(57)【要約】【課題】シート状の対象物を意図した折り目において折ることができるロボットの制御方法を提供する。【解決手段】一対の第１指１４ａ及び一対の第２指１４ｂを有するロボット１０の制御方法は、折り目において折られたシート状の対象物Ｗの折り目Ａ上の第１部位Ｐ１を一対の第１指１４ａが把持し、折り目Ａ上の第２部位Ｐ２を一対の第２指１４ｂが把持する状態において、一対の第１指１４ａにより、第２部位Ｐ２から相対的に離れる方向に第１部位Ｐ１に力を加えることを含む。【選択図】図９
2020131403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットの制御方法であって、
折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加えることを含むロボットの制御方法。
【請求項２】
前記一対の第１指が前記折り目上を前記一対の第２指から離れる方向に摺動することにより、前記第１部位に力を加える請求項１に記載のロボットの制御方法。
【請求項３】
前記一対の第１指及び前記一対の第２指が同一のマニピュレーターに設けられる請求項１又は２に記載のロボットの制御方法。
【請求項４】
前記一対の第１指は、第１マニピュレーターに設けられ、前記一対の第２指は、前記第１マニピュレーターと異なる第２マニピュレーターに設けられる請求項１又は２に記載のロボットの制御方法。
【請求項５】
前記一対の第１指を前記一対の第２指に相対的に接近させることにより、前記折り目と異なる他の折り目において前記対象物を更に折ることを更に含む請求項３又は４に記載のロボットの制御方法。
【請求項６】
作業台上に広げられた前記対象物の前記第１部位に、前記一対の第１指により前記作業台に向かう方向に力を加えながら把持することと、
前記広げられた対象物の前記第２部位に、前記一対の第２指により前記作業台に向かう方向に力を加えながら把持することと、
前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを上昇させることにより、前記対象物を前記折り目において折ることと、
を更に含む請求項１乃至５の何れか１項に記載のロボットの制御方法。
【請求項７】
前記一対の第１指にかかる力を検出する第１力センサーの出力に応じて、前記第１部位に前記一対の第１指により前記作業台に向かう方向に力を加え、
前記一対の第２指にかかる力を検出する第２力センサーの出力に応じて、前記第２部位に前記一対の第２指により前記作業台に向かう方向に力を加える請求項６に記載のロボットの制御方法。
【請求項８】
前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを下降させることにより、前記対象物を載置面に載置することを更に含む請求項１乃至７の何れか１項に記載のロボットの制御方法。
【請求項９】
前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを、前記載置面に対して斜めに下降させることにより、前記対象物を前記載置面に載置する請求項８に記載のロボットの制御方法。
【請求項１０】
一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットを制御する制御装置であって、
折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加える制御装置。
【請求項１１】
一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットと、
折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加えるように前記ロボットを制御する制御装置と、
を備え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、制御装置及びロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、空気圧により対象物をチャックするハンドリング装置において、シート状の対象物の上面側の一部を摘み上げるように変形させて保持する技術を開示する。特許文献２は、一対のフィンガ部が布地に接触した状態で互いに接近することにより、山形に変形された布地の下空間に下側フィンガ部を挿入させる布地処理ロボットを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６２０００号公報
【特許文献２】特開２０１０−５６２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、特許文献１及び２に記載の技術では、シート状の対象物を意図した折り目において折ることが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１態様は、一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットの制御方法であって、折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加えることを含むロボットの制御方法である。
【０００６】
第２態様は、第１態様において、前記一対の第１指が前記折り目上を前記一対の第２指から離れる方向に摺動することにより、前記第１部位に力を加えることである。
【０００７】
第３態様は、第１又は第２態様において、前記一対の第１指及び前記一対の第２指が同一のマニピュレーターに設けられることである。
【０００８】
第４態様は、第１又は第２態様において、前記一対の第１指は、第１マニピュレーターに設けられ、前記一対の第２指は、前記第１マニピュレーターと異なる第２マニピュレーターに設けられることである。
【０００９】
第５態様は、第３又は第４態様において、前記一対の第１指を前記一対の第２指に相対的に接近させることにより、前記折り目と異なる他の折り目において折られた前記対象物を更に折ることを更に含むことである。
【００１０】
