CN109071110B - 堆积容器的异常检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的堆积容器的异常检测装置为判别于搬运路径(10)上的堆积容器(8)的堆积异常的装置，在各容器(1)的横向外侧面的一定位置设有纪录容器信息的编码显示面(6)的多个容器(1)以编码显示面(6)位于同一侧的方式推积，在将此堆积容器(8)以编码显示面(6)与搬运方向平行的方向进行搬运的搬运路径(10)的横侧方配置有拍摄各容器(1)中的编码显示面(6)的编码读取元件(18)，通过输入有自各编码读取元件(18)的读取数据的演算处理元件自各编码显示面(6)的读取数据检测各编码显示面(6)的至少一个定位点的位置坐标值，并且自此位置坐标值判别堆积容器(8)的堆积异常。

Description

堆积容器的异常检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于在搬运路径上搬运能堆积的容器时，确认各容器是否正常地堆积的堆积容器的异常检测装置。

背景技术

由于堆积容器是以堆积所需个数的状态下进行搬运，因此在堆积容器的搬运目的地的保管区域(例如在将容器直立放置于地面上进行保管的保管区域)保管容器时，能够有效地大幅提升将容器逐一放置于地面时的地面利用效率。此外，由于在容器出库时可将堆积的多个容器直接整体进行出库，因此也能够高效地进行出库作业。当然，在此堆积容器的保管区域中，装设有在地面上方一定高度可往X-Y任意方向水平移动的搬运台车，此搬运台车设有能将堆积容器自横向握持进行升降的移载装置的堆积容器自动出入库装置。虽然无法明示揭示有此背景技术的专利文献，但本申请人在先前申请的日本特愿2015-92812～92814中已揭露将上述的堆积容器搬运至保管区域进行保管的技术内容。

发明内容

在具有上述的推积容器自动出入库装置的容器保管区域中，虽然将堆积的容器直接搬运使得在容器保管区域的入库场所不需将应入库的多个容器以人工操作方式等进行堆积，而是高效地执行在容器保管区域的入库作业，但作为用于此的先决条件是搬运的推积容器必须为上下的容器之间没有水平横向位置偏移的正常堆积状态。若在上下的容器之间产生超过容许范围的水平横向位置偏移时，在此搬运目的地可能发生无法通过所述自动出入库装置握持堆积容器搬运的可能性。特别是当容器具有嵌合在堆积时下侧的容器的上端凹陷部(作为此上端凹陷部，也包含容器的上端开口部、形成于可拆卸自如地嵌合在此上端开口部的盖板的矩形凹陷部或形成于容器的顶板部的矩形凹陷部)的嵌合用突出底部时，由于上侧容器的嵌合用突出底部没有正常地嵌合在下侧容器的上端凹陷部内，因而会发生在上侧容器相对于下侧容器倾斜的状态下的搬运方向的位置偏移的情况，在此情况下，假设即使通过上述自动出入库装置可将堆积容器卸除至目的场所，由于此堆积容器的最上层的容器倾斜，在将其他容器移载至此先前放置的堆积容器上时，也可能无法确实安全地执行此移载过程。因此，在搬运路径上搬运堆积容器的阶段，若可自动且确实地检测没有正常堆积的堆积容器，则可自动地区分此异常堆积容器，而不送入所述容器保管区域，并在搬运路径上期间以人工等将异常堆积容器矫正成正常的堆积状态，因而避免在容器保管区域侧预想的不当情况。因此，尚未考虑可解决此课题的实用手段。

本发明的目的在于提供一种可解决上述问题的堆积容器的异常检测装置。为了容易理解与后述实施例的关系，本发明的堆积容器的异常检测装置在该实施例的说明中所使用的元件符号附注于括号中。

该堆积容器的异常检测装置构成为在堆积容器的横向外侧面的一定位置设有用于纪录容器信息的编码显示面的多个容器以所述编码显示面位于同一侧的方式堆积，在将所述堆积容器以所述编码显示面与搬运方向平行的方向进行搬运的搬运路径旁配置有拍摄所述堆积容器的各容器中的所述编码显示面的编码读取元件，并设置输入有自所述编码读取元件的读取数据的演算处理元件，通过所述演算处理元件自各编码显示面的读取数据检测各编码显示面的至少一个定位点(A点～D点中的至少一个)的位置坐标值，并且自所述各容器中的所述位置坐标值判别堆积容器的堆积异常。

