JP4465771B2 - 物品処理システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品処理システムに関し、より詳しくはロボットを制御して物品を種類別に仕分け処理する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来一般に、物品を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される物品を検出する物品検出手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を判別するための情報を検出する物品情報検出手段と、上記物品を保持するロボットと、このロボットを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データに基づいて上記ロボットを制御して当該物品を保持するとともに、上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データに基づいて上記ロボットを制御するようにした物品処理システムは知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では物品検出手段によって検出された位置データを位置データ管理枠に記憶させる一方で、物品情報検出手段によって検出された情報データを情報データ管理枠に記憶させていた。
このため、物品検出手段と物品情報検出手段とのいずれか一方で検出できないことがあると、位置データ管理枠で記憶されている位置データと情報データ管理枠に記憶されている情報データとの間にズレが生じてしまい、これによりズレたデータを読み込んだ制御装置が本来出力すべき処理指令と異なった処理指令を出力するおそれがあると同時に、ズレたデータの整合も行なわなければならず煩雑であった。
本発明はそのような事情に鑑み、従来に比較して制御装置がロボットに誤った処理指令を出力するのを防止することのできる制御装置を備える物品処理システムを提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項1の発明は、物品を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される物品を検出する物品検出手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を判別するための情報を検出する物品情報検出手段と、上記物品を保持するロボットと、このロボットを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データに基づいて上記ロボットを制御して当該物品を保持するとともに、上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データに基づいて上記ロボットを制御する物品処理システムにおいて、
上記物品検出手段と物品情報検出手段とは、搬送手段に沿って異なる位置に配置され、異なるタイミングで位置データと情報データとを検出しており、
上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データと上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データとが得られたときに、1つの物品について用意された1つのデータ管理枠内に記憶し、かつ上流側に配置された検出手段のデータが得られないときは、下流側のデータが得られてもこれをデータ管理枠内に記憶させないようになっており、さらにその1つのデータ管理枠から位置データと情報データとを読出して上記ロボットを制御するものである。
また請求項7の発明は、物品を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される物品を検出する物品検出手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を判別するための情報を検出する物品情報検出手段と、上記物品を保持するロボットと、このロボットを制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データに基づいて上記ロボットを制御して当該物品を保持するとともに、上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データに基づいて上記ロボットを制御する物品処理システムにおいて、
上記物品検出手段と物品情報検出手段とは、搬送手段に沿って異なる位置に配置され、異なるタイミングで位置データと情報データとを検出しており、
上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データと上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データとが得られたときに、1つの物品の位置データと情報データとについて用意されたそれぞれ1つのデータ管理枠内に関連付けして記憶し、かつ上流側に配置された検出手段のデータが得られないときは、下流側のデータが得られてもこれをデータ管理枠内に記憶させないようになっており、さらにそれら1つずつのデータ管理枠から位置データと情報データとを読出して上記ロボットを制御するものである。
【0005】
