JP5402697B2

JP5402697B2 - ロボット装置及びワーク取り出しシステム並びにワーク取り出し方法

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Publication number: JP5402697B2
Application number: JP2010027552A
Authority: JP
Inventors: 俊充入江; 幸男橋口; 真二村井
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: EP2314425A2; EP2314425A3; JP2011115930A; US20110098859A1; CN102049778A; US8660685B2

Description

本発明は、ワークストッカにランダムに積載されたワークを取り出すロボット装置及びワーク取り出しシステム並びにワーク取り出し方法に関する。

近年、ストッカ内にランダムに収納された（いわゆる、バラ積みされた）ボルト等の同一形状のワークをストッカから取り出してハンドリングさせるビンピッキング技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
かかる技術では、ストッカ内の３次元的な位置及び姿勢の情報（３次元情報）を把持動作に先立って検出している。また、ハンドリング装置により把持されるべきワークの部位が予め設定されており、得られた３次元情報に基づいて把持されるべきワークを検出してハンドリング動作を行うようになっている。

特開２００９−１２８２０１

ところで、かかるハンドリング作業を行なう際に、ワークがストッカ内にランダムに載置されているため、ストッカ内でワーク同士が複雑に重なり合った場合には、ワークの把持される部位が埋没する等して適切に把持できるワークが存在しないというケースが考えられる。
しかしながら、従来の技術では、実際には適切に把持できるワークが存在しない場合であっても最も把持するのに適したワークに対して把持動作を行なうため、ワークの落下や誤って複数のワークを一度に保持してしまう等、ハンドリング動作の誤動作をしてしまう場合があった。かかる誤動作が生じるとワークやハンドに損傷が生じたり、ハンドリングにかかる作業効率の低下を招くことが考えられる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、ハンドリングの誤動作をできるだけ低減してより精度良くワークをストッカから取り出すことができるようにした、ロボット装置及びワーク取り出しシステム並びにワーク取り出し方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は次のように構成した。
本願発明にかかるロボット装置は、複数のワークを収納したストッカ内のワークを把持する把持部を有するロボットと、ロボットの動作を制御するロボット制御装置とを有し、ロボット制御装置は、ワークの形状を記憶するワーク形状記憶部と、ストッカ内の形状情報を検知する形状センサの検知結果に基づいてストッカ内のワークの内、予め記憶された条件を満たす把持動作実行可能なワークを検出する対象ワーク検出部と、ロボットによるワークの把持位置を記憶する把持情報記憶部と、ロボットを動作させて対象ワーク検出部により検出されたワークを把持してストッカから取り出す把持動作制御部と、対象ワーク検出部で把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、ロボットを動作させてストッカ内のワークの配置状態を掻き乱すワーク撹乱動作を実行させる撹乱動作制御部と、を有していることを特徴としている。

また、対象ワーク検出部は、ワーク撹乱動作の実行後に再度検知された形状センサの検知結果に基づいてストッカ内のワークの内、予め記憶された条件を満たす把持動作実行可能なワークを検出することが好ましい。
また、形状センサは、ストッカを撮像するカメラと、ストッカ内の距離情報を検出する距離センサとを有していることが好ましい。

また、把持情報記憶部には、ワーク撹乱動作を実行するための動作情報が予め記憶され、撹乱動作制御部は、対象ワーク検出部で把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、動作情報に基づいてワーク撹乱動作を実行することが好ましい。

また、ワークは、環状の中空穴部と、中空穴部から一方向に延びる棒状部とを有しており、把持動作制御部は、ワークの中空穴部にロボットの把持部を挿入させた後、把持部を拡大させてワークを把持させることが好ましい。
また、把持動作制御部は、ワークを把持した後に棒状部の先端側が重力方向下方に向くようにロボットを動作させることが好ましい。
また、把持情報記憶部には、複数種類のワーク撹乱動作の動作情報が予め記憶され、
撹乱動作制御部は、複数種類のワーク撹乱動作のうち、予め設定されたワーク条件に適合したワーク撹乱動作を実行することが好ましい。

