特許 6242584 ピッキング装置

(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】6242584

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】ピッキング装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/06 20060101AFI20171127BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/06 Z

【請求項の数】14

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2013-89939(P2013-89939)

(22)【出願日】2013年4月23日

(65)【公開番号】特開2014-213395(P2014-213395A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2016年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000196705

【氏名又は名称】西部電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126712

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 督生

(72)【発明者】

【氏名】渡 研司

(72)【発明者】

【氏名】藤岡 毅

(72)【発明者】

【氏名】古賀 直幸

【審査官】 臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０２４６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４６４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５２９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３５６２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１３０８８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２３２３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０７７４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０８６６０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０４−００９２８８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５７−１７２７０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１９３２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２９３７８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ ５／０２−１７／００

Ｂ６５Ｇ ２１／０２７−２１／２２

Ｆ１６Ｂ １５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着対象物を吸着する吸着面を有する吸着具と、
前記吸着具と接続され、前記吸着面と連通する内部空間を有する昇降部材と、
前記昇降部材を挿入して連結し、前記昇降部材に吸引圧力を付与する吸引管路と、
前記吸引圧力による加速度を制御する速度制御部と、を備え、
前記吸着面は、外部と連通する開口部を有し、
前記吸引管路は、前記吸引圧力を付与することで、前記吸着面に接触する前記吸着対象物を吸着させると共に、前記昇降部材を第１位置から第２位置まで上昇させ、
前記速度制御部は、前記第１位置から前記第２位置までの前記昇降部材の上昇期間において、加速期間と減速期間とに分けて、前記吸引圧力による加速度を制御し、
前記吸着対象物は、柔軟性を有する袋が内容物を収容する袋物であり、
前記袋の内部における内容物と袋表面の前記上昇方向に沿った隙間距離をｈとすると、前記加速期間の加速度と前記減速期間の加速度との差分は、前記ｈに基づいて定められ、かつ、前記ｈに基づいて前記加速度が切り替えられるピッキング装置。

【請求項2】

前記開口部は、メッシュ状、網目状および格子状の少なくとも一つの形態を有し、前記吸引圧力が、前記開口部から前記吸着対象物に付与されることで、前記吸着面は前記吸着対象物を吸着し、
前記吸着面に前記吸着対象物が吸着することで、前記吸引管路から前記昇降部材を介して前記吸着具までが密閉状態となり、前記吸引圧力によって、前記昇降部材が前記吸引管路内部を上昇できる、請求項１記載のピッキング装置。

【請求項3】

前記吸着具は、前記吸着面に外周に沿って前記吸着対象物側に突出する接触部を、更に備え、
前記接触部は、前記吸着面との間に空隙を有し、
前記空隙は、前記吸着対象物の変形部分の少なくとも一部を、その内部に収容する、請求項１又は２記載のピッキング装置。

【請求項4】

前記速度制御部は、前記第１位置から前記第２位置までの上昇期間において、前半を前記加速期間とし後半を前記減速期間とする、請求項１から３のいずれか記載のピッキング 装置。

【請求項5】

前記速度制御部は、前記第１位置から前記第１位置と前記第２位置との略中間位置までを、前記加速期間とし、前記中間位置から前記第２位置までを、前記減速期間とする、請求項１から３のいずれか記載のピッキング装置。

【請求項6】

前記加速期間における前記ピッキング装置が発生する加速度を＋２Ａとする場合（垂直軸に沿って上昇する方向を＋方向、降下する方向を−方向の記号で表す）、前記減速期間 におけるピッキング装置が発生する加速度を、＋０．３Ａとする、請求項１から５のいずれか記載のピッキング装置。

【請求項7】

前記吸着具の一方の側面に設けられる第１支持部材および他方の側面に設けられる第２支持部材を更に備え、
前記第１支持部材および前記第２支持部材のそれぞれは、相互に対向すると共に相互の距離を変動可能であり、前記第１支持部材および前記第２支持部材のそれぞれは、前記吸着面が前記吸着対象物を吸着する前後のいずれかにおいて、相互の対向距離を縮めて前記 吸着対象物の側面のそれぞれに接触して把持する、請求項１から６のいずれか記載のピッキング装置。

【請求項8】

前記第１支持部材および前記第２支持部材を駆動する駆動部と、
前記吸引管路に接続する吸引装置と、を更に備え、
前記吸引装置、前記駆動部および前記速度制御部は、
（１）前記吸着具を設置されている前記吸着対象物に下降させるステップ１、
（２）前記吸引管路に吸引圧力を付与するステップ２、
（３）前記吸着具が前記吸着対象物を吸着するステップ３、
（４）前記吸引圧力によって、前記吸着具が前記吸引管路内部を上昇するステップ４、
（５）前記第１支持部材および前記第２支持部材の対向距離を縮めて前記吸着対象物を把持するステップ５、
（６）前記吸引圧力による加速期間で正の加速度を付与するステップ６、
（７）前記吸引圧力を変化させることでの減速期間で負の加速度を付与するステップ７、
の少なくとも一つを実行する、請求項７記載のピッキング装置。

【請求項9】

前記吸着具の上部と所定距離離隔して、前記吸着具と接続する係止部材と、 前記係止部材と接触可能なピストンとこのピストンを挿入させる対となるシリンダを有する、昇降制御具を更に備え、
前記シリンダは、前記ピストンを挿入および突出可能な内部空間と、前記内部空間と外部とを連通する上方開口部と、前記内部空間と外部とを連通する下方開口部と、を有し、
前記ピストンは、前記シリンダから突出している一部に、前記係止部材と係止および離隔可能なストッパーと、前記シリンダの前記内部空間の側断面に対応して、前記シリンダ 内部を仕切る仕切り板と、を有し、
前記ストッパーは、前記吸着具が前記第１位置から前記第２位置まで上昇する途中において、前記吸着具の上部と接触し、
前記上方開口部は、前記仕切り板の上方に位置し、前記下方開口部は、前記仕切り板の下方に位置する、請求項１から８のいずれか記載のピッキング装置。

【請求項10】

前記吸着具が前記第１位置から前記第２位置まで上昇する途中である第３位置で、前記 ストッパーが、前記吸着具の上部と接触し、
前記ストッパーが前記吸着具の上部と接触した後で、前記内部空間における前記仕切り板から前記上方開口部との間の空気が、前記上方開口部から排出される、請求項９記載 のピッキング装置。

【請求項11】

前記内部空間における前記仕切り板から前記上方開口部との間の空気が、前記上方開口部から排出されることで、前記吸引管路による前記吸着具の上昇に対する抵抗力が生じる 、請求項１０記載のピッキング装置。

【請求項12】

前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置の略中央である、請求項１０又は１１記載のピッキング装置。

【請求項13】

前記上方開口部および前記下方開口部の少なくとも一方は、空気の流入及び流出の少なくとも一方を制御する絞り弁を有する、請求項９から１２のいずれか記載のピッキング 装置。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれかのピッキング装置と、
前記吸着具の平面方向の位置を移動させる移動装置と、
前記ピッキング装置および前記移動装置の少なくとも一部を制御する制御装置と、を備える物品移動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工場や配送センターなどにおける製品や商品の運搬や分類において、製品や商品をピッキングする際に商品へ吸着するピッキング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な事業分野、商品分野においては、それぞれに対応した工場において、種々の製品や商品が製造される。半完成状態の製品や商品は、製造工程における次の工程に運搬される必要がある。完成状態の製品や商品は、最終的にダンボールや専用のケースに詰められて出荷される。このため、工場や配送センターは、製造ライン以外に、製品や商品の分類や詰め込みを行って製品や商品を移動させる運搬ラインを必要とする。運搬ラインは、半完成の製品や商品を次の工程に移動させたり、完成した製品や商品を出荷状態に移動させたりする。

【0003】

運搬ラインが、製品や商品を次の工程や出荷状態に移動させる際には、製品や商品の分類を行ったり、所定数の製品や商品を段ボール箱やケースに詰め込んだりする必要がある。このため、運搬ラインは、複数の製品や商品から、一つ一つの製品や商品をピッキングする必要を有している。ピッキングとは、ある場所にある製品や商品を吸着したり把持したりして持ち上げることをいい、ピッキングされた後で、ピッキングした製品や商品を、ある場所から別の場所に移動する。すなわち、ピッキング装置によるピッキングとは、製品や商品を種々の方式で掴むことであり、掴むのに合わせて、製品や商品を上昇させたり下降させたりすることを含むこともある。

