JP7721755B2 - ハンド装置および移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品を把持するハンド装置および移載装置に関する。

従来、物品をハンドで把持して移載先へ移載するために、例えば下記の特許文献１に記載された移載装置が知られている。

この移載装置では、サイズ違いの多品種の物品を１台のハンドで把持して移載するために、物品の形状および移載先に対応した把持状態になるように制御している。

特開２００７－２５４０７８号公報

前述の移載装置では、多品種の物品を１台のハンドで把持することになるため、物品の形状および移載先に対応した把持状態になるように制御する必要がある。

本発明が解決しようとする課題は、多品種の物品を把持できるハンド装置および移載装置を提供することにある。

本発明のハンド装置は、物品の第１被吸着面を把持する吸着面を有する第１吸着部と、前記物品の前記第１被吸着面に交差する第２被吸着面を把持する第２吸着部と、を備え、前記第１吸着部は、前記物品の前記第１被吸着面を把持するとともに、前記第２吸着部は、前記第１吸着部の前記吸着面に対向する空間を前記第１吸着部の前記吸着面の端部側から中間位置へ横切るように前記第１吸着部の前記吸着面の中間位置に位置する前記第２被吸着面に向けて移動して、前記物品の前記第２被吸着面を把持する。

本発明によれば、多品種の物品を把持できる。

本発明の一実施の形態を示す移載装置の側面図である。 同上移載装置による物品の移送先であるかご車の平面図である。 同上移載装置のハンド装置の吸着部と基準点との関係を示す平面図である。 同上ハンド装置の吸着部および第２吸着部の動きを（ａ）～（ｄ）に示す側面図である。 同上移載装置の制御部のブロック図である。 同上移載装置の移載処理を説明するフローチャートである。 同上移載装置で作成される把持計画の例を（ａ）～（ｆ）に説明する平面図である。 同上移載装置で作成される把持計画の例を（ａ）～（ｅ）に説明する平面図である。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１に移載装置１０を示す。移載装置１０は、移載元から物品１１を取り出し、取り出した物品１１を移載先へ移載する。

物品１１は、例えば、収容物を収容する段ボール箱などの直方体やラップラウンド式のケースである。移載対象の物品１１の形状および寸法は、単一種類の場合や、複数種類の場合がある。物品１１は平坦状の外面を含み、物品１１の上面は移載装置１０によって吸着把持される被吸着面（第１被吸着面）１１ａであり、この被吸着面１１ａに交差する一側面は移載装置１０によって吸着把持可能な場合に吸着把持される第２被吸着面１１ｂである。

移載元は、単一種類の物品１１または複数種類の物品１１が所定の積付パターンで積み付けられているパレット１２である。例えばフォークリフトやコンベヤなどの搬送装置により、物品１１の積み付けられているパレット１２が移載装置１０の動作範囲に対応した所定の移載元位置に搬入され、物品１１が必要数取り出された後、または取り出されて空となったパレット１２が移載元位置から搬出される。なお、移載元は、移載する物品１１を順次搬入するコンベヤであってもよい。

移載先は、図１および図２に示すように、例えば、ロールボックスパレットと呼ばれるかご車（かご台車）１３である。かご車１３は、複数のキャスター１４を有する台車部１５と、この台車部１５上で周囲の側面のうち背面、左側面および右側面の３面に立設された格子状のパネル１６とを備えている。台車部１５上にパネル１６が立設されない前面に物品１１を出し入れ可能とする開口部１７が設けられ、さらに、かご車１３の上面が開口されている。空のかご車１３が移載装置１０の動作範囲に対応した所定の移載先位置に搬入され、物品１１が移載されたかご車１３が移載先位置から搬出される。なお、移載先は、長尺な台車部の長手方向の両端にパネルを有するカートラックなどでもよい。

図２には、複数種類の物品１１がかご車１３に移載される例を示し、物品１１の被吸着面１１ａの長辺がかご車１３の開口部１７に平行な左右方向である第１方向Ｘに沿う位置姿勢と、物品１１の被吸着面１１ａの長辺がかご車１３の開口部１７に交差する前後方向である第２方向Ｙに沿う位置姿勢とが混在される場合もある。さらに、物品１１は、かご車１３に対して、開口部１７に平行な幅方向に複数並ぶとともに開口部１７に対して奥側と手前側を含む奥行方向に複数並んで配列される場合もある。

また、移載装置１０は、物品１１を把持するハンド装置２０と、このハンド装置２０の位置を移動させる移動機構２１とを備えている。

ハンド装置２０は、移動機構２１に取り付けられるベース２３と、物品１１の上面の被吸着面１１ａを吸着把持する上面吸着部である吸着部（第１吸着部）２４と、物品１１の側面の第２被吸着面１１ｂを吸着把持する側面吸着部である第２吸着部２５と、この第２吸着部２５との間で物品１１を挟持するパーム２６とを備えている。

吸着部２４は、エアシリンダなどによりベース２３に対して昇降移動される。吸着部２４の下面には、吸着パッドが設けられ、物品１１の被吸着面１１ａを吸着把持する吸着面２４ａが形成されている。

