JP7598627B2

JP7598627B2 - 物品集積装置

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Publication number: JP7598627B2
Application number: JP2021006566A
Authority: JP
Inventors: 幸祐渡辺
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2024-12-12
Anticipated expiration: 2041-01-19
Also published as: CN114803485A; CN114803485B; JP2022110868A

Description

本発明は、物品集積装置に関する。

従来、特許文献１（特開２０１８－１０４１７９号公報）に開示されているように、一方のコンベアにおいて搬送されている物品をピックアップして、当該物品を他方のコンベアに移動させる、といった機能を有する把持部を備える物品集積装置が知られている。

上記特許文献１に開示されているような物品集積装置では、把持部の位置や物品の位置および物品の姿勢次第では、把持部が把持部の周囲に存在する物体に干渉する恐れがある。このような事態を回避するためには、把持部がいかなる位置にあり、いかなる姿勢を取ったとしても、把持部が物体に干渉することがない、といった観点のもとで、把持部の可動範囲を設定することが考えられる。

しかしながら、上記のような態様で把持部の可動範囲を設定する場合、把持部の可動範囲が過度に制限される恐れがある。これにより、把持部にピックアップされないままコンベアを通過する物品が発生していることが考えられる。言い換えると、従来技術に係る物品集積装置では、物品集積の効率が悪い。

本発明の目的は、把持部が把持部の周囲に存在する物体に干渉するといった事態の発生の抑制と、物品集積の効率向上と、を実現する物品集積装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る物品集積装置は、搬送されてくる物品をロボットによって集積位置に移して集積する物品集積装置である。物品集積装置は、搬送部と、ロボットと、制御部と、を備える。搬送部は、物品を搬送する。ロボットは、搬送部の搬送面上の物品を把持して集積位置に集積する。制御部は、搬送面上の物品の位置および姿勢に基づいて、ロボットの動作を制御する。ロボットは、複数の把持部を有している。複数の把持部は、物品を把持する第１把持部および第２把持部を含む。複数の把持部が順番に物品を把持する場合、制御部は、把持部の平面視における外形または把持部が把持している物品を含む把持部の平面視における外形が、複数の把持部の周囲の物体との干渉を起こさない干渉回避範囲に収まっているか否か、を演算し、ロボットによる物品の把持の可否を判断する。

第１観点に係る物品集積装置では、把持部の平面視における外形または把持部が把持している物品を含む把持部の平面視における外形が、複数の把持部の周囲の物体との干渉を起こさない干渉回避範囲に収まっているか否かを、制御部が判断する。この構成によれば、把持部または把持部に把持されている物品が周囲の物体に干渉する恐れがない。また、把持部の平面視における外形または把持部が把持している物品を含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲に収まっていると制御部が判断する場合には、ロボットは物品を把持する。このため、物品集積の効率が向上する。

本発明の第２観点に係る物品集積装置は、第１観点に係る物品集積装置である。物品を把持していないロボットが最初に把持する物品を、１つ目の物品としたとき、制御部は、ロボットによる１つ目の物品の把持の可否を判断する。

この構成によれば、把持部または把持部に把持されている１つ目の物品が、周囲の物体に干渉する恐れがない。また、把持部が把持している１つ目の物品を含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲に収まっていると制御部が判断する場合には、パラレルリンクロボットは１つ目の物品を把持する。このため、物品集積の効率が向上する。

本発明の第３観点に係る物品集積装置は、第２観点に係る物品集積装置である。１つ目の物品を把持しているロボットが次に把持する物品を、２つ目の物品としたとき、制御部は、さらに、ロボットによる２つ目の物品の把持の可否を判断する。

この構成によれば、把持部、把持部に把持されている１つ目の物品、または把持部に把持されている２つ目の物品が、周囲の物体に干渉する恐れがない。また、把持部が把持している１つ目の物品を含む把持部の外形と、把持部が把持している２つ目の物品を含む把持部の外形と、が干渉回避範囲に収まっていると制御部が判断する場合には、パラレルリンクロボットは２つ目の物品を把持する。このため、物品集積の効率が向上する。

本発明の第４観点に係る物品集積装置は、第３観点に係る物品集積装置である。搬送部は、第１範囲と、第２範囲と、に亘って設けられている。第２範囲は、搬送部の搬送方向において第１範囲よりも下流側に位置する。ロボットは、第１範囲において第１把持部によって１つ目の物品を把持する。ロボットは、第２範囲において第２把持部によって２つ目の物品を把持する。

本発明の第５観点に係る物品集積装置は、第４観点に係る物品集積装置である。制御部は、第１把持部による１つ目の物品の把持ができない場合、第２把持部による１つ目の物品の把持の可否を判断する。

本発明の第６観点に係る物品集積装置は、第１観点に係る物品集積装置である。制御部は、物品が搬送される搬送方向に対する角度に応じて、把持の可否を判断する。

本発明に係る物品集積装置では、把持部または把持部に把持されている物品が周囲の物体に干渉する恐れがない。また、本発明に係る物品集積装置では、物品集積の効率が向上する。

箱詰め装置の概略側面図である。パラレルリンクロボットの概略図である。箱詰めロボットの概略図である。第１コンベアおよび第２コンベアの概略図である。箱搬送コンベアの概略図である。制御部の構成を示すブロック図である。第１コンベアや第１コンベアに搬送される物品を示す平面図である。第１コンベアや第１コンベアに搬送される物品を示す平面図である。予測部によって予測された物品の位置や、予測部によって予測された把持部の姿勢を示す平面図である。１つ目の物品を把持している第１把持部や第１コンベアや第１コンベアに搬送される物品を示す平面図である。予測部によって予測された物品の位置や、予測部によって予測された把持部の姿勢を示す平面図である。ヘッダを１８０°回転させた上で２つ目の物品を把持している第２把持部を示す平面図である。１つ目の物品を把持している第１把持部や第１コンベアや第１コンベアに搬送される物品を示す平面図である。予測部によって予測された物品の位置や、予測部によって予測された把持部の姿勢を示す平面図である。物品集積装置の動作の流れを示すフロー図である。従来技術に係る物品集積装置を示す図である。従来技術に係る物品集積装置を示す図である。従来技術に係る物品集積装置を示す図である。

