机器人系统及机器人控制装置制造方法
机器人系统及机器人控制装置制造方法
【专利摘要】一种机器人系统设置有：机器人，其在保持多个货物（W)的同时装载货物而形成装载体（WW)；机器人控制装置，用于控制机器人的动作；中央服务器的大容量存储装置，存储由机器人装载的各货物（W)的装载信息；机器人（110B)，在保持多个货物（W)的同时从装载体（WW)卸载货物；以及机器人控制器（120B)，用于控制机器人(110B)的动作，机器人控制器（120B)根据存储在大容量存储装置中的各货物（W)的装载信息，来确定机器人（110B)的动作方式，并根据所确定的动作状态来控制机器人（110B)的动作。
【专利说明】机器人系统及机器人控制装置
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种机器人系统及机器人控制装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开一种物品位置识别装置。这种物品位置识别装置具有:从上方拍摄托盘上的目标物体(物品)的图像的CCD摄像机、根据CCD摄像机的图像数据来识别目标物体的图像处理装置和至少能对托盘上的目标物体进行平面移动的机器人。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开第2003-172605号公报
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题
[0007]存在这样一种情况:在特定现场利用机器人进行装载目标物体而形成装载体的装载作业之后，有时将该装载体搬运至另一现场，在该搬运目的地现场中利用机器人进行从装载体卸载目标物体的卸载作业。在这种情况下，通常当首先在装载侧的现场进行装载作业时，使用视觉传感器和图像处理装置进行目标物体的检测来确定机器人的动作方式，根据所确定的动作方式对装载作业中的机器人的动作进行控制。另外，在卸载侧的现场进行卸载作业时，也与装载侧的现场同样地，使用视觉传感器和图像处理装置进行上述装载体的目标物体的检测来确定机器人的动作方式，根据所确定的动作方式对卸载作业中的机器人的动作进行控制。如上所述，在装载侧与卸载侧的现场中，现有技术需要使用视觉传感器和图像处理装置进行目标物体的检测，因此不方便。
[0008]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种能提高便利性的机器人系统及机器人控制装置。
[0009]为解决技术问题的方法
[0010]为了实现上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供一种机器人系统:具有第一机器人，配置成保持一个或多个目标物体并进行装载而形成装载体；第一机器人控制装置，配置成控制所述第一机器人的动作；装载信息存储装置，配置成存储由所述第一机器人装载的各目标物体的装载信息；第二机器人，配置成从所述装载体保持所述一个或多个目标物体并进行卸载；第二机器人控制装置，配置成控制所述第二机器人的动作，所述第二机器人控制装置具有根据所述装载信息存储装置中存储的各目标物体的所述装载信息来确定所述第二机器人的动作方式的第一动作方式确定部，并根据所述第一动作方式确定部所确定的所述动作方式来控制所述第二机器人的动作。
[0011]发明效果
[0012]采用本发明，能提高便利性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是示意性地示出一实施方式的机器人系统的整体结构的系统结构图。
[0014]图2是示出中央服务器的另一示例的说明图。
[0015]图3是示意性地示出装载现场的作业设备的结构的说明图。
[0016]图4是示意性地示出卸载现场的作业设备的结构的说明图。
[0017]图5是示出装载现场的机器人控制器、卸载现场的机器人控制器和中央服务器的功能性结构的功能框图。
[0018]图6是示出由装载现场的机器人控制器执行的控制步骤的流程图。
[0019]图7是示出由卸载现场的机器人控制器执行的控制步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面参照【专利附图】
【附图说明】一种实施方式。
[0021]如图1所示，本实施方式的机器人系统I具有设置在装载现场的作业设备100A(在图1中省略图示，参照下面叙述的图3)、设置在卸载现场的作业设备100B(在图1中省略图示，参照下面叙述的图4)和中央服务器200。装载现场例如是装载由货物搬运服务的用户带来的多个货物W(目标物体。参照下面叙述的图3)的现场。卸载现场是将装载在装载现场的通过适当的搬运设备(例如卡车、火车、船舶、飞机等)搬运来的多个货物W卸载的现场。中央服务器200是使装载现场与卸载现场的作业设备100AU00B之间共用(共享)的服务器。该中央服务器200被配置为通过网络云NWl所联接的一个或多个运算装置和存储装置的集合体，并且该中央服务器200以能数据通信的方式连接至各作业设备lOOAUOOBo此外，如图2所示，也可以使用经由适当的网络NW2与各作业设备100A、100B连接的单一的运算装置作为中央服务器200。此时，中央服务器200例如安装在机器人系统I的管理公司的办公大楼等。
[0022]如图3所示，在装载现场中，作为作业设备100A，设有:输送带101A、机器人110A、机器人控制器120A、具有透镜131的摄像机130、图像处理装置140和高度传感器150。注意，机器人110A相当于第一机器人和第三机器人，机器人控制器120A相当于第一机器人控制装置和第三机器人控制装置。
[0023]输送带101A例如在规定的搬运方向(图3中的箭头A所示的方向)上搬运由货物搬运服务的用户带来的多个货物W。在该例中，货物W是个体之间的形状不同，个体之间的形状不定的不规则物体。在各货物W上贴有IC标签T。在IC标签T上记录有作为特有识别信息的标签ID和包含货物W的目的地(发送去向)信息的目的地信息。注意，也可以将其它信息(例如，货物W的形状和重量的信息、所有人的信息等)存储在IC标签中。