複数種類のワーク撹乱動作の動作情報には、ワークをストッカの内壁から遠ざかる方向に掻き出す動作が含まれていることが好ましい。
また、複数種類のワーク撹乱動作の動作情報には、ワークがストッカの内壁に立てかかっていることをワーク条件として、ワークをストッカの内壁から中央側に引き倒す動作が含まれていることが好ましい。

本願発明にかかるワーク取出しシステムは、複数のワークを収納したストッカと、ストッカ内の形状情報を検知する形状センサと、上記したロボット装置と、を有していることを特徴としている。

本願発明にかかるワーク取り出し方法は、複数のワークを収納したストッカからワークをロボットによって取り出すワーク取り出し方法であって、ストッカ内の形状情報を形状センサによって検知し、形状センサの検知結果から予め記憶された把持動作情報にしたがって把持動作実行可能なワークの有無を検出し、把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、ロボットを動作させてストッカ内のワークの配置状態を掻き乱すワーク撹乱動作を実行し、対象ワーク検出部で把持動作実行可能なワークが検出された場合には、ロボットを動作させてワークを把持することを特徴としている。

また、ワーク撹乱動作を実行した後には、再度、ストッカ内の形状情報を形状センサによって検知し、把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、ロボットを動作させてストッカ内のワークの配置状態を掻き乱すワーク撹乱動作を実行し、対象ワーク検出部で把持動作実行可能なワークが検出された場合には、ロボットを動作させてワークを把持することが好ましい。

本願発明によれば、ワーク同士の重なり等の理由で把持動作を実行できるワークが存在しない場合には、ワークの把持動作を行なわず、ストッカ内を掻き乱すことで、ストッカ内のワークの姿勢を強制的に変化させてワークを把持動作実行可能な状態にしてワークを把持することができる。これにより、不十分な姿勢のワークに対して把持動作を実行することでワークのハンドリングに失敗するなどの不都合を回避することができる。
本願発明によれば、ワーク撹乱動作の実行後、円滑にワークのハンドリング作業を実行することができる。

本願発明によれば、ストッカの撮像画像から得られる２次元情報と距離センサから得られる距離情報とからストッカ内部の３次元情報（立体形状）を精度良く検出することができる。
本願発明によれば、把持動作実行可能なワークが検出されない場合に、予め記憶された、効果的にストッカ内のワークを撹乱させる動作情報に基づいてワーク撹乱動作を実行するので、より効果的にストッカ内のワークの姿勢の把持動作を実行可能な状態に変化させることができる。

本願発明によれば、中空穴部に把持部を挿入した状態で把持部を拡大させることで、ワークを安定して把持することができる。
本願発明によれば、ワークを把持した後に棒状部の先端側（開放端側）が下向きに向くことで、把持対象のワークの棒状部が他のワークの中空穴部に挿入されている場合でも他のワークをストッカへ落下させることで、把持対象のワークのみを確実に取り出すことができる。

本願発明によれば、ワーク撹乱動作が複数設定されているので、ワークの把持動作と１つのワーク撹乱動作との両方が実行できない場合であっても、さらに別のワーク撹乱動作を実行することでワークを把持動作実行可能な状態にしてワークを把持することができ、ワークのハンドリングに失敗するなどの不都合を回避することができる。
本願発明によれば、ワーク把持動作を実行した場合にストッカの内壁とロボット（あるいは把持部）とが干渉するような状態でもワークをストッカの内壁から遠ざかる方向に掻き出すことで、次回はより確実にワーク把持動作を実行することができる。
本願発明によれば、ワークがストッカの内壁に立てかかるような場合でもワークをストッカの内壁から中央側に引き倒すことで次回はより確実にワーク把持動作を実行することができる。

本発明の第１実施形態にかかるロボットコントローラの機能構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの全体構成を模式的に示す図である。本発明の第１実施形態にかかるセンサユニットの下面図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第２実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第２実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第２実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第２実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための斜視図である。本発明の第２実施形態にかかるワーク取り出しシステムの動作を説明するための模式的な立面図である。実施形態の変形例を説明するブロック図である。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態について図を参照して説明する。
（全体構成）
図２に示すように、ワーク取り出しシステム１００は、ロボット１０１，ストッカ１０２，センサユニット（形状センサ）１０３，ロボットコントローラ（ロボット制御装置）１０４及び搬送ベルト１０５から構成されており、ストッカ１０２内のワークＷをロボット１０１により１つずつ把持して、搬送ベルト１０５上に載置された搬出ラック１０５Ａに移載するように構成されている。

