特開 2024-179854 ピッキング装置、ピッキングシステム、ピッキング方法及びプログラム

(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】P2024179854

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】ピッキング装置、ピッキングシステム、ピッキング方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/06 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

B25J15/06 S

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023099101

(22)【出願日】2023-06-16

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】523223696

【氏名又は名称】株式会社ユニテック

(74)【代理人】

【識別番号】100184789

【弁理士】

【氏名又は名称】宮▲崎▼ 浩充

(72)【発明者】

【氏名】山本 浩之

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS04

3C707BS15

3C707DS01

3C707FS06

3C707FU01

3C707KS08

3C707KS31

3C707KT01

3C707KT05

3C707KX07

3C707LT06

3C707LV07

3C707LV09

3C707LV14

(57)【要約】

【課題】ワークのピックアップ作業の効率性を向上させるピッキング装置を提供する。
【解決手段】上面が開放されるワーク容器１００内に載置されるワークＷを保持可能なロッド１０と、ロッド１０の動作を制御する動作制御部４６と、ロッド１０の先端への接触を検知する接触検知部４２と、接触検知部４２によりロッド１０の先端への接触が検知されると、ワークＷに接触したのか否かを判定する判定部４４とを備え、判定部４４は、接触検知部４２により接触が検知されると、ワークＷが載置される配置領域Ｒに関する領域情報５０に基づいて、ワークＷによる接触か否かを判定し、ロッド１０は、ロッド１０の長手方向に移動可能な吸着部２０をさらに備え、動作制御部４６は、判定部４４によりワークＷによる接触であると判定される場合に、吸着部２０を移動させてワークＷを吸着させるピッキング装置１を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面が開放される所定の容器内に載置されるワークを保持可能なロッドと、
前記ロッドの動作を制御する動作制御手段と、
前記ロッドの先端への接触を検知する検知手段と、
前記検知手段により前記ロッドの先端への接触が検知されると、前記ワークに接触したのか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記検知手段により接触が検知されると、予め取得される前記ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記ワークによる接触か否かを判定し、
前記ロッドは、前記ロッドの長手方向に移動可能な吸着部をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記判定手段により前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記吸着部を移動させて前記ワークを吸着させるピッキング装置。

【請求項2】

前記動作制御手段は、
前記ワークが前記ロッドの進行方向に位置するように前記ロッドを移動させて、前記進行方向に前記ロッドを進行させ、
前記判定手段により前記ワークによる接触ではないと判定される場合に、前記吸着部を移動させることなく前記ロッドを後退させる請求項１に記載のピッキング装置。

【請求項3】

前記吸着部は、筒状に構成される前記ロッドの筒内に摺動可能に収容されるとともに、前記筒内を摺動して前記ロッドの先端から露出可能に構成され、
前記動作制御手段は、
前記ロッドを移動させている間、前記吸着部を前記筒内に収容させ、
前記判定手段により前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記吸着部を前記ロッドの先端から露出させて前記ワークを吸着させる請求項１又は２に記載のピッキング装置。

【請求項4】

前記領域情報は、前記容器のサイズ及び配置状態に関する情報を含み、
前記判定手段は、前記ロッドの先端への接触が検知された位置が、前記容器が配置される領域である場合に、前記ワークによる接触ではないと判定する請求項１又は２に記載のピッキング装置。

【請求項5】

電子計算機により実行されることにより、前記電子計算機と通信可能であるとともに金属製のワークを吸着可能なロッドを有するマニピュレータを、所定の容器内に載置される前記ワークを運搬するピッキング装置として機能させるプログラムであって、
前記電子計算機を、
前記ロッドの動作を制御する動作制御手段、
および、
前記ロッドの先端への接触が検知されると、前記ワークに接触したのか否かを判定する判定手段、
として機能させ、
前記判定手段は、前記ロッドの先端への接触が検知されると、予め取得される前記ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記ワークによる接触か否かを判定し、
前記動作制御手段は、前記判定手段により前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記ロッドに前記ワークを磁気吸着させるプログラム。

【請求項6】

所定の容器内に載置されるワークを磁気吸着可能なロッドを備えるマニピュレータを用いたピッキング方法であって、
前記ロッドの先端への接触を検知する検知処理と、
前記検知処理において前記ロッドの先端への接触が検知されると、予め取得される前記ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記ワークに接触したのか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理において前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記ロッドに前記ワークを磁気吸着させる吸着処理と、
を有するピッキング方法。

【請求項7】

金属製ワークを吸着可能なロッドを有するマニピュレータと、
前記マニピュレータと通信可能であるとともに、前記マニピュレータの動作を制御する制御装置と、
を備えるピッキングシステムであって、
前記マニピュレータは、
前記金属製ワークを検出可能なカメラと、
前記ロッドへの物体の接触を検知可能なセンサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記マニピュレータにより前記金属製ワークが検出されると、前記ロッドを前記金属製ワークに接近させる動作制御手段と、
前記センサにより前記ロッドへの物体の接触が検知されると、予め取得される前記金属製ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記金属製ワークによる接触か否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記動作制御手段は、前記判定手段により前記金属製ワークによる接触であると判定される場合に、前記ロッドに前記金属製ワークを磁気吸着させるピッキングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピッキング装置、ピッキングシステム、ピッキング方法及びプログラムの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属製のワークを磁気吸着可能な電磁石ハンドを有するピッキング装置が知られており、籠にバラ積みされたワークをセンサにより検出すると、電磁石ハンドをワークに近接させて磁力を発生させ、電磁石ハンドを所定のピックアップ判定位置に移動させてから、当該判定位置においてワークが吊り下げられた状態か否かを判定するピッキング装置が提供されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６４２３８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１において開示されるピッキング装置によると、電磁石ハンドを籠内からピックアップ判定位置まで移動させた後にワークが吊り下げられた状態か否かを判定し、ワークが吊り下げられていると判断された場合には、ワークを離脱させる位置まで電磁石ハンドを移動させる。

