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JP7619079B2 - Robot hand and item pick-up system - Google Patents
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Description

本開示は、ロボットハンド、及び物品取出システムに関する。 This disclosure relates to a robot hand and an item pick-up system.

従来、産業用ロボットを用いたシステムとして、物品載置部(例えば、物品収容箱内)にランダムに積み重ねられた多数個の物品を、撮像部(例えば、カメラ装置)によって認識し、ロボットハンドを用いて1個ずつ把持して搬送し、所定の設置対象に特定の姿勢で設置する物品取出システムが知られている。 Conventionally, an item picking system using an industrial robot is known in which a large number of items randomly stacked on an item placement section (e.g., inside an item storage box) are recognized by an imaging section (e.g., a camera device), and the robot hand is used to grasp and transport each item, and then place it in a specific posture on a specified installation target.

特開2017-052094号公報JP 2017-052094 A

この種の物品取出システムにおいては、ばら積みされた物品群から、物品を個別に取り出した際に、その後、当該物品を位置ずれなく、姿勢を揃えて、精度良くプレイスすることが要求される。但し、ばら積みされた物品群においては、各物品は、姿勢がランダムであり、且つ、掴もうとする物品が他の物品と重なったり接触していたりするため、ロボットハンドによりうまく掴むことが難しい事情がある。 In this type of item picking system, when an item is picked individually from a pile of bulk items, it is required that the item then be placed accurately, with the correct posture and without misalignment. However, in a pile of bulk items, the posture of each item is random, and the item being grasped may overlap or come into contact with other items, making it difficult for the robot hand to grasp it properly.

このような背景から、例えば、特許文献1では、一度把持した物品を、重力を利用して、ロボットハンドの中で姿勢を変更する物品取出システムが提案されている。特許文献1の物品取出システムでは、物品にモーメントが生じる位置を把持して、ロボットハンドの把持力などを変えて物品を回転させる手法が記載されている。 Against this background, for example, Patent Document 1 proposes an item-taking system that uses gravity to change the posture of an item that has been grasped in a robot hand. The item-taking system in Patent Document 1 describes a method of grasping a position where a moment is generated in the item and rotating the item by changing the gripping force of the robot hand.

しかしながら、特許文献1に記載の手法では、ロボットハンドの中で、物品を滑らせながら物品の姿勢を変更するため、物品の姿勢を変更する際に、把持力を繊細に制御する必要があり、ロボットハンド及びロボットアームの制御が複雑化するという問題があった。加えて、かかる手法では、物品の把持位置のずれが生じやすいため、物品をプレイスする際に、プレイス位置のばらつきがでてしまう、という問題も有する。 However, the method described in Patent Document 1 involves changing the position of an item by sliding it in the robot hand, which requires delicate control of the gripping force when changing the position of the item, resulting in the problem of complex control of the robot hand and robot arm. In addition, this method also has the problem that the gripping position of the item is easily shifted, which results in variation in the placement position when placing the item.

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、物品載置部から取り出した物品を、目標姿勢に姿勢変更した上で保持することが可能なロボットハンド、及び物品取出システムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a robot hand and an item removal system that can change the position of an item removed from an item placement unit to a target position and hold the item with a simple configuration.

前述した課題を解決する主たる本開示は、
物品載置部に載置された物品群から物品を個別に取り出し、解放可能な状態で前記物品を保持するピックアップ部と、
前記ピックアップ部の直下に収容溝を有し、前記ピックアップ部が前記物品を解放した際、前記物品を、前記収容溝内で受け取る物品保持部と、を備え、
前記物品保持部は、
前記収容溝内で前記物品を受け取った際、非接触で前記物品に作用する外力を利用して前記物品を前記収容溝内で転動させ、且つ、その際の前記物品の前記収容溝内での転動態様を規制することで、前記物品を目標姿勢に変更する姿勢変更部と、
前記収容溝内で前記目標姿勢に変更された前記物品を把持する把持部と、を有する、
物品取出システムのロボットハンドである。
The present disclosure, which solves the above-mentioned problems, is
a pickup unit that picks up an individual article from a group of articles placed on the article placement unit and holds the article in a releasable state;
an article holding section having a storage groove directly below the pickup section, the article holding section receiving the article in the storage groove when the pickup section releases the article;
The article holding portion is
a posture changing unit that, when receiving the object in the storage groove, rolls the object in the storage groove by utilizing an external force acting on the object in a non-contact manner, and changes the object to a target posture by regulating the rolling manner of the object in the storage groove;
a gripping portion that grips the article that has been changed to the target posture in the storage groove,
This is a robot hand for an article pick-up system.

又、他の局面では、
上記のロボットハンドを有する物品取出システムである。
In other respects,
An article picking system having the above robot hand.

本開示に係るロボットハンドによれば、簡易な構成で、物品載置部から取り出した物品を、目標姿勢に姿勢変更した上で保持することが可能である。 The robot hand disclosed herein has a simple configuration and is capable of changing the posture of an item removed from an item placement section to a target posture and then holding the item.

第1の実施形態に係る物品取出システムの全体構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an article pick-up system according to a first embodiment; 第1の実施形態に係る物品取出システムの制御系の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a control system of an article pickup system according to a first embodiment; 第1の実施形態に係る物品取出システムが取り出し対象とする物品を示す図FIG. 1 is a diagram showing an article to be picked up by the article pick-up system according to the first embodiment; 第1の実施形態に係るロボットハンドの構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a robot hand according to a first embodiment; 第1の実施形態に係るロボットハンドの物品保持部(収容溝)の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an item holding portion (accommodation groove) of a robot hand according to a first embodiment; 第1の実施形態に係るロボットハンドの物品保持部が形成する収容溝内において、物品が転動する態様の一例を示す図FIG. 1 is a diagram showing an example of a manner in which an article rolls in a storage groove formed by an article holding portion of a robot hand according to a first embodiment; 第1の実施形態に係るロボットハンドを動作させる際に制御部が行う処理の一例を示すフローチャート1 is a flowchart showing an example of a process performed by a control unit when operating a robot hand according to a first embodiment. 第2の実施形態に係るロボットハンドの構成の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a robot hand according to a second embodiment; 第2の実施形態に係るロボットハンドの物品保持部(収容溝)の構成を示す図FIG. 13 is a diagram showing the configuration of an item holding portion (accommodation groove) of a robot hand according to a second embodiment; 第2の実施形態に係るロボットハンドの物品保持部が形成する収容溝内において、物品が転動する態様の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a manner in which an article rolls in a storage groove formed by an article holding portion of a robot hand according to a second embodiment; 第2の実施形態に係るロボットハンドを動作させる際に制御部が行う処理の一例を示すフローチャート11 is a flowchart showing an example of a process performed by a control unit when operating a robot hand according to a second embodiment. 第3の実施形態に係るロボットハンドの構成の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a robot hand according to a third embodiment; 第3の実施形態に係るロボットハンドの物品保持部が形成する収容溝内において、物品が転動する態様の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a manner in which an article rolls in a storage groove formed by an article holding portion of a robot hand according to a third embodiment; 第3の実施形態に係るロボットハンドを動作させる際に制御部が行う処理の一例を示すフローチャート13 is a flowchart showing an example of a process performed by a control unit when operating a robot hand according to a third embodiment. 第4の実施形態に係るロボットハンドの構成の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a robot hand according to a fourth embodiment; 第4の実施形態に係るロボットハンドの物品保持部が形成する収容溝内において、物品が転動する態様の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a manner in which an article rolls in a storage groove formed by an article holding portion of a robot hand according to a fourth embodiment; 第5の実施形態に係るロボットハンドの構成の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a robot hand according to a fifth embodiment; 第5の実施形態に係るロボットハンドの物品保持部が形成する収容溝内において、物品が転動する態様の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a manner in which an article rolls in a storage groove formed by an article holding portion of a robot hand according to a fifth embodiment; 第5の実施形態に係るロボットハンドを動作させる際に制御部が行う処理の一例を示すフローチャート13 is a flowchart showing an example of a process performed by a control unit when operating a robot hand according to a fifth embodiment. 第6の実施形態に係るロボットハンドの構成の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a robot hand according to a sixth embodiment; 第6の実施形態に係るロボットハンドの構成の一例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of a configuration of a robot hand according to a sixth embodiment; 第7の実施形態に係るロボットハンドの動作について説明する図FIG. 23 is a diagram for explaining the operation of a robot hand according to the seventh embodiment; 第7の実施形態に係るロボットハンドの動作について説明する図FIG. 23 is a diagram for explaining the operation of a robot hand according to the seventh embodiment;

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 A preferred embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the attached drawings. In this specification and drawings, components having substantially the same functions are designated by the same reference numerals to avoid redundant description.

尚、各図面において、特に断りがない場合には、図面中の上方向が鉛直上向きを表し、図面中の下方向が鉛直下向きを表し、図面中の横方向が水平方向を表すものとする。以下では、図面中の上方向を「上方向」と称し、図面中の下方向を「下方向」と称し、図面中の横方向を「横方向」と称して説明する。 In addition, unless otherwise specified, in each drawing, the upward direction in the drawing represents the vertical upward direction, the downward direction in the drawing represents the vertical downward direction, and the horizontal direction in the drawing represents the horizontal direction. In the following explanations, the upward direction in the drawing will be referred to as the "upward direction", the downward direction in the drawing will be referred to as the "downward direction", and the horizontal direction in the drawing will be referred to as the "horizontal direction".

(第1の実施形態)
<物品取出システムの全体構成>
以下、図1~図7を参照して、本発明の一実施形態に係る物品取出システムの構成について説明する。
(First embodiment)
<Overall configuration of the article pick-up system>
Hereinafter, the configuration of an article pick-up system according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本実施形態に係る物品取出システム1の全体構成を示す図である。図2は、本実施形態に係る物品取出システム1の制御系の構成を示す図である。図3は、本実施形態に係る物品取出システム1が取り出し対象とする物品10を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing the overall configuration of the item pick-up system 1 according to this embodiment. Figure 2 is a diagram showing the configuration of a control system of the item pick-up system 1 according to this embodiment. Figure 3 is a diagram showing an item 10 to be picked up by the item pick-up system 1 according to this embodiment.

本実施形態に係る物品取出システム1は、物品載置部2(例えば、容器)にばら積みにされた物品10(即ち、ワーク)を取り出し、取り出した物品10を保持して運搬し、設置対象20に整列した状態でプレイスするためのシステムである。 The item removal system 1 according to this embodiment is a system for removing items 10 (i.e., workpieces) that are piled in bulk on an item placement section 2 (e.g., a container), holding and transporting the removed items 10, and placing them in an aligned state on an installation target 20.

又、本実施形態に係る物品取出システム1では、ボルト部材が、物品載置部2から取り出す対象の物品10(以下、単に「物品10」と称する)となっている。物品10(ボルト部材)は、細長い脚部10aと、脚部10aの一端に形成され、脚部10aよりも幅広な頭部10bと、を有する。尚、設置対象20には、例えば、物品10の脚部10aが挿通可能な複数の穴部21が形成されており、物品取出システム1は、物品載置部2から物品10を取り出した後、物品10の姿勢を、設置対象20の穴部21の穴形状に対応する姿勢に変更した上で、物品10を設置対象20の穴部21に設置する。 In the article removal system 1 according to this embodiment, the bolt member is the article 10 (hereinafter simply referred to as "article 10") to be removed from the article placement section 2. The article 10 (bolt member) has a long and slender leg 10a and a head 10b formed at one end of the leg 10a and wider than the leg 10a. The installation target 20 has, for example, a number of holes 21 through which the legs 10a of the article 10 can be inserted. After removing the article 10 from the article placement section 2, the article removal system 1 changes the position of the article 10 to a position corresponding to the hole shape of the hole 21 of the installation target 20, and then installs the article 10 in the hole 21 of the installation target 20.

尚、本実施形態では、設置対象20の穴部21の穴形状に対応して、頭部10bが上方を向き、脚部10aが下方を向いた姿勢が、物品10の目標姿勢となる(以下、単に「目標姿勢」と称する)。 In this embodiment, the target posture of the article 10 is one in which the head 10b faces upward and the legs 10a face downward, corresponding to the shape of the hole 21 of the installation target 20 (hereinafter simply referred to as the "target posture").

物品取出システム1は、ロボットアーム30と、ロボットハンド40と、撮像部50と、制御部60と、を備える。 The item pick-up system 1 includes a robot arm 30, a robot hand 40, an imaging unit 50, and a control unit 60.

<撮像部>
撮像部50は、例えば、カメラ装置であって、物品載置部2に載置された物品群10Wを撮像し、その撮像により得られた画像データを制御部60へ出力する。尚、撮像部50は、例えば、画像データから、物品載置部2に載置された物品10の3次元空間内での位置及び姿勢を検出し得るように、撮像位置をずらしながら複数回の撮像を実行する。又、撮像部50は、ステレオカメラやレーダ装置等、撮像部50から物品10までの距離データを取得可能な撮像装置で構成されていてもよい。
<Imaging unit>
The imaging unit 50 is, for example, a camera device that captures an image of the group of articles 10W placed on the article placement unit 2 and outputs image data obtained by the image capture to the control unit 60. Note that the imaging unit 50 performs imaging multiple times while shifting the imaging position so that, for example, the image data can be used to detect the position and orientation of the articles 10 placed on the article placement unit 2 in three-dimensional space. The imaging unit 50 may also be configured with an imaging device capable of acquiring distance data from the imaging unit 50 to the articles 10, such as a stereo camera or a radar device.

