JP2022082921A - ロボット及び物品寸法取得方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】物品の周囲が覆われているか否かにかかわらず、物品の引出し方向の寸法を得る。【解決手段】ロボットは、保持部と、引出部と、センサと、寸法取得部と、を備える。前記保持部は、支持物の上に載っている物品を保持可能である。前記引出部は、前記保持部を手前へ引出し可能である。前記センサは、前記物品が引き出されることで前記支持物の上に載らなくなったことを検出する。前記寸法取得部は、前記引出部によって前記物品の引出しを開始した時点から、前記物品が前記支持物の上に載らなくなったことを前記センサが検出した時点までに、前記物品が引き出された距離に基づいて、当該物品の引出し方向の寸法を取得する。【選択図】図4
Description
本発明は、ロボットによる物品の寸法の取得に関する。
所定の場所に配置された物品を取り出して搬送するために、従来からロボットが活用されている。特許文献1は、この種のロボットを開示する。
特許文献1のロボットピッキングシステムは、ボックスを非構造パレットから取り出す。このロボットピッキングシステムは、コンピュータビジョンおよび/または1つもしくは複数の「予備的ピッキング」を用いて、パレットのボックスのサイズおよび位置を決定することで、ボックスの位置を特定する。
予備的ピッキングとは、ロボットおよび付属グリッパが、最も外側にあるボックスをそのコーナーから少しだけ持ち上げて、最上層からボックスを分離することである。システムは、分離前と分離後の画像間の差異を算出して、取り出されたボックスのサイズと最上層におけるそのボックスの位置とを決定する。
上記特許文献1の構成において、ボックスの周囲が別の物によって覆われている場合、ボックスのサイズをコンピュータビジョンによって取得できない場合がある。従って、従来とは異なる手段でサイズを取得可能な構成が望まれていた。
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、物品の周囲が覆われているか否かにかかわらず、物品の引出し方向の寸法を得ることにある。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
本発明の第1の観点によれば、以下の構成のロボットが提供される。即ち、このロボットは、保持部と、引出部と、センサと、寸法取得部と、を備える。前記保持部は、支持物の上に載っている物品を保持可能である。前記引出部は、前記保持部を手前へ引出し可能である。前記センサは、前記物品が引き出されることで前記支持物の上に載らなくなったことを検出する。前記寸法取得部は、前記引出部によって前記物品の引出しを開始した時点から、前記物品が前記支持物の上に載らなくなったことを前記センサが検出した時点までに、前記物品が引き出された距離に基づいて、当該物品の引出し方向の寸法を取得する。
本発明の第2の観点によれば、以下の物品寸法取得方法が提供される。即ち、この物品寸法取得方法は、引出工程と、検出工程と、取得工程と、を含む。前記引出工程では、支持物の上に載っている物品を、ロボット本体及びエンドエフェクタのうち少なくとも何れかによって手前に引き出す。前記検出工程では、前記物品が引き出されることで前記支持物の上に載らなくなったことをセンサで検出する。前記取得工程では、前記引出工程を開始した時点から、前記物品が前記支持物の上に載らなくなったことを前記センサが検出した時点までに、前記物品が引き出された距離に基づいて、当該物品の引出し方向の寸法を取得する。
これにより、物品を引き出す過程で、支持物による物品の支持が失われたタイミングに基づいて、物品の引出し方向の寸法を得ることができる。
本発明によれば、物品の周囲が覆われているか否かにかかわらず、物品の引出し方向の寸法を得ることができる。
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るロボット1の全体的な構成を示す模式図である。図2は、ロボットハンド20の斜視図である。図3は、ロボットハンド20をロボット本体10側から見た斜視図である。