第６態様は、第１乃至第５態様の何れかにおいて、作業台上に広げられた前記対象物の前記第１部位に、前記一対の第１指により前記作業台に向かう方向に力を加えながら把持することと、前記広げられた対象物の前記第２部位に、前記一対の第２指により前記作業台に向かう方向に力を加えながら把持することと、前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを上昇させることにより、前記対象物を前記折り目において折ることと、を更に含むことである。
【００１１】
第７態様は、第６態様において、前記一対の第１指にかかる力を検出する第１力センサーの出力に応じて、前記第１部位に前記一対の第１指により前記作業台に向かう方向に力を加え、前記一対の第２指にかかる力を検出する第２力センサーの出力に応じて、前記第２部位に前記一対の第２指により前記作業台に向かう方向に力を加えることである。
【００１２】
第８態様は、第１乃至第７態様の何れかにおいて、前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを下降させることにより、前記対象物を載置面に載置することを更に含むことである。
【００１３】
第９態様は、第８態様において、前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを、前記載置面に対して斜めに下降させることにより、前記対象物を前記載置面に載置することである。
【００１４】
第１０態様は、一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットを制御する制御装置であって、折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加える制御装置である。
【００１５】
第１１態様は、一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットと、折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加えるように前記ロボットを制御する制御装置と、を備えるロボットシステムである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係るロボットシステムの使用環境を説明する図。
【図２】第１実施形態に係るロボットのハンドの外観を説明する図。
【図３】第１実施形態に係るロボットシステムの構成を説明するブロック図。
【図４】第１実施形態に係るロボットの制御方法を説明するフローチャート。
【図５】広げられた対象物を説明する上面図。
【図６】折り目の上方に位置するハンドを説明する側面図。
【図７】対象物に向かって下降したハンドを説明する側面図。
【図８】対象物を把持するハンドを説明する拡大側面図。
【図９】対象物に力を加える第１指及び第２指を説明する正面図。
【図１０】対象物を把持したまま傾斜するハンドを説明する側面図。
【図１１】載置面に対して斜めに下降するハンドを説明する側面図。
【図１２】対象物の載置を完了したハンドを説明する側面図。
【図１３】第１実施形態の第１変形例において対象物を折り畳むハンドを説明する側面図。
【図１４】第１実施形態の第１変形例において対象物を載置するハンドを説明する側面図。
【図１５】第１実施形態の第２変形例において対象物を把持するハンドを説明する上面図。
【図１６】第１実施形態の第２変形例において対象物を更に折るハンドを説明する上面図。
【図１７】第１実施形態の第２変形例において対象物を折り畳むハンドを説明する上面図。
【図１８】第２実施形態において対象物に力を加える第１指及び第２指を説明する正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の第１及び第２実施形態を説明する。各実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものである。各実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとも限らない。本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置、処理等を下記のものに特定されない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。図面においては、同一又は類似の要素には同一又は類似の符号をそれぞれ付して、重複する説明を省略する。図面は模式的であり、実際の寸法及び寸法の相対的比率、配置、構造等と異なる場合が含まれ得る。
【００１８】
以下では、各図面に記載されているように、適宜、互いに直交する３本の軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸として説明する場合がある。この場合、Ｘ軸及びＹ軸に平行な平面を「Ｘ−Ｙ平面」のようにいうことがある。なお、以下における上下左右等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものでない。一般に、例えば視線方向を軸として観察対象を９０°回転すれば上下は左右に、左右は上下に変換して理解され、１８０°回転すれば上下及び左右はそれぞれ反転して理解されることは勿論である。但し、重力の方向が関係する記載に関してはこの限りでない。
【００１９】
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態に係るロボットシステム１は、シート状のワークである対象物Ｗに対する作業を実行するロボット１０と、ロボット１０を制御する制御装置２０とを備える。図１に示す例において、対象物Ｗは、平坦な上面ＴＡを有する作業台Ｔに広げられた状態で載置されている。対象物Ｗは、折り目を有するように折り曲げることができる程度の可撓性を有する。対象物Ｗは、例えば、紙、布、布帛、不織布、フィルム、ウェブ、他のシート等である。対象物Ｗの材料として、例えば、天然繊維、化学繊維、皮革、樹脂材料、及びこれらの複合材料等の種々の材料が採用可能である。
