特開 2022-74690 ワーク重量推定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022074690

(43)【公開日】2022-05-18

(54)【発明の名称】ワーク重量推定システム

(51)【国際特許分類】

   G01G 9/00 20060101AFI20220511BHJP

【ＦＩ】

G01G9/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020184952

(22)【出願日】2020-11-05

(71)【出願人】

【識別番号】301021658

【氏名又は名称】Ｋｙｏｔｏ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100154520

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 祐子

(72)【発明者】

【氏名】フォンダビスト アダム ケイイチ

(72)【発明者】

【氏名】石田 勉

(57)【要約】

【課題】コストを低減することができるばかりか、作業時間を短縮することができるワーク重量推定システムを提供する。
【解決手段】ワークサイズ認識部５０２，ワーク大きさ算出部５０３にて算定されたワークの大きさと、設定されている最大密度とを用いて、当該ワークの重量を推定するワーク重量推定部５０４と、
ワーク重量推定部５０４にて推定されたワークの重量と、設定されている最大重量とを比較するワーク重量比較部５０５と、を有してなる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物流に用いる荷役台に積み付ける予定の複数のワークの最大重量と、最大密度を事前に設定する設定手段と、
前記複数のワークのうち搬送装置によって搬送されてきたワークの大きさを算定する算定手段と、
前記算定手段にて算定された前記ワークの大きさと、前記設定手段にて設定されている最大密度とを用いて、当該ワークの重量を推定する重量推定手段と、
前記重量推定手段にて推定された前記ワークの重量と、前記設定手段にて設定されている前記最大重量とを比較する比較手段と、を有してなるワーク重量推定システム。

【請求項2】

前記搬送されてきたワークを前記荷役台に移載可能なロボットと、
前記比較手段にて比較した結果、前記重量推定手段にて推定された前記ワークの重量の方が、前記最大重量より小さければ、前記ロボットに前記最大重量をもとに設定される速度よりも速い速度で当該ワークを前記荷役台に移載するよう前記ロボットに指示を出すロボット指示手段と、をさらに有してなる請求項１に記載のワーク重量推定システム。

【請求項3】

前記搬送されてきたワークを前記荷役台に移載可能なロボットと、
前記比較手段にて比較した結果、前記重量推定手段にて推定された前記ワークの重量の方が、前記最大重量より大きければ、前記ロボットに前記最大重量をもとに設定される速度よりも遅い速度で当該ワークを前記荷役台に移載するよう前記ロボットに指示を出すロボット指示手段と、をさらに有してなる請求項１に記載のワーク重量推定システム。

【請求項4】

前記搬送されてきたワークを前記荷役台に移載可能なロボットと、
前記最大重量と、前記最大密度を用いて、前記ワークの大きさに応じた前記ロボットの移載時間を改善できる可能性のある領域を、前記ロボットにて前記ワークを移載する前に、提示することが可能な提示手段と、をさらに有してなる請求項１～３の何れか１項に記載のワーク重量推定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、段ボール箱等のワークを、物流に用いる荷役台に積み付ける際、当該ワークの重量を推定することができるワーク重量推定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、物流業界において、倉庫内の仕分け、積み付け、荷卸し等の作業の自動化が求められており、様々な自動化システムの導入が進められている。特に、物流倉庫において、積み付けを自動化する際、適正な積み付けを行うには、積み付け対象となる箱の重量を知ることが必要である。

【0003】

箱の重量を知る方法として、例えば、特許文献１に記載の発明が知られている。この特許文献１に記載の発明は、重量センサにてワークの重量を検知し、ワークを台の上におく動作の際に重量センサの検知結果の減少を判別し、重量センサの検知結果の減少時のハンド部の高さ情報を記憶し、次回の保持動作時にはその記憶内容に基づきアーム部を制御するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平４－３０９８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、箱の重量を重量センサにてリアルタイムに計測するのは、設備費用がかかるため、コストが増大するといった問題があった。さらには、作業時間（タクトタイム）が長くなるといった問題もあった。

【0006】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、コストを低減することができるばかりか、作業時間を短縮することができるワーク重量推定システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0008】

