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(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】P2024159341
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】回転式整列装置、整列供給装置、及び整列方法
(51)【国際特許分類】
B65G 47/14 20060101AFI20241031BHJP
B65G 47/28 20060101ALI20241031BHJP
B65G 47/80 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
B65G47/14 102B
B65G47/28 L
B65G47/80 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023075278
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】504151620
【氏名又は名称】株式会社徳永製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100096080
【弁理士】
【氏名又は名称】井内 龍二
(74)【代理人】
【識別番号】100194098
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 一
(72)【発明者】
【氏名】徳永 鋼亮
(72)【発明者】
【氏名】三橋 友宏
(72)【発明者】
【氏名】太田 康平
【テーマコード（参考）】
3F072
3F080
3F081
【Ｆターム（参考）】
3F072AA07
3F072GB06
3F072KB01
3F072KB05
3F072KE01
3F080AA21
3F080BA02
3F080BC02
3F080BC07
3F080CC04
3F080DA04
3F080DA18
3F081AA18
3F081BA01
3F081BC02
3F081BC13
3F081CC20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】バラバラの状態で供給された物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、次工程への物品の供給能力を向上させることができる回転式整列装置を提供すること。
【解決手段】物品の収容部２１と、収容部２１上部の外周部に物品を並べて載置する物品載置部２４とを備えた回転式整列装置２０であって、収容部２１から物品載置部２４に移載された物品を物品載置部２４に吸着させる吸着機構３０と、吸着機構３０により物品載置部２４に吸着させている物品に重なっている状態の物品を収容部２１に戻す返戻部４０とを装備する。
【選択図】図２
【解決手段】物品の収容部２１と、収容部２１上部の外周部に物品を並べて載置する物品載置部２４とを備えた回転式整列装置２０であって、収容部２１から物品載置部２４に移載された物品を物品載置部２４に吸着させる吸着機構３０と、吸着機構３０により物品載置部２４に吸着させている物品に重なっている状態の物品を収容部２１に戻す返戻部４０とを装備する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物品の収容部と、該収容部上部の外周部に前記物品を並べて載置する物品載置部とを備えた回転式整列装置であって、
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を前記物品載置部に吸着させる吸着機構と、
該吸着機構により前記物品載置部に吸着させている前記物品に重なっている状態の物品を前記収容部に戻す返戻部とを備えていることを特徴とする回転式整列装置。
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を前記物品載置部に吸着させる吸着機構と、
該吸着機構により前記物品載置部に吸着させている前記物品に重なっている状態の物品を前記収容部に戻す返戻部とを備えていることを特徴とする回転式整列装置。
【請求項2】
前記物品載置部が、当該物品載置部の回転方向に沿って所定間隔を有して形成された複数の開孔を有する載置面を備え、
前記吸着機構が、
前記載置面の反対側から前記複数の開孔のうちの一部の開孔を覆うように配設される吸引ノズル部と、
該吸引ノズル部に取り付けられる吸引装置とを含んで構成され、
前記返戻部が、
前記吸引ノズル部と前記載置面を介して対向する領域上、又はその領域の近傍に配設されていることを特徴とする請求項１記載の回転式整列装置。
前記吸着機構が、
前記載置面の反対側から前記複数の開孔のうちの一部の開孔を覆うように配設される吸引ノズル部と、
該吸引ノズル部に取り付けられる吸引装置とを含んで構成され、
前記返戻部が、
前記吸引ノズル部と前記載置面を介して対向する領域上、又はその領域の近傍に配設されていることを特徴とする請求項１記載の回転式整列装置。
【請求項3】
前記返戻部が、前記重なっている状態の物品を非接触方式で前記収容部に戻す非接触式返戻部を含んで構成されていることを特徴とする請求項２記載の回転式整列装置。
【請求項4】
前記返戻部が、前記重なっている状態の物品を接触方式で前記収容部に戻す接触式返戻部を含んで構成されていることを特徴とする請求項２記載の回転式整列装置。
【請求項5】
前記返戻部が、
前記重なっている状態の物品を非接触方式で前記収容部に戻す非接触式返戻部と、
前記重なっている状態の物品を接触方式で前記収容部に戻す接触式返戻部とを含んで構成されていることを特徴とする請求項２記載の回転式整列装置。
前記重なっている状態の物品を非接触方式で前記収容部に戻す非接触式返戻部と、
前記重なっている状態の物品を接触方式で前記収容部に戻す接触式返戻部とを含んで構成されていることを特徴とする請求項２記載の回転式整列装置。
【請求項6】
前記非接触式返戻部が、前記収容部の方向に気体を噴射するように構成されているものであることを特徴とする請求項３又は請求項５記載の回転式整列装置。
【請求項7】
前記接触式返戻部が、前記重なっている状態の物品を前記収容部にかき落とすように構成されているものであることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の回転式整列装置。
【請求項8】
前記返戻部によって重なっている状態が解消された前記物品を前記物品載置部から排出する排出部を備えていることを特徴とする請求項１～５のいずれかの項に記載の回転式整列装置。
【請求項9】
請求項１～５のいずれかの項に記載の回転式整列装置と、
前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に位置する前記物品を保持する保持部を備え、隣接する搬送装置に、前記保持部により保持された前記物品を所定の姿勢で載置するピッキングロボットと、
撮像装置による画像を基に、前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に並べられた前記物品を認識し、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と前記搬送装置への移し替えを制御する制御部とを含んで構成されていることを特徴とする整列供給装置。
前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に位置する前記物品を保持する保持部を備え、隣接する搬送装置に、前記保持部により保持された前記物品を所定の姿勢で載置するピッキングロボットと、
撮像装置による画像を基に、前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に並べられた前記物品を認識し、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と前記搬送装置への移し替えを制御する制御部とを含んで構成されていることを特徴とする整列供給装置。
【請求項10】
前記撮像装置が、前記物品の３次元画像を撮像する３Ｄカメラを含み、
前記制御部が、前記３Ｄカメラで撮像された３Ｄ画像データを、前記物品の３次元ＣＡＤデータと教師データとを利用した機械学習によって生成された学習済みモデルに入力し、前記３Ｄ画像データ中の物品の認識結果を出力する照合部を備えていることを特徴とする請求項９記載の整列供給装置。
前記制御部が、前記３Ｄカメラで撮像された３Ｄ画像データを、前記物品の３次元ＣＡＤデータと教師データとを利用した機械学習によって生成された学習済みモデルに入力し、前記３Ｄ画像データ中の物品の認識結果を出力する照合部を備えていることを特徴とする請求項９記載の整列供給装置。
【請求項11】
物品の収容部と、該収容部上部の外周部に前記物品を並べて載置する物品載置部とを備えた回転式整列装置を用いて、前記物品載置部に前記物品を整列させる方法であって、
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を吸着機構により前記物品載置部の一部の領域に吸着させた状態で、該物品載置部に吸着された前記物品に重なっている状態の物品を返戻部により前記収容部に戻すことを特徴とする整列方法。
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を吸着機構により前記物品載置部の一部の領域に吸着させた状態で、該物品載置部に吸着された前記物品に重なっている状態の物品を返戻部により前記収容部に戻すことを特徴とする整列方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バラバラの状態で供給された容器などの物品を所定の状態に整列させるための回転式整列装置、整列供給装置、及び整列方法に関する。
【背景技術】
【0002】
食品、洗剤、化粧用品などの液状物、あるいは、食品、薬品などの粉状や粒状物を容器に連続的に充填する場合、充填工程の前に、バラバラの状態で供給された容器を所定の状態に整列させる工程が設けられることが多い。このような容器の整列に回転式整列装置がしばしば用いられている。この種の回転式整列装置は、通常、容器などの物品が収容される収容部と、収容部上部の外周部に物品を並べて載置する物品載置部とを備えており、例えば、収容部底部を構成する傾斜回転円板の回転に伴って、収容部内の物品が物品載置部に整列されるようになっている。
【0003】
例えば、特許文献１には、案内体の上部周縁に該案内体と一体的に回転する物品送出帯を付設し、前記案内体内の物品を傾斜した回転支持体により前記物品送出帯に載置する物品送出装置が開示されている。
このような物品送出装置によれば、前記案内体内にバラバラの状態で供給された物品を前記回転支持体の作用により前記物品送出帯に載置した後、前記物品送出帯に設けられた取出部材から排出することが可能となっている。
このような物品送出装置によれば、前記案内体内にバラバラの状態で供給された物品を前記回転支持体の作用により前記物品送出帯に載置した後、前記物品送出帯に設けられた取出部材から排出することが可能となっている。
