JP6804900B2 - 搬送装置、搬送方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、搬送装置、搬送方法、およびプログラムに関する。

従来、多数の物品が積載されたパレットから物品を取り出す荷下ろし作業を自動化する搬送装置が知られている。搬送装置は、物品を搬送するために、カメラなどの検出部により物品を検出する。搬送装置は、複数の物品を搬送する場合、第１の物品の位置に基づいて第１の物品の搬送を完了した後に、第２の物品の位置を検出して第２の物品の搬送を開始していた。このため、搬送装置は、より短時間で物品を荷下ろしすることが望まれている。

特開平１０−２７９０１２号公報

本発明が解決しようとする課題は、物品の搬送時間を短縮することができる搬送装置、搬送方法、およびプログラムを提供することである。

実施形態の搬送装置は、検出部と、保持部と、アームと、コンベアと、制御部と、を持つ。前記検出部は、前記物品の位置を検出する。前記保持部は、前記検出部により搬送対象と検出された物品を保持する。前記アームは、前記保持部および前記検出部を移動させる。前記コンベアは、前記アームの鉛直方向下方に位置し、前記保持部により保持される物品が載せられ、この物品を排出する排出位置で鉛直方向と交差する方向に搬送する。前記制御部は、前記コンベアを前記排出位置まで鉛直方向に移動させ、この移動の間に、前記検出部が次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置への前記アームの移動を開始させる。

第１の実施形態の搬送装置１の構成図。 第１の実施形態のアーム１２、保持部１３、および制御部１７の一例を示す側面図。 第１の実施形態の搬送装置１における機能の一例を示す構成図。 第１の実施形態の第１搬送モードの手順を説明する図。 第１の実施形態の第２搬送モードの手順を説明する図。 第１の実施形態の第３搬送モードの手順を説明する図。 第１の実施形態の搬送装置１の動作の一例を示すフローチャート。 第２の実施形態の物品検出部１６Ａの一例を示す側面図。 第２の実施形態の第４搬送モードの手順を説明する図。 第２の実施形態の搬送装置１の動作の一例を示すフローチャート。 第２の実施形態の搬送装置１の他の動作を示すフローチャート。 変形例の物品検出部１６Ｂを示す図。

以下、実施形態の搬送装置、搬送方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態の搬送装置１の構成図である。図１中の（ａ）は、搬送装置１の平面図である。図１中の（ｂ）は、搬送装置１の側面図である。図１に示すように、搬送装置１は、例えば自動荷下ろし装置である。搬送装置１は、第１載置部（第１積載部）に置かれた物品（搬送対象物、保持対象物）Ｍを取り出し、第２載置部（第２積載部）に移動させる。搬送装置１は、「荷役装置」と称されてもよい。ただし、搬送装置１が搬送する物品Ｍは、梱包された荷物に限定されず、製造ラインにおける部品などでもよい。本実施形態の搬送装置１、搬送方法およびプログラムは、物流の自動投入装置や工場の物品供給装置などに幅広く適用可能である。

本実施形態では、上記第１載置部は、ボックスパレット３である。ボックスパレット３は、例えば車輪を有するロールボックスパレット（ＲＢＰ）である。一方で、上記第２載置部は、ベルトコンベア４である。搬送装置１およびベルトコンベア４は、床面に固定される。ただし、搬送装置１は、車輪またはレールなどによって移動可能でもよい。なお、上記第１載置部および上記第２載置部の各々は、上記例に限らず、例えば、ベルトコンベア、台車、パレット、作業台などのいずれかであってもよい。また以下では、説明の便宜上、ベルトコンベア４を「投入コンベア４」と称する。

ここで、説明の便宜上、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向について定義する。＋Ｘ方向、−Ｘ方向、およびＹ方向は、例えば略水平面に沿う方向である。＋Ｘ方向は、搬送装置１からボックスパレット３に向かう方向である。−Ｘ方向は、＋Ｘ方向の反対方向である。Ｙ方向は、＋Ｘ方向とは交差する方向（例えば略直交する方向）であり、例えば物品Ｍの幅方向である。Ｚ方向は、＋Ｘ方向およびＹ方向とは交差する方向（例えば略直交する方向）であり、例えば略鉛直下向きの方向である。以下の説明における「上流」および「下流」とは、物品Ｍの搬送方向における「上流」および「下流」を意味する。

図１に示すように、搬送装置１は、基台１１、アーム１２、保持部１３、第１コンベア１４、第２コンベア１５、物品検出部１６、および制御部１７を有する。

基台（本体フレーム）１１は、床面に設置される。基台１１は、Ｚ方向に沿って延びた複数の支柱２１を含む。支柱２１は、例えば枠状に形成されている。複数の支柱２１は、一対の第１支柱２１ａと、一対の第２支柱２１ｂとを含む。一対の第１支柱２１ａは、第１コンベア１４のＹ方向の両側に分かれて配置されている。一対の第２支柱２１ｂは、第２コンベア１５のＹ方向の両側に分かれて配置されている。

