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特開2024-24278ロボットシステム、ワーク管理システム、ロボット制御方法、およびワーク管理プログラム
(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】P2024024278
(43)【公開日】2024-02-22
(54)【発明の名称】ロボットシステム、ワーク管理システム、ロボット制御方法、およびワーク管理プログラム
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20240215BHJP
G05B 19/42 20060101ALI20240215BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 A
G05B19/42 B
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127016
(22)【出願日】2022-08-09
(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】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(74)【代理人】
【識別番号】100171099
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 茂樹
(74)【代理人】
【識別番号】100144440
【弁理士】
【氏名又は名称】保坂 一之
(72)【発明者】
【氏名】株丹 亮
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 良平
(72)【発明者】
【氏名】角谷 拓也
【テーマコード（参考）】
3C269
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C269AB21
3C269AB33
3C269BB05
3C269CC09
3C269EF02
3C269EF10
3C269EF22
3C269EF56
3C269EF60
3C269JJ09
3C269JJ20
3C269KK08
3C269KK11
3C269MN09
3C269MN14
3C269MN16
3C269MN46
3C707AS04
3C707BS24
3C707DS01
3C707LS15
3C707LS20
3C707LV07
3C707LV14
3C707LW03
3C707MT02
3C707NS02
(57)【要約】
【課題】複数のワークを搬送面から効率的に取り出すこと。
【解決手段】ロボットシステムは、搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、ピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する対象選択部と、ピッキング順序でｍ個のワークを搬送面から取り出すロボットとを備える。
【選択図】図１
【解決手段】ロボットシステムは、搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、ピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する対象選択部と、ピッキング順序でｍ個のワークを搬送面から取り出すロボットとを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
【請求項2】
前記ロボットに前記取り出しを繰り返し実行させる反復制御部を更に備え、
前記反復制御部は、前記ロボットにより前記ｍ個のワークが前記搬送面から取り出されるたびに、
前記ウィンドウ設定部に、前記ウィンドウ内の前記ｍ個のワークを、前記複数のワークのうちの１以上のワークと入れ替えさせて、前記ウィンドウを更新させ、
前記順序決定部に、前記更新されたウィンドウに対して次のピッキング順序を決定させ、
前記対象選択部に、前記次のピッキング順序に基づいて、前記更新されたウィンドウから次のｍ個のワークを選択させ、
前記ロボットに、前記次のピッキング順序で前記次のｍ個のワークを前記搬送面から取り出させる、
請求項１に記載のロボットシステム。
前記反復制御部は、前記ロボットにより前記ｍ個のワークが前記搬送面から取り出されるたびに、
前記ウィンドウ設定部に、前記ウィンドウ内の前記ｍ個のワークを、前記複数のワークのうちの１以上のワークと入れ替えさせて、前記ウィンドウを更新させ、
前記順序決定部に、前記更新されたウィンドウに対して次のピッキング順序を決定させ、
前記対象選択部に、前記次のピッキング順序に基づいて、前記更新されたウィンドウから次のｍ個のワークを選択させ、
前記ロボットに、前記次のピッキング順序で前記次のｍ個のワークを前記搬送面から取り出させる、
請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項3】
前記順序決定部は、
前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークの取り出しに関する物理量を前記位置に基づいて推定し、
前記ｎ個のワークのそれぞれの前記物理量に基づいて、前記ピッキング順序を決定する、
請求項１または２に記載のロボットシステム。
前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークの取り出しに関する物理量を前記位置に基づいて推定し、
前記ｎ個のワークのそれぞれの前記物理量に基づいて、前記ピッキング順序を決定する、
請求項１または２に記載のロボットシステム。
【請求項4】
前記順序決定部は、前記最適化アルゴリズムとして、前記物理量に基づく動的計画法を実行して、前記ピッキング順序を決定する、
請求項３に記載のロボットシステム。
請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項5】
前記順序決定部は、
前記動的計画法を実行して、前記ｎ個のワークに対応する複数の候補順序のそれぞれについて合計物理量を推定し、
複数の前記合計物理量に基づいて、前記複数の候補順序から前記ピッキング順序を決定する、
請求項４に記載のロボットシステム。
前記動的計画法を実行して、前記ｎ個のワークに対応する複数の候補順序のそれぞれについて合計物理量を推定し、
複数の前記合計物理量に基づいて、前記複数の候補順序から前記ピッキング順序を決定する、
請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項6】
前記ロボットは、前記ｍ個のワークのそれぞれを共通の指定場所に移動し、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から前記指定場所に移動するための前記物理量を推定する、
請求項４に記載のロボットシステム。
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から前記指定場所に移動するための前記物理量を推定する、
請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項7】
前記ロボットは、前記ｍ個のワークのそれぞれを、該ワークに対応する指定場所に移動し、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、
前記指定場所の候補である複数の候補場所のそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から該候補場所に移動するための前記物理量を推定する、
請求項４に記載のロボットシステム。
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、
前記指定場所の候補である複数の候補場所のそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から該候補場所に移動するための前記物理量を推定する、
請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項8】
前記搬送面における前記物理量の分布を示すデータテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、前記位置に基づいて前記データテーブルを参照して、前記物理量を取得する、
請求項３に記載のロボットシステム。
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、前記位置に基づいて前記データテーブルを参照して、前記物理量を取得する、
請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項9】
前記搬送面は、前記複数のワークが流れる方向である流れ方向と、該流れ方向と直交する幅方向とを有し、
前記ウィンドウ設定部は、前記流れ方向および前記幅方向の少なくとも一つにおいてランダムに配置された状態で前記搬送面上を流れる前記複数のワークに基づいて、前記ウィンドウを設定する、
請求項１または２に記載のロボットシステム。
前記ウィンドウ設定部は、前記流れ方向および前記幅方向の少なくとも一つにおいてランダムに配置された状態で前記搬送面上を流れる前記複数のワークに基づいて、前記ウィンドウを設定する、
請求項１または２に記載のロボットシステム。
【請求項10】
前記ウィンドウ設定部は、
前記搬送面を監視するセンサによってワークが検知された順序に基づいて、前記ウィンドウに対応する前記ｎ個のワークを選択する、
請求項１または２に記載のロボットシステム。
前記搬送面を監視するセンサによってワークが検知された順序に基づいて、前記ウィンドウに対応する前記ｎ個のワークを選択する、
請求項１または２に記載のロボットシステム。
【請求項11】
