特許 5933270 姿勢検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5933270

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月8日

(54)【発明の名称】姿勢検知装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20160526BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 F

【請求項の数】13

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2012-5396(P2012-5396)

(22)【出願日】2012年1月13日

(65)【公開番号】特開2013-145167(P2013-145167A)

(43)【公開日】2013年7月25日

【審査請求日】2015年1月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000147833

【氏名又は名称】株式会社イシダ

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】藤谷 有吾

【審査官】 岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１０９４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２６２４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６２４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０６１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００８５１２０６（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視において長辺と短辺とを有する矩形である物品の平面姿勢を、搬送しながら検知する姿勢検知装置であって、
前記物品を搬送面により下方から支えて搬送する搬送部と、
前記搬送部上を通過する前記物品を検出する第１から第ｎ（ｎは４以上の整数）のセンサと、
前記第１から第ｎのセンサが検出する前記物品の有無の時系列データに基づいて、平面視における前記物品の直線部を検出し、前記直線部と所定の基準線とがなす第１角度を演算する角度演算部と、
平面視において、前記物品の図心を通り前記搬送部の搬送方向に沿って延びる直線で前記物品を仮想的に分割した時に、前記搬送方向に対して右側に形成される右側多角形と、前記搬送方向に対して左側に形成される左側多角形との、いずれの多角形の図心が前記搬送方向に対して前方もしくは後方にあるかを前記時系列データに基づいて演算する図心演算部と、
前記角度演算部及び前記図心演算部の演算結果に基づいて、前記物品の前記平面姿勢を演算する第１姿勢演算部と、
を備える姿勢検知装置。

【請求項2】

前記第１姿勢演算部は、平面視における前記所定の基準線と前記物品の前記長辺又は前記短辺とのなす第２角度を前記物品の前記平面姿勢として演算する、
請求項１に記載の姿勢検知装置。

【請求項3】

長さ演算部と、第２姿勢演算部と、演算方法選択部と、をさらに備え、
前記長さ演算部は、平面視における前記物品の対辺間の距離を前記時系列データと前記第１角度に基づいて演算し、又は、平面視における前記物品の前記搬送方向の長さを前記時系列データに基づいて演算し、
前記第２姿勢演算部は、前記角度演算部及び前記長さ演算部の演算結果に基づいて、平面視における前記所定の基準線と前記物品の前記長辺又は前記短辺とのなす前記第２角度を、前記物品の前記平面姿勢として演算し、
前記演算方法選択部は、前記第１角度の値に応じて、前記第１姿勢演算部と、前記第２姿勢演算部とのいずれにより前記平面姿勢を演算するかを選択する、
請求項２に記載の姿勢検知装置。

【請求項4】

前記所定の基準線は前記搬送部の前記搬送方向と垂直又は平行な直線である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の姿勢検知装置。

【請求項5】

前記所定の基準線は前記搬送部の搬送方向と垂直又は平行な直線であり、
前記演算方法選択部は、前記第１角度が、２０°以上７０°以下、もしくは、−７０°以上−２０°以下の場合に、前記第１姿勢演算部を選択し、それ以外の場合には、前記第２姿勢演算部を選択する、
請求項３に記載の姿勢検知装置。

【請求項6】

前記角度演算部は、第１から第ｍ（ｍは２以上４以下の整数）の前記直線部を検出し、前記第１から第ｍの前記直線部のそれぞれと前記所定の基準線とがなす第１から第ｍの暫定角度を算出し、平面視における前記第１から第ｍの前記直線部の位置関係、および／又は、前記第１から第ｍの前記暫定角度の値に基づいて、１又は複数の前記暫定角度を選択し、前記第１角度として演算する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の姿勢検知装置。

【請求項7】

姿勢決定部をさらに備え、
前記角度演算部は、複数の前記直線部を検出し、前記第１角度を複数演算し、
前記姿勢決定部は、前記平面姿勢が複数演算された場合に、前記平面姿勢の演算に用いた前記第１角度および／又は前記角度演算部により前記第１角度を演算した際の前記直線部の前記搬送方向に対する位置関係に応じて１の前記平面姿勢を選択し決定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の姿勢検知装置。

【請求項8】

姿勢決定部をさらに備え、
前記角度演算部は、複数の前記直線部を検出し、前記第１角度を複数演算し、
前記姿勢決定部は、前記平面姿勢が複数演算された場合に、統計的手法を用いて１の前記平面姿勢を演算し決定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の姿勢検知装置。

【請求項9】

姿勢決定部をさらに備え、
前記姿勢決定部は、前記平面姿勢が複数演算された場合に、統計的手法を用いて１の前記平面姿勢を演算し決定する、
請求項６に記載の姿勢検知装置。

【請求項10】

前記図心演算部は、平面視において、前記搬送面上に設けられた前記搬送方向と垂直な仮想直線と、前記時系列データに基づいて求められた、前記搬送面上の前記物品の前記搬送方向に対するｐ個（ｐはｎ以下の整数）の中間点と、の距離を算出し、算出結果に基づきいずれの前記多角形の図心が前記搬送方向に対して前方もしくは後方にあるか演算を行う、
請求項１から９のいずれか１項に記載の姿勢検知装置。

【請求項11】

前記第１から第ｎの前記センサは、
前記搬送部の前記搬送面に垂直に光を発射する投光素子と、前記投光素子と対をなし、対となる前記投光素子の発射する前記光の進路上に前記搬送部を挟んで配置され、前記光を受光する受光素子と、をそれぞれ有し、
平面視において、前記搬送部の搬送方向に垂直な直線状に等間隔に、かつ、隣接する前記センサ同士の前記投光素子が前記光を発射する方向が、逆向きになるように配置される、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の姿勢検知装置。

【請求項12】

前記物品の前記図心を把握する保持位置把握部をさらに備え、
前記保持位置把握部は、前記時系列データを用いて、前記物品の前記図心を把握する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の姿勢検知装置。

【請求項13】

前記請求項１２に記載の姿勢検知装置と、
前記物品を、回動可能な保持部により保持し、移送する保持移送装置と、
前記保持部の位置および回動角度を制御する保持部制御装置と、
を備え、
前記保持部制御装置は、前記姿勢検知装置によって演算された、前記物品の前記平面姿勢と前記物品の前記図心とに基づいて、前記保持部の前記位置および前記回動角度を制御する、
箱詰装置ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、平面視において長辺と短辺とを有する矩形である物品の平面姿勢を搬送しながら検知する姿勢検知装置、および、その姿勢検知装置を備えた箱詰装置ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

平面視において矩形である物品をコンベア等の搬送装置で搬送し、箱詰装置により箱詰めする場合、搬送中の物品の平面姿勢の把握し、その平面姿勢を変更することが必要になる場合がある。

【0003】

例えば、特許文献１（特開２００４−２６２４８２号公報）には、ＣＣＤカメラにより撮影された画像を基に物品の平面姿勢を把握し、その結果に基づいてロボットアームで物品の姿勢補正を行う事例が開示されている。

【0004】

また、特許文献２（特開２００５−１６２４２２号公報）には、図１７のように物品の通過を検出するセンサＳ１，Ｓ２を、平面視においてコンベアの搬送方向と垂直な方向に２箇所並べて設置し、センサの直線部の検出結果に基づき物品の搬送方向に対する傾きβ
を把握する事例が開示されている。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、一般にＣＣＤカメラを用いて搬送中の物品の平面姿勢を把握する場合には、正確な物品の姿勢把握は可能なものの、ＣＣＤカメラや画像処理装置等が必要であるため、装置の構成が複雑化し、コスト増につながるという問題がある。

【0006】

一方、２箇所のセンサＳ１，Ｓ２を用いて物品の平面姿勢を把握する場合には、図１８の点線部のように物品の直線部ではないところを、誤って直線部であると認識し、傾きをγと誤認するおそれがある。また、直線部は正しく認識されたとしても、平面視において長辺と短辺とを有する矩形である物品の平面姿勢を把握する場合には、認識された直線部が長辺なのか短辺なのかは判別できない。つまり、２箇所のセンサＳ１，Ｓ２を用いれば、図１７および図１９のように直線部と基準線のなす角度βは算出できるが、物品の長辺と短辺との位置関係は認識できない。

【0007】

本願発明の課題は、安価かつ簡素な構成で、平面視において長辺と短辺を有する矩形である物品の平面姿勢を、搬送中に精度よく把握できる姿勢検知装置と、その姿勢検知装置を有する箱詰装置ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る姿勢検知装置は、平面視において長辺と短辺とを有する矩形である物品の平面姿勢を、搬送しながら検知する姿勢検知装置であって、搬送部と、第１から第ｎ（ｎは４以上の整数）のセンサと、角度演算部と、図心演算部と、第１姿勢演算部と、を備える。搬送部は、物品を搬送面により下方から支えて搬送する。第１から第ｎセンサは、搬送部上を通過する物品を検出する。角度演算部は、第１から第ｎのセンサが検出する物品の有無の時系列データに基づいて、平面視における物品の直線部を検出し、直線部と所定の基準線とがなす第１角度を演算する。図心演算部は、平面視において、物品の図心を通り搬送部の搬送方向に沿って延びる直線で物品を仮想的に分割した時に、搬送方向に対して右側に形成される右側多角形と、搬送方向に対して左側に形成される左側多角形との、いずれの多角形の図心が搬送方向に対して前方もしくは後方にあるかを時系列データに基づいて演算する。第１姿勢演算部は、角度演算部及び図心演算部の演算結果に基づいて、物品の平面姿勢を演算する。