【0004】

ここで、製品や商品は、様々である。運搬ラインは、製品や商品の配送先、アイテム数、品種などのパラメータに基づいて、様々な製品や商品を効率的に分類する必要がある。一つのダンボール箱やケースには、異なる品種の製品や商品が詰め込まれる必要があることもあるからである。このような様々なパラメータに対応して、複数の製品や商品を正確に分類するには、人的作業が適しているが、人件費や効率の問題がある。

【0005】

ここで、製品や商品の出荷のための運搬ラインの場合は、個々の製品や商品の分類、分類後の製品や商品の運搬、分類された製品や商品の箱詰め、箱の集積、パレットへの積載などの工程を含む。これらそれぞれの工程は、他の工程と独立しているが、運搬ラインの前半工程である製品や商品の分類においては、取り扱うべき製品や商品の個数が多い。これに対して、運搬ラインの後半工程である、製品や商品の箱詰めやパレットへの積載においては、取り扱うダンボール箱の個数は、前半工程で取り扱う製品や商品の個数より相対的に少なくなる。

【0006】

運搬ラインでの全ての工程を含む流れ作業を、自動化して効率よく進めるためには、前半工程で取り扱う製品や商品の個数に対応した、分類や運搬作業が必要となる。すなわち、個々の製品や商品を、高速かつ高精度にピッキングする必要がある。前半工程でのピッキング作業が遅かったり、作業エラーが生じたりすると、運搬ラインの後半工程での作業速度を遅くしたり作業を止めたりする必要が生じるからである。

【0007】

このように、製造工程の途中や、製造工程後の出荷前作業において必要となる運搬ラインでは、個々の製品や商品を、正確かつ高速にピッキングすることが求められる。個々の製品や商品が正確かつ高速にピッキングされることで、製造および出荷作業が高速化され、様々な製造現場や流通現場での生産性が向上する。

【0008】

ここで、運搬ラインにおいては、ピッキング装置が、ケースに入った製品や商品、コンベアを流れる製品や商品のそれぞれを、ピッキングする。例えば、ピッキング装置は、あるケースに入った複数の製品や商品の中から一つをピッキングして、次の工程（場所）に移動させる。あるいは、ピッキング装置は、コンベアを流れる複数の製品や商品の中から一つをピッキングして、ケースや箱に詰め込む。

【0009】

このように、ピッキング装置は、複数の製品や商品の中から、対象となる一つを選択して、確実かつ高速にピッキングする必要を有している。特に、ピッキング装置が掴む商品や製品は、形状、内容、外装物が様々であるので、掴みにくいことも多い。このため、ピッキング装置は、吸引圧力を用いる吸着具を用いて、製品や商品を吸着してピッキングすることが多い。製品や商品の外周に吸着具を押し当てて、吸着具に付与される吸引圧力によって、ピッキング装置は、製品や商品を取り出し可能とする。吸着具には、製品や商品を確実に吸着する能力が求められている。

【0010】

ここで、製品や商品には様々なものがあるが、お菓子、パン、食品など、軟質性を有する（変形容易性を有する）内容物が、袋（やはり変形容易性を有する）に詰められている「袋物」も多くある。工場や配送センターなどでは、このような袋物を取り扱うことも多く、ピッキング装置には、このような袋物を取り扱うことも求められている。

【0011】

このようなピッキング装置やピッキング装置に用いられる吸着具の技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開平６−１６３７８号公報

【特許文献2】特開２０００−２９６４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

特許文献１は、空気吸引孔１を有する吸着具本体２の下部に、硬質弾性材料製環状体３を固定し、その硬質弾性材料製環状体３よりも下方に突出する軟質弾性材料製環状体４を、硬質弾性材料製環状体３の外側において吸着具本体２に直接または間接的に固定する吊上運搬用真空吸着具を開示する。

【0014】

特許文献１は、硬質部材と軟質部材とをあわせた吸着部分によって、対象物を吸着する吸着具を開示する。このような吸着具によって、表面に凸凹がある対象物であっても、確実に吸着できることを目的としている。

【0015】

しかしながら、硬質部材と軟質部材とをあわせた吸着部分を有しているとしても、対象物が袋物である場合には、特許文献１に開示される吸着具は、袋物の対象物を確実に吸着できない問題を有している。菓子、パン、食品、袋入り部品などは、その外形は袋である。袋は、内部に空気や不活性ガスを収容しているので、外圧によって容易に変形する。

【0016】

このため、吸着具によって袋の表面が吸着される場合でも、袋表面にしわや折れ曲がりが生じてしまう。しわや折れ曲がりが、吸着具の吸着面から吸着具の外側にまで連通していると、吸着面の一部が、外気と連通してしまうことになる。吸着面の一部が、吸着対象物である袋物で覆われていない状態であると、吸引面積が減少したり、吸引方向に外気が入ったりして、吸着力が弱まる。吸着力が弱まった状態であると、何らかの要因で、吸着具は、吸着対象物を落下させてしまうこともある。吸着具が、吸着対象物を吸着した後で吸着対象物を装置の一部に衝突させたり、吸着対象物を移動させる勢いを与えたりすることで、吸着具は、吸着対象物を落下させてしまう。

【0017】

吸着具（とこれを備えるピッキング装置）が、このように袋物である吸着対象物を落下させてしまえば、吸着対象物を移動させることができないだけでなく、袋物の内容物を損傷（変形なども含む）させてしまうこともありえる。内容物を損傷させることは、工場や配送センターにとっては当然に問題であり、このような損傷を生じさせないことが求められる。

【0018】

逆に、落下を防止しようとして、吸着具による吸引力を増加させれば、袋物の袋が破れたり、内容物が吸着具の吸着面に強く押し付けられたりして、袋の破損や内容物の損傷がやはり生じてしまう。

【0019】

特許文献２は、工作物を吸着するための真空グリッパー１０は、負圧ポート１４と弾性的な吸盤２０と吸盤ホルダー１２とを備え、吸盤２０は工作物寄りの側に、吸引室２６を画成するリップシール２２を備え、吸引室２６は負圧ポート１４に流体接続されている。吸引室２６はその中に突出するリブ３６，３８を備え、リブおよびまたはリップシール２２は吸引室２６寄りのその面３０に、少なくとも１つの溝２８を有する真空グリッパーを開示する。

【0020】

特許文献２に開示される真空グリッパーは、リブや溝によって、滑り止め機能を発揮し、対象物を吸着する際のすべりを防止する。

【0021】

しかしながら、一定形状を維持できる吸着対象物ではなく、袋物である場合には、リブや溝による滑り止めがあったとしても、特許文献１の場合と同様の問題を有する。すなわち、特許文献２に開示される真空グリッパーは、袋物を吸着する際に、表面にしわや折れ曲がりを生じさせて、吸着対象物を落下させてしまう可能性を有する。

【0022】

この結果、特許文献１と同様に、袋の破損や内容物の損傷を生じさせてしまうことがある。

【0023】

特許文献１、特許文献２に代表される従来技術は、袋物のように吸着時に容易に変形する吸着対象物を確実に吸着することが難しい問題を有していた。もし、吸着具が、吸着対象物を落下させてしまうと、運搬ラインを停止させる必要が生じ、製造工程や出荷工程での生産性を低下させる問題も生じてしまう。

【0024】

加えて、生産性の低下だけでなく、袋物における袋の破損や内容物の損傷を生じさせる可能性も高い。袋の破損は当然のこと、袋が破損しないまでも内容物に変形などの損傷が生じてしまえば、当該商品は販売ができなくなってしまう。特に、お菓子、パン、インスタント食品などの食品の購入においては、購入者は、内容物の見た目も重視するので、内容物が変形等していれば、購入者が購入をためらう。食品などの袋物においては、内容物を確認できるように袋の一部もしくは全部が透明もしくは半透明であることが多いので、購入者は購入時に内容物の状態を確認できるからである。

【0025】

以上のように、従来技術の吸着具やこれを備えるピッキング装置は、袋物を確実にピッキングできないとの問題に加え、袋物の袋や内容物の損傷を生じさせてしまう問題を有していた。

【0026】

このような問題に鑑み、袋物のように外圧で容易に変形してしまう吸着対象物であっても、確実にピッキングしつつ、袋や内容物を損傷させないピッキング装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0027】

上記課題に鑑み、本発明のピッキング装置は、吸着対象物を吸着する吸着面を有する吸着具と、吸着具と接続され、吸着面と連通する内部空間を有する昇降部材と、昇降部材を挿入して連結し、昇降部材に吸引圧力を付与する吸引管路と、吸引圧力による加速度を制御する速度制御部と、を備え、吸着面は、外部と連通する開口部を有し、吸引管路は、吸引圧力を付与することで、吸着面に接触する吸着対象物を吸着させると共に、昇降部材を第１位置から第２位置まで上昇させ、速度制御部は、第１位置から第２位置までの昇降部材の上昇期間において、加速期間と減速期間とに分けて、吸引圧力による加速度を制御する。

