JP6011278B2

JP6011278B2 - 物品処理システム

Info

Publication number: JP6011278B2
Application number: JP2012258191A
Authority: JP
Inventors: 隆之古保; 涼平松崎
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: JP2014104524A

Description

本発明は物品処理システムに関し、詳しくは物品を複数列で搬送する搬送手段と上記搬送手段上の物品を保持する複数の保持手段を備えたロボットとを備えた物品処理システムに関する。

従来、物品を複数列で搬送する搬送手段と、当該搬送手段で搬送される物品の位置を検出する検出手段と、上記搬送手段上の物品を保持するロボットと、上記検出手段が検出した物品の位置に基づいて上記ロボットを制御して当該物品を保持させる制御手段とを備えた物品処理システムが知られている（特許文献１）。
図１に示すように、従来の物品処理システムのロボット５は、アーム５ａおよびその先端に設けられたヘッド５ｂを備え、上記ヘッド５ｂには上記物品１を保持する複数の保持手段ＨＡ〜ＨＤが設けられている。
そして上記検出手段が搬送手段を搬送される物品を検出すると、制御手段は上記ロボット５を制御してヘッド５ｂを移動させ、下流側に位置する物品１から順に、上記保持手段ＨＡ〜ＨＤの順番で物品を保持させるようになっている。

登録第３３１４８９０号公報

しかしながら、下流側から５番目に位置していて保持手段ＨＡで保持する物品１（図１の「５」が付された物品）に対し、６番目に位置していて保持手段ＨＢで保持する物品１（図１の「６」が付された物品）が搬送手段のそれぞれ反対側の端部に位置している場合、上記ヘッド５ｂを搬送手段の一端から他端へと移動させなければならず、ヘッドの移動経路が長くなることから、物品の処理効率が悪いという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はより効率的に物品を処理することが可能な物品処理システムを提供するものである。

すなわち、本発明にかかる物品処理システムは、物品を複数列で搬送する搬送手段と、当該搬送手段で搬送される物品の位置を検出する検出手段と、上記搬送手段上の物品を保持する複数の保持手段を有するヘッドおよび当該ヘッドを移動させるロボットと、上記検出手段が検出した物品の位置に基づいて上記ロボットの作動を制御し、上記ヘッドを移動させて各保持手段に上記物品を保持させる制御手段とを備えた物品処理システムにおいて、
上記検出手段は搬送手段による物品の搬送領域を搬送方向に沿って複数列に分割して認識するとともに、上記制御手段は上記ロボットの各保持手段をいずれかの搬送領域にそれぞれ割り当て、
上記検出手段が搬送手段の物品を検出して、当該物品が位置する搬送領域を認識すると、制御手段は上記ロボットを制御して、搬送される物品のうち下流側に位置する物品から順に、当該物品が位置する搬送領域に割り当てられた保持手段によって当該物品を保持させることを特徴としている。

上記発明によれば、搬送手段による搬送領域を搬送方向に沿って複数列に分割して認識し、各保持手段をいずれかの搬送領域にそれぞれ割り当てることで、上記ヘッドの移動経路を短くし、効率的に物品を保持することが可能となっている。

物品処理システムの平面図

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１は略直方体の形状を有した物品１を処理する物品処理システム２の平面図を示し、物品１を図示左方から右方に搬送する供給コンベヤ３と、当該供給コンベヤ３の下流側に並設された排出コンベヤ４と、上記供給コンベヤ３上の物品１を上記排出コンベヤ４に受け渡すロボット５とを備えている。
また物品処理システム２は、上記供給コンベヤ３を搬送される物品１の位置を検出する検出手段６と、上記検出手段６が認識した上記物品１の位置に基づいて上記ロボット５を作動させる制御手段７とを備えている。
上記物品処理システム２によれば、上記供給コンベヤ３によってランダムに搬送された物品１を、上記ロボット５によって整列かつ向きが揃った状態で排出コンベヤ４に受け渡すことが可能となっている。

上記供給コンベヤ３は、上記物品１を複数列で搬送するようになっており、その際物品１の向きと間隔とはランダムとなっており、本実施例では一例として物品１をおおよそ６列の状態で搬送するようになっている。
なお、複数列とは供給コンベヤ３の搬送方向に対して直交方向に複数の物品１が載置された状態で搬送されることをいい、必ずしも図１のように６列で搬送される必要はなく、隣接する物品１同士の間隔がランダムでもよい。
上記検出手段６は、上記供給コンベヤ３における上記ロボット５よりも上流側の供給コンベヤ３の上方に設けられたカメラ１１と、当該カメラ１１が撮影した画像から物品１の位置を認識する画像処理手段１２とを備えている。
上記カメラ１１は、図示破線で示すように供給コンベヤ３の幅方向全体を撮影可能に配置され、上記画像処理手段１２はこの撮影された画像から各物品１の位置と向きとを検出する。
続いて画像処理手段１２は、上記供給コンベヤ３に設けられた図示しないエンコーダなどから物品１の搬送速度を入力し、当該物品１がその後ロボット５による当該物品１の保持位置まで搬送された際の位置と向きとを認識し、当該認識結果を制御手段７に送信する。
そして上記排出コンベヤ４は、上記物品１を２列で搬送するようになっており、上記物品１は上記ロボット５によってその間隔および向きが一定に揃えられた状態で載置されるようになっている。

