特開 2023-72337 ピッキング装置

(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】P2023072337

(43)【公開日】2023-05-24

(54)【発明の名称】ピッキング装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/90 20060101AFI20230517BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20230517BHJP

【ＦＩ】

B65G47/90 A

B25J13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021184810

(22)【出願日】2021-11-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003643

【氏名又は名称】株式会社ダイフク

(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】清水 清

(72)【発明者】

【氏名】篠原 敏子

(72)【発明者】

【氏名】宝里 直幸

【テーマコード（参考）】

3C707

3F072

【Ｆターム（参考）】

3C707AS02

3C707AS04

3C707BS03

3C707FS01

3C707FT02

3C707KS23

3C707KS30

3C707KX05

3C707MT04

3C707MT08

3F072AA06

3F072GA05

3F072GD01

3F072GD03

3F072GF01

3F072GF10

3F072KD03

3F072KD30

(57)【要約】

【課題】本発明は、各種物品のピッキング作業時に生じる異常事態をリアルタイムに且つ確実に検出できる機能を備えたピッキング装置を提供すること。
【解決手段】水平面上で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向、及び水平面に対して垂直なＺ軸方向に移動可能なピッキングヘッドを備えたピッキング装置において、Ｘ軸方向と平行に一定高さに架設されたＸ軸ガイドレール、このＸ軸ガイドレールに下端部がＸ軸方向横動自在に支持され且つＺ軸方向に起立するＺ軸ガイドレール７、このＺ軸ガイドレール７に一端部がＺ軸方向昇降自在に支持され且つＺ軸ガイドレール７から離れる水平Ｙ軸方向に延出する片持ち状のＹ軸ガイドレール８、及びこのＹ軸ガイドレール８に支持されたピッキングハンド９から成り、前記Ｙ軸ガイドレール８に、ＸＹＺ各方向の加速度を検出する加速度センサーを備えた加速度センサーユニット３５が取り付けられた構成になっている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平面上で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向、及び水平面に対して垂直なＺ軸方向に移動可能なピッキングヘッドを備えたピッキング装置において、
Ｘ軸方向と平行に一定高さに架設されたＸ軸ガイドレール、このＸ軸ガイドレールに下端部がＸ軸方向横動自在に支持され且つＺ軸方向に起立するＺ軸ガイドレール、このＺ軸ガイドレールに一端部がＺ軸方向昇降自在に支持され且つＺ軸ガイドレールから離れる水平Ｙ軸方向に延出する片持ち状のＹ軸ガイドレール、及びこのＹ軸ガイドレールに支持されたピッキングハンドから成り、前記Ｙ軸ガイドレールに、ＸＹＺ各方向の加速度を検出する加速度センサーが取り付けられている、ピッキング装置。

【請求項2】

前記加速度センサーは、Ｙ軸ガイドレール上でのピッキングハンド移動領域の中央部、又は当該中央部から、当該Ｙ軸ガイドレールのＺ軸ガイドレールに支持される端部のある側とは反対の遊端部までの範囲内に取り付けられている、請求項１に記載のピッキング装置。

【請求項3】

前記Ｙ軸ガイドレールは、長さ方向に連続する空洞部を有する中空構造体から構成され、前記加速度センサーは、このＹ軸ガイドレールの空洞部に配置されている、請求項１又は２に記載のピッキング装置。

【請求項4】

前記Ｙ軸ガイドレールには、前記ピッキングハンドが位置する側とは反対側の側面に、Ｙ軸ガイドレールの長さ方向に沿った横長で前記空洞部と連通する開口部と、この開口部の下側でＹ軸ガイドレールの長さ方向に連続する部材取付け用アリ溝が設けられ、前記開口部を経由して前記空洞部内に入り込む基板支持台には、前記開口部の外側で下向きに連設された取付け板部が設けられ、この取付け板部が前記部材取付け用アリ溝内に嵌合する雌ネジ体に取付け用ネジによって取り付けられ、前記基板支持台上に、前記加速度センサーを備え且つ前記開口部のＹ軸ガイドレール長さ方向の全長よりも長さが短い加速度センサー設置基板が支持され、前記取付け用ネジを外すことにより、前記加速度センサー設置基板が前記基板支持台と共に前記空洞部の外に引き出せるように構成されている、請求項３に記載のピッキング装置。

【請求項5】

前記基板支持台とこの上に支持されている前記加速度センサー設置基板が、前記開口部から外側に張り出している、請求項４に記載のピッキング装置。

【請求項6】

前記基板支持台には、前記取付け板部の両側に、前記開口部の外側で垂下する支持板部が連設され、これら一対の支持板部の下側辺には、前記部材取付け用アリ溝の下側辺で支持される内側への折曲板部が連設されている、請求項４又は５に記載のピッキング装置。

【請求項7】

前記Ｙ軸ガイドレールの前記開口部を備えた側面に当該開口部を塞ぐカバーが着脱自在に取り付けられている、請求項４～６の何れか１項に記載のピッキング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送用コンテナにばら積みされている各種物品のピッキング作業時に生じる異常事態をリアルタイムに且つ確実に検出できる機能を備えたピッキング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種のピッキング装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、水平面上で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向、及び水平面に対して垂直なＺ軸方向に移動可能なピッキングヘッドを備えたピッキング装置が知られている。従来周知の、例えば特許文献１に記載されているピッキング装置では、所定位置にセットされた搬送用コンテナに干渉しない高さにおいて架設されたＸ軸ガイドレール、このＸ軸ガイドレールに支持されてＸ軸方向に往復移動自在なＹ軸ガイドレール、このＹ軸ガイドレールに支持されてＹ軸方向に往復移動自在なＺ軸ガイドレール、このＺ軸ガイドレールにＺ軸方向昇降自在に支持されたＺ軸昇降柱状体、及びこのＺ軸昇降柱状体の下端にピッキングヘッドが取り付けられた構成となっていた。この構成では、Ｚ軸昇降柱状体とその下端のピッキングヘッドとによって、ピッキングハンドが構成されていることになる。

