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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】移載装置
(51)【国際特許分類】
B25J 13/08 20060101AFI20240110BHJP
B65G 59/04 20060101ALI20240110BHJP
B65G 59/08 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
B25J13/08 A
B65G59/04
B65G59/08
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019228585
(22)【出願日】2019-12-18
(65)【公開番号】P2021094664
(43)【公開日】2021-06-24
【審査請求日】2022-10-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000006297
【氏名又は名称】村田機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】押川 誠享
【審査官】樋口 幸太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１３６８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２９９７８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１１１６１５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １３／０８
Ｂ６５Ｇ ５９／０４
Ｂ６５Ｇ ５９／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸着装置を有し、支持部に支持される荷物をデパレタイズするロボットアームと、前記支持部に支持される荷物の第１水平方向を向いた第１面と、第１水平方向に対して直交する第２水平方向を向いた第２面と、天面とを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された撮像情報のうち、第１水平方向において前記支持部から前記撮像装置側に第１所定距離離れた位置に設定される第１画像処理範囲設定面と、第２水平方向において前記支持部から前記撮像装置側に第２所定距離離れた位置に設定される第２画像処理範囲設定面と、高さ方向において前記支持部から上方に第３所定距離離れた位置に設定される第３画像処理範囲設定面と、で囲まれる画像処理範囲に対して前記荷物の位置の把握を行う画像処理部と、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記画像処理部により把握された荷物から前記第１画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、前記第１画像処理範囲設定面の外側に前記吸着装置を位置させ、次に前記第１画像処理範囲設定面を通過して当該荷物に対して前記吸着装置を吸着させるように前記ロボットアームを制御し、
前記コントローラは、前記第２画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、吸着した荷物を上昇させる前に、当該荷物を前記第２画像処理範囲設定面側に移動させるように前記ロボットアームを制御する、移載装置。
【請求項2】
前記コントローラは、前記画像処理範囲の外側において前記吸着装置を移動させる際は、現在位置から目的位置まで最短距離で移動する、請求項１に記載の移載装置。
【請求項3】
吸着装置を有し、支持部に支持される荷物をデパレタイズするロボットアームと、
前記支持部に支持される荷物の第１水平方向を向いた第１面と、第１水平方向に対して直交する第２水平方向を向いた第２面と、天面とを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された撮像情報のうち、第１水平方向において前記支持部から前記撮像装置側に第１所定距離離れた位置に設定される第１画像処理範囲設定面と、第２水平方向において前記支持部から前記撮像装置側に第２所定距離離れた位置に設定される第２画像処理範囲設定面と、高さ方向において前記支持部から上方に第３所定距離離れた位置に設定される第３画像処理範囲設定面と、で囲まれる画像処理範囲に対して前記荷物の位置の把握を行う画像処理部と、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記画像処理部により把握された荷物から前記第１画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、前記第１画像処理範囲設定面の外側に前記吸着装置を位置させ、次に前記第１画像処理範囲設定面を通過して当該荷物に対して前記吸着装置を吸着させるように前記ロボットアームを制御し、
前記コントローラは、前記第３画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、次に吸着した荷物を前記第３画像処理範囲設定面より上に上昇させ、当該荷物を前記第３画像処理範囲設定面の外側において水平移動させるように前記ロボットアームを制御する、移載装置。
【請求項4】
前記コントローラは、前記画像処理範囲の外側において前記吸着装置を移動させる際は、現在位置から目的位置まで最短距離で移動する、請求項３に記載の移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、移載装置、特に、段積みされた物品から一又は複数の物品を取り出すための移載装置に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、物流業界での人手不足解消が求められており、その目的達成のためにロボット動作技術・画像認識技術が進歩してきており、重労働であるパレタイズ、デパレタイズの作業をロボットにさせる動きが広がっている。
パレタイズ、デパレタイズの動作は、荷物の上面をハンド（ロボットの先端に付けて、実際に荷物を把持する機構）でエア吸着して搬送することが一般的である。
例えば、段積みされた複数の物品からなる物品群に対し、ピッキングロボットにより最上段から物品を一つずつピッキングするピッキングシステムが存在している（例えば特許文献１）。
パレタイズ、デパレタイズの動作は、荷物の上面をハンド（ロボットの先端に付けて、実際に荷物を把持する機構）でエア吸着して搬送することが一般的である。
例えば、段積みされた複数の物品からなる物品群に対し、ピッキングロボットにより最上段から物品を一つずつピッキングするピッキングシステムが存在している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特解２０１９－５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のピッキングロボットは、荷物の上面又は側面をエア吸着して移載を行う。
ピッキングロボットは、段ボール箱の上面又は側面を吸着する吸着ハンドを有している。
ピッキングロボットは、段ボール箱の上面又は側面を吸着する吸着ハンドを有している。
【0005】
ピッキングシステムは、段ボールを撮影するカメラを有している。ピッキングシステムのコントローラは、カメラからの画像信号に基づいて、段ボール箱の位置、形状、大きさ等を判断できる。なお、コントローラは、画像処理を行う画像処理範囲が定められていなければ、荷物の特定の精度が上がるのに対して、画像処理計算量が増えてしまう。
一方、従来では、ロボットアームが吸着ハンドを移動させる際に、特別な工夫をしていない。したがって、ロボットアームが吸着ハンドを移動させるときに、他の荷物や装置との干渉を考慮する必要があった。
一方、従来では、ロボットアームが吸着ハンドを移動させる際に、特別な工夫をしていない。したがって、ロボットアームが吸着ハンドを移動させるときに、他の荷物や装置との干渉を考慮する必要があった。
【0006】
本発明の目的は、デパレタイズを行う際の計算処理を軽減しつつ、移載装置と荷物の干渉を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【0008】
本発明の一見地に係る移載装置は、ロボットアームと、撮像装置と、画像処理部と、コントローラとを備えている。
ロボットアームは、吸着装置を有し、支持部に支持される荷物をデパレタイズする。
撮像装置は、支持部に支持される荷物の第１水平方向を向いた第１面と、第１水平方向に対して水平方向において直交する第２水平方向を向いた第２面と、天面とを撮像する。
画像処理部は、画像処理範囲内での荷物の位置の把握を行う。画像処理範囲は、撮像装置により撮像された撮像情報のうち、第１水平方向において支持部から撮像装置側に第１所定距離離れた位置に設定される第１画像処理範囲設定面と、第２水平方向において支持部から撮像装置側に第２所定距離離れた位置に設定される第２画像処理範囲設定面と、高さ方向において支持部から上方に第３所定距離離れた位置に設定される第３画像処理範囲設定面と、で囲まれる。
コントローラは、画像処理部により把握された荷物から第１画像処理範囲設定面に面する荷物Ｗを吸着対象の荷物として特定し、第１画像処理範囲設定面の外側に吸着装置を位置させ、次に第１画像処理範囲設定面を通過して当該荷物に対して吸着装置を吸着させるようにロボットアームを制御する。
なお、「第１画像処理範囲設定面の外側に吸着装置を位置させ」とは、吸着装置の全てが当該面の外側に配置されている場合と、吸着装置の一部が当該面の外側に配置されている場合を含む。また、「第１画像処理範囲設定面を通過して」とは、吸着装置の少なくとも一部が第１画像処理範囲設定面を通過することを意味する。
この装置では、吸着装置を、画像処理を行う画像処理範囲の外側に位置させ、前進のみで荷物に対する吸着位置に位置させることができる。このように、画像処理範囲外の移動で荷物の正面に吸着装置を位置させるので、画像処理を行わなくても吸着装置を特定の位置に移動させることができる。この場合、吸着対象は第１画像処理範囲設定面側の荷物であるので、吸着装置が第１画像処理範囲設定面を通過する際にも追加で画像処理計算をしなくてもよく、ロボットアームの軌道計算も抑えられる。