【００２０】
ロボット１０は、本体部１１と、第１アーム１２ａ及び第２アーム１２ｂと、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂと、カメラ１５と、入力装置１６と、表示装置１７とを備える。カメラ１５は、例えば、対象物Ｗを撮影することにより対象物Ｗの映像を制御装置２０に出力する。カメラ１５は、例えば２つの固体撮像素子を有するステレオカメラである。入力装置１６は、ユーザーの操作を受け付け、操作に応じた信号を制御装置２０に出力する入力機器である。入力装置１６として、例えば、キーボード、各種スイッチ、各種ポインティングデバイスが採用可能である。表示装置１７は、制御装置２０による制御に応じて、画像を表示することにより種々の情報をユーザーに提示する出力機器である。表示装置１７は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等である。入力装置１６及び表示装置１７は、一体のユーザーインターフェイスであるタッチパネルとして構成されてもよい。
【００２１】
第１アーム１２ａは、第１ハンド１３ａの位置及び姿勢を決定する第１マニピュレーターである。第１ハンド１３ａは、４本の第１指１４ａを有するエンドエフェクターである。第１指１４ａは、第１ハンド１３ａを介して第１アーム１２ａに設けられる。第２アーム１２ｂは、第２ハンド１３ｂの位置及び姿勢を決定する第２マニピュレーターである。第２ハンド１３ｂは、４本の第２指１４ｂを有するエンドエフェクターである。第２指１４ｂは、第２ハンド１３ｂを介して第２アーム１２ｂに設けられる。第１アーム１２ａ、第１ハンド１３ａ及び第１指１４ａの組と、第２アーム１２ｂ、第２ハンド１３ｂ及び第２指１４ｂの組とは、例えば互いに実質的に同様の構成を有する。重複する説明を省略するため、以下において、第１アーム１２ａ、第１ハンド１３ａ及び第１指１４ａの組と、第２アーム１２ｂ、第２ハンド１３ｂ及び第２指１４ｂの組との何れかの組を指す場合において、単にアーム１２、ハンド１３及び指１４という。
【００２２】
図２に示すように、ハンド１３は、指１４１、指１４２、指１４３及び指１４４からなる４本の指１４を有する把持部である。指１４１〜１４４は、１平面、即ち、図２におけるＸ−Ｙ平面においてＸ軸及びＹ軸に沿って格子状に配列される。例えば、指１４１，１４２と、指１４４，１４３とが対をなして、ハンド１３の中心を通るＹ−Ｚ平面に関して互いに鏡像対称性を有しながらＸ軸に沿って運動する。また、指１４１，１４４と、指１４２，１４３とが対をなして、ハンド１３の中心を通るＸ−Ｚ平面に関して互いに鏡像対称性を有しながらＹ軸に沿って運動する。指１４の各先端は、対をなす他の指の先端と互いに接触できるように、Ｚ軸方向に見た平面パターンにおいて、指１４の各根元よりもハンド１３の中心側に位置する。
【００２３】
このように、対象物Ｗを把持する一対の第１指１４ａは、例えば、第１指１４ａの指１４１，１４４と、指１４１，１４４に対向する指１４２，１４３との対を意味し得る。同様に、一対の第２指１４ｂは、例えば、第２指１４ｂの指１４１，１４４と、指１４１，１４４に対向する指１４２，１４３との対を意味し得る。但し、一対の指１４の総数は４に限るものでなく、例えば２であってもよい、この場合、一対の第１指１４ａは、例えば、第１指１４ａの指１４１と、指１４１に対向する指１４４との対を意味し、一対の第２指１４ｂは、例えば、第２指１４ｂの指１４１と、指１４１に対向する指１４４との対を意味し得る。
【００２４】
図３に示すように、アーム１２は、例えば、アクチュエーター１２１と、エンコーダー１２２と、センサー１２３とを備える。アーム１２は、例えば、複数の相互連結されたリンク及びジョイントを有することにより６軸の自由度を有する。アクチュエーター１２１は、制御装置２０による制御に応じて、アーム１２の複数のリンク及びジョイントを駆動する複数の動力機構である。アクチュエーター１２１は、更に、各ハンド１３の指１４を駆動する。アクチュエーター１２１は、例えばサーボモーター等、電気、油圧、空気圧等の複数のモーターを含む。
【００２５】
エンコーダー１２２は、アーム１２の位置及び姿勢を示す種々の情報を検出して制御装置２０に出力する複数の内界センサーである。センサー１２３は、例えば、アーム１２の動く力やモーメント、ハンド１３が受ける反力等の力を検出する力センサーである。力センサーとして、例えば、並進３軸方向の力成分と、回転３軸回りのモーメント成分の６成分を同時に検出する６軸力センサーを採用可能である。センサー１２３は、加えて、慣性センサー等の他の内界センサーや、距離センサー、イメージセンサー等の他の外界センサーを含み得る。
【００２６】
制御装置２０は、例えば、処理回路２１、駆動回路２２、入出力制御部２３、カメラ制御部２４、記憶部２５を有する。但し、図３のブロック図において、制御装置２０のハードウェア資源は論理的に表現される。制御装置２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デジタルシグナルプロセッサー（ＤＳＰ）、マイクロコントローラー、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等、種々の論理回路を含み得る。制御装置２０は、図１に示す例において本体部１１の内側に収容されるが、本体部１１の外側に配置されてもよい。
【００２７】
処理回路２１は、例えば、ＣＰＵ等の処理装置や回路部品等を含み得る、１または複数の論理回路からなる。処理回路２１は、例えば記憶部２５に記憶されたプログラムを実行することにより、実施形態に記載された各機能を実現する。処理回路２１は、ロボット１０の作業に必要な演算を処理するコンピューターシステムを構成する。駆動回路２２は、処理回路２１による制御に応じてアクチュエーター１２１を制御することにより、アーム１２及びハンド１３を駆動する。例えば、駆動回路２２は、処理回路２１により算出された軌道上をハンド１３が移動するようにアーム１２を駆動し、ハンド１３の指１４を駆動することにより対象物Ｗを把持する。
