JP4470662B2

JP4470662B2 - 物品の取扱方法

Info

Publication number: JP4470662B2
Application number: JP2004266140A
Authority: JP
Inventors: 文明立見
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: JP2006082811A

Description

本発明は、物品の取扱方法に関するもので、例えば倉庫内の物品を出荷先に応じて仕分けする際に、識別ラベルを貼付し得るように、搬出用コンベヤ上に載置する際の物品の取扱方法に関する。

従来、物品の配送センタ−においては、物品の仕分け作業が行われており、例えば図７に示すように、搬送用コンベヤ１０１上をパレットＰを介して搬送されてくる複数個の物品Ｗが、ロボット装置１０２により１個ずつ搬出用コンベヤ１０３上に取り出されていた。

そして、この仕分け作業においては、荷札、商品ラベル等の識別ラベルが貼付されており、この識別ラベルの貼付作業は、搬出用コンベヤ１０３途中の側方に配置されたラベル貼付装置１０４により行われていた（例えば、特開２００１−１４６２２０号公報参照）。
特開２００１−１４６２２０号公報

通常、搬出用コンベヤ上を移動する物品の側面に識別ラベルを貼付する場合、コンベヤフレームの側縁からラベル貼付面までの距離をほぼ一定にする必要があり、したがってコンベヤ上の物品をその幅方向で位置決めするための幅寄せ装置を設けなければならず、設備コストが高くつくという問題が生じる。

このような問題を回避しようとすると、ラベル貼付装置を搬出用コンベヤの始端側に配置して、コンベヤ上に載置された物品の後面に、識別ラベルを貼付することが考えられる（図１０の仮想線にて示す）。この場合も、ラベル貼付面については、コンベヤの始端縁からほぼ一定の距離にする必要がある。

ところで、ロボット装置により物品を移載する場合には、通常、画像認識装置などにより物品の長手面が認識されて、その長手面がラベル貼付面となるようにパレット上から搬出用コンベヤ上に移載することになるが、物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が所定値以下、例えば５０ｍｍ程度以下である場合には、画像認識装置による長手面と短手面との区別ができなくなるため、このような取り扱いとは異なる方法にて、仕分けを行わなければならず、作業の複雑化が避けられないという問題がある。

そこで、本発明は、ラベル貼付装置を搬出用コンベヤの始端側に配置した場合でしかもロボット装置にて物品を搬出用コンベヤ上に移載する際に、物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が所定値以下であっても、識別ラベルを貼付するようにして作業の複雑化を避け得る物品の取扱方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る物品の取扱方法は、パレットに載置された状態で搬送手段により搬送される少なくとも平面視が矩形状の物品の位置および姿勢を物品位置認識装置により認識するとともに、この物品位置認識装置にて認識された物品を、ロボット装置により１個ずつ保持して搬出用コンベヤ上に載置した後、当該搬出用コンベヤの始端側に配置されたラベル貼付装置により、識別ラベルを貼付するようにした物品の取扱方法であって、
上記物品位置認識装置により認識された物品の長辺と短辺との長さの差が所定値を超えている場合には、予め、決められた辺に対応するラベル貼付面が、搬出用コンベヤの始端縁から所定距離はなれた第１載置位置に一致するように物品を載置し、
上記物品位置認識装置により認識された物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が所定値以内である場合には、短辺を一辺とする正方形とみなし且つそのラベル貼付面を決めることなく当該物品を搬出用コンベヤ上に載置するとともに、載置された当該物品の始端縁側のラベル貼付面を、上記第１載置位置からさらに上記所定値を加算してなる第２載置位置に一致させる方法である。
また、請求項２に係る物品の取扱方法は、請求項１に記載の取扱方法における物品位置認識装置により認識された物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が所定値以内である場合に、搬出用コンベヤをその始端縁側に駆動させて、当該物品のラベル貼付面をラベル貼付装置側に移動させて識別ラベルを貼付した後、当該搬出用コンベヤを搬出方向に駆動させる方法である。

