JPH0425117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野と従来技術 本発明は、パレツト上に部品や材料等の物品を
自動的に規則的に積上げるパレタイジング用ロボ
ツト制御装置に関する。

第２図のようなパレツト１に積上げる物品のパ
レツト１上に載せる位置が、ガイドバーＧ１〜Ｇ
４等のガイド標識で決められている場合、従来の
パレタイジング用ロボツトにおいては、パレツト
１の置かれた位置がずれたり、パレツト１上のガ
イドバーの位置にバラつきがあると、特定のパレ
ツト１に合わせて物品２の積上げるべき位置を教
示されたパレタイジング用ロボツトが作動する
と、教示された位置と実際の位置がずれて物品２
とガイドバーＧ１〜Ｇ４が干渉して積上げができ
なかつたり、パレツト１上に規定どおり積上げる
ことができなくなる場合が生じていた。

発明の目的 本発明は、上記欠点を改善し、パレツトの載置
位置やパレツト上のガイド標識位置にバラつきが
あつても、パレツト上の規定位置へ物品を自動的
に積上げることができるパレタイジング用ロボツ
ト制御装置を提供することを目的としている。

発明の構成 第１図は、本発明の構成を示す図で、本発明
は、パレツトに設けられたガイド標識位置に物品
を自動的に積上げ、またはその位置から積降ろす
パレタイジング用ロボツトの制御装置であつて、
ロボツトのハンドにはセンサーＳが設けられてお
り、さらに、上記パレツト上のガイド標識位置の
標準点を教示する標準点教示手段SSMと、上記
標準点の近傍を探索するための探索距離を設定す
る探索距離設定手段SLMと、上記ハンドの把持
中心とセンサー間のオフセツト値を設定するオフ
セツト設定手段OMと、上記標準点と上記オフセ
ツト値及び上記探索距離から、上記センサーが上
記ガイド標識を検出できるよう上記ハンドを移動
させる探索経路を作成する探索経路作成手段
SRMと、上記探索経路に沿つて上記ハンドを移
動させ、上記センサーＳからのガイド標識検出出
力により上記ガイド標識位置を検出するガイド標
識位置検出手段GSMと、該ガイド標識検出手段
で検出したガイド標識位置を上記オフセツト値に
より修正してハンド把持中心に合わせた教示点を
作成する更生教示点作成手段RTMとを有し、該
更生教示点作成手段で作成された更生教示点によ
つてパレタイジングを行うよう制御するパレタイ
ジング用ロボツト制御装置である。

実施例 第３図は、本発明の一実施例のロボツトハンド
部を示す図で、ロボツトのアーム３の先端に接続
されたハンド５には、近接スイツチ等のセンサー
Ｓが取付けられている。このセンサーＳは、探索
するガイドバーＧ等のガイド標識に応じてそのう
ち一つが使用される。

第４図は、本実施例のパレタイジング用ロボツ
ト制御装置のハードウエアを示すもので、７は
CPU（中央処理装置）、８は全体の制御を行う制
御プログラムが記憶されたROM、９は演算処理
のためのRAM、１０はロボツトの動作プログラ
ムやパレツトに物品を載置する教示位置を記憶す
るバブルメモリ等で構成されるデータメモリ、１
１は教示位置等を教示したり、各種設定値を入力
する手動入力装置、１２は、ロボツトの上記アー
ムＡやハンドＨを作動させるための信号の出力や
上記センサーＳからの信号を受け入れるための入
出力回路である。なお、１３はバスである。

