特開 2022-90523 ロボットハンド、ロボットアーム及び制御システム

(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】P2022090523

(43)【公開日】2022-06-17

(54)【発明の名称】ロボットハンド、ロボットアーム及び制御システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/06 20060101AFI20220610BHJP

【ＦＩ】

B25J15/06 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020202966

(22)【出願日】2020-12-07

(71)【出願人】

【識別番号】303056368

【氏名又は名称】東急建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】596041227

【氏名又は名称】石坂産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白井 菜月

(72)【発明者】

【氏名】中村 聡

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS04

3C707BS10

3C707DS08

3C707FS01

3C707FT12

3C707KS03

3C707KS04

3C707KT02

3C707KT05

3C707KT06

3C707LV07

3C707NS02

(57)【要約】

【課題】保持したワークの落下を防止すると共に、ワークの回収効率を向上させることができるロボットハンド、ロボットアーム及び制御システムを提供する。
【解決手段】ロボットハンド６０は、搬送部２によって搬送されるワークＷをピックアップする。このロボットハンド６０は、ロボットアーム５０の先端に設けられる回転体６１と、回転体６１に取り付けられる、ワークＷを保持する複数の保持部６５と、を備え、保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａに対して傾斜した姿勢で、放射状に取り付けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送部によって搬送されるワークをピックアップするロボットハンドであって、
ロボットアームの先端に設けられる回転体と、
前記回転体に取り付けられる、前記ワークを保持する複数の保持部と、を備え、
前記保持部は、前記回転体の回転軸に対して傾斜した姿勢で、放射状に取り付けられている
ことを特徴とする、ロボットハンド。

【請求項2】

前記保持部は、前記回転体の回転軸に対して、１５～４５°傾斜した姿勢で取り付けられている
ことを特徴とする、請求項１に記載のロボットハンド。

【請求項3】

前記保持部は、前記ワークを吸引又は吸着することで保持する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のロボットハンド。

【請求項4】

請求項１～３の何れか一項のロボットハンドをエンドエフェクタとした
ことを特徴とする、ロボットアーム。

【請求項5】

請求項４に記載のロボットアームの制御システムであって、
前記保持部の使用状態を判断する使用状態判断部と、
前記使用状態判断部の判断情報に基づいて、使用する前記保持部を決定する使用決定部と、を備える
ことを特徴とする、制御システム。

【請求項6】

前記ワークの全長を算出する全長算出部を備え、
前記使用決定部は、前記全長算出部の算出した算出情報に基づいて、使用する前記保持部を決定する
ことを特徴とする、請求項５に記載の制御システム。

【請求項7】

前記保持部が保持している前記ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、前記ワークの保持姿勢を算出する保持姿勢算出部を備え、
前記使用決定部は、前記保持姿勢算出部の算出情報に基づいて、使用する前記保持部を決定する
ことを特徴とする、請求項５又は６に記載の制御システム。

【請求項8】

前記ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、前記ワークの重量に関連する情報を算出する重量関連情報算出部と、
前記重量関連情報算出部の算出情報に基づいて、前記ロボットアームのアーム部の駆動速度と、前記回転体の駆動速度と、を調整する駆動速度調整部と、を備える
ことを特徴とする、請求項５～７の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項9】

前記ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、前記ワークの材質を判定する材質判定部と、
前記材質判定部が判定した特定の材質の前記ワークを、前記保持部が保持する保持対象と決定する保持対象決定部と、を備える
ことを特徴とする、請求項５～８の何れか一項に記載の制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送部によって搬送されるワークをピックアップするロボットハンド、ロボットアーム及びその制御システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、搬送部によって搬送されるワークをピックアップするロボットハンドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、ロボットハンドは、第１の吸着パッド部及び第２の吸着パッド部を揺動させる揺動機構を備えることが開示されている。これにより、第１の吸着パッド部がワークをピッキングした状態で、第２の吸着パッド部が次のワークをピッキングし、サイクルタイムを短縮することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２５５２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のロボットハンドは、吸着パッドが揺動機構の揺動軸に対して垂直な姿勢で取り付けられており、揺動に伴う強い遠心力がワークに作用することになる。そのため、ワークが落下してしまい回収効率が低下してしまう、という問題がある。

【0006】

そこで、本発明は、保持したワークの落下を防止すると共に、ワークの回収効率を向上させることができるロボットハンド、ロボットアーム及び制御システム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】

【0007】

前記目的を達成するために、本発明のロボットハンドは、搬送部によって搬送されるワークをピックアップするロボットハンドであって、ロボットアームの先端に設けられる回転体と、前記回転体に取り付けられる、前記ワークを保持する複数の保持部と、を備え、前記保持部は、前記回転体の回転軸に対して傾斜した姿勢で、放射状に取り付けられていることを特徴とする。

【0008】

ここで、本発明のロボットハンドでは、前記保持部は、前記回転体の回転軸に対して、１５～４５°傾斜した姿勢で取り付けられてもよい。

【0009】

また、本発明のロボットハンドでは、前記保持部は、前記ワークを吸引又は吸着することで保持してもよい。

【0010】

また、本発明のロボットアームでは、ロボットハンドをエンドエフェクタとしてもよい。

【0011】

また、本発明の制御システムでは、前記保持部の使用状態を判断する使用状態判断部と、前記使用状態判断部の判断情報に基づいて、使用する前記保持部を決定する使用決定部と、を備えてもよい。

【0012】

また、本発明の制御システムでは、前記ワークの全長を算出する全長算出部を備え、前記使用決定部は、前記全長算出部の算出した算出情報に基づいて、使用する前記保持部を決定してもよい。

【0013】

また、本発明の制御システムでは、前記保持部が保持している前記ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、前記ワークの保持姿勢を算出する保持姿勢算出部を備え、前記使用決定部は、前記保持姿勢算出部の算出情報に基づいて、使用する前記保持部を決定してもよい。

【0014】

また、本発明の制御システムでは、前記ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、前記ワークの重量に関連する情報を算出する重量関連情報算出部と、前記重量関連情報算出部の算出情報に基づいて、前記ロボットアームのアーム部の駆動速度と、前記回転体の駆動速度と、を調整する駆動速度調整部と、を備えてもよい。

【0015】

さらに、本発明の制御システムでは、前記ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、前記ワークの材質を判定する材質判定部と、前記材質判定部が判定した特定の材質の前記ワークを、前記保持部が保持する保持対象と決定する保持対象決定部と、を備えてもよい。