ロボットアームは、吸着装置を有し、支持部に支持される荷物をデパレタイズする。
撮像装置は、支持部に支持される荷物の第１水平方向を向いた第１面と、第１水平方向に対して水平方向において直交する第２水平方向を向いた第２面と、天面とを撮像する。
画像処理部は、画像処理範囲内での荷物の位置の把握を行う。画像処理範囲は、撮像装置により撮像された撮像情報のうち、第１水平方向において支持部から撮像装置側に第１所定距離離れた位置に設定される第１画像処理範囲設定面と、第２水平方向において支持部から撮像装置側に第２所定距離離れた位置に設定される第２画像処理範囲設定面と、高さ方向において支持部から上方に第３所定距離離れた位置に設定される第３画像処理範囲設定面と、で囲まれる。
コントローラは、画像処理部により把握された荷物から第１画像処理範囲設定面に面する荷物Ｗを吸着対象の荷物として特定し、第１画像処理範囲設定面の外側に吸着装置を位置させ、次に第１画像処理範囲設定面を通過して当該荷物に対して吸着装置を吸着させるようにロボットアームを制御する。
なお、「第１画像処理範囲設定面の外側に吸着装置を位置させ」とは、吸着装置の全てが当該面の外側に配置されている場合と、吸着装置の一部が当該面の外側に配置されている場合を含む。また、「第１画像処理範囲設定面を通過して」とは、吸着装置の少なくとも一部が第１画像処理範囲設定面を通過することを意味する。
この装置では、吸着装置を、画像処理を行う画像処理範囲の外側に位置させ、前進のみで荷物に対する吸着位置に位置させることができる。このように、画像処理範囲外の移動で荷物の正面に吸着装置を位置させるので、画像処理を行わなくても吸着装置を特定の位置に移動させることができる。この場合、吸着対象は第１画像処理範囲設定面側の荷物であるので、吸着装置が第１画像処理範囲設定面を通過する際にも追加で画像処理計算をしなくてもよく、ロボットアームの軌道計算も抑えられる。
【0009】
コントローラは、第２画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、吸着した荷物を上昇させる前に、当該荷物を第２画像処理範囲設定面側に移動させるようにロボットアームを制御してもよい。
この装置では、第２画像領域設定面に面する荷物を持ち上げる前に、荷物を第２画像処理範囲設定面側に移動させることで、隣の荷物が傾いている場合でも吸着した荷物との干渉を防止できる。
この装置では、第２画像領域設定面に面する荷物を持ち上げる前に、荷物を第２画像処理範囲設定面側に移動させることで、隣の荷物が傾いている場合でも吸着した荷物との干渉を防止できる。
【0010】
コントローラは、第３画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、次に吸着した荷物を第３画像処理範囲設定面より上に上昇させ、当該荷物を第３画像処理範囲設定面の外側において水平移動させるようにロボットアームを制御してもよい。
この装置では、荷物を第３画像処理範囲設定面の上方を移動させることで、吸着した荷物と支持部に支持された荷物の干渉を防止できる。具体的には、荷物を第３画像処理範囲設定面の上方を移動させることで、画像処理を行わなくてもロボットアームを水平移動させることができるようになる。なお、「水平移動」とは、水平方向の移動や斜め方向移動を含む。
この装置では、荷物を第３画像処理範囲設定面の上方を移動させることで、吸着した荷物と支持部に支持された荷物の干渉を防止できる。具体的には、荷物を第３画像処理範囲設定面の上方を移動させることで、画像処理を行わなくてもロボットアームを水平移動させることができるようになる。なお、「水平移動」とは、水平方向の移動や斜め方向移動を含む。
【0011】
コントローラは、画像処理範囲の外側において吸着装置を移動させる際は、現在位置から目的位置まで最短距離で移動してもよい。
この装置では、画像処理範囲の外側では、障害物検知を行わないことでコントローラの制御量を軽減できる。
この装置では、画像処理範囲の外側では、障害物検知を行わないことでコントローラの制御量を軽減できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る移載装置では、デパレタイズを行う際の計算処理を軽減しつつ、移載装置と荷物の干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１実施形態のピッキングシステムの概略平面図。
【図2】ハンドの斜め上からの斜視図。
【図3】ハンドの斜め下からの斜視図。
【図4】ハンドの平面図。
【図5】ハンドの側面図。
【図6】ハンドの模式的側面図。
【図7】ハンドの模式的側面図。
【図8】ハンドのハンドベースと上下駆動装置の関係を示す模式図。
【図9】保持機構の模式図。
【図10】保持機構の模式図。
【図11】ハンドの制御構成を示すブロック図。
【図12】デパレタイズ制御動作のフローチャート。
【図13】デパレタイズ制御動作のフローチャート。
【図14】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図15】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図16】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図17】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図18】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図19】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図20】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図21】ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図22】ハンドによる荷物戻し動作の一状態を示す模式図。
【図23】ハンドによる荷物戻し動作の一状態を示す模式図。
【図24】ハンドによる荷物戻し動作の一状態を示す模式図。
【図25】パレット上の荷物の画像処理範囲を示す模式図。
【図26】第２実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式的平面図。
【図27】第２実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式的平面図。
【図28】第２実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式的平面図。
【図29】第３実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図30】第３実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図31】第３実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図32】第４実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【図33】第４実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
１．第１実施形態
（１）ピッキングシステムの全体構成
図１を用いて、本発明の第１実施形態として、ピッキングシステム１（移載装置の一例）を説明する。図１は、第１実施形態のピッキングシステムの概略平面図である。
（１）ピッキングシステムの全体構成
図１を用いて、本発明の第１実施形態として、ピッキングシステム１（移載装置の一例）を説明する。図１は、第１実施形態のピッキングシステムの概略平面図である。
【0015】
ピッキングシステム１は、要求された物品をピッキングする装置であり、具体的には、荷物ＷをパレットＰ上に段積みする（パレタイズ）動作と、段積みされた荷物Ｗから荷物Ｗを取り出す（デパレタイズ）動作とを行う。
ピッキングシステム１は、パレタイズ部３と、デパレタイズ部５とを有している。パレタイズ部３では、荷物Ｗが段積みされていく。デパレタイズ部５では、荷物Ｗが取られていく。荷物Ｗは、例えば、パレットＰ上に上下前後左右に整列状態で積み重なっている。
ピッキングシステム１は、パレタイズ部３と、デパレタイズ部５とを有している。パレタイズ部３では、荷物Ｗが段積みされていく。デパレタイズ部５では、荷物Ｗが取られていく。荷物Ｗは、例えば、パレットＰ上に上下前後左右に整列状態で積み重なっている。
【0016】
ピッキングシステム１は、搬入コンベヤ装置７を有している。搬入コンベヤ装置７は、荷物Ｗをピッキング位置に搬入する装置である。
ピッキングシステム１は、搬出コンベヤ装置９を有している。搬出コンベヤ装置９は、荷物Ｗをピッキング位置から搬出する装置である。
搬入コンベヤ装置７と搬出コンベヤ装置９は、隣接して配置されており、一水平方向に延びて平行に並んでいる。
ピッキングシステム１は、搬出コンベヤ装置９を有している。搬出コンベヤ装置９は、荷物Ｗをピッキング位置から搬出する装置である。
搬入コンベヤ装置７と搬出コンベヤ装置９は、隣接して配置されており、一水平方向に延びて平行に並んでいる。
【0017】
ピッキングシステム１は、ピッキングロボット１５（ロボットアームの一例）を有している。ピッキングロボット１５は、パレタイズ動作とデパレタイズ動作をするための装置である。ピッキングロボット１５は、パレタイズ部３と、デパレタイズ部５との間に配置されている。
【0018】
（２）ピッキングロボット
ピッキングロボット１５は、ロボットアーム（ロボットアームの一例）を有している。ロボットアーム２１は、公知の技術である。ロボットアーム２１は、アーム駆動装置６３を有している。アーム駆動装置６３は、モータ等の公知技術である。
ピッキングロボット１５は、ハンド２３（吸着装置の一例）を有している。ハンド２３は、荷物Ｗを前後方向（荷物Ｗに近づく側を前側とし、離れる側を後側とする方向）に移動させることで移載を行うための装置であり、ロボットアーム２１の先端に装着されている。
ピッキングロボット１５は、ロボットアーム（ロボットアームの一例）を有している。ロボットアーム２１は、公知の技術である。ロボットアーム２１は、アーム駆動装置６３を有している。アーム駆動装置６３は、モータ等の公知技術である。
