JP5895939B2

JP5895939B2 - ハンドリングシステム

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Publication number: JP5895939B2
Application number: JP2013534474A
Authority: JP
Inventors: 矢野　浩司; 浩司矢野; 松尾　智弘; 智弘松尾; 智樹河野
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: JPWO2013042185A1; CN103857497A; CN103857497B; WO2013042185A1

Description

本発明は、ハンドリングシステムに関する。

ロボットを用いて、従来、人が行っていた作業を自動化する技術が種々提案されている。例えば、箱詰め作業においてコンベアから箱まで物品の運搬は、従来、人によって行われることが多かったが、近年、ロボットを用いて運搬作業を行うことが検討されている。例えば、特許文献１には、コンベアによって搬送されるワークをチャックして箱まで運搬するロボットを２台用いて、箱詰め作業の時間の短縮を図った箱詰め装置が開示されている。

特開２００４−１８９２９３号公報

特許文献１の箱詰め装置では、１台のロボットが１つのワークをチャックして箱に詰めている。この場合、ワークが比較的厚くないと、ロボットがワークをチャックできないことがある。また、ワークが多孔質または柔軟物である場合、ハンドによる把持や吸着装置による吸着では十分に保持できないものもある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、搬入コンベアからロボットへの物品の簡便な受け渡しを実現したハンドリングシステムを提供することにある。

本発明によるハンドリングシステムは、搬送面上に載せた物品を搬送する搬入コンベアと、前記物品を保持するロボットハンドを有するロボットと、前記ロボットの動作を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記搬入コンベアの前記搬送面よりも低い位置で、前記ロボットハンドが前記搬入コンベアから前記物品を受け取るように前記ロボットを制御する。

ある実施形態において、前記ロボットハンドは、前記搬入コンベアの最下流のエッジから落下した前記物品を受け取る。

ある実施形態において、前記ロボットハンドは、前記搬入コンベアの前記エッジから落下した前記少なくとも１つの物品を載せる載置面を有する。

ある実施形態において、前記コントローラは、前記少なくとも１つの物品が前記搬入コンベアの前記エッジから落下する際に、前記ロボットハンドの前記載置面は、前記搬入コンベアの前記エッジの下方から、前記搬入コンベアによって前記物品を搬送させる方向に対して斜め上方向に移動するように前記ロボットを制御する。

ある実施形態において、前記コントローラは、前記少なくとも１つの物品が前記搬入コンベアの前記エッジから落下する際に、前記ロボットハンドの前記載置面は、前記搬入コンベアの前記エッジの下方において回転するように前記ロボットを制御する。

ある実施形態において、前記搬入コンベアは複数の物品を搬入し、前記載置面は前記複数の物品を載せる。

ある実施形態において、前記ハンドリングシステムは、前記ロボットによって運搬された前記物品を受け取って搬出する搬出コンベアをさらに備える。

ある実施形態において、前記搬入コンベアは、第１物品および第２物品を含む複数の物品を搬入し、前記ロボットは、前記第１物品を受け取って運搬する第１ロボットと、前記第２物品を受け取って運搬する第２ロボットとを含む。

ある実施形態において、前記第１ロボットは、前記第１物品を受け取った後、前記第２ロボットから離れる方向に回転し、前記第２ロボットは、前記第２物品を受け取った後、前記第１ロボットから離れる方向に回転する。

ある実施形態において、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットの少なくとも一方が運搬を行う際に、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットのそれぞれの少なくとも一部は互いに鉛直方向に交差するように移動する。

本発明によれば、搬入コンベアとロボットとの間の物品の簡便な受け渡しを行うことができる。

本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットの模式図である。本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットの一部を拡大した模式図である。図３に示したロボットを備えるハンドリングシステムの模式図である。本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態のハンドリングシステムにおける搬入コンベアとロボットとの間の物品の受け渡しを示す模式的な上面図および側面図であり、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ、本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットと搬出コンベアとの間の物品の受け渡しを示す模式的な上面図および側面図である。（ａ）および（ｂ）は、図３に示したロボットの物品の受け取りを示す模式図である。（ａ）および（ｂ）は、図３に示したロボットの物品の受け取りを示す模式図である。（ａ）および（ｂ）は、本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。（ａ）および（ｂ）は、本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。（ａ）および（ｂ）は、本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットの模式図である。（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットハンドの模式図である。本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットハンドの模式的な斜視図である。本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットハンドの模式図である。本実施形態のハンドリングシステムにおけるロボットハンドの模式図である。本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のハンドリングシステムにおける物品の運搬の一例を説明するための模式図である。（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のハンドリングシステムにおける物品の運搬の一例を説明するための模式図である。本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のハンドリングシステムにおける物品の収容の一例を説明するための模式図である。（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のハンドリングシステムにおける物品の収容の一例を説明するための模式図である。本実施形態のハンドリングシステムの模式図である。

以下、図面を参照して本発明によるハンドリングシステムの実施形態を説明する。ただし、本発明の実施形態は以下の実施形態に限定されない。

図１は、本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。ハンドリングシステム１００は、搬入コンベア１０と、ロボット２０と、コントローラ１１０と、物品検出装置１２０とを備える。搬入コンベア１０の外周面のうちの物品Ａの搬送に用いられる搬送面１０ｓにおいて、物品Ａは上流側から下流側に向かって搬送される。このように搬入コンベア１０は物品Ａを搬送し、ロボット２０は搬入コンベア１０によって搬送された物品Ａを受け取って運搬する。典型的には、搬入コンベア１０は複数の物品Ａを搬送するが、図１には、搬入コンベア１０によって搬送される１つの物品Ａを図示している。

