特許 5768827 ロボットシステムおよびワークの搬送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5768827

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】ロボットシステムおよびワークの搬送方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20150806BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/08 A

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-52163(P2013-52163)

(22)【出願日】2013年3月14日

(65)【公開番号】特開2014-176925(P2014-176925A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2013年12月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】塘 敏広

(72)【発明者】

【氏名】下野 利昭

【審査官】 佐藤 彰洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１４１２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１６３０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９３０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２３８８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワーク配置部に配置されたワークを保持する保持部が取り付けられる第１ロボットアームと、
前記保持部および前記第１ロボットアームの動作を制御するロボット制御部とを備え、
平面視において、前記第１ロボットアームの前記保持部が取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸と前記保持部の幾何学的中心とが異なるように、前記保持部の根元側が前記第１ロボットアームに接続されており、
前記ロボット制御部は、前記第１ロボットアームが延びる方向である第１方向と交差する方向に前記保持部の先端側が向くように前記第１ロボットアームにより前記保持部を回動させた状態で、前記保持部により前記ワーク配置部に配置された前記ワークを保持するように制御するように構成されており、
前記保持部は、平面視において、前記保持部の幾何学的中心から、前記第１方向と直交する第２方向にオフセットした前記保持部の根元側の位置において前記第１ロボットアームに接続されている、ロボットシステム。

【請求項2】

前記ロボット制御部は、平面視において、前記保持部の先端側の外縁と前記ワーク配置部の外縁とが略平行になるように、前記第１ロボットアームにより前記保持部を回動させた状態で、前記保持部により前記ワークを保持するように制御するように構成されている、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記ワーク配置部は、平面視において、前記ワークを囲うように略矩形形状を有し、
前記保持部は、平面視において、前記先端側に互いに略直交する２つの辺を有する形状を有しており、
前記ロボット制御部は、前記保持部の先端側の互いに直交する２つの辺と前記ワーク配置部の２つの辺とが略平行になるように、前記第１ロボットアームにより前記保持部を回動させた状態で、前記保持部により前記ワークを保持するように制御するように構成されている、請求項２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記保持部は、平面視において、略正方形形状を有しているとともに、前記略正方形形状の保持部の根元側の角部近傍が前記第１ロボットアームに接続されており、
前記ロボット制御部は、前記略正方形形状の保持部の先端側の互いに直交する２つの辺と前記ワーク配置部の２つの辺とが略平行になるように、前記第１ロボットアームにより前記保持部を略４５度回動させた状態で、前記保持部により前記ワークを保持するように制御するように構成されている、請求項３に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記ロボット制御部は、平面視において、前記保持部の先端側と根元側とが前記第１方向に沿って配置された基準状態から、前記第１方向と交差する方向に前記保持部の先端側が向くように前記第１ロボットアームにより前記保持部を回動させた状態で、前記保持部により前記ワークを保持するように制御するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記ロボット制御部は、前記第１方向と直交する第２方向の一方側に配置される前記ワークを保持する場合には、前記基準状態から前記第２方向の一方側に前記第１ロボットアームにより前記保持部を回動させた状態で、前記保持部により前記ワークを保持するように制御するとともに、前記第２方向の他方側に配置される前記ワークを保持する場合には、前記基準状態から前記第２方向の他方側に前記第１ロボットアームにより前記保持部を回動させた状態で、前記保持部により前記ワークを保持するように制御するように構成されている、請求項５に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記第１ロボットアームを含むロボットをさらに備え、
前記ロボットは、平面視において、前記ロボットの前記第１方向に沿った方向の中心線に対して前記第１ロボットアームが前記第２方向の一方側に張り出した非対称な形状を有しており、
前記保持部は、平面視において、前記第１ロボットアームの張り出した方向と反対の前記第２方向の他方側にオフセットした前記保持部の根元側の位置において前記第１ロボットアームに接続されている、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記ワーク配置部に配置された前記ワークの配置状態を検出する検出部が取り付けられる第２ロボットアームをさらに備え、
前記ロボット制御部は、前記検出部により検出された前記ワークの配置状態に基づいて前記第１ロボットアームを移動させて、前記保持部により前記ワーク配置部に配置された前記ワークを保持するように制御するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項9】