【発明の効果】

【0016】

このように構成された本発明のロボットハンドは、ロボットアームの先端に設けられる回転体と、回転体に取り付けられる、ワークを保持する複数の保持部と、を備え、保持部は、回転体の回転軸に対して傾斜した姿勢で、放射状に取り付けられている。そのため、ロボットアームをほとんど動かさずに、回転体を回転することで、あるワークを保持した姿勢から、次のワークを保持する姿勢に移動することができる。また、保持部が回転体の回転軸に対して傾斜した姿勢で取り付けられているので、回転に伴って保持部で保持したワークに作用する遠心力を抑制することができる。その結果、保持したワークの落下を防止すると共に、ワークの回収効率を向上させることができる。

【0017】

また、本発明のロボットハンドでは、保持部は、回転体の回転軸に対して、１５～４５°傾斜した姿勢で取り付けられているので、保持部で保持したワーク間の干渉を避けると共に、保持したワークに作用する遠心力を抑制することができる。

【0018】

また、本発明のロボットハンドでは、保持部は、ワークを吸引又は吸着することで保持するので、ワークを保持する保持動作を短くすることができ、ワークの回収効率を向上させることができる。

【0019】

また、本発明のロボットアームではロボットハンドをエンドエフェクタとしたので、ロボットアームの荷重の影響を少なくし、ロボットハンドを素早く動かすことができる。

【0020】

また、本発明の制御システムでは、保持部の使用状態を判断する使用状態判断部と、使用状態判断部の判断情報に基づいて、使用する保持部を決定する使用決定部と、を備える。そのため、ある保持部が、全長の長いワークを保持している場合、隣の保持部を使用しないようにすることができる。その結果、保持したワーク同士が干渉してしまうことを防止することができる。

【0021】

また、本発明の制御システムでは、保持部が保持しているワークを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークの保持姿勢を算出する保持姿勢算出部を備え、使用決定部は、保持姿勢算出部の算出情報に基づいて、使用する保持部を決定する。そのため、ある保持部が保持したワークが、例えば、右隣の保持部の方に飛び出した姿勢である場合、左隣の保持部を使用するように決定することができる。その結果、保持部が保持したワーク同士が干渉してしまうことを防止することができる。

【0022】

また、本発明の制御システムでは、ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークの重量に関連する情報を算出する重量関連情報算出部と、重量関連情報算出部の算出情報に基づいて、ロボットアームのアーム部の駆動速度と、回転体の駆動速度と、を調整する駆動速度調整部と、を備える。そのため、回転体が回転してワークに遠心力が作用したり、アーム部が移動してワークに慣性力が作用したりしても、保持部が保持したワークが落下しないような駆動速度にすることができる。その結果、ワークの回収率を向上させることができる。

【0023】

さらに、本発明の制御システムでは、ワークを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークの材質を判定する材質判定部と、材質判定部が判定した特定の材質のワークを、保持部が保持する保持対象と決定する保持対象決定部と、を備える。そのため、１つのロボットハンドの複数の保持部によって保持された同じ材質のワークを、一度に回収ボックスに投下することができる。その結果、ワークを回収するまでのサイクルタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施例１のロボットアームの制御システムの構成を説明する図である。

【図2】実施例１のロボットアームと搬送部を示す側面図である。

【図3】実施例１のロボットハンドを示す側面図である。

【図4】実施例１のロボットハンドを示す平面図である。

【図5】実施例１の保持部が傾斜角度１５°で取り付けられているロボットハンドを示す側面図である。

【図6】実施例１の保持部が傾斜角度３０°で取り付けられているロボットハンドを示す側面図である。

【図7】実施例１の保持部が傾斜角度４５°で取り付けられているロボットハンドを示す側面図である。

【図8】保持部を２個有するロボットハンドを示す側面図である。

【図9】保持部を２個有するロボットハンドを示す平面図である。

【図10】保持部を４個有するロボットハンドを示す側面図である。

【図11】保持部を４個有するロボットハンドを示す平面図である。

【図12】実施例１のロボットアームの動作を説明する図であり、図１２（ａ）は、ロボットアームがホームポジションにいる状態を示す図であり、図１２（ｂ）は、ロボットハンドが１つ目のワークを保持した状態を示す図である。

【図13】実施例１のロボットアームの動作を説明する図であり、図１３（ａ）は、ロボットハンドが２つ目のワークを保持した状態を示す図であり、図１３（ｂ）は、保持したワークを回収する状態を示す図である。

【図14】実施例１のロボットアームの制御システムの機能構成を示すブロック図である。

【図15】実施例１の使用決定部について説明するための図である。

【図16】実施例１の制御システムによる処理の流れを示すフローチャートである。

【図17】実施例１の制御システムによる処理の流れを示すフローチャートである。

【図18】従来のロボットアームを示す側面図である。

【図19】実施例１のロボットアームを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明によるロボットハンド、ロボットアーム及びその制御システムを実現する実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

【実施例0026】

実施例１では、本発明によるロボットアームの制御システムは、重なった状態の複数のワーク（ワーク群）から特定のワークをピックアップする場合に適用する。実施例１では、ワークを建造物の解体工事等で発生した廃棄物としての木材とする例を説明する。

【0027】

［制御システムの構成］
図１は、実施例１のロボットアームの制御システムの構成を説明する図である。以下、実施例１のロボットアームの制御システムの構成を説明する。

【0028】

図１に示すように、制御システム１は、搬送部２と、撮影部１０と、制御部２０と、選別部４０と、で構成される。

【0029】

（搬送部）
搬送部２は、例えば、ベルトコンベア等の搬送帯とすることができる。搬送部２には、重なった状態の複数のワークＷのワーク群Ｇが載せられる。搬送部２は、循環するように構成される。

【0030】

（撮影部）
撮影部１０は、搬送部２上に設けられた撮影ボックス１３と、カメラとしての３Ｄスキャナ１１と、カメラとしてのエリアカメラ１２と、カメラとしてのエリアカメラ１５と、で構成される。

【0031】

撮影ボックス１３は、筒状に形成され、搬送部２の所定の位置に、搬送部２の上部を覆うように設置されている。撮影ボックス１３の内側には、ＬＥＤ照明１３ａと、ＬＥＤ照明１３ａの光を拡散する反射板１３ｂとが取り付けられている。

【0032】

３Ｄスキャナ１１は、例えば、LIM TECHNOLOGIES社製のGocator2730とすることができる。３Ｄスキャナ１１は、光切断法により、カメラ画像としての距離画像とレーザ輝度画像を取得する。３Ｄスキャナ１１は、撮影ボックス１３の上部に設置されている。

