特開 2023-103799 収納体配置装置

(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】P2023103799

(43)【公開日】2023-07-27

(54)【発明の名称】収納体配置装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/00 20060101AFI20230720BHJP

【ＦＩ】

B65G1/00 543

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022004532

(22)【出願日】2022-01-14

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】薮田 拓磨

(72)【発明者】

【氏名】河野 一則

(72)【発明者】

【氏名】松山 吉成

(72)【発明者】

【氏名】上田 武志

(72)【発明者】

【氏名】江口 政史

【テーマコード（参考）】

3F022

【Ｆターム（参考）】

3F022AA07

3F022EE01

3F022JJ18

3F022KK11

3F022LL32

3F022MM11

3F022QQ17

(57)【要約】

【課題】物品を所望の収納状態とする自動化システムにおいて、収納対象となる物品を収納体に収納させる際に、収納体を適切な収納位置へ移動させ、より作業効率を向上させるための収納体配置装置を提供する。
【解決手段】複数の収納区画を有する収納体を配置する収納体配置装置は、前記収納体を保持し、当該収納体の位置を調整可能な保持部と、前記保持部にて保持された前記収納体の位置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、物品の排出位置と、前記収納体の前記複数の収納区画のうちの所定の収納区画が一致するように、前記保持部の位置を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の収納区画を有する収納体を配置する収納体配置装置であって、
前記収納体を保持し、当該収納体の位置を調整可能な保持部と、
前記保持部にて保持された前記収納体の位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、物品の排出位置と、前記収納体の前記複数の収納区画のうちの所定の収納区画が一致するように、前記保持部の位置を制御する、
収納体配置装置。

【請求項2】

前記制御部は、予め規定された、物品と前記収納体における当該物品を収納すべき収納区画との対応関係を示す情報に基づいて、前記収納体の位置を制御する、請求項１に記載の収納体配置装置。

【請求項3】

搬送部に物品を供給する供給部を更に備え、
前記搬送部は、前記供給部が前記搬送部に前記物品を供給する際、搬送動作を停止する、
請求項１または２に記載の収納体配置装置。

【請求項4】

収納体の画像を取得する画像取得部を更に備え、
前記制御部は、前記収納体の画像に基づいて、前記収納体の収納状態を判定する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の収納体配置装置。

【請求項5】

前記制御部は、センサの検出結果に基づいて、前記収納体の収納動作が完了したかを判定した後、前記画像取得部によって取得した画像に基づいて、前記収納体の収納状態を判定する、請求項４に記載の収納体配置装置。

【請求項6】

前記保持部に保持された前記収納体を排出する複数の排出部を更に備え、
前記制御部は、前記収納体に対する収納状態の判定結果に基づいて、前記複数の排出部から排出先を選択する、
請求項５に記載の収納体配置装置。

【請求項7】

複数の搬送部が垂直方向に設けられ、
前記保持部は、前記複数の搬送部それぞれの物品の排出位置に、前記収納体の位置を調整可能に構成される、
請求項１～６のいずれか一項に記載の収納体配置装置。

【請求項8】

前記搬送部は、前記物品の排出位置にセンサを更に備え、
前記搬送部は、前記センサにより前記物品の排出を検知した場合、搬送動作を停止させ、
前記制御部は、前記搬送部により搬送動作が停止されている間に、前記収納体の位置を制御する、
請求項３に記載の収納体配置装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、収納体配置装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットなどを用いて、様々な物品を収納体（例えば、トレイ）に収納させ、目的とする収納状態とするような自動化システムが普及している。このようなシステムでは、例えば、ベルトコンベアや搬送ロボットを用いて、所定位置から物品を取り出したり、搬送したりしながら、物品をトレイの適切な位置へ収納するような動作が行われる。

【0003】

例えば、特許文献１では、様々な部品を収容した部品キャリアを搬送して部品の採取位置に搬入し、その部品キャリアから部品を識別して採取し、基板に装着させる電子部品実装装置の構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－４０４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、上述した従来の事情を鑑みて案出され、物品を所望の収納状態とする自動化システムにおいて、収納対象となる物品を収納体に収納させる際に、収納体を適切な収納位置へ移動させ、より作業効率を向上させるための収納体配置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】

【0006】

本開示は、複数の収納区画を有する収納体を配置する収納体配置装置であって、前記収納体を保持し、当該収納体の位置を調整可能な保持部と、前記保持部にて保持された前記収納体の位置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、物品の排出位置と、前記収納体の前記複数の収納区画のうちの所定の収納区画が一致するように、前記保持部の位置を制御する、収納体配置装置を提供する。

【0007】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本開示の表現を方法、装置、システム、記憶媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、物品を所望の収納状態とする自動化システムにおいて、収納対象となる物品を収納体に収納させる際に、収納体を適切な収納位置へ移動させ、より作業効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係るトレイメイキングシステムの構成例を示すブロック図

【図2】実施の形態１に係るトレイメイキングユニット周りの構成例を示すブロック図

【図3】実施の形態１に係る制御システムの構成例を示すブロック図

【図4】実施の形態１に係る物品供給トレイの構成例を示す外観図

【図5】実施の形態１に係る物品供給トレイの構成例を示す外観図

【図6】実施の形態１に係るトレイユニットの構成例を示す外観図

【図7】実施の形態１に係る物品供給トレイから物品を供給する際の動きを説明するための概略図

【図8】実施の形態１に係るトレイユニットの動きを説明するための概略図

【図9】実施の形態１に係る物品供給ユニットの挿入する際の流れを説明するための概略図

【図10】実施の形態１に係るトレイユニットの動きを説明するための概略図

【図11】実施の形態１に係るトレイユニットの構成例を示す概略図

【図12】実施の形態１に係るロボットの構成例を示す外観図

【図13】実施の形態１に係る物品の収納動作を説明するための外観図

【図14】実施の形態１に係る物品の収納動作を説明するための概略図

【図15】実施の形態１に係る物品の収納動作を説明するための概略図

【図16】実施の形態１に係る物品収納トレイの構成例を示す外観図

【図17】実施の形態１に係るトレイメイキング時の制御処理のフローチャート

【図18】実施の形態１に係るトレイメイキング時のロボットの制御処理のフローチャート

【図19】実施の形態１に係るトレイメイキング時のトレイユニットの制御処理のフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本開示に至る経緯）
物品を所望の収納状態とする自動化システムにおいて、より自動化における動作効率を向上させることが求められている。例えば、１の収納体に対し、複数または複数種類の物品を収納する場合であっても、より短時間で、より正確に、目的とする収納状態とすることが必要とされている。物品の収納体であるトレイ内に設けられた複数の収納区画のうちの目的とする収納区画に、所望の物品を収納するように制御を行う場合（以下、「トレイメイキング」とも称する）、従来は、ロボットを用いて物品をピッキングし、これをトレイの目的とする収納区画へ格納させることが行われていた。このとき、ロボットが、物品の供給位置にて物品を保持し、収納位置へ物品を移動させて収納させる一連の流れは、ロボットの動作工程が多いため、一回当たりの動作に時間を要し、その動作をより効率化することが求められていた。本開示では、収納対象となる物品を収納体に収納する際の、収納体を配置する側の構成について改善することで、ロボットの動作工程を減らし、システム全体の効率化を図る。

【0011】

以下、添付図面を適宜参照しながら、本開示に係る収納体配置装置を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、あるいは、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されない。

【0012】

＜実施の形態１＞
［システム構成］
図１は、実施の形態に係る収納体配置装置を含んで構成されるトレイメイキングシステムの構成例を示すブロック図である。本実施の形態に係るトレイメイキングシステム１は、トレイメイキングユニット１００、制御システム２００、および、上位システム３００を含んで構成される。なお、以降の説明にて用いる各図に示されているｘｙｚ座標系の向きはそれぞれ対応しているものとする。また、ｘｙｚ座標系におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸はそれぞれ直交している。

【0013】

制御システム２００は、トレイメイキングシステム１全体の動作の制御を司り、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの情報処理装置から構成される。制御システム２００は、有線／無線のネットワーク（不図示）を介して、トレイメイキングユニット１００、ロボット１０６、各種コンベア、および上位システム３００に接続される。

