WO2024023934A1 - ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置 - Google Patents

ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024023934A1
WO2024023934A1 PCT/JP2022/028805 JP2022028805W WO2024023934A1 WO 2024023934 A1 WO2024023934 A1 WO 2024023934A1 JP 2022028805 W JP2022028805 W JP 2022028805W WO 2024023934 A1 WO2024023934 A1 WO 2024023934A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hand
workpiece
container
take
posture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/028805
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊之 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to DE112022007254.7T priority Critical patent/DE112022007254T5/de
Priority to JP2024536600A priority patent/JPWO2024023934A1/ja
Priority to PCT/JP2022/028805 priority patent/WO2024023934A1/ja
Priority to US18/880,665 priority patent/US20260001728A1/en
Priority to CN202280098123.6A priority patent/CN119451786A/zh
Priority to TW112125701A priority patent/TW202419237A/zh
Publication of WO2024023934A1 publication Critical patent/WO2024023934A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/905—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1612—Program controls characterised by the hand, wrist, grip control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1694—Program controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40053—Pick 3-D object from pile of objects
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45063—Pick and place manipulator

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a workpiece retrieval device, a workpiece retrieval method, and a control device.
  • Patent Document 3 there are known article retrieval devices that can recognize the position and orientation of bulk articles and take out the articles without performing pattern matching using various three-dimensional measuring machines.
  • One aspect of the present disclosure includes a robot equipped with a hand that takes out a workpiece in a container, a shape setting unit that sets shapes of the hand, the container, and the workpiece, and a shape setting unit configured to detect the container and the workpiece in the container.
  • a sensor configured to take out a detected workpiece, a takeout position/attitude determining unit that determines a takeout position and takeout attitude of the hand when the detected workpiece is taken out by the hand; is located above and inside the container, and a relay position determining unit that determines a relay position where the hand is in the take-out position; and an operation control unit that moves the hand from the relay position to the take-out position by only translational movement.
  • It is a workpiece retrieval device comprising: and a part.
  • Another aspect of the present disclosure is a workpiece retrieval method using a robot equipped with a hand for retrieving a workpiece in a container, the method comprising: setting the shapes of the hand, the container, and the workpiece; detecting a workpiece in the workpiece, determining the takeout position and takeout posture of the hand when taking out the detected workpiece with the hand; and determining the takeout position and takeout posture of the hand when the hand takes out the detected workpiece; determining a relay position located above and inside a container and at which the posture of the hand becomes the take-out position; and moving the hand from the relay position to the take-out position by only translational movement.
  • This is the extraction method.
  • Still another aspect of the present disclosure is a robot equipped with a hand that takes out a workpiece in a container, and a sensor control device configured to detect the container and the workpiece, the control device for a sensor configured to detect the hand, the container, and the workpiece.
  • a shape setting unit that sets a shape
  • a take-out position and posture determining unit that determines a take-out position and a take-out attitude of the hand when taking out the detected workpiece with the hand
  • a relay position determination unit that determines a relay position where the hand is located above and inside the container and the posture of the hand becomes the take-out position
  • a relay position determination unit that moves the hand from the relay position to the take-out position by only translational movement.
  • a control device includes an operation control section.
  • the relay position is above and inside the container, and furthermore, the hand does not change its posture after the relay position, and approaches the extraction target only by translational movement. Therefore, an efficient take-out operation can be performed without causing the hand to interfere with the container or other workpieces.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a workpiece retrieval device according to an embodiment.
  • 3 is a flowchart illustrating an example of processing at the time of setting. 7 is a flowchart illustrating an example of processing at the time of execution of retrieval.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a moving path of a hand.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a workpiece take-out device according to a preferred embodiment.
