JP6365478B2 - 移送システムおよび移送方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、移送システムおよび移送方法に関する。

従来、ワークを搬送するワーク搬送コンベアと、ワークを載置するトレイを搬送するトレイ搬送コンベアと、ワーク搬送コンベアからトレイ搬送コンベアへワークを移送するロボットとを備える移送システムが知られている。

また、ワークの搬送方向に複数の上記したロボットを配置し、各ロボットに前記ワークの移送を行わせる移送システムも提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１８４１０２号公報

しかしながら、上記した従来技術のように、複数のロボットを配置した場合、上流側のロボットが多くのワークを移送してしまうと、下流側のロボットの作業量が減るので、複数のロボットによる作業量のバランスがとれないという問題がある。

実施形態の一態様は、複数のロボットによる作業量のバランスをとることができる移送システムおよび移送方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る移送システムは、第１コンベアと、第２コンベアと、ロボットと、ロボットコントローラと、画像センサと、仮置きエリアとを備える。第１コンベアは、ワークを搬送する。第２コンベアは、前記ワークを載置する載置板を搬送する。ロボットは、前記第１コンベアで搬送される前記ワークを前記第２コンベアで搬送される前記載置板へ移送する。ロボットコントローラは、前記ロボットの動作を制御する。画像センサは、前記ワークおよび前記載置板を検出する。仮置きエリアは、前記ロボットごとに当該ロボットのみがアクセス可能な位置に設けられ、前記第１コンベアから当該ロボットによって取得された前記ワークを仮置きするエリアである。また、ロボットコントローラは、判定部と、動作制御部と、制限部とを備える。判定部は、前記画像センサの検出結果に基づいて前記載置板に対する前記ワークの供給状態を判定する。動作制御部は、前記判定部によって前記載置板に対して前記ワークが供給過多であると判定された場合に、前記第１コンベアから取得した前記ワークを前記仮置きエリアに仮置きする動作を前記ロボットに行わせる。制限部は、上流側の前記ロボットが前記仮置きエリアにそれぞれ仮置きする前記ワークの数を当該ロボットよりも下流側の前記ロボットの総数に基づいて制限する。

実施形態の一態様によれば、複数のロボットによる作業量のバランスをとることが可能な移送システムおよび移送方法を提供することができる。

図１は、移送システムの概要を示す図である。 図２は、移送システムの構成を示すブロック図である。 図３は、ロボットの構成を示す斜視図である。 図４は、制限情報の説明図である。 図５は、拡張範囲情報の説明図である。 図６Ａは、仮置き情報の説明図である。 図６Ｂは、載置板情報の説明図である。 図７は、仮置きエリアにおける段積みの説明図である。 図８は、移送システムが実行する処理手順を示すフローチャートである。 図９は、載置板に複数種類のワークを載置する場合の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、第２コンベアの稼働状況に応じた処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する移送システムおよび移送方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、ワークを移送するロボットとして、いわゆるパラレルリンクロボットを用いる場合について説明するが、シリアルリンクロボットを用いることとしてもよい。

また、以下に示す実施形態では、「平行」、「鉛直」といった表現を用いる場合があるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度、処理精度、検出精度などのずれを許容するものとする。

まず、実施形態に係る移送システムの概要について図１を用いて説明する。図１は、移送システム１の概要を示す図である。なお、図１は、Ｚ軸正方向から移送システム１をみた図である。また、図１には、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きが正方向であるＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

図１に示すように、実施形態に係る移送システム１は、第１コンベア１０と、第２コンベア２０と、ロボット３０と、画像センサ４０と、仮置きエリア５０と、ロボットコントローラ１００とを備える。なお、本実施形態では、ワーク２００などの物体を検出するセンサとして画像センサ４０を用いる場合について説明するが、かかる画像センサ４０のかわりに光センサや音波センサといった種々のセンサを用いることができる。すなわち、通過する物体の位置や姿勢を検出可能であれば、センサの種類は問わない。

ここで、移送システム１は、複数のロボット３０と、各ロボット３０にそれぞれ対応する仮置きエリア５０とを備える。このため、以下では、各ロボット３０を区別する場合には、ロボット３０−ｘ（ｘは１以上ｎ以下の整数，ｎは２以上の整数）のように、符号３０の末尾に各ロボット３０を識別するための符号を付加することとする。また、仮置きエリア５０についても、符合５０の末尾に識別用の符号を同様に付加する場合がある。

第１コンベア１０は、複数のワーク２００を、同図に示す搬送方向１１（Ｘ軸正方向）へ搬送する。ここで、ワーク２００の向きは、図１に示したようにバラバラでも構わない。これは、ロボット３０が、ワーク２００の向きを整えつつ、仮置きエリア５０や載置板３００へ載置するからである。

第２コンベア２０は、複数の載置板３００を、同図に示す搬送方向２１（Ｘ軸正方向）へ搬送する。ここで、載置板３００は、トレイやパレットといった容器や、板状の台などワーク２００を載置可能なものであればその形状は問わない。また、載置板３００は、第２コンベア２０における突起や模様などの画像センサ４０で検出可能な領域であってもよい。

なお、図１では、延伸向きがそれぞれ直線状の第１コンベア１０と、第２コンベア２０とが平行に設けられる場合について示したが、両コンベアを非平行に設けることとしてもよく、延伸向きは曲線状であってもよい。また、両コンベアを鉛直向きについて上下に交差するように設けることとしてもよい。

また、図１では、第１コンベア１０の搬送方向１１と、第２コンベア２０の搬送方向２１とが同方向である場合について示したが、各コンベアの搬送方向をお互いに逆方向としてもよい。なお、各コンベアの搬送方向をお互いに逆方向とする場合には、画像センサ４０を最も上流側にあるロボット３０のさらに上流側にそれぞれ設けることとすればよい。