【0004】
しかしながら、上記のような物品送出装置においては、前記回転支持体の回転速度を高めて、前記取出部材から物品を排出する能力、換言すれば、次工程への物品の供給能力を高めようとした場合に、前記物品送出帯上で物品同士が重なりやすくなる。特に、物品の厚みが薄くなるほど物品同士が重なりやすくなる。そして、物品同士が重なり合った状態のまま前記取出部材から排出されることとなり、物品が重なり合うことなく整列させた状態で排出することが難しいという課題があった。
【0005】
このような物品同士が重なるという課題を解決する技術として、特許文献２には、最上位の整列面の上方に、該整列面との間にワーク１個が余裕をもって通過可能な間隔を設けて平面視三角形状のかき落とし板を設けた振動式パーツフィーダが開示されている。
【0006】
また、特許文献３には、螺旋状の搬送路の出口側に、重なり合っている物品を前記搬送路上からかき落とすための回転羽根によるかき落とし部材が配設されている搬送装置が開示されている。
【0007】
さらに、特許文献４には、物品ストック部のバケットの搬送路の側壁部にエアノズルを設け、このエアノズルから前記物品ストック部の内側に向けてエアが常時吹き出すように構成された搬送装置が開示されている。
【0008】
特許文献２、３、４に開示された構成によれば、前記かき落とし板、前記回転羽根、又は前記エアノズルを設けることにより、重なり合っている物品をかき落としたり、吹き飛ばしたりすることで、物品同士の重なりを解消することができるとしている。
【0009】
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、特許文献２、３、４に開示された構成では、物品の種類や形状、物品同士の重なり方によっては、上に重なっている方の上段の物品だけを上手くかき落としたり、吹き飛ばしたりすることができず、重なり合ったまま通過したり、下段の物品も連れだって一緒にかき落とされたり、吹き飛ばされたりすることも多く、物品同士の重なりを解消しつつ、次工程への物品の供給能力を向上させることが難しいという課題があった。
しかしながら、特許文献２、３、４に開示された構成では、物品の種類や形状、物品同士の重なり方によっては、上に重なっている方の上段の物品だけを上手くかき落としたり、吹き飛ばしたりすることができず、重なり合ったまま通過したり、下段の物品も連れだって一緒にかき落とされたり、吹き飛ばされたりすることも多く、物品同士の重なりを解消しつつ、次工程への物品の供給能力を向上させることが難しいという課題があった。
【0010】
このような課題の具体例を以下に説明する。
図１２は、エアノズルが設けられた従来の回転式整列装置の課題を説明するための模式図であり、（ａ）は物品載置部を含む要部平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ－ｃ線断面図である。
図１２は、エアノズルが設けられた従来の回転式整列装置の課題を説明するための模式図であり、（ａ）は物品載置部を含む要部平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ－ｃ線断面図である。
【0011】
図１２（ａ）に示すように、回転式整列装置２００は、回転しながら収容部２１０から物品載置部２２０へ物品２が移動するように構成され、物品載置部２２０の外周部の近傍位置にエアノズル２３０が配設され、収容部２１０の中心方向に向けてエアを吹き出すように構成されている。
【0012】
図１２（ｂ）の左図に示すように、例えば、物品２の横断面が三角形状を有し、物品同士が図示したような状態で重なった場合、上に重なった方の物品２にエアを十分に吹き付けることができず、物品同士の重なりを解消できないことがあった。
【0013】
また、図１２（ｂ）の右図に示すように、物品２の横断面が薄型矩形状を有し、物品同士が図示したような状態で重なった場合、上に重なった方の上段の物品２にのみエアを吹き付けることが難しく、物品同士の重なりを解消することができなかったり、またはエアの吹き出し位置や向き、吐出量の設定によっては、下段の物品２も連れだって一緒に吹き飛ばされたりすることがあった。
また、図１２（ｃ）に示すような状態で物品同士の一部が重なり合った場合、上段の物品２にエアが一瞬しか当たらず、上段の物品２を効果的に吹き飛ばすことができないことがあった。
また、図１２（ｃ）に示すような状態で物品同士の一部が重なり合った場合、上段の物品２にエアが一瞬しか当たらず、上段の物品２を効果的に吹き飛ばすことができないことがあった。
【0014】
図１３は、回転羽根が設けられた従来の回転式整列装置の課題を説明するための模式図であり、（ａ）は物品載置部を含む要部平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線断面図である。
回転式整列装置２００Ａは、図１３（ａ）に示すように、回転しながら収容部２１０から物品載置部２２０へ物品が移動するように構成され、物品載置部２２０の載置面の上方に、物品１個が通過可能な間隔を設けて回転羽根２４０が配設され、回転羽根２４０を回転させて、回転羽根２４０を上に重なった方の物品２に当てて収容部２１０に書き落とすようになっている。
図１３（ｂ）に示すように、物品２の横断面の形状が三角形状を有している場合、物品同士が図１３（ｂ）に示すような向きで重なり合った場合、上に重なった方の上段の物品２とともに下段の物品２も連れだって一緒に収容部にかき落とされてしまうことがあった。
上記のような整列時の課題は、物品が容器である場合に限られるものではなく、例えば、物品が容器の蓋、特に厚みの薄い蓋（キャップ）のような場合でも同様の課題が生じる。
回転式整列装置２００Ａは、図１３（ａ）に示すように、回転しながら収容部２１０から物品載置部２２０へ物品が移動するように構成され、物品載置部２２０の載置面の上方に、物品１個が通過可能な間隔を設けて回転羽根２４０が配設され、回転羽根２４０を回転させて、回転羽根２４０を上に重なった方の物品２に当てて収容部２１０に書き落とすようになっている。
図１３（ｂ）に示すように、物品２の横断面の形状が三角形状を有している場合、物品同士が図１３（ｂ）に示すような向きで重なり合った場合、上に重なった方の上段の物品２とともに下段の物品２も連れだって一緒に収容部にかき落とされてしまうことがあった。
上記のような整列時の課題は、物品が容器である場合に限られるものではなく、例えば、物品が容器の蓋、特に厚みの薄い蓋（キャップ）のような場合でも同様の課題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特開平９－７１３１４号公報
【特許文献2】特開２０００－２１９３１３号公報
【特許文献3】特開２０００－２８１２１０号公報
【特許文献4】特開２００１－３３５１４１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【0016】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、バラバラの状態で供給された物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、次工程への物品の供給能力を向上させることができる回転式整列装置、整列供給装置及び整列方法を提供することを目的としている。
【0017】
上記目的を達成するために、本発明に係る回転式整列装置（１）は、物品の収容部と、該収容部上部の外周部に前記物品を並べて載置する物品載置部とを備えた回転式整列装置であって、
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を前記物品載置部に吸着させる吸着機構と、
該吸着機構により前記物品載置部に吸着させている前記物品に重なっている状態の物品を前記収容部に戻す返戻部とを備えていることを特徴としている。
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を前記物品載置部に吸着させる吸着機構と、
該吸着機構により前記物品載置部に吸着させている前記物品に重なっている状態の物品を前記収容部に戻す返戻部とを備えていることを特徴としている。
【0018】
上記回転式整列装置（１）によれば、前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を前記吸着機構によって前記物品載置部に吸着させるので、該物品載置部に吸着されている前記物品に重なっている状態の物品だけが前記返戻部によって前記収容部に戻されることとなる。
したがって、前記物品載置部上で重なっている状態の物品を前記返戻部によって前記収容部に戻す際に、重なり合った物品同士が連れだって一緒に前記収容部に戻されるような、整列効率を低下させる現象を防ぐことができ、前記物品載置部での物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、次工程への物品の供給能力を向上させることができる。
したがって、前記物品載置部上で重なっている状態の物品を前記返戻部によって前記収容部に戻す際に、重なり合った物品同士が連れだって一緒に前記収容部に戻されるような、整列効率を低下させる現象を防ぐことができ、前記物品載置部での物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、次工程への物品の供給能力を向上させることができる。
【0019】
また、本発明に係る回転式整列装置（２）は、上記回転式整列装置（１）において、
前記物品載置部が、当該物品載置部の回転方向に沿って所定間隔を有して形成された複数の開孔を有する載置面を備え、
前記吸着機構が、
前記載置面の反対側から前記複数の開孔のうちの一部の開孔を覆うように配設される吸引ノズル部と、
該吸引ノズル部に取り付けられる吸引装置とを含んで構成され、
前記返戻部が、
前記吸引ノズル部と前記載置面を介して対向する領域上、又はその領域の近傍に配設されていることを特徴としている。
前記物品載置部が、当該物品載置部の回転方向に沿って所定間隔を有して形成された複数の開孔を有する載置面を備え、
前記吸着機構が、
前記載置面の反対側から前記複数の開孔のうちの一部の開孔を覆うように配設される吸引ノズル部と、
該吸引ノズル部に取り付けられる吸引装置とを含んで構成され、
前記返戻部が、
前記吸引ノズル部と前記載置面を介して対向する領域上、又はその領域の近傍に配設されていることを特徴としている。
【0020】
上記回転式整列装置（２）によれば、前記物品載置部が前記複数の開孔を有する前記載置面を備え、前記吸着機構が、前記吸引ノズル部と前記吸引装置とを含んで構成され、前記返戻部が、前記吸引ノズル部と前記載置面を介して対向する領域上、又はその領域の近傍に配設されている。
したがって、前記吸引装置を作動させることにより、前記吸引ノズル部で覆われている領域の前記載置面に前記物品を吸着させた状態とし、前記載置面に吸着されている前記物品に重なっている状態の物品だけが前記返戻部によって前記収容部に戻されることとなる。
