特開 2025-101586 管積載装置、管積載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】P2025101586

(43)【公開日】2025-07-07

(54)【発明の名称】管積載装置、管積載方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B65G 57/18 20060101AFI20250630BHJP

【ＦＩ】

B65G57/18 Z

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023218538

(22)【出願日】2023-12-25

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(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】須藤 克弘

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 侑和

(72)【発明者】

【氏名】藤原 良

(72)【発明者】

【氏名】藤井 洋祐

(72)【発明者】

【氏名】廣田 徹也

【テーマコード（参考）】

3F029

【Ｆターム（参考）】

3F029BA07

3F029CA58

3F029CA64

(57)【要約】

【課題】製造した管を機械的に積載する装置、方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】管積載装置（１００）は、管及び当該管の支持台を把持する把持部を備えるアーム部（１０）と、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを検出する検出部（２０）と、検出部により得られた情報を参照して、管及び支持台を所定の位置に積載するようにアーム部を制御する制御部（３０）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管及び当該管の支持台を把持する把持部を備えるアーム部と、
供給された前記管と仮置きされた前記支持台のそれぞれの位置と向きを検出する検出部と、
前記検出部により得られた情報を参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するように前記アーム部を制御する制御部と、
を備える管積載装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記管の種類に関する識別情報を取得し、当該識別情報を参照して、前記管及び前記支持台の積載位置を決定する、請求項１に記載の管積載装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記識別情報を参照して、前記管の積載方向と積載間隔を決定する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記識別情報を参照して、積載する前記管の種類が変わったか否かを判定し、前記管の種類が変わったと判定した場合は、前記支持台及び前記種類が変わった管の積載を最初から開始するように前記アーム部を制御する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項5】

前記識別情報は前記管に紐付けされており、前記制御部は、共通する前記識別情報が紐付けられた前記管ごとに積載するように前記アーム部を制御する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項6】

前記制御部は、１段あたりに積載する所定の数の前記管の積載が完了した後、当該管の上に新たに前記支持台を配置して、当該支持台の上に新たに前記所定の数の前記管を積載する制御を、所定の段数まで繰り返す、請求項１又は２に記載の管積載装置。

【請求項7】

前記検出部は、測距センサ及び撮像装置のうちの少なくともいずれかを含み、前記制御部は、当該測距センサ及び／又は撮像装置によって取得された情報を参照して、前記供給された管及び前記仮置きされた支持台の両端部の位置を算出し、当該管及び前記支持台の位置と向きを導出する、請求項１又は２に記載の管積載装置。

【請求項8】

前記把持部は、相対して配置された少なくとも２つの掴み部を備え、前記制御部は、当該少なくとも２つの掴み部の配列方向を参照して、前記管又は前記支持台を配置する向きを制御する、請求項１又は２に記載の管積載装置。

【請求項9】

前記掴み部は対向する２つの押圧面を有し、少なくとも一方の前記押圧面に窪みを有する、請求項８に記載の管積載装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記識別情報を参照して前記管の種類が変わったか否かを判定し、前記管の種類が変わったと判定した場合は、それまでに積載されたすべての前記管を前記支持台とともに移動させるように積載管移動装置を制御する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項11】

検出部からの信号に基づいて、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを取得する取得ステップと、
取得した前記管及び前記支持台の位置と向きを参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するようにアーム部を制御する制御ステップと、
を含む、管積載方法。

【請求項12】

コンピュータに、
検出部からの信号に基づいて、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを取得する取得ステップと、
取得した前記管及び前記支持台の位置と向きを参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するようにアーム部を制御する制御ステップと、
を実行させるための管積載プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管積載装置、管積載方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

多数の管を製造する工場においては、製造した管は出荷するまで種類ごとに一時的に積載（段積み）保管しておく必要がある。しかし、管の種類はいろいろな種類がある。また、管を積載するためには、管を置く支持台も必要となる。そのため、機械的に管を積載することが難しく、クレーン等を用いて作業者が一本一本積み上げていくことが一般的に行われている。しかし、このような管の積載作業を作業者が行うことは手間がかかり、コストも増加するため、機械的に管を積載する方法が望まれている。

