具备搬运工件的机器人的机器人系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供机器人系统，其具备取得工件的位置信息的三维测定机、具备能够保持工件的工具的机器人以及控制机器人的控制装置。在控制装置，储存关联工件的位置信息与工件的重心位置的关联数据。对于取出动作的对象的工件而言，基于由三维测定机取得的位置信息和关联数据，推断其重心位置。控制装置根据推断出的重心位置，决定工件的保持位置、取出方向以及工具的位置以及姿势中的至少一个。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具备用于取出工件并且对取出的工件进行搬运的机器人的机器人系 统。 具备搬运工件的机器人的机器人系统
【背景技术】
[0002] 公知有具备机器人的系统，该机器人用于利用工具取出如散装于容器的工件那样 未置于规定的位置的工件、并且将取出的工件搬运至规定的位置。这样的机器人系统中，在 未正确地识别应取出的工件的位置以及姿势的情况下，由于工件的位置以及姿势不定，所 以当用工具保持工件时，工件与工具之间的位置关系不确定。更具体而言，在适当地保持 工件、或保持散装的工件上的某个容易取出的部分的情况等下，由工具保持的工件的部位 每次变化。另外，由工具保持后的工件相对于工具的姿势也同样地每次变化。这样的情况 下，并且在即使识别了工件的位置以及姿势也不清楚工件的重心位置的情况下，在保持工 件时，无法将工具与工件的重心位置的位置关系设为所希望的位置关系。
[0003] 因此，有在处于远离工件的重心的位置的部位上保持工件、或以不稳定的姿势保 持工件的情况。在这样的情况下，由于工件未被稳定地保持，所以由工具保持的工件的部位 相对地移动而使保持状态在搬运过程中变化、或工件在搬运过程中落下而使周围的装置损 伤，由此不仅使系统的运转中断，也会给周围的作业者带来危险。
[0004] 在JP - A - 2011 - 183537中，公开了检查工件的保持状态而根据需要以其它的 姿势重新保持工件。JP - A - 5 - 241626、JP - A - 2004 - 249391、以及 JP - A - 2011 - 201007中，公开了利用视觉传感器等来修正工件相对于工具的姿势。JP - B - 3300682中， 公开了如下内容，即、预先使从多个方向取得的工件的图像数据和示教模式相关联，并且预 先使机器人以及工件之间的相对方向的信息和示教模式的相互关系相关联，从而在取出工 件时根据适当的示教模式，来决定机器人的动作。JP - B - 3925020中，公开了当工件的取 出失败了时控制机器人的动作以使工件向箱的中央靠近。JP - A - 2000 - 263481中，公 开了在取出工件时若检测到异常则中断取出工序而使机器人退避。JP - A - 5 - 116081、 JP - A - 2012 - 40634、以及JP - A - 7 - 205075中，公开了以补偿重力对作用于工具 与工件之间的力的影响的目的来计算工件的重量以及重心位置、重力方向的方法。
[0005] 上述的公知的相关技术中，在工件的保持状态不稳定的情况下，由于要求追加用 于重新保持工件的工序，所以导致周期时间的增大。因此，期望稳定地取出工件以便在取出 后不需要重新保持工件的机器人系统。
【发明内容】
[0006] 根据本申请的第一个发明，提供一种机器人系统，取出并搬运放置在三维空间的 工件，其特征在于，具备：三维测定机，其测定上述工件的表面位置、并取得上述工件的表面 上的多个点在三维空间内的位置信息；机器人，其能够根据指定的位置以及姿势而动作； 工具，其安装在上述机器人的前端部且能够保持上述工件；力测量部，其对当由上述工具保 持了上述工件时上述工件作用于上述工具的力进行测量；以及控制装置，其控制上述机器 人，上述控制装置具备：工件确定部，其基于由上述三维测定机取得的上述多个点的位置信 息，对要取出的工件以及该工件的位置以及姿势进行确定；取出位置姿势决定部，其决定上 述工件的保持位置、上述工件的取出方向、以及上述工具的位置及姿势，以便取出由上述工 件确定部确定的上述工件；重心位置计算部，其基于在保持有上述工件的机器人的多个姿 势下由上述力测量部测量的力数据，对由上述工具保持的状态下的上述工件的重心位置进 行计算；关联部，其对于由上述工具保持的状态下的上述工件，关联由上述三维测定机取得 的该工件的位置信息与由上述重心位置计算部计算的该工件的重心位置；关联存储部，其 存储上述关联部的关联的结果；以及重心位置推断部，其基于由上述关联存储部存储的关 联的结果，对由上述工件确定部确定的上述工件的重心位置进行推断，上述取出位置姿势 决定部形成为，基于由上述重心位置推断部推断的上述工件的重心位置，决定当取出由上 述工件确定部确定的上述工件时的上述工件的保持位置、上述工件的取出方向以及上述工 具的位置及姿势中的至少一个。
[0007] 根据本申请的第二个发明，在第一个发明的机器人系统的基础上，上述取出位置 姿势决定部形成为，基于由上述重心位置推断部推断的上述工件的重心位置，决定上述工 件的保持位置，并且，在能够保持上述工件的上述工件的保持位置中，将从位于距离由上述 重心位置推断部推断的上述工件的重心位置最短的保持位置至规定阈值的范围内所包括 的保持位置决定为上述工件的实际的保持位置。
[0008] 根据本申请的第三个发明，在第一个发明的机器人系统的基础上，上述取出位置 姿势决定部形成为，基于由上述重心位置推断部推断的上述工件的重心位置，决定上述工 件的保持位置，并且，在能够保持上述工件的上述工件的保持位置中，基于上述工件的重心 位置、和上述工件的取出方向或者取出上述工件时的上述工具的姿势，决定上述工件的实 际的保持位置。
[0009] 根据本申请的第四个发明，在第一个发明的机器人系统的基础上，上述取出位置 姿势决定部形成为，决定取出上述工件时的上述工具的位置以及姿势，以使取出上述工件 时的移动方向与从上述重心位置朝向上述保持位置或者离开该保持位置规定距离的位置 的方向一致。
[0010] 根据本申请的第五个发明，在第一个至第四个中任一个发明的机器人系统的基础 上，上述工件确定部形成为，在由上述取出位置姿势决定部决定的上述保持位置或者离开 该保持位置规定距离的位置与上述重心位置之间的距离超过规定的阈值的情况下，代替地 确定其它的工件。
[0011] 根据本申请的第六个发明，在第一个至第五个中任一个发明的机器人系统的基础 上，上述工件确定部形成为，在由上述工件确定部确定了的工件与其它的工件重叠的情况 下，在由上述取出位置姿势决定部决定的上述工件的保持位置或者离开该保持位置规定距 离的位置与在工件彼此重合的区域中决定的某位置之间的距离为规定的阈值以下的情况 下，代替地确定其它的工件。
[0012] 根据本申请的第七个发明，在第一个至第六个中任一个发明的机器人系统的基础 上，该机器人系统还具备：检测部，其基于取出上述工件时的力数据，对在上述工件的取出 时产生的力的大小以及振动进行检测；以及稳定性判定部，其基于上述检测部的检测结果， 对上述工件的取出时的稳定性进行判定，上述工件确定部形成为，基于上述稳定性判定部 的判定结果，来对确定工件时的优先顺序进行变更。
