JP7392428B2 - ロボットシステムの制御方法 - Google Patents

ロボットシステムの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7392428B2
JP7392428B2 JP2019216058A JP2019216058A JP7392428B2 JP 7392428 B2 JP7392428 B2 JP 7392428B2 JP 2019216058 A JP2019216058 A JP 2019216058A JP 2019216058 A JP2019216058 A JP 2019216058A JP 7392428 B2 JP7392428 B2 JP 7392428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
workstation
power
robot
robot arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019216058A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021084195A (ja
JP2021084195A5 (ja
Inventor
裕之 金井
俊介 年光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2019216058A priority Critical patent/JP7392428B2/ja
Priority to EP20208180.8A priority patent/EP3827936B1/en
Priority to US17/104,211 priority patent/US11633851B2/en
Priority to CN202011339123.XA priority patent/CN112873198B/zh
Priority to TW109141624A priority patent/TWI755947B/zh
Publication of JP2021084195A publication Critical patent/JP2021084195A/ja
Publication of JP2021084195A5 publication Critical patent/JP2021084195A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7392428B2 publication Critical patent/JP7392428B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1602Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1615Programme controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
    • B25J9/162Mobile manipulator, movable base with manipulator arm mounted on it
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B25J13/089Determining the position of the robot with reference to its environment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025Means for supplying energy to the end effector
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4189Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system
    • G05B19/41895Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system using automatic guided vehicles [AGV]
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/31From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31004Move vehicle to battery charge or maintenance area
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/34Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34306Power down, energy saving
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/34Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34315Power supply turning on or shutting off
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/40Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40298Manipulator on vehicle, wheels, mobile
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/60Electric or hybrid propulsion means for production processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本開示は、ロボットシステムの制御方法に関する。
従来、移動機構を有するロボットが存在する。特許文献1の技術では、脚部を有する脚車輪型ロボットにおいて、各脚部が待避位置にあるときは、脚部の関節モータの回転を停止すべきモータ停止信号が、ドライバに出力される。その結果、脚部の関節モータを駆動する電力の供給が停止され、駆動電力量を節減している。
特開2008-260117号公報
特許文献1の技術においては、ロボットの移動に使用される脚部の関節モータへの電力の供給の停止については記載されている。しかし、ロボットの移動完了後に作業を実行するロボットアームが消費する電力については、考慮されていない。このため、本願の発明者らは、ロボットアームと移動機構を有するロボットにおいて、ロボットの移動中は、ロボットアームの関節を駆動する電動機への電力の供給を停止する技術を検討した。しかし、ロボットアームの関節を駆動する電動機に電力の供給を開始してから動作可能となるまでには時間を要するため、そのような技術においては、ロボットの移動が完了した後の作業開始が遅くなるという課題があった。
本開示の一形態によれば、ロボットシステムの制御方法が提供される。前記ロボットシステムは、電動機によって駆動するロボットアームと、移動することができ、前記ロボットアームを支持する車両と、を備える。前記制御方法は、(a)前記車両を第1種のワークステーションに移動させる工程と、(b)前記第1種のワークステーションにおいて前記ロボットアームを駆動する工程と、を備える。前記工程(a)は、前記第1種のワークステーションへの移動の一部において、前記電動機に前記電力を供給しない状態において前記車両を移動させ、前記電動機に電力を供給しない状態における前記車両の移動中に前記電動機への電力の供給を開始し、前記電動機に電力を供給している状態において前記車両を前記第1種のワークステーションに配する、第1動作モードによって実行する。
第1実施形態の自律移動ロボット1を模式的に示す説明図である。 ワークステーションWS1,WS2,WS0の配置と、自律移動ロボット1の移動の様子を示す説明図である。 自律移動ロボット1を含む生産システム全体の構成を示すブロック図である。 自律移動ロボット1が、ワークステーションWS1,WS2,WS0の間を移動する際の、サーボモーター410への給電の制御に関する制御方法を示すフローチャートである。 図4のステップS200における開始条件の判定処理の内容を示すフローチャートである。 AMRコントロールシステム620、配車システム640、車両制御部740、動作制御装置300の間のコマンドのやり取りを示すチャートである。 図4のステップS200における判定処理の変形例1の内容を示すフローチャートである。 図4のステップS200における判定処理の変形例2の内容を示すフローチャートである。 車両700が第1種のワークステーションWSに向かう経路R10の各区間R11~R13において指定されている車両700の移動の速さV1~V3を示す説明図である。 図4のステップS200における判定処理の変形例3の内容を示すフローチャートである。 第2実施形態において、自律移動ロボット1がワークステーションWS1,WS2,WS0の間を移動する際の、サーボモーター410への給電の制御に関する処理を示すフローチャートである。 複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。 複数のプロセッサーによって車両の制御装置が構成される一例を示す概念図である。 複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図である。 複数のプロセッサーによって車両の制御装置が構成される他の例を示す概念図である。
A.第1実施形態:
A1.ロボットシステムの構成:
図1は、第1実施形態の自律移動ロボット1を模式的に示す説明図である。自律移動ロボット1は、上位管理装置600の指示を受けて自律的に動作する。自律移動ロボット1は、いわゆるAMR(Autonomous Mobile Robot)である。自律移動ロボット1は、ロボット100と、エンドエフェクター200と、動作制御装置300と、車両700と、を備える。
図1において、技術の理解を容易にするために、基準座標系BCおよびロボット座標系RCを示す。基準座標系BCは、自律移動ロボット1が移動する平面上において互いに直交するX軸とY軸と、鉛直上向きを正方向とするZ軸とによって規定される3次元の直交座標系である。基準座標系BCは、ワークステーションWSごとに定められている。ワークステーションWSは、自律移動ロボット1が作業を行う場所である。ワークステーションWSについては、後に説明する。
ロボット座標系RCは、自律移動ロボット1に対して固定されている座標系である。自律移動ロボット1の上方がZ軸正方向である。自律移動ロボット1の前方がX軸正方向である。Z軸とX軸に垂直な方向がY軸正方向である。ロボット座標系RCの原点Orは、関節J11の回転軸上であって、基台180内に位置する点である。基台180および関節J11については、後に説明する。基準座標系BCおよびロボット座標系RCは、いずれも右手系である。
ロボット100は、垂直多関節ロボットである。ロボット100は、ロボットアーム110と、基台180と、力検出部190と、を備える。
ロボットアーム110は、基台180に支持されている。ロボットアーム110は、ロボットアーム110の先端部に取りつけられたエンドエフェクター200を移動させることができる。ロボットアーム110は、アーム要素110a~110fと、関節J11~J16とを備える。すなわち、ロボット100は、6個の関節J11~J16を備えたロボットアーム110を有する6軸ロボットである。
関節J12、関節J13、関節J15は、曲げ関節である。関節J11、関節J14、関節J16は、ねじり関節である。基台180とアーム要素110aは、関節J11を介して接続されている。アーム要素110aとアーム要素110bは、関節J12を介して接続されている。アーム要素110bとアーム要素110cは、関節J13を介して接続されている。アーム要素110cとアーム要素110dは、関節J14を介して接続されている。アーム要素110dとアーム要素110eは、関節J15を介して接続されている。アーム要素110eとアーム要素110fとは、関節J16を介して接続されている。エンドエフェクター200は、アーム要素110fに対して、アーム要素110eとは反対側に接続されている。
各関節J11~J16は、サーボモーター410と、エンコーダー420と、減速機510と、を備える。サーボモーター410は、動作制御装置300に制御されて、その出力軸を回転させる。サーボモーター410は、ブレーキを備える。サーボモーター410に電力が供給されていないときには、ブレーキによってサーボモーター410の出力軸の角度位置は保持される。サーボモーター410に電力が供給されているときには、ブレーキは解除される。
