特許 7553804 ロボットシステム、ロボットの動作プログラム、及ロボットの動作方法

(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】2024-09-10

(45)【発行日】2024-09-19

(54)【発明の名称】ロボットシステム、ロボットの動作プログラム、及ロボットの動作方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20240911BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

B25J13/00 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020208497

(22)【出願日】2020-12-16

(65)【公開番号】P2022095270

(43)【公開日】2022-06-28

【審査請求日】2023-08-21

(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】近藤 月子

(72)【発明者】

【氏名】太田 陽平

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０５９１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０７９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２６０８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０６１１０２６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０２０／１０９１２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０１８１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】DONG CHENYU ほか，ロボットによる液体の定量的な注ぎ作業の実現，第３６回日本ロボット学会学術講演会予稿集，日本，2018年09月04日

【文献】雨宮 敦 ほか，垂直多関節ロボットを用いた液体容器傾動による注水流量制御，第３８回日本ロボット学会学術講演会予稿集，日本，2020年10月09日

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アームの先端に取り付けられ対象とする注ぎ元容器を保持可能な保持部を有するロボットと、
前記保持部で保持した前記注ぎ元容器を傾けた場合の傾け角度と、前記注ぎ元容器に満量まで内容物が充填されている場合を基準として前記傾け角度における内容物を含む前記注ぎ元容器の重量との相関を示すデータである相関データを記憶している相関データ記憶部と、
前記注ぎ元容器の内容物が注がれる重量である注ぎ重量を設定する注ぎ重量設定処理を実行可能な注ぎ重量設定処理部と、
内容物を含む前記注ぎ元容器の現在の重量である現在重量を取得する現在重量取得処理を実行可能な現在重量取得処理部と、
前記現在重量から前記注ぎ重量を引いた値を注ぎ後の前記注ぎ元容器の重量である注ぎ後重量として計算し、前記相関データに基づいて前記注ぎ後重量から前記注ぎ元容器を傾ける角度を目標角度として設定する目標角度設定処理を実行可能な目標角度設定処理部と、
前記ロボットを動作させて前記保持部で前記注ぎ元容器を保持した状態で前記注ぎ元容器が前記目標角度となるまで傾けて前記注ぎ元容器内の内容物を注ぐ注ぎ処理を実行可能な注ぎ処理部と、
前記注ぎ処理で用いられた前記目標角度を前記注ぎ処理が実行された前記注ぎ元容器と紐づけて記憶する目標角度記憶処理を実行可能な目標角度記憶処理部と、を備え、
前記現在重量取得処理は、前記目標角度記憶処理で記憶された、前記注ぎ元容器に対して実行された前回の注ぎ処理における前記目標角度から前記相関データに基づいて前記現在重量を取得する処理を含む、
ロボットシステム。

【請求項2】

前記注ぎ元容器を傾けた場合に前記注ぎ元容器から前記注ぎ元容器内の内容物の流出が開始する角度を開始角度として取得する開始角度設定処理を実行可能な開始角度設定処理部を更に備え、
前記注ぎ処理は、前記注ぎ元容器を傾ける際の速度に関し、前記注ぎ元容器が前記注ぎ処理の実行前の状態から前記開始角度に至るまでの期間における速度を、前記開始角度から前記目標角度に至るまでの期間における速度よりも速くする処理を含む、
請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記注ぎ処理の対象となる前記注ぎ元容器の種類を設定する注ぎ元容器設定処理を実行可能な注ぎ元容器設定処理部を更に備え、
前記相関データ記憶部は、複数種類の注ぎ元容器についての前記相関データを記憶しており、
前記目標角度設定処理は、前記注ぎ元容器設定処理で設定された注ぎ元容器の種類に対応した前記相関データを用いて前記目標角度を設定する処理を含む、
請求項１又は２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

アームの先端に取り付けられ対象とする注ぎ元容器を保持可能な保持部を有するロボットと、
前記保持部で保持した前記注ぎ元容器を傾けた場合の傾け角度と前記傾け角度における前記注ぎ元容器内に残存している内容物の重量との相関を示すデータである相関データを記憶している相関データ記憶部と、
前記ロボットの動作を制御可能な制御装置と、
を用いて容器内の内容物を注ぐ際に前記制御装置が有するＣＰＵに、
前記注ぎ元容器の内容物が注がれる重量である注ぎ重量を設定する注ぎ重量設定処理と、
内容物を含む前記注ぎ元容器の現在の重量である現在重量を取得する現在重量取得処理と、
前記現在重量から前記注ぎ重量を引いた値を注ぎ後の前記注ぎ元容器の重量である注ぎ後重量として計算し、前記相関データに基づいて前記注ぎ後重量から前記注ぎ元容器を傾ける角度を目標角度として設定する目標角度設定処理と、
前記ロボットを動作させて前記保持部で前記注ぎ元容器を保持した状態で前記注ぎ元容器が前記目標角度となるまで傾けて前記注ぎ元容器内の内容物を注ぐ注ぎ処理と、
前記注ぎ処理で用いられた前記目標角度を前記注ぎ処理が実行された前記注ぎ元容器と紐づけて記憶する目標角度記憶処理と、を実行させることができ、
前記現在重量取得処理は、前記目標角度記憶処理で記憶された、前記注ぎ元容器に対して実行された前回の注ぎ処理における前記目標角度から前記相関データに基づいて前記現在重量を取得する処理を含む、
ロボットの動作プログラム。

【請求項5】

アームの先端に取り付けられ対象とする注ぎ元容器を保持可能な保持部を有するロボットと、
前記保持部で保持した前記注ぎ元容器を傾けた場合の傾け角度と前記傾け角度における前記注ぎ元容器内に残存している内容物の重量との相関を示すデータである相関データを記憶している相関データ記憶部と、
前記ロボットの動作を制御可能な制御装置と、を用いて容器内の内容物を注ぐ方法であって、
前記注ぎ元容器の内容物が注がれる重量である注ぎ重量を設定する注ぎ重量設定処理と、
内容物を含む前記注ぎ元容器の現在の重量である現在重量を取得する現在重量取得処理と、
前記現在重量から前記注ぎ重量を引いた値を注ぎ後の前記注ぎ元容器の重量である注ぎ後重量として計算し、前記相関データに基づいて前記注ぎ後重量から前記注ぎ元容器を傾ける角度を目標角度として設定する目標角度設定処理と、
前記ロボットを動作させて前記保持部で前記注ぎ元容器を保持した状態で前記注ぎ元容器が前記目標角度となるまで傾けて前記注ぎ元容器内の内容物を注ぐ注ぎ処理と、
前記注ぎ処理で用いられた前記目標角度を前記注ぎ処理が実行された前記注ぎ元容器と紐づけて記憶する目標角度記憶処理と、を実行し、
前記現在重量取得処理は、前記目標角度記憶処理で記憶された、前記注ぎ元容器に対して実行された前回の注ぎ処理における前記目標角度から前記相関データに基づいて前記現在重量を取得する処理を含む、
ロボットの動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ロボットシステム、ロボットの動作プログラム、及ロボットの動作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来では人が行っていた作業をロボットに代わりに行わせる技術の開発が近年行われている。そのような技術に、ペットボトルやビン、紙容器等の容器内の液体をグラス等の他の容器に注ぐ技術がある。このような技術は、例えば人手不足の解消や生産性の向上、又は客への催し物等を目的として用いられることがある。このような技術は、汎用性や人との協働性を考慮すると、用いる容器は市販品であることが好ましい。しかしながら、ペットボトルやビン、紙容器等は、形も容量も様々であり、指定された量を人のように素早く注ぐことが難しい等の課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－５９１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は上述した事情を鑑みてなされてものであり、その目的は、ロボットを用いて対象となる容器内の内容物を素早く注ぐことができるロボットシステム、ロボットの動作プログラム、及ロボットの動作方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のロボットシステムは、アームの先端に取り付けられ対象とする注ぎ元容器を保持可能な保持部を有するロボットと、前記保持部で保持した前記注ぎ元容器を傾けた場合の傾け角度と、前記注ぎ元容器に満量まで内容物が充填されている場合を基準として前記傾け角度における内容物を含む前記注ぎ元容器の重量との相関を示すデータである相関データを記憶している相関データ記憶部と、前記注ぎ元容器の内容物が注がれる重量である注ぎ重量を設定する注ぎ重量設定処理を実行可能な注ぎ重量設定処理部と、内容物を含む前記注ぎ元容器の現在の重量である現在重量を取得する現在重量取得処理を実行可能な現在重量取得処理部と、前記現在重量から前記注ぎ重量を引いた値を注ぎ後の前記注ぎ元容器の重量である注ぎ後重量として計算し、前記相関データに基づいて前記注ぎ後重量から前記注ぎ元容器を傾ける角度を目標角度として設定する目標角度設定処理を実行可能な目標角度設定処理部と、前記ロボットを動作させて前記保持部で前記注ぎ元容器を保持した状態で前記注ぎ元容器が前記目標角度となるまで傾けて前記注ぎ元容器内の内容物を注ぐ注ぎ処理を実行可能な注ぎ処理部と、を備える。