以下、本開示の一実施形態に係る物品集積装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、具体例であって、技術的範囲を限定するものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、以下の説明では、方向や位置関係等を説明するために、垂直、直交、水平、平行等の表現を用いる場合があるが、これらは厳密に垂直、直交、水平、平行等である場合だけではなく、実質的に垂直、直交、水平、平行等である場合を含む。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る物品集積装置１０が搭載された箱詰め装置１００を示す概略側面図である。図２Ａ～図２Ｄは、箱詰め装置１００の各部の構成を示す概略図である。図３は、箱詰め装置１００のブロック図である。図４は、第１コンベア９１と第１コンベア９１によって搬送される物品Ｐとを概略的に示した平面図である。

箱詰め装置１００は、複数の物品Ｐを１つの箱Ｂに入れるための装置である。図１～図３に示すように、箱詰め装置１００は、物品集積装置１０と、箱詰めロボット８３と、第２コンベア９２と、箱搬送コンベア３００と、を含む。物品集積装置１０は、主に、第１コンベア９１（特許請求の範囲に記載の「搬送部」に相当）と、パラレルリンクロボット８２（特許請求の範囲に記載の「ロボット」に相当）と、制御部５０と、を備える。さらに、ここでは追加の構成として、物品集積装置１０はカメラ２１を備える。

物品集積装置１０の第１コンベア９１は、物品入口ＰＩから箱詰め装置１００に入れられた物品Ｐを１つずつ搬送する。物品集積装置１０のカメラ２１は、第１コンベア９１を流れる物品Ｐの位置および姿勢を検出する。物品集積装置１０のパラレルリンクロボット８２は、第１コンベア９１の上の２つの物品Ｐを持ち上げて、２つの物品Ｐからなる物品列Ｒを第２コンベア９２の上に置く（図２Ｃ参照）。第２コンベア９２は、搬送速度を調節することにより、４つの物品Ｐからなる物品群Ｇを作る。箱詰めロボット８３は、物品群Ｇを構成する４つの物品Ｐを同時に把持し、当該４つの物品Ｐを箱待機部８４で待機している箱Ｂの中へ入れる。箱Ｂは、箱詰めロボット８３による物品群Ｇの箱詰めが完了した後に、箱搬送コンベア３００により次の工程（例えば、箱Ｂの上蓋を閉鎖する工程）へと運ばれていく。

また、本実施形態に係る箱詰め装置１００は、箱詰め装置１００のオペレータや箱詰め装置１００の周囲の機器を保護するための安全枠ＳＦを有する（図４参照）。このため、パラレルリンクロボット８２を含め、箱詰め装置１００を構成する各部は、安全枠ＳＦに干渉することがないように動作しなければならない。本実施形態では、パラレルリンクロボット８２の把持部が安全枠ＳＦに干渉することがないように、制御部５０がパラレルリンクロボット８２の動作を制御する。以下、詳細に説明する。

（２）詳細な構成
物品集積装置１０の詳細な構成について説明する。物品集積装置１０は、主に、第１コンベア９１と、パラレルリンクロボット８２と、制御部５０と、を備える。

（２－１）第１コンベア９１
第１コンベア９１について、図２Ｃおよび図４を参照しながら説明する。

第１コンベア９１は、コンベアローラ９１ａと無端状のベルト９１ｂと、を有するベルトコンベアである（図２Ｃ参照）。コンベアローラ９１ａは、図示しないコンベアモータによって駆動される。コンベアローラ９１ａが駆動されることで、ベルト９１ｂが回転し、ベルト９１ｂ上の物品Ｐが搬送方向Ｄ１（図４参照）に向かって搬送される。

図４に示すように、第１コンベア９１は、第１範囲Ｒ１と、第２範囲Ｒ２と、に亘って設けられている。第１範囲Ｒ１は、物品Ｐの搬送方向Ｄ１において第２範囲Ｒ２よりも上流側に位置する範囲である。第２範囲Ｒ２は、物品Ｐの搬送方向Ｄ１において第１範囲Ｒ１よりも下流側に位置する範囲である。

図４に示すように、第１コンベア９１によって搬送される物品Ｐの位置および姿勢は様々である。例えば図４には、平面視において第１コンベア９１の右端寄りに搬送される物品Ｐや、平面視において斜めに傾いた姿勢（搬送方向Ｄ１に平行な方向に対して傾斜した姿勢）で搬送される物品Ｐが示されている。これらの物品Ｐが、パラレルリンクロボット８２の把持部によって把持される。

（２－２）パラレルリンクロボット８２
パラレルリンクロボット８２について、図１および図２Ａを参照しながら説明する。パラレルリンクロボット８２は、第１コンベア９１の搬送面上の物品Ｐを把持して、把持した物品Ｐを集積位置に集積するロボットである。集積位置は例えば、第２コンベア９２の搬送面である。

図１に示すように、パラレルリンクロボット８２は、第１コンベア９１の上方に配置される。図２Ａに示すように、パラレルリンクロボット８２は、ベース８２１と、アーム８２２と、第１吸引部材６１と、第２吸引部材６２と、ヘッダ７０と、を有する。ベース８２１にはアーム８２２が取り付けられている。アーム８２２の下方の端部はヘッダ７０と連結している。ヘッダ７０は第１把持部７１と第２把持部７２とを有する。第１吸引部材６１は、一端が第１把持部７１に接続され、他端が図示しない真空ポンプや真空ブロアに接続されている。第２吸引部材６２は、一端が第２把持部７２に接続され、他端が図示しない真空ポンプや真空ブロアに接続されている。