吸着部２４は、図３の平面図に示すように、左右方向である第１方向Ｘに複数並設されている。本実施の形態では、吸着部２４は、一方側である左側の吸着部２４Ｌと他方側である右側の吸着部２４Ｒとを備えている。各吸着部２４Ｌ，２４Ｒは、左右方向である第１方向Ｘの幅が、第１方向Ｘに交差する前後方向である第２方向Ｙの幅よりも小さい寸法関係にある。吸着部２４Ｌ，２４Ｒは、各々が独立して吸着／解除を切り換え可能とする。なお、吸着部２４は、第２方向Ｙにも複数並設されていてもよく、あるいは第１方向Ｘおよび第２方向Ｙとも１つのみでもよい。

吸着部２４の第１方向Ｘの幅は、ハンド装置２０の他の部分の幅よりも広いか略同じ幅にあり、また、吸着部２４の第２方向Ｙにおける第２吸着部２５側とは反対側の端部は、ハンド装置２０の他の部分（パーム２６を除く）よりも突出されているか略同じ位置にある。

そして、吸着部２４は、図４（ａ）に示すように、吸着把持する物品１１の寸法に応じて、第２吸着部２５を使用しない場合には下降移動され、また、図４（ｂ）～（ｄ）に示すように、物品１１の寸法に応じて、第２吸着部２５を使用する場合には上昇移動される。

第２吸着部２５は、エアシリンダなどによりベース２３に対して昇降移動されるとともに、エアシリンダなどによりベース２３に沿って水平方向である第２方向Ｙに移動される。第２吸着部２５の側面には、吸着パッドが設けられ、物品１１の第２被吸着面１１ｂを吸着把持する第２吸着面２５ａが形成されている。第２吸着部２５は、図３の平面図に示すように、吸着部２４に対応して、第１方向Ｘに複数並設されている。本実施形態では、第２吸着部２５は、左側の第２吸着部２５Ｌと右側の第２吸着部２５Ｒとを備えている。第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒは、各々が独立して吸着／解除を切り換え可能とする。

そして、第２吸着部２５は、図４（ａ）に示すように、物品１１の寸法に応じて使用不可の場合には、吸着部２４の吸着面２４ａよりも上昇移動され、また、図４（ｂ）～（ｄ）に示すように、物品１１の寸法に応じて使用可能な場合には、吸着部２４の吸着面２４ａよりも下降移動されるとともに、図４（ｃ）に示すように、物品１１の第２方向Ｙの寸法が小さい場合には、吸着部２４の吸着面２４ａの下方の空間を横切るように第２方向Ｙに所望量だけ水平移動される。

パーム２６は、エアシリンダなどによりベース２３に対して昇降移動されるとともに、エアシリンダなどによりベース２３に沿って水平方向である第２方向Ｙに移動される。そして、パーム２６は、図４（ａ）（ｄ）に示すように、物品１１の寸法に応じて使用不可の場合には、吸着部２４から離反するように第２方向Ｙに移動されるとともに吸着部２４の吸着面２４ａよりも上昇移動され、また、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、物品１１の寸法に応じて使用可能な場合には、吸着部２４の吸着面２４ａよりも下降移動されるとともに吸着部２４に吸着把持された物品１１に向けて移動される。

また、図１に示すように、移動機構２１は、多関節型ロボットであり、基台２８と、この基台２８上に旋回可能に設けられたロボットアーム２９とを備えている。ロボットアーム２９は、複数の回動可能な軸を有し、先端部を任意の位置に移動可能とする。ロボットアーム２９の先端部には常に鉛直状態に保たれる回動軸３０を有し、この回動軸３０の下端にハンド装置２０のベース２３が取り付けられている。なお、移動機構２１は、多関節型ロボットに限らず、例えば３軸の直交するスライド軸により構成される直交型移動機構などでもよい。

次に、図５に移載装置１０を制御する制御部４０を示す。

制御部４０には、管理端末４１と、カメラ４２とが接続されている。

管理端末４１は、物品１１の情報、および作業情報などを管理している。物品１１の情報には、移載対象の物品１１の形状および寸法などが含まれる。作業情報には、パレット１２上の物品１１の積付パターン、位置および向きなどの姿勢を含む位置姿勢、および取出順序や、かご車１３の形状および寸法、かご車１３への物品１１の積付パターン、かご車１３での物品１１の位置および向きなどの姿勢を含む位置姿勢、および積付順序などが含まれる。

カメラ４２は、移載元位置に配置されたパレット１２上の物品１１の荷姿を上方から撮影する。パレット１２には物品１１が所定の積付パターンで積み付けられていることから、物品１１の位置姿勢は把握できるが、物品１１の位置ずれ、配置換え、または取り出しによって荷姿に欠けがあるなどの場合もあるので、実際の物品１１の位置姿勢の情報を取得するためにカメラ４２が用いられている。

また、制御部４０は、記憶部４４と、把持姿勢決定部４５と、動作計画生成部４６と、ロボットコントローラ４７とを備えている。

記憶部４４は、ハンド情報、作業情報、および商品情報などを記憶している。ハンド情報には、吸着部２４の吸着面２４ａに対して予め設定された複数の基準点の位置（座標）、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの各方向において予め設定された寸法に関する複数の範囲などが含まれる。また、作業情報には、かご車１３への物品１１の積付パターン、積付順序、位置姿勢を含む積付情報、かご車１３の寸法形状などの積付先情報が含まれる。また、物品情報には、移載対象の物品１１の形状および寸法が含まれる。