本実施形態のハンドリングシステム１００において、ロボット２０は、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅを利用して物品Ａを受け取る。これにより、搬入コンベア１０からロボット２０への物品Ａの受け渡しを簡便化することができる。詳細は後述するが、本実施形態のハンドリングシステム１００において、ロボット２０は、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから落下した物品Ａを受け取ってもよい。あるいは、ロボット２０は、搬入コンベア１０上の物品Ａを搬入コンベア１０のエッジ１０ｅで受け取ってもよい。なお、ここでは、ハンドリングシステム１００は物品Ａの運搬に用いられるが、ハンドリングシステム１００は物品Ａの運搬だけでなく、物品の並べ替え等の別の動作を行うために用いられてもよい。

搬入コンベア１０及びロボット２０はそれぞれ１以上のサーボモータ（図示省略）によって動作するように構成されている。搬送コンベア１０及びロボット２０はそれぞれコントローラ１１０に接続され、コントローラ１１０からの動作指令によって動作する。

コントローラ１１０は、１以上のプロセッサ及び記憶装置並びに入力装置を有しており、記憶装置にはロボット２０の動作情報（教示情報）が記憶されている。

物品検出装置１２０は、例えば、プロセッサを内蔵したカメラによって構成されている。プロセッサは、カメラによって撮像された画像と予め設定された物品の基準画像との比較を行うことにより、搬入コンベア１０上の物品の位置を検出し、検出した結果をコントローラ１１０に出力する。コントローラ１１０は、物品検出装置１２０から入力される物品の位置情報と、搬入コンベア１０の搬送速度から物品を保持するべき位置を算出し、ロボット２０の動作を修正し、修正された動作指令をロボット２０に送出する。

図２は、本実施形態のハンドリングシステム１００におけるロボット２０の模式図である。ロボット２０は、ロボットアーム２２と、ロボットアーム２２に取り付けられたロボットハンド２４とを有する。ロボットアーム２２は支持部２６に支持されている。例えば、ロボットハンド２４はロボットアーム２２の先端に配置されており、ロボットアーム２２は、ロボットハンド２４の位置および向きの少なくとも一方を変化させる。例えば、ロボットアーム２２の動作は予めティーチングされていてもよい。

図３は、本実施形態のハンドリングシステム１００におけるロボット２０の一部を拡大した模式的な上面図である。図３に示したロボット２０において、ロボットハンド２４は、物品Ａを載せることの可能な載置面２４ａを有している。例えば、載置面２４ａは平らな板である。このようなロボット２０は、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから落下した物品Ａを受け取るために好適に用いられる。

図４は、図３に示したロボット２０を備えるハンドリングシステム１００の模式的な側面図である。図４に示したハンドリングシステム１００には台Ｓが設けられている。搬入コンベア１０が物品Ａを搬送しているとき、ロボットハンド２４は搬入コンベア１０のエッジ１０ｅのうちの最下流部分の下方に位置している。物品Ａが搬入コンベア１０のエッジ１０ｅに到達して、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから落下すると、落下した物品Ａはロボットハンド２４の載置面２４ａの上に載る。その後、ロボット２０は、載置面２４ａを略水平に保ったまま動作し、台Ｓ上で載置面を傾斜させる動作を行うことで物品Ａは台Ｓまで運搬される。

なお、図４に示したハンドリングシステム１００では、ロボット２０は固定された台に物品Ａを置いたが、本実施形態はこれに限定されない。ロボット２０は、搬入コンベア１０とは異なるコンベアに物品Ａを渡してもよい。

図５は本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。図５に示したハンドリングシステム１００は、搬入コンベア１０およびロボット２０に加えて、ロボット２０から受け取った物品Ａを搬出する搬出コンベア３０を備えている。ロボット２０が物品Ａを搬出コンベア３０に渡すと、物品Ａは搬出コンベア３０によって搬送される。

また、図５に示したハンドリングシステム１００では、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから物品Ａが落下する地点に廃棄箱Ｗが設けられている。搬入コンベア１０が物品Ａを搬送している際に物品Ａの検査が行われる。本実施形態において、物品検出装置１２０はプロセッサを内蔵したカメラを含む。このプロセッサは、カメラによって撮像された物品Ａの画像情報と、予め記憶された正常時の物品基準画像とを比較し、一致度を算出する。両画像の一致度が閾値以下の場合、プロセッサにより、物品Ａは不良と判定される。この場合、コントローラ１１０は、不良と判定された物品Ａについてはロボット２０による受け取り動作を実行せず、そのまま搬入コンベア１０から落下して、廃棄箱Ｗ内に入れるように設定されている。あるいは、不要な物品Ａはロボット２０によって受け取られた後、搬出コンベア３０に運搬されることなく、廃棄箱Ｗ内に入れるように設定してもよい。

ここで、図６を参照して、図５に示したハンドリングシステム１００における物品Ａの移動を説明する。なお、以下の説明および参照する図面において、説明および図面が冗長になることを避けるために、コントローラ１１０および物品検査装置１２０の説明および図示を省略する。

まず、図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して搬入コンベア１０からロボット２０への物品Ａの受け渡しを説明する。図６（ａ）および図６（ｂ）は、それぞれ、ロボット２０が搬入コンベア１０から物品Ａを受け取る場合の模式的な上面図および側面図である。

ここでは、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓの法線方向から見た場合、搬出コンベア３０の搬送方向は搬入コンベア１０の搬送方向とほぼ同じ直線上にあり、また、ロボット２０の支持部２６もほぼこの直線上にある。ロボット２０は、物品Ａを受け取った後、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓの法線方向（鉛直方向）から見て時計まわりまたは反時計まわりにほぼ１８０°回転し、物品Ａを搬出コンベア３０に運搬する。

