JP6692777B2 - 移載装置および判定方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、物品を目的地点まで移載することが可能な移載装置およびそれに用いられる判定方法に関する。

吸着パッド等を用いてワークを移載する移載装置がある。この種の移載装置は、吸着パッドを用いてワークを吸着・把持することで、寸法の異なる複数種類のワークを移載することができる。

特開２０１５−４０１３０号公報 特開２０１３−１５４４５７号公報

吸着パッドの吸着・非吸着を判定する精度を向上すれば、ワークを安定的に保持できるようになる。ワークを安定的に保持できれば、ワークを保持できないといったエラーの発生回数を低減でき、作業効率の向上につながる。

本発明が解決しようとする課題は、物品を安定的に保持できる移載装置を提供することである。

実施形態の移載装置は、第１負圧発生源と、前記第１負圧発生源にそれぞれ接続され、前記第１負圧発生源から導入された負圧によって物品を吸着可能な複数の第１吸着部と、前記第１吸着部それぞれの前記負圧に対応する複数の測定値を取得するセンサ部と、前記複数の測定値により第１閾値を設定し、前記第１閾値と前記測定値に基づいて前記測定値に対応する前記第１吸着部の吸着状態を判定する第１判定回路と、を備える。

図１は、第１実施形態の移載装置を示した模式図である。 図２は、図１に示す移載装置の流体制御装置および制御部を示した模式図である。 図３は、図１に示す移載装置のマニピュレータ本体、保持部、第１〜第４吸着部、高さが異なる２つの物品を示す斜視図である。 図４は、図１に示す移載装置の第１〜第４流体制御装置、保持部、および第１〜第４吸着部を示した模式図である。 図５は、図１に示す移載装置の制御部本体の構成を示したブロック図である。 図６は、第１実施形態の移載装置の動作を示すフローチャートである。 図７は、図６に示すフローチャートのステップＳ１５の処理の詳細を示したフローチャートである。 図８は、図１に示す移載装置において、１２個の吸着部に負圧を作用させ、それらのすべてが吸着に失敗した状態で各吸着パッドの圧力の測定値と第３閾値とを示したグラフである。 図９は、図１に示す移載装置において、１２個の吸着部に負圧を作用させ、それらのすべてが吸着に失敗した状態で各吸着パッドの圧力の測定値の標準偏差と第２閾値とを示したグラフである。 図１０は、図１に示す移載装置において、１２個の吸着部に負圧を作用させ、それらのすべてが吸着に成功した状態で各吸着パッドの圧力の測定値と第４閾値とを示したグラフである。 図１１は、図１に示す移載装置において、１２個の吸着部に負圧を作用させ、それらのすべてが吸着に成功した状態で各吸着パッドの圧力の測定値の標準偏差と第２閾値とを示したグラフである。 図１２は、図１に示す移載装置において、１２個の吸着部に負圧を作用させ、それらのうち８個が吸着に成功した状態で各吸着パッドの圧力の測定値と第１閾値とを示したグラフである。 図１３、図１に示す移載装置において、１２個の吸着部に負圧を作用させ、それらのうち８個が吸着に成功した状態で各吸着パッドの圧力の測定値の標準偏差を示したグラフである。 図１４は、第１実施形態のターゲットエリア内の第１〜第４吸着部の数が１２個である場合で、吸着・非吸着の誤検出数の時間変化を示したグラフである。 図１５は、第１実施形態のターゲットエリア内の第１〜第４吸着部の数が４個である場合に、吸着・非吸着の誤検出数の時間変化を示したグラフである。 図１６は、第１実施形態の第１変形例の移載装置において、２つの吸着パッド群に物品（ターゲットエリア）が跨った第１状態を示した平面図である。 図１７は、第１実施形態の第１変形例の移載装置において、３つの吸着パッド群に物品（ターゲットエリア）が跨った第２状態を示した平面図である。 図１８は、第２実施形態の移載装置の保持部、第１〜第４吸着部、ターゲットエリアを示し、ターゲットエリア内において第１〜第４吸着部の吸引ユニットに対する接続を開とし、ターゲットエリア外において第１〜第４吸着部の吸引ユニットに対する接続を閉とした状態を示した模式図である。 図１９は、図１８に示す移載装置において、ターゲットエリア内において吸着状態にある第１〜第４吸着部と、非吸着状態にある第１〜第４吸着部と、を示した模式図である。 図２０は、図１８に示す移載装置において、ターゲットエリア内において吸着状態にある第１〜第４吸着部の吸引ユニットに対する接続を開とし、非吸着状態にある第１〜第４吸着部の吸引ユニットに対する接続を閉とした状態を示した模式図である。 図２１は、第２実施形態において吸引ユニットから１個の第１吸着部に対してのみ負圧を作用させ、吸引ユニットに対する他の吸着部（第１〜第４吸着部）の接続を閉とした場合に、物品に吸着した第１吸着部内の圧力の応答波形を示すグラフである。 図２２は、第２実施形態において吸引ユニットから１２個の吸着部（第１〜第４吸着部）に対してのみ負圧を作用させ、そのうち１個のみが物品に吸着し他の１１個の吸着部（第１〜第４吸着部）が吸着に失敗した状態で、各吸着部内の圧力の応答波形を示すグラフである。 図２３は、第３実施形態の移載装置のマニピュレータ部および第２センサ部を示した模式図である。 図２４は、第３実施形態の移載装置の動作を示すフローチャートである。