【0014】

上位システム３００は、トレイメイキングに必要な各種情報を制御システム２００に提供する。上位システム３００は、ＰＣなどの情報処理装置であってもよいし、オンプレミス型またはクラウド型のサーバ装置であってもよい。ここで提供する情報の内容は特に限定するものではないが、例えば、各種トレイの構成や、収納する物品の数、収納位置などが含まれてよい。具体的な情報の例については、後述する。

【0015】

トレイメイキングユニット１００は、複数のトレイコントローラ１０１、複数の物品コンベア１０２、複数のトレイユニット１０３、複数の物品供給トレイ１０４、および、複数のトレイフォルダ１０５を含んで構成される。更にトレイメイキングユニット１００の周辺には、ロボット１０６、カメラ１０７、物品収納トレイ１０８、ＯＫトレイ搬送コンベア１０９、物品収納トレイ搬送コンベア１１０、およびＮＧトレイ搬送コンベア１１１が設置される。

【0016】

本実施の形態に係るトレイメイキングユニット１００は、１または複数の段（図１の例では、１０段）で構成され、各段は、１または複数のトレイユニット１０３（図１の例では、５列）にて構成される。したがって、図１の例では、トレイメイキングユニット１００は、１０段×５列の、計５０のトレイユニット１０３により構成されている。なお、図１の構成は一例であり、これに限定するものではない。１または複数のトレイユニット１０３それぞれには、供給すべき物品を収納している物品供給トレイ１０４が設置されている。物品供給トレイ１０４の設置については、図を用いて後述する。

【0017】

１または複数のトレイコントローラ１０１それぞれは、トレイメイキングユニット１００を構成する１または複数の段（図１の例では、１０段）に対応して設けられる。１または複数のトレイコントローラ１０１それぞれは、制御システム２００に通信可能に接続され、制御システム２００からの指示に基づいて、対応する段における１または複数のトレイユニット１０３の動きを制御する。なお、本実施の形態では、トレイコントローラ１０１は、段ごとに１つ設けられた構成を示しているが、これに限定するものではなく、例えば、１のトレイユニット１０３に対して１のトレイコントローラ１０１が設けられてもよいし、段とは異なる単位にてトレイコントローラ１０１が設けられてもよい。

【0018】

１または複数のトレイフォルダ１０５それぞれは、トレイメイキングユニット１００を構成する１または複数の段（図１の例では、１０段）に対応して設けられる。トレイユニット１０３に設置された物品供給トレイ１０４から物品がすべて供給された後、物品供給トレイ１０４がトレイフォルダ１０５に排出される。物品供給トレイ１０４の排出については、図を用いて後述する。

【0019】

物品コンベア１０２は、物品供給トレイ１０４から排出された各物品を受け、出口（排出位置）に向けて物品の搬送を行う。本実施の形態では、排出位置においてロボット１０６が保持している物品収納トレイ１０８が配置され、物品収納トレイ１０８内の目的とする収納区画にて物品を受け取るように制御される。物品コンベア１０２は、トレイメイキングユニット１００を構成する１または複数の段に対応して設けられる。物品コンベア１０２による搬送は、対応するトレイコントローラ１０１にて制御される。また、本実施の形態では、物品コンベア１０２は、無端コンベアにて構成されている例を示しているが、これに限定するものではない。また、本実施の形態では、各段における物品コンベア１０２の排出位置は、図２に示すように、ｘ軸方向およびｚ軸方向において一致している。すなわち、複数の物品コンベア１０２それぞれの出口は、高さ（ｙ軸方向の座標）のみが異なって、垂直になっている。しかし、この構成に限定するものではなく、物品コンベア１０２の長さや配置などは変更されてもよい。

【0020】

ロボット１０６は、物品収納トレイ搬送コンベア１１０から搬送されてくる物品収納トレイ１０８を保持し、物品コンベア１０２にて搬送されてくる物品の受け取り位置に物品収納トレイ１０８を移動させることで、物品を物品収納トレイ１０８の任意の位置に収納させる。ここでの動作については、図を用いて後述する。ロボット１０６の動作は、制御システム２００により制御される。

【0021】

カメラ１０７は、ロボット１０６の動作により物品が収納された物品収納トレイ１０８の画像を撮影する。本実施の形態では、１の物品収納トレイ１０８に対する一連の収納動作が完了した後、ロボット１０６がカメラ１０７の撮影範囲に物品収納トレイ１０８を移動させ、撮影を行う。ここで撮影された画像は、制御システム２００に送信される。制御システム２００は、カメラ１０７を介して取得した画像に基づいて、物品の物品収納トレイ１０８への収納状態が正しいか否か、すなわち、目的とする物品が、物品収納トレイ１０８の目的とする位置（収納区画）に正しく収納されているか否かを判定する。ここでの収納状態が正しいか否かは、例えば、上位システム３００から提供された情報などに基づいて行われてよい。なお、カメラ１０７は、複数のカメラから構成されてもよい。また、撮影動作は、一連の収納動作が完了した時点で固定位置にて行う必要はなく、例えば、一連の収納動作の最中に撮影を行い、リアルタイムで収納状態が正しいか否が判定されてもよい。

【0022】

ＯＫトレイ搬送コンベア１０９は、カメラ１０７にて撮影された画像に基づいて、収納状態が正しいと判定された物品収納トレイ（以下、ＯＫトレイとも称する）を搬送するためのコンベアである。ＯＫトレイ搬送コンベア１０９は、ＯＫトレイを所定の位置へ搬送させる。ここでの搬送先は特に限定するものでは無いが、例えば、パッキングなどを行う後段の装置（不図示）へ向けて搬送してよい。ロボット１０６は、一連の収納動作が完了した後、ＯＫトレイをＯＫトレイ搬送コンベア１０９へ移動させる。

【0023】

物品収納トレイ搬送コンベア１１０は、物品を収納する前の空の物品収納トレイ１０８をロボット１０６が保持可能な位置に向けて搬送する。ロボット１０６は、物品収納トレイ搬送コンベア１１０にて搬送されてきた空の物品収納トレイ１０８を所定の位置で保持し、その物品収納トレイ１０８への収納動作を行う。

【0024】

ＮＧトレイ搬送コンベア１１１は、カメラ１０７にて撮影された画像に基づいて、収納状態が正しくないと判定された物品収納トレイ（以下、ＮＧトレイとも称する）を搬送するためのコンベアである。ＮＧトレイ搬送コンベア１１１は、ＮＧトレイを所定の位置へ搬送させる。ここでの搬送先は特に限定するものでは無いが、例えば、ＮＧトレイ内の各物品を再利用するための動作を行う後段の装置（不図示）へ向けて搬送してよい。ロボット１０６は、一連の収納動作が完了した後、ＮＧトレイをＮＧトレイ搬送コンベア１１１へ移動させる。

【0025】

なお、ＯＫトレイ搬送コンベア１０９、物品収納トレイ搬送コンベア１１０、およびＮＧトレイ搬送コンベア１１１の構成は図１に示すものに限定するものではなく、搬送コンベアごとに異なっていてもよい。例えば、物品収納トレイ搬送コンベア１１０に代えて、空の物品収納トレイ１０８が積載された部位を備え、ロボット１０６はその部位から物品収納トレイ１０８を保持するような構成であってもよい。また、ＯＫトレイ搬送コンベア１０９とＮＧトレイ搬送コンベア１１１を別個に設けてロボット１０６がいずれかに収納動作後の物品収納トレイ１０８を配置する構成に限定するものではない。例えば、ロボット１０６は収納動作後の物品収納トレイ１０８を同じ搬送コンベアに設置し、その搬送コンベア上で搬送中にＯＫトレイかＮＧトレイかを判定するような構成であってもよい。この場合、搬送コンベアの経路上に搬送中の物品収納トレイ１０８を撮影するためのカメラが設置される。

