JP2023146219A - ロボット制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボットによって物品を扱う場合の汎用性を高めると共にロボット制御の適正化を図ることができるロボット制御システムを提供する。【解決手段】移動架台13上に搭載されたロボット14のロボットアーム14aに撮像装置15を取り付け、作業台12の上面12aに設けられたQRコードQC1を撮像装置15によって撮像することにより、ロボット14の作業に係る情報を取得する。この取得した情報に従って、ロボット14を制御する。また、ロボットアーム14aの移動軌跡上での障害物の存在、作業台12に対するロボット14の相対位置のズレ量に応じてロボットアーム14aの移動軌跡を補正する。これにより、ロボット14によってワークWを扱う場合の汎用性を高めることができると共にロボット制御の適正化を図ることができる。【選択図】図1
Description
本発明はロボット制御システムに係る。特に、本発明は、ロボットによって物品を扱う場合(例えば物品を移送したり物品に対する加工を行ったりする場合)におけるロボットの汎用性を高めるための対策に関する。
従来、ロボットを利用して物品の移送等を行うロボット制御システムとして、例えば特許文献1に開示されているものが知られている。この特許文献1に開示されているロボット制御システムは、移動架台(特許文献1では無人搬送車と称している)に載せたロボットのヘッドにCCDカメラを設置し、移動架台の停止後、ワークセル(特許文献1では作業ステーションと称している)に設置されている基準マーカの位置を前記CCDカメラによって読み取り、ロボットとワークセルの基準マーカとの相対位置関係を演算して、移動架台からワークセルに物品を移送する際におけるロボットの動作位置を補正するようにしている。これにより、精度の高い移送作業が行われるようになっている。
しかしながら、特許文献1には、ロボットとワークセルとの相対位置関係に応じてロボットの動作位置を補正するといった技術しか開示されていない。このため、単一の動作(移動架台上の特定の位置に載置した物品をワークセル上の特定の位置に移送する動作)をロボットに行わせる場合にしか適用できない技術であり、要求に応じてロボットに種々の動作を行わせる場合や、複数のロボットそれぞれに異なる動作を行わせる場合に対応できる技術とはなっておらず、ロボットの汎用性の面で改良の余地があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロボットによって物品を扱う場合の汎用性を高めると共にロボット制御の適正化を図ることができるロボット制御システムを提供することにある。
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、ロボットによって物品を扱う場合に当該ロボットを制御するためのロボット制御システムを前提とする。そして、このロボット制御システムは、前記物品が置かれる設置領域と、前記ロボットを含むロボットユニットおよび前記設置領域のうち一方に設けられ、前記ロボットによって前記物品を扱う場合に係る情報を提供する情報提供手段と、前記ロボットユニットおよび前記設置領域のうち他方に設けられ、前記情報提供手段から前記情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段によって取得された前記情報に基づいて、前記ロボットによって前記物品を扱う際の当該ロボットの制御を行う制御装置とを備えていることを特徴とする。
この特定事項により、ロボットによって物品を扱う際の動作(物品を移送したり物品に対する加工を行ったりする場合の動作)の情報が、情報取得手段によって情報提供手段から取得される。そして、制御装置は、この取得された情報に基づいて、ロボットによって物品を扱う際の当該ロボットの制御を行う。このため、要求に応じたロボットの動作を行わせる場合にあっては、例えば、その動作の開始タイミングで当該動作(要求されている動作)に応じた情報を、情報取得手段によって情報提供手段から取得することにより、物品を扱う動作を、その都度異なるものとすることができる。また、複数のロボットそれぞれに異なる動作を行わせる場合にあっては、各ロボットそれぞれに対応させて、情報取得手段によって情報提供手段から取得する情報を異なるものとすることにより、各ロボットそれぞれに異なる動作を行わせることができる。このため、ロボットによって物品を扱う場合の汎用性を高めることができると共にロボット制御の適正化を図ることができる。
また、前記ロボットは、前記物品を移送するためのロボットアームを備えており、前記情報には、前記設置領域およびその周辺における障害物の情報が含まれており、前記制御装置は、前記障害物が存在する場合に、該障害物を回避するように、前記ロボットアームの移動軌跡を制御する。
情報提供手段が取得した情報に、設置領域およびその周辺に障害物が存在することの情報が含まれている場合、ロボットアームが障害物に接触することを回避するように該ロボットアームの移動軌跡が制御されることになる。このように、本解決手段では、情報取得手段が情報提供手段から取得する情報に障害物の情報を含ませるようにしているため、障害物の存在の有無を検出するための特別な検出装置を必要とすることなしに障害物を回避するロボットアームの動作を実現することができる。
