特許 7447676 ロボットアームの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】ロボットアームの制御装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/16 20060101AFI20240305BHJP

   B65B 5/08 20060101ALI20240305BHJP

   B65B 35/18 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

B25J9/16

B65B5/08

B65B35/18

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020091361

(22)【出願日】2020-05-26

(65)【公開番号】P2021186898

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-06

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】都築 博

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０４０１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００６６６２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２０６９２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／１２５６２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０２－０８３１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３２９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８１６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】Lillian Chin,etc，Automated Recycling Separation Enabled by Soft Robotic Material Classification，2019 2nd IEEE Iternational Conference on Soft Robotics，米国，IEEE，2019年04月18日，pp. 102-107

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｂ６５Ｂ ５／００－５／１２

Ｂ６５Ｂ ３５／１６－３５／１８

Ｂ６５Ｂ ３５／３６－３５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部の側面である内壁を覆うように不定形の接触防止部材が設けられた容器にワークを整列状態で投入するロボットアームを制御するロボットアームの制御装置であって、
前記容器における前記ワークの投入位置を設定する位置設定部と、
前記ワークを前記位置設定部により設定された前記投入位置に配置するように前記ロボットアームの動作を制御する動作制御部と、
を備え、
前記動作制御部は、前記位置設定部により設定された前記投入位置が少なくとも１つの前記内壁に隣接する位置である場合、前記ロボットアームの先端を前記容器の高さ方向に沿って下降させる動作を行うときには前記投入位置に隣接する前記内壁から前記容器の前記高さ方向に直交する横方向へ所定の安全距離だけ離れた位置までの安全領域に前記ワークが侵入することがないように前記ロボットアームの動作を制御するロボットアームの制御装置。

【請求項2】

前記動作制御部は、前記位置設定部により設定された前記投入位置が少なくとも１つの前記内壁に隣接する位置である場合、前記投入位置の真上の位置に対し前記ワークが前記安全領域に侵入しないように前記容器の横方向へオフセットされたオフセット位置に前記ワークを移動させる第１動作を行い、前記第１動作の後に前記ワークを真下に向けて下降させる第２動作を行い、前記第２動作により前記ワークが所定の高さ位置に達した後に前記ワークを前記投入位置に向けて移動させる第３動作を行うように、前記ロボットアームの動作を制御する請求項１に記載のロボットアームの制御装置。

【請求項3】

前記動作制御部は、前記位置設定部により設定された前記投入位置が２つの前記内壁に隣接する位置である場合、前記投入位置に隣接する２つの前記内壁の双方から前記容器の前記横方向へ前記安全距離だけ離れた位置までの領域を前記安全領域とする請求項１または２に記載のロボットアームの制御装置。

【請求項4】

前記動作制御部は、前記位置設定部により設定された前記投入位置が少なくとも１つの前記内壁に隣接する位置である場合、前記ワークが前記投入位置に配置された後には、前記ロボットアームの先端が前記投入位置から前記容器の前記高さ方向に沿って上昇するように、前記ロボットアームの動作を制御する請求項２または３に記載のロボットアームの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアームの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生産現場において、ワークをコンベアなどの搬送装置により搬送することで工場内の生産ラインに流通させ、ロボットアームによりワークを把持して取り出して所定の作業を行うものがある。このような生産ラインでは、特許文献１に開示されているように、ワークをロボットアームで取り出して矩形状の容器に整列状態で投入を行う、といった工程が存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－５６９７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような工程において、ワークが例えば冷凍された食品などの場合、衛生面の配慮が必要になる。また、冷凍された食品などは、その表面に水滴が生じる可能性があることから、容器が段ボール箱などの水分に弱いものである場合、ワークと段ボール箱が直接接触すると、段ボール箱が水分を含んで破れるなどの問題が生じるおそれがある。そこで、このような問題の発生を防止するため、段ボール箱の内側部分、つまり内壁を覆うように、ビニール袋などの接触防止部材が設けられる。この場合、ビニール袋は、段ボール箱の上部において外側に折り返されることにより簡易的に固定されるだけであり、接着などによる確実な固定はされないことが多い。