把持姿勢決定部４５は、基準点決定部４９および吸着部決定部５０を備え、物品１１の把持計画を作成する。

基準点決定部４９は、物品１１の寸法情報と積付情報とから、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点を決定し、この決定された基準点に基づいた物品１１に対する吸着面２４ａの把持姿勢を決定し、さらに、決定された吸着面２４ａの基準点および把持姿勢に対応して、物品１１の被吸着面１１ａにおける把持目標位置を決定する。この物品１１の把持目標位置は、例えば、決定された吸着面２４ａの基準点と重なる位置であり、三次元情報で定義されることが可能である。なお、物品１１の寸法および把持姿勢に応じて、吸着面２４ａの基準点および把持姿勢、ならびに物品１１の把持目標位置は変化する。

吸着部決定部５０は、左右の吸着部２４の使用数、第２吸着部２５の使用有無、第２吸着部２５の使用時の使用数および第２方向Ｙへの移動量を決定する。

したがって、把持姿勢決定部４５は、吸着面２４ａの基準点および把持姿勢の決定、物品１１の被吸着面１１ａの把持目標位置の決定、各吸着部２４，２５の使用状況の決定を含む把持計画を作成する。

動作計画生成部４６は、パレット１２上からの物品１１の取出順序、ハンド装置２０およびロボットアーム２９を動作させる動作計画を作成する。動作計画では、把持計画で作成された吸着面２４ａの基準点がパレット１２上の物品１１の把持目標位置と所定の位置関係となる把持姿勢でハンド装置２０が物品１１を把持するように、ハンド装置２０およびロボットアーム２９を動作させるための原点位置からの動作量を生成する。所定の位置関係とは、例えば、吸着面２４ａの基準点とパレット１２上の物品１１の把持目標位置とが重なり、吸着面２４ａの第１方向Ｘおよび第２方向Ｙと物品１１の被吸着面１１ａの第１方向Ｘおよび第２方向Ｙとが一致する把持姿勢となる位置関係である。また、動作計画では、吸着面２４ａの基準点がかご車１３に物品１１を移載する移載目標位置に移動するように、ハンド装置２０およびロボットアーム２９を動作させる動作量を生成する。

ロボットコントローラ４７は、動作計画生成部４６で生成された動作計画に従って、ハンド装置２０およびロボットアーム２９の動作を制御する。

そして、移載装置１０では、パレット１２上から予め設定されている順序で物品１１を取り出し、かご車１３に予め設定されている積付パターンで積み付ける。その際、かご車１３の側面にパネル１６が立設されているため、かご車１３の側面のパネル１６がない開口部１７にロボットアーム２９が位置する必要があり、このロボットアーム２９の位置を考慮したうえで、ハンド装置２０の吸着面２４ａの所定位置に物品１１を吸着把持し、かご車１３に移載しなければならない。

図２に示すように、かご車１３での物品１１の位置姿勢が第１方向Ｘの一方側である左側に移載される物品１１は左側に寄せるために左基準で吸着面２４ａの基準点および寸法に関する範囲が決定され、かご車１３での物品１１の位置姿勢が第１方向Ｘの他方側である右側に移載される物品１１は右側に寄せるために右基準で吸着面２４ａの基準点および寸法に関する範囲が決定される。さらに、かご車１３に移載される物品１１の位置および向きなどの位置姿勢に対応して、パレット１２上から物品１１を取り出す際のハンド装置２０の把持姿勢が決定される。

図３に示すように、吸着面２４ａには、第１方向Ｘの一方側である左側から１～５の基準列が所定の間隔で設定され、第２方向Ｙの一方側からＡ、Ｂ、Ｃの基準行が所定の間隔で設定され、これら基準列と基準行とが交差する位置に、Ａ１～Ａ５、Ｂ１～Ｂ５、Ｃ１～Ｃ５の基準点が予め設定されている。１、３、５の基準列は各吸着面２４ａの第１方向Ｘの端部に位置され、２、４の基準列は各吸着面２４ａの第１方向Ｘの中間（中央）に位置され、Ａ、Ｃの基準行は吸着面２４ａの第２方向Ｙの端部に位置され、Ｂの基準行は吸着面２４ａの第２方向Ｙの中間（中央）に位置されている。これら基準点は、吸着面２４ａが物品１１を吸着把持する際やかご車１３に物品１１を移載する際に、ハンド装置２０およびロボットアーム２９の動作制御の基準となる。

さらに、吸着面２４ａの基準点と、左右の吸着部２４の使用数と、第２吸着部２５およびパーム２６の使用有無とは、把持姿勢での物品１１の第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの各方向の寸法が予め設定されている寸法に関する複数の範囲（基準範囲）のうちのどの範囲に属するかによって決定される。

この寸法に関する複数の範囲は、例えば基準点が利用される。左基準の場合には、第１方向Ｘの１～３の基準列範囲に対応する第１方向第１範囲Ｘ１、１～４の基準列範囲に対応する第１方向第２範囲Ｘ２、１～５の基準列範囲に対応する第１方向第３範囲Ｘ３、１～５の基準列範囲よりも長い範囲に対応する第１方向第４範囲Ｘ４が設定されている。さらに、第２方向ＹのＡ～Ｃの基準行範囲に対応する第２方向第１範囲Ｙ１、Ａ～Ｃの基準行範囲よりも長い範囲に対応する第２方向第２範囲Ｙ２、第２方向第１範囲Ｙ１よりも長く第２方向第２範囲Ｙ２よりも短い範囲に対応する第２方向第３範囲Ｙ３に設定されている。

