特開 2022-131339 ハンドシステム、ワーク保持方法、ワーク生産方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022131339

(43)【公開日】2022-09-07

(54)【発明の名称】ハンドシステム、ワーク保持方法、ワーク生産方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20220831BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021030231

(22)【出願日】2021-02-26

(71)【出願人】

【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】110003096

【氏名又は名称】特許業務法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】濱澤 基弘

(72)【発明者】

【氏名】山田 勝巳

(72)【発明者】

【氏名】土居 昭裕

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS12

3C707DS01

3C707ES06

3C707ES10

3C707EV12

3C707KS03

3C707KS04

3C707KS07

3C707KS08

3C707KS09

3C707KT01

3C707KT06

(57)【要約】

【課題】ワークをハンドリングする際の精度をさらに高めることができるハンドシステム、ワーク保持方法、及びワーク生産方法を提供する。
【解決手段】ハンドシステム１は、モータ２３により空気の圧力を大気圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、空気の圧力を大気圧よりも加圧して陽圧を生成する空圧制御ユニット３と、空圧制御ユニット３により生成された陰圧又は陽圧を用いてワークＷを保持するハンド１７と、空圧制御ユニット３のモータ２３を制御するユニットコントローラ５と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータにより流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、前記流体の圧力を前記基準圧よりも加圧して陽圧を生成する、流体圧生成装置と、
前記流体圧生成装置により生成された前記陰圧又は前記陽圧を用いてワークを保持するハンドと、
前記モータを制御する制御装置と、
を有する、ハンドシステム。

【請求項2】

前記ハンドが取り付けられ、前記ハンドを移動させる自動機をさらに有し、
前記自動機は、
前記流体圧生成装置と別体として構成されている、
請求項１に記載のハンドシステム。

【請求項3】

前記ハンドは、
前記陰圧又は前記陽圧による内部圧力の変化に応じて形状を変化させる構造を有する、
請求項１または２に記載のハンドシステム。

【請求項4】

前記ハンドは、
前記陰圧又は前記陽圧による内部圧力の変化によって形状を変化させる柔軟な材質で構成されている、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハンドシステム。

【請求項5】

前記ハンドは、
掌部と、
前記掌部の周囲に突出して設けられ、内部圧力の変化によって前記掌部に対して揺動する複数の指部と、
を有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハンドシステム。

【請求項6】

保持対象の前記ワークを検出するワークセンサと、
前記ハンドが取り付けられ、前記ハンドを移動させる自動機と、をさらに有し、
前記ハンドは、
掌部と、
前記掌部の周囲に突出して設けられ、内部圧力の変化によって前記掌部に対して揺動する複数の指部と、
を有し、
前記制御装置は、
前記自動機が前記ハンドを前記ワークを保持する位置まで移動させるのと並行して、前記モータを制御して前記複数の指部を前記ワークの検出結果に基づく所定の位置に動作させる、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハンドシステム。

【請求項7】

前記ハンドは、
前記陰圧によって前記ワークを吸着する少なくとも１つの吸着部を有する、
請求項１又は２に記載のハンドシステム。

【請求項8】

前記流体圧生成装置により生成された前記陰圧又は前記陽圧の圧力値を検出する圧力センサをさらに有し、
前記制御装置は、
前記圧力値に基づいて前記モータを制御する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のハンドシステム。

【請求項9】

前記制御装置は、
目標とする前記圧力値と前記ハンドの挙動との相関を含む特性情報を取得する取得部を有する、
請求項８に記載のハンドシステム。

【請求項10】

前記流体圧生成装置と前記ハンドとの間の流路に設けられ、当該流路を流れる前記流体の流量を検出する流量センサをさらに有する、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のハンドシステム。

【請求項11】

前記流体圧生成装置により生成された前記陰圧又は前記陽圧の圧力値を検出する圧力センサと、
前記ワークを保持した前記ハンドの重量を検出する重量センサと、
前記圧力値、前記重量、前記制御装置が前記モータを制御するために出力する指令値を含むデータを収集するデータ収集装置と、
をさらに有する、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のハンドシステム。

【請求項12】

前記データ収集装置は、
収集した前記データに基づいて所定の解析処理を実行する解析部を有する、
請求項１１に記載のハンドシステム。

【請求項13】

前記データ収集装置は、
前記解析部の解析結果に基づいて、前記制御装置が出力する前記指令値を修正する指令修正部を有する、
請求項１２に記載のハンドシステム。

【請求項14】

ハンドでワークを保持するワーク保持方法であって、
モータにより流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、前記流体の圧力を前記基準圧よりも加圧して陽圧を生成することと、
制御装置により前記モータを制御することと、
生成された前記陰圧又は前記陽圧を用いて前記ハンドで前記ワークを保持することと、
を有する、ワーク保持方法。

【請求項15】

ワーク要素を用いてワークを生産するワーク生産方法であって、
モータにより流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、前記流体の圧力を前記基準圧よりも加圧して陽圧を生成することと、
制御装置により前記モータを制御することと、
生成された前記陰圧又は前記陽圧を用いてハンドで前記ワーク要素を保持することと、
保持した前記ワーク要素に対して所定の作業を実行することと、
を有する、ワーク生産方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、ハンドシステム、ワーク保持方法、及びワーク生産方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、掌部と、掌部の周囲に突出して設けられ、掌部を厚さ方向に変形させることにより掌部に向かって倒れる複数の指部と、把持本体を備えた把持装置が記載されている。把持装置は、把持本体内の減圧により掌部が厚さ方向に変形し、複数の指部が掌部へ向かって倒れるように弾性変形してワークを把持する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４７２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術において、ワークをハンドリングする際の精度をさらに高めることが可能なハンドシステムが求められていた。

【0005】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ワークをハンドリングする際の精度をさらに高めることができるハンドシステム、ワーク保持方法、及びワーク生産方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、モータにより流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、前記流体の圧力を前記基準圧よりも加圧して陽圧を生成する、流体圧生成装置と、前記流体圧生成装置により生成された前記陰圧又は前記陽圧を用いてワークを保持するハンドと、前記モータを制御する制御装置と、を有する、ハンドシステムが適用される。

【0007】

また、本発明の別の観点によれば、ハンドでワークを保持するワーク保持方法であって、モータにより流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、前記流体の圧力を前記基準圧よりも加圧して陽圧を生成することと、制御装置により前記モータを制御することと、生成された前記陰圧又は前記陽圧を用いて前記ハンドで前記ワークを保持することと、を有する、ワーク保持方法が適用される。

【0008】

また、本発明の別の観点によれば、ワーク要素を用いてワークを生産するワーク生産方法であって、モータにより流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、前記流体の圧力を前記基準圧よりも加圧して陽圧を生成することと、制御装置により前記モータを制御することと、生成された前記陰圧又は前記陽圧を用いてハンドで前記ワーク要素を保持することと、保持した前記ワーク要素に対して所定の作業を実行することと、を有する、ワーク生産方法が適用される。