アーム１２は、例えば直交ロボットアームであり、多関節アームの一例である。アーム１２は、基台１１に接続されている。例えば、アーム１２は、第１部材１２ａ、第２部材１２ｂ、および第３部材１２ｃを含む。第１部材１２ａは、基台１１に設けられたガイドに案内されて、Ｚ方向に沿って移動可能（昇降可能）である。第２部材１２ｂは、第１部材１２ａに支持および案内されて、Ｙ方向に沿って移動可能である。第３部材１２ｃは、第２部材１２ｂに支持および案内されて、＋Ｘ方向および−Ｘ方向に移動可能である。アーム１２の先端部には、後述する保持部１３が取り付けられる。アーム１２は、＋Ｘ方向（−Ｘ方向）、Ｙ方向、およびＺ方向の所望の位置に、保持部１３を移動させる。

図２は、第１の実施形態のアーム１２、保持部１３、および制御部１７の一例を示す側面図である。保持部１３は、物品Ｍを保持可能なエンドエフェクタである。保持部１３の一例は、真空ポンプに連結された複数の吸盤１３ａと、吸盤１３ａの吸引動作を制御する電磁弁とを有する。保持部１３は、物品Ｍに接した吸盤１３ａが真空吸引されることで、物品Ｍを保持する（把持する）。なお、保持部１３は、吸引に限らず、物品Ｍを挟持することで物品を保持するものでもよい。

保持部１３は、アーム１２によってボックスパレット３に向けて移動され、ボックスパレット３に置かれた物品Ｍを保持する。また、保持部１３は、アーム１２によって移動されることで、保持した物品Ｍを第１コンベア１４まで運ぶ。保持部１３は、物品Ｍを第１コンベア１４に移動させた状態で、物品Ｍに対する保持を解除する。これにより、搬送装置１は、ボックスパレット３に置かれた物品Ｍを第１コンベア１４に移動させる。なお、保持部１３は、複数の物品Ｍを同時に保持可能でもよい。すなわち、保持部１３は、複数の物品Ｍを同時に保持し、ボックスパレット３から第１コンベア１４に複数の物品Ｍを一度に運んでもよい。

物品検出部１６は、例えば、画像を撮像するカメラである。物品検出部１６は、アーム１２のＺ方向側の面に設けられている。また、物品検出部１６は、保持部１３よりも＋Ｘ方向の範囲であって、保持部１３よりもＺ方向の範囲が撮像範囲となるように設置されている。これにより、物品検出部１６は、ボックスパレット３に積載された物品Ｍを撮像する。

第１コンベア１４は、−Ｘ方向において、ボックスパレット３と、投入コンベア（第３コンベア）４との間に位置する。第１コンベア１４は、基台１１に設けられて、アーム１２の少なくとも一部の下方に位置する。第１コンベア１４は、基台１１に接続されて、基台１１によって支持されている。

第１コンベア１４は、例えばベルトコンベアである。第１コンベア１４は、投入コンベア４に向けて配置されている。すなわち、第１コンベア１４は、投入コンベア４に向けて移動する搬送面（上面）１４ａを有する。第１コンベア１４は、アーム１２によって運ばれた物品Ｍを受け取り、その物品Ｍを−Ｘ方向に搬送する。−Ｘ方向は、「第１方向」の一例であり、「搬送方向」の一例である。第１コンベア１４は、Ｙ方向に並ぶ複数の物品Ｍを同時に搬送可能な幅を有してもよい。

本実施形態の第１コンベア１４は、Ｚ方向に沿って移動可能なリフトコンベアである。例えば、第１コンベア１４は、基台１１の第１支柱２１ａに接続されている。第１コンベア１４は、第１支柱２１ａに設けられたガイドに案内されて、Ｚ方向に沿って移動可能（昇降可能）である。例えば、第１コンベア１４は、ボックスパレット３における物品Ｍの積載高さ（アーム１２による物品Ｍの搬送高さ）に応じてＺ方向の所望の位置に移動される。Ｚ方向は、「第２方向」の一例である。Ｚ方向は、第１コンベア１４の搬送面１４ａに交差する方向（例えば略直交する方向）である。

第２コンベア１５は、−Ｘ方向において、第１コンベア１４と、投入コンベア４との間に位置する。第２コンベア１５は、基台１１に設けられ、アーム１２の少なくとも一部の下方に位置する。なお、第２コンベア１５は、アーム１２の下方を外れた位置に配置されてもよい。第２コンベア１５は、基台１１に接続されて、基台１１によって支持されている。

第２コンベア１５は、例えばベルトコンベアである。第２コンベア１５は、アーム１２の鉛直下方向に位置する。第２コンベア１５は、投入コンベア４に向けて配置されている。すなわち、第２コンベア１５は、投入コンベア４に向けて移動する搬送面（上面）１５ａを有する。本実施形態では、第１コンベア１４の下流側に、第２コンベア１５が位置する。そして、第２コンベア１５の下流側に、投入コンベア４が位置する。第２コンベア１５は、第１コンベア１４によって搬送された物品Ｍを第１コンベア１４から受け取り、その物品Ｍを−Ｘ方向に搬送する。第２コンベア１５は、Ｙ方向に並ぶ複数の物品Ｍを同時に搬送可能な幅を有してもよい。