【0005】

他方、ワークが吊り下げられていないと判断された場合には、電磁石ハンドを再び籠内に移動させて、ワークに近接させる。

【0006】

しかし、上記特許文献１において開示されるピッキング装置は、ピックアップ判定位置まで電磁石ハンドを移動させた後に、ワークの吊り下げの有無を判定することになる。

【0007】

そこで、より早いタイミングでワークの吸着の有無を判定することにより作業効率を向上させるという点において、上記特許文献１における先行技術は改良の余地がある。

【0008】

本発明は、上記従来の問題点を解決するべく、ワークのピックアップ作業の効率性を向上させるピッキング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】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明は、上面が開放される所定の容器内に載置されるワークを保持可能なロッドと、前記ロッドの動作を制御する動作制御手段と、前記ロッドの先端への接触を検知する検知手段と、前記検知手段により前記ロッドの先端への接触が検知されると、前記ワークに接触したのか否かを判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記検知手段により接触が検知されると、予め取得される前記ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記ワークによる接触か否かを判定し、前記ロッドは、前記ロッドの長手方向に移動可能な吸着部をさらに備え、前記動作制御手段は、前記判定手段により前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記吸着部を移動させて前記ワークを吸着させるピッキング装置である。

【発明の効果】

【0010】

本発明におけるピッキング装置によると、ピックアップ作業の効率性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態におけるピッキング装置の全体の構成の一例を示す図である。

【図2】本発明の第１実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図3】本発明の第１実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態におけるピッキング装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図5】本発明の第１実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図6】本発明の第１実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図7】本発明の第１実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図8】本発明の第１実施形態におけるワーク容器の構成の一例を示す図である。

【図9】本発明の第１実施形態におけるピッキング装置において行われる主要な処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図10】本発明の第１実施形態におけるピッキング装置において行われる吸着処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】本発明の第２実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図12】本発明の第２実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図13】本発明の第２実施形態におけるピッキング装置において行われる吸着処理の一例を示すフローチャートである。

【図14】本発明の第３実施形態におけるピッキングシステムの全体の構成の一例を示す図である。

【図15】本発明の第３実施形態におけるピッキングシステムを構成するマニピュレータの機能構成の一例を示すブロック図である。

【図16】本発明の第３実施形態におけるピッキングシステムを構成する制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図17】本発明の第４実施形態におけるワーク容器の構成の一例を示す図である。

【図18】本発明の第４実施形態におけるワーク容器の構成の一例を示す図である。

【図19】本発明の第４実施形態におけるピッキングユニットの構成の一例を示す図である。

【図20】本発明の第４実施形態のピッキング装置において実行される主要な処理手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（本願発明に含まれる知見）
本願発明に係るピッキング装置、ピッキング方法およびプログラムは、以下の発明を含む。

【0013】

本発明に係るピッキング装置において、前記動作制御手段は、前記ワークが前記ロッドの進行方向に位置するように前記ロッドを移動させて、前記進行方向に前記ロッドを進行させ、前記判定手段により前記ワークによる接触ではないと判定される場合に、前記吸着部を移動させることなく前記ロッドを後退させてもよい。

【0014】

このような構成により、ワークが接触していない場合に、効率的にロッドを後退させることが可能となる。

【0015】

本発明に係るピッキング装置において、前記吸着部は、筒状に構成される前記ロッドの筒内に摺動可能に収容されるとともに、前記筒内を摺動して前記ロッドの先端から露出可能に構成され、前記動作制御手段は、前記ロッドを移動させている間、前記吸着部を前記筒内に収容させ、前記判定手段により前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記吸着部を前記ロッドの先端から露出させて前記ワークを吸着させてもよい。

【0016】

このような構成により、吸着部がワーク等に衝突して損耗することを抑制することが可能となる。

【0017】

本発明に係るピッキング装置において、前記領域情報は、前記容器のサイズ及び配置状態に関する情報を含み、前記判定手段は、前記ロッドの先端への接触が検知された位置が、前記容器が配置される領域である場合に、前記ワークによる接触ではないと判定してもよい。

【0018】

このような構成により、ピッキング装置は、ロッドに接触したのがワークであるのか、又は収容容器であるのかを好適に判別可能となる。

【0019】

本発明に係るピッキング装置は、上面が開放される所定の容器内に載置されるワークを保持可能なロッドと、前記ロッドの動作を制御する動作制御手段と、前記ロッドの先端への接触を検知する検知手段と、前記検知手段により前記ロッドの先端への接触が検知されると、前記ワークに接触したのか否かを判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記検知手段により接触が検知されると、予め取得される前記ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記ワークによる接触か否かを判定し、前記ロッドは、前記ワークを磁気吸着可能であり、前記動作制御手段は、前記判定手段により前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記ロッドを前記ワークの解放位置まで移動させるピッキング装置であってもよい。

【0020】

このような構成により、ロッドがワークを吸着すると、効率的にロッドをワークの解放位置まで移動させてワークを解放可能となる。

【0021】

本発明に係るプログラムは、電子計算機により実行されることにより、前記電子計算機と通信可能であるとともに金属製ワークを吸着可能なロッドを有するマニピュレータを、所定の容器内に載置される前記金属製ワークを運搬するピッキング装置として機能させるプログラムであって、前記電子計算機を、前記ロッドの動作を制御する動作制御手段と、前記ロッドの先端への接触が検知されると、前記ワークに接触したのか否かを判定する判定部として機能させ、前記判定手段は、前記ロッドの先端への接触が検知されると、予め取得される前記ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記ワークによる接触か否かを判定し、前記動作制御手段は、前記判定手段により前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記ロッドに前記ワークを磁気吸着させるプログラムであってもよい。