また、右基準の場合には、第１方向Ｘの５～３の基準列範囲に対応する第１方向第１範囲、５～２の基準列範囲に対応する第１方向第２範囲、５～１の基準列範囲に対応する第１方向第３範囲、５～１の基準列範囲よりも長い範囲に対応する第１方向第４範囲が設定されている。さらに、第２方向ＹのＡ～Ｃの基準行範囲に対応する第２方向第１範囲、Ａ～Ｃの基準行範囲よりも長い範囲に対応する第２方向第２範囲、第２方向第１範囲よりも長く第２方向第２範囲よりも短い範囲に対応する第２方向第３範囲に設定されている。

なお、基準範囲は、任意に設定でき、例えば基準点間の実寸法とは別の長さ範囲が設定されてもよい。

次に、移載装置１０の移載動作を図６のフローチャートを参照して説明する。

制御部４０は、管理端末４１から物品１１の情報、および作業情報を取得する（ステップＳ１）。物品１１の情報には、物品１１の形状および寸法などが含まれる。作業情報には、パレット１２上の物品１１の積付パターン、位置および向きなどの姿勢を含む位置姿勢、および取出順序や、かご車１３への物品１１の積付パターン、かご車１３での物品１１の位置および向きなどの姿勢を含む位置姿勢、および積付順序などが含まれる。

かご車１３が移載先位置に到着され（ステップＳ２のＹＥＳ）、物品１１の積み付けられているパレット１２が移載元位置に到着されると（ステップＳ３のＹＥＳ）、ロボットアーム２９が原点位置に復帰される（ステップＳ４）。

制御部４０の把持姿勢決定部４５により把持計画が作成される（ステップＳ５）。把持計画には、吸着面２４ａの基準点および把持姿勢の決定、物品１１の把持目標位置の決定、吸着部２４，２５およびパーム２６の使用状況の決定が含まれる。

把持計画では、かご車１３への移載対象の物品１１の位置および向きなどの位置姿勢から、左基準か右基準かが判断されるとともに、物品１１の長辺および短辺と吸着部２４の第１方向Ｘおよび第２方向Ｙとの対応関係が判断される。判断された左基準または右基準の対応する範囲と物品１１の第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの寸法とにより、吸着面２４ａの基準点および把持姿勢、吸着部２４，２５やパーム２６の使用状況などが決定される。

例えば左基準の場合、第１方向Ｘにおいては、把持姿勢での物品１１の寸法が１～３の基準列範囲に対応する第１方向第１範囲Ｘ１にある場合には第１方向Ｘの一方側端部の「１」の基準列および左側の吸着部２４Ｌ，２５Ｌの使用に決定され、物品１１の寸法が１～３よりも長い範囲を含む１～４の基準列範囲に対応する第１方向第２範囲Ｘ２にある場合には左側の吸着部２４Ｌの吸着面２４ａにおける第１方向Ｘの中間位置の「２」の基準列および左側の吸着部２４Ｌ，２５Ｌの使用に決定され、物品１１の寸法が１～４よりも長い範囲を含む１～５の基準列範囲に対応する第１方向第３範囲Ｘ３にある場合には第１方向Ｘの一方側端部の「１」の基準列および左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒの使用に決定され、物品１１の寸法が１～５の基準列範囲よりも長い範囲に対応する第１方向第４範囲Ｘ４にある場合には左右の吸着部２４Ｌ，２４Ｒの中間位置の「３」の基準列および左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒの使用に決定される。なお、右基準の場合には右側からの範囲に基づいて決定される。

第２方向Ｙにおいては、物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲に対応する第２方向第１範囲Ｙ１にある場合には第２方向Ｙの一方側端部の「Ａ」の基準行および第２吸着部２５とパーム２６の使用が決定され、物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長いが超過量が所定の閾値よりも小さい範囲に対応する第２方向第３範囲Ｙ３にある場合には第２方向Ｙの他方側端部の「Ｃ」の基準行および第２吸着部２５の使用とパーム２６の不使用が決定され、物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長く超過量が所定の閾値よりも大きい範囲に対応する第２方向第２範囲Ｙ２にある場合には第２方向Ｙの中間位置の「Ｂ」の基準行および第２吸着部２５とパーム２６の不使用が決定される。閾値は第２吸着部２５の使用と不使用を決定するもので、閾値よりも小さい場合には、第２吸着部２５を使用するために吸着面２４ａに対して物品１１が第２方向Ｙに多少片寄っても安定して把持することが可能であり、閾値よりも大きい場合には、第２吸着部２５を使用すると、吸着面２４ａに対して物品１１が第２方向Ｙに大きく片寄って安定して把持することが難しくなる。なお、右基準の場合もＡ～Ｃの基準行範囲に基づいて決定される。

これら第１方向Ｘと第２方向Ｙとで決定された基準列と基準行とが交差する位置が、吸着面２４ａの基準点として決定される。

さらに、決定された基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａの位置が把持目標位置に決定される。第１方向ｘにおいては、「１」の基準列が決定された場合には物品１１の被吸着面１１ａにおける左位置が把持目標に決定され、「２」、「３」または「４」の基準列が決定された場合には物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの中間位置（中央位置）が把持目標に決定され、「５」の基準列が決定された場合には物品１１の被吸着面１１ａにおける右位置が把持目標に決定される。