ロボット３０は、第１コンベア１０で搬送されるワーク２００を取得し、第２コンベア２０で搬送される載置板３００へ載置する動作などの移送動作を行う。ここで、図１に示すように、ロボット３０は、第１コンベア１０の搬送方向１１に沿ってｎ台（ｎは２以上の整数）設けられる。なお、図１に示した場合では、上流側から下流側へ向けてロボット３０−１、ロボット３０−２のように、ｎ台のロボット３０を配置している。

画像センサ４０は、図１におけるロボット３０−１の上流側（Ｘ軸負方向）に設けられ、撮像範囲４１内のワーク２００および載置板３００を撮像する。なお、図１では、撮像範囲４１が略矩形である場合を例示したが、かかる撮像範囲４１の形状は任意のものであってよい。また、ロボットコントローラ１００は、画像センサ４０から検出結果を受け取り、ワーク２００および載置板３００の位置を認識したうえで、ロボット３０に移送動作を指示する。

ここで、実施形態に係る移送システム１では、第１コンベア１０から各ロボット３０が取得したワーク２００を仮置きするエリアである仮置きエリア５０を設けることとした。たとえば、ロボット３０−１は、仮置きエリア５０−１にワーク２００を仮置きし、ロボット３０−ｎは、仮置きエリア５０−ｎにワーク２００を仮置きする。そして、ロボットコントローラ１００は、ワーク２００と載置板３００との供給バランスに応じて仮置きエリア５０を利用した動作をロボット３０に行わせる。

このように、各ロボット３０が、対応する仮置きエリア５０にワーク２００を仮置きする場合、上流側のロボット３０（たとえば、ロボット３０−１）が、多くのワーク２００を移送してしまうと、下流側のロボット３０（たとえば、ロボット３０−ｎ）の作業量が減ってしまう。このため、複数のロボット３０による作業量のバランスが崩れることとなる。

そこで、実施形態に係る移送システム１では、上流側のロボット３０が仮置きエリア５０に仮置きするワーク２００の数を制限することとした（ステップＳ１）。そして、ロボットコントローラ１００が、載置板３００に対するワーク２００の供給過多を判定した場合に（ステップＳ２）、ステップＳ１の制限に基づいて下流側へワーク２００を流すこととした（ステップＳ３）。

このようにすることで、仮置きエリア５０への仮置きを行うロボット３０が複数ある場合であっても、複数のロボット３０による作業量のバランスをとることができる。具体的には、仮に、上流側のロボット３０が対応する仮置きエリア５０に仮置きするワーク２００の数を制限しない場合、後述する仮置きの条件を満たす限り、上流側のロボット３０はワーク２００の仮置きを行うことになる。これに対し、仮置きするワーク２００の数を制限することとすれば、下流側にもワーク２００が供給されることになる。

したがって、実施形態に係る移送システム１によれば、複数のロボット３０による作業量のバランスをとることができる。なお、上記した制限の詳細な内容については、図４を用いて後述する。

また、移送システム１は、ワーク２００が載置板３００に対して供給過多であるか、供給不足であるかを画像センサ４０の検出結果に基づいて判定するが、この点については、図５を用いて後述する。

また、移送システム１は、複数種類のワーク２００の移送にも対応するが、この点については、図６Ａおよび図６Ｂを用いて後述する。さらに、移送システム１は、仮置きエリア５０におけるワーク２００の段積みにも対応するが、この点については、図７を用いて後述する。

次に、移送システム１の構成について図２を用いて説明する。図２は、移送システム１の構成を示すブロック図である。なお、図２では、図１に示した仮置きエリア５０（仮置きエリア５０−１〜５０−ｎ）の記載を省略している。また、図２では、移送システム１の説明に必要な構成要素を示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図２に示すように、移送システム１は、第１コンベア１０と、第２コンベア２０と、ロボット３０（ロボット３０−１〜３０−ｎ）と、画像センサ４０と、仮置きエリア５０（図１参照）と、ロボットコントローラ１００とを備える。また、第１コンベア１０、第２コンベア２０、ロボット３０および画像センサ４０は、ロボットコントローラ１００と接続されている。

図１を用いて既に説明したように、第１コンベア１０はワーク２００を搬送するコンベアであり、第２コンベア２０は載置板３００を搬送するコンベアである。なお、各コンベアは、稼働状況（たとえば、異常発生、異常復旧などの状況）をロボットコントローラ１００へ通知する。

ロボット３０（ロボット３０−１〜３０−ｎ）は、たとえば、パラレルリンクロボットであり、移送システム１が設置される部屋の天井などに配置される。なお、ロボット３０の詳細な構成については図３を用いて後述する。また、本実施形態では、ロボット３０がパラレルリンクロボットである場合について説明するが、ロボット３０を、複数のアームが複数の関節部でそれぞれ直列に接続されたシリアルリンクロボットとしてもよい。

画像センサ４０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどのビジョンセンサであり、第１コンベア１０で搬送されるワーク２００と、第２コンベア２０で搬送される載置板３００とを撮像する。なお、図１では、１つの画像センサ４０で、ワーク２００および載置板３００を撮像する場合を示したが、ワーク２００撮像用および載置板３００撮像用の画像センサ４０をそれぞれ用いることとしてもよい。

ロボットコントローラ１００は、制御部１１０と、記憶部１２０とを備える。制御部１１０は、画像認識部１１１と、判定部１１２と、取得元決定部１１３と、動作制御部１１４と、受付部１１５と、制限部１１６とを備える。また、記憶部１２０は、拡張範囲情報１２１と、仮置き情報１２２と、載置板情報１２３と、教示情報１２４と、制限情報１２５とを記憶する。