【0026】

また、本実施の形態では、物品収納トレイ１０８の排出先として、ＯＫトレイ搬送コンベア１０９とＮＧトレイ搬送コンベア１１１の２つの搬送コンベアを用いた例を示している。しかし、この構成に限定するものでは無く、さらに多くの搬送コンベアを設けてもよい。例えば、ＮＧトレイの場合に更に詳細に判定を行い、物品収納トレイ１０８にて欠品している物品に応じて、複数の搬送コンベアの中から排出先を選択するような構成であってもよい。また、ＮＧトレイの場合に更に詳細に判定を行い、物品収納トレイ１０８にて収納されている位置は異なるが、すべての物品が揃っている場合には、その配置に応じて、複数の搬送コンベアの中から排出先を選択するような構成であってもよい。この場合に、ＯＫトレイとして扱って搬送先を選択してもよい。この場合には、ＯＫトレイやＮＧトレイの２分類ではなく、収納動作後の収納状態に応じて更に多くの分類にて扱ってもよい。また、排出先がすでに作業済みの物品収納トレイ１０８で一杯の場合には、別の排出先を選択するような構成であってもよい。

【0027】

図２は、図１に示したトレイメイキングシステム１のうち、トレイメイキングユニット１００およびロボット１０６の部分を取り出して示した外観斜視図である。図２に示すように、物品コンベア１０２は、対応する段のトレイユニット１０３それぞれから物品を受け取り可能なように配置され、ロボット１０６側へ向けて物品を搬送可能である。ロボット１０６は、保持した物品収納トレイ１０８を、物品コンベア１０２それぞれからの受け取り位置へ移動させることが可能である。図２に示す例では、ロボット１０６は、物品収納トレイ１０８をｘｙｚ座標系にて示される三次元空間上の座標位置に移動させることが可能なように構成される。

【0028】

なお、図１、図２の例では、ロボット１０６が１台の構成の例を示しているが、これに限定するものではない。例えば、複数のロボット１０６が同時並行的に動作可能な構成であってもよい。また、図１、図２の例では、１台のロボット１０６が１の物品収納トレイ１０８を保持可能な構成を示しているが、これに限定するものではない。例えば、１台のロボット１０６が複数の物品収納トレイ１０８を保持可能とし、これらの物品収納トレイ１０８に対して同時並行的に収納動作を実施可能な構成であってもよい。

【0029】

［制御システム］
図３は、本実施の形態に係る制御システム２００の構成例を示すブロック図である。制御システム２００は、プロセッサ２０１、メモリ２０２、入力装置２０３、画像取得部２０４、トレイメイキングユニット接続部２０５、コンベア接続部２０６、ロボット接続部２０７、および通信装置２０８を含んで構成される。

【0030】

プロセッサ２０１は、メモリ２０２に格納された各種プログラムやデータを読み出して処理を実行することで、本実施の形態に係る各種機能を実現するプロセッサの一例である。プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）あるいはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）のうち少なくとも１つを用いて構成されてもよい。メモリ２０２は、各種情報のデータを記憶、保持するための記憶領域であり、例えば、不揮発性の記憶領域であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、揮発性の記憶領域であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などから構成される。

【0031】

入力装置２０３は、例えば、不図示のマウスやキーボードからユーザによる指示のデータを受け付ける。画像取得部２０４は、カメラ１０７と通信可能に接続され、カメラ１０７にて撮影された画像を取得する。また、画像取得部２０４は、プロセッサ２０１によるカメラ１０７による撮影動作の指示を送信するように構成されてよい。トレイメイキングユニット接続部２０５は、１または複数のトレイコントローラ１０１と通信可能に接続される。トレイメイキングユニット接続部２０５は、プロセッサ２０１による各種指示をトレイコントローラ１０１に送信する。コンベア接続部２０６は、各コンベアの動作を司る駆動部（例えば、モーター等）に接続される。コンベア接続部２０６は、プロセッサ２０１による各種指示を各コンベアへ送信する。なお、本実施の形態では、物品コンベア１０２は、トレイコントローラ１０１にて制御するものとして説明するが、コンベア接続部２０６を介して制御システム２００が直接制御するような構成であってもよい。

【0032】

ロボット接続部２０７は、ロボット１０６の動作を司る駆動部（例えば、モーター等）に接続される。ロボット接続部２０７は、プロセッサ２０１による各種指示をロボット１０６へ送信する。通信装置２０８は、有線／無線のネットワーク４００を介して外部装置（例えば、上位システム３００）との通信を行い、各種データや信号の送受信を行う。通信装置２０８による通信方式は、特に限定するものではなく、複数の通信方式に対応していてよい。例えば、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電力線通信、近距離無線通信（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））などが用いられてよい。

【0033】

［物品供給トレイ］
図４、図５は、本実施の形態に係る物品供給トレイ１０４の構成例を示す外観図である。図４（ａ）～図４（ｃ）はそれぞれ異なる向きから物品供給トレイ１０４を見た図である。同様に、図５（ａ）～図５（ｃ）もそれぞれ異なる向きから物品供給トレイ１０４を見た図である。

【0034】

図４は、ｘ軸方向に５、ｚ軸方向に１０の計５０の収納区画４０１が構成された物品供給トレイ１０４の構成例である。収納区画４０１にはそれぞれ任意の物品を収納可能である。ここで、ｘ軸方向は、物品コンベア１０２による搬送方向に沿った方向に対応する。図５は、ｘ軸方向に２、ｚ軸方向に６の計１２の収納区画４０１が構成された物品供給トレイ１０４の構成例である。なお、物品供給トレイ１０４の構成は一例であり、図４や図５に示した構成に限定するものではない。例えば、収納区画４０１の数が同じであっても、収納区画４０１の寸法（幅、高さ、奥行き）や形状が異なる複数種類の物品供給トレイ１０４が用いられてよい。

【0035】

図１に示すように、トレイメイキングシステム１には、複数のトレイユニット１０３が設けられている。複数のトレイユニット１０３に対していずれも同じ構成の物品供給トレイ１０４を用いてもよいし、トレイユニット１０３ごとに異なる構成の物品供給トレイ１０４を用いてもよい。利用される物品供給トレイ１０４は、供給される物品に応じて規定されてよく、いずれのトレイユニット１０３でどのような構成の物品供給トレイ１０４が用いられているかの情報が制御システム２００にて管理される。また、物品供給トレイ１０４の材質等は特に限定するものではなく、例えば、収納区画４０１に収納される物品の材質などに応じて異なっていてよい。

【0036】

［トレイユニット］
図６は、本実施の形態に係るトレイユニット１０３の構成例を示す外観図である。図６（ａ）～図６（ｅ）はそれぞれ異なる向きからトレイユニット１０３を見た図である。ここでは、物品供給トレイ１０４が設置されていない状態を示している。

【0037】

トレイユニット１０３は、シャッター６０１、押し出し部６０２、物品供給トレイ保持部６０３、回転軸６０４、モーター６０５、およびドラム部６０６を含んで構成される。シャッター６０１は、面状のシャッターシートなどから構成され、回転軸６０４の回転に応じて開閉が行われる。図６（ｃ）は、トレイユニット１０３を下側から見た図であり、シャッター６０１は閉じた状態（全閉状態）を示している。シャッター６０１の全閉状態では、開口部がシャッター６０１により塞がれ、トレイユニット１０３に設置された物品供給トレイ１０４から物品が排出されない（落下しない）状態であればよく、構造上、開口部が完全に閉じた状態でなくてもよい。全閉状態と同様に、シャッター６０１の全開状態は、トレイユニット１０３に設置された物品供給トレイ１０４からすべての物品が排出される（落下する）状態であればよく、構造上、開口部が完全に開いた状態でなくてもよい。