ピッキングロボット１５は、ハンド２３（吸着装置の一例）を有している。ハンド２３は、荷物Ｗを前後方向（荷物Ｗに近づく側を前側とし、離れる側を後側とする方向）に移動させることで移載を行うための装置であり、ロボットアーム２１の先端に装着されている。
【0019】
図２～図５を用いて、ハンド２３を説明する。図２は、ハンドの斜め上からの斜視図である。図３は、ハンドの斜め下からの斜視図である。図４は、ハンドの平面図である。図５は、ハンドの側面図である。
ハンド２３は、ハンドベース２５を有している。ハンドベース２５は、ロボットアーム２１のアームの先端下部に回転自在に連結されている。旋回装置２６（図１）によって、ハンド２３はロボットアーム２１に対して旋回させられる。
ハンド２３は、移載テーブル２７を有している。移載テーブル２７は、ハンドベース２５の下面に前後方向に移動可能に設けられ、荷物Ｗの底面を支持可能である。具体的には、移載テーブル２７は、ハンドベース２５の下面にあるガイド部（図示せず）に対して移動自在に支持されている。移載テーブル２７は、ハンドベース２５に比べて前後方向に長く形成された矩形状であり、ハンドベース２５の前後方向いずれの側に突出することができる。
ハンド２３は、ハンドベース２５を有している。ハンドベース２５は、ロボットアーム２１のアームの先端下部に回転自在に連結されている。旋回装置２６（図１）によって、ハンド２３はロボットアーム２１に対して旋回させられる。
ハンド２３は、移載テーブル２７を有している。移載テーブル２７は、ハンドベース２５の下面に前後方向に移動可能に設けられ、荷物Ｗの底面を支持可能である。具体的には、移載テーブル２７は、ハンドベース２５の下面にあるガイド部（図示せず）に対して移動自在に支持されている。移載テーブル２７は、ハンドベース２５に比べて前後方向に長く形成された矩形状であり、ハンドベース２５の前後方向いずれの側に突出することができる。
【0020】
ハンド２３は、図４及び図５に示すように、移載テーブル駆動装置２９（前後駆動装置の一例）を有している。移載テーブル駆動装置２９は、移載テーブル２７をハンドベース２５に対して前後方向に駆動する装置である。
移載テーブル駆動装置２９は、ハンド２３に設けられたモータ３０、移載テーブル２７に設けられた複数のプーリ（図示せず）、プーリに掛けられたベルト（図示せず）からなる。移載テーブル駆動装置は、チェーン機構、ラック＆ピニオン機構、電動シリンダやエアシリンダでもよい。
なお、移載テーブル駆動装置２９は、移載テーブル２７を、前端が吸着装置３１（後述）より前後方向前側にある第１位置（例えば、図７）と、前端が吸着装置３１より前後方向後側にある第２位置（例えば、図２）との間で移動可能である。
移載テーブル駆動装置２９は、ハンド２３に設けられたモータ３０、移載テーブル２７に設けられた複数のプーリ（図示せず）、プーリに掛けられたベルト（図示せず）からなる。移載テーブル駆動装置は、チェーン機構、ラック＆ピニオン機構、電動シリンダやエアシリンダでもよい。
なお、移載テーブル駆動装置２９は、移載テーブル２７を、前端が吸着装置３１（後述）より前後方向前側にある第１位置（例えば、図７）と、前端が吸着装置３１より前後方向後側にある第２位置（例えば、図２）との間で移動可能である。
【0021】
図６及び図７を用いて、移載テーブル２７の構造を説明する。図６は、ハンドの模式的側面図である。図７は、ハンドの模式的側面図である。
移載テーブル２７には、スライドベルト４７が巻かれている。スライドベルト４７は、両端がハンドベース２５の下部に固定されており、移載テーブル２７の両側上面及び下面を覆って巻回されている。移載テーブル２７がハンドベース２５に対して前後方向に移動すると、スライドベルト４７が移載テーブルの移動位置に沿うように変形する。したがって、荷物Ｗが移載テーブル２７に移載されるときは、荷物Ｗからスライドベルト４７に前後方向の荷重が作用すると、スライドベルト４７の荷物Ｗと接触する部分は、荷物と共に移載テーブル２７に対して前後方向に移動する。つまり、スライドベルト４７は移載テーブル２７に対して摺動するが、荷物Ｗはスライドベルト４７と摺動することなく移載テーブル２７の上に引き込まれる。したがって、荷物Ｗが破損しにくい。
移載テーブル２７には、スライドベルト４７が巻かれている。スライドベルト４７は、両端がハンドベース２５の下部に固定されており、移載テーブル２７の両側上面及び下面を覆って巻回されている。移載テーブル２７がハンドベース２５に対して前後方向に移動すると、スライドベルト４７が移載テーブルの移動位置に沿うように変形する。したがって、荷物Ｗが移載テーブル２７に移載されるときは、荷物Ｗからスライドベルト４７に前後方向の荷重が作用すると、スライドベルト４７の荷物Ｗと接触する部分は、荷物と共に移載テーブル２７に対して前後方向に移動する。つまり、スライドベルト４７は移載テーブル２７に対して摺動するが、荷物Ｗはスライドベルト４７と摺動することなく移載テーブル２７の上に引き込まれる。したがって、荷物Ｗが破損しにくい。
【0022】
ハンド２３は、吸着装置３１を有している。吸着装置３１は、ハンドベース２５に上下方向に移動可能に設けられ、荷物Ｗの側面を吸着可能である。吸着装置３１は、吸引装置４９（図１１）によって吸引及び吸引解除が行われる。吸着装置３１は、実際に荷物Ｗに当接する吸着パッド３１ａ（図８）を有している。
【0023】
図８を用いて、ハンド２３をさらに説明する。図８は、ハンドのハンドベースと上下駆動装置の関係を示す模式図である。
ハンド２３は、上下駆動装置３３を有している。上下駆動装置３３は、吸着装置３１をハンドベース２５に対して上下方向に駆動する。
上下駆動装置３３は、エアシリンダ３５を有している。エアシリンダ３５は、吸着装置３１をハンドベース２５に対して上昇方向へ駆動する。エアシリンダ３５は、下降方向には吸着装置３１から離脱可能である。エアシリンダ３５はピストン３５ａを有しており、ピストン３５ａは吸着装置３１の受け部３１ｂに下方から当接して、吸着装置３１を押し上げることが可能である。エアシリンダ３５は、図４に示すように、ハンドベース２５の吸着装置３１寄りにおいて、幅方向中間に配置されている。
ハンド２３は、上下駆動装置３３を有している。上下駆動装置３３は、吸着装置３１をハンドベース２５に対して上下方向に駆動する。
上下駆動装置３３は、エアシリンダ３５を有している。エアシリンダ３５は、吸着装置３１をハンドベース２５に対して上昇方向へ駆動する。エアシリンダ３５は、下降方向には吸着装置３１から離脱可能である。エアシリンダ３５はピストン３５ａを有しており、ピストン３５ａは吸着装置３１の受け部３１ｂに下方から当接して、吸着装置３１を押し上げることが可能である。エアシリンダ３５は、図４に示すように、ハンドベース２５の吸着装置３１寄りにおいて、幅方向中間に配置されている。
【0024】
上下駆動装置３３は、吸着装置３１を下方に付勢するバネ部材３７を有している。具体的には、バネ部材３７は一端がハンドベース２５に固定され、他端が吸着装置３１に固定され、ハンドベース２５に対して吸着装置３１を下方に引っ張っている。バネ部材３７を利用することで、エアシリンダ３５が吸着装置３１から下方に離れた後でも、荷物Ｗを確実に下降させて移載テーブル２７の上に載せることができる（後述）。バネ部材３７は、例えば、ハンドベース２５の吸着装置３１寄りにおいて、幅方向の両外側の２箇所に配置されている。図８では、バネ部材３７はエアシリンダ３５の近傍に配置されているが、これは模式的に描いただけであり、実際の配置を限定しない。また、バネ部材３７の固定先は特に限定されない。なお、より詳細には、エアシリンダ３５のピストン３５ａが下方に下がるときに、吸着装置３１は、自重及びバネ部材３７に引っ張られることでピストン３５ａに追従し続け、荷物Ｗが下方の装置又は荷物に載ると下方への移動を停止する。これ以降、ピストン３５ａが吸着装置３１から離れる。
上下駆動装置３３は、吸着装置３１を移載テーブル２７と高さ方向に重複する位置まで下降可能である（図１４を参照）。このとき、移載テーブル２７は吸着装置３１の前後方向位置よりも後側（前述の第２位置）にある。したがって、背の低い荷物Ｗもピッキング可能である。上記が可能となるのは、エアシリンダ３５が最も縮んだ状態において吸着装置３１はハンドベース２５及び移載テーブル２７に対して最下方位置にあるが、このとき吸着装置３１の下面が移載テーブル２７の上面より下方にあるからである。ただし、上記構造は必須ではない。
ハンド２３は、図３に示すように、吸着装置３１の下面に接触部材３９をさらに有している。接触部材３９は、吸着装置３１の下面に部分的に形成されている。接触部材３９は、ゴム等の弾性部材である。具体的には、接触部材３９は、図３に示すように、吸着装置３１の幅方向外側の両端付近に設けられており、前後方向に延びる帯状である。接触部材の形状、個数、位置、材料は特に限定されない。また、接触部材は省略されてもよい。
上下駆動装置３３は、吸着装置３１を移載テーブル２７と高さ方向に重複する位置まで下降可能である（図１４を参照）。このとき、移載テーブル２７は吸着装置３１の前後方向位置よりも後側（前述の第２位置）にある。したがって、背の低い荷物Ｗもピッキング可能である。上記が可能となるのは、エアシリンダ３５が最も縮んだ状態において吸着装置３１はハンドベース２５及び移載テーブル２７に対して最下方位置にあるが、このとき吸着装置３１の下面が移載テーブル２７の上面より下方にあるからである。ただし、上記構造は必須ではない。
ハンド２３は、図３に示すように、吸着装置３１の下面に接触部材３９をさらに有している。接触部材３９は、吸着装置３１の下面に部分的に形成されている。接触部材３９は、ゴム等の弾性部材である。具体的には、接触部材３９は、図３に示すように、吸着装置３１の幅方向外側の両端付近に設けられており、前後方向に延びる帯状である。接触部材の形状、個数、位置、材料は特に限定されない。また、接触部材は省略されてもよい。
【0025】
ハンド２３は、吸着装置保持機構４３（以下、保持機構４３という）を有している。保持機構４３は、吸着装置３１を下降位置で揺動不能に固定するとともに、上昇位置で揺動可能に保持する。
図９及び図１０を用いて、保持機構４３を具体的に説明する。図９及び図１０は、保持機構の模式図である。