なお、図２には、説明を簡略化するために、１台のロボットコントローラ１００を示したが、ロボット３０（ロボット３０−１〜３０−ｎ）ごとにロボットコントローラ１００（ロボットコントローラ１００−１〜１００−ｎ）を設けることとしてもよい。この場合、各ロボットコントローラ１００を束ねる上位のロボットコントローラ１００を設けることとしてもよい。

ここで、ロボットコントローラ１００は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１１０の画像認識部１１１、判定部１１２、取得元決定部１１３、動作制御部１１４、受付部１１５および制限部１１６として機能する。

また、画像認識部１１１、判定部１１２、取得元決定部１１３、動作制御部１１４、受付部１１５および制限部１１６の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

また、記憶部１２０は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、拡張範囲情報１２１、仮置き情報１２２、載置板情報１２３、教示情報１２４および制限情報１２５を記憶することができる。

なお、ロボットコントローラ１００は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。さらに、上記したように、ロボットコントローラ１００を複数台の相互に通信可能な装置として構成してもよく、上位または下位の装置と通信可能な階層式の装置として構成してもよい。

制御部１１０は、第１コンベア１０および第２コンベア２０からそれぞれの稼働状況を、画像センサ４０からワーク２００（図１参照）および載置板３００（図１参照）の検出結果を、それぞれ受け取るとともに、ロボット３０の動作制御を行う。

画像認識部１１１は、画像センサ４０によって撮像された画像から、ワーク２００および載置板３００の位置や向きを認識する。たとえば、画像認識部１１１は、ワーク２００の向きや、ワーク２００の代表位置（たとえば、中心）のＸ座標およびＹ座標（図１参照）を認識する。

また、画像認識部１１１は、第１コンベア１０の搬送速度および第２コンベア２０の搬送速度と、画像センサ４０およびロボット３０間の距離とに基づき、ワーク２００および載置板３００の将来的な位置を予測する。なお、画像認識部１１１を含んだ画像センサ４０を用い、かかる画像センサ４０から認識結果を受け取るように、ロボットコントローラ１００を構成することとしてもよい。

制限部１１６は、画像認識部１１１による認識結果と、記憶部１２０の制限情報１２５とに基づいて各ロボット３０−ｘが、仮置きエリア５０−ｘに仮置きするワーク２００の数を制限する。なお、制限情報１２５の詳細や、制限情報１２５に基づく制限部１１６の処理内容については図４を用いて後述する。

判定部１１２は、画像認識部１１１による認識結果に基づいてワーク２００および載置板３００の供給状態を判定するとともに、制限部１１６による制限結果に基づいて第１コンベア１０からワーク２００を取得させるか否かを判定する。

具体的には、判定部１１２は、記憶部１２０の拡張範囲情報１２１に基づき、ワーク２００が載置板３００に対して供給過多であるか、供給不足であるかを判定する。そして、判定部１１２は、ワーク２００が供給過多であると判定した場合には、制限部１１６による制限に該当しないことを条件として、ロボット３０に第１コンベア１０からワーク２００を取得させることを決定する。また、取得したワーク２００を仮置きエリア５０（図１参照）へ移送させることを決定する。

一方、制限部１１６による制限に該当する場合には、判定部１１２は、ロボット３０に第１コンベア１０からワーク２００を取得させることなく、かかるワーク２００を下流側へ流すことを決定する。

なお、判定部１１２は、ワーク２００が供給不足であると判定した場合には、仮置きエリア５０のワーク２００を第２コンベア２０の載置板３００へ移送することを決定する。

ここで、拡張範囲情報１２１は、第２コンベア２０においてロボット３０がワーク２００を載置板３００に置くことが可能な範囲を上流側に所定距離だけ拡張した第１拡張範囲に関する情報を含む。

また、拡張範囲情報１２１は、第１コンベア１０においてロボット３０がワーク２００を取得可能な範囲を上流側に所定距離だけ拡張した第２拡張範囲に関する情報を含む。なお、拡張範囲情報１２１の詳細や、拡張範囲情報１２１に基づく判定部１１２の処理内容については図５を用いて後述する。

ところで、判定部１１２は、仮置きエリア５０（図１参照）におけるワーク２００の載置状態を示す仮置き情報１２２を更新する処理を行う。なお、仮置き情報１２２の詳細や、判定部１１２が仮置き情報１２２を更新する処理の内容については、図６Ａを用いて後述する。

また、判定部１１２は、載置板３００におけるワーク２００の載置状態を示す載置板情報１２３を更新する処理を行う。なお、載置板情報１２３の詳細や、判定部１１２が載置板情報１２３を更新する処理の内容については、図６Ｂを用いて後述する。

取得元決定部１１３は、仮置きエリア５０内におけるどのワーク２００を取得するかを決定する。また、取得元決定部１１３は、ワーク２００に複数の種類がある場合に、載置板３００に載置すべきワーク２００の種類を載置板情報１２３に基づいて判定したうえで、仮置きエリア５０から取得すべきワーク２００を決定する。

動作制御部１１４は、判定部１１２による判定結果、取得元決定部１１３による決定結果および記憶部１２０の教示情報１２４に基づき、ロボット３０にワーク２００の移送動作を行わせる制御を行う。ここで、教示情報１２４は、ロボット３０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット３０の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。

受付部１１５は、第１コンベア１０の稼働状況および第２コンベア２０の稼働状況を受け付け、各コンベアに異常が発生した場合や、異常が回復した場合に、動作制御部１１４へその旨を通知する。なお、異常発生時や、異常回復時に動作制御部１１４が行う処理内容の詳細については図１０を用いて後述する。

次に、ロボット３０の構成について図３を用いて説明する。図３は、ロボット３０の構成を示す斜視図である。図３に示すように、ロボット３０は、いわゆるパラレルリンクロボットであり、本体部３１と、３つのリンク３２と、３つのリンクによって支持される保持部３３とを備える。