也就是说，若堆积正常时，由于堆积的所有容器的所述编码显示面是以互相平行并沿着垂直方向排列，各编码显示面的1个的定位点也排列在假想垂直线上，但在堆积的容器中，当在搬运方向具有发生位置偏移的容器时，各容器的所述各编码显示面的定位点将不会排列在通过最下层的容器的所述定位点的假想垂直线上。此外，如上所述，在具有嵌合用突出底部的容器的情况下，因上侧容器的嵌合用突出底部没有正常地嵌合在下侧容器的上端开口部内，因而会发生在上侧容器相对于下侧容器倾斜的状态下的搬运方向的位置偏移的情况，但在此情况下，各容器的所述编码显示面的定位点不会排列在通过最下层的容器的所述定位点的假想垂直线上，且各容器的定位点之间的间隔也会变化。通过演算处理元件处理源自编码读取元件的读取数据而检测出此定位点的位置变动，因而可判别堆积异常。

在工厂等处大量使用的能堆积的容器中，为了此容器本身的管理或收纳物的库存管理等，通常在横向外侧面的一定位置设置有纪录各容器的特定编号等的容器信息的编码，也就是一维条形码或二维矩阵条形码等的编码显示面，但是根据上述本发明的构造，直接活用这种通常设置于能堆积的容器的横向外侧面的一定位置的编码显示面及用于自此编码显示面读取容器信息的编码读取元件，可自动判别搬运路径上的该堆积容器的堆积状态为正常或异常，因而当判别为异常时，可以人工操作或自动化机器自搬运路径上移除此堆积容器或下一个路径切换元件自动地切换，以将异常堆积容器送入至其他的回收场所，可切断往上述的保管区域的供给。因此，与组装将堆积容器整体拍摄，并自其图片判别堆积状态为正常或异常的专用系统的情况相比，通过可活用通用的机器并较低价实施的系统可确实地判别堆积状态异常的堆积容器，并执行必要的处置。

当实施上述本发明时，具体而言，所述演算处理元件是由各容器中的编码显示面的1个定位点(A点～D点中的1个)的位置坐标值来演算各容器之间的搬运方向的位置偏移量，演算所述位置偏移量是否在容许范围内，并在位置偏移量超出容许范围时判别为堆积异常。此外，如先前所述，即使在具有嵌合用突出底部的容器的情况下发生上侧容器相对于下侧容器倾斜的异常堆积状态，所述演算处理元件也可由各容器中的编码显示面的搬运方向上以间隔的2个定位点(A点～D点中的2点)的位置坐标值来演算各容器的搬运方向的倾斜角度，并由各容器的倾斜角度演算各容器之间的倾斜角度偏移量，当倾斜角度偏移量超出容许范围时则判别为堆积异常。特别是在捕捉后者的角度变化的方法中，即使在2个定位点的位置坐标值转换为倾斜角度而难以确实地捕捉微小的角度变化的状况下，根据前者的检测1个定位点的位置偏移的方法，比较1个定位点的位置坐标值本身，也可确实地捕捉容器的微小角度变化，而可高精准度地实施本发明。

此外，当以自编码读取元件拍摄的编码显示面的读取数据将该编码显示面的角设为固定点并检测其位置坐标值的方式实施时，则不需在编码显示面的内侧或外侧重新显示检测用定位点，可直接活用纪录容器信息的编码显示面，而更加容易实施本发明。

虽然堆积容器的所述编码显示面的读取可对在搬运路径上移动中的堆积容器执行，但也可为在所述搬运路径上进行搬运的堆积容器在所述堆积容器的所有编码显示面进入所述编码读取元件的拍摄区域内的位置时暂时停止，并通过所述编码读取元件对停止状态的堆积容器执行编码显示面的拍摄，而可简单地实现正确的读取。

