JP2002192487A - ピックアンドプレイス装置の制御方法及び該方法を適用したピックアンドプレイス装置 - Google Patents

ピックアンドプレイス装置の制御方法及び該方法を適用したピックアンドプレイス装置

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JP2002192487A
JP2002192487A JP2000392393A JP2000392393A JP2002192487A JP 2002192487 A JP2002192487 A JP 2002192487A JP 2000392393 A JP2000392393 A JP 2000392393A JP 2000392393 A JP2000392393 A JP 2000392393A JP 2002192487 A JP2002192487 A JP 2002192487A
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Masayuki Okuyama
正幸 奥山
Takayuki Kameyama
孝之 亀山
Nobuyuki Setsuda
信之 説田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピックアンドプレイス作業を行うＪＵＭＰ動
作に際して、対象物とその設置面との擦れや把持手段と
他の装置等との衝突等を回避しながら把持手段を目標位
置まで高速に移動させることが可能なピックアンドプレ
イス装置の制御方法及び該方法を適用したピックアンド
プレイス装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも一方にコンベヤ１を含む二つ
の装置間におけるピックアンドプレイス作業を、現在位
置でワークをロボットハンド４ａで把持してから上昇動
作を行い、目標位置へ向けて下降動作を行うＪＵＭＰ動
作によって行うロボットハンド４ａを備えたピックアン
ドプレイス装置の制御方法であって、ＪＵＭＰ動作をア
ーチ動作で行うと共に、ＪＵＭＰ動作の上昇動作時及び
下降動作時において、ロボットハンド４ａで把持したワ
ークとそのワークの設置面との間で相対速度を発生させ
ないようにロボットハンド４ａを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はピックアンドプレイ
ス作業を行う装置の制御方法及びピックアンドプレイス
装置に関し、特に少なくとも一方に運搬装置を含む二つ
の装置間におけるピックアンドプレイス作業における制
御に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のピックアンドプレイス作業、す
なわち対象物（以下、ワークという）を把持して現在位
置から移動させ、目標位置で離す作業としては、例えば
テーブル上に置かれた部品をコンベヤによって搬送され
ている電子機器本体に対して順次組み付ける組立作業
や、テーブル上の部品をコンベヤ上のパレットへと移載
する作業等が該当する。この種の作業においては、テー
ブル上の部品を持ち上げずに目標位置に向かってロボッ
トハンドを移動させると、他の部品を衝突により破壊し
てしまう恐れがあるため、これを回避するために部品を
現在位置でハンドリング後、一度上方に待避してから移
動先の上空まで水平移動し、その後下降する動作を行っ
ている。
【０００３】このような上昇動作及び下降動作を行って
目標位置まで移動する動作を以下ではＪＵＭＰ動作と呼
ぶことにする。このＪＵＭＰ動作には図１５に示す経路
形状を有するゲート動作とアーチ動作があり、それぞれ
の速度波形は図１６に示すようになっている。ゲート動
作は、図１６に示すように現在位置からの上昇動作を行
ってその上昇動作を終了してから水平方向の移動を開始
し、水平方向の移動が終了したとき下降動作を開始する
動作を行って目標位置へ移動する動作を行うものであ
る。一方、アーチ動作は現在位置からの上昇動作途中で
水平方向の移動も開始し、水平動作途中で下降動作を開
始して目標位置へ移動する動作を行うものである。これ
らの各動作は適宜、使い分けられるが、アーチ動作は図
１６より明らかなようにゲート動作に比べて動作時間が
短いことから通常はアーチ動作が使用されている。そこ
で、以下の説明においてはＪＵＭＰ動作をアーチ動作で
行うものとして説明を行う。
【０００４】図１７及び図１８は発明の背景となる技術
の説明図で、特に図１７はコンベヤ外からコンベヤ上へ
のピックアンドプレイス作業、図１８はコンベヤ上から
コンベヤ外へのピックアンドプレイス作業を行う場合に
ついて示している。両図において、１０１はコンベヤ、
１０２はエンコーダ、１０３は検出センサ、１０４はロ
ボット、１０４ａはロボット１０４のアーム、１０５は
給材装置、１０６はパレット、１０７はコントローラ、
１０８は除材装置である。
【０００５】まず図１７においては、コンベヤ上をパレ
ット１０６が流れてきてそれを検出センサにて検出す
る。給材装置１０５上のワークを把持して待機状態にあ
るロボット１０４は、検出センサ１０３の検出信号によ
りコンベヤ上のパレット１０６の追従動作を開始してパ
レット１０６上へワークを搬送する動作を行うものであ
る。
【０００６】図１９は、この発明の背景となる技術にお
ける軌道生成についての説明図で、水平方向の軌道は、
ワークの移載先となる目標位置（プログラムにて指定さ
れる指令位置）に向かう方向の軌道と、コンベヤ１０
１の動作に追従方向の軌道とを合成して生成される。
【０００７】図２０は図１７に示したコンベヤ外からコ
ンベヤ上への動作における速度波形を示す図で、指令位
置方向の速度（図１９の矢印の水平方向の速度）、垂
直方向の速度、追従方向の速度（図１９の矢印の水平
方向の速度）の各速度波形を示している。図に示すよう
に、コンベヤ上への動作の場合、ロボット１０４は上昇
動作開始と同時に追従方向の動作も開始するように構成
されている。
【０００８】また、図１８においては、コンベヤ１０１
上を流れるワークが、ロボット１０４でハンドリング可
能な位置に達したことを検出センサ１０３で検出し、そ
の検出信号によってロボット１０４は待機位置からワー
クの追従動作を開始し、そしてワークを把持すると（図
１８には把持した状態を示している。）、追従動作（す
なわちワークを追いかける動作）を減速しながら上昇
し、除材装置１０８へと移動するように構成されてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
発明の背景となる技術の図１７に示した場合において
は、例えばワークが柔らかい材質で構成され、変形した
状態で給材装置１０５上に載置されているような場合、
持ち上げ始めてから実際にワークが給材装置１０５から
離れるまでに時間がかかる。このため、上昇動作を行い
ながら追従動作を開始してしまうと、ワークを持ち上げ
ている間にワークとその設置面即ち給材装置１０５表面
との間に擦れが生じるという問題点があった。これはコ
ンベヤ１０１が低速である場合にはさほど問題にならな
いが、高速である場合には無視できない問題となってい
た。
【００１０】また、ワークがピンのような部品で構成さ
れ、給材装置１０５に差し込んだ状態で配置されている
場合、上手く引き抜くことができないといった不具合が
生じてしまう。
【００１１】一方、図１８に示した場合においては、コ
ンベヤ上からワークを持ち上げる動作を開始すると同時
に、その時点まで行われていた追従動作の減速を開始す
るので、コンベヤ面とワークとの間に相対速度が発生
し、上記と同様にコンベヤ面との間に擦れが発生する。
また、ワークを除材装置１０８上に搬送した後、直ぐに
次のワークをハンドリングするような場合があるが、こ
の場合、ワークを目標位置で離した後、直ぐに次のワー
クの追従を開始すると、図２１（ａ）に示すように除材
装置１０８の壁面が高かった場合にはロボットハンドが
除材装置１０８に衝突する可能性があり、また例えば
（ｂ）に示すようにロボットハンドがワークを深く把持
していた場合にはロボットハンドがワークに衝突してし
まう可能性があった。
【００１２】以上に説明したこれらの問題は、上昇動作
の開始と同時に追従動作の開始又は停止を行うことに原
因がある。このため、図２２に示すようにある程度上昇
した後に追従開始または追従停止を行うようにすれば、
問題を解決することが可能である。そこで、前述の発明
の背景技術において１動作（即ち、動作途中に停止動作
を含まない）で行っていたＪＵＭＰ動作（図２０参照）
を上昇開始から追従動作の開始又は停止を行うまでの動
作（動作１）と、その他の動作（動作２）に分割するこ