搬送ベルト１０５は図示省略の次工程に向けて駆動されており、搬送ベルト１０５上の搬出ラック１０５Ａを搬送するようになっている。搬出ラック１０５ＡはワークＷを収納する容器であり樹脂等で形成されている。また、搬出ラック１０５Ａを用いずに搬送ベルト１０５上に直接ワークＷを載置することもできる。
なお、本実施形態では、図４等に示すようにワークＷには幅広に形成された頭部Ｗ１と頭部Ｗ１から延びる棒状の腕部Ｗ２とが形成されている。また、頭部Ｗ１には円形に貫通した中空穴（環状の中空穴部）Ｗ３が形成されている。

ロボット１０１は、いわゆる多関節ロボットであり、図示省略の固定面に基台が固定され、基台から先端にかけて複数の回転関節を有するアーム部を有している。アーム部には関節を駆動する図示省略のサーボモータが内蔵されており、各関節の駆動はロボットコントローラ１０４により制御されるようになっている。なお、図２ではロボット１０１の形状を模式化して示している。
ロボット１０１のアーム部の先端には、把持装置１０が取り付けられている。把持装置１０は、一対の指部材１０Ａを有しており各指部材１０Ａは図示省略のアクチュエータにより互いの間隔を拡縮して開閉動作する。かかる指部材の開閉動作もロボットコントローラ３により制御されるようになっている。

なお、把持装置１０としては本実施例の他、指部材が揺動してワークＷを掴むグリッパ装置やエアや電磁力による吸着装置等、ワークＷを把持（保持）できるものであれば適用可能である。

ストッカ１０２は、強化樹脂や金属等で形成された箱であり、内部には複数のワーク（検出対象物）Ｗが無作為に配置（バラ積み）されている。
センサユニット１０３は、図３に示すように、カメラ１とレーザースキャナ２とを有し、ストッカ１０２の上方に配設されており、カメラ１及びレーザースキャナ２は下方に向けて配向されている。
レーザースキャナ２は、レーザースリット光をミラーに照射し、モーターでミラーを回転させることで広範囲の対象物にレーザースリット光を照射するようになっている。

そして、対象物に照射したレーザースリット光の反射光をカメラ１で撮像し、モーターの回転角度や受光したカメラの撮像素子の位置、レーザー、ミラー、カメラの位置関係から三角測量の原理で対象物までの距離を検出するようになっている。
なお、センサユニット１０３の筐体１０３Ａの内部には記憶装置及び演算装置を有するセンサコントローラ３が内蔵されており、カメラ１及びレーザースキャナ２はセンサコントローラ３により動作制御される。

センサユニット１０３によって検出されたストッカ１０２の上方からの画像（画素配置データ）及び画像上の距離情報はロボットコントローラ１０４に入力されるようになっている。また、ロボットコントローラ１０４とセンサコントローラ３とが接続されておりロボットコントローラ１０４からセンサコントローラに動作指令が入力されるようになっている。

（ロボットコントローラの構成）
図１に示すように、ロボットコントローラ１０４は、記憶装置，電子演算器及び入力装置（いずれも図示省略）を有するコンピュータにより構成されており、ロボット１０１及び把持装置１０と相互通信可能に接続されている。
ロボットコントローラ１０４は、機能構成としてワーク形状記憶部１１，把持情報記憶部１２，対象ワーク検出部１３，把持動作制御部１４，撹乱動作制御部１５及びロボット制御部１６を有して構成されている。

