JP7326082B2 - 荷役装置の制御装置、及び、荷役装置 - Google Patents
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Description
図1から図7を用いて第1実施形態に係る荷役装置10について説明する。
プロセッサ102は、CPUの代わりに、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)のいずれか、又は、これらの組み合わせで構成されていてもよい。
ロボット12を据え付けた際、及び、電源を投入した際には、ロボット12の設置誤差を吸収するために、較正の実施が必要である。
ロボット12が、荷物ケース18の側面や縁、その他、荷役装置10内に存在する何らかに接触した場合、衝突前と衝突後とで設置位置にズレが生じる可能性が考えられる。その位置ズレを解消するために、較正の実施が必要である。
荷役装置10の運用時、例えば振動等が原因となり、ロボット12、コンベヤ16、カメラ20の相対的な設置位置にズレが生じる可能性がある。例えば荷物Bを荷物ケース18からピッキングする場合、荷物Bのピッキングに失敗することが起こりやすくなる。例えば2回連続など、複数回連続でピッキングを失敗した場合、位置ズレを解消するために、較正の実施が必要である。
荷役装置10の運用時、時間の経過とともに、ロボット12、コンベヤ16、カメラ20の相対的な設置位置にズレが生じる可能性がある。このような位置ズレが生じないようにするために、定期的に較正の実施が必要である。
プロセッサ102は、ロボット側治具50を3次元仮想モデル空間の座標系において、実空間の座標系の座標と同じ数値の座標(第1の目標位置)まで移動させたとき、ロボット側治具50が第1受治具52に接触しない場合がある(ステップS104-No)。プロセッサ102は、力覚センサ46を用いた力制御によって、ロボット側治具50が第1受治具52に接触するまで、ロボット側治具50を移動させる。このとき、プロセッサ102は、力制御により、実空間の第1受治具52の位置、すなわち、荷物ケース18を動かさないように、ハンド36を移動させる。
ロボット12は、ロボット側治具50と第1受治具52との接触を検知するセンサ46を有する。制御装置14のプロセッサ102は、センサ46からの情報に基づいて第1受治具52に対するロボット側治具50の移動を制御する。
ロボット側治具50及び第1受治具52は、嵌合可能である。
上述したように、荷役装置10がロボット側治具50と第1受治具(受部)52を用いる場合、ロボット側治具50を第1受治具52の所定位置に接触させたとき、プロセッサ102は、3次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具50の座標に基づいて、ロボット側治具50の座標と第1受治具52の座標との第1の差異情報を取得する。
本実施形態に係る制御装置14及び荷役装置10は、例えばハンド36に一方の嵌合部64を取り付けておき、荷物ケース18に他方の嵌合部74を取り付けておくことで、ティーチングペンダントの操作等、人間の手を介さず、プロセッサ102が自動で較正を実施することができる。このように、本実施形態に係る荷役装置10の制御装置14を用いることで、較正の実施を自動化することができる。そして、人間を介することがないため、本実施形態に係る荷役装置10の制御装置14を用いることで、較正の実施の際に設備を停止させる必要がなく、較正の実施の高速化が図れ、荷役装置10を効率的に用いることができる。
プロセッサ102は、荷役装置10の緊急点検時など、入力部122からの入力による較正実施の指示に基づいて、較正を実施することができる。
複数の位置での情報(例えば、第1の差異情報、第2の差異情報、第3の差異情報及び第4の差異情報)に基づいて較正を実施することで、較正の信頼性(精度)を向上させ、かつ、実空間の座標系に3次元仮想モデル空間の座標系をより合わせることができる。すなわち、より多数の位置での情報に基づいて較正を実施することで、較正の信頼性(精度)を向上させ、かつ、実空間の座標系に3次元仮想モデル空間の座標系をより合わせることができる。このとき、人間の操作を介する必要がないので、較正の実施の自動化だけでなく、高速化を実現することができる。