図1に示すデバニングロボット(ロボット)1は、コンテナ6内で3次元的に並べられている物品5を、コンテナ6から取り出して所定位置へ移動させるために用いられる。所定位置としては、例えば図略の搬送コンベアであるが、これに限定されない。
本実施形態において、物品5は箱であり、具体的には直方体状の段ボール箱である。箱の中に物が入っていても良いし、空箱でも良い。
以下では、並べられた物品5をロボット1から見た場合の手前及び奥を、単に「手前」及び「奥」と呼ぶ場合がある。
ロボット1は、ロボット本体10と、ロボットハンド(エンドエフェクタ)20と、コントローラ60と、を備える。
ロボット本体10は、公知の垂直多関節型ロボットとして構成されている。このロボットの自由度は4又は6とすることができるが、これに限定されない。
ロボットハンド20は、ロボット本体10の先端に固定されている。ロボット本体10がアームを様々に動かすことにより、ロボットハンド20は様々な方向に移動したり向きを変えたりすることができる。
コントローラ60は、公知のコンピュータとして構成されており、CPU、ROM、RAM等を備える。コントローラ60は、ロボット本体10及びロボットハンド20の動作を制御することができる。
次に、ロボットハンド20の構成について詳細に説明する。図2及び図3に示すように、ロボットハンド20は、取付基部30と、ガイド部(受け部)31と、スライドベース32と、吸着部(保持部)33と、引出装置34と、シリンダ35と、カメラ36と、を備える。
ロボットハンド20は、ロボット本体10の先端に取り付けられる。従って、ロボット本体10のアームを適宜動かすことで、ロボットハンド20を様々な姿勢とすることができる。ただし、本実施形態のロボットハンド20は通常、図1から図3までに示すように、板状のガイド部31が下側に位置し、かつ、ガイド部31の厚み方向が上下方向となる姿勢で用いられる。この姿勢のことを、基本姿勢と呼ぶことがある。以下では、ロボットハンド20の構成の説明において「上」及び「下」等の向きは、基本姿勢とした状態での向きを意味する。
取付基部30は、板状部材を互いに固定することにより、枠体状に構成されている。取付基部30は、ロボット本体10の先端部に固定される。
ガイド部31は、細長い板状の部材である。ガイド部31の長手方向一端が、取付基部30の下部に固定されている。ガイド部31は、平面視で概ね矩形状に形成されている。図2に示すように、ガイド部31の上面には、1対のレール40が平行に配置されている。レール40の長手方向は、ガイド部31の長手方向と一致する。
スライドベース32は、小さな板状の部材である。スライドベース32の下部には1対のキャリッジ41が固定されている。キャリッジ41はレール40に取り付けられており、レール40及びキャリッジ41によってリニアガイドが構成される。このリニアガイドにより、スライドベース32は、ガイド部31の長手方向に沿って直線的に移動することができる。
吸着部33は、スライドベース32の上面に取り付けられている。吸着部33は、バックプレート42と、複数の吸引パッド43と、を備える。
バックプレート42は、板状の部材である。バックプレート42は、その厚み方向をガイド部31の長手方向に向けた状態で、スライドベース32に取り付けられている。バックプレート42は、後述のシリンダ35による昇降機構を介して、スライドベース32に対して支持される。従って、バックプレート42はスライドベース32に対して昇降可能である。
吸引パッド43は、蛇腹状に形成された中空のパッドである。吸引パッド43は、バックプレート42において取付基部30から遠い側の面に、マトリクス状に複数並べて設けられている。吸引パッド43には、取付基部30と反対側を向く開口が形成されている。
バックプレート42の内部には図略の負圧路が形成されており、この負圧路は適宜の負圧源に接続される。従って、吸引パッド43に負圧を供給しながら、吸引パッド43の開口を物品5の表面に接近又は接触させることで、物品5の表面を吸引して保持することができる。吸引パッド43は変形可能に構成されており、物品5の表面に容易に密着することができる。これにより、吸着効果が高められている。