【0005】

上記構成において、ワークを目標とする投入位置へと搬送する際、ロボットアームの動作としては、投入位置の上方にワークを位置させた後、真っすぐに下降させることでワークを投入位置へと移動させる、といった動作が一般的である。このような動作の際、ワークの投入位置が段ボール箱の端部に近い位置となる場合にはビニール袋が不定形であるため、ワークがビニール袋に接触するおそれがある。ワークがビニール袋に接触すると、ワークが落下して搬送が失敗するといった問題、ビニール袋が段ボール箱から外れるといった問題などが生じ、その結果、作業のやり直しなどの手間が生じる。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークを容器に投入する際に容器の内壁に取り付けられた接触防止部材とワークとの接触を回避することができるロボットアームの制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載のロボットアームの制御装置は、容器にワークを整列状態で投入するロボットアームを制御する装置であり、位置設定部および動作制御部を備える。この場合、容器には、その内部の側面である内壁を覆うように不定形の接触防止部材が設けられる。位置設定部は、容器におけるワークの投入位置を設定する。動作制御部は、ワークを位置設定部により設定された投入位置に配置するようにロボットアームの動作を制御する。

【0008】

上記構成において、ワークの投入位置が容器の内壁に隣接する位置である場合、従来技術の課題として説明したように、接触防止部材が不定形であるが故、その接触防止部材にワークが接触するおそれがある。そこで、動作制御部は、位置設定部により設定された投入位置が少なくとも１つの内壁に隣接する位置である場合、ロボットアームの先端を容器の高さ方向に沿って下降させる動作を行うときには安全領域にワークが侵入することがないようにロボットアームの動作を制御する。

【0009】

上記した安全領域は、投入位置に隣接する内壁から容器の高さ方向に直交する横方向へ所定の安全距離だけ離れた位置までの領域である。この場合、安全距離は、接触防止部材の形状の変化のばらつきなどを考慮したうえで、ロボットアームの先端を下降させる動作が行われる際に接触防止部材がワークに干渉しないような安全領域が確保できる程度の距離に設定するとよい。このようにすれば、ワークの投入位置が容器の内壁に隣接する位置であっても、ロボットアームの先端を下降させる動作が行われる際にワークが接触防止部材に接触する可能性を低く抑えることができる。つまり、上記構成によれば、ワークを容器に投入する際に容器の内壁に取り付けられた接触防止部材とワークとの接触を回避することができ、その結果、ワークが落下して運搬が失敗するといった問題、接触防止部材が容器から外れるといった問題などの発生を防止することができる。

【0010】

請求項２に記載のロボットアームの制御装置において、動作制御部は、位置設定部により設定された投入位置が少なくとも１つの内壁に隣接する位置である場合、第１動作、第２動作および第３動作を行うように、ロボットアームの動作を制御する。第１動作は、投入位置の真上の位置に対しワークが安全領域に侵入しないように容器の横方向へオフセットされたオフセット位置にワークを移動させる動作である。第２動作は、第１動作の後にワークを真下に向けて下降させる動作である。第３動作は、第２動作によりワークが所定の高さ位置に達した後にワークを投入位置に向けて移動させる動作である。

【0011】

このようにすれば、ロボットアームの先端を下降させる動作となる第２動作が行われる際、ワークの安全領域への侵入を確実に防止することが可能となり、ひいてはワークと接触防止部材との接触を確実に回避することができる。なお、第３動作では、ロボットアームの先端は、容器の横方向に沿うように平行移動または斜め下方向に移動することになる。これにより、第３動作では、ワークが安全領域に侵入することになるが、このときワークは、容器の内部から内壁に向けて接触防止部材に幅寄せしながら投入位置へと移動することになるため、ワークが落下したり、接触防止部材が容器から外れたりする、といった問題が生じることはない。

