特許 6438525 物品の重さを測定する重さ測定システムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6438525

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】物品の重さを測定する重さ測定システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01G 19/52 20060101AFI20181203BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20181203BHJP

   B25J 19/02 20060101ALI20181203BHJP

【ＦＩ】

   G01G19/52 Z

   B25J13/00 Z

   B25J19/02

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-104897(P2017-104897)

(22)【出願日】2017年5月26日

【審査請求日】2018年7月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(72)【発明者】

【氏名】平 雄二

【審査官】 細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５６４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０１９１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１０６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０９４８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００３１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３１４５０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｇ １９／５２

Ｂ２５Ｊ １３／００

Ｂ２５Ｊ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームと、
前記ロボットアームに取り付けられる重さ測定器と、
前記重さ測定器に取り付けられる複数のハンド移動機構と、
前記複数のハンド移動機構の各々の動作により個々に移動する複数のハンドと、を備え、
前記重さ測定器は、第１の前記ハンド移動機構の動作により移動した第１の前記ハンドが把持した第１の物品の重さと、第２の前記ハンド移動機構の動作により移動した第２の前記ハンドが把持した第２の物品の重さとを測定する、重さ測定システム。

【請求項2】

前記重さ測定器は、前記第１のハンドが前記第１の物品を把持した状態で、前記第２の物品の重さを測定する、請求項１に記載の重さ測定システム。

【請求項3】

前記重さ測定器は、前記第１の物品の重さを先に測定し、次に前記第１の物品と前記第２の物品との合計重さを測定し、
前記合計重さと前記第１の物品の重さとの差として前記第２の物品の重さを測定する、請求項２に記載の重さ測定システム。

【請求項4】

前記重さ測定器は、
前記第１のハンド移動機構の動作が終了した時点から予め定められた時間が経過した後に、前記第１の物品の重さを測定し、
前記第２のハンド移動機構の動作が終了した時点から予め定められた時間が経過した後に、前記第２の物品の重さを測定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の重さ測定システム。

【請求項5】

前記第１のハンド移動機構は第１のエアシリンダを有し、前記第２のハンド移動機構は第２のエアシリンダを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の重さ測定システム。

【請求項6】

前記第１のハンドおよび前記第２のハンドの各々は、物品を吸着可能な吸着面を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の重さ測定システム。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の重さ測定システムによって物品の重さを測定する方法であって、
前記第１のハンド移動機構を動作させて前記第１のハンドによって前記第１の物品を把持することと、
前記第１のハンドが把持した前記第１の物品の重さを測定することと、
前記第１の物品を前記第１のハンドに把持した状態で、前記第２のハンド移動機構を動作させて前記第２のハンドによって前記第２の物品を把持することと、
前記第１の物品と前記第２の物品との合計重さを測定することと、
前記合計重さと前記第１の物品の重さとの差として、前記第２の物品の重さを測定することと、を備える、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品の重さを測定する重さ測定システムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

物品を把持して該物品の重さを測定する重さ測定システムが知られている（例えば、特許文献１および２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０８−０９４４２４号公報

【特許文献2】特開２０１６−１５６７０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、複数の物品を把持して該複数の物品の重さを測定する技術が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一態様において、重さ測定システムは、ロボットアームと、ロボットアームに取り付けられる重さ測定器と、重さ測定器に取り付けられる複数のハンド移動機構と、複数のハンド移動機構の各々の動作により個々に移動する複数のハンドとを備え、重さ測定器は、第１のハンド移動機構の動作により移動した第１のハンドが把持した第１の物品の重さと、第２のハンド移動機構の動作により移動した第２のハンドが把持した第２の物品の重さとを測定する。

【0006】

上述の重さ測定システムによって物品の質量を測定する方法は、第１のハンド移動機構を動作させて第１のハンドによって第１の物品を把持することと、第１のハンドが把持した第１の物品の重さを測定することと、第１の物品の重さを測定した後に、第２のハンド移動機構を動作させて第２のハンドによって第２の物品を把持することと、第１のハンドが把持している第１の物品の重さと、第２のハンドが把持している第２の物品の重さとの合計重さを測定することと、合計重さから第１の物品の重さを除算することによって、第２の物品の重さを算出することとを備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の一態様によれば、物品を重さによって選別するようなアプリケーションに適用した場合において、物品の選別作業をより迅速に実行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る重さ測定システムの図である。

【図2】図１に示す重さ測定器およびエンドエフェクタの拡大斜視図である。

【図3】図２に示すエンドエフェクタにおいて、第１のハンドが第１の物品を把持した状態を示す。

【図4】図２に示すエンドエフェクタにおいて、第１および第２のハンドが、第１および第２の物品をそれぞれ把持した状態を示す。

【図5】他の実施形態に係る重さ測定システムの図である。

【図6】図５に示す重さ測定システムの動作フローの一例を示すフローチャートである。

【図7】図６中のステップＳ３のフローの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明においては、便宜上、図中の左方、右方、上方、および下方を、左方、右方、上方、および下方としてそれぞれ言及する。

【0010】

図１〜図４を参照して、一実施形態に係る重さ測定システム１０について説明する。重さ測定システム１０は、後述する物品Ａ_１およびＡ_２（図３、図４）を把持して、これら物品Ａ_１およびＡ_２の重さを測定するためのシステムである。

【0011】

図１に示すように、重さ測定システム１０は、ロボット１２、重さ測定器１４、およびエンドエフェクタ１６を備える。本実施形態においては、ロボット１２は、パラレルリンクロボットである。具体的には、ロボット１２は、ベース部１８およびロボットアーム１９を備える。