【発明の効果】

【0009】

本発明のハンドシステム等によれば、ワークをハンドリングする際の精度をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ハンドシステムの全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【図2】空圧制御ユニットの内部構成の一例を表す部分断面図である。

【図3】ハンドが開いた状態の構成の一例を表す斜視図である。

【図4】ハンドが閉じた状態の構成の一例を表す斜視図である。

【図5】ユニットコントローラの機能構成の一例を表すブロック図である。

【図6】ハンドの特性情報の具体例を表す説明図である。

【図7】ハンドの特性情報の具体例を表す説明図である。

【図8】ハンドの特性情報の具体例を表す説明図である。

【図9】ロボットコントローラの機能構成の一例を表すブロック図である。

【図10】ロボットがワークの移載作業を行う場合における、ユニットコントローラ及びロボットコントローラによる処理手順の一例を表すフローチャートである。

【図11】ワークがトマトの場合における、ワークが箱詰めされた容器の一例を表す上面図である。

【図12】ワークがいちごの場合における、ワークが箱詰めされた容器の一例を表す上面図である。

【図13】ワークがきゅうりの場合における、ワークが箱詰めされた容器の一例を表す上面図である。

【図14】吸着式のハンドを有する変形例における、ハンドシステムの全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【図15】流量センサを有する変形例における、ハンドシステムの全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【図16】空圧制御ユニットの他の構成例を一部断面で表す側面図である。

【図17】各種のデータを収集する変形例における、ハンドシステムの全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【図18】ユニットコントローラのハードウェア構成例を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

【0012】

＜１．ハンドシステムの構成＞
図１を参照しつつ、本実施形態に係るハンドシステム１の構成の一例について説明する。図１は、ハンドシステム１の全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【0013】

図１に示すように、ハンドシステム１は、空圧制御ユニット３と、ユニットコントローラ５と、ロボット７と、ロボットコントローラ９と、圧力センサ１１と、カメラ１３と、タッチパネル１５とを有する。

【0014】

空圧制御ユニット３（流体圧生成装置の一例）は、駆動源としてモータ２３（図２参照）を有する。空圧制御ユニット３は、モータ２３により流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成する。ロボット７が有するハンド１７は、空圧制御ユニット３により生成された陰圧を用いてワークＷを保持する。「流体」は例えば空気（エアともいう）である。「基準圧」は例えば大気圧である。空圧制御ユニット３は、ロボット７とは別体として構成されている。空圧制御ユニット３は、ロボット７に搭載されてもよいし、ロボット７とは別の場所に設置されてもよい。

【0015】

空圧制御ユニット３は、例えばハンドが陽圧を用いてワークＷを保持する構成である場合には、モータ２３により流体の圧力を基準圧よりも加圧して陽圧を生成してもよい。流体は、例えば空気以外の特定の種類の気体（ガス）でもよいし、例えばオイルや水等の液体でもよい。基準圧は、大気圧以外の特定の圧力値でもよい。

【0016】

ユニットコントローラ５（制御装置の一例）は、空圧制御ユニット３のモータ２３を制御する。ユニットコントローラ５には、タッチパネル１５が通信可能に接続されている。タッチパネル１５は、ユーザにより入力された各種情報をユニットコントローラ５に送信すると共に、ユニットコントローラ５の制御に関わる各種の表示を行う。ユニットコントローラ５には、圧力センサ１１が通信可能に接続されている。圧力センサ１１は、空圧制御ユニット３により生成された陰圧の圧力値を検出し、ユニットコントローラ５に送信する。圧力センサ１１は、空圧制御ユニット３とハンド１７とを接続する流路１８に設置されている。ユニットコントローラ５は、例えばタッチパネル１５から受信した情報と、圧力センサ１１で検出した圧力値に基づいて、モータ２３を制御する。

【0017】

ユニットコントローラ５には、タッチパネル１５の代わりに、ユーザが各種情報を入力可能な入力装置や、ユニットコントローラ５の制御に関わる各種の表示を行う表示装置等が独立して接続されてもよい。圧力センサ１１は、空圧制御ユニット３に一体的に設けられてもよい。

【0018】

ユニットコントローラ５は、例えば演算装置（ＣＰＵ）、記録装置、入力装置等を有するコンピュータと、空圧制御ユニット３のモータ２３に駆動電力を給電する給電部（サーボアンプ等）等を有する。ユニットコントローラ５は、上記コンピュータに加えて又は代えて、例えばモーションコントローラやプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等を備えてもよい。ユニットコントローラ５は、空圧制御ユニット３と一体に配置されてもよいし、分離して配置されてもよい。ユニットコントローラ５は、上述したコンピュータと給電部とが分離されてもよい。この場合、給電部が空圧制御ユニット３に取り付けられてもよい。

【0019】

ロボット７（自動機の一例）は、ハンド１７を先端部に取り付けたアーム部１９を有する。ロボット７は、例えば６つの関節部を備えた垂直多関節型の６軸ロボットとして構成されている。ロボット７は、アーム部１９の駆動によりハンド１７を移動させて、ワークＷに対し所定の作業を実行する。ハンド１７は例えば把持式（グリッパタイプ）のハンドであり、空圧制御ユニット３により生成された陰圧を用いてワークＷを把持する。ロボット７は、６軸以外（例えば５軸や７軸等）のロボットとしてもよいし、例えば水平多関節型のロボット等、垂直多関節型以外のロボットとしてもよい。ロボット７は、汎用ロボット以外にも、例えばガントリ機構等、ＸＹＺθ方向等に移動可能なアクチュエータを備えた、特定の作業専用に設計された専用作業機等としてもよい。

【0020】

ロボットコントローラ９は、ロボット７を制御する。ロボットコントローラ９は、例えば演算装置（ＣＰＵ）、記録装置、入力装置等を有するコンピュータと、ロボット７に駆動電力を給電する給電部（サーボアンプ等）等を有する。ロボットコントローラ９は、上記コンピュータに加えて又は代えて、例えばモーションコントローラやプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等を備えてもよい。ロボットコントローラ９は、ロボット７に設けられた６つのアクチュエータＡｃ１～Ａｃ６（図９参照）等の駆動を制御することにより、ロボット７の動作を制御する。ロボットコントローラ９は、ロボット７と一体に配置されてもよいし、分離して配置されてもよい。ロボットコントローラ９は、上述したコンピュータと給電部とが分離されてもよい。この場合、給電部がロボット７に取り付けられてもよい。