本体部３１は、移送システム１が設置される部屋の天井などに固定される。また、本体部３１には、３つのリンク３２をそれぞれ駆動するモータなどのアクチュエータ（図示せず）が内蔵される。

３つのリンク３２は、それぞれ、第１関節部３２ａと、第１アーム３２ｂと、第２関節部３２ｃと、第２アーム３２ｄと、第３関節部３２ｅとを備える。なお、上記したように、第１関節部３２ａを駆動するアクチュエータは、本体部３１に設けられる。そして、第１アーム３２ｂは、第１関節部３２ａの回転軸まわりに旋回するように上記したアクチュエータによって駆動される。

第２関節部３２ｃは、第１アーム３２ｂの先端側に設けられ、第２アーム３２ｄの基端側が旋回自在に接続される。また、第２アーム３２ｄの先端側には、第３関節部３２ｅが設けられ、第３関節部３２ｅを介して保持部３３が接続される。

ここで、保持部３３は、吸着機構や把持機構といったワーク２００の保持機構を有しており、かかる保持機構を同図に示すＺ軸まわりに回転させるモータなどのアクチュエータ（図示せず）を内蔵する。これにより、バラバラの向きのワーク２００を、仮置きエリア５０や載置板３００へ所定の向きで載置することが可能となる。

ロボット３０は、ロボットコントローラ１００の指示に従って各リンク３２を本体部３１に対してそれぞれ旋回させることで、保持部３３を任意の姿勢および任意の位置となるように移動させるとともに、保持部３３の保持機構を任意の角度に回転させる。このように、パラレルリンクのロボット３０を用いることで、ワーク２００の移送を迅速に行うことができるとともに、仮置きエリア５０のレイアウトの自由度を高めることができる。

次に、図２に示した制限情報１２５について図４を用いて説明する。図４は、制限情報１２５の説明図である。まず、制限情報１２５に基づいて行われる制限の概要について説明する。図４に示すように、ｎ台（ｎは２以上の整数）のロボット３０−１〜３０−ｎがある場合、ワーク２００を各ロボット３０に均等に取得させることとする。つまり、同図に示すように、各ロボット３０への配分は、それぞれ１／ｎとなる。

このようにした場合、最も上流側のロボット３０−１が下流側へ流すワーク２００の数の、ロボット３０−１に供給されるワーク２００の数に対する比率（以下、「非取得率」という）は、１から配分（１／ｎ）を減算することで得られるので、同図に示すように、（ｎ−１）／ｎとなる。

また、上流から２番目のロボット３０−２における非取得率は、以下の計算によって求められる。すなわち、単位時間あたりのワーク２００の数をＷとすると、ロボット３０−２の非取得数は、Ｗ・（１−２／ｎ）となる。また、ロボット３０−２の取得可能数は、Ｗ・（ｎ−１）／ｎであるので、非取得数を取得可能数で除すると、同図に示すように、（ｎ−２）／（ｎ−１）となる。なお、最も下流側のロボット３０−ｎは、下流側へワーク２００を流さないので、非取得率は０となる。

たとえば、４台のロボット３０がある場合、上記したｎの値は４である。このため、各ロボット３０の非取得率は、上流側から順に、３／４、２／３、１／２および０となる。また、３台のロボット３０がある場合、上記したｎの値は３である。このため、各ロボット３０の非取得率は、上流側から順に、２／３、１／２および０となる。

これらのことから、上流からｘ番目のロボット３０−ｘの非取得率は、同図に示すように、（ｎ−ｘ）／（ｎ−ｘ＋１）なる計算式で算出することができる。つまり、上流からｘ番目のロボット３０−ｘの非取得率は、下流側のロボット３０の総数を、かかる総数に１を足した数で除した値となる。

なお、制限情報１２５は、図４に示したような、ｘの関数である計算式をそのまま含んでもよい。また、ｘに１〜ｎをそれぞれ代入することで得られた値を含むこととしてもよい。つまり、制限情報１２５は、各ロボット３０の非取得率を、このロボット３０よりも下流側のロボット３０の数ごとに定めた情報であるといえる。

なお、図４では、各ロボット３０に対するワーク２００の配分を均等とする場合を示したが、ロボット３０ごとに配分を異ならせるようにしてもよい。このように配分を異ならせた場合であっても、上記した計算手法に沿って計算することで、各ロボット３０の非取得率をあらかじめ定めることができる。

上記したロボットコントローラ１００の制限部１１６は、かかる制限情報１２５に基づいて各ロボット３０−ｘがそれぞれ対応する仮置きエリア５０−ｘへ仮置きするワーク２００の数を制限する。たとえば、制限部１１６は、制限情報１２５に含まれる非取得率を用いることで、上流からｘ番目のロボット３０−ｘが取得可能なワーク２００の上限数を算出する。具体的には、ロボット３０−ｘに供給される単位時間あたりのワーク２００の数に「１−非取得率」を乗じることで、かかる上限数を算出することができる。

そして、ロボット３０−ｘが第１コンベア１０からワーク２００を取得した数の累計が上限に達すると、その後は、第１コンベア１０からワーク２００を取得することを禁止する。これにより、ロボット３０−ｘは、ワーク２００を下流側へ流すことになる。つまり、ロボット３０−ｘが、ワーク２００を仮置きエリア５０−ｘへ無制限に仮置きする事態を防止することができる。

次に、図２に示した拡張範囲情報１２１について図５を用いて説明する。図５は、拡張範囲情報１２１の説明図である。拡張範囲情報１２１は、載置板３００を搬送する第２コンベア２０に対応する第１拡張範囲２０ＥＸと、ワーク２００を搬送する第１コンベア１０に対応する第２拡張範囲１０ＥＸとを含んだ情報である。なお、図５に、ロボット３０−ｘ（ｘは１以上ｎ以下の整数，ｎは２以上の整数）を示したように、各ロボット３０は同様の動作を行うこととする。