【発明の効果】

【0028】

本発明のピッキング装置は、空気吸引圧力のみで、吸着対象物を吸着すると共に一定の高さまで上昇させることができる。このため、ピッキングにおける工程数およびこれに対応する部材の削減が実現できる。更に、確実にピッキングを行うことができる。

【0029】

また、空気吸引圧力のみで吸着と上昇を行うことに伴う、上昇時の内容物の袋内部での振動や上昇による内容物の損傷を防止できる。この結果、ピッキング装置が、袋物をピッキングしてある場所から別の場所へ移動させる場合に、袋はもちろんのこと、内容物を損傷させることが無くなり、ピッキングによって廃棄対象となりうる商品を生じさせにくくできる。このため、工程移動などにおいて商品の廃棄率を下げることができる。

【0030】

また、ピッキングにおける損傷可能性を低減できることでピッキング装置によるピッキング速度を上げることができ、商品の移動効率を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の搬送装置の全体斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図4】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図5】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図6】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図7】本発明の実施の形態１における速度制御部の速度制御を示す一例のグラフである。

【図8】本発明の実施の形態１における上昇期間における装置の発生する加速度の変化を示すグラフである。

【図9】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図10】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図11】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図12】本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。

【図13】本発明の実施の形態２におけるピッキング装置の斜視図である。

【図14】本発明の実施の形態２における第３位置（中間位置）に到達した状態のピッキング装置の正面図である。

【図15】本発明の実施の形態２における第２位置に到達したピッキング装置の正面図である。

【図16】本発明の実施の形態３における吸着具の吸着面から見た斜視図である。

【図17】本発明の実施の形態３における吸着具３の断面斜視図である。

【図18】本発明の実施の形態３における吸着具の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明の第１の発明に係るピッキング装置は、吸着対象物を吸着する吸着面を有する吸着具と、吸着具と接続され、吸着面と連通する内部空間を有する昇降部材と、昇降部材を挿入して連結し、昇降部材に吸引圧力を付与する吸引管路と、吸引圧力による加速度を制御する速度制御部と、を備え、吸着面は、外部と連通する開口部を有し、吸引管路は、吸引圧力を付与することで、吸着面に接触する吸着対象物を吸着させると共に、昇降部材を第１位置から第２位置まで上昇させ、速度制御部は、第１位置から第２位置までの昇降部材の上昇期間において、加速期間と減速期間とに分けて、吸引圧力による加速度を制御し、吸着対象物は、柔軟性を有する袋が内容物を収容する袋物であり、袋の内部における内容物と袋表面の上昇方向に沿った隙間距離をｈとすると、加速期間の加速度と減速期間の加速度との差分は、ｈに基づいて定められ、かつ、ｈに基づいて加速度が切り替えられる。

【0033】

この構成により、ピッキング装置は、吸着具の上昇によって上昇の上端である第２位置に吸着対象物が到達する場合でも、吸着対象物に強い慣性を与えすぎない。また、この構成により、上端である第２位置での慣性を抑えることができ、袋の内容物が吸着面に衝突することが防止される。また、この構成により、ピッキング装置は、食品、菓子、パン、精密機器などの袋に入った吸着対象物であっても、損傷させることなくピッキングできる。

【0034】

本発明の第２の発明に係るピッキング装置では、第１の発明に加えて、開口部は、メッシュ状、網目状および格子状の少なくとも一つの形態を有し、吸引圧力が、開口部から吸着対象物に付与されることで、吸着面は吸着対象物を吸着し、吸着面に吸着対象物が吸着することで、吸引管路から昇降部材を介して吸着具までが密閉状態となり、吸引圧力によって、昇降部材が吸引管路内部を上昇できる。

【0035】

この構成により、ピッキング装置は、吸引圧力だけで、吸着対象物の吸着と吸着対象物の上昇とを、実現できる。

【0036】

本発明の第３の発明に係るピッキング装置では、第１又は第２の発明に加えて、吸着具は、吸着面に外周に沿って吸着対象物側に突出する接触部を、更に備え、接触部は、吸着面との間に空隙を有し、空隙は、吸着対象物の変形部分の少なくとも一部を、その内部に収容する。

【0037】

この構成により、ピッキング装置は、吸着具を用いて、袋物などの柔軟性の高い吸着対象物であっても、確実に吸着して昇降させることができる。

【0038】

本発明の第４の発明に係るピッキング装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、速度制御部は、第１位置から第２位置までの上昇期間において、前半を加速期間とし後半を減速期間とする。

【0039】

この構成により、上昇の上端である第２位置に吸着対象物が到達するときでも、吸着対象物に強すぎる慣性が加わらず、袋の内部で内容物が飛び跳ねたりして吸着面に衝突することを防止できる。結果として、内容物の損傷を防止できる。

【0040】

本発明の第５の発明に係るピッキング装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、速度制御部は、第１位置から第１位置と第２位置との略中間位置までを、加速期間とし、中間位置から第２位置までを、減速期間とする。

【0041】

この構成により、上昇の上端である第２位置に吸着対象物が到達するときでも、吸着対象物に強すぎる慣性が加わらず、袋の内部で内容物が飛び跳ねたりして吸着面に衝突することを防止できる。結果として、内容物の損傷を防止できる。

【0042】

本発明の第６の発明に係るピッキング装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、加速期間におけるピッキング装置が発生する加速度を＋２Ａとする場合（垂直軸に沿って上昇する方向を＋方向、降下する方向を−方向の記号で表す）、減速期間におけるピッキング装置が発生する加速度を、＋０．３Ａとする。

【0043】

この構成により、上端である第２位置での慣性を抑えることができ、袋の内容物が吸着面に衝突することが防止される。

【0048】

本発明の第７の発明に係るピッキング装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、吸着具の一方の側面に設けられる第１支持部材および他方の側面に設けられる第２支持部材を更に備え、第１支持部材および第２支持部材のそれぞれは、相互に対向すると共に相互の距離を変動可能であり、第１支持部材および第２支持部材のそれぞれは、吸着面が吸着対象物を吸着する前後のいずれかにおいて、相互の対向距離を縮めて吸着対象物の側面のそれぞれに接触して把持する。

【0049】

この構成により、ピッキング装置は、上昇中、水平移動中、下降中において、吸着対象物を落下させたりすることを防止できる。

【0050】

本発明の第８の発明に係るピッキング装置では、第７の発明に加えて、第１支持部材および第２支持部材を駆動する駆動部と、吸引管路に接続する吸引装置と、を更に備え、吸引装置、駆動部および速度制御部は、（１）吸着具を設置されている吸着対象物に下降させるステップ１、（２）吸引管路に吸引圧力を付与するステップ２、（３）吸着具が吸着対象物を吸着するステップ３、（４）吸引圧力によって、吸着具が吸引管路内部を上昇するステップ４、（５）第１支持部材および第２支持部材の対向距離を縮めて吸着対象物を把持するステップ５、（６）吸引圧力による加速期間で正の加速度を付与するステップ６、（７）吸引圧力を変化させることでの減速期間で負の加速度を付与するステップ７、の少なくとも一つを実行する。

【0051】

この構成により、ピッキング装置は、吸引圧力のみで、吸着対象物の吸着と上昇を実現しつつ、上昇の終了する上端での吸着対象物に加わる慣性を低減できる。

【0052】

本発明の第９の発明に係るピッキング装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、吸着具の上部と所定距離離隔して、吸着具と接続する係止部材と、係止部材と接触可能なピストンとこのピストンを挿入させる対となるシリンダを有する、昇降制御具を更に備え、シリンダは、ピストンを挿入および突出可能な内部空間と、内部空間と外部とを連通する上方開口部と、内部空間と外部とを連通する下方開口部とを有し、ピストンは、シリンダから突出している一部に、係止部材と係止および離隔可能なストッパーと、シリンダの内部空間の側断面に対応して、シリンダ内部を仕切る仕切り板と、を有し、ストッパーは、吸着具が第１位置から第２位置まで上昇する途中において、吸着具の上部と接触し上方開口部は、仕切り板の上方に位置し、下方開口部は、仕切り板の下方に位置する。

【0053】

この構成により、ピッキング装置は、昇降制御部によって、吸引圧力を制御することなく、減速期間を生じさせることができる。

【0054】

本発明の第１０の発明に係るピッキング装置では、第９の発明に加えて、吸着具が第１位置から第２位置まで上昇する途中である第３位置で、ストッパーが、吸着具の上部と接触し、ストッパーが吸着具の上部と接触した後で、内部空間における仕切り板から上方開口部との間の空気が、上方開口部から排出される。