【0021】

カメラ１３（ワークセンサの一例）は、ハンド１７による保持の対象であるワークＷを撮像する。カメラ１３は、撮像した画像データをユニットコントローラ５及びロボットコントローラ９のそれぞれに送信する。ユニットコントローラ５は画像処理部５５（図５参照）を有し、ロボットコントローラ９は画像処理部７５（図９参照）を有する。各画像処理部５５，７５は、受信した画像データに対して所定の画像処理を実行し、必要な情報を取得する。画像処理部５５，７５の機能をカメラ１３に搭載して、画像処理の結果をユニットコントローラ５及びロボットコントローラ９のそれぞれに送信してもよい。ワークに関する必要な情報（例えば位置、サイズ、形状等）を取得可能であれば、例えばレーザスキャナ等、カメラ以外のセンサを用いてもよい。

【0022】

ワークＷは特に限定されるものではないが、例えば食品、部品、装置、容器、商品、箱等、ハンド１７がハンドリング可能な多種多様な物体が含まれる。特にハンドシステム１のハンドリング対象としては、例えば野菜や果物のような、不定形で柔軟なワークが好適である。図１等では、ワークＷとして例えばトマトが図示されている。ロボット７が実行する所定の作業には、例えばワークＷのピッキング、仕分け、選別、移載、組付け、組み立て、梱包、検査等、ハンド１７がワークＷを保持して実行可能な多種多様な作業が含まれる。

【0023】

＜２．空圧制御ユニットの構成＞
図２を参照しつつ、空圧制御ユニット３の構成の一例について説明する。図２は、空圧制御ユニット３の内部構成の一例を表す部分断面図である。

【0024】

図２に示すように、空圧制御ユニット３は、ベース２１と、モータ２３と、エンコーダ２５と、シリンダチューブ２７と、ピストン２９と、送りねじ機構３１と、カバー３２とを有する。モータ２３は、ユニットコントローラ５から供給される電力で駆動する例えば回転型の交流モータである。モータ２３は、ベース２１の一方側（図２中右側）の端部にエンコーダ２５と共に設置されている。エンコーダ２５は、モータ２３の出力軸３３とは反対側に連結されている。エンコーダ２５は、モータ２３の出力軸３３の回転位置（回転角度ともいう）及び回転速度（角速度ともいう）の少なくとも一方を検出し、ユニットコントローラ５に送信する。モータ２３は、ユニットコントローラ５により、位置や速度等の目標値に追従するように制御される。モータ２３とエンコーダ２５を含む構成をサーボモータ３５ともいう。

【0025】

なお、モータ２３は、例えばユニットコントローラ５から供給される直流のパルス電圧により回転するステッピングモータでもよい。この場合、エンコーダ２５を設けてもよいし、設けなくともよい。

【0026】

モータ２３の出力軸３３は、外周におねじが形成されたねじ軸である。ロッド３７は筒状の部材であり、内周にめねじが形成されている。出力軸３３の先端側には、ロッド３７がねじにより結合している。出力軸３３とロッド３７とが、出力軸３３の回転運動をロッド３７の直線運動に変換する送りねじ機構３１を構成する。送りねじ機構３１として、例えば摩擦抵抗の小さいボールねじ機構を用いてもよい。ロッド３７の先端部にはピストン２９が設置されている。送りねじ機構３１及びピストン２９は、例えば円筒状のシリンダチューブ２７に収容されている。シリンダチューブ２７内の空間のうち、ピストン２９よりもサーボモータ３５とは反対側の空間３９は密封されている。空圧制御ユニット３は、サーボモータ３５によりピストン２９をサーボモータ３５側に移動させることで、空間３９内の圧力を大気圧よりも減圧させて陰圧を生成する。生成された陰圧は、流路１８を介してハンド１７に伝達される。シリンダチューブ２７内の空間のうち、ピストン２９よりもサーボモータ３５側の空間４１は、空気穴４３により大気圧となっている。シリンダチューブ２７はカバー３２により覆われている。流路１８はカバー３２を貫通して設置されている。空圧制御ユニット３は、各部品が上記のように集約配置されることでユニット化されており、コンパクト化されている。

【0027】

空圧制御ユニット３で陽圧を生成する場合には、サーボモータ３５によりピストン２９をサーボモータ３５とは反対側に移動させることで、空間３９内の圧力を大気圧よりも加圧させて陽圧を生成する。生成された陽圧は、流路１８を介してハンド１７に伝達される。

【0028】

＜３．ハンドの構成＞
図３及び図４を参照しつつ、ハンド１７の構成の一例について説明する。図３は、ハンド１７が開いた状態の構成の一例を表す斜視図である。図４は、ハンド１７が閉じた状態の構成の一例を表す斜視図である。

【0029】

ハンド１７は、陰圧による内部圧力の変化に応じて形状を変化させる構造を有する。ハンド１７は、例えば陰圧による内部圧力の変化によって形状を変化させる柔軟な材質で構成されている。「柔軟な材質」は、例えば樹脂、ゴム、エラストマー、ウレタン等であるが、これら以外の材質でもよい。図３及び図４に示すように、ハンド１７は、手首部４５と、掌部４７と、複数の指部４９とを有する。手首部４５には流路１８が接続されている。手首部４５、掌部４７、及び各指部４９は内部に連通した空間を有する。指部４９の数は例えば５本である。複数の指部４９は、掌部４７の周囲に突出して設けられ、内部圧力の変化によって掌部４７に対して揺動する。例えばハンド１７の内部圧力が大気圧である場合には、図３に示すように、掌部４７の下部５０の膨らみが大きくなり、複数の指部４９は例えば最も開いた全開状態となる。ハンド１７の内部圧力を減圧させるにしたがって、図４に示すように、掌部４７の下部５０の膨らみが徐々に小さくなり、複数の指部４９は互いに近づいて徐々に閉じる。

【0030】

ハンド１７の特性を表す特性情報は、ユニットコントローラ５の記録部５７（図５参照）に記録されている。特性情報には、例えばハンド１７の内部圧力の圧力値と、指部４９の動作量（例えば最も開いた位置から閉じる方向への動作量）との相関を表す情報（図６参照）が含まれる。特性情報には、例えばハンド１７の内部圧力の圧力値と、指部４９によるワークＷに対する把持力との相関を表す情報（図７参照）が含まれる。特性情報には、例えばモータ２３の回転速度と、指部４９の動作速度との相関を表す情報（図８参照）が含まれる。特性情報に上記以外の情報を含めてもよい。

【0031】

ハンド１７の種類（例えば指部の数、形状、大きさ、挙動の特性等）は、取り扱うワークＷの種類（例えば形状、大きさ、柔らかさ、重量等）に応じて適宜変更されてもよい。例えば指部の数は５本に限らず、２～４本や、６本以上としてもよい。ハンド１７は、内部圧力が大気圧の場合に全開状態となる構成に限らず、所定の陰圧又は陽圧の圧力値の場合に全開状態となる構成としてもよい。ハンド１７は、例えば内部圧力を大気圧から加圧させた場合に、複数の指部４９が互いに近づいて徐々に閉じる構成としてもよい。ハンド１７は、柔軟な材質に限らず、硬質な材料で構成されていてもよい。その場合、例えば各指部の関節部を陰圧又は陽圧により駆動する構成とし、ハンド１７の各指部が内部圧力の変化に応じて形状を変化させる構造としてもよい。