[0013] 根据本申请的第八个发明，在第一个至第六个中任一个发明的机器人系统的基础 上，该机器人系统还具备：检测部，其基于取出上述工件时的力数据，对在上述工件的取出 时产生的力的大小以及振动进行检测；以及稳定性判定部，其基于上述检测部的检测结果， 对上述工件的取出时的稳定性进行判定，上述取出位置姿势决定部形成为，基于上述稳定 性判定部的判定结果，对工件的保持位置、工件的取出方向或者取出工件时的上述工具的 姿势进行变更。
[0014] 参照附图所示出的本发明的举例表示的实施方式的详细说明，本发明的上述以及 其它的目的、特征以及优点会变得更加清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是表不一个实施方式的机器人系统的构成例的简图。
[0016] 图2是功能上表示一个实施方式的控制装置的结构的图。
[0017] 图3是说明机器人的控制装置的处理的流程图。
[0018] 图4是表示根据实施方式而决定的工件的保持位置的例子的图。
[0019] 图5是表示根据一个实施方式而决定的工件的保持位置的其它例子的图。
[0020] 图6是表示根据一个实施方式而决定的工件的保持位置的其它例子的图。
[0021] 图7是表示根据一个实施方式而取出工件的形态的图。
[0022] 图8是表示工件重合排列的例子的图。
[0023] 图9是功能上表示一个实施方式的控制装置的结构的图。
[0024] 图10是表示根据一个实施方式而变更工件的保持位置以及取出方向的情况的例 子的图。
[0025] 图11是表示根据一个实施方式而变更工件的保持位置的情况的例子的图。
【具体实施方式】
[0026] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下，对于力而言，只要没有特别 规定，包括力以及力的力矩。图1是表示一个实施方式的机器人系统11的构成例的简图。 机器人系统11具备能够根据指定的位置以及姿势而动作的机器人40、控制机器人40的控 制装置10、以及测定工件50的表面的三维位置的三维测定机46。机器人系统11中，相对 于在容器52内散装的工件50,利用三维测定机46对工件50上的三维点进行了测量，基于 该测量的信息，使用工具44来取出工件50并对其进行搬运。图示的机器人40是六轴多关 节型机器人，但本发明同样也能够用于具有其它的形态的任意的公知机器人。机器人40的 各驱动轴由控制装置10控制，由此机器人臂的前端能够定位于三维空间的指定的位置。控 制装置10具有包括CPU、ROM、RAM等的硬件结构，并执行后述的各种功能。
[0027] 机器人40用于将在容器52内散装的工件50取出并使它们依次移动至规定的位 置、例如输送机或者作业台（未图示)。在机器人40的臂的前端，设有作为力测量部的六轴 的力传感器42。在力传感器42,安装有具备气压式吸附垫的工具44。工具44形成为能够 通过利用负压对工件50赋予吸引力而能够保持工件50。力传感器42形成为，在工件50由 工具44保持的状态下，对作用于工具44的力进行测量。
[0028] 也可以代替力传感器42,以基于使机器人40的各关节驱动的马达的电流值来推 断作用于工具44的力的方式来间接地取得作用于工具44的力。另外，也可以在工具44安 装力传感器等，来测量作用于工具44的力。另外，在取出散装的工件的系统中，安装于机器 人40的指部的工具44与工件50或容器52的壁碰撞、接触，或者在取出工件时勾住其它的 工件等而会增加过负荷，从而为了检测碰撞或接触、过负荷，会具备力测量部。这样，以防止 碰撞、检测过负荷、力监视或者力控制的目的，机器人40具备力测量部的情况下，也可以代 替力传感器42而使用该力测量部。
[0029] 工具44若能够保持工件50则能够具有其它的形态。例如，也可以是形成为通过 开闭两根爪来夹持工件50的工具。或者，也可以是具备相对于工件50而产生吸引力的电 磁铁的工具。另外，当利用工具保持工件50时，也可以以不改变工具与工件的位置关系的 方式，以柔软的构造形成与工件50接触的工具的部位，从而在与工件50接触时其形状柔软 地变化。例如，也可以是具有气压式吸引机构部的工件，该气压式吸引机构部由弹簧或波纹 管机构、具有多个通过空气的孔且以柔软的材料作成的机构等形成，通过吸引来将工件50 拉到近旁并固定其状态。
[0030] 如图1所示，机器人系统11具备对容纳于容器52的多个工件50的表面的三维位 置进行测定的三维测定机46。三维测定机46通过支承台48而以能够测定容器52内的多 个工件50的方式设置于规定的位置。三维测定机46形成为能够测定三维空间内的多个工 件50的表面的位置即可，不限定于指定类型的测定机。例如，三维测定机46可以是利用激 光来取得三维位置信息的类型的测定机，或者也可以是通过对拍摄后的图像数据进行图像 处理来取得三维位置信息的类型的测定机。设置三维测定机46的形态也没有特别限定，例 如可以固定于地板、壁等周边的位置，也可以安装于机器人40的机器人臂。
[0031] 三维测定机46形成为将通过对放置在容器52内的工件50的表面上的多个三维 点的位置进行测定而获得的工件50的三维的位置信息送向机器人40的控制装置10。向控 制装置10输入的工件50的三维位置信息存储于控制装置10的后述的存储部24。此时，也 可以将由三维测定机46取得的图像数据送向控制装置10,而在控制装置10中计算工件50 上的三维点的位置并存储于存储部24。基于通过三维测定机46而取得的多个三维点的位 置信息，推断某工件与其它的工件的边界、工件与除此之外的物体的边界，从而取得每个工 件的位置信息。此时，基于由上述三维点所成的面的变化、面区域是否顺利地连接、三维点 的位置超过规定阈值而变化的位置、或者预先准备的工件的三维形状等，来推断某工件与 其它的工件的边界、工件与除此之外的物体的边界。相对于由三维测定机46取得的多个三 维点的位置信息进行该处理，作为工件的位置信息，取得这样的每个工件的位置信息。工件 的位置信息是指如下位置数据，即、根据工件的表面上的多个点的位置，可知工件的存在位 置、能够保持的位置，从而能够推断工件的位置以及姿势。
[0032] 图2是功能上表示本发明的实施方式的控制装置10的结构的图。如图示那样，控 制装置10具备重心位置计算部12、工件确定部14、取出位置姿势决定部16、关联部18、关 联存储部20、重心位置推断部22、以及存储部24。并且，也可以具备三维点计算部，该三维 点计算部基于由三维测定机46取得的图像等数据，来计算工件50上的三维点的位置。
[0033] 重心位置计算部12构成为，基于在机器人40的多个姿势中由力传感器42测量的 力数据，而计算由工具44保持的状态下的工件50的重心位置。另外，力数据包括与力以及 力的力矩有关的数据。另外，本说明书中，只要没有特别规定，重心位置是指质量中心的位 置。