請求項１の発明に係るワーク重量推定システムは、物流に用いる荷役台（例えば、図１に示す図１に示すマテハンＭ）に積み付ける予定の複数のワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の最大重量と、最大密度を事前に設定する設定手段（例えば、図１に示す入力装置５９）と、
前記複数のワーク（例えば、図１に示すワークＷ）のうち搬送装置（例えば、図１に示すコンベアＣ）によって搬送されてきたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の大きさを算定する算定手段（例えば、図２に示すワークサイズ認識部５０２，ワーク大きさ算出部５０３）と、
前記算定手段（例えば、図２に示すワークサイズ認識部５０２，ワーク大きさ算出部５０３）にて算定された前記ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の大きさと、前記設定手段（例えば、図１に示す入力装置５９）にて設定されている最大密度とを用いて、当該ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量を推定する重量推定手段（例えば、図２に示すワーク重量推定部５０４）と、
前記重量推定手段（例えば、図２に示すワーク重量推定部５０４）にて推定された前記ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量と、前記設定手段（例えば、図１に示す入力装置５９）にて設定されている前記最大重量とを比較する比較手段（例えば、図２に示すワーク重量比較部５０５）と、を有してなることを特徴としている。

【0009】

また、請求項２の発明によれば、上記請求項１に記載のワーク重量推定システムにおいて、前記搬送されてきたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を前記荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載可能なロボット（例えば、図１に示すロボット２）と、
前記比較手段（例えば、図２に示すワーク重量比較部５０５）にて比較した結果、前記重量推定手段（例えば、図２に示すワーク重量推定部５０４）にて推定された前記ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量の方が、前記最大重量より小さければ、前記ロボット（例えば、図１に示すロボット２）に前記最大重量をもとに設定される速度よりも速い速度で当該ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を前記荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載するよう前記ロボット（例えば、図１に示すロボット２）に指示を出すロボット指示手段（例えば、図２に示すロボットコントローラ指示部５０９）と、をさらに有してなることを特徴としている。

【0010】

さらに、請求項３の発明によれば、上記請求項１に記載のワーク重量推定システムにおいて、前記搬送されてきたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を前記荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載可能なロボット（例えば、図１に示すロボット２）と、
前記比較手段（例えば、図２に示すワーク重量比較部５０５）にて比較した結果、前記重量推定手段（例えば、図２に示すワーク重量推定部５０４）にて推定された前記ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量の方が、前記最大重量より大きければ、前記ロボット（例えば、図１に示すロボット２）に前記最大重量をもとに設定される速度よりも遅い速度で当該ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を前記荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載するよう前記ロボット（例えば、図１に示すロボット２）に指示を出すロボット指示手段（例えば、図２に示すロボットコントローラ指示部５０９）と、をさらに有してなることを特徴としている。

【0011】

一方、請求項４の発明によれば、上記請求項１～３の何れか１項に記載のワーク重量推定システムにおいて、前記搬送されてきたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を前記荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載可能なロボット（例えば、図１に示すロボット２）と、
前記最大重量と、前記最大密度を用いて、前記ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の大きさに応じた前記ロボット（例えば、図１に示すロボット２）の移載時間を改善できる可能性のある領域（例えば、図４に示す領域Ｒ１）を、前記ロボット（例えば、図１に示すロボット２）にて前記ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を移載する前に、提示することが可能な提示手段（例えば、図１に示す表示装置５６）と、をさらに有してなることを特徴としている。

【発明の効果】

【0012】

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0013】

請求項１に係る発明によれば、算定されたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の大きさ（体積）と、事前に設定されているワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の最大密度と、を用いて、当該ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量を推定するようにしている。そしてさらに、推定されたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量と、設定されているワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の最大重量を比較するようにしている。これにより、ロボット（例えば、図１に示すロボット２）にてワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を、荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載する速度を決定することができる。

【0014】

しかして、本発明によれば、従来のような重量センサが不要となるから、コストを低減することができる。さらに、ロボットハンドに重量センサを必要としないことから、ロボット（例えば、図１に示すロボット２）によるワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の把持後、重量計測の時間を設ける必要がなくなり、もって、作業時間を短縮することができる。

【0015】

しかして、本発明によれば、コストを低減することができるばかりか、作業時間を短縮することができる。

【0016】

また、請求項２に係る発明によれば、比較手段（例えば、図２に示すワーク重量比較部５０５）にて比較した結果、重量推定手段（例えば、図２に示すワーク重量推定部５０４）にて推定されたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量の方が、最大重量より小さければ、ロボット（例えば、図１に示すロボット２）に最大重量をもとに設定される速度よりも速い速度で当該ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載するようにしている。これにより、ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載する時間を短縮することができるため、作業時間をより短縮することができる。

