特許 6591639 荷降し装置、荷降し制御装置及び荷降し制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6591639

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】荷降し装置、荷降し制御装置及び荷降し制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/90 20060101AFI20191007BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20191007BHJP

【ＦＩ】

   B65G47/90 A

   B25J13/08 A

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-172257(P2018-172257)

(22)【出願日】2018年9月14日

【審査請求日】2019年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 健

(72)【発明者】

【氏名】森 和宏

【審査官】 板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−０３４９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０２４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３５１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０９５２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０４３８５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ ４７／０６

Ｂ６５Ｇ ４７／９０

Ｂ６５Ｇ ４７／９１

Ｂ６５Ｇ ５９／０４

Ｂ２５Ｊ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、
物品を把持する把持部を備えるアームと、
水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、
前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、
前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、
前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、
前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させ、前記退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させる間に、前記目的地の高さに前記中間コンベアの移動を開始させるよう、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する制御部と、
を具備する、荷降し装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記把持部が把持している前記物品の高さを表す物品高さを計測するように前記第２センサを制御する、請求項１に記載の荷降し装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記物品群の同一の段に含まれる複数の物品のうち、１番目に把持する物品に対してのみ、前記把持部が把持している前記物品の高さを表す物品高さを計測するよう前記第２センサを制御する、請求項１又は２に記載の荷降し装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記物品を把持して持ち上げる際に、前記把持部が把持している前記物品の水平方向の辺の長さである奥行きに応じて、前記高さ方向に移動させる前記アームの移動量を制御する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の荷降し装置。

【請求項5】

段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、
物品を把持する把持部を備えるアームと、
水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、
前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、
前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、
前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、
を具備する荷降し装置の荷降し制御装置であって、
前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させ、前記退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させる間に、前記目的地の高さに前記中間コンベアの移動を開始させるよう、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する制御部
を具備する、荷降し制御装置。

【請求項6】

段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、
物品を把持する把持部を備えるアームと、
水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、
前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、
前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、
前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、
を具備する荷降し装置の荷降し制御プログラムであって、
前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させ、前記退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させる間に、前記目的地の高さに前記中間コンベアの移動を開始させるよう、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する
ことをコンピュータに実行させる、荷降し制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、荷降し装置、荷降し制御装置及び荷降し制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

パレット等に規則積載された物品を荷降ろしし、中間コンベア部から外部コンベア等に排出する荷降し装置が知られている。このような荷降し装置においては、中間コンベア部に取り込まれた物品を外部コンベア等に排出終了するまでは、ロボットアームと物品との接触のリスク、すなわち物品の破損のリスクがあるため、次の把持動作を開始することができない。これは、スループットの低下要因となりうる。２コンベアによる排出によりこのような問題を解決することが提案されているが、コンベアが２つ必要になると機構が大掛かりになることや、把持対象となる物品の高さによっては２コンベアとして並行動作ができないなどの問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−４３８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記の課題を解決するために、物品を破損させることなく荷降し動作におけるスループットを向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態によれば、荷降し装置は、段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、物品を把持する把持部を備えるアームと、水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させた後、前記退避高さにおいて次に把持する物品の水平方向の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させるとともに、前記中間コンベアの高さを前記目的地の高さに合わせるように、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する制御部と、を具備する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、荷降しシステムの構成の一例を概略的に示す図である。

【図2】図２は、荷降しシステムの構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、荷降しシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図4A】図４Ａは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。

【図4B】図４Ｂは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。

【図4C】図４Ｃは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。

【図4D】図４Ｄは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。

【図5A】図５Ａは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。

【図5B】図５Ｂは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。

【図6】図６は、荷降しシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下に説明される荷降しシステムでは、荷降し装置は、アーム先端の把持部で把持して取り込んだ中間コンベア上の物品をメインコンベアに排出するのと並行して、中間コンベア上でアームを上方に退避させ、次に取り込む物品の上方の位置へ把持部を移動させることにより、荷降しのスループットを向上させる。