減速機510は、サーボモーター410の出力軸の回転を減速させてアーム要素に伝達する。すなわち、ロボットアーム110は、サーボモーター410によって駆動される。エンコーダー420は、サーボモーター410の出力軸の回転角度を検出する。
図1においては、関節J11を駆動するサーボモーター410aとエンコーダー420aと減速機510aを、符号を付して示す。技術の理解を容易にするため、関節J12~J16を駆動するサーボモーター410とエンコーダー420と減速機510とについては、図示を省略する。本明細書においては、各関節のサーボモーターについて、相互に区別せずに言及する場合には、サーボモーター410と表記する。各関節のエンコーダーについて、相互に区別せずに言及する場合には、エンコーダー420と表記する。各関節の減速機について、相互に区別せずに言及する場合には、減速機510と表記する。
力検出部190は、基台180の下部に設けられている。力検出部190は、ロボットアーム110に加えられる力を検出することができる。より具体的には、力検出部190は、外部、すなわち、力検出部190以外の構成から加えられる、X軸、Y軸、Z軸の3軸方向の力と、回転軸としてのU軸、V軸、W軸まわりのトルクを検出することができる。その結果、力検出部190は、力検出部190以外の構成であるロボットアーム110に作用するX軸、Y軸、Z軸の3軸方向の力と、U軸、V軸、W軸まわりのトルクを測定することができる。力検出部190の出力は、動作制御装置300に送信され、ロボット100の制御に使用される。動作制御装置300は、力検出部190の出力に基づいて、力制御を実行することができる。
ロボット100は、ロボットアーム110の6個の関節J11~J16をそれぞれサーボモーターで回転させることにより、ロボットアーム110の先端部に取りつけられたエンドエフェクター200を、3次元空間中の指定された位置である目標点に、指定された姿勢で配することができる。なお、3次元空間におけるエンドエフェクター200の位置を代表する地点を、TCP(Tool Center Point)とも呼ぶ。図1において、制御点としてのTCPを示す。
エンドエフェクター200は、ロボットアーム110の先端に取りつけられている。エンドエフェクター200は、動作制御装置300に制御されて、作業の対象物であるワークピースをつかむことができ、また、つかんでいるワークピースを離すことができる。その結果、たとえば、エンドエフェクター200とロボット100は、動作制御装置300に制御されて、ワークピースをつかんで移動させることができる。
動作制御装置300は、ロボット100およびエンドエフェクター200の動作を制御する制御装置である。動作制御装置300は、ロボット100に接続されている。動作制御装置300は、ロボット100とともに車両700に固定されている。
動作制御装置300は、プロセッサーであるCPU(Central Processing Unit)301、RAM(Random Access Memory)302、ROM(Read-Only Memory)303を備える。動作制御装置300には、ロボット100を制御するための制御プログラムがインストールされている。動作制御装置300においては、ハードウェア資源としてのCPU301、RAM302、ROM303と、制御プログラムとが協働する。具体的には、CPU301が、ROM303に記憶されたコンピュータープログラムをRAM302にロードして実行することによって、様々な機能を実現する。
車両700は、力検出部190および基台180を介してロボットアーム110を支持している。車両700は、ロボット100を床面上の任意の位置に移動させることができる。車両700は、1組の駆動輪DWと、2組の従動輪FW1,FW2と、サーボモーター410v1,410v2と、エンコーダー420v1,420v2と、減速機510v1,510v2と、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)710と、カメラ720と、車両制御部740と、蓄電池750と、を備える。
サーボモーター410v1,410v2は、動作制御装置300に制御されて、その出力軸を回転させる。減速機510v1,510v2は、サーボモーター410v1,410v2の各出力軸の回転を減速させて二つの駆動輪DW,DWに伝達する。二つの駆動輪DW,DWは、減速機510v1,510v2から回転を伝達されて、駆動する。エンコーダー420v1,420v2は、それぞれサーボモーター410v1,410v2の出力軸の回転角度を検出する。なお、二つの駆動輪DW,DWは、それぞれサーボモーター410v1,410v2によって、独立に回転することができる。その結果、車両700は、任意の向きに移動することができる。
本明細書において、サーボモーター410v1,410v2について、相互に区別せずに言及する場合には、サーボモーター410vと表記する。エンコーダー420v1,420v2について、相互に区別せずに言及する場合には、エンコーダー420vと表記する。減速機510v1,510v2について、相互に区別せずに言及する場合には、減速機510vと表記する。
2組の従動輪FW1,FW2は、1組の駆動輪DWとともに車両700を支持する。従動輪FW1,FW2は、外力を加えられて回転する。従動輪FW1,FW2は、原動機によって駆動されない。
IMU710は、車両700のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の加速度、ならびにU軸方向、V軸方向、W軸方向の角速度の情報を取得することができる。それらの情報に基づいて、車両制御部740は、車両700の傾き、車両700の速さおよび向きを含む移動速度、ならびに車両700の現在位置を認識する。
カメラ720は、車両700の前方、すなわち、ロボット座標系のX軸方向の所定の角度範囲の画像を取得することができる。カメラ720が生成した画像のデータに基づいて、車両制御部740は、車両700の速さおよび向きを含む移動速度、ならびに車両700の現在位置を認識する。すなわち、カメラ720および車両制御部740は、車両700の位置を検出することができる位置検出部として機能する。
車両制御部740は、車両700の動作を制御する制御装置である。車両制御部740は、プロセッサーであるCPU741、RAM742、ROM743を備える。車両制御部740には、車両700を制御するための制御プログラムがインストールされている。車両制御部740においては、ハードウェア資源としてのCPU741、RAM742、ROM743と、制御プログラムとが協働する。具体的には、CPU741が、ROM743に記憶されたコンピュータープログラムをRAM742にロードして実行することによって、様々な機能を実現する。
蓄電池750は、ロボット100および車両700を駆動するためのエネルギーを蓄える。ロボット100のサーボモーター410と、車両700のサーボモーター410vは、蓄電池750から電気エネルギーを供給されて、駆動する。
上位管理装置600は、複数の自律移動ロボット1に指示を与えて、それらの自律移動ロボット1を制御する。上位管理装置600は、ロボット100の動作制御装置300および車両700の車両制御部740に接続されている。なお、図1においては、技術の理解を容易にするためえ、1台の自律移動ロボット1のみを示す。
上位管理装置600は、プロセッサーであるCPU601、RAM602、ROM603、入力装置607、および出力装置608を備える。上位管理装置600には、複数の自律移動ロボット1を制御するための制御プログラムがインストールされている。上位管理装置600においては、ハードウェア資源としてのCPU601、RAM602、ROM603と、制御プログラムとが協働する。具体的には、CPU601が、ROM603に記憶されたコンピュータープログラムをRAM602にロードして実行することによって、様々な機能を実現する。
入力装置607は、ユーザーからの指示を受け付ける。入力装置607は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル等である。出力装置608は、ユーザーに各種の情報を出力する。出力装置608は、例えば、ディスプレイやスピーカー等である。
図2は、ワークステーションWS1,WS2,WS0の配置と、自律移動ロボット1の移動の様子を示す説明図である。ワークステーションWS1,WS2,WS0は、自律移動ロボット1が作業を行うか、または自律移動ロボット1が所定の処理を行われる場所である。ワークステーションWS1,WS2,WS0は、互いに異なる場所に配置されている。自律移動ロボット1は、ワークステーションWS1,WS2,WS0の間を移動する。図1において、ワークステーションWS1,WS2,WS0の間の自律移動ロボット1の移動を矢印A12,A20,A10で示す。
各ワークステーションWS1,WS2,WS0間を移動するための経路の情報は、移動に先だって、あらかじめ車両制御部740のRAM742に格納されている(図1の下段中央部参照)。CPU741は、RAM742に格納されている経路の情報と、IMU710およびカメラ720から得られる情報とに基づいて、サーボモーター410v1,410v2を制御して、次の作業を行うべきワークステーションWSに向かって、車両700を移動させる。本明細書において、ワークステーションWS1,WS2,WS0を相互に区別せずに、ワークステーションに言及する場合には、ワークステーションWSと表記する。
ワークステーションWS1は、トレイT11,T12を備えている。トレイT11には、1以上のワークピースWPが配置されている。自律移動ロボット1は、ワークステーションWS1において、トレイT11からトレイT12にワークピースWPを移動させる作業を行う。
ワークステーションWS2もワークステーションWS1と同様の構成を備える。すなわち、ワークステーションWS2は、トレイT21,T22を備えている。自律移動ロボット1は、ワークステーションWS2において、トレイT21からトレイT22にワークピースWPを移動させる作業を行う。
ワークステーションWS0は、充電ステーションである。ワークステーションWS0において、充電装置BtCによって、自律移動ロボット1の蓄電池750への充電が行われる(図1の下段中央部参照)。自律移動ロボット1は、ワークステーションWS0において、ロボットアーム110を駆動しない。
図3は、自律移動ロボット1を含む生産システム全体の構成を示すブロック図である。この生産システムは、自律移動ロボット1A~1Cと、上位管理装置600と、ワークステーションWS1,WS2,WS0と、生産管理システムPMSと、を備える。
自律移動ロボット1A~1Cは、図1を使用して説明した自律移動ロボット1である。相互に区別するために、3台の自律移動ロボットにそれぞれ1A、1B,1Bの符号を付す。自律移動ロボット1A、1B,1Bが備える車両700の車両制御部740とロボット100の動作制御装置300との末尾に、それぞれA,B,Cを付して、それらを区別する。
車両700の車両制御部740は、上位管理装置600の配車システム640から情報を受け取る。ロボット100の動作制御装置300は、車両700の車両制御部740を介して、情報を受け取る。車両700の車両制御部740と、ロボット100の動作制御装置300との間で送受信される情報Ts3には、ワークステーションWSにおける作業内容の情報、車両700の状態の情報、およびロボット100の状態の情報が含まれる。
上位管理装置600は、AMRコントロールシステム620および配車システム640としての機能を実現する。
配車システム640は、自律移動ロボット1A~1Cの状態をモニタする。配車システム640は、AMRコントロールシステム620からの指示に基づいて、自律移動ロボット1A~1Cに対して、次に作業を行うべきワークステーションWSを指示する。配車システム640と、車両700の車両制御部740との間で送受信される情報Ts2には、その車両700が移動すべきワークステーションWSの情報、そのワークステーションWSにおける作業内容、自律移動ロボット1の状態の情報、自律移動ロボット1がワークピースを置くためのトレイを備えている場合には、そのトレイ内の状態の情報が、含まれる。
AMRコントロールシステム620は、自律移動ロボット1A~1Cから配車システム640に送信された情報を蓄積し、それらの情報に基づいて情報を生成して、生産管理システムPMSに情報を送信する。AMRコントロールシステム620は、配車システム640からある自律移動ロボット1について作業終了の情報を受け取った場合には、その自律移動ロボット1についての次の作業の指示を、配車システム640に送信する。AMRコントロールシステム620は、自律移動ロボット1A~1Cについて、衝突回避の処理が生じたり、エラーによる動作の停止が生じた場合に、自律移動ロボット1A~1Cについて、再スケジューリングを行う。