[0024]机器人110A进行以下的装载作业:其保持由输送带101A连续、接连地搬运来的货物W，并且将货物W装载到根据目的地设置的托盘P上，同时根据目的地进行分类，而形成装载体WW。在形成的装载体Wff载置在托盘P上的状态下，通过适当的搬运设备搬运至对应目的地的卸载现场。该机器人110A具有臂111、以及分别构成用于驱动该臂111的伺服电机的致动器八(:1、4(32、4(33、4(34、4(35、4(36。在臂111的前端上安装有通过真空吸附能抬起(保持)货物W的吸附式手112。另外，在图3中省略图示，在机器人110A的附近设有与吸附式手112不同种类的工具112 (例如，伺服手、叉式手、夹盘式手等)。机器人110A通过使用ATC(Auto Tool Changer:自动换刀装置)等进行工具交换动作，使得能更换臂111前端的工具112。另外，在图3中省略图示，用于在装载作业时从贴在货物W上的IC标签获取该货物W的目的地信息的IC标签读取器安装在臂111的前端侧。将通过IC标签读取器获取的货物W的目的地信息输出至机器人控制器120A。
[0025]机器人控制器120A经由上述网络云NWl与上述中央服务器200以能相互进行数据通信的方式连接。该机器人控制器120A与设置在上述臂111的各致动器Acl?Ac6的伺服电机以能相互通信的方式连接，该机器人控制器120A对各伺服电机的驱动进行控制。由此，对各致动器Acl?Ac6的整体动作，即对机器人IlOA的动作进行控制。另外，机器人控制器120A对安装在上述臂111的前端的工具112的动作(例如开关真空装置(未图示)，用于使吸附式手112的吸附部改变至真空状态等)和IC标签读取器的动作进行控制。
[0026]摄像机130在货物W的搬运路径的上游侧被固定在未图示的支承部件上，以经由上述透镜131拍摄搬运来的货物W的图像。此外，摄像机130也可以设置在机器人IlOA侧(例如臂111的前端侧等)。该摄像机130经由透镜131来拍摄搬运来的货物W的图像，并生成包含所拍摄的货物W的图像的图像信息。将所生成的图像信息输出至图像处理装置140。
[0027]图像处理装置140输入从摄像机130输出的图像信息，对所输入的图像信息进行图像解析，检测货物W的位置、姿态和形状(例如，货物W的上面的形状)等。将包含所检测的货物W的位置、姿态和形状等信息的图像解析信息输出至机器人控制器120A。
[0028]高度传感器150具有隔着输送带101的上述搬运路径相对配置在其两侧的投光部150a与受光部150b。投光部150a在规定高度的位置上向受光部150b射出水平的激光。受光部150b接收从投光部150a射出的激光。该高度传感器150根据当搬运来的货物4通过投光部150a和受光部150b之间的光路151时的激光的受光部60b的受光结果，即根据由货物W遮挡的激光的高度位置，检测出通过光路151的货物W的高度方向(铅垂方向)的尺寸。例如，设定输送带101的搬运面的高度位置为“H1”，并设定由货物W遮挡的激光的高度位置为“H2”，根据“H2”在高度方向的坐标值(即z轴方向的坐标值)与“H1”在高度方向的坐标值之间的差值，能检测出货物W的高度方向尺寸。注意，也可以适用能检测出货物W的高度方向尺寸的其他方法，作为高度传感器150。将检测出的货物W的高度方向尺寸的信息(下面适当地仅称为“高度信息”)输出至机器人控制器120A。
[0029]如图4所示，在卸载现场，设有:输送带101B、机器人IlOB和机器人控制器120B，作为作业设备100B。此外，机器人IlOB相当于第二机器人和第四机器人，机器人控制器120B相当于第二机器人控制装置和第四机器人控制装置。
[0030]机器人IlOB进行以下的卸载作业:其从通过适当的搬运设备将从装载现场搬运来的载置在托盘P上的装载体Wff保持多个货物W并进行卸载，将多个货物W载置在输送带1lB的搬运面上。该机器人IlOB具有与设置在装载现场的机器人IlOA同样的结构。SP，机器人IlOB具有臂111、致动器Acl?Ac6，在臂111的前端安装有吸附式手112。另外，在图4中省略了图示，在机器人IlOB的附近设有与吸附式手112不同种类的工具112，机器人IlOB通过使用ATC等进行工具更换动作，从而能更换臂111的前端的工具112。
[0031]输送带1lB沿着规定的搬运方向(图4中的箭头B所示的方向)搬运由机器人IlOB卸载的多个货物W。
[0032]机器人控制器120B经由上述网络云NWl与上述中央服务器200以能相互进行数据通信的方式连接。该机器人控制器120B与设置在上述臂111上的各致动器Acl?Ac6的伺服电机以能相互通信的方式连接，并且该机器人控制器120B对各伺服电机的驱动进行控制。由此，对各致动器Acl?Ac6的整体动作，即对机器人IlOB的动作进行控制。另夕卜，机器人控制器120B对安装在上述臂111的前端的工具112的动作进行控制。
[0033]如图5所示，设置在装载现场的作业设备100A的机器人控制器120A具有控制部121A、通信控制部122A、第一输入输出部123a、第二输入输出部123b和存储装置124A，作为功能性结构。
[0034]通信控制部122A控制经由网络云NWl进行的与中央服务器200之间的信息通信。
[0035]第一输入输出部123a控制与机器人IlOA之间进行的信息通信。例如,第一输入输出部123a控制从安装在机器人IlOA上的IC标签读取器输出的货物W的目的地信息的输入。
[0036]第二输入输出部123b控制与连接在摄像机130上的图像处理装置140或高度传感器150之间进行的信息通信。例如，第二输入输出部123b控制从图像处理装置140输出的图像解析信息(例如货物W的位置、姿态和形状的信息)、从高度传感器150输出的货物W的高度信息的输入。
[0037]存储装置124A包括HDD (Hard Disk Drive:硬盘驱动器)等，用于存储各种信息等。例如，在存储装置124A中存储用于规定机器人IlOA的动作的示教信息。