【0009】

これにより、簡素な構成で物品の辺を正しく検出でき、平面視において物品の辺と所定の基準線とがなす角度が正確に演算される。また、物品の右側多角形と左側多角形の図心の位置関係が求められるため、物品の長辺と短辺との位置関係も把握でき、より詳細な平面姿勢の判断が可能となる。

【0010】

つまり、本発明に係る姿勢検知装置では、物品を箱詰め等するために物品の長辺又は短辺の向きを把握することが必要な場合に、安価な構成で平面姿勢を把握できる。

【0011】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、第１姿勢演算部は、平面視における所定の基準線と、物品の長辺又は短辺とのなす第２角度を物品の平面姿勢として演算することが望ましい。

【0012】

これにより、物品の平面姿勢を、物品の長辺又は短辺と基準線とのなす第２角度として、−９０°以上９０°未満の範囲で把握することができる。

【0013】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、長さ演算部と、第２姿勢演算部と、演算方法選択部と、をさらに備えることが望ましい。長さ演算部は、平面視における物品の対辺間の距離を第１から第ｎのセンサが検出する物品の有無の時系列データと第１角度に基づいて演算し、又は、平面視における物品の搬送方向の長さを前記の時系列データに基づいて演算する。第２姿勢演算部は、角度演算部及び長さ演算部の演算結果に基づいて、平面視における所定の基準線と物品の長辺又は短辺とのなす第２角度を、物品の平面姿勢として演算する。演算方法選択部は、第１角度の値に応じて、第１姿勢演算部と、第２姿勢演算部とのいずれにより平面姿勢を演算するかを選択する。

【0014】

これにより、物品の長辺と短辺との位置関係が、物品の右側多角形と左側多角形との図心の位置関係では把握困難な場合にも、長さ演算部により計測された長さを利用して物品の長辺又は短辺の位置関係を把握可能である。その結果、物品がいかなる平面姿勢にあっても平面姿勢を把握しやすい。

【0015】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、所定の基準線は搬送部の搬送方向と垂直又は平行な直線であることが望ましい。

【0016】

これにより、把握された物品の平面姿勢が理解されやすい。

【0017】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、所定の基準線は搬送部の搬送方向と垂直又は平行な直線であり、さらに、演算方法選択部は、第１角度が、２０°以上７０°以下、もしくは、−７０°以上−２０°以下の場合に、第１姿勢演算部を選択し、それ以外の場合には、第２姿勢演算部を選択することが望ましい。

【0018】

これにより、物品の長辺又は短辺が搬送方向と垂直又は平行に近くなり、物品の右側多角形の図心と左側多角形の図心との位置関係が把握しにくい場合にも、第２姿勢演算部を利用して物品の平面姿勢を正確に把握できる。

【0019】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、角度演算部は、第１から第ｍ（ｍは２以上４以下の整数）の直線部を検出し、第１から第ｍの直線部のそれぞれと所定の基準線とがなす第１から第ｍの暫定角度を算出し、平面視における第１から第ｍの直線部の位置関係、および／又は、第１から第ｍの暫定角度の値に基づいて、１又は複数の暫定角度を選択し、第１角度として演算することが望ましい。

【0020】

これにより、角度演算部が複数の直線部を検出した場合に、正確に第１角度を演算することが容易な直線部を選択して第１角度を演算できる。この結果、物品の平面姿勢を正確に把握しやすい。

【0021】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、姿勢決定部をさらに備えることが望ましい。角度演算部は、複数の直線部を検出し、第１角度を複数演算することが望ましい。姿勢決定部は、平面姿勢が複数演算された場合に、平面姿勢の演算に用いた第１角度および／又は角度演算部により第１角度を演算した際の直線部の搬送方向に対する位置関係に応じて１の平面姿勢を選択し決定することが望ましい。

【0022】

これにより、最も正確な平面姿勢を、平面姿勢の演算に用いた第１角度および／又は第１角度演算の際の直線部の位置関係に基づいて選択できる。この結果、物品の平面姿勢を正確に把握しやすい。

【0023】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、姿勢決定部は、平面姿勢が複数演算された場合に、統計的手法を用いて１の平面姿勢を演算し決定してもよい。

【0024】

これにより、センサの計測誤差等を原因として発生する平面姿勢の演算誤差を適切に補正し、物品の平面姿勢を正確に把握することが容易になる。

【0025】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、図心演算部は、平面視において、搬送面上に設けられた搬送方向と垂直な仮想直線と、第１から第ｎのセンサが検出する物品の有無の時系列データに基づいて求められた、搬送面上の物品の搬送方向に対するｐ個（ｐはｎ以下の整数）の中間点と、の距離を算出し、算出結果に基づき右側多角形と左側多角形とのいずれの多角形の図心が搬送方向に対して前方もしくは後方にあるか演算を行うことが望ましい。

【0026】

これにより、簡素な構成で右側多角形の図心と左側多角形の図心との位置関係を把握することが可能である。

【0027】

また、本発明に係る姿勢検知装置では、第１から第ｎのセンサは、搬送部の搬送面に垂直に光を発射する投光素子と、投光素子と対をなし、対となる投光素子の発射する光の進路上に搬送部を挟んで配置され、光を受光する受光素子と、をそれぞれ有することが望ましい。さらに、第１から第ｎのセンサは、平面視において、搬送部の搬送方向に垂直な直線状に等間隔に、かつ、隣接するセンサ同士の投光素子が光を発射する方向が、逆向きになるように配置されることが望ましい。

【0028】

これにより、いわゆる透過型のセンサが用いられる場合に、センサ同士の干渉の影響を抑え、搬送部を搬送される物品の有無を正確に検出することが容易になる。

【0029】

また、本発明に係る姿勢検知装置は、物品の図心を把握する保持位置把握部をさらに備えることが望ましい。保持位置把握部は、第１から第ｎのセンサが検出する物品の有無の時系列データを用いて、物品の図心を把握することが望ましい。

【0030】

これにより、第１から第ｎのセンサの時系列データを用いて、物品の平面姿勢に加え、物品の図心位置も把握できる。

【0031】

次に、本発明に係る箱詰装置ユニットは、上記の特徴を備える姿勢検知装置と、保持移送装置と、保持部制御装置とを備える。保持移送装置は、物品を、回動可能な保持部により保持し、移送する。保持部制御装置は、保持部の位置および回動角度を制御する。保持部制御装置は、姿勢検知装置によって検出された、物品の平面姿勢と、物品の図心とに基づいて、保持部の位置および回動角度を制御する。

【0032】

これにより、箱詰装置ユニットは、姿勢検知装置により把握された物品の平面姿勢および図心位置を基に、保持部に物品を適切な位置で保持させ、かつ、保持部を回動させて物品の平面姿勢を適切に補正させることができる。その結果、箱詰装置ユニットは、物品を整然と箱詰めすることができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明に係る姿勢検知装置では、４つ以上の物品検出センサを用いることで、平面視において長辺と短辺とを有する矩形である物品の辺を、直線部として正確に検出することができる。その結果、平面視における物品の辺と所定の基準線とがなす角度が正確に演算できる。また、４つ以上の物品検出センサの時系列データを用いて物品の右側多角形と左側多角形の図心の位置関係を求めることで、物品の短辺と長辺との位置関係を判断できる。

【0034】

つまり、平面視において物品の長辺又は短辺の向きを把握することが必要な場合に、安価な構成で物品の平面姿勢を把握できる。

【0035】

また、本発明に係る箱詰装置ユニットは、姿勢検知装置により把握された物品の平面姿勢および図心位置を基に、保持部に物品を適切な位置で保持させ、かつ、保持部を回動させて物品の平面姿勢を適切に補正させることができる。その結果、箱詰装置ユニットは、物品を整然と箱詰めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置を備えた箱詰装置ユニットを有する、商品処理システムの概略側面図。

【図2】本発明の一実施形態に係る商品の平面姿勢の表し方の説明図。

【図3】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の概略平面図。

【図4】図３のIV−IV断面における姿勢検知装置の概略断面視。

【図5】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の入出力部のディスプレイの表示画面の例１（縦光電センサの参照符号および点線部は実際の画面には表示されない）。

【図6】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の入出力部のディスプレイの表示画面の例２（縦光電センサの参照符号は実際の画面には表示されない）。

【図7】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の制御部の概略ブロック図。

【図8】本発明の一実施形態に係る箱詰装置ユニットの有する商品移送装置の概略平面図。

【図9】本発明の一実施形態に係る商品移送装置の制御装置の概略ブロック図。

【図10】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の制御動作を説明するフローチャート。

【図11】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の第１角度の演算処理を説明するフローチャート。

【図12】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の第１姿勢演算部の演算処理を説明するフローチャート。

【図13a】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の第２姿勢演算部の演算処理を説明するフローチャート（ステップＳ３２１からステップＳ３２７）。

【図13b】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の第２姿勢演算部の演算処理を説明するフローチャート（ステップＳ３３２からステップＳ３３７）。

【図14】図５に対応する、実際の商品の搬送状態を説明する平面図。

【図15】図５に対応する、縦光電センサの商品の検出に関する信号の時系列データについて説明する図。

【図16】本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置の長さ演算部の演算内容を説明する説明図。

【図17】背景技術に係るセンサを２つ用いる場合の物品の短辺と基準線とのなす角度の認識の事例。

【図18】背景技術に係るセンサを２つ用いる場合の物品の直線部の認識エラーの例。

【図19】背景技術に係るセンサを２つ用いる場合の物品の長辺と基準線とのなす角度の認識の事例。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る姿勢検知装置１０、および、姿勢検知装置１０を備える箱詰装置ユニット１について説明する。