引出装置34は、スライドベース32を介して吸着部33をスライド移動させることで、吸着部33に吸着されている物品5を概ね水平方向に引き出すことができる。引出装置34は、図2に示すように、モータ44と、減速装置45と、駆動ローラ46と、従動ローラ47と、ベルト48と、を備える。
モータ44は、正逆回転が可能な電動モータとして構成されている。モータ44のハウジングは、取付基部30の下部に固定されている。
減速装置45は、モータ44の回転を減速して、駆動ローラ46に伝達する。減速装置45は、例えば、図示しない減速歯車列によって構成される。減速装置45のハウジングは、取付基部30の下部に固定されている。
駆動ローラ46は、ガイド部31の長手方向のうち、取付基部30に近い側の端部の近傍に配置される。駆動ローラ46は、回転可能となるように取付基部30に支持される。駆動ローラ46の回転軸は、水平であり、ガイド部31の幅方向と平行である。
従動ローラ47は、ガイド部31の長手方向のうち、取付基部30から遠い側の端部に配置される。ガイド部31の先端部には凹部が形成され、この凹部に従動ローラ47が配置されている。従動ローラ47は、回転可能となるようにガイド部31に支持される。従動ローラ47の回転軸は、水平であり、ガイド部31の幅方向と平行である。
ベルト48は、無端状に形成され、駆動ローラ46及び従動ローラ47に巻き掛けられている。ベルト48は、平面視におけるガイド部31の幅方向中央に配置されている。ベルト48は、ガイド部31の周りを周回するように配置される。ガイド部31の上面側において、ベルト48には固定部材49が取り付けられている。スライドベース32は、固定部材49によってベルト48に固定される。
上記の構成の引出装置34は、モータ44を回転させることによりベルト48を駆動することができる。ベルト48の走行に伴って、スライドベース32とともに吸着部33を、ガイド部31の長手方向に沿って移動させることができる。
図3に示すように、スライドベース32の移動範囲のうち、取付基部30から遠い側の端部に第1位置センサ57が配置され、取付基部30に近い側の端部に第2位置センサ58が配置されている。第1位置センサ57及び第2位置センサ58は、スライドベース32(言い換えれば、吸着部33)が移動範囲の限界にあることを検出することができる。第1位置センサ57及び第2位置センサ58の構成は任意であるが、例えば、スライドベース32を検出する反射型の光センサとすることができる。
ベルト48の表面は、物品5を搬送するための搬送面として機能する。物品5がガイド部31の上側でベルト48に載っている場合、モータ44を駆動することで、ベルト48がガイド部31の長手方向に沿って物品5を搬送することができる。
シリンダ35は、空気圧シリンダとして構成されている。図3に示すように、シリンダ35は、軸線方向が上下方向となるように、吸着部33のバックプレート42に取り付けられている。シリンダ35のうち筒部がバックプレート42側に固定され、ロッドの先端がスライドベース32に固定される。シリンダ35は、図示しない圧縮空気源と接続されている。シリンダ35への圧縮空気の供給/供給停止を切り換えることにより、吸着部33を昇降させることができる。
スライドベース32には、スライドガイド50が1対で設けられている。このスライドガイド50により、吸着部33が昇降する方向を案内することができる。
カメラ36は、取付基部30の上部に設けられている。カメラ36は、例えばステレオカメラとして構成されている。カメラ36の向きは、概ね、取付基部30からガイド部31が突出する方向と一致している。
カメラ36は、コンテナ6の開口を介して、物品5の手前側の面を撮影することができる。得られた画像に対してコンピュータ(例えば、コントローラ60)による画像解析を行うことで、取り出す対象の物品5について、幅W及び高さHを取得することができる。
物品5の手前側以外の面は、他の物品5又はコンテナ6によって覆われている。従って、奥行きDをカメラ36の画像から得ることは極めて困難である。
次に、ガイド部31の先端側で物品5を支持したことを検出するための構成について、図2を参照して説明する。
引出装置34を構成する従動ローラ47の支軸55は、上下方向に小さなストロークで移動可能となるように、ガイド部31に支持されている。この支軸は、図略のバネ(弾性部材)によって、上方向に付勢されている。支軸55の一端の下方に、リミットスイッチ(センサ)56が配置されている。
