JP2018058175A - 搬送装置、および搬送プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】荷物を安定して保持した状態で搬送することができる搬送装置、および搬送プログラムを提供することである。
【解決手段】実施形態の搬送装置は、保持部と、駆動部と、力センサと、第１取得部と、判定部と、制御部とを持つ。保持部は、荷物を保持する。駆動部は、前記保持部を移動させる。力センサは、前記保持部と前記駆動部との間に加わる力を検知する。第１取得部は、前記荷物を保持した前記保持部の保持状態を示す保持情報を取得する。判定部は、前記第１取得部により取得された前記保持部の保持状態を示す保持情報と、前記力センサの検知結果とに基づいて、前記荷物を搬送させるか否かを判定する。制御部は、前記判定部により前記荷物を搬送させると判定された場合に、前記駆動部に前記荷物を搬送させる。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、搬送装置、および搬送プログラムに関する。

従来、多数の荷物が積載されたパレットから自動的に荷物を取り出して、取り出した荷物を搬送する搬送装置が知られている。この搬送装置は、撮像装置により撮像された画像から荷物の位置および姿勢を検出し、検出結果に基づいて、ロボットアームなどで荷物を保持して搬送する。

特開２００７−１３０７１１号公報

しかしながら、従来の装置では、荷物の保持状態が不安定な状態で荷物が搬送される場合があった。
本発明が解決しようとする課題は、荷物を安定して保持した状態で搬送することができる搬送装置、および搬送プログラムを提供することである。

実施形態の搬送装置は、保持部と、駆動部と、力センサと、第１取得部と、判定部と、制御部とを持つ。保持部は、荷物を保持する。駆動部は、前記保持部を移動させる。力センサは、前記保持部と前記駆動部との間に加わる力を検知する。第１取得部は、前記荷物を保持した前記保持部の保持状態を示す保持情報を取得する。判定部は、前記第１取得部により取得された前記保持部の保持状態を示す保持情報と、前記力センサの検知結果とに基づいて、前記荷物を搬送させるか否かを判定する。制御部は、前記判定部により前記荷物を搬送させると判定された場合に、前記駆動部に前記荷物を搬送させる。

搬送装置１の構成図。 実施形態のアーム１２、保持部１３の一例を示す図。 制御装置４０を中心とした機能構成図。 制御装置４０により実行される処理の流れを示すフローチャート。 判定マップ９２の一例を示す図。 重心に基づく位置について説明するための図。 保持状態判定処理（ステップＳ１０４からステップＳ１１０の処理）を説明するための図。 保持状態判定処理（ステップＳ１１２からステップＳ１１８の処理）を説明するための図。 搬送処理の流れを示すフローチャート。 物体との接触を回避する軌道に沿って荷物Ｍが搬送される様子を示す図。

以下、実施形態の搬送装置、および搬送プログラムを、図面を参照して説明する。必要に応じてＸＹＺ座標系を用いて図示および説明を行う。

図１は、搬送装置１の構成図である。図１中の（ａ）は、搬送装置１の平面図である。図１中の（ｂ）は、搬送装置１の側面図である。図１に示す搬送装置１は、例えば自動荷下ろし装置である。搬送装置１は、例えば、ボックスパレット３に置かれた荷物Ｍを自動で取出し、取り出した荷物Ｍをベルトコンベア４などの所定の位置に搬送させる。搬送装置１およびベルトコンベア４は、例えば床面に固定される。なお、搬送装置１およびベルトコンベア４は、車輪やレールなどによって移動可能でもよい。

ここで、説明の便宜上、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向について定義する。＋Ｘ方向、−Ｘ方向、およびＹ方向は、例えば略水平面に沿う方向である。＋Ｘ方向は、搬送装置１からボックスパレット３に向かう方向である。−Ｘ方向は、＋Ｘ方向の反対方向である。Ｙ方向は、＋Ｘ方向とは交差する方向（例えば略直交する方向）である。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向とは交差する方向（例えば略直交する方向）であり、例えば略鉛直下向きの方向である。以下の説明における「上流」および「下流」とは、荷物Ｍの搬送方向における「上流」および「下流」を意味する。

図１に示すように、搬送装置１は、基台１１、アーム１２（駆動部）、保持部１３、第１コンベア１６、第２コンベア１７、荷物検出部１８、および制御装置４０を有する。

基台（本体フレーム）１１は、床面に設置される。基台１１は、Ｚ方向に沿って延びた複数の支柱２１を含む。支柱２１は、例えば枠状に形成されている。複数の支柱２１は、一対の第１支柱２１ａと、一対の第２支柱２１ｂとを含む。一対の第１支柱２１ａは、第１コンベア１６のＹ方向の両側に分かれて配置されている。一対の第２支柱２１ｂは、第２コンベア１７のＹ方向の両側に分かれて配置されている。