【0003】

特許文献１には、複雑な機構を要せずに種々の外径の管体を把持することが可能な把持装置が開示されている。しかし、製造した管を積載する装置は開示されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－７２４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明の一形態は、製造した管を機械的に積載する装置、方法及びプログラム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、本発明の第１の態様に係る管積載装置は、管及び当該管の支持台を把持する把持部を備えるアーム部と、供給された前記管と仮置きされた前記支持台のそれぞれの位置と向きを検出する検出部と、前記検出部により得られた情報を参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するように前記アーム部を制御する制御部と、を備える。

【0007】

前記の構成によれば、管と支持台を機械的に積載することができ、省人化を実現することができる。

【0008】

本発明の第２の態様に係る管積載装置は、第１の態様において、前記制御部は、前記管の種類に関する識別情報を取得し、当該識別情報を参照して、前記管及び前記支持台の積載位置を決定する。

【0009】

前記の構成によれば、管の種類に応じて機械的に管及び支持台の積載位置を設定することができる。従って、省人化を実現することができる。

【0010】

本発明の第３の態様に係る管積載装置は、第２の態様において、前記制御部は、前記識別情報を参照して、前記管の積載方向と積載間隔を決定する。

【0011】

前記の構成によれば、管の種類に応じて機械的に管の積載方向と積載間隔を変更することができる。従って、省人化を実現することができる。

【0012】

本発明の第４の態様に係る管積載装置は、第２の態様において、前記制御部は、前記識別情報を参照して、積載する前記管の種類が変わったか否かを判定し、前記管の種類が変わったと判定した場合は、前記支持台及び前記種類が変わった管の積載を最初から開始するようにアーム部を制御する。

【0013】

前記の構成によれば、機械的に管の種類が変わったことを検知して、新たな管の積載を１本目から始めることができる。従って、省人化を実現することができる。

【0014】

本発明の第５の態様に係る管積載装置は、第２の態様において、前記識別情報は前記管に紐付けされており、前記制御部は、共通する前記識別情報が紐付けられた前記管ごとに積載するようにアーム部を制御する。

【0015】

前記の構成によれば、機械的に管の情報を取得し、同じ種類の管を所定の段数まで積載することができる。従って、省人化を実現することができる。

【0016】

本発明の第６の態様に係る管積載装置は、第１又は第２の態様において、制御部は、１段あたりに積載する所定の数の前記管の積載が完了した後、当該管の上に新たに前記支持台を配置して、当該支持台の上に新たに前記所定の数の前記管を積載する制御を、所定の段数まで繰り返す。

【0017】

前記の構成によれば、機械的に管の情報を取得し、同じ種類の管を所定の段数まで積載することができる。従って、省人化を実現することができる。

【0018】

本発明の第７の態様に係る管積載装置は、第１又は第２の態様において、前記検出部は、測距センサ及び撮像装置のうちの少なくともいずれかを含み、前記制御部は、当該測距センサ及び／又は撮像装置によって取得された情報を参照して、前記供給された管及び前記仮置きされた支持台の両端部の位置を算出し、当該管及び前記支持台の位置と向きを導出する。

【0019】

前記の構成によれば、機械的に管及び支持台の位置と向きを導出することができる。従って、省人化を実現することができる。

【0020】

本発明の第８の態様に係る管積載装置は、第１又は第２の態様において、前記把持部は、相対して配置された少なくとも２つの掴み部を備え、前記制御部は、当該少なくとも２つの掴み部の配列方向を参照して、前記管又は前記支持台を配置する向きを制御する。

【0021】

前記の構成によれば、把持部の掴み部が配列された方向に基づいて管及び支持台を把持するように機械的に制御することができる。さらに、長尺の管と支持台を安定して把持し、正確に配列することができる。

【0022】

本発明の第９の態様に係る管積載装置は、第８の態様において、前記掴み部は対向する２つの押圧面を有し、少なくとも一方の前記押圧面に窪みを有する。

【0023】

前記の構成によれば、異なる径の円形の管を安定して把持することができる。

【0024】

本発明の第１０の態様に係る管積載装置は、第２の態様において、前記制御部は、前記識別情報を参照して前記管の種類が変わったか否かを判定し、前記管の種類が変わったと判定した場合は、それまでに積載されたすべての前記管を前記支持台とともに移動させるように積載管移動装置を制御する。