【0008】

図１は、荷降しシステム１の構成の一例を概略的に示す図である。荷降しシステム１は、荷降し装置１０を有している。荷降し装置１０は、アーム部１１と、把持部１２と、吸着パッド１３と、中間コンベア部１４と、第１センサ１５と、第２センサ１６とを有している。荷降し装置１０は、荷降し装置１０の近傍に配置されたパレット２１に規則積載された物品群３０の個々の物品３１を把持して移動させ、図１には示されない目的地、例えばメインコンベアに搬送する装置である。

【0009】

ここで、規則積載された物品群３０とは、例えば直方体である複数の物品３１を含む段が１又は複数積み重ねられたものであって、同一段に含まれる物品の高さが全て等しいものを指す。つまり、規則積載された物品群３０は、段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有するものである。図１では、物品群３０は、最上段である第１段３２と、最下段である第２段３３とである２つの段を含む。第１段３２及び第２段３３は、それぞれ、複数の物品３１を含む。ある段（例えば第１段３２）に含まれる物品の高さと他の段（例えば第２段３３）に含まれる物品の高さとは、同じであってもよいし異なってもよい。同一段に含まれる物品は、高さが同じであれば縦の長さや横の長さが異なってもよい。同一段に含まれる物品の向きは、同じであってもよいし異なってもよい。例えば図１では、物品群３０の各段３２、３３は、向きの異なる複数の物品３１を含む。規則積載された物品群３０は、パレット２１（平パレット）に限らず、キャスタ付きのカゴ状パレット、ロールボックスパレット（ＲＢＰ）などに収容されてもよい。

【0010】

アーム部１１は、図１に示される３軸方向、すなわち、Ｘ方向とＹ方向（水平方向）、及びＺ方向（高さ方向）に対して直動する直交型のロボットアーム、すなわちアーム１１Ａを含む。アーム１１Ａは、Ｘ方向に延びた部材であって、荷降し装置１０の筐体１７に取り付けられてよい。アーム部１１は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の移動機構、すなわちアーム１１Ａを水平方向及び高さ方向に移動させるアーム移動機構１１Ｂを備える。アーム１１Ａは、後述する荷降し制御装置１００によるアーム移動機構１１Ｂの制御により、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とにそれぞれ独立して移動可能である。

【0011】

把持部１２は、アーム１１Ａの先端に設けられている。把持部１２は、アーム部１１のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の移動に伴って一緒に移動する。アーム部１１は、例えばＸ方向に移動することにより、把持部１２を物品群３０の物品３１を把持する位置まで移動させる。把持部１２は、物品群３０の物品３１を把持する。

【0012】

把持部１２は、吸着パッド１３を備えている。吸着パッド１３は、例えば真空吸着により物品３１を把持する。吸着パッド１３の数は、１つでもよいし、複数であってもよい。吸着パッド１３が物品３１の表面に接した状態で吸着パッド１３内が負圧にされると、吸着パッド１３は、物品３１の表面に真空吸着する。吸着パッド１３内の負圧が解除されると、吸着パッドは物品を解放する。

【0013】

なお、把持部１２には、吸着パッド以外の種々の把持機構を採用してよい。把持部は、例えば、物品３１を把持するグリッパを含むものであってよい。グリッパは、複数の指と、複数の指を連結している複数の関節機構とを備える。関節機構は、関節機構の動作に連動して指が動作するように構成されてよい。グリッパは、例えば、複数の指による２点以上の接点で、対向する複数の方向から物品に対して力を加える。これにより、把持部は、指と物品との間に生じる摩擦によって物品を把持する。このように、物品群３０の物品３１を把持可能な種々の把持機構を用いてよい。

【0014】

中間コンベア部１４は、荷降し装置１０の筐体１７内に配置された中間コンベア１４Ａを含む。中間コンベア１４Ａは、例えば、昇降するベルトコンベアであり、ローラーコンベアであってもよい。中間コンベア部１４は、中間コンベア１４ＡをＺ方向、すなわち高さ方向に移動（昇降）させる中間コンベア昇降機構１４Ｂを備える。中間コンベア１４Ａには、把持部１２の吸着パッド１３で吸着把持された物品３１が、アーム部１１の移動及び吸着パッド１３内の負圧解除により解放されて配置される。中間コンベア１４Ａには、アーム移動機構１１Ｂにより移動された物品３１が載置され、載置された物品３１が図１には示されない目的地、例えばメインコンベアに送り出される。