【0022】

本発明に係るピッキング方法は、所定の容器内に載置されるワークを磁気吸着可能なロッドを備えるマニピュレータを用いたピッキング方法であって、前記ロッドの先端への接触を検知する検知処理と、前記検知処理において前記ロッドの先端への接触が検知されると、予め取得される前記ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記ワークに接触したのか否かを判定する判定処理と、前記判定処理において前記ワークによる接触であると判定される場合に、前記ロッドに前記ワークを磁気吸着させる吸着処理とを有してもよい。

【0023】

本発明は、金属製ワークを吸着可能なロッドを有するマニピュレータと、前記マニピュレータと通信可能であるとともに、前記マニピュレータの動作を制御する制御装置とを備えるピッキングシステムであって、前記マニピュレータは、前記金属製ワークを検出可能なカメラと、前記ロッドへの物体の接触を検知可能なセンサとを備え、前記制御装置は、前記マニピュレータにより前記金属製ワークが検出されると、前記ロッドを前記金属製ワークに接近させる動作制御手段と、前記センサにより前記ロッドへの物体の接触が検知されると、予め取得される前記金属製ワークが載置される領域に関する領域情報に基づいて、前記金属製ワークによる接触か否かを判定する判定手段とを備え、前記動作制御手段は、前記判定手段により前記金属製ワークによる接触であると判定される場合に、前記ロッドに前記金属製ワークを磁気吸着させるピッキングシステムであってもよい。

【0024】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、同一の構成要素又は構成部材に対しては同一の符号を付し、これに関する重複する説明は省略する。

【0025】

図１は、第１実施形態に示されるピッキング装置１の一例を示す図である。本実施形態に例示されるピッキング装置１は、互いに連結された分節で構成され、物品を動かすことが可能なマニピュレータである。ピッキング装置１は、床面に固定されたベース２に対して鉛直軸線回りにアーム３を回転させる第１軸Ｊ１と、第２軸Ｊ２と、第３軸Ｊ３とを備える多関節型マニピュレータであってよい。

【0026】

図１に例示されるピッキング装置１は、床面に固定されたベース２と、ベース２に対して第１軸Ｊ１を中心に回転可能に連結されるアーム３と、アーム３に対して第３軸Ｊ３を中心に回転可能に連結されるピッキングユニット４とを備える。

【0027】

本実施形態において例示されるピッキングユニット４は、図１に例示されるワークＷを保持して移動可能なツール（エンドエフェクタ）である。本実施形態におけるピッキングユニット４は、ワークＷを磁気吸着可能なツールとして構成される。

【0028】

ピッキングユニット４は、第３軸Ｊ３方向に移動可能に構成される。ピッキングユニット４は、ワークＷを保持可能なロッド１０を備える。本実施形態において、ロッド１０は、ピッキングユニット４の先端に配置され、ワークＷを磁気吸着可能な磁石を備える。

【0029】

ピッキング装置１は、アーム３およびピッキングユニット４を搖動させることにより、上面が開口するワーク容器１００内に配置されているワークＷを保持可能である。ワークＷを保持すると、ピッキング装置１は、ピッキングユニット４にワークＷを保持した状態で、コンベア２００の所定の載置部２０２においてワークＷをリリース（解放）可能である。

【0030】

図２は、ピッキングユニット４の外観の一例を示す図である。ピッキングユニット４は、第３軸Ｊ３上にロッド１０を備え、ロッド１０の両側に支持部１２を備える。ピッキングユニット４はまた、ワークＷを検出可能なワーク識別センサ１６を備える。ワーク識別センサ１６は、少なくとも、２次元位置を取得して、ワークＷを検出可能に構成される。ワーク識別センサ１６は、一例として、ＣＣＤやＣＭＯＳなど公知のカメラや画像を検知可能なセンサにより構成されてもよい。

【0031】

ピッキング装置１は、電源投入により起動すると、アーム３を駆動させてピッキングユニット４をワークＷが載置されるワーク容器１００に近接させる。ピッキングユニット４がワーク容器１００の上方に移動すると、ワーク識別センサ１６は、ワーク容器１００内におけるワークＷの２次元位置を検知する。

【0032】

或いは、上記とは異なり、ワーク識別センサ１６は、縦・横・高さからなる３次元位置を検知可能に構成されてもよい。この場合、ピッキングユニット４が初期位置にある状態で、ワーク識別センサ１６は、ワークＷの３次元位置を検知可能である。ワーク次元位置が検知されると、ピッキング装置１は、アーム３を駆動させてピッキングユニット４をワークＷに近接した位置に移動させる。

【0033】

本実施形態におけるピッキングユニット４は、ロッドへの物体の接触を検知可能な第１センサ１８をさらに備える。第１センサ１８は、一例としてフローティングセンサなど公知のセンサにより構成されてもよい。

【0034】

ロッド１０に物体が接触すると、ロッド又は支持部１２が第３軸Ｊ３方向に退行することから、第１センサ１８は、ロッド又は支持部１２の退行を検知可能に構成される。このような構成により、ピッキングユニット４の先端に配置されるロッドに物体が接触したことが検知されるのである。

【0035】

或いは、図２に示される支持部１２は、第３軸Ｊ３方向に伸縮可能に構成されてもよい。ロッド１０の先端に物体が接触した場合に、支持部１２は第３軸Ｊ３方向に沿って縮小することになる。そうすると、第１センサ１８は、支持部１２の縮小を検知することにより、ロッド１０の先端に物体が接触したことを検知することが可能となる。

【0036】

図３は、第１実施形態におけるピッキングユニット４の構成の一例を示す図である。図３に示される例において、ロッド１０は、長手方向に移動可能な吸着部２０をさらに備える。一例として、ロッド１０は第３軸Ｊ３方向に開口する筒状に構成され、ロッド１０の内周側に吸着部２０が配置されてもよい。