次に、図６（ｃ）および図６（ｄ）を参照して、ロボット２０から搬出コンベア３０への物品Ａの受け渡しを説明する。図６（ｃ）および図６（ｄ）は、それぞれ、ロボット２０が搬出コンベア３０に物品Ａを渡す場合の模式的な上面図および側面図である。ロボットアーム２２が、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓの法線方向から見てほぼ１８０°回転することにより、ロボットハンド２４は搬出コンベア３０の搬送面３０ｓ上に到達する。さらに、水平面に対するロボットハンド２４の載置面２４ａの傾きを増大させることにより、物品Ａは、ロボット２０から搬出コンベア３０に渡される。

ここで、図７および図８を参照して、ロボット２０が搬入コンベア１０から物品Ａを受け取る動作を例示して説明する。なお、図７および図８では、図面が過度に複雑になることを避けるために、ロボット２０の一部分のみを示している。

例えば、図７（ａ）に示すように、物品Ａが搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから落下する前に、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４は搬入コンベア１０のエッジ１０ｅの下方に移動する。このとき、ロボットハンド２４の載置面２４ａは、搬入コンベア１０の搬送方向に対して斜め上に傾いている。

次に、図７（ｂ）に示すように、物品Ａが搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから落下する際に、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４の載置面２４ａは、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅの下方から、搬入コンベア１０の搬送方向に対して斜め上方向に移動する。このように、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅからの物品Ａの落下時に、ロボットハンド２４が斜め上方向に移動してもよい。

あるいは、物品Ａが搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから落下するのに伴い、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４が回転してもよい。図８（ａ）に示すように、物品Ａが搬入コンベア１０のエッジ１０ｅから落下する前に、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４は搬入コンベア１０のエッジ１０ｅの下方に移動する。このとき、ロボットハンド２４の載置面２４ａは、搬入コンベア１０の搬送方向に対して斜め下に傾いている。

次に、図８（ｂ）に示すように、物品Ａが搬送コンベア１０のエッジ１０ｅから落下する際に、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４の載置面２４ａは搬入コンベア１０のエッジ１０ｅの下方において回転する。例えば、回転は、搬入コンベア１０の搬送方向に直交する水平方向を軸として行われる。このように、搬入コンベア１０のエッジ１０ｅからの物品Ａの落下時に、ロボットハンド２４は回転してもよい。

なお、上述した説明では、ロボット２０は、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓの法線方向から見てほぼ１８０°回転することによって物品Ａを搬出コンベア３０に運搬したが、本実施形態はこれに限定されない。

図９（ａ）は本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。図９（ａ）に示したハンドリングシステム１００では、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓの法線方向から見た場合、搬出コンベア３０の搬送方向は搬入コンベア１０の搬送方向とほぼ同じ直線上にあるのに対して、ロボット２０の支持部２６はこの直線からずれた位置に配置されている。ロボット２０は、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓの法線方向から見て１８０°よりも小さい角度で回転することにより、搬入コンベア１０によって搬送された物品Ａを受け取り、搬出コンベア３０に渡す。

なお、上述した説明では、ロボット２０は一度に１つの物品Ａを運搬したが、本実施形態はこれに限定されない。ロボット２０は一度に複数の物品Ａを運搬してもよい。例えば、コントローラ１１０に予め入力された物品Ａの搬送パターン情報に基づいて、コントローラ１１０は、ロボットハンド２４が設定された個数の物品Ａを保持し、搬出コンベア３０側に搬送パターン情報に規定された位置関係（ここでは２個横並び）で物品Ａを載置するようにロボット２０を制御してもよい。

図９（ｂ）は本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。図９（ｂ）に示すように、ロボット２０は、ロボットハンド２４の載置面２４ａに２個の物品Ａを載せた後に、ロボットアーム２２を回転させ、搬出コンベア３０に渡してもよい。

なお、上述した説明では、ハンドリングシステム１００は１つのロボット２０を備えていたが、本実施形態はこれに限定されない。ハンドリングシステム１００は複数のロボット２０を備えていてもよい。

以下、図１０を参照して、複数のロボット２０を備えるハンドリングシステム１００を説明する。図１０（ａ）は本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。図１０（ａ）に示したハンドリングシステム１００において、搬入コンベア１０は、物品Ａａおよび物品Ａｂを含む複数の物品を搬入する。本明細書において、物品Ａａ、Ａｂをそれぞれ第１物品Ａａ、第２物品Ａｂと記載することがある。

図１０（ａ）に示したハンドリングシステム１００は、ロボット２０Ａおよびロボット２０Ｂを備えている。ロボット２０Ａは物品Ａａを受け取って運搬し、ロボット２０Ｂは物品Ａｂを受け取って運搬する。本明細書において、ロボット２０Ａ、２０Ｂをそれぞれ第１ロボット２０Ａ、第２ロボット２０Ｂと記載することがある。

第１ロボット２０Ａは、物品Ａａを受け取った後、第２ロボット２０Ｂから離れる方向Ｒａ１に回転する。このとき、ロボット２０Ｂは、物品Ａｂを受け取るために、ロボット２０Ａから離れる方向Ｒｂ１に回転することが好ましい。また、ロボット２０Ａは、物品Ａａを搬出コンベア３０に渡した後、ロボット２０Ｂから離れる方向Ｒａ２に回転する。このとき、ロボット２０Ｂは、物品Ａｂを受け取った後、ロボット２０Ａから離れる方向Ｒｂ２に回転することが好ましい。このように、ロボット２０Ａ、２０Ｂは、物品Ａａ、Ａｂをそれぞれ受け取った後、互いに離れる方向に回転する。