【0033】

エリアカメラ１２は、例えば、CIS社製のVCC-5CXP3Rとすることができる。エリアカメラ１２は、カメラ画像としてのカラー画像を取得する。エリアカメラ１２は、撮影ボックス１３の上部に、３Ｄスキャナ１１と隣接して設置されている。

【0034】

エリアカメラ１５は、例えば、CIS社製のVCC-5CXP3Rとすることができる。エリアカメラ１５は、カメラ画像としてのカラー画像を取得する。エリアカメラ１５は、後述するロボットアーム５０の先端に設置されている。

【0035】

このように構成された撮影部１０では、搬送部２に載せられて搬送されるワーク群Ｇは、撮影ボックス１３を通過する際に、ＬＥＤ照明１３ａで照射された状態で、３Ｄスキャナ１１とエリアカメラ１２とによって撮影される。

【0036】

また、ロボットアーム５０が保持しているワークＷは、エリアカメラ１５によって撮影される。

【0037】

（制御部）
制御部２０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）とすることができる。なお、制御部２０の機能構成については後述する。

【0038】

（選別部）
選別部４０は、制御盤４１を介して制御部２０からの情報を受け取るコントローラ４２と、コントローラ４２によって駆動が制御されるロボットアーム５０と、ロボットアーム５０の先端に設けられているロボットハンド６０と、を備えている。

【0039】

制御盤４１は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）とすることができる。コントローラ４２は、制御盤４１からの情報に基づいて、ロボットアーム５０とロボットハンド６０とを制御する。

【0040】

［ロボットアームの構成］
図２は、実施例１のロボットアーム５０と搬送部２を示す側面図である。以下、実施例１のロボットアーム５０の構成を説明する。

【0041】

図１及び図２に示すように、ロボットアーム５０は、複数のアーム部５１が複数の関節部５２で、屈曲（旋回）又は回転可能に連結される垂直多関節の６軸ロボットアームとすることができる。ロボットアーム５０の先端には、ロボットハンド６０が取り付けられている。

【0042】

ロボットアーム５０は、搬送部２に沿って配置される。ロボットアーム５０は、搬送部２の搬送方向で、撮影ボックス１３の下流に配置される。

【0043】

［ロボットハンドの構成］
図３は、実施例１のロボットハンド６０を示す側面図である。図４は、実施例１のロボットハンド６０を示す平面図である。以下、実施例１のロボットハンド６０の構成を説明する。

【0044】

図３に示すように、ロボットハンド６０は、ロボットアーム５０の先端に取り付けられる。ロボットハンド６０は、ロボットアーム５０のエンドエフェクタとして構成されている。

【0045】

ロボットハンド６０は、ロボットアーム５０の先端に取り付けられる回転体６１と、回転体６１に取り付けられる保持部６５と、各保持部６５を回転体６１に連結して支持する連結支持部６２と、を備えている。

【0046】

回転体６１は、回転軸６１ａを回転中心として、ロボットアーム５０に対して回転可能に取り付けられている。回転軸６１ａは、ロボットアーム５０の先端の中心軸とすることができる。

【0047】

保持部６５は、連結支持部６２を介して、回転体６１に複数（図３及び図４の例では、３個）取り付けられている。各保持部６５は、略円柱状に形成されている。

【0048】

各保持部６５は、各保持部６５の軸方向が、回転体６１の回転軸６１ａに対して、外側に傾斜した姿勢で取り付けられる。図４に示すように、回転体６１の回転軸６１ａの方向から見て、各保持部６５は、等間隔に放射状に３個配置されている。

【0049】

図３に示すように、各保持部６５は、軸方向の基端側にバキューム装置６５ａと、軸方向の先端側にパッド部６５ｂと、を備えている。

【0050】

バキューム装置６５ａは、吸引装置とすることもできるし、吸着装置とすることもでききる。パッド部６５ｂは、樹脂等の弾性体によって、多段蛇腹状に形成することができる。パッド部６５ｂは、先端に吸引又は吸着用の開口部が形成されている。

【0051】

パッド部６５ｂの先端がワークＷに接触した状態で、バキューム装置６５ａが稼働することで、パッド部６５ｂにワークＷが吸引又は吸着されるようになっている。すなわち、各保持部６５は、パッド部６５ｂの先端でワークＷを吸引又は吸着することで、ワークＷを保持可能となっている。

【0052】

連結支持部６２は、各保持部６５を、回転体６１の回転軸６１ａに対して傾斜した姿勢で、回転体６１に連結する。連結支持部６２は、ボルト等の締結手段によって、回転体６１に固定されている。回転体６１が回転することで、連結支持部６２を介して、各保持部６５が回転するようになっている。

【0053】

［保持部の傾斜角度］
図５は、実施例１の保持部６５が傾斜角度１５°で取り付けられているロボットハンド６０を示す側面図である。図６は、実施例１の保持部６５が傾斜角度３０°で取り付けられているロボットハンド６０を示す側面図である。図７は、実施例１の保持部６５が傾斜角度４５°で取り付けられているロボットハンド６０を示す側面図である。以下、実施例１の保持部６５の傾斜角度について説明する。

【0054】

（傾斜角度が１５°）
図５に示すように、回転体６１の回転軸６１ａに対する保持部６５の傾斜角度α１が１５°の場合であって、隣り合う保持部６５が、それぞれ、全長Ｌ１が５０ｍｍのワークＷを保持した場合、保持されたワークＷ間の間隔Ｄ１は、７８．８ｍｍとなる。

【0055】

すなわち、傾斜角度α１が１５°の場合、ワークＷの全長が５０ｍｍ以内であれば、保持されたワークＷ間の間隔Ｄ１を７０ｍｍ以上確保することができる。

【0056】

（傾斜角度が３０°）
図６に示すように、回転体６１の回転軸６１ａに対する保持部６５の傾斜角度α２が３０°の場合であって、隣り合う保持部６５が、それぞれ、全長Ｌ２が２００ｍｍのワークＷを保持した場合、保持されたワークＷ間の間隔Ｄ２は、７３．７ｍｍとなる。

【0057】

すなわち、傾斜角度α２が３０°の場合、ワークＷの全長が２００ｍｍ以内であれば、保持されたワークＷ間の間隔Ｄ２を７０ｍｍ以上確保することができる。

【0058】

（傾斜角度が４５°）
図７に示すように、回転体６１の回転軸６１ａに対する保持部６５の傾斜角度α３が４５°の場合であって、隣り合う保持部６５が、それぞれ、全長Ｌ３が４００ｍｍのワークＷを保持した場合、保持されたワークＷ間の間隔Ｄ３は、６６．５９ｍｍとなる。