【0012】

投入位置が容器の角に対応する位置であるとき、その投入位置は２つの内壁に隣接することになる。投入位置が２つの内壁に隣接するということは、その投入位置にワークを配置する際、２つの内壁のそれぞれを覆う接触防止部材とワークとの接触をいずれも回避しなければならない。そこで、請求項３に記載のロボットアームの制御装置において、動作制御部は、位置設定部により設定された投入位置が２つの内壁に隣接する位置である場合、投入位置に隣接する２つの内壁の双方から容器の横方向へ安全距離だけ離れた位置までの領域を安全領域とする。このようにすれば、ワークの投入位置が容器の角に対応する位置であっても、ワークを容器に投入する際に接触防止部材とワークとの接触を回避することができる。

【0013】

請求項４に記載のロボットアームの制御装置において、動作制御部は、位置設定部により設定された投入位置が少なくとも１つの内壁に隣接する位置である場合、ワークが投入位置に配置された後には、ロボットアームの先端が投入位置から容器の高さ方向に沿って上昇するように、ロボットアームの動作を制御する。この場合、ロボットアームの先端が安全領域に侵入した状態で上昇することになるが、ワークが配置された後であることから、接触防止部材とワークとの接触を考慮する必要がない。そのため、このようにすれば、ワークが配置された後におけるロボットアームの動作時間が短く抑えられ、その結果、ワークを配置する作業全体のサイクルタイムを短く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態に係る生産システムの構成を模式的に示す図

【図2】一実施形態に係る容器におけるワークの投入位置を説明するための図

【図3】一実施形態に係る動作制御部によるロボットアームの動作制御の具体的な内容を説明するための図その１

【図4】一実施形態に係る動作制御部によるロボットアームの動作制御の具体的な内容を説明するための図その２

【図5】一実施形態に係る動作制御部によるロボットアームの動作制御の具体的な内容を説明するための図その３

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、ロボットアームの制御装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の生産システム１では、ワーク２をベルトコンベア装置であるコンベア３により搬送することで工場内の生産ラインに流通させるようになっている。生産システム１には、図１に示すような工程、つまりワーク２がコンベア３により搬送されてくると、そのワーク２をロボットアーム４で取り出して容器５に整列状態で投入する工程、つまりコンベア３から容器５への移し変え工程が含まれる。

【0016】

コンベア３は、搬送装置に相当するものであり、基本的には、停止することなく動作し続けるようになっている。この場合、ワーク２は、例えば冷凍された食品であり、結露などによってその表面に水滴などの水分が生じる可能性がある。ワーク２は、コンベア３により一定の速度且つ一定の間隔で連続して搬送される。なお、図１では、一部のワークにだけ符号を付し、他のワークの符号は省略している。

【0017】

ロボットアーム４は、ワーク２の搬送を行うものであり、例えば４軸のアームを有する水平多関節型ロボットとして構成されている。この場合、容器５は、例えば段ボール箱などの矩形状の容器であり、水分が付着すると、ふやけて変形したり、破れたりする可能性がある。また、冷凍された食品であるワーク２については、衛生面の配慮が必要となる。そこで、容器５には、その内部、具体的には、内部の側面である内壁５ａおよび底面５ｂを覆うように、接触防止部材６が取り付けられている。接触防止部材６は、例えばビニール袋などであり、その形状が一定ではなく変化する不定形のもとなっている。

【0018】

この場合、接触防止部材６は、容器５に対して接着などにより確実に固定されるのではなく、容器５の上部においてその上端部が外側に向けて折り返されることによって簡易的に固定されている。そして、全てのワーク２が容器５に投入された後、接触防止部材６の上端部が内側に向けて折り返され、これにより、ワーク２の上部も接触防止部材６により覆われることになる。

【0019】

ロボットアーム４および容器５は、それぞれ作業台７、８上に配置されている。作業台７、８の各高さは、ロボットアーム４の先端を容器５の上方から底面まで移動することができるような高さに設定されている。ロボットアーム４の先端にはハンド９が取り付けられている。ハンド９は、複数の吸着機構９ａを備えており、それら吸着機構によりワーク２を吸着して保持することができる構成となっている。ロボットアーム４は、アームを旋回させて先端をコンベア３の上方に位置させた後、そのアーム先端に取り付けられたハンド９を下降させ、ハンド９に取り付けられた吸着機構９ａでワーク２を吸着して引き上げる。