保持機構４３は、カム部材５３とローラ５５とを有している。カム部材５３は、ハンドベース２５の本体に固定されている。カム部材５３は、ローラ５５を支持するためくり抜き部５４を有している。くり抜き部５４は、吸着装置３１側の側面下部において、上下方向に直線状に延びる係止面５４ａを有する。くり抜き部５４は、さらに、吸着装置３１側の側面において、係止面５４ａから連続すると共に、滑らかに湾曲する湾曲面５４ｂを有している。湾曲面５４ｂは、係止面５４ａから前後方向の後側に凹んでいる。くり抜き部５４は、係止面５４ａ及び湾曲面５４ｂに対向する第２係止面５４ｃを有している。第２係止面５４ｃは上下方向に延びている。カム部材５３は、例えば、ハンドベース２５の吸着装置３１寄りにおいて、幅方向の両外側の２箇所に配置されている。
図９及び図１０を用いて、保持機構４３を具体的に説明する。図９及び図１０は、保持機構の模式図である。
保持機構４３は、カム部材５３とローラ５５とを有している。カム部材５３は、ハンドベース２５の本体に固定されている。カム部材５３は、ローラ５５を支持するためくり抜き部５４を有している。くり抜き部５４は、吸着装置３１側の側面下部において、上下方向に直線状に延びる係止面５４ａを有する。くり抜き部５４は、さらに、吸着装置３１側の側面において、係止面５４ａから連続すると共に、滑らかに湾曲する湾曲面５４ｂを有している。湾曲面５４ｂは、係止面５４ａから前後方向の後側に凹んでいる。くり抜き部５４は、係止面５４ａ及び湾曲面５４ｂに対向する第２係止面５４ｃを有している。第２係止面５４ｃは上下方向に延びている。カム部材５３は、例えば、ハンドベース２５の吸着装置３１寄りにおいて、幅方向の両外側の２箇所に配置されている。
【0026】
ローラ５５は、吸着装置３１の下部のカム部材５３側に回動自在に設けられている。ローラ５５の回動軸はハンド２３の幅方向に平行である。ローラ５５は、カム部材５３の係止面５４ａ、湾曲面５４ｂの近傍で当接又は近接している。
吸着装置３１は、上部のカム部材５３側に回動中心となる支点３１ｃを有している。支点３１ｃの回動軸は、ハンド２３の幅方向に平行である。支点３１ｃは、例えばピンであり、ピンはハンドベース２５のプレート（図示せず）に形成された上下方向に延びる長穴（図示せず）内を移動自在にガイドされている。
吸着装置３１は、ストッパ（図示せず）によって、図９の状態から時計回りには回動できないようになっている。つまり、吸着装置３１は、図９の状態から反時計回りにのみハンドベース２５に対して回動自在になっている。
吸着装置３１は、上部のカム部材５３側に回動中心となる支点３１ｃを有している。支点３１ｃの回動軸は、ハンド２３の幅方向に平行である。支点３１ｃは、例えばピンであり、ピンはハンドベース２５のプレート（図示せず）に形成された上下方向に延びる長穴（図示せず）内を移動自在にガイドされている。
吸着装置３１は、ストッパ（図示せず）によって、図９の状態から時計回りには回動できないようになっている。つまり、吸着装置３１は、図９の状態から反時計回りにのみハンドベース２５に対して回動自在になっている。
【0027】
図９に示すように吸着装置３１が下方にある場合は、ローラ５５がカム部材５３の係止面５３ａに当接しており、そのため吸着装置３１は反時計回りに回動不能になっている。
図１０に示すように吸着装置３１が上昇すると、ローラ５５がカム部材５３の湾曲面５３ｂに摺動していき、それにより吸着装置３１が荷物Ｗの姿勢に合わせてハンドベース２５に対して傾くことができる。この状態で吸着装置３１が時計回りに回動しようとすると、ローラ５５が第２係止面５４ｃに当接することで吸着装置３１の回動を制限する。
以上のように、カム部材５３を用いることで、吸着装置３１の揺動のロックと解除を行うことを、吸着装置３１の昇降動作によって切り替えられる。
図１０に示すように吸着装置３１が上昇すると、ローラ５５がカム部材５３の湾曲面５３ｂに摺動していき、それにより吸着装置３１が荷物Ｗの姿勢に合わせてハンドベース２５に対して傾くことができる。この状態で吸着装置３１が時計回りに回動しようとすると、ローラ５５が第２係止面５４ｃに当接することで吸着装置３１の回動を制限する。
以上のように、カム部材５３を用いることで、吸着装置３１の揺動のロックと解除を行うことを、吸着装置３１の昇降動作によって切り替えられる。
【0028】
ピッキングシステム１は、図１８に示すように、隙間センサ３６を有している。隙間センサ３６は、例えばハンド２３に設けられ、後述の荷物デパレタイズ動作中に荷物Ｗの下方の隙間を検出する（後述）。具体的には、隙間センサ３６は、レーザ距離センサであり、物体までの距離を測定できる。
ピッキングシステム１は、図１に示すように、荷物Ｗを撮像するカメラ３８（撮像装置の一例）をさらに備えている。カメラ３８は、例えば、パレットＰに載置された複数の荷物Ｗを撮影する。カメラ３８の撮像データは、荷物Ｗの位置や形状を識別するために用いられる。
さらに具体的には、図２５に示すように、カメラ３８は、パレットＰに支持される荷物Ｗの第１水平方向（矢印Ｘ）を向いた第１面１０１と、第１水平方向に対して水平方向において直交する第２水平方向（矢印Ｙ）を向いた第２面１０２と、天面１０３（天面の一例）とを撮像する。図２５は、パレット上の荷物の画像処理範囲を示す模式図である。
なお、カメラの数、位置、種類等は特に限定されない。
ピッキングシステム１は、図１に示すように、荷物Ｗを撮像するカメラ３８（撮像装置の一例）をさらに備えている。カメラ３８は、例えば、パレットＰに載置された複数の荷物Ｗを撮影する。カメラ３８の撮像データは、荷物Ｗの位置や形状を識別するために用いられる。
さらに具体的には、図２５に示すように、カメラ３８は、パレットＰに支持される荷物Ｗの第１水平方向（矢印Ｘ）を向いた第１面１０１と、第１水平方向に対して水平方向において直交する第２水平方向（矢印Ｙ）を向いた第２面１０２と、天面１０３（天面の一例）とを撮像する。図２５は、パレット上の荷物の画像処理範囲を示す模式図である。
なお、カメラの数、位置、種類等は特に限定されない。
【0029】
（３）ハンドの制御構成
図１１を用いて、ハンド２３の制御構成を説明する。図１１は、ハンドの制御構成を示すブロック図である。
ハンド２３は、コントローラ５１を有している。
コントローラ５１は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。コントローラ５１は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
図１１を用いて、ハンド２３の制御構成を説明する。図１１は、ハンドの制御構成を示すブロック図である。
ハンド２３は、コントローラ５１を有している。
コントローラ５１は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。コントローラ５１は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
【0030】
コントローラ５１は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
コントローラ５１の各要素の機能は、一部又は全てが、コントローラ５１を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ５１の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
コントローラ５１の各要素の機能は、一部又は全てが、コントローラ５１を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ５１の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
【0031】
コントローラ５１は、旋回装置２６、移載テーブル駆動装置２９、吸引装置４９、エアシリンダ３５を制御する。
コントローラ５１、ロボットアーム２１のアーム駆動装置６３も制御する。
コントローラ５１には、隙間センサ３６からの検出信号が送信される。
コントローラ５１、ロボットアーム２１のアーム駆動装置６３も制御する。
コントローラ５１には、隙間センサ３６からの検出信号が送信される。
【0032】
コントローラ５１には、カメラ３８からの撮像データとしての画像信号が送信される。コントローラ５１は、上記画像信号に基づいて、荷物Ｗの位置、形状、大きさ等を判断できる。
【0033】
コントローラ５１は、画像処理部６１を有している。画像処理部６１は、画像処理範囲Ｑ内での荷物Ｗの位置の把握を行う。画像処理範囲Ｑは、図２５に示すように、カメラ３８により撮像された撮像情報のうち、第１水平方向においてパレットＰから（例えば、パレットＰの第１水平方向縁）カメラ３８側に第１所定距離離れた位置に設定される第１画像処理範囲設定面１１１と、第２水平方向においてパレットＰから（例えば、パレットＰの第２水平方向縁）カメラ３８側に第２所定距離離れた位置に設定される第２画像処理範囲設定面１１２と、高さ方向においてパレットＰから（例えば、パレットＰの上面から）上方に第３所定距離離れた位置に設定される第３画像処理範囲設定面１１３と、で囲まれる。
第１画像処理範囲設定面１１１、第２画像処理範囲設定面１１２、及び第３画像処理範囲設定面１１３の各所定距離がカメラ３８側とされているので、それぞれの場合において荷物Ｗの把握がしやすくなる。また、上記の所定距離をカメラ３８側として、荷物Ｗの特定をカメラ３８側の荷物Ｗから行う（つまり、カメラ３８側の荷物が、優先的に特定される）ことで、最終的には全ての荷物Ｗを特定できる。
なお、上述のように、画像処理を行う処理範囲が画像処理範囲Ｑとして定められている。これは、画像処理計算量を減らすためである。画像処理範囲Ｑの領域は、パレットＰ及びパレットＰ上の荷物Ｗの領域に比べて、わずかに大きい。
第１画像処理範囲設定面１１１、第２画像処理範囲設定面１１２、及び第３画像処理範囲設定面１１３の各所定距離がカメラ３８側とされているので、それぞれの場合において荷物Ｗの把握がしやすくなる。また、上記の所定距離をカメラ３８側として、荷物Ｗの特定をカメラ３８側の荷物Ｗから行う（つまり、カメラ３８側の荷物が、優先的に特定される）ことで、最終的には全ての荷物Ｗを特定できる。
なお、上述のように、画像処理を行う処理範囲が画像処理範囲Ｑとして定められている。これは、画像処理計算量を減らすためである。画像処理範囲Ｑの領域は、パレットＰ及びパレットＰ上の荷物Ｗの領域に比べて、わずかに大きい。
【0034】
コントローラ５１には、図示しないが、荷物Ｗの大きさ、形状及び位置を検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
【0035】
（４）デパレタイズ動作
（４－１）基本動作