【0012】

ロボットアーム１９は、可動部２０、第１リンク機構２２、第２リンク機構２４、および第３リンク機構２６を有する。可動部２０は、第１リンク機構２２、第２リンク機構２４、および第３リンク機構２６を介して、ベース部１８に可動に支持されている。本実施形態においては、可動部２０は、中心軸線Ｏを有する略円錐台形の部材である。

【0013】

第１リンク機構２２は、第１駆動リンク２８と、一対の受動リンク３０および３２とを有する。第１駆動リンク２８は、ベース部１８に回動可能に連結されている。一対の受動リンク３０および３２の各々は、その基端部が第１駆動リンク２８の先端部に回動可能に連結され、その先端部が可動部２０に回動可能に連結されている。

【0014】

第２リンク機構２４は、第１リンク機構２２と同様の構成を有している。具体的には、第２リンク機構２４は、ベース部１８に回動可能に連結された第２駆動リンク３４と、一対の受動リンク３６および３８とを有する。一対の受動リンク３６および３８の各々は、その基端部が第２駆動リンク３４の先端部に回動可能に連結され、その先端部が可動部２０に回動可能に連結されている。

【0015】

第３リンク機構２６は、第１リンク機構２２と同様の構成を有している。具体的には、第３リンク機構２６は、ベース部１８に回動可能に連結された第３駆動リンク（図示せず）と、一対の受動リンク４０および４２とを有する。一対の受動リンク４０および４２の各々は、その基端部が、第３駆動リンクの先端部に回動可能に連結され、その先端部が可動部２０に回動可能に連結されている。

【0016】

ロボットアーム１９は、第１駆動リンク２８を回動させる第１リンク駆動部（図示せず）と、第２駆動リンク３４を回動させる第２リンク駆動部（図示せず）と、第３駆動リンクを回動させる第３リンク駆動部（図示せず）とをさらに有する。

【0017】

第１リンク駆動部、第２リンク駆動部、および第３リンク駆動部が、それぞれ、第１駆動リンク２８、第２駆動リンク３４、および第３駆動リンクを個別に回動させることによって、可動部２０を直交座標系の３軸方向へ移動することができる。

【0018】

ロボットアーム１９は、補助駆動部４４および補助シャフト４６をさらに有する。本実施形態においては、補助駆動部４４は、受動リンク３６および３８の間に配置されている。補助駆動部４４は、その基端部が第２駆動リンク３４に連結され、その下端部が、取付具４８を介して受動リンク３６および３８に摺動可能に連結されている。

【0019】

補助シャフト４６は、その基端部が補助駆動部４４に連結され、その先端部が可動部２０に回動可能に連結されており、受動リンク３６および３８と平行となるように、補助駆動部４４と可動部２０との間で延在している。

【0020】

補助駆動部４４は、補助シャフト４６を、受動リンク３６および３８の延在方向に沿って進退させる。補助駆動部４４は、補助シャフト４６を進退することによって、可動部２０の姿勢を変化させる。

【0021】

重さ測定器１４は、可動部２０の先端部２０ａに取り付けられている。図２に示すように、重さ測定器１４は、略円柱状のハウジング１４ａと、該ハウジング１４ａに内蔵されたセンサ素子（図示せず）とを有する。

【0022】

ハウジング１４ａは、その基端部１４ｂが可動部２０の先端部２０ａに固定されている。本実施形態においては、重さ測定器１４（具体的には、ハウジング１４ａ）は、その中心軸線が可動部２０の中心軸線Ｏと略一致するように、可動部２０と同心に配置されている。

【0023】

センサ素子は、歪みゲージまたは荷重センサ等であって、エンドエフェクタ１６および該エンドエフェクタ１６が把持する物品Ａ_１、Ａ_２（図３、図４）の重さに応じて重さ測定器１４に作用する力を検出する。重さ測定システム１０は、センサ素子の検出値から、エンドエフェクタ１６の重さに起因する成分を除去することによって、エンドエフェクタ１６が把持する物品Ａ_１、Ａ_２（図３、図４）の重さを測定することができる。

【0024】

エンドエフェクタ１６は、ベース５０、第１のハンド５２、第２のハンド５４、第１のハンド移動機構５６、および第２のハンド移動機構５８を有する。本実施形態においては、ベース５０は、重さ測定器１４（具体的には、ハウジング１４ａ）の先端部１４ｃに固定されている。

【0025】

本実施形態においては、ベース５０は、略直方体状の部材であって、その中心軸線が可動部２０および重さ測定器１４の中心軸線Ｏと略一致するように、可動部２０および重さ測定器１４と同心に配置されている。

【0026】

第１のハンド移動機構５６は、重さ測定器１４と第１のハンド５２との間に配置され、ベース５０を介して重さ測定器１４の先端部１４ｃに取り付けられている。本実施形態においては、第１のハンド移動機構５６は、エアシリンダであって、シリンダ本体５６ａおよびシリンダシャフト５６ｂ（図３）を有する。

【0027】

シリンダ本体５６ａは、中空であって、ベース５０の右側の側面５０ａに固定されている。シリンダシャフト５６ｂは、シリンダ本体５６ａに進退可能に収容され、該シリンダ本体５６ａから軸線Ｏに沿って下方へ延出する。