【0038】

（１）概略説明
本実施形態では、箱詰装置ユニット１は商品処理システム１００に適用されている。

【0039】

商品処理システム１００では、所定重量のポテトチップス等の内容物が袋状に包装された商品（物品）Ｘは、シール検査および重量検査後に平面姿勢と図心位置が把握され、把握された商品Ｘの平面姿勢と図心位置とを用いて商品Ｘの平面姿勢が補正され、最終的に商品Ｘが所定個数ずつ段ボール箱に自動的に箱詰めされる。商品Ｘは、図２のように、平面視において、１７０ｍｍの長辺Ｐと１２０ｍｍの短辺Ｑとを有する略矩形である。図１を用いて、商品処理システム１００について説明する。

【0040】

商品処理システム１００は、組合せ計量装置５１、製袋包装装置５２、シール検査装置５３、重量検査装置５４、姿勢検知装置１０を備えた箱詰装置ユニット１、段ボール用コンベア５５、および不良品搬送コンベア５６を有する。

【0041】

商品処理システム１００では、供給された内容物は、組合せ計量装置５１により目標重量になるよう計量され、下方に位置する製袋包装装置５２へ供給される。製袋包装装置５２では、フィルムＦを縦・横シールすることにより製袋しつつ、袋内へ内容物を封入して商品Ｘとする。商品Ｘは、コンベア５７に上方から供給され、シール検査装置５３に対して搬送される。

【0042】

シール検査装置５３では、コンベア５３ａにより搬送される商品Ｘを、押え具５３ｂにより押圧し、商品Ｘの厚みの変化を計測することで商品Ｘのシールが適正になされているかを判断する。より具体的に説明すると、押え具５３ｂは、押え具５３ｂを平行運動させる平行運転機構５３ｃと、リンク５３ｄにより接合されている。リンク５３ｄの下端の回転中心には図示しないロータリーエンコーダが具備され、ロータリーエンコーダによりリンク５３ｄの回転角度が計測される。押え具５３ｂにより商品Ｘを押圧した時に、リンク５３ｄの回転角度が所定の基準角度以上であればシール検査は合格と判定され、回転角度が所定の基準角度より小さい場合には、シール検査は不合格と判定される。シール検査後、商品Ｘは重量検査装置５４に対して搬送される。

【0043】

重量検査装置５４では、コンベア５４ａにより搬送される商品Ｘの重量が、コンベア５４ａの下方に位置する図示しないロードセルにより計量される。商品Ｘの重量が所定の許容範囲内にあれば重量検査は合格と判定され、商品Ｘの重量が許容範囲から外れる場合には重量検査は不合格と判定される。重量検査後、商品Ｘは箱詰装置ユニット１に搬送される。箱詰装置ユニット１は、姿勢検知装置１０、商品移送装置６０、および制御装置７０を有する。

【0044】

箱詰装置ユニット１に搬送されてきた商品Ｘのうち、シール検査および重量検査を合格している商品Ｘについては、姿勢検知装置１０により、平面視における商品Ｘの平面姿勢と図心位置とが演算により求められる。なお、姿勢検知装置１０は、搬送コンベア１１と、７つの縦光電センサ１２ａ〜１２ｇと、１つの横光電センサ１３と、入出力部１４と、制御部３０とを有する。制御部３０は、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの検出結果を用いて、搬送コンベア１１により搬送中の商品Ｘの平面姿勢および、商品Ｘの平面視における図心位置を判断する。

【0045】

ここで商品Ｘの平面姿勢とは、平面視における商品Ｘの搬送方向Ｄと商品Ｘの長辺Ｐとのなす角度を意味する。平面視における商品Ｘの搬送方向Ｄと商品Ｘの長辺Ｐとのなす角度とは、図２におけるθであり、−９０°以上９０°未満の値で表される。なお、図２のように、平面視において、商品Ｘの長辺Ｐが搬送方向Ｄに対して時計回りに回転した状態では、商品Ｘの搬送方向Ｄと商品Ｘの長辺Ｐとのなす角度θは正の値で表される。逆に、商品Ｘの長辺Ｐが搬送方向Ｄに対して反時計回りに回転した状態では、商品Ｘの搬送方向Ｄと商品Ｘの長辺Ｐとのなす角度は負の値で表される。

【0046】

姿勢検知装置１０により平面姿勢と図心位置が把握された商品Ｘは、商品移送装置６０により図心位置において把持され、商品移送装置６０による移送中に、商品Ｘの平面姿勢が所定の平面姿勢に補正される。その後、商品Ｘは、箱詰装置ユニット１に沿って設けられた段ボール用コンベア５５によって搬送される段ボール箱Ｙに箱詰される。

【0047】

なお、シール検査又は重量検査のいずれかの結果が不合格と判定された商品Ｘは、姿勢検知装置１０による平面姿勢と図心位置の把握は行われずに搬送コンベア１１を通過し、不良品搬送コンベア５６に受け渡される。不良品搬送コンベア５６に受け渡された不良品は不良品集積所に搬送される。

【0048】

（２）詳細説明
箱詰装置ユニット１の有する姿勢検知装置１０、商品移送装置６０および制御装置７０について詳しく説明する。

【0049】

（２−１）姿勢検知装置
姿勢検知装置１０について、図１、図３および図４を用いて説明する。

【0050】

（２−１−１）搬送コンベア
搬送コンベア１１は、商品Ｘを図１および図３中の搬送方向Ｄに向かって搬送する搬送部であり、重量検査装置５４のコンベア５４ａから供給された商品Ｘを、搬送面により下方から支えながら搬送する。搬送コンベア１１の幅（平面視における搬送方向Ｄと垂直な方向の長さ）は、２１０ｍｍである。搬送コンベア１１は、後述する商品移送装置６０の下方まで延びる。

【0051】

搬送コンベア１１は、商品Ｘの搬送方向Ｄの上流側に位置する第１搬送コンベア１１ａと、商品Ｘの搬送方向Ｄの下流側に位置する第２搬送コンベア１１ｂとを有する。第１搬送コンベア１１ａと第２搬送コンベア１１ｂとは、商品Ｘの搬送に影響がない程度の隙間Ｇを形成して配置される。第２搬送コンベア１１ｂは、下流側において不良品搬送コンベア５６と連結される。

【0052】

（２−１−２）縦光電センサ
縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、それぞれが独立したセンサであり、商品Ｘが縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの検出域を通過中であるか否かを検出する。縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、センサの一例である。

【0053】

縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、図４のように、それぞれが、投光素子１２１ａ〜１２１ｇと、各投光素子１２１ａ〜１２１ｇと対となる受光素子１２２ａ〜１２２ｇとを有する。

【0054】

各投光素子１２１ａ〜１２１ｇは、搬送コンベア１１の搬送面に向かって垂直に信号光を発射する。搬送コンベア１１により搬送される商品Ｘにより、信号光が遮られない場合には、信号光は第１搬送コンベア１１ａと第２搬送コンベア１１ｂとの間に形成された隙間Ｇを通過する。隙間Ｇを通過した信号光は、信号光を発射した投光素子１２１ａ〜１２１ｇと対となる受光素子１２２ａ〜１２２ｇによって受光される。なお、受光素子１２２ａ〜１２２ｇは、対となる投光素子１２１ａ〜１２１ｂの信号光の進路上に、搬送面を挟んで配置されている。搬送コンベア１１により搬送される商品Ｘが信号光を遮る場合には、受光素子１２２ａ〜１２２ｇは信号光を受光しない。

【0055】

縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、平面視において搬送コンベア１１の搬送方向Ｄと垂直な直線上に３０ｍｍ間隔で配置される。また、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、図４の断面視のように、搬送面上方および下方の、搬送面に平行な直線上に、投光素子と受光素子とが交互に並ぶように配置される。言い換えれば、平面視において搬送方向Ｄと垂直な方向に並んだ縦光電センサ１２ａ〜１２ｇでは、隣り合う縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの投光素子１２１ａ〜１２１ｇの信号光発射方向Ｌａ〜Ｌｇは、図４のように互いに逆向きとなる。

【0056】

（２−１−３）横光電センサ
横光電センサ１３は、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇと同仕様のセンサであり、平面視において搬送コンベア１１の搬送面外に、投光素子１３１および受光素子１３２を有する。図３のように、投光素子１３１は搬送方向Ｄに対して右側に、受光素子１３２は搬送方向Ｄに対して左側に配置される。また、投光素子１３１および受光素子１３２は、搬送方向Ｄに垂直な直線上に配置される。投光素子１３１は、受光素子１３２に向かって信号光を発射する。

【0057】

横光電センサ１３による商品Ｘの検出原理は縦光電センサ１２ａ〜１２ｇと同じであるため省略する。

【0058】

横光電センサ１３は、商品Ｘが縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの検出域を通過する前に商品Ｘの通過を検出する。つまり、横光電センサ１３を用いることで、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが商品Ｘを検出するタイミングが事前に把握できる。

【0059】

（２−１−４）入出力部
入出力部１４は、タッチパネル機能を有するディスプレイである。

【0060】

タッチパネルからは、姿勢検知装置１０に対する運転信号および停止信号の入力、表示画面の切替信号の入力、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑの長さの入力など、ユーザからの各種指令やデータの入力が行われる。

【0061】

ディスプレイには、後述する制御部３０により演算された商品Ｘの平面姿勢および図心位置などが表示される。図５および図６に入出力部１４のディスプレイに表示される表示画面の例を示す。

【0062】

（２−１−５）制御部
制御部３０は、姿勢検知装置１０を制御する。図７に、制御部３０の概略ブロック図を示す。

【0063】

制御部３０は、主としてＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成されている。制御部３０は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなる記憶部４５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、図７に示すように、主として、入出力制御部３１、時間管理部３２、信号受付部３３、角度演算部３４、保持位置把握部３５、図心演算部３６、長さ演算部３７、演算方法選択部３８、第１姿勢演算部３９、第２姿勢演算部４０、姿勢決定部４１、送信部４２、および受信部４３として機能する。