平面視において、ロボットアームの保持部が取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸と前記保持部の幾何学的中心とが異なるように、根元側が前記ロボットアームに接続されている前記保持部を、前記ロボットアームが延びる方向である第１方向と交差する方向に前記保持部の先端側が向くように前記ロボットアームにより回動させる工程と、
前記保持部を回動させた状態で、前記保持部により前記ワーク配置部に配置された前記ワークを保持する工程とを備え、
前記保持部は、平面視において、前記保持部の幾何学的中心から、前記第１方向と直交する第２方向にオフセットした前記保持部の根元側の位置において前記ロボットアームに接続されている、ワークの搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ロボットシステムおよびワークの搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パレットに配置されたワークを保持するハンドが取り付けられるロボットアームを備えるデパレタイズ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。このデパレタイズ装置では、パレットの上方よりワークが撮影されるとともに、撮影された画像に基づいてワークの位置が検出される。そして、検出されたワークの位置に基づいて、ロボットアームが移動されるとともに、ハンドによりワークが保持されるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−３１７９１１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、上記特許文献１に記載のデパレタイズ装置では、パレットの外周側（壁部近傍）に配置されたワークを保持する場合、ロボットアームとパレットの壁部とが接近した状態になるために、ロボットアームとパレットの壁部（ワーク配置部の壁部）とが接触する場合があるという問題点が考えられる。

【0005】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ワークを保持する際に、ロボットアームがワーク配置部に接触するのを抑制することが可能なロボットシステムおよびワークの搬送方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、第１の局面によるロボットシステムは、ワーク配置部に配置されたワークを保持する保持部が取り付けられる第１ロボットアームと、保持部および第１ロボットアームの動作を制御するロボット制御部とを備え、平面視において、第１ロボットアームの保持部が取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸と保持部の幾何学的中心とが異なるように、保持部の根元側が第１ロボットアームに接続されており、ロボット制御部は、第１ロボットアームが延びる方向である第１方向と交差する方向に保持部の先端側が向くように第１ロボットアームにより保持部を回動させた状態で、保持部によりワーク配置部に配置されたワークを保持するように制御するように構成されており、保持部は、平面視において、保持部の幾何学的中心から、第１方向と直交する第２方向にオフセットした保持部の根元側の位置において第１ロボットアームに接続されている。

【0007】

第１の局面によるロボットシステムでは、上記のように、第１ロボットアームの保持部が取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸と保持部の幾何学的中心とが異なるように、保持部の根元側を第１ロボットアームに接続して、第１ロボットアームが延びる方向である第１方向と交差する方向に保持部の先端側が向くように第１ロボットアームにより保持部を回動させた状態で、保持部によりワーク配置部に配置されたワークを保持するように制御するようにロボット制御部を構成することによって、保持部の先端側を第１方向と交差する方向に回動させた分、第１ロボットアームをワーク配置部の中央部側に寄せた状態で、ワークを保持することができる。これにより、ワークを保持する際に、第１ロボットアームがワーク配置部（ワーク配置部の外周側（壁部））に接触するのを抑制することができる。

【0008】

第２の局面によるワークの搬送方法は、平面視において、ロボットアームの保持部が取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸と保持部の幾何学的中心とが異なるように、根元側がロボットアームに接続されている保持部を、ロボットアームが延びる方向である第１方向と交差する方向に保持部の先端側が向くようにロボットアームにより回動させる工程と、保持部を回動させた状態で、保持部によりワーク配置部に配置されたワークを保持する工程とを備え、保持部は、平面視において、保持部の幾何学的中心から、第１方向と直交する第２方向にオフセットした保持部の根元側の位置においてロボットアームに接続されている。

【0009】

この第２の局面によるワークの搬送方法では、ロボットアームの保持部が取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸と保持部の幾何学的中心とが異なるように、根元側がロボットアームに接続されている保持部を、ロボットアームが延びる方向である第１方向と交差する方向に保持部の先端側が向くようにロボットアームにより回動させる工程を備えることによって、保持部の先端側を第１方向と交差する方向に回動させた分、ロボットアームをワーク配置部の中央部側に寄せた状態で、ワークを保持することができる。これにより、ワークを保持する際に、ロボットアームがワーク配置部（ワーク配置部の外周側（壁部））に接触するのを抑制することが可能なワークの搬送方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0010】

上記のように構成することによって、ワークを保持する際に、ロボットアームがワーク配置部に接触するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態によるロボットシステムの全体図である。

