the holding object can be sucked and held by the suction portion provided on the fixed plate. Therefore, the holding object can be held by suction by the suction unit using either the two hands or the one hand.
  • the suction unit includes a suction nozzle that can move forward and backward in a direction that intersects the opening and closing direction of the holding unit, and moves the suction nozzle according to the weight of the holding object held by the holding unit. May be configured to advance toward and to suck the holding object.
  • the two arms may be configured as a double-armed type that can pivot around a first axis provided on a base.
  • the dual-arm robot provided on one base opens one holding unit provided on one of the two arms to hold the holding object,
  • the operation of closing the holding portion and holding the holding object with the two provided on both of the arms can be efficiently performed, and the holding object having a different size can be quickly held and the position can be changed.
  • the holding unit when the number of hands determined based on the size of the held object is 1, the holding unit is opened to hold the held object, and when the number of hands is 2, the holding unit is closed. Is controlled so that the holding object is held by the two holding units. This makes it possible to quickly hold and change positions according to the size of the held object using the holding units of the two hands.
  • FIG. 1 is a plan view showing a robot system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing functions provided in the control device in the robot system shown in FIG. 3A and 3B are drawings showing a first hand of the robot system shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a front view.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state in which a small holding object is held with one hand of the robot system shown in FIG. 5A and 5B are detailed views of a state in which the holding object is held by one hand shown in FIG. 4, in which FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a front view.
  • FIG. 5A is a plan view
  • FIG. 5B is a front view.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state where a large holding object is held by both hands of the robot system shown in FIG. 7A and 7B are detailed views of a state where the holding object is held by both hands shown in FIG. 6, where FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a front view.
  • FIG. 8 is a front view showing a third hand obtained by adding a suction function to the first hand shown in FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged view showing the suction mechanism of the third hand in FIG. 8, (A) is a front view of the first example, and (B) is a front view of the second example.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a state in which the third hand shown in FIG. 8 holds a holding object, wherein FIG.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a fifth hand having a suction function in a form different from that of FIG. 8, in which FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a front view.
  • 12A and 12B are diagrams illustrating a state in which the fifth hand illustrated in FIG. 11 holds a held object, wherein FIG. 12A is a plan view and FIG. 12B is a front view.
  • FIGS. 13A and 13B are views showing a fifth hand having a suction function in a different form from FIG. 8, in which FIG. 13A is a front view, and FIG.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII shown in FIG.
  • FIGS. 14A and 14B are diagrams showing a state in which the fifth hand (one hand) shown in FIG. 13 holds the held object.
  • FIG. 14A is a front view showing a state in which the held object is held only by the suction function, and FIG. It is a front view showing the state where it holds by both holding functions.
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a state in which the holding object is held by the fifth hand (both hands) shown in FIG. 13.
  • FIG. 15A is a front view showing a state in which the holding object is held only by the suction function, and FIG. It is a front view showing the state where it holds by both holding functions.
  • a robot system 1 including a dual-arm robot 10 will be described as an example.
  • a small holding object 5 held by one hand (hereinafter, also referred to as “first holding object 5”) and a large holding object 6 held by both hands (hereinafter, referred to as “second holding object 6”)
  • the types of the holding objects may be two or more types, and are not limited to two types.
  • one arm 12 (13) is also referred to as "one arm”
  • the two arms 12, 13 are also referred to as “both arms”
  • one hand 20 is referred to as "one hand”
  • the two hands 20 are referred to as "both hands”.
  • the concept of the front, rear, left, and right directions in the specification and the claims is the same as the concept of the front, rear, left, and right directions in plan view shown in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing a robot system 1 according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing functions provided in the control device 70 in the robot system 1 shown in FIG. 3A and 3B are drawings showing the hand 20 of the robot system 1 shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a front view.
  • the robot 10 in this embodiment has two arms, a first arm 12 (right arm) and a second arm 13 (left arm).
  • the two arms 12 and 13 are configured as a double-arm type that can turn around a first axis S1 in the vertical direction provided on the base 11.
  • the two arms 12, 13 have a first link 14, a second link 15, and a third link 16, respectively.
  • the first link 14 is rotatable in a horizontal direction about a first axis S1 of the base 11.
  • the second link 15 is rotatable in the horizontal direction about a vertical second axis S2 at the distal end of the first link 14.
  • the third link 16 is provided below the distal end of the second link 15.
  • the third link 16 is formed of a member that can swing about a third axis S3 in a horizontal direction orthogonal to the paper surface. (FIG. 3).
  • the number of movable axes of the robot 10 is not limited to this example.
  • the first hand 20 is provided at the tip of the third link 16.
  • the vertical position of the first hand 20 can be adjusted by swinging the components of the third link 16 in the vertical direction about the third axis S3.
  • the first hand 20 is rotatable horizontally with respect to the third link 16 about a fourth axis S4 in the vertical direction. Since the first hand 20 of the first arm 12 and the first hand 20 of the second arm 13 are symmetrical and have the same configuration, they are denoted by the same reference numerals. Details of the first hand 20 will be described later.
  • one of the two first arms 12 or the second arms 13 can be used depending on the size of the holding objects 5, 6, and the like.
  • the operation of holding the first holding object 5 and the operation of holding the second holding object 6 with the first arm 12 and the second arm 13 can be efficiently performed in a small installation space.
  • the stereo camera 3 is provided near the robot 10.
  • the stereo camera 3 is provided at a position where the holding objects 5 and 6 can be imaged.
  • the stereo camera 3 can be provided above the rear side of the base 11.
  • the control device 70 includes a processor, a volatile memory, a nonvolatile memory, and an I / O interface serving as a receiving unit and an output unit.
  • the control device 70 has a storage unit 71 and a robot control unit 72.
  • the storage unit 71 is realized by a volatile memory and a nonvolatile memory.
  • the robot control unit 72 is realized by the processor performing arithmetic processing of the coordinates of the links 14 to 16 and the reference position of the first hand 20 using a volatile memory based on a program stored in a nonvolatile memory. .
  • the robot control unit 72 outputs an operation amount to each drive unit of the first arm 12 and the second arm 13 based on the coordinate position subjected to the arithmetic processing, and receives the operation amount from the drive unit of the first arm 12 and the second arm 13. Each coordinate position is calculated based on the obtained operation signal.
  • the control device 70 also controls turning of the base 11.
  • the robot control unit 72 includes a hand number determination unit 73 that determines the number of the first hands 20 that hold the holding objects 5 and 6 based on the sizes of the holding objects 5 and 6.
  • the robot control unit 72 includes a holding control unit 74.
  • the holding control unit 74 opens the holding unit 21 and holds the first held object 5 with one first hand 20;
  • the control is performed so that the holding unit 21 is closed and the second holding object 6 is held by the two first hands 20.
