JP2022501287A - キッティングマシン - Google Patents

Abstract

【解決手段】キッティングマシンが開示されている。様々な実施形態において、本マシンは、アイテム取得に関連付けられている位置に表面または入れ物を移動させるように構成されているアクチュエータと、アイテム取得に関連付けられている位置からアイテムを取得するよう構成されているロボット取得装置の動作と少なくとも部分的に同調して、アイテム取得に関連付けられている位置にアイテムを配置するように、アクチュエータの動作を制御するように構成されているコントローラと、を備える。【選択図】図１

Description

キッティングおよび関連処理は、典型的には、単一のキットまたはパッケージ内に個々のアイテムを一緒に集めて梱包することを含む。例えば、オンラインまたは通信販売の小売業者が、注文に含まれる個々のアイテムを収集して、箱または他のパッケージの中にそれらのアイテムを一緒に梱包する場合があり、これは、その後、注文に関連付けられている宛先住所へと宛名を付けて出荷される。

小売業者およびその他の販売業者は、典型的には、販売する個々のアイテムの在庫を持っている。かかる在庫は、倉庫またはその他の保管施設に維持されてよい。注文を満たすための処理は、注文数量分の個々のアイテムを探して選択し、注文内の一群のアイテムを収容できるサイズおよび寸法の箱など、パッケージを選択し、箱またはその他のパッケージ内にアイテムを配置し、パッケージに宛名を付けて出荷し、販売取引を処理すること、などを含みうる。

キッティングが、手作業で実行されうる。例えば、従業員が、倉庫またはその他の施設内の対応する位置に各々配置された棚、容器、または、その他の保管場所からアイテムを収集しうる。キッティング動作の態様は、箱の組み立てなど、部分的に自動化されている。キッティング動作を実行するためのロボットまたはその他のマシンの利用が提案され、探求されてきたが、ロボットアームを用いて任意の数量の任意のアイテムセットを見つけ出し、容器または棚へ手を伸ばすなどのタスクを実行するようにロボットを準備してプログラミングし、任意のサイズ、壊れやすさ、一貫性などのアイテムをピックアップすることなどに関連して比較的複雑さがあることなど、課題に直面してきた。結果として、大規模なキッティング動作は、人的労働集約型の動作であり続けている。

以下の詳細な説明と添付の図面において、本発明の様々な実施形態を開示する。

キッティングシステムの一実施形態を示す図。

キッティングシステムの一実施形態を示す図。

キッティングシステムの一実施形態を示す図。

キッティングシステムの一実施形態を示すブロック図。

キッティングシステムの一実施形態を示す図。

キッティング動作を実行するための処理の一実施形態を示すフローチャート。

キッティング動作を実行するための処理の一実施形態を示すフローチャート。

キッティングマシンの一実施形態を示す図。

図７Ａのキッティングマシンを備えたキッティングシステムの一実施形態を示す図。

キッティングマシンの一実施形態を示す図。

キッティングマシンの一実施形態を示す図。

キッティングマシンの一実施形態を示す図。

キッティングシステムの一実施形態を示す図。

格納可能な箱拘束システムの一実施形態を示す図。

格納可能な箱拘束装置の一実施形態を示す図。

図１２Ａの格納可能な箱拘束装置の動作を示す図。

非配備位置にある格納可能な箱拘束装置の一実施形態を示す図。

配備位置にある図１３Ａの格納可能な箱拘束装置の一実施形態を示す図。

キッティングマシンまたはその他のモジュールをキッティング動作に組み込むための処理の一実施形態を示すフローチャート。

本発明は、処理、装置、システム、物質の組成、コンピュータ読み取り可能な格納媒体上に具現化されたコンピュータプログラム製品、および／または、プロセッサ（プロセッサに接続されたメモリに格納および／またはそのメモリによって提供される命令を実行するよう構成されたプロセッサ）を含め、様々な形態で実装されうる。本明細書では、これらの実装または本発明が取りうる任意の他の形態を、技術と呼ぶ。一般に、開示された処理の工程の順序は、本発明の範囲内で変更されてもよい。特に言及しない限り、タスクを実行するよう構成されるものとして記載されたプロセッサまたはメモリなどの構成要素は、ある時間にタスクを実行するよう一時的に構成された一般的な構成要素として、または、タスクを実行するよう製造された特定の構成要素として実装されてよい。本明細書では、「プロセッサ」という用語は、１または複数のデバイス、回路、および／または、コンピュータプログラム命令などのデータを処理するよう構成された処理コアを指すものとする。

以下では、本発明の原理を示す図面を参照しつつ、本発明の１または複数の実施形態の詳細な説明を行う。本発明は、かかる実施形態に関連して説明されているが、どの実施形態にも限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであり、本発明は、多くの代替物、変形物、および、等価物を含む。以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細事項が記載されている。これらの詳細事項は、例示を目的としたものであり、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全てがなくとも特許請求の範囲に従って実施可能である。簡単のために、本発明に関連する技術分野で周知の技術事項については、本発明が必要以上にわかりにくくならないように、詳細には説明していない。

「キッティングマシン」と、高度に自動化されたキッティング動作にそれらのマシンを組み込むことが開示されている。様々な実施形態において、本明細書で開示されているキッティングマシンは、キッティング動作の一部として、梱包および／または出荷の際に、および／または、そのために、アイテムを探し、ピックアップし、および／または、配置することを容易にするために、アイテムを供給および配置する少なくとも部分的にロボット制御されるユニットを備える。様々な実施形態において、本明細書で開示されているキッティングマシンは、１または複数のキッティングシステムモジュール（ＫＳＭ）を備え、各モジュールは、モジュール式構成要素を備える。本明細書で開示するＫＳＭは、１または複数の棚、容器、または、その他の入れ物を備えてよい。いくつかの実施形態において、棚、容器、または、その他の入れ物は、ピックアップするアイテムを配置するために、ロボット制御で配置されてよい。本明細書で開示されているＫＳＭは、注文、送り状、または、同様のデータに含まれるアイテムなど、１または複数の任意の個々のアイテムの各々を所定の数量だけ探し、選択し、梱包することができる少なくとも部分的に自動化されたキッティングシステムを構成するために、１または複数の他のＫＳＭ、１または複数のロボットアーム、ならびに／もしくは、その他の構成要素と統合されてよい。

様々な実施形態において、ロボットアーム、ならびに／もしくは、アイテムを取得し、箱またはその他のパッケージといった目的地にアイテムを配置することができるロボットアームまたはその他の付属物を備える固定式ロボット、レールまたは軌道に取り付けられているロボット、もしくは、移動ロボットが、本明細書で開示する１または複数のＫＳＭと統合される。ロボットアームは、関連付けられているＫＳＭから、該当する場合にアイテムを取得し、出荷に向けて箱またはその他のパッケージの中にそれらのアイテムを配置する。

様々な実施形態において、本明細書で開示されている統合キッティングシステムは、システムがスタックして、自動動作を継続するために利用できる戦略がなくならない限りは／そうなるまでは、自動的に動作する。いくつかの実施形態において、かかる状態になったことに応じて、システムは、例えば、手動支援、遠隔操作などによる、人的介入を要求する。

図１は、キッティングシステムの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングシステム１００は、箱用コンベヤ１０８と並んで一列に配置されている１セットのキッティングマシン１０２、１０４、および、１０６を備えている。箱組み立てマシン１１０が、箱１１２、１１４を組み立てて、それらの箱をコンベヤ１０８上に置く。様々な実施形態において、箱組み立てマシン１１０は、例えば、箱のサイズ選択と、箱（例えば、箱１１２、１１４）の組み立ておよびコンベヤ１０８上への配置のタイミングとを連携／同期させるために、キッティングシステム１００の他の要素によって、および／または、他の要素と通信して、制御されてよい。