  • the workpiece retrieval device 10 includes at least one robot 12, a three-dimensional vision sensor 14, and a control device 16 that is connected to the robot 12 and the sensor 14 by wire or wirelessly and controls the robot 12 and the sensor 14.
  • the robot 12 is, for example, an industrial vertical articulated robot with a serial link structure, and includes a base 18 installed at a predetermined location such as a production line in a factory, a rotating body 20 rotatably attached to the base 18, and a rotating body. a first arm (upper arm) 22 rotatably attached to the first arm 20; a second arm (forearm) 24 rotatably attached to the first arm 22; It has a freely attached wrist part (mechanical interface) 26 and a robot hand 28 attached to the wrist part 26, and is configured to take out works 32 randomly loaded in a container 30 one by one. There is.
  • the three-dimensional sensor 14 is configured to detect the position of the container 30 and the workpiece 32 within the container 30 based on a command from the control device 16, and is configured to detect the position of the container 30 and the workpiece 32 within the container 30, for example, using two two-dimensional cameras. It is possible to use a stereo camera that detects a three-dimensional position based on the parallax captured by an image, a TOF (Time of Flight) camera that captures a distance image using a time-of-flight method, and the like.
  • TOF Time of Flight
  • the robot 12 is configured to be able to perform various tasks such as taking out a workpiece based on commands sent from the control device 16.
  • the control device 16 includes a processor and a storage unit (memory, etc.), and can control the container 30 and the sensor 14 that detects the workpiece 32 in the container 30 in addition to controlling the robot 12 .
  • the processor of the robot control device 16 has a shape setting section that sets the shapes of the hand 28, the container 30, and the workpiece 32, and the takeout position and takeout position of the hand 28 when taking out the detected workpiece 32 with the hand 28.
  • a take-out position/attitude determination unit that determines the posture and a relay position (described later) where the hand 28 is above and inside the container 30 and the posture of the hand 28 is the take-out posture when performing the operation of taking out the detected workpiece 32. It has the functions of a relay position determination unit that determines the relay position, and an operation control unit that moves the hand 28 from the relay position to the take-out position by only translational movement.
  • a computer such as a personal computer (PC) that is connected to the control device 16 by wire or wirelessly and has a processor and a storage unit (memory, etc.) can operate the robot.
  • An operation program or the like may be generated and the generated program or the like may be transmitted from the computer to the control device 16.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a process performed as a setting before the workpiece 32 is actually taken out by the workpiece takeout device 10.
  • step S1 the shape and size of the container 30 in which the works 32 are to be stacked in bulk are set.
  • step S2 the shape, size, and position of representative points such as the tool tip point (TCP) of the robot hand 28 are set.
  • TCP tool tip point
  • step S3 the shape and size of the workpiece 32 are set.
  • step S4 the take-out position and attitude of the hand 28 with respect to the work 32, that is, the position and attitude of the hand 28 with respect to the work 32 when the hand 28 takes out the work 32 are set.
  • the settings in steps S1 to S4 may be made by the user via an input unit (not shown) such as an appropriate user interface, or may be made by the control device 14 or other devices based on the 3D model of the container, hand, workpiece, etc.
  • the processor of the computer may perform this automatically.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a process when the workpiece 32 is taken out by the workpiece takeout device 10.
  • step S11 three-dimensional data of the container 30 and the workpiece 32 inside the container 30 is acquired.
  • the sensor 14 is used to acquire image data or a three-dimensional point group of the container 30 and the workpiece 32.
  • step S12 the position of the container 30 is detected. Specifically, the position of the container 30 is determined based on a method such as model matching using the three-dimensional data of the container 30 acquired in step S11 and the shape and size of the container 30 set in step S1 described above. .
  • step S13 the position of the work 32 within the container 30 is detected. Specifically, similar to step S12, based on a method such as model matching using the three-dimensional data of the workpiece 32 acquired in step S11 and the shape and size of the workpiece 32 set in step S3 above, Find the position of the workpiece 32. At this time, the posture of the workpiece 32 can also be determined.
  • step S14 the take-out position and orientation of the hand 28 with respect to the workpiece 32 is determined. Specifically, the position of the hand 28 when taking out the detected workpiece 32 is based on the position (or position and orientation) of the workpiece 32 detected in step S13 and the hand takeout position and orientation set in step S4 described above. Find the take-out position and take-out posture.