この構成で、ガイド部31の先端部分近傍においてベルト48の上に物品5が載った場合、従動ローラ47が物品5によって下方に押される。この結果、従動ローラ47の支軸55が下方に移動して、リミットスイッチ56を押す。以上により、物品5がガイド部31によって受けられたことを検出することができる。
リミットスイッチ56の代わりに、任意の構成のセンサを用いることもできる。例えば、支軸55の変位を光センサで検出する構成とすることができる。
次に、物品5の奥行きDを自動的に取得するための構成について、図4を参照して説明する。図4は、ロボット1における電気的な構成を示す機能ブロック図である。
ロボット本体10及びロボットハンド20は、コントローラ60に対し電気的に接続されている。コントローラ60は、ロボット本体10及びロボットハンド20に所定の動作を行わせることができる。
ロボットハンド20が備える引出装置34のモータ44は、コントローラ60に電気的に接続されている。ロボットハンド20が備えるカメラ36、第1位置センサ57、第2位置センサ58及びリミットスイッチ56は、コントローラ60に電気的に接続されている。
吸着部33と負圧源とを繋ぐ経路の中途には、図示しない電磁弁が設けられている。シリンダ35と圧縮空気源とを繋ぐ経路の中途にも、図示しない電磁弁が設けられている。これらの電磁弁は、コントローラ60に電気的に接続されている。
コントローラ60は、制御部61と、寸法取得部62と、を備える。
具体的に説明すると、コントローラ60の記憶装置には、本発明の物品寸法取得方法を実現するためのプログラムが記憶されている。このプログラムにより、コントローラ60を、制御部61及び寸法取得部62として機能させることができる。
制御部61は、ロボット本体10及びロボットハンド20に対して制御信号を出力する。ロボットハンド20の引出装置34、及びロボット本体10は、後述するように物品5を手前に引き出すことができる。従って、引出装置34及びロボット本体10は、引出機構(引出部)70を構成する。
寸法取得部62は、リミットスイッチ56が押されたタイミングに基づいて、物品5の奥行きDを取得する。
次に、物品5の奥行きDの寸法をロボット1が取得する動作について詳細に説明する。
図5では、引出し対象の物品5の下にある物品について、符号5bが付されている。下側の物品(支持物)5bは、引出し対象の物品5を下側から支持している。複数の物品5は整然と積み上げられているので、物品5の手前側の面は、下側の物品5bの手前側の面と一致している。
先ず、図2等に示すように、ロボットハンド20において、吸着部33をガイド部31の先端側へ移動させた状態とする。この結果、ガイド部31の先端よりも、吸引パッド43が奥側に位置した状態となる。ロボットハンド20の姿勢は、上述の基本姿勢とされる。また、ロボットハンド20の姿勢は、ガイド部31の長手方向が、物品5の奥行きDの方向と平行となるように調整される。
次に、吸引パッド43への負圧の供給を開始する。この状態で、ロボット本体10を動作させて、ロボットハンド20の姿勢を保ちながら、吸着部33を、奥行きDを取得する対象の物品5の手前側の面に近づけていく。
吸着部33で物品5を吸着するときのロボットハンド20の位置は、適宜の高さとなるように制御される。この結果、ガイド部31の上面(言い換えれば、ベルト48の上面)は、奥行きDを取得する対象の物品5の手前の面の下端よりも低くなっている。
やがて、図5(a)に示すように、吸引パッド43が物品5の手前側の面に接触し、この面に吸着する。コントローラ60は、吸着の完了を、図示しない適宜のセンサの出力によって判断することができる。このセンサとしては、例えば、負圧用の圧力センサを用いることができる。
吸着の完了を検出すると、コントローラ60は直ちに、ロボット本体10の動作を停止させる。次に、コントローラ60は、ロボットハンド20の位置及び姿勢を変化させずに、引出装置34を駆動して、吸着部33を取付基部30側へ近づけるように移動させる。この結果、物品5は、図5(b)に示すように、下側の物品5bに載った状態で手前に引き出されていく。ロボットハンド20のガイド部31の上面は、物品5の下面よりも低い高さとなっている。従って、物品5が一部だけ引き出された状態では、物品5の下面はガイド部31に接触しない。