近年、流通物流分野では、通信販売の拡大による物品（物体、荷物、ワーク）の取扱量が増加傾向にある。一方、日本国内においては少子高齢化を背景とした労働力不足が懸念され、物流現場の省人化・自動化ニーズは急速に高まっている。先進的な物流センターでは従来、保管・入出庫作業や搬送・仕分け作業などはマテリアルハンドリング機器の活用により自動化が進展してきている。しかし、荷降ろしやピッキングといった作業は多種多様な荷物を高速かつ安定的に取り扱う必要があり、依然として人手に頼った作業となっている。宅配運送会社では、運搬作業並びに移載作業の効率化のため、通称「かご台車」が多く利用される。かご台車は、外周の３面が柵で囲まれ１面が開口している。物流施設の自動化要望作業の一つに、かご台車に積載された数kgから数十kgの多種多様な荷物を、搬送用コンベアに順次投入する荷降ろし作業がある。この荷降ろし作業は、長時間にわたり作業従事者の一定の処理能力維持が要求されるため、肉体的・精神的負担が大きい。荷降ろし作業を自動化する自動化機器には、作業従事者と同等以上の高速性と安定性を兼ね備える荷物ハンドリング技術が要求される。

このように、段ボール箱等の箱状荷物の荷降ろし作業を行う自動化機器では、産業用ロボットなどの多関節マニピュレータの先端部に物体を保持するための保持機構を配置した構成が多い。配置した保持機構で、複数列・複数段に荷積みされた荷物を保持し、上層から順次運搬することで、荷降ろし作業を実現する。荷物を保持しながら移動させる移載装置の保持機構としては、複数の指部で物体を挟み込むグリッパ方式と真空吸着パッドを利用した真空吸着方式が広く採用される。グリッパ方式では、互いの指部が接離して動作する複数の指部を備え、指部の相互間隔が縮小することによって物体と指部が接触し、複数の指部で物体を挟みこむことで物体を保持する。グリッパ方式では摩擦力で物体を挟持するため、保持可能な物体種類が多い。一方、真空吸着方式では、荷物と真空吸着パッドとの接触内部空間の空気を排出することで内部空間の圧力を下げ、大気圧との差圧で荷物保持するため、保持機構寸法よりも大きな荷物でも保持可能である。上記理由により、荷物の大きさが未知な環境では、保持機構としては主に、真空吸着パッドを利用した真空吸着方式が広く採用される。保持機構としては、荷物上面を吸着保持することを想定し、平板の底面に真空吸着パッドを複数配置した形態が採用される。

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。本実施形態の移載装置では、上記したもののうち真空吸着方式を採用した。全図を通して同一の構成要素に同一の参照符号を付して、重ねての説明を省略する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部の大きさは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。

［第１実施形態］
第１の実施形態について図１から図１５を参照して説明する。以下では、水平面方向にＸ軸方向、Ｙ軸方向を定義し、鉛直方向にＺ軸方向を定義して説明する。

図１、図４に示すように、移載装置１１は、マニピュレータ部１２と、制御部１３と、認識部１４と、移載前の物品が載置される載置部１５と、載置部１５に載置された物品１６と、物品１６の移載先となる搬送部１７と、制御部１３に対して並列的に接続された第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄと、を備える。物品１６は、段ボール箱等に入れられた製品や、パッケージされた製品、或いは製品そのものを含む。

図１に示すように、搬送部１７は、マニピュレータ部１２に保持された物品１６を載置して搬送する箇所である。搬送部１７は、例えば、ベルトコンベア２１と、ベルトコンベア２１に接続されベルトコンベア２１の動作を制御する搬送制御部２２と、を備える。ベルトコンベア２１は、所定の方向に並んだ複数のローラ２３と、ローラ２３の周囲に巻かれたベルト２４と、を有する。ベルトコンベア２１は、複数のローラ２３を所定の方向に回転することによりベルト２４を駆動し、物品１６を搬送できる。搬送部１７は、ベルトコンベア２１に限定されず、ローラコンベアやその他のソータ等を含んでいてもよい。

搬送制御部２２は、ベルトコンベア２１の駆動、例えば搬送速度や搬送方向を制御する。搬送制御部２２は、制御部１３と接続されて信号のやりとりをすることができる。搬送制御部２２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリ、補助記憶部、ハードディスクドライブを備えたコンピュータである。搬送制御部２２には、予めプログラムがインストールされる。搬送制御部２２は、当該プログラムにより搬送部１７を自動化機器として制御できる。搬送部１７は、作業者が搬送制御部２２を介して手動で操作することにより制御しても良い。搬送制御部２２は、制御部１３に含まれても良い。

載置部１５は、物品１６が積載あるいは載置される箇所である。載置部１５は、棚、かご台車、スチール台車、ボックスパレット、パレット等で良い。載置部１５は、移動可能であっても良い。

図１に示すように、認識部１４は、第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃと、第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃそれぞれと繋がる計算機２６と、を備える。認識部１４は、載置部１５に載置された複数の物品１６を認識する。計算機２６は、制御部１３と接続されており制御部１３との間で各種の信号をやりとりできる。

第１画像センサ２５Ａは、例えば、載置部１５に載置された複数の物品１６に対して斜め上かつ前方に位置する。第２画像センサ２５Ｂは、例えば、載置部１５に載置された複数の物品１６に対して上方に位置する。第３画像センサ２５Ｃは、例えば、載置部１５に載置された複数の物品１６に対して斜め下かつ後方に位置する。第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃのそれぞれは、移動可能であっても良い。第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃは、距離画像センサ又は赤外線ドットパターン投影方式カメラなどの三次元位置計測可能なカメラで構成されうる。赤外線ドットパターン投影方式カメラは、赤外線のドットパターンを物品１６に投影し、その状態で載置部１５に載置された物品１６の赤外線画像を撮影する。計算機２６は、第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃから得た赤外線画像を解析することで、物品１６の３次元情報を得ることが可能である。赤外線ドットパターン投影方式カメラは、カラー画像又はモノクロ画像を撮影可能であっても良い。また、赤外線ドットパターン投影方式カメラの他に、カラー画像又はモノクロ画像を取得するカメラなどの光学センサを含んでいても良い。画像は、例えば、ｊｐｇ、ｇｉｆ、ｐｎｇやｂｍｐ等の一般的に用いられている画像データでも良い。本実施形態において、画像センサの数は、３個に限定されるものではなく、少なくとも１つ以上であれば良く、２つ以上の複数であっても良い。

計算機２６は、第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃから出力されるデータに基づいて物品１６の位置情報を導出する。物品１６の３次元位置情報は、制御部１３へ出力される。計算機２６は、一般的なコンピュータで構成され、例えばＣＰＵやメモリや補助記憶部などを備え、プログラム等を実行する。なお、計算機２６の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されても良い。また、計算機２６は、制御部１３に含まれていても良い。制御部１３は、物品１６の位置情報に基づいてマニピュレータ部１２を制御する。

図４に示すように、本実施形態では、第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄは、１個の制御部１３に並列的に接続されているが、第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄがそれぞれ制御部１３を有していてもよい。図２に示すように、第１流体制御装置１８Ａは、吸引ユニット２７と、加圧ユニット２８と、方向制御弁３１と、第１流体制御装置１８Ａに対応する第１吸着部３２Ａに接続される複数（例えば、１２個）のチューブ３３と、複数（例えば、１２個）のセンサ部３４と、を有する。第２〜第４流体制御装置１８Ｂ〜１８Ｄのそれぞれは、第１流体制御装置１８Ａと同様の構成を有する。第２流体制御装置１８Ｂに関し、複数（例えば、１２個）のチューブ３３は、第２流体制御装置１８Ｂに対応する第２吸着部３２Ｂに接続される。第３流体制御装置１８Ｃに関し、複数（例えば、１２個）のチューブ３３は、第３流体制御装置１８Ｃに対応する第３吸着部３２Ｃに接続される。第４流体制御装置１８Ｄに関し、複数（例えば、１２個）のチューブ３３は、第４流体制御装置１８Ｄに対応する第４吸着部３２Ｄに接続される。

吸引ユニット２７は、一般的な真空ポンプで構成される。第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄのそれぞれの吸引ユニット２７は、後述する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれに対して負圧を供給できる。吸引ユニット２７は、真空ポンプ以外に、加圧ユニット２８と真空発生器とを組み合わせて負圧を発生させてもよい。第１流体制御装置１８Ａの吸引ユニット２７は、第１負圧発生源に対応し、ただし、第２流体制御装置１８Ｂの吸引ユニット２７は第２負圧発生源に対応し、第３流体制御装置１８Ｃの吸引ユニット２７は第３負圧発生源に対応し、第４流体制御装置１８Ｄの吸引ユニット２７は第４負圧発生源に対応し、第１〜第４負圧発生源は独立である。本明細書では、便宜上、第２〜第４負圧発生源をまとめて第２負圧発生源と記載している。

加圧ユニット２８は、一般的なコンプレッサや空気圧ポンプ（エアーポンプ）などで構成される。加圧ユニット２８は、後述する第１吸着部３２Ａおよび第２吸着部３２Ｂに対して真空破壊のための空気圧（正圧）を供給できる。加圧ユニット２８は、コンプレッサや空気圧ポンプ以外にも工場内の空気パイプで代用してもよく、当該空気パイプから高圧の空気を得てもよい。チューブ３３は、弾性材料によって円筒形に形成される。チューブ３３は、真空にも耐えうる十分な剛性を有する。チューブ３３は、フレキシブルチューブであることが望ましい。

複数のセンサ部３４のそれぞれは、複数のチューブ３３のそれぞれの途中に介在されている。センサ部３４は、一般的な圧力センサで構成され、チューブ３３の内部の負圧
（負圧を含む圧力）を計測することができる。センサ部３４は、圧力センサの代わりに流量センサを用いてもよいし、圧力センサと流量センサとの両方を備えていても良い。

