(57)【要約】【課題】新たな作業装置を開発する必要なく、既に使用されている従来の作業装置を利用しつつも、コンパクトな環境且つ効率的な作業環境を構成可能な技術を提供すること。【解決手段】本発明の一態様によれば、ロボットの制御装置であって、作業装置と搬送機とを制御して、複数の作業対象に対して作業を行わせるもので、前記作業装置は、単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置で、前記搬送機は、前記作業装置と一体又は分離を選択可能に構成された装置で、前記複数の作業対象は、少なくとも第１及び第２の作業対象を含み、前記第１の作業対象は、第１の作業領域内に配置され、且つ前記第２の作業対象は、第２の作業領域内に配置され、本制御装置は、作業装置制御部と、搬送機制御部とを備え、前記作業装置制御部は、前記作業装置が前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成され、前記搬送機制御部は、前記搬送機が前記第１の作業対象に対して前記作業を終えた前記作業装置を支持して前記第２の作業領域内に搬送するように、前記搬送機を制御可能に構成され、前記作業装置制御部は、前記第２の作業領域内で前記作業装置が前記第２の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成される、ものが提供される。
2021002069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの制御装置であって、
作業装置と搬送機とを制御して、複数の作業対象に対して作業を行わせるもので、前記作業装置は、単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置で、前記搬送機は、前記作業装置と一体又は分離を選択可能に構成された装置で、前記複数の作業対象は、少なくとも第１及び第２の作業対象を含み、
前記第１の作業対象は、第１の作業領域内に配置され、且つ前記第２の作業対象は、第２の作業領域内に配置され、
本制御装置は、作業装置制御部と、搬送機制御部とを備え、
前記作業装置制御部は、前記作業装置が前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成され、
前記搬送機制御部は、前記搬送機が前記第１の作業対象に対して前記作業を終えた前記作業装置を支持して前記第２の作業領域内に搬送するように、前記搬送機を制御可能に構成され、
前記作業装置制御部は、前記第２の作業領域内で前記作業装置が前記第２の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成される、
もの。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
校正部をさらに備え、
前記校正部は、前記作業装置が前記第２の作業領域内にある状態で、前記作業装置から見た前記第２の作業対象を含む座標系を調整するキャリブレーションを前記作業装置に実行させ、
前記作業装置制御部は、前記キャリブレーションの完了後に、前記作業装置が前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対する第２の作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成される、
もの。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の制御装置において、
電力供給制御部をさらに備え、
前記電力供給制御部は、電力供給装置を制御可能に構成され、
前記電力供給装置は、前記作業装置の作業中に前記作業装置に電力を供給可能に構成される、
もの。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の制御装置において、
前記作業対象は、人物であり、
前記作業装置が、前記人物に対して前記作業である役務の提供を実施するように構成される、
もの。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の制御装置において、
前記作業装置は、第１及び第２の作業装置を含む複数の作業装置で、
前記作業装置制御部は、
前記第１の作業装置が前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して第１の作業を行うとともに、前記第２の作業装置が前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対して第２の作業を行うように、
前記第１及び第２の作業装置をそれぞれ制御可能に構成される、
もの。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の制御装置において、
前記搬送機は、作業台に設置された前記作業装置を前記作業台とともに支持して搬送するように構成される、
もの。
【請求項７】
ロボットシステムであって、
複数の作業対象に対する作業を行うもので、
前記複数の作業対象は、少なくとも第１及び第２の作業対象を含み、
前記第１の作業対象は、第１の作業領域内に配置され、且つ前記第２の作業対象は、第２の作業領域内に配置され、
本ロボットシステムは、制御装置と、作業装置と、搬送機とを備え、
前記制御装置は、
請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の制御装置で、
前記作業装置と、前記搬送機とを制御して作業対象に対して作業を行わせるように構成され、
前記作業装置は、
単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置で、
前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して前記作業を行い、
前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対して前記作業を行うように構成され、
前記搬送機は、
前記作業装置と一体又は分離を選択可能に構成された装置で、