[0038]控制部121A控制整个机器人控制器120A。例如，控制部121A根据存储装置124A所存储的示教信息，控制机器人IlOA的上述各伺服电机的驱动、控制上述工具112的动作和上述IC标签读取器的动作等，从而控制机器人IlOA的动作。另外，例如，控制部121A生成由机器人IlOA装载到托盘P上的各货物W的装载信息(后面详细叙述)。将所生成的各货物W的装载信息经由通信控制部122A和网络云NWl输出至中央服务器200。
[0039]另外，设置在卸载现场的作业设备100B的机器人控制器120B具有控制部121B、通信控制部122B、输入输出部125和存储装置124B，作为功能结构。
[0040]通信控制部122B控制经由网络云NWl进行的与中央服务器200之间的信息通信。
[0041]输入输出部125控制与机器人IlOB之间进行的信息通信。
[0042]存储装置124B例如包括HDD等，用于存储各种信息等。例如，在存储装置124B中存储用于规定机器人IlOB的动作的示教信息。
[0043]控制部121B控制整个机器人控制器120B。例如，控制部121B根据存储装置124B所存储的示教信息，控制机器人IlOB的上述各伺服电机的驱动、控制上述工具112的动作等，从而控制机器人IlOB的动作。
[0044]另外，中央服务器200具有:控制部201、通信控制部202和大容量存储装置203 (装载信息存储装置)，作为功能性结构。
[0045]控制部201控制整个中央服务器200。
[0046]通信控制部202控制经由网络云NWl与装载现场和卸载现场的机器人控制器120AU20B之间进行的信息通信。
[0047]大容量存储装置203被配置为存在于网络云NWl内部的多个存储介质的集合，能可变地设定存储容量等。在该大容量存储装置203中存储了装载信息数据数据库。
[0048]在信息数据数据库中存储了从装载现场的机器人控制器120A经由网络云NWl输入的，由机器人IlOA装载在托盘P上的各货物W的装载信息(后面详细叙述)。
[0049]下面，使用图6说明由设置在装载现场的机器人控制器120A的控制部121A执行的控制步骤。
[0050]在图6中，通过规定的开始操作(例如，接通机器人控制器120A的电源)来开始该流程所示的处理。即，当通过摄像机130来拍摄搬运来的货物W的图像时，通过图像处理装置140对该货物W的图像信息进行图像解析，将该图像解析信息(货物W的位置、姿态和形状等信息)输出至机器人控制器120A。然后，当货物W被进一步搬运而通过上述光路151时，通过高度传感器150检测出该货物W的高度方向尺寸，并将该货物W的高度信息输出至机器人控制器120A。在步骤SAlO中，机器人控制器120A的控制部121A通过第二输入输出部123b输入从图像处理装置140输出的图像解析信息以及从高度传感器150输出的货物W的高度信息。
[0051]之后，在步骤SA20中，控制部121A使机器人IlOA动作，通过安装在臂111的前端侧的IC标签读取器，从贴在搬运来的货物W的IC标签获取该货物W的目的地信息，通过第一输入输出部123a输入所获取的货物W的目的地信息。
[0052]然后，流程转移至步骤SA30，控制部12IA根据在上述步骤SA20输入的货物W的目的地信息，确定作为该货物W的装载目的地(分类目的地)的托盘P。另外，根据在上述步骤SAlO中所输入的图像解析信息和货物W的高度信息，作为当货物W装载在上述所确定的托盘P上时的机器人IlOA的动作方式，确定货物W的保持方式以及货物W在上述所确定的托盘P上的装载位置。货物W的保持方式是指关于保持货物W的方式，例如保持货物W使用的工具112的种类、由工具112保持货物W的位置(坐标)、保持货物W时的动作速度等。
[0053]之后，在步骤SA40中，控制部121A根据上述步骤SA30所确定的动作方式，使机器人IlOA动作。由此，通过安装在臂111的前端的工具112来保持搬运来的货物W的保持位置并将货物W装载在托盘P上的装载位置。
[0054]然后，流程进行至步骤SA50，其中，控制部121A生成在上述步骤SA40中通过机器人IlOA装载在托盘P上的货物W的装载信息。货物W的装载信息包含在上述步骤SA30所确定的货物W的保持方式所对应的保持方式信息以及在所述步骤SA30所确定的货物W的装载位置所对应的装载位置信息。该步骤SA50的过程作为装载信息生成部发挥功能。
[0055]之后，在步骤SA60中，控制部121A将在上述步骤SA50中生成的货物W的装载信息(保持方式信息和装载位置信息)通过信息控制部122A经由网络云NWl输出至中央服务器200的上述装载信息数据数据库并存储。该步骤SA60的过程作为装载信息输出部发挥功能。
[0056]然后，流程进行至步骤SA70，其中，控制部121A判定由输送带1lA搬运的多个货物W的装载是否完成。当未完成装载时，不满足步骤SA70的条件，则流程返回至上述步骤SA10，并重复同样的步骤。相反，当完成装载时，满足步骤SA70的条件，则结束该流程所示的处理。此外，如上所述，将通过在托盘P上堆积多个货物W而形成装载体Wff载置在托盘P上的状态下，通过适当的搬运设备搬运至目的地所对应的卸载现场。
[0057]下面，使用图7说明由设置在卸载现场的机器人控制器120B的控制部121B执行的控制步骤。
[0058]在图7中，通过规定的开始操作(例如，接通机器人控制器120B的电源)来开始该流程所示的处理。首先在步骤SBlO中，机器人控制器120B的控制部121B通过通信控制部203经由网络云NWl和通信控制部122B获取(输入)存储在中央服务器200的上述装载信息数据库中的、装载在对应该装载现场的托盘P上的各货物W的装载信息(保持方式信息与装载位置信息)。该步骤SBlO的过程作为装载信息输入部发挥功能。
[0059]之后，在步骤SB20中，控制部121B根据在上述步骤SBlO获取的、装载在托盘P上的各货物W的装载信息，作为从载置在该托盘P上的装载体Wff卸载多个货物W时的机器人IlOB的动作方式，确定从装载体Wff卸载各货物W的卸载顺序以及各货物W的保持方式(关于保持各货物W的方式，例如，保持各货物W使用的工具112的种类、由工具112保持各货物W的位置(坐标)、保持各货物W时的动作速度等)。该步骤SB20的过程作为第一动作方式确定部与第二动作方式确定部发挥功能。