物品5が全部引き出されると、図5(c)に示すように、物品5が下側の物品5bに載った状態が解除される。言い換えれば、物品5が、下側の物品5bの上面から離れる。物品5が全部引き出された瞬間、物品5は、両持ち支持状態から片持ち支持状態に変化する。
下側の物品5bによる物品5の支持が失われるので、物品5の重量の全てが吸着部33に作用する。吸引パッド43は変形可能であるので、重力によって、物品5が少し降下し、また、物品5の姿勢は奥側が下となるように傾斜する。この結果、物品5の下面がガイド部31(具体的には、ベルト48のうち従動ローラ47の部分)に接触して下に押すので、リミットスイッチ56が押される。このように、リミットスイッチ56は、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなったことを検出することができる。
コントローラ60の制御部61は、リミットスイッチ56の状態を監視しながら、引出装置34によって物品5を引き出す。リミットスイッチ56が物品5を検出すると、コントローラ60の寸法取得部62は、物品5を引き出し始めた図5(a)の時点から、物品5が下側の物品5bの上面から外れた状態をリミットスイッチ56が検出した図5(c)の時点までの間に、引出装置34によって吸着部33がスライド移動したストロークを、物品5の奥行きDとして求める。
図6は、物品5の奥行きDが大きい例を示している。この例では、図6(a)の状態から吸着部33のスライド移動の限界まで引出装置34によって物品5を引き出しても、図6(b)に示すように、物品5が下側の物品5bによって支持されたままである。この場合、コントローラ60は、ロボット本体10によって、物品5をロボットハンド20とともに引き出す。やがて、図6(c)に示すように、リミットスイッチ56が物品5を検出する。この場合の物品5の奥行きDは、引出装置34による物品5の引出距離と、ロボット本体10による物品5の引出距離と、の和となる。
以上の構成により、カメラ36の撮影では求めることが難しかった奥行きDを、適切に取得することができる。従って、デバニング作業の更なる自動化を実現することができる。物品5を引き出す動作の過程で奥行きDを取得できるので、物品5の取出し作業の効率低下を抑制できる。
この方法による奥行きDの取得は、コンテナ6の床面に積み上げられた物品5のうち下から2番目以上について適用可能なものであり、最も下の物品5については奥行きDを取得できない。しかし、上下方向に積み上げられた物品5について奥行きDが何れも等しく、それが事前に分かっている場合は、最上段の物品5について奥行きDを取得すれば十分である。奥行きDの情報を事前に得ることができれば、物品5を手前に引き出す距離を最小限とすることにより、デバニング作業のタクトタイムを短縮できる。
コントローラ60は、物品5の取出しと並行して奥行きDを取得する場合は、物品5の取出しだけを行う場合に比べて、物品5を手前へ引き出す速度が低くなるように制御する。これにより、奥行きDを精度良く取得することができる。奥行きDを取得する場合は物品5を取り出すタクトタイムが増加してしまうが、デバニングを行う対象の複数の物品5のうち一部についてだけ奥行きDを取得することで、全体の作業時間を短縮することができる。
次に、奥行きDの取得に関してコントローラ60で行われる処理について、図7のフローチャートを参照して説明する。
最初に、コントローラ60の制御部61は、ロボットハンド20の引出装置34を駆動して、吸着部33を最も奥側へスライド移動させておく(ステップS101)。吸着部33が最も奥側へ移動したか否かは、第1位置センサ57を用いて判定することができる。
次に、制御部61は、ロボット本体10によりロボットハンド20を奥へ移動させ、物品5の手前側の面を吸着部33に吸着させる(ステップS102)。
吸着部33が物品5により吸着されると、制御部61は、引出装置34により吸着部33を小さな距離だけ手前側へスライド移動する(ステップS103)。これに伴い、物品5も手前側に移動する。