図１に示す例では、ロボットアーム１１６が、キャリッジ１１８上に取り付けられており、キャリッジ１１８は、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６の向かい側で、コンベヤ１０８と並んで実質的に平行に配置されたレールまたはその他の直線ガイド１２０に沿って走るよう構成されている。様々な実施形態において、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６からアイテムを自動取得し、コンベヤ１０８に沿って箱が移動される間に箱１１２、１１４の中にアイテムを配置することを容易にするように、キャリッジ１１８および取り付けられたロボットアーム１１６をレールまたはガイド１２０に沿って移動させるために、モータ、ベルト、鎖、または、その他の原動力源が、コントローラ（図１では図示せず）を介して適用される。

図の例において、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６と、コンベヤ１０８と、箱組み立てマシン１１０と、ロボットアーム１１６および／またはキャリッジ１１８と、の内の１または複数の動作は、制御コンピュータ１１２の制御下で協調的に操作される。図の例において、制御コンピュータ１２２は、コントローラ（図１では図示せず）と無線通信し、各コントローラは、システム１００を構成する対応する要素（例えば、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６、コンベヤ１０８、箱組み立てマシン１１０、ならびに、ロボットアーム１１６および／またはキャリッジ１１８）の動作を制御するよう構成されている。無線接続が図１に示されているが、様々な実施形態において、有線接続、もしくは、有線接続および無線接続の組みあわせが用いられてもよい。

図１に示す例において、ロボットアーム１１６の末端は、２本指グリッパになっている。様々な実施形態において、ロボットアーム１１６は、１または複数のその他のおよび／または異なるタイプの取得ツールを末端に有してもよく、かかるツールは、３以上の指を有するグリッパ、図に示すものとは異なる属性の指（例えば、クッション付きの指、小さい指、大きい指など）を有するグリッパ、および／または、グリッパではない取得ツール（吸引、摩擦、静電力、磁力などを用いてアイテムをピックアップするよう構成されているものなど）を含むが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、ロボットアーム１１６のグリッパは、取得されるアイテムの１または複数の属性（例えば、重さ、壊れやすさ、圧縮性、剛性、サイズ、形状など）に応じて、１または複数の異なる末端装置と交換されてもよい。いくつかの実施形態において、ロボットアーム１１６のグリッパは、例えば、取得されるアイテムの１または複数の属性に応じて、グリッパが保持する別のツールを取得して、アイテムに用いるように利用されてもよい。

様々な実施形態において、制御コンピュータ１２２は、取得されて一緒に梱包されるアイテムの送り状、注文、部品リスト、ピックアップリスト、または、その他のリストに関連付けられているデータを受信し、必要とされるアイテムの取得および梱包を遂行するための戦略／計画を決定し、要求を遂行するように協調して、システム１００の要素（例えば、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６、コンベヤ１０８、箱組み立てマシン１１０、ならびに、ロボットアーム１１６および／またはキャリッジ１１８）を動作させるよう、例えば、制御コンピュータ１２２上で実行するソフトウェアによって、構成されている。

例えば、いくつかの実施形態において、制御コンピュータ１２２は、梱包されるアイテムのリストを受信するよう構成されている。制御コンピュータ１２２は、どのアイテムがキッティングマシン１０２、１０４、および、１０６のどれと関連付けられているかを決定し、アイテムを取得して梱包するための計画を立てる。制御コンピュータ１２２は、箱（例えば、１１２、１１４）を組み立ててコンベヤ１０８上に配置するように箱組み立てマシン１１０を制御し、１または複数の第１アイテムを載せる位置に箱を前進させるようにコンベヤ１０８を制御する。制御コンピュータ１２２は、１または複数の第１アイテムをキッティングマシン１０２、１０４、および、１０６の内の関連付けられているマシンから取得するためにロボットアーム１１６を配置する必要に応じて、キャリッジ１１８および／またはロボットアーム１１６を制御する。制御コンピュータ１２２は、必要な数量の必要なアイテムが、コンベヤ１０８およびロボットアーム１１６に最も近いキッティングマシン１０２、１０４、および、１０６の端のピックアップゾーンに存在することを確実にするように、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６を制御してよい。制御コンピュータ１２２は、ロボットアーム１１６を制御して、対応するピックアップゾーンからアイテムを取得させ、箱（例えば、１１２、１１４）の中にアイテムを配置させ、その後、その特定のキットに含める必要のある任意のさらなるアイテムの協調的な取得および梱包を実行するために移動させる。すべてのアイテムが取得され梱包されると、制御コンピュータ１２２は、コンベヤ１０８を制御して、箱（例えば、１１２、１１４）を遂行（フルフィルメント）の次の段階（図１には図示されていないが、例えば、箱が密閉され、ラベル付けされ、出荷に向けて送られるステーション）へと進める。

図１に示す例において、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６は、後端（図１に示す左上側）から、例えば、人間の労働者、ロボット、および／または、その他のマシン、もしくは、それらの組みあわせによって積み込まれるよう構成されている傾斜したコンベヤを備える。アイテムは、アイテムおよび／またはアイテムタイプまたはその他のアイテム属性を各キッティングマシンと関連付けるデータを決定して、制御コンピュータ１２２上に格納するために、スキャン、コンピュータビジョンによる認識、などされてよい。図の例において、３つのキッティングマシン１０２、１０４、および、１０６はすべて、コンベヤであるが、様々な実施形態において、異なるタイプのキッティングマシンの組み合わせが、キッティングシステム（システム１００など）に備えられてもよい。例えば、キッティングマシン１０６によって供給される図１に示すアイテムは、いくつかの実施形態において、アイテムが転がり落とされる固定斜面によって供給されてよい。いくつかの実施形態において、キッティングマシンは、複数の隣接するローラ、斜面、コンベヤベルト、１セットの回転容器、などを有する重力タイプのコンベヤを含むがそれらに限定されないものなど、関連付けられているピックゾーンにアイテムを供給するために複数の構造およびメカニズムの内の任意の１つを備えてよい。

様々な実施形態において、システム１００は、制御コンピュータ１２２に自動処理、手動構成、および／または、それらの組みあわせを通して、各キッティングマシン（例えば、１０２、１０４、および、１０６）の配置、タイプ、機能と、各キッティングマシンに関連付けられるアイテムとを決定させることによって、初期化される。さらに、システム１００の要素が、制御コンピュータ１２２に登録してもよい。登録は、要素（キッティングマシン１０２，１０４、および、１０６の各々など）が制御ネットワークに入るのを許可することを含んでよい。いくつかの実施形態において、動作テストが実行されてよい。例えば、制御コンピュータ１２２は、前後方向に、様々な速度で、などの方法で、キッティングマシン（キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６など）のコンベヤベルトを動作させることなどによって、新たに登録された要素を制御できるかをテストしてよい。

様々な実施形態において、システム１００の要素が、追加、除去、交換などされてもよい。かかる例において、制御コンピュータ１２２は、新たな要素を初期化および登録し、動作テストを実行し、キッティング動作を開始／再開して、例えば、新たに追加された要素を組み込む。

図１をさらに参照すると、図の例において、システム１００は、システム１００を構成する要素のビデオ画像をキャプチャするよう構成されているビデオカメラ１２４を備える。カメラ１２４は、システム１００を構成する要素を制御するために制御コンピュータ１２２によって用いられる複数のセンサの内の１つであってよい。例えば、図の例において、カメラ１２４によって生成されて制御コンピュータ１２２へ送信されたビデオは、十分かつ過剰ではない数のアイテムがピックアップゾーンで利用可能であることを保証するように、および／または、ロボットアーム１１６による取得に向けてアイテムを配置または再配置するように、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６を構成するコンベヤベルトの速度および／または方向を制御するために制御コンピュータ１２２によって用いられてよい。さらに、カメラ１２４および／またはその他のカメラは、ロボットアーム１１６がアイテムをピックアップし、および／または、箱（例えば、１１２、１１４）の中にアイテムを配置することを容易にするために用いられてもよい。様々な実施形態において、複数のカメラが、自動化された（そして、必要に応じて、人間が支援する）キッティング動作を容易にするために、環境内、および、システム１００を構成するそれぞれの要素上など、複数の位置に配備されてよい。様々な実施形態において、接触スイッチまたはリミットスイッチ、圧力センサ、重量センサなどを含むがこれらに限定されない、カメラ以外のセンサが配備されてもよい。