【0064】

（２−１−５−１）入出力制御部
入出力制御部３１は、入出力部１４のタッチパネルに入力された指令およびデータを受け付けると共に、ディスプレイの表示画面を制御する。

【0065】

（２−１−５−２）時間管理部
時間管理部３２は、制御部３０の実行する各種制御の時間管理を行う。特に、後述する信号受付部３３が受け付けた縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの信号を時系列データとして記憶部４５に記憶するために使用される。

【0066】

（２−１−５−３）信号受付部
信号受付部３３は、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇおよび横光電センサ１３から、商品Ｘの検出に関する信号を時系列データとして受け付ける。商品Ｘの検出に関する信号とは、各センサの投光素子１２１ａ〜１２１ｇ，１３１が発射した信号光を、対となる受光素子１２２ａ〜１２２ｇ，１３２が受光したか否かについての信号である。信号受付部３３は、受光素子１２２ａ〜１２２ｇ，１３２が信号光を受光しない場合に、商品Ｘが受光素子１２２ａ〜１２２ｇ，１３２に対応する縦光電センサ１２ａ〜１２ｇもしくは横光電センサ１３の検出域を商品Ｘが通過した旨の信号を受け付ける。

【0067】

横光電センサ１３からの信号は、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが商品Ｘを検出するタイミングを把握するために使用される。

【0068】

縦光電センサ１２ａ〜１２ｇからの信号は、信号受付部３３に受け付けられ、時間管理部３２の有する時計に基づき、センサ別に時系列データとして記憶部４５に記憶される。その後、センサ別の時系列データは、信号受付部３３により、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおけるセンサ別の位置データに変換され、記憶部４５に記憶される。

【0069】

信号受付部３３による処理については後述する。

【0070】

（２−１−５−４）角度演算部
角度演算部３４は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを用いて物品Ｘの直線部を検出し、検出された直線部と、搬送コンベア１１の搬送方向Ｄとのなす角度を第１角度として演算する。

【0071】

角度演算部３４による直線部の検出方法および第１角度の算出方法については後述する。

【0072】

（２−１−５−５）保持位置把握部
保持位置把握部３５は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを用いて、商品Ｘの図心位置を近似的に把握する。把握された商品Ｘの図心位置は、後述するロボットアーム６５による商品Ｘの保持位置として、後述する制御装置７０に、後述する送信部４２を介して送信される。

【0073】

保持位置把握部３５による商品Ｘの図心位置の把握方法については後述する。

【0074】

（２−１−５−６）図心演算部
図心演算部３６は、商品Ｘの図心を通り搬送コンベア１１の搬送方向Ｄに沿って延びる直線で商品Ｘを仮想的に分割した時の、搬送方向Ｄの右側に位置する右側多角形と、左側に位置する左側多角形のいずれの多角形の図心が搬送方向Ｄの上流側に位置するかを演算で求める。つまり、右側多角形と左側多角形との、いずれの多角形の図心が搬送方向Ｄに対し後方にあるかを演算する。この演算には、記憶部４５に記憶された、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データが用いられる。

【0075】

図心演算部３６による具体的な演算については後述する。

【0076】

（２−１−５−７）長さ演算部
長さ演算部３７では、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データ、および、角度処理部３４により求められた第１角度に基づいて、商品Ｘの対辺間の距離が算出される。なお、商品Ｘの２つの対辺のうち、長さ演算部３７により距離が算出されるのは、搬送コンベア１１の搬送方向Ｄに平行な直線が、対辺を構成する二辺ともと交差する方の対辺である。

【0077】

長さ演算部３７による具体的な演算については後述する。

【0078】

（２−１−５−８）演算方法選択部
演算方法選択部３８は、第１角度が２０°以上７０°以下、もしくは、−７０°以上−２０°以下の範囲にある場合には、後述する第１姿勢演算部３９に、商品Ｘの長辺Ｐと搬送方向Ｄとのなす角度を第２角度として演算させる。

【0079】

一方、第１角度が前記の範囲にない場合には、演算方法決定部３８は、後述する第２姿勢演算部４０に、商品Ｘの長辺Ｐと搬送方向Ｄとのなす角度を第２角度として演算させる。演算される第２角度は商品Ｘの平面姿勢であり、−９０°以上９０°未満の値で表される。

【0080】

（２−１−５−９）第１姿勢演算部
第１姿勢演算部３９は、角度演算部３４により演算された第１角度の値と、図心演算部３６の演算結果とに基づいて、平面視における商品Ｘの長辺Ｐと搬送コンベア１１の搬送方向Ｄとのなす第２角度を算出し、平面姿勢として演算する。

【0081】

第１姿勢演算部３９による具体的な演算については後述する。

【0082】

（２−１−５−１０）第２姿勢演算部
第２姿勢演算部４０は、角度演算部３４により演算された第１角度の値と、長さ演算部３７の演算結果とに基づいて、平面視における商品Ｘの長辺Ｐと搬送コンベア１１の搬送方向Ｄとのなす第２角度を算出し、平面姿勢として演算する。

【0083】

第２姿勢演算部４０による具体的な演算については後述する。

【0084】

（２−１−５−１１）姿勢決定部
姿勢決定部４１は、第１姿勢演算部３９および／又は第２姿勢演算部４０により、複数の第２角度が平面姿勢として演算された場合に、統計的手法を用いて１の平面姿勢を演算し決定する。ここでの統計的手法は、複数の第２角度の平均値を算出し、１の平面姿勢を求める手法である。ただし、統計的手法はこれに限定されるものではなく、例えば第２角度が３つ以上演算される場合には、複数の第２角度の中間値や最頻値を１の平面姿勢として求めてもよい。

【0085】

なお、複数の第２角度が、平面姿勢として第１姿勢演算部３９および／又は第２姿勢演算部４０により演算されるのは、角度演算部３４が複数の直線部を検出して複数の第１角度を演算し、それぞれの第１角度について第２角度が演算される場合である。

【0086】

平面姿勢として第２角度が１つだけしか演算されない場合には、姿勢決定部４１は、その第２角度をそのまま平面姿勢として決定する。

【0087】

決定された平面姿勢は、制御装置７０に対し、後述する送信部４２を介して送信される。

【0088】

（２−１−５−１２）送信部
送信部４２は、箱詰装置ユニット１の制御装置７０に種々の情報を送信する。送信される情報には、保持位置把握部３５により求められた商品Ｘの図心位置および姿勢決定部４１により決定された商品Ｘの平面姿勢の情報を含む。

【0089】

（２−１−５−１３）受信部
受信部４３は、シール検査装置５３および重量検査装置５４から送信される、商品Ｘの検査結果に関する情報を受け付ける。本実施形態では両検査装置５３，５４からそれぞれ検査結果を受け付けるが、両検査装置５３，５４を制御する図示しない制御装置から一括して検査結果に関する情報を受け付けてもよい。

【0090】

重量検査装置５４から搬送されてきた商品Ｘのうち、受信部４３が両検査に合格している旨の報告を受けた商品Ｘについてのみ、姿勢検知装置１０による平面姿勢および図心位置の把握が行われる。

【0091】

（２−２）商品移送装置６０
商品移送装置６０は、シール検査および重量検査を共に合格し、姿勢検知装置１０により平面姿勢および図心位置が把握された商品Ｘのみを、箱詰装置ユニット１に沿って設けられた段ボール用コンベア５５によって搬送される段ボール箱Ｙまで移送し、箱詰する装置である。商品移送装置６０は、商品Ｘを移送する保持移送装置の一例である。

【0092】

商品移送装置６０について具体的に説明する。

【0093】

姿勢検知装置１０により平面姿勢および図心位置が検知された商品Ｘは、第２搬送コンベア１１ｂにより商品移送装置６０の下方まで搬送される。搬送されてきた商品Ｘは、保持部であるロボットアーム６５、の有する吸引パッド６５ａにより上方から吸着保持され、垂直移動機構６６ａにより上方に持ち上げられる。吸引パッド６５ａによる吸着保持位置は、姿勢検知装置１０の送信部４２から送信された商品Ｘの図心位置（保持位置）である。ロボットアーム６５に保持された商品Ｘは、水平移動機構６６ｂ，６６ｃにより、段ボール用コンベア５５上に用意された段ボール箱Ｙまで移送される。この際、商品Ｘの平面姿勢（平面視において矩形である商品Ｘの長辺Ｐの向き）を所定の平面姿勢に補正するため、商品Ｘは、図８のように水平面上でＲ方向に回転させられる。商品Ｘの回転は、商品Ｘを保持しているロボットアーム６５を、ロボットアーム６５の上部に配置される回転機構６６ｄを駆動させて回転させることで実行される。平面姿勢が補正され、段ボール箱Ｙまで移送された商品Ｘは、段ボール箱Ｙ内に矩形状の商品Ｘの長辺Ｐの向きが略同一となるように重なり合った状態で箱詰めされる。

【0094】

一方、シール検査もしくは重量検査のいずれかの検査結果異常が認められ商品Ｘは、商品移送装置６０に保持されることなく、第２搬送コンベア１１ｂにより搬送され、下流に配置される不良品搬送コンベア５６に受け渡される。

【0095】

（２−３）制御装置
制御装置７０は、保持移送装置である商品移送装置６０の制御を行う。制御装置７０の制御には、商品移送装置６０の保持部であるロボットアーム６５の位置および回転角度の制御を含む。制御装置７０は、保持部制御装置の一例である。

【0096】

図９に、制御装置７０の概略ブロック図を示す。

【0097】

制御装置７０は、主としてＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成されている。制御装置７０は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなる記憶部７５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、図９に示すように、受付部７１、ロボットアーム制御部７２として機能する。

