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JP5659640B2 - Robot control apparatus, article take-out system, program, and robot control method - Google Patents

Robot control apparatus, article take-out system, program, and robot control method Download PDF

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JP5659640B2 JP2010200165A JP2010200165A JP5659640B2 JP 5659640 B2 JP5659640 B2 JP 5659640B2 JP 2010200165 A JP2010200165 A JP 2010200165A JP 2010200165 A JP2010200165 A JP 2010200165A JP 5659640 B2 JP5659640 B2 JP 5659640B2
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Description

本発明は、ロボット制御装置、物品取り出しシステム、プログラム、およびロボットの制御方法に関する。   The present invention relates to a robot control device, an article take-out system, a program, and a robot control method.

近年、工場の製造ラインなどにおいて様々な産業用ロボットが用いられている。特に、(垂直)多関節ロボットは、人間の腕に近い構造をしているため、種々の作業を人間に代わって行うことができる。
例えば、特許文献1では、乱雑に重なり合って置かれた(バラ積みされた)複数の物品(ワーク)から多関節ロボットを用いて1つずつ取り出す(ピッキングする)ことができる物品取り出し装置(バラ積みピッキング装置)が開示されている。このようなピッキング装置は、ワークの認識処理プログラムや多関節ロボットの制御プログラムなどによって様々なワークに対応することができる。そのため、ワークごとに対応するパーツフィーダを用いる場合に比べて、限られたスペースで多種のワークを扱う製造ラインなどに好適である。
In recent years, various industrial robots have been used in factory production lines and the like. In particular, since the (vertical) articulated robot has a structure similar to a human arm, it can perform various operations on behalf of a human.
For example, in Patent Document 1, an article take-out apparatus (separate stack) that can take out (pick) one by one using a multi-joint robot from a plurality of articles (work pieces) placed in a messy and overlapping manner (separated). A picking device) is disclosed. Such a picking apparatus can cope with various workpieces by a workpiece recognition processing program, an articulated robot control program, and the like. Therefore, it is suitable for a production line that handles various types of workpieces in a limited space, as compared with the case where a parts feeder corresponding to each workpiece is used.

また、特許文献1のピッキング装置では、1つのワークを取り出した後、まず画像データ(2次元情報)のみを取得し、取り出し前後の画像データを比較することによって、位置および姿勢の変化が許容範囲内のワークの有無を判断している。そして、このような判断をすることによって、時間がかかる距離データ(3次元情報)の取得の回数を減らし、ピッキング時間を短縮している。
一方、例えば特許文献2に開示されているホッパ装置(ワーク分離装置)を用いることによって、ワークを取り出すための多関節ロボットの制御の容易化を図ることもできる。すなわち、ホッパ装置を用いて互いに重なり合わないようにワーク同士を分離することによって、1つのワークの取り出し前後で他のワークの位置および姿勢が変化しないようにすることができる。したがって、3次元情報を再取得することなく、各ワークを垂直方向にそのまま取り出すことができるようになる。
このようにして、多関節ロボットを用いて、複数のワークから1つずつ取り出すことができる。
Further, in the picking apparatus of Patent Document 1, after taking out one workpiece, first, only image data (two-dimensional information) is acquired, and the change in position and orientation is within an allowable range by comparing the image data before and after taking out. The presence or absence of the workpiece is judged. Then, by making such a determination, the number of time-consuming acquisitions of distance data (three-dimensional information) is reduced and the picking time is reduced.
On the other hand, for example, by using a hopper device (work separation device) disclosed in Patent Document 2, it is possible to facilitate the control of the articulated robot for taking out the workpiece. That is, by separating the workpieces so as not to overlap each other using the hopper device, the position and posture of the other workpiece can be prevented from changing before and after the removal of one workpiece. Therefore, each workpiece can be taken out in the vertical direction without re-acquiring the three-dimensional information.
In this way, it is possible to take out one by one from a plurality of workpieces using an articulated robot.

特開2010−120141号公報JP 2010-120141 A 特開平10−29720号公報JP-A-10-29720

特許文献1のピッキング装置では、ワークを取り出す度に2次元情報を再取得している。さらに、許容範囲内のワークが存在しない場合には、3次元情報を再取得する必要がある。しかしながら、例えば図13に示すように、カメラエリアにおいてワーク9の2次元情報や3次元情報の取得を行った後、コンベア装置5を用いてワーク9を搬送し、ピッキングエリアにおいてワーク9の取り出しを行う場合には、情報を再取得することができない。そのため、カメラエリアとピッキングエリアとが異なる製造ラインなどには、特許文献1のピッキング装置を適用することができない。   In the picking apparatus of Patent Document 1, two-dimensional information is reacquired every time a workpiece is taken out. Furthermore, when there is no workpiece within the allowable range, it is necessary to reacquire three-dimensional information. However, for example, as shown in FIG. 13, after obtaining the two-dimensional information and three-dimensional information of the workpiece 9 in the camera area, the workpiece 9 is transported using the conveyor device 5, and the workpiece 9 is taken out in the picking area. If done, the information cannot be reacquired. For this reason, the picking device of Patent Document 1 cannot be applied to a production line or the like in which the camera area and the picking area are different.

また、ホッパ装置を用いる場合であっても、ワーク同士を完全には分離することができず、互いに隣接している場合がある。この場合、ワークを垂直方向にそのまま取り出すと、隣接している他のワークの位置および姿勢を変化させてしまう可能性がある。
さらに、例えば図13に示すように、ワーク9が凹凸を有する形状である場合には、ワーク9同士が互いに重なり合っていなくても、垂直方向からは重なって見える場合もある。この場合、AないしEの符号を付けたワーク9(以下、ワークAないしEと称する)のうち、ワークC以外を垂直方向にそのまま取り出すと、他のワークと干渉して位置および姿勢を変化させてしまう。
そのため、ワーク同士が完全には分離されていない場合には、1つのワークの取り出し前後で他のワークの位置および姿勢が変化し、特許文献1のピッキング装置の場合と同様に、3次元情報の再取得が必要となる場合もある。
Even when using a hopper device, the workpieces may not be completely separated and may be adjacent to each other. In this case, if the workpiece is taken out in the vertical direction as it is, the position and posture of another adjacent workpiece may be changed.
Furthermore, for example, as shown in FIG. 13, when the workpiece 9 has an uneven shape, even if the workpieces 9 do not overlap each other, they may appear to overlap each other in the vertical direction. In this case, out of the workpieces 9 (hereinafter referred to as workpieces A to E) labeled A to E, if the workpieces other than the workpiece C are taken out in the vertical direction, they interfere with other workpieces and change their positions and postures. End up.
Therefore, when the workpieces are not completely separated from each other, the position and posture of the other workpiece change before and after the removal of one workpiece. Reacquisition may be necessary.