次に、本実施例におけるガイドバー等のガイド
標識Ｇの探索方法について述べると、第５図は、
第３図に示すロボツトのハンド５の把持中心及び
センサーＳとロボツトのアーム３の先端からのオ
フセツトとの関係を示すもので、Ｖ→_Hは、アーム
３の先端の基準位置と、ハンド５の把持中心４間
のハンドオフセツトベクトルで、また、Ｖ→_Sは同
基準位置とセンサーＳ間のセンサオフセツトベク
トルである。そこで、ハンド５の把持中心４に合
わせてガイド標識Ｇの標準点Ｑ１が教示されると
（第６図参照）、この標準点Ｑ１にあるガイド標識
ＧをセンサーＳで検出させるには、ハンド５の把
持中心４とセンサーＳの位置のずれを補正しなけ
ればならない。すなわち、センサオフセツトベク
トルＶ→_SからハンドオフセツトベクトルＶ→_Hを差引
いた把持中心とセンサー間のオフセツトベクトル
Ｖ→＝Ｖ→_S−Ｖ→_Hだけ逆方向に標準点Ｑ１を補正した
位置Ｑ２にハンド５の把持中心４が来たとき、セ
ンサーＳがガイド標識Ｇを検出できる位置となる
が、しかし、上述したように、この探索点Ｑ２は
パレツトがずれて置かれたときや、パレツト上の
ガイドバー等のガイド標識Ｇが存在するとは限ら
ない。そこで、この探索点Ｑ２を通るパレツト面
と平行な直交座標系、例えばＸ−Ｙ座標系を定義
し、この探索点Ｑ２のＸ，Ｙ軸における前後の端
点ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２を設定してこの間を探
索する。すなわち、まず、探索開始点である位置
ｘ１上のＰ点に把持中心４を移動させ、次に、Ｚ
軸方向に把持中心４を端点ｘ１上まで移動させ
る。そして、Ｘ軸上に沿つてｘ２まで移動させる
こととなるが、その途中ａ点でガイド標識Ｇを検
出すると、その位置を記憶すると共に、次に、Ｙ
軸のｙ１点からｙ２点で探索を開始する。そし
て、例えばその途中のｂ点でガイド標識を検出す
ると、定義されたＸ−Ｙ座標軸上のガイド標識検
出位置Ｑ３は、ｘ軸上ａ点、ｙ軸上ｂ点上のＱ３
点となり、このＱ３点から上述のオフセツトベク
トルＶ→（＝Ｖ→_S−Ｖ→_H）だけ移動させた点Ｑ４がガ
イド標識Ｇとハンド５の把持中心４が対応する位
置となるものとなり、物品Ｗを積上げ、または積
降ろすときの教示位置となる点である。

以上が、本発明の一実施例におけるガイド標識
Ｇの探索方法であるが、次に、第７図の処理フロ
ーを参照にしながら、本実施例の動作について説
明する。

まず、ハンドオフセツトＶ→_H、センサオフセツ
トＶ→_Sは、本パレタイジング用ロボツトを出荷す
る際、またはハンド５等を変えた際、手動入力装
置１１から設定される。また、ハンドオフセツト
Ｖ→_HとセンサオフセツトＶ→_Sを設定するかわりに、
直接把持中心とセンサー間のオフセツトＶ→_Sを設
定するようにしてもよい。そして、物品２を積上
げる標準的パレツト１に合わせて、該パレツト１
のガイドバー等の各ガイド標識点（Ｇ１〜Ｇ４）
に最初に物品２を積上げるときのハンド５の把持
中心位置を標準点Ｑ１（第６図参照）として、手
動入力装置から教示し、データメモリ１０に記憶
させる。さらに、探索するときの探索距離、すな
わち、第６図で示すＱ２−ｘ１，Ｑ２−ｘ２，Ｑ
２−ｙ１，Ｑ２−ｙ２の探索距離及び探索開始、
終了及びパレタイジング開始、終了するときの導
入点Ｐ、導出点Ｒ（第６図参照）を手動入力装置
１１から入力し設定する。すなわち、本実施例に
おいては手動入力装置１１が本発明の標準点教示
手段、オフセツト設定手段、探索距離設定手段を
構成している。なお、前記ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ
２の値は同一の値、すなわち、同一の距離として
予め設定して置いてもよい。またこの導入点Ｐ、
導出点Ｒは特定位置に固定し、手動入力装置１１
から設定する必要のないようにしてもよい。この
ように、始期設定を行つた後探索指令を出すと、
前記の方法によりガイド標識Ｇが探索される。こ
の場合、上記標準点（ガイド標識Ｇ）をすべて探
索するようにしてもよく、また、特定の標準点の
みを上記各標準点を記憶したデータメモリ１０の
アドレスを指定することによつて特定の標準点、
すなわち、ガイド標識を探索させるようにしても
よく、パレタイジングを行うやり方等によつて指
令プログラムを変えて探索することができる。第
７図の実施例では、１つの標準点の探索について
その処理を示している。続けて複数の標準点を探
索する場合は、データメモリ１０のアドレスを変
えながら、同じ処理を行つていけばよい。このよ
うにして探索指令が出されると、CPUは、まず、
探索済みとのフラグがセツトされているか否かに
よつて指定されている標準点の探索が終了してい
るか否か判断する（ステツプS1）。探索が終了し
てないと、次にデータメモリ１０から指定された
標準点の位置を読み出し、この標準点の位置から
機械座標系の標準点Ｑ１点を求める（ステツプ
S2，S3）。