【0055】

この構成により、昇降制御部は、上方開口部からの空気の排出を負荷として、吸着具（昇降部材）の上昇に与えることができる。この負荷によって、減速期間が生じる。

【0056】

本発明の第１１の発明に係るピッキング装置では、第１０の発明に加えて、内部空間における仕切り板から上方開口部との間の空気が、上方開口部から排出されることで、吸引管路による吸着具の上昇に対する抵抗力が生じる。

【0057】

この構成により、昇降制御部は、減速期間を生み出せる。

【0058】

本発明の第１２の発明に係るピッキング装置では、第１１の発明に加えて、第３位置は、第１位置と第２位置の略中央である。

【0059】

この構成により、昇降制御部は、適切な加速期間と減速期間を生み出せる。

【0060】

本発明の第１３の発明に係るピッキング装置では、第１２の発明に加えて、上方開口部および下方開口部の少なくとも一方は、空気の流入及び流出の少なくとも一方を制御する絞り弁を有する。

【0061】

この構成により、昇降制御部は、負荷の調整を行える。この結果、減速期間の速度を調整できる。

【0062】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

【0063】

（実施の形態１）

【0064】

（空気吸引式のピッキング装置の説明）
まず、実施の形態１におけるピッキング装置の全体概要を説明する。図１は、本発明の搬送装置の全体斜視図である。図１は、実施の形態１におけるピッキング装置１を含んで実際の製造ラインや箱詰めラインに設置される搬送装置全体を示している。

【0065】

ピッキング装置１は、搬送装置３００の一部に用いられる。搬送装置３００は、製造ラインや箱詰めラインにおいて、吸着対象物をある場所から別の場所に移動させる。図１では、製造ライン１００における第１ライン１０１に設置された箱１０２に詰められている吸着対象物５０が、第２ライン１０４に設置された箱１０３に搬送される。ピッキング装置１には、制御ロボット２００が備わっている。制御ロボット２００は、筐体２１０と、ピッキング装置１の姿勢を制御する姿勢制御部材２０１、２０２を備えている。また、図１には図示していないが、ピッキング装置１は、吸引装置に接続されている。

【0066】

このように、搬送装置３００は、ピッキング装置１とこれを制御する制御ロボット２００を備え、製造ライン１００に備わる吸着対象物５０を掴んで所定の位置に搬送する。ピッキング装置１が搬送装置３００の一部として取り付けられて、ピッキング装置１の動作によって、箱１０２に入れられている吸着対象物５０が、別の箱１０３に搬送される。ピッキング装置１は、搬送装置３００として製造ラインや箱詰めラインに設置されて使用される。

【0067】

ここで、図１では、ピッキング装置１は、吸着対象物５０を実際に掴んで搬送する部分を示しており、ピッキング装置１を含んだ全体を搬送装置３００として示している。しかしながら、ピッキング装置１と搬送装置３００とを、特段に区別する必要があるものではない。例えば、図１で搬送装置３００として示されている制御ロボット２００（筐体２１０なども）までを含めた構成を、ピッキング装置として把握しても良い。当然に、ピッキング装置１は、図１に示されるように、吸着対象物５０と直接的に対峙する部分だけで把握されても良い。

【0068】

制御ロボット２００は、図示していないが、別途接続される吸引装置からの吸引圧力を付与したり、姿勢制御部材２０１、２０２を用いてピッキング装置１の姿勢を制御したりすることで、ピッキング装置１の実動作を制御する。制御ロボット２００による制御によって、ピッキング装置１が、吸着対象物５０を掴んで搬送でき、製造ライン１００に設置された搬送装置３００は、その機能を発揮する。

【0069】

（ピッキング装置の概要）
ピッキング装置１の概要について説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の斜視図である。図２に示されるピッキング装置１は、図１で説明された搬送装置３００の一部として用いられる。ピッキング装置１は、吸着具３、昇降部材９、吸引管路２、第１支持部材４、第２支持部材５を備える。ここで、第１支持部材４および第２支持部材５は、必須の要素ではなく、作業性や作業能率を向上させるために設けられる。また、ピッキング装置１は、速度制御部８を備える。

【0070】

吸着具３は、吸着対象物５０を吸着する吸着面３１を有する。吸着面３１は、外部と連通する状態であり、例えばメッシュ状の開口部を有している。この開口部によって、吸引管路２から付与される吸引圧力（吸引空気）が、外部へ到達して、吸着具３は、吸着面３１に接触する吸着対象物５０を吸着できる。

【0071】

昇降部材９は、吸着具３と接続される。昇降部材９は、吸着面３１の開口部と連通する内部空間を有しており、この内部空間は、昇降部材９の上方にも連通している。言い換えれば、昇降部材９は、上下で開口しているがらんどうの部材である。昇降部材９は、吸引管路２の内部に挿入される。この挿入によって、昇降部材９は、吸引管路２内部で昇降する。

【0072】

吸引管路２は、昇降部材９を挿入して連結する。このとき、昇降部材９が吸引管路２内部に挿入されて連結されることで、昇降部材９は、吸引管路２内部で上下移動が自由にできる。なお、昇降部材９が、吸引管路２から外れて落下することのないように、吸引管路２の下端には、昇降部材９を止める部材が備わっていることもよい。

【0073】

吸引管路２は、昇降部材９を内部で昇降させるために、内部空間を有している。この内部空間を介して、吸引管路２は、吸引圧力を吸着具３（同様に昇降部材９に）に付与する。吸引管路２には、別途吸引装置が接続されており（図２には図示せず）、吸引装置からの吸引圧力（吸引空気）は、吸引管路２の内部空間に到達する。すなわち、吸引管路２、昇降部材９、吸着具３の内部空間が全て連通して、最終的には、吸着面３１の開口部から外部へ連通する構造となる。この連通する経路を、吸引圧力を有する吸引空気が移動して、吸着面３１に接触する吸着対象物５０を吸着する。

【0074】

吸着面３１に吸着対象物５０が吸着すると、吸引管路２、昇降部材９および吸着具３を連通する経路の先端がこの吸着対象物５０によってふさがれることになる。こうなると、吸引管路２が付与する吸引圧力（吸引空気）は、吸着面３１の外部に出ることができなくなる。この結果、吸引管路２から吸着具３に至る内部空間で吸引圧力が留まり、この吸引圧力によって、吸引管路２に挿入されている昇降部材９が上昇できる。昇降部材９は、吸引管路２内部で自由に昇降できる状態で挿入されているからである。

【0075】

このように、ピッキング装置１は、吸引管路２からの吸引圧力のみで、（１）吸着面３１に吸着対象物５０を吸着させる、（２）吸着面が塞がれたことで、吸引圧力が内部に留まり、吸引管路２内部で昇降部材９を上昇させる、（３）昇降部材９に接続される吸着具３も同時に上昇する、（４）当然ながら吸着対象物５０も上昇する、とのステップで、吸着対象物５０を上昇させる。

【0076】

逆に言えば、吸引圧力を消滅させると、昇降部材９が下降すると共に、吸着面３１から吸着対象物５０が外れる。この結果、ピッキング装置１は、吸着対象物５０を、ある場所に置くことができる。

【0077】

更に、ピッキング装置１は、吸引圧力による上昇での加速度を制御する速度制御部８を備えている。速度制御部８は、吸引圧力によって上昇する昇降部材９（当然に吸着具３）の加速度を制御する。ピッキング装置１は、吸引圧力により、昇降部材９を下端である第１位置から上端である第２位置まで上昇させる。この上昇は、吸引圧力によってその加速度（速度）が決まる。

【0078】

加速度が大きすぎると、第２位置に到達した瞬間に、強い慣性が残り、例えば袋物の内容物が袋内部で飛び跳ねたりして、吸着面３１に衝突することもある。これでは、内容物が不良品となってしまいかねない。一方、加速度が小さすぎると、昇降部材９が第１位置から第２位置まで十分に上昇できず、ピッキング装置１が、吸着対象物５０を上昇させて他の場所に移動させることができなくなる。あるいは、ピッキング速度が遅くなり、作業効率が下がる問題がある。

【0079】

この両面の問題を同時解決するために、速度制御部８は、第１位置から第２位置までの昇降部材９の上昇期間において、加速期間と減速期間とにわけて、吸引圧力による加速度を制御する。この制御によって、昇降部材９の第２位置までの確実な上昇を担保しつつ、第２位置に到達する際の速度を低減して、内容物の慣性力を低下させる。慣性力の低下によって、袋の中で、内容物が飛び跳ねて吸着面３１に衝突することも防止される。当然に、内容物の損傷が防止され、ピッキング装置１でのピッキング速度が下がりすぎることも防止される。