【0059】

すなわち、傾斜角度α３が４５°の場合、ワークＷの全長が４００ｍｍ以内であれば、保持されたワークＷ間の間隔Ｄ３を６５ｍｍ以上確保することができる。

【0060】

なお、回転体６１の回転軸６１ａに対する保持部６５の傾斜角度αが、４５°より大きい場合、回転体６１の回転により、保持したワークＷに強い遠心力が作用して、ワークＷが落下する恐れがある。

【0061】

また、回転体６１の回転軸６１ａに対する保持部６５の傾斜角度αが、１５°より小さい場合、保持したワーク間の間隔Ｄを十分に確保することができない。

【0062】

［保持部の個数］
図８は、保持部６５を２個有するロボットハンド６０を示す側面図である。図９は、保持部６５を２個有するロボットハンド６０を示す平面図である。図１０は、保持部６５を４個有するロボットハンド６０を示す側面図である。図１１は、保持部６５を４個有するロボットハンド６０を示す平面図である。以下、実施例１のロボットハンド６０の保持部６５の個数について説明する。

【0063】

ロボットハンド６０に取り付けられた保持部６５の数は、対象とするワークＷの大きさや、要求される作業時間（タクトタイム）によって決定することができる。

【0064】

（保持部が３個）
図３及び図４に示すように、対象とするワークＷの大きさが小さく、タクトタイムを短くしたい場合は、保持部６５を３個とすることが適している。図４に示すように、回転体６１の回転軸６１ａの方向から見て、各保持部６５は、等間隔に放射状に３個配置される。すなわち、３つの保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａの方向から見て、１２０°間隔で放射状に配置されている。

【0065】

（保持部が２個）
図８及び図９に示すように、対象とするワークＷのサイズが大きく、タクトタイムには比較的余裕がある場合は、保持部６５を２個とすることが適している。図９に示すように、回転体６１の回転軸６１ａの方向から見て、各保持部６５は、等間隔に放射状に２個配置される。すなわち、２つの保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａの方向から見て、１８０°間隔で放射状に配置されている。

【0066】

（保持部が４個）
図１０及び図１１に示すように、ロボットハンド６０は、保持部６５を４個備えていてもよい。図１１に示すように、回転体６１の回転軸６１ａの方向から見て、各保持部６５は、等間隔に放射状に４個配置される。すなわち、４つの保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａの方向から見て、９０°間隔で放射状に配置されている。

【0067】

［ロボットアームの動作］
図１２は、実施例１のロボットアーム５０の動作を説明する図であり、図１２（ａ）は、ロボットアーム５０がホームポジションにいる状態を示す図であり、図１２（ｂ）は、ロボットハンド６０が１つ目のワークＷを保持した状態を示す図である。図１３は、実施例１のロボットアーム５０の動作を説明する図であり、図１３（ａ）は、ロボットハンド６０が２つ目のワークＷを保持した状態を示す図であり、図１３（ｂ）は、保持したワークＷを回収する状態を示す図である。以下、２つワークＷを保持するロボットアーム５０の動作例を説明する。

【0068】

（実施例１のロボットアームの動作）

【0069】

ロボットアーム５０の保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａに対して、外側に傾斜した姿勢で、等間隔に放射状に３個配置されているとする。

【0070】

図１２（ａ）に示すように、ロボットアーム５０は、ホームポジションから、搬送部２によって搬送されている１つ目のワークＷに接近する。

【0071】

次いで、図１２（ｂ）に示すように、１つの保持部６５が、搬送部２によって搬送されている１つ目のワークＷを保持する。

【0072】

次いで、１つの保持部６５が１つ目のワークＷを保持した状態で、回転体６１が１２０°回転し、図１３（ａ）に示すように、他の保持部６５が、搬送部２によって搬送されている２つ目のワークＷを保持する。この際、ロボットハンド６０以外の部分は、ほとんど作動させない。すなわち、１つ目のワークＷを１つの保持部６５が保持した状態から、２つ目のワークＷを他の保持部６５が保持するまでの間、ロボットアーム５０のアーム部５１は、ほとんど作動しない。

【0073】

次いで、図１３（ｂ）に示すように、ロボットアーム５０は、保持部６５が保持した２つのワークＷを回収ボックス８０へ投下する。

【0074】

［制御システムの機能構成］
図１４は、実施例１のロボットアーム５０の制御システム１の機能構成を示すブロック図である。図１５は、実施例１の使用決定部について説明するための図である。以下、実施例１の制御システム１の機能構成を説明する。

【0075】

図１４に示すように、制御システム１は、３Ｄスキャナ１１とエリアカメラ１２，１５からのカメラ画像と、搬送部２による搬送に伴う移動量の情報とが制御部２０に入力され、制御部２０で処理された処理情報がコントローラ４２に入力され、ロボットアーム５０とロボットハンド６０の駆動を制御する。

【0076】

３Ｄスキャナ１１は、光切断法により、搬送部２で搬送中のワーク群Ｇのカメラ画像としてのレーザ輝度画像と距離画像カメラ画像を取得する。カメラ画像は、制御部２０に送信される。

【0077】

エリアカメラ１２は、搬送部２で搬送中のワーク群Ｇのカメラ画像としてのカラー画像を取得する。カメラ画像は、制御部２０に送信される。

【0078】

エリアカメラ１５は、保持部６５と、保持部６５が保持しているワークＷのカメラ画像としてのカラー画像を取得する。カメラ画像は、制御部２０に送信される。

【0079】

搬送部２は、図示しないエンコーダに接続され、搬送部２による搬送に伴う移動量が制御部２０に送信される。

【0080】

制御部２０は、カメラ画像取得部２１と、最上層ワーク識別部２２と、材質判定部２３と、保持対象決定部２４と、対象ワーク情報算出部２５と、使用状態判断部２６と，保持姿勢算出部２７と、使用決定部２８と、駆動速度調整部２９と、を備えている。

【0081】

カメラ画像取得部２１は、３Ｄスキャナ１１が撮影したカメラ画像と、エリアカメラ１２が撮影したカメラ画像と、エリアカメラ１５が撮影したカメラ画像とを取得する。

【0082】

最上層ワーク識別部２２は、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、搬送部２上を重なった状態で搬送されているワーク群Ｇから、最上層のワークＷを識別する。なお、ワーク群Ｇから、最上層のワークＷを識別する具体的な方法は、例えば、特開２０２０－１７９３５５号公報に記載の方法を使用することができる。