搬送面上を流れる複数のワークのそれぞれの位置に基づく動的計画法を実行して、該複数のワークに対してピッキング順序を決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記複数のワークから少なくとも一つのワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記少なくとも一つのワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
前記ピッキング順序に基づいて、前記複数のワークから少なくとも一つのワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記少なくとも一つのワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
【請求項12】
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択する対象選択部と、
を備えるワーク管理システム。
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択する対象選択部と、
を備えるワーク管理システム。
【請求項13】
少なくとも一つのプロセッサを備えるロボット制御システムによって実行されるロボット制御方法であって、
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択するステップと、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すようにロボットを制御するステップと、
を含むロボット制御方法。
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択するステップと、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すようにロボットを制御するステップと、
を含むロボット制御方法。
【請求項14】
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択するステップと、
をコンピュータに実行させるワーク管理プログラム。
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択するステップと、
をコンピュータに実行させるワーク管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の一側面は、ロボットシステム、ワーク管理システム、ロボット制御方法、およびワーク管理プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、容器に物品を収容するロボットを制御するロボット制御装置が記載されている。この装置は、複数の物品の第１特性に基づいて、容器内での複数の物品の位置および姿勢の候補パターンを抽出し、複数の物品により容器に作用するモーメントのバランスが所定範囲に収まる候補パターンを判定して最終パターンとして選択し、その最終パターンに従って、容器に複数の物品を収容させるための所定の順序を決定し、その順序に従って複数の物品を容器へ収容させる制御信号をロボットに出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１７１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数のワークを搬送面から効率的に取り出すことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一側面に係るロボットシステムは、搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、ピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する対象選択部と、ピッキング順序でｍ個のワークを搬送面から取り出すロボットとを備える。
【0006】
本開示の一側面に係るロボットシステムは、搬送面上を流れる複数のワークのそれぞれの位置に基づく動的計画法を実行して、該複数のワークに対してピッキング順序を決定する順序決定部と、ピッキング順序に基づいて、複数のワークから少なくとも一つのワークを選択する対象選択部と、ピッキング順序で少なくとも一つのワークを搬送面から取り出すロボットとを備える。
【0007】
本開示の一側面に係るワーク管理システムは、搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、ピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、搬送面から取り出す対象ワークとして選択する対象選択部とを備える。
【0008】
本開示の一側面に係るロボット制御方法は、少なくとも一つのプロセッサを備えるロボット制御システムによって実行されるロボット制御方法であって、搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、ピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択するステップと、ピッキング順序でｍ個のワークを搬送面から取り出すようにロボットを制御するステップとを含む。
【0009】
本開示の一側面に係るワーク管理プログラムは、搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、ピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、搬送面から取り出す対象ワークとして選択するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【0010】
本開示の一側面によれば、複数のワークを搬送面から効率的に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】ロボットシステムの構成の一例を示す図である。
【図2】ロボットコントローラのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図3】ワークを配列に追加する処理の一例を示すフローチャートである。
【図4】配列に基づくロボット制御の一例を示すフローチャートである。
【図5】ピッキング順序を決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図6】データテーブルの概念を説明するための図である。
【図7】ピッキング順序を決定するアルゴリズムの一例を示す図である。
【図8】ウィンドウの更新の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照しながら本開示での実施形態を詳細に説明する。図面の説明において同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0013】
［システムの概要］
本開示に係るロボットシステムは、搬送面上を流れる複数のワークを次々に取り出すようにロボットを制御する制御システムである。例えば、ロボットシステムは、ワークを搬送面から別の位置に移動させるピックアンドプレイスをロボットに実行させる。搬送面とは、ワークが置かれ、所定の駆動装置によって所定の方向に向かって動くことでそのワークを移動させる面をいう。一例では、搬送面はコンベヤの面であり、例えばベルトコンベヤのベルトであってもよいし、ローラコンベヤのローラの集合によって実現される面でもよい。
本開示に係るロボットシステムは、搬送面上を流れる複数のワークを次々に取り出すようにロボットを制御する制御システムである。例えば、ロボットシステムは、ワークを搬送面から別の位置に移動させるピックアンドプレイスをロボットに実行させる。搬送面とは、ワークが置かれ、所定の駆動装置によって所定の方向に向かって動くことでそのワークを移動させる面をいう。一例では、搬送面はコンベヤの面であり、例えばベルトコンベヤのベルトであってもよいし、ローラコンベヤのローラの集合によって実現される面でもよい。
【0014】
一例では、ロボットシステムは、搬送面上を流れてきた個々のワークを次々に配列に追加することで、搬送面上のワークに関する情報を管理する。配列とは、搬送面上を流れる複数のワークに関する情報を管理するためのデータ構造である。一例では、この配列は一次元配列であり、ロボットシステムは複数のワークをその一次元配列に順番に追加する。
【0015】
ロボットシステムは配列内の複数のワークに基づいて、ｎ個（ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定する。ウィンドウとは、搬送面から取り出される可能性があるｎ個のワークを特定するためのデータ構造をいい、ｎ個のワークの仮想的な入れ物ともいうことができる。ロボットシステムはそのウィンドウに対して、すなわちｎ個のワークに対して、最適化アルゴリズムによりピッキング順序を決定する。ピッキング順序とは、搬送面からワークを取り出す順序をいう。
【0016】
ロボットシステムはそのピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する。ロボットシステムはそのピッキング順序でｍ個のワークを搬送面から取り出すようにロボットを制御する。ｎ＞ｍであるので、ウィンドウには少なくとも一つのワークが残る。ロボットシステムは搬送面から取り出されたワークを配列およびウィンドウから削除する。
【0017】
続いて、ロボットシステムは配列内の少なくとも一つのワークをそのウィンドウに追加して、ｎ個のワークに対応するウィンドウを再び設定する。ロボットシステムは更新されたウィンドウに対して上記の処理を再び実行して、新たなピッキング順序で新たなｍ個のワークを搬送面から取り出すようにロボットを制御する。ロボットシステムは、ウィンドウの設定と、ピッキング順序の決定と、ｍ個のワークの取り出しとを含む一連の処理を繰り返して、搬送面から複数のワークを次々に取り出す。この繰り返しにおいて、値ｎ，ｍのうちの少なくとも一方が、前のループと次のループとの間で変更されてもよい。