【0025】

前記の構成によれば、積載する管の種類が変わった場合に、機械的に積載済の管の全体を移動搬出し、別の種類の管の積載を最初から開始することができる。従って、省人化を実現することができる。

【0026】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る管積載方法は、検出部からの信号に基づいて、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを取得する取得ステップと、取得した前記管及び前記支持台の位置と向きを参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するようにアーム部を制御する制御ステップと、を含む。

【0027】

前記の構成によれば、管と支持台を機械的に積載することができ、省人化を実現することができる。

【0028】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る管積載プログラムは、コンピュータに、検出部からの信号に基づいて、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを取得する取得ステップと、取得した前記管及び前記支持台の位置と向きを参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するようにアーム部を制御する制御ステップと、を実行させるための管積載プログラムである。

【0029】

前記の構成によれば、管と支持台を機械的に積載することができ、省人化を実現することができる。

【0030】

本発明の各態様に係る制御装置は、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制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記制御装置をコンピュータにて実現させる管積載装置の制御プログラム、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。

【発明の効果】

【0031】

本発明の一態様によれば、製造した管を機械的に積載する装置、方法及びプログラムを提供することができる。これにより、管と支持台を機械的に積載することができ、省人化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施形態１に係る管積載装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る管積載方法の流れを示すフローチャートである。

【図3】アーム部が支持台を支持台仮置き場に移動させる工程を示す平面模式図である。

【図4】管を積載する空間座標を示す模式図である。

【図5】支持台を２台のアーム部で配置する工程を示す平面模式図である。

【図6】第１アーム部の把持部の詳細な構造を示す模式図である。

【図7】第２アーム部が管を所定の積載位置に移動させる工程を示す模式図である。

【図8】第２アーム部の把持部の詳細な構造を示す模式図である。

【図9】第２アーム部の把持部の掴み部の構造を別方向から見た模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

〔実施形態１〕
＜管積載装置１００＞
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、実施形態１に係る管積載装置１００の構成を示すブロック図である。管積載装置１００は、管製造工場において製造された複数種類の管を、出荷するまで、あるいは別工程にかけるために搬出するまで、所定の仮置き場所に積載（段積み）する装置である。管はできるだけ密に保管できるように、段積み積載する。段積みとは、所定の本数の管を並べた上に支持台を置き、さらにその支持台の上に別の管を並べる操作を繰り返す積載方式である。

【0034】

図示するように、管積載装置１００は、アーム部１０と、検出部２０と、制御部３０と、を備える。アーム部１０は、管と支持台を所定の場所に配置する装置である。管の材質と寸法は特に限定されない。管の材質は例えばダクタイル鋳鉄であり、長さは例えば数メートルであり、呼び径（外径）は例えば数十センチメートルである。

【0035】

アーム部１０は、管及び管を支持するための支持台を把持する把持部を備える。アーム部１０は、制御部３０からの指令によって動作し、管と支持台を所定の位置に配置する動作を繰り返す。アーム部１０は、独立した装置として構成され、１台でもよく、複数台であってもよい。アーム部１０は、さまざまな向きの管と支持台を把持して所定の位置に配置する必要があるため、把持部をさまざまな向きに向けることが必要となる。そのため、アーム部１０は、６個の関節を持つ６軸ロボットであってもよい。アーム部１０は、固定されていてもよく、移動可能であってもよい。移動可能なアーム部１０は、自走式であってもよく、レールなどの軌道上を移動するものであってもよい。

【0036】

検出部２０は、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを検出する。位置とは、後述する積載場所の空間座標５０における座標データである。向きとは、管によっては両端部の構造が異なるため、どちらの端部がどの方向を向いているか、というデータである。検出部２０は、複数あってもよい。検出部２０は、例えば測距センサを用いることができる。測距センサとして、レーザ光などを用いて対象までの距離を計測する３次元ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、あるいはデプスカメラ等を用いてもよい。検出部２０は、測距センサが取得したデータを解析する解析部（図示せず）を備えていてもよい。解析部は、対象までの距離を例えば点群データとして取得し、その点群データを解析することにより、供給された管及び仮置きされた支持台の両端部の位置を算出し、管及び支持台の位置と向きを取得することができる。また、検出部２０として、撮像装置を用いてもよい。撮像装置で取得された画像を解析部が解析して、管と支持台の位置と向きを取得することができる。解析部は、制御部３０が備えていてもよい。検出部２０は、作業場所の全体を俯瞰できる位置に配置されていてもよい。あるいは、検出部２０は、アーム部１０に取り付けられていてもよい。