【0080】

このように、実施の形態１におけるピッキング装置１は、速度制御部８を備えることで、吸着対象物５０と接触する下端である第１位置から、昇降部材９の上昇上端である第２位置まで上昇する結果、袋の内容物が、上昇時の慣性によって袋内部で飛び跳ねて吸着面３１に衝突することが防止できる。この結果、ピッキング装置１は、食品や精密部品などの袋物のピッキングにおいて、吸着対象物５０（特に内容物）を、損傷させることがない。

【0081】

（動作手順）
次に、実施の形態１におけるピッキング装置１の基本動作を、説明する。

【0082】

図３〜図６、図９〜図１２は、本発明の実施の形態１におけるピッキング装置の動作手順の説明図である。これら図のそれぞれは、ピッキング装置１の動作手順を、段階的かつ離散的に示したものである。すなわち、ピッキング装置１の動作が進む順序に対応して、図３〜図６、図９〜図１２は、それぞれのタイミングでのピッキング装置１の正面を示している。なお、図３〜図６、図９〜図１２はでは、吸着具３の両側面のそれぞれに設けられる第１支持部材４および第２支持部材５が示されている。

【0083】

また、ピッキング装置１は、吸着具３、第１支持部材４および第２支持部材の位置、姿勢などを動作させて制御する駆動部６を有している。駆動部６は、図３に示される構造部分に設けられてもよいし、図１における制御部２００に設けられてもよい。駆動部６は、第１支持部材４、第２支持部材を駆動したり、昇降部材９を吸引圧力とは別に昇降させたりする。

【0084】

（ステップ１）
最初の段階では、ピッキング装置１は、吸着対象物５０から吸着具３を離した状態である。吸着具３は、吸引管路２から付与される吸引圧力や駆動部による駆動によって下降可能である。最初の段階では、吸着具３は、上昇した状態であり吸着対象物５０と接触していない。また、第１支持部材４および第２支持部材５も上昇した状態で吸着対象物５０と接触していない。

【0085】

まず、ステップ１では、ピッキング装置１は、吸着具３を吸着対象物５０に向けて下降させる。図３は、この下降開始状態を示している。ピッキング装置１は、図１に示されるように、ある製造ライン１００に置かれた箱１０２に入っている吸着対象物５０を吸着し、箱１０３に搬送する。ピッキング装置１は、制御ロボット２００などに画像処理機能を持たせており、画像処理によって、吸着対象物５０が吸着具３の下に位置していることを把握できる。あるいは、予めプログラミングされた座標指示に合わせて、ピッキング装置１は、吸着対象物５０の位置を判別して、吸着具３を吸着対象物５０に向けて下降させる。

【0086】

なお、吸着具３は、昇降部材９と共に（あるいは吸引管路２と共に）下降すればよい。駆動部が吸着具３を下降させる。

【0087】

なお、一般的に吸着対象物５０は、箱１０２などに入れられているので、吸着具３が下降することをステップ１として説明した。しかしながら、吸着対象物５０を収容している箱１０２が上昇可能であれば、吸着具３が下降するのではなく、吸着対象物５０が吸着具３に上昇してくることでもよい。

【0088】

吸着具３が下降することで、吸着具３は、第１支持部材４および第２支持部材５の先端よりも、下側（吸着対象物５０側）に、その先端（吸着具３において吸着対象物５０と接触する接触部）を位置させるようになる。

【0089】

（ステップ２）
ステップ１によって、吸着具３の下降が進むと、吸着具３が吸着対象物５０に接触する。接触すると、吸引管路２には、吸引圧力が付与されて、この吸引圧力は、吸着具３にも付与される。この吸引管路２への吸引圧力が、ピッキング装置１によるステップ２の動作である。この吸引圧力は、吸引管路２、昇降部材９、吸着具３を通じて、吸着面３１に到達する。

【0090】

吸着面３１は、メッシュ状、網目状および格子状の少なくとも一つの形態の開口部を有する。吸引圧力は、この開口部から吸着対象物５０に付与される。

【0091】

（ステップ３）
次に、ピッキング装置１は、吸引圧力の付与によって吸着具３で吸着対象物５０を吸着させるステップ３を実行する。図４は、このステップ３を示している。昇降部材９の下降に伴って吸着面３１が吸着対象物５０に接触している。この接触時に吸引圧力が付与されることで、吸着具３は、吸着面３１に吸着対象物５０を吸着できる。

【0092】

ここで、吸着対象物５０は、内容物を袋に収容する袋物である。たとえば、菓子、パン、惣菜製品、加工食品など、変形性がある内容物を収容している袋物である。このような袋物は、内容物も袋そのものも変形性を有しているので、吸着具３によって吸着されると、外形（特に袋）が、変形する。

【0093】

図４に示されるステップ３によって、ピッキング装置１は、吸着力によって吸着対象物５０を、上方に移動できるようになる。なお、図４に示されるステップ２においては、吸着具３は、吸着している吸着対象物５０に吸引圧力を付与し続ける。吸着を停止させないためである。

【0094】

また、図４に示される、昇降部材９が最下端（吸着対象物５０が置かれている位置）まで下がっている位置を、第１位置９１として定義する。

【0095】

（ステップ４）
図５は、ステップ４を示す。ステップ４では、吸着面３１が吸着対象物５０で塞がれている。この塞がりにより、吸引管路２から付与される吸引圧力は、吸着面３１で留まり、吸引管路２、昇降部材９および吸着具３の内部に吸引圧力がとどまる。吸引圧力は、端的に言えば吸引空気であるので、吸着面３１がふさがれることで、吸引管路２から吸着具３に至る内部空間の空気圧力が低下する。すなわち、この内部空間が密閉空間となって、吸引圧力による吸引力が、可動部分である昇降部材９に加わることになる。この吸引力の付与によって、昇降部材９が可動して上昇できる。

【0096】

この空気圧力の低下によって、吸引管路２の内部空間で自由に昇降できる昇降部材９が、上昇する。図５は、この昇降部材９が一定量昇降した状態を示している。

【0097】

このように、ピッキング装置１は、吸引圧力のみで、吸着と上昇を実現できる。こうして、ステップ４にて、昇降部材９は、第１位置９１から上昇する。

【0098】

（ステップ５）
次にピッキング装置１は、ステップ５の動作を行う。図６は、ステップ５の状態を示している。ステップ５では、駆動部６が、第１支持部材４および第２支持部材５を駆動させて、側面から吸着対象物５０を挟む。第１支持部材４および第２支持部材５のそれぞれは、吸着具３の側面に設けられる。好ましくは、第１支持部材４と第２支持部材５とは、相互に対向する。更に、第１支持部材４および第２支持部材５のそれぞれは、相互の距離（対向距離）を変動可能であり、吸着面３１が吸着対象物５０を吸着する前後のいずれかにおいて、対向距離を縮めて、吸着対象物５０の側面に接触して把持する。

【0099】

ここでは、吸着面３１での吸着対象物５０の吸着の後で、駆動部６が、第１支持部材４および第２支持部材５の対向距離を縮める。こうして、第１支持部材４は吸着された吸着対象物５０の一方の側面を押さえ、第２支持部材５は吸着された吸着対象物５０の他方の側面を押さえる。この両側面からの押さえによって、吸着具３による吸着だけでなく、第１支持部材４および第２支持部材５のそれぞれによる把持によって、吸着対象物５０の上昇時あるいは水平方向での移動時の落下や、袋内部での内容物の移動や振動が低減できる。

【0100】

ここで、第１支持部材４および第２支持部材５のそれぞれは、吸着対象物５０の搬送方向に沿って、接触面４１、５１を接触させる。言い換えれば、接触面４１、５１のそれぞれは、搬送方向に略垂直である。接触面４１、５１が、このように吸着対象物５０に接触させられることで、平面方向での移動時に、搬送方向に加わる圧力に対応できる。

【0101】

なお、接触面４１、５１のそれぞれは、吸着対象物５０の姿勢を維持できるように接触させられれば良く、非常に強い圧力で接触する必要は無い。吸着対象物５０である袋物の袋や内容物を破壊しないためである。

【0102】

第１支持部材４および第２支持部材５のそれぞれは、両サイドから、吸着対象物５０に近づくようにスライド動作することで、接触面４１、５１を、吸着対象物５０に接触させる。このとき、第１支持部材４および第２支持部材５は、相互に連動してスライド動作しても良いし、それぞれが独立してスライド動作しても良い。例えば、第１支持部材４がより大きくスライド動作して、接触面４１を吸着対象物５０に接触させてもよいし、逆でも良い。

【0103】

なお、このときには、第１支持部材４および第２支持部材５の先端は、吸着具３の先端よりも上方に位置することが適当である。こうすることで、吸着具３がステップ１によって第１位置まで下降した場合に、第１支持部材４および第２支持部材５が、邪魔になることは無いからである。