ワークステーションWS1は、製造装置と、ステーション制御システムWSC1とを備える。製造装置は、本実施形態においては、トレイT11,T12である(図2参照)。ステーション制御システムWSC1は、製造装置の状態をモニタし、製造装置を制御する。本実施形態において、ステーション制御システムWSC1は、トレイT11,T12に置かれているワークピースWPの数を把握している。
ワークステーションWS2は、製造装置と、ステーション制御システムWSC2とを備える。ワークステーションWS2の構成および機能は、ワークステーションWS1の構成および機能と同じである。自律移動ロボット1がロボットアーム110を駆動して作業を行うワークステーションWS1,WS2を、本明細書において、「第1種のワークステーション」と呼ぶ。
ワークステーションWS0は、充電装置BtCと、ステーション制御システムWSC0とを備える。ステーション制御システムWSC0は、充電装置BtCの状態をモニタし、充電装置BtCを制御する。ロボットアーム110が駆動されず、自律移動ロボット1に関する処理が行われるワークステーションWS0を、本明細書において、「第2種のワークステーション」と呼ぶ。
ステーション制御システムWSC1,WSC2,WSC0と、上位管理装置600との間で送受信される情報Ts1には、ワークステーションWS1,WS2,WS0からのトレイの交換依頼の情報、およびワークステーションWS1,WS2,WS0におけるエラーの発生の情報が含まれる。
生産管理システムPMSは、上位管理装置600、ならびにステーション制御システムWSC1,WSC2,WSC0から提供される情報に基づいて、上位管理装置600、ならびにステーション制御システムWSC1,WSC2,WSC0に指示を出す。生産管理システムPMSとは、たとえば、MES(Manufacturing Execution System)またはERP(Enterprise Resource Planning)であり、またはその両方である。
A2.ロボットシステムの動作:
図4は、自律移動ロボット1が、ワークステーションWS1,WS2,WS0の間を移動する際の、サーボモーター410への給電の制御に関する制御方法を示すフローチャートである。図4の処理は、主として、車両700の車両制御部740と、ロボット100の動作制御装置300と、上位管理装置600の配車システム640と、によって実行される(図1および図2参照)。
自律移動ロボット1によってワークステーションWS1,WS2,WS0において作業を行う処理は、おおまかには、以下の工程に分けられる。(i)車両700をワークステーションWSに移動させる工程(図2の下段の矢印A12,A20,A10参照)。(ii)ワークステーションWS1もしくはワークステーションWS2においてロボットアームを駆動して作業を行わせ、またはワークステーションWS0においてロボットアーム110を駆動せずに、自律移動ロボット1に充電を行う工程。
車両700を第1種のワークステーションWSに移動させる工程を、工程Staとする(図4の中段左部参照)。車両700を第2種のワークステーションWSに移動させる工程を、工程Stcとする(図4の中段左部参照)。第1種のワークステーションWSにおいてロボットアームを駆動する工程を、工程Stbとする(図4の下段左部参照)。第2種のワークステーションWSにおいてロボットアーム110を駆動せずに、自律移動ロボット1に充電を行う工程を、工程Stdとする(図4の下段左部参照)。
ステップS100において、車両700の車両制御部740が次のワークステーションWSへの車両700の移動を開始させるのに先だって、ロボット100の動作制御装置300は、ロボットアーム110をあらかじめ定められた姿勢に制御し、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給をやめる。その結果、サーボモーター410の励磁がOFFされる。サーボモーター410の励磁がOFFである間は、ロボットアーム110の各サーボモーター410の出力軸は、各サーボモーター410が備えるブレーキによって保持されている。その結果、ロボットアーム110の姿勢も、保持されている。
その後、車両制御部740が、次のワークステーションWSへの車両700の移動を開始する。その結果、移動開始時を含むワークステーションWSへの移動の一部において、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給しない状態において、車両700は、移動する。
このような処理を行うことにより、車両700を移動させる間、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給し続ける態様に比べて、ロボットアーム110によって消費される電力を低減することができる。本実施形態においては、具体的には、ロボットアーム110の各サーボモーター410の出力軸を、指定した角度位置に留まらせるための電力と、各サーボモーター410の出力軸のブレーキを解除位置に保持するための電力と、を削減することができる。
ステップS200において、車両制御部740は、ロボットアーム110のサーボモーター410への給電の開始条件が満たされたか否かを判定する。開始条件は、目的地であるワークステーションWSと、目的地であるワークステーションWSに向かって経路に沿って移動している車両700と、の相対位置に関する条件である。開始条件の内容については、後に説明する。
開始条件が満たされていない場合には、処理は、ステップS200に戻る。開始条件が満たされている場合には、処理は、ステップS300に進む。
ステップS300においては、動作制御装置300は、次の目的地であるワークステーションWSが、自律移動ロボット1がそこでロボットアーム110を駆動して作業を行う第1種のワークステーションWS1,WS2であるか否かの判定を行う。具体的には、動作制御装置300は、上位管理装置600から受信した指示中に含まれている、次の目的地であるワークステーションWSの種類の情報に基づいて、判定を行う。
次の目的地であるワークステーションWSが第1種のワークステーションWS1,WS2ではない場合、すなわち、次の目的地であるワークステーションWSが第2種のワークステーションWS0である場合には、処理は、ステップS500に進む。次の目的地であるワークステーションWSが第1種のワークステーションWS1,WS2である場合には、処理は、ステップS400に進む。
ステップS400において、動作制御装置300は、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給を開始する。ステップS400の処理を経ることにより、サーボモーター410に電力を供給しない状態における車両700の移動中に、サーボモーター410への電力の供給が開始される。なお、サーボモーター410への電力の供給が開始されてから、ロボットアーム110が駆動できるようになるまでには、一定の時間を要する。
ステップS500において、車両700は、ワークステーションWSに到着する。
ステップS400を経てステップS500に至った場合には、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給している状態において、車両700は、第1種のワークステーションWS1,WS2に配される。
このような処理を行うことにより、車両700が第1種のワークステーションWS1,WS2に到着した後にサーボモーター410への電力の供給を開始する態様に比べて、第1種のワークステーションWS1,WS2における作業の開始タイミングを早くすることができる。
ステップS400を経ずにステップS500に至った場合には、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給しない状態において、車両700は、第2種のワークステーションWS0に配される。
このような処理を行うことにより、ロボットアーム110を駆動しない第2種のワークステーションWS0に車両700を移動させる場合には、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給しない状態において車両700を移動させることとなる(図4のS100およびS500参照)。このため、車両700を移動させる間に、サーボモーター410に電力を供給する態様に比べて、ロボットアーム110によって消費される電力を低減することができる。
ステップS100~S500の処理が、車両700をワークステーションWSに移動させる工程Sta,Stcである。
ステップS600においては、動作制御装置300は、車両700が到着したワークステーションWSが、第1種のワークステーションWS1,WS2であるか否かの判定を行う。具体的には、動作制御装置300は、上位管理装置600から受信した指示中に含まれている、次の目的地であるワークステーションWSの種類の情報に基づいて、判定を行う。なお、車両制御部740がステップS300の判定結果をRAM742に記憶しておき、ステップS600の判定として、ステップS300の判定結果を流用してもよい。
車両700が到着したワークステーションWSが第1種のワークステーションWS1,WS2ではない場合、すなわち、車両700が到着したワークステーションWSが第2種のワークステーションWS0である場合には、処理は、ステップS800に進む。車両700が到着したワークステーションWSが第1種のワークステーションWS1,WS2である場合には、処理は、ステップS700に進む。
ステップS700においては、動作制御装置300は、第1種のワークステーションWS1,WS2において、ロボットアーム110を駆動して、作業を実行する(図2の上段左部参照)。
ステップS800においては、動作制御装置300は、第2種のワークステーションWS0においてロボットアーム110を駆動せずに、待機する。その間、ワークステーションWS0のステーション制御システムWSC0は、充電装置BtCによって、自律移動ロボット1の蓄電池750に充電を行う(図2の上段右部参照)。
ステップS600~S800の処理が、工程Stb,Stdである。より具体的には、ステップS700の処理が、第1種のワークステーションWSにおいてロボットアームを駆動する工程Stbである。ステップS800の処理が、第2種のワークステーションWSにおいて、ロボットアーム110を駆動せずに、自律移動ロボット1に充電を行う工程Stdである。
ステップS900においては、車両700の車両制御部740は、ワークステーションWS1,WS2,WS0において実行されるべき処理がすべて終了したか否かの判定を行う。具体的には、車両700の車両制御部740は、上位管理装置600から、その自律移動ロボット1がワークステーションWS1,WS2,WS0において実行されるべき処理がすべて終了した旨の指示が来たか、または、次に向かうべきワークステーションWSの指示が来たか、の判定を行う。
ワークステーションWS1,WS2,WS0において実行されるべき処理がすべて終了した場合には、処理は終了する。ワークステーションWS1,WS2,WS0において実行されるべき処理がすべて終了していない場合には、処理は、ステップS100に戻る。すなわち、車両700の車両制御部740が次のワークステーションWSへの移動を開始させるのに先だって、ロボット100の動作制御装置300は、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給をやめる。
図5は、図4のステップS200における開始条件の判定処理の内容を示すフローチャートである。ステップS210において、車両制御部740は、現在位置を検知する。より具体的には、車両制御部740は、IMU710およびカメラ720から得られる情報に基づいて、車両700の現在位置を検知する(図1の710,720参照)。
ステップS220において、車両制御部740は、現在位置が、サーボモーター410への給電を開始すべき位置であるか否かを判定する。なお、サーボモーター410への給電を開始すべき位置の情報は、目的地のワークステーションWSへの移動を開始する前に、各ワークステーションWS1,WS2,WS0間を移動するための経路の情報とともに、あらかじめ車両制御部740のRAM742に格納されている。
サーボモーター410への給電を開始すべき位置の情報は、たとえば、各ワークステーションWS1,WS2,WS0間を移動する経路に設けられたマーカーに関する情報とすることができる。車両制御部740は、現在位置が、カメラ720によって特定のマーカーが特定の大きさかつ特定の角度で撮影される位置である場合に、現在位置が、サーボモーター410への給電を開始すべき位置であると判定することができる。なお、特定のマーカーを設けることなく、ワークステーションWS1,WS2,WS0が備える構成、ならびにその構成がカメラによって撮影される角度および大きさを、給電を開始すべき位置を特定するための情報とすることもできる。
