(57)【要約】【課題】優れた操作性を有するロボットの制御方法およびロボットシステムを提供すること。【解決手段】基台と、第１把持部を有し、前記基台に連結された第１アームと、を備えるロボットの制御方法であって、前記第１把持部で対象物の第１部分を把持する第１ステップと、前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第２ステップと、前記第１把持部を前記対象物から離間させる第３ステップと、前記第１把持部で前記対象物の前記第１部分よりも前記基台から遠い側に位置する第２部分を把持する第４ステップと、前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第５ステップと、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
第１把持部を有し、前記基台に連結された第１アームと、を備えるロボットの制御方法であって、
前記第１把持部で対象物の第１部分を把持する第１ステップと、
前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第２ステップと、
前記第１把持部を前記対象物から離間させる第３ステップと、
前記第１把持部で前記対象物の前記第１部分よりも前記基台から遠い側に位置する第２部分を把持する第４ステップと、
前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第５ステップと、を有することを特徴とするロボットの制御方法。
【請求項２】
前記ロボットは、力覚センサーを有し、
前記第２ステップおよび前記第５ステップでは、前記対象物が周囲の物体と接触し、前記力覚センサーから出力される信号に基づいて前記物体からの反力を検出した場合、前記対象物に対して生じた反力の方向に前記対象物を移動させる請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項３】
前記ロボットは、力覚センサーを有し、
前記第３ステップでは、前記第１把持部を前記対象物から離間させる際に、前記力覚センサーから出力される信号に基づいて前記対象物から鉛直方向下方側への力を検出した場合、前記対象物を前記基台から遠い側に向けて移動させる請求項１または２に記載のロボットの制御方法。
【請求項４】
前記第４ステップでは、前記力覚センサーから出力される信号に基づいて前記第１把持部を前記対象物に這わせながら前記第２部分まで移動させる請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボットの制御方法。
【請求項５】
前記ロボットは、撮像部を有し、
前記第１ステップでは、前記撮像部で前記対象物の第１画像データを取得し、前記第１画像データに基づいて前記第１把持部で前記第１部分を把持し、
前記第４ステップでは、前記撮像部で前記対象物の第２画像データを取得し、前記第２画像データに基づいて前記第１把持部で前記第２部分を把持する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボットの制御方法。
【請求項６】
前記ロボットは、前記基台を移動させる移動機構を有し、
前記第２ステップおよび前記第５ステップでは、前記移動機構により前記基台を前記対象物と離間する側に移動させて前記対象物を前記基台側に移動させる請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボットの制御方法。
【請求項７】
前記ロボットは、第２把持部を有する第２アームを有し、
前記第３ステップの前に、前記第２アームを前記対象物の鉛直方向下側に移動させ、前記対象物を鉛直方向下側から支持するステップを有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボットの制御方法。
【請求項８】
基台と、
第１把持部を有し、前記基台に連結された第１アームと、
第２把持部を有する第２アームと、を備えるロボットの制御方法であって、
前記第１把持部で対象物の第１部分を把持する第１ステップと、
前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第２ステップと、
前記第１把持部を前記対象物から離間させ、前記第２把持部で前記対象物の前記第１部分よりも前記基台から遠い側に位置する第２部分を把持する第３ステップと、
前記第２アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第４ステップと、を有することを特徴とするロボットの制御方法。
【請求項９】
前記第３ステップでは、前記第２把持部で前記第２部分を把持した後に、前記第１把持部を前記対象物から離間させる請求項８に記載のロボットの制御方法。
【請求項１０】
基台と、第１把持部を有し、前記基台に連結された第１アームと、を備えるロボットと、
前記ロボットの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記第１把持部で対象物の第１部分を把持する第１ステップと、
前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第２ステップと、
前記第１把持部を前記対象物から離間させる第３ステップと、
前記第１把持部で前記対象物の前記第１部分よりも前記基台から遠い側に位置する第２部分を把持する第４ステップと、
前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第５ステップと、を行うように前記ロボットの駆動を制御することを特徴とするロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの制御方法およびロボットシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、格納手段からコンテナを引出すロボットが開示されている。このようなロボットは、基台と、基台に設けられているアームと、アームの先端部に設けられている把持部と、演算部と、を有し、演算部によってコンテナ引出時のアームの角度を演算してコンテナを引出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２０４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成のロボットでは、例えば、コンテナを引出している最中にアームが基台にぶつかってしまい、それ以上、コンテナを引出すことができなくなるおそれがある。そのため、操作性が劣るロボットとなることが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のロボットの制御方法は、基台と、