【0028】

シリンダ本体５６ａには、重さ測定システム１０の外部に設けられたエア供給装置（図示せず）が接続され、該エア供給装置は、シリンダ本体５６ａの圧力を増減させる。シリンダシャフト５６ｂは、シリンダ本体５６ａの圧力に応じて軸線Ｏに沿って進退する。

【0029】

具体的には、シリンダ本体５６ａの圧力がＬＯＷとなっているとき、シリンダシャフト５６ｂは、図２に示す後退位置に配置され、これにより、第１のハンド５２も後退位置に配置される。

【0030】

図２に示す状態から、エア供給装置によってシリンダ本体５６ａの圧力をＨｉｇｈにすると、シリンダシャフト５６ｂは下方へ押し出され、図３に示す前進位置に配置される。これにより、第１のハンド５２も前進位置に配置される。ここで、前進位置とは、後退位置よりもベース５０から離反した位置である。このようにして、第１のハンド移動機構５６は、第１のハンド５２を軸線Ｏに沿って進退させる。

【0031】

第２のハンド移動機構５８は、重さ測定器１４と第２のハンド５４との間に配置され、ベース５０を介して重さ測定器１４の先端部１４ｃに取り付けられている。第２のハンド移動機構５８は、第１のハンド移動機構５６と同様の構成を有し、軸線Ｏを基準として第１のハンド移動機構５６と対称に配置されている。

【0032】

具体的には、第２のハンド移動機構５８は、エアシリンダであって、ベース５０の左側の側面５０ｂに固定された中空のシリンダ本体５８ａと、該シリンダ本体５８ａに進退可能に収容され、軸線Ｏに沿って延びるシリンダシャフト５８ｂ（図４）とを有する。

【0033】

シリンダ本体５８ａには、外部に設けられたエア供給装置（図示せず）が接続され、該エア供給装置は、シリンダ本体５８ａの圧力を増減させる。シリンダ本体５８ａの圧力がＬＯＷとなっているとき、シリンダシャフト５８ｂは、図２に示す後退位置に配置され、これにより、第２のハンド５４も後退位置に配置される。

【0034】

図２に示す状態から、エア供給装置によってシリンダ本体５８ａの圧力をＨｉｇｈにすると、シリンダシャフト５８ｂは下方へ押し出され、図４に示す前進位置に配置され、これにより、第２のハンド５４も前進位置に配置される。このようにして、第２のハンド移動機構５８は、第２のハンド５４を軸線Ｏに沿って進退させる。

【0035】

第１のハンド５２は、第１のハンド移動機構５６のシリンダシャフト５６ｂの先端部に固定されている。第１のハンド５２は、ブラケット６０、負圧発生装置６２、および吸着部６４を有する。

【0036】

ブラケット６０は、平坦な板状部材であって、その左端部６０ａがシリンダシャフト５６ｂの先端部に固定されている。ブラケット６０は、シリンダシャフト５６ｂから右方へ延出するように配置されている。

【0037】

負圧発生装置６２は、円筒状であって、ブラケット６０から下方へ突出するように、ブラケット６０の右端部６０ｂに固定されている。吸着部６４は、円環状であって、負圧発生装置６２の先端部６２ａに固定されている。

【0038】

本実施形態においては、負圧発生装置６２および吸着部６４は、互いに一致した中心軸線Ｏ_１を有し、互いに同心に配置されている。軸線Ｏ_１は、軸線Ｏと略平行であり、該軸線Ｏから右方へ離隔している。

【0039】

吸着部６４の内部は、負圧発生装置６２の内部と連通している。吸着部６４は、その先端に吸着面６４ａを有する。吸着面６４ａには、少なくとも１つの通気孔（図示せず）が形成されている。

【0040】

負圧発生装置６２には、外部に設けられたエア供給装置（図示せず）が接続されている。エア供給装置が負圧発生装置６２にエアを送り込み該負圧発生装置６２内の圧力をＨｉｇｈにすると、負圧発生装置６２は、吸着部６４の内部に負圧を生じさせる。

【0041】

これにより、吸着面６４ａに形成された通気孔から吸着部６４内に流入する気流が発生し、図３に示すように、第１の物品Ａ_１を吸着面６４ａに吸着することができる。このようにして、第１のハンド５２は、第１の物品Ａ_１を把持することができる。

【0042】

第２のハンド５４は、第１のハンド５２と同様の構成を有し、軸線Ｏを基準として第１のハンド５２と対称に配置されている。具体的には、第２のハンド５４は、第２のハンド移動機構５８のシリンダシャフト５８ｂの先端部に固定されており、ブラケット６６、負圧発生装置６８、および吸着部７０を有する。

【0043】

ブラケット６６は、平坦な板状部材であって、その右端部６６ａがシリンダシャフト５８ｂの先端部に固定されている。ブラケット６６は、シリンダシャフト５８ｂから左方へ延出するように配置されている。

【0044】

負圧発生装置６８は、円筒状であって、ブラケット６６から下方へ突出するように、ブラケット６６の左端部６６ｂに固定されている。吸着部７０は、円環状であって、負圧発生装置６８の先端部６８ａに固定されている。

【0045】

本実施形態においては、負圧発生装置６８および吸着部７０は、互いに一致した中心軸線Ｏ_２を有し、互いに同心に配置されている。軸線Ｏ_２は、軸線Ｏと略平行であり、該軸線Ｏから左方へ離隔している。

【0046】

吸着部７０の内部は、負圧発生装置６８の内部と連通している。吸着部７０は、その先端に吸着面７０ａを有する。吸着面７０ａには、少なくとも１つの通気孔（図示せず）が形成されている。