図１２～図２１を用いて、段積みされた荷物Ｗのうち一又は複数を取り出す動作を（デパレタイズ動作）説明する。図１２及び図１３はデパレタイズ制御動作のフローチャートである。図１４～図２１は、ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図である。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、以下の制御動作は、コントローラ５１が各装置に制御信号を送信することで行われる。
（４－１）基本動作
図１２～図２１を用いて、段積みされた荷物Ｗのうち一又は複数を取り出す動作を（デパレタイズ動作）説明する。図１２及び図１３はデパレタイズ制御動作のフローチャートである。図１４～図２１は、ハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図である。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、以下の制御動作は、コントローラ５１が各装置に制御信号を送信することで行われる。
【0036】
図１２のステップＳ１では、カメラ３８からの画像信号に基づいて画像処理が行われ、対象の荷物Ｗの位置や形状が認識される。具体的には、コントローラ５１の画像処理部が上記動作を実行する。
図１２のステップＳ２では、図１４に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３を目的とする荷物Ｗに対応する位置（荷物Ｗの正面後側位置）に移動させる。このとき、移載テーブル２７は水平状態である。
ステップＳ３では、図１５に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３を前進させる。
図１２のステップＳ２では、図１４に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３を目的とする荷物Ｗに対応する位置（荷物Ｗの正面後側位置）に移動させる。このとき、移載テーブル２７は水平状態である。
ステップＳ３では、図１５に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３を前進させる。
【0037】
ステップＳ４では、図１５に示すように、吸着装置３１を荷物Ｗの下基準で荷物Ｗの側面に当て、吸着する（吸着装置に荷物の側面を吸着させるステップの一例）。具体的には、吸着装置３１が荷物Ｗに接触する直前に、吸引装置４９によって吸引を開始し、ロボットアーム２１がハンド２３全体を移動することで吸着装置３１を荷物Ｗ側に押し付ける。
ステップＳ５では、図１６に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３全体を後側に移動させる。このとき、吸着装置３１がハンドベース２５に対して上昇することで、荷物Ｗを持ち上げる。具体的には、エアシリンダ３５が吸着装置３１をハンドベース２５に対して上昇させる。したがって、荷物Ｗは、吸着装置３１で持ち上げられて、吸着装置３１と共に傾いた状態になる。この結果、対象荷物Ｗが奥にある荷物Ｗに干渉しにくい。
上記のように、吸着装置３１は上昇位置で保持機構４３によって揺動可能になるので、吸着装置３１に大きな負荷が作用しない。
ステップＳ５では、図１６に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３全体を後側に移動させる。このとき、吸着装置３１がハンドベース２５に対して上昇することで、荷物Ｗを持ち上げる。具体的には、エアシリンダ３５が吸着装置３１をハンドベース２５に対して上昇させる。したがって、荷物Ｗは、吸着装置３１で持ち上げられて、吸着装置３１と共に傾いた状態になる。この結果、対象荷物Ｗが奥にある荷物Ｗに干渉しにくい。
上記のように、吸着装置３１は上昇位置で保持機構４３によって揺動可能になるので、吸着装置３１に大きな負荷が作用しない。
【0038】
ステップＳ６では、図１７に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３の姿勢を傾ける。これにより、移載テーブル２７は、前側端が後側端に対して下側になる傾斜姿勢となる。
ステップＳ７では、図１８に示すように、荷物Ｗの上昇後に隙間センサ３６によって隙間検出を行う。具体的には、隙間センサ３６からレーザ光が発射され、その先にある物体までの距離が測定される。なお、レーザ光は荷物Ｗの下方に出射される。
ステップＳ８では、対象荷物Ｗとその下側の荷物Ｗとの間に移載テーブル２７を入れるスペースができているか否かが判断される。スペースがあればプロセスはステップＳ９に移行し、スペースがなければプロセスはステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３の後は、プロセスはステップＳ１に戻る。
ステップＳ７では、図１８に示すように、荷物Ｗの上昇後に隙間センサ３６によって隙間検出を行う。具体的には、隙間センサ３６からレーザ光が発射され、その先にある物体までの距離が測定される。なお、レーザ光は荷物Ｗの下方に出射される。
ステップＳ８では、対象荷物Ｗとその下側の荷物Ｗとの間に移載テーブル２７を入れるスペースができているか否かが判断される。スペースがあればプロセスはステップＳ９に移行し、スペースがなければプロセスはステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３の後は、プロセスはステップＳ１に戻る。
【0039】
ステップＳ９では、図１９に示すように、移載テーブル駆動装置２９が傾斜姿勢の移載テーブル２７を前方に移動させ、荷物Ｗの下にある隙間に差し込む。移載テーブル２７はさらに前進することで、荷物Ｗの底面に少し接触する。上記の動作中に、ロボットアーム２１がハンドベース２５を吸着位置から移載テーブル２７の傾斜方向に沿って後側へ移動させる（このとき、移載テーブル２７の前後方向位置は変わらない）。それにより、吸着装置３１及び荷物Ｗが移載テーブル２７の上に引き込まれる。なお、移載テーブル２７の差し込み量は、荷物の大きさによって適宜変更される。
上記の動作中においてハンドベース２５が吸着位置から上側に移動させられているので、移載テーブル２７とハンドベース２５が完全同期していなくても、移載テーブル２７が下側の荷物Ｗを引っかけにくい。
上記動作では、ハンドベースの２５の移動傾斜角度は、傾斜姿勢の支持板の傾斜角度より大きくしてもよい。その場合は、上記効果がさらに高くなる。
上記の動作中においてハンドベース２５が吸着位置から上側に移動させられているので、移載テーブル２７とハンドベース２５が完全同期していなくても、移載テーブル２７が下側の荷物Ｗを引っかけにくい。
上記動作では、ハンドベースの２５の移動傾斜角度は、傾斜姿勢の支持板の傾斜角度より大きくしてもよい。その場合は、上記効果がさらに高くなる。
【0040】
ステップＳ１０では、図２０に示すように、上下駆動装置３３が吸着装置３１を下方に下げる。具体的には、ピストン３５ａが下降していく。そして、エアシリンダ３５のピストン３５ａが吸着装置３１から下方に離れると、吸着装置３１も荷物Ｗと共に下降していく。このとき、吸着装置３１及び荷物Ｗの自重に加えてバネ部材３７の付勢力によって、吸着装置３１は確実に下降する。以上の結果、荷物Ｗが移載テーブル２７の上に載る。
また、吸着装置３１は保持機構４３によって下降位置で揺動不能になるので、荷物Ｗを安定的に保持できる。その結果、荷物Ｗが移載テーブル２７に安定的に載置され、その後も安定的に搬送される。
また、吸着装置３１は保持機構４３によって下降位置で揺動不能になるので、荷物Ｗを安定的に保持できる。その結果、荷物Ｗが移載テーブル２７に安定的に載置され、その後も安定的に搬送される。
【0041】
ステップＳ１１では、図２１に示すように、ロボットアーム２１がハンド２３を水平姿勢にする。これにより、移載テーブル２７も水平姿勢になる。このようにして、荷物Ｗが移載テーブル２７に安定的に載置され、その後も安定的に搬送される。
ステップＳ１２では、ロボットアーム２１が荷物Ｗを搬出コンベヤ装置９に搬出する。その後、プロセスはステップＳ１に戻る。
ステップＳ１２では、ロボットアーム２１が荷物Ｗを搬出コンベヤ装置９に搬出する。その後、プロセスはステップＳ１に戻る。
【0042】
（４－２）吸着動作の詳細説明
図１２のステップＳ２では、前述のように、ロボットアーム２１がハンド２３を目的とする荷物Ｗに対応する位置に移動させる。具体的には、図１４に示すように、吸着装置３１は、画像処理部６１により把握された荷物Ｗに対して、第１画像処理範囲設定面１１１の外側で荷物Ｗの正面後側に配置される。次にハンド２３は、図１５に示すように、第１画像処理範囲設定面１１１を通過して当該荷物Ｗに対して吸着装置３１が当接させられ、その後吸着させられる。以上の動作は、コントローラ５１がピッキングロボット１５のアーム駆動装置６３を制御することで実行される。
このようにハンド２３を画像処理範囲Ｑの外側に位置させ、前進のみで荷物Ｗに対する吸着位置に位置させることができる。このように、画像処理範囲Ｑ外の移動でハンド２３を荷物Ｗ１の正面に位置させるので、画像処理を行わなくてもハンド２３を特定の位置に移動させることができる。この場合、第１画像処理範囲設定面１１１側の荷物Ｗを吸着対象荷物Ｗ１として特定しているので、ハンド２３第１画像処理範囲設定面１１１を通過させる際にも追加で画像処理計算をしなくてもよく、ロボットアーム２１の軌道計算も抑えられる。
また、特定対象は第１画像処理範囲設定面１１１側の荷物Ｗであるので、特定した荷物Ｗ１とハンド２３との間には障害物等がない。したがって、ハンド２３を前進移動させる際に、他の荷物Ｗや装置との干渉を考慮しなくてよい。
図１２のステップＳ２では、前述のように、ロボットアーム２１がハンド２３を目的とする荷物Ｗに対応する位置に移動させる。具体的には、図１４に示すように、吸着装置３１は、画像処理部６１により把握された荷物Ｗに対して、第１画像処理範囲設定面１１１の外側で荷物Ｗの正面後側に配置される。次にハンド２３は、図１５に示すように、第１画像処理範囲設定面１１１を通過して当該荷物Ｗに対して吸着装置３１が当接させられ、その後吸着させられる。以上の動作は、コントローラ５１がピッキングロボット１５のアーム駆動装置６３を制御することで実行される。
このようにハンド２３を画像処理範囲Ｑの外側に位置させ、前進のみで荷物Ｗに対する吸着位置に位置させることができる。このように、画像処理範囲Ｑ外の移動でハンド２３を荷物Ｗ１の正面に位置させるので、画像処理を行わなくてもハンド２３を特定の位置に移動させることができる。この場合、第１画像処理範囲設定面１１１側の荷物Ｗを吸着対象荷物Ｗ１として特定しているので、ハンド２３第１画像処理範囲設定面１１１を通過させる際にも追加で画像処理計算をしなくてもよく、ロボットアーム２１の軌道計算も抑えられる。
