JP2020011309A - Manipulator control device, manipulator control method and manipulator control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マニピュレータ制御装置、マニピュレータ制御方法、及びマニピュレータ制御プログラムに関する。 The present invention relates to a manipulator control device, a manipulator control method, and a manipulator control program.
従来、バラ積み状態で部品供給部に乱雑に配置された部品を、仮置き台を経由して部品供給部と異なる整列パレットに整列させる技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique has been proposed in which components arranged randomly in a component supply unit in a bulk state are arranged on an alignment pallet different from the component supply unit via a temporary placing table (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載の技術を、陳列台に配置された複数のワークを再陳列する技術に適用した場合、仮置き台を経由させる必要が無い場合でも全てのワークを一度仮置き台に移動させることになるため効率が悪い、という問題があった。 However, when the technique described in Patent Literature 1 is applied to a technique for redisplaying a plurality of works arranged on a display stand, all the works are once moved to the temporary stand even when there is no need to pass through the temporary stand. However, there is a problem that efficiency is low because of this.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、陳列台に配置された複数のワークを効率よく再陳列することができるマニピュレータ制御装置、マニピュレータ制御方法、及びマニピュレータ制御プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a manipulator control device, a manipulator control method, and a manipulator control program capable of efficiently redisplaying a plurality of works arranged on a display stand. With the goal.
本発明に係るマニピュレータ制御装置は、複数のワークが陳列された陳列台のワークを再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況を判定する判定部と、前記判定部で前記陳列場所に複数のワークが存在していると判定された場合は、前記陳列場所に1つのワークが残存するまで、前記陳列場所に存在するワークを1つずつ仮置きエリアに移動させた後、残存した1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列し、前記判定部で前記陳列場所に1つのワークが存在していると判定された場合は、存在している1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列するように、前記ワークを保持するマニピュレータを制御する制御部と、を備える。 A manipulator control device according to the present invention includes a determination unit that determines a state of a work in a display place where a plurality of works are to be redisplayed on a display stand on which a plurality of works are displayed, and the determination unit includes a plurality of works in the display place. When it is determined that the work exists, the work existing in the display place is moved to the temporary storage area one by one until one work remains in the display place, and then the remaining one work is Without moving to the temporary storage area, re-displayed at the display location, when the determination unit determines that one work is present at the display location, one existing work, A control unit that controls the manipulator that holds the work so as to be displayed again at the display location without moving to the temporary storage area.
なお、前記制御部は、前記判定部で前記陳列場所に1つのワークも存在していないと判定された場合は、前記陳列場所以外に存在するワークを、前記陳列場所に再陳列するように前記マニピュレータを制御するようにしてもよい。 In addition, the control unit, when the determination unit determines that there is no work in the display place, the work existing in the display place other than the work so as to re-display the display place. The manipulator may be controlled.
また、前記制御部は、前記陳列場所以外に存在するワークのうち、前記仮置きエリアに存在するワークを優先的に前記陳列場所に再陳列するように前記マニピュレータを制御するようにしてもよい。 In addition, the control unit may control the manipulator to preferentially re-display the work existing in the temporary storage area to the display place among the works existing in places other than the display place.
また、前記仮置きエリアを、前記陳列台の空きエリア、または前記陳列台とは別の仮置き台に設けた構成としてもよい。 Further, the temporary storage area may be provided in an empty area of the display stand or in a temporary storage stand different from the display stand.
本発明に係るマニピュレータ制御方法は、コンピュータが、複数のワークが陳列された陳列台のワークを再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況を判定する判定工程と、前記判定工程で前記陳列場所に複数のワークが存在していると判定された場合は、前記陳列場所に1つのワークが残存するまで、前記陳列場所に存在するワークを1つずつ仮置きエリアに移動させた後、残存した1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列し、前記判定工程で前記陳列場所に1つのワークが存在していると判定された場合は、存在している1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列するように、前記ワークを保持するマニピュレータを制御する制御工程と、を含む処理を実行する。 In the manipulator control method according to the present invention, a computer determines a state of a work in a display place where a plurality of works are to be re-displayed on a display stand on which a plurality of works are displayed; and When it is determined that the work exists, the work existing in the display place is moved one by one to the temporary storage area until one work remains in the display place, and then the remaining work is The work is re-displayed at the display place without moving to the temporary storage area, and when it is determined in the determination step that one work is present at the display place, one existing work is present. Controlling the manipulator holding the work so that the work is redisplayed at the display location without moving to the temporary storage area. .
本発明に係るマニピュレータ制御プログラムは、コンピュータを、複数のワークが陳列された陳列台のワークを再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況を判定する判定部、及び、前記判定部で前記陳列場所に複数のワークが存在していると判定された場合は、前記陳列場所に1つのワークが残存するまで、前記陳列場所に存在するワークを1つずつ仮置きエリアに移動させた後、残存した1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列し、前記判定部で前記陳列場所に1つのワークが存在していると判定された場合は、存在している1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列するように、前記ワークを保持するマニピュレータを制御する制御部、として機能させるためのプログラムである。 The manipulator control program according to the present invention, a computer, a determination unit that determines the state of the work in the display place to display the work of the display stand on which a plurality of works are to be re-displayed, and the determination unit in the display place When it is determined that a plurality of works are present, the work existing in the display place is moved to the temporary storage area one by one until one work remains in the display place, and then the remaining work is moved to the temporary storage area. One work is re-displayed at the display location without moving to the temporary storage area, and when the determination unit determines that one work is present at the display location, the existing one exists. The control unit controls a manipulator that holds the work so that the two works are displayed again at the display location without moving to the temporary storage area. Which is the program.