また、前記ロボットは、前記物品を移送するためのロボットアームを備えており、前記ロボットユニットは、前記ロボットと、該ロボットが載置される移動架台とを含んでおり、前記情報取得手段は、前記情報提供手段を撮像することによって前記情報を取得する撮像装置であり、前記制御装置は、前記撮像装置によって撮像された前記情報提供手段の画像に基づいて、前記ロボットユニットと前記設置領域との相対位置を認識し、当該相対位置に応じて前記ロボットアームの作動を制御する。
移動架台の移動によってロボットユニットが設置領域の近傍に達した際、ロボットユニットが規定位置で停止しておれば、取得した情報に従ってロボットユニットを作動させることで物品の移送は適正に行われる。しかし、ロボットユニットが規定位置からズレた位置で停止している場合には、取得した情報に従ってロボットユニットを作動させても、そのズレ量分だけ物品の移送位置にズレが生じてしまう。この点に鑑み、本解決手段では、撮像装置によって撮像された情報提供手段の画像に基づいてロボットユニットと設置領域との相対位置を認識し、当該相対位置に応じてロボットアームの作動を制御する。これにより、物品の移送位置にズレが生じてしまうことを抑制できる。このように、本解決手段では、情報取得手段である撮像装置によって情報提供手段を撮像するといった動作を、ロボットによって物品を扱う場合に係る情報を取得するためだけでなく、ロボットユニットと設置領域との相対位置を認識することにも利用しており、情報取得手段および情報提供手段の有効利用を図ることができる。
本発明では、ロボットユニットおよび設置領域のうち一方に設けられた情報提供手段の情報(ロボットによって物品を扱う場合に係る情報)を、他方に設けられた情報取得手段によって取得し、この取得した情報に基づいて、ロボットによって物品を扱う際の当該ロボットの制御を行うようにしている。このため、ロボットによって物品を扱う場合の汎用性を高めることができると共にロボット制御の適正化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係るロボット制御システムを、2台のロボットおよび2台のワークセル(以下、作業台と呼ぶ場合もある)を備えたセル生産ラインに適用した場合について説明する。尚、本発明に係るロボット制御システムの適用形態としてはこれに限定されるものではない。
-セル生産ラインの全体構成-
図1は、本実施形態に係るロボット制御システムが適用されたセル生産ラインMLの概略構成を示す平面図である。この図1に示すように、本実施形態に係るセル生産ラインMLは、2台のロボットユニット(ロボットが移動架台に載置されて成るロボットユニット)11,21および2台の作業台12,22を備えた構成となっている。本実施形態では、2台のロボットユニット11,21のうち、図中の左側に位置するロボットユニットを第1ロボットユニット11と呼び、図中の右側に位置するロボットユニットを第2ロボットユニット21と呼ぶこととする。また、2台の作業台12,22のうち、図中の左側に位置する作業台を第1作業台12と呼び、図中の右側に位置する作業台を第2作業台22と呼ぶこととする。
図1は、本実施形態に係るロボット制御システムが適用されたセル生産ラインMLの概略構成を示す平面図である。この図1に示すように、本実施形態に係るセル生産ラインMLは、2台のロボットユニット(ロボットが移動架台に載置されて成るロボットユニット)11,21および2台の作業台12,22を備えた構成となっている。本実施形態では、2台のロボットユニット11,21のうち、図中の左側に位置するロボットユニットを第1ロボットユニット11と呼び、図中の右側に位置するロボットユニットを第2ロボットユニット21と呼ぶこととする。また、2台の作業台12,22のうち、図中の左側に位置する作業台を第1作業台12と呼び、図中の右側に位置する作業台を第2作業台22と呼ぶこととする。
本実施形態におけるセル生産ラインMLでの生産工程としては、例えば、第1ロボットユニット11によって第1作業台12の上面12aの所定位置(プレイス位置)にワーク(物品)Wが移送され、この第1作業台12上において作業者AがワークWの組立作業(中間組立品までの組立作業)を行う。その後、第1作業台12の上面12aの所定位置(ピック位置)に置かれたワークWが第2ロボットユニット21によって第1作業台12の上面12aから第2作業台22の上面22aの所定位置(プレイス位置)に移送され、この第2作業台22上において作業者Bが更にワークWの組立作業を行うようになっている。このため、各作業台12,22における上面12a,22aが本発明でいう設置領域(物品が置かれる設置領域)となっている。
本実施形態では、本発明に係るロボット制御システムとして、第1ロボットユニット11と第1作業台12とによって第1システム10が構築されており、第2ロボットユニット21と第2作業台22とによって第2システム20が構築されている。以下、各システム10,20について説明する。