【0038】

シャッター６０１が位置する箇所には、物品供給トレイ保持部６０３に開口部６０３ａが設けられている。図６（ｂ）は、トレイユニット１０３を上側から見た図であり、物品供給トレイ保持部６０３に設けられた開口部６０３ａを介して、閉じられているシャッター６０１が見えている。シャッター６０１が開くことにより、開口部６０３ａから、物品供給トレイ１０４に収納された物品が物品コンベア１０２に向けて落下するように構成される。また、押し出し部６０２も回転軸６０４の回転に応じて位置が変動する。押し出し部６０２は、トレイユニット１０３に設置された物品供給トレイ１０４を移動させるための移動部として機能する。押し出し部６０２の具体的な動作については後述する。なお、以下の説明において、シャッター６０１が開くことで物品供給トレイ保持部６０３に設けられた開口部６０３ａが開放される動作を開口動作とも称する。同様に、シャッター６０１が閉じることで物品供給トレイ保持部６０３に設けられた開口部６０３ａが塞がれる動作を閉口動作とも称する。

【0039】

モーター６０５は、例えば、ステッピングモーターにより構成され、時計回り（ＣＷ）および反時計回り（ＣＣＷ）に回転可能であり、連結された回転軸６０４を回転させる。便宜上、時計回り（ＣＷ）の回転方向を第１の回転方向、反時計回り（ＣＣＷ）の回転方向を第２の回転方向とも称する。なお、この回転方向の対応関係は一例であり、逆であってもよい。回転軸６０４は、例えば、ボールねじで構成され、押し出し部６０２およびドラム部６０６に連結されている。図６（ｃ）に示すように、シャッター６０１の端部には、突起部６０８が設けられる。また、ドラム部６０６の下部にも、突起部６０７が設けられる。詳細については後述するが、ドラム部６０６にはトルクセンサが設けられ、シャッター６０１の開く方向にモーター６０５が回転（ここでは、ＣＷ回転とする）している際に突起部６０８が突起部６０７に接触することにより、トルクの検出値が変化した場合、シャッター６０１が全開になったことを検出する。同様に、シャッター６０１の閉じる方向にモーター６０５が回転（ここでは、ＣＣＷ回転とする）している際に突起部６０８がトレイユニット１０３の端部に接触することにより、トルクの検出値が変化した場合、シャッター６０１が全閉になったことを検出する。

【0040】

なお、本実施の形態に係るシャッター６０１は、１枚のシート状のものを例示しているがこの形状に限定するものではない。例えば、シャッター６０１は、一定の厚さを有するブロック状であってもよいし、複数の薄板がスライド可能に構成された状態であってもよい。

【0041】

図７は、トレイユニット１０３に設置された物品供給トレイ１０４から物品を物品コンベア１０２に排出する際の動作を示す概略図である。図７（ａ）～図７（ｄ）に順に流れている。図７において、左側はｚ軸に沿ってトレイユニット１０３を見た図であり、右側はｙ軸に沿って下側（物品コンベア１０２側）からトレイユニット１０３を見た図である。図７（ａ）～図７（ｄ）それぞれにおいて、左右の図は対応している。ここでは、ｘ軸方向に５つの収納区画を有する物品供給トレイ１０４を例に挙げて説明する。物品供給トレイ１０４の各収納区画には物品が収納されており、収納区画の開いている側が下向きになるように、物品供給トレイ１０４がトレイユニット１０３に設置されている。

【0042】

図７（ａ）は、シャッター６０１が全閉状態である場合を示す。この状態では、物品供給トレイ１０４の開口側はシャッター６０１にて塞がれ、物品供給トレイ１０４内の物品は物品コンベア１０２へ排出（落下）しない。図７（ｂ）は、ｘ軸方向における１の収納区画の長さ分だけシャッター６０１が開いた状態を示す。これにより、物品供給トレイ１０４の最も左側にある収納区画内の物品７０１が落下し、物品コンベア１０２へ排出される。図７（ｃ）に示すように、落下した物品７０１は、物品コンベア１０２によりロボット１０６により保持されている物品収納トレイ１０８に向けて搬送される。図７（ｄ）は、図７（ｂ）の状態から更にｘ軸方向における１の収納区画の長さ分だけシャッター６０１が開いた状態を示す。これにより、物品供給トレイ１０４の左から２番目の収納区画に物品７０２が落下し、物品コンベア１０２へ排出される。この動作が、シャッター６０１が全開になるまで、すなわち、物品供給トレイ１０４の一列分の収納区画に対して行われるまで繰り返される。

【0043】

図８は、物品供給トレイ１０４が設置された状態のトレイユニット１０３におけるシャッター６０１の動きを説明するための外観図である。図８（ａ）～図８（ｄ）の順に動作が行われている。図８において、左側はｙ軸に沿って上側からトレイユニット１０３を見た図であり、右側はｙ軸に沿って下側（物品コンベア１０２側）からトレイユニット１０３を見た図である。図８（ａ）～図８（ｄ）それぞれにおいて、左右の図は対応している。ここでは、ｘ軸方向に５つの収納区画を有する物品供給トレイ１０４を例に挙げて説明する。また、モーター６０５がＣＷ回転を行うことによって、シャッター６０１は開くものとして説明する。

【0044】

図８（ａ）は、シャッター６０１が全閉状態である場合を示す。図８（ｂ）は、ｘ軸方向における１の収納区画の長さ分だけシャッター６０１が開いた状態を示す。このとき、開いた分だけ、面状のシャッター６０１の一部が、トレイユニット１０３の上側に現れている。図８（ｃ）は更に、ｘ軸方向における１の収納区画の長さ分だけシャッター６０１が開いた状態を示す。下側から見ると、物品供給トレイ１０４の２つの収納区画が開口部６０３ａに現れる。図８（ｄ）は、シャッター６０１が全開状態である場合を示す。下側から見ると、一列分である５つの収納区画が開口部６０３ａに現れる。このとき、シャッター６０１の大部分が、トレイユニット１０３の上側に現れている。

【0045】

図９は、トレイユニット１０３に対して、新たな物品供給トレイ１０４を挿入（設置）する際の流れを説明するための外観斜視図である。図９（ａ）～図９（ｄ）の順にて、物品供給トレイ１０４が挿入されていくものとする。本実施の形態において、物品供給トレイ１０４は、トレイユニット１０３のシャッター６０１側とは反対の側に位置する挿入部６０９から挿入される。つまり、図１のｚ軸方向において、後方側から物品供給トレイ１０４が挿入される。また、トレイユニット１０３は、挿入部６０９に対向して、すなわち、シャッター６０１側に、物品供給トレイ１０４を排出する排出部６１０を有する。物品供給トレイ１０４は、押し出し部６０２により押し出されて排出部６１０から排出されることにより、トレイフォルダ１０５に排出される。このとき、物品供給トレイ１０４は、逆さにした状態、すなわち、開いている側を下にした状態でトレイユニット１０３に対して挿入される。物品供給トレイ１０４が逆さになっているため、挿入時に物品供給トレイ１０４から物品が落下しないよう、物品供給トレイ１０４の開いている側には、蓋等の支持部材（不図示）が設けられる。挿入に伴って、この支持部材は取り除かれる。

【0046】

押し出し部６０２は、支持部６０２ａと傾斜部６０２ｂとを含んで構成される。支持部６０２ａは、物品供給トレイ保持部６０３の底面に対向して設けられ、回転軸６０４の回転に応じて位置が変動するように構成される。また、傾斜部６０２ｂは、支持部６０２ａに対して一定の傾斜が設けられる。ここでの傾斜部６０２ｂの傾斜角は特に限定するものでは無いが、物品供給トレイ保持部６０３に保持された物品供給トレイ１０４の押し出し、および、物品供給トレイ保持部６０３への物品供給トレイ１０４の挿入の両方の動作に適した角度とする。また、図９（ｃ）の状態では、押し出し部６０２は、物品供給トレイ１０４の挿入を妨げないように、ｙ軸の上方向側に物品供給トレイ１０４によって押し上げられるように構成されてよい。つまり、押し出し部６０２は、物品供給トレイ１０４の挿入時における傾斜部６０２ｂと物品供給トレイ１０４との接触により、上下方向の移動、傾斜部６０２ｂの傾斜角の変化、支持部６０２ａの変形など、一定の形状変化に対する余裕があるように構成されてよい。図９（ｄ）の状態では、物品供給トレイ１０４の挿入が完了し、物品供給トレイ１０４は、押し出し部６０２によってシャッター６０１側に向けて押し出しが可能な状態となっている。