そのため、前記物品載置部で物品同士が重なり合っている状態が、前記吸引ノズル部で覆われている領域内で適切に解消され、前記物品の整列効率が低下することなく、次工程への物品の供給能力を向上させることができる。
また、前記吸着機構の構成を装置に組み込むことは容易であり、装置コストも抑えることができる。また、前記吸引ノズル部によって前記複数の開孔のうちの一部の開孔を覆う領域、すなわち吸着領域の調整が、前記吸引ノズル部の吸引口の大きさを調整することで容易に行える。
したがって、前記吸引装置を作動させることにより、前記吸引ノズル部で覆われている領域の前記載置面に前記物品を吸着させた状態とし、前記載置面に吸着されている前記物品に重なっている状態の物品だけが前記返戻部によって前記収容部に戻されることとなる。
そのため、前記物品載置部で物品同士が重なり合っている状態が、前記吸引ノズル部で覆われている領域内で適切に解消され、前記物品の整列効率が低下することなく、次工程への物品の供給能力を向上させることができる。
また、前記吸着機構の構成を装置に組み込むことは容易であり、装置コストも抑えることができる。また、前記吸引ノズル部によって前記複数の開孔のうちの一部の開孔を覆う領域、すなわち吸着領域の調整が、前記吸引ノズル部の吸引口の大きさを調整することで容易に行える。
【0021】
また、本発明に係る回転式整列装置（３）は、上記回転式整列装置（１）又は（２）において、前記返戻部が、前記重なっている状態の物品を非接触方式で前記収容部に戻す非接触式返戻部を含んで構成されていることを特徴としている。
【0022】
上記回転式整列装置（３）によれば、前記返戻部が前記非接触式返戻部を含んで構成されているので、前記物品載置部に吸着されている物品に重なっている状態の物品だけを物理的接触のない状態で前記収容部に戻すことができる。
【0023】
また、本発明に係る回転式整列装置（４）は、上記回転式整列装置（１）又は（２）において、前記返戻部が、前記重なっている状態の物品を接触方式で前記収容部に戻す接触式返戻部を含んで構成されていることを特徴としている。
【0024】
上記回転式整列装置（４）によれば、前記返戻部が前記接触式返戻部を含んで構成されているので、前記物品載置部に吸着されている物品に重なっている状態の物品に前記接触式返戻部を物理的に接触させて、前記重なっている状態の物品だけを前記収容部に確実に戻すことができる。
【0025】
また、本発明に係る回転式整列装置（５）は、上記回転式整列装置（１）又は（２）において、前記返戻部が、
前記重なっている状態の物品を非接触方式で前記収容部に戻す非接触式返戻部と、
前記重なっている状態の物品を接触方式で前記収容部に戻す接触式返戻部とを含んで構成されていることを特徴としている。
前記重なっている状態の物品を非接触方式で前記収容部に戻す非接触式返戻部と、
前記重なっている状態の物品を接触方式で前記収容部に戻す接触式返戻部とを含んで構成されていることを特徴としている。
【0026】
上記回転式整列装置（５）によれば、前記返戻部が、前記非接触式返戻部と、前記接触式返戻部とを含んで構成されているので、これらを組み合わせることによって、前記物品載置部に吸着されている物品に重なっている状態の物品だけを前記収容部に戻す動作をより確実に行うことができる。
【0027】
また、本発明に係る回転式整列装置（６）は、上記回転式整列装置（３）又は（５）において、前記非接触式返戻部が、前記収容部の方向に気体を噴射するように構成されているものであることを特徴としている。
【0028】
上記回転式整列装置（６）によれば、前記重なっている状態の物品に前記気体を噴射することにより、前記重なっている状態の物品を物理的接触のない状態で前記収容部に戻すことができる。
【0029】
また、本発明に係る回転式整列装置（７）は、上記回転式整列装置（４）又は（５）において、前記接触式返戻部が、前記重なっている状態の物品を前記収容部にかき落とすように構成されているものであることを特徴としている。
【0030】
上記回転式整列装置（７）によれば、前記重なっている状態の物品を前記収容部にかき落とすように前記接触式返戻部を物理的に接触させることで、前記重なっている状態の物品を確実に前記収容部に戻すことができる。
【0031】
また、本発明に係る回転式整列装置（８）は、上記回転式整列装置（１）～（５）のいずれかにおいて、
前記返戻部によって重なっている状態が解消された前記物品を前記物品載置部から排出する排出部を備えていることを特徴としている。
前記返戻部によって重なっている状態が解消された前記物品を前記物品載置部から排出する排出部を備えていることを特徴としている。
【0032】
上記回転式整列装置（８）によれば、前記排出部を備えているので、前記吸着機構と前記返戻部の作用によって、重なり合っている状態が解消された前記物品を前記物品載置部から次の工程に効率良く排出することができる。
【0033】
また、本発明に係る整列供給装置（１）は、上記回転式整列装置（１）～（７）のいずれかと、
前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に位置する前記物品を保持する保持部を備え、隣接する搬送装置に、前記保持部により保持された前記物品を所定の姿勢で載置するピッキングロボットと、
撮像装置による画像を基に、前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に並べられた前記物品を認識し、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と前記搬送装置への移し替えを制御する制御部とを含んで構成されていることを特徴としている。
前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に位置する前記物品を保持する保持部を備え、隣接する搬送装置に、前記保持部により保持された前記物品を所定の姿勢で載置するピッキングロボットと、
撮像装置による画像を基に、前記吸着機構及び前記返戻部が配設された領域を通過した後の前記物品載置部に並べられた前記物品を認識し、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と前記搬送装置への移し替えを制御する制御部とを含んで構成されていることを特徴としている。
【0034】
上記整列供給装置（１）によれば、前記回転式整列装置の前記収容部にバラバラに供給された物品が、前記物品載置部上で重なり合った場合でも、前記吸着機構と前記返戻部の作用により物品同士の重なり合いを適切に解消し、前記物品を前記物品載置部に効率良く整列させることが可能となる。
そのため、前記ピッキングロボットが配設された位置に前記物品を安定的に移動させることができ、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と、前記搬送装置への物品の移し替えを円滑、かつ効率良く行うことができる。
また、上記整列供給装置の場合には、前記ピッキングロボットを、前記回転式整列装置と前記搬送装置との間に配置することができるので、前記保持部で前記物品載置部上の前記物品を保持する位置と、前記搬送装置との間の距離を短くすることができる。そのため前記回転式整列装置から前記搬送装置への前記物品の移し替えに要する時間を短縮でき、前記物品を効率的に移し替えることができ、次工程への前記物品の供給能力を向上させる効果を高めることができる。
そのため、前記ピッキングロボットが配設された位置に前記物品を安定的に移動させることができ、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と、前記搬送装置への物品の移し替えを円滑、かつ効率良く行うことができる。
また、上記整列供給装置の場合には、前記ピッキングロボットを、前記回転式整列装置と前記搬送装置との間に配置することができるので、前記保持部で前記物品載置部上の前記物品を保持する位置と、前記搬送装置との間の距離を短くすることができる。そのため前記回転式整列装置から前記搬送装置への前記物品の移し替えに要する時間を短縮でき、前記物品を効率的に移し替えることができ、次工程への前記物品の供給能力を向上させる効果を高めることができる。
【0035】
また、本発明に係る整列供給装置（２）は、上記整列供給装置（１）において、
前記撮像装置が、前記物品の３次元画像を撮像する３Ｄカメラを含み、
前記制御部が、前記３Ｄカメラで撮像された３Ｄ画像データを、前記物品の３次元ＣＡＤデータと教師データとを利用した機械学習によって生成された学習済みモデルに入力し、前記３Ｄ画像データ中の物品の認識結果を出力する照合部を備えていることを特徴としている。
前記撮像装置が、前記物品の３次元画像を撮像する３Ｄカメラを含み、
前記制御部が、前記３Ｄカメラで撮像された３Ｄ画像データを、前記物品の３次元ＣＡＤデータと教師データとを利用した機械学習によって生成された学習済みモデルに入力し、前記３Ｄ画像データ中の物品の認識結果を出力する照合部を備えていることを特徴としている。
【0036】
上記整列供給装置（２）によれば、前記制御部が、前記３Ｄカメラで撮像された前記物品の奥行（深度）情報を含む３Ｄ画像データを、前記物品の３次元ＣＡＤデータと教師データとを利用した機械学習によって生成された学習済みモデルに入力し、前記３Ｄ画像データ中の物品の認識結果を出力するように構成されている。そのため、前記物体を認識する画像処理の高速化を図ることができ、前記物品が複雑な形状を有したものであっても、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と、前記搬送装置への物品の移し替えを高速かつ精度良く行うことが可能となる。
また、前記３Ｄカメラを用いることにより、撮像時の補助照明が不要となり、また外乱光を防ぐための照明ＢＯＸのような装備も不要となり、前記物品を撮像するための装備を減らすことができる。
また、前記３Ｄカメラを用いることにより、前記物品の色に応じて前記物品載置部の色を変えたりする必要もなくなるため、前記回転式整列装置で整列供給対応可能な前記物品の種類を増やすことができる。
また、前記３Ｄカメラを用いることにより、撮像時の補助照明が不要となり、また外乱光を防ぐための照明ＢＯＸのような装備も不要となり、前記物品を撮像するための装備を減らすことができる。
また、前記３Ｄカメラを用いることにより、前記物品の色に応じて前記物品載置部の色を変えたりする必要もなくなるため、前記回転式整列装置で整列供給対応可能な前記物品の種類を増やすことができる。
【0037】
また、本発明に係る整列方法は、物品の収容部と、該収容部上部の外周部に前記物品を並べて載置する物品載置部とを備えた回転式整列装置を用いて、前記物品載置部に前記物品を整列させる方法であって、
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を吸着機構により前記物品載置部の一部の領域に吸着させた状態で、該物品載置部に吸着された前記物品に重なっている状態の物品を返戻部により前記収容部に戻すことを特徴としている。