【0006】

また、実施形態によるロボットの動作プログラムは、アームの先端に取り付けられ対象とする注ぎ元容器を保持可能な保持部を有するロボットと、前記保持部で保持した前記注ぎ元容器を傾けた場合の傾け角度と前記傾け角度における前記注ぎ元容器内に残存している内容物の重量との相関を示すデータである相関データを記憶している相関データ記憶部と、前記ロボットの動作を制御可能な制御装置と、を用いて容器内の内容物を注ぐ際に前記制御装置が有するＣＰＵに、前記注ぎ元容器の内容物が注がれる重量である注ぎ重量を設定する注ぎ重量設定処理と、内容物を含む前記注ぎ元容器の現在の重量である現在重量を取得する現在重量取得処理と、前記現在重量から前記注ぎ重量を引いた値を注ぎ後の前記注ぎ元容器の重量である注ぎ後重量として計算し、前記相関データに基づいて前記注ぎ後重量から前記注ぎ元容器を傾ける角度を目標角度として設定する目標角度設定処理と、前記ロボットを動作させて前記保持部で前記注ぎ元容器を保持した状態で前記注ぎ元容器が前記目標角度となるまで傾けて前記注ぎ元容器内の内容物を注ぐ注ぎ処理と、を実行させることができる。

【0007】

また、実施形態によるロボットの動作方法は、アームの先端に取り付けられ対象とする注ぎ元容器を保持可能な保持部を有するロボットと、前記保持部で保持した前記注ぎ元容器を傾けた場合の傾け角度と前記傾け角度における前記注ぎ元容器内に残存している内容物の重量との相関を示すデータである相関データを記憶している相関データ記憶部と、前記ロボットの動作を制御可能な制御装置と、を用いて容器内の内容物を注ぐ方法であって、前記注ぎ元容器の内容物が注がれる重量である注ぎ重量を設定する注ぎ重量設定処理と、内容物を含む前記注ぎ元容器の現在の重量である現在重量を取得する現在重量取得処理と、前記現在重量から前記注ぎ重量を引いた値を注ぎ後の前記注ぎ元容器の重量である注ぎ後重量として計算し、前記相関データに基づいて前記注ぎ後重量から前記注ぎ元容器を傾ける角度を目標角度として設定する目標角度設定処理と、前記ロボットを動作させて前記保持部で前記注ぎ元容器を保持した状態で前記注ぎ元容器が前記目標角度となるまで傾けて前記注ぎ元容器内の内容物を注ぐ注ぎ処理と、を実行する。

【0008】

ここで、注ぎ元容器から注ぎ先容器へ液体等の内容物を注ぐ場合、例えば注ぎ元容器から流出する内容物の量を逐次計測したり、注ぎ元容器や注ぎ先容器の重量の変化を逐次計測したりして、指定量に達したら注ぎ元容器の傾けを戻すようないわゆるフィードバック制御が考えられる。しかし、フィードバック制御では、重量計等からの測定結果を受けてロボットを動作させるため、注ぎ重量を正確に制御しようとすると動作が遅くなり、注ぐ動作を速く行おうとするとオーバーシュートが発生し易くなる。

【0009】

これに対し、本構成のロボットシステム、ロボットの動作プログラム、及びロボットの動作方法は、注ぎ処理によって注ぐ動作を行う際には重量計等他の機器からのフィードバックを必要としないため、比較的速く動作を行うことができる。そして、本構成のロボットシステム、ロボットの動作プログラム、及びロボットの動作方法は、目標角度まで傾けるだけで良いため、オーバーシュートも発生し難く、したがって比較的正確に指定された注ぎ重量を注ぐことができる。このように、本構成によれば、注ぎ元容器内の内容物を素早くかつ比較的正確に注ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態によるロボットシステムの構成を概念的に示す図

【図2】第１実施形態によるロボットシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図

【図3】第１実施形態について、相関データ取得処理における制御内容の一例を示すフローチャート

【図4】第１実施形態について、相関データ取得処理を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その１）

【図5】第１実施形態について、相関データ取得処理を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その２）

【図6】第１実施形態について、相関データ取得処理を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その３）

【図7】第１実施形態について、相関データ取得処理を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その４）

【図8】第１実施形態について、相関データ取得処理を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その５）

【図9】第１実施形態について、相関データ取得処理を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その６）

【図10】第１実施形態について、相関データ取得処理で取得される相関データの一例を示す図

【図11】第１実施形態について、相関データの一例をグラフで示した図

【図12】第１実施形態について、相関データのうち開始角度及び目標角度を設定する際の一例について概念的に示す図

【図13】第１実施形態について、を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その１）

【図14】第１実施形態について、を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その２）

【図15】第１実施形態について、を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その３）

【図16】第１実施形態について、を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その４）

【図17】第１実施形態について、を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その５）

【図18】第１実施形態について、を実行した場合のロボットの動作態様の一例を示す図（その６）

【図19】第１実施形態について、ロボットによる注ぎ元容器の傾け角度と速度との関係の一例を概念的にグラフで示す図

【図20】第１実施形態について、通常運転における制御内容の一例を示すフローチャート

【図21】第２実施形態によるロボットシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図

【図22】第２実施形態について、目標角度記憶処理で記憶されるデータの一例を示す図

【図23】第２実施形態について、通常運転における制御内容の一例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

【0012】

（第１実施形態）
以下では、第１実施形態について図１から図２０を参照して説明する。本実施形態のロボットシステム１０の操作対象となるワークは、図１に示すように、主に液体等の内容物Ｍが充填された複数種類の容器９１を想定している。なお、本明細書では、内容物Ｍが充填されている容器を注ぎ元容器９１と称し、注ぎ元容器の内容物Ｍが注がれる容器を注ぎ先容器９２と称する。注ぎ元容器９１は、その種類に応じて形状や容量がそれぞれ異なる場合がある。注ぎ容器９１の内容物Ｍは、粉体やゲル状若しくはジェル状の物体、又は小さな個体の集合体等のように流動性を有する物体であれば液体に限られない。また、注ぎ元容器９１は、例えば飲料等の液体が充填されたペットボトルやビン等の市販品で構成することができる。そして、注ぎ先容器９２は、例えば飲料等の液体が注がれるコップやグラス等の容器等で構成することができる。

