JP2022133788A - 物品移載システム - Google Patents

Abstract

【課題】移載エリアに容器が到着したタイミングに物品を移載エリアに到着させる。【解決手段】次々に供給される物品２１０を移載エリア２００にまで順次搬送する物品搬送コンベア１１０と、移載エリア２００にまで容器２２０を搬送する容器搬送装置１２０と、移載エリア２００において物品搬送コンベア１１０から物品２１０を容器２２０に移載する移載装置１３０と、物品搬送コンベア１１０に物品２１０を供給するタイミングである供給タイミングを調整する調整装置１４０と、移載エリア２００に容器２２０が到着するタイミングである容器到着タイミングに物品２１０が移載エリア２００に到着するように調整装置１４０の供給タイミングを制御する制御装置１５０と、を備える物品移載システム１００。【選択図】図１

Description

本発明は、物品搬送ライン上を搬送される物品を移載エリアにおいて容器に移載する物品移載システムに関する。

従来、コンベアと、コンベアにより搬送されてきた物品を把持して他の位置に移載するためのピッキングロボットなどの移載装置とを備えた物品移載システムに関して、物品の搬送密度に応じて移載装置の移載動作が制御される技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開平０６－１２６６６８号公報

ところが、コンベアにより次々に搬送される物品を移載エリアに次々に搬送される容器に所定個数移載する場合、到着する物品の搬送状態に応じて移載装置の動作を制御すると、移載効率の向上が望めない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、物品の容器への移載効率の向上を図ることができる物品移載システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つである物品移載システムは、物品搬送ラインにおいて次々に供給される物品を移載エリアにまで順次搬送する物品搬送コンベアと、前記移載エリアにまで容器を搬送する容器搬送装置と、前記移載エリアにおいて前記物品搬送コンベアから物品を容器に移載する移載装置と、前記物品搬送コンベアに物品を供給するタイミングである供給タイミングを調整する調整装置と、前記移載エリアに容器が到着するタイミングである容器到着タイミングに物品が前記移載エリアに到着するように前記調整装置の供給タイミングを制御する制御装置と、を備える。

本発明は、移載エリアへの容器の到着に対応したタイミングで物品を供給することにより、物品の移載効率の向上を図ることができる。

物品移載システムを示す斜視図である。 物品移載システムを上方から示す平面図である。 制御装置の機能構成を示すブロック図である。 先頭物品、および物品群の状態を示す図である。 物品群から物品が排出された状態を示す図である。 物品が排出された場合の再調整装置の調整状態を示す図である。 再調整が行われた物品に後続する物品が更新された状態を示す図である。

以下、本発明に係る物品移載システムの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するために一例を挙示するものであり、本発明を限定する主旨ではない。例えば、以下の実施の形態において示される形状、構造、材料、構成要素、相対的位置関係、接続状態、数値、数式、方法における各段階の内容、各段階の順序などは、一例であり、以下に記載されていない内容を含む場合がある。また、平行、直交などの幾何学的な表現を用いる場合があるが、これらの表現は、数学的な厳密さを示すものではなく、実質的に許容される誤差、ずれなどが含まれる。また、同時、同一などの表現も、実質的に許容される範囲を含んでいる。

また、図面は、本発明を説明するために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる。

また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として包括的に説明する場合がある。また、以下に記載する内容の一部は、本発明に関する任意の構成要素として説明している。

図１は、物品移載システムを示す斜視図である。図２は、物品移載システムを上方から示す平面図である。物品移載システム１００は、移載エリア２００において物品２１０を容器２２０に自動的に移載して収容するシステムであって、物品搬送コンベア１１０と、容器搬送装置１２０と、移載装置１３０と、調整装置１４０と、制御装置１５０と、を備えている。本実施の形態の場合、物品移載システム１００は、再調整装置１６０と、排出判別装置１７０と、排出装置１８０と、バッファ装置１９０と、を備える。

物品移載システム１００の移載対象である物品２１０は、特に限定されるものではなく、複数種類が混在する場合であっても移載対象である限り物品２１０である。本実施の形態の場合、切り分けられた食肉などの食材の所定量をプラスチックトレイに収容し、フィルムでパッキングされたものを物品２１０の例として記載している。

容器２２０は、所定数の物品２１０を収容することができるコンテナなどと称される上方に開口している箱状の部材である。容器２２０の形状、材質などは特に限定されるものではない。

移載エリア２００は、物品２１０が容器２２０に移載される仮想的な領域である。なお、図１では移載エリア２００を図示しているが、移載エリア２００は図示された形状に限定されるものではなく、物品２１０、容器２２０の大きさや移載装置１３０の動作範囲などにより適宜仮想的に設定される。