前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を吸着機構により前記物品載置部の一部の領域に吸着させた状態で、該物品載置部に吸着された前記物品に重なっている状態の物品を返戻部により前記収容部に戻すことを特徴としている。
【0038】
上記整列方法によれば、前記収容部から前記物品載置部に移載された前記物品を前記吸着機構により前記物品載置部の一部の領域に吸着させるため、前記重なっている状態の物品を前記返戻部により前記収容部に戻す際に、重なり合った物品同士が連れだって一緒に前記収容部に戻されるような、整列効率を低下させる現象を防ぐことが可能となり、前記物品載置部での物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、次工程への物品の供給能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】実施の形態に係る回転式整列装置の構成例を示す要部平面図である。
【図3】別の実施の形態に係る回転式整列装置の構成例を示す要部断面図である。
【図4】さらに別の実施の形態に係る回転式整列装置の構成例を示す要部断面図である。
【図5】実施の形態に係る回転式整列装置における吸着機構と返戻部が設けられている物品載置面付近を示す要部部分断面図であり、（ａ）～（ｃ）は、物品同士の重なり合いを解消する工程の一場面を示す図である。
【図6】実施の形態に係る回転式整列装置を含む整列供給装置の構成例を示す要部平面図である。
【図8】回転式整列装置における物品載置部の別の構成例を示す要部部分断面図であり、（ａ）～（ｃ）は、プレートの形態の違いを示す図である。
【図9】実施の形態に係る整列供給装置における制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図10】実施の形態に係る整列供給装置における制御部のピッキングロボットによる物品の移し替えを制御する機能構成例を示すブロック図である。
【図11】別の実施の形態に係る回転式整列装置の一例を示す図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線要部断面図である。
【図12】エアノズルが設けられた従来の回転式整列装置の課題を説明するための模式図であり、（ａ）は物品載置部を含む要部平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ－ｃ線断面図である。
【図13】回転羽根が設けられた従来の回転式整列装置の課題を説明するための模式図であり、（ａ）は物品載置部を含む要部平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、本発明の実施の形態に係る回転式整列装置、整列供給装置、及び整列方法を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【0041】
図１は、実施の形態に係る回転式整列装置の構成例を示す要部平面図である。図２は、図１におけるII－II線要部断面図である。
図１、２に示すように、回転式整列装置２０は、図示しない供給搬送機により供給された物品２を収容する収容部２１と、収容部２１の上部の外周部に物品２を並べて載置する物品載置部２４とを備えている。
収容部２１は、傾斜した状態で回転し底部を構成する傾斜回転円板２２と、傾斜回転円板２２の外周部に位置する回転外周壁２３とを含んで構成されている。
図１、２に示すように、回転式整列装置２０は、図示しない供給搬送機により供給された物品２を収容する収容部２１と、収容部２１の上部の外周部に物品２を並べて載置する物品載置部２４とを備えている。
収容部２１は、傾斜した状態で回転し底部を構成する傾斜回転円板２２と、傾斜回転円板２２の外周部に位置する回転外周壁２３とを含んで構成されている。
【0042】
回転外周壁２３は、図２に示すように、架台２５に固定された第１の基台２６によって支持され、傾斜回転円板２２は、第２の基台２７によって支持され、第２の基台２７は、円筒体２８と第１の基台２６とによって支持されている。円筒体２８は、その上端部が第２の基台２７に固定され、下端部が第１の基台２６に固定されている。
【0043】
回転外周壁２３は、ボウル型内壁２３ａと、ボウル型内壁支持部２３ｂとを含んで構成されている。ボウル型内壁２３ａは、傾斜回転円板２２の外周部に近接するように配置され、その内径が下部に比べ上部の方が大きく、底部が開口した形状を有している。ボウル型内壁２３ａの上端部と物品載置部２４とが、ボウル型内壁支持部２３ｂの上端開口部に支持された状態で固定され、ボウル型内壁支持部２３ｂの底部中央部が回転支持体２６ｂに固定されている。
【0044】
回転支持体２６ｂは、第１の基台２６に固定されたモータ２６ａのギア２６ｃと噛み合うように取り付けられている。上記構造により、ブラシレスモータなどからなるモータ２６ａの回転が、ギア２６ｃ、回転支持体２６ｂを介してボウル型内壁支持部２３ｂに伝達されて、回転外周壁２３が回転駆動するように構成されている。
【0045】
傾斜回転円板２２は、水平面に対して傾斜した回転軸回りに回転するように第２の基台２７に取り付けられており、その外周部がボウル型内壁２３ａに近接するように配設されている。第２の基台２７には、ブラシレスモータなどからなるモータ２７ａが水平面に対し回転軸を傾斜させて固定されている。上記構造により、回転軸が傾斜したモータ２７ａの回転が、ギア２７ｂを介して傾斜回転円板２２に伝達されて、傾斜回転円板２２が回転駆動するように構成されている。このように、回転外周壁２３と傾斜回転円板２２とがそれぞれ別々の駆動装置によって回転する構造となっている。
【0046】
なお、図１、２に示す構成例では、傾斜回転円板２２の外周部は、回転中心の右側がもっとも高く、左側がもっとも低くなっている。傾斜回転円板２２の外周部には、外側の方が低い、言い換えると下向きに傾斜した滑り出し部２２ａを設けることが好ましい。さらに、傾斜回転円板２２の滑り出し部２２ａの端部と、物品載置部２４の載置面２４ｂの内側端部の高さが、傾斜回転円板２２のもっとも高い位置でほぼ同じレベルになるようにすることが好ましい。上記の構成とすることによって、物品２が、より円滑、かつ確実に収容部２１から物品載置部２４に移動することとなる。
【0047】
また、傾斜回転円板２２の外周部とボウル型内壁２３ａとの隙間は、その隙間から物品２が落下しないように、できるだけ狭くなるように設定されている。また、傾斜回転円板２２の水平面に対する角度は、物品２の重さ、大きさ、形状等の条件により異なるものの、例えば、１０°～３０°程度に設定されることが好ましい。このように、回転外周壁２３と傾斜回転円板２２とは、水平面に対し異なった角度で別々の駆動装置で回転するように構成されている。なお、傾斜回転円板２２は、外周部に滑り出し部２２ａを備えているが、傾斜回転円板２２は、滑り出し部２２ａを有していない平円板形状であってもよく、この場合の傾斜回転円板２２の水平面に対する角度は、物品２の種類等に応じて、例えば、１０°～４５°程度に設定することができる。
【0048】
物品載置部２４は、円環状の載置面２４ｂを有し、ボウル型内壁２３ａの上端部に外向きに設けられている。物品載置部２４の円環状の幅は、物品２を載置させるために物品２の胴部の幅より大きくなっている。また、物品載置部２４の外周部には物品２の落下防止壁２４ａが設けられている。落下防止壁２４ａは、物品載置部２４の載置面２４ｂの外周縁部に固定されているが、別の構成例では、物品載置部２４の載置面２４ｂとは固定しない構成としてもよい。
【0049】
また、物品載置部２４における物品２の載置面２４ｂには、物品載置部２４の回転方向（円周方向）に沿って所定間隔で複数の開孔２４ｃが形成されている。これら複数の開孔２４ｃは、後述する吸着機構３０によって物品２を物品載置部２４に吸着させるために形成されている。
【0050】
図１、２に示す例では、複数の開孔２４ｃが、物品載置部２４の回転方向に２列に設けられているが、１列でもよいし、３列以上で設けてもよい。また、複数の開孔２４ｃの孔径や間隔は、物品載置部２４の円環状の幅、整列対象となる物品２の大きさや形状などを考慮して、物品２を物品載置部２４に吸着させることができる孔径や配置間隔に設定されている。
【0051】
さらに、回転式整列装置２０は、特徴的構成として、収容部２１から物品載置部２４に移載された物品２を物品載置部２４に吸着させる吸着機構３０と、吸着機構３０により物品載置部２４に吸着させている物品２に重なっている状態の物品２を収容部２１に戻すための返戻部４０とを備えている。
【0052】
吸着機構３０は、物品載置部２４の載置面２４ｂの反対側（下面側）から複数の開孔２４ｃのうちの一部の開孔２４ｃを覆うように配設される吸引ノズル部３１と、吸引ノズル部３１に取り付けられる吸引装置３２とを含んで構成されている。
【0053】
吸引ノズル部３１は、一部の開孔２４ｃを覆う大きさを有し、載置面２４ｂの一部に吸着領域２４ｄを形成する吸引口３１ａと、吸引装置３２に接続される接続口３１ｂとを備えている。吸引口３１ａの大きさ、換言すれば、吸着領域２４ｄの大きさは、返戻部４０の構成、その配設位置等を考慮して、物品２の重なり合いを解消する機能を発揮できる大きさに設定される。例えば、吸引口３１ａの大きさは、円環状の載置面２４ｂの４分の１以下の領域を覆う大きさに設定することが好ましい。
【0054】
吸引装置３２は、吸引ノズル部３１の接続口３１ｂに一端側が接続される吸引ホース３２ａと、吸引ホース３２ａの他端側に接続される吸引ブロアなどからなる吸引駆動部３２ｂとを含んで構成されている。
【0055】
返戻部４０は、物品載置部２４の回転方向から順に、エア噴射部４１と、回転羽根部４２とを含んで構成されている。
エア噴射部４１は、物品載置部２４の載置面２４ｂ上で重なっている状態の物品２を非接触方式で収容部２１に戻すための非接触式返戻部の一例であり、圧縮空気などの気体を噴射するエアノズル４１ａを備えている。エアノズル４１ａは、ブロアポンプ又はコンプレッサーなどを備えたエア供給源４１ｂに接続され、エア供給源４１ｂからエアノズル４１ａに圧縮空気が送り込まれるようになっている。なお、エア供給源４１ｂは、必ずしも回転式整列装置２０内に装備する必要はなく、別の構成例では、回転式整列装置２０の外部に設けられたエア供給源からエアノズル４１ａに圧縮空気が送り込まれる構成としてもよい。
エア噴射部４１は、物品載置部２４の載置面２４ｂ上で重なっている状態の物品２を非接触方式で収容部２１に戻すための非接触式返戻部の一例であり、圧縮空気などの気体を噴射するエアノズル４１ａを備えている。エアノズル４１ａは、ブロアポンプ又はコンプレッサーなどを備えたエア供給源４１ｂに接続され、エア供給源４１ｂからエアノズル４１ａに圧縮空気が送り込まれるようになっている。なお、エア供給源４１ｂは、必ずしも回転式整列装置２０内に装備する必要はなく、別の構成例では、回転式整列装置２０の外部に設けられたエア供給源からエアノズル４１ａに圧縮空気が送り込まれる構成としてもよい。
【0056】
