特許 7591991 ワーク取出システム及びワーク取り出し方法

(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】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】ワーク取出システム及びワーク取り出し方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20241122BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 A

B25J19/00 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021123162

(22)【出願日】2021-07-28

(65)【公開番号】P2023018843

(43)【公開日】2023-02-09

【審査請求日】2023-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】598059387

【氏名又は名称】株式会社ＰＡＬＴＡＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110000914

【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】金山 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】片岡 木太郎

(72)【発明者】

【氏名】田所 祐一

【審査官】神山 貴行

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００６９８９８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１１１１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０２３０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７７９７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バラ積みされたワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方と、前記ワークの姿勢とを検出する検出部と、
前記ワークを吸着して保持する保持部を有する保持装置と、
前記保持装置を制御する保持制御部と、
前記ワークに空気を吹き付ける空気吹出部を有する吹付装置と、
前記吹付装置を制御する吹付制御部と、
前記ワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方と、前記ワークの姿勢とに基づいて、前記吹付装置により前記ワークに空気を吹き付ける吹き付け動作を実行するか否かを判定する判定部と
を備え、
前記ワークの形状は、立方体を除く略直方体形状、又は、細長形状であり、
前記判定部が前記ワークの姿勢が起立姿勢であると判定した場合に、前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行すると判定し、前記吹付制御部は、前記ワークに空気を吹き付けるように前記吹付装置を制御し、
前記判定部が前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行しないと判定した場合、前記保持制御部は、前記ワークを吸着して保持するように前記保持装置を制御する、ワーク取出システム。

【請求項2】

前記保持部は、前記空気吹出部を兼ねており、
前記保持部は、前記ワークを吸着する際に空気を吸引し、前記ワークに空気を吹き付ける際に空気を吹き出す、請求項１に記載のワーク取出システム。

【請求項3】

前記空気吹出部は、前記保持部と一体的に移動する、請求項１又は請求項２に記載のワーク取出システム。

【請求項4】

前記空気吹出部は、鉛直方向に対して交差する方向に空気を吹き出す、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のワーク取出システム。

【請求項5】

前記ワークはトレイ内にバラ積みされ、
前記吹付制御部は、前記トレイの側壁に沿って前記空気吹出部を移動させながら、前記空気吹出部から空気を吹き出させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のワーク取出システム。

【請求項6】

前記ワークの形状、大きさ及び重さの少なくとも１つを含むワーク情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記吹付制御部は、前記ワーク情報と前記検出部が検出した検出結果とに基づいて、前記空気吹出部から吹き出す空気の吹出量、吹出速度、吹出時間、及び、前記空気吹出部の吹出位置の少なくとも１つを設定する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワーク取出システム。

【請求項7】

前記判定部は、前記検出部がトレイ内に前記ワークを検出したか否かを判定し、
前記検出部が前記ワークを検出していないと前記判定部が判定した場合、前記吹付制御部は、前記トレイ内に空気を吹き付けるように前記吹付装置を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のワーク取出システム。

【請求項8】

バラ積みされたワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方と、前記ワークの姿勢とを検出部で検出する工程と、
前記ワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方と、前記ワークの姿勢とに基づいて、吹付装置により前記ワークに空気を吹き付ける吹き付け動作を実行するか否かを判定部で判定する工程と
を有し、
前記ワークの形状は、立方体を除く略直方体形状、又は、細長形状であり、
前記判定部が前記ワークの姿勢が起立姿勢であると判定した場合に、前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行すると判定し、前記吹付装置は、前記ワークに空気を吹き付け、
前記判定部が前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行しないと判定した場合、保持装置は、前記ワークを吸着して保持する、ワーク取り出し方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワーク取出システム及びワーク取り出し方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、トレイなどの容器内にバラ積みされたワークを取り出すワーク取出システムが知られている。このようなワーク取出システムにおいて、例えばワークを最後の１つまで安定して取り出すことは、一般的に困難である。また、ワークの位置及び姿勢がピッキングできない状態である場合に、ワークの位置及び姿勢を変更することによって、ピッキング可能な状態にするワーク取出システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、ワーク位置姿勢計測装置と、突出部とを備えたワークピッキング装置が記載されている。ワーク位置姿勢計測装置は、容器本体内にバラ積みされたワークの位置及び姿勢を検出する。容器本体の底面には、複数の穴が形成されている。突出部は、底面の穴を介して容器本体の内部に突出可能である。特許文献１のワークピッキング装置では、例えば、ピッキング可能なワークがない場合、突出部を動作させ、ワークのバラ積み状態を変化させる。ワークの位置及び姿勢が変化してピッキング可能になると、ロボットによってワークをピッキングする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１８３６１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載されたワークピッキング装置では、バラ積みされたワークを突出部で下方から突き上げることによって、ワークの位置及び姿勢を変化させる。従って、突出部がワークに接触することに起因して、ワークが損傷する場合があるという問題点がある。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークが損傷することを抑制しながら、ワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方を変化させることが可能なワーク取出システム及びワーク取り出し方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一局面に係るワーク取出システムは、検出部と、保持装置と、保持制御部と、吹付装置と、吹付制御部と、判定部とを備える。前記検出部は、バラ積みされたワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方を検出する。前記保持装置は、前記ワークを保持する保持部を有する。前記保持制御部は、前記保持装置を制御する。前記吹付装置は、前記ワークに空気を吹き付ける空気吹出部を有する。前記吹付制御部は、前記吹付装置を制御する。前記判定部は、前記検出部が検出した検出結果に基づいて、前記吹付装置により前記ワークに空気を吹き付ける吹き付け動作を実行するか否かを判定する。前記判定部が前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行すると判定した場合、前記吹付制御部は、前記ワークに空気を吹き付けるように前記吹付装置を制御する。前記判定部が前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行しないと判定した場合、前記保持制御部は、前記ワークを保持するように前記保持装置を制御する。

【0008】

本発明のワーク取出システムにおいて、前記保持部は、前記ワークを吸着して保持してもよい。

【0009】

本発明のワーク取出システムにおいて、前記保持部は、前記空気吹出部を兼ねていてもよい。前記保持部は、前記ワークを吸着する際に空気を吸引し、前記ワークに空気を吹き付ける際に空気を吹き出してもよい。

【0010】

本発明のワーク取出システムにおいて、前記空気吹出部は、前記保持部と一体的に移動してもよい。

【0011】

本発明のワーク取出システムにおいて、前記空気吹出部は、鉛直方向に対して交差する方向に空気を吹き出してもよい。

【0012】

本発明のワーク取出システムは、前記検出部は、前記ワークの姿勢をさらに検出してもよい。前記判定部は、前記ワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方と、前記ワークの姿勢とに基づいて、前記吹き付け動作を実行するか否かを判定してもよい。

【0013】

本発明のワーク取出システムにおいて、前記ワークの姿勢が起立姿勢である場合、前記判定部は、前記吹き付け動作を実行すると判定してもよい。

【0014】

本発明のワーク取出システムにおいて、前記ワークはトレイ内にバラ積みされてもよい。前記吹付制御部は、前記トレイの側壁に沿って前記空気吹出部を移動させながら、前記空気吹出部から空気を吹き出させてもよい。

【0015】

本発明のワーク取出システムは、記憶部をさらに備えてもよい。前記記憶部は、前記ワークの形状、大きさ及び重さの少なくとも１つを含むワーク情報を記憶してもよい。前記吹付制御部は、前記ワーク情報と前記検出結果とに基づいて、前記空気吹出部から吹き出す空気の吹出量、吹出速度、吹出時間、及び、前記空気吹出部の吹出位置の少なくとも１つを設定してもよい。

【0016】

本発明のワーク取出システムは、前記判定部は、前記検出部が前記ワークを検出したか否かを判定してもよい。前記検出部が前記ワークを検出していないと前記判定部が判定した場合、前記吹付制御部は、前記ワークに空気を吹き付けるように前記吹付装置を制御してもよい。

