特開 2024-68571 移載システム、移載システムの制御方法および制御プログラム

(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】P2024068571

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】移載システム、移載システムの制御方法および制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20240513BHJP

   B65G 47/91 20060101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 A

B65G47/91 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022179116

(22)【出願日】2022-11-08

(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】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】上田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】森川 雅司

(72)【発明者】

【氏名】塚本 邦博

(72)【発明者】

【氏名】松本 紘輔

【テーマコード（参考）】

3C707

3F072

【Ｆターム（参考）】

3C707AS02

3C707BS11

3C707DS01

3C707FS01

3C707FT02

3C707FT11

3C707FU01

3C707KS03

3C707KS04

3C707KT03

3C707KT06

3C707LT06

3C707LV04

3C707LV05

3C707LV07

3C707LV08

3F072AA06

3F072GA10

3F072GD01

3F072GD03

3F072KD03

(57)【要約】

【課題】前記５軸ロボットを用いて物品をより適切に保持することができる。移載システム等を提供する。
【解決手段】移載システム（１）は、物品（Ｗ）を吸着する吸着部を含むピッキングヘッド（１２ａ）と、ピッキングヘッド（１２ａ）を回転させる回転機構（１２１）と、ピッキングヘッド（１２ａ）を回転機構（１２１）の回転軸と直交するチルト軸回りに傾けるチルト機構（１２２）とを有する駆動部（１２ｂ）と、物品（Ｗ）の吸着対象面とチルト軸とが平行になるように回転機構（１２１）を制御する駆動制御部（１５ｃ）と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品を吸着する吸着部を含むピッキングヘッドと、
前記ピッキングヘッドを昇降させると共に、平面視において前記ピッキングヘッドを２方向へ移動させる駆動部であって、前記ピッキングヘッドを回転させる回転機構と、前記ピッキングヘッドを前記回転機構の回転軸と直交するチルト軸回りに傾けるチルト機構とを有する駆動部と、
前記物品の画像データを取得するカメラ部と、
前記画像データから前記物品の姿勢を検出する画像処理部と、
前記駆動部を制御する駆動制御部であって、前記物品の吸着対象面と前記チルト軸とが平行になるように前記回転機構を制御する駆動制御部と、
を備える移載システム。

【請求項2】

前記画像処理部は、前記物品または前記吸着対象面の重心位置を算出して、前記物品の傾斜方向に対して直交する方向で、前記重心位置を通る軸を前記物品のロール軸に設定し、
前記駆動制御部は、前記チルト軸の向きと前記ロール軸の向きとが一致するように前記回転機構を制御する請求項１に記載の移載システム。

【請求項3】

前記ピッキングヘッドは、複数の前記吸着部を含み、
前記画像処理部は、前記吸着対象面の寸法に応じて、複数の前記吸着部から前記吸着対象面に吸着させる特定吸着部を決定し、
前記駆動制御部は、前記特定吸着部を前記吸着対象面に吸着させる請求項１に記載の移載システム。

【請求項4】

前記画像処理部は、複数の前記吸着部から選択される２以上の前記吸着部に外接する仮想的な外接矩形の寸法と前記吸着対象面の寸法とを比較し、前記特定吸着部を決定する請求項３に記載の移載システム。

【請求項5】

前記画像処理部は、前記外接矩形が前記吸着対象面の外郭内に収まる寸法である場合、前記外接矩形内の前記吸着部を前記特定吸着部として決定する請求項４に記載の移載システム。

【請求項6】

前記ピッキングヘッドは、第１吸着部と第２吸着部とを含み、
前記ピッキングヘッドを前記昇降方向から見た場合、前記第１吸着部と前記第２吸着部とは、前記チルト軸を挟んで配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載の移載システム。

【請求項7】

前記ピッキングヘッドは、第３吸着部をさらに含み、
前記第２吸着部と前記第３吸着部とは、前記チルト軸の方向に並んで配置される、請求項６に記載の移載システム。

【請求項8】

物品を吸着する吸着部を含むピッキングヘッドと、前記ピッキングヘッドを昇降させると共に、平面視において前記ピッキングヘッドを２方向へ移動させる駆動部であって、前記ピッキングヘッドを回転させる回転機構と、前記ピッキングヘッドを前記回転機構の回転軸と直交するチルト軸回りに傾けるチルト機構とを有する駆動部と、を備える移載システムの制御方法であって、
前記物品の画像データを取得する取得ステップと、
前記画像データから前記物品の姿勢を検出する画像処理ステップと、
前記物品の吸着対象面と前記チルト軸とが平行になるように前記回転機構を制御する制御ステップと、を含む移載システムの制御方法。

【請求項9】

請求項８に記載の移載システムの制御方法における前記取得ステップ、前記検出ステップ、および前記制御ステップをコンピュータに実行させるための制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物流における物品の移載を行う移載システム、移載システムの制御方法および制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、物流倉庫等においては、多種多量の物品を効率よく出荷先別に出荷容器へ選別仕分けするために、ロボットアーム等のピッキング装置（移載装置）を備える移載システムが用いられている。この種の移載システムに関し、特許文献１には、画像処理により検知したワークの姿勢に基づいて、多軸ロボットを制御する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２４５２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、ピッキング装置としては６軸ロボットが従来使用されるが、より構造がシンプルであり多列のコンベアレイアウトにも適応し易い５軸ロボット（ＸＹＺ方向軸＋ヘッドの回転軸＋ヘッドのチルト軸の５軸）がピッキング装置として使用される場合がある。この場合、従来の６軸ロボットよりも１軸少ない５軸ロボットによって、物品を適切に保持する必要性がある。

【0005】

本発明は、前記５軸ロボットを用いて物品を適切に保持することができる移載システム等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】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る移載システムは、物品を吸着する吸着部を含むピッキングヘッドと、前記ピッキングヘッドを昇降させると共に、平面視において前記ピッキングヘッドを２方向へ移動させる駆動部であって、前記ピッキングヘッドを回転させる回転機構と、前記ピッキングヘッドを前記回転機構の回転軸と直交するチルト軸回りに傾けるチルト機構とを有する駆動部と、前記物品の画像データを取得するカメラ部と、前記画像データから前記物品の姿勢を検出する画像処理部と、前記駆動部を制御する駆動制御部であって、前記物品の吸着対象面と前記チルト軸とが平行になるように前記回転機構を制御する駆動制御部と、を備える。

【0007】

また、本発明の他の態様に係る移載システムの制御方法は、物品を吸着する吸着部を含むピッキングヘッドと、前記ピッキングヘッドを昇降させると共に、平面視において前記ピッキングヘッドを２方向へ移動させる駆動部であって、前記ピッキングヘッドを回転させる回転機構と、前記ピッキングヘッドを前記回転機構の回転軸と直交するチルト軸回りに傾けるチルト機構とを有する駆動部と、を備える移載システムの制御方法であって、前記物品の画像データを取得する取得ステップと、前記画像データから前記物品の姿勢を検出する画像処理ステップと、前記物品の吸着対象面と前記チルト軸とが平行になるように前記回転機構を制御する制御ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、前記５軸ロボットを用いて物品を適切に保持することができる移載システム等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る移載システムの概要を示す斜視図である。