本実施形態の第２コンベア１５は、Ｚ方向に沿って移動可能なリフトコンベアである。第２コンベア１５は、第１コンベア１４とは独立して、Ｚ方向に沿って移動可能である。例えば、第２コンベア１５は、基台１１の第２支柱２１ｂに接続されている。第２コンベア１５は、第２支柱２１ｂに設けられたガイドに案内されて、Ｚ方向に沿って移動可能（昇降可能）である。例えば、第２コンベア１５は、該第２コンベア１５の高さを第１コンベア１４の高さに合わせるようにＺ方向の所望の位置に移動される。また、第２コンベア１５は、該第２コンベア１５の高さを投入コンベア４の高さに合わせるようにＺ方向の所望の位置に移動される。

第２コンベア１５は、第１コンベア１４と略同じ高さに位置することで、第１コンベア１４から物品Ｍを受け取る。また、第２コンベア１５は、投入コンベア４と略同じ高さに位置することで、第２コンベア１５から投入コンベア４に物品Ｍを排出する。ここで、「第１コンベアと第２コンベアとが略同じ高さに位置する」とは、第１コンベアの搬送面（例えば上面）と、第２コンベアの搬送面（例えば上面）とが略同一の高さに位置することを意味する。また、「第２コンベアと投入コンベアとが略同じ高さに位置する」とは、第２コンベアの搬送面（例えば上面）と、投入コンベアの搬送面（例えば上面）とが略同一の高さに位置することを意味する。

なお、第１コンベア１４および第２コンベア１５の各々は、ベルトコンベアに限られない。第１コンベア１４および第２コンベア１５の各々は、能動的に回転される複数のローラによって形成されるローラコンベアでもよい。この場合、搬送面１４ａ，１５ａは、複数のローラの上端部の頂点を結ぶ仮想面を意味する。

実施形態の搬送装置１は、２台の第１コンベア１４および第２コンベア１５を備えるが、これに限定されず、１台のコンベアであってもよい。この場合、搬送装置１は、保持部１３により搬送された物品Ｍを１台のコンベアに載置し、１台のコンベアにより物品Ｍを投入コンベア４に排出する。

制御部（制御回路）１７は、搬送装置１の全体の動作を制御する。すなわち、制御部１７は、アーム１２、保持部１３、第１コンベア１４、および第２コンベア１５の各種動作を制御する。制御部１７は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)のようなプロセッサを含む回路基板（制御基板）２３の全部または一部によって実現される。例えば、制御部１７は、回路基板２３のメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵのようなプロセッサが実行することで実現されるソフトウェア機能部である。あるいは、制御部１７は、回路基板２３に実装されたＬＳＩ(Large Scale Integration)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、およびＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）のようなハードウェアによって実現されてもよい。

図３は、第１の実施形態の搬送装置１における機能の一例を示す構成図である。搬送装置１は、センサ部３１、第１コンベア駆動機構３２、および第２コンベア駆動機構３３を備える。

センサ部３１は、第１コンベア１４上の物品Ｍの有無、および第２コンベア１５上の物品Ｍの有無を検出する。詳しく述べると、センサ部３１は、センサ３６と、認識部３７とを有する。センサ３６は、例えば第１および第２のコンベア１４，１５を上方から撮影するカメラである。なお、センサ３６は、第１および第２のコンベア１４，１５のそれぞれに個別に設けられてもよい。また、センサ３６は、カメラ以外のセンサであってもよい。

認識部３７は、例えば回路基板２３の一部の回路によって形成される。例えば、認識部３７は、回路基板２３のメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵのようなプロセッサが実行することで実現されるソフトウェア機能部である。あるいは、認識部３７は、回路基板２３に実装されるＬＳＩ、ＡＳＩＣ、およびＦＰＧＡのようなハードウェアによって実現されてもよい。認識部３７は、センサ３６が取得したデータに基づき、第１コンベア１４上の物品Ｍの有無、および第２コンベア１５上の物品Ｍの有無を検出する。検出部３１は、該検出部３１の検出結果を制御部１７に送る。なお、認識部３７および制御部１７は、ひとつのチップ部品によって纏めて実現されてもよく、または２つ以上のチップ部品によって別々に実現されてもよい。また、認識部３７は、回路基板２３ではなく、センサ３６の一部としてセンサ３６の内部に設けられてもよい。

第１コンベア駆動機構３２は、基台１１に設けられ、第１コンベア１４をＺ方向に沿って移動させるモータおよびボールねじなどを含む。制御部１７は、第１コンベア駆動機構３２を制御することで、第１コンベア１４をＺ方向の所望の位置に移動させる。

第２コンベア駆動機構３３は、基台１１に設けられ、第２コンベア１５をＺ方向に沿って移動させるモータおよびボールねじなどを含む。制御部１７は、第２コンベア駆動機構３３を制御することで、第２コンベア１５をＺ方向の所望の位置に移動させる。

以下、実施形態の搬送装置１により、物品Ｍをボックスパレット３から投入コンベア４に搬送する手順について説明する。物品Ｍを搬送する手順は、搬送装置１の搬送モードによって異なる。