【0037】

吸着部２０は、例えば磁石により構成され、ワークＷを磁気吸着可能に構成されてもよい。吸着部２０は、ロッド１０の内周を第３軸Ｊ３方向に摺動可能に配置されてもよい。吸着部２０の先端部は、ロッド１０内に収容され、ロッド１０の先端部より後方に配置されてもよい。

【0038】

これにより、ピッキングユニット４が第３軸Ｊ３方向にワークＷに近接するよう進行する場合に、吸着部２０の先端はロッド１０内に収容され、外部に露出していない。ロッド１０の先端が物体に接触するとき、吸着部２０の先端はロッド１０内に収容されて露出していない。そのため、ピッキングユニット４のかかる構成によると、吸着部２０の先端が物体に接触する衝撃により破損することを防止可能となる。

【0039】

（ピッキング装置１の機能構成）
次に、第１実施形態におけるピッキング装置１の機能構成を説明する。図４は、第１実施形態におけるピッキング装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。制御プログラム（図示せず）が実行されることにより、ピッキング装置１のＣＰＵを制御部３０として機能させる。

【0040】

制御部３０は、ワーク識別センサ１６や第１センサ１８からの入力を受け付けるとともに、アーム３およびピッキングユニット４の動作を制御する。制御部３０は、ワーク識別センサ１６からの入力に基づき、ワークＷを検出するワーク検出部４０と、第１センサ１８からの入力に基づき、ロッド１０の先端に物体が接触したことを検知する接触検知部４２とを備える。

【0041】

ワーク識別センサ１６は、ワークＷの２次元位置を検知すると、制御部３０にワークＷの２次元位置を送信する。制御部３０がワークＷの２次元位置を取得すると、ワーク検出部４０は、ワークＷを検出する。

【0042】

第１センサ１８によりロッド１０又は支持部１２の移動が検知されると、第１センサ１８からの入力に基づき、接触検知部４２は、ロッド１０の先端に物体が接触したことを検知する。

【0043】

制御部３０は、ロッド１０の先端にワークＷが接触したのか否かを判定する判定部４４と、ロッド１０の動作を制御する動作制御部４６とをさらに備える。判定部４４は、接触検知部４２によりロッド１０の先端に物体が接触したことが検知されると、ロッド１０の先端に接触したのがワークＷであるか否かを判定する処理部である。

【0044】

判定部４４は、記憶部３２に格納されているワークＷが載置される配置領域Ｒに関する領域情報５０を参照する。第１実施形態において、領域情報５０は、ワーク容器１００のサイズ及び配置状態に関する情報を含む。一例として、領域情報５０は、ワーク容器１００の内周の縦・横・高さの各サイズと、ワーク容器１００が配置されている３次元位置を含む。

【0045】

記憶部３２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）など公知の記憶装置であってもよい。或いは、ＲＡＭなど揮発性の記憶装置であってもよい。領域情報５０は、ユーザの入力に基づいて生成され、予め記憶部３２に格納されてもよい。

【0046】

第１実施形態において、判定部４４は、ロッド１０の先端への物体の接触が検知された位置が、ワーク容器１００が配置される領域である場合に、ワークＷが接触したのではないと判定する。他方、ロッド１０の先端への物体の接触が検知された位置が配置領域Ｒ内である場合に、判定部４４は、ワークＷが接触したと判定する。

【0047】

判定部４４によりロッド１０の先端にワークＷが接触したと判定された場合に、動作制御部４６は、吸着部２０を移動させてワークＷを吸着させる。動作制御部４６は、ロッド１０の内周に配置される吸着部２０を摺動させて先端をロッド１０から露出させる。吸着部２０の摺動は、エアシリンダ（図示せず）により行ってもよい。

【0048】

図５は、第１実施形態におけるピッキングユニット４の構成の一例を示す図である。判定部４４がロッド１０の先端にワークＷが接触したと判定すると、動作制御部４６は、吸着部２０を摺動させて、吸着部２０の先端がロッド１０から露出する位置に移動させる。

【0049】

図５に示されるように、動作制御部４６は、第３軸Ｊ３方向における吸着部２０とロッド１０の先端の位置が略同じになる位置まで吸着部２０を移動させる。このような構成により、ワークＷがロッド１０に接触した場合、吸着部２０の先端にワークＷを吸着させることが可能となる。

【0050】

図６は、ピッキングユニット４の先端部の構成の一例を示す図である。吸着部２０の先端がロッド１０の先端と第３軸Ｊ３方向における位置が略同じになると、ワークＷを磁気吸着することが可能となる。

【0051】

ピッキングユニット４がワークＷに近接するよう進行している間、吸着部２０の先端はロッド１０の内周側に収容されている。そのため、吸着部２０が物体に接触することはなく、吸着部２０の先端が物体との接触により破損することを抑制できる。

【0052】

ロッド１０の先端に物体が接触し、判定部４４により接触したのがワークＷであると判定されると、吸着部２０の先端がロッド１０の先端側に移動して、ワークＷを磁気吸着することが可能となる。

【0053】

図７は、ピッキングユニット４の先端部の構成の一例を示す図である。図６に例示された場合とは異なり、動作制御部４６は、吸着部２０の先端をロッド１０の先端より前方に至るまで露出させてワークＷを吸着させてもよい。

【0054】

判定部４４によりロッド１０の先端にワークＷが接触したと判定されると、動作制御部４６は、第３軸Ｊ３に沿って吸着部２０を前方に移動させ、吸着部２０の先端がロッド１０の先端より前方に露出させる。このような構成により、吸着部２０は、より確実にワークＷに接触可能であり、ワークＷを良好に吸着することができる。

【0055】

（ワーク容器１００の構成）
図８は、第１実施形態におけるワーク容器１００の構成の一例を示す図である。第１実施形態におけるピッキング装置１は、予めワークＷが載置される配置領域Ｒに関する領域情報５０を記憶部３２に保持する。