【図2】移載システムの概要を示す平面図である。

【図3】移載システムの概要を示す機能ブロック図である。

【図4】ピッキングヘッドおよび駆動部の構造を模式的に示した図である。

【図5】移載システムの動作例を示すフローチャートである。

【図6】図５に示した物品の姿勢を検出する画像処理ステップの動作例を示すフローチャートである。

【図7】移載部のチルト軸の軸心と物品の吸着対象面およびロール軸との具体例を説明する図である。

【図8】図４に示した吸着部のうち、２つの吸着部を特定吸着部として物品の吸着対象面に吸着させた場合の具体例を説明する図である。

【図9】特定吸着部を変更する場合の具体例を説明する図である。

【図10】１つの吸着部を特定吸着部として物品の吸着対象面に吸着させた場合の具体例を説明する図である。

【図11】上記ピッキングヘッドの別の具体例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。なお、以下の説明では、第１容器１７から第２容器１８へ物品Ｗを移載する移載システムを構成した場合を例示して説明する。

【0011】

（移載システムの概要）
まず、図１および図２を参照して移載システム１の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る移載システム１の概要を示す斜視図である。図２は、移載システム１の概要を示す平面図である。移載システム１は、物流倉庫等において物品Ｗの移載を行うものである。図１および図２に示すように、本実施形態の移載システム１は、搬送部１１、移載部１２、カメラ部１３、支持フレーム１４、制御部１５、および端末部１６を含む。

【0012】

（搬送部）
搬送部１１は、物品２を収容する第１容器１７および第２容器１８をＹ方向（前後方向）へ搬送するものである。具体的には、搬送部１１は、Ｚ方向下側に設けられた搬入用コンベア１１ａ・１１ｂと、Ｚ方向上側に設けられた搬出用コンベア１１ｃ・１１ｄとを含む。搬入用コンベア１１ａ・１１ｂによって第１容器１７および第２容器１８がＹ方向前側にそれぞれ搬送される。また、搬出用コンベア１１ｃ・１１ｄによって第１容器１７および第２容器１８がＹ方向後側にそれぞれ搬送される。

【0013】

さらに、搬送部１１は、移動機構１１ｅおよび筐体１１ｆを含む。移動機構１１ｅは、搬入用コンベア１１ａからの第１容器１７を第１移載位置Ｐ１に順次移動させると共に、搬入用コンベア１１ｂからの第２容器１８を第２移載位置Ｐ２に順次移動させる。また、移動機構１１ｅは、第１移載位置Ｐ１に配置された第１容器１７を搬出用コンベア１１ｃに順次移動させると共に、第２移載位置Ｐ２に配置された第２容器１８を搬出用コンベア１１ｄに順次移動させる。筐体１１ｆは、移動機構１１ｅを収容する。

【0014】

（移載部）
移載部１２は、搬送部１１のＹ方向前端側（一端側）に設置され、第１移載位置Ｐ１に配置された第１容器１７に収容された物品２を保持して、第２移載位置Ｐ２に配置された第２容器１８へ移載するものである。移載部１２は、搬送部１１の移動機構１１ｅおよび筐体１１ｆのＺ方向上側に、架台等（図示せず）によって設置される。

【0015】

移載部１２は、物品Ｗを保持するピッキングヘッド１２ａと、該ピッキングヘッド１２ａをＺ方向へ昇降させると共に、平面視においてピッキングヘッド１２ａをＸ方向およびＹ方向の２方向へ移動させる駆動部１２ｂとを含む。ピッキングヘッド１２ａは、例えば、物品Ｗを吸着する１つまたは複数、例えば、３つの第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３（図４）を含む。ピッキングヘッド１２ａは、第１容器１７に収容される物品Ｗに対して上方から吸着し、物品Ｗを吊った状態で保持する。

【0016】

駆動部１２ｂは、固定レール１２ｃ、第１可動レール１２ｄ、第２可動レール１２ｅ、および支持アーム１２ｆを含む。固定レール１２ｃは、Ｘ方向に沿って設置される。第１可動レール１２ｄは、Ｚ方向に沿って設置され、固定レール１２ｃに沿ってＸ方向に往復移動する。第２可動レール１２ｅは、Ｙ方向に沿って設置され、第１可動レール１２ｄに沿ってＺ方向に往復移動する。

【0017】

また、駆動部１２ｂは、後に詳述するように、ピッキングヘッド１２ａを回転させる回転機構１２１（図３）を有する。また、駆動部１２ｂは、ピッキングヘッド１２ａを回転機構１２１の回転軸１２１Ａ（図４）と直交するチルト軸１２２Ａ（図４）回りに傾けるチルト機構１２２（図４）を有する。換言すれば、移載部１２には、５軸ロボットが用いられている。具体的には、移載部１２において、駆動部１２ｂは、ピッキングヘッド１２ａに対して、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各方向への移動動作と、回転機構１２１による回転動作と、チルト機構１２２によるチルト動作とを実行可能に構成されている。

【0018】

支持アーム１２ｆは、Ｚ方向に沿って設置され、第２可動レール１２ｅに沿ってＹ方向に往復移動する。また、支持アーム１２ｆは、Ｚ方向下側にピッキングヘッド１２ａが取り付けられている。これにより、移載部１２は、駆動部１２ｂの動作を制御することにより、ピッキングヘッド１２ａをＸＹＺの３方向へ往復移動させることができる。

【0019】

移載部１２には、上述したように、例えば６軸ロボット等の移載ユニットに比べて、構造がシンプルな５軸ロボットが用いられており、移載部１２は、多列のコンベヤレイアウトにも適応し易い。このため、移載部１２を用いることにより、移載システム１のレイアウト設計の自由度が向上する。

【0020】

（カメラ部）
カメラ部１３は、移載部１２の上方に配置され、物品Ｗを撮影して撮影画像を作成するものである。カメラ部１３は、第１カメラ１３ａおよび第２カメラ１３ｂを含む。第１カメラ１３ａは、第１移載位置Ｐ１に配置された第１容器１７を撮影することにより、第１容器１７に収容された１または複数の物品Ｗを撮影する。第２カメラ１３ｂは、第２移載位置Ｐ２に配置された第２容器１８を撮影することにより、第２容器１８に収容された１または複数の物品Ｗを撮影する。なお、カメラ部１３は、ライト等を含めてもよく、第１カメラ１３ａおよび第２カメラ１３ｂは、各々ライト等により所定の照度で照らした状態で、物品Ｗを撮影してもよい。

【0021】

（支持フレーム）
支持フレーム１４は、カメラ部１３を支持する枠体である。支持フレーム１４は、平面視で移載部１２に対しＹ方向と直交するＸ方向（左右方向）に隣接してそれぞれ設置される支持部１４ａ・１４ａと、支持部１４ａ・１４ａ間に架設される梁部材１４ｂ・１４ｂとを含む。Ｙ方向前側の梁部材１４ｂの適所には、第１カメラ１３ａおよび第２カメラ１３ｂが設置される。なお、梁部材１４ｂは、１本でもよいし、３本以上でもよい。