【図2】本実施形態によるロボットシステムのブロック図である。

【図3】本実施形態によるロボットシステムのデパレタイズ用のロボットの斜視図である。

【図4】本実施形態によるロボットシステムのデパレタイズ用のロボットを上方から見た図である。

【図5】本実施形態によるロボットシステムのデパレタイズ用のロボットのロボットハンドの斜視図である。

【図6】本実施形態によるロボットシステムのデパレタイズ用のロボットのロボットハンドの上面図である。

【図7】本実施形態によるロボットシステムのデパレタイズ用のロボットのロボットハンドの下面図である。

【図8】本実施形態によるロボットシステムのロボットハンドによりパレットの辺と略平行に配置されたワークを保持する様子を示す図である。

【図9】本実施形態によるロボットシステムのロボットハンドによりパレットの辺と交差するように配置されたワークを保持する様子を示す図である。

【図10】本実施形態によるロボットシステムのロボットハンドがパレットの右上の隅部に配置された状態を示す図である。

【図11】本実施形態によるロボットシステムのロボットハンドがパレットの左上の隅部に配置された状態を示す図である。

【図12】本実施形態によるロボットシステムのロボットハンドがパレットの右下の隅部に配置された状態を示す図である。

【図13】本実施形態によるロボットシステムのロボットハンドがパレットの左下の隅部に配置された状態を示す図である。

【図14】本実施形態によるロボットシステムの検出用のロボットの斜視図である。

【図15】本実施形態によるロボットシステムの検出用のロボットのロボットハンドの上面図である。

【図16】本実施形態によるロボットシステの動作を説明するためのフロー図である。

【図17】本実施形態によるロボットシステムのワークを載置する動作とワークの配置状態を検出する動作とを説明するための図である。

【図18】本実施形態によるロボットシステムのワークを保持する動作を説明するための図である。

【図19】比較例によるロボットの斜視図である。

【図20】比較例によるロボットによりワークを保持する動作を説明するため図である。

【図21】本実施形態の第１変形例によるロボットハンドの上面図である。

【図22】本実施形態の第２変形例によるロボットハンドの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

まず、図１〜図１５を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。

【0014】

図１に示すように、ロボットシステム１００は、デパレタイズ用のロボット１と、ワーク２００を検出するための検出用のロボット２とを備えている。ロボット１およびロボット２は、たとえば垂直多関節ロボットからなる。また、ロボット１およびロボット２の近傍（Ｘ１方向側）には、大きさや形状の異なる複数のワーク２００が積み上げられたパレット２０１が配置されている。なお、ワーク２００は、たとえば、箱状のワーク２００からなる。また、パレット２０１は、平面視において、ワーク２００を囲うように略矩形形状（壁部を有する箱形状）を有する。また、ロボット１の近傍（Ｙ２方向側）には、ワーク２００が載置（搬送）されるコンベア２０２が配置されている。なお、パレット２０１は、「ワーク配置部」の一例である。

【0015】

図２に示すように、ロボット１には、ロボットコントローラ３が接続されている。また、ロボット２には、ロボットコントローラ４が接続されている。ロボットコントローラ３およびロボットコントローラ４は、ＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５に接続されている。また、ＰＬＣ５には、ロボットシステム１００全体の動作を制御するＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）６が接続されている。また、ＰＣ６には、ワーク２００の配置状態を検出するためのレーザ光照射部７およびカメラ８が接続されている。なお、ＰＣ６は、「ロボット制御部」の一例である。

【0016】

図３に示すように、ロボット１は、ロボット本体１１と、ロボット本体１１の先端に取り付けられパレット２０１に配置されたワーク２００を吸着して保持するためのロボットハンド１２とを含む。また、ロボット本体１１は、基台１３およびロボットアーム１４を有している。また、ロボット１には、ロボットアーム１４に接続されるケーブル１５等が設けられている。なお、ロボットハンド１２は、「保持部」の一例である。また、ロボットアーム１４は、「第１ロボットアーム」の一例である。

【0017】

基台１３は、フロア・壁・天井等の設置面に固定されている。ロボットアーム１４は、５自由度を有して構成されている。ロボットアーム１４は、複数のアーム構造体を有しており、設置面に対して垂直な回転軸Ａ１まわりにアーム構造体１４１が基台１３に対して回転可能に連結されている。アーム構造体１４２は、回転軸Ａ１に対して垂直な回転軸Ａ２まわりに回転可能にアーム構造体１４１に連結されている。アーム構造体１４３は、回転軸Ａ２に対して平行な回転軸Ａ３まわりに回転可能にアーム構造体１４２に連結されている。アーム構造体１４４は、回転軸Ａ３に対して平行な回転軸Ａ４まわりに回転可能にアーム構造体１４３に連結されている。アーム構造体１４５は、回転軸Ａ４に対して垂直な回転軸Ａ５まわりに回転可能にアーム構造体１４４に連結されている。なお、ここでいう「平行」「垂直」は、必ずしも厳密に定義されるものではなく、実質的なものであればよい。各回転軸Ａ１〜Ａ５にはそれぞれサーボモータが設けられており、各サーボモータはそれぞれの回転位置を検出するエンコーダを有している。各サーボモータはロボットコントローラ３に接続されており、ロボットコントローラ３の指令に基づいて各サーボモータが動作するように構成されている。