【００２８】
入出力制御部２３は、例えば、ユーザーの操作に応じて入力装置１６から入力される信号を処理して処理回路２１に出力したり、処理回路２１の制御に応じて画像を表示装置１７に表示させたりする制御回路である。カメラ制御部２４は、カメラ１５の駆動を制御し、カメラ１５により撮影された映像をカメラ１５から取得するカメラ用制御回路である。カメラ制御部２４は、取得した映像を画像処理することにより、例えば作業台Ｔの上面ＴＡに載置された対象物Ｗを認識する。カメラ制御部２４は、センサー１２３にイメージセンサーが含まれる場合、イメージセンサーの駆動を制御して撮影された映像を画像処理するようにしてもよい。
【００２９】
記憶部２５は、例えば、処理回路２１等の動作に必要な一連の処理のプログラムや各種データを記憶する、コンピューターにより読み取り可能な記憶媒体である。記憶部２５は、例えば半導体メモリーからなる。記憶部２５は、不揮発性の補助記憶装置に限るものでなく、ＣＰＵに内蔵されるレジスターやキャッシュメモリー等の主記憶装置を含み得る。記憶部２５は、一体のハードウェアから構成されてもよく、別個の複数のハードウェアから構成されてもよい。
【００３０】
｛ロボットの制御方法｝
以下、図４のフローチャートを用いて、図５〜図１２を参照しながら、ロボットシステム１におけるロボット１０の制御方法として、ロボット１０による対象物Ｗの折り畳み方法の一例を説明する。図４に示す一連の処理は、例えば、ユーザーの操作に応じて、処理回路２１が予めインストールされたプログラムを実行することにより開始される。
【００３１】
図５に示すように、初期状態において、対象物Ｗは広げられた状態で作業台Ｔの上面ＴＡに載置される。カメラ１５が対象物Ｗを撮影することにより、カメラ制御部２４は、対象物Ｗを認識する。処理回路２１は、予めインストールされたプログラムに従って、認識された対象物Ｗにおいて、対象物Ｗの折り畳むときに折り目Ａとなる線を決定する。即ち、載置された対象物Ｗに対応する座標系において、折り目Ａに一致する線を定義する。更に処理回路２１は、認識された対象物Ｗに対して、折り目Ａ上の第１部位Ｐ１と、折り目Ａ上の第１部位Ｐ１と異なる第２部位Ｐ２とを定義する。なお、カメラ１５による対象物Ｗの撮影は必須のステップではない。例えば、教示等により予め記憶部２５に記憶された情報を読み出すことにより、処理回路２１が第１部位Ｐ１及び第２部位Ｐ２を認識する形態もとり得る。
【００３２】
先ず、ステップＳ１０１において、駆動回路２２は、処理回路２１による制御に応じてアクチュエーター１２１を制御することにより、ハンド１３を準備位置に移動させるようにアーム１２を駆動する。即ち、駆動回路２２は、第１部位Ｐ１の上方に定義された準備位置を目標位置として第１ハンド１３ａを移動させるように第１アーム１２ａを駆動する。同様に、駆動回路２２は、第２部位Ｐ２の上方に定義された準備位置に第２ハンド１３ｂを移動させるように第２アーム１２ｂを駆動する。処理回路２１は、例えば、アーム１２の先端に定義された基準点が準備位置に到達することにより、ハンド１３が準備位置に移動したと認識する。
【００３３】
ステップＳ１０２において、駆動回路２２は、アクチュエーター１２１を制御することにより、ハンド１３を作業準備状態にする。即ち、駆動回路２２は、第１指１４ａが第１部位Ｐ１を把持するための準備状態として第１指１４ａが開いた状態となるようにアクチュエーター１２１を制御する。これにより第１指１４ａは、例えば指１４１，１４４と、指１４２，１４３との間に所定の隙間を有するように開かれる。これにより、第１ハンド１３ａは、図６に示すように、第１部位Ｐ１の上方の準備位置において第１指１４ａを開いた作業準備状態となる。同様に、駆動回路２２は、第２指１４ｂが第２部位Ｐ２を把持するための準備状態として第２指１４ｂが開いた状態となるようにアクチュエーター１２１を制御する。
【００３４】
ステップＳ１０３において、駆動回路２２は、アクチュエーター１２１を制御することにより、ハンド１３を対象物Ｗに向かって下降させる。即ち、駆動回路２２は、第１指１４ａの開かれた隙間が第１部位Ｐ１に向かって重力方向に移動するように第１アーム１２ａを駆動する。これにより、第１ハンド１３ａは、図７に示すように、第１指１４ａの隙間における中心が折り目Ａ上に位置するように対象物Ｗに向かって下降する。同様に、駆動回路２２は、第２指１４ｂの開かれた隙間が第２部位Ｐ２に向かって鉛直方向に移動するように第２アーム１２ｂを駆動する。
【００３５】
ステップＳ１０４において、処理回路２１は、指１４が対象物Ｗの把持を開始する把持位置に到達したか否かを判定する。把持位置は、指１４が閉じることにより対象物Ｗを把持することができる程度の位置である。即ち、第１指１４ａが把持位置にあるとき、第１指１４ａの各先端の位置は、図８に示すように、対象物Ｗの上面から下面の間であり、上面から所定の深さの位置である。即ち、第１指１４ａ及び第２指１４ｂは、把持位置において第１部位Ｐ１及び第２部位Ｐ２の上面をそれぞれ押し付けている。処理回路２１は、把持位置に到達したと判定する場合、ステップＳ１０５に処理を進め、把持位置に到達していないと判定する場合、ステップＳ１０７に処理を進める。
【００３６】
処理回路２１は、例えば、センサー１２３の力センサーの出力から取得される指１４が対象物Ｗを押し付ける力に応じて、指１４が把持位置に到達したと判定すればよい。この場合、駆動回路２２は、第１指１４ａにかかる力を検出する第１力センサーの出力に応じて、第１指１４ａに第１部位Ｐ１を押し付けさせる。同様に、駆動回路２２は、第２指１４ｂにかかる力を検出する第２力センサーの出力に応じて、第２指１４ｂに第１部位Ｐ１を押し付けさせる。或いは、処理回路２１は、エンコーダー１２２の出力値により把持位置の判定をしてもよい。その他、処理回路２１は、上面ＴＡに沿う方向、即ち図８におけるＸ−Ｙ平面に沿う方向に指１４の各先端を撮影するイメージセンサーにより把持位置の判定をしてもよく、近接センサーにより把持位置の判定をしてもよい。
【００３７】