【0017】

さらに、請求項３に係る発明によれば、比較手段（例えば、図２に示すワーク重量比較部５０５）にて比較した結果、重量推定手段（例えば、図２に示すワーク重量推定部５０４）にて推定されたワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の重量の方が、最大重量より大きければ、ロボット（例えば、図１に示すロボット２）に最大重量をもとに設定される速度よりも遅い速度で当該ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載するようにしている。これにより、想定していた重量よりも重いワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を移載する場合であっても、そのようなワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を、ロボット（例えば、図１に示すロボット２）を用いて移載中に落下させることがないよう、ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を荷役台（例えば、図１に示すマテハンＭ）に移載することが可能となる。

【0018】

一方、請求項４に係る発明によれば、最大重量と、最大密度を用いて、ワーク（例えば、図１に示すワークＷ）の大きさに応じたロボット（例えば、図１に示すロボット２）の移載時間を改善できる可能性のある領域（例えば、図４に示す領域Ｒ１）を、ロボット（例えば、図１に示すロボット２）にてワーク（例えば、図１に示すワークＷ）を移載する前に、提示するようにしている。これにより、ユーザは、ワークの大きさがどの程度あれば、作業時間が改善できるのか事前に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係るワーク重量推定システムの概略全体図である。

【図2】同実施形態に係る情報処理装置の機能構成図である。

【図3】同実施形態に係るワーク重量推定システムの動作内容を示すフローチャート図である。

【図4】作業時間が改善できる可能性のある領域を示しているグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係るワーク重量推定システムの一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

【0021】

＜ワーク重量推定システムの説明＞
図１に示すように、ワーク重量推定システム１は、コンベアＣにて搬送されてきたマテハンＭに積み付けたい複数のワークＷの１つをロボット２に備えた吸着ハンド２０を用いてマテハンＭに積み付けるものである。なお、マテハンＭは、図１に示すように、パレットＰａ上に１個以上のワークＷが積み付けられているものであるが、パレットＰａに限らず、カゴ車、カートラック等どのようなものでも良い。

【0022】

ここで、このワーク重量推定システム１の動作について、より詳しく説明すると、ワーク重量推定システム１は、まず、撮像部３を用いて、コンベアＣにて搬送されてきたワークＷのサイズを撮像する。そして、その撮像した画像から情報処理装置５を用いて、ワークＷの大きさ（体積）を算出する。次いで、情報処理装置５は、事前に設定されているワークＷの最大密度と、算出したワークＷの大きさ（体積）とを用いて、ワークＷの重量を推定する。そして、情報処理装置５は、事前に設定されているワークＷの最大重量と、推定したワークＷの重量を比較する。次いで、図１に示す撮像部４を用いて、パレットＰａ上に１個以上のワークＷが積み付けられているマテハンＭを撮像する。そして、その撮像した画像から情報処理装置５を用いて、マテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態を認識する。かくして、情報処理装置５は、認識したワークＷのサイズと、推定したワークＷの重量と、マテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態とによって、積み付け順序を算出した上で、ワークＷのピッキング位置をプログラマブルロジックコントローラ６（以下、ＰＬＣ６と呼ぶ）経由で、ロボットコントローラ７へ送信する。この際、情報処理装置５は、事前に設定されているワークＷの最大重量と、推定したワークＷの重量を比較した比較結果に基づいて、ワークＷをマテハンＭに移載する速度もプログラマブルロジックコントローラ６（以下、ＰＬＣ６と呼ぶ）経由で、ロボットコントローラ７へ送信する。これを受けて、ロボットコントローラ７は、ロボット２を制御し、そのロボット２が積み付け順序に従って、ワークＷをピッキングし、マテハンＭに積み付けることとなる。