そのような情報によって、たとえば、経路上の位置であって、ワークステーションWSに向かう車両700の進行方向とは逆の方向に、ワークステーションWSからある距離Lにある位置を、サーボモーター410への給電を開始すべき位置とすることができる。距離Lの大きさは、サーボモーター410に電力の供給が開始されてからロボットアーム110が作業を開始できる状態となるまでの時間と、車両700の移動の速さに基づいて、あらかじめ定めることができる。
現在位置が、サーボモーター410への給電を開始すべき位置ではない場合には、処理は、ステップS210に戻る。現在位置が、サーボモーター410への給電を開始すべき位置である場合には、処理は、ステップS300に進む。
本実施形態においては、車両700の移動中に、車両700の位置が、電力の供給を開始すべき位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給を開始される(図5のS220、ならびに図4のS200~S400参照)。このような処理を行うことにより、電力の供給を開始すべき位置を適切に設定することによって、ロボットアーム110が動作可能な状態で、車両700を第1種のワークステーションWS1,WS2に配することができる。このため、ロボットアーム110が動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションWS1,WS2において、作業の開始を待つ必要がない。
図6は、図4および図5にしたがって処理が行われた場合のAMRコントロールシステム620、配車システム640、車両700の車両制御部740、ロボット100の動作制御装置300の間のコマンドのやり取りを示すチャートである。
図6の例では、まず、AMRコントロールシステム620は、「Go to Cell A」のコマンドを送信する(図6の上段左部参照)。「Go to Cell A」のコマンドは、配車システム640を経て、車両制御部740に受信される。すると、ロボット100の動作制御装置300は、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給をやめ、車両700の車両制御部740が、「A」で表される次のワークステーションWS1への車両700の移動を開始させる(図4のS100参照)。この処理は、図6の上段右部において、引用符で囲まれていない「Move to Cell A」で表されている。
次のワークステーションWS1への移動の途中において、サーボモーター410への給電を開始すべき位置に達した場合には、動作制御装置300は、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給を開始する(図4のS200~S400参照)。この処理は、図6の中段右部において、「Motor ON」の矢印で表されている。また、サーボモーター410への給電を開始すべき位置は、図6の上段右部において、「Cell Position」で表されている(図4のS200参照)。
なお、「Go to Cell A」のコマンド中の「A」で表されるワークステーションWS1は、ロボットアーム110を駆動して作業を行う第1種のワークステーションである。このため、図4のステップS300の判定はYesとなる。技術の理解を容易にするため、図4のステップS300の処理の表示は、図6において省略している。
車両700がワークステーションWS1に到着すると、車両制御部740は、「Arrived」コマンドを送信する(図6の上段中央部、および図4のS500参照)。「Arrived」コマンドは、命令の実行完了を表す「Done」コマンドとして、配車システム640を経て、AMRコントロールシステム620に受信される。
AMRコントロールシステム620は、「Pick Work-1」のコマンドを送信する(図6の中央部参照)。「Pick Work-1」のコマンドは、配車システム640および車両制御部740を経て、ロボット100の動作制御装置300に受信される。動作制御装置300は、ワークステーションWS1において、ロボット制御プログラムにしたがってロボットアーム110を駆動し、作業を行う(図4のS700参照)。図6の例では、ワークピースWPを持ち上げる作業が実行される。この処理は、図6の中段右部において、「Robot Control Program "Pick"」で表されている。
作業が完了すると、ロボット100の動作制御装置300は、命令の実行完了を表す「Done」コマンドを送信する(図6の中央部参照)。「Done」コマンドは、車両制御部740および配車システム640を経て、AMRコントロールシステム620に受信される。
その後、車両700の車両制御部740が次のワークステーションWSへの車両700の移動を開始させるのに先だって、ロボット100の動作制御装置300は、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給をやめる(図4のS100参照)。この処理は、図6の中段右部において、「OFF」の矢印で表されている。
AMRコントロールシステム620は、「Go to Cell B」のコマンドを送信する(図6の中段左部、および図4のS900参照)。「Go to Cell B」のコマンドは、配車システム640を経て、車両制御部740に受信される。すると、車両700の車両制御部740が、「B」で表される次のワークステーションWS2への車両700の移動を開始させる(図6の下段右部の「Move to Cell B」、および図4のS100参照)。
次のワークステーションWS2への移動の途中において、サーボモーター410への給電を開始すべき位置に達した場合には、動作制御装置300は、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給を開始する(図6の下段右部の「Motor ON」、ならびに図4のS200~S400参照)。
車両700のがワークステーションWS2に到着すると、車両制御部740は、「Arrived」コマンドを送信する(図6の下段中央部、および図4のS500参照)。「Arrived」コマンドは、「Done」コマンドとして、配車システム640を経て、AMRコントロールシステム620に受信される。
AMRコントロールシステム620は、「Place Work-1」のコマンドを送信する(図6の下段中央部参照)。「Place Work-1」のコマンドは、配車システム640および車両制御部740を経て、ロボット100の動作制御装置300に受信される。すると、動作制御装置300は、ワークステーションWS2において、ロボット制御プログラムにしたがってロボットアーム110を駆動し、作業を行う(図4のS700参照)。図6の例では、ワークステーションWS1においてつかんだワークピースWPを置く作業が実行される(図6の下段右部の「Robot Control Program "Place"」参照)。
作業が完了すると、「Done」コマンドを送信する(図6の下段中央部参照)。「Done」コマンドは、車両制御部740および配車システム640を経て、AMRコントロールシステム620に受信される。
その後、車両700の車両制御部740が次のワークステーションWSへの車両700の移動を開始させるのに先だって、ロボット100の動作制御装置300は、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給をやめる(図6の下段右部の「OFF」、および図4のS100参照)。
本実施形態によれば、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給しない状態において車両700が移動する(図6の右部の「Move to Cell A」、「Move to Cell B」および「Motor ON」の矢印)。このため、車両700を移動させる間、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給し続ける態様に比べて、ロボットアーム110によって消費される電力を低減することができる。
また、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給している状態において車両700を第1種のワークステーションWS1,WS2に配する(図6の右部の「Motor ON」参照)。このため、車両700が第1種のワークステーションWS1,WS2に到着した後にサーボモーター410への電力の供給を開始する態様に比べて、第1種のワークステーションWS1,WS2における作業の開始タイミングを早くすることができる。
さらに、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給されていないため、動作制御装置300が誤動作したり、ロボットアーム110のサーボモーター410への指令にノイズが混入した場合にも、ロボットアーム110が想定外の動きをして、周囲の構造物を傷つけることがない。
本実施形態における自律移動ロボット1を、「ロボットシステム」とも呼ぶ。サーボモーター410を、「電動機」とも呼ぶ。カメラ720および車両制御部740を、「位置検出部」とも呼ぶ。RAM742を、「記憶部」とも呼ぶ。
サーボモーター410に電力を供給しない状態において車両700を移動させ(図4のS100参照)、車両700の移動中にサーボモーター410への電力の供給を開始し(S400参照)、サーボモーター410に電力を供給している状態において車両700を第1種のワークステーションWS1,WS2に配する(S500参照)、動作モードを、「第1動作モード」とも呼ぶ(図4のSta参照)。
サーボモーター410に電力を供給しない状態において車両700を移動させ(図4のS100参照)、サーボモーター410に電力を供給しない状態において車両700を前記第2種のワークステーションWS0に配する(S500参照)、動作モードを、「第2動作モード」とも呼ぶ(図4のStc参照)。
A3.開始条件の変形例:
上記第1実施形態においては、現在位置が、サーボモーター410への給電を開始すべき位置であるか否かの判定結果に基づいて、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給に至る処理が実行される(図4のS200,S400、および図5のS220参照)。しかし、図4のS200における給電の開始条件が満たされたか否かの判定は、他の方法で行うこともできる。以下では、給電の開始条件が満たされたか否かの判定方法の変形例について説明する。
(1)開始条件の変形例1:
図7は、図4のステップS200における判定処理の変形例1の内容を示すフローチャートである。ステップS210において、車両制御部740は、現在位置を検知する。図7のステップS210の処理は、図5のステップS210の処理と同じである。
ステップS240において、車両制御部740は、現在位置が、経過時間の計測を開始すべき位置であるか否かを判定する。なお、経過時間の計測を開始すべき位置の情報は、各ワークステーションWS1,WS2,WS0間を移動するための経路の情報とともに、あらかじめ車両制御部740のRAM742に格納されている。
経過時間の計測を開始すべき位置の情報は、たとえば、各ワークステーションWS1,WS2,WS0間を移動する経路に設けられたマーカーに関する情報とすることができる。車両制御部740は、現在位置が、カメラ720によって特定のマーカーが特定の大きさかつ特定の角度で撮影される位置である場合に、現在位置が、経過時間の計測を開始すべき位置であると判定することができる。なお、特定のマーカーを設けることなく、ワークステーションWS1,WS2,WS0が備える構成、ならびにその構成がカメラによって撮影される角度および大きさを、給電を開始すべき位置の情報とすることもできる。また、経過時間の計測を開始すべき位置は、車両700が移動を開始するときに車両700が配されているワークステーションWSの位置とすることもできる。
現在位置が、経過時間の計測を開始すべき位置ではない場合には、処理は、ステップS210に戻る。現在位置が、サーボモーター410への給電を開始すべき位置である場合には、処理は、ステップS250に進む。
ステップS250において、車両制御部740は、経過時間の計測を開始する。時間の測定は、より具体的には、車両制御部740のCPU741によって行われる。時間を測定するCPU741の機能部を、タイマー744として、図1に示す。
図7のステップS260において、車両制御部740は、経過時間が閾値を超えたか否かを判定する。なお、経過時間の閾値の情報は、各ワークステーションWS1,WS2,WS0間を移動するための経路の情報とともに、あらかじめ車両制御部740のRAM742に格納されている。
経過時間が閾値を超えていない場合には、処理は、ステップS260に戻る。経過時間が閾値を超えた場合には、処理は、ステップS300に進む。