  • a relay position that the hand 28 should pass through before reaching the extraction position determined in step S14 is determined.
  • the relay position is a position that the hand 28 (its representative point, etc.) must pass through before reaching the workpiece 32 to be taken out, and at the relay position, the hand 28 assumes the above-mentioned taking out posture. is located above and inside the container 30.
  • “above the container” means a space above the upper end 38 of the container 30 in the vertical direction as shown in FIG. 1, and “inside the container” as shown by reference numeral 40 in FIG. This means the space obtained by sweeping the opening of the container 30 vertically upward.
  • a specific method for calculating the relay position is, for example, to use CAD data of the hand 28 to determine whether there is interference between the hand 28 and the container 30 or workpiece 32.
  • CAD data of the hand 28 to determine whether there is interference between the hand 28 and the container 30 or workpiece 32.
  • CAD data to determine whether there is interference between the hand 28 and the container 30 or workpiece 32.
  • the calculation process may take time.
  • the shape of the hand 28 is approximated to a basic shape that includes at least one of a sphere, a cylinder, a polygonal prism, and a polyhedron, and the entire basic shape is positioned above and inside the container 30.
  • the relay position may also be determined.
  • a convex hull (convex polyhedron) containing the hand 28 may be determined from the CAD data of the hand 28, and the relay position may be determined such that each vertex of the convex hull is located above and inside the container 30. In either case, calculation time can be significantly reduced compared to using CAD data as is.
  • step S15 it may not be possible to calculate or determine a relay position that satisfies the above-mentioned condition (the relay position is above and inside the container) for the work to be taken out. In this case, it can be determined that there was a problem as to which workpiece should be taken out, so it is preferable not to perform the work to take out the workpiece that was targeted to be taken out, but to restart the work with another workpiece to be taken out.
  • step S16 the hand 28 is moved to the relay position determined in step S15.
  • the robot 12 is controlled so that the hand 28 assumes the take-out posture determined in step S14 by the time the hand 28 reaches the relay position.
  • the hand 28 assumes the take-out posture determined in step S14 by the time the hand 28 reaches the relay position.
  • the robot 12 is controlled so that the hand 28 assumes the take-out posture determined in step S14 by the time the hand 28 reaches the relay position.
  • the robot 12 is controlled so that the hand 28 assumes the take-out posture determined in step S14 by the time the hand 28 reaches the relay position.
  • the approach direction of the hand 28 to the workpiece 32 to be taken out is the z direction of the coordinate system 34 set for the workpiece 32
  • the hand 28 moves to the coordinate system set for the hand 28 at the relay position.
  • the extraction posture is such that the z-direction of the system 36 is parallel to the z-direction of the coordinate system 34.
  • step S17 the hand 28 is translated (parallel movement) from the relay position to the workpiece take-out position.
  • the hand 28 moves along a movement path 42 from the relay position to the workpiece 32 to be taken out without changing its posture.
  • the movement path from the relay position to the workpiece to be taken out may be a simple straight line, may include straight lines in different directions connected by at least one bending point as shown in FIG. 1, or may include at least a partially curved line. May include.
  • step S18 the workpiece 32 to be taken out is taken out by gripping or suctioning with the hand 28.
  • steps S11 to S18 described above are repeated.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a process for determining a relay position. If the workpiece 32a is detected as the object to be taken out, and the relay position is determined so that the hand 28 moves along one straight line (movement path) 44 from the relay position to the workpiece 32a, another workpiece 32b will be moved by the hand. There is a possibility of interference with 28. On the other hand, in order to take out the workpiece 32a, the hand 28 needs to move along the straight line 44 at least in the vicinity of the workpiece 32a.
  • the relay position is The target workpiece 32a can be taken out while reliably avoiding interference with the workpiece 32b.
  • the relay position is above and inside the container 30, and the hand 28 does not change its posture after the relay position, and approaches the object to be taken out only by translational movement. Therefore, the hand 28 can perform a smooth takeout operation without interfering with the container 30 or other workpieces 32.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