-第1システムの構成-
先ず、第1システム10の構成について説明する。本実施形態では、この第1システム10を構築する第1ロボットユニット11を、走行動力源を備えない移動架台(自走しない手押し式の移動架台)13上にロボット14が載置された構成のものとし、このロボット14の作動によって第1作業台12にワークWを移送する(例えば図示しない部品箱から取り出したワークWを第1作業台12に移送する)ものとなっている。尚、移動架台13としては走行動力源を備えたAGV(Automated Guided Vehicle)やAMR(Autonomous Mobile Robot)であってもよい。
先ず、第1システム10の構成について説明する。本実施形態では、この第1システム10を構築する第1ロボットユニット11を、走行動力源を備えない移動架台(自走しない手押し式の移動架台)13上にロボット14が載置された構成のものとし、このロボット14の作動によって第1作業台12にワークWを移送する(例えば図示しない部品箱から取り出したワークWを第1作業台12に移送する)ものとなっている。尚、移動架台13としては走行動力源を備えたAGV(Automated Guided Vehicle)やAMR(Autonomous Mobile Robot)であってもよい。
図2は第1システム10の概略構成を示す図である。図3は第1システム10の制御ブロック図である。
図2に示すように、ロボット14は、多軸アームで成るロボットアーム14aと、該ロボットアーム14aの先端に取り付けられたエンドエフェクタとしてのハンド14bとを備えている。ロボットアーム14aはハンド14bを所定位置まで移動させるために設けられ、ハンド14bはワークWを保持するために設けられている。また、ロボットアーム14aの先端部(ハンド14bの取り付け位置の近傍)には情報取得手段としての撮像装置15が取り付けられている。この撮像装置15は、例えばRGB-Dカメラ等で成り、第1作業台12の上面12aおよび該第1作業台12の周辺の撮像を行うためのものであり、撮像した画像の情報を制御装置16(図3を参照)に出力するようになっている。この撮像装置15によって撮像された画像の情報は、第1作業台12の上面12aにおけるワークWのプレイス位置を認識するための情報として利用される。また、この画像の情報は、後述するように第1作業台12の上面12aに設けられた(貼り付けられた)情報提供手段としてのQRコードQC1の読み取り情報として利用される。尚、情報提供手段としてはQRコードQC1に限定されることなくARマーカであってもよい。撮像装置15によってQRコードQC1またはARマーカが読み取られた場合に取得される情報としては、QRコードQC1またはARマーカに書き込まれている情報(読み出された情報)、または、この読み出された情報から特定されるものであって予めPC等(例えば後述する記憶部16b等)に格納された情報である。
第1作業台12は、作業者AがワークWの組立作業を行うための台であって、上面12aの隅角部(図2に示すものにあっては左手前の隅角部)に前記QRコードQC1が設けられている。このQRコードQC1は、第1ロボットユニット11のロボット14の作業工程(ワークWの移送に係る工程)に係る情報が書き込まれており、前記撮像装置15によってQRコードQC1を読み取ることにより、この作業工程に係る情報を取得することが可能となっている。この情報が、本発明でいうロボットによって物品を扱う場合に係る情報に相当する。具体的に、この撮像装置15によってQRコードQC1が読み取られた場合に取得される情報の例としては以下のものが挙げられる。
・第1作業台12の上面12aにおけるワークWのプレイス位置の情報
・第1作業台12の上面12aのサイズおよび向きの情報
・第1作業台12の上面12aおよびその周辺における障害物の情報
・第1作業台12において第1ロボットユニット11のロボット14が作業者Aと共に作業する場合には、そのタスク情報
図3に示すように、第1システム10の制御系としては、ロボット14を制御するための制御装置16が設けられている。この制御装置16は、演算部(CPU等のプロセッサ)16aと、記憶部(ROM等)16bと、入出力部16cとを含んだコンピュータで構成されている。
・第1作業台12の上面12aにおけるワークWのプレイス位置の情報
・第1作業台12の上面12aのサイズおよび向きの情報
・第1作業台12の上面12aおよびその周辺における障害物の情報
・第1作業台12において第1ロボットユニット11のロボット14が作業者Aと共に作業する場合には、そのタスク情報
図3に示すように、第1システム10の制御系としては、ロボット14を制御するための制御装置16が設けられている。この制御装置16は、演算部(CPU等のプロセッサ)16aと、記憶部(ROM等)16bと、入出力部16cとを含んだコンピュータで構成されている。
演算部16aは、記憶部16bに記憶されたプログラム(動作プログラム)等に基づいて演算処理を実行することにより、ロボット14を制御するための制御指令情報を算出する。