上記の取扱方法によると、物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が所定値以下である場合には、物品の長さを検出することなく、搬出用コンベヤ上における第１載置位置に上記所定値を加算してなる第２載置位置上に一致するように移載させるので、両辺の長さの差が、所定値を超える場合とそれ以下である場合とで、その仕分け作業を異なる場所で行う必要がなくなり、したがって仕分け作業の容易化を図ることができ、またこの場合、物品位置認識装置により、物品の姿勢を検出する必要がないため、仕分け作業の一層の容易化を図ることができる。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る物品の取扱方法を図面に基づき説明するが、先に、本取扱方法が用いられる物品の取扱施設について説明する。

本実施の形態における物品の取扱施設としては、例えば倉庫内に種類ごとに保管されているダンボール箱、コンテナなどの物品を、配送先に応じて、それぞれパレットを介して搬送用コンベヤにて取り出し、そして当該パレット上の物品を１個ずつ搬出用コンベヤ上に移載するとともにそれぞれ識別ラベルを貼付して出荷する施設として説明する。

すなわち、この物品の取扱施設には、図１に示すように、例えば種類ごとに物品ＷをパレットＰを介して倉庫側から搬送する（取り出す）ための搬送用コンベヤ（搬送手段）１と、この搬送用コンベヤ１途中における物品の移載箇所（正確には、物品の保持箇所）Ｅに配置されて物品の位置・姿勢［水平面内での姿勢、例えば長手面（長辺）、短手面（短辺）］などを認識するための物品位置認識装置２と、この物品位置認識装置２により認識された物品を吸着ハンド３を介して保持（吸着）して移載するためのロボット装置（例えば、関節型のアーム式ロボットが用いられる）４と、このロボット装置４により保持された物品を載置して所定の出荷場所まで搬出するための搬出用コンベヤ５と、この搬出用コンベヤ５の移載箇所Ｅ寄り端部に配置されて物品の種類、配送先などの識別情報（例えば、バーコードによるデータ）が表示された識別ラベルを貼付するためのラベル貼付装置６と、当該取扱施設全体を、具体的には少なくとも上記搬送用コンベヤ１、物品位置認識装置２、吸着ハンド３、ロボット装置４、搬出用コンベヤ５およびラベル貼付装置６を制御するための制御装置（コンピュータが用いられる）７とから構成されている。
上記搬送用コンベヤ１は、倉庫側から物品Ｗを移載箇所Ｅまで搬送するための供給側コンベヤ１１と、移載箇所Ｅから空のパレットＰを倉庫側（パレット貯留箇所）に戻すための戻し側コンベヤ１２と、これら両コンベヤ１１，１２における移載箇所Ｅ側の端部同士間に亘って配置されてパレットＰを供給側から戻し側に１個ずつ切り出すための切出し用コンベヤ１３とから構成されている。

上記物品位置認識装置２は、図２に示すように、パレットＰのほぼ中心上方から物品Ｗを撮影する撮像手段としての第１ＣＣＤカメラ２１と、パレットＰの斜め上方より物品Ｗを撮影する撮像手段としての第２ＣＣＤカメラ２２と、パレットＰの斜め上方より物品Ｗに対して照明する照明装置２３と、これら第１ＣＣＤカメラ２１、第２ＣＣＤカメラ２２および照明装置２３に接続されるとともに、両ＣＣＤカメラ２２１，２２により撮影された物品Ｗの画像データ（影のデータも含む）に基づきパレットＰ上の最上段における物品Ｗの少なくとも位置および姿勢を認識するための画像処理部（コンピュータが用いられる）２４とから構成されている。

この画像処理部２４においては、照明装置２３にて照らされた物品のエッジを検出することにより、当該物品の長辺および短辺を判断するとともにその入力された形状データに基づき、その姿勢（方向）および中心座標が求められる。また、物品Ｗの影のデータにより、吸着する際の高さ位置も求められる。なお、パレット上の物品同士が接触しているために、物品のエッジを認識できない場合には、ロボット装置４により当該物品が例えば斜め方向に所定距離（例えば、２０ｍｍ程度）だけ移動されて、物品の認識の容易化が図られる。