【0037】

制御部３０は、検出部２０により得られた情報を参照して、管及び支持台を所定の位置に積載するようにアーム部１０を制御する。より具体的には、制御部３０は、検出部２０としての測距センサ及び／又は撮像装置によって取得された情報を参照して、供給された管及び仮置きされた支持台の両端部の位置を算出し、当該管及び支持台の位置と向きを導出することができる。制御部３０は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）であってもよい。検出部２０が解析部を備えていない場合は、制御部３０が検出部２０から取得した距離データ又は画像データを解析する解析処理を行ってもよい。

【0038】

制御部３０は、管又は支持台の位置と向きを検出部２０から取得して、あるいは、検出部２０から取得した距離データ又は画像データを解析処理して管又は支持台の位置と向きを取得して、管又は支持台を１つずつ把持するようにアーム部１０を制御する。次に、制御部３０は、把持した管又は支持台を所定の積載位置に配置するようにアーム部１０を制御する。所定の積載位置は、管の種類ごとに予め定められており、制御部３０は次の管又は支持台を移動させる前に次の所定の積載位置のデータを取得する。そして、次の管又は支持台の仮置き位置と向きを取得して、その管又は支持台を把持して所定の積載位置に移動する。制御部３０は、このようなシーケンス制御を、１つの種類の管をすべて積載するまで継続する。制御部３０は、ＰＬＣに代えて、予め定められた手順で管及び支持台を積載する制御プログラムを内蔵したコンピュータであってもよい。

【0039】

以下、積載作業の具体的手順に従って、管積載装置１００の各部が実行する作業工程を、図面を参照して説明する。図３は、支持台４１を移動させる第１アーム部１１が支持台４１を支持台仮置き場４５に移動させる工程を示す平面模式図である。支持台４１は、支持台置き場４０にまとめて置かれている。支持台４１は、管を載置するための台である。支持台４１の形状は、管を安定して載置できる形状であればよく、例えば断面が長方形の棒状である。支持台４１の両端部には、管が転がって落下しないように突起部（管止め）が設けられている。支持台４１の材質は、管を安定して載置できる材質であればよく、例えば鉄製である。

【0040】

図示するように、第１アーム部１１は、一例として、基台１１１、旋回部１１２、腕部１１３、及び把持部１１４を備える。基台１１１は、旋回部１１２を載せて移動可能なように構成されている。なお、基台１１１は固定されていてもよい。旋回部１１２は、腕部１１３を支持して基台１１１の上で旋回（回転）可能である。腕部１１３は、旋回部１１２を中心に上下方向に旋回可能であり、先端に把持部１１４が腕部１１３の軸回りに回転可能に支持されている。腕部１１３は、伸縮可能であってもよい。把持部１１４は、腕部１１３を中心として上下方向及びそれに直交する左右方向に旋回可能であるとともに、腕部１１３の軸回りに回転可能である。把持部１１４は、支持台４１の両端部を把持可能に構成されているが、その詳細構造については後述する。

【0041】

腕部１１３の先端部付近に、検出部２０として第１検出部２１が配置されている。しかし前述のように、検出部２０は腕部１１３に限らず、作業場を俯瞰できる位置に配置されていてもよい。第１検出部２１が腕部１１３に配置されている場合は、腕部１１３が動くにつれて第１検出部２１も動くため、対象の位置を導出するためには第１検出部２１の位置も導出する必要がある。しかし検出部２０が作業場を俯瞰できる位置に配置されている場合は、検出部２０の位置が固定されているので対象の位置導出の計算量が少なくて済む。

【0042】

第１アーム部１１は、支持台置き場４０に置かれている支持台４１を１つずつ把持して、支持台仮置き場４５に移動させる。図３では支持台仮置き場４５に１つの支持台４１を置いている状態を示しているが、支持台仮置き場４５に複数の支持台４１を置いていてもよい。