【0018】

また、図４に示すように、ロボット１は、平面視において、ロボット１のロボットアーム１４が延びる方向であるＸ方向に沿った方向の中心線Ｃに対して、ロボットアーム１４がＹ方向の一方側（Ｙ１方向側）に張り出した非対称な形状を有している。なお、ケーブル１５もＹ１方向側に張り出している。

【0019】

ここで、本実施形態では、図５および図６に示すように、平面視において、ロボットアーム１４のロボットハンド１２が取り付けられる部分（アーム構造体１４５）の垂直方向に沿った回動軸Ａ５とロボットハンド１２の幾何学的中心（Ａ点、幾何学的な重心）とが異なるように、ロボットハンド１２の根元側（Ｘ２方向側）がロボットアーム１４（アーム構造体１４５）に接続されている。具体的には、ロボットハンド１２は、平面視において、略正方形形状を有しているとともに、略正方形形状のロボットハンド１２の根元側の角部１２ａ近傍にロボットアーム１４が接続されている。

【0020】

また、本実施形態では、図６に示すように、ロボットハンド１２は、平面視において、ロボットハンド１２の幾何学的中心（Ａ点）から、ロボットアーム１４が延びるＸ方向と直交するＹ方向（Ｙ２方向）に所定の距離ｄだけオフセットしたロボットハンド１２の根元側の位置においてロボットアーム１４に接続されている。すなわち、ロボットハンド１２は、平面視において、ロボットアーム１４（ケーブル１５）の張り出した方向（Ｙ１方向）と反対のＹ２方向側に所定の距離ｄだけオフセットしたロボットアーム１４の根元側の位置においてロボットアーム１４に接続されている。また、ロボットアーム１４とロボットハンド１２とは、接続部（ブラケット）１６を介して接続されている。

【0021】

また、図５および図７に示すように、ロボットハンド１２は、パレット２０１に配置されたワーク２００を気体（空気）による吸引力により保持するための複数の吸着部１２１と、吸着部１２１が取り付けられるロボットハンド本体部１２２とを含む。そして、ロボット２に設けられるカメラ８により撮影されたワーク２００の画像に基づいて、ワーク２００とロボットハンド１２とがオーバーラップする部分に配置される吸着部１２１を作動状態にするとともに、その他の吸着部１２１を非作動状態にした状態で、ワーク２００を保持するようにＰＣ６により制御されるように構成されている。たとえば、図８および図９に示すように、平面視において、ワーク２００の大きさがロボットハンド１２よりも小さい場合、ワーク２００とロボットハンド１２とがオーバーラップする部分に配置される吸着部１２１が作動状態にされる。また、平面視において、ワーク２００の大きさがロボットハンド１２の大きさ以上の場合、全ての吸着部１２１が作動状態にされる。

【0022】

ここで、本実施形態では、図１０〜図１３に示すように、ロボットアーム１４が延びる方向であるＸ方向と交差する方向（Ｅ１方向、Ｅ２方向）に吸着部１２１の先端側が向くようにロボットアーム１４により吸着部１２１を回動させた状態で、吸着部１２１によりパレット２０１に配置されたワーク２００を保持するようにＰＣ６により制御されるように構成されている。また、平面視において、ロボットハンド１２の先端側と根元側とがＸ方向に沿って配置された基準状態（図４参照）から、Ｘ方向と交差する方向（Ｅ１方向、Ｅ２方向）にロボットハンド１２の先端側が向くようにロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するようにＰＣ６により制御されるように構成されている。

【0023】

具体的には、図１０および図１１に示すように、Ｘ方向と直交するＹ２方向側に配置されるワーク２００を保持する場合には、基準状態（図４参照）からＹ２方向側にロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するようにＰＣ６により制御される。また、図１２および図１３に示すように、Ｙ１方向側に配置されるワーク２００を保持する場合には、基準状態（図４参照）からＹ１方向側にロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するようにＰＣ６により制御されるように構成されている。

【0024】

また、本実施形態では、図８および図９に示すように、略正方形形状のロボットハンド１２の先端側の互いに直交する２つの辺１２ｂおよび１２ｃ（外縁）とパレット２０１の２つの辺２０１ａおよび２０１ｂとが略平行になるように、ロボットアーム１４によりロボットハンド１２を略４５度回動させた状態で、吸着部１２１によりワーク２００を保持するようにＰＣ６により制御されるように構成されている。