様々な実施形態において、制御コンピュータ１２２は、システム１００を構成するロボットアーム１１６およびその他の要素（例えば、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６、コンベヤ１０８、箱組み立てマシン１１０、ならびに、ロボットアーム１１６および／またはキャリッジ１１８）のモデルに少なくとも部分的に基づいて、キッティング要求を遂行するための計画を決定するようプログラムされている。それぞれのモデルは、様々な実施形態において、それぞれの要素の機能および制限を反映している。例えば、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６は、この例では固定位置にあるが、各々が、前後方向に、および／または、異なる速度で、動かされることができてよいコンベヤベルトを有する。さらに、制御コンピュータ１２２は、例えば、どのアイテムがどのキッティングマシンのどの位置にあるか、各キッティングマシンおよび／またはそれに関連付けられているピックアップゾーンがどこに配置されるかなど、初期化および／または構成に関連して格納された情報を用いて、要求を遂行するための計画を決定してよい。さらに、制御コンピュータ１２２は、センサデータ（カメラ１２４によってキャプチャされたビデオなど）に少なくとも部分的に基づいて決定されたデータを用いて、要求を遂行するための計画を立ててもよい。

様々な実施形態において、制御コンピュータ１２２は、制御コンピュータ１２２にプログラムされ、および／または、制御コンピュータ１２２によって学習された（次の）タスクまたはサブタスクを行うための戦略を用いて、要求を遂行するための計画を策定ならびに／もしくは更新または再策定し、その計画を実施するかまたは実施しようとするよう構成されている。例としては、アイテムの属性（剛性、壊れやすさ、形状、向きなど）に基づいて所与のアイテムをピックアップするためにロボットアーム１１６を用いる戦略が含まれるが、それに限定されない。いくつかの実施形態において、制御コンピュータ１２２は、第１戦略（例えば、好ましい戦略または最良の戦略）を用いてタスク（例えば、ロボットアーム１１６でアイテムをピックアップするタスク）を実行しようと試み、それが失敗した場合に、利用可能であれば代替戦略（例えば、ロボットアーム１１６を用いてアイテムを軽く突いた後に再試行する戦略、キッティングマシン（例えば、１０２、１０４、および、１０６）のコンベヤまたはその他の装置を順方向および／または逆方向に若干動かして再試行する戦略、など）を決定して利用するようプログラムされている。

図１に示す例において、制御コンピュータ１２２は、人間オペレータ１２８によって操作されるオンデマンド遠隔操作装置１２６に接続されている。図１において、遠隔操作デバイス１２６は、人間オペレータ１２８によって操作されているが、いくつかの実施形態において、遠隔操作デバイス１２６は、非人間オペレータ（高度な技能を有するロボットなど）によって操作されてもよい。様々な実施形態において、制御コンピュータ１２２は、キッティング動作および／またはその構成タスクを完全自動動作で継続／完了させるために利用可能な戦略がないとの制御コンピュータ１２２による決定に少なくとも部分的に基づいて、オンデマンド遠隔操作を呼び出すよう構成されている。例えば、ロボットアーム１１６が取得できない位置にアイテムが落とされた場合、または、所定の最大試行回数までアイテムのピックアップが試行されても、その取得に成功していない場合、などである。かかる決定に基づいて、制御コンピュータ１２２は、警告またはその他の通信をオンデマンド遠隔操作装置１２６へ送信し、人間オペレータ１２８が遠隔操作デバイス１２６を用いて、制御コンピュータ１２２による完全自動制御下でシステム１００が完了できなかったタスクまたはサブタスクを少なくとも実行するために、システム１００の１または複数の要素（例えば、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６と、コンベヤ１０８と、箱組み立てマシン１１０と、ロボットアーム１１６および／またはキャリッジ１１８と、の内の１または複数）を操作するようにプロンプトする。

遠隔操作装置１２６の例は、システム１００の要素を制御するためのグラフィカルユーザインターフェースを有するタブレットまたはその他のモバイル機器、システム１００の要素を遠隔で操作するための１または複数の入力装置を接続されたデスクトップまたはその他のコンピュータ、などを含むが、それらに限定されない。

いくつかの実施形態において、制御コンピュータ１２２が、オンデマンド遠隔操作を呼び出すが、いくつかの実施形態において、人間オペレータ（オペレータ１２８など）が、例えば、カメラ１２４によって生成されたビデオフィードで、システム１００の自動動作を監視してよく、介入または支援の必要性があると人間オペレータが判断した場合に、遠隔操作でシステム１００の要素を操作するために介入してもよい。

様々な実施形態において、遠隔操作装置１２６および／または人間オペレータ１２８は、システム１００が配置され（主に）完全自動モードで動作する物理的サイトからリモートに配置されてもよい。同様に、制御コンピュータ１２２は、システム１００の他の要素が配置されたサイトからリモートに配置されてもよく、および／または、制御コンピュータ１２２によって実行される本明細書に記載の作業の一部が、そのサイトから遠隔に配置されたコンピュータによって実行されてもよい。

様々な実施形態において、制御コンピュータ１２２は、システム１００の要素を用いてキッティング動作を実行するための新しい戦略または改善された戦略を学習するよう構成されている。例えば、制御コンピュータ１２２は、いくつかの実施形態において、遠隔操作（１２６）を介した人間オペレータ（１２８）による動作を記録し、遠隔操作が必要とされたタスクまたはサブタスクを実行する際の人間オペレータの動作を反復および／または模倣できるように必要に応じて、そのモデル、戦略などを更新するようプログラムされている。

様々な実施形態において、制御コンピュータ１２２は、遠隔操作中に、現在の要求の自動遂行を再開するために実行可能な計画および／または戦略を有するか否かを評価し続けるよう構成されている。有する場合、制御コンピュータは、主体的に、または、制御コンピュータ１２２に制御を戻すことができると人間オペレータに通知することによって、自動動作を再開するよう構成されていてよい。

図１に示す例において、箱１１２、１１４は、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６に向かい合った次の位置へコンベヤ１０８によって移動されるが、別の実施形態において、箱１１２、１１４は、コンベヤ１０８によって、もしくは、いくつかの実施形態においては、手作業で、または、コンベヤ１０８以外の機械によって、単一の中央位置に配置されてもよく、アイテムにアクセスし、キッティングマシン１０２、１０４、および、１０６からアイテムをピックアップして箱１１２、１１４の中に配置するように、１または複数の位置へロボットアーム１１６を動かすことによって、箱詰めされてもよい。

「キッティング」動作が図１に示され、図１およびその他の図面を参照して本明細書で説明されているが、様々な実施形態において、本明細書で開示されているキッティングマシンおよび統合システムは、例えば、最初にアイテムで過剰または部分的に過剰であった箱から取り出されたアイテムを棚、容器、および／または、キッティングマシンに置くことによって、逆の動作を実行するために用いられてもよい。例えば、図１に示す例において、箱１１４は、キッティングマシン１０４に関連付けられている複数のアイテムを備えてよく、ロボットアーム１１６は、箱１１４からアイテムを取り出して、例えば、図に示すように後端または供給端から、キッティングマシン１０４上にアイテムを配置するために用いられてよい。

いくつかの実施形態において、キッティングマシン（マシン１０２、１０４、および、１０６など）の上、もしくは、本明細書で開示されているキッティングシステムによってアクセスされる固定棚の上のアイテムが、容器に供給されてもよい。いくつかの実施形態において、システム（例えば、図１のシステム１００）は、例えば、コンピュータビジョンもしくはその他のセンサおよび／または技術に基づいて、容器が空であることを検出し、ロボットアームで容器をピックアップして対応する空容器位置（例えば、近くの空容器のスタックなど）に置くことによって、キッティングマシンまたは棚から容器を除去するよう構成されている。いくつかの実施形態において、自動容器除去は、空ではない次の容器が、キッティングマシンまたは棚の上の位置に移動するための場所を作ることで、ロボットアームが、その容器にアクセスしてアイテムを容器からピックアップすることを可能にする。

