双腕ロボット及びそのハンドリング方法
【課題】双腕ロボット及びそのハンドリング方法において、パレタイズ時にワークを歪むことなく保持する。
【解決手段】双腕ロボットは、左右一対で構成されたワークを保持する第１ハンド部２ａ及び第２ハンド部２ｂと、制御部とを備える。両ハンド部２ａ、２ｂは、それぞれ長爪２１と可動する短爪２２とを有する。ワークＷがストッパ９１によって位置決めされているとき、制御部は、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させて両爪２１、２２の間にワークＷを位置させる。そして、両ハンド部２ａ、２ｂを距離ｍ１だけ移動させることにより、ワークＷを押し動かしてワークＷとストッパ９１との間にクリアランスＣを生じさせる。これにより、その後、両ハンド部２ａ、２ｂの短爪２２を可動させても、ワークＷがストッパ９１に押し付けられて歪むことがなくなり、ワークＷを長爪２１に押し付けて保持することができる。
【解決手段】双腕ロボットは、左右一対で構成されたワークを保持する第１ハンド部２ａ及び第２ハンド部２ｂと、制御部とを備える。両ハンド部２ａ、２ｂは、それぞれ長爪２１と可動する短爪２２とを有する。ワークＷがストッパ９１によって位置決めされているとき、制御部は、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させて両爪２１、２２の間にワークＷを位置させる。そして、両ハンド部２ａ、２ｂを距離ｍ１だけ移動させることにより、ワークＷを押し動かしてワークＷとストッパ９１との間にクリアランスＣを生じさせる。これにより、その後、両ハンド部２ａ、２ｂの短爪２２を可動させても、ワークＷがストッパ９１に押し付けられて歪むことがなくなり、ワークＷを長爪２１に押し付けて保持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークをパレット上に積載する双腕ロボット及びそのハンドリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークの両端を保持するためのハンド部を備え、ワークの搬送やハンドリングのためにパレット上にワークを積載するための双腕ロボットが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このような双腕ロボットは、コンベアによって供給されたワークを保持して搬送し、パレット上に整列積載することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２５４９１３９号（特開平１−２２２８７９号公報）
【特許文献２】特開平８−８５６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、従来の双腕ロボットによるワークの保持動作の一例を示す。双腕ロボット１００は、第１ハンド部１２０ａ及び第２ハンド部１２０ｂから構成されるハンド部を備える。両ハンド部１２０ａ、１２０ｂは、それぞれ固定爪１２１と可動爪１２２とを有する。双腕ロボット１００は、コンベア９によって供給され、コンベア９上のストッパ９１によって位置決めされているワークＷの長手方向の両端を、両ハンド部１２０ａ、１２０ｂにより挟むことにより保持して搬送するものである。
【０００５】
図８（ａ）に示すように、ワークＷを保持するとき、双腕ロボット１００は、まず、第１ハンド部１２０ａを図中の白矢印方向に移動させると共に、第２ハンド部１２０ｂを図中の黒矢印方向に移動させて両爪１２１、１２２の間にワークＷを位置させる。そして、図８（ｂ）の示すように、両ハンド部１２０ａ、１２０ｂの可動爪１２２を図中の白矢印方向に可動させることにより、ワークＷを固定爪１２１に押し付けて保持しようとする。しかしながら、例えば、ワークＷの幅Ｄｗよりも、固定爪１２１と可動爪１２２との間の距離Ｄｂの方が長いときがある。その場合、図８（ｃ）に示すように、ワークＷは、可動爪１２２の可動によりストッパ９１に押し付けられるため、両端が歪むことがある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、パレタイズ時にワークが歪むことなく保持することができる双腕ロボット及びそのハンドリング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを備え、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットであって、前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、前記制御部は、前記ストッパによって停止されているワークを保持する際に、ワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させ、その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持するものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の双腕ロボットにおいて、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記制御部は、ワークを保持する際に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めし、その後に、ワークを保持するものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の双腕ロボットにおいて、前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記制御部は、ワークを保持する際に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めし、その後に、ワークを保持するものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを用いて、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットのハンドリング方法であって、前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、前記制御部の制御により、前記ストッパによって停止されているワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように、前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させる第１のステップと、その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持する第２のステップとを有するものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法において、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記第１のステップの動作時に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法において、前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記第１のステップの動作時に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ワークを保持する際に、ワークとストッパとの間に予め隙間が生じるようにしておくので、ワークをストッパに押し付けることがなくなり、ワークを歪ませることなしに保持することができる。