ワーク形状記憶部１１には、予め計測したワークＷの３次元形状データが記憶されている。ワーク形状記憶部１１には、ワークＷの種類に応じて種々の３次元形状データが記憶されている。
把持情報記憶部１２には、正常にワークＷを把持する際の把持装置１０により把持されるべきワークＷの把持位置情報と、把持装置１０による把持方法情報とを含む把持動作情報とが記憶されている。
本実施形態では、ワークＷの把持位置情報として、ワークＷの中空穴Ｗ３が記憶されており、把持動作情報としてワークＷの前記中空穴Ｗ３に把持装置１０の指部材１０Ａを閉じた状態で挿入させた後、指部材１０Ａを開いて（拡大させて）ワークＷを把持する動作情報が記憶されている。
また、把持情報記憶部１２には、ワークＷを把持した後、把持したワークＷの腕部Ｗ２先端側が重力方向下方に向くようにロボットを動作させる動作情報も予め記憶されている。

また、把持情報記憶部１２には、把持動作実行可能なワークＷが検出されない場合に実行されるワーク撹乱動作を実行するためのワーク撹乱動作情報が予め記憶されている。
ここでは、ワーク撹乱動作情報として、ワークＷの腕部Ｗ２を指部材１０Ａで掴み、掴んだワークＷの位置を変更させる動作情報が記憶されている。
対象ワーク検出部１３は、ワークＷの３次元形状情報とセンサユニット１０３からの検出信号とから、マッチング処理等によってストッカ１０２内部でのワークＷの姿勢を検出するようになっている。

そして、ストッカ１０２内のワークＷのうち、ワークＷの中空穴Ｗ３に指部材１０Ａを挿入する際に干渉する物体が存在しないという条件に合致するワーク（対象ワーク）Ｗを検出するようになっている。換言すると対象ワークＷは指部材１０Ａによって把持することが可能な姿勢であり他の物体との干渉がないワークＷである。
また、対象ワーク検出部１３は、対象ワークＷが１つも検出されなかった場合には、ワーク撹乱動作を実行可能なワークＷを撹乱対象ワークとして検出するようになっている。より具体的にはワークＷの腕部Ｗ２が把持可能な状態にあるものを撹乱対象ワークとして検出するようになっている。

把持動作制御部１４は、対象ワーク検出部１３で検出された対象ワークの内、最も把持装置１０に近い位置にあるワークＷに対して、把持動作情報に基づいてロボット１０１及び把持装置１０を動作させるための経路（即ち、ここでは各サーボモータやアクチュエータの動作態様に相当する）を作成し、ロボット制御部１６に命令を送出する。

撹乱動作制御部１５は、対象ワーク検出部１３で対象ワークが１つも検出されなかった場合に、対象ワーク検出部１３で検出された撹乱対象ワークのうちの１つのワークＷを対象として、ワーク撹乱動作情報に基づいてロボット１０１及び把持装置１０を動作させるための経路（即ち、ここでは各サーボモータやアクチュエータの動作態様に相当する）を作成し、ロボット制御部１６に命令を送出する。

ロボット制御部１６は、把持動作制御部１４あるいは撹乱動作制御部１５からの命令に応じてロボット１０１の各サーボモータ及び把持装置１０のアクチュエータに動作信号を送出し、ロボット１０１及び把持装置１０の動作を制御するようになっている。また、ロボット制御部１６は、センサユニット１０３に対して動作信号を送出するようになっている。

本実施形態にかかるワーク取り出しシステムはこのように構成されており、以下、図４〜図１１を参照してワーク取り出しシステム１００の動作について説明する。
まず、図４に示すように、ストッカ１０２にワークＷが載置されている状態で、ロボット制御部１６からの命令を受けてセンサユニット１０３が動作してストッカ１０２の上方からの画像及び画像上の距離情報が計測される。
ここでは、ストッカ１０２内のワークＷの中空穴Ｗ３の周辺にいずれも他のワークＷの一部が位置し、指部材１０Ａと干渉する状態であるため、対象ワーク検出部１３では対象ワークＷが１つも検出されず、対象ワーク検出部１３ではいずれかのワークＷを撹乱対象ワークとして検出される。

