(57)【要約】【課題】ロボットアームの作業対象となるワークの位置をロボットアームの移動途中で正確に把握することで、ワークに対する作業精度の向上を図る。【解決手段】本発明に係るロボットアームの移動方法は、制御対象となるロボットアーム１１の初期位置Ｐｉを取得する工程Ｓ１と、ロボットアーム１１の目標位置Ｐｔを設定する工程Ｓ２と、ロボットアーム１１の現在位置を取得する工程Ｓ３と、ロボットアーム１１の位置情報を補正する工程Ｓ４と、ワークＷの位置を取得する工程Ｓ５、及びロボットアーム１１の目標位置Ｐｔを補正する工程Ｓ６とを備える。【選択図】図１
2018015834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して所定の作業を行うための目標位置にロボットアームを移動するための方法であって、
前記ロボットアームの初期位置を取得する工程と、
前記目標位置を設定する工程と、
前記ロボットアームを前記初期位置から前記目標位置に向けて移動させる途中で、前記ロボットアームに対する前記ワークの相対位置を取得する工程、及び
前記ロボットアームに対する前記ワークの相対位置に基づいて、前記目標位置を補正する工程とを備える、ロボットアームの移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームの移動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場等において生産性を向上させるべく、各種のロボットによる自動化が推進されている。この種のロボットとしては、多関節アームを備えた多自由度のロボットアームが広く普及しており、例えばその先端部に各種のエンドエフェクタを着脱自在に取り付けること等により、多様な作業に対応可能としている。
【０００３】
ところで、このロボットアームは、そのアーム長さ、エンドエフェクタの重量、自身の撓み等の影響により、実際の位置や姿勢が要求された位置や姿勢とは異なることがあり、その精度低下が問題となっている。
【０００４】
そこで、本出願人は、簡易にロボットアームの位置を補正（キャリブレーション）するための方法を提案している（特許文献１を参照）。この位置補正方法は、ロボットアームの先端から所定パターンの光を基準面となるスクリーンに照射し、照射された光がスクリーン上に形成する像の形状を画像データとして取得する。そして、予めロボットアームが基準位置にある場合における上記像の形状である標準画像データと比較して、ロボットアームを基準位置に移動するための補正値を算出し、算出した補正値に基づいてロボットアームを移動させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１５−６８７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、特許文献１に記載の補正方法を利用すれば、移動途中でロボットアームの実際の先端位置を知ることができるので、適宜この情報をフィードバックしてロボットアームの先端部を精度よく目標位置に移動することが可能となる。
【０００７】
一方で、この種のロボットアームが例えばピッキングロボットである場合、ロボットアーム自身の撓み等による位置のずれだけでなく、ピッキング対象となるワークの位置が問題になることがある。すなわち、治具等を用いた位置決めを伴うことなくワークを載置する場合には、必ずしもワークが予め想定されている位置に置かれているとは限らない。そのため、たとえロボットアームが特許文献１に記載の如き方法によって実際の先端位置をリアルタイムで把握しながら接近したとしても、ワークが予め想定されている位置からずれた位置にあったのでは、安定してピッキングを行うことができない。
【０００８】
もちろん、以上に述べた問題は何もピッキングロボットに限ったことではなく、ワークに対して所定の作業を行うためにワーク近傍の目標位置にロボットアームを精度よく移動させる場合全てに当てはまる。
【０００９】