アーム１２は、例えば直交ロボットアームであり、多関節アームの一例である。アーム１２は、基台１１に接続されている。例えば、アーム１２は、第１部材１２ａ、第２部材１２ｂ、および第３部材１２ｃを含む。第１部材１２ａは、基台１１に設けられたガイドに案内されて、Ｚ方向に沿って移動可能（昇降可能）である。第２部材１２ｂは、第１部材１２ａに支持および案内されて、Ｙ方向に沿って移動可能である。第３部材１２ｃは、第２部材１２ｂに支持および案内されて、＋Ｘ方向および−Ｘ方向に移動可能である。アーム１２の先端部には、後述する保持部１３が取り付けられる。アーム１２は、＋Ｘ方向（−Ｘ方向）、Ｙ方向、およびＺ方向の所望の位置に、保持部１３を移動させる。

図２は、実施形態のアーム１２、保持部１３の一例を示す図である。保持部１３は、荷物Ｍを保持可能なエンドエフェクタである。保持部１３は、例えば、真空ポンプに連結された複数の吸盤１３ａと、吸盤１３ａの吸着動作を制御する電磁弁とを有する。保持部１３は、荷物Ｍに接した吸盤１３ａが真空吸着されることで、荷物Ｍを保持する（把持する）。図示する例では、吸盤１３ａは、９つ（Ｘ方向３つ×Ｙ方向３つ）である。

また、複数の吸盤１３ａのそれぞれには、圧力センサ１４が設けられている。圧力センサ１４は、吸盤１３ａ内の圧力（真空度合）を検知し、検知結果を制御装置４０に出力する。

また、アーム１２と、保持部１３との連結箇所付近には、力センサ１５が設けられている。力センサ１５は、ひずみゲージ方式や、静電容量方式等によって、保持部１３とアーム１２との間に加わる力を検知する。力センサ１５は、例えば、３軸方向（Ｘ、Ｙ、およびＺ方向）の並進力成分と、これらの周りのモーメント成分を検知し、検知結果を制御装置４０に出力する。

保持部１３は、アーム１２によってボックスパレット３に向けて移動され、ボックスパレット３に置かれた荷物Ｍを保持する。また、保持部１３は、アーム１２によって移動されることで、保持した荷物Ｍを第１コンベア１６まで運ぶ。保持部１３は、荷物Ｍを第１コンベア１６に移動させた後、荷物Ｍの保持を解除する。これにより、搬送装置１は、ボックスパレット３に置かれた荷物Ｍを第１コンベア１６に移動させる。

図１の説明に戻る。荷物検出部１８は、例えば、画像を撮像するカメラである。荷物検出部１８は、アーム１２（第２部材１２ｂ）のＺ方向側の面に設けられている。また、荷物検出部１８は、保持部１３よりも＋Ｘ方向の範囲であって、保持部１３よりもＺ方向の範囲が撮像範囲となるように設置されている。これにより、荷物検出部１８は、ボックスパレット３に積載された荷物Ｍを撮像する。

第１コンベア１６は、−Ｘ方向において、ボックスパレット３と、ベルトコンベア４との間に位置する。第１コンベア１６は、基台１１に設けられて、アーム１２の少なくとも一部の下方に位置する。第１コンベア１６は、基台１１に接続されて、基台１１によって支持されている。

第１コンベア１６は、例えばアーム１２の鉛直下方向に位置するベルトコンベアである。第１コンベア１６は、第１コンベア１６は、ベルトコンベア４に向けて移動する搬送面（上面）１６ａを有する。

第１コンベア１６は、Ｚ方向に沿って移動可能なリフトコンベアである。例えば、第１コンベア１６は、基台１１の第１支柱２１ａに設けられたガイドに案内されて、Ｚ方向に沿って移動可能（昇降可能）である。

第２コンベア１７は、−Ｘ方向において、第１コンベア１６と、ベルトコンベア４との間に位置する。第２コンベア１７は、基台１１に設けられ、アーム１２の少なくとも一部の下方に位置する。第２コンベア１７は、基台１１に接続されて、基台１１によって支持されている。

第２コンベア１７は、例えばアーム１２の鉛直下方向に位置するベルトコンベアである。第２コンベア１７は、ベルトコンベア４に向けて移動する搬送面（上面）１７ａを有する。第２コンベア１７は、第１コンベア１６の下流側に位置する。そして、第２コンベア１７の下流側に、ベルトコンベア４が位置する。

第２コンベア１７は、第１コンベア１６とは独立して、Ｚ方向に沿って移動可能なリフトコンベアである。例えば、第２コンベア１７は、基台１１の第２支柱２１ｂに設けられたガイドに案内されて、Ｚ方向に沿って移動可能（昇降可能）である。