【0003】

上記のようなピッキング装置において、例えば搬入用コンテナ内から目的の物品を吊り上げて搬出用コンテナ内の所定位置に降ろす作業を行ったとき、ピッキングヘッドから物品が外れて落下するような重度の異常事態の他、例えばピッキングヘッドが複数の吸着具を備えている場合に、物品が全ての吸着具で吸着される正常な保持状態から吸着具の１つから物品から外れて物品が傾くような事態、或いは包装されている物品を取り扱ったときに包装が破損してピッキングヘッドから物品がぶら下がるような事態など、比較的軽度の異常事態も生じる。これらの異常事態は、ピッキングヘッドによってコンテナ内から物品がコンテナ上方の所定高さまで吊り上げられる際に発生することが多いが、このような異常事態をリアルタイムに且つ確実に検出できるような機能を備えたピッキング装置が要望されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－７０１５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のようなピッキング装置において望まれる機能の実現には、力覚センサーや加速度センサーを使用すれば可能であることは明らかであるが、現実問題として、多くの物品がばら積みされているコンテナ内に入り込んで特定の物品をピッキングする、ピッキング装置の末端の比較的小さなピッキングヘッドに、前記センサーを取り付けて配線するということは非常に無理があり、実用的ではないばかりか、ピッキングヘッドの本来の機能にも悪影響が及ぶ恐れもある。従って、ピッキングヘッドから離れた場所に前記センサーを取り付けることが考えられるが、特許文献１に記載されているような従来周知のピッキング装置では、ピッキングヘッドに最も近い位置にあるものと言えば、下端にピッキングヘッドを取り付けているＺ軸昇降柱状体、即ち、ピッキングハンド本体となるが、このピッキングハンド本体も、ピッキングヘッドと共にピッキング対象の物品が収納されているコンテナ内に入り込むものであることから、必要最小限の太さの柱状体に構成されているものであり、できることならばこのピッキングハンド本体の周面の一部が膨らむようなことになるセンサーの取り付けは、避けたい。

【0006】

勿論、センサーそのものは比較的小型のものも存在するが、実際には、センサーに給電する電源回路の他、センサーのＸＹＺ各方向の検出信号の値を予め設定されているしきい値と比較演算し、しきい値を超える異常信号であるか否かを判別すると共に、その異常がどのような種類のものかをデータベースから判別するような制御回路が必要であり、これら電源回路と制御回路とをセンサー本体から分けて別の場所に配置して互いに配線接続するような構成も考えられるが、稼働中は常に複雑な動きを連続的に行うピッキング装置としては、配線が増えることも故障の原因となり、できることならば避けたい。

【0007】

従って、ピッキングハンドより一段上位の部材、即ち、ピッキングハンドを支持している部材に加速度センサーを取り付けることが考えられるが、特許文献１に示すような従来構成のピッキング装置では、ピッキングハンドを支持しているのはＺ軸ガイドレールとなり、このＺ軸ガイドレールは、Ｙ軸ガイドレールに支持される下端部から垂直上方に直立する柱状体であるから、仮に最も振動を捉え易い上端部（遊端部）に加速度センサーを取り付けたとして、このＺ軸ガイドレールに対してピッキングヘッドがコンテナ底部に達する下降限まで下降した状態と、逆にピッキングヘッドと保持した物品がコンテナの上方所定高さまで吊り上げられる上昇限まで上昇した状態とでは、振動検出対象のピッキングヘッドからＺ軸ガイドレール上の加速度センサーまでの垂直上下方向の振動伝播経路の全長が著しく異なることになる。従って、ピッキングヘッドから吊上げ途中の物品が落下したときのように大きな異常振動が発生する重度の異常事態ではなく、先に説明したような比較的軽度の異常状態を加速度センサーが検出する異常振動値で検出しようとすると、異常検出のしきい値をピッキングヘッドの高さに対応させて自動調整する必要が生じ、制御系が複雑になって容易に実施し得なくなる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記のような従来の問題点を解消することのできるピッキング装置を提案するものであって、本発明に係るピッキング装置は、後述する実施例との関係を理解し易くするために、当該実施例の説明において使用した参照符号を括弧付きで付して示すと、水平面上で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向、及び水平面に対して垂直なＺ軸方向に移動可能なピッキングヘッド(17)を備えたピッキング装置において、Ｘ軸方向と平行に一定高さに架設されたＸ軸ガイドレール(2)、このＸ軸ガイドレール(2)に下端部がＸ軸方向横動自在に支持され且つＺ軸方向に起立するＺ軸ガイドレール(7)、このＺ軸ガイドレール(7)に一端部がＺ軸方向昇降自在に支持され且つＺ軸ガイドレール(7)から離れる水平Ｙ軸方向に延出する片持ち状のＹ軸ガイドレール(8)、及びこのＹ軸ガイドレール(8)に支持されたピッキングハンド(9)から成り、前記Ｙ軸ガイドレール(8)に、ＸＹＺ各方向の加速度を検出する加速度センサー(47)が取り付けられた構成になっている。