【0017】

本発明の他の局面に係るワーク取り出し方法は、バラ積みされたワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方を検出部で検出する工程と、検出した検出結果に基づいて、吹付装置により前記ワークに空気を吹き付ける吹き付け動作を実行するか否かを判定部で判定する工程とを有する。前記判定部が前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行すると判定した場合、前記吹付装置は、前記ワークに空気を吹き付ける。前記判定部が前記吹付装置による前記吹き付け動作を実行しないと判定した場合、保持装置は、前記ワークを保持する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、判定部が吹付装置による吹き付け動作を実行すると判定した場合、吹付装置は、ワークに空気を吹き付ける。従って、ワークを突出部で下方から突き上げる場合とは異なり、ワークが損傷することを抑制できる。よって、ワークが損傷することを抑制しながら、ワークの水平方向の位置及び高さの少なくとも一方を変化させることが可能なワーク取出システム及びワーク取り出し方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態のワーク取出システムの全体構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１実施形態のワーク取出システムの構成を概略的に示す図である。

【図3A】保持装置によって少なくとも１つのワークが取り出し可能である状態を示す図である。

【図3B】全てのワークが取り出しできない状態を示す図である。

【図3C】図３Ｂに示したワークに空気を吹き付けた後の状態を示す図である。

【図3D】保持装置によってワークが取り出される状態を示す図である。

【図4】本実施形態のワーク取出システムの構成を示すブロック図である。

【図5】本実施形態のワーク取出システムの保持装置の保持部周辺の構造の一例を示す図である。

【図6】本実施形態のワーク取出システムの保持装置の保持部周辺の構造の他の例を示す図である。

【図7】本実施形態のワーク取出システムの吹き付け動作の一例を説明するための平面図であり、吹出ノズルの軌跡を示す図である。

【図8】本実施形態のワーク取出システムの吹き付け動作の一例を説明するための断面図であり、吹出ノズルによる吹き付け方向を説明するための図である。

【図9】本実施形態の保持部によって吸着しにくいワークの形状の一例を説明するための図である。

【図10】本実施形態のワーク取出システムの処理を説明するためのフローチャートである。

【図11】本発明の第２実施形態のワーク取出システムの保持装置の保持部周辺の構造を示す図である。

【図12】本発明の第３実施形態のワーク取出システムの吹付装置の吹出ノズルを説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0021】

（第１実施形態）
図１～図１０を参照して、本発明の第１実施形態に係るワーク取出システム１０００について説明する。図１は、本発明の第１実施形態のワーク取出システム１０００の全体構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態のワーク取出システム１０００の構成を概略的に示す図である。図３Ａは、保持装置１００によって少なくとも１つのワーク１０が取り出し可能である状態を示す図である。図３Ｂは、全てのワーク１０が取り出しできない状態を示す図である。図３Ｃは、図３Ｂに示したワーク１０に空気を吹き付けた後の状態を示す図である。図３Ｄは、保持装置１００によってワーク１０が取り出される状態を示す図である。

【0022】

図１に示すように、ワーク取出システム１０００は、保持装置１００と、吹付装置３００と、保持制御部５１０と、吹付制御部５３０と、検出部５５０と、判定部５６０とを備える。例えば、保持制御部５１０、吹付制御部５３０、検出部５５０及び判定部５６０は、制御装置５００に含まれる。保持装置１００は、ワーク１０（図２参照）を保持する。吹付装置３００は、ワーク１０に空気を吹き付ける。吹付制御部５３０は、吹付装置３００を制御する。検出部５５０は、ワーク１０を検出する。判定部５６０は、吹付装置３００による吹き付け動作を実行するか否かを判定する。

【0023】

保持装置１００は、保持部１１０を有する。保持部１１０は、ワーク１０（図２参照）を保持する。保持部１１０がワーク１０を保持する構成は、特に限定されるものではない。例えば、保持部１１０は、ワーク１０を吸着することによって保持してもよいし、ワーク１０を挟持することによって保持してもよい。本明細書において、ワーク１０を保持するとは、ワーク１０を吸着したり、挟んだりして、ワーク１０を持つことを意味する。

【0024】

図２に示すように、保持装置１００は、バラ積みされたワーク１０を保持する。保持装置１００は、例えば、多関節ロボットを含んでもよい。保持装置１００は、トレイ２０内のワーク１０をトレイ２０の外部に取り出すための装置である。ワーク１０は、例えば、トレイ２０内にバラ積みされる。つまり、ワーク１０は、トレイ２０内に無秩序に収容されている。ワーク１０の種類は、特に限定されない。ワーク１０は、例えば、略直方体形状を有する箱であってもよいし、略円筒形状を有する容器であってもよい。また、ワーク１０は、例えば、タブレット状の固形物を収容してもよいし、液体を収容してもよい。また、ワーク１０は、例えば空箱であってもよい。

【0025】

保持制御部５１０は、保持装置１００を制御する。保持制御部５１０は、例えば、保持装置１００によるワーク１０の取り出し動作を制御する。具体的には、保持制御部５１０は、例えば、保持部１１０を所定の水平方向の位置及び高さに配置する。また、保持制御部５１０は、例えば、吸引装置を制御することによって保持部１１０でワーク１０を吸着したり、モータ等のアクチュエータを制御することによって保持部１１０でワーク１０を挟持したりする。

【0026】

吹付装置３００は、吹出ノズル３１０を有する。吹出ノズル３１０は、本発明の「空気吹出部」の一例である。吹出ノズル３１０は、ワーク１０に空気を吹き付ける。吹付装置３００は、ワーク１０に空気を吹き付けることによって、ワーク１０の水平方向の位置及び高さの少なくとも一方を変化させる。このように、吹付装置３００は、ワーク１０に空気を吹き付けるため、ワークを突出部で下方から突き上げる場合とは異なり、ワーク１０が損傷することを抑制できる。以下、「水平方向の位置」を「水平位置」と記載することがある。また、例えば、ワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方を変化させるためにロボットのアーム等をワーク１０に接触させる場合と異なり、ロボットに負荷がかかることを抑制できる。従って、ロボットがエラー停止することを抑制できる。

【0027】

なお、吹付装置３００は、ワーク１０に向かって空気を吹き出すことによって、吹出ノズル３１０から直接的にワーク１０に空気を当ててもよい。また、吹付装置３００は、トレイ２０の内面（底面又は内側面）に向かって空気を吹き出すことによって、吹出ノズル３１０から間接的にワーク１０に空気を当ててもよい。つまり、本発明の「ワークに空気を吹き付ける」とは、吹出ノズル３１０（空気吹出部）から直接的にワーク１０に空気を吹き付ける場合も、間接的にワーク１０に空気を吹き付ける場合も含む。

【0028】

吹付装置３００は、吹出ノズル３１０の水平位置、高さ及び姿勢の少なくとも１つを変化できるように構成されていてもよい。また、吹出ノズル３１０は、例えば、トレイ２０の上方、側方、又は下方の決められた位置に固定されていてもよい。また、吹付装置３００は、吹出ノズル３１０を１つだけ含んでもよいし、吹出ノズル３１０を複数含んでもよい。

【0029】

吹付制御部５３０は、例えば、吹付装置３００による吹き付け動作を制御する。吹き付け動作とは、吹出ノズル３１０から圧縮空気を排出し、ワーク１０に対して空気を吹き付けることを意味する。具体的には、吹付制御部５３０は、吹出ノズル３１０の水平位置、高さ及び姿勢を変化させてもよい。また、吹付制御部５３０は、圧縮機を制御することによって吹出ノズル３１０からワーク１０に空気を吹き付ける。

【0030】

検出部５５０は、バラ積みされたワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方を検出する。具体的には、検出部５５０には、ワーク状態取得装置５０から取得情報が送信される。取得情報は、ワーク状態取得装置５０が取得した情報である。取得情報は、例えば、ワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方を検出するために必要な情報である。また、取得情報は、例えば、ワーク１０の姿勢を検出するために必要な情報を含んでいてもよい。つまり、検出部５５０は、ワーク１０の姿勢を検出してもよい。取得情報としては、例えば、ワーク１０を含むトレイ２０全体のＲＧＢＤデータや点群データなどが挙げられるが、ワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方を検出できれば、これら以外のデータであってもよい。