なお、上述したハンドリングシステム１００では、１つのロボット２０が物品Ａを搬入コンベア１０から搬出コンベア３０に運搬したが、本実施形態はこれに限定されない。

図１０（ｂ）は、本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。図１０（ｂ）に示したハンドリングシステム１００では、ロボット２０Ａおよびロボット２０Ｂのそれぞれの少なくとも一部は互いに鉛直方向に交差するように移動する。

ここでは、ロボット２０Ａは搬入コンベア１０から物品Ａを受け取り、ロボット２０Ｂに渡し、ロボット２０Ｂはこの物品Ａを搬出コンベア３０に渡す。このように、物品Ａは複数のロボット２０Ａ、２０Ｂを介して搬入コンベア１０から搬出コンベア３０に運搬されてもよい。

なお、図１０（ｂ）に示したハンドリングシステム１００では、搬入コンベア１０および搬出コンベア３０は、互いの間の距離が比較的大きくなるように配置されており、ロボット２０Ａ、２０Ｂのいずれもが搬入コンベア１０と搬出コンベア３０との両方に到達することはできないが、搬入コンベア１０および搬出コンベア３０は、互いの間の距離が比較的小さくなるように配置されており、ロボット２０Ａ、２０Ｂのいずれもが搬入コンベア１０と搬出コンベア３０との両方に到達してもよい。この場合、ロボット２０Ａ、２０Ｂは、互いのロボットアーム２２の高さを異ならせるとともにロボット２０Ａ、２０Ｂの一方は鉛直方向から見て他方に近づくように回転することにより、ロボット２０Ａ、２０Ｂが鉛直方向からみて交差して物品Ａの運搬を行ってもよい。

なお、図１０に示したハンドリングシステム１００では、ロボット２０Ａ、２０Ｂのそれぞれが１つの物品Ａを運搬したが、本実施形態はこれに限定されない。ロボット２０Ａ、２０Ｂのそれぞれが一度に複数の物品Ａを運搬してもよい。

以下、図１１を参照してハンドリングシステム１００を説明する。図１１（ａ）に示したハンドリングシステム１００において、ロボット２０Ａは一度に２つの物品Ａを運搬し、ロボット２０Ｂは一度に別の２つの物品Ａを運搬する。

また、図１１（ｂ）に示したハンドリングシステム１００において、ロボット２０Ａは搬入コンベア１０から２つの物品Ａを受け取り、ロボット２０Ｂに渡し、ロボット２０Ｂはこの２つの物品Ａを搬出コンベア３０に渡す。このように、２つの物品Ａは複数のロボット２０Ａ、２０Ｂを介して搬入コンベア１０から搬出コンベア３０に一度に運搬されてもよい。

なお、図１０および図１１に示したハンドリングシステム１００はロボット２０Ａ、２０Ｂを備えていたが、本実施形態はこれに限定されない。ハンドリングシステム１００は３以上のロボット２０を備えてもよい。また、上述した説明では、ロボット２０は、台Ｓまたは搬出コンベア３０に物品Ａを渡したが、本実施形態はこれに限定されない。ロボット２０は、ロボットハンド２４の載置面２４ａを傾けることにより、容器に物品Ａを収納してもよい。

また、上述した説明では、ロボットハンド２４は、コンベア１０のエッジ１０ｅから落下した物品Ａを受け取ったが、本実施形態はこれに限定されない。ロボットハンド２４は、コンベア１０上の物品Ａを受け取ってもよい。また、上述した説明では、ロボットハンド２４は載置面２４ａに物品Ａを載せることによって物品Ａを受け取ったが、本実施形態はこれに限定されない。ロボットハンド２４は物品Ａを把持してもよい。

図１２は、本実施形態のハンドリングシステム１００におけるロボット２０の模式図である。ロボット２０は、ロボットアーム２２と、ロボットアーム２２に取り付けられたロボットハンド２４とを備えている。ロボットアーム２２は支持部２６に支持される。ロボットハンド２４は少なくとも１つの把持部２４ｓを有している。なお、ロボットハンド２４は複数の把持部２４ｓを有していることが好ましい。

ロボットアーム２２は、ロボットハンド２４の位置および向きの少なくとも一方を変更することができ、これにより、ロボットハンド２４に把持される物品Ａの位置および向きが変更される。ロボットアーム２２は、例えば、６軸または７軸の多関節ロボットである。ロボットアーム２２およびロボットハンド２４の動作は予めティーチングされていてもよい。

以下、図１３を参照して、本実施形態のハンドリングシステム１００におけるロボットハンド２４を説明する。図１３（ａ）はｙ方向から見たロボットハンド２４の模式的な側面図であり、図１３（ｂ）はｘ方向から見たロボットハンド２４の模式的な側面図である。図１３（ｃ）は、物品Ａを把持しているロボットハンド２４を示す模式図である。

図１３に示したハンドリングシステム１００において、ロボットハンド２４は、複数の把持部２４ｓと、複数の把持部２４ｓを連結させる連結部２４ｔとを有している。複数の把持部２４ｓはそれぞれ物品Ａを把持可能なように構成されている。複数の把持部２４ｓは連結部２４ｔに取り付けられている。ロボットハンド２４は物品Ａを把持および開放することができる。

図１３に示したロボットハンド２４では、複数の把持部２４ｓは、把持部２４ｓａ、２４ｓｂを含む。把持部２４ｓａ、２４ｓｂはｘ方向に配列されている。ここでは、把持部２４ｓａ、２４ｓｂは連結部２４ｔに対して固定的に連結されている。例えば、把持部２４ｓａ、２４ｓｂのそれぞれは２爪の平行チャックである。