エア噴射部４１は、吸引ノズル部３１の吸引口３１ａと物品載置部２４を介して対向する領域、すなわち吸着領域２４ｄの近傍に配設されており、吸着領域２４ｄで重なっている状態の物品２に向けてエアを噴射する機能を備えている。
【0057】
エアノズル４１ａの形態は特に限定されない。物品２の種類、形状、大きさなどを考慮して、噴射口が１つのストレートタイプや噴射口が複数個並べられたフラットタイプのエアノズル４１ａなど異なる形態のものを選択することが可能である。また、エアノズル４１ａは、物品載置部２４の回転方向、及び／又は落下防止壁２４ａの高さ方向に所定の間隔を設けて複数配置するようにしてもよい。落下防止壁２４ａには、エアノズル４１ａが設けられる高さ位置に通孔２４ａａが設けられている。
【0058】
回転羽根部４２は、物品載置部２４の載置面２４ｂ上で重なっている状態の物品２を接触方式で収容部２１に戻すための接触式返戻部の一例であり、例えば、４枚以上の平羽根４２ａを備え、平羽根４２ａの回転軸４２ｂが、物品載置部２４の円環方向に略水平に設けられている。そして、平羽根４２ａの回転軸４２ｂが、図示しない回転駆動部に接続されており、該回転駆動部を作動させることにより、平羽根４２ａが、重なっている上段の物品２を収容部２１にかき落とす方向に所定の回転速度で回転するように構成されている。なお、回転羽根部４２は、３枚以下の平羽根４２ａを備えた構成であってもよいし、平羽根４２ａに代えて、先端側にブラシが設けられたブラシ付き羽根を備えた構成であってもよいし、ローラ型ブラシで構成してもよい。
【0059】
回転羽根部４２は、吸引ノズル部３１の吸引口３１ａと物品載置部２４を介して対向する領域上、すなわち、吸着領域２４ｄ上に配設されており、物品載置部２４の回転方向の手前にあるエア噴射部４１によるエアの噴射によっても重なりが解消されていない状態の物品２を収容部２１にかき落とす機能を備えている。
【0060】
なお、上記構成例では、返戻部４０が、エア噴射部４１と、回転羽根部４２とを含んで構成されているが、別の構成例では、返戻部４０が、エア噴射部４１のみ、又は複数のエア噴射部４１で構成されてもよいし、さらに別の構成例では、返戻部４０が、回転羽根部４２のみ、又は、複数の回転羽根部４２で構成されてもよい。
【0061】
また、回転式整列装置２０には、収容部２１内の物品２の量を検出する手段や、物品載置部２４上に載置された物品２の整列状態（向きなど）を検出する手段がさらに設けられてもよい。
収容部２１内の物品２の量を検出する手段は、例えば、レーザー照射部と撮像部とを含んで構成され、収容部２１内にレーザー光を照射し、レーザー光に照射された物品２を撮像部で撮影し、得られた画像を解析することによって物品２の量を求め、収容部２１内における物品２の過不足を判断する構成とすることができる。レーザー光を用いる場合には、例えば、線状のレーザー光を照射し、物品２に照射された際のレーザー光の状態を検出すればよいので、単に画像を解析する場合に比べて、より簡単に物品２の有無を検出することができる。そして検出結果のデータを基に、物品２が所定の量以下になったと判断された場合には、図示しない供給搬送機を介して、物品２を回転式整列装置２０の収容部２１に送り込むように構成すればよい。
収容部２１内の物品２の量を検出する手段は、例えば、レーザー照射部と撮像部とを含んで構成され、収容部２１内にレーザー光を照射し、レーザー光に照射された物品２を撮像部で撮影し、得られた画像を解析することによって物品２の量を求め、収容部２１内における物品２の過不足を判断する構成とすることができる。レーザー光を用いる場合には、例えば、線状のレーザー光を照射し、物品２に照射された際のレーザー光の状態を検出すればよいので、単に画像を解析する場合に比べて、より簡単に物品２の有無を検出することができる。そして検出結果のデータを基に、物品２が所定の量以下になったと判断された場合には、図示しない供給搬送機を介して、物品２を回転式整列装置２０の収容部２１に送り込むように構成すればよい。
【0062】
また、回転式整列装置２０では、ボウル型内壁２３ａの上端部と物品載置部２４とが、ボウル型内壁支持部２３ｂの上端開口部に支持された状態で固定されているが、ボウル型内壁２３ａとボウル型内壁支持部２３ｂとの取付け構造は、これに限定されない。
【0063】
図３に示すように、別の実施の形態に係る回転式整列装置２０Ａでは、物品載置部２４がボウル型内壁２３ａの上端開口部に支持された状態で固定され、ボウル型内壁支持部２３ｂの上端開口部が、ボウル型内壁２３ａの下部外周面に固定される構成としてもよい。係る取付け構造とすることにより、吸引ノズル部３１を配設するスペースをより広く確保することができ、また、物品載置部２４の載置面２４ｂのより内側に開孔２４ｃを設けることが可能となる。
【0064】
また、傾斜回転円板２２と回転外周壁２３とを回転駆動させるためのモータ２７ａ、２６ａ等の取付け構造は、図２に示した構造に限定されるものではなく、別の構成例では、図４の要部断面図に示すような取付け構造であってもよい。
【0065】
図４に示す別の実施の形態に係る回転式整列装置２０Ｂでは、ボウル型内壁２３ａの底部にボウル型内壁支持部２３ｂが固定され、ボウル型内壁支持部２３ｂの下部に円環状の回転支持体２６ｄが固定され、回転支持体２６ｄの外周ギア歯面とモータ２６ａのギア２６ｃとが噛み合うように取り付けられ、モータ２６ａが第１の基台２６Ａに取り付けられている。第１の基台２６Ａは、ベアリング２６ｅを介してボウル型内壁支持部２３ｂを支持する構成となっている。また、第１の基台２６Ａは架台２５に固定されている。
上記構造により、モータ２６ａの回転が、ギア２６ｃ、回転支持体２６ｄを介してボウル型内壁支持部２３ｂに伝達されて、ベアリング２６ｅを介して回転外周壁２３が回転駆動するように構成されている。
上記構造により、モータ２６ａの回転が、ギア２６ｃ、回転支持体２６ｄを介してボウル型内壁支持部２３ｂに伝達されて、ベアリング２６ｅを介して回転外周壁２３が回転駆動するように構成されている。
【0066】
また、傾斜回転円板２２は、水平面に対して傾斜した回転軸回りに回転するように第２の基台２７Ａに取り付けられ、第２の基台２７Ａには、モータ２７ａが水平面に対し回転軸を傾斜させて固定されている。また、第２の基台２７Ａは架台２５に固定されている。
上記構造により、モータ２７ａの回転が、ギア２７ｂを介して傾斜回転円板２２に伝達されて、傾斜回転円板２２が回転駆動するように構成されている。係る取付け構造によれば、傾斜回転円板２２の回転動作の安定性をより高めることが可能となる。
上記構造により、モータ２７ａの回転が、ギア２７ｂを介して傾斜回転円板２２に伝達されて、傾斜回転円板２２が回転駆動するように構成されている。係る取付け構造によれば、傾斜回転円板２２の回転動作の安定性をより高めることが可能となる。
【0067】
次に、実施の形態に係る回転式整列装置２０による物品２の整列動作について説明する。
回転式整列装置２０が整列対象としている物品２は、例えば、液体、粉体、粒状体などが詰め込まれる容器であり、内容物が出し入れされる口部を有する頭部と、該頭部に比べて面積が大きい底部とを備えているものである。前記頭部と前記底部との間の胴部に相当する部分は、横断面が円形、楕円形、略四角形、略三角形、その他の形でもよく、容器側面が前記底部から前記頭部にかけて湾曲しているものなどであってもよい。また、前記胴部が偏平で、内容物を出し入れする口部が偏平な胴部の一方側に設けられた形状の容器であってもよい。
以下の説明では、物品２が、胴部の厚みが薄い形状を有する軽量の薄型ボトルである場合について説明する。
回転式整列装置２０が整列対象としている物品２は、例えば、液体、粉体、粒状体などが詰め込まれる容器であり、内容物が出し入れされる口部を有する頭部と、該頭部に比べて面積が大きい底部とを備えているものである。前記頭部と前記底部との間の胴部に相当する部分は、横断面が円形、楕円形、略四角形、略三角形、その他の形でもよく、容器側面が前記底部から前記頭部にかけて湾曲しているものなどであってもよい。また、前記胴部が偏平で、内容物を出し入れする口部が偏平な胴部の一方側に設けられた形状の容器であってもよい。
以下の説明では、物品２が、胴部の厚みが薄い形状を有する軽量の薄型ボトルである場合について説明する。
【0068】
回転式整列装置２０は、傾斜回転円板２２と回転外周壁２３との作用により、回転外周壁２３の上部外側に形成された円環状の物品載置部２４に、物品２の頭部と底部の向きを円周方向に向けて、物品２を整列して載置させる装置である。
【0069】
傾斜回転円板２２とボウル型内壁２３ａとで構成された収容部２１内に物品２が搬入された状態で、傾斜回転円板２２及びボウル型内壁２３ａを含む回転外周壁２３を回転させる。この回転動作とともに、吸着機構３０及び返戻部４０も動作させる。すなわち、吸引駆動部３２ｂを駆動させて、吸引ノズル部３１が配設された吸着領域２４ｄでの物品２の吸着動作を行い、また、エア噴射部４１のエアノズル４１ａからエアを噴射する動作と、回転羽根部４２の平羽根４２ａを回転させる動作とを行う。
【0070】
なお、収容部２１から物品載置部２４への物品の移動が円滑に進むように、傾斜回転円板２２及び回転外周壁２３の回転方向は同じであり、回転速度も、ほぼ同じ速度に設定されている。ただし、物品２の形状、大きさ等の条件によっては、傾斜回転円板２２の回転速度と回転外周壁２３の回転速度とが異なる方がよい場合もあるので、そのような場合には、適宜両者の回転速度が個別に設定される。
【0071】
傾斜回転円板２２及びボウル型内壁２３ａを回転させると、収容部２１内の物品２は、図１に示すように、傾斜回転円板２２及びボウル型内壁２３ａの回転に伴って収容部２１内で円周方向に回転移動する。この回転移動に伴い、物品２に遠心力が発生し、物品２は傾斜回転円板２２の中心部から外周側に向けて移動する。そして外周側に向けての移動が進み、物品２が傾斜回転円板２２のもっとも高い位置、換言すれば、物品２が傾斜回転円板２２上で物品載置部２４の高さ位置（図１、２の右側）に到達すると、物品２は、傾斜回転円板２２上から物品載置部２４に対して押し出されるようにして、物品載置部２４の載置面２４ｂ上に移動する。
【0072】
なお、物品２が、回転移動に伴い発生する遠心力が小さいもの、例えば、軽量のものである場合、又は扁平形状等のため傾斜回転円板２２等との摩擦が多い形状のものである場合には、傾斜回転円板２２から物品載置部２４への物品２の移動を補助する手段として、例えば、傾斜回転円板２２が最も高くなる位置付近に、物品載置部２４へ向けてエアを噴射するエアノズルなどをさらに設けてもよい。
【0073】
載置面２４ｂ上に移動した物品２は、その長さ方向が落下防止壁２４ａに沿った状態で１列に整列されることとなる。
このとき、物品２が重なり合った状態で載置面２４ｂ上に移動した場合、吸着機構３０及び返戻部４０が配設された吸着領域２４ｄにおいて、図５に示すように、吸着機構３０と返戻部４０の動作により物品２の重なり合いが解消されるようになっている。
図５（ａ）～（ｃ）は、回転式整列装置２０における吸着機構３０及び返戻部４０が設けられている吸着領域２４ｄ付近を示す要部部分断面図である。