物品搬送コンベア１１０は、複数の物品２１０が列になって（間隔を空けて）搬送される物品搬送ライン（本実施の形態の場合、図中Ｘ軸に沿う）において、上流（図中Ｘ－側）の装置から次々に供給される物品２１０を移載エリア２００にまで順次搬送するコンベアである。物品搬送コンベア１１０は、物品移載システム１００が稼働中は原則的に動作し続ける装置であり、製品不良が検出された等の特定のイベントが発生しない限り、受領した物品２１０を予め設定された一定の速度で下流（図中Ｘ＋側）に向けて搬送し続ける。物品搬送コンベア１１０の種類は、特に限定されるものではなく、ローラーコンベア、ベルトコンベア、チェーンコンベアなどを例示できる。

本実施の形態の場合、物品搬送コンベア１１０は、移載エリア２００に到達する第一コンベア１１１と、第一コンベア１１１に物品２１０を供給する第二コンベア１１２と、を備えている。第一コンベア１１１は、容器搬送装置１２０の一部と並行状に配置される単一のコンベアである。第二コンベア１１２は、異なる機能を有するコンベアが複数組み合わされている。具体的に第二コンベア１１２は、検査用コンベア１１３と、排出用コンベア１１４と、幅寄せコンベア１１５と、を備えている。

検査用コンベア１１３は、側方、および上方の少なくとも一方に排出判別装置１７０などの検査装置が配置されるコンベアである。

排出用コンベア１１４は、搬送中の物品搬送コンベア１１０を排出する排出装置１８０が配置されるコンベアである。

幅寄せコンベア１１５は、物品２１０の列を物品搬送ラインに直交する方向に整えるためのレールが配置されるコンベアである。

なお、物品搬送コンベア１１０は、機能が異なる、または同一機能の複数のコンベアが分離状態、または直接連結された状態で組み合わされて形成される場合もあり、単一の機能のコンベアが組み合わされる場合、単一のコンベアの場合もある。「コンベア」と記載する装置は、同様である。

容器搬送装置１２０は、移載エリア２００にまで容器２２０を搬送する装置である。容器搬送装置１２０の種類は、特に限定されるものではなく、コンベア、有軌道無人台車、自律移動台車などを例示することができる。本実施の形態の場合、容器搬送装置１２０は、容器搬送ラインの上流に設置されている段バラシ装置などから供給される容器２２０を列になって（間隔を空けて又は間隔を詰めて）搬送するコンベアである。

移載装置１３０は、移載エリア２００において第１コンベア１１１から物品２１０を容器２２０に移載するいわゆるロボットである。移載装置１３０の種類は特に限定されるものではなく、６軸ロボット、パラレルリンクロボット、アームをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動させることができる直交ロボットなどを例示することができる。本実施の形態の場合、移載装置１３０は、パラレルリンクロボットとして説明している。

調整装置１４０は、物品搬送コンベア１１０に物品２１０を供給するタイミングである供給タイミングを調整する装置である。調整装置１４０の種類は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、調整装置１４０は、物品搬送ラインに沿って物品２１０を搬送するコンベアであって、物品２１０の搬送（送り出し）と停止とが制御可能な装置である。なお、物品移載システム１００は、調整装置１４０と第一コンベア１１１との間に別体のコンベアが介在して互いに連結されているため、調整装置１４０は、これらのコンベアの物品２１０の搬送速度を考慮して供給タイミングが調整される。

再調整装置１６０は、第一コンベア１１１と第二コンベア１１２との間に介在され、第一コンベア１１１に物品２１０を供給するタイミングである供給タイミングを調整する装置である。再調整装置１６０の種類は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、再調整装置１６０は、調整装置１４０と同様、物品搬送ラインに沿って物品２１０を搬送するコンベアであって、物品２１０の搬送（送り出し）と停止とが制御可能な装置である。再調整装置１６０は、第一コンベア１１１の上流に配置され第一コンベア１１１と直接連結されている。また再調整装置１６０は、第二コンベア１１２の幅寄せコンベア１１５の下流に配置され幅寄せコンベア１１５と直接連結されている。