そして、これら物品に係る位置（高さ位置も含む）および姿勢データがロボット装置４に送られて、搬出用コンベヤ５上への載置位置および載置方向が求められる。
上記ロボット装置４は、制御装置７からの物品の識別情報および動作指令を入力する制御部（コンピュータが用いられる）３１と、この制御部３１からの指令によりパレットＰ上の物品Ｗを保持するロボット本体３２とから構成されている。なお、このロボット本体３２はアーム型（多関節型）のもので、アーム部３２ａの先端に吸着ハンド３が取り付けられている。

また、上記ラベル貼付装置６は、搬出用コンベヤ５の始端側に載置された物品Ｗの側面［コンベヤの後方から見た鉛直面（後面）であり、ラベル貼付面となる］の所定位置に、当該物品の種類、配送先などの識別情報が印刷された識別ラベルを貼り付けるためのもので、上記制御装置７からの識別情報および動作指令を入力する制御部（コンピュータが用いられる）４１と、この制御部４１からの指令により実際に識別ラベルの貼付を行う貼付装置本体４２とから構成されている。

上記貼付装置本体４２には、図示しないが、ロボット装置４により保持された物品の識別情報を制御部４１から入力してバーコードデータを生成するコード生成部（制御部４１側に設けてもよい）と、このコード生成部にて生成されたコードをラベルに印刷するラベル印刷部と、このラベル印刷部にて印刷された識別ラベルを物品の側面に押し付けて貼付するためのラベル貼付部４３とが具備されている。

さらに、上記吸着ハンド３は、図３および図４に示すように、アーム部３２ａの先端に取り付けられる円柱状の取付部材５１と、この取付部材５１の下端に固定された平面視が正方形状の吸着本体部５２と、この吸着本体部５２の下面から垂下された複数の吸着カップ５３とから構成されるとともに、上記取付部材５１の吸着本体部５２に対する取付位置は、所定の角部に近寄った位置にされている。したがって、この取付部材５１の取付位置とは反対側（点対称位置）に、複数の吸着カップ５３が配置されており、この反対側位置で物品Ｗが吸着されることになる。

次に、上記構成における識別ラベルの貼付動作について説明する。
物品、例えばダンボールケースには、種々の大きさのものがあるとともに、通常、識別ラベルはその長手面に貼付される。

すなわち、ロボット装置４にて物品を移載する場合、その長手面が、ラベル貼付装置７のラベル貼付部４３に対向するように、ロボット装置４にて搬出用コンベヤ５上に載置される。

このとき、物品位置認識装置２により、物品の長手面（長手方向）と短手面（短手方向）とを区別する必要があるが、長辺と短辺との長さの差が、例えば５０ｍｍ以下である場合には、その区別が困難となる。

このため、本実施の形態においては、両辺の差が５０ｍｍを超える場合には、長手面を認識して当該長手面に識別ラベルを貼付するが、両辺の差が５０ｍｍ以下である場合には、ラベルの貼付面を特定することなく（決めることなく）、いずれかの面（任意の面）に識別ラベルを貼付するようにしている。

そして、物品Ｗを搬出用コンベヤ５上に載置する際の位置については下記のようにされている。なお、以下の説明に使用する図面においては、物品を１つだけ大きく描き、説明を行っている。

すなわち、図５に示すように、パレットＰ上の物品Ｗの所定角部、具体的には、ロボット本体３２側から見て、向こう側左端の角部（白丸にて示す）ＫＦが、搬出用コンベヤ５上の始端縁から所定距離（例えば、２０ｍｍ程度）Ｌ１はなれた第１載置線（第１載置位置）Ｓ１上で且つ搬出用コンベヤ５の左側縁から所定距離（これについても、例えば２０ｍｍ程度）Ｌ２はなれた側縁基準線Ｓ２との交点Ｔ１に一致するように載置される。

そして、実際に、ロボット装置４を作動させる場合には、物品Ｗのラベル貼付面である長手面が特定（認識）されるとともに、物品Ｗの手前側左端の角部（黒丸にて示す）ＫＢが、搬出用コンベヤ５上の第１載置線Ｓ１から物品Ｗのラベル貼付面と直交する短手面（短辺）の長さ分（物品の各辺の長さのデータは、予め、入力されている）ＬＭが加算された（はなれた）側縁基準線Ｓ２上の基準載置点Ｔ_Ｓに一致するように、アーム部３２ａが制御される。