本発明によれば、陳列台に配置された複数のワークを効率よく再陳列することができる。 According to the present invention, a plurality of works arranged on a display stand can be efficiently re-displayed.
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素及び部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されている場合があり、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent components and portions are denoted by the same reference numerals. Further, the dimensional ratios in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation, and may differ from the actual ratios.
図1は、本実施形態に係るピックアンドプレース装置1の構成図である。図1に示すように、ピックアンドプレース装置1は、移動型マニピュレータMP、画像センサSA、SB、及びマニピュレータ制御装置10を備える。 FIG. 1 is a configuration diagram of a pick and place device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the pick-and-place device 1 includes a mobile manipulator MP, image sensors SA and SB, and a manipulator control device 10.
移動型マニピュレータMPは、移動体Mに、マニピュレータの一例としてのロボットRBが取り付けられた構成である。移動体Mは、図示しないモータの駆動力によって回転する4つの車輪Rを備え、マニピュレータ制御装置10の指示によりフロア内を移動する。 The movable manipulator MP has a configuration in which a robot RB as an example of a manipulator is attached to a moving body M. The moving body M includes four wheels R that are rotated by a driving force of a motor (not shown), and moves on the floor according to an instruction from the manipulator control device 10.
ロボットRBは、台20上に設けられた箱22に収容された図示しないワークを保持して棚24まで搬送し、陳列台の一例としての棚24内に載置する。 The robot RB holds a work (not shown) accommodated in a box 22 provided on the table 20, transports the work to the shelf 24, and places the work on the shelf 24 as an example of a display table.
本実施形態では、一例としてロボットRBのロボットアームの先端にはエンドエフェクタとしてロボットハンドHが取り付けられており、ロボットハンドHで箱22内のワークを把持することによってワークを保持した状態となる。そして、ワークを保持した状態で棚24まで搬送し、ワークの保持を解除してワークを載置する。なお、ワークを保持する部材は、ロボットハンドHに限らず、ワークを吸着する吸着パッドでもよい。 In the present embodiment, as an example, a robot hand H is attached as an end effector to the end of the robot arm of the robot RB, and the robot hand H holds the work by holding the work in the box 22. Then, the work is transported to the shelf 24 in a state where the work is held, the work is released, and the work is placed. The member for holding the work is not limited to the robot hand H, but may be a suction pad for sucking the work.
箱22の上方には画像センサSAが設置されている。画像センサSAは、箱22内に収容されたワークの集合であるワーク集合を静止画として撮影する。 An image sensor SA is provided above the box 22. The image sensor SA captures a work set, which is a set of works accommodated in the box 22, as a still image.
また、棚24を撮影可能な位置には画像センサSBが設置されている。画像センサSBは、棚24に陳列されたワークを静止画として撮影する。 An image sensor SB is installed at a position where the shelf 24 can be photographed. The image sensor SB captures a work displayed on the shelf 24 as a still image.
マニピュレータ制御装置10は、ロボットRBの任意の初期姿勢から目標姿勢までの経路を生成する。ここで、経路とは、ロボットRBを初期姿勢から目標姿勢まで動作させる場合の姿勢のリストである。具体的には、マニピュレータ制御装置10は、画像センサSAから取得した撮影画像を画像処理し、画像処理の結果に基づいて保持すべきワークの位置及び姿勢を認識する。そして、マニピュレータ制御装置10は、箱22内のワークを撮影するためにロボットRBが画像センサSAの視野範囲外の退避位置に退避した退避姿勢を初期姿勢とし、ロボットRBが箱22内のワークを保持する保持姿勢を目標姿勢とする第1の経路と、ロボットRBが箱22内のワークを保持した保持姿勢を初期姿勢とし、ロボットRBがワークを棚24に載置する載置姿勢を目標姿勢とする第2の経路と、ロボットRBがワークを棚24に載置した載置姿勢を初期姿勢とし、箱22内のワークを撮影するためにロボットRBが画像センサSAの視野範囲外の退避位置に退避した退避姿勢を目標姿勢とする第3の経路と、を生成する。なお、画像センサSBで撮影された撮影画像に基づいてワークを載置すべき位置を認識するようにしてもよい。そして、マニピュレータ制御装置10は、生成した経路に従ってロボットRBが動作するように動作指令値をロボットRBに出力する。 The manipulator control device 10 generates a path from an arbitrary initial posture of the robot RB to a target posture. Here, the path is a list of postures when the robot RB is operated from the initial posture to the target posture. Specifically, the manipulator control device 10 performs image processing on the captured image acquired from the image sensor SA, and recognizes the position and orientation of the work to be held based on the result of the image processing. Then, the manipulator control device 10 sets the retracted posture in which the robot RB has retracted to the retracted position outside the visual field range of the image sensor SA in order to photograph the work in the box 22 as the initial posture, A first path in which the holding posture for holding is the target posture, a holding posture in which the robot RB holds the work in the box 22 as the initial posture, and a mounting posture in which the robot RB mounts the work on the shelf 24 is the target posture. The initial position is the second path to be set, and the mounting position where the robot RB mounts the work on the shelf 24 is the initial position, and the robot RB is in a retreat position outside the field of view of the image sensor SA in order to photograph the work in the box 22. And a third route having the retreat posture as the target posture. Note that the position where the work is to be placed may be recognized based on the image captured by the image sensor SB. Then, the manipulator control device 10 outputs an operation command value to the robot RB so that the robot RB operates according to the generated route.