【0013】

［全体構成］
本実施形態のロボットシステム１０は、例えば飲食店や一般家庭、各種のサービス施設、若しくは医薬や食品等の研究開発の現場等に適用可能であるだけでなく、液体等の流動性を有する内容物をある容器から他の容器へ注ぐ作業を行う各種の場面において適用することができる。本実施形態は、例えばバー等のような飲食店における接客に適用した場合を想定している。図１はロボットシステム１０が適用される飲食店の店内を概略的に示したものである。本実施形態のロボットシステム１０は、顧客Ｃからの指示を受けて、指定された種類の注ぎ元容器９１を取得し、その注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを注ぎ先容器９２に対して指定量注ぐ機能を有する。

【0014】

本実施形態のロボットシステム１０は、図１及び図２に示すように、カメラ１１、入出力装置１２、第１重量計１３１、第２重量計１３２、ロボット２０、及び制御装置３０を有している。カメラ１１は、例えばロボット２０による作業領域の一部又は全体を撮影可能であって、ロボット２０の作業領域内に存在する注ぎ元容器９１に関する情報を取得することができる。カメラ１１は、１台又は複数台で構成することができる。なお、ロボット２０の作業領域内に存在する注ぎ元容器９１に関する情報を取得することができるものであれば、カメラ１１に限られない。カメラ１１に代えて、例えば短距離無線通信等を用いて作業領域内に存在する注ぎ元容器９１に関する情報を取得するようにしても良い。まｔ、本実施形態の場合、ロボット２０の作業領域内には、保管棚８１及び作業第８２が設置されている。保管棚８１は、複数の注ぎ元容器９１を保管するための棚である。

【0015】

本実施形態では、説明を簡単にするため、保管棚８１には３種類の注ぎ元容器９１が保管されているものとする。以下の説明において、３種類の注ぎ元容器９１を区別する場合には、それぞれ第１注ぎ元容器９１１、第２注ぎ元容器９１２、及び第３注ぎ元容器９１３と称する。各注ぎ元容器９１１、９１２、９１３は、それぞれ異なる種類つまり形状や容量が異なる容器である。

【0016】

作業台８２は、例えばロボット２０が注ぎ先容器９２に対して注ぎ元容器９１の内容物Ｍを注ぐ作業を行う際に、注ぎ先容器９２を配置するための台として機能する。この場合、作業台８２は、ロボット２０の作業領域と客Ｃが存在する領域との境界とすることができる。本実施形態の場合、第１重量計１３１及び第２重量計１３２は、作業台８２に配置されている。そして、注ぎ先容器９２は、第２重量計１３２上に配置される。

【0017】

入出力装置１２は、客Ｃから手指の接触等による操作入力や音声による操作入力を受け付ける機能を有する。入出力装置１２は、例えばタッチパネルディスプレイ等のように客Ｃの手指の接触を操作入力として受け付ける接触入力部１２１と、マイク等のように客Ｃが発した特定の音声を操作入力として受け付ける音声入力部１２２と、の少なくともいずれか一方を有した操作端末である。入出力装置１２は、例えばタッチパネルディスプレイ、マイク、及びスピーカを有するいわゆるスマートフォンやタブレット端末等で構成することができる。

【0018】

第１重量計１３１及び第２重量計１３２は、計量結果を電気的に外部に出力する機能を有しており、いわゆるデジタル重量計で構成することができる。第１重量計１３１及び第２重量計１３２は、いずれも作業台８２に配置されている。この場合、第１重量計１３１は、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを含んだ注ぎ元容器９１の重量を計量することができる。また、第２重量計１３２は、注ぎ先容器９２内にある内容物Ｍの重量、若しくは注ぎ先容器９２内の内容物Ｍを含んだ注ぎ先容器９２の重量を計量することができる。なお、以下の説明において、注ぎ元容器９１の重量及び注ぎ先容器９２の重量と称した場合、特に明示しない限りは内容物Ｍも含む重量を意味する。

【0019】

ロボット２０は、例えば多関節のアーム２１を有する垂直多関節のロボットであり、制御装置３０によって制御される。本実施形態のロボット２０は、例えば人との協働を前提としており、その動作環境に安全柵が不要となるように、動作速度や重量等が設計されている。

【0020】

なお、ロボット２０は、例えば水平多関節型のロボットやパラレルリンク側のロボット、直交型のロボット等であっても良い。また、ロボット２０は、安全柵の設置を前提とするものでも良い。ロボット２０と制御装置３０とは、有線または無線により相互通信可能に構成される。また、制御装置３０は、パソコンや、スマートフォンなどの携帯端末など、その他の外部の装置に有線または無線により相互通信可能に接続されていても良い。

【0021】

ロボット２０は、例えば６軸を有する垂直多関節ロボットで構成されており、保持部２２を有している。保持部２２は、アーム２１の先端部に着脱可能に装着されている。保持部２２は、例えばチャックやグリッパと称されるいわゆるロボットハンドツールであり、開閉可能に構成されている。保持部２２は、閉じた状態で注ぎ元容器９１を把持し、開くことで注ぎ元容器９１の把持を開放する。保持部２２は、開閉量を調整することで、サイズの異なる各種の注ぎ元容器９１を把持することができる。また、ロボット２０は、詳細は図示しないが、各軸を駆動するためのモータ、各軸の回転数及び位置を検出するためのエンコーダ、及び各軸の動作を停止させるためのブレーキ等を有している。

【0022】

ロボット２０は、図２に示す制御装置３０によって制御される。カメラ１１、入出力装置１２、第１重量計１３１、及び第２重量計１３２は、制御装置３０に電気的に接続されている。そして、カメラ１１、入出力装置１２、第１重量計１３１、及び第２重量計１３２から出力されたデータは、制御装置３０に送信されて各種の処理が行われる。制御装置３０は、制御部３１を有している。制御部３１は、例えばＣＰＵ３１１や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域３１２を有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、ロボット２０全体の動作を制御する。

【0023】

制御装置３０は、詳細は図示しないが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２０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。制御装置３０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２０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２０を制御する。なお、制御装置３０は、例えばロボットコントローラと称されるロボット２０を制御することに特化した処理装置と、パソコン等の汎用的な処理装置とを組み合わせて構成することもできる。

【0024】

制御装置３０は、相関データ記憶部３０１を有している。相関データ記憶部３０１は、例えば換え可能なフラッシュメモリやハードディスクドライブ等の内部又は外部ストレージで構成することができる。また、相関データ記憶部３０１は、制御部３１が有する記憶領域３１２の一部で構成することもできる。相関データ記憶部３０１は、例えば図１０に示す相関データを記憶している。また、制御装置３０は、注ぎ元容器９１の傾け角度θｘと、その傾け角度θｘにおける注ぎ元容器９１の重量とに関する相関データを取得するためのロボットの動作プログラムを記憶している。そして、制御装置３０は、ＣＰＵ３１１においてロボットの動作プログラムを実行することにより、相関データ取得処理部３２をソフトウェアによって仮想的に実現することができる。