しかし、両辺の差が５０ｍｍ以下である場合には、図６に示すように、その方向については考慮されないため（図６中、縦置きを実線で示し、横置きを破線で示す）、物品Ｗを、その短手面の長さＬＭを一辺とする正方形とみなすとともに、第１載置線Ｓ１に両辺の差の最大値である５０ｍｍ（所定値に相当する）を加算した位置を第２載置線（第２載置位置）Ｓ３とし、この第２載置線Ｓ３上の側縁基準線Ｓ２との交点Ｋに短辺の長さＬＭが加算された位置が基準載置点Ｔ_Ｓ′とされる。

以下、物品の移載動作を図面に基づき少し詳しく説明する。
まず、出荷する物品が長方形状のダンボールケースであり、しかも長辺の長さと短辺の長さとの差が、５０ｍｍを超える場合について説明する。
（１）パレットＰ上に横置きされている場合（図７参照）
パレットＰ上のケースＷに照明装置２３にて、斜め方向（左斜め後方）からの光が照射されて、ＣＣＤカメラ２１，２２による撮影画像データに基づき、移載する際の基準となる角部すなわち手前側左端ＫＢの位置が認識される。

そして、物品の長手面が認識されると、制御装置７からロボット装置４に動作指令が出力されて、長手面が搬出用コンベヤ５の始端縁と平行となるように、且つ当該物品Ｗの手前側左端ＫＢが、第１載置線Ｓ１に短手面の長さＬＭが加算されてなる基準載置点Ｔ_Ｓに一致するように移載される。
（２）パレットＰ上に縦置きされている場合（図８参照）
パレットＰ上のケースＷに照明装置２３にて、斜め方向（左斜め後方）からの光が照射されて、その画像データに基づき、移載する際の基準となる角部すなわち手前側左端ＫＢの位置が認識される。

そして、物品の長手面が認識されると、制御装置７からロボット装置３に動作指令が出力されて、長手面が搬出用コンベヤ５の始端縁と平行になるように９０°水平面内で回転され、且つ当該物品Ｗの手前側左端ＫＢが、第１載置線Ｓ１に短手面の長さＬＭが加算された第３載置線（第３載置位置）Ｓ４上に一致するようにしかも反対側の角部ＫＦが側縁基準線Ｓ２上の基準載置点Ｔ_Ｓに一致するように移載される。

次に、出荷する物品Ｗが長方形状であり、しかも長辺の長さと短辺の長さとの差が、５０ｍｍ以下である場合について説明する（図９参照）。
このような寸法の物品については、予め、制御装置７に記憶されているデータから分かっている。

このような大きさの物品Ｗである場合には、物品位置認識装置２による、物品Ｗの方向の認識を行わずに、その短辺を一辺とする正方形の中心位置でもって、吸着して保持し搬出用コンベヤ５上に移載される。

このときにおける物品Ｗの搬出用コンベヤ５上への移載位置は、予め、定められた第１載置線Ｓ１より、５０ｍｍはなれた位置（搬出方向下手側の位置）である第２載置線Ｓ３上とされる。

すなわち、物品の短手面（任意の側面）が認識されると、制御装置７からロボット装置３に動作指令が出力されて、搬出用コンベヤ５の始端縁と平行な短手面をそのまま搬出用コンベヤ５上に位置するように且つ短手面を正方形とした当該物品Ｗの向こう側左端ＫＣが第１載置線Ｓ１に５０ｍｍ加算されてなる第２載置線Ｓ３上で且つ側縁基準線Ｓ２上にくるように、当該物品Ｗの手前側左端ＫＢが基準載置点Ｔ_Ｓ′に一致するように移載される。

そして、物品Ｗが搬出用コンベヤ５上へに載置された後に、５０ｍｍ分だけ、搬出用コンベヤ５が始端側に駆動されて、ラベル貼付装置６により、その後面に識別ラベルが貼付され、この後、搬出用コンベヤ５が搬出方向に駆動されて、所定場所に搬出される。