【0083】

材質判定部２３は、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、事前に取得した画像データに基づいてディープラーニングにより生成した学習データを参照して、最上層のワークＷの種別（材質）を判定する。識別する材質としては、木材や、プラスチックや、コンクリートや、ガラス等にすることができる。

【0084】

保持対象決定部２４は、材質判定部２３が判定した材質から、特定の材質のワークＷを保持部６５が保持する保持対象と決定する。

【0085】

対象ワーク情報算出部２５は、重量関連情報算出部２５ａと、全長算出部２５ｂと、重心位置算出部２５ｃと、傾き算出部２５ｄと、を備えている。

【0086】

重量関連情報算出部２５ａは、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークＷの重量に関連する重量関連情報を算出する。重量関連情報は、ワークＷの面積とすることができる。また、重量関連情報は、ワークＷの体積とすることもできる。また、重量関連情報は、ワークＷの体積と、材質判定部２３が判定した材質の密度とから算出した重量とすることもできる。

【0087】

また、重量関連情報算出部２５ａは、算出した重量関連情報が、所定の閾値Ｔ以上か否かを判定する。閾値Ｔは、アーム部５１及び回転体６１の駆動速度の減速を必要とする値とすることができる。

【0088】

また、重量関連情報算出部２５ａは、算出した重量関連情報が、設定範囲内か否かを判定する。設定範囲は、例えば、保持部６５が保持可能な最大値とすることができる。

【0089】

全長算出部２５ｂは、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークＷの長手方向の全長を算出する。また、全長算出部２５ｂは、算出したワークＷの長手方向の全長が、所定の閾値Ｅ以上か否かを判定する。閾値Ｅは、保持部６５がワークＷの重心位置を保持した場合、保持されたワークＷが隣の保持部６５が保持するワークＷに影響を及ぼす長さとすることができる。

【0090】

重心位置算出部２５ｃは、カメラ画像に基づいて、ワークＷの重心位置を算出する。傾き算出部２５ｄは、カメラ画像に基づいて、ワークＷの表面（上面）の傾きを算出する。

【0091】

使用状態判断部２６は、保持部６５の使用状態を判断する。具体的には、使用状態判断部２６は、使用できる全ての保持部６５が、ワークＷを保持しているか否かを判断する。

【0092】

保持姿勢算出部２７は、保持部６５が保持しているワークＷをエリアカメラ１５が撮影したカメラ画像に基づいて、ワークＷの保持姿勢を算出する。具体的には、保持姿勢算出部２７は、保持部６５が保持しているワークＷをエリアカメラ１５が撮影したカメラ画像に基づいて、保持部６５の中心位置から、ワークＷが何れの方向にどの程度飛び出して保持されているかを算出する。

【0093】

使用決定部２８は、使用状態判断部２６の判断情報に基づいて、使用する保持部６５を決定する。具体的には、使用決定部２８は、使用状態判断部２６の判断情報に基づいて、ワークＷを保持していない保持部６５を使用するように決定する。

【0094】

使用決定部２８は、全長算出部２５ｂの算出した算出情報に基づいて、使用する保持部６５を決定することもできる。具体的には、図１５に示すように、使用決定部２８は、全長算出部２５ｂが算出した全長Ｌが所定の閾値Ｅより大きい場合、ワークＷを保持している保持部６５の２つ隣の保持部６５を使用するように決定する。言い換えると、使用決定部２８は、全長算出部２５ｂが算出した全長Ｌが所定の閾値Ｅより大きい場合、ワークＷを保持している保持部６５に隣接している保持部６５を使用しないように決定する。

【0095】

さらに、使用決定部２８は、保持姿勢算出部２７の算出情報に基づいて、使用する保持部６５を決定することもできる。具体的には、使用決定部２８は、保持姿勢算出部２７の算出情報に基づいて、ワークＷを保持している保持部６５が右隣の保持部６５の方に飛び出した姿勢である場合、左隣の保持部６５を使用するように決定する。

【0096】

使用決定部２８は、保持姿勢算出部２７の算出情報に基づいて、ワークＷを保持している保持部６５が左隣の保持部６５の方に飛び出した姿勢である場合、右隣の保持部６５を使用するように決定する。

【0097】

使用決定部２８は、保持姿勢算出部２７の算出情報に基づいて、ワークＷを保持している保持部６５が右隣と左隣の両方の保持部６５の方に飛び出した姿勢である場合、両隣の保持部６５を使用しないように決定する。

【0098】

駆動速度調整部２９は、重量関連情報算出部２５ａの算出情報に基づいて、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度と、回転体６１の駆動速度と、を調整する。具体的には、駆動速度調整部２９は、重量関連情報算出部２５ａの算出した面積、体積、又は重量が所定の閾値より小さい場合、アーム部５１及び回転体６１の駆動速度をやや遅くするように調整する。駆動速度調整部２９は、重量関連情報算出部２５ａの算出した面積、体積、又は重量が所定の閾値より大きい場合、アーム部５１及び回転体６１の駆動速度を上記駆動速度より遅くするように調整する。

【0099】

制御部２０による処理情報は、制御盤４１を介してコントローラ４２に送信される。コントローラ４２は、処理情報に基づいて、ロボットアーム５０の動作と、ロボットハンド６０の動作を制御する。

【0100】

具体的には、コントローラ４２は、搬送部２を搬送されている重なった状態のワーク群Ｇから特定の材質としての木材をピックアップするように、ロボットアーム５０とロボットハンド６０の動作を制御する。コントローラ４２は、複数の保持部６５が、ワークＷを連続的に保持するように、ロボットアーム５０とロボットハンド６０の動作を制御する。また、コントローラ４２は、駆動速度調整部２９の調整情報に基づいて、回転体６１の駆動速度と、アーム部５１の駆動速度を調整する。

【0101】

また、コントローラ４２は、保持部６５が、ワークＷの重心位置を保持するように、ロボットアーム５０とロボットハンド６０の動作を制御する。また、コントローラ４２は、保持部６５の傾きを、ワークＷの表面の傾きに合わせるように、ロボットアーム５０とロボットハンド６０の動作を制御する。また、コントローラ４２は、保持部６５で保持したワークＷが、搬送部２を搬送されている別のワークＷに干渉しないように、ロボットアーム５０とロボットハンド６０の動作を制御する。

【0102】

［制御システムの処理の流れ］
図１６及び図１７は、実施例１の制御システム１による処理の流れを示すフローチャートである。以下、実施例１の制御システム１による処理の流れについて説明する。