【0023】

以下、図１の各部について詳細に説明することとする。

【0024】

ロボット２は、例えば、４自由度の垂直多関節型ロボットである。より詳しく説明すると、このロボット２は、コンベアＣにて搬送されてきた１個以上のワークＷを、ロボットアーム２１に取付けられている吸着ハンド２０を用いてコンベアＣからマテハンＭへ積み付ける為のロボットアームである。なお、本実施形態においては、ロボット２として、４自由度の垂直多関節型ロボットを例示したが、これに限らず、６自由度であってもよいし、直角座標型ロボット、極座標型ロボット、水平多関節型(スカラ型)ロボット、パラレルリンク型ロボットであってもよい。すなわち、コンベアＣにて搬送されてきた１個以上のワークＷを、マテハンＭへ移載可能であれば、どのような形式であってもよい。

【0025】

ところで、吸着ハンド２０は、コンプレッサ８から送られる圧縮エアを吸着ハンド２０内に内蔵している真空発生装置を用いて、真空を発生させ、コンベアＣにて搬送されてきた１個以上のワークＷを吸着するものである。なお、本実施形態においては、吸着することにより、コンベアＣにて搬送されてきた１個以上のワークＷを移載する例を示したが、それに限らず、コンベアＣにて搬送されてきた１個以上のワークＷをグリッパーで挟み込むようなハンドであっても良く、コンベアＣにて搬送されてきた１個以上のワークＷを移載可能であれば、どのような形式のハンドでも良い。

【0026】

撮像部３は、図１に示すように、コンベアＣにて搬送されてきたワークＷを撮像するものであって、三次元点群情報を出力可能な三次元画像センサである。この撮像部３は、カメラとプロジェクタを備えており、カメラとプロジェクタによるアクティブステレオ法により被写体の三次元点群情報を算出するものである。なお、カメラとプロジェクタを用いたアクティブステレオ法は、一般的な技術であるため、詳細な説明は省略する。

【0027】

撮像部４は、図１に示すパレットＰａ上に１個以上のワークＷが積み付けられているマテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態を撮像するものであって、三次元点群情報を出力可能な三次元画像センサである。この撮像部４は、カメラとプロジェクタを備えており、カメラとプロジェクタによるアクティブステレオ法により被写体の三次元点群情報を算出するものである。なお、カメラとプロジェクタを用いたアクティブステレオ法は、一般的な技術であるため、詳細な説明は省略する。

【0028】

情報処理装置５は、図１に示すように、ＣＰＵ５０と、ＲＡＭ５１と、ＲＯＭ５２と、補助記憶装置５３と、入出力インタフェース５４と、通信インタフェース５５と、表示装置５６と、バス５７と、入力コントローラ５８と、入力装置５９と、を有している。ＣＰＵ５０は、情報処理装置５が備える各機能を実行、制御するもので、ＲＡＭ５１は、外部装置などから供給されるプログラムやデータを一時記憶するものである。

【0029】

一方、ＲＯＭ５２は、変更を必要としないプログラムや各種パラメータを格納し、補助記憶装置５３は、各種情報を記憶するものである。そして、入出力インタフェース５４は、外部の機器とデータの送受信を行い、通信インタフェース５５は、ネットワークに接続するための装置であり、ネットワークを介して外部の機器とデータの送受信を行うものである。

【0030】

一方、表示装置５６は、ＣＰＵ５０で描画されたグラフィックスを表示し、バス５７は、システムバスであり、ＣＰＵ５０、ＲＡＭ５１、ＲＯＭ５２、補助記憶装置５３、入出力インタフェース５４、通信インタフェース５５、表示装置５６、入力コントローラ５８を接続するものである。そして、入力コントローラ５８は、入力装置５９からの入力信号を制御するコントローラであり、入力装置５９は、ユーザからの操作指示を受け付けるための外部入力装置であり、例えば、キーボード、マウスなどである。なお、後述する情報処理装置５の機能や処理は、ＣＰＵ５０がＲＯＭ５２等に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現することとなる。

【0031】

ＰＬＣ６は、情報処理装置５とロボットコントローラ７との間の命令を受け渡すものである。そしてさらにＰＬＣ６は、コンベアＣを制御し、コンベアＣ上に載せた複数のワークＷを搬送するものである。具体的には、コンベアＣの下部には、図１に示すように光電センサ等のセンサＳＥが所定間隔置きに設けられており、ＰＬＣ６は、このセンサＳＥを利用し、ロボット２がピッキング可能な範囲にワークＷが搬送されてくると、コンベアＣの駆動を止めるよう制御する。