上述した構成によれば、1つの物品から検出された位置データと情報データとは、1つの物品について用意されたデータ管理枠内に記憶されるようになっているので、万一いずれか一方のデータが検出不能あるいはデータに不備があったとしても位置データと情報データとの間でズレを生じることはない。
したがって、制御装置がロボットに誤った処理指令を出力するのを防止することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1は物品Wを処理する物品処理システム1であり、図示しない装置から横転状態でランダムに供給されるA種とB種の中身の異なる同一形状の物品Wを中身の種類別に分別するともに、この際にA種およびB種ともに方向性を一定に揃えるようになっている。
上記物品処理システム1は、上流側に設けられて、矢印方向に一定速度で循環走行される供給コンベヤ3(搬送手段)と、この供給コンベヤ3の下流側に設けられてこれに平行するとともに、該供給コンベヤ3と同一方向となる矢印方向に循環走行される第1分配コンベヤ4と第2分配コンベヤ5と、この供給コンベヤ3の下流部と第1、第2分配コンベヤ4、5の上流部とがオーバーラップする位置に設けられて、物品Wを保持するロボット6と、このロボット6を制御して供給コンベヤ3上のランダムな物品Wを第1分配コンベヤ4または第2分配コンベヤ5上に移し替える制御装置7とを備えている。
【0007】
上記ロボット6は、その末端を基部9に旋回可能に設けられて、水平方向に伸びる第1アーム10と、この第1アーム10の先端に旋回可能に設けられて、水平方向に伸びる第2アーム11と、この第2アーム11の先端に設けられた昇降部材(図示せず)の下端に旋回可能に連結されて、物品Wを保持するグリッパ12とを備えており、このロボット6は、上記供給コンベヤ3および第1、第2分配コンベヤ4、5よりも大幅に搬送能力を高く設定してある。
なお、ロボット6はグリッパタイプのものに限定されるものではなく、物品Wを吸着して保持するタイプであってもよい。
【0008】
次に図2に基づいて、上記ロボット6を制御する制御装置7について説明する。
制御装置7は、物品Wを種類別に分別するとともに、種類に関係なく物品Wの方向を一定に揃えるための処理指令をロボット6を統括制御する指令部20に出力する演算制御部21を備えている。
上記演算制御部21には、上記供給コンベヤ3の上方に設けたCCDカメラ15(以下カメラ)で撮影した物品Wを上方から見た映像信号(方向データ)が入力されるとともに、供給コンベヤ3を駆動する駆動モータ(図示せず)に連動させたエンコーダ16からパルス信号(位置データ)を入力されるようになっている。上記カメラ15で撮影された映像信号は、画像演算部22を介してX、Y、Z座標(以下座標データ)に画像処理されてから演算制御部21に入力されるようになっており、このとき演算制御部21では、X座標に対する物品Wの中心部のズレ量からパルスの数値を算出してそれを後に詳述するデータ記憶部23に出力する一方で、物品Wの座標データから物品Wの図面上における上下の位置ズレならびに物品Wの方向に基づいて座標データRを算出しこれを上記データ記憶部23に出力するようになっている。
また演算制御部21は、上記カメラ15よりも下流で、供給コンベヤ3の上方に設けたバーコードリーダ17から物品Wを判別するための情報として付加したバーコード(情報データ)を入力されるようになっている。バーコードリーダ17で読み込まれたバーコード信号は、バーコード演算部24により解析されてから演算制御部21に入力されるようになっており、このとき演算制御部21では、入力されるバーコード解析データBを演算処理することなくデータ記憶部23に出力するようになっている。
【0009】
上記データ記憶部23は、図3に示すように、物品Wを10個まで同時に管理することができるように10個のデータ管理枠Dを有しており、1つのデータ管理枠Dに対して同一物品Wから検出された座標データRとバーコード解析データBを入力するものである。
これによりデータ記憶部23では、座標データRとバーコード解析データBとをそれぞれ10個まで同時に管理することができるようになっている。つまり、カメラ15の撮影領域からロボット6の保持領域の間に存在する物品Wが10個を上回ることはない。
【0010】
上記演算制御部21は、データ記憶部23に入力した後に各データ管理枠DのパルスPを監視しており、まだバーコード検出領域に到達していない物品Wについては位置データ記憶部25に記憶されているパルスデータ(位置データ)と比較し、当該パルスデータに該当するパルスPを有するデータ管理枠Dが見つかったら上記バーコードリーダ17に検出指令信号を出力する。そして上記バーコードリーダ17によって検出されたバーコード信号は、バーコード演算部24を介してバーコード解析データBに変換された後に演算制御部21によりパルスデータに該当するパルスPを有するデータ管理枠Dに記憶させるようになっている。
また演算制御部21は、バーコード解析データBを入力されたデータ管理枠Dについても引き続きパルスPを監視しており、特に先頭を搬送される物品W、つまり管理データ枠D1内に管理されるパルスPが所定のパルスデータ、例えば50パルスに達したら、当該物品Wの各データR1、P1、B1をデータ管理枠D1から読み込むとともに、その読み込んだデータR1、P1、B1を演算処理して指令部20に処理指令を出力するようになっている。この処理指令には、供給コンベヤ3上における物品Wの保持位置ならびに第1分配コンベヤ4あるいは第2分配コンベヤ5における解放位置、さらに保持位置から解放位置に移動させる途中で物品Wの回転角度を入力されるようになっており、これによりロボット6はA種の物品Wを第1分配コンベヤ4に一定方向を向けて移し替えるとともに、B種の物品Wを第2分配コンベヤ5に一定方向を向けて移し変えるようになっている。