【0025】

［初期設定］
次に、ロボットシステム１０の初期設定の一例について、図３から図１１も参照して説明する。ロボットシステム１０の初期設定は、相関データ取得処理部３２で実行される相関データ取得処理によって行われる。すなわち、相関データ取得処理は、ロボットシステム１０によるサービスを客Ｃに提供する前に行われる初期設定である。相関データ取得処理は、各注ぎ元容器９１についての相関データを取得して相関データ記憶部３０１に記憶させる処理を含む。

【0026】

相関データは、保持部２２で保持した注ぎ元容器９１を傾けた場合の傾け角度θｘと、注ぎ元容器９１に満量まで内容物Ｍが充填されている場合を基準として傾け角度θｘにおける内容物Ｍを含む注ぎ元容器９１の重量との相関を示すデータである。この場合、２つの傾け角度θｘ間における注ぎ元容器９１の重量の差を求めることで、ある角度からある角度へ注ぎ元容器９１を傾けた場合に流出した内容物Ｍの重量を求めることができる。

【0027】

図１０に示す例は、注ぎ元容器９１内に内容物Ｍが満量まで充填されている状態つまり新品の状態から内容物Ｍが減っていない状態を基準としている。そして、図１０に示す相関データの例は、注ぎ元容器９１を傾けた場合の傾け角度θｘと、その傾け角度θｘにおける内容物Ｍを含む注ぎ元容器９１の重量との相関を示すデータ、及びロボット２０の保持部２２で保持した注ぎ元容器９１を傾けた場合の傾け角度θｘと、傾け角度θｘにおける注ぎ先容器９２に注がれた内容物Ｍの重量との相関を示すデータである。

【0028】

この場合、注ぎ元容器９１の重量には注ぎ元容器９１内に残存している内容物Ｍの重量も含まれているため、その傾け角度θｘにおける注ぎ元容器９１の重量は、その傾け角度θｘにおいて注ぎ元容器９１内に残存する内容物Ｍの残量を間接的に示している。図１０の例では、傾け角度θｘにおける注ぎ元容器９１内の現在の重量を「注ぎ元容器重量」と示している。また、図１０の例では、注ぎ先容器９２内の内容物Ｍの現在の重量、つまり注ぎ元容器９１から注がれた内容物Ｍの累積重量を「注ぎ累積重量」と示している。そしてこの場合、「注ぎ元容器重量」と「注ぎ累積重量」とは、注目する対象が注ぎ元容器９１か注ぎ先容器９２かの違いに過ぎず、実質的に同義である。相関データは、ロボットシステム１０の対象となる注ぎ元容器９１の全てについて取得される。

【0029】

相関データ取得処理は、例えば図３のフローに沿って実行される。なお、注ぎ元容器９１を傾ける際の角度つまり傾け角度は、注ぎ元容器９１を直立させた場合を基準つまり０度とする。また、相関データ取得処理において注ぎ元容器９１を傾ける角度は、０度から所定の範囲に設定されている。つまり、相関データ取得処理において、注ぎ元容器９１は、０度から所定の角度である終了角度θｚまで傾けられる。終了角度θｚは、一般的に市販されている容器を終了角度θｚで傾けた場合に、大半の容器について、容器内に内容物が残留しないような角度に設定されている。終了角度θｚは、例えば１３５度前後に設定することができるが、特定の数値に限定されるものではなく、対象とする注ぎ元容器９１の種類に応じて適宜設定することができる。

【0030】

本実施形態の相関データ取得処理は、まず、注ぎ元容器９１を傾け角度θｘで傾けた場合の注ぎ累積重量Ｗｓを取得する。そして、注ぎ元容器９１の初期の重量Ｗ０から注ぎ累積重量Ｗｓを引いた値を、傾け角度θｘにおける注ぎ元容器９１の重量Ｗｘとして計算する。

【0031】

以下の説明において、相関データ取得処理部３２で実行される処理は、制御装置３０が主体として行うものとして説明する。制御装置３０は、図３に示す制御を開始すると（スタート）、図３のステップＳ１１において、対象となる注ぎ元容器９１の初期の重量Ｗ０の初期値を計測し記憶する。この場合、注ぎ元容器９１は、初期の段階では内容物Ｍが満量まで充填されているものとする。ロボット２０は、例えば図４に示すように、保管棚８１から対象となる注ぎ元容器９１を保持部２２で把持して取り出し、図５に示すように第１重量計１３１に載せる。そして、制御装置３０は、第１重量計１３１から、注ぎ元容器９１の現在の重量Ｗｘつまり注ぎ処理前の重量Ｗ０を取得する。この注ぎ元容器９１の初期重量Ｗ０は、注ぎ元容器９１自体の重量と、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍの重量と、を含んでいる。

【0032】

また、制御装置３０は、図３のステップＳ１２において、第２重量計１３２に注ぎ先容器９２を載せた状態で０点補正を行う。これにより、以降の処理において、第２重量計１３２で計測された重量が、注ぎ元容器９１から注ぎ先容器９２に注がれた内容物Ｍの量つまり注ぎ累積重量Ｗｓとなる。この場合、注ぎ先容器９２は、例えば作業者によって第２重量計１３２に配置されても良いし、ステップＳ１１以前にロボット２０によって第２重量計１３２に配置されても良い。また、ステップＳ１１とステップＳ１２との実行順序は問わず、同時に行っても良いし、ステップＳ１１よりもステップＳ１２を先に行っても良い。

【0033】

制御装置３０は、ステップＳ１３において、傾け角度θｘを初期化つまり０度に設定する。次に、制御装置３０は、ステップＳ１４において、ロボット２０を動作させて、保持部２２で注ぎ元容器９１を保持し、その後、図６に示すように注ぎ先容器９２に対して注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを注ぐことが可能な位置まで注ぎ元容器９１を移動させる。その後、制御装置３０は、ステップＳ１５からＳ２０において、図６から図８にかけて示すように、注ぎ元容器９１の傾け角度θｘを増加角度θｄずつ増加させて、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを注ぎ先容器９２内に段階的に注いでいく。

【0034】

すなわち、制御装置３０は、まずステップＳ１５において、傾け角度θｘに増加角度θｄを加算する。この場合、増加角度θｄは、相関データの分解能となる。すなわち、増加角度θｄを小さくすることで相関データの精度は上がるが相関データ取得処理の実行時間は長くなる。一方、増加角度θｄを大きくすることで相関データ取得処理の実行時間は短くるが、相関データの精度は低下する。増加角度θｄは、注ぎ元容器９１の種類や要求する注ぎの精度等に応じて適宜設定することができる。本実施形態の場合、増加角度θｄは、例えば２度程度に設定されている。

【0035】

次に、制御装置３０は、ステップＳ１６においてロボット２０を動作させて注ぎ元容器９１を傾け角度θｘに傾ける。そして、制御装置３０は、ステップＳ１７において、傾け角度θｘを所定期間維持する。この場合、所定期間は、注ぎ元容器９１の角度を増加角度θｄ分増加させた場合に、注ぎ元容器９１からの内容物Ｍの流出が終わる程度の期間であり、例えば１秒～最大で数秒程度に設定されている。増加角度θｄが大きいほど、注ぎ元容器９１を傾けた際に流出する内容物Ｍの量は増える。そのため、制御装置３０は、増加角度θｄが大きいほど維持時間を長く設定し、逆に増加角度θｄが小さいほど維持時間を短く設定することができる。