まず、載置板３００を搬送する第２コンベア２０に対応する第１拡張範囲２０ＥＸについて説明する。図５に示すように、第１拡張範囲２０ＥＸは、第２コンベア２０においてロボット３０−ｘがワーク２００を載置板３００に置くことが可能な範囲２０Ｒを、搬送方向２１の上流側（Ｘ軸負方向）へ所定距離２０Ｐだけ拡張した範囲である。なお、所定距離２０Ｐは、図示しない入力装置などから値を変更することができる。

上記したロボットコントローラ１００の判定部１１２は、かかる第１拡張範囲２０ＥＸに載置板３００がない場合に、載置板３００に対してワーク２００が供給過多であると判定する。このように、第１拡張範囲２０ＥＸを用いることで、移送システム１は、簡便な処理でワーク２００の供給過多を判定することができる。

次に、ワーク２００を搬送する第１コンベア１０に対応する第２拡張範囲１０ＥＸについて説明する。図５に示すように、第２拡張範囲１０ＥＸは、第１コンベア１０においてロボット３０−ｘがワーク２００を取得可能な範囲１０Ｒを、搬送方向１１の上流側（Ｘ軸負方向）へ所定距離１０Ｐだけ拡張した範囲である。なお、所定距離１０Ｐは、図示しない入力装置などから値を変更することができる。

上記したロボットコントローラ１００の判定部１１２は、かかる第２拡張範囲１０ＥＸにワーク２００がない場合に、載置板３００に対してワーク２００が供給不足であると判定する。このように、第２拡張範囲１０ＥＸを用いることで、移送システム１は、簡便な処理でワーク２００の供給不足を判定することができる。

なお、図５において、第１拡張範囲２０ＥＸの下流端が、第２拡張範囲１０ＥＸの下流端よりも下流側（Ｘ軸正方向）にあるのは、第１コンベア１０のワーク２００を第２コンベア２０へ移送する通常動作をスムーズに行うためである。すなわち、ワーク２００を取得してから載置板３００へ載置するまでに要する時間を考慮し、第１拡張範囲２０ＥＸの下流端を第２拡張範囲１０ＥＸの下流端よりも下流側へシフトしているのである。

次に、図２に示した仮置き情報１２２について図６Ａを用いて説明する。図６Ａは、仮置き情報１２２の説明図である。図６Ａに示すように、仮置き情報１２２は、たとえば、ワーク２００の種類を示す「種類」項目と、仮置きエリア５０におけるワーク２００の位置を示す「位置」項目とを含んだ情報である。

ここで、「位置」項目は、仮置きエリア５０を複数に分割したサブエリアを識別する「サブエリア」項目と、ワーク２００を段積みした場合の段数を示す「段数」項目とを含む。なお、図６Ａには、ワーク２００の種類が、α、βおよびγの場合を示しているが、種類の数を限定するものではなく、種類は１以上の任意の数とすることができる。また、図６Ａには、段数が１および２の場合を示しているが、段数を限定するものではなく、段数は１以上の任意の数とすることができる。

図６Ａに示した例では、種類がαのワーク２００がＡエリアの１段目および２段目に、種類がβのワーク２００がＢエリアの１段目に、種類がγのワーク２００がＣエリアの１段目に、それぞれ仮置きされていることを示している。

上記したロボットコントローラ１００の判定部１１２は、ワーク２００を仮置きエリア５０に仮置きすることを決定した場合には、仮置き情報１２２に基づいてワーク２００を仮置きするサブエリアや段数を決定する。そして、あらたに仮置きを行ったワーク２００に関する情報を仮置き情報１２２に追加する。

また、判定部１１２は、ワーク２００を仮置きエリア５０から払出すことを決定した場合には、仮置き情報１２２に基づいて払出し対象となるワーク２００を決定する。そして、払出しを行ったワーク２００に関する情報を仮置き情報１２２から削除する。

また、上記したロボットコントローラ１００の取得元決定部１１３は、仮置き情報１２２に基づいて仮置きエリア５０におけるどのワーク２００を取得するかを決定する。

次に、図２に示した載置板情報１２３について図６Ｂを用いて説明する。図６Ｂは、載置板情報１２３の説明図である。図６Ｂに示すように、載置板情報１２３は、たとえば、ワーク２００の種類を示す「種類」項目と、載置板３００内の位置を示す「位置」項目と、ワーク２００が載置されているか否かを示す「載置状態」項目とを含んだ情報である。

なお、図６Ｂには、ワーク２００の種類が、α、βおよびγの場合を示しているが、種類の数を限定するものではなく、種類は１以上の任意の数とすることができる。また、図６Ｂには、載置板３００内の位置として１〜４の４箇所がある場合を示しているが、箇所数を限定するものではなく、箇所数は１以上の任意の数とすることができる。

図６Ｂに示した例では、位置「１」に種類がα、位置「３」に種類がβ、位置「４」に種類がγのワーク２００がそれぞれ既に載置されており、位置「２」には種類がαのワーク２００を載置する予定であるが、未だ載置されていないことを示している。

上記したロボットコントローラ１００の判定部１１２は、ワーク２００を載置板３００に移送することを決定した場合には、載置板情報１２３に基づき、あらたにワーク２００を載置する「位置」を決定する。具体的には、判定部１１２は、未だワーク２００が載置されていない「位置」と、「種類」とを載置板情報１２３から取得し、あらたにワーク２００を載置する「位置」と、移送すべきワーク２００の「種類」とを決定する。