ステップＳ１０５において、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じてアクチュエーター１２１を制御することにより、指１４を閉じてハンド１３に対象物Ｗを把持させる。即ち、一対の第１指１４ａは、対象物Ｗの折り目Ａとなる線上の第１部位Ｐ１を押し付けながら把持する。図８に示すように、第１指１４ａが第１部位Ｐ１を把持するために、把持位置、第１指１４ａの表面、対象物Ｗ等の条件は、第１指１４ａと対象物Ｗとの間に作用する摩擦力が、対象物Ｗと上面ＴＡとの間に作用する摩擦力より十分大きくなるように決定される。同様に、一対の第２指１４ｂは、対象物Ｗの折り目Ａとなる線上の第２部位Ｐ２を押し付けながら把持する。
【００３８】
ステップＳ１０６において、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じて、ハンド１３を上昇させることにより、指１４に把持された対象物Ｗを上昇させる。即ち、駆動回路２２は、第１部位Ｐ１を把持する第１指１４ａと、第２部位Ｐ２を把持する第２指１４ｂとを同時に上昇させることにより、対象物Ｗを折り目Ａにおいて折る。例えば、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂは、互いに相対的に固定された状態で、上面ＴＡに垂直方向に上昇する。
【００３９】
ステップＳ１０７において、処理回路２１は、予め定められたエラー処理を実行する。例えば、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じて、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂを予め決定された位置に退避させるように第１アーム１２ａ及び第２アーム１２ｂを駆動する。更に、処理回路２１は、リトライ用のカウンターの値をインクリメントする。
【００４０】
ステップＳ１０８において、処理回路２１は、リトライ可能か否かを判定する。例えば、処理回路２１は、リトライ用のカウンターの値を参照して、値が予め決定された閾値未満である場合にリトライ可能であると判定し、値が閾値以上である場合にリトライ不可であると判定する。処理回路２１は、リトライ可能である場合、ステップＳ１０１に処理を戻し、リトライ不可である場合、処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ１０９において、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じて、把持力、即ち指１４が対象物Ｗを挟み込む力を調整する。処理回路２１は、例えばセンサー１２３から取得した指１４の把持力に応じてアクチュエーター１２１を制御することにより、把持力を調整する。センサー１２３として、トルクセンサー、触覚センサー、空気圧センサー、力センサー等の種々のセンサーが採用可能である。把持力は、例えば、対象物Ｗの種類、厚さ、重量、寸法等の条件に応じて決定される。処理回路２１は、第１指１４ａによる把持力と、第２指１４ｂによる把持力とを互いに異なる値に決定してもよく、互いに異なる条件により決定してもよい。
【００４２】
ステップＳ１１０において、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じて、アーム１２、ハンド１３及び指１４の少なくとも何れかを駆動することにより対象物Ｗを引っ張る。即ち、図９に示すように、折られた対象物Ｗの折り目Ａ上の第１部位Ｐ１を第１指１４ａが把持し、折り目Ａ上の第２部位Ｐ２を第２指１４ｂが把持する状態において、第１指１４ａは、第２部位Ｐ２から相対的に離れる方向に第１部位Ｐ１に力を加える。このとき、第２指１４ｂにより第２部位Ｐ２にも第１部位Ｐ１から離れる方向の力が作用することは勿論である。なお、第１指１４ａ及び第２指１４ｂは、折り目Ａの第１部位Ｐ１及び第２部位Ｐ２の間における張力がステップＳ１１０の直前よりも上昇するように対象物Ｗに力を加えればよい。即ち、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂは、対象物Ｗを同じ位置を把持し続ける必要はなく、少なくとも何れかが対象物Ｗを扱くように摺動してもよい。例えば、第１指１４ａは、把持力を減少された上で折り目Ａ上を第２指１４ｂから離れる方向に摺動することにより、第１部位Ｐ１に力を加えてもよい。
【００４３】
ステップＳ１１１において、処理回路２１は、対象物Ｗの折り目Ａの状態を確認する。カメラ制御部２４は、例えば、カメラ１５により撮影された折り目Ａの映像を画像処理して、折り目Ａの状態を検出する。処理回路２１は、カメラ制御部２４により検出された折り目Ａの形状を確認する。処理回路２１は、その他、力センサー、近接センサー、トルクセンサー、イメージセンサー等のセンサー１２３の出力値に基づいて折り目Ａの状態を確認してもよい。
【００４４】
ステップＳ１１２において、処理回路２１は、ハンド１３に把持された対象物Ｗが所定状態か否かを判定する。即ち、処理回路２１は、対象物Ｗの折り目Ａが直線状である場合において対象物Ｗが所定状態であると判定する。処理回路２１は、対象物Ｗが所定状態である場合、ステップＳ１１３に処理を進め、対象物Ｗが所定状態でない場合、ステップＳ１１４に処理を進める。
【００４５】
ステップＳ１１３において、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じて、対象物Ｗを所定の載置面に載置する。例えば、駆動回路２２は、第１部位Ｐ１を把持する第１指１４ａと、第２部位Ｐ２を把持する第２指１４ｂとの位置関係を、固定した状態で下降させることにより、対象物Ｗを載置面に載置する。このとき、駆動回路２２は、例えば図１０〜図１２に示すように、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂを、折り目Ａに沿う回転軸の周りに回転させた状態で下降させることにより、対象物Ｗを載置面に載置してもよい。なお、図１０〜図１２に示す例では、作業台Ｔの上面ＴＡを載置面とする。