【発明の効果】

【0009】

上記本発明の構成によれば、ピッキングハンドを支持する手段が、従来のようにＺ軸ガイドレールではなく、当該Ｚ軸ガイドレールに沿って昇降移動する片持ち状のＹ軸ガイドレールとなっている。そして加速度センサーは前記Ｙ軸ガイドレールに取り付けられている。この構成によれば、前記加速度センサーとピッキングハンド下端のピッキングヘッドとの間の垂直上下方向の振動伝播経路の長さは、ピッキングヘッドがコンテナ内の底部に達する下降限位置から、ピッキングして保持している物品と共にピッキングヘッドがコンテナの上方所定高さに達する上昇限位置までの、昇降領域内の何れの高さにピッキングヘッドがある場合でも一定である。従って、先に説明したように物品の吊上げ途中に生じる比較的軽度の異常状態を、加速度センサーが検出する振動値で判別しようとする場合に、従来のような異常検出のしきい値をピッキングヘッドの高さに対応させて自動調整する必要がない。即ち、ピッキングヘッドが物品を吊り上げる状況において最も発生し易い種々の吊上げ異常の内、先に説明したような比較的軽度の異常状態であっても、その異常に対応して異常検出のしきい値を一定に設定しておけば、その吊上げ異常状態を確実に検出させることができる。

【0010】

尚、ピッキングヘッドで吊り上げた物品を受け入れ側のコンテナに搬入させる場合には、物品を吊り上げているピッキングハンドをＹ軸方向とＸ軸方向に移動させた後、再びピッキングハンドをＺ軸方向に下降させる必要があるが、これらの過程においても、吊り上げている物品に生じる種々の異常を、加速度センサーによって検出できることは当然である。而して、Ｘ軸方向とＺ軸方向に吊上げ物品を移動させる場合は、加速度センサーとピッキングハンド上端部との間の振動伝播経路の長さが変化しないが、ピッキングハンドをＹ軸方向に移動させるときは、加速度センサーとピッキングハンド上端部との間の振動伝播経路の長さが変化する。このピッキングハンドのＹ軸方向の移動範囲は、例えばピッキング作業対象のコンテナの平面形状が長方形の開口部の短辺方向の領域とすることによって、他のＸ軸方向の移動範囲やＺ軸方向の昇降範囲と比較して短くすることができる。しかもピッキングヘッドからＹ軸ガイドレール上の加速度センサーまでの振動伝播経路の全長に比較して、ピッキングハンド上端からＹ軸ガイドレール上の加速度センサーまでの振動伝播経路は極短いので、実用上は、異常検出のしきい値をピッキングハンドのＹ軸方向の位置に対応させて自動的に微調整させなくとも、略所期通りの異常検出は可能である。

【0011】

上記の本発明を実施する場合、前記加速度センサー(47)は、Ｙ軸ガイドレール(8)上でのピッキングハンド移動領域の中央部、又は当該中央部から、当該Ｙ軸ガイドレール(8)のＺ軸ガイドレール(7)に支持される端部のある側とは反対の遊端部までの範囲内に取り付けることが望ましい。加速度センサーをＹ軸ガイドレール上でのピッキングハンド移動領域の中央部に取り付ければ、ピッキングハンドのＹ軸方向の移動に伴うＹ軸方向の振動伝播経路長さが、最大でピッキングハンドのＹ軸方向の最大移動距離の半分となり、ピッキングヘッドからＹ軸ガイドレール上の加速度センサーまでの振動伝播経路の変動量を少なくして、異常検出の精度を高められる。勿論、加速度センサーをＹ軸ガイドレール上でのピッキングハンド移動領域のＹ軸ガイドレール遊端側に取り付けることもできる。この場合、ピッキングヘッドからＹ軸ガイドレール上の加速度センサーまでの振動伝播経路の変動量が少し増加するが、その反面、片持ち状のＹ軸ガイドレールの遊端側ほど振動は捉え易くなるので、この点では異常検出の精度を高めることができる。

【0012】

前記Ｙ軸ガイドレール(8)が長さ方向に連続する空洞部(45)を有する中空構造体から構成されている場合は、前記加速度センサー(47)は、このＹ軸ガイドレール(8)の空洞部(45)に配置することができる。この構成によれば、加速度センサーやその付属回路などが保護され、他物との不測の接触による故障なども未然に回避できる。

【0013】

更に、前記Ｙ軸ガイドレール(8)には、前記ピッキングハンド(9)が位置する側とは反対側の側面に、Ｙ軸ガイドレール(8)の長さ方向に沿った横長で前記空洞部(45)と連通する開口部(46)と、この開口部(46)の下側でＹ軸ガイドレール(8)の長さ方向に連続する部材取付け用アリ溝(55)を設けておき、前記開口部(46)を経由して前記空洞部(45)内に入り込む基板支持台(36)には、前記開口部(46)の外側で下向きに連設された取付け板部(42)を設け、この取付け板部(42)を前記部材取付け用アリ溝(55)内に嵌合する雌ネジ体(56)に取付け用ネジ(57)によって取り付け、前記基板支持台(36)上に、前記加速度センサー(47)を備え且つ前記開口部(46)のＹ軸ガイドレール(8)長さ方向の全長よりも長さが短い加速度センサー設置基板(37)を支持させ、前記取付け用ネジ(57)を外すことにより、前記加速度センサー設置基板(37)を前記基板支持台(36)と共に前記空洞部(45)の外に引き出せるように構成することができる。基本的には、加速度センサー設置基板を直接Ｙ軸ガイドレールの空洞部内壁面に取り付けることも考えられるが、上記の構成によれば、加速度センサー設置基板は前記基板支持台に支持されており、この基板支持台を加速度センサー設置基板と共にＹ軸ガイドレールの開口部から空洞部内に差し込み、Ｙ軸ガイドレールに対する固定は、前記取付け板部と前記部材取付け用アリ溝内に嵌合する雌ネジ体、及び取付け用ネジにより、Ｙ軸ガイドレールの外側で行うことができるので、作業が容易であると共に、メンテナンスのための加速度センサー設置基板の取り外しも簡単容易に行える。