前述した課題を解決する主たる本発明は、互いに重なり合わないように置かれた複数の物品をそれぞれ認識して位置および姿勢を算出する認識処理部と、前記複数の物品からなる第1の物品群の重心の水平位置を第1の重心位置として算出し、前記第1の物品群のうち前記第1の重心位置から最も離れた物品を取り出し対象の物品として選択する選択部と、前記第1の物品群のうち前記取り出し対象の物品を中心とする領域に含まれる物品からなる第2の物品群の重心の水平位置を第2の重心位置として算出し、前記第2の重心位置から前記取り出し対象の物品の重心の水平位置に向かう方向を水平移動方向として算出する移動方向算出部と、前記取り出し対象の物品を前記水平移動方向に所定の移動量だけ移動させてから垂直方向に取り出すように多関節ロボットを制御する制御部と、を有することを特徴とするロボット制御装置である。   The main present invention for solving the above-described problems is to recognize a plurality of articles placed so as not to overlap each other and calculate a position and a posture, and a first article group composed of the plurality of articles. A horizontal position of the center of gravity of the first article is calculated as a first center of gravity position, and a selection unit that selects an article farthest from the first center of gravity position as the article to be taken out of the first article group; The horizontal position of the center of gravity of the second article group consisting of articles included in the region centered on the article to be taken out of the article group is calculated as the second center of gravity position, and the take-out target is calculated from the second center of gravity position. A moving direction calculating unit that calculates a direction toward the horizontal position of the center of gravity of the article as a horizontal movement direction, and moving the article to be taken out by a predetermined movement amount in the horizontal movement direction and then taking out in the vertical direction. A control unit for controlling the articulated robot as a robot controller and having a.

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。   Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of this specification.

本発明によれば、互いに重なり合わないように置かれた複数の物品が完全には分離されていない場合であっても、3次元情報を再取得することなく多関節ロボットを用いて取り出すことができる。   According to the present invention, even when a plurality of articles placed so as not to overlap each other are not completely separated, they can be taken out using an articulated robot without reacquiring three-dimensional information. it can.

本発明の一実施形態におけるロボット制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the robot control apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるロボット制御装置を備えた物品取り出しシステム全体の構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the whole article picking-up system provided with the robot control apparatus in one Embodiment of this invention. 認識処理部11、選択部13、移動方向算出部14、および制御部15の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the program for making a computer implement | achieve the function of the recognition process part 11, the selection part 13, the moving direction calculation part 14, and the control part 15. ピッキングエリアに搬送されたワークの配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the workpiece | work conveyed to the picking area. 図4に示したワークの配置からワーク全体の重心位置CGを算出し、取り出し対象のワークWSを選択する方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calculating a center of gravity position CG of the entire workpiece from the workpiece arrangement shown in FIG. 4 and selecting a workpiece WS to be taken out. ワークW1の近傍ワーク群の重心位置CLを算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the gravity center position CL of the workpiece | work group of the vicinity of the workpiece | work W1. ワークW1の水平移動方向DPを算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the horizontal movement direction DP of the workpiece | work W1. ワークW1を取り出した後、ワーク全体の重心位置CGを算出し、取り出し対象のワークWSを選択する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the gravity center position CG of the whole workpiece | work after selecting the workpiece | work W1, and selecting the workpiece | work WS of extraction object. ワークW4の近傍ワーク群の重心位置CLを算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the gravity center position CL of the workpiece | work group of the vicinity of the workpiece | work W4. ワークW4の水平移動方向DPを算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the horizontal movement direction DP of the workpiece | work W4. 認識処理部11、選択部13、移動方向算出部14、および制御部15の機能をコンピュータに実現させるための他のプログラムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the other program for making a computer implement | achieve the function of the recognition process part 11, the selection part 13, the moving direction calculation part 14, and the control part 15. ピッキングエリアに搬送されたワークを複数のワーク群として扱う場合の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning in the case of handling the workpiece | work conveyed to the picking area as a some workpiece | work group. 垂直方向にそのまま取り出すと干渉が発生するワークの配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement | positioning of the workpiece | work which generate | occur | produces interference if it takes out as it is in the perpendicular direction.

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

===物品取り出しシステム全体の構成の概略===
以下、図2を参照して、後述する本発明の一実施形態におけるロボット制御装置を備えた物品取り出しシステム全体の構成の概略について説明する。
図2に示されている物品取り出しシステムは、ロボット制御装置1、ステレオカメラ2、多関節ロボット3、ホッパ装置4、およびコンベア装置5を含んで構成されている。なお、図2において、コンベア装置5の搬送方向は右方向であり、図2以外の図においても同様である。
=== Overall Configuration of Article Pickup System ===
Hereinafter, with reference to FIG. 2, an outline of a configuration of an entire article take-out system including a robot control device according to an embodiment of the present invention to be described later will be described.
The article take-out system shown in FIG. 2 includes a robot control device 1, a stereo camera 2, an articulated robot 3, a hopper device 4, and a conveyor device 5. In FIG. 2, the conveying direction of the conveyor device 5 is the right direction, and the same applies to the drawings other than FIG.

ステレオカメラ2は、コンベア装置5の相対的に上流側(図2において左側)に位置するカメラエリアの上方に配置されている。また、ステレオカメラ2から出力される3次元情報IMGは、ロボット制御装置1に入力されている。さらに、ロボット制御装置1から出力される制御信号CNTは、多関節ロボット3に入力されている。
多関節ロボット3は、先端部にチャック部31を備えている。また、多関節ロボット3は、コンベア装置5の相対的に下流側(図2において右側)に位置するピッキングエリアにチャック部31を移動させることができるように配置されている。
The stereo camera 2 is disposed above a camera area located on the relatively upstream side (left side in FIG. 2) of the conveyor device 5. Further, the three-dimensional information IMG output from the stereo camera 2 is input to the robot control device 1. Further, the control signal CNT output from the robot control device 1 is input to the articulated robot 3.
The articulated robot 3 includes a chuck portion 31 at the tip. Further, the articulated robot 3 is arranged so that the chuck portion 31 can be moved to a picking area located on the relatively downstream side (right side in FIG. 2) of the conveyor device 5.

なお、カメラエリアは、サイズがピッキングエリアと同一であるか、またはピッキングエリアより大きい。また、カメラエリアとピッキングエリアとは、一部が重複するように、または少なくとも互いに隣接するように配置されている。図2においては、両エリアは、同一サイズであり、互いに隣接するように配置されている。
ホッパ装置4は、コンベア装置5の最上流側に配置されている。また、ホッパ装置4からは、ワーク9がコンベア装置5に排出されている。
The camera area has the same size as the picking area or larger than the picking area. Further, the camera area and the picking area are arranged so as to partially overlap or at least be adjacent to each other. In FIG. 2, both areas have the same size and are arranged adjacent to each other.
The hopper device 4 is disposed on the most upstream side of the conveyor device 5. Further, the work 9 is discharged from the hopper device 4 to the conveyor device 5.