【0032】

＜４．ユニットコントローラの機能構成＞
図５乃至図８を参照しつつ、ユニットコントローラ５の機能構成の一例について説明する。図５は、ユニットコントローラ５の機能構成の一例を表すブロック図である。図６～図８は、ハンド１７の特性情報の具体例を表す説明図である。

【0033】

図５に示すように、ユニットコントローラ５は、モーションコントローラ５１と、サーボコントローラ５３とを有する。モーションコントローラ５１とサーボコントローラ５３とは、一体の制御装置として構成されてもよいし、別体の制御装置として構成されてもよい。

【0034】

モーションコントローラ５１は、画像処理部５５と、記録部５７と、データ取得部５９と、把持位置制御部６１と、把持力制御部６３と、把持速度制御部６５とを有する。

【0035】

画像処理部５５は、カメラ１３から受信した画像データに対して所定の画像処理を実行し、ワークＷに関するワーク情報を取得する。ワーク情報には、例えばワークＷの形状、サイズ、向き、種類、位置、隣接するワークＷとの隙間距離等が含まれる。ワーク情報にこれら以外の情報を含めてもよい。

【0036】

記録部５７は、ハンド１７の特性情報を記録する。特性情報は、目標とする圧力値やモータ２３の回転速度とハンド１７の挙動との相関を表す情報である。特性情報には、例えば図６に示すように、ハンド１７の内部圧力の圧力値と、指部４９の動作量との相関を表す情報が含まれる。圧力値は、例えば大気圧Ｐｏを基準とした陰圧の圧力値として表してもよい。図６では、例えば陰圧の圧力値が－Ｐ１（Ｋｐａ）の場合に指部４９の動作量がＭＡ（ｍｍ）となっている。特性情報には、例えば図７に示すように、ハンド１７の内部圧力の圧力値と、指部４９によるワークＷに対する把持力との相関を表す情報が含まれる。圧力値は、例えばハンド１７の指部４９がワークＷに接触した時点の圧力値Ｐｔを基準とした陰圧の圧力値として表してもよい。指部４９とワークＷとの接触は、例えばカメラ１３により検出してもよいし、例えばモータ２３の電流値の変動で検出してもよい。図７では、例えば陰圧の圧力値が－Ｐ２（Ｋｐａ）の場合に指部４９による把持力がＧＦ（Ｎ）となっている。特性情報には、例えば図８に示すように、モータ２３の回転速度と、指部４９の動作速度との相関を表す情報が含まれる。図８では、例えばモータ２３の回転速度がＲＶ（ｒ／ｍｉｎ）の場合に指部４９の動作速度がＭＶ（ｍｍ／ｓ）となっている。これらの相関情報のデータ形式は特に限定されるものではないが、例えば換算式やテーブル等でもよい。

【0037】

ハンド１７の特性情報は、予め記録部５７に記録されていてもよい。例えばデータ取得部５９（取得部の一例）が、ユニットコントローラ５の外部（タッチパネル１５等）から特性情報を取得してもよい。ハンド１７の特性情報は、例えばハンド１７の種類ごとに複数種類用意されてもよい。ハンド１７を交換する場合、データ取得部５９が使用するハンド１７に対応した特性情報を取得し、記録部５７の内容を更新してもよい。ハンド１７の種類や特性情報の種類は、例えばユーザによりタッチパネル１５で選択されてもよい。

【0038】

把持位置制御部６１は、ハンド１７の指部４９による把持位置を制御する。目標とする把持位置は、例えばカメラ１３により検出されたワーク情報（例えばサイズ、形状、種類、隣接するワークＷとの隙間距離等）に基づいて設定されてもよいし、タッチパネル１５等から入力されてもよい。把持位置制御部６１は、例えば図６に示す特性情報に基づいて、目標とする把持位置に対応する指部動作量から目標とする圧力値を設定する。把持位置制御部６１は、圧力センサ１１の検出値を参照しつつ、目標とする圧力値に追従するように対応する指令（例えば位置指令、速度指令等）を生成してサーボコントローラ５３に送信する。

【0039】

把持力制御部６３は、ハンド１７の指部４９による把持力を制御する。目標とする把持力は、例えばカメラ１３により検出されたワーク情報（例えばサイズ、形状、種類、隣接するワークＷとの隙間距離等）に基づいて設定されてもよいし、タッチパネル１５等から入力されてもよい。把持力制御部６３は、例えば図７に示す特性情報に基づいて、目標とする把持力から目標とする圧力値を設定する。把持力制御部６３は、圧力センサ１１の検出値を参照しつつ、目標とする圧力値に追従するように対応する指令（例えば位置指令、速度指令等）を生成してサーボコントローラ５３に送信する。

【0040】

把持速度制御部６５は、ハンド１７の指部４９の動作速度を制御する。目標とする動作速度は、例えばカメラ１３により検出されたワーク情報（例えばサイズ、形状、種類、隣接するワークＷとの隙間距離等）に基づいて設定されてもよいし、タッチパネル１５等から入力されてもよい。把持速度制御部６５は、例えば図８に示す特性情報に基づいて、目標とする動作速度から目標とするモータ回転速度を設定する。把持速度制御部６５は、目標とする回転速度に対応する指令（例えば速度指令等）を生成してサーボコントローラ５３に送信する。

【0041】

サーボコントローラ５３は、サーボ制御部６７と、サーボアンプ６９とを有する。サーボ制御部６７は、モーションコントローラ５１から入力された指令（例えば位置指令、速度指令等）とエンコーダ２５の検出値に基づいて、モータ２３のトルクや電流値を算出する。サーボアンプ６９は、サーボ制御部６７から入力されたトルクや電流値に基づいてモータ２３に供給する電力の制御を行い、モータ２３を制御する。

【0042】

なお、上述した把持位置制御部６１、把持力制御部６３、把持速度制御部６５等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、ユニットコントローラ５は、空圧制御ユニット３のモータ２３に駆動電力を給電する部分（サーボアンプ等）のみ実際の装置により実装され、その他の機能は後述するＣＰＵ９０１（図１８参照）が実行するプログラムにより実装されてもよい。また、ユニットコントローラ５の機能の一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

【0043】

＜５．ロボットコントローラの機能構成＞
図９を参照しつつ、ロボットコントローラ９の機能構成の一例について説明する。図９は、ロボットコントローラ９の機能構成の一例を表すブロック図である。

【0044】

図９に示すように、ロボットコントローラ９は、モーションコントローラ７１と、多軸サーボコントローラ７３とを有する。モーションコントローラ７１と多軸サーボコントローラ７３とは、一体の制御装置として構成されてもよいし、別体の制御装置として構成されてもよい。