【0036】

その後、制御装置３０は、図３のステップＳ１８において、第２重量計１３２からの検出結果つまり注ぎ先容器９２内の内容物Ｍの注ぎ累積重量Ｗｓを取得する。そして、制御装置３０は、ステップＳ１９において、注ぎ元容器９１の初期重量Ｗ０から注ぎ累積重量Ｗｓを引いた値を注ぎ元容器９１の現在重量Ｗｘとして計算する。そして、制御装置３０は、ステップＳ２０において、図１０に示すように、その注ぎ先容器９２の種類及び現在の傾け角度θｘと、その傾け角度θｘにおける注ぎ元容器９１の現在重量Ｗｓとを紐づけて記憶する。

【0037】

この相関データにおいて、傾け角度θｘと、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍの残量及び注ぎ先容器９２内の内容物Ｍの注ぎ累積重量Ｗｓとは、図１１に示すような相関関係を有している。この場合、制御装置３０は、相関を示すデータとして、図１０に示す数値を記憶しても良いし、図１０に示す数値から算出された相関関数つまり図１１に示すグラフの相関関数を記憶しても良い。

【0038】

ここで、ある量の内容物が注ぎ元容器９１内に存在している場合においてその注ぎ元容器９１を傾けた場合に内容物Ｍの流出が始まる直前の角度を開始角度θｓとする。そして、制御装置３０は、新品つまり内容物Ｍが満載の注ぎ元容器９１について、図７に示すように注ぎ累積重量Ｗｓが無い状態から注ぎ累積重量Ｗｓが発生した状態に切り替わる直前の傾け角度θｘを、その注ぎ元容器９１の開始角度θｓの初期値θｓ０として記憶する。例えば図１０の例では、第１注ぎ元容器９１１の開始角度θｓの初期値θｓ０は６０度となり、第２注ぎ元容器９１２の開始角度θｓの初期値θｓ０は６２度となる。

【0039】

制御装置３０は、図３のステップＳ２１において、傾け角度θｘが終了角度θｚに到達したか否かを判断する。傾け角度θｘが終了角度θｚに到達していない場合（ステップＳ２１でＮＯ）、制御装置３０は、ステップＳ１５に処理を戻し、傾け角度θｘが終了角度θｚに到達するまでステップＳ１５～Ｓ２１を繰り返す。これにより、注ぎ元容器９１が増加角度θｄ毎に段階的に傾けられて、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍが注ぎ先容器９２に段階的に注がれる。このようにして、相関データが自動又は半自動で取得される。

【0040】

そして、図８に示すように傾け角度θｘが終了角度θｚに到達すると（図３のステップＳ２１でＹＥＳ）、制御装置３０は、ステップＳ２２の処理を実行する。ステップＳ２２の処理は、ステップＳ１５～Ｓ２１の実行が正常に行われたか、つまり注ぎ元容器９１から注がれた内容物Ｍが注ぎ先容器９２の外部にこぼれているか否かを判断する処理である。

【0041】

この場合、制御装置３０は、例えば図９に示すように相関データを取得し終わった後における、注ぎ元容器９１の現在重量Ｗｘ及び注ぎ先容器９２の注ぎ累積重量Ｗｓを計測する。そして、注ぎ元容器９１の現在重量Ｗｘと注ぎ累積重量Ｗｓとの合計がステップＳ１５～Ｓ２１の処理の前後で一致しているか否か、つまり注ぎ元ようき９１の初期重量Ｗ０と一致しているか否かを判断する。注ぎ元容器９１の現在重量Ｗｘと注ぎ累積重量Ｗｓとの合計が注ぎ元容器９１の初期重量Ｗ０と異なる場合（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ１５～Ｓ２１の処理の途中で内容物Ｍがこぼれた等の可能性がある。そのため、制御装置３０は、ステップＳ２３において、エラー報知を行い、作業者に対して相関データの取得が失敗した旨を報知する。その後、制御装置３０は、一連の処理を終了する（エンド）。

【0042】

また、注ぎ元容器９１の現在重量Ｗｘと注ぎ累積重量Ｗｓとの合計が注ぎ元容器９１の初期重量Ｗ０と等しい場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、注ぎ元容器９１から注がれた内容物Ｍが全て注ぎ先容器９２に注がれたと判断できる。そのため、制御装置３０は、相関データの取得が成功したと判断し、一連の処理を終了する（エンド）。

【0043】

［通常運転］
次に、ロボットシステム１０を飲食店等における接客分野に適用した場合の一例として、通常運転に関する制御内容について、図１２から図２０も参照して説明する。通常運転は、ロボットシステム１０によるサービスを客Ｃに提供する際に実行される運転である。なお、ロボットシステム１０による動作が接客を伴わない場合は、図１３に示す制御内容は例えば単に注ぎ運転等と称することもできる。

【0044】

制御装置３０は、例えば注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを注ぎ先容器９２に指定された量を注ぐためのロボットの動作プログラムを記憶している。そして、制御装置３０は、ＣＰＵ３１１においてロボットの動作プログラムを実行することにより、注ぎ元容器設定処理部３３、注ぎ元容器取得処理部３４、注ぎ重量設定処理部３５、現在重量取得処理部３６、開始角度設定処理部３７、目標角度設定処理部３８、注ぎ処理部３９、判定処理部４０、及び復帰処理部４１をソフトウェアによって仮想的に実現することができる。

【0045】

注ぎ元容器設定処理部３３は、注ぎ元容器設定処理を実行可能である。注ぎ元容器設定処理は、例えば入出力装置１２に対して客Ｃからの指示つまり注文が入力された場合に、その注文内容に基づいて注ぐ対象となる内容物Ｍが入った注ぎ元容器９１を特定し設定する処理を含む。この場合、注ぎ元容器設定処理は、指定された注ぎ元容器９１の保管場所を特定する処理を含んでいても良い。また、注文内容には、客Ｃが所望する飲料等の種類と量に関する情報が含まれる。この場合、客Ｃは、入出力装置１２に対してタッチ操作や音声操作等を行い、所望する飲料の種類や量を入力することで、ロボットシステム１０に対する注文内容を指示することができる。

【0046】

注ぎ元容器取得処理部３４は、注ぎ元容器取得処理を実行可能である。注ぎ元容器取得処理は、図１及び図１３に示すように保管棚８１に保管されている複数の注ぎ元容器９１の中から、注ぎ元容器設定処理で設定された注ぎ元容器９１をロボット２０の保持部２２で把持して取得する処理を含む。注ぎ元容器取得処理部３４は、例えば次のようにして注ぎ元容器取得処理を実行することができる。

【0047】

制御装置３０は、予め注ぎ元容器９１の形状や色、ラベル等の特徴を記憶しておく。そして、注ぎ元容器取得処理部３４は、注ぎ容器取得処理の実行により、カメラ１１で取得した画像に映された複数の注ぎ元容器９１中から注ぎ元容器設定処理で設定された注ぎ元容器９１の特徴と合致するものを特定し、特定された注ぎ元容器９１を取りに行くようにロボット２０を動作させる。

【0048】

また、注ぎ元容器取得処理部３４は、例えば次のようにして注ぎ元容器取得処理を実行しても良い。制御装置３０は、予め各注ぎ元容器９１の保管場所を定めて記憶しておく。そして、注ぎ元容器取得処理部３４は、注ぎ容器取得処理の実行により、記憶されている保管場所に従って設定された注ぎ元容器９１を取りに行くようにロボット２０を動作させる。