【0031】

検出部５５０は、ワーク状態取得装置５０が取得した情報に基づいて、ワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方を検出する。ワーク状態取得装置５０は、例えば、トレイ２０の上方で移動しないように固定されていてもよいし、保持装置１００のアーム等に固定されていてもよい。ただし、ワーク状態取得装置５０が保持装置１００のアーム等に固定される場合、ワーク状態取得装置５０も動く（移動する）ため、ワーク状態取得装置５０として大型の高精度カメラを用いることができない。

【0032】

判定部５６０は、検出部５５０が検出した検出結果に基づいて、吹付装置３００による吹き付け動作を実行するか否かを判定する。すなわち、判定部５６０は、ワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方に基づいて、吹き付け動作を実行するか否かを判定する。例えば、ワーク１０が保持装置１００によって取り出しできない水平位置又は高さである場合、判定部５６０は、吹付装置３００による吹き付け動作を実行すると判定する。その一方、例えば、ワーク１０が保持装置１００によって取り出し可能な水平位置又は高さである場合、判定部５６０は、吹付装置３００による吹き付け動作を実行しないと判定する。このように、検出部５５０でワーク１０を検出し、その検出結果に基づいて吹き付け動作を実行するか否かを判定する判定部５６０を設けることによって、様々な形状、重さ及びサイズのワーク１０を取り出すことができる。また、新規のワーク１０であっても保持装置１００によって取り出すことが可能である。

【0033】

なお、判定部５６０は、トレイ２０内の少なくとも１つのワーク１０が保持装置１００によって取り出し可能である場合、吹き付け動作を実行しないと判定する。一方、判定部５６０は、トレイ２０内の全てのワーク１０が保持装置１００によって取り出しできない場合、吹き付け動作を実行すると判定する。

【0034】

判定部５６０は、ワーク１０が保持装置１００によって取り出し可能であるか否かを判定して、吹き付け動作を実行するか否かを判定するが、判定部５６０による判定方法はこれに限らない。判定部５６０は、例えば、ワーク１０の検出結果（例えば、水平位置、高さ、姿勢）、後述するワーク情報（ワーク１０の形状、大きさ、重さ）の各項目を、ワーク１０の取りやすさで評価してスコア化し、スコアの合計に基づいて、吹き付け動作を実行するか否かを判定してもよい。例えば、スコアの合計が閾値以上であれば、吹き付け動作を実行せずに取り出し動作を実行し、スコアの合計が閾値未満であれば、吹き付け動作を実行する。このように、ワーク１０の取りやすさを総合的に評価することによって、吹き付け動作を実行するか否かを判定してもよい。また、この場合、ワーク状態取得装置５０が取得した情報を、正確さで評価してスコア化し、上記スコアの合計に加えてもよい。また、保持部１１０、アーム１３０又は取付部材１４０の情報（大きさ、形状、動作範囲）の各項目もスコア化し、上記スコアの合計に加えてもよい。

【0035】

また、判定部５６０は、ワーク１０の検出結果に基づいてワーク１０の姿勢が起立姿勢であるか否かを判定してもよい。ここで、起立姿勢は、ワーク１０が例えば略直方体である場合、つまりワーク１０が略直交する３辺を有する場合、ワーク１０の上方に配置されたワーク状態取得装置５０によってワーク１０の最も長い辺が検出されないときの姿勢を含む。言い換えると、起立姿勢は、ワーク１０の最も長い辺が鉛直方向に延びるときの姿勢を含む。また、起立姿勢は、ワーク１０の上方に配置されたワーク状態取得装置５０によってワーク１０の２番目に長い辺が検出されないときの姿勢を含む。言い換えると、起立姿勢は、２番目に長い辺が鉛直方向に延びるときの姿勢を含む。また、起立姿勢において、ワーク１０の最も長い辺、又は、２番目に長い辺は、鉛直方向に対して平行でなくてもよく、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。なお、鉛直方向に延びる辺がワーク状態取得装置５０によって検出できない場合であっても、ワーク情報に含まれる３辺の長さ又は長さの比から、鉛直方向に延びる辺（検出できない辺）が３辺のうちのいずれの辺であるかを容易に判別可能である。

【0036】

また、ワーク１０の種類毎にユーザが起立姿勢を定義（設定）してもよい。具体的には、ワーク１０は、例えば洗剤等を収容する容器のように、曲面のみ（又は曲面と平面との組み合わせ）によって形成されている場合もある。この場合、ワーク１０の上部又は上端の形状をユーザが予め登録することによって、ワーク１０の起立姿勢を定義（設定）できる。なお、ワーク１０が略直方体である場合にワーク１０の起立姿勢を定義（設定）してもよい。

【0037】

また、判定部５６０は、ワーク１０の検出結果に加え、トレイ２０内から取り出したワーク１０を別のトレイ又は収納箱に配置する際のワーク１０の姿勢に基づいて、吹き付け動作を実行するか否かを判定してもよい。具体的には、判定部５６０は、ワーク１０を別のトレイ又は収納箱に配置する際に、ワーク１０を立たせた状態で配置するか、又は、横にした状態で配置するかによって、吹き付け動作を実行するか否かを判定してもよい。

【0038】

また、判定部５６０は、ワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方と、ワーク１０の姿勢とに基づいて、吹き付け動作を実行するか否かを判定してもよい。このように、検出部５５０によってワーク１０の姿勢をさらに検出することによって、ワーク１０を保持装置１００によって取り出しできるか否かを精度よく判定できる。つまり、吹き付け動作を実行するか否かを適切に判定でき、ワーク１０をより取り出しやすくできる。

【0039】

判定部５６０が吹付装置３００による吹き付け動作を実行すると判定した場合、吹付制御部５３０は、バラ積みされたワーク１０に空気を吹き付けるように吹付装置３００を制御する。従って、例えば、ワーク１０の水平位置及び高さの少なくとも一方が取り出しできない状態である場合、吹き付け動作を実行することによって、ワーク１０の水平位置、高さ及び姿勢などを変化させることができる。

【0040】

その一方、判定部５６０が吹付装置３００による吹き付け動作を実行しないと判定した場合、保持制御部５１０は、バラ積みされたワーク１０を保持するように保持装置１００を制御する。従って、例えば、吹き付け動作によりワーク１０の水平位置、高さ及び姿勢が変化することによって、ワーク１０が取り出しできる状態になった場合、保持装置１００によってワーク１０を取り出しできる。

【0041】

具体的には、図３Ａに示すように、例えば、少なくとも１つのワーク１０がトレイ２０の中央部に位置し、且つ、ワーク１０の姿勢が水平になっている場合、判定部５６０は、吹付装置３００による吹き付け動作を実行しないと判定する。言い換えると、判定部５６０は、保持装置１００によって少なくとも１つのワーク１０を取り出し可能であると判定する。そして、保持装置１００によってワーク１０が取り出される。

【0042】

一方、図３Ｂに示すように、例えば、全てのワーク１０がトレイ２０の側壁２１に沿って配置され、且つ、ワーク１０の姿勢が鉛直になっている場合、保持部１１０、取付部材１４０又はアーム１３０等がトレイ２０に接触してしまい、ワーク１０を保持できない。従って、判定部５６０は、吹付装置３００による吹き付け動作を実行すると判定する。言い換えると、判定部５６０は、全てのワーク１０が取り出しできないと判定する。

【0043】

この場合、吹付装置３００によってワーク１０に対して空気を吹き付ける。これにより、ワーク１０の水平位置及び姿勢が変化する。そして、図３Ｃに示すように、例えば、少なくとも１つのワーク１０がトレイ２０の側壁２１から離隔したり、ワーク１０の姿勢が水平になったりした場合、判定部５６０は、吹付装置３００による吹き付け動作を実行しないと判定する。言い換えると、判定部５６０は、保持装置１００によって少なくとも１つのワーク１０を取り出し可能であると判定する。