[0060]然后，流程进行至步骤SB30，其中，控制部121B根据在上述步骤SB20所确定的动作方式，使机器人IlOB动作。由此，安装在臂111的前端的工具112保持载置在托盘P上的装载体Wff的货物W的保持位置，卸载该货物W并将该货物W载置在输送带1lB的搬运面上。
[0061]之后，在步骤SB40中，控制部121B判定从装载现场搬运来的载置在托盘P上的装载体Wff的卸载是否完成。当未完成卸载时，不满足步骤SB40的条件，则流程返回至上述步骤SB30，重复同样的步骤。相反，当完成卸载时，满足步骤SB40的条件，则结束该流程所示的处理。
[0062]在以上说明的本实施方式的机器人系统I中，在装载现场，从图像处理装置140向机器人控制器120A输出由摄像机130拍摄的货物W的图像信息。另外，从高度传感器150向机器人控制器120A输出通过上述光路151的货物W的高度信息。然后，机器人控制器120A根据这些图像解析信息与货物W的高度信息，确定机器人IlOA的动作方式。机器人IlOA根据所确定的动作方式进行动作，由此能保持多个货物W并进行装载而形成装载体WW。由机器人IlOA装载的各货物W的装载信息被存储在中央服务器200的装载信息数据库中。在卸载现场中，机器人控制器120B根据装载信息数据库所存储的各货物W的装载信息来确定机器人IlOB的动作方式。机器人IlOB根据所确定的动作方式进行动作，从而能从装载体Wff保持并卸载各货物W。
[0063]采用上述这样的本实施方式，即使在卸载现场不使用摄像机和图像处理装置对装载体WW的各货物W进行检测，也能够通过机器人IlOB从装载体Wff保持并卸载货物W。由此，能简化卸载现场的作业设备100B的结构并且能降低作业设备100B的成本，能提高便利性。
[0064]另外，尤其在本实施方式中，装载信息数据数据库存储作为由装载现场的机器人IlOA装载的各货物W的装载信息的各货物W的保持方式信息和装载位置信息。装载现场的机器人控制器120B根据装载信息数据库所存储的各货物W的保持方式信息和装载位置信息，确定作为机器人IlOB的动作方式的装载体Wff的各货物W的保持方式以及从装载体Wff装载各货物W的卸载顺序。由此，通过机器人IlOB能顺利地且可靠地从装载体Wff保持并卸载货物W。
[0065]注意，实施方式不限于上述内容，在未脱离其主旨及技术思想的范围内，能够进行各种各样的变形。
[0066]另外，所述图6与图7所示的流程不限于图示实施方式的步骤，在未脱离其主旨及技术思想的范围内，可以进行步骤的追加、删除或者顺序的变更等。
[0067]另外，除了以上已经叙述的以外，还可以适当组合基于上述实施方式的技术而利用。
[0068]其他，虽然没有逐一进行例示，但在未脱离其主旨的范围内，可以对上述所述方式施加各种各样的变更而实施。
[0069]附图标记说明
[0070]1:机器人系统
[0071]IlOA:机器人(第一机器人、第三机器人)
[0072]IlOB:机器人(第二机器人、第四机器人)
[0073]120A:机器人控制器(第一机器人控制装置、机器人控制装置)
[0074]120B:机器人控制器(第二机器人控制装置、机器人控制装置)
[0075]121A:控制部
[0076]121B:控制部
[0077]202:大容量存储装置(装载信息存储装置)
[0078]W:货物(目标物体)
[0079]Wff:装载体
【权利要求】
1.一种机器人系统,其特征在于,具有: 第一机器人，其配置成保持一个或多个目标物体并进行装载而形成装载体； 第一机器人控制装置，其配置成控制所述第一机器人的动作； 装载信息存储装置，其配置成存储由所述第一机器人装载的各目标物体的装载信息； 第二机器人，其配置成从所述装载体保持所述一个或多个目标物体并进行卸载；以及 第二机器人控制装置，其配置成控制所述第二机器人的动作， 所述第二机器人控制装置具有根据所述装载信息存储装置中存储的各目标物体的所述装载信息来确定所述第二机器人的动作方式的第一动作方式确定部，并根据所述第一动作方式确定部所确定的所述动作方式来控制所述第二机器人的动作。
2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于， 所述装载信息存储装置存储作为各目标物体的所述装载信息的各目标物体的保持方式信息以及各目标物体的装载位置信息中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的机器人系统，其特征在于， 所述第二机器人控制装置的所述第一动作方式确定部根据所述装载信息存储装置中存储的各目标物体的所述保持方式信息以及各目标物体的所述装载位置信息中的至少一种，确定作为所述第二机器人的动作方式的各目标物体的保持方式以及从所述装载体卸载各目标物体的顺序中的至少一种。
4.一种机器人控制装置，其特征在于， 所述机器人控制装置配置成控制第三机器人的动作，所述第三机器人配置成保持一个或多个目标物体并进行装载而形成装载体， 所述机器人控制装置具有: 装载信息生成部，其配置成生成所述第三机器人装载各目标物体的装载信息，以及装载信息输出部，其配置成向装载信息存储装置输出所述装载信息生成部生成的各目标物体的装载信息。
5.一种机器人控制装置，其特征在于， 所述机器人控制装置配置成控制第四机器人的动作，所述第四机器人从预先装载一个或多个目标物体而形成的装载体保持所述一个或多个目标物体并进行卸载， 所述机器人控制装置具有: 装载信息输入部，其用于输入在所述装载体形成时生成并存储在装载信息存储装置中的各目标物体的装载信息；以及 第二动作方式确定部，其根据所述装载信息输入部输入的各目标物体的装载信息，来确定所述第四机器人的动作方式， 所述第二动作方式确定部根据所确定的所述动作方式，来控制所述第四机器人的动作。
【文档编号】B25J13/00GK104220220SQ201280072199
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】吉田修, 上野智广, 木原英治, 难波太郎 申请人:株式会社安川电机