【0104】

このようにピッキング装置１は、吸引圧力による昇降部材９の上昇に合わせて、第１支持部材４および第２支持部材５の把持をもって、第１位置から第２位置（昇降部材９の上限位置）にまで、昇降部材９を上昇させる。

【0105】

なお、ステップ５で説明した第１支持部材４と第２支持部材５による把持と、ステップ４で説明した昇降部材９の上昇とは、完全に切り分けられるものではなく、前後したりミックスで動作したりすることでもよい。いずれにしても、ステップ４、ステップ５によって、ピッキング装置１は、吸着対象物５０を第１位置９１から第２位置９２まで上昇させる。

【0106】

（ステップ６、ステップ７）
ここで、速度制御部８は、第１位置９１から第２位置９２まで昇降部材９が上昇する間に、加速期間と減速期間とに分けて、昇降部材９の上昇速度を制御する。加速期間において重力加速度と合成しても正の加速度が与えられるステップ６と、減速期間において、重力加速度と合成して負の加速度が与えられるステップ７とを組み合わせて、速度制御部８は、昇降部材９の上昇を制御する。ピッキング装置１は、このステップ６、ステップ７によって、袋の内容物を吸着面３１に衝突させること無く上昇させる。

【0107】

例えば、全てを加速期間とすると、第２位置９２に到達したところで、慣性によって袋の内容物が袋の中で上下して吸着面３１に衝突するなどの問題を生じさせる。このため、速度制御部８は、第１位置９１から第２位置９２までの上昇期間において、前半を加速期間として後半を減速期間として制御する。

【0108】

加速期間による加速中に到達する第１位置９１と第２位置９２の途中で、減速に切り替えることで、昇降部材９の上昇速度が、第２位置９２では抑えられることになるからである。上昇最後の第２位置９２での速度が抑えられれば、慣性による袋内部での内容物の上下振動が抑えられる。結果として、内容物が吸着面３１に衝突することが減少し、内容物の損傷が低下できる。

【0109】

図７は、本発明の実施の形態１における速度制御部の速度制御を示す一例のグラフである。図７の横軸は、昇降部材９の上昇位置を示している。上昇位置の横軸において第１位置、第２位置を示している。図７の縦軸は昇降部材９の速度を示している。昇降部材９の速度は、基本的に吸引管路２からの吸引圧力で定まる。すなわち、吸引管路２に繋がる吸引装置の吸引力（定量的に調整可能である）によって、この昇降部材９の速度は決定される。

【0110】

（吸引圧力の制御）
速度制御部８は、吸引装置の吸引圧力を変化させることで、加速期間と減速期間とを変化させる。吸引装置には、例えば吸引ポンプやバキュームポンプなどが用いられ、これらは定量的に吸引圧力を制御できる。速度制御部８は、この吸引装置の定量的な吸引圧力制御に作動して、吸引装置から吸引管路２への吸引圧力を制御して、加速期間と減速期間を制御できる。

【0111】

（絞り弁による制御）
吸引管路２や吸引管路２に繋がる吸引装置からの管路は、絞り弁を備えていることも好適である。この絞り弁の開口調整によって、結果的に吸引管路２への吸引圧力が制御される。速度制御部８は、この絞り弁の開口を調整する。例えば、開口が大きければ、吸引管路２に加わる（すなわち昇降部材９に加わる）吸引圧力は大きくなる。逆に絞り弁の開口が小さければ、吸引管路２に加わる吸引圧力は小さくなる。吸引圧力の大小によって、昇降部材９の上昇速度が変化する。

【0112】

速度制御部８は、この絞り弁の開口調整を通じて、加速期間および減速期間を切り替える。

【0113】

なお、加速期間とは正の加速度が与えられる期間であり、減速期間とは負の加速度が与えられる期間である。正の加速度によって、加速期間では昇降部材９の上昇速度は増加し、減速期間では昇降部材９の上昇速度は減少する。このため、速度制御部８は、加速度を制御することで結果的に速度を制御している。

【0114】

（加速期間と減速期間）
ここで、速度制御部８は、第１位置９１と第２位置９２の略中間の位置で、加速期間から減速期間に変化させることも好適である。略中間の位置で変化させる制御によって、速度制御部８の制御そのものが容易となるからである。

【0115】

また、第１位置９１と第２位置９２との略中間となる位置によって、加速期間と減速期間とを切り替えるのではなく、上昇期間の時間における略半分の時刻において切り替えることも好適である。この場合には、加速期間での加速度および減速期間での加速度の違いによって、上昇期間での時間上での略半分の時刻と、第１位置９１と第２位置９２との略中間の位置が異なることがありえる。

【0116】

いずれにしても、加速期間および減速期間は、上昇期間、上昇距離、上昇時の速度（加速期間および減速期間のいずれであっても上昇速度を有している）、袋物である吸着対象物５０の袋と内容物との余裕度などに基づいて定められる。この定められた内容に基づいて、速度制御部８は、第１位置９１から第２位置９２までの上昇における加速期間と減速期間との切り替えを行えばよい。

【0117】

もちろん、加速期間と減速期間とは、上昇期間の略半分あるいは第１位置９１と第２位置９２との略中間の位置以外で切り替わってもよい。上記の通り、加速期間および減速期間は、上昇期間、上昇距離、上昇時の速度（加速期間および減速期間のいずれであっても上昇速度を有している）、袋物である吸着対象物５０の袋と内容物との余裕度などに基づいて、種々に定められればよい。

【0118】

一つには、袋の内部における内容物と袋表面の上昇方向に沿った隙間距離をｈとする場合には、加速期間と減速期間の割合は、このｈに基づいて定められれば良い。

【0119】

また、上昇期間が短い場合（第１位置９１と第２位置９２との距離が短い場合）には、加速期間が相対的に短くなることも好適である。加速期間が長いと、減速期間での減速が不十分となり、第２位置９２に到達したところでの慣性が大きすぎることになりうるからである。

【0120】

逆に、上昇期間が長い場合（第１位置９１と第２位置９２との距離が長い場合）には、加速期間が相対的に長くなるあるいは加速期間と減速期間が半々程度になることが好適である。減速期間も十分に確保されるので第２位置９２での慣性が十分に下がっているからである。加えて、上昇時間も短くなり、吸着対象物５０のピッキング速度が高まるからである。

【0121】

（加速度）
速度制御部８は、加速期間では上昇方向の加速度を吸着物に付与し、減速期間では、上昇方向の加速度を減じて吸着物の上昇速度を抑える。

【0122】

図８は、本発明の実施の形態１における上昇期間における装置の発生させる加速度の変化を示すグラフである。装置が発生させる加速度が、図８に示されているので、実際に昇降部材の有する加速度は、このグラフに示される加速度から重力加速度を加味した加速度となる。速度制御部８は、加速期間において発生させる加速度を２Ａ（重力単位を用いて２Ｇと見てもよい）とする。実際には、この場合には、重力加速度を考慮すると、昇降部材の有する加速度は＋１．０Ｇとなる。

【0123】

これに対して、減速期間においては、速度制御部８が発生させる加速度を、＋０．３Ａ（＋０．３Ｇ）とする。実際には、重力加速度を考慮して、昇降部材の有する加速度は、−０．７Ａ（−０．７Ｇ）となる。図８のグラフには、この昇降部材の有する最終的な加速度を示しているのではなく、速度制御部８を通じて装置が生じさせる加速度（重力加速度を無視した状態）を示している。
ここで説明する加速度の変化は、あくまでも一例である。上昇距離や上昇速度が一般的なピッキング装置の場合には、このような比率の加速度の切り替えが行われることで、袋の内容物が、第２位置９２において袋内部で上昇して吸着面３１に衝突しにくい。

【0124】

また、上述の隙間距離ｈに基づいて、加速度が切り替えられてもよい。このことから、加速期間と減速期間の比率に基づいて、速度制御部８は、加速度を制御してもよい。

【0125】

以上のように、速度制御部８は、加速期間、減速期間を適切に設けることで、上昇によって第２位置９２に到達した袋物である吸着対象物５０における袋の内容物が、吸着面３１に衝突することを防止できる。

【0126】

ピッキング装置１は、以上のステップ１〜ステップ７の少なくとも一つを含んだ動作で、吸着対象物５０を、適切に上昇させる。

【0127】

また、ピッキング装置１は、吸着対象物５０を上昇させる動作だけでなく、上昇させた（ピッキングした）吸着対象物５０を別の場所に移動させて、吸着対象物５０を置くステップも行っても良い。