第１コンベア１６、第２コンベア１７の動作について説明する。（１）第１コンベア１６は、ボックスパレット３における荷物Ｍの積載高さ（アーム１２による荷物Ｍの搬送高さ）に応じてＺ方向の所望の位置に移動され、アーム１２により搬送された荷物Ｍを受け取る。（２）第２コンベア１７は、第２コンベア１７の高さを第１コンベア１６の高さに合わせるように制御される。（３）第１コンベア１６は、アーム１２から受け取った荷物を−Ｘ方向に搬送する。（４）第２コンベア１７は、第１コンベア１６により搬送された荷物Ｍを受け取る。（５）第２コンベア１７は、第２コンベア１７の高さをベルトコンベア４の高さに合わせるように制御される。（６）第２コンベア１７は、第１コンベア１６から受け取った荷物Ｍをベルトコンベア４に搬出する。このように、ボックスパレット３における荷物Ｍは、ベルトコンベア４に搬送される。

なお、第１コンベア１６および第２コンベア１７の各々は、ベルトコンベアに限られない。第１コンベア１６および第２コンベア１７の各々は、能動的に回転される複数のローラによって形成されるローラコンベアでもよい。

実施形態の搬送装置１は、２台の第１コンベア１６および第２コンベア１７を備えるが、これに限定されず、１台のコンベアであってもよい。この場合、搬送装置１は、保持部１３により搬送された荷物Ｍを１台のコンベアに載置し、１台のコンベアにより荷物Ｍをベルトコンベア４に排出する。

図３は、制御装置４０を中心とした機能構成図である。制御装置４０は、例えば、認識部４２と、吸着力検知部５０と、吸着位置検知部５２と、重量検知部６０と、座標検知部６２と、接触検知部６４と、制御部７０と、記憶部９０とを備える。吸着力検知部５０と、吸着位置検知部５２とは、「第１取得部」の一例であり、重量検知部６０は、「第２取得部」の一例であり、座標検知部６２は、「第３取得部」の一例である。接触検知部６４は、「検知部」の一例である。

認識部４２と、吸着力検知部５０と、吸着位置検知部５２と、重量検知部６０と、座標検知部６２と、接触検知部６４と、制御部７０とのうち、一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することで実現されてもよい。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアで実現されてもよい。記憶部９０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤカード等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とによって実現される。記憶部９０は、プロセッサが実行するプログラムや、後述する判定マップ９２等を格納する。

認識部４２は、荷物検出部１８により撮像された画像に対して認識処理を行って、画像における荷物Ｍの位置を特定する。また、認識部４２は、画像における荷物Ｍの位置を、実空間における位置に変換して、変換した位置の情報を制御部７０に出力する。

吸着力検知部５０は、保持部１３の保持力を検知する。保持部１３の保持力とは、例えば、荷物Ｍに接した吸盤１３ａが真空吸着する力（吸着力）である。吸着位置検知部５２は、保持部１３が荷物Ｍを保持している吸着中心位置を検知する。吸着中心位置とは、荷物Ｍと吸着している吸盤１３ａを含む領域を対象領域としたときに、その対象領域における中心位置である。吸着位置検知部５２は、例えば、圧力センサ１４の検知結果を参照し、基準値に比して、所定以上、圧力が低い（真空度合が高い）吸盤１３ａを、荷物Ｍと吸着している吸盤１３ａであると判定し、その吸盤１３ａを含む対象領域の吸着中心位置を特定する。なお、吸着力検知部５０、または吸着位置検知部５２と同等の機能は、圧力センサ１４に含まれてもよい。

重量検知部６０は、力センサ１５の検知結果に基づいて、荷物Ｍの重量を取得する。座標検知部６２は、力センサ１５の検知結果に基づいて、天面における荷物Ｍの重心の二次元座標を検知する。二次元座標は、荷物Ｍの重心が荷物Ｍの天面に近似的に射影された位置である。座標検知部６２は、例えば、力センサ１５から取得した並進力成分、およびモーメント成分に基づいて、二次元座標を検知する。二次元座標は、「重心に基づく位置」の一例である。接触検知部６４は、力センサ１５の検知結果に基づいて、保持部１３に対して外部から加えられた力を検知し、検知した力を加えた物体の位置を推定（取得）する。なお、重量検知部６０、座標検知部６２、または接触検知部６４と同等の機能は、力センサ１５に含まれてもよい。

制御部７０は、例えば、保持状態判定部７２と、動作軌道制御部７４と、動作速度制御部７６と、駆動制御部７８と、コンベア制御部８０と、荷物持直し制御部８２と、ポンプ制御部８４とを備える。