そして演算制御部21は、上記処理指令を出力した後にデータ記憶部23から先頭物品Wの各データを全て消去するようになっており、これによりデータ記憶部23は、2番目以降の物品Wの順番を1つずつ繰り上げるようになっている。
【0011】
上述した構成を有する物品処理システム1の作動について説明する。
先ず図1に示すように、上流側の装置から供給コンベヤ3上に横転した状態でランダムに供給された各物品Wは、該供給コンベヤ3によって図面上の左側から右側に向けて移動されるようになっており、この移動途中で例えば供給コンベヤ3が150mm進む毎、もしくは0.5秒の間隔で間欠的に作動するカメラ15によって撮影されるようになっている。
このカメラ15で繰り返し撮影される映像は制御装置7の画像演算部22に入力されて座標データRに処理されてから演算制御部21に入力されるようになっており、このとき演算制御部21には9番目の物品Wの座標データR9が入力される。このように座標データR9を入力された演算制御部21は、先ず座標データR9に物品Wの中心(中心軸)が撮影されているか否か判定する。今回の場合には物品W9の中心が撮影されているので、該座標データR9を従来周知の演算方法で演算処理してパルス数P9を算出し、かつこの座標データR9とパルス数P9とをデータ記憶部23のデータ管理枠D9に出力して記憶させる。なお、座標データRに物品Wの中心が撮影されていない場合には、演算制御部21は演算処理を行なうことなく座標データRを消去するようになっている。
ところで、演算制御部21は上述した処理を行なう際に正常な物品Wと異常な物品Wを判断するようになっており、例えば物品Wが重なっている場合には演算処理を行なうことなく処理不能物品Wであると判断し、当該物品Wの座標データRをデータ記憶部23に出力することなく消去するようになっている。このようにデータ入力を拒否された物品Wは、供給コンベヤ3の下流側に設けられた図示しないリジェクト装置の自発的な作動により循環ラインへと排出されるようになっている。
【0012】
また演算制御部21は、位置データ記憶部25からバーコードリーダ17の検出領域B´に相当するパルスデータ、例えば15〜20パルスが入力されるようになっており、このとき演算制御部21は監視する各データ管理枠Dの中からデータ管理枠D6のパルスP6が15〜20パルスに入ったことを確認すると、バーコードリーダ17に検出指令を出力する。このとき、物品W6はバーコードリーダ17の検出領域B´を通過中であり、これにより物品W6を判別するためのバーコードがバーコードリーダ17によって読取られるとともに、読取られたバーコード信号はバーコード演算部24によってバーコードデータBに解析されてから演算制御部21に出力される。そして演算制御部21は、入力されるバーコードデータB6については演算処理することなく検出した物品W6に対応するデータ管理枠D6に出力して記憶させる。
ところで、上述した処理を行う際にバーコードの印刷ミス等により当該バーコードをバーコードリーダ17で読み込むことができない場合には、データ管理枠D4に示されるようにバーコード解析データが未記録のまま空欄となる。
【0013】
さらに演算制御部21は、位置データ記憶部25からロボット6の保持領域に相当するパルスデータ、例えば50〜70パルスが入力されるようになっており、このとき演算制御部21は監視する各データ管理枠Dの中からデータ管理枠D1のパルスP1が50〜70パルス内に入ったことを確認すると、データ管理枠D1に管理されている物品W1の座標データR1およびバーコード解析データB1を抽出するとともに、抽出した座標データR1はそのまま、またバーコード解析データB1は演算処理してから、すなわち物品WがA種かB種のいずれかを判別してから両方を処理指令として指令部20に出力するようになっている。
これにより指令部20は、上記処理指令信号に従ってロボット6の駆動モータ(図示せず)を制御し、図示しないがロボット6は物品W1を把持した後に第1分配コンベヤ4へと載置する。
そして、演算制御部21は上記処理指令信号を出力したら、それまでデータ管理枠D1に管理していた各データR1、P1、B1を消去するとともに、図4に示すようにデータ管理枠D2〜D9に管理していた各データをそれぞれ1つずつ繰り上げて、次にデータ管理枠D1内のデータR2、P2、B2について処理する。
ところで、図4においてデータ管理枠D3に繰り上がったデータR4、P4がデータ管理枠D1まで繰り上がったときには、演算制御部21は、座標データRとパルスPが記憶されているものの、バーコード解析データが記憶されていないことからデータ管理枠D1に記憶されている物品Wについては指令部20に処理指令信号を出力することなく無視するとともに、当該データR2、P2を消去する。このようにロボット処理が行なわれなかった物品Wは供給コンベヤ3の下流側で図示しないリジェクト装置によって自発的に排出ラインへと排出される。
以上の説明より理解されるように、本実施例の物品処理装置によれば、物品W1つについて1つのデータ管理枠Dを設定し、かつこのデータ管理枠Dに物品W毎に座標データRおよびパルスP、さらにバーコードデータBを管理するようにしているので、バーコードデータD側に問題があったとしても制御装置7は誤った処理指令を出力することはない。