  • the holding control unit 74 controls opening and closing of each holding unit 21.
  • the image processing unit 75 further performs an analysis process on the image of the held object captured by the stereo camera 3.
  • the robot control unit 72 calculates at least the size of the held objects 5 and 6 from the image processed by the image processing unit 75 by the held object information calculation unit 76, and based on the calculated sizes of the held objects 5 and 6.
  • the number of first hands 20 can be determined by the hand number determination unit 73.
  • the image processing unit 75 can also calculate the shapes of the held objects 5 and 6. With this configuration, the size of the holding objects 5 and 6 is calculated based on the image captured by the stereo camera 3, and is held by one first hand 20 according to the size of the holding objects 5 and 6.
  • the robot control unit 72 determines whether to hold the holding objects 5 and 6 efficiently by holding the two first hands 20.
  • the robot 10 takes out one small first holding object 5 from the first tray 60 and one large second holding object 6 from the second tray 61, and takes out the third holding object 5 from the second tray 61.
  • An example in which the position is changed (transferred) to the tray 62 is shown.
  • a plurality of first holding objects 5 are arranged on the first tray 60, and a plurality of second holding objects 6 are arranged on the second tray 61.
  • the holding part 21 of the robot 10 of this embodiment is a plate material such that the tip can be inserted between the holding objects 5 and 6 arranged.
  • the robot 10 and the third tray 62 are provided on the automatic guided vehicle 2, and after the predetermined holding objects 5 and 6 are placed on the third tray 62, the robot 10 and the third tray 62 can be moved by the automatic guided vehicle 2. ing. The operator can remotely operate the two first hands 20 while watching the image captured by the stereo camera 3.
  • the first hand 20 has a base attached to the third link 16 and has a fourth link 25 rotatable in a horizontal direction about a fourth axis S4.
  • the fourth link 25 is provided with a holding portion 21 at a distal end.
  • the holding section 21 has a fixed plate 22 as a holding plate provided on the fourth link 25 and a movable plate 23 as a holding plate opened to be separated from the fixed plate 22.
  • the fixed plate 22 and the movable plate 23 are plate members each having a tip portion formed in a spatula shape.
  • the movable plate 23 opens and closes in parallel in a state facing the fixed plate 22.
  • the movable plate 23 is opened and closed by a holding cylinder 24 provided on the fourth link 25.
  • the movable plate 23 can be in an open state separated from the fixed plate 22 by extending the holding cylinder 24 (a state shown by a two-dot chain line).
  • the movable plate 23 can be brought into a closed state in which the movable cylinder 23 is brought into close proximity to (including a state in contact with) the fixed plate 22 by reducing the holding cylinder 24.
  • the robot system 1 when holding the holding objects 5 and 6 having different sizes, by using one first hand 20 or two first hands 20 properly, the holding is efficiently performed as follows. Position change or the like can be performed.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state where the small first holding object 5 is held by one hand of the robot system 1 shown in FIG. 5A and 5B are detailed views of a state where the first holding object 5 is held with one hand shown in FIG. 4, where FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a front view.
  • the side surface is held by the holding unit 21 provided in one first hand 20.
  • the movable plate 23 in the holding unit 21 is separated from the fixed plate 22 by the holding cylinder 24 and opened, so that the movable plate 23 and the fixed plate 22 can sandwich the first holding object 5 from the side. Be placed.
  • the first holding object 5 is sandwiched and held by reducing the holding cylinder 24.
  • the holding force for holding the first holding object 5 can be made an appropriate force by feeding back the reaction force of the holding cylinder 24.
  • the holding portion 21 is a plate-shaped fixed plate 22 and a movable plate 23, the thickness is small, and even when a plurality of first held objects 5 are arranged, the fixed plate 22 and the movable plate can be moved between the first held objects 5.
  • the plate 23 can be inserted and held. That is, even when the gap between the arranged first holding objects 5 is narrow, the first holding object 5 can be appropriately held by inserting the plate-shaped fixed plate 22 and the movable plate 23 into the gap.
  • the first holding object 5 held by the holding part 21 of one hand is moved to a predetermined position by one arm 12 (13).
  • the holding unit 21 is opened and the first holding object 5 is held on the inner surface between the fixed plate 22 and the movable plate 23. It is sandwiched and held. Therefore, quick holding and position change of the first holding object 5 can be performed.
  • the first holding object 5 is held by the first arm 12 (right hand) has been described, but even if the first holding object 5 is held by the second arm 13 (left hand), the first arm 12 and the first The first holding object 5 may be held by both arms of the two arms 13.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state where the large second holding object 6 is held by both hands of the robot system 1 shown in FIG. 7A and 7B are detailed views of a state in which the second holding object 6 is held by both hands shown in FIG. 6, where FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a front view.
  • the holding units provided on the two first arms 12 and the second arms 13 21 holds the side surface.
  • the movable plate 23 in each holding unit 21 is closed by being brought close to the fixed plate 22 by the holding cylinder 24, and the two holding units 21 hold the second holding object 6 on the outer surface of the movable plate 23 from the side. It is arranged so that it can be pinched. Thereafter, the holding portions 21 of the first arm 12 and the second arm 13 are closed, and the second holding object 6 is sandwiched and held by the holding portions 21.
  • the holding force for holding the second holding object 6 can be made an appropriate force by feeding back the reaction force of the second link 15.
  • the holding portion 21 is a plate-like fixed plate 22 and a movable plate 23, the thickness is small even in the closed state, and even when the plurality of second holding objects 6 are arranged, The holding portion 21 can be inserted and held. That is, even when the gap between the arranged second holding objects 6 is narrow, the second holding object 6 can be appropriately held by inserting the plate-shaped holding portion 21 into the gap.
  • the second holding object 6 held by the holding portions 21 of both hands is moved to a predetermined position by the two first arms 12 and the second arms 13.
  • the holding unit 21 is closed, and the second holding object 6 is held on the outer surfaces of the two movable plates 23. Therefore, quick holding and position change of the second holding object 6 can be performed.
  • FIG. 8 is a front view showing a second hand 30 obtained by adding a suction function to the first hand 20 shown in FIG. 9A and 9B are enlarged views showing the suction mechanism of the second hand 30 shown in FIG. 8, wherein FIG. 9A is a front view of the first example, and FIG. 9B is a front view of the second example.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a state in which the second holding object 6 is held by the second hand 30 shown in FIG. 8, in which FIG. 10A is a plan view and FIG. 10B is a front view.
  • a suction hole 36 is provided in a movable plate 33 provided in the holding portion 31, and a suction pad 37 serving as a suction portion is provided at a tip portion thereof in the outer surface direction of the movable plate 33. Is provided.