【0045】

モーションコントローラ７１は、画像処理部７５と、動作制御部７７とを有する。画像処理部７５は、カメラ１３から受信した画像データに対して所定の画像処理を実行し、ワークＷに関するワーク情報を取得する。ワーク情報には、例えばワークＷの形状、サイズ、向き、種類、位置、隣接するワークＷとの隙間距離等が含まれる。ワーク情報にこれら以外の情報を含めてもよい。

【0046】

動作制御部７７は、ロボット７のハンド１７をカメラ１３により検出されたワークＷの把持位置や移動先等に移動させるために必要となる各アクチュエータＡｃ１～Ａｃ６の各モータ７６の目標回転角度等を演算（逆運動学演算）する。動作制御部７７は、対応するモータ７６の指令（例えば位置指令、速度指令等）を生成して多軸サーボコントローラ７３に送信する。

【0047】

ロボット７は、前述のように、例えば６つのアクチュエータＡｃ１～Ａｃ６を備えた６つの関節部を有する垂直多関節型の６軸ロボットである。各関節部を駆動するアクチュエータＡｃ１～Ａｃ６の各々は、例えばモータ７６、エンコーダ７８、及び減速機７９等により構成されている。

【0048】

多軸サーボコントローラ７３は、サーボ制御部８１と、サーボアンプ８３とを有する。サーボ制御部８１は、モーションコントローラ７１から入力された各モータ７６への指令とアクチュエータＡｃ１～Ａｃ６の各エンコーダ７８の検出値に基づいて、各モータ７６のトルクや電流値を算出する。サーボアンプ８３は、サーボ制御部８１から入力されたトルクや電流値に基づいて各モータ７６に供給する電力の制御を行い、ロボット７の動作を制御する。

【0049】

なお、上述した画像処理部７５、動作制御部７７等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、ロボットコントローラ９は、ロボット７の各アクチュエータＡｃ１～Ａｃ６に駆動電力を給電する部分（サーボアンプ等）のみ実際の装置により実装され、その他の機能はＣＰＵ等が実行するプログラムにより実装されてもよい。また、ロボットコントローラ９の機能の一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

【0050】

＜６．ユニットコントローラ、ロボットコントローラの処理手順＞
図１０を参照しつつ、ユニットコントローラ５及びロボットコントローラ９の処理手順の一例について説明する。図１０は、ロボット７が例えばワークＷの移載作業を行う場合における、ユニットコントローラ５及びロボットコントローラ９による処理手順の一例を表すフローチャートである。

【0051】

ステップＳ１０では、ユニットコントローラ５及びロボットコントローラ９の各々は、カメラ１３により検出された把持対象であるワークＷの位置やサイズ等を含むワーク情報を取得する。

【0052】

ステップＳ２０では、ロボットコントローラ９は、動作制御部７７及び多軸サーボコントローラ７３によりロボット７を動作させ、ハンド１７のワークＷの把持位置までの移動を開始する。

【0053】

ステップＳ３０では、上記ステップＳ２０でロボット７がハンド１７をワークＷを把持位置まで移動させるのと並行して、ユニットコントローラ５は、空圧制御ユニット３のモータ２３を制御して複数の指部４９をワークＷの検出結果に基づく所定の位置に動作させる。ユニットコントローラ５は、把持位置制御部６１及びサーボコントローラ５３により、指部４９の位置を所定の位置に調整する。「所定の位置」は、例えばワークＷの掴み幅の近傍位置（掴み幅よりも若干量だけ開いた位置）である。ユニットコントローラ５は、把持速度制御部６５及びサーボコントローラ５３により、指部４９の動作速度を目標値に調整する。

【0054】

ステップＳ４０では、ロボットコントローラ９は、ハンド１７のワークＷの把持位置までの移動を完了する。ユニットコントローラ５は、空圧制御ユニット３のモータ２３を制御して複数の指部４９を上記所定の位置から閉じ、ワークＷを把持する。この際、ユニットコントローラ５は、把持位置制御部６１及びサーボコントローラ５３により、把持位置を目標値に調整する。ユニットコントローラ５は、把持速度制御部６５及びサーボコントローラ５３により、指部４９の閉じ動作の速度を目標値に調整する。

【0055】

ステップＳ５０では、ユニットコントローラ５は、把持力制御部６３及びサーボコントローラ５３により、把持力を目標値に調整する。

【0056】

ステップＳ６０では、ロボットコントローラ９は、ワークＷを把持した状態のハンド１７を、ワークＷの移動先まで移動させる。

【0057】

ステップＳ７０では、ユニットコントローラ５は、空圧制御ユニット３のモータ２３を制御して複数の指部４９を開き、ワークＷの把持を解除して移載する。この際、ユニットコントローラ５は、把持位置制御部６１及びサーボコントローラ５３により、指部４９の開き位置を目標値に調整する。ユニットコントローラ５は、把持速度制御部６５及びサーボコントローラ５３により、指部４９の開き動作の速度を目標値に調整する。以上により、本フローチャートを終了する。

【0058】

なお、上述した処理手順は一例であって、上記手順の少なくとも一部を削除又は変更してもよいし、上記以外の手順を追加してもよい。また、上記手順の少なくとも一部の順番を変更してもよいし、複数の手順が単一の手順にまとめられてもよい。

【0059】

＜７．ワークの移載の具体例＞
図１１～図１３を参照しつつ、ハンドシステム１によるワークＷの移載の具体例について説明する。図１１はワークＷがトマトの場合（以下適宜「トマトＷ１」という）、図１２はワークＷがいちごの場合（以下適宜「いちごＷ２」という）、図１３はワークＷがきゅうりの場合（以下適宜「きゅうりＷ３」という）における、ワークＷが箱詰めされた容器の一例を表す上面図である。

【0060】

図１１に示すように、容器８５内には複数のトマトＷ１が収容されている。トマトＷ１は、例えば各トマトの位置に凹部８７が形成された位置決め用の台紙８９に載置されている。容器８５の収容効率を上げるために各トマトＷ１の間隔は小さく設定されている。台紙８９を設けずに、各トマトＷ１を当接させながら収容してもよい。仮に、例えば予め設定された開位置と閉位置の２位置でしか駆動できないハンドを使用する場合には、トマトＷ１を容器８５内に載置した後ハンドを開いた際に、隣接するトマトＷ１に干渉する可能性がある。この場合には接触したトマトＷ１の位置ずれ等が生じてしまい、効率良く収容することができない。