【0015】

第１センサ１５は、筐体１７に取り付けられ、パレット２１の物品群３０が配置される位置の上方に配置されている。第１センサ１５は、例えばステレオカメラである。ステレオカメラは、異なる２点から撮像した際の視差に基づいて当該カメラと物品群３０の各物品３１との距離を計測する。第１センサ１５は、パレット２１に規則積載された物品群３０を撮影し、物品群３０の個々の物品３１の位置を認識する。

【0016】

第２センサ１６は、Ｘ方向において、パレット２１に規則積載された物品群３０と中間コンベア部１４との間に配置されている。第２センサ１６は、例えば筐体１７の底枠に取り付けられている。

【0017】

第２センサ１６は、例えばレーザーレンジファインダ（ＬＲＦ）である。ＬＲＦは、例えば、第２センサ１６が設置されている計測位置から赤外線レーザーを発振してレーザー光Ｌを照射し、把持部１２が把持している物品３１による反射の度合いにより物品３１までの距離を測定する光学機器である。第２センサ１６は、把持部１２の吸着パッド１３により把持されてアーム部１１により中間コンベア１４Ａ上に移動される物品３１の移動軌跡上で物品３１の底までの距離を測定することで、物品高さを計測する。レーザー光は、赤外線レーザー光に限定されず、可視光線、紫外光線、Ｘ線などのレーザー光であってもよい。

【0018】

図２は、荷降しシステム１の構成の一例を示すブロック図である。荷降しシステム１は、上述の荷降し装置１０と、荷降し制御装置１００とを有している。荷降し制御装置１００は、荷降し装置１０の各部の動作を制御する制御装置である。

【0019】

荷降し制御装置１００は、通信インタフェース１０１と、プロセッサ１０２と、メモリ１０３と、ストレージ１０４とを有している。これらは、バスライン１０５を介して通信可能である。

【0020】

通信インタフェース１０１は、外部機器との通信に用いるインタフェースである。通信インタフェース１０１は、荷降し装置１０の各部と通信するための通信規格などに対応した端子及び回路を備える。通信インタフェース１０１は、ネットワーク２を介して、プロセッサ１０２の制御に基づいて、アーム部１１、把持部１２、吸着パッド１３、中間コンベア部１４、第１センサ１５及び第２センサ１６の各部と通信する。

【0021】

プロセッサ１０２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。メモリ１０３は、読み出し専用のデータメモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）又はデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ストレージ１０４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）などの大容量ストレージであってよい。メモリ１０３又はストレージ１０４は、荷降し装置１０の各機器の制御プログラムや各種データを記憶している。プロセッサ１０２は、メモリ１０３又はストレージ１０４に記憶されているプログラム等に基づいて種々の処理を行う。つまり、プロセッサ１０２は、ソフトウェア機能部として各種プログラムを実行する。ＣＰＵに代わって、ハードウェア機能部としてのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などが用いられてよい。

【0022】

図３、図４Ａ乃至図４Ｄ、並びに図５Ａ及び図５Ｂを参照して、荷降しシステム１における荷降し動作について説明する。図３は、荷降しシステム１の荷降し動作の一例を示すフローチャートである。図４Ａ乃至図４Ｄ、並びに図５Ａ及び図５Ｂは、荷降し動作中のメインコンベア２２と中間コンベア１４Ａとアーム１１Ａとの位置関係の一例を模式的に示す図である。なお、図４乃至図４Ｄ、並びに図５Ａ及び図５Ｂでは、アーム１１Ａ及び把持部１２は、一体的なものとして高さ方向において同じ高さに簡略的に図示されている。