  • the suction pad 37 and the suction hole 36 communicate with each other, and a suction pipe 39 for suctioning in a vacuum state is connected to a rear end of the suction hole 36.
  • the suction pipe 39 is connected to a suction device 80.
  • a plurality of suction holes 38 communicating with the suction holes 36 may be provided instead of the suction pads 37.
  • the configuration of the suction function is not limited to these.
  • the "holding" of the holding object 6 (5) by suction in the documents in the specification and the claims means that the holding object 6 (5) is held by a suction unit (suction pad 37, suction hole 38, suction pad 48 described later). And holding by holding the holding object 6 (5) with the holding portions 31 (41) and holding by the suction portions (37, 38, 48).
  • the suction pad 37 provided on the outer surface of the movable plate 33 allows the second hand 30.
  • the second holding object 6 can be sucked and held.
  • the holding state can be stably maintained even if the surface of the second holding object 6 is deformed during the position change.
  • the suction pad 37 is provided on the movable plate 33, but the suction pad 37 may be provided on the movable plate 33 side of the fixed plate 22. In this way, when holding the first holding object 5 with one hand as shown in FIG. 5, the first holding object 5 can be sucked.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams showing the third hand 40 having a suction function in a form different from that of FIG. 8, in which FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a front view.
  • FIGS. 12A and 12B are diagrams showing a state where the first holding object 5 is held by the third hand 40 shown in FIG. 11, in which FIG. 12A is a plan view and FIG. 12B is a front view.
  • the holding portion 41 of the third hand 40 has a configuration in which the movable plate 43 is provided adjacent to both sides of the fixed plate 42.
  • the movable plate 43 is connected by a connecting member 46, and the connecting member 46 is configured to be able to advance and retreat by a holding cylinder 44.
  • the movable plate 43 opens and closes in parallel with the fixed plate 42.
  • the fixing plate 42 is provided with a suction function.
  • a suction hole 47 is provided at a central portion of the fixed plate 42, and a suction pad 48 as a suction portion is provided at a tip end of the suction hole 47 in a direction in which the movable plate 43 of the fixed plate 42 opens and closes.
  • a suction pipe 49 for sucking in a vacuum state is connected to the rear end of the suction hole 47.
  • the first plate is formed by the inner surfaces of the fixed plate 42 and the movable plate 43 with the movable plate 43 of one hand opened.
  • the holding object 5 can be held.
  • the first holding object 5 can be sucked by the suction pad 48 by sucking from the suction pipe 49 provided on the fixing plate 42 to make the inside of the suction pad 48 in a vacuum state. Therefore, according to this example, even the first holding object 5 having a soft surface can be held with one hand.
  • FIGS. 13A and 13B are views showing a fourth hand 50 having a suction function in a form different from that of FIG. 8, in which FIG. 13A is a front view, and FIG. FIGS. 14A and 14B are diagrams showing a state in which the holding object is held by one hand of the fourth hand 50 shown in FIG. 13, wherein FIG. 14A is a front view showing a state in which the holding object is held only by the suction function, and FIG. It is a front view showing the state where it holds by both holding functions.
  • 15A and 15B are diagrams showing a state in which the holding object is held by both hands of the fourth hand 50 shown in FIG. 13, wherein FIG. 15A is a front view showing a state in which the holding object is held only by the suction function, and FIG. It is a front view showing the state where it holds by both holding functions.
  • the fourth hand 50 of this embodiment has the same configuration as the first hand 20 in which the movable plate 53 opens and closes with respect to the fixed plate 52.
  • a suction nozzle 56 is provided in the front-rear direction of the movable plate 53 as a suction unit that can move up and down toward the first holding object 5 in the vertical direction.
  • the suction nozzle 56 has a tip formed of a flexible material, and can suction the holding objects 5 and 6.
  • the suction nozzle 56 is provided on a protruding portion 57 that protrudes forward from the fourth link 55 provided with the holding cylinder 54.
  • the suction nozzle 56 can be moved up and down in the vertical direction intersecting the opening and closing direction of the movable plate 53 by the moving cylinder 58.
  • the suction nozzle 56 is moved by the reciprocating cylinder 58 with the movable plate 53 opened. It is advanced toward the first holding object 5. Then, the first holding object 5 is sucked by the suction nozzle 56. Then, as shown in FIG. 14B, the reciprocating cylinder 58 is retracted to bring the first holding object 5 into a state between the fixed plate 52 and the movable plate 53. After that, the holding cylinder 54 is retracted, and the first holding object 5 is held between the fixed plate 52 and the movable plate 53.
  • the suction force of the suction nozzle 56 and the holding force of the fixed plate 52 and the movable plate 53 can be appropriately held with one hand by the suction force of the suction nozzle 56 and the holding force of the fixed plate 52 and the movable plate 53.
  • the suction nozzle 56 of both hands is extended, and The second holding object 6 can be held by being sucked by the suction nozzle 56.
  • the movable plate 53 of both hands is retracted to a closed state, and both hands are moved.
  • the second holding object 6 can be held by the outer surfaces of the movable plates 53 of both hands.
  • the holding force of the suction nozzle 56 and the holding force of the holding unit 51 can be appropriately held by both hands.
  • the illustrated usage of the fourth hand 50 is an example, and the suction by the suction nozzle 56 and the holding by the holding unit 51 can be combined according to the holding objects 5 and 6.
  • the hands 20, 30, 40, 50 having the plate-like fixed plates 22, 2, 42, 52 and the movable plates 23, 33, 43, 53 in the holding portions 21, 31, 41, 51 are used.
  • the configuration of the holding portions 21, 31, 41, and 51 is not limited to a plate shape, but may be any opening / closing holding portion, and is not limited to the above embodiment.
  • a material for example, a rubber material that increases the frictional resistance may be provided on the surfaces of the holding portions 21, 31, 41, and 51 that hold the holding objects 5, 6.
  • the robot 10 is an example, and is not limited to the dual-arm robot 10.
  • a configuration having two robots 10 that can respectively control the two hands 20 and 30 may be employed.