また、マニピュレータ制御装置10は、詳細は後述するが、棚24に陳列されたワークを再陳列するようにロボットRBを制御する。なお、マニピュレータ制御装置10は、ワークを再陳列する際に、図1に示すように、仮置きエリアの一例としての仮置き台26に、必要に応じてワークを仮置きする。なお、仮置き台26は、少なくとも1つ以上のワークを載置可能な面積を有する。 The manipulator control device 10 controls the robot RB so as to display the work displayed on the shelf 24 again, which will be described in detail later. When re-displaying the work, the manipulator control device 10 temporarily places the work on a temporary placement table 26 as an example of a temporary placement area as shown in FIG. The temporary table 26 has an area on which at least one or more works can be placed.
次に、ロボットRBについて説明する。本実施形態では、一例としてロボットRBが垂直多関節ロボットである場合について説明するが、水平多関節ロボット(スカラーロボット)及びパラレルリンクロボット等にも本発明を適用可能である。 Next, the robot RB will be described. In the present embodiment, a case where the robot RB is a vertical articulated robot will be described as an example. However, the present invention is also applicable to a horizontal articulated robot (scalar robot), a parallel link robot, and the like.
図2は、垂直多関節ロボットであるロボットRBの構成を示す図である。図2に示すように、ロボットRBは、ベースリンクBL、リンクL1〜L6、ジョイントJ1〜J6を備えた6自由度の6軸ロボットである。なお、ジョイントとは、リンク同士を接続する関節である。また、以下では、リンクL1〜L6及びリンクL6に接続されたロボットハンドHを含めてロボットアームと称する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a robot RB that is a vertical articulated robot. As shown in FIG. 2, the robot RB is a 6-degree-of-freedom 6-axis robot including a base link BL, links L1 to L6, and joints J1 to J6. Note that a joint is a joint that connects links. Hereinafter, the links L1 to L6 and the robot hand H connected to the link L6 are referred to as a robot arm.
ベースリンクBLとリンクL1とは、図2において鉛直軸S1を中心として矢印C1方向に回転するジョイントJ1を介して接続されている。従って、リンクL1は、ベースリンクBLを支点として矢印C1方向に回転する。 The base link BL and the link L1 are connected via a joint J1 that rotates in the direction of arrow C1 about the vertical axis S1 in FIG. Therefore, the link L1 rotates in the arrow C1 direction about the base link BL.
リンクL1とリンクL2とは、図2において水平軸S2を中心として矢印C2方向に回転するジョイントJ2を介して接続されている。従って、リンクL2は、リンクL1を支点として矢印C2方向に回転する。 The link L1 and the link L2 are connected via a joint J2 that rotates in the direction of arrow C2 about the horizontal axis S2 in FIG. Therefore, the link L2 rotates in the direction of the arrow C2 with the link L1 as a fulcrum.
リンクL2とリンクL3とは、図2において軸S3を中心として矢印C3方向に回転するジョイントJ3を介して接続されている。従って、リンクL3は、リンクL2を支点として矢印C3方向に回転する。 The link L2 and the link L3 are connected via a joint J3 that rotates in the direction of arrow C3 about the axis S3 in FIG. Therefore, the link L3 rotates in the direction of the arrow C3 with the link L2 as a fulcrum.
リンクL3とリンクL4とは、図2において軸S4を中心として矢印C4方向に回転するジョイントJ4を介して接続されている。従って、リンクL4は、リンクL3を支点として矢印C4方向に回転する。 The link L3 and the link L4 are connected via a joint J4 that rotates in the direction of arrow C4 about the axis S4 in FIG. Therefore, the link L4 rotates in the arrow C4 direction with the link L3 as a fulcrum.
リンクL4とリンクL5とは、図2において軸S5を中心として矢印C5方向に回転するジョイントJ5を介して接続されている。従って、リンクL5は、リンクL4を支点として矢印C5方向に回転する。 The link L4 and the link L5 are connected via a joint J5 that rotates in the direction of arrow C5 about the axis S5 in FIG. Therefore, the link L5 rotates in the arrow C5 direction with the link L4 as a fulcrum.
リンクL5とリンクL6とは、図2において軸S6を中心として矢印C6方向に回転するジョイントJ6を介して接続されている。従って、リンクL6は、リンクL5を支点として矢印C6方向に回転する。なお、図2では図示は省略したが、リンクL6にロボットハンドHが取り付けられる。 The link L5 and the link L6 are connected via a joint J6 that rotates in the direction of arrow C6 about the axis S6 in FIG. Therefore, the link L6 rotates in the direction of the arrow C6 with the link L5 as a fulcrum. Although not shown in FIG. 2, the robot hand H is attached to the link L6.
ジョイントJ1〜J6は、予め定めた回転角度の範囲が可動域として各々設定されている。 For the joints J1 to J6, a range of a predetermined rotation angle is set as a movable range.