この変形例においては、車両700の移動中に、経過時間の計測を開始すべき位置を車両700が通過してからの経過時間が閾値を超えたことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が開始される(図7のS240,S260、ならびに図4のS200~S400参照)。
このような態様とすれば、経過時間の計測を開始すべき位置と、経過時間の閾値とを適切に設定することにより、ロボットアーム110が動作可能な状態で、車両700を第1種のワークステーションWS1,WS2に配することができる。このため、ロボットアーム110が動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションWS1,WS2において、作業の開始を待つ必要がない。
(2)開始条件の変形例2:
図8は、図4のステップS200における判定処理の変形例2の内容を示すフローチャートである。図8の処理においては、図5のステップS210の処理に先だって、ステップS202,S204,S206の処理が実行される。開始条件の変形例2の他の点は、第1実施形態と同じである。
ステップS202において、車両制御部740は、現在位置を検知する。図7のステップS202の処理は、図5のステップS210の処理と同じである。
ステップS204において、車両制御部740は、車両700が目的地である第1種のワークステーションWSに向かう経路R10と、その経路R10における車両700の移動の速さと、に基づいて、車両700が第1種のワークステーションWSに到着する時刻を計算する。
図9は、車両700が第1種のワークステーションWSに向かう経路R10の各区間R11~R13において指定されている車両700の移動の速さV1~V3を示す説明図である。経路R10の第1の区間R11において、車両700の移動の速さとして、V1m/sが指定されている。経路R10の第2の区間R12において、車両700の移動の速さとして、V2m/sが指定されている。経路R10の第3の区間R13において、車両700の移動の速さとして、V3m/sが指定されている。これらの情報は、各区間の距離の情報を含む経路の情報とともに、あらかじめ車両制御部740のRAM742に格納されている。
車両制御部740は、車両700が目的地である第1種のワークステーションWSに向かう経路R10と、車両700が第1種のワークステーションWSに到着する時刻と、に基づいて、サーボモーター410に電力の供給が開始されてからロボットアーム110が作業を開始できる状態となるまでに十分な準備時間を、到着時刻からさかのぼった予測時刻を、計算する。ステップS204の処理によって得られる予測時刻は、サーボモーター410に電力の供給を開始すべき予測時刻である。車両制御部740は、得られた予測時刻をRAM742に格納する。
ステップS206において、車両制御部740は、車両700が目的地である第1種のワークステーションWSに向かう経路R10と、予測時刻と、に基づいて、予測時刻において、車両700が位置する経路R10上の予測位置を計算する。車両制御部740は、得られた予測位置を、サーボモーター410への給電を開始すべき位置として、RAM742に格納する。予測位置に関する情報は、図5のステップS220の処理において説明したように、様々な情報とすることができる。マーカーやワークステーションWS1,WS2,WS0が備える構成がカメラ720によって撮影されるときの大きさや角度を変えることによって、様々な予測位置を特定することができる。
ステップS210において、車両制御部740は、現在位置を検知する。図8のステップS210の処理は、図5のステップS210の処理と同じである。
ステップS220において、車両制御部740は、現在位置が、サーボモーター410への給電を開始すべき位置であるか否かを判定する。図8のステップS220の処理は、図5のステップS220の処理と同じである。ただし、サーボモーター410への給電を開始すべき位置は、ステップS206で計算された予測位置である。以下の処理は、第1実施形態と同じである(図4のS220以下、および図5のS200以下参照)。
この変形例においては、車両700の移動中に、車両700の位置が、予測位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が開始される(図8のS206,S220、ならびに図4のS200~S400参照)。
このような態様とすれば、ロボットアーム110が動作可能な状態で、車両700を第1種のワークステーションWS1,WS2に配することができる可能性が高い。このため、ロボットアーム110が動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションWS1,WS2において、作業の開始を待つことになる可能性を低減することができる。
(3)開始条件の変形例3:
図10は、図4のステップS200における判定処理の変形例3の内容を示すフローチャートである。図10の処理においては、図8のステップS206とステップS210の間に、ステップS208の処理が実行される。開始条件の変形例3の他の点は、第1実施形態の変形例2と同じである。
ステップS208において、車両制御部740は、現在時刻が、ステップS204で得られた予測時刻であるか否かを判定する。ステップS204で得られた予測時刻は、サーボモーター410に電力の供給を開始すべき予測時刻である。現在時刻が予測時刻ではない場合には、処理は、ステップS208に戻る。現在時刻が予測時刻である場合には、処理は、ステップS210に進む。以下の処理は、変形例2と同じである。
この変形例においては、車両700の移動中に、予測時刻に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が開始される(図8のS208,S220、ならびに図4のS200~S400参照)。
このような態様としても、ロボットアーム110が動作可能な状態で、車両700を第1種のワークステーションWS1,WS2に配することができる可能性が高い。このため、ロボットアーム110が動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションWS1,WS2において、作業の開始を待つことになる可能性を低減することができる。
自律移動ロボット1においては、複数の自律移動ロボット1の経路が交差する場合には、一方の自律移動ロボット1が他方の自律移動ロボット1が交差地点を通過するまで、経路上の交差地点よりも手前の位置で待機することになる。図9において、待機している自律移動ロボット1を自律移動ロボット1Aとして示す。先に交差地点を通過する自律移動ロボット1を自律移動ロボット1Bとして示す。
その結果、自律移動ロボット1は、ステップS204で得られた予測時刻において、ステップS206で得られた予測位置に到達していることもあり、まだ到達していないこともある。そして、自律移動ロボット1は、ステップS204で得られた予測時刻において、ステップS206で得られた予測位置をすでに通過していることはない。
この変形例においては、ステップS204で得られた予測時刻に達した後に、現在位置の認識と判定が実行される(図10のS208~S220参照)。このため、まだステップS206で得られた予測位置に自律移動ロボット1が達していないにもかかわらず、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力が供給されることがない。よって、変形例1に比べて、ロボットアーム110の消費電力を削減できる。
この変形例においては、ステップS204で得られた予測時刻に達するまでは、現在位置の認識と判定が実行されない(図10のS210,S220参照)。このため、時間を計測するステップS208処理よりも処理負荷が大きい、現在位置の認識と判定を繰り返す回数が、変形例2よりも少ない。よって、変形例2に比べて、車両制御部740の処理負荷を小さくすることができる。
B.第2実施形態:
第2実施形態においては、車両700の移動を開始させるのに先だって、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給をやめる処理が、場合によっては行われない(図4のS100参照)。第2実施形態の他の点は、第1実施形態と同じである。
図11は、第2実施形態において、自律移動ロボット1がワークステーションWS1,WS2,WS0の間を移動する際の、サーボモーター410への給電の制御に関する処理を示すフローチャートである。図11の処理では、図4のステップS100の処理に先だって、ステップS30の判定処理が行われる。ステップS30の判定結果に応じて、第1実施形態と同様に、ステップS100~S400の処理が行われるか、または、ステップS100~S400の処理がスキップされて、ステップS500の処理が行われる。図11で示すサーボモーター410への給電の制御に関する処理の他の点は、図4で示すサーボモーター410への給電の制御に関する処理と同じである。
ステップS30において、車両700の車両制御部740は、車両700が次の目的地であるワークステーションWSに向かう経路と、その経路における車両700の移動の速さと、に基づいて、次の目的地であるワークステーションWSへの移動に要する移動時間を計算する。そして、移動時間があらかじめ定められた時間閾値Tthよりも短いか否かを判定する。
移動時間があらかじめ定められた時間閾値Tthよりも短くない場合は、処理は、ステップS100に進む。移動時間があらかじめ定められた時間閾値Tthよりも短い場合は、処理は、ステップS50に進む。
ステップS50において、車両700の車両制御部740は、次のワークステーションWSへの車両700の移動を開始する。ステップS50においては、ロボット100の動作制御装置300は、移動の開始に先だって、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給をやめることをしない。ステップS50の後、処理は、ステップS500に進む。
ステップS50の処理が行われると、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給している状態において車両700が移動し、ロボットアーム110のサーボモーター410に電力を供給している状態において車両700がワークステーションWSに配されることとなる(図11のS50および図4のS500参照)。
短い距離の移動中にロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給のOFFとONを実行すると、車両700が第1種のワークステーションWS1,WS2に到着した際に、ロボットアーム110が動作可能な状態になっていない事態が生じうる。その結果、第1種のワークステーションWS1,WS2において、ロボットアーム110が動作可能な状態になるまで、作業の開始を待つ必要が生じる。しかし、第2実施形態の態様とすれば、あらかじめ定められた時間閾値Tthを適切に設置することにより、そのような事態が生じる可能性を低減できる。
第1種のワークステーションWS1,WS2への移動に要する時間があらかじめ定められた閾値Tthよりも短い場合に実行される動作モードであって(図11のS30参照)、サーボモーター410に電力を供給している状態において車両700を移動させ(S50参照)、サーボモーター410に電力を供給している状態において車両700を前記第1種のワークステーションWS1,WS2に配する(図4のS500参照)、動作モードを、「第3動作モード」とも呼ぶ。
C.第3実施形態:
(1)図12は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。この例では、ロボット100およびその動作制御装置300の他に、パーソナルコンピューター1000,1000bと、LANなどのネットワーク環境を介して提供されるクラウドサービス1100とが描かれている。パーソナルコンピューター1000,1000bは、それぞれプロセッサーとメモリーとを含んでいる。また、クラウドサービス1100においてもプロセッサーとメモリーを利用可能である。プロセッサーは、コンピューター実行可能な命令を実行する。これらの複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、動作制御装置300および上位管理装置600の一部または全部の機能を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、これらの複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