図４は、第１の実施形態の第１搬送モードの手順を説明する図である。搬送装置１は、図４（ａ）に示すように、保持部１３により保持した物品Ｍ１を第１コンベア１４上に搬送する。次に、搬送装置１は、図４（ｂ）に示すように、物品Ｍ１を保持部１３から解放することにより、第１コンベア１４上に物品Ｍを置く。次に搬送装置１は、図４（ｃ）に示すように、物品Ｍ１を第１コンベア１４から第２コンベア１５に搬送する。

次に、搬送装置１は、図４（ｄ）に示すように、アーム１２、第１コンベア１４、および第２コンベア１５を下降させる。搬送装置１は、第１コンベア１４を、物品検出部１６の撮像範囲よりも下方に位置させる。さらに、搬送装置１は、第２コンベア１５を、投入コンベア４と同じ高さに向けて下降させる。さらに、搬送装置１は、物品検出部１６を、次の搬送対象とする物品を撮影可能な位置まで下降させる。搬送装置１は、物品検出部１６の画角を一定に保ちながら、物品検出部１６を下降させる。このように、搬送装置１は、コンベア（１４、１５）により排出位置の高さで物品を鉛直方向に移動させ、この移動の間に、物品検出部１６が次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置へのアーム１２の移動を開始させる。

次の搬送対象とする物品を撮影可能な位置は、検出可能位置に相当する。検出可能位置は、例えば、物品Ｍが検出された時の物品検出部１６の撮影位置である。検出可能位置は、物品Ｍが検出された時の物品検出部１６の撮影位置よりも所定量だけ下方の位置であってもよい。さらに、検出可能位置は、次の搬送対象とする物品を探索しながら、決定してもよい。次の搬送対象とする物品を探索するとは、物品検出部１６による検出結果に基づいて、例えば、ボックスパレット３に積載された物品Ｍのうち最も高い物品Ｍ２が検出された位置を判定することである。

次に、搬送装置１は、図４（ｅ）に示すように、第２コンベア１５を投入コンベア４と同じ高さまで下降させる。次に搬送装置１は、物品Ｍ１を第２コンベア１５から投入コンベア４に排出する。搬送装置１は、保持部１３および第１コンベア１４を、次の物品Ｍ２が載せられる位置まで移動させる。次の物品Ｍ２が載せられる位置とは、例えば、次の物品Ｍ２の底面と同じ高さである。

図５は、第１の実施形態の第２搬送モードの手順を説明する図である。搬送装置１は、図５（ａ）に示すように、保持部１３により保持した物品Ｍ１を第１コンベア１４上に搬送する。次に、搬送装置１は、図５（ｂ）に示すように、物品Ｍ１を保持部１３から解放することにより、第１コンベア１４上に物品Ｍを置く。次に搬送装置１は、図５（ｃ）に示すように、物品Ｍ１を第１コンベア１４から第２コンベア１５に搬送する。このとき、搬送装置１は、第２コンベア１５上の物品Ｍ１と物品検出部１６とが衝突しないように、アーム１２または第２コンベア１５の移動を制御してもよい。搬送装置１は、アーム１２の下降を禁止して第２コンベア１５を下降させてもよく、アーム１２の下降速度を第２コンベア１５の下降速度よりも遅くしてもよい。

次に、搬送装置１は、図５（ｄ）に示すように、アーム１２、第１コンベア１４、および第２コンベア１５を下降させる。搬送装置１は、第１コンベア１４を、物品検出部１６の撮像範囲よりも下方に位置させる。さらに、搬送装置１は、第２コンベア１５を、投入コンベア４よりも低い位置まで下降させる。搬送装置１は、物品検出部１６を、検出可能位置まで下降させる。これにより、物品検出部１６は、物品Ｍ２の位置を検出することができる。搬送装置１は、物品Ｍ２の位置を検出したことに応じて、物品Ｍ２を保持するため、保持部１３を＋Ｘ方向に伸長させる動作を開始してもよい。このように、搬送装置１は、コンベア（１４、１５）により排出位置で物品を鉛直方向に移動させ、この移動の間に、物品検出部１６が次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置へのアーム１２の移動を開始させる。

次に、搬送装置１は、図５（ｅ）に示すように、第２コンベア１５を、投入コンベア４と同じ高さまで上昇させる。このとき、搬送装置１は、物品検出部１６を、第２コンベア１５上の物品Ｍと衝突しない位置まで上昇させる。搬送装置１は、物品Ｍ２の位置に基づいて、保持部１３を＋Ｘ方向に伸長させる。

搬送装置１は、図５（ｆ）に示すように、物品Ｍ１を第２コンベア１５から投入コンベア４に排出させる。その後、搬送装置１は、物品Ｍ２を保持するため、保持部１３を＋Ｘ方向に伸長させると共に保持部１３の高さを物品Ｍ２の高さまで下降させる。また、搬送装置１は、第１コンベア１４を、物品Ｍ２が載せられる高さまで移動させる。