第１把持部７１は、エア吸引によって１つ目の物品Ｐ１を把持する把持部である。「１つ目の物品Ｐ１」とは、物品Ｐを把持していない状態のパラレルリンクロボット８２が最初に把持する物品Ｐのことを指す。第１把持部７１は、第１コンベア９１の第１範囲Ｒ１において、１つ目の物品Ｐ１を把持する。

第２把持部７２は、エア吸引によって２つ目の物品Ｐ２を把持する把持部である。「２つ目の物品Ｐ２」とは、１つ目の物品Ｐ１を把持しているパラレルリンクロボット８２が次に把持する物品Ｐのことを指す。第２把持部７２は、第１コンベア９１の第２範囲Ｒ２において、２つ目の物品Ｐ２を把持する。

本実施形態に係るパラレルリンクロボット８２は、ダブルピックを行うことによって、物品Ｐを第１コンベア９１から第２コンベア９２へと移動させる。ダブルピックは、第１吸引部材６１に接続された第１把持部７１と、第２吸引部材６２に接続された第２把持部７２と、を有するヘッダ７０により、次の要領で行われる。まず、パラレルリンクロボット８２は、第１コンベア９１の上にある１つ目の物品Ｐ１に第１把持部７１を接触させ、１つ目の物品Ｐ１を把持する。次に、パラレルリンクロボット８２はヘッダ７０を移動させ、第１コンベア９１の上にある２つ目の物品Ｐ２に第２把持部７２を接触させ、２つ目の物品Ｐ２を把持する。最後に、パラレルリンクロボット８２は、把持された２つの物品Ｐ１、Ｐ２を持ち上げて、それらを第２コンベア９２の上に置く。このようにして、第２コンベア９２の上に物品列Ｒが形成される。

（２－３）制御部５０
本実施形態に係る制御部５０の構成について、図３を参照しながら説明する。

制御部５０は、コンピュータにより実現されるものである。制御部５０は、物品集積装置１０を含めて、箱詰め装置１００を構成する各部と制御信号や情報等の送受信が可能なように有線または無線により電気的に接続されている。制御部５０は、物品集積装置１０を含めて、箱詰め装置１００を構成する各部の動作を制御する。制御部５０は、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵまたはＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。記憶装置には、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリを使用できる。記憶装置には、箱詰め装置１００の各部の動作を制御するためのプログラムや、箱詰め装置１００が他の機器との通信を行う際に使用される通信プロトコル等が記憶される。このほか、記憶装置には、第１コンベア９１による物品Ｐの搬送速度や、ヘッダ７０の移動速度などを含めた各種情報が記憶されている。

図３には、制御演算装置により実現される各種の機能ブロックを示している。図３に示すように、制御部５０は、干渉回避範囲設定部５１や、予測部５２や、判断部５３としての機能を有する。干渉回避範囲設定部５１、予測部５２、判断部５３については後述する。

（２－３－１）制御部５０による制御
以下では、制御部５０によって行われるパラレルリンクロボット８２の制御について説明する。図４や図５に示すように、箱詰め装置１００の周囲には、安全枠ＳＦが設けられている。箱詰め装置１００の安全性を確保するために、パラレルリンクロボット８２は、安全枠ＳＦに干渉しないように動作しなければならない。具体的には、パラレルリンクロボット８２は、安全枠ＳＦに接触するといった事態を回避しながら、ダブルピックを行わなければならない。パラレルリンクロボット８２を構成する各部の中でも、特に安全枠ＳＦに干渉する可能性が高い部位として、第１把持部７１や第２把持部７２が挙げられる。上記のとおり、第１コンベア９１に搬送される物品Ｐの位置および姿勢（傾き）は様々であり、これらの物品Ｐを把持するために、第１把持部７１や第２把持部７２は前後左右方向への移動を頻繁に繰り返す必要があるためである。

また、物品Ｐの外形が第１把持部７１または第２把持部７２の外形よりも大きい場合、物品Ｐが、安全枠ＳＦに干渉する可能性がある。例えば、物品Ｐの外形が第１把持部７１の外形よりも大きい場合、第１把持部７１の位置や姿勢次第では、第１把持部７１が安全枠ＳＦに干渉しなくとも、第１把持部７１に把持されている物品Ｐが安全枠ＳＦに干渉するといった事態が生じる恐れがある。これらの点を考慮した上で、制御部５０は、パラレルリンクロボット８２の動作を制御しなければならない。制御部５０は、パラレルリンクロボット８２の動作を制御するために、干渉回避範囲設定部５１や、予測部５２や、判断部５３による演算を行う。

（２－３－１－１）干渉回避範囲設定部５１
干渉回避範囲設定部５１は、干渉回避範囲ＡＲの設定を行う機能部である。干渉回避範囲ＡＲは、把持部（ここでは第１把持部７１または第２把持部７２）の平面視における外形、または、把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、周囲の物体（ここでは安全枠ＳＦ）との干渉を起こさない範囲である。干渉回避範囲設定部５１は、例えば、カメラ２１を通じて確認される安全枠ＳＦの位置と、第１コンベア９１の位置と、に基づいて設定される。把持部の平面視における外形、または、把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲ＡＲに収まっている限り、把持部または把持部に把持されている物品Ｐが、周囲の物体と干渉を起こすことはない。干渉回避範囲ＡＲは、例えば図５Ａの破線で示される範囲である。