以上の事情に鑑み、本明細書では、ロボットアームの作業対象となるワークの位置をロボットアームの移動途中で正確に把握することで、ワークに対する作業精度の向上を図ることを、本発明により解決すべき技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題の解決は、本発明に係るロボットアームの移動方法によって達成される。すなわち、この移動方法は、ワークに対して所定の作業を行うための目標位置にロボットアームを移動するための方法であって、ロボットアームの初期位置を取得する工程と、目標位置を設定する工程と、ロボットアームを初期位置から目標位置に向けて移動させる途中で、ロボットアームに対するワークの相対位置を取得する工程、及びロボットアームに対するワークの相対位置に基づいて、目標位置を補正する工程とを備える点をもって特徴付けられる。
【００１１】
このように、ロボットアームを初期位置から目標位置に向けて移動させる途中で、ロボットアームに対するワークの相対位置を取得することによって、例えばその時点で予め想定されているロボットアームとワークとの相対位置関係からのずれがあった場合、ロボットアームの目標位置を修正する必要があることがわかる。よって、この場合に、ロボットアームに対するワークの相対位置に基づいて、目標位置を補正することにより、ワークが実際に置かれている位置に応じて的確な位置（補正後の目標位置）にロボットアームを移動させることができる。従って、例えばロボットアームがピッキングロボットである場合、ワークのピッキングミスを可及的に回避して、高精度なピッキング作業を実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、ロボットアームによるアクセスの対象となるワークの位置をロボットアームの移動途中で正確に把握することで、ワークに対する作業精度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットアームの移動方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】図１に示す方法を実施するためのロボットアームの移動装置の全体構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示す移動方法の手順のうちロボットアームの現在位置を取得する工程の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す移動方法の手順のうちワークの位置を取得する工程の詳細を示すフローチャートである。
【図５】ロボットアームが初期位置から目標位置まで移動する途中でラインレーザーを基準面に照射する動作を概念的に示す要部側面図である。
【図６】ラインレーザーの照射態様を説明するための要部側面図である。
【図７】図６に示す基準面を矢印Ａの向きから見た図である。
【図８】基準面までの距離分布とロボットアームの先端位置及び姿勢との関係を説明するための要部側面図である。
【図９】基準面及びワーク表面に照射された第三のラインレーザーの被照射領域の形状と当該被照射領域に対するワークの相対位置を示す要部側面図である。
【図１０】基準面及びワーク表面に照射された第四のラインレーザーの被照射領域の形状と当該被照射領域に対するワークの相対位置を示す要部側面図である。
【図１１】ロボットアームの現在位置を取得する工程の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示す手順でロボットアームの現在位置を取得する場合に使用される装置の要部側面図である。
【図１３】図１２に示す基準面を矢印Ｂの向きから見た図である。
【図１４】ラインレーザーの照射により基準面上に形成された像の一例と基準像との関係を示す図である。