【0103】

図１６に示すように、カメラ画像取得部２１は、３Ｄスキャナ１１が撮影したカメラ画像と、エリアカメラ１２が撮影したカメラ画像と、エリアカメラ１５が撮影したカメラ画像とを取得する（ステップＳ１０１）。

【0104】

次いで、最上層ワーク識別部２２は、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、搬送部２上を重なった状態で搬送されているワーク群Ｇから、最上層のワークＷを識別する（ステップＳ１０２）。

【0105】

次いで、材質判定部２３は、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、事前に取得した画像データに基づいてディープラーニングにより生成した学習データを参照して、最上層のワークＷが木材であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。最上層のワークＷが木材であると判定した場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。一方、最上層のワークＷが木材でないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。

【0106】

ステップＳ１０４に進むと、対象ワーク情報算出部２５は、対象とするワークＷの重量関連情報と、長手方向の全長と、重心位置と、表面（上面）の傾きと、を算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、重量関連情報算出部２５ａは、カメラ画像に基づいて、対象とするワークＷの重量に関連する重量関連情報を算出する。全長算出部２５ｂは、カメラ画像に基づいて、対象とするワークＷの長手方向の全長を算出する。重心位置算出部２５ｃは、カメラ画像に基づいて、対象とするワークＷの重心位置を算出する。傾き算出部２５ｄは、カメラ画像に基づいて、対象とするワークＷの表面（上面）の傾きを算出する。

【0107】

次いで、重量関連情報算出部２５ａは、対象とするワークＷの面積が、設定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。対象とするワークＷの面積が、設定範囲内であると判断した場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６に進む。一方、対象とするワークＷの面積が、設定範囲内でないと判断した場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。

【0108】

ステップＳ１０６に進むと、駆動速度調整部２９は、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度を通常の駆動速度Ａ０とし、回転体６１の駆動速度を通常の駆動速度Ｂ０とする指示をコントローラ４２に与えることで、アーム部５１を駆動速度Ａ０で移動し、回転体６１を駆動速度Ｂ０で回転する（ステップＳ１０６）。

【0109】

次いで、制御部２０は、対象とするワークＷを保持部６５で保持する指示をコントローラ４２に与えることで、保持部６５が対象とするワークＷを保持する（ステップＳ１０７）。

【0110】

次いで、重量関連情報算出部２５ａは、対象とするワークＷの面積が、所定の閾値Ｔ以上か否かを判定する（ステップＳ１０８）。

【0111】

対象とするワークＷの面積が、所定の閾値Ｔ以上でないと判定した場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、駆動速度調整部２９は、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度を通常の駆動速度Ａ０より遅い駆動速度Ａ１とし、回転体６１の駆動速度を通常の駆動速度Ｂ０より遅い駆動速度Ｂ１とし（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１１に進む。

【0112】

一方、対象とするワークＷの面積が、所定の閾値Ｔ以上であると判定した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、駆動速度調整部２９は、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度を駆動速度Ａ１より遅い駆動速度Ａ２とし、回転体６１の駆動速度を駆動速度Ｂ１より遅い駆動速度Ｂ２とし（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１１に進む。

【0113】

ステップＳ１１１に進むと、使用状態判断部２６は、使用できる全ての保持部６５が、ワークＷを保持しているか否かを判断する（ステップＳ１１１）。使用できる全ての保持部６５が、ワークＷを保持していると判断した場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、ステップＳ１１３に進む。一方、使用できる全ての保持部６５が、ワークＷを保持していないと判断した場合（ステップＳ１１１でＮＯ）、ステップＳ１１２に進む。

【0114】

ステップＳ１１２に進むと、制御部２０は、カメラ画像取得部２１が取得したカメラ画像に基づいて、他に対象とするワークＷがあるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。他に対象とするワークＷがあると判断した場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、処理Ａに進む。一方、他に対象とするワークＷがないと判断した場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、ステップＳ１１３に進む。

【0115】

ステップＳ１１３に進むと、駆動速度調整部２９は、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度を調整した駆動速度とする指示をコントローラ４２に与えることで、アーム部５１を調整した駆動速度で移動する（ステップＳ１１３）。

【0116】

次いで、制御部２０は、保持部６５によって保持しているワークＷを回収ボックス８０に投下し（ステップＳ１１４）、制御部２０は、ロボットアーム５０をホームポジションに配置し（ステップＳ１１５）、処理を終了する。

【0117】

図１７に示すように、処理Ａに進むと、対象ワーク情報算出部２５は、他の対象とするワークＷの重量関連情報と、長手方向の全長と、重心位置と、表面（上面）の傾きとを算出する（ステップＳ１１６）。具体的には、重量関連情報算出部２５ａは、カメラ画像に基づいて、他の対象とするワークＷの重量に関連する重量関連情報を算出する。全長算出部２５ｂは、カメラ画像に基づいて、他の対象とするワークＷの長手方向の全長を算出する。重心位置算出部２５ｃは、カメラ画像に基づいて、他の対象とするワークＷの重心位置を算出する。傾き算出部２５ｄは、カメラ画像に基づいて、他の対象とするワークＷの表面（上面）の傾きを算出する。

【0118】

次いで、重量関連情報算出部２５ａは、他の対象とするワークＷの面積が、設定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１１７）。対象とするワークＷの面積が、設定範囲内であると判断した場合（ステップＳ１１７でＹＥＳ）、ステップＳ１１８に進む。一方、対象とするワークＷの面積が、設定範囲内でないと判断した場合（ステップＳ１１７でＮＯ）、ステップＳ１２６に進む。

【0119】

ステップＳ１１８に進むと、全長算出部２５ｂは、他に対象とするワークＷの長手方向の全長が、所定の閾値Ｅ以上か否かを判定する。

【0120】

他に対象とするワークＷの長手方向の全長が、所定の閾値Ｅ以上であると判定した場合（ステップＳ１１８でＹＥＳ）、使用決定部２８は、ワークＷを保持している保持部６５の２つ隣の保持部６５を使用するように決定し（ステップＳ１１９）、ステップＳ１２０に進む。

【0121】

他に対象とするワークＷの長手方向の全長Ｌが、所定の閾値Ｅ未満であると判定した場合（ステップＳ１１８でＮＯ）、ステップＳ１２０に進む。

【0122】

ステップＳ１２０に進むと、重量関連情報算出部２５ａは、他に対象とするワークＷの面積が、所定の閾値Ｔ以上か否かを判定する（ステップＳ１２０）。

【0123】

他に対象とするワークＷの面積が、所定の閾値Ｔ未満であると判定した場合（ステップＳ１２０でＮＯ）、駆動速度調整部２９は、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度を通常の駆動速度Ａ０より遅い駆動速度Ａ１とし、回転体６１の駆動速度を通常の駆動速度Ｂ０より遅い駆動速度Ｂ１とし（ステップＳ１２２）、ステップＳ１２３に進む。