===物品取り出しシステム全体の動作の概略===
以下、物品取り出しシステム全体の動作の概略について説明する。
ホッパ装置4は、コンベア装置5の搬送動作に同期して、ワーク9を互いに重なり合わないように順次コンベア装置5に排出する。また、コンベア装置5は、ワーク9を搬送し、所定の長さ分だけ搬送するごとに一旦停止する。なお、当該所定の長さは、ワーク9がカメラエリアに搬送されて停止した後、ピッキングエリアに搬送されて停止するように設定される。前述したように、カメラエリアとピッキングエリアとが同一サイズであり、互いに隣接するように配置されている場合には、当該所定の長さは、各エリアの搬送方向の長さとなる。
一方、ロボット制御装置1、ステレオカメラ2、および多関節ロボット3は、上記コンベア装置5の停止中に動作する。
=== Outline of the operation of the entire article take-out system ===
Hereinafter, an outline of the operation of the entire article take-out system will be described.
The hopper device 4 sequentially discharges the workpieces 9 to the conveyor device 5 so as not to overlap each other in synchronization with the conveying operation of the conveyor device 5. Further, the conveyor device 5 transports the workpiece 9 and stops once every time the workpiece 9 is transported by a predetermined length. The predetermined length is set such that after the work 9 is conveyed to the camera area and stopped, it is conveyed to the picking area and stopped. As described above, when the camera area and the picking area have the same size and are arranged adjacent to each other, the predetermined length is the length of each area in the transport direction.
On the other hand, the robot control device 1, the stereo camera 2, and the articulated robot 3 operate while the conveyor device 5 is stopped.

ステレオカメラ2は、3次元情報取得装置に相当し、カメラエリアにあるワーク9を撮影し、3次元情報IMGを出力する。また、ロボット制御装置1は、現在ピッキングエリアにあるワーク9のカメラエリアにおける撮影時、すなわち、前回のコンベア装置5の停止中に取得された3次元情報IMGに基づいて制御信号CNTを出力する。そして、多関節ロボット3は、制御信号CNTに応じて制御され、ピッキングエリアにあるワーク9をチャック部31によって把持して1つずつ取り出す。   The stereo camera 2 corresponds to a three-dimensional information acquisition device, images the workpiece 9 in the camera area, and outputs three-dimensional information IMG. Further, the robot control device 1 outputs a control signal CNT based on the three-dimensional information IMG acquired at the time of shooting in the camera area of the workpiece 9 currently in the picking area, that is, during the previous stop of the conveyor device 5. The articulated robot 3 is controlled according to the control signal CNT, and grips the workpieces 9 in the picking area with the chuck portion 31 and takes them out one by one.

このようにして、カメラエリアにおいて取得した3次元情報IMGに基づいて多関節ロボット3を制御し、ピッキングエリアに搬送されたワーク9を1つずつ取り出すことができる。また、ピッキングエリアにあるワーク9がすべて取り出されると、コンベア装置5は、再び所定の長さ分だけワーク9を搬送する。なお、ステレオカメラ2の代わりに、例えば特許文献1のピッキング装置と同様に、カメラおよびレーザスキャナを用いて3次元情報を取得してもよい。   In this way, the articulated robot 3 can be controlled based on the three-dimensional information IMG acquired in the camera area, and the workpieces 9 conveyed to the picking area can be taken out one by one. When all the workpieces 9 in the picking area are taken out, the conveyor device 5 again conveys the workpieces 9 by a predetermined length. Note that three-dimensional information may be acquired using a camera and a laser scanner, for example, in the same manner as the picking apparatus disclosed in Patent Document 1, instead of the stereo camera 2.

===ロボット制御装置の構成===
以下、図1を参照して、本発明の一実施形態におけるロボット制御装置の構成について説明する。なお、以下の説明においては、各ワークをWk(kは自然数)の符号を付けて表すこととする。
図1に示されているロボット制御装置1は、認識処理部11、記憶部12、選択部13、移動方向算出部14、および制御部15を含んで構成されている。
=== Configuration of Robot Control Device ===
Hereinafter, with reference to FIG. 1, the structure of the robot control apparatus in one Embodiment of this invention is demonstrated. In the following description, each work is represented with a symbol Wk (k is a natural number).
The robot control device 1 shown in FIG. 1 includes a recognition processing unit 11, a storage unit 12, a selection unit 13, a movement direction calculation unit 14, and a control unit 15.

認識処理部11には、3次元情報IMGが入力され、認識処理部11から出力される位置・姿勢情報T[Wk]は、記憶部12に入力されている。また、選択部13には、記憶部12から出力される重心位置Ckが入力され、選択部13からは、重心位置CGおよび選択ワークWSが出力されている。さらに、移動方向算出部14には、重心位置Ck、重心位置CG、および選択ワークWSが入力され、移動方向算出部14からは、水平移動方向DPが出力されている。そして、制御部15には、選択ワークWS、水平移動方向DP、および記憶部12から出力される位置・姿勢情報T[WS]が入力され、制御部15からは、制御信号CNTが出力されている。   The recognition processing unit 11 receives the three-dimensional information IMG, and the position / posture information T [Wk] output from the recognition processing unit 11 is input to the storage unit 12. Further, the gravity center position Ck output from the storage unit 12 is input to the selection unit 13, and the gravity center position CG and the selected workpiece WS are output from the selection unit 13. Further, the movement direction calculation unit 14 receives the center of gravity position Ck, the center of gravity position CG, and the selected workpiece WS, and the movement direction calculation unit 14 outputs the horizontal movement direction DP. The control unit 15 receives the selected workpiece WS, the horizontal movement direction DP, and the position / posture information T [WS] output from the storage unit 12, and the control unit 15 outputs the control signal CNT. Yes.

===ロボット制御装置の動作===
以下、図3ないし図10を適宜参照して、本実施形態におけるロボット制御装置の動作について説明する。なお、以下においては、一例として、カメラエリアにおいて8個のワークW1ないしW8の3次元情報IMGが取得されてロボット制御装置1に入力されるとともに、当該ワークW1ないしW8がピッキングエリアに搬送された場合について説明する。
=== Operation of the robot controller ===
Hereinafter, the operation of the robot control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 10 as appropriate. In the following, as an example, three-dimensional information IMG of eight workpieces W1 to W8 is acquired and input to the robot controller 1 in the camera area, and the workpieces W1 to W8 are transported to the picking area. The case will be described.

ロボット制御装置1のうち、認識処理部11、選択部13、移動方向算出部14、および制御部15の機能は、例えば、記憶部12を備えるコンピュータによって実現することができる。図3は、認識処理部11、選択部13、移動方向算出部14、および制御部15に相当する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムの動作を示している。   In the robot control device 1, the functions of the recognition processing unit 11, the selection unit 13, the movement direction calculation unit 14, and the control unit 15 can be realized by a computer including the storage unit 12, for example. FIG. 3 shows the operation of a program for causing a computer to realize functions corresponding to the recognition processing unit 11, the selection unit 13, the movement direction calculation unit 14, and the control unit 15.

ワークW1ないしW8全体の3次元情報IMGが入力され、プログラムの処理が開始されると(S11)、まず、位置・姿勢認識処理を行い、各ワークの位置・姿勢情報T[Wk](1≦k≦8)を算出する(S12)。具体的には、例えば、3次元(画像)情報IMGからエッジを抽出し、1つのワークの3次元情報(3D−CADデータなど)とのマッチングを行うことによって、各ワークを認識して位置・姿勢情報T[Wk]を算出する。したがって、当該S12の処理は、認識処理部11に相当する機能を実現する。なお、位置・姿勢情報T[Wk]は、記憶部12に記憶され、適宜読み出される。   When the three-dimensional information IMG of the entire workpieces W1 to W8 is input and the processing of the program is started (S11), first, position / posture recognition processing is performed, and position / posture information T [Wk] (1 ≦ 1) of each workpiece k ≦ 8) is calculated (S12). Specifically, for example, by extracting an edge from the three-dimensional (image) information IMG and performing matching with the three-dimensional information (3D-CAD data, etc.) of one workpiece, each workpiece is recognized and the position / Posture information T [Wk] is calculated. Therefore, the process of S12 realizes a function corresponding to the recognition processing unit 11. The position / posture information T [Wk] is stored in the storage unit 12 and is read out as appropriate.