第１把持部を有し、前記基台に連結された第１アームと、を備えるロボットの制御方法であって、
前記第１把持部で対象物の第１部分を把持する第１ステップと、
前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第２ステップと、
前記第１把持部を前記対象物から離間させる第３ステップと、
前記第１把持部で前記対象物の前記第１部分よりも前記基台から遠い側に位置する第２部分を把持する第４ステップと、
前記第１アームによって前記対象物を前記基台側に移動させる第５ステップと、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。
【図２】ロボットの制御方法を示すフローチャートである。
【図３】ロボットが棚に正対した状態を示す斜視図である。
【図４】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図５】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図６】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図７】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図８】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るロボットの制御方法を示すフローチャートである。
【図１０】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図１１】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るロボットの制御方法を示すフローチャートである。
【図１３】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図１４】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【図１５】ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明のロボットの制御方法およびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。図２は、ロボットの制御方法を示すフローチャートである。図３は、ロボットが棚に正対した状態を示す斜視図である。図４ないし図８は、それぞれ、ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【０００９】
図１に示すロボットシステム１は、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の駆動を制御する制御装置９と、を有する。また、ロボット２は、ロボット本体３と、ロボット本体３に設けられている移動機構４と、を有する。
【００１０】
ロボット本体３は、双腕ロボットであり、基台３０と、基台３０に回動自在に連結されている胴体３１と、胴体３１の左右に連結されている第１アーム３２および第２アーム３３と、胴体３１に接続されている頭部３４と、を有する。なお、基台３０と胴体３１とを、合わせて基台３０としてもよく、この場合、第１アーム３２および第２アーム３３は、基台３０に連結されている。頭部３４には、撮像部としてのステレオカメラ３５が設けられており、ロボット２は、ステレオカメラ３５を用いて第１、第２アーム３２、３３やワークＷの状態を確認しながら作業を行うことができる。なお、撮像部はステレオカメラに限定されず、単眼カメラであってもよい。
【００１１】
第１アーム３２は、胴体３１に回動自在に連結されているリンク３２１と、リンク３２１に回動自在に連結されているリンク３２２と、リンク３２２に回動自在に連結されているリンク３２３と、リンク３２３に回動自在に連結されているリンク３２４と、リンク３２４に回動自在に連結されているリンク３２５と、リンク３２５に回動自在に連結されているリンク３２６と、リンク３２６に接続されているハンド３２７と、を有する。さらに、リンク３２６とハンド３２７との間には力覚センサー３２８が設けられており、力覚センサー３２８によってハンド３２７に加わる力を検出することができる。
【００１２】
第２アーム３３は、胴体３１に回動自在に連結されているリンク３３１と、リンク３３１に回動自在に連結されているリンク３３２と、リンク３３２に回動自在に連結されているリンク３３３と、リンク３３３に回動自在に連結されているリンク３３４と、リンク３３４に回動自在に連結されているリンク３３５と、リンク３３５に回動自在に連結されているリンク３３６と、リンク３３６に接続されているハンド３３７と、を有する。さらに、リンク３３６とハンド３３７との間には力覚センサー３３８が設けられており、力覚センサー３３８によってハンド３３７に加わる力を検出することができる。
【００１３】
ハンド３２７、３３７の構成としては、それぞれ、ロボット２に求められている動作を実施可能であれば特に限定されないが、本実施形態では、開閉する一対の爪部Ｆ１、Ｆ２を有し、一対の爪部Ｆ１、Ｆ２でワークＷや後述する収納箱１１００を把持する構成となっている。
【００１４】
また、ロボット本体３は、基台３０に対して胴体３１を回動させる駆動装置３７を有する。また、ロボット本体３は、胴体３１に対してリンク３２１を回動させる駆動装置３８１と、リンク３２１に対してリンク３２２を回動させる駆動装置３８２と、リンク３２２に対してリンク３２３を回動させる駆動装置３８３と、リンク３２３に対してリンク３２４を回動させる駆動装置３８４と、リンク３２４に対してリンク３２５を回動させる駆動装置３８５と、リンク３２５に対してリンク３２６を回動させる駆動装置３８６と、を有する。また、ロボット本体３は、胴体３１に対してリンク３３１を回動させる駆動装置３９１と、リンク３３１に対してリンク３３２を回動させる駆動装置３９２と、リンク３３２に対してリンク３３３を回動させる駆動装置３９３と、リンク３３３に対してリンク３３４を回動させる駆動装置３９４と、リンク３３４に対してリンク３３５を回動させる駆動装置３９５と、リンク３３５に対してリンク３３６を回動させる駆動装置３９６と、を有する。