排出判別装置１７０は、調整装置１４０により供給タイミングが調整された物品２１０を第二コンベア１１２から取り出すか否かを判別し、取り出すと判別された物品２１０に排出情報を関連付けて出力する装置である。排出判別装置１７０の種類は特に限定されるものではなく、例えば物品２１０中に混入した金属などの異物を検出するもの、トレイの内容物の重量が下限閾値未満または上限閾値より重い物品２１０を検出するもの、トレイの外に内容物の一部がはみ出ているなど、形状や状態に不具合のある物品２１０を検出するものを例示できる。なお、排出判別装置１７０は、複数の不良品を検出する装置を備えていてもかまわない。

排出装置１８０は、調整装置１４０により供給タイミングが調整された物品２１０を第二コンベア１１２から取り出すことを示す排出情報に基づき、物品２１０を第二コンベア１１２から取り出す装置である。排出装置１８０の排出方法は、特に限定されるものではないが、例えば排出用コンベア１１４で搬送されている物品２１０を物品搬送ラインと交差する方向に押し出し、取り出しコンベア１８１により所定の位置まで物品２１０を搬送する方法を例示できる。なお、排出装置１８０は、物品２１０を持ち上げることができるアームを備えたロボットにより第二コンベア１１２から物品２１０を取り出してもかまわない。また、排出用コンベア１１４が搬送方向を変更できるコンベアであって、排出情報に基づき搬送方向を取り出しコンベア１８１の方向に変更できる機能を備えても構わない。つまり、排出用コンベア１１４が排出装置１８０の機能を備えていてもよい。

バッファ装置１９０は、物品搬送ラインの調整装置１４０よりも上流側において、物品搬送ラインから取り出した物品２１０を一時的に保管し、保管した物品２１０を再び物品搬送ラインに戻すことができる装置である。バッファ装置１９０は、特に限定されるものではないが、例えば搬送ライン、および搬送ラインと交差するラインへ物品２１０の搬送を切り替えることができる転換コンベア１９１と、転換コンベア１９１により搬送ラインと交差する方向に搬送された物品２１０を受け取り、受け取った物品２１０を往復動の両方を切り替えて搬送することができる保管コンベア１９２を備えたバッファ装置１９０を例示することができる。バッファ装置１９０が物品２１０を一時的に搬送ライン外で保管する方法としては、転換コンベア１９１により搬送ライン外に搬送された物品２１０を保管コンベア１９２が受け取って所定の距離搬送し停止することで物品２１０を保管する。保管された物品２１０を搬送ラインに戻す場合は、保管コンベア１９２を逆走させて物品２１０を転換コンベア１９１に搬送し、物品２１０を受け取った転換コンベア１９１は、搬送ラインに沿って物品２１０を搬送する。なお、バッファ装置１９０は、物品２１０を持ち上げることができるアームを備えたロボットにより搬送ラインから物品２１０を取り出して保管場所に保管し、ロボットにより保管場所から搬送ラインに戻す装置などでもかまわない。

図３は、制御装置の機能構成を示すブロック図である。制御装置１５０は、情報を取得し、取得した情報に基づいて調整装置１４０を制御する装置であって、プログラムをプロセッサに実行させることにより実現される処理部として到着時刻取得部１５１と、調整装置制御部１５２と、を備えている。本実施の形態の場合、制御装置１５０は、処理部として、収容情報取得部１５３と、排出情報取得部１５４と、を備えている。

到着時刻取得部１５１は、容器搬送装置１２０から移載エリア２００に容器２２０が到着するタイミングである容器到着タイミングを取得する。容器到着タイミングは、移載エリア２００において先に実行されている移載の進捗、移載が終了した先の容器が移載エリア２００から搬出される時間などが考慮されたタイミングである。なお、容器到着タイミングは、絶対的な時刻でもよく、現在時刻から何秒後などの相対的な時刻などでもかまわない。

調整装置制御部１５２は、到着時刻取得部１５１が取得した容器到着タイミングに物品２１０が移載エリア２００に到着するように調整装置１４０の供給タイミングを制御する。本実施の形態の場合、調整装置１４０により供給された物品２１０は、第二コンベア１１２、再調整装置１６０、および第一コンベア１１１により移載エリア２００に搬送されるため、調整装置制御部１５２は、第二コンベア１１２、再調整装置１６０、および第一コンベア１１１のそれぞれの搬送速度、および搬送距離に基づき物品２１０の第二コンベア１１２への供給タイミングを決定している。

収容情報取得部１５３は、移載エリア２００に到着した容器２２０に移載装置１３０が第一コンベア１１１から移載し収容する物品２１０の数を示す収容情報を取得する。収容情報の取得先は特に限定されるものではなく、例えば、物品移載システム１００、および物品移載システム１００の上流、下流などに設置されるシステムを統合する上位コンピュータなどから収容情報を取得する。なお、収容情報は、排出判別装置１７０などを経由して収容情報取得部１５３に取得される場合もある。