【0047】

図１０は、トレイユニット１０３による、物品供給トレイ１０４の押し出し動作を説明するための概略図である。図１０（ａ）の状態は、モーター６０５がＣＣＷ回転することにより、シャッター６０１が全閉状態である場合を示している。更に、モーター６０５がＣＣＷ回転を継続することで、押し出し部６０２がｚ軸に沿ってシャッター６０１の方向へ向けて移動し、物品供給トレイ１０４を押し出す。ここでの押し出し量は、モーター６０５の回転量（すなわち、ＣＣＷ回転の回転量）にて制御され、設置されている物品供給トレイ１０４のｚ軸方向の収納区画の１列分の長さに対応して調整される。つまり、物品供給トレイ１０４の収納区画の１列分ごとに押し出しが制御される。

【0048】

物品供給トレイ１０４の全ての列、すなわち、すべての収納区画からの物品の供給が完了した後、物品供給トレイ１０４は、トレイユニット１０３から排出されるように押し出しが行われる。本実施の形態では、空の物品供給トレイ１０４は、トレイフォルダ１０５に排出されることとなる。

【0049】

なお、図９に示す一連の挿入動作は、人手で行われてもよいし、挿入のために設けられた装置（不図示）にて行われるような構成であってもよい。また、図１０の一連の押し出し動作後のトレイユニット１０３から排出された空の物品供給トレイ１０４は、トレイフォルダ１０５にて蓄積され、人手で回収されてもよいし、回収のために設けられた装置（不図示）にて行われるような構成であってもよい。

【0050】

図１１は、トレイユニット１０３のうち、ドラム部６０６周りの構成を説明するための概略図である。図１１（ａ）に示すように、ドラム部６０６の表面には、面状のシャッター６０１が接触しており、回転軸６０４の回転に伴ってドラム部６０６が回転することに伴って、シャッター６０１が開閉するように構成される。ここでは、シャッター６０１に複数の穴（凹部）を設け、ドラム部６０６側に設けた突起部（凸部）と噛み合わせることで、シャッター６０１とドラム部６０６との動きを一致させている。

【0051】

図１１（ｂ）は、ドラム部６０６のｙｚ平面での断面を示す。ドラム部６０６は、回転ドラム１１０１およびトルクリミッタ１１０２を含んで構成される。回転軸６０４が回転することに伴って、回転ドラム１１０１が回転する。トルクリミッタ１１０２は、所定値以上のトルクがかかった場合に、空転するように構成される。図６（ｃ）などに示したように、シャッター６０１には突起部６０８が設けられており、これがトレイユニット１０３の端部に接触した状態で回転ドラム１１０１の回転が継続されると、トルクに変化が生じる。これにより、シャッター６０１が全開または全閉となっている状態を検出することができる。このような状態で、回転軸６０４の回転が継続された場合、トルクリミッタ１１０２によりドラム部６０６は空転することとなる。

【0052】

シャッター６０１が全閉状態（図１０（ａ）に示す状態）において、回転軸６０４がＣＣＷ回転を継続することにより、図１０に示した動作が行われる。

【0053】

なお、本実施の形態において、シャッター６０１の動作と、押し出し部６０２の動作とが一体となった構成について示した。しかし、それぞれの動作をトルクリミッタ以外の構成により実現してもよい。例えば、シャッター６０１の動作と、押し出し部６０２の動作とをソフトウェアにより別個に制御してもよい。

【0054】

［ロボット］
図１２は、本実施の形態に係るロボット１０６の構成例を示す外観斜視図である。図１２（ａ）は、ロボット１０６の構成全体を示す外観斜視図である。ロボット１０６は、物品収納トレイ保持部１２０１、および、駆動部１２０２を含んで構成される。物品収納トレイ保持部１２０１は、物品収納トレイ搬送コンベア１１０にて搬送されてくる空の物品収納トレイ１０８を保持する。ロボット１０６は、物品収納トレイ保持部１２０１および駆動部１２０２により、物品コンベア１０２にて搬送されてくる各物品を物品収納トレイ１０８の所望の位置（収納区画）に収納するように、物品収納トレイ１０８のｘｙｚ軸座標系おける位置を調整する。物品収納トレイ保持部１２０１および駆動部１２０２それぞれの可動域は特に限定するものではない。例えば、物品収納トレイ保持部１２０１は、ｙ軸方向およびｚ軸方向の位置調整が可能なように可動域が設定され、駆動部１２０２がｘ軸方向の位置調整が可能なように可動域が設定されてよい。

【0055】

図１２（ｂ）は、物品収納トレイ保持部１２０１が物品収納トレイ１０８を保持していない状態を示す。図１２（ｃ）は、物品収納トレイ保持部１２０１が物品収納トレイ１０８を保持している状態を示す。物品収納トレイ保持部１２０１は、保持した物品収納トレイ１０８が収納動作の際に落下したり、位置ずれが生じたりしないように、物品収納トレイ１０８を固定する部位等を含んで構成されてよい。また、物品収納トレイ保持部１２０１は、物品収納トレイ搬送コンベア１１０から空の物品収納トレイ１０８を受け取って保持する動作や、ＯＫトレイ搬送コンベア１０９やＮＧトレイ搬送コンベア１１１に収納動作後の物品収納トレイ１０８を排出する動作を行うための部位が設けられる。ここでの構成は特に限定するものでは無いが、各コンベアの形態や物品収納トレイ１０８の形状などに応じて構成されてよい。

【0056】

［物品の収納動作］
図１３は、物品収納トレイ１０８に物品を収納する際の位置関係を説明するための概略図である。図１３（ａ）、および図１３（ｂ）に示すように、目的とする物品が物品コンベア１０２にて搬送されてくる場合、その物品コンベア１０２の端部、すなわち、物品の落下位置に、物品収納トレイ１０８の所望の収納区画が一致するように物品収納トレイ１０８の位置が調整される。本実施の形態において、物品コンベア１０２の端部には、センサ１３０１が設置される。センサ１３０１は、物品が通過したことを検知するためのセンサであり、例えば、ラインセンサやカメラなどで構成されてよい。物品が通過したことを検知した場合とは、物品が物品コンベア１０２から物品収納トレイ１０８に向けて排出（落下）され、物品収納トレイ１０８内のいずれかの収納区画に物品が収納（供給）された場合に相当する。なお、本実施の形態では、センサ１３０１とカメラ１０７を併用して、物品の収納状態を判定している。しかし、この構成に限定するものではなく、カメラ１０７のみを用いて収納状態を判定してもよい。

【0057】

図１４は、物品収納トレイ１０８に物品が収納される際の状態を説明するための図である。物品コンベア１０２は、物品供給トレイ１０４から排出された物品を適宜搬送し、その端部から物品収納トレイ１０８に向けて排出（落下）させる。図１４（ａ）は、物品１４０１が物品コンベア１０２にて搬送されている状態を示す。図１４（ｂ）は、物品１４０２が物品コンベア１０２にて搬送された後、物品コンベア１０２の端部から物品１４０２が落下して物品収納トレイ１０８に収納された状態を示す。

【0058】

図１５は、物品をそれぞれ物品収納トレイ１０８の所望の収納区画に収納していく流れを説明するための図である。図１５（ａ）～図１５（ｄ）の順にて動作が行われているものとする。上述したように、物品収納トレイ１０８の位置は、ロボット１０６にて適宜調整される。また、図１５では、１の物品コンベア１０２にて搬送されてくる複数の物品１５０１、１５０２、１５０３を物品収納トレイ１０８に収納する例を示している。

【0059】

まず、図１５（ａ）に示すように、ロボット１０６は、保持している物品収納トレイ１０８を、目的とする物品が搬送されてくる物品コンベア１０２の排出位置近傍に移動させる。この時の位置は予め規定されていてもよいし、物品収納トレイ１０８の形状や、物品を収納させる収納区画の位置に応じて導出されてもよい。また、図１に示すように、トレイメイキングシステム１のトレイメイキングユニット１００が複数段にて構成され、１の物品収納トレイ１０８に対して各段を跨いだ物品の供給が必要な場合には、収納動作の効率化の観点から、各段の物品コンベア１０２の排出位置近傍への移動順や移動速度などが適宜調整されてよい。