【0014】

前記基板支持台(36)とこの上に支持されている前記加速度センサー設置基板(37)を、前記開口部(46)から外側に張り出すように構成することもできる。加速度センサー設置基板を、巾を狭めて細長い形状に構成すれば、Ｙ軸ガイドレール内の空洞部の内巾が狭くとも当該空洞部内に加速度センサー設置基板を内装することは可能になるが、前記空洞部に対して加速度センサー設置基板を支持させた基板支持台を前記空洞部に対して出し入れするための開口部も長くなり、Ｙ型ガイドレールの強度が低下する恐れも生じる。又、加速度センサー設置基板が細長くなると、この基板上に設置した加速度センサーに必要な制御回路の形成に必要な種々の電気部品の配置と配線の形成が難しくなるが、前記のように基板支持台とこの上に支持されている前記加速度センサー設置基板が前記開口部から外側に張り出しても良いということなら、電気部品の配置や配線の形成に都合の良い巾を持たせることが可能になる。又、基板支持台とこの上に支持されている前記加速度センサー設置基板を、前記開口部を経由してＹ軸ガイドレールの空洞部に対し出し入れする場合に、前記開口部から外に張り出している部分を把持した状態で作業を行えるので、当該作業が容易に行える。

【0015】

又、前記基板支持台(36)には、前記取付け板部(42)の両側に、前記開口部(46)の外側で垂下する支持板部(43,44)を連設し、これら一対の支持板部(43,44)の下側辺に、前記部材取付け用アリ溝(55)の下側辺(55a)で支持される内側への折曲板部(43a,44a)を連設することができる。この構成によれば、Ｙ軸ガイドレール側にネジ止めする取付け板部を１本のネジで取り付けるようにしても、基板支持台をＹ軸ガイドレールと平行な向きに確実且つ容易に取り付けることができ、複数本のネジで取り付けなければならない場合と比較して、作業性が格段に向上する。

【0016】

尚、前記Ｙ軸ガイドレール(8)の前記開口部(46)を備えた側面に当該開口部(46)を塞ぐカバー(39)を着脱自在に取り付けておくのが、加速度センサー設置基板を塵埃などから保護する上で望ましい。特に前記のように基板支持台とこの上に支持されている前記加速度センサー設置基板を、前記開口部から外側に張り出すように構成する場合には、カバーも外側に膨らんだ形状に形成しなければならないが、張り出している加速度センサー設置基板などに他物が不測に接触することに起因する故障を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、ピッキング装置全体の正面図である。

【図2】図２は、同上平面図である。

【図3】図３は、同上右側面図である。

【図4】図４は、Ｙ軸ガイドレールに支持されたピッキングハンドの詳細を示す右側面図である。

【図5】図５は、Ｚ軸ガイドレールに対するＹ軸ガイドレールの支持構造を示す一部縦断正面図である。

【図6】図６は、カバーを取り外した状態での加速度センサーユニットのＹ軸ガイドレールへの取付け状態を示す要部の左側面図である。

【図7】図７は、図６の一部省略横断平面図である。

【図8】図８は、図６の基板支持台取付け用ネジの位置での縦断拡大正面図である。

【図9】図９は、図６の基板支持台手前の位置での要部縦断拡大正面図である。

【図10】図１０は、図８の加速度センサーユニットの基板支持台を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の構成を適用できるピッキング装置の好適実施例を添付図に従って説明する。図１～図３において、１Ａは物品取出し作業対象の搬送用コンテナ、１Ｂは取出し物品を受け入れる物品搬入作業対象の搬送用コンテナである。これら各搬送用コンテナ１Ａ，１Ｂは、平面形状が長方形のもので、短辺どうしが隣り合う状態で直列状態に作業用定位置にセットされる。図では省略しているが、各搬送用コンテナ１Ａ，１Ｂは、作業用定位置ＰＡ，ＰＢに対する搬入搬出用コンベヤによって取り扱われる。

【0019】

各搬送用コンテナ１Ａ，１Ｂの作業用定位置ＰＡ，ＰＢを内包するように本発明に係るピッキング装置が配設されるが、当該ピッキング装置は、水平面上での作業用定位置ＰＡ，ＰＢの直列方向、即ち、各搬送用コンテナ１Ａ，１Ｂの長辺方向をＸ軸方向とし、水平面上で前記Ｘ軸方向と直交する方向、即ち、各搬送用コンテナ１Ａ，１Ｂの短辺方向をＹ軸方向とし、前記水平面に対する垂直上下方向をＺ軸方向として、以下のように構成されている。平面視において作業用定位置ＰＡ，ＰＢの周囲を取り囲むＸ軸方向が長い長方形の一方の長辺と重なるように、作業用定位置ＰＡ，ＰＢにおける搬送用コンテナ１Ａ，１Ｂの上端より適当距離上方の高さに、Ｘ軸方向と平行にＸ軸ガイドレール２が架台３によって支持されている。架台３は、Ｘ軸ガイドレール２の両端部と中間位置とを支持するものであって、それぞれＹ軸方向に平行な上側梁材４ａ～４ｃと下側梁材５ａ～５ｃ、及び所要本数の柱材６によって組み立てられた枠組み構造体である。