【专利摘要】一种机器人系统设置有：机器人，其在保持多个货物（W)的同时装载货物而形成装载体（WW)；机器人控制装置，用于控制机器人的动作；中央服务器的大容量存储装置，存储由机器人装载的各货物（W)的装载信息；机器人（110B)，在保持多个货物（W)的同时从装载体（WW)卸载货物；以及机器人控制器（120B)，用于控制机器人(110B)的动作，机器人控制器（120B)根据存储在大容量存储装置中的各货物（W)的装载信息，来确定机器人（110B)的动作方式，并根据所确定的动作状态来控制机器人（110B)的动作。
【专利说明】机器人系统及机器人控制装置
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及一种机器人系统及机器人控制装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开一种物品位置识别装置。这种物品位置识别装置具有:从上方拍摄托盘上的目标物体(物品)的图像的CCD摄像机、根据CCD摄像机的图像数据来识别目标物体的图像处理装置和至少能对托盘上的目标物体进行平面移动的机器人。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开第2003-172605号公报
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题
[0007]存在这样一种情况:在特定现场利用机器人进行装载目标物体而形成装载体的装载作业之后，有时将该装载体搬运至另一现场，在该搬运目的地现场中利用机器人进行从装载体卸载目标物体的卸载作业。在这种情况下，通常当首先在装载侧的现场进行装载作业时，使用视觉传感器和图像处理装置进行目标物体的检测来确定机器人的动作方式，根据所确定的动作方式对装载作业中的机器人的动作进行控制。另外，在卸载侧的现场进行卸载作业时，也与装载侧的现场同样地，使用视觉传感器和图像处理装置进行上述装载体的目标物体的检测来确定机器人的动作方式，根据所确定的动作方式对卸载作业中的机器人的动作进行控制。如上所述，在装载侧与卸载侧的现场中，现有技术需要使用视觉传感器和图像处理装置进行目标物体的检测，因此不方便。
[0008]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种能提高便利性的机器人系统及机器人控制装置。
[0009]为解决技术问题的方法
[0010]为了实现上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供一种机器人系统:具有第一机器人，配置成保持一个或多个目标物体并进行装载而形成装载体；第一机器人控制装置，配置成控制所述第一机器人的动作；装载信息存储装置，配置成存储由所述第一机器人装载的各目标物体的装载信息；第二机器人，配置成从所述装载体保持所述一个或多个目标物体并进行卸载；第二机器人控制装置，配置成控制所述第二机器人的动作，所述第二机器人控制装置具有根据所述装载信息存储装置中存储的各目标物体的所述装载信息来确定所述第二机器人的动作方式的第一动作方式确定部，并根据所述第一动作方式确定部所确定的所述动作方式来控制所述第二机器人的动作。
[0011]发明效果
[0012]采用本发明，能提高便利性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是示意性地示出一实施方式的机器人系统的整体结构的系统结构图。
[0014]图2是示出中央服务器的另一示例的说明图。
[0015]图3是示意性地示出装载现场的作业设备的结构的说明图。
[0016]图4是示意性地示出卸载现场的作业设备的结构的说明图。
[0017]图5是示出装载现场的机器人控制器、卸载现场的机器人控制器和中央服务器的功能性结构的功能框图。
[0018]图6是示出由装载现场的机器人控制器执行的控制步骤的流程图。
[0019]图7是示出由卸载现场的机器人控制器执行的控制步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面参照【专利附图】
【附图说明】一种实施方式。
[0021]如图1所示，本实施方式的机器人系统I具有设置在装载现场的作业设备100A(在图1中省略图示，参照下面叙述的图3)、设置在卸载现场的作业设备100B(在图1中省略图示，参照下面叙述的图4)和中央服务器200。装载现场例如是装载由货物搬运服务的用户带来的多个货物W(目标物体。参照下面叙述的图3)的现场。卸载现场是将装载在装载现场的通过适当的搬运设备(例如卡车、火车、船舶、飞机等)搬运来的多个货物W卸载的现场。中央服务器200是使装载现场与卸载现场的作业设备100AU00B之间共用(共享)的服务器。该中央服务器200被配置为通过网络云NWl所联接的一个或多个运算装置和存储装置的集合体，并且该中央服务器200以能数据通信的方式连接至各作业设备lOOAUOOBo此外，如图2所示，也可以使用经由适当的网络NW2与各作业设备100A、100B连接的单一的运算装置作为中央服务器200。此时，中央服务器200例如安装在机器人系统I的管理公司的办公大楼等。
[0022]如图3所示，在装载现场中，作为作业设备100A，设有:输送带101A、机器人110A、机器人控制器120A、具有透镜131的摄像机130、图像处理装置140和高度传感器150。注意，机器人110A相当于第一机器人和第三机器人，机器人控制器120A相当于第一机器人控制装置和第三机器人控制装置。
[0023]输送带101A例如在规定的搬运方向(图3中的箭头A所示的方向)上搬运由货物搬运服务的用户带来的多个货物W。在该例中，货物W是个体之间的形状不同，个体之间的形状不定的不规则物体。在各货物W上贴有IC标签T。在IC标签T上记录有作为特有识别信息的标签ID和包含货物W的目的地(发送去向)信息的目的地信息。注意，也可以将其它信息(例如，货物W的形状和重量的信息、所有人的信息等)存储在IC标签中。