【００１５】
各駆動装置３７、３８１〜３８６、３９１〜３９６は、例えば、駆動源としてのモーターと、モーターの駆動を制御するコントローラーと、モーターの回転量を検出するエンコーダーと、を有する。これら駆動装置３７、３８１〜３８６、３９１〜３９６は、それぞれ、制御装置９によって独立して制御される。
【００１６】
移動機構４は、自動走行システムで構成されており、ロボット２は、事前に指定された経路に沿って自動走行する。移動機構４は、基台３０に設けられている操舵用の１対の前輪４１および駆動用の１対の後輪４２と、を有する。また、図示しないが、移動機構４は、移動時にロボット２が受ける加速度を検出する加速度センサー、通路の目印となるマーカーを検出するマーカーセンサー等の各種センサーを有する。そして、制御装置９は、前記センサーの検出結果を用いてロボット２の走行制御を行う。ただし、移動機構４の構成としては、特に限定されない。また、移動機構４は、省略してもよい。つまり、ロボット２は、移動できない固定型のものであってもよい。
【００１７】
制御装置９は、図示しないホストコンピューターからロボット本体３の位置指令を受け、胴体３１および各リンク３２１〜３２６、３３１〜３３６が前記位置指令に応じた位置となるように、駆動装置３７、３８１〜３８６、３９１〜３９６の駆動をそれぞれ独立して制御するロボット本体制御部９１と、図示しないホストコンピューターからロボット２の位置指令を受け、ロボット２が前記位置指令に応じた場所に移動するように移動機構４の駆動を制御する移動機構制御部９２と、を有する。
【００１８】
このような制御装置９は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。また、メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。
【００１９】
以上、ロボットシステム１の構成について説明した。次に、ロボット２の制御方法について、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、以下では、図３に示すように、上方に開口する凹部を有し、この凹部内に複数のワークＷが収納されている対象物としての収納箱１１００が棚１０００に配置されており、この収納箱１１００からワークＷを取り出す際の動作について説明する。図３に示す状態では、収納箱１１００の上方に位置する棚板が邪魔をして収納箱１１００内のワークＷを取り出すことができないため、ロボット２は、収納箱１１００を手前に引き出してからワークＷを取り出す必要がある。ただし、ロボット２の動作としては、特に限定されない。
【００２０】
まず、制御装置９は、ステップＳ１０１として、移動機構４の駆動を制御して、図３に示すように、ロボット２を棚１０００と正対させる。次に、制御装置９は、ステップＳ１０２として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像し、得られる画像データに基づいて、収納箱１１００の各部から第１アーム３２のハンド３２７で把持可能な部分を探し、当該部分を第１部分Ｐ１として決定する。
【００２１】
次に、制御装置９は、ステップＳ１０３として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像して得られる第１画像データＤ１に基づいて第１アーム３２の駆動を制御して、図４に示すように、第１アーム３２のハンド３２７で第１部分Ｐ１を把持する。第１画像データＤ１を用いた画像認識によって第１アーム３２の駆動を制御することにより、より精度よく第１アーム３２の駆動を制御することができる。
【００２２】
なお、図示の構成では、第１部分Ｐ１は、収納箱１１００の前面部分に設けられている摘まみ１１１０である。また、ステップＳ１０３では、ハンド３２７は、爪部Ｆ１、Ｆ２で摘まみ１１１０を鉛直方向の上下方向から挟み込んで把持する。これにより、後述するように、収納箱１１００の落下を効果的に規制することができる。
【００２３】
次に、制御装置９は、ステップＳ１０４として、第１アーム３２の駆動を制御して、具体的には、第１アーム３２の少なくとも１つの関節を曲げて、図５に示すように、収納箱１１００を手前側に引き出す。すなわち、制御装置９は、収納箱１１００を基台３０側に移動させるように第１アーム３２の駆動を制御する。これにより、収納箱１１００が棚１０００から半分ほど引き出される。この際、制御装置９は、さらに、胴体３１の駆動を制御して、胴体３１を基台３０に対して捩じることにより、収納箱１１００を胴体３１まわりに移動させてもよい。
【００２４】
なお、ステップＳ１０４では、制御装置９は、第１アーム３２の駆動と共に、移動機構４の駆動を制御し、移動機構４によって基台３０を後方側すなわち棚１０００から離間する側に移動させる。これにより、第１アーム３２の駆動だけで収納箱１１００を引き出す場合と比べて第１アーム３２の関節の曲げ角度が浅くなるため、第１アーム３２が基台３０や胴体３１に接触して、収納箱１１００がそれ以上引き出せなくなるのを抑制することができる。そのため、より確実に、収納箱１１００を引き出すことができる。ただし、ステップＳ１０４は、これに限定されず、第１アーム３２の駆動だけで収納箱１１００を引き出してもよい。
【００２５】
ここで、収納箱１１００を手前側に引き出す最中で、この収納箱１１００が棚１０００の柱や隣の収納箱１２００と接触して引っ掛かるおそれがある。収納箱１１００が棚１０００の柱や収納箱１２００に引っ掛かると、それ以上の引き出しが困難となったり、それ以上の引き出しを強引に行うことによって棚１０００が倒れたり、収納箱１２００が収納箱１１００と共に引き出されて棚１０００から落下したりするおそれがある。
【００２６】
そこで、収納箱１１００が棚１０００の柱や隣の収納箱１２００と接触し、この接触によって生じる棚１０００や収納箱１２００からの反力を第１アーム３２の力覚センサー３２８から出力される信号に基づいて検出した場合、制御装置９は、収納箱１１００の引き出しを一旦停止し、第１アーム３２や胴体３１の駆動を制御して、その反力が小さくなる方向、例えば、収納箱１１００に対して生じた反力の方向に収納箱１１００を移動させる。これにより、収納箱１１００が棚１０００や収納箱１２００から離間し、その状態から収納箱１１００の引き出しを再開することにより、収納箱１１００の引き出しをスムーズに行うことができ、さらには、棚１０００の横転や収納箱１２００の落下を抑制することができる。
【００２７】