また、特定対象は第１画像処理範囲設定面１１１側の荷物Ｗであるので、特定した荷物Ｗ１とハンド２３との間には障害物等がない。したがって、ハンド２３を前進移動させる際に、他の荷物Ｗや装置との干渉を考慮しなくてよい。
【0043】
（４－３）荷物戻し動作
ステップＳ１２では、荷物戻し動作が行われる。図１３、図２２～図２４を用いて、荷物戻し動作を詳細に説明する。図２２～図２４は、ハンドによる荷物戻し動作の一状態を示す模式図である。荷物戻し動作とは、移載に失敗した荷物をリトライのために元の位置に戻すものである。
図１３のステップＳ２１では、ロボットアーム２１がハンド２３全体を水平姿勢に戻す。これにより、図２２に示すように、移載テーブル２７も水平姿勢になる。
ステップＳ２２では、図２３に示すように、ロボットアーム２１がハンドベース２５を前進することで、荷物Ｗを前側に移動する。このときのハンドベース２５の移動量は、ステップＳ５でのハンドベース２５の後退の移動量と同じ又はそれとわずかに異なることが好ましい。なお、ハンドベースの２５の移動量は、ハンドベース２５の後退の移動量より少し大きくなることがより好ましい。これは、荷物Ｗを画像処理範囲Ｑ（後述）より前側に移動させる必要があるからである。
ステップＳ１２では、荷物戻し動作が行われる。図１３、図２２～図２４を用いて、荷物戻し動作を詳細に説明する。図２２～図２４は、ハンドによる荷物戻し動作の一状態を示す模式図である。荷物戻し動作とは、移載に失敗した荷物をリトライのために元の位置に戻すものである。
図１３のステップＳ２１では、ロボットアーム２１がハンド２３全体を水平姿勢に戻す。これにより、図２２に示すように、移載テーブル２７も水平姿勢になる。
ステップＳ２２では、図２３に示すように、ロボットアーム２１がハンドベース２５を前進することで、荷物Ｗを前側に移動する。このときのハンドベース２５の移動量は、ステップＳ５でのハンドベース２５の後退の移動量と同じ又はそれとわずかに異なることが好ましい。なお、ハンドベースの２５の移動量は、ハンドベース２５の後退の移動量より少し大きくなることがより好ましい。これは、荷物Ｗを画像処理範囲Ｑ（後述）より前側に移動させる必要があるからである。
【0044】
ステップＳ２３では、図２４に示すように、上下駆動装置３３が吸着装置３１を下降させる。
ステップＳ２４では、吸引装置４９が吸着装置３１の吸着を解除する。
ステップＳ２５では、ロボットアーム２１がハンド２３を後側に移動する。
ステップＳ２４では、吸引装置４９が吸着装置３１の吸着を解除する。
ステップＳ２５では、ロボットアーム２１がハンド２３を後側に移動する。
【0045】
以上の結果、荷物Ｗが元の位置に戻る。荷物Ｗは、前側の荷物Ｗと当接してもよいし、離れていてもよい。
以上から明らかなように、荷物Ｗを元の位置に戻すステップでは、上下駆動装置３３に吸着装置３１を下降させつつ、ハンドベース２５を前側に移動させる。したがって、吸着に伴い荷物Ｗが後側に移動していても、荷物Ｗを元の位置に戻すことができる。
このハンド２３では、干渉がある場合に荷物Ｗを元の位置に戻すことで、ピッキング不可の場所に荷物Ｗを載置することが生じにくい。この結果、荷物移載のリトライを確実に行えるようになる。
以上から明らかなように、荷物Ｗを元の位置に戻すステップでは、上下駆動装置３３に吸着装置３１を下降させつつ、ハンドベース２５を前側に移動させる。したがって、吸着に伴い荷物Ｗが後側に移動していても、荷物Ｗを元の位置に戻すことができる。
このハンド２３では、干渉がある場合に荷物Ｗを元の位置に戻すことで、ピッキング不可の場所に荷物Ｗを載置することが生じにくい。この結果、荷物移載のリトライを確実に行えるようになる。
【0046】
ここで、「元の位置」の一例は、図２４の画像処理範囲Ｑ内に荷物Ｗの吸着面である後側の側面が位置する位置であることが好ましい。例えば、本実施形態とは異なり、ステップＳ２２（図１３）の動作を行わなかった場合は、荷物Ｗの位置は元の位置より後側にずれた位置になり、荷物Ｗの後側の側面が画像処理範囲Ｑから外に出ていることがある。その場合は、コントローラ５１による画像処理が適切に行われず、そのため、画像認識によるロボットアーム２１のデパレタイズのリトライ動作が実行不可能になることがあった。また、画像処理範囲Ｑ内に荷物Ｗの吸着面が存在するときにロボットアーム２１の移動の安全が確保されるように設計されている場合、荷物Ｗの後側の側面が画像処理範囲Ｑから外に出ていると、ロボットアーム２１が動作時に他の装置等に衝突する可能性が出てくる。
なお、画像処理範囲Ｑは、ハンド２３が画像処理範囲Ｑ内にある荷物Ｗにアクセスする場合は、ロボットアーム２１とロボット架台が干渉しないように設定されていてもよい。また、画像処理範囲Ｑは、上記の場合に、ロボットアーム２１が通過してはいけない箇所（他の装置と干渉する位置）や、ロボットアーム２１の構成から通過できない箇所を基に定められている。
なお、上記例では、コントローラ５１が画像処理可能な範囲はカメラ視野範囲と一致しているが、上記範囲はカメラ視野範囲より狭くてもよい。
このハンド２３では、荷物Ｗを元の位置に戻すステップの前に、図２１に示すように、ハンドベース２５を移動させることで、移載テーブル２７を水平姿勢に戻している。したがって、荷物Ｗを元の位置に確実に戻すことができる。
なお、画像処理範囲Ｑは、ハンド２３が画像処理範囲Ｑ内にある荷物Ｗにアクセスする場合は、ロボットアーム２１とロボット架台が干渉しないように設定されていてもよい。また、画像処理範囲Ｑは、上記の場合に、ロボットアーム２１が通過してはいけない箇所（他の装置と干渉する位置）や、ロボットアーム２１の構成から通過できない箇所を基に定められている。
なお、上記例では、コントローラ５１が画像処理可能な範囲はカメラ視野範囲と一致しているが、上記範囲はカメラ視野範囲より狭くてもよい。
このハンド２３では、荷物Ｗを元の位置に戻すステップの前に、図２１に示すように、ハンドベース２５を移動させることで、移載テーブル２７を水平姿勢に戻している。したがって、荷物Ｗを元の位置に確実に戻すことができる。
【0047】
２．第２実施形態
第１実施形態では、荷物を吸着した後にハンド２３は荷物Ｗの第２水平方向位置を変更することなく搬送していたが、第２画像処理範囲設定面１１２に面する荷物Ｗ（つまり、第２水平方向に移動スペースがある荷物）の場合は第２水平方向位置を変更してもよい。
図２６～図２８を用いて、そのような実施例を、第２実施形態として説明する。図２６～図２８は、第２実施形態のハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式的平面図ある。なお、基本的な構成及び動作は第１実施形態と同じであるので、以下は異なる点を中心に説明する。
第１実施形態では、荷物を吸着した後にハンド２３は荷物Ｗの第２水平方向位置を変更することなく搬送していたが、第２画像処理範囲設定面１１２に面する荷物Ｗ（つまり、第２水平方向に移動スペースがある荷物）の場合は第２水平方向位置を変更してもよい。
図２６～図２８を用いて、そのような実施例を、第２実施形態として説明する。図２６～図２８は、第２実施形態のハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式的平面図ある。なお、基本的な構成及び動作は第１実施形態と同じであるので、以下は異なる点を中心に説明する。
【0048】
最初に、図２６に示すように、ハンド２３は、第２画像処理範囲設定面１１２に面する荷物Ｗを吸着対象として所定位置に配置される。荷物Ｗのうち色が濃いものは、白いもの上に載っている。つまり、濃い色の荷物Ｗは最上段の荷物である。
なお、吸着対象の荷物Ｗ１は最上段の荷物であり、それの第２水平方向の片側（図２６の下側）には、最上段の荷物は載置されていない。
なお、吸着対象の荷物Ｗ１は最上段の荷物であり、それの第２水平方向の片側（図２６の下側）には、最上段の荷物は載置されていない。
【0049】
次に、図２７に示すように、ハンド２３は前進して対象の荷物Ｗ１に当接する。その後、ハンド２３は荷物Ｗ１を吸着する。
次に、図２８に示すように、ハンド２３は、当該荷物Ｗ１を第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させる。
なお、この実施形態では、第２画像処理範囲設定面１１２に面する荷物Ｗから順に、吸着対象の荷物Ｗを特定している。したがって、当該荷物Ｗ１の第２画像処理範囲設定面１１２側に同じ高さ位置の他の荷物Ｗが存在しない。
次に、図２８に示すように、ハンド２３は、当該荷物Ｗ１を第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させる。
なお、この実施形態では、第２画像処理範囲設定面１１２に面する荷物Ｗから順に、吸着対象の荷物Ｗを特定している。したがって、当該荷物Ｗ１の第２画像処理範囲設定面１１２側に同じ高さ位置の他の荷物Ｗが存在しない。
【0050】
その後、ハンド２３は、吸着した荷物Ｗ１を上昇させる。
以上の動作は、コントローラ５１がロボットアーム２１を制御することで行われる。
以上に述べたように、この実施形態では、第２画像処理範囲設定面１１２に面する荷物Ｗ１を持ち上げる前に、荷物Ｗを第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させる。したがって、荷物W１の第２画像処理範囲設定面１１２と反対側に位置する隣の荷物Ｗが第２画像処理範囲設定面１１２側に傾いている場合でも、荷物Ｗ１はその荷物Ｗから離れた後に上昇させられるので、荷物同士の干渉を防止できる。
上記とは異なり荷物Ｗを第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させなければ、隣の荷物Ｗが第２画像処理範囲設定面１１２側に傾いている場合には、荷物Ｗ１が隣の荷物Ｗと干渉するおそれがあった。しかし、本実施形態では、隣の荷物Ｗが傾いている場合であっても、荷物Ｗ１を離れさせてから上昇させることによって、隣の荷物Ｗとの干渉を防ぐことができる。
また、荷物Ｗ１を第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させる動作を必ずさせることで、隣の荷物Ｗの傾きの有無や傾きの方向を画像処理による識別をしなくてもよくなる。