とにより対応する方法が考えられる。
【００１３】図２３は図１７に示したコンベヤ外からコ
ンベヤ上のＪＵＭＰ動作においてその解決策を講じた場
合の速度波形を示す図で、指令位置方向の速度（図１９
の矢印の水平方向の速度）、垂直方向の速度、追従方
向の速度（図１９の矢印の水平方向の速度）の各速度
波形を示している。図に示すように、最初は垂直方向の
速度成分のみに基づく上昇動作を行ってある程度上昇
後、追従動作を開始するように構成すれば良い。
【００１４】しかしながら、この方法においては、上昇
動作後、時刻ｔa で一旦停止しているために前述の発明
の背景技術（図２０の波形図参照）に比べて余計な加速
−移動−減速−停止の動作を行うことになり動作開始か
ら終了までの時間が長くなくなるといった問題が生じ
る。
【００１５】また、ＪＵＭＰ動作を２つに分割して２動
作で構成することになるため、ユーザのプログラム記述
の面から見ても、各動作毎の命令分の記述が必要とさ
れ、命令文の数が増える結果となり、可読性の低下も招
いていた。
【００１６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、ピックアンドプレイス作業を行うＪＵＭＰ動作に
際して、対象物とその設置面との擦れやロボットハンド
と他の装置等との衝突等を回避しながら把持手段を目標
位置まで高速に移動させることが可能なピックアンドプ
レイス装置の制御方法及び該方法を適用したピックアン
ドプレイス装置を提供することを第１の目的とする。
【００１７】また、本発明は前記第１の目的に加え、更
にプログラム記述の容易化を図ることが可能なピックア
ンドプレイス装置の制御方法及び該方法を適用したピッ
クアンドプレイス装置を提供することを第２の目的とす
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】(１)本発明の一つの態様
に係るピックアンドプレイス装置の制御方法は、少なく
とも一方に運搬装置を含む二つの装置間におけるピック
アンドプレイス作業を、現在位置で対象物を把持手段で
把持してから上昇動作を行い、目標位置へ向けて下降動
作を行うＪＵＭＰ動作によって行う把持手段を備えたピ
ックアンドプレイス装置の制御方法であって、ＪＵＭＰ
動作をアーチ動作で行うと共に、ＪＵＭＰ動作の上昇動
作時及び下降動作時において、把持手段で把持した対象
物とその対象物の設置面との間で相対速度を発生させな
いように把持手段を制御するものである。
【００１９】(２)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）において、ＪＵ
ＭＰ動作の上昇動作において、運搬装置以外からの上昇
動作の場合には、把持手段が現在位置から第１の所定距
離上昇するまでの間は垂直方向に上昇させることにより
対象物とその対象物の設置面との間で相対速度を発生さ
せないようにしたものである。
【００２０】(３)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）において、ＪＵ
ＭＰ動作の上昇動作において、運搬装置上からの上昇動
作の場合には、把持手段が現在位置から第１の所定距離
上昇するまでの間は運搬装置の動作に追従したまま上昇
させることにより対象物とその対象物の設置面との間で
相対速度を発生させないようにしたものである。
【００２１】(４)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）〜（３）の何れ
かにおいて、ＪＵＭＰ動作の下降動作において、運搬装
置以外への下降動作の場合には、把持手段が目標位置か
ら上方に第２の所定距離の位置から目標位置に到達する
までの間は把持手段を垂直方向に下降させることにより
対象物とその対象物の設置面との間で相対速度を発生さ
せないようにしたものである。
【００２２】(５)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）〜（３）の何れ
かにおいて、ＪＵＭＰ動作の下降動作において、運搬装
置上への下降動作の場合には、把持手段が目標位置から
上方に第２の所定距離の位置から目標位置に到達するま
での間は把持手段を運搬装置の動作に追従したまま下降
させることにより対象物とその対象物の設置面との間で
相対速度を発生させないようにしたものである。
【００２３】(６)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）において、ＪＵ
ＭＰ動作は、対応する動作命令がピックアンドプレイス
装置で実行されたときに実施され、動作命令において目
標位置が運搬装置上に指定され、且つ把持手段の現在位
置が運搬装置外であるとき、上昇動作の際には把持手段
が現在位置から第１の所定距離上昇するまでの間は垂直
方向に上昇動作を行い、また下降動作の際には把持手段
が目標位置から上方に第２の所定距離の位置から目標位
置に到達するまでの間は把持手段を運搬装置の動作に追
従したまま下降させることにより対象物とその対象物の
設置面との間で相対速度を発生させないようにしたもの
である。
【００２４】(７)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）において、ＪＵ
ＭＰ動作は、対応する動作命令がピックアンドプレイス
装置で実行されたときに実施され、動作命令において目
標位置が運搬装置以外に指定され、且つ把持手段の現在
位置が運搬装置上であるとき、上昇動作の際には把持手
段が現在位置から第１の所定距離上昇するまでの間は把
持手段を運搬装置の動作に追従したまま上昇させ、また
下降動作の際には把持手段が目標位置から上方に第２の
所定距離の位置から目標位置に到達するまでの間は把持
手段を垂直方向に下降させることにより対象物とその対
象物の設置面との間で相対速度を発生させないようにし
たものである。
【００２５】(８)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）において、ＪＵ
ＭＰ動作は、対応する動作命令がピックアンドプレイス
装置で実行されたときに実施され、動作命令において目
標位置が運搬装置以外に指定され、且つ把持手段の現在
位置が運搬装置上であるとき、上昇動作の際には把持手
段が現在位置から第１の所定距離上昇するまでの間は把
持手段を搬送元の運搬装置の動作に追従したまま上昇さ
せ、また下降動作の際には把持手段が目標位置から上方
に第２の所定距離の位置から目標位置に到達するまでの
間は把持手段を搬送先の運搬装置の動作に追従したまま
下降させることにより対象物とその対象物の設置面との
間で相対速度を発生させないようにしたものである。
【００２６】(９)本発明の他の態様に係るピックアンド
プレイス装置の制御方法は、上記（１）〜（８）の何れ
かにおいて、把持手段を、ロボットハンドとしたもので
ある。
【００２７】(１０)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置の制御方法は、上記（１）〜（９）の何
れかにおいて、運搬装置をコンベヤとしたものである。
【００２８】(１１)本発明の一つの態様に係るピックア
ンドプレイス装置は、少なくとも一方に運搬装置を含む
二つの装置間におけるピックアンドプレイス作業を、現
在位置で対象物を把持手段で把持してから上昇動作を行
い、目標位置へ向けて下降動作を行うＪＵＭＰ動作によ
って行うピックアンドプレイス装置であって、与えられ
た動作命令に従って把持手段を動作させるための把持手
段の軌道を生成する軌道生成部を備え、軌道生成部は、
ＪＵＭＰ動作をアーチ動作で行う軌道であって、且つＪ
ＵＭＰ動作の上昇動作時及び下降動作時において、把持
手段で把持した対象物とその対象物の設置面との間で相
対速度が発生しない軌道を生成するものである。
【００２９】(１２)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）において、軌道生成部
は、動作命令における指令位置に向かう方向の速度成分
及び運搬装置に対する追従方向の速度成分で構成される
水平速度成分に基づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌
道とを合成して目標軌道を生成するものであって、与え
られた動作命令が運搬装置以外からの上昇動作を行うＪ
ＵＭＰ動作の指示に相当する命令の場合、上昇動作時の
軌道を把持手段が現在位置から第１の所定距離上昇する
までの間は垂直速度成分に基づき生成し、第１の所定距
離上昇後は垂直速度成分、指令位置方向の速度成分及び
追従方向の速度成分に基づき生成するものである。