なお、ワーク２００が載置されていない「位置」が複数ある場合には、図６Ｂに示した上側の行や下側の行を優先したり、「位置」の小さいほうや大きいほうを優先したりすることで「位置」を決定すればよい。

また、上記したロボットコントローラ１００の取得元決定部１１３は、あらたに載置板３００へ載置するワーク２００の「位置」に対応する「種類」を載置板情報１２３から取得する。そして、取得した「種類」のワーク２００を第１コンベア１０および仮置きエリア５０のいずれから取得すべきかを決定する。

たとえば、図６Ｂに示した場合では、位置「２」にワーク２００がないので、位置「２」に載置すべきワーク２００の種類であるαを載置板情報１２３から取得する。そして、種類がαのワーク２００が第１コンベア１０の取得可能な範囲１０Ｒ（図５参照）にあれば、第１コンベア１０をワーク２００の取得元として決定する。一方、範囲１０Ｒに種類がαのワーク２００がなければ、仮置きエリア５０をワーク２００の取得元として決定する。

次に、仮置きエリア５０（図１参照）におけるワーク２００の段積みについて図７を用いて説明する。図７は、仮置きエリア５０における段積みの説明図である。なお、図７では、単一種類のワーク２００を段積みする場合について説明することとする。また、各ワーク２００を区別するために、小文字のアルファベットをワーク２００ａのように、符号の末尾に付すこととする。

ここで、図７には、Ａエリア、Ｂエリア、ＣエリアおよびＤエリアの４つのサブエリアに仮置きエリア５０が区分けされている場合を示しているが、区分けする数を限定するものではなく、区分け数（サブエリア数）は１以上の任意の数とすることができる。

上記したロボットコントローラ１００の動作制御部１１４は、ワーク２００を各サブエリアに並べつつ多段に積む場合に、直下の段が全て埋まったことを条件として、次の段にワーク２００を積む動作をロボット３０に行わせる。

図７に示した場合では、２段目の段がすべて埋まった状態、すなわち、ワーク２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄが、それぞれ載置されたことを条件として、２００ｅを３段目に載置する。ここで、仮に、Ｃエリアの２段目にワーク２００が載置されていない場合には、あらたなワーク２００は、Ａエリア、ＢエリアあるいはＤエリアの３段目ではなく、Ｃエリアの２段目に載置される。

このように、直下の段が全て埋まったことを条件として、次の段にワーク２００を載置することで、ロボット３０が仮置きエリア５０へワーク２００を仮置きする際におけるワーク２００の荷崩れを防止することができる。

また、動作制御部１１４は、仮置きエリア５０における各サブエリアに並べたワーク２００が多段に積まれた場合に、最も上の段が全てなくなったことを条件として、直下の段からワーク２００を取得する動作をロボット３０に行わせる。

図７に示した場合では、Ａエリアの３段目にワーク２００ｅがある場合には、Ｂエリア、ＣエリアおよびＤエリアにおける２段目のワーク２００ｂ，２００ｃ，２００ｄを取得することはできない。つまり、Ａエリアの３段目にあるワーク２００ｅを取得して初めて、各エリアの２段目にあるワーク２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄを取得することが許可される。

このように、最も上の段が全てなくなったことを条件として、直下の段からワーク２００を取得することで、ロボット３０が仮置きエリア５０からワーク２００を払出しする際におけるワーク２００の荷崩れを防止することができる。

なお、図７では、２段目および３段目の間の場合について説明したが、１段目および２段目の間のように、ｎ段目（ｎは自然数）およびｎ＋１段目の間の場合についても同様である。

次に、移送システム１が実行する処理手順について図８を用いて説明する。図８は、移送システム１が実行する処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、判定部１１２は、第２コンベア２０の第１拡張範囲２０ＥＸ（図５参照）に載置板３００があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

そして、第１拡張範囲２０ＥＸに載置板３００がない場合には（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、判定部１１２は、ワーク２００が載置板３００に対して供給過多であると判定する（ステップＳ１０２）。この場合、判定部１１２は、該当するロボット３０が第１コンベア１０から取得したワーク２００の取得数が、制限部１１６によって制限された制限数未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

そして、取得数が制限数未満である場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、動作制御部１１４は、第１コンベア１０のワーク２００を仮置きエリア５０へ移送する動作をロボット３０に行わせる（ステップＳ１０４）。そして、制限部１１６は、上記した制限数から１を減算し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。なお、ステップＳ１０３の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

一方、第１拡張範囲２０ＥＸに載置板３００がある場合には（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、判定部１１２は、第１コンベア１０の第２拡張範囲１０ＥＸにワーク２００があるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

そして、第２拡張範囲１０ＥＸにワーク２００がない場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、判定部１１２は、載置板３００がワーク２００に対して供給過多であると判定する（ステップＳ１０７）。この場合、動作制御部１１４は、仮置きエリア５０のワーク２００を第２コンベア２０の載置板３００へ移送する動作をロボット３０に行わせる（ステップＳ１０８）。そして、制限部１１６は、上記した制限数から１を減算し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

ここで、第２拡張範囲１０ＥＸにワーク２００がある場合には（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、判定部１１２は、ワーク２００および載置板３００の供給バランスが正常であると判定する（ステップＳ１０９）。この場合、動作制御部１１４は、第１コンベア１０のワーク２００を第２コンベア２０の載置板３００へ移送する動作をロボット３０に行わせる（ステップＳ１１０）。そして、制限部１１６は、上記した制限数から１を減算し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。

なお、図８では、制限部１１６によって制限された制限数を減算する場合を示したが、制限数を減算するのではなく、ロボット３０が第１コンベア１０から所得したワーク２００の数をカウントアップするカウンタを用いることとしてもよい。この場合、かかるカウンタを制限数と比較し、カウンタが制限数と同値となった場合に、ロボット３０によるワーク２００の取得を禁止することとすればよい。