【００１４】
請求項２及び３の発明によれば、ワークの長さ方向の中間位置と、両ハンド部の中間位置とを一致させるので、ハンド部がワークをバランスよく保持することができる。従って、ワークを適切な位置に整列積載することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
請求項５及び６の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る双腕ロボットの斜視図。
【図２】上記ロボットのブロック構成図。
【図３】（ａ）は、上記ロボットのハンド部の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線断面図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの保持動作の一例を示す上面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの位置決め動作の一例を示す正面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの位置決め動作の別の一例を示す正面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの位置決め動作の別の一例を示す正面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ従来の双腕ロボットによるワークの保持動作の一例を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る双腕ロボット及びそのハンドリング方法について、図面を参照して説明する。図１は双腕ロボット１の外観を示し、図２は同ロボット１のブロック構成を示し、図３（ａ）（ｂ）は同ロボット１のハンド部２の構造を示す。
【００１９】
これらの図に示されるように、双腕ロボット１は、ワークを保持する左右一対のハンド部２を備え、ワークＷを供給場所から順次搬送して、予め所定位置に設置された可搬式のパレット７上に隙間なく整列させて積載するロボットである。ワークＷは、長尺の箱、例えばダンボール箱であり、コンベア９によって供給され、そのストッパ９１によって位置決めされて静止している。双腕ロボット１は、コンベア９上に位置決めされているワークＷの長手方向の両端をハンド部２によって保持して搬送する。そのため、双腕ロボット１はコンベア９に向かって左右に一対の構成とされている。パレット７は、左右一対で構成された双腕ロボット１の中央線上の床面に配置されている。
【００２０】
双腕ロボット１は、上記ハンド部２と、回転部２３を介してハンド部２を保持すると共に移動させるアーム部３と、アーム部３を走行移動させる搬送部４と、パレット７におけるワークＷの積載位置の情報を取得するための計測部５と、前記積載位置の情報やワークの寸法情報を記憶するための記憶部６と、各部の動作を制御する制御部１０と、を備えている。これらは、記憶部６と制御部１０とを除いて、各部がそれぞれ左右２対構成とされている。なお、記憶部６は、制御部１０に内蔵した記憶装置を用いるようにしてもよい。
【００２１】
ここで、説明の便のために、地上に固定されたｘｙｚ直交座標系を設定する。ｘ方向はハンド部２から見てコンベア９に向かう水平方向、ｙ方向はハンド部２から見てパレット７に向かう水平方向、ｚ方向は垂直上方とする。すると、左側のハンド部２については、左手系のｘｙｚ座標系となり、右側のハンド部２については、右手系のｘｙｚ座標系となる。ハンド部２についても、同様に、左右のＸＹＺ座標系が設定される。また、左右一対のハンド部２は、互いに左右勝手違い関係になっている。
【００２２】
ハンド部２は、人の手のひらに相当する平板状のハンドベース部２０と、ハンドベース部２０から立設されたワークＷを保持するための２組の板状の長爪２１と短爪２２とを備えている。各組の長爪２１と短爪２２とは、それぞれ互いに直交して、直方形の対向する辺部をそれぞれ挟む態様で隣り合う位置に配置されている。
【００２３】
上記２つの長爪２１は共にハンドベース部２０に固定された固定爪であり、長爪２１にワークＷを載せることにより、ワークＷを保持可能である。２つの短爪２２は共に可動爪であり、例えばエアシリンダや油圧シリンダから成る開閉駆動部２５によってハンドベース部２０に平行に移動することができる。短爪２２を、開閉駆動部２５によって、図３（ａ）中の矢印Ｘ１，Ｚ１で示すように移動することにより、長爪２１と短爪２２間の距離を変えてハンド部２を開閉でき、ワークＷの隅部を長爪２１と短爪２２で挟むことによりワークＷを保持したり、解放したりできる。短爪２２の移動距離、すなわちストロークは、保持するワーク寸法の最小から最大までをカバーできるストロークであり、品種により寸法が異なるワークＷに対応できるようになっている。
【００２４】
また、ハンド部２は、上述の短爪２２の移動位置を検出するための距離センサ２６を備えている。短爪２２の肉厚ａ、及び距離センサ２６と長爪２１との距離ｂを既知とし、距離センサ２６と短爪２２の距離ｄを測定値として、長爪２１と短爪２２との間の距離Ｌが、Ｌ＝ｂ−ａ−ｄと求められる。
【００２５】
また、上述の長爪２１の少なくとも一方には、長爪２１に作用する外力を測定するための応力センサ２４が設けられている。応力センサ２４は、歪ゲージなどを用いて構成することができる。また、応力センサ２４として、市販されている６軸力センサやロードセルを使用することができる。
【００２６】
アーム部３は、床面近くから垂直に設けられた支柱部材３１と、支柱部材３１から片持ち梁のように張り出した水平部材３２と、水平部材３２から垂下保持されている垂直部材３３と、ワークＷまでの距離を測定するワーク距離センサ３４とを備えている。水平部材３２は、上下駆動部３５によって、支柱部材３１に沿って上下動される。垂直部材３３は、接離駆動部３６によって、水平部材３２に沿って水平動される。ワーク距離センサ３４は、レーザセンサや赤外線センサなどの光学センサである。ワーク距離センサ３４は、放射されるレーザや赤外線などの光がワークＷの側面に反射し、その反射光を計測することにより、ワーク距離センサ３４からワークＷまでの距離を計測する。
【００２７】
回転部２３は、垂直部材３３に対してハンド部２のハンドベース部２０を、矢印Ｒ，Ｒ１で示すように、ｙ軸（Ｙ軸）回りに回転自在に保持している。また、回転部２３は、不図示の回転駆動部によって、ハンド部２を所定の回転角度に保持することができる。
【００２８】
搬送部４は、床面に配設された２本のレールｒ上を搬送駆動部４１によって移動する搬送ベース部４０を備えている。搬送ベース部４０は、上述の支柱部材３１、従って、アーム部３、回転部２３、ハンド部２の全体をその上部に保持している。従って、搬送部４がレールｒに沿って移動することにより、ハンド部２がレールｒに沿って移動する。
【００２９】
上記の構成を有することにより、ハンド部２は、４軸について移動、又は回転することができる。これらの軸は、回転部２３によるワークＷを回転させるためにハンド部２を回転させる軸、アーム部３によるワークＷを上下に移動させる軸、及びワークＷの長さ寸法に対応できるように左右のハンド部２の間隔を変える軸、及び搬送部４によるワークＷをコンベア９とパレット７との間で移動する軸の合計４軸で構成されている。
【００３０】