【0061】

本実施形態のハンドシステム１では、前述のようにハンド１７の指部４９の開き位置を微調整することができる。これにより、トマトＷ１を容器８５内に載置した後ハンドを開く際に、隣接するトマトＷ１への干渉を防止又は抑制することが可能となる。また、各トマトＷ１にはサイズや形状の個体差があるため、例えばカメラ１３による検出結果に基づいて、隙間が生じる又は大きい方向に指部４９が位置するように向きを調整したり、当該隙間の大きさに合わせて指部４９の開き位置を調整すること等も可能である。さらに、指部４９の開き動作の速度についても調整できるので、例えば干渉が避けられない場合にはゆっくりと開いて位置ずれを抑制する等も可能となる。

【0062】

図１２に示すように、容器９１内には複数のいちごＷ２が収容されている。いちごＷ２は、例えば見栄えが良くなるように一定の方向に向きを合わせつつ、隣接するいちごＷ２と当接するように容器９１内に隙間なく収容されている。このような場合、上述した予め設定された開位置と閉位置の２位置でしか駆動できないハンドを使用する場合には、収容が難しい。

【0063】

本実施形態のハンドシステム１では、前述のようにハンド１７の指部４９の開き位置を微調整することができる。これにより、例えばカメラ１３による検出結果に基づいて、隙間が生じる又は大きい方向に指部４９が位置するように向きを調整しつつ指部４９の開き位置を微調整し、隣接するいちごＷ２への干渉を抑制することが可能となる。また、指部４９の位置に加えて動作速度を調整できるので、例えば隙間がない場合にはいちごＷ２を容器９１内に差し込まずに、収容場所の上方でゆっくりと開いて衝撃を小さくしつつ落下させる等も可能となる。

【0064】

図１３に示すように、容器９３内には複数のきゅうりＷ３が収容されている。一般にきゅうりＷ３は、例えば太さや長さ、曲がり具合等、形状の個体差が比較的大きい。したがって、容器９３に効率良く収容するには、各きゅうりＷ３の向きや位置等を形状に応じて適宜調整するのが好ましい。このような場合、上述した予め設定された開位置と閉位置の２位置でしか駆動できないハンドを使用する場合には、ハンドの動作の自由度が低いため効率の良い収容が難しい。

【0065】

本実施形態のハンドシステム１では、前述のようにハンド１７の指部４９の位置や速度を調整することができるので、ハンド１７の動作の自由度が高い。これにより、例えばカメラ１３による検出結果に基づいて、容器９３に効率良く収容するためにきゅうりＷ３の向きや位置等を調整しつつ、指部４９の向きや開き位置を微調整し、隣接するきゅうりＷ３への干渉を抑制することが可能となる。また、指部４９の位置に加えて動作速度を調整できるので、例えば隙間がない場合にはきゅうりＷ３を容器９３内に差し込まずに、収容場所の上方でゆっくりと開いて衝撃を小さくしつつ落下させる等も可能となる。

【0066】

上記において、トマトＷ１、いちごＷ２、及びきゅうりＷ３がワーク要素の一例であり、箱詰めが完了した容器８５，９１，９３がワーク要素を用いて生産されるワークの一例である。トマトＷ１、いちごＷ２、及びきゅうりＷ３の容器８５，９１，９３に対する移載作業（収容作業）が、ワーク要素に対して実行する所定の作業の一例である。

【0067】

＜８．実施形態の効果＞
本実施形態のハンドシステム１は、モータ２３により空気の圧力を大気圧よりも減圧して陰圧を生成する空圧制御ユニット３と、空圧制御ユニット３により生成された陰圧を用いてワークＷを保持するハンド１７と、モータ２３を制御するユニットコントローラ５と、を有する。

【0068】

例えば不定形で柔らかいワークをハンドリングするハンドとして、空気圧を用いてワークを保持するハンドがある。一般にこのようなハンドでは、ソレノイドバルブを使用してシリンダーやエアチャック等の空圧機器を駆動する。この場合、例えば把持式のハンドの場合には予め設定された開位置と閉位置の２位置でしか駆動できず、把持力についても供給される一次側の空気圧によって一定の力になってしまう場合がある。

【0069】

本実施形態では、空圧制御ユニット３がモータ２３により空気の陰圧を生成し、生成した陰圧を用いてハンド１７がワークＷを保持する。モータ２３により空気圧を様々な値に調整できるので、ハンド１７の動作の自由度を高めることができる。これにより、ワークＷをハンドリングする際の精度を高めることができる。また、一次側で空気圧を供給するコンプレッサが不要となるため、駆動源を電気式としたシステムが可能となる。このため、例えばバッテリを搭載する等により移動自在なハンドシステム１を実現できる。また、コンプレッサが不要となることで騒音、振動を低減できる。

【0070】

ハンドシステム１が、ハンド１７が取り付けられ、ハンド１７を移動させるロボット７をさらに有し、ロボット７は、空圧制御ユニット３と別体として構成されてもよい。

【0071】

この場合、ロボット７によりハンド１７を所定の位置に移動させてワークＷを保持し、保持した状態でハンド１７を別の位置に移動させてワークＷの保持を解除することにより、ワークＷの移載作業ができる。また、ロボット７と空圧制御ユニット３を一体でなく別体として構成することにより、空圧制御ユニット３を複数のロボット７に対して使い回すことが可能となり、汎用性の向上、ロボットの小型化、コスト削減等が可能となる。また、ロボット７とハンド１７を組み合わせて移動自在なロボットシステムを実現できるので、人と共に稼働することが可能な人協働ロボットへの適用も容易となる。

【0072】

ハンド１７は、陰圧による内部圧力の変化に応じて形状を変化させる構造を有してもよい。この場合、ハンド１７に内部圧力の変化に応じた動きをさせることができるので、内部圧力でハンド１７での動作速度や動作態様（開き幅、把持力など）をきめ細かく制御することが可能となる。

【0073】

ハンド１７は、陰圧による内部圧力の変化によって形状を変化させる柔軟な材質で構成されてもよい。この場合、空圧制御ユニット３で生成した陰圧を用いてハンド１７の形状を変化させることができ、この形状の変化によりワークＷを保持することができる。また、ハンド１７を柔軟な材質で構成することで、ワークＷを優しく把持することが可能となるので、例えば野菜や果物のような不定形で柔軟なワークの損傷を抑制できる。また、例えばハンドリング精度の高いサーボハンドに比べて、ハンド１７にサーボモータ等の機構を備えないため、大幅な軽量化及びコンパクト化が可能となり、且つ、洗浄が容易となる。その結果、衛生面を向上できるので、食品をハンドリングする作業等にも有効である。また、ハンド１７を軽量化できる結果、可搬重量を小さくできるためロボット７を小型化できる。

【0074】

ハンド１７は、掌部４７と、掌部４７の周囲に突出して設けられ、内部圧力の変化によって掌部４７に対して揺動する複数の指部４９とを有してもよい。この場合、空圧制御ユニット３で生成した陰圧を用いて、複数の指部４９を掌部４７に対して揺動させることで、複数の指部４９を開閉動作させてワークＷの把持及び開放を行うことができる。したがって、ワークＷのハンドリング精度が高い空気圧を用いた把持式ハンドを実現できる。