次に、上記標準点の座標Ｑ１点をハンド５の把
持中心４からセンサーＳ位置まで補正し、すなわ
ち、第５図のオフセツトＶ→の値だけ補正してセン
サーＳによりガイド標識をサーチできるように検
索点Ｑ２を求める（ステツプS4）。探索点Ｑ２を
通る直交線上の端点ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２を設
定した探索距離から算出し、RAM９内のバツフ
アーに書き込む（ステツプS5）。なお、本実施例
においてはこのステツプS2からステツプS5まで
の処理が本発明における探索経路作成手段を構成
している。ハンド５を探索導入点Ｐを通つて探索
開始端点ｘ１まで移動させる（ステツプS6）。端
点ｘ１からｘ２までハンド５を直線移動させ、セ
ンサーＳからの入力を監視し、センサーＳからガ
イド標識検出入力があると、その入力のあつた位
置（ａ点）をRAM９上のバツフアに書き込み、
その入力のあつた位置（ａ点）から端点ｙ１に移
動させる（ステツプS7〜S11）。しかし、端点ｘ
１から探索を開始して端点ｘ２まで探索してもガ
イド標識を検出しなかつたとき（ステツプS9）、
アラームを出して動作を停止させる（ステツプ
S12）。これは、パレツト１の置かれた位置が大
きくずれている等によつてガイド標識を検出でき
ないときである。次に、端点ｙ１からｙ２までハ
ンド５を直線移動させてセンサー入力を監視して
センサー入力があるか否か検出する（ステツプ
S13〜S15）。入力があると、その点（ｂ点）を
RAM９上のバツフアに書き込む。なお、端点ｙ
２まで到着してもセンサ入力がないときは、アラ
ームを出し装置を停止させる点は先と同様であ
る。

こうして、センサーＳによつて検出され、バツ
フアに記憶された２点を座標に変換し（ａ点，ｂ
点）、ガイド標識検出座標Ｑ３を求める（ステツ
プS17）。なお、本実施例においては、上述した
ステツプS6からステツプS17までの処理が本発明
のガイド標識位置検出手段を構成している。この
ガイド標識検出座標Ｑ３点をオフセツトベクトル
Ｖ→だけ移動させて、ハンド把持中心が通るための
位置Ｑ４を更正教示点としてパレタイジングデー
タのためのバツフアに書き込む（ステツプS18）。
本実施例においては、このステツプS18の処理が
本発明の更正教示点作成手段を構成している。

次に、この標準点Ｑ１に対する探索が終了した
ことを示すフラグをセツトし（ステツプS19）、
ハンド５を導出点Ｒへ移動させて（ステツプ
S20）、一つの標準点に対する探索は終了する。
そして、もし必要ならば、次の標準点に対しても
同様な処理を行い、ガイド標識のずれを補正し、
そのガイド標識の位置へパレタイジングができる
ように更生教示点として記憶させる。このよう
に、ガイド標識を探索してガイド標識が現実に存
在する位置へ正しく物品２をパレタイジングでき
るようにしたから、パレツト１への物品２を積上
げるずれはなく、規定どおり積上げることができ
るものである。