【0022】

支持部１４ａ・１４ａのそれぞれは、２本の柱部材１４ｃ・１４ｄ、桁部材１４ｅ、および補強部材１４ｆを含む。柱部材１４ｃ・１４ｄは、Ｙ方向に配列され、固定部材１４ｇ・１４ｈにより、移載システム１の設置場所に固定される。桁部材１４ｅおよび補強部材１４ｆは、柱部材１４ｃ・１４ｄ間に架設される。

【0023】

なお、梁部材１４ｂ・１４ｂは、桁部材１４ｅ上に設置されてもよいし、柱部材１４ｃ・１４ｄに設置されてもよい。また、補強部材１４ｆは、２本以上であってもよいし、省略してもよい。また、支持部１４ａ・１４ａのそれぞれが４本以上の柱部材によって立設されている場合、梁部材１４ｂ・１４ｂを省略してもよい。この場合、第１カメラ１３ａおよび第２カメラ１３ｂは、支持部１４ａ・１４ａの適所にそれぞれ設置すればよい。

【0024】

（制御部および端末部）
制御部１５は、移載システム１における各部を制御するものであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを含むコンピュータによって構成される。そして、各種構成の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行われる。なお、制御部１５の詳細は後述する。

【0025】

端末部１６は、移載システム１に対する操作を作業者Ｓ（図２）が行うためのものである。端末部１６は、キーボード、タッチパネル、ジョイスティック等の入力部１６ａと、所定の情報を表示する表示部１６ｂとを有している。これらの制御部１５および端末部１６は、移載システム１の制御機器の一例であり、後述の前ガード部２４の外側であって、かつ作業エリア２５に対し移載部１２が設けられている側とは反対側（Ｙ方向前側）に設置されている。

【0026】

具体的には、制御部１５は、図示しない電気配線を各々介して搬送部１１、移載部１２、カメラ部１３、および端末部１６に接続されている。制御部１５は、搬送部１１および移載部１２から各々動作状態などの所定の情報を取得するとともに、搬送部１１および移載部１２への指示信号などの所定の指令信号を各々出力する。制御部１５は、カメラ部１３の第１カメラ１３ａおよび第２カメラ１３ｂに対して、オン・オフ信号などの所定の指示信号を各々出力するとともに、第１カメラ１３ａおよび第２カメラ１３ｂから各々撮影データを取得する。制御部１５は、端末部１６から作業者Ｓの操作に応じた指示信号などを受信するとともに、搬送部１１、移載部１２、およびカメラ部１３から取得した情報を端末部１６に送信する。

【0027】

（ガード）
本実施形態の移載システム１では、移載部１２は、ピッキングヘッド１２ａをＸＹＺの３方向へ往復移動させる動作を行う。このため、図１および図２に示すように、移載部１２の周囲には、安全性の観点から、作業者Ｓなどが移載部１２と接触する可能性を大幅に低減するためのガードが設けられている。具体的には、本実施形態では、ガードとして、上記制御機器側からＹ方向後方に向かって、横ガード部２１と、前ガード部２４と、後ガード部４１とが順次設けられている。

【0028】

（横ガード部）
図１および図２に示すように、支持部１４ａ・１４ａのそれぞれは、移載部１２とそのＸ方向の外部とを仕切る横ガード部２１を含む。横ガード部２１は、透明板２２と透明板２２を保持する枠部材２３とを含む。これにより、作業者Ｓを含む人がＸ方向から進入して移載部１２と接触することを防止でき、その結果、移載システム１の安全性を向上することができる。

【0029】

さらに、支持部１４ａ・１４ａのそれぞれに横ガード部２１が設けられているので、移載部１２とそのＸ方向の外部とを仕切るガード部を、支持部１４ａ・１４ａのＸ方向外側に新たに設ける必要が無い。その結果、移載システム１の省スペース化を図ることができる。

【0030】

ところで、２つの支持部１４ａ・１４ａは、移載部１２に対し、Ｘ方向に隣接して設置されているから、移載部１２のＺ方向下側に位置する搬送部１１の筐体１１ｆとも隣接している。そこで、本実施形態では、支持部１４ａの下部の領域、すなわち、筐体１１ｆと対向する領域では、横ガード部２１が省略されている。これにより、横ガード部２１を設ける領域を減らすことができる。一方、作業者Ｓが支持部１４ａの下部から進入して移載部１２と接触することは、筐体１１ｆによって防止できる。すなわち、支持部１４ａの下部の領域は、筐体１１ｆが移載部１２とそのＸ方向の外部との仕切となる。

【0031】

（前ガード部）
図１および図２に示すように、移載システム１において、平面視で移載部１２に対して搬送部１１とは反対側に設定される作業エリア２５と、その外部とを仕切るように前ガード部２４が設けられている。前ガード部２４は、２つの支持部１４ａ・１４ａと接続されている。

【0032】

作業エリア２５は、作業者Ｓが物品Ｗを保持して移載する手作業移載を行うためのスペースである。つまり、本実施形態の移載システム１は、移載部１２が物品Ｗを保持して自動的に移載する自動移載と、作業者Ｓが作業エリア２５内に入って物品Ｗを保持して移載する手作業移載との両方を実行可能となっている。また、前ガード部２４は、作業エリア２５の周囲に作業エリア２５に隣接して設けられている。

【0033】

具体的には、前ガード部２４は、複数の固定式ガード部２６と可動式ガード部２７とを連結して含む。固定式ガード部２６は、透明板３１と該透明板３１を保持する枠部材３２とを含む。枠部材３２のＺ方向下側の隅部は、固定部材２６ａにより、移載システム１の設置場所に固定される。また、Ｙ方向後側の固定式ガード部２６・２６は、支持部１４ａ・１４ａのＹ方向前側にそれぞれ連結している。

【0034】

可動式ガード部２７は、作業エリア２５への作業者Ｓの出入口扉を構成するものであり、固定用枠部材３３と、固定用枠部材３３内に設けられる可動部材３４とを含む。固定用枠部材３３のＺ方向下側の隅部は、固定部材３３ａにより、移載システム１の設置場所に固定される。可動部材３４は、固定用枠部材３３に対しヒンジ部材（図示せず）等を介して回動可能に設けられている。可動部材３４は、透明板３５と、該透明板３５を保持する枠部材３６とを含む。

【0035】

以上により、作業者Ｓを含む人が作業エリア２５に不用意に進入して移載部１２と接触することを防止でき、その結果、移載システム１の安全性を向上することができる。また、前ガード部２４が作業エリア２５に隣接して設けられているので、前ガード部２４を設けることによる移載システム１の設置空間の増大を抑制することができる。

【0036】

なお、移載システム１が自動移載のみ実行可能である場合、作業エリア２５は、移載部１２を監視者が監視するための監視エリアとして設定されてもよい。或いは、作業エリア２５は省略されてもよい。このとき、前ガード部２４は、移載部１２のＹ方向前側に、移載部１２と隣接して設ければよい。