【0020】

Ｘ軸ガイドレール２には、Ｚ方向に起立するＺ軸ガイドレール７の下端部がＸ軸方向に往復移動自在に支持され、このＺ軸ガイドレール７には、Ｙ軸方向と平行なＹ軸ガイドレール８の一端部がＺ軸方向に昇降移動自在に支持され、このＹ軸ガイドレール８には、Ｚ軸方向に長尺のピッキングハンド９の上端部がＹ軸方向に往復移動自在に支持されている。前記Ｚ軸ガイドレール７は、その下端に設けられた架台部１０がＸ軸ガイドレール２に設けられたレール材２ａ，２ｂにＸ軸方向移動自在に支持され、前記Ｘ軸ガイドレール２に敷設されたＸ軸方向のラックギヤと、前記架台部１０に搭載されたモーター１１（図３参照）によって正逆回転駆動されるピニオンギヤとの咬合により、前記モーター１１を稼働させてＺ軸ガイドレール７をＸ軸方向に往復移動させることができる１６。

【0021】

Ｚ軸ガイドレール７には、その上下両端部にＹ軸方向の支軸によってプーリー１２ａ，１２ｂが軸支されると共に、上側プーリー１２ａを正逆回転駆動するモーター１３（図３参照）が搭載され、上下両プーリー１２ａ，１２ｂ間には無端ベルト１４が掛張されている。Ｙ軸ガイドレール８の基端部には、図５に示すように、Ｚ軸ガイドレール７に敷設されたレール材７ａ，７ｂによってＺ軸方向に昇降自在に支持される架台部１５が設けられ、この架台部１５に前記無端ベルト１４の左右両昇降径路部の一方が固定されている。従って、モーター１３を稼働させて無端ベルト１４を正逆回動させることにより、Ｙ軸ガイドレール８をＺ軸方向に昇降移動させることができる。ピッキングハンド９は、Ｚ軸方向に長い柱状体であって、その上端には、Ｙ軸ガイドレール８に支持される架台部１６が取り付けられ、下端にはピッキングヘッド１７が取り付けられている。

【0022】

図４及び図５に示すように、ピッキングハンド架台部１６は、Ｙ軸ガイドレール８の上下両側面に敷設されたレール材８ａ，８ｂにＹ軸方向往復移動自在に支持され、Ｙ軸ガイドレール８の前側面に敷設されたラックギヤ１８に咬合するピニオンギヤ１９と、このピニオンギヤ１９を正逆回転駆動する、Ｚ軸方向に起立するモーター２０を備え、モーター２０を稼働させてピニオンギヤ１９を正逆回転させることにより、ピッキングハンド９をＹ軸方向に往復移動させることができる。

【0023】

ピッキングハンド９は、その上端のＺ軸方向の上端軸部２１と、この上端軸部２１の下端に同心状に連結された中継軸部２２と、この中継軸部２２の下端に同心状に連結された柱状本体軸部２３から構成され、柱状本体軸部２３の下端に前記ピッキングヘッド１７が水平支軸１７ａの周りに傾動自在に軸支され、このピッキングハンド９を自転させる自転用駆動手段２４と、ピッキングヘッド１７を傾動させる傾動用駆動手段２５が併設されている。この実施例のピッキングヘッド１７には、３本の負圧吸着具３４ａ～３４ｃで物品の表面を負圧吸着する形式のものが使用されている。

【0024】

ピッキングハンド９の上端軸部２１は、前記ピッキングハンド架台部１６に上下一対の軸受け２６ａ，２６ｂによって自転可能に支承され、前記ピッキングハンド自転用駆動手段２４は、前記上端軸部２１のＹ軸方向の片側で前記ピッキングハンド架台部１６に支持されたＺ軸方向に起立するモーター２７、このモーター２７の出力軸に取り付けられた伝動プーリー２８ａ、前記上側軸受け２６ａの直下で上端軸部２１に取り付けられた受動プーリー２８ｂ、及び両プーリー２８ａ，２８ｂ間に掛張された無端ベルト２９から構成され、前記モーター２７を稼働させて無端ベルト２９を正逆回動させることにより、ピッキングハンド９をそのＺ軸方向の軸心の周りに正逆自転駆動させることができるように構成されている。又、前記ピッキングヘッド傾動用駆動手段２５は、ピッキングヘッド１７の水平支軸１７ａと平行な向きで、前記中継軸部２２を水平方向に貫通する駆動軸３０、中継軸部２２を挟むように配置され且つ前記駆動軸３０に固定された一対のレバー３１ａ，３１ｂ、これら両レバー３１ａ，３１ｂの遊端部とピッキングヘッド１７の対応箇所とを連動連結する２本の押し引きロッド３２ａ，３２ｂ、及び前記駆動軸３０を一定角度範囲内で正逆回転駆動する水平向きのモーター３３から構成されている。前記一対のレバー３１ａ，３１ｂは、図５に示すように駆動軸３０から互いに逆向きに延出し、２本の押し引きロッド３２ａ，３２ｂを上下逆向きに押し引き駆動するように構成されている。従って、２本の押し引きロッド３２ａ，３２ｂの下端は、ピッキングヘッド１７の傾動中心軸となっている水平支軸１７ａの軸心に対して直交する前後両側に振り分け状態でピッキングヘッド１７の上側に軸支連結されている。