ロボットRBの姿勢は、ジョイントJ1〜J6の各々の回転角度によって定まる。従って、ロボットRBを動作させるための動作指令値は、ロボットRBが取るべき姿勢に対応したジョイントJ1〜J6の各々の回転角度である。 The posture of the robot RB is determined by the rotation angles of each of the joints J1 to J6. Therefore, the operation command value for operating the robot RB is the rotation angle of each of the joints J1 to J6 corresponding to the posture to be taken by the robot RB.
図3は、本実施形態に係るマニピュレータ制御装置10のハードウェア構成を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the manipulator control device 10 according to the present embodiment.
図3に示すように、マニピュレータ制御装置10は、CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、ストレージ14、入力部15、モニタ16、光ディスク駆動装置17、及び通信インタフェース18を有する。各構成は、バス19を介して相互に通信可能に接続されている。 As shown in FIG. 3, the manipulator control device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a storage 14, an input unit 15, a monitor 16, and an optical disk drive. 17 and a communication interface 18. The components are connected to each other via a bus 19 so that they can communicate with each other.
本実施形態では、ROM12又はストレージ14には、マニピュレータ制御処理を実行するマニピュレータ制御プログラムが格納されている。CPU11は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各構成を制御したりする。すなわち、CPU11は、ROM12又はストレージ14からプログラムを読み出し、RAM13を作業領域としてプログラムを実行する。CPU11は、ROM12又はストレージ14に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。 In the present embodiment, the ROM 12 or the storage 14 stores a manipulator control program for executing a manipulator control process. The CPU 11 is a central processing unit that executes various programs and controls each component. That is, the CPU 11 reads the program from the ROM 12 or the storage 14 and executes the program using the RAM 13 as a work area. The CPU 11 controls the above components and performs various arithmetic processes according to a program recorded in the ROM 12 or the storage 14.
ROM12は、各種プログラム及び各種データを格納する。RAM13は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ14は、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。 The ROM 12 stores various programs and various data. The RAM 13 temporarily stores a program or data as a work area. The storage 14 is constituted by an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive), and stores various programs including an operating system and various data.
入力部15は、キーボード151、及びマウス152等のポインティングデバイスを含み、各種の入力を行うために使用される。モニタ16は、例えば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。モニタ16は、タッチパネル方式を採用して、入力部15として機能してもよい。光ディスク駆動装置17は、各種の記録媒体(CD−ROM又はブルーレイディスクなど)に記憶されたデータの読み込みや、記録媒体に対するデータの書き込み等を行う。 The input unit 15 includes a keyboard 151 and a pointing device such as a mouse 152, and is used for performing various inputs. The monitor 16 is, for example, a liquid crystal display and displays various information. The monitor 16 may function as the input unit 15 by adopting a touch panel method. The optical disk drive 17 reads data stored in various recording media (such as a CD-ROM or a Blu-ray disc) and writes data to the recording medium.
通信インタフェース18は、ロボットRB及び画像センサSA、SB、移動体M等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット(登録商標)、FDDI、Wi−Fi(登録商標)、USB(Universal Serial Bus)、及びIEEE1394等の規格が用いられる。 The communication interface 18 is an interface for communicating with other devices such as the robot RB, the image sensors SA, SB, and the moving object M, and includes, for example, Ethernet (registered trademark), FDDI, Wi-Fi (registered trademark), and USB. (Universal Serial Bus) and IEEE 1394 standards are used.
次に、マニピュレータ制御装置10の機能構成について説明する。 Next, a functional configuration of the manipulator control device 10 will be described.
図4は、マニピュレータ制御装置10の機能構成の例を示すブロック図である。図4に示すように、マニピュレータ制御装置10は、機能構成として、判定部30、制御部32、及び記憶部34を有する。各機能構成は、CPU11がROM12又はストレージ14に記憶されたマニピュレータ制御プログラムを読み出し、RAM13に展開して実行することにより実現される。 FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the manipulator control device 10. As shown in FIG. 4, the manipulator control device 10 includes a determination unit 30, a control unit 32, and a storage unit 34 as functional components. Each functional configuration is realized by the CPU 11 reading the manipulator control program stored in the ROM 12 or the storage 14, developing the program into the RAM 13 and executing the program.
判定部30は、複数のワークが陳列された棚24のワークを再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況を判定する。ここで、再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況とは、例えば再陳列すべき陳列場所に存在するワークの数である。また、陳列場所とは、1つのワークを再陳列可能な面積を有する領域であり、例えばワークの平面形状と略同一の形状を有する領域である。 The determination unit 30 determines the state of the work at the display location where the work on the shelf 24 on which the plurality of works are displayed should be redisplayed. Here, the state of the work at the display place to be re-displayed is, for example, the number of works existing at the display place to be re-displayed. The display place is an area having an area in which one work can be displayed again, for example, an area having substantially the same shape as the planar shape of the work.
制御部32は、判定部30で陳列場所に複数のワークが存在していると判定された場合は、陳列場所に1つのワークが残存するまで、陳列場所に存在するワークを1つずつ仮置き台26に移動させた後、残存した1つのワークを、仮置き台26に移動することなく、陳列場所に再陳列する。 When the determination unit 30 determines that a plurality of works exist in the display place, the control unit 32 temporarily places the works existing in the display place one by one until one work remains in the display place. After being moved to the table 26, the remaining one work is displayed again at the display place without moving to the temporary placing table 26.
また、判定部30で陳列場所に1つのワークが存在していると判定された場合は、存在している1つのワークを、仮置き台26に移動することなく、陳列場所に再陳列するようにロボットRBを制御する。 When the determination unit 30 determines that one work exists at the display place, the existing work is re-displayed at the display place without moving to the temporary placing stand 26. To control the robot RB.