[0034] 关联部18构成为使工件50的位置信息与由重心位置计算部12计算的工件50的 重心位置相关联。此时的工件50的位置信息与工件50的重心位置相关联，从而在由工具 44保持的状态下，通过三维测定机46取得。关联部18中，取得某坐标系上的工件50的位 置信息亦即在工件50的表面上存在的三维点的分布、与工件50的重心位置的位置关系。由 此，当某种程度上获得工件50上的三维点的分布后，基于该工件50的位置信息，根据模式 识别等公知的方法进行对照等，从而能够推断工件50的重心位置。或者，也可以如下那样 地相关联、推断。基于在工件50的表面上存在的三维点的分布和工件50的重心位置，决定 表示工件50的位置以及姿势且以原点为重心的坐标系，使该坐标系与在工件50的表面上 存在的三维点的分布对应。当取得工件50的某位置信息后，根据其三维点的分布计算其坐 标系的位置以及姿势，从而推断工件的重心位置、位置以及姿势。关联部18的关联的工序 的例子将于后文叙述。关联存储部20构成为对关联部18的关联的结果进行存储。
[0035] 工件确定部14构成为，基于由三维测定机46取得的工件50的表面上的多个点的 三维的位置信息，确定应取出的工件50以及该工件50的位置以及姿势。此处，应取出的工 件50是指，判断为能够稳定或者容易地取出的工件50。例如，将从上方能够识别的面积较 大的工件、在放置的工件中位于较高的位置的工件、载置在其它的工件上的工件等判断为 这样的工件。工件确定部14所确定的工件50的位置以及姿势信息也可以是基于能够保持 工件50之类的工件的表面上的多个三维点的位置的大概的工件的位置以及姿势。换句话 说，根据工件的表面上的多个点的位置，可知工件的大概的存在位置、能够保持的位置，基 于该位置信息推断工件的位置以及姿势，从而能够保持工件。工件的位置以及姿势优选基 于该工件的表面上的多个三维点的位置而更加正确地被推断出。重心位置推断部22构成 为，相对于由工件确定部14确定了的工件50推断工件50的重心位置。具体而言，根据表 示确定了的工件50的此时的位置信息、和工件50的位置信息与工件50的重心位置的关系 的、存储于关联存储部20的关联的数据，导出工件50的重心位置。
[0036] 取出位置姿势决定部16构成为决定工件的保持位置、工件的取出方向以及工具 的位置及姿势，以便取出由工件确定部14确定了的工件50。此时，优选考虑避免放置有工 件50的容器52与工具44的干涉。根据本实施方式，取出位置姿势决定部16进一步基于 由重心位置推断部22推断的工件50的重心位置，来决定工件50的保持位置、工件的取出 方向以及工具44的位置及姿势中的至少一个。
[0037] 本发明中，工件50相对于机器人40的保持位置以机器人40的机器人臂所设定的 控制点为基准，来表示根据规定的规则而决定的位置。即、工件50相对于机器人40的保持 位置被便利地设定。例如，工件保持位置可以是：（a) TCP (tool center point:相对于机 器人臂设定的控制点）的位置或从TCP向规定方向转移规定量的位置；（b)工具44实际上 与工件50接触的位置等。（b)的情况下，在存在多个工具44与工件50的接触位置的情况 下，可以是代表上述接触位置的位置。例如，在保持有工件50的状态下，工具44在工件50 的面的三个位置上与工件60接触的情况下，工件保持位置能够设定为（bl)三个接触位置 的代表的位置、例如上述接触位置的中心。另外，在代替地使用使两个爪开闭来保持工件50 的工具的情况下，工件保持位置能够设定为：（b2)上述爪的中间；（b3)从爪的中间离开规 定量的位置；（b4)在上述爪中任一个设定的TCP的位置。
[0038] 在存储部24,存储机器人40所用的示教程序、动作程序、计算的工件50的重心位 置、工件50的重量、由三维测定机46获得的工件50的三维位置信息、各种计算所需要的参 数以及计算结果等。
[0039] 图3是说明机器人40的控制装置10的处理的流程图。根据本实施方式，作为开 始工件50的取出工序前的准备工序(步骤S1?S4)，取得使工件50的位置信息和工件50 的重心位置相关联的关联数据。
[0040] 首先，机器人40根据规定的示教程序而动作，由工具44保持工件50 (步骤S1)。 接着，重心位置计算部12起动，计算保持的工件50的重心位置(步骤S2)。通过步骤S2,求 出由工具44保持的状态下的工件50的重心位置，求出设定于力传感器42的坐标系上的或 者设定于机器人40的指部的坐标系上的、工件50的重心位置。在步骤S1中保持了工件50 后，使机器人40动作，使工件50的姿势变化，此时基于由力传感器42检测的力数据，由重 心位置计算部12计算工件50的重心位置。
[0041] 例如 JP - A - 5 - 116081、JP - A - 2012 - 40634、以及 JP - A - 7 - 205075 中公开那样，重心位置计算部12基于机器人40在停止时的力数据，并以重力作用的力为基 础而分别计算工件50的重心位置以及重量。或者，也可以基于机器人40的动作中的力数 据，以重力以及惯性力等作用的力为基础，计算工件50的重心位置以及重量。在任一情况 下，均预先取得工具44的重心位置以及重量。相对于未保持工件的状态下的工具，使用重 心位置计算部12来计算工具44的重心位置以及重量。而且，以保持有工件50的状态下的 工具44和工件50合在一起的重心位置以及重量、预先取得的工具44的重心位置以及重量 为基础，计算工件50的重心位置以及重量。此时，以从工具44和工件50双方作用于力传 感器42的力为基础来计算重心位置，在将该值与本发明的工件的重心位置置换也能够得 到相同的效果的情况下，为简单也可以使用该值。另外，也可以代替计算工件50的重量，而 使用预先测定或者计算的重量的值。在工件50的重量的个体差不大、能够使用已知的值的 情况下，也可以省略工件50的重量的计算处理。另外，能够减少重心位置的计算结果的误 差。
[0042] 在利用机器人40的动作中的力数据的情况下，使用用于鉴定连杆的惯性参数(质 量、重心位置、惯性张量)的公知的鉴定方法。例如建立相对于安装于力传感器42的物体的 Newton - Euler方程式，根据多个姿势的关系式，安装于力传感器42的物体(工具44以及 由工具44保持的工件50)的重量以及重心位置例如通过最小平方推算来进行计算。而且， 以预先取得的工具44的重心位置以及重量、和上述计算结果为基础，计算由工具44保持的 工件50的重心位置以及重量。
[0043] 在使用根据动作而改变重心位置的工具、例如由开闭的两个爪形成的工具的情况 下，预先求出工具的结构部件的重心位置以及重量。使用测量工具的可动部分、例如爪的行 程长的测量机构。而且，基于可动部分的行程长以及重量，修正工具的重心位置。由此，能 够准确地计算工具的重心位置、以及工件50的重心位置。
[0044] 计算工件50的重心位置时的工件50的移动位置以及移动路径优选为预先决定 的。例如，利用能够确认到预先使用重心位置以及重量已知的工件而能够进行工件的重心 位置以及重量的计算的移动位置以及移动路径。是否能够进行工件的重心位置以及重量的 计算的判定处理例如基于如下方式来执行：重心位置以及重量的计算值是否超过规定阈值 而不同；用于计算的关系式的矩阵是否退化；以及关系式的矩阵的条件数是否比规定阈值 小。对于是否能够进行重心位置以及重量的计算的判定处理的结果而言，根据结果，也可以 显示于示教装置的画面、或在示教装置输出声音或振动、或由所具备的显示灯来表示。