【0098】

（２−３−１）受付部
受付部７１は、姿勢検知装置１０の制御部３０の送信部４２から送信された、商品Ｘの図心位置と平面姿勢とに関する情報を含む種々の情報を受け付ける。

【0099】

（２−３−２）ロボットアーム制御部
ロボットアーム制御部７２は、第２搬送コンベア１１ｂにより商品移送装置６０の下方まで搬送されてきた商品Ｘのうち、受付部６１が図心位置と平面姿勢とに関する情報を受け付けた商品Ｘについてのみ、ロボットアーム６５により保持し移送するよう制御する。図心位置と平面姿勢とに関する情報を有さない商品Ｘは、シール検査もしくは重量検査の結果が不合格であったことを意味するため、ロボットアーム６５により移送されない。ロボットアーム６５により移送されない商品Ｘは不良品として第２搬送コンベア１１ｂを経て、不良品搬送コンベア５６に受け渡される。

【0100】

ロボットアーム制御部７２は、送信部４２から送信された商品Ｘの図心位置情報を用いて、ロボットアーム６５の吸引パッド６５ａによる商品Ｘの保持位置を制御する。具体的には、ロボットアーム制御部７２は、受付部７１に受信された商品Ｘの図心位置を、吸引パッド６５ａによる保持位置として決定し、吸引パッド６５ａに保持させる。なお、商品Ｘは第２搬送コンベア１１ｂにより搬送されているため、吸引パッド６５ａによる商品Ｘの保持の際には、第２搬送コンベア１１ｂの搬送速度が考慮される。

【0101】

また、ロボットアーム制御部７２は、水平移動機構６６ｂ，６６ｃに駆動を指示してロボットアーム６５を移動させることで、吸引パッド６５ａにより保持された商品Ｘを、段ボール用コンベア５５上に用意された段ボール箱Ｙまで移送させる。

【0102】

さらに、ロボットアーム制御部７２は、回転機構６６ｄに駆動を指示してロボットアーム６５を回転させ、商品Ｘの平面姿勢を変更する。具体的には、ロボットアーム制御部７２は、受付部７１が受け付けた商品Ｘの平面姿勢の情報に基づいて、商品Ｘの長辺Ｐが第２搬送コンベア１１ｂの搬送方向Ｄと略平行になるよう回転機構６６ｄの回転方向と回転角度を決定し、回転機構６６ｄに対して駆動を指示する。

【0103】

（３）制御処理
以下に、姿勢検知装置１０の制御部３０の制御フローについて図１０を用いて説明する。

【0104】

まず、ステップＳ２０１では、信号受付部３３が、横光電センサ１３から商品Ｘを検出した旨の信号を受け付けたか否かが判断される。商品Ｘを検出した旨の信号を受け付けるまでステップＳ２０１が繰り返し実行され、商品Ｘを検出した旨の信号を受け付けた場合には、ステップＳ２０２に進む。

【0105】

ステップＳ２０２では、信号受付部３３が受け付けた信号に対応する商品Ｘについて、シール検査および重量検査に合格した旨の信号を受信部４３が受信しているか否かが判定される。両検査ともに合格した旨の信号を受信していないと判定されれば、現在横光電センサ１３により検出されている商品Ｘについての制御処理は終了となりステップＳ２０１に戻る。その後、次の商品Ｘについて、横光電センサ１３から商品Ｘを検出した旨の信号を受け付けるまでステップＳ２０１を繰り返す。一方、ステップＳ２０２で、両検査に合格した旨の信号を受信していると判定されれば、ステップＳ２０３に進む。

【0106】

ステップＳ２０３では、信号受付部３３が縦光電センサ１２ａ〜１２ｇから受け付けた商品Ｘの検出の有無に関する信号が、検出の対象となる１の商品Ｘに関するデータとして、記憶部４５にセンサ別かつ時系列に保管される。なお、検出の対象となる１の商品Ｘに関するデータは、１の商品Ｘが横光電センサ１３に検出され始めた時点から、いずれかの縦光電センサ１２ａ〜１２ｇがその１の商品Ｘを検出し始めた後全ての縦光電センサ１２ａ〜１２ｇがその１の商品Ｘを検出しなくなる時点まで、全ての縦光電センサ１２ａ〜１２ｇについて連続的に保管される。商品Ｘが全ての縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにより検出されなくなると、ステップＳ２０４に進む。

【0107】

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で記憶部４５に記憶されたセンサ別の時系列データが、信号受付部３３によりセンサ別の位置データに変換される。なお、位置データとは、後述する仮想直線に対する商品Ｘの位置を示すデータである。時系列データの位置データへの変換について具体的に説明する。

【0108】

時系列データから位置データへの変換は、横光電センサ１３により商品Ｘを検出し始めた時点から、各縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが商品Ｘを検出した旨の信号を送信し始めた時点および商品Ｘを検出した旨の信号の送信を終了した時点までの経過時間を、時系列データから割り出し、割り出された経過時間に搬送コンベア１１の搬送速度を乗ずることにより実行される。

【0109】

より具体的に説明する。

【0110】

例えば、搬送コンベア１１の搬送速度が５００ｍｍ／秒であり、縦光電センサ１２ａは、商品Ｘが横光電センサ１３に検出されてから０．１秒後に商品Ｘを検出した旨の信号を送信し始め、０．４秒後に商品Ｘを検出した旨の信号の送信を終了したとする。各々の経過時間に搬送コンベア１１の搬送速度を乗ずると、５０ｍｍと２００ｍｍという結果が得られる。この値が、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの検出対象となった１の商品Ｘの、縦光電センサ１２ａにおける位置データである。この位置データは、横光電センサ１３が商品Ｘを最初に検出した時点において、平面視における仮想直線上の縦光電センサ１２ａの設置位置に対し、搬送方向Ｄの上流側５０ｍｍから２００ｍｍまで商品Ｘが存在することを意味する。なお、仮想直線とは、横光電センサ１３が商品Ｘを最初に検出した位置において、搬送コンベア１１の搬送面上に、搬送方向Ｄと垂直な方向に設けた仮想の直線である。

【0111】

時系列データの位置データへの変換は、全ての縦光電センサ１２ａ〜１２ｇについて行われる。なお、位置データを図示したものの例が図５および図６の棒グラフ状部である。図５および図６の棒グラフ状部は、上から順に縦光電センサ１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｇの位置データを示す。それぞれの棒グラフ状部の左端は横光電センサ１３が商品Ｘを初めに検出した位置（仮想直線の位置）を示す。棒グラフ状部の斜線部は商品Ｘが存在する位置を示し、白抜き部は商品Ｘが存在しない位置を示す。

【0112】

なお、入出力部１４に表示される位置データは、信号受付部３３が受け付けた縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの信号とは、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの配列方向に対して線対称の関係にある。図５、図１４および図１５に基づいて説明する。

【0113】

図１４は、図５の位置データに対応する商品Ｘの搬送状態を表す。商品Ｘは、図１４中では、右から左に向かって搬送されている。この場合、信号受付部３３は、ステップＳ２０３において、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇから図１５のような信号を時系列データとして受け取る。図１５の棒グラフ状部の斜線部は商品Ｘが検知されている時間を示し、白抜き部は商品Ｘが検知されていない時間を示す。なお、時間軸ｔの向きは図１５中に矢印で示すとおりであり、左側ほど新しい信号のデータであることを意味している。つまり、図１５では最初に縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが商品Ｘを検知した信号が最も右側に現れ、最後まで縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにより商品Ｘが検知されていた信号が最も左側に現れる。しかし、このような表示では、搬送方向Ｄと物品Ｘとの関係が把握しにくいため、図１５のデータは、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの配列方向に対して折り返され、図５のように表示される。このような表示に対応する位置データが利用され、以下の角度演算および姿勢演算は実行される。

【0114】

ステップＳ２０４終了後、ステップＳ３００に進み、角度演算部３４による第１角度の演算が実行される。角度演算部３４による演算処理について図１１を用いて説明する。

【0115】

まず、ステップＳ３０１では、角度演算部３４が、記憶部４５に保管された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを用いて、直線部を検出する。直線部の検出のための演算について、図５に示した位置データを例に具体的に説明する。

【0116】

図５に示した位置データでは、縦光電センサ１２ｂ〜１２ｆで商品Ｘが検出されている。ここでは、縦光電センサ１２ｂ〜１２ｆにおける、棒グラフ状部の左端から、斜線部の左端までの距離を、それぞれＡｂ，Ａｃ，Ａｄ，Ａｅ，Ａｆとする。

【0117】

角度演算部３４は、商品Ｘが検出されている縦光電センサ１２ｂ〜１２ｆについて、隣接する縦光電センサ間の、棒グラフ状部の左端から、斜線部の左端までの距離の差を、搬送コンベア１１の搬送方向Ｄに対して左側から順に算出する。つまり、図５の場合では、（Ａｆ−Ａｅ），（Ａｅ−Ａｄ），（Ａｄ−Ａｃ），および（Ａｃ−Ａｂ）が順に算出される。この距離の差を算出順に比較し、その値が±５ｍｍの部分が２つ以上連続して存在すれば、その部分は直線部として検出される。例えば、図５では、（Ａｆ−Ａｅ），（Ａｅ−Ａｄ），および（Ａｄ−Ａｃ）はほぼ同じ値であるため、縦光電センサ１２ｃから１２ｆまでの部分が直線部として検出される。一方、（Ａｄ−Ａｃ）と（Ａｃ−Ａｂ）とはその値が大きく異なることから縦光電センサ１２ｂ〜１２ｄの部分は直線部ではないと判断される。

