物品排列装置、物品排列方法以及物品转运系统制造方法及图纸

提供物品排列装置、物品排列方法以及物品转运系统，物品排列装置使以不规则配置的状态放置的多个物品排列成规则配置，具备：机器人；视觉传感器，获取以不规则配置的状态放置的多个物品各自的位置信息；排列图案生成部，使用位置信息以分别表示物品的位置的多个图案要素中的任一第一图案要素与以不规则配置的状态放置的多个物品中的任一基准物品的位置对准的方式生成以预先决定的规则配置具有图案要素的排列图案；拿起动作生成部，使用位置信息生成用于机器人拿起除基准物品以外的物品的拿起动作；排列动作生成部，生成用于机器人将拿起的物品按照排列图案相对于基准物品排列来放置的排列动作；机器人控制部，控制机器人的拿起动作和排列动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用机器人排列物品的物品排列装置以及物品排列方法。本专利技术还涉及一种具备物品排列装置的物品转运系统。
技术介绍
已知如下一种系统:利用视觉传感器来检测以不规则配置的状态放置的多个物品，机器人基于所检测到的物品的位置信息拿起各个物品并转运到其它场所。例如日本特开2013-000860号公报(JP2013-000860A)公开了以下结构:在由多台机器人分担地拣选通过输送带以不规则配置的状态搬运的多个工件的拣选系统(PickingSystem)中，将照相机的图像区域分割为多个分割区域，使预先与各分割区域相对应的机器人执行对存在于各个分割区域的工件的转运动作。另外，日本特开2013-000861号公报(JP2013-000861A)公开了以下结构:在由多台机器人分担地拣选通过输送带以不规则配置的状态搬运的多个工件的拣选系统中，检测照相机的图像中的各个工件的方向属于预先决定的多个角度范围的哪一个，使预先与各角度范围相对应的机器人执行对各个工件的转运动作。另外，日本专利第5288908号公报(JP5288908B)公开了一种物品排列系统，该物品排列系统使用多台机器人使以不规则配置的状态供给的多个物品排列成以相同姿势将各自对应的表面朝向相同方向的规则配置。JP5288908B中记载有具有应用于物品排列系统的特征性结构的机器人手。
技术实现思路
在由机器人拿起以不规则配置的状态放置的多个物品并转运到其它场所的技术中，期望提高将多个物品以相互之间排列的规则配置的状态转运到其它场所时的转运作业效率。另外，在由机器人使以不规则配置的状态放置的多个物品排列成规则配置的技术中，期望能够使用通用性构造的机器人，并且提高排列作业效率。本专利技术的一个方式是一种物品排列装置，使以不规则配置的状态放置的多个物品排列成规则配置，该物品排列装置具备:机器人，其把持物品；视觉传感器，其获取以不规则配置的状态放置的多个物品各自的位置信息；排列图案生成部，其使用位置信息，以分别表示物品的位置的多个图案要素中的任一个第一图案要素与以不规则配置的状态放置的多个物品中的任一个基准物品的位置对准的方式，生成以预先决定的规则配置具有这些图案要素的排列图案；拿起动作生成部，其使用位置信息来生成用于机器人拿起除基准物品以外的物品的机器人的拿起动作；排列动作生成部，其生成用于机器人将所拿起的物品按照排列图案相对于基准物品排列来放置的机器人的排列动作；以及机器人控制部，其对机器人的拿起动作和排列动作进行控制。根据一个方式所涉及的物品排列装置，将以不规则配置的状态放置的多个物品中的任一个视作基准物品来在现场生成排列图案，机器人按照该排列图案以不使基准物品移动而将其它物品相对于基准物品排列来放置的方式进行动作，由此能够使多个物品排列成规则配置。因而，在以将一个物品从不规则配置重新放置成规则配置的作业为机器人的单位作业时，能够排列比单位作业的次数多一个的个数的物品，由此，能够提高作为单位作业的集合的排列作业的效率。另外，只要能够把持物品来执行拿起动作和排列动作，则能够使用通用性构造的机器人。其它方式所涉及的物品排列方法也起到同等的效果。上述的物品排列装置能够还具备干扰判定部，该干扰判定部使用多个物品各自的形状信息和位置信息来预测并判定在能够配置于所生成的排列图案中的除第一图案要素以外的第二图案要素处的物品与包括基准物品在内的其它物品之间是否产生干扰。在该结构中，拿起动作生成部能够考虑干扰判定部的判定来生成拿起动作，排列动作生成部能够考虑干扰判定部的判定来生成排列动作。在物品排列装置还具备干扰判定部的结构中，判定在机器人的上述的单位作业中是否存在物品之间的干扰，使机器人执行能够高效地解除干扰的拿起动作和排列动作，因此能够提高作为单位作业的集合的排列作业的效率。本专利技术的其它方式是一种物品转运系统，该物品转运系统具备:上述的物品排列装置；搬运装置，其将多个物品以相互之间排列的规则配置的状态进行搬运；以及转运机器人，其将通过物品排列装置排列成规则配置的多个物品一并把持来转运到搬运装置。