その後、図５に示すように、ロボット１０１及び指部材１０Ａが動作され、検出された撹乱対象ワークの内の１つについて、腕部Ｗ２が指部材１０Ａで挟みこまれて把持される。
そして、図６に示すように、腕部Ｗ２を把持した状態でロボット１０１を動作させて把持したワークＷが持ち上げられ、図７に示すように、ロボット１０１の持ち上げ動作中に指部材１０Ａが開かれることでワークＷの把持が解除され、ワークＷが指部材１０Ａからストッカ１０２に放り出される（ワーク撹乱動作）。

また、図７の状態において、再びセンサユニット１０３が動作されてストッカ１０２の上方からの画像及び画像上の距離情報が計測される。
図７に示す状態では、ワーク撹乱動作によって図４の状態からストッカ１０２内のワークＷの姿勢が変更されており、対象ワーク検出部１３では対象ワークＷが検出される。
なお、図７の状態においても対象ワークＷが検出されない場合には、さらにワーク撹乱動作が実行される。

また、図７の状態において、対象ワークＷが検出されると、図８に示すように、対象ワークＷの中空穴Ｗ３に閉じられた状態の指部材１０Ａが挿入される。そして、図９に示すように中空穴Ｗ３に挿入された指部材１０Ａが開き（拡大し）ワークＷが把持され、ロボット１０１の動作により持ち上げられる。

その後、図１０に示すように、ワークＷの腕部Ｗ２の先端側が重力方向下方に向く姿勢となるようにロボット１０１が動作される。これにより、他のワークＷが中空穴Ｗ３に係合される場合でも、他のワークＷを腕部Ｗ２から取り外すことができるので、複数のワークＷを同時に取り出すことが防止される。
図１０に示す状態で所定の時間（例えば１秒）停止した後、ロボット１０１が動作して把持したワークＷを搬出ラック１０５Ａ側に移送させる。

このように本実施形態にかかるワーク取り出しシステムによれば、センサユニット１０３による検知結果に基づいて、対象ワーク検出部１３で、把持動作を実行できるワークＷの有無を検出して、把持動作を実行できるワーク（対象ワーク）が存在しない場合には、ワークＷの把持動作を行なわないので、把持できそうなワークが存在しないにも関わらずに把持動作を実行してしまうことによる把持失敗を回避することができる。
そして、対象ワークＷが存在しない場合には、ワークＷの腕部Ｗ２掴んでストッカ１０１内のワーク配置を掻き乱すことで、把持動作を実行可能な状態にした後にワークを把持することができる。

また、検出された撹乱対象ワークの内の１つを対象として撹乱動作を実行することで、少なくとも、撹乱動作の際に指部材１０Ａで掴み離しをしたワークについては高確率で把持可能な姿勢に変更されるので、ランダムな動作で、ストッカ１０２内を掻き乱す場合と比較してより小さい動作で確実にストッカ１０２内のワークに把持可能な姿勢のワークを作り出すことができる。

［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。本実施形態は、上述の第１実施形態にさらに複数種類のワーク撹乱動作を設けた点を除き、第１実施形態と同様に構成されており、第１実施形態と重複する構成についての説明を省略し、同符号を用いる。

本実施形態では把持情報記憶部１２に、第１実施形態と同様のワークＷの腕部Ｗ２を把持して開放するワーク撹乱動作（以下、第１撹乱動作という）とその可能条件（ワーク条件）に加え、さらに、３つのワーク撹乱動作（以下、それぞれ第２〜４撹乱動作という）とそれぞれの可能条件（ワーク条件）が予め記憶されている。
第２撹乱動作は、ワークＷの頭部Ｗ１を把持装置１０で把持して開放する動作であり、ワークＷの頭部Ｗ１の把持可能箇所が把持装置１０及びロボット１０１のアーム部と干渉しない姿勢にあることをワーク条件としている。