【0044】

そして、図３Ｄに示すように、保持装置１００によってワーク１０が取り出される。

【0045】

保持装置１００は、トレイ２０内から取り出したワーク１０を、例えば、別のトレイ又は収納箱の内部に配置する。

【0046】

また、本実施形態では、判定部５６０は、トレイ２０内にワーク１０があるか否かを判定してもよい。具体的には、例えば、判定部５６０は、トレイ２０内にバラ積みされたワーク１０の数と、保持部１１０によって取り出したワーク１０の数とを比較することによって、トレイ２０内にワーク１０があるか否かを判定してもよい。言い換えると、判定部５６０は、トレイ２０内のワーク１０を取り出す（移す）指示の数と同じ個数のワーク１０を取り出し終えたか否かを判定してもよい。また、例えば、トレイ２０の下方に、トレイ２０の重さを測定する重量測定装置（図示せず）を設けてもよい。そして、重量測定装置の測定結果と、予め測定した空のトレイ２０の重さとを比較することによって、判定部５６０は、トレイ２０内にワーク１０があるか否かを判定してもよい。

【0047】

次に、図４を参照して、本実施形態のワーク取出システム１０００についてさらに説明する。図４は、本実施形態のワーク取出システム１０００の構成を示すブロック図である。

【0048】

図４に示すように、本実施形態では、ワーク取出システム１０００は、保持装置１００と、吹付装置３００と、制御装置５００とを備える。また、本実施形態では、ワーク取出システム１０００は、ワーク状態取得装置５０をさらに備える。

【0049】

本実施形態では、保持装置１００は、保持部１１０と、アーム１３０と、吸引装置１５０とを含む。本実施形態では、保持部１１０は、ワーク１０を吸着して保持する。従って、例えば、ワーク１０を挟持して保持する場合に比べて、保持部１１０を小さくできる。具体的には、保持部１１０がワーク１０を挟持して保持する場合、保持部１１０は、ワーク１０よりも大きく開く必要があるため、トレイ２０や他のワーク１０に接触しやすい。その一方、保持部１１０がワーク１０を吸着して保持する場合、保持部１１０は、ワーク１０よりも大きく開く必要がないため、トレイ２０や他のワーク１０に接触することを抑制できる。

【0050】

保持部１１０は、例えば、吸着パッド等の吸着部材である。保持部１１０は、ワーク１０の上面を吸着して保持する。保持部１１０は、アーム１３０の先端に取り付けられる。アーム１３０は、例えば、複数軸の回りに回転可能な、多関節アームである。保持装置１００は、例えば、６軸ロボット又は５軸ロボットを含む。アーム１３０は、保持部１１０を任意の水平位置、高さ及び姿勢に配置可能である。

【0051】

吸引装置１５０は、例えば、空気を吸引するエジェクターや吸引ポンプ等の真空発生器を含む。吸引装置１５０は、保持部１１０に繋がっており、吸引装置１５０が駆動することによって、保持部１１０がワーク１０を吸着可能である。

【0052】

本実施形態では、吹付装置３００は、吹出ノズル３１０と、コンプレッサ３３０とを含む。本実施形態では、吹出ノズル３１０は、少なくとも水平位置及び高さを変化可能である。吹付装置３００は、保持装置１００と同様、吹出ノズル３１０の水平位置及び高さを変化させるロボットアームを含んでもよいが、本実施形態では、吹出ノズル３１０は、保持装置１００の保持部１１０に設けられている。これにより、吹出ノズル３１０は、保持部１１０と一体的に移動する。従って、吹出ノズル３１０を移動させるためのロボットアームを別途設ける必要がない。その結果、ワーク取出システム１０００の構造が複雑になることを抑制できる。

【0053】

コンプレッサ３３０は、空気を圧縮し、圧縮した空気を送り出す。コンプレッサ３３０は、吹出ノズル３１０に繋がっており、コンプレッサ３３０により圧縮された空気は、吹出ノズル３１０から吹き出される。

【0054】

本実施形態では、制御装置５００は、保持制御部５１０と、吹付制御部５３０と、検出部５５０と、判定部５６０と、主制御部５７０と、記憶部５９０とを含む。

【0055】

制御装置５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサを含む。制御装置５００のプロセッサは、記憶部５９０の記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行して、保持制御部５１０、吹付制御部５３０、検出部５５０、判定部５６０及び主制御部５７０として機能する。

【0056】

記憶部５９０は、記憶装置を含み、データ及びコンピュータプログラムを記憶する。記憶部５９０は、例えば、非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体の一例である。具体的には、記憶部５９０は、半導体メモリのような主記憶装置と、半導体メモリ、ソリッドステートドライブ、及び／又は、ハードディスクドライブのような補助記憶装置とを含む。記憶部５９０は、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。また、記憶部５９０は、ワーク状態取得装置５０が取得した情報、検出部５５０が検出した検出情報、ワーク１０に関する情報、保持装置１００に関する情報、及び、吹付装置３００に関する情報等を記憶する。

【0057】

保持制御部５１０は、アーム１３０及び吸引装置１５０を制御する。保持制御部５１０は、アーム１３０の動作を制御することによって、保持部１１０の水平位置及び高さを制御する。また、具体的には、保持制御部５１０は、モータ等のアクチュエータを制御することによって、アーム１３０の動作を制御する。

【0058】

また、保持制御部５１０は、吸引装置１５０の駆動（オンオフ）を制御する。また、保持制御部５１０は、バルブ（図示せず）の開閉動作を制御する。バルブは、吸引装置１５０と保持部１１０との間、又は、吸引装置１５０に配置される。保持制御部５１０は、吸引装置１５０及びバルブを制御することによって、保持部１１０による空気の吸引動作を制御する。

【0059】

そして、保持制御部５１０は、保持部１１０の水平位置及び高さと、吸引動作とを制御することによって、保持装置１００によるワーク１０の取り出し動作を制御する。また、本実施形態では、保持制御部５１０は、保持部１１０の水平位置及び高さに加え、ワーク１０の姿勢も制御する。

【0060】

吹付制御部５３０は、コンプレッサ３３０を制御する。吹付制御部５３０は、コンプレッサ３３０の駆動（オンオフ）を制御する。また、吹付制御部５３０は、バルブ（図示せず）の開閉動作を制御する。バルブは、コンプレッサ３３０と吹出ノズル３１０との間、又は、コンプレッサ３３０に配置される。吹付制御部５３０は、コンプレッサ３３０及びバルブを制御することによって、吹出ノズル３１０による空気の吹き付け動作を制御する。なお、吹付装置３００が吹出ノズル３１０を移動させるロボットアームを含む場合、吹付制御部５３０は、保持制御部５１０と同様、ロボットアームの動作を制御することによって、吹出ノズル３１０の水平位置及び高さを制御する。この場合、吹付制御部５３０は、吹出ノズル３１０の水平位置及び高さに加え、姿勢（吹き出し方向）を制御してもよい。

【0061】

また、本実施形態では、吹付制御部５３０は、ワーク情報と検出部５５０が検出した検出結果とに基づいて、吹出ノズル３１０から吹き出す空気の吹出量、吹出速度、吹出時間、及び、吹出ノズル３１０の吹出位置の少なくとも１つを設定する。ワーク情報は、例えば、ワーク１０の種類毎に設けられている。ワーク情報は、例えば、ワーク１０の形状、大きさ及び重さの少なくとも１つを示す情報を含む。吹出ノズル３１０の吹出位置は、例えば、吹き出しを行う高さを含むが、吹出ノズル３１０とワーク１０との距離、又は、吹付角度（ノズルの向き）を調整できれば、吹き出しを行う高さ以外を含んでもよい。例えば、吹出ノズル３１０の吹出位置は、吹出ノズル３１０の水平位置を含んでもよい。また、吹出ノズル３１０の吹出位置は、吹出ノズル３１０の水平位置と高さとを含んでもよい。

【0062】

また、吹付制御部５３０は、ワーク情報と検出部５５０が検出した検出結果とに基づいて、吹出ノズル３１０の種類を設定してもよい。例えば、吹付装置３００が複数種類の吹出ノズル３１０と、吹出ノズル３１０を交換するツールチェンジャーとを有し、吹付制御部５３０は、吹出ノズル３１０を交換するように、ツールチェンジャーを制御してもよい。なお、吹付装置３００はツールチェンジャーを有してなくてもよい。この場合、吹付制御部５３０は、ユーザに吹出ノズル３１０の交換を促すように、報知部（図示せず）を制御してもよい。