【0124】

他に対象とするワークＷの面積が、所定の閾値Ｔ以上であると判定した場合（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、駆動速度調整部２９は、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度を駆動速度Ａ１より遅い駆動速度Ａ２とし、回転体６１の駆動速度を駆動速度Ｂ１より遅い駆動速度Ｂ２とし（ステップＳ１２１）、ステップＳ１２３に進む。

【0125】

ステップＳ１２３に進むと、駆動速度調整部２９は、回転体６１の駆動速度を調整した駆動速度とする指示をコントローラ４２に与えることで、回転体６１を調整した駆動速度で回転する（ステップＳ１２３）。

【0126】

次いで、制御部２０は、他の対象とするワークＷを保持部６５で保持する指示をコントローラ４２に与えることで、保持部６５が他に対象とするワークＷを保持する（ステップＳ１２４）。

【0127】

次いで、使用状態判断部２６は、使用できる全ての保持部６５が、ワークＷを保持しているか否かを判断する（ステップＳ１２５）。使用できる全ての保持部６５が、ワークＷを保持していると判断した場合（ステップＳ１２５でＹＥＳ）、処理Ｂに進み、ステップＳ１１３に戻る。一方、使用できる全ての保持部６５が、ワークＷを保持していないと判断した場合（ステップＳ１２５でＮＯ）、ステップＳ１２６に進む。

【0128】

ステップＳ１２６に進むと、制御部２０は、カメラ画像取得部２１が取得したカメラ画像に基づいて、他に対象とするワークＷがあるか否かを判断する（ステップＳ１２６）。他に対象とするワークＷがあると判断した場合（ステップＳ１２６でＹＥＳ）、ステップＳ１１６に進む。一方、他に対象とするワークＷがないと判断した場合（ステップＳ１２６でＮＯ）、処理Ｂに進み、ステップＳ１１３に戻る。

【0129】

［本発明の作用］
次に、実施例１のロボットアーム５０、ロボットハンド６０及び制御システム１の作用を説明する。実施例１のロボットハンド６０は、搬送部２によって搬送されるワークＷをピックアップする。このロボットハンド６０は、ロボットアーム５０の先端に設けられる回転体６１と、回転体６１に取り付けられる、ワークＷを保持する複数の保持部６５と、を備え、保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａに対して傾斜した姿勢で、放射状に取り付けられている（図３）。

【0130】

これにより、ロボットアーム５０をほとんど動かさずに、回転体６１を回転することで、あるワークＷを保持した姿勢から、次のワークＷを保持する姿勢に移動することができる。そのため、あるワークＷを保持してから、次のワークＷを保持するまでの時間を短くすることができる。

【0131】

また、保持部６５が回転体６１の回転軸６１ａに対して傾斜した姿勢で取り付けられているので、回転に伴って保持部６５で保持したワークＷに作用する遠心力を抑制することができる。そのため、ワークＷの落下を防止することができる。その結果、保持したワークＷの落下を防止すると共に、ワークＷの回収効率を向上させることができる。

【0132】

また、ロボットアーム５０をほとんど動かさずに、回転体６１を回転することで、あるワークＷを保持した姿勢から、次のワークＷを保持する姿勢に移動することができるので、ロボットアーム５０の関節数を減らすこともできる。

【0133】

また、保持部６５でワークＷを保持した後に、回転体６１を回転させることで、搬送部２によって搬送される他のワークＷとの干渉を素早く避けることができる。

【0134】

また、１つのロボットハンド６０の複数の保持部６５によって保持された複数のワークＷを、一度に回収ボックス８０に投下することができる。そのため、ワークＷを回収するまでのサイクルタイムを短縮することができる。

【0135】

また、ロボットアーム５０の先端に取り付けられている回転体６１は、ロボットアーム５０の荷重の影響が少ないことから、素早く動かすことができる。そのため、あるワークＷを保持してから、次のワークＷを保持するまでの時間を短くすることができる。

【0136】

また、保持部６５が回転体６１の回転軸６１ａに対して傾斜した姿勢で取り付けられているので、各保持部６５が保持したワークＷ間にスペースを設けることができる。そのため、各保持部６５が保持したワークＷ間の干渉を防止することができる。

【0137】

ところで、搬送部２として舟形のコンベアを使用する場合であって、一方の斜面で搬送されているワークＷを保持した次に、他方の斜面で搬送されているワークＷを保持する際、複数の保持部が回転体の回転軸に対して平行方向に取り付けられている場合は、図１８に示すように、ロボットアーム５０Ａを角度θ１移動する必要がある。

【0138】

一方、実施例１のように、複数の保持部６５が回転体６１の回転軸６１ａに対して傾斜した方向に取り付けられている場合、図１９に示すように、ロボットアーム５０を角度θ１より移動量の少ない角度θ２移動することで、一方の斜面で搬送されているワークＷを保持した次に、他方の斜面で搬送されているワークＷを保持する姿勢にすることができる。そのため、一方の斜面にあるワークＷを保持してから、他方の斜面にある次のワークＷを保持するまでの時間を短くすることができる。

【0139】

実施例１のロボットハンド６０では、保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａに対して、１５～４５°傾斜した姿勢で取り付けられている（図５～図７）。

【0140】

ところで、保持部６５が、回転体６１の回転軸６１ａに対して、４５°より大きく傾斜した姿勢である場合、保持したワークＷ間のスペースを広くすることができる。しかし、回転体６１の回転により、保持したワークＷに強い遠心力が作用して、ワークＷが落下する恐れがある。

【0141】

保持部６５が、回転体６１の回転軸６１ａに対して、１５°より小さく傾斜した姿勢である場合、保持したワークＷ間のスペースを十分に確保することができない。

【0142】

実施例１では、保持部６５は、回転体６１の回転軸６１ａに対して、１５～４５°傾斜した姿勢で取り付けられているので、保持部６５で保持したワークＷ間の干渉を避けると共に、保持したワークＷに作用する遠心力を抑制することができる。

【0143】

実施例１のロボットハンド６０では、保持部６５は、ワークＷを吸引又は吸着することで保持する（図３）。

【0144】

ところで、グリップ式や多指式のロボットハンドは、ワークＷを保持するための開閉動作に時間を要することから、ワークＷの回収効率が低下する。

【0145】

一方、実施例１では、ロボットハンド６０は、ワークＷを吸引又は吸着によって保持することができる。そのため、ワークＷを保持する保持動作を短くすることができ、ワークＷの回収効率を向上させることができる。