次に、制御装置９は、ステップＳ１０５として、ステップＳ１０４で収納箱１１００を引き出した状態で、ステレオカメラ３５で収納箱１１００とワークWとの少なくとも一方を撮像し、得られる画像データに基づいて、第２アーム３３のハンド３３７によって収納箱１１００内からワークＷを取り出すことができるかを判断する。Ｎｏの場合、制御装置９は、ステップＳ１０６として、第１アーム３２の駆動を制御して、ハンド３２７の爪部Ｆ１、Ｆ２を開き、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させる。
【００２８】
ここで、ステップＳ１０４において収納箱１１００を前方に引き出し過ぎると、収納箱１１００の重心が棚１０００の棚板上から外れてしまい、収納箱１１００からハンド３２７を離間させると、ハンド３２７の支えがなくなって収納箱１１００が棚１０００から落下するおそれがある。そこで、前述のステップＳ１０４では、収納箱１１００の重心が棚板上に維持されるように、収納箱１１００を引出し過ぎないことが好ましい。具体的には、図５に示すように、収納箱１１００の長さをＬとしたとき、ステップＳ１０４で引き出す距離をＬ／２未満とすることが好ましく、Ｌ／３未満とすることがより好ましい。これにより、収納箱１１００の重心が棚板上に維持され易くなり、上述のような収納箱１１００の落下を効果的に抑制することができる。
【００２９】
本実施形態では、収納箱１１００の落下を抑制するために、前述のステップＳ１０３において、収納箱１１００の摘まみ１１１０を爪部Ｆ１、Ｆ２で鉛直方向の上下方向から挟み込んで把持している。これにより、図６に示すように、爪部Ｆ１、Ｆ２を開くと同時に収納箱１１００の落下が生じても、摘まみ１１１０の下方側に位置する爪部Ｆ１によって収納箱１１００が支えられ、収納箱１１００の落下が規制される。すなわち、爪部Ｆ１は、収納箱１１００の落下を規制する規制部として機能する。
【００３０】
収納箱１１００の落下が生じ、爪部Ｆ１で収納箱１１００を支えている状態では、収納箱１１００の重さに起因する力が爪部Ｆ１を介して第１アーム３２の力覚センサー３２８に伝わり、反対に、収納箱１１００の落下が生じない状態では、爪部Ｆ１が収納箱１１００と離間するため、そのような力が力覚センサー３２８に伝わらない。
【００３１】
したがって、制御装置９は、ステップＳ１０７として、力覚センサー３２８が出力する信号に基づいて、収納箱１１００の落下が生じているかを判断する。Ｙｅｓの場合、制御装置９は、ステップＳ１０８として、第１アーム３２の駆動を制御して、ハンド３２７で摘まみ１１１０を再び把持して、収納箱１１００を少しだけ棚１０００の奥側へ押し戻す。そして、制御装置９は、ステップＳ１０６に戻って、再びハンド３２７を収納箱１１００から離間させて、ステップＳ１０７で、収納箱１１００の落下が生じているかを判断する。制御装置９は、収納箱１１００の落下が生じなくなるまでステップＳ１０６〜Ｓ１０８を繰り返す。
【００３２】
次に、制御装置９は、ステップＳ１０９として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像し、得られる画像データに基づいて、収納箱１１００の各部から、第１アーム３２のハンド３２７で把持可能な部分であって、第１部分Ｐ１よりも基台３０から遠い側すなわち棚１０００の奥側に位置する部分を探し、当該部分を第２部分Ｐ２として決定する。
【００３３】
次に、制御装置９は、ステップＳ１１０として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像して得られる第２画像データＤ２に基づいて第１アーム３２の駆動を制御して、図７に示すように、第１アーム３２のハンド３２７で第２部分Ｐ２である側壁部１１２０を把持する。第２画像データＤ２を用いた画像認識によって第１アーム３２の駆動を制御することにより、より精度よく第１アーム３２の駆動を制御することができる。なお、図示の構成では、第２部分Ｐ２は、収納箱１１００の側壁部１１２０である。また、第２部分Ｐ２は、図４に示す初期状態では、ハンド３２７で把持できない部分でもある。
【００３４】
また、ステップＳ１１０では、制御装置９は、ハンド３２７を収納箱１１００に接触させて収納箱１１００の表面を這わせながら第２部分Ｐ２まで移動させる。これにより、第２画像データＤ２のみならず、力覚センサー３２８から出力される信号に基づいて移動中のハンド３２７の状態や位置を検出することができるため、より正確かつ迅速に、ハンド３２７で第２部分Ｐ２を把持することができる。ただし、これに限定されず、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させて第２部分Ｐ２まで移動させてもよい。
【００３５】
次に、制御装置９は、ステップＳ１１１として、第１アーム３２の駆動を制御して、具体的には、第１アーム３２の少なくとも１つの関節を曲げて、図８に示すように、収納箱１１００を手前側にさらに引き出す。なお、図示の構成では、収納箱１１００が棚１０００から完全に取り出された状態となっているが、これに限定されず、収納箱１１００の一部が棚１０００に収まっている状態であってもよい。また、この際、制御装置９は、さらに、胴体３１の駆動を制御して、胴体３１を基台３０に対して捩じることにより、収納箱１１００を胴体３１まわりに移動させてもよい。
【００３６】
なお、ステップＳ１１１では、制御装置９は、第１アーム３２の駆動と共に、移動機構４の駆動を制御し、移動機構４によって基台３０を後方側すなわち収納箱１１００から離間する側に移動させる。これにより、第１アーム３２の駆動だけで収納箱１１００を引き出す場合と比べて第１アーム３２の関節の曲げ角度が浅くなるため、第１アーム３２が基台３０や胴体３１に接触して、収納箱１１００がそれ以上引き出せなくなるのを抑制することができる。そのため、より確実に、収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。
【００３７】
ただし、ステップＳ１１１は、これに限定されず、例えば、第１アーム３２の駆動だけで収納箱１１００を引き出してもよい。また、制御装置９は、棚１０００から収納箱１１００を取り出した後、さらに、胴体３１の駆動を制御し、胴体３１を基台３０に対して捩じってもよい。これにより、収納箱１１００を棚１０００からさらに遠ざけることができ、棚１０００に邪魔されることなく収納箱１１００からワークＷを取り出せる状態となる。
【００３８】