図１３（ｃ）に示すように、把持部２４ｓａの２つの爪の間隔はｙ方向に沿って変化する。把持部２４ｓａの爪の間隔が狭くなることにより、物品Ａが把持される。把持部２４ｓｂも同様に、物品Ａの把持を行うことができる。このように、把持部２４ｓａ、２４ｓｂの爪の間隔が変化することにより、物品Ａの把持および開放が行われる。例えば、把持部２４ｓａ、２４ｓｂの爪の移動はエア方式で行われる。把持部２４ｓａ、２４ｓｂによる物品Ａの把持および開放は個別に制御可能である。本明細書において、把持部２４ｓａを第１把持部２４ｓａと記載することがあり、把持部２４ｓｂを第２把持部２４ｓｂと記載することがある。

図１４は、本実施形態のハンドリングシステム１００におけるロボットハンド２４の模式的な斜視図である。ここでは、把持部２４ｓａ、２４ｓｂはそれぞれ物品Ａを把持している。具体的には、第１把持部２４ｓａが物品Ａａを把持し、第２把持部２４ｓｂが物品Ａｂを把持している。本明細書において、把持部２４ｓａに把持される物品Ａａを第１物品Ａａと記載することがあり、把持部２４ｓｂに把持される物品Ａｂを第２物品Ａｂと記載することがある。

ロボットハンド２４では、連結部２４ｔに連結された把持部２４ｓａ、２４ｓｂが複数の物品Ａのそれぞれの把持および開放を個別に行うことにより、把持強度を個別に調整可能であるとともに、比較的狭い空間でも複数の物品Ａの把持および開放を効率的に行うことができる。なお、図１２、図１３（ｃ）および図１４において、物品Ａは球状であるが、物品Ａの形状は任意であってもよい。また、把持部２４ｓａ、２４ｓｂの形状は、把持する物品Ａに応じて適宜変更されてもよい。

なお、図１３および図１４に示した把持部２４ｓａ、２４ｓｂは、連結部２４ｔに対して固定的に連結されていたが、本実施形態はこれに限定されない。把持部２４ｓａ、２４ｓｂは、連結部２４ｔに対して移動可能に連結されていてもよい。

図１５は、本実施形態のハンドリングシステム１００におけるロボットハンド２４の模式図である。連結部２４ｔは、把持部２４ｓａおよび把持部２４ｓｂのそれぞれがｘ方向に移動可能なように把持部２４ｓａおよび把持部２４ｓｂを連結しており、把持部２４ｓａと把持部２４ｓｂとの間の間隔を適宜変更することができる。例えば、把持部２４ｓａ、２４ｓｂの移動はシリンダ（アクチュエータ）を用いて行われる。なお、ここでは、把持部２４ｓａおよび把持部２４ｓｂのそれぞれがｘ方向に移動可能であったが、把持部２４ｓａおよび把持部２４ｓｂの一方がｘ方向に移動可能に構成されており、他方が固定されていてもよい。

また、上述した説明では、ロボットハンド２４には把持部２４ｓａ、２４ｓｂが設けられていたが、本実施形態はこれに限定されない。ロボットハンド２４には３以上の把持部２４ｓが設けられてもよい。

図１６は、本実施形態のハンドリングシステム１００におけるロボットハンド２４の模式図である。図１６に示したロボットハンド２４では、５つの把持部２４ｓａ〜２４ｓｅが連結部２４ｔに連結されている。このように、ロボットハンド２４には３以上の把持部２４ｓが設けられてもよい。

図１７は、本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。ハンドリングシステム１００は、搬入コンベア１０と、ロボット２０とを備える。本実施形態のハンドリングシステム１００では、ロボットハンド２４の少なくとも一部が搬入コンベア１０の搬送面１０ｓよりも低い位置にある状態で、ロボットハンド２４は搬入コンベア１０のエッジ１０ｅで搬入コンベア１０上の物品Ａを掴む。このため、ロボットハンド２４は、搬入コンベア１０と衝突することなく比較的薄い物品Ａを受け取ることができる。

図１７に示したハンドリングシステム１００において、ロボット２０の支持部２６は搬入コンベア１０に対して固定されており、ロボット２０の支持部２６は移動しない。ロボットハンド２４は搬入コンベア１０のエッジ１０ｅに配置されている。具体的には、ロボットハンド２４は、搬入コンベア１０による物品Ａの搬送方向のエッジ１０ｅで物品Ａを把持する。このように、ロボットハンド２４は、搬入コンベア１０の正面エッジで物品Ａを把持することが好ましい。

ここでは、ロボットハンド２４の把持部２４ｓａが物品Ａａを把持し、把持部２４ｓｂが物品Ａｂを把持する。また、把持部２４ｓａ、２４ｓｂのそれぞれの水平方向に延びた爪の間隔が変化することにより、物品Ａａ、Ａｂは把持部２４ｓａ、２４ｓｂに掴まれる。

なお、図１７に示したハンドリングシステム１００では、搬入コンベア１０に渡し部１０ａが取り付けられており、搬入コンベア１０によって搬送された物品Ａは搬入コンベア１０のエッジ１０ｅにおける渡し部１０ａに載せられる。