【0018】
［システムの構成］
図１は、一例に係るロボットシステム１の構成を示す図である。ロボットシステム１は、作業空間９に配置されたロボット２と、ロボット２のモータを制御するモータ制御装置３と、モータ制御装置３に制御信号を出力するロボットコントローラ１０とを備える。作業空間９は、ロボット２によって取り出されるワーク９０が流れる第１コンベヤ６と、第１コンベヤ６から取り出されたワーク９０が置かれる第２コンベヤ７と、第１コンベヤ６の搬送面を撮影するカメラ４とを更に含む。ロボットコントローラ１０はモータ制御装置３およびカメラ４のそれぞれと通信ネットワークを介して接続する。装置間を接続する通信ネットワークは、有線ネットワークでも無線ネットワークでもよい。通信ネットワークはインターネットおよびイントラネットの少なくとも一方を含んで構成されてもよい。あるいは、通信ネットワークは単純に１本の通信ケーブルによって実現されてもよい。
図１は、一例に係るロボットシステム１の構成を示す図である。ロボットシステム１は、作業空間９に配置されたロボット２と、ロボット２のモータを制御するモータ制御装置３と、モータ制御装置３に制御信号を出力するロボットコントローラ１０とを備える。作業空間９は、ロボット２によって取り出されるワーク９０が流れる第１コンベヤ６と、第１コンベヤ６から取り出されたワーク９０が置かれる第２コンベヤ７と、第１コンベヤ６の搬送面を撮影するカメラ４とを更に含む。ロボットコントローラ１０はモータ制御装置３およびカメラ４のそれぞれと通信ネットワークを介して接続する。装置間を接続する通信ネットワークは、有線ネットワークでも無線ネットワークでもよい。通信ネットワークはインターネットおよびイントラネットの少なくとも一方を含んで構成されてもよい。あるいは、通信ネットワークは単純に１本の通信ケーブルによって実現されてもよい。
【0019】
ロボット２は、動力を受けて目的に応じた所定の動作を行って、有用な仕事を実行する装置である。一例では、ロボット２は複数の関節を備え、先端部にエンドエフェクタ２ａを保持した状態で様々な処理を実行できるように構成される。関節は駆動対象の一例である。複数の関節のそれぞれには関節軸が設定される。アーム、旋回部などのようなロボット２のいくつかの構成要素は関節軸を中心に回転し、この結果、ロボット２は所定の範囲内において先端部の位置および姿勢を自在に変更し得る。一例では、ロボット２は多軸のシリアルリンク型の垂直多関節ロボットである。ロボット２は、６軸の垂直多関節ロボットでもよいし、６軸に１軸の冗長軸を追加した７軸の垂直多関節ロボットでもよい。あるいは、ロボット２は、パラレルリンクという仕組みによって動作するパラレルリンクロボットであってもよい。ロボット２は自走可能な移動ロボットでもよく、例えば、無人搬送車（ＡＧＶ）により支持されるロボットでもよい。あるいは、ロボット２は所定の場所に固定された据置型ロボットでもよい。
【0020】
エンドエフェクタ２ａはワーク９０に作用する機器であり、例えば、ワーク９０に対して何らかの物理的な変化を与える機器である。エンドエフェクタ２ａはグリッパ、吸着エンド、研磨工具、溶接ガン、プレス機、シーリングノズル、ねじ締め装置などのような様々な機器であり得る。
【0021】
モータは、モータ制御装置３から供給される電力に応じて、ロボット２の駆動対象を駆動させるための動力を発生させる装置である。個々のモータによって個々の駆動対象が動作し、その結果、ロボット２がエンドエフェクタ２ａを用いてワーク９０に対して所定の仕事を実行する。モータは、駆動対象を回転させる回転型モータであってもよいし、駆動対象を直線に沿って変位させるリニア型モータであってもよい。モータは、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよい。モータは、ＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータ、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータ等の永久磁石型の同期電動機であってもよい。モータは、シンクロナスリラクタンスモータ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ）のような、永久磁石を有しない同期電動機であってもよい。モータはＤＣモータであってもよいしＡＣモータであってもよい。
【0022】
ロボット２は、モータ制御装置３からの電力によって動作するロボット２の応答を検出する装置である少なくとも一つのセンサを備えてもよい。応答とは、ロボットを制御するための命令である指令に対する該ロボットの出力をいう。例えば、応答はロボット２の動作および状態の少なくとも一方に関する情報を示す。応答はモータの動作および状態の少なくとも一方に関する情報を示してもよく、例えば、モータの軸速度と磁極位置との少なくとも一方を示してもよい。モータが回転型である場合には、モータによる駆動対象の回転角度が「位置」に相当し、モータによる駆動対象の回転速度が「速度」に相当する。応答は駆動対象の動作および状態の少なくとも一方に関する情報を示してもよく、例えば、駆動対象の位置、速度、および力の少なくとも一つを示してもよい。センサは応答を示す応答信号をロボットコントローラ１０に送信する。応答は、センサによって得られる値そのものでもよいし、所与の演算またはアルゴリズムによって算出または加工される値によって表されてもよい。センサの例として、モータの動作速度に比例した周波数のパルス信号を出力するロータリーエンコーダが挙げられる。ロータリーエンコーダはモータの位置および速度の両方を取得できる。
【0023】
モータ制御装置３は、ロボットコントローラ１０からの制御信号（すなわち指令）にモータの出力を追従させるための装置である。モータ制御装置３は、ロボットコントローラ１０からの制御信号に基づいて、モータを動かすための電力を生成し、その電力をモータに供給する。この供給される電力は、トルク指令、電流指令などのような駆動力指令に相当する。モータ制御装置３は例えば、インバータであってもよいし、サーボアンプであってもよい。モータ制御装置３はロボット２内に組み込まれてもよい。モータ制御装置３は、自機の応答を検出するセンサを備えてもよい。
【0024】
カメラ４は、第１コンベヤ６の搬送面を撮影する装置であり、搬送面を監視するセンサの一例である。一例では、カメラ４は１以上のワーク９０が第１コンベヤ６を流れている間において、搬送面を撮影して画像データをロボットコントローラ１０に継続的に送信する。画像データは、例えば、複数のフレームによって構成される映像データである。
【0025】
第１コンベヤ６および第２コンベヤ７はいずれも、複数のワーク９０を所定の方向に流す搬送装置である。双方のコンベヤの搬送面はいずれも、複数のワーク９０が流れる方向である流れ方向と、該流れ方向と直交する幅方向とを有する。第１コンベヤ６の幅は、２以上のワーク９０が並行して流れることができる程の長さを有する。第１コンベヤ６では、複数のワーク９０は流れ方向および幅方向の少なくとも一つにおいてランダムに配置された状態で搬送面上を流れる。すなわち、第１コンベヤ６では、複数のワーク９０が流れ方向および幅方向においてランダムに置かれたかたちで搬送面上を流れる。複数のワーク９０の一部は第１コンベヤ６上で回転しながら流れてくるかもしれず、これはランダムな配置の一場面である。例えば、複数のワーク９０は、個々のワーク９０の位置および向きの少なくとも一方がランダムに置かれたかたちで第１コンベヤ６の搬送面上を流れる。一方、第２コンベヤ７の幅は１個分のワーク９０の寸法に対応する。したがって、第２コンベヤ７では、複数のワーク９０が一つずつ順番に搬送面上を流れる。
【0026】
一例では、第１コンベヤ６はワーク９０を循環させる経路を構成し、ロボット２は第１コンベヤ６の所定のピッキング領域内でｍ個のワーク９０を取り出す。或るワーク９０がピッキング領域で取り出されなかったとしても、そのワーク９０は再びピッキング領域に戻ってきて、その際にロボット２によって取り出され得る。
【0027】
図１は一つのロボット２および一つのロボットコントローラ１０を示すが、ロボットシステム１は複数のロボット２または複数のロボットコントローラ１０を備えてもよい。一つのロボットコントローラ１０は複数のロボット２と接続してもよい。複数の第１コンベヤ６および複数のカメラ４が存在してもよいし、複数の第２コンベヤ７が存在してもよい。
【0028】
ロボットコントローラ１０は、ロボット２を動作させるための指令を生成し、その指令に基づく制御信号を出力する装置である。ロボットコントローラ１０はロボット制御システムおよびワーク管理システムの一例である。一例では、ロボットコントローラ１０は機能モジュールとして画像処理部１１、配列設定部１２、ウィンドウ設定部１３、順序決定部１４、時間推定部１５、記憶部１６、対象選択部１７、ロボット制御部１８、および反復制御部１９を備える。画像処理部１１は、カメラ４から受信された画像データからワーク９０を抽出する機能モジュールである。配列設定部１２は、抽出されたワーク９０とロボット制御の結果とに基づいて、１以上のワーク９０を示す配列を設定する機能モジュールである。ウィンドウ設定部１３はその配列に基づいて、ｎ個のワーク９０に対応するウィンドウを設定する機能モジュールである。順序決定部１４は、そのウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する機能モジュールである。時間推定部１５は、ｎ個のワーク９０のそれぞれについて、該ワーク９０の取り出しに関する所要時間を推定する機能モジュールである。時間推定部１５は順序決定部１４の一部として機能し、所要時間はピッキング順序を決定するために用いられる。記憶部１６は、所要時間の推定に用いるデータテーブルを記憶する機能モジュールである。対象選択部１７は、決定されたピッキング順序に基づいてウィンドウからｍ個（ｎ＞ｍ）のワーク９０を対象ワークとして選択する機能モジュールである。ロボット制御部１８は、そのピッキング順序でｍ個のワーク９０を第１コンベヤ６の搬送面から取り出して第２コンベヤ７の搬送面上に置くようにロボット２を制御する機能モジュールである。反復制御部１９は、ワーク９０の取り出しをロボット２に繰り返し実行させる機能モジュールである。