【0056】

配置領域Ｒは、ワーク容器１００の内周における縦・横・高さに基づいて定義されてもよい。或いは、配置領域Ｒは、ワーク容器１００の高さに所定値を加えた高さまでの領域を含むよう定義されてもよい。

【0057】

ロッド１０の先端が物体に接触した場合に、判定部４４は、ロッド１０の先端の位置情報と、領域情報５０とを用いて、ロッド１０の先端に接触したのがワークＷであるか否かを判定する。

【0058】

ロッド１０の先端が物体に接触すると、動作制御部４６は、ロッド１０を停止させる。ロッド１０の先端位置が配置領域Ｒ内である場合、判定部４４は、ロッド１０の先端にワークＷが接触したと判定する。

【0059】

これに対して、ロッド１０の先端が物体に接触したと検知された位置がワーク容器１００が存在する位置である場合、判定部４４は、ロッド１０の先端にワークＷが接触したのではないと判定する。すなわち、ワーク容器１００が存在する位置においてロッド１０の先端に物体が接触した場合、ワーク容器１００がロッド１０に接触した蓋然性が高い。

【0060】

この場合、判定部４４は、ロッド１０の先端にワークＷが接触したのではないと判定し、動作制御部４６は、吸着部２０を動作させることなくロッド１０を第３軸Ｊ３に沿って後退させる。このような構成により、動作制御部４６は、ワークＷを効率的に探索可能となる。

【0061】

ワーク容器１００は、ワークＷを検知可能な第２センサ６０を備える。第２センサ６０は、ワーク容器１００の周壁の所定位置に配置される。好ましくは、ワーク容器１００の周壁の上端に配置されてもよい。

【0062】

動作制御部４６は、吸着部２０の先端をロッド１０から露出させてワークＷを吸着させると、ロッド１０を第３軸Ｊ３に沿って後退させる。ロッド１０が後退する際に、第２センサ６０により認識可能な領域をワークＷが通過すると、第２センサ６０がワークＷを検知する。

【0063】

第２センサ６０によりワークＷが検知されると、第２センサ６０からピッキング装置１に信号が送信される。図４に戻り、通信インタフェース３６により信号が受信されると、動作制御部４６は、ロッド１０をコンベア２００に移動させる。吸着部２０にワークＷが吸着されている状態でロッド１０が後退すると、第２センサ６０によりワークＷが検知される。

【0064】

第２センサ６０によりワークＷが検知されたことにより、ワークＷが吸着部２０に吸着されている可能性が高いため、動作制御部４６は、ロッド１０をコンベア２００に移動させる。

【0065】

他方、ロッド１０が後退する際に、第２センサ６０の認識可能な領域内で第２センサ６０によりワークＷが検知されなかった場合、吸着部２０からワークＷが脱落している可能性が高い。この場合、動作制御部４６は、ロッド１０をコンベア２００に移動させることなく、ロッド１０を初期位置に戻す。

【0066】

このような構成により、ワークＷが吸着された状態か否かを確認した上で、コンベア２００にワークＷを運搬可能となるため、作業効率が高まる。

【0067】

（ピッキング装置１における処理手順）
次に、第１実施形態におけるピッキング装置１により行われる処理手順を説明する。図９は、第１実施形態におけるピッキング装置１が行う主要な処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0068】

まず、ピッキング装置１は、ピッキングユニット４がワーク容器１００の上方に位置するまで移動させる。そして、制御部３０は、ワークＷの２次元位置を検知したか否かを判定する（ステップＳ１）。ワークＷを検知しない場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御部３０は、ピッキングユニット４を降下させない。

【0069】

ワークＷを検知した場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御部３０は、ピッキングユニット４を移動させてロッド１０の移動を開始する（ステップＳ３）。制御部３０は、ワークＷが検知された位置に応じた位置でロッド１０を停止させ（ステップＳ５）、ワークＷを吸着する吸着処理（ステップＳ７）を実行する。吸着処理（ステップＳ７）の具体的な処理手順は後述する。

【0070】

吸着処理（ステップＳ７）を実行すると、次に、制御部３０はワークＷを吸着中であるか否かを判定する（ステップＳ９）。具体的には、ロッド１０が第２センサ６０により認識可能な領域を通過した際に、第２センサ６０によりワークＷが検知された信号を受信すると、ワークＷを吸着中であると判定され、他方、第２センサ６０によりワークＷが検知された信号を受信しない場合には、ワークＷを吸着していないと判定される。

【0071】

ワークＷを吸着中であると判定した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、制御部３０は、ロッド１０をワークＷの解放位置である載置部２０２に移動させ（ステップＳ１１）、載置部２０２に到達すると、ワークＷを解放させて（ステップＳ１３）からロッド１０を初期位置に戻す（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１に戻り、上述のステップＳ１乃至Ｓ１５の各処理を繰り返し実行する。

【0072】

ワークＷを吸着中でないと判定した場合（ステップＳ９でＮＯ）、制御部３０は、ステップＳ１１およびステップＳ１３をスキップして、ロッド１０を初期位置に戻し（ステップＳ１５）、ステップＳ１に戻って、上述の処理を繰り返し実行する。

【0073】

図１０は、吸着処理（図９のステップＳ７）の具体的な処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、制御部３０は、ロッド１０を下降させて（ステップＳ２０）、ロッド１０に物体の接触を検知したか否かを判定する（ステップＳ２２）。

【0074】

ロッド１０に物体の接触を検知した場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、制御部３０は、ロッド１０の下降を停止させる（ステップＳ２４）。そして、制御部３０は、領域情報５０を参照して（ステップＳ２６）、ワークＷに接触したのか否かを判定する（ステップＳ２８）。