(2)図13は、複数のプロセッサーによって車両の制御装置が構成される一例を示す概念図である。この例では、車両700およびその車両制御部740の他に、パーソナルコンピューター1000,1000bと、LANなどのネットワーク環境を介して提供されるクラウドサービス1100とが描かれている。パーソナルコンピューター1000,1000bは、それぞれプロセッサーとメモリーとを含んでいる。また、クラウドサービス1100においてもプロセッサーとメモリーを利用可能である。プロセッサーは、コンピューター実行可能な命令を実行する。これらの複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、車両制御部740および上位管理装置600の一部または全部の機能を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、これらの複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
(3)図14は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図である。この例では、ロボット100の動作制御装置300が、ロボット100の中に格納されている点が図12と異なる。この例においても、複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、動作制御装置300および上位管理装置600の一部または全部の機能を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
(4)図15は、複数のプロセッサーによって車両の制御装置が構成される他の例を示す概念図である。この例では、車両制御部740が、車両700の外部に配されている点が図13と異なる。この例においても、複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、車両制御部740および上位管理装置600の一部または全部の機能を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
D.他の実施形態:
D1.他の形態1:
(1)上記実施形態においては、一つのロボットアーム110を備える垂直多関節ロボットであるロボット100を例に本開示の技術を説明した。しかし、本開示の技術は、スカラロボットに適用することもできる。また、本開示の技術は、二つの腕を備えるロボットなど、複数の腕を備えるロボットに適用することもできる。
(2)上記実施形態においては、ワークステーションWS0は、充電ステーションである(図2の上段右部参照)。しかし、ワークステーションWS0は、ロボットアーム110が駆動されない他のステーションとすることもできる。たとえば、ロボットアームが駆動されないステーションとしては、所定期間、ワークステーションで作業を行う予定がない自律移動ロボット1が待機するステーションや、自律移動ロボット1に対して人間が作業を行うステーションとすることができる。
(3)上記実施形態においては、上位管理装置600は、一つの装置として説明した。しかし、上記実施形態において上位管理装置600が実現しているAMRコントロールシステム620および配車システム640は、それぞれ別の装置によって実現してもよい。
(4)上記実施形態においては、車両700の移動の開始に先だって、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が停止される。しかし、サーボモーター410への電力の供給の停止は、車両700の移動の開始の後に行われてもよい。すなわち、第1種のワークステーションへの移動の一部において、電動機としてのサーボモーター410に電力を供給しない状態において車両700を移動させられればよい。
(5)上記実施形態においては、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が停止される。さらに、動作制御装置300への電力の供給が停止された状態で車両が移動する態様とすることもできる。
(6)上記実施形態においては、図4のステップS200における開始条件は、状況に応じて変化することがない静的な条件である。しかし、開始条件は、状況に応じて変化する動的な条件とすることもできる。
(7)上記実施形態においては、車両700に設けられたIMU710およびカメラ720から得られる情報に基づいて、車両700の位置が検出される。しかし、車両の位置は、他の方法で検出されてもよい。たとえば、車両制御部740は、力検出部190から得られる情報に基づいて、車両700の傾き、車両700の速さおよび向きを含む移動速度、ならびに車両700の現在位置を認識してもよい。
また、たとえば、車両は、超音波センサやレーザセンサを備える車両とすることができ、それらのセンサに基づいて、車両の位置が検出されてもよい。また、カメラ、超音波センサ、レーザセンサなどの車両の位置検出に用いられる各種のセンサは、ロボットに取りつけられていてもよいし、車両以外の移動しない構造に設けられていてもよい。
(8)上記実施形態においては、ステップS400における電源の供給の前と、ステップS700における作業の実行の前に、それぞれ対象のワークステーションWSが第1種のワークステーションであるか否かの判定を行う(図4のS300,S600参照)。自律移動ロボット1は、ステップS200で使用される給電の開始条件が車両制御部740のRAM742に記憶されている場合には、対象のワークステーションWSが第1種のワークステーションである場合の処理を行う態様としてもよい。また、次のワークステーションWSが第1種のワークステーションであるか否かの判定を最初に行い、その後は、その判定結果を使用して処理の分岐を行うこととしてもよい。たとえば、第2実施形態の処理は、そのような判定の後、次のワークステーションWSが第1種のワークステーションである場合にのみ、行ってもよい(図11のS30,S50参照)。
D2.他の形態2:
上記第1実施形態においては、車両700の移動中に、車両700の位置が、電力の供給を開始すべき位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給を開始される(図5のS220、ならびに図4のS200~S400参照)。しかし、給電条件は、第1実施形態の変形例に示したように、他の条件とすることもできる(図7~図10参照)。また、給電条件の判定は、車両制御部740のCPU741に限らず、上位管理装置600のCPU601など、他のプロセッサーが行ってもよい。
D3.他の形態3:
上記第1実施形態の変形例1においては、車両700の移動中に、経過時間の計測を開始すべき位置を車両700が通過してからの経過時間が閾値を超えたことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が開始される(図7のS240,S260、ならびに図4のS200~S400参照)。しかし、給電条件は、第1実施形態ならびに第1実施形態の他の変形例に示したように、他の条件とすることもできる(図7~図10参照)。
また、経過時間の計測を開始するあらかじめさだめられた条件は、たとえば、車両に設けられたハードスイッチの状態が変化したこと、車両以外の構成に設けられたハードスイッチの状態が車両によって変化したこと、など、他の条件とすることもできる。また、車両に設けられた電波を受信する装置が受信する電波の強度が、閾値以上になったことを、経過時間の計測を開始するあらかじめさだめられた条件とすることもできる。
さらに、経過時間の計測を開始する条件は、車両が位置する場所に関する条件に限らず、他の条件とすることもできる。たとえば、経過時間の計測を開始する条件は、自律移動ロボット1の状態やワークステーションWSの状態に関する条件とすることもできる(図7のS210およびS240参照)。
D4.他の形態4:
(1)上記第1実施形態の変形例2においては、車両700の移動中に、車両700の位置が、予測位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が開始される(図8のS206,S220、ならびに図4のS200~S400参照)。しかし、給電条件は、第1実施形態ならびに第1実施形態の他の変形例に示したように、他の条件とすることもできる(図7~図10参照)。
(2)上記実施形態においては、各ワークステーションWS1,WS2,WS0間を移動するための経路の情報は、移動に先だって、あらかじめ車両制御部740のRAM742に格納されている(図1の下段中央部参照)。しかし、各ワークステーションの間を移動するための経路の情報は、上位管理装置600が保持しており、上位管理装置600が経路の途中の目標点までの移動指示を、自律移動ロボット1に与えてもよい。また、自律移動ロボット1が、車両制御部740と動作制御装置300との両方の機能を実現する制御部を備えており、その制御部が備える記憶部に、経路の情報が格納されることもできる。
D5.他の形態5:
(1)上記第1実施形態の変形例2,3においては、ステップS204において、サーボモーター410に電力の供給が開始されてからロボットアーム110が作業を開始できる状態となるまでに十分な準備時間を、到着時刻からさかのぼった予測時刻を、計算する。この電動機に電力の供給が開始されてからロボットアームが作業を開始できる状態となるまでに十分な準備時間は、あらかじめ定められた固定値の時間であってもよいし、その時の自律移動ロボット1の状態に応じて定められる時間であってもよい。
(2)上記第1実施形態の変形例3においては、車両700の移動中に、予測時刻に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、ロボットアーム110のサーボモーター410への電力の供給が開始される(図8のS208,S220、ならびに図4のS200~S400参照)。しかし、給電条件は、第1実施形態ならびに第1実施形態の他の変形例に示したように、他の条件とすることもできる(図7~図10参照)。たとえば、ステップS210,S220の処理を行うことなく、予測時刻に達した場合に、ロボットアームの電動機への電力の供給が開始される態様とすることもできる。
D6.他の形態6:
上記第2実施形態においては、次の目的地であるワークステーションWSへの移動に要する移動時間があらかじめ定められた時間閾値Tthよりも短い場合は、図4のステップS200~S400の処理が行われない(図11のS30,S50参照)。しかし、このような処理を行わず、次の目的地であるワークステーションWSへの移動に要する移動時間によらず、図4のステップS200~S400の処理が常に行われる態様とすることもできる。
D7.他の形態7:
上記実施形態においては、次の目的地であるワークステーションWSが第2種のワークステーションWS0である場合には、ステップS400の処理が行われず、処理は、ステップS500に進む(図4のS300参照)。しかし、次の目的地であるワークステーションWSの種類によらず、ロボットアームの電動機への電力の供給が開始される態様とすることもできる。
E.さらに他の形態:
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
(1)本開示の一形態によれば、ロボットシステムの制御方法が提供される。前記ロボットシステムは、電動機によって駆動するロボットアームと、移動することができ、前記ロボットアームを支持する車両と、を備える。前記制御方法は、(a)前記車両を第1種のワークステーションに移動させる工程と、(b)前記第1種のワークステーションにおいて前記ロボットアームを駆動する工程と、を備える。前記工程(a)は、前記第1種のワークステーションへの移動の一部において、前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を移動させ、前記電動機に電力を供給しない状態における前記車両の移動中に前記電動機への電力の供給を開始し、前記電動機に電力を供給している状態において前記車両を前記第1種のワークステーションに配する、第1動作モードによって実行する。
このような態様においては、ロボットアームの電動機に電力を供給しない状態において車両を移動させるため、車両を移動させる間、ロボットアームの電動機に電力を供給し続ける態様に比べて、ロボットアームによって消費される電力を低減することができる。また、ロボットアームの電動機に電力を供給している状態において車両を第1種のワークステーションに配するため、車両が第1種のワークステーションに到着した後に電動機への電力の供給を開始する態様に比べて、第1種のワークステーションにおける作業の開始タイミングを早くすることができる。
(2)上記形態の制御方法において、前記ロボットシステムは、前記車両の位置を検出する位置検出部と、前記電動機への電力の供給を開始すべき位置の情報を格納している記憶部と、を備え、前記工程(a)は、前記第1動作モードにおいて、前記車両の移動中に、前記車両の位置が、前記電力の供給を開始すべき位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する工程を含む、態様とすることもできる。