コンテナ内のワークを効率的に取出すワーク取出し装置、取出し方法及び制御装置を提供する。ワーク取出し装置は、コンテナ内のワークを取出すハンドを搭載したロボットと、ハンド、コンテナ及びワークの形状を設定する形状設定部と、コンテナ及びコンテナ内のワークを検出するように構成されたセンサと、検出されたワークをハンドで取り出すときのハンドの取出し位置及び取出し姿勢を求める取出し位置姿勢決定部と、検出されたワークを取出す動作を行う際に、ハンドがコンテナの上方かつ内側にあり、ハンドの姿勢が取出し姿勢となる中継位置を決定する中継位置決定部と、ハンドを中継位置から並進移動のみで前記取出し位置に移動させる動作制御部と、を備える。

Description

ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置
　本発明の実施形態は、ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置に関する。
　従来、バラ積みされた物品の位置及び姿勢を認識し、ロボットを用いて認識した物品を取出す装置が周知である。この種の装置として、バラ積みされた物品をカメラで撮像して得られた二次元画像や三次元測定機で測定して得られた三次元点集合に対し、パターンマッチングを用いて物品の位置を認識するようにした装置が知られている（例えば特許文献１及び２を参照）。
　またパターンマッチングを行うことなく、種々の三次元測定機を用いて、バラ積みされた物品の位置及び姿勢を認識して物品を取出すことが可能な物品取出装置が知られている（例えば特許文献３を参照）。
特開２００４－２９５２２３号公報 特開２０１１－１７９９０９号公報 特開２０１５－０８９５９０号公報
　コンテナ内にバラ積みされたワークは、様々な姿勢を呈する。様々な姿勢のワークをロボットで取り出す際は、ワークの姿勢に合わせてロボットに搭載したハンドを傾ける必要がある。しかしワークを取出す直前にワークの姿勢に合わせてハンドの姿勢を変更すると、姿勢変更の動作中にハンドが、コンテナ又は取出し対象のワークの周囲にあるワークと干渉することがある。
　ロボットに干渉し得る障害物を三次元のビジョンセンサ等で検知する方法はあるが、ビジョンセンサで取得できるのはコンテナの上面の表面的な情報であり、さらに三次元のビジョンセンサでは三次元データの取得に失敗することもある。よってビジョンセンサを用いて干渉を確実に予測し回避することは難しい。
　なおロボットが周囲環境と干渉しないようにロボットの移動軌跡を求める自動経路生成技術も提唱されているが、これを実現するには高性能な演算処理装置と、多くの処理時間を要する。
　本開示の一態様は、コンテナ内のワークを取出すハンドを搭載したロボットと、前記ハンド、前記コンテナ及び前記ワークの形状を設定する形状設定部と、前記コンテナ及び前記コンテナ内のワークを検出するように構成されたセンサと、検出されたワークを前記ハンドで取り出すときの前記ハンドの取出し位置及び取出し姿勢を求める取出し位置姿勢決定部と、前記検出されたワークを取出す動作を行う際に、前記ハンドが前記コンテナの上方かつ内側にあり、前記ハンドの姿勢が前記取出し姿勢となる中継位置を決定する中継位置決定部と、前記ハンドを前記中継位置から並進移動のみで前記取出し位置に移動させる動作制御部と、を備える、ワーク取出し装置である。
　本開示の他の態様は、コンテナ内のワークを取出すハンドを搭載したロボットを用いたワーク取出し方法であって、前記ハンド、前記コンテナ及び前記ワークの形状を設定することと、前記コンテナ及び前記コンテナ内のワークを検出することと、検出されたワークを前記ハンドで取り出すときの前記ハンドの取出し位置及び取出し姿勢を求めることと、前記検出されたワークを取出す動作を行う際に、前記ハンドが前記コンテナの上方かつ内側にあり、前記ハンドの姿勢が前記取出し姿勢となる中継位置を決定することと、前記ハンドを前記中継位置から並進移動のみで前記取出し位置に移動させることと、を含む、ワーク取出し方法である。
　本開示のさらなる他の態様は、コンテナ内のワークを取出すハンドを搭載したロボット、並びに前記コンテナ及び前記ワークを検出するように構成されたセンサの制御装置であって、前記ハンド、コンテナ及びワークの形状を設定する形状設定部と、検出されたワークを前記ハンドで取り出すときの前記ハンドの取出し位置及び取出し姿勢を求める取出し位置姿勢決定部と、前記検出されたワークを取出す動作を行う際に、前記ハンドが前記コンテナの上方かつ内側にあり、前記ハンドの姿勢が前記取出し姿勢となる中継位置を決定する中継位置決定部と、前記ハンドを前記中継位置から並進移動のみで前記取出し位置に移動させる動作制御部と、を備える、制御装置である。