此外，所述编码读取元件可为在上下多层设置可读取1个或堆积的多个容器的编码显示面的编码读取器。根据此构造，即使在1个容器的高度较高或对积的容器数较多而需要使编码读取元件的拍摄区域的高度变高的情况下，由于上下多层的编码读取器各自的拍摄区域汇集在高度方向，而可将编码读取元件整体的拍摄区域的高度设为需要足够的高度，与将编码读取元件自堆积容器的搬运路径往横侧方大幅远离以使拍摄区域的高度变高的情况相比，不会降低分辨率以进行高精准度的定点位置的检测。

附图说明

图1A是显示能堆积的容器的部分切除的立体图，图1B为显示搬运路径上的堆积容器位在固定停止位置的状态的侧视图；

图2A是说明图1B所示的堆积容器与编码读取元件以及控制系统的正视图，图2B是显示将编码读取元件以上下2个的编码读取器构成的实施例的正视图；

图3A是显示堆积容器中的读取对象的编码显示面与拍摄区域的侧视图，图3B是显示图3A所示的堆积容器的各容器往搬运方向(Y方向)相对移动的状态的侧视图。

图4A是显示图3A所示的堆积容器的最上层容器没有正常地嵌合的状态的侧视图，图4B是图3A所示的堆积容器的中间容器相对于最下层容器没有正常地嵌合的状态的侧视图。

图5A是示意性显示图3A所示的堆积容器的各编码显示面与拍摄区域的侧视图，图5B是显示图5A所示的各编码显示面的读取结果的数值表。

图6A是示意性显示图3B所示的堆积容器的各编码显示面与拍摄区域的侧视图，图6B是显示图6A所示的各编码显示面的读取结果的数值表。

图7A是示意性显示图4A所示的堆积容器的各编码显示面与拍摄区域的侧视图，图7B是显示图7A所示的各编码显示面的读取结果的数值表。

图8A是示意性显示图4B所示的堆积容器的各编码显示面与拍摄区域的侧视图，图8B是显示图8A所示的各编码显示面的读取结果的数值表。

图9是说明控制过程的流程图。

附图标记说明：

1、1a～1c：容器

2：上侧凸缘部

3：下侧凸缘部

4：嵌合用突出底部

5：开口部

6：编码显示面

7：标签

8：堆积容器

9：滚筒运送机

10：搬运路径

12：编码读取元件

13：固定停止位置

15：编码读取器

15a：拍摄区域

16：传感器

17：运送机驱动元件

18：演算处理元件

具体实施方式

如图1A所示，堆积容器1为平面形状呈矩形的合成树脂制箱型容器，其具有自上端全周缘往横外侧水平的突出的上侧凸缘部2、自下端全周缘往横外侧水平的突出的下侧凸缘部3以及通过自与下侧凸缘部3相同平面的底面呈矩形框状设置的肋部形成的嵌合用突出底部4，当相同的容器1堆积时，可使其上侧容器1的嵌合用突出底部4围住下侧容器的上侧凸缘部2而嵌合至矩形的开口部5内。在此容器1的四侧壁部中的与此容器的纵向方向平行的1个侧壁部1a的外侧面贴有印刷编码显示面6的卷标7。

在所述编码显示面6显示的编码为纪录容器1的特有编号或尺寸等的容器特定信息的编码，虽然在图式的实施例中，显示为约正方形的二维矩阵码，但也可为条状的一维条形码。印刷有此编码显示面6的卷标7是以四角形的编码显示面6的上下两侧边与此容器1的上下两凸缘部2、3平行，并且该编码显示面6正确地位在此容器1的侧壁部1a上的中央部一定位置的方式贴上。

如图1B及图2A所示，上述容器1是以贴有标签7的侧壁部1a位于同一侧的方向的方式将所需个数(图示例为3个)如前述堆积而形成1个堆积容器8，此堆积容器8在例如由滚筒运送机9所构成的搬运路径10上进行搬运。此搬运路径10上的堆积容器8是在各容器1的贴有标签7的侧壁部1a面向搬运路径10的横侧方的方向的状态下例如如上所述的方式往保管区域搬运。11为在搬运路径10的左右两侧与搬运方向平行地架设的容器导件。