【0023】

ステップＳ１０１において、荷降し制御装置１００は、パレット２１に規則積載された物品群３０の個々の物品３１の位置を第１センサ１５で認識する。荷降し制御装置１００は、例えばステレオカメラである第１センサ１５（図４Ａには示されない）により、図４Ａに示されるような規則積載された、すなわち各段が同一の高さを有する複数の物品を含む少なくとも１つの段からなる物品群３０の最上段である第１段３４の全ての物品を撮影し、個々の物品の位置を認識する。

【0024】

ステップＳ１０２において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０１で認識した第１センサ１５の認識結果、すなわち第１段３４の個々の物品の位置に基づいて、行動計画を策定する。行動計画とは、例えばステップＳ１０１で認識した物品群３０の第１段３４の物品を荷降し装置１０で荷降しする順番を含む計画である。荷降し制御装置１００は、決定部として、第１センサ１５で認識した第１段３４の物品を荷降しする順番を決定する。例えば、アーム１１Ａの最短移動距離で第１段３４の各物品を中間コンベア１４Ａに荷降しするように、第１段３４の各物品の荷降しの順番が決定される。

【0025】

ステップＳ１０３において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０１で認識した第１段３４の物品の位置に基づいて、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、第１段３４の物品の下端の位置、すなわち底面の位置に中間コンベア１４Ａを移動させる。つまり、中間コンベア１４Ａの高さが物品群３０の第１段３４の物品の底面の高さに合わせられる。これにより、中間コンベア１４Ａの高さは、図４Ａに示される高さｈ１となる。

【0026】

ステップＳ１０４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０２での行動計画（例えば把持の順番）に従って、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを第１段３４の把持対象の物品３５の把持位置まで移動させる。つまり、アーム部１１により物品３５が把持位置に移動される。ここで、把持位置とは、把持対象の物品３５の上方の位置である。つまり、把持位置は、水平方向の位置が物品３５に等しく、高さ方向の位置が物品３５と異なる（物品３５よりも上方である）位置である。アーム１１Ａは、例えば図４Ａに矢印Ａ１で示される方向に移動する。

【0027】

ステップＳ１０５において、荷降し制御装置１００は、アーム１１Ａの先端の把持部１２に物品３５を把持させる。アーム１１Ａ及び把持部１２は、例えば図４Ａに矢印Ａ２で示される方向に移動する。把持部１２は、吸着パッド１３で把持対象の物品３５の上面を真空吸着して把持する。

【0028】

ステップＳ１０６において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０５で把持した物品３５が段の最初の物品、すなわちここでは第１段３４において最初に把持された物品であるか否かを判定する。段の最初の物品でないと判定された場合には（ステップＳ１０６−Ｎｏ）、処理はステップＳ１０９に進む。段の最初の物品であると判定された場合には（ステップＳ１０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進む。

【0029】

ステップＳ１０７において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持している物品３５を第２センサ１６（図４Ａには示されない）の測定範囲へ移動させる。ステップＳ１０８において、荷降し制御装置１００は、第２センサ１６により、物品高さを計測する。なお、このとき、中間コンベア１４Ａは、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、一旦最も低い位置に移動されてよい。測定後、元の高さに戻される。これにより、計測を妨げない。

【0030】

物品高さの計測は、同一の段の最初の物品に対してのみ行われる。第２センサ１６は、物品群３０の同一の段に含まれる複数の物品のうち、行動計画における把持の順番が１番目の物品に対してのみ、把持部１２が把持している物品までの距離を測定し、測定した距離に基づいて把持部１２が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する。つまり、荷降し制御装置１００は、物品群３０の同一の段に含まれる複数の物品のうち、１番目に把持する物品に対してのみ、把持部１２が把持している物品高さを計測するように第２センサ１６を制御する。同一段における物品高さの計測動作を１回のみとすることにより、荷降し動作のスループットの向上が図れる。

【0031】

ステップＳ１０９において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持した物品３５を中間コンベア１４Ａまで移動させる。アーム１１Ａ及び把持部１２は、例えば図４Ｂに矢印Ａ３で示される方向に移動されて、物品３５を中間コンベア１４Ａに載置する。