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Abstract

先端にハンドを備えた２本のアームと、アームの動きを制御するロボット制御部とを備え、ハンドは、開閉可能な保持部を有し、ロボット制御部は、保持物体の大きさに基づいて保持物体を保持するハンドの数を決定するハンド数決定部と、ハンド数決定部で決定されたハンドの数が１の場合には保持部を開放して１つのハンドの内面で保持物体を保持し、ハンド数決定部で決定されたハンドの数が２の場合には保持部を閉鎖して２つのハンドの外面で保持物体を保持するように制御する保持制御部と、を有するようにする。これにより、２つのハンドを適切に使い分けて保持物体を効率良く保持して位置換えなどができるロボットシステムを提供する。

Description

ロボットシステム
　本発明は、箱体などの保持物体をロボットハンドで保持して位置換えなどを行うロボットシステムに関する。
　従来、箱体や梱包物などの保持物体をロボットハンドで保持して位置換えなどを行うロボットシステムがある。例えば、一方のトレイ上に並べられた保持物体を保持して他方のトレイ上に移し換えるようなロボットシステムがある。
　このようなロボットシステムの先行技術として、例えば、両腕に５本指のハンド部を備えさせ、保持物体に応じて片腕又は両腕、片腕の数本指又は片腕全体、両腕の数本指、又は両腕全体による保持を選択するものがある（例えば、特許文献１参照）。
　また、他の先行技術として、多関節型双腕ロボットにおける双腕のハンドの一方又は両方により、物品搬送トレイから一又は複数の物品を取り上げて作業するものもある（例えば、特許文献２参照）。
日本国　再表２００７／０８８７３５号公報 日本国　特開２０１４－１２１７４２号公報
　ところで、例えば、物流倉庫などにおいてロボットシステムによって位置換えなどを行う保持物体には、様々な大きさや形状の物がある。そして、例えば、大きな保持物体が並べられたトレイと小さな保持物体が並べられたトレイとから、それぞれの保持物体を別のトレイに移し換えるような作業もある。
　しかし、上記特許文献１では、保持物体の大きさなどに応じて指の本数、腕の本数を使い分けるため、保持物体に応じて指の動作を細かく制御する必要があり、大きさの異なる保持物体を効率良く保持して移し換えることは難しい。
　また、上記特許文献２では、双腕のハンドの一方又は両方で部品搬送トレイから一又は複数の部品を取り上げることは記載されているが、効率良く双腕のハンドを使い分けることについて記載されていない。
　そこで、本発明は、２つのハンドを適切に使い分けて大きさの異なる保持物体を効率良く保持して位置換えなどが行えるロボットシステムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係るロボットシステムは、先端にハンドを備えた２本のアームと、前記アームの動きを制御するロボット制御部と、を備え、前記ハンドは、開閉可能な保持部を有し、前記ロボット制御部は、保持物体の大きさに基づいて該保持物体を保持する前記ハンドの数を決定するハンド数決定部と、前記ハンド数決定部で決定された前記ハンドの数が１の場合には前記保持部を開放して１つの前記ハンドの内面で前記保持物体を保持し、前記ハンド数決定部で決定された前記ハンドの数が２の場合には前記保持部を閉鎖して２つの前記ハンドの外面で前記保持物体を保持するように制御する保持制御部と、を有している。
　この構成により、ロボット制御部が保持物体の大きさに基づいてハンド数決定部で保持物体を保持するハンド数を決定する。そして、ハンドの数が１の場合は１つのハンドの保持部を開放して保持部の内面で保持物体を保持し、ハンドの数が２の場合は２つのハンドの保持部を閉鎖して２つの保持部の外面で保持物体を保持するように保持制御部で制御される。よって、保持物体の大きさに応じて保持部の異なる面を用いて迅速に保持して位置換えなどが行える。
　また、前記保持物体を撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像を解析処理する画像処理部と、を備え、前記ロボット制御部は、前記画像処理部で処理した画像から少なくとも前記保持物体の大きさを保持物体情報算出部で算出し、算出した前記保持物体の大きさに基づいて前記ハンド数決定部で前記ハンドの数を決定するように構成されていてもよい。
　このように構成すれば、カメラで撮像した画像の解析結果から保持物体の大きさを算出し、保持物体の大きさに応じて１つのハンドか２つのハンドかを決定して効率良く保持物体を保持して位置換えなどを行うことができる。
　また、前記保持部は、対向した状態で平行に開閉する２つの保持板を備え、前記ロボット制御部が、前記ハンド数決定部で前記保持物体を１の前記ハンドで保持すると決定した場合、１つの前記ハンドの前記保持板を開放して該保持板の内面で前記保持物体を保持するように構成されていてもよい。
　このように構成すれば、保持物体を１つのハンドで保持する場合、保持部を開放して保持板の内面で保持物体を効率良く保持することができる。しかも、複数の保持物体が並んでいる状態でも、保持物体の間に保持板を挿入して保持することができる。
　また、前記保持部は、対向した状態で平行に開閉する２つの保持板を備え、前記ロボット制御部が、前記ハンド数決定部で前記保持物体を２の前記ハンドで保持すると決定した場合、２つの前記ハンドの前記保持板を閉鎖して該保持板の外面で前記保持物体を保持するように構成されていてもよい。
　このように構成すれば、保持物体を２つのハンドで保持する場合、保持部を閉鎖して保持板の外面で保持物体を効率良く保持することができる。しかも、複数の保持物体が並んでいる状態でも、保持物体の間に保持板を挿入して保持することができる。
　また、前記保持部の近傍に前記保持物体を吸着する吸着部をさらに備えていてもよい。
　このように構成すれば、保持物体の表面材質が柔軟な場合でも、吸着部に吸着させて保持することができる。この「保持」は、保持物体を吸着部で吸着することによる保持、保持物体を保持部で保持することに加えて吸着部で吸着することによる保持を含む。
　また、前記吸着部は、前記保持部の前記保持物体を保持する面に設けられた吸着パッドを有し、前記吸着パッドから吸引する吸引機をさらに備えていてもよい。
　このように構成すれば、保持物体を保持部で保持する動作時に、吸着パッドから吸引することで表面が変形するような保持物体であっても適切に保持することができる。
　また、前記吸着部は、前記保持部の前記保持物体を保持する面に設けられた吸着穴を有し、前記吸着穴から吸引する吸引機をさらに備えていてもよい。
　このように構成すれば、保持物体を保持部で保持する動作時に、吸着穴から吸引することで表面が変形するような保持物体であっても適切に保持することができる。
　また、前記保持部は、固定板と、前記固定板の両側方に並列するように配置された可動板と、を有し、前記可動板は、前記固定板に対して平行に開閉し、閉鎖した状態で前記固定板の両側方に並列した状態となるように構成され、前記固定板は、前記可動板が開閉する方向に前記吸着部を備えていてもよい。
　このように構成すれば、可動板を閉鎖した状態で固定板と並列した状態の保持部となり、可動板の間の固定板に備えられた吸着部によって保持物体を吸着して保持することができる。しかも、可動板を開放した状態でも、固定板に備えられた吸着部によって保持物体を吸着して保持することができる。よって、保持物体を、２つのハンド及び１つのハンドのいずれでも吸着部による吸着で保持することができる。