図６は、第１の実施形態の第３搬送モードの手順を説明する図である。搬送装置１は、図６（ａ）に示すように、保持部１３により保持した物品Ｍ１を第１コンベア１４上に搬送する。次に、搬送装置１は、図６（ｂ）に示すように、物品Ｍ１を保持部１３から解放することにより、第１コンベア１４上に物品Ｍを置く。次に搬送装置１は、図６（ｃ）に示すように、物品Ｍ１を第１コンベア１４から第２コンベア１５に搬送する。

次に搬送装置１は、図６（ｄ）に示すように、物品検出部１６を下降させずに、第１コンベア１４および第２コンベア１５を下降させる。次に搬送装置１は、図６（ｅ）に示すように、第２コンベア１５および第１コンベア１４を、投入コンベア４と同じ高さまで下降させる。次に搬送装置１は、図６（ｆ）に示すように、第２コンベア１５から投入コンベア４に物品Ｍを排出する。次に搬送装置１は、図６（ｇ）に示すように、検出可能位置に向けて物品検出部１６を下降させる。

図７は、第１の実施形態の搬送装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図７に示した搬送装置１の動作は、搬送装置１が起動してからボックスパレット３から取り出す物品Ｍが無くなるまで実行される。

まず、搬送装置１は、アーム１２を初期位置から下降させる（ステップＳ１００）。初期位置は、例えば、搬送装置１により搬送可能な物品Ｍの上限高さに基づいて設定されている。次に搬送装置１は、物品Ｍを検出したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。搬送装置１は、物品Ｍを検出できない場合、処理を終了する。

搬送装置１は、物品Ｍを検出した場合、物品Ｍを、搬送対象として検出された物品として、保持部１３により把持させる（ステップＳ１０４）。なお、搬送装置１は、複数の物品Ｍが検出された場合、把持対象の物品Ｍを決定する。搬送装置１は、例えば、複数の物品Ｍのうち天面の最も高い天面の物品Ｍを把持対象の物品Ｍとして決定する。次に搬送装置１は、保持部１３から第１コンベア１４に物品Ｍを載置させ、第１コンベア１４から第２コンベア１５へ物品Ｍの搬送を開始させる（ステップＳ１０６）。次に搬送装置１は、第１コンベア１４から第２コンベア１５に物品Ｍを搬送させ、物品Ｍが第２コンベア１５に搬送されたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

搬送装置１は、物品Ｍが第２コンベア１５に搬送された場合に、次に物品Ｍを検出可能な物品検出部１６の位置（検出可能位置）が、投入コンベア４の高さ位置ＭＣＰと、物品Ｍの最大高さＭＰｍａｘと、所定値Ｈｐｒｅとを加算した高さよりも高いか否かを判定する（ステップＳ１１０）。投入コンベア４の高さ位置ＭＣＰと、物品Ｍの最大高さＭＰｍａｘと、所定値Ｈｐｒｅとを加算した高さを、以下、「基準位置」と記載する。検出可能位置は、物品検出部１６により物品Ｍの位置が検出可能な高さに相当する。投入コンベア４の高さ位置ＭＣＰは、物品Ｍを投入コンベア４に排出する排出位置に相当する。所定値は、物品検出部１６が検出可能位置に移動した場合に、第２コンベア１５上の物品Ｍに衝突させないための余裕値である。

搬送装置１は、物品Ｍが第２コンベア１５に搬送された場合に、検出可能位置が、基準位置よりも高い場合、第１搬送モードで物品Ｍを搬送させる（ステップＳ１１２）。すなわち、搬送装置１は、図４（ｄ）および（ｅ）に示すように、物品検出部１６を検出可能位置まで移動させながら、物品Ｍを第２コンベア１５から投入コンベア４に排出させる。

搬送装置１は、検出可能位置が、基準位置以下である場合、第２コンベア１５上の物品Ｍの高さを検出する（ステップＳ１１４）。次に搬送装置１は、第２搬送モードにより物品Ｍを排出する時間（第２搬送モードの排出時間）、および第３搬送モードにより物品Ｍを排出する時間（第３搬送モードの排出時間）を算出する（ステップＳ１１６）。

第２搬送モードは、検出可能位置から、検出した第２コンベア１５上の物品Ｍの高さだけ下降した位置まで、第２コンベア１５を下降させ、次の物品Ｍを検出した後、第２コンベア１５を投入コンベア４の高さと同じ高さまで上昇させる必要がある（図５（ｄ）、（ｅ）、および（ｆ））。搬送装置１は、このようなＺ方向の移動時間を算出する。また、第２搬送モードは、次の物品Ｍを検出した後、Ｘ方向にアーム１２を伸長させることができる（図５（ｅ）および（ｆ））。このため、搬送装置１は、Ｚ方向におけるアーム１２の移動時間から、Ｘ方向におけるアーム１２の移動時間を差し引いた時間を、第２搬送モードにより物品Ｍを排出する時間として算出する。

搬送装置１は、第３搬送モードにより物品Ｍを排出する時間を算出する。第３搬送モードにより物品Ｍを排出する時間は、第２コンベア１５を、投入コンベア４の高さと同じ高さまで移動させ、物品Ｍを投入コンベア４に排出するまでの時間である（図６（ｄ）および（ｅ））。