続いて、制御部61は、リミットスイッチ56の状態を調べる(ステップS104)。リミットスイッチ56が押された場合は、コントローラ60の寸法取得部62は、ステップS103によって物品5が移動した距離の累計を、物品5の奥行きDとして求める(ステップS105)。
リミットスイッチ56が押されていない場合は、制御部61は、吸着部33が、スライド移動ストロークの端部にあるか否かを判定する(ステップS106)。この判定は、第2位置センサ58を用いて行うことができる。吸着部33がスライド移動の限界まで到達していない場合は、処理はステップS103に戻る。ステップS103、S104、S106の処理を繰り返すことで、リミットスイッチ56の状態を監視しながら物品5を引き出すことができる。
吸着部33がスライド移動の限界まで到達している場合は、制御部61は、ロボット本体10によりロボットハンド20を小さな距離だけ手前側へスライド移動する(ステップS107)。これに伴い、物品5も手前側に移動する。
続いて、制御部61は、リミットスイッチ56の状態を調べる(ステップS108)。リミットスイッチ56が押された場合は、コントローラ60の寸法取得部62は、ステップS103及びS107によって物品5が移動した距離の累計を、物品5の奥行きDとして求める(ステップS105)。リミットスイッチ56が押されていない場合は、処理はステップS107へ戻る。ステップS107,S108の処理を繰り返すことで、リミットスイッチ56の状態を監視しながら物品5を引き出すことができる。
以上に説明したように、本実施形態のロボット1は、吸着部33と、引出機構70と、リミットスイッチ56と、寸法取得部62と、を備える。吸着部33は、物品5bの上に載っている物品5を保持可能である。引出機構70は、吸着部33を手前へ引出し可能である。リミットスイッチ56は、物品5が引き出されることで下側の物品5bの上に載らなくなったことを検出する。寸法取得部62は、引出機構70によって物品5の引出しを開始した時点から、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなったことをリミットスイッチ56が検出した時点までに、物品5が引き出された距離に基づいて、当該物品5の引出し方向の寸法である奥行きDを取得する。
これにより、物品5を引き出す過程で、下側の物品5bによる物品5の支持が失われたタイミングに基づいて、物品5の奥行きDを得ることができる。
また、本実施形態のロボット1は、物品5の手前側の面と、下側の物品5bの手前側の面と、が一致している状態で、物品5の引出しを開始する。
これにより、寸法取得部62が物品5の奥行きDを単純な計算で得ることができる。
また、本実施形態のロボットは、ロボット本体10と、ロボットハンド20と、を備える。ロボットハンド20は、ロボット本体10の先端に取り付けられる。リミットスイッチ56がロボットハンド20に配置されている。
これにより、物品5の奥行きDを得る機能を、ロボットハンド20によって実現することができる。
また、本実施形態のロボット1は、ロボット本体10及びロボットハンド20を制御するコントローラ60を備える。ロボットハンド20は、下側の物品5bの上に載らなくなった物品5を載せることが可能なガイド部31を備える。コントローラ60は、ガイド部31の上面が、物品5の手前側の面の下端よりも低い状態で、物品5を引出機構70によって引き出すように制御する。
これにより、下側の物品5bの上に物品5が載った状態では、物品5がガイド部31に接触しないようにすることができる。
また、本実施形態のロボット1において、リミットスイッチ56がガイド部31に配置されている。
これにより、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなって、ガイド部31に載ったことを、リミットスイッチ56で検出することができる。
また、本実施形態のロボット1において、リミットスイッチ56により、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなったことが検出される。
これにより、奥行きDの取得のための簡単な構成を実現できる。