計測部５は、ハンド部２の長爪２１の位置を、ｘｙｚ座標系による３次元空間における座標値として把握できるように構成されている。座標値の取得は、各駆動部、つまり、上下駆動部３５、接離駆動部３６、搬送駆動部４１、および回転部２３の回転駆動部による各部の平行移動量や回転移動量を計測し、積算することによって行われる。例えば、各駆動部がモータ駆動の場合、モータの回転数をロータリエンコーダで取得したり、パルスモータの制御パルスを計数したりして、対応する移動量を算出することができる。記憶部６には、ワークＷの長手方向の寸法や、ワーク距離センサ３４から適切な位置に位置決めされたワークＷまでの距離や、ワーク距離センサ３４から双腕ロボット１の中央位置までの距離等の情報が記憶されている。
【００３１】
パレット７は、長尺のワークＷを多段積みできるように、パレット本体７０に、ワーク転倒防止部材７１を備えて構成されている。パレット本体７０の長さは、ワークＷの長さに合わせてあり、パレット本体７０の幅は、複数個のワークＷを効率的に整列可能な寸法に合わせてある。また、ワーク転倒防止部材７１は、パレット本体７０には積載されたワークＷの転倒を防止するものであり、折り畳み式のポールなどで構成される。このワーク転倒防止部材７１は、必要に応じて設けることができる。
【００３２】
制御部１０は、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入力装置等の一般的な構成を備えた電子計算機や、組込用の制御コンピュータや、シーケンサ等を用いて構成することができる。制御部１０は、各部のセンサや計測部５からの信号や情報を受け取り、各駆動部を制御することにより、自律的にパレタイズ動作を行う。制御部１０は、自律的なパレタイズ動作のために、計測部５、応力センサ２４、距離センサ２６からの出力情報をリアルタイムで取得する。
【００３３】
次に、双腕ロボット１によるワークＷのパレタイズ時における保持動作について、図４を参照して説明する。前出の図１〜図３も適宜参照する。図４においては、説明の便宜上、左側のハンド部２を第１ハンド部２ａと示し、右側のハンド部２を第２ハンド部２ｂと示す。また、長爪２１と短爪２２のうち、水平上下方向の長爪２１と短爪２２とを示し、垂直方向の長爪２１と短爪２２とは図示を省略する。図４中の両ハンド部２ａ、２ｂは、図１に示したハンド部２が回転部２３により１８０度回転された状態にある。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、ワークＷがコンベア９のストッパ９１によって位置決めされているとき、制御部１０は、第１ハンド部２ａを図中の白矢印方向に移動させると共に、第２ハンド部２ｂを図中の黒矢印方向に移動させて両爪２１、２２の間にワークＷを位置させる（図４（ｂ）参照）。そして、制御部１０は、図４（ｃ）に示すように、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に移動させることにより、ワークＷを同じく図中の白矢印方向に押し動かす（請求項でいう第１のステップ）。具体的には、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に、同図中の点線で示す移動前の長爪２１´の位置から距離ｍ１だけ移動させる。これにより、長爪２１がワークＷを同じく図中の白矢印方向に押し動かし、ワークＷとストッパ９１との間にクリアランス（隙間）Ｃを生じさせる。なお、距離ｍ１は、予め記憶部６に記憶されている。
【００３５】
そして、図４（ｄ）に示すように、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂの短爪２２を図中の白矢印方向に可動させることにより、図４（ｅ）に示すように、ワークＷを長爪２１に押し付けてワークＷの隅部を挟むことにより維持固定して保持する（請求項でいう第２のステップ）。
【００３６】
このように、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂの爪２１、２２の間にワークＷが位置する状態から、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させてワークＷとストッパ９１との間にクリアランスＣが生じるようにワークＷを押し動かす。そして、短爪２２を可動させてワークＷを長爪２１に押し付けて保持する。そのため、ワークＷとストッパ９１との間のクリアランスＣによりワークＷがストッパ９１に押し付けられることがなくなるので、ワークＷを歪ませることなく保持することができる。
【００３７】
次に、双腕ロボット１によるワークＷのパレタイズ時におけるワークの位置決め動作ついて図５乃至図７を参照して説明する。前出の図１〜図３も適宜参照する。図５乃至図７においては、説明の便宜上、左側のハンド部２を第１ハンド部２ａと示し、右側のハンド部２を第２ハンド部２ｂと示す。また、図５乃至図７においては、長爪２１と短爪２２のうち、垂直上下方向の長爪２１と短爪２２とを示し、水平方向の長爪２１と短爪２２とは図示を省略する。Ｚ１は双腕ロボット１の中央線上の位置、すなわち両ハンド部２ａ、２ｂの中間位置を示し、ＺｗはワークＷの長手方向の中央位置を示す。ＬｗはワークＷの長手方向の幅を示す。Ｌｗの値は記憶部６に予め記憶されている。
【００３８】
図５は、パレタイズ時におけるワークの位置決め動作の一例である。ストッパ９１により位置決めされているワークＷの中央位置Ｚｗは、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とずれている場合がある。具体的には例えば、図５（ａ）に示すように、ワークＷの中央位置Ｚｗが第２ハンド部２ｂ側にずれているとき、制御部１０は、第２ハンド部２ｂを図５（ｂ）中の白矢印方向に移動させる。
【００３９】
そして、図５（ｃ）に示すように、制御部１０は、ワークＷの中央位置Ｗｚと、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とが一致するように、第２ハンド部２ｂを移動させることによりワークＷを押し動かして位置決めする。すなわち、制御部１０は、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１から第２ハンド部２ｂまでの距離がＬｗ／２となるまで第２ハンド部２ｂを図中の白矢印方向に移動させてワークＷを位置決めする。
【００４０】
そして、図５（ｄ）に示すように、ワークＷを位置決めした後、制御部１０は、第２ハンド部２ｂを図中の白矢印方向、つまり上記図５（ｃ）の白矢印方向とは逆方向に移動させて所定の位置に戻した後、両ハンド部２ａ、２ｂの長爪２１及び短爪２２によってワークＷを挟むことにより保持させる（請求項でいう第１のステップ）。なお、ワークＷの中央位置Ｚｗが第１ハンド部２ａ側にずれている場合においては、制御部１０は、第１ハンド部２ａを移動させてワークＷを押し動かすことにより位置決めすることができる。
【００４１】
次に、パレタイズ時におけるワークの位置決め動作の別の一例について図６を参照して説明する。ここでは、Ｓは、第２ハンド部２ｂ側のワーク距離センサ３４から双腕ロボット１の中央位置Ｚ１までの距離を示し、Ｓｗはワーク距離センサ３４から、ワークＷまでの距離を示す。また、説明の便宜上、図６（ａ）にはストッパ９１によって位置決めされたワークＷと、ワーク距離センサ３４のみを示す。なお、距離Ｓは予め記憶部６に記憶されている。
【００４２】