【0020】

そして、ロボットアーム４は、アームを旋回させて先端を容器５の上方に位置させた後、ハンド９を下降させるなどの動作を行い、その後、ハンド９からワーク２を離して容器５の所定の投入位置に配置する。なお、ハンド９からワーク２を離すという作業は、吸着機構９ａによる吸着状態を解除することで行われる。ロボットアーム４は、このようなワーク２に対する一連の作業、つまりコンベア３により搬送されるワーク２を取り出してから容器５に投入するという作業を繰り返し実行する。

【0021】

ロボットアーム４は、図２に示すコントローラ１０により制御される。コントローラ１０は、ロボットアームの制御装置に相当するものであり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどで構成されたコンピュータからなる制御手段においてコンピュータプログラムを実行することで、ロボットアーム４を制御している。具体的には、コントローラ１０は、インバータ回路などから構成された駆動部を備えており、ロボットアーム４の各軸を駆動するモータに対応して設けられているエンコーダで検知したモータの回転位置に基づいて例えばフィードバック制御によりそれぞれのモータを駆動する。コントローラ１０は、予め設定された動作プログラムを実行することにより、ロボットアーム４の各軸が予め定められた所定の動作を自動的に実行するようにロボットアーム４を制御する。

【0022】

コントローラ１０は、位置設定部１１および動作制御部１２などの機能ブロックを備えている。これら各機能ブロックは、コントローラ１０が備えるＣＰＵがＲＯＭなどに格納されているコンピュータプログラムを実行してコンピュータプログラムに対応する処理を実行することにより実現されている、つまりソフトウェアにより実現されている。なお、各機能ブロックのうち少なくとも一部をハードウェアにより実現する構成としてもよい。

【0023】

位置設定部１１は、容器５におけるワーク２の投入位置を設定する。動作制御部１２は、ワーク２をコンベア３上の所定の取り出し位置にて取り出すとともに、その取り出したワーク２を位置設定部１１により設定された投入位置に配置するようにロボットアーム４の動作を制御する。この場合、コンベア３は図２における左右方向に延びており、ワーク２は図２における左から右へと搬送されるようになっている。つまり、この場合、ワーク２の搬送方向は、図２に白抜きの矢印で示す方向となる。

【0024】

ここで、図２における左右方向および上下方向は、容器５の高さ方向に直交する方向であり、容器５の横方向に相当する。図２における容器５は、上方から見た平面図として表されている。本実施形態では、容器５により多くのワーク２を投入するため、容器５の内壁５ａに隣接する部位である端部にまでワーク２が配置されるようになっている。具体的には、容器５には、その平面方向において左右方向に４つおよび上下方向に５つの配列となるように、合計２０個のワーク２が配置されるようになっている。そして、この場合、ワーク２は、容器５の高さ方向に複数段積み重ねて配置することができるようになっている。

【0025】

上記したように、本実施形態では、ワーク２を容器５の端部に配置する必要があるため、ワーク２を保持するハンド９としては、吸着型のものが用いられるようになっている。なぜなら、ハンド９として両側から挟み込む形態のものを用いた場合、ワーク２の横方向の寸法よりもハンド９の横方向の可動範囲を広く取らざるを得なくなり、ワーク２を容器５の内壁５ａに隣接する端部にまで配置することが困難となるからである。

【0026】

ワーク２の投入位置Ｐ１～Ｐ２０は、３つのグループに分けることができる。すなわち、投入位置Ｐ６、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１４、Ｐ１５は、容器５の内壁５ａに隣接しない投入位置であり、これらを第１グループの投入位置と称する。また、投入位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１６、Ｐ１８、Ｐ１９は、容器５の１つの内壁５ａに隣接する投入位置であり、これらを第２グループの投入位置と称する。また、投入位置Ｐ１、Ｐ４、Ｐ１７、Ｐ２０は、容器５の２つの内壁５ａに隣接する投入位置であり、これらを第３グループの投入位置と称する。