【００３０】(１３)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）において、軌道生成部
は、動作命令における指令位置に向かう方向の速度成分
及び運搬装置に対する追従方向の速度成分で構成される
水平速度成分に基づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌
道とを合成して目標軌道を生成するものであって、与え
られた動作命令が運搬装置上からの上昇動作を行うＪＵ
ＭＰ動作の指示に相当する命令の場合、上昇動作時の軌
道を把持手段が現在位置から第１の所定距離上昇するま
での間は垂直速度成分及び追従方向の速度成分に基づき
生成し、第１の所定距離上昇後は少なくとも指令位置方
向の速度成分及び垂直速度成分に基づき生成するもので
ある。
【００３１】(１４)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）〜（１３）の何れかに
おいて、軌道生成部は、動作命令における指令位置に向
かう方向の速度成分及び運搬装置に対する追従方向の速
度成分で構成される水平速度成分に基づく軌道と、垂直
速度成分に基づく軌道とを合成して目標軌道を生成する
ものであって、与えられた動作命令が運搬装置以外への
下降動作を行うＪＵＭＰ動作の指示に相当する命令の場
合、下降動作時の軌道を把持手段が下降動作を開始して
から目標位置の上方に第２の所定距離の位置に到達する
までの間は少なくとも指令位置方向の速度成分及び垂直
速度成分に基づき生成し、到達後は垂直速度成分に基づ
き生成するものである。
【００３２】(１５)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）〜（１３）の何れかに
おいて、軌道生成部は、動作命令における指令位置に向
かう方向の速度成分及び運搬装置に対する追従方向の速
度成分で構成される水平速度成分に基づく軌道と、垂直
速度成分に基づく軌道とを合成して目標軌道を生成する
ものであって、与えられた動作命令が運搬装置上への下
降動作を行うＪＵＭＰ動作の指示に相当する命令の場
合、下降動作時の軌道を把持手段が下降動作を開始して
から目標位置の上方に第２の所定距離の位置に到達する
までの間は少なくとも指令位置方向の速度成分及び垂直
速度成分に基づき生成し、到達後は垂直速度成分及び追
従方向の速度成分に基づき生成するものである。
【００３３】(１６)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）において、軌道生成部
は、動作命令における指令位置に向かう方向の速度成分
及び運搬装置に対する追従方向の速度成分で構成される
水平速度成分に基づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌
道とを合成して目標軌道を生成するものであって、動作
命令において目標位置が運搬装置上に指定され、且つ把
持手段の現在位置が運搬装置外であるとき、上昇動作時
の軌道を把持手段が現在位置から第１の所定距離上昇す
るまでの間は垂直速度成分に基づき生成し、第１の所定
距離上昇後は垂直速度成分、指令位置方向の速度成分及
び追従方向の速度成分に基づき生成し、下降動作時の軌
道を把持手段が下降動作を開始してから目標位置の上方
に第２の所定距離の位置に到達するまでの間は指令位置
方向の速度成分、垂直速度成分及び追従方向の速度成分
に基づき生成し、到達後は垂直速度成分及び追従方向の
速度成分に基づき生成するものである。
【００３４】(１７)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）において、軌道生成部
は、動作命令における指令位置に向かう方向の速度成分
及び運搬装置に対する追従方向の速度成分で構成される
水平速度成分に基づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌
道とを合成して目標軌道を生成するものであって、軌道
生成部は、動作命令において目標位置が運搬装置以外に
指定され、且つ把持手段の現在位置が運搬装置上である
とき、上昇動作時の軌道を把持手段が現在位置から第１
の所定距離上昇するまでの間は垂直速度成分及び追従方
向の速度成分に基づき生成し、第１の所定距離上昇後は
指令位置方向の速度成分及び垂直速度成分に基づき生成
し、下降動作時の軌道を把持手段が下降動作を開始して
から目標位置の上方に第２の所定距離の位置に到達する
までの間は指令位置方向の速度成分及び垂直速度成分に
基づき生成し、到達後は垂直速度成分に基づき生成する
ものである。
【００３５】(１８)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）において、軌道生成部
は、動作命令における指令位置に向かう方向の速度成分
及び運搬装置に対する追従方向の速度成分で構成される
水平速度成分に基づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌
道とを合成して目標軌道を生成するものであって、軌道
生成部は、動作命令において目標位置が運搬装置以外に
指定され、且つ把持手段の現在位置が運搬装置上である
とき、上昇動作時の軌道を把持手段が現在位置から第１
の所定距離上昇するまでの間は垂直速度成分及び搬送元
の運搬装置に対する追従方向の速度成分に基づき生成
し、第１の所定距離上昇後は指令位置方向の速度成分、
垂直速度成分及び搬送先の運搬装置に対する追従方向の
速度成分に基づき生成し、下降動作時の軌道を把持手段
が下降動作を開始してから目標位置の上方に第２の所定
距離の位置に到達するまでの間は指令位置方向の速度成
分、垂直速度成分及び搬送先の運搬装置に対する追従方
向の速度成分に基づき生成し、到達後は垂直速度成分及
び搬送先の運搬装置に対する追従方向の速度成分に基づ
き生成するものである。
【００３６】(１９)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）〜（１８）の何れかに
おいて、把持手段をロボットハンドとしたものである。
【００３７】(２０)本発明の他の態様に係るピックアン
ドプレイス装置は、上記（１１）〜（１９）の何れかに
おいて、運搬装置をコンベヤとしたものである。
【００３８】上記（１）及び（１１）によれば、ピック
アンドプレイス作業をアーチ動作によるＪＵＭＰ動作で
行い、また、ＪＵＭＰ動作の上昇動作時及び下降動作時
において、把持した対象物とその対象物の設置面との間
で相対速度が発生しないように把持手段を制御するの
で、ＪＵＭＰ動作に際して対象物とその設置面との擦れ
や把持手段と他の装置等との衝突等を回避しながら把持
手段を目標位置まで高速に移動させることが可能とな
る。
【００３９】上記（２）及び（１２）によれば、ＪＵＭ
Ｐ動作時に運搬装置以外からの上昇動作を行うに際し
て、対象物とその設置面との擦れや把持手段と他の装置
等との衝突等を回避しながら把持手段を目標位置まで高
速に移動させることが可能となる。
【００４０】上記（３）及び（１３）によれば、ＪＵＭ
Ｐ動作時ににおける運搬装置上からの上昇動作を行うに
際して、対象物とその設置面との擦れや把持手段と他の
装置等との衝突等を回避しながら把持手段を目標位置ま
で高速に移動させることが可能となる。
【００４１】上記（４）及び（１４）によれば、ＪＵＭ
Ｐ動作時における運搬装置以外への下降動作に際して、
対象物とその設置面との擦れや把持手段と他の装置等と
の衝突等を回避しながら把持手段を目標位置まで高速に
移動させることが可能となる。
【００４２】上記（５）及び（１５）によれば、ＪＵＭ
Ｐ動作時における運搬装置上への下降動作に際して、対
象物とその設置面との擦れや把持手段と他の装置等との
衝突等を回避しながら把持手段を目標位置まで高速に移
動させることが可能となる。
【００４３】上記（６）〜（８）、（１６）〜（１８）
によれば、目標位置を指定した動作命令を記述すること
により、上昇動作時及び下降動作時において把持した対
象物とその対象物の設置面との間で相対速度が発生しな
いＪＵＭＰ動作を行い、また、そのＪＵＭＰ動作をアー
チ動作により行う機能が提供されるので、ユーザは、対
象物とその設置面との擦れや把持手段と他の装置等との
衝突等を回避しながら把持手段を目標位置まで高速に移
動させる動作を簡単に記述することが可能となる。
【００４４】上記（９）及び（１９）によれば、把持手
段をロボットハンドによって構成した場合において以上
に説明した効果を奏することが可能となる。
【００４５】上記（１０）及び（２０）によれば、運搬