調整装置制御部１５２は、収容情報取得部１５３が取得した収容情報に基づき、容器到着タイミングに移載エリア２００に到着する物品２１０である先頭物品を含む同一の容器２２０に移載する数の物品２１０の供給タイミングを移載装置１３０の移載タクトタイム以上の間隔で制御する。例えば図４に示すように、移載エリア２００に到着した容器２２０である到着容器２２１に物品２１０を４個収容することを示す収容情報が割り当てられている場合、調整装置制御部１５２は、容器到着タイミングに先頭物品２１１が移載エリア２００に到着するように先頭物品２１１を調整装置１４０に供給させる。次に、調整装置１４０は、先頭物品２１１を供給したタイミングから移載タクトタイム＋α（αは短いことが好ましい）の等しい間隔で物品群２１２である３個の物品２１０を調整装置１４０に供給させる。なお、物品群２１２は、１個の物品２１０で構成される場合も含まれるものとして記載している。また、移載タクトタイムとは、例えば移載装置１３０が、物品２１０を保持し、容器２２０に収容して次の物品２１０を保持するまでの時間である。

排出情報取得部１５４は、先頭物品と同一の容器２２０に移載される物品２１０である物品群２１２から少なくとも一つの物品２１０が第二コンベア１１２から取り出されたことを示す排出情報を取得する。排出情報の取得先は特に限定されるものではなく、例えば、排出判別装置１７０、排出装置１８０などから排出情報を取得する。なお、排出情報は、排出判別装置１７０などを経由して排出情報取得部１５４に取得される場合もある。また、作業者が第二コンベア１１２から物品２１０を取り出した場合、作業者が端末装置などにより出力した排出情報を取得する場合もある。

調整装置制御部１５２は、排出情報取得部１５４が取得した排出情報に基づき、後続の物品群２１２に含まれる物品２１０が容器到着タイミングに移載エリア２００に到着するように再調整装置１６０の供給タイミングを制御する。具体的には図５に示すように、４個の物品２１０を示す収容情報に対応付けられた先頭物品２１１、および物品群２１２の物品群２１２が排出用コンベア１１４を通過する際に排出情報に基づき排出されている場合、先頭物品２１１、および物品群２１２では、収容情報を満たしていない（４個の物品２１０の組になっていない）。この場合、図６に示すように、後続の先頭物品２１１（図６中破線の対角線）が先行する物品群２１２に組み込まれ、後続する物品群２１２の先頭が先頭物品２１１に更新される。この場合、更新された先頭物品２１１と先の物品群２１２に組み込まれた物品２１０（破線の対角線）との間隔は、移載装置１３０の移載タクトタイムに対応した間隔であり、後続の容器２２０が到着する到着タイミングには対応していない。そこで、調整装置制御部１５２は、再調整装置１６０を停止させ、更新された先頭物品２１１が後続の容器２２０の到着タイミングに移載エリア２００に到着するタイミングで更新された先頭物品２１１を第一コンベア１１１に供給する様に再調整装置１６０を制御する。更新された先頭物品２１１に後続する先頭物品２１１は、図７に示すように先行する物品群２１２に組み込まれ、後続する物品群２１２の先頭が先頭物品２１１に更新され、更新された先頭物品２１１は、再調整により対応する容器２２０の到着タイミングに移載エリア２００に到着するように第一コンベア１１１への供給タイミングが調整される。

調整装置制御部１５２はさらに、収容情報に基づき、物品群２１２に含まれる予定の物品２１３（図７参照）が先頭物品２１１になり、さらに再調整装置１６０に乗り移るように調整装置１４０の供給タイミングを制御する。以上により、第二コンベア１１２から物品２１０が取り出された場合の先頭物品２１１、および物品群２１２が容器２２０の到着タイミングに合致するように制御される。

本実施の形態に係る物品移載システム１００によれば、物品２１０の間隔が移載装置１３０の移載タクトタイムより短いため、物品２１０の移載が間に合わずオーバーフローする、移載エリア２００に容器２２０が到着していないため、物品２１０を移載することができずオーバーフローするなどの不具合を防止することが可能となる。

また、物品２１０が第二コンベア１１２から取り出された場合は、再調整装置１６０により物品２１０の間隔を再調整することにより、容器２２０が移載エリア２００に到着する前に物品２１０が移載エリア２００を通り過ぎたために移載できないなどの移載ミスの発生を抑制する事ができる。