このような態様においては、電力の供給を開始すべき位置を適切に設定することにより、ロボットアームが動作可能な状態で、車両を第1種のワークステーションに配することができる。このため、ロボットアームが動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションにおいて、作業の開始を待つ必要がない。
(3)上記形態の制御方法において、前記ロボットシステムは、時間を測定できるタイマーと、経過時間の閾値の情報を格納している記憶部と、を備え、前記工程(a)は、前記第1動作モードにおいて、前記車両の移動中に、あらかじめ定められた条件が満たされてからの経過時間が前記閾値を超えたことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する工程を含む、態様とすることもできる。
このような態様においては、あらかじめ定められた条件と、経過時間の閾値とを適切に設定することにより、ロボットアームが動作可能な状態で、車両を第1種のワークステーションに配することができる。このため、ロボットアームが動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションにおいて、作業の開始を待つ必要がない。
(4)上記形態の制御方法において、前記ロボットシステムは、前記車両の位置を検出する位置検出部を備え、前記工程(a)は、前記第1動作モードにおいて、前記車両が前記第1種のワークステーションに向かう経路と、前記経路における前記車両の移動の速さと、に基づいて、前記車両が前記第1種のワークステーションに到着する時刻から、前記電動機に電力の供給が開始されてから前記ロボットアームが作業を開始できる状態となるまでの準備時間をさかのぼった予測時刻において、前記車両が位置する前記経路上の予測位置を計算する工程と、前記車両の移動中に、前記車両の位置が、前記予測位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する工程と、を含む、態様とすることもできる。
このような態様においては、ロボットアームが動作可能な状態で、車両を第1種のワークステーションに配することができる可能性が高い。このため、ロボットアームが動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションにおいて、作業の開始を待つことになる可能性を低減することができる。
(5)上記形態の制御方法において、前記ロボットシステムは、時間を測定できるタイマーを備え、前記制御方法は、前記第1動作モードにおいて、前記車両が前記第1種のワークステーションに向かう経路と、前記経路における前記車両の移動の速さと、に基づいて、前記車両が前記第1種のワークステーションに到着する時刻から、前記電動機に電力の供給が開始されてから前記ロボットアームが作業を開始できる状態となるまでの時間をさかのぼった予測時刻を計算し、前記車両の移動中に、前記予測時刻に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する、態様とすることもできる。
このような態様においては、ロボットアームが動作可能な状態で、車両を第1種のワークステーションに配することができる可能性が高い。このため、ロボットアームが動作可能な状態になるまで、第1種のワークステーションにおいて、作業の開始を待つことになる可能性を低減することができる。
(6)上記形態の制御方法において、前記工程(a)は、前記第1種のワークステーションへの移動に要する時間があらかじめ定められた閾値以上である場合に実行される前記第1動作モードであって、前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を移動させ、前記電動機に電力を供給している状態において前記車両を前記第1種のワークステーションに配する、前記第1動作モードを実行する、態様とすることもできる。
短い距離の移動中にロボットアームの電動機への電力の供給のOFFとONを実行すると、車両が第1種のワークステーションに到着した際に、ロボットアームが動作可能な状態になっていない事態が生じうる。そのような場合には、第1種のワークステーションにおいて、ロボットアームが動作可能な状態になるまで、作業の開始を待つ必要が生じる。しかし、上記の態様においては、あらかじめ定められた閾値を適切に設置することにより、そのような事態が生じる可能性を低減できる。
(7)上記形態の制御方法において、前記制御方法は、(c)前記車両を第2種のワークステーションに移動させる工程と、(d)前記第2種のワークステーションにおいて、前記ロボットアームを駆動せずに、前記ロボットシステムに関する処理を行う工程と、を備え、前記工程(c)は、前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を移動させ、前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を前記第2種のワークステーションに配する、第2動作モードを実行する、態様とすることもできる。
このような態様においては、ロボットアームを駆動しない第2種のワークステーションに前記車両を移動させる場合には、ロボットアームの電動機に電力を供給しない状態において車両を移動させる。このため、車両を移動させる間に、電動機に電力を供給する態様に比べて、ロボットアームによって消費される電力を低減することができる。
本開示は、ロボットシステムの制御方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ロボットシステムや、ロボットシステムの制御方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
上述した本開示の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本開示の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本開示の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本開示の独立した一形態とすることも可能である。
1…自律移動ロボット、1A…自律移動ロボット、1B…自律移動ロボット、1C…自律移動ロボット、100…ロボット、110…ロボットアーム、110a…アーム要素、110b…アーム要素、110c…アーム要素、110d…アーム要素、110e…アーム要素、180…基台、190…力検出部、200…エンドエフェクター、300…動作制御装置、300A…動作制御装置、300B…動作制御装置、300C…動作制御装置、301…CPU、302…RAM、303…ROM、410a…サーボモーター、410v1…サーボモーター、410v2…サーボモーター、420a…エンコーダー、420v1…エンコーダー、420v2…エンコーダー、510a…減速機、510v1…減速機、510v2…減速機、600…上位管理装置、601…CPU、602…RAM、603…ROM、607…入力装置、608…出力装置、620…AMRコントロールシステム、640…配車システム、700…車両、710…IMU、720…カメラ、740…車両制御部、740A…車両制御部、740B…車両制御部、740C…車両制御部、741…CPU、742…RAM、743…ROM、744…タイマー、750…蓄電池、1000…パーソナルコンピューター、1000b…パーソナルコンピューター、1100…クラウドサービス、A12…自律移動ロボットの移動を示す矢印、A20…自律移動ロボットの移動を示す矢印、A10…自律移動ロボットの移動を示す矢印、BC…基準座標系、BtC…充電装置、DW…駆動輪、FW1…従動輪、FW2…従動輪、J11…関節、J12…関節、J13…関節、J14…関節、J15…関節、J16…関節、Or…ロボット座標系RCの原点、PMS…生産管理システム、R10…経路、R11…第1の区間、R12…第2の区間、R13…第3の区間、RC…ロボット座標系、Sta…車両700を第1種のワークステーションWSに移動させる工程、Stb…第1種のワークステーションWSにおいてロボットアームを駆動する工程、Stc…車両700を第2種のワークステーションWSに移動させる工程、Std…第2種のワークステーションWSにおいてロボットアーム110を駆動せずに、自律移動ロボット1に充電を行う工程、T11…トレイ、T12…トレイ、T21…トレイ、T22…トレイ、TCP…制御点、Ts1…ステーション制御システムWSC1,WSC2,WSC0と上位管理装置600との間で送受信される情報、Ts2…配車システム640と車両700の車両制御部740との間で送受信される情報、Ts3…車両700の車両制御部740とロボット100の動作制御装置300との間で送受信される情報、Tth…時間閾値、WP…ワークピース、WS0…ワークステーション、WS1…ワークステーション、WS2…ワークステーション、WSC0…ステーション制御システム、WSC1…ステーション制御システム、WSC2…ステーション制御システム

Claims (8)

  1. ロボットシステムの制御方法であって、
    前記ロボットシステムは、
    電動機によって駆動するロボットアームと、
    移動することができ、前記ロボットアームを支持する車両と、を備え、
    前記制御方法は、
    (a)前記車両を第1種のワークステーションに移動させる工程と、
    (b)前記第1種のワークステーションにおいて前記ロボットアームを駆動する工程と、を備え、
    前記工程(a)は、
    前記移動の途中で、前記電動機に電力を供給しない状態から電力を供給する状態に切り替わり、
    前記電動機に電力を供給している状態において前記車両を前記第1種のワークステーションに配する、
    第1動作モードを実行する、制御方法。
  2. 請求項1記載の制御方法であって、
    前記ロボットシステムは、
    前記車両の位置を検出する位置検出部と、
    前記電動機への電力の供給を開始すべき位置の情報を格納している記憶部と、を備え、
    前記工程(a)は、前記第1動作モードにおいて、
    前記車両の移動中に、前記位置検出部が検出した前記車両の位置が、前記記憶部が格納している前記電力の供給を開始すべき位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する工程を含む、制御方法。
  3. 請求項1記載の制御方法であって、
    前記ロボットシステムは、
    あらかじめ定められた条件が満たされてからの経過時間を測定できるタイマーと、
    前記経過時間の閾値の情報を格納している記憶部と、を備え、
    前記工程(a)は、前記第1動作モードにおいて、
    前記車両の移動中に、前記タイマーが測定した前記経過時間が、前記記憶部が格納している前記閾値を超えたことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する工程を含む、制御方法。
  4. 請求項1記載の制御方法であって、
    前記ロボットシステムは、
    前記車両の位置を検出する位置検出部を備え、
    前記工程(a)は、前記第1動作モードにおいて、
    前記車両が前記第1種のワークステーションに向かう経路と、前記経路における前記車両の移動の速さと、に基づいて、前記車両が前記第1種のワークステーションに到着する時刻から、前記電動機に電力の供給が開始されてから前記ロボットアームが作業を開始できる状態となるまでの準備時間をさかのぼった予測時刻において、前記車両が位置する前記経路上の予測位置を計算する工程と、
    前記車両の移動中に、前記位置検出部が検出した前記車両の位置が、前記予測位置に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する工程と、を含む、制御方法。
  5. 請求項1記載の制御方法であって、
    前記ロボットシステムは、
    時間を測定できるタイマーを備え、
    前記工程(a)は、前記第1動作モードにおいて、
    前記車両が前記第1種のワークステーションに向かう経路と、前記経路における前記車両の移動の速さと、に基づいて、前記車両が前記第1種のワークステーションに到着する時刻から、前記電動機に電力の供給が開始されてから前記ロボットアームが作業を開始できる状態となるまでの時間をさかのぼった予測時刻を計算する工程と
    前記車両の移動中に、前記タイマーが計測した前記時間が、前記予測時刻に達したことを含む給電条件が満たされた場合に、前記電動機への電力の供給を開始する工程と、を含む、制御方法。
  6. 請求項1、2、および4のいずれか1項に記載の制御方法であって、
    前記ロボットシステムは、
    前記第1種のワークステーションへの前記車両の移動に要する時間を測定できるタイマーを備え、
    前記工程(a)は、
    前記タイマーが計測した前記第1種のワークステーションへの移動に要する時間があらかじめ定められた閾値以上である場合に実行される前記第1動作モードであって、