記憶部34は、マニピュレータ制御プログラム等の各種情報を記憶する。 The storage unit 34 stores various information such as a manipulator control program.
次に、マニピュレータ制御装置10の作用について説明する。なお、以下では、説明を簡単にするため、移動体Mは移動せずに同じ場所に留まっているものとして説明する。 Next, the operation of the manipulator control device 10 will be described. In the following, for simplicity of description, a description will be given assuming that the moving body M does not move and stays at the same place.
図5は、マニピュレータ制御装置10のCPU11により実行されるマニピュレータ制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下では、既にロボットRBが箱22内のワークを全て棚24に陳列した状態から、棚24に陳列された複数のワークを再陳列する場合について説明する。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the manipulator control process executed by the CPU 11 of the manipulator control device 10. Hereinafter, a case will be described in which the robot RB displays a plurality of works displayed on the shelf 24 again from a state where all the works in the box 22 are displayed on the shelf 24.
オペレータによりマニピュレータ制御処理の実行が指示されると、CPU11がROM12又はストレージ14からマニピュレータ制御プログラムを読み出して、RAM13に展開し実行することにより、マニピュレータ制御処理が実行される。 When the execution of the manipulator control process is instructed by the operator, the CPU 11 reads the manipulator control program from the ROM 12 or the storage 14 and develops and executes the program on the RAM 13 to execute the manipulator control process.
CPU11は、制御部32として、画像センサSBに撮影を指示し、画像センサSBが撮影した撮影画像を取得する(ステップS100)。 The CPU 11, as the control unit 32, instructs the image sensor SB to perform photographing, and acquires a photographed image photographed by the image sensor SB (Step S100).
CPU11は、判定部30として、撮影画像に基づいて、ワークを再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況として、陳列場所が空いているか否か、すなわち、陳列場所に1つのワークも存在していない状況であるか否かを判定する(ステップS102)。ここで、陳列場所にワークの少なくとも一部が存在している場合は、陳列場所にワークが存在しているものとする。 The CPU 11 determines whether or not the display place is empty as the determination unit 30 as the state of the work at the display place where the work should be re-displayed based on the captured image, that is, there is no work in the display place. It is determined whether or not the situation is present (step S102). Here, when at least a part of the work exists at the display place, it is assumed that the work exists at the display place.
なお、陳列場所については、以下のように選択できる。例えば棚24に設けられた複数の陳列場所を予めティーチングしておき、ティーチングした複数の陳列場所の位置情報及び複数の陳列場所にワークを再陳列する陳列順序を記憶部34に記憶しておく。そして、陳列順序に従って陳列場所を選択する。また、例えば陳列順序を表す数字等の識別符号を棚24に予め設けておき、画像センサSBで識別符号を撮影するようにしてもよい。この場合、画像センサSBで撮影した撮影画像に基づいて陳列順序を識別し、識別した陳列順序に従って陳列場所を選択するようにしてもよい。 The display location can be selected as follows. For example, a plurality of display places provided on the shelf 24 are pre-teached, and the storage unit 34 stores the position information of the plurality of taught display places and the display order for re-displaying the work in the plurality of display places. Then, a display place is selected according to the display order. Further, for example, an identification code such as a number indicating the display order may be provided on the shelf 24 in advance, and the identification code may be photographed by the image sensor SB. In this case, the display order may be identified based on the image captured by the image sensor SB, and the display location may be selected according to the identified display order.
上記のようにして選択した陳列場所が空いている場合(ステップS102:YES)、陳列場所に再陳列するワークを1つ選択する(ステップS104)。 If the display place selected as described above is free (step S102: YES), one work to be redisplayed at the display place is selected (step S104).
再陳列するワークを選択する際には、例えば以下のような優先順位でワークを選択する。例えば仮置き台26にワークが存在する場合は、仮置き台26に存在するワークを優先的に選択する。このように、仮置き台26に存在するワークを優先的に選択することにより、仮置き台26のサイズを小さくすることができる。 When selecting a work to be redisplayed, the work is selected in the following priority order, for example. For example, when a work exists on the temporary placing table 26, the work existing on the temporary placing table 26 is preferentially selected. As described above, by preferentially selecting the work existing on the temporary placing table 26, the size of the temporary placing table 26 can be reduced.
また、仮置き台26にワークが存在しない場合には、棚24の陳列場所以外に存在する未陳列のワークから選択する。具体的には、例えば未陳列のワークのうち陳列場所に最も近い位置に存在するワークを選択する。例えば、陳列順序が棚24の右端から左端に向かうように設定されていた場合は、未陳列のワークのうち最も右側に存在するワークを選択する。また、最も取り出しやすいワーク、例えば棚24の最も手前に存在するワークを選択するようにしてもよい。更に、ワークの種類が複数存在する場合には、ワークの種類毎に優先順位を設定するようにしてもよい。 When there is no work on the temporary placing table 26, the work is selected from undisplayed works existing in places other than the display place of the shelf 24. Specifically, for example, among the undisplayed works, a work existing at a position closest to the display place is selected. For example, when the display order is set from the right end to the left end of the shelf 24, the work located on the rightmost side among the undisplayed works is selected. Alternatively, a work that is most easily taken out, for example, a work that is present in front of the shelf 24 may be selected. Further, when there are a plurality of types of work, a priority may be set for each type of work.
CPU11は、制御部32として、ステップS104で選択したワークを、仮置き台26に移動させることなく、陳列場所へ再陳列する(ステップS106)。具体的には、CPU11は、ロボットRBが、ステップS104で選択したワークを保持して陳列場所に再陳列するまでの経路を生成する。経路の生成は、公知の経路計画法を用いることができる。そして、CPU11は、生成した経路に基づいてロボットRBの動作指令値を生成し、ロボットRBに送信する。これにより、生成された経路に従ってロボットRBが移動する。すなわち、ロボットRBが、ステップ104で選択したワークを保持して陳列場所に再陳列する。 The CPU 11, as the control unit 32, redisplays the work selected in step S104 to the display location without moving the work to the temporary placing table 26 (step S106). Specifically, the CPU 11 generates a path from the point at which the robot RB holds the workpiece selected at step S104 to the point at which the robot RB redisplays the workpiece at the display location. A known route planning method can be used for generating the route. Then, the CPU 11 generates an operation command value of the robot RB based on the generated path, and transmits the operation command value to the robot RB. Thereby, the robot RB moves according to the generated route. That is, the robot RB holds the work selected in step 104 and displays it again at the display place.
一方、陳列場所が空いていない場合(ステップS102:NO)、すなわち陳列場所にワークが存在する場合、CPU11は、判定部30として、ステップS100で撮影した撮影画像に基づいて、陳列場所に複数のワークが存在するか否かを判定する(ステップS108)。陳列場所に複数のワークが存在するか否かの判定は、例えばテンプレートマッチング等の公知の手法を用いて判定することができる。 On the other hand, when the display place is not empty (step S102: NO), that is, when there is a work in the display place, the CPU 11 determines as the determination unit 30 a plurality of display places based on the image captured in step S100. It is determined whether or not a work exists (step S108). The determination as to whether or not a plurality of works exist at the display location can be made by using a known method such as template matching.
そして、陳列場所に複数のワークが存在する場合(ステップS108:YES)、CPU11は、制御部32として、陳列場所に存在する複数のワークのうち1つのワークを仮置き台26へ移動させるようにロボットRBを制御する(ステップS110)。具体的には、陳列場所に存在する複数のワークから選択したワークを保持して仮置き台26へ載置するまでのロボットRBの経路を生成する。そして、生成した経路に基づいてロボットRBの動作指令値を生成し、ロボットRBに送信する。これにより、ロボットRBが、陳列場所に存在する複数のワークから選択したワークを保持して仮置き台26へ載置する。なお、陳列場所に存在する複数のワークから1つのワークを選択する基準としては、例えば仮置き台26に最も近い位置のワークを選択する等が挙げられるが、これに限られるものではない。 Then, when there are a plurality of works in the display place (step S108: YES), the CPU 11 controls the control unit 32 to move one of the works present in the display place to the temporary placing table 26. The robot RB is controlled (step S110). Specifically, a path of the robot RB from the holding of a selected work from the plurality of works existing at the display place to the placement on the temporary placing table 26 is generated. Then, an operation command value for the robot RB is generated based on the generated route, and transmitted to the robot RB. Accordingly, the robot RB holds the work selected from the plurality of works existing in the display place and places the work on the temporary placing table 26. In addition, as a criterion for selecting one work from a plurality of works existing in the display place, for example, a work closest to the temporary placing table 26 may be selected, but the present invention is not limited to this.
一方、陳列場所に複数のワークが存在しない場合(ステップS108:NO)、すなわち陳列場所に1つのワークが存在している場合、CPU11は、制御部32として、陳列場所に存在している1つのワークを、仮置き台26に仮置きすることなく陳列場所に再陳列するようロボットRBを制御する(ステップS112)。具体的には、陳列場所に存在する1つのワークを保持して陳列場所に再陳列するまでのロボットRBの経路を生成する。そして、生成した経路に基づいてロボットRBの動作指令値を生成し、ロボットRBに送信する。これにより、ロボットRBが、陳列場所に存在する1つのワークを保持して陳列場所に再陳列する。 On the other hand, when a plurality of works do not exist in the display place (step S108: NO), that is, when one work exists in the display place, the CPU 11 controls the The robot RB is controlled so that the work is re-displayed at the display place without being temporarily placed on the temporary placing table 26 (step S112). Specifically, a path of the robot RB until one work existing in the display place is held and re-displayed in the display place is generated. Then, an operation command value for the robot RB is generated based on the generated route, and transmitted to the robot RB. Thereby, the robot RB holds one work existing in the display place and redisplays it in the display place.
CPU11は、制御部32として、棚24に載置された全てのワークを再陳列したか否かを判定する(ステップS114)。具体的には、例えば本ルーチンを実行する前に既に棚24に載置されていたワークの数と、本ルーチンを実行してワークを再陳列した回数とを比較し、両者が一致した場合に全てのワークを再陳列したと判定する。または、画像センサSBから撮影画像を取得し、取得した撮影画像に基づいて、パターンマッチング等の画像処理により全てのワークが整列されているか否かを判定してもよい。 The CPU 11 as the control unit 32 determines whether or not all the works placed on the shelf 24 have been displayed again (Step S114). Specifically, for example, the number of works already placed on the shelf 24 before executing the present routine is compared with the number of times the work is re-displayed by executing the present routine, and when both of them match, It is determined that all the works have been displayed again. Alternatively, a captured image may be acquired from the image sensor SB, and based on the acquired captured image, it may be determined whether or not all the workpieces are aligned by image processing such as pattern matching.