[0024]机器人110A进行以下的装载作业:其保持由输送带101A连续、接连地搬运来的货物W，并且将货物W装载到根据目的地设置的托盘P上，同时根据目的地进行分类，而形成装载体WW。在形成的装载体Wff载置在托盘P上的状态下，通过适当的搬运设备搬运至对应目的地的卸载现场。该机器人110A具有臂111、以及分别构成用于驱动该臂111的伺服电机的致动器八(:1、4(32、4(33、4(34、4(35、4(36。在臂111的前端上安装有通过真空吸附能抬起(保持)货物W的吸附式手112。另外，在图3中省略图示，在机器人110A的附近设有与吸附式手112不同种类的工具112 (例如，伺服手、叉式手、夹盘式手等)。机器人110A通过使用ATC(Auto Tool Changer:自动换刀装置)等进行工具交换动作，使得能更换臂111前端的工具112。另外，在图3中省略图示，用于在装载作业时从贴在货物W上的IC标签获取该货物W的目的地信息的IC标签读取器安装在臂111的前端侧。将通过IC标签读取器获取的货物W的目的地信息输出至机器人控制器120A。
[0025]机器人控制器120A经由上述网络云NWl与上述中央服务器200以能相互进行数据通信的方式连接。该机器人控制器120A与设置在上述臂111的各致动器Acl?Ac6的伺服电机以能相互通信的方式连接，该机器人控制器120A对各伺服电机的驱动进行控制。由此，对各致动器Acl?Ac6的整体动作，即对机器人IlOA的动作进行控制。另外，机器人控制器120A对安装在上述臂111的前端的工具112的动作(例如开关真空装置(未图示)，用于使吸附式手112的吸附部改变至真空状态等)和IC标签读取器的动作进行控制。
[0026]摄像机130在货物W的搬运路径的上游侧被固定在未图示的支承部件上，以经由上述透镜131拍摄搬运来的货物W的图像。此外，摄像机130也可以设置在机器人IlOA侧(例如臂111的前端侧等)。该摄像机130经由透镜131来拍摄搬运来的货物W的图像，并生成包含所拍摄的货物W的图像的图像信息。将所生成的图像信息输出至图像处理装置140。
[0027]图像处理装置140输入从摄像机130输出的图像信息，对所输入的图像信息进行图像解析，检测货物W的位置、姿态和形状(例如，货物W的上面的形状)等。将包含所检测的货物W的位置、姿态和形状等信息的图像解析信息输出至机器人控制器120A。
[0028]高度传感器150具有隔着输送带101的上述搬运路径相对配置在其两侧的投光部150a与受光部150b。投光部150a在规定高度的位置上向受光部150b射出水平的激光。受光部150b接收从投光部150a射出的激光。该高度传感器150根据当搬运来的货物4通过投光部150a和受光部150b之间的光路151时的激光的受光部60b的受光结果，即根据由货物W遮挡的激光的高度位置，检测出通过光路151的货物W的高度方向(铅垂方向)的尺寸。例如，设定输送带101的搬运面的高度位置为“H1”，并设定由货物W遮挡的激光的高度位置为“H2”，根据“H2”在高度方向的坐标值(即z轴方向的坐标值)与“H1”在高度方向的坐标值之间的差值，能检测出货物W的高度方向尺寸。注意，也可以适用能检测出货物W的高度方向尺寸的其他方法，作为高度传感器150。将检测出的货物W的高度方向尺寸的信息(下面适当地仅称为“高度信息”)输出至机器人控制器120A。
[0029]如图4所示，在卸载现场，设有:输送带101B、机器人IlOB和机器人控制器120B，作为作业设备100B。此外，机器人IlOB相当于第二机器人和第四机器人，机器人控制器120B相当于第二机器人控制装置和第四机器人控制装置。
[0030]机器人IlOB进行以下的卸载作业:其从通过适当的搬运设备将从装载现场搬运来的载置在托盘P上的装载体Wff保持多个货物W并进行卸载，将多个货物W载置在输送带1lB的搬运面上。该机器人IlOB具有与设置在装载现场的机器人IlOA同样的结构。SP，机器人IlOB具有臂111、致动器Acl?Ac6，在臂111的前端安装有吸附式手112。另外，在图4中省略了图示，在机器人IlOB的附近设有与吸附式手112不同种类的工具112，机器人IlOB通过使用ATC等进行工具更换动作，从而能更换臂111的前端的工具112。
[0031]输送带1lB沿着规定的搬运方向(图4中的箭头B所示的方向)搬运由机器人IlOB卸载的多个货物W。
[0032]机器人控制器120B经由上述网络云NWl与上述中央服务器200以能相互进行数据通信的方式连接。该机器人控制器120B与设置在上述臂111上的各致动器Acl?Ac6的伺服电机以能相互通信的方式连接，并且该机器人控制器120B对各伺服电机的驱动进行控制。由此，对各致动器Acl?Ac6的整体动作，即对机器人IlOB的动作进行控制。另夕卜，机器人控制器120B对安装在上述臂111的前端的工具112的动作进行控制。
[0033]如图5所示，设置在装载现场的作业设备100A的机器人控制器120A具有控制部121A、通信控制部122A、第一输入输出部123a、第二输入输出部123b和存储装置124A，作为功能性结构。
[0034]通信控制部122A控制经由网络云NWl进行的与中央服务器200之间的信息通信。
[0035]第一输入输出部123a控制与机器人IlOA之间进行的信息通信。例如,第一输入输出部123a控制从安装在机器人IlOA上的IC标签读取器输出的货物W的目的地信息的输入。
[0036]第二输入输出部123b控制与连接在摄像机130上的图像处理装置140或高度传感器150之间进行的信息通信。例如，第二输入输出部123b控制从图像处理装置140输出的图像解析信息(例如货物W的位置、姿态和形状的信息)、从高度传感器150输出的货物W的高度信息的输入。
[0037]存储装置124A包括HDD (Hard Disk Drive:硬盘驱动器)等，用于存储各种信息等。例如，在存储装置124A中存储用于规定机器人IlOA的动作的示教信息。
[0038]控制部121A控制整个机器人控制器120A。例如，控制部121A根据存储装置124A所存储的示教信息，控制机器人IlOA的上述各伺服电机的驱动、控制上述工具112的动作和上述IC标签读取器的动作等，从而控制机器人IlOA的动作。另外，例如，控制部121A生成由机器人IlOA装载到托盘P上的各货物W的装载信息(后面详细叙述)。将所生成的各货物W的装载信息经由通信控制部122A和网络云NWl输出至中央服务器200。