　また、前記吸着部は、前記保持部の開閉方向に対して交差する方向に進退可能な吸着ノズルを有し、前記保持部で保持した前記保持物体の重量に応じて前記吸着ノズルを前記保持物体に向けて進出させて該保持物体を吸着するように構成されていてもよい。
　このように構成すれば、保持物体が大重量である場合などには、保持物体を保持部で保持した状態で吸着ノズルによって保持物体を吸着することで、大きな力で保持物体を保持して位置換えなどを行うことができる。
　また、２本の前記アームは基台に備えられた第１軸の回りで旋回可能な双腕型で構成されていてもよい。
　このように構成すれば、１つの基台に備えられた双腕型ロボットにより、２本のアームの一方に備えられた１つの保持部を開放して保持物体を保持する動作と、２本のアームの両方に備えられた２つで保持部を閉鎖して保持物体を保持する動作とを効率良く行って、異なる大きさの保持物体を迅速に保持して位置換えなどを行うことができる。
　本発明によれば、保持物体の大きさに基づいて決定されたハンドの数が１の場合は保持部を開放して保持物体を保持し、ハンドの数が２の場合は保持部を閉鎖して２つの保持部で保持物体を保持するように制御される。これにより、２つのハンドの保持部を用いて、保持物体の大きさに応じた迅速な保持と位置換えなどが可能となる。
図１は、本発明の一実施形態に係るロボットシステムを示す平面図である。 図２は、図１に示すロボットシステムにおける制御装置が備える機能を示すブロック図である。 図３は、図１に示すロボットシステムの第１ハンドを示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図４は、図１に示すロボットシステムの片手で小さな保持物体を保持する状態を示す平面図である。 図５は、図４に示す片手で保持物体を保持する状態の詳細図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図６は、図１に示すロボットシステムの両手で大きな保持物体を保持する状態を示す平面図である。 図７は、図６に示す両手で保持物体を保持する状態の詳細図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図８は、図３に示す第１ハンドに吸着機能を付加した第３ハンドを示す正面図である。 図９は、図８に第３ハンドの吸着機構を示す拡大図面であり、（Ａ）は第１例の正面図であり、（Ｂ）は第２例の正面図である。 図１０は、図８に示す第３ハンドで保持物体を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図１１は、図８とは異なる形態の吸着機能を備えた第５ハンドを示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図１２は、図１１に示す第５ハンドで保持物体を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図１３は、図８とは異なる形態の吸着機能を備えた第５ハンドを示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すXIII－XIII断面図である。 図１４は、図１３に示す第５ハンド（片手）で保持物体を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は吸着機能のみで保持する状態を示す正面図、（Ｂ）は吸着機能と保持機能の両方で保持する状態を示す正面図である。 図１５は、図１３に示す第５ハンド（両手）で保持物体を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は吸着機能のみで保持する状態を示す正面図、（Ｂ）は吸着機能と保持機能の両方で保持する状態を示す正面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、双腕型のロボット１０を備えたロボットシステム１を例に説明する。また、以下の例では、片手で保持する小さな保持物体５（以下、「第１保持物体５」ともいう）と、両手で保持する大きな保持物体６（以下、「第２保持物体６」という）を例に説明する。保持物体の種類は、２種類以上でもよく、２種類に限定されるものではない。さらに、１本のアーム１２（１３）を「片腕」、２本のアーム１２，１３を「両腕」、１つのハンド２０を「片手」、２つのハンド２０を「両手」ともいう。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における前後左右方向の概念は、図１に示す平面視における前後左右方向の概念と一致するものとする。
　（ロボットシステムの構成）
　図１は、一実施形態に係るロボットシステム１を示す平面図である。図２は、図１に示すロボットシステム１における制御装置７０が備える機能を示すブロック図である。図３は、図１に示すロボットシステム１のハンド２０を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
　この実施形態におけるロボット１０は、第１アーム１２（右腕）と第２アーム１３（左腕）の２本を備えている。２本のアーム１２，１３は基台１１に備えられた上下方向の第１軸Ｓ１の回りで旋回可能な双腕型で構成されている。２本のアーム１２，１３は、それぞれ第１リンク１４、第２リンク１５、第３リンク１６を有している。第１リンク１４は、基台１１の第１軸Ｓ１を中心にして水平方向に回動可能となっている。第２リンク１５は、第１リンク１４の先端部における上下方向の第２軸Ｓ２を中心にして水平方向に回動可能となっている。第３リンク１６は、第２リンク１５の先端部における下方に設けられている。第３リンク１６は、紙面に対して直交する水平方向の第３軸Ｓ３を中心に揺動可能な部材で構成されている。（図３）。ロボット１０の可動軸数は、この例に限定されるものではない。
　そして、第３リンク１６の先端部に、第１ハンド２０が備えられている。第１ハンド２０は、第３リンク１６の構成部材が第３軸Ｓ３を中心に上下方向に揺動することによって上下位置の調節が可能となっている。第１ハンド２０は、第３リンク１６に対して上下方向の第４軸Ｓ４を中心にして水平方向に回動可能となっている。第１アーム１２の第１ハンド２０と、第２アーム１３の第１ハンド２０は、対称形状で構成は同一で有るため、同一符号を付している。第１ハンド２０の詳細は、後述する。
　ロボット１０を１つの基台１１に備えられた双腕型とすることで、保持物体５，６の大きさ等に応じて、２本の第１アーム１２又は第２アーム１３のいずれか一方で第１保持物体５を保持する動作と、第１アーム１２と第２アーム１３の２本で第２保持物体６を保持する動作とを、小さな設置スペースで効率良く行うことができる。
　また、この実施形態では、ロボット１０の近傍にステレオカメラ３が備えられている。ステレオカメラ３は、保持物体５，６を撮像することができる位置に備えられている。例えば、ステレオカメラ３を基台１１の後側における上方に備えさせることができる。ステレオカメラ３を備えさせることで、保持物体５，６を立体的に撮像することができる。保持物体５，６を立体的に撮像することで、以下に説明するように、画像解析によって保持物体５，６の大きさを算出することができる。