ここで、ステップＳ１０４と同様に、収納箱１１００を手前側に引き出す最中で、この収納箱１１００が棚１０００の柱や隣の収納箱１２００と接触して引っ掛かるおそれがある。収納箱１１００が棚１０００の柱や隣の収納箱１２００に引っ掛かると、それ以上の引き出しが困難となったり、それ以上の引き出しを強引に行うことによって棚１０００が倒れたり、収納箱１２００が収納箱１１００と共に引き出されて棚１０００から落下したりするおそれがある。
【００３９】
そこで、収納箱１１００が棚１０００の柱や隣の収納箱１２００と接触し、この接触により生じる棚１０００や収納箱１２００からの反力を第１アーム３２の力覚センサー３２８から出力される信号に基づいて検出した場合、制御装置９は、第１アーム３２の駆動を制御して、その反力が小さくなる方向、例えば、収納箱１１００に対して生じた反力の方向に収納箱１１００を移動させる。これにより、収納箱１１００が棚１０００や収納箱１２００から離間し、その状態から収納箱１１００の引き出しを再開することにより、収納箱１１００の引き出しをスムーズに行うことができ、さらには、棚１０００の横転や収納箱１２００の落下を抑制することができる。
【００４０】
次に、制御装置９は、ステップＳ１０５に戻って、現在の状態で、第２アーム３３のハンド３３７で収納箱１１００内からワークＷを取り出すことができるかを判断する。Ｎｏの場合、制御装置９は、ステップＳ１０６〜Ｓ１１１を繰り返す。この際、制御装置９は、前回の第２部分Ｐ２よりもさらに基台３０から遠い側の部位を第２部分Ｐ２として決定する。
【００４１】
一方、ステップＳ１０５の判断がＹｅｓの場合、制御装置９は、ステップＳ１１２として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００内のワークＷを撮像し、得られる画像データに基づいて、第２アーム３３の駆動を制御して、第２アーム３３のハンド３３７でワークＷを把持し、把持したワークＷを図示しない作業台へ搬送する。なお、把持したワークＷの搬送先は、特に限定されない。
【００４２】
次に、制御装置９は、ステップＳ１１３として、決められた個数であるＮ個のワークＷを収納箱１１００から前記作業台へ搬送したかを判断し、Ｎ個のワークＷを搬送し終えるまで、ステップＳ１１２、Ｓ１１３を繰り返す。Ｎ個のワークＷを搬送し終えると、制御装置９は、ステップＳ１１４として、第１、第２アーム３２、３３の駆動を制御して、収納箱１１００を棚１０００に戻し、作業を終了する。
【００４３】
なお、棚１０００への収納箱１１００の戻し方は、特に限定されない。例えば、上述の手順を遡るように、まず、第２部分Ｐ２を把持したまま収納箱１１００を棚１０００に半分程度戻し、次に、第１アーム３２のハンド３２７で収納箱１１００の第１部分Ｐ１を把持し直して、そのまま収納箱１１００を奥へ押し戻すことにより、収納箱１１００を棚１０００に戻すことができる。
【００４４】
このようなロボット２の制御方法によれば、収納箱１１００を棚１０００から取り出す際に収納箱１１００を一度持ち替えているため、第１アーム３２と基台３０や胴体３１との接触を効果的に抑制することができる。そのため、より確実に収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。したがって、操作性のよいロボットシステム１となる。
【００４５】
以上、本実施形態のロボットシステム１およびロボット２の制御方法について説明した。このようなロボットシステム１は、前述したように、基台３０と、第１把持部としてのハンド３２７を有し、基台３０に連結された第１アーム３２と、を備えるロボット２と、ロボット２の駆動を制御する制御装置９と、を有する。そして、制御装置９は、ハンド３２７で対象物である収納箱１１００の第１部分Ｐ１を把持する第１ステップとしてのステップＳ１０３と、第１アーム３２によって収納箱１１００を基台３０側に移動させる第２ステップとしてのステップＳ１０４と、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させる第３ステップとしてのステップＳ１０６と、ハンド３２７で収納箱１１００の第１部分Ｐ１よりも基台３０から遠い側に位置する第２部分Ｐ２を把持する第４ステップとしてのステップＳ１１０と、第１アーム３２によって収納箱１１００を基台３０側に移動させる第５ステップとしてのステップＳ１１１と、を行うようにロボット２の駆動を制御する。
【００４６】
このようなロボットシステム１によれば、収納箱１１００を棚１０００から取り出す際に収納箱１１００を一度持ち替えているため、第１アーム３２と基台３０や胴体３１との接触を効果的に抑制することができる。そのため、より確実に収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。したがって、操作性のよいロボットシステム１となる。
【００４７】
また、前述したように、ロボット２の制御方法は、基台３０と、第１把持部としてのハンド３２７を有し、基台３０に連結された第１アーム３２と、を備えるロボット２の制御方法であって、ハンド３２７で対象物としての収納箱１１００の第１部分Ｐ１を把持する第１ステップとしてのステップＳ１０３と、第１アーム３２によって収納箱１１００を基台３０側に移動させる第２ステップとしてのステップＳ１０４と、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させる第３ステップとしてのステップＳ１０６と、ハンド３２７で収納箱１１００の第１部分Ｐ１よりも基台３０から遠い側に位置する第２部分Ｐ２を把持する第４ステップとしてのステップＳ１１０と、第１アーム３２によって収納箱１１００を基台３０側に移動させる第５ステップとしてのステップＳ１１１と、を有する。
【００４８】
このような制御方法によれば、収納箱１１００を棚１０００から取り出す際に収納箱１１００を一度持ち替えているため、第１アーム３２と基台３０や胴体３１との接触を効果的に抑制することができる。そのため、より確実に収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。したがって、ロボット２の操作性を高めることができる。
【００４９】
また、前述したように、ロボット２は、力覚センサー３２８を有し、ステップＳ１０４およびステップＳ１１１では、収納箱１１００が周囲の物体である収納箱１２００と接触し、力覚センサー３２８から出力される信号に基づいて収納箱１２００からの反力を検出した場合、収納箱１１００に対して生じた反力の方向に収納箱１１００を移動させる。すなわち、反力が小さくなる方向に収納箱１１００を移動させる。これにより、収納箱１１００の引っ掛かりを解除でき、収納箱１１００の引き出しをより確実に行うことができる。また、収納箱１２００の意図しない落下を抑制することもできる。