全てのワークを再陳列したと判定された場合(ステップS114:YES)、本ルーチンを終了する。一方、全てのワークを再陳列していないと判定された場合(ステップS114:NO)、すなわち、再陳列していないワークが存在する場合には、ステップS100へ戻ってステップS100〜S114の処理を繰り返す。 If it is determined that all the works have been displayed again (step S114: YES), this routine ends. On the other hand, when it is determined that not all the works are re-displayed (step S114: NO), that is, when there is a work that is not re-displayed, the process returns to step S100 to perform the processing of steps S100 to S114. repeat.
次に、ワークの再陳列の具体例について説明する。 Next, a specific example of the redisplay of the work will be described.
例えば図6Aに示すように、陳列場所P1が空いている場合は、未陳列のワークW1、W2のうち、例えば陳列場所P1に最も近いワークW1を選択する。そして、選択したワークW1を、図6Bに示すように、陳列場所P1に再陳列する。次に、図6Cに示すように、次の陳列場所P2に、未陳列のワークW2を再陳列する。 For example, as shown in FIG. 6A, when the display place P1 is vacant, the work W1 closest to the display place P1, for example, is selected from the undisplayed works W1 and W2. Then, the selected work W1 is displayed again at the display place P1, as shown in FIG. 6B. Next, as shown in FIG. 6C, the undisplayed work W2 is displayed again at the next display place P2.
また、例えば図7Aに示すように、陳列場所P1に1つのワークW1が存在する場合には、図7Bに示すように、ワークW1を仮置き台26に仮置きせずに陳列場所P1に再陳列する。次に、図7Cに示すように、次の陳列場所P2に、再陳列されていない未陳列のワークW2を再陳列する。 In addition, for example, as shown in FIG. 7A, when one work W1 exists at the display place P1, as shown in FIG. Display. Next, as shown in FIG. 7C, the undisplayed work W2 that has not been redisplayed is redisplayed at the next display place P2.
また、例えば図8Aに示すように、陳列場所P1に複数のワークW1、W2が載置されている場合は、図8Bに示すように、例えばワークW1を選択して仮置き台26に移動させる。次に、陳列場所P1にはワークW2が残っているので、図8Cに示すように、ワークW2を仮置き台26に移動することなく、陳列場所P1に再陳列する。次に、図8Dに示すように、次の陳列場所P2に、仮置き台26に仮置きされたワークW1を再陳列する。 8A, when a plurality of works W1 and W2 are placed in the display place P1, for example, the work W1 is selected and moved to the temporary placing table 26 as shown in FIG. 8B. . Next, since the work W2 remains in the display place P1, the work W2 is displayed again in the display place P1 without moving to the temporary placing table 26 as shown in FIG. 8C. Next, as shown in FIG. 8D, the work W1 temporarily placed on the temporary placing stand 26 is displayed again at the next display place P2.
このように、本実施形態では、陳列場所にワークが存在しない場合及び陳列場所に1つのワークが存在する場合は、ワークを仮置き台26に仮置きすることなく陳列場所に再陳列する。すなわち、陳列場所に複数のワークが存在している場合のみ、仮置き台26にワークを仮置きする。このため、全てのワークを仮置き台26に仮置きしてから再陳列する場合と比較して、複数のワークを効率よく再陳列することができる。 As described above, in the present embodiment, when there is no work in the display place or when one work exists in the display place, the work is re-displayed in the display place without being temporarily placed on the temporary placing table 26. That is, only when there are a plurality of works in the display place, the works are temporarily placed on the temporary placing table 26. For this reason, compared with the case where all the works are temporarily placed on the temporary placing table 26 and then re-displayed, a plurality of works can be efficiently re-displayed.
マニピュレータ制御装置10は、上記の実施形態に限定されず、種々の改変が可能である。例えば、本実施形態では、画像センサSBで撮影した撮影画像に基づいてワークの状況を判定する場合について説明したが、レーザレンジファインダを用いてワークの状況を判定するようにしてもよい。 The manipulator control device 10 is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the present embodiment, the case where the state of the work is determined based on the image captured by the image sensor SB has been described. However, the state of the work may be determined using a laser range finder.
また、本実施形態では、仮置きエリアとして棚24とは別の仮置き台26を設けた場合について説明したが、棚24の空きエリアを仮置きエリアとしてもよい。 Further, in the present embodiment, a case has been described in which a temporary storage table 26 different from the shelf 24 is provided as the temporary storage area, but an empty area of the shelf 24 may be used as the temporary storage area.
また、ワークの種類が複数存在する場合は、ワークの形状、色、及びワークに設けたバーコード等の少なくとも1つを識別することでワークの種類を識別し、識別したワークの種類毎に再陳列するようにしてもよい。 When there are a plurality of types of work, the type of work is identified by identifying at least one of the shape and color of the work, and a bar code or the like provided on the work, and the type of work is identified and re-evaluated. It may be displayed.