【0047】

負圧発生装置６８には、エア供給装置（図示せず）が接続されている。エア供給装置が負圧発生装置６８にエアを送り込み該負圧発生装置６８内の圧力をＨｉｇｈにすると、負圧発生装置６８は、吸着部７０の内部に負圧を生じさせる。

【0048】

これにより、吸着面７０ａに形成された通気孔から吸着部７０内に流入する気流が発生し、図４に示すように、第２の物品Ａ_２を吸着面７０ａに吸着することができる。このようにして、第２のハンド５４は、第２の物品Ａ_２を把持することができる。なお、第１の物品Ａ_１および第２の物品Ａ_２は、食品（例えば菓子）またはＩＣチップ等である。

【0049】

重さ測定器１４は、第１のハンド移動機構５６の動作により移動した第１のハンド５２が把持した第１の物品Ａ_１の重さＷ_１と、第２のハンド移動機構５８の動作により移動した第２のハンド５４が把持した第２の物品Ａ_２の重さＷ_２とを測定する。そして、重さ測定システム１０は、重さＷ_１およびＷ_２の各々を測定するように構成されている。

【0050】

一例として、重さ測定システム１０は、まず、図３に示すように第１のハンド５２で第１の物品Ａ_１を把持し、重さ測定器１４によって第１の物品Ａ_１の重さＷ_１を先に測定する。次いで、重さ測定システム１０は、図４に示すように、第１のハンド５２が第１の物品Ａ_１を把持した状態で第２のハンド５４によって第２の物品Ａ_２を把持し、重さ測定器１４によって第１の物品Ａ_１の重さＷ_１と、第２の物品Ａ_２の重さＷ_２との合計重さＷ_Ｓ（＝Ｗ_１＋Ｗ_２）を測定する。

【0051】

そして、重さ測定システム１０は、合計重さＷ_Ｓから、第１の物品Ａ_１の重さＷ_１を除算することによって、第２の物品Ａ_２の重さＷ_２を算出する。このようにして、重さ測定システム１０は、重さＷ_１および重さＷ_２の各々を測定することができる。

【0052】

他の例として、重さ測定システム１０は、まず、図４に示すように第１のハンド５２および第２のハンド５４で、第１の物品Ａ_１および第２の物品Ａ_２をそれぞれ把持し、重さ測定器１４によって第１の物品Ａ_１の重さＷ_１と、第２の物品Ａ_２の重さＷ_２との合計重さＷ_Ｓを測定する。

【0053】

次いで、重さ測定システム１０は、第２のハンド５４から第２の物品Ａ_２を解放し、重さ測定器１４によって第１の物品Ａ_１の重さＷ_１を測定する。そして、重さ測定システム１０は、合計重さＷ_Ｓから、第１の物品Ａ_１の重さＷ_１を除算することによって、第２の物品Ａ_２の重さＷ_２を算出する。このようにして、重さ測定システム１０は、重さＷ_１および重さＷ_２の各々を測定することができる。

【0054】

以上のように、本実施形態によれば、複数のハンド５２および５４で複数の物品Ａ_１およびＡ_２を把持し、該複数の物品Ａ_１およびＡ_２の各々の重さＷ_１およびＷ_２を測定することができる。

【0055】

この構成によれば、例えば、物品Ａ_１、Ａ_２を重さＷ_１、Ｗ_２によって選別するようなアプリケーションに重さ測定システム１０を適用した場合において、物品の選別作業をより迅速に実行することが可能となる。

【0056】

なお、本実施形態においては、エンドエフェクタ１６が、計２個のハンド５２および５４と、計２個のハンド移動機構５６および５８とを備える場合について述べた。しかしながら、これに限らず、エンドエフェクタ１６は、計ｎ個（ｎは、３以上の整数）のハンドと、計ｎ個のハンド移動機構とを備えていてもよい。第ｎのハンド移動機構は、第ｎのハンドを移動し、第ｎのハンドは、第ｎの物品Ａ_ｎを把持する。

【0057】

例えば、図２に示すエンドエフェクタ１６は、ベース５０の前面（図２の紙面表側の面）に固定された第３のハンド移動機構と、該第３のハンド移動機構の動作により移動する第３のハンドと、ベース５０の後面（図２の紙面裏側の面）に固定された第４のハンド移動機構と、該第４のハンド移動機構の動作により移動する第３のハンドとをさらに備えてもよい。

【0058】

この場合において、第３のハンド移動機構および第４のハンド移動機構は、上述のハンド移動機構５６および５８と同様の構成を有してもよい。また、第３のハンドおよび第４のハンドは、上述のハンド５２および５４と同様の構成を有してもよい。

【0059】

次に、図５を参照して、他の実施形態に係る重さ測定システム１００について説明する。重さ測定システム１００は、コンベア１０８によって搬送される物品Ａを把持し、該物品Ａの重さを測定するためのシステムである。

【0060】

重さ測定システム１００は、制御部１０２、視覚センサ１０４、計時部１０６、ロボット１２、重さ測定器１４、およびエンドエフェクタ１６を備える。制御部１０２は、ＣＰＵおよびメモリ（図示せず）を有し、視覚センサ１０４、ロボット１２、重さ測定器１４、およびエンドエフェクタ１６を直接的または間接的に制御する。