【0032】

ここで、物品群３０の物品３５，３６等の底面（下面）には、積載状態でのずれ防止のために糊付けがされていることが多い。このような場合に中間コンベア１４Ａに物品３５を移動させる際には、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、物品３５を図４Ｂに示されるように水平方向に対して浮くように傾けて底面の糊付けをはがすようにして物品３５を中間コンベア１４Ａに載置する。

【0033】

また、アーム移動機構１１Ｂは、荷降し制御装置１００の制御により、把持部１２が把持している物品３５の水平方向（Ｘ方向）の辺の長さである奥行きに応じて、アーム１１Ａを高さ方向に移動させてよい。例えば、奥行きが長い場合にはアーム移動機構１１Ｂは、奥行きが短い場合よりも把持対象の物品３５を高く持ち上げてよい。つまり、荷降し制御装置１００は、物品３５を把持して持ち上げる際に、把持部１２が把持している物品３５の奥行きに応じて、高さ方向に移動させるアーム１１Ａの移動量を制御する。これにより、物品３５を確実に引き上げられる。

【0034】

ステップＳ１１０において、荷降し制御装置１００は、把持部１２による物品３５の把持を解除し、物品３１を中間コンベア１４Ａ上に解放する。

【0035】

ステップＳ１１１において、荷降し制御装置１００は、高さＡ＝現在高さ＋物品高さ＋規定量を設定する。図４Ｃを参照すると、現在高さｈ１は、中間コンベア１４Ａの現在の高さ（ステップＳ１０３で設定した高さ）である。物品高さｈ２は、第１段３４の物品３５の高さである。なお、物品群３０では、同一段の物品の高さは全て等しい。規定量ｈ３は、最上段である第１段３４の物品とぶつからないように設定された所定の高さ（退避高さ）である。規定量ｈ３は、アーム部１１、把持部１２及び吸着パッド１３が物品群３０の最上段である第１段３４の物品３６の上面に接触しないように設定される高さである。

【0036】

ステップＳ１１２において、荷降し制御装置１００は、高さＢ＝中間コンベア排出高さｈ４＋物品高さｈ２＋規定量ｈ３を設定する。図４Ｃを参照すると、中間コンベア排出高さｈ４は、中間コンベア１４Ａがメインコンベア２２に物品３５を排出する際の高さである。中間コンベア排出高さｈ４は、メインコンベア２２の高さに等しい。メインコンベア２２の高さは、荷降し装置１０と一緒に使用されるメインコンベア２２ごとに異なるが、荷降し動作中は不変である。すなわち、中間コンベア排出高さｈ４は不変である。

【0037】

ステップＳ１１３において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを、図４Ｃに矢印Ａ４で示されるように、破線で示される位置から高さＡの位置まで上昇させる。ここでは高さＡが退避高さである。

【0038】

ステップＳ１１４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１１１で設定した高さＡとステップＳ１１２で設定した高さＢとを比較する。ここで、高さＡと高さＢとの比較により比較しているのは、実質的には中間コンベア１４Ａの現在高さとメインコンベア２２の高さとである。高さＡが高いと判定された場合には（ステップＳ１１４−Ｎｏ）、処理は、並列処理であるステップＳ１１６及びステップＳ１１８に進む。高さＢよりも高さＡが高い場合とは、高さＡと高さＢとが図４Ｃに示されるような位置関係の場合である。

【0039】

一方、高さＢが高いと判定された場合には（ステップＳ１１４−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１５に進む。高さＡよりも高さＢが高い場合とは、高さＡと高さＢとが図５Ａに示されるような位置関係の場合である。図５Ａでは、高さＡ＝現在高さｈ５＋物品高さｈ６＋規定量ｈ３であり、高さＢ＝中間コンベア排出高さｈ４＋物品高さｈ６＋規定量ｈ３でる。ステップＳ１１５において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを、図５Ａに矢印Ａ８で示されるように、破線で示される位置から高さＢの位置まで上昇させる。ここでは高さＢが退避高さである。