【図１５】ラインレーザーの照射により基準面上に形成された像の他の例と基準像との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るロボットアームの移動方法の手順を示すフローチャートである。また、図２は、図１に示す移動方法を実施する際に使用される移動装置１０の全体構成を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る移動方法は、制御対象となるロボットアーム１１の初期位置Ｐｉを取得する工程Ｓ１と、ロボットアーム１１の目標位置Ｐｔを設定する工程Ｓ２と、ロボットアーム１１の現在位置を取得する工程Ｓ３と、ロボットアーム１１の位置情報を補正する工程Ｓ４と、ワークＷの位置を取得する工程Ｓ５、及びロボットアーム１１の目標位置Ｐｔを補正する工程Ｓ６とを備える。
【００１６】
また、図１に示す手順のうちロボットアーム１１の現在位置を取得する工程Ｓ３は、本実施形態では、基準面１２にラインレーザーＬ１，Ｌ２を照射して（図２を参照）、基準面１２のうちラインレーザーＬ１，Ｌ２が照射された領域（以降、単に被照射領域Ｒ１，Ｒ２と称する。）までの距離分布を取得する工程Ｓ３１と、被照射領域Ｒ１，Ｒ２の固定系座標位置を算出する工程Ｓ３２と、取得した距離分布及び固定系座標位置に基づきロボットアーム１１の現在位置及び姿勢を算出する工程Ｓ３３とを有する。
【００１７】
また、図１に示す手順のうちワークＷの現在位置を取得する工程Ｓ５は、本実施形態では、基準面１２上のワークＷにラインレーザーＬ３，Ｌ４を照射して、基準面１２及びワークＷ表面のうちラインレーザーＬ３，Ｌ４が照射された領域（以降、単に被照射領域Ｒ３，Ｒ４と称する。）の形状及びワークＷの相対位置を取得する工程Ｓ５１と、被照射領域Ｒ３，Ｒ４の固定系座標位置を算出する工程Ｓ５２と、取得した形状と相対位置、及び固定系座標位置に基づきワークＷの位置及び姿勢を算出する工程Ｓ５３とを有する。
【００１８】
また、本発明に係る移動方法の適用対象となるロボットアーム１１としては、例えば多軸多関節型のものが使用される。図２に示すロボットアーム１１は、その先端部１３にエンドエフェクタとしてのピッキングツール１４を取り付けてなるもので、少なくとも初期位置ＰｉからワークＷに対するピッキング作業が可能な目標位置Ｐｔまでの間を移動できるようになっている。
【００１９】
ロボットアーム１１の先端部１３には、基準面１２に向けて所定形態のレーザー（本実施形態では互いに直交する第一のラインレーザーＬ１と第二のラインレーザーＬ２）を照射して、それぞれ対応する第一の被照射領域Ｒ１と第二の被照射領域Ｒ２までの距離分布を取得可能な第一のレーザーセンサ１５が設けられている。また、先端部１３には、基準面１２上のワークＷに向けて所定形態のレーザー（本実施形態では互いに直交する第三のラインレーザーＬ３と第四のラインレーザーＬ４）を照射して、それぞれ対応する第三の被照射領域Ｒ３と第四の被照射領域Ｒ４の形状及びワークＷの相対位置を所得可能な第二のレーザーセンサ１６が設けられている。本実施形態では、第一のレーザーセンサ１５と第二のレーザーセンサ１６とが先端部１３の側方に並べて配設されており（図２を参照）、これら双方のレーザーセンサ１５，１６の相対位置は不変（一定）である。もちろん、ワークＷの種類やレーザーの照射条件等に応じて双方のレーザーセンサ１５，１６の相対位置を任意に変更することも可能である。
【００２０】
なお、上述した各レーザーセンサ１５，１６としては、例えば三角測距方式のレーザー変位センサなどが好適に使用されるが、もちろんこれ以外の測定方式のレーザー変位センサなど距離分布や二次元形状を測定可能な限りにおいて任意のレーザーセンサを使用することも可能である。
【００２１】
ロボットアーム１１による所定の作業（ここではピッキング作業）対象となるワークＷは、図２に示すように、定盤１７上の所定位置に載置される。本実施形態では、定盤１７の上面が基準面１２となる。また、ここでいう所定位置は、必ずしもピッキング作業に必要な精度を確保できる程度に定まったものではなく、ある程度の範囲に含まれる程度の意味である。また、この際のワークＷの載置姿勢についても一定ではなく、ある程度のばらつきが許容されている。なお、本実施形態では、基準面１２は固定系座標においてＸ方向とＹ方向に平行であり、基準面１２の法線方向がＺ方向に一致している（何れも図２を参照）。
【００２２】