【0128】

（ステップ８）
ステップ８で、ピッキング装置１は、所定の搬送方向に吸着対象物５０を移動させる。図９は、このステップ８を示している。図１の全体構成に合わせたピッキング装置１であれば、箱１０２から箱１０３に向けた平面方向に、ピッキング装置１は、吸着対象物５０を移動させる。

【0129】

ピッキング装置１は、画像処理や座標処理を用いて、吸着している吸着対象物５０を、所定位置まで移動させる。例えば、箱１０３のある位置まで、吸着対象物５０を移動させる。ピッキング装置１あるいは搬送装置が画像処理機能を有していれば、箱１０３の所定の位置を画像で確認して吸着対象物５０を移動させる。あるいは、ピッキング装置１あるいは搬送装置が、プログラミングされた座標を有している場合には、ピッキング装置１は、当該プログラミングによる指示に従い、箱１０３の所定の位置に吸着対象物５０を移動させる。このときの移動は水平方向である。

【0130】

このとき、図９に示されるように、ピッキング装置１は、吸着面３１で吸着対象物５０を吸着している（吸引圧力により）だけでなく、側面を第１支持部材４および第２支持部材５で押さえている。このため、ピッキング装置１は、水平方向の移動であっても、吸着対象物５０を落下させることを防止できる。また、袋に入った内容物が、水平方向の動きにつられて、袋の中で動いて傷付いたり、変形したり、することを防ぐことが出来きることで、見た目の良さを維持でき、商品価値を維持できる事となる。これは、仕分け時の事故率を減らす事となり、経営の効率化に貢献する。

【0131】

（ステップ９）
ピッキング装置１は、ステップ８で吸着対象物５０を所定の水平方向における所定の位置に移動させることができる。次いで、ピッキング装置１は、この移動してきた所定の位置で、吸着対象物５０を下降させて、例えば箱１０３の所定場所に、吸着対象物５０をおくことができる。

【0132】

ピッキング装置１は、まずステップ９にて、吸引圧力を減少させて昇降部材９を下降させつつ第１支持部材４および第２支持部材５の押さえを離して行く。図１０は、このステップ９を示している。駆動部６は、第１支持部材４および第２支持部材５を吸着対象物５０から離すように動作させる。こうして、第１支持部材４および第２支持部材５は、接触面４１、接触面５１の接触を開放する。この結果、ピッキング装置１は、吸着具３による吸着のみで、吸着対象物５０を保持するようになる。

【0133】

（ステップ１０）
次に、ステップ１０にて、ピッキング装置１は、吸着対象物５０を下降させる。図１１は、ステップ１０を示す説明図である。ステップ１０では、ピッキング装置１は、吸着具３を下降させる。駆動部６や吸引管路２による制御で、吸着具３は下降する。適当には、吸引装置による吸引圧力が減少しながら停止することで、吸引管路２に加わる吸引圧力が消失していく。この消失に合わせて、吸引管路２内部に挿入されている昇降部材９が下降する。この下降によって、図１１に示されるように、吸着対象物５０が、移動先の配置面に接触するようになる。

【0134】

（ステップ１１）
昇降部材９は、吸引圧力が減少することで下降する。この下降に従ってステップ１０で移動先の配置面に、吸着対象物５０が接触する。ステップ１１では、この接触に続いて、吸引圧力が消失することで、吸着具３は、吸着面３１における吸着対象物５０の吸着力を消失する。

【0135】

図１２は、このステップ１１を示す説明図である。吸着具３が吸着力を消失することで、吸着対象物５０は、そのまま配置面に置かれた状態となる。駆動部６が、昇降部材９あるいはピッキング装置１全体を上昇させれば、吸着面３１は、吸着対象物５０から離れるようになる。図１２は、この離れた状態を示している。

【0136】

吸着具３が上昇して吸着対象物５０を離すと、ピッキング装置１は、フリーな状態となる。この結果、ピッキング装置１は、次の吸着対象物５０のピッキング作業に取り掛かることができる。ピッキング装置１は、ステップ１から作業を再開して、次の吸着対象物５０をピッキングする。

【0137】

以上のステップを含めて、実施の形態１におけるピッキング装置１は、吸着対象物５０をある位置で吸着して上昇させ、別の移動先に移動して下降させておくことができる。特に、実施の形態１におけるピッキング装置１は、上昇期間において、加速期間と減速期間とを設けることで、上昇の上端である第２位置に到達した場合に、袋の中の内容物が飛び跳ねて吸着面３１に衝突することを防止できる。この結果、柔軟性のある袋に食品、精密機器、その他の内容物が入っている袋物をピッキングする場合であっても、内容物を損傷させたり故障させたりすることを防止できる。

【0138】

（実施の形態２）

【0139】

次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、速度制御部８として動作する昇降制御具を更に備えるピッキング装置１について説明する。

【0140】

図１３は、本発明の実施の形態２におけるピッキング装置の斜視図である。ピッキング装置１は、吸引管路２の側面に、昇降制御具８１を有する。更に、ピッキング装置１は、吸着具３の上部と所定距離離隔して吸着具３と接続する係止部材８２を備える。係止部材８２は、図１３に示されるように屈曲した板材８３の屈曲した先端が吸着具３の上部に接続（接合）している。板材８３は屈曲によって、吸着具３の上部から所定距離だけ離れる。図１３では、コの字状となって、吸着具３の上部に延伸している。

【0141】

板材８３の屈曲した上方部分は、開口を有しており、この開口が係止部材８２となる。この結果、吸着具３から一定距離上方に離隔した場所に、後述するストッパー８９が係止可能な係止部材８２が設けられる。

【0142】

昇降制御具８１は、この係止部材８２と対になって設けられる。将校制御部８１は、係止部材８２によって係止されることが可能なストッパー８９を突出側に有するピストン８４と、このピストン８４を挿入させるシリンダ８５とを、有する。このピストン８４とシリンダ８５とは、対の関係となる。

【0143】

シリンダ８５は、ピストン８４を挿入および突出可能な（すなわち、収容可能な）内部空間８８を備えている。ピストン８４は、この内部空間８８に収容されている場合には当然ながらシリンダ８５から突出しておらず、内部空間８８から出ている場合には、ピストン８４は、シリンダ８５から突出している。すなわち、ピストン８４は、シリンダ８５から出ることも、シリンダ８５に収まることも可能である。

【0144】

シリンダ８５は、上方に、この内部空間８８と外部とを連通可能とする上部開口部８７と、下方に、内部空間８８と外部とを連通可能とする下部開口部８６とを有する。ピストン８４は、上方であってシリンダ８５の内部空間８８に収まる部分に、内部空間８８の横断面を仕切る仕切り板（図１３では図示せず。シリンダ８５内部に隠れている）を有している。ピストン８４の昇降（挿入と突出）に合わせて、仕切り板は内部空間８８における位置を変化させる。仕切り板は、内部空間８８の横断面を仕切る（横断面に適合した形状と大きさを有している）ので、内部空間８８は、仕切り板の位置変化によって、下方の体積が大きくなったり上方の体積が大きくなったりする。

【0145】

上部開口部８７は、この仕切り板の上方に位置しており（仕切り板が移動した場合でも）、下部開口部８６は、この仕切り板の下方に位置している（仕切り板が移動した場合でも）。

【0146】

ピストン８４とシリンダ８５とが、このような関係構造を有するので、例えば、何らかの力によってピストン８４が上昇すると、仕切り板によって内部空間８８の空気が上部開口部８７から外部に排出される。逆に、何らかの力によってピストン８４が下降すると、仕切り板によって内部空間８８の空気が、下部開口部８６から外部に排出される。

【0147】

逆に、上部開口部８７から空気が内部空間８８に送り込まれれば、仕切り板が下がることで、ピストン８４が下降する（シリンダ８５からピストン８４が突出される）。一方、下部開口部８６から空気が内部空間８８に送り込まれれば、仕切り板が上昇して、ピストン８４が上昇する（ピストン８４がシリンダ８５に収容される）。

【0148】

このように、上部開口部８７および下部開口部８６が、特段の管路などに接続されておらず、自然の空気出し入れとして外部と連通している場合には、ピストン８４の上昇時には、内部空間８８の空気が上部開口部８７から抜ける際の反発圧力により、ピストン８４の上昇速度は遅い。

【0149】

ピストン８４は、突出する側にストッパー８９を有しており、このストッパー８９は、係止部材８２と係止可能である。また、係止部材８２と係止していない場合には、ストッパー８９は、係止部材８２と吸着具３の上面との間に位置する。もしくは、ストッパー８９は、吸着具３の上面に接触する。

【0150】

（動作手順）
昇降制御具８１が有するピストン８４は、吸着具３が第１位置（吸着対象物５０に接触する下端である位置）にある場合には、ストッパー８９は、係止部材８２に係止している。