【００５０】
また、前述したように、ロボット２は、力覚センサー３２８を有し、ステップＳ１０６では、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させる際に、力覚センサー３２８から出力される信号に基づいて収納箱１１００から鉛直方向下方側への力、すなわち、収納箱１１００の鉛直方向下方側への変位を検出した場合、収納箱１１００を基台３０から遠い側に向けて移動させる。これにより、収納箱１１００の落下を抑制することができる。
【００５１】
また、前述したように、ステップＳ１１０では、力覚センサー３２８から出力される信号に基づいてハンド３２７を収納箱１１００に這わせながら第２部分Ｐ２まで移動させる。これにより、第２画像データＤ２のみならず、力覚センサー３２８から出力される信号に基づいて移動中のハンド３２７の状態や位置を検出することができるため、より正確かつ迅速に、ハンド３２７で第２部分Ｐ２を把持することができる。
【００５２】
また、前述したように、ロボット２は、撮像部としてのステレオカメラ３５を有し、ステップＳ１０３では、ステレオカメラ３５で収納箱１１００の第１画像データＤ１を取得し、第１画像データＤ１に基づいてハンド３２７で第１部分Ｐ１を把持し、ステップＳ１１０では、ステレオカメラ３５で収納箱１１００の第２画像データＤ２を取得し、第２画像データＤ２に基づいてハンド３２７で第２部分Ｐ２を把持する。このように、第１、第２画像データＤ１、Ｄ２を用いた画像認識によって第１アーム３２の駆動を制御することにより、より精度よく第１アーム３２の駆動を制御することができる。
【００５３】
また、前述したように、ロボット２は、基台３０を移動させる移動機構４を有し、ステップＳ１０４およびステップＳ１１１では、移動機構４により基台３０を収納箱１１００から離間する側に移動させて収納箱１１００を基台３０側に移動させる。これにより、第１アーム３２の駆動だけで収納箱１１００を引き出す場合と比べて第１アーム３２の関節の曲げ角度が浅くなるため、第１アーム３２が基台３０や胴体３１に接触して、収納箱１１００がそれ以上引き出せなくなるのを抑制することができる。そのため、より確実に、収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係るロボットの制御方法を示すフローチャートである。図１０および図１１は、それぞれ、ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【００５５】
本実施形態に係るロボット２の制御方法は、収納箱１１００を第１部分Ｐ１から第２部分Ｐ２に持ち替える際に、第２アーム３３が収納箱１１００を下側から支えていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。したがって、以下の説明では、本実施形態のロボット２の制御方法に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関しては、その説明を省略する。また、図９ないし図１１では、前述した第１実施形態と同様の構成について同一符号を付している。
【００５６】
図９に示すように、まず、制御装置９は、ステップＳ２０１として、移動機構４の駆動を制御して、ロボット２を棚１０００と正対させる。次に、制御装置９は、ステップＳ２０２として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像し、得られる画像データに基づいて、収納箱１１００の第１アーム３２のハンド３２７で把持可能な部分を第１部分Ｐ１として決定する。次に、制御装置９は、ステップＳ２０３として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像して得られる第１画像データＤ１に基づいて第１アーム３２の駆動を制御して、第１アーム３２のハンド３２７で第１部分Ｐ１を把持する。
【００５７】
次に、制御装置９は、ステップＳ２０４として、第１アーム３２の駆動を制御して、収納箱１１００を手前側に引き出す。ステップＳ２０４では、制御装置９は、第１アーム３２の駆動と共に、移動機構４の駆動を制御し、移動機構４によって基台３０を後方側すなわち収納箱１１００から離間する側に移動させる。次に、制御装置９は、ステップＳ２０５として、この状態で、第２アーム３３によって収納箱１１００内からワークＷを取り出すことができるかを判断する。以上のステップＳ２０１〜Ｓ２０５までは、前述した第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。
【００５８】
ステップＳ２０５の判断がＮｏの場合、制御装置９は、ステップＳ２０６として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像し、得られる画像データに基づいて、収納箱１１００の各部から、第２アーム３３のハンド３３７で把持可能な部分であって、第１部分Ｐ１よりも基台３０から遠い側に位置する部分を探し、当該部分を第２部分Ｐ２として決定する。次に、制御装置９は、ステップＳ２０７として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像して得られる画像データに基づいて第２アーム３３の駆動を制御して、第２アーム３３を収納箱１１００の鉛直方向下側に移動させ、図１０に示すように、第２アーム３３で収納箱１１００を鉛直方向下側から支持する。なお、図示の構成では、第２アーム３３のハンド３３７が収納箱１１００を下方から支持しているが、第２アーム３３のどの部位で収納箱１１００を支持するかは、特に限定されない。
【００５９】
次に、制御装置９は、ステップＳ２０８として、第１アーム３２の駆動を制御して、ハンド３２７の爪部Ｆ１、Ｆ２を開き、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させる。次に、制御装置９は、ステップＳ２０９として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像して得られる第２画像データＤ２に基づいて第１アーム３２の駆動を制御して、図１１に示すように、第１アーム３２のハンド３２７で第２部分Ｐ２を把持する。
【００６０】
次に、制御装置９は、ステップＳ２１０として、第１アーム３２の駆動を制御して、収納箱１１００を手前側にさらに引き出す。ステップＳ２１０では、制御装置９は、第１アーム３２の駆動と共に、移動機構４の駆動を制御し、移動機構４によって基台３０を後方側に移動させる。
【００６１】
次に、制御装置９は、ステップＳ２０５に戻って、現在の状態で、第２アーム３３のハンド３３７で収納箱１１００内からワークＷを取り出すことができるかを判断する。Ｎｏの場合、制御装置９は、ステップＳ２０６〜Ｓ２１０を繰り返す。この際、制御装置９は、前回の第２部分Ｐ２よりもさらに基台３０から遠い側の部位を第２部分Ｐ２として決定する。
【００６２】
一方、ステップＳ２０５の判断がＹｅｓの場合、制御装置９は、ステップＳ２１１として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００内のワークＷを撮像し、得られる画像データに基づいて、第２アーム３３の駆動を制御して、第２アーム３３のハンド３３７でワークＷを把持し、把持したワークＷを図示しない作業台へ搬送する。
【００６３】
次に、制御装置９は、ステップＳ２１２として、決められた個数であるＮ個のワークＷを収納箱１１００から前記作業台へ搬送したかを判断し、Ｎ個のワークＷを搬送し終えるまで、ステップＳ２１１、Ｓ２１２を繰り返す。Ｎ個のワークＷを搬送し終えると、制御装置９は、ステップＳ２１３として、第１、第２アーム３２、３３の駆動を制御して、収納箱１１００を棚１０００に戻し、作業を終了する。
【００６４】
このようなロボット２の制御方法によっても、前述した第１実施形態と同様に、収納箱１１００を棚１０００から取り出す際に収納箱１１００を一度持ち替えているため、第１アーム３２と基台３０や胴体３１との接触を効果的に抑制することができる。そのため、より確実に収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。したがって、ロボット２の操作性が向上する。
【００６５】
以上のように、本実施形態のロボット２の制御方法では、ロボット２は、第２把持部としてのハンド３３７を有する第２アーム３３を有し、第３ステップとしてのステップＳ２０８の前に、第２アーム３３を対象物である収納箱１１００の鉛直方向下側に移動させ、収納箱１１００を鉛直方向下側から支持するステップとしてのステップＳ２０７を有する。これにより、収納箱１１００を持ち替える際の、収納箱１１００の落下を効果的に抑制することができる。
【００６６】
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６７】
＜第３実施形態＞
図１２は、本発明の第３実施形態に係るロボットの制御方法を示すフローチャートである。図１３ないし図１５は、それぞれ、ロボットの制御方法を説明するための模式図である。
【００６８】
本実施形態に係るロボット２の制御方法は、収納箱１１００の第２部分Ｐ２を第１アーム３２ではなくて第２アーム３３のハンド３３７で把持すること以外は、前述した第１実施形態と同様である。したがって、以下の説明では、本実施形態のロボット２の制御方法に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関しては、その説明を省略する。また、図１２ないし図１５では、前述した第１実施形態と同様の構成について同一符号を付している。
【００６９】
図１２に示すように、まず、制御装置９は、ステップＳ３０１として、移動機構４の駆動を制御して、ロボット２を棚１０００と正対させる。次に、制御装置９は、ステップＳ３０２として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像し、得られる画像データに基づいて、収納箱１１００の第１アーム３２のハンド３２７で把持可能な部分を第１部分Ｐ１として決定する。次に、制御装置９は、ステップＳ３０３として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像して得られる第１画像データＤ１に基づいて第１アーム３２の駆動を制御して、第１アーム３２のハンド３２７で第１部分Ｐ１を把持する。
【００７０】
次に、制御装置９は、ステップＳ３０４として、第１アーム３２の駆動を制御して、収納箱１１００を手前側に引き出す。ステップＳ３０４では、制御装置９は、第１アーム３２の駆動と共に、移動機構４の駆動を制御し、移動機構４によって基台３０を後方側に移動させる。次に、制御装置９は、ステップＳ３０５として、この状態で、第２アーム３３によって収納箱１１００内からワークＷを取り出すことができるかを判断する。以上のステップＳ３０１〜Ｓ３０５までは、前述した第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。
【００７１】
ステップＳ３０５の判断がＮｏの場合、制御装置９は、ステップＳ３０６として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像し、得られる画像データに基づいて、収納箱１１００の各部から、第２アーム３３のハンド３３７で把持可能な部分であって、第１部分Ｐ１よりも基台３０から遠い側に位置する部分を探し、当該部分を第２部分Ｐ２として決定する。次に、制御装置９は、ステップＳ３０７として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００を撮像して得られる第２画像データＤ２に基づいて第２アーム３３の駆動を制御して、図１３に示すように、第２アーム３３のハンド３３７で第２部分Ｐ２を把持する。
【００７２】
次に、制御装置９は、ステップＳ３０８として、第１アーム３２の駆動を制御して、ハンド３２７の爪部Ｆ１、Ｆ２を開き、図１４に示すように、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させる。このように、収納箱１１００を第１アーム３２から第２アーム３３に持ち替えることにより、つまり、第１アーム３２のハンド３２７で収納箱１１００を把持した状態で第２アーム３３のハンド３３７で収納箱１１００を把持し、その後に、第１アーム３２のハンド３２７を収納箱１１００から放すことにより、前述した第１実施形態のような収納箱１１００の落下を抑制することができる。そのため、ロボット２の駆動の制御がより簡単となると共に、ロボット２の作業効率が向上する。
【００７３】
ただし、これに限定されず、例えば、第１アーム３２のハンド３２７を収納箱１１００から離間させた後に、第２アーム３３のハンド３３７で収納箱１１００の第２部分Ｐ２を把持してもよい。この場合は、前述した第１実施形態のステップＳ１０７と同様に、収納箱１１００の落下を判断するステップを行えばよい。