【0075】

ハンドシステム１は、保持対象のワークＷを検出するカメラ１３をさらに有し、ユニットコントローラ５は、ロボット７がハンド１７をワークＷを保持する位置まで移動させるのと並行して、モータ２３を制御して複数の指部４９をワークＷの検出結果に基づく所定の位置に動作させてもよい。

【0076】

この場合、例えばハンド１７の移動中に指部４９をワークＷの把持位置近傍まで閉じておくことで、移動完了後に必要な指部４９の動作量を減少させることができる。したがって、例えばハンド１７のワーク保持位置までの移動が完了した後に指部４９を動作させてワークＷを保持する場合に比べて、サイクルタイムを短縮することができる。

【0077】

ハンドシステム１は、空圧制御ユニット３により生成された陰圧の圧力値を検出する圧力センサ１１をさらに有し、ユニットコントローラ５は、圧力値に基づいてモータ２３を制御してもよい。

【0078】

この場合、圧力センサ１１の検出値（空圧制御ユニット３により生成した空気圧の圧力値）を目標圧力とするように制御するフィードバック制御が可能となる。これにより、例えば把持式のハンド１７の場合、各指部４９の位置と圧力値との相関情報を予め用意しておくことで、各指部４９の位置制御を行うことが可能となる。また、指部４９による把持力と圧力値との相関情報を予め用意しておくことで、把持力の制御を行うことも可能となる。さらに、モータ２３の回転速度によりハンド１７の指部４９の速度を制御することが可能となるので、空気の流量を測定する流量計が不要となる。これにより、部品点数やコストの削減が可能となる。

【0079】

ユニットコントローラ５は、目標とする圧力値とハンド１７の挙動（例えば把持位置、把持力等）との相関を含む特性情報を取得するデータ取得部５９を有してもよい。この場合、ユニットコントローラ５において、例えば使用するハンド１７の特性に応じた特性情報を取得することで、特定の種類のハンド１７に対して専用のシステムとするのではなく、様々な種類のハンドに対して適用可能なハンドシステム１を実現できる。したがって、ハンドシステム１の汎用性を向上できる。

【0080】

＜９．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。

【0081】

（９－１．吸着式のハンドの場合）
上記実施形態では、把持式のハンドを用いる場合を一例として説明したが、エア等の流体圧を用いてワークを保持するハンドには、ワークを吸着して保持する吸着式のハンドがある。本変形例は、ロボット７が吸着式のハンドを有する場合である。図１４は、本変形例に係るハンドシステム１の全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【0082】

図１４に示すように、本変形例のロボット７はハンド９５を有する。ハンド９５は、空圧制御ユニット３により生成された陰圧を用いてワークＷを吸着する吸着式のハンドである。ハンド９５は、ワークＷの表面に吸着する例えばパッド等の吸着部９７を有する。ハンド９５は、複数の吸着部９７を有してもよい。上記以外の構成は、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0083】

吸着式のハンドにおいて、例えばソレノイドバルブを使用してシリンダーやエアチャック等の空圧機器を駆動する場合、供給される一次側の流体圧によって吸着力が一定の力になってしまう場合がある。この場合、ワークＷの種類（例えばトマト等）によっては吸着痕等が生成してしまい、ワークＷの品質の低下を招く等の課題がある。

【0084】

本変形例では、空圧制御ユニット３がモータ２３により空気の陰圧を生成し、生成した陰圧を用いてハンド９５によりワークＷを吸着して保持する。モータ２３により陰圧を様々な値に調整できるので、吸着力をワークＷに応じた適切な値に調整することが可能となる。これにより、ワークＷをハンドリングする際の吸着力の自由度や精度を高めることができる。その結果、吸着痕の生成を抑制でき、ワークの品質の低下を低減できる。

【0085】

（９－２．流量センサを設ける場合）
上記実施形態では設置しなかったが、流路１８を流れる空気の流量を検出する流量センサを設置してもよい。図１５は、本変形例に係るハンドシステム１の全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【0086】

図１５に示すように、本変形例のハンドシステム１では、空圧制御ユニット３とハンド１７との間の流路１８に、流量センサ９９が設置されている。流量センサ９９は、流路１８を流れる空気の流量を検出し、検出値をユニットコントローラ５に送信する。流量センサ９９は、流路１８において例えば圧力センサ１１よりもハンド１７側に設置されている。反対に、流量センサ９９を流路１８において圧力センサ１１よりも空圧制御ユニット３側に設置してもよい。

【0087】

前述のように、ハンドシステム１では、モータ２３の回転速度によりハンド１７の指部４９の動作速度を制御することができる。このため、速度制御を行うために流量センサは必ずしも必要ではない。本変形例では、流量センサ９９を設置して実際に流路１８を流れる空気の流量を検出することで、例えば空圧制御ユニット３の動作異常や流路１８の漏れ等、ハンドシステム１に何らかの異常が生じてないか否かを監視することが可能となる。したがって、ハンドシステム１の安全性や信頼性を向上できる。把持速度制御部６５が、モータ２３の回転速度に代えて又は加えて、流量センサ９９の検出値に基づいてハンド１７の指部４９の動作速度を制御してもよい。

【0088】

（９－３．空圧制御ユニットの他の構成）
空圧制御ユニットは、上記実施形態で説明した構成に限定されるものではない。図１６は、空圧制御ユニットの他の構成例を一部断面で表す側面図である。

【0089】

図１６に示すように、本変形例の空圧制御ユニット１０１は、ベース２１と、モータ２３と、エンコーダ２５と、シリンダチューブ１０３と、ピストン１０５と、ロッド１０７と、送りねじ機構１０９と、支持部材１１１，１１３，１１５とを有する。ベース２１、モータ２３、エンコーダ２５等は、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0090】

支持部材１１１，１１３，１１５は、ベース２１に立設されている。モータ２３の出力軸３３は、支持部材１１１，１１３に設けられた軸受（図示省略）により回転可能に支持されている。出力軸３３はねじ軸である。スライダ１１７は、筒状の部材であり、内周にめねじが形成されている。出力軸３３にはスライダ１１７がねじにより結合している。出力軸３３とスライダ１１７とが、出力軸３３の回転運動をスライダ１１７の直線運動に変換する送りねじ機構１０９を構成する。スライダ１１７には支持部１１９が立設されている。支持部１１９にはロッド１０７の一方側（図１６中右側）の端部が固定されている。ロッド１０７の他方側（図１６中左側）の端部にはピストン１０５が設置されている。ピストン１０５は、例えば円筒状のシリンダチューブ１０３に収容されている。シリンダチューブ１０３内の空間のうち、ピストン１０５よりもサーボモータ３５とは反対側の空間１２１は密封されている。空圧制御ユニット１０１は、サーボモータ３５によりピストン１０５をサーボモータ３５側に移動させることで、空間１２１内の圧力を大気圧よりも減圧させて陰圧を生成する。生成された陰圧は、流路１８を介してハンド１７に伝達される。シリンダチューブ１０３内の空間のうち、ピストン１０５よりもサーボモータ３５側の空間１２３は、空気穴１２５により大気圧と同等となっている。シリンダチューブ１０３は支持部材１１３，１１５により固定されている。