【0027】

動作制御部１２は、位置設定部１１により設定された投入位置が少なくとも１つの内壁５ａに隣接する位置である場合、つまり第２グループまたは第３グループの投入位置が設定された場合、ロボットアーム４の先端を容器５の高さ方向に沿って下降させる動作を行うときには安全領域にワーク２が侵入することがないようにロボットアーム４の動作を制御する。上記安全領域は、投入位置に隣接する内壁５ａから容器５の横方向へ所定の安全距離だけ離れた位置までの領域である。この場合、安全距離は、接触防止部材６の形状の変化のばらつきなどを考慮したうえで、ロボットアーム４の先端を下降させる動作が行われる際に接触防止部材６がワーク２に干渉しないような安全領域が確保できる程度の距離に設定されている。

【0028】

また、動作制御部１２は、位置設定部１１により設定された投入位置が２つの内壁５ａに隣接する位置である場合、つまり第３グループの投入位置が設定された場合、投入位置に隣接する２つの内壁５ａの双方から容器５の横方向へ安全距離だけ離れた位置までの領域を安全領域とするようになっている。さらに、動作制御部１２は、位置設定部１１により設定された投入位置が内壁５ａに隣接しない位置である場合、つまり第１グループの投入位置が設定された場合、ロボットアーム４の先端を容器５の高さ方向に沿って下降させる動作を行うとき、上記した安全領域を考慮することなく、ロボットアーム４の動作を制御する。

【0029】

つまり、動作制御部１２は、位置設定部１１により設定された投入位置が第１グループの投入位置である場合、従来技術と同様にロボットアーム４の動作を制御する。また、動作制御部１２は、位置設定部１１により設定された投入位置が少なくとも１つの内壁５ａに隣接する位置である場合、つまり第２グループまたは第３グループの投入位置が設定された場合、ワーク２が投入位置に配置された後には、ロボットアーム４の先端が投入位置から容器５の高さ方向に沿って上昇するように、ロボットアーム４の動作を制御する。

【0030】

このように、本実施形態では、第２グループまたは第３グループの投入位置が設定された場合における動作制御部１２によるロボットアーム４の動作制御の内容に特徴を有している。以下、このような動作制御部１２によるロボットアーム４の動作の制御の具体的な内容について図３～図５を参照して説明する。なお、ここでは、第２グループの投入位置が設定された場合を例に制御内容を説明するが、第３グループの投入位置が設定された場合の制御内容も同様のものとなる。

【0031】

動作制御部１２は、コンベア３により搬送されるワーク２をハンド９により吸着して引き上げる動作を行う。その後、動作制御部１２は、投入位置の真上の位置に対しワーク２が安全領域に侵入しないように容器５の横方向へオフセットされたオフセット位置にワーク２を移動させる第１動作を行う。このような第１動作により、図３に示すように、ワーク２は、投入位置の真上の位置ではなく、安全領域に侵入しないように内壁５ａから離れる方向にオフセットされたオフセット位置に到達する。なお、図３などでは、安全領域をハッチングにより示すとともに、安全距離は符号Ｌａを付して示している。

【0032】

動作制御部１２は、第１動作の後、ワーク２を真下に向けて下降させる第２動作を行う。このような第２動作により、図４に示すように、ワーク２は、オフセット位置から真っすぐに下降して所定の高さ位置に到達する。この場合、所定の高さ位置は、現時点において投入済みとなっている最上段のワーク２の上端部に対して所定のマージン高さだけ上方の位置に設定される。所定のマージン高さは、例えばワーク２の高さ寸法の半分程度の高さとすることができる。なお、所定の高さ位置は、全てのワーク２を投入した際の最上段のワーク２の上端部に対して所定のマージン高さだけ上方の位置に設定することもできる。