（２－３－１－２）予測部５２
予測部５２は、物品Ｐが把持される位置の予測や、物品Ｐを把持する把持部の姿勢の予測を行う機能部である。以下では、予測部５２によって予測された物品Ｐの位置のことを、「予測位置」と呼ぶことがある。また、以下では、予測部５２によって予測された把持部の姿勢のことを、「予測姿勢」と呼ぶことがある。予測部５２は、カメラ２１が撮影した物品Ｐの現在位置や、カメラ２１が撮影したヘッダ７０の現在位置や、第１コンベア９１による物品Ｐの搬送速度や、ヘッダ７０の移動速度などに基づいて、予測位置や予測姿勢を算出する。

（２－３－１－３）判断部５３
判断部５３は、物品Ｐが予測位置にあり、把持部が予測姿勢を取るとき、把持部の平面視における外形、または、把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲ＡＲに収まっているか否かの判断を行う機能部である。制御部５０は、判断部５３の判断に基づいて、パラレルリンクロボット８２による物品Ｐの把持の可否を判断する。具体的には、物品Ｐが予測位置にあり、把持部が予測姿勢を取るときに、把持部の平面視における外形、または、把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲ＡＲに収まっていると判断部５３が判断する場合、制御部５０はパラレルリンクロボット８２に物品Ｐの把持を行わせる。一方で、物品Ｐが予測位置にあり、把持部が予測姿勢を取るときに、把持部の平面視における外形、または、把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲ＡＲに収まっていないと判断部５３が判断する場合、制御部５０はパラレルリンクロボット８２による物品Ｐの把持をキャンセルする。

（３）パラレルリンクロボット８２の動作
制御部５０により制御されるパラレルリンクロボット８２の動作について、図５～図７Ａを参照しながら説明する。図５には、複数の物品ＰＡ、ＰＢ、ＰＣを搬送する第１コンベア９１と、物品Ｐを把持していない第１把持部７１と、物品Ｐを把持していない第２把持部７２とが示されている。図５に示すように、複数の物品ＰＡ、ＰＢ、ＰＣは、物品ＰＡが搬送方向Ｄ１において最も下流側に位置しており、物品ＰＣが搬送方向Ｄ１において最も上流側に位置している。ここでは、物品ＰＡ、物品ＰＢ、物品ＰＣの外形はいずれも同一であり、物品ＰＡ、物品ＰＢ、物品ＰＣの外形はいずれも、第１把持部７１および第２把持部７２の外形よりも大きいといった状況を想定する。

図５に示すような状況で、物品ＰＡが第１範囲Ｒ１の範囲内にあることをカメラ２１により検知した制御部５０は、物品ＰＡの把持に係る演算を開始する。上記のとおり、パラレルリンクロボット８２は物品Ｐを把持していない。また、上記のとおり、第１把持部７１は、第１コンベア９１の第１範囲Ｒ１において、１つ目の物品Ｐ１を把持する把持部である。したがって、図５に示すような状況では、制御部５０は、第１範囲Ｒ１における第１把持部７１による物品ＰＡの把持の可否を判断する。

第１把持部７１による物品ＰＡの把持の可否を判断するために、予測部５２は、物品ＰＡが把持される位置の予測や、物品ＰＡを把持する第１把持部７１の姿勢の予測や、物品ＰＡを把持しない第２把持部７２の姿勢の予測を行う。物品ＰＡの具体的な予測位置と、第１把持部７１の具体的な予測姿勢と、第２把持部７２の具体的な予測姿勢と、の一例を図５Ａに示す。図５Ａに示すように、ここでは、予測部５２は、物品ＰＡが第１コンベア９１の中央寄りの位置において第１把持部７１に把持されることを予測している。また、図５Ａに示すように、物品ＰＡを把持する第１把持部７１は、長手方向が搬送方向Ｄ１に対して平行な姿勢を取ることを、予測部５２は予測している。また、図５Ａに示すように、第１把持部７１が物品ＰＡを把持するとき、第２把持部７２は長手方向が搬送方向Ｄ１に対して平行な姿勢を取ることを、予測部５２は予測している。

図５Ａに示すような予測位置と予測姿勢とを参照した判断部５３は、物品ＰＡが予測位置にあり、第１把持部７１および第２把持部７２が予測姿勢を取るとき、物品ＰＡを含む第１把持部７１の平面視における外形と、第２把持部７２の平面視における外形と、のいずれもが干渉回避範囲ＡＲに収まっていると判断する。判断部５３の上記判断に従い、制御部５０は、第１把持部７１に物品ＰＡの把持を行わせる。

第１把持部７１に物品ＰＡを把持させた制御部５０は、次に、第２把持部７２による物品ＰＢの把持の可否を判断する。図６には、複数の物品ＰＢ、ＰＣを搬送する第１コンベア９１と、第１把持部７１によって物品ＰＡを把持しているパラレルリンクロボット８２とが示されている。上記のとおり、第２把持部７２による物品ＰＢの把持は、第２範囲Ｒ２において行われる。

第２範囲Ｒ２における第２把持部７２による物品ＰＢの把持の可否を判断するために、予測部５２は、物品ＰＢが把持される位置の予測や、物品ＰＢを把持する第２把持部７２の姿勢の予測や、既に物品ＰＡを把持している第１把持部７１の姿勢の予測を行う。物品ＰＢの具体的な予測位置と、第２把持部７２の具体的な予測姿勢と、第１把持部７１の具体的な予測姿勢と、の一例を図６Ａに示す。図６Ａに示すような予測位置と予測姿勢とを参照した判断部５３は、物品ＰＢが予測位置にあり、第２把持部７２が予測姿勢を取るとき、物品ＰＢを含む第２把持部７２の平面視における外形は干渉回避範囲ＡＲに収まっていると判断する。しかしながら、第１把持部７１が予測姿勢を取るとき、判断部５３は、物品ＰＡを含む第１把持部７１の平面視における外形が、干渉回避範囲ＡＲに収まっていないと判断する（具体的には、第１把持部７１が把持している物品ＰＡが、干渉回避範囲ＡＲに収まっていない）。判断部５３の上記判断に従い、制御部５０は、物品ＰＢの把持をキャンセルする。