また、第２方向Ｙにおいては、「Ａ」の基準行が決定された場合には物品１１の被吸着面１１ａにおける第２方向Ｙの一方側である奥側位置が把持目標に決定され、「Ｂ」の基準行に決定された場合には物品１１の被吸着面１１ａにおける第２方向Ｙの中間位置（中央位置）が把持目標に決定され、「Ｃ」の基準行に決定された場合には物品１１の被吸着面１１ａにおける第２方向Ｙの他方側である手前側位置が把持目標に決定される。これら第１方向Ｘの把持目標と第２方向Ｙの把持目標とが交差する位置により、物品１１の被吸着面１１ａの把持目標位置が決定される。

さらに、決定された基準点に応じて吸着部２４，２５およびパーム２６の使用状況が決定される。第１方向Ｘにおいて、「１」の基準列に決定された場合には左側の吸着部２４Ｌのみ、または左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒの使用が決定され、「２」の基準列に決定された場合には左側の吸着部２４Ｌの使用が決定され、「３」の基準列に決定された場合には左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒの使用が決定される。

また、第２方向Ｙにおいて、「Ａ」の基準行が決定された場合には第２吸着部２５（使用が決定された吸着部２４Ｌ，２４Ｒに対応する第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒ）およびパーム２６の使用が決定され、「Ｂ」の基準行に決定された場合には第２吸着部２５およびパーム２６の不使用が決定され、「Ｃ」の基準行に決定された場合には第２吸着部２５（使用が決定された吸着部２４Ｌ，２４Ｒに対応する第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒ）の使用およびパーム２６の不使用が決定される。

図７および図８に、物品１１の移載先での位置姿勢が第１方向Ｘの一方側である左側かつ第２方向Ｙの一方側である奥側になる場合の左基準での把持計画の具体例を示す。

図７（ａ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～３の基準列範囲に対応する第１方向第１範囲Ｘ１にあり、「１」の基準列に決定されるとともに、左側の吸着部２４Ｌの使用に決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準列範囲に対応する第２方向第１範囲Ｙ１にあり、「Ａ」の基準行に決定されるとともに、左側の第２吸着部２５Ｌおよびパーム２６の使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ａ１」に決定され、この決定された「Ａ１」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの左側でかつ第２方向Ｙの奥側の位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ａ１」の基準点に決定されることにより、左側の吸着部２４Ｌで物品１１が吸着把持できるとともに、左側の第２吸着部２５Ｌおよびパーム２６が併用されて物品１１の把持が安定する。

図７（ｂ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～３よりも長い範囲を含む１～４の基準列範囲に対応する第１方向第２範囲Ｘ２にあり、「２」の基準列に決定されるとともに、左側の吸着部２４Ｌの使用に決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲に対応する第２方向第１範囲Ｙ１にあり、「Ａ」の基準行に決定されるとともに、左側の第２吸着部２５Ｌおよびパーム２６の使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ａ２」に決定され、この決定された「Ａ２」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの中間でかつ第２方向Ｙの奥側の位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ａ２」の基準点に決定されることにより、左側の吸着部２４Ｌで物品１１が第１方向Ｘに片寄りなく吸着され、物品１１の把持が安定するとともに、左側の第２吸着部２５Ｌおよびパーム２６が併用されて物品１１の把持がより安定する。

図７（ｃ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～３の基準列範囲に対応する第１方向第１範囲Ｘ１にあり、「１」の基準列に決定されるとともに、左側の吸着部２４Ｌの使用に決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長いが超過量が所定の閾値よりも小さい範囲に対応する第２方向第３範囲Ｙ３にある場合には、「Ｃ」の基準行に決定されるとともに、左側の第２吸着部２５Ｌの使用およびパーム２６の不使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ｃ１」に決定され、この決定された「Ｃ１」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの左側でかつ第２方向Ｙの手前側の位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ｃ１」の基準点に決定されることにより、左側の吸着部２４Ｌで物品１１が吸着把持できるとともに、左側の第２吸着部２５Ｌが併用されて物品１１の把持が安定する。

図７（ｄ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～３よりも長いＡ１～Ａ４の基準列範囲に対応する第１方向第２範囲Ｘ２にあり、「２」の基準列に決定されるとともに、左側の吸着部２４Ｌの使用に決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長いが超過量が所定の閾値よりも小さい範囲に対応する第２方向第３範囲Ｙ３にあることにより、「Ｃ」の基準行に決定されるとともに、左側の第２吸着部２５Ｌの使用およびパーム２６の不使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ｃ２」に決定され、この決定された「Ｃ２」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの中間でかつ第２方向Ｙの手前側の位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ｃ２」の基準点に決定されることにより、左側の吸着部２４Ｌで物品１１が第１方向Ｘに片寄りなく吸着され、物品１１の把持が安定するとともに、左側の第２吸着部２５Ｌが併用されて物品１１の把持がより安定する。

図７（ｅ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～３の基準列範囲に対応する第１方向第１範囲Ｘ１にあり、「１」の基準列に決定されるとともに、左側の吸着部２４Ｌの使用に決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長く超過量が所定の閾値よりも大きい範囲に対応する第２方向第２範囲Ｙ２にあることにより、「Ｂ」の基準行に決定されるとともに、第２吸着部２５およびパーム２６の不使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ｂ１」に決定され、この決定された「Ｂ１」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける左側でかつ第２方向Ｙの中間位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ｂ１」の基準点が決定されることにより、左側の吸着部２４Ｌで物品１１が第２方向Ｙに片寄りなく吸着され、物品１１の把持が安定する。