以上の動作は、コントローラ５１がロボットアーム２１を制御することで行われる。
以上に述べたように、この実施形態では、第２画像処理範囲設定面１１２に面する荷物Ｗ１を持ち上げる前に、荷物Ｗを第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させる。したがって、荷物W１の第２画像処理範囲設定面１１２と反対側に位置する隣の荷物Ｗが第２画像処理範囲設定面１１２側に傾いている場合でも、荷物Ｗ１はその荷物Ｗから離れた後に上昇させられるので、荷物同士の干渉を防止できる。
上記とは異なり荷物Ｗを第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させなければ、隣の荷物Ｗが第２画像処理範囲設定面１１２側に傾いている場合には、荷物Ｗ１が隣の荷物Ｗと干渉するおそれがあった。しかし、本実施形態では、隣の荷物Ｗが傾いている場合であっても、荷物Ｗ１を離れさせてから上昇させることによって、隣の荷物Ｗとの干渉を防ぐことができる。
また、荷物Ｗ１を第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させる動作を必ずさせることで、隣の荷物Ｗの傾きの有無や傾きの方向を画像処理による識別をしなくてもよくなる。
【0051】
なお、第２実施形態は第１実施形態と組合せ可能である。その場合、例えば、第１実施形態の図１４に示すように、吸着装置３１は、画像処理部６１により把握された荷物Ｗに対して、第１画像処理範囲設定面１１１の外側に配置される。次にハンド２３は、図１５に示すように、第１画像処理範囲設定面１１１を通過して当該荷物Ｗに対して吸着装置３１が当接させられ、その後吸着させられる。
そして、図２８に示すように、ハンド２３は、当該荷物Ｗ１を第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させ、その後、吸着した荷物Ｗ１を上昇させる。
そして、図２８に示すように、ハンド２３は、当該荷物Ｗ１を第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させ、その後、吸着した荷物Ｗ１を上昇させる。
【0052】
３．第３実施形態
第１実施形態及び第２実施形態では、ハンドによって荷物を吸着した後の移動経路を特に限定していなかったが、それに制限を設定することで安全性を向上することができる。
図２９～図３１を用いて、そのような実施例を第３実施形態として説明する。図２９～図３１は、第３実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図である。なお、基本的な構成及び動作は第１実施形態と同じであるので、以下は異なる点を中心に説明する。
第１実施形態及び第２実施形態では、ハンドによって荷物を吸着した後の移動経路を特に限定していなかったが、それに制限を設定することで安全性を向上することができる。
図２９～図３１を用いて、そのような実施例を第３実施形態として説明する。図２９～図３１は、第３実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図である。なお、基本的な構成及び動作は第１実施形態と同じであるので、以下は異なる点を中心に説明する。
【0053】
【0054】
次に、図３１に示すように、ハンド２３は、当該荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３の外側を移動させる。具体的には、図３１に示すように、ハンド２３は、荷物Ｗ１を第３画像処理範囲設定面１１３の上方に移動させる。その後は、ハンド２３は、荷物Ｗ１を水平移動（水平方向移動、斜め方向移動を含む）させる。このように第３画像処理範囲設定面１１３より上方にいったん移動させてから、荷物Ｗ１を水平移動させるので、他の荷物Ｗの位置を特定しなくてもよい。
なお、以上の動作は、コントローラ５１がロボットアーム２１を制御することで行われる。
以上に述べたように、この実施形態では、荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３の上方を移動させる。したがって、吸着した荷物ＷとパレットＰに支持された荷物Ｗとの干渉を防止できる。
なお、以上の動作は、コントローラ５１がロボットアーム２１を制御することで行われる。
以上に述べたように、この実施形態では、荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３の上方を移動させる。したがって、吸着した荷物ＷとパレットＰに支持された荷物Ｗとの干渉を防止できる。
【0055】
第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態のいずれとも組合せ可能である。
第１実施形態と第３実施形態の組み合わせの場合は、例えば、第１実施形態の図１４に示すように、吸着装置３１は、画像処理部６１により把握された荷物Ｗに対して、第１画像処理範囲設定面１１１の外側に配置される。次にハンド２３は、図１５に示すように、第１画像処理範囲設定面１１１を通過して当該荷物Ｗに対して吸着装置３１が当接させられ、その後吸着させられる。
そして、図３０に示すように、ハンド２３は、吸着した荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３より上に上昇させ、さらに、当該荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３の外側を移動させる。
第１実施形態と第３実施形態の組み合わせの場合は、例えば、第１実施形態の図１４に示すように、吸着装置３１は、画像処理部６１により把握された荷物Ｗに対して、第１画像処理範囲設定面１１１の外側に配置される。次にハンド２３は、図１５に示すように、第１画像処理範囲設定面１１１を通過して当該荷物Ｗに対して吸着装置３１が当接させられ、その後吸着させられる。
そして、図３０に示すように、ハンド２３は、吸着した荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３より上に上昇させ、さらに、当該荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３の外側を移動させる。
【0056】
第２実施形態と第３実施形態の組み合わせの場合は、例えば、図２８に示すように、ハンド２３は、当該荷物Ｗ１を第２画像処理範囲設定面１１２側に移動させる。
そして、図３０に示すように、ハンド２３は、吸着した荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３より上に上昇させ、さらに、当該荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３の外側を移動させる。
そして、図３０に示すように、ハンド２３は、吸着した荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３より上に上昇させ、さらに、当該荷物Ｗを第３画像処理範囲設定面１１３の外側を移動させる。
【0057】
４．第４実施形態
第１～第３実施形態ではハンドが吸着前の所定位置に移動するまでの範囲を特に限定していなかったが、それを限定することでコントローラの計算量を低減してもよい。
図３２～図３３を用いて、第４実施形態を説明する。図２９～図３０は、第４実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図である。なお、基本的な構成及び動作は第１実施形態及び第３実施形態と同じであるので、以下は異なる点を中心に説明する。
第１～第３実施形態ではハンドが吸着前の所定位置に移動するまでの範囲を特に限定していなかったが、それを限定することでコントローラの計算量を低減してもよい。
図３２～図３３を用いて、第４実施形態を説明する。図２９～図３０は、第４実施形態におけるハンドによるデパレタイズ動作の一状態を示す模式図である。なお、基本的な構成及び動作は第１実施形態及び第３実施形態と同じであるので、以下は異なる点を中心に説明する。
【0058】
最初に、図３２に示すように、ハンド２３は、画像処理範囲Ｑの外側において所定位置に配置されている。
次に、図３３に示すように、ハンド２３は、画像処理範囲Ｑの外側において、現在位置から目的位置（吸着直前位置）まで最短距離で移動する。
本実施形態の他の例として、ハンド２３が単に最短距離で移動させようとすると画像処理範囲Ｑを通過する場合には、ハンド２３は、画像処理範囲Ｑを迂回して最短距離を移動する。
以上に述べたように、この実施形態では、画像処理範囲Ｑの外側では、障害物検知を行わずに、つまりあらかじめ設定された又は任意に設定された移動経路を通って、ハンド２３を移動できる。したがって、コントローラ５１の計算量を軽減できる。
次に、図３３に示すように、ハンド２３は、画像処理範囲Ｑの外側において、現在位置から目的位置（吸着直前位置）まで最短距離で移動する。
本実施形態の他の例として、ハンド２３が単に最短距離で移動させようとすると画像処理範囲Ｑを通過する場合には、ハンド２３は、画像処理範囲Ｑを迂回して最短距離を移動する。
以上に述べたように、この実施形態では、画像処理範囲Ｑの外側では、障害物検知を行わずに、つまりあらかじめ設定された又は任意に設定された移動経路を通って、ハンド２３を移動できる。したがって、コントローラ５１の計算量を軽減できる。
【0059】
第４実施形態は、第１～第３実施形態のいずれとも組合せ可能である。
第１実施形態と第４実施形態の組み合わせの場合は、例えば、図３３に示すように、ハンド２３は、画像処理範囲Ｑの外側において、現在位置から目的位置（吸着直前位置）まで最短距離で移動する。
このとき、第１実施形態の図１４に示すように、吸着装置３１は、画像処理部６１により把握された荷物Ｗに対して、第１画像処理範囲設定面１１１の外側に配置される。次にハンド２３は、図１５に示すように、第１画像処理範囲設定面１１１を通過して当該荷物Ｗに対して吸着装置３１が当接させられ、その後吸着させられる。
なお、その他の実施形態の組み合わせ例は説明を省略する。
第１実施形態と第４実施形態の組み合わせの場合は、例えば、図３３に示すように、ハンド２３は、画像処理範囲Ｑの外側において、現在位置から目的位置（吸着直前位置）まで最短距離で移動する。