上記ロボット５は、上記供給コンベヤ３の下流側に設けられ、上記排出コンベヤ４の反対側に設けられている。またロボット５はアーム５ａおよびその先端に設けられたヘッド５ｂとから構成され、上記制御手段７によってその動作が制御されるようになっている。
上記ヘッド５ｂは略長方形を有しており、水平方向に旋回可能に設けられるとともに、その略４隅にはそれぞれ上記物品１を保持する４つの保持手段ＨＡ〜ＨＤが設けられており、制御手段７はロボット５に対するヘッド５ｂの位置および旋回角度を認識して、各保持手段ＨＡ〜ＨＤの平面視における位置を認識するようになっている。
上記保持手段ＨＡ〜ＨＤは従来公知であるため図を用いた説明を省略するが、下端部に設けられて負圧によって物品１を吸着保持するバキュームカップと、当該バキュームカップを上下動させる昇降手段と、バキュームカップに吸着された物品１を水平方向に旋回させる旋回手段とを備えている。

上記構成を有するロボット５によれば、上記検出手段６が供給コンベヤ３上の物品１の位置と向きとを認識したら、制御手段７はロボット５を制御してヘッド５ｂを移動させ、供給コンベヤ３の最も下流側に位置する物品１から順により近い保持手段ＨＡ〜ＨＤを位置させる。
このときロボット５は、上記保持手段ＨＡ〜ＨＤが物品１を保持する間、上記ヘッド５ｂを旋回させて供給コンベヤ３に対する角度を一定に保持し、具体的には図１に示すように保持手段ＨＡ、ＨＣが図示上方側に、保持手段ＨＢ、ＨＤが図示下方側に位置するように保持されるようになっている。
物品１の上方に所要の保持手段が位置すると、上記昇降手段がバキュームカップを下降させて当該物品１を吸着保持させ、さらに物品１を保持したバキュームカップが上昇すると、上記旋回手段が物品１を所定の向きに回転させる。
すべての保持手段ＨＡ〜ＨＤが物品１を保持し、上記旋回手段が保持された物品１の向きを揃えると、上記アーム５ａがヘッド５ｂを排出コンベヤ４の上方まで移動させ、ヘッド５ｂが図１の状態から９０°反時計方向に回転してから、４つの物品１を排出コンベヤ４上に整列した状態で載置するようになっている。

このような供給コンベヤ３と排出コンベヤ４とロボット５とを備え、上記ロボット５が供給コンベヤ３上の物品１を保持してこれを整列した状態で排出コンベヤ４に載置する物品処理システム２自体は従来公知である。
しかして本発明にかかる物品処理システム２は、上記ロボット５の動作をより効率的にして、効率的に物品１を処理可能としたものである。
本実施例の検出手段６は、上記供給コンベヤ３による物品１が搬送される搬送領域を搬送方向に沿って２列に分割して認識するようになっており、供給コンベヤ３の中心線（２点鎖線）を中心に、図示上方の搬送領域ＳＡと図示下方の搬送領域ＳＢとに分割して認識するようになっている。
上記画像処理手段１２は、上記カメラ１１が撮影した画像から、すべての物品１について、搬送領域ＳＡ，ＳＢのいずれかの領域に位置し、かつその向きを認識するようになっている。
このとき、上記中心線上に物品１が位置している場合には、例えば当該物品１を搬送領域ＳＡで搬送されていると認識させたり、また当該物品１の重心の位置に基づいて認識させればよい。

一方上記制御手段７は、上記ロボット５の各保持手段ＨＡ〜ＨＤを搬送領域ＳＡまたは搬送領域ＳＢのいずれかに割り当てる。具体的には、上記ヘッド５ｂにおける搬送領域ＳＡ側に位置する保持手段ＨＡ、ＨＣを当該搬送領域ＳＡに割り当て、搬送領域ＳＢ側に位置する保持手段ＨＢ、ＨＤを当該搬送領域ＳＢに割り当てる。
さらに制御手段７は、上記供給コンベヤ３を搬送される物品１を、下流側に位置したものから順に保持するようになっており、また搬送領域ＳＡを搬送される物品１については保持手段ＨＡ、ＨＣのうち近くに位置する保持手段で保持させ、これと同様、搬送領域ＳＢを搬送される物品１については保持手段ＨＢ、ＨＤのうち近くに位置する保持手段で保持させるようになっている。

