JP2021115658A - Cargo handling gear and article gripping mechanism - Google Patents

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Abstract

To provide an article gripping mechanism that can appropriately grip articles regardless of presence or absence of a shape deformation thereof, even though the articles made of a wide variety of materials are mixed.SOLUTION: An article gripping mechanism is provided in a tip part of an arm of a robot arm that moves articles from an accumulation area to a desired area, and grips the articles releasably, which comprises an adsorption part, a lip deformation part and a base part. The adsorption part has a cylindrical body and a planar lip opened in a direction of an outer edge from a shaft core of the cylindrical body and provided at one end of the cylindrical body, which adsorbs and grips an article in a state where inner pressure of a system that is blocked from the outside by the cylindrical body, the lip and a surface on which the lip contacts the article is deteriorated. The lip deformation part transfers a state of the lip into a first state where external force is applied to the lip radially with respect to the shaft core to deform the lip and into a second state where the external force is not applied to the lip so as not to deform the lip. The base part is mounted on the tip part of the arm to support the adsorption part and the lip deformation part on the tip part of the arm.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、物品を把持する機構(物品把持機構)、および物品把持機構を用いて把持した物品を荷役する荷役装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a mechanism for gripping an article (article gripping mechanism) and a cargo handling device for handling an article gripped by using the article gripping mechanism.

物品の物流センタなどでは、荷下ろしされた荷物、部品、製品などの様々な物品を荷役するための各種の荷役装置が用いられている。荷役装置は、例えば集積領域に集積された物品をマニピュレータ(ロボットアーム)でピッキングし、搬送装置などに移動させる。搬送装置は、物品を仕分けや組み立てなどの次工程に搬送する。ロボットアームは、物品を荷役するためのツール(エンドエフェクタなどとも呼ばれる)をアーム先端部に備えている。ツールは、物品を集積領域から把持してピッキングするための把持機構(物品把持機構)を有している。物品把持機構としては、エアで物品を吸着する吸着機構が広く用いられている。 In goods distribution centers and the like, various cargo handling devices for handling various goods such as unloaded luggage, parts, and products are used. In the cargo handling device, for example, articles accumulated in the accumulation area are picked by a manipulator (robot arm) and moved to a transfer device or the like. The transport device transports the articles to the next process such as sorting and assembling. The robot arm is provided with a tool (also called an end effector or the like) for handling an article at the tip of the arm. The tool has a gripping mechanism (article gripping mechanism) for gripping and picking an article from the accumulation area. As the article gripping mechanism, a suction mechanism for adsorbing an article with air is widely used.

物流センタなどで荷役される物品(梱包や包装された状態の物品も含む)は、多種多様化されており、その形状、大きさ、重量、材質が様々であり、材質などに応じた変形の可能性も一律ではない。物品把持機構の一例である吸着機構では、吸着パッドなどの吸着部材で物品を直接吸着し、吸着を解除することで物品を解放する。例えば、吸着パッドは、ゴム材などからなる超弾性体であり、先端のリップ部が物品に密着することで、物品を把持する。物品を把持する際、リップ部の形態は、物品の剛性に委ねられ、吸着した物品の剛性によって適切に維持される。 Items that are handled at distribution centers (including items that are packed or packaged) are diversified, and their shapes, sizes, weights, and materials are various, and they are deformed according to the materials. The possibilities are not uniform either. In the suction mechanism, which is an example of the article gripping mechanism, the article is directly sucked by a suction member such as a suction pad, and the article is released by releasing the suction. For example, the suction pad is a superelastic body made of a rubber material or the like, and the lip portion at the tip is brought into close contact with the article to grip the article. When gripping the article, the shape of the lip portion is left to the rigidity of the article and is appropriately maintained by the rigidity of the adsorbed article.

このため、リップ部よりも剛性の高い物品、例えば段ボール箱などで梱包された物品(箱物)に吸着した場合、リップ部が適切な形態に維持され、吸着パッドで箱物を適切に把持できる。一方、リップ部よりも剛性の低い物品、例えばビニールフィルムや包装紙などで包装された柔軟物に吸着した場合、柔軟物が自重で変形してしまうため、リップ部は適切な形態を維持できない。したがって、このような柔軟物を吸着パッドで適切に把持できない状況になりやすい。 Therefore, when the product is adsorbed on an article having a higher rigidity than the lip portion, for example, an article (box object) packed in a cardboard box or the like, the lip portion is maintained in an appropriate shape, and the box object can be appropriately gripped by the adsorption pad. .. On the other hand, when the soft material is adsorbed on an article having a lower rigidity than the lip part, for example, a soft material wrapped with a vinyl film or wrapping paper, the soft material is deformed by its own weight, so that the lip part cannot maintain an appropriate shape. Therefore, it is easy to be in a situation where such a flexible object cannot be properly gripped by the suction pad.

特開2015−112664号公報JP-A-2015-112664 実開平01−84993号公報Jikkenhei 01-84993 特許第6373524号公報Japanese Patent No. 6373524

そこで、把持対象の物品としてビニールフィルム等で包装された柔軟物、段ボール箱等で梱包された箱物など、多種多様な材質の物品が混在する場合であっても、形態の変形有無に関わらず、これらの物品を適切に把持することが可能な物品把持機構およびこれを備えた荷役装置を提供する。 Therefore, even when articles of various materials such as flexible objects packed with vinyl film or the like and boxes packed with cardboard boxes or the like are mixed as articles to be gripped, regardless of whether or not the form is deformed. , An article gripping mechanism capable of appropriately gripping these articles and a cargo handling device including the same.

実施形態の物品把持機構は、集積領域から所望の領域に物品を移動させるロボットアームのアーム先端部に備えられ、物品を解放可能に把持する機構であり、吸着部と、リップ変形部と、ベース部とを備える。吸着部は、筒体と、筒体の軸芯から外縁方向へ開口し、筒体の一端に設けられた面状のリップとを有し、筒体とリップとリップが物品に接触する面とにより外部から閉ざされる系の内圧が低下した状態で物品を吸着して把持する。リップ変形部は、軸芯に対して放射状にリップに外力を与えてリップを変形させる第1の状態と、リップに外力を与えずリップを変形させない第2の状態とにリップの状態を遷移させる。ベース部は、アーム先端部に取り付けられ、吸着部およびリップ変形部をアーム先端部に支持する。 The article gripping mechanism of the embodiment is provided at the arm tip portion of the robot arm for moving the article from the accumulation region to a desired region, and is a mechanism for gripping the article in a releasable manner, and is a suction portion, a lip deforming portion, and a base. It has a part. The suction portion has a tubular body and a planar lip that opens from the axis of the tubular body toward the outer edge and is provided at one end of the tubular body. The article is sucked and gripped in a state where the internal pressure of the system closed from the outside is lowered. The lip deforming portion transitions the state of the lip into a first state in which an external force is applied to the lip radially with respect to the axis to deform the lip and a second state in which the lip is not deformed without applying an external force to the lip. .. The base portion is attached to the tip portion of the arm, and supports the suction portion and the lip deformed portion on the tip portion of the arm.

実施形態の物品把持機構を備えた荷役装置を垂直方向の上方から示す模式図。The schematic diagram which shows the cargo handling apparatus provided with the article gripping mechanism of embodiment from above in the vertical direction. 実施形態の荷役装置のブロック図。The block diagram of the cargo handling apparatus of embodiment. 実施形態の荷役装置において、初期状態における物品把持機構の態様を概略的に示す図。The figure which shows schematic the mode of the article gripping mechanism in the initial state in the cargo handling apparatus of embodiment. 実施形態の荷役装置において、リップ変形部によって密着部(リップ)を変形させた状態における物品把持機構の態様を概略的に示す図。FIG. 5 is a diagram schematically showing an embodiment of an article gripping mechanism in a state in which a close contact portion (lip) is deformed by a lip deforming portion in the cargo handling device of the embodiment. 実施形態の荷役装置の物品把持機構おいて、先端側からみた吸着部(吸着パッド)の構成を概略的に示す図。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a suction portion (suction pad) viewed from the tip side in the article gripping mechanism of the cargo handling device of the embodiment. 実施形態の荷役装置の物品把持機構において、押圧部材(押圧バー)の概略的な構成を水平方向から示す図。The figure which shows the schematic structure of the pressing member (pressing bar) from the horizontal direction in the article gripping mechanism of the cargo handling device of embodiment. 実施形態の荷役装置の物品把持機構において、押圧部材(押圧バー)の概略的な構成を垂直方向の上方から示す図。The figure which shows the schematic structure of the pressing member (pressing bar) from above in the vertical direction in the article gripping mechanism of the cargo handling device of embodiment. 実施形態の荷役装置の物品把持機構において、リップ変形部の概略的な構成を垂直方向の上方から示す図。The figure which shows the schematic structure of the lip deformed part from the upper side in the vertical direction in the article gripping mechanism of the cargo handling device of embodiment. 実施形態の荷役装置における物品移動処理の制御フロー図。The control flow diagram of the article movement processing in the cargo handling apparatus of embodiment. 実施形態の荷役装置の物品把持機構において、選択物品が柔軟物である場合における把持態様の一例を概略的に示す図であって、(a)は水平方向から、(b)は垂直方向の上方から把持態様をそれぞれ示す図。In the article gripping mechanism of the cargo handling device of the embodiment, it is a figure which shows typically an example of the gripping mode when the selected article is a flexible object, (a) is from the horizontal direction, (b) is upward in the vertical direction. The figure which shows each gripping mode from. 実施形態の荷役装置の物品把持機構において、選択物品が箱物(被吸着面が平坦面)である場合における把持態様の一例を概略的に示す図であって、(a)は水平方向から、(b)は垂直方向の上方から把持態様をそれぞれ示す図。In the article gripping mechanism of the cargo handling device of the embodiment, the figure schematically shows an example of the gripping mode when the selected article is a box (the surface to be adsorbed is a flat surface), and FIG. (B) is a diagram showing a gripping mode from above in the vertical direction. 実施形態の荷役装置の物品把持機構において、選択物品が箱物(被吸着面が湾曲面)である場合における把持態様の一例を概略的に示す図であって、(a)は水平方向から、(b)は垂直方向の上方から把持態様をそれぞれ示す図。In the article gripping mechanism of the cargo handling device of the embodiment, the figure schematically shows an example of the gripping mode when the selected article is a box (the surface to be adsorbed is a curved surface), and FIG. (B) is a diagram showing a gripping mode from above in the vertical direction. 実施形態の変形例の荷役装置において、リップ変形部によって密着部(リップ)を変形させた状態における物品把持機構の態様を概略的に示す図。FIG. 5 is a diagram schematically showing an aspect of an article gripping mechanism in a state where a close contact portion (lip) is deformed by a lip deformed portion in a cargo handling device of a modified example of the embodiment.

以下、実施形態に係る荷役装置、および物品把持機構について、図1から図13を参照して説明する。荷役装置は、物品を荷役する装置であり、例えば物流センタなどで稼働する物流システムを構成する装置の一つである。物品は、宅配物、小包、郵便物等を含む荷物、各種の部品や製品など、荷役の対象となり得る有形物である。物品は、物品そのものの他、その物品を梱包や包装した状態の有形物を含む。物品の態様(形状、大きさ、重量、材質など)は、一律ではなく多種多様である場合を想定するが、一律であってもよい。物品には、その材質(梱包状態や包装状態を含む)として形態が自由に変形しない物品(以下、箱物という)と、形態が自由に変形する物品(以下、柔軟物という)の双方が含まれる。荷役には、荷下ろしや荷積みなどのような移動を伴う物品に対する各種の作業が含まれる。 Hereinafter, the cargo handling device and the article gripping mechanism according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13. The cargo handling device is a device that handles goods, and is one of the devices that constitute a distribution system that operates in, for example, a distribution center. Goods are tangible items that can be handled, such as parcels, parcels, packages including mail, various parts and products. The article includes not only the article itself, but also a tangible object in which the article is packed or wrapped. It is assumed that the mode (shape, size, weight, material, etc.) of the article is not uniform but various, but it may be uniform. The article includes both an article whose form is not freely deformed (hereinafter referred to as a box) and an article whose form is freely deformed (hereinafter referred to as a flexible object) as its material (including the packed state and the packaged state). Is done. Cargo handling includes various operations on moving goods such as unloading and loading.

箱物は、荷役作業中に自重により変形せず、一定の形態を保つ。例えば、各面が平坦の段ボールなどの梱包容器に収容された箱状の物である。梱包容器は、六面体に限らず、六面体の特定の角や辺が平面とされている多面体も含む。これに対し、柔軟物は、荷役作業中に自重により変形し、形態を変える。例えば、ビニールフィルムや包装紙などで包装された衣類や食品類のように比較的軽量な扁平の物であるが、これらに限定されない。 The box does not deform due to its own weight during cargo handling work and maintains a certain shape. For example, it is a box-shaped object housed in a packing container such as corrugated cardboard with flat surfaces. The packaging container is not limited to a hexahedron, but also includes a polyhedron in which specific corners and sides of the hexahedron are flat. On the other hand, the flexible object deforms due to its own weight during cargo handling work and changes its form. For example, it is a relatively lightweight flat object such as clothing and foods wrapped in vinyl film or wrapping paper, but the present invention is not limited thereto.

図1および図2には、本実施形態の荷役装置1を模式的に示す。図1は、荷役装置1を垂直方向の上方から模式的に示す図である。垂直方向は、水平面(一例として物流センタの建屋の床面)と直交する方向である。図2は、荷役装置1のブロック図である。 1 and 2 schematically show the cargo handling device 1 of the present embodiment. FIG. 1 is a diagram schematically showing a cargo handling device 1 from above in the vertical direction. The vertical direction is orthogonal to the horizontal plane (for example, the floor surface of the building of the distribution center). FIG. 2 is a block diagram of the cargo handling device 1.

図1および図2に示すように、荷役装置1は、検出装置2と、物品移動装置3と、制御装置4とを備える。
検出装置2は、集積領域11から所望の領域(以下、移動先領域という)12への物品5の移動を制御するために必要な各種の検出を行い、検出結果(取得データ)を制御装置4に与える。集積領域は、例えば荷下ろしされた各種の物品が次工程に搬送される前に一時的に集積される領域である。集積領域の物品5は、整然と集積されていてもよいし、ばら積みされていてもよく、一つ一つ単体で載置されていてもよい。移動先領域は、例えば物品を仕分工程や組立工程などに搬送するための領域である。集積領域11および移動先領域12は、例えば物品5を収容する箱やケージ、ベルトコンベアやローラコンベア、台車などの搬送装置、仕分けや組み立てなどの作業台である。図1には、集積領域11として作業台、移動先領域12としてベルトコンベアのセルを適用した例を示す。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cargo handling device 1 includes a detection device 2, an article moving device 3, and a control device 4.
The detection device 2 performs various detections necessary for controlling the movement of the article 5 from the accumulation area 11 to the desired area (hereinafter referred to as the movement destination area) 12, and obtains the detection result (acquired data) of the control device 4. Give to. The accumulation area is, for example, an area in which various unloaded articles are temporarily accumulated before being transported to the next step. The articles 5 in the accumulation area may be arranged in an orderly manner, may be piled up in bulk, or may be placed individually one by one. The destination area is, for example, an area for transporting an article to a sorting process, an assembly process, or the like. The accumulation area 11 and the destination area 12 are, for example, a box or cage for accommodating an article 5, a conveyor such as a belt conveyor or a roller conveyor, a transport device such as a trolley, or a work table for sorting or assembling. FIG. 1 shows an example in which a workbench is applied as the integration area 11 and a belt conveyor cell is applied as the movement destination area 12.

本実施形態において、検出装置2は、検出部21と解析部22を有する。
検出部21は、集積領域11における物品群5sの集積態様を検出する。物品群5sは、集積領域11に集積されている物品5の集合体であるが、集積されている物品5が一つのみである場合も含めて規定される。集積されている物品5が一つのみである場合には、例えば集積された物品5が当初から一つのみである場合のほか、複数の物品5が一つずつ集積領域11から移動先領域12に順次移動され、最終的に一つになっている(移動されていない物品5が一つだけ残っている)場合などが含まれる。
In the present embodiment, the detection device 2 has a detection unit 21 and an analysis unit 22.
The detection unit 21 detects the accumulation mode of the article group 5s in the accumulation region 11. The article group 5s is an aggregate of articles 5 accumulated in the accumulation area 11, but is defined including the case where only one article 5 is accumulated. When there is only one article 5 accumulated, for example, there is only one article 5 accumulated from the beginning, and a plurality of articles 5 are accumulated one by one from the accumulation area 11 to the destination area 12 This includes the case where the articles are sequentially moved to and finally become one (only one article 5 that has not been moved remains).