【0033】

動作制御部１２は、第２動作によりワーク２が所定の高さ位置に達した後、ワークを投入位置に向けて移動させる第３動作を行う。第３動作では、ロボットアーム４の先端は、容器５の横方向に沿うように斜め下方向に移動することになる。なお、第３動作としては、現時点において投入済みとなっているワーク２が存在しない場合などには、容器５の横方向に沿うように平行移動するようにしてもよい。

【0034】

このような第３動作により、図５に示すように、ワーク２は、図４に示した位置から内壁５ａに向けて接触防止部材６に幅寄せしながら移動して投入位置に到達する。その後、動作制御部１２は、ハンド９からワーク２を離してワーク２の投入位置への配置を完了する。ワーク２が投入位置に配置された後、動作制御部１２は、ロボットアーム４の先端が投入位置から容器５の高さ方向に沿って真上に上昇するように、ロボットアーム４の動作を制御する。

【0035】

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態のコントローラ１０は、容器５にワーク２を整列状態で投入するロボットアーム４を制御する装置であり、位置設定部１１および動作制御部１２を備える。この場合、容器５は、例えば段ボール箱であり、且つ、その内壁５ａを覆うように例えばビニール袋である接触防止部材６が設けられる。位置設定部１１は、容器５におけるワーク２の投入位置を設定する。動作制御部１２は、ワーク２を位置設定部１１により設定された投入位置に配置するようにロボットアーム４の動作を制御する。

【0036】

上記構成において、ワーク２の投入位置が容器５の内壁５ａに隣接する位置である場合、接触防止部材６が不定形であるが故、その接触防止部材６にワーク２が接触するおそれがある。そこで、動作制御部１２は、１つの内壁５ａに隣接する第２グループの投入位置または２つの内壁５ａに隣接する第３グループの投入位置が設定された場合、ロボットアーム４の先端を容器５の高さ方向に沿って下降させる動作を行うときには安全領域にワーク２が侵入することがないようにロボットアーム４の動作を制御する。

【0037】

上記した安全領域は、投入位置に隣接する内壁５ａから容器５の横方向へ所定の安全距離Ｌａだけ離れた位置までの領域である。この場合、安全距離Ｌａは、接触防止部材６の形状の変化のばらつきなどを考慮したうえで、ロボットアーム４の先端を下降させる動作が行われる際に接触防止部材６がワーク２に干渉しないような安全領域が確保できる程度の距離に設定されている。

【0038】

このようにすれば、ワーク２の投入位置が容器５の内壁５ａに隣接する位置であっても、ロボットアーム４の先端を下降させる動作が行われる際にワーク２が接触防止部材６に接触する可能性を低く抑えることができる。したがって、本実施形態によれば、ワーク２を容器５に投入する際に容器５の内壁５ａに取り付けられた接触防止部材６とワーク２との接触を回避することができ、その結果、ワーク２が落下して運搬が失敗するといった問題、接触防止部材６が容器５から外れるといった問題などの発生を防止することができる。

【0039】

この場合、安全距離Ｌａを比較的長い距離に設定すれば、ワーク２と接触防止部材６が接触する可能性をより低く抑えられるが、ロボットアーム４の動作時間、つまりワーク２を容器５に配置する作業工程のサイクルタイムの長期化を招くおそれがある。これに対し、安全距離Ｌａを比較的短い距離に設定すれば、上記サイクルタイムの長期化を抑制できるが、ワーク２と接触防止部材６が接触する可能性を十分に低く抑えられない可能性がある。

【0040】

そこで、本実施形態では、これらをうまく両立できる程度に、適切な安全距離Ｌａを設定するようにしている。このような安全距離Ｌａの設定値は、一般的な統計学に基づいて予め算出することができる。すなわち、安全距離Ｌａは、例えばビニール袋である接触防止部材６が容器５内部へせり出す量のばらつきなどを予め調査しておき、そのばらつき、つまり標準偏差に対して安全係数を乗算するなどして算出することができる。