　さらに、ロボットシステム１を制御する制御装置７０が備えられている。制御装置７０は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及び受信部及び出力部となるＩ／Ｏインターフェース等を有する。
　図２に示すように、制御装置７０は、記憶部７１、ロボット制御部７２を有する。記憶部７１は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリにより実現される。ロボット制御部７２は、各リンク１４～１６及び第１ハンド２０の基準位置の座標を、不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいてプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。ロボット制御部７２は、演算処理した座標位置に基づいて、第１アーム１２と第２アーム１３のそれぞれの駆動部に動作量を出力し、第１アーム１２と第２アーム１３の駆動部から受信した動作信号に基づいて各座標位置を算出する。制御装置７０は、基台１１の旋回制御も行う。
　また、ロボット制御部７２は、保持物体５，６の大きさに基づいて、その保持物体５，６を保持する第１ハンド２０の数を決定するハンド数決定部７３を備えている。ロボット制御部７２は、保持制御部７４を備えている。保持制御部７４は、ハンド数決定部７３で決定された第１ハンド２０の数が１の場合には保持部２１を開放して１つの第１ハンド２０で第１保持物体５を保持し、ハンド数決定部７３で決定された第１ハンド２０の数が２の場合には保持部２１を閉鎖して２つの第１ハンド２０で第２保持物体６を保持するように制御する。保持制御部７４により、各保持部２１の開閉制御が行われる。
　また、ステレオカメラ３で撮像した保持物体の画像を解析処理する画像処理部７５を備えている。ロボット制御部７２は、画像処理部７５で処理された画像から少なくとも保持物体５，６の大きさを保持物体情報算出部７６で算出し、算出された保持物体５，６の大きさに基づいてハンド数決定部７３で第１ハンド２０の数を決定することができる。画像処理部７５により、保持物体５，６の形状を算出することもできる。このようにすれば、ステレオカメラ３で撮像された画像に基づいて保持物体５，６の大きさを算出し、保持物体５，６の大きさに応じて１つの第１ハンド２０で保持するか、２つの第１ハンド２０で保持するかをロボット制御部７２で決定して効率良く保持物体５，６を保持することができる。
　図１に示すように、この実施形態では、ロボット１０によって、小さな第１保持物体５を第１トレイ６０から１個、大きな第２保持物体６を第２トレイ６１から１個取り出して、第３トレイ６２に位置換え（移し替え）する例を示している。第１トレイ６０には、複数の第１保持物体５が並べられており、第２トレイ６１には、複数の第２保持物体６が並べられている。このため、この実施形態のロボット１０の保持部２１は、並べられた保持物体５，６の間に先端部が挿入できるような板材となっている。この実施形態では、ロボット１０と第３トレイ６２とが無人搬送車２に備えられており、第３トレイ６２に所定の保持物体５，６を載せた後、無人搬送車２によって移動可能となっている。なお、ステレオカメラ３で撮像された画像を作業者が見ながら、２つの第１ハンド２０を遠隔操作することもできる。
　図３（Ａ）、（Ｂ）に基づいて第１ハンド２０の詳細を説明する。なお、以下の説明では、第１アーム１２の第１ハンド２０を例に説明する。第１ハンド２０は、基部が上記第３リンク１６に取り付けられており、第４軸Ｓ４を中心にして水平方向に回動可能な第４リンク２５を有している。第４リンク２５は、先端部に保持部２１が設けられている。
　保持部２１は、第４リンク２５に設けられた保持板たる固定板２２と、この固定板２２から離間するように開放される保持板たる可動板２３とを有している。この実施形態では、固定板２２及び可動板２３は、先端部がへら状に形成された板材となっている。可動板２３は、固定板２２と対向した状態で平行に開閉する。可動板２３は、第４リンク２５に設けられた保持シリンダ２４によって開閉される。可動板２３は、保持シリンダ２４を伸長することで固定板２２から離間させた開放状態にできる（二点鎖線の状態）。可動板２３は、保持シリンダ２４を縮小することで固定板２２と近接（接した状態を含む）させた閉鎖状態にできる。
　このロボットシステム１によれば、大きさの異なる保持物体５，６を保持するときに、１つの第１ハンド２０又は２つの第１ハンド２０を使い分けることで、以下のように効率良く保持して位置換えなどを行うことができる。
　（１本のアームの使用形態）
　図４は、図１に示すロボットシステム１の片手で小さな第１保持物体５を保持する状態を示す平面図である。図５は、図４に示す片手で第１保持物体５を保持する状態の詳細図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
　図示するように、第１トレイ６０に並べられた小さな第１保持物体５（例えば、携帯電話などの箱体）の場合、１つの第１ハンド２０に備えられた保持部２１によって側面が保持される。具体的には、保持部２１における可動板２３が保持シリンダ２４によって固定板２２から離間させられて開放され、可動板２３と固定板２２が第１保持物体５を側面から挟むことができるように配置される。その後、保持シリンダ２４を縮小させることで第１保持物体５が挟まれて保持される。第１保持物体５を保持する保持力は、保持シリンダ２４の反力をフィードバックすることで適切な力にできる。しかも、保持部２１が板状の固定板２２と可動板２３であるため厚みが薄く、複数の第１保持物体５が並んでいる状態でも、第１保持物体５の間に固定板２２と可動板２３とを挿入して保持することができる。すなわち、並んだ第１保持物体５の隙間が狭い場合でも、板状の固定板２２と可動板２３とを隙間に挿入して第１保持物体５を適切に保持することができる。
　片手の保持部２１で保持された第１保持物体５は、１本のアーム１２（１３）によって所定位置まで移動させられる。
　このように、１本のアーム１２（１３）で小さな第１保持物体５を保持する場合、保持部２１が開放されて固定板２２と可動板２３との間の内面で第１保持物体５が挟まれて保持される。よって、第１保持物体５の迅速な保持と位置換えなどができる。図では、第１アーム１２（右手）で第１保持物体５を保持する例を説明したが、第２アーム１３（左手）で第１保持物体５を保持しても、第１アーム１２と第２アーム１３の両腕でそれぞれ第１保持物体５を保持するようにしてもよい。
　（２本のアームの使用形態）
　図６は、図１に示すロボットシステム１の両手で大きな第２保持物体６を保持する状態を示す平面図である。図７は、図６に示す両手で第２保持物体６を保持する状態の詳細図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