図７（ｆ）に示す物品１１では、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～３よりも長いＡ１～Ａ４の基準列範囲に対応する第１方向第２範囲Ｘ２にあり、「２」の基準列に決定されるとともに、左側の吸着部２４Ｌの使用に決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長く超過量が所定の閾値よりも大きい範囲に対応する第２方向第２範囲Ｙ２にあることにより、「Ｂ」の基準行に決定されるとともに、第２吸着部２５およびパーム２６の不使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ｂ２」に決定され、この決定された「Ｂ２」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの各方向の中間位置つまり中心位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ｂ２」の基準点が決定されることにより、左側の吸着部２４Ｌで物品１１が第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの各方向とも片寄りなく吸着され、物品１１の把持が安定する。

図８（ａ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～５の基準列範囲に対応する第１方向第３範囲Ｘ３にあり、「１」の基準列に決定されるとともに、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒの使用が決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲に対応する第２方向第１範囲Ｙ１にあるため、「Ａ」の基準行が決定されるとともに、左右両方の第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒおよびパーム２６の使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ａ１」に決定され、この決定された「Ａ１」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの左側でかつ第２方向Ｙの奥側の位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ａ１」の基準点に決定されることにより、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒで物品１１が吸着され、物品１１の把持が安定するとともに、左右両方の第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒおよびパーム２６が併用されて物品１１の把持がより安定する。

図８（ｂ）（ｃ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～５の基準列範囲よりも長い範囲に対応する第１方向第４範囲Ｘ４にあり、第１方向Ｘの中間の「３」の基準列に決定されるとともに、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒの使用が決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲に対応する第２方向第１範囲Ｙ１にあるため、「Ａ」の基準行が決定されるとともに、左右両方の第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒおよびパーム２６の使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ａ３」に決定され、この決定された「Ａ３」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの中間位置でかつ第２方向Ｙの奥側の位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ａ３」の基準点に決定されることにより、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒで物品１１が第１方向Ｘに片寄りなく吸着され、物品１１の把持が安定するとともに、左右両方の第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒおよびパーム２６が併用されて物品１１の把持がより安定する。

図８（ｄ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～５の基準列範囲よりも長い範囲に対応する第１方向第４範囲Ｘ４にあり、第１方向Ｘの中間の「３」の基準列に決定されるとともに、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒの使用が決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長いが超過量が所定の閾値よりも小さい範囲に対応する第２方向第３範囲Ｙ３にあることにより、「Ｃ」の基準行が決定されるとともに、左右両方の第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒの使用およびパーム２６の不使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ｃ３」に決定され、この決定された「Ｃ３」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘの中間位置でかつ第２方向Ｙの手前側の位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ｃ３」の基準点に決定されることにより、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒで物品１１が第１方向Ｘに片寄りなく吸着され、物品１１の把持が安定するとともに、左右両方の第２吸着部２５Ｌ，２５Ｒが併用されて物品１１の把持がより安定する。

図８（ｅ）に示す物品１１の場合、第１方向Ｘにおける物品１１の寸法が１～５の基準列範囲よりも長い範囲に対応する第１方向第４範囲Ｘ４にあり、第１方向Ｘの中間の「３」の基準列に決定されるとともに、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒの使用が決定される。第２方向Ｙにおける物品１１の寸法がＡ～Ｃの基準行範囲よりも長い範囲にあるとともに、超過量が所定の閾値よりも大きい範囲に対応する第２方向第２範囲Ｙ２にあることにより、第２方向Ｙの中央側の「Ｂ」の基準行が決定されるとともに、第２吸着部２５およびパーム２６の不使用が決定される。よって、物品１１に対する吸着面２４ａの基準点が「Ｂ３」に決定され、この決定された「Ｂ３」の基準点に応じた物品１１の被吸着面１１ａにおける第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの各方向の中間位置つまり中心位置が把持目標位置に決定される。そして、「Ｂ３」の基準点が決定されることにより、左右両方の吸着部２４Ｌ，２４Ｒで物品１１が第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの各方向とも片寄りなく吸着され、物品１１の把持が安定する。

なお、基準点決定部４９は、パレット１２から最初に取り出す物品１１の把持計画を決定したら、物品１１の移載動作中などに、パレット１２上の残りの物品１１の把持計画を順次決定する。

また、把持計画の作成後、パレット１２上の物品１１の荷姿がカメラ４２で撮影される（ステップＳ６）。撮影された画像は制御部４０で画像処理され、実際の物品１１の位置姿勢が確認される。

続いて、制御部４０の動作計画生成部４６により動作計画が作成される（ステップＳ７）。動作計画では、パレット１２からの物品１１の取出順序、ハンド装置２０およびロボットアーム２９を動作させる動作計画が作成される。