【0025】

また、図８に示すように、ワーク２００の辺２００ａおよび２００ｂがパレット２０１の２つの辺２０１ａおよび２０１ｂに略平行になるように配置されている場合には、平面視において、ロボットハンド１２の先端側の互いに直交する２つの辺１２ｂおよび１２ｃ（外縁）と、ワーク２００の辺２００ａおよび２００ｂとが重なるように、かつ、ロボットハンド１２の先端側の角部１２ｄとワーク２００の角部２００ｃとが重なるように、ロボットアーム１４によりロボットハンド１２が移動（回動）された状態で、ワーク２００が保持される。なお、ワーク２００がパレット２０１の隅部近傍に配置されている場合でも、中央部近傍に配置されている場合でも、ロボットハンド１２の２つの辺１２ｂおよび１２ｃ（外縁）と、ワーク２００の４つの辺のうちの２つの辺とが重なるように、かつ、ロボットハンド１２の先端側の角部１２ｄとワーク２００の４つの角部のうちの１つの角部とが重なる状態で、ワーク２００が保持される。

【0026】

また、図９に示すように、ワーク２００の４つの辺がパレット２０１の２つの辺２０１ａおよび２０１ｂに交差する状態で配置されている場合には、平面視において、ロボットハンド１２の先端側の互いに直交する２つの辺１２ｂおよび１２ｃ（外縁）と、ワーク２００の２つの角部２００ｃおよび２００ｄとが重なるように、ロボットアーム１４によりロボットハンド１２が移動（回動）された状態で、ワーク２００が保持される。

【0027】

また、図１４に示すように、ロボット２は、ロボット本体２１と、ロボット本体２１の先端に取り付けられるロボットハンド２２とを含む。また、ロボット本体２１は、基台２３およびロボットアーム２４を有している。

【0028】

基台２３は、フロア・壁・天井等の設置面に固定されている。ロボットアーム２４は、６自由度を有して構成されている。ロボットアーム２４は、複数のアーム構造体を有しており、設置面に対して垂直な回転軸Ｂ１まわりにアーム構造体２４１が基台２３に対して回転可能に連結されている。アーム構造体２４２は、回転軸Ｂ１に対して垂直な回転軸Ｂ２まわりに回転可能にアーム構造体２４１に連結されている。アーム構造体２４３は、回転軸Ｂ２に対して平行な回転軸Ｂ３まわりに回転可能にアーム構造体２４２に連結されている。アーム構造体２４４は、回転軸Ｂ３に対して垂直な回転軸Ｂ４まわりに回転可能にアーム構造体２４３に連結されている。アーム構造体２４５は、回転軸Ｂ４に対して垂直な回転軸Ｂ５まわりに回転可能にアーム構造体２４４に連結されている。アーム構造体２４６は、回転軸Ｂ５に対して垂直な回転軸Ｂ６まわりに回転可能にアーム構造体２４５に連結されている。なお、ここでいう「平行」「垂直」は、必ずしも厳密に定義されるものではなく、実質的なものであればよい。各回転軸Ｂ１〜Ｂ６にはそれぞれサーボモータが設けられており、各サーボモータは、それぞれの回転位置を検出するエンコーダを有している。各サーボモータはロボットコントローラ４に接続されており、ロボットコントローラ４の指令に基づいて各サーボモータが動作するように構成されている。なお、ロボットアーム２４は、「第２ロボットアーム」の一例である。

【0029】

また、図１５に示すように、ロボットハンド２２には、ワーク２００に向かってレーザ光を照射するレーザ光照射部７と、ワーク２００から反射されるレーザ光を検出するためのカメラ８（ステレオカメラ）とが取り付けられている。なお、レーザ光照射部７およびカメラ８は、「検出部」の一例である。そして、レーザ光照射部７によりワーク２００に向かってレーザ光をたとえば十字状に（交差するように）照射するとともに、カメラ８によりワーク２００から反射されるレーザ光が検出（撮影）される。そして、検出結果（撮影された画像）に基づいて、ワーク２００の配置状態（ワーク２００の高さ（ワーク２００の上面の高さ位置）、回転角度、位置、形状、大きさ等）がＰＣ６により算出（計測）されるように構成されている。そして、本実施形態では、レーザ光照射部７およびカメラ８により検出されたワーク２００の配置状態に基づいてロボットアーム１４を移動させて、ロボットハンド１２によりパレット２０１に配置されたワーク２００を保持するようにＰＣ６により制御されるように構成されている。