【0043】

図４は、管を積載する積載場所の空間座標５０を示す模式図である。空間座標５０は、管を積載する位置として予め設定される座標であり、この座標に基づいて管と支持台の配置位置が計算される。座標は、例えば原点Ｏを中心とするＸＹＺ座標で表される。原点Ｏの位置は任意の位置であり、ＸＹ平面が水平面であり、Ｚ軸は高さを表す。検出部２０の解析部（又は制御部３０）は、移動対象（管及び支持台）の位置又は配置を空間座標５０における座標として導出する。検出部２０の位置は、例えば作業場所のどこかに１次元又は２次元の基準マークを設けておき、その基準マークまでの方向と距離から検出部２０の座標位置を計算する。そして、解析部が、検出部２０と対象との方向と距離から対象の座標位置と向きを導出する。検出部２０が固定されている場合は、解析部はその座標位置を用いて対象の座標位置を計算する。

【0044】

図５は、支持台４１を２台のアーム部１１，１２で配置する工程を示す平面模式図である。支持台４１は、例えば管５１の両端側に１つずつ配置される。本実施形態では、２台のアーム部（第１アーム部１１と第２アーム部１２）を用いて支持台４１を配置する。第１アーム部１１は前述のとおりである。第２アーム部１２は、図示するように基台１２１、旋回部１２２、腕部１２３、及び把持部１２４を備える。基台１２１、旋回部１２２、腕部１２３、及び把持部１２４の構成は、大きさは異なるが、前述した第１アーム部１１の基台１１１、旋回部１１２、腕部１１３、及び把持部１１４の構成と同様である。なお、把持部１２４の構成は把持部１１４の構造と異なるが、その構造は後述する。第２アーム部１２には、検出部２０として第２検出部２２が設けられているが、第２検出部２２はなくてもよい。その場合は、第１検出部２１のデータを用いて支持台４１の位置と向きを取得する。

【0045】

図５に示すように、空間座標５０の原点Ｏは、積載場所の一隅に設定されており、ＸＹ軸が図示するように設定されている。Ｚ軸は省略している。第１アーム部１１は、制御部３０の制御信号を受信して、支持台仮置き場４５に置かれた支持台４１を、所定の位置に配置する。所定の位置は、図５の支持台４１Ａとして示す位置である。一方、第２アーム部１２も、制御部３０の制御信号を受信して、支持台仮置き場４５に置かれた支持台４１を、所定の位置に配置する。所定の位置は、図５の支持台４１Ｂとして示す位置である。本実施形態では、支持台４１Ａの位置と支持台４１Ｂの位置が離れているため、第１アーム部１１と第２アーム部１２でそれぞれの位置に支持台４１を移動しているが、第１アーム部１１又は第２アーム部１２だけで支持台４１を移動してもよい。

【0046】

なお、図５では、１段分の管５１がすべて配置された上に、支持台４１が配置される場合を示している。実際の作業では、積載場所に管５１が配置されていない状態でまず２つの支持台４１を配置し、その上に管を並べて配置する必要がある。あるいは、支持台４１を配置する前に、運搬台（図示せず）を置いてもよい。運搬台は、積載した管と支持台をまとめて移動（搬出）するための台である。例えば、搬出に無人運転フォークリフトを用いる場合は、運搬台はフォークリフトの爪（フォーク）を差し込む空間を有している。

【0047】

図６は、第１アーム部１１の把持部１１４の詳細な構造を示す模式図である。把持部１１４は、少なくとも２つの掴み部１１５Ａ，１１５Ｂを備える。図６は、把持部１１４が備える２つの掴み部１１５Ａと１１５Ｂを側面から見た図である。掴み部１１５Ａ，１１５Ｂは、把持部１１４の下面（支持台を把持する側）の両端側に相対して配置されている。相対してとは、腕部１１３に対して対称的な位置に配置されているということである。これにより、管及び支持台を安定した状態で把持することができる。掴み部１１５Ａ，１１５Ｂは、それぞれが支持台４１の端部面を押圧するようにして把持する。具体的には、掴み部１１５Ａは固定されており、掴み部１１５Ｂは、図中の矢印方向（掴み部１１５Ａに近づく方向と離れる方向）に移動可能である。制御部３０は、掴み部１１５Ａと掴み部１１５Ｂとの間に支持台４１が入るようにアーム部１１を制御し、次に掴み部１１５Ｂを掴み部１１５Ａに近づく方向に移動させて支持台４１を挟み込む。こうして支持台４１を把持することができる。