次に搬送装置１は、第２搬送モードの排出時間が第３搬送モードの排出時間よりも短いか否かを判定する（ステップＳ１１８）。搬送装置１は、第２搬送モードの排出時間が第３搬送モードの排出時間よりも短い場合、第２搬送モードにより、次の物品Ｍを検出させると共に物品Ｍを排出させる（ステップＳ１２０）。搬送装置１は、第２搬送モードの排出時間が第３搬送モードの排出時間以上である場合、第３搬送モードにより、次の物品Ｍを検出させると共に物品Ｍを排出させる（ステップＳ１２２）。

以上説明した実施形態の搬送装置１によれば、コンベアにより物品を搬送している期間において、物品Ｍの位置が検出可能な高さに物品検出部１６を移動させながら、コンベアの鉛直方向における位置を制御するので、物品Ｍを排出した後に物品Ｍの位置を検出する動作よりも、物品Ｍの搬送時間を短縮することができる。

搬送装置１は、コンベア上の物品の天面を、アーム１２または物品検出部１６の鉛直方向における位置よりも下に制御するので、コンベアにより物品Ｍを搬送している期間においてコンベアおよび物品検出部１６の鉛直方向の位置を移動させても、コンベアとアーム１２または物品検出部１６とが衝突することを抑制することができる。

搬送装置１は、検出可能位置が、基準位置よりも高い場合に、物品検出部１６を検出可能位置に向けて下降させながら、コンベアを排出位置まで下降させて物品Ｍを排出させる（第１搬送モード）。これにより、搬送装置１によれば、物品検出部１６を検出可能位置に移動させてもコンベア上の物品Ｍと衝突しないことを判定して、物品検出部１６およびコンベアの位置を制御することができる。

搬送装置１は、検出可能位置が基準位置よりも低い場合に、物品検出部１６を検出可能位置に向けて下降させながら、コンベアを排出位置よりも低い位置まで下降させ、物品検出部１６により物品Ｍの位置を検出した場合に、コンベアを排出位置まで上昇させて物品を排出させる（第２搬送モード）。これにより、搬送装置１によれば、物品検出部１６が物品Ｍと衝突する可能性がある場合であっても、コンベアの位置を排出位置よりも下まで移動させることで、物品検出部１６が物品Ｍに衝突することを抑制することができる。

搬送装置１は、第２搬送モードの排出時間が第３搬送モードの排出時間よりも短い場合に、第２搬送モードにより物品Ｍを排出する。これにより、搬送装置１によれば、第３搬送モードよりも短時間で物品Ｍを排出することができる。搬送装置１は、第３搬送モードの排出時間が第２搬送モードの排出時間よりも短い場合に、第３搬送モードにより物品Ｍを排出する。これにより、搬送装置１によれば、第２搬送モードよりも短時間で物品Ｍを排出することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の搬送装置１は、物品検出部１６の鉛直方向における位置を第１位置と第２位置との間で切り替え可能である点で、第１の実施形態の搬送装置１とは異なる。以下、この相違点を中心に説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同じ部分については同一符号を付することでその詳細な説明を省略する。

図８は、第２の実施形態の物品検出部１６Ａの一例を示す側面図である。物品検出部１６Ａは、鉛直方向における位置を第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で切り替え可能である。第１位置Ｐ１は、第２位置Ｐ２よりも鉛直下方向の位置である。

搬送装置１は、例えば、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に物品検出部１６Ａの筐体を移動させる移動機構と、駆動力を発生する駆動機構とを備える。搬送装置１は、制御部１７の制御に従って駆動機構を制御することで、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に切り替えられる。制御部１７は、物品検出部１６Ａにより物品Ｍを検出させる場合に、物品検出部１６Ａの位置を第１位置Ｐ１に切り替える。制御部１７は、第２コンベア１５により物品Ｍを投入コンベア４に排出させる場合に、物品検出部１６Ａの位置を第２位置Ｐ２に切り替える。

図９は、第２の実施形態の第４搬送モードの手順を説明する図である。以下、図９（ａ）に示すように、物品Ｍが第１コンベア１４から第２コンベア１５に搬送された場合において、物品検出部１６Ａにより物品Ｍを撮像している状態から説明する。

搬送装置１は、図９（ａ）に示すように、アーム１２、第１コンベア１４および第２コンベア１５を下降させる。搬送装置１は、第１コンベア１４を、物品検出部１６の撮像範囲よりも下方に位置させる。また、搬送装置１は、物品検出部１６Ａを、検出可能位置まで下降させる。このように、搬送装置１は、コンベア（１４、１５）により排出位置で鉛直方向に移動させ、この移動の間に、物品検出部１６が次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置へのアーム１２の移動を開始させる。

次に搬送装置１は、図９（ｂ）に示すように、物品検出部１６Ａを第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に切り替える。搬送装置１は、保持部１３を＋Ｘ方向に伸長させる。搬送装置１は、第１コンベア１４を、物品Ｍ２が載せられる高さまで移動させる。また、搬送装置１は、第２コンベア１５を、投入コンベア４と同じ高さまで上昇させる。