　本開示によれば、中継位置がコンテナの上方かつ内側にあり、さらにハンドは、中継位置以降は姿勢変化せず、並進移動のみによって取出し対象にアプローチする。従ってハンドをコンテナや他のワークと干渉させずに効率的な取出し動作を行うことができる。
実施形態に係るワーク取出し装置の概略構成図である。 設定時の処理の一例を示すフローチャートである。 取出し実行時の処理の一例を示すフローチャートである。 ハンドの移動経路の例を示す概略図である。
　図１は、好適な実施形態に係るワーク取出し装置の概略構成図である。ワーク取出し装置１０は、少なくとも１台のロボット１２と、３次元ビジョンセンサ１４と、ロボット１２及びセンサ１４に有線又は無線で接続され、ロボット１２及びセンサ１４を制御する制御装置１６とを有する。
　ロボット１２は、例えばシリアルリンク構造の産業用垂直多関節ロボットであり、工場の生産ライン等の所定場所に設置されるベース１８と、ベース１８に旋回自在に取り付けられた旋回胴２０と、旋回胴２０に対して回動自在に取り付けられた第１アーム（上腕）２２と、第１アーム２２に対して回動自在に取り付けられた第２アーム（前腕）２４と、第２アーム２４に回動自在に取り付けられた手首部（メカニカルインタフェース）２６と、手首部２６に取り付けられたロボットハンド２８とを有し、コンテナ３０内にランダムに積載されたワーク３２を１つずつ取り出すように構成されている。
　本実施形態では、３次元センサ１４は、制御装置１６からの指令に基づいて、コンテナ３０及びコンテナ３０内のワーク３２の位置を検出するように構成されており、例えば２台の２次元カメラにて撮像される視差により、３次元の位置を検出するステレオカメラや、光飛行時間方式により距離画像を撮像するＴＯＦ（Time of Flight）カメラ等が使用可能である。
　ロボット１２は、制御装置１６から送信される指令に基づいて、ワークの取出し等の種々の作業を実行できるように構成されている。制御装置１６は、プロセッサ及び記憶部（メモリ等）を備え、ロボット１２の制御に加え、コンテナ３０及びコンテナ３０内のワーク３２を検出するセンサ１４を制御することができる。本実施形態では、ロボット制御装置１６のプロセッサが、ハンド２８、コンテナ３０及びワーク３２の形状を設定する形状設定部と、検出されたワーク３２をハンド２８で取り出すときのハンド２８の取出し位置及び取出し姿勢を求める取出し位置姿勢決定部と、検出されたワーク３２を取出す動作を行う際に、ハンド２８がコンテナ３０の上方かつ内側にあり、ハンド２８の姿勢が取出し姿勢となる中継位置（後述）を決定する中継位置決定部と、ハンド２８を中継位置から並進移動のみで取出し位置に移動させる動作制御部としての機能を有する。但し本開示はこれに限られず、例えば、制御装置１６に有線又は無線で接続された、プロセッサ及び記憶部（メモリ等）を有するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のような計算機（図示せず）がロボットの動作プログラム等を生成し、生成したプログラム等を該計算機から制御装置１６に送信するようにしてもよい。
　図２は、ワーク取出し装置１０で実際にワーク３２を取出す前に、設定として行っておく処理の一例を示すフローチャートである。先ずステップＳ１において、ワーク３２がバラ積みされるコンテナ３０の形状及びサイズを設定する。次にステップＳ２において、ロボットハンド２８の形状、サイズ、及びツール先端点（ＴＣＰ）等の代表点の位置を設定する。
　次にステップＳ３において、ワーク３２の形状及びサイズを設定する。最後にステップＳ４において、ワーク３２に対するハンド２８の取出し位置姿勢、すなわちハンド２８がワーク３２を取出す際のワーク３２に対するハンド２８の位置及び姿勢を設定する。なおステップＳ１－Ｓ４の設定は、ユーザが適当なユーザインタフェース等の入力部（図示せず）を介して行ってもよいし、コンテナ、ハンド及びワークの３Ｄモデル等に基づいて制御装置１４又は他の計算機のプロセッサが自動で行ってもよい。
　図３は、ワーク取出し装置１０でワーク３２を取出す際の処理の一例を示すフローチャートである。先ずステップＳ１１において、コンテナ３０及びコンテナ３０内のワーク３２の三次元データを取得する。具体的には、センサ１４を用いてコンテナ３０及びワーク３２の画像データ又は三次元点群を取得する。
　次にステップＳ１２において、コンテナ３０の位置を検出する。具体的には、ステップＳ１１で取得したコンテナ３０の三次元データと、上述のステップＳ１で設定したコンテナ３０の形状及びサイズとを用いたモデルマッチ等の手法に基づいて、コンテナ３０の位置を求める。
　次にステップＳ１３において、コンテナ３０内のワーク３２の位置を検出する。具体的には、ステップＳ１２と同様に、ステップＳ１１で取得したワーク３２の三次元データと、上述のステップＳ３で設定したワーク３２の形状及びサイズとを用いたモデルマッチ等の手法に基づいて、ワーク３２の位置を求める。このとき、ワーク３２の姿勢も求めることができる。