【0060】

そして、図１５（ｂ）～図１５（ｄ）に示すように、ロボット１０６は、搬送されてくる複数の物品１５０１、１５０２、１５０３のそれぞれの排出タイミングと、収納させる収納区画の位置とに基づいて、物品収納トレイ１０８の位置を制御する。なお、図１５の例では、横方向、すなわち、図１のｘｚ軸平面上での物品収納トレイ１０８の移動制御を示しているが、縦方向、すなわち、ｙ軸方向の物品収納トレイ１０８の移動制御を更に行うような構成であってもよい。例えば、搬送されている物品の材質などに応じて、ｙ軸方向の移動制御を行ってもよい。また、ｙ軸方向における、物品コンベア１０２の搬送面の高さと、物品収納トレイ１０８の受け取り面（すなわち、物品収納トレイ１０８の収納区画の底面）の高さとの差分が一定の範囲となるように、ｙ軸方向の位置が調整されてもよい。

【0061】

図１６は、本実施の形態に係る物品収納トレイ１０８の構成例を示す外観図である。物品収納トレイ１０８は、物品を収納するための複数の収納区画１６０１を含んで構成される。１の物品収納トレイ１０８が備える収納区画の形状は１種類であってもよいし、図１６に示す例（ここでは、２種類）のように複数種類であってもよい。また、物品収納トレイ１０８と物品供給トレイ１０４の材質は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0062】

［動作シーケンス］
（全体動作）
図１７は、本実施の形態に係るトレイメイキングシステム１の動作全体のシーケンス図である。トレイメイキングシステム１の動作は、大まかに、トレイユニット１０３側の動作と、ロボット１０６側の動作とに分けられる。図１７では、これらの動作を併せて説明する。なお、各コンベアの動作は、トレイメイキングシステム１の動作が開始した際に、各コンベアに対応するモーター等の回転が開始されることで、継続的に動作されるものとする。また、ここでは説明を簡単にするために、制御システム２００が各部位の制御を包括的に行うものとして説明する。

【0063】

制御システム２００は、物品情報の入力を受け付ける（ステップＳ１７０１）。物品情報は、例えば、物品供給トレイ１０４の形状、物品収納トレイ１０８の形状、物品（物品供給トレイ１０４）のトレイメイキングシステム１での配置、物品供給トレイ１０４における物品の収納計画（物品の収納位置、物品供給トレイ１０４の作成数など）などが含まれる。物品情報の内容は上記に限定するものではなく、更なる情報が含まれてよい。制御システム２００は、上位システム３００に問い合わせを行って物品情報を取得してもよいし、上位システム３００側から送信されている物品情報を受動的に受信してもよい。または、制御システム２００は、所定のＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面（不図示）を、入力装置２０３を介してユーザに提示し、ユーザからの入力を受け付けてもよい。

【0064】

制御システム２００は、ステップＳ１７０１にて入力された物品情報に基づいて、物品の収納位置、物品供給トレイ１０４からの物品の排出順序、ロボット１０６の動作などを決定する（ステップＳ１７０２）。物品供給トレイ１０４からの物品の排出順序は、複数のトレイユニット１０３それぞれのシャッター６０１の開閉タイミングや開閉量（モーター６０５の回転量）などが含まれる。ロボット１０６の動作としては、物品収納トレイ１０８の保持動作および排出動作、物品の受領やカメラ撮影のための物品収納トレイ１０８の位置調整などの制御が含まれる。ここで決定される各種動作は、ロボット１０６側の動作と、トレイユニット１０３側の動作が含まれる。

【0065】

制御システム２００は、ステップＳ１７０２にて決定された内容に基づいて、ロボット１０６に対し、物品収納トレイ搬送コンベア１１０から搬送されてくる空の物品収納トレイ１０８を保持するように指示する（ステップＳ１７０３）。

【0066】

制御システム２００は、ステップＳ１７０２にて決定された内容に基づいて、ロボット１０６に対し、目的とする物品が搬送されている物品コンベア１０２の排出位置に、目的とする収納区画が一致するように、保持している物品収納トレイ１０８を移動させるように指示する（ステップＳ１７０４）。このとき、複数の物品が物品コンベア１０２により適宜搬送されうるため、目的の収納区画以外の収納区画に物品が収納されないよう、また、搬送中の物品が物品収納トレイ１０８以外の位置に落下しないよう、制御システム２００は、物品収納トレイ１０８を移動させるタイミングも制御する。

【0067】

制御システム２００は、ステップＳ１７０２にて決定された内容に基づいて、該当のトレイユニット１０３から物品コンベア１０２に向けて物品を排出（落下）させるように、トレイユニット１０３の動作を制御する（ステップＳ１７０５）。ここでのトレイユニット１０３の動作は、図８にて説明した動作に相当する。このとき、制御システム２００は、物品コンベア１０２による搬送動作を停止させるような構成であってよい。ここでの停止は、例えば、トレイユニット１０３から排出された物品が、物品コンベア１０２外に転がることを防止するために行われてよい。したがって、物品の形状に応じて、ここでの停止を行うか否かを制御してよい。

【0068】

制御システム２００は、物品コンベア１０２の動作を制御し、物品を出口（排出位置）に向けて搬送させる（ステップＳ１７０６）。

【0069】

制御システム２００は、物品コンベア１０２の出口（排出位置）周辺に設けられたセンサ１３０１にて物品の通過を検知する。これにより、制御システム２００は、物品が物品コンベア１０２から物品収納トレイ１０８に向けて排出され、物品収納トレイ１０８にて受け取ったことを検知する（ステップＳ１７０７）。つまり、ステップＳ１７０４までのロボット１０６側の動作と、ステップＳ１７０６までのトレイユニット１０３側の動作により、目的とする物品が、物品収納トレイ１０８内の目的とする収納区画にて受け取られる。

【0070】

制御システム２００は、ステップＳ１７０２にて決定された内容に基づいて、ロボット１０６が現在保持している物品収納トレイ１０８に対する収納動作が完了したか否かを判定する（ステップＳ１７０８）。すなわち、１の物品収納トレイ１０８には、１または複数の物品が収納されるため、それらすべての物品が収納されたか否かが判定される。全ての物品の収納動作が完了した場合（ステップＳ１７０８；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１７０９へ進む。一方、未収納の物品がある場合（ステップＳ１７０８；ＮＯ）、処理はステップＳ１７０４およびステップＳ１７０６へ戻り、ロボット１０６およびトレイユニット１０３それぞれの動作が繰り返される。ステップＳ１７０８にて、センサ１３０１により物品の通過を検知した際には、制御システム２００は、物品コンベア１０２による搬送動作を停止させるような構成であってよい。ここでの停止は、例えば、現在保持している物品収納トレイ１０８に対し更なる物品の供給が必要な場合には、その供給が行われる位置に物品収納トレイ１０８を移動させる必要があり、そのための時間を確保するための動作（停止時間など）として規定されてよい。また、現在保持している物品収納トレイ１０８に対する物品の収納動作が完了した場合には、その物品収納トレイ１０８に対する撮影動作や排出動作、次の空の物品収納トレイ１０８の保持動作などを行う必要があり、そのための時間を確保するための動作（停止時間など）として規定されてよい。

【0071】

制御システム２００は、保持している物品収納トレイ１０８において、物品と収納区画との対応関係を確認する（ステップＳ１７０９）。本実施の形態では、制御システム２００は、保持している物品収納トレイ１０８をカメラ１０７の撮影位置に移動させ、その物品収納トレイ１０８の撮影を行わせる。そして、制御システム２００は、撮影画像を解析することで、物品と収納区画との対応関係を確認する。正しい対応関係については、ステップＳ１７０１にて入力された情報に含まれる。