双腕ロボット１の中央位置Ｚ１と、ワークＷの中央位置Ｚｗとが一致する場合、Ｓ−Ｓｗ＝Ｌｗ／２となる。しかしながら、このようにならない場合、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させることにより、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１を移動させてワークＷの中央位置Ｚｗと一致させる。
【００４３】
具体的には、図６（ａ）に示すように、例えばワークＷの中央位置Ｚｗが第２ハンド部２ｂ側にずれている場合、制御部１０は、ワーク距離センサ３４による測定結果がＳ−Ｓｗ＝Ｌｗ／２とならないため、測定結果に基いて両ハンド部２ａ、２ｂを移動させる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に補正距離ｍ２だけ移動させる。補正距離ｍ２は、ｍ２＝Ｓ−Ｓｗ―Ｌｗ／２の計算式により求められる。そして、図６（ｃ）に示すように、制御部１０は、ワークＷの中央位置Ｚｗと、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とを一致させた後、両ハンド部２ａ、２ｂの長爪２１及び短爪２２によってワークＷを挟むことにより保持させる（請求項でいう第１のステップ）。
【００４４】
次に、パレタイズ時におけるワークの位置決め動作の別の一例について図７を参照して説明する。ここでは、説明の便宜上、第１ハンド部２ａ側のワーク距離センサ３４を第１ワーク距離センサ３４ａと示し、第２ハンド部２ｂ側のワーク距離センサ３４を第２ワーク距離センサ３４ｂと示す。また、説明の便宜上、図７（ａ）にはストッパ９１によって位置決めされたワークＷと、両ワーク距離センサ３４ａ、３４ｂのみを示す。
【００４５】
また、図７において、Ｓａは、第１ワーク距離センサ３４ａからワークＷまでの距離を示し、Ｓｂは、第２ワーク距離センサ３４ｂからワークＷまでの距離を示す。双腕ロボット１の中央位置Ｚ１と、ワークＷの中央位置Ｚｗとが一致する場合における各距離Ｓａ、Ｓｂの値はそれぞれ同じ値となる。そのため、各距離Ｓａ、Ｓｂが一致しない場合、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させることにより、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１を移動させてワークＷの中央位置Ｚｗと一致させる。
【００４６】
具体的には、図７（ａ）に示すように、例えばワークＷの中央位置Ｚｗが第２ハンド部２ｂ側にずれている場合において、制御部１０は、各ワーク距離センサ３４ａ、３４ｂにより距離Ｓａ、Ｓｂをそれぞれ測定する。そして、図７（ｂ）に示すように、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に補正距離ｍ３だけ移動させる。補正距離ｍ３は、ｍ３＝（Ｓａ−Ｓｂ）／２の計算式により算出することができる。
【００４７】
そして、図７（ｃ）に示すように、制御部１０は、ワークＷの中央位置Ｚｗと、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とを一致させた後、両ハンド部２ａ、２ｂの長爪２１及び短爪２２によってワークＷを挟むことにより保持させる（請求項でいう第１のステップ）。
【００４８】
上記図５乃至図７に示したように、本実施形態に係る双腕ロボット１においては、ワークＷの中央位置Ｚｗが、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１からずれている場合であっても、中央位置Ｚｗと中央位置Ｚ１とを一致させた後に、ハンド部２によってワークＷを保持することができる。そのため、ハンド部２がワークＷをバランスよく保持することができるので、ワークＷを適切な位置に整列積載することができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ハンド部２を移動させてワークＷを押し動かすものを示したが、これに限られず、長爪２１が可動な構成とした場合には、この長爪２１を可動させて、ワークＷとストッパ９１との間にクリアランスが生じるようにしてもよい。また、上記実施形態では、ハンド部２が４つの爪を有する例を示したが、これに限られず、互いに対向する１つの固定爪と１つの可動爪から成る一対の爪を有するものとしてもよい。また、対向する２つの爪は、少なくとも一方が他方に対して相対的に可動であればよく、双方が可動の場合をも含む。
【符号の説明】
【００５０】
１ 双腕ロボット
２ ハンド部（第１ハンド部、第２ハンド部）
２ａ 第１ハンド部
２ｂ 第２ハンド部
７ パレット
９ コンベア
１０ 制御部
２１ 長爪（爪）
２２ 短爪（爪）
３４ ワーク距離センサ
３４ａ 第１ワーク距離センサ（距離センサ）
３４ｂ 第２ワーク距離センサ（距離センサ）
９１ ストッパ
Ｃ クリアランス（隙間）
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークをパレット上に積載する双腕ロボット及びそのハンドリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークの両端を保持するためのハンド部を備え、ワークの搬送やハンドリングのためにパレット上にワークを積載するための双腕ロボットが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このような双腕ロボットは、コンベアによって供給されたワークを保持して搬送し、パレット上に整列積載することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２５４９１３９号（特開平１−２２２８７９号公報）
【特許文献２】特開平８−８５６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、従来の双腕ロボットによるワークの保持動作の一例を示す。双腕ロボット１００は、第１ハンド部１２０ａ及び第２ハンド部１２０ｂから構成されるハンド部を備える。両ハンド部１２０ａ、１２０ｂは、それぞれ固定爪１２１と可動爪１２２とを有する。双腕ロボット１００は、コンベア９によって供給され、コンベア９上のストッパ９１によって位置決めされているワークＷの長手方向の両端を、両ハンド部１２０ａ、１２０ｂにより挟むことにより保持して搬送するものである。
【０００５】
図８（ａ）に示すように、ワークＷを保持するとき、双腕ロボット１００は、まず、第１ハンド部１２０ａを図中の白矢印方向に移動させると共に、第２ハンド部１２０ｂを図中の黒矢印方向に移動させて両爪１２１、１２２の間にワークＷを位置させる。そして、図８（ｂ）の示すように、両ハンド部１２０ａ、１２０ｂの可動爪１２２を図中の白矢印方向に可動させることにより、ワークＷを固定爪１２１に押し付けて保持しようとする。しかしながら、例えば、ワークＷの幅Ｄｗよりも、固定爪１２１と可動爪１２２との間の距離Ｄｂの方が長いときがある。