如图2A所示，在搬运路径10的途中，设定具有编码读取元件12的堆积容器8的固定停止位置13。由于编码读取元件12由以设置在搬运路径10旁的支持部件14支持的1个编码读取器15所构成，因此如图1B所示，具有可同时拍摄停止在固定停止位置13的堆积容器8的上下多层的所有编码显示面6(图标例为3个编码显示面6)的纵长矩形的拍摄区域15a。在固定停止位置13中，配置有当堆积容器8到达此固定停止位置13时检测例如堆积容器8的前侧边的传感器16。图示的传感器16是例如在堆积容器8的前端侧遮断投光器16a与光接收器16b之间的光轴16时输出堆积容器8的固定位置到达检测信号16d的透射型光学传感器，但也可以反射型光学传感器等的任何构造的传感器。

如图2A所示，滚筒运送机9的驱动元件17、编码读取元件12(编码读取器15)以及传感器16连接至演算处理元件18，通过此演算处理元件18执行图9的流程图所示的控制。也就是，当自传感器16输出所述堆积容器8的固定位置到达检测信号16d时，自演算处理元件18向滚筒运送机9的驱动元件17输出停止信号19a，使滚筒运送机9自动停止，堆积容器8停止在固定停止位置13(图9的流程图的步骤S1)。根据堆积容器8在此固定停止位置13的停止，自演算处理元件18向编码读取器15输出读取指令信号19b，以通过编码读取器15执行停止在固定停止位置13的堆积容器8的各编码显示面6的读取(图9的流程图的步骤S2)，并自编码读取器15向演算处理元件18传送编码读取信号19c。

如图3～图4所示，作为编码读取器15的拍摄区域15a，虽然需要纵向长边矩形的区域，但通常的编码读取器15的拍摄区域是使编码读取器15处于直立姿势而呈横向长边矩形。在此情况下，将编码读取器15以旋转90度设置，以使拍摄区域15a呈纵向长边矩形即可。在此实施例中，将摄像机的分辨率为纵1500×横1600(像素/英寸(pixel/inch))的编码读取器15旋转90度而构成编码读取元件12。并且，在此图标例中，自编码读取器15向演算处理元件18传送的编码读取信号19c是将排列在堆积容器8的垂直方向的3张编码显示面6放入在1张影像中的影像数据，演算处理元件18将此影像数据进行解析。

在以下说明中，堆积容器8的最上层容器称为1a、中间层容器称为1b、最下层容器称为1c。在图3A中，显示中间层及最上层的各容器1b、1a正常嵌合至其下侧的容器1b、1c的正常堆积状态的堆积容器8。并且，在各容器1a～1c的上端开口部5与嵌合用突出底部4的嵌合部确保有用于可使容器之间圆滑地嵌合脱离的水平二维方向的裕度部分，而在图3B显示显示将图3A所示的堆积容器8中的中间层及最上层的各容器1b、1a相对于其下侧的容器1b、1c在所述裕度部分的范围内往与搬运方向平行的Y方向最大程度横动的状态。如图3B所示的状态是在堆积容器8的正常堆积状态的范围内。在图4A所示的堆积容器8中，显示最上层容器1a的嵌合用突出底部4的Y方向的一端部搁置在中间层容器1b的开口部5的Y方向的一端部上，因而最上层容器1a相对于中间层容器1b在与搬运方向平行的Y方向上超过容许限度的堆积异常状态。在图4B所示的堆积容器8中，显示中间层容器1b的嵌合用突出底部4的Y方向的一端部搁置在最下层容器1c的开口部5的Y方向的一端部上，因而与最上层容器1a正常嵌合的中间层容器1b相对于最下层容器1c在与搬运方向平行的Y方向上超过容许限度而位置偏移的堆积异常状态。