　次にステップＳ１４において、ワーク３２に対するハンド２８の取出し位置姿勢を求める。具体的には、ステップＳ１３で検出したワーク３２の位置（又は位置及び姿勢）と、上述のステップＳ４で設定したハンドの取出し位置姿勢とに基づいて、検出したワーク３２を取出す際のハンド２８の取出し位置及び取出し姿勢を求める。
　次にステップＳ１５において、ハンド２８がステップＳ１４で求めた取出し位置に至るまでに経由すべき中継位置を求める。本実施例での中継位置とは、取出し対象のワーク３２に至るまでにハンド２８（の代表点等）が必ず経由する位置であり、該中継位置では、ハンド２８は上述の取出し姿勢を呈する状態でコンテナ３０の上方かつ内側に位置する。ここで「コンテナの上方」とは、図１に示すようにコンテナ３０の上端３８よりも鉛直方向について上側の空間を意味し、「コンテナの内側」とは、図１において参照符号４０で示すように、コンテナ３０の開口部を鉛直上方に掃引して得られる空間を意味する。
　中継位置の具体的計算方法としては、例えばハンド２８のＣＡＤデータを用いて、ハンド２８とコンテナ３０やワーク３２との干渉の有無を求めるやり方が挙げられる。しかし一般にロボットハンドは複雑な形状を有するので、ＣＡＤデータを用いた計算は正確ではあるが、演算処理に時間を要する場合もある。
　そこで例えば、ハンド２８の形状を、該形状を内包する球、円柱、多角柱及び多面体の少なくとも１つを含む基本形状に近似し、該基本形状の全体がコンテナ３０の上方かつ内側に位置するように中継位置を求めてもよい。或いは、ハンド２８のＣＡＤデータ等から、ハンド２８を内包する凸包（凸多面体）を求め、該凸包の各頂点がコンテナ３０の上方かつ内側に位置するように中継位置を求めてもよい。いずれの場合も、ＣＡＤデータをそのまま使用するよりは計算時間を大幅に短縮することができる。
　またステップＳ１５において、取出し対象とされたワークについて、上述の条件（中継位置がコンテナの上方かつ内側にある）を満たす中継位置が計算又は決定できない場合もあり得る。この場合はどのワークを取出し対象とすべきかに問題があったと判断できるので、取出し対象とされたワークの取出し作業は行わず、別のワークを取出し対象とする作業からやり直すことが好ましい。
　次にステップＳ１６において、ステップＳ１５で求めた中継位置にハンド２８を移動させる。ここでロボット１２は、ハンド２８が中継位置に達するまでにステップＳ１４で求めた取出し姿勢となるように制御される。例えば図１に示すように、取出し対象ワーク３２に対するハンド２８のアプローチ方向が、ワーク３２に設定された座標系３４のｚ方向である場合、ハンド２８は中継位置において、ハンド２８に設定された座標系３６のｚ方向が座標系３４のｚ方向に平行になるような取出し姿勢を呈する。
　次にステップＳ１７において、中継位置からワーク取出し位置までハンド２８を並進移動（平行移動）させる。例えば図１に示すように、ハンド２８は中継位置から取出し対象ワーク３２までは姿勢を変えずに、移動経路４２に沿って移動する。なお中継位置から取出し対象ワークまでの移動経路は、単純な直線でもよいし、図１のように少なくとも１つの屈曲点によって接続された異なる方向の直線を含んでもよいし、少なくとも部分的に曲線を含んでもよい。
　最後にステップＳ１８において、取出し対象のワーク３２を、ハンド２８による把持や吸着等によって取出す。別のワークを取出す際は、上述のステップＳ１１－Ｓ１８を繰り返す。
　図４は、中継位置を求める処理の一例を説明する概略図である。仮に取出し対象としてワーク３２ａが検出された場合に、ハンド２８が中継位置からワーク３２ａまで１本の直線（移動経路）４４に沿って移動するように中継位置を決定すると、他のワーク３２ｂがハンド２８に干渉する可能性がある。一方で、ワーク３２ａを取出すためには、少なくともワーク３２ａの直近ではハンド２８は直線４４に沿って移動する必要がある。
　そこで参照符号４６で示すように、取出し対象ワーク３２ａから一定距離離れた移動経路の一部を上方に変位させた移動経路に沿ってハンド２８が移動するように中継位置を決定することにより、他のワーク３２ｂとの干渉を確実に回避しつつ、取出し対象ワーク３２ａを取出すことができる。
　上述の実施形態によれば、中継位置がコンテナ３０の上方かつ内側にあり、さらにハンド２８は、中継位置以降は姿勢変化せず、並進移動のみによって取出し対象にアプローチする。従ってハンド２８は、コンテナ３０や他のワーク３２と干渉せず、円滑な取出し動作を実行することができる。
　１０　　ワーク取出し装置
　１２　　ロボット
　１４　　センサ
　１６　　制御装置
　２８　　ロボットハンド
　３０　　コンテナ
　３２、３２ａ、３２ｂ　　ワーク
　４２、４４、４６　　移動経路