物品Ａは、搬入コンベア１０の上に、比較的安定な状態で載置されていることが好ましい。例えば、物品Ａａは、搬入コンベア１０上に、鉛直方向の長さが水平方向（鉛直方向に垂直な方向）の最短の長さよりも小さい状態で配置されている。例えば、物品Ａａがほぼ直方体形状である場合、物品Ａａの鉛直方向の長さ（図１７においてｘ方向に沿った長さ：厚さ）Ｌ１は、物品Ａａの水平方向の長さＬ２（図１７においてｚ方向に沿った長さ）および長さＬ３（図１７においてｙ方向に沿った長さ）のいずれよりも小さい。あるいは、物品Ａａがほぼ円柱形状である場合、物品Ａａの鉛直方向の長さ（ｘ方向に沿った長さ）Ｌ１は、互いにほぼ等しい物品Ａａの水平方向（ｙ方向およびｚ方向）の長さＬ２、Ｌ３よりも小さい。また、同様に、物品Ａｂは、搬入コンベア１０上に、鉛直方向の長さが水平方向の最短の長さよりも小さい状態で配置されている。

ロボットハンド２４の把持部２４ｓａが物品Ａａを掴み、ロボットハンド２４の把持部２４ｓｂが物品Ａｂを掴む。ここでは、物品Ａａがロボットハンド２４の把持部２４ｓａによって掴まれて持ち上げられた後、物品Ａａは持ち上げられたまま、物品Ａｂはロボットハンド２４の把持部２４ｓｂによって掴まれて持ち上げられる。例えば、把持部２４ｓａが物品Ａａを掴んだ後に、ロボットアーム２２の動作により、把持部２４ｓｂが搬入コンベア１０上の物品Ａｂを掴むことができるようにロボットハンド２４が移動する。また、ここでは、物品Ａａ、Ａｂは、搬入コンベア１０によって搬送された向きとは異なる向きで運搬される。例えば、ロボットアーム２２の動作により、物品Ａａ、Ａｂを把持したロボットハンド２４が上方に移動した後、ロボットハンド２４の向きが変化することにより、物品Ａａ、Ａｂは搬入コンベア１０で搬送されたときの向きとは異なる向きで運搬される。

ここで、図１８および図１９を参照して本実施形態のハンドリングシステム１００における物品Ａの運搬を説明する。まず、図１８を参照して、ロボットハンド２４による複数の物品Ａの把持を説明する。なお、図１８では、図面が過度に複雑になることを避けるように、ロボット２０のロボットアーム２２を省略して図示している。

まず、図１８（ａ）に示すように、搬入コンベア１０は物品Ａａ、Ａｂを搬送する。ロボットハンド２４は搬入コンベア１０のエッジ１０ｅに配置されており、ロボットハンド２４の少なくとも一部は搬入コンベア１０の搬送面１０ｓよりも低い位置にある。

次に、図１８（ｂ）に示すように、ロボットハンド２４の把持部２４ｓａは物品Ａａを把持する。ここでは、物品Ａａは、把持部２４ｓａに掴まれた後、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓまたは渡し部１０ａから持ち上げられる。

次に、図１８（ｃ）に示すように、把持部２４ｓａが物品Ａａを把持した状態で、ロボットハンド２４の把持部２４ｓｂは物品Ａｂを把持する。ここでは、物品Ａｂは、把持部２４ｓｂに掴まれた後、搬入コンベア１０の搬送面１０ｓまたは渡し部１０ａから持ち上げられる。

次に、図１９を参照して、ロボットハンド２４に把持された物品Ａａ、Ａｂの運搬を説明する。図１９では、図面が過度に複雑になることを避けるように、搬入コンベア１０を省略して図示している。まず、図１９（ａ）に示すように、ロボットアーム２２の動作により、物品Ａａ、Ａｂを把持したロボットハンド２４が上方に移動する。

次に、図１９（ｂ）に示すように、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４の向きの変化が開始する。ここでは、ロボットハンド２４は支持部２６に近づくように移動しながらロボットハンド２４の向きが変化する。

図１９（ｃ）に示すように、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４は下向きで移動する。例えば、ロボットハンド２４は搬出コンベア３０（図１９には図示せず）の上で物品Ａａ、Ａｂを放すことにより、物品Ａａ、Ａｂは搬出コンベア３０によって搬送される。

なお、図１２〜図１９を参照して上述したロボット２０は物品Ａを容器に収容させるのに好適に用いられる。ロボットハンド２４が物品Ａを把持した状態で、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４が容器のすぐ上、または、容器内に移動した後、ロボットハンド２４が物品Ａを放すことにより、物品Ａは容器に収容される。このようなロボット２０は、一度に複数の物品Ａを把持および開放することができ、短時間に物品Ａを容器に収容させることができる。

図２０は、本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。なお、図２０に示したハンドリングシステム１００は、物品Ａを収容する容器Ｖ、および、容器Ｖを搬送するコンベア１２が設けられている点を除いて図１７〜図１９を参照して上述したハンドリングシステムと同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。

図２０に示したハンドリングシステム１００では、容器Ｖは、ロボット２０の近傍に配置されており、容器Ｖは、物品Ａを搬送する搬入コンベア１０とは別のコンベア１２の上に配置されている。物品Ａが容器Ｖに収容されると、コンベア１２は、物品Ａの収容された容器Ｖを所定の方向に搬送するとともに、空の新たな容器Ｖをロボット２０の近傍まで搬送する。

物品Ａは、搬入コンベア１０の上に、比較的安定な状態で載置されていることが好ましい。ここでも、物品Ａａは、搬入コンベア１０上に、鉛直方向の長さが水平方向（鉛直方向に垂直な方向）の最短の長さよりも小さい状態で配置されている。