【0048】

以上のように、制御部３０は、２つの掴み部１１５Ａと１１５Ｂの配列方向、つまり把持部１１４の向きを参照することにより、支持台４１の向きを制御して所定の積載位置に配置することができる。なお、本実施形態では、支持台置き場４０に置かれている支持台４１が密に保管されているため、把持部１１４は支持台４１の両端部を挟んで把持することが可能な構造としているが、把持部１１４の構造はこれに限られない。

【0049】

図７は、第２アーム部１２が管５１を所定の積載位置に移動させる工程を示す模式図である。第２アーム部１２は、支持台４１を配置するだけでなく、管５１を配置する役割を有する。製造した管５１は、図示しない製造ラインから管仮置き台７０まで搬送される。第２アーム部１２は、管仮置き台７０に供給された管５１を把持部１２４で把持して旋回し、支持台４１の上の所定の積載位置に配置する。管５１は、Ｘ軸方向を長手方向にして配置される。図７に示すように、管５１は、一端部に継手構造を有する場合がある。このように両端部で構造が異なる場合は、段ごとに向きを変えて積載することで、より密に積載することができる。その場合、制御部３０は、管５１の向きも考慮して積載するように第２アーム部１２を制御する。第２アーム部１２は固定されていてもよく、又は移動可能に構成されていてもよい。

【0050】

制御部３０は、管５１の種類に関する識別情報を取得し、当該識別情報を参照して、管５１及び支持台４１の積載位置を決定してもよい。識別情報は、例えば管５１の管種（継手形状など）、長さ、呼び径、材質、質量等を示す情報である。管５１の継手形状、長さ、呼び径、材質等により、その管５１の空間座標５０内での積載位置、又は支持台上における積載位置が決められている。積載位置は、積載した管５１と支持台４１の全体が空間座標５０の範囲内に収まるように設定される。また、管５１の積載位置は、第２アーム部１２によって配置可能であって、隣り合う管５１が接触しない程度に離間して設定される。制御部３０は、識別情報を参照して、管５１及び支持台４１の積載位置を設定することができる。

【0051】

また、制御部３０は、管５１の識別情報を参照して、管５１の積載方向と積載間隔を決定してもよい。前述のように、両端部の形状が異なる場合は、管１本ごとに積載方向を変えてもよい。あるいは、段ごとに積載方向を変えてもよい。また、管５１の呼び径によって、又は管５１の端部の継手部分の外径によって、その積載間隔が決定されてもよい。

【0052】

図７に示すように１段分の管５１を全て配置し終わると、次に２つの支持台４１を管５１の上に配置する。その作業は、図５を用いて説明したとおりであるので説明は省略する。制御部３０は、共通する識別情報が紐付けられた管５１ごとに積載する。具体的には、制御部３０は、１段あたりに積載する所定の数の管５１の積載が完了した後、当該管５１の上に新たに支持台４１を配置して、当該支持台の上に新たに所定の数の同じ種類の管５１を積載することを、所定の段数まで繰り返す。

【0053】

異なる種類の管５１を混ぜて積載することは避けることが好ましい。そのため、制御部３０は、管仮置き台７０に置かれた管５１の識別情報を取得し、積載する管５１の種類が変わったか否かを判定してもよい。制御部３０は、新たに管仮置き台７０に供給された管５１が、それまで積載した管５１と同じ種類である（同じ識別情報を持つ）と判定した場合は、積載作業を継続する。制御部３０は、新たに供給された管５１の種類（識別情報）が変わったと判定した場合は、支持台４１及び種類が変わった管５１の積載を最初から開始する。最初から開始するとは、積載作業をいったん終了し、それまでに積載した管５１の搬出作業を行い、空いた積載場所に新たな種類の管５１の積載作業を開始することである。