Claims (7)

  1. 　コンテナ内のワークを取出すハンドを搭載したロボットと、
    　前記ハンド、前記コンテナ及び前記ワークの形状を設定する形状設定部と、
    　前記コンテナ及び前記コンテナ内のワークを検出するように構成されたセンサと、
    　検出されたワークを前記ハンドで取り出すときの前記ハンドの取出し位置及び取出し姿勢を求める取出し位置姿勢決定部と、
    　前記検出されたワークを取出す動作を行う際に、前記ハンドが前記コンテナの上方かつ内側にあり、前記ハンドの姿勢が前記取出し姿勢となる中継位置を決定する中継位置決定部と、
    　前記ハンドを前記中継位置から並進移動のみで前記取出し位置に移動させる動作制御部と、
    を備える、ワーク取出し装置。
  2. 　前記中継位置決定部は、前記ハンドの形状を、球、円柱、多角柱及び多面体の少なくとも１つを含む基本形状に近似し、該基本形状の全体が前記コンテナの上方かつ内側に位置するように中継位置を決定する、請求項１に記載のワーク取出し装置。
  3. 　前記中継位置決定部は、前記ハンドを内包する凸包を求め、該凸包の各頂点が前記コンテナの上方かつ内側に位置するように中継位置を決定する、請求項１に記載のワーク取出し装置。
  4. 　前記動作制御部は、前記中継位置が前記コンテナの上方かつ内側に設定することができない場合は、前記検出されたワークの取出し動作は行わないように前記ロボットを制御する、請求項１に記載のワーク取出し装置。
  5. 　前記中継位置決定部は、前記検出されたワークから一定距離離れた移動経路の一部を上方に変位させた移動経路に沿って前記ハンドが移動するように中継位置を決定する、請求項１に記載のワーク取出し装置。
  6. 　コンテナ内のワークを取出すハンドを搭載したロボットを用いたワーク取出し方法であって、
    　前記ハンド、前記コンテナ及び前記ワークの形状を設定することと、
    　前記コンテナ及び前記コンテナ内のワークを検出することと、
    　検出されたワークを前記ハンドで取り出すときの前記ハンドの取出し位置及び取出し姿勢を求めることと、
    　前記検出されたワークを取出す動作を行う際に、前記ハンドが前記コンテナの上方かつ内側にあり、前記ハンドの姿勢が前記取出し姿勢となる中継位置を決定することと、
    　前記ハンドを前記中継位置から並進移動のみで前記取出し位置に移動させることと、
    を含む、ワーク取出し方法。
  7. 　コンテナ内のワークを取出すハンドを搭載したロボット、並びに前記コンテナ及び前記ワークを検出するように構成されたセンサの制御装置であって、
    　前記ハンド、コンテナ及びワークの形状を設定する形状設定部と、
    　検出されたワークを前記ハンドで取り出すときの前記ハンドの取出し位置及び取出し姿勢を求める取出し位置姿勢決定部と、
    　前記検出されたワークを取出す動作を行う際に、前記ハンドが前記コンテナの上方かつ内側にあり、前記ハンドの姿勢が前記取出し姿勢となる中継位置を決定する中継位置決定部と、
    　前記ハンドを前記中継位置から並進移動のみで前記取出し位置に移動させる動作制御部と、
    を備える、制御装置。
PCT/JP2022/028805 2022-07-26 2022-07-26 ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置 Ceased WO2024023934A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112022007254.7T DE112022007254T5 (de) 2022-07-26 2022-07-26 Werkstück-entnahmevorrichtung, werkstück-entnahmeverfahren und steuervorrichtung
JP2024536600A JPWO2024023934A1 (ja) 2022-07-26 2022-07-26
PCT/JP2022/028805 WO2024023934A1 (ja) 2022-07-26 2022-07-26 ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置
US18/880,665 US20260001728A1 (en) 2022-07-26 2022-07-26 Workpiece removal device, workpiece removal method, and control device
CN202280098123.6A CN119451786A (zh) 2022-07-26 2022-07-26 工件取出装置、工件取出方法以及控制装置
TW112125701A TW202419237A (zh) 2022-07-26 2023-07-10 工件取出裝置、工件取出方法及控制裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/028805 WO2024023934A1 (ja) 2022-07-26 2022-07-26 ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024023934A1 true WO2024023934A1 (ja) 2024-02-01