その場合、図８（ｃ）に示すように、ワークＷは、可動爪１２２の可動によりストッパ９１に押し付けられるため、両端が歪むことがある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、パレタイズ時にワークが歪むことなく保持することができる双腕ロボット及びそのハンドリング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを備え、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットであって、前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、前記制御部は、前記ストッパによって停止されているワークを保持する際に、ワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させ、その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持するものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の双腕ロボットにおいて、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記制御部は、ワークを保持する際に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めし、その後に、ワークを保持するものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の双腕ロボットにおいて、前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記制御部は、ワークを保持する際に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めし、その後に、ワークを保持するものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを用いて、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットのハンドリング方法であって、前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、前記制御部の制御により、前記ストッパによって停止されているワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように、前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させる第１のステップと、その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持する第２のステップとを有するものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法において、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記第１のステップの動作時に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法において、前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、前記第１のステップの動作時に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ワークを保持する際に、ワークとストッパとの間に予め隙間が生じるようにしておくので、ワークをストッパに押し付けることがなくなり、ワークを歪ませることなしに保持することができる。
【００１４】
請求項２及び３の発明によれば、ワークの長さ方向の中間位置と、両ハンド部の中間位置とを一致させるので、ハンド部がワークをバランスよく保持することができる。従って、ワークを適切な位置に整列積載することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
請求項５及び６の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る双腕ロボットの斜視図。
【図２】上記ロボットのブロック構成図。
【図３】（ａ）は、上記ロボットのハンド部の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線断面図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの保持動作の一例を示す上面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの位置決め動作の一例を示す正面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの位置決め動作の別の一例を示す正面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ上記ロボットによるワークの位置決め動作の別の一例を示す正面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ従来の双腕ロボットによるワークの保持動作の一例を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る双腕ロボット及びそのハンドリング方法について、図面を参照して説明する。図１は双腕ロボット１の外観を示し、図２は同ロボット１のブロック構成を示し、図３（ａ）（ｂ）は同ロボット１のハンド部２の構造を示す。
【００１９】
これらの図に示されるように、双腕ロボット１は、ワークを保持する左右一対のハンド部２を備え、ワークＷを供給場所から順次搬送して、予め所定位置に設置された可搬式のパレット７上に隙間なく整列させて積載するロボットである。ワークＷは、長尺の箱、例えばダンボール箱であり、コンベア９によって供給され、そのストッパ９１によって位置決めされて静止している。双腕ロボット１は、コンベア９上に位置決めされているワークＷの長手方向の両端をハンド部２によって保持して搬送する。そのため、双腕ロボット１はコンベア９に向かって左右に一対の構成とされている。パレット７は、左右一対で構成された双腕ロボット１の中央線上の床面に配置されている。
【００２０】
双腕ロボット１は、上記ハンド部２と、回転部２３を介してハンド部２を保持すると共に移動させるアーム部３と、アーム部３を走行移動させる搬送部４と、パレット７におけるワークＷの積載位置の情報を取得するための計測部５と、前記積載位置の情報やワークの寸法情報を記憶するための記憶部６と、各部の動作を制御する制御部１０と、を備えている。これらは、記憶部６と制御部１０とを除いて、各部がそれぞれ左右２対構成とされている。なお、記憶部６は、制御部１０に内蔵した記憶装置を用いるようにしてもよい。
【００２１】
ここで、説明の便のために、地上に固定されたｘｙｚ直交座標系を設定する。ｘ方向はハンド部２から見てコンベア９に向かう水平方向、ｙ方向はハンド部２から見てパレット７に向かう水平方向、ｚ方向は垂直上方とする。すると、左側のハンド部２については、左手系のｘｙｚ座標系となり、右側のハンド部２については、右手系のｘｙｚ座標系となる。ハンド部２についても、同様に、左右のＸＹＺ座標系が設定される。また、左右一対のハンド部２は、互いに左右勝手違い関係になっている。
【００２２】
ハンド部２は、人の手のひらに相当する平板状のハンドベース部２０と、ハンドベース部２０から立設されたワークＷを保持するための２組の板状の長爪２１と短爪２２とを備えている。各組の長爪２１と短爪２２とは、それぞれ互いに直交して、直方形の対向する辺部をそれぞれ挟む態様で隣り合う位置に配置されている。
【００２３】