【0054】

識別情報は、管５１に紐付けされている。具体的には、識別情報は、例えば管５１に刻印又は貼付されていてもよい。そして、検出部２０がその識別情報を取得し、制御部３０が検出部２０から取得する。あるいは、識別情報は、管５１の製造管理コンピュータに記録されているデータであってもよい。その場合は、制御部３０は、新たな管５１が管仮置き台７０まで搬送されるたびに、製造管理コンピュータからその管５１の識別情報を受信して取得してもよい。

【0055】

図８は、第２アーム部１２の把持部１２４の詳細構造を示す模式図である。把持部１２４は、少なくとも２つの掴み部１２５，１２６を備える。図８は、２つの掴み部１２５と１２６を、図７に示すＸ軸の負側方向に見た図である。掴み部１２５，１２６は、把持部１２４の下面（管又は支持台を把持する側）に相対して配置されている。図中に点線で示すように、管５１は、２つの掴み部１２５，１２６によって把持される。

【0056】

掴み部１２５，１２６は、それぞれ対向する２つの押圧面を有し、少なくとも一方の押圧面に窪みを有する。図９は、掴み部１２６の構造を別方向から見た模式図である。具体的には、掴み部１２６を、図７に示すＹ軸方向に見た図である。図示するように、掴み部１２６は、固定された支持板１２６Ａと、矢印方向（支持板１２６Ａに近づく方向と離れる方向）に移動可能な押圧板１２６Ｂを備える。支持板１２６Ａでは、図９における左側の面（押圧板１２６Ｂに向いた面）が押圧面となる。また、押圧板１２６Ｂでは、図９における右側の面（支持板１２６Ａに向いた面）が押圧面となる。

【0057】

制御部３０は、支持板１２６Ａと押圧板１２６Ｂとの間を広げた状態で管５１を挟み、次に押圧板１２６Ｂを支持板１２６Ａに近づく方向に移動させ、管５１を押圧する。掴み部１２５も同様の構造を有している。掴み部１２５と掴み部１２６で管５１を挟みこむことにより、管５１を把持することができる。さらに、押圧板１２６Ｂの押圧面には、Ｖ字型の窪み１２７を有する。押圧板１２５Ｂも同様である。この窪み１２７によって、円筒形の管５１を安定して把持することができる。また、Ｖ字型の窪み１２７によって、呼び径の異なる管全般を安定して把持することができる。

【0058】

前述のように、制御部３０は、新たに供給された管５１の種類（識別情報）が変わったと判定した場合は、支持台４１及び種類が変わった管５１の積載を最初から開始する。そのため、制御部３０は、それまでに積載されたすべての管５１を支持台４１とともに移動させるように積載管移動装置を制御してもよい。積載管移動装置とは、例えば前述の無人運転フォークリフト（図示せず）である。制御部３０は、無人運転フォークリフトを制御して、運搬台の上に積載されたすべての管５１と支持台４１を、運搬台ごと持ち上げて、出荷待ちの製品置き場、あるいは別の工程作業場所まで移動（搬送）する。積載管移動装置は、予め積載場所に配置された移動台車でもよい。移動台車の上に直接支持台と管を積載してもよい。移動台車は、軌道上を移動可能に構成されていてもよい。軌道が積載場所から所定の搬送先まで敷設されていれば、制御部３０による積載管移動制御が容易になる。

【0059】

＜管積載方法Ｓ１＞
次に、管積載装置１００が実行する管積載方法Ｓ１について、図面を参照して説明する。図２は、管積載方法Ｓ１の流れを示すフローチャートである。図２に示すように、管積載方法Ｓ１はステップＳ１１とステップＳ１２を含む。ステップＳ１１は、管５１および支持台４１のそれぞれについて、位置と向きを取得する取得ステップである。具体的には、検出部２０の解析部、又は制御部３０は、検出部２０からの信号（距離データ又は画像データ）に基づいて、供給された管５１と仮置きされた支持台４１のそれぞれの位置と向きを取得する。取得方法の詳細については前述のとおりである。

【0060】

ステップＳ１２は、管５１及び支持台４１を所定の位置に積載するようにアーム部１０を制御する制御ステップである。具体的には、制御部３０は、取得した管５１及び支持台４１の位置と向きを参照して、管５１及び支持台４１を所定の位置に積載するようにアーム部１０を制御する。制御方法の詳細については前述のとおりである。以上の管積載方法Ｓ１により、管と支持台を機械的に積載することができ、省人化を実現できる。