【0061】

視覚センサ１０４は、例えば３次元視覚センサであって、コンベア１０８の鉛直上方に設置されている。視覚センサ１０４は、コンベア１０８によって搬送される物品Ａを撮像し、撮像した物品Ａの画像を制御部１０２へ送信する。

【0062】

制御部１０２は、視覚センサ１０４から受信した物品Ａの画像に基づいて、コンベア１０８上の各物品Ａの位置および姿勢を取得する。計時部１０６は、制御部１０２からの指令に応じて、予め定められた時点からの経過時間ｔを計時する。

【0063】

次に、図６を参照して、重さ測定システム１００の動作について説明する。図６に示すフローは、制御部１０２が、使用者または上位コントローラから運転開始指令を受け付けたときに、開始する。

【0064】

例えば、使用者または上位コントローラは、コンベア１０８の動作を開始したときに、運転開始指令を制御部１０２へ送信する。コンベア１０８の動作が開始された後、物品Ａは、コンベア１０８の上流端に連続的に載置される。

【0065】

ステップＳ１において、制御部１０２は、第ｎのハンド移動機構および第ｎのハンドを特定する番号「ｎ」を「１」にセットする。本実施形態においては、ｎ＝１、２である。

【0066】

ステップＳ２において、制御部１０２は、視覚センサ１０４による物品Ａの撮像を開始する。具体的には、制御部１０２は、視覚センサ１０４に撮像開始指令を送信する。視覚センサ１０４は、撮像開始指令を受信すると、コンベア１０８によって搬送される物品Ａを連続的に（例えば、周期τで）撮像し、撮像した物品Ａの画像を制御部１０２に送信する。制御部１０２は、視覚センサ１０４から受信した画像に基づいて、各物品Ａの位置および姿勢を取得する。

【0067】

ステップＳ３において、制御部１０２は、第ｎの物品Ａ_ｎの重さを測定するプロセスを実行する。以下、図７を参照して、ステップＳ３について説明する。

【0068】

ステップＳ１１において、制御部１０２は、第ｎのハンドを、コンベア１０８上の物品Ａのうちの第ｎの物品Ａ_ｎに対して位置決めする。具体的には、制御部１０２は、ステップＳ２で取得した、コンベア１０８上の物品Ａのうちの第ｎの物品Ａ_ｎの位置および姿勢に基づいてロボット１２を制御し、第ｎのハンド（５２または５４）の吸着部（６４または７０）が、第ｎの物品Ａ_ｎの上方の位置で該第ｎの物品Ａ_ｎを追随するように、可動部２０を移動させる。

【0069】

仮に、現時点でｎ＝１にセットされている場合、制御部１０２は、コンベア１０８上の第１の物品Ａ_１の位置および姿勢に基づいてロボット１２を制御し、第１のハンド５２の吸着部６４が第１の物品Ａ_１を追随するように、可動部２０を移動させる。

【0070】

ステップＳ１２において、制御部１０２は、第ｎのハンド移動機構（５６または５８）を動作させて、第ｎのハンド（５２または５４）を前進位置へ移動させる。具体的には、制御部１０２は、エア供給装置に指令を送り、第ｎのハンド移動機構のシリンダ本体（５６ａまたは５８ａ）の圧力をＬｏｗからＨｉｇｈにする。

【0071】

これにより、第ｎのハンド移動機構は、第ｎのハンドを後退位置から前進位置へ移動させる。仮に、現時点でｎ＝１にセットされている場合、制御部１０２は、第１のハンド移動機構５６を動作させて、第１のハンド５２を前進位置へ移動させる。

【0072】

このステップＳ１２を実行したとき、第ｎのハンドの吸着面が第ｎの物品Ａ_ｎの上面に軽く接触するか、または該第ｎの物品Ａ_ｎの直上に隣接して配置されるように、ロボット１２は、可動部２０を第ｎの物品Ａ_ｎに対して位置決めする。

【0073】

ステップＳ１３において、制御部１０２は、第ｎのハンドで第ｎの物品Ａ_ｎを把持する。具体的には、制御部１０２は、エア供給装置に指令を送り、第ｎのハンド（５２または５４）の負圧発生装置（６２または６８）に、エアを送り込む。

【0074】

これにより、負圧発生装置は、吸着部（６４または７０）の内部に負圧を生じさせ、その結果、第ｎの物品Ａ_ｎは、吸着面（６４ａまたは７０ａ）に吸着される。仮に、現時点でｎ＝１にセットされている場合、制御部１０２は、第１のハンド５２の負圧発生装置６２を動作させて、吸着部６４に第１の物品Ａ_１を吸着させる。

【0075】

ステップＳ１４において、制御部１０２は、第ｎのハンドが第ｎの物品Ａ_ｎを適切に把持したか否かを判定する。一例として、制御部１０２は、第ｎのハンド（５２、５４）の負圧発生装置（６２、６８）内の圧力を監視し、該圧力が予め定められた閾値を超えて変動した場合に、第ｎの物品Ａ_ｎが第ｎのハンド（５２、５４）の吸着面（６４ａ、７０ａ）に適切に吸着されて把持されたものと判定する。

【0076】

また、他の例として、制御部１０２は、重さ測定器１４が検出する重さを監視し、該重さが予め定められた閾値を超えて増加した場合に、第ｎの物品Ａ_ｎが第ｎのハンド（５２、５４）の吸着面（６４ａ、７０ａ）に適切に吸着されて把持されたものと判定する。