又、撮像部50は、ロボットハンド40に保持された物品10についても、撮像し得るように配設されていてもよい。これによって、撮像部50の撮像により得られた画像データから、ロボットハンド40に保持された物品10の状態(即ち、後述する収容溝T内における物品10の位置や姿勢)についても、検出することが可能となる。 The imaging unit 50 may also be arranged to capture an image of the item 10 held by the robot hand 40. This makes it possible to detect the state of the item 10 held by the robot hand 40 (i.e., the position and orientation of the item 10 in the storage groove T, which will be described later) from the image data obtained by imaging with the imaging unit 50.

<制御部>
制御部60は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されるマイコンである。制御部60は、物品取出システム1の各部(ロボットアーム30、ロボットハンド40、及び撮像部50)と通信することで、これらを制御したり、これらからデータを受信したりする。
<Control Unit>
The control unit 60 is, for example, a microcomputer including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), an input port, an output port, etc. The control unit 60 communicates with each part (the robot arm 30, the robot hand 40, and the imaging unit 50) of the article picking system 1 to control them and receive data from them.

制御部60は、例えば、撮像部50から画像データを取得し、当該画像データに基づいて、物品載置部2に載置された物品群10Wのうち、一又は複数の物品10の3次元空間内での位置及び姿勢を検出する。そして、制御部60は、例えば、物品載置部2に載置された物品群10Wのうち、上部に存在する物品10を取り出し対象として決定し、当該物品10の位置及び姿勢に基づいて、ロボットアーム30及びロボットハンド40を制御する。即ち、制御部60は、かかる制御によって、ロボットハンド40に物品10を保持させ、保持した物品10を設置対象20の穴部21に設置させる。 The control unit 60, for example, acquires image data from the imaging unit 50, and detects the position and orientation in three-dimensional space of one or more items 10 from the group of items 10W placed on the item placement unit 2 based on the image data. The control unit 60 then determines, for example, the item 10 located at the top of the group of items 10W placed on the item placement unit 2 as the item to be removed, and controls the robot arm 30 and the robot hand 40 based on the position and orientation of the item 10. That is, through such control, the control unit 60 causes the robot hand 40 to hold the item 10 and place the held item 10 in the hole 21 of the placement target 20.

<ロボットアーム>
ロボットアーム30は、例えば、垂直多関節ロボットのロボットアームであり、ロボットハンド40の位置及び姿勢を三次元的に変更する。
<Robot arm>
The robot arm 30 is, for example, a vertical articulated robot arm, and changes the position and orientation of the robot hand 40 in three dimensions.

ロボットアーム30は、例えば、床面等に設置される基部31と、基部31に対して直列に連結される複数のリンク32と、連結部位に設けられる複数の関節部33と、関節部33を駆動する複数の関節用モータ34(図2を参照)と、を備える。 The robot arm 30 includes, for example, a base 31 that is placed on a floor surface or the like, a number of links 32 that are connected in series to the base 31, a number of joints 33 that are provided at the connection points, and a number of joint motors 34 that drive the joints 33 (see FIG. 2).

<ロボットハンド>
ロボットハンド40は、関節部33を介してロボットアーム30の先端部に設けられており、物品載置部2に載置された物品群10Wから一個ずつ物品10を取り出し、物品10を保持する。そして、ロボットハンド40は、物品10の姿勢を目標姿勢(物品10の頭部10bが上方を向き、物品10の脚部10aが下方を向いた姿勢)に変更した上で、物品10を設置対象20まで運搬して、物品10を設置対象20の穴部21にプレイスする。
<Robot Hand>
The robot hand 40 is provided at the tip of the robot arm 30 via a joint 33, and picks up the articles 10 one by one from the group of articles 10W placed on the article placement unit 2, and holds the articles 10. Then, the robot hand 40 changes the posture of the article 10 to a target posture (a posture in which the head 10b of the article 10 faces upward and the leg 10a of the article 10 faces downward), and then transports the article 10 to the installation target 20 and places the article 10 in the hole 21 of the installation target 20.

図4は、本実施形態に係るロボットハンド40の構成を示す図である。尚、図4A~図4Cは、ロボットハンド40にて物品10をピッキングしてから、当該物品10を把持するまでの間の各部の状態を時系列に示している。 Figure 4 is a diagram showing the configuration of the robot hand 40 according to this embodiment. Note that Figures 4A to 4C show the state of each part in chronological order from when the robot hand 40 picks up an item 10 to when it grasps the item 10.

図5は、本実施形態に係るロボットハンド40の物品保持部42(収容溝T)の構成を示す図である。図5Aは、物品保持部42を斜め上方から見た図、図5Bは、物品保持部42を上方から見た図、図5Cは、物品保持部42を側方から見た図である。尚、図5Cは、物品保持部42で物品10を把持した状態を示している。 Figure 5 is a diagram showing the configuration of the item holding part 42 (storage groove T) of the robot hand 40 according to this embodiment. Figure 5A is a diagram showing the item holding part 42 as viewed diagonally from above, Figure 5B is a diagram showing the item holding part 42 as viewed from above, and Figure 5C is a diagram showing the item holding part 42 as viewed from the side. Note that Figure 5C shows the state in which the item 10 is gripped by the item holding part 42.

図6は、本実施形態に係るロボットハンド40の物品保持部42が形成する収容溝T内において、物品10が転動する態様の一例を示す図である。図6A~図6Eは、物品10が、ピックアップ部41から物品保持部42の収容溝T内に落下した後、物品保持部42に把持されるまでの間の物品10の転動態様の一例を時系列に示している。 Figure 6 is a diagram showing an example of the manner in which the item 10 rolls in the storage groove T formed by the item holding unit 42 of the robot hand 40 according to this embodiment. Figures 6A to 6E show an example of the manner in which the item 10 rolls in time after it is dropped from the pickup unit 41 into the storage groove T of the item holding unit 42 until it is grasped by the item holding unit 42.

ロボットハンド40は、ピックアップ部41、物品保持部42、及びセンサ部43を備えている(図2及び図4を参照)。 The robot hand 40 includes a pickup unit 41, an item holding unit 42, and a sensor unit 43 (see Figures 2 and 4).

ピックアップ部41は、例えば、エア式又は磁石式の吸着ヘッドであり、物品載置部2に載置された物品群10Wから物品10を個別に取り出す(以下、「ピッキング動作」と称する)(図4Aを参照)。そして、ピックアップ部41は、解放可能な状態で物品10を保持する。吸着ヘッドは、ヘッド先端(即ち、ノズル先端)に吸引力を発生させることによって、当該吸着ヘッドと対向する位置に存在する物品10の一面(例えば、上面)を吸着し、物品10を保持することが可能であるため、物品10の姿勢の違いに影響を受けることなく、物品10を個別に取り出すことが可能である。ピックアップ部41は、例えば、ノズル状に構成され、ロボットアーム30の先端部に取り付けられたハンド基部40Tの中央位置から下方に延在する。尚、ピックアップ部41は、昇降可能に構成されてもよい。 The pickup unit 41 is, for example, an air-type or magnetic-type suction head, and picks up the items 10 individually from the group of items 10W placed on the item placement unit 2 (hereinafter referred to as the "picking operation") (see FIG. 4A). The pickup unit 41 then holds the items 10 in a releasable state. The suction head can generate a suction force at the head tip (i.e., the nozzle tip) to suction one side (e.g., the upper surface) of the item 10 located in a position opposite the suction head, and hold the item 10, so that the items 10 can be picked up individually without being affected by differences in the posture of the item 10. The pickup unit 41 is, for example, configured in a nozzle shape, and extends downward from the center position of the hand base 40T attached to the tip of the robot arm 30. The pickup unit 41 may be configured to be able to rise and fall.

物品載置部2に載置された物品群10Wは、ばら積み状態となっており、各物品10は、様々な姿勢で載置されている。かかる観点から、本実施形態に係るロボットハンド40は、まず、ピックアップ部41にて、様々な姿勢で載置された物品10を、物品載置部2から個別に取り出す構成を取っている。 The group of items 10W placed on the item placement section 2 is in a bulk state, with each item 10 placed in various positions. From this perspective, the robot hand 40 according to this embodiment is configured to first individually remove the items 10 placed in various positions from the item placement section 2 using the pickup section 41.

ピックアップ部41のピッキング動作は、制御部60の制御のもと実行される。制御部60は、例えば、取り出し対象の物品10の3次元空間内での位置及び姿勢に基づいて、物品10に対するピックアップ部41のアプローチ姿勢を決定し、当該アプローチ姿勢に従って、ロボットアーム30を動作させる。そして、制御部60は、ピックアップ部41が物品10と対向する状態となったときに、ピックアップ部41に対して吸引力を発生させることで、ピックアップ部41に物品10を保持させる。そして、制御部60は、ピックアップ部41の直下に、物品保持部42が収容溝Tを形成した状態となったときに、ピックアップ部41に対して、物品10の保持状態を解放させる(図4Bを参照)。 The picking operation of the pickup unit 41 is performed under the control of the control unit 60. The control unit 60 determines the approach posture of the pickup unit 41 with respect to the item 10 based on, for example, the position and posture in three-dimensional space of the item 10 to be picked up, and operates the robot arm 30 according to the approach posture. Then, when the pickup unit 41 faces the item 10, the control unit 60 causes the pickup unit 41 to hold the item 10 by generating a suction force on the pickup unit 41. Then, when the item holding unit 42 forms a storage groove T directly below the pickup unit 41, the control unit 60 causes the pickup unit 41 to release the holding state of the item 10 (see FIG. 4B).

物品保持部42は、ピックアップ部41の直下に収容溝Tを形成し、ピックアップ部41から落下する物品10を、収容溝T内で受け取る。そして、物品保持部42は、非接触で物品10に作用する外力(ここでは、重力)を利用して、物品10の収容溝T内での転動態様を規制することで(図6を参照)、物品10を目標姿勢に変更し、その後、目標姿勢に変更した物品10を把持する。尚、本実施形態に係る物品取出システム1では、物品10に作用する重力を利用して、収容溝T内での物品10の転動態様を規制する構成となっているが、物品10の転動態様を規制するための外力は、他の外力であってもよく、例えば、磁力、遠心力、慣性力、又は、流体圧力等であってもよい(例えば、後述する第3の実施形態~第6の実施形態を参照)。 The item holding unit 42 forms a storage groove T directly below the pickup unit 41, and receives the item 10 that drops from the pickup unit 41 in the storage groove T. The item holding unit 42 then uses an external force (here, gravity) acting on the item 10 without contact to regulate the rolling behavior of the item 10 in the storage groove T (see FIG. 6), changing the item 10 to the target posture, and then grasps the item 10 that has been changed to the target posture. Note that the item pick-up system 1 according to this embodiment is configured to regulate the rolling behavior of the item 10 in the storage groove T by using gravity acting on the item 10, but the external force for regulating the rolling behavior of the item 10 may be other external forces, such as magnetic force, centrifugal force, inertial force, or fluid pressure (see, for example, the third to sixth embodiments described later).

物品保持部42は、例えば、ハンド基部40Tから下方に対になって配設された一対の把持部材42A、42Bにより構成される。そして、収容溝Tは、凹凸形状を有する把持部材42Aの対向面と把持部材42Bの対向面とが突き合わされることで、その間の空間領域に形成されている。一対の把持部材42A、42Bの左側の把持部材42Aと右側の把持部材42Bとは、それぞれ、ピックアップ部41の左右に配設されている。 The item holding section 42 is composed of, for example, a pair of gripping members 42A, 42B arranged in a pair below the hand base 40T. The storage groove T is formed in the spatial area between the opposing surfaces of the gripping members 42A and 42B, which have uneven shapes, by butting them together. The left gripping member 42A and the right gripping member 42B of the pair of gripping members 42A, 42B are arranged on the left and right of the pickup section 41, respectively.

一対の把持部材42A、42Bは、左側の把持部材42Aと右側の把持部材42Bの間の横方向の距離(以下、「部材間距離」と称する)を調整する把持部材駆動機構に接続され、制御部60の制御のもと、開閉動作を行う。把持部材駆動機構は、任意の構成であってよいが、例えば、モータやシリンダによって駆動するリンク機構によって構成される。尚、以下では、把持部材42Aと把持部材42Bとを近接させる動作を「閉」動作と称し、把持部材42Aと把持部材42Bとを離間させる動作を「開」動作と称する。 The pair of gripping members 42A, 42B are connected to a gripping member drive mechanism that adjusts the lateral distance between the left gripping member 42A and the right gripping member 42B (hereinafter referred to as the "inter-member distance"), and performs opening and closing operations under the control of the control unit 60. The gripping member drive mechanism may have any configuration, but is, for example, composed of a link mechanism driven by a motor or cylinder. In the following, the operation of bringing gripping member 42A and gripping member 42B close to each other is referred to as the "closing" operation, and the operation of moving gripping member 42A and gripping member 42B away from each other is referred to as the "opening" operation.

物品取出システム1の概略動作は、例えば、以下の通りである(図4を参照)。 The general operation of the item removal system 1 is as follows (see FIG. 4), for example:

最初に、物品取出システム1は、ピックアップ部41にて物品10のピッキング動作を行う。このステージにおいては、物品取出システム1は、ピックアップ部41の下端部が下方に突き出た状態となるように、一対の把持部材42A、42Bをピックアップ部41の下端部よりも上方に持ち上げた状態(即ち、開状態)で保持する(図4Aを参照)。 First, the item taking out system 1 performs a picking operation of an item 10 using the pickup section 41. In this stage, the item taking out system 1 holds the pair of gripping members 42A, 42B in a state where they are lifted above the lower end of the pickup section 41 (i.e., in an open state) so that the lower end of the pickup section 41 protrudes downward (see FIG. 4A).