【0037】

（後ガード部）
図１および図２に示すように、移載システム１には、搬送部１１のＹ方向前端に対し、Ｘ方向に隣接し、かつ、上記前端とそのＸ方向の外部とを仕切る後ガード部４１・４１が設けられている。後ガード部４１は、透明板４２と、透明板４２を保持する枠部材４３とを含む。後ガード部４１・４１のＹ方向前側は、支持部１４ａ・１４ａのＹ方向後側にそれぞれ連結（接続）している。また、枠部材４３のＺ方向下側の隅部は、固定部材４３ａにより、移載システム１の設置場所に固定される。さらに、後ガード部４１・４１の間には補強部材４４・４５が設けられている。

【0038】

これにより、作業者Ｓを含む人が搬送部１１から進入して移載部１２と接触することを防止でき、その結果、移載システム１の安全性を向上することができる。また、後ガード部４１が搬送部１１に隣接して設けられているので、後ガード部４１を設けることによる移載システム１の設置空間の増大を抑制することができる。

【0039】

また、本実施形態の前ガード部２４、横ガード部２１、および後ガード部４１では、透明板２２・３１・３５・４２を実質的なガードとして設けている。これにより、本実施形態では、移載システム１の作業者Ｓは、監視者として移載システム１の外部から搬送部１１および移載部１２を監視することができる。なお、透明板２２・３１・３５・４２の代わりに、柵、網、その他の形状のガードを用いてもよい。

【0040】

〔移載システムの制御ブロック〕
図３は、移載システム１の概要を示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御部１５は、画像取得部１５ａ、画像処理部１５ｂ、および駆動制御部１５ｃを含む。

【0041】

画像取得部１５ａは、カメラ部１３が撮像した画像データを取得する。具体的には、画像取得部１５ａは、第１カメラ１３ａが撮像した第１容器１７の画像データを取得する。また、画像取得部１５ａは、第２カメラ１３ｂが撮像した第２容器１８の画像データを取得する。画像取得部１５ａは、取得した画像データを画像処理部１５ｂに送出する。

【0042】

画像処理部１５ｂは、画像データに対し所定の画像処理を行って、物品Ｗをピッキングヘッド１２ａに吸着（保持）して該物品Ｗを移載するための移載データを取得する。画像処理部１５ｂは、取得したデータを駆動制御部１５ｃに送出する。画像処理部１５ｂでの画像処理の詳細については後述する。

【0043】

駆動制御部１５ｃは、画像処理部１５ｂから取得した画像認識処理の結果に基づいて、移載部１２を制御する。例えば、駆動制御部１５ｃは、物品Ｗの吸着対象面ＷＳ（図７）に対してチルト軸１２２Ａ（図４）が平行になるように回転機構１２１（図４）を制御する。なお、駆動制御部１５ｃによる回転機構１２１（図４）およびチルト機構１２２（図４）の制御の詳細については後述する。

【0044】

（ピッキングヘッドおよび駆動部の詳細な構成）
図４は、ピッキングヘッド１２ａおよび駆動部１２ｂの構造を模式的に示した図である。図４の４０１および４１０に示すように、ピッキングヘッド１２ａは、第１吸着部１２ａ１と、第２吸着部１２ａ２と、第３吸着部１２ａ３と、基部１２ａ４とを備える。また、駆動部１２ｂは、回転機構１２１と、チルト機構１２２とを備える。

【0045】

回転機構１２１は、チルト機構１２２に設けられたチルト軸１２２Ａを介してピッキングヘッド１２ａに連結されて、該ピッキングヘッド１２ａを回転する回転軸１２１Ａを備える。この回転軸１２１Ａは、支持アーム１２ｆに設けられた図示しないモータ等の駆動部材に連結されており、該駆動部材が、駆動制御部１５ｃからの指示に従って動作するようになっている。これにより、ピッキングヘッド１２ａは、回転軸１２１Ａの回転に応じて、チルト軸１２２Ａを介在させて所望の方向に回転する。

【0046】

チルト機構１２２は、回転機構１２１の回転軸１２１Ａと直交するチルト軸１２２Ａを備える。チルト軸１２２Ａでは、一端側が回転軸１２１Ａに連結され、他端側がピッキングヘッド１２ａの基部１２ａ４に連結されている。チルト機構１２２は、図４の４０１乃至４０３に示すように、駆動制御部１５ｃからの指示に従って、基部１２ａ４をＺ方向に対して傾斜させる傾斜軸（図示せず）を動作させることにより、ピッキングヘッド１２ａをチルト軸１２２Ａ回りに傾ける。これにより、ピッキングヘッド１２ａでは、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の吸着方向、すなわち物品Ｗの保持方向が図４の４０１乃至４０３に示すように変化する。

【0047】

また、ピッキングヘッド１２ａは、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３は基部１２ａ４に一体的に取り付けられている。また、図４の４１０に示すように、第１吸着部１２ａ１と第２吸着部１２ａ２とは、ピッキングヘッド１２ａを昇降方向（Ｚ方向）から見た場合、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔを挟んで配置されている。さらに、第２吸着部１２ａ２と第３吸着部１２ａ３とは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの方向に並んで配置されている。

【0048】

〔移載システムの制御〕
次に、図５乃至図１０を参照して、移載システム１の制御について説明する。移載システム１では、基本的な動作例として、制御部１５は、カメラ部１３が撮像した画像データの画像処理の結果に基づいてピッキングヘッド１２ａを第１容器１７および第２容器１８の間で往復移動させて、第１容器１７内の物品Ｗを第２容器１８へ移載する移載動作の制御を行う。

【0049】

（移載システムの動作例）
図５は、移載システム１の詳細な動作例を示すフローチャートである。図６は、図５に示した物品Ｗの姿勢を検出する画像処理ステップの動作例を示すフローチャートである。

【0050】

第１容器１７内の物品Ｗを第２容器１８へ移載する移載動作の制御では、図５のステップＳ１に示すように、画像取得部１５ａは、第１カメラ１３ａから第１容器１７の画像データを撮影データとして取得する。そして、画像取得部１５ａは、取得した撮影データを画像処理部１５ｂに出力する。

【0051】

次に、画像処理部１５ｂは、画像取得部１５ａからの画像データに対し所定の画像処理を行って、第１容器１７に収容された物品Ｗの画像を抽出し、該物品ＷのＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の位置（以下、「ＸＹＺ座標」と称する。）を特定する。換言すれば、画像処理部１５ｂは、第１容器１７の画像データから特定したＸＹＺ座標に基づき、第１容器１７内の移載すべき物品ＷのＸＹＺ座標を特定する。

【0052】

次に、画像処理部１５ｂは、ＸＹＺ座標を特定した物品Ｗの姿勢を検出する（ステップＳ２）。具体的にいえば、図６のステップＳ１１に示すように、画像処理部１５ｂは、物品Ｗについて、３Ｄ（Dimension：次元）画像認識処理を実行する。これにより、画像処理部１５ｂは、第１容器１７における移載すべき物品ＷのＸＹＺ座標の各値を取得して認識する。なお、３Ｄ画像認識処理は公知であるので、その詳細な説明を省略する。