このとき、物品２が重なり合った状態で載置面２４ｂ上に移動した場合、吸着機構３０及び返戻部４０が配設された吸着領域２４ｄにおいて、図５に示すように、吸着機構３０と返戻部４０の動作により物品２の重なり合いが解消されるようになっている。
図５（ａ）～（ｃ）は、回転式整列装置２０における吸着機構３０及び返戻部４０が設けられている吸着領域２４ｄ付近を示す要部部分断面図である。
【0074】
図５（ａ）は、吸着機構３０により下段の物品２を載置面２４ｂに吸着させた状態としつつ、エアノズル４１ａから噴射するエアにより上段の物品２だけを収容部２１内に吹き飛ばしている状態を示している。
図５（ａ）に示すように、物品２の横断面が三角形状を有し、物品同士が図示したような状態で重なり合った状態で吸着領域２４ｄ内に入ると、吸着機構３０による吸引動作によって下段の物品２が載置面２４ｂに吸着される。
図５（ａ）に示すように、物品２の横断面が三角形状を有し、物品同士が図示したような状態で重なり合った状態で吸着領域２４ｄ内に入ると、吸着機構３０による吸引動作によって下段の物品２が載置面２４ｂに吸着される。
【0075】
そして、下段の物品２が載置面２４ｂに吸着された状態で物品載置部２４が回転し、重なり合った物品２がエアノズル４１ａと対面する位置に到達すると、エアノズル４１ａから噴射されたエアが、重なり合った物品２に当たる（右図参照）。このとき下段の物品２は載置面２４ｂに吸着しているため、上段の物品２だけが収容部２１内に吹き飛ばされて、物品同士の重なり合いが解消されることとなる（左図参照）。その後、下段の物品２だけが載置面２４ｂ上に載置されたまま回転移動する。
【0076】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したエアノズル４１ａから噴射されるエアでは上手く上段の物品２を吹き飛ばすことができずに、エア噴射部４１の後段に設けられた回転羽根部４２により上段の物品２だけを収容部２１内にかき落としている状態を示している。
【0077】
図５（ｂ）に示すように、重なり合った物品２のうち下段の物品２が載置面２４ｂに吸着された状態で、図５（ａ）に示した位置から物品載置部２４がさらに回転し、重なり合った物品２が回転羽根部４２の位置に到達すると、回転している平羽根４２ａが、重なり合った物品２に当たる。このとき下段の物品２は載置面２４ｂに吸着しているため、上段の物品２だけが収容部２１内にかき落とされて、物品同士の重なり合いが解消されることとなる（左図参照）。その後、下段の物品２だけが載置面２４ｂ上に載置されたまま回転移動する。
【0078】
図５（ｃ）は、物品載置部２４の回転方向に物品同士の一部が重なり合った場合において、エアノズル４１ａから噴射されるエアでは上手く上段の物品２を吹き飛ばすことができずに、エア噴射部４１の後段に設けられた回転羽根部４２により上段の物品２だけを収容部２１内にかき落としている状態を示している。
【0079】
図５（ｃ）に示すように、重なり合った物品２のうち下段の物品２が載置面２４ｂに吸着された状態で、一部が重なり合った物品２が回転羽根部４２の位置に到達すると、回転している平羽根４２ａが、重なり合った物品２に当たる。このとき下段の物品２は載置面２４ｂに吸着しているため、上段の物品２だけが収容部２１内にかき落とされて、物品同士の重なり合いが解消されることとなる（左図参照）。その後、下段の物品２だけが載置面２４ｂ上に載置されたまま回転移動する。
【0080】
重なり合った状態が解消されて載置面２４ｂに整列した物品２は、その後、物品載置部２４から、適宜図示しない搬送装置に移し替えられるようになっている。物品載置部２４から前記搬送装置に移し替えられなかった物品２は、回転移動を継続させてもよいし、エアを噴射したりして、収容部２１内に戻すようにしてもよい。
【0081】
次に上記した回転式整列装置２０を含む整列供給装置の一例を説明する。
図６は、実施の形態に係る回転式整列装置２０を含む整列供給装置５０の構成例を示す要部平面図である。図７は、図６におけるVII－VII線要部断面図である。
図６、７に示した整列供給装置５０は、図１、２に示した回転式整列装置２０に、ピッキングロボット６０、撮像装置６５、及び搬送装置７０が組み合わされた装置である。
図６は、実施の形態に係る回転式整列装置２０を含む整列供給装置５０の構成例を示す要部平面図である。図７は、図６におけるVII－VII線要部断面図である。
図６、７に示した整列供給装置５０は、図１、２に示した回転式整列装置２０に、ピッキングロボット６０、撮像装置６５、及び搬送装置７０が組み合わされた装置である。
【0082】
整列供給装置５０は、回転式整列装置２０の物品載置部２４に整列させた物品２をピッキングロボット６０により保持し、ベルトコンベアなどの搬送装置７０に対し、物品２を所定の姿勢、例えば、起立状態に整列された状態で移し替える装置である。
回転式整列装置２０には、図１、２を参照して説明したように、吸着機構３０と返戻部４０（エア噴射部４１と回転羽根部４２）とが装備されており、物品載置部２４での物品同士の重なり合いが適切に解消され、物品載置部２４には物品２が１列に効率良く整列して載置されるようになっている。
回転式整列装置２０には、図１、２を参照して説明したように、吸着機構３０と返戻部４０（エア噴射部４１と回転羽根部４２）とが装備されており、物品載置部２４での物品同士の重なり合いが適切に解消され、物品載置部２４には物品２が１列に効率良く整列して載置されるようになっている。
【0083】
また、回転式整列装置２０は、図８（ａ）～（ｃ）の要部部分断面図に示すように、物品載置部２４の載置面２４ｂ上に、円環状のプレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈを配設してもよい。プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈは、載置面２４ｂに形成された複数の開孔２４ｃと重なる位置に複数の開孔２４ｆが形成されている。
【0084】
図８（ａ）に示したプレート２４ｅは、上面が略水平な形状となっている。図８（ｂ）に示したプレート２４ｇは、上面の内側部分が傾斜した形状、例えば、傾斜回転円板２２の滑り出し部２２ａの傾斜に合わせて傾斜した形状となっている。また、図８（ｃ）に示したプレート２４ｈは、上面全体が傾斜した形状、例えば、傾斜回転円板２２の滑り出し部２２ａの傾斜に合わせて傾斜した形状となっている。
【0085】
また、プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈの高さは、物品２の形状やエアノズル４１ａの高さ位置を考慮して、重なり合った上段の物品２にエアを当てることができるように設定することが好ましい。
また、プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈは、物品２の色に応じて使い分けされるように、色が異なる複数種類のものをセットとして備えてもよい。
また、プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈのように、物品２の形状等に対応させて、水平面となす角度が異なる種類のものをセットとして備えてもよい。
このように物品載置部２４が、色、及び／又は形状が異なる複数種類のプレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈを備える構成とすることにより、物品２の色や形状に応じて、プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈの中から適切なものを選択して使用することが可能となる。
また、プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈは、物品２の色に応じて使い分けされるように、色が異なる複数種類のものをセットとして備えてもよい。
また、プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈのように、物品２の形状等に対応させて、水平面となす角度が異なる種類のものをセットとして備えてもよい。
このように物品載置部２４が、色、及び／又は形状が異なる複数種類のプレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈを備える構成とすることにより、物品２の色や形状に応じて、プレート２４ｅ、２４ｇ、２４ｈの中から適切なものを選択して使用することが可能となる。
【0086】
ピッキングロボット６０は、３自由度以上の多自由度の動作が可能なパラレルリンクロボットで構成されており、本体部６１と、本体部６１に取り付けられた複数のピッキングアーム６２と、ピッキングアーム６２のヘッド部６３に設けられた保持部６４とを備えている。各ピッキングアーム６２は、複数のリンク（ジョイント）と複数のアームとを含んで構成されている。保持部６４は、回転式整列装置２０の物品載置部２４に整列させた物品２を保持する手段であり、例えば、真空吸着式の吸着パッドで構成されている。
【0087】
撮像装置６５は、ピッキングロボット６０と吸着領域２４ｄとの間の載置面２４ｂ上方に配設されている。撮像装置６５は、例えば、物品２の３次元画像を撮像することが可能な左右一対の３Ｄカメラユニットを含んで構成され、回転する載置面２４ｂ上の物品２を認識できるように所定のフレームレート（ｆｐｓ）で動画像を撮影するようになっている。
【0088】
ピッキングロボット６０は、保持部６４により保持された物品２を、隣接する搬送装置７０上に、所定の姿勢、例えば、物品２の頭部を上に、底部を下にして立てた起立姿勢で載置する装置である。なお、物品２の胴部が偏平状で、内容物の出し入れをする口部が偏平な胴部に設けられている形状の物品２の場合には、口部がある側の胴部を上にして横に寝かせた姿勢で、物品２を搬送装置７０上に載置するようにしてもよい。
【0089】
ピッキングロボット６０は、図６に示すように、ロボット支持台６６に固定されており、本体部６１が、回転式整列装置２０の上方で、その中心部が回転式整列装置２０の外周近傍に位置するように取り付けられている。また、ロボットハンドを構成するピッキングアーム６２のヘッド部６３が、回転式整列装置２０の物品載置部２４に近接した高さに位置するように構成されている。さらに、ピッキングロボット６０は、搬送装置７０に近接して配置されている。そして、ピッキングアーム６２の先端に取り付けられた保持部６４は、回転式整列装置２０の物品載置部２４と搬送装置７０の間に位置し、回転移動する物品載置部２４が搬送装置７０に近接する領域に位置するように配置されている。そのため、物品２が保持部６４に保持されてから、搬送装置７０に載置されるまでの物品２の移動距離が短くなっており、物品２の移し替えに要する時間も短くすることができる。
【0090】
このようなピッキングロボット６０で物品２を保持する位置と、物品２を移し替える先の搬送装置７０との位置関係は、回転式整列装置２０と、ピッキングロボット６０と、搬送装置７０との組合せによって得られるものである。