なお、図６に示すような状況における第２把持部７２による物品ＰＢの把持について、ヘッダ７０を１８０°回転させた上でヘッダ７０を搬送方向Ｄ１における下流側から上流側に移動させることで、第２把持部７２に物品ＰＢを把持させることも考えられる（図６Ｂ参照）。図６Ｂに示すような態様による把持では、物品ＰＡを把持している第１把持部７１の平面視における外形と、物品ＰＢを把持している第２把持部７２の平面視における外形と、のいずれもが干渉回避範囲ＡＲに収まっている。しかしながら、係る態様による把持は好ましいものではない。ヘッダ７０を１８０°回転させることは、タイムロスを招き、物品集積の効率低下に繋がる恐れがあるためである。また、ヘッダ７０を１８０°回転させる際に、物品ＰＡが第１把持部７１から振り落とされる可能性がある。さらに、ヘッダ７０を１８０°回転させた上で第２把持部７２に物品ＰＢを把持させた場合、第１把持部７１に把持されている物品ＰＡの向きと、第２把持部７２に把持されている物品ＰＢの向きとが不揃いになることも考えられる。このため、本実施形態に係る制御部５０は、把持部の平面視における外形、または、把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲ＡＲに収まっていない場合には、速やかに把持をキャンセルする。

第２把持部７２による物品ＰＢの把持をキャンセルした制御部５０は、次に、第２把持部７２による物品ＰＣの把持の可否を判断する。図７には、複数の物品ＰＢ、ＰＣを搬送する第１コンベア９１と、第１把持部７１によって物品ＰＡを把持しているパラレルリンクロボット８２とが示されている。

第２把持部７２による物品ＰＣの把持の可否を判断するために、予測部５２は、物品ＰＣが把持される位置の予測や、物品ＰＣを把持する第２把持部７２の姿勢の予測や、既に物品ＰＡを把持している第１把持部７１の姿勢の予測を行う。物品ＰＣの具体的な予測位置と、第２把持部７２の具体的な予測姿勢と、第１把持部７１の具体的な予測姿勢と、の一例を図７Ａに示す。図７Ａに示すような予測位置と予測姿勢とを参照した判断部５３は、物品ＰＣが予測位置にあり、第１把持部７１および第２把持部７２が予測姿勢を取るとき、物品ＰＡを含む第１把持部７１の平面視における外形と、物品ＰＣを含む第２把持部７２の平面視における外形と、のいずれもが干渉回避範囲ＡＲに収まっていると判断する。判断部５３の上記判断に従い、制御部５０は、第２把持部７２に物品ＰＣの把持を行わせる。

最後に、パラレルリンクロボット８２は、把持された２つの物品ＰＡ、ＰＣを持ち上げて、それらを第２コンベア９２の上に置く。このようにして、第２コンベア９２の上に物品列Ｒが形成される。

（４）全体動作
既に説明した物品集積装置１０の動作について、図８に示すフローチャートを用いて簡単に説明する。物品集積装置１０は、運転開始指令を受け付けると、図８のステップＳ１からステップＳ１１に示すような流れで動作を行う。なお、図８に示す動作の流れは一例であり、適宜変更可能である。例えば、矛盾のない範囲でステップの順序が変更されてもよいし、一部のステップが他のステップと並列に実行されてもよいし、他のステップが新たに追加されてもよい。

ステップＳ１では、干渉回避範囲設定部５１が干渉回避範囲ＡＲを設定する。

ステップＳ２では、第１コンベア９１を流れる物品Ｐ（１つ目の物品Ｐ１）をカメラ２１が検知する。

ステップＳ３では、予測部５２が予測を行う。

ステップＳ４では、予測部５２の予測に基づいて、判断部５３が第１把持部７１による物品Ｐの把持の可否を判断する。第１把持部７１による物品Ｐの把持が可能であると判断部５３が判断する場合（ステップＳ４でＹｅｓの場合）、物品集積装置１０の動作はステップＳ５に進む。第１把持部７１による物品Ｐの把持ができないと判断部５３が判断する場合（ステップＳ４でＮｏの場合）、物品集積装置１０の動作はステップＳ２に戻る。

ステップＳ５では、第１把持部７１による１つ目の物品Ｐ１の把持が行われる。

ステップＳ６では、第１コンベア９１を流れる物品Ｐ（２つ目の物品Ｐ２）をカメラ２１が検知する。

ステップＳ７では、予測部５２が予測を行う。

ステップＳ８では、予測部５２の予測に基づいて、判断部５３が第２把持部７２による物品Ｐの把持の可否を判断する。第２把持部７２による物品Ｐの把持が可能であると判断部５３が判断する場合（ステップＳ８でＹｅｓの場合）、物品集積装置１０の動作はステップＳ９に進む。第２把持部７２による物品Ｐの把持ができないと判断部５３が判断する場合（ステップＳ８でＮｏの場合）、物品集積装置１０の動作はステップＳ６に戻る。

ステップＳ９では、第２把持部７２による２つ目の物品Ｐ２の把持が行われる。

ステップＳ１０では、パラレルリンクロボット８２が物品Ｐ１、Ｐ２を持ち上げ、それらを第２コンベア９２の上に置く。

ステップＳ１１では、制御部５０が運転停止指令の有無を確認する。運転停止指令を受信している場合（ステップＳ１１でＹｅｓの場合）、制御部５０は物品集積装置１０の動作を停止する。運転停止指令を受信していない場合（ステップＳ１１でＮｏの場合）、物品集積装置１０の動作はステップＳ２に戻る。