[0045] 接着，通过三维测定机46对由工具44保持的工件50的表面上的多个三维点的位 置进行测定，取得工件50的位置信息(步骤S3)。通过步骤S3,对于由工具44保持的状态下 的工件50而言，求出设定于力传感器42的坐标系上的或者设定于机器人40的指部的坐标 系上的、工件50的位置信息。此时，工件50能够具有任意的姿势，但也可以一边改变工件 50的姿势，一边取得工件50的表面上的多个三维点的位置，从而取得工件50的位置信息。 另外，对于步骤S2的工件50的重心位置的计算而言，也可以通过同时进行步骤S2和步骤 S3来计算。换句话说，为了取得工件50的位置信息，当相对于三维测定机46改变保持于机 器人40的工件50的位置以及姿势时，也可以以由力传感器42取得的力数据为基础，计算 工件50的重心位置。此外，也可以以此时计算的工件50的重量为基础，仅在工件50的重 量超过规定阈值的情况下，使用本发明。
[0046] 而且，利用关联部18,以在步骤S3中得到的工件50的位置信息和在步骤S2中得 到的工件50的重心位置为基础，取得以能够根据工件50的位置信息推断工件50的重心位 置的方式对应的关联数据(步骤S4)。此外，步骤S3中，在由工具44保持有工件50的一部 分、或因与机器人40、工具44的干涉等而无法测量工件50的一部分的位置的情况下，无法 由三维测定机46取得工件50的一部分的位置信息。因此，为了提高工件的位置信息与工 件的重心位置的关联的精度，也可以变更保持位置，并以进行多次步骤S2、步骤S3而取得 的多个数据为基础，来提高工件的位置信息与工件的重心位置的关联的精度。另外，在容器 52内放置的工件50的种类具有多种的情况下，优选按照每个不同种类的工件，预先执行步 骤S1?步骤S4,并利用关联部18使工件的位置信息与工件的重心位置相关联。
[0047] 此外，在步骤S1?步骤S4的准备工序中，用于保持工件50的工具也可以是具有 与实际上用于执行工件50的取出以及搬运的工具44不同的结构的工具。例如，实际上用 于工件50的取出工序的工具较多使用以不损伤工件50的方式而吸附力、把持力较弱的工 具、或者具备具有吸收工件保持时的偏离、吸收冲击的功能的弹簧机构或者波纹管机构的 工具。然而，在准备工序中，由于仅能够保持工件即可，所以也可以根据需要而变更工具的 种类。另外，为了提高重心位置的测量精度，也可以在工件的尽量远离重心附近的位置进行 保持，并且为了提高关联的精度，也可以以使工件50相对于工具的重心位置以及位置变化 的方式进行多次步骤S2、步骤S3。
[0048] 接着，执行工件50的取出工序(步骤S5?S9)。在工件50的取出工序中，由工件 确定部14确定判断为能够稳定或者容易取出的工件50 (步骤S5)。基于由三维测定机46 取得的工件50的表面上的多个点的三维的位置信息，来推断某工件与其它的工件的边界、 工件与除此之外的物体的边界，并取得每个工件的位置信息，由此基于推断的容器52内的 多个工件50在容器52内的排列状态来执行应取出的工件50的确定。例如，在步骤S5中确 定工件表面上的能够识别的面积较大的工件、在位于放置的工件中的较高的位置的工件、 载置在其它的工件上的工件等。
[0049] 而且，利用工件确定部14,确定应取出的工件50,并且求出该工件50的位置以及 姿势(步骤S6)。工件确定部14所确定的工件50的位置以及姿势也可以是能够保持工件 50那样的以工件的表面上的多个三维点的位置为基础的大概的工件的位置以及姿势。换句 话说，根据工件的表面上的多个点的位置，可知工件的大概的存在位置、能够保持的位置， 以该位置信息为基础来推断工件的位置以及姿势，从而能够保持工件。优选以工件的表面 上的多个三维点的位置为基础而更加准确地推断该工件的位置以及姿势。
[0050] 接下来，起动工件重心位置推断部22,对于在步骤S6中工件确定部14所确定的工 件50,基于由三维测定机46取得的工件50的表面上的多个点的三维的位置信息而取得的 工件50的位置信息、和在步骤S4中使预先取得的工件的位置信息与重心位置的相关联的 关联数据，基于上述工件50的位置信息和关联数据来对确定的工件50的重心位置进行推 断(步骤S7)。工件50的重心位置的推断根据模式识别等公知的方法，对工件确定部14所 确定的工件50的位置信息、和预先取得的工件的位置信息与重心位置的关联数据的工件 的位置信息进行对照等，来推断机器人40的基准坐标系中的工件50的重心的位置。
[0051] 取出位置姿势决定部16基于在步骤S6中取得的工件50的位置以及姿势、和在步 骤S7中取得的工件50的重心位置，来决定用于稳定或容易地取出工件50的形态。例如， 决定工件50的保持位置、工件50的取出方向以及取出工件50时的工具44的位置以及姿 势中的至少一个(步骤S8)。而且，根据在步骤S8中决定的形态，来取出工件50(步骤S9)。
[0052] 以下，进一步对取出位置姿势决定部16的作用进行说明。当取出工件50使之移 动时，在工件50的重心位置作用重力以及惯性力。另外，工件50的保持位置与重心位置之 间的位置关系、特别是与距离、重力方向以及移动方向对应地在保持位置周围产生的力的 力矩发生变化。当利用机器人40对由工具44保持的工件50进行搬运时，若在工件50的 保持位置施加的力、力的力矩变大，则根据保持方法，工件的保持状态会变得不稳定。因此， 通过适当地改变工件50的保持位置与重心位置的位置关系、取出工件50使之移动的方向、 并且缩小在保持位置周围的力的力矩的大小等，来以稳定的状态进行工件的取出搬运。当 机器人40保持工件50时，使工具44的位置以及姿势移动而保持工件，以使相对于机器人 40而以规定的规则决定的位置成为工件50的保持位置。最初，考虑由取出位置姿势决定部 16决定工件50的保持位置的情况。
[0053] 图4是表示根据本实施方式而决定的工件50的保持位置的例子的图。在图4所 示的例子中，取出位置姿势决定部16将在工件50的表面上的能够被保持的位置中位于距 离工件50的重心位置G最短距离的位置的点P设定为保持位置。此外，工件50的表面上 的能够被保持的或者能够保持的位置是指，在工件50的表面上的位置中，能够由工具44保 持的位置，并且机器人40能够到达的位置。此外，图中的箭头A表示工件50的取出方向的 例子。另外，保持位置不是必须为距离重心位置G最短距离的位置P，也可以从最短距离的 位置P至规定的阈值的范围内选定。
[0054] 图5是表示根据本实施方式而决定的工件50'的保持位置的其它例子的图。在该 例子中使用的工件50'的表面，形成有无法由工具44保持的不能保持区域54。该情况下， 如图示那样，将从不能保持区域54离开规定距离、并且尽量接近重心位置G的点设定为保 持位置。图示的例子中，在不能保持区域54的两缘图示的点P1以及P2中，将离重心位置 G较近的点P1设定为保持位置。如使用图4以及图5说明的那样，取出位置姿势决定部16 相对于确定的工件50,以工件50的重心位置为基础，决定能够稳定地取出并搬运工件50的 保持位置。另外，取出位置姿势决定部16也可以根据工件50的位置、容器52的壁的位置、 工具44的大小或形状等，限制工件50的取出方向、工具44的位置以及姿势，以避免工具44 与周围干涉，在该限制内，将工件50的取出方向、工具44的姿势例如设为与工件50的表面 正交的方向、或与重力方向相反的一侧的方向、或与工件50的姿势对应地设定的任意的方 向、或与工件50的长轴方向平行的方向等，来取出工件50。若根据图4以及图5的例子将 保持位置设定于工件50的重心位置的附近，则在工件50的取出搬运时，即使工件50的移 动方向、姿势向任意的方向变化等，工件50的保持状态也稳定，从而能够防止由工件50落 下或保持位置偏离引起的预期外的事故、系统的停止等。此处，工具由两个爪构成，在通过 爪的开闭来保持工件之类的情况下，也可以以各个爪分别在从距离工件的重心位置最短的 位置至规定阈值内的距离的位置附近进行接触的方式保持。