次に搬送装置１は、図９（ｃ）に示すように、物品Ｍ１を、第２コンベア１５から投入コンベア４に排出させる。その後、搬送装置１は、図９（ｄ）に示すように、物品Ｍ２を保持するため、保持部１３を＋Ｘ方向に伸長させると共に保持部１３の高さを物品Ｍ２の高さまで下降させる。

図１０は、第２の実施形態の搬送装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示した搬送装置１の動作は、搬送装置１が起動してからボックスパレット３から取り出す物品Ｍが無くなるまで実行される。

搬送装置１は、ステップＳ２００からステップＳ２１４まで、第１の実施形態のステップＳ１００からステップＳ１１４までの動作と同様に動作する。次に搬送装置１は、ステップＳ２１４において検出した第２コンベア１５上の物品Ｍの高さに基づいて、投入コンベア４の高さ位置から第２コンベア１５の下降量を算出する（ステップＳ２１６）。第２コンベア１５の下降量は、例えば、投入コンベア４の高さ位置と、検出可能位置から第２コンベア１５上の物品Ｍの高さだけ下降させた位置との距離である。次に搬送装置１は、算出した第２コンベア１５の下降量が、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１を差し引いた距離Ｄよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２１８）

搬送装置１は、第２コンベア１５の下降量が距離Ｄよりも小さい場合、第４搬送モードにより、次の物品Ｍを検出させると共に物品Ｍを排出させる（ステップＳ２２０）。搬送装置１は、第２コンベア１５の下降量が距離Ｄ以上である場合、第３搬送モードにより、次の物品Ｍを検出させると共に物品Ｍを排出させる（ステップＳ２２０）。

図１１は、第２の実施形態の搬送装置１の他の動作を示すフローチャートである。図１１に示した搬送装置１の動作は、ステップＳ２１８において第２コンベア１５の下降量が距離Ｄ以上であると判定した場合、第２搬送モードの排出時間が第３搬送モードの排出時間よりも長いか否かを判定する（ステップＳ２２４）。搬送装置１は、第２搬送モードの排出時間が第３搬送モードの排出時間よりも短い場合、第２搬送モードにより、次の物品Ｍを検出させると共に物品Ｍを排出させる（ステップＳ２２６）。搬送装置１は、第２搬送モードの排出時間が第３搬送モードの排出時間以上である場合、第３搬送モードにより、次の物品Ｍを検出させると共に物品Ｍを排出させる（ステップＳ２２２）。

第２の実施形態の搬送装置１は、検出可能位置が基準位置よりも低い場合において、検出可能位置と基準位置との差が、第１位置Ｐ１と前記第２位置Ｐ２との差よりも小さい場合に、物品検出部１６Ａの位置を第２位置Ｐ２に切り替えた状態において、コンベアにより物品Ｍを排出させる。これにより、搬送装置１によれば、コンベアを動作させる時間を省くことができ、物品Ｍの搬送時間を短縮することができる。

また、搬送装置１によれば、検出可能位置と基準位置との差が、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との差よりも小さくない場合に、第３搬送モードにより物品Ｍを排出するので、第２コンベア１５上の物品Ｍが物品検出部１６に衝突することを抑制することができる。

（変形例）
図１２は、変形例の物品検出部１６Ｂを示す図である。変形例の物品検出部１６Ｂは、第２部材１２ｂの上面（−Ｚ側の面）に取り付けられている。物品検出部１６Ｂは、物品検出部１６Ｂの鉛直方向位置よりも下方を撮像する画角に設定されている。物品検出部１６Ｂは、アーム１２が鉛直方向に移動されることで、鉛直方向に移動される。これにより、物品検出部１６Ｂは、撮像範囲内の物品Ｍを撮像することで、物品Ｍの位置を検出することができる。搬送装置１は、コンベアにより物品を搬送している期間において、物品Ｍの位置が検出可能な高さに物品検出部１６Ｂを移動させながら、コンベアの鉛直方向における位置を制御するので、物品Ｍを排出した後に物品Ｍの位置を検出する動作よりも、物品Ｍの搬送時間を短縮することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、物品の位置を検出する物品検出部１６と、物品を保持する保持部１３と、保持部１３および物品検出部１６を移動させるアーム１２と、アーム１２の鉛直方向下方に位置し、保持部１３により保持される物品が載せられ、この物品を排出する排出位置で鉛直方向と交差する方向に搬送するコンベア（１４，１５）と、コンベアを排出位置まで鉛直方向に移動させ、この移動の間に、物品検出部１６が次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置へのアーム１２の移動を開始させる制御部１７と、持つことにより、物品の搬送時間を短縮することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態において、「アーム」とは、保持部１３を所望の位置に移動させる部材を広く意味し、必ずしも棒状の部材に限られない。アーム１２は、保持部１３を移動させる「駆動部」または「移動機構」と称されてもよい。「アームによって運ばれた物品」とは、アームに取り付けられた保持部によって保持されることで運ばれる物品を含む。「把持」とは、「物品を持つ」という広い意味で用いられるものであり、「握り持つ」のような意味に限定されるものではない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…搬送装置、３…ボックスパレット、４…投入コンベア、１２…アーム、１３…保持部、１４…第１コンベア、１５…第２コンベア、１６、１６Ａ、１６Ｂ…物品検出部、１７…制御部、３１…センサ部、３２…第１コンベア駆動機構、３３…第２コンベア駆動機構、３７…認識部