物品群5sの集積態様は、例えば集積された各物品5の位置、輪郭、大きさ、向き、姿勢、重なり、境界、材質などの態様である。これらの集積態様を検出するべく、本実施形態では、検出部21としてRGBカメラを適用している。RGBカメラは、集積領域11に集積された物品群5sのカラー画像を撮像する。したがって、RGBカメラは、集積領域11が画角内に収まり、ピントを合わせられる所定位置に配置されている。例えば、集積領域11を区画するフレームや物流センタの建屋の天井や壁面、あるいは物品移動装置3、後述する物品把持機構6のベース部61などの任意の位置に、RGBカメラは配置可能である。これにより、RGBカメラは、物品群5sの集積態様を色覚的に捉え、鮮明に物品群5sの集積態様を把握可能とされている。ただし、検出部21には、RGBカメラに代えてもしくは加えて、3Dカメラ、複数の2Dカメラ、分光カメラなどを適用してもよい。検出部21は、検出結果、一例としてRGBカメラが撮像した画像のデータを解析部22に付与する。 The accumulation mode of the article group 5s is, for example, an aspect such as a position, a contour, a size, an orientation, a posture, an overlap, a boundary, and a material of each of the accumulated articles 5. In this embodiment, an RGB camera is applied as the detection unit 21 in order to detect these integration modes. The RGB camera captures a color image of the article group 5s accumulated in the integration region 11. Therefore, the RGB camera is arranged at a predetermined position where the integrated region 11 is within the angle of view and can be focused. For example, the RGB camera can be arranged at an arbitrary position such as a frame for partitioning the accumulation area 11, a ceiling or a wall surface of a distribution center building, an article moving device 3, or a base portion 61 of an article gripping mechanism 6 described later. As a result, the RGB camera is able to color-blindly capture the accumulation mode of the article group 5s and clearly grasp the accumulation mode of the article group 5s. However, a 3D camera, a plurality of 2D cameras, a spectroscopic camera, or the like may be applied to the detection unit 21 in place of or in addition to the RGB camera. The detection unit 21 gives the analysis unit 22 the data of the image captured by the RGB camera as an example of the detection result.

解析部22は、検出部21の検出結果(一例として画像データ)を解析し、物品群5sの集積態様を解析する。具体的には、物品群5sの集積態様を示す画像データを解析し、集積された各物品5の位置、輪郭、大きさ、向き、姿勢、重なり、境界、材質などをそれぞれ特定するための情報(解析データ)を出力する。 The analysis unit 22 analyzes the detection result (image data as an example) of the detection unit 21 and analyzes the accumulation mode of the article group 5s. Specifically, information for analyzing image data showing the accumulation mode of the article group 5s and specifying the position, contour, size, orientation, posture, overlap, boundary, material, etc. of each of the accumulated articles 5. (Analysis data) is output.

画像データの解析方法としては、例えばRGB各色の強さ、色相、彩度、明度などの値を閾値判定し、その境界線(エッジ)がなす形状に基づいて物品5の輪郭や境界を判定する手法などが適用可能である。物品群5sにおける物品5の切り分け(後述する選択物品の特定)手法としては、例えばエッジが閉曲線をなす場合、その閉曲線の内部を一つの物品5とする手法などが適用可能である。また、切り分けた物品5の形状、位置、姿勢の解析(判定)手法としては、閉曲線内の画像をデータベース(マスタデータ)内の物品データと照合する手法などが適用可能である。また、例えば検出部21として3Dカメラを適用した場合、取得した点群データを解析することで、物品群5sにおける物品5の切り分けと、切り分けた物品5の形状、位置、姿勢を判定することが可能である。 As a method of analyzing image data, for example, values such as intensity, hue, saturation, and lightness of each RGB color are threshold-determined, and the contour and boundary of the article 5 are determined based on the shape formed by the boundary line (edge). The method etc. can be applied. As a method for separating the article 5 (identifying the selected article described later) in the article group 5s, for example, when the edge forms a closed curve, a method in which the inside of the closed curve is one article 5 or the like can be applied. Further, as an analysis (determination) method of the shape, position, and posture of the separated article 5, a method of collating the image in the closed curve with the article data in the database (master data) can be applied. Further, for example, when a 3D camera is applied as the detection unit 21, it is possible to determine the division of the article 5 in the article group 5s and the shape, position, and posture of the separated article 5 by analyzing the acquired point cloud data. It is possible.

解析部22は、出力した解析データを制御装置4に付与する。制御装置4は、付与された物品群5sの集積態様の解析データに基づいて、物品群5sの中から把持する物品5を選択する(詳細は後述)。なお、解析部22は、検出装置2ではなく、制御装置4の構成要素の一つに含ませてもよい。 The analysis unit 22 adds the output analysis data to the control device 4. The control device 4 selects the article 5 to be gripped from the article group 5s based on the analysis data of the accumulation mode of the article group 5s given (details will be described later). The analysis unit 22 may be included in one of the components of the control device 4 instead of the detection device 2.

物品移動装置3は、荷役装置1において物品5を移動させる装置であり、集積領域11から物品5をピッキングし、移動先領域12に移動させる。図1に示すように、物品移動装置3は、基台部31と、アーム部32と、ツール(エンドエフェクタなどとも呼ばれる)33とを備え、アーム部32が基台部31に対して変位するいわゆるピッキングロボット(以下、ロボットアーム3という)である。ただし、物品移動装置3は、スカラロボット(水平多関節ロボット)やXYZステージなどとすることも可能であり、物品5の移動範囲に応じた可動範囲を有する物品移動装置3を適用すればよい。 The article moving device 3 is a device for moving the article 5 in the cargo handling device 1, picking the article 5 from the accumulation area 11 and moving the article 5 to the moving destination area 12. As shown in FIG. 1, the article moving device 3 includes a base portion 31, an arm portion 32, and a tool (also referred to as an end effector) 33, and the arm portion 32 is displaced with respect to the base portion 31. It is a so-called picking robot (hereinafter referred to as a robot arm 3). However, the article moving device 3 can be a SCARA robot (horizontal articulated robot), an XYZ stage, or the like, and the article moving device 3 having a movable range corresponding to the moving range of the article 5 may be applied.

基台部31は、例えば物流センタの建屋の床面に位置決め固定される。ただし、基台部31は、このように位置決め固定されることなく、床面に対して移動可能となっていてもよい。例えば、床面に敷設したガイドレールなどに沿って基台部31をスライド可能に支持する構成、リニアステージや自走台車に載置した構成などとしてもよい。これにより、ロボットアーム3を床面に対して必要に応じて移動させることが可能となる。 The base portion 31 is positioned and fixed to the floor surface of the building of the distribution center, for example. However, the base portion 31 may be movable with respect to the floor surface without being positioned and fixed in this way. For example, the base portion 31 may be slidably supported along a guide rail laid on the floor surface, or mounted on a linear stage or a self-propelled carriage. This makes it possible to move the robot arm 3 with respect to the floor surface as needed.

アーム部32は、基台部31との接続部位である基端から先端まで、複数の関節部で連結されて伸長している。アーム部32は、関節部によって複数に細分され、各部分が関節部において所定の軸まわりに回動する。これにより、アーム部32は、基台部31に対して所望の姿勢とされ、所定範囲内において自由に変位(動作)する。所定範囲(つまり、可動範囲)には、物品5の集積領域11および物品5の移動先である移動先領域12が含まれる。したがって、アーム部32の各部分を軸まわりに任意の角速度や角加速度で回動させることで、アーム部32を集積領域11および移動先領域12に対して変位させることが可能となる。なお、関節部および軸の数は、アーム部32に要求される動作精度や可動範囲などに応じて任意に設定すればよい。 The arm portion 32 extends from the base end to the tip, which is a connection portion with the base portion 31, by being connected by a plurality of joint portions. The arm portion 32 is subdivided into a plurality of parts by the joint portion, and each portion rotates around a predetermined axis at the joint portion. As a result, the arm portion 32 is in a desired posture with respect to the base portion 31, and is freely displaced (moved) within a predetermined range. The predetermined range (that is, the movable range) includes the accumulation area 11 of the article 5 and the destination area 12 to which the article 5 is moved. Therefore, by rotating each portion of the arm portion 32 around an axis at an arbitrary angular velocity or angular acceleration, the arm portion 32 can be displaced with respect to the integrated region 11 and the destination region 12. The number of joints and shafts may be arbitrarily set according to the operating accuracy and movable range required for the arm 32.

ツール33は、アーム部32の先端(アーム先端部32a)に着脱自在に取り付けられており、物品5を解放可能に把持する物品把持機構6を備える。把持は、例えば吸着、挟持など、物品5の保持態様全般を包含する概念として規定される。本実施形態では一例として、ツール33は、エアによって物品5の吸着と解放を行う。これにより、ツール33は、集積領域11から物品5を物品把持機構6で吸着し、吸着した物品5を移動先領域12で解放することで、物品5を集積領域11から移動先領域12へ移動させることが可能とされている。 The tool 33 is detachably attached to the tip of the arm portion 32 (arm tip portion 32a), and includes an article gripping mechanism 6 that grips the article 5 so as to be releasable. Gripping is defined as a concept that includes all aspects of holding the article 5, such as suction and pinching. As an example in the present embodiment, the tool 33 sucks and releases the article 5 by air. As a result, the tool 33 attracts the article 5 from the accumulation region 11 by the article gripping mechanism 6 and releases the adsorbed article 5 in the movement destination region 12, thereby moving the article 5 from the accumulation region 11 to the movement destination region 12. It is possible to make it.

図3および図4には、物品把持機構6の概略的な構成を水平方向(一例として物流センタの建屋の床面と平行な方向)から示す。図3は、後述する初期状態における物品把持機構6の態様を概略的に示す図である。図4は、後述するリップ変形部7によってリップ62bを変形させた状態における物品把持機構6の態様を概略的に示す図である。 3 and 4 show a schematic configuration of the article gripping mechanism 6 from the horizontal direction (as an example, a direction parallel to the floor surface of the building of the distribution center). FIG. 3 is a diagram schematically showing an aspect of the article gripping mechanism 6 in the initial state described later. FIG. 4 is a diagram schematically showing an aspect of the article gripping mechanism 6 in a state where the lip 62b is deformed by the lip deforming portion 7 described later.

図2から図4に示すように、物品把持機構6は、ベース部61、吸着部62、真空発生器63、コンプレッサ64、電磁弁65、圧力センサ66、第1の配管67、第2の配管68、および継手69などを含んで構成される。これにより、ロボットアーム3は、集積領域11から物品5を物品把持機構6で把持(具体的には吸着部62で吸着)し、把持した物品5を移動先領域12で解放することで、物品5を集積領域11から移動先領域12へ移動させることが可能とされている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the article gripping mechanism 6 includes a base portion 61, a suction portion 62, a vacuum generator 63, a compressor 64, a solenoid valve 65, a pressure sensor 66, a first pipe 67, and a second pipe. It is configured to include 68, a joint 69, and the like. As a result, the robot arm 3 grips the article 5 from the accumulation region 11 by the article gripping mechanism 6 (specifically, sucks the article 5 by the suction portion 62), and releases the gripped article 5 in the movement destination region 12, thereby causing the article. 5 can be moved from the accumulation region 11 to the destination region 12.

ベース部61は、アーム先端部32aに取り付けられ、物品把持機構6の各構成部材を支持する。ベース部61の形態は、アーム部32の動作に支障がなければ特に限定されない。図3および図4には、ベース部61を一部に開放部分を有する箱体とした例を示すが、ベース部61は枠体などであってもよい。ベース部61は、物品把持機構6の各構成部材を支持可能な剛性を有する金属製であればよいが、必要な剛性を有していれば樹脂製などでも構わない。 The base portion 61 is attached to the arm tip portion 32a and supports each component of the article gripping mechanism 6. The form of the base portion 61 is not particularly limited as long as it does not interfere with the operation of the arm portion 32. Although FIGS. 3 and 4 show an example in which the base portion 61 is a box body having an open portion in part, the base portion 61 may be a frame body or the like. The base portion 61 may be made of metal having rigidity capable of supporting each component of the article gripping mechanism 6, but may be made of resin or the like as long as it has the necessary rigidity.

吸着部(以下、吸着パッドという)62は、容易に変形可能な素材、例えばシリコーンやポリ塩化ビニルなどの低硬度のゴム素材で形成されている。一例として、吸着パッド62の剛性は、箱物よりも低く、柔軟物よりも高ければよいが、柔軟物より低くてもよい。吸着パッド62は、筒体62aとリップ62bを有し、リップ62bで物品5を吸着させて把持する。物品5が把持された状態では、筒体62aとリップ62bと物品5の被吸着面とにより外部から閉ざされる系(端的には吸着パッド62の内部)の内圧が低下した状態とされている。物品5の被吸着面は、吸着パッド62に物品5を吸着させる際、リップ62bが物品5に接触する面である。 The suction portion (hereinafter referred to as a suction pad) 62 is made of a material that can be easily deformed, for example, a rubber material having a low hardness such as silicone or polyvinyl chloride. As an example, the rigidity of the suction pad 62 may be lower than that of the box and higher than that of the flexible material, but may be lower than that of the flexible material. The suction pad 62 has a tubular body 62a and a lip 62b, and the lip 62b sucks and grips the article 5. In the state where the article 5 is gripped, the internal pressure of the system (in short, the inside of the suction pad 62) closed from the outside by the tubular body 62a, the lip 62b, and the surface to be attracted to the article 5 is reduced. The surface to be adsorbed on the article 5 is the surface on which the lip 62b comes into contact with the article 5 when the article 5 is adsorbed on the adsorption pad 62.

筒体62aは、軸芯Aの伸長方向(以下、軸芯方向という)の一端(基端)621から他端(先端)622まで所定長さで連続して構成されている。本実施形態では一例として、筒体62aの一部は、形態が変化自在の変態部62cとなっている。ただし、筒体62aは、全体が変態部であってもよいし、変態部が省略されていてもよい。 The tubular body 62a is continuously formed with a predetermined length from one end (base end) 621 to the other end (tip) 622 in the extension direction (hereinafter referred to as the shaft core direction) of the shaft core A. In the present embodiment, as an example, a part of the tubular body 62a is a transformation portion 62c whose form can be freely changed. However, the tubular body 62a may be a transformation portion as a whole, or the transformation portion may be omitted.

変態部62cは、筒体62aの基端621側から先端622側へ向けて蛇腹構造をなしている。これにより、変態部62cは、軸芯方向に伸縮可能となるとともに、蛇腹の谷に沿って屈曲して変形可能となっている。変態部62cの蛇腹の山と谷の数は、特に限定されず、例えば物品5の態様(大きさ、形状、重量、材質(梱包状態や包装状態を含む)など)に応じて任意に設定される。また、変態部62cの形状は、先太り(末広がり)、直線状(ストレート状)、先細りなど、例えば物品5の態様に応じて最適な形状とされる。 The transformation portion 62c has a bellows structure from the base end 621 side of the tubular body 62a toward the tip end 622 side. As a result, the transformation portion 62c can be expanded and contracted in the axial direction, and can be bent and deformed along the valley of the bellows. The number of ridges and valleys of the bellows of the transformation portion 62c is not particularly limited, and is arbitrarily set according to, for example, the mode of the article 5 (size, shape, weight, material (including packing state and packing state), etc.). NS. Further, the shape of the transformation portion 62c is optimized according to the mode of the article 5, such as thickening (spreading toward the end), straight line (straight shape), and tapering.

リップ62bは、吸着パッド62の先端部分であり、変態部62cに連続して設けられている。リップ62bは、軸芯Aから筒体62aの外縁方向へ開口し、筒体62a(変態部62c)の先端622で面状に広がっている。図5には、先端側からみた吸着パッド62の構成を概略的に示す。図5に示すように、先端側からみたリップ62bの形状は、軸芯Aと同心の外円C1と内円C2とで規定される面状をなしている。リップ62bの中心部には、筒体62a(変態部62c)の筒内と連通する開口62dが軸芯方向に貫通している。 The lip 62b is a tip portion of the suction pad 62 and is continuously provided on the transformation portion 62c. The lip 62b opens from the axis A toward the outer edge of the tubular body 62a, and extends in a planar shape at the tip 622 of the tubular body 62a (transformation portion 62c). FIG. 5 schematically shows the configuration of the suction pad 62 as viewed from the tip side. As shown in FIG. 5, the shape of the lip 62b when viewed from the tip side has a planar shape defined by an outer circle C1 and an inner circle C2 concentric with the axis A. At the center of the lip 62b, an opening 62d communicating with the inside of the cylinder of the cylinder 62a (transformation portion 62c) penetrates in the axial direction.

真空発生器63は、吸着パッド62の内部(変態部62cの筒内)を負圧もしくは大気開放(真空破壊)する。真空発生器63は、例えばエジェクタであり、圧縮空気が供給されることで真空を発生させる。これに代えて、真空発生器63は、真空ポンプや真空ブロアなどであってもよい。コンプレッサ64は、圧縮空気を真空発生器63に供給する。コンプレッサ64は、第1の配管67、電磁弁65を介して真空発生器63に接続されている。第1の配管67は、継手69で中継されてコンプレッサ64と電磁弁65とを接続している。継手69は、ベース部61の外部と内部との間で第1の配管67を中継する。真空発生器63は、第2の配管68を介して吸着パッド62に接続されている。第1の配管67および第2の配管68は、例えばゴム製のチューブ、樹脂製あるいは金属製の配管部材などである。これらの配管経路は特に限定されず、任意に配管可能である。 The vacuum generator 63 creates a negative pressure or opens the inside of the suction pad 62 (inside the cylinder of the transformation portion 62c) to the atmosphere (vacuum breakage). The vacuum generator 63 is, for example, an ejector, and generates a vacuum by supplying compressed air. Instead of this, the vacuum generator 63 may be a vacuum pump, a vacuum blower, or the like. The compressor 64 supplies compressed air to the vacuum generator 63. The compressor 64 is connected to the vacuum generator 63 via the first pipe 67 and the solenoid valve 65. The first pipe 67 is relayed by a joint 69 to connect the compressor 64 and the solenoid valve 65. The joint 69 relays the first pipe 67 between the outside and the inside of the base portion 61. The vacuum generator 63 is connected to the suction pad 62 via the second pipe 68. The first pipe 67 and the second pipe 68 are, for example, a rubber tube, a resin or metal pipe member, and the like. These piping routes are not particularly limited and can be arbitrarily piped.

電磁弁65は、開閉することでコンプレッサ64から真空発生器63への圧縮空気の供給状態と供給停止状態とを切り換える。具体的には、電磁弁65が開いた状態では、コンプレッサ64から第1の配管67を介して真空発生器63に圧縮空気が供給される。これにより、真空発生器63が第2の配管68を介して吸着パッド62を真空引きし、第2の配管68および吸着パッド62の内部が負圧とされる。一方、電磁弁65が閉じた状態では、コンプレッサ64から真空発生器63への圧縮空気の供給が停止する。これにより、真空発生器63が吸着パッド62を真空破壊し、第2の配管68および吸着パッド62の内部が大気開放される。本実施形態では一例として、電磁弁65の開閉制御は、制御装置4が行う。なお、電磁弁65は、物品把持機構6ではなく、ロボットアーム3の配管構造の一部として構成されていてもよい。 The solenoid valve 65 switches between a supply state and a supply stop state of compressed air from the compressor 64 to the vacuum generator 63 by opening and closing. Specifically, when the solenoid valve 65 is open, compressed air is supplied from the compressor 64 to the vacuum generator 63 via the first pipe 67. As a result, the vacuum generator 63 evacuates the suction pad 62 via the second pipe 68, and the inside of the second pipe 68 and the suction pad 62 becomes negative pressure. On the other hand, when the solenoid valve 65 is closed, the supply of compressed air from the compressor 64 to the vacuum generator 63 is stopped. As a result, the vacuum generator 63 vacuum-breaks the suction pad 62, and the inside of the second pipe 68 and the suction pad 62 is opened to the atmosphere. In the present embodiment, as an example, the control device 4 controls the opening / closing of the solenoid valve 65. The solenoid valve 65 may be configured as a part of the piping structure of the robot arm 3 instead of the article gripping mechanism 6.

圧力センサ66は、第2の配管68に接続され、吸着パッド62の内部の圧力(内圧)を測定し、測定値を出力する。吸着パッド62の内圧の測定値(内圧値)は、吸着パッド62で物品5を吸着する際、リップ62bが適切に物品5に密着しているか否かを示す指標となる。圧力センサ66が出力した内圧値は、制御装置4に与えられる。制御装置4は、付与された吸着パッド62の内圧値に基づいて、リップ62bが適切に物品5に密着しているか否かを判定する(詳細は後述)。 The pressure sensor 66 is connected to the second pipe 68, measures the pressure (internal pressure) inside the suction pad 62, and outputs the measured value. The measured value (internal pressure value) of the internal pressure of the suction pad 62 is an index indicating whether or not the lip 62b is properly in close contact with the article 5 when the article 5 is adsorbed by the suction pad 62. The internal pressure value output by the pressure sensor 66 is given to the control device 4. The control device 4 determines whether or not the lip 62b is properly in close contact with the article 5 based on the internal pressure value of the applied suction pad 62 (details will be described later).

なお、圧力センサ66に代えてもしくは加えて、第2の配管68内の圧縮空気の流量を測定する流量センサを第2の配管68に接続してもよい。流量センサを用いることで、圧力センサ66と比べて測定の応答性を高めることができる。また、これらに代えてもしくは加えて、物品把持機構6は対象物までの距離を測定可能な光学センサを含んでいてもよい。例えば、吸着パッド62が物品5を吸着する方向(軸芯方向)へ向け、ベース部61に光学センサを配置し、かかる方向の物品5との離間距離を光学センサで測定してもよい。これにより、光学センサで測定された物品5との離間距離に基づいてリップ62bが適切に物品5に密着しているか否かの判定を補足できる。例えば、測定された離間距離が変態部62cが収縮しない通常形状の吸着パッド62の軸芯方向の長さ以下であれば、リップ62bが適切に物品5に密着していると判定可能である。また、真空発生器63、電磁弁65、圧力センサ66は、ベース部61に収容されていなくともよく、例えばベース部61の外側、ロボットアーム3の基台部31、ロボットアーム3を囲む防護柵などに配置されていてもよい。 In addition to or in addition to the pressure sensor 66, a flow rate sensor for measuring the flow rate of compressed air in the second pipe 68 may be connected to the second pipe 68. By using the flow rate sensor, the responsiveness of the measurement can be improved as compared with the pressure sensor 66. Alternatively or in addition to these, the article gripping mechanism 6 may include an optical sensor capable of measuring the distance to the object. For example, an optical sensor may be arranged on the base portion 61 in the direction in which the suction pad 62 attracts the article 5 (axis direction), and the distance from the article 5 in this direction may be measured by the optical sensor. Thereby, it is possible to supplement the determination of whether or not the lip 62b is properly in close contact with the article 5 based on the distance from the article 5 measured by the optical sensor. For example, if the measured separation distance is equal to or less than the length in the axial direction of the suction pad 62 having a normal shape in which the transformation portion 62c does not shrink, it can be determined that the lip 62b is properly in close contact with the article 5. Further, the vacuum generator 63, the solenoid valve 65, and the pressure sensor 66 do not have to be housed in the base portion 61. For example, the outer side of the base portion 61, the base portion 31 of the robot arm 3, and the guard fence surrounding the robot arm 3. It may be arranged in such as.

上述した各構成部材に加え、物品把持機構6は、図2から図4に示すように、リップ62bを必要に応じて変形させるための動作機構として、リップ変形部7をさらに備える。
リップ変形部7は、リップ62bに外力を与えてリップ62bを変形させる。リップ変形部7の構成は特に限定されないが、本実施形態では一例として、押圧部材71と、連結部材72と、支持部材73と、駆動部材74とを有するリンク機構とされている。
In addition to the above-described constituent members, the article gripping mechanism 6 further includes a lip deforming portion 7 as an operating mechanism for deforming the lip 62b as needed, as shown in FIGS. 2 to 4.
The lip deforming portion 7 applies an external force to the lip 62b to deform the lip 62b. The configuration of the lip deforming portion 7 is not particularly limited, but in the present embodiment, as an example, a link mechanism having a pressing member 71, a connecting member 72, a supporting member 73, and a driving member 74 is used.

押圧部材71は、ベース部61に対して変位してリップ62bを押圧し、変形させる。押圧部材71は、リップ62bを第1の状態に遷移させる第1の位置と、リップ62bを第2の状態に遷移させる第2の位置との間を変位する。 The pressing member 71 is displaced with respect to the base portion 61 to press the lip 62b and deform it. The pressing member 71 is displaced between a first position for transitioning the lip 62b to the first state and a second position for transitioning the lip 62b to the second state.

第1の状態はリップ62bに外力を与えてリップ62bを変形させる状態(図4に示す状態)であり、第2の状態はリップ62bに外力を与えずリップ62bを変形させない状態(図3に示す状態)である。本実施形態において、第1の状態ではリップ62bを押圧して変形させ、第2の状態ではリップ62bを押圧することなく、変形前の通常形状に戻す(換言すれば、通常形状のまま維持する)。すなわち、第1の位置は、押圧部材71がリップ62bを押圧する位置(以下、押圧位置という)に相当し、第2の位置は、押圧部材71がリップ62bを押圧せずにリップ62bから退避する位置(以下、退避位置という)に相当する。 The first state is a state in which an external force is applied to the lip 62b to deform the lip 62b (the state shown in FIG. 4), and the second state is a state in which no external force is applied to the lip 62b and the lip 62b is not deformed (in FIG. 3). The state shown). In the present embodiment, the lip 62b is pressed and deformed in the first state, and the lip 62b is returned to the normal shape before deformation without being pressed in the second state (in other words, the normal shape is maintained as it is). ). That is, the first position corresponds to the position where the pressing member 71 presses the lip 62b (hereinafter referred to as the pressing position), and the second position is retracted from the lip 62b without the pressing member 71 pressing the lip 62b. Corresponds to the position to be evacuated (hereinafter referred to as the retracted position).

押圧位置では、物品5に吸着した吸着パッド62の変態部62cが収縮した状態(以下、収縮状態という)となる。収縮状態は、物品5に吸着した吸着パッド62の変態部62cがそれ以上収縮できない状態であり、最も収縮した状態であるが、これとほぼ同程度まで収縮した状態も含む。押圧位置において、押圧部材71は、変態部62cが収縮状態となっている吸着パッド62のリップ62bを押圧する。これに対し、退避位置では、変態部62cが収縮状態もしくは最も伸長した状態(以下、伸長状態という)のいずれかとなっている。伸長状態は、吸着パッド62の内部が大気開放(真空破壊)されて、変態部62cが収縮せずに通常形状となっている状態である。退避位置において、押圧部材71は、変態部62cが収縮状態および伸長状態のいずれであってもリップ62bを押圧しない。ただし、リップ62bが物品5に吸着している状態(変態部62cの収縮状態)では、吸着した物品5の被吸着面に当接して、該物品5を支持する。被吸着面は、リップ62bに吸着される物品5上の面であり、後述する目標把持位置を有する面である。 At the pressing position, the transformation portion 62c of the suction pad 62 adsorbed on the article 5 is in a contracted state (hereinafter referred to as a contracted state). The contracted state is a state in which the transformed portion 62c of the suction pad 62 adsorbed on the article 5 cannot be further contracted, and is the most contracted state, but also includes a state in which the deformed portion 62c is contracted to about the same degree. At the pressing position, the pressing member 71 presses the lip 62b of the suction pad 62 in which the transformation portion 62c is in the contracted state. On the other hand, in the retracted position, the transformation portion 62c is in either a contracted state or a state in which it is most extended (hereinafter referred to as an extended state). The extended state is a state in which the inside of the suction pad 62 is opened to the atmosphere (vacuum fracture), and the transformation portion 62c does not shrink and has a normal shape. At the retracted position, the pressing member 71 does not press the lip 62b regardless of whether the transformation portion 62c is in the contracted state or the extended state. However, in the state where the lip 62b is adsorbed on the article 5 (the contracted state of the transformation portion 62c), the lip 62b abuts on the surface to be adsorbed on the adsorbed article 5 to support the article 5. The surface to be adsorbed is a surface on the article 5 that is adsorbed on the lip 62b and has a target gripping position described later.

図6には、押圧部材71の概略的な構成を水平方向(一例として物流センタの建屋の床面と平行な方向)から示す。図6に示すように、押圧部材71は、連結部材72で駆動部材74に連結され、支持部材73でベース部61に支持されている。図3、図4および図6に示す例では、押圧部材71は中途で屈曲した棒状の部材(以下、押圧バー71という)である。押圧バー71は、基端から先端まで、基部711、作用部712、当接部713が連続して構成されている。 FIG. 6 shows a schematic configuration of the pressing member 71 from the horizontal direction (as an example, a direction parallel to the floor surface of the building of the distribution center). As shown in FIG. 6, the pressing member 71 is connected to the driving member 74 by the connecting member 72, and is supported by the base portion 61 by the supporting member 73. In the examples shown in FIGS. 3, 4 and 6, the pressing member 71 is a rod-shaped member bent in the middle (hereinafter referred to as a pressing bar 71). The pressing bar 71 is composed of a base portion 711, an acting portion 712, and a contact portion 713 in succession from the base end to the tip end.

基部711は、連結部材72との連結位置から支持部材73での支持位置まで連続している。基部711における連結部材72との連結位置には、後述する連結軸721が挿通される貫通孔714が形成されている。作用部712は、基部711に対して屈曲して支持部材73での支持位置から連続して伸びている。支持部材73での支持位置、つまり基部711と作用部712との連続位置には、支持部材73で支持される被支持体(以下、カムフォロアという)715が起立している。図3、図4および図6に示す例では、カムフォロア715は、基部711と作用部712との連続位置から円柱状に起立している。 The base portion 711 is continuous from the connecting position with the connecting member 72 to the supporting position with the supporting member 73. A through hole 714 through which the connecting shaft 721, which will be described later, is inserted is formed at the connecting position of the base portion 711 with the connecting member 72. The acting portion 712 is bent with respect to the base portion 711 and continuously extends from the support position on the support member 73. A supported body (hereinafter referred to as a cam follower) 715 supported by the support member 73 stands up at a support position on the support member 73, that is, a continuous position between the base portion 711 and the action portion 712. In the examples shown in FIGS. 3, 4 and 6, the cam follower 715 stands up in a columnar shape from the continuous position of the base portion 711 and the working portion 712.

基部711と作用部712との間の角度(図4に示す角度θ1。以下、屈曲角という)は、当接部713のリップ62bへの当接方向が軸芯Aに近づくように軸芯Aに対して傾く所定範囲に設定されている。すなわち、作用部712は、当接部713がリップ62bを押圧する方向が軸芯Aに近づく方向となるように支持位置(基部711との連続位置)から伸びている。これにより、当接部713がリップ62bに当接する角度(以下、当接角という)、つまり当接時の水平面(一例として、物流センタの建屋の床面)に対する当接部713の傾斜角度(図4に示す角度θ2)は、90°よりも小さくなる。換言すれば、屈曲角θ1と当接角θ2は、当接角θ2が鋭角となるようにそれぞれ設定されていればよい。 The angle between the base portion 711 and the acting portion 712 (angle θ1 shown in FIG. 4, hereinafter referred to as bending angle) is such that the contact direction of the contact portion 713 with the lip 62b approaches the shaft core A. It is set in a predetermined range that tilts with respect to. That is, the acting portion 712 extends from the support position (continuous position with the base portion 711) so that the direction in which the contact portion 713 presses the lip 62b approaches the axis A. As a result, the angle at which the contact portion 713 comes into contact with the lip 62b (hereinafter referred to as the contact angle), that is, the inclination angle of the contact portion 713 with respect to the horizontal plane at the time of contact (for example, the floor surface of the building of the distribution center) ( The angle θ2) shown in FIG. 4 is smaller than 90 °. In other words, the bending angle θ1 and the contact angle θ2 may be set so that the contact angle θ2 is an acute angle.

当接部713は、作用部712の先端(伸長端)に設けられ、リップ62bと当接する部分であり、リップ62bに当接してリップ62bを変形させる部分である。当接部713は、リップ62bに当接した際、リップ62bを変形させやすい形状および材質とされている。このため、当接部713は、リップ62bに対して線接触により近い接触状態となる形状であることが好ましい。ただし、面接触や点接触(鋸刃状の複数頂点や単一頂点)となる形状は、特段排除されない。本実施形態では一例として、当接部713は、図6に示すように先端部(リップ62bとの当接側の端部)が先細りした略台形柱状に構成されている。先端には、所定の曲率(0.3程度)を持たせればよい。また、当接部713は、当接時にリップ62bを破損させない程度にリップ62bよりも剛性の高い樹脂などで形成されていればよい。なお、基部711、作用部712およびカムフォロア715は、当接部713と同一の素材で形成されていてもよいし、異なる素材で形成されていてもよい。 The abutting portion 713 is provided at the tip (extended end) of the acting portion 712, is a portion that abuts on the lip 62b, and is a portion that abuts on the lip 62b and deforms the lip 62b. The contact portion 713 has a shape and a material that easily deforms the lip 62b when it comes into contact with the lip 62b. Therefore, it is preferable that the contact portion 713 has a shape that is closer to line contact with the lip 62b. However, shapes that form surface contact or point contact (saw blade-shaped multiple vertices or single apex) are not particularly excluded. In the present embodiment, as an example, the contact portion 713 is formed in a substantially trapezoidal columnar shape in which the tip portion (the end on the contact side with the lip 62b) is tapered as shown in FIG. The tip may have a predetermined curvature (about 0.3). Further, the contact portion 713 may be formed of a resin or the like having a rigidity higher than that of the lip 62b so as not to damage the lip 62b at the time of contact. The base portion 711, the acting portion 712, and the cam follower 715 may be formed of the same material as the contact portion 713, or may be formed of different materials.

当接部713は、リップ62bの径方向に長手の形態をなしており、軸芯Aに対して放射状にリップ62bと当接する。その当接長さ(図4に示すL71)は、リップ62bの幅(図5に示すW62)の範囲内で適切な寸法に設定される。当接部713の当接長さL71は、当接部713がリップ62bの径方向に沿ってリップ62bと当接する長さである。リップ62bの幅W62は、リップ62bの径方向の長さであり、リップ62bにおける軸芯Aと同心の外円C1と内円C2との径差である。一例として、当接部713の当接長さL71は、リップ62bの幅W62の半分程度の寸法とされている。リップ62bに当接した状態では、当接部713の当接長さL71方向の一端がリップ62bの外円C1とほぼ重なった状態となる。 The contact portion 713 has a shape longitudinally longitudinally in the radial direction of the lip 62b, and abuts with the lip 62b radially with respect to the shaft core A. The contact length (L71 shown in FIG. 4) is set to an appropriate dimension within the width of the lip 62b (W62 shown in FIG. 5). The contact length L71 of the contact portion 713 is the length at which the contact portion 713 comes into contact with the lip 62b along the radial direction of the lip 62b. The width W62 of the lip 62b is the radial length of the lip 62b, and is the diameter difference between the outer circle C1 and the inner circle C2 concentric with the axis A in the lip 62b. As an example, the contact length L71 of the contact portion 713 is about half the size of the width W62 of the lip 62b. In the state of being in contact with the lip 62b, one end of the contact portion 713 in the contact length L71 direction is substantially overlapped with the outer circle C1 of the lip 62b.

このような形態とすることで、図4に示すように押圧バー71が第1の位置(押圧位置)に変位すると、当接部713は、リップ62bに当接してリップ62bを放射状に押圧する。その結果、リップ62bは、当接部713による押圧部位がそれ以外の部位よりも沈み込み、全体が周方向に波打つように変形する。これにより、例えば吸着パッド62が柔軟物に吸着した際、柔軟物を掴むような形状にリップ62bが変形するため、吸着姿勢を安定させることができる。また、リップ62bに加わる負荷がほぼ均等に分散されるため、リップ62bの耐久性の向上を図ることが可能となる。 With such a configuration, when the pressing bar 71 is displaced to the first position (pressing position) as shown in FIG. 4, the contact portion 713 abuts on the lip 62b and presses the lip 62b radially. .. As a result, the lip 62b is deformed so that the pressed portion by the contact portion 713 sinks more than the other portions and the entire lip 62b undulates in the circumferential direction. As a result, for example, when the suction pad 62 is sucked on the flexible object, the lip 62b is deformed into a shape that grips the flexible object, so that the suction posture can be stabilized. Further, since the load applied to the lip 62b is distributed almost evenly, it is possible to improve the durability of the lip 62b.

一方、図3に示すように押圧バー71が第2の位置(退避位置)に変位すると、当接部713は、リップ62bを押圧することなく、リップ62bから離間する。その結果、リップ62bは、全体が波打つように変形した状態から変形前の通常形状に戻る(別の捉え方をすれば、通常形状を保つ)。また、退避位置では、当接部713は、リップ62bが吸着した物品5の被吸着面と接触部位がほぼ面一となって当接して物品5を支持する(後述する図11に示す状態)。 On the other hand, when the pressing bar 71 is displaced to the second position (retracted position) as shown in FIG. 3, the contact portion 713 is separated from the lip 62b without pressing the lip 62b. As a result, the lip 62b returns from the state of being deformed so as to be wavy as a whole to the normal shape before the deformation (in another way, the normal shape is maintained). Further, in the retracted position, the contact portion 713 supports the article 5 by contacting the contact portion with the surface to be adsorbed by the lip 62b so as to be substantially flush with each other (state shown in FIG. 11 to be described later). ..

連結部材72は、連結軸721と、連結軸721を支持する軸受722を有している。連結軸721は、基部711の貫通孔714に挿通され、連結軸721まわりに回動可能に押圧バー71を軸受722に連結する軸体である。図3、図4および図6に示す例では、一本の連結軸721が二本の押圧バー71を軸受722に連結している。図7に示すように、連結される各押圧バー71には、基部711に相互に互い違いの段差を有する噛合部716が形成されている。図7は、押圧バー71の概略的な構成を垂直方向の上方から示す図である。これにより、二本の押圧バー71は、軸芯A上の点を対称点としてほぼ点対称に配置され、共通の連結軸721まわりにそれぞれ互いに逆回りに回動可能に連結される。したがって、これらの押圧バー71により、軸芯Aに対して点対称の位置でリップ62bをそれぞれ押圧して変形させることが可能となる。ただし、噛合部716は省略可能である。軸受722は、連結軸721を支持し、連結軸721を支持した状態で駆動部材74(具体的には後述するピストンロッド742)に取り付けられている。これにより、軸受722は、連結軸721とともに、駆動部材74によってベース部61に対して変位する(詳細は後述)。 The connecting member 72 has a connecting shaft 721 and a bearing 722 that supports the connecting shaft 721. The connecting shaft 721 is a shaft body that is inserted through the through hole 714 of the base portion 711 and rotatably connects the pressing bar 71 to the bearing 722 around the connecting shaft 721. In the examples shown in FIGS. 3, 4 and 6, one connecting shaft 721 connects two pressing bars 71 to the bearing 722. As shown in FIG. 7, each of the connected pressing bars 71 is formed with a meshing portion 716 having alternating steps on the base portion 711. FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the pressing bar 71 from above in the vertical direction. As a result, the two pressing bars 71 are arranged substantially point-symmetrically with a point on the axis A as a point of symmetry, and are rotatably connected to each other around a common connecting shaft 721 in opposite directions. Therefore, these pressing bars 71 can press and deform the lips 62b at positions symmetrical with respect to the axis A. However, the meshing portion 716 can be omitted. The bearing 722 supports the connecting shaft 721 and is attached to the drive member 74 (specifically, the piston rod 742 described later) in a state of supporting the connecting shaft 721. As a result, the bearing 722 is displaced with respect to the base portion 61 by the drive member 74 together with the connecting shaft 721 (details will be described later).

支持部材73は、第1の位置(押圧位置)と第2の位置(退避位置)とに変位可能に、所定位置で押圧バー71をベース部61に支持する。所定位置は限定されないが、図3および図4に示す例では、基部711と作用部712との連続位置、換言すれば押圧バー71の屈曲位置である。支持部材73は、ベース部61に設けられた支持体731と、支持体731に形成されてカムフォロア715を移動させるガイド732を有している。 The support member 73 supports the pressing bar 71 on the base portion 61 at a predetermined position so as to be displaceable between the first position (pressing position) and the second position (retracting position). The predetermined position is not limited, but in the examples shown in FIGS. 3 and 4, it is a continuous position between the base portion 711 and the acting portion 712, in other words, a bending position of the pressing bar 71. The support member 73 has a support 731 provided on the base portion 61 and a guide 732 formed on the support 731 to move the cam follower 715.

支持体731は、ベース部61に対する押圧バー71の支持位置を規定するために設けられている。ガイド732は、支持体731に形成された溝(以下、カム溝732という)であり、押圧バー71がリップ62bを押圧して変形させる際、ベース部61に対する押圧バー71の変位の起点と終点を規定する。一例として、起点は退避位置であり、終点は押圧位置であるが、逆でもよい。すなわち、カム溝732は、上述した第1の状態に対応する位置と第2の位置に対応する位置との間で押圧バー71を移動させる。 The support body 731 is provided to define the support position of the pressing bar 71 with respect to the base portion 61. The guide 732 is a groove formed in the support 731 (hereinafter referred to as a cam groove 732), and when the pressing bar 71 presses and deforms the lip 62b, the starting point and the ending point of the displacement of the pressing bar 71 with respect to the base portion 61 To specify. As an example, the starting point is the retracted position and the ending point is the pressing position, but the reverse is also possible. That is, the cam groove 732 moves the pressing bar 71 between the position corresponding to the first state and the position corresponding to the second position described above.

カム溝732は、押圧バー71の変位の起点から終点に至る直線状に伸びており、押圧バー71が変位する際にカムフォロア715を摺接させながら移動(摺動)させる。押圧バー71の変位の起点から終点に至るカム溝732の経路は、軸芯Aと交差する方向(図3および図4に示す例では軸芯Aに近づく方向)に沿って設けられている。図3および図4に示す例では、カム溝732は、伸長方向の両端733,734に曲線部を有する長円形(オーバル)の輪郭形状とされている。曲線部の曲率は、円柱状をなすカムフォロア715の柱回りの曲率とよりも僅かに小さい。曲線部同士を繋ぐ直線状の輪郭部の差渡し間隔は、円柱状をなすカムフォロア715の直径よりも僅かに大きい。 The cam groove 732 extends linearly from the starting point to the ending point of the displacement of the pressing bar 71, and when the pressing bar 71 is displaced, the cam follower 715 is moved (sliding) while being in sliding contact with the cam follower 715. The path of the cam groove 732 from the start point to the end point of the displacement of the pressing bar 71 is provided along the direction intersecting the shaft core A (in the example shown in FIGS. 3 and 4, the direction approaching the shaft core A). In the example shown in FIGS. 3 and 4, the cam groove 732 has an oval contour shape having curved portions at both ends 733 and 734 in the extension direction. The curvature of the curved portion is slightly smaller than the curvature around the column of the columnar cam follower 715. The distance between the linear contour portions connecting the curved portions is slightly larger than the diameter of the columnar cam follower 715.

カム溝732の一端733は、ベース部61に対する押圧バー71の変位起点(退避位置)を規定する。図3には、押圧バー71が退避位置に位置した状態を示す。この状態では、カムフォロア715はカム溝732の一端733に接触する。これに対し、カム溝732の他端734は、ベース部61に対する押圧バー71の変位終点(押圧位置)を規定する。図4には、押圧バー71が押圧位置に位置付けられた状態を示す。この状態では、カムフォロア715はカム溝732の他端734に接触する。 One end 733 of the cam groove 732 defines a displacement starting point (retract position) of the pressing bar 71 with respect to the base portion 61. FIG. 3 shows a state in which the pressing bar 71 is located at the retracted position. In this state, the cam follower 715 contacts one end 733 of the cam groove 732. On the other hand, the other end 734 of the cam groove 732 defines the displacement end point (pressing position) of the pressing bar 71 with respect to the base portion 61. FIG. 4 shows a state in which the pressing bar 71 is positioned at the pressing position. In this state, the cam follower 715 contacts the other end 734 of the cam groove 732.

駆動部材74は、押圧バー71、連結部材72、支持部材73に動力を与え、第1の位置(押圧位置)と第2の位置(退避位置)とに押圧バー71を変位させる。駆動部材74は、任意の構成とすることができるが、一例として直動アクチュエータである。図3、図4および図6に示す例では、エアシリンダを駆動部材74として適用している。エアの供給源としては、コンプレッサ64を真空発生器63と共用している。ただし、リップ変形部7は、真空発生器63とは別系統のエア供給源をエアシリンダ専用に備えていてもよい。また、駆動部材74は、油圧シリンダ、その他の直動アクチュエータ、例えば電磁ソレノイドなどの電気的な手段であってもよい。あるいは、DCモータなどの回転駆動手段から任意の機構で直動に変換する手段であってもよいし、当接部713の位置を円弧軌道で変位させる手段であってもよい。 The driving member 74 applies power to the pressing bar 71, the connecting member 72, and the supporting member 73 to displace the pressing bar 71 between the first position (pressing position) and the second position (retracting position). The drive member 74 may have an arbitrary configuration, but as an example, it is a linear actuator. In the examples shown in FIGS. 3, 4 and 6, the air cylinder is applied as the drive member 74. As an air supply source, the compressor 64 is shared with the vacuum generator 63. However, the lip deforming portion 7 may be provided with an air supply source of a system different from that of the vacuum generator 63 exclusively for the air cylinder. Further, the drive member 74 may be an electric means such as a hydraulic cylinder or other linear actuator, for example, an electromagnetic solenoid. Alternatively, it may be a means for converting a rotational driving means such as a DC motor into a linear motion by an arbitrary mechanism, or a means for displacing the position of the contact portion 713 in an arc trajectory.

駆動部材(以下、エアシリンダという)74は、シリンダ本体741と、シリンダ本体741に対して進退するピストンロッド742とを有している。シリンダ本体741は、シリンダ(気室)、ピストン、エア給排管など(いずれも図示省略)を備え、ピストンロッド742の進退方向が軸芯方向と一致するようにベース部61に支持されている。ピストンロッド742は、シリンダ本体741のシリンダに給排されたエアによって、シリンダ内を進退する。ピストンロッド742には、軸受722が取り付けられている。これにより、ピストンロッド742がシリンダ本体741に対して進退することで、軸受722が軸芯方向に進退(図3、図4および図6に示す例では上下動)する。その結果、リンク機構であるリップ変形部7(押圧バー71、連結部材72、支持部材73)が動作され、押圧バー71が退避位置と押圧位置の間を変位する。 The drive member (hereinafter referred to as an air cylinder) 74 has a cylinder body 741 and a piston rod 742 that moves forward and backward with respect to the cylinder body 741. The cylinder body 741 includes a cylinder (air chamber), a piston, an air supply / exhaust pipe, and the like (all not shown), and is supported by the base portion 61 so that the advancing / retreating direction of the piston rod 742 coincides with the axial core direction. .. The piston rod 742 moves back and forth in the cylinder by the air supplied to and discharged from the cylinder of the cylinder body 741. A bearing 722 is attached to the piston rod 742. As a result, the piston rod 742 moves back and forth with respect to the cylinder body 741, and the bearing 722 moves back and forth in the axial direction (up and down movement in the examples shown in FIGS. 3, 4, and 6). As a result, the lip deforming portion 7 (pressing bar 71, connecting member 72, supporting member 73), which is a link mechanism, is operated, and the pressing bar 71 is displaced between the retracted position and the pressing position.

図3に示す例では、ピストンロッド742がシリンダ本体741に対して初動位置に位置しており、この場合、押圧バー71が退避位置に位置付けられる。図4に示す例では、ピストンロッド742がシリンダ本体741に対して初動位置から終動位置まで上方へ移動する、換言すればピストンロッド742がシリンダ本体741に引き込まれることで、押圧バー71が押圧位置に位置付けられる。別の捉え方をすれば、ピストンロッド742がシリンダ本体741に対して終動位置から初動位置まで下方へ移動する、換言すればピストンロッド742がシリンダ本体741から押し出されることで、図3に示す例のように押圧バー71が退避位置に位置付けられる。例えばこれとは逆に、ピストンロッド742がシリンダ本体741に引き込まれることで押圧バー71が退避位置に位置付けられ、シリンダ本体741から押し出されることで押圧バー71が押圧位置に位置付けられる構成であってもよい。この場合、例えばカム溝732の他端734が押圧バー71の変位起点(退避位置)を規定し、一端733が押圧バー71の変位終点(押圧位置)を規定する構成であればよい。 In the example shown in FIG. 3, the piston rod 742 is located at the initial movement position with respect to the cylinder body 741, and in this case, the pressing bar 71 is positioned at the retracted position. In the example shown in FIG. 4, the piston rod 742 moves upward from the initial movement position to the final movement position with respect to the cylinder body 741, in other words, the piston rod 742 is pulled into the cylinder body 741, and the pressing bar 71 is pressed. Positioned. Another way of thinking is that the piston rod 742 moves downward from the final movement position to the initial movement position with respect to the cylinder body 741, in other words, the piston rod 742 is pushed out from the cylinder body 741, which is shown in FIG. As in the example, the pressing bar 71 is positioned at the retracted position. For example, on the contrary, when the piston rod 742 is pulled into the cylinder body 741, the pressing bar 71 is positioned at the retracted position, and when it is pushed out from the cylinder body 741, the pressing bar 71 is positioned at the pressing position. May be good. In this case, for example, the other end 734 of the cam groove 732 may define the displacement start point (retract position) of the pressing bar 71, and one end 733 may define the displacement end point (pressing position) of the pressing bar 71.

本実施形態では、図8に示すように四本の押圧バー71、二つの連結軸721、一つの軸受722、四つの支持部材73が一つのエアシリンダ74によって動作されるリンク機構が構成されている。図8は、リップ変形部7の概略的な構成を垂直方向の上方から示す図である。かかるリンク機構において、押圧バー71aと押圧バー71cは、連結軸721aによって連結され、押圧バー71bと押圧バー71dは、連結軸721bによって連結されている。これらの押圧バー71a〜71dは、軸受722を介してピストンロッド742に取り付けられている。ピストンロッド742に取り付けられた状態においては、押圧バー71aが支持部材73a、押圧バー71bが支持部材73b、押圧バー71cが支持部材73c、押圧バー71dが支持部材73dによって、それぞれベース部61に支持されている。四本の押圧バー71a〜71dは、軸芯Aを中心とした周方向に90°間隔で配置されている。このように配置されることで、四本の押圧バー71a〜71dは、軸芯Aを中心とした四方からベース部61に対してそれぞれ変位する。これにより、四本の押圧バー71a〜71dによってリップ62bを四箇所で押圧し、変形させることが可能となる。その結果、リップ62bは、全体が周方向にほぼ均等に波打つように変形する。 In this embodiment, as shown in FIG. 8, a link mechanism is configured in which four pressing bars 71, two connecting shafts 721, one bearing 722, and four support members 73 are operated by one air cylinder 74. There is. FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the lip deformed portion 7 from above in the vertical direction. In such a link mechanism, the pressing bar 71a and the pressing bar 71c are connected by a connecting shaft 721a, and the pressing bar 71b and the pressing bar 71d are connected by a connecting shaft 721b. These pressing bars 71a to 71d are attached to the piston rod 742 via the bearing 722. In the state of being attached to the piston rod 742, the pressing bar 71a is supported by the supporting member 73a, the pressing bar 71b is supported by the supporting member 73b, the pressing bar 71c is supported by the supporting member 73c, and the pressing bar 71d is supported by the supporting member 73d, respectively. Has been done. The four pressing bars 71a to 71d are arranged at intervals of 90 ° in the circumferential direction about the axis A. By arranging in this way, the four pressing bars 71a to 71d are displaced from the four sides centered on the axis A with respect to the base portion 61, respectively. As a result, the lip 62b can be pressed and deformed at four points by the four pressing bars 71a to 71d. As a result, the lip 62b is deformed so that the entire lip 62b undulates substantially evenly in the circumferential direction.

図2に示すように、制御装置4は、検出装置2、ロボットアーム3、物品把持機構6の動作を制御し、荷役装置1の運転管理を行う。制御装置4は、CPU、メモリ、記憶装置(不揮発メモリ)、入出力回路、タイマなどを含み、所定の演算処理を実行する。例えば、制御装置4は、各種データを入出力回路により読み込み、記憶装置からメモリに読み出したプログラムを用いてCPUで演算処理し、処理結果に基づいて検出装置2、ロボットアーム3、物品把持機構6の動作制御を行う。制御装置4は、検出装置2、ロボットアーム3、および物品把持機構6と有線もしくは無線で接続され、動作制御にあたって、これらとの間で各種データや演算結果などを送受信している。 As shown in FIG. 2, the control device 4 controls the operations of the detection device 2, the robot arm 3, and the article gripping mechanism 6 to manage the operation of the cargo handling device 1. The control device 4 includes a CPU, a memory, a storage device (nonvolatile memory), an input / output circuit, a timer, and the like, and executes a predetermined arithmetic process. For example, the control device 4 reads various data by the input / output circuit, performs arithmetic processing by the CPU using the program read from the storage device into the memory, and based on the processing result, the detection device 2, the robot arm 3, and the article gripping mechanism 6 Controls the operation of. The control device 4 is connected to the detection device 2, the robot arm 3, and the article gripping mechanism 6 by wire or wirelessly, and sends and receives various data, calculation results, and the like to and from these in operation control.

制御装置4は、計画部41と、制御部42とを有する。
計画部41は、検出装置2を動作制御して物品5の集積態様を検出させ、その検出結果の解析データを入出力回路により読み込むとともに、メモリから読み出したプログラムを用いてCPUで演算し、演算結果に基づいてロボットアーム3の動作計画を策定する。また、計画部41は、ロボットアーム3の動作計画に基づいて、物品把持機構6(真空発生器63、コンプレッサ64、電磁弁65、圧力センサ66、リップ変形部7(駆動部材74))の動作計画を策定する。計画部41は、策定したこれらの動作計画の情報(動作指令)を制御部42に付与する。
The control device 4 has a planning unit 41 and a control unit 42.
The planning unit 41 controls the operation of the detection device 2 to detect the accumulation mode of the article 5, reads the analysis data of the detection result by the input / output circuit, and calculates the calculation by the CPU using the program read from the memory. Based on the result, the operation plan of the robot arm 3 is formulated. Further, the planning unit 41 operates the article gripping mechanism 6 (vacuum generator 63, compressor 64, solenoid valve 65, pressure sensor 66, lip deforming unit 7 (driving member 74)) based on the operation plan of the robot arm 3. Develop a plan. The planning unit 41 assigns the formulated information (operation command) of these operation plans to the control unit 42.

制御部42は、付与された動作指令に基づいて、ロボットアーム3、物品把持機構6の動作を制御する。具体的には、制御部42は、ロボットアーム3の動作指令に基づいてロボットアーム3を動作させ、物品5を集積領域11から移動先領域12に移動させる。また、制御部42は、物品把持機構6の動作指令に基づいて、真空発生器63、コンプレッサ64、電磁弁65、圧力センサ66を動作制御するとともに、圧力センサ66が測定した吸着パッド62の内圧値に応じてCPUで演算し、演算結果に基づいて吸着パッド62に物品5を把持(吸着)させる。併せて、制御部42は、物品把持機構6(リップ変形部7)の動作指令に基づいて、コンプレッサ64およびエアシリンダ74を動作制御するとともに、入出力回路から読み込んだ動作状況のデータに応じてCPUで演算し、リップ62bを押圧させるべく、演算結果に基づいてリップ変形部7(リンク機構)を動作させる。これらの動作制御にあたって、制御部42は、動作指令に基づいてメモリから所定のプログラムを読み出す。 The control unit 42 controls the operation of the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6 based on the given operation command. Specifically, the control unit 42 operates the robot arm 3 based on the operation command of the robot arm 3 to move the article 5 from the accumulation region 11 to the destination region 12. Further, the control unit 42 controls the operation of the vacuum generator 63, the compressor 64, the electromagnetic valve 65, and the pressure sensor 66 based on the operation command of the article gripping mechanism 6, and also controls the operation of the suction pad 62 measured by the pressure sensor 66. The CPU calculates according to the value, and the suction pad 62 grips (sucks) the article 5 based on the calculation result. At the same time, the control unit 42 controls the operation of the compressor 64 and the air cylinder 74 based on the operation command of the article gripping mechanism 6 (lip deformation unit 7), and also responds to the operation status data read from the input / output circuit. The lip deforming unit 7 (link mechanism) is operated based on the calculation result in order to perform the calculation by the CPU and press the lip 62b. In these operation controls, the control unit 42 reads a predetermined program from the memory based on the operation command.

なお、本実施形態では一例として、計画部41はロボットアーム3および物品把持機構6の動作計画を策定しているが、制御装置4はこれらの動作計画を個別に策定する複数の計画部を有していてもよい。また、制御部42は、ロボットアーム3および物品把持機構6の動作を制御しているが、制御装置4はこれらの動作を個別に制御する複数の制御部を有していてもよい。あるいは、計画部41の機能を果たす制御装置と、制御部42の機能を果たす制御装置とを物理的に分離させてもよい。 In the present embodiment, as an example, the planning unit 41 formulates the operation plans of the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6, but the control device 4 has a plurality of planning units that individually formulate these operation plans. You may be doing it. Further, although the control unit 42 controls the operations of the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6, the control device 4 may have a plurality of control units that individually control these operations. Alternatively, the control device that functions as the planning unit 41 and the control device that functions as the control unit 42 may be physically separated.

このような構成をなす荷役装置1の動作、具体的には物品5を集積領域11から移動先領域12に移動させる処理(以下、物品移動処理という)について、検出装置2、ロボットアーム3、および物品把持機構6に対する制御装置4の制御フローに従って説明する。図9には、物品移動処理における検出装置2、ロボットアーム3、および物品把持機構6に対する制御装置4の制御フローを示す。 Regarding the operation of the cargo handling device 1 having such a configuration, specifically, the process of moving the article 5 from the accumulation region 11 to the destination region 12 (hereinafter referred to as the article movement process), the detection device 2, the robot arm 3, and This description will be described according to the control flow of the control device 4 for the article gripping mechanism 6. FIG. 9 shows a control flow of the control device 4 for the detection device 2, the robot arm 3, and the article gripping mechanism 6 in the article movement process.

物品移動処理を開始する場合、ロボットアーム3および物品把持機構6は、それぞれ初期状態とされている。ロボットアーム3の初期状態は、アーム部32が基準位置に位置付けられた状態である。基準位置は、例えば集積領域11および移動先領域12のいずれともアーム部32が干渉しない位置である。物品把持機構6の初期状態は、吸着パッド62の内部が大気開放(真空破壊)され、押圧バー71が退避位置に位置付けられた状態である。このため、初期状態では、電磁弁65が閉じているとともに、真空発生器63、コンプレッサ64、エアシリンダ74は、いずれも停止している。 When the article moving process is started, the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6 are each in the initial state. The initial state of the robot arm 3 is a state in which the arm portion 32 is positioned at a reference position. The reference position is, for example, a position where the arm portion 32 does not interfere with either the accumulation region 11 or the movement destination region 12. The initial state of the article gripping mechanism 6 is a state in which the inside of the suction pad 62 is opened to the atmosphere (vacuum breakage) and the pressing bar 71 is positioned at the retracted position. Therefore, in the initial state, the solenoid valve 65 is closed, and the vacuum generator 63, the compressor 64, and the air cylinder 74 are all stopped.

物品5を集積領域11から移動先領域12に移動させるにあたって、制御装置4は、集積領域11における物品群5sの集積態様を検出装置2に検出させる(S101)。具体的には、計画部41に動作制御されて、検出部21(一例としてRGBカメラ)は、集積領域11における物品群5sの集積態様を示す画像を撮像する。検出部21は、検出結果(撮像した画像のデータ)を解析部22に付与する。撮像画像の枚数は任意であり、一枚であってもよいし、焦点距離や画角を適宜変更した複数枚であってもよい。 In moving the article 5 from the accumulation area 11 to the destination region 12, the control device 4 causes the detection device 2 to detect the accumulation mode of the article group 5s in the accumulation area 11 (S101). Specifically, the operation is controlled by the planning unit 41, and the detection unit 21 (as an example, an RGB camera) captures an image showing the accumulation mode of the article group 5s in the integration region 11. The detection unit 21 gives the detection result (data of the captured image) to the analysis unit 22. The number of captured images is arbitrary, and may be one, or may be a plurality of images in which the focal length and the angle of view are appropriately changed.

解析部22は、検出部21から付与された検出結果(画像データ)を解析する(S102)。解析により、解析部22は、集積領域11に集積された物品群5sの各物品5の位置、輪郭、大きさ、向き、姿勢、重なり、境界、材質などの態様をそれぞれ特定するための情報(解析データ)を出力し、計画部41に付与する。 The analysis unit 22 analyzes the detection result (image data) given by the detection unit 21 (S102). By analysis, the analysis unit 22 provides information for identifying modes such as position, contour, size, orientation, posture, overlap, boundary, and material of each article 5 of the article group 5s accumulated in the accumulation area 11 ( (Analysis data) is output and given to the planning unit 41.

計画部41は、付与された解析データに基づいて、物品存否条件を判定する(S103)。物品存否条件は、集積領域11に物品5が集積されているか否かを判定するための条件である。例えば、解析データとして、物品5の態様を具体的に示す何らかのデータが付与されている場合、計画部41は、集積領域11には少なくとも一つ以上の物品5が存在しており、物品存否条件が成立すると判定する。これに対し、解析データとして、物品5の態様を具体的に示す何らのデータも付与されていない場合、計画部41は、集積領域11には、物品5が存在しておらず、物品存否条件が成立しないと判定する。この場合、計画部41には、例えば集積領域11である作業台などの画像の解析データのみが付与されている。 The planning unit 41 determines the existence / non-existence condition of the article based on the given analysis data (S103). The article presence / absence condition is a condition for determining whether or not the article 5 is accumulated in the accumulation area 11. For example, when some data concretely indicating the mode of the article 5 is given as the analysis data, the planning unit 41 has at least one article 5 present in the accumulation area 11 and the article existence / non-existence condition. Is determined to hold. On the other hand, when no data specifically indicating the mode of the article 5 is given as the analysis data, the planning unit 41 states that the article 5 does not exist in the accumulation area 11 and the article existence / non-existence condition is satisfied. Is not satisfied. In this case, only the analysis data of the image of the workbench, which is the integrated area 11, is given to the planning unit 41.

物品存否条件が成立しない場合、計画部41は、ロボットアーム3および物品把持機構6の動作計画を策定することなく、物品移動処理を終了する。
一方、S103において物品存否条件が成立する場合、計画部41は、集積領域11から移動させる物品5(以下、選択物品という)を物品群5sの中から選択する(S104)。計画部41は、解析データに対応する所定の選択基準に基づいて物品群5sの中から選択物品を特定する。選択基準は、例えば物品群5sにおける高さ位置、ロボットアーム3からの距離、他の物品5との隙間、集積領域11における位置、物品5の材質(梱包状態や包装状態を含む)などである。具体的には、物品群5sの中で最も高い位置にあるもの、ロボットアーム3から最も近い位置にあるもの、他の物品5から最も離れているもの、集積領域11の中央付近にあるもの、把持(吸着)しやすい物品5として予め規定された材質を有するものなどを、計画部41は選択物品として特定する。あるいは、これらを複合的な選択基準として、計画部41は選択物品を特定してもよい。また、計画部41は、解析データに基づいて選択物品の位置、輪郭、大きさ、向き、姿勢、重なり、境界、材質(梱包状態や包装状態を含む)などの属性データをそれぞれ特定する。
If the article presence / absence condition is not satisfied, the planning unit 41 ends the article moving process without formulating an operation plan for the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6.
On the other hand, when the article existence / non-existence condition is satisfied in S103, the planning unit 41 selects the article 5 (hereinafter, referred to as the selected article) to be moved from the accumulation area 11 from the article group 5s (S104). The planning unit 41 identifies a selected article from the article group 5s based on a predetermined selection criterion corresponding to the analysis data. The selection criteria are, for example, the height position in the article group 5s, the distance from the robot arm 3, the gap with another article 5, the position in the accumulation area 11, the material of the article 5 (including the packing state and the packaging state), and the like. .. Specifically, the one at the highest position in the article group 5s, the one at the position closest to the robot arm 3, the one farthest from the other articles 5, and the one near the center of the accumulation area 11. The planning unit 41 specifies an article having a material specified in advance as an article 5 that is easy to grip (adsorb) as an article to be selected. Alternatively, the planning unit 41 may specify the selected article using these as a composite selection criterion. Further, the planning unit 41 specifies attribute data such as the position, contour, size, orientation, posture, overlap, boundary, and material (including the packing state and the packing state) of the selected article based on the analysis data.

選択物品を特定すると、計画部41は、選択物品の目標把持位置を設定する(S105)。目標把持位置は、吸着パッド62で選択物品を吸着させる際、吸着パッド62が選択物品を安定して吸着可能な位置であり、選択物品上でリップ62bを接触させる位置である。例えば、選択物品上における軸芯Aとの交点(仮想点)が目標把持位置に当たる。具体的には、軸芯Aを選択物品の重心を通るように位置付けたとき、該軸芯Aと選択物品の表面との交点が目標把持位置として設定される。目標把持位置が設定される選択物品の表面(被吸着面)は、水平面(一例として物流センタの建屋の床面)と平行であればよいが、これに限らず、水平面に垂直な面や斜めの面なども含む。このため、選択物品は、集積態様にかかわらず、鉛直上方、水平方向、それ以外の方向のいずれからでも吸着パッド62で吸着され得る。したがって、集積態様に応じた最適な方向から吸着パッド62で選択物品が吸着可能とされている。 When the selected article is specified, the planning unit 41 sets the target gripping position of the selected article (S105). The target gripping position is a position where the suction pad 62 can stably suck the selected article when the selected article is sucked by the suction pad 62, and is a position where the lip 62b is brought into contact with the selected article. For example, the intersection (virtual point) with the axis A on the selected article corresponds to the target gripping position. Specifically, when the shaft core A is positioned so as to pass through the center of gravity of the selected article, the intersection of the shaft core A and the surface of the selected article is set as the target gripping position. The surface (adsorbed surface) of the selected article for which the target gripping position is set may be parallel to the horizontal plane (for example, the floor surface of the building of the distribution center), but the surface is not limited to this and is perpendicular to the horizontal plane or diagonally. Including the aspect of. Therefore, the selected article can be adsorbed by the adsorption pad 62 from any of the vertically upward direction, the horizontal direction, and the other directions regardless of the accumulation mode. Therefore, the selected article can be adsorbed by the adsorption pad 62 from the optimum direction according to the accumulation mode.

目標把持位置を設定すると、計画部41は、ロボットアーム3および物品把持機構6の動作計画を策定する。ロボットアーム3の動作計画の策定にあたって、計画部41は、経路存否条件を判定する(S106)。経路存否条件は、吸着パッド62の把持基準位置が目標把持位置と一致するようにアーム部32を動作させるとともに、目標把持位置(把持基準位置)から移動先領域12へ、さらに移動先領域12(後述する目標解放位置)から基準位置に至るまでアーム部32を動作させる経路が存在するか否かを判定するための条件である。経路存否条件は、例えば想定経路上をアーム部32が変位した場合、支障となる別の物品5や他の障害物が存在するか否かなどによって判定される。支障となる別の物品5などが存在せず、動作経路が確保できる場合、計画部41は経路存否条件が成立すると判定する。これに対し、支障となる別の物品5が存在し、動作経路が確保できない場合、計画部41は経路存否条件が成立しないと判定する。 When the target gripping position is set, the planning unit 41 formulates an operation plan for the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6. In formulating the motion plan of the robot arm 3, the planning unit 41 determines the path existence / non-existence condition (S106). As for the path existence / non-existence condition, the arm portion 32 is operated so that the gripping reference position of the suction pad 62 coincides with the target gripping position, and the target gripping position (grasping reference position) is moved to the moving destination region 12, and further, the moving destination region 12 ( This is a condition for determining whether or not there is a path for operating the arm unit 32 from the target release position (described later) to the reference position. The path existence / non-existence condition is determined by, for example, whether or not another article 5 or another obstacle that becomes an obstacle when the arm portion 32 is displaced on the assumed path is present. If there is no other article 5 or the like that hinders the operation and the operation route can be secured, the planning unit 41 determines that the route existence / non-existence condition is satisfied. On the other hand, if there is another article 5 that hinders the operation and the operation route cannot be secured, the planning unit 41 determines that the route existence / non-existence condition is not satisfied.

経路存否条件が成立しない場合、計画部41は、選択物品の選択を再び行う(S104)。この場合、計画部41は、一旦特定した選択物品以外の物品5の中から別の選択物品を特定する。 If the route existence / non-existence condition is not satisfied, the planning unit 41 selects the selected article again (S104). In this case, the planning unit 41 specifies another selected article from the articles 5 other than the once specified selected article.

一方、S106において経路存否条件が成立する場合、計画部41は、確保可能な動作経路に基づいてロボットアーム3の動作計画を策定し、ロボットアーム3の動作計画に基づいて物品把持機構6の動作計画を策定する(S107)。また、計画部41は、策定したこれらの動作計画の情報(動作指令)を制御部42に付与する。 On the other hand, when the path existence / non-existence condition is satisfied in S106, the planning unit 41 formulates an operation plan of the robot arm 3 based on the available operation path, and operates the article gripping mechanism 6 based on the operation plan of the robot arm 3. Formulate a plan (S107). In addition, the planning unit 41 assigns the formulated information (operation command) of these operation plans to the control unit 42.

ロボットアーム3および物品把持機構6の動作計画が付与されると、制御部42は、これらの動作計画に基づいて、ロボットアーム3および物品把持機構6を動作制御する。ここでは、制御部42は吸着パッド62の内圧を負圧とする(S108)。吸着パッド62の内圧を負圧とするにあたって、制御部42は、電磁弁65を開くとともに、コンプレッサ64、真空発生器63、および圧力センサを作動させる。これにより、制御部42は、コンプレッサ64から真空発生器63に圧縮空気を供給させ、吸着パッド62の内部を真空引きして負圧にさせる。その際、圧力センサ66は、吸着パッド62の内圧を測定し、測定値を制御部42に付与する。以下、このように吸着パッド62の内部が負圧である場合に成立する条件を第1の制御条件という。 When the motion plans of the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6 are given, the control unit 42 controls the motion of the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6 based on these motion plans. Here, the control unit 42 sets the internal pressure of the suction pad 62 as a negative pressure (S108). When the internal pressure of the suction pad 62 is set to negative pressure, the control unit 42 opens the solenoid valve 65 and operates the compressor 64, the vacuum generator 63, and the pressure sensor. As a result, the control unit 42 supplies compressed air from the compressor 64 to the vacuum generator 63, and evacuates the inside of the suction pad 62 to create a negative pressure. At that time, the pressure sensor 66 measures the internal pressure of the suction pad 62 and applies the measured value to the control unit 42. Hereinafter, the condition that is satisfied when the inside of the suction pad 62 is negative pressure is referred to as the first control condition.

第1の制御条件が成立する場合、制御部42は、属性条件を判定する(S109)。属性条件は、物品5の材質に基づいて該物品5の形態の変形性の有無を判定するための条件であり、具体的には選択物品が柔軟物であるか否かを判定するための条件である。属性条件の判定にあたって、制御部42は、計画部41が特定した選択物品の属性データを取得する。属性データに基づいて、属性条件は、例えば選択物品の材質が吸着パッド62で吸着した際、自重により変形して形態を変えるものであるか否か、あるいは選択物品がビニールフィルムや包装紙などで包装されているか否かなどによって判定される。吸着パッド62で吸着した際に自重により変形して形態を変える材質である場合、あるいはビニールフィルムや包装紙などで包装されている場合、制御部42は、選択物品が変形性を有する物品5(柔軟物)であり、属性条件が成立すると判定する。これに対し、吸着パッド62で吸着した際に自重により変形して形態を変える材質ではない場合、あるいはビニールフィルムや包装紙などで包装されていない場合、制御部42は選択物品が変形性を有する物品5(柔軟物)ではなく(一例として箱物であり)、属性条件が成立しないと判定する。 When the first control condition is satisfied, the control unit 42 determines the attribute condition (S109). The attribute condition is a condition for determining whether or not the form of the article 5 is deformable based on the material of the article 5, and specifically, a condition for determining whether or not the selected article is a flexible object. Is. In determining the attribute condition, the control unit 42 acquires the attribute data of the selected article specified by the planning unit 41. Based on the attribute data, the attribute condition is, for example, whether or not the material of the selected article is deformed by its own weight to change its form when adsorbed by the adsorption pad 62, or whether the selected article is a vinyl film, wrapping paper, or the like. It is judged by whether or not it is packaged. When the material is deformed by its own weight to change its shape when sucked by the suction pad 62, or when it is wrapped in a vinyl film, wrapping paper, or the like, the control unit 42 determines that the selected article has deformability 5 ( It is a flexible object), and it is determined that the attribute condition is satisfied. On the other hand, if the material is not a material that changes its shape by being deformed by its own weight when sucked by the suction pad 62, or if it is not wrapped with a vinyl film, wrapping paper, or the like, the control unit 42 has deformability of the selected article. It is determined that the attribute condition is not satisfied, not the article 5 (flexible object) (for example, a box object).

属性条件が成立する場合、制御部42は、押圧バー71を退避位置から押圧位置に変位させる(S110)。すなわち、押圧バー71は、初期状態の位置である退避位置から押圧位置に位置付けられる。押圧バー71を変位させるにあたって、制御部42は、コンプレッサ64およびエアシリンダ74を作動させ、コンプレッサ64からエアシリンダ74に圧縮空気を供給させる。これにより、ピストンロッド742がシリンダ本体741に対して進退し、カムフォロア715がカム溝732の一端733から他端734に移動する。その結果、押圧バー71が押圧位置に変位し、当接部713がリップ62bを放射状に押圧して変形させる。以下、このようにリップ62bが変形している場合に成立する条件を第2の制御条件という。 When the attribute condition is satisfied, the control unit 42 displaces the pressing bar 71 from the retracted position to the pressing position (S110). That is, the pressing bar 71 is positioned at the pressing position from the retracted position, which is the initial position. In displacement of the pressing bar 71, the control unit 42 operates the compressor 64 and the air cylinder 74 to supply compressed air from the compressor 64 to the air cylinder 74. As a result, the piston rod 742 moves back and forth with respect to the cylinder body 741, and the cam follower 715 moves from one end 733 of the cam groove 732 to the other end 734. As a result, the pressing bar 71 is displaced to the pressing position, and the contact portion 713 radially presses the lip 62b to deform it. Hereinafter, the condition that is satisfied when the lip 62b is deformed in this way is referred to as a second control condition.

一方、S109において、属性条件が成立しない場合、制御部42は、押圧バー71を退避位置に位置付ける(S111)。押圧バー71は、初期状態では退避位置に位置付けられているため、この時点では退避位置に位置付けられていることになる。したがってここでは、制御部42は押圧バー71が退避位置に位置付けられていることを確認し、退避位置以外の位置に位置付けられている場合には押圧バー71を退避位置に戻す。その際、制御部42は、コンプレッサ64およびエアシリンダ74を作動させ、コンプレッサ64からエアシリンダ74に圧縮空気を供給させる。押圧バー71が退避位置に位置付けられている場合、リップ62bは変形しておらず、第2の制御条件は成立しない。 On the other hand, in S109, when the attribute condition is not satisfied, the control unit 42 positions the pressing bar 71 at the retracted position (S111). Since the pressing bar 71 is positioned at the retracted position in the initial state, it is positioned at the retracted position at this point. Therefore, here, the control unit 42 confirms that the pressing bar 71 is positioned at the retracted position, and returns the pressing bar 71 to the retracted position when it is positioned at a position other than the retracted position. At that time, the control unit 42 operates the compressor 64 and the air cylinder 74 to supply compressed air from the compressor 64 to the air cylinder 74. When the pressing bar 71 is positioned at the retracted position, the lip 62b is not deformed and the second control condition is not satisfied.

押圧バー71が押圧位置もしくは退避位置のいずれかに位置付けられた状態で、制御部42は、アーム部32を動作させて吸着パッド62に選択物品を把持(吸着)させる(S112)。以下、このようなアーム部32の動作を把持動作という。把持動作は、選択物品が変形性を有する物品5(柔軟物)である場合には、第1の制御条件と第2の制御条件とがいずれも成立することを条件に行われる。これに対し、選択物品が変形性を有しない物品5(一例として箱物)である場合、把持動作は、第1の制御条件が成立するとともに第2の制御条件が成立しないことを条件に行われる。 With the pressing bar 71 positioned at either the pressing position or the retracting position, the control unit 42 operates the arm unit 32 to cause the suction pad 62 to grip (suck) the selected article (S112). Hereinafter, such an operation of the arm portion 32 is referred to as a gripping operation. When the selected article is the deformable article 5 (flexible object), the gripping operation is performed on the condition that both the first control condition and the second control condition are satisfied. On the other hand, when the selected article is an article 5 having no deformability (a box as an example), the gripping operation is performed on the condition that the first control condition is satisfied and the second control condition is not satisfied. Will be.

把持動作において、制御部42は、計画部41が策定した動作経路に従って、吸着パッド62の把持基準位置が目標把持位置と一致するようにアーム部32を動作させる。その間、制御部42は、例えば吸着パッド62を選択物品の上方に位置付けるとともに、リップ62bを選択物品に向けさせる。続けて、制御部42は、把持基準位置が目標把持位置と重なるようにアーム部32を下降させる。吸着パッド62は、内圧が負圧となっているため、リップ62bを選択物品に密着させた状態で選択物品に吸着する。 In the gripping operation, the control unit 42 operates the arm unit 32 so that the gripping reference position of the suction pad 62 coincides with the target gripping position according to the operation path determined by the planning unit 41. Meanwhile, the control unit 42 positions, for example, the suction pad 62 above the selected article and directs the lip 62b toward the selected article. Subsequently, the control unit 42 lowers the arm unit 32 so that the gripping reference position overlaps with the target gripping position. Since the internal pressure of the suction pad 62 is negative, the suction pad 62 is attracted to the selected article with the lip 62b in close contact with the selected article.

次いで、制御部42は、把持適否条件を判定する(S113)。把持適否条件は、吸着パッド62で選択物品が適切に把持されているか否かを判定するための条件である。把持適否条件の判定にあたって、制御部42は、圧力センサ66から付与された吸着パッド62の内圧値を所定の閾値(以下、把持適正値という)と比較する。把持適正値は、例えば選択物品の大きさや重量、周囲環境などに応じて設定されており、記憶装置に保持され、把持適否条件の判定時にパラメータとしてメモリに読み出される。特に限定されないが、把持適正値の目安は、ゲージ圧が−20kPaから−40kPa程度の範囲内の値であればよい。また、把持適正値は、一定値であっても、選択物品の大きさや重量に応じて設定された変動値であってもよい。 Next, the control unit 42 determines the gripping suitability condition (S113). The gripping suitability condition is a condition for determining whether or not the selected article is properly gripped by the suction pad 62. In determining the gripping suitability condition, the control unit 42 compares the internal pressure value of the suction pad 62 given by the pressure sensor 66 with a predetermined threshold value (hereinafter, referred to as gripping suitability value). The gripping appropriate value is set according to, for example, the size and weight of the selected article, the surrounding environment, etc., is held in the storage device, and is read into the memory as a parameter when the gripping suitability condition is determined. Although not particularly limited, the guideline for the appropriate gripping value may be a value in which the gauge pressure is in the range of about -20 kPa to -40 kPa. Further, the gripping appropriate value may be a constant value or a variable value set according to the size and weight of the selected article.

本実施形態では一例として、内圧値が把持適正値以下である場合、制御部42は、吸着パッド62で選択物品が適切に把持されており、把持適否条件が成立すると判定する。これに対し、内圧値が把持適正値を超えている場合、制御部42は、吸着パッド62で選択物品が適切に把持されておらず、把持適否条件が成立しないと判定する。ただし、内圧値が把持適正値である場合における把持適否条件の成否は、上記とは逆であってもよい。 In the present embodiment, as an example, when the internal pressure value is equal to or less than the gripping appropriate value, the control unit 42 determines that the selected article is properly gripped by the suction pad 62 and the gripping suitability condition is satisfied. On the other hand, when the internal pressure value exceeds the gripping appropriate value, the control unit 42 determines that the selected article is not properly gripped by the suction pad 62 and the gripping suitability condition is not satisfied. However, the success or failure of the gripping suitability condition when the internal pressure value is the gripping suitability value may be the opposite of the above.

把持適否条件が成立しない場合、制御部42は、アーム部32を再び把持動作させる(S112)。なお、この場合、例えば所定時間経過後に物品移動処理を終了させるタイムアウト処理や、所定回数だけ把持動作を繰り返しても、把持適否条件が成立しない場合には物品移動処理を終了させるリトライ処理などを組み合わせてもよい。さらにまた、制御部42は、所定の異常処理を実行してもよい。例えば、警告灯の点灯(点滅)、警告音の鳴動、警告メッセージの表示などの警告を行うことで、把持動作時に生じたエラーの周知徹底を図ることが可能となる。 If the gripping suitability condition is not satisfied, the control unit 42 grips the arm unit 32 again (S112). In this case, for example, a time-out process for terminating the article moving process after a lapse of a predetermined time, a retry process for terminating the article moving process when the gripping suitability condition is not satisfied even if the gripping operation is repeated a predetermined number of times, etc. are combined. You may. Furthermore, the control unit 42 may execute a predetermined abnormality process. For example, by issuing warnings such as lighting (blinking) of a warning light, sounding of a warning sound, and displaying a warning message, it is possible to thoroughly inform the error that occurred during the gripping operation.

一方、S113において、把持適否条件が成立する場合、制御部42は、アーム部32を動作させて移動先領域12まで変位させる(S114)。以下、このようなアーム部32の動作を解放動作という。アーム部32を解放動作させるにあたって、制御部42は、計画部41が策定した動作経路に従ってアーム部32を動作させる。その間、制御部42は、例えば吸着パッド62に吸着された選択物品を集積領域11から引き上げ、吸着パッド62の把持基準位置が目標解放位置と一致するようにアーム部32を動作させる。目標解放位置は、吸着パッド62に吸着された選択物品を解放する際、吸着パッド62から選択物品を適切に解放可能な位置であり、例えば移動先領域12の載置面の鉛直上方の任意の位置である。目標解放位置は、一定位置であっても、選択物品の大きさや重量に応じて設定された変動位置であってもよい。 On the other hand, in S113, when the gripping suitability condition is satisfied, the control unit 42 operates the arm unit 32 to displace it to the movement destination region 12 (S114). Hereinafter, such an operation of the arm portion 32 is referred to as a release operation. In operating the arm unit 32 in the release operation, the control unit 42 operates the arm unit 32 according to the operation path defined by the planning unit 41. During that time, the control unit 42 pulls up the selected article adsorbed on the suction pad 62 from the accumulation region 11, and operates the arm unit 32 so that the gripping reference position of the suction pad 62 coincides with the target release position. The target release position is a position where the selected article can be appropriately released from the suction pad 62 when the selected article adsorbed on the suction pad 62 is released, and is, for example, an arbitrary position vertically above the mounting surface of the moving destination region 12. The position. The target release position may be a fixed position or a variable position set according to the size and weight of the selected article.

次いで、制御部42は、吸着パッド62の内部を大気開放(真空破壊)する(S115)。吸着パッド62の内部を大気開放するにあたって、制御部42は、電磁弁65を閉じ、コンプレッサ64から真空発生器63への圧縮空気の供給を停止させる。これにより、吸着パッド62の内部が真空破壊し、大気開放される。その際、圧力センサ66は、吸着パッド62の内圧を測定し、測定値を制御部42に付与する。 Next, the control unit 42 opens the inside of the suction pad 62 to the atmosphere (vacuum break) (S115). When opening the inside of the suction pad 62 to the atmosphere, the control unit 42 closes the solenoid valve 65 and stops the supply of compressed air from the compressor 64 to the vacuum generator 63. As a result, the inside of the suction pad 62 is evacuated and opened to the atmosphere. At that time, the pressure sensor 66 measures the internal pressure of the suction pad 62 and applies the measured value to the control unit 42.

続けて、制御部42は、解放適否条件を判定する(S116)。解放適否条件は、吸着パッド62から選択物品が適切に解放されているか否かを判定するための条件である。解放適否条件の判定にあたって、制御部42は、圧力センサ66から付与された吸着パッド62の内圧値を所定の閾値(以下、解放適正値という)と比較する。解放適正値は、例えば選択物品の大きさや重量、周囲環境などに応じて設定されており、記憶装置に保持され、把持適否条件の判定時にパラメータとしてメモリに読み出される。特に限定されないが、解放適正値の目安は、大気圧と同程度、例えばゲージ圧が0kPaから−5kPa程度の範囲内の値であればよい。また、解放適正値は、一定値であっても、選択物品の大きさや重量に応じて設定された変動値であってもよい。 Subsequently, the control unit 42 determines the release suitability condition (S116). The release suitability condition is a condition for determining whether or not the selected article is properly released from the suction pad 62. In determining the release suitability condition, the control unit 42 compares the internal pressure value of the suction pad 62 given by the pressure sensor 66 with a predetermined threshold value (hereinafter referred to as a release suitability value). The release appropriate value is set according to, for example, the size and weight of the selected article, the surrounding environment, etc., is held in the storage device, and is read into the memory as a parameter when the gripping suitability condition is determined. Although not particularly limited, the guideline of the appropriate release value may be about the same as the atmospheric pressure, for example, the gauge pressure may be a value in the range of about 0 kPa to about -5 kPa. Further, the appropriate release value may be a constant value or a variable value set according to the size and weight of the selected article.

本実施形態では一例として、内圧値が解放適正値以上である場合、制御部42は、吸着パッド62から選択物品が適切に解放されており、解放適否条件が成立すると判定する。これに対し、内圧値が解放適正値未満である場合、制御部42は、吸着パッド62から選択物品が適切に解放されておらず、把持適否条件が成立しないと判定する。ただし、内圧値が解放適正値である場合おける解放適否条件の成否は、上記とは逆であってもよい。 In the present embodiment, as an example, when the internal pressure value is equal to or higher than the appropriate release value, the control unit 42 determines that the selected article is appropriately released from the suction pad 62 and the release suitability condition is satisfied. On the other hand, when the internal pressure value is less than the appropriate release value, the control unit 42 determines that the selected article is not properly released from the suction pad 62 and the gripping suitability condition is not satisfied. However, the success or failure of the release suitability condition when the internal pressure value is the release suitability value may be the opposite of the above.

解放適否条件が成立しない場合、制御部42は、アーム部32を再び解放動作させる(S115)。なお、この場合、例えば所定時間経過後に物品移動処理を終了させるタイムアウト処理や、所定回数だけ解放動作を繰り返しても、解放適否条件が成立しない場合には物品移動処理を終了させるリトライ処理などを組み合わせてもよい。さらにまた、制御部42は、所定の異常処理を実行してもよい。例えば、警告灯の点灯(点滅)、警告音の鳴動、警告メッセージの表示などの警告を行うことで、解放動作時に生じたエラーの周知徹底を図ることが可能となる。 If the release suitability condition is not satisfied, the control unit 42 releases the arm unit 32 again (S115). In this case, for example, a time-out process for terminating the article movement process after a lapse of a predetermined time, a retry process for terminating the article transfer process when the release suitability condition is not satisfied even if the release operation is repeated a predetermined number of times, etc. are combined. You may. Furthermore, the control unit 42 may execute a predetermined abnormality process. For example, by issuing warnings such as lighting (blinking) of a warning light, sounding of a warning sound, and displaying a warning message, it is possible to thoroughly inform the error that occurred during the release operation.

一方、S116において、解放適否条件が成立する場合、制御部42は、アーム部32を動作させて基準位置まで変位させる(S117)。以下、このようなアーム部32の動作を退避動作という。アーム部32を退避動作させるにあたって、制御部42は、計画部41が策定した動作経路に従ってアーム部32を動作させ、基準位置まで戻す。その際、押圧バー71が押圧位置に位置付けられていれば、退避位置に戻す。これにより、ロボットアーム3および物品把持機構6は、それぞれ初期状態に戻される。 On the other hand, in S116, when the release suitability condition is satisfied, the control unit 42 operates the arm unit 32 to displace it to the reference position (S117). Hereinafter, such an operation of the arm portion 32 is referred to as an evacuation operation. In retracting the arm unit 32, the control unit 42 operates the arm unit 32 according to the operation path determined by the planning unit 41 and returns it to the reference position. At that time, if the pressing bar 71 is positioned at the pressing position, it is returned to the retracted position. As a result, the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6 are each returned to the initial state.

アーム部32を退避動作させると、制御部42は、計画部41が策定したロボットアーム3および物品把持機構6の動作計画における一連の制御(物品移動処理)が正常終了したことを示す信号を計画部41に送信する。かかる制御が正常終了することで、制御装置4は、次の物品5を集積領域11から移動先領域12に移動させるための物品移動処理(S101からS117)を引き続き行う。 When the arm unit 32 is retracted, the control unit 42 plans a signal indicating that a series of controls (article movement processing) in the operation plan of the robot arm 3 and the article gripping mechanism 6 formulated by the planning unit 41 have been normally completed. It is transmitted to the unit 41. When such control is normally completed, the control device 4 continues to perform the article moving process (S101 to S117) for moving the next article 5 from the accumulation area 11 to the moving destination area 12.

すなわち、制御装置4は、集積領域11に物品5が集積されている間、つまりS103において物品存否条件が成立している間、所定の制御を繰り返す。そして、集積領域11に集積された物品5がなくなると、つまりS103において物品存否条件が不成立となると、物品移動処理(S101からS117)を終了する。 That is, the control device 4 repeats the predetermined control while the article 5 is accumulated in the accumulation area 11, that is, while the article existence / non-existence condition is satisfied in S103. Then, when the article 5 accumulated in the accumulation area 11 disappears, that is, when the article existence / non-existence condition is not satisfied in S103, the article movement process (S101 to S117) is terminated.

このように本実施形態の物品把持機構6、および物品把持機構6を備えた荷役装置1によれば、物品5の属性条件に応じて、つまり選択物品が柔軟物であるか否かに応じて押圧バー71を変位させることができる。すなわち、梱包状態や包装状態を含めた選択物品の材質に基づいて押圧バー71を変位させ、吸着パッド62のリップ62bを変形させることができる。 As described above, according to the article gripping mechanism 6 of the present embodiment and the cargo handling device 1 provided with the article gripping mechanism 6, depending on the attribute condition of the article 5, that is, depending on whether or not the selected article is a flexible object. The pressing bar 71 can be displaced. That is, the pressing bar 71 can be displaced based on the material of the selected article including the packed state and the packed state, and the lip 62b of the suction pad 62 can be deformed.

図10、図11、図12には、選択物品が柔軟物、被吸着面51が平坦面である箱物、被吸着面51が平坦面ではない(湾曲面である)箱物である場合における物品把持機構6における把持態様の一例をそれぞれ示す。各図(a)は水平方向から、各図(b)は垂直方向の上方から把持態様をそれぞれ概略的に示す図である。 In FIGS. 10, 11, and 12, the selected article is a flexible object, a box object in which the surface to be adsorbed 51 is a flat surface, and a box object in which the surface to be adsorbed 51 is a non-flat surface (curved surface). An example of the gripping mode in the article gripping mechanism 6 is shown. Each figure (a) is a diagram schematically showing a gripping mode from the horizontal direction, and each figure (b) is a diagram schematically showing a gripping mode from above in the vertical direction.

図10(a),(b)に示すように、選択物品が柔軟物5aである場合、押圧バー71は、押圧位置に位置付けられる。このとき、当接部713がリップ62bを放射状に押圧して変形させる。本実施形態では一例として、リップ62bは、四本の押圧バー71a〜71dによって四箇所で押圧され、全体が周方向にほぼ均等に波打つように変形する。これにより、吸着時に柔軟物5aが自重で変形した場合であっても、柔軟物5aの変形に追従してリップ62bを変形させることができる。その際、リップ62bは、当接部713を起点として柔軟物5aを掴むように変形するため、リップ62bの形態を当接部713である程度維持し、柔軟物5aに対する把持力(吸着力)を適切に高めることができる。 As shown in FIGS. 10A and 10B, when the selected article is the flexible object 5a, the pressing bar 71 is positioned at the pressing position. At this time, the contact portion 713 radially presses the lip 62b to deform it. In the present embodiment, as an example, the lip 62b is pressed at four points by the four pressing bars 71a to 71d, and the entire lip 62b is deformed so as to undulate substantially evenly in the circumferential direction. As a result, even when the flexible object 5a is deformed by its own weight during adsorption, the lip 62b can be deformed following the deformation of the flexible object 5a. At that time, since the lip 62b is deformed so as to grip the flexible object 5a starting from the contact portion 713, the shape of the lip 62b is maintained to some extent by the contact portion 713, and the gripping force (adsorption force) with respect to the flexible object 5a is maintained. Can be raised appropriately.

図11(a),(b)に示すように、選択物品が平坦面状の被吸着面51を持つ箱物5bである場合、押圧バー71は、退避位置に位置付けられる。このとき、当接部713は、リップ62bを押圧することなく、被吸着面51に当接して箱物5bを支持する。被吸着面51は、箱物5bの表面のうち、目標把持位置を有する面である。本実施形態では一例として、箱物5bは、四本の押圧バー71a〜71dの当接部713によって四箇所で支持される。これにより、リップ62bで把持(吸着)された箱物5bが移動される際、箱物5bの振動などが抑制され、その姿勢を安定させることができる。 As shown in FIGS. 11A and 11B, when the selected article is a box 5b having a flat surface-shaped surface to be attracted 51, the pressing bar 71 is positioned at the retracted position. At this time, the contact portion 713 contacts the surface to be attracted 51 and supports the box object 5b without pressing the lip 62b. The surface to be adsorbed 51 is a surface of the surface of the box 5b that has a target gripping position. In the present embodiment, as an example, the box 5b is supported at four points by the contact portions 713 of the four pressing bars 71a to 71d. As a result, when the box object 5b gripped (adsorbed) by the lip 62b is moved, vibration of the box object 5b or the like is suppressed, and the posture can be stabilized.

図12(a),(b)に示すように、選択物品が平坦面状ではない被吸着面51、一例として湾曲面状の被吸着面51を持つ箱物5cである場合、押圧バー71は、退避位置に位置付けられる。このとき、当接部713は、リップ62bを押圧することなく、被吸着面51に当接可能な状態に位置付けられる。したがって、箱物5cにリップ62bが吸着した際、被吸着面51が湾曲している場合であっても、当接部713が妨げとなることなく、湾曲した被吸着面(湾曲面)51に沿ってリップ62bの全体を適切に変形させることができる。これにより、箱物5cに対する把持力(吸着力)を適切に高めることができる。また、リップ62bで把持(吸着)された箱物5cが移動時に振動した場合であっても、振動する箱物5cに当接部713を当接させることができるため、振動を最小限に抑えることが可能となる。これにより、移動時における箱物5cの姿勢を安定させることができる。なお、リップ62bを吸着させて持ち上げられた際、平坦状の被吸着面51が選択物品の自重により撓んで湾曲状に変形した場合も、図12(a),(b)に示す状態と同様の状態となる。したがって、この場合においても、箱物5cの移動時に同様の姿勢の安定効果を得ることができる。 As shown in FIGS. 12A and 12B, when the selected article is a boxed object 5c having a non-flat surface-like surface to be adsorbed, for example, a curved surface-like surface to be adsorbed 51, the pressing bar 71 is , Positioned in the retracted position. At this time, the contact portion 713 is positioned so as to be able to contact the surface to be attracted 51 without pressing the lip 62b. Therefore, when the lip 62b is adsorbed on the box 5c, even if the surface to be adsorbed 51 is curved, the contact portion 713 does not interfere with the curved surface to be adsorbed (curved surface) 51. The entire lip 62b can be appropriately deformed along the line. As a result, the gripping force (adsorption force) for the boxed object 5c can be appropriately increased. Further, even when the box object 5c gripped (sucked) by the lip 62b vibrates during movement, the contact portion 713 can be brought into contact with the vibrating box object 5c, so that the vibration is minimized. It becomes possible. As a result, the posture of the box 5c when moving can be stabilized. When the lip 62b is attracted and lifted, the flat surface to be adsorbed 51 bends and deforms into a curved shape due to the weight of the selected article, as in the states shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). It becomes the state of. Therefore, even in this case, the same posture stabilizing effect can be obtained when the box 5c is moved.

このように本実施形態によれば、把持対象の物品5としてビニールフィルム等で包装された柔軟物5a、段ボール箱等で梱包された箱物5b,5cなど、多種多様な材質の物品5が混在する場合であっても、形態の変形有無に関わらず、これらの物品5を適切に把持できる。したがって、多種多様な材質の物品5に対応する各種の吸着パッド62、端的には各種のツール33を特段必要とせず、特に柔軟物5aや変形する箱物5cが把持対象の物品5に含まれる場合であっても、これらを単一の吸着パッド62で適切に把持することが可能となる。このため、例えば把持対象の物品5に対応してツール33を交換するツールチェンジャなどが不要となり、荷役装置1の小型化、物品移動処理の処理速度の向上(高速化)、コスト削減などを図ることができる。高速化の面では、吸着パッド62の柔軟性に起因する移動時の物品5の振動を押圧バー71で抑制可能であるため、高速移動にも十分に耐え得る。 As described above, according to the present embodiment, the articles 5 of various materials such as the flexible objects 5a packaged with a vinyl film or the like and the boxes 5b and 5c packed with a cardboard box or the like are mixed as the articles 5 to be gripped. Even in this case, these articles 5 can be appropriately gripped regardless of whether or not the form is deformed. Therefore, various suction pads 62 corresponding to the articles 5 of various materials, and in short, various tools 33 are not particularly required, and in particular, the flexible object 5a and the deformable box object 5c are included in the articles 5 to be gripped. Even in the case, these can be appropriately gripped by a single suction pad 62. Therefore, for example, a tool changer for exchanging the tool 33 corresponding to the article 5 to be gripped becomes unnecessary, and the cargo handling device 1 is miniaturized, the processing speed of the article moving process is improved (high speed), and the cost is reduced. be able to. In terms of high speed, the pressing bar 71 can suppress the vibration of the article 5 during movement due to the flexibility of the suction pad 62, so that it can sufficiently withstand high speed movement.

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は、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。これらの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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

例えば、物品把持機構6における各構成部材の数は、把持対象の物品5の態様(形状、大きさ、重量、材質など)に応じて任意の数とすればよい。図13に示す変形例のように、物品把持機構6は複数の吸着パッド62を備えていてもよい。これにより、複数の吸着パッド62で物品5を吸着でき、移動時における物品5の姿勢をより安定させることができる。本変形例において、物品把持機構6のリップ変形部7は、連結部材72の軸受722および駆動部材(エアシリンダ)74を複数の吸着パッド62で共通化している。また、各吸着パッド62は、共通の真空発生器63、コンプレッサ64、電磁弁65、圧力センサ66に接続され、内部が負圧もしくは大気開放(真空破壊)される。これらの共通化された部材は、吸着パッド62ごとに個別に備えられていてもよい。本変形例においては、例えば選択物品上におけるアーム先端部32aの回動中心軸A1との交点(仮想点)が目標把持位置に当たる。なお、図13に示す変形例において、上述した本実施形態(図1から図12)と同一もしくは類似の構成については、図面上で同一符号を付して説明を省略する。 For example, the number of each component in the article gripping mechanism 6 may be an arbitrary number according to the mode (shape, size, weight, material, etc.) of the article 5 to be gripped. As in the modified example shown in FIG. 13, the article gripping mechanism 6 may include a plurality of suction pads 62. As a result, the article 5 can be adsorbed by the plurality of suction pads 62, and the posture of the article 5 at the time of movement can be more stabilized. In this modification, the lip deformation portion 7 of the article gripping mechanism 6 shares the bearing 722 and the drive member (air cylinder) 74 of the connecting member 72 with a plurality of suction pads 62. Further, each suction pad 62 is connected to a common vacuum generator 63, a compressor 64, a solenoid valve 65, and a pressure sensor 66, and the inside is negatively pressured or opened to the atmosphere (vacuum breakage). These common members may be individually provided for each suction pad 62. In this modification, for example, the intersection (virtual point) of the arm tip portion 32a with the rotation center axis A1 on the selected article corresponds to the target gripping position. In the modified example shown in FIG. 13, the same or similar configurations as those of the present embodiment (FIGS. 1 to 12) described above are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be omitted.

また、押圧バー71の本数は、偶数でなくともよく、奇数であってもよい。例えば、三本の押圧バー71が軸芯A上の点を中心として略同一位相(周方向に略等間隔)で配置される形態であってもよい。この場合、これらの押圧バー71を例えばボールジョイントやユニバーサルジョイントなどで連結し、リップ62bを押圧する方向が軸芯Aに近づく方向となるように、三本の押圧バー71を駆動部材(エアシリンダ)74で連動させればよい。なお、押圧バー71が偶数本である場合であっても、これらの押圧バー71をボールジョイントやユニバーサルジョイントなどで連結することは可能である。ここで、押圧バー71が一本である形態は特段排除されないが、リップ62bの全体をより適切に変形させるためには、押圧バー71は二本以上であることが望ましい。 Further, the number of pressing bars 71 does not have to be an even number, and may be an odd number. For example, the three pressing bars 71 may be arranged in substantially the same phase (at substantially equal intervals in the circumferential direction) around a point on the axis A. In this case, these pressing bars 71 are connected by, for example, a ball joint or a universal joint, and three pressing bars 71 are driven by a driving member (air cylinder) so that the direction of pressing the lip 62b is closer to the axis A. ) 74 may be linked. Even when the number of pressing bars 71 is an even number, it is possible to connect these pressing bars 71 with a ball joint, a universal joint, or the like. Here, the form in which the pressing bar 71 is one is not particularly excluded, but in order to deform the entire lip 62b more appropriately, it is desirable that the pressing bar 71 is two or more.

本実施形態においては、リンク機構であるリップ変形部7により、リップ62bを変形させている。リップ変形部7に適用する機構は、上述したリンク機構には限定されない。本実施形態では、押圧バー71を屈曲角θ1で屈曲させ、リップ62bに対する当接部713の当接角θ2が鋭角となるようにカムフォロア715をカム溝732に沿って移動させるリンク機構としている。これに代えて、例えば押圧バーを屈曲させずに直状とし、該押圧バーをその伸長方向に沿って移動させる単純な直動機構であってもよい。押圧バーの移動方向は、リップを押圧する方向が軸芯Aに近づく方向とすればよいが、軸芯Aと平行な方向(上下方向)とすることも可能である。 In the present embodiment, the lip 62b is deformed by the lip deforming portion 7 which is a link mechanism. The mechanism applied to the lip deforming portion 7 is not limited to the link mechanism described above. In the present embodiment, the pressing bar 71 is bent at a bending angle θ1, and the cam follower 715 is moved along the cam groove 732 so that the contact angle θ2 of the contact portion 713 with respect to the lip 62b is an acute angle. Instead of this, for example, a simple linear motion mechanism may be used in which the pressing bar is straightened without being bent and the pressing bar is moved along the extending direction thereof. The moving direction of the pressing bar may be a direction in which the direction of pressing the lip approaches the axis A, but it can also be a direction parallel to the axis A (vertical direction).

また、本実施形態においては、リンク機構であるリップ変形部7によりリップ62bを変形させており、リップ62bは、リップ変形部7から外力(押圧力)を与えられて変形する。これに代えてもしくは加えて、リップ自身が変形可能となるものであってもよい。例えば、通電、加熱、圧縮空気の給排などにより、剛性が変化(硬化や軟化)あるいは伸縮するような素材を一部に含ませて、リップを構成することが可能である。この場合、物品5の属性条件に応じて、つまり選択物品が柔軟物であるか否かに応じて通電、加熱、圧縮空気の給排などを制御し、リップを変形させればよい。 Further, in the present embodiment, the lip 62b is deformed by the lip deforming portion 7 which is a link mechanism, and the lip 62b is deformed by applying an external force (pressing pressure) from the lip deforming portion 7. Alternatively or additionally, the lip itself may be deformable. For example, it is possible to form a lip by partially including a material whose rigidity changes (hardens or softens) or expands and contracts due to energization, heating, supply and discharge of compressed air, and the like. In this case, the lip may be deformed by controlling energization, heating, supply / discharge of compressed air, etc. according to the attribute condition of the article 5, that is, depending on whether the selected article is a flexible object.

1…荷役装置、2…検出装置、3…物品移動装置(ロボットアーム)、4…制御装置、5…物品、5a…柔軟物、5b,5c…箱物、5s…物品群、6…物品把持機構、7…リップ変形部、11…集積領域、12…移動先領域、21…検出部、22…解析部、31…基台部、32…アーム部、32a…アーム先端部、33…ツール、41…計画部、42…制御部、51…被吸着面、61…ベース部、62…吸着部(吸着パッド)、62a…筒体、62b…密着部(リップ)、62c…変態部、62d…開口、63…真空発生器、64…コンプレッサ、65…電磁弁、66…圧力センサ、67…第1の配管、68…第2の配管、69…継手、71(71a〜71d)…押圧部材(押圧バー)、72…連結部材、73(73a〜73d)…支持部材、74…駆動部材、621…一端(基端)、622…他端(先端)、711…基部、712…作用部、713…当接部、714…貫通孔、715…被支持体(カムフォロア)、716…噛合部、721(721a,721b)…連結軸、722…軸受、731…支持体、732…ガイド(カム溝)、733…カム溝の一端(変位起点)、734…カム溝の他端(変位終点)、741…シリンダ本体、742…ピストンロッド、A…軸芯、A1…回動中心軸、C1…外円、C2…内円、L71…当接部の当接長さ、W62…リップの幅、θ1…屈曲角、θ2…当接角。 1 ... cargo handling device, 2 ... detection device, 3 ... article moving device (robot arm), 4 ... control device, 5 ... article, 5a ... flexible object, 5b, 5c ... box object, 5s ... article group, 6 ... article gripping Mechanism, 7 ... Lip deformation part, 11 ... Accumulation area, 12 ... Movement destination area, 21 ... Detection part, 22 ... Analysis part, 31 ... Base part, 32 ... Arm part, 32a ... Arm tip part, 33 ... Tool, 41 ... Planning unit, 42 ... Control unit, 51 ... Adsorbed surface, 61 ... Base unit, 62 ... Adsorption part (adsorption pad), 62a ... Cylinder body, 62b ... Adhesion part (lip), 62c ... Transformation part, 62d ... Opening, 63 ... Vacuum generator, 64 ... Compressor, 65 ... Electromagnetic valve, 66 ... Pressure sensor, 67 ... First pipe, 68 ... Second pipe, 69 ... Joint, 71 (71a to 71d) ... Pressing member ( Press bar), 72 ... connecting member, 73 (73a to 73d) ... supporting member, 74 ... driving member, 621 ... one end (base end), 622 ... other end (tip), 711 ... base, 712 ... working part, 713 ... contact part, 714 ... through hole, 715 ... supported body (cam follower), 716 ... meshing part, 721 (721a, 721b) ... connecting shaft, 722 ... bearing, 731 ... support, 732 ... guide (cam groove) , 733 ... One end of the cam groove (displacement start point), 734 ... The other end of the cam groove (displacement end point), 741 ... Cylinder body, 742 ... Piston rod, A ... Shaft core, A1 ... Rotation center axis, C1 ... Outer circle , C2 ... Inner circle, L71 ... Contact length of contact portion, W62 ... Lip width, θ1 ... Bending angle, θ2 ... Contact angle.

Claims (7)

集積領域から所望の領域に物品を移動させるロボットアームのアーム先端部に備えられ、前記物品を解放可能に把持する物品把持機構であって、
筒体と、前記筒体の軸芯から外縁方向へ開口し、前記筒体の一端に設けられた面状のリップとを有し、前記筒体と前記リップと前記リップが前記物品に接触する面とにより外部から閉ざされる系の内圧が低下した状態で前記物品を吸着して把持する吸着部と、
前記軸芯に対して放射状に前記リップに外力を与えて前記リップを変形させる第1の状態と、前記リップに外力を与えず前記リップを変形させない第2の状態とに前記リップの状態を遷移させるリップ変形部と、
前記アーム先端部に取り付けられ、前記吸着部および前記リップ変形部を前記アーム先端部に支持するベース部と、を備える
物品把持機構。
An article gripping mechanism provided at the tip of an arm of a robot arm that moves an article from an accumulation region to a desired region and grips the article so that it can be released.
It has a cylinder and a planar lip that opens from the axis of the cylinder toward the outer edge and is provided at one end of the cylinder, and the cylinder, the lip, and the lip come into contact with the article. A suction portion that sucks and grips the article in a state where the internal pressure of the system closed from the outside by the surface is reduced, and
The state of the lip is transitioned between a first state in which an external force is applied to the lip radially with respect to the shaft core to deform the lip and a second state in which no external force is applied to the lip and the lip is not deformed. With the lip deformation part to make
An article gripping mechanism including a base portion attached to the arm tip portion and supporting the suction portion and the lip deformed portion on the arm tip portion.
前記リップ変形部は、
前記ベース部に対して変位して前記リップを押圧し、変形させる押圧部材と、
前記押圧部材を変位させる駆動部材と、
前記駆動部材に前記押圧部材を連結する連結部材と、
前記第1の状態と前記第2の状態とに遷移可能に前記押圧部材を前記ベース部に支持する支持部材と、を有する
請求項1に記載の物品把持機構。
The lip deformed part is
A pressing member that displaces with respect to the base portion and presses the lip to deform it.
A drive member that displaces the pressing member and
A connecting member that connects the pressing member to the driving member,
The article gripping mechanism according to claim 1, further comprising a support member that supports the pressing member on the base portion so as to be able to transition between the first state and the second state.
前記支持部材は、
前記ベース部に設けられた支持体と、
前記支持体に形成されて、前記第1の状態に対応する位置と前記第2の状態に対応する位置との間で前記押圧部材を移動させるガイドと、により構成される
請求項2に記載の物品把持機構。
The support member
A support provided on the base portion and
The second aspect of claim 2, wherein a guide formed on the support and for moving the pressing member between a position corresponding to the first state and a position corresponding to the second state. Article gripping mechanism.
前記ガイドの前記第1の状態に対応する位置から前記第2の状態に対応する位置に至る経路は、前記軸芯と交差する方向に沿って設けられている
請求項3に記載の物品把持機構。
The article gripping mechanism according to claim 3, wherein the path from the position corresponding to the first state of the guide to the position corresponding to the second state is provided along the direction intersecting the axis. ..
前記押圧部材は、前記連結部材との連結位置から前記支持部材での支持位置まで連続するとともに、前記リップを押圧する方向が前記軸芯に近づく方向となるように前記支持位置から伸びている
請求項2に記載の物品把持機構。
A claim that the pressing member is continuous from a connecting position with the connecting member to a supporting position on the supporting member, and extends from the supporting position so that the direction of pressing the lip is a direction approaching the axis. Item 2. The article gripping mechanism according to item 2.
筒体の軸芯から外縁方向へ開口して前記筒体の一端に設けられた面状のリップを接触させて集積領域に集積された物品を吸着して把持する吸着部と、前記リップに外力を与えて前記リップを変形させる第1の状態と前記リップに外力を与えず前記リップを変形させない第2の状態とに前記リップの状態を遷移させるリップ変形部と、を備えた物品把持機構と、
前記物品把持機構をアーム先端部に備え、前記集積領域から所望の領域に前記物品を移動させるロボットアームと、
前記物品の材質を検出する検出部と、
前記ロボットアームおよび前記物品把持機構を動作させる制御部と、を備えた前記物品の荷役装置であって、
前記制御部は、前記検出部が検出した前記物品の材質に基づいて前記物品の形態の変形性の有無を判定し、前記物品が変形性を有すると判定した場合、前記リップ変形部に前記リップを前記第1の状態に遷移させ、前記物品が変形性を有しないと判定した場合、前記リップ変形部に前記リップを前記第2の状態に遷移させる
荷役装置。
An suction portion that opens from the axis of the cylinder toward the outer edge and contacts a planar lip provided at one end of the cylinder to suck and grip the article accumulated in the accumulation region, and an external force on the lip. An article gripping mechanism including a lip deforming portion that shifts the state of the lip to a first state in which the lip is deformed by giving the lip and a second state in which the lip is not deformed without applying an external force to the lip. ,
A robot arm having the article gripping mechanism at the tip of the arm and moving the article from the integrated region to a desired region.
A detection unit that detects the material of the article,
A cargo handling device for the article, comprising the robot arm and a control unit for operating the article gripping mechanism.
The control unit determines whether or not the shape of the article is deformable based on the material of the article detected by the detection unit, and when it is determined that the article is deformable, the lip deformed portion is subjected to the lip. To the first state, and when it is determined that the article does not have deformability, a cargo handling device that causes the lip to transition to the second state at the lip deforming portion.
前記制御部は、
前記物品が変形性を有する場合、前記吸着部が負圧である場合に成立する第1の制御条件と前記リップ変形部が前記リップを変形させている場合に成立する第2の制御条件とがいずれも成立することを条件に、前記リップに前記物品を把持させ、
前記物品が変形性を有しない場合、前記第1の制御条件が成立するとともに前記第2の制御条件が成立しないことを条件に、前記リップに前記物品を把持させる
請求項6に記載の荷役装置。
The control unit
When the article has deformability, the first control condition that is satisfied when the suction portion is negative pressure and the second control condition that is satisfied when the lip deformable portion deforms the lip are satisfied. On condition that all of them are satisfied, the lip is made to grip the article.
The cargo handling device according to claim 6, wherein when the article is not deformable, the lip grips the article on condition that the first control condition is satisfied and the second control condition is not satisfied. ..
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