ここで、ピッキングエリアに搬送されたワークW1ないしW8の配置の一例を図4に示す。図4において、重心位置C1ないしC8は、それぞれワークW1ないしW8の重心の水平位置を示している。なお、位置・姿勢情報T[Wk]が各ワークの位置として、その重心の位置を示している場合には、位置・姿勢情報T[Wk]から垂直位置を省略して重心位置Ckを直接求めることができる。また、それ以外の場合には、位置・姿勢情報T[Wk]が示す各ワークの位置を原点とする相対座標を用いて、重心位置Ckを算出することができる。以下、当該配置からワークを取り出す場合の動作について説明する。   Here, an example of the arrangement of the workpieces W1 to W8 conveyed to the picking area is shown in FIG. In FIG. 4, gravity center positions C1 to C8 indicate horizontal positions of the gravity centers of the workpieces W1 to W8, respectively. When the position / posture information T [Wk] indicates the position of the center of gravity as the position of each workpiece, the vertical position is omitted from the position / posture information T [Wk] and the center of gravity position Ck is directly obtained. be able to. In other cases, the center-of-gravity position Ck can be calculated using relative coordinates with the position of each workpiece indicated by the position / posture information T [Wk] as the origin. Hereinafter, an operation when a workpiece is taken out from the arrangement will be described.

まず、1つ目のワークを取り出す場合、n=1としてS13からS18までのループ処理を行う。当該ループ処理においては、まず、ワークW1ないしW8全体(第1の物品群)の重心の水平位置を重心位置CG(第1の重心位置)として算出する(S13)。具体的には、例えば、各ワークの重心位置Ckの平均を重心位置CGとして算出することができる。また、例えば、3次元(画像)情報IMGからワークW1ないしW8の平面図(水平面への正射影)を求め、当該平面図の重心を重心位置CGとして算出してもよい。   First, when taking out the first workpiece, loop processing from S13 to S18 is performed with n = 1. In the loop processing, first, the horizontal position of the center of gravity of the entire workpieces W1 to W8 (first article group) is calculated as the center of gravity position CG (first center of gravity position) (S13). Specifically, for example, the average of the gravity center positions Ck of the workpieces can be calculated as the gravity center position CG. Further, for example, a plan view (orthographic projection onto the horizontal plane) of the workpieces W1 to W8 may be obtained from the three-dimensional (image) information IMG, and the center of gravity of the plan view may be calculated as the center of gravity position CG.

さらに、図5に示すように、ワークW1ないしW8のうち重心位置CGから最も離れたワークを取り出し対象(選択ワークWS)として選択する(S14)。したがって、S13およびS14の処理は、選択部13に相当する機能を実現する。なお、図5においては、ワークW1が選択ワークWSとして選択され、選択ワークWS(ワークW1)の重心位置C1をCSと表している。   Further, as shown in FIG. 5, the work farthest from the center of gravity position CG among the works W1 to W8 is selected as an object to be taken out (selected work WS) (S14). Therefore, the processing of S13 and S14 realizes a function corresponding to the selection unit 13. In FIG. 5, the workpiece W1 is selected as the selected workpiece WS, and the center of gravity C1 of the selected workpiece WS (work W1) is represented as CS.

次に、選択ワークWSを中心とする領域を近傍エリアとして設定し、ワークW1ないしW8のうち当該近傍エリアに含まれるワークからなる近傍ワーク群(第2の物品群)の重心の水平位置を重心位置CL(第2の重心位置)として算出する(S15)。具体的には、例えば図6に示すように、選択ワークWS(ワークW1)からワーク1つ分以内の領域を近傍エリアとして設定し、ワークW1、W2、およびW4の重心位置Ckの平均を重心位置CLとして算出することができる。   Next, an area centered on the selected workpiece WS is set as a neighborhood area, and the horizontal position of the center of gravity of a neighborhood workpiece group (second article group) composed of workpieces included in the neighborhood area among the workpieces W1 to W8 is defined as the center of gravity. Calculated as a position CL (second center of gravity position) (S15). Specifically, as shown in FIG. 6, for example, an area within one workpiece from the selected workpiece WS (work W1) is set as the neighborhood area, and the average of the gravity center positions Ck of the workpieces W1, W2, and W4 is set as the gravity center. It can be calculated as the position CL.

さらに、図7に示すように、重心位置CLから重心位置CSに向かう方向を水平移動方向DPとして算出する(S16)。したがって、S15およびS16の処理は、移動方向算出部14に相当する機能を実現する。   Further, as shown in FIG. 7, the direction from the gravity center position CL toward the gravity center position CS is calculated as the horizontal movement direction DP (S16). Therefore, the processing of S15 and S16 realizes a function corresponding to the movement direction calculation unit 14.

最後に、選択ワークWSの位置・姿勢情報T[WS]および水平移動方向DPに基づいて制御信号CNTを出力し、選択ワークWSを水平移動方向DPに所定の移動量だけ移動させてから(S17)、垂直方向に取り出すように多関節ロボット3を制御する(S18)。したがって、S17およびS18の処理は、制御部15に相当する機能を実現する。なお、図7においては、所定の移動量をワーク1つ分としている。   Finally, the control signal CNT is output based on the position / posture information T [WS] of the selected workpiece WS and the horizontal movement direction DP, and the selected workpiece WS is moved in the horizontal movement direction DP by a predetermined movement amount (S17). The articulated robot 3 is controlled so as to be taken out in the vertical direction (S18). Therefore, the processing of S17 and S18 realizes a function corresponding to the control unit 15. In FIG. 7, the predetermined movement amount is set to one work.

以上のように、ロボット制御装置1は、重心位置CGから最も離れた(最外周に位置する)ワークW1を1つ目の取り出し対象(選択ワークWS)として選択し、当該ワークW1を水平移動方向DPにワーク1つ分だけ水平移動させてから垂直方向に取り出す。ここで、近傍ワーク群の重心位置CLから選択ワークWSの重心位置CSに向かう方向を水平移動方向DPとすることによって、水平移動時における他のワークとの干渉を防止している。また、水平移動方向DPにワーク1つ分だけ水平移動させてから垂直方向に取り出すことによって、垂直移動時における他のワークとの干渉を防止している。   As described above, the robot control device 1 selects the workpiece W1 that is farthest from the center of gravity position CG (located on the outermost periphery) as the first take-out object (selected workpiece WS), and the workpiece W1 is in the horizontal movement direction. Move the DP horizontally by one workpiece and then remove it in the vertical direction. Here, the direction from the center of gravity position CL of the neighboring workpiece group to the center of gravity CS of the selected workpiece WS is set as the horizontal movement direction DP, thereby preventing interference with other workpieces during horizontal movement. Further, by horizontally moving one workpiece in the horizontal movement direction DP and taking it out in the vertical direction, interference with other workpieces during vertical movement is prevented.