装置をコンベヤで構成した場合において以上に説明した
効果を奏することが可能となる。
【００４６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態のピ
ックアンドプレイスシステムの機能ブロック図、図２は
本発明の一実施の形態のソフトウェア構成を示す図、図
３〜図５は本発明の一実施の形態のピックアンドプレイ
スシステムの概略構成図である。図において、１は運搬
装置としてのコンベヤ、２はコンベヤ上を流れるワーク
を検出する検出部であるカメラ、３はコンベヤ１に取り
付けられ、コンベヤ１の動作量を検出するためのエンコ
ーダである。４はロボットで、ロボットコントローラ５
と共にピックアンドプレイス装置を構成している。これ
らコンベヤ１、カメラ２、エンコーダ３及びロボット４
がロボットコントローラ５に接続されてピックアンドプ
レイスシステムが構成されている。
【００４７】ロボットコントローラ５は、ユーザプログ
ラムを記憶するユーザプログラム記憶部１１、該ユーザ
プログラム記憶部１１に記憶されたユーザプログラムを
実行し、該ユーザプログラム中に動作命令があった場合
にその指令を後述の軌道生成部１６に発行するユーザプ
ログラム実行部１２、カメラ２により認識されたワーク
の現在位置が格納されるワーク現在位置記憶部１３、該
ワーク現在位置記憶部１３のワークの現在位置をコンベ
ヤ１の動作量に基づいて更新するワーク現在位置更新部
１４、エンコーダ３で検出されたコンベヤ１の動作量に
基づきコンベヤ速度を検出するコンベヤ速度検出部１
５、ユーザプログラム実行部１２からの動作指令に従う
作業ポイント（把持手段としてのロボットハンド４ａ）
の軌道（各関節の角度）を生成し、これをモータ指令値
に変換して後述のモータ制御部１７に出力する軌道生成
部１６、軌道生成部１６からのモータ指令値に従って各
関節のモータ４ｂを制御するモータ制御部１７を備えた
構成となっている。軌道生成部１６は外部タイマなどの
ハードウェアや後述のオペレーティングシステム（Ｏ
Ｓ）により所定のサンプリングタイム毎に起動され、ワ
ーク現在位置記憶部１３のワークの現在位置及びコンベ
ヤ速度検出部１５で検出されたコンベヤ速度に基づき軌
道を生成する。なお、水平方向の軌道の生成において
は、上述の発明の背景となる技術と同様、指令位置に向
かう方向の軌道と、コンベヤ１の動作に追従方向の軌
道とを合成して生成する構成とされる（図１９参
照）。
【００４８】また、ロボットコントローラ５のソフトウ
ェア構成は、図２に示すようにユーザプログラムと、ロ
ボットコントローラ５を制御し、イベント機能やマルチ
タスク機能等を有するオペレーティングシステム（Ｏ
Ｓ）と、ロボット４やコンベヤ１の位置検出等を行う制
御プログラムとを備えた構成となっている。
【００４９】図６はユーザプログラム実行部１２の動作
フローを示す図である。ユーザプログラム実行部１２
は、ユーザプログラムに記述された命令文を１行読み込
み（Ｓ１１）、読み込んだ命令が動作命令であるか否か
を判断し（Ｓ１２）、動作命令でないと判断した場合に
は、その命令に基づく処理を行い（Ｓ１３）、動作命令
であると判断した場合には、動作命令の登録を行う（Ｓ
１４）。この動作命令の登録とは、軌道生成部１６での
軌道生成処理に必要なデータを算出し、その算出データ
を軌道生成部１６に登録する動作を行うものであり、後
で詳述する。
【００５０】ユーザプログラム実行部１２は動作命令の
登録後、軌道生成部１６からの動作命令終了通知の受信
待ち状態となる（Ｓ１５）。即ち、動作命令で指令され
た位置へロボットハンド４ａが到達するのを待ち、その
到達が軌道生成部１６からの動作命令終了通知によって
通知されると、ここで処理した命令がプログラムの最後
かどうかを判断し（Ｓ１６）、最後でなければステップ
Ｓ１１に戻ってプログラムが終了するまで以上の処理を
繰り返し行う。
【００５１】ここで、動作命令の登録処理について説明
する。図７は図６の動作命令の登録処理の動作フローで
ある。まず、読み込んだ動作命令の内容を判断し（Ｓ２
１）、その内容がＪＵＭＰ命令であるとき、続いて現在
ロボット４が追従中であるかを判断し（Ｓ２２）、追従
中でなければ動作命令による移動先（指令位置）がコン
ベヤ上であるか否かを判断する（Ｓ２３）。この判断は
具体的にはユーザにより記述された動作命令においてそ
の目標位置（指令位置）がコンベヤ上の位置を示してい
るのかコンベヤ外の位置を示しているのかによって判断
される。そして、コンベヤ上で無いと判断した場合には
フラグ（flag）を０に設定して（Ｓ２４）コンベヤ外か
らコンベヤ外へのＪＵＭＰ動作命令の登録※１を行い
（Ｓ２５）、コンベヤ上であると判断した場合にはフラ
グを１に設定して（Ｓ２６）コンベヤ外からコンベヤ上
へのＪＵＭＰ動作命令の登録※２を行う（Ｓ２７）。ま
た、ステップＳ２２において追従中であると判断した場
合にも同様に動作命令による移動先（指令位置）がコン
ベヤ上であるか否かを判断し（Ｓ２８）、コンベヤ上で
ないと判断した場合にはフラグを０に設定して（Ｓ２
９）コンベヤ上からコンベヤ外へのＪＵＭＰ動作命令の
登録※３を行い（Ｓ３０）、コンベヤ上であると判断し
た場合にはフラグを１に設定して（Ｓ３１）コンベヤ上
からコンベヤ上へのＪＵＭＰ動作命令の登録※４を行う
（Ｓ３２）。なお、ステップＳ２１において動作命令の
内容がＪＵＭＰ命令でないと判断された場合には（例え
ば、上昇及び下降を行わず単に水平移動するＧＯ命令、
直線軌道を描いて動作するＭＯＶＥ命令、円弧軌道を描
いて動作するＡＲＣ命令など）その動作命令に基づく処
理を行って（Ｓ３３）、動作命令の登録処理を終了す
る。
【００５２】以下、ＪＵＭＰ動作命令の登録※１〜※４
の各処理について順次説明する。ここで、その説明に先
立ってアーチ動作の形状を構成する設定パラメータにつ
いて説明する。図８はその説明図である。図８において
ａは上昇時の垂直移動距離（第１の所定距離）、ｂは水
平移動高さ、ｃは下降時の垂直移動距離である（第２の
所定距離）。これらの各パラメータは、構築するシステ
ムやそのロボット動作のアプリケーションに応じて予め
ユーザにより設定されている。なお、図中のｔ1〜ｔ4は
以下の図９〜図１２におけるｔ1〜ｔ4にそれぞれ対応し
ており、当該各時刻におけるロボットハンド４ａの位置
を示している。
【００５３】（１）コンベヤ外からコンベヤ外へのＪＵ
ＭＰ動作命令の登録※１ ここでのＪＵＭＰ動作は既存の動作であり、この場合の
速度波形は図９に示すように前述の図１６（ｂ）と同様
のアーチ動作を構成する波形となる。なお、図１６にお
ける水平方向速度は、図９の指令位置方向速度に対応し
ている。図９において、ｔ0 は動作開始時刻（垂直上昇
動作開始時刻）、ｔ1 は水平動作開始時刻、ｔ2 は垂直
上昇動作停止時刻、ｔ3 は垂直下降動作開始時刻、ｔ4
は水平動作停止時刻、ｔ5 は動作終了時刻（垂直下降動
作停止時刻）である。また、Ｔ1は水平動作時間、Ｔ2は
垂直上昇時間、Ｔ3 は垂直下降時間、Ｔは総動作時間で
あり、後述の図１０〜図１２についても同様の時間を表
すものとする。
【００５４】このＪＵＭＰ動作命令の登録※１の具体的
処理について説明する。ロボット４の現在位置をＰ０，
動作命令における指令位置をＰ１とする。なお、これら
位置の座標は所定の座標系（例えばロボット座標系）を
以て表すものとし、以下の登録※２〜※４の処理につい
ても同様とする。この登録処理とは、ロボット４の軌道
を軌道生成部１６で生成するにあたって必要とされるデ
ータを算出し動作命令として軌道生成部１６に登録する
処理を行うもので、ロボットハンド４ａをその現在位置
Ｐ０から指令位置Ｐ１に移動させるのに要するロボット
４の関節角度移動量ΔＪ、総動作時間Ｔ、水平動作開始
時刻ｔ1、水平動作時間Ｔ1、垂直上昇時間Ｔ2、垂直下
降動作開始時刻ｔ3、垂直下降時間Ｔ3 を求め、これら
各データを軌道生成部１６に登録する処理を行うもので
ある。
【００５５】この関節角度移動量ΔＪは、ロボット４の
現在の関節角度と、ロボットハンド４ａが指令位置に到
達したときの関節角度との差分をとることにより求めら
れ、ロボットハンド４ａの現在位置Ｐ０，指令位置Ｐ１
の座標をそれぞれ関節角度座標に変換して取得した関節
角度Ｊ１と、関節角度Ｊ０とを用いてΔＪ＝Ｊ１−Ｊ０
により算出する。
【００５６】また、総動作時間Ｔ、水平動作開始時刻ｔ
1、水平動作時間Ｔ1、垂直上昇時間Ｔ2、垂直下降動作
開始時刻ｔ3、垂直下降時間Ｔ3 、であるが、これら
は、図８に示したアーチ形状を構成する各設定パラメー
タやロボットハンド４ａの現在位置と指令位置との距離
等に基づき、各関節のモータ制約等により予め設定され
た計算方法によって算出される。