　図示するように、第２トレイ６１に並べられた大きな第２保持物体６（例えば、靴などの箱体）の場合、２本の第１アーム１２と第２アーム１３とに備えられた保持部２１によって側面が保持される。具体的には、それぞれの保持部２１における可動板２３が保持シリンダ２４によって固定板２２に近接させられて閉鎖され、２つの保持部２１が可動板２３の外面で第２保持物体６を側面から挟むことができるように配置される。その後、第１アーム１２と第２アーム１３の保持部２１が閉じられて、保持部２１によって第２保持物体６が挟まれて保持される。第２保持物体６を保持する保持力は、第２リンク１５の反力をフィードバックすることで適切な力にできる。しかも、保持部２１が板状の固定板２２と可動板２３であるため、閉鎖した状態でも厚みが薄く、複数の第２保持物体６が並んでいる状態でも、第２保持物体６の間に保持部２１を挿入して保持することができる。すなわち、並んだ第２保持物体６の隙間が狭い場合でも、板状の保持部２１を隙間に挿入して第２保持物体６を適切に保持することができる。両手の保持部２１で保持された第２保持物体６は、２本の第１アーム１２と第２アーム１３とによって所定位置まで移動させられる。
　このように、２本のアーム１２，１３で第２保持物体６を保持する場合、保持部２１が閉鎖されて、２つの可動板２３の外面で第２保持物体６が保持される。よって、第２保持物体６の迅速な保持と位置換えなどができる。
　（吸着機能を備えた第２ハンドの例）
　図８は、図３に示す第１ハンド２０に吸着機能を付加した第２ハンド３０を示す正面図である。図９は、図８に示す第２ハンド３０の吸着機構を示す拡大図面であり、（Ａ）は第１例の正面図であり、（Ｂ）は第２例の正面図である。図１０は、図８に示す第２ハンド３０で第２保持物体６を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
　図８，図９（Ａ）に示す例では、保持部３１に設けられた可動板３３の内部に吸引穴３６が設けられ、その先端部分に可動板３３の外面方向に吸着部たる吸着パッド３７が設けられている。吸着パッド３７と吸引穴３６は連通しており、吸引穴３６の後端部には真空状態で吸引する吸引パイプ３９が接続されている。吸引パイプ３９は、吸引機８０に接続されている。このようにすることで、可動板３３の外面で第２保持物体６を保持する場合、第２保持物体６の表面が柔らかい素材の場合（例えば、ナイロンなど）でも、吸着パッド３７による吸着で適切に保持することができる。
　なお、図９（Ｂ）に示すように、吸着パッド３７の代わりに吸引穴３６と連通する複数の吸着穴３８を設けるようにしてもよい。吸着機能の構成は、これらに限定されるものではない。
　この明細書及び特許請求の範囲の書類中における吸着による保持物体６（５）の「保持」は、保持物体６（５）を吸着部（吸着パッド３７、吸着穴３８、後述する吸着パッド４８）で吸着することによる保持、保持物体６（５）を保持部３１（４１）で保持することに加えて吸着部（３７，３８，４８）で吸着することによる保持を含む。
　図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２ハンド３０によれば、表面が柔らかい素材の第２保持物体６であっても、可動板３３の外面に設けられた吸着パッド３７によって第２保持物体６を吸着して保持することができる。この実施形態では、吸着パッド３７によって第２保持物体６を吸着しているため、位置換え中に第２保持物体６の表面が変形しても保持状態を安定して保つことができる。
　なお、この例では可動板３３に吸着パッド３７を設けているが、固定板２２の可動板３３側に吸着パッド３７を設けるようにしてもよい。このようにすれば、上記図５で示すように片手で第１保持物体５を保持するときに、第１保持物体５を吸着することができる。
　（吸着機能を備えた第３ハンドの例）
　図１１は、図８とは異なる形態の吸着機能を備えた第３ハンド４０を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。図１２は、図１１に示す第３ハンド４０で第１保持物体５を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
　図１１に示すように、第３ハンド４０の保持部４１は、固定板４２の両側方に隣接するように可動板４３が設けられた構成となっている。可動板４３は、連結部材４６で連結され、この連結部材４６が保持シリンダ４４によって進退可能に構成されている。これにより、可動板４３は固定板４２に対して平行に開閉するようになっている。可動板４３を保持シリンダ４４で後退させると、固定板４２の両側方に並列した状態となる。すなわち、可動板４３は、閉鎖した状態では固定板４２の両側方に並列した状態となる。そして、固定板４２に吸着機能が備えられている。この例では、固定板４２の中央部分に吸引穴４７が設けられ、固定板４２の可動板４３が開閉する方向における吸引穴４７の先端部に、吸着部たる吸着パッド４８が設けられている。吸引穴４７の後端部には、真空状態で吸引する吸引パイプ４９が接続されている。
　図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この実施形態の第３ハンド４０によれば、片手の可動板４３を開放した状態で、固定板４２と可動板４３との内面によって第１保持物体５を保持することができる。しかも、固定板４２に設けられた吸引パイプ４９から吸引して吸着パッド４８の内部を真空状態とすることで、吸着パッド４８による第１保持物体５の吸着もできる。従って、この例によれば、表面が柔らかい第１保持物体５であっても、片手で保持することができる。
　（吸着機能を備えた第４ハンドの例）
　図１３は、図８とは異なる形態の吸着機能を備えた第４ハンド５０を示す図面であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すXIII－XIII断面図である。図１４は、図１３に示す第４ハンド５０の片手で保持物体を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は吸着機能のみで保持する状態を示す正面図、（Ｂ）は吸着機能と保持機能の両方で保持する状態を示す正面図である。図１５は、図１３に示す第４ハンド５０の両手で保持物体を保持する状態を示す図面であり、（Ａ）は吸着機能のみで保持する状態を示す正面図、（Ｂ）は吸着機能と保持機能の両方で保持する状態を示す正面図である。
　図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この実施形態の第４ハンド５０は、固定板５２に対して可動板５３が開閉する構成は第１ハンド２０と同一である。そして、可動板５３の前後方向に、第１保持物体５に向けて上下方向に進退可能な吸着部たる吸着ノズル５６が備えられている。吸着ノズル５６は、先端が柔軟な材料で形成されており、保持物体５，６を吸着することができる。吸着ノズル５６は、保持シリンダ５４が備えられた第４リンク５５から前方に突出する突出部５７に設けられている。吸着ノズル５６は、進退シリンダ５８によって可動板５３の開閉方向と交差する上下方向に進退可能となっている。
　この第４ハンド５０によれば、図１４（Ａ）に示すように、小さな第１保持物体５であっても重量が大きい場合、可動板５３を開放した状態で吸着ノズル５６を進退シリンダ５８で第１保持物体５に向けて進出させる。そして、吸着ノズル５６で第１保持物体５を吸着する。そして、図１４（Ｂ）に示すように、進退シリンダ５８を後退させて、第１保持物体５が固定板５２と可動板５３との間に位置する状態とする。その後、保持シリンダ５４を後退させて固定板５２と可動板５３とによって第１保持物体５を挟んで保持する。これにより、重量が大きな第１保持物体５であっても、吸着ノズル５６による吸着力と固定板５２と可動板５３による保持力とによって、片手で適切に保持することができる。