第３撹乱動作は、図１３に示すようにワークＷをストッカ１０２の内壁１０２Ａから遠ざかる方向に掻き出す動作であり、ワークＷと周辺の障害物（ここでは内壁１０２）との間に指部材１０Ａを閉じた状態で指部材１０Ａを当接可能なスペースＳが存在することをワーク条件としている。
第３撹乱動作では、ストッカ１０２の内壁１０２Ａとロボット１０１及び把持装置１０とが干渉しないようにストッカ１０２の中央側から斜めに指部材１０ＡをワークＷ側に進入させて、ワークＷを掻き出すように動作が設定されている。
第４撹乱動作は、図１４に示すようにワークＷが内壁１０２Ａに立てかかっている（あるいはストッカ１０２の内壁１０２ＡとワークＷとの距離が所定の距離よりも小さい）ことをワーク条件としており、図１５に示すようにワークＷをストッカ１０２の中央側に引き倒す動作を行なう。
この引き倒す動作についてより詳細に説明すると、図１６に示すように、内壁１０２Ａに立てかかっているワークＷの重心よりも下に部分に指部材１０Ａを図中矢印Ｐで示す方向から衝突させることで、ワークＷが図中破線で示すように、内壁１０２Ａからの反力等によりストッカ１０２の中央側に倒れることとなる。

本実施形態では第１〜４撹乱動作は、第１撹乱動作，第２撹乱動作，第３撹乱動作，第４撹乱動作の順に優先順位が設定されている。即ち、第１撹乱動作が実行可能であるときは、第１撹乱動作が実行される。第１撹乱動作の可能条件が満たされない場合は、第２撹乱動作の可能条件が満たされているか否かが判定され、第２撹乱動作の可能条件を満たす場合には第２撹乱動作が実行される。第２撹乱動作の可能条件が満たされない場合には、第３撹乱動作の可能条件が満たされているか否かが判定され、第３撹乱動作の可能条件を満たす場合には第３撹乱動作が実行される。第３撹乱動作の可能条件が満たされない場合には、第４撹乱動作の可能条件が満たされているか否かが判定され、第４撹乱動作の可能条件を満たす場合には第４撹乱動作が実行される。また、第４撹乱動作の可能条件も満たさない場合には、ストッカ１０２に把持可能なワークＷが存在しないものとしてワーク取り出し動作が停止される。
なお、ワーク取り出し動作の停止に換えてロボットコントローラ１０４の表示装置にエラーメッセージが表示させるように構成してもよい。

本実施形態にかかるワーク取り出しシステムはこのように構成されているので、第１実施形態では、ワークＷの把持動作及び第１撹乱動作の両方が実行できない場合には、ワークＷを精度良くハンドリングできない可能性があったが、本実施形態では、第１撹乱動作の他に第２〜第４ワーク撹乱動作が設定されているので、ワークＷの把持動作及び第１撹乱動作の両方が実行できない場合であっても、第２〜第４ワーク撹乱動作のいずれかを実行することでワークを把持動作実行可能な状態にしてワークを把持することができ、ワークのハンドリングに失敗するなどの不都合を回避することができる。

即ち、第２撹乱動作では、ワークＷの中空穴Ｗ３に十分に指部材１０Ａを挿入できず、且つ、ワークＷの腕部Ｗ２が十分に把持できないような姿勢であっても、頭部Ｗ１を把持して把持したワークＷを動作させた後に開放することでストッカ１０２内の複数のワークＷの位置及び姿勢が変更せしめられ、把持動作可能なワークＷを作り出すことができる。

また、第３撹乱動作では、主にストッカ１０２内のワークＷの数量が少なくなった場合など、ワーク把持動作を実行した場合にストッカ１０２の内壁１０２Ａとロボット１０１のアーム部あるいは把持装置１０とが干渉するような状態であっても、把持装置１０を内壁１０２Ａとの干渉（接触）が起こらないような角度からワークＷにアプローチさせて掻き出すことで、ワークＷを内壁１０２Ａからより遠ざけることができ次回はより確実にワーク把持動作を実行することができる。
第４撹乱動作では、ワークＷがストッカ１０２の内壁１０２Ａに立てかかるような場合でもワークＷをストッカ１０２の内壁１０２Ａから中央側に引き倒すことで次回はより確実にワーク把持動作を実行することができる。