前記第１の作業対象に対して前記作業を終えた前記作業装置を支持して前記第２の作業領域内に搬送するように構成される、
もの。
【請求項８】
制御プログラムであって、
コンピュータを請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の制御装置として機能させる、
もの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、ロボットシステム及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定の場所に設置して使用される作業装置が使用されている。例えば、産業界においてはベルトコンベヤを用いた製造ラインにおいて種々の作業装置が用いられている。例えば、特許文献１に記載の部品製造ラインでは、部品製造に供されるロボット等が固定して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−００３６９３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、ベルトコンベヤ上での作業では、作業中に作業対象が動くため、行う作業が限られることや、一度ベルトコンベヤから取り出して作業を行う必要がある等、必ずしも効率化されているとは言い切れない。また、ベルトコンベヤという大型なインフラを要する。コンパクトな環境であっても効率的に実施できる生産ラインが求められている。同様に、生産ラインに限らず、ロボット等の作業装置を用いた作業環境の効率化が求められている。【０００５】
本発明では上記事情を鑑み、新たな作業装置を開発する必要なく、既に使用されている従来の作業装置を利用しつつも、コンパクトな環境且つ効率的な作業環境を構成可能な技術を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、ロボットの制御装置であって、作業装置と搬送機とを制御して、複数の作業対象に対して作業を行わせるもので、前記作業装置は、単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置で、前記搬送機は、前記作業装置と一体又は分離を選択可能に構成された装置で、前記複数の作業対象は、少なくとも第１及び第２の作業対象を含み、前記第１の作業対象は、第１の作業領域内に配置され、且つ前記第２の作業対象は、第２の作業領域内に配置され、本制御装置は、作業装置制御部と、搬送機制御部とを備え、前記作業装置制御部は、前記作業装置が前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成され、前記搬送機制御部は、前記搬送機が前記第１の作業対象に対して前記作業を終えた前記作業装置を支持して前記第２の作業領域内に搬送するように、前記搬送機を制御可能に構成され、前記作業装置制御部は、前記第２の作業領域内で前記作業装置が前記第２の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成される、ものが提供される。【０００７】
かかる制御装置によれば、新たな作業装置を開発する必要なく、既に使用されている従来の作業装置を利用しつつも、コンパクトな環境且つ効率的な作業環境を構成可能な技術を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るロボットシステム１の構成概要を示す図である。
【図２】制御装置２のハードウェア構成の概要図である。
【図３】作業装置３のハードウェア構成を示す概要図である。
【図４】搬送機４のハードウェア構成を示す概要図である。
【図５】作業装置３が搬送機４に搬送される形態の一例を示す概要図である。
【図６】作業装置３が搬送機４に搬送される形態の一例を示す概要図である。
【図７】制御装置２の機能構成を示すブロック図である。
【図８】ロボットシステム１を用いた作業方法の流れを示すアクティビティ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
【００１０】
ところで、本実施形態に登場するソフトウェアを実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体として提供されてもよいし、外部のサーバからダウンロード可能に提供されてもよいし、外部のコンピュータで当該プログラムを起動させてクライアント端末でその機能を実現（いわゆるクラウドコンピューティング）するように提供されてもよい。
【００１１】
また、本実施形態において「部」とは、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェアの情報処理とを合わせたものも含みうる。また、本実施形態においては様々な情報を取り扱うが、これら情報は、電圧・電流といった信号値の物理的な値、０又は１で構成される２進数のビット集合体としての信号値の高低、又は量子的な重ね合わせ（いわゆる量子ビット）によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行されうる。
【００１２】
また、広義の回路とは、回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ）、回路類（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及びメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等を含むものである。
【００１３】
１．ハードウェア構成
１．１  ロボットシステム１
第１節では、ロボットシステム１のハードウェア構成について説明する。図１は、本実施形態に係るロボットシステム１の構成概要を示す図である。ロボットシステム１は、制御装置２と、作業装置３と、搬送機４とを備え、これらが電気通信回線によって接続されたシステムである。以下、ロボットシステム１の構成要素についてさらに説明する。
【００１４】
１．２  制御装置２