【0025】

以上のように構成されたピッキング装置は、例えば図１及び図２に示す作業用定位置ＰＡに所定向きにセットされた物品取出し作業対象の搬送用コンテナ１Ａ内のばら積み物品（ピッキングヘッド１７の３つの負圧吸着具３４ａ～３４ｃによって吸着して吊り上げられる物品）の内、選択された特定物品を、ピッキングハンド９のピッキングヘッド１７により吸着して吊り上げ、このピッキングした特定物品を、隣の作業用定位置ＰＢにセットされている物品搬入作業対象の搬送用コンテナ１Ｂ内の所定位置に搬入するような作業に供される。この場合、ピッキングハンド９のピッキングヘッド１７をＸ軸方向に移動させるときには、Ｚ軸ガイドレール架台部１０のモーター１１を稼働させて、Ｚ軸ガイドレール７をＸ軸ガイドレール２のレール材２ａ，２ｂに沿って移動させ、ピッキングハンド９のピッキングヘッド１７をＹ軸方向に移動させるときには、ピッキングハンド架台部１６のモーター２０を稼働させて、ピッキングハンド９をＹ軸ガイドレール８のレール材８ａ，８ｂに沿ってＹ軸方向に往復移動させる。更に、ピッキングハンド９のピッキングヘッド１７をＺ軸方向に移動させるときには、Ｚ軸ガイドレール架台部１５の上端のモーター１３を稼働させて、Ｙ軸ガイドレール８をＺ軸方向に昇降移動させれば良い。

【0026】

上記の搬送用コンテナ１Ａ内の特定物品のピッキング作業と、ピッキングした特定物品を搬送用コンテナ１Ｂ内の所定位置に搬入する作業は、原則としてピッキングヘッド１７が傾動前の水平姿勢で且つ自転待機状態にある向きのまま行われるが、ピッキング対象の物品の姿勢や向きなどによっては、ピッキングヘッド１７の傾動用駆動手段２５を稼働させてピッキングヘッド１７を水平支軸１７ａの周りに傾動許容範囲内の任意の角度だけ傾動させたり、ピッキングハンド９の自転用駆動手段２４を稼働させてピッキングヘッド１７を所定の角度範囲内で自転させることができる。

【0027】

尚、上記実施例においては、ピッキングヘッド１７として、３つの負圧吸着具３４ａ～３４ｃを自転軸心の周りに等間隔おきに配置した構造のものを例示しているが、これは一例であって、取り扱う物品の性状やサイズ、重量などに応じて、従来周知の磁気吸着タイプのもの、複数本の開閉指を使用して物品を把持する把持タイプのものなども利用できる。

【0028】

以上に説明したピッキング装置に本発明の構成を組み込んだ実施例を以下に説明すると、図１，図２及び図５に示すように、Ｙ軸ガイドレール８の遊端近傍位置で、ピッキングハンド９のある側とは反対側（裏側面）に加速度センサーユニット３５が取り付けられている。外観上はカバー３９のみが見えている。この加速度センサーユニット３５の詳細構造を図６～図１０に基づいて説明すると、加速度センサーユニット３５は、基板支持台３６、加速度センサー設置基板３７、電源基板３８、及びカバー３９から構成されている。図１，図２及び図５に示される外観ではカバー３９のみが見えている。基板支持台３６は、長方形状の加速度センサー設置基板３７と同一サイズの長方形本体４０の片側長辺の両端から内側に等距離だけ離れた位置に、当該片側長辺から直角向きに切込み部４０ａ，４０ｂが形成され、この両切込み部４０ａ，４０ｂ間の部分が下方に直角に折曲されて垂直板部４１が形成され、この垂直板部４１を長さ方向に３分割するように下側辺から直角向きに２つの切込み部４１ａ，４１ｂが形成され、両切込み部４１ａ，４１ｂ間の中央部分は、そのまま巾方向の中央位置に取付け孔４２ａを備えた取付け板部４２となっている。又、両切込み部４１ａ，４１ｂの外側の垂直板部は、下側辺から一定巾部分を内側に直角に折曲された折曲板部４３ａ，４４ａを備えた支持板部４３，４４となっている。

【0029】

加速度センサーユニット３５が取り付けられるＹ軸ガイドレール８は、図８に示すように、周囲が一定厚さの壁板部で形成された複数の空洞部が全長にわたって連続するように構成されたもので、そのＹ軸ガイドレール８の高さ方向の中央に位置する最大サイズで若干縦長の主空洞部４５に前記加速度センサーユニット３５が取り付けられるが、加速度センサーユニット３５の横巾は主空洞部４５の横巾よりも少し大きい。従って、前記Ｙ軸ガイドレール８の裏側壁板部８ｃには、図６に示すように、加速度センサーユニット３５の全長及び高さよりも大きな長さと高さから成る横長開口部４６が設けられている。

【0030】

加速度センサー設置基板３７は、この加速度センサー設置基板３７の長さ方向の一端部に設置された加速度センサー４７と、当該加速度センサー４７からの出力信号を処理して異常検出信号を出力する制御回路４８、及びこの加速度センサー設置基板３７の長さ方向の他端上に設置された、制御信号出力用ＬＡＮケーブルの接続コネクタ４９から構成されている。電源基板３８は、加速度センサー設置基板３７と同一巾で長さが半分弱のもので、前記加速度センサー設置基板３７が必要とする電力を当該加速度センサー設置基板３７側に供給するための部品と回路から構成されたもので、前記加速度センサー設置基板３７の上側に、当該加速度センサー設置基板３７の両側長辺に沿って配置された複数の電源基板支持用スペーサー５０を介して支持されている。尚、これら電源基板支持用スペーサー５０は、電源基板３８と加速度センサー設置基板３７との間の電路形成手段として利用できる。前記加速度センサー設置基板３７は、基板支持台３６の四隅に設けられた取付け孔３６ａを下側から上向きに貫通して、各取付け孔３６ａの上側に配置されたスペーサー兼用長尺六角ナット５１の下端側に螺合締結される下側取付けネジ５２と、加速度センサー設置基板３７の四隅に設けられた取付け孔３７ａを上側から下向きに貫通して、前記スペーサー兼用長尺六角ナット５１の上端側に螺合締結される上側取付けネジ５３によって、基板支持台３６と平行で且つ一定高さに支持されている。