【0040】

ステップＳ１１５の後、処理は、並列処理であるステップＳ１１６及びステップＳ１１８に進む。

【0041】

ステップＳ１１６において、荷降し制御装置１００は、次の把持対象の物品３６又は３９が最上段の最後の物品、すなわちここでは第１段３４における最後の物品（図４Ｃ）又は第１段３７における最後の物品（図５Ａ）であるか否かを判定する。最上段の最後の物品であると判定された場合には（ステップＳ１１６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１９の終了を待つ。最上段の最後の物品でないと判定された場合には（ステップＳ１１６−Ｎｏ）、処理はステップＳ１１７に進む。

【0042】

ステップＳ１１７において、荷降し制御装置１００は、アーム１１Ａを現在高さのまま、次の物品の把持位置の上まで挿入する。アーム１１Ａは、アーム移動機構１１Ｂにより、例えば図４Ｄに示される矢印Ａ５の方向に移動されて、現在高さＡのままで次の物品３６の把持位置の上に挿入される。あるいは、アーム１１Ａは、例えば図５Ｂに示される矢印Ａ１１の方向に移動されて、現在高さＢのままで次の物品３９の把持位置の上に挿入される。

【0043】

一方、ステップＳ１１６と並列で行われるステップＳ１１８において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア１４Ａを図４Ｄに矢印Ａ６で示される方向に移動させて、中間コンベア１４Ａの高さを中間コンベア排出高さｈ４とする。これにより、中間コンベア１４Ａとメインコンベア２２とが同じ高さとなる。

【0044】

ステップＳ１１９において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア昇降機構１４Ｂを駆動させる。これにより、図４Ｄに示される矢印Ａ７の方向に移動されて、中間コンベア１４Ａ上の物品３５がメインコンベア２２に搬送される。

【0045】

このように、荷降しシステム１では、物品３１の把持を解除し中間コンベア１４Ａ上に解放した直後にアーム１１Ａを中間コンベア１４Ａと衝突しない高さに退避させ、中間コンベア１４Ａの排出位置移動及び物品排出と並行させて、次の物品の把持位置上空までアーム部１１及び把持部１２を移動させることにより、荷降しのスループットを向上させることができる。例えば、アーム部１１と中間コンベア１４Ａの高さ方向への移動は同じ速度で行われるため、いったんアーム部１１と中間コンベア１４Ａ上の物品３５が接触しない距離、すなわち規定量ｈ３を確保した後は、アーム部１１と中間コンベア部１４とを接近させる方向に高さを移動しない限りは、アーム１１Ａと中間コンベア１４Ａ上の物品とが接触することはない。したがって、アーム部１１により物品を破損させることはない。

【0046】

ステップＳ１１７及びステップＳ１１９の終了を待って、処理はステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０において、荷降し制御装置１００は、その段の物品の把持が完了したか否かが判定される。完了していないと判定された場合には（ステップＳ１２０−Ｎｏ）、処理はステップＳ１０３に戻る。その段の全ての物品の把持が完了するまで、ステップＳ１０３からステップＳ１１９までの処理が繰り返される。完了したと判定された場合には（ステップＳ１２０−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２６に進む。

【0047】

ステップＳ１２６において、荷降し制御装置１００は、パレット２１上の物品群３０の物品の有無を判定する。つまり、物品群３０のすべての物品が荷降しされたか否かを判定する。物品の有無は、例えば、パレット２１に規則積載された物品群３０の物品の撮影及び認識に基づいて判定されてよい。物品があると判定された場合には（ステップＳ１２６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０１に戻る。これにより、パレット２１上の次の最上段の物品の荷降し動作が行われる。物品がないと判定された場合には（ステップＳ１２６−Ｎｏ）、荷降し制御装置１００は処理を終了する。