ロボットハンド２４の把持部２４ｓａが物品Ａａを掴み、ロボットハンド２４の把持部２４ｓｂが物品Ａｂを掴む。ロボットハンド２４が搬入コンベア１０によって搬送された物品Ａを把持した後、ロボットアーム２２の動作により、物品Ａを把持するロボットハンド２４は容器Ｖの近傍に移動する。その後、把持部２４ｓａが物品Ａａを放し、把持部２４ｓｂが物品Ａｂを放すことにより、物品Ａａ、Ａｂは容器Ｖに収容される。

また、ここでは、物品Ａａ、Ａｂは、搬入コンベア１０によって搬送された向きとは異なる向きで容器Ｖに収容される。例えば、ロボットアーム２２の動作により、物品Ａａ、Ａｂを把持したロボットハンド２４が上方に移動した後、ロボットハンド２４の向きが変化し、ロボットハンド２４が容器Ｖの近傍まで移動した後に、ロボットハンド２４が物品Ａａ、Ａｂを放すことにより、物品Ａａ、Ａｂは搬入コンベア１０で搬送されたときの向きとは異なる向きで容器Ｖに収容される。

また、ここでは、容器Ｖに仕切りｐが設けられている。このような仕切りｐにより、容器Ｖ内の物品Ａが容器Ｖに対して比較的少ない場合でも、物品Ａが倒れることを防ぐことができる。

仕切りｐの設けられた容器Ｖに物品Ａを収容させる場合、把持部２４ｓａおよび把持部２４ｓｂは、所定の間隔に離れた状態で物品Ａａおよび物品Ａｂを放すことにより、容器Ｖの仕切りｐによって仕切られた空間に物品Ａａおよび物品Ａｂを収容させることができる。この場合、物品Ａａが把持部２４ｓａに掴まれ、かつ、物品Ａｂが把持部２４ｓｂに掴まれた状態で物品Ａａ、Ａｂが移動する際に、把持部２４ｓａと把持部２４ｓｂとの間の間隔は上述の所定の間隔に設定されていてもよい。例えば、把持部２４ｓａと把持部２４ｓｂとの間隔は、所定の間隔に固定されていてもよい。

あるいは、物品Ａａ、Ａｂを把持する前の把持部２４ｓａと把持部２４ｓｂとの間の間隔は比較的狭く、把持部２４ｓｂが物品Ａｂを掴んだ後であって、物品Ａａおよび物品Ａｂを容器Ｖに収容させる前に、把持部２４ｓａと把持部２４ｓｂとの間の間隔を広げてもよい。例えば、物品Ａａおよび物品Ａｂを容器Ｖに収容させる前に、連結部２４ｔは、把持部２４ｓａと把持部２４ｓｂとの間隔を変化させてもよい。間隔の変化は、例えば、シリンダ（アクチュエータ）を用いて把持部２４ｓａ、２４ｓｂの少なくとも一方を移動させることによって行われる。なお、物品Ａａが把持部２４ｓａによって持ち上げられる場合には、把持部２４ｓｂが物品Ａｂを把持した後、把持部２４ｓａが物品Ａａを放し、物品Ａａを物品Ａｂの上に落下させてもよい。

このように、個別に制御可能な把持部２４ｓａ、２４ｓｂが物品Ａａ、Ａｂを把持および開放することにより、容器Ｖに仕切りｐが設けられている場合でも、物品Ａａ、Ａｂの収容を効率的に行うことができる。以上のようにして、容器入り物品が作製される。

ここで、図２１および図２２を参照して本実施形態のハンドリングシステム１００における物品Ａの容器Ｖへの収容を説明する。まず、図２１を参照して、ロボットハンド２４による複数の物品Ａの把持を説明する。なお、図２１では、図面が過度に複雑になることを避けるように、ロボット２０のロボットアーム２２を省略して図示している。

まず、図２１（ａ）に示すように、搬入コンベア１０は物品Ａａ、Ａｂを搬送する。ロボットハンド２４は搬入コンベア１０のエッジ１０ｅに配置されており、ロボットハンド２４の少なくとも一部は搬入コンベア１０の搬送面１０ｓよりも低い位置にある。

次に、図２１（ｂ）に示すように、ロボットハンド２４の把持部２４ｓａは物品Ａａを把持する。ここでは、物品Ａａは把持部２４ｓａを掴んだ後、搬入コンベア１０または渡し部１０ａから持ち上げられる。

次に、図２１（ｃ）に示すように、把持部２４ｓａが物品Ａａを把持した状態で、ロボットハンド２４の把持部２４ｓｂは物品Ａｂを把持する。ここでは、物品Ａｂは把持部２４ｓｂを把持した後、搬入コンベア１０または渡し部１０ａから持ち上げられる。

ここで、図２２を参照して、ロボットハンド２４に把持された物品Ａａ、Ａｂの容器Ｖへの収納を説明する。図２２では、図面が過度に複雑になることを避けるように、搬入コンベア１０を省略して図示している。まず、図２２（ａ）に示すように、ロボットアーム２２の動作により、物品Ａａ、Ａｂを把持したロボットハンド２４が上方に移動する。

次に、図２２（ｂ）に示すように、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４の向きの変化が開始する。ここでは、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４は支持部２６に近づくように移動しながらロボットハンド２４の向きが変化する。

図２２（ｃ）に示すように、ロボットアーム２２の動作により、ロボットハンド２４は下向きで容器Ｖの近傍に移動する。その後、ロボットハンド２４の把持部２４ｓａ、２４ｓｂが物品Ａａ、Ａｂを放すことにより、物品Ａａ、Ａｂが容器Ｖに収容される。

なお、図１７〜図２２を参照した上述の説明では、物品Ａは、鉛直方向の長さが水平方向の最短の長さよりも小さい状態で配置（すなわち、横長に配置）されていたが、本実施形態はこれに限定されない。ロボットハンド２４が物品Ａを把持する際に、物品Ａは鉛直方向の長さが水平方向の最短の長さよりも大きい状態で配置（すなわち、縦長に配置）されていてもよい。また、上述した説明では、物品Ａａは物品Ａｂと同様の形状を有していたが、本実施形態はこれに限定されない。物品Ａａおよび物品Ａｂは互いに異なる形状を有してもよい。

また、図１７〜図２２を参照した上述の説明では、搬入コンベア１０に渡し部１０ａが設けられていたが、本実施形態はこれに限定されない。渡し部１０ａが設けられていなくてもよい。また、上述した説明では、把持部２４ｓが物品Ａを把持した後、ロボットハンド２４は物品Ａを上方に持ち上げたが、本実施形態はこれに限定されない。ロボットハンド２４は物品Ａを把持したまま下方に移動してもよい。

また、図１７〜図２２を参照した上述の説明では、把持部２４ｓが物品Ａを掴む際の物品Ａの向きは把持部２４ｓが物品Ａを放す際の物品Ａの向きと異なったが、本実施形態はこれに限定さない。把持部２４ｓが物品Ａを掴む際の物品Ａの向きは把持部２４ｓが物品Ａを放す際の物品Ａの向きと等しくてもよい。例えば、把持部２４ｓが物品Ａを掴む際に物品Ａは縦長に配置されており、把持部２４ｓは物品Ａを縦長に把持した状態で放してもよい。あるいは、把持部２４ｓが物品Ａを把持する際に物品Ａは横長に配置されており、把持部２４ｓは物品Ａを横長に把持した状態で放してもよい。また、例えば、ロボットハンド２４が物品Ａを放す場合、把持部２４ｓｂが物品Ａｂを放した後に、把持部２４ｓａが物品Ａａを放してもよい。

また、図１７〜図２２を参照した上述の説明では、ロボットハンド２４は搬入コンベア１０の正面エッジに配置されており、ロボットハンド２４は、搬入コンベア１０の正面エッジで物品Ａを把持したが、本実施形態はこれに限定されない。ロボットハンド２４は、搬入コンベア１０の側方のエッジで物品Ａを把持してもよい。

図２３は、本実施形態のハンドリングシステム１００の模式図である。ここでも、図面が過度に複雑になることを避けるために、ロボット２０のロボットアーム２２を省略して図示している。図２３に示したハンドリングシステム１００では、ロボットハンド２４は、搬入コンベア１０の側方のエッジ１０ｅに配置されている。ロボットハンド２４の把持部２４ｓａが物品Ａａを把持した後、ロボットハンド２４は上方に移動し、把持部２４ｓｂは搬入コンベア１０によって搬送される物品Ａｂを把持する。なお、ここでは、把持部２４ｓａ、２４ｓｂが開いた状態で、ロボットハンド２４が鉛直方向に移動した場合でも把持部２４ｓａ、２４ｓｂが搬入コンベア１０と接触しないように、ロボットハンド２４が構成されている。

１０搬入コンベア
２０ロボット
２２ロボットアーム
２４ロボットハンド
３０搬出コンベア

Claims

搬送面上に載せた物品を搬送する搬入コンベアと、
前記物品を保持するロボットハンドを有するロボットと、
前記ロボットの動作を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記搬入コンベアの前記搬送面よりも低い位置で、前記ロボットハンドが前記搬入コンベアのエッジから落下した前記物品を前記ロボットハンドを移動させながら受け取るように前記ロボットを制御する、ハンドリングシステム。
前記ロボットハンドは、前記搬入コンベアの最下流のエッジから落下した前記物品を受け取る、請求項１に記載のハンドリングシステム。
前記ロボットハンドは、前記搬入コンベアの前記エッジから落下した前記少なくとも１つの物品を載せる載置面を有する、請求項１または２に記載のハンドリングシステム。
前記コントローラは、
前記少なくとも１つの物品が前記搬入コンベアの前記エッジから落下する際に、前記ロボットハンドの前記載置面は、前記搬入コンベアの前記エッジの下方から、前記搬入コンベアによって前記物品を搬送させる方向に対して斜め上方向に移動させながら落下した前記物品を受け取るように前記ロボットを制御する、請求項３に記載のハンドリングシステム。
前記コントローラは、
前記少なくとも１つの物品が前記搬入コンベアの前記エッジから落下する際に、前記ロボットハンドの前記載置面は、前記搬入コンベアの前記エッジの下方において回転させながら落下した前記物品を受け取るように前記ロボットを制御する、請求項３に記載のハンドリングシステム。
前記搬入コンベアは複数の物品を搬入し、
前記載置面は前記複数の物品を載せる、請求項３から５のいずれかに記載のハンドリングシステム。
前記ロボットによって運搬された前記物品を受け取って搬出する搬出コンベアをさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載のハンドリングシステム。
前記搬入コンベアは、第１物品および第２物品を含む複数の物品を搬入し、
前記ロボットは、前記第１物品を受け取って運搬する第１ロボットと、前記第２物品を受け取って運搬する第２ロボットとを含む、請求項１から７のいずれかに記載のハンドリングシステム。
前記第１ロボットは、前記第１物品を受け取った後、前記第２ロボットから離れる方向に回転し、
前記第２ロボットは、前記第２物品を受け取った後、前記第１ロボットから離れる方向に回転する、請求項８に記載のハンドリングシステム。
前記第１ロボットおよび前記第２ロボットの少なくとも一方が運搬を行う際に、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットのそれぞれの少なくとも一部は互いに鉛直方向に交差するように移動する、請求項８に記載のハンドリングシステム。