【0031】

Ｙ軸ガイドレール８の裏側壁板部８ｃには、前記横長開口部４６の上下位置に、当該Ｙ軸ガイドレール８の長さ方向と平行に連続する部材取付け用アリ溝５４，５５が設けられている。これら部材取付け用アリ溝５４，５５を使用する際は、従来周知のように奥端の巾広溝部５４ａ，５５ａ内に長さ方向横動自在に嵌合している雌ネジ体５６を利用して、Ｙ軸ガイドレール８の裏側壁板部８ｃに接して部材をネジ止めできるように構成されている。前記加速度センサーユニット３５の基板支持台３６とカバー３９は、横長開口部４６の下側にある部材取付け用アリ溝５５と雌ネジ体５６，６２ａ，６２ｂ、及び取付け用ネジ５７，５８ａ，５８ｂを利用してＹ軸ガイドレール８の裏側壁板部８ｃに取り付けられている。

【0032】

即ち、図６～図９に示すように、加速度センサー設置基板３７及び電源基板３８を支持している基板支持台３６を、前記横長開口部４６を経由させてＹ軸ガイドレール８の主空洞部４５内に差し込む。この場合、横長開口部４６の下側辺４６ａ上で基板支持台３６の長方形本体４０を滑らすように挿入し、当該基板支持台３６の垂直板部４１（取付け板部４２とその両側の支持板部４３，４４）をＹ軸ガイドレール８の裏側壁板部８ｃに当接させる。このとき左右一対の支持板部４３，４４の折曲板部４３ａ，４４ａを、図９に示すように、前記部材取付け用アリ溝５５内に挿入させると共に当該部材取付け用アリ溝５５の下側辺５５ａ上に支持させることができる。この状態で基板支持台３６をＹ軸ガイドレール８の長さ方向に滑動させて、基板支持台３６の長さ方向中心位置を横長開口部４６の長さ方向中心位置に合わせ、部材取付け用アリ溝５５内に予め嵌合させてある雌ネジ体５６を取付け板部４２の裏側で且つ取付け孔５２ａと略同心位置に配置させ、取付け孔５２ａを経由させて雌ネジ体５６のネジ孔に締結用ネジ５７を捩じ込むことにより、基板支持台３６とこれに支持されている加速度センサー設置基板３７及び電源基板３８のＹ軸ガイドレール８への取り付けが完了する。この取付け完了状態では、基板支持台３６、加速度センサー設置基板３７、及び電源基板３８の、基板支持台３６の垂直板部４１から外側に張り出している部分が横長開口部４６の外側に張り出している。

【0033】

最後に前記カバー３９を取り付けるが、このカバー３９は、横長開口部４６よりも長さ及び高さが大きい長方形のカバー天板部５９と、このカバー天板部５９の周囲から内向きに折曲連設させた４枚のカバー周側板部６０、及び下側に位置する周側板部６０の長さ方向両端部から直角下向きに折曲連設させた取付け孔付きの取付け板部６１ａ，６１ｂから成るものであって、両取付け板部６１ａ，６１ｂをＹ軸ガイドレール８の部材取付け用アリ溝５５に、前記基板支持台３６の取り付けと同様に、部材取付け用アリ溝５５に前以て嵌合させた雌ネジ体６２ａ，６２ｂと締結用ネジ５８ａ，５８ｂを利用して取り付けることができる。このカバー３９の取り付けに際しても、前記基板支持台３６の取り付け時と同様に、カバー３９の長さ方向中心位置を横長開口部４６の長さ方向中心位置に合わせて取り付ける。このようにして取り付けられたカバー３９は、そのカバー周側板部６０の内端が横長開口部４６の外側でＹ軸ガイドレール８の裏側壁板部８ｃに隣接し、カバー天板部５９は、横長開口部４６から外側に張り出している基板支持台３６、加速度センサー設置基板３７、及び電源基板３８と干渉しないように、これらの外側に所定の間隙を隔てて位置している。

【0034】

上記のようにＹ軸ガイドレール８の遊端近くに加速度センサーユニット３５が取り付けられていることにより、先に説明したように、ピッキングヘッド１７をＸＹＺ３軸方向に移動させて、物品取出し作業対象の搬送用コンテナ１Ａ内から特定の物品を、ピッキングヘッド１７の負圧吸着具３４ａ～３４ｃにより吸着して吊り上げるピッキング作業と、この吊り上げた特定の物品を物品搬入作業対象の搬送用コンテナ１Ｂ内の所定箇所に搬入する作業とを自動的に行わせるとき、ピッキングヘッド１７には種々の異常現象に起因するＸＹＺ３軸方向の振動が生じる。種々の異常現象としては、コンテナ１Ａ，１Ｂ内でのピッキングヘッド１７のＸＹＺ３軸方向の移動時に所定位置でピッキングヘッド１７が停止しなかったためにピッキングヘッド１７がコンテナ周囲壁に接触する、作業対象でない物品にピッキングヘッド１７が接触する、物品吊上げ動作途中に物品がピッキングヘッド１７から外れて落下する、ピッキングヘッドの３つの負圧吸着具３４ａ～３４ｃの１つ又は２つから物品が外れて吊上げ中の物品の姿勢が変動する、包装されている物品のピッキング時に当該物品の包装が破損して吊上げ中の物品の姿勢が変動する、などがある。