【００４６】
この場合、先ず、図１０に示すように、駆動回路２２は、対象物Ｗを吊った状態で第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂを例えば折り目Ａの周りに回転させて載置面に対して傾斜させる。次いで、図１１に示すように、駆動回路２２は、第１部位Ｐ１を把持する第１指１４ａと、第２部位Ｐ２を把持する第２指１４ｂとを、載置面に対して斜めに下降させる。このとき、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂの移動方向の水平成分の方向は、当該傾斜による第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂの移動方向の水平成分の方向に一致する。第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂの移動方向は、例えば、下降により載置面に接触した対象物Ｗにしわが発生しないように決定される。載置面を基準とする第１指１４ａ及び第２指１４ｂの高さが所定値となると、駆動回路２２は、図１２に示すように、第１指１４ａ及び第２指１４ｂを開いて対象物Ｗを放す。以上により、折り目Ａにおいて折られた対象物Ｗの載置が完了する。
【００４７】
ステップＳ１１４において、処理回路２１は、予め定められたエラー処理を実行する。例えば、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じて、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂを予め決定された初期位置に退避させるように第１アーム１２ａ及び第２アーム１２ｂを駆動する。更に、処理回路２１は、リトライ用のカウンターの値をインクリメントする。
【００４８】
ステップＳ１１５において、処理回路２１は、リトライ可能か否かを判定する。例えば、処理回路２１は、リトライ用のカウンターの値を参照して、値が予め決定された閾値未満である場合にリトライ可能であると判定し、値が閾値以上である場合にリトライ不可であると判定する。処理回路２１は、リトライ可能である場合、直近のステップＳ１０９で決定された把持力を更新してステップＳ１０９に処理を戻し、リトライ不可である場合、処理を終了する。
【００４９】
以上のように、ロボットシステム１によれば、折り目Ａとなる線上の第１部位Ｐ１及び第２部位Ｐ２を第１指１４ａ及び第２指１４ｂにより把持した後に引っ張ることにより、シート状の対象物Ｗを意図した折り目Ａにおいて簡単且つ綺麗に折ることができる。
【００５０】
｛第１変形例｝
上述の第１実施形態において、ロボット１０が対象物Ｗを２つ折りの状態で載置面に載置する例を説明したが、ロボット１０は、対象物Ｗを１方向に四つ折りした状態で載置面に載置してもよい。第１実施形態の第１変形例において、駆動回路２２が、対象物Ｗを把持する第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂを下降させる間に、水平成分の移動方向を制御することにより、対象物Ｗは四つ折りの状態で載置面に載置される。
【００５１】
図４のフローチャートのステップＳ１１３において、先ず、駆動回路２２は、図１０に示すように、対象物Ｗを吊った状態で第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂを例えば折り目Ａの周りに回転させて載置面に対して傾斜させる。次いで、図１１に示すように、駆動回路２２は、第１部位Ｐ１を把持する第１指１４ａと、第２部位Ｐ２を把持する第２指１４ｂとを、載置面に対して斜めに下降させる。このとき、上述の通り、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂの移動方向の水平成分の方向は、傾斜による第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂの移動方向の水平成分の方向に一致する。但し、第１実施形態の第１変形例において、駆動回路２２は、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂの傾き及び移動方向を、下降の途中で変更する。
【００５２】
即ち、図１３に示すように、駆動回路２２は、処理回路２１の制御に応じて、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂを下降させる途中で、図１０を用いて説明した回転方向と反対方向に回転させる。これにより、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂは、図１１に示す傾きから反転された傾きを有するように載置面に対して傾斜される。更に、駆動回路２２は、第１ハンド１３ａ及び第２ハンド１３ｂの移動方向の水平成分の方向を反転することにより、折り目Ａにおいて折られた対象物Ｗは、更に折られる。載置面を基準とする第１指１４ａ及び第２指１４ｂの高さが所定値となると、駆動回路２２は、図１４に示すように、第１指１４ａ及び第２指１４ｂを開いて対象物Ｗを放す。以上により、１方向に四つ折りの状態、即ち、折り目Ａを含む３本の折り目により４つの領域に区分されるように折り畳まれた状態の対象物Ｗの載置が完了する。
【００５３】
｛第２変形例｝
第１実施形態の第２変形例では、ロボット１０が対象物Ｗを２方向に４つ折りする例について説明する。図４のフローチャートのステップＳ１１３の処理の開始時において、対象物Ｗは、第１指１４ａ及び第２指１４ｂにより把持された状態で吊られている。このとき、図１５に示すように、対象物Ｗは、上方から見た平面パターンにおいて、Ｘ軸に沿って直線状に延伸する折り目Ａを有する。
【００５４】