【0048】

以上説明したように、本実施形態では、荷降し装置１０、あるいは荷降し制御装置１００は、中間コンベア１４Ａに物品が載置された場合に、中間コンベア１４Ａの現在高さと目的地であるメインコンベア２２の高さとのうち、いずれか高い方の高さと物品高さとの和よりも高い退避高さ（例えば高さＡと高さＢとのいずれか）にアーム１１Ａを移動させた後、退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせてアーム１１Ａを水平方向に移動させるとともに、中間コンベア１４Ａの高さをメインコンベア２２の高さに合わせるように、アーム移動機構１１Ｂ及び中間コンベア昇降機構１４Ｂを制御する制御部（例えばソフトウェア機能部又はハードウェア機能部としてのプロセッサ１０２）を備える。このような制御により、荷降し装置１０では、中間コンベア１４Ａ上の物品の排出完了後即時に次の物品への把持位置移動を最短距離で行うことを可能とし、並列処理により荷降しのスループットを向上させることができる。水平方向においても高さ方向においても必要以上にアームを移動させることなく、タクトタイムが短縮される。

【0049】

なお、図３では、ステップＳ１１１における高さＡの設定、及びステップＳ１１２における高さＢの設定を同一段の全ての物品に対して行っているため、同一段の物品の荷降し動作の多少のばらつきも吸収することができる。これに対して、高さＡ及び高さＢの設定は、同一段の最初の物品に対してのみ行ってもよい。各段が同一の高さを有する複数の物品を含むことから、高さＡ及び高さＢは毎回設定しなくても同一段において一度設定すればよい。これについて、図６を参照して説明する。

【0050】

図６は、荷降しシステム１の動作の他の例を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１において、荷降し制御装置１００は、パレット２１に規則積載された物品群３０の個々の物品３１の位置を第１センサ１５で認識する。ステップＳ２０２において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２０１で認識した最上段の個々の物品３１の位置に基づいて、行動計画を策定する。ステップＳ２０３において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２０１で認識した最上段の物品３１の位置に基づいて、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、最上段の物品の下端の位置に中間コンベア１４Ａを移動させる。

【0051】

ステップＳ２０４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２０２での行動計画（例えば把持の順番）に従って、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを物品３５の把持位置まで移動させる。ステップＳ２０５において、荷降し制御装置１００は、アーム１１Ａの先端の把持部１２に物品３５を把持させる。

【0052】

ステップＳ２０６において、段の最初の物品でないと判定された場合には（ステップＳ２０６−Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に進む。段の最初の物品であると判定された場合には（ステップＳ２０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０７に進む。段の最初の物品でないと判定された場合には（ステップＳ２０６−Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に進む。

【0053】

ステップＳ２０７において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持している物品３１を第２センサ１６の計測位置へ移動させる。ステップＳ２０８において、荷降し制御装置１００は、第２センサ１６により、物品高さを計測する。

【0054】

ステップＳ２０９において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを、把持部１２で把持した物品３１を中間コンベア１４Ａまで移動させる。ステップＳ２１０において、荷降し制御装置１００は、把持部１２による物品３５の把持を解除し、物品３１を中間コンベア１４Ａ上に解放する。

【0055】

ステップＳ２１１において、荷降し制御装置１００は、高さＡ＝現在高さ＋物品高さ＋規定量を設定する。ステップＳ２１２において、荷降し制御装置１００は、高さＢ＝中間コンベア排出高さ＋物品高さ＋規定量を設定する。ステップＳ２１３において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを高さＡの位置まで上昇させる。

【0056】

ステップＳ２１４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２１１で設定した高さＡとステップＳ２１２で設定した高さＢとを比較する。高さＡが高いと判定された場合には（ステップＳ２１４−Ｎｏ）、処理は、並列処理であるステップＳ２１６及びステップＳ２１８に進む。

【0057】

一方、高さＢが高いと判定された場合には（ステップＳ２１４−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを高さＢの位置まで上昇させる。ステップＳ２１５の後、処理は、並列処理であるステップＳ２１６及びステップＳ２１８に進む。

【0058】

ステップＳ２１６において、荷降し制御装置１００は、次の把持対象の物品が段の最後の物品であるか否かを判定する。段の最後の物品であると判定された場合には（ステップＳ２１６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２１９の終了を待つ。段の最後の物品でないと判定された場合には（ステップＳ２１６−Ｎｏ）、処理はステップＳ２１７に進む。