【0053】

次に、画像処理部１５ｂは、３Ｄ画像認識処理の結果を基に、物品Ｗにおける、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各方向に対する傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚを検出する（ステップＳ１２）。さらに、画像処理部１５ｂは、検出した傾斜角度ＲｘおよびＲｙの各値を用いて、物品Ｗの傾斜方向Ｋ（図８）を取得する。

【0054】

続いて、画像処理部１５ｂは、物品Ｗまたは物品Ｗの吸着対象面ＷＳ（図７）の重心位置ＷＬ（図７）を算出する（ステップＳ１３）。具体的にいえば、画像処理部１５ｂは、取得した物品ＷのＸＹＺ座標の各値を用いて、上記重心位置ＷＬの位置、つまりＸＹＺ座標の各値を求める。

【0055】

次に、画像処理部１５ｂは、取得した傾斜方向Ｋ（図７）に対して直交する方向で、求めた重心位置ＷＬ（図７）を通る軸を物品Ｗのロール軸Ｒ０（図７）に設定する（ステップＳ１４）。なお、物品Ｗのロール軸Ｒ０に設定については、後に詳述する。

【0056】

続いて、画像処理部１５ｂは、物品Ｗの吸着対象面ＷＳの寸法に応じて、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３から吸着対象面ＷＳに吸着させる特定吸着部を決定する（ステップＳ１５）。なお、画像処理部１５ｂは、後に詳述するように、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３から少なくとも１つを特定吸着部として決定する。

【0057】

続いて、図５のステップＳ３に示すように、駆動制御部１５ｃは、決定した特定吸着部に関するデータを含む画像処理部１５ｂからのデータを用いて、駆動部１２ｂの回転機構１２１およびチルト機構１２２の制御を行う。後に詳述するように、駆動制御部１５ｃは、物品Ｗの傾斜方向Ｋに関するデータと、上記重心位置ＷＬの位置に関するデータと、ロール軸Ｒ０に関するデータとを用いて、回転機構１２１およびチルト機構１２２の各動作を制御する。

【0058】

次に、駆動制御部１５ｃは、画像処理部１５ｂからの物品Ｗを移載する先の第２容器１８に関するデータを用いて、物品Ｗの移載を行う（ステップＳ４）。具体的にいえば、画像処理部１５ｂは、第２カメラ１３ｂから取得した第２容器１８の画像データに基づき、物品Ｗを第２容器１８に載置する位置のＸＹＺ座標を特定する。そして、画像処理部１５ｂは、載置する位置のＸＹＺ座標の各値を駆動制御部１５ｃに送出する。駆動制御部１５ｃは、ピッキングヘッド１２ａによって物品Ｗを吸着して保持した後、画像処理部１５ｂから入力した載置する位置のＸＹＺ座標の各値を用いて、保持した物品Ｗを第２容器１８内に移載する。

【0059】

（ロール軸とチルト軸との具体例）
図７は、移載部１２のチルト軸１２２Ａの軸心Ｔと物品Ｗの吸着対象面ＷＳおよびロール軸Ｒ０との具体例を説明する図である。なお、以下の説明では、直方体状の物品Ｗを例示して説明する。また、第１吸着部１２ａ１、第２吸着部１２ａ２、および第３吸着部１２ａ３については、それぞれ１、２、および３に簡略して図示する。また、以下の説明では、まず、画像処理部１５ｂが、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の吸着面積の合計値よりも吸着対象面ＷＳの寸法が大きく、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３を特定吸着部として決定した場合について説明する。

【0060】

（１）３つの吸着部が特定吸着部である場合の例
図７の７０１の左側の図面に示すように、例えば、ロール軸Ｒ０が物品Ｗの重心位置ＷＬを通り、傾斜方向Ｋに対して直交し、かつ幅方向に沿っている場合、物品Ｗの吸着対象面ＷＳは、図に両矢印Ｒ１にて示すように、長手方向に傾斜する。そして、駆動制御部１５ｃは、画像処理部１５ｂからのロール軸Ｒ０に関するデータを用いて、吸着対象面ＷＳとチルト軸１２２Ａとが平行となるように、回転機構１２１を駆動する。

【0061】

換言すれば、図７の７０１の右側の図面に示すように、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0062】

また、画像処理部１５ｂは、駆動制御部１５ｃにより、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとを一致させる場合、ピッキングヘッド１２ａの基部１２ａ４の回転動作角度が小さくなるように、回転機構１２１の回転駆動を制御させる。

【0063】

具体的にいえば、回転機構１２１の回転駆動を行う前において、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の位置が図７の７０２の左側の図面に示す位置である場合、画像処理部１５ｂは、基部１２ａ４の回転動作角度が小さくなるように、反時計方向回りを選択する。そして、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きをロール軸Ｒ０の向きに一致させる際、矢印ＬＫにて示すように、基部１２ａ４を回転させる。

【0064】

一方、回転機構１２１の回転駆動を行う前において、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の位置が図７の７０２の右側の図面に示す位置である場合、画像処理部１５ｂは、基部１２ａ４の回転動作角度が小さくなるように、時計方向回りを選択する。そして、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きをロール軸Ｒ０の向きに一致させる際、矢印ＲＫにて示すように、基部１２ａ４を回転させる。

【0065】

また、図７の７０１の両矢印Ｒ１にて示すように、物品Ｗがその長手方向に傾斜している場合、ロール軸Ｒ０のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各方向に対するロール角度のうち、Ｘ方向に対するロール角度は発生していない。換言すれば、Ｙ方向およびＺ方向の各方向に対するロール角度は、それぞれステップＳ１２で検出された傾斜角度ＲｙおよびＲｚであり、Ｘ方向に対するロール角度は、ステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｘと同じ０°である。そして、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、傾斜角度ＲｙおよびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度ＲｙおよびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0066】

その後、図７の７０１の右側の図面に示すように、画像処理部１５ｂが、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３を吸着対象面に吸着させる特定吸着部を決定している場合、駆動制御部１５ｃは、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の中心位置を物品Ｗの重心位置ＷＬに一致するよう駆動部１２ｂを制御する。換言すれば、駆動制御部１５ｃは、ピッキングヘッド１２ａの基部１２ａ４の中心位置が、物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３による物品Ｗの吸着処理を実行させる。

【0067】

また、図７の７０３の左側の図面に示すように、例えば、ロール軸Ｒ０が物品Ｗの重心位置ＷＬを通り、傾斜方向Ｋに対して直交し、かつ長手方向に沿っている場合、物品Ｗの吸着対象面ＷＳは、図に両矢印Ｒ２にて示すように、幅方向に傾斜する。そして、駆動制御部１５ｃは、画像処理部１５ｂからのロール軸Ｒ０に関するデータを用いて、吸着対象面ＷＳとチルト軸１２２Ａとが平行となるように、回転機構１２１を駆動する。

【0068】

換言すれば、図７の７０３の右側の図面に示すように、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0069】