図２Ａは、キッティングシステムの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングシステム２００は、ロボットアームまたはその他のロボットマニピュレータによって取得される上側トレイまたはピックアップエリア上のアイテムの取得を容易にするために（例えば、延長されたトレイの上方の他の棚と干渉せずに上方からピックアップされることにっよる）、延長することのできる上側トレイまたはピックアップエリアを有する複数の棚を備えたキッティングマシン２０２を備える。図２に示す状態では、例えば、棚２０６の上側トレイ２０４が、ガイドシャフト（またはレール）２１０に沿ったモータ駆動リニアベアリング（またはその他の線形装置）２０８の制御された動作によって延長されている。

図の例では、ロボットアーム２１２が、延長された上側トレイ２０４からアイテム２１４をピックアップしている。トレイ２０４を図に示す位置まで延長することで、ロボットアーム２１２が、頭上位置からアイテム２１４をピックアップすることが可能になり、これは、多くの場合、ロボットアーム２１２を用いてアイテム２１４をピックアップするために利用可能な選択肢および戦略を増やす。この例において、ロボットアーム２１２は、箱２１６にアイテム２１４を追加するために用いられており、箱２１６は、キッティングマシン２０２の前の位置に箱用コンベヤ２１８によって配置されている。ロボットアーム２１２は、レール２２２に沿ったキャリッジ２２０の動作によって、この例の位置に移動されている。

図２Ａに示す例において、キッティングマシン２０２（特に、キッティングマシン２０２の中央の棚を構成する要素２０４、２０６、２０８、および、２１０）、箱用コンベヤ２１８、ロボットアーム２１２、ならびに、キャリッジ２２０は、例えば、上側トレイ２０４およびロボットアーム２１２を図の位置に配置して、ロボットアーム２１２を用いてアイテム２１４を取得するように、制御コンピュータ２２４による自動制御下で協調的に動作されている。様々な実施形態において、制御コンピュータ２２４は、箱２１６に梱包されるアイテム２１４およびその他のアイテム（もしあれば）を最適に取得するための協調的／複合的な戦略を決定するよう構成されていてよい。例えば、制御コンピュータ２２４は、箱２１６、ロボットアーム２１２、および、上側トレイ２１４上に置かれたアイテム２１４を配置して、ロボットアーム２１２でアイテム２１４を取得して箱２１６の中にアイテム２１４を配置するための協調的戦略を決定するために、キッティングマシン２０２、キャリッジ２２０の動作によってレール２２２に沿って移動可能なロボットアーム２１２、箱用コンベヤ２１８などの空間モデルおよび動作モデルを有するよう構成されていてよい。いくつかの実施形態において、制御コンピュータ２２４は、引っ込んだ棚の上方に位置する棚の下にある引っ込んだ棚にアームを伸ばすようにロボットアーム２１２を用いる必要があるソリューションよりも、ロボットアーム２１２を用いて上方からアイテム２１４を（例えば、延長された上側トレイ２０４から）取得することを含むソリューションを好むよう（例えば、低コストであると見なすよう）（例えば、ソフトウェアによって）構成されていてよい。

図の例において、キッティングマシン２０２の棚は、地面と平行である様子が図示されているが、別の実施形態において、棚の内の１以上が、図２Ａに示す棚の最も右端（すなわち、箱用コンベヤ２１８およびレール２２２に最も近い端）にあるピックアップゾーンへのアイテムの移動を（例えば、重力によって）引き起こしまたは容易にするように選択された角度だけ下向きに傾斜されていてもよい。様々な実施形態において、キッティングマシン２０２の棚は、例えば、人間の労働者または他のマシン（図２では図示せず）によって、背後または側方からアイテムを載せられてもよい。アイテムは、重力によってピックアップゾーンへ推進されてよく、それは、ローラ、コンベヤベルト、および／または、その他の装置によって円滑にされてもよい。棚の高さは、例えば、必要に応じて、より大きいまたは小さいアイテムを収容するために、様々な実施形態において調節されてよい。棚の傾斜角度および／またはその他の位置属性は、例えば、異なる重さ、形状、体積などのアイテムのピックアップゾーンへの推進の制御を円滑にするために、様々な実施形態において、必要に応じて調節されてよい。

様々な実施形態において、どのアイテムがキッティングマシン２０２のどの棚にあるのかを決定するため、いつ（さらなる）アイテムをピックアップゾーンへ前進させるのか、および／または、いつ補充を促すのかを決定するため、などに、バーコード、その他の光学コード、高周波（ＲＦ）タグ、コンピュータビジョン、および／または、その他の技術が、キッティングマシン２０２によって（例えば、制御コンピュータ２２４によって）用いられてよい。

図２Ａをさらに参照すると、制御コンピュータ２２４が進むための（さらなる）戦略を持たないと決定する状態にキッティングシステム２０２がスタックした場合に、制御コンピュータ２２４は、人間オペレータ２２８によって操作されるオンデマンド遠隔操作装置２２６で遠隔操作を開始するよう構成されている。図１に関連して上述したように、いくつかの実施形態において、制御コンピュータ２２４は、例えば、自動動作の再開または再開の試みを人間オペレータ２２８によって指示された時に、および／または、自動動作を再開するための１または複数の戦略が再び利用可能になったとの制御コンピュータ２２４による決定に基づいて、などの方法で、完全自動処理を再開するよう構成されていてよい。

図２Ｂは、キッティングシステムの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングシステム２４０は、キッティングマシン２０２が、複数のずれた傾斜棚２４４、２４６、および、２４８を備えたキッティング棚モジュール２４２に置き換えられていることを除いて、図２Ａのキッティングシステム２００に存在する多くの構成要素を備える。図の例において、アイテムは、それぞれの棚２４４、２４６、および、２４８のピックアップ領域へ重力送りされる。いくつかの実施形態において、棚は、棚２４４、２４６、および、２４８のそれぞれのピックアップ領域へのアイテムの重力送りを促進または支援するために、ローラ、ベルト、または、その他のメカニズムを備えてよい。この例において、棚２４４、２４６、および、２４８がずれている結果として、例えば、上の棚によって、妨害されることなしに、ロボットアーム２１２およびグリッパ２１４による頭上ピックアップを行うために、各棚のそれぞれのピックアップ領域へアクセス可能になる。

図２Ｂに示す例において、キッティング棚モジュール２４２は、コンピュータ２２４によって制御されるロボットまたはその他の制御メカニズムを全く持たなくてもよい。いくつかの実施形態において、制御コンピュータ２２４は、キッティング棚モジュール２４２を構成しているか、または、キッティング棚モジュール２４２に他の方法で関連付けられているセンサ（重量センサ、スキャナ、カメラなど）からのセンサ出力を有線および／または無線接続を介して受信するよう構成されていてよく、かかるセンサデータを用いて、該当する場合に、棚２４４、２４６、および／または、２４８上のアイテムを探してピックアップし、箱（箱２１６など）の中へ梱包するために、システム２４０の他の構成要素の動作を協調させるよう構成されていてよい。

図３は、キッティングシステムの一実施形態を示すブロック図である。様々な実施形態において、図３のキッティングシステム３００は、図２のシステム２００などのキッティングシステムを実施するための、動作要素と、それらの間のネットワーク接続と、を表す。図の例において、キッティングシステム３００は、複数セットの棚センサ３０２、３０４、３０６を備えており、各セットは、キッティングマシン（図２のキッティングマシン２０２など）を備えた対応する棚に関連付けられている。棚センサ３０２、３０４、および、３０６の例は、様々な実施形態において、カメラ、光学スキャナ、および、その他の光学センサ、圧力センサ、重量センサ、リミットスイッチ、ならびに、その他の接触センサなどを含むが、それらに限定されない。センサ３０２、３０４、および、３０６は、様々な実施形態において、対応する棚にストックされているおよび／または他の方法で関連付けられているアイテムに関連付けられている存在、不在、数量、タイプ、性質、属性、向き、および／または、その他のデータを決定するために利用されるセンサ出力データを生成するよう構成されていてよい。