また、本実施形態のロボットにおいて、吸着部33は、ロボット本体10の先端に取り付けられるロボットハンド20に配置される。引出機構70は、ロボットハンド20に配置されて吸着部33をスライド移動させる引出装置34を含む。
これにより、ロボットハンド20によって物品5を引き出しながら奥行きDを取得することができる。
また、本実施形態のロボット1において、引出装置34がスライド移動の限界まで吸着部33を移動させても、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなったことをリミットスイッチ56が検出しない場合、リミットスイッチ56が検出するまで、ロボット本体10がロボットハンド20とともに物品5を更に引き出す。
これにより、物品5の奥行きDが大きい場合でも、当該奥行きDを適切に測定することができる。
また、本実施形態においては、以下のようにして物品5の寸法が取得される。即ち、物品寸法取得方法は、引出工程と、検出工程と、取得工程と、を含む。引出工程では、下側の物品5bの上に載っており、物品5bと手前側の面が一致している物品5を、ロボット本体10及びロボットハンド20のうち少なくとも何れかによって手前に引き出す。検出工程では、物品5が引き出されることで下側の物品5bの上に載らなくなったことをリミットスイッチ56で検出する。取得工程では、引出工程を開始した時点から、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなったことが検出された時点までに物品5が引き出された距離に基づいて、当該物品5の引出し方向の寸法である奥行きDを取得する。
これにより、物品5を引き出す過程で、下側の物品5bによる物品5の支持が失われたタイミングに基づいて、物品5の奥行きDを得ることができる。
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
上記の実施形態では、図5(a)及び図6(a)に示すように、物品5の手前側の面と、下側の物品5bの手前側の面と、が一致している状態で、物品5の引出しを開始している。しかし、手前の面同士が一致せず、引出方向でオフセットが生じていた場合でも、当該オフセット量が既知であれば、寸法取得部62は物品5の奥行きDを取得することができる。物品5の奥行きDについて、誤差をある程度許容できる場合も考えられる。この場合は、物品5の手前側の面が、下側の物品5bの手前側の面に対して厳密に一致しなくても、ある程度一致していれば良い。
リミットスイッチ56の代わりに、例えば歪みゲージ(歪みセンサ)をガイド部31等に設けることができる。歪みゲージは、物品5の重量がガイド部31に加わることに伴うガイド部31の歪みを検出する。この歪みゲージによっても、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなったことを検出することができる。
リミットスイッチ56の代わりに、力覚センサをロボット本体10の先端部に設けることができる。力覚センサは、物品5の重量を吸着部33で片持ち支持することに伴う、ロボット本体10の先端部に対して加わる力の変化を検出する。この力覚センサによっても、物品5が下側の物品5bの上に載らなくなったことを検出することができる。この構成では、ロボットハンド20においてガイド部31を省略することもできる。
ロボットハンド20は、負圧による吸着以外の方法で、物品5を保持しても良い。例えば、物品5をクランプして保持するクランプ部をロボットハンド20に備えることが考えられる。
ロボットハンド20において、引出装置34は、ベルト48による駆動以外の方法で吸着部33をスライド移動させることもできる。例えば、スライドベース32をネジ送り機構によって移動させることが考えられる。
引出機構70は、ロボットハンド20の引出装置34のみによって構成されても良いし、ロボット本体10のみによって構成されても良い。
奥行きDの取得は、コントローラ60と同一のコンピュータによって実現されても良いし、別のコンピュータによって実現されても良い。
ロボットハンド20は、ロボット本体10のコントローラ60によって制御されても良いし、別のコンピュータによって制御されても良い。