【0032】

ロボットコントローラ７は、サーボアンプや基板などが収納された制御装置であり、ロボット２の動きを総合的にコントロールする装置である。また、ロボットコントローラ７は、あらかじめ作成したロボット２を制御するプログラムを記憶し、実行することができるものである。

【0033】

コンプレッサ８は、空気を圧縮し供給する空気圧縮機であり、吸着ハンド２０へ圧縮エアを供給するものである。

【0034】

ワークＷは、所定の商品が収納された段ボールであって、様々な種類（サイズや重さ等）があり、マテハンＭに積み付けられるものである。なお、本実施形態においては、段ボールを例に説明するが、パレットＰａ上に積層可能であれば、材質は段ボール以外でも良く、例えば、プラスチックや木製であっても良く、箱形状に近似できれば袋状の物であっても良い。

【0035】

パレットＰａは、物流に用いる荷物を載せるための荷役台であり、パレットＰａの脚と脚の間にフォークリフトやハンドリフトの爪を差し込んで持ち上げることができるものである。なお、本実施形態においては、パレットＰａ上に複数のワークＷを積載しているが、もちろんパレットではなくカゴ台車であってもよい。

【0036】

コンベアＣは、ローラーコンベアであり、ロボット２がピッキング可能な範囲まで、ワークＷを搬送するものである。そして、このコンベアＣに搬送されるワークＷの順番は指定されておらず、ワークＷ間には、隙間ができるように設計されている。この隙間は、ロボット２が備える吸着ハンド２０のサイズ以上空くように、図１に示すＰＬＣ６にてコンベアＣが制御されている。すなわち、ワークＷを吸着する吸着ハンド２０は、ワークＷのサイズよりも大きい場合がある。その際、ワークＷが隙間なく並んでいると、ワークＷを吸着ハンド２０にて吸着できなくなる。そのため、隙間は、ロボット２が備える吸着ハンド２０のサイズ以上空くように、図１に示すＰＬＣ６にてコンベアＣが制御されている。なお、コンベアＣは必ずしもローラ―コンベアである必要はなく、ベルトコンベアでも良い。

【0037】

＜情報処理装置の説明＞
次に、図２を用いて、本実施形態に係る情報処理装置５の機能構成について説明する。図２に示すように、情報処理装置５の機能構成としては、情報処理装置５は、判断部５００と、設定保持部５０１と、ワークサイズ認識部５０２と、ワーク大きさ算出部５０３と、ワーク重量推定部５０４と、ワーク重量比較部５０５と、積み付け状態認識部５０６と、積み付け順序算出部５０７と、ピッキング位置算出部５０８と、ロボットコントローラ指示部５０９と、で構成されている。以下、各構成について説明することとする。

【0038】

判断部５００は、判断部５００が保持する状態または、各機能ブロックが保持する状態に基づいて、各機能ブロック間との情報をやり取りし、さらに、外部機器とのやり取りも行い、撮像部３、撮像部４、ＰＬＣ６経由で、ロボット２、コンベアＣを制御するものである。

【0039】

設定保持部５０１は、処理に必要な設定値を保持するものである。

【0040】

ワークサイズ認識部５０２は、図１に示す撮像部３にて撮像されたコンベアＣにて搬送されてきたワークＷの三次元画像に基づいて、ワークＷの縦、横、高さのサイズを認識するものである。

【0041】

ワーク大きさ算出部５０３は、ワークサイズ認識部５０２にて認識したワークＷの縦、横、高さのサイズを乗算して、ワークＷの大きさ（体積）を算出するものである。

【0042】

ワーク重量推定部５０４は、ユーザが入力装置５９（図１参照）を用いて、予め設定しておいたワークＷの最大密度と、ワーク大きさ算出部５０３にて算出したワークＷの大きさ（体積）とを掛け合わせて、ワークＷの重量を推定するものである。

【0043】

ワーク重量比較部５０５は、ユーザが入力装置５９（図１参照）を用いて、予め設定しておいたワークＷの最大重量と、ワーク重量推定部５０４にて推定したワークＷの重量とを比較するものである。

【0044】

積み付け状態認識部５０６は、図１に示す撮像部４にて撮像されたマテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態を三次元画像に基づいて認識するものである。