［変形例］
次に、第１実施形態及び第２実施形態の変形例について説明する。本変形例は、上述の第１実施形態又は第２実施形態のものからロボットコントローラ１０４及びセンサコントローラ３の機能構成を変形させたものである。
図１７に示すように、センサユニット１０３の内部のセンサコントローラ３に、ワーク形状記憶部２１，把持情報記憶部２２及び対象ワーク検出部２３の機能が設定されており、ロボットコントローラ１０４には把持動作制御部２４，撹乱動作制御部２５及びロボット制御部２６の機能が設定されている。
なお、センサコントローラ３は外部ＰＣ等の入力装置と接続することにより、予め別途計測したワークＷの３次元形状データ及びワークＷの把持位置情報，把持装置１０による把持方法情報とを含む把持動作情報が入力されワーク形状記憶部２１，把持情報記憶部２２として記憶される。

対象ワーク検出部２３では、カメラ１及びレーザースキャナ２の検出信号から、マッチング処理等によってストッカ１０２内部のワークＷの姿勢を検出するようになっている。
そして、条件に合致する対象ワークを検出し、検出された対象ワークＷの位置及び姿勢情報をロボットコントローラ１０４に送出するようになっている。
また、対象ワーク検出部２３は、対象ワークＷが１つも検出されなかった場合には、ワーク撹乱動作を実行可能なワークＷを撹乱対象ワークとして検出し、その位置及び姿勢情報をロボットコントローラ１０４に送出するようになっている。

本変形例のように、本発明にかかるロボット制御装置は、一体の演算装置として構成されることを要せず、複数の演算装置を複合させて構成してもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明にかかる搬送システムは上述の実施形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して適用可能である。
例えば、第１実施形態では、把持可能なワーク（対象ワーク）が検出されなかった場合に、撹乱動作に用いる撹乱対象ワークを検出するようになっているが、撹乱動作の動作態様は適宜選択可能である。ワーク及び把持装置が衝撃等に比較的強いものであれば、把持可能なワーク（対象ワーク）が検出されなかった場合には、所定の経路で把持装置をストッカ内に挿入してストッカ内のワークをかき混ぜるように構成してもよい。このようにすれば、より簡単な演算処理で撹乱動作を行なうことができる。

また、第２実施形態では、複数のワーク撹乱動作を条件に応じて実行させているが、当然、ワーク撹乱動作の種類は単数でも複数でも良い。
また、第２実施形態では、ワークの腕部を把持することを第１撹乱動作とし、ワークの頭部を把持することを第２撹乱動作として区別しているが、このような区別は省略してワークに把持可能な部位があることを条件として設定するようにしてもよい。
また、ワークの形状についても実施形態のものに限定するものでなく、適宜の形状のワークに対して、これに応じたワーク撹乱動作を設定することで本発明を適用することができる。
また、上述の実施形態ではいずれも形状センサをストッカの近傍に設置しているが、形状センサはロボットに取り付けて構成してもよい。この場合、ロボットを動作させることにより形状センサの検出範囲を変更することができる。

１カメラ
２レーザースキャナ
３センサコントローラ
１０把持装置
１０Ａ指部材
１１ワーク形状記憶部
１２把持情報記憶部
１３対象ワーク検出部
１４把持動作制御部
１５撹乱動作制御部
１６ロボット制御部
１００ワーク取り出しシステム
１０１ロボット（マニピュレータユニット）
１０２ストッカ
１０３センサユニット（形状センサ）
１０３Ａ筐体
１０４ロボットコントローラ（ロボット制御装置）
１０５搬送ベルト
１０５Ａ搬出ラック
Ｗワーク
Ｗ１頭部
Ｗ２腕部
Ｗ３中空穴（中空穴部）