【0049】

注ぎ重量設定処理部３５は、注ぎ重量設定処理を実行可能である。注ぎ重量設定処理は、注ぎ重量Ｗｄを設定する処理を含む。注ぎ重量Ｗｄは、注ぎ元容器９１から注ぎ先容器９２に対して注がれる内容物Ｍの重量である。また、本実施形態の場合、注ぎ重量設定処理は、例えば入出力装置１２に対する客Ｃからの注文内容に含まれる量に関する情報に基づいて、対象となる注ぎ元容器９１の内容物Ｍの注ぎ重量Ｗｄを設定する。なお、内容物Ｍが液体である場合はその内容物Ｍの比重は概ね１であるため、注ぎ重量Ｗｄを注ぎ重量若しくは注ぎ体積等と表現することができる。

【0050】

現在重量取得処理部３６は、現在重量取得処理を実行可能である。現在重量取得処理は、対象となった注ぎ元容器９１の内容物Ｍを含む現在の重量である現在重量Ｗ１１を、実測又は計算により取得する処理を含む。本実施形態の場合、現在重量取得処理は、第１重量計１３１の計測結果つまり実測値を注ぎ元容器９１内の現在重量Ｗ１１として取得する処理を含む。現在重量取得処理部３６は、例えば図１４に示すように、ロボット２０を動作させて、注ぎ元容器取得処理で保管棚８１から取り出した注ぎ元容器９１を第１重量計１３１に載せて注ぎ元容器９１の現在重量Ｗ１１を計測し取得する。

【0051】

開始角度設定処理部３７は、開始角度設定処理を実行可能である。開始角度設定処理は、注ぎ元容器９１を傾けた場合に注ぎ元容器９１から注ぎ元容器９１内の内容物Ｍの流出が開始する角度を開始角度θｓとして取得する処理を含む。この場合、例えば第１注ぎ元容器９１１について見ると、第１注ぎ元容器９１１が開封直後で内容物Ｍが減っていない場合、開始角度設定処理部３７は、開始角度θｓとして図１０の太線で囲んだ初期値の６０度を設定する。また、第１注ぎ元容器９１１について残量取得処理で取得した残量が図１２の白抜き矢印で示す４９０ｇであった場合、開始角度設定処理部３７は、４９０ｇの残量に対応する６４度を開始角度θｓとして設定する。

【0052】

目標角度設定処理部３８は、目標角度設定処理を実行可能である。目標角度設定処理は、現在重量取得処理で取得した現在重量Ｗ１１から注ぎ重量設定処理で設定された注ぎ重量Ｗｄを引いた値を注ぎ後の注ぎ元容器９１の重量である注ぎ後重量Ｗ１２として計算し、相関データに基づいて注ぎ後重量Ｗ１２から注ぎ元容器９１を傾ける角度を目標角度θｅとして設定する処理を含む。また、目標角度設定処理は、注ぎ元容器設定処理で設定された容器の種類に対応した相関データを用いて目標角度θｅを設定する処理を含む。

【0053】

具体的には、目標角度設定処理部３８は、注ぎ元容器設定処理で設定された注ぎ元容器９１の種類つまり客Ｃから指示された注ぎ元容器９１の種類が例えば第１注ぎ元容器９１１である場合、図１２に示す複数種類の注ぎ元容器についての相関データのうち、第１注ぎ元容器９１１に対応した相関データを用いて目標角度θｅを設定する。この場合、例えば現在重量取得処理で取得した現在重量Ｗ１１が図１２の白抜き矢印で示す４９０ｇであり、注ぎ重量設定処理で設定された注ぎ重量Ｗｄつまり客Ｃが指示した注ぎ重量Ｗｄが１５０ｇであった場合、目標角度設定処理部３８は、その差３４０ｇを注ぎ後重量Ｗ１２として計算する。そして、目標角度設定処理部３８は、第１注ぎ元容器９１１についての相関データから、注ぎ後重量Ｗ１２が３４０ｇである場合の傾け角度θｘこの場合８４度を、目標角度θｅとして設定する。

【0054】

注ぎ処理部３９は、注ぎ処理を実行可能である。注ぎ処理は、図１５から図１７にかけて示すように、ロボット２０を動作させて保持部２２で対象となる注ぎ元容器９１を保持した状態で注ぎ元容器９１が目標角度θｅとなるまで傾けて注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを注ぐ処理を含む。この場合、注ぎ処理部３９は、注ぎ元容器９１が目標角度θｅまで傾けられた後、その姿勢つまり注ぎ元容器９１を目標角度θｅで傾けた状態を所定期間維持する処理を含む。この場合、所定期間は、任意に設定することができるが、１秒から数秒程度が適当である。

【0055】

また、本実施形態における注ぎ処理は、注ぎ元容器９１を傾ける際の速度に関し、図１９に示すように、注ぎ元容器９１が注ぎ処理の実行前の状態つまり０度の状態から開始角度θｓに至るまでの期間における速度Ｖ１を、開始角度θｓから目標角度θｅに至るまでの期間における速度Ｖ２よりも速くする処理を含む。

【0056】

すなわち、注ぎ処理部３９は、注ぎ処理を実行すると、図１５から図１６にかけて示すように、まず、０度から開始角度θｓまでは第１速度Ｖ１で注ぎ元容器９１を傾けるようにロボット２０を動作させる。次に、図１６に示すように、注ぎ元容器９１の傾き角度が開始角度θｓに到達すると、注ぎ処理部３９は、図１６から図１７にかけて示すように、目標角度θｅに到達するまで、第１速度Ｖ１よりも遅い第２速度Ｖ２で注ぎ元容器９１を傾けるようにロボット２０を動作させる。

【0057】

判定処理部４０は、判定処理を実行可能である。判定処理は、注ぎ処理が成功したか否か、すなわち注ぎ元容器９１から注がれた内容物Ｍが注ぎ先容器９２の外にこぼれていないか否かを判定する。判定処理は、例えば注ぎ処理の実行後に注ぎ先容器９２の重量Ｗ２２を計測し、その注ぎ処理後の重量Ｗ２２と、注ぎ処理前の注ぎ先容器９２の重量Ｗ２１及び注ぎ重量Ｗｄの合計とを比較して両者が一致している場合は注ぎ処理が成功したと判断し、一致していない場合は注ぎ処理が失敗したと判断する処理を含む。判定処理は、注ぎ処理が失敗したと判断した場合は、例えばエラーを報知する処理を含んでいても良い。

【0058】

復帰処理部４１は、復帰処理を実行可能である。復帰処理は、注ぎ処理の実行後に、例えば図１８に示すように、ロボット２０を動作させて注ぎ元容器９１の傾きを元に戻すとともに注ぎ元容器９１を保管棚８１の所定の位置に戻す処理を含む。

【0059】

次に、図２０も参照して通常運転に関する一連の制御の流れを説明する。図２０の例において、ステップＳ３２の処理は、注ぎ元容器設定処理及び注ぎ重量設定処理の一例である。ステップＳ３３の処理は、注ぎ元容器取得処理の一例である。ステップＳ３４の処理は、現在重量取得処理の一例である。ステップＳ３６の処理は、開始角度設定処理の一例である。ステップＳＳ３７の処理は、目標角度設定処理の一例である。ステップＳ３８～Ｓ４０の処理は、注ぎ処理の一例である。ステップＳ４２の処理は、判定処理の一例である。そして、ステップＳ４４の処理は、復帰処理の一例である。なお、以下の説明において、各処理部３３～４１で実行される処理は、いずれも制御装置３０が主体として行うものとして説明する。