【0029】
図２は、ロボットコントローラ１０のハードウェア構成の一例を示す図である。ロボットコントローラ１０は回路１９０を備える。一例では、回路１９０は、少なくとも一つのプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、少なくとも一つの通信ポート１９４とを備える。ストレージ１９３は不揮発性の記憶媒体であり、上記の各機能モジュールを実現するためのプログラムを記憶する。ストレージ１９３は、例えば少なくとも一つのハードディスクまたは不揮発性メモリにより構成されてよい。メモリ１９２は、ストレージ１９３からロードされたプログラム、プロセッサ１９１による演算結果などを一時的に記憶する。メモリ１９２は例えば少なくとも一つのランダムアクセスメモリにより構成されてよい。プロセッサ１９１は、メモリ１９２と協働してプログラムを実行することで各機能モジュールを構成する。通信ポート１９４は、プロセッサ１９１からの指令に従って他の装置との間でデータ通信を行う。例えばロボットコントローラ１０は、カメラ４との間でデータ信号を送受信するための一つの通信ポート１９４と、モータ制御装置３との間でデータ信号を送受信するための別の通信ポート１９４とを備える。
【0030】
ロボットコントローラ１０の各機能モジュールは、プロセッサ１９１またはメモリ１９２の上にロボット制御プログラムを読み込ませてプロセッサ１９１にそのプログラムを実行させることで実現される。ロボット制御プログラムは、ロボットコントローラ１０の各機能モジュールを実現するためのコードを含む。プロセッサ１９１はロボット制御プログラムに従って通信ポート１９４を動作させ、メモリ１９２またはストレージ１９３におけるデータの読み出しおよび書き込みを実行する。
【0031】
ロボット制御プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどの非一時的な記録媒体に固定的に記録された上で提供されてもよい。あるいは、ロボット制御プログラムは、搬送波に重畳されたデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。
【0032】
一例では、ロボット制御プログラムは、ウィンドウを設定し、ピッキング順序を決定し、そして対象ワークを選択するワーク管理プログラムを含む。このワーク管理プログラムが独立して提供されてもよい。一例では、ワーク管理プログラムによってワーク管理システムが実現される。
【0033】
［ロボット制御方法］
本開示に係るロボット制御方法の一例として、図３～図５を参照しながら、ロボットコントローラ１０により実行される処理手順の例を説明する。図３は、ワークを配列に追加する処理の一例を処理フローＳ１として示すフローチャートである。図４はその配列に基づくロボット制御の一例を処理フローＳ２として示すフローチャートである。図５は、ピッキング順序を決定する処理の一例を示すフローチャートである。ロボットコントローラ１０は配列へのワークの追加に関して処理フローＳ１を実行し、ロボット制御に関して処理フローＳ２を実行する。
本開示に係るロボット制御方法の一例として、図３～図５を参照しながら、ロボットコントローラ１０により実行される処理手順の例を説明する。図３は、ワークを配列に追加する処理の一例を処理フローＳ１として示すフローチャートである。図４はその配列に基づくロボット制御の一例を処理フローＳ２として示すフローチャートである。図５は、ピッキング順序を決定する処理の一例を示すフローチャートである。ロボットコントローラ１０は配列へのワークの追加に関して処理フローＳ１を実行し、ロボット制御に関して処理フローＳ２を実行する。
【0034】
（配列へのワークの追加）
図３を参照しながら、ワークを配列に追加する処理の一例を説明する。一例では、ロボットコントローラ１０はユーザまたは上位コントローラから所定の要求を受信したことに応答して処理フローＳ１を開始する。
図３を参照しながら、ワークを配列に追加する処理の一例を説明する。一例では、ロボットコントローラ１０はユーザまたは上位コントローラから所定の要求を受信したことに応答して処理フローＳ１を開始する。
【0035】
ステップＳ１１では、画像処理部１１がカメラ４から画像データを受信し、その画像データを解析して、新たにキャプチャされたワーク９０を抽出する。例えば、画像処理部１１は画像データに対して物体検出を実行してワーク９０を抽出し、抽出されたワーク９０の搬送面上における位置を算出する。その位置は例えば、Ｘ座標とＹ座標とで表されてもよいし、Ｘ座標、Ｙ座標、およびＺ座標によって表されてもよいし、Ｚ軸周りの回転を更に含んでもよい。「新たにキャプチャされたワーク」とは、搬送面上を流れてきてカメラ４の撮影範囲に入ってきたワークをいう。１回のステップＳ１１において、画像処理部１１は複数の新たなワーク９０を抽出し得る。
【0036】
ステップＳ１２では、配列設定部１２が抽出されたワーク９０を配列に追加する。例えば、配列設定部１２は配列へのワーク９０の追加として、ワーク９０を一意に特定する識別子であるワークＩＤと、搬送面上での該ワーク９０の位置との組合せを配列に記録する。一例では、配列設定部１２は抽出された１以上のワーク９０を、カメラ４によってキャプチャされた順序で、すなわち搬送面上を流れてきた順序で配列に追加する。「カメラによってキャプチャされた順序」は、センサによってワークが検知された順序の一例である。
【0037】
ステップＳ１３に示すように、ステップＳ１１，Ｓ１２は、ロボットシステム１がピックアンドプレイスを実行する間において繰り返し実行される。
【0038】
（ロボット制御）
図４および図５を参照しながら、配列に基づくロボット制御の一例を説明する。一例では、ロボットコントローラ１０はユーザまたは上位コントローラから所定の要求を受信したことに応答して処理フローＳ２を開始する。
図４および図５を参照しながら、配列に基づくロボット制御の一例を説明する。一例では、ロボットコントローラ１０はユーザまたは上位コントローラから所定の要求を受信したことに応答して処理フローＳ２を開始する。
【0039】
ステップＳ２１では、ウィンドウ設定部１３が配列内の複数のワーク９０に基づいて、ｎ個のワーク９０に対応するウィンドウを設定する。一例では、ウィンドウ設定部１３は配列の先頭からｎ個のワーク９０を選択し、この選択されたワーク９０に対してウィンドウを設定する。したがって、配列へのワーク９０の追加およびウィンドウの設定は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）のような処理であり得る。一例では、カメラ４によってキャプチャされた順序で１以上のワーク９０が配列に追加され、ウィンドウ設定部１３はその順序に基づいてｎ個のワーク９０を選択する。ｎは２以上の整数であるから、設定されたウィンドウは複数のワーク９０を示す。配列は搬送面上を流れる複数のワーク９０を示すから、ウィンドウ設定部１３は配送面上を流れる複数のワークに基づいてウィンドウを設定するということもできる。第１コンベヤ６について上述したように、一例では、ウィンドウ設定部１３は、流れ方向および幅方向の少なくとも一つにおいてランダムに配置された状態で搬送面上を流れる複数のワーク９０に基づいてウィンドウを設定する。
【0040】
ステップＳ２２では、順序決定部１４が、設定されたウィンドウで示されるｎ個のワーク９０のそれぞれの位置に基づいて、該ウィンドウに対するピッキング順序を動的計画法により決定する。動的計画法は最適化アルゴリズムの一例である。動的計画法とは、対象となる問題を複数の部分問題に分割し、該部分問題の計算結果を記録しながら最終的な解を見つける手法をいう。動的計画法は部分問題の計算結果を利用するので、同じ計算を繰り返す必要がなくなり、その分だけ全体の計算時間を短縮できる。図５を参照しながら、動的計画法によってピッキング順序を決定する処理の一例を説明する。
【0041】
ステップＳ２２１では、順序決定部１４がｎ個のワーク９０について、候補順序の集合Ｓと所要時間の集合Ｔとを初期化する。この段階では集合Ｓ，Ｔはいずれも空集合である。候補順序とはピッキング順序の候補をいう。個々の所要時間は、候補順序に従って１以上のワーク９０を取り出すための時間を示す。以下では、ｎ個のワーク９０をＷ１，Ｗ２，…，Ｗｎと区別する。
【0042】
ステップＳ２２２では、順序決定部１４が動的計画法における繰り返し処理を管理するための変数ｋを１に設定する。
【0043】
ステップＳ２２３では、時間推定部１５が、ｎ個のワーク９０のそれぞれについて、該ワーク９０に対応する所要時間を該ワーク９０の位置に基づいて推定する。以下では、「ワークの取り出しに関する所要時間」を単に「ワークの所要時間」ともいう。それぞれの候補順序はｋ個のワーク９０により規定される。この段階ではｋ＝１であるから、ｎ個の候補順序のそれぞれは単一のワーク９０を示し、候補順序の集合Ｓは［Ｓ｛Ｗ１｝，Ｓ｛Ｗ２｝，…，Ｓ｛Ｗｎ｝］と表される。候補順序Ｓ｛Ｗ１｝，Ｓ｛Ｗ２｝，…，Ｓ｛Ｗｎ｝の所要時間がそれぞれＴ（Ｗ１），Ｔ（Ｗ２），…，Ｔ（Ｗｎ）であるとすると、時間推定部１５は所要時間の集合Ｔとして［Ｔ（Ｗ１），Ｔ（Ｗ２），…，Ｔ（Ｗｎ）］を設定する。
【0044】