次に、本実施例のパレタイジングについて、第
８図の処理フローと共に説明する。

パレタイジングを行うときは、探索動作と同じ
ように、始期設定として上述した導入点Ｐ、導出
点Ｒ、各列のガイド標識点Ｇに最初に物品を積上
げるときのハンド把持中心位置を示す各列の標準
点Ｑ１を手動入力装置１１から設定した上に、さ
らに積上げる列の段数Ｋと最上位に積上げられる
物品に対するハンド把持中心位置Ｑ１′を設定し、
パレタイジングする物品２の総個数をプログラム
上または手動によりRAM９上のレジスタＶに設
定する。

そして、パレタイジング指令を出すと、CPU
７は、まず、指定されたレジスタＶの内容から再
生すべき列番号、段番号を計算する（ステツプ
S1）。すなわち、例えば、第２図に示すパレツト
に物品２を第１列のガイドバーＧ１位置に積上
げ、次に第２列のガイドバーＧ２位置に積上げて
いく場合を想定すると、レジスタＶの内容が頭初
の設定値であれば、第１列の第１段を算出する。
レジスタＶの内容が設定値より１つ少ない場合
（なお、レジスタＶの内容を積上げる毎に増加さ
せる場合は１つ多い場合）は、第１列第２段を算
出し、各列に、例えばＫ段積上げるとすれば、レ
ジスタの内容が設定値よりＫ個少ない場合は第２
列第１段を算出する。以上のようにして、再生す
べき列番号、段番号を計算し、次に算出された列
の標準点Ｑ１の探索は終了しているか否か判断し
（ステツプS2）、探索していなければアラームを
出し、パレタイジング動作を停止させる。必要な
らば、前述した探索動作を行つた後に再び上記動
作を行わせる。探索が終了していると、データメ
モリ１０から先に設定した導入点Ｐ、導出点Ｒの
位置データを読み出し、RAM９上のリンク・バ
ツフアに書き込む（ステツプS3）。次に、探索に
よつて得られた更正教示点Ｑ４、すなわち、実際
のパレツト上のガイド標識上へハンド５の把持中
心４が移動するように補正された教示点Ｑ４をリ
ンク・バツフアに書き込む（ステツプS4）。次
に、上記導入点Ｐ、導出点Ｒの位置が上記更生教
示点Ｑ４の上に来るように、上記リンク・バツフ
ア上のデータを修正し（ステツプS5）、さらに、
上記ステツプS1で求めた段の高さになるように
上記更生教示点Ｑ４のデータを修正する。すなわ
ち、標準点Ｑ１は、積上げる物品２の１段目のハ
ンド把持中心位置であり、最上位の段に積上げる
把持中心位置がＱ１′であり、積上げ段数がＫで
あれば、１段積上げる毎の１ピツチの値は （Q1′−Q1）／（Ｋ−１）で算出されるから、
今ｎ段目が指定されていると、上記更生教示点Ｑ
４に積上げる方向に （ｎ−１）×（Q1′−Q1）／（Ｋ−１） を付加して、上記リンク・バツフアに記憶された
更生教示点Ｑ４を修正し、ハンド５が物品２を離
す点を記憶させたことになる（ステツプS6）。こ
うして、生成されたリンク・バツフアに従つて、
パレタイジングロボツトを動作させれば、物品２
はパレツト上のガイド標識に合致して指示どおり
に積上げられることになる（ステツプS7）。次
に、レジスタＶの内容から「１」減算して（ステ
ツプS8）、１つの物品２の積上げ動作は終了す
る。もし、続けてパレタイジング動作を行うなら
ば、ステツプS1から再び動作を開始すればよい。