【0063】

吹付制御部５３０が、ワーク情報に基づいて、吹出ノズル３１０から吹き出す空気の吹出量、吹出速度、吹出時間、及び、吹出ノズル３１０の吹出位置の少なくとも１つを設定することによって、ワーク１０の水平位置及び高さを容易に変化させることができる。

【0064】

本実施形態では、検出部５５０は、バラ積みされたワーク１０の水平位置及び高さを検出する。具体的には、検出部５５０は、ワーク状態取得装置５０が取得した情報に基づいて、ワーク１０の水平位置及び高さを検出する。本実施形態では、ワーク状態取得装置５０は、トレイ２０の上方の天井６０（図２参照）に固定される。ワーク状態取得装置５０は、例えば、トレイ２０内を撮像する撮像装置を含んでもよい。また、ワーク状態取得装置５０は、例えば、トレイ２０内の３Ｄ（３次元）情報を取得する取得装置を含んでもよい。取得装置は、例えば、３Ｄカメラ又はＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）を含んでもよい。

【0065】

検出部５５０は、例えば、ワーク状態取得装置５０による取得結果に基づいて、ワーク１０の水平位置を検出する。また、検出部５５０は、例えば、ワーク状態取得装置５０による取得結果に基づいて、対象物の高さを検出する。従って、検出部５５０は、ワーク１０の上面１１を検出できる。なお、ワーク１０の上面１１とは、トレイ２０内に配置された状態におけるワーク１０の上面１１である。例えば、ワーク１０の上面１１とは、ワーク１０のうちトレイ２０の底面２２から最も遠い面である。

【0066】

具体的には、検出部５５０は、ワーク状態取得装置５０による取得結果に基づいて、保持装置１００を用いてワーク１０を保持する際の保持位置、及び、ワーク１０の姿勢を算出する。これらワーク１０の保持位置及び姿勢は、一般的に知られている算出方法を用いて導出してもよい。ここでは、一例として、ワーク状態取得装置５０としてトレイ２０の上方の天井６０に固定された３Ｄカメラを用いて、検出部５５０がワーク１０の保持位置及び姿勢を算出する例について説明する。

【0067】

ワーク状態取得装置５０は、トレイ２０全体の取得情報（２次元カラー画像及び３次元点群データ）を出力する。なお、２次元カラー画像の画像座標系と３次元点群データの３次元座標系とを相互に変換可能な変換行列は、カメラキャリブレーションにより既知である。まず、ワーク状態取得装置５０は、撮像した２次元カラー画像を検出部５５０に入力する。検出部５５０は、２次元カラー画像が入力されると、２次元カラー画像上でワーク１０を囲む外接矩形（バウンディングボックスともいう）の中心座標と、外接矩形のサイズ（縦横の長さ）とをカメラ座標系で出力する。つまり、トレイ２０内におけるワーク１０の位置及びサイズが検出される。なお、検出部５５０によるワーク１０の位置及びサイズの検出手法は、特に限定されるものではなく、例えば、近年一般的に用いられるニューラルネットワークを用いてもよいし、その他の手法を用いてもよい。

【0068】

次に、検出部５５０は、検出した外接矩形の中心座標及びサイズの情報（カメラ座標系）と、変換行列とを用いて、トレイ２０全体の３次元点群データからワーク１０周辺の３次元領域を抽出する。さらに、検出部５５０は、抽出したワーク１０周辺の３次元領域の点群データのうち３次元勾配が緩やかに連続している点群をワーク１０の上面１１の３次元点群データとして抽出する。例えば、保持方法として吸着を利用する場合、このように抽出されたワーク１０の３次元点群データおいて３次元勾配が最も緩やかに連続している領域（上面１１）の中心を保持位置として出力し、当該領域の垂直方向を保持部１１０の姿勢の方向として出力する。

【0069】

なお、ワーク状態取得装置５０は、例えば、撮像装置、３Ｄカメラ及びＬＩＤＡＲを含まなくてもよい。ワーク状態取得装置５０として、例えば、トレイ２０の内部を複数の方向から撮像するために複数の撮像装置を用いてもよい。この場合も、ワーク１０の水平位置及び高さを検出できる。

【0070】

判定部５６０は、例えば、検出部５５０が算出したワーク１０の保持位置及び姿勢に基づいて、保持部１１０による取り出し動作を実際に実行可能であるか否かを判定し、吹付装置３００による吹き付け動作を実行するか否かを判定する。

【0071】

具体的には、まず、記憶部５９０に記憶されている保持装置１００、吹付装置３００及びトレイ２０の形状を記述した接触判定用の３次元モデルを読み込む。なお、トレイ２０のモデルは、ワーク状態取得装置５０が取得したトレイ２０の情報に基づいて主制御部５７０が作成したものであってもよい。

【0072】

次に、保持部１１０を現在の位置からワーク１０を保持する位置まで移動させたときに、保持部１１０の移動経路全体を通して、保持部１１０及びその周辺の部材（アーム１３０及び取付部材１４０）がトレイ２０に接触するか否かを判定する。なお、保持部１１０の移動経路の生成方法は、例えば産業用ロボットアームで一般的に用いられている方法を用いてもよい。そして、いずれのワーク１０に対しても取り出し動作を実行しようとした場合に保持部１１０等がトレイ２０に接触すると判定部５６０が判定した場合、そのままの状態（位置及び姿勢）で保持できるワーク１０はトレイ２０内に存在しない。従って、判定部５６０は、吹き付け動作を実行すると判定する。その一方、取り出し動作を実行しようとした場合に保持部１１０等がトレイ２０に接触しないと判定部５６０が判定した場合、判定部５６０は、取り出し動作を実行すると判定する。例えば、ワーク１０がトレイ２０の中央部に位置し、且つ、ワーク１０の姿勢が水平である場合、判定部５６０は、保持部１１０等がトレイ２０に接触しないと判定し、取り出し動作を実行すると判定する。また、例えば、ワーク１０がトレイ２０の側壁２１に沿って配置され、且つ、ワーク１０の姿勢が鉛直になっている場合、判定部５６０は、保持部１１０等がトレイ２０に接触すると判定し、吹き付け動作を実行すると判定する。

【0073】

また、判定部５６０は、保持部１１０等が他のワーク１０に接触するか否かも判定し、保持部１１０等が他のワーク１０に接触しないと判定した場合に取り出し動作を実行すると判定してもよい。

【0074】

主制御部５７０は、保持制御部５１０及び吹付制御部５３０を制御する。主制御部５７０は、判定部５６０の判定結果に基づいて、吹き付け動作又は取り出し動作を実行する。具体的には、判定部５６０が吹き付け動作を実行すると判定した場合、主制御部５７０は、保持制御部５１０に対しては取り出し動作を実行せず、吹付制御部５３０に対しては吹き付け動作を実行するように指示する。なお、本実施形態では、吹付装置３００の吹出ノズル３１０は保持装置１００の保持部１１０に設けられているため、吹き付け動作の実行時にも保持制御部５１０はアーム１３０の水平位置及び高さを制御する。また、主制御部５７０は、保持部１１０の移動及び停止と、吹出ノズル３１０の吹き付けとのタイミングを計って保持制御部５１０及び吹付制御部５３０に対して指示する。

【0075】

また、主制御部５７０は、保持部１１０によるワーク１０の吸着（取り出し）が失敗した場合に、吹き付け動作を実行してもよい。例えば、保持部１１０によるワーク１０の吸着が失敗したか否かを判定部５６０によって判定し、保持部１１０によるワーク１０の吸着が失敗したと判定部５６０が判定した場合に主制御部５７０は、吹き付け動作を実行してもよい。また、保持部１１０によるワーク１０の吸着が失敗したか否かを判定部５６０によって判定することなく、例えば重量測定装置（図示せず）の測定結果が変化しなかった場合に主制御部５７０は、吹き付け動作を実行してもよい。

【0076】

次に、図２、図５及び図６を参照して、保持部１１０周辺の構造について説明する。図５は、本実施形態のワーク取出システム１０００の保持装置１００の保持部１１０周辺の構造の一例を示す図である。図６は、本実施形態のワーク取出システム１０００の保持装置１００の保持部１１０周辺の構造の他の例を示す図である。