動作計画では、カメラ４２で撮影された画像情報から取り出す物品１１が特定されるとともに、取り出す物品１１の位置姿勢およびその位置姿勢から把持目標位置が特定され、把持計画で作成された吸着面２４ａの基準点が取出対象の物品１１の把持目標位置と所定の位置関係となる把持姿勢でハンド装置２０が物品１１を把持するように、ハンド装置２０およびロボットアーム２９が原点位置から動作する動作量が生成される。さらに、ハンド装置２０で把持した物品１１がかご車１３の所定の移載位置に所定の位置姿勢で移載されるように、ハンド装置２０およびロボットアーム２９が動作する移動量が生成される。

続いて、動作計画が実行される（ステップＳ８）。制御部４０のロボットコントローラ４７により動作計画に基づいてハンド装置２０およびロボットアーム２９が動作され、吸着面２４ａの基準点が取出対象の物品１１の把持目標位置と所定の位置関係となる把持姿勢でハンド装置２０により物品１１が把持される。このとき、把持計画で決定された吸着部２４の使用数、第２吸着部２５およびパーム２６の使用有無に基づき、ハンド装置２０により物品１１が把持される。

ハンド装置２０により物品１１が把持された後、ハンド装置２０およびロボットアーム２９が動作され、吸着面２４ａの基準点がかご車１３の移載目標位置に向うようにハンド装置２０が移動される。ハンド装置２０の移動が完了すると、ハンド装置２０から物品１１が解放され、物品１１がかご車１３の所定の移載位置に移載される。

続いて、パレット１２上に続けて取り出す物品１１が残っていれば（ステップＳ９のＹＥＳ）、ステップＳ６に戻り、次の物品１１の移載処理が継続される。

パレット１２上に取り出す物品１１が無くなれば（ステップＳ９のＮＯ）、パレット１２が移載元位置から搬出される（ステップＳ１０）。パレット１２上に取り出す物品１１が無くなる状態は、パレット１２上の物品１１が空になる状態と、パレット１２上から取り出し対象の物品１１が取り出されたが取り出し対象外の物品１１が残っている状態とが含まれる。そのため、移載元位置からは、空のパレット１２が搬出される場合と、取り出し対象外の物品１１が残存しているパレット１２が搬出される場合とがある。この物品１１が残存しているパレット１２は、残存している物品１１が取り出し対象となる移載処理時に移載元位置に搬入され、ステップＳ６の工程で、一部が取り出されている物品１１の荷姿が確認される。

移載元位置からパレット１２が搬出された後、取り出し対象の物品１１の積み付けられている次のパレット１２がある場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ３に戻って移載処理が継続され、また、次のパレット１２がない場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、移載処理が終了される。

以上のように、本実施の形態の移載装置１０によれば、物品１１の移載先での位置姿勢と物品１１の被吸着面１１ａの形状とに基づき、吸着面２４ａに対して予め設定されている基準点から物品１１に対する吸着面２４ａの基準点および把持姿勢が決定されることにより、決定された基準点が物品１１の把持目標位置に対して所定の位置関係となる把持姿勢でハンド装置２０が物品１１を把持し、移載先で所望の位置姿勢に配置するように、ハンド装置２０および移動機構２１が動作されるため、多品種の物品１１を把持する場合でも、制御が複雑化するのを防止できる。

なお、多品種の物品Ｗには、例えば被吸着面１１ａが長方形の場合は、長手および／または短手の寸法が異なる場合に加えて、被吸着面１１ａの寸法が同じであっても把持姿勢によって長手と短手の位置が入れ替わる場合も含めてよい。

また、把持姿勢での物品１１の被吸着面１１ａの寸法が吸着面２４ａに対応する寸法内にあるか否かに応じて基準点が決定されることにより、基準点の決定を容易にできる。

把持姿勢での物品１１の被吸着面１１ａの寸法が吸着面２４ａに対応する寸法内にある場合、吸着面２４ａの複数の基準点のうち端部に位置する基準点に決定されることにより、基準点および把持目標位置の決定を容易にでき、また、物品１１の被吸着面１１ａの寸法が吸着面２４ａに対応する寸法よりも長い場合、吸着面２４ａの複数の基準点のうち中間に位置する基準点に決定されることにより、吸着面２４ａで物品１１を片寄りなく吸着でき、物品１１の把持を安定できる。

また、第１方向Ｘとこの第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙとの各方向に対応する把持姿勢の被吸着面１１ａの寸法が予め設定されている寸法に関する複数の範囲のうちのどの範囲に属するかによって基準点が決定されることにより、基準点の決定を容易にできる。

すなわち、物品１１の移載先での位置姿勢が第１方向Ｘの一方側かつ第２方向Ｙの一方側である場合、被吸着面１１ａの第１方向Ｘの寸法が、第１方向第１範囲Ｘ１に属する場合は、吸着面２４ａの第１方向Ｘの一方側端部を基準列とし、かつ、第１方向第２範囲Ｘ２に属する場合は、吸着面２４ａの第１方向Ｘの中間位置を基準列とし、また、被吸着面１１ａの第２方向Ｙの寸法が、第２方向第１範囲に属する場合は、吸着面２４ａの第２方向Ｙの一方側端部を基準行とし、かつ、第２方向第２範囲Ｙ２に属する場合は、吸着面２４ａの第２方向Ｙの中間位置を基準行とし、これら第１方向Ｘの基準列と第２方向Ｙの基準行とが交差する位置を基準点に決定することにより、基準点および把持目標位置の決定を容易にでき、しかも、吸着面２４ａの第１方向Ｘの中間位置を基準列とし、第２方向Ｙの中間位置を基準行とすることにより、吸着面２４ａで物品１１を片寄りなく吸着でき、物品１１の把持を安定できる。