【0075】

ワークＷに接触したと判定された場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）、制御部３０は、吸着部２０をロッド１０内で移動を開始させ（ステップＳ３０）、所定の停止位置で吸着部２０を停止させる（ステップＳ３２）。

【0076】

最後に、制御部３０は、ロッド１０を上昇させて吸着処理（ステップＳ７）を終了させ、メインフローに戻る。

【0077】

他方、ワークＷに接触していないと判定された場合（ステップＳ２８でＮＯ）、ステップＳ３０およびステップＳ３２をスキップし、ロッド１０を上昇させて（ステップＳ３４）吸着処理（ステップＳ７）を終了させる。

【0078】

ところで、ロッド１０を下降させている際にロッド１０に物体が接触することなく（ステップＳ２２でＮＯ）所定位置に至った場合、ステップＳ２４乃至ステップＳ３２の処理をスキップする。例えば、ロッド１０がワーク容器１００の底面に相当する位置まで進行した場合、制御部３０は、ロッド１０を後退させる（ステップＳ３４）。

【0079】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成および部材については同じ符号を付し、重複する説明は行わない。第２実施形態において、ピッキングユニット４は、吸着部２０に吸着された状態のワークＷを離脱させるセパレータ７０を備える。

【0080】

図１１は、第２実施形態におけるピッキングユニット４の構成の一例を示す図である。図１１に示される例において、吸着部２０は、第３軸Ｊ３に沿ってピッキングユニット４の前方に配置される。

【0081】

吸着部２０は、前方に突出して構成され、金属製のワークＷを磁気吸着可能な磁石により構成される。吸着部２０の先端部は露出し、基端部はセパレータ７０の内周に配置される。

【0082】

セパレータ７０は、吸着部２０の基端部周縁を囲んで配置される。図１１に示される例において、セパレータ７０は吸着部２０の基端部周縁を囲む円筒状に構成され、開口する内周側に吸着部２０が配置される。

【0083】

第２実施形態において、セパレータ７０は、動作制御部４６（図４参照）により動作を制御される。一例として、動作制御部４６は、ワークＷを吸着させた状態で吸着部２０がコンベア２００の載置部２０２に到達すると、セパレータ７０を吸着部２０の先端方向に移動させて、吸着部２０の先端に吸着されているワークＷを吸着部２０から離脱させてもよい。

【0084】

あるいは、これとは異なり、動作制御部４６は、吸着部２０が載置部２０２に到達すると、吸着部２０を第３軸Ｊ３に沿って、吸着部２０の先端がセパレータ７０の先端より後方になるまで後退させてもよい。

【0085】

このような構成により、吸着部２０の先端に吸着されているワークＷを、吸着部２０から離脱させてコンベア２００に載置することが可能となる。

【0086】

図１２は、第２実施形態におけるピッキングユニット４の構成の一例を示す図である。図１２に示される例において、吸着部２０は、第３軸Ｊ３上に配置されるとともに、その先端が前方側に露出する。吸着部２０は、動作制御部４６によりワークＷに近接するよう移動すると、先端がワークＷに接触し得る。

【0087】

セパレータ７０は、第３軸Ｊ３方向に先端が吸着部２０の先端より後方になるよう配置され、吸着部２０の基端部周縁を囲む筒状に構成される。セパレータ７０の先端は、吸着部２０の先端より前方に移動可能に構成されてもよい。或いは、吸着部２０の先端は、セパレータ７０の先端より後方になるよう移動可能に構成されてもよい。

【0088】

上述したセパレータ７０や吸着部２０の動作は、エアシリンダなど公知の部材により制御されてもよい。

【0089】

次に、第２実施形態におけるピッキング装置１の処理手順の一例を説明する。第２実施形態において、制御部３０（図４参照）は、第１実施形態と同様の主要な処理手順を実行する。

【0090】

図１３は、第２実施形態におけるピッキング装置１により実行される吸着処理（図９のステップＳ７）の具体的処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、制御部３０は、吸着部２０をワークＷに近接するよう下降させる（ステップＳ１０１）。

【0091】

次に、吸着部２０への物体の接触を検知したか否かを判定し（ステップＳ１０３）、物体が接触したと判定した場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、制御部３０は、吸着部２０を停止させる（ステップＳ１０５）。

【0092】

そして、制御部３０は、記憶部３２に格納される領域情報５０を参照し（ステップＳ１０７）、吸着部２０がワークＷに接触したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ワークＷに接触したと判定されると（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、制御部３０は、吸着部２０を上昇させて（ステップＳ１１１）ワークＷを保持する。

【0093】

なお、物体への接触を検知することなく（ステップＳ１０３でＮＯ）ワーク容器１００の底面の位置まで吸着部２０が下降した場合、又は、吸着部２０の先端に接触したのがワークＷではないと判定された場合（ステップＳ１０９でＮＯ）、制御部３０は、吸着部２０を含むピッキングユニット４を初期位置に戻す。

【0094】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態において、金属製のワークＷを吸着可能なロッド１０を有するマニピュレータ３０５と、マニピュレータ３０５と通信可能な制御装置３１０とを備えるピッキングシステム３００を説明する。

【0095】

図１４は、第３実施形態におけるピッキングシステム３００の全体構成を示す図である。マニピュレータ３０５は、ロッド１０と、ワークＷの２次元位置を検知可能なワーク識別センサ１６と、ロッド１０への物体の接触を検知可能な第１センサ１８とを備える。なお、ワーク識別センサ１６および第１センサ１８は、第１実施形態にて例示したワーク識別センサ１６および第１センサ１８と同一の構成であってよい。

【0096】

或いは、ワーク識別センサ１６は、ワークＷの３次元位置を検知可能に構成されてもよい。

【0097】

制御装置３１０は、マニピュレータ３０５と通信可能に構成されるとともに、制御プログラム（図示せず）を実行することによりマニピュレータ３０５の動作を制御可能な制御装置３１０として機能するものである。制御装置３１０は、パーソナルコンピュータなど制御プログラムを実行可能な電子計算機で構成される。