一例では、時間推定部１５は記憶部１６内のデータテーブルに基づいて所要時間を推定する。データテーブルは、カメラ４に映る搬送面上の複数のサンプル点のそれぞれにおける所要時間を示すデータ構造である。データテーブルは処理フローＳ２が実行される前に人手によりまたは自動的に記憶部１６に格納される。データテーブルは、実際にロボット２を動作させて計測された時間に基づいて用意されてもよいし、コンピュータシミュレーションによってロボット２を仮想的に動作させて計測された時間に基づいて用意されてもよい。
【0045】
図６はデータテーブルの概念を説明するための図である。図６の例におけるデータテーブル２００は、カメラ４に映る搬送面２１０上に設定された複数のサンプル点２１１のそれぞれにおける所要時間を示す。搬送面２１０はＸＹ平面により表現され、個々のサンプル点２１１はＸ座標およびＹ座標により表される。この例では、ロボット２は複数のワーク９０のそれぞれを、共通の指定場所である基準位置２１２に移動する。共通の指定場所は特定の一点に限定されるものではなく、一つのコンテナの内部空間などのような、二次元の広がりを有する領域でもあり得ることに留意されたい。データテーブル２００はそれぞれのサンプル点２１１について、該サンプル点２１１に位置するワーク９０の取り出しに関する所要時間を示す。一例では、その所要時間は、ロボット２が基準位置２１２からサンプル点２１１までの距離におけるロボット２の往復移動時間と、ロボット２がサンプル点２１１でワーク９０を取り出す時間と、ロボット２が基準位置２１２にそのワーク９０を置く時間との和でもよい。
【0046】
図６の例では、時間推定部１５はデータテーブル２００を参照して、ｎ個のワーク９０のそれぞれについて、該ワーク９０を搬送面から基準位置２１２に移動するための所要時間を推定する。或るワークＷｉの位置が或るサンプル点２１１と同じであれば、時間推定部１５はそのサンプル点２１１に対応する所要時間をワークＷｉの所要時間として推定する。図６における位置２２０のように、ワークＷｉの位置はいずれのサンプル点２１１とも異なり得る。この場合には、時間推定部１５はその位置の近傍に位置する少なくとも一つのサンプル点２１１の推定時間に基づく補間を実行して、ワークＷｉの所要時間を推定してもよい。あるいは、時間推定部１５はワークＷｉの最も近くに位置するサンプル点２１１に対応する推定時間を、ワークＷｉの所要時間として推定してもよい。
【0047】
時間推定部１５はデータテーブルを用いることなく、基準位置２１２からワーク９０の位置までの距離とロボット２の速度とに基づいてその距離の往復移動時間を算出し、その往復移動時間に基づいて所要時間を推定してもよい。例えば、時間推定部１５は、その往復移動時間と、ロボット２が移動先でワーク９０を取り出す時間と、ロボット２が基準位置２１２にそのワーク９０を置く時間との和を所要時間として推定してもよい。
【0048】
図５に戻って、ステップＳ２２４では、時間推定部１５がｋループ目（ステップＳ２２３に続くステップＳ２２４では１ループ目）における候補順序の集合Ｓおよび所要時間の集合Ｔを保存する。これらの集合Ｓ，Ｔは次の繰り返し処理で用いられる。
【0049】
ステップＳ２２５では、順序決定部１４が変数ｋをインクリメントする。この変数ｋの更新によって、動的計画法は次の繰り返し処理に移る。
【0050】
ステップＳ２２６では、時間推定部１５が（ｋ－１）ループ目で得られた集合Ｓ，Ｔを用いて、ｋ個のワークから成る各候補順序について所要時間を推定する。時間推定部１５は推定結果に基づいて、次の繰り返し処理で用いられる集合Ｓ，Ｔを設定する。
【0051】
ステップＳ２２７に示すように、順序決定部１４および時間推定部１５はｎ個のワーク９０から成る各候補順序について所要時間を推定するまで、ステップＳ２２４～Ｓ２２６の処理を繰り返す。すなわち、時間推定部１５は、前の繰り返し処理で保存された集合Ｓ，Ｔを用いて、ワーク９０を一つ増やした場合の各候補順序について所要時間を推定し（ステップＳ２２６）、その推定結果に基づいて、次の繰り返し処理で用いられる集合Ｓ，Ｔを保存する（ステップＳ２２４）。時間推定部１５は次の繰り返し処理で、その集合Ｓ，Ｔを用いて、ワーク９０を更に一つ増やした場合の各候補順序について所要時間を推定する（ステップＳ２２５，Ｓ２２６）。時間推定部１５はその推定結果に基づいて、更に次の繰り返し処理で用いられる集合Ｓ，Ｔを保存する（ステップＳ２２４）。
【0052】
ステップＳ２２８では、順序決定部１４が、最後の繰り返し処理、すなわちｎループ目の処理で得られた複数の候補順序のそれぞれの合計所要時間に基づいて、一つの候補順序をピッキング順序として決定する。合計所要時間とはｎ個のワーク９０を搬送面から順次取り出すために要する時間をいい、最後の繰り返し処理で得られた集合Ｔによって示される。一例では、順序決定部１４は合計所要時間が最小である候補順序をピッキング順序として決定する。
【0053】
上述したように、順序決定部１４および時間推定部１５は、ｎ個のワーク９０のそれぞれの所要時間に基づく動的計画法を実行して、ピッキング順序を決定する。
【0054】
図７を参照しながらステップＳ２２の実装の一例を説明する。図７はピッキング順序を決定するアルゴリズムの一例を示す図である。説明を簡単にするために、図７の例ではウィンドウが３個のワークＡ，Ｂ，Ｃを示すものとして、その３個のワークのピッキング順序を決めるためのアルゴリズム３００を個々のコードブロック毎に説明する。この例では、ワークＡ，Ｂ，Ｃの位置をそれぞれ（ｘＡ，ｙＡ），（ｘＢ，ｙＢ），（ｘＣ，ｙＣ）と示す。アルゴリズム３００において呼び出される関数ＧｅｔＰｉｃｋＡｎｄＰｌａｃｅＴｉｍｅは、指定された一つのワークに関する位置を引数として受け付けて、該ワークの所要時間を計算する。上述したように、関数ＧｅｔＰｉｃｋＡｎｄＰｌａｃｅＴｉｍｅはデータテーブルを参照して所要時間を算出してもよいし、データテーブルを参照することなく所要時間を算出してもよい。
【0055】
コードブロック３０１では、順序決定部１４が候補順序の集合Ｓと所要時間の集合Ｔとを初期化する。コードブロック３０１はステップＳ２２１に対応する。
【0056】
コードブロック３０２では、時間推定部１５がワークＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれについて、該ワークの所要時間を該ワークの位置に基づいて推定する。時間推定部１５は候補順序Ｓ［｛Ａ｝］に対応する所要時間Ｔ［｛Ａ｝］と、候補順序Ｓ［｛Ｂ｝］に対応する所要時間Ｔ［｛Ｂ｝］と、候補順序Ｓ［｛Ｃ｝］に対応する所要時間Ｔ［｛Ｃ｝］とを算出する。時間推定部１５はこれらの候補順序および所要時間を保存する。コードブロック３０２はステップＳ２２２～Ｓ２２４に対応する。
【0057】
コードブロック３０３では、時間推定部１５が２個のワークから成る各候補順序について所要時間を推定する。ワークＡ，Ｂの組合せについては、時間推定部１５は候補順序［Ａ→Ｂ］に対応する所要時間と、候補順序［Ｂ→Ａ］に対応する所要時間とを算出する。この計算では、コードブロック３０２で保存された候補順序および所要時間が用いられる。コードブロック３０３では、関数ＧｅｔＰｉｃｋＡｎｄＰｌａｃｅＴｉｍｅによって２個目のワークの所要時間を計算する際に、１個目のワークの所要時間が考慮される。時間推定部１５は算出された二つの所要時間のうちの最小値を、ワークＡ，Ｂの組合せについての所要時間Ｔ［｛Ａ，Ｂ｝］として保存する。時間推定部１５はその所要時間Ｔ［｛Ａ，Ｂ｝］に対応する候補順序Ｓ［｛Ａ，Ｂ｝］も保存する。候補順序Ｓ［｛Ａ，Ｂ｝］は［Ａ→Ｂ］および［Ｂ→Ａ］のいずれか一方である。時間推定部１５は、ワークＡ，Ｃの組合せと、ワークＢ，Ｃの組合せとについても、ワークＡ，Ｂの組合せと同様の処理を実行する。コードブロック３０３はステップＳ２２５，Ｓ２２６，Ｓ２２４に対応する。
【0058】
コードブロック３０４では、時間推定部１５が３個のワークから成る各候補順序について所要時間を推定する。時間推定部１５は候補順序［Ｓ［｛Ａ，Ｂ｝］→Ｃ］に対応する所要時間と、候補順序［Ｓ［｛Ａ，Ｃ｝］→Ｂ］に対応する所要時間と、候補順序［Ｓ［｛Ｂ，Ｃ｝］→Ａ］に対応する所要時間とを算出する。この計算では、コードブロック３０３で保存された候補順序および所要時間が用いられる。コードブロック３０４では、関数ＧｅｔＰｉｃｋＡｎｄＰｌａｃｅＴｉｍｅによって３個目のワークの所要時間を計算する際に、１個目および２個目のワークの所要時間が考慮される。時間推定部１５は算出された三つの所要時間のうちの最小値を、ワークＡ，Ｂ，Ｃの組合せについての所要時間Ｔ［｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝］として取得する。順序決定部１４はその所要時間Ｔ［｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝］に対応する候補順序Ｓ［｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝］をピッキング順序として決定する。候補順序Ｓ［｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝］は、取り得る６個の候補順序のいずれか一つである。コードブロック３０４はステップＳ２２５，Ｓ２２６，Ｓ２２８に対応する。
【0059】
以下では、アルゴリズム３００を一般化して、ステップＳ２２４～Ｓ２２８の処理を、ｋ＝２、ｋ＝３、およびｋ＝ｎの場合について説明する。
【0060】
（ｋ＝２の場合）
時間推定部１５は２個のワークＷｉ，Ｗｊ（ただし、ｉ≠ｊ）の各組合せについて、２個の候補順序［Ｗｉ→Ｗｊ］，［Ｗｊ→Ｗｉ］のそれぞれについて所要時間を推定する。候補順序Ｓ｛Ｗｉ｝，Ｓ｛Ｗｊ｝に対応する所要時間がそれぞれＴ（Ｗｉ），Ｔ（Ｗｊ）であるとする。
時間推定部１５は２個のワークＷｉ，Ｗｊ（ただし、ｉ≠ｊ）の各組合せについて、２個の候補順序［Ｗｉ→Ｗｊ］，［Ｗｊ→Ｗｉ］のそれぞれについて所要時間を推定する。候補順序Ｓ｛Ｗｉ｝，Ｓ｛Ｗｊ｝に対応する所要時間がそれぞれＴ（Ｗｉ），Ｔ（Ｗｊ）であるとする。
【0061】