【0118】

なお、直線部の検出は、棒グラフ状部の左端から、斜線部の左端までの距離ではなく、棒グラフ状部の左端から、斜線部の右端までの距離を用いて行われてもよい。棒グラフ状部の左端から、斜線部の右端までの距離を用いた直線部の検出原理も、棒グラフ状部の左端から、斜線部の左端までの距離を用いた直線部の検出原理と同様であるため説明は省略する。また、図５では、斜線部の左端および右端にはそれぞれ１つずつ直線部が検出されるが、図６では、商品Ｘの検出部分である斜線部の左端および右端に、直線部がそれぞれ２箇所検出される。

【0119】

ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で検出された直線部と、搬送コンベア１１の搬送方向Ｄとのなす第１角度が求められる。第１角度は、ステップＳ３０１で直線部を構成すると判断された縦光電センサのうち、搬送方向Ｄに対して右端と左端とに位置する縦光電センサの、平面視における距離および記憶部４５に記憶された位置データ、を用いて算出される。

【0120】

ステップＳ３０１の説明と同様に、図５に示した位置データ用いて具体的に説明する。

【0121】

まず、直線部として検出された縦光電センサ１２ｃ〜１２ｆのうち、搬送コンベア１１の搬送方向Ｄに向かって一番左端および右端に位置する、縦光電センサ１２ｆおよび縦光電センサ１２ｃの間で、図５における棒グラフ状部の左端から斜線部の左端までの距離の差を計算する。すなわち、ここでは（Ａｆ−Ａｃ）を計算する。続いて平面視における、縦光電センサ１２ｃと縦光電センサ１２ｆとの距離が計算される。各縦光電センサは３０ｍｍ間隔で配置されているので、縦光電センサ１２ｃと縦光電センサ１２ｆとの距離は９０ｍｍと求まる。この時第１角度は、（Ａｆ−Ａｃ）および９０ｍｍを用いて、ｔａｎ^-1（９０／（Ａｆ−Ａｃ））により算出される。

【0122】

なお、図５における棒グラフ状部の左端から斜線部の右端までの距離の差を用いて第１角度を算出することもできるが、考え方は同様であるため説明は省略する。

【0123】

ステップＳ３０２で算出された第１角度は記憶部４５に記憶される。

【0124】

次にステップＳ３０３では、ステップＳ３０１で検出された直線部全てについて第１角度が算出されたか判定される。全ての直線部について第１角度の算出が終了していればステップＳ２０５に進む。まだ第１角度が算出されていない直線部があれば、ステップＳ３０２へ戻り、第１角度をまだ演算していない直線部について演算を行う。つまり、複数の直線部がある場合には、記憶部４５に記憶される第１角度も複数となる。

【0125】

図１０に戻って説明する。

【0126】

ステップＳ２０５では、第１角度が２０°以上７０°以下、もしくは、−７０°以上−２０°以下の範囲にあるかが演算方法選択部３８により判定される。この条件を満たす場合には、ステップＳ３１０へ、条件を満たさない場合にはステップＳ３２０へ進む。

【0127】

ステップＳ３１０では、第１姿勢演算部３９により平面姿勢である第２角度が演算される。図１２を用いて説明する。

【0128】

ステップＳ３１１では、平面視において、右側多角形の図心と左側多角形の図心との搬送方向Ｄに対する位置関係を把握するための図心位置に関する指標が算出される。なお、右側多角形および左側多角形は、商品Ｘの図心を通り搬送コンベア１１の搬送方向Ｄに沿って延びる直線で商品Ｘを仮想的に分割した時の、搬送方向Ｄの右側および左側に位置する多角形を示す。

【0129】

図心演算部３６は、記憶部４５に保管された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを呼び出す。そして、図心演算部３６は、この位置データを基に、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇを見つけ出し、搬送コンベア１１の搬送方向Ｄの右側と左側とで２群に分ける。商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの数が偶数であれば同数ずつ２群に分け、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの数が奇数であれば、真ん中に位置する縦光電センサは無視し、搬送方向Ｄの右側と左側とで同数ずつ２群に分ける。

【0130】

例えば、図６に示した位置データを用いて具体的に説明すれば、縦光電センサ１２ｂ〜１２ｄが搬送方向Ｄに対して右側のセンサ群であり、縦光電センサ１２ｅ〜１２ｇが搬送方向Ｄに対して左側のセンサ群である。

【0131】

その後、搬送方向Ｄに対して右側のセンサ群に含まれる縦光電センサそれぞれについて、搬送方向Ｄに垂直な仮想直線から、商品Ｘの中間位置までの距離が算出され、積算される。この積算値が右側のセンサ群の図心位置指標である。

【0132】

また、搬送方向Ｄに対して左側のセンサ群に含まれる縦光電センサそれぞれについて、搬送方向Ｄに垂直な仮想直線から、商品Ｘの中間位置までの距離が算出され、積算される。この積算値が左側のセンサ群の図心位置指標である。

【0133】

なお、搬送方向Ｄに垂直な仮想直線から、商品Ｘの中間位置までの距離とは、図６に示した位置データを用いて具体的に説明すれば、棒グラフ状部の左端から、商品Ｘの中間位置である斜線部の中間位置までの距離を示す。

【0134】

ステップＳ３１２では、図心演算部３６が、右側多角形と、左側多角形とのいずれの多角形の図心が搬送方向Ｄの上流側に位置するかを判定する。判定は、ステップＳ３１１で算出された右側のセンサ群の図心位置指標と、左側のセンサ群の距離の図心位置指標とを比較することで判定される。左側のセンサ群の図心位置指標の方が右側のセンサ群の図心位置指標よりも大きければ、左側多角形の図心のほうが右側多角形の図心よりも搬送方向Ｄの上流側に位置すると判定される。つまり、左側多角形の図心のほうが右側多角形の図心よりも搬送方向Ｄに対して後方に位置すると判定される。言い換えれば、商品Ｘは搬送方向Ｄに対して右向きであると判定される。一方で、右側のセンサ群の図心位置指標の方が左側のセンサ群の図心位置指標よりも大きければ、逆の判定がなされる。

【0135】

左側多角形の図心が右側多角形の図心よりも搬送方向Ｄの後方に位置すると判定された場合には、ステップＳ３１３に進む。右側多角形の図心が左側多角形の図心よりも搬送方向Ｄの後方に位置すると判定された場合には、ステップＳ３１４に進む。

【0136】

ステップＳ３１３では、第１角度が０°以上か否かが判定され、第１角度が０°以上であればステップＳ３１５で第１角度がそのまま第２角度として演算される。第１角度が０°未満であればステップＳ３１６で第１角度に９０°を足した値が第２角度として演算される。

【0137】

次に、ステップＳ３１４では、第１角度が０°未満か否かが判定され、第１角度が０°未満であればステップＳ３１５へ進む。第１角度が０°以上であればステップＳ３１７で第１角度から９０°を引いた値が第２角度として演算される。

【0138】

ステップＳ３１５〜ステップＳ３１７のいずれかで第２角度が演算されれば、演算値が記憶部４５に記憶され、ステップＳ２０６へ進む。

【0139】

次にステップＳ３２０について説明する。ステップＳ３２０では、第２姿勢演算部４０により平面姿勢である第２角度が演算される。図１３ａ，図１３ｂを用いて説明する。

【0140】

ステップＳ３２１では、第１角度の大きさによって場合分けが行われる。第１角度の絶対値が２０°より小さい場合には、ステップＳ３２２に進む。それ以外の場合には、ステップＳ３３２に進む。

【0141】

第１角度の絶対値が２０°より小さい場合について説明する。

【0142】

ステップＳ３２２では、長さ演算部３７による演算が行われる。長さ演算部３７は、第１角度と、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データとを用いて長さ演算を行う。

【0143】

まず、長さ演算部３７は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを用いて、最も長く商品Ｘが検出されているデータを見つける。図５に示された位置データを用いて説明すれば、長さ演算部３７は、棒グラフ状部の斜線部の長さが最も長いものを見つける。

【0144】

その後、長さ演算部３７は、商品Ｘの対辺間の距離を演算で求める。図１６を基に説明する。見つけられた最大長さが図１６中のＢであったとすると、算出の対象である対辺間の距離Ｃは、Ｂ×ｓｉｎ｜α｜として算出される。ここでは、αは第１角度を、｜α｜は第１角度の絶対値を表す。

【0145】

ステップＳ３２３では、第２姿勢演算部４０により、長さ演算部３７により算出された対辺間の距離が、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さの平均値以上か否かが判定される。なお、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さには、入出力部１４のタッチパネルに予めユーザが入力し、記憶部４５に記憶された値が用いられる。

【0146】

長さ演算部３７により算出された対辺間の距離が、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さの平均値以上の場合にはステップＳ３２４に進み、第１角度がそのまま第２角度として演算される。

【0147】

長さ演算部３７により算出された対辺間の距離が、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さの平均値より短い場合には、ステップＳ３２５に進む。ステップＳ３２５では、第１角度が０°以上か否かが判定され、第１角度が０°以上であればステップＳ３２６で第１角度に９０°を引いた値が第２角度として演算される。第１角度が０°未満であればステップＳ３２７で第１角度に９０°を足した値が第２角度として演算される。

【0148】

ステップＳ３２４、ステップＳ３２６又はステップＳ３２７のいずれかで第２角度が演算されれば、演算値が記憶部４５に記憶され、ステップＳ２０６へ進む。

【0149】

第１角度の絶対値が２０°より大きい、より正確には、第１角度の絶対値が７０°より大きく９０°以下の場合について説明する。

【0150】

ステップＳ３３２では、長さ演算部３７による演算が行われる。演算内容は、ステップＳ３２２と同様である。

【0151】

ステップＳ３３３では、第２姿勢演算部４０により、長さ演算部３７により算出された対辺間の距離が、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さの平均値以上か否かが判定される。商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さには、入出力部１４のタッチパネルに予めユーザが入力し、記憶部４５に記憶された値が用いられる。