奥行きDを取得する対象の物品5を下側で支える支持物は、物品5bに限らず、例えば支持台等であっても良い。物品5と、下側の物品5bと、の形状が異なっていても良い。
箱に限らず、別の物品を対象として奥行きDを測定することもできる。物品5bは直方体状に限定されず、例えば側面視L字状の物品を対象として、奥行きDを測定することもできる。
1 ロボット
5 物品
5b 物品(支持物)
10 ロボット本体
20 ロボットハンド(エンドエフェクタ)
31 ガイド部(受け部)
33 吸着部(保持部)
34 引出装置
56 リミットスイッチ(センサ)
60 コントローラ
62 寸法取得部
70 引出機構(引出部)
5 物品
5b 物品(支持物)
10 ロボット本体
20 ロボットハンド(エンドエフェクタ)
31 ガイド部(受け部)
33 吸着部(保持部)
34 引出装置
56 リミットスイッチ(センサ)
60 コントローラ
62 寸法取得部
70 引出機構(引出部)
Claims (11)
- 支持物の上に載っている物品を保持可能な保持部と、
前記保持部を手前へ引出し可能な引出部と、
前記物品が引き出されることで前記支持物の上に載らなくなったことを検出するセンサと、
前記引出部によって前記物品の引出しを開始した時点から、前記物品が前記支持物の上に載らなくなったことを前記センサが検出した時点までに、前記物品が引き出された距離に基づいて、当該物品の引出し方向の寸法を取得する寸法取得部と、
を備えることを特徴とするロボット。 - 請求項1に記載のロボットであって、
前記物品の手前側の面と、前記支持物の手前側の面と、が一致している状態で、前記物品の引出しを開始することを特徴とするロボット。 - 請求項1又は2に記載のロボットであって、
ロボット本体と、
前記ロボット本体の先端に取り付けられるエンドエフェクタと、
を備え、
前記センサが前記エンドエフェクタに配置されていることを特徴とするロボット。 - 請求項3に記載のロボットであって、
前記ロボット本体及び前記エンドエフェクタを制御するコントローラを備え、
前記エンドエフェクタは、前記支持物の上に載らなくなった前記物品を載せることが可能な受け部を備え、
前記コントローラは、前記受け部の上面が、前記物品の手前側の面の下端よりも低い状態で、前記物品を前記引出部によって引き出すように制御することを特徴とするロボット。 - 請求項4に記載のロボットであって、
前記センサが前記受け部に配置されていることを特徴とするロボット。 - 請求項3から5までの何れか一項に記載のロボットであって、
前記センサはリミットスイッチであることを特徴とするロボット。 - 請求項3から5までの何れか一項に記載のロボットであって、
前記センサは歪みセンサであることを特徴とするロボット。 - 請求項1又は2に記載のロボットであって、
ロボット本体と、
前記ロボット本体の先端に取り付けられるエンドエフェクタと、
を備え、
前記センサは、前記ロボット本体の先端に配置された力覚センサであることを特徴とするロボット。 - 請求項1から8までの何れか一項に記載のロボットであって、
前記保持部は、ロボット本体の先端に取り付けられるエンドエフェクタに配置され、
前記引出部は、前記エンドエフェクタに配置されて前記保持部をスライド移動させる引出装置を含むことを特徴とするロボット。 - 請求項9に記載のロボットであって、
前記引出装置がスライド移動の限界まで前記保持部を移動させても、前記物品が前記支持物の上に載らなくなったことを前記センサが検出しない場合、前記センサが検出するまで、前記ロボット本体が前記エンドエフェクタとともに前記物品を更に引き出すことを特徴とするロボット。 - 支持物の上に載っている物品を、ロボット本体及びエンドエフェクタのうち少なくとも何れかによって手前に引き出す引出工程と、
前記物品が引き出されることで前記支持物の上に載らなくなったことをセンサで検出する検出工程と、
前記引出工程を開始した時点から、前記物品が前記支持物の上に載らなくなったことを前記センサが検出した時点までに、前記物品が引き出された距離に基づいて、当該物品の引出し方向の寸法を取得する取得工程と、
を含むことを特徴とする物品寸法取得方法。
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