記憶部16bには、ロボット14を制御するための動作プログラム等が記憶されている。動作プログラムとして、本実施形態のものは、QRコードQC1から読み取った情報(第1作業台12の上面12aにおけるワークWのプレイス位置の情報等)に従ってロボット14を制御するための基準プログラムと、その基準プログラムに従って求められたロボット14の制御量に対して、後述する補正を行うために使用される補正用プログラムとを含んでいる。本実施形態では、基準プログラムと補正用プログラムとによって動作プログラムを構築するようにしているが、これに限定されるものではない。
前記基準プログラムは、QRコードQC1から読み取った情報に従ってロボット14を制御する際に(ワークWを第1作業台12の上面12aの所定位置まで移送する際に)、例えば当該上面12aの所定位置までのワークWの移送距離が略最短距離となるようにロボットアーム14aおよびハンド14bの移動軌跡を求めるためのものである。
前記補正用プログラム(基準プログラムに従って求められたロボット14の制御量に対する補正を行うためのプログラム)は、障害物回避データおよび相対位置補正データに応じてロボットアーム14aおよびハンド14bの移動軌跡を補正するためのものである。
障害物回避のための補正用プログラムは、QRコードQC1が読み取られた際の情報に前述した障害物が存在する旨の情報が含まれている場合に、ロボットアーム14aおよびハンド14bの移動軌跡が、障害物を回避する移動軌跡となるようにロボット14の制御量(基準プログラムによって求められた制御量)に対する補正量を決定するためのものである。例えば、QRコードQC1から読み取られる情報には障害物の3次元位置情報(3次元位置座標の情報)が含まれており、ロボットアーム14aおよびハンド14b(移動軌跡上におけるロボットアーム14aおよびハンド14bの3次元位置)が障害物の3次元位置に干渉しない移動軌跡が求められるようにロボット14の制御量に対する補正量が決定される。尚、障害物の3次元位置情報は、セル生産ラインMLのレイアウト等に応じて予めQRコードQC1に書き込まれた情報である。
また、相対位置補正のための補正用プログラムは、第1ロボットユニット11(より具体的にはロボット14)と第1作業台12の上面12aとの相対位置に応じて、第1作業台12の上面12aにおける所定位置(所定のプレイス位置)にワークWを移送するための位置情報を補正するためのものである。このロボット14と第1作業台12の上面12aとの相対位置は、撮像装置15によってQRコードQC1を読み取った際の画像を利用して求められる。つまり、ロボットアーム14aの姿勢が同一である場合に、第1ロボットユニット11が規定位置で停止していると仮定した際の撮像装置15によって撮像されるQRコードQC1の画像と、実際に撮像装置15によって撮像されたQRコードQC1の画像とにズレが生じている場合には、第1ロボットユニット11の停止位置にズレが生じていると判断できる。そして、これら画像のズレを利用してロボット14と第1作業台12の上面12aとの相対位置を求めることができる。このため、例えば、実際に撮像装置15によって撮像した際のQRコードQC1の画像によって、第1作業台12に対する移動架台13の位置(作業者が手押しによって停止させた移動架台13の位置)が手前側(図1における下側)にズレていると判断できた場合には、ハンド14bの位置を奥側(図1における上側)に補正するようにロボットアーム14aを制御することで(プレイス位置を奥側に補正することで)、移動架台13の位置がズレていたとしても、第1作業台12の上面における所定位置にワークWを移送できるようにしている。
入出力部16cには、第1ロボットユニット11が接続されている。入出力部16cは、撮像装置15によってQRコードQC1を読み取った際に取得した作業工程に係る情報を第1ロボットユニット11から受信したり、前記制御指令情報を第1ロボットユニット11に向けて送信したりすることが可能となっている。
-第2システムの構成-
次に、第2システム20の構成について説明する。本実施形態では、この第2システム20を構築する第2ロボットユニット21を、走行動力源を備えた自走式の移動架台23上にロボット24が載置された構成のものとし、このロボット24の作動によって第1作業台12から第2作業台22にワークWを移送するものとなっている。移動架台23としてはAGVやAMRが採用される。
次に、第2システム20の構成について説明する。本実施形態では、この第2システム20を構築する第2ロボットユニット21を、走行動力源を備えた自走式の移動架台23上にロボット24が載置された構成のものとし、このロボット24の作動によって第1作業台12から第2作業台22にワークWを移送するものとなっている。移動架台23としてはAGVやAMRが採用される。
図4は第2システム20の概略構成を示す図である。図5は第2システム20の制御ブロック図である。
図4に示すように、ロボット24は、第1システム10のものと同様に、ロボットアーム24aおよびハンド24bを備えている。