次に、物品取出システム1は、一対の把持部材42A、42Bを、「閉側」に動作制御し、左側の把持部材42Aの対向面と右側の把持部材42Bの対向面とが突き合わせることで、ピックアップ部41の直下に、物品10を受け取る収容溝Tを形成する。そして、物品取出システム1は、ピックアップ部41に物品10の保持状態を解放させ、ピックアップ部41から落下する物品10を、物品保持部42に収容溝T内で受け取らせる(図4Bを参照)。尚、この際、物品10は、非接触で自身に作用する外力(ここでは、重力)により、収容溝Tの溝形状に沿って転動し、目標姿勢に変更して収容溝T内の所定位置(図5Cに示す嵌合溝Tb)に位置決めされることになる(図6を参照して後述)。 Next, the item taking out system 1 controls the pair of gripping members 42A, 42B to operate in the "closed side" and butts the opposing surfaces of the left gripping member 42A and the right gripping member 42B together to form a storage groove T for receiving the item 10 directly below the pickup unit 41. The item taking out system 1 then causes the pickup unit 41 to release the holding state of the item 10, and causes the item holding unit 42 to receive the item 10 that falls from the pickup unit 41 in the storage groove T (see FIG. 4B). At this time, the item 10 rolls along the groove shape of the storage groove T due to an external force (here, gravity) acting on the item 10 without contact, changes to a target posture, and is positioned at a predetermined position in the storage groove T (the mating groove Tb shown in FIG. 5C) (described later with reference to FIG. 6).

次に、物品取出システム1は、物品10が物品保持部42に収容溝T内で目標姿勢となって位置決めされた状態で、一対の把持部材42A、42Bを、更に「閉側」に動作制御し、一対の把持部材42A、42Bに、物品10を収容溝T内で把持させる(図4Cを参照)。尚、ここで言う「把持状態」とは、一対の把持部材42A、42Bにて、物品10を挟持し、固定した状態を意味する(以下同じ)。本実施形態に係る物品取出システム1では、物品10を収容溝T内で把持した状態(即ち、固定状態)で保持することによって、物品10の保持状態を安定化し、その後、物品10を設置対象20の穴部21に挿入したりする作業を可能としている。 Next, with the item 10 positioned in the target posture in the storage groove T by the item holding section 42, the item retrieval system 1 controls the pair of gripping members 42A, 42B to further move to the "closed side" to grip the item 10 in the storage groove T (see FIG. 4C). Note that the "gripped state" here refers to a state in which the pair of gripping members 42A, 42B clamp and fix the item 10 (the same applies below). In the item retrieval system 1 according to this embodiment, the item 10 is held in a gripped state (i.e., fixed state) in the storage groove T, thereby stabilizing the holding state of the item 10, and then it becomes possible to insert the item 10 into the hole 21 of the installation target 20.

ここで、図5、図6を参照して、物品保持部42の詳細構成について、説明する。 Now, with reference to Figures 5 and 6, we will explain the detailed configuration of the item holding section 42.

物品保持部42は、収容溝T内で物品10を受け取った際、非接触で物品10に作用する外力を利用して物品10を収容溝T内で転動させ、且つ、その際の物品10の収容溝T内での転動態様を規制することで、物品10を目標姿勢に変更する姿勢変更部42xと、収容溝T内で目標姿勢に変更された物品を把持する把持部42yと、を有する。 When the item holding unit 42 receives the item 10 in the storage groove T, it uses an external force acting on the item 10 in a non-contact manner to roll the item 10 in the storage groove T, and has a posture changing unit 42x that changes the item 10 to a target posture by regulating the rolling manner of the item 10 in the storage groove T at that time, and a gripping unit 42y that grips the item that has been changed to the target posture in the storage groove T.

本実施形態では、姿勢変更部42xは、収容溝Tのピックアップ部41から落下する物品10が最初に着地する領域(ここでは、収容溝Tの最上面の領域)(以下、「受け取り領域」と称する)に形成され、物品10を受け取り領域から嵌合溝Tbに案内するガイド溝Taを含んで構成される。又、把持部42yは、収容溝T内のガイド溝Taにて案内される領域に形成され、目標姿勢に変更された物品10を位置決めする嵌合溝Tbを含んで構成されている。尚、把持部42yは、嵌合溝Tbに位置決めされた物品10を両側から挟み込むことで、物品10を嵌合溝Tb内で把持する。 In this embodiment, the posture changing section 42x is formed in an area (here, the area of the top surface of the storage groove T) (hereinafter referred to as the "receiving area") where the item 10 dropping from the pickup section 41 of the storage groove T first lands, and includes a guide groove Ta that guides the item 10 from the receiving area to the fitting groove Tb. The gripping section 42y is formed in an area guided by the guide groove Ta in the storage groove T, and includes a fitting groove Tb that positions the item 10 whose posture has been changed to the target posture. The gripping section 42y grips the item 10 in the fitting groove Tb by pinching the item 10 positioned in the fitting groove Tb from both sides.

換言すると、本実施形態では、把持部材42Aの対向面と把持部材42Bの対向面とが突き合わされた際、その間の空間領域に形成されるガイド溝Taと嵌合溝Tbとにより、収容溝Tが形成されている。尚、本実施形態に係る収容溝Tは、重力を利用して物品10を上方から下方へ転動させる溝構造を呈し、収容溝Tのピックアップ部41から落下する物品10が最初に着地する領域にガイド溝Taを有し、ガイド溝Taの直下に嵌合溝Tbを有する構造となっている。 In other words, in this embodiment, when the opposing surfaces of the gripping members 42A and 42B are butted against each other, the guide groove Ta and the fitting groove Tb are formed in the spatial region between them to form the storage groove T. The storage groove T in this embodiment has a groove structure that uses gravity to roll the item 10 from above to below, and has a guide groove Ta in the region where the item 10 that falls from the pickup section 41 of the storage groove T first lands, and a fitting groove Tb directly below the guide groove Ta.

より詳細には、ガイド溝Taは、傾斜面Taaと、姿勢変更誘導穴Tabと、を有している(図5A、図5Bを参照)。尚、本実施形態に係るガイド溝Taは、例えば、平面視で、姿勢変更誘導穴Tabがガイド溝Taを中央で2つに分断するように縦長に形成され、傾斜面Taaが姿勢変更誘導穴Tabの両側に隣接して形成された構造となっている。 More specifically, the guide groove Ta has an inclined surface Taa and a posture change guide hole Tab (see Figs. 5A and 5B). Note that the guide groove Ta according to this embodiment has a structure in which, for example, in a plan view, the posture change guide hole Tab is formed vertically so as to divide the guide groove Ta into two at the center, and the inclined surfaces Taa are formed adjacent to both sides of the posture change guide hole Tab.

傾斜面Taaは、水平方向に対して傾斜し、且つ、当該傾斜面Taaに着地した物品10が、重力の作用により、姿勢変更誘導穴Tab側に転動するように移動方向を規制する面形状を有している。尚、より詳細には、傾斜面Taaは、物品10の長手方向が、姿勢変更誘導穴Tabの形成方向に沿うに、物品10の転動態様を規制する。 The inclined surface Taa is inclined with respect to the horizontal direction, and has a surface shape that restricts the movement direction of the article 10 that lands on the inclined surface Taa so that it rolls toward the posture change guide hole Tab due to the action of gravity. More specifically, the inclined surface Taa restricts the rolling manner of the article 10 so that the longitudinal direction of the article 10 is aligned with the formation direction of the posture change guide hole Tab.

姿勢変更誘導穴Tabは、傾斜面Taaから案内された物品10の姿勢を、目標姿勢(ここでは、物品10の頭部10bが上方を向き、脚部10aが下方を向いた姿勢)に変更する。姿勢変更誘導穴Tabは、例えば、物品10の脚部10aのみが通過し且つ物品10の頭部10bは通過不可となった穴形状(例えば、脚部10aの幅よりも大きく、頭部10bの幅よりも小さい幅を有する貫通穴)を呈し、傾斜面Taaから姿勢変更誘導穴Tabに案内された物品10が、頭部10bが姿勢変更誘導穴Tabの入口で引っ掛かり、脚部10aのみが重力の作用で姿勢変更誘導穴Tab内に落ち込む構成となっている。これにより、物品10は、姿勢変更誘導穴Tabを通過する過程で、頭部10bが上方を向き、脚部10aが下方を向いた姿勢に変更するように誘導されるになる。 The posture change induction hole Tab changes the posture of the article 10 guided from the inclined surface Taa to a target posture (here, the head 10b of the article 10 faces upward and the legs 10a face downward). The posture change induction hole Tab has a hole shape (for example, a through hole having a width larger than the width of the legs 10a and smaller than the width of the head 10b) through which only the legs 10a of the article 10 can pass and the head 10b of the article 10 cannot pass, and is configured such that the head 10b of the article 10 guided from the inclined surface Taa to the posture change induction hole Tab gets caught at the entrance of the posture change induction hole Tab and only the legs 10a fall into the posture change induction hole Tab due to the action of gravity. As a result, the article 10 is induced to change its posture to one in which the head 10b faces upward and the legs 10a face downward in the process of passing through the posture change induction hole Tab.

姿勢変更誘導穴Tabで目標姿勢に姿勢変更された物品10は、例えば、一対の把持部材42A、42Bの開動作やロボットアーム30を用いた一対の把持部材42A、42Bに対する振動付与による強制的な移動の促進によって、姿勢変更誘導穴Tabの入口に引っ掛かった物品10の頭部10bが、引っ掛かり状態から外れ、更に嵌合溝Tb側(ここでは、収容溝Tの下方側)に移動させられる。 The article 10, whose posture has been changed to the target posture by the posture change induction hole Tab, is forced to move by, for example, opening the pair of gripping members 42A, 42B or applying vibration to the pair of gripping members 42A, 42B using the robot arm 30, so that the head 10b of the article 10, which is caught at the entrance of the posture change induction hole Tab, is released from the caught state and is further moved toward the fitting groove Tb (here, the lower side of the storage groove T).

嵌合溝Tbは、目標姿勢(物品10の頭部10bが上方を向き、脚部10aが下方を向いた姿勢)に変更された物品10に嵌合する形状を呈し、物品10と嵌合することで、物品10を目標姿勢にて位置決めする。尚、本実施形態に係る嵌合溝Tbは、姿勢変更誘導穴Tabの直下に形成され、姿勢変更誘導穴Tabで目標姿勢に変更された物品10は、重力の作用でそのままの姿勢で下方に落下することで、嵌合溝Tbに嵌合する。 The fitting groove Tb has a shape that fits into the article 10 that has been changed to the target posture (a posture in which the head 10b of the article 10 faces upward and the legs 10a face downward), and by fitting into the article 10, the article 10 is positioned in the target posture. Note that the fitting groove Tb in this embodiment is formed directly below the posture change guide hole Tab, and the article 10 that has been changed to the target posture by the posture change guide hole Tab falls downward in the same posture due to the action of gravity, fitting into the fitting groove Tb.

嵌合溝Tbの下端側には、物品10の脚部10aが嵌合溝Tbから下方に突出した状態となるように、物品10の脚部10aが挿通可能な貫通穴Tbb(図5Cを参照)が形成されている。換言すると、物品10は、嵌合溝Tb内に嵌合した際、脚部10aが嵌合溝Tbの貫通穴Tbbから下方に突出し、且つ、頭部10bが嵌合溝Tbの底面及び側面に当接した状態で、嵌合溝Tb内に保持されることになる。 At the lower end of the fitting groove Tb, a through hole Tbb (see FIG. 5C) is formed through which the leg 10a of the article 10 can be inserted so that the leg 10a of the article 10 protrudes downward from the fitting groove Tb. In other words, when the article 10 is fitted into the fitting groove Tb, the leg 10a protrudes downward from the through hole Tbb of the fitting groove Tb, and the head 10b is held in the fitting groove Tb with the leg 10a protruding downward from the through hole Tbb of the fitting groove Tb and the head 10b abutting against the bottom and side surfaces of the fitting groove Tb.

姿勢変更誘導穴Tabから嵌合溝Tbへの物品10の移動は、例えば、一対の把持部材42A、42Bの開閉動作により誘導される。例えば、一対の把持部材42A、42Bの部材間距離を僅かに拡張することによって、重力の作用により、物品10を、姿勢変更誘導穴Tabから嵌合溝Tbに移動させることができる。他方、ロボットアーム30を用いて物品保持部42に対して振動を付与することで、物品10の移動を促進し、物品10を姿勢変更誘導穴Tabから嵌合溝Tbへ誘導してもよい。尚、これらの動作は、制御部60の制御のもと、実施されることになる。 The movement of the article 10 from the posture change induction hole Tab to the fitting groove Tb is induced, for example, by the opening and closing operation of the pair of gripping members 42A, 42B. For example, by slightly expanding the distance between the pair of gripping members 42A, 42B, the article 10 can be moved from the posture change induction hole Tab to the fitting groove Tb by the action of gravity. On the other hand, the movement of the article 10 may be promoted by applying vibration to the article holding part 42 using the robot arm 30, and the article 10 may be guided from the posture change induction hole Tab to the fitting groove Tb. These operations are performed under the control of the control unit 60.