【0077】

図２に示すように、保持部１１０は、アーム１３０の先端に対して着脱可能に取り付けられる。本実施形態では、保持装置１００は、取付部材１４０を備える。保持部１１０は、取付部材１４０を介してアーム１３０の先端に取り付けられる。なお、例えば、取付部材１４０と保持部１１０とは、一体成形品であってもよい。また、例えば、取付部材１４０とアーム１３０とは、一体成形品であってもよい。

【0078】

図５に示すように、保持部１１０は、貫通孔１１０ａを有する。貫通孔１１０ａは、保持部１１０を貫通する。貫通孔１１０ａは、ゴムホース等を介して吸引装置１５０に繋がっている。

【0079】

保持部１１０は、吸着面である下面１１０ｂを有する。保持部１１０は、取り出し動作の実行時には、ワーク１０の表面に対して垂直に延びるように配置される。このため、下面１１０ｂがワーク１０の表面と平行になった状態で、取り出し動作が実行される。

【0080】

また、保持部１１０の下端部は、他の部分に比べて大きい直径を有してもよい。言い換えると、保持部１１０は、他の部分に比べて大きい直径を有する鍔部１１０ｃを有してもよい。そして、鍔部１１０ｃは、吸着面である下面１１０ｂを有してもよい。この場合、吸着面（下面１１０ｂ）の面積が大きくなるため、保持部１１０のワーク１０に対する吸着性が安定する。

【0081】

また、吹出ノズル３１０は、取付部材１４０に配置される。吹出ノズル３１０は、例えば、取付部材１４０に取り付けられていてもよい。また、吹出ノズル３１０と取付部材１４０とは、例えば、一体成形品であってもよい。

【0082】

吹出ノズル３１０は、貫通孔３１０ａを有する。貫通孔３１０ａは、吹出ノズル３１０を貫通する。貫通孔３１０ａは、ゴムホース等を介してコンプレッサ３３０に繋がっている。

【0083】

また、貫通孔３１０ａの内径は、保持部１１０の貫通孔１１０ａの内径に比べて大きくてもよい。この場合、吹出ノズル３１０による空気の吹出量を容易に多くできる。また、貫通孔３１０ａは、複数設けられていてもよいし、例えば、円形状ではなく、横長形状又はスリット形状に形成されていてもよい。

【0084】

また、吹出ノズル３１０は、例えば、保持部１１０に対して略平行に配置される。この構成で、吹出ノズル３１０の先端部３１１が鉛直下向きになるようにアーム１３０の姿勢を動かした場合、吹出ノズル３１０から空気が鉛直下方向に吹き出される。また、例えば、吹出ノズル３１０の先端部３１１は、保持部１１０に対して交差する方向に延びていてもよい。この場合、吹出ノズル３１０から空気を鉛直方向に対して交差（傾斜）する方向に吹き出させることができる。また、図６に示すように、吹出ノズル３１０の先端部３１１は、保持部１１０に対して直交する方向に延びていてもよい。この場合、吹出ノズル３１０から空気を水平方向に吹き出させることができる。これにより、ワーク１０に対して真横（水平方向）から空気を吹き付けやすくなる。この構成は、起立姿勢のワーク１０を空気で倒したい場合に特に有効である。なお、例えば、吹出ノズル３１０の先端部３１１が保持部１１０に対して略平行に配置されている場合であっても、アーム１３０の姿勢を変更することによって吹出ノズル３１０から空気を鉛直方向に対して交差（傾斜又は直交）する方向に吹き出させることも可能である。ただし、アーム１３０の関節部は可動範囲が限られており、また、吹出ノズル３１０を水平に近づけると、トレイ２０にアーム１３０が接触しやすくなるので、吹出ノズル３１０の先端部３１１が保持部１１０に対して略平行に配置されている場合、吹出ノズル３１０の吹き出し方向を水平に近づけにくくなる。

【0085】

また、吹出ノズル３１０は、取付部材１４０から最も遠い位置に配置される下端３１０ｂを有する。保持部１１０が鉛直下方向に延びるように配置された状態で、吹出ノズル３１０の下端３１０ｂは、保持部１１０の下面１１０ｂよりも上方に配置される。従って、保持部１１０による取り出し動作の実行時に、吹出ノズル３１０がワーク１０に接触することを抑制できる。

【0086】

次に、図７及び図８を参照して、吹付装置３００による吹き付け動作について説明する。図７は、本実施形態のワーク取出システム１０００の吹き付け動作の一例を説明するための平面図であり、吹出ノズル３１０の軌跡を示す図である。図８は、本実施形態のワーク取出システム１０００の吹き付け動作の一例を説明するための断面図であり、吹出ノズル３１０による吹き付け方向を説明するための図である。

【0087】

図７に示すように、ワーク１０がトレイ２０の側壁２１に沿って配置されている場合、例えば、吹出ノズル３１０をトレイ２０の側壁２１に沿って約１周にわたって移動させながら、吹出ノズル３１０から空気を吹き出させてもよい。このように、吹付制御部５３０は、予め決められた経路で吹出ノズル３１０を移動させてもよい。この場合、吹出ノズル３１０を目的のワーク１０の近傍まで移動させて空気を吹き付ける場合に比べて、吹出ノズル３１０の位置を高い精度で制御する必要がない。また、トレイ２０内のワーク１０の水平位置や姿勢などによらず、ワーク１０の多くの状況（水平位置及び姿勢）において、ワーク１０に空気を吹き付けることができる。従って、検出部５５０がワーク１０の検出に失敗した場合（ワーク１０の水平位置及び高さなどが検出されなかった場合）であっても、ワーク１０に空気を吹き付けることができる。

【0088】

吹付制御部５３０が、吹出ノズル３１０をトレイ２０の側壁２１に沿って約１周にわたって移動させながら、吹出ノズル３１０から空気を吹き出させることによって、トレイ２０の側壁２１に沿って空気を吹き出すことができる。従って、ワーク１０を側壁２１から容易に遠ざけることができる。具体的には、吹付制御部５３０は、吹出ノズル３１０をトレイ２０の側壁２１の内面２１ａに沿って約１周にわたって移動させる。この場合、吹出ノズル３１０の吹き出し方向を側壁２１側（つまり外側）に向かって、５°～２５°、好ましくは５°～１５°傾けることによって、空気が側壁２１に反射するため、ワーク１０の位置及び姿勢を変更させやすくなる。

【0089】

また、ワーク１０が側壁２１の近傍に配置されている場合に吹き付け動作が実行されやすいため、吹出ノズル３１０をトレイ２０の側壁２１に沿って約１周にわたって移動させることは有効である。

【0090】

また、検出部５５０によりワーク１０の水平位置及び高さが検出されなかった場合に、吹出ノズル３１０をトレイ２０の側壁２１に沿って約１周にわたって移動させてもよい。ワーク１０が側壁２１の近傍に配置されている場合にワーク１０の水平位置及び高さが検出されにくいため、吹出ノズル３１０をトレイ２０の側壁２１に沿って約１周にわたって移動させることは有効である。なお、ワーク１０が側壁２１の近傍に配置されている場合は、側壁２１の影でワーク１０が暗くなり、ワーク１０が検出されない場合がある。また、例えば、直方体形状のワーク１０同士が隙間なく配置されている場合、ワーク１０同士の境界が不明瞭になり、ワーク１０の位置が検出されない場合がある。

【0091】

また、トレイ２０の側壁２１が例えば格子状に形成されている場合、すなわちトレイ２０の側壁２１が複数の開口部（図示せず）を有する場合、吹出ノズル３１０をトレイ２０の外部から側壁２１に沿って約１周にわたって移動させてもよい。この場合、吹出ノズル３１０を略水平に配置し、側壁２１の外部からトレイ２０の内部に向かって空気を吹き出してもよい。

【0092】

なお、ワーク１０がトレイ２０の側壁２１に沿って配置されている場合に、例えば、吹出ノズル３１０の位置を所定位置に移動し、吹出ノズル３１０をその位置に固定した状態で、ワーク１０に空気を吹き付けてもよい。この場合、吹付制御部５３０は、検出部５５０の検出結果に基づいて、吹出ノズル３１０の位置を設定してもよい。