【００５７】（２）コンベヤ外からコンベヤ上へのＪＵ
ＭＰ動作命令の登録※２ ここで、まずこのコンベヤ外からコンベヤ上へのＪＵＭ
Ｐ動作について説明する。図１０はこのＪＵＭＰ動作に
おける速度波形を示す図である。なお、指令位置方向及
び垂直方向の速度成分については図９と同じ（即ちアー
チ動作を行う速度波形）であるためその説明は省略し、
主に追従方向の速度成分に着目した説明を行う。このＪ
ＵＭＰ動作においては、図８に示す垂直移動距離ａの移
動時、すなわち動作開始から時刻ｔ1までの間は上昇動
作のみを行い、ｔ1後から追従方向の動作を開始する。
また、下降時においても、追従方向の動作を行ったまま
下降動作を行う。このような速度構成を採用することに
より、上昇動作時及び下降動作時の何れにおいてもロボ
ットハンド４ａで把持されたワークとワークの設置面と
の間に相対速度が生じず、擦れという問題を解消でき
る。また、動作開始から動作終了に至るまで停止動作が
含まれず、１動作で完了するため、発明の背景技術に比
べて高速な動作が実現でき、また、命令文を１命令で構
成することが可能となりプログラム記述の容易化も図る
ことも可能となる。
【００５８】次にこのＪＵＭＰ動作命令の登録※２の具
体的処理について説明する。ロボット４の現在位置をＰ
０，ロボットの移動先位置（動作命令における指令位
置）をＰ’１とする（図３参照）。この場合も登録※１
の処理と同様に、まずは図８に示したアーチ形状の垂直
移動距離ａに基づき水平動作開始時刻ｔ1 を求める。そ
して、コンベヤ速度検出部１５で検出されたコンベヤ１
の動作速度に基づいてｔ1 間におけるコンベヤ１の動作
量ΔＰを推測し、ｔ1 後の移動先位置Ｐ１＝Ｐ’１−Δ
Ｐを求める。また、ロボットの現在位置Ｐ０とｔ1 後の
移動先位置Ｐ１の各座標を関節角度Ｊ０、Ｊ１に変換
し、関節角度移動量ΔＪ＝Ｊ１−Ｊ０を求める。また、
前述の登録※１の場合と同様に、ロボット４の関節角度
移動量ΔＪ、総動作時間Ｔ、水平動作開始時刻ｔ1、水
平動作時間Ｔ1、垂直上昇時間Ｔ2、垂直下降動作開始時
刻ｔ3、垂直下降時間Ｔ3 を求め、これら各データを動
作命令として軌道生成部１６に登録すると共に、ｔ1後
に追従動作を開始する旨の追従開始命令の登録を行う。
【００５９】（３）コンベヤ上からコンベヤ外へのＪＵ
ＭＰ動作命令の登録※３ ここで、まずこのコンベヤ上からコンベヤ外へのＪＵＭ
Ｐ動作について説明する。図１１はこのＪＵＭＰ動作に
おける速度波形を示す図である。なお、指令位置方向及
び垂直方向の速度成分については図９と同じ（即ちアー
チ動作を行う速度波形）であるためその説明は省略し、
主に追従方向の速度成分に着目した説明を行う。このＪ
ＵＭＰ動作においては、図８に示す垂直移動距離ａの移
動時、すなわち動作開始から時刻ｔ1 に至るまでの間
は、追従方向の速度を維持したまま上昇動作を行い、ｔ
1 後に追従方向の動作の減速を開始して最終的に速度ゼ
ロとし、下降時は追従方向の動作は行わずに垂直下降動
作のみを行う。このような速度構成を採用することによ
り、上記登録※２の場合と同様の効果が得られる。
【００６０】次にＪＵＭＰ動作命令の登録※３の具体的
処理について説明する。ロボット４の現在位置をＰ’
０，ロボットの移動先位置（動作命令における指令位
置）をＰ１とする（図４参照）。この場合も上記登録※
１及び※２の場合と同様に、まずは図８に示したアーチ
形状の垂直移動距離ａに基づき水平動作開始時刻ｔ1 を
求める。そして、コンベヤ速度検出部１５で検出された
コンベヤ１の動作速度に基づいてｔ1 間におけるコンベ
ヤ１の動作量ΔＰを推測し、ｔ1 後のロボット４の位置
Ｐ０＝Ｐ’０−ΔＰを求める。これらＰ０，Ｐ１の各座
標を関節角度Ｊ０，Ｊ１に変換し、関節角度移動量ΔＪ
＝Ｊ１−Ｊ０を求める。また、前述の登録※１及び※２
の場合と同様に、ロボット４の関節角度移動量ΔＪ、総
動作時間Ｔ、水平動作開始時刻ｔ1、水平動作時間Ｔ1、
垂直上昇時間Ｔ2、垂直下降動作開始時刻ｔ3 、垂直下
降時間Ｔ3 を求め、これら各データを動作命令として軌
道生成部１６に登録すると共に、時刻ｔ1 で追従動作の
減速を開始して最終的に停止する旨の追従停止命令の登
録を行う。
【００６１】（４）コンベヤ上からコンベヤ上へのＪＵ
ＭＰ動作命令の登録※４ ここで、まずこのコンベヤ上からコンベヤ上へのＪＵＭ
Ｐ動作について説明する。図１２はこのＪＵＭＰ動作に
おける速度波形を示す図である。なお、ここでは搬送元
及び搬送先の両コンベヤ１の速度が同一の場合を示して
いる。なお、指令位置方向及び垂直方向の速度成分につ
いては図９と同じ（即ちアーチ動作を行う速度波形）で
あるためその説明は省略し、主に追従方向の速度成分に
着目した説明を行う。このＪＵＭＰ動作においては、図
８に示す垂直移動距離ａの移動時、すなわち動作開始か
ら時刻ｔ1 までの間は搬送元のコンベヤ１に対する追従
速度を維持し、ｔ1 後は搬送先のコンベヤ１の追従速度
に一致するよう減速又は加速を開始して最終的に搬送先
のコンベヤ１に対する追従速度を維持した動作を行う。
このような速度構成を採用することにより、垂直移動距
離ａの部分では搬送元のコンベヤ速度で追従し、それ以
外の部分では搬送先のコンベヤ速度で追従するため、上
記※２と同様の効果が得られる。
【００６２】次にＪＵＭＰ動作命令の登録※４の具体的
処理について説明する。ロボット４の現在位置をＰ’
０、ロボットの移動先位置（動作命令における指令位
置）をＰ’１とする（図５参照）。この場合も登録※１
〜※３の処理と同様に、まずは図８に示したアーチ形状
の垂直移動距離ａに基づき水平動作開始時刻ｔ1 を求め
る。そして、コンベヤ速度検出部１５で検出されたコン
ベヤ１の動作速度に基づいてｔ1 間におけるコンベヤ１
の動作量ΔＰを推測し、ｔ1後のロボット４の位置Ｐ０
＝Ｐ’０−ΔＰ、ｔ1後の移動先位置Ｐ１＝Ｐ’１−Δ
Ｐを求める。そして、これらＰ０，Ｐ１の各座標を関節
角度Ｊ０，Ｊ１に変換し、関節角度移動量ΔＪ＝Ｊ１−
Ｊ０を求める。また、前述の登録※１〜※３の場合と同
様に、ロボット４の関節角度移動量ΔＪ、総動作時間
Ｔ、水平動作開始時刻ｔ1、水平動作時間Ｔ1、垂直上昇
時間Ｔ2 、垂直下降動作開始時刻ｔ3、垂直下降時間Ｔ3
を求め、これら各データを動作命令として軌道生成部１
６に登録する。
【００６３】以上の処理がユーザプログラム実行部１２
で行われる動作命令の登録処理である。次に軌道生成部
１６の動作について説明する。
【００６４】図１３は図１の軌道生成部１６の動作フロ
ーを示す図である。また、図中※２〜※４は図７の登録
※２〜※４にそれぞれ対応しており、該当の登録処理が
行われた場合に通過する処理経路を明示したものであ
る。軌道生成部１６は、サンプリング間隔で呼び出され
ると、まず動作命令が登録されているか否かをチェック
し（Ｓ４１）、登録されている場合、即ちロボット４の
動作が指示されている場合には、登録された時刻データ
等に基づき、そのＪＵＭＰ動作に応じた軌道を図９〜図
１２に示した速度波形に従って生成する。まずは指令位
置方向及び垂直方向の速度成分に基づくロボット４の軌
道（時刻ｔでの関節角度Ｊ（ｔ））を求める（Ｓ４
２）。
【００６５】次いで、軌道生成終了か否かを時刻ｔに基
づいて判断し（Ｓ４３）、現時刻ｔ 0 ＋Ｔを経過し、ワ
ークのハンドリングが終了している場合には、軌道生成
終了と判断して動作命令終了をユーザプログラム実行部
１２に通知し（Ｓ４４）、現時刻ｔ がｔ0＋Ｔ以内であ
れば軌道生成終了ではないと判断して、続いてコンベヤ
上への動作か否かを判断する（Ｓ４５）。この判断はフ
ラグ（flag）に基づいて行われ、フラグが１の場合には
コンベヤ上への動作であると判断して次いで追従開始命
令の登録が有るかどうかをチェックし（Ｓ４６）、登録
が有る場合には現時刻が時刻ｔ1 以降であれば追従方向
の速度成分に基づく軌道、即ちコンベヤ１動作を考慮し
た追従動作分の関節角度移動量ΔＪt（ｔ） を算出し
（Ｓ４７）、登録が無い場合には、すなわちコンベヤ１
からコンベヤ１への移載作業であるため、現時刻が時刻
ｔ1 以内であれば搬送元のコンベヤ１動作量に基づく関
節角度移動量ΔＪt（ｔ）を算出し、時刻ｔ1後において
は搬送先のコンベヤ１動作量に基づく関節角度移動量Δ
Ｊt（ｔ） を算出する（Ｓ４８）。また、ステップＳ４
５において、コンベヤ外への動作であると判断した場合
には次いで追従停止命令の登録が有るかどうかをチェッ
クし（Ｓ４９）、登録が有る場合には、現時刻が時刻ｔ
1以内であれば関節角度移動量ΔＪt（ｔ）を算出し（Ｓ
５０）、登録が無い場合にはステップＳ５０の処理は省
略して次の処理に移行する。
【００６６】ここで、追従動作分の関節角度移動量ΔＪ