保持状態判定部７２は、保持部１３が荷物Ｍを保持している保持状態と、力センサ１５の検知結果とに基づいて、荷物Ｍをアーム１２に搬送させるか否かを判定する。保持状態を示す保持情報とは、荷物Ｍを保持部１３が保持しているときの保持力の情報、または保持部１３と荷物Ｍとが接触している範囲の情報である。保持部１３と荷物Ｍとが接触している範囲は、例えば、荷物Ｍを吸着している吸盤１３ａの範囲（複数の吸盤１３ａで吸着している場合は、複数の吸盤１３ａが吸着している範囲）である。また、保持部１３と荷物Ｍとが接触している範囲は、画像により認識された荷物Ｍのうち、吸盤１３ａにより吸着されている範囲であってもよい。

具体的には、保持状態判定部７２は、荷物Ｍの重量と、保持部１３の保持力とを比較して、保持部１３の保持力において、荷物Ｍを搬送させるか否かを判定する。また、保持状態判定部７２は、荷物Ｍの重心に基づく位置と、保持部１３と荷物Ｍとが接触している範囲（または吸着中心位置）とを比較して、保持部１３と荷物Ｍとが接触している範囲を維持した状態で、荷物Ｍを搬送させるか否かを判定する。

動作軌道制御部７４は、保持部１３が荷物Ｍを第１コンベア１６に搬送するための軌道を生成する。動作速度制御部７６は、保持部１３を搬送させる速度を決定する。動作速度制御部７６は、例えば、荷物Ｍの重量や、保持部１３が荷物Ｍを保持している保持状態を示す保持情報等に基づいて、アーム１２が荷物Ｍを搬送する速度を決定する。動作速度制御部７６は、例えば、荷物Ｍの重量が大きい場合、荷物Ｍの重量が小さい場合に比して、速度を低い傾向に決定する。また、動作速度制御部７６は、例えば、保持部１３の保持力が大きい場合、保持力が小さい場合に比して、速度を高い傾向に決定し、保持部１３の保持力が小さい場合、保持力が大きい場合に比して、速度を低い傾向に決定してもよい。動作速度制御部７６は、例えば、荷物Ｍの重心に基づく位置と吸着中心位置とが遠い場合、荷物Ｍの重心に基づく位置と吸着中心位置とが近い場合に比して、速度を低い傾向に決定する。

駆動制御部７８は、保持状態判定部７２により荷物Ｍを搬送させると判定された場合に、動作軌道制御部７４により決定された軌道、および動作速度制御部７６により決定された速度に基づいて、アーム１２に接続されアーム１２を駆動するアーム駆動部１２ｄを制御して、アーム１２を駆動させる。また、駆動制御部７８は、後述する荷物持直し制御部８２により生成された軌道に基づいて、アーム駆動部１２ｄを制御して、アーム１２を駆動させる。コンベア制御部８０は、第１コンベア駆動機構（不図示）を制御して、第１コンベア１６を所定の方向に移動させる。コンベア制御部８０は、第２コンベア駆動機構（不図示）を制御して、第２コンベア１７を所定の方向に移動させる。

荷物持直し制御部８２は、保持状態判定部７２により荷物Ｍを搬送させないと判定された場合、荷物Ｍの保持を解除した後に、再度、荷物Ｍの保持を行わせるための軌道を生成する。具体的には、荷物持直し制御部８２は、荷物Ｍの保持を解除した後において、保持部１３と荷物Ｍとが接触する範囲の基準位置（例えば吸着中心位置）を、荷物の保持を解除する前に保持部１３と荷物Ｍとが接触していた範囲の基準位置よりも、水平方向において荷物Ｍの重心に基づく位置に近づけた後、再度、荷物Ｍを保持する。そして、荷物持直し制御部８２は、生成した軌道を駆動制御部７８に出力する。

ポンプ制御部８４は、吸盤１３ａ付近の気体を吸入する真空ポンプ１９を制御して、吸盤１３ａ内の圧力を調整する。ポンプ制御部８４は、例えば、荷物Ｍの重量や、保持部１３が荷物Ｍを保持している保持状態を示す保持情報に基づいて、真空ポンプ１９の出力を制御する。ポンプ制御部８４は、例えば、荷物Ｍの重量が大きい場合、荷物Ｍの重量が小さい場合に比して、真空ポンプ１９の出力を大きくする傾向に決定し、荷物Ｍの重量が小さい場合、荷物Ｍの重量が大きい場合に比して、真空ポンプ１９の出力を小さくする傾向に決定してもよい。