収容溝T内に落下した物品10の挙動は、図6A~図6Eに示す通りである。 The behavior of the item 10 that falls into the storage groove T is as shown in Figures 6A to 6E.

ピックアップ部41で保持状態を解放された物品10は、まず、ガイド溝Ta内に着地する。そして、ガイド溝Ta内に着地した物品10は、重力の作用により、ガイド溝Ta内の傾斜面Taaに沿って転動する(図6A)。このとき、物品10は、傾斜面Taaにて転動態様が規制され、自身の長手方向が姿勢変更誘導穴Tabの長手方向に沿った姿勢となるように、姿勢変更誘導穴Tabに案内される(図6B)。姿勢変更誘導穴Tabでは、物品10の頭部10bは通過不可となっているため、物品10の脚部10aが姿勢変更誘導穴Tabの下方に落ち、物品10の頭部10bが姿勢変更誘導穴Tabに引っ掛かり、これに伴って、物品10は、脚部10aを下に向け、頭部10bを上に向けた状態の姿勢に変更されることになる(図6C)。この状態で、一対の把持部材42A、42Bの部材間距離が僅かに拡張され、物品10は、脚部10aを下に向け、頭部10bを上に向けた姿勢のまま、嵌合溝Tb内に嵌まり込む(図6D)。その後、制御部60の制御により、一対の把持部材42A、42Bは、閉方向に動作させられ、これにより、物品10は、嵌合溝Tb内にて、把持されることになる(図6E)。 The item 10 released from the holding state by the pickup unit 41 first lands in the guide groove Ta. Then, the item 10 that has landed in the guide groove Ta rolls along the inclined surface Taa in the guide groove Ta due to the action of gravity (FIG. 6A). At this time, the rolling manner of the item 10 is restricted by the inclined surface Taa, and the item 10 is guided to the posture change guide hole Tab so that its longitudinal direction is aligned with the longitudinal direction of the posture change guide hole Tab (FIG. 6B). Since the head 10b of the item 10 cannot pass through the posture change guide hole Tab, the leg 10a of the item 10 falls below the posture change guide hole Tab, and the head 10b of the item 10 gets caught in the posture change guide hole Tab, and the posture of the item 10 is changed to a state in which the leg 10a faces downward and the head 10b faces upward (FIG. 6C). In this state, the distance between the pair of gripping members 42A, 42B is slightly increased, and the article 10 fits into the fitting groove Tb with the legs 10a facing down and the head 10b facing up (FIG. 6D). Then, under the control of the control unit 60, the pair of gripping members 42A, 42B are operated in the closing direction, so that the article 10 is gripped in the fitting groove Tb (FIG. 6E).

センサ部43は、物品10が嵌合溝Tb内に嵌合した状態となっていることを検出する(図4Cを参照)。センサ部43は、例えば、嵌合溝Tbを間に挟んで対向するように発光部と受光部とを配した光透過式の物体検出センサにて構成される。 The sensor unit 43 detects that the article 10 is fitted into the fitting groove Tb (see FIG. 4C). The sensor unit 43 is, for example, a light transmission type object detection sensor in which a light emitting unit and a light receiving unit are arranged facing each other with the fitting groove Tb in between.

センサ部43を設けることによって、ピックアップ部41から解放された物品10が、収容溝T内で嵌合溝Tbに移動している最中に途中で引っ掛かった状態となったことを検出することが可能である。換言すると、これによって、必要に応じて、物品10の転動動作のリトライを実施することが可能である。尚、物品10の転動動作のリトライは、例えば、ロボットアーム30を制御して、物品保持部42の収容溝Tを傾斜させて、物品10を、ガイド溝Ta内に落下した際とは異なる方向に移動させ、その後、再度、物品保持部42の姿勢を元の姿勢(例えば、物品保持部42の姿勢を水平方向)に戻すことにより実施することが可能である。 By providing the sensor unit 43, it is possible to detect that the item 10 released from the pickup unit 41 becomes stuck midway while moving to the fitting groove Tb in the storage groove T. In other words, this makes it possible to retry the rolling operation of the item 10 as necessary. The rolling operation of the item 10 can be retried, for example, by controlling the robot arm 30 to tilt the storage groove T of the item holding unit 42, moving the item 10 in a direction different from when it fell into the guide groove Ta, and then returning the position of the item holding unit 42 to its original position (for example, the position of the item holding unit 42 to the horizontal direction).

<物品取出システムの動作例>
続いて、物品取出システム1の動作例について説明する。尚、本実施形態に係る物品取出システム1は、制御部60の制御のもと、動作する。
<Example of the item pick-up system operation>
Next, a description will be given of an example of the operation of the article pickup system 1. The article pickup system 1 according to this embodiment operates under the control of the control unit 60.

図7は、本実施形態に係るロボットハンド40を動作させる際に制御部60が行う処理の一例を示すフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing an example of the processing performed by the control unit 60 when operating the robot hand 40 according to this embodiment.

ステップS1において、制御部60は、撮像部50に対して、物品載置部2に載置された物品群10Wの撮影を実施させる。そして、制御部60は、撮像部50から画像データを取得して、当該画像データにより、物品載置部2に載置された物品群10Wの状態を認識する。この際、制御部60は、例えば、物品群10Wの各物品10の位置等から、物品群10Wから取り出しやすい一個の物品10(例えば、物品群10Wのうち、最も上方に存在する物品10)を取り出し対象として決定し、当該物品10の位置及び姿勢を検出する。 In step S1, the control unit 60 causes the imaging unit 50 to capture an image of the group of items 10W placed on the item placement unit 2. The control unit 60 then acquires image data from the imaging unit 50 and recognizes the state of the group of items 10W placed on the item placement unit 2 using the image data. At this time, the control unit 60 determines, for example, based on the positions of each item 10 in the group of items 10W, one item 10 that is easy to remove from the group of items 10W (for example, the item 10 located at the top of the group of items 10W) as the item to be removed, and detects the position and orientation of that item 10.

ステップS2において、制御部60は、ロボットアーム30を制御して、ステップS1で取り出し対象として決定した物品10に向かって、ロボットハンド40を近接させる。そして、制御部60は、ピックアップ部41に吸引力を発生させることで、ピックアップ部41にて、物品10の上面を吸着させ、ピックアップ部41にて物品10を保持した後、ロボットハンド40を物品載置部2から退避させる(図4A)。 In step S2, the control unit 60 controls the robot arm 30 to bring the robot hand 40 closer to the item 10 determined to be picked up in step S1. The control unit 60 then generates a suction force in the pickup unit 41, causing the pickup unit 41 to adsorb the top surface of the item 10, and after the pickup unit 41 holds the item 10, the control unit 60 causes the robot hand 40 to retract from the item placement unit 2 (FIG. 4A).

ステップS3において、制御部60は、物品保持部42の一対の把持部材42A、42Bを閉じ、ピックアップ部41の直下に収容溝Tを形成する。尚、制御部60は、例えば、予め設定された物品10のサイズに基づいて、一対の把持部材42A、42Bの部材間距離を調整する。 In step S3, the control unit 60 closes the pair of gripping members 42A, 42B of the item holding unit 42 to form a storage groove T directly below the pickup unit 41. The control unit 60 adjusts the distance between the pair of gripping members 42A, 42B based on, for example, a preset size of the item 10.

ステップS4において、制御部60は、ピックアップ部41に物品10を解放させ、物品10を、ピックアップ部41から物品保持部42が形成する収容溝T内に落下させる(図4B)。この際、物品10は、収容溝T内でガイド溝Taの領域に着地し、重力の作用により、ガイド溝Taから嵌合溝Tbに自然に移動することになる。尚、このステップS4において、制御部60は、例えば、ガイド溝Taの姿勢変更誘導穴Tabから嵌合溝Tbへの物品10の移動を促進するため、例えば、ピックアップ部41に物品10を解放させた後、所定時間経過した後、一対の把持部材42A、42Bの部材間距離を僅かに拡張したり、一対の把持部材42A、42Bに対して振動を付与する制御を行ってもよい。 In step S4, the control unit 60 causes the pickup unit 41 to release the item 10, and causes the item 10 to drop from the pickup unit 41 into the storage groove T formed by the item holding unit 42 (FIG. 4B). At this time, the item 10 lands in the area of the guide groove Ta in the storage groove T, and naturally moves from the guide groove Ta to the fitting groove Tb due to the action of gravity. In addition, in this step S4, the control unit 60 may, for example, slightly increase the distance between the pair of gripping members 42A, 42B or apply vibration to the pair of gripping members 42A, 42B after a predetermined time has elapsed after the pickup unit 41 releases the item 10, in order to promote the movement of the item 10 from the posture change guide hole Tab of the guide groove Ta to the fitting groove Tb.

ステップS5において、制御部60は、ステップS4でピックアップ部41に物品10を解放させてから所定時間経過した後、センサ部43からのセンサ信号に基づいて、物品10が嵌合溝Tbに嵌まり込み、物品10が目標姿勢に変更したか否かを判定する。そして、制御部60は、物品10が目標姿勢に変更している場合(S5:YES)、ステップS7に処理を進め、物品10が目標姿勢に変更していない場合(S5:NO)、ステップS6に処理を進める。 In step S5, the control unit 60 determines whether the item 10 has been fitted into the fitting groove Tb and changed to the target posture based on the sensor signal from the sensor unit 43 after a predetermined time has elapsed since the pickup unit 41 released the item 10 in step S4. If the item 10 has changed to the target posture (S5: YES), the control unit 60 proceeds to step S7, and if the item 10 has not changed to the target posture (S5: NO), the control unit 60 proceeds to step S6.

ステップS6において、制御部60は、物品10に転動動作のリトライを実施させる。尚、このステップS6において、制御部60は、例えば、ガイド溝Ta内で移動する予定の方向とは逆方向に物品10が移動するように、一旦、物品保持部42の収容溝Tを傾斜させ、その後、再度、物品保持部42の姿勢を元の姿勢(例えば、物品保持部42の姿勢を水平方向)に戻す。これにより、物品10が嵌合溝Tbに嵌まり込む前に途中で引っ掛かった状態を解消する。そして、制御部60は、再度、ステップS5に戻って、センサ部43からのセンサ信号に基づいて、物品10が目標姿勢に変更したか否かを判定する。 In step S6, the control unit 60 causes the article 10 to retry the rolling motion. In this step S6, the control unit 60 temporarily tilts the storage groove T of the article holding unit 42 so that the article 10 moves in the opposite direction to the intended direction of movement in the guide groove Ta, and then returns the attitude of the article holding unit 42 to its original attitude (for example, the attitude of the article holding unit 42 is horizontal). This eliminates the state in which the article 10 was stuck midway before fitting into the fitting groove Tb. The control unit 60 then returns to step S5 again and determines whether the article 10 has changed to the target attitude based on the sensor signal from the sensor unit 43.

ステップS7において、制御部60は、一対の把持部材42A、42Bの部材間距離を更に狭めるように制御し、一対の把持部材42A、42Bで、嵌合溝Tbに嵌まり込んだ状態の物品10を把持させる。 In step S7, the control unit 60 controls the pair of gripping members 42A, 42B to further narrow the distance between the members, causing the pair of gripping members 42A, 42B to grip the item 10 that is fitted into the fitting groove Tb.

ステップS8において、制御部60は、ロボットアーム30でロボットハンド40を移動させ、ロボットハンド40に保持された物品10を物品載置部2から設置対象20の穴部21上まで運搬させる。そして、制御部60は、物品10の脚部10aを設置対象20の穴部21に挿通させ、その後、一対の把持部材42A、42Bを開動作し、一対の把持部材42A、42Bにおける物品10の保持状態を解放する。これにより、物品10は、脚部10aが穴部21に収容されるとともに頭部10bが穴部21の開口部周縁に当接した状態で設置対象20に設置されることになる。 In step S8, the control unit 60 moves the robot hand 40 using the robot arm 30, and transports the item 10 held by the robot hand 40 from the item placement unit 2 to above the hole 21 of the installation target 20. The control unit 60 then inserts the leg 10a of the item 10 into the hole 21 of the installation target 20, and then opens the pair of gripping members 42A, 42B to release the item 10 from its holding state in the pair of gripping members 42A, 42B. As a result, the item 10 is installed on the installation target 20 with the leg 10a accommodated in the hole 21 and the head 10b abutting the periphery of the opening of the hole 21.

ステップS9において、制御部60は、撮像部50から得られる画像データを参照して、物品載置部2の全ての物品10の取り出しが完了したか否かを判定する。そして、制御部60は、全ての物品10の取り出しが完了した場合(S9:YES)、図7の一連のフローチャートの動作を終了する。一方、全ての物品10の取り出しが完了していない場合(S9:NO)、ステップS1に戻って、物品載置部2に載置された物品群10Wから、次の取り出し対象の物品10を決定して、同様の処理を行う。 In step S9, the control unit 60 refers to the image data obtained from the imaging unit 50 to determine whether removal of all the items 10 from the item placement unit 2 has been completed. If removal of all the items 10 has been completed (S9: YES), the control unit 60 ends the operation of the series of flowcharts in FIG. 7. On the other hand, if removal of all the items 10 has not been completed (S9: NO), the control unit 60 returns to step S1, determines the next item 10 to be removed from the group of items 10W placed on the item placement unit 2, and performs the same process.