ロボット側治具50が例えば第1受治具52の所定位置に接触したことの接触情報は、ロボット12の力覚センサ46を用いて取得できるほか、モータ42,44の駆動トルクなどからも取得することができる。このため、プロセッサ102は、モータ42,44を用いたアーム34の公知のコンプライアンス動作等により、ロボット側治具50を例えば第1受治具52の所定位置に自動的に、より確実に接触させることができる。
荷役装置10のプロセッサ102は、例えば力覚センサ46を用いる力制御のほか、フィードバック制御を行う場合がある。フィードバック制御でも同様に、プロセッサ102は、3次元仮想モデル空間の座標系に基づいてロボット側治具50を第1受治具52の所定位置に接触させる際、ロボット12のモータ42,44から取得する情報に基づいて、第1の差異情報をインターフェース106を介して取得し、算出する。
このため、ロボット側治具50を第1受治具52の所定位置に接触させたとき、本実施形態に係る制御装置のプロセッサ102は、3次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具50の座標の代わりに、力覚センサ46及び/又はモータ42,44すなわちロボット12から得られる応力及び/又はその他の情報に基づいて、ロボット側治具50の座標と第1受治具52の座標との第1の差異情報を取得してもよい。また、本実施形態に係る制御装置のプロセッサ102は、ロボット側治具50を第1受治具52の所定位置に接触させたとき、力覚センサ46及び/又はモータ42,44すなわちロボット12から得られる応力及び/又はその他の情報とともに、3次元仮想モデル空間の座標系のロボット側治具50の座標に基づいて、ロボット側治具50の座標と第1受治具52の座標との第1の差異情報を取得してもよい。
ロボット12に関する情報を、プロセッサ102が較正を実施するか否か判断する際の情報として用いることができる。較正実施条件を満たしたときに較正を実施し、較正実施条件を満たさないときに較正を実施せず、通常運転を行うことで、3次元仮想モデル空間の座標を実空間の座標系に一致させながら、ロボット12による荷物Bのピッキングミスを減らすことができる。
図8を用いて第2実施形態に係る荷役装置10について説明する。ここでは、主に、プロセッサ102による座標系の差異検査(ステップS2)の変形例について説明する。
QRコード140には、メモリ104及び/又はストレージ112に格納した情報と同じ情報を格納することができる。このため、QRコード140を作成することで、プロセッサ102は、メモリ104及び/又はストレージ112からの情報の読み出し、すなわち、アクセスが不要になり得る。QRコード140に適宜の情報を格納しておくことで、荷役装置10は、例えば入力部122によりメモリ104及び/又はストレージ112に情報を入力しなくてもよい。プロセッサ102は、メモリ104及び/又はストレージ112にアクセスし、メモリ104及び/又はストレージ112に格納された情報と、QRコード140に格納された情報とを比較し、両者の情報の信頼性を確認してもよい。
本実施形態によれば、較正の精度のバラつきを抑制可能な荷役装置10の制御装置14、及び、荷役装置10を提供することができる。
図9を用いて第3実施形態に係る荷役装置10について説明する。ここでは、受治具52,54,56,58が第1実施形態で説明した荷物ケース18とは異なり、コンベヤ16のフレーム16aに固定されている。すなわち、受治具52,54,56,58が配設される位置は、荷物ケース18の4つの角部22,24,26,28に限られない。このため、受治具52,54,56,58が配設される位置は、作業対象物だけでなく、実空間の壁やロボット12に対する障害物でもよい。
Claims (15)
- 対象物である荷物を荷役するロボットの動作を制御するプロセッサと、
前記プロセッサにより制御され、前記ロボットと通信するインターフェースと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記ロボットを制御し、3次元仮想モデル空間の座標系に基づいて、実空間における前記ロボットにより移動させるロボット側治具を前記実空間の座標系の座標が規定される第1受部に向けて移動させて接触させ、
前記3次元仮想モデル空間の座標系に基づいて前記ロボット側治具を前記第1受部の所定位置に接触させる際に得る、前記ロボット側治具の座標と前記第1受部の座標との第1の差異情報を前記インターフェースを介して取得し、