【0098】

第３実施形態におけるピッキングシステム３００を構成するマニピュレータ３０５および制御装置３１０のそれぞれの機能構成を説明する。

【0099】

（マニピュレータ３０５の機能構成）
図１５は、第３実施形態におけるマニピュレータ３０５の機能構成の一例を示すブロック図である。マニピュレータ３０５は、第２制御部３２０を備える。第２制御部３２０は、ＣＰＵにより制御プログラム（図示せず）が実行されることによりＣＰＵが第２制御部３２０として機能するものである。

【0100】

第２制御部３２０は、ワーク識別センサ１６および第１センサ１８から入力される信号を制御装置３１０に送信する送信部３２２と、制御装置３１０から動作コマンドを受信して各構成部材を動作させる受信部３２４とを備える。

【0101】

送信部３２２は、ワーク識別センサ１６によりワークＷを検知した信号を受け取ったとき、或いは、第１センサ１８によりロッドの先端に物体の接触を検知した信号を受け取ったときに、制御装置３１０にこれらの信号を送信する。

【0102】

受信部３２４は、制御装置３１０より受信する動作コマンドを実行する処理部である。受信部３２４は、制御装置３１０より受信する動作コマンドに応じてベース２、アーム３およびピッキングユニット４を動作させる。

【0103】

（制御装置３１０の機能構成）
図１６は、第３実施形態における制御装置３１０の機能構成の一例を示すブロック図である。制御装置３１０は、制御プログラムを実行することにより、ＣＰＵを第３制御部３３０として機能させる。

【0104】

第３制御部３３０は、マニピュレータ３０５のロッド１０にワークＷが接触したか否かを判定する判定部３４０と、マニピュレータ３０５の動作を制御するコマンドを生成する動作制御部３４２とを備える。

【0105】

第３実施形態において、判定部３４０は、第１センサ１８によりロッド１０への物体の接触が検知されると、予め取得されるワークＷが載置される領域に関する領域情報５０に基づいて、ワークＷによる接触か否かを判定する処理部である。

【0106】

マニピュレータ３０５からロッド１０への物体の接触が検知されたことを示す信号を受信すると、判定部３４０は、領域情報５０を参照して、ロッド１０の現在位置と領域情報５０に基づき、ロッド１０にワークＷが接触したのか否かを判定する。

【0107】

一例として、ロッド１０の先端の位置が配置領域Ｒ内である場合、判定部３４０は、ロッド１０の先端にワークＷが接触したと判定する。これに対して、ロッド１０の先端の位置が配置領域Ｒ内ではない場合、判定部３４０は、ロッド１０の先端にワークＷが接触していないと判定する。

【0108】

動作制御部３４２は、マニピュレータ３０５における各可動部の動作を制御する制御コマンドを生成する処理部である。動作制御部３４２は、マニピュレータ３０５からワークＷが検出されたことを示す信号を受信すると、ワークＷが検出された位置に応じてマニピュレータ３０５を動作させる動作コマンドを生成する。

【0109】

生成された動作コマンドは、通信インタフェース３３６からマニピュレータ３０５に送信され、マニピュレータ３０５により実行される。

【0110】

判定部３４０によりワークＷがロッド１０に接触したと判定された場合、動作制御部３４２は、ロッド１０にワークＷを磁気吸着させる動作コマンドを生成する。生成された動作コマンドは、通信インタフェース３３６からマニピュレータ３０５に送信され、マニピュレータ３０５により実行される。

【0111】

ロッド１０によるワークＷの磁気吸着の態様は、第１実施形態および第２実施形態においてそれぞれ説明した態様にて吸着されてもよい。

【0112】

判定部３４０によりワークＷがロッド１０に接触していないと判定された場合、動作制御部３４２は、ロッド１０を初期位置に戻す動作コマンドを生成する。生成された動作コマンドは、通信インタフェース３３６からマニピュレータ３０５に送信され、マニピュレータ３０５により実行される。

【0113】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態において、ピッキング装置１は、ワーク容器１００における配置領域Ｒをさらに複数の区分領域Ｒ２に分割して認識する。第４実施形態において、区分領域Ｒ２とは、配置領域Ｒ内の一部又は全部を分割して構成される領域をいう。

【0114】

（区分領域Ｒ２の構成例）
図１７は、第４実施形態におけるワーク容器１００の構成の一例を示す図である。ピッキング装置１は、予め領域情報５０を備え、ワークＷが配置される配置領域Ｒを識別可能である。

【0115】

領域情報５０は、配置領域Ｒ内をさらに分割した複数の区分領域Ｒ２に関する情報を含む。区分領域Ｒ２は、図１７に例示されるように、例えば配置領域Ｒを等分に分割して構成される領域である。

【0116】

第４実施形態において、動作制御部４６は、所定の区分領域Ｒ２に向けてピッキングユニット４を移動させる。動作制御部４６は、所定の区分領域Ｒ２の上方にピッキングユニット４が至るとアーム３を停止させ、ワーク識別センサ１６は、所定の区分領域Ｒ２内におけるワークＷの２次元位置を検知する。

【0117】

ワーク識別センサ１６がワークＷの２次元位置を検知すると、動作制御部４６はロッド１０を下降させる。接触検知部４２がロッド１０への接触を検知すると、動作制御部４６はロッド１０を停止させる。

【0118】

ロッド１０が停止すると、判定部４４は、領域情報５０を参照して、区分領域Ｒ２内における接触か否かにより、ワークＷに接触したか否かを判定する。

【0119】

区分領域Ｒ２内における接触である場合、判定部４４は、ワークＷに接触したと判定する。他方、区分領域Ｒ２外における接触である場合、判定部４４は、ワークＷに接触したものではないと判定する。