なお、ワークの配置および近傍エリアの設定によっては、選択ワークWSのみが近傍エリアに含まれ、重心位置CLから重心位置CSに向かう水平移動方向DPを算出することができない場合もあり得る。この場合、水平移動させずに垂直方向に取り出しても他のワークと干渉することはない。よって、例えば、水平移動方向DPを算出せず、水平方向に移動させずに垂直方向に取り出す。勿論、選択ワークWS以外のワークを少なくとも1つ含むように近傍エリアを設定し、水平移動方向DPを算出してもよい。また、選択ワークWSから水平移動時の移動量以上の半径を持つ円領域を近傍エリアとして設定することによって、水平移動方向DPを算出することができない場合に、選択ワークWSをいずれの方向に水平移動させても他のワークとの干渉は発生しないため、所定の水平移動方向DPを設定してもよい。   Depending on the arrangement of the workpiece and the setting of the neighborhood area, only the selected workpiece WS may be included in the neighborhood area, and the horizontal movement direction DP from the gravity center position CL toward the gravity center CS may not be calculated. In this case, even if it is taken out in the vertical direction without moving horizontally, it does not interfere with other workpieces. Therefore, for example, the horizontal movement direction DP is not calculated, and is taken out in the vertical direction without moving in the horizontal direction. Of course, the vicinity area may be set so as to include at least one workpiece other than the selected workpiece WS, and the horizontal movement direction DP may be calculated. Further, if the horizontal movement direction DP cannot be calculated by setting a circular area having a radius equal to or greater than the movement amount at the time of horizontal movement from the selected work WS, the horizontal direction of selection DP cannot be calculated. Since the interference with other workpieces does not occur even when moved, a predetermined horizontal movement direction DP may be set.

さらに、水平移動時の移動量は、ワークの形状によらずワーク1つ分で十分であるが、ワーク1つ分以下とすることもできる。例えば、図13に示したワーク9の場合には、ワーク1/2個分だけ水平移動させることによって、干渉を防止することができる。   Furthermore, although the amount of movement during horizontal movement is sufficient for one workpiece regardless of the shape of the workpiece, it can be less than or equal to one workpiece. For example, in the case of the workpiece 9 shown in FIG. 13, interference can be prevented by horizontally moving the workpiece by ½ workpiece.

1つ目のワークW1を取り出した後には、n=2としてS13からS18までのループ処理を行う。当該ループ処理においては、まず、取り出されたワークW1を除いた、ワークW2ないしW8全体(第1の物品群)の重心の水平位置を重心位置CG(第1の重心位置)として算出する(S13)。したがって、ワークW2ないしW8の重心位置Ckの平均を重心位置CGとして算出することができる。また、ワークW1ないしW8の平面図においてワークW1の部分をマスクし、当該マスクされた平面図の重心を重心位置CGとして算出してもよい。   After the first workpiece W1 is taken out, n = 2 and loop processing from S13 to S18 is performed. In the loop processing, first, the horizontal position of the center of gravity of the entire work W2 to W8 (first article group) excluding the taken out work W1 is calculated as the center of gravity position CG (first center of gravity position) (S13). ). Therefore, the average of the gravity center positions Ck of the workpieces W2 to W8 can be calculated as the gravity center position CG. Alternatively, the portion of the workpiece W1 may be masked in the plan view of the workpieces W1 to W8, and the center of gravity of the masked plan view may be calculated as the center of gravity position CG.

さらに、図8に示すように、ワークW2ないしW8のうち重心位置CGから最も離れたワークを取り出し対象(選択ワークWS)として選択する(S14)。なお、図8においては、ワークW4が選択ワークWSとして選択され、選択ワークWS(ワークW4)の重心位置C4をCSと表している。   Further, as shown in FIG. 8, the work farthest from the center of gravity position CG among the works W2 to W8 is selected as an object to be taken out (selected work WS) (S14). In FIG. 8, the workpiece W4 is selected as the selected workpiece WS, and the center of gravity C4 of the selected workpiece WS (work W4) is represented as CS.

次に、選択ワークWSを中心とする領域を近傍エリアとして設定し、ワークW2ないしW8のうち当該近傍エリアに含まれるワークからなる近傍ワーク群(第2の物品群)の重心の水平位置を重心位置CL(第2の重心位置)として算出する(S15)。具体的には、例えば図9に示すように、選択ワークWS(ワークW4)からワーク1つ分以内の領域を近傍エリアとして設定し、ワークW4およびW2の重心位置Ckの平均を重心位置CLとして算出することができる。さらに、図10に示すように、重心位置CLから重心位置CSに向かう方向を水平移動方向DPとして算出する(S16)。   Next, an area centered on the selected workpiece WS is set as a neighborhood area, and the horizontal position of the center of gravity of a neighborhood workpiece group (second article group) composed of workpieces included in the neighborhood area among the workpieces W2 to W8 is defined as the center of gravity. Calculated as a position CL (second center of gravity position) (S15). Specifically, as shown in FIG. 9, for example, an area within one workpiece from the selected workpiece WS (work W4) is set as a neighborhood area, and the average of the gravity center positions Ck of the workpieces W4 and W2 is set as the gravity center position CL. Can be calculated. Further, as shown in FIG. 10, the direction from the gravity center position CL toward the gravity center position CS is calculated as the horizontal movement direction DP (S16).

最後に、選択ワークWSの位置・姿勢情報T[WS]および水平移動方向DPに基づいて制御信号CNTを出力し、選択ワークWSを水平移動方向DPに所定の移動量だけ移動させてから(S17)、垂直方向に取り出すように多関節ロボット3を制御する(S18)。   Finally, the control signal CNT is output based on the position / posture information T [WS] of the selected workpiece WS and the horizontal movement direction DP, and the selected workpiece WS is moved in the horizontal movement direction DP by a predetermined movement amount (S17). The articulated robot 3 is controlled so as to be taken out in the vertical direction (S18).

以下同様に、ロボット制御装置1は、選択ワークWSを取り出す度に、当該取り出されたワークを除いて重心位置CGを算出するとともに次の選択ワークWSを選択する。そして、S13からS18までのループ処理を8回行うことによって、ワークW1ないしW8をすべて取り出すことができ、処理を終了する(S19)。   Similarly, every time the selected workpiece WS is taken out, the robot controller 1 calculates the center of gravity position CG excluding the taken out workpiece and selects the next selected workpiece WS. Then, by performing the loop process from S13 to S18 eight times, all the workpieces W1 to W8 can be taken out, and the process is terminated (S19).

このようにして、互いに重なり合わないようにホッパ装置4から排出され、ピッキングエリアに搬送されたワークW1ないしW8が完全には分離されていない場合であっても、他のワークと干渉しないように1つずつ取り出すことができる。したがって、3次元情報IMGを再取得することなく、多関節ロボット3を用いてピッキングエリアからすべてのワークを取り出すことができる。   In this way, even when the workpieces W1 to W8 discharged from the hopper device 4 and transported to the picking area so as not to overlap each other are not completely separated, they do not interfere with other workpieces. It can be taken out one by one. Therefore, all the workpieces can be taken out from the picking area using the articulated robot 3 without reacquiring the three-dimensional information IMG.