【0030】

次に、図１６〜図１８を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の動作について説明する。

【0031】

まず、図１６に示すように、ステップＳ１において、レーザ光照射部７およびカメラ８による前回の検出動作によって検出されたパレット２０１の最上段に配置されるワーク２００の配置状態に基づいて、図１７に示すように、ロボットアーム１４のロボットハンド１２により、ワーク２００が保持されるとともに、ロボットアーム１４が移動されることにより、ワーク２００がコンベア２０２に載置される。

【0032】

また、ロボットアーム１４によるワーク２００の載置動作と並行して（または、ワーク２００の搬送動作と並行して）、ロボットアーム２４が移動されることにより、ロボットアーム２４に取り付けられているロボットハンド２２（レーザ光照射部７およびカメラ８）がパレット２０１の上方に配置される。

【0033】

そして、ステップＳ２において、レーザ光照射部７によりワーク２００に向かってレーザ光が照射されるとともに、カメラ８によりワーク２００から反射されるレーザ光が撮影されて、パレット２０１に配置された次に保持するワーク２００の配置状態（高さ、形状、大きさなど）が検出される。そして、検出された複数のワーク２００のうち、保持対象となるワーク２００（たとえば、最上段のワーク２００）が選択される。

【0034】

次に、ステップＳ３において、図１８に示すように、ロボットアーム１４がパレット２０１の上方へ移動される。そして、ロボットアーム１４の移動動作と並行して、ロボットアーム２４が、ロボットアーム１４に衝突するのを避けるようにパレット２０１の近傍からパレット２０１から離れる方向に退避される。

【0035】

次に、ステップＳ４において、たとえば、Ｘ方向と直交するＹ２方向側（Ｙ１方向側）に配置されるワーク２００を保持する場合には、基準状態（図４参照）から、図１０および図１１（図１２および図１３）に示すように、Ｙ２方向側（Ｙ１方向側）にロボットアーム１４によりロボットハンド１２を略４５度回動させた後、保持対象となるワーク２００の上方にロボットハンド１２が移動される。そして、ステップＳ５において、平面視において、ワーク２００とロボットハンド１２とがオーバーラップした部分に配置される吸着部１２１を作動状態にするとともに、その他の吸着部１２１を非作動状態にした状態で、ワーク２００が保持される。その後、ステップＳ１に戻って、ワーク２００がコンベア２０２に載置される。また、ワーク２００がコンベア２０２に載置された後、全ての吸着部１２１が非作動状態にされる。

【0036】

そして、ステップＳ１〜Ｓ５の動作が、パレット２０１からワーク２００が無くなるまで繰り返されて、ロボットハンド１２によるワーク２００のデパレタイズが終了される。

【0037】

次に、比較例によるロボット３００と対比しながら、ロボット１とパレット２０１との接触の抑制について説明する。

【0038】

図１９に示すように、比較例によるロボット３００では、ロボットハンド３０１は、ロボットハンド３０１の幾何学的中心（Ｂ点）においてロボットアーム３０２に接続されている。そして、図２１に示すように、ロボットハンド３０１により、パレット２０１のＹ１方向側に配置されたワーク２００を保持する場合には、ケーブル３０３がパレット２０１に接触してしまう。一方、図１３に示すように、本実施形態のロボット１では、ロボットハンド１２は、ロボットアーム１４の回動軸Ａ５とロボットハンド１２の幾何学的中心とが異なるようにロボットハンド１２の根元側においてロボットアーム１４に接続されているとともに、パレット２０１のＹ１方向側に配置されたワーク２００を保持する場合（Ｙ２方向側も同様）には、ロボットハンド１２を略４５度Ｙ１方向側に回動させた状態でワーク２００を保持するように構成されている。これにより、ロボットアーム１４が、図２０に示されるロボットアーム３０２に比べて、パレット２０１の中央部側に配置されるので、ロボット１（ケーブル１５）とパレット２０１とは接触しない。また、図１０〜図１３に示すように、パレット２０１のいずれの位置に配置されているワーク２００を保持する場合にも、ロボット１（ケーブル１５）とパレット２０１とは、接触しない。

【0039】

本実施形態では、上記のように、ロボットアーム１４のロボットハンド１２が取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸Ａ５とロボットハンド１２の幾何学的中心とが異なるように、ロボットハンド１２の根元側をロボットアーム１４に接続して、ロボットアーム１４が延びる方向であるＸ方向と交差する方向にロボットハンド１２の先端側が向くようにロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりパレット２０１に配置されたワーク２００を保持するように制御するようにＰＣ６を構成する。これにより、ロボットハンド１２の先端側をＸ方向と交差する方向に回動させた分、ロボットアーム１４をパレット２０１の中央部側に寄せた状態で、ワーク２００を保持することができる。その結果、ワーク２００を保持する際に、ロボットアーム１４がパレット２０１（パレット２０１の外周側（壁部））に接触するのを抑制することができる。