上述したように、物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が、５０ｍｍ以下である場合には、物品の長さを検出することなく（勿論、短手面を一辺とする正方形としての中心位置が検出されて吸着ハンドにより保持される）、搬出用コンベヤ５上における第１載置線Ｓ１に５０ｍｍ加算してなる第２載置線Ｓ３上に一致するように物品Ｗを移載させるので、両辺の長さの差が、５０ｍｍを超える場合とそうでない場合とで、その仕分け作業を異なった場所で行う必要がなくなり、したがって取り扱い得る物品の種類（商品のアイテム）が増えるとともに、仕分け作業の容易化を図ることができ、またこの場合には、物品位置認識装置２により、物品の姿勢を検出する必要がないため、仕分け作業の一層の容易化を図ることができる。また、パレット上の物品をラベル貼付箇所に直接載置するようにしたので、パレットにおける物品の取出し動作と、ラベル貼付装置でのラベル貼付動作とについて、同期をとり続けることができる。

なお、上述したような取扱方法を用いずに、物品の両辺の差が５０ｍｍ以下である場合に、その短辺の長さ一辺とする正方形の仮想物品を考えるとともに、この仮想物品の搬出用コンベヤ５の始端側に対応する角部（側面）を基準にして搬出用コンベヤ５上に、当該仮想物品を載置しようとすると、その差の分だけ、アーム部３２ａの旋回軌跡が貼付装置本体４２側に近づき干渉する虞が生じ、したがってこれら各装置を設置する際の取り合いに不都合が生じることになる。

ところで、上記実施の形態においては、物品の長辺の長さと短辺の長さとの差である所定値を５０ｍｍとした場合について説明したが、物品位置認識装置の精度に応じて、当該所定値は変化する。

本発明の実施の形態に係る物品の取扱方法が適用される取扱施設の概略平面図である。同取扱施設における物品位置認識装置の概略構成を示す斜視図である。同取扱施設におけるロボット装置に取り付けられる吸着ハンドの側面図である。同吸着ハンドの平面図である。同取扱方法を説明する要部平面図である。同取扱方法を説明する要部平面図である。同取扱方法を詳しく説明する要部平面図である。同取扱方法を詳しく説明する要部平面図である。同取扱方法を詳しく説明する要部平面図である。従来例に係る物品の取扱施設の概略構成を示す平面図である。

符号の説明

Ｐパレット
Ｗ物品
Ｓ１第１載置線
Ｓ２側縁基準線
Ｓ３第２載置線
Ｔ_Ｓ基準載置点
Ｔ_Ｓ′ 基準載置点
１搬送用コンベヤ
２物品位置認識装置
３吸着ハンド
４ロボット装置
５搬出用コンベヤ
６ラベル貼付装置
７制御装置
３１制御部
３２ロボット本体
４１制御部
４２貼付装置本体
４３ラベル貼付部

Claims

パレットに載置された状態で搬送手段により搬送される少なくとも平面視が矩形状の物品の位置および姿勢を物品位置認識装置により認識するとともに、この物品位置認識装置にて認識された物品を、ロボット装置により１個ずつ保持して搬出用コンベヤ上に載置した後、当該搬出用コンベヤの始端側に配置されたラベル貼付装置により、識別ラベルを貼付するようにした物品の取扱方法であって、
上記物品位置認識装置により認識された物品の長辺と短辺との長さの差が所定値を超えている場合には、予め、決められた辺に対応するラベル貼付面が、搬出用コンベヤの始端縁から所定距離はなれた第１載置位置に一致するように物品を載置し、
上記物品位置認識装置により認識された物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が所定値以内である場合には、短辺を一辺とする正方形とみなし且つそのラベル貼付面を決めることなく当該物品を搬出用コンベヤ上に載置するとともに、載置された当該物品の始端縁側のラベル貼付面を、上記第１載置位置からさらに上記所定値を加算してなる第２載置位置に一致させることを特徴とする物品の取扱方法。
物品位置認識装置により認識された物品の長辺の長さと短辺の長さとの差が所定値以内である場合に、搬出用コンベヤをその始端縁側に駆動させて、当該物品のラベル貼付面をラベル貼付装置側に移動させて識別ラベルを貼付した後、当該搬出用コンベヤを搬出方向に駆動させることを特徴とする請求項１に記載の物品の取扱方法。