JP7086380B2 - 物品移載装置及び荷取位置検出装置 - Google Patents
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この構成によれば、隣合う2つの撮像エリアは一部重複するので、最上段の1つの物品が一方の撮像エリアに一部のみ撮像されても、一部重複するその隣の他方の撮像エリアには全体が撮像される頻度が増す。例えば一部重複しない撮像エリアでは、物品が2つの撮像エリアに跨って撮像されることに起因して物品の位置及び向きを検出不能な頻度が増す。これに対して、隣合うもの同士で一部重複する撮像エリアなので、隣同士の2つの撮像エリアのうち一方の撮像エリアには物品が全て撮像される。
上記物品移載装置では、前記高さ検出部は、前記荷役エリアを複数の検出エリアに分けてスキャンし、複数の前記検出エリアのうち最上段の物品を検出した検出エリアに対応する撮像位置へ前記撮像部を移動させることが好ましい。
(1)物品移載装置10は、複数の物品Cが段積みされてなる物品群CGを含む荷役エリアSAを、段積方向Zと交差する交差方向に出射するレーザ光によって段積方向Zにスキャンして物品群CGのうち最上段の物品C1の高さ位置を検出する高さ検出装置20を備える。また、物品移載装置10は、物品Cを吸着により把持可能な吸着ヘッド34(把持部の一例)を有するアーム33を備えたロボット30と、吸着ヘッド34に設けられたカメラ45とを備える。カメラコントローラ53(位置検出部の一例)は、物品群CGにおける高さ検出装置20により検出された高さ位置の部分に焦点の合う撮像位置にロボット30の位置制御により配置されたカメラ45(撮像部の一例)が物品群CGの上面の一部を撮像した画像に基づき、最上段の物品C1の水平方向における位置を検出する。ロボット30は、カメラコントローラ53が検出した最上段の物品C1を荷取りする。よって、高さ検出装置20は、荷役エリアSAをその側方からレーザ光を照射して段積方向Zにスキャンすることで最上段の物品C1を検出する構成のため、物品移載装置10の高さ方向Zにおける設置スペースを短くできる。このため、天井の低い工場でも物品移載装置10を設置できるうえ、レーザスキャナ22のメンテナンス作業が高所作業の必要もなく簡単に済む。また、ロボット30の吸着ヘッド34に設けられたカメラ45は、物品群CGにおける検出された高さ位置の部分に焦点の合う第n撮像位置にロボット30により位置制御される。このため、カメラ45を撮像位置に移動させる際にアーム33又は吸着ヘッド34が物品群CGに衝突することを低減できる。また、カメラ45が撮像した物品群CGの上面の一部の画像を基に最上段の物品C1の交差方向における位置を検出できるので、吸着ヘッド34は最上段の物品C1を荷取りできる。
・図10に示すように、検出エリアDAを複数に分割した分割検出エリアDA1~DA7毎に最上段の物品C1の有無を判定してもよい。例えば、図10に示すように、検出エリアDAを、検出部23から出射されるレーザ光LZを水平面(X-Y平面)内で走査する広がり角を複数分割することで複数の分割検出エリアDA1~DA7に分割する。レーザスキャナ22は、複数の分割検出エリアDA1~DA7毎に最上段の物品C1の有無を検出する。この場合、ロボットコントローラ52は、最上段の物品C1が検出されると、その物品C1の属する分割検出エリアDAkに対応する撮像位置へカメラ45を移動させる。このため、カメラ45が早期に最上段の物品C1を撮像できる。例えば、図9のフローチャートのステップS13において、n=1のときの第n撮像位置は、高さ検出装置20が検出した最上段の物品C1が属する分割検出エリアDAkの少なくとも一部を撮像可能な撮像位置となる。つまり、ロボットコントローラ52は、レーザスキャナ22が最上段の物品C1を検出した際の分割検出エリアDAkの少なくとも一部を撮像可能な撮像位置にカメラ45を移動させ、カメラ45に1番目の撮像エリアPA1を撮像させる。このように高さ検出装置20は、検出エリアDAを交差方向に複数分割した分割検出エリアDA1~DA7毎に最上段の物品C1を検出することで高さ位置を検出する。そして、ロボット30は、高さ検出装置20が検出した最上段の物品C1が属する分割検出エリアDAkを撮像可能な撮像位置へカメラ45を移動させる。よって、最上段の物品C1が検出されるまで、カメラ45の撮像エリアPAを順番に移動させる前記実施形態の構成に比べ、カメラ45を早期に最上段の物品C1を撮像可能な撮像位置へ移動させ、撮像した画像を基に最上段の物品C1を早期に検出することができる。この結果、荷取作業のサイクルタイムを前記実施形態よりも短くし、移載作業の作業効率を高めることができる。