第2作業台22は、作業者BがワークWの組立作業を行うための台である。この第2作業台22の上面22aの隅角部(図4に示すものにあっては左奥側の隅角部)に撮像装置22bが配設されている。この撮像装置22bは、例えばRGB-Dカメラ等で成り、第2ロボットユニット21の移動架台23の上面および該移動架台23の周辺の撮像を行うためのものであり、撮像した画像の情報を制御装置26(図5を参照)に出力するようになっている。この撮像装置22bによって撮像された画像の情報は、後述するように移動架台23の上面に設けられた情報提供手段としてのQRコードQC2の読み取り情報として利用される。第2システム20においても、情報提供手段としてはQRコードQC2に限定されることなくARマーカであってもよい。この場合も、撮像装置22bによってQRコードQC2またはARマーカが読み取られた場合に取得される情報としては、QRコードQC2またはARマーカに書き込まれている情報(読み出された情報)、または、この読み出された情報から特定されるものであって予めPC等(例えば後述する記憶部26b等)に格納された情報である。
移動架台23の上面には前記QRコードQC2が設けられている。このQRコードQC2は、第2ロボットユニット21の移動架台23およびロボット24それぞれの作業工程に係る情報が書き込まれており、前記撮像装置22bによってQRコードQC2を読み取ることにより、この作業工程に係る情報を取得することが可能となっている。この情報が、本発明でいうロボットによって物品を扱う場合に係る情報に相当する。具体的に、この撮像装置22bによってQRコードQC2が読み取られた場合に取得される情報の例としては以下のものが挙げられる。
・第1作業台12の上面12aにおけるワークWのピック位置の情報
・第2作業台22の上面22aにおけるワークWのプレイス位置の情報
・第2作業台22の上面22aのサイズおよび向きの情報
・第2作業台22の上面22aおよびその周辺における障害物の情報
・第2作業台22において第2ロボットユニット21のロボット24が作業者Bと共に作業する場合には、そのタスク情報
図5に示すように、第2システム20の制御系としては、ロボット24を制御するための制御装置26が設けられている。この制御装置26は、前述した第1システム10の制御装置16と同様に、演算部26a、記憶部26b、入出力部26cを備えている。前述した第1システム10の制御装置16との相違点として、記憶部26bには、ロボット24を制御するための動作プログラム等が記憶されている。動作プログラムとして、本実施形態のものは、QRコードQC2から読み取った情報(第1作業台12の上面12aにおけるワークWのピック位置の情報や第2作業台22の上面22aにおけるワークWのプレイス位置の情報等)に従ってロボット24を制御するための基準プログラムと、その基準プログラムに従って求められたロボット24の制御量に対して、前述と同様に障害物の情報やロボット14と作業台12,22の上面12a,22aとの相対位置の情報に基づいた補正を行うために使用される補正用プログラムとを含んでいる。
・第1作業台12の上面12aにおけるワークWのピック位置の情報
・第2作業台22の上面22aにおけるワークWのプレイス位置の情報
・第2作業台22の上面22aのサイズおよび向きの情報
・第2作業台22の上面22aおよびその周辺における障害物の情報
・第2作業台22において第2ロボットユニット21のロボット24が作業者Bと共に作業する場合には、そのタスク情報
図5に示すように、第2システム20の制御系としては、ロボット24を制御するための制御装置26が設けられている。この制御装置26は、前述した第1システム10の制御装置16と同様に、演算部26a、記憶部26b、入出力部26cを備えている。前述した第1システム10の制御装置16との相違点として、記憶部26bには、ロボット24を制御するための動作プログラム等が記憶されている。動作プログラムとして、本実施形態のものは、QRコードQC2から読み取った情報(第1作業台12の上面12aにおけるワークWのピック位置の情報や第2作業台22の上面22aにおけるワークWのプレイス位置の情報等)に従ってロボット24を制御するための基準プログラムと、その基準プログラムに従って求められたロボット24の制御量に対して、前述と同様に障害物の情報やロボット14と作業台12,22の上面12a,22aとの相対位置の情報に基づいた補正を行うために使用される補正用プログラムとを含んでいる。
前記基準プログラムは、QRコードQC2から読み取った情報に従ってロボット24を制御する際に(ワークWを第1作業台12の上面12aの所定位置から第2作業台22の上面22aの所定位置まで移送する際に)、例えば当該上面22aの所定位置までワークWの移送距離が最短距離となるようにロボットアーム24aおよびハンド24bの移動軌跡を求めるためのものである。
前記補正用プログラムは、前述と同様に障害物回避のための補正用プログラムおよび相対位置補正のための補正用プログラムを含んでいる。