【0151】

吸引管路２からの吸引圧力によって、実施の形態１で説明した通り、昇降部材９は、第１位置から上昇を開始する。昇降部材９が上昇すると、当然に昇降部材９に接続される吸着具３も上昇する。この上昇に合わせて、ストッパー８９は、係止部材８２から徐々に離れていく。徐々に離れつつ、ストッパー８９は、吸着具３の上部との距離を縮める。

【0152】

第１位置から昇降部材９が上昇して、第２位置（上昇の終端の位置）との途中となる第３位置に到達すると、ピストン８４は、係止部材８２の開口の中の貫通を進める。この結果、ストッパー８９が吸着具３の上部に接触するようになる。

【0153】

この第１位置から第３位置までの上昇においては、ピストン８４は、シリンダ８５内部に挿入されていく動作をしない。

【0154】

図１４は、本発明の実施の形態２における第３位置（中間位置）に到達した状態のピッキング装置の正面図である。図１３は、第１位置である。図１４は、図１３での第１位置から上昇して、第３位置まで到達した状態を示している。第３位置に到達した結果、ピストン８４が伸びた状態でストッパー８９は、吸着具３の上部に接触するようになっている。

【0155】

すなわち、吸着具３を主体としてみれば、吸着具３が、ストッパー８９を押し上げる。ストッパー８９を押し上げるとは、ピストン８４を押し上げて、ピストン８４をシリンダ８５内部に挿入させる。逆に、ストッパー８９を主体としてみれば、ストッパー８９は、吸着具３の上昇を上から押さえつける。吸着具３は、吸引圧力によって、昇降部材９が吸引管路２内部を上昇するのに合わせて上昇する。このとき、ストッパー８９が吸着具３の上部に接触して押さえつけていることで、吸着具３の上昇（すなわち昇降部材９）が遅くなる。

【0156】

ストッパー８９が吸着具３の上部に接触しても、昇降部材９の上昇の終了である第２位置までは距離がある。このためこの吸引管路２から加わる吸引圧力によって、昇降部材９と共に吸着具３は、第３位置から第２位置まで上昇を続ける。このとき、吸着具３の上部は、ストッパー８９によって押さえられている状態である。逆に言えば、吸着具３の上昇に合わせてストッパー８９が押し上げられる。

【0157】

ここで、ストッパー８９はピストン８４の突出側に設けられているので、ストッパー８９の押し上げに伴い、ピストン８４も上昇する。ピストン８４は、この上昇においては、シリンダ８５内部に挿入されながら上昇する。このとき、仕切り板によって内部空間８８の空気が、上部開口部８７から排出される。この排出においては、内部空間８８の空気が、上部開口部８７を通じて排出されるとのステップのため、負荷がかかる。すなわち、ピストン８４がシリンダ８５に挿入される第２位置から第３位置までにおいては、ピストン８４の上昇に負荷が掛かる。

【0158】

ピストン８４が吸着具３の上部に接触した状態であるので、吸着具３は、ピストン８４の上昇における負荷を同様に受ける。このため、第２位置から第３位置にかけては、吸着具３（昇降部材９）の上昇においては、ピストン８４がシリンダ８５に挿入される際の、上部開口部８７から空気が抜けることに伴う負荷が、昇降部材９の上昇に及ぶ。

【0159】

この結果、第３位置から第２位置にかけては、この負荷によって上昇が減速される。すなわち、第３位置から第２位置にかけては、減速期間となる。このように、昇降制御具８１によって、昇降部材９の上昇においては、加速期間と減速期間が生じる。この場合には、吸引管路２に加えられる吸引圧力を制御する必要がなく、簡易な構造で、上昇における加速期間と減速期間とを切り替えることができる。

【0160】

第３位置から減速期間が開始されても、吸引管路２からの吸引圧力により、昇降部材９と吸着具３とは、上昇の上端である第２位置までは上昇を続ける。この間は、ストッパー８９との接触と、ピストン８４とシリンダ８５とによる減速での上昇である。この減速状態で、吸着具３は、上端である第２位置までの上昇を終える。図１５は、本発明の実施の形態２における第２位置に到達したピッキング装置の正面図である。図１５は、吸着具３が、ピストン８４などの上昇制御による減速を受けた後で、第２位置まで上昇した状態を示している。

【0161】

なお、第３位置は、ストッパー８９が吸着具３の上部と接触する位置である。このため、第３位置は、吸着具３の上部と係止部材８２との距離で定めることができる。一例として、第３位置は、第１位置と第２位置の略中央であることも好適である。こうすることで、加速期間と減速期間を、距離の上で半々とでき、第２位置に到達する場合に、吸着対象物５０に加わる慣性を抑えることができるからである。

【0162】

このように、昇降制御具８１によって、上昇している昇降部材９への負荷を途中で生じさせて加速期間から減速期間に切り替えることができる。ここで、上部開口部８７から空気が抜けることでの負荷をより確実にするために、上部開口部８７の開口面積は、内部空間８８の断面積よりも小さいことが好適である。あるいは、上部開口部８７は、シリンダ８５の横方向を向いて開口していることも好適である。いずれの場合にも、内部空間８８の空気が、上部開口部８７から抜ける際に、負荷が掛かりやすくなるからである。

【0163】

同様に、下部開口部８６の開口面積も、内部空間８８の断面積よりも小さいことが好適である。あるいは、下部開口部８６が、シリンダ８５の横方向を向いて開口していることも好適である。ピストン８４がシリンダ８５内部に挿入しながら上昇する際に、下部開口部８６から入り込む空気の速度が遅くなり、やはり負荷が生じやすくなるからである。

【0164】

また、上部開口部８７および下部開口部８６の少なくとも一方は、空気の流入および流出の少なくとも一方を制御する絞り弁を有することも好適である。この絞り弁の調整により、ピストン８４がシリンダ８５内部に挿入されながら上昇する際の負荷を調整できる。この調整によって、昇降部材９および吸着具３の減速を調整できる。

【0165】

以上のように、実施の形態２におけるピッキング装置１は、昇降制御具８１により、吸引圧力の制御を行うことなく、昇降部材９の上昇中における加速期間と減速期間とを切り替えることができる。

【0166】

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、吸着具３が、吸着対象物５０の変形に合わせて吸着する態様を説明する。図１６は、本発明の実施の形態３における吸着具の吸着面から見た斜視図である。実施の形態３の吸着具３は、吸着面３１の外周に沿って吸着対象物５０側に突出する接触部３２を更に備える。接触部３２は、吸着面３１との間に空隙３３を有する。空隙３３は、袋物などの柔軟性を有する吸着対象物５０の、吸着によって変形する変形部分の少なくとも一部を、その内部に収容する。

【0167】

吸着具３が、このように吸着面３１との間に空隙３３を有する接触部３２を有することで、袋物などの柔軟性と変形性を有する吸着対象物５０を吸着する場合でも、変形部分を空隙３３に収容できる。このため、変形によってできるしわなどが吸着面３１と連通して、吸引圧力が外部に抜けてしまうことが防止できる。この防止によって、吸着具３が、吸着対象物５０を落下させてしまうなどの問題が減少する。

【0168】

図１７は、本発明の実施の形態３における吸着具３の断面斜視図である。断面斜視図からわかる通り、吸着具３の吸着面３１と接触部３２との間の空隙３３が、吸着対象物５０の変形部分５１を収容していることが分かる。加えて、空隙３３は、吸着面３１の外周に向けて形成されるので、変形部分５１は、吸着面３１の中央部から外周に向けて広がりつつ空隙３３に収容される。

【0169】

このように、袋物などの柔軟性を有する吸着対象物５０は、吸着面３１での吸着において、空隙３３も活用されて確実に吸着される。

【0170】

図１８は、本発明の実施の形態３における吸着具の側面図である。図１８は、吸着具３が、吸着対象物５０を空隙３３に一部を収容しながら吸着している状態を示している。図１７のように、吸着具３は、吸着対象物５０を確実に吸着できる。

【0171】

以上のように、実施の形態３におけるピッキング装置１は、吸着具３によって、確実に吸着対象物５０を吸着できる。

【0172】

なお、実施の形態１〜３で説明された吸着具およびピッキング装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

【符号の説明】

【0173】

１ ピッキング装置
２ 吸引管路
３ 吸着具
３１ 吸着面
４ 接触部
６ 重複領域
７ 空隙
８ 速度制御部
８１ 昇降制御具
８２ 係止部材
８３ 板材
８４ ピストン
８５ シリンダ
８６ 下部開口部
８７ 上部開口部
８９ ストッパー
９ 昇降部材
５０ 吸着対象物

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】