【0093】

また、吹出ノズル３１０から空気を吹き出す時間は、特に限定されないが、例えば、吹出ノズル３１０が移動しない場合は一定時間（例えば数秒）吹き出してもよいし、吹出ノズル３１０が移動している間は常に吹き出してもよい。また、吹出ノズル３１０から１秒よりも短い時間（例えば数ｍ秒以上数十ｍ秒以下）吹き出すことを繰り返してもよい。言い換えると、吹出ノズル３１０から間欠的に空気を吹き出してもよい。このように、吹出ノズル３１０から空気を間欠的に吹き出す場合、ワーク１０がトレイ２０の反対側の側壁２１まで移動することを抑制しながら、ワーク１０の水平位置、高さ及び姿勢を変化させることができる。詳細には、ワーク１０を動かすためには、風の強さがある程度以上必要であるが、動き出したワーク１０に強い風を当て続けると、ワーク１０は風下側の側壁２１まで移動してしまう場合がある。一方、ワーク１０に対して間欠的に風を当てることにより、動いたワーク１０が一旦止まり、つまり動摩擦から静止摩擦に戻るため、ワーク１０が風下の側壁２１まで移動することを抑制できる。

【0094】

図８に示すように、例えばペットボトル形状を有するワーク１０ａが立っている場合、保持部１１０ではワーク１０ａを吸着しにくい。なお、本明細書では、種々のワーク１０のうち、ペットボトル形状のワークをワーク１０ａとして記載する。

【0095】

具体的には、ワーク１０ａのキャップの上面１１が湾曲していることに起因してワーク１０ａを吸着しにくい場合がある。この場合、判定部５６０は、検出部５５０の検出結果、及び、ワーク情報等に基づいて、吹付装置３００による吹き付け動作を実行すると判定する。言い換えると、検出部５５０は、ペットボトル形状を有するワーク１０ａの姿勢を検出する。そして、判定部５６０は、ワーク１０ａが起立姿勢であると判定し、吹付装置３００による吹き付け動作を実行すると判定する。従って、ワーク１０ａの上面１１を吸着することが困難である場合に、判定部５６０は、ワーク１０ａを横に倒す必要があると判定する。

【0096】

この場合、吹出ノズル３１０から鉛直下方向に空気を吹き出してもよいが、例えば、鉛直方向に対して交差（傾斜又は直交）する方向に、吹出ノズル３１０から空気を吹き出させることが好ましい。吹出ノズル３１０が鉛直方向に対して交差する方向に空気を吹き出すことによって、立っているワーク１０ａ（起立姿勢のワーク１０ａ）を容易に転倒させることができる。これにより、ワーク１０ａの多角形状の外周面の一部が水平に配置されるため、保持部１１０によってワーク１０ａを容易に吸着できる。なお、起立姿勢のワーク１０を横に倒すのは、ワーク１０の上面１１を吸着しにくい場合に限らない。例えば、ワーク１０を別のトレイ又は収納箱に配置する際に、ワーク１０を横にした状態で配置する場合、起立姿勢のワーク１０を横に倒してもよい。

【0097】

鉛直方向に対して交差（傾斜又は直交）する方向に吹出ノズル３１０から空気を吹き出させる場合、例えば図５に示した吹出ノズル３１０を用いて、保持部１１０及び吹出ノズル３１０の姿勢を鉛直方向に対して交差（傾斜又は直交）させた状態で、吹出ノズル３１０から空気を吹き出させてもよい。また、例えば図６に示した吹出ノズル３１０を用いて、保持部１１０の姿勢を鉛直方向に配置した状態で、吹出ノズル３１０から空気を吹き出させてもよい。

【0098】

なお、吹付装置３００による吹き付け動作を実行するのは、ワーク１０がトレイ２０の側壁２１の近傍に配置されている場合、及び、ペットボトル形状のワーク１０ａが立っている場合に限らない。例えば、ワーク１０同士が重なり合うことで取り出しできない場合や、ワーク１０が水平面に対して傾斜しているために、ワーク１０の上面１１（保持部１１０で吸着する面）に対して垂直方向から保持部１１０を近づけようとするとトレイ２０又は他のワーク１０に保持部１１０やアーム１３０が接触することで取り出しできない場合にも、吹付装置３００による吹き付け動作を実行する。

【0099】

なお、図８では、ワーク１０の上面１１を吸着しにくい例として、ペットボトル形状のワーク１０ａを示したが、ペットボトル形状以外の形状を有するワーク１０であっても、上面１１を吸着しにくい場合がある。

【0100】

図９は、本実施形態の保持部１１０によって吸着しにくいワーク１０の形状の一例を説明するための図である。図９に示すように、例えばヘッダー付き箱であるワーク１０ｂが立っている場合、保持部１１０ではワーク１０ｂを吸着しにくいことがある。なお、本明細書では、種々のワーク１０のうち、ヘッダー付き箱であるワークをワーク１０ｂとして記載する。

【0101】

具体的には、ワーク１０ｂは、略直方体形状を有する本体１２と、ヘッダー１３とを有する。ヘッダー１３は、例えば、ワーク１０ｂを吊り下げて陳列するための孔１３ａを有する。例えば、ワーク１０ｂが立っている場合であって、ヘッダー１３がワーク１０ｂの上面１１を覆うように倒れている場合、ワーク１０ｂを吸着しにくい。この場合、ワーク１０ｂの上面１１のうち、ヘッダー１３によって覆われていない部分のみが、上面として検出部５５０によって検出される。そして、判定部５６０は、ワーク１０ｂの上面１１が狭いため、吹付装置３００による吹き付け動作を実行すると判定する。

【0102】

次に、図１０を参照して、本実施形態のワーク取出システム１０００のワーク取り出し方法について説明する。図１０は、本実施形態のワーク取出システム１０００の処理を説明するためのフローチャートである。ワーク取出システム１０００の処理は、ステップＳ１～ステップＳ６を含む。

【0103】

図１０に示すように、ステップＳ１において、ワーク状態取得装置５０は、トレイ２０内を撮像するとともに、トレイ２０内の全域の高さを測定する。ワーク状態取得装置５０は、取得した情報（撮像結果及び距離測定結果）を制御装置５００に送信する。

【0104】

次に、ステップＳ２において、検出部５５０は、ワーク状態取得装置５０から受信した情報に基づいて、ワーク１０の水平位置及び高さを検出する。

【0105】

次に、ステップＳ３において、判定部５６０は、検出部５５０が検出した結果と、ワーク情報とに基づいて、吹付装置３００による吹き付け動作を実行するか否かを判定する。

【0106】

ステップＳ３で吹付装置３００による吹き付け動作を実行すると判定部５６０が判定した場合、ステップＳ４に進む。

【0107】

次に、ステップＳ４において、吹付制御部５３０は、吹き付け動作を実行する。本実施形態では、吹出ノズル３１０が保持部１１０に配置されているため、吹き付け動作を実行する際に、保持制御部５１０によって保持部１１０の水平位置及び高さを制御する。ステップＳ４では、ワーク１０に空気が吹き付けられるため、ワーク１０の水平位置、高さ及び姿勢が変化する。そして、ステップＳ１に戻る。

【0108】

一方、ステップＳ３で吹付装置３００による吹き付け動作を実行しないと判定部５６０が判定した場合、ステップＳ５に進む。

【0109】

次に、ステップＳ５において、保持制御部５１０は、取り出し動作を実行する。すなわち、保持制御部５１０は、保持部１１０によりトレイ２０内からワーク１０を取り出すとともに、取り出したワーク１０を別のトレイ又は収納箱の内部に配置する。そして、ステップＳ６に進む。

【0110】

次に、ステップＳ６において、判定部５６０は、終了条件を満たしたか否かを判定する。終了条件は、例えば、トレイ２０内のワーク１０を別のトレイ又は収納箱に移す指示の数と同じ個数を移し終えたという条件であってもよいし、トレイ２０内にワーク１０が残っていないという条件であってもよいし、別の条件であってもよい。

【0111】

ステップＳ６で終了条件を満たしていないと判定部５６０が判定した場合、ステップＳ１に戻る。なお、上記ステップＳ５で保持部１１０によるワーク１０の吸着が失敗した場合、具体的には例えば重量測定装置（図示せず）の測定結果が変化しなかった場合、ステップＳ６に進んでもよいが、ステップＳ４に進み、吹き付け動作を行ってもよい。