【0152】

長さ演算部３７により算出された対辺間の距離が、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さの平均値以上の場合には、ステップＳ３３５に進む。ステップＳ３３５では、第１角度が０°以上か否かが判定され、第１角度が０°以上であればステップＳ３３６で第１角度に９０°を引いた値が第２角度として演算される。第１角度が０°未満であればステップＳ３３７で第１角度に９０°を足した値が第２角度として演算される。

【0153】

一方、長さ演算部３７により算出された対辺間の距離が、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの長さの平均値より短い場合には、ステップＳ３３４に進み、第１角度がそのまま第２角度として演算される。

【0154】

ステップＳ３３４、ステップＳ３３６又はステップＳ３３７のいずれかで第２角度が演算されれば、演算値が記憶部４５に記憶され、ステップＳ２０６へ進む。

【0155】

ステップＳ２０６では、ステップＳ３００で演算された全ての第１角度について第２角度が演算されたか判定される。全ての第２角度の演算が終了していればステップＳ２０７に進み、まだ演算されていない第１角度があればステップＳ２０５に戻る。つまり、複数の第１角度がある場合には、記憶部４５に記憶される第２角度も複数となる。

【0156】

ステップＳ２０７では、姿勢決定部４１は、複数の第２角度が記憶部４５に保管されている場合には、統計的手法に基づき１の平面姿勢を決定する。一方、第２角度が１つしか記憶部４５に保管されていない場合には、その第２角度がそのまま平面姿勢として決定される。

【0157】

ステップＳ２０８では、保持位置把握部３５は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを用いて商品Ｘの図心位置を近似的に把握する。

【0158】

まず、保持位置把握部３５は、搬送方向Ｄと垂直な方向に関して、図心位置を以下のように決定する。保持位置把握部３５は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを呼び出す。そして、保持位置把握部３５は、この位置データを基に商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇを見つけ出す。そして、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの数が奇数であれば、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの中で中央に位置する１の縦光電センサの位置が、搬送方向Ｄと垂直な方向に関する商品Ｘの図心位置であると把握される。商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの数が偶数であれば、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの中で中央に位置する２つの縦光電センサの中間位置が、搬送方向Ｄと垂直な方向に関する商品Ｘの図心位置であると把握される。縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの位置データは予め記憶部４５に記憶されている。

【0159】

次に、保持位置把握部３５は、搬送方向Ｄに関して、図心位置を以下のように決定する。保持位置把握部３５は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを呼び出す。そして、保持位置把握部３５は、この位置データを基に商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇを見つけ出す。その後、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇについて、搬送方向Ｄに垂直な仮想直線から商品Ｘの中間位置までの距離がそれぞれ算出され、積算される。算出された積算値は、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの数で除算される。除算により求められた値が、商品Ｘの搬送方向Ｄに関する図心位置（搬送方向Ｄに関する仮想直線から図心位置までの距離）であると把握される。

【0160】

なお、搬送方向Ｄに垂直な仮想直線から商品Ｘの中間位置までの距離とは、図６に示された位置データを用いて具体的に説明すれば、棒グラフ状部の左端から斜線部の中間位置までの距離を示す。

【0161】

このようにして把握された搬送方向Ｄおよび搬送方向Ｄに垂直な方向に関する商品Ｘの図心位置は、記憶部４５に記憶される。

【0162】

最後にステップＳ２０９では、記憶部４５に記憶された、姿勢決定部４１により決定された商品Ｘの平面姿勢および保持位置把握部３５により把握された商品Ｘの図心位置（保持位置）を、送信部４２が制御装置７０の受付部７１に対して送信する。

【0163】

ステップＳ２０９終了後は、ステップＳ２０１に戻る。なお、一連の制御は、平面姿勢の検知対象である商品Ｘ毎に実行される。

【0164】

（４）特徴
（４−１）
本実施形態に係る姿勢検知装置１０は、平面視において長辺Ｐと短辺Ｑとを有する矩形である商品Ｘの平面姿勢を、搬送しながら検知する。姿勢検知装置１０は、搬送コンベア１１と、７つの縦光電センサ１２ａ〜１２ｇと、角度演算部３４と、図心演算部３６と、第１姿勢演算部３９と、を備える。搬送コンベア１１は、商品Ｘを搬送面により下方から支えて搬送する。縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、搬送コンベア１１上を通過する商品Ｘを検出する。角度演算部３４は、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが検出する商品Ｘの有無の時系列データに基づいた位置データを用いて、平面視における商品Ｘの直線部を検出し、直線部と所定の基準線である搬送コンベア１１の搬送方向Ｄに平行な直線とがなす第１角度を演算する。図心演算部３６は、平面視において、商品Ｘの図心を通り搬送コンベア１１の搬送方向に沿って延びる直線で商品Ｘを仮想的に分割した時に、搬送方向Ｄに対して右側に形成される右側多角形と、搬送方向Ｄに対して左側に形成される左側多角形との、いずれの多角形の図心が搬送方向Ｄに対して前方もしくは後方にあるかを時系列データに基づいた位置データを用いて演算する。第１姿勢演算部３９は、角度演算部３４及び図心演算部３６の演算結果に基づいて、商品Ｘの平面姿勢を演算する。

【0165】

これにより、簡素な構成で商品Ｘの辺を正しく検出でき、平面視において商品Ｘの辺と基準線である搬送コンベア１１の搬送方向Ｄとがなす第１角度が正確に演算される。また、商品Ｘの右側多角形と左側多角形の図心の位置関係が求められるため、商品Ｘの辺と搬送方向Ｄとがなす角度だけでは分からなかった、商品Ｘの長辺Ｐと短辺Ｑとの位置関係も把握でき、より詳細な平面姿勢の判断が可能となる。

【0166】

（４−２）
本実施形態に係る姿勢検知装置１０では、第１姿勢演算部３９は、平面視において、搬送方向Ｄと商品Ｘの長辺Ｐとのなす第２角度を商品Ｘの平面姿勢として演算する。

【0167】

これにより、商品Ｘの平面姿勢を、商品Ｘの長辺Ｐ又は短辺Ｑと搬送方向Ｄとのなす第２角度として、−９０°以上９０°未満の範囲で把握できる。

【0168】

（４−３）
本実施形態に係る姿勢検知装置１０では、長さ演算部３７と、第２姿勢演算部４０と、演算方法選択部３８と、をさらに備える。長さ演算部３７は、平面視における物品の対辺間の距離を縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが検出する物品の有無の時系列データに基づく位置データと、角度演算部３４により演算された第１角度に基づいて演算する。第２姿勢演算部４０は、角度演算部３４及び長さ演算部３７の演算結果に基づいて、平面視における搬送方向Ｄと商品Ｘの長辺Ｐとのなす第２角度を、商品Ｘの平面姿勢として演算する。演算方法選択部３８は、第１角度の値が２０°以上７０°以下、もしくは、−７０°以上−２０°以下の場合に、第１姿勢演算部３９に平面姿勢を演算させる。第１角度がそれ以外の値である場合には、演算方法選択部３８は、第２姿勢演算部４０に平面姿勢を演算させる。

【0169】

これにより、物品Ｘの右側多角形と左側多角形との図心の位置関係が把握困難な場合であっても、計測された商品Ｘの対辺の長さを利用して、商品Ｘの平面姿勢を把握可能である。より具体的には、商品Ｘの長辺Ｐが搬送方向と垂直又は平行に近くなり、商品Ｘの右側多角形と左側多角形との図心の位置関係が把握しにくい場合にも、第２姿勢演算部４０を利用することで商品Ｘの平面姿勢を正確に把握することができる。その結果、商品Ｘがいかなる平面姿勢にあっても平面姿勢を把握しやすい。

【0170】

（４−４）
本実施形態に係る姿勢検知装置１０では、姿勢決定部４１をさらに備える。角度演算部３４は、複数の直線部を検出された場合に、第１角度を複数演算する。姿勢決定部４１は、複数の第１角度に基づき平面姿勢である第２角度が複数演算された場合に、複数の第２角度の平均値、中間値や最頻値を１の第２角度として算出し、商品Ｘの平面姿勢として演算して決定する。

【0171】

これにより、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの計測誤差等を原因として発生する平面姿勢の演算誤差を適切に補正し、商品Ｘの平面姿勢を正確に把握することが容易である。

【0172】

（４−５）
本実施形態に係る姿勢検知装置１０では、図心演算部３６は、平面視において、搬送面上に設けられた搬送方向Ｄと垂直な仮想直線（横光電センサ１３による商品Ｘの検知開始位置に引いた直線）と、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが検出した商品Ｘの有無の時系列データに基づく位置データから求められた搬送面上の商品Ｘの搬送方向Ｄに対する中間点と、の距離を算出する。そして、算出結果に基づき、右側多角形と左側多角形とのいずれの多角形の図心が搬送方向Ｄに対して前方もしくは後方にあるか演算を行う。

【0173】

これにより、簡素な構成で右側多角形の図心と左側多角形の図心との位置関係を把握することが可能である。

【0174】

（４−６）
本実施形態に係る姿勢検知装置１０では、それぞれの縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、搬送コンベア１１の搬送面に垂直に信号光を発射する投光素子１２１ａ〜１２１ｇと、投光素子１２１ａ〜１２１ｇと対となる受光素子１２２ａ〜１２２ｇとを有する。受光素子１２２ａ〜１２２ｇは、対となる投光素子１２１ａ〜１２１ｇの発射する信号光の進路上に搬送コンベア１１を挟んで配置され、対となる投光素子１２１ａ〜１２１ｇの発射する信号光を受光する。さらに、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇは、平面視において、搬送コンベア１１の搬送方向Ｄに垂直な直線状に等間隔に、かつ、隣接する縦光電センサ１２ａ〜１２ｇ同士の投光素子１２１ａ〜１２１ｇが光を発射する方向が逆向きになるように配置されている。