図２は、制御装置２のハードウェア構成の概要図である。図２に示されるように、制御装置２は、作業装置３と搬送機４とを制御して、複数の作業対象（第１の作業対象Ｏ１及び第２の作業対象Ｏ２を含む）に対して作業を行わせるものである。より具体的には、制御装置２は、作業領域内で、周囲環境の状態に応じて最適な作業工程を生成する。制御装置２は、搬送機４を制御し、作業装置３を運搬、設置（配置、位置決め）することで、任意の場所で作業環境を構築する。そして、制御装置２は、構築された作業環境にて、作業装置３に命令を出して所定の作業を実行させる。制御装置２は、通信部２１と、記憶部２２と、制御部２３とを有し、これらの構成要素が制御装置２の内部において通信バス２０を介して電気的に接続されている。以下、各構成要素についてさらに説明する。
【００１５】
（通信部２１）
通信部２１は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、有線ＬＡＮネットワーク通信等といった有線型の通信手段だけではなく、無線ＬＡＮネットワーク通信、３Ｇ／ＬＴＥ／５Ｇ等のモバイル通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信等を必要に応じて有するように実施することが好ましい。特に、通信部２１は、後述の作業装置３を制御するための制御信号ＣＳａ等や搬送機４を制御するための制御信号ＣＳｂ等を、作業装置３と搬送機４とにそれぞれ、適宜無線通信によって送信可能に構成される。
【００１６】
（記憶部２２）
記憶部２２は、前述の記載により定義される様々な情報を記憶する。これは、例えばソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして、あるいは、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（引数、配列等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとして実施されうる。また、これらの組合せであってもよい。
【００１７】
特に、記憶部２２は、第１の作業領域Ｒ１内で作業装置３が第１の作業対象Ｏ１に対して規定の作業を行うように、作業装置３を制御するための作業装置制御プログラムを記憶している。また、記憶部２２は、第１の作業対象Ｏ１に対して規定の作業を終えた作業装置３を搬送機４が第２の作業領域Ｒ２内に搬送するように、搬送機４を制御するための搬送機制御プログラムを記憶している。また、記憶部２２は、第２の作業領域Ｒ２内で作業装置３が第２の作業対象Ｏ２に対して規定の作業を行うように、作業装置３を制御するための作業装置制御プログラムを記憶している。
【００１８】
好ましくは、記憶部２２は、作業装置３が第２の作業領域Ｒ２内にある状態で、作業装置３から見た第２の作業対象Ｏ２を含む座標系を調整するキャリブレーションを実行するための校正プログラムを記憶している。好ましくは、作業装置３の作業中に作業装置３に電力を供給するための電力供給プログラムを記憶している。さらに、記憶部２２は、これ以外にも制御部２３によって実行されるロボットシステム１に係る種々のプログラム等を記憶している。
【００１９】
（制御部２３）
制御部２３は、制御装置２に関連する全体動作の処理・制御を行う。制御部２３は、例えば不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。制御部２３は、記憶部２２に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、制御装置２に係る種々の機能を実現する。具体的には、第１の作業領域Ｒ１内で作業装置３が第１の作業対象Ｏ１に対して規定の作業を行うように、作業装置３を制御するための作業装置制御機能、第１の作業対象Ｏ１に対して規定の作業を終えた作業装置３を搬送機４が第２の作業領域Ｒ２内に搬送するように、搬送機４を制御するための搬送機制御機能、第２の作業領域Ｒ２内で作業装置３が第２の作業対象Ｏ２に対して規定の作業を行うように、作業装置３を制御するための作業装置制御機能等が該当する。
【００２０】
さらに好ましくは、作業装置３が第２の作業領域Ｒ２内にある状態で、作業装置３から見た第２の作業対象Ｏ２を含む座標系を調整するキャリブレーションを実行するための校正機能、作業装置３の作業中に作業装置３に電力を供給するための電力供給機能等が該当する。
【００２１】
すなわち、ソフトウェア（記憶部２２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部２３）によって具体的に実現されることで、作業装置制御部２３１、搬送機制御部２３２、校正部２３３、及び電力供給制御部２３４として実行されうる。なお、図２においては、単一の制御部２３として表記されているが、実際はこれに限るものではなく、機能ごとに複数の制御部２３を有するように実施してもよい。またそれらの組合せであってもよい。作業装置制御部２３１、搬送機制御部２３２、校正部２３３、及び電力供給制御部２３４については、第２節において詳述する。
【００２２】
１．３  作業装置３
作業装置３は、規定の作業を実施可能に構成されるもので、その形態は特に限定されるものではない。ここでは、従来から存在する、固定して使用する産業用機械としてのロボットを、規定の作業の内容に合わせて適宜選択することが好ましい。より具体的には、作業装置３は、単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置である。ここでいう規定の作業は、もちろん作業装置３によって定まるものだが、特に限定されるものではなく、例えば、第１の作業対象Ｏ１及び第２の作業対象Ｏ２を含む複数の作業対象Ｏに対する、切削等の加工作業、部材同士を連結するネジ止め作業や溶接作業、審美性や耐環境性等を向上させる塗装作業、良品不良品を検査する検品作業等が挙げられる。
【００２３】
より、具体的には、作業装置３には、ワークに対して所望の作業を実行するマニピュレータ装置だけでなく、電力を供給する電力供給装置、ワークを供給するワーク供給装置、エンドエフェクタ・工具等を供給するツール供給装置、センサ・測定機器等を供給する測定供給装置、安全監視のためのセンサ等を含む安全供給装置等が含まれることに留意されたい。このような種々の装置を搬送することで、従来よりも時間的に且つ空間的に効率的な作業環境を実現することができる。