Claims

複数のワークを収納したストッカ内の前記ワークを把持する把持部を有するロボットと、
前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置とを有し、
前記ロボット制御装置は、
前記ロボットが前記ワークを把持して前記ストッカから取り出す際のワークの把持位置と、前記ロボットが前記ストッカ内の前記ワークの配置状態を掻き乱す複数種類の撹乱動作にそれぞれ優先順位をつけた情報とを記憶する把持情報記憶部と、
前記ストッカ内の形状情報を検知する形状センサの検知結果に基づいて前記ストッカ内の前記ワークの内、予め記憶された条件を満たす把持動作実行可能なワークを検出する対象ワーク検出部と、
前記対象ワーク検出部によって前記把持位置で把持動作実行可能なワークが検出された場合には、当該ワークを前記ロボットに前記把持位置で把持させて前記ストッカから取り出させる把持動作制御部と、
前記対象ワーク検出部によって前記把持位置で把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、実行可能な前記撹乱動作のうち前記優先順位が最も高い撹乱動作を前記ロボットに実行させる撹乱動作制御部と、を有している
ことを特徴とする、ロボット装置。
前記対象ワーク検出部は、前記ワーク撹乱動作の実行後に再度検知された前記形状センサの検知結果に基づいて前記ストッカ内の前記ワークの内、予め記憶された条件を満たす把持動作実行可能なワークを検出する
ことを特徴とする、請求項１記載のロボット装置。
前記形状センサは、前記ストッカを撮像するカメラと、前記ストッカ内の距離情報を検出する距離センサとを有している
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のロボット装置。
前記把持情報記憶部には、ワーク撹乱動作を実行するための動作情報が予め記憶され、
前記撹乱動作制御部は、前記対象ワーク検出部で把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、前記動作情報に基づいて前記ワーク撹乱動作を実行する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボット装置。
前記ワークは、環状の中空穴部と、前記中空穴部から一方向に延びる棒状部とを有しており、
前記把持動作制御部は、前記ワークの前記中空穴部に前記ロボットの前記把持部を挿入させた後、前記把持部を拡大させて前記ワークを把持させる
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボット装置。
前記把持動作制御部は、
前記ワークを把持した後に前記棒状部の先端側が重力方向下方に向くように前記ロボットを動作させる
ことを特徴とする、請求項５記載のロボット装置。
前記把持情報記憶部には、複数種類のワーク撹乱動作の動作情報が予め記憶され、
前記撹乱動作制御部は、前記複数種類のワーク撹乱動作のうち、予め設定されたワーク条件に適合した前記ワーク撹乱動作を実行する
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボット装置。
前記複数種類のワーク撹乱動作の動作情報には、前記ワークを前記ストッカの内壁から遠ざかる方向に掻き出す動作が含まれている
ことを特徴とする、請求項７記載のロボット装置。
前記複数種類のワーク撹乱動作の動作情報には、前記ワークが前記ストッカの内壁に立てかかっていることを前記ワーク条件として、前記ワークを前記ストッカの前記内壁から中央側に引き倒す動作が含まれている
ことを特徴とする、請求項７又は８記載のロボット装置。
複数のワークを収納したストッカと、
前記ストッカ内の形状情報を検知する形状センサと、
請求項１〜９のいずれか１項に記載のロボット装置と、を有している
ことを特徴とする、ワーク取り出しシステム。
複数のワークを収納したストッカからワークをロボットによって取り出すワーク取り出し方法であって、
前記ロボットが前記ワークを把持して前記ストッカから取り出す際のワークの把持位置と、前記ロボットが前記ストッカ内の前記ワークの配置状態を掻き乱す複数種類の撹乱動作にそれぞれ優先順位をつけた情報とを記憶し、
前記ストッカ内の形状情報を検知する形状センサの検知結果に基づいて前記ストッカ内の前記ワークの内、予め記憶された条件を満たす把持動作実行可能なワークを検出し、
前記把持位置で把持動作実行可能なワークが検出された場合には、当該ワークを前記ロボットに前記把持位置で把持させて前記ストッカから取り出させ、
前記把持位置で把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、実行可能な前記撹乱動作のうち前記優先順位が最も高い撹乱動作を前記ロボットに実行させる
ことを特徴とする、ワーク取り出し方法。
前記ワーク撹乱動作を実行した後には、再度、前記ストッカ内の形状情報を前記形状センサによって検知し、
前記把持位置で把持動作実行可能なワークが検出された場合には、当該ワークを前記ロボットに前記把持位置で把持させて前記ストッカから取り出させ、
前記把持位置で把持動作実行可能なワークが検出されない場合には、実行可能な前記撹乱動作のうち前記優先順位が最も高い撹乱動作を前記ロボットに実行させる
ことを特徴とする、請求項１１記載のワーク取り出し方法。