===ロボット制御装置の他のプログラム===
上記実施形態では、ロボット制御装置1の機能は、記憶部12を備えるコンピュータによって実現されているが、これに限定されるものではない。ロボット制御装置1のうち、制御部15には、公知の実装方法を用いることができるため、記憶部12および制御部15を備えるコンピュータに、図3のS17およびS18の処理を行わないプログラムを搭載してもよい。
=== Other programs of the robot controller ===
In the above embodiment, the function of the robot control device 1 is realized by a computer including the storage unit 12, but is not limited thereto. Since a known mounting method can be used for the control unit 15 in the robot control device 1, a program that does not perform the processing of S17 and S18 in FIG. 3 is installed in the computer including the storage unit 12 and the control unit 15. May be.

上記実施形態では、ロボット制御装置1は、ワークW1ないしW8から1つずつ選択ワークWSを選択して、その都度当該選択ワークWSを取り出しているが、これに限定されるものではない。   In the above embodiment, the robot control device 1 selects the selected workpiece WS one by one from the workpieces W1 to W8, and takes out the selected workpiece WS each time. However, the present invention is not limited to this.

例えば図11に示すように、図3のS13ないしS16に相当するループ処理を8回行った後に、多関節ロボット3の制御を行うプログラムを搭載してもよい。この場合、まず、n番目(1≦n≦8)の選択ワークWSnの選択およびそれに対応する水平移動方向DPnの算出を行い(ループ処理1)、次に、選択ワークWSnの順序でそれぞれ水平移動方向DPnに水平移動させてから垂直方向に取り出す(ループ処理2)。このようなプログラムとすることによって、予め行われた選択ワークWSnの選択および水平移動方向DPnの算出の結果を確認したうえで、選択ワークWSnの取り出しを開始することもできる。また、図11のループ処理1および2を並列に処理してもよい。   For example, as shown in FIG. 11, a program for controlling the articulated robot 3 may be installed after the loop processing corresponding to S13 to S16 in FIG. In this case, first, selection of the n-th (1 ≦ n ≦ 8) selected workpiece WSn and calculation of the horizontal movement direction DPn corresponding thereto are performed (loop processing 1), and then horizontal movement is performed in the order of the selected workpiece WSn. After moving horizontally in the direction DPn, it is taken out in the vertical direction (loop processing 2). By setting it as such a program, after confirming the result of selection of the selection workpiece | work WSn performed in advance and calculation of the horizontal movement direction DPn, taking-out of the selection workpiece | work WSn can also be started. Further, the loop processes 1 and 2 in FIG. 11 may be processed in parallel.

なお、ループ処理1では、S23において既に水平移動方向を算出したワークを除いた残りのワークの位置・姿勢情報T[Wk]を用いて処理を行う。さらに、S24においても既に水平移動方向を算出されたワークを除いた残りのワークの位置・姿勢情報T[Wk]を用いて処理を行う。   In the loop processing 1, processing is performed using the position / posture information T [Wk] of the remaining workpieces excluding the workpiece whose horizontal movement direction has already been calculated in S23. Further, in S24, processing is performed using the position / posture information T [Wk] of the remaining workpieces excluding the workpiece whose horizontal movement direction has already been calculated.

上記実施形態では、ピッキングエリアに搬送されたワーク全体を1つのワーク群(第1の物品群)として処理しているが、これに限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the entire work conveyed to the picking area is processed as one work group (first article group), but the present invention is not limited to this.

例えば図12に示すように、ピッキングエリアに搬送されたワークが比較的分散している場合には、互いに水平移動時の移動量以上離れた3つのワーク群G1ないしG3(第1の物品群)として処理することもできる。この場合、図3または図13に示した処理をワーク群ごとに行い、1つのワーク群に含まれるすべてのワークを取り出して処理を終了した後、次のワーク群の処理に移行する。このようにピッキングエリアに搬送されたワークを複数のワーク群として扱い、ワーク群ごとに処理することによって、特に、多関節ロボット3が複数のチャック部を備える場合に、次の選択ワークWSまでの移動距離を短くすることができる。なお、図13のワーク群G2のようにワーク群に1つのワークしか含まれなかった場合には、水平移動させずに垂直方向にワークを取り出しても他のワークと干渉は起こさない。よって、ワーク群に1つのワークしか含まない場合には、当該ワーク群については、水平移動方向DPを算出せず、ワークを水平移動させずに垂直方向に移動して取り出すことができる。   For example, as shown in FIG. 12, when the workpieces conveyed to the picking area are relatively dispersed, three workpiece groups G1 to G3 (first article group) that are separated from each other by a moving amount during horizontal movement. Can also be processed. In this case, the processing shown in FIG. 3 or FIG. 13 is performed for each work group, all the works included in one work group are taken out, the process is terminated, and then the process proceeds to the next work group. By handling the workpieces conveyed to the picking area in this way as a plurality of workpiece groups and processing each workpiece group, in particular, when the multi-joint robot 3 includes a plurality of chuck portions, the process up to the next selected workpiece WS is performed. The moving distance can be shortened. If only one workpiece is included in the workpiece group as in the workpiece group G2 in FIG. 13, interference with other workpieces will not occur even if the workpiece is taken out in the vertical direction without being moved horizontally. Therefore, when the work group includes only one work, the horizontal movement direction DP is not calculated for the work group, and the work can be moved out in the vertical direction without being moved horizontally.

前述したように、ロボット制御装置1において、ワーク全体の重心位置CGから最も離れたワークを選択ワークWSとして選択し、近傍ワーク群の重心位置CLから選択ワークWSの重心位置CSに向かう方向を水平移動方向DPとして算出し、選択ワークWSを水平移動方向DPに所定の移動量だけ移動させてから垂直方向に取り出すことによって、互いに重なり合わないように置かれたワークが完全には分離されていない場合であっても、他のワークと干渉しないように取り出すことができる。したがって、ピッキングエリアに搬送されたワークは、3次元情報IMGを再取得することなく、多関節ロボット3を用いて1つずつ取り出すことができる。   As described above, in the robot control apparatus 1, the work farthest from the center of gravity position CG of the entire work is selected as the selected work WS, and the direction from the center of gravity CL of the neighboring work group to the center of gravity CS of the selected work WS is set horizontally. By calculating the movement direction DP and moving the selected workpiece WS by a predetermined movement amount in the horizontal movement direction DP and then taking it out in the vertical direction, the workpieces placed so as not to overlap each other are not completely separated. Even if it is a case, it can take out so that it may not interfere with other workpieces. Therefore, the workpieces conveyed to the picking area can be taken out one by one using the articulated robot 3 without reacquiring the three-dimensional information IMG.

また、選択ワークWSを取り出す度に、当該取り出されたワークを除いて重心位置CGを算出するとともに次の選択ワークWSを選択することによって、多関節ロボット3を用いてピッキングエリアからすべてのワークを取り出すことができる。   Further, every time the selected workpiece WS is taken out, the center of gravity position CG is calculated except for the taken out workpiece, and the next selected workpiece WS is selected, so that all the workpieces are picked up from the picking area using the articulated robot 3. It can be taken out.