候補順序［Ｗｉ→Ｗｊ］については、時間推定部１５は、ワークＷｉを取り出す時間Ｔ（Ｗｉ）と、その後にワークＷｊを取り出す時間Ｔ（Ｗｊ）´との和を、所要時間として推定する。一例では、時間推定部１５は所要時間Ｔ（Ｗｉ）に基づいて時間Ｔ（Ｗｊ）´算出する。
【0062】
候補順序［Ｗｊ→Ｗｉ］については、時間推定部１５は、ワークＷｊを取り出す時間Ｔ（Ｗｊ）と、その後にワークＷｉを取り出す時間Ｔ（Ｗｉ）´との和を、所要時間として推定する。一例では、時間推定部１５は所要時間Ｔ（Ｗｊ）に基づいて時間Ｔ（Ｗｉ）´算出する。
【0063】
時間推定部１５は算出された二つの所要時間の最小値をＴ（Ｗｉ，Ｗｊ）として保存し、その最小値に対応する候補順序を、２個のワークＷｉ，Ｗｊの候補順序Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ｝として保存する。
【0064】
（ｋ＝３の場合）
時間推定部１５は３個のワークＷｉ，Ｗｊ，Ｗｋ（ただし、ｉ，ｊ，ｋは互いに異なる）の各組合せについて、３個の候補順序［Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ｝→Ｗｋ］，［Ｓ｛Ｗｊ，Ｗｋ｝→Ｗｉ］，［Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｋ｝→Ｗｊ］のそれぞれについて所要時間を推定する。候補順序Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ｝，Ｓ｛Ｗｊ，Ｗｋ｝，Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｋ｝に対応する所要時間がそれぞれＴ（Ｗｉ，Ｗｊ），Ｔ（Ｗｊ，Ｗｋ），Ｔ（Ｗｉ，Ｗｋ）であるとする。前のループで保存された結果を参照することで、時間推定部１５はこれら３個の候補順序について所要時間を推定すれば足り、取り得る６個の候補順序のすべてについて所要時間を推定する必要はない。
時間推定部１５は３個のワークＷｉ，Ｗｊ，Ｗｋ（ただし、ｉ，ｊ，ｋは互いに異なる）の各組合せについて、３個の候補順序［Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ｝→Ｗｋ］，［Ｓ｛Ｗｊ，Ｗｋ｝→Ｗｉ］，［Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｋ｝→Ｗｊ］のそれぞれについて所要時間を推定する。候補順序Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ｝，Ｓ｛Ｗｊ，Ｗｋ｝，Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｋ｝に対応する所要時間がそれぞれＴ（Ｗｉ，Ｗｊ），Ｔ（Ｗｊ，Ｗｋ），Ｔ（Ｗｉ，Ｗｋ）であるとする。前のループで保存された結果を参照することで、時間推定部１５はこれら３個の候補順序について所要時間を推定すれば足り、取り得る６個の候補順序のすべてについて所要時間を推定する必要はない。
【0065】
候補順序［Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ｝→Ｗｋ］については、時間推定部１５は、候補順序Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ｝に対応する所要時間Ｔ（Ｗｉ，Ｗｊ）と、その後にワークＷｋを取り出す時間Ｔｋ´との和を、所要時間として推定する。一例では、時間推定部１５は時間Ｔ（Ｗｉ，Ｗｊ）に基づいて時間Ｔｋ´を算出する。
【0066】
候補順序［Ｓ｛Ｗｊ，Ｗｋ｝→Ｗｉ］については、時間推定部１５は、候補順序Ｓ｛Ｗｊ，Ｗｋ｝に対応する所要時間Ｔ（Ｗｊ，Ｗｋ）と、その後にワークＷｉを取り出す時間Ｔｉ´との和を、所要時間として推定する。一例では、時間推定部１５は時間Ｔ（Ｗｊ，Ｗｋ）に基づいて時間Ｔｉ´を算出する。
【0067】
候補順序［Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｋ｝→Ｗｊ］については、時間推定部１５は、候補順序Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｋ｝に対応する所要時間Ｔ（Ｗｉ，Ｗｋ）と、その後にワークＷｊを取り出す時間Ｔｊ´との和を、所要時間として推定する。一例では、時間推定部１５は時間Ｔ（Ｗｉ，Ｗｋ）に基づいて時間Ｔｊ´を算出する。
【0068】
時間推定部１５は算出された三つの所要時間の最小値をＴ（Ｗｉ，Ｗｊ，Ｗｋ）として保存し、その最小値に対応する候補順序を、３個のワークＷｉ，Ｗｊ，Ｗｋの候補順序Ｓ｛Ｗｉ，Ｗｊ，Ｗｋ｝として保存する。
【0069】
（ｋ＝ｎの場合）
時間推定部１５はｎ個のワークＷ１～Ｗｎの各組合せについて、ｎ個の候補順序［Ｓ｛Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ－１｝→Ｗｎ］，［Ｓ｛Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗｎ｝→Ｗ１］，［Ｓ｛Ｗ１，Ｗ３，…，Ｗｎ｝→Ｗ２］，…，［Ｓ｛Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ－２，Ｗｎ｝→Ｗｎ－１］のそれぞれについて合計所要時間を推定する。時間推定部１５はｋ＝２，３の場合と同様の計算を実行して、ｎ個の合計所要時間を得る。順序決定部１４はｎ個の合計所要時間の最小値をＴ（Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ）として特定し、その最小値に対応する候補順序を、ｎ個のワークＷ１～Ｗｎのピッキング順序Ｓ｛Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ｝として決定する。
時間推定部１５はｎ個のワークＷ１～Ｗｎの各組合せについて、ｎ個の候補順序［Ｓ｛Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ－１｝→Ｗｎ］，［Ｓ｛Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗｎ｝→Ｗ１］，［Ｓ｛Ｗ１，Ｗ３，…，Ｗｎ｝→Ｗ２］，…，［Ｓ｛Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ－２，Ｗｎ｝→Ｗｎ－１］のそれぞれについて合計所要時間を推定する。時間推定部１５はｋ＝２，３の場合と同様の計算を実行して、ｎ個の合計所要時間を得る。順序決定部１４はｎ個の合計所要時間の最小値をＴ（Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ）として特定し、その最小値に対応する候補順序を、ｎ個のワークＷ１～Ｗｎのピッキング順序Ｓ｛Ｗ１，Ｗ２，…，Ｗｎ｝として決定する。
【0070】
図４に戻って、ステップＳ２３では、対象選択部１７が、決定されたピッキング順序に基づいて、ウィンドウからｍ個のワークを対象ワークとして選択する。ｎ＞ｍであるから、対象選択部１７は、ウィンドウに対応するｎ個のワークの一部を選択する。対象選択部１７はピッキング順序の昇順にｍ個のワークを選択する。
【0071】
ステップＳ２４では、ロボット制御部１８が、ｍ個のワーク９０を搬送面から取り出すための指令をロボット２に向けて出力する。一例では、ロボット制御部１８は、ｍ個の対象ワークをピッキング順序に従って順に搬送面から取り出して指定場所に置くためのパスを生成する。パスはロボット２の軌道を示し、例えば、エンドエフェクタ２ａの軌道を示す。一例では、ロボット制御部１８はロボット２が障害物と干渉しないようにパスを生成する。干渉とは、或る物体が別の物体に接触または衝突する現象をいう。ロボット２が或る一つのワーク９０を処理しようとする場合において、ロボット２とそのワーク９０との接触は干渉ではないことに留意されたい。ロボット制御部１８は、生成されたパスを示す一連の制御信号を指令として生成して、その制御信号をモータ制御装置３に順次出力する。モータ制御装置３は、モータを動かすための電力を制御信号に基づいて順次生成し、その電力をモータに順次供給する。この結果、ロボット２は、決定されたピッキング順序で、ｍ個のワーク９０のそれぞれを第１コンベヤ６の搬送面から取り出して第２コンベヤ７の搬送面上に置く。
【0072】
ステップＳ２５では、配列設定部１２が、取り出されたｍ個のワーク９０を配列およびウィンドウから削除する。
【0073】
ステップＳ２６の示すように、反復制御部１９は、ロボット２によりｍ個のワーク９０が搬送面から取り出されるたびに、他の機能モジュールにステップＳ２１～Ｓ２５の処理を繰り返し実行させる。反復制御部１９は所定の終了条件が満たされるまでその繰り返しを実行する。終了条件は、所定数のワーク９０が取り出されることでもよいし、すべてのワーク９０が第１コンベヤ６から取り出されることでもよい。
【0074】
繰り返されるステップＳ２１では、ウィンドウ設定部１３が、配列内の複数のワーク９０のうちの１以上のワーク９０をウィンドウに追加して、新たなウィンドウを設定する。すなわち、ウィンドウ設定部１３は、ウィンドウ内のｍ個のワーク９０を、配列内の複数のワーク９０のうちの１以上のワーク９０と入れ替えて、ウィンドウを更新する。ステップＳ２２では、順序決定部１４が、更新されたウィンドウに対して次のピッキング順序を決定する。ステップＳ２３では、対象選択部１７がそのピッキング順序に基づいて、更新されたウィンドウから次のｍ個のワーク９０を選択する。ステップＳ２４では、ロボット制御部１８がロボット２に、そのピッキング順序でそのｍ個のワーク９０を搬送面から取り出させる。ステップＳ２５では、配列設定部１２がそのｍ個のワーク９０を配列およびウィンドウから削除する。
【0075】