センサ３０２、３０４、および、３０６の各セットは、それぞれ、対応する棚コントローラ３０８、３１０、および、３１２に関連付けられている。各棚コントローラ３０８、３１０、および、３１２は、様々な実施形態において、図２に示した例のように棚またはその上側トレイを延長するため、棚の傾斜角を調節するため、ピックアップに向けてアイテムを配置するために棚上にアイテムを位置決めしおよび／または方向を合わせるよう構成されている棚のベルトコンベヤもしくはその他の原動力または推進力および／または装置を動作させるため、などのために、棚を構成する構成要素を制御するために用いられるよう構成されている。

システム３００は、さらに、ロボットアームセンサ３１４およびロボットアームコントローラ３１６を備えている。様々な実施形態において、ロボットアームセンサ３１４は、１または複数のカメラ、圧力センサ、重量センサ、ロボットアームセグメント位置センサ、などを含みうる。様々な実施形態において、ロボットアームコントローラ３１６は、例えば、アイテムを取得できる位置へロボットアームを再配置するため、アイテムをピックアップするため、箱、コンベヤ、または、その他の目的地にアイテムを移動させるため、など、関連付けられているロボットアームを動作させるために用いられてよい。

システム３００は、他のセンサ３１８を備えており、他のセンサ３１８は、システム３００が動作する環境内の他のセンサ（環境内に取り付けられたカメラ、例えば、図１のカメラ１２４など）を含みうる。

図の例では、制御コンピュータ３２０が、ネットワーク（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、ピアツーピアなど）を介して接続されている。様々な実施形態において、制御コンピュータ３２０は、棚センサ、ロボットアームセンサ、および、その他のセンサ３０２、３０４、３０６、３１４、および、３１８によって生成されたセンサデータを用いて、例えば、それぞれの棚コントローラ３０８、３１０、および／または、３１２、ならびに、ロボットアームコントローラ３１６へネットワークを介して送信されたコマンドで１または複数の棚およびロボットアームの動作を制御することによって、キッティングタスクを完了させるための戦略を決定して実施するよう構成されている。

図の例において、制御コンピュータ３２０は、オンデマンド遠隔操作装置３２２へネットワーク接続を介して接続されており、オンデマンド遠隔操作装置３２２は、上述のように、キッティングタスクを完了させる助けとして介入するために、必要に応じて、人間オペレータ３２４によって用いられるよう構成されている。

図４は、キッティングシステムの一実施形態を示す図である。図４に示す例において、キッティングシステム４００は、複数のキッティングシステムを含み、各々は、異なる物理的サイトに配置されている。例えば、センサ４０２、コントローラ４０４、および、制御コンピュータ４０６を備えた第１キッティングシステムが、第１物理的サイトに配置されてよく、センサ４０８、コントローラ４１０、および、制御コンピュータ４１２を備えた第２キッティングシステムが、第２物理的サイトに配置されてよい。制御コンピュータ４０６、４１２は両方とも、第１物理的サイトおよび第２物理的サイトにあるそれぞれのキッティングシステムによって必要とされた際に必要な程度まで、オンデマンドで遠隔操作を実行するために、オンデマンド遠隔操作装置４１６が人間オペレータ４１８によって利用されるよう構成されている共有のリモート遠隔操作サイトにインターネット（および／または、１以上のその他のネットワーク）４１４を介して接続されている。様々な実施形態において、遠隔操作が実行されるリモートサイトにあるカメラまたはその他のセンサが、インターネット４１４を介して遠隔操作装置４１６にビデオフィードおよび／またはその他の情報を提供するために用いられてよい。

様々な実施形態において、各物理的位置にあるキッティングシステムの各々は、例えば、現在のキッティング動作またはタスクを継続／完了させるのに利用可能な（さらなる）戦略がないとの決定時に、本明細書に記載の条件下でオンデマンド遠隔操作を呼び出すよう構成されていてよい。各システムは、遠隔操作装置４１６による遠隔操作を獲得するために、インターネット４１４を介して要求を送信してよい。様々な実施形態において、オンデマンド遠隔操作に対して複数の同時呼び出しがあった場合、優先度（例えば、人間オペレータ４１８によって決定された優先度）に基づいて、自動的に割り当てられた深刻度／重要度スコアに基づいて、などの方法で、対処されてよい。

２つの異なる位置にある２つのキッティングシステムが、単一のリモートオンデマンド遠隔操作サイトによってサービスを受けることが例として図４に示されているが、様々な実施形態において、任意の数の本明細書に開示されているキッティングシステムおよび／またはキッティングマシンが、１または複数のリモート（またはローカル）遠隔操作サイトおよび／またはサービス（図の例では、遠隔操作装置４１６および人間オペレータ４１８から利用可能なサービスなど）に関連付けられてよい。

図５は、キッティング動作を実行するための処理の一実施形態を示すフローチャートである。様々な実施形態において、１つのコンピュータ、１または複数のコンピュータ、および／または、１または複数のコントローラが、例えば、ソフトウェアによって、処理５００を実行するよう構成されていてよい。例えば、図１の制御コンピュータ１２２、図２の制御コンピュータ２２４、図３の制御コンピュータ３２０、図４の制御コンピュータ４０６および４１２、ならびに／もしくは、本明細書に記載のその他の制御コンピュータおよび／またはコントローラは、様々な実施形態において、処理５００を実行するよう構成されていてよい。

図５を参照すると、梱包リストが受信される（工程５０２）。梱包リストに関連付けられている要求を遂行するように、本明細書に開示されているようにロボットアームおよび１以上のロボット棚ならびに／もしくはキッティングマシンのその他の要素を動作させるための計画が、決定される（工程５０４）。例えば、梱包リスト（工程５０２）が、アイテムと、キット、箱、もしくは、その他のコンテナまたはセットに含められる各アイテムの数量とのリストを示す場合、必要な数量の必要なアイテムを探して取得し、キット、箱、もしくは、その他のコンテナまたはセットの中に梱包するための計画が決定される。計画が決定されると（工程５０４）、または、いくつかの実施形態においては、計画の少なくとも最初の部分が決定されるとすぐに、システムは、計画に従って要求を遂行し始める（継続または再開する）（工程５０６）。

システムが、例えば、梱包される次のアイテムをピックアップするタスクなど、タスクを完了するために現在選択されている戦略に従って完了すべき次のタスクで、「スタック」した場合（５０８）、システムは、代替戦略が利用可能か否かを決定する（工程５１０）。例えば、システムは、別のグリップを利用する戦略、異なる角度からアイテムへアプローチする戦略、軽く突くなどして、ロボットアーム／グリッパを用いてアイテムを揺り動かしおよび／または再配置する戦略、逆方向にコンベヤを動作させる、棚モータを用いて棚を振動させるかまたは他の方法で揺り動かすなどして、ロボット棚を用いてアイテムを揺り動かしおよび／または再配置する戦略、ならびに／もしくは、グリッパを別のロボットアーム端末セグメントと交換するか、または、アイテムのピックアップに用いられるツールを握るためにグリッパを用いる戦略など、代替戦略を考慮してよい。

代替戦略が利用可能であると決定された場合（工程５１０）、要求の実行を継続する（継続しようと試みる）ために、その戦略に依存する修正された計画が決定され、実施される（工程５０４、工程５６０）。様々な実施形態において、複数の代替戦略が利用可能である場合、それらの内の最も有望な戦略（例えば、それぞれの信頼スコアまたはそれらを順位付けるその他の基準によって決定される）が、次の試行に向けて選択される。

利用可能な代替戦略がなく（工程５１０）、ならびに／もしくは、構成、学習、および／または、その他の方法で規定された回数の試行の後にタスクを完了できないと決定された場合、予期しない障害または条件が起きた場合（例えば、棚が空になった）などに、システムは、本明細書に記載するようにオンデマンド遠隔操作を呼び出す（工程５１２）。キッティング動作が遠隔操作によって完了した場合（５１４）、処理は終了する。遠隔操作（工程５１２、工程５１４）中に、システムが、要求の自動遂行を再開するのに利用可能な戦略を有すると決定した場合（工程５１４、工程５１０）、システムは、要求を遂行するのに必要な残りの動作を完了させるための計画を決定／更新することによって自動動作を再開し、計画を実施する（工程５０４、工程５０６）。システムは、要求が遂行されるまで、自動動作（工程５１６）または遠隔操作（工程５１４）のいずれかによって、自動動作を継続する。