また、図７の７０３の両矢印Ｒ２にて示すように、物品Ｗがその幅方向に傾斜している場合、ロール軸Ｒ０のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各方向に対するロール角度のうち、Ｙ方向に対するロール角度は発生していない。換言すれば、Ｘ方向およびＺ方向の各方向に対するロール角度は、それぞれステップＳ１２で検出された傾斜角度ＲｘおよびＲｚであり、Ｙ方向に対するロール角度は、ステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｙと同じ０°である。そして、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、傾斜角度ＲｘおよびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度ＲｘおよびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0070】

その後、図７の７０３の右側の図面に示すように、画像処理部１５ｂが、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３を吸着対象面に吸着させる特定吸着部を決定している場合、駆動制御部１５ｃは、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の中心位置を物品Ｗの重心位置ＷＬに一致するよう駆動部１２ｂを制御する。換言すれば、駆動制御部１５ｃは、ピッキングヘッド１２ａの基部１２ａ４の中心位置が、物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３による物品Ｗの吸着処理を実行させる。

【0071】

また、図７の７０４の左側の図面に示すように、例えば、ロール軸Ｒ０が物品Ｗの重心位置ＷＬを通り、傾斜方向Ｋに対して直交し、かつ幅方向および長手方向に各々傾斜したダイアゴナル軸に沿っている場合、物品Ｗの吸着対象面ＷＳは、図に両矢印Ｒ３にて示すように、ダイアゴナル軸を中心に傾斜する。そして、駆動制御部１５ｃは、画像処理部１５ｂからのロール軸Ｒ０に関するデータを用いて、吸着対象面ＷＳとチルト軸１２２Ａとが平行となるように、回転機構１２１を駆動する。

【0072】

換言すれば、図７の７０４の右側の図面に示すように、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0073】

また、図７の７０５の両矢印Ｒ３にて示すように、物品Ｗがダイアゴナル軸を中心に傾斜している場合、ロール軸Ｒ０のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の各方向に対するロール角度のうち、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に対するロール角度が発生している。換言すれば、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に対するロール角度は、それぞれステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚに等しい。そして、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0074】

その後、図７の７０４の右側の図面に示すように、画像処理部１５ｂが、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３を吸着対象面に吸着させる特定吸着部を決定している場合、駆動制御部１５ｃは、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の中心位置を物品Ｗの重心位置ＷＬに一致するよう駆動部１２ｂを制御する。換言すれば、駆動制御部１５ｃは、ピッキングヘッド１２ａの基部１２ａ４の中心位置が、物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３による物品Ｗの吸着処理を実行させる。

【0075】

（２）２つの吸着部が特定吸着部である場合の例
図８は、図４に示した第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３のうち、２つの吸着部を特定吸着部として物品Ｗの吸着対象面ＷＳに吸着させた場合の具体例を説明する図である。

【0076】

画像処理部１５ｂは、ステップＳ１５の処理において、物品Ｗの吸着対象面ＷＳの寸法に応じて、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３のうち、２つの吸着部を特定吸着部として決定した場合、さらに以下の手順によって、該特定吸着部を決定する。

【0077】

具体的にいえば、図８に示すように、画像処理部１５ｂは、ステップＳ１５の処理において、吸着対象面ＷＳの寸法が第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の吸着面積の合計値よりも小さことを判別する。さらに、画像処理部１５ｂは、吸着対象面ＷＳの寸法がいずれか２つの吸着部の吸着面積の合計値よりも大きいことを判別する。

【0078】

次に、画像処理部１５ｂは、吸着対象面ＷＳの長辺ＷＮおよび短辺ＷＭのうち、例えば、長辺ＷＮと直線Ｌ１２とのなす角度αを求める。直線Ｌ１２は、第１吸着部１２ａ１の中心位置および第２吸着部１２ａ２の中心位置を通る直線である。また、画像処理部１５ｂは、長辺ＷＮと直線Ｌ１３とのなす角度βを求める。直線Ｌ１３は、第１吸着部１２ａ１の中心位置および第３吸着部１２ａ３の中心位置を通る直線である。また、画像処理部１５ｂは、長辺ＷＮと直線Ｌ２３とのなす角度γを求める。直線Ｌ２３は、第２吸着部１２ａ２の中心位置および第３吸着部１２ａ３の中心位置を通る直線である。

【0079】

さらに、画像処理部１５ｂは、求めた角度α、β、およびγを比較して、最も小さい角度である角度αを取得する。そして、画像処理部１５ｂは、取得した角度αに対応した第１吸着部１２ａ１および第２吸着部１２ａ２を特定吸着部として決定する。その後、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0080】

また、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、ロール軸Ｒ０のロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0081】

また、駆動制御部１５ｃは、第１吸着部１２ａ１および第２吸着部１２ａ２が特定吸着部に決定されている場合、第１吸着部１２ａ１および第２吸着部１２ａ２の中心位置が物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で、第１吸着部１２ａ１および第２吸着部１２ａ２による物品Ｗの吸着処理を実行させる。なお、２つの吸着部が特定吸着部として決定されている場合は、決定された２つの吸着部の中心位置を重心位置ＷＬに一致させた状態で、該２つの吸着部による吸着動作が行われる。

【0082】

（３）特定吸着部を変更する場合
図９は、特定吸着部を変更する場合の具体例を説明する図である。図９において、画像処理部１５ｂは、ステップＳ１５の処理において、複数の吸着部から選択される２以上の吸着部に外接する仮想的な外接矩形ＲＴの寸法と吸着対象面ＷＳの寸法とを比較する。そして、画像処理部１５ｂは、外接矩形ＲＴが吸着対象面ＷＳの外郭内に収まる寸法である場合、外接矩形ＲＴ内の吸着部を特定吸着部として決定する。

【0083】

具体的にいえば、図９の左側の図面において、画像処理部１５ｂは、例えば、第１吸着部１２ａ１および第２吸着部１２ａ２の外接矩形ＲＴの寸法と吸着対象面ＷＳの寸法との比較を行う。そして、画像処理部１５ｂは、外接矩形ＲＴの寸法が吸着対象面ＷＳの寸法よりも小さい場合、つまり吸着対象面ＷＳの外郭内に収まる寸法である場合には、上述したように、第１吸着部１２ａ１および第２吸着部１２ａ２を特定吸着部として決定する。

【0084】

一方、図９の左側の図面に示すように、画像処理部１５ｂは、上述した外接矩形ＲＴの寸法が吸着対象面ＷＳの外郭内に収まらない寸法であることを判別した場合、該外接矩形ＲＴに含まれた第１吸着部１２ａ１および第２吸着部１２ａ２を特定吸着部と決定することは不可であると判断する。換言すれば、画像処理部１５ｂは、２つの吸着部を特定吸着部とすることができないと判断する。そして、画像処理部１５ｂは、１つの吸着部、例えば、第１吸着部１２ａ１の外接矩形（図示せず）の寸法と吸着対象面ＷＳの寸法との比較を行う。

【0085】

画像処理部１５ｂは、吸着対象面ＷＳの寸法が第１吸着部１２ａ１の外接矩形の寸法よりも小さいことを判別すると、該物品Ｗの移載作業は不可能であると判断する。そして、制御部１５は、例えば、表示部１６ｂを介して該物品Ｗの移載作業が不可能であることを作業者Ｓに報知する。