制御装置１８は、ロボットアーム１１、各レーザーセンサ１５，１６との間で情報を送受信可能なように構成されており、これによりロボットアーム１１、各レーザーセンサ１５，１６に所定の動作指令を送信し、あるいはロボットアーム１１、各レーザーセンサ１５，１６が取得した情報を受信できるように構成されている。なお、本実施形態（図２に示す形態）では、制御装置１８をロボットアーム１１と別体に設ける場合を例示しているが、制御装置１８の構成態様はこれには限られない。例えばロボットアーム１１の制御部が制御装置１８を兼ねる構成など、任意の構成をとることが可能である。
【００２３】
以下、本実施形態に係るロボットアーム１１の移動方法の一例を、主に図１、図３、図４に示すフローチャートに沿って説明する。
【００２４】
（Ｓ１）初期位置取得工程
（Ｓ２）目標位置設定工程
まず、ロボットアーム１１の移動を開始する際の先端部１３の位置である初期位置Ｐｉ（図１）を取得すると共に、最終的にワークＷに対して所定の作業（ここではピッキング作業）を行い得る位置である目標位置Ｐｔ（図１）を設定する。そして、これら初期位置Ｐｉと目標位置Ｐｔとに基づいて、制御装置１８は、初期位置Ｐｉから目標位置Ｐｔに至る適切な移動経路を設定し、当該移動経路に基づいた動作指令をロボットアーム１１に送信する。これにより、ロボットアーム１１は目標位置Ｐｔに向けた動作を開始する。
【００２５】
（Ｓ３）現在位置取得工程
（Ｓ３１）距離分布取得工程
ロボットアーム１１が目標位置Ｐｔに向けて所定距離だけ移動した時点で、ロボットアーム１１の先端部１３の現在位置を取得するための動作を行う。すなわち、本実施形態では、図５に示すように、ロボットアーム１１の移動途中において、先端部１３に取り付けられた第一のレーザーセンサ１５により基準面１２の所定領域に向けて二本のラインレーザー（第一のラインレーザーＬ１及び第二のラインレーザーＬ２）を照射する。本実施形態では、図６及び図７に示すように互いに直交する向きに伸びる第一及び第二のラインレーザーＬ１，Ｌ２をワークＷに隣接する領域に照射する。そして、その反射波から得られた情報に基づいて、基準面１２上に形成された各ラインレーザーＬ１，Ｌ２の被照射領域Ｒ１，Ｒ２までの距離分布を算出する。
【００２６】
図８は、第一のレーザーセンサ１５から、第一のラインレーザーＬ１の被照射領域Ｒ１までの距離分布を示している。図８に示す例では、Ｙ方向に伸びる第一の被照射領域Ｒ１の一端（図８でいえば左側端部）までの距離ｄ１が最も小さく、第一の被照射領域Ｒ１の他端（図８でいえば右側端部）までの距離ｄ２が最も大きくなっている。このようにして、第一のレーザーセンサ１５から第一の被照射領域Ｒ１までの距離分布が取得される。同様にして、第一のレーザーセンサ１５から、Ｘ方向に伸びる第二の被照射領域Ｒ２（図７を参照）までの距離分布が取得される。
【００２７】
（Ｓ３２）固定系座標位置算出工程
本実施形態では、図２及び図７に示すように、固定系座標（ＸＹＺ座標）位置の基準となる固定系座標目盛１９が格子状に設けられている。よって、上述のように二本のラインレーザーＬ１，Ｌ２を照射した際、被照射面となる基準面１２上に設けられた固定系座標目盛１９の位置を各被照射領域Ｒ１，Ｒ２に対する相対位置として取得することにより、固定系座標位置が既に分かっている固定系座標目盛１９との関係で、各被照射領域Ｒ１，Ｒ２の固定系座標位置を算出することが可能となる。
【００２８】
例えば図７に示すように、第一の被照射領域Ｒ１と第二の被照射領域Ｒ２との交差点Ｐ１の移動系座標位置（ｘｙｚ座標位置）を原点とした場合に、第二の被照射領域Ｒ２と固定系座標目盛１９との交差点Ｐ２の移動系座標位置が（ｘ１、ｙ１、ｚ１）であるとする。また、固定系座標目盛１９のうち第二の被照射領域Ｒ２との交差点Ｐ２における固定系座標位置（ＸＹＺ座標位置）を（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）とする。この場合、第一の被照射領域Ｒ１と第二の被照射領域Ｒ２との交差点Ｐ１の固定系座標位置は（Ｘ１−ｘ１、Ｙ１−ｙ１、Ｚ１−ｚ１）となる。このようにして各被照射領域Ｒ１，Ｒ２の固定系座標位置を算出することが可能となる。この場合、各ラインレーザーＬ１，Ｌ２が予め想定している固定系座標目盛１９と交差するようにその照射位置や照射範囲を設定することが望ましい。