【0040】

また、本実施形態では、上記のように、平面視において、ロボットハンド１２の先端側の外縁とパレット２０１の外縁とが略平行になるように、ロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するように制御するようにＰＣ６を構成する。これにより、ロボットハンド１２の先端側に配置される吸着部１２１が常に使用されるので、ワーク２００の配置位置に応じてロボットハンド１２の中央部側のみの吸着部１２１や根元側のみの吸着部１２１を使い分ける場合と異なり、ワーク２００を保持する際の吸着部１２１の選択を容易に行うことができる。

【0041】

また、本実施形態では、上記のように、略正方形形状のロボットハンド１２の先端側の互いに直交する２つの辺１２ｂおよび１２ｃとパレット２０１の２つの辺２０１ａおよび２０１ｂとが略平行になるように、ロボットアーム１４によりロボットハンド１２を略４５度回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するように制御するようにＰＣ６を構成する。これにより、略矩形形状を有するパレット２０１の隅部に略矩形形状のワーク２００が配置されている場合でも、ワーク２００の外縁に沿ってロボットハンド１２の外縁を配置することができるので、ワーク２００とロボットハンド１２とをオーバーラップさせた状態で、ワーク２００を確実に保持することができる。

【0042】

また、本実施形態では、上記のように、平面視において、ロボットハンド１２の先端側と根元側とがＸ方向に沿って配置された基準状態から、Ｘ方向と交差する方向にロボットハンド１２の先端側が向くようにロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するように制御するようにＰＣ６を構成する。これにより、保持対象のワーク２００が配置されている方向と反対の方向にロボットハンド１２の先端側が向いている状態から、保持対象のワーク２００が配置されている方向にロボットハンド１２を回動させる場合と異なり、迅速に、ロボットハンド１２の先端側を保持対象のワーク２００が配置されている方向に回動させることができる。

【0043】

また、本実施形態では、上記のように、Ｘ方向と直交するＹ方向の一方側に配置されるワーク２００を保持する場合には、基準状態からＹ方向の一方側にロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するように制御するとともに、Ｙ方向の他方側に配置されるワーク２００を保持する場合には、基準状態からＹ方向の他方側にロボットアーム１４によりロボットハンド１２を回動させた状態で、ロボットハンド１２によりワーク２００を保持するように制御するようにＰＣ６を構成する。これにより、平面視において、ワーク２００がロボットハンド１２の一方側または他方側のいずれに配置されている場合でも、略４５度だけ回動させることにより、ロボットハンド１２の一方側または他方側に配置されるワーク２００を保持することができる。その結果、ロボットハンド１２を大きく回動させる（４５度よりも大きく回動させる）ことに起因して、ワーク２００を保持する動作のタクトタイムが長くなるのを抑制することができる。

【0044】

また、本実施形態では、上記のように、ロボットハンド１２を、平面視において、ロボットハンド１２の幾何学的中心から、Ｘ方向と直交するＹ方向にオフセットしたロボットハンド１２の根元側の位置においてロボットアーム１４に接続する。これにより、ロボットハンド１２がＹ方向にオフセットされている分、ロボットアーム１４をパレット２０１の中央部側に配置することができるので、ロボットアーム１４とパレット２０１とが接触するのを効果的に抑制することができる。

【0045】

また、本実施形態では、上記のように、ロボット１は、平面視において、ロボット１のＸ方向に沿った方向の中心線Ｃに対してロボットアーム１４がＹ方向の一方側（Ｙ１方向側）に張り出した非対称な形状を有しており、ロボットハンド１２を、平面視において、ロボットアーム１４の張り出した方向と反対のＹ方向の他方側（Ｙ２方向側）にオフセットしたロボットハンド１２の根元側の位置においてロボットアーム１４に接続する。これにより、ロボットアーム１４をロボットアーム１４の張り出した方向と反対のＹ方向側（Ｙ２方向側）にオフセットした分、ロボットアーム１４をパレット２０１の中央部側に配置することができるので、ロボットアーム１４とパレット２０１とが接触するのを確実に抑制することができる。