なお、上記各実施形態でCPUがソフトウェア(プログラム)を読み込んで実行したマニピュレータ制御処理を、CPU以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、FPGA(Field−Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なPLD(Programmable Logic Device)、及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、マニピュレータ制御処理を、これらの各種のプロセッサのうちの1つで実行してもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGA、及びCPUとFPGAとの組み合わせ等)で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。 In addition, various processors other than the CPU may execute the manipulator control processing that the CPU reads and executes the software (program) in the above embodiments. In this case, as the processor, a PLD (Programmable Logic Device) whose circuit configuration can be changed after the manufacture of an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or the like, and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit for executing an Integrated Circuit for executing an Integrated Circuit). A dedicated electric circuit or the like which is a processor having a circuit configuration designed exclusively is exemplified. Further, the manipulator control process may be executed by one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs and a combination of a CPU and an FPGA). Etc.). Further, the hardware structure of these various processors is more specifically an electric circuit in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
また、上記各実施形態では、マニピュレータ制御プログラムがストレージ14又はROM12に予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。 In the above embodiments, the manipulator control program is stored (installed) in the storage 14 or the ROM 12 in advance. However, the present invention is not limited to this. The program may be recorded on a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Only Memory), a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory), and a USB (Universal Serial Bus) memory. Further, the program may be downloaded from an external device via a network.
1 ピックアンドプレース装置
10 マニピュレータ制御装置
22 箱
24 棚
26 仮置き台
30 判定部
32 制御部
34 記憶部
1 Pick and Place Device 10 Manipulator Control Device 22 Box 24 Shelf 26 Temporary Placement Table 30 Judgment Unit 32 Control Unit 34 Storage Unit
Claims (6)
前記判定部で前記陳列場所に複数のワークが存在していると判定された場合は、前記陳列場所に1つのワークが残存するまで、前記陳列場所に存在するワークを1つずつ仮置きエリアに移動させた後、残存した1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列し、前記判定部で前記陳列場所に1つのワークが存在していると判定された場合は、存在している1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列するように、前記ワークを保持するマニピュレータを制御する制御部と、
を備えたマニピュレータ制御装置。 A determining unit that determines a state of a work at a display place where the work on the display stand on which the plurality of works are displayed is to be redisplayed;
When the determination unit determines that a plurality of works exist in the display place, the work existing in the display place is stored in the temporary storage area one by one until one work remains in the display place. After being moved, the remaining one work is re-displayed at the display place without moving to the temporary storage area, and it is determined by the determination unit that one work exists at the display place. In the case, a control unit that controls a manipulator that holds the work, so that one existing work does not move to the temporary storage area and is redisplayed at the display location.
Manipulator control device equipped with
請求項1記載のマニピュレータ制御装置。 The control unit, when it is determined that there is no work in the display place by the determination unit, the manipulator to re-display the work present in the display place other than the display place in the display place. The manipulator control device according to claim 1, which controls.
請求項2記載のマニピュレータ制御装置。 The manipulator control device according to claim 2, wherein the control unit controls the manipulator to preferentially redisplay the work existing in the temporary storage area to the display place among the works existing in places other than the display place. .
請求項1〜3の何れか1項に記載のマニピュレータ制御装置。 The manipulator control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the temporary storage area is provided in an empty area of the display stand or in a temporary storage stand different from the display stand.
複数のワークが陳列された陳列台のワークを再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況を判定する判定工程と、
前記判定工程で前記陳列場所に複数のワークが存在していると判定された場合は、前記陳列場所に1つのワークが残存するまで、前記陳列場所に存在するワークを1つずつ仮置きエリアに移動させた後、残存した1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列し、前記判定工程で前記陳列場所に1つのワークが存在していると判定された場合は、存在している1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列するように、前記ワークを保持するマニピュレータを制御する制御工程と、
を含む処理を実行するマニピュレータ制御方法。 Computer
A determining step of determining a state of a work at a display place where a plurality of works are to be re-displayed on a display stand on which a plurality of works are displayed;
When it is determined in the determination step that a plurality of works exist in the display place, the works existing in the display place are temporarily stored in the temporary storage area one by one until one work remains in the display place. After being moved, the remaining one work is re-displayed at the display place without moving to the temporary storage area, and it is determined in the determination step that one work exists at the display place. In the case, a control step of controlling a manipulator that holds the work, so that one existing work does not move to the temporary storage area and is re-displayed at the display place.
A manipulator control method for executing processing including:
複数のワークが陳列された陳列台のワークを再陳列すべき陳列場所におけるワークの状況を判定する判定部、及び、
前記判定部で前記陳列場所に複数のワークが存在していると判定された場合は、前記陳列場所に1つのワークが残存するまで、前記陳列場所に存在するワークを1つずつ仮置きエリアに移動させた後、残存した1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列し、前記判定部で前記陳列場所に1つのワークが存在していると判定された場合は、存在している1つのワークを、前記仮置きエリアに移動することなく、前記陳列場所に再陳列するように、前記ワークを保持するマニピュレータを制御する制御部、
として機能させるためのマニピュレータ制御プログラム。 Computer
A determination unit that determines a state of a work at a display place where a plurality of works is to be re-displayed on a display stand on which a plurality of works are displayed; and
When the determination unit determines that a plurality of works exist in the display place, the work existing in the display place is stored in the temporary storage area one by one until one work remains in the display place. After being moved, the remaining one work is re-displayed at the display place without moving to the temporary storage area, and it is determined by the determination unit that one work exists at the display place. In the case, a control unit that controls a manipulator that holds the work, such that one existing work does not move to the temporary storage area and is re-displayed at the display place.
Manipulator control program to function as
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