【0060】

制御装置３０は、図２０の処理を開始すると（スタート）、まずステップＳ３１において、入出力装置１２に対する操作入力この場合客Ｃからの注文を受けたか否かを判断する。入出力装置１２が操作入力を受けていない場合（ステップＳ３１でＮＯ）、制御装置３０は、入出力装置１２が操作入力を受けるまで待機する。そして、入出力装置１２が操作入力を受けると（ステップＳ３１でＹＥＳ）、制御装置３０は、ステップＳ３２へ処理を移行させる。

【0061】

制御装置３０は、ステップＳ３２において注ぎ元容器設定処理及び注ぎ重量設定処理を実行し、入出力装置１２に入力された指示内容に基づいて、対象とする注ぎ元容器９１を設定するとともに、注ぎ重量Ｗｄを設定する。次に、制御装置３０は、ステップＳ３３において、注ぎ元容器取得処理を実行し、図１３に示すように、ロボット２０を動作させて保管棚８１から設定された注ぎ元容器９１を取り出す。次に、制御装置３０は、ステップＳ３４において、現在重量取得処理を実行し、ステップＳ３３で取り出した注ぎ元容器９１の現在重量Ｗ１１を、第１重量計１３１を用いて計測しその結果を取得する。また、制御装置３０は、ステップＳ３５において、注ぎ先容器９２の現在重量Ｗ２１を、第２重量計１３２を用いて計測しその結果を取得する。

【0062】

次に、制御装置３０は、ステップＳ３６において開始角度設定処理を実行し、注ぎ元容器の種類、及び注ぎ元容器９１の現在重量Ｗ１１に基づいて相関データから開始角度θｓを計算し設定する。また、制御装置３０は、ステップＳ３７において目標角度設定処理を実行し、注ぎ元容器の種類、注ぎ元容器９１の現在重量Ｗ１１、及び注ぎ重量Ｗｄに基づいて相関データから目標角度θｅを計算し設定する。

【0063】

その後、制御装置３０は、ステップＳ３８～Ｓ４０において注ぎ処理を実行する。この場合、制御装置３０は、まずステップＳ３８において、ロボット２０を動作させて、図１５に示すように注ぎ元容器９１の注ぎを行う位置まで移動させる。次に制御装置３０は、ステップＳ３９において、図１６に示すように、０度から開始角度θｓまで第１速度Ｖ１で注ぎ元容器９１を傾けていく。そして、注ぎ元容器９１の角度が開始角度θｓに到達すると、制御装置３０は、開始角度θｓから目標角度θｅまで、第１速度Ｖ１よりも遅い第２速度Ｖ２で注ぎ元容器９１を傾けていく。これにより、図１６から図１７にかけて示すように、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍが注ぎ先容器９２内に注がれる。

【0064】

その後、制御装置３０は、ステップＳ４１において注ぎ先容器９２の重量Ｗ２２を、第２重量計１３２を用いて計測し取得する。そして、制御装置３０は、ステップＳ４２において判定処理を実行し、注ぎ先容器９２の注ぎ後重量Ｗ２２が、注ぎ先容器９２の注ぎ前の重量Ｗ２１及び注ぎ重量Ｗｄの合計と一致しているか判定する。注ぎ後重量Ｗ２２と、注ぎ先容器９２の注ぎ前の重量Ｗ２１及び注ぎ重量Ｗｄの合計とが一致していなかった場合（ステップＳ４２でＮＯ）、制御装置３０は、注ぎ処理が失敗したと判断し、ステップＳ４３へ処理を移行する。そして、制御装置３０は、入出力装置１２等を用いてエラーを報知する。なお、ステップＳ３５において、第２重量計１３２に注ぎ先容器９２を載せた状態で０点補正を行い、ステップＳ４１及びステップＳ４２において、注ぎ先容器９２の増加重量と注ぎ量Ｗｄとを比較する構成としても良い。

【0065】

また、注ぎ後重量Ｗ２２と、注ぎ先容器９２の注ぎ前の重量Ｗ２１及び注ぎ重量Ｗｄの合計とが一致していた場合（ステップＳ４２でＮＯ）、制御装置３０は、注ぎ処理が成功したと判断し、ステップＳ４４へ処理を移行する。そして、制御装置３０は、ステップＳ４４において復帰処理を実行し、注ぎ元容器９１の傾きを戻すとともに注ぎ元容器９１を保管棚８１の所定位置に戻し、その後、ステップＳ３１へ処理を戻す。そして、制御装置３０は、ステップＳ３１以降の処理を繰り返す。

【0066】

以上説明したロボットシステム１０は、ロボット２０と、相関データ記憶部３０１と、注ぎ重量設定処理部３５と、現在重量取得処理部３６と、目標角度設定処理部３８と、注ぎ処理部３９と、を備える。ロボット２０は、アーム２１の先端に取り付けられ対象とする注ぎ元容器９１を保持可能な保持部２２を有する。相関データ記憶部３０１は、例えば図１０に示す相関データを記憶している。相関データは、保持部２２で保持した注ぎ元容器９１を傾けた場合の傾け角度θｘと、注ぎ元容器９１に満量まで内容物Ｍが充填されている場合を基準として傾け角度θｘにおける内容物Ｍを含む注ぎ元容器９１の重量との相関を示すデータである

【0067】

注ぎ重量設定処理部３５は、注ぎ重量設定処理を実行可能である。注ぎ重量設定処理は、注ぎ元容器９１の内容物Ｍが注がれる重量である注ぎ重量Ｗｄを設定する処理を含む。現在重量取得処理部３６は、現在重量取得処理を実行可能である。現在重量取得処理は、内容物Ｍを含む注ぎ元容器９１の現在の重量である現在重量Ｗ１１を取得する処理を含む。目標角度設定処理部３８は、目標角度設定処理を実行可能である。目標角度設定処理は、現在重量Ｗ１１から注ぎ重量Ｗｄを引いた値を注ぎ後の注ぎ元容器の重量である注ぎ後重量Ｗ１２として計算し、相関データに基づいて注ぎ後重量Ｗ１２から注ぎ元容器９１を傾ける角度を目標角度θｅとして設定する処理を含む。注ぎ処理部３９は、注ぎ処理を実行可能である。注ぎ処理は、ロボット２０を動作させて保持部２２で注ぎ元容器９１を保持した状態で注ぎ元容器９１が目標角度θｅとなるまで傾けて注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを注ぐ処理を含む。

【0068】

ここで、注ぎ元容器９１から注ぎ先容器９２へ液体等の内容物Ｍを注ぐ場合、例えば注ぎ元容器９１から流出する内容物Ｍの量を逐次計測したり、注ぎ元容器９１や注ぎ先容器９２の重量の変化を逐次計測したりして、指定量に達したら注ぎ元容器９１の傾けを戻すようないわゆるフィードバック制御が考えられる。しかし、フィードバック制御では、重量計１３１、１３２等からの測定結果を受けてロボット２０を動作させるため、注ぎ重量を正確に制御しようとすると動作が遅くなり、注ぐ動作を速く行おうとするとオーバーシュートが発生し易くなる。

【0069】

これに対し、本実施形態によれば、ロボットシステム１０は、注ぎ処理によって注ぐ動作を行う際には重量計１３１、１３２等他の機器からのフィードバックを必要としないため、比較的速く動作を行うことができる。そして、ロボットシステム１０は、目標角度θｅまで傾けるだけで良いため、オーバーシュートも発生し難く、したがって比較的正確に指定された注ぎ重量Ｗｄを注ぐことができる。このように、本実施形態によれば、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを素早くかつ比較的正確に注ぐことができる。