本実施形態に係る物品取出システム1においては、以上のような動作によって、物品載置部2に載置された物品群10Wの物品10を個別に取り出し、整列した状態で、設置対象20に設置していくことが可能となっている。 In the item removal system 1 according to this embodiment, the above-described operations make it possible to individually remove the items 10 from the group of items 10W placed on the item placement section 2 and place them in an aligned state on the placement target 20.

[効果]
以上のように、本実施形態に係るロボットハンド40は、
物品載置部2に載置された物品群10Wから物品10を個別に取り出し、解放可能な状態で物品10を保持するピックアップ部41と、
ピックアップ部41の直下に収容溝Tを形成し、ピックアップ部41が物品10を解放した際、物品10を、収容溝T内で受け取る物品保持部42と、を備え、
物品保持部42は、
収容溝T内で物品10を受け取った際、非接触で物品10に作用する外力を利用して物品10を収容溝T内で転動させ、且つ、その際の物品10の収容溝T内での転動態様を規制することで、物品10を目標姿勢に変更する姿勢変更部42xと、
収容溝T内で目標姿勢に変更された物品10を把持する把持部42yと、を有する。
[effect]
As described above, the robot hand 40 according to this embodiment has the following features:
a pickup unit 41 that picks up an article 10 individually from the group of articles 10W placed on the article placement unit 2 and holds the article 10 in a releasable state;
a storage groove T is formed directly below the pickup section 41, and an article holding section 42 receives the article 10 in the storage groove T when the pickup section 41 releases the article 10;
The article holding unit 42 is
a posture changing unit 42x that, when receiving the article 10 in the storage groove T, rolls the article 10 in the storage groove T by utilizing an external force acting on the article 10 in a non-contact manner, and changes the posture of the article 10 to a target posture by regulating the rolling manner of the article 10 in the storage groove T at that time;
and a gripping portion 42y that grips the article 10 that has been changed to the target posture within the storage groove T.

従って、本実施形態に係るロボットハンド40によれば、簡易な構成で、種々の姿勢で載置された物品10を取り出し、目標姿勢に姿勢変更した上で、物品を把持することが可能である。特に、本実施形態に係るロボットハンド40によれば、物品10の把持位置のずれを抑制することができるため、物品10の動きの不確実要素を低減することができ、ロボットハンド40の制御の簡易化を図ることが可能となる点で有用である。又、これによって、物品10を設置対象20にプレイスする際のプレイス位置のばらつきを抑制することも可能である。 Therefore, with the robot hand 40 according to this embodiment, it is possible to pick up an item 10 placed in various postures with a simple configuration, change the posture to a target posture, and grasp the item. In particular, with the robot hand 40 according to this embodiment, it is possible to suppress deviations in the grasping position of the item 10, which is useful in that it is possible to reduce uncertainties in the movement of the item 10 and simplify the control of the robot hand 40. This also makes it possible to suppress variation in the placement position when placing the item 10 on the installation target 20.

(第2の実施形態)
次に、図8~図11を参照して、第2の実施形態に係る物品取出システム1の構成について説明する。
Second Embodiment
Next, the configuration of an article pick-up system 1 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.

図8は、第2の実施形態に係るロボットハンド40の構成の一例を示す図である。尚、図8A~図8Dは、ロボットハンド40にて物品10をピッキングしてから、当該物品10を把持するまでの間の各部の状態を時系列に示している。 Figure 8 is a diagram showing an example of the configuration of a robot hand 40 according to the second embodiment. Note that Figures 8A to 8D show the state of each part in chronological order from when the robot hand 40 picks up an item 10 until it grasps the item 10.

図9は、第2の実施形態に係るロボットハンド40の物品保持部42(収容溝T)の構成を示す図である。 Figure 9 is a diagram showing the configuration of the item holding portion 42 (storage groove T) of the robot hand 40 according to the second embodiment.

図10は、第2の実施形態に係るロボットハンド40の物品保持部42が形成する収容溝T内において、物品10が転動する態様の一例を示す図である。尚、図10A~図10Eは、物品10が、ピックアップ部41から物品保持部42の収容溝T内に落下した後、嵌合溝Tbに嵌合するまでの間の物品10の転動態様の一例を時系列に示している。 Figure 10 is a diagram showing an example of the manner in which an item 10 rolls in a storage groove T formed by an item holding unit 42 of a robot hand 40 according to the second embodiment. Note that Figures 10A to 10E show an example of the manner in which the item 10 rolls in time series from when the item 10 falls from the pickup unit 41 into the storage groove T of the item holding unit 42 until when the item 10 fits into the fitting groove Tb.

本実施形態に係る物品取出システム1は、収容溝Tに落下した物品10の移動を規制及び促進するため、ロボットアーム30で収容溝Tの鉛直方向に対する傾斜角度を制御する点で、第1の実施形態に係る物品取出システム1と相違する。換言すると、本実施形態に係る物品取出システム1では、収容溝Tを転動する際に物品10に作用する重力に起因した外力を、物品10の位置にあわせて制御し、これにより、収容溝T内における物品10の移動を規制する。尚、第1の実施形態と共通する構成については、説明を省略する(以下、他の実施形態についても同様)。 The item taking out system 1 according to this embodiment differs from the item taking out system 1 according to the first embodiment in that the robot arm 30 controls the inclination angle of the storage groove T with respect to the vertical direction in order to regulate and promote the movement of the item 10 that has fallen into the storage groove T. In other words, in the item taking out system 1 according to this embodiment, the external force caused by gravity acting on the item 10 as it rolls in the storage groove T is controlled in accordance with the position of the item 10, thereby regulating the movement of the item 10 within the storage groove T. Note that a description of the configuration common to the first embodiment will be omitted (the same applies to the other embodiments below).

本実施形態に係る物品取出システム1の動作は、例えば、以下の通りである。 The operation of the item pick-up system 1 according to this embodiment is, for example, as follows.

最初に、物品取出システム1は、まず、ピックアップ部41にて物品10のピッキング動作を行う。このステージにおいては、物品取出システム1は、ピックアップ部41の下端部が下方に突き出た状態となるように、一対の把持部材42A、42Bをピックアップ部41の下端部よりも上方に持ち上げた状態(即ち、開状態)で保持する(図8Aを参照)。 First, the item taking out system 1 first performs a picking operation of an item 10 using the pickup unit 41. In this stage, the item taking out system 1 holds the pair of gripping members 42A, 42B in a state where they are lifted above the lower end of the pickup unit 41 (i.e., in an open state) so that the lower end of the pickup unit 41 protrudes downward (see FIG. 8A).

次に、物品取出システム1は、一対の把持部材42A、42Bを、「閉側」に動作制御され、左側の把持部材42Aの対向面と右側の把持部材42Bの対向面とが突き合わされることで、ピックアップ部41の直下に、物品10を受け取る収容溝Tを形成する。そして、物品取出システム1は、ピックアップ部41に物品10の保持状態を解放させ、ピックアップ部41から落下する物品10を、物品保持部42が形成する収容溝T内で受け取らせる(図8Bを参照)。尚、本実施形態では、ピックアップ部41から落下する物品10を受け取るときの収容溝Tの状態を「水平状態」と称し、収容溝Tがこの水平状態から鉛直方向に90度傾けられた状態を「垂直状態」と称する。 Next, the item removal system 1 controls the pair of gripping members 42A, 42B to operate in the "closed side," and the opposing surfaces of the left gripping member 42A and the right gripping member 42B are butted together to form a storage groove T for receiving the item 10 directly below the pickup unit 41. The item removal system 1 then causes the pickup unit 41 to release the item 10 from its holding state, and causes the item 10 that falls from the pickup unit 41 to be received in the storage groove T formed by the item holding unit 42 (see FIG. 8B). In this embodiment, the state of the storage groove T when receiving the item 10 that falls from the pickup unit 41 is referred to as the "horizontal state," and the state in which the storage groove T is tilted 90 degrees vertically from this horizontal state is referred to as the "vertical state."

次に、物品取出システム1は、収容溝Tが水平状態から段階的に垂直状態に変化するように、物品保持部42を段階的に傾斜させる(図8C)。これにより、物品10は、非接触で自身に作用する外力(ここでは、重力)により、収容溝Tの溝形状に沿って転動し、目標姿勢に変更して収容溝T内の所定位置(図9に示す嵌合溝Tb)に位置決めされることになる。 Next, the item removal system 1 tilts the item holding portion 42 in stages so that the storage groove T changes from a horizontal state to a vertical state in stages (FIG. 8C). As a result, the item 10 rolls along the groove shape of the storage groove T due to an external force (here, gravity) acting on the item 10 without contact, changes to the target posture, and is positioned at a predetermined position within the storage groove T (the mating groove Tb shown in FIG. 9).

次に、物品取出システム1は、一対の把持部材42A、42Bを更に「閉側」に動作し、収容溝T内で位置決めされた物品10を把持する(図8Dを参照)。 Next, the item removal system 1 further operates the pair of gripping members 42A, 42B to the "closing side" to grip the item 10 positioned within the storage groove T (see FIG. 8D).

本実施形態に係る物品取出システム1では、物品10に対して作用させる外力の可変制御により、ガイド溝Taから嵌合溝Tbへの移動を制御する用に好適な収容溝Tの構造を採用している。 The item removal system 1 according to this embodiment employs a structure of the storage groove T that is suitable for controlling the movement of the item 10 from the guide groove Ta to the fitting groove Tb by variable control of the external force acting on the item 10.

具体的には、本実施形態に係る収容溝Tは、ガイド溝Taと嵌合溝Tbとを湾曲状の同一の転動面内に有し、且つ、ガイド溝Taの溝形成方向と嵌合溝Tbの溝形成方向とが異なる方向(例えば、両者が直交関係となっている)を向く構成となっている(図9を参照)。つまり、本実施形態に係る収容溝Tは、ピックアップ部41から落下する物品10を収容溝T内で受け取る際には、ガイド溝Taの溝形成方向が鉛直方向を向き(即ち、ガイド溝Taの物品受取領域が水平面となる)(図10A、図10Bを参照)、物品取出システム1が物品保持部42の傾斜角度を収容溝T形成時の角度から変更した際には、嵌合溝Tbの溝形成方向が鉛直方向を向くように形成されている。又、本実施形態に係る収容溝Tは、姿勢変更誘導穴Tabと嵌合溝Tbとが連通して形成されている。 Specifically, the storage groove T according to this embodiment has the guide groove Ta and the fitting groove Tb in the same curved rolling surface, and the groove formation direction of the guide groove Ta and the groove formation direction of the fitting groove Tb are configured to face in different directions (for example, they are perpendicular to each other) (see FIG. 9). That is, the storage groove T according to this embodiment is formed so that when the item 10 dropped from the pickup unit 41 is received in the storage groove T, the groove formation direction of the guide groove Ta faces the vertical direction (i.e., the item receiving area of the guide groove Ta becomes a horizontal plane) (see FIGS. 10A and 10B), and when the item take-out system 1 changes the inclination angle of the item holding unit 42 from the angle at which the storage groove T is formed, the groove formation direction of the fitting groove Tb faces the vertical direction. Also, the storage groove T according to this embodiment is formed so that the posture change guide hole Tab and the fitting groove Tb are connected to each other.

本実施形態に係る物品取出システム1における収容溝T内での物品10の転動態様は、以下の通りである。 The rolling behavior of the item 10 in the storage groove T in the item removal system 1 according to this embodiment is as follows:

物品10は、まず、ピックアップ部41からガイド溝Taに着地し(図10Aを参照)、ガイド溝Taの溝形状に沿って姿勢変更誘導穴Tabに向かって転動する(図10Bを参照)。そして、物品取出システム1が収容溝Tを鉛直方向に傾斜させるにつれて、物品10は、ガイド溝Taの姿勢変更誘導穴Tab側に移動して、姿勢変更誘導穴Tabに落ち込み、目標姿勢(脚部10aを下に向け、頭部10bを上に向けた姿勢)に変更する(図10C、図10Dを参照)。そして、物品取出システム1が更に収容溝Tを鉛直方向に傾斜させることで、物品10は、目標姿勢の状態で、姿勢変更誘導穴Tabから嵌合溝Tbへと移動することになる(図10Eを参照)。 First, the item 10 lands on the guide groove Ta from the pickup unit 41 (see FIG. 10A) and rolls along the groove shape of the guide groove Ta toward the posture change guide hole Tab (see FIG. 10B). Then, as the item take-out system 1 tilts the storage groove T vertically, the item 10 moves toward the posture change guide hole Tab of the guide groove Ta and falls into the posture change guide hole Tab, changing to the target posture (a posture with the legs 10a facing down and the head 10b facing up) (see FIG. 10C and FIG. 10D). Then, as the item take-out system 1 further tilts the storage groove T vertically, the item 10 moves from the posture change guide hole Tab to the fitting groove Tb in the target posture (see FIG. 10E).

図11は、第2の実施形態に係るロボットハンド40を動作させる際に制御部60が行う処理の一例を示すフローチャートである。図11のフローチャートは、ステップS3とステップS4の間に、ステップS3aの処理が追加されている点、及び、ステップS4とステップS5の間に、ステップS4aの処理が追加されている点でのみ、図7のフローチャートと相違する。 Figure 11 is a flowchart showing an example of processing performed by the control unit 60 when operating the robot hand 40 according to the second embodiment. The flowchart in Figure 11 differs from the flowchart in Figure 7 only in that processing of step S3a is added between steps S3 and S4, and processing of step S4a is added between steps S4 and S5.