障害物回避のための補正用プログラムは、QRコードQC2が読み取られた際の情報に前述した障害物が存在する旨の情報が含まれている場合に、ロボットアーム24aおよびハンド24bの移動軌跡が、障害物を回避する移動軌跡となるようにロボット24の制御量(基準プログラムによって求められた制御量)に対する補正量を決定するためのものである。
また、相対位置補正のための補正用プログラムは、第2ロボットユニット21(より具体的にはロボット24)と第1作業台12の上面12aとの相対位置およびロボット24と第2作業台22の上面22aとの相対位置それぞれに応じて、第1作業台12の上面12aにおける所定位置(所定のピック位置)から第2作業台22の上面22aにおける所定位置(所定のプレイス位置)にワークWを移送するための位置情報を補正するためのものである。このロボット24と各作業台12,22の上面12a,22aとの相対位置は、撮像装置22bによってQRコードQC2を読み取った際の画像を利用して求められる。この相対位置を求める原理は前述した第1システム10の場合と同様である。これにより、各作業台12,22に対して移動架台23の位置がズレていたとしても、第1作業台12の上面12aにおける所定位置から第2作業台22の上面22aにおける所定位置にワークWを移送できるようにしている。
入出力部26cには、第2ロボットユニット21および撮像装置22bが接続されている。入出力部26cは、撮像装置22bによってQRコードQC2を読み取った際に取得した作業工程に係る情報を当該撮像装置22bから受信したり、前記制御指令情報を第2ロボットユニット21に向けて送信したりすることが可能となっている。
-ロボット制御システムの動作-
次に、前述の如く構成されたロボット制御システム(第1システム10および第2システム20)の動作について説明する。
次に、前述の如く構成されたロボット制御システム(第1システム10および第2システム20)の動作について説明する。
図6は、第1システム10の動作を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、第1作業台12へのワークWのプレイス要求が生じる度に繰り返して実行される。
図6に示すように、第1システム10の動作が開始されると、先ず、ステップST1において、撮像装置15によるQRコードQC1の読み取り動作が実施される。この読み取り動作は、撮像装置15によって、第1作業台12の上面および該第1作業台12の周辺を撮像することでQRコードQC1の位置を認識し、このQRコードQC1の位置に撮像装置15を近づけるようにロボットアーム14aが作動することによって行われる。
その後、ステップST2において、QRコードQC1を読み取ったことに伴い、前述した情報(作業工程に係る情報)の取得が行われる。
ステップST3では、前記読み取った情報に含まれている障害物の情報(障害物の有無の情報および障害物が存在する場合の位置情報)を取得すると共に、QRコードQC1の画像(QRコードQC1の見え方)に基づいて、ロボット14と第1作業台12との相対位置情報(ロボット14と第1作業台12との相対位置にズレが生じている場合にはそのズレ量の情報)を取得する。
ステップST4では、取得した情報に基づいて、ロボット14の制御量を算出する。この制御量は、前述したように、ロボットアーム24aおよびハンド24bの移動軌跡が障害物を回避する移動軌跡となる制御量、および、ロボット14と第1作業台12との相対位置のズレを考慮した制御量として求められる。
そして、ステップST5では、この算出した制御量を用いてロボット14の制御を開始し、第1作業台12へのワークWの移送を開始する。
ステップST6では、第1作業台12へのワークWの移送が完了したか否かを判定する。第1作業台12へのワークWの移送が完了し、ステップST6でYES判定された場合には、ステップST7に移り、ロボット14をスタンバイ姿勢とする動作を行い、リターンされる。このような動作が、第1作業台12へのワークWのプレイス要求が生じる度に繰り返される。
次に、第2システム20の動作について説明する。図7は、第2システム20の動作を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、第1作業台12から第2作業台22へのワークWの移送要求が生じる度に繰り返して実行される。また、このフローチャートでは、前述した第1システム10の動作において実施されるステップと同一のステップにあっては同一のステップ番号を付している。
第2システム20の動作が開始されると、先ず、ステップST0において、今回の第2システム20の動作が初回の動作(新たに構築されたセル生産ラインMLの生産開始時)であるか、または、移動架台23が移動した情報が存在しているかが判定される。つまり、今回の第2システム20の動作が初回の動作であったり、移動架台23が移動した場合には、第2システム20で実施すべき動作が変更されていたり、各作業台12,22に対する第2ロボットユニット21の位置が変化している可能性があるため、QRコードQC2の読み込みが必要となる。つまり、このステップST0の動作はQRコードQC2の読み込みが必要か否かを判断するためのステップである。