[0055] 图6是表示根据本实施方式而决定的工件50的保持位置的其它例子的图。图6 所示的例子中，对于保持位置而言，在工件50的表面上的能够保持的位置中，将穿过工件 50的重心位置G且位于表示工件50的取出方向的箭头A的直线上的点P设定为保持位置。 此时，在从工件50的重心位置G朝向取出方向而在工件50的表面上存在的位置是无法保 持的位置、工具44无法到达的位置的情况下，距离该位置最短、或者距离该位置规定阈值 内的能够保持的位置是保持位置。取出方向是任意的方向，但例如如下决定。在工具44的 前端安装有吸附垫的情况下，工具44的前端部分通过以与工件50的表面垂直的方式与工 件50的表面接触而在与面垂直的方向上取出该工件50,从而能够进行稳定的取出。该情况 下，将平行于与面垂直的方向的方向设为取出方向。另外，在保持了工件50后，也可以将从 放置有工件50的位置向适当的方向稍微抽出工件50、之后取出工件50并使之移动的方向 设为取出方向。另外，也可以以确定的工件50附近的多个工件的位置信息为基础，在工具 44接近工件50、或在保持工件50后取出时，以不与其它的工件接触的方式设为尽量变大与 其它的工件的最短距离的方向。这样，在决定了工件50的取出方向的情况下，基于工件50 的取出方向决定适当的保持位置。另外，箭头A也可以是基于工具的姿势的方向。在工件 50的表面上的能够保持的位置中，也可以基于工件50的重心位置和工具44的姿势来决定 保持位置。在根据工具44的姿势决定工件50的取出方向的情况下，也可以像这样代替工件 50的取出方向而使用工具44的姿势。另外，决定所希望的取出方向，相对于从重心位置向 所希望的取出方向存在的位置，在工具44因与周边部干涉等而不向该位置移动的情况下， 将位于从该位置至规定阈值内的距离的位置且工具44能够移动的位置设为位置。另外，以 保持力较强的状态保持工件50的表面、或因与周围干涉而决定工具44的姿势，在取出方向 和工具44的姿势不一致的情况下，也可以在从工件50的重心位置向基于工具44的姿势的 方向上，将能够保持工件50的位置设为保持位置。
[0056] 如使用图6说明的那样，取出位置姿势决定部16相对于确定的工件50,以工件50 的重心位置和工件50的取出方向或者工具44的姿势为基础，决定能够稳定地取出并搬运 工件50的保持位置。此时，取出位置姿势决定部16预先求出上述中使用的工件50的取出 方向或者工具44的姿势。取出位置姿势决定部16通过工件50的位置、容器52的壁的位 置、工具44的大小或形状等限制工件50的取出方向、工具44的位置以及姿势，以避免工具 44与周围干涉，在该限制内，将工件50的取出方向、工具44的姿势例如设为与工件50的 表面正交的方向、或与重力方向相反的一侧的方向、或与工件50的姿势对应地设定的任意 的方向、或者与工件50的长轴方向平行的方向等，来取出工件50也可以。这样，基于工件 50的重心位置和工件50的取出方向，通过决定保持位置，从而在取出搬运时，能够减小在 保持位置施加的力、力的力矩，从而能够成为尽量稳定的保持状态。
[0057] 另外，取出位置姿势决定部16基于工件50的重心位置和任意的保持位置，能够以 决定工件50的取出方向的方式起作用。在工件50的表面上决定的保持位置能够如下那样 地成为任意的位置。例如，在工件的表面上的能够保持的位置中，以由三维测定机46识别 的工件50的表面的三维点为基础，能够成为识别的三维点的中心的位置、或者工件50的表 面上的面积较大的面的中心的位置、或者基于该部分的工件的位置信息而判断为凸凹较少 且容易保持的位置、或者依据容易保持的形状、材质、取出搬运后的工序而对工件50设定 的规定位置等。
[0058] 取出位置姿势决定部16以工件50的重心位置与工件50的保持位置的位置关系 为基础，决定取出工件时的移动方向亦即工件的取出方向以及搬运时的移动方向，以使从 重心位置向保持位置的向量与工件取出时的移动方向的向量平行。该情况下，与关联图6 而说明的例子相同，保持位置以及重心位置处于沿取出方向延伸的相同直线上，以稳定地 保持工件50的状态从容器52取出工件50。另外，取出位置姿势决定部16也可以以基于工 件50的保持位置和工件50的重心位置来决定工具44的姿势的方式起作用。根据工具44 的姿势决定工件50的取出方向的情况下，也可以像这样决定工具44的姿势。另外，取出位 置姿势决定部16优选通过工件50的位置、容器52的壁的位置、工具44的大小或形状等限 制工件50的取出时以及搬运时的移动方向、工具44的位置以及姿势，以避免工具44与周 围干涉，在该限制内，决定工件50的取出搬运时的移动方向、工具44的姿势。
[0059] 根据上述的实施方式，由取出位置姿势决定部16根据重心位置以及保持位置决 定取出工件50时的移动方向。根据由此决定的移动方向，由于与容器52的位置关系、与其 它的工件50的位置关系、机器人40的姿势或者工具44的构造上的制约，而与周围的工件 或容器52碰撞、或移动方向不适当，从而有无法顺利地从容器52取出工件50、应变更取出 以及搬运时的移动方向的情况。这样的情况下，改变由工具44保持的工件的姿势、或者一 边改变由工具44保持的工件的姿势一边进行移动，以使由重心位置和保持位置决定的移 动方向成为所希望的方向。例如，如举例表示取出工件50的形态的图7所示，若在从工件 50的重心位置朝向保持位置的向量包括如图7 (a)所示地向下的、朝向容器52内的成分的 情况下，保持原样地使工件50移动，则会与其它的工件、容器52碰撞。因此，保持工件50且 维持保持位置P不变，从工件50的重心位置朝向保持位置的向量以向上的、朝向从容器52 内离开的方向那样，如图7 (a)?（e)中依次表示地变更工件50的姿势，之后进行工件50 的取出搬运，或者一边变更工件50的姿势一边进行工件50的取出搬运。这样，通过变更工 件50的姿势，从而从工件50的重心位置朝向保持位置的向量成为所希望的取出以及搬运 时的移动方向（箭头A1?A5所不的方向）。这样，若使由机器人40保持的工件50移动，贝U 能够一边维持工件50的稳定的保持状态一边执行适当的取出搬运动作。
[0060] 以上，对用于稳定地取出由工件确定部14确定了的工件50的取出位置姿势决定 部16的功能进行了说，但在难以对确定了的工件50进行稳定的取出以及搬运动作的情况 下，也有不执行该工件50的取出、而是取出其它的工件50较好的情况。例如，在重心位置 与保持位置之间的距离超过规定的阈值的情况下，控制装置10也可以构成为再次执行工 件确定部14对工件50的确定处理。
[0061] 对需要再执行工件50的确定处理以便代替地确定其它的工件50的其它的例子进 行说明。例如，在由工件确定部14确定了的工件50与其它的工件重叠的情况下，有不能顺 利地进行取出动作的情况。