【００２９】
（Ｓ３３）現在位置算出工程
上述のように工程Ｓ３１、工程Ｓ３２で取得した第一のレーザーセンサ１５から各被照射領域Ｒ１，Ｒ２までの距離分布と、各被照射領域Ｒ１，Ｒ２の固定系座標位置とに基づいて、ロボットアーム１１の先端部１３の現在位置及びＸＹＺ座標における姿勢を算出する。すなわち、各被照射領域Ｒ１，Ｒ２の固定系座標位置は判明しているので、各被照射領域Ｒ１，Ｒ２の代表点（例えば図７に示す交差点Ｐ１）に対する第一のレーザーセンサ１５の位置から、第一のレーザーセンサ１５の固定系座標位置を算出することができる。また、第一のレーザーセンサ１５と先端部１３との位置関係は一定であるから、第一のレーザーセンサ１５の固定系座標位置が分かれば、先端部１３の固定系座標位置を直ちに算出することができる。
【００３０】
また、各被照射領域Ｒ１，Ｒ２までの距離分布が分かっていれば、図８に示すように基準面１２に対する第一のレーザーセンサ１５の姿勢、言い換えると固定系座標における第一のレーザーセンサ１５の姿勢が分かる。また、第一のレーザーセンサ１５と先端部１３との位置関係は一定であるから、第一のレーザーセンサ１５の姿勢が分かれば、固定系座標における先端部１３の姿勢を直ちに算出することができる。なお、これらの算出処理は何れも制御装置１８により行われる。
【００３１】
（Ｓ４）位置情報補正工程
このようにしてロボットアーム１１の先端部１３の固定系座標（ＸＹＺ座標）における現在位置及び姿勢を取得した後、制御装置１８は、これら取得したデータに基づき、目標位置Ｐｔまでの移動経路を修正する（移動経路に関する位置情報を補正する）。そして、修正した移動経路に基づいた新たな動作指令をロボットアーム１１に送信する。これにより、ロボットアーム１１は現在位置から目標位置Ｐｔに向けた移動を開始する。
【００３２】
（Ｓ５）ワーク位置取得工程
（Ｓ５１）形状及び相対位置取得工程
ロボットアーム１１が目標位置Ｐｔに向けて所定距離だけ移動した時点で、基準面１２上及びワークＷ表面上に形成される被照射領域Ｒ３，Ｒ４の形状と、被照射領域Ｒ３，Ｒ４に対するワークＷの相対位置を取得するための動作を行う。本実施形態では、図６に示すように、第一のレーザーセンサ１５と第二のレーザーセンサ１６が同時にそれぞれ二本のラインレーザーＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を照射する。このうち、第二のレーザーセンサ１６から、基準面１２上のワークＷに向けて互いに直交する向きに伸びる二本のラインレーザー（第三のラインレーザーＬ３と第四のラインレーザーＬ４）を照射する。そして、その反射波から得られた情報に基づいて、基準面１２上に形成された第三の被照射領域Ｒ３と第四の被照射領域Ｒ４の形状を取得する。なお、第三の被照射領域Ｒ３は第三のラインレーザーＬ３に対応し、第四の被照射領域Ｒ４は第四のラインレーザーＬ４に対応している。
【００３３】
図７は、第三の被照射領域Ｒ３と第四の被照射領域Ｒ４を平面視した図、図９は、第三の被照射領域Ｒ３の形状を示す要部断面図、図１０は、第四の被照射領域Ｒ４の形状を示す要部断面図である。これらの図に示すように、各ラインレーザーＬ３，Ｌ４が基準面１２上のワークＷを走査するように、各ラインレーザーＬ３，Ｌ４を照射することにより、図９及び図１０に示す形状の被照射領域Ｒ３，Ｒ４が形成される。これら被照射領域Ｒ３，Ｒ４はワークＷの形状及び姿勢を反映したものであるから、各被照射領域Ｒ３，Ｒ４の形状に基づいて、ワークＷの形状及び被照射領域Ｒ３，Ｒ４におけるワークＷの姿勢（図７）を算出することができる。
【００３４】
また、各被照射領域Ｒ３，Ｒ４の形状が分かれば、被照射領域Ｒ３，Ｒ４に対するワークＷの相対位置、すなわち図９等に示すワークＷの移動系座標位置（ｘｙｚ座標位置）が算出できる。
【００３５】