なお、搬送装置７０の移動方向は、ピッキングロボット６０が物品２を保持する位置における回転式整列装置２０の物品載置部２４の移動方向（回転方向）と同じでもよく、逆方向でもよい。
また、上記したピッキングロボット６０には、市販されている汎用のロボットを適用することができ、上記したパラレルリンクロボットの他に、水平多関節ロボット（スカラロボット）、垂直多関節ロボットなどが適用可能である。
なお、搬送装置７０の移動方向は、ピッキングロボット６０が物品２を保持する位置における回転式整列装置２０の物品載置部２４の移動方向（回転方向）と同じでもよく、逆方向でもよい。
また、上記したピッキングロボット６０には、市販されている汎用のロボットを適用することができ、上記したパラレルリンクロボットの他に、水平多関節ロボット（スカラロボット）、垂直多関節ロボットなどが適用可能である。
【0091】
整列供給装置５０は、回転式整列装置２０の各部の動作、ピッキングロボット６０の各部の動作、保持部６４の動作、及び撮像装置６５の動作などを制御する制御部５１（図９参照）を備えている。
【0092】
図９のブロック図に示すように、制御部５１は、そのハードウェア構成として、１以上のＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４、入出力部５５、及び通信部５６を含んで構成されている。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５３に格納されている各種のプログラムを読み込んで実行する。ＲＡＭ５４には、ＣＰＵ５２で処理したデータなどが読み出し可能に記憶され、記憶されたデータはＣＰＵ５２でブログラムを実行する際に適宜読み出される。入出力部５５は、撮像装置６５からの撮像データや図示しない装置の操作盤などからの入力データなどを入力したり、制御部５１から各部へ信号を出力したりするのに用いられる。通信部５６は、通信ネットワークを介して、整列供給装置５０を構成する各装置の制御等に必要なデータのやり取りをするのに用いられる。通信部５６は、無線通信、及び／又は有線通信を行うことができる通信モジュール又は通信デバイスで構成されている。
【0093】
制御部５１は、例えば、回転式整列装置２０における収容部２１内の物品量の制御を行う。また、制御部５１は、撮像装置６５で撮像された画像データを基に、吸着機構３０及び返戻部４０が配設された吸着領域２４ｄを通過した後の載置面２４ｂに並べられた物品２を認識し、ピッキングロボット６０による物品２の保持と搬送装置７０へ移し替えるピッキング制御などを行う。
【0094】
図１０は、実施の形態に係る整列供給装置５０における制御部５１のピッキングロボット６０による物品の移し替えを制御するシステムの機能構成例を示すブロック図である。
この制御システム５１Ａは、入力部５５Ａ、ピッキング制御ユニット５２Ａ、及び出力部５５Ｂを含んで構成されている。
この制御システム５１Ａは、入力部５５Ａ、ピッキング制御ユニット５２Ａ、及び出力部５５Ｂを含んで構成されている。
【0095】
入力部５５Ａには、撮像装置６５から得られる３Ｄカメラユニットの左右の画像データから合成された物品の３Ｄ画像データ、物品の３次元ＣＡＤデータを利用した機械学習により予め生成された学習済みモデル、前記操作盤などから入力される物品の数などの物品データ、回転式整列装置２０や搬送装置７０の操業条件などの装置データが入力される。また、図９に示したＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４に格納されているデータも適宜入力される。
【0096】
前記学習済みモデルは、図示しない教師データ生成装置と人工知能（ＡＩ）学習装置とを備えた機械学習システムにより予め生成されたモデルである。前記機械学習システムは、コンピュータ装置で構成されている。
前記教師データ生成装置は、物品の３次元ＣＡＤデータ、物品の保持位置情報、現実のピッキング操作環境で想定される様々な光学条件、物品の傾きなどの様々な物理条件などに基づいて複数の教師データを生成し、前記ＡＩ学習装置に提供する。
そして該ＡＩ学習装置は、物品の３次元ＣＡＤデータと前記教師データ生成装置から提供された教師データとを利用して機械学習を実施する。
前記学習済みモデルは、前記ＡＩ学習装置による前記機械学習の結果、出力されるモデルであり、物品の３次元ＣＡＤデータから抽出した特徴量を示すニューラルネットワークの構造と、各リンクの重み付け等の学習済みパラメータとを含む推論用プログラムであり、図９に示すＲＯＭ５３に記憶されている。
前記教師データ生成装置は、物品の３次元ＣＡＤデータ、物品の保持位置情報、現実のピッキング操作環境で想定される様々な光学条件、物品の傾きなどの様々な物理条件などに基づいて複数の教師データを生成し、前記ＡＩ学習装置に提供する。
そして該ＡＩ学習装置は、物品の３次元ＣＡＤデータと前記教師データ生成装置から提供された教師データとを利用して機械学習を実施する。
前記学習済みモデルは、前記ＡＩ学習装置による前記機械学習の結果、出力されるモデルであり、物品の３次元ＣＡＤデータから抽出した特徴量を示すニューラルネットワークの構造と、各リンクの重み付け等の学習済みパラメータとを含む推論用プログラムであり、図９に示すＲＯＭ５３に記憶されている。
【0097】
ピッキング制御ユニット５２Ａは、照合部、物品形状・位置・姿勢判定部、物品保持制御部、及び物品移動制御部などを含んで構成されている。
前記照合部は、撮像装置６５で撮像された３Ｄ画像データを前記学習済みモデルに入力し、３Ｄ画像データ中の物品の認識結果を出力する。この認識結果には、物品の形状、位置、及び姿勢に関する情報が含まれており、さらに、ピッキングロボット６０による物品の保持位置に関する情報も含まれている。なお、前記照合部が行う前記学習済みモデルを用いた画像認識処理は適宜公知の処理方法を採用することができる。
前記照合部は、撮像装置６５で撮像された３Ｄ画像データを前記学習済みモデルに入力し、３Ｄ画像データ中の物品の認識結果を出力する。この認識結果には、物品の形状、位置、及び姿勢に関する情報が含まれており、さらに、ピッキングロボット６０による物品の保持位置に関する情報も含まれている。なお、前記照合部が行う前記学習済みモデルを用いた画像認識処理は適宜公知の処理方法を採用することができる。
【0098】
前記物品形状・位置・姿勢判定部は、前記照合部で照合できた物品を特定し、該物品の形状、位置、及び姿勢（向きや傾きを含む）を判定する処理を行う。
前記物品保持制御部は、前記物品形状・位置・姿勢判定部で判定された情報に基づいて、保持部６４による物品の保持位置を決定し、該保持位置に保持部６４を移動させるための各ピッキングアーム６２の移動量や移動角度などの制御データを算出し、ピッキングロボット６０に出力する。
前記物品保持制御部は、前記物品形状・位置・姿勢判定部で判定された情報に基づいて、保持部６４による物品の保持位置を決定し、該保持位置に保持部６４を移動させるための各ピッキングアーム６２の移動量や移動角度などの制御データを算出し、ピッキングロボット６０に出力する。
【0099】
前記物品移動制御部は、物品載置部２４での保持部６４による物品の保持位置から搬送装置７０に物品を移し替えるための各ピッキングアーム６２の移動量や移動角度などの制御データを算出し、ピッキングロボット６０に出力する。
ピッキングロボット６０は、前記物品保持制御部と前記物品移動制御部からの制御データに基づいて、各ピッキングアーム６２と保持部６４とを動作させて、物品２を物品載置部２４から搬送装置７０の所定の位置に所定の姿勢で移し替える動作を行う。
ピッキングロボット６０は、前記物品保持制御部と前記物品移動制御部からの制御データに基づいて、各ピッキングアーム６２と保持部６４とを動作させて、物品２を物品載置部２４から搬送装置７０の所定の位置に所定の姿勢で移し替える動作を行う。
【0100】
上記実施の形態に係る回転式整列装置２０によれば、物品載置部２４が複数の開孔２４ｃを有する載置面２４ｂを備え、吸着機構３０が、吸引ノズル部３１と吸引装置３２とを含んで構成されている。また、返戻部４０を構成するエア噴射部４１が、吸引ノズル部３１と載置面２４ｂを介して対向する吸着領域２４ｄの近傍に配設され、また、回転羽根部４２が、その吸着領域２４ｄ上に配設されている。
【0101】
したがって、吸引装置３２を作動させることにより、吸引ノズル部３１で覆われている吸着領域２４ｄの載置面２４ｂに物品２を吸着させた状態とし、載置面２４ｂに吸着されている物品２に重なっている状態の物品２だけがエア噴射部４１又は回転羽根部４２によって収容部２１に戻されることとなる。
そのため、物品載置部２４で物品同士が重なり合っている状態が、載置面２４ｂの吸着領域２４ｄ内で適切に解消され、物品２の整列効率が低下することなく、次工程への物品の供給能力を向上させることができる。
また、吸着機構３０の構成を装置に組み込むことは容易であり、装置コストも抑えることができる。また、吸着領域２４ｄの調整が、吸引ノズル部３１の吸引口３１ａのサイズを調整することで容易に行える。
そのため、物品載置部２４で物品同士が重なり合っている状態が、載置面２４ｂの吸着領域２４ｄ内で適切に解消され、物品２の整列効率が低下することなく、次工程への物品の供給能力を向上させることができる。
また、吸着機構３０の構成を装置に組み込むことは容易であり、装置コストも抑えることができる。また、吸着領域２４ｄの調整が、吸引ノズル部３１の吸引口３１ａのサイズを調整することで容易に行える。
【0102】
また、返戻部４０が非接触式のエア噴射部４１を含んで構成されているので、吸着領域２４ｄで載置面２４ｂに吸着されている物品２に重なっている状態の物品２だけを物理的接触のない状態で収容部２１に戻すことができる。
【0103】
また、返戻部４０として、接触式の回転羽根部４２がエア噴射部４１の後段にさらに設けられているので、前段に設けられたエア噴射部４１からのエア噴射では上手く物品同士の重なり合いが解消できなかった場合であっても、回転羽根部４２の平羽根４２ａを重なっている状態の物品２に物理的に接触させて、より確実に収容部２１にかき落とすことができる。
【0104】
また、上記実施の形態に係る整列供給装置５０によれば、回転式整列装置２０と搬送装置７０とが近接して配置され、さらにピッキングロボット６０が平面視で回転式整列装置２０と搬送装置７０との間に配設されている。
回転式整列装置２０では、上記のとおり、吸着機構３０と返戻部４０の作用により物品載置部２４での物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、物品２を物品載置部２４に効率良く整列させることができる。
そのため、ピッキングロボット６０が配設された位置に物品２を整列させた状態で安定的に移動させることができ、ピッキングロボット６０による物品２の保持と、搬送装置７０への物品２の移し替えを円滑、かつ効率良く行うことができる。
また、ピッキングロボット６０の保持部６４で物品載置部２４上の物品２を保持する位置と、搬送装置７０との間の距離が短く設定されているので、回転式整列装置２０から搬送装置７０への物品２の移し替えに要する時間を短縮でき、物品２を効率的に移し替えることができ、搬送装置７０への物品２の供給能力を向上させる効果を高めることができる。