【0045】

積み付け順序算出部５０７は、ワークサイズ認識部５０２にて認識したワークＷのサイズと、ワーク重量推定部５０４にて推定したワークＷの重量と、積み付け状態認識部５０６にて認識したマテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態とによって、ワークＷの積み付け順序を算出するものである。

【0046】

ピッキング位置算出部５０８は、積み付け順序算出部５０７にて算出したワークＷをロボット２でピッキングするにあたり、そのワークＷをロボット２がピッキングする位置を算出するものである。

【0047】

ロボットコントローラ指示部５０９は、積み付け順序算出部５０７にて算出した積み付け順序に従って、ピッキング位置算出部５０８にて算出したピッキング位置にてワークＷをピッキングし、マテハンＭに積み付けるようＰＬＣ６を介して図１に示すロボットコントローラ７に指示を出すものである。この際、ロボットコントローラ指示部５０９は、ワーク重量比較部５０５にて比較した比較結果に基づき、ワークＷをマテハンＭに移載する速度もＰＬＣ６を介して図１に示すロボットコントローラ７に指示を出すようにしている。具体的には、比較した結果、予め設定しておいたワークＷの最大重量より、ワーク重量推定部５０４にて推定したワークＷの重量の方が小さければ、ロボットコントローラ７にワークＷの最大重量をもとに設定される移載速度よりも速い速度でワークＷをマテハンＭに移載するよう、ＰＬＣ６を介して図１に示すロボットコントローラ７に指示を出す。これにより、ワークＷをマテハンＭに移載する時間を短縮することができるため、作業時間を短縮することができる。

【0048】

一方、比較した結果、予め設定しておいたワークＷの最大重量より、ワーク重量推定部５０４にて推定したワークＷの重量の方が大きければ、ロボットコントローラ７にワークＷの最大重量をもとに設定される移載速度よりも遅い速度でワークＷをマテハンＭに移載するよう、ＰＬＣ６を介して図１に示すロボットコントローラ７に指示を出す。これにより、想定していた重量よりも重いワークＷを移載する場合であっても、そのようなワークＷを、ロボット２を用いて移載中に落下させることがないよう、ワークＷをマテハンＭに移載することが可能となる。

【0049】

ところで、ロボットコントローラ指示部５０９によって、ＰＬＣ６を介して指示を出されたロボットコントローラ７は、積み付け順序算出部５０７にて算出した積み付け順序に従って、ピッキング位置算出部５０８にて算出したピッキング位置にてワークＷをピッキングするようロボット２を制御し、ピッキングしたワークＷを、ロボットコントローラ指示部５０９にて指示された速度にてマテハンＭに移載し、積み付けるようロボット２を制御することとなる。なお、本実施形態においては、ＰＬＣ６を介してロボットコントローラ７へ指示を出すようにしたが、ＰＬＣ６を介さず、ロボットコントローラ７へ指示を出すようにしても良い。

【0050】

＜情報処理装置の処理内容の説明＞
次に、図３に示すフローチャートも参照し、本実施形態に示す情報処理装置５の処理内容について説明する。

【0051】

まず、ユーザは、入力装置５９（図１参照）を用いて、ワークＷの最大重量と、最大密度を設定する。より具体的に説明すると、マテハンＭに積み付けられる予定のワークＷは複数存在し、重量も密度も様々である。その中から、ユーザは、ワークＷの最大重量と、最大密度を決定し、決定したワークＷの最大重量と、最大密度を、入力装置５９（図１参照）を用いて設定する（ステップＳ１）。なお、設定された情報は、設定保持部５０１に保持されることとなる。

【0052】

ところで、この最大重量、最大密度は、１個１個ワークＷをサンプリングして決定しても良いし、複数のワークＷの中から、何個かピックアップし、サンプリングした上で決定しても良い。或いは、物流倉庫側に事前に情報があれば、その情報を最大重量、最大密度として決定しても良いし、余裕を見てその情報にプラスアルファした値を最大重量、最大密度として決定しても良い。すなわち、最大重量、最大密度は、どのような方法で決定しても良い。

【0053】

次いで、上記のような設定を終えた後、図２に示す判断部５００は、ＰＬＣ６に、コンベアＣを制御するように指令を行う。これにより、ＰＬＣ６は、ロボット２がピッキング可能な範囲にワークＷが搬送されるようにコンベアＣを制御する。そして、ＰＬＣ６は、図１に示すセンサＳＥを利用し、ロボット２がピッキング可能な範囲にワークＷが搬送されてくると、コンベアＣの駆動を止めるよう制御する（ステップＳ２）。