つまり、本実施形態に係る制御部60は、ステップS3で、ピックアップ部41にて物品10をピックアップさせた後、まず、物品保持部42を水平状態に変更して、ピックアップ部41から物品10を受け取れる状態とする処理(ステップS3a)を行う。その後、制御部60は、ステップS4で、ピックアップ部41に対して物品10を解放させた後、物品10がガイド溝Ta内を転動している際に、物品保持部42を段階的に水平状態から垂直状態に変更する処理(ステップS4a)を行う。これによって、図8及び図10を参照して説明したように、ガイド溝Taに着地した物品10は、収容溝Tの嵌合溝Tbに移動することになる。 That is, in this embodiment, the control unit 60 first performs a process (step S3a) of changing the article holding unit 42 to a horizontal state so that the article 10 can be received from the pickup unit 41 after having the pickup unit 41 pick up the article 10 in step S3. Then, in step S4, the control unit 60 releases the article 10 from the pickup unit 41, and then performs a process (step S4a) of gradually changing the article holding unit 42 from a horizontal state to a vertical state while the article 10 is rolling in the guide groove Ta. As a result, the article 10 that has landed in the guide groove Ta moves to the fitting groove Tb of the storage groove T, as described with reference to Figures 8 and 10.

以上のように、本実施形態に係る物品取出システム1によれば、収容溝Tの傾斜角度を制御することで、収容溝T内における物品10の移動を規制及び促進する構成を取っている。これによって、収容溝T内における物品10の転動態様を効率的に規制し、物品10の姿勢制御を円滑に行うことが可能である。 As described above, the item removal system 1 according to this embodiment is configured to regulate and promote the movement of the item 10 within the storage groove T by controlling the inclination angle of the storage groove T. This makes it possible to efficiently regulate the rolling behavior of the item 10 within the storage groove T and smoothly control the posture of the item 10.

(第3の実施形態)
次に、図12~図14を参照して、第3の実施形態に係る物品取出システム1の構成について説明する。
Third Embodiment
Next, the configuration of an article pick-up system 1 according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.

図12は、第3の実施形態に係るロボットハンド40の構成の一例を示す図である。図12A~図12Dは、第3の実施形態に係るロボットハンド40の動作を時系列に示している。 Figure 12 is a diagram showing an example of the configuration of a robot hand 40 according to the third embodiment. Figures 12A to 12D show the operation of the robot hand 40 according to the third embodiment in chronological order.

図13は、第3の実施形態に係るロボットハンド40の物品保持部42が形成する収容溝T内において、物品10が転動する態様の一例を示す図である。図13A~図13Eは、物品10が、ピックアップ部41から物品保持部42の収容溝T内に落下した後、嵌合溝Tbに嵌合するまでの間の物品10の転動態様の一例を時系列に示している。 Figure 13 is a diagram showing an example of the manner in which an item 10 rolls in a storage groove T formed by an item holding unit 42 of a robot hand 40 according to the third embodiment. Figures 13A to 13E show an example of the manner in which the item 10 rolls in time after it is dropped from the pickup unit 41 into the storage groove T of the item holding unit 42 until it is fitted into the fitting groove Tb.

本実施形態に係る物品取出システム1は、収容溝Tに落下した物品10の移動を規制及び促進するため、物品10に作用させる遠心力を利用する点で、第2の実施形態に係る物品取出システム1と相違する。換言すると、本実施形態に係るに係る物品取出システム1では、収容溝Tに落下した物品10に作用する外力を、遠心力により制御する。尚、本実施形態に係る物品取出システム1では、物品保持部42の構成(即ち、収容溝Tの形状)としては、第2の実施形態に係る物品保持部42と同様の構成を採用している。尚、物品10に作用させる遠心力は、ロボットアーム30で、ロボットハンド40を回転動作させることで制御可能である。 The item taking out system 1 according to this embodiment differs from the item taking out system 1 according to the second embodiment in that it utilizes centrifugal force acting on the item 10 to regulate and promote the movement of the item 10 that has fallen into the storage groove T. In other words, in the item taking out system 1 according to this embodiment, the external force acting on the item 10 that has fallen into the storage groove T is controlled by centrifugal force. Note that in the item taking out system 1 according to this embodiment, the configuration of the item holding unit 42 (i.e., the shape of the storage groove T) is the same as that of the item holding unit 42 according to the second embodiment. Note that the centrifugal force acting on the item 10 can be controlled by the robot arm 30 rotating the robot hand 40.

本実施形態に係る物品取出システム1の動作は、例えば、以下の通りである。 The operation of the item pick-up system 1 according to this embodiment is, for example, as follows.

最初に、物品取出システム1は、まず、ピックアップ部41にて物品10のピッキング動作を行う。このステージにおいては、物品取出システム1は、ピックアップ部41の下端部が下方に突き出た状態となるように、一対の把持部材42A、42Bをピックアップ部41の下端部よりも上方に持ち上げた状態(即ち、開状態)で保持する(図12Aを参照)。 First, the item taking out system 1 first performs a picking operation of an item 10 using the pickup unit 41. In this stage, the item taking out system 1 holds the pair of gripping members 42A, 42B in a state where they are lifted above the lower end of the pickup unit 41 (i.e., in an open state) so that the lower end of the pickup unit 41 protrudes downward (see FIG. 12A).

次に、物品取出システム1は、一対の把持部材42A、42Bを、「閉側」に動作制御され、左側の把持部材42Aの対向面と右側の把持部材42Bの対向面とが突き合わされることで、ピックアップ部41の直下に、物品10を受け取る収容溝Tを形成する。そして、物品取出システム1は、ピックアップ部41に物品10の保持状態を解放させ、ピックアップ部41から落下する物品10を、物品保持部42が形成する収容溝T内で受け取らせる(図12Bを参照)。尚、本実施形態では、ピックアップ部41から落下する物品10を受け取るときの収容溝Tの状態を「水平状態」と称する。 Next, the item removal system 1 controls the pair of gripping members 42A, 42B to operate in the "closed side," and the opposing surfaces of the left gripping member 42A and the right gripping member 42B are butted together to form a storage groove T for receiving the item 10 directly below the pickup unit 41. The item removal system 1 then causes the pickup unit 41 to release the item 10 from its holding state, and causes the item 10 that falls from the pickup unit 41 to be received in the storage groove T formed by the item holding unit 42 (see FIG. 12B). In this embodiment, the state of the storage groove T when it receives the item 10 that falls from the pickup unit 41 is referred to as the "horizontal state."

次に、物品取出システム1は、収容溝Tが水平状態を向いた状態のまま、ロボットアーム30にて、物品保持部42を水平面内で回転させる(図12C)。これにより、物品10は、非接触で自身に作用する外力(ここでは、遠心力)により、収容溝Tの溝形状に沿って転動し、目標姿勢に変更して収容溝T内の所定位置(図9に示す嵌合溝Tb)に位置決めされることになる(図12Dを参照)。 Next, while the storage groove T is facing horizontally, the item removal system 1 rotates the item holder 42 in a horizontal plane using the robot arm 30 (FIG. 12C). As a result, the item 10 rolls along the groove shape of the storage groove T due to an external force (here, centrifugal force) acting on the item 10 without contact, changes to the target posture, and is positioned at a predetermined position in the storage groove T (the mating groove Tb shown in FIG. 9) (see FIG. 12D).

次に、物品取出システム1は、一対の把持部材42A、42Bを更に「閉側」に動作し、収容溝T内で位置決めされた物品10を把持する(図示せず)。 Next, the item removal system 1 further operates the pair of gripping members 42A, 42B to the "closing side" to grip the item 10 positioned within the storage groove T (not shown).

本実施形態に係る物品取出システム1における収容溝T内での物品10の転動態様は、以下の通りである。 The rolling behavior of the item 10 in the storage groove T in the item removal system 1 according to this embodiment is as follows:

本実施形態に係る物品取出システム1では、物品10は、まず、ピックアップ部41からガイド溝Taに着地し(図13Aを参照)、ガイド溝Taの溝形状に沿って姿勢変更誘導穴Tabに向かって転動する(図13Bを参照)。そして、物品10は、遠心力による移動の促進効果を利用して、重力の作用でガイド溝Taの姿勢変更誘導穴Tabに落ち込む(図13Cを参照)。そして、姿勢変更誘導穴Tabに落ち込んだ物品10は、目標姿勢(脚部10aを下に向け、頭部10bを上に向けた姿勢)に変更し(図13Dを参照)、遠心力の影響により、そのまま、当該姿勢にて、嵌合溝Tbへと移動することになる(図13Eを参照)。 In the item pick-up system 1 according to this embodiment, the item 10 first lands on the guide groove Ta from the pickup unit 41 (see FIG. 13A), and rolls along the groove shape of the guide groove Ta toward the position change guide hole Tab (see FIG. 13B). Then, the item 10 falls into the position change guide hole Tab of the guide groove Ta by the action of gravity, taking advantage of the effect of promoting movement due to centrifugal force (see FIG. 13C). Then, the item 10 that has fallen into the position change guide hole Tab changes to the target position (a position in which the legs 10a face down and the head 10b faces up) (see FIG. 13D), and moves in that position to the fitting groove Tb due to the influence of centrifugal force (see FIG. 13E).

図14は、第3の実施形態に係るロボットハンド40を動作させる際に制御部60が行う処理の一例を示すフローチャートである。図14のフローチャートは、ステップS4とステップS5の間に、ステップS4aの処理に代えて、ステップS4bの処理が追加されている点でのみ、図11のフローチャートと相違する。 Figure 14 is a flowchart showing an example of processing performed by the control unit 60 when operating the robot hand 40 according to the third embodiment. The flowchart in Figure 14 differs from the flowchart in Figure 11 only in that processing in step S4b is added between steps S4 and S5 instead of processing in step S4a.

つまり、本実施形態に係る制御部60は、ステップS4で、ピックアップ部41に対して物品10を解放させた後、物品保持部42に遠心力を作用させる処理(ステップS4b)を行うように構成されている。これによって、図12及び図13を参照して説明したように、ガイド溝Taに着地した物品10は、収容溝Tの嵌合溝Tbに移動することになる。 In other words, the control unit 60 according to this embodiment is configured to perform a process (step S4b) of applying centrifugal force to the item holding unit 42 after releasing the item 10 from the pickup unit 41 in step S4. As a result, as described with reference to Figures 12 and 13, the item 10 that has landed in the guide groove Ta moves to the fitting groove Tb of the storage groove T.

以上のように、本実施形態に係る物品取出システム1によれば、物品保持部42に対して作用する遠心力を制御することで、収容溝T内における物品10の移動を規制及び促進する構成を取っている。これによって、収容溝T内における物品10の転動態様を効率的に規制し、物品10の姿勢制御を円滑に行うことが可能である。 As described above, the item removal system 1 according to this embodiment is configured to regulate and promote the movement of the item 10 in the storage groove T by controlling the centrifugal force acting on the item holding portion 42. This makes it possible to efficiently regulate the rolling behavior of the item 10 in the storage groove T and smoothly control the posture of the item 10.

(第4の実施形態)
次に、図15~図16を参照して、第4の実施形態に係る物品取出システム1の構成について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, the configuration of an article pick-up system 1 according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

図15は、第4の実施形態に係るロボットハンド40の構成の一例を示す図である。 Figure 15 is a diagram showing an example of the configuration of a robot hand 40 according to the fourth embodiment.

図16は、第4の実施形態に係るロボットハンド40の物品保持部42が形成する収容溝T内において、物品10が転動する態様の一例を示す図である。図16A~図16Cは、物品10が、ピックアップ部41から物品保持部42の収容溝T内に落下した後、嵌合溝Tbに嵌合するまでの間の物品10の転動態様の一例を時系列に示している。 Figure 16 is a diagram showing an example of the manner in which an item 10 rolls in a storage groove T formed by an item holding unit 42 of a robot hand 40 according to the fourth embodiment. Figures 16A to 16C show an example of the manner in which the item 10 rolls in time after it is dropped from the pickup unit 41 into the storage groove T of the item holding unit 42 until it is fitted into the fitting groove Tb.

本実施形態に係る物品取出システム1は、収容溝Tに落下した物品10の移動を規制及び促進するため、物品10に作用させる慣性力を利用する点で、第3の実施形態に係る物品取出システム1と相違する。換言すると、本実施形態に係るに係る物品取出システム1では、収容溝Tに落下した物品10に作用する外力を、慣性力により制御し、これにより、収容溝T内における物品10の移動を規制及び促進する。 The item removal system 1 according to this embodiment differs from the item removal system 1 according to the third embodiment in that it utilizes an inertial force acting on the item 10 to regulate and promote the movement of the item 10 that has fallen into the storage groove T. In other words, in the item removal system 1 according to this embodiment, the external force acting on the item 10 that has fallen into the storage groove T is controlled by an inertial force, thereby regulating and promoting the movement of the item 10 within the storage groove T.

尚、物品10に作用させる慣性力は、ロボットアーム30で、ロボットハンド40を加速動作させることで制御可能である。本実施形態に係る物品取出システム1では、例えば、ロボットハンド40を、ガイド溝Taが嵌合溝Tbに面する方向とは逆方向に、加速度的に並進移動させることで、物品10をガイド溝Taから嵌合溝Tbに向かって転動させることが可能である。 The inertial force acting on the item 10 can be controlled by accelerating the robot hand 40 with the robot arm 30. In the item pick-up system 1 according to this embodiment, for example, the robot hand 40 can be translated at an accelerated rate in the opposite direction to the direction in which the guide groove Ta faces the fitting groove Tb, thereby rolling the item 10 from the guide groove Ta toward the fitting groove Tb.