図８はウィンドウの更新の一例を示す図である。この例では、配列設定部１２は抽出された９個のワークＷ１～Ｗ９を配列４００に追加したとする（ステップＳ１２）。ウィンドウ設定部１３はその配列４００に基づいて、３個のワークＷ１～Ｗ３に対応するウィンドウ４１０を設定する（ステップＳ２１）。順序決定部１４はこのウィンドウ４１０に対して、ワークＷ３、ワークＷ１、ワークＷ２をこの順に取り出すことを示すピッキング順序４２０を決定する（ステップＳ２２）。対象選択部１７はこのピッキング順序４２０に基づいて２個のワークＷ３，Ｗ１を選択し（ステップＳ２３）、ロボット制御部１８はその２個のワークを搬送面から取り出すための指令をロボット２に出力する（ステップＳ２４）。ロボット２がその指令に従ってワークＷ３，Ｗ１を取り出したことに応答して、配列設定部１２はその２個のワークを配列４００およびウィンドウ４１０から削除する（ステップＳ２５）。これらステップＳ２１～Ｓ２５と並行してまたはこれらのステップの後に、配列設定部１２は新たに抽出された３個のワークＷ１０～Ｗ１２を配列４００に追加する（ステップＳ１２）。ウィンドウ設定部１３はその配列４００に基づいて、２個のワークＷ４，Ｗ５をウィンドウ４１０に追加して、ウィンドウ４１０を更新する（ステップＳ２１）。この更新されたウィンドウ４１０に基づいて、ステップＳ２２以降の処理が実行される。
【0076】
ステップＳ２１～Ｓ２５の繰り返しにおいて、ウィンドウ設定部１３はウィンドウの大きさ、すなわち、ウィンドウに対応するワーク９０の個数ｎを変更してもよい。ウィンドウの大きさが可変であることに対応して、対象選択部１７により選択される対象ワークの個数ｍも可変であってよい。
【0077】
［変形例］
以上、本開示の実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示の技術事項は上記実施形態に限定されるものではない。本開示の技術事項は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
以上、本開示の実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示の技術事項は上記実施形態に限定されるものではない。本開示の技術事項は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【0078】
ロボットシステム、ロボット制御システム、またはワーク管理システムに関連する機能モジュールの少なくとも一部は、モータ制御装置などの他の装置内に実装されてもよい。
【0079】
ロボットシステム、ロボット制御システム、またはワーク管理システムは、ウィンドウを設定することなく、搬送面上を流れる複数のワークのそれぞれの位置に基づく最適化アルゴリズムを実行して、複数のワークに対してピッキング順序を決定してもよい。
【0080】
上記の例では、順序決定部１４はワークの取り出しに関する所要時間に基づく最適化アルゴリズムを実行してピッキング順序を決定する。しかし、順序決定部は所要時間以外の物理量を用いてピッキング順序を決定してもよい。例えば、順序決定部は、ロボットの移動距離またはエネルギ消費量（例えば電力消費量）に基づく最適化アルゴリズムを実行してピッキング順序を決定してもよい。この例において、順序決定部は、所要時間以外の物理量の分布を示すデータテーブルを参照して、ウィンドウに対応するｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて物理量を取得してもよい。
【0081】
図６，７の例は、複数のワークが共通の指定場所に置かれることを前提とする。しかし、搬出面から取り出されたワークが置かれる位置は統一されなくてもよい。すなわち、ロボットはｍ個の対象ワークのそれぞれを、該対象ワークに対応する指定場所に移動してもよい。この例では、順序決定部は、ウィンドウに対応するｎ個のワークのそれぞれについて、指定場所の候補である複数の候補場所のそれぞれについて、該ワークを搬送面から該候補場所に移動するための物理量を推定する。そして、順序決定部はその物理量に基づいて、それぞれのワークについて指定場所を決定する。例えば、順序決定部はｎ個のワークのそれぞれについて、該ｎ個のワークの取り出しに関する合計物理量が最小になる指定場所を決定する。そして、順序決定部は、指定場所が決定されたｎ個のワークに対応するｎ個の合計物理量に基づいて、ピッキング順序を決定する。
【0082】
システムのハードウェア構成は、プログラムの実行により各機能モジュールを実現する態様に限定されない。例えば、上述した機能モジュール群の少なくとも一部が、その機能に特化した論理回路により構成されてもよいし、該論理回路を集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されてもよい。
【0083】
少なくとも一つのプロセッサにより実行される方法の処理手順は上記の例に限定されない。例えば、上述したステップまたは処理の一部が省略されてもよいし、別の順序で各ステップが実行されてもよい。また、上述したステップのうちの任意の２以上のステップが組み合わされてもよいし、ステップの一部が修正または削除されてもよい。あるいは、上記の各ステップに加えて他のステップが実行されてもよい。
【0084】
コンピュータシステムまたはコンピュータ内で二つの数値の大小関係を比較する際には、「以上」および「よりも大きい」という二つの基準のどちらを用いてもよく、「以下」および「未満」という二つの基準のうちのどちらを用いてもよい。
【0085】
［付記］
上記の様々な例から把握されるとおり、本開示は以下に示す態様を含む。
（付記１）
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
（付記２）
前記ロボットに前記取り出しを繰り返し実行させる反復制御部を更に備え、
前記反復制御部は、前記ロボットにより前記ｍ個のワークが前記搬送面から取り出されるたびに、
前記ウィンドウ設定部に、前記ウィンドウ内の前記ｍ個のワークを、前記複数のワークのうちの１以上のワークと入れ替えさせて、前記ウィンドウを更新させ、
前記順序決定部に、前記更新されたウィンドウに対して次のピッキング順序を決定させ、
前記対象選択部に、前記次のピッキング順序に基づいて、前記更新されたウィンドウから次のｍ個のワークを選択させ、
前記ロボットに、前記次のピッキング順序で前記次のｍ個のワークを前記搬送面から取り出させる、
付記１に記載のロボットシステム。
（付記３）
前記順序決定部は、
前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークの取り出しに関する物理量を前記位置に基づいて推定し、
前記ｎ個のワークのそれぞれの前記物理量に基づいて、前記ピッキング順序を決定する、
付記１または２に記載のロボットシステム。
（付記４）
前記順序決定部は、前記最適化アルゴリズムとして、前記物理量に基づく動的計画法を実行して、前記ピッキング順序を決定する、
付記３に記載のロボットシステム。
（付記５）
前記順序決定部は、
前記動的計画法を実行して、前記ｎ個のワークに対応する複数の候補順序のそれぞれについて合計物理量を推定し、
複数の前記合計物理量に基づいて、前記複数の候補順序から前記ピッキング順序を決定する、
付記４に記載のロボットシステム。
（付記６）
前記ロボットは、前記ｍ個のワークのそれぞれを共通の指定場所に移動し、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から前記指定場所に移動するための前記物理量を推定する、
付記４または５に記載のロボットシステム。
（付記７）
前記ロボットは、前記ｍ個のワークのそれぞれを、該ワークに対応する指定場所に移動し、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、
前記指定場所の候補である複数の候補場所のそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から該候補場所に移動するための前記物理量を推定する、
付記４または５に記載のロボットシステム。
（付記８）
前記搬送面における前記物理量の分布を示すデータテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、前記位置に基づいて前記データテーブルを参照して、前記物理量を取得する、
付記３～７のいずれか一つに記載のロボットシステム。
（付記９）
前記搬送面は、前記複数のワークが流れる方向である流れ方向と、該流れ方向と直交する幅方向とを有し、
前記ウィンドウ設定部は、前記流れ方向および前記幅方向の少なくとも一つにおいてランダムに配置された状態で前記搬送面上を流れる前記複数のワークに基づいて、前記ウィンドウを設定する、
付記１～８のいずれか一つに記載のロボットシステム。
（付記１０）
前記ウィンドウ設定部は、
前記搬送面を監視するセンサによってワークが検知された順序に基づいて、前記ウィンドウに対応する前記ｎ個のワークを選択する、
付記１～９のいずれか一つに記載のロボットシステム。
（付記１１）
搬送面上を流れる複数のワークのそれぞれの位置に基づく動的計画法を実行して、該複数のワークに対してピッキング順序を決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記複数のワークから少なくとも一つのワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記少なくとも一つのワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
（付記１２）
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択する対象選択部と、
を備えるワーク管理システム。
（付記１３）
少なくとも一つのプロセッサを備えるロボット制御システムによって実行されるロボット制御方法であって、