【0035】

これら種々の異常現象発生時におけるピッキングヘッド１７の振動は、ピッキングハンド９からＹ軸ガイドレール架台部１５を経由してＹ軸ガイドレール８に伝播され、このＹ軸ガイドレール８の振動が、加速度センサーユニット３５の加速度センサー設置基板３７に搭載の加速度センサー４７に感知される。この加速度センサー４７が感知する振動は、予め異常現象ごとに検証された振動データと制御回路４８において比較演算され、実際に異常現象として捉えるべきか否かが判定され、その判定結果に応じて、ピッキング装置全体を非常停止させる、ピッキングヘッド１７の移動速度を減速させる、ピッキングヘッド１７を目的のコンテナではなく別に設定された異常処理場所に移動させる、単に異常発生の警告（警告灯の点灯や警告ブザーの鳴動など）を実行させる、などの異常対策が自動的に実行される。

【0036】

尚、加速度センサー４７にピッキングヘッド１７の振動をできる限り減衰させないで伝播させるのが望ましい。以上に説明した本発明の構成によれば、ピッキングヘッド１７が許容される最大の３次元移動空間内のどの位置にあっても、ピッキングヘッド１７から加速度センサー４７を保持しているＹ軸ガイドレール８までの垂直上下方向の距離、即ち、垂直上下方向の振動伝播経路長は一定であり、振動伝播経路長が変化するのは、ピッキングハンド９がＹ軸方向に移動したときである。上記の実施例では、ピッキングハンド９がＹ軸ガイドレール８上をＹ軸方向に移動したときだけ、ピッキングハンド９の上端のピッキングハンド架台部１６と加速度センサー４７との間のＹ軸方向の振動伝播経路長が変化することになる。既に詳細に説明したように、ピッキングヘッド１７がＹ軸方向に移動する移動範囲は、作業対象の搬送用コンテナ１Ａ，１Ｂの内部空間における短辺方向長さとなるので、他のＸ軸方向の移動範囲やＺ軸方向の移動範囲と比較して小さい。

【0037】

この点から考察すれば、Ｙ軸ガイドレール８に対する加速度センサーユニット３５の取付け位置は、このＹ軸ガイドレール８におけるピッキングハンド９のＹ軸方向の移動経路範囲の中央位置とすれば、Ｙ軸方向の振動伝播経路長の最大がＹ軸ガイドレール８におけるピッキングハンド９のＹ軸方向の移動経路範囲の半分長さとなるので、ピッキングヘッド１７がＹ軸方向に移動する間に加速度センサー４７に伝播される振動が減衰する程度が半減することになり、精度の良い異常検出が可能になる。勿論、加速度センサーユニット３５の取付け位置は、基本的にＹ軸ガイドレール８のＹ軸ガイドレール架台部１５のある基端側ではなく、遊端側であるのが望ましい。即ち、Ｙ軸ガイドレール８は両端支持構造ではなく片持ち構造であるから、遊端側の方が基端側よりも振動性能が高いので、ピッキングヘッド１７の微妙な振動も加速度センサー４７によって取り込み易い。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明のピッキング装置は、ピッキングヘッドで保持した物品を搬送するときに生じる種々の異常現象を的確に捉えて然るべき対策を自動的に講ずるのに好適なピッキング装置として活用できるものである。

【符号の説明】

【0039】

１Ａ 物品取出し作業対象の搬送用コンテナ
１Ｂ 物品搬入作業対象の搬送用コンテナ
２ Ｘ軸ガイドレール
２ａ，２ｂ レール材
３ 架台
４ａ～４ｃ 上側梁材
５ａ～５ｃ 下側梁材
６ 柱材
７ Ｚ軸ガイドレール
７ａ，７ｂ レール材
８ Ｙ軸ガイドレール
８ａ，８ｂ レール材
８ｃ Ｙ軸ガイドレールの裏側壁板部
９ ピッキングハンド
１０ Ｚ軸ガイドレール架台部
１１，１３，１８，２０，２７，３３ モーター
１２ａ，１２ｂ，２８ａ，２８ｂ プーリー
１４，２９ 無端ベルト
１５ Ｙ軸ガイドレール架台部
１６ ピッキングハンド架台部
１７ ピッキングヘッド
１７ａ 水平支軸
１９ ピニオンギヤ
２１ 上端軸部
２２ 中継軸部
２３ 柱状本体軸部
２４ ピッキングハンド自転用駆動手段
２５ ピッキングヘッド傾動用駆動手段
２６ａ，２６ｂ 上下一対の軸受け
３０ 駆動軸
３１ａ，３１ｂ 一対のレバー
３２ａ，３２ｂ ２本の押し引きロッド
３４ａ～３４ｃ 負圧吸着具
３５ 加速度センサーユニット
３６ 基板支持台
３６ａ 取付け孔
３７ 加速度センサー設置基板
３７ａ 取付け孔
３８ 電源基板
３９ カバー
４０ 長方形本体
４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ 切込み部
４１ 垂直板部
４２ 取付け板部
４２ａ 取付け孔
４３，４４ 支持板部
４３ａ，４４ａ 折曲板部
４５ 主空洞部
４６ 横長開口部
４６ａ 下側辺
４７ 加速度センサー
４８ 制御回路
４９ 制御信号出力用ＬＡＮケーブルの接続コネクタ
５０ 電源基板支持用スペーサー
５１ スペーサー兼用長尺六角ナット
５２ 下側取付けネジ
５３ 上側取付けネジ
５４，５５ 部材取付け用アリ溝
５５ａ アリ溝の下側辺
５６，６２ａ，６２ｂ 雌ネジ体
５７，５８ａ，５８ｂ 取付け用ネジ
５９ カバー天板部
６０ カバー周側板部
６１ａ，６１ｂ 取付け板部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】