【0070】

また、ロボットシステム１０は、開始角度設定処理部３７を更に備えている。開始角度設定処理部３７は、開始角度設定処理を実行可能である。開始角度設定処理は、注ぎ元容器９１を傾けた場合に注ぎ元容器９１から注ぎ元容器９１内の内容物Ｍの流出が開始する角度を開始角度θｓとして取得する処理を含む。そして、この場合、注ぎ処理は、注ぎ元容器９１を傾ける際の速度に関し、注ぎ元容器９１が注ぎ処理の実行前の状態から開始角度θｓに至るまでの期間における速度Ｖ１を、開始角度θｓから目標角度θｅに至るまでの期間における速度Ｖ２よりも速くする処理を含む。

【0071】

すなわち、０度の状態から開始角度θｓまでは注ぎ元容器９１を傾けても内容物Ｍが流出しない又は流出し難いため、比較的速い第１速度Ｖ１で注ぎ元容器９１を傾けることで、注ぎ処理にかかる時間を短縮することができる。そして、開始角度θｓから目標角度θｅまでは、第１速度Ｖ１よりも遅い第２速度Ｖ２で注ぎ容器９１を傾けることで、注ぎ元容器９１の内容物Ｍが暴れて飛び散ることを抑制できる。これにより、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍを更に素早くかつ正確に注ぐことができる。

【0072】

また、ロボットシステム１０は、注ぎ元容器設定処理部３３を更に備えている。注ぎ元容器設定処理部３３は、注ぎ元容器設定処理を実行可能である。注ぎ元容器設定処理は、注ぎ処理の対象となる注ぎ元容器９１の種類を設定する注ぎ元容器設定処理を含む。また、相関データ記憶部３０１は、複数種類の注ぎ元容器９１についての相関データを記憶している。そして、目標角度設定処理は、注ぎ元容器設定処理で設定された注ぎ元容器９１の種類に対応した相関データを用いて目標角度θｅを設定する処理を含む。

【0073】

これによれば、ロボットシステム１０は、複数種類の注ぎ元容器９１について注ぎ処理を行うことができるため、利便性の向上を図ることができる。

【0074】

また、ロボットシステム１０は、注ぎ元容器９１内の内容物Ｍとともに注ぎ元容器９１の重量を計測可能な第１重量計１３１を更に備えている。そして、現在重量取得処理は、注ぎ処理の前に実行され、第１重量計１３１計で計測した注ぎ元容器９１の重量を現在重量Ｗ１１として取得する処理を含む。これによれば、ロボットシステム１０は、注ぎ元容器９１の現在重量Ｗ１１を実測値とすることで正確な現在重量Ｗ１１を取得することができる。これにより、現在重量Ｗ１１と注ぎ重量Ｗｄとに基づき相関データから算出される目標角度θｅも正確の値とすることができる。その結果、このロボットシステム１０によれば、比較的素早い動作で、かつ、注ぎ元容器９１の内容物Ｍをより精密につまり、注ぎ元容器９１から実際に注がれた内容物Ｍの重量を、指定された注ぎ重量Ｗｄにより近いものとすることができる。

【0075】

（第２実施形態）
次に、図２１から図２３を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態では、制御装置３０が図２１に示す目標角度記憶処理部４２を更に備えている点、及び現在重量取得処理が注ぎ元容器９１の実測値ではなく前回の目標角度からの推定値である点で異なっている。

【0076】

目標角度記憶処理部４２は、目標角度記憶処理を実行可能である。目標角度記憶処理は、図２２に示すように、注ぎ処理で用いられた目標角度θｅつまり前回の目標角度θｅを注ぎ処理が実行された注ぎ元容器９１と紐づけて記憶する処理を含む。前回の目標角度θｅと注ぎ元容器９１とを紐づけしたデータは、例えば制御部３１が有する記憶領域３１２や外部ストレージ等に記憶される。

【0077】

例えば第１注ぎ元容器９１１に対して前回実行された注ぎ処理における目標角度θｅが６４度である場合、図２２の「第１注ぎ元容器」の欄に示すように「６４度」が記憶される。また、例えば第２注ぎ元容器９１２に対して注ぎ処理が一度も実行されていない場合、つまり第２注ぎ容器９１２が新品である場合、図２２の「第２注ぎ元容器」の欄に示すように「なし」が記憶される。

【0078】

また、本実施形態の通常運転における制御内容は、図２３に示すように、上記第１実施形態に対して、図２０のステップＳ３４に代えてステップＳ５１の処理を有している点、及びステップＳ５２の処理を更に備えている点で異なる。この場合、ステップＳ５１の処理は、現在重量取得処理の一例である。また、ステップＳ５２の処理は、目標角度記憶処理の一例である。

【0079】

制御装置３０は、ステップＳ５１の処理において、目標角度記憶処理で記憶されたデータの中からステップＳ３２で設定された注ぎ元容器９１に紐づけされた前回の目標角度θｅを取得する。そして、制御装置３０は、相関データから前回の目標角度θｅに対応する注ぎ元容器９１の重量の値を現在重量Ｗ１１として推定する。例えば図２２の第１注ぎ元容器の欄に示すように前回の目標角度θｅが６４度である場合、制御装置３０は、図１２の相関データに基づいて、傾け角度θｘが６４度のときの第１注ぎ元容器９１１の重量４９０ｇを、第１注ぎ元容器９１１の現在重量Ｗ１１であると推定する。また、例えば図２２の第２注ぎ元容器の欄に示すように前回の目標角度θｅが「なし」である場合、目標角度θｅは０度から開始角度θｓの初期値の範囲とすることができる。

【0080】

また、制御装置３０は、ステップＳ５２において、現在の目標角度θｅを記憶する。ステップＳ５２の処理は、ステップＳ３７からステップＳ４４の範囲内であればどのタイミングで実行されても良い。

【0081】

本実施形態によれば、ロボットシステム１０は、目標角度記憶処理部４２を更に備えている。目標角度記憶処理部４２は、目標角度記憶処理を実行可能である。目標角度記憶処理は、注ぎ処理で用いられた目標角度θｅを注ぎ処理が実行された注ぎ元容器９１と紐づけて記憶する処理を含む。また、現在重量取得処理は、目標角度記憶処理で記憶された、注ぎ元容器９１に対して実行された前回の注ぎ処理における目標角度θｅから相関データに基づいて現在重量Ｗ１１を取得する処理を含む。

【0082】

これによれば、上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。更に、本実施形態によれば、注ぎ元容器９１の現在重量Ｗ１１を取得する際に、注ぎ元容器９１を第１重量計１３１に置いて実測する必要がない。このため、注ぎ元容器９１を第１重量計１３１に置いて計測する期間を短縮することができるため、注ぎ元容器の内容物Ｍを注ぐ動作をより素早く行うことができる。

【0083】

（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各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。
上記各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。
また、上記各実施形態は、適宜組み合わせることができる。

【0084】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0085】

１０…ロボットシステム、２０…ロボット、２１…アーム、２２…保持部、３０…制御装置、３０１…相関データ記憶部、３１１…ＣＰＵ、３３…元容器設定処理部、３５…重量設定処理部、３６…現在重量取得処理部、３７…開始角度設定処理部、３８…目標角度設定処理部、４２…目標角度記憶処理部、９１、９１１、９１２、９１３…注ぎ元容器、１３１…第１重量計（重量計）、１３２…第２重量計（重量計）、Ｍ…内容物

【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】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】