図15、図16に示すように、本実施形態に係るに係る物品取出システム1は、収容溝Tに落下した物品10に作用する外力を、遠心力により制御する態様に代えて、慣性力により制御している点以外には、第3の実施形態に係る物品取出システム1と同一の構成及び動作を行うことになる。 As shown in Figures 15 and 16, the item removal system 1 according to this embodiment has the same configuration and operates as the item removal system 1 according to the third embodiment, except that the external force acting on the item 10 that has fallen into the storage groove T is controlled by inertial force instead of centrifugal force.

以上のように、本実施形態に係る物品取出システム1によれば、物品10に対して作用する慣性力を制御することで、収容溝T内における物品10の移動を規制及び促進する構成を取っている。これによって、収容溝T内における物品10の転動態様を効率的に規制し、物品10の姿勢制御を円滑に行うことが可能である。 As described above, the item removal system 1 according to this embodiment is configured to regulate and promote the movement of the item 10 within the storage groove T by controlling the inertial force acting on the item 10. This makes it possible to efficiently regulate the rolling behavior of the item 10 within the storage groove T and smoothly control the posture of the item 10.

(第5の実施形態)
次に、図17~図19を参照して、第5の実施形態に係る物品取出システム1の構成について説明する。
Fifth Embodiment
Next, the configuration of an article pick-up system 1 according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.

図17は、第5の実施形態に係るロボットハンド40の構成の一例を示す図である。図17A~図17Bでは、第5の実施形態に係るロボットハンド40の動作を時系列に示している。 Figure 17 is a diagram showing an example of the configuration of a robot hand 40 according to the fifth embodiment. Figures 17A to 17B show the operation of the robot hand 40 according to the fifth embodiment in chronological order.

図18は、第5の実施形態に係るロボットハンド40の物品保持部42が形成する収容溝T内において、物品10が転動する態様の一例を示す図である。図18A~図18Cは、物品10が、ピックアップ部41から物品保持部42の収容溝T内に落下した後、嵌合溝Tbに嵌合するまでの間の物品10の転動態様の一例を時系列に示している。 Figure 18 is a diagram showing an example of the manner in which the item 10 rolls in the storage groove T formed by the item holding unit 42 of the robot hand 40 according to the fifth embodiment. Figures 18A to 18C show an example of the manner in which the item 10 rolls in time after it is dropped from the pickup unit 41 into the storage groove T of the item holding unit 42 until it is fitted into the fitting groove Tb.

本実施形態に係る物品取出システム1は、収容溝Tに落下した物品10の移動を規制及び促進するため、物品保持部42に近接して又は物品保持部42内に配設したマグネットMGが発生する磁力を利用する点で、第2の実施形態に係る物品取出システム1と相違する。換言すると、本実施形態に係るに係る物品取出システム1では、収容溝Tに落下した物品10に作用する外力を、磁力により制御する。尚、本実施形態に係る物品取出システム1では、マグネットMGが発生する磁力による外力に加えて、第2の実施形態に係る物品取出システム1と同様に、収容溝Tの鉛直方向に対する傾斜角度を制御することで、収容溝T内における物品10の移動を規制及び促進する構成を取っている。 The item removal system 1 according to this embodiment differs from the item removal system 1 according to the second embodiment in that it utilizes the magnetic force generated by the magnet MG disposed adjacent to or within the item holding section 42 to regulate and promote the movement of the item 10 that has fallen into the storage groove T. In other words, the item removal system 1 according to this embodiment controls the external force acting on the item 10 that has fallen into the storage groove T by magnetic force. Note that, in addition to the external force due to the magnetic force generated by the magnet MG, the item removal system 1 according to this embodiment is configured to regulate and promote the movement of the item 10 in the storage groove T by controlling the inclination angle of the storage groove T with respect to the vertical direction, similar to the item removal system 1 according to the second embodiment.

本実施形態に係る物品取出システム1の動作は、例えば、以下の通りである。 The operation of the item pick-up system 1 according to this embodiment is, for example, as follows.

最初に、物品取出システム1は、まず、ピックアップ部41にて物品10のピッキング動作を行う。そして、物品取出システム1は、ピックアップ部41に物品10の保持状態を解放させ、ピックアップ部41から落下する物品10を、物品保持部42が有する収容溝T内で受け取らせる(図17A、図18Aを参照)。尚、本実施形態に係る物品取出システム1では、物品保持部42は、収容溝Tを有する容器状の部材によって構成されている。本実施形態に係る物品保持部42は、物品10が嵌合溝Tbに嵌まり込んだ際、物品10を容器状の部材の上方から別体の把持部材42Cで覆うことで、物品10を把持する。 First, the item taking out system 1 first performs a picking operation of the item 10 using the pickup unit 41. Then, the item taking out system 1 causes the pickup unit 41 to release the item 10 from its holding state, and causes the item 10 that falls from the pickup unit 41 to be received in the storage groove T of the item holding unit 42 (see Figures 17A and 18A). Note that in the item taking out system 1 according to this embodiment, the item holding unit 42 is configured from a container-shaped member having a storage groove T. When the item 10 fits into the fitting groove Tb, the item holding unit 42 according to this embodiment grips the item 10 by covering the item 10 from above the container-shaped member with a separate gripping member 42C.

次に、物品取出システム1は、物品10が収容溝Tを転動している際、物品10に対して、マグネットMGによる磁力を作用させて、物品10を所定の位置(ここでは、嵌合溝Tbと対向する位置)に案内すると共に、物品10の姿勢を目標姿勢に変更する(図18Bを参照)。そして、物品取出システム1は、物品10が目標姿勢に変更した後、マグネットMGを物品保持部42から退避させて、マグネットMGによる磁力を解放する。そして、物品取出システム1は、物品保持部42を垂直状態に変更する。これにより、物品10は、目標姿勢に変更された状態で、収容溝T内の嵌合溝Tb内に嵌まり込み、嵌合溝Tb内に位置決めされることになる(図17B、図18Cを参照)。 Next, while the item 10 is rolling in the storage groove T, the item retrieval system 1 applies a magnetic force from the magnet MG to the item 10 to guide the item 10 to a predetermined position (here, a position facing the fitting groove Tb) and change the posture of the item 10 to the target posture (see FIG. 18B). After the item 10 has changed to the target posture, the item retrieval system 1 retracts the magnet MG from the item holding unit 42 and releases the magnetic force of the magnet MG. The item retrieval system 1 then changes the item holding unit 42 to a vertical state. As a result, the item 10, having been changed to the target posture, fits into the fitting groove Tb in the storage groove T and is positioned within the fitting groove Tb (see FIG. 17B and FIG. 18C).

図19は、第5の実施形態に係るロボットハンド40を動作させる際に制御部60が行う処理の一例を示すフローチャートである。図19のフローチャートは、ステップS4の処理の直後に、ステップS4cの処理が追加されている点、及び、ステップS4aの処理に代えて、ステップS4dの処理が追加されている点で、図11のフローチャートと相違する。又、本実施形態に係る物品取出システム1では、物品保持部42は、収容溝Tを有する容器状の部材によって構成されているため、図19のフローチャートでは、図11のフローチャート中のステップS3の処理が省略されている。 Figure 19 is a flowchart showing an example of processing performed by the control unit 60 when operating the robot hand 40 according to the fifth embodiment. The flowchart in Figure 19 differs from the flowchart in Figure 11 in that step S4c is added immediately after step S4, and step S4d is added instead of step S4a. In addition, in the item pick-up system 1 according to this embodiment, the item holding unit 42 is configured from a container-shaped member having a storage groove T, and therefore step S3 in the flowchart in Figure 11 is omitted in the flowchart in Figure 19.

つまり、本実施形態に係る制御部60は、ステップS4で、ピックアップ部41に対して物品10を解放させた後、物品10が収容溝T内で転動している際に、マグネットMGにて物品10を引き寄せ、物品10の姿勢を目標姿勢に変更する(ステップS4c)。そして、制御部60は、その後、マグネットMGを物品保持部42から離間させると共に、物品保持部42を垂直状態に変更する処理(ステップS4d)を行うように構成されている。これによって、図17及び図18を参照して説明したように、収容溝Tに着地した物品10は、嵌合溝Tbに移動することになる。 In other words, in step S4, after the control unit 60 according to this embodiment releases the item 10 from the pickup unit 41, while the item 10 is rolling in the storage groove T, the control unit 60 attracts the item 10 with the magnet MG and changes the position of the item 10 to the target position (step S4c). The control unit 60 is then configured to move the magnet MG away from the item holding unit 42 and change the position of the item holding unit 42 to a vertical position (step S4d). As a result, as described with reference to Figures 17 and 18, the item 10 that has landed in the storage groove T moves to the fitting groove Tb.

尚、マグネットMGは、永久磁石で構成されてもよいし、電磁石で構成されてもよい。マグネットMGを電磁石で構成する場合、制御部60にて、マグネットMGの磁力を可変制御することで、物品10に作用させる外力を変化させてもよい。 The magnet MG may be a permanent magnet or an electromagnet. When the magnet MG is an electromagnet, the control unit 60 may variably control the magnetic force of the magnet MG to change the external force acting on the article 10.

以上のように、本実施形態に係る物品取出システム1によれば、マグネットMGで物品10に対して作用させる磁力を制御することで、収容溝T内における物品10の移動を規制及び促進する構成を取っている。これによって、収容溝T内で転動する物品10の姿勢を適確に制御することが可能である。 As described above, the item removal system 1 according to this embodiment is configured to restrict and promote the movement of the item 10 within the storage groove T by controlling the magnetic force that the magnet MG exerts on the item 10. This makes it possible to accurately control the position of the item 10 rolling within the storage groove T.

(第6の実施形態)
次に、図20~図21を参照して、第6の実施形態に係る物品取出システム1の構成について説明する。
Sixth Embodiment
Next, the configuration of the article pick-up system 1 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS.

図20、図21は、第6の実施形態に係るロボットハンド40の構成の一例を示す図である。 Figures 20 and 21 are diagrams showing an example of the configuration of a robot hand 40 according to the sixth embodiment.

本実施形態に係る物品取出システム1は、収容溝Tに落下した物品10の移動を規制及び促進するため、物品保持部42に近接して又は物品保持部42内に配設したエアポンプMFが発生する流体圧力を利用する点で、第2の実施形態に係る物品取出システム1と相違する。換言すると、本実施形態に係るに係る物品取出システム1では、収容溝Tに落下した物品10に作用する外力を、流体圧力により制御する。 The item removal system 1 according to this embodiment differs from the item removal system 1 according to the second embodiment in that it utilizes fluid pressure generated by an air pump MF disposed adjacent to or within the item holding section 42 to regulate and promote the movement of the item 10 that has fallen into the storage groove T. In other words, in the item removal system 1 according to this embodiment, the external force acting on the item 10 that has fallen into the storage groove T is controlled by fluid pressure.

これによって、収容溝T内で転動する物品10の姿勢を適確に制御することが可能である。 This makes it possible to precisely control the position of the item 10 rolling within the storage groove T.

(第7の実施形態)
次に、図22~図23を参照して、第7の実施形態に係る物品取出システム1の構成について説明する。
Seventh Embodiment
Next, the configuration of an article pick-up system 1 according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS.

図22、図23は、第7の実施形態に係るロボットハンド40の動作について説明する図である。 Figures 22 and 23 are diagrams explaining the operation of the robot hand 40 according to the seventh embodiment.

第7の実施形態に係る物品取出システム1は、物品保持部42の部材間距離の可変制御により、様々なサイズの物品10に対応可能となっている点で、上記各実施形態に係る物品取出システム1と相違する。 The item removal system 1 according to the seventh embodiment differs from the item removal system 1 according to each of the above embodiments in that it can accommodate items 10 of various sizes by variably controlling the distance between the members of the item holding section 42.

製品の製造現場によっては、図22の物品10s及び物品10tのように、物品載置部2に載置された物品群10W中に、サイズの異なる物品10が混在している場合がある。尚、図22に示す物品10s及び物品10tは、高さ及び幅が異なる同一種別の物品10(例えば、ボルト部材)である(ここでは、高さHs及び幅Wsの物品10sと、高さHt及び幅Wtの物品10t)。本実施形態に係る物品取出システム1では、かかる状況にも対応可能とするため、取り出し対象の物品10のサイズに応じて、物品保持部42の部材間距離を変化させる(図23A、図23Bを参照)。本実施形態に係る物品取出システム1では、これによって、収容溝Tの姿勢変更誘導穴Tabの穴サイズ、及び嵌合溝Tbの溝サイズを変更し、サイズの異なる物品10についても、目標姿勢に変更するとともに、当該目標姿勢にて物品10を把持することを可能としている。 Depending on the manufacturing site of the product, there may be cases where the group of items 10W placed on the item placement section 2 includes items 10 of different sizes, such as items 10s and 10t in FIG. 22. The items 10s and 10t shown in FIG. 22 are the same type of items 10 (e.g., bolt members) with different heights and widths (here, item 10s with height Hs and width Ws, and item 10t with height Ht and width Wt). In the item removal system 1 according to this embodiment, in order to be able to handle such a situation, the inter-member distance of the item holding section 42 is changed according to the size of the item 10 to be removed (see FIG. 23A and FIG. 23B). In the item removal system 1 according to this embodiment, the hole size of the posture change guide hole Tab of the storage groove T and the groove size of the fitting groove Tb are thereby changed, and it is possible to change the posture of the items 10 of different sizes to the target posture and to grip the items 10 in the target posture.