根据其它方式所涉及的物品转运系统，转运机器人能够将通过物品排列装置排列成规则配置的规定个数的物品以保持排列的状态一并把持来转运到搬运装置。在要求搬运装置将多个物品以相互之间排列的规则配置的状态进行搬运的系统结构中，转运机器人本身无需具有物品的排列功能，因此能够提高转运作业的效率。另外，只要能够配备能够一并把持已排列的规定个数的物品的手，则能够使用通用性构造的转运机器人。本专利技术的另一方式是一种物品排列方法，利用机器人使以不规则配置的状态放置的多个物品排列成规则配置，该物品排列方法如下:获取以不规则配置的状态放置的多个物品各自的位置信息；使用位置信息，以分别表示物品的位置的多个图案要素中的任一个第一图案要素与以不规则配置的状态放置的多个物品中的任一个基准物品的位置对准的方式，生成以预先决定的规则配置具有这些图案要素的排列图案；使用位置信息来生成用于机器人拿起除基准物品以外的物品的机器人的拿起动作；生成用于机器人将所拿起的物品按照排列图案相对于基准物品排列来放置的机器人的排列动作；以及对机器人的拿起动作和排列动作进行控制，来使包括基准物品在内的多个物品排列成规则配置。【附图说明】本专利技术的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更进一步明确。在该附图中，图1是表示一个方式所涉及的物品排列装置的结构的功能框图，图2是示意性地表示排列图案的一例的图，图3是表示按照排列图案排列的物品的一例的图，图4是表示对图案要素进行定义的排列样式的一例的表格，图5A是表不其它例的排列样式的图，图5B是表示其它例的排列图案的图，图5C是表示按照其它例的排列图案排列的物品的图，图6A是表示另一例的排列样式的图，图6B是表示按照另一例的排列图案排列的物品的图，图7是表示物品的一例的图，图8A和图8B是表示按照排列图案排列的物品的其它例的图，图9是示意性地表示物品排列装置的一个实施方式的图，图10是表示控制装置的硬件结构的一例的框图，图11是表示控制装置的硬件结构的其它例的框图，图12是图9的实施方式中的控制装置的功能框图，图13是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图14是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图15是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图16是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图17是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图18是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图19是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图20是示意性地表示图9的实施方式中的排列图案生成过程的图，图21是说明控制装置的排列图案生成处理的流程图，图22是说明控制装置的排列图案生成处理的流程图，图23是说明控制装置的排列图案生成处理的流程图，图24是示意性地表示其它方式所涉及的物品转运系统的一个实施方式的图，图25是图24的实施方式中的控制装置的功能框图，图26是说明控制装置的物品转运处理的流程图，图27是表示另一方式所涉及的物品转运系统的结构的功能框图，图28是表示其它方式所涉及的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物品排列装置，使以不规则配置的状态放置的多个物品排列成规则配置，该物品排列装置具备：机器人，其把持物品；视觉传感器，其获取以不规则配置的状态放置的多个物品各自的位置信息；排列图案生成部，其使用上述位置信息，以分别表示物品的位置的多个图案要素中的任一个第一图案要素与以不规则配置的状态放置的多个物品中的任一个基准物品的位置对准的方式，生成以预先决定的规则配置具有这些图案要素的排列图案；拿起动作生成部，其使用上述位置信息来生成用于上述机器人拿起除上述基准物品以外的物品的上述机器人的拿起动作；排列动作生成部，其生成用于上述机器人将所拿起的物品按照上述排列图案相对于上述基准物品排列来放置的上述机器人的排列动作；以及机器人控制部，其对上述机器人的上述拿起动作和上述排列动作进行控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古贺健太郎，大场雅文，管野一郎，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP