JP2021075381A - 荷積み装置 - Google Patents

Abstract

【課題】荷積み動作の効率を向上可能な荷役装置を提供することである。【解決手段】実施形態によれば、荷積み装置は、搬送部と、姿勢変更装置と、取得部と、保持部と、移動装置と、制御部と、を備える。前記搬送部は、荷物を搬送する。前記姿勢変更装置は、前記搬送部に設けられ、前記荷物の姿勢を変更する。前記取得部は、前記荷物の荷物情報を取得する。前記保持部は、前記荷物を保持する。前記移動装置は、前記保持部を移動させる。前記制御部は、記取得部が取得した前記荷物情報に基づいて前記荷物の荷積み先の荷積み位置を算出し、当該荷積み位置に前記荷物を載置するに適した姿勢に前記荷物の姿勢を変更するよう前記姿勢変更装置を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、荷積み装置に関する。

従前から、複数の荷物をロールボックスパレット等の荷積み先に荷積みする荷積み装置が知られている。この種の荷役装置は、ベルトコンベア等のコンベアにより搬送された荷物を、吸着部またはロボットハンド等の保持装置により保持して、荷積み先に移動する。そして、荷積み先で保持部による荷物の保持を解除することで、荷物を荷積み先に荷積みする。

特開昭５８−２１６８３０号公報

本発明が解決しようとする課題は、荷積み動作の効率を向上可能な荷積み装置を提供することである。

実施形態によれば、荷積み装置は、搬送部と、姿勢変更装置と、取得部と、保持部と、移動装置と、制御部と、を備える。前記搬送部は、荷物を搬送する。前記姿勢変更装置は、前記搬送部に設けられ、前記荷物の姿勢を変更する。前記取得部は、前記荷物の荷物情報を取得する。前記保持部は、前記荷物を保持する。前記移動装置は、前記保持部を移動させる。前記制御部は、記取得部が取得した前記荷物情報に基づいて前記荷物の荷積み先の荷積み位置を算出し、当該荷積み位置に前記荷物を載置するに適した姿勢に前記荷物の姿勢を変更するよう前記姿勢変更装置を制御する。

一実施形態に係る荷役装置の構成を示す斜視図。 同荷役装置の構成を示す説明図。 同荷役装置の構成を示すブロック図。 同荷役装置に用いられる引込コンベアの構成を示す斜視図。 同引込コンベアによる荷物の姿勢の調整動作を示す斜視図。 同荷役装置により荷物が荷積みされるロールボックスパレットの荷積み状況を示す斜視図。 同荷役装置の動作の一例を示す流れ図。 同荷役装置の動作の一例を示す流れ図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同引込コンベアの動作の一例を示す説明図。 同荷役装置に用いられるメインコンベアから荷物を同ロールボックスパレットに移動する動作を示す説明図。 同荷役装置に用いられるメインコンベアから荷物を同ロールボックスパレットに移動する動作を示す説明図。

一実施形態に係る荷役装置１０を、図１乃至図２１を用いて説明する。図１は、荷役装置１０の構成を示す斜視図である。図２は、荷役装置１０の構成を示す説明図である。図３は、荷役装置１０の構成を示すブロック図である。図４は、荷役装置１０に用いられる引込コンベア７１の構成を示す斜視図である。図５は、引込コンベア７１の動作を示す斜視図である。図６は、荷役装置１０により荷物１が荷積みされるロールボックスパレット２の荷積み状況を示す斜視図である。図７及び図８は、荷役装置１０の動作の一例を示す流れ図である。

図１乃至図３に示すように、荷役装置１０は、荷物１を荷積み先に移動する装置本体２０と、装置本体２０の側方に配置され、荷物１を装置本体２０に搬送する外置きコンベア７０と、メイン制御装置１２０と、を備える。荷役装置１０は、外置きコンベア７０により搬送された荷物１を、メイン制御装置１２０により決定された、荷積み先の荷積み位置ＳＰに、装置本体２０により移動する。

ここで、装置本体２０からロールボックスパレット２へ向かう方向を前方向として、前後方向を定義する。また、重力方向を下方向として上下方向を定義する。また、前後方向及び上下方向のそれぞれ２方向に直交する方向を左右方向とする。

ここで、荷積み先について説明する。荷積み先は、図１に示すように、例えば、ロールボックスパレット２である。ロールボックスパレット２は、底壁部２ａと、３方を囲む側壁２ｂと、を備える箱状に構成される。ロールボックスパレット２は、装置本体２０の、後述される配置部４に配置される。

装置本体２０は、外置きコンベア７０により搬送された荷物１を、ロールボックスパレット２に荷積み可能に構成される。ここで言う荷積みとは、荷物１を、ロールボックスパレット２内の荷積み位置ＳＰに移動することである。また、装置本体２０は、ロールボックスパレット２に荷積みされた荷物１を、荷下ろし可能に構成される。ここで言う荷下ろしとは、荷物１をロールボックスパレット２からロールボックスパレット２の外に移動することである。

装置本体２０は、例えば、躯体２１と、メインコンベア２２と、位置決め装置２３と、第１の昇降装置２４と、センサ２５と、保持装置３０と、移動装置４０と、第１の検出装置５０と、第１の制御部６０と、を備える。

装置本体２０は、外置きコンベア７０により搬送された荷物１をメインコンベア２２により搬送し、位置決め装置２３により荷物１をメインコンベア２２上の荷積み準備位置ＰＰに位置決めし、保持装置３０により荷積み準備位置ＰＰの荷物１を保持し、移動装置４０により、荷物１を保持した保持装置３０を、ロールボックスパレット２内の荷積み位置ＳＰ（図６及び図２０に示す）に移動する。

躯体２１は、第１の躯体２１ａと、第１の躯体２１ａの側方、例えば前方に配置される第２の躯体２１ｂと、を備える。第１の躯体２１ａは、例えば、直方体のフレーム状に構成される。第１の躯体２１ａは、内部に、メインコンベア２２、位置決め装置２３、及び第１の昇降装置を、内部に収容する。また、第１の躯体２１ａは、保持装置３０が支持される。第２の躯体２１ｂは、内部にロールボックスパレット２を配置可能に構成される。

メインコンベア２２は、外置きコンベア７０から搬送された荷物１を、荷積み準備位置ＰＰまで搬送可能に構成される。メインコンベア２２は、例えば、ベルトコンベアである。メインコンベア２２は、例えば、ベルト２２ａと、ベルト２２ａを駆動する駆動部２２ｂと、を備える。メインコンベア２２の荷物１の搬送方向は、例えば左右方向である。

位置決め装置２３は、メインコンベア２２上の荷物１の移動を、荷積み準備位置ＰＰで規制することで、荷物１を荷積み準備位置ＰＰに位置決め可能に構成される。位置決め装置２３は、例えば、メインコンベア２２による荷物１の搬送面を、メインコンベア２２による荷物１の搬送方向に沿って移動可能なストッパ２３ａと、ストッパ２３ａを駆動する駆動部２３ｂと、を備える。ストッパ２３ａは、荷物１が当接される当接面２３ｃを有する。当接面２３ｃは、メインコンベア２２による荷物１の搬送方向に直交する平面に形成される。

第１の昇降装置２４は、メインコンベア２２を、上下方向に移動可能に構成される。また、第１の昇降装置２４は、メインコンベア２２を、上下方向の所定の高さ位置に保持可能に構成される。第１の昇降装置２４は、例えば、２つの回転軸２４ａと、２つの回転軸２４ａを回転する駆動部２４ｂと、回転軸２４ａにより駆動される駆動ベルト２４ｃと、を備える。第１の昇降装置２４は、駆動ベルト２４ｃによりメインコンベア２２を支持し、駆動部２４ｂにより回転軸２４ａを回転することで、駆動ベルト２４ｃを介してメインコンベア２２を昇降し、メインコンベア２２を所定位置で保持する。

センサ２５は、荷物１がストッパ２３ａに当接する位置まで搬送されたことを検出可能に構成される。センサ２５は、例えばレーザーレンジファインダである。

保持装置（保持部）３０は、荷物１を保持可能に、かつ当該保持を解除可能に構成される。保持装置３０は、例えば、荷物１を挟持することで荷物１を保持可能に構成される。保持装置３０は、例えば、挟持機構３１と、駆動部３２と、を備える。

挟持機構３１は、一対の挟持部３３を有し、これら一対の挟持部３３の少なくとも一方が接離する方向に移動することで、荷物１を挟持可能に構成される。一対の挟持部３３の互いに対向する面３３ａは、平行な平面に構成される。

駆動部３２は、挟持機構３１を駆動可能に構成される。また、駆動部３２は、挟持機構３１を、上下方向に平行な回転軸回りに回転可能に構成される。

移動装置４０は、保持装置３０をメインコンベア２２及びロールボックスパレット２の間で移動可能に構成される。移動装置４０は、例えば、保持装置３０を、上下方向及び水平方向に移動可能に構成される。

移動装置４０は、具体例として、第１のアーム４２と、第１の駆動部４３と、第２のアーム４４と、第２の駆動部４５と、第３の駆動部４６と、を備える。

第１のアーム４２は、例えば躯体２１に、左右方向に移動可能に支持される。第１のアーム４２は、第２のアーム４４を上下方向に移動可能に支持する。第１の駆動部４３は、第１のアーム４２を、左右方向に移動可能に構成される。

第２のアーム４４の例えば先端の近傍に、保持装置３０が固定される。第２のアーム４４は、例えば前後方向に伸縮可能な構成を有し、保持装置３０を前後方向に移動可能に構成される。

第２の駆動部４５は、第２のアーム４４を、第１のアーム４２に対して上下方向に移動可能に構成される。第３の駆動部４６は、第２のアーム４４を前後方向に伸縮可能に構成される。

第１の検出装置５０は、ロールボックスパレット２内の荷積み状況を検出可能に構成される。ロールボックスパレット２内の荷積み状況は、ロールボックスパレット２内の載置面２ｃの形状を含む。ロールボックスパレット２内の載置面２ｃとは、荷物１が載置可能な面である。ロールボックスパレット２内の載置面２ｃの形状は、ロールボックスパレット２内に荷物１が荷積みされることで、変化する。ロールボックスパレット２内に荷物１が荷積みされている状態では、載置面２ｃは、荷物１の上面１ｂを含む。

また、第１の検出装置５０は、載置面２ｃの高さを検出可能に構成される。第１の検出装置５０は、例えば、３Ｄカメラである。第１の検出装置５０は、例えば、第２の躯体２１ｂの上部に設置される。第１の検出装置５０は、検出結果を、メイン制御装置１２０に送信する。

第１の制御部６０は、メイン制御装置１２０から送信される荷積み位置ＳＰの情報に基づいて、メインコンベア２２の駆動部２２ｂ、保持装置３０の駆動部３２、及び移動装置４０の駆動部４３，４５，４６を制御可能に構成される。

外置きコンベア７０は、荷役装置１０の外から荷物１をメインコンベア２２に搬送可能に構成される。また、外置きコンベア７０は、メインコンベア２２から搬送された荷物１を、荷役装置１０の外に搬送可能に構成される。

外置きコンベア７０は、例えば、荷役装置１０が設置される設置現場のコンベア６から荷物１が搬送される。また、外置きコンベア７０は、荷物１の姿勢を、ロールボックスパレット２の荷積み位置ＳＰに荷積みするに適した荷積み姿勢に調整可能に構成される。

外置きコンベア７０は、例えば、引込コンベア７１と、昇降コンベア９０と、第２の検出装置１００と、第２の制御部１１０と、を備える。
引込コンベア７１は、装置本体２０の側方、例えば右側に配置される。引込コンベア７１は、コンベア６に連結される。引込コンベア７１は、例えば、第３の躯体７２と、コンベア本体７３と、姿勢変更装置７４と、第１のシャッタ７５と、第２のシャッタ７６と、第１のセンサ８３と、第２のセンサ８４と、を備える。

第３の躯体７２は、例えば、土台７２ａと、フレーム７２ｂと、を備える。土台７２ａは、例えば、第１の躯体２１ａの右側に配置される。フレーム７２ｂは、土台７２ａ上に設けられる。

コンベア本体７３は、第３の躯体７２内に配置される。コンベア本体７３は、荷物１を搬送する搬送部の一例である。コンベア本体７３は、コンベア６及び昇降コンベア９０の間で荷物１を搬送可能に構成される。コンベア本体７３は、例えば、荷物１を前後方向に搬送可能に構成される。コンベア本体７３は、例えば、複数の回転軸７３ａと、コンベアローラ７３ｂと、駆動部７３ｃと、を備える。

複数の回転軸７３ａは、荷物１の搬送方向に直交する方向に平行となる姿勢で荷物１の搬送方向に並んで設けられる。コンベアローラ７３ｂは、複数の回転軸７３ａのそれぞれに、複数固定される。複数のコンベアローラ７３ｂは、回転軸７３ａと一体に回転する。駆動部７３ｃは、複数の回転軸７３ａをそれぞれ回転可能に構成される。なお、回転軸７３ａ及びコンベアローラ７３ｂは、コンベア本体７３の中央を避けた位置に配置される。

姿勢変更装置７４は、コンベア本体７３上に載置される荷物１の姿勢を変更可能に構成される。すなわち、姿勢変更装置７４は、荷物１の搬送路に設けられる。姿勢変更装置７４は、例えばターンテーブルであり、荷物１を上下方向に平行な回転軸回りに回転することで、荷物１の姿勢を変更可能に構成される。

姿勢変更装置７４は、例えば、テーブル本体７７と、回転軸７８と、駆動部７９と、を備える。テーブル本体７７は、コンベア本体７３の例えば中央部に配置される。テーブル本体７７は、複数のコンベアローラ７３ｂの間に配置可能な格子状に構成される。また、テーブル本体７７の上下方向の厚みは、回転軸７３ａからコンベアローラ７３ｂの上端までの距離よりも短い厚みに設定されている。

回転軸７８は、テーブル本体７７の下端に固定される。回転軸７８は、コンベア本体７３の中央に配置される。

駆動部７９は、図４及び図１３に示すように、テーブル本体７７を、テーブル本体７７が複数のコンベアローラ７３ｂ間に配置されることでテーブル本体７７の上端がコンベアローラ７３ｂの上端より低い第１の退避位置Ｐ１と、テーブル本体７７の下端がコンベアローラ７３ｂの上端よりも高い第１の突出位置Ｐ２と、の間で移動可能に構成される。第１の突出位置Ｐ２は、テーブル本体７７の下端とコンベアローラ７３ｂの上端との間に人の指が入らない程度の隙間を有する位置である。

駆動部７９は、例えば、回転軸７８を上下方向に移動可能に、且つ回転軸７８を回転軸７８の軸線回りに回転可能に構成される。

第１のシャッタ７５は、コンベア６からコンベア本体７３に荷物１が移動することを防止可能に構成される。第１のシャッタ７５は、例えば、コンベア本体７３及びコンベア６の間に設けられる。第１のシャッタ７５は、第１のシャッタ本体７５ａと、駆動部７５ｂと、を備える。

第１のシャッタ本体７５ａは、第１のシャッタ本体７５ａの上端がコンベア本体７３の搬送面より低い第２の退避位置Ｐ３と、第１のシャッタ本体７５ａの上端がコンベア本体７３の搬送面より高い第２の突出位置Ｐ４と、の間で移動可能に構成される。第２の突出位置Ｐ４は、荷物１に当接することで、コンベア６からコンベア本体７３に荷物１が移動することを防止可能な位置である。
駆動部７５ｂは、第１のシャッタ本体７５ａを駆動可能に構成される。

第２のシャッタ７６は、引込コンベア７１から昇降コンベア９０に荷物１が移動することを防止可能に構成される。また、第２のシャッタ７６は、荷物１に当接することで、荷物１の姿勢を基本姿勢に変更可能に構成される。なお、ここで言う基本姿勢は、荷物１の前面１ａが、引込コンベア７１による搬送方向に直交する平面となる姿勢である。

第２のシャッタ７６は、例えば、第２のシャッタ本体７６ａと、駆動部７６ｂと、を備える。第２のシャッタ本体７６ａは、荷物１の前面１ａに当接する当接面７６ｃを有する。当接面７６ｃは、コンベア本体７３による荷物１の搬送方向に直交する平面に形成される。

第２のシャッタ本体７６ａは、例えば、コンベア本体７３の搬送方向で、コンベア本体７３の昇降コンベア９０側の一端と、テーブル本体７７と、の間に配置される。具体的には、第２のシャッタ本体７６ａは、コンベア本体７３の搬送方向で隣接する複数のコンベアローラ７３ｂ間に配置される。

第２のシャッタ本体７６ａは、図１６に示すように第２のシャッタ本体７６ａの上端がコンベア本体７３の搬送面より低い第３の退避位置Ｐ５と、図９に示すように第２のシャッタ本体７６ａの上端がコンベア本体７３の搬送面よりも高い第３の突出位置Ｐ６と、の間で移動可能に構成される。第３の突出位置Ｐ６は、荷物１に当接することで、荷物１の移動を規制可能な位置である。
駆動部７６ｂは、第２のシャッタ本体７６ａを駆動可能に構成される。

第１のセンサ８３は、荷物１が第１のシャッタ７５の上方を通過したことを検出可能に構成される。ここで言う通過は、コンベア６から引込コンベア７１に移動が完了したこと、及び、引込コンベア７１からコンベア６に移動が完了したことである。第１のセンサ８３は、例えば透過センサである。

第２のセンサ８４は、荷物１が第２のシャッタ本体７６ａの当接面７６ｃに当接する位置まで搬送されたことを検出可能に構成される。第２のセンサ８４は、例えば透過センサである。

また、引込コンベア７１は、テーブル本体７７が第１の突出位置Ｐ２から第１の退避位置Ｐ１に移動するときに、テーブル本体７７がコンベア本体７３に干渉することを防止可能な移動規制部８０を備える。

移動規制部８０は、例えば、挿入部８１と、挿入部８１が挿入可能な被挿入部８２と、を備える。挿入部８１は、図９に示すように、回転軸７８の軸方向の中途部に設けられるフランジから下方に延出する突起形状に構成され、少なくとも１つ、例えば複数設けられる。被挿入部８２は、土台７２ａに形成された、挿入部８１の一部を収容可能な孔である。被挿入部８２は、テーブル本体７７が第１の突出位置Ｐ２にある状態であって、テーブル本体７７が上下方向にコンベアローラ７３ｂと干渉しない位置にあるときに、挿入部８１と上下方向に対向する位置に配置される。

少なくとも被挿入部８２は、テーブル本体７７が格子状に構成されることから、例えば回転軸７８回りに９０度離間し設けられている。すなわち、テーブル本体７７は９０度回転するごとに複数のコンベアローラ７３ｂ間に配置可能となることから、少なくとも被挿入部８２が、９０度離間して設けられる。

昇降コンベア９０は、メインコンベア２２及び引込コンベア７１の間で荷物１を搬送可能に構成される。昇降コンベア９０は、コンベア本体９１と、駆動部９２と、ストッパ９３と、第２の昇降装置９４と、第３のセンサ９５と、を備える。

コンベア本体９１は、荷物１の搬送方向として、例えば、引込コンベア７１による荷物１の搬送方向に平行な方向、及び、メインコンベア２２による荷物１の搬送方向に平行を切り替え可能に構成される。コンベア本体９１は、例えば直角分岐コンベアである。
駆動部９２は、コンベア本体９１を駆動可能に構成される。

ストッパ９３は、コンベア本体９１の搬送面に設けられる。ストッパ９３は、例えば、コンベア本体９１による荷物１の搬送方向でコンベア本体９１の引込コンベア７１とは反対側の一端に設けられる。ストッパ９３は、荷物１の前面１ａに当接する当接面９３ａを有する。当接面９３ａは、前後方向に直交する平面に構成される。

第２の昇降装置９４は、コンベア本体９１を上下方向に移動可能に構成される。第２の昇降装置９４は、例えば、コンベア本体９１を上下方向に移動可能に支持する支持部９４ａと、支持部９４ａを駆動する駆動部９３ｂと、を備える。

第３のセンサ９５は、荷物１がストッパ９３の当接面９３ａに当接する位置まで搬送されたことを検出可能に構成される。第３のセンサ９５は、例えば透過センサである。

第２の検出装置１００は、コンベア本体７３上の荷物１の形状を検出可能に構成される。第２の検出装置１００は、荷物１の荷物情報を取得する取得部の一例である。なお、荷物１の形状は、荷物情報の一例である。第２の検出装置１００は、例えば、基本姿勢にある荷物１の上面１ｂの前後方向に沿う第１の寸法、基本姿勢にある荷物１の上面１ｂの左右方向に沿う第２の寸法、及び高さ寸法を検出可能に構成される。

第２の検出装置１００は、例えば、上面１ｂを撮影可能なカメラと、荷物１の高さ寸法を検出可能なレーザーレンジファインダと、を備える。第２の検出装置１００は、例えばフレーム７２ｂの上部に設置される。第２の検出装置１００は、検出結果をメイン制御装置１２０の計画制御部１２２に送信する。

第２の制御部１１０は、引込コンベア７１の駆動部７３ｃ、姿勢変更装置７４の駆動部７９、及び昇降コンベア９０の駆動部９２，９４ｂを制御可能に構成される
メイン制御装置１２０は、図３に示すように、認識部１２１と、計画制御部１２２と、記憶部１２３と、を備える。

認識部１２１は、第１の検出装置５０及び第２の検出装置１００のそれぞれから、検出結果が送信される。認識部１２１は、第１の検出装置５０の結果より、ロールボックスパレット２の載置面２ｃの形状を検出する。

また、認識部１２１は、第２の検出装置１００の検出結果に基づいて、引込コンベア７１のコンベア本体７３に載置された荷物１の、基本姿勢のときの上面１ｂの第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法を検出する。認識部１２１は、検出結果を、計画制御部１２２に送信する。

計画制御部１２２は、装置本体２０の第１の制御部６０、及び外置きコンベア７０の外置き第２の制御部１１０に信号を送信可能に構成される。

計画制御部１２２は、認識部１２１から送信される、ロールボックスパレット２の載置面２ｃの形状、並びに、引込コンベア７１上の基本姿勢にある荷物１の上面１ｂの第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法に基づいて、載置面２ｃの荷積み位置ＳＰを決定し、荷積み計画を作成する。荷積み計画とは、荷積み位置ＳＰでの荷物１の姿勢である。

具体的には、計画制御部１２２は、記憶部１２３に記憶されたプランに従って荷物１を載置面２ｃに荷積みする。

計画制御部１２２は、例えば、記憶部１２３に記憶されたプランに基づいて、載置面２ｃの荷物１を積む領域を決定し、当該領域内の荷物１を積む荷積み位置ＳＰを決定する。また、計画制御部１２２は、荷積み計画の情報を、第２の制御部１１０に送信する。

次に、荷役装置１０の動作の一例を、図７乃至図２１を用いて説明する。
図７に示すように、計画制御部１２２が、上位のシステム、例えば、コンベア６により荷物１を荷役装置１０に搬送する別のシステムから荷物１の荷積みの指示を受信するまでは（ステップＳＴ１のＮＯ）、図９に示すように、駆動部７５ｂが駆動されることで第１のシャッタ本体７５ａは第２の突出位置Ｐ４に移動され、駆動部７６ｂが駆動されることで第２のシャッタ本体７６ａは第３の突出位置Ｐ６に移動され、駆動部７９が駆動されることで、テーブル本体７７は第１の退避位置Ｐ１に移動される。

第１のシャッタ本体７５ａが第２の突出位置Ｐ４に移動されることで、コンベア６から搬送される荷物１が第１のシャッタ本体７５ａによりせき止められて引込コンベア７１に荷物１が侵入することが規制される。

計画制御部１２２は、上位のシステムから荷物１の荷積みの指示を受信すると（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、ロールボックスパレット２内の荷積み状況、及び引込コンベア７１上の荷物１の形状を検出する（ステップＳＴ２）。

具体的には、計画制御部１２２は、認識部１２１に、ロールボックスパレット２の荷積み状況の検出の要求信号を送信する。

そして、認識部１２１は、計画制御部１２２から信号を受けると、第１の検出装置５０に、ロールボックスパレット２内の撮影を指示する。認識部１２１は、第１の検出装置５０の撮影した映像を画像処理し、載置面２ｃの形状を検出する。認識部１２１は、検出結果を計画制御部１２２に送信する。

また、計画制御部１２２は、上位システムから荷物取り込みの指示を受けると、ロールボックスパレット２に次に荷積みする荷物１の、基本姿勢での上面１ｂの第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法を検出する為に、第２の制御部１１０に信号を送信する。

第２の制御部１１０は、計画制御部１２２から信号を受信すると、図１０に示すように、第１のシャッタ７５の駆動部７５ｂを駆動して、第１のシャッタ本体７５ａを第２の突出位置Ｐ４から第２の退避位置Ｐ３に移動する。また、第２の制御部１１０は、コンベア本体７３の駆動部７３ｃを駆動して、複数のコンベアローラ７３ｂを回転する。

第１のシャッタ本体７５ａが第２の退避位置Ｐ３に移動することで、コンベア６から荷物１がコンベア本体７３に移動される。コンベア本体７３に移動した荷物１は、複数のコンベアローラ７３ｂが回転することで、昇降コンベア９０側に搬送される。

また、図１１に示すように、第２の制御部１１０は、第１のセンサ８３により、１つの荷物１が第１のシャッタ本体７５ａの上方を通過したことを検出すると、駆動部７５ｂを駆動して第１のシャッタ本体７５ａを、第２の退避位置Ｐ３から第２の突出位置Ｐ４に移動する。第１のシャッタ本体７５ａが第２の突出位置Ｐ４に移動されることで、第１のシャッタ本体７５ａにより、コンベア６からの荷物１が引込コンベア７１に移動することが防止される。

次に、図１２及び図１３に示すように、第２の制御部１１０は、第２のセンサ８４により、荷物１が第２のシャッタ本体７６ａの当接面７６ｃに当接する位置まで搬送されたことを検出すると、その後所定時間が経過した後に、コンベアローラ７３ｂの回転を停止するべく駆動部７３ｃの駆動を停止する。

ここで言う所定時間は、荷物１が第２のシャッタ本体７６ａの当接面７６ｃに当接することで、荷物１の搬送方向で前面１ａが当接面７６ｃに面接触し、前面１ａが搬送方向に直交する姿勢となる時間である。例えば、荷物１の前面１ａが、搬送方向に対して傾斜する姿勢で第２のシャッタ本体７６ａの当接面７６ｃに当接した場合であっても、前面１ａが当接面７６ｃに当接後、コンベアローラ７３ｂの回転が所定時間継続されることで、荷物１の前面１ａが、搬送方向に直交する基本姿勢となる。所定時間は、実験等により適切な時間が得られる。第２の制御部１１０は、駆動部７３ｃの駆動を停止すると、駆動部７３ｃを停止したことを示す信号を計画制御部１２２に送信する。

計画制御部１２２は、第２の制御部１１０から駆動部７３ｃの停止の信号を受信すると、認識部１２１に、基本姿勢にある荷物１の各種寸法の検出の要求信号を送信する。

認識部１２１は、計画制御部１２２から信号を受信すると、第２の検出装置１００の検出結果に基づいて、基本姿勢にある荷物１の上面１ｂの第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法を検出する。認識部１２１は、上面１ｂの第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法を検出すると、検出結果を計画制御部１２２に送信する。

計画制御部１２２は、認識部１２１より、荷物１の第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法の情報を受信すると、ロールボックスパレット２の載置面２ｃでの荷物１の荷積み位置ＳＰを決定する（ステップＳＴ３）。計画制御部１２２は、具体的には、記憶部１２３に記憶された荷積みプラン、第１の検出装置５０により検出されたロールボックスパレット２の載置面２ｃの形状、並びに、第２の検出装置１００により検出された基本姿勢にある荷物１の第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法に基づいて、荷物１のロールボックスパレット２の載置面２ｃでの荷積み位置ＳＰを決定する。

次に、計画制御部１２２は、荷積み位置ＳＰでの荷物１の荷積み姿勢である荷積み計画を作成する（ステップＳＴ４）。計画制御部１２２は、例えば、荷積み位置ＳＰに、メインコンベア２２から荷物１を回転することなく水平方向の移動のみで移動したときの姿勢であって、荷物１がロールボックスパレット２から出ることなく安定して配置される姿勢を、荷積み計画として作成する。