【0072】

制御システム２００は、ステップＳ１７０９での確認結果により、対応関係が正常か否かを判定する（ステップＳ１７１０）。対応関係が正常な場合とは、保持している物品収納トレイ１０８において、物品とその収納区画の収納状態がすべて正しい状態であり、ＯＫトレイとして扱われる。一方、対応関係が正常でない場合とは、保持している物品収納トレイ１０８において、物品とその収納区画の収納状態が少なくとも１つが正しくない状態であり、ＮＧトレイとして扱われる。対応関係が正常である場合（ステップＳ１７１０；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１７１１へ進む。一方、対応関係が正常でない場合（ステップＳ１７１０；ＮＯ）、処理はステップＳ１７１２へ進む。

【0073】

制御システム２００は、ロボット１０６が保持している物品収納トレイ１０８はＯＫトレイであるとして、ＯＫトレイ搬送コンベア１０９へ保持している物品収納トレイ１０８を排出するように、ロボット１０６を制御する（ステップＳ１７１１）。

【0074】

制御システム２００は、ロボット１０６が保持している物品収納トレイ１０８はＮＧトレイであるとして、ＮＧトレイ搬送コンベア１１１へ保持している物品収納トレイ１０８を排出するように、ロボット１０６を制御する（ステップＳ１７１２）。

【0075】

制御システム２００は、ステップＳ１７０１にて入力された物品情報に基づいて、計画されたすべての物品収納トレイ１０８に対する収納動作が完了したか否かを判定する（ステップＳ１７１３）。完了した場合（ステップＳ１７１３；ＹＥＳ）、本処理フローを終了する。一方、完了していない場合（ステップＳ１７１３；ＮＯ）、処理はステップＳ１７０３およびステップＳ１７０５へ戻り、新たな物品収納トレイ１０８に対して、ロボット１０６およびトレイユニット１０３それぞれの動作が繰り返される。

【0076】

（ロボットの動作）
図１８は、本実施の形態に係るトレイメイキングシステム１の動作のうち、ロボット１０６の動作のシーケンス図である。図１７に示した処理シーケンスのうち、ロボット１０６の動作に着目したシーケンスである。ロボット１０６の動作は、制御システム２００のプロセッサ２０１がメモリ２０２に格納された各種プログラムを読み出して実行することで、ロボット接続部２０７を介して指示を行うことで制御される。

【0077】

ロボット１０６は、制御システム２００からの指示に基づいて、物品収納トレイ搬送コンベア１１０から搬送されてくる空の物品収納トレイ１０８を保持する（ステップＳ１８０１）。

【0078】

ロボット１０６は、制御システム２００からの指示に基づいて、目的とする物品が搬送されている物品コンベア１０２の排出位置に、物品収納トレイ１０８内の目的とする収納区画が一致するように、保持している物品収納トレイ１０８を移動させる（ステップＳ１８０２）。このとき、複数の物品が物品コンベア１０２により適宜搬送されうるため、目的の収納区画以外の収納区画に物品が収納されないよう、また、搬送中の物品が物品収納トレイ１０８以外の位置に落下しないよう、ロボット１０６は、物品収納トレイ１０８を移動させるタイミングも制御される。

【0079】

制御システム２００は、センサ１３０１にて物品の通過を検知したことに応じて、当該物品が物品収納トレイ１０８に収納されたことを確認する（ステップＳ１８０３）。なお、収納されたことを確認することで、ロボット１０６は、次の物品の収納動作へと進むことができる。

【0080】

制御システム２００は、ステップＳ１８０３の確認結果に基づいて、ロボット１０６が現在保持している物品収納トレイ１０８に対する収納動作が完了したか否かを判定する（ステップＳ１８０４）。すなわち、１の物品収納トレイ１０８には、複数の物品が収納されるため、それらすべての物品が収納されたか否かが判定される。全ての物品の収納動作が完了した場合（ステップＳ１８０４；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１８０５へ進む。一方、未収納の物品がある場合（ステップＳ１８０４；ＮＯ）、処理はステップＳ１８０２へ戻り、ロボット１０６の動作が繰り返される。

【0081】

ロボット１０６は、制御システム２００からの指示に基づいて、保持している物品収納トレイ１０８をカメラ１０７の撮影位置に移動させる（ステップＳ１８０５）。その後、カメラ１０７により、その物品収納トレイ１０８の撮影が行われる。

【0082】

制御システム２００は、対応関係が正常か否かを判定する（ステップＳ１８０６）。対応関係が正常な場合とは、保持している物品収納トレイ１０８において、物品とその収納区画の収納状態がすべて正しい状態であり、ＯＫトレイとして扱われる。一方、対応関係が正常でない場合とは、保持している物品収納トレイ１０８において、物品とその収納区画の収納状態が少なくとも１つが正しくない状態であり、ＮＧトレイとして扱われる。対応関係が正常である場合（ステップＳ１８０６；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１８０７へ進む。一方、対応関係が正常でない場合（ステップＳ１８０６；ＮＯ）、処理はステップＳ１８０８へ進む。

【0083】

ロボット１０６は、保持している物品収納トレイ１０８はＯＫトレイであるとして、ＯＫトレイ搬送コンベア１０９へ保持している物品収納トレイ１０８を排出する（ステップＳ１８０７）。

【0084】

ロボット１０６は、保持している物品収納トレイ１０８はＮＧトレイであるとして、ＮＧトレイ搬送コンベア１１１へ保持している物品収納トレイ１０８を排出する（ステップＳ１８０８）。

【0085】

制御システム２００は、計画されたすべての物品収納トレイ１０８に対する収納動作が完了したか否かを判定する（ステップＳ１８０９）。完了した場合（ステップＳ１８０９；ＹＥＳ）、本処理フローを終了する。一方、完了していない場合（ステップＳ１８０９；ＮＯ）、処理はステップＳ１８０１へ戻り、新たな物品収納トレイ１０８に対して、ロボット１０６の動作が繰り返される。

【0086】

（トレイユニットの動作）
図１９は、本実施の形態に係るトレイメイキングシステム１のうち、トレイユニット１０３の動作のシーケンス図である。図１７に示した処理シーケンスのうち、トレイユニット１０３の動作に着目したシーケンスである。図１に示すように、トレイメイキングシステム１には１または複数のトレイユニット１０３が備えられ、それぞれのトレイユニット１０３に対応するトレイコントローラ１０１に対し、制御システム２００がトレイコントローラ１０１に指示を行うことで制御される。トレイユニット１０３の動作は、制御システム２００のプロセッサ２０１がメモリ２０２に格納された各種プログラムを読み出して実行することで、トレイメイキングユニット接続部２０５を介して指示を行うことで制御される。また、本処理フローの開始時には、トレイユニット１０３のシャッター６０１は、全閉状態であり、１または複数のトレイユニット１０３それぞれには物品が収納された物品供給トレイ１０４が適宜設置されているものとする。

【0087】

トレイユニット１０３のモーター６０５は、トレイコントローラ１０１からの指示に基づいて、ＣＷ回転を開始する（ステップＳ１９０１）。これにより、トレイユニット１０３のシャッター６０１の開口動作が開始される。ここでの回転量、回転速度、回転のタイミングは、排出する物品供給トレイ１０４の構成や排出数などに応じて規定される。

【0088】

トレイユニット１０３は、シャッター６０１の開口状況に応じて、物品供給トレイ１０４から物品を物品コンベア１０２に対して適宜排出（落下）させる。

【0089】

制御システム２００は、シャッター６０１が全開になったか否かを判定する（ステップＳ１９０３）。シャッター６０１が全開になった場合とは、物品供給トレイ１０４の１列分の物品の供給が完了したことに相当する。シャッター６０１が全開になったか否かは、例えば、シャッター６０１に設けられた突起部６０７とトレイユニット１０３の端部との接触を検知することで判定してもよい。シャッター６０１が全開になった場合（ステップＳ１９０３；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１９０４へ進む。一方、シャッター６０１が全開になっていない場合（ステップＳ１９０３；ＮＯ）、処理はステップＳ１９０２へ戻り、ＣＷ回転を継続する。