このようにして、物品集積装置１０の動作が行われる。

（５）従来技術に係る物品集積装置との比較
（５－１）
従来、上記特許文献１に開示されているように、一方のコンベアにおいて搬送されている物品をピックアップして、当該物品を他方のコンベアに移動させる、といった機能を有する把持部を備える物品集積装置が知られている。

上記特許文献１に開示されているような物品集積装置では、把持部の位置や物品の位置および物品の姿勢次第では、把持部が把持部の周囲に存在している物体に干渉する恐れがある。このような事態を回避するためには、把持部がいかなる位置にあり、いかなる姿勢を取ったとしても、把持部が物体に干渉することがない、といった観点に基づいて、把持部の可動範囲を設定することが考えられる。

さらに、物品集積装置が複数の把持部を有する場合には、複数の把持部の中のいずれの把持部で物品の把持を行ったとしても、把持部が物体に干渉することがない、といった観点も考慮した上で、把持部の可動範囲を設定することが考えられる。

従来技術に係る物品集積装置の一例としての物品集積装置１０Ｘを搭載する箱詰め装置を図９に示す。図９に示すように、従来技術に係る箱詰め装置は、安全枠ＳＦＸを有している。物品集積装置１０Ｘは、物品Ｐを搬送する第１コンベア９１Ｘと、ヘッダ７０Ｘを有するパラレルリンクロボット（図示省略）とを備える。第１コンベア９１Ｘは、物品ＰＤと物品ＰＥとを搬送している。ヘッダ７０Ｘは、第１把持部７１Ｘと第２把持部７２Ｘとを有する。第１把持部７１Ｘおよび第２把持部７２Ｘは、安全枠ＳＦＸに干渉することなく動作しなければならない。図９の一点鎖線は、把持部（ここでは第１把持部７１Ｘおよび第２把持部７２Ｘ）がいかなる位置にあり、いかなる姿勢を取ったとしても、把持部が物体（ここでは安全枠ＳＦＸ）に干渉することがない、といった観点と、複数の把持部（第１把持部７１Ｘおよび第２把持部７２Ｘ）の中のいずれの把持部で物品の把持を行ったとしても、把持部が物体に干渉することがない、といった観点から設定された把持部の可動範囲である。以下では、上記のような観点のもとで設定された可動範囲のことを、可動範囲ＲＭと呼ぶ。可動範囲ＲＭが設定された物品集積装置１０Ｘでは、物品ＰＤや物品ＰＥを把持することができない。物品ＰＤや物品ＰＥを把持する場合、把持部の一部が可動範囲ＲＭに収まらない可能性があるためである。

ここで、物品集積装置１０Ｘの把持部は、把持部の位置や姿勢次第では、物品ＰＤを安全枠ＳＦＸに接触することなく把持できる可能性がある。例えば、図９Ａに示すように、長手方向が搬送方向Ｄ１に対して平行な姿勢を取る第１把持部７１Ｘおよび第２把持部７２Ｘを、搬送方向Ｄ１における上流側から下流側に向かうようにして物品ＰＤに接近させることで、第１把持部７１Ｘまたは第２把持部７２Ｘは、安全枠ＳＦＸに接触することなく物品ＰＤを把持することができる。

また、物品ＰＥについては、第１把持部７１Ｘによる把持であれば、安全に把持できる可能性がある。例えば、長手方向が搬送方向Ｄ１に対して平行な姿勢を取る第１把持部７１Ｘを搬送方向Ｄ１における下流側から上流側に向かうようにして接近させることで、第１把持部７１Ｘは、安全枠ＳＦＸに接触することなく物品ＰＥを把持することができる（図９Ｂ参照）。

このように、従来技術に係る物品集積装置１０Ｘでは、安全枠ＳＦＸに干渉することなく把持できる可能性がある物品Ｐについて、把持部の可動範囲ＲＭが狭く制限されていることから、把持することができない。このため、物品集積の効率が悪い。

あるいは、把持部の可動範囲ＲＭを大きくするために、安全枠ＳＦＸの設置範囲を広くすることも考えられる。しかしながら、係る対応は、箱詰め装置の装置サイズを増大させる恐れがあるため、好ましいものではない。

（５－２）
一方で、本実施形態に係る物品集積装置１０では、制御部５０は、把持部の平面視における外形または把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、安全枠ＳＦとの干渉を起こさない干渉回避範囲ＡＲに収まっているか否か、を演算し、パラレルリンクロボット８２による物品Ｐの把持の可否を判断する。言い換えると、本実施形態に係る物品集積装置１０では、物品Ｐを把持する際に、周囲の物体（例えば安全枠ＳＦ）に干渉する恐れがあるか否かによって、物品Ｐの把持の可否を判断する。したがって、本実施形態に係る物品集積装置１０では、周囲に存在する物体と干渉することがない限りにおいて、図９に示す物品ＰＤや物品ＰＥを把持することができる。このため、可動範囲ＲＭを予め定めた上で物品集積を行う場合と比較して、物品集積の効率がよい。また、本実施形態に係る物品集積装置１０では、装置サイズを増大させることがない。