図４は、制御装置４０により実行される処理（保持状態判定処理）の流れを示すフローチャートである。まず、認識部４２は、荷物検出部１８により撮像された画像に基づいて、搬送対象の荷物Ｍの位置を認識する（ステップＳ１００）。次に、制御部７０は、認識部４２の認識結果に基づいて、搬送対象の荷物Ｍを保持する（ステップＳ１０２）。例えば、駆動制御部７８が、アーム駆動部１２ｄを制御して、吸盤１３ａを荷物Ｍの天面から荷物Ｍに近づけて、荷物Ｍの天面と吸盤１３ａとを接触させる。次に、ポンプ制御部８４が、真空ポンプ１９を制御して、吸盤１３ａに吸着力を発生させて荷物Ｍを保持する。そして、駆動制御部７８が、アーム駆動部１２ｄを制御して、荷物Ｍを保持した状態で所定の高さ（鉛直上方向に数センチ程度）持ち上げる。

次に、吸着力検知部５０は、圧力センサ１４から吸盤１３ａに発生している荷物Ｍを吸着する力である吸着力を取得する（ステップＳ１０４）。次に、重量検知部６０は、力センサ１５から荷物Ｍの重量を取得する（ステップＳ１０６）。次に、保持状態判定部７２は、ステップＳ１０４で取得した吸着力と、ステップＳ１０６で取得した重量とを比較して、吸着力が十分に大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

例えば、保持状態判定部７２は、記憶部９０に格納された判定マップ９２を用いて、吸着力が十分に大きいか否かを判定する。図５は、判定マップ９２の一例を示す図である。図中、縦軸は吸着力Ｐ［Ｐａ］を示し、横軸は荷物の重量Ｗ［ｋｇ］を示している。吸着力Ｐは、下記の式（１）により算出される「−Ｐ」の絶対値である。「ＤＴ」は、圧力センサにより検知された圧力（真空度）［−ｋＰａ］であり、「Ｓ」は、吸盤１３ａの断面積［ｃｍ^２］である。「Ｎ」は、荷物Ｍと接触している吸盤１３ａの数である。
−Ｐ＝ＤＴ×Ｓ×０．１×Ｎ…（１）

なお、上記式（１）を式（１−１）のように変更してもよい。「１/ｎ」は、予め設定された安全率である。
−Ｐ＝ＤＴ×Ｓ×０．１×（１/ｎ）×Ｎ…（１−１）

図示するように、吸着力Ｐが、閾値Ｔｈ以上である場合、吸着力Ｐが十分に大きいと判定される。すなわち、保持状態が安定していると判定される。閾値Ｔｈは、例えば、設定された速度で重量Ｗの荷物Ｍを搬送するのに必要な力（「Ｆ」）に対して、余裕分の吸着力（余裕吸着力α）が加味された値である。閾値Ｔｈは、例えば、下記の式（２）により表される。
Ｔｈ＝Ｆ＋α…（２）

閾値Ｔｈは、荷物Ｍの重量Ｗに対応して設定される。閾値Ｔｈは、荷物の重量Ｗが大きければ、閾値Ｔｈは高い傾向で設定される。例えば荷物の重量Ｗが大きければ、余裕吸着力αは大きくなる傾向で設定される。このように余裕吸着力αが設定されることにより、重い荷物Ｍの保持が不安定な状態で搬送されたり、重い荷物Ｍが落下してしまったりすることが抑制される。重い荷物Ｍが落下すると、荷物Ｍや、落下位置にある荷物Ｍ等が損傷してしまう可能性があるため、より落下のリスクを低減させる必要があるためである。

吸着力が十分に大きければステップＳ１１２の処理に進み、吸着力が十分に大きくなければ、制御部７０が、荷物Ｍを保持し直すために荷物Ｍを、荷物Ｍが置かれていた位置に戻す（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１１０の処理後に、ステップＳ１０２の処理に進んでもよい。

また、ステップＳ１１０の処理後において、保持部１３により荷物Ｍが保持される位置と、前回、保持部１３により荷物Ｍが保持された位置とは異なる位置であってもよい。例えば、制御部７０は、前回、荷物Ｍを保持した位置に対して、今回、保持部１３が荷物Ｍを保持する位置を水平方向に所定距離（例えば数センチ）ずらして、保持部１３に荷物Ｍを保持させる。例えば、荷物Ｍの上面に凹凸が存在し、吸盤１３ａと荷物Ｍとの間に隙間が生じたことで吸着力が低くなっていた場合があるが、保持される位置がずらされることで隙間が減少し吸着力が上昇するためである。

吸着力が十分に大きい場合、吸着位置検知部５２が、吸着中心位置を取得する（ステップＳ１１２）。次に、座標検知部６２が、荷物Ｍの重心に基づく位置を取得する（ステップＳ１１４）。