Claims (10)

1. 物品の位置を検出する検出部と、
   前記検出部により搬送対象と検出された物品を保持する保持部と、
   前記保持部および前記検出部を移動させるアームと、
   前記アームの鉛直方向下方に位置し、前記保持部により保持される物品が載せられ、この物品を排出する排出位置で鉛直方向と交差する方向に搬送するコンベアと、
   前記コンベアを前記排出位置まで鉛直方向に移動させ、この移動の間に、前記検出部が次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置への前記アームの移動を開始させる制御部と、
   を備える、搬送装置。
2. 前記制御部は、前記検出可能位置が、前記排出位置に前記コンベア上の物品の高さを加算した高さである基準位置よりも高い場合に、前記アームを前記検出可能位置に向けて下降させながら、前記コンベアを前記排出位置まで下降させる、
   請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記制御部は、前記検出可能位置が、前記排出位置に前記コンベア上の物品の高さを加算した高さである基準位置よりも低い場合に、前記アームを前記検出可能位置に向けて下降させながら、前記コンベアを前記排出位置よりも低い位置まで下降させ、前記検出部により次の搬送対象とする物品の位置を検出した場合に、前記コンベアを前記排出位置まで上昇させる、
   請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 前記制御部は、
   前記コンベアを前記排出位置よりも低い位置まで移動させた後に前記コンベアを前記排出位置まで移動させるまでの第１時間と、前記アームを前記検出可能位置に向けて移動させずに前記コンベアを前記排出位置まで移動させて前記コンベア上の物品を排出させた後に前記アームを前記検出可能位置まで移動させるまでの第２時間とを比較し、
   前記第１時間が前記第２時間よりも長い場合に、前記アームを前記検出可能位置に向けて移動させずに前記コンベアを前記排出位置まで移動させて前記コンベア上の物品を排出させた後に前記アームを前記検出可能位置まで移動させる、
   請求項３に記載の搬送装置。
5. 前記検出部は、前記アームに設置され、前記アームの鉛直方向における下に位置する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 前記検出部は、次の搬送対象とする物品の位置が検出可能な鉛直方向における第１位置と、鉛直方向において前記第１位置よりも高い第２位置との間で位置が切替可能であり、
   前記制御部は、前記検出可能位置が前記排出位置に前記コンベア上の前記物品の高さを加算した高さである基準位置よりも低い場合において、前記検出可能位置と前記基準位置との差が前記第１位置と前記第２位置との差よりも小さい場合に、前記検出部の位置を前記第２位置に切り替え、前記アームを前記検出可能位置に向けて移動させながら前記コンベアを前記排出位置まで移動させる、
   請求項５に記載の搬送装置。
7. 前記制御部は、前記検出可能位置が前記排出位置に前記コンベア上の前記物品の高さを加算した高さである基準位置よりも低い場合において、前記検出可能位置と前記基準位置との差が前記第１位置と前記第２位置との差よりも小さくない場合に、前記アームを前記検出可能位置に向けて移動させずに前記コンベアを前記排出位置まで移動させて前記コンベア上の物品を排出させた後に前記アームを前記検出可能位置まで移動させる、
   請求項６に記載の搬送装置。
8. 前記コンベアは、
   前記保持部により保持される物品が載せられ、この物品を鉛直方向と交差する方向に搬送する第１コンベアと、
   前記第１コンベアから搬送される物品を受け取り、この物品を排出する排出位置で鉛直方向と交差する方向に搬送する第２コンベアと、
   を備え、
   前記制御部は、前記第２コンベアを前記排出位置まで移動させて前記第２コンベア上の物品を排出させるとともに、前記第１コンベアを次の搬送対象とする物品が載せられる位置まで移動させる請求項１に記載の搬送装置。
9. 物品の位置を検出し、
   搬送対象と検出された物品を保持部により保持し、
   前記保持部をアームにより移動させて、前記物品をコンベアに載せ、
   前記物品を排出する排出位置まで前記コンベアを鉛直方向に移動し、
   前記コンベアを前記排出位置まで鉛直方向に移動している間に、次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置への前記アームの移動を開始し、
   前記コンベアにより、前記コンベア上の物品を前記排出位置で鉛直方向と交差する方向に搬送する、
   搬送方法。
10. コンピュータの制御により、
    物品の位置を検出させ、
    搬送対象と検出された物品を保持部により保持させ、
    前記保持部をアームにより移動させて、前記物品をコンベアに載せ、
    前記物品を排出する排出位置まで前記コンベアを鉛直方向に移動させ、
    前記コンベアを前記排出位置まで鉛直方向に移動させている間に、次の搬送対象とする物品を検出可能な高さである検出可能位置への前記アームの移動を開始させ、
    前記コンベアにより、前記コンベア上の物品を前記排出位置で鉛直方向と交差する方向に搬送させる、
    プログラム。

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