（６）特徴
（６－１）
本実施形態に係る物品集積装置１０は、搬送されてくる物品Ｐをパラレルリンクロボット８２によって集積位置に移して集積する物品集積装置１０である。物品集積装置１０は、第１コンベア９１と、パラレルリンクロボット８２と、制御部５０と、を備える。第１コンベア９１は、物品Ｐを搬送する。パラレルリンクロボット８２は、第１コンベア９１の搬送面上の物品Ｐを把持して集積位置に集積する。制御部５０は、搬送面上の物品Ｐの位置および姿勢に基づいて、パラレルリンクロボット８２の動作を制御する。パラレルリンクロボット８２は、複数の把持部を有している。複数の把持部は、物品Ｐを把持する第１把持部７１および第２把持部７２を含む。複数の把持部が順番に物品Ｐを把持する場合、制御部５０は、把持部の平面視における外形または把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、安全枠ＳＦとの干渉を起こさない干渉回避範囲ＡＲに収まっているか否か、を演算し、パラレルリンクロボット８２による物品Ｐの把持の可否を判断する。

本実施形態に係る物品集積装置１０では、把持部の平面視における外形または把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、安全枠ＳＦとの干渉を起こさない干渉回避範囲ＡＲに収まっているか否かを、制御部５０が判断する。

この構成によれば、把持部または把持部に把持されている物品Ｐが安全枠ＳＦに干渉する恐れがない。また、把持部の平面視における外形または把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が、干渉回避範囲ＡＲに収まっていると制御部５０が判断する場合には、パラレルリンクロボット８２は物品Ｐを把持する。このため、物品集積の効率が向上する。

（６－２）
本実施形態に係る物品集積装置１０では、物品Ｐを把持していないパラレルリンクロボット８２が最初に把持する物品Ｐを、１つ目の物品Ｐ１としたとき、制御部５０は、パラレルリンクロボット８２による１つ目の物品Ｐ１の把持の可否を判断する。

言い換えると、本実施形態に係る物品集積装置１０では、第１把持部７１が把持している１つ目の物品Ｐ１を含む第１把持部７１の外形と、第２把持部７２の外形と、が干渉回避範囲ＡＲに収まっているか否かを、制御部５０が判断する。

この構成によれば、第１把持部７１、第２把持部７２、または第１把持部７１に把持されている１つ目の物品Ｐ１が、安全枠ＳＦに干渉する恐れがない。また、第１把持部７１が把持している１つ目の物品Ｐ１を含む第１把持部７１の外形と、第２把持部７２の外形と、が干渉回避範囲ＡＲに収まっていると制御部５０が判断する場合には、パラレルリンクロボット８２は１つ目の物品Ｐ１を把持する。このため、物品集積の効率が向上する。

（６－３）
本実施形態に係る物品集積装置１０では、１つ目の物品Ｐ１を把持しているパラレルリンクロボット８２が次に把持する物品Ｐを、２つ目の物品Ｐ２としたとき、制御部５０は、さらに、パラレルリンクロボット８２による２つ目の物品Ｐ２の把持の可否を判断する。

言い換えると、本実施形態に係る物品集積装置１０では、第１把持部７１が把持している１つ目の物品Ｐ１を含む第１把持部７１の外形と、第２把持部７２が把持している２つ目の物品Ｐ２を含む第２把持部７２の外形と、が干渉回避範囲ＡＲに収まっているか否かを、制御部５０が判断する。

この構成によれば、第１把持部７１、第２把持部７２、第１把持部７１の把持されている１つ目の物品Ｐ１、または第２把持部７２に把持されている２つ目の物品Ｐ２が、安全枠ＳＦに干渉する恐れがない。また、第１把持部７１が把持している１つ目の物品Ｐ１を含む第１把持部７１の外形と、第２把持部７２が把持している２つ目の物品Ｐ２を含む第２把持部７２の外形と、が干渉回避範囲ＡＲに収まっていると制御部５０が判断する場合には、パラレルリンクロボット８２は２つ目の物品Ｐ２を把持する。このため、物品集積の効率が向上する。

（６－４）
本実施形態に係る物品集積装置１０では、第１コンベア９１は、第１範囲Ｒ１と、第２範囲Ｒ２と、に亘って設けられている。第２範囲Ｒ２は、第１コンベア９１の搬送方向において第１範囲Ｒ１よりも下流側に位置する。パラレルリンクロボット８２は、第１範囲Ｒ１において第１把持部７１によって１つ目の物品Ｐ１を把持する。パラレルリンクロボット８２は、第２範囲Ｒ２において第２把持部７２によって２つ目の物品Ｐ２を把持する。

（７）変形例
上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。なお、上記の第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

（７－１）変形例Ａ
上記実施形態では説明を省略したが、制御部５０は、第１把持部７１による１つ目の物品Ｐ１の把持ができない場合、第２把持部７２による１つ目の物品Ｐ１の把持の可否を判断するものであってもよい。この場合、第２把持部７２は、１つ目の物品Ｐ１を第１範囲Ｒ１において把持するものであってもよい。あるいは、第２把持部７２は、１つ目の物品Ｐ１を第２範囲Ｒ２において把持するものであってもよい。

また、第２把持部７２が１つ目の物品Ｐ１を把持した場合、制御部５０は、第１把持部７１による２つ目の物品Ｐ２の把持の可否を判断するものであってもよい。この場合、第１把持部７１は、２つ目の物品Ｐ２を第１範囲Ｒ１において把持するものであってもよい。あるいは、第１把持部７１は、２つ目の物品Ｐ２を第２範囲Ｒ２において把持するものであってもよい。

（７－２）変形例Ｂ
上記実施形態では説明を省略したが、制御部５０は、第１把持部７１による物品Ｐの把持ができない場合、当該物品Ｐを、第２範囲Ｒ２において、第２把持部７２によって把持できるか否かを判断するものであってもよい。物品Ｐが第２把持部７２であれば把持できる場合、制御部５０は、第２把持部７２であれば把持できる物品Ｐ以外の物品Ｐを第１把持部７１に把持させた後に、第２把持部７２であれば把持できる物品Ｐを第２把持部７２に把持させるものであってもよい。