次に、保持状態判定部７２が、ステップＳ１１２で取得した吸着中心位置と、ステップＳ１１４で取得した重心に基づく位置とを比較して、これらの位置のずれが水平方向において所定距離内であるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。図６は、重心に基づく位置について説明するための図である。座標検知部６２は、力センサから取得した荷物Ｍの重心の二次元座標の位置を位置ＧＧとして検知する。そして、保持状態判定部７２は、吸着位置検知部５２から取得した荷物Ｍと接触している吸盤１３ａを含む対象領域ＡＲにおける吸着中心位置Ｃと、位置ＣＧとのずれが水平方向において所定距離内であるか否かを判定する。位置のずれが所定距離内とは、荷物Ｍを搬送する上で許容することができるずれの上限値であり、例えば吸着中心位置Ｃと、位置ＣＧとが所定距離以内であることである。図６の（ａ）では、吸着中心位置Ｃと、位置ＣＧとのずれが所定距離内でない状態を示している。図６の（ｂ）では、吸着中心位置Ｃと、位置ＣＧとのずれが所定距離内である状態を示している。

上記の所定距離は、荷物の重量、吸着力、荷物Ｍの上面（ＸＹ面）における面積のうち、一以上の要素に応じて変更されてもよい。所定距離は、例えば、荷物の重量が大きい場合、荷物の重量が小さい場合に比して短い傾向に設定される。また、所定距離は、例えば、吸着力が小さい場合、吸着力が大きい場合に比して短い傾向に設定される。また、所定距離は、例えば、上記の面積が大きい場合、面積が小さい場合に比して短い傾向に設定される。この場合、荷物Ｍの搬送中に重心がずれる可能性が高いためである。

位置のずれが所定距離内である場合、保持状態判定部７２は、保持状態が安定していると判定して、後述するステップＳ１２０の処理に進む。位置のずれが所定距離内でない場合、荷物持直し制御部８２が、荷物Ｍが置いてあった元の位置に荷物Ｍを戻し、吸着中心位置と保持状態判定部７２から取得した荷物Ｍの重心に基づく位置とが近づくように荷物Ｍを保持し直すための軌道を生成する（ステップＳ１１８）。そして、駆動制御部７８が、荷物持直し制御部８２により生成された軌道に基づいて、荷物Ｍを保持し直す。なお、ステップＳ１１８の処理後に、ステップＳ１００またはステップＳ１０４の処理に進んでもよい。これにより本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。

なお、上述したフローチャートでは、制御装置４０が、重量および重心の双方に基づいて、荷物Ｍを搬送することができるか否かを判定するものとしたが、これに限定されない。搬送装置４０は、重量または重心に基づいて荷物Ｍを搬送することができるか否かを判定してもよい。

図７は、保持状態判定処理の一部（ステップＳ１０４からステップＳ１１０の処理）を説明するための図である。図示す例では、荷物Ｍは、搬送対象とは異なる荷物Ｍｘの天面に載置されているものとする。制御装置４０は、荷物Ｍｘから荷物Ｍを所定高さまで持ち上げた状態で（ステップＳ１０２、図７上段）、荷物Ｍを吸着している吸着力と、荷物Ｍの重量を取得する（ステップＳ１０４、１０６）。制御装置４０は、荷物Ｍの重量に対して吸着力が十分に大きく、且つ後述する他の条件（ステップＳ１１６）を満たしている場合、荷物Ｍを鉛直上方向に搬送する動作を開始する（ステップＳ１２０、図７中段）。その後、制御装置４０は、荷物Ｍを所定高さだけ持ち上げた後、第1コンベア１６に向けて、荷物Ｍを搬送する（ステップＳ１２０、図７下段左）。一方、制御装置４０は、荷物Ｍの重量に対して吸着力が十分に大きく無い場合、荷物Ｍを元の位置に戻す（ステップＳ１１０、図７下段右）。

図８は、保持状態判定処理の一部（ステップＳ１１２からステップＳ１１８の処理）を説明するための図である。図８の例では、搬送対象の荷物Ｍの天面の一部と、複数の吸盤１３ａのうち所定の吸盤１３ａとが接触した状態で荷物Ｍが持ち上げられ、ステップＳ１０８の判定が肯定的であったものとする（ステップＳ１０８、図８上段）。この場合、制御装置４０は、吸着中心位置Ｃと、荷物Ｍの重心に基づく位置ＣＧとを取得し、これらの位置のずれが所定の距離以内であるか否かを判定する。制御装置４０は、ずれが所定の距離以内であると判定した場合（ステップＳ１１６「ＹＥＳ」、図８（Ａ１））、荷物Ｍを所定高さだけ持ち上げた後、第1コンベア１６に向けて荷物Ｍを搬送する（ステップＳ１２０、図８（Ａ２））。一方、制御装置４０は、ずれが所定の距離以内でないと判定した場合（ステップＳ１１６「ＮＯ」、図８（Ｂ１））、吸着中心位置Ｃと荷物Ｍの重心に基づく位置ＣＧとを近づけ、保持部１３の位置を是正した後に（ステップＳ１１８、図８（Ｂ２））、第1コンベア１６に向けて、荷物Ｍを搬送する（ステップＳ１２０、図８（Ｂ３））。