【0112】

一方、ステップＳ６で終了条件を満たしたと判定部５６０が判定した場合、処理を終了する。

【0113】

（第２実施形態）
図１１を参照して、本発明の第２実施形態に係るワーク取出システム１０００について説明する。図１１は、本発明の第２実施形態のワーク取出システム１０００の保持装置１００の保持部１１０周辺の構造を示す図である。第２実施形態では、保持部１１０が吹出ノズル３１０を兼ねる例について説明する。

【0114】

図１１に示すように、本実施形態の保持装置１００は、第１実施形態と同様、保持部１１０と、取付部材１４０とを含む。その一方、第１実施形態と異なり、取付部材１４０には、吹出ノズル３１０が設けられていない。本実施形態では、保持部１１０は、吹出ノズル３１０を兼ねる。

【0115】

具体的には、例えば、貫通孔１１０ａには、連結管１７０が接続される。連結管１７０は、吸引管１７１と吹出管１７２とに分岐する。吸引管１７１は、吸引装置１５０に繋がっている。吹出管１７２は、コンプレッサ３３０に繋がっている。例えば、吸引管１７１及び吹出管１７２には、それぞれ、バルブ１７１ａ及びバルブ１７２ａが配置されている。なお、バルブ１７１ａ及びバルブ１７２ａは、吸引装置１５０の内部、及び、コンプレッサ３３０の内部にそれぞれ配置されていてもよい。

【0116】

保持制御部５１０は、バルブ１７１ａの開閉動作を制御する。吹付制御部５３０は、バルブ１７２ａの開閉動作を制御する。

【0117】

本実施形態では、保持部１１０は、ワーク１０を吸着する際に空気を吸引し、ワーク１０に空気を吹き付ける際に空気を吹き出す。従って、吹出ノズル３１０を設ける必要がないため、保持部１１０周辺（つまり、アーム１３０の先端周辺）を小型化できる。よって、保持部１１０等がトレイ２０又は他のワーク１０に接触することを抑制できる。その結果、吹き付け動作を実行することなく取り出しできるワーク１０の数が増える。また、吹出ノズル３１０を設ける必要がないため、部品点数を削減できる。

【0118】

具体的には、ワーク１０を吸着する際には、バルブ１７２ａを閉じるとともにバルブ１７１ａを開いた状態で、吸引装置１５０を駆動することによって、保持部１１０の貫通孔１１０ａから空気を吸引する。その一方、ワーク１０に空気を吹き付ける際には、バルブ１７１ａを閉じた状態でバルブ１７２ａを開くことによって、コンプレッサ３３０で圧縮した空気が、保持部１１０の貫通孔１１０ａから吹き出す。

【0119】

本実施形態のその他の構成、ワーク取り出し方法、及び効果は、第１実施形態と同様である。

【0120】

（第３実施形態）
図１２を参照して、本発明の第３実施形態に係るワーク取出システム１０００について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態のワーク取出システム１０００の吹付装置３００の吹出ノズル３１０を説明するための断面図である。第３実施形態では、吹付装置３００の吹出ノズル３１０が移動しない例について説明する。

【0121】

図１２に示すように、本実施形態では、吹出ノズル３１０は、例えば、トレイ２０の外部でトレイ２０の側壁２１に対向して複数配置されてもよい。この場合、側壁２１のうち、少なくとも吹出ノズル３１０の先端に対向する部分には、開口部２１ｂが形成される。

【0122】

また、吹出ノズル３１０は、例えば、トレイ２０の外部でトレイ２０の底面２２に対向して複数配置されてもよい。この場合、底面２２のうち、少なくとも吹出ノズル３１０の先端に対向する部分には、開口部２２ａが形成される。

【0123】

なお、図１２では、図面数を抑えるために、吹出ノズル３１０を側壁２１に対向して配置する場合と、吹出ノズル３１０を底面２２に対向して配置する場合とを１つの図に描いている。

【0124】

本実施形態では、吹出ノズル３１０を移動させないため、吹出ノズル３１０とコンプレッサ３３０とを接続する接続管又はホース等を太くできる。すなわち、接続管又はホース等の内径を大きくできる。従って、吹出ノズル３１０を移動させる構成に比べて、空気の吹出量を多くできる。このため、例えば、ワーク１０が重い場合や、トレイ２０内にワーク１０が隙間なく詰め込まれた場合など、ワーク１０の位置及び姿勢を変更しにくい場合であっても、多くの空気をワーク１０に吹き付けることによって、ワーク１０の位置及び姿勢を変更できる。

【0125】

また、本実施形態では、吹出ノズル３１０を移動させないため、吹き付け動作にかかる時間を短縮できる。また、本実施形態では、ワーク１０が側壁２１又は底面２２に近接している場合、ワーク１０と側壁２１又は底面２２との間に高圧力領域を形成できる。つまり、ホバークラフトの原理のように側壁２１又は底面２２とワーク１０との間に高圧力領域を形成できる。従って、空気の吹出量が少ない場合であっても、ワーク１０の水平位置又は姿勢を効果的に変更することができる。

【0126】

本実施形態のその他の構成、ワーク取り出し方法、及び効果は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

【0127】

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0128】

例えば、上記の第１実施形態から第３実施形態では、保持装置１００が１つの保持部１１０を有する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、保持装置１００は、複数の保持部１１０を有してもよい。例えば、２つ以上の保持部１１０が並んで配置された保持装置１００を用いた場合、ペットボトルのような細長形状を有するワーク１０を容易に吸着できる。

【0129】

また、上記の第１実施形態から第３実施形態では、トレイ２０内のワーク１０のみに空気を吹き付ける例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、トレイ２０内からワーク１０を取り出す際に、保持部１１０からワーク１０が落下する場合がある。この場合、ワーク１０を吸着又は挟持できるように、ワーク１０に空気を吹き付けてもよい。具体的には、トレイ２０内からワーク１０を取り出す際に、ワーク１０が保持部１１０から落下してトレイ２０の側壁２１上に載る場合がある。この場合、ワーク１０がトレイ２０内に戻る（落下する）ように、吹出ノズル３１０によってワーク１０に空気を吹き付けてもよい。

【0130】

また、上記の第１実施形態から第３実施形態では、吹出ノズル３１０をトレイ２０の側壁２１に沿って移動させながらワーク１０に空気を吹き付ける例、吹出ノズル３１０をワーク１０の近傍まで移動させ吹出ノズル３１０をその位置に固定した状態で空気を吹き付ける例、及び、吹出ノズル３１０を移動させない例などについて説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、吹出ノズル３１０をランダムな水平位置及び高さに移動させ、空気を吹き出させてもよい。

【0131】

また、上記の第１実施形態から第３実施形態では、空気吹出部がノズル（吹出ノズル）である場合について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、空気吹出部は、１つ以上の空気吹出口が形成された平面を有する中空の部材であってもよいし、空気を吹き出す管又はホースの先端部であってもよい。

【0132】

また、上記の第１実施形態から第３実施形態では、トレイ２０内にバラ積みされたワーク１０をワーク取出システム１０００によって取り出す例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、床上などの平坦な所定領域にバラ積みされたワーク１０を、ワーク取出システム１０００によって取り出してもよい。

【0133】

また、上記の第１実施形態から第３実施形態では、空気が通過する貫通孔３１０ａを有する吹出ノズル３１０、又は、貫通孔１１０ａを有する保持部１１０から空気を吹き出してワーク１０に空気を吹き付ける例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、ダクトファン及びターボファンなどのファンを用いて、ワーク１０に空気を吹き付けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0134】

本発明は、ワーク取出システム及びワーク取り出し方法を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0135】

１０，１０ａ，１０ｂ ：ワーク
１１ ：上面
２０ ：トレイ
２１ ：側壁
１００ ：保持装置
１１０ ：保持部
３００ ：吹付装置
３１０ ：吹出ノズル（ノズル）
５１０ ：保持制御部
５３０ ：吹付制御部
５５０ ：検出部
５６０ ：判定部
５９０ ：記憶部
１０００ ：ワーク取出システム

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】