駆動回路２２は、第１指１４ａを第２指１４ｂに相対的に接近させることにより、折り目Ａにおいて折られた対象物Ｗを更に折る。図１６に示すように、駆動回路２２は、例えば、更なる折り目となる予定の直線の周りに回転するように、第１指１４ａを第２指１４ｂに相対的に接近させる。駆動回路２２は、図１７に示すように、第１指１４ａ及び第２指１４ｂの各先端を更に互いに接近させていく。これにより、対象物Ｗは、２方向に四つ折りの状態、即ち、折り目Ａと折り目Ａに直交する他の折り目とにより４つの領域に区分されるように折り畳まれた状態となる。折り畳まれた対象物Ｗは、第１実施形態において説明したように、第１指１４ａ及び第２指１４ｂを載置面に対して斜めに下降させることにより載置され得る。
【００５５】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るロボットシステムは、第１部位Ｐ１を把持する一対の第１指と、第２部位Ｐ２を把持する一対の第２指が同一のハンドを介して同一のマニピュレーターに設けられる点で第１実施形態と異なる。第２実施形態において説明しない構成、作用及び効果は、第１実施形態と実質的に同様であるため省略する。
【００５６】
以下において、図１８に示すように、第１部位Ｐ１を把持する一対の第１指を指１４１，１４２、第２部位Ｐ２を把持する一対の第２指を指１４３，１４４として例示的に説明する。この場合、駆動回路２２は、図５のように広げられた対象物Ｗに定義された第１部位Ｐ１及び第２部位Ｐ２の上方の準備位置に指１４１，１４２及び指１４３，１４４のそれぞれを移動させる。次いで、駆動回路２２は、指１４１，１４２及び指１４３，１４４のそれぞれの間を開くことにより作業準備状態とし、アーム１２を駆動して対象物Ｗに向かって下降させることにより、指１４１，１４２及び指１４３，１４４を把持位置に移動させる。次いで、駆動回路２２は、指１４１，１４２及び指１４３，１４４のそれぞれを閉じることにより、対象物Ｗを把持する状態で上昇させる。
【００５７】
次いで、駆動回路２２は、指１４１，１４２及び指１４３，１４４のそれぞれが対象物Ｗを挟み込む力を調整し、指１４１，１４２により、第２部位Ｐ２から相対的に離れる方向に第１部位Ｐ１に力を加える。その後、ハンド１３を載置面に対して斜めに下降させることにより、折り目Ａにおいて折られた対象物Ｗが載置面に載置される。このように、折り目Ａとなる線上の第１部位Ｐ１及び第２部位Ｐ２を第１指及び第２指により把持した後に引っ張ることにより、シート状の対象物Ｗを意図した折り目Ａにおいて簡単且つ綺麗に折ることができる。
【００５８】
次いで、駆動回路２２は、指１４１，１４２及び指１４３，１４４を相対的に接近させることにより、折り目Ａにおいて折られた対象物Ｗを更に折る。これにより、対象物Ｗは、２方向に四つ折りの状態、即ち、折り目Ａと折り目Ａに直交する他の折り目とにより４つの領域に区分されるように折り畳まれた状態となる。折り畳まれた対象物Ｗは、第１実施形態において説明したように、第１指１４ａ及び第２指１４ｂを載置面に対して斜めに下降させることにより載置され得る。
【００５９】
［他の実施形態］
以上のように実施形態を説明したが、本発明はこれらの開示に限定されるものではない。各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成に置換されてよく、また、本発明の技術的範囲内において、各実施形態における任意の構成が省略されたり追加されたりしてもよい。このように、これらの開示から当業者には様々な代替の実施形態が明らかになる。
【００６０】
例えば、既に述べた第１実施形態において、ハンド１３が有する指１４の総数は４に限るものでなく２以上であればよい。また、第１及び第２実施形態において、アクチュエーター１２１、エンコーダー１２２、センサー１２３等は、ハンド１３に配置されてもよい。同様に、センサー１２３は、本体部１１及びアーム１２の外部に配置されてもよい。
【００６１】
更に、図４のフローチャートにおけるステップＳ１０２及びＳ１０３の処理は互いに並列に実行されてもよい。また、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理やステップＳ１１４及びＳ１１５の処理は適宜省略され、一連の処理が終了されてもよい。また、ステップＳ１１３において、対象物Ｗを載置することなく、他の処理が実行されてもよい。
【００６２】
その他、上述の各構成を相互に応用した構成等、本発明は以上に記載しない様々な実施形態を含むことは勿論である。本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００６３】
以下に、上述した実施形態から導き出される内容を、各態様として記載する。
【００６４】
第１態様は、一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットの制御方法であって、折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第一対の２部位を前記第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加えることを含むロボットの制御方法である。
【００６５】
第１態様によれば、第１部位を把持する第１指と第２部位を把持する第２指とにより、折り目上の張力を増加させることにより、シート状の対象物を意図した折り目において簡単且つ綺麗に折ることができる。
【００６６】
第２態様は、第１態様において、前記一対の第１指が前記折り目上を前記一対の第２指から離れる方向に摺動することにより、前記第１部位に力を加えることである。
【００６７】
第２態様によれば、第１指が折り目上を摺動することにより、折り目上に均一に張力を発生させることができるので、対象物を意図した折り目において更に綺麗に折ることができる。
【００６８】
第３態様は、第１又は第２態様において、前記一対の第１指及び前記一対の第２指が同一のマニピュレーターに設けられることである。
【００６９】
第３態様によれば、単一のマニピュレーターを用いて対象物を折り目において折る作業が実行可能となる。このため、複数のマニピュレーターを備えるロボットでは、他のマニピュレーターにより他の作業を実行することが可能となる。また、マニピュレーターを駆動するための処理負荷が低減される。