ステップST0でYES判定された場合には、ステップST1に移り、撮像装置22bによるQRコードQC2の読み取り動作が実施される。また、ステップST2で、作業工程に係る情報の取得が行われた後、ステップST3’で、前記読み取った情報に含まれている障害物の情報を取得すると共に、QRコードQC2の画像(QRコードQC2の見え方)に基づいて、ロボット24と各作業台12,22との相対位置情報を取得する。その後、ステップST4に移る。
一方、ステップST0でNO判定された場合には、前回のルーチンにおいて、既にQRコードQC2の読み取り動作による情報の取得が完了していると判断し、ステップST4に移る。
ステップST4では、取得した情報に基づいて、ロボット24の制御量を算出し、ステップST5’では、この算出した制御量を用いてロボット24の制御を開始し、第1作業台12から第2作業台22へのワークWの移送を開始する。
ステップST6では、第2作業台22へのワークWの移送が完了したか否かを判定する。第2作業台22へのワークWの移送が完了し、ステップST6でYES判定された場合には、ステップST7に移り、ロボット24をスタンバイ姿勢とする動作を行い、リターンされる。このような動作が、第1作業台12から第2作業台22へのワークWの移送要求が生じる度に繰り返される。
-実施形態の効果-
以上説明したように本実施形態によれば、各ロボット14,24それぞれによるワークWの移送に係る情報(移送に係る工程の情報)が、撮像装置15,22bによってQRコードQC1,QC2から取得され、この取得された情報に基づいて、各ロボット14,24それぞれに対して個別の移送のための制御が行われる。このため、ロボット14,24それぞれによってワークWを移送する場合の汎用性を高めることができると共にロボット制御の適正化を図ることができる。
以上説明したように本実施形態によれば、各ロボット14,24それぞれによるワークWの移送に係る情報(移送に係る工程の情報)が、撮像装置15,22bによってQRコードQC1,QC2から取得され、この取得された情報に基づいて、各ロボット14,24それぞれに対して個別の移送のための制御が行われる。このため、ロボット14,24それぞれによってワークWを移送する場合の汎用性を高めることができると共にロボット制御の適正化を図ることができる。
また、本実施形態では、QRコードQC1,QC2が読み取られた際の情報に障害物が存在する旨の情報が含まれている場合には、ロボットアーム14a,24aおよびハンド14b,24bが障害物に接触することを回避するように該ロボットアーム14a,24aおよびハンド14b,24bの移動軌跡を補正(制御)するようにしている。このように、撮像装置15,22bがQRコードQC1,QC2から取得する情報に障害物の情報を含ませるようにしていることで、障害物の存在の有無を検出するための特別な検出装置を必要とすることなしに障害物を回避するロボットアーム14aおよびハンド14bの動作を実現することができる。
また、本実施形態では、撮像装置15,22bによって撮像されたQRコードQC1,QC2の画像に基づいて作業台12,22に対するロボットユニット11,21のズレ量を求め、当該ズレ量に応じてロボットアーム14a,24aの作動を制御するようにしている。これにより、ワークWの移送位置にズレが生じてしまうことを抑制できる。また、撮像装置15,22bによってQRコードQC1,QC2を撮像するといった動作を、ワークWの移送に係る情報を取得するためだけでなく、ロボットユニット11,21と作業台12,22との相対位置を認識することにも利用しており、撮像装置15,22bおよびQRコードQC1,QC2の有効利用を図ることができる。
-他の実施形態-
尚、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
尚、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、前記実施形態では、セル生産ラインMLにおいてロボット14,24がワークWを搬送する例を示したが、これに限らず、ロボット14,24がワークWに対して加工等を行うようにしてもよい。すなわち、前記実施形態では、ロボット14,24がロボットアーム14a,24aおよびハンド14b,24bを有する例を示したが、これに限らず、ロボット14,24の構造はどのようなものであってもよい。また、ロボット14,24としては、セル生産ラインMLに適用される所謂産業用ロボットとして適用されるものには限定されず、例えばレストラン等における配膳サービスに利用される所謂サービスロボットとして適用されるものであってもよい。
また、前記実施形態では、ロボットユニット11,21の構成として、移動架台13,23にロボット14,24が載置されたものとしていた。本発明はこれに限らず、移動架台に載置されることなく、据え付け型のロボットによってロボットユニットが構成されていてもよい。
また、前記実施形態では、情報提供手段としてQRコードQC1,QC2を採用し、情報取得手段として撮像装置15,22bを採用していた。本発明はこれに限らず、情報提供手段としてRFタグ等のICタグを採用し、情報取得手段としてタグリーダを採用するようにしてもよい。