このとき、第１実施形態の図１４に示すように、吸着装置３１は、画像処理部６１により把握された荷物Ｗに対して、第１画像処理範囲設定面１１１の外側に配置される。次にハンド２３は、図１５に示すように、第１画像処理範囲設定面１１１を通過して当該荷物Ｗに対して吸着装置３１が当接させられ、その後吸着させられる。
なお、その他の実施形態の組み合わせ例は説明を省略する。
【0060】
５．実施形態の共通事項
上記第１～第４実施形態は、下記の構成及び機能を共通に有している。
本発明の一見地に係る移載装置（例えば、ピッキングシステム１）は、ロボットアームと、撮像装置と、画像処理部と、コントローラとを備えている。
ロボットアーム（例えば、ロボットアーム２１）は、吸着装置（例えば、ハンド２３）を有し、支持部（例えば、パレットＰ）に支持される荷物（例えば、荷物Ｗ）をデパレタイズする。
撮像装置（例えば、カメラ３８）は、支持部に支持される荷物の第１水平方向を向いた第１面（例えば、第１面１０１）と、第１水平方向に対して水平方向において直交する第２水平方向を向いた第２面（例えば、第２面１０２）と、天面（例えば、天面１０３）とを撮像する。
画像処理部（例えば、画像処理部６１）は、画像処理範囲内での荷物の位置の把握を行う。画像処理範囲（例えば、画像処理範囲Ｑ）は、撮像装置により撮像された撮像情報のうち、第１水平方向において支持部から撮像装置側に第１所定距離離れた位置に設定される第１画像処理範囲設定面と、第２水平方向において支持部から撮像装置側に第２所定距離離れた位置に設定される第２画像処理範囲設定面と、高さ方向において支持部から上方に第３所定距離離れた位置に設定される第３画像処理範囲設定面と、で囲まれる。
コントローラ（例えば、コントローラ５１）は、画像処理部により把握された荷物に対して、第１画像処理範囲設定面の外側に吸着装置を位置させ、次に第１画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、次に第１画像処理範囲設定面を通過して当該荷物に対して吸着装置を吸着させるようにロボットアームを制御する。
この装置では、吸着装置を、画像処理を行う画像処理範囲の外側に位置させ（例えば、図１４）、前進のみで荷物に対する吸着位置に位置させることができる（例えば、図１５）。このため、画像処理範囲内にロボットアームを移動させるときに、他の荷物や装置との干渉を考慮しなくてよい。
上記第１～第４実施形態は、下記の構成及び機能を共通に有している。
本発明の一見地に係る移載装置（例えば、ピッキングシステム１）は、ロボットアームと、撮像装置と、画像処理部と、コントローラとを備えている。
ロボットアーム（例えば、ロボットアーム２１）は、吸着装置（例えば、ハンド２３）を有し、支持部（例えば、パレットＰ）に支持される荷物（例えば、荷物Ｗ）をデパレタイズする。
撮像装置（例えば、カメラ３８）は、支持部に支持される荷物の第１水平方向を向いた第１面（例えば、第１面１０１）と、第１水平方向に対して水平方向において直交する第２水平方向を向いた第２面（例えば、第２面１０２）と、天面（例えば、天面１０３）とを撮像する。
画像処理部（例えば、画像処理部６１）は、画像処理範囲内での荷物の位置の把握を行う。画像処理範囲（例えば、画像処理範囲Ｑ）は、撮像装置により撮像された撮像情報のうち、第１水平方向において支持部から撮像装置側に第１所定距離離れた位置に設定される第１画像処理範囲設定面と、第２水平方向において支持部から撮像装置側に第２所定距離離れた位置に設定される第２画像処理範囲設定面と、高さ方向において支持部から上方に第３所定距離離れた位置に設定される第３画像処理範囲設定面と、で囲まれる。
コントローラ（例えば、コントローラ５１）は、画像処理部により把握された荷物に対して、第１画像処理範囲設定面の外側に吸着装置を位置させ、次に第１画像処理範囲設定面に面する荷物を吸着対象の荷物として特定し、次に第１画像処理範囲設定面を通過して当該荷物に対して吸着装置を吸着させるようにロボットアームを制御する。
この装置では、吸着装置を、画像処理を行う画像処理範囲の外側に位置させ（例えば、図１４）、前進のみで荷物に対する吸着位置に位置させることができる（例えば、図１５）。このため、画像処理範囲内にロボットアームを移動させるときに、他の荷物や装置との干渉を考慮しなくてよい。
【0061】
６．実施形態の効果の一例
本実施形態では、一回のピッキングに対して最初に荷物Ｗの特定のために撮像及び画像処理が行われ、それ以降は撮像及び画像処理が行われない。そして、ピッキングロボット１５が設置されているエリアはロボット専用であって、障害物情報がピッキングロボット１５に前もって登録されている。そのため、荷物をピックする前に撮像した情報のみに基づいて、ピッキングロボット１５は、ピックからプレースまでの一連の動作を行うことができる。
ピッキングロボット１５のロボットアーム２１の軌道計算も、特定された荷物Ｗ１に対して決まった動作をすることで、計算処理を抑えている。
また、ハンド２３が画像処理範囲Ｑの外側において現在位置から目的位置まで最短距離で移動する場合も、画像処理範囲Ｑを除いた外側の領域を通るようにしており、現在位置から目的位置までを画像処理なしでロボットアーム２１の軌道計算を行い、それにしたがって移動させる。
以上のように本実施形態では、最初に荷物特定のために画像処理が行われるが、それ以降は画像処理が行われない。
本実施形態では、一回のピッキングに対して最初に荷物Ｗの特定のために撮像及び画像処理が行われ、それ以降は撮像及び画像処理が行われない。そして、ピッキングロボット１５が設置されているエリアはロボット専用であって、障害物情報がピッキングロボット１５に前もって登録されている。そのため、荷物をピックする前に撮像した情報のみに基づいて、ピッキングロボット１５は、ピックからプレースまでの一連の動作を行うことができる。
ピッキングロボット１５のロボットアーム２１の軌道計算も、特定された荷物Ｗ１に対して決まった動作をすることで、計算処理を抑えている。
また、ハンド２３が画像処理範囲Ｑの外側において現在位置から目的位置まで最短距離で移動する場合も、画像処理範囲Ｑを除いた外側の領域を通るようにしており、現在位置から目的位置までを画像処理なしでロボットアーム２１の軌道計算を行い、それにしたがって移動させる。
以上のように本実施形態では、最初に荷物特定のために画像処理が行われるが、それ以降は画像処理が行われない。
【0062】
従来のピッキングロボットは、吸着前に画像処理により荷物の位置を特定し、他の荷物や障害物を考慮しながら、アームの軌道計算が行われる。そのため、ロボットが動作するエリア全体を撮像及び監視するシステムが必要になる。さらに従来では、荷物を吸着後も画像処理が再度行われ、他の荷物や障害物を考慮しながら、搬送先までのアームの軌道計算が行われる。つまり、従来であれば複数回の画像処理、軌道計算、全体の撮像・監視システムが必要になる。
【0063】
７．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
第１～第４実施形態では荷物の側面を吸着するハンドが説明されたが、荷物の上面を吸着するハンドでもよい。
移載装置の具体的な構造、動作、制御方法は特に限定されない。
第１実施形態では隙間検出の前にロボットアーム２１がハンド２３の姿勢を傾けて移載テーブル２７を傾斜姿勢にしていたが、移載テーブル２７は水平姿勢を維持されたままでもよい。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
第１～第４実施形態では荷物の側面を吸着するハンドが説明されたが、荷物の上面を吸着するハンドでもよい。
移載装置の具体的な構造、動作、制御方法は特に限定されない。
第１実施形態では隙間検出の前にロボットアーム２１がハンド２３の姿勢を傾けて移載テーブル２７を傾斜姿勢にしていたが、移載テーブル２７は水平姿勢を維持されたままでもよい。
【産業上の利用可能性】
【0064】
本発明は、段積みされた物品から一又は複数の物品を取り出すための移載装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【0065】
１ ：ピッキングシステム
３ ：パレタイズ部
５ ：デパレタイズ部
７ ：搬入コンベヤ装置
９ ：搬出コンベヤ装置
１５ ：ピッキングロボット
２１ ：ロボットアーム
２３ ：ハンド
２５ ：ハンドベース
２６ ：旋回装置
２７ ：移載テーブル
２９ ：移載テーブル駆動装置
３０ ：モータ
３１ ：吸着装置
３１ａ ：吸着パッド
３１ｂ ：受け部
３１ｃ ：支点
３３ ：上下駆動装置
３５ ：エアシリンダ
３５ａ ：ピストン
３６ ：隙間センサ
３７ ：バネ部材
３８ ：カメラ
３９ ：接触部材
４３ ：吸着装置保持機構
４７ ：スライドベルト
４９ ：吸引装置
５１ ：コントローラ
５３ ：カム部材
５３ａ ：係止面
５３ｂ ：湾曲面
５４ ：くり抜き部
５４ａ ：係止面
５４ｂ ：湾曲面
５４ｃ ：第２係止面
５５ ：ローラ
６１ ：画像処理部
６３ ：アーム駆動装置
１０１ ：第１面
１０２ ：第２面
１０３ ：天面
１１１ ：第１画像処理範囲設定面
１１２ ：第２画像処理範囲設定面
１１３ ：第３画像処理範囲設定面
Ｐ ：パレット
Ｑ ：画像処理範囲
Ｗ ：荷物
３ ：パレタイズ部
５ ：デパレタイズ部
７ ：搬入コンベヤ装置
９ ：搬出コンベヤ装置
１５ ：ピッキングロボット
２１ ：ロボットアーム
２３ ：ハンド
２５ ：ハンドベース
２６ ：旋回装置
２７ ：移載テーブル
２９ ：移載テーブル駆動装置
３０ ：モータ
３１ ：吸着装置
３１ａ ：吸着パッド
３１ｂ ：受け部
３１ｃ ：支点
３３ ：上下駆動装置
３５ ：エアシリンダ
３５ａ ：ピストン
３６ ：隙間センサ
３７ ：バネ部材
３８ ：カメラ
３９ ：接触部材
４３ ：吸着装置保持機構
４７ ：スライドベルト
４９ ：吸引装置
５１ ：コントローラ
５３ ：カム部材
５３ａ ：係止面
５３ｂ ：湾曲面
５４ ：くり抜き部
５４ａ ：係止面
５４ｂ ：湾曲面
５４ｃ ：第２係止面
５５ ：ローラ
６１ ：画像処理部
６３ ：アーム駆動装置
１０１ ：第１面
１０２ ：第２面
１０３ ：天面
１１１ ：第１画像処理範囲設定面
１１２ ：第２画像処理範囲設定面
１１３ ：第３画像処理範囲設定面
Ｐ ：パレット
Ｑ ：画像処理範囲
Ｗ ：荷物
【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】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】