前記第1の差異情報に基づいて、前記3次元仮想モデル空間の座標系を較正する、荷役装置の制御装置。 - 前記プロセッサは、前記第1の差異情報を、前記3次元仮想モデル空間の座標系の前記ロボット側治具の座標に基づいて取得する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記プロセッサは、
前記ロボット側治具が前記第1受部の所定位置に接触したことの接触情報を、前記ロボットを通して取得し、
前記接触情報に基づいて、前記ロボット側治具の移動を停止させ、
前記ロボット側治具の移動を停止させたときの前記3次元仮想モデル空間の座標系の前記ロボット側治具の座標を得る、請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - 前記プロセッサは、前記第1の差異情報を取得した後、
前記ロボット側治具を、前記第1受部から離し、前記実空間の座標系の座標が規定される第2受部に向けて移動させて接触させ、
前記ロボット側治具を前記第2受部に接触させたときに得る、前記3次元仮想モデル空間の座標系の前記ロボット側治具の座標に基づいて、前記ロボット側治具の座標と前記第2受部の座標との第2の差異情報を前記インターフェースを介して取得し、
前記第1の差異情報に加え前記第2の差異情報に基づいて、前記3次元仮想モデル空間の座標系を較正する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記プロセッサは、前記第1の差異情報を、前記ロボットから得られる情報に基づいて取得する、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記第1の差異情報を、前記ロボットの力覚センサ及び/又はモータから取得する情報に基づいて取得する、請求項5に記載の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記ロボットの動作を制御し、前記ロボット側治具を前記第1受部に嵌合させたとき、前記第1の差異情報を取得する、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の制御装置。
- 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載に制御装置と、
前記制御装置からの信号により、3次元仮想モデル空間の座標系に基づいてハンドを移動させるロボットと、
前記ロボットにより前記3次元仮想モデル空間の座標系において移動するロボット側治具と、
前記実空間の座標系の座標が規定される第1受部と
を有する、荷役装置。 - 前記ロボットは、前記ロボット側治具と前記第1受部との接触を検知する力覚センサを有し、
前記制御装置の前記プロセッサは、前記力覚センサからの情報に基づいて前記第1受部に対する前記ロボット側治具の移動を制御する、請求項8に記載の荷役装置。 - 前記プロセッサは、
前記インターフェースを介して、前記ロボットの前記力覚センサから取得する情報に基づいて、前記3次元仮想モデル空間の座標系の前記ロボット側治具の座標を算出し、
前記3次元仮想モデル空間の座標系に基づいて前記ロボット側治具を前記第1受部の所定位置に接触させる際、前記力覚センサから取得する情報に基づいて、前記第1の差異情報を前記インターフェースを介して取得し、算出する、請求項9に記載の荷役装置。 - 前記第1受部が配置されコンベヤに載置する荷物ケースを有する、請求項8乃至請求項10のいずれか1項に記載の荷役装置。
- 前記荷物ケースは、上端に4つの角を有し、
前記4つの角の1つに前記第1受部が配置され、
前記4つの角の残りの3つの角のうち、少なくとも1つに前記第1受部とは異なる第2受部が配置されている、請求項11に記載の荷役装置。 - 前記ロボット側治具及び前記第1受部は、嵌合可能である、請求項8乃至請求項12のいずれか1項に記載の荷役装置。
- 前記第1受部及び前記第2受部を含むコードを設置又は表示する表示部と、
前記第1受部及び前記第2受部を含む前記コードを撮像可能で、前記インターフェースを介して前記プロセッサと通信するイメージセンサーと
を備え、
前記プロセッサは、前記表示部の前記第1受部及び前記第2受部の情報、及び、前記コードの情報を前記イメージセンサーを介して取得する、請求項12に記載の荷役装置。 - 前記コードの情報は、前記実空間の座標系における前記第1受部及び前記第2受部の座標を含む、請求項14に記載の荷役装置。
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