[0062] 图8中，表示第一工件60和第二工件62重合排列的情况的例子。由工件确定部 14确定了工件60。由工件确定部14确定了的工件60的保持位置P、取出工件60的方向如 上述的实施例所述，由取出位置姿势决定部16决定。图8中，还表示以使取出工件60的方 向成为纸面上方向的方式观察工件60和工件62的情况。从取出工件的方向观察时，在保 持位置和其它的工件所重叠的部分较近的情况下，即使重叠的区域狭窄，在取出时在保持 位置施加的负荷也较大，从而在取出时保持状态变化、工件掉落等无法稳定地取出工件的 可能性较高。相反，即使其它的工件重叠，但在保持位置远离其它的工件所重叠的部分的情 况下，也有不产生上述的问题的情况。图8(a)中，表示保持位置P与第一工件60以及第二 工件62重合的重叠区域64的中心位置Μ之间的距离较大的情况。另一方面，图8 (b)中， 表示保持位置P与重合的重叠区域64的中心位置Μ之间的距离较小的情况。如图8 (a) 所示，当第一工件60的保持位置P和重叠区域64的中心位置P充分分离时，能够比较顺利 地进行第一工件60的取出动作。该情况下，不需要再执行工件的确定。
[0063] 另一方面，如图8 (b)所示，在保持位置P离重叠区域64较近的情况下，当欲取出 第一工件60时，为了稳定地取出第一工件60,要求较强的保持力，在取出时，有保持位置P 偏离而使保持状态变化、或使工件掉落等无法稳定地进行取出的担忧。因此，优选控制装置 10构成为，当保持位置P与重叠区域64之间的距离为规定的阈值以下时，再执行工件确定 部14的确定处理。
[0064] 如使用图8简单地说明的那样，在保持位置与工件彼此重合的区域较近的情况 下，再执行工件确定部14的确定处理。此时，对于不被取出的工件而言，由工件确定部，从 下一次或者几次取出的工件的候补排除，或者将其它的工件62作为下一次的候补等。对于 保持位置与工件彼此重合的区域是否接近而言，具体地如下判定。在与取出工件60的方向 的向量正交的平面，投影由三维测定机46取得的工件60、工件62的三维点，并在该平面上， 以由三维测定机46取得的工件60和工件62的表面上的三维点的位置信息为基础，推断工 件60与工件62重合的区域64。计算上述平面的重叠区域64的位置的重心，并将该位置 设为中心位置M。对上述平面上的计算出的中心位置Μ与保持位置之间的距离进行计算。 若像这样计算出的工件60和工件62重合的重叠区域64的中心位置Μ与保持位置之间的 距离为规定阈值以下，则判定为上述距离较近。若中心位置Μ与保持位置之间的距离比规 定阈值大，则判定为不是上述距离较近的状态。另外，也可以如下判定保持位置与工件彼此 重合的区域是否较近。与上述相同，对上述平面上的保持位置与重叠区域64的位置进行计 算。该平面中，计算保持位置与重叠区域64之间的最短距离。若该最短距离为规定阈值以 下，则判定为上述距离较近。若该最短距离比规定阈值大，则判定为不是上述距离较近的状 态。
[0065] 如上所述，工件确定部14基于由三维测定机46取得的工件50的位置信息，确定 判断为能够稳定或容易取出的工件50。然而，若欲实际上取出确定了的工件50,则有取出 动作困难的情况。该情况由如下情况引起，即、在基于由三维测定机46获得的工件50的表 面上的三维点的工件50的位置信息中，有误检测、误差，或者因在工件50的能够测定部分 的背侧或工件彼此重叠的部分中存在不能测定的位置等的工件50的配置状况而漏掉工件 50的信息，从而有无法完全掌握工件50的状态的情况。并且，由于工件50的材质或者表面 的形状，也有取出动作变得困难的情况。
[0066] 因此，工件50的取出工序时，基于由力传感器42测定的力以及力的力矩的力数 据，收集与工件50的取出难易度有关的信息，并使之与由三维测定机46取得的工件50的 位置信息对应。也可以利用该对应数据而由工件确定部14确定工件。作为与工件50的取 出难易度相关的信息，例如，收集在取出工件50时测量的力的最大值、力的平均值、力的微 分值的最大值或者力的微分值的平均值等。当取出工件50时，在力以及力的力矩的平均值 或最大值、微分值或微分值的平均值比规定的阈值大的情况下，能够判断为工件50是难以 取出的状态，以过大的力强硬地推开周围的工件，或根据情况而损伤周围的工件，或者保持 远离重心的位置而以不稳定的状态取出工件50。在上述值比规定的阈值小的情况下，能够 判断为工件50是容易取出的状态，从而能够顺利地取出工件50。使在像这样取出工件50 时取得的工件50的表面上的三维点的位置信息、与工件50的取出难易度对应而预先存储 于存储部24,通过以该存储的数据和由三维测定机46取得的工件的位置信息为基础，从而 工件确定部14能够确定更加稳定地取出的工件。
[0067] 图9是功能上表示根据本发明的一个实施方式而形成为利用由力传感器42等力 测定部得到的力数据判定取出动作的稳定性的控制装置10'的图。控制装置10'的结构以 及作用中，省略与关联图2而进行了说明的实施方式重复的说明。
[0068] 控制装置10'的检测部70构成为与安装于机器人40的力传感器42协作。而且， 对在取出工件50时作用于工具44的力的最大值或者平均值进行检测。或者，检测部70也 可以构成为，对作用于工具44的力的微分值的最大值或者平均值进行检测，以对在取出工 件50时产生的振动进行检测。此处，力可以是力以及力的力矩，或者也可以是能够代替力 的使机器人40驱动的电流值的值。另外，空气式吸附垫的情况下，也可以检测来自目标压 力的变化。
[0069] 控制装置10'的稳定性判定部72构成为，基于由检测部70获得的信息，对取出工 件50时的稳定性进行判定。例如，当取出工件50时，在由检测部70检测的力较大的情况 下，稳定性判定部72判定为取出动作的稳定性较低。另外，在取出工件50时产生的力的微 分值较大、即振动较大的情况下也相同，稳定性判定部72判定为取出动作的稳定性较低。
[0070] 本实施方式中，控制装置10'的工件确定部14构成为，基于稳定性判定部72的稳 定性的判定结果，变更确定工件50时的优先顺序。具体而言如下进行。工件确定部14基 于由三维测定机46取得的工件50的表面上的多个点的三维的位置信息，以判断为工件表 面上的能够识别的面积较大、在堆叠的工件中位于较高的位置、载置在其它的工件上等状 态从而判定为容易取出的工件那样程度的评分较高的方式，相对于取出候补的工件计算评 分，基于上述评分的大小决定取出的工件的取出的优先顺序，从而确定要取出的工件。此 时，相对于由三维测定机46取得的工件50的位置信息，在上述稳定性判定部72取得与该 工件的位置信息的特征相近的工件的位置信息中的稳定性判定的信息的情况下，相对于推 断为稳定性较低的工件，上述评分变小，相对于推断为稳定性较高的工件，上述评分变高。 通过该评分操作，来在工件确定部14确定要取出的工件时变更取出的优先顺序。
[0071] 本实施方式中，也可以代替地或者附加地构成为，控制装置10'的取出位置姿势决 定部16基于稳定性判定部72的稳定性的判定结果，变更工件50的保持位置、取出方向或 者取出工件50时的工具44的姿势。