【0046】

また、本実施形態では、上記のように、パレット２０１に配置されたワーク２００の配置状態を検出するレーザ光照射部７およびカメラ８が取り付けられるロボットアーム２４を設けて、レーザ光照射部７およびカメラ８により検出されたワーク２００の配置状態に基づいてロボットアーム１４を移動させて、ロボットハンド１２によりパレット２０１に配置されたワーク２００を保持するように制御するようにＰＣ６を構成する。これにより、レーザ光照射部７およびカメラ８に検出されたワーク２００の配置状態に基づいて、容易に、パレット２０１に配置されたワーク２００を保持することができる。

【0047】

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0048】

たとえば、上記実施形態では、５自由度を有するデパレタイズ用のロボットおよび６自由度を有する検出用のロボットの２台のロボットを用いて、パレットに配置されたワークの配置状態の検出、保持および搬送を行う例を示したが、１台の双腕ロボットを用いて、パレットに配置されたワークの配置状態の検出、保持および搬送を行うようにしてもよい。また、デパレタイズ用のロボット、検出用のロボットの制御軸の数も適宜選択可能であり、それぞれ４自由度のロボットアームを用いてもよく、４自由度よりも多くの自由度を有するロボットアームを用いてもよい。

【0049】

また、上記実施形態では、ロボットハンドの先端側でワークを保持する例を示したが、たとえば、ロボットハンドの中央部側で、ワークを保持してもよい。

【0050】

また、上記実施形態では、ロボットハンドが、平面視において、略正方形形状を有している例を示したが、たとえば、図２１に示す第１変形例によるロボットハンド３１のように、ロボットハンド３１が、先端側に互いに直交する２つの辺を有する略三角形形状を有していてもよい。また、図２２に示す第２変形例によるロボットハンド３２のように、ロボットハンド３２が、先端側に互いに直交する２つの辺を有する略五角形形状を有していてもよい。また、ロボットハンドが、略正方形形状などの多角形形状以外の形状（楕円形形状など）を有していてもよい。これらの変形例の場合でも、ロボットアームのロボットハンドが取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸Ａ５とロボットハンドの幾何学的中心（幾何学的な重心）とが異なるように、ロボットハンドの根元側がロボットアームに接続される。なお、ロボットハンド３１および３２は、「保持部」の一例である。

【0051】

また、上記実施形態では、ロボットアームによりロボットハンドを略４５度回動させた状態で、ロボットハンドによりワークを保持する例を示したが、たとえば、略４５度以外の角度分、ロボットハンドを回動させた状態で、ロボットハンドによりワークを保持してもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、ロボットハンドの先端側と根元側とがＸ方向に沿って配置された基準状態（図４参照）から、ロボットアームによりロボットハンドを回動させた状態で、ロボットハンドによりワークを保持する例を示したが、たとえば、予めロボットハンドの先端側を回動させた状態から、ワークの配置に対応するようにロボットハンドをさらに回動させた状態でワークを保持してもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、ロボットハンドが、平面視において、ロボットハンドの幾何学的中心から、Ｘ方向と直交するＹ方向にオフセットしたロボットハンドの根元側の位置においてロボットアームに接続されている例を示したが、たとえば、ロボットハンドをＹ方向にオフセットさせずにロボットアームに接続してもよい。この場合でも、ロボットアームのロボットハンドが取り付けられる部分の垂直方向に沿った回動軸とロボットハンドの幾何学的中心とが異なるように、ロボットハンドの根元側がロボットアームに接続される。

【0054】

また、上記実施形態では、ロボットハンドが、ロボットアームの張り出した方向と反対の方向にオフセットしたロボットハンドの根元側の位置においてロボットアームに接続されている例を示したが、たとえば、ロボットハンドを、ロボットアームの張り出した方向と同じ方向にオフセットさせてロボットアームに接続してもよい。

【0055】

また、上記実施形態では、パレットに積み上げられたワークをロボットシステムによりデパレタイズする例を示したが、たとえば、ロボットシステムに、パレタイズなどのデパレタイズ以外の作業を行わせてもよい。

【0056】

また、上記実施形態では、ＰＣによりロボット（ロボットシステム）の動作を制御する例を示したが、たとえば、ＰＬＣやロボットコントローラによりロボットの動作を制御してもよい。

【0057】

また、上記実施形態では、空気による吸引力によりワークを保持する例を示したが、たとえば、電磁（磁石）による吸引力（磁力）によりワークを保持してもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ ロボット
６ ＰＣ（ロボット制御部）
７ レーザ光照射部（検出部）
８ カメラ（検出部）
１２、３１、３２ ロボットハンド（保持部）
１２ａ 角部
１２ｂ、１２ｃ 辺
１４ ロボットアーム（第１ロボットアーム）
２４ ロボットアーム（第２ロボットアーム）
１００ ロボットシステム
２００ ワーク
２０１ パレット（ワーク配置部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】