また、予め選択ワークWSnの選択およびそれに対応する水平移動方向DPnの算出を行い、選択ワークWSnの順序でそれぞれ水平移動方向DPnに水平移動させてから垂直方向に取り出すことによって、選択ワークWSnの選択および水平移動方向DPnの算出の結果を確認したうえで、選択ワークWSnの取り出しを開始することもできる。   Further, the selection of the selected workpiece WSn is performed by selecting the selected workpiece WSn and calculating the horizontal movement direction DPn corresponding to the selected workpiece WSn in advance and horizontally moving the selected workpiece WSn in the horizontal movement direction DPn in the order of the selected workpiece WSn. Further, after confirming the calculation result of the horizontal movement direction DPn, it is possible to start taking out the selected workpiece WSn.

また、ピッキングエリアに搬送されたワークを複数のワーク群として扱い、1つのワーク群に含まれるすべてのワークを取り出した後、次のワーク群の処理に移行することによって、特に、多関節ロボット3が複数のチャック部を備える場合に、次の選択ワークWSまでの移動距離を短くすることができる。   In particular, the articulated robot 3 is handled by handling the workpieces transported to the picking area as a plurality of workpiece groups, taking out all the workpieces included in one workpiece group, and then proceeding to the processing of the next workpiece group. When a plurality of chuck portions are provided, the moving distance to the next selected workpiece WS can be shortened.

また、各ワークの重心位置Ckの平均をワーク全体の重心位置CGとして算出することによって、選択ワークWSを取り出す度に、当該取り出されたワークを除いた各ワークの重心位置Ckから重心位置CGを算出することができる。   Further, by calculating the average of the center of gravity position Ck of each workpiece as the center of gravity position CG of the entire workpiece, every time the selected workpiece WS is extracted, the center of gravity position CG is calculated from the center of gravity position Ck of each workpiece excluding the extracted workpiece. Can be calculated.

また、3次元(画像)情報IMGからワーク全体の平面図を求め、当該平面図の重心を重心位置CGとして算出することによって、選択ワークWSを取り出す度に、ワーク全体の平面図において取り出されたワークの部分をマスクし、当該マスクされた平面図から重心位置CGを算出することができる。   Further, a plan view of the entire work is obtained from the three-dimensional (image) information IMG, and the center of gravity of the plan view is calculated as the center of gravity position CG. The part of the workpiece is masked, and the center of gravity position CG can be calculated from the masked plan view.

また、図2に示した物品取り出しシステムにおいて、ホッパ装置4からワーク9を互いに重なり合わないように順次コンベア装置5に排出し、カメラエリアにおいて取得した3次元情報IMGに基づいて多関節ロボット3を制御することによって、ピッキングエリアに搬送されたワーク9を1つずつ取り出すことができる。   Further, in the article take-out system shown in FIG. 2, the workpieces 9 are sequentially discharged from the hopper device 4 to the conveyor device 5 so as not to overlap each other, and the articulated robot 3 is moved based on the three-dimensional information IMG acquired in the camera area. By controlling, the workpieces 9 conveyed to the picking area can be taken out one by one.

また、ロボット制御装置1の少なくとも認識処理部11、選択部13、および移動方向算出部14に相当する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムにおいて、カメラエリアにおいて取得されたワーク全体の3次元情報IMGに基づいて各ワークを認識して位置・姿勢情報T[Wk]を算出することによって、位置・姿勢情報T[Wk]に基づいて選択ワークWSを選択するとともに水平移動方向DPの算出することができる。   Further, in a program for causing a computer to realize functions corresponding to at least the recognition processing unit 11, the selection unit 13, and the movement direction calculation unit 14 of the robot control device 1, the three-dimensional information IMG of the entire workpiece acquired in the camera area. By recognizing each workpiece and calculating position / posture information T [Wk], the selected workpiece WS can be selected based on the position / posture information T [Wk] and the horizontal movement direction DP can be calculated. it can.

また、ワーク全体の重心位置CGを算出し、重心位置CGから最も離れたワークを選択ワークWSとして選択し、近傍ワーク群の重心位置CLを算出し、重心位置CLから選択ワークWSの重心位置CSに向かう方向を水平移動方向DPとして算出し、選択ワークWSを水平移動方向DPに所定の移動量だけ移動させてから垂直方向に取り出すことによって、互いに重なり合わないように置かれたワークが完全には分離されていない場合であっても、ピッキングエリアに搬送されたワークは、3次元情報IMGを再取得することなく、多関節ロボット3を用いて1つずつ取り出すことができる。   Also, the center of gravity position CG of the entire workpiece is calculated, the workpiece farthest from the center of gravity position CG is selected as the selected workpiece WS, the center of gravity position CL of the neighboring workpiece group is calculated, and the center of gravity position CS of the selected workpiece WS is calculated from the center of gravity position CL. Is calculated as the horizontal movement direction DP, and the selected workpiece WS is moved in the horizontal movement direction DP by a predetermined movement amount and then taken out in the vertical direction, so that the workpieces placed so as not to overlap each other are completely Even if they are not separated, the workpieces conveyed to the picking area can be taken out one by one using the articulated robot 3 without re-acquiring the three-dimensional information IMG.

なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。   In addition, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

1 ロボット制御装置
2 ステレオカメラ(3次元情報取得装置)
3 多関節ロボット
4 ホッパ装置(ワーク分離装置)
5 コンベア装置
9 ワーク
11 認識処理部
12 記憶部
13 選択部
14 移動方向算出部
15 制御部
31 チャック部
W1〜W8 ワーク
1 Robot control device 2 Stereo camera (3D information acquisition device)
3 Articulated robot 4 Hopper device (work separation device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Conveyor apparatus 9 Workpiece 11 Recognition processing part 12 Storage part 13 Selection part 14 Movement direction calculation part 15 Control part 31 Chuck part W1-W8 Workpiece

Claims (9)