[0072] 图10是表示根据本实施方式变更工件的保持位置以及取出方向的情况的例子的 图。此处，也可以不是取出方向，在能够以工具的姿势的变更来对应的情况下，也可以变更 工件的保持位置以及工具的姿势。另外，也可以变更工件的保持位置、或者工件的取出方 向、或者工具的姿势。如图10所示，以与被设定为由工件确定部14取出的对象的第一工件 80邻接的方式配置有第二工件82。此时，取出方向是相对于第一工件80而在与面垂直的 方向上取出工件的箭头A所示的方向，保持位置是从重心位置G朝向取出方向的点P1。或 者，保持位置是位于与工件80的重心位置G距离最短的位置的点P1，取出方向是从重心位 置G朝向保持位置P1的方向。若从该状态开始向箭头A所示的取出方向取出第一工件80， 则第二工件82位于取出方向侧，从而检测到比较大的力以及力的力矩，或者检测到比较大 的力以及力的力矩的振动。这样，由上述的检测部70检测的力以及力的力矩、以及其振动 变大，由稳定性判定部72判定为取出动作的稳定性较低。
[0073] 这样的情况下，相对于该工件，使由三维测定机46取得的工件80的位置信息、上 述稳定性判定部72的稳定性判定的判定信息、以及相对于工件的保持位置或者取出方向 或者工具的姿势对应而预先存储于存储部24。而且，为了取出其它的工件，当由工件确定部 14确定了工件后，上述稳定性判定部72取得与由三维测定机46取得的该工件的位置信息 的特征相近的工件的位置信息中的稳定性判定的信息。该情况下，取出位置姿势决定部16 变更工件的保持位置、工件的取出方向或者工具的姿势。在图10所示的例子中，取出位置 姿势决定部16将取出方向变更为箭头B所示的与箭头A不同的方向，例如包括与箭头A正 交的相近的上方的成分的向上方引出的方向，或者变更为与工件80的其它的面正交的方 向，保持位置是从重心位置G朝向取出方向的位置P2。或者，取出位置姿势决定部16将保 持位置变更为从保持位置P1离开规定距离的位置P2,取出方向是从重心位置G朝向保持位 置P2的方向。另外，在图10所示的例子中，当基于保持位置P1和箭头A所示的取出方向 取出工件80时，且当由稳定性判定部72判定为取出动作的稳定性较低时，也可以中断该取 出动作，对于该工件80,如上述那样地变更保持位置、取出方向或者工具的姿势。
[0074] 图11是表示根据本实施方式而变更工件的保持位置的情况的例子的图。与图10 的例子比较，图11的例子在由取出位置姿势决定部16仅变更保持位置、不变更取出方向及 工具的姿势这一点上不同。如图示的例子所示，代替点P1，通过将远离第二工件82的点P2 设定为保持位置，从而不变更箭头A所示的取出方向，而是进行调整以使第一工件80的取 出动作更加稳定。
[0075] 如关联图10以及图11说明那样，根据本实施方式，取出位置姿势决定部16预先 存储基于取出工件时的力数据的稳定性判定部的判定结果，基于该存储的数据，能够变更 工件取出时的工件的保持位置、工件的取出方向或者取出工件时的工具的姿势。另外，在工 件的取出时，当判定为取出不稳定时，也可以中断取出作业，对于该工件变更工件取出时的 工件的保持位置、工件的取出方向或者取出工件时的工具的姿势。由此，即使在存在从三维 测定机46的检测结果不可知的取出动作的不稳定要素的情况下，也能够适当地变更取出 动作的形态，从而能够以更加稳定的状态取出工件。另外，也可以除了工件的保持位置以及 取出方向之外，或者代替工件的保持位置以及取出方向，变更工具的位置以及姿势。
[0076] 如上所述，取出位置姿势决定部16基于工件的重心位置，以决定工件的保持位 置、工件的取出方向或者工具的姿势的方式起作用，但也可以考虑工件的重心位置以外的 其它的要素。例如，在可知通过使工件沿工件的表面滑动而容易地取出工件的情况下，可以 考虑工件的表面形状。并且，也可以考虑工具与容器的干涉等。另外，也可以考虑工件的材 质、工具的结构等。即、需要留意的是，即使追加本领域技术人员在使用机器人系统的基础 上通常会考虑的要素也能够实施本发明。
[0077] 发明的效果如下。
[0078] 根据本发明，在取出工件时，推断工件的重心位置，基于推断的重心位置，决定工 件的保持位置、工件的取出方向或者工具的位置以及姿势，以便稳定地取出工件。由此，在 工件的取出搬运时，减少工件较大地偏离、或使工件掉落的情况，能够稳定地取出并搬运工 件，从而能够缩短周期时间以及减少系统的运转成本。
[0079] 以上，对本发明的各种的实施方式以及变形例进行了说明，但通过其它的实施方 式以及变形例也能够起到本发明的预期的作用效果，这对于本领域技术人员是显而易见 的。特别是，在不脱离本发明的范围的情况下，能够删除上述的实施方式以及变形例的结构 要素或进行置换，并且能够另外附加公知的机构。另外，通过任意组合本说明书中明示或 者暗示公开的多个实施方式的特征也能够实施本发明，这对于本领域技术人员是显而易见 的。
【权利要求】
1. 一种机器人系统（11)，取出并搬运放置在三维空间的工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)， 其特征在于，具备： 三维测定机（46)，其测定上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的表面位置，并取得上述工 件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的表面上的多个点在三维空间内的位置信息； 机器人（40 )，其能够根据指定的位置以及姿势而动作； 工具（44)，其安装在上述机器人（40)的前端部且能够保持上述工件（50 ;50' ；60、62 ; 80,82)； 力测量部（42)，其对当由上述工具（44)保持了上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)时上 述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)作用于上述工具（44)的力进行测量；以及 控制装置（10，10 '），其控制上述机器人（40 )， 上述控制装置（10,10'）具备： 工件确定部（14)，其基于由上述三维测定机（46)取得的上述多个点的位置信息，对要 取出的工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)以及该工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的位置及姿势进 行确定； 取出位置姿势决定部（16)，其决定上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的保持位置、上述 工件（50 ;50' ;60、62 ;80、82)的取出方向、以及上述工具（44)的位置及姿势，以便取出由上 述工件确定部（14)确定的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82); 重心位置计算部（12)，其基于在保持有上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的机器人 (40)的多个姿势下由上述力测量部（42)测量的力数据，对由上述工具（44)保持的状态下 