【0014】
次に、図5は本発明の第2実施例を示すものであり、上記第1実施例では演算制御部21が位置データ記憶部25からバーコードリーダ17に対して検出信号を出力するときのパルスデータを入力されていたが、本実施例ではバーコードリーダ17の検出領域、より具体的には15パルスの位置に物品Wが搬送されてきたことを検出する物品検出センサ30を設けて物品Wが検出領域に搬送されてきたことを認識するようにしたものである。
また本実施例の演算制御部21では、物品検出センサ30から検出信号を入力されると、バーコードリーダ17に検出信号を出力する一方で、物品データ記憶部23に15〜20パルスに該当するパルスPを有するデータ管理枠Dがあるか否かを確認するようにしている。つまり、位置データ記憶部25には、バーコード検出領域B´のパルスデータを記憶させておらず、したがって演算制御部21は検出信号を自発的に出力するものではない。
このとき演算制御部21は、物品データ記憶部23に15〜20パルスのパルスPが存在していれば、その検出信号、つまりバーコード解析データBを当該データ管理枠Dに記憶するが、該当するパルスPが無い場合にはバーコード解析データBを入力することはない。
なお、それ以外の構成は第1実施例と同一に構成されており第1実施例と同一の部材には第1実施例で用いた符号と同一の符号を付している。
このような構成を有する本実施例でも、第1実施例と同様の効果を得ることができるのは明らかである。
【0015】
次に図6は本発明の第3実施例を示すものであり、上記第1実施例および第2実施例では、一つの物品Wに関する座標データRおよびパルスP、バーコード解析データBを一つのデータ管理枠Dに記憶させていたが、本実施例では座標データRおよびパルスPを第1データ記憶部23´の第1データ管理枠D´に記憶させる一方、バーコード解析データBを第2データ記憶部23″の第2データ管理枠D″に記憶させるようにしており、これら座標データRおよびパルスPとバーコード解析データBとを関連付けして第1データ管理枠D´と第2データ管理枠D″とに記憶することでロボット6へ誤った処理指令信号を出力するのを防止している。
すなわち、カメラ15を物品Wの搬送方向の上流側に配置する一方、下流側にバーコードリーダ17を配置するとともに、該バーコードリーダ17を座標データRとパルスPが得られたときだけ読取り作動させるようにしたものである。
具体的には、上流側のカメラ15で物品Wが検出されて第1データ管理枠D´に座標データRおよびパルスPが出力されたにもかかわらず、下流側のバーコードリーダ17で検出領域内にある当該物品のバーコードを読取れないといったことが生じたときには、それに対応すべき第2管理枠D″を空欄のまま残せばよい。このような処理を行なえば、当該物品の処理指令信号を出力する段階で第2データ管理枠D″が空欄であれば異常のある物品Wとして認識することが可能なので、ロボット6への過った処理指令信号を出力するのを回避することができ、したがって本実施例でも第1実施例と同様の作用効果を得ることができる。
なお本実施例では、第1データ記憶部23´と第2データ記憶部23″とを設けていたがデータ記憶部を共通化し、その内部で第1データ管理枠D´と第2データ管理枠D″とを設けるようにしてもよい。
【0016】
なお上記第1実施例ないし第3実施例では、物品の座標データRをデータ管理枠Dに記憶させるようにしていたがこれに限定されるものではなく、方向性のない物品についてはパルスPとバーコード解析データBのみを記憶させればよいし、この場合にはカメラ15に換えて光電センサ等を用いればよい。
【0017】
また上記第1実施例ないし第3実施例では、物品Wを判別するための情報としてバーコードデータBを用いていたが、これに限定されるものではなく、物品Wの色が異なる場合にはカラーセンサ等で色を判別して仕分けしてもよいし、高さや幅等の形状もしくは重量では判別してもよい。
【0018】
さらに上記実施例1ないし第3実施例では、物品Wを第1分配コンベヤと第2分配コンベヤとに仕分け処理するようにしていたがこれに限定されるものではなく、このような仕分け処理以外の処理であってもよい。
【0019】
さらにまた上記第1実施例ないし第3実施例では、バーコード解析データBが得られなくともデータ管理枠D内に座標データRとパルスPを記憶させるようにしていたがこれに限定されるものではなく、バーコードデータが得られた時点で座標データRおよびパルスP、バーコード解析データBを同時に出力するようにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、制御装置がロボットに誤った処理指令を出力するのを防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す物品処理システム1の概略平面図。
【図2】制御装置7の回路図。
【図3】データ記憶部23におけるデータ管理枠Dを示した図。
【図4】図3から物品Wが1つ処理された後の状態を示した図。
【図5】本発明の第2実施例を示す制御装置7の回路図。
【図6】本発明の第3実施例を示す制御装置7´の回路図。
【符号の説明】
1…物品処理装置
3…供給コンベヤ(搬送手段)
6…ロボット
7…制御装置
15…カメラ(物品検出手段)
16…エンコーダ
17…バーコードリーダ(物品情報検出手段)