図６は、キッティング動作を実行するための処理の一実施形態を示すフローチャートである。様々な実施形態において、処理６００は、１以上の制御コンピュータおよび／またはキッティングマシンコントローラによって実施されてよい。いくつかの実施形態において、キッティングマシンは、キッティングマシンを用いてキッティング動作を実行するよう構成されている制御コンピュータによる監視制御下で動作するが、キッティングマシンは、その棚、容器、および／または、その他のアイテム在庫エリア、供給エリア、および／または、ピックアップエリアを介してアイテムの正確な供給を保証するように、処理６００の全部または一部を自律的に実行する。図の例では、センサが、１または複数のピックアップゾーン、例えば、本明細書で開示されているキッティングマシンのピックアップゾーン、を監視するために用いられる（工程６０２）。例えば、コンピュータビジョン、重量センサ、ＲＦタグなどが、監視対象領域におけるアイテムの数を決定または推定するために用いられてよい。監視対象領域が過剰である場合（工程６０４）、その領域へのアイテムの供給が減速または停止される（工程６０６）。例えば、その領域に供給するコンベヤベルトが減速または停止されてもよいし、棚、コンベヤなどの積み込み端へアイテムを積み込む人間またはマシンが、停止または減速するよう指示されてもよい、などである。監視対象領域で検出されたアイテムが過小である場合（工程６０８）、例えば、コンベヤベルトの速度を上げる、傾斜角を増す（重力送り）、より迅速にアイテムを積み込むことなどによって、供給速度が上げられる（工程６１０）。動作が完了するまで（工程６１２）、監視対象領域内のアイテムの存在量を所望の数量に／所望の数量以内に維持するために、上述したように、監視および調節が継続する。

図７Ａは、キッティングマシンの一実施形態を示す図である。様々な実施形態において、キッティングマシン（図７Ａのキッティングマシン７００など）は、例えば、図１および図２に示したキッティングマシンに加えておよび／またはその代わりに用いられてよい。図の例において、キッティングマシン７００は、ＸＹテーブルコントローラ７０６の制御下でｘ方向およびｙ方向に仕切り付き容器７０２を移動させるよう構成されているＸＹテーブルメカニズムを介してベース７０４上に配置された大きい仕切り付き容器７０２を備える。例えば、図に示すように、ｘ方向およびｙ方向に配置されたリニアモータ（モータは、図７Ａには示されていない）が、所与のアイテム区画を所望の位置（例えば、ロボットアームがそのように配置された対応する区画内のアイテムに到達できるロボットアームと向かい合った位置）に配置するために、分割（セグメント）ＸＹテーブルコントローラ７０６の制御下で動作されてよい。

図７Ｂは、図７Ａのキッティングマシンを備えたキッティングシステムの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングシステム７２０は、図７Ａのキッティングマシン７００を備える。さらに、キッティングシステム７２０は、例えば、制御コンピュータ７３２の制御下で、キッティングマシン７００および具体的には仕切り付き容器７０２と向かい合う所望の位置へレール７２６に沿って移動されるよう構成されているシャーシ７２４上に取り付けられたロボットアーム７２２を備える。図の例において、制御コンピュータ７３２は、コントローラ７３４を介して配置および動作されるロボットアーム７２２が、示されたアイテムをそれに対応する区画からピックアップするために用いられることを可能にするために、仕切り付き容器７０２を構成する所望の区画を所望の位置に配置するように、コントローラ７０６を介してキッティング棚テーブル７００を動作させている。図の例では、センサ７３６が、アイテムをピックアップするのに必要であると決定された通りに仕切り付き容器７０２およびロボットアーム７２２、７２４を配置するために制御コンピュータ７３２によって利用されうるセンサ出力を提供する。システム７２０がスタックして、進むための（さらなる）戦略を持たない場合、遠隔操作が、オンデマンド遠隔操作モジュール／装置７３８を介して開始されてよい。

図８Ａは、キッティングマシンの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングシステム８００は、仕切り付き円形ターンテーブル８０２を備えたキッティングマシン８０２を備える。図７Ａおよび図７ＢのＸＹテーブルタイプのキッティングマシン７００は、上述のように、制御コンピュータによって制御される１または複数のモータコントローラを介して動作されるｘ方向およびｙ方向に向いたリニアモータによって、ｘ方向およびｙ方向に平行移動するが、キッティングマシン８０２の仕切り付きターンテーブルは、様々な実施形態において、所望のアイテムに関連付けられている所望の区画をロボットアーム８０４のリーチ内の位置に配置する位置まで回転モータによって回転され、その後、ロボットアーム８０４は、所望のアイテムを取得し、それを目的地（図の例では、箱用コンベヤ８０８上の箱８０６など）の中に配置するために用いられてよい。

図８Ｂは、キッティングマシンの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングマシン８２０は、複数の容器（容器８２２など）を備えており、各容器は、中央ハブから放射状に伸びるアーム（例えば、ハブ８２６から放射状に伸びるアーム８２４）の遠位端に配置されている。ロボットアームが容器からアイテムを取得することを可能にするように、所望のアイテムを収容する所望の容器（例えば、容器８２２）をロボットアーム（図示せず）のリーチ内の位置に配置するために、モータが、モータコントローラおよび／または制御コンピュータの制御下で、ハブ８２６を所望の位置に回転させる。

図９は、キッティングマシンの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングシステム９００は、観覧車の車と同様に、円柱体（またはフレーム）の外周に取り付けられおよび／またはそこから吊り下げられた複数の容器（容器９０４など）を有する直立した車輪状の円柱体（またはフレーム）を備えたキッティングマシン９０２を備える。キッティングマシン９０２は、ロボットアーム９０８のリーチ内の位置に所望の容器（例えば、容器９０４）を配置するために、中心軸９０６に関して回転されるよう構成されており、ロボットアーム９０８は、図の例において、箱用コンベヤ９１２上の箱９１０の中に配置するために、対応する容器からアイテムを取得している。

図１０は、キッティングシステムの一実施形態を示す図である。図の例において、キッティングシステム１０００は、ロボットアーム１０１４が（例えば、梱包リストに従って）アイテムをピックアップして箱１０１２の中に置くように配置および構成される共通中央目的地にアイテムを送るよう配列されている複数のキッティングマシン１００２、１００４、１００６、１００８、および、１０１０を備える。いくつかの実施形態において、ロボットアーム１０１４は、車両またはレールに載せられたシャーシ上にあってよく、例えば、さらなるアイテムを取得して梱包するために、いくつかの実施形態において輸送箱１０１２を、或るセットのキッティングマシン（例えば、キッティングマシン１００２、１００４、１００６、１００８、および、１０１０）から、近くの場所に同様に配列された別のセットへ移動させてよい。

様々な共通の属性およびいくつかの独特な属性を有する具体的なキッティングマシンが、本明細で記載および図示されているが、様々な実施形態において、本明細書に開示されているキッティングシステムは、例として本明細書で具体的に示されている以外の方法で構成された１または複数のキッティングマシンを備えてもよく、かかるキッティングマシンは、詳細に記載した具体的なメカニズム以外を用いて本明細書に記載のように取得およびキッティングのためにアイテムを配置または再配置する方法を提供する。本開示の範囲内のキッティングマシンは、本明細書で開示されているように、オンボードの、近くの、または、リモートのコントローラおよび／または制御コンピュータの制御下で、ピックアップに向けてアイテムを配置または再配置する任意の１または複数の方法を提供してよい。

様々な実施形態において、本明細書で開示されている任意のタイプのキッティングマシンが、必要なアイテムを取得して箱またはその他のコンテナまたは目的地に配置することを可能にするために、１または複数のキッティングマシンと、１または複数のロボットアームまたはその他のロボット取得装置との機能を用いて、ロボットアームまたはその他のロボット取得装置のリーチ内の位置にキッティングマシン上のアイテムを配置することによって、注文を満たすなどのために、キッティング動作を実行するために用いられてよい。