【0086】

一方、画像処理部１５ｂは、吸着対象面ＷＳの寸法が第１吸着部１２ａ１の外接矩形の寸法よりも大きいことを判別すると、第１吸着部１２ａ１にて物品Ｗを吸着可能と判断して、該第１吸着部１２ａ１を特定吸着部と決定する。その後、図９の右側の図面に示すように、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0087】

また、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、ロール軸Ｒ０のロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0088】

また、駆動制御部１５ｃは、第１吸着部１２ａ１が特定吸着部に決定されている場合、この第１吸着部１２ａ１の中心位置が物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で、第１吸着部１２ａ１による物品Ｗの吸着処理を実行させる。

【0089】

（４）１つの吸着部が特定吸着部である場合の例
図１０は、１つの吸着部を特定吸着部として物品Ｗの吸着対象面ＷＳに吸着させた場合の具体例を説明する図である。

【0090】

図１０の１０１および１０２に示すように、画像処理部１５ｂが第２吸着部１２ａ２を特定吸着部と決定している場合、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0091】

また、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、ロール軸Ｒ０のロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0092】

また、駆動制御部１５ｃは、第２吸着部１２ａ２の中心位置が物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で、第２吸着部１２ａ２による物品Ｗの吸着処理を実行させる。

【0093】

図１０の１０３および１０４に示すように、画像処理部１５ｂが第３吸着部１２ａ３を特定吸着部と決定している場合、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0094】

また、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、ロール軸Ｒ０のロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0095】

また、駆動制御部１５ｃは、第３吸着部１２ａ３の中心位置が物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で、第３吸着部１２ａ３による物品Ｗの吸着処理を実行させる。

【0096】

図１０の１０５および１０６に示すように、画像処理部１５ｂが第１吸着部１２ａ１を特定吸着部と決定している場合、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの軸心Ｔの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように、回転機構１２１の回転駆動を制御する。また、駆動制御部１５ｃは、ロール軸Ｒ０のＺ方向に対するローリング角度であるロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｚに関係なく、回転機構１２１を回転させる。

【0097】

また、画像処理部１５ｂは、チルト軸１２２Ａのチルト角度として、ロール軸Ｒ０のロール角度、つまりステップＳ１２で検出された傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚを駆動制御部１５ｃに出力する。その後、駆動制御部１５ｃは、傾斜角度Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚで示されるチルト角度となるように、チルト機構１２２をチルト制御する。

【0098】

また、駆動制御部１５ｃは、第１吸着部１２ａ１の中心位置が物品Ｗの重心位置ＷＬに一致した状態で、第１吸着部１２ａ１による物品Ｗの吸着処理を実行させる。

【0099】

（移載システム１の作用効果）
以上のように、本実施形態の移載システム１は、物品Ｗを吸着する第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３を含むピッキングヘッド１２ａを備える。移載システム１は、ピッキングヘッド１２ａを昇降させると共に、平面視においてピッキングヘッド１２ａをＸ方向およびＹ方向へ移動させる駆動部１２ｂであって、ピッキングヘッド１２ａを回転させる回転機構１２１と、ピッキングヘッド１２ａを回転機構１２１の回転軸１２１Ａと直交するチルト軸１２２Ａ回りに傾けるチルト機構１２２とを有する駆動部１２ｂを備える。移載システム１は、物品Ｗの画像データを取得するカメラ部１３と、画像データから物品Ｗの姿勢を検出する画像処理部１５ｂとを備える。移載システム１は、駆動部１２ｂを制御する駆動制御部１５ｃであって、物品Ｗの吸着対象面ＷＳとチルト軸１２２Ａとが平行になるように回転機構１２１を制御する駆動制御部１５ｃを備える。

【0100】

以上の構成により、本実施形態の移載システム１では、ピッキングヘッド１２ａを物品Ｗにアプローチさせる際、例えば、傾斜した吸着対象面ＷＳに対して第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３の少なくとも１つが正対するようにピッキングヘッド１２ａを角度調整することが可能となる。従って、本実施形態の移載システム１では、前記５軸ロボットを用いて物品Ｗを適切に保持することができる。

【0101】

また、本実施形態の移載システム１では、駆動制御部１５ｃは、チルト軸１２２Ａの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように回転機構１２１を制御しているので、移載部１２、ひいては移載システム１の構成を簡略化することができる。具体的にいえば、ピッキングヘッド１２ａにおいて、基部１２ａ４を回転する回転構造を設けて、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３を適宜回転させて物品Ｗを吸着させることもできる。しかしながら、本実施形態の移載システム１では、駆動制御部１５ｃが上記のように回転機構１２１を制御しているので、上述の回転構造を設けることなく、第１吸着部１２ａ１乃至第３吸着部１２ａ３を適宜回転させて、少なくとも１つの吸着部によって物品Ｗを吸着可能であるからである。

【0102】

なお、上記の説明では、全ての物品Ｗについてロール軸Ｒ０を設定する場合について説明した。しかしながら、本発明は物品Ｗの吸着対象面ＷＳとチルト軸１２２Ａとが平行になるように回転機構１２１を制御するものであれば、何等限定されるものではない。

【0103】

具体的にいえば、本発明は、例えば、ステップＳ１２で検出される傾斜角度ＲｘおよびＲｙが所定角度を超える場合のみ、その物品Ｗのロール軸Ｒ０を設定して、チルト軸１２２Ａの向きとロール軸Ｒ０の向きとが一致するように回転機構１２１を制御してもよい。また、上記傾斜角度ＲｘおよびＲｙが所定角度以内である場合、ロール軸Ｒ０を設定することなく、ステップＳ１２で検出される傾斜角度Ｒｚをチルト角度としてチルト機構１２２をチルト制御する。さらに、特定吸着部の中心と吸着対象面ＷＳの重心位置ＷＬとを一致させた状態で、該特定吸着部によって吸着させればよい。

【0104】

また、上記の説明では、ピッキングヘッド１２ａにおいて、上記特定吸着部となり得る、例えば、３つの第１吸着部１２ａ１と、第２吸着部１２ａ２と、第３吸着部１２ａ３とを備えた構成について説明した。しかしながら、本発明のピッキングヘッドはこれに限定されるものではなく、特定吸着部として機能する、少なくとも１つの吸着部を有するものであれば何等限定されない。

【0105】

具体的にいえば、図１１に例示するように、ピッキングヘッド２２ａは、例えば、４つの第１吸着部２２ａ１と、第２吸着部２２ａ２と、第３吸着部２２ａ３と、第４吸着部２２ａ４と、基部１２ａ５とを備えてもよい。なお、図１１では、第１吸着部２２ａ１、第２吸着部２２ａ２、第３吸着部２２ａ３、および第４吸着部２２ａ４については、それぞれ１、２、３、および４に簡略して図示している。

【0106】

（ソフトウェアによる実現例）
移載システム１（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に制御部１５に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0107】

この場合、前記装置は、前記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により前記プログラムを実行することにより、前記実施形態で説明した各機能が実現される。

【0108】

前記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、前記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、前記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して前記装置に供給されてもよい。

【0109】

また、前記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、前記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより前記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0110】