【0054】

次いで、判断部５００は、撮像部３を制御し、図１に示すように、ワークＷを撮像する。そしてその撮像された三次元画像は、判断部５００にてワークサイズ認識部５０２（図２参照）へ出力される。これを受けて、ワークサイズ認識部５０２は、撮像された三次元画像に基づいて、ワークＷの縦、横、高さのサイズを認識する（ステップＳ３）。

【0055】

次いで、ワーク大きさ算出部５０３は、ワークサイズ認識部５０２にて認識したワークＷの縦、横、高さのサイズを乗算して、ワークＷの大きさ（体積）を算出する（ステップＳ４）。

【0056】

次いで、ワーク重量推定部５０４は、判断部５００を介して設定保持部５０１にて保持されているワークＷの最大密度を読み出し、読み出した最大密度と、ワーク大きさ算出部５０３にて算出したワークＷの大きさ（体積）とを掛け合わせて、ワークＷの重量を推定する（ステップＳ５）。

【0057】

次いで、ワーク重量比較部５０５は、判断部５００を介して設定保持部５０１にて保持されているワークＷの最大重量を読み出し、読み出した最大重量と、ワーク重量推定部５０４にて推定したワークＷの重量とを比較する（ステップＳ６）。

【0058】

次いで、判断部５００は、撮像部４を制御し、図１に示すパレットＰａ上に複数のワークＷが積み付けられているマテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態を撮像する。そしてその撮像された三次元画像は、判断部５００にて積み付け状態認識部５０６（図２参照）へ出力される。これを受けて、積み付け状態認識部５０６は、撮像された三次元画像に基づいて、マテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態を認識する（ステップＳ７）。

【0059】

次いで、積み付け順序算出部５０７は、ワークサイズ認識部５０２にて認識したワークＷのサイズと、ワーク重量推定部５０４にて推定したワークＷの重量と、積み付け状態認識部５０６にて認識したマテハンＭにおけるワークＷの積み付け状態とによって、ワークＷの積み付け順序を算出する（ステップＳ８）。

【0060】

次いで、ピッキング位置算出部５０５は、積み付け順序算出部５０７にて算出したワークＷをロボット２でピッキングするにあたり、そのワークＷをロボット２がピッキングする位置を算出する（ステップＳ９）。

【0061】

次いで、ロボットコントローラ指示部５０９は、積み付け順序算出部５０７にて算出した積み付け順序に従って、ピッキング位置算出部５０８にて算出したピッキング位置にてワークＷをピッキングし、マテハンＭに積み付けるようＰＬＣ６を介して図１に示すロボットコントローラ７に指示を出す。さらに、ロボットコントローラ指示部５０９は、ワーク重量比較部５０５にて比較した比較結果に基づき、ワークＷをマテハンＭに移載する速度を決定し、ＰＬＣ６を介して図１に示すロボットコントローラ７に指示を出す。これにより、ロボットコントローラ７は、積み付け順序算出部５０７にて算出した積み付け順序に従って、ピッキング位置算出部５０８にて算出したピッキング位置にてワークＷをピッキングするようロボット２を制御し、ピッキングしたワークＷを、ロボットコントローラ指示部５０９にて指示された速度にてマテハンＭに移載し、積み付けるようロボット２を制御することとなる（ステップＳ１０）。

【0062】

次いで、判断部５００は、ロボットコントローラ７にて制御終了の処理通知が送信されてくると、ＰＬＣ６に、コンベアＣを制御し、ロボット２がピッキング可能な範囲に新たに１個のワークＷを搬入するよう指令を行う。これにより、ＰＬＣ６は、ロボット２がピッキング可能な範囲に新たに１個のワークＷを搬入するようコンベアＣを制御する（ステップＳ１１）。

【0063】

次いで、判断部５００は、上記ステップＳ１１の処理後、ステップＳ３の処理に戻り、積み付けるワークＷが無くなるまで、ステップＳ３～ステップＳ１１の処理を繰り返し行うこととなる。