【0090】

トレイユニット１０３のモーター６０５は、トレイコントローラ１０１からの指示に基づいて、ＣＣＷ回転を開始する（ステップＳ１９０４）。これにより、トレイユニット１０３のシャッター６０１の閉口動作が開始される。ここでの回転速度は、予め規定されていてよい。

【0091】

トレイユニット１０３のシャッター６０１は、モーター６０５のＣＣＷ回転が継続されることにより、全閉となる（ステップＳ１９０５）。これは、図１０（ａ）の状態に対応する。

【0092】

トレイユニット１０３の押し出し部６０２は、モーター６０５のＣＣＷ回転が継続されることにより、物品供給トレイ１０４を収納区画の１列分、シャッター６０１側に押し出す（ステップＳ１９０６）。これは、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）の状態に対応する。なお、押し出し部６０２による押し出し量については、設置されている物品供給トレイ１０４の構成（例えば、収納区画の１列分の寸法など）に応じて規定される。

【0093】

制御システム２００は、設置されている物品供給トレイ１０４がトレイユニット１０３から排出されたか否かを判定する（ステップＳ１９０７）。つまり、物品供給トレイ１０４の全ての列から物品が排出され、その結果、物品供給トレイ１０４が排出されたか否かが判定される。ここでの判定は、物品供給トレイ１０４の構成情報や物品の排出数に基づいて判定されてもよいし、センサ等により物品供給トレイ１０４の排出状態を検出してもよい。物品供給トレイ１０４が排出されていない場合（ステップＳ１９０７；ＮＯ）、すなわち、物品供給トレイ１０４内に未排出の物品が収納された列がある場合、ステップＳ１９０１へ戻り、処理を繰り返す。一方、物品供給トレイ１０４が排出された場合（ステップＳ１９０７；ＮＯ）、処理はステップＳ１９０８へ進む。

【0094】

トレイユニット１０３のモーター６０５は、トレイコントローラ１０１からの指示に基づいて、ＣＷ回転を行い、押し出し部６０２を開始位置へ移動させる（ステップＳ１９０８）。押し出し部６０２の開始位置は予め規定されていてよく、この時のＣＷ回転の回転量も予め規定されていてよい。これにより、トレイユニット１０３は、図９（ａ）の状態となる。

【0095】

トレイユニット１０３は、物品が充填された新たな物品供給トレイ１０４が設置されるまで待機する。新たな物品供給トレイ１０４が設置される際には、図９（ｂ）～図９（ｄ）のように行われる。

【0096】

なお、トレイメイキングシステム１において、１または複数のトレイユニット１０３のいずれかにおいて物品供給トレイ１０４が空になった場合でも、他のトレイユニット１０３により物品収納トレイ１０８に対する収納動作を継続できる場合には、空になったトレイユニット１０３のみの動作を待機させ、システム全体の動作を継続させてもよい。

【0097】

以上、本実施の形態により、トレイメイキングシステム１において、複数の収納区画４０１を有する物品収納トレイ１０８を保持し、物品収納トレイ１０８の位置を調整可能な物品収納トレイ保持部１２０１を備えたロボット１０６と、物品収納トレイ保持部１２０１にて保持された物品収納トレイ１０８の位置を制御する制御システム２００を備え、制御システム２００は、物品の排出位置と、物品収納トレイ１０８の複数の収納区画４０１のうちの所定の収納区画が一致するように、物品収納トレイ保持部１２０１の位置を制御する。これにより、物品を所望の収納状態とする自動化システムにおいて、収納対象となる物品を収納体に収納させる際に、収納体を適切な収納位置へ移動させ、より作業効率を向上させることが可能となる。

【0098】

また、制御システム２００は、予め規定された、物品と物品収納トレイ１０８における当該物品を収納すべき収納区画との対応関係を示す物品情報に基づいて、物品収納トレイ１０８の位置を制御する。これにより、計画された収納状態に応じて、適切に複数の収納区画に対して物品を収納させることが可能となる。

【0099】

また、物品コンベア１０２に物品を供給するトレイユニット１０３を更に備え、物品コンベア１０２は、トレイユニット１０３が物品コンベア１０２に物品を供給する際、搬送動作を停止する。これにより、トレイユニット１０３から排出された物品の物品コンベア１０２外への落下や転がりなどを防止することが可能となる。

【0100】

また、物品収納トレイ１０８の画像を取得するカメラ１０７を更に備え、制御システム２００は、物品収納トレイ１０８の画像に基づいて、物品収納トレイ１０８の収納状態を判定する。これにより、画像を用いて、物品が正しく物品収納トレイ１０８に収納されているかを判定することが可能となる。

【0101】

また、制御システム２００は、センサ１３０１の検出結果に基づいて、物品収納トレイ１０８の収納動作が完了したかを判定した後、カメラ１０７によって取得した画像に基づいて、物品収納トレイ１０８の収納状態を判定する。これにより、センサ１３０１の検出動作と、カメラ１０７による撮影動作を分けて制御することができ、個々の物品の収納の処理負荷を抑えつつ、精度良く収納状態を判定することが可能となる。

【0102】

物品収納トレイ保持部１２０１に保持された物品収納トレイ１０８を排出する複数の排出部であるＯＫトレイ搬送コンベア１０９、およびＮＧトレイ搬送コンベア１１１を更に備え、制御システム２００は、物品収納トレイ１０８に対する収納状態の判定結果に基づいて、複数の排出部から排出先を選択する。これにより、物品収納トレイにおける収納状態に応じて、当該物品収納トレイの排出先を切り替えることが可能となる。

【0103】

また、複数の物品コンベア１０２が垂直方向に設けられ、物品収納トレイ保持部１２０１は、複数の物品コンベア１０２それぞれの物品の排出位置に、物品収納トレイ１０８の位置を調整可能に構成される。これにより、より多くの物品を同時並行的に供給でき、また、ロボット１０６は、物品コンベア１０２の構成に応じて、物品収納トレイ保持部１２０１の位置を調整することが可能となる。

【0104】

また、物品コンベア１０２は、物品を排出する位置にセンサ１３０１を更に備え、物品コンベア１０２は、センサ１３０１により物品の排出を検知した場合、搬送動作を停止させ、制御システム２００は、物品コンベア１０２により搬送動作が停止されている間に、物品収納トレイ１０８の位置を制御する。これにより、目的の収納区画以外の収納区画に物品が収納されないよう、また、搬送中の物品が物品収納トレイ１０８以外の位置に落下しないよう、精度良く、確実に物品収納トレイ１０８の位置を制御することが可能となる。

【0105】

＜その他の実施形態＞
また、上述した１以上の実施の形態の機能を実現するためのプログラムおよびアプリケーションを、ネットワークまたは記憶媒体などを用いてシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。

【0106】

また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））によって実現してもよい。

【0107】

また、上記の機能は、クラウドコンピューティング技術を用いて、ネットワーク上に構成されてもよい。この場合、端末装置は、ネットワークを介して上記の各種機能を利用可能である。

【0108】

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に相当し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0109】

本開示は、収納対象となる物品をより効率的に供給し、より作業効率を向上させることが可能な自動化システムにて有用である。

【符号の説明】

【0110】

１ トレイメイキングシステム
１００ トレイメイキングユニット
１０１ トレイコントローラ
１０２ 物品コンベア
１０３ トレイユニット
１０４ 物品供給トレイ
１０５ トレイフォルダ
１０６ ロボット
１０７ カメラ
１０８ 物品収納トレイ
１０９ ＯＫトレイ搬送コンベア
１１０ 物品収納トレイ搬送コンベア
１１１ ＮＧトレイ搬送コンベア
２００ 制御システム
２０１ プロセッサ
２０２ メモリ
２０３ 入力装置
２０４ 画像取得部
２０５ トレイメイキングユニット接続部
２０６ コンベア接続部
２０７ ロボット接続部
２０８ 通信装置
３００ 上位システム
４００ ネットワーク
６０１ シャッター
６０２ 押し出し部
６０３ 物品供給トレイ保持部
６０３ａ 開口部
６０４ 回転軸
６０５ モーター
６０６ ドラム部
１２０１ 物品収納トレイ保持部
１３０１ センサ

【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】

【図19】