【0059】

ステップＳ２１７において、荷降し制御装置１００は、アーム部１１を現在高さ（高さＡ又は高さＢ）のまま、次の把持位置の上まで挿入する。

【0060】

一方、ステップＳ２１６と並列で行われるステップＳ２１８において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア１４Ａを中間コンベア排出高さｈ４へ移動させる。ステップＳ２１９において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア昇降機構１４Ｂを駆動させる。これにより、中間コンベア１４Ａ上の物品３１がメインコンベア２２に搬送される。

【0061】

ステップＳ２１７及びステップＳ２１９の終了を待って、処理はステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０において、荷降し制御装置１００は、その段の物品の把持が完了したか否かが判定される。完了していないと判定された場合には（ステップＳ２２０−Ｎｏ）、処理はステップＳ２２１に進む。

【0062】

ステップＳ２２１において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０１で認識した最上段の物品３１の位置に基づいて、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、最上段の物品の下端の位置に中間コンベア１４Ａを移動させる。ステップＳ２２２において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１２２での行動計画（例えば把持の順番）に従って、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを物品３１の把持位置まで移動させる。ステップＳ２２３において、荷降し制御装置１００は、アーム部１１の先端の把持部１２に物品３１を把持させる。ステップＳ２２４において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持した物品３１を中間コンベア１４Ａまで移動させる。ステップＳ２２５において、荷降し制御装置１００は、把持部１２による物品３１の把持を解除し、物品３１を中間コンベア１４Ａ上に解放する。ステップＳ２２５の後、処理はステップＳ２１３に戻る。

【0063】

ステップＳ１２６において、荷降し制御装置１００は、パレット２１上の物品の有無を判定する。物品があると判定された場合には（ステップＳ１２６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０１に戻る。これにより、パレット２１上の次の段の物品の荷降し動作が行われる。物品がないと判定された場合には（ステップＳ１２６−Ｎｏ）、荷降し制御装置１００は処理を終了する。

【0064】

一方、ステップＳ２２０において、完了したと判定された場合には（ステップＳ２２０−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２６に進む。ステップＳ２２６において、荷降し制御装置１００は、パレット２１上の物品の有無を判定する。物品があると判定された場合には（ステップＳ２２６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０１に戻る。これにより、パレット２１上の次の段の物品の荷降し動作が行われる。物品がないと判定された場合には（ステップＳ２２６−Ｎｏ）、荷降し制御装置１００は処理を終了する。

【0065】

このように、同一段の物品の高さは同じことが前提であるから、第２センサ１６による物品高さの計測がその段の最初の物品に対してのみ行われるのと同様に、同一段の物品に対する高さＡ、Ｂの設定は一度のみであってよい。

【0066】

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

【符号の説明】

【0067】

１…荷降しシステム、２…ネットワーク、１０…荷降し装置、１１…アーム部、１１Ａ…アーム、１１Ｂ…アーム移動機構、１２…把持部、１３…吸着パッド、１４…中間コンベア部、１４Ａ…中間コンベア、１４Ｂ…中間コンベア昇降機構、１５…第１センサ、１６…第２センサ、１７…筐体、２１…パレット、２２…メインコンベア、３０…物品群、３１…物品、１００…荷降し制御装置、１０１…通信インタフェース、１０２…プロセッサ（制御部）、１０３…メモリ、１０４…ストレージ。

【要約】

【課題】荷降し動作のスループットを向上させる。
【解決手段】荷降し装置は、段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、物品を把持する把持部を備えるアームと、アーム移動機構と、把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、アーム移動機構により載置された物品を目的地に送り出す中間コンベアと、中間コンベア昇降機構と、中間コンベアに物品が載置された場合に、中間コンベアの現在高さとメインコンベアの高さのうち、いずれか高い方の高さと物品高さとの和よりも高い退避高さにアームを移動させた後、退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせてアームを水平方向に移動させるとともに、中間コンベアの高さを目的地の高さに合わせるようにアーム移動機構及び中間コンベア昇降機構を制御する制御部とを備える。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図6】