次に、計画制御部１２２は、荷積み計画と基本姿勢とが同じであるか否かを判断する（ステップＳＴ５）。計画制御部１２２は、荷物１の基本姿勢と荷積み計画とが異なる場合（ステップＳＴ５のＹＥＳ）は、荷積み計画を、第２の制御部１１０に送信する。なお、計画制御部１２２は、引込コンベア７１上の荷物１の基本姿勢が、荷積み姿勢と同じ姿勢であると判断すると（ステップＳＴ５のＮＯ）であると、荷物１の姿勢の維持する判断をする。

第２の制御部１１０は、荷積み計画を受信すると、荷積み計画に基づいて、姿勢変更装置７４の駆動部７９を駆動して荷物１の姿勢を変更する（ステップＳＴ６）。第２の制御部１１０は、具体的には、図１４に示すように、駆動部７９を駆動して回転軸７８を上方に移動する。

回転軸７８が上方に移動されることで、テーブル本体７７が上方に移動する。テーブル本体７７が上方に移動することで、荷物１がテーブル本体７７によりコンベア本体７３の搬送面に対して上方に移動する。また、テーブル本体７７の下端が搬送面より上方に移動すると、挿入部８１が被挿入部８２から上方に移動する。

第２の制御部１１０は、図１４乃至図１６に示すように、テーブル本体７７が第１の突出位置Ｐ２に移動すると、駆動部７９を制御して、回転軸７８、テーブル本体７７及び荷物１を一体に９０度回転する。このとき、第２の制御部１１０は、荷物１が第２のシャッタ本体７６ａに干渉することを防止する為に、駆動部７６ｂを駆動して、第２のシャッタ本体７６ａを第３の退避位置Ｐ５に移動する。

図１７及び図１８に示すように、荷物１の姿勢は、基本姿勢から９０度回転されることで、荷積み姿勢に変更される。図１７及び図１８に示すように、テーブル本体７７が９０度回転された状態では、挿入部８１が被挿入部８２に上下方向に対向配置される。

次に、第２の制御部１１０は、姿勢変更装置７４が正常に駆動したか否かを判断する（ステップＳＴ７）。第２の制御部１１０は、例えば、回転軸７８を９０度回転できなかったと判断すると、姿勢変更装置７４が正常に駆動しなかったと判断する（ステップＳＴ７のＮＯ）。そして、第２の制御部１１０は、駆動部７６ｂの駆動を停止して、計画制御部１２２に信号を送信する。なお、駆動部７６ｂは例えば回転軸７８の回転角度を検出可能なセンサを有しており、第２の制御部１１０は、所定の時間内に回転軸７８が９０度回転されなかったことを検出すると、回転軸７８を９０度回転できなかったと判断する。ここで言う所定時間は、回転軸７８を９０度回転する時間である。

計画制御部１２２は、本実施形態においては回転軸７８を９０度回転できなかった場合は、姿勢変更装置７４に異常が生じたと判断して、荷役装置１０の動作を停止する（ステップＳＴ８）。計画制御部１２２は、荷物１を荷積み姿勢に変更できなかった場合は、警告を、警報装置に送信してもよい。警報装置は、例えば、音により警報するスピーカや、光により警報するライトである。

第２の制御部１１０は、姿勢変更装置７４が正常に駆動したと判断すると（ステップＳＴ７のＹＥＳ）、本実施形態においてはテーブル本体７７が９０度回転されたと判断すると、駆動部７９を制御して、テーブル本体７７を第１の突出位置Ｐ２から第１の退避位置Ｐ１に移動する。テーブル本体７７が格子状に構成されることから、テーブル本体７７は複数のコンベアローラ７３ｂ間の隙間を通り、第１の退避位置Ｐ１に移動される。

また、図１９に示すように、挿入部８１は、テーブル本体７７が第１の突出位置Ｐ２から第１の退避位置Ｐ１に移動する過程で、被挿入部８２に収容される。テーブル本体７７が第１の退避位置Ｐ１に移動されると、荷物１は、コンベア本体７３上に載置される。

第２の制御部１１０は、テーブル本体７７が第１の退避位置Ｐ１に移動されると、駆動部７９の駆動を停止する。第２の制御部１１０は、駆動部７９の駆動を停止すると、駆動部７９の駆動を停止したことを示す信号を計画制御部１２２に送信する。

次に、計画制御部１２２は、荷物１の姿勢が荷積み姿勢であるか否かを判断する（ステップＳＴ９）。具体的には、計画制御部１２２は、駆動部７９から信号を受信すると、認識部１２１により、荷物１の第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法の検出の要求信号を送信する。認識部１２１は、計画制御部１２２から信号を受信すると、第２の検出装置１００により、コンベア本体７３に載置された荷物１を撮影する。認識部１２１は、第２の検出装置１００により撮影された画像情報に基づいて、荷物１の第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法を検出し、検出結果を計画制御部１２２に送信する。計画制御部１２２は、認識部１２１から送信された、荷物１の第１の寸法、第２の寸法、及び高さ寸法に基づいて、荷物１が荷積み姿勢であるか否かを判断する。

計画制御部１２２は、荷物１の姿勢が荷積み姿勢でないと判断すると（ステップＳＴ９のＮＯ）、エラーと判断して、例えば荷役装置１０の動作を停止する（ステップＳＴ８）。この場合、警報装置に警告を送信してもよい。

計画制御部１２２は、荷物１が荷積み姿勢であると判断すると（ステップＳＴ９のＹＥＳ）、荷物１の荷積み位置ＳＰ、及び荷積み姿勢に基づいて、保持装置３０によって荷物１を保持する荷積み準備位置ＰＰ位置を決定する（ステップＳＴ１０）。

荷積み準備位置ＰＰは、メインコンベア２２の搬送面上の位置であって、荷積み位置ＳＰに対して前後方向に並ぶ位置である。荷積み準備位置ＰＰは、例えば、メインコンベア２２の前端の近傍であって、前後方向に荷積み位置ＳＰに並ぶ位置である。

計画制御部１２２は、荷積み準備位置ＰＰを決定すると、保持装置３０を、荷積み準備位置ＰＰにある荷物１を保持可能な状態にする（ステップＳＴ１１）。計画制御部１２２は、具体的には、第１の制御部６０及び第２の制御部１１０に信号を送信する。

第１の制御部６０は、計画制御部１２２から信号を受信すると、第１の昇降装置２４の駆動部２４ｂを駆動して、メインコンベア２２の高さ位置を、荷積み準備位置ＰＰの高さ位置に移動させる。また、第１の制御部６０は、メインコンベア２２を駆動する。また、第１の制御部６０は、位置決め装置２３の駆動部２３ｂを駆動して、ストッパ２３ａを移動する。具体的には、ストッパ２３ａを、当該ストッパ２３ａがメインコンベア２２の搬送方向で荷物１に当接して荷物１の搬送を停止することで荷物１が荷積み準備位置ＰＰとなる位置に、移動する。

また、第１の制御部６０は、保持装置３０を、荷積み準備位置ＰＰある荷物１保持可能な位置に移動する。具体的には、第１の制御部６０は、駆動部３２を駆動することで、挟持機構３１の一対の挟持部３３が前後方向に並ぶ姿勢とし、かつ、挟持機構３１の一対の挟持部３３の間の隙間Ｓを、メインコンベア２２により荷積み準備位置ＰＰに搬送される荷物１が侵入可能な隙間にする。次に、第１の制御部６０は、移動装置４０の各駆動部４３，４５，４６を駆動して、保持装置３０を荷積み準備位置ＰＰに移動する。

次に、計画制御部１２２は、荷物１を荷積み準備位置ＰＰに移動する（ステップＳＴ１２）。計画制御部１２２は、具体的には、第２の制御部１１０に信号を送信する。第２の制御部１１０は、計画制御部１２２から信号を受信すると、第２のシャッタ７６の駆動部７６ｂを駆動して第２のシャッタ本体７６ａを第３の退避位置Ｐ５に移動する。また、第２の制御部１１０は、コンベア本体７３の駆動部７３ｃを駆動して荷物１を昇降コンベア９０側に移動する。

また、第２の制御部１１０は、昇降コンベア９０の駆動部９２を駆動して、荷物１を昇降コンベア９０のストッパ９３の当接面９３ａに当接する位置まで搬送する。第２の制御部１１０は、センサ９５により荷物１の前面１ａが当接面９３ａに当接したことを検出すると、第２の昇降装置９４の駆動部９４ｂを駆動して、昇降コンベア９０を、メインコンベア２２の高さ位置まで移動する。

第２の制御部１１０は、昇降コンベア９０がメインコンベア２２の高さ位置まで移動されると、第２の昇降装置９４の駆動部９４ｂの駆動を停止する。第２の制御部１１０は、駆動部９３ｂの駆動を停止すると、昇降コンベア９０による搬送方向を、前後方向から左右方向に切り替えて、荷物１をメインコンベア２２に搬送する。

図２０に示すように、メインコンベア２２に搬送された荷物１は、メインコンベア２２及びストッパ２３ａにより、荷積み準備位置ＰＰに移動される。また、荷物１は、荷積み準備位置ＰＰに移動されることで、保持装置３０の一対の挟持部３３間の隙間Ｓに収容される。

第１の制御部６０は、センサ２５により、荷物１が荷積み準備位置ＰＰまで搬送されたことを検出すると、メインコンベア２２の駆動を停止して、荷物１が荷積み準備位置ＰＰまで搬送されたことを示す信号を、計画制御部１２２に送信する。

計画制御部１２２は、センサ２５により、荷物１が荷積み準備位置ＰＰに移動したことを検出すると、荷物１を荷積み位置ＳＰに移動する（ステップＳＴ１３）。計画制御部１２２は、具体的には、第１の制御部６０に信号を送信する。

第１の制御部６０は、計画制御部１２２から信号を受信すると、まず、保持装置３０により荷物１を保持する。第１の制御部６０は、保持装置３０の駆動部３２を駆動して挟持機構３１により荷物１を挟持することで荷物１を保持する。

第１の制御部６０は、保持装置３０により荷物１が保持すると、移動装置４０の各駆動部４３，４５，４６を駆動して、図２１に示すように荷物１を荷積み位置ＳＰに移動する。第１の制御部６０は、荷物１が荷積み位置ＳＰに移動されると、保持装置３０の駆動部３２を駆動して一対の挟持部３３を互いに離れる方向に移動して荷物１の保持を解除する。

第１の制御部６０は、荷積み位置ＳＰで保持装置３０による荷物１の保持を解除すると、移動装置４０を駆動して保持装置３０をロールボックスパレット２から装置本体２０側に移動する。

これらの動作により、荷物１の荷積み位置ＳＰへの荷積みが完了する。荷物１の荷積み位置ＳＰへの荷積みが完了すると、ステップＳＴ１に戻る。

なお、第１の制御部６０は、荷物１をメインコンベア２２から荷積み位置ＳＰに移動する前に、第１の検出装置５０によりロールボックスパレット２内の荷積み状況を検出し、前回の検出時のロールボックスパレット２内の荷積み状況と比較して、荷積み位置ＳＰの周囲の荷物１の変位することで荷積み位置ＳＰの状況が変化したことを検出すると、保持装置３０の駆動部３２を駆動して、挟持機構３１を回転することで荷物１を回転させて、荷物１を荷積み位置ＳＰに配置可能な姿勢に変更してもよい。

なお、荷役装置１０は、ロールボックスパレット２等から荷物１をコンベア６側に荷降ろすことも可能である。すなわち、保持装置３０によりロールボックスパレット２内の荷物１を保持し、移動装置４０により保持装置３０及び荷物１をメインコンベア２２上に移動する。そして、メインコンベア２２、昇降コンベア、及び引込コンベア７１により、荷物１をコンベア６に搬送することで、荷物１を、ロールボックスパレット２からコンベア６に荷降ろす。