次に、載置板３００に複数種類のワーク２００を載置する場合の処理手順について図９を用いて説明する。図９は、載置板３００に複数種類のワーク２００を載置する場合の処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、取得元決定部１１３は、載置板情報１２３に基づいて載置板３００に不足するワーク２００の種類を取得する（ステップＳ２０１）。

そして、不足種類のワーク２００が第１コンベア１０にあるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。そして、不足種類のワーク２００が第１コンベア１０にある場合には（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、動作制御部１１４は、該当ワーク２００を第１コンベア１０から第２コンベア２０の載置板３００へ移送する動作をロボット３０に行わせ（ステップＳ２０３）、処理を終了する。

一方、不足種類のワーク２００が第１コンベア１０にない場合には（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、取得元決定部１１３は、仮置き情報１２２に基づき、仮置きエリア５０における該当ワーク２００の位置を取得する（ステップＳ２０４）。そして、動作制御部１１４は、該当ワーク２００を仮置きエリア５０から第２コンベア２０の載置板３００へ移送する動作をロボット３０に行わせ（ステップＳ２０５）、処理を終了する。

次に、第２コンベア２０の稼働状況に応じた処理手順について図１０を用いて説明する。図１０は、第２コンベア２０の稼働状況に応じた処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すように、受付部１１５は、第２コンベア２０の異常を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

そして、受付部１１５が第２コンベア２０の異常を受け付けた場合には（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）、動作制御部１１４は、通常動作よりも仮置きエリア５０へのワーク２００の仮置き動作をロボット３０に優先させ（ステップＳ３０２）、処理を終了する。ここで、ステップＳ３０２における通常動作とは、第１コンベア１０から第２コンベア２０の載置板３００へワーク２００を移送する動作を指す。

一方、受け付けた情報が第２コンベア２０の異常ではない場合には（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、受付部１１５は、第２コンベア２０の異常回復を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０３）。そして、第２コンベア２０の異常回復を受け付けた場合には（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、動作制御部１１４は、通常動作よりも仮置きエリア５０からのワーク２００の払出し動作をロボット３０に優先させ（ステップＳ３０４）、処理を終了する。

ここで、ステップＳ３０４における通常動作とは、ステップＳ３０２と同じく、第１コンベア１０から第２コンベア２０の載置板３００へワーク２００を移送する動作を指す。なお、ステップＳ３０３の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ３０３，Ｎｏ）、優先動作の変更を行うことなく処理を終了する。

上述してきたように、本実施形態に係る移送システム１は、第１コンベア１０と、第２コンベア２０と、ロボット３０と、ロボットコントローラ１００と、画像センサ４０と、仮置きエリア５０とを備える。第１コンベア１０は、ワーク２００を搬送する。また、第２コンベア２０は、ワーク２００を載置する載置板３００を搬送する。

ロボット３０は、第１コンベア１０で搬送されるワーク２００を第２コンベア２０で搬送される載置板３００へ移送する。ロボットコントローラ１００は、ロボット３０の動作を制御する。画像センサ４０は、ワーク２００および載置板３００を検出する。仮置きエリア５０は、第１コンベア１０からロボット３０によって取得されたワーク２００を仮置きするエリアである。

また、ロボットコントローラ１００は、判定部１１２と、動作制御部１１４と、制限部１１６とを備える。判定部１１２は、画像センサ４０の検出結果に基づいて載置板３００に対するワーク２００の供給状態を判定する。動作制御部１１４は、判定部１１２によって載置板３００に対してワーク２００が供給過多であると判定された場合に、第１コンベア１０から取得したワーク２００を仮置きエリア５０に仮置きする動作をロボット３０に行わせる。また、制限部１１６は、上流側のロボット３０が仮置きエリア５０に仮置きするワーク２００の数を制限する。

このように、本実施形態に係る移送システム１によれば、仮置きエリア５０に仮置きするワーク２００の数を制限することとしたので、下流側のロボット３０にもワーク２００を適切な数だけ供給することができる。したがって、実施形態に係る移送システム１によれば、複数のロボット３０による作業量のバランスをとることができる。

なお、上記した実施形態では、第１コンベア１０および第２コンベア２０がそれぞれ１台ずつの場合について説明した。しかしながら、これに限らず、第１コンベア１０および第２コンベア２０の少なくとも一方を複数台とすることとしてもよい。また、第１コンベア１０および第２コンベア２０の双方を複数台とすることとしてもよい。このように、第１コンベア１０や第２コンベア２０を複数台にした場合であっても、上述した移送方法を適用することができる。

また、上記した実施形態では、第１コンベア１０と第２コンベア２０との間に仮置きエリア５０を設ける場合について説明した。しかしながら、これに限らず、仮置きエリア５０は、第１コンベア１０からみて第２コンベア２０の反対側や、第２コンベア２０からみて第１コンベア１０の反対側に設けることとしてもよい。また、第１コンベア１０や第２コンベア２０を複数台にした場合には、各コンベアで挟まれる位置に設けることとしてもよいし、コンベア群の外側に設けることとしてもよい。

また、上記した実施形態では、ワーク２００が複数種類でもよい旨を示したが、ワーク２００が複数種類である場合には、仮置きエリア５０の各サブエリアに同一種類のワーク２００を載置することが好ましい。この場合、サブエリア内にワーク２００を並べることとしてもよいし、さらに、段積みすることとしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 移送システム
１０ 第１コンベア
１１ 搬送方向
２０ 第２コンベア
２１ 搬送方向
３０ ロボット
３１ 本体部
３２ リンク
３２ａ 第１関節部
３２ｂ 第１アーム
３２ｃ 第２関節部
３２ｄ 第２アーム
３２ｅ 第３関節部
３３ 保持部
４０ 画像センサ
４１ 撮像範囲
５０ 仮置きエリア
１００ ロボットコントローラ
１１０ 制御部
１１１ 画像認識部
１１２ 判定部
１１３ 取得元決定部
１１４ 動作制御部
１１５ 受付部
１１６ 制限部
１２０ 記憶部
１２１ 拡張範囲情報
１２２ 仮置き情報
１２３ 載置板情報
１２４ 教示情報
１２５ 制限情報