（Ｓ５２）固定系座標位置算出工程
本工程においても、工程Ｓ３２と同様に、固定系座標（ＸＹＺ座標）位置の基準となる固定系座標目盛１９（図７等を参照）と各被照射領域Ｒ３，Ｒ４との交差点の位置に基づいて、各被照射領域Ｒ３，Ｒ４の固定系座標位置を算出する。なお、本実施形態のように、ロボットアーム１１の先端部１３の現在位置を取得するためのラインレーザー（第一のラインレーザーＬ１と第二のラインレーザーＬ２）と、ワークＷの位置を取得するためのラインレーザー（第三のラインレーザーＬ３と第四のラインレーザーＬ４）を、所定の位置関係を保って照射する場合には、工程Ｓ３２で取得した第一及び第二の被照射領域Ｒ１，Ｒ２の固定系座標位置から、直ちに第三及び第四の被照射領域Ｒ３，Ｒ４の固定系座標位置を算出することも可能である。
【００３６】
（Ｓ５３）ワーク位置算出工程
上述のように工程Ｓ５１、工程Ｓ５２で取得した各被照射領域Ｒ３，Ｒ４に対するワークＷの相対位置及び姿勢と、各被照射領域Ｒ３，Ｒ４の固定系座標位置とに基づいて、ワークＷのＸＹＺ座標における位置及び姿勢を算出する。すなわち、各被照射領域Ｒ３，Ｒ４の固定系座標位置は判明しているので、各被照射領域Ｒ３，Ｒ４の代表点（例えば図７に示す第三の被照射領域Ｒ３と第四の被照射領域Ｒ４との交差点Ｐ３）に対するワークＷの代表点（例えば図７に示すように平面視した状態の中心点Ｐ４）の位置から、ワークＷの固定系座標位置を算出することができる。
【００３７】
また、各被照射領域Ｒ３，Ｒ４の代表点（交差点Ｐ３）に対するワークＷの複数の代表点（例えば中心点Ｐ４と、ワークＷの角部上の点Ｐ５）の移動系座標位置が分かっていれば、固定系座標におけるワークＷ固定系座標における姿勢（例えば中心点Ｐ４まわりの角部上の点Ｐ５の位相など）を直ちに算出することができる。なお、これらの算出処理は何れも制御装置１８により行われる。
【００３８】
（Ｓ６）目標位置補正工程
このようにしてワークＷの固定系座標（ＸＹＺ座標）における位置及び姿勢を取得した後、制御装置１８は、これら取得したデータに基づき、目標位置Ｐｔを修正すると共に、現在位置から目標位置Ｐｔまでの移動経路を修正する。そして、修正した移動経路に基づいた新たな動作指令をロボットアーム１１に送信する。これにより、ロボットアーム１１は現在位置から新たな目標位置Ｐｔに向けた移動を開始する。
【００３９】
以上のようにして、ロボットアーム１１の現在位置に基づく移動経路の修正を行うと共に、ワークＷの実際の位置に基づく目標位置Ｐｔの修正（結果として移動経路の修正）を行う。そして、修正後の経路に沿ってロボットアーム１１が所定距離だけ移動した時点で未だ目標位置Ｐｔに至っていない場合（工程Ｓ７）には、上述した一連の工程Ｓ２〜Ｓ６を繰り返し実行しながら、ワークＷに対するアクセスを行う。
【００４０】
このように、本発明では、ロボットアーム１１を初期位置Ｐｉから目標位置Ｐｔに向けて移動させる途中で、ロボットアーム１１の先端部１３の現在位置、及びワークＷの位置を取得するようにした。このように先端部１３の実際の位置をリアルタイムに取得することによって、予め設定されている目標位置Ｐｔまでの移動経路を修正する必要があるか否かを判断することができる。また、ワークＷの実際の位置を取得することによって、基準面１２上への載置位置にばらつきがある場合でも、そのばらつきを踏まえて予め設定されている目標位置Ｐｔの修正の要否を判断することができる。これにより、ワークＷが実際に置かれている位置に応じて的確な位置（補正後の目標位置Ｐｔ）にロボットアーム１１を移動させることができると共に、この目標位置Ｐｔに至る経路を適宜修正して、目標位置Ｐｔまでの安定的な移動を図ることができる。従って、ロボットアーム１１が本実施形態のようにピッキングロボットである場合、先端部１３に取り付けられたピッキングツール１４によるワークＷのピッキングミスを可及的に回避して、高精度なピッキング作業を実施することが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態のように、ラインレーザーＬ１，Ｌ２を照射して被照射領域Ｒ１，Ｒ２までの距離分布を取得すると共に（図８を参照）、基準面１２上のワークＷにラインレーザーＬ３，Ｌ４を照射して被照射領域Ｒ３，Ｒ４の形状およびワークＷの相対位置を取得することにより、非常に簡易な構成でロボットアーム１１の先端部１３の現在位置とワークＷの位置及び姿勢を取得することができる。