　また、図１５（Ａ）に示すように、上記第４ハンド５０によれば、厚みが薄く、表面が柔らかい大きな第２保持物体６であっても、両手の吸着ノズル５６を伸長し、これらの吸着ノズル５６で第２保持物体６を吸着することで保持することができる。
　さらに、図１５（Ｂ）に示すように、上記第４ハンド５０によれば、重量が大きな第２保持物体６であっても、両手の可動板５３を後退させて閉じた状態とし、両手の吸着ノズル５６で第１保持物体５を吸着した状態で、両手の可動板５３の外面によって第２保持物体６を保持することができる。これにより、重量が大きな第２保持物体６であっても、吸着ノズル５６による吸着力と保持部５１による保持力とによって、両手で適切に保持することができる。図示する第４ハンド５０の使用形態は一例であり、保持物体５，６に応じて吸着ノズル５６による吸着と保持部５１による保持とを組み合わせることができる。
　（総括）
　以上のように、上記したロボットシステム１によれば、保持物体５，６の大きさに基づいて決定されたハンド２０，３０，４０，５０の数が１の場合は保持部２１，３１，４１，５１を開放して１つの保持部２１，３１，４１，５１の内面で保持物体５，６を保持するように制御される。そして、ハンド２０，３０，４０，５０の数が２の場合は保持部２１，３１，４１，５１を閉鎖して２つの保持部２１，３１，４１，５１の外面で保持物体５，６を保持するように制御される。これにより、２つの保持部２１，３１，４１，５１を用いて保持物体５，６の大きさに応じて迅速な保持と位置換えなどが可能となる。よって、大きさの異なる保持物体５，６の位置換え作業などを効率良くを行うことが可能となる。
　（その他の変形例）
　上記した実施形態では、保持部２１，３１，４１，５１に板状の固定板２２，２，４２，５２と可動板２３，３３，４３，５３を備えたハンド２０，３０，４０，５０を例に説明した。しかし、保持部２１，３１，４１，５１の構成は板状に限定されるものではなく、開閉可能な保持部であればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
　また、保持部２１，３１，４１，５１の保持物体５，６を保持する面に、摩擦抵抗を上げる材料（例えば、ゴム材）を設けてもよい。
　さらに、ロボット１０は一例を示しており、双腕型のロボット１０に限定されるものではない。例えば、２つのハンド２０，３０をそれぞれ制御できる２台のロボット１０を有する構成であってもよい。
　また、上記した実施形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。
　　　　　１　ロボットシステム
　　　　　２　無人搬送車
　　　　　３　ステレオカメラ
　　　　　５　第１保持物体
　　　　　６　第２保持物体
　　　　１０　ロボット
　　　　１１　基台
　　　　１２　第１アーム
　　　　１３　第２アーム
　　　　２０　第１ハンド
　　　　２１　保持部
　　　　２２　固定板
　　　　２３　可動板
　　　　２４　保持シリンダ
　　　　３０　第２ハンド
　　　　３１　保持部
　　　　３２　固定板
　　　　３３　可動板
　　　　３４　保持シリンダ
　　　　３６　吸引穴
　　　　３７　吸着パッド
　　　　３８　吸着穴
　　　　４０　第３ハンド
　　　　４１　保持部
　　　　４２　固定板
　　　　４３　可動板
　　　　４４　保持シリンダ
　　　　４７　吸引穴
　　　　４８　吸着パッド
　　　　５０　第４ハンド
　　　　５１　保持部
　　　　５２　固定板
　　　　５３　可動板
　　　　５４　保持シリンダ
　　　　５６　吸着ノズル
　　　　５８　進退シリンダ
　　　　７０　制御装置
　　　　７１　記憶部
　　　　７２　ロボット制御部
　　　　７３　ハンド数決定部
　　　　７４　保持制御部
　　　　７５　画像処理部
　　　　７６　保持物体情報算出部

Claims (10)

  1. 　先端にハンドを備えた２本のアームと、
    　前記アームの動きを制御するロボット制御部と、を備え、
    　前記ハンドは、開閉可能な保持部を有し、
    　前記ロボット制御部は、保持物体の大きさに基づいて該保持物体を保持する前記ハンドの数を決定するハンド数決定部と、前記ハンド数決定部で決定された前記ハンドの数が１の場合には前記保持部を開放して１つの前記ハンドの内面で前記保持物体を保持し、
    前記ハンド数決定部で決定された前記ハンドの数が２の場合には前記保持部を閉鎖して２つの前記ハンドの外面で前記保持物体を保持するように制御する保持制御部と、を有している、
    ことを特徴とするロボットシステム。
  2. 　前記保持物体を撮像するカメラと、
    　前記カメラで撮像した画像を解析処理する画像処理部と、を備え、
    　前記ロボット制御部は、前記画像処理部で処理した画像から少なくとも前記保持物体の大きさを保持物体情報算出部で算出し、算出した前記保持物体の大きさに基づいて前記ハンド数決定部で前記ハンドの数を決定するように構成されている、
    請求項１に記載のロボットシステム。
  3. 　前記保持部は、対向した状態で平行に開閉する２つの保持板を備え、
    　前記ロボット制御部が、前記ハンド数決定部で前記保持物体を１の前記ハンドで保持すると決定した場合、１つの前記ハンドの前記保持板を開放して該保持板の内面で前記保持物体を保持するように構成されている、
    請求項１又は２に記載のロボットシステム。
  4. 　前記保持部は、対向した状態で平行に開閉する２つの保持板を備え、
    　前記ロボット制御部が、前記ハンド数決定部で前記保持物体を２の前記ハンドで保持すると決定した場合、２つの前記ハンドの前記保持板を閉鎖して該保持板の外面で前記保持物体を保持するように構成されている、
    請求項１又は２に記載のロボットシステム。
  5. 　前記保持部の近傍に前記保持物体を吸着する吸着部をさらに備えている、
    請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  6. 　前記吸着部は、前記保持部の前記保持物体を保持する面に設けられた吸着パッドを有し、
    　前記吸着パッドから吸引する吸引機をさらに備えている、
    請求項５に記載のロボットシステム。
  7. 　前記吸着部は、前記保持部の前記保持物体を保持する面に設けられた吸着穴を有し、
    　前記吸着穴から吸引する吸引機をさらに備えている、
    請求項５に記載のロボットシステム。
  8. 　前記保持部は、固定板と、前記固定板の両側方に並列するように配置された可動板と、を有し、
    　前記可動板は、前記固定板に対して平行に開閉し、閉鎖した状態で前記固定板の両側方に並列した状態となるように構成され、
    　前記固定板は、前記可動板が開閉する方向に前記吸着部を備えている、
    請求項５に記載のロボットシステム。
  9. 　前記吸着部は、前記保持部の開閉方向に対して交差する方向に進退可能な吸着ノズルを有し、
    　前記保持部で保持した前記保持物体の重量に応じて前記吸着ノズルを前記保持物体に向けて進出させて該保持物体を吸着するように構成されている、
    請求項５に記載のロボットシステム。
  10. 　２本の前記アームは基台に備えられた第１軸の回りで旋回可能な双腕型で構成されている、
    請求項１～９のいずれか１項に記載のロボットシステム。
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