なお、上記実施例では、物品２をパレツト１上
の積上げる場合の実施例を述べたが、パレツト１
上から積降ろす場合も、同様にガイドバー等のガ
イド標識Ｇを探索して、その後物品を積降ろすよ
うにしてもよいことはもちろんのことである。ま
た、探索及びパレタイジングもパレツト上のすべ
てのガイド標識を探索して、その後パレタイジン
グを行つてもよく、１つのガイド標識Ｇを探索
し、そのガイド標識位置へパレタイジングを行つ
て、次のガイド標識Ｇを探索し、パレタイジング
を行う等のようにガイド標識１つ１つ毎に行つて
もよい。

さらに、上記実施では、ガイド標識としてガイ
ドバーの例をあげたが、ガイド標識としては、パ
レツト上に付された特定のマークでもよく、この
マークをセンサーが検出できるようなものであれ
ばよい。

発明の効果 本発明は、パレツト上に部品や材料などの物品
を積上げ、または積降ろすとき、パレツト上に設
けられたガイド標識を検出してその検出位置へ上
記物品を積上げたり、またはその検出位置から物
品を積降ろせるようにしたから、パレツトが正確
に一定位置に置かれなくても、かつパレツトのガ
イドバー等のガイド標識が少々ずれてバラつきが
あつても、パレツト上のガイド標識位置へ適正に
積上げること及び物品が積上げられたパレツト上
から正確に物品を把持して物品を積降ろすことが
できる。

また、教示標準点から更生教示点への更生は常
に同一の座標面において行われるから、更生を要
する教示標準点が複数ある場合でも更生作業毎に
逐一機械原点に戻るなどの迂回がなく、更生作業
が簡単で速い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示す図、第２図は、
本発明が対象とするパレツトと物品の一例を示す
図、第３図は、本発明の一実施例におけるロボツ
トのハンドを示す概略図、第４図は、本発明の一
実施例のハードウエア図、第５図は、ハンド把持
中心とセンサー間のオフセツトを示す説明図、第
６図は、探索時の補正を説明する説明図、第７図
は、本発明の一実施例の探索処理を示すフロー、
第８図は、同一実施例のパレタイジング処理フロ
ーである。 １……パレツト、２……物品、３……アーム、
４……把持中心、５……ハンド、Ｇ１〜Ｇ４……
ガイドバー、Ｐ……導入点、Ｒ……導出点、Ｑ１
……標準点、Ｑ２……探索点、Ｑ３……ガイド標
識検出位置、Ｑ４……更正教示点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パレツトに設けられたガイド標識位置に物品
   を自動的に積上げ、またはその位置から積降ろす
   パレタイジング用ロボツトの制御装置において、
   ロボツトのハンドに設けられたセンサーと、上記
   パレツト上のガイド標識位置の標準点を教示する
   標準点教示手段と、上記標準点を探索する探索距
   離を設定する探索距離設定手段と、上記ハンドの
   把持中心とセンサー間のオフセツト値を設定する
   オフセツト設定手段と、上記標準点と上記オフセ
   ツト値から、上記センサーが上記ガイド標識を検
   出できる位置である探索点を割出し、この点を中
   心とした上記探索距離から上記ハンドを移動させ
   る探索径路を作成する探索径路作成手段と、上記
   探索径路に沿つて上記ハンドを移動させ上記セン
   サーからのガイド標識検出出力により上記ガイド
   標識位置を検出するガイド標識位置検出手段と、
   該ガイド標識位置検出手段で検出したガイド標識
   位置を上記オフセツト値により修正してハンド把
   持中心に合わせた教示点を作成する更生教示点作
   成手段とを有し、該更生教示点作成手段で作成さ
   れた更生教示点によつて、パレタイジングを行う
   よう制御するパレタイジング用ロボツト制御装
   置。 ２ 上記オフセツト設定手段は、ハンドオフセツ
   トとセンサーオフセツトを入力することによつて
   ハンド把持中心とセンサー間のオフセツトを設定
   するオフセツト設定手段である特許請求の範囲第
   １項記載のパレタイジング用ロボツト制御装置。 ３ 上記ガイド標識位置検出手段は上記探索径路
   中ガイド標識を検出しなかつたとき警報を出し、
   動作を停止させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載のパレタイジング用ロ
   ボツト制御装置。