また、上述した種類（二次元三角測距方式）のレーザーセンサ１５，１６であれば、測定対象が比較的高速に移動している間であっても高精度に上記距離分布や被照射領域Ｒ３，Ｒ４の形状を取得することができるので、本発明のように移動途中のロボットアーム１１の先端部１３からセンシング（ラインレーザーＬ１〜Ｌ４を照射）するのに好適である。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、もちろんロボットアーム１１の移動方法及び移動装置１０は、本発明の範囲内において、他の形態を採ることも可能である。
【００４３】
例えば上記実施形態では、基準面１２にラインレーザーＬ１，Ｌ２を照射して、被照射領域Ｒ１，Ｒ２までの距離分布を取得することで、ロボットアーム１１の現在位置及び姿勢を取得したが（工程Ｓ３１〜工程Ｓ３３）、もちろん、これ以外の方法で現在位置及び姿勢を取得することも可能である。図１１はその一例（本発明の他の実施形態）に係る現在位置取得工程Ｓ３のフローチャートを示している。図１１に示すように、この実施形態では、現在位置取得工程Ｓ３は、基準面１２にレーザーを照射することで基準面１２上に形成されるレーザーの像をカメラで撮影し、像の画像データを取得する工程Ｓ３４と、撮影により得た像の画像データと予め取得しておいた基準画像データとを比較して、基準位置からのずれ量及び基準姿勢からのずれ量を算出する工程Ｓ３５とを有する。以下、各工程の詳細を説明する。
【００４４】
（Ｓ３）現在位置取得工程
（Ｓ３４）像画像データ取得工程
ロボットアーム１１が目標位置Ｐｔに向けて所定距離だけ移動した時点で、ロボットアーム１１の先端部１３の現在位置を取得するための動作を行う（図５を参照）。すなわち、本実施形態においても、図６及び図７に示すように、ロボットアーム１１の移動途中において、先端部１３に取り付けられた第一のレーザーセンサ１５により基準面１２の所定領域に向けて互いに直交する向きに伸びる第一のラインレーザーＬ１及び第二のラインレーザーＬ２を照射する。そして、基準面１２上に形成された各ラインレーザーＬ１，Ｌ２の被照射領域Ｒ１，Ｒ２を基準面１２の上方に配置したカメラ２０で撮影し、被照射領域Ｒ１，Ｒ２における各ラインレーザーＬ１，Ｌ２の像２１を画像データとして取得する。この場合、像２１は図１３に示すように十字形状をなす。なお、本実施形態においても、レーザーの照射には第一のレーザーセンサ１５を使用している。そのため、第一のレーザーセンサ１５から被照射領域Ｒ１，Ｒ２（すなわち像２１）までの距離を取得することができる。
【００４５】
（Ｓ３５）画像比較工程
この工程では、図１４に示すように、工程Ｓ３４で取得した像２１の画像データと、予め取得しておいた基準像２２の画像データ（基準画像データ）とを比較して、基準像２２の位置からのずれ量及び基準像２２の姿勢からのずれ量を取得することにより、ロボットアーム１１の先端部１３の基準位置からのずれ量及び基準姿勢からのずれ量を算出する。
例えば図１４に示す例では、工程Ｓ３４で取得した像２１は、基準像２２と同形状であって、像２１の中心点Ｐ６と基準像２２の中心点Ｐ７とでは、固定系座標のＹ軸方向位置が同じであり、Ｘ軸方向にずれている。ここで、中心点Ｐ６，Ｐ７間が距離ｄ３だけ離れている場合、先端部１３はその基準位置からＸ軸方向に距離ｄ３だけずれていることが分かる。なお、Ｚ軸方向のずれ量に関しては、工程Ｓ３１と同様に、第一のレーザーセンサ１５から被照射領域Ｒ１，Ｒ２（すなわち像２１）までの距離を取得できるので、この取得した距離のＺ軸方向成分と、基準像２２のＺ軸方向位置とに基づいて算出することができる。以上より、先端部１３の基準位置からのずれ量、すなわち先端部１３の現在位置を取得することができる。
【００４６】