・前記実施形態では、物品群CGに対して1段ごとに最上段の物品C1の高さ位置を検出したが、最初にレーザスキャナ22で最上段の物品C1の高さ位置を検出した後、それ以降の下段におけるレーザスキャナ22による高さ位置の検出は行わなくてもよい。最初に最上段の物品C1の高さ位置が分かれば、その後は、カメラ45の撮像画像を基に最上段の物品C1の有無は判定可能なうえ、物品Cのサイズ等の荷役情報を基に1段分の高さが既知なので、次の段(1段分下段)の物品に焦点の合う撮像位置は算出可能である。
・把持部は、吸着ヘッド34に限らず、ハンドでもよい。ハンドは、固定ガイドと、固定ガイドに対して接近及び離間可能な可動ガイドとを備え、可動ガイドと固定ガイドとの間に物品を挟持することで物品を把持する。なお、ハンドは、複数のガイドで挟持した物品をその下側から受ける保持レバーを備えてもよい。また、ハンドは、複数の可動ガイドを有する構成でもよい。また、ハンドは3つ以上の複数のガイドを備えたものでもよい。
・荷役対象物CBは、ペットボトル等の容器よりなる物品を複数段積載するバルクでもよい。例えば、ロボット30が1段単位で容器群を吸着可能な吸着ヘッドを有し、ロボット30が吸着ヘッドにより1段ずつバルクよりなる容器群を段ばらしする移載作業を行う移載装置でもよい。
・物品群CGは、パレットP以外のものに載置されてもよい。物品群は例えばシート又はコンベヤ(例えばベルトコンベヤ)上に載置されてもよい。
Claims (5)
- 複数の物品が段積みされてなる物品群を含む荷役エリアを、段積方向と交差する交差方向に出射するレーザ光によって前記段積方向にスキャンして前記物品群のうち最上段の物品の高さ位置を検出する高さ検出部と、
前記物品を吸着又は挟持により把持可能な把持部を有するアームを備えたロボットと、
前記ロボットの前記把持部又は前記アームに設けられた撮像部と、
前記物品群における前記高さ検出部により検出された前記高さ位置の部分に少なくとも焦点の合う撮像位置に前記ロボットにより位置制御された前記撮像部が前記物品群の上面の一部を撮像した画像に基づき、最上段の物品の前記段積方向と交差する面内における位置を検出する位置検出部と、を備え、
前記高さ検出部は、前記荷役エリアを前記段積方向と交差する面内で複数分割した検出エリア毎に前記最上段の前記物品を検出することで前記高さ位置を検出し、
前記ロボットは、前記高さ検出部が前記最上段の前記物品を検出した前記検出エリアを撮像可能な前記撮像位置へ前記撮像部を移動させることによって、前記位置検出部に前記最上段の前記物品の前記面内における位置を検出させるとともに、前記位置検出部が検出した位置にある前記最上段の前記物品を荷取りすることを特徴とする物品移載装置。 - 前記ロボットに位置制御された前記撮像部は、少なくとも前記位置検出部が前記最上段の物品を検出するまでは、前記物品群の上面における前記交差方向に位置の異なる複数の撮像エリアを撮像し、
前記位置検出部は、前記撮像部が撮像した画像を基に最上段の前記物品の位置及び角度を検出し、
前記ロボットは、前記位置検出部が検出した前記位置にある最上段の前記物品を、前記位置検出部が検出した前記角度に前記把持部の角度を合わせて荷取りすることを特徴とする請求項1に記載の物品移載装置。 - 複数の前記撮像エリアのうち前記交差方向に隣合う2つは、一部重複することを特徴とする請求項2に記載の物品移載装置。
- 前記位置検出部は、前記画像に基づき物品を検出した場合、前記物品の前記画像上の面積を求め、当該面積が閾値よりも大きい物品を前記ロボットが荷取対象とするべき最上段の物品とすることを特徴とする請求項2又は3に記載の物品移載装置。
- 物品が段積みされてなる物品群を含む荷役エリアを、段積方向と交差する交差方向に出射するレーザ光によって前記段積方向にスキャンして前記物品群のうち最上段の物品の高さ位置を検出する高さ検出部と、
前記物品を吸着又は挟持により把持可能な把持部を有するアームを備えたロボットの前記アーム又は前記把持部に設けられた撮像部と、
前記物品群における前記高さ検出部により検出された前記高さ位置の部分に少なくとも焦点の合う撮像位置に前記ロボットにより位置制御された前記撮像部が、前記物品群の上面の一部を撮像した画像を基に前記ロボットが荷取対象とする最上段の物品の前記段積方向と交差する面内における位置を検出する位置検出部と、を備え、
前記高さ検出部は、前記荷役エリアを前記段積方向と交差する面内で複数分割した検出エリア毎に前記最上段の前記物品を検出することで前記高さ位置を検出し、
前記撮像部は、前記ロボットにより位置制御されることによって、前記高さ検出部が前記最上段の前記物品を検出した前記検出エリアを撮像可能な前記撮像位置へ移動することを特徴とする荷取位置検出装置。
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