[0039]另外，设置在卸载现场的作业设备100B的机器人控制器120B具有控制部121B、通信控制部122B、输入输出部125和存储装置124B，作为功能结构。
[0040]通信控制部122B控制经由网络云NWl进行的与中央服务器200之间的信息通信。
[0041]输入输出部125控制与机器人IlOB之间进行的信息通信。
[0042]存储装置124B例如包括HDD等，用于存储各种信息等。例如，在存储装置124B中存储用于规定机器人IlOB的动作的示教信息。
[0043]控制部121B控制整个机器人控制器120B。例如，控制部121B根据存储装置124B所存储的示教信息，控制机器人IlOB的上述各伺服电机的驱动、控制上述工具112的动作等，从而控制机器人IlOB的动作。
[0044]另外，中央服务器200具有:控制部201、通信控制部202和大容量存储装置203 (装载信息存储装置)，作为功能性结构。
[0045]控制部201控制整个中央服务器200。
[0046]通信控制部202控制经由网络云NWl与装载现场和卸载现场的机器人控制器120AU20B之间进行的信息通信。
[0047]大容量存储装置203被配置为存在于网络云NWl内部的多个存储介质的集合，能可变地设定存储容量等。在该大容量存储装置203中存储了装载信息数据数据库。
[0048]在信息数据数据库中存储了从装载现场的机器人控制器120A经由网络云NWl输入的，由机器人IlOA装载在托盘P上的各货物W的装载信息(后面详细叙述)。
[0049]下面，使用图6说明由设置在装载现场的机器人控制器120A的控制部121A执行的控制步骤。
[0050]在图6中，通过规定的开始操作(例如，接通机器人控制器120A的电源)来开始该流程所示的处理。即，当通过摄像机130来拍摄搬运来的货物W的图像时，通过图像处理装置140对该货物W的图像信息进行图像解析，将该图像解析信息(货物W的位置、姿态和形状等信息)输出至机器人控制器120A。然后，当货物W被进一步搬运而通过上述光路151时，通过高度传感器150检测出该货物W的高度方向尺寸，并将该货物W的高度信息输出至机器人控制器120A。在步骤SAlO中，机器人控制器120A的控制部121A通过第二输入输出部123b输入从图像处理装置140输出的图像解析信息以及从高度传感器150输出的货物W的高度信息。
[0051]之后，在步骤SA20中，控制部121A使机器人IlOA动作，通过安装在臂111的前端侧的IC标签读取器，从贴在搬运来的货物W的IC标签获取该货物W的目的地信息，通过第一输入输出部123a输入所获取的货物W的目的地信息。
[0052]然后，流程转移至步骤SA30，控制部12IA根据在上述步骤SA20输入的货物W的目的地信息，确定作为该货物W的装载目的地(分类目的地)的托盘P。另外，根据在上述步骤SAlO中所输入的图像解析信息和货物W的高度信息，作为当货物W装载在上述所确定的托盘P上时的机器人IlOA的动作方式，确定货物W的保持方式以及货物W在上述所确定的托盘P上的装载位置。货物W的保持方式是指关于保持货物W的方式，例如保持货物W使用的工具112的种类、由工具112保持货物W的位置(坐标)、保持货物W时的动作速度等。
[0053]之后，在步骤SA40中，控制部121A根据上述步骤SA30所确定的动作方式，使机器人IlOA动作。由此，通过安装在臂111的前端的工具112来保持搬运来的货物W的保持位置并将货物W装载在托盘P上的装载位置。
[0054]然后，流程进行至步骤SA50，其中，控制部121A生成在上述步骤SA40中通过机器人IlOA装载在托盘P上的货物W的装载信息。货物W的装载信息包含在上述步骤SA30所确定的货物W的保持方式所对应的保持方式信息以及在所述步骤SA30所确定的货物W的装载位置所对应的装载位置信息。该步骤SA50的过程作为装载信息生成部发挥功能。
[0055]之后，在步骤SA60中，控制部121A将在上述步骤SA50中生成的货物W的装载信息(保持方式信息和装载位置信息)通过信息控制部122A经由网络云NWl输出至中央服务器200的上述装载信息数据数据库并存储。该步骤SA60的过程作为装载信息输出部发挥功能。
[0056]然后，流程进行至步骤SA70，其中，控制部121A判定由输送带1lA搬运的多个货物W的装载是否完成。当未完成装载时，不满足步骤SA70的条件，则流程返回至上述步骤SA10，并重复同样的步骤。相反，当完成装载时，满足步骤SA70的条件，则结束该流程所示的处理。此外，如上所述，将通过在托盘P上堆积多个货物W而形成装载体Wff载置在托盘P上的状态下，通过适当的搬运设备搬运至目的地所对应的卸载现场。
[0057]下面，使用图7说明由设置在卸载现场的机器人控制器120B的控制部121B执行的控制步骤。
[0058]在图7中，通过规定的开始操作(例如，接通机器人控制器120B的电源)来开始该流程所示的处理。首先在步骤SBlO中，机器人控制器120B的控制部121B通过通信控制部203经由网络云NWl和通信控制部122B获取(输入)存储在中央服务器200的上述装载信息数据库中的、装载在对应该装载现场的托盘P上的各货物W的装载信息(保持方式信息与装载位置信息)。该步骤SBlO的过程作为装载信息输入部发挥功能。
[0059]之后，在步骤SB20中，控制部121B根据在上述步骤SBlO获取的、装载在托盘P上的各货物W的装载信息，作为从载置在该托盘P上的装载体Wff卸载多个货物W时的机器人IlOB的动作方式，确定从装载体Wff卸载各货物W的卸载顺序以及各货物W的保持方式(关于保持各货物W的方式，例如，保持各货物W使用的工具112的种类、由工具112保持各货物W的位置(坐标)、保持各货物W时的动作速度等)。该步骤SB20的过程作为第一动作方式确定部与第二动作方式确定部发挥功能。
[0060]然后，流程进行至步骤SB30，其中，控制部121B根据在上述步骤SB20所确定的动作方式，使机器人IlOB动作。由此，安装在臂111的前端的工具112保持载置在托盘P上的装载体Wff的货物W的保持位置，卸载该货物W并将该货物W载置在输送带1lB的搬运面上。