以下、一例を挙げて説明すると、図１において、供給コンベヤ３上を搬送される各物品１には便宜上数字を付しており、下流側から数えて何番目に位置しているかを示している。
まず、供給コンベヤ３の最も下流側に位置する「１」の物品１は搬送領域ＳＡを搬送され、それよりも上流の「２」の物品１は搬送領域ＳＢ、「３」の物品１は搬送領域ＳＢ、「４」の物品１は搬送領域ＳＡを搬送されている。
検出手段６のカメラ１１が供給コンベヤ３を搬送されている物品１を撮影すると、画像処理手段１２は、搬送領域ＳＡに上記「１」および「４」の物品１が搬送され、搬送領域ＳＢに「２」および「３」の物品１が搬送されているものと認識し、これらに下流側から順位付けを行う。
次に、画像処理手段１２から物品１の位置および向きについての認識結果が送信されると、制御手段７は、搬送領域ＳＡを搬送される「１」と「４」の物品１のうち、下流側に位置している「１」の物品１を最も近くに位置している保持手段ＨＣによって保持するように割り当てる。
これと同様、制御手段７は、搬送領域ＳＢを搬送される「２」と「３」の物品１のうち、下流側の「２」の物品１については、保持手段ＨＣが「１」の物品１の上方に位置した状態で、当該「２」の物品１に最も近くに位置していることから、当該物品１を保持手段ＨＤによって保持するように割り当てる。
次に制御手段７は、搬送領域ＳＢの「３」の物品１に、保持手段ＨＢ、ＨＤのうち、未だ物品１の割り当てられていない保持手段ＨＢを割り当て、これと同様、搬送領域ＳＡの「４」の物品１に、保持手段ＨＡ、ＨＣのうち、未だ物品１の割り当てられていない保持手段ＨＡを割り当てる。
そして上記制御手段７はロボット５の作動を制御して、上記ヘッド５ｂを供給コンベヤ３を搬送される下流側に位置する「１」「２」「３」「４」の物品１を、上記保持手段ＨＣ、ＨＤ、ＨＢ、ＨＡの順で保持するように移動させ、その際の移動距離が最短となるようにヘッド５ｂを移動させて順次物品１を保持する。
そして、４つの保持手段ＨＡ〜ＨＤが物品１を保持すると、制御手段７は上記ヘッド５ｂを排出コンベヤ４上に移動させ、これらの物品１を上記排出コンベヤ４に整列した状態で受け渡す。

上記ヘッド５ｂによって「１」「２」「３」「４」の物品１が排出コンベヤ４に移載されると、次に供給コンベヤ３の最も下流側に位置する物品１は搬送領域ＳＢの「５」の物品１となり、その上流には搬送領域ＳＡの「６」、搬送領域ＳＢの「７」、搬送領域ＳＡの「８」の物品１がそれぞれ搬送されている。
上記制御手段６は、一旦ヘッド５ｂを図１で示す基準位置に戻し、この状態から搬送領域ＳＡの「６」および「８」の物品１をそれぞれヘッド５ｂにおける搬送領域ＳＡ側に設けられた保持手段ＨＣ、ＨＡによってそれぞれ保持するよう割り当て、これと同様、搬送領域ＳＢの「５」および「７」の物品１をヘッド５ｂにおける搬送領域ＳＢ側に設けられた保持手段ＨＤ、ＨＢによってそれぞれ保持するよう割り当てる。
そして制御手段７は上記ロボット５の作動を制御してヘッド５ｂを移動させ、保持手段ＨＤ、ＨＣ、ＨＢ、ＨＡの順で「５」「６」「７」「８」の物品１を保持させ、これらの物品１を上記排出コンベヤ４に載置させる。

