JP6183280B2 - 位置判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、収容物を収容する容器と、前記容器に収容されている前記収容物の位置を判別する判別部と、を備えた位置判別装置に関する。

かかる位置判別装置の従来例が、特開２００５−１５３９２８号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１の位置判別装置では、容器における収容物を収容する収容空間を撮像する撮像部を備え、その撮像部にて撮像した収容物の撮像情報に基づいて、容器に収容されている収容物の位置を判別するように構成されている。

特開２００５−１５３９２８号公報

このような位置判別装置では、撮像部にて撮像した収容物の撮像情報に基づいて、直接に収容物の位置を判別しているため、収容物の形状や外観等によっては、判別部は、撮像情報に基づく収容物の位置の認識が行い難く、収容物の位置を判別し難いものであった。
特に、位置判別装置にて判別された収容物の位置情報に基づいて、その収容物を移載装置にて保持しようとすると、容器本体における収容物の大きさや位置を適確に判別する必要があり、位置判別装置による収容物の位置判別が正確でないために、移載装置による収容物の保持が適切に行えない場合がある。

そこで、容器に収容した収容物の位置を適切に判別できる位置判別装置が求められる。

本発明に係る位置判別装置の特徴構成は、収容物を収容する容器と、前記容器に収容されている前記収容物の位置を判別する判別部と、を備えた位置判別装置において、
前記容器が、前記収容物を収容する容器本体と、前記容器本体に収容されている前記収容物を位置決めする位置決め体と、を備え、前記位置決め体が、前記収容物の大きさ及び収容位置に応じた位置に装着され、前記位置決め体の位置を検出する検出部を備え、前記容器は、搬送装置により予め設定された搬送位置に搬送され、前記検出部は、前記搬送位置に向けて設置されて、前記搬送位置に位置する容器を撮像する撮像装置により構成され、前記判別部が、前記撮像装置にて撮像された前記位置決め体の撮像情報に基づいて前記収容物の位置を判別する点にある。

この特徴構成によれば、容器における容器本体に収容されている収容物は、位置決め体にて容器本体における収容位置に位置決めされている。そして、その位置決め体は、収容物の大きさ及び収容位置に応じた位置に装着されている。
そのため、例えば、検出部が位置決め体を検出するときに、容器を予め設定された検出位置に予め設定された向きとしておくことで、位置決め体の検出部に対する位置は、収容物の大きさ及び収容位置に応じた位置となるため、判別部は、位置決め体の位置の情報のみで収容物の位置及び大きさを判別できる。また、検出部が位置決め体を検出するときの容器の位置や容器の向きが一定でない場合であっても、位置決め体に加えて容器本体における予め設定した設定位置を検出することで、判別部は、位置決め体の位置情報と容器の設定位置の位置情報とに基づいて、容器本体の位置や向きを判別するとともに収容物の位置及び大きさを判別できる。
このように、判別部は、撮像情報に基づいて収容物の位置を判別するときに撮像情報から直接に収容物の位置を判別する必要がなく、収容物の外形や色彩等に関わらず収容物の位置を判別できるため、容器に収容した収容物の位置を適切に判別できる。

ここで、前記容器本体が、平面視で矩形状に形成され、前記収容物の前記収容位置が、平面視における前記容器本体の４つの角部のうちの予め設定した１つと前記位置決め体とで位置決めされ、前記検出部が、前記容器が予め設定された検出位置に予め設定された向きに位置する状態で前記位置決め体の位置を検出すると好適である。

この構成によれば、検出部が位置決め体を検出するときに、容器を予め設定された検出位置に予め設定された向きとしておくことで、位置決め体の検出部に対する位置は、収容物の大きさ及び収容位置に応じた位置となるため、判別部は、検出部が検出した位置決め体の位置情報のみで収容物の位置及び大きさを判別できる。
そして、平面視で矩形状の容器本体の４つの角部のうちの予め設定した１つと位置決め体とで収容物を位置決めしているため、位置決め体にて収容部の水平方向の全方向への移動を規制する場合に比べて、位置決め体の小型化や位置決め体の個数を減らすことができる。

また、前記位置決め体が、平面視でＬ字状の単一の部材にて構成されていると好適である。

この構成によれば、位置決め体が、平面視でＬ字状に形成された単一の部材にて構成されているため、平面視で矩形状の容器本体の角部を利用して収容物を位置決めする場合は、その収容物を容器の角部とＬ字状の部材１つとで定めた位置に位置決めでき、また、容器本体の角部を利用しない場合でも収容物をＬ字状の部材２つにて定めた位置に位置決めできる。特に、収容物が平面視で矩形状であれば、より適切に定めた位置に位置決めできる。
そのため、例えば、位置決め体を棒状に形成して、収容物の周囲に多数の位置決め体を並べる場合に比べて、位置決め体の数を減らすことができる。

また、前記容器本体が、前記収容物を支持する支持部に下方に凹入する凹入部が複数形成され、前記位置決め体が、その下端部に前記凹入部に嵌合自在な嵌合部が形成されて、前記容器本体における前記収容位置に応じた位置に着脱自在に構成されていると好適である。

この構成によれば、複数の凹入部から収容物の位置や大きさに応じた凹入部を選択して嵌合部を嵌合して位置決め体を容器本体に装着することで、位置決め体を収容物の位置や大きさに応じた位置に装着できる。また、位置決め体は、凹入部から嵌合部を上方に外すことで位置決め体を容器本体から離脱させることができ、位置決め体の容器本体に対する着脱を容易に行える。

物品搬送設備の平面図 第２搬送位置の入出庫用容器を示す側面図 入出庫用容器の分解斜視図 入出庫用容器の容器本体を示す平面図 入出庫用容器の容器本体を示す縦断側面図 収容物を収容した入出庫用容器の斜視図 収容物を収容した入出庫用容器の縦断側面図 収容物を収容した入出庫用容器の平面図 収容物を収容した入出庫用容器の平面図 制御ブロック図

以下、本発明にかかる位置判別装置の実施形態を、物品搬送設備に適用した場合を例に挙げて図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、物品搬送設備には、矢印に示す方向に沿って入出庫用容器Ｃ１を搬送する第１搬送装置１と、矢印に示す方向に沿ってピッキング用容器Ｃ２を搬送する第２搬送装置２と、入出庫用容器Ｃ１からピッキング用容器Ｃ２に収容物Ｓを移載する移載装置３と、が設けられている。

また、図２及び図１０に示すように、物品搬送設備には、第１搬送位置Ｐ１に位置する入出庫用容器Ｃ１に収容されている移載対象の収容物Ｓの高さを検出するための距離センサ４と、第１搬送位置Ｐ１に位置する入出庫用容器Ｃ１を上方から撮像する撮像装置５と、第１搬送装置１、第２搬送装置２及び移載装置３の作動を制御する制御装置Ｈと、が設けられている。

図６に示すように、入出庫用容器Ｃ１には、平面視矩形状の収容物Ｓが上下方向に積層した状態で収容されている。本実施形態では、収容物Ｓとして、複数個の錠剤を区分けした状態で封入したシート状の錠剤シートが収容されている。

図１に示すように、収容物Ｓを収容した入出庫用容器Ｃ１が自動倉庫（図示せず）から出庫され、出庫された入出庫用容器Ｃ１が、第１搬送装置１にて第１搬送位置Ｐ１に搬送される。また、収容物Ｓが収容されていないピッキング用容器Ｃ２が第２搬送装置２にて第２搬送位置Ｐ２に搬送される。
そして、移載装置３にて、第１搬送位置Ｐ１に位置する入出庫用容器Ｃ１から第２搬送位置Ｐ２に位置するピッキング用容器Ｃ２に収容物Ｓが移載される。収容している収容物Ｓの一部又は全部が移載装置３にて取り出された入出庫用容器Ｃ１は、第１搬送装置１にて第１搬送位置Ｐ１から自動倉庫に向けて搬送される。また、移載装置３にて収容物Ｓが収容されたピッキング用容器Ｃ２は、第２搬送装置２にて第２搬送位置Ｐ２から作業者がピッキング作業を行うピッキング箇所（図示せず）に向けて搬送される。

第１搬送装置１は、入出庫用容器Ｃ１を載置搬送するベルトコンベヤにて構成された搬送コンベヤ７と、入出庫用容器Ｃ１を第１搬送位置Ｐ１に保持する保持体８と、を備えて構成されている。搬送コンベヤ７は、入出庫用容器Ｃ１の長手方向が第１搬送装置１の搬送方向に沿う姿勢で入出庫用容器Ｃ１を載置搬送する。保持体８は、入出庫用容器Ｃ１を第１搬送位置Ｐ１に保持する保持位置と、入出庫用容器Ｃ１の搬送経路から退避させた退避位置と、に移動自在に構成されている。
このように構成された第１搬送装置１は、保持体８を退避位置に移動させた状態で入出庫用容器Ｃ１が第１搬送位置Ｐ１に搬送された後、保持体８を保持位置に移動させて入出庫用容器Ｃ１を第１搬送位置Ｐ１に保持させる。そして、移載装置３による収容物Ｓの移載が完了すると、保持体８を退避位置に移動させた後、入出庫用容器Ｃ１を第１搬送位置Ｐ１から搬送するようになっている。

第２搬送装置２は、第１搬送装置１と同様に搬送コンベヤ７と保持体８とを備えて構成されており、搬送する対象物がピッキング用容器Ｃ２である点以外は第１搬送装置１と同様に構成されている。尚、図１において、第１搬送装置１の保持体８は保持位置に位置し、第２搬送装置２の保持体８が退避位置に位置している状態を示している。

図２に示すように、移載装置３は、アーム９の先端に支持された吸着パッド１０を備えており、吸着パッド１０にて収容物Ｓの上面を吸着支持できるように構成されている。ちなみに、吸着パッド１０は、収容物Ｓの上面に凹凸がある場合でもその凹凸に応じて弾性変形可能に構成されており、収容物Ｓが上面に凹凸がある錠剤シートである場合でも問題なく吸着支持できるように構成されている。

図３に示すように、入出庫用容器Ｃ１は、容器本体１２と、容器本体１２に収容されている収容物Ｓの位置を位置決めする位置決め体１３と、を備えている。位置決め体１３は、容器本体１２に対して着脱自在に構成されており、収容物Ｓの大きさ及び収容物Ｓの収容位置Ｅに応じた位置に装着するようになっている。尚、入出庫用容器Ｃ１が、容器本体１２と位置決め体１３とを備えた容器に相当する。
ちなみに、図４及び図５は、収容物Ｓを収容しておらず且つ位置決め体１３を取り外している入出庫用容器Ｃ１を図示している。図６〜図９は、収容物Ｓを収容し且つ位置決め体１３を装着している入出庫用容器Ｃ１を図示している。また、図６と図８と図９とでは、平面視での大きさが異なる収容物Ｓを収容しており、その収容物Ｓの大きさ及び収容物Ｓの収容位置Ｅに応じた位置に位置決め体１３を装着した入出庫用容器Ｃ１を図示している。

図４に示すように、容器本体１２は、平面視で矩形状に形成されている。この容器本体１２は、収容物Ｓを載置支持する支持部１４と、その支持部１４の周縁部分から立設させた周壁部１５と、を備えて構成されており、周壁部１５の上端部分によって収容物Ｓを出し入れする開口１６が形成されている。

容器本体１２の支持部１４には、上下方向に貫通する貫通孔１７が形成されている。この貫通孔１７は、入出庫用容器Ｃ１の長手方向及び短手方向に複数並べて形成されており、支持部１４の全面に亘って複数の貫通孔１７が形成されている。
そして、支持部１４に形成されている複数の貫通孔１７のうちの１つは、入出庫用容器Ｃ１が第１搬送位置Ｐ１に位置する状態において距離センサ４の検出光が上下方向に透過する位置に形成されており、検出孔１８として形成されている。また、支持部１４に形成されている複数の貫通孔１７のうちの検出孔１８として形成されているもの以外は、平面視での大きさが検出孔１８より小さく形成されており、位置決め体１３の嵌合部２１が嵌合する凹入部１９として形成されている。

容器本体１２における平面視で４つの角部のうちの１つを容器設定角部１２ａとして予め設定されている。この容器設定角部１２ａは、平面視における容器本体１２の４つの角部のうち、第１搬送装置１の搬送方向下流側の端部で且つ搬送方向視で右側の端部に位置する角部を容器設定角部１２ａとしている。平面視矩形状の収容物Ｓは、その４つの角部のうちの１つを容器本体１２の容器設定角部１２ａの角部に合わせた状態で収容位置Ｅに収容される。

位置決め体１３は、平面視でＬ字状の単一の部材にて構成されている。位置決め体１３は、その下端部に凹入部１９に嵌合自在な嵌合部２１が形成されている。この位置決め体１３は、収容位置Ｅに位置する収容物Ｓの角部（容器設定角部１２ａに位置合わせした角部と対角の角部）に合わせて装着する。

上述の如く、収容位置Ｅに位置する収容物Ｓの位置や大きさに応じて位置決め体１３を容器本体１２に装着することで、図６に示すように、収容物Ｓは、容器本体１２の容器設定角部１２ａと位置決め体１３とで位置決めされる。
つまり、図１に示すように、容器本体１２に収容されている収容物Ｓは、第１搬送装置１の搬送方向下流側への移動及び搬送方向視で右側への移動が容器本体１２にて規制され、第１搬送装置１の搬送方向上流側への移動及び搬送方向視で左側への移動が位置決め体１３にて規制されており、当該収容物Ｓは収容位置Ｅに位置決めされる。

そして、収容物Ｓは、上述の如く容器本体１２の容器設定角部１２ａの角部に合わせた状態で収容位置Ｅに収容される。そして、検出孔１８は、支持部１４における第１搬送装置１の搬送方向下流側の端部で且つ搬送方向視で右側の端部に形成されており、支持部１４における容器設定角部１２ａに対応する角部に形成されている。そのため、収容位置Ｅに収容した収容物Ｓの大きさに関わらず、収容した収容物Ｓにて検出孔１８が塞がれるようになっている。

ピッキング用容器Ｃ２の形状は、位置決め体１３を備えていない点以外は入出庫用容器Ｃ１と同様に構成されているため、ピッキング用容器Ｃ２の詳細な説明は省略する。

制御装置Ｈには、入出庫用容器Ｃ１からピッキング用容器Ｃ２に収容物Ｓを移載する数量を示す移載情報が図示しない上位のコントローラから送信されており、制御装置Ｈは、距離センサ４の検出情報及び撮像装置５の撮像情報、並びに、図示しない上位のコントローラから移載情報に基づいて、第１搬送装置１、第２搬送装置２及び移載装置３の作動を制御する。
ちなみに、この移載情報は、１つの入出庫用容器Ｃ１から１つのピッキング用容器Ｃ２に収容物Ｓを移載する情報の場合や、複数の入出庫用容器Ｃ１から１つのピッキング用容器Ｃ２に収容物Ｓを移載する情報の場合や、１つの入出庫用容器Ｃ１から複数のピッキング用容器Ｃ２に収容物Ｓを移載する情報の場合がある。

制御装置Ｈは、取り出す収容物Ｓが収容されている入出庫用容器Ｃ１を第１搬送位置Ｐ１に搬送した後、当該入出庫用容器Ｃ１を第１搬送位置Ｐ１に保持するべく、第１搬送装置１の作動を制御する。また、制御装置Ｈは、空のピッキング用容器Ｃ２を第２搬送位置Ｐ２に搬送した後、当該ピッキング用容器Ｃ２を第２搬送位置Ｐ２に保持するべく、第２搬送装置２の作動を制御する。

制御装置Ｈは、入出庫用容器Ｃ１を搬送コンベヤ７にて第１搬送位置Ｐ１に搬送した後、当該入出庫用容器Ｃ１を保持体８にて第１搬送位置Ｐ１に保持するべく、第１搬送装置１の作動を制御する。
次に、制御装置Ｈは、第１搬送位置Ｐ１に位置する入出庫用容器Ｃ１を撮像し、その撮像装置５にて撮像した撮像情報に基づいて位置決め体１３の位置を判別し、さらに、判別した位置決め体１３の位置に基づいて収容物Ｓの位置、具体的には、収容物Ｓにおける長手方向の中心で且つ短手方向の中心に位置する吸着対象位置を判別する。尚、撮像装置５が、位置決め体１３の位置を検出する検出部に相当し、制御装置Ｈが、撮像装置５にて撮像された位置決め体１３の撮像情報に基づいて収容物Ｓの位置を判別する判別部に相当する。そして、これら制御装置Ｈと撮像装置５とで位置判別装置が構成されている。

制御装置Ｈは、距離センサ４の検出情報に基づいて、積層されている最も上に位置する収容物Ｓの高さを判別する。そして、収容物Ｓにおける吸着対象位置の情報と収容物Ｓにおける高さの情報とに基づいて、最も上に位置する収容物Ｓの吸着対象位置を吸着保持した後、当該収容物Ｓを第２搬送位置Ｐ２に位置するピッキング用容器Ｃ２の直上に移動させ、その後、収容物Ｓに対する吸着保持を解除して、収容物Ｓを入出庫用容器Ｃ１からピッキング用容器Ｃ２に移載するべく、移載装置３の作動を制御する。これら、高さの判別と移載装置３の作動の制御とは、移載情報に基づいて必要回数繰り返される。

このように、第１搬送位置Ｐ１に予め設定した向きで入出庫用容器Ｃ１を位置させ、その入出庫用容器Ｃ１の位置決め体１３を撮像装置５にて撮像する。そして、制御装置Ｈは、撮像装置５の撮像情報に基づいて位置決め体１３の位置を判別し、その位置決め体１３の位置から入出庫用容器Ｃ１に収容されている収容物Ｓの位置を判別するようにしている。そのため、制御装置Ｈは、撮像装置５が撮像した撮像情報に基づいて直接に収容物Ｓの位置を判別する必要がないため、収容物Ｓを撮像した撮像情報からは収容物Ｓの位置を直接に判別できないような場合でも、収容物Ｓの位置を適切に判別できる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、検出部が、１つの位置決め体１３の位置を検出し、判別部が、検出部にて検出された１つの位置決め体１３の位置情報に基づいて収容物Ｓの位置を判別したが、検出部が、複数の位置決め体１３の位置を検出し、判別部が、検出部にて検出された複数の位置決め体１３の位置情報に基づいて収容物Ｓの位置を判別してもよい。また、容器本体１２における予め設定された部分（例えば容器設定角部１２ａ）に検出板を備えておき、検出部が、１つ又は複数の位置決め体１３の位置と容器の検出板の位置とを検出し、判別部が、検出部にて検出された１つ又は複数の位置決め体１３の位置と容器の検出板の位置との位置情報に基づいて、収容物Ｓの位置を判別してもよい。

（２）上記実施形態では、容器が予め設定された検出位置に予め設定された向きで位置する状態で、検出部が位置決め体１３の位置を検出するようにしたが、容器が予め設定された検出位置に位置していない状態、又は、容器が予め設定された向きで位置していない状態で、検出部が位置決め体１３の位置を検出するようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、１つの位置決め体１３にて収容物Ｓを収容位置Ｅに位置決めしたが、複数の位置決め体１３にて収容物Ｓを収容位置Ｅに位置決めするようにしてもよい。
具体的には、容器本体１２の容器設定角部１２ａを利用せずに平面視がＬ字状の２つの位置決め体１３にて収容物Ｓを収容位置Ｅに位置決めする、容器本体１２の容器設定角部１２ａや容器本体１２の１つの側面を利用しながら複数の平面視Ｉ字状の位置決め体１３にて収容物Ｓを収容位置Ｅに位置決めする、又は、容器本体１２を利用するしないに関わらずに棒状の位置決め体１３を収容位置Ｅに位置する収容物Ｓの周囲に立設して収容物Ｓを収容位置Ｅに位置決めするようにしてもよい。
尚、容器本体１２の容器設定角部１２ａを利用せずに位置決め体１３にて収容物Ｓを収容位置Ｅに位置決めする場合は、容器本体１２の平面視の形状は、円形等の矩形状以外の形状でもよい。また、容器本体１２を利用するしないに関わらず、収容物Ｓの平面視の形状は、円形等の矩形状以外の形状でもよい。

（４）上記実施形態では、収容物Ｓの大きさや位置に関わらず、同じ位置決め体１３を用いたが、収容物Ｓの大きさや位置に合わせて、形状や大きさが異なる位置決め体１３を用いてもよい。

（５）上記実施形態では、位置決め体１３を、容器本体１２に対して着脱自在に構成したが、位置決め体１３を、容器本体１２に位置変更可能な状態で常時装着しておいてもよい。具体的には、位置決め体１３を水平方向に移動自在に容器本体１２に装備しておき、収容位置Ｅに位置する収容物Ｓの側面に接触するように位置決め体１３を水平方向にスライド移動させることで、位置決め体１３を収容物Ｓの大きさ及び収容位置Ｅに応じた位置に装着するようにしてもよい。

（６）上記実施形態では、検出部を、撮像装置５にて構成したが、検出部は、光電センサやリミットスイッチ等の他の検出装置でもよい。ちなみに、検出部を光電センサにて構成した場合は、光電センサを収納容器に対して相対的に水平方向に移動させて光電センサにて仕切り体を検出し、判別部は、光電センサにて仕切り体を検出したときの光電センサと容器本体との位置関係に基づいて仕切り体の位置を判別することが考えられる。

５ 撮像装置（検出部）
１２ 容器本体
１３ 位置決め体
１９ 凹入部
２１ 嵌合部
Ｃ１ 入出庫用容器（容器）
Ｈ 制御装置（判別部）
Ｓ 収容物

Claims (5)

1. 収容物を収容する容器に収容されている前記収容物の位置を判別する判別部を備えた位置判別装置であって、
   前記容器が、前記収容物を収容する容器本体と、前記容器本体に収容されている前記収容物を位置決めする位置決め体と、を備え、
   前記位置決め体が、前記収容物の大きさ及び収容位置に応じた位置に装着され、
   前記位置決め体の位置を検出する検出部を備え、
   前記容器は、搬送装置により予め設定された搬送位置に搬送され、
   前記検出部は、前記搬送位置に向けて設置されて、前記搬送位置に位置する容器を撮像する撮像装置により構成され、
   前記判別部が、前記撮像装置にて撮像された前記位置決め体の撮像情報に基づいて前記収容物の位置を判別する位置判別装置。
2. 前記容器本体が、平面視で矩形状に形成され、
   前記収容物の前記収容位置が、平面視における前記容器本体の４つの角部のうちの予め設定した１つと前記位置決め体とで位置決めされ、
   前記検出部が、前記容器が予め設定された検出位置に予め設定された向きに位置する状態で前記位置決め体の位置を検出する請求項１記載の位置判別装置。
3. 前記位置決め体が、平面視でＬ字状の単一の部材にて構成されている請求項１又は２記載の位置判別装置。
4. 前記容器本体が、前記収容物を支持する支持部に下方に凹入する凹入部が複数形成され、
   前記位置決め体が、その下端部に前記凹入部に嵌合自在な嵌合部が形成されて、前記容器本体における前記収容位置に応じた位置に着脱自在に構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置判別装置。
5. 吸着パッドを備えた移載装置が、前記搬送位置に対応して設置され、
   前記判別部により判別された前記収容物の位置の情報に基づいて、前記容器に収容されている前記収容物を前記吸着パッドにより吸着保持するべく、前記移載装置を制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置判別装置。

Images