[0061]之后，在步骤SB40中，控制部121B判定从装载现场搬运来的载置在托盘P上的装载体Wff的卸载是否完成。当未完成卸载时，不满足步骤SB40的条件，则流程返回至上述步骤SB30，重复同样的步骤。相反，当完成卸载时，满足步骤SB40的条件，则结束该流程所示的处理。
[0062]在以上说明的本实施方式的机器人系统I中，在装载现场，从图像处理装置140向机器人控制器120A输出由摄像机130拍摄的货物W的图像信息。另外，从高度传感器150向机器人控制器120A输出通过上述光路151的货物W的高度信息。然后，机器人控制器120A根据这些图像解析信息与货物W的高度信息，确定机器人IlOA的动作方式。机器人IlOA根据所确定的动作方式进行动作，由此能保持多个货物W并进行装载而形成装载体WW。由机器人IlOA装载的各货物W的装载信息被存储在中央服务器200的装载信息数据库中。在卸载现场中，机器人控制器120B根据装载信息数据库所存储的各货物W的装载信息来确定机器人IlOB的动作方式。机器人IlOB根据所确定的动作方式进行动作，从而能从装载体Wff保持并卸载各货物W。
[0063]采用上述这样的本实施方式，即使在卸载现场不使用摄像机和图像处理装置对装载体WW的各货物W进行检测，也能够通过机器人IlOB从装载体Wff保持并卸载货物W。由此，能简化卸载现场的作业设备100B的结构并且能降低作业设备100B的成本，能提高便利性。
[0064]另外，尤其在本实施方式中，装载信息数据数据库存储作为由装载现场的机器人IlOA装载的各货物W的装载信息的各货物W的保持方式信息和装载位置信息。装载现场的机器人控制器120B根据装载信息数据库所存储的各货物W的保持方式信息和装载位置信息，确定作为机器人IlOB的动作方式的装载体Wff的各货物W的保持方式以及从装载体Wff装载各货物W的卸载顺序。由此，通过机器人IlOB能顺利地且可靠地从装载体Wff保持并卸载货物W。
[0065]注意，实施方式不限于上述内容，在未脱离其主旨及技术思想的范围内，能够进行各种各样的变形。
[0066]另外，所述图6与图7所示的流程不限于图示实施方式的步骤，在未脱离其主旨及技术思想的范围内，可以进行步骤的追加、删除或者顺序的变更等。
[0067]另外，除了以上已经叙述的以外，还可以适当组合基于上述实施方式的技术而利用。
[0068]其他，虽然没有逐一进行例示，但在未脱离其主旨的范围内，可以对上述所述方式施加各种各样的变更而实施。
[0069]附图标记说明
[0070]1:机器人系统
[0071]IlOA:机器人(第一机器人、第三机器人)
[0072]IlOB:机器人(第二机器人、第四机器人)
[0073]120A:机器人控制器(第一机器人控制装置、机器人控制装置)
[0074]120B:机器人控制器(第二机器人控制装置、机器人控制装置)
[0075]121A:控制部
[0076]121B:控制部
[0077]202:大容量存储装置(装载信息存储装置)
[0078]W:货物(目标物体)
[0079]Wff:装载体
【权利要求】
1.一种机器人系统,其特征在于,具有: 第一机器人，其配置成保持一个或多个目标物体并进行装载而形成装载体； 第一机器人控制装置，其配置成控制所述第一机器人的动作； 装载信息存储装置，其配置成存储由所述第一机器人装载的各目标物体的装载信息； 第二机器人，其配置成从所述装载体保持所述一个或多个目标物体并进行卸载；以及 第二机器人控制装置，其配置成控制所述第二机器人的动作， 所述第二机器人控制装置具有根据所述装载信息存储装置中存储的各目标物体的所述装载信息来确定所述第二机器人的动作方式的第一动作方式确定部，并根据所述第一动作方式确定部所确定的所述动作方式来控制所述第二机器人的动作。
2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于， 所述装载信息存储装置存储作为各目标物体的所述装载信息的各目标物体的保持方式信息以及各目标物体的装载位置信息中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的机器人系统，其特征在于， 所述第二机器人控制装置的所述第一动作方式确定部根据所述装载信息存储装置中存储的各目标物体的所述保持方式信息以及各目标物体的所述装载位置信息中的至少一种，确定作为所述第二机器人的动作方式的各目标物体的保持方式以及从所述装载体卸载各目标物体的顺序中的至少一种。
4.一种机器人控制装置，其特征在于， 所述机器人控制装置配置成控制第三机器人的动作，所述第三机器人配置成保持一个或多个目标物体并进行装载而形成装载体， 所述机器人控制装置具有: 装载信息生成部，其配置成生成所述第三机器人装载各目标物体的装载信息，以及装载信息输出部，其配置成向装载信息存储装置输出所述装载信息生成部生成的各目标物体的装载信息。
5.一种机器人控制装置，其特征在于， 所述机器人控制装置配置成控制第四机器人的动作，所述第四机器人从预先装载一个或多个目标物体而形成的装载体保持所述一个或多个目标物体并进行卸载， 所述机器人控制装置具有: 装载信息输入部，其用于输入在所述装载体形成时生成并存储在装载信息存储装置中的各目标物体的装载信息；以及 第二动作方式确定部，其根据所述装载信息输入部输入的各目标物体的装载信息，来确定所述第四机器人的动作方式， 所述第二动作方式确定部根据所确定的所述动作方式，来控制所述第四机器人的动作。
【文档编号】B25J13/00GK104220220SQ201280072199
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年4月2日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】吉田修, 上野智广, 木原英治, 难波太郎 申请人:株式会社安川电机
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