23…データ記憶部
23´…第1データ記憶部
23″…第2データ記憶部
D…データ管理枠
D´…第1データ管理枠
D″…第2データ管理枠
W…物品

Claims (7)

  1. 物品を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される物品を検出する物品検出手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を判別するための情報を検出する物品情報検出手段と、上記物品を保持するロボットと、このロボットを制御する制御装置とを備え、
    上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データに基づいて上記ロボットを制御して当該物品を保持するとともに、上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データに基づいて上記ロボットを制御する物品処理システムにおいて、
    上記物品検出手段と物品情報検出手段とは、搬送手段に沿って異なる位置に配置され、異なるタイミングで位置データと情報データとを検出しており、
    上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データと上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データとが得られたときに、1つの物品について用意された1つのデータ管理枠内に記憶し、かつ上流側に配置された検出手段のデータが得られないときは、下流側のデータが得られてもこれをデータ管理枠内に記憶させないようになっており、さらにその1つのデータ管理枠から位置データと情報データとを読出して上記ロボットを制御することを特徴とする物品処理システム。
  2. 上記制御装置は、1つのデータ管理枠に位置データと情報データとが共に存在するときのみロボットを制御することを特徴とする請求項1に記載の物品処理システム。
  3. 上記制御装置は、両方のデータが得られたときのみ、両データを当該物品の1つのデータ管理枠に記憶させることを特徴とする請求項1に記載の物品処理システム。
  4. 上記制御装置は、上流側に配置された物品検出手段が物品を検出してから当該物品が下流側に配置された物品情報検出手段の検出領域を通過する際の位置データを記憶する位置データ記憶部を備えており、該制御装置は、データ管理枠内の位置データが位置データ記憶部の位置データに到達したら、上記情報検出手段に検出指令信号を入力することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の物品処理システム。
  5. 上記制御装置は、物品が物品情報検出手段の検出領域内に入ったことを検出する物品検出センサを備えるとともに、搬送手段の搬送経路上における物品情報検出手段の位置データを記憶する位置データ記憶部を備えており、該制御装置は、上記物品検出センサから検出信号を入力されたら物品情報検出手段に検出指令信号を出力する一方で、上記位置データ記憶部に記憶されている位置データに対してデータ管理枠内に記憶されている位置データが該当するか否か判定し、データ管理枠内の位置データが該当する場合に限って検出された情報データを当該管理データ枠に記憶させることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の物品処理システム。
  6. 上記物品検出手段は、物品の方向データも同時に検出可能となっており、上記制御装置の管理データ枠内には位置データおよび情報データの他に方向データも記憶可能となっていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の物品処理システム。
  7. 物品を搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される物品を検出する物品検出手段と、上記搬送手段によって搬送される物品を判別するための情報を検出する物品情報検出手段と、上記物品を保持するロボットと、このロボットを制御する制御装置とを備え、
    上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データに基づいて上記ロボットを制御して当該物品を保持するとともに、上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データに基づいて上記ロボットを制御する物品処理システムにおいて、
    上記物品検出手段と物品情報検出手段とは、搬送手段に沿って異なる位置に配置され、異なるタイミングで位置データと情報データとを検出しており、
    上記制御装置は、上記物品検出手段によって検出された物品の位置データと上記物品情報検出手段によって検出された物品の情報データとが得られたときに、1つの物品の位置データと情報データとについて用意されたそれぞれ1つのデータ管理枠内に関連付けして記憶し、かつ上流側に配置された検出手段のデータが得られないときは、下流側のデータが得られてもこれをデータ管理枠内に記憶させないようになっており、さらにそれら1つずつのデータ管理枠から位置データと情報データとを読出して上記ロボットを制御することを特徴とする物品処理システム。
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