Claims (8)

1. ワークを搬送する第１コンベアと、
   前記ワークを載置する載置板を搬送する第２コンベアと、
   前記ワークの搬送方向に沿って複数配置され、前記第１コンベアで搬送される前記ワークを前記第２コンベアで搬送される前記載置板へ移送するロボットと、
   前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラと、
   前記ワークおよび前記載置板を検出する画像センサと、
   前記ロボットごとに当該ロボットのみがアクセス可能な位置に設けられ、前記第１コンベアから当該ロボットによって取得された前記ワークを仮置きするエリアである仮置きエリアと
   を備え、
   前記ロボットコントローラは、
   前記画像センサの検出結果に基づいて前記載置板に対する前記ワークの供給状態を判定する判定部と、
   前記判定部によって前記載置板に対して前記ワークが供給過多であると判定された場合に、前記第１コンベアから取得した前記ワークを前記仮置きエリアに仮置きする動作を前記ロボットに行わせる動作制御部と、
   上流側の前記ロボットが前記仮置きエリアにそれぞれ仮置きする前記ワークの数を当該ロボットよりも下流側の前記ロボットの総数に基づいて制限する制限部と
   を備えることを特徴とする移送システム。
2. 前記制限部は、
   前記搬送方向における上流側の前記ロボットが前記第１コンベアから取得せずに下流側へ流す前記ワークの数と当該ロボットへ供給される前記ワークの数との比率を前記下流側における前記ロボットの数ごとに定める制限情報に基づき、前記仮置きエリアに仮置きする前記ワークの数を制限すること
   を特徴とする請求項１に記載の移送システム。
3. 前記比率は、
   前記下流側の前記ロボットの総数を当該総数に１を足した数で除した値であること
   を特徴とする請求項２に記載の移送システム。
4. 前記動作制御部は、
   前記仮置きエリアに前記ワークを並べつつ多段に積む場合に、直下の段が全て埋まったことを条件として、次の段に前記ワークを積む動作を前記ロボットに行わせること
   を特徴とする請求項１、２または３に記載の移送システム。
5. 前記動作制御部は、
   前記仮置きエリアに並べた前記ワークが多段に積まれた場合に、最も上の段が全てなくなったことを条件として、直下の段から前記ワークを取る動作を前記ロボットに行わせること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の移送システム。
6. ワークを搬送する第１コンベアと、
   前記ワークを載置する載置板を搬送する第２コンベアと、
   前記ワークの搬送方向に沿って複数配置され、前記第１コンベアで搬送される前記ワークを前記第２コンベアで搬送される前記載置板へ移送するロボットと、
   前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラと、
   前記ワークおよび前記載置板を検出する画像センサと、
   前記ロボットごとに当該ロボットのみがアクセス可能な位置に設けられ、前記第１コンベアから当該ロボットによって取得された前記ワークを仮置きするエリアである仮置きエリアと
   を備え、
   前記ロボットコントローラは、
   前記画像センサの検出結果に基づいて前記載置板に対する前記ワークの供給状態を判定する判定部と、
   上流側の前記ロボットが前記第１コンベアから取得する前記ワークの数および下流側へ流す前記ワークの数または双方の前記ワークの数の比率を、当該ロボットよりも下流側の前記ロボットの総数に基づいて制限する制限部と、
   前記判定部によって前記載置板に対して前記ワークが供給過多であると判定された場合に、前記制限部による制限に基づいて前記第１コンベアから取得した前記ワークを前記仮置きエリアにそれぞれ仮置きする動作を前記ロボットに行わせる動作制御部と
   を備えることを特徴とする移送システム。
7. 前記判定部は、
   前記第２コンベアにおいて前記ワークを前記ロボットが前記載置板へ置くことが可能な範囲を、前記載置板の搬送方向の上流側へ第１距離だけ拡張した第１拡張範囲に前記載置板がない場合に、前記載置板に対して前記ワークが供給過多であると判定すること
   を特徴とする請求項６に記載の移送システム。
8. ワークを搬送する第１コンベアと、
   前記ワークを載置する載置板を搬送する第２コンベアと、
   前記ワークの搬送方向に沿って複数配置され、前記第１コンベアで搬送される前記ワークを前記第２コンベアで搬送される前記載置板へ移送するロボットと、
   前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラと、
   前記ワークおよび前記載置板を検出する画像センサと、
   前記ロボットごとに当該ロボットのみがアクセス可能な位置に設けられ、前記第１コンベアから当該ロボットによって取得された前記ワークを仮置きするエリアである仮置きエリアと
   を用い、
   前記画像センサの検出結果に基づいて前記載置板に対する前記ワークの供給状態を前記ロボットコントローラが判定する判定工程と、
   前記判定工程によって前記載置板に対して前記ワークが供給過多であると判定された場合に、前記第１コンベアから取得した前記ワークを前記仮置きエリアに仮置きする動作を前記ロボットコントローラが前記ロボットに行わせる動作制御工程と
   上流側の前記ロボットが前記仮置きエリアにそれぞれ仮置きする前記ワークの数を当該ロボットよりも下流側の前記ロボットの総数に基づいて前記ロボットコントローラが制限する制限工程と
   を含むことを特徴とする移送方法。

Images