上記２つの長爪２１は共にハンドベース部２０に固定された固定爪であり、長爪２１にワークＷを載せることにより、ワークＷを保持可能である。２つの短爪２２は共に可動爪であり、例えばエアシリンダや油圧シリンダから成る開閉駆動部２５によってハンドベース部２０に平行に移動することができる。短爪２２を、開閉駆動部２５によって、図３（ａ）中の矢印Ｘ１，Ｚ１で示すように移動することにより、長爪２１と短爪２２間の距離を変えてハンド部２を開閉でき、ワークＷの隅部を長爪２１と短爪２２で挟むことによりワークＷを保持したり、解放したりできる。短爪２２の移動距離、すなわちストロークは、保持するワーク寸法の最小から最大までをカバーできるストロークであり、品種により寸法が異なるワークＷに対応できるようになっている。
【００２４】
また、ハンド部２は、上述の短爪２２の移動位置を検出するための距離センサ２６を備えている。短爪２２の肉厚ａ、及び距離センサ２６と長爪２１との距離ｂを既知とし、距離センサ２６と短爪２２の距離ｄを測定値として、長爪２１と短爪２２との間の距離Ｌが、Ｌ＝ｂ−ａ−ｄと求められる。
【００２５】
また、上述の長爪２１の少なくとも一方には、長爪２１に作用する外力を測定するための応力センサ２４が設けられている。応力センサ２４は、歪ゲージなどを用いて構成することができる。また、応力センサ２４として、市販されている６軸力センサやロードセルを使用することができる。
【００２６】
アーム部３は、床面近くから垂直に設けられた支柱部材３１と、支柱部材３１から片持ち梁のように張り出した水平部材３２と、水平部材３２から垂下保持されている垂直部材３３と、ワークＷまでの距離を測定するワーク距離センサ３４とを備えている。水平部材３２は、上下駆動部３５によって、支柱部材３１に沿って上下動される。垂直部材３３は、接離駆動部３６によって、水平部材３２に沿って水平動される。ワーク距離センサ３４は、レーザセンサや赤外線センサなどの光学センサである。ワーク距離センサ３４は、放射されるレーザや赤外線などの光がワークＷの側面に反射し、その反射光を計測することにより、ワーク距離センサ３４からワークＷまでの距離を計測する。
【００２７】
回転部２３は、垂直部材３３に対してハンド部２のハンドベース部２０を、矢印Ｒ，Ｒ１で示すように、ｙ軸（Ｙ軸）回りに回転自在に保持している。また、回転部２３は、不図示の回転駆動部によって、ハンド部２を所定の回転角度に保持することができる。
【００２８】
搬送部４は、床面に配設された２本のレールｒ上を搬送駆動部４１によって移動する搬送ベース部４０を備えている。搬送ベース部４０は、上述の支柱部材３１、従って、アーム部３、回転部２３、ハンド部２の全体をその上部に保持している。従って、搬送部４がレールｒに沿って移動することにより、ハンド部２がレールｒに沿って移動する。
【００２９】
上記の構成を有することにより、ハンド部２は、４軸について移動、又は回転することができる。これらの軸は、回転部２３によるワークＷを回転させるためにハンド部２を回転させる軸、アーム部３によるワークＷを上下に移動させる軸、及びワークＷの長さ寸法に対応できるように左右のハンド部２の間隔を変える軸、及び搬送部４によるワークＷをコンベア９とパレット７との間で移動する軸の合計４軸で構成されている。
【００３０】
計測部５は、ハンド部２の長爪２１の位置を、ｘｙｚ座標系による３次元空間における座標値として把握できるように構成されている。座標値の取得は、各駆動部、つまり、上下駆動部３５、接離駆動部３６、搬送駆動部４１、および回転部２３の回転駆動部による各部の平行移動量や回転移動量を計測し、積算することによって行われる。例えば、各駆動部がモータ駆動の場合、モータの回転数をロータリエンコーダで取得したり、パルスモータの制御パルスを計数したりして、対応する移動量を算出することができる。記憶部６には、ワークＷの長手方向の寸法や、ワーク距離センサ３４から適切な位置に位置決めされたワークＷまでの距離や、ワーク距離センサ３４から双腕ロボット１の中央位置までの距離等の情報が記憶されている。
【００３１】
パレット７は、長尺のワークＷを多段積みできるように、パレット本体７０に、ワーク転倒防止部材７１を備えて構成されている。パレット本体７０の長さは、ワークＷの長さに合わせてあり、パレット本体７０の幅は、複数個のワークＷを効率的に整列可能な寸法に合わせてある。また、ワーク転倒防止部材７１は、パレット本体７０には積載されたワークＷの転倒を防止するものであり、折り畳み式のポールなどで構成される。このワーク転倒防止部材７１は、必要に応じて設けることができる。
【００３２】
制御部１０は、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入力装置等の一般的な構成を備えた電子計算機や、組込用の制御コンピュータや、シーケンサ等を用いて構成することができる。制御部１０は、各部のセンサや計測部５からの信号や情報を受け取り、各駆動部を制御することにより、自律的にパレタイズ動作を行う。制御部１０は、自律的なパレタイズ動作のために、計測部５、応力センサ２４、距離センサ２６からの出力情報をリアルタイムで取得する。
【００３３】
次に、双腕ロボット１によるワークＷのパレタイズ時における保持動作について、図４を参照して説明する。前出の図１〜図３も適宜参照する。図４においては、説明の便宜上、左側のハンド部２を第１ハンド部２ａと示し、右側のハンド部２を第２ハンド部２ｂと示す。また、長爪２１と短爪２２のうち、水平上下方向の長爪２１と短爪２２とを示し、垂直方向の長爪２１と短爪２２とは図示を省略する。図４中の両ハンド部２ａ、２ｂは、図１に示したハンド部２が回転部２３により１８０度回転された状態にある。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、ワークＷがコンベア９のストッパ９１によって位置決めされているとき、制御部１０は、第１ハンド部２ａを図中の白矢印方向に移動させると共に、第２ハンド部２ｂを図中の黒矢印方向に移動させて両爪２１、２２の間にワークＷを位置させる（図４（ｂ）参照）。そして、制御部１０は、図４（ｃ）に示すように、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に移動させることにより、ワークＷを同じく図中の白矢印方向に押し動かす（請求項でいう第１のステップ）。具体的には、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に、同図中の点線で示す移動前の長爪２１´の位置から距離ｍ１だけ移動させる。これにより、長爪２１がワークＷを同じく図中の白矢印方向に押し動かし、ワークＷとストッパ９１との間にクリアランス（隙間）Ｃを生じさせる。なお、距離ｍ１は、予め記憶部６に記憶されている。
【００３５】
そして、図４（ｄ）に示すように、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂの短爪２２を図中の白矢印方向に可動させることにより、図４（ｅ）に示すように、ワークＷを長爪２１に押し付けてワークＷの隅部を挟むことにより維持固定して保持する（請求項でいう第２のステップ）。
【００３６】
このように、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂの爪２１、２２の間にワークＷが位置する状態から、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させてワークＷとストッパ９１との間にクリアランスＣが生じるようにワークＷを押し動かす。そして、短爪２２を可動させてワークＷを長爪２１に押し付けて保持する。そのため、ワークＷとストッパ９１との間のクリアランスＣによりワークＷがストッパ９１に押し付けられることがなくなるので、ワークＷを歪ませることなく保持することができる。