【0064】

しかして、以上説明した本実施形態によれば、ワーク大きさ算出部５０３にて算出されたワークＷの大きさ（体積）と、設定保持部５０１にて保持されているワークＷの最大密度と、を用いて、当該ワークＷの重量を推定するようにしている。そしてさらに、推定されたワークＷの重量と、設定保持部５０１にて保持されているワークＷの最大重量を比較するようにしている。これにより、ロボット２にてワークＷを、マテハンＭに移載する速度を決定することができる。

【0065】

しかして、本実施形態によれば、従来のような重量センサが不要となるから、コストを低減することができる。さらに、吸着ハンド２０に重量センサを必要としないことから、ロボット２によるワークＷの把持後、重量計測の時間を設ける必要がなくなり、もって、作業時間を短縮することができる。

【0066】

しかして、本実施形態によれば、コストを低減することができるばかりか、作業時間を短縮することができる。

【0067】

さらに、本実施形態によれば、最大密度と最大重量を用いて、２種類の計算を行っていることから、ワークＷの重量の過大評価を抑えることができる。しかして、このようにワークＷの重量の過大評価が抑えられることによって、ロボットモーションの速度・加速度設定が適正なものに近づくこととなる。さらに、ワークＷの重量の過大評価が抑えられることによって、圧縮計算での過大評価が抑えられ、ワークＷの積み付け量が増加することとなる。

【0068】

そしてさらに、本実施形態によれば、倉庫管理システムとの間で重量データのやり取りを行う通信が不要となるため、重量管理を目的としたシステムが不要となる。

【0069】

ところで、本実施形態においては、実際にワークＷを搬送させて、マテハンＭに積み付けるという実際の作業中に、ワークＷの重量を推定する例を示したが、図４に示すような領域Ｒ１を提示することも可能である。

【0070】

すなわち、ユーザは、入力装置５９（図１参照）を用いて、ワークＷの最大重量と、最大密度を設定する。さらに、ユーザは、入力装置５９（図１参照）を用いて、マテハンＭに積み付ける様々なワークＷの縦、横、高さのサイズを設定する。これを受けて、図２に示すワーク大きさ算出部５０３は、入力された様々なワークＷの縦、横、高さのサイズに基づいて、各ワークＷの大きさ（体積）を算出する。

【0071】

次いで、ワーク重量推定部５０４は、設定したワークＷの最大密度と、ワーク大きさ算出部５０３にて算出した各ワークＷの大きさ（体積）とを掛け合わせて、各ワークＷの重量を推定する。

【0072】

次いで、ワーク重量比較部５０５は、設定したワークＷの最大重量と、ワーク重量推定部５０４にて推定した各ワークＷの重量とを比較する。これを受けて、判断部５００は、最大重量＞推定したワークＷの重量が満たされる領域Ｒ１（図４参照）が、作業時間が改善される可能性のある領域として、図４に示すものを、図１に示す表示装置５６に表示させることとなる。

【0073】

しかして、このようにすれば、ユーザは、ワークの大きさ（体積）がどの程度あれば、作業時間が改善できるのか事前に把握することができる。

【0074】

ところで、図４に示す領域Ｒ１を満たすワークＷとしては、例えば、ペットボトルの水が１箱６本、１箱１２本など、同じものが個数違いでパッケージされている場合や、布団や衣料品等同じようなものが体積違いで荷物になっている場合が考えられる。一方、図４に示す領域Ｒ１を満たさないワークＷとしては、例えば、金属の塊と布団の荷物が混在している等、極端に密度の違うものを一緒に扱う場合が考えられる。

【0075】

なお、本実施形態において例示した内容は、あくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。例えば、ワークＷのサイズを認識する手法として、撮像部３を例に示したが、それに限らず、２次元画像センサを用いても良い。

【符号の説明】

【0076】

１ ワーク重量推定システム
２ ロボット
３ 撮像部
４ 撮像部
５ 情報処理装置
５６ 表示装置（提示手段）
５９ 入力装置（設定手段）
５００ 判断部
５０１ 設定保持部
５０２ ワークサイズ認識部（算定手段）
５０３ ワーク大きさ算出部（算定手段）
５０４ ワーク重量推定部（重量推定手段）
５０５ ワーク重量比較部（比較手段）
５０９ ロボットコントローラ指示部（ロボット指示手段）
Ｗ ワーク
Ｍ マテハン（荷役台）
Ｃ コンベア（搬送装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】