【0077】

制御部１０２は、第ｎのハンドが第ｎの物品Ａ_ｎを適切に把持した（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ１５へ進む。一方、制御部１０２は、第ｎのハンドが第ｎの物品Ａ_ｎを適切に把持していない（すなわち、ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ１４をループする。

【0078】

ステップＳ１５において、制御部１０２は、第ｎのハンド移動機構を動作させて、第ｎのハンドを後退位置へ移動させる。具体的には、制御部１０２は、エア供給装置に指令を送り、第ｎのハンド移動機構（５６または５８）のシリンダ本体（５６ａまたは５８ａ）の圧力をＨｉｇｈからＬｏｗにする。これにより、第ｎのハンド移動機構は、第ｎのハンド（５２または５４）を前進位置から後退位置へ移動させる。

【0079】

仮に、現時点でｎ＝１にセットされている場合、制御部１０２は、第１のハンド移動機構５６を動作させて、第１のハンド５２を後退位置へ移動させる。その結果、第１のハンド５２は、第１の物品Ａ_１を、コンベア１０８から上方に離隔した位置で保持する。

【0080】

一方、仮に、現時点でｎ＝２にセットされている場合（すなわち、第２回目のステップＳ３を実行している場合）、制御部１０２は、第２のハンド移動機構５８を動作させて、第２のハンド５４を後退位置へ移動させる。その結果、第１のハンド５２が第１の物品Ａ_１を把持した状態で、第２のハンド５４は、第２の物品Ａ_２を、コンベア１０８から上方に離隔した位置で保持する。

【0081】

ステップＳ１６において、制御部１０２は、計時部１０６による経過時間ｔの計時を開始する。具体的には、制御部１０２は、計時部１０６に計時指令を送信する。計時部１０６は、制御部１０２から計時指令を受信した時点からの経過時間ｔを計時する。

【0082】

一例として、制御部１０２は、ステップＳ１５で第ｎのハンド移動機構（５６、５８）の動作が終了したか否かを判定し、該第ｎのハンド移動機構の動作が終了したと判定したときに、計時部１０６に計時指令を送信する。

【0083】

この場合において、第ｎのハンド移動機構は、シリンダシャフト（５６ｂ、５８ｂ）の移動ストロークの基端（後退位置に相当）に設けられた近接センサ（図示せず）を有し、該近接センサは、シリンダシャフト（５６ｂ、５８ｂ）が後退位置に移動したことを検出してもよい。制御部１０２は、近接センサによってシリンダシャフト（５６ｂ、５８ｂ）が後退位置に移動したことを検出されたときに、第ｎのハンド移動機構の動作が終了したと判定し、計時部１０６に計時指令を送信する。

【0084】

他の例として、制御部１０２は、ステップＳ１５の開始時点（具体的には、ステップＳ１５で制御部１０２がエア供給装置に指令を送信した時点）から予め定められた時間が経過したときに、計時指令を計時部１０６に送信してもよい。この予め定められた時間は、ステップＳ１５で第ｎのハンド移動機構の動作が終了するのに十分な時間として定められる。

【0085】

ステップＳ１７において、制御部１０２は、ステップＳ１６の開始時点から予め定められた時間が経過したか否かを判定する。具体的には、制御部１０２は、計時部１０６が計時する経過時間ｔが、予め定められた時間ｔ_Ｒに達したか否かを判定する。この時間ｔ_Ｒは、使用者によって予め定められ、制御部１０２のメモリに記憶される。

【0086】

制御部１０２は、計時部１０６が計時する経過時間ｔが時間ｔ_Ｒに達した（すなわちＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ１８へ進む。一方、制御部１０２は、計時部１０６が計時する経過時間ｔが時間ｔ_Ｒに達していない（すなわちＮＯ）と判定した場合、ステップＳ１７をループする。

【0087】

このステップＳ１７でＹＥＳと判定したとき、第ｎのハンド（５２または５４）の移動が完全に終了して該第ｎのハンドが静止した状態となっている。換言すれば、上記の時間ｔ_Ｒは、ステップＳ１５を実行後に第ｎのハンドが静止するのに十分な時間として、設定され得る。

【0088】

ステップＳ１８において、制御部１０２は、エンドエフェクタ１６が把持する物品Ａの重さＷを測定する。具体的には、制御部１０２は、重さ測定器１４に指令を送り、重さ測定器１４は、エンドエフェクタ１６が把持する物品Ａの重さＷを測定する。

【0089】

仮に、ｎ＝１にセットされているときにステップＳ１８を実行した場合、エンドエフェクタ１６は、図３に示すように第１の物品Ａ_１のみを把持しているので、このステップＳ１８で重さ測定器１４が測定する重さＷは、物品Ａ_１の重さＷ_１となる。

【0090】

一方、ｎ＝２にセットされているときにステップＳ１８を実行した場合は、エンドエフェクタ１６は、図４に示すように、物品Ａ_１およびＡ_２を把持することになる。したがって、このステップＳ１８で重さ測定器１４が測定する重さＷは、第１の物品Ａ_１の重さＷ_１と、第２の物品Ａ_２の重さＷ_２との合計重さＷ_Ｓとなる。合計重さＷ_Ｓは、以下の式１で表される。

【0091】

【数1】

【0092】

ステップＳ１９において、制御部１０２は、番号「ｎ」が「１」にセットされているか否かを判定する。制御部１０２は、ｎ＝１にセットされている（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ２０へ進む。一方、制御部１０２は、番号「ｎ」が「１」以外にセットされている（すなわち、ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ２３へ進む。