的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的重心位置进行计算； 关联部（18)，其对于由上述工具（44)保持的状态下的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、 82)，关联由上述三维测定机（46)取得的该工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的位置信息、和由 上述重心位置计算部（12)计算的该工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的重心位置； 关联存储部（20)，其存储上述关联部（18)的关联的结果；以及 重心位置推断部（22)，其基于由上述关联存储部（20)存储的关联的结果，对由上述工 件确定部（14)确定的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的重心位置进行推断， 上述取出位置姿势决定部（16)形成为，基于由上述重心位置推断部（22)推断的上述 工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的重心位置，决定当取出由上述工件确定部（14)确定的上述 工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)时的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的保持位置、上述工件 (50 ;50' ；60、62 ;80、82)的取出方向以及上述工具（44)的位置及姿势中的至少一个。
2. 根据权利要求1所述的机器人系统（11)，其特征在于， 上述取出位置姿势决定部（16)形成为， 基于由上述重心位置推断部（22)推断的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的重心位 置，决定上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的保持位置，并且， 在能够保持上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的 保持位置中，将从位于距离由上述重心位置推断部（22)推断的上述工件（50 ;50' ；60、62 ; 80、82)的重心位置最短的保持位置至规定阈值的范围内所包括的保持位置决定为上述工 件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的实际的保持位置。
3. 根据权利要求1所述的机器人系统（11)，其特征在于， 上述取出位置姿势决定部（16)形成为， 基于由上述重心位置推断部（22)推断的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的重心位 置，决定上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的保持位置，并且， 在能够保持上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的 保持位置中，基于上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的重心位置、和上述工件（50 ;50' ；60、 62 ;80、82)的取出方向或者取出上述工件（50 ;50';60、62 ;80、82)时的上述工具（44)的姿 势，决定上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的实际的保持位置。
4. 根据权利要求1所述的机器人系统（11)，其特征在于， 上述取出位置姿势决定部（16)形成为， 决定取出上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)时的上述工具（44)的位置以及姿势，以使 取出上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)时的移动方向与从上述重心位置朝向上述保持位置 或者离开该保持位置规定距离的位置的方向一致。
5. 根据权利要求1?4任一项中所述的机器人系统（11)，其特征在于， 上述工件确定部（14)形成为， 在由上述取出位置姿势决定部（16)决定的上述保持位置或者离开该保持位置规定距 离的位置与上述重心位置之间的距离超过规定的阈值的情况下，代替地确定其它的工件 (50 ;50' ；60、62 ;80、82)。
6. 根据权利要求1?5任一项中所述的机器人系统（11)，其特征在于， 上述工件确定部（14)形成为， 在由上述工件确定部（14)确定了的工件（60)与其它的工件（62)重叠的情况下， 在由上述取出位置姿势决定部（16)决定的上述工件（60)的保持位置或者离开该保持 位置规定距离的位置与在工件（60、62)彼此重合的区域中决定的某位置之间的距离为规定 的阈值以下的情况下，代替地确定其它的工件（62 )。
7. 根据权利要求1?6任一项中所述的机器人系统（11)，其特征在于， 该机器人系统（11)还具备： 检测部（70)，其基于取出上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)时的力数据，对在上述工件 (50 ;50' ；60、62 ;80、82)的取出时产生的力的大小以及振动进行检测；以及 稳定性判定部（72)，其基于上述检测部（70)的检测结果，对上述工件（50 ;50' ；60、62 ; 80、82)的取出时的稳定性进行判定， 上述工件确定部（14)形成为，基于上述稳定性判定部（72)的判定结果，来对确定工件 (50 ;50' ；60、62 ;80、82)时的优先顺序进行变更。
8. 根据权利要求1?6任一项中所述的机器人系统（11)，其特征在于， 该机器人系统（11)还具备： 检测部（70)，其基于取出上述工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)时的力数据，对在上述工件 (50 ;50' ；60、62 ;80、82)的取出时产生的力的大小以及振动进行检测；以及 稳定性判定部（72)，其基于上述检测部（70)的检测结果，对上述工件（50 ;50' ；60、62 ; 80、82)的取出时的稳定性进行判定， 上述取出位置姿势决定部（16)形成为，基于上述稳定性判定部（72)的判定结果，对工 件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的保持位置、工件（50 ;50' ；60、62 ;80、82)的取出方向或者取出
【文档编号】B25J13/08GK104108103SQ201410155888
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2013年4月18日
【发明者】岩竹隆裕 申请人:发那科株式会社