【0120】

或いは、これとは異なり、判定部４４は、領域情報５０を参照して、配置領域Ｒ内における接触か否かにより、ワークＷに接触したか否かを判定してもよい。

【0121】

すなわち、配置領域Ｒ内における接触である場合、判定部４４は、ワークＷに接触したと判定してもよい。他方、配置領域Ｒ外における接触である場合、判定部４４は、ワークＷに接触したものでは無いと判定してもよい。

【0122】

図１８は、第４実施形態におけるピッキングユニット４の移動経路の一例を示す図である。動作制御部４６は、所定の区分領域Ｒ２内においてワークＷが検知されない場合、予め設定される進行方向Ｆ１に基づき、次の区分領域Ｒ２の上方にピッキングユニット４を移動させる。

【0123】

ピッキングユニット４が目的の区分領域Ｒ２の上方に至ると、動作制御部４６はアーム３を停止させ、上述した処理を実行する。上述した処理が終了すると、進行方向Ｆ１に基づき、さらに次の区分領域Ｒ２の上方にピッキングユニット４を移動させ、上述した処理を繰り返し実行する。

【0124】

このような構成により、ワーク容器１００内に収容されるワークＷを確実に吸着して運搬可能であり、作業の効率性を向上できる。

【0125】

進行方向Ｆ１は、複数の区分領域Ｒ２の全てをピッキングユニット４が通過するよう設定される。一の区分領域Ｒ２内での処理が終了すると、隣接し合う複数の区分領域Ｒ２のうち、中心点同士の距離が最小である区分領域Ｒ２に移動させる移動態様であってもよい。

【0126】

（ピッキングユニット４の構成例）
第４実施形態において、ピッキングユニット４は、吸着部２０へのワークＷの吸着を検知可能な第３センサ１９をさらに備える。第３センサ１９は、吸着部２０にワークＷが吸着されている状態を検知可能なセンサである。

【0127】

図１９に例示されるように、第３センサ１９は、ロッド１０の先端部分に配置されてもよい。第３センサ１９は、吸着部２０によりワークＷが吸着されたことを検知可能であるとともに、吸着部２０からワークＷが脱落したことを検知可能である。

【0128】

第３センサ１９は、ロッド１０が静止中、昇降中、或いは移動中において、ロッド１０の先端にワークＷが吸着されていることを検知可能な位置に配置されてよい。

【0129】

第３センサ１９によりワークＷの脱落が検知されると、動作制御部４６は、ロッド１０の上昇を停止させ、再びロッド１０を下降させてワークＷにロッド１０を近接させる動作を実行させる。

【0130】

このような構成により、ワークＷの吸着部２０からの脱落を早期に検知でき、作業の効率性を高めることが可能となる。

【0131】

（ピッキング装置１における処理手順）
次に、第４実施形態におけるピッキング装置１にて実行される処理手順の一例を示す。図２０は、ピッキング装置１において実行される主要な処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0132】

まず、ピッキング装置１は、ロッド１０の移動を開始させ（ステップＳ１２０）、ロッド１０が所定の区分領域Ｒ２の鉛直方向における上方に至ると、ロッド１０を停止させる（ステップＳ１２２）。

【0133】

そして、ワーク識別センサ１６により、区分領域Ｒ２内にワークＷを検知したか否かを判定する（ステップＳ１２４）。ワークＷを検知した場合（ステップＳ１２４でＹＥＳ）、ピッキング装置１は、ワークＷを吸着させる吸着処理（ステップＳ１２６）を実行する。吸着処理（ステップＳ１２６）の具体的な処理手順は、本発明の第１実施形態において説明した吸着処理（図１０参照）と同様の処理を実行する。

【0134】

次に、ワークＷを吸着中であるか否かを判定し（ステップＳ１２８）、ワークＷを吸着中であると判定された場合（ステップＳ１２８でＹＥＳ）、ピッキング装置１は、解放位置へロッド１０を移動させて（ステップＳ１３０）からワークＷを解放する（ステップＳ１３２）。

【0135】

他方、ステップＳ１２４において、区分領域Ｒ２内にワークＷが検知されないと判断された場合（ステップＳ１２４でＮＯ）、ステップＳ１２６乃至ステップＳ１３２の処理をスキップする。

【0136】

また、吸着処理（ステップＳ１２６）を実行後に、ワークを吸着中でないと判定された場合（ステップＳ１２８でＮＯ）、ステップＳ１３０およびステップＳ１３２の処理をスキップする。

【0137】

最後に、ピッキング装置１は、ロッド１０を次の区分領域Ｒ２に移動させ（ステップＳ１３４）、ステップＳ１２２に戻って以下の処理手順を繰り返し実行する。

【0138】

（変形例）
以上、本発明に関する一実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態において説明した内容のものに限られるものではなく、種々の変形例が適用可能である。

【0139】

ピッキングユニット４は、ワークＷを磁気吸着可能なツールである場合を例示したが、これに限られず、負圧によりワークＷを吸引可能であってもよいし、挟持可能に構成されてもよい。

【0140】

或いは、ピッキングユニット４は、ワークＷを粘着物質により吸着可能に構成されてもよい。

【符号の説明】

【0141】

１ ピッキング装置（マニピュレータ）
１０ ロッド
１６ ワーク識別センサ
１８ 第１センサ（センサ）
１９ 第３センサ
２０ 吸着部
４０ ワーク検出部
４２ 接触検知部（検知手段）
４４ 判定部（判定手段）
４６ 動作制御部（動作制御手段）
５０ 領域情報
６０ 第２センサ
７０ セパレータ
１００ ワーク容器（容器）
３００ ピッキングシステム
３０５ マニピュレータ
３１０ 制御装置（電子計算機）
３４０ 判定部（判定手段）
３４２ 動作制御部（動作制御手段）
Ｒ 配置領域
Ｗ ワーク

【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】

【図20】