また、容器２２０が移載に到着する到着タイミングに応じてコンベア上の物品２１０を適切な間隔で供給することができ、搬送時間のロスを抑制する事が可能となる。

また、バッファ装置１９０を備えることにより、物品移載システム１００へ供給される物品２１０の数が多い場合でも、適切に物品２１０の供給タイミングを調整することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、調整装置１４０により供給タイミングが調整された物品２１０が物品搬送ラインから取り出されることがない場合は、物品移載システム１００は、再調整装置１６０を備えなくてもかまわない。

また、物品移載システム１００は、排出判別装置１７０を備えなくてもかまわない。この場合、作業者が目視により物品２１０の良否を判断してもよく、不良品を見つけ出した場合、手動、または排出装置１８０により不良の物品２１０を搬送ラインから取り出してもかまわない。

また、物品２００は、複数の再調整装置１６０を備えてもかまわない。複数の再調整装置１６０により、調整装置制御部１５２の処理が単純になり処理速度の向上などの効果を発揮させることが可能となる。

また、調整装置制御部１５２が調整装置１４０、および再調整装置１６０を制御する場合を説明したが、制御装置１５０は、調整装置１４０を制御する調製装置制御部、と再調整装置１６０を制御する調製装置制御部の二つの制御部を備えてもかまわない。

物品移載システムは、複数の物品を容器に収容し、物品が収容された容器を所定の送り先に向けて搬送するプロセスセンターや物流センターなどに利用可能である。

１００ 物品移載システム
１１０ 物品搬送コンベア
１１１ 第一コンベア
１１２ 第二コンベア
１１３ 検査用コンベア
１１４ 排出用コンベア
１１５ 幅寄せコンベア
１２０ 容器搬送装置
１３０ 移載装置
１４０ 調整装置
１５０ 制御装置
１５１ 到着時刻取得部
１５２ 調整装置制御部
１５３ 収容情報取得部
１５４ 排出情報取得部
１６０ 再調整装置
１７０ 排出判別装置
１８０ 排出装置
１８１ 取り出しコンベア
１９０ バッファ装置
１９１ 転換コンベア
１９２ 保管コンベア
２００ 移載エリア
２１０ 物品
２１１ 先頭物品
２１２ 物品群
２２０ 容器
２２１ 到着容器

Claims (6)

1. 物品搬送ラインにおいて次々に供給される物品を移載エリアにまで順次搬送する物品搬送コンベアと、
   前記移載エリアにまで容器を搬送する容器搬送装置と、
   前記移載エリアにおいて前記物品搬送コンベアから物品を容器に移載する移載装置と、
   前記物品搬送コンベアに物品を供給するタイミングである供給タイミングを調整する調整装置と、
   前記移載エリアに容器が到着するタイミングである容器到着タイミングに物品が前記移載エリアに到着するように前記調整装置の供給タイミングを制御する制御装置と、
   を備える物品移載システム。
2. 前記制御装置は、
   容器到着タイミングに前記移載エリアに到着する物品である先頭物品を含む同一の容器に移載する数の物品の供給タイミングを前記移載装置の移載タクトタイム以上の間隔で制御する
   請求項１に記載の物品移載システム。
3. 前記物品搬送コンベアは、
   前記移載エリアに到達する第一コンベアと、前記第一コンベアに物品を供給する第二コンベアと、を備え、
   前記物品移載システムは、
   前記第一コンベアと前記第二コンベアとの間に前記第一コンベアに物品を供給するタイミングである供給タイミングを調整する再調整装置を備え、
   前記制御装置は、
   先頭物品と同一の容器に移載される物品である物品群から少なくとも一つの物品が前記第二コンベアから取り出された場合に、後続の物品群に含まれる物品が容器到着タイミングに前記移載エリアに到着するように前記再調整装置の供給タイミングを制御する
   請求項１または２に記載の物品移載システム。
4. 前記調整装置により供給タイミングが調整された物品を前記第二コンベアから取り出すことを示す排出情報に基づき物品を前記第二コンベアから取り出す排出装置
   を備える請求項３に記載の物品移載システム。
5. 前記物品搬送ラインの前記調整装置よりも上流側において、前記物品搬送ラインから取り出した物品を一時的に保管し、保管した物品を前記物品搬送ラインに戻すことができるバッファ装置を備える
   請求項１から４のいずれか一項に記載の物品移載システム。
6. 前記制御装置は、
   前記再調整装置の供給タイミングを制御した場合、物品群に含まれる予定の物品が先頭物品になるように前記調整装置の供給タイミングを更新する
   請求項３または４に記載の物品移載システム。

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