図１１は、格納可能な箱拘束システムの一実施形態を示す図である。様々な実施形態において、図１１に示す箱拘束システムは、本明細書に開示されているキッティングシステムがアイテムを箱に梱包する間に、箱を適所に保持するために用いられてよい。図の例において、格納可能な拘束装置１１０６および１１０８は、箱１１０４を拘束する位置へ移動されている。様々な実施形態において、図の位置において、格納可能な拘束装置１１０６および１１０８は、例えば、図に示すように、ロボットアームを用いて箱１１０４の中にアイテムをより密におよび／または正確に梱包することを可能にするための支えを提供しうる。様々な実施形態において、本明細書に記載の制御コンピュータは、コンベヤ１１０２を用いて、図に示す位置へ箱１１０４を前進させ、図に示すように、格納可能な拘束装置１１０６および１１０８を拘束位置へ移動させる。図に示す位置での梱包が完了すると、制御コンピュータは、格納可能な拘束装置１１０６および１１０８を引っ込めて、次の位置へ箱１１０４を前進させるようにコンベヤ１１０２を動作させる。

図１２Ａは、格納可能な箱拘束装置の一実施形態を示す図である。図の例において、垂直格納可能なバリア１２０２が、図に示す位置に箱１２０８を拘束するために、第１コンベヤ部分１２０４と第２コンベヤ部分１２０６との間に配備（挿入）されている。様々な実施形態において、本明細書に記載の制御コンピュータは、コンベヤ１２０４を用いて、図に示す位置へ箱１２０８を前進させ、図に示すように、垂直格納可能なバリア１２０２を拘束位置へ移動させる。図に示す位置での梱包が完了すると、制御コンピュータは、垂直格納可能なバリア１２０２を引っ込めて、次の位置へ箱１２０８を前進させるようにコンベヤ１２０４および１２０６を動作させる。

図１２Ｂは、図１２Ａの格納可能な箱拘束装置の動作を示す図である。上側の図において、垂直格納可能なバリア１２０２は、配備位置すなわち拘束位置にある様子が示されている。上側の図に示した位置において、垂直格納可能なバリア１２０２は、ロボットアームがアイテムをより密におよび／または正確に箱１２０８の中に梱包することを可能にするための支えとして用いられる位置にある。下側の図において、垂直格納可能なバリア１２０２は、下方へ引っ込められており、箱１２０８がコンベヤ１２０４および１２０６の動作によって前進されることを可能にしている。

図１３Ａは、非配備位置にある格納可能な箱拘束装置の一実施形態を示す図である。図の例において、コンベヤ１３０２は、本明細書で開示されているキッティングマシンおよび／またはシステムによって積み込みされる位置に箱１３０４を前進させている。箱１３０４の両側の箱拘束装置１３０６および１３０８が、格納位置すなわち非配備位置にあり、箱１３０４が適所に移動されることを可能にしている様子が図１３Ａに示されている。

様々な実施形態において、図に示すように箱１３０４が積み込み位置に存在していることが、検出され、および／または、制御コンピュータに報告され、制御コンピュータは、箱拘束装置１３０６、１３０８を配備させる。

図１３Ｂは、配備位置にある図１３Ａの格納可能な箱拘束装置の一実施形態を示す図である。図の位置において、箱拘束装置１３０６および１３０８は、箱１３０４がｘ方向またはｙ方向のいずれかに移動するのを防ぎ、例えば、１または複数のロボットアームによって、梱包中に箱１３０４をしっかりと適所に保持する。アームは、図に示す位置から箱を移動させることなしに、箱１３０４の側面に向かっておよび／または箱１３０４の中の他のアイテムに向かって、アイテムを押しつけることができる。

図１３Ａおよび図１３Ｂに示す例において、箱拘束装置１３０６および１３０８は、固定幅を有しているが、いくつかの実施形態において、幅は、異なるサイズの箱を収容して保持するために変更される。いくつかの実施形態において、幅は、（例えば、設計範囲またはサポート範囲内で）任意のサイズの箱をしっかりつかんで保持するために、例えば、制御コンピュータの制御下で、１または複数のセンサに基づいて、などの方法で、動的に調整される。

図１４は、キッティングマシンまたはその他のモジュールをキッティング動作に組み込むための処理の一実施形態を示すフローチャートである。様々な実施形態において、本明細書で開示されているキッティングシステムは、いつでも、１または複数の動作可能なキッティングマシンを備えてよい。異なるタイプのキッティングマシンが、利用、混合、適合されてもよい。様々な組み合わせのキッティングマシンが、時間と共に利用されてもよい。例えば、第１セットのキッティングマシンが、第１群のアイテムを梱包するために用いられてよい。その後に、１または複数のマシン、もしくは、全体が、異なる属性を有する異なるアイテムを操作するために最適化および構成された他のマシンに置き換えられてよい。例えば、第１キッティングマシンは、置き換え前のマシンよりも、大きいまたは小さい、重いまたは軽い、頑丈または壊れやすい、などのアイテムを操作するために最適化および構成された第２キッティングマシンに置き換えられてよい。いくつかの実施形態において、キッティングマシンは、所定の物理的位置またはその近くにマシンを配置し、マシンをオンにし、初期化を開始することによって、配備、追加などされてよい。例えば、キッティングシステの場所のフロアにペイントまたは具体化された可視的、電子的、または、その他のマークが、マシンを配置するために用いられてよい。センサが、新しく配備されたキッティングマシンの検出、その位置の決定、マシンへの接続、マシンに対する制御の確立、マシンのテストなどのために、キッティングシステムによって用いられてよい。

図１４に示す例において、処理１４００は、コントローラ、キッティングマシン、および、制御コンピュータ、の内の１または複数によって実行されてよい。図の例において、新たなロボット棚モジュール（例えば、キッティングマシン）が配備された旨の示唆が受信される（工程１４０２）。新たなモジュール／マシンへの接続が確立され、新たなモジュール／マシンが制御ネットワークに追加される（工程１４０４）。モジュール／マシンの位置、機能、構成、および、有効荷重を表すデータが決定および格納される（工程１４０６）。例えば、センサデータおよび／または位置検知ルーチン（ロボットアームを用いて位置を決定するものなど）が用いられてよい。いくつかの実施形態において、構成データが、モジュール／マシンから読み出されてよく、ファイル、ディスク、メモリ、または、その他の記憶場所から読み出されてよく、および／または、新たなモジュール／マシンにクエリすることによって（例えば、可能な程度まで）決定されてよい。モジュール／マシンの機能情報、空間モデルおよび／または動作モデルなどが、マシンから読み出され、メモリから呼び出され、リモートデータベースへのコールによって取得される、などしてよい。新たなモジュール／マシンは、初期化され、オンラインにされる（工程１４０８）。初期化は、マシンをオンにすること、スタンバイから動作モードに切り換えること、マシンの制御を確立すること、動作テストを実行すること、および、新たなモジュール／マシンを用いてテストキッティング動作を実行すること、の内の１または複数を含んでよい。キッティング動作が、新たなモジュール／マシンを組み込んで、開始／再開される（工程１４１０）。

様々な実施形態において、本明細書に開示されているキッティングマシンを備えたキッティングシステムは、例えば、アイテムが取得および梱包のために（より）好ましく配置されるのを可能にすることによって、キッティング動作を最適化し、より完全に自動化するために用いられてよい。

上述の実施形態は、理解しやすいようにいくぶん詳しく説明されているが、本発明は、提供された詳細事項に限定されるものではない。本発明を実施する多くの代替方法が存在する。開示された実施形態は、例示であり、限定を意図するものではない。

Claims (28)