【００３７】
次に、双腕ロボット１によるワークＷのパレタイズ時におけるワークの位置決め動作ついて図５乃至図７を参照して説明する。前出の図１〜図３も適宜参照する。図５乃至図７においては、説明の便宜上、左側のハンド部２を第１ハンド部２ａと示し、右側のハンド部２を第２ハンド部２ｂと示す。また、図５乃至図７においては、長爪２１と短爪２２のうち、垂直上下方向の長爪２１と短爪２２とを示し、水平方向の長爪２１と短爪２２とは図示を省略する。Ｚ１は双腕ロボット１の中央線上の位置、すなわち両ハンド部２ａ、２ｂの中間位置を示し、ＺｗはワークＷの長手方向の中央位置を示す。ＬｗはワークＷの長手方向の幅を示す。Ｌｗの値は記憶部６に予め記憶されている。
【００３８】
図５は、パレタイズ時におけるワークの位置決め動作の一例である。ストッパ９１により位置決めされているワークＷの中央位置Ｚｗは、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とずれている場合がある。具体的には例えば、図５（ａ）に示すように、ワークＷの中央位置Ｚｗが第２ハンド部２ｂ側にずれているとき、制御部１０は、第２ハンド部２ｂを図５（ｂ）中の白矢印方向に移動させる。
【００３９】
そして、図５（ｃ）に示すように、制御部１０は、ワークＷの中央位置Ｗｚと、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とが一致するように、第２ハンド部２ｂを移動させることによりワークＷを押し動かして位置決めする。すなわち、制御部１０は、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１から第２ハンド部２ｂまでの距離がＬｗ／２となるまで第２ハンド部２ｂを図中の白矢印方向に移動させてワークＷを位置決めする。
【００４０】
そして、図５（ｄ）に示すように、ワークＷを位置決めした後、制御部１０は、第２ハンド部２ｂを図中の白矢印方向、つまり上記図５（ｃ）の白矢印方向とは逆方向に移動させて所定の位置に戻した後、両ハンド部２ａ、２ｂの長爪２１及び短爪２２によってワークＷを挟むことにより保持させる（請求項でいう第１のステップ）。なお、ワークＷの中央位置Ｚｗが第１ハンド部２ａ側にずれている場合においては、制御部１０は、第１ハンド部２ａを移動させてワークＷを押し動かすことにより位置決めすることができる。
【００４１】
次に、パレタイズ時におけるワークの位置決め動作の別の一例について図６を参照して説明する。ここでは、Ｓは、第２ハンド部２ｂ側のワーク距離センサ３４から双腕ロボット１の中央位置Ｚ１までの距離を示し、Ｓｗはワーク距離センサ３４から、ワークＷまでの距離を示す。また、説明の便宜上、図６（ａ）にはストッパ９１によって位置決めされたワークＷと、ワーク距離センサ３４のみを示す。なお、距離Ｓは予め記憶部６に記憶されている。
【００４２】
双腕ロボット１の中央位置Ｚ１と、ワークＷの中央位置Ｚｗとが一致する場合、Ｓ−Ｓｗ＝Ｌｗ／２となる。しかしながら、このようにならない場合、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させることにより、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１を移動させてワークＷの中央位置Ｚｗと一致させる。
【００４３】
具体的には、図６（ａ）に示すように、例えばワークＷの中央位置Ｚｗが第２ハンド部２ｂ側にずれている場合、制御部１０は、ワーク距離センサ３４による測定結果がＳ−Ｓｗ＝Ｌｗ／２とならないため、測定結果に基いて両ハンド部２ａ、２ｂを移動させる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に補正距離ｍ２だけ移動させる。補正距離ｍ２は、ｍ２＝Ｓ−Ｓｗ―Ｌｗ／２の計算式により求められる。そして、図６（ｃ）に示すように、制御部１０は、ワークＷの中央位置Ｚｗと、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とを一致させた後、両ハンド部２ａ、２ｂの長爪２１及び短爪２２によってワークＷを挟むことにより保持させる（請求項でいう第１のステップ）。
【００４４】
次に、パレタイズ時におけるワークの位置決め動作の別の一例について図７を参照して説明する。ここでは、説明の便宜上、第１ハンド部２ａ側のワーク距離センサ３４を第１ワーク距離センサ３４ａと示し、第２ハンド部２ｂ側のワーク距離センサ３４を第２ワーク距離センサ３４ｂと示す。また、説明の便宜上、図７（ａ）にはストッパ９１によって位置決めされたワークＷと、両ワーク距離センサ３４ａ、３４ｂのみを示す。
【００４５】
また、図７において、Ｓａは、第１ワーク距離センサ３４ａからワークＷまでの距離を示し、Ｓｂは、第２ワーク距離センサ３４ｂからワークＷまでの距離を示す。双腕ロボット１の中央位置Ｚ１と、ワークＷの中央位置Ｚｗとが一致する場合における各距離Ｓａ、Ｓｂの値はそれぞれ同じ値となる。そのため、各距離Ｓａ、Ｓｂが一致しない場合、制御部１０は、両ハンド部２ａ、２ｂを移動させることにより、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１を移動させてワークＷの中央位置Ｚｗと一致させる。
【００４６】
具体的には、図７（ａ）に示すように、例えばワークＷの中央位置Ｚｗが第２ハンド部２ｂ側にずれている場合において、制御部１０は、各ワーク距離センサ３４ａ、３４ｂにより距離Ｓａ、Ｓｂをそれぞれ測定する。そして、図７（ｂ）に示すように、両ハンド部２ａ、２ｂを図中の白矢印方向に補正距離ｍ３だけ移動させる。補正距離ｍ３は、ｍ３＝（Ｓａ−Ｓｂ）／２の計算式により算出することができる。
【００４７】
そして、図７（ｃ）に示すように、制御部１０は、ワークＷの中央位置Ｚｗと、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１とを一致させた後、両ハンド部２ａ、２ｂの長爪２１及び短爪２２によってワークＷを挟むことにより保持させる（請求項でいう第１のステップ）。
【００４８】
上記図５乃至図７に示したように、本実施形態に係る双腕ロボット１においては、ワークＷの中央位置Ｚｗが、双腕ロボット１の中央位置Ｚ１からずれている場合であっても、中央位置Ｚｗと中央位置Ｚ１とを一致させた後に、ハンド部２によってワークＷを保持することができる。そのため、ハンド部２がワークＷをバランスよく保持することができるので、ワークＷを適切な位置に整列積載することができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ハンド部２を移動させてワークＷを押し動かすものを示したが、これに限られず、長爪２１が可動な構成とした場合には、この長爪２１を可動させて、ワークＷとストッパ９１との間にクリアランスが生じるようにしてもよい。また、上記実施形態では、ハンド部２が４つの爪を有する例を示したが、これに限られず、互いに対向する１つの固定爪と１つの可動爪から成る一対の爪を有するものとしてもよい。また、対向する２つの爪は、少なくとも一方が他方に対して相対的に可動であればよく、双方が可動の場合をも含む。
【符号の説明】
【００５０】
１ 双腕ロボット
２ ハンド部（第１ハンド部、第２ハンド部）
２ａ 第１ハンド部
２ｂ 第２ハンド部
７ パレット
９ コンベア
１０ 制御部
２１ 長爪（爪）
２２ 短爪（爪）
３４ ワーク距離センサ
３４ａ 第１ワーク距離センサ（距離センサ）
３４ｂ 第２ワーク距離センサ（距離センサ）