【0146】

また、ワークＷを、吸引又は吸着によって保持することができるので、開閉動作に大きなスペースを必要とするグリップ式や多指式のロボットハンドと比較して、ワークスペースを小さくすることができる。そのため、ロボットハンド６０をコンパクトな構成とすることができる。その結果、１つの保持部６５から、他の保持部６５に切り替えるための移動距離を短くすることができる。そのため、あるワークＷを保持してから、次のワークＷを保持するまでの時間を短くすることができる。

【0147】

実施例１の制御システム１は、保持部６５の使用状態を判断する使用状態判断部２６と、使用状態判断部２６の判断情報に基づいて、使用する保持部６５を決定する使用決定部２８と、を備える（図１２）。

【0148】

これにより、使用していない保持部６５を有効に活用して、一度に複数のワークＷを回収ボックス８０に投下することができる。そのため、ワークＷを回収するまでのサイクルタイムを短縮することができる。ワークの結果、ワークＷの回収率を向上させることができる。

【0149】

実施例１の制御システム１では、ワークＷの全長を算出する全長算出部２５ｂを備え、使用決定部２８は、全長算出部２５ｂの算出した算出情報に基づいて、使用する保持部６５を決定する（図１５）。

【0150】

これにより、ある保持部６５が、全長の長いワークＷを保持している場合、隣の保持部６５を使用しないようにすることができる。そのため、保持したワークＷ同士が干渉してしまうことを防止することができる。

【0151】

実施例１の制御システム１では、保持部６５が保持しているワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークＷの保持姿勢を算出する保持姿勢算出部２７を備え、使用決定部２８は、保持姿勢算出部２７の算出情報に基づいて、使用する保持部６５を決定する（図１４）。

【0152】

これにより、ある保持部６５が保持したワークＷが、右隣の保持部６５の方に飛び出した姿勢である場合、左隣の保持部６５を使用するように決定することができる。また、保持部６５が保持したワークＷが、左隣の保持部６５の方に飛び出した姿勢である場合、右隣の保持部６５を使用するように決定することができる。また、保持部６５が保持したワークＷが、右隣の保持部６５と左隣の保持部６５の両方に飛び出した姿勢である場合、右隣の保持部６５と左隣の保持部６５を使用しないように決定することができる。そのため、保持部６５が保持したワークＷ同士が干渉してしまうことを防止することができる。

【0153】

実施例１の制御システム１では、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークＷの重量に関連する情報を算出する重量関連情報算出部２５ａと、重量関連情報算出部２５ａの算出情報に基づいて、ロボットアーム５０のアーム部５１の駆動速度と、回転体６１の駆動速度と、を調整する駆動速度調整部２９と、を備える（図１４）。

【0154】

これにより、回転体６１が回転してワークＷに遠心力が作用したり、アーム部５１が移動してワークＷに慣性力が作用したりする場合でも、保持部６５が保持したワークＷが落下しないような駆動速度にすることができる。そのため、ワークＷの回収率を向上させることができる。

【0155】

実施例１の制御システム１では、ワークＷを撮影したカメラ画像に基づいて、ワークＷの材質を判定する材質判定部２３と、材質判定部２３が判定した特定の材質のワークＷを、保持部６５が保持する保持対象と決定する保持対象決定部２４と、を備える（図１４）。

【0156】

これにより、１つのロボットハンド６０の複数の保持部６５によって保持された同じ材質のワークＷを、一度に回収ボックス８０に投下することができる。そのため、ワークＷを回収するまでのサイクルタイムを短縮することができる。

【0157】

以上、本発明のロボットハンド、ロボットアーム及び制御システムを実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や、追加等は許容される。

【0158】

実施例１では、保持部６５を２個～４個設ける例を示した。しかし、保持部は、５個以上設けられてもよい。

【0159】

実施例１では、保持部６５は、ワークＷを吸引又は吸着することで保持する例を示した。しかし、保持部は、この態様に限定されず、例えば、ワークＷを突き刺すことで保持することができるニードル式のものであってもよいし、磁力によって保持するものであってもよいし、多指タイプのものであってもよい。

【0160】

実施例１では、重量関連情報をワークＷの面積とする例を示した。しかし、重量関連情報は、この態様に限定されず、ワークＷの体積とすることもできるし、ワークＷの重量とすることできるし、ワークＷの重量に関係する情報とすることができる。

【0161】

実施例１では、駆動速度調整部２９は、重量関連情報算出部２５ａの算出した面積、体積、又は重量が所定の閾値より大きい場合、アーム部５１及び回転体６１の駆動速度を遅くするように調整する例を示した。しかし、駆動速度調整部２９は、保持部６５が保持しているワークＷの個数が多くなるほど、アーム部５１及び回転体６１の駆動速度を遅くするように調整してもよい。

【0162】

実施例１では、搬送部２をベルトコンベアとする例を示した。しかし、搬送部としては、ベルトコンベアに限定されず、例えばローラコンベアであってもよいし、ワークＷを搬送可能なものであればよい。

【0163】

実施例１では、ロボットアーム５０を垂直多関節の６軸ロボットとする例を示した。しかし、ロボットアームとしては、この態様に限定されず、例えば、６軸以外のロボットアームとしてもよいし、パラレルリンクロボットとしてもよい。

【0164】

実施例１では、本発明を重なった状態の複数のワーク（ワーク群）から木材をピックアップする場合に適用する例を示した。しかし、本発明は、例えば、コンベアで搬送される土砂に混入した異物を取り除く時など、不定形物がランダムに搬送され選別を行う場合にも適用することができる。

【0165】

実施例１では、本発明は、ワークとして木材をピックアップする場合に適用する例を示した。しかし、本発明は、この態様に限定されず、樹脂、スレート材、コンクリート、ガラス、鉄筋、ペットボトル、プラスチック、空き缶、金属等をワークとしてピックアップする場合に適用することもできる。

【符号の説明】

【0166】

１ 制御システム
２ 搬送部
２３ 材質判定部
２４ 保持対象決定部
２５ａ 重量関連情報算出部
２５ｂ 全長算出部
２６ 使用状態判断部
２７ 保持姿勢算出部
２８ 使用決定部
２９ 駆動速度調整部
５０ ロボットアーム
５１ アーム部
６０ ロボットハンド
６１ 回転体
６１ａ 回転軸
６５ 保持部
Ｗ ワーク

【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】