    前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を移動させる工程と
    前記電動機に電力を供給している状態において前記車両を前記第1種のワークステーションに配する工程と、を含む
    前記第1動作モードを実行する、制御方法。
  7. 請求項3および5のいずれか1項に記載の制御方法であって、
    前記タイマーは、前記第1種のワークステーションへの前記車両の移動に要する時間を測定でき、
    前記工程(a)は、
    前記タイマーが計測した前記第1種のワークステーションへの移動に要する時間があらかじめ定められた閾値以上である場合に実行される前記第1動作モードであって、
    前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を移動させる工程と
    前記電動機に電力を供給している状態において前記車両を前記第1種のワークステーションに配する工程と、を含む
    前記第1動作モードを実行する、制御方法。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の制御方法であって、
    前記制御方法は、
    (c)前記車両を第2種のワークステーションに移動させる工程と、
    (d)前記第2種のワークステーションにおいて、前記ロボットアームを駆動せずに、前記ロボットシステムに関する処理を行う工程と、を備え、
    前記工程(c)は、
    前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を移動させる工程と
    前記電動機に電力を供給しない状態において前記車両を前記第2種のワークステーションに配する工程と、を含む
    第2動作モードを実行する、制御方法。
JP2019216058A 2019-11-29 2019-11-29 ロボットシステムの制御方法 Active JP7392428B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019216058A JP7392428B2 (ja) 2019-11-29 2019-11-29 ロボットシステムの制御方法
EP20208180.8A EP3827936B1 (en) 2019-11-29 2020-11-17 Control method for robot system
US17/104,211 US11633851B2 (en) 2019-11-29 2020-11-25 Control method for robot system
CN202011339123.XA CN112873198B (zh) 2019-11-29 2020-11-25 机器人***的控制方法
TW109141624A TWI755947B (zh) 2019-11-29 2020-11-26 機器人系統之控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019216058A JP7392428B2 (ja) 2019-11-29 2019-11-29 ロボットシステムの制御方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021084195A JP2021084195A (ja) 2021-06-03
JP2021084195A5 JP2021084195A5 (ja) 2022-09-26
JP7392428B2 true JP7392428B2 (ja) 2023-12-06

Family

ID=73475886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019216058A Active JP7392428B2 (ja) 2019-11-29 2019-11-29 ロボットシステムの制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11633851B2 (ja)
EP (1) EP3827936B1 (ja)
JP (1) JP7392428B2 (ja)
CN (1) CN112873198B (ja)
TW (1) TWI755947B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023192681A1 (en) * 2022-04-01 2023-10-05 Vanderbilt University Inertia-based improvements to robots and robotic systems

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01115580A (ja) * 1987-10-28 1989-05-08 Mitsubishi Electric Corp マニピュレータ付搬送車のマニピュレータ保持装置
JPH04240078A (ja) * 1991-01-22 1992-08-27 Sony Corp ロボットを搭載した搬送車及びこれを用いる生産装置
JP4491912B2 (ja) * 2000-05-22 2010-06-30 ソニー株式会社 バッテリ駆動の脚式移動ロボット及びその制御方法
WO2008105948A2 (en) * 2006-10-06 2008-09-04 Irobot Corporation Robotic vehicle with tracks and flippers
JP2008260117A (ja) 2007-03-16 2008-10-30 Nsk Ltd 脚車輪型ロボット及び脚車輪装置
JP6474339B2 (ja) * 2015-09-01 2019-02-27 ファナック株式会社 ブレーキの異常による駆動軸における部材の移動を停止する機械
JP2017132002A (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 株式会社安川電機 ロボットアーム付自動搬送車、ロボットシステム、及びロボットアーム付自動搬送車の制御方法
CN105643589B (zh) * 2016-03-08 2018-08-07 北京工业大学 一种自主排障式智能车***
CN107305372B (zh) * 2016-04-25 2020-06-19 岳秀兰 云计算网络架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网
CN106043247B (zh) * 2016-06-23 2020-02-28 蔚来汽车有限公司 模块化可扩充的换电站设备和充电架
JP2018075672A (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 セイコーエプソン株式会社 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
JP6818565B2 (ja) * 2017-01-24 2021-01-20 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 生産システム
JP6585656B2 (ja) * 2017-05-10 2019-10-02 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント 製造ライン用コンピュータシステム及びそのネットワーク設定方法
US10916073B2 (en) * 2018-05-01 2021-02-09 Ford Global Technologies, Llc Vehicle network data streaming system
JP2019216058A (ja) 2018-06-14 2019-12-19 日本電子株式会社 電子顕微鏡および評価方法
CN208756849U (zh) * 2018-06-20 2019-04-19 南阳防爆电气研究所有限公司 一种消防灭火侦察防爆机器人
JP7131131B2 (ja) * 2018-06-29 2022-09-06 マツダ株式会社 車両用ライン検出装置および該方法
CN209140881U (zh) * 2018-09-12 2019-07-23 珠海心怡科技有限公司 通用型建筑室内工程智能机器人

Also Published As

Publication number Publication date
US20210162591A1 (en) 2021-06-03
TW202120273A (zh) 2021-06-01
CN112873198A (zh) 2021-06-01
TWI755947B (zh) 2022-02-21
EP3827936A1 (en) 2021-06-02
JP2021084195A (ja) 2021-06-03
CN112873198B (zh) 2023-05-23
EP3827936B1 (en) 2024-03-27
US11633851B2 (en) 2023-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6268819B2 (ja) 多軸型ロボットの軌道生成方法
US9452532B2 (en) Robot, device and method for controlling robot, and computer-readable non-transitory recording medium
JP4962551B2 (ja) ロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法
JP6167770B2 (ja) 多軸型ロボットの軌道生成方法及び多軸型ロボットの制御装置
TWI454350B (zh) Robot movement regulation method and robot system
JP5144785B2 (ja) ロボットの着目部位と周辺物との干渉を予測する方法及び装置
JP7275488B2 (ja) ロボットシステム
JPH079606B2 (ja) ロボット制御装置
EP3441201B1 (en) Method for operating a robot and robotic system
JP2015116663A (ja) ロボット装置の制御方法及びロボット装置
JP6794194B2 (ja) ロボット装置、制御方法、プログラム、記録媒体及び物品の製造方法
US20200130200A1 (en) Control Apparatus And Robot System
CN110394802B (zh) 一种打磨机器人及位置补偿方法
JP7392428B2 (ja) ロボットシステムの制御方法
CN115502979A (zh) 一种机械臂力矩主动柔顺精确控制方法及***
Völz et al. A predictive path-following controller for continuous replanning with dynamic roadmaps
Xie et al. Precise and smooth contact force control for a hybrid mobile robot used in polishing
US11738458B2 (en) Control method for robot system
JP2019185265A (ja) 動作計画装置
JP2020097101A (ja) ロボット装置、ロボットシステム、ロボット装置の制御方法、ロボット装置を用いた物品の製造方法、制御プログラム及び記録媒体
JP2020104178A (ja) ロボット装置、ロボット装置の制御方法、ロボット装置を用いた物品の製造方法、制御プログラム及び記録媒体
WO2024045091A1 (zh) 执行机构的运动规划方法、装置、***及存储介质
JP2019214105A (ja) ロボット制御装置およびロボット制御方法
JP7500191B2 (ja) ロボットシステム、搬送車、ロボットシステムの制御方法、物品の製造方法、制御プログラム及び記録媒体
CN116330303B (zh) Scara机器人运动控制方法、装置、终端设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220914

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220914

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231024

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7392428

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150