Family

ID=89705642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/028805 Ceased WO2024023934A1 (ja) 2022-07-26 2022-07-26 ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20260001728A1 (ja)
JP (1) JPWO2024023934A1 (ja)
CN (1) CN119451786A (ja)
DE (1) DE112022007254T5 (ja)
TW (1) TW202419237A (ja)
WO (1) WO2024023934A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012066819A1 (ja) * 2010-11-17 2012-05-24 三菱電機株式会社 ワーク取り出し装置
JP2015205368A (ja) * 2014-04-21 2015-11-19 キヤノン株式会社 部品ピッキング方法、ロボット装置、プログラム及び記録媒体

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3842233B2 (ja) 2003-03-25 2006-11-08 ファナック株式会社 画像処理装置及びロボットシステム
JP5480667B2 (ja) 2010-02-26 2014-04-23 キヤノン株式会社 位置姿勢計測装置、位置姿勢計測方法、プログラム
JP2015089590A (ja) 2013-11-05 2015-05-11 ファナック株式会社 バラ積みされた物品をロボットで取出す装置及び方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012066819A1 (ja) * 2010-11-17 2012-05-24 三菱電機株式会社 ワーク取り出し装置
JP2015205368A (ja) * 2014-04-21 2015-11-19 キヤノン株式会社 部品ピッキング方法、ロボット装置、プログラム及び記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
CN119451786A (zh) 2025-02-14
TW202419237A (zh) 2024-05-16
JPWO2024023934A1 (ja) 2024-02-01
DE112022007254T5 (de) 2025-03-06
US20260001728A1 (en) 2026-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113696186B (zh) 复杂光照条件下基于视触融合的机械臂自主移动抓取方法
EP3383593B1 (en) Teaching an industrial robot to pick parts
US11090814B2 (en) Robot control method
JP7275759B2 (ja) 物体検出方法、物体検出装置およびロボットシステム
EP3392002A1 (en) Information processing apparatus, measuring apparatus, system, interference determination method, and article manufacturing method
CN112512754B (zh) 对工业机器人编程的方法
EP3222393B1 (en) Automated guidance system and method for a coordinated movement machine
JP5620445B2 (ja) 選択条件に基づいてロボットの保持位置姿勢を決定する物品取出装置
JP2019188580A (ja) 情報処理装置、制御方法、ロボットシステム、コンピュータプログラム、及び記憶媒体
JP2018161692A (ja) 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
JP2018176334A5 (ja)
JP2014161965A (ja) 物品取り出し装置
JP5458807B2 (ja) 対象物把持領域抽出装置および対象物把持領域抽出装置を用いたロボットシステム
CN115003464A (zh) 机器人系统
JP2022160363A (ja) ロボットシステム、制御方法、画像処理装置、画像処理方法、物品の製造方法、プログラム、及び記録媒体
US20180215044A1 (en) Image processing device, robot control device, and robot
WO2021117479A1 (ja) 情報処理装置、方法およびプログラム
JP7708840B2 (ja) ロボットの構成部材の干渉を検出するロボット装置
JP7614326B2 (ja) 教示工具または作業者の手を用いて教示点を設定する教示装置
CN110871443A (zh) 物品取出系统
WO2024023934A1 (ja) ワーク取出し装置、ワーク取出し方法及び制御装置
WO2021210514A1 (ja) ロボットの制御装置及び制御方法、ロボットシステム、ロボットの動作プログラムを生成する装置及び方法
JP7286524B2 (ja) ピッキングロボット、ピッキング方法及びプログラム
WO2023243051A1 (ja) ワーク取り出しシステム
CN116457161B (zh) 信息处理装置及拣选装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22953031

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024536600

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18880665

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280098123.6

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112022007254

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202280098123.6

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 112022007254

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22953031

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 18880665

Country of ref document: US