接着，图3A～图4B所示的各状态的堆积容器8中的各容器1a～1c的编码显示面6通过编码读取元件12(编码读取器15)读取后，关于演算处理元件18的演算处理基于图5～图8进行说明，演算处理元件18基于自编码读取元件12收入的影像数据读取堆积容器8中的各容器1a～1c的特定编号，在此最上层容器1a的特定编号＝ABC001，中间层容器1b的特定编号＝ABC002，最下层容器1c的特定编号＝ABC003，并且读取各容器1a～1c的编码显示面6的四个角的定位点A～D的位置坐标值。此定位点A～D的位置坐标值是将编码读取器15的拍摄区域15a的四角中的1个角部(任意1个皆可，但在图示例中为右上角的角部)作为基准点PO，自此基准点PO往垂直下方的X轴坐标值为增加，自此基准点PO往水平左方的Y轴坐标值为增加时，各编码显示面6的四角的定位点A～D在所述拍摄区域15a内的X-Y坐标值。

在图3A(图5A)所示的正常堆积状态的堆积容器8中，如图5B的数值表所示，理论上在应为相同值的各编码显示面6的A点与C点的Y坐标值以及B点与D点的Y坐标值允许的误差除了上侧容器的嵌合用突出底部4与下侧容器的开口部5之间的Y方向的裕度部分之外，也容许因卷标7的张贴位置误差等造成的各容器的制作精准度的误差，在此容许在上下邻接的2个容器1a、1b之间以及1b、1c之间最大13(像素/英寸)的Y方向位置偏移。此外，在图3B(图6A)所示的堆积状态的堆积容器8中，容许在上下邻接的2个容器1a、1b之间以及1b、1c之间最大23(像素/英寸)的Y方向位置偏移。也就是，上下邻接的2个容器1a、1b之间以及1b、1c之间的Y方向的最大位置偏移量d例如若为30(像素/英寸)以下，则可判定为正常堆积状态。各数值表所示的倾斜角度θ为各编码显示面6的倾斜角度，图示的数值表所示的倾斜角度θ的数值为编码显示面6的A点与B点(或C点与D点)之间的线段自靠近基准点PO的B点(或D点)观看的逆时钟的角度，并基于A点与B点(或C点与D点)的X坐标值的差及A点与B点(或C点与D点)之间的Y方向间隔以及编码读取器15的摄像机的分辨率进行演算。在图5及图6的范例中，为271度。当然此编码显示面6的倾斜角度θ也可检测编码显示面6中的A点与C点(或B点与D点)之间的线段的倾斜角度。

在图4A(图7A)或图4B(图8A)所示的异常堆积状态的堆积容器8中，如图7A或图8A所示的数值表所示，上下邻接的2个容器1a、1b之间以及1b、1c之间的Y方向的最大位置偏移量d为57(像素/英寸)、60(像素/英寸)，如上所述，若Y方向位置偏移量d的容许限度设定为30(像素/英寸)，可对于图4A(图7A)或图4B(图8A)所示的堆积容器8判定为异常堆积状态。此外，在图4A(图7A)或图4B(图8A)所示的堆积容器8中，编码显示面6的倾斜角度θ与其他编码显示面6的倾斜角度θ只相差2度。因此，几乎没有标签7的张贴姿势的差异，若可假设为正确水平地贴上时，在编码显示面6的倾斜角度θ的误差例如为2度以上的情况下，则也可判定为异常堆积。

也就是说，当包含各容器1a～1c的编码显示面6的拍摄区域15a内的影像数据通过编码读取器15读取时(图9的流程图的步骤S2)，接收此编码读取信号19c的演算处理元件18解析该影像数据，且检测各编码显示面6的A点～D点的坐标值(图9的流程图的步骤S3)，并基于此A点～D点的坐标值演算Y方向的位置偏移量(图9的流程图的步骤S4)。并且判定此Y方向的位置偏移量是否在容许范围内(图9的流程图的步骤S5)，若偏移量在容许范围内，如图2A所示，演算处理元件18向滚筒运送机9的驱动元件17传送再起动信号19e而使滚筒运送机9再起动，以将停在固定停止位置13的堆积容器8输出(图9的流程图的步骤S6)。在所述步骤S5中，当判定Y方向的位置偏移量超出容许范围时，如图2A所示，由于演算处理元件18检测堆积异常检测信号19f，因而基于堆积异常检测信号19f采取对堆积异常的处置(图9的流程图的步骤S7)后，再执行所述步骤S6。