【0093】

ステップＳ２０において、制御部１０２は、第１の物品Ａ_１の重さＷ_１を測定する。具体的には、制御部１０２は、直近のステップＳ１８で測定した重さＷを、第１の物品Ａ_１の重さＷ_１として取得する。

【0094】

一方、ステップＳ１９にてＮＯと判定した場合、ステップＳ２３において、制御部１０２は、エンドエフェクタ１６が把持している物品Ａの重さＷの合計重さＷ_Ｓを測定する。具体的には、制御部１０２は、直近のステップＳ１８で測定した重さＷを、合計重さＷ_Ｓとして取得する。

【0095】

ステップＳ２４において、制御部１０２は、第ｎの物品Ａ_ｎの重さＷ_ｎを測定する。具体的には、制御部１０２は、直近のステップＳ２３で算出した合計重さＷ_Ｓから、現時点までに取得した各物品Ａ_１〜Ａ_ｎ−１の総重さＷ_Ｓ−１を除算することによって、第ｎの物品Ａ_ｎの重さＷ_ｎを測定する。ここで、総重さＷ_Ｓ−１は、以下の式で表される。

【0096】

【数2】

【0097】

仮に、現時点でｎ＝２にセットされている場合、制御部１０２は、ステップＳ２３で測定した合計重さＷ_Ｓ（＝Ｗ_１＋Ｗ_２）から、ステップＳ２０で測定した第１の物品Ａ_１の重さＷ_１を除算することによって、第２の物品Ａ_２の重さＷ_２を測定する。このように、本実施形態においては、制御部１０２は、合計重さＷ_Ｓと第１の物品Ａ_１の重さＷ_１との差（＝Ｗ_Ｓ−Ｗ_１）として、第２の物品Ａ_２の重さＷ_２を測定する。

【0098】

ステップＳ２１において、制御部１０２は、ステップＳ２０またはＳ２４で取得した重さＷ_ｎが、予め定められた許容範囲［α，β］内であるか否かを判定する。この許容範囲［α，β］は、使用者によって予め定められ、制御部１０２のメモリに記憶される。制御部１０２は、重さＷ_ｎが許容範囲内（すなわち、α≦Ｗ_ｎ≦β）である場合、ＹＥＳと判定し、図６中のステップＳ４へ進む。

【0099】

一方、制御部１０２は、重さＷ_ｎが、予め定められた許容範囲外（すなわち、Ｗ_ｎ＜αまたはβ＜Ｗ_ｎ）である場合、ＮＯと判定し、ステップＳ２２へ進む。この許容範囲［α，β］は、適正な物品Ａの重さを規定するものであって、許容範囲外の重さを有する物品Ａは、不良品として選別される（後述するステップＳ２２）。

【0100】

ステップＳ２２において、制御部１０２は、ステップＳ２１でＮＯと判定された第ｎの物品Ａ_ｎを、所定の不良品保管場所へ運搬する。この不良品保管場所は、不良品の物品Ａを保管するための場所である。

【0101】

制御部１０２は、ロボット１２を動作させて、ステップＳ２１でＮＯと判定された第ｎの物品Ａ_ｎを不良品保管場所の上方まで運搬する。そして、エア供給装置に指令を送り、第ｎのハンド（５２、５４）の負圧発生装置（６２、６８）からエアを抜く。これにより、負圧発生装置（６２、６８）が生じていた負圧が消滅し、第ｎの物品Ａ_ｎは、吸着面（６４ａ、７０ａ）から解放されて不良品保管場所に収容される。

【0102】

再度、図６を参照して、ステップＳ４において、制御部１０２は、番号「ｎ」を、１だけインクリメント（すなわち、ｎ＝ｎ＋１）する。仮に現時点でｎ＝１にセットされている場合、制御部１０２は、番号「ｎ」を、「１」から「２」にインクリメントする。

【0103】

ステップＳ５において、制御部１０２は、番号「ｎ」が、γよりも大きい値になったか否かを判定する。このγは、ハンド５２、５４（すなわち、ハンド移動機構５６、５８）の個数と同じ値として設定される。本実施形態においては、ハンド５２、５４（すなわち、ハンド移動機構５６、５８）の個数は、２個であるので、γ＝２として設定される。

【0104】

制御部１０２は、ｎ＞γである（すなわちＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ６へ進む。一方、制御部１０２は、ｎ≦γである（すなわちＮＯ）と判定した場合、ステップＳ３へ戻る。こうして、制御部１０２は、ステップＳ５でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ３〜Ｓ５をループする。

【0105】

ステップＳ６において、制御部１０２は、エンドエフェクタ１６が把持している物品Ａ（すなわち、物品Ａ_１およびＡ_２）を、所定の合格品保管場所へ運搬する。この合格品保管場所は、合格品の物品Ａを保管するための場所である。

【0106】

制御部１０２は、ロボット１２を動作させて、エンドエフェクタ１６が把持している物品Ａ_１およびＡ_２を、合格品保管場所の上方まで運搬する。そして、エア供給装置に指令を送り、全てのハンド５２および５４の負圧発生装置６２および６８からエアを抜く。これにより、負圧発生装置６２および６８が生じていた負圧が消滅し、物品Ａ_１およびＡ_２は、吸着面６４ａおよび７０ａから解放されて合格品保管場所に収容される。

【0107】

ステップＳ７において、制御部１０２は、使用者または上位コントローラから運転終了指令を受け付けたか否かを判定する。制御部１０２は運転終了指令を受け付けた（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合、図６に示すフローを終了する。一方、制御部１０２は運転終了指令を受け付けていない（すなわち、ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ１へ戻る。