尚、本実施形態に係る物品取出システム1は、ユーザが指定する物品10のサイズに応じて、物品保持部42の部材間距離を決定する構成としてもよいが、より好ましくは、物品載置部2に載置された物品群10Wから取り出し対象の物品10を決定した際、撮像部50から得られた画像データ等からその物品10のサイズを検出し、検出された物品10のサイズに基づいて、物品保持部42の部材間距離を調整する構成とする。これによって、物品載置部2に載置された物品群10Wにサイズの異なる物品10が混在している場合にも、正確に物品10の姿勢を目標姿勢に変更することが可能となる。 The item removal system 1 according to this embodiment may be configured to determine the distance between the members of the item holding section 42 according to the size of the item 10 specified by the user, but more preferably, when an item 10 to be removed is determined from the group of items 10W placed on the item placement section 2, the size of the item 10 is detected from image data obtained from the imaging section 50, and the distance between the members of the item holding section 42 is adjusted based on the detected size of the item 10. This makes it possible to accurately change the posture of the item 10 to the target posture even when the group of items 10W placed on the item placement section 2 contains a mixture of items 10 of different sizes.

以上のように、本実施形態に係る物品取出システム1によれば、同一の構成で、サイズの異なる物品10にも適用することが可能である。 As described above, the item pick-up system 1 according to this embodiment can be applied to items 10 of different sizes with the same configuration.

(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形態様が考えられる。例えば、物品取出システム1は、各実施形態で示した態様を種々に組み合わせた構成であってもよい。
Other Embodiments
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the article pick-up system 1 may have a configuration in which the aspects shown in the respective embodiments are combined in various ways.

又、上記実施形態では、物品10の一例として、ボルト部材を示したが、物品10は、ボルト部材以外の任意の物品であってよく、例えば、L字状の留具、キャップ、棒状部材の一部に筒状部材を取り付けたもの、キャップ等であってもよい。但し、ガイド溝Ta内での転動により姿勢を変更する観点から、物品10は、細長い脚部10aと、脚部10aの一端に形成され、脚部10aよりも幅広な頭部10bと、を有する形状を呈する部材が好ましい。 In the above embodiment, a bolt member is shown as an example of the item 10, but the item 10 may be any item other than a bolt member, such as an L-shaped fastener, a cap, a cylindrical member attached to part of a rod-shaped member, a cap, etc. However, from the viewpoint of changing the position by rolling in the guide groove Ta, it is preferable that the item 10 is a member having a shape with a long and thin leg 10a and a head 10b formed at one end of the leg 10a and wider than the leg 10a.

又、上記実施形態では、ピックアップ部41の構成の一例として、吸着ヘッドを示したが、ピックアップ部41は、例えば、物品10を側面から挟持することによって、物品10を保持する二爪ハンドで構成されてもよい。但し、様々な姿勢で載置された物品10を、姿勢の違いによる影響を受けることなく取り出し得る点で、ピックアップ部41は、吸着ヘッドで構成されるのが好ましい。 In addition, in the above embodiment, a suction head is shown as an example of the configuration of the pickup unit 41, but the pickup unit 41 may be configured as a two-jaw hand that holds the item 10 by clamping the item 10 from the side. However, it is preferable that the pickup unit 41 be configured as a suction head, since it can pick up the item 10 placed in various positions without being affected by differences in position.

又、上記実施形態では、物品保持部42の構成の一例を示したが、物品保持部42の構成は、種々に変更可能である。例えば、物品10の姿勢を目標姿勢に変更するガイド溝Taを形成する部材と、嵌合溝Tbを形成する部材(即ち、物品10を把持する部材)とが組み合わされて、物品保持部42が構成されてもよい。又、一対の把持部材42A、42Bで収容溝Tを形成する物品保持部42に代えて、予め収容溝Tが形成された容器状の物品保持部42で構成されてもよい。 In addition, in the above embodiment, one example of the configuration of the item holding part 42 is shown, but the configuration of the item holding part 42 can be changed in various ways. For example, the item holding part 42 may be configured by combining a member that forms a guide groove Ta that changes the posture of the item 10 to a target posture and a member that forms a fitting groove Tb (i.e., a member that grips the item 10). Also, instead of the item holding part 42 that forms the storage groove T with a pair of gripping members 42A, 42B, the item holding part 42 may be configured with a container-shaped item holding part 42 in which the storage groove T is formed in advance.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples given above.

本開示に係るロボットハンドによれば、簡易な構成で、物品載置部から取り出した物品を、目標姿勢に姿勢変更した上で保持することが可能である。 The robot hand disclosed herein has a simple configuration and is capable of changing the posture of an item removed from an item placement section to a target posture and then holding the item.

1 物品取出システム
2 物品載置部
10 物品
10W 物品群
20 設置対象
21 穴部
30 ロボットアーム
40 ロボットハンド
40T ハンド基部
41 ピックアップ部
42 物品保持部
42A、42B 把持部材
42C 把持部材
42x 姿勢変更部
42y 把持部
43 センサ部
50 撮像部
60 制御部
MF エアポンプ
MG マグネット
T 収容溝
Ta ガイド溝
Taa 傾斜面
Tab 姿勢変更誘導穴
Tb 嵌合溝
Tbb 貫通穴
REFERENCE SIGNS LIST 1 Item removal system 2 Item placement section 10 Item 10W Item group 20 Installation target 21 Hole section 30 Robot arm 40 Robot hand 40T Hand base section 41 Pickup section 42 Item holding section 42A, 42B Grip member 42C Grip member 42x Posture change section 42y Grip section 43 Sensor section 50 Imaging section 60 Control section MF Air pump MG Magnet T Storage groove Ta Guide groove Taa Inclined surface Tab Posture change guide hole Tb Fitting groove Tbb Through hole

Claims (20)

物品載置部に載置された物品群から物品を個別に取り出し、前記物品を保持するピックアップ部と、
前記ピックアップ部が解放した前記物品を受け取る物品保持部と、を備え、
前記物品保持部は、
前記ピックアップから解放された前記物品を転動させ、且つ、前記物品の転動態様を規制することで、前記物品を目標姿勢に変更する姿勢変更部と、
前記目標姿勢に変更された前記物品を把持する把持部と、を有する、
物品取出システムのロボットハンド。
a pickup unit that picks up an individual article from a group of articles placed on the article placement unit and holds the article;
an article holding section that receives the article released by the pickup section;
The article holding portion is
a posture changing unit that changes the posture of the article to a target posture by rolling the article released from the pickup unit and regulating the rolling manner of the article;
a gripping unit that grips the article whose posture has been changed to the target posture,
Robot hand for item picking system.
前記姿勢変更部は、前記ピックアップ部の直下に形成された収容溝内の前記ピックアップ部から解放された前記物品が着地する受け取り領域に形成され、前記物品を転動させながら、前記物品の姿勢を前記目標姿勢に変更するガイド溝を含んで構成され、
前記把持部は、前記収容溝内の前記ガイド溝にて案内される領域に形成され、前記目標姿勢に変更された前記物品を位置決めする嵌合溝を含んで構成されている、
請求項1に記載のロボットハンド。
the position change unit is formed in a receiving area in a storage groove formed directly below the pickup unit where the article released from the pickup unit lands, and includes a guide groove that changes the position of the article to the target position while rolling the article;
The gripping portion is formed in a region guided by the guide groove in the storage groove, and includes a fitting groove for positioning the article changed to the target posture.
The robot hand according to claim 1 .
前記物品は、細長い脚部と、前記脚部の一端に形成された前記脚部よりも幅広な頭部とを有し、
前記ガイド溝は、前記物品を前記受け取り領域から前記嵌合溝に案内する経路において、前記物品の前記頭部の通過を不可とし、且つ、前記物品の前記脚部の通過を可能とする姿勢変更誘導穴を含み、前記物品が前記姿勢変更誘導穴を通過する過程で、前記物品を前記目標姿勢に変更する、
請求項2に記載のロボットハンド。
The article has an elongated leg and a head formed at one end of the leg and wider than the leg;
The guide groove includes a posture change guide hole that does not allow the head of the article to pass through and allows the leg of the article to pass through in a path that guides the article from the receiving area to the fitting groove, and changes the posture of the article to the target posture in the process of the article passing through the posture change guide hole.
The robot hand according to claim 2.
前記物品が、前記嵌合溝内に嵌合した状態となっていることを検出するセンサ部を有する、
請求項2又は3に記載のロボットハンド。
A sensor unit for detecting whether the article is fitted in the fitting groove is provided.
The robot hand according to claim 2 or 3.
前記物品保持部は、前記物品の一部が、自身が前記ピックアップ部の直下に形成する収容溝から突出した状態となるように、前記物品を把持する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The article holding portion holds the article such that a portion of the article protrudes from a storage groove formed by the article holding portion directly below the pickup portion.
The robot hand according to any one of claims 1 to 4.
前記姿勢変更部にて前記物品を転動させる力は、重力を含む、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The force that rolls the article at the posture changing unit includes gravity.
The robot hand according to any one of claims 1 to 5.
前記姿勢変更部にて前記物品を転動させる力は、前記物品保持部に近接して又は前記物品保持部内に配設されたマグネットによって発生する磁力を含む、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The force that rolls the article in the position changing section includes a magnetic force generated by a magnet disposed adjacent to the article holding section or within the article holding section.
The robot hand according to any one of claims 1 to 6.
前記姿勢変更部にて前記物品を転動させる力は、前記物品保持部の回転運動によって発生する遠心力を含む、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The force that rolls the article in the posture changing unit includes a centrifugal force generated by the rotational motion of the article holding unit.
The robot hand according to any one of claims 1 to 7.
前記姿勢変更部にて前記物品を転動させる力は、前記物品保持部の加速運動によって発生する慣性力を含む、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The force that rolls the article in the posture changing unit includes an inertial force generated by the accelerated motion of the article holding unit.
The robot hand according to any one of claims 1 to 8.
前記姿勢変更部にて前記物品を転動させる力は、前記物品保持部に近接して又は前記物品保持部内に配設されたエアポンプによって発生する流体圧力を含む、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The force that rolls the article in the position changing section includes a fluid pressure generated by an air pump disposed adjacent to the article holding section or within the article holding section.
The robot hand according to any one of claims 1 to 9.
前記物品保持部は、互いに対向して配設され、それぞれの対向面を突き合わせることで前記ピックアップ部の直下に収容溝を形成する一対の把持部材により構成され、
前記一対の把持部材の部材間距離は、前記物品取出システムを制御する制御部により制御可能となっている、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The article holding section is composed of a pair of gripping members arranged opposite to each other and abutting their respective opposing surfaces to form a storage groove directly below the pickup section,
The distance between the pair of gripping members can be controlled by a control unit that controls the article pick-up system.
The robot hand according to any one of claims 1 to 10.
前記一対の把持部材の前記部材間距離の調整により、前記物品保持部における前記物品の把持状態と非把持状態とを変更する、
請求項11に記載のロボットハンド。
By adjusting the inter-member distance between the pair of gripping members, the gripping state and the non-gripping state of the article in the article holding portion are changed.
The robot hand according to claim 11.
前記一対の把持部材の前記部材間距離の調整により、前記収容溝内における前記物品の動きを規制する、
請求項11又は12に記載のロボットハンド。
The movement of the article in the storage groove is restricted by adjusting the distance between the pair of gripping members.
The robot hand according to claim 11 or 12.
前記一対の把持部材の前記部材間距離は、前記物品のサイズに基づいて調整される、
請求項11乃至13のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The distance between the pair of gripping members is adjusted based on the size of the article.
The robot hand according to any one of claims 11 to 13.
前記物品保持部が前記ピックアップ部の直下に形成する収容溝の鉛直方向に対する傾斜角度が、前記物品取出システムを制御する制御部により制御可能となっている、
請求項1乃至14のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The inclination angle of the storage groove formed by the article holding unit directly below the pickup unit with respect to the vertical direction can be controlled by a control unit that controls the article pick-up system.
The robot hand according to any one of claims 1 to 14.
前記収容溝の前記傾斜角度の調整により、前記収容溝内における前記物品の動きを規制する、
請求項15に記載のロボットハンド。
The inclination angle of the storage groove is adjusted to restrict movement of the article within the storage groove.
The robot hand according to claim 15.
前記収容溝の前記傾斜角度の調整により、前記収容溝内で前記物品に転動動作のリトライを実行させる、
請求項15又は16に記載のロボットハンド。
By adjusting the inclination angle of the storage groove, the article is caused to perform a retry of the rolling motion in the storage groove.
The robot hand according to claim 15 or 16.
前記物品保持部は、振動動作を可能に構成され、前記振動動作により、自身が前記ピックアップ部の直下に形成する収容溝内における前記物品の動きを促進させる、
請求項1乃至17のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The article holding unit is configured to be capable of vibrating, and the vibrating motion promotes movement of the article within a storage groove that the article holding unit forms directly below the pickup unit.
A robot hand according to any one of claims 1 to 17.
前記ピックアップ部は、吸着ヘッドによって構成されている、
請求項1乃至18のいずれか一項に記載のロボットハンド。
The pickup unit is constituted by a suction head.
A robot hand according to any one of claims 1 to 18.
請求項1乃至19のいずれか一項に記載のロボットハンドを有する物品取出システム。 An article picking system having a robot hand according to any one of claims 1 to 19.
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