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択するステップと、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すようにロボットを制御するステップと、
を含むロボット制御方法。
（付記１４）
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択するステップと、
をコンピュータに実行させるワーク管理プログラム。
上記の様々な例から把握されるとおり、本開示は以下に示す態様を含む。
（付記１）
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
（付記２）
前記ロボットに前記取り出しを繰り返し実行させる反復制御部を更に備え、
前記反復制御部は、前記ロボットにより前記ｍ個のワークが前記搬送面から取り出されるたびに、
前記ウィンドウ設定部に、前記ウィンドウ内の前記ｍ個のワークを、前記複数のワークのうちの１以上のワークと入れ替えさせて、前記ウィンドウを更新させ、
前記順序決定部に、前記更新されたウィンドウに対して次のピッキング順序を決定させ、
前記対象選択部に、前記次のピッキング順序に基づいて、前記更新されたウィンドウから次のｍ個のワークを選択させ、
前記ロボットに、前記次のピッキング順序で前記次のｍ個のワークを前記搬送面から取り出させる、
付記１に記載のロボットシステム。
（付記３）
前記順序決定部は、
前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークの取り出しに関する物理量を前記位置に基づいて推定し、
前記ｎ個のワークのそれぞれの前記物理量に基づいて、前記ピッキング順序を決定する、
付記１または２に記載のロボットシステム。
（付記４）
前記順序決定部は、前記最適化アルゴリズムとして、前記物理量に基づく動的計画法を実行して、前記ピッキング順序を決定する、
付記３に記載のロボットシステム。
（付記５）
前記順序決定部は、
前記動的計画法を実行して、前記ｎ個のワークに対応する複数の候補順序のそれぞれについて合計物理量を推定し、
複数の前記合計物理量に基づいて、前記複数の候補順序から前記ピッキング順序を決定する、
付記４に記載のロボットシステム。
（付記６）
前記ロボットは、前記ｍ個のワークのそれぞれを共通の指定場所に移動し、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から前記指定場所に移動するための前記物理量を推定する、
付記４または５に記載のロボットシステム。
（付記７）
前記ロボットは、前記ｍ個のワークのそれぞれを、該ワークに対応する指定場所に移動し、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、
前記指定場所の候補である複数の候補場所のそれぞれについて、該ワークを前記搬送面から該候補場所に移動するための前記物理量を推定する、
付記４または５に記載のロボットシステム。
（付記８）
前記搬送面における前記物理量の分布を示すデータテーブルを記憶する記憶部を更に備え、
前記順序決定部は、前記ｎ個のワークのそれぞれについて、前記位置に基づいて前記データテーブルを参照して、前記物理量を取得する、
付記３～７のいずれか一つに記載のロボットシステム。
（付記９）
前記搬送面は、前記複数のワークが流れる方向である流れ方向と、該流れ方向と直交する幅方向とを有し、
前記ウィンドウ設定部は、前記流れ方向および前記幅方向の少なくとも一つにおいてランダムに配置された状態で前記搬送面上を流れる前記複数のワークに基づいて、前記ウィンドウを設定する、
付記１～８のいずれか一つに記載のロボットシステム。
（付記１０）
前記ウィンドウ設定部は、
前記搬送面を監視するセンサによってワークが検知された順序に基づいて、前記ウィンドウに対応する前記ｎ個のワークを選択する、
付記１～９のいずれか一つに記載のロボットシステム。
（付記１１）
搬送面上を流れる複数のワークのそれぞれの位置に基づく動的計画法を実行して、該複数のワークに対してピッキング順序を決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記複数のワークから少なくとも一つのワークを選択する対象選択部と、
前記ピッキング順序で前記少なくとも一つのワークを前記搬送面から取り出すロボットと、
を備えるロボットシステム。
（付記１２）
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するウィンドウ設定部と、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定する順序決定部と、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択する対象選択部と、
を備えるワーク管理システム。
（付記１３）
少なくとも一つのプロセッサを備えるロボット制御システムによって実行されるロボット制御方法であって、
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを選択するステップと、
前記ピッキング順序で前記ｍ個のワークを前記搬送面から取り出すようにロボットを制御するステップと、
を含むロボット制御方法。
（付記１４）
搬送面上を流れる複数のワークに基づいて、ｎ個（ただし、ｎ＞１）のワークに対応するウィンドウを設定するステップと、
前記ｎ個のワークのそれぞれの位置に基づいて、前記ウィンドウに対するピッキング順序を最適化アルゴリズムにより決定するステップと、
前記ピッキング順序に基づいて、前記ウィンドウからｍ個（ただし、ｎ＞ｍ）のワークを、前記搬送面から取り出す対象ワークとして選択するステップと、
をコンピュータに実行させるワーク管理プログラム。
【0086】
付記１，１２，１３，１４によれば、ウィンドウに対応する２以上のワークのピッキング順序が最適化アルゴリズムによって決定され、該２以上のワークの一部がその順序で取り出される。この一連の処理によって、ワークを効率的に取り出すことができる。
【0087】
付記２によれば、搬送面上を流れる複数のワークの状況に応じて、ウィンドウの設定からワークの取り出しまでの一連の処理が最適化アルゴリズムを用いつつ繰り返し実行されるので、次々に流れてくるワークを効率的に取り出すことができる。ウィンドウに対応するｎ個のワークのすべてを取り出すことは、局所解を求めることにとどまる。一部のワークをウィンドウに残し、その残りのワークと新しいワークとの集合に基づいて改めて最適化アルゴリズムを実行することで、搬送面上の複数のワークをより全体的に考慮してワークを効率的に取り出すことができる。例えば、ウィンドウに残された第１ワークは、ウィンドウに追加された新しい第２ワークと比べても取り出しの優先度が低いかもしれない。付記２によれば、第１ワークよりも先に第２ワークが取り出されることで、ワークの取り出しについての全体的な効率が向上し得る。
【0088】
付記３によれば、ワークの取り出しに関する物理量に基づいてピッキング順序が決定される。その物理量はワークの取り出しのコストを示す。したがって、その構成により、コストを考慮してワークを効率的に取り出すことができる。
【0089】
付記４によれば、動的計画法を用いることで、ピッキング順序を決定するための演算時間が短縮されるので、ロボットによるワークのピッキングをより早く開始することができる。その結果、ワークをより効率的に取り出すことができる。
【0090】
付記５によれば、１個のワークだけに着目するのではなく、ウィンドウ内の２以上のワークの取り出しに要する合計物理量を考慮することで、該２以上のワークの集合に対して最適なピッキング順序が決定される。したがって、ワークをより効率的に取り出すことができる。
【0091】
付記６によれば、ワークの移動先が固定された環境においてこのロボットシステムを適用することで、動的計画法を用いて物理量をより簡易な計算で推定できる。その結果、最適なピッキング順序をより正確に決定できる。
【0092】
付記７によれば、それぞれのワークについて、複数の候補場所のそれぞれへの移動が更に考慮されて個々の物理量が推定される。したがって、ワークの移動先も最適化しつつ、ワークを効率的に取り出すことができる。
【0093】
付記８によれば、予め用意されたデータテーブルから物理量が得られるので、物理量を得るための演算時間が節約される。その分、ロボットによるワークのピッキングをより早く開始することができ、したがって、ワークをより効率的に取り出すことができる。
【0094】
付記９によれば、複数のワークがランダムに流れてくる環境において、それらのワークを効率的に取り出すことができる。
【0095】
付記１０によれば、ワークが検知された順序に基づいてウィンドウ内のｎ個のワークが選択されるので、搬送面上のワークの状況に応じて適切にウィンドウを設定できる。その結果、先に処理されるべきワークを効率的に取り出すことができる。
【0096】
付記１１によれば、２以上のワークのピッキング順序が動的計画法によって決定され、該２以上のワークの一部がその順序で取り出される。動的計画法を用いることで、ピッキング順序を決定するための演算時間が短縮されるので、ロボットによるワークのピッキングをより早く開始することができる。その結果、ワークを効率的に取り出すことができる。
【符号の説明】
【0097】
１…ロボットシステム、２…ロボット、２ａ…エンドエフェクタ、３…モータ制御装置、４…カメラ、６…第１コンベヤ、７…第２コンベヤ、１０…ロボットコントローラ、１１…画像処理部、１２…配列設定部、１３…ウィンドウ設定部、１４…順序決定部、１５…時間推定部、１６…記憶部、１７…対象選択部、１８…ロボット制御部、１９…反復制御部、９０…ワーク、２００…データテーブル、２１０…搬送面、２１１…サンプル点、４００…配列、４１０…ウィンドウ、４２０…ピッキング順序。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】