【0061】

〔ソフトウェアによる実現例〕
管積載装置１００（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３０）としてコンピュータを機能させるための管積載プログラムにより実現することができる。

【0062】

この場合、上記装置は、上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上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0063】

上記プログラムは、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、上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、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0064】

また、上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、上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上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。
また、上記各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は上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。

【0065】

本発明は上述した各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、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0066】

１０…アーム部（１１…第１アーム部、１２…第２アーム部）
１１１、１２１…基台
１１２、１２２…旋回部
１１３、１２３…腕
１１４、１２４…把持部
２０…検出部（２１…第１検出部、２２…第２検出部）
３０…制御部
４０…支持台置き場
５０…空間座標
７０…管仮置き台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2025-05-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管及び当該管の支持台を把持する把持部を備えるアーム部と、
供給された前記管と仮置きされた前記支持台のそれぞれの位置と向きを検出する検出部と、
前記検出部により得られた情報を参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するように前記アーム部を制御する制御部と、
を備え、
前記把持部は、相対して配置された少なくとも２つの掴み部を備え、前記制御部は、当該少なくとも２つの掴み部の配列方向を参照して、前記管又は前記支持台を配置する向きを制御する、
管積載装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記管の種類に関する識別情報を取得し、当該識別情報を参照して、前記管及び前記支持台の積載位置を決定する、請求項１に記載の管積載装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記識別情報を参照して、前記管の積載方向と積載間隔を決定する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記識別情報を参照して、積載する前記管の種類が変わったか否かを判定し、前記管の種類が変わったと判定した場合は、前記支持台及び前記種類が変わった管の積載を最初から開始するように前記アーム部を制御する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項5】

前記識別情報は前記管に紐付けされており、前記制御部は、共通する前記識別情報が紐付けられた前記管ごとに積載するように前記アーム部を制御する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項6】

前記制御部は、１段あたりに積載する所定の数の前記管の積載が完了した後、当該管の上に新たに前記支持台を配置して、当該支持台の上に新たに前記所定の数の前記管を積載する制御を、所定の段数まで繰り返す、請求項１又は２に記載の管積載装置。

【請求項7】

前記検出部は、測距センサ及び撮像装置のうちの少なくともいずれかを含み、前記制御部は、当該測距センサ及び／又は撮像装置によって取得された情報を参照して、前記供給された管及び前記仮置きされた支持台の両端部の位置を算出し、当該管及び前記支持台の位置と向きを導出する、請求項１又は２に記載の管積載装置。

【請求項8】

前記掴み部は対向する２つの押圧面を有し、少なくとも一方の前記押圧面に窪みを有する、請求項１又は２に記載の管積載装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記識別情報を参照して前記管の種類が変わったか否かを判定し、前記管の種類が変わったと判定した場合は、それまでに積載されたすべての前記管を前記支持台とともに移動させるように積載管移動装置を制御する、請求項２に記載の管積載装置。

【請求項10】

検出部からの信号に基づいて、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを取得する取得ステップと、
取得した前記管及び前記支持台の位置と向きを参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するようにアーム部を制御する制御ステップと、
を含み、
前記アーム部は、前記管及び前記支持台を把持する把持部を備え、前記把持部は、相対して配置された少なくとも２つの掴み部を備え、
前記制御ステップにおいて、前記少なくとも２つの掴み部の配列方向を参照して、前記管又は前記支持台を配置する向きを制御する、
管積載方法。

【請求項11】

コンピュータに、
検出部からの信号に基づいて、供給された管と仮置きされた支持台のそれぞれの位置と向きを取得する取得ステップと、
取得した前記管及び前記支持台の位置と向きを参照して、前記管及び前記支持台を所定の位置に積載するようにアーム部を制御する制御ステップと、
を実行させるための管積載プログラムであって、
前記アーム部は、前記管及び前記支持台を把持する把持部を備え、前記把持部は、相対して配置された少なくとも２つの掴み部を備え、
前記制御ステップにおいて、前記少なくとも２つの掴み部の配列方向を参照して、前記管又は前記支持台を配置する向きを制御する、
管積載プログラム。