1. システムであって、
   アイテム取得に関連付けられている位置に表面または入れ物を移動させるように構成されているアクチュエータと、
   アイテム取得に関連付けられている前記位置からアイテムを取得するよう構成されているロボット取得装置の動作と少なくとも部分的に同調して、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置するように、前記アクチュエータの動作を制御するように構成されているコントローラと、
   を備える、システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記ロボット取得装置は、ロボットアームを備えている、システム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置するために前記コントローラを介して前記アクチュエータを制御し、アイテム取得に関連付けられている前記位置から前記アイテムを取得するために前記ロボット取得装置を制御するように構成されているプロセッサを備える、システム。
4. 請求項３に記載のシステムであって、前記システムは、さらに、箱またはその他のコンテナを積み込み位置に配置するよう構成されているコンベヤを備え、前記プロセッサは、さらに、前記箱またはその他のコンテナを前記積み込み位置に配置するために前記コンベヤを制御するように構成され、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置し、前記ロボット取得装置を用いてアイテム取得に関連付けられている前記位置から前記アイテムを取得し、前記ロボット取得装置を用いて前記箱またはその他のコンテナの中に前記アイテムを配置するために、前記アクチュエータおよび前記ロボット取得装置の動作を協調させるように構成されている、システム。
5. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、センサを備える、システム。
6. 請求項５に記載のシステムであって、前記センサは、カメラまたはその他の画像センサ、重量センサ、圧力センサ、リミットスイッチ、ならびに、接触センサ、の内の１または複数を含む、システム。
7. 請求項５に記載のシステムであって、さらに、前記センサによって生成されたセンサ出力データに少なくとも部分的に基づいて、
   アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置するために前記コントローラを介して前記アクチュエータを制御すること、および、
   アイテム取得に関連付けられている前記位置から前記アイテムを取得するために前記ロボット取得装置を制御すること、
   の内の一方または両方を実行するように構成されているプロセッサを備える、システム。
8. 請求項１に記載のシステムであって、前記アクチュエータは、モータ、リニアモータ、および、モータ駆動リニアベアリング、の内の１または複数を備える、システム。
9. 請求項１に記載のシステムであって、前記表面は、コンベヤベルトを含み、前記コントローラは、前記コントローラの制御下で、前記アイテムが前記コンベヤベルト上に積み込まれる前記コンベヤベルトの第１端から、前記コンベヤベルトの第２端にあるピックアップゾーンへ、前記アイテムを前進させるように、前記アクチュエータを制御する、システム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、前記表面は、棚を含み、前記コントローラは、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記棚を配置するように、前記アクチュエータを制御する、システム。
11. 請求項１に記載のシステムであって、前記入れ物は、複数の容器の内の１つを含み、前記複数の容器の各々は、その容器に対応するタイプのある量のアイテムを収容しており、前記コントローラは、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを収容する容器を配置するように、前記アクチュエータを制御する、システム。
12. 請求項１に記載のシステムであって、前記ロボット取得装置は、レールまたはその他の直線ガイドに沿って平行移動するよう構成されているキャリッジ上に取り付けられているロボットアームを備える、システム。
13. 請求項９に記載のシステムであって、さらに、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置し、前記ロボットアームを用いて前記アイテムを取得するために、前記コントローラ、前記ロボットアーム、および、前記キャリッジ、の内の１または複数を制御するように構成されているプロセッサを備える、システム。
14. 請求項１０に記載のシステムであって、前記プロセッサは、さらに、前記ロボットアームを用いて、前記取得したアイテムを箱またはその他のコンテナの中に配置するように構成されている、システム。
15. 請求項１１に記載のシステムであって、前記プロセッサは、さらに、前記ロボットアームを用いて、前記取得したアイテムを前記箱またはその他のコンテナの中の特定の位置に配置するように構成されている、システム。
16. 請求項１２に記載のシステムであって、さらに、前記ロボットアームを用いて、前記アイテムを前記箱またはその他のコンテナの中の前記特定の位置に配置することを容易にするように、前記箱またはその他のコンテナを適所に保持するための箱またはその他のコンテナ用の拘束メカニズムを備える、システム。
17. 請求項１３に記載のシステムであって、箱またはその他のコンテナ用の拘束メカニズムが、格納可能な壁またはその他の格納可能なバリアの一方または両方を備える、システム。
18. 請求項１３に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記アイテムを前記箱またはその他のコンテナの中の前記特定の位置に配置するために、前記ロボットアームの動作と協調するよう、前記箱またはその他のコンテナ用の拘束メカニズムの動作を制御するように構成されている、システム。
19. 請求項１に記載のシステムであって、前記アクチュエータは、第１キッティングマシンに関連付けられており、前記アイテムは、第１アイテムタイプの第１アイテムを含み、前記システムは、さらに、関連付けられているアイテムタイプの対応するアイテムに各々関連付けられている１または複数のさらなるキッティングマシンを備える、システム。
20. 請求項１９に記載のシステムであって、さらに、新たなキッティングマシンが前記システムに関連付けられていることを検出し、前記新たなキッティングマシンを前記システムに組み込むように構成されているプロセッサを備える、システム。
21. 請求項２０に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記新たなキッティングマシンを初期化すること、前記新たなキッティングマシンの配置、位置、および、向き、の内の１または複数を決定すること、前記新たなキッティングマシンに関連付けられるアイテムおよびアイテムタイプの一方または両方を決定すること、前記新たなキッティングマシンの機能を決定すること、前記システムに関連付けられているネットワークに前記新たなキッティングマシンを追加すること、ならびに、前記新たなキッティングマシンに動作テストを実行すること、の内の１または複数を実行することにより、前記新たなキッティングマシンを前記システムに組み込むように構成されている、システム。
22. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置するために前記コントローラを介して前記アクチュエータを制御し、アイテム取得に関連付けられている前記位置から前記アイテムを取得するために前記ロボット取得装置を制御するように構成されているプロセッサを備え、前記プロセッサは、さらに、前記システムが現在のキッティング動作を自動動作で継続できない状態になった旨の示唆を受信し、前記示唆に少なくとも部分的に基づいてオンデマンド人間遠隔操作を開始するよう構成されている、システム。
23. 請求項２２に記載のシステムであって、前記オンデマンド人間遠隔操作は、前記システムに関連付けられている遠隔操作装置を介して提供される、システム。
24. 請求項２３に記載のシステムであって、前記遠隔操作装置は、前記システムを含む複数のロボットキッティングシステムに関連付けられている、システム。
25. 請求項２４に記載のシステムであって、前記複数のロボットキッティングシステムの少なくとも一部は、前記システムが配置されている第１位置以外の１または複数の位置に配置されているロボットキッティングシステムを含み、オンデマンド人間操作が、ネットワークを介してリモートで前記遠隔操作装置を利用して実行されるよう構成されている、システム。
26. アイテム取得に関連付けられている位置に表面または入れ物を移動させるよう構成されているアクチュエータを備えたキッティングシステムを動作させるための方法であって、
    前記アクチュエータを用いて、アイテム取得に関連付けられている前記位置にアイテムを配置し、
    ロボット取得装置を用いて、アイテム取得に関連付けられている前記位置から前記アイテムを取得し、
    前記ロボット取得装置を用いて、前記アイテムを目的地に配置すること、
    を備え、
    前記アクチュエータは、前記ロボット取得装置の動作と少なくとも部分的に同調して、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置するために用いられる、方法。
27. 請求項２６に記載の方法であって、前記ロボット取得装置は、限られたリーチを有するロボットアームを備え、前記アクチュエータを用いて、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置する結果として、前記アイテムが前記ロボットアームのリーチ内に配置される、方法。
28. 非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体内に具現化され、アイテム取得に関連付けられている位置に表面または入れ物を移動させるよう構成されているアクチュエータを備えたキッティングシステムを動作させるためのコンピュータ命令を備えるコンピュータプログラム製品であって、
    前記アクチュエータを用いて、アイテム取得に関連付けられている前記位置にアイテムを配置するためのコンピュータ命令と、
    ロボット取得装置を用いて、アイテム取得に関連付けられている前記位置から前記アイテムを取得するためのコンピュータ命令と、
    前記ロボット取得装置を用いて、前記アイテムを目的地に配置するためのコンピュータ命令と、
    を備え、
    前記アクチュエータは、前記ロボット取得装置の動作と少なくとも部分的に同調して、アイテム取得に関連付けられている前記位置に前記アイテムを配置するために用いられる、コンピュータプログラム製品。

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