【0175】

これにより、いわゆる透過型のセンサが用いられる場合に、センサ同士の干渉の影響を抑え、搬送部を搬送される物品の有無を正確に検出することが容易になる。

【0176】

（４−７）
本実施形態に係る姿勢検知装置１０では、商品Ｘの図心を把握する保持位置把握部３５をさらに備える。保持位置把握部３５は、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇが検出する物品の有無の時系列データに基づく位置データを使用して、商品Ｘの図心を把握する。

【0177】

これにより、商品Ｘの平面姿勢に加え、商品Ｘを箱詰装置ユニット１のロボットアーム６５により保持する際に保持すべき位置（吸引パッド６５ａによる保持位置）も把握可能である。この結果、商品Ｘの平面姿勢に加え、商品Ｘの向きをそろえるために必要な商品Ｘの図心位置（保持位置）の情報も姿勢検知装置により演算可能である。

【0178】

（４−８）
本実施形態に係る箱詰装置ユニット１では、上記の特徴を備える姿勢検知装置１０と、商品移送装置６０と、制御装置７０とを備える。商品移送装置６０は、商品Ｘを、回動可能なロボットアーム６５により保持し、移送する。制御装置７０は、ロボットアーム６５の位置および回動角度を制御する。制御装置７０は、姿勢検知装置１０によって検出された、商品Ｘの平面姿勢と、商品Ｘの図心とに基づいて、ロボットアーム６５の位置および回動角度を制御する。

【0179】

これにより、姿勢検知装置１０により把握された商品Ｘの平面姿勢および図心位置を基に、ロボットアーム６５に商品Ｘを適切な位置で保持させ、ロボットアーム６５を回動させることで商品Ｘの平面姿勢を適切に補正させることができる。その結果、箱詰装置ユニット１に整然と商品Ｘの箱詰めをさせることが可能である。

【0180】

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態において、姿勢検知装置１０は、箱詰装置ユニット１の一部として用いられているが、これに限られるものではない。例えば、商品Ｘにストリップテープを取り付けるシステムの一部として姿勢検知装置１０が利用されてもよい。

【0181】

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態において、商品Ｘの長辺Ｐと搬送コンベア１１の搬送方向Ｄとのなす角度を商品Ｘの平面姿勢として認識しているが、これに限られるものではない。商品Ｘの短辺Ｑと搬送コンベア１１の搬送方向Ｄとのなす角度を商品Ｘの平面姿勢として認識してもよいし、商品Ｘの長辺Ｐ又は短辺Ｑと、搬送方向Ｄに平行な直線以外の任意の基準線とのなす角度を商品Ｘの平面姿勢として認識してもよい。

【0182】

（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態において、７つの縦光電センサ１２ａ〜１２ｇを用いているが、縦光電センサの個数はこれに限定されるものではない。ただし、商品Ｘの直線部を認識するためには最低３つの縦光電センサが必要であり、商品Ｘの右側多角形と左側多角形との位置関係の把握のためには、最低４つの縦光電センサを用いることが望ましい。また、縦光電センサを増やすと、姿勢検知装置１０のコストアップに繋がることから、縦光電センサは７つ程度まであることが望ましい。

【0183】

（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態において、長さ演算部３７は、商品Ｘの対辺の長さを算出しているが、これに限られるものではない。長さ演算部３７は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データのみに基づいて、商品Ｘの搬送方向に対する最前方から最後方までの長さを求めてもよい。

【0184】

具体的には、長さ演算部３７は、記憶部４５に記憶された縦光電センサ１２ａ〜１２ｇにおける位置データを呼び出す。そして、長さ演算部３７は、この位置データを基に商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇを見つけ出す。その後、商品Ｘを検出している縦光電センサ１２ａ〜１２ｇについて、搬送方向Ｄに垂直な仮想直線に最も近い商品Ｘの位置と、仮想直線から最も離れた商品Ｘの位置との間の距離を演算により求める。演算された値が本変形例における長さ演算部３７の演算する長さである。

【0185】

なお、搬送方向Ｄに垂直な仮想直線に最も近い商品Ｘの位置と、仮想直線から最も離れた商品Ｘの位置との間の距離とは、図６を用いて具体的に説明すれば、縦光電センサ１２ｄについての棒グラフ状部の左端から斜線部の左端までの距離と、縦光電センサ１２ｅについての棒グラフ状部の左端から斜線部の右端までの距離との差である。

【0186】

さらに、長さ演算部３７は、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇの位置データに代えて、横光電センサ１３の商品Ｘの検出開始から検出終了までの時間と、搬送コンベア１１の搬送速度との積を求め、その値を長さとしてもよい。横光電センサ１３を用いることで、商品Ｘの搬送方向Ｄに対する長さが正確に認識されやすい。

【0187】

（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態における、横光電センサ１３は、必須の構成要件ではない。例えば、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇのうち最初に１の商品Ｘを検出したセンサの信号を、横光電センサ１３の信号に代えて利用してもよい。

【0188】

（５−６）変形例Ｆ
上記実施形態においては、角度演算部が複数の直線部を検出した場合には、検出された直線部の数と同数の第１角度を算出しているが、角度演算部は、複数算出された直線部の中から１又は複数を選択して、選択された直線部についてのみ第１角度を算出してもよい。

【0189】

例えば、角度演算部は、検出された直線部の位置関係に応じて直線部を選択してもよい。具体的には、搬送方向Ｄに対して後方に位置する直線部だけを選択して第１角度を算出してもよい。一般に、搬送方向Ｄに対して前方に位置する直線部は、商品Ｘの供給時の衝撃により商品Ｘの辺が変形し、正しい直線が検出されない場合がある。これに対し、搬送方向Ｄに対して後方に位置する直線部を選択して第１角度を算出することで、正確な平面姿勢が把握されやすい。なお、角度演算部は、一旦全ての第１角度を暫定的に算出した後に、１又は複数の直線部を選択し、暫定的に算出された第１角度の中から姿勢検知に用いる第１角度を選択してもよい。

【0190】

また、例えば、角度演算部は、検出された複数の直線部に対して複数の第１角度が算出された場合、最も第１角度の絶対値が大きくなる直線部を選択して、その直線部についての第１角度のみを算出してもよい。第１角度の絶対値が大きいということは、その直線部は搬送方向Ｄに対して垂直方向に近いことを意味する。この場合、その直線部は他の直線部よりも多くの縦光電センサ１２ａ〜１２ｇに検出されている可能性が高いことから、正確に商品Ｘの辺が認識されやすい。

【0191】

（５−７）変形例Ｇ
上記実施形態において、姿勢決定部４１は、平面姿勢としての第２角度が複数算出された場合に統計的手法により１の平面姿勢を算出しているが、これに限られない。

【0192】

例えば、姿勢決定部４１は、第２角度の算出に用いられた第１角度を算出するために用いられた直線部の位置関係に応じて直線部を選択してもよい。より具体的には、搬送方向Ｄに対して後方に位置する直線部に対して求められた第１角度を利用して得られた第２角度を１の平面姿勢として決定してもよい。また、例えば、姿勢決定部４１は、複数の第１角度のうち、最も絶対値が大きい第１角度により求められた第２角度を平面姿勢として決定してもよい。

【0193】

この場合の効果は変形例Ｆと同様である。

【0194】

（５−８）変形例Ｈ
上記実施形態においては、縦光電センサ１２ａ〜１２ｇには投光素子１２１ａ〜１２１ｇと別置きの受光素子１２２ａ〜１２２ｇとを組み合わせたいわゆる透過型の光電センサを用いているが、これに限られるものではない。例えば、投光素子と受光素子が一体となった光電センサを用い、信号光の反射状態を用いて商品Ｘの検出を行ってもよい。

【0195】

（５−９）変形例Ｉ
上記実施形態においては、箱詰装置ユニット１は、ロボットアーム６５により物品を保持、移送し、箱詰しているが、商品Ｘの保持部はロボットアーム６５に限定されるものではない。例えば、パラレルリンクロボット等を保持部として利用してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0196】

本発明は、安価かつ簡素な構成で、平面視において長辺Ｐと短辺Ｑを有する矩形である物品の平面姿勢を、搬送中に精度よく把握できる姿勢検知装置と、その姿勢検知装置を有する箱詰装置ユニットして有用である。

【符号の説明】

【0197】

１ 箱詰装置ユニット
１０ 姿勢検知装置
１１ 搬送コンベア（搬送部）
１２ａ〜１２ｇ 縦光電センサ（センサ）
３４ 角度演算部
３５ 保持位置把握部
３６ 図心演算部
３７ 長さ演算部
３８ 演算方法選択部
３９ 第１姿勢演算部
４０ 第２姿勢演算部
４１ 姿勢決定部
６０ 商品移送装置（保持移送装置）
６５ ロボットアーム（保持部）
７０ 制御装置（保持部制御装置）
１２１ａ〜１２１ｇ 投光素子
１２２ａ〜１２２ｇ 受光素子
Ｄ 搬送方向
Ｐ 長辺
Ｑ 短辺
Ｘ 商品（物品）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0198】

【特許文献1】特開２００４−２６２４８２号公報

【特許文献2】特開２００５−１６２４２２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13a】

【図13b】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】