【0091】

空圧制御ユニット１０１で陽圧を生成する場合には、サーボモータ３５によりピストン１０５をサーボモータ３５とは反対側に移動させることで、空間１２１内の圧力を大気圧よりも加圧させて陽圧を生成する。生成された陽圧は、流路１８を介してハンド１７に伝達される。

【0092】

本変形例の空圧制御ユニット１０１によっても前述の実施形態と同様の効果が得られる。空圧制御ユニットを、例えばクランクシャフトを介してピストンを駆動する構成等、送りねじ機構を有しない構成としてもよい。モータも回転型に限らず、例えばリニア型等のモータを使用してもよい。空圧制御ユニットは、流体の圧力を基準圧よりも減圧して陰圧を生成、又は、流体の圧力を基準圧よりも加圧して陽圧を生成することが可能であれば、どのような構成としてもよい。

【0093】

（９－４．各種のデータを収集する場合）
ハンドシステム１において、各種のデータを収集して解析する構成としてもよい。図１７は、本変形例に係るハンドシステム１の全体構成の一例を概念的に表すシステム構成図である。

【0094】

図１７に示すように、本変形例のロボット７は、アーム部１９とハンド１７との間に重量センサ１２７を有する。重量センサ１２７はハンド１７の重量を検出し、検出値をユニットコントローラ５に送信する。ユニットコントローラ５は、検出値から例えば予め設定されたハンド１７の重量を差し引くことで、ワークＷの重量を算出する。ワークＷの重量以外を検出するセンサを設けてもよい。

【0095】

本変形例のハンドシステム１は、データ収集装置１２９を有する。データ収集装置１２９は、例えばユニットコントローラ５及びロボットコントローラ９と通信可能に接続されている。データ収集装置１２９は、例えば圧力センサ１１の圧力値、重量センサで検出したワークＷの重量、ユニットコントローラ５がモータ２３を制御するために出力する指令値（例えば位置指令、速度指令等）、ロボットコントローラ９がロボット７の各アクチュエータＡｃ１～Ａｃ６を制御するために出力する指令値（例えば位置指令、速度指令等）等を含むデータを収集する。

【0096】

データ収集装置１２９は、解析部１３１と、指令修正部１３３とを有する。解析部１３１は、収集したデータに基づいて所定の解析処理を実行する。「所定の解析処理」は、例えばハンド１７の挙動と把持したワークＷの重量との相関に関する解析等である。その他、例えばカメラ１３で検出したワーク情報等を使用して様々な種類の解析を実行することにより、収集したデータを様々な用途に使用することも可能である。指令修正部１３３は、解析部１３１の解析結果に基づいて、例えばユニットコントローラ５の指令値やロボットコントローラ９の指令値を修正する。

【0097】

データ収集装置１２９は、例えば演算装置（ＣＰＵ）、記録装置、入力装置等を有するコンピュータである。データ収集装置１２９は、単体の独立した制御装置として構成されてもよいし、例えばユニットコントローラ５にデータ収集装置１２９の機能を実装させ、ユニットコントローラ５と一体的な制御装置として構成してもよい。

【0098】

本変形例によれば、データ収集装置１２９で収集したデータを活用することにより、単にワークＷに対するハンドリング精度を高めるだけでなく、例えばデータに含まれる重量に基づいて把持の仕方を変更したり、より効率の良い把持の仕方を学習する等の処理が可能となる。これにより、よりスマートなハンドシステム１の実現が可能となる。例えば、収集したデータの解析結果に基づいてユニットコントローラ５の指令値やロボットコントローラ９の指令値を修正する場合、次のような効果が得られる。例えばワークＷがばら状、粒状、粉状の固形物の場合のように、ハンド１７による把持の仕方（例えばハンド１７の位置、向き、開き量、把持力、動作速度、ワークＷへの差し込み量等）によってワークＷの保持量が変動するような場合に、ワークＷの保持量が目標の重量となるように、ロボット７やハンド１７の動作を調整する等の処理が可能となる。

【0099】

（９－５．その他）
以上では、ユニットコントローラ５とロボットコントローラ９とが独立した制御装置として構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ロボットコントローラ９に外部軸等としてユニットコントローラ５の機能を実装させ、ユニットコントローラ５とロボットコントローラ９とを一体的な制御装置として構成してもよい。この場合、ロボット７とハンド１７とが連動する動作を１つのコントローラに対して一度に教示することが可能となるので、教示作業が容易となる。

【0100】

＜１０．ユニットコントローラのハードウェア構成例＞
次に、図１８を参照しつつ、ユニットコントローラ５のハードウェア構成例について説明する。ロボットコントローラ９についても同様なハードウェア構成としてもよい。図１８では、ユニットコントローラ５のモータ２３に駆動電力を給電する機能に係る構成を適宜省略して図示している。

【0101】

図１８に示すように、ユニットコントローラ５は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。

【0102】

プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、例えばハードディスク等の記録装置９１７等に記録しておくことができる。

【0103】

また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は非一時的（永続的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0104】

また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0105】

また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

【0106】

そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、前述の画像処理部５５、記録部５７、データ取得部５９、把持位置制御部６１、把持力制御部６３、把持速度制御部６５等による処理が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。

【0107】

また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３（前述のタッチパネル１５を含む）から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。

【0108】

そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５（前述のタッチパネル１５を含む）から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。

【0109】

なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。

【0110】

また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

【0111】

但し、例えばしきい値（図１０のフローチャート参照）や基準値等、所定の判定基準となる値あるいは区切りとなる値の記載がある場合は、それらに対しての「同一」「等しい」「異なる」等は、上記とは異なり、厳密な意味である。

【0112】

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

【符号の説明】

【0113】

１ ハンドシステム
３ 空圧制御ユニット（流体圧生成装置）
７ ロボット（自動機）
１１ 圧力センサ
１３ カメラ（ワークセンサ）
１７ ハンド
１８ 流路
２３ モータ
４７ 掌部
４９ 指部
５９ データ取得部（取得部）
９５ ハンド
９７ 吸着部
９９ 流量センサ
１０１ 空圧制御ユニット（流体圧生成装置）
１２７ 重量センサ
１２９ データ収集装置
１３１ 解析部
１３３ 指令修正部
Ｗ ワーク
Ｗ１ トマト
Ｗ２ いちご
Ｗ３ きゅうり

【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】