【００７４】
次に、制御装置９は、ステップＳ３０９として、第２アーム３３の駆動を制御して、図１５に示すように、収納箱１１００を手前側にさらに引き出す。ステップＳ３０９では、制御装置９は、第２アーム３３の駆動と共に、移動機構４の駆動を制御し、移動機構４によって基台３０を後方側に移動させる。なお、図示の構成では、収納箱１１００が棚１０００から完全に取り出された状態となっているが、これに限定されず、収納箱１１００の一部が棚１０００に収まっている状態であってもよい。
【００７５】
次に、制御装置９は、ステップＳ３１０として、現在の状態で、第１アーム３２によって収納箱１１００内からワークＷを取り出すことができるかを判断する。Ｎｏの場合、ステップＳ３０６に戻って、ステップＳ３１０での判断がＹｅｓとなるまで、ステップＳ３０６〜Ｓ３１０を繰り返す。この際、制御装置９は、前回の第２部分Ｐ２よりもさらに基台３０から遠い側の部位を第２部分Ｐ２として決定する。
【００７６】
一方、ステップＳ３１０の判断がＹｅｓの場合、制御装置９は、ステップＳ３１１として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００内のワークＷを撮像し、得られる画像データに基づいて、第１アーム３２の駆動を制御して、第１アーム３２のハンド３２７でワークＷを把持し、把持したワークＷを図示しない作業台へ搬送する。
【００７７】
次に、制御装置９は、ステップＳ３１２として、決められた個数であるＮ個のワークＷを収納箱１１００から前記作業台へ搬送したかを判断し、Ｎ個のワークＷを搬送し終えるまで、ステップＳ３１１、Ｓ３１２繰り返す。Ｎ個のワークＷを搬送し終えると、制御装置９は、ステップＳ３１３として、第１、第２アーム３２、３３の駆動を制御して、収納箱１１００を棚１０００に戻し、作業を終了する。
【００７８】
なお、棚１０００への収納箱１１００の戻し方は、特に限定されない。例えば、上述の手順を遡るように、まず、第２部分Ｐ２をハンド３３７で把持したまま第２アーム３３によって収納箱１１００を棚１０００に半分程度戻し、次に、第１アーム３２のハンド３２７で収納箱１１００の第１部分Ｐ１を把持した後に第２アーム３３を収納箱１１００から離間させることにより収納箱１１００を第１アーム３２に持ち替え、第１アーム３２で収納箱１１００を奥へ押し戻すことにより、収納箱１１００を棚１０００に戻すことができる。
【００７９】
ステップＳ３０５の説明に戻り、ステップＳ３０５の判断がＹｅｓの場合、制御装置９は、ステップＳ３１４として、ステレオカメラ３５で収納箱１１００内のワークＷを撮像し、得られる画像データに基づいて、第２アーム３３の駆動を制御して、第２アーム３３のハンド３３７でワークＷを把持し、把持したワークＷを図示しない作業台へ搬送する。
【００８０】
次に、制御装置９は、ステップＳ３１５として、決められた個数であるＮ個のワークＷを収納箱１１００から前記作業台へ搬送したかを判断し、Ｎ個のワークＷを搬送し終えるまで、ステップＳ３１４、Ｓ３１５を繰り返す。Ｎ個のワークＷを搬送し終えると、制御装置９は、ステップＳ３１３として、第１、第２アーム３２、３３の駆動を制御して、収納箱１１００を棚１０００に戻し、作業を終了する。
【００８１】
このようなロボット２の制御方法によっても、前述した第１実施形態と同様に、収納箱１１００を棚１０００から取り出す際に収納箱１１００を一度持ち替えているため、第１アーム３２と基台３０や胴体３１との接触を効果的に抑制することができる。そのため、より確実に収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。したがって、ロボット２の操作性が向上する。
【００８２】
以上のように、本実施形態のロボット２の制御方法は、基台３０と、第１把持部としてのハンド３２７を有し、基台３０に連結された第１アーム３２と、第２把持部としてのハンド３３７を有する第２アーム３３と、を備えるロボット２の制御方法であって、ハンド３２７で対象物である収納箱１１００の第１部分Ｐ１を把持する第１ステップとしてのステップＳ３０３と、第１アーム３２によって収納箱１１００を基台３０側に移動させる第２ステップとしてのステップＳ３０４と、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させ、ハンド３３７で収納箱１１００の第１部分Ｐ１よりも基台３０から遠い側に位置する第２部分Ｐ２を把持する第３ステップとしてのステップＳ３０７、Ｓ３０８と、第２アーム３３によって収納箱１１００を基台３０側に移動させる第４ステップとしてのステップＳ３０９と、を有する。
【００８３】
このような制御方法によれば、収納箱１１００を棚１０００から取り出す際に収納箱１１００を一度持ち替えているため、第１アーム３２と基台３０や胴体３１との接触を効果的に抑制することができる。そのため、より確実に収納箱１１００を棚１０００から取り出すことができる。したがって、ロボット２の操作性を高めることができる。
【００８４】
また、前述したように、ステップＳ３０７、Ｓ３０８では、ハンド３３７で収納箱１１００の第２部分Ｐ２を把持した後に、ハンド３２７を収納箱１１００から離間させる。これにより、収納箱１１００の落下を効果的に抑制することができる。
【００８５】
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８６】
以上、本発明のロボットの制御方法およびロボットシステムを図示の好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１…ロボットシステム、２…ロボット、３…ロボット本体、３０…基台、３１…胴体、３２…第１アーム、３２１〜３２６…リンク、３２７…ハンド、３２８…力覚センサー、３３…第２アーム、３３１〜３３６…リンク、３３７…ハンド、３３８…力覚センサー、３４…頭部、３５…ステレオカメラ、３７、３８１〜３８６…駆動装置、３９１〜３９６…駆動装置、４…移動機構、４１…前輪、４２…後輪、９…制御装置、９１…ロボット本体制御部、９２…移動機構制御部、１０００…棚、１１００…収納箱、１１１０…摘まみ１１２０…側壁部、１２００…収納箱、Ｆ１、Ｆ２…爪部、Ｐ１…第１部分、Ｐ２…第２部分、Ｓ１０１〜Ｓ１１４、Ｓ２０１〜Ｓ２１３、Ｓ３０１〜Ｓ３１５…ステップ、Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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