【００２４】
図３は、作業装置３のハードウェア構成を示す概要図である。図３に示されるように、作業装置３は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３と、撮像部３４とを有し、これらの構成要素が作業装置３の内部において通信バス３０を介して電気的に接続されている。以下、各構成要素についてさらに説明する。
【００２５】
（通信部３１）
通信部３１は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、有線ＬＡＮネットワーク通信等といった有線型の通信手段だけではなく、無線ＬＡＮネットワーク通信、３Ｇ／ＬＴＥ／５Ｇ等のモバイル通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信等を必要に応じて有するように実施することが好ましい。特に、通信部３１は、作業装置制御部２３１が生成した制御信号ＣＳａや校正部２３３が生成した制御信号ＣＳｃを、制御装置２から適宜無線通信によって受信可能に構成される。
【００２６】
（記憶部３２）
記憶部３２は、前述の記載により定義される様々な情報を記憶する。これは、例えばソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして、あるいは、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（引数、配列等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとして実施されうる。また、これらの組合せであってもよい。
【００２７】
特に、記憶部３２は、作業装置３の制御に係る制御パラメータや後述の撮像部３４に対する画像処理アルゴリズム、校正アルゴリズム等を記憶している。
【００２８】
（制御部３３）
制御部３３は、作業装置３に関連する全体動作の処理・制御を行う。制御部３３は、例えば不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。制御部３３は、記憶部３２に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、作業装置３に係る種々の機能を実現する。具体的には、制御装置２による指示（制御信号ＣＳａ）に基づいて、作業対象Ｏに対して規定の作業を行うように不図示のアクチェータやモータを制御する機能や、制御装置２による指示（制御信号ＣＳｃ）に基づいて、後述の撮像部３４のキャリブレーションを行う機能等が該当する。ところで、作業装置３は、本来固定して使用するものであるが、本実施形態においては、キャリブレーション機能を搭載することにより、作業装置３の絶対位置が搬送によって変化した場合であっても、その座標系をキャリブレーションによって調整することができる点に留意されたい。逆にいえば、かかるキャリブレーションの機能によって、作業装置３を用いるにあたり、固定状態で所定のタスクを実行するためのプログラムがそのまま流用される。
【００２９】
これは、ソフトウェア（記憶部３２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部３３）によって具体的に実現されるものである。
【００３０】
（撮像部３４）
撮像部３４は、外界の情報を画像として取得可能に構成される、ビジョンセンサ（カメラ）であり、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラが採用されうる。すなわち、撮像部３４が画像として取得した外界の情報に基づいて、作業装置３における不図示の制御部位（例えばロボットハンドの先端）が適宜位置決めされる。すなわち、ビジュアルフィードバックによる制御部位の制御がなされる。この場合の制御手法は特に限定されないが、例えば、Ｐ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御等が適宜採用されうる。制御に係る各係数は、必要に応じて好ましい値を設定すればよい。これにより、切削等の加工作業、部材同士を連結するネジ止め作業や溶接作業、審美性や耐環境性等を向上させる塗装作業、良品不良品を検査する検品作業等を含む規定の作業が実施されうる。
【００３１】
１．４  搬送機４
搬送機４は、作業装置３を所望の位置に搬送可能に構成されるもので、その形態は特に限定されるものではない。搬送機４は、ネットワークを介して遠隔制御が可能な搬送機であり、例えば、無人搬送台車や搬送ロボット等が挙げられる。例えば、搬送機４の上に作業装置３が載置されるとともに予め定められたコネクタによって固定されて搬送されてもよいし、搬送機４が作業装置３を強固に把持して持ち上げることで搬送されてもよい。特に、搬送機４は、作業装置３を搬送するために、作業装置３と一体又は分離を選択可能に構成された装置であることが好ましい。
【００３２】
図４は、搬送機４のハードウェア構成を示す概要図である。図４に示されるように、搬送機４は、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３と、撮像部４４とを有し、これらの構成要素が搬送機４の内部において通信バス４０を介して電気的に接続されている。以下、各構成要素についてさらに説明する。
【００３３】
（通信部４１）
通信部４１は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、有線ＬＡＮネットワーク通信等といった有線型の通信手段だけではなく、無線ＬＡＮネットワーク通信、３Ｇ／ＬＴＥ／５Ｇ等のモバイル通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信等を必要に応じて有するように実施することが好ましい。特に、通信部４１は、搬送機制御部２３２が生成した制御信号ＣＳｂや電力供給制御部２３４が生成した制御信号ＣＳｃを、制御装置２から適宜無線通信によって受信可能に構成される。
【００３４】
（記憶部４２）