また、ロボットユニット11,21と作業台12,22との相対位置を認識するための手段としては測距センサ等を採用することも可能である。
また、前記実施形態では、第1システム10の撮像装置15はロボットアーム14aに取り付けられていたが、移動架台13に取り付けられていてもよい。また、前記実施形態では、第2システム20のQRコードQC2は移動架台23に設けられていたが、ロボットアーム24aに設けられていてもよい。
また、前記実施形態では、撮像装置15,22bの撮像によってQRコードQC1,QC2からの情報の取得と周辺画像の取得とを行うものとしていたが、これらの取得を個別の撮像装置で行うものとしてもよい。
本発明は、ロボットによって物品の移送等を行うためのロボット制御システムに適用可能である。
10 第1システム(ロボット制御システム)
11 第1ロボットユニット
12a 第1作業台の上面(設置領域)
20 第2システム(ロボット制御システム)
21 第2ロボットユニット
22a 第2作業台の上面(設置領域)
13,23 移動架台
14,24 ロボット
14a,24a ロボットアーム
15,22b 撮像装置(情報取得手段)
16,26 制御装置
W ワーク(物品)
QC1,QC2 QRコード(情報提供手段)
11 第1ロボットユニット
12a 第1作業台の上面(設置領域)
20 第2システム(ロボット制御システム)
21 第2ロボットユニット
22a 第2作業台の上面(設置領域)
13,23 移動架台
14,24 ロボット
14a,24a ロボットアーム
15,22b 撮像装置(情報取得手段)
16,26 制御装置
W ワーク(物品)
QC1,QC2 QRコード(情報提供手段)
Claims (3)
- ロボットによって物品を扱う場合に当該ロボットを制御するためのロボット制御システムであって、
前記物品が置かれる設置領域と、
前記ロボットを含むロボットユニットおよび前記設置領域のうち一方に設けられ、前記ロボットによって前記物品を扱う場合に係る情報を提供する情報提供手段と、
前記ロボットユニットおよび前記設置領域のうち他方に設けられ、前記情報提供手段から前記情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段によって取得された前記情報に基づいて、前記ロボットによって前記物品を扱う際の当該ロボットの制御を行う制御装置とを備えていることを特徴とするロボット制御システム。 - 請求項1記載のロボット制御システムにおいて、
前記ロボットは、前記物品を移送するためのロボットアームを備えており、
前記情報には、前記設置領域およびその周辺における障害物の情報が含まれており、
前記制御装置は、前記障害物が存在する場合に、該障害物を回避するように、前記ロボットアームの移動軌跡を制御することを特徴とするロボット制御システム。 - 請求項1記載のロボット制御システムにおいて、
前記ロボットは、前記物品を移送するためのロボットアームを備えており、
前記ロボットユニットは、前記ロボットと、該ロボットが載置される移動架台とを含んでおり、
前記情報取得手段は、前記情報提供手段を撮像することによって前記情報を取得する撮像装置であり、
前記制御装置は、前記撮像装置によって撮像された前記情報提供手段の画像に基づいて、前記ロボットユニットと前記設置領域との相対位置を認識し、当該相対位置に応じて前記ロボットアームの作動を制御することを特徴とするロボット制御システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022053296A JP2023146219A (ja) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | ロボット制御システム |
US18/180,590 US20230311327A1 (en) | 2022-03-29 | 2023-03-08 | Robot control system |
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JP2022053296A JP2023146219A (ja) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | ロボット制御システム |
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JP2022053296A Pending JP2023146219A (ja) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | ロボット制御システム |
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- 2022-03-29 JP JP2022053296A patent/JP2023146219A/ja active Pending
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