ここで、一般的な搬送装置が、荷物Ｍを吸着して搬送する場合、保持部１３が荷物を安定した状態で保持しているか、不安定な状態で保持しているかを認識することができなかった。これに対して、本実施形態の搬送装置１は、保持部１３の吸着力と荷物Ｍの重量とを比較し、更に吸着中心位置と、荷物Ｍの重心に基づく位置とを比較して、保持部１３が荷物Ｍを安定した状態で保持しているか否かを判定する。このように、本実施形態の搬送装置１は、重量および位置の観点から判定を行うことにより、より精度よく荷物Ｍの保持状態が安定しているか否かを判定することができ、保持状態が安定している場合は荷物Ｍを搬送する。この結果、搬送装置１は、荷物Ｍを安定して保持した状態で搬送することができる。

図９は、搬送処理の流れを示すフローチャートである。まず、駆動制御部７８が、アーム駆動部１２ｄを制御して、第１コンベア１６に荷物Ｍを搬送するようにアーム１２を制御する（ステップＳ２００）。次に、接触検知部６４が、力センサ１５の検知結果に基づいて、搬送している荷物Ｍ、保持部１３、またはアーム１２と、何らかの物体とが接触したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。物体とは、荷物Ｍを搬送するときに障害となる物体である。物体とは、例えばボックスパレット３や、搬送対象とは異なる荷物Ｍである。例えば、接触検知部６４は、力センサ１５により検知された検知値が直前の検知値に比して、大きく変化した場合（または所定値以上変化した場合）、物体と接触したと判定する。物体と接触したことを検知していない場合、ステップＳ２１０の処理に進む。

物体と接触したことを検知した場合、制御装置４０は、保持状態判定処理の一部（例えばステップＳ１０４からＳ１１０の処理、および／またはステップＳ１１２からＳ１１８の処理）を実行する。これにより、物体と接触した場合に保持部１３が荷物Ｍを保持している状態が不安定となっても、荷物Ｍを保持し直すことができ安定した状態で物体Ｍが保持される。なお、ステップＳ２０４の処理（保持状態判定処理）は省略されてもよい。

次に、荷物持直し制御部８２が、物体との接触を回避する軌道を生成し（ステップＳ２０６）、駆動制御部７８が、生成された軌道に沿って荷物Ｍを搬送する（ステップＳ２０８）。図１０は、物体との接触を回避する軌道に沿って荷物Ｍが搬送される様子を示す図である。例えば、ステップＳ２００において、制御部７０により生成された軌道Ｒ１およびＲ２に沿って保持部１３が搬送するように制御されるものとする。この場合、物体ＯＢが存在し、軌道Ｒ１に沿って、保持部１３が荷物Ｍを搬送すると保持部１３と物体ＯＢとが接触するものとする。このとき、力センサ１５は、保持部１３の上面方向から力ｆが加えられたことを検知する。そして、ステップＳ２０２において、接触検知部６４は、力センサ１５から取得した力ｆの情報によって保持部１３と物体ＯＢとの接触を検知する。また、動作軌道制御部７４は、接触検知部６４から物体ＯＢが存在すると推定される位置を取得し、物体ＯＢを回避して所定の位置に荷物Ｍを搬送するための軌道Ｒ３、Ｒ４を生成する。そして、駆動制御部７８は、生成された軌道Ｒ３、Ｒ４に沿って保持部１３が荷物Ｍを搬送するように制御する。これにより、荷物Ｍは、物体ＯＢを回避して第１コンベア１６に搬送される。

次に、制御部７０が、第１コンベア１６に荷物Ｍが搬送されたか否かを判定する（ステップＳ２１０）。第１コンベア１６に荷物Ｍが搬送されていない場合、ステップＳ２００の処理に戻り、第１コンベア１６に荷物Ｍが搬送された場合、本フローチャートの処理は終了する。