また、先端部１３の基準姿勢からのずれ量に関しては、像２１の形状を基準像２２の形状と比較することで算出することができる。すなわち、基準像２２が縦横比の等しい十字形状をなしており、かつその長手方向がＸ軸方向及びＹ軸方向と一致している場合（図１４に示す状態）、像２１の縦方向寸法Ｄ１と横方向寸法Ｄ２との比（図１３を参照）、あるいは、Ｙ軸方向からのずれ角θを取得することによって、基準像２２の姿勢からのずれ量を算出することができる。以上より、先端部１３の基準姿勢からのずれ量、すなわち先端部１３の現在の姿勢を取得することができる。
【００４７】
もちろん、現在位置取得工程Ｓ３は上記例示の手段に限られたものではなく、例えば移動途中における先端部１３からのレーザーの照射により得られた情報に基づいて先端部１３の固定系座標位置を取得可能な限りにおいて、任意の手段及び構成をとり得る。
【００４８】
また、ワーク位置取得工程Ｓ５に関しても、上記例示の手段に限られたものではなく、例えば先端部１３からのレーザーの照射により得られた情報に基づいて基準面１２上に載置されたワークＷの固定系座標位置を取得可能な限りにおいて、任意の手段及び構成をとり得る。
【００４９】
また、以上の説明では、ロボットアーム１１の現在位置を固定系座標位置として取得すると共に、ワークＷの固定系座標位置を取得する場合（工程Ｓ３、工程Ｓ５）を例示したが、これらの工程Ｓ３，Ｓ５は必須ではない。すなわち、図示は省略するが、ロボットアーム１１を初期位置Ｐｉから目標位置Ｐｔに向けて移動させる途中で、ロボットアーム１１に対するワークＷの相対位置を取得することができれば、基準の相対位置との比較等により、目標位置Ｐｔのずれの有無又はその程度を判断することができる。よって、相対位置を取得する場合であっても、目標位置Ｐｔの補正を行って、新たな移動経路に沿った動作指令を制御装置１８からロボットアーム１１に送ることにより、ワークＷに対する作業精度を向上させることが可能となる。
【００５０】
また、上記実施形態では、ワークＷに対する作業としてピッキング作業を行う場合を例示したが、作業対象及び内容はこれには限られない。すなわち本発明は、エンドエフェクタとしてピッキングツール１４を他の作業用のエンドエフェクタに付け替えることにより、ピッキング作業以外の作業に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    移動装置
１１    ロボットアーム
１２    基準面
１３    先端部
１４    ピッキングツール
１５    第一のレーザーセンサ
１６    第二のレーザーセンサ
１７    定盤
１８    制御装置
１９    固定系座標目盛
２０    カメラ
２１    像
２２    基準像
ｄ１    距離
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  ラインレーザー
Ｐｉ    初期位置
Ｐｔ    目標位置
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  （ラインレーザーの）被照射領域
Ｗ      ワーク
【図１】
2018015834.tif 000003
【図２】
2018015834.tif 000004
【図３】
2018015834.tif 000005
【図４】
2018015834.tif 000006
【図５】
2018015834.tif 000007
【図６】
2018015834.tif 000008
【図７】
2018015834.tif 000009
【図８】
2018015834.tif 000010
【図９】
2018015834.tif 000011
【図１０】
2018015834.tif 000012
【図１１】
2018015834.tif 000013
【図１２】
2018015834.tif 000014
【図１３】
2018015834.tif 000015
【図１４】
2018015834.tif 000016
【図１５】
2018015834.tif 000017