【0108】

以上に述べたように、本実施形態においては、制御部１０２は、エンドエフェクタ１６によって複数の物品Ａ_１およびＡ_２を把持し（ステップＳ１３）、これら物品Ａ_１およびＡ_２の各々の重量Ｗ_１およびＷ_２を測定することができる（ステップＳ２０、Ｓ２４）。この構成によれば、製造ラインにおいて、重さＷによって物品Ａの合否を判定する作業を効率的に行うことができる。

【0109】

また、本実施形態においては、制御部１０２は、エンドエフェクタ１６が把持する複数の物品Ａの重さの合計重さＷ_ｓを取得し（ステップＳ２３）、該合計重さＷ_ｓの取得前に実行したステップＳ２０およびＳ２４で算出した物品Ａ_１〜Ａ_ｎ−１の総重さＷ_Ｓ−１を該合計重さＷ_ｓから除算することによって、第ｎの物品Ａ_ｎの重さＷ_ｎを算出している（ステップＳ２４）。この構成によれば、エンドエフェクタ１６が把持する複数の物品Ａ_１〜Ａ_ｎの各々の重量Ｗ_１〜Ｗ_ｎを、比較的に簡単なアルゴリズムで、迅速且つ高精度に測定することができる。

【0110】

また、本実施形態においては、制御部１０２は、ステップＳ１５にて第ｎのハンド移動機構（５６または５８）の動作が終了した後、予め定められた時間ｔ_Ｒが経過した（ステップＳ１７でＹＥＳと判定した）ときに、物品Ａの重さＷを測定している（ステップＳ１８）。この構成によれば、ステップＳ１５の実行後に第ｎのハンドが完全に静止したときに、物品Ａの重さＷを測定できるので、重さＷをより高精度に測定することができる。

【0111】

また、本実施形態においては、第１のハンド移動機構５６および第２のハンド移動機構５８の各々は、エアシリンダである。この構成によれば、第１のハンド移動機構５６および第２のハンド移動機構５８を軽量化できるので、エンドエフェクタ１６のイナーシャを低減することができる。

【0112】

また、本実施形態においては、制御部１０２は、許容範囲外の重さを有する物品Ａを不良品保管場所へ搬送している（ステップＳ２２）一方、許容範囲内の重さを有する物品Ａを、合格品保管場所に搬送している（ステップＳ６）。この構成によれば、物品Ａを合格品と不良品とに選別し、それぞれ別の場所に保管できる。

【0113】

なお、エンドエフェクタ１６が計ｎ個（ｎは３以上の整数）のハンドと計ｎ個のハンド移動機構とを備えている場合でも、制御部１０２は、図６および図７に示すフローを実行することによって、物品Ａ_１〜Ａ_ｎをエンドエフェクタ１６で順次把持し、これら物品Ａ_１〜Ａ_ｎの重さＷ_１〜Ｗ_ｎの各々を測定できる。

【0114】

なお、上述の実施形態においては、ハンド５２および５４が、負圧発生装置６２および６８を有する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、ハンド５２または５４は、負圧発生装置６２または６８の代わりに、中空部材を有してもよい。

【0115】

この場合、この中空部材には、重さ測定システム１００の外部に設けられたエア吸引装置が接続され、該エア吸引装置が中空部材の内部の気圧を低下させることによって、吸着部６４または７０の内部に負圧を生じさせてもよい。

【0116】

また、第１のハンド５２または５４は、負圧発生装置６２または６８、および吸着部６４または７０の代わりに、電磁石、吸盤、または粘着材等を有し、これら要素によって物品Ａを把持してもよい。または、第１のハンド５２または５４は、開閉可能な複数の指部を有し、該指部によって物品Ａを把持してもよい。

【0117】

また、上述の実施形態においては、ハンド移動機構５６，５８が、エアシリンダである場合について述べた。しかしながら、これに限らず、ハンド移動機構５６，５８は、例えばサーボモータ、またはリニアモータであってもよいし、または、ハンド５２，５４を移動可能な他の如何なる装置であってもよい。

【0118】

また、上述の実施形態においては、ロボット１２がパラレルリンクロボットである場合について述べた。しかしながら、これに限らず、ロボット１２は、例えば垂直多関節ロボットであってもよい。この場合、重さ測定器１４の基端部１４ｂは、垂直多関節ロボットの手首部の先端部に設けられ得る。または、ロボット１２は、ローダ等のロボットであってもよい。

【0119】

以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

【符号の説明】

【0120】

１０，１００ 重さ測定システム
１２ ロボット
１４ 重さ測定器
１６ エンドエフェクタ
５２，５４ ハンド
５６，５８ ハンド移動機構
１０２ 制御部
１０４ 視覚センサ

【要約】

【課題】従来、複数の物品を把持して該複数の物品の各々の重量を測定する技術が求められている。
【解決手段】重さ測定システムは、ロボットアームと、ロボットアームに取り付けられる重さ測定器１４と、重さ測定器１４に取り付けられる複数のハンド移動機構５６，５８と、複数のハンド移動機構５６，５８の各々の動作により個々に移動する複数のハンド５２，５４とを備え、重さ測定器は、第１のハンド移動機構５６の動作により移動した第１のハンド５２が把持した第１の物品の重さと、第２のハンド移動機構５８の動作により移動した第２のハンド５４が把持した第２の物品の重さとを測定する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】