【００７０】
第４態様は、第１又は第２態様において、前記一対の第１指は、第１マニピュレーターに設けられ、前記一対の第２指は、前記第１マニピュレーターと異なる第２マニピュレーターに設けられることである。
【００７１】
第４態様によれば、対象物の折り目の長さを増加させることができるため、作業可能な対象物の寸法、種類等を増加させることができる。なお、この効果は、第３態様の第１指と第２指とが離れ得る最大距離と比較して、第４態様の第１指と第２指とが離れ得る最大距離より長いことを前提条件とした場合に成り立つものである。
【００７２】
第５態様は、第３又は第４態様において、前記一対の第１指を前記一対の第２指に相対的に接近させることにより、前記折り目と異なる他の折り目において折られた前記対象物を更に折ることを更に含むことである。
【００７３】
第５態様によれば、第１指及び第２指を用いて対象物を四つ折りにすることができる。
【００７４】
第６態様は、第１乃至第５態様の何れかにおいて、作業台上に広げられた前記対象物の前記第１部位に、前記一対の第１指により前記作業台に向かう方向に力を加えながら把持することと、前記広げられた対象物の前記第２部位に、前記一対の第２指により前記作業台に向かう方向に力を加えながら把持することと、前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを上昇させることにより、前記対象物を前記折り目において折ることと、を更に含むことである。
【００７５】
第６態様によれば、対象物を把持するタイミングで第１部位及び第２部位に折り目を発生させ、対象物を上昇させるタイミングで対象物を折ることができるので、簡単且つ短時間に対象物を折ることができる。
【００７６】
第７態様は、第６態様において、前記一対の第１指にかかる力を検出する第１力センサーの出力に応じて、前記第１部位に前記一対の第１指により前記作業台に向かう方向に力を加え、前記一対の第２指にかかる力を検出する第２力センサーの出力に応じて、前記第２部位に前記一対の第２指により前記作業台に向かう方向に力を加えることである。
【００７７】
第７態様によれば、第１及び第２力センサーの出力に応じて対象物を押し付けるため、より確実に対象物を把持することができる。
【００７８】
第８態様は、第１乃至第７態様の何れかにおいて、前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを下降させることにより、前記対象物を載置面に載置することを更に含むことである。
【００７９】
第８態様によれば、第１指及び第２指を用いて対象物を載置することができる。
【００８０】
第９態様は、第８態様において、前記第１部位を把持する前記一対の第１指と、前記第２部位を把持する前記一対の第２指とを、前記載置面に対して斜めに下降させることにより、前記対象物を前記載置面に載置することである。
【００８１】
第９態様によれば、折られた対象物を載置する際に、折られた状態が崩れる可能性を低減することができる。
【００８２】
第１０態様は、一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットを制御する制御装置であって、折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加える制御装置である。
【００８３】
第１０態様によれば、第１部位を把持する第１指と第２部位を把持する第２指とにより、折り目上の張力を増加させることにより、シート状の対象物を意図した折り目において簡単且つ綺麗に折ることができる。
【００８４】
第１１態様は、一対の第１指及び一対の第２指を有するロボットと、折り目において折られたシート状の対象物の前記折り目上の第１部位を前記一対の第１指が把持し、前記折り目上の第２部位を前記一対の第２指が把持する状態において、前記一対の第１指により、前記第２部位から相対的に離れる方向に前記第１部位に力を加えるように前記ロボットを制御する制御装置と、を備えるロボットシステムである。
【００８５】
第１１態様によれば、第１部位を把持する第１指と第２部位を把持する第２指とにより、折り目上の張力を増加させることにより、シート状の対象物を意図した折り目において簡単且つ綺麗に折ることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…ロボットシステム、１０…ロボット、１１…本体部、１２…アーム、１２ａ…第１アーム、１２ｂ…第２アーム、１３…ハンド、１３ａ…第１ハンド、１３ｂ…第２ハンド、１４…指、１４ａ…第１指、１４ｂ…第２指、１５…カメラ、１６…入力装置、１７…表示装置、２０…制御装置、２１…処理回路、２２…駆動回路、２３…入出力制御部、２４…カメラ制御部、２５…記憶部、１２１…アクチュエーター、１２２…エンコーダー、１２３…センサー、１４１〜１４４…指、Ｐ１…第１部位、Ｐ２…第２部位。
【図１】
2020131403.tif 000003
【図２】
2020131403.tif 000004
【図３】
2020131403.tif 000005
【図４】
2020131403.tif 000006
【図５】
2020131403.tif 000007
【図６】
2020131403.tif 000008
【図７】
2020131403.tif 000009
【図８】
2020131403.tif 000010
【図９】
2020131403.tif 000011
【図１０】
2020131403.tif 000012
【図１１】
2020131403.tif 000013
【図１２】
2020131403.tif 000014
【図１３】
2020131403.tif 000015
【図１４】
2020131403.tif 000016
【図１５】
2020131403.tif 000017
【図１６】
2020131403.tif 000018
【図１７】
2020131403.tif 000019
【図１８】
2020131403.tif 000020