本実施例によれば、上記検出手段６によって供給コンベヤ３を搬送方向に沿って２列に分割して搬送領域ＳＡ，ＳＢとして認識し、さらに上記制御手段７が上記ロボット５の保持手段ＨＡ〜ＨＤを搬送領域ＳＡ、ＳＢのいずれかにそれぞれ割り当てることで、ヘッド５ｂの移動距離が最短となるようにして効率的に物品１を保持することが可能となっている。
従来の物品処理システムのように、保持手段ＨＡ〜ＨＤによって供給コンベヤ３の下流側に位置する物品１から順に保持する場合、図１の「５」「６」「７」「８」の物品１を保持するには、保持手段ＨＡが「５」、保持手段ＨＢが「６」、保持手段ＨＣが「７」、保持手段ＨＤが「８」の物品１を保持することとなる。
しかしながら、「５」および「６」の物品１は供給コンベヤ３の搬送方向に直交する方向において一端と他端に位置しているため、「５」の物品１を保持手段ＨＡで保持した後、「６」の物品１を保持手段ＨＢで保持しようとすると、上記ヘッド５ｂを供給コンベヤ３の一端から他端まで移動させなければならず、またヘッド５ｂにおいて保持手段ＨＡは図示上方側、保持手段ＨＢは図示下方側に位置しているため、ヘッド５ｂを供給コンベヤ３の側端部より突出するまで移動させて、これらの保持手段に物品１を保持させなければならない。
そして「６」の物品１を保持した後も、上記ヘッド５ｂを供給コンベヤ３の一端と他端との間を移動させて、「７」「８」の物品１をそれぞれ保持させなければならない。
つまり、物品１が供給コンベヤ３の一端と他端とに位置している場合、これらを保持するためのヘッド５ｂの移動経路が長くなることから、物品１の保持を効率的に行えないという問題があった。

これに対し本実施例の物品処理システム２では、上述したように「５」「６」「７」「８」の物品１を保持するため、保持手段ＨＡ，ＨＣは搬送領域ＳＡの範囲だけを移動し、保持手段ＨＢ、ＨＤは搬送領域ＳＢの範囲だけを移動すればよく、またヘッド５ｂの位置に応じて把持すべき物品１に近いほうの保持手段を割り当てることから、上記ヘッド５ｂの移動経路を上記従来に比べて短くすることができ、より効率的に物品１の保持を行うことが可能となる。

上記実施例において、供給コンベヤ３の下流側に位置する物品１が３つ以上連続して例えば搬送領域ＳＡを搬送された場合、以下のようにロボット５の作動を制御することができる。
本実施例では搬送領域ＳＡを搬送される物品１には保持手段ＨＡ、ＨＣだけが割り当てられているため、これら保持手段ＨＡ、ＨＣが搬送領域ＳＡを搬送される３つの物品１のうち下流側の２つの物品１を保持してしまうと、搬送領域ＳＢの物品１に割り当てられた保持手段ＨＢ、ＨＤが物品１を保持し、これを排出コンベヤ４に移載するまで、３つ目の物品１を保持することができない。
そこで、本実施例では当該３つ目の物品１が保持できない場合には、上記制御手段７によりロボット５のヘッド５ｂを移動させて、保持手段ＨＢ、ＨＤのうち、より近くに位置している保持手段、または物品１を保持していない保持手段に当該物品１を保持させることができる。

なお、上述した搬送領域ＳＡに３つ以上の物品１が搬送された場合、上記ロボット５を供給コンベヤ３に沿って複数台設けて、上流側のロボット５において保持手段ＨＡ、ＨＣで下流側の２つの物品１を保持してしまった場合には、上流側のロボット５で当該３つ目の物品１を保持せず、これを下流側のロボット５によって保持させるようにしてもよい。
また、上記実施例では２列の搬送領域ＳＡ、ＳＢを設定したが、３列以上の搬送領域を設定し、上記ヘッド５ｂの各保持手段ＨＡ〜ＨＤをこれら３列以上の搬送領域に設定することも可能である。

１物品２物品処理システム
３供給コンベヤ（搬送手段）４排出コンベヤ
５ロボット５ａアーム
５ｂヘッド６検出手段
７制御手段ＨＡ〜ＨＤ保持手段
ＳＡ，ＳＢ搬送領域

Claims

物品を複数列で搬送する搬送手段と、当該搬送手段で搬送される物品の位置を検出する検出手段と、上記搬送手段上の物品を保持する複数の保持手段を有するヘッドおよび当該ヘッドを移動させるロボットと、上記検出手段が検出した物品の位置に基づいて上記ロボットの作動を制御し、上記ヘッドを移動させて各保持手段に上記物品を保持させる制御手段とを備えた物品処理システムにおいて、
上記検出手段は搬送手段による物品の搬送領域を搬送方向に沿って複数列に分割して認識するとともに、上記制御手段は上記ロボットの各保持手段をいずれかの搬送領域にそれぞれ割り当て、
上記検出手段が搬送手段の物品を検出して、当該物品が位置する搬送領域を認識すると、制御手段は上記ロボットを制御して、搬送される物品のうち下流側に位置する物品から順に、当該物品が位置する搬送領域に割り当てられた保持手段によって当該物品を保持させることを特徴とする物品処理システム。
所要の搬送領域に対応する保持手段の全てが物品を保持し、かつ上記所要の搬送領域に対応していない保持手段が物品を保持していない状態で、
下流側に位置する物品が上記所要の搬送領域を搬送されている場合には、上記制御手段は上記ロボットを制御して、上記所要の搬送領域に対応していない保持手段に当該物品を保持させることを特徴とする請求項１に記載の物品処理システム。