記憶部４２は、前述の記載により定義される様々な情報を記憶する。これは、例えばソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして、あるいは、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（引数、配列等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとして実施されうる。また、これらの組合せであってもよい。
【００３５】
特に、記憶部４２は、搬送機４の制御に係る制御パラメータや後述の撮像部４４に対する物体認識アルゴリズム等を記憶している。
【００３６】
（制御部４３）
制御部４３は、搬送機４に関連する全体動作の処理・制御を行う。制御部４３は、例えば不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。制御部４３は、記憶部４２に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、搬送機４に係る種々の機能を実現する。具体的には、制御装置２による指示（制御信号ＣＳｂ）に基づいて、作業装置３を支持して搬送するように不図示のアクチェータやモータを制御する機能や、制御装置２による指示（制御信号ＣＳｄ）に基づいて、作業装置３に給電を行う機能等が該当する。
【００３７】
これは、ソフトウェア（記憶部４２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部４３）によって具体的に実現されるものである。
【００３８】
（撮像部４４）
撮像部４４は、外界の情報を画像として取得可能に構成される、ビジョンセンサ（カメラ）であり、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラが採用されうる。すなわち、撮像部４４が画像として取得した外界の情報に基づいて、搬送機４における不図示の制御部位（例えば作業装置３を支持する部位）や、搬送機４自体の空間における位置等が適宜位置決めされる。すなわち、ビジュアルフィードバックによる制御部位又は搬送機４自体の制御がなされる。この場合の制御手法は特に限定されないが、例えば、Ｐ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御等が適宜採用されうる。制御に係る各係数は、必要に応じて好ましい値を設定すればよい。これにより、搬送機４が作業装置３を所望の位置へ搬送することができる。
【００３９】
１．５  作業装置３の搬送例
前述の通り、作業装置３と搬送機４とに特段の限定はないが、次のような形態が好ましい。図５及び図６は、作業装置３が搬送機４に搬送される形態の一例を示す概要図である。一般的に作業装置３（生産ラインの現場で固定して使用する場合を含む）は、作業台に載置されて使用される。かかる作業台は、耐久性等を満たせば恣意的に選択することができる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、床Ｆとの接地面に空間Ｓを有する作業台５を用いる。搬送機４は、作業台５に設置された作業装置３を作業台５とともに支持して搬送するように構成される。具体的には、作業装置３が作業台５に設置され、作業台５の空間Ｓに搬送機４が出入り可能に構成される。搬送時には、例えば図５及び図６に示されるように、搬送機４に設けられた支持部４ｂが本体部４ａから伸び出して、作業装置３を作業台５ごと持ち上げることで、作業装置３と搬送機４とが一体となる。搬送機４は、このような状態を維持することで作業装置３の搬送を可能としている。なお、作業台５を採用する等、あくまでも作業装置３を通常使用する環境を実現し、これを搬送機４によって所望の位置に搬送することに留意されたい。
【００４１】
換言すると、元々工場の生産ライン等において固定して使用されていた従来の作業装置を、そのまま作業装置３として採用し、これを搬送機４を用いて搬送することに留意されたい。このようなハードウェア構成によれば、効率的な生産ラインを実現することができるだけでなく、単に自走式の作業装置を作業装置の作業ごとに新たに製造するコストを抑えることができる。例えば、切削用の作業装置、塗布用の作業装置、ネジ部品の締緩用の作業装置等、各種の作業装置を作業装置３として採用し、これを搬送機４を用いて所望の位置に搬送することができる。
【００４２】
また、作業装置３と搬送機４とを分離して実施していることで、必要数の搬送機４だけを用意すればよく、より効率的である。いわゆる自走式の作業装置では、ワークに対して所定の作業をしている最中は、自走していない時間であり、自走機構が無駄なコストとなる。一方、本実施形態では、ある作業装置３の作業中に、別の作業装置３を所望の位置に搬送することができ、経済的な環境作りを実現できる。例えば、作業装置３の台数を搬送機４の台数で割った値が、１以上１０以下として使用することが好ましい。具体的には例えば、０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００４３】
さらには、かかる構成によれば、作業環境の規模拡大、縮小又は組み換えや、作業目的にあわせた従属的な技術作業の遂行することができる。特に、作業工程の進捗に合わせて、複数の搬送機４と、複数の作業装置３とをネットワーク制御することで、継続的に作業環境の組み換え行うことができる。また、制御装置２による命令により、作業目的にあわせて作業技術の変更し、従属的な作業を遂行することができる。
【００４４】
２．機能構成
本節では、本実施形態に係るロボットシステム１（制御装置２）の機能構成について説明する。図７は、制御装置２の機能構成を示すブロック図である。
【００４５】
［作業装置制御部２３１］
作業装置制御部２３１は、ソフトウェア（記憶部２２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部２３）によって具体的に実現されているものである。作業装置制御部２３１は、第１の作業領域Ｒ１内で作業装置３が第１の作業対象Ｏ１に対して規定の作業を行うように、作業装置３を制御する。また、第２の作業領域Ｒ２内で作業装置３が第２の作業対象Ｏ２に対して規定の作業を行うように、作業装置３を制御する。より詳細には、作業装置制御部２３１は、作業装置３に既定の作業をさせるための制御信号ＣＳａを生成する。かかる制御信号ＣＳａは、通信部２１を介して作業装置３に送信されることとなる。なお、制御信号ＣＳａの値は電圧等で規定されるとよい。
【００４６】
［搬送機制御部２３２］
搬送機制御部２３２は、ソフトウェア（記憶部２２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部２３）によって具体的に実現されているものである。搬送機制御部２３２は、第１の作業対象Ｏ１に対して規定の作業を終えた作業装置３を搬送機４が第２の作業領域Ｒ２内に搬送するように、搬送機４を制御する。より詳細には、搬送機制御部２３２は、搬送機４を制御するための制御信号ＣＳｂを生成する。かかる制御信号ＣＳｂは、通信部２１を介して搬送機４に送信されることとなる。なお、制御信号ＣＳｂの値は電圧等で規定されるとよい。搬送の方法は特に限定されないが、その一例は第１−３節で説明する。
【００４７】
［校正部２３３］
校正部２３３は、ソフトウェア（記憶部２２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部２３）によって具体的に実現されているものである。校正部２３３は、作業装置３が第２の作業領域Ｒ２内にある状態で、作業装置３から見た第２の作業対象Ｏ２を含む座標系を調整するキャリブレーションを作業装置３に実行させる。より詳細には、作業装置制御部２３１は、作業装置３にキャリブレーションを実行させるための制御信号ＣＳｃを生成する。かかるキャリブレーションのアルゴリズムは特に限定されるものではない。
【００４８】
［電力供給制御部２３４］
電力供給制御部２３４は、ソフトウェア（記憶部２２に記憶されている）による情報処理がハードウェア（制御部２３）によって具体的に実現されているものである。電力供給制御部２３４は、作業装置３の作業中に作業装置３に電力を供給させる。具体的には例えば、搬送機４が電力を他の機器に供給できるインターフェースを備えており、作業装置３の作業中に搬送機４が電力を供給できることが好ましい。すなわち、不図示の電力供給ユニットが準備され、搬送機４がかかる電力供給ユニット（蓄電池）を作業装置３の近傍に搬送して、これを用いて作業装置３が充電を実施可能に構成されるとよい。かかる充電は、接触式でもよいし、非接触式でもよい。充電完了後は搬送機４が電力供給ユニットを回収して、所定の充電ステーションへ搬送し、かかる充電ステーションにて電力供給ユニットに充電がなされるように実施すればよい。もちろん、搬送機４とは別の電力供給装置（不図示であって例えば電力供給ユニットと一体化するもの）を用いて、作業装置３の作業中に電力を供給できるようにしてもよい。
【００４９】
換言すると、電力供給制御部２３４は、電力供給装置（不図示）を制御可能に構成され、かかる電力供給装置は、作業装置３の作業中に作業装置３に電力を供給可能に構成される。
【００５０】
３．作業方法
本節では、ロボットシステム１を用いた作業方法について詳述する。図８は、ロボットシステム１を用いた作業方法の流れを示すアクティビティ図である。以下、図８における各アクティビティに沿って説明する。なお、前提として、ｎは２以上の自然数であって、複数（ｎ個）の作業対象Ｏは、少なくとも第１の作業対象Ｏ１及び第２の作業対象Ｏ２を含む。そして、第１の作業対象Ｏ１は第１の作業領域Ｒ１に配置され、第２の作業対象Ｏ２は第２の作業領域Ｒ２に配置され、・・・第ｎの作業対象Ｏｎは第ｎの作業領域Ｒｎに配置されている。
【００５１】
［ここから］
（アクティビティＡ０）
ｋは１≦ｋ≦ｎを満たす自然数の変数であって、作業における初回はｋ＝１となる。
【００５２】
（アクティビティＡ１：ｋ＝１）
搬送機４が、例えば待機位置に配置された作業装置３に近づき、これを所定の方法によって支持して、第１の作業対象Ｏ１が配置された第１の作業領域Ｒ１へ搬送する。こうして、作業装置３が第１の作業領域Ｒ１内に配置されることとなる。
【００５３】
（アクティビティＡ２：ｋ＝１）
アクティビティＡ１に続いて、作業装置３における撮像部３４の座標系がキャリブレーションによって調整される。これにより、これから規定の作業を行う第１の作業対象Ｏ１の相対位置が適切に作業装置３に認識される。
【００５４】
（アクティビティＡ３：ｋ＝１）
アクティビティＡ２に続いて、作業装置３が第１の作業対象Ｏ１に対して規定の作業を実施する。
【００５５】
（アクティビティＡ４：ｋ＝１）
既定の作業が完了した後、ｋの値がｎに満たない場合はｋの値を＋１インクリメントする。すなわち、ｋ＝２となる。
【００５６】
（アクティビティＡ１：ｋ＝２）
搬送機４が、第１の作業領域Ｒ１に配置された作業装置３に近づき、これを所定の方法によって再び支持して、第２の作業対象Ｏ２が配置された第２の作業領域Ｒ２へ搬送する。こうして、作業装置３が第２の作業領域Ｒ２内に配置されることとなる。
【００５７】
（アクティビティＡ２：ｋ＝２）
アクティビティＡ１に続いて、作業装置３における撮像部３４の座標系がキャリブレーションによって調整される。これにより、これから規定の作業を行う第２の作業対象Ｏ２の相対位置が適切に作業装置３に認識される。
【００５８】
（アクティビティＡ３：ｋ＝２）
アクティビティＡ２に続いて、作業装置３が第２の作業対象Ｏ２に対して規定の作業を実施する。
【００５９】
（アクティビティＡ４：ｋ＝２）
既定の作業が完了した後、ｋの値がｎに満たない場合はｋの値を＋１インクリメントする。ｎ＝２の場合はこれで作業を終了する。ｎ≧３であれば、アクティビティＡ１〜Ａ４が適宜繰り返される。
［ここまで］
【００６０】
このような作業方法によれば、コンパクトな環境であっても効率的な生産ラインを実現することができる。特に、第１の作業対象Ｏ１に対する作業の終了後、第２の作業対象Ｏ２の作業を行う前にキャリブレーションが実施されることで、本来は一般的なベルトコンベヤの生産ラインにおいて固定して使用していた従来の作業装置を、本実施形態に係る作業装置３として用いることができる。
【００６１】
換言すると、元々工場の生産ライン等において固定して使用されていた従来の作業装置を、そのまま作業装置３として採用し、これを搬送機４を用いて搬送することに留意されたい。このような方法によれば、効率的な生産ラインを実現することができるだけでなく、単に自走式の作業装置を作業装置の作業ごとに新たに製造するコストを抑えることができる。例えば、切削用の作業装置、塗布用の作業装置、ネジ部品の締緩用の作業装置等、各種の作業装置を作業装置３として採用し、これを搬送機４を用いて所望の位置に搬送することができる。
【００６２】
４．その他
次のような態様によって、本実施形態に係るロボットシステム１をさらに創意工夫してもよい。
【００６３】
（１）作業方法を行うにあたって、ｋを＋１インクリメントするタイミングで、いったん作業装置３を待機位置に戻して充電する等を行ってもよい。
（２）搬送機４が作業装置３を支持したままの状態で作業装置３が作業対象Ｏに対して規定の作業を行うように実施してもよい。
（３）作業装置３を行う作業ごとに複数用意してもよい。例えば切削を行う第１の作業装置３ａと、例えばネジ止めを行う第２の作業装置３ｂとを用意して、これらを共通の方法で支持可能な１つの搬送機４を用いて、作業方法を実施してもよい。換言すると、作業装置３は、第１の作業装置３ａ及び第２の作業装置３ｂを含む複数の作業装置で、作業装置制御部２３１は、第１の作業領域Ｒ１内で第１の作業装置３ａが第１の作業対象Ｏ１に対して第１の作業（例えば切削）を行うとともに、第２の作業領域Ｒ２内で第２の作業装置３ｂが第２の作業対象Ｏ２に対して第２の作業（例えばネジ止め）を行うように、第１の作業装置３ａ及び第２の作業装置３ｂをそれぞれ制御可能に構成される。
（４）複数の作業装置３に対して、複数の搬送機４を用意し、これらの個数が一致してもよいし、搬送機４の数を少なくしてもよい。これらの数に合わせて、それぞれの所定の作業が実施されるよう、最適な制御を行うことが好ましい。かかる場合、必要であれば、さらに搬送機４が作業対象Ｏも搬送するように実施してもよい。さらには、搬送機４が、作業装置３において使用される部品（エンドエフェクタ、センサ等）を搬送又は回収するように実施してもよい。このように、作業装置３と作業対象Ｏとの両方が可動する体制を実現することで、従来とは異なる効率的な生産ラインの現場が実現されうる。
（５）撮像部３４とともに、又はこれに代えて、例えば、レーザ変位センサ、赤外線センサ、接触式プローブ等を用いる態様であって、これらに対してキャリブレーションを行うように実施してもよい。
（６）作業対象Ｏが人物であってもよい。かかる場合、作業装置３が、人物である作業対象Ｏに対して規定の作業である役務の提供（例えば飲食物の提供、情報の提供、道案内等）を実施するように構成される。
【００６４】
さらには、次に記載の各態様で提供されてもよい。
前記制御装置において、校正部をさらに備え、前記校正部は、前記作業装置が前記第２の作業領域内にある状態で、前記作業装置から見た前記第２の作業対象を含む座標系を調整するキャリブレーションを前記作業装置に実行させ、前記作業装置制御部は、前記キャリブレーションの完了後に、前記作業装置が前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対する第２の作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成される、もの。
前記制御装置において、電力供給制御部をさらに備え、前記電力供給制御部は、電力供給装置を制御可能に構成され、前記電力供給装置は、前記作業装置の作業中に前記作業装置に電力を供給可能に構成される、もの。
前記制御装置において、前記作業対象は、人物であり、前記作業装置が、前記人物に対して前記作業である役務の提供を実施するように構成される、もの。
前記制御装置において、前記作業装置は、第１及び第２の作業装置を含む複数の作業装置で、前記作業装置制御部は、前記第１の作業装置が前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して第１の作業を行うとともに、前記第２の作業装置が前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対して第２の作業を行うように、前記第１及び第２の作業装置をそれぞれ制御可能に構成される、もの。
前記制御装置において、前記搬送機は、作業台に設置された前記作業装置を前記作業台とともに支持して搬送するように構成される、もの。
ロボットシステムであって、複数の作業対象に対する作業を行うもので、前記複数の作業対象は、少なくとも第１及び第２の作業対象を含み、前記第１の作業対象は、第１の作業領域内に配置され、且つ前記第２の作業対象は、第２の作業領域内に配置され、本ロボットシステムは、制御装置と、作業装置と、搬送機とを備え、前記制御装置は、前記制御装置で、前記作業装置と、前記搬送機とを制御して作業対象に対して作業を行わせるように構成され、前記作業装置は、単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置で、前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して前記作業を行い、前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対して前記作業を行うように構成され、前記搬送機は、前記作業装置と一体又は分離を選択可能に構成された装置で、前記第１の作業対象に対して前記作業を終えた前記作業装置を支持して前記第２の作業領域内に搬送するように構成される、もの。
制御プログラムであって、コンピュータを前記制御装置として機能させる、もの。
もちろん、この限りではない。
【００６５】
最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１      ：ロボットシステム
２      ：制御装置
２０    ：通信バス
２１    ：通信部
２２    ：記憶部
２３    ：制御部
２３１  ：作業装置制御部
２３２  ：搬送機制御部
２３３  ：校正部
２３４  ：電力供給制御部
３      ：作業装置
３ａ    ：第１の作業装置
３ｂ    ：第２の作業装置