また、前記実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは前記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0111】

〔まとめ〕
本発明の第１態様の移載システムは、物品を吸着する吸着部を含むピッキングヘッドと、前記ピッキングヘッドを昇降させると共に、平面視において前記ピッキングヘッドを２方向へ移動させる駆動部であって、前記ピッキングヘッドを回転させる回転機構と、前記ピッキングヘッドを前記回転機構の回転軸と直交するチルト軸回りに傾けるチルト機構とを有する駆動部と、前記物品の画像データを取得するカメラ部と、前記画像データから前記物品の姿勢を検出する画像処理部と、前記駆動部を制御する駆動制御部であって、前記物品の吸着対象面と前記チルト軸とが平行になるように前記回転機構を制御する駆動制御部と、を備える。

【0112】

上記構成によれば、ピッキングヘッドを物品にアプローチさせる際、傾斜した吸着対象面に対して吸着部が正対するようにピッキングヘッドを角度調整することが可能となる。従って、５軸ロボットを用いた場合でも、物品の吸着対象面を吸着部によって確実に吸着することができる。

【0113】

本発明の第２態様は、第１態様の移載システムであって、前記画像処理部は、前記物品または前記吸着対象面の重心位置を算出して、前記物品の傾斜方向に対して直交する方向で、前記重心位置を通る軸を前記物品のロール軸に設定し、前記駆動制御部は、前記チルト軸の向きと前記ロール軸の向きとが一致するように前記回転機構を制御してもよい。

【0114】

上記構成によれば、駆動制御部は、重心位置を通るロール軸の向きに対して、チルト軸の向きが一致するように、回転機構を制御する。これにより、５軸ロボットを用いた場合でも、ピッキングヘッドの角度調整をより適切することができ、物品の吸着対象面を吸着部によって確実に吸着することができる。

【0115】

本発明の第３態様は、第１態様または第２態様の移載システムであって、前記ピッキングヘッドは、複数の前記吸着部を含み、前記画像処理部は、前記吸着対象面の寸法に応じて、複数の前記吸着部から前記吸着対象面に吸着させる特定吸着部を決定し、前記駆動制御部は、前記特定吸着部を前記吸着対象面に吸着させてもよい。

【0116】

上記構成によれば、複数の吸着部をピッキングヘッドに設けた場合において、画像処理部は吸着対象面の寸法に応じて特定吸着部を決定する。また、駆動制御部が、画像処理部によって決定された特定吸着部を吸着対象面に吸着させるように回転機構を制御する。これにより、５軸ロボットを用いた場合でも、物品の吸着対象面を特定吸着部によって確実に吸着することができる。

【0117】

本発明の第４態様は、第３態様の移載システムであって、前記画像処理部は、複数の前記吸着部から選択される２以上の前記吸着部に外接する仮想的な外接矩形の寸法と前記吸着対象面の寸法とを比較し、前記特定吸着部を決定してもよい。

【0118】

上記構成によれば、複数の吸着部をピッキングヘッドに設けた場合において、画像処理部は２以上の吸着部に外接する仮想的な外接矩形の寸法と吸着対象面の寸法とを比較して特定吸着部を決定している。これにより、複数の吸着部をピッキングヘッドに設けた場合において、５軸ロボットを用いた場合でも、特定吸着部を適切に決定することができる。この結果、物品の吸着対象面を特定吸着部によってより確実に吸着することができる。

【0119】

本発明の第５態様は、第４態様の移載システムであって、前記画像処理部は、前記外接矩形が前記吸着対象面の外郭内に収まる寸法である場合、前記外接矩形内の前記吸着部を前記特定吸着部として決定してもよい。

【0120】

上記構成によれば、複数の吸着部をピッキングヘッドに設けた場合において、画像処理部は、外接矩形が吸着対象面の外郭内に収まる寸法であることを判別すると、外接矩形内の吸着部を特定吸着部として決定する。これにより、複数の吸着部をピッキングヘッドに設けた場合において、５軸ロボットを用いた場合でも、特定吸着部をさらに適切に決定することができる。この結果、物品の吸着対象面を特定吸着部によってより確実に吸着することができる。

【0121】

本発明の第６態様は、第１態様から第５態様のいずれかの態様の移載システムであって、前記ピッキングヘッドは、第１吸着部と第２吸着部とを含み、前記ピッキングヘッドを前記昇降方向から見た場合、前記第１吸着部と前記第２吸着部とは、前記チルト軸を挟んで配置されてもよい。

【0122】

上記構成によれば、ピッキングヘッドにおいて、第１吸着部と第２吸着部とがチルト軸を挟んで配置されているので、５軸ロボットを用いた場合でも、物品の吸着対象面を第１吸着部または第２吸着部の少なくとも一方によって確実に吸着することができる。

【0123】

本発明の第７態様は、第６態様の移載システムであって、前記ピッキングヘッドは、第３吸着部をさらに含み、前記第２吸着部と前記第３吸着部とは、前記チルト軸の方向に並んで配置されてもよい。

【0124】

上記構成によれば、ピッキングヘッドにはチルト軸の方向で第２吸着部と並んで配置された第３吸着部が設けられている。これにより、５軸ロボットを用いた場合でも、物品の吸着対象面を第１吸着部、第２吸着部、または第３吸着部の少なくとも１つによって確実に吸着することができる。

【0125】

本発明の第８態様の移載システムの制御方法は、物品を吸着する吸着部を含むピッキングヘッドと、前記ピッキングヘッドを昇降させると共に、平面視において前記ピッキングヘッドを２方向へ移動させる駆動部であって、前記ピッキングヘッドを回転させる回転機構と、前記ピッキングヘッドを前記回転機構の回転軸と直交するチルト軸回りに傾けるチルト機構とを有する駆動部と、を備える移載システムの制御方法であって、前記物品の画像データを取得する取得ステップと、前記画像データから前記物品の姿勢を検出する画像処理ステップと、前記物品の吸着対象面と前記チルト軸とが平行になるように前記回転機構を制御する制御ステップと、を含む。この場合、前記第１態様と同様の効果を奏する。

【0126】

本発明の各態様に係る移載システムおよびその制御方法は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記移載システムおよびその制御方法がそれぞれ備える各部および各ステップ（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記移載システムおよびその制御方法をコンピュータにて実現させる移載システムの制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

【0127】

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる構成についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0128】

１ 移載システム
１２ａ ピッキングヘッド
１２ａ１ 第１吸着部（特定吸着部）
１２ａ２ 第２吸着部（特定吸着部）
１２ａ３ 第３吸着部（特定吸着部）
１２ｂ 駆動部
２２ａ ピッキングヘッド
２２ａ１ 第１吸着部（特定吸着部）
２２ａ２ 第２吸着部（特定吸着部）
２２ａ３ 第３吸着部（特定吸着部）
２２ａ４ 第４吸着部（特定吸着部）
１２１ 回転機構
１２１Ａ 回転軸
１２２ チルト機構
１２２Ａ チルト軸
Ｗ 物品
ＷＳ 吸着対象面
ＷＬ 重心位置
Ｒ０ ロール軸
ＲＴ 外接矩形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】