また、被吸着面１１ａの第２方向Ｙの寸法が、第２方向第１範囲Ｙ１よりも長く、第２方向第２範囲Ｙ２よりも短い第２方向第３範囲Ｙ３に属する場合は、吸着面２４ａの第２方向Ｙの他方側端部を基準行とすることにより、第２吸着部２５を併用可能とし、物品１１の把持を安定できる。

また、吸着面２４ａが第１方向Ｘに複数並設されている場合でも、第１方向Ｘにおける把持姿勢の被吸着面１１ａの寸法が吸着面２４ａの第１方向Ｘのどの範囲に属するかによって使用する吸着面２４ａの決定を容易にできる。

さらに、物品１１の移載先での位置姿勢が第１方向Ｘの一方側である場合、被吸着面１１ａの第１方向Ｘの寸法が、第１方向第１範囲Ｘ１に属する場合は、吸着面２４ａの第１方向Ｘの一方側端部を基準列とするとともに一方側の吸着部２４Ｌの吸着面２４ａのみの使用を決定し、また、第１方向第２範囲Ｘ２に属する場合は、第１方向Ｘの一方側の吸着部２４Ｌにおける吸着面２４ａの第１方向Ｘの中間位置を基準列とするとともに一方側の吸着部２４Ｌの吸着面２４ａのみの使用を決定し、また、第１方向第３範囲Ｘ３に属する場合、第１方向Ｘの吸着面２４ａの一方側端部を基準列とするとともに一方側の吸着部２４Ｌの吸着面２４ａおよび隣接する吸着部２４Ｒの吸着面２４ａの両方の使用を決定し、また、第１方向第４範囲Ｘ４に属する場合、第１方向Ｘの一方側の吸着部２４Ｌの吸着面２４ａおよび隣接する吸着部２４Ｒの吸着面２４ａを合わせた中間位置を基準列とするとともに一方側の吸着部２４Ｌの吸着面２４ａおよび隣接する吸着部２４Ｒの吸着面２４ａの両方の使用を決定し、基準列内で基準点を決定することにより、物品１１の寸法に応じて、複数の吸着部２４の使用状況および基準点の決定を容易にできる。

また、第２方向Ｙにおける吸着面２４ａの一方側端部または他方側端部に位置する基準点に決定した場合、第２吸着面２５ａの使用が決定され、第２吸着面２５ａを併用して物品１１の把持がより安定でき、また、第２方向Ｙにおける吸着面２４ａの中間に位置する基準点に決定した場合、第２吸着面２５ａの不使用が決定され、第２吸着面２５ａが物品１１と干渉するのを防止できる。

なお、移載装置１０は、物品１１の移載元、移載先はいずれでもよく、いずれの場合にも制御が複雑化するのを防止できる。

以上、本発明の実施の形態およびその変形例について説明したが、種々の構成の組み合わせ、一部の省略、置き換えおよび変更も可能である。

１０ 移載装置
１１ 物品
１１ａ 第１被吸着面
１１ｂ 第２被吸着面
２０ ハンド装置
２１ 移動機構
２３ ベース
２４ 第１吸着部
２４ａ 吸着面
２５ 第２吸着部
２６ パーム

Claims (8)

1. 物品の第１被吸着面を把持する吸着面を有する第１吸着部と、
   前記物品の前記第１被吸着面に交差する第２被吸着面を把持する第２吸着部と、
   を備え、
   前記第１吸着部は、前記物品の前記第１被吸着面を把持するとともに、前記第２吸着部は、前記第１吸着部の前記吸着面に対向する空間を前記第１吸着部の前記吸着面の端部側から中間位置へ横切るように前記第１吸着部の前記吸着面の中間位置に位置する前記第２被吸着面に向けて移動して、前記物品の前記第２被吸着面を把持する
   ことを特徴とするハンド装置。
2. 前記第２吸着部を設けたベースを備え、
   前記第２吸着部は、前記ベースに沿って移動され、
   前記第２吸着部の移動量は、前記第１吸着部による把持姿勢の前記物品の前記第２被吸着面の位置に応じて決定される
   ことを特徴とする請求項１に記載のハンド装置。
3. 前記第２吸着部は、前記ベースに対して昇降移動され、使用時に前記第１吸着部の前記吸着面よりも下降移動され、不使用時に前記第１吸着部の前記吸着面よりも上昇移動される
   ことを特徴とする請求項２に記載のハンド装置。
4. 前記第１吸着部は、複数並設され、各々が独立して吸着と解除を切り換え可能とする
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のハンド装置。
5. 前記第２吸着部は、複数並設され、各々が独立して吸着と解除を切り換え可能とする
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載のハンド装置。
6. 前記第２吸着部との間に前記物品を挟持するパームを備える
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載のハンド装置。
7. 前記パームは、
   不使用状態では、上昇移動して前記第１吸着部の前記吸着面よりも上に位置し、
   使用状態では、下降移動して前記第１吸着部の前記吸着面よりも下に突出するとともに、前記物品に向かって水平移動して前記第２吸着部との間に前記物品を挟持する
   ことを特徴とする請求項６に記載のハンド装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか一に記載のハンド装置と、
   前記ハンド装置の位置を移動させる移動機構と、
   を備えることを特徴とする移載装置。