互いに重なり合わないように置かれた複数の物品をそれぞれ認識して位置および姿勢を算出する認識処理部と、
前記複数の物品からなる第1の物品群の重心の水平位置を第1の重心位置として算出し、前記第1の物品群のうち前記第1の重心位置から最も離れた物品を取り出し対象の物品として選択する選択部と、
前記第1の物品群のうち前記取り出し対象の物品を中心とする領域に含まれる物品からなる第2の物品群の重心の水平位置を第2の重心位置として算出し、前記第2の重心位置から前記取り出し対象の物品の重心の水平位置に向かう方向を水平移動方向として算出する移動方向算出部と、
前記取り出し対象の物品を前記水平移動方向に所定の移動量だけ移動させてから垂直方向に取り出すように多関節ロボットを制御する制御部と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。
A recognition processing unit for recognizing a plurality of articles placed so as not to overlap each other and calculating a position and orientation;
The horizontal position of the center of gravity of the first article group composed of the plurality of articles is calculated as the first center of gravity position, and the article farthest from the first center of gravity position is extracted from the first article group. A selection section to select as,
The horizontal position of the center of gravity of the second article group consisting of articles included in the region centered on the article to be taken out of the first article group is calculated as the second center of gravity position, and the second center of gravity position is calculated. A moving direction calculation unit that calculates a direction from the horizontal direction of the center of gravity of the article to be taken out as a horizontal moving direction;
A control unit for controlling the articulated robot so that the article to be taken out is moved in the horizontal movement direction by a predetermined movement amount and then taken out in the vertical direction;
A robot control apparatus comprising:
前記選択部は、前記多関節ロボットが前記取り出し対象の物品を取り出す度に当該取り出された物品を前記第1の物品群から除いて、前記第1の重心位置を算出するとともに前記取り出し対象の物品を選択することを特徴とする請求項1に記載のロボット制御装置。   The selection unit calculates the first center-of-gravity position and removes the taken-out article every time the multi-joint robot takes out the taken-out article from the first article group. The robot control apparatus according to claim 1, wherein: 前記選択部は、前記移動方向算出部が前記水平移動方向を算出する度に前記取り出し対象の物品を前記第1の物品群から除いて、前記第1の重心位置を算出するとともに次の取り出し対象の物品を選択し、
前記移動方向算出部は、既に前記水平移動方向が算出された物品が除かれた前記第1の物品群から、前記第2の重心位置を算出するとともに前記取り出し対象の物品と対応付けて前記水平移動方向を算出し、
前記制御部は、前記選択部が選択した順序で、前記取り出し対象の物品を当該取り出し対象の物品と対応付けられた前記水平移動方向に前記所定の移動量だけ移動させてから垂直方向に取り出すように前記多関節ロボットを制御することを特徴とする請求項1に記載のロボット制御装置。
The selection unit calculates the first center-of-gravity position and removes the next article to be taken out by removing the article to be taken out from the first article group every time the movement direction calculating unit calculates the horizontal movement direction. Select items
The movement direction calculation unit calculates the second center-of-gravity position from the first article group from which the articles for which the horizontal movement direction has already been calculated is removed, and associates the horizontal direction with the article to be taken out. Calculate the direction of movement,
The control unit moves the article to be taken out in the order selected by the selection unit by the predetermined movement amount in the horizontal movement direction associated with the article to be taken out, and then removes the article in the vertical direction. The robot control apparatus according to claim 1, wherein the articulated robot is controlled.
前記選択部は、前記複数の物品からなる、互いに前記所定の移動量以上離れた複数の前記第1の物品群から1つを順次選択し、選択されている第1の物品群について、すべての物品が除かれるまで前記第1の重心位置を算出するとともに前記取り出し対象の物品を選択することを特徴とする請求項2または請求項3に記載のロボット制御装置。   The selection unit sequentially selects one of the plurality of first article groups that are separated from each other by the predetermined amount of movement, and includes all of the selected first article groups. 4. The robot control device according to claim 2, wherein the first center-of-gravity position is calculated until an article is removed, and the article to be taken out is selected. 5. 前記選択部は、前記第1の物品群に含まれる物品のそれぞれの重心の水平位置の平均を前記第1の重心位置として算出することを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載のロボット制御装置。   The said selection part calculates the average of the horizontal position of each gravity center of the articles | goods contained in the said 1st article group as said 1st gravity center position, The said any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. The robot control device described. 前記選択部は、前記第1の物品群の水平面への正射影の重心を前記第1の重心位置として算出することを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載のロボット制御装置。   5. The robot control apparatus according to claim 1, wherein the selection unit calculates a centroid of an orthogonal projection of the first group of articles on a horizontal plane as the first centroid position. 6. . 請求項1ないし請求項6の何れかに記載のロボット制御装置と、
前記複数の物品を搬送するコンベア装置と、
前記複数の物品を互いに重なり合わないように前記コンベア装置に排出するホッパ装置と、
前記コンベア装置に置かれた前記複数の物品の3次元情報を取得する3次元情報取得装置と、
前記制御部の制御によって前記複数の物品を取り出す前記多関節ロボットと、
を備え、
前記認識処理部は、前記3次元情報に基づいて前記複数の物品の位置および姿勢を算出することを特徴とする物品取り出しシステム。
A robot controller according to any one of claims 1 to 6;
A conveyor device for conveying the plurality of articles;
A hopper device for discharging the plurality of articles to the conveyor device so as not to overlap each other;
A three-dimensional information acquisition device for acquiring three-dimensional information of the plurality of articles placed on the conveyor device;
The articulated robot that takes out the plurality of articles under the control of the control unit;
With
The article extraction system, wherein the recognition processing unit calculates positions and postures of the plurality of articles based on the three-dimensional information.
互いに重なり合わないように置かれた複数の物品のうち、取り出し対象の物品を水平方向に所定の移動量だけ移動させてから垂直方向に取り出すように多関節ロボットを制御する制御部を備え、前記複数の物品の3次元情報が入力されるコンピュータに、
前記3次元情報に基づいて前記複数の物品をそれぞれ認識して位置および姿勢を算出する機能と、
前記複数の物品からなる第1の物品群の重心の水平位置を第1の重心位置として算出する機能と、
前記第1の物品群のうち前記第1の重心位置から最も離れた物品を前記取り出し対象の物品として選択する機能と、
前記第1の物品群のうち前記取り出し対象の物品を中心とする領域に含まれる物品からなる第2の物品群の重心の水平位置を第2の重心位置として算出する機能と、
前記第2の重心位置から前記取り出し対象の物品の重心の水平位置に向かう方向を水平移動方向として算出し、前記制御部に入力する機能と、
を実現させるためのプログラム。
A control unit that controls the articulated robot so as to move the article to be taken out of the plurality of articles placed so as not to overlap each other by a predetermined amount of movement in the horizontal direction and then to remove the article in the vertical direction; In a computer to which three-dimensional information of a plurality of articles is input,
A function of recognizing each of the plurality of articles based on the three-dimensional information and calculating a position and orientation;
A function of calculating a horizontal position of the center of gravity of the first group of articles composed of the plurality of articles as a first center of gravity position;
A function of selecting an article farthest from the first center of gravity position as the article to be taken out of the first article group;
A function of calculating a horizontal position of the center of gravity of the second group of articles made of articles included in an area centered on the article to be taken out of the first group of articles as a second center of gravity position;
A function of calculating a direction from the second gravity center position toward the horizontal position of the gravity center of the article to be taken out as a horizontal movement direction, and inputting the horizontal movement direction to the control unit;
A program to realize
互いに重なり合わないように置かれた複数の物品をそれぞれ認識して位置および姿勢を算出し、
前記複数の物品からなる第1の物品群の重心の水平位置を第1の重心位置として算出し、
前記第1の物品群のうち前記第1の重心位置から最も離れた物品を取り出し対象の物品として選択し、
前記第1の物品群のうち前記取り出し対象の物品を中心とする領域に含まれる物品からなる第2の物品群の重心の水平位置を第2の重心位置として算出し、
前記第2の重心位置から前記取り出し対象の物品の重心の水平位置に向かう方向を水平移動方向として算出し、
前記取り出し対象の物品を前記水平移動方向に所定の移動量だけ移動させてから垂直方向に取り出すように多関節ロボットを制御することを特徴とするロボットの制御方法。
Recognize multiple items placed so as not to overlap each other, calculate the position and orientation,
The horizontal position of the center of gravity of the first group of articles composed of the plurality of articles is calculated as the first center of gravity position,
Selecting the article farthest from the first center of gravity position as the article to be taken out of the first article group;
The horizontal position of the center of gravity of the second article group consisting of articles included in the region centered on the article to be taken out of the first article group is calculated as the second center of gravity position,
A direction from the second center of gravity position toward the horizontal position of the center of gravity of the article to be taken out is calculated as a horizontal movement direction;
A robot control method, comprising: controlling an articulated robot so that an article to be taken out is moved by a predetermined movement amount in the horizontal movement direction and then taken out in a vertical direction.
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