【0041】

動作制御部１２は、第２グループの投入位置または第３グループの投入位置が設定された場合、第１動作、第２動作および第３動作を行うように、ロボットアーム４の動作を制御する。第１動作は、投入位置の真上の位置に対しワーク２が安全領域に侵入しないように容器５の横方向へオフセットされたオフセット位置にワーク２を移動させる動作である。第２動作は、第１動作の後にワーク２を真下に向けて下降させる動作である。第３動作は、第２動作によりワーク２が所定の高さ位置に達した後にワーク２を投入位置に向けて移動させる動作である。

【0042】

このようにすれば、ロボットアーム４の先端を下降させる動作となる第２動作が行われる際、ワーク２の安全領域への侵入を確実に防止することが可能となり、ひいてはワーク２と接触防止部材６との接触を確実に回避することができる。なお、第３動作では、ロボットアーム４の先端は、容器５の横方向に沿うように平行移動または斜め下方向に移動することになる。これにより、第３動作では、ワーク２が安全領域に侵入することになるが、このときワーク２は、容器５の内部から内壁５ａに向けて接触防止部材６に幅寄せしながら投入位置へと移動することになるため、ワーク２が落下したり、接触防止部材６が容器５から外れたりする、といった問題が生じることはない。

【0043】

投入位置が容器５の角に対応する位置である場合、つまり第３グループの投入位置Ｐ１、Ｐ４、Ｐ１７、Ｐ２０が設定された場合、その投入位置は２つの内壁５ａに隣接することになる。投入位置が２つの内壁５ａに隣接するということは、その投入位置にワーク２を配置する際、２つの内壁５ａのそれぞれを覆う接触防止部材６とワーク２との接触をいずれも回避しなければならない。

【0044】

そこで、動作制御部１２は、第３グループの投入位置が設定された場合、投入位置に隣接する２つの内壁５ａの双方から容器５の横方向へ安全距離Ｌａだけ離れた位置までの領域を安全領域とする。このようにすれば、ワーク２の投入位置が容器５の角に対応する位置であっても、ワーク２を容器５に投入する際に接触防止部材６とワーク２との接触を回避することができる。

【0045】

動作制御部１２は、第２グループの投入位置または第３グループの投入位置が設定された場合、ワーク２が投入位置に配置された後には、ロボットアーム４の先端が投入位置から容器５の高さ方向に沿って上昇するように、ロボットアーム４の動作を制御する。この場合、ロボットアーム４の先端が安全領域に侵入した状態で上昇することになるが、ワーク２が配置された後であることから、接触防止部材６とワーク２との接触を考慮する必要がない。

【0046】

そのため、このようにすれば、ワーク２が配置された後におけるロボットアーム４の動作時間が短く抑えられ、その結果、ワーク２を配置する作業全体のサイクルタイムを短く抑えることができる。なお、本実施形態では、このような動作が行われる際、ロボットアーム４のハンド９が接触防止部材６と接触するおそれもない。この理由は、次の通りである。すなわち、図３に示すように、ハンド９の水平方向の寸法Ｌｂは、ワーク２の水平方向の寸法Ｌｃよりも小さくなっている。そのため、ロボットアーム４の先端が投入位置から真上に移動したとしても、ハンド９が接触防止部材６に接触する可能性は極めて低いものとなる。

【0047】

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。

【0048】

接触防止部材６としては、形状が変化する可能性があるもの、つまり不定形のものであればよく、例えば気泡緩衝材であってもよい。
位置設定部１１による投入位置の具体的な設定および動作制御部１２によるロボットアーム４の動作制御の具体的な内容に関しては、上記した効果が得られる範囲であれば適宜変更することができる。

【0049】

本発明は、生産システム１に適用されるロボットアーム４のコントローラ１０に限らず、矩形状であり且つ内部の側面である内壁を覆うように不定形の接触防止部材が設けられた容器にワークを整列状態で投入するロボットアームを制御するロボットアームの制御装置全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0050】

２…ワーク、３…コンベア、４…ロボットアーム、５…容器、１０…コントローラ、１１…位置設定部、１２…動作制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】