t（ｔ） の算出方法について説明する。時々刻々移動す
るコンベヤ上の移動先の位置をＰt(ｔ) とし、１サンプ
リング前の位置をＰt(ｔ−１)とする。追従動作分の関
節角度移動量ΔＪt（ｔ）は、１サンプルにおける関節
角度の差分であり、位置Ｐt(ｔ)及びＰt(ｔ−１)をそれ
ぞれ関節角度に変換して取得した関節角度Ｊt(ｔ)と関
節角度Ｊt(ｔ−１)との差分を取って関節角度移動量Δ
Ｊt（ｔ）＝Ｊt(ｔ)−Ｊt(ｔ−１) で算出される。
【００６７】軌道生成部１６は、ステップＳ４２で求め
た時刻ｔでの軌道（関節角度Ｊ（ｔ））に追従方向の移
動に係る関節角度移動量ΔＪt（ｔ） を各関節の成分毎
に加算することによりサンプリングタイム毎の目標軌道
である関節角度Ｊ（ｔ）＝Ｊ（ｔ）＋ΔＪt（ｔ） を求
め、これをモータパルス座標に変換してモータ制御部１
７に出力する（Ｓ５１）。
【００６８】次に本実施の形態１の動作を説明する。カ
メラ２は、コンベヤ１上を撮影しており、その撮影画像
からワークの位置が求められてワーク現在位置記憶部１
３に記憶され、ワーク現在位置更新部１４によってワー
ク現在位置記憶部１３に逐次更新されている。ここで
は、図１４に示すユーザプログラム（ロボット動作プロ
グラム）を実行する場合について考える。このユーザプ
ログラムは１〜３行目において現在位置から位置Ｐ３へ
のＪＵＭＰ動作を行ってワークを把持し、４行目におい
てその把持したワークをＪＵＭＰ動作により位置Ｐ４へ
移載するピックアンドプレイス作業を行うものである。
ここでは、プログラム中のＰ３、Ｐ４の位置の組合せパ
ターン毎にそれぞれ説明を行う。
【００６９】（１）Ｐ３をコンベヤ外、Ｐ４をコンベヤ
上の位置とした場合（図３参照） この場合、ユーザプログラム実行部１２による１〜３行
目の実行により、ロボット４は位置Ｐ３のワークをロボ
ットハンド４ａで把持した状態となり、４行目のＪＵＭ
Ｐ命令の実行により、把持したワークをＪＵＭＰ動作に
よってコンベヤ上の位置Ｐ４に搬送する動作を行う。こ
こでは、この４行目のＪＵＭＰ命令によるＪＵＭＰ動作
について説明する。このＪＵＭＰ命令はコンベヤ外から
コンベヤ上へのＪＵＭＰ動作であるため、ユーザプログ
ラム実行部１２により上記動作命令の登録※２の処理が
行われ、フラグが１に設定されていると共に、上記時刻
データ及び追従開始命令の登録が行われている。
【００７０】軌道生成部１６は、ユーザプログラム実行
部１２により登録されたデータに基づき、図１０に示し
た速度波形の基づく軌道の生成を行う。すなわち、まず
指令位置方向及び垂直方向の速度成分に基づく軌道（時
刻ｔでの関節角度Ｊ（ｔ））を算出する。そして、フラ
グが１に設定されているためコンベヤ上への動作であ
り、且つ追従開始命令が登録されているため、現在時刻
が時刻ｔ1 以内のときは先に算出した関節角度Ｊ（ｔ）
をモータパルス座標に変換してモータ制御部１７に出力
し、時刻ｔ1 を経過しているときは、先に求めた関節角
度Ｊ（ｔ）に追従方向の速度成分に基づく追従動作分の
関節角度移動量ΔＪt（ｔ） を加算して目標軌道を求
め、その関節角度Ｊ（ｔ）をモータパルス座標に変換し
てモータ制御部１７に出力する。この動作がサンプリン
グタイム毎に繰り返し行なわれることにより、ロボット
４は動作開始から時刻ｔ1 までの間は垂直方向の速度成
分に基づく上昇動作のみを行い、ｔ1 経過後に上昇しな
がら追従動作を開始して位置Ｐ４へ向けての水平移動を
行い、そして追従動作を継続したまま下降を開始して目
標位置へ到達する動作が行われる。
【００７１】（２）Ｐ３をコンベヤ上の位置、Ｐ４をコ
ンベヤ外の位置とした場合（図４参照）。 この場合、ユーザプログラム実行部１２による１〜３行
目の実行により、ロボット４は位置Ｐ３のワークを追従
してロボットハンド４ａで把持し、把持したままコンベ
ヤ上をコンベヤ速度で移動する状態となり、４行目のＪ
ＵＭＰ命令により把持したワークをＪＵＭＰ動作によっ
てコンベヤ外の位置Ｐ４に搬送する動作を行う。ここで
はこの４行目のＪＵＭＰ命令によるＪＵＭＰ動作につい
て説明する。このＪＵＭＰ命令はコンベヤ上からコンベ
ヤ外へのＪＵＭＰ動作であるため、ユーザプログラム実
行部１２により上記動作命令の登録※３の処理が行わ
れ、フラグが０に設定されていると共に、上記時刻デー
タ及び追従停止命令の登録が行われている。
【００７２】軌道生成部１６は、ユーザプログラム実行
部１２により登録されたデータに基づき、図１１に示し
た速度波形に基づく軌道の生成を行う。すなわち、まず
指令位置方向及び垂直方向の速度成分に基づく軌道（時
刻ｔでの関節角度Ｊ（ｔ））を算出する。そして、フラ
グが０に設定されているため、コンベヤ外への動作であ
り、且つ追従停止命令の登録があるため、現在時刻が時
刻ｔ１以内のときは、追従方向の関節角度移動量Ｊｔ
（ｔ）を算出し、これを先に算出した関節角度Ｊ（ｔ）
に加算して目標軌道を生成し、時刻ｔ1 を経過している
ときは、関節角度移動量Ｊｔ（ｔ）の算出は行わず、先
に算出した関節角度Ｊ（ｔ）を目標軌道とし、その関節
角度Ｊ（ｔ）をモータパルス座標に変換してモータ制御
部１７に出力する。この軌道生成の動作がサンプリング
タイム毎に繰り返し行われることにより、ロボット４
は、動作開始から時刻ｔ1までの間は追従動作を継続し
て行い、そしてｔ1 が経過すると追従動作は停止して上
昇動作を行いながら位置Ｐ４へ向けての水平移動を開始
し、水平移動途中で下降を開始して位置Ｐ４へ到達する
動作が行われる。
【００７３】（３）Ｐ３及びＰ４をコンベヤ上の位置と
した場合（図５参照） この場合、ユーザプログラム実行部１２による１〜３行
目の実行により、ロボット４は位置Ｐ３のワークを追従
してロボットハンド４ａで把持し、把持したままコンベ
ヤ上をコンベヤ速度で移動する状態となり、４行目のＪ
ＵＭＰ命令により把持したワークをＪＵＭＰ動作によっ
てコンベヤ１ａ上の位置Ｐ４に搬送する動作を行う。こ
こではこの４行目のＪＵＭＰ命令によるＪＵＭＰ動作に
ついて説明する。このＪＵＭＰ命令はコンベヤ上からコ
ンベヤ１ａ上へのＪＵＭＰ動作であるため、ユーザプロ
グラム実行部１２により上記動作命令の登録※４の処理
が行われ、フラグが１に設定されていると共に、上記時
刻データの登録が行われている。
【００７４】軌道生成部１６は、ユーザプログラム実行
部１２により登録されたデータに基づき、図１２に示し
た速度波形に基づく軌道の生成を行う。すなわち、まず
指令位置方向及び垂直方向の速度成分に基づく軌道（時
刻ｔでの関節角度Ｊ（ｔ））を算出する。そして、フラ
グが１に設定されているため、コンベヤ上への動作であ
り、且つ追従開始命令の登録が無いため、現在時刻が時
刻ｔ1 以内のときは先に算出した関節角度Ｊ（ｔ）に搬
送元のコンベヤ１に対する追従動作分の関節角度移動量
ΔＪt（ｔ）を加算して目標軌道を生成し、時刻ｔ1を経
過しているときは、先に算出した関節角度Ｊ（ｔ）に搬
送先のコンベヤ１ａに対する追従動作分の関節角度移動
量ΔＪt（ｔ） を加算して目標軌道を生成し、その関節
角度Ｊ（ｔ）をモータパルス座標に変換してモータ制御
部１７に出力する。この動作がサンプリングタイム毎に
繰り返し行なわれることにより、ロボット４は動作開始
から時刻ｔ1までの間は搬送元のコンベヤ１に追従した
まま上昇動作を行い、ｔ1経過後に更に上昇動作を続け
ながら搬送先のコンベヤ１ａへの追従を開始して目標位
置に向けての水平移動を行い、そして追従動作を継続し
たまま下降を開始して目標位置へ到達する動作を行う。
【００７５】このように、本実施の形態においては、以
上に説明した軌道が生成されることにより、上昇動作時
及び下降動作時の何れにおいてもワークとその設置面と
の相対速度が生じることがないため、従来のような擦れ
を防止することができる。また、ワークのハンドリング
から目標位置までの移動に際して停止動作を含まないた
め、一旦停止する必要あった従来の方法に比べ、高速に
移動することが可能となる。このため、本実施の形態の
ピックアンドプレイスシステムにおけるスループットの
向上を図ることが可能となる。
【００７６】また、ＪＵＭＰ命令が与えられた場合、図
９〜図１２に示した速度パターンに基づく軌道を生成す
る機能を提供するので、従来のように動作を分けること
による命令数の増加を無くし、１命令で実現できるた
め、プログラム記述が楽になり上、プログラムの可読性
の向上を図れ、プログラムミスの削減も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のピックアンドプレイス
システムの機能ブロック図を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態のソフトウェア構成を示