回転式整列装置２０では、上記のとおり、吸着機構３０と返戻部４０の作用により物品載置部２４での物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、物品２を物品載置部２４に効率良く整列させることができる。
そのため、ピッキングロボット６０が配設された位置に物品２を整列させた状態で安定的に移動させることができ、ピッキングロボット６０による物品２の保持と、搬送装置７０への物品２の移し替えを円滑、かつ効率良く行うことができる。
また、ピッキングロボット６０の保持部６４で物品載置部２４上の物品２を保持する位置と、搬送装置７０との間の距離が短く設定されているので、回転式整列装置２０から搬送装置７０への物品２の移し替えに要する時間を短縮でき、物品２を効率的に移し替えることができ、搬送装置７０への物品２の供給能力を向上させる効果を高めることができる。
【0105】
なお、回転式整列装置２０では、吸着機構３０が、吸引ノズル部３１と吸引装置３２とを含む機構、すなわちエアの吸引力により吸着させる機構で構成されているが、吸着機構３０の構成はこれに限定されるものではない。別の構成例では、吸着機構が、物品の材質等に応じて、静電気力、磁力などを吸引力として用いる構成であってもよい。
また、回転式整列装置２０では、返戻部４０が、エア噴射部４１と回転羽根部４２とを含んで構成されているが、返戻部４０の構成はこれに限定されるものではない。別の構成では、回転羽根部４２の後段の載置面２４ｂの上方に、物品１個が通過可能な間隔を設けて除去プレートがさらに設けられてもよいし、又は該除去プレートが回転羽根部４２の代わりに設けられてもよい。前記除去プレートは、物品載置部２４の回転方向に向かって物品載置部２４の外周から内周に接近するように配置される。
また、回転式整列装置２０では、返戻部４０が、エア噴射部４１と回転羽根部４２とを含んで構成されているが、返戻部４０の構成はこれに限定されるものではない。別の構成では、回転羽根部４２の後段の載置面２４ｂの上方に、物品１個が通過可能な間隔を設けて除去プレートがさらに設けられてもよいし、又は該除去プレートが回転羽根部４２の代わりに設けられてもよい。前記除去プレートは、物品載置部２４の回転方向に向かって物品載置部２４の外周から内周に接近するように配置される。
【0106】
また、整列供給装置５０によれば、ピッキングロボット６０の前段に、物品２の３次元画像を撮像する３Ｄカメラユニットを含む撮像装置６５が配設され、制御部５１が、撮像装置６５で撮像された３Ｄ画像データを、物品２の３次元ＣＡＤデータと教師データとを利用した機械学習によって生成された学習済みモデルに入力し、前記３Ｄ画像データ中の物品２の認識結果を出力するように構成されている。
【0107】
そのため、物品載置部２４上の物品２を認識する画像処理の高速化を図ることができ、物品２が複雑な形状を有したものであっても、ピッキングロボット６０による物品２の保持と、搬送装置７０への物品２の移し替えを高速かつ精度良く行うことが可能となる。
また、撮像装置６５が３Ｄカメラで構成されることにより、撮像時の補助照明が不要となり、また外乱光を防ぐための照明ＢＯＸのような装備も不要となり、物品載置部２４上の物品２を撮像するための装備を減らすことができる。
また、撮像装置６５が３Ｄカメラで構成されることにより、撮像時の補助照明が不要となり、また外乱光を防ぐための照明ＢＯＸのような装備も不要となり、物品載置部２４上の物品２を撮像するための装備を減らすことができる。
【0108】
また、撮像装置６５が３Ｄカメラで構成されることにより、物品２の色に応じて載置面２４ｂの色を画像認識しやすい色に変えたりする必要もなくなり、また、物品２の立体形状を認識できるので、従来、高速ピッキングすることが難しかった複雑な形状をした物品であっても整列供給することが可能となり、整列供給装置５０で整列供給可能な物品の種類を増やすことができる。
【0109】
上記した整列供給装置５０では、撮像装置６５が二眼式の３Ｄカメラで構成されているが、別の構成例では、撮像装置６５が単眼で３Ｄ撮影可能な２Ｄカメラ、深度推定可能な２Ｄカメラ、又は一般的な２Ｄカメラで構成してもよい。
また、整列供給装置５０の別の構成例では、回転式整列装置２０の代わりに、図３、４に示した回転式整列装置２０Ａ、２０Ｂが搭載された構成としてもよい。
また、整列供給装置５０の別の構成例では、回転式整列装置２０の代わりに、図３、４に示した回転式整列装置２０Ａ、２０Ｂが搭載された構成としてもよい。
【0110】
上記した整列供給装置５０は、ピッキングロボット６０により回転式整列装置２０から搬送装置７０に物品２を所定の姿勢（例えば、起立状態等）に変えた状態で移し替えるように構成されているが、別の構成例では、ピッキングロボット６０を設けずに、回転式整列装置２０の物品載置部２４に整列させた物品２を整列させた状態のまま回転式整列装置２０から排出するように構成してもよい。
【0111】
図１１は、別の実施の形態に係る回転式整列装置の一例を示す図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ－ｂ線要部断面図である。なお、図１、２に示した回転式整列装置２０と同一機能を有する構成部品には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0112】
回転式整列装置２０Ｃは、収容部２１に投入された物品２を物品載置部２４上に１列に整列させながら排出部７１から排出し、図示しない搬送装置などに移し替える構成となっている。図１１では、物品２が薄型の蓋である場合を示している。
【0113】
回転式整列装置２０Ｃでは、ボウル型内壁２３ａの底部にボウル型内壁支持部２３ｂが固定され、ボウル型内壁２３ａの上端部に物品載置部２４が固定されている。一方、物品載置部２４の落下防止壁２４ａは、載置面２４ｂに固定されておらず、載置面２４ｂの上に平面視で略円形、又は１周の螺旋形状に配設されて、その上端部がハウジング２９に固定されている。したがって、物品載置部２４の載置面２４ｂは、回転外周壁２３とともに回転し、物品載置部２４の落下防止壁２４ａは、回転しない構造となっている。
【0114】
また、物品載置部２４の吸着領域２４ｄの後段には、表裏選別部３５が１箇所以上配設されている。表裏選別部３５により、物品２の表裏（天地）が検出され、一方の向きの物品２のみ通過させ、他方の向きの物品２は、収容部２１内に戻されるようになっている。表裏選別部３５は、例えば、画像センサ又は測距センサと、エアを噴射するエアノズルとを含んで構成されている。
【0115】
排出部７１は、落下防止壁２４ａに沿うように配設されている。排出部７１の形態（幅等）は、物品２の形態に応じて適宜設計することが可能である。例えば、図１１に示すように、物品２が薄型の蓋であれば、その蓋の直径に応じて、排出部７１の幅等を設定すればよいし、物品２が容器等であれば、その容器等の幅に応じて、排出部７１の幅等を設定すればよい。また、排出部７１には、物品２をよりスムーズに排出できるように、物品２の移送方向にエアを噴射する構成が設けられてもよいし、物品２を移送するための回転ローラ又は回転ベルトなどの移送手段が設けられてもよい。
【0116】
回転式整列装置２０Ｃにおいても、上記した回転式整列装置２０と同様に、吸着機構３０と返戻部４０とを備え、吸着領域２４ｄにおいて物品同士の重なり合いを適切に解消しつつ、物品２を載置面２４ｂ上に効率良く整列させながら、排出することが可能となっている。
【0117】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、上記の説明は本発明の例示にすぎない。本発明の範囲を逸脱することなく、種々の改良や変更を行うことができ、それらも本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0118】
２ 物品
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 回転式整列装置
２１ 収容部
２２ 傾斜回転円板
２２ａ 滑り出し部
２３ 回転外周壁
２３ａ ボウル型内壁
２３ｂ ボウル型内壁支持部
２４ 物品載置部
２４ａ 落下防止壁
２４ａａ 通孔
２４ｂ 載置面
２４ｃ 開孔
２４ｄ 吸着領域
２４ｅ、２４ｇ、２４ｈ プレート
２４ｆ 開孔
２５ 架台
２６、２６Ａ 第１の基台
２６ａ、２７ａ モータ
２６ｂ、２６ｄ 回転支持体
２６ｃ、２７ｂ ギア
２７、２７Ａ 第２の基台
２８ 円筒体
２９ ハウジング
３０ 吸着機構
３１ 吸引ノズル部
３１ａ 吸引口
３１ｂ 接続口
３２ 吸引装置
３２ａ 吸引ホース
３２ｂ 吸引駆動部
３５ 表裏選別部
４０ 返戻部
４１ エア噴射部
４１ａ エアノズル
４１ｂ エア供給源
４２ 回転羽根部
４２ａ 平羽根
４２ｂ 回転軸
５０ 整列供給装置
５１ 制御部
５１Ａ 制御システム
５２ ＣＰＵ
５２Ａ ピッキング制御ユニット
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５５ 入出力部
５５Ａ 入力部
５５Ｂ 出力部
５６ 通信部
６０ ピッキングロボット
６１ 本体部
６２ ピッキングアーム
６３ ヘッド部
６４ 保持部
６５ 撮像装置
６６ ロボット支持台
７０ 搬送装置
７１ 排出部
２００、２００Ａ 回転式整列装置
２１０ 収容部
２２０ 物品載置部
２３０ エアノズル
２４０ 回転羽根
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 回転式整列装置
２１ 収容部
２２ 傾斜回転円板
２２ａ 滑り出し部
２３ 回転外周壁
２３ａ ボウル型内壁
２３ｂ ボウル型内壁支持部
２４ 物品載置部
２４ａ 落下防止壁
２４ａａ 通孔
２４ｂ 載置面
２４ｃ 開孔
２４ｄ 吸着領域
２４ｅ、２４ｇ、２４ｈ プレート
２４ｆ 開孔
２５ 架台
２６、２６Ａ 第１の基台
２６ａ、２７ａ モータ
２６ｂ、２６ｄ 回転支持体
２６ｃ、２７ｂ ギア
２７、２７Ａ 第２の基台
２８ 円筒体
２９ ハウジング
３０ 吸着機構
３１ 吸引ノズル部
３１ａ 吸引口
３１ｂ 接続口
３２ 吸引装置
３２ａ 吸引ホース
３２ｂ 吸引駆動部
３５ 表裏選別部
４０ 返戻部
４１ エア噴射部
４１ａ エアノズル
４１ｂ エア供給源
４２ 回転羽根部
４２ａ 平羽根
４２ｂ 回転軸
５０ 整列供給装置
５１ 制御部
５１Ａ 制御システム
５２ ＣＰＵ
５２Ａ ピッキング制御ユニット
５３ ＲＯＭ
５４ ＲＡＭ
５５ 入出力部
５５Ａ 入力部
５５Ｂ 出力部
５６ 通信部
６０ ピッキングロボット
６１ 本体部
６２ ピッキングアーム
６３ ヘッド部
６４ 保持部
６５ 撮像装置
６６ ロボット支持台
７０ 搬送装置
７１ 排出部
２００、２００Ａ 回転式整列装置
２１０ 収容部
２２０ 物品載置部
２３０ エアノズル
２４０ 回転羽根
【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】