このように構成される荷役装置１０では、荷物１を荷積み準備位置ＰＰに搬送する前に、姿勢変更装置７４によって、荷物１の姿勢を、荷積みに適した荷積み姿勢に変更する。この為、保持装置３０により保持された荷物１の姿勢を、移動装置４０によりロールボックスパレット２に移動する際に、荷積み姿勢に変換することがない。

結果、移動装置４０は、メインコンベア２２から、荷物１の姿勢を変更することなく、ロールボックスパレット２内に移動するだけでよい。この為、荷役装置１０による荷積み動作の時間の短縮できるので、荷積み動作の効率を向上できる。

また、姿勢変更装置７４により変更された荷物１の姿勢を、第１の検出装置５０により検出することで荷積み姿勢となっているかを確認することで、荷物１を荷積み位置ＳＰに荷積みできない、という状態が生じることを防止できる。結果、荷物１をロールボックスパレット２に荷積みする作業の効率が低下することを防止できる。すなわち、荷物１の姿勢が荷積み姿勢ではなかった場合、例えば荷物１は、図２１に二点鎖線で示すように一部がロールボックスパレット２からでた状態で荷積み位置ＳＰに配置される可能性が生じる。この場合、荷物１がロールボックスパレット２から落下する可能性がある。荷物１がロールボックスパレット２から落下すると、荷役装置１０の動作が停止される。結果、荷物１のロールボックスパレット２への荷積み作業の効率が低下する虞が生じる。

また、計画制御部１２２は、荷積み位置ＳＰの情報、及び第１の検出装置５０により検出された荷物１の形状の情報に基づいて、荷積み姿勢である荷積み計画を作成する。この為、計画制御部１２２は、外部から荷積み計画を得ることがないことから、メイン制御装置１２０の構成を簡素にできる。すなわち、計画制御部１２２が、外部から荷積み計画の情報を得る場合、メイン制御装置１２０は、外部から荷積み計画の情報を受信可能とするインターフェースを備える構成が必要となる。しかしながら、計画制御部１２２が荷積み計画を作成することで、このインターフェースが不要となることで、メイン制御装置１２０の構成を簡素にすることが可能となる。

また、計画制御部１２２は、第１の検出装置５０により検出された荷物１の形状から、荷物１の初期姿勢が荷積み計画と同じ姿勢であると判断すると、荷物１の姿勢の変更を行わないと判断する。結果、姿勢変更装置７４を駆動することがないので、荷物１の荷積み作業の効率を向上できる。

なお、上述の例では、保持装置３０は、挟持機構３１により荷物１を挟持することで荷物１を保持する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、保持装置３０は、例えば負圧により荷物１を吸着することで荷物１を保持する構成であってもよい。または、保持装置３０は、ロボットハンドであってもよい。

また、上述の例では、姿勢変更装置７４により荷物１の姿勢を、荷積み姿勢に変更する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。例えば、荷物１を水平方向に平行な回転軸回りに回転することで、荷物１の姿勢を変更する構成が用いられてもよい。換言すると、例えば基本姿勢であるときの下面を側面または上面とすることが可能な装置が、荷物１の姿勢を変更する装置として用いられてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、荷役動作の効率を向上できる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…荷物、１ａ…前面、１ｂ…上面、２…ロールボックスパレット、２ｃ…載置面、６…コンベア、１０…荷役装置、２０…装置本体、２２…メインコンベア、３０…保持装置、３１…挟持機構、３２…駆動部、３３…挟持部、４０…移動装置、４１…フレーム、４２…第１のアーム、４３…第１の駆動部、４４…第２のアーム、４５…第２の駆動部、４６…第３の駆動部、５０…第１の検出装置、６０…第１の制御部、７０…コンベア、７１…引込コンベア、７３…コンベア本体、７３ａ…回転軸、７３ｂ…コンベアローラ、７３ｃ…駆動部、７４…姿勢変更装置、７５…第１のシャッタ、７５ａ…第１のシャッタ本体、７５ｂ…駆動部、７６…第２のシャッタ、７６ａ…第２のシャッタ本体、７６ｂ…駆動部、７６ｂ…第２の駆動部、７７…テーブル本体、７８…回転軸、７９…駆動部、８０…移動規制部、８１…挿入部、８２…被挿入部、１００…第２の検出装置、１１０…第２の制御部、１２０…メイン制御装置、１２１…認識部、１２２…計画制御部、１２３…記憶部、ＳＰ…荷積み位置。

Claims (4)

1. 荷物を搬送する搬送部と、
   前記搬送部に設けられ、前記荷物の姿勢を変更する姿勢変更装置と、
   前記荷物の荷物情報を取得する取得部と、
   前記荷物を保持する保持部と、
   前記保持部を移動させる移動装置と、
   前記取得部が取得した前記荷物情報に基づいて前記荷物の荷積み先の荷積み位置を算出し、当該荷積み位置に前記荷物を載置するに適した姿勢に前記荷物の姿勢を変更するよう前記姿勢変更装置を制御する制御部と、
   を備える荷積み装置。
2. 前記制御部は、前記取得部により、前記姿勢変更装置により姿勢が変更された前記荷物の荷物情報を検出する、請求項１に記載の荷積み装置。
3. 前記制御部は、前記取得部により、前記姿勢変更装置により姿勢が変更される前の前記荷物の前記荷物情報を取得し、前記荷積み位置の情報、及び前記荷物情報に基づいて前記適した姿勢を算出する、請求項１に記載の荷積み装置。
4. 前記制御部は、前記荷物情報に基づいて前記荷物の姿勢が前記適した姿勢であると判断すると、前記姿勢変更装置による前記荷物の姿勢の変更を行わない、請求項１に記載の荷積み装置。

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