上述した処理によって、搬送装置１は、荷物Ｍを搬送する場合に障害となる物体を回避して、荷物Ｍを第１コンベア１６に搬送することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、荷物Ｍを保持する保持部１３と、保持部１３を移動させるアーム１２と、保持部１３とアーム１２との間に加わる力を検知する力センサ１５と、荷物Ｍを保持した保持部１３の保持状態を示す保持情報を取得する第１取得部（吸着力検知部５０、吸着位置検知部５２）と、第１取得部により取得された保持部１３の保持状態を示す保持情報と、力センサ１５の検知結果とを比較して、荷物Ｍを搬送させるか否かを判定する保持状態判定部７２と、保持状態判定部７２により荷物Ｍを搬送させると判定された場合に、アーム１２に荷物Ｍを搬送させる制御部７０とを持つことにより、荷物を安定して保持した状態で搬送することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…搬送装置、１２ｄ…アーム駆動部、１３…保持部、１３ａ…吸盤、１４…圧力センセ、１５…力センサ、４０…制御装置、５０…吸着力検知部、５２…吸着位置検知部、６０…重量検知部、６２…座標検知部、６４…接触検知部、７０…制御部、７２…保持状態判定部、７４…動作軌道制御部、７６…動作速度制御部、７８…駆動制御部、８０…コンベア制御部、８２…荷物持直し制御部、Ｍ…荷物

Claims (9)

1. 荷物を保持する保持部と、
   前記保持部を移動させる駆動部と、
   前記保持部と前記駆動部との間に加わる力を検知する力センサと、
   前記荷物を保持した前記保持部の保持状態を示す保持情報を取得する第１取得部と、
   前記第１取得部により取得された保持状態を示す保持情報と、前記力センサの検知結果とに基づいて、前記荷物を搬送させるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記荷物を搬送させると判定された場合に、前記駆動部に前記荷物を搬送させる制御部と、
   を備える搬送装置。
2. 前記力センサの検知結果に基づいて、前記荷物の重量を取得する第２取得部を、更に備え、
   前記第１取得部は、前記保持状態を示す保持情報として前記保持部の保持力を取得し、
   前記判定部は、前記第２取得部により取得された荷物の重量と、前記保持部の保持力とを比較して、前記保持部の保持力において、前記荷物を搬送させるか否かを判定する、
   請求項１記載の搬送装置。
3. 前記判定部は、前記保持部の保持力が、前記荷物の重量に対応して設定された閾値以上である場合、前記荷物を搬送させると判定する、
   請求項２記載の搬送装置。
4. 前記制御部は、前記判定部により前記荷物を搬送させないと判定された場合、前記駆動部および前記保持部を制御して、前記荷物の保持を解除した後に、再度、前記荷物の保持を行わせる、
   請求項１から３のうちいずれか１項記載の搬送装置。
5. 前記力センサの検知結果に基づいて、前記荷物の重心に基づく位置を取得する第３取得部を、更に備え、
   前記第１取得部は、前記保持状態を示す保持情報として前記保持部と前記荷物とが接触している範囲を取得し、
   前記判定部は、前記第３取得部により取得された荷物の重心に基づく位置と、前記保持部と前記荷物とが接触している範囲とを比較して、前記保持部と荷物とが接触している範囲を維持した状態で、前記荷物を搬送させるか否かを判定する、
   請求項１から４のうちいずれか１項記載の搬送装置。
6. 前記判定部は、前記第３取得部により取得された荷物の重心に基づく位置と、前記保持部と前記荷物とが接触している範囲の基準位置とのずれが水平方向において所定距離内である場合、前記荷物を搬送させると判定する、
   請求項５記載の搬送装置。
7. 前記制御部は、前記判定部により前記荷物を搬送させないと判定された場合、前記保持部および前記駆動部を制御して、前記荷物の保持を解除した後において、前記保持部と前記荷物とが接触する範囲の基準位置を、前記荷物の保持を解除する前に前記保持部と前記荷物とが接触していた範囲の基準位置よりも、水平方向において前記荷物の重心に基づく位置に近づけた後、再度、前記荷物を保持する、
   請求項５または請求項６記載の搬送装置。
8. 前記駆動部が制御され前記荷物が所定の軌道に沿って搬送されている期間において、前記力センサの検知結果に基づいて、前記保持部に対して外部から加えられる力を取得する検知部を、更に備え、
   前記制御部は、前記検知部により取得された結果に基づいて、前記駆動部を制御して、前記所定の軌道を変更した軌道に沿って前記荷物を搬送させる、
   請求項１から７のうちいずれか１項記載の搬送装置。
9. コンピュータに、
   荷物を保持する保持部の荷物の保持状態を示す保持情報を取得させ、
   前記取得させた前記保持部の保持状態を示す保持情報と、前記保持部と前記保持部を移動させる駆動部との間に加わる力を検知する力センサの検知結果とに基づいて、前記荷物を搬送させるか否かを判定させ、
   前記荷物を搬送させると判定された場合に、前記駆動部に前記荷物を搬送させる、
   搬送プログラム。