９１ ストッパ
Ｃ クリアランス（隙間）
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを備え、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットであって、
前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、
前記制御部は、前記ストッパによって停止されているワークを保持する際に、ワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させ、その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持することを特徴とする双腕ロボット。
【請求項２】
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記制御部は、ワークを保持する際に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めし、その後に、ワークを保持することを特徴とする請求項１に記載の双腕ロボット。
【請求項３】
前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記制御部は、ワークを保持する際に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めし、その後に、ワークを保持することを特徴とする請求項１に記載の双腕ロボット。
【請求項４】
長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを用いて、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットのハンドリング方法であって、
前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、
前記制御部の制御により、前記ストッパによって停止されているワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように、前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させる第１のステップと、
その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持する第２のステップとを有することを特徴とする双腕ロボットのハンドリング方法。
【請求項５】
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記第１のステップの動作時に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めすることを特徴とする請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法。
【請求項６】
前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記第１のステップの動作時に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めすることを特徴とする請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法。
【請求項１】
長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを備え、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットであって、
前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、
前記制御部は、前記ストッパによって停止されているワークを保持する際に、ワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させ、その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持することを特徴とする双腕ロボット。
【請求項２】
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記制御部は、ワークを保持する際に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めし、その後に、ワークを保持することを特徴とする請求項１に記載の双腕ロボット。
【請求項３】
前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記制御部は、ワークを保持する際に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めし、その後に、ワークを保持することを特徴とする請求項１に記載の双腕ロボット。
【請求項４】
長尺のワークを保持するハンド部と、前記ハンド部の動作を制御する制御部とを用いて、コンベアに設けられたストッパによって停止されているワークを前記ハンド部によって保持して搬送する双腕ロボットのハンドリング方法であって、
前記ハンド部は、ワークを保持する少なくとも一方が他方に対して可動な一対の爪を有し、
前記制御部の制御により、前記ストッパによって停止されているワークと前記ストッパとの間に隙間が生じるように、前記ハンド部又は一方の可動な爪を移動させることによりワークを移動させる第１のステップと、
その後に、他方の爪を可動させて一対の爪間にワークを保持する第２のステップとを有することを特徴とする双腕ロボットのハンドリング方法。
【請求項５】
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの長さ方向の他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記第１のステップの動作時に、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記第１ハンド部又は第２ハンド部のいずれかを移動させることによりワークを位置決めすることを特徴とする請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法。
【請求項６】
前記ハンド部からワークまでの距離を検出する距離センサをさらに備え、
前記ハンド部は、ワークの長さ方向の一端を保持する第１ハンド部と、ワークの他端を保持する第２ハンド部とを有し、
前記第１のステップの動作時に、前記距離センサにより測定した前記ハンド部からワークまでの距離の測定結果に基いて、ワークの長さ方向の中間位置と前記第１ハンド部及び第２ハンド部の中間位置とが一致するように、前記ハンド部を移動させて該ハンド部を位置決めすることを特徴とする請求項４に記載の双腕ロボットのハンドリング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２２８０２４（Ｐ２０１０−２２８０２４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７６２０２（Ｐ２００９−７６２０２）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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