（７－３）変形例Ｃ
上記実施形態では説明を省略したが、制御部５０は、物品Ｐが搬送される搬送方向に対する角度に応じて、把持の可否を判断するものであってもよい。例えば、物品Ｐが搬送方向Ｄ１に平行な方向に対して所定角度以上に傾いた状態で搬送される場合には、制御部５０は把持部による把持をキャンセルするものであってもよい。

物品Ｐが搬送方向Ｄ１に平行な方向に対して傾いた状態で搬送される場合、当該物品Ｐの角度に応じてヘッダ７０を回転させる必要が生じる。ここで、物品Ｐが搬送方向Ｄ１に平行な方向対して所定角度以上に傾いた状態で搬送される場合には、ヘッダ７０の回転角度を大きくする必要が生じる。ヘッダ７０の回転角度を大きくする場合、第１把持部７１または第２把持部７２が干渉回避範囲ＡＲに収まらない可能性が高くなる。

本変形例に係る物品集積装置１０では、物品Ｐが搬送される搬送方向に対する角度に応じて、制御部５０が把持の可否を判断する。この構成によれば、制御部５０は、物品Ｐが搬送方向に平行な方向に対して所定角度以上に傾いた状態で搬送される場合には、把持部の平面視における外形、または、把持部が把持している物品Ｐを含む把持部の平面視における外形が干渉回避範囲ＡＲに収まっているか否か、の演算を行うことなく、物品Ｐの把持をキャンセルできる。このため、制御部５０の演算速度が向上する。

（７－４）変形例Ｄ
上記実施形態では、第１把持部７１と第２把持部７２とを有するパラレルリンクロボット８２について説明した。しかしながら、パラレルリンクロボット８２の構成はこれに限定されるものではなく、パラレルリンクロボット８２は３以上の把持部を有するものであってもよい。

（７－５）変形例Ｅ
上記実施形態では、複数の把持部の周囲に、安全枠ＳＦが存在している例について説明した。しかしながら、複数の把持部の周囲に存在する物体の例はこれに限定されるものではなく、物体は例えば、物品集積装置１０が設置される工場の壁であってもよい。

（７－６）変形例Ｆ
上記実施形態では、物品集積装置１０が、パラレルリンクロボット８２を備える例について説明した。しかしながら、物品集積装置１０が備えるロボットはパラレルリンクロボット８２に限定されるものではない。物品集積装置１０は、物品Ｐを吸着保持できる複数の把持部を有し、当該複数の把持部を移動させて物品Ｐを搬送するように構成されているロボットであれば、様々なロボットを備えることができる。

（７－７）変形例Ｇ
上記実施形態では、カメラ２１によって物品Ｐの位置および姿勢を検出する物品集積装置１０の例について説明した。しかしながら、物品集積装置１０の構成はこれに限定されるものではなく、物品集積装置１０は、カメラ２１に代えて、物品Ｐの位置および姿勢を検出することができるセンサを備えるものであってもよい。

１０物品集積装置
５０制御部
７１第１把持部
７２第２把持部
８２パラレルリンクロボット（ロボット）
９１第１コンベア（搬送部）
Ｐ物品
Ｐ１１つ目の物品
Ｐ２２つ目の物品
Ｒ１第１範囲
Ｒ２第２範囲

特開２０１８－１０４１７９号公報

Claims

搬送されてくる物品をロボットによって集積位置に移して集積する物品集積装置において、
前記物品を搬送する搬送部と、
前記搬送部の搬送面上の前記物品を把持して前記集積位置に集積するロボットと、
前記搬送面上の前記物品の位置および姿勢に基づいて、前記ロボットの動作を制御する制御部と、
を備え
前記ロボットは、前記物品を把持する第１把持部および第２把持部を含む複数の把持部を有しており、
前記複数の把持部が順番に前記物品を把持する場合、前記物品を把持していない前記ロボットが最初に把持する前記物品を、１つ目の前記物品とし、前記１つ目の前記物品を把持している前記ロボットが次に把持する前記物品を、２つ目の前記物品としたとき、
前記制御部は、
前記把持部の平面視における外形、または前記把持部が把持している前記物品を含む前記把持部の平面視における外形が、複数の把持部の周囲の物体との干渉を起こさない干渉回避範囲に収まっているか否か、を演算し、前記ロボットによる前記１つ目の前記物品の把持の可否を判断し、
さらに、前記把持部の平面視における外形、または前記把持部が把持している前記物品を含む前記把持部の平面視における外形が、複数の把持部の周囲の物体との干渉を起こさない干渉回避範囲に収まっているか否か、を演算し、前記ロボットによる前記２つ目の前記物品の把持の可否を判断する、
物品集積装置。
前記搬送部は、第１範囲と、前記搬送部の搬送方向において前記第１範囲よりも下流側に位置する第２範囲と、に亘って設けられており、
前記ロボットは、
前記第１範囲において前記第１把持部によって前記１つ目の物品を把持し、
前記第２範囲において前記第２把持部によって前記２つ目の物品を把持する、
請求項１に記載の物品集積装置。
前記制御部は、
前記第１把持部の平面視における外形、または前記第１把持部が把持している前記物品を含む前記第１把持部の平面視における外形が、複数の把持部の周囲の物体との干渉を起こさない干渉回避範囲に収まっているか否か、を演算し、前記ロボットによる前記第１把持部による前記１つ目の物品の把持ができないと判断した場合、
前記第２把持部の平面視における外形、または前記第２把持部が把持している前記物品を含む前記第２把持部の平面視における外形が、複数の把持部の周囲の物体との干渉を起こさない干渉回避範囲に収まっているか否か、を演算し、前記ロボットによる前記第２把持部による前記１つ目の物品の把持の可否を判断する、
請求項２に記載の物品集積装置。