作为基于堆积异常检测信号19f对堆积异常的处置，可设为使警报器作动以向待机的作业员通知情况等，使堆积异常的堆积容器8处在固定停止位置的状态下或通过滚筒运送机9的再起动而输出至预定位置后以人工操作矫正堆积状态。当然，也可以专用的自动化机器执行堆积状态的矫正。此外，替代所述步骤S4，如上所示在步骤S3检测各编码显示面6的A点～D点的坐标值之后，自此A点～D点的坐标值演算各编码显示面6的角度的偏移(图9的流程图的步骤S8)，也可在步骤S5中判定此角度的偏移量是否在容许范围内。

此外，当形成堆积容器8的容器1的堆积数较多或由于容器1本身的高度较高而需要高度较高的编码读取器15的拍摄区域15a时，如图2B所示，将2台或2台以上个数的编码读取器15在垂直方向以适当间隔配置而构成编码读取元件12，此各编码读取器15的拍摄区域15a汇集在垂直方向，而可形成高度较高的拍摄区域。此外，在实施例中，虽然构成为在堆积容器8在搬运路径10上的固定停止位置13暂时停止的状态下通过编码读取元件12读取该堆积容器8的各层容器1的编码显示面6，但也可构成为通过编码读取元件12对于在搬运路径10上移动中(也可为减速)的堆积容器8读取各层容器1的编码显示面6。

此外，上述实施例所示的容器1为在堆积时可使嵌合用突出底部4嵌合至下侧容器的矩形开口部5等的凹陷部内的结构，但作为可适用本发明的容器，只要是能堆积的容器(也包含不使用时可折迭的容器)即可，不限定其结构或材质，例如不具有嵌合用突出底部4而具有平坦底面的容器。

本发明的堆积容器的异常检测装置可作为用于将堆积的多个容器的堆积容器在例如往保管区域搬运的情况下，分类出没有正常堆积堆积容器的手段来活用。

Claims (6)

1.一种堆积容器的异常检测装置，其特征在于，在堆积容器的横向外侧面，将设有用于纪录容器信息的编码显示面的多个容器以所述编码显示面位于同一侧的方式堆积，在将所述堆积容器以所述编码显示面与搬运方向平行的方向进行搬运的搬运路径旁配置有拍摄所述堆积容器的各容器中的所述编码显示面的编码读取元件，并设置输入有自所述编码读取元件的读取数据的演算处理元件，通过所述演算处理元件自各编码显示面的读取数据检测各编码显示面的至少一定位点的位置坐标值，并且自所述各容器中的所述位置坐标值相对于所述堆积容器的最下层容器的所述位置坐标值在搬运方向的位置偏移量判别堆积容器的堆积异常。

2.如权利要求1所述的堆积容器的异常检测装置，其特征在于，所述演算处理元件是由各容器中的编码显示面的1个定位点的位置坐标值来演算各容器之间的搬运方向的位置偏移量，演算所述位置偏移量是否在容许范围内，并在位置偏移量超出容许范围时判别为堆积异常。

3.如权利要求1所述的堆积容器的异常检测装置，其特征在于，所述演算处理元件由各容器中的编码显示面的搬运方向上以间隔的2个定位点的位置坐标值来演算各容器的搬运方向的倾斜角度，并由各容器的倾斜角度演算各容器之间的倾斜角度偏移量，当倾斜角度偏移量超出容许范围时则判别为堆积异常。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的堆积容器的异常检测装置，其特征在于，由编码读取元件拍摄的编码显示面的读取数据将所述编码显示面的角作为所述定位点检测其位置坐标值。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的堆积容器的异常检测装置，其特征在于，在所述搬运路径上进行搬运的堆积容器在所述堆积容器的所有编码显示面进入所述编码读取元件的拍摄区域内的位置时暂时停止，并通过所述编码读取元件对停止状态的堆积容器执行编码显示面的拍摄。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的堆积容器的异常检测装置，其特征在于，所述编码读取元件为在上下多层设置有能读取1个或堆积的多个容器的编码显示面的编码读取器。

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