図２に示すように、方向制御弁３１は、全体としてマニホールド形をなした電磁弁であり、内部に枝分かれした複数の流路３５と、流路３５の途中に設けられた複数の弁部３６と、を有する。このため、方向制御弁３１は、例えば、１個の吸引ユニット２７からの負圧を複数のチューブ３３に対して供給することができる。そして制御部１３の制御下において、電磁弁の機能によって弁部３６を開閉動作させて、１個のチューブ３３に対する負圧の供給・非供給を切り替えることができる。同様に、方向制御弁３１は、例えば、１個の加圧ユニット２８からの空気圧（正圧）を複数のチューブ３３に供給することができる。そして制御部１３の制御下において、電磁弁の機能によって１個のチューブ３３に対する空気圧の供給・非供給を切り替えることができる。なお、方向制御弁３１は、電磁弁に限られず、空気圧や油圧によって動作するものであってもよい。方向制御弁３１の一端側には、加圧ユニット２８および吸引ユニット２７が接続される。方向制御弁３１は、加圧ユニット２８に接続された状態と、吸引ユニット２７に接続された状態と、を切り替えることができる。そして、方向制御弁３１の他端側は、チューブ３３を介して、第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの内部空間３８に連通されている。

図１に示すようにマニピュレータ部１２は、基台部４１と、基台部４１に取り付けられたマニピュレータ本体４２と、マニピュレータ本体４２の先端に配置され物品１６を保持可能な保持部４３と、を備える。マニピュレータ本体４２は、複数（例えば、少なくとも２つ）のロッド状のリンク４４と、リンク４４の端部同士を接続する複数の関節部４５と、を備える。本実施形態において、関節部４５は、１個の回転軸方向に回転可能になっているが、関節部４５の回転方向は１個の回転軸方向に限定されるものではない。関節部４５は、多軸方向に回転可能であってもよい。また関節部４５は、回転に限定されず直動可能であっても良い。マニピュレータ本体４２は、保持部４３を物品１６（載置部１５）に対向する第１位置から移動先（搬送部１７）の第２位置まで移動可能な移動機構の一例である。

関節部４５は、例えば、回転軸と、回転軸と同軸上に配置されたモータと、モータの駆動状態を検出する計測センサ（検出部）と、モータの回転速度を減速するとともにトルクを増大させる減速機と、をその内部に有する。マニピュレータ本体４２は、モータの駆動により各リンク４４をそれぞれ回転可能である。これにより、先端に配置された保持部４３を移動する。マニピュレータ本体４２は、いわゆる垂直多関節型のロボットである。また、マニピュレータ本体４２は、上記構成の他に、３軸（ＸＹＺ軸）方向の直動機構で構成されても良いし、両構成の組み合わせでも良い。

計測センサ（検出部）は、例えば、モータの回転角（モータの回転変位量）、回転数、モータの速度、モータの負荷等を計測するロータリーエンコーダやポテンショメータで構成され、モータの駆動状態を計測できる。検出部は、ロータリーエンコーダやポテンショメータ以外にも、モータの駆動状態が判れば他のセンサであってもよい。計測センサ（検出部）は、例えば、変位センサ、超音波センサ、可変抵抗、静電容量センサ、パルスコーダ、ファイバセンサ、レーザ変位センサ、電流センサ等であってもよい。計測センサ（検出部）は、その他、基準点からの距離や角度に応じて電圧又は電流を出力するセンサであっても良い。これらのセンサにより計測された情報は、制御部１３に送信される。減速機は、モータの回転速度を減速し、関節部４５の回転速度を定める。減速比は、モータの回転数や生成トルク等により適宜調整される。回転速度やトルク生成をモータ側で調整する場合、減速機は、必須の構成ではない。

図１に示すように、基台部４１は、マニピュレータ本体４２の端部を固定するとともにマニピュレータ本体４２をＺ軸回りに回転可能に支持する。基台部４１は、例えば床面や地面に固定的に設置される。或いは基台部４１は、移動可能な台車等で構成されていてもよく、基台部４１が床面上を移動することによってマニピュレータ部１２が移動可能であっても良い。

図１、図３に示すように、保持部４３は、マニピュレータ本体４２が移動することにより物品１６の方向に移動可能である。保持部４３は、方形の平板状の平板部４６と、平板部４６に取り付けられた複数の第１吸着部３２Ａと、平板部４６に取り付けられた複数の第２吸着部３２Ｂと、平板部４６に取り付けられた複数の第３吸着部３２Ｃと、平板部４６に取り付けられた複数の第４吸着部３２Ｄと、を有する。保持部４３には、複数の貫通孔４７が格子点状に設けられている。一つの貫通孔４７の内側には一つの第１吸着部３２Ａの第１シャフト４８Ａが通され、他の一つの貫通孔４７の内側には一つの第２吸着部３２Ｂの第２シャフト４８Ｂが通され、他の一つの貫通孔４７の内側には一つの第３吸着部３２Ｃの第３シャフト４８Ｃが通され、他の一つの貫通孔４７の内側には一つの第４吸着部３２Ｄの第４シャフト４８Ｄが通されている。第２〜第４吸着部３２Ｄのすべては、請求項にいう第２吸着部に対応する。

複数の第１吸着部３２Ａ、複数の第２吸着部３２Ｂ、複数の第３吸着部３２Ｃ、複数の第４吸着部３２Ｄは、貫通孔４７および第１シャフト４８Ａ（第２シャフト４８Ｂ、第３シャフト４８Ｃ、第４シャフト４８Ｄ）を介して、平板部４６の平面の法線方向に沿って進退移動することができる。第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれは、少なくとも１つ以上設けられている。ここで、複数の第１吸着部３２Ａは第１吸着部群３２Ａを構成し、以下同様に、複数の第２吸着部３２Ｂは第２吸着部群３２Ｂを構成し、複数の第３吸着部３２Ｃは第３吸着部群３２Ｃを構成し、複数の第４吸着部３２Ｄは第４吸着部群３２Ｄを構成する。

図２、図３に示すように、第１吸着部３２Ａは、内側に内部空間３８を有するように碗状になった第１吸着パッド３７Ａと、第１吸着パッド３７Ａに連なる円筒形の第１シャフト４８Ａと、第１シャフト４８Ａの下端近傍と保持部４３の下面との間に介在されたサスペンション（ばね）と、を有する。第２吸着部３２Ｂは、内側に内部空間３８（第２内部空間）を有するように碗状になった第２吸着パッド３７Ｂと、第２吸着パッド３７Ｂに連なる円筒形の第２シャフト４８Ｂと、第２シャフト４８Ｂの下端近傍と保持部４３の下面との間に介在された第２サスペンション（ばね）と、を有する。第３吸着部３２Ｃは、内側に内部空間３８（第３内部空間）を有するように碗状になった第３吸着パッド３７Ｃと、第３吸着パッド３７Ｃに連なる円筒形の第３シャフト４８Ｃと、第３シャフト４８Ｃの下端近傍と保持部４３の下面との間に介在された第３サスペンション（ばね）と、を有する。第４吸着部３２Ｄは、内側に内部空間３８（第４内部空間）を有するように碗状になった第４吸着パッド３７Ｄと、第４吸着パッド３７Ｄに連なる円筒形の第４シャフト４８Ｄと、第４シャフト４８Ｄの下端近傍と保持部４３の下面との間に介在された第４サスペンション（ばね）と、を有する。第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄのそれぞれは、ゴム状の弾性体によって形成される。

第１シャフト４８Ａ、第２シャフト４８Ｂ、第３シャフト４８Ｃ、および第４シャフト４８Ｄは、それぞれ対応するチューブ３３に接続される。このとき、第１吸着部３２Ａは、第１流体制御装置１８Ａの吸引ユニット２７および加圧ユニット２８から負圧および空気圧（正圧）の供給を受ける。第２吸着部３２Ｂは、第２流体制御装置１８Ｂの吸引ユニット２７および加圧ユニット２８から負圧および空気圧（正圧）の供給を受ける。第３吸着部３２Ｃは、第３流体制御装置１８Ｃの吸引ユニット２７および加圧ユニット２８から負圧および空気圧（正圧）の供給を受ける。第４吸着部３２Ｄは、第４流体制御装置１８Ｄの吸引ユニット２７および加圧ユニット２８から負圧および空気圧（正圧）の供給を受ける。このため、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれに対して、負圧および空気圧（正圧）を供給する供給源は、互いに独立（別系統）となっている。

図４では保持部４３が有する複数の吸着パッド群を示す。保持部４３は、第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄを有する。第１吸着パッド群５１Ａは、複数（例えば、１２個）の第１吸着パッド３７Ａを有する。第２吸着パッド群５１Ｂは、複数（例えば、１２個）の第２吸着パッド３７Ｂを有する。第３吸着パッド群５１Ｃは、複数（例えば、１２個）の第３吸着パッド３７Ｃを有する。第４吸着パッド群５１Ｄは、複数（例えば、１２個）の第４吸着パッド３７Ｄを有する。なお、本実施形態の第２吸着パッド３７Ｂ、第３吸着パッド３７Ｃ、および第４吸着パッド３７Ｄは、請求項にいう第２吸着パッドに対応する。なお、吸着パッド群の数および各吸着パッド群に含まれる吸着パッドの数は任意であり、用途に応じて適宜に変更できる。

図４に示すように、第１吸着パッド群５１Ａに含まれる第１吸着パッド３７Ａは、第１流体制御装置１８Ａ（方向制御弁３１）にチューブ３３を介して接続される。第２吸着パッド群５１Ｂに含まれる第２吸着パッド３７Ｂは、第２流体制御装置１８Ｂ（方向制御弁３１）にチューブ３３を介して接続される。第３吸着パッド群５１Ｃに含まれる第３吸着パッド３７Ｃは、第３流体制御装置Ｃ（方向制御弁３１）にチューブ３３を介して接続される。第４吸着パッド群５１Ｄに含まれる第４吸着パッド３７Ｄは、第４流体制御装置１８Ｄ（方向制御弁３１）にチューブ３３を介して接続される。なお、保持部４３の構成は、この限りではなく例えば１つの第１吸着パッド群５１Ａから構成されていてもよい。

図３に示すように、第１〜第４シャフト４８Ａ〜４８Ｄおよび第１〜第４サスペンションは、高さが異なる２以上の物品１６を吸着保持する際に、物品１６同士の高さ違いを吸収できる。すなわち、物品１６の高さが小さいときは、第１〜第４シャフト４８Ａ〜４８Ｄが保持部４３から大きく突出するとともに、第１〜第４サスペンションの作用によってその突出状態が維持される。逆に物品１６の高さが大きいときは、第１〜第４シャフト４８Ａ〜４８Ｄの突出量が小さくなるとともに、第１〜第４サスペンションの作用によってその突出状態が維持される。このような構造によって、物品１６同士の高さの違いを吸収して、高さの異なる複数の物品１６を同時に吸着・保持できる。なお、第１〜第４サスペンションを備えることは吸着部の必須の構成ではない。第１〜第４サスペンションを備えていない場合に、物品１６同士の高さ違いを吸収するのは吸着パッドのゴム状の弾性体の変形量のみに依存することとなる。

図１、図２に示すように、制御部１３は、マニピュレータ部１２と、第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄの方向制御弁３１と、加圧ユニット２８、吸引ユニット２７と、にそれぞれ接続されるとともに、これらを制御する。

図５に示すように、制御部１３は、入力部５２と、表示部５３と、制御部本体５４と、を有する。制御部本体５４は、一般的なコンピュータで構成される。すなわち、制御部本体５４は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、各種のドライバと、これらを実装するとともにこれらを互いに電気的に接続するプリント配線板と、を有するが、これ以外に例えばハードディスクドライブ等の記憶装置を含んでいてもよい。なお、制御部本体５４の全部又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されても良い。

記憶装置として、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、ＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いてもよい。制御部本体５４は、機能的には、コマンド生成部５５と、目標指令値を生成する目標値生成部５６と、駆動制御部５７と、信号処理部５８と、判定部６１と、を備える。制御部本体５４の備える各機能的部分は、ハードディスクドライブ等にインストールされたソフトウェアによって実現されてもよいし、或いは、上記プリント配線板上に実装された各種のＩＣ等のチップ部品、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスクドライブや、その他回路によってハードウェア的に実現されてもよい。

入力部５２は、例えばタッチパネルとして表示部５３と一体的に構成され、作業者（ユーザ）からの指示を受け付けることができる。入力部５２は、表示部５３とは別に設けられたキーボードで実現されてもよい。入力部５２は、制御部１３から物理的に分離して設けられていてもよく、無線や有線によって離れた場所から入力可能なリモコンとして実現されても良い。また入力部５２は、マイクで構成されていてもよく、この場合に作業者の音声により指示を入力することもできる。入力部５２には、マニピュレータ部１２に対する動作指令情報が入力される。入力部５２は、動作指令情報をコマンド生成部５５に送信する。なお、入力部５２は、移載装置１１が認識部１４によって自動で物品１６を認識して駆動する場合は、必ずしも必要な構成では無い。

制御部本体５４が無線を介して外部と通信をする場合には、入力部５２は通信部として機能する。入力部５２は、外部コンピュータやサーバからの動作指令情報を受信する。入力部５２は、無線通信装置で構成されることが好ましいが、それ以外にも、入力部５２が通信ネットワークと接続されていても良い。通信ネットワークとしては、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。

コマンド生成部５５は、動作指令情報、認識部１４での物品１６の認識結果に基づいて各動作プロセスで必要となる動作手順を動作コマンドとして生成する。コマンド生成部５５は、実行される動作コマンドに応じた各動作モード情報を生成する。動作コマンドは、マニピュレータ部１２の一連の動作に関するコマンドであり、例えばプログラムとしての情報である。動作モード情報は、個別の動作に関する情報であり、例えば、保持部４３を「上昇させる」や「下降させる」といった動作に関する情報である。コマンド生成部５５は、動作モード情報等をＲＡＭや記憶装置に記憶させる。なお、記憶装置には、保持する対象となる物品１６の形状、重量や柔軟性等の属性データも予め記憶されていても良い。

コマンド生成部５５は、動作コマンドを目標値生成部５６へ出力する。また、コマンド生成部５５は、動作コマンドの各動作モードと記憶装置に記憶されている実際の動作情報を紐付けて判定部６１に出力する。

目標値生成部５６は、コマンド生成部５５からマニピュレータ本体４２および保持部４３に対する動作コマンドが入力される。目標値生成部５６は、マニピュレータ本体４２および保持部４３の目標指令値を生成する。目標指令値は、駆動制御部５７に出力される。

駆動制御部５７は、目標値生成部５６からマニピュレータ本体４２および保持部４３の目標指令値が入力され、目標指令値に応じてマニピュレータ本体４２および保持部４３を駆動するための駆動指令情報を生成する。駆動指令情報は、ドライバ６２へ出力される。

ドライバ６２は、駆動制御部５７からマニピュレータ本体４２および保持部４３の駆動指令情報が入力され、駆動出力を生成する。マニピュレータ本体４２および保持部４３は、ドライバ６２から駆動出力を受信し、方向制御弁３１やモータ等を動作させて駆動量を調整する。

信号処理部５８は、マニピュレータ本体４２および保持部４３の駆動による各種センサ（センサ部や加圧ユニット・吸引ユニットに取り付けられたセンサ等）の信号を受信し、その信号に対して信号増幅処理やアナログデジタル変換処理等を行う。

判定部６１は、信号処理部５８で変換されたセンサ信号が入力される。判定部６１は、センサ信号に応じて保持部４３の駆動量の調整、載置環境の傾斜の有無、物品の姿勢、物品１６の保持状態等を判定する。判定部６１は、後述する第１〜第４判定回路６３Ａ〜６３Ｄを有する。判定部６１は、コマンド生成部５５から動作コマンドに対応するマニピュレータ本体４２および保持部４３の動作情報を受信する。判定部６１は、この動作情報とセンサ信号による情報を比較する。判定部６１は、この比較結果に基づいてマニピュレータ本体４２および保持部４３の駆動の停止や物品状態に応じたマニピュレータ本体４２の姿勢補正等の動作コマンドを生成する。判定部６１は、コマンド生成部５５に対して動作コマンドを修正する戻り値コマンドを出力する。戻り値コマンドによりコマンド生成部５５は、動作コマンドを補正し入力部で入力された動作指令情報に適した処理動作を実行できる。判定部６１は、受信した動作情報およびセンサ信号が目標値に合致或いはほぼ合致したときに、駆動停止の制御信号を駆動制御部５７に出力する。これらの制御により保持部４３の動作の信頼性および確実性が向上される。

次に、図６から図１３を参照して、本実施形態にかかる移載装置１１の動作の一例について説明する。

移載装置１１の電源がオンされると、制御部本体５４は、第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄの吸引ユニット２７のそれぞれと、加圧ユニット２８のそれぞれとを起動する。これにより、吸引ユニット２７のそれぞれは負圧を発生させ、加圧ユニット２８のそれぞれは空気圧（正圧）を発生させる。また、吸引ユニット２７と加圧ユニット２８の起動は、移載装置１１の起動と連動する必要は必ずしもなく、例えば個別に吸引ユニット２７または加圧ユニット２８を手動で起動してもよい。制御部１３は、方向制御弁３１を制御して、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれと吸引ユニット２７のそれぞれが接続する方向に内部の流路３５を切り替える。これによって、第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄの吸引ユニット２７から供給された負圧が第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれに作用する。さらに、センサ部３４は、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄが物品１６に吸着していない状態で（空吸引状態で）複数の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのすべてについて圧力の測定値（基準値）を取得する。またこのとき、例えば第１吸着部３２Ａに属する吸着部が１２個であった場合、１２個の空吸引状態の圧力の測定値（基準値）を取得するだけではなく、吸着部が１１個〜１個までの空吸引状態の圧力の測定値（基準値）を取得してもよい。以降に詳細を述べるが、例えばターゲットエリア６４内の第１吸着部３２Ａに属する吸着部が８個の場合は、空吸引状態の圧力の測定値（基準値）は８個の時に取得した測定値（基準値）を利用して、較正処理（キャリブレーション）を実施すれば、さらに吸着・非吸着の判定精度は向上する。基準値は、一定時間測定することで得られた測定値のうちの一つであってもよいし、一定時間測定することで得られた複数の測定値を平均した平均値であってもよい。センサ部３４は、取得した基準値を記憶装置に記憶させる。なお、基準値はセンサ部３４の内部に記憶されてもよい。これによって、事前の準備が完了する。

制御部本体５４は、認識部１４の第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃによって載置部１５に載置された複数の物品１６の３次元位置情報を認識する（図６のステップＳ１１）。制御部本体５４は、３次元位置情報から移載対象となる物品１６を選定する（ステップＳ１２）。この選定は、例えば、最も高い位置にある物品１６を優先して選定する。これによって、高さの低い物品１６を先に取りに行こうとして、保持部４３によって高い位置にある物品１６を押しつぶしてしまう危険を排除する。これと同時に、制御部本体５４は、３次元位置情報から、移載対象として選定した物品１６の頂面に対応するターゲットエリア６４を設定し、このターゲットエリア６４内に配置可能な第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの数を算出する。

制御部本体５４は、物品１６の位置に応じてマニピュレータ本体４２を駆動し、保持部４３を物品１６の位置まで移動させる（ステップＳ１３）。移動は、例えば、Ｘ方向Ｙ方向の保持部４３の移動を先に行い、物品１６の真上に保持部４３が位置した状態で、Ｚ方向に保持部４３を移動させる。第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄが物品１６に当接した状態で、所定時間経過後に第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの内部空間３８の圧力が所定の圧力以下になると、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄに物品１６が吸着された状態となる。これによって、保持部４３で物品１６を保持できる（ステップＳ１４）。なお、マニピュレータ部１２は、同時に複数の物品１６を保持・移載することもできる。

続いて、判定部６１の第１〜第４判定回路６３Ａ〜６３Ｄによって保持が成功しているか否かが判断される（ステップＳ１５）。このステップＳ１５の詳細を図７に示す。

基準値の測定は、上記した事前の準備によって物品１６に第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄを吸着させる前に行われている。制御部本体５４は、事前の準備で測定された基準値を、例えば記憶装置から取得する（図７、ステップＳ２１）。続いて、ステップＳ２２の事前処理では、（１）較正処理（キャリブレーション）と、（２）標準偏差の取得と、（３）第１閾値の設定と、を行う。なお、図２の構成が本実施例の最小構成であることから、図４の構成は本実施例の最小構成が４組含まれるという捉え方をしても良い。そのため下記で述べる、（１）較正処理、（２）標準偏差の取得、（３）第１閾値の設定の処理においては、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの領域において独立して判定処理される。

（１）較正処理では、制御部本体５４は、ターゲットエリア６４内に位置する複数の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれについて、内部空間３８の圧力の実測値（計測値）をセンサ部３４を介して取得する。そして、制御部１３は、ターゲットエリア６４内に位置する複数の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれにおいて、実測値（計測値）から基準値（較正値）を減算して、較正された測定値を得る。例えば、ターゲットエリア６４内に位置する吸着部の数が１２個であった場合には、較正された１２個の測定値を得る。これによって、空吸引状態で吸着部ごとに生じる圧力値の大きさの違い（吸着部の位置による圧力値のばらつき）や、センサ部３４ごとの検出感度のばらつきの影響を低減できる。上記のようにして取得された、それぞれの内部空間３８の較正された測定値の一例を図８中に示す。

（２）では、制御部本体５４は、（１）で得られたターゲットエリア６４内に位置する複数の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの測定値から、標準偏差を算出する。制御部本体５４によって算出される標準偏差は、複数の測定値のばらつきの指標の一例である。制御部本体５４（第２判定回路６３Ｂ）は、複数の測定値のばらつきの指標の他の例として、分散やその他指標（正規分布）等を用いてもよい。

（３）では、制御部本体５４は、（１）で得られたターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの測定値の平均値から、第１閾値を設定する。このとき、平均値の算出方法としては、特定の数値に重みづけを行った加重平均を採用することが好ましい。本実施形態では、制御部本体５４は、最大値寄りの測定値の重みを大とし、最小値寄りの測定値の重みを小とした加重平均値を用いる。

加重平均は、例えば、ターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれに対応する測定値（例えば、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれにおいて、ターゲットエリア６４内に位置する吸着部の数が１２個であった場合には第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの吸着部の数は１２個となる。ターゲットエリア６４の範囲によっては、例えば第１吸着部３２Ａの吸着部の数は４個、第２吸着部３２Ｂの吸着部の数は８個、第３吸着部３２Ｃの吸着部の数は８個、第４吸着部３２Ｄの吸着部の数は４個といった状況も発生しうる。）の測定値のうち、最大値および最小値を認定し、
（加重平均値）＝（２×（最大値）＋（最小値））／３ ・・・式１
の式１で加重平均値を得る。この加重平均値によって、算術平均値よりも最大値側に寄った位置に閾値を設定することができる。制御部本体５４は、この加重平均値を第１閾値として記憶装置に記憶する。加重平均値の算出は、測定開始から所定時間（例えば、２３０ミリ秒）経過後で、第２の所定時間（例えば、数秒）が経過する前のタイミングで行うことが望ましい。なお、平均値の算出方法は、加重平均に限られるものではなく、算術平均（相加平均）であってもよい。測定値から最大値および最小値を算出する方法は、選択アルゴリズムとしてバブルソートや選択ソートなどを用いてもよい。

制御部本体５４は、ステップＳ２３において、ターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのうち、それぞれの第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄにおいてすべてが非吸着となっている非吸着状態を検出する。その際、制御部本体５４の判定部６１の第２判定回路６３Ｂは、上記標準偏差が予め設定した第２閾値よりも小さいという条件１を充たすか否かを判定する。ステップＳ２３において、第２閾値は、固定閾値であり、その一例として、０．７ｋＰａである。この場合の算出された標準偏差と第２閾値との関係を図９に示す。さらに、制御部本体５４の判定部６１の第３判定回路６３Ｃは、ターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの測定値の全てが予め設定した第３閾値よりも大きいという条件２を充たすか否かを判定する。第３閾値は、固定閾値であり、例えば−２０ｋＰａである。この場合の第３閾値と測定値との関係の一例を図８に示す。これらの条件１および条件２を充たすか否かの判定は、測定開始から所定時間（例えば、２３０ミリ秒）経過後で、第２の所定時間（例えば、数秒）が経過する前のタイミングで行うことが望ましい。制御部本体５４は、条件１、条件２を両方充たすと判定したときに、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの対応する吸着部においてすべてが非吸着となった全非吸着状態であると判定する。全非吸着状態であると判断された場合には、ステップＳ２６、ステップＳ２８に進んで、制御部本体５４は、保持成功可否の判定をする。全非吸着状態と判定されたケースでは、制御部本体５４は、物品１６の保持が成功しないと判定する。例えば、「ターゲットエリア６４内の第１吸着部３２Ａの吸着部は非吸着であるが、ターゲットエリア６４内の第２吸着部３２Ｂ〜第４吸着部３２Ｄの吸着部は非吸着ではない」と検出された場合は、制御部本体５４は、物品１６の保持が成功していると判定し、下記で説明する処理に移行する。

ステップＳ２３において、条件１および条件２の少なくとも一方を充たさないと判定されたとき、制御部本体５４は、ステップＳ２３から次のステップＳ２４に進む。制御部本体５４は、ステップＳ２４において、ターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのすべてが物品１６に吸着した全吸着状態を検出する。その際、制御部本体５４の判定部６１の第２判定回路６３Ｂは、上記標準偏差が予め設定した第２閾値よりも小さいという条件３を充たすか否かを判定する。ステップＳ２４において、第２閾値は、その一例として１．０ｋＰａであるが、ステップＳ２３の第２閾値と同様に０．７ｋＰａであってもよい。この場合の算出された標準偏差と第２閾値との関係を図１１に示す。さらに、制御部本体５４の判定部６１の第４判定回路６３Ｄは、ターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの測定値の全てが予め設定した第４閾値よりも小さいという条件４を充たすか否かを判定する。第４閾値は、固定閾値であり、例えば−３０ｋＰａである。この場合の第４閾値と測定値との関係の一例を図１０に示す。これらの条件３および条件４を充たすか否かの判定は、測定開始から所定時間（例えば、２３０ミリ秒）経過後で、第２の所定時間（例えば、数秒）が経過する前のタイミングで行うことが望ましい。制御部本体５４は、条件３、条件４を両方充たすと判定したときに、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのすべてが物品１６に吸着した全吸着状態であると判定する。全吸着状態であると判断された場合には、ステップＳ２７、ステップＳ２８に進んで、制御部本体５４は、保持成功可否の判定をする。全