３０    ：通信バス
３１    ：通信部
３２    ：記憶部
３３    ：制御部
３４    ：撮像部
４      ：搬送機
４０    ：通信バス
４１    ：通信部
４２    ：記憶部
４３    ：制御部
４４    ：撮像部
ＣＳａ  ：制御信号
ＣＳｂ  ：制御信号
ＣＳｃ  ：制御信号
Ｏ      ：作業対象
Ｏ１    ：第１の作業対象
Ｏ２    ：第２の作業対象
Ｏｎ    ：第ｎの作業対象
Ｒ１    ：第１の作業領域
Ｒ２    ：第２の作業領域
Ｒｎ    ：第ｎの作業領域
【図１】
2021002069.tif 000003
【図２】
2021002069.tif 000004
【図３】
2021002069.tif 000005
【図４】
2021002069.tif 000006
【図５】
2021002069.tif 000007
【図６】
2021002069.tif 000008
【図７】
2021002069.tif 000009
【図８】
2021002069.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月17日(2020.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの制御装置であって、
作業装置と搬送機とを制御して、複数の作業対象に対して作業を行わせるもので、前記作業装置は、前記搬送機と無関係に、単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置で、前記搬送機は、前記作業装置とは異なる機械で、かつ前記作業装置を搬送可能に構成された装置で、前記複数の作業対象は、少なくとも第１及び第２の作業対象を含み、
前記第１の作業対象は、第１の作業領域内に配置され、且つ前記第２の作業対象は、第２の作業領域内に配置され、
本制御装置は、作業装置制御部と、搬送機制御部と、校正部とを備え、
前記作業装置制御部は、前記作業装置が前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成され、
前記搬送機制御部は、前記搬送機が前記第１の作業対象に対して前記作業を終えた前記作業装置を支持して前記第２の作業領域内に搬送するように、前記搬送機を制御可能に構成され、
前記作業装置制御部は、前記第２の作業領域内で前記作業装置が前記第２の作業対象に対して前記作業を行うように、前記作業装置を制御可能に構成され、
前記校正部は、前記作業装置が前記第２の作業領域内にある状態で、前記作業装置から見た前記第２の作業対象を含む座標系を調整するキャリブレーションを、前記作業装置が前記第２の作業領域内に配置される度に、前記作業装置に実行させるように構成される、
もの。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
電力供給制御部をさらに備え、
前記電力供給制御部は、電力供給装置を制御可能に構成され、
前記電力供給装置は、前記作業装置の作業中に前記作業装置に電力を供給可能に構成される、
もの。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の制御装置において、
前記作業対象は、人物であり、
前記作業装置が、前記人物に対して前記作業である役務の提供を実施するように構成される、
もの。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の制御装置において、
前記作業装置は、第１及び第２の作業装置を含む複数の作業装置で、
前記作業装置制御部は、
前記第１の作業装置が前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して第１の作業を行うとともに、前記第２の作業装置が前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対して第２の作業を行うように、
前記第１及び第２の作業装置をそれぞれ制御可能に構成される、
もの。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の制御装置において、
前記搬送機は、作業台に設置された前記作業装置を前記作業台とともに支持して搬送するように構成される、
もの。
【請求項６】
ロボットシステムであって、
複数の作業対象に対する作業を行うもので、
前記複数の作業対象は、少なくとも第１及び第２の作業対象を含み、
前記第１の作業対象は、第１の作業領域内に配置され、且つ前記第２の作業対象は、第２の作業領域内に配置され、
本ロボットシステムは、制御装置と、作業装置と、搬送機とを備え、
前記制御装置は、
請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の制御装置で、
前記作業装置と、前記搬送機とを制御して作業対象に対して作業を行わせるように構成され、
前記作業装置は、
前記搬送機と無関係に、単体で所定の場所に設置して使用される従前の装置で、
前記第１の作業領域内で前記第１の作業対象に対して前記作業を行い、
前記第２の作業領域内で前記第２の作業対象に対して前記作業を行うように構成され、
前記搬送機は、
前記作業装置とは異なる機械で、かつ前記作業装置を搬送可能に構成された装置で、
前記第１の作業対象に対して前記作業を終えた前記作業装置を支持して前記第２の作業領域内に搬送するように構成され、
前記校正部は、前記作業装置が前記第２の作業領域内にある状態で、前記作業装置から見た前記第２の作業対象を含む座標系を調整するキャリブレーションを、前記作業装置が前記第２の作業領域内に配置される度に、前記作業装置に実行させるように構成される、
もの。
【請求項７】
制御プログラムであって、
コンピュータを請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の制御装置として機能させる、
もの。
【国際調査報告】
2021002069.tif 000011
2021002069.tif 000012
2021002069.tif 000013
2021002069.tif 000014