す図である。
【図３】本発明の一実施の形態のピックアンドプレイス
システムの概略構成図（その１）である。
【図４】本発明の一実施の形態のピックアンドプレイス
システムの概略構成図（その２）である。
【図５】本発明の一実施の形態のピックアンドプレイス
システムの概略構成図（その３）である。
【図６】ユーザプログラム実行部の動作フローを示す図
である。
【図７】図６の動作命令の登録処理の動作フローであ
る。
【図８】アーチ形状の設定パラメータの説明図である。
【図９】コンベヤ外からコンベヤ外へのＪＵＭＰ動作に
おける速度波形を示す図である。
【図１０】コンベヤ外からコンベヤ上へのＪＵＭＰ動作
における速度波形を示す図である。
【図１１】コンベヤ上からコンベヤ外へのＪＵＭＰ動作
における速度波形を示す図である。
【図１２】コンベヤ上からコンベヤ上へのＪＵＭＰ動作
における速度波形を示す図である。
【図１３】図１の軌道生成部の動作フローを示す図であ
る。
【図１４】ユーザプログラムの一例を示す図である。
【図１５】ゲート動作とアーチ動作の移動経路形状を示
す図である。
【図１６】ゲート動作とアーチ動作における速度波形を
示す図である。
【図１７】発明の背景となる技術の説明図である（その
１）。
【図１８】発明の背景となる技術の説明図である（その
２）。
【図１９】発明の背景となる技術における水平方向の軌
道生成についての説明図である。
【図２０】図１７に示した動作における速度波形を示す
図である。
【図２１】ロボットハンドと除材装置又はロボットハン
ドとワークとの衝突の様子を示す図である。
【図２２】追従開始又は追従停止に基づくＪＵＭＰ動作
の２動作分割の説明図である。
【図２３】図１７に示した動作における衝突回避のため
の速度波形を示す図である。
【符号の説明】
１ コンベヤ（運搬装置） ４ａ ロボットハンド（把持手段） １６ 軌道生成部
フロントページの続き (72)発明者 亀山 孝之 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セイ コー精機株式会社内 (72)発明者 説田 信之 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セイ コー精機株式会社内 Ｆターム(参考） 3F059 AA01 BA04 BA08 BB02 DB04 DC08 FA05 FB01 FB12 FC02 FC04 FC13

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一方に運搬装置を含む二つの
    装置間におけるピックアンドプレイス作業を、現在位置
    で対象物を把持手段で把持してから上昇動作を行い、目
    標位置へ向けて下降動作を行うＪＵＭＰ動作によって行
    う把持手段を備えたピックアンドプレイス装置の制御方
    法であって、 前記ＪＵＭＰ動作をアーチ動作で行うと共に、ＪＵＭＰ
    動作の上昇動作時及び下降動作時において、把持手段で
    把持した対象物とその対象物の設置面との間で相対速度
    を発生させないように前記把持手段を制御することを特
    徴とするピックアンドプレイス装置の制御方法。
  2. 【請求項２】 前記ＪＵＭＰ動作の上昇動作において、
    運搬装置以外からの上昇動作の場合には、前記把持手段
    が現在位置から第１の所定距離上昇するまでの間は垂直
    方向に上昇させることにより対象物とその対象物の設置
    面との間で相対速度を発生させないようにしたことを特
    徴とする請求項１記載のピックアンドプレイス装置の制
    御方法。
  3. 【請求項３】 前記ＪＵＭＰ動作の上昇動作において、
    運搬装置上からの上昇動作の場合には、前記把持手段が
    現在位置から第１の所定距離上昇するまでの間は運搬装
    置の動作に追従したまま上昇させることにより対象物と
    その対象物の設置面との間で相対速度を発生させないよ
    うにしたことを特徴とする請求項１記載のピックアンド
    プレイス装置の制御方法。
  4. 【請求項４】 前記ＪＵＭＰ動作の下降動作において、
    運搬装置以外への下降動作の場合には、前記把持手段が
    前記目標位置から上方に第２の所定距離の位置から目標
    位置に到達するまでの間は前記把持手段を垂直方向に下
    降させることにより対象物とその対象物の設置面との間
    で相対速度を発生させないようにしたこと特徴とする請
    求項１乃至請求項３の何れかに記載のピックアンドプレ
    イス装置の制御方法。
  5. 【請求項５】 前記ＪＵＭＰ動作の下降動作において、
    運搬装置上への下降動作の場合には、前記把持手段が前
    記目標位置から上方に第２の所定距離の位置から目標位
    置に到達するまでの間は前記把持手段を運搬装置の動作
    に追従したまま下降させることにより対象物とその対象
    物の設置面との間で相対速度を発生させないようにした
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載
    のピックアンドプレイス装置の制御方法。
  6. 【請求項６】 前記ＪＵＭＰ動作は、対応する動作命令
    が前記ピックアンドプレイス装置で実行されたときに実
    施され、前記動作命令において目標位置が運搬装置上に
    指定され、且つ把持手段の現在位置が運搬装置外である
    とき、上昇動作の際には前記把持手段が現在位置から第
    １の所定距離上昇するまでの間は垂直方向に上昇動作を
    行い、また下降動作の際には前記把持手段が前記目標位
    置から上方に第２の所定距離の位置から目標位置に到達
    するまでの間は前記把持手段を運搬装置の動作に追従し
    たまま下降させることにより対象物とその対象物の設置
    面との間で相対速度を発生させないようにしたことを特
    徴とする請求項１記載のピックアンドプレイス装置の制
    御方法。
  7. 【請求項７】 前記ＪＵＭＰ動作は、対応する動作命令
    が前記ピックアンドプレイス装置で実行されたときに実
    施され、前記動作命令において目標位置が運搬装置以外
    に指定され、且つ把持手段の現在位置が運搬装置上であ
    るとき、上昇動作の際には前記把持手段が現在位置から
    第１の所定距離上昇するまでの間は前記把持手段を運搬
    装置の動作に追従したまま上昇させ、また下降動作の際
    には前記把持手段が前記目標位置から上方に第２の所定
    距離の位置から目標位置に到達するまでの間は前記把持
    手段を垂直方向に下降させることにより対象物とその対
    象物の設置面との間で相対速度を発生させないようにし
    たことを特徴とする請求項１記載のピックアンドプレイ
    ス装置の制御方法。
  8. 【請求項８】 前記ＪＵＭＰ動作は、対応する動作命令
    が前記ピックアンドプレイス装置で実行されたときに実
    施され、前記動作命令において目標位置が運搬装置以外
    に指定され、且つ把持手段の現在位置が運搬装置上であ
    るとき、上昇動作の際には前記把持手段が現在位置から
    第１の所定距離上昇するまでの間は前記把持手段を搬送
    元の運搬装置の動作に追従したまま上昇させ、また下降
    動作の際には前記把持手段が前記目標位置から上方に第
    ２の所定距離の位置から目標位置に到達するまでの間は
    前記把持手段を搬送先の運搬装置の動作に追従したまま
    下降させることにより対象物とその対象物の設置面との
    間で相対速度を発生させないようにしたことを特徴とす
    る請求項１記載のピックアンドプレイス装置の制御方
    法。
  9. 【請求項９】 前記把持手段は、ロボットハンドである
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載
    のピックアンドプレイス装置の制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記運搬装置はコンベヤであることを
    特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載のピッ
    クアンドプレイス装置の制御方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも一方に運搬装置を含む二つ
    の装置間におけるピックアンドプレイス作業を、現在位
    置で対象物を把持手段で把持してから上昇動作を行い、
    目標位置へ向けて下降動作を行うＪＵＭＰ動作によって
    行うピックアンドプレイス装置であって、 与えられた動作命令に従って前記把持手段を動作させる
    ための前記把持手段の軌道を生成する軌道生成部を備
    え、 該軌道生成部は、前記ＪＵＭＰ動作をアーチ動作で行う
    軌道であって、且つＪＵＭＰ動作の上昇動作時及び下降
    動作時において、前記把持手段で把持した対象物とその
    対象物の設置面との間で相対速度が発生しない軌道を生
    成することを特徴とするピックアンドプレイス装置。
  12. 【請求項１２】 前記軌道生成部は、前記動作命令にお
    ける指令位置に向かう方向の速度成分及び運搬装置に対
    する追従方向の速度成分で構成される水平速度成分に基
    づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌道とを合成して目
    標軌道を生成するものであって、前記与えられた動作命
    令が運搬装置以外からの上昇動作を行うＪＵＭＰ動作の
    指示に相当する命令の場合、上昇動作時の軌道を前記把
    持手段が現在位置から第１の所定距離上昇するまでの間
    は垂直速度成分に基づき生成し、前記第１の所定距離上
    昇後は垂直速度成分、指令位置方向の速度成分及び追従
    方向の速度成分に基づき生成することを特徴とする請求
    項１１記載のピックアンドプレイス装置。
  13. 【請求項１３】 前記軌道生成部は、前記動作命令にお
    ける指令位置に向かう方向の速度成分及び運搬装置に対
    する追従方向の速度成分で構成される水平速度成分に基
    づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌道とを合成して目
    標軌道を生成するものであって、前記与えられた動作命
    令が運搬装置上からの上昇動作を行うＪＵＭＰ動作の指
    示に相当する命令の場合、上昇動作時の軌道を前記把持
    手段が現在位置から第１の所定距離上昇するまでの間は
    垂直速度成分及び追従方向の速度成分に基づき生成し、
    前記第１の所定距離上昇後は少なくとも指令位置方向の
    速度成分及び垂直速度成分に基づき生成することを特徴
    とする請求項１１記載のピックアンドプレイス装置。
  14. 【請求項１４】 前記軌道生成部は、前記動作命令にお
    ける指令位置に向かう方向の速度成分及び運搬装置に対
    する追従方向の速度成分で構成される水平速度成分に基
    づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌道とを合成して目
    標軌道を生成するものであって、前記与えられた動作命
    令が運搬装置以外への下降動作を行うＪＵＭＰ動作の指
    示に相当する命令の場合、下降動作時の軌道を前記把持
    手段が下降動作を開始してから前記目標位置の上方に第
    ２の所定距離の位置に到達するまでの間は少なくとも指
    令位置方向の速度成分及び垂直速度成分に基づき生成
    し、到達後は垂直速度成分に基づき生成することを特徴
    とする請求項１１乃至請求項１３の何れかに記載のピッ
    クアンドプレイス装置。
  15. 【請求項１５】 前記軌道生成部は、前記動作命令にお
    ける指令位置に向かう方向の速度成分及び運搬装置に対
    する追従方向の速度成分で構成される水平速度成分に基
    づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌道とを合成して目
    標軌道を生成するものであって、前記与えられた動作命
    令が運搬装置上への下降動作を行うＪＵＭＰ動作の指示
    に相当する命令の場合、下降動作時の軌道を前記把持手
    段が下降動作を開始してから前記目標位置の上方に第２
    の所定距離の位置に到達するまでの間は少なくとも指令
    位置方向の速度成分及び垂直速度成分に基づき生成し、
    到達後は垂直速度成分及び追従方向の速度成分に基づき
    生成することを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の
    何れかに記載のピックアンドプレイス装置。
  16. 【請求項１６】 前記軌道生成部は、前記動作命令にお
    ける指令位置に向かう方向の速度成分及び運搬装置に対
    する追従方向の速度成分で構成される水平速度成分に基
    づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌道とを合成して目
    標軌道を生成するものであって、前記動作命令において
    目標位置が運搬装置上に指定され、且つ把持手段の現在
    位置が運搬装置外であるとき、上昇動作時の軌道を前記
    把持手段が現在位置から第１の所定距離上昇するまでの
    間は垂直速度成分に基づき生成し、前記第１の所定距離
    上昇後は垂直速度成分、指令位置方向の速度成分及び追
    従方向の速度成分に基づき生成し、下降動作時の軌道を
    前記把持手段が下降動作を開始してから前記目標位置の
    上方に第２の所定距離の位置に到達するまでの間は指令
    位置方向の速度成分、垂直速度成分及び追従方向の速度
    成分に基づき生成し、到達後は垂直速度成分及び追従方
    向の速度成分に基づき生成することを特徴とする請求項
    １１記載のピックアンドプレイス装置。
  17. 【請求項１７】 前記軌道生成部は、前記動作命令にお
    ける指令位置に向かう方向の速度成分及び運搬装置に対
    する追従方向の速度成分で構成される水平速度成分に基
    づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌道とを合成して目
    標軌道を生成するものであって、前記軌道生成部は、前
    記動作命令において目標位置が運搬装置以外に指定さ
    れ、且つ把持手段の現在位置が運搬装置上であるとき、
    上昇動作時の軌道を前記把持手段が現在位置から第１の
    所定距離上昇するまでの間は垂直速度成分及び追従方向
    の速度成分に基づき生成し、前記第１の所定距離上昇後
    は指令位置方向の速度成分及び垂直速度成分に基づき生
    成し、下降動作時の軌道を前記把持手段が下降動作を開
    始してから前記目標位置の上方に第２の所定距離の位置
    に到達するまでの間は指令位置方向の速度成分及び垂直
    速度成分に基づき生成し、到達後は垂直速度成分に基づ
    き生成することを特徴とする請求項１１記載のピックア
    ンドプレイス装置。
  18. 【請求項１８】 前記軌道生成部は、前記動作命令にお
    ける指令位置に向かう方向の速度成分及び運搬装置に対
    する追従方向の速度成分で構成される水平速度成分に基
    づく軌道と、垂直速度成分に基づく軌道とを合成して目
    標軌道を生成するものであって、前記軌道生成部は、前
    記動作命令において目標位置が運搬装置以外に指定さ
    れ、且つ把持手段の現在位置が運搬装置上であるとき、
    上昇動作時の軌道を前記把持手段が現在位置から第１の
    所定距離上昇するまでの間は垂直速度成分及び搬送元の
    運搬装置に対する追従方向の速度成分に基づき生成し、
    前記第１の所定距離上昇後は指令位置方向の速度成分、
    垂直速度成分及び搬送先の運搬装置に対する追従方向の
    速度成分に基づき生成し、下降動作時の軌道を前記把持
    手段が下降動作を開始してから前記目標位置の上方に第
    ２の所定距離の位置に到達するまでの間は指令位置方向
    の速度成分、垂直速度成分及び搬送先の運搬装置に対す
    る追従方向の速度成分に基づき生成し、到達後は垂直速
    度成分及び搬送先の運搬装置に対する追従方向の速度成
    分に基づき生成することを特徴とする請求項１１記載の
    ピックアンドプレイス装置。
  19. 【請求項１９】 前記把持手段はロボットハンドである
    ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１８の何れかに
    記載のピックアンドプレイス装置。
  20. 【請求項２０】 前記運搬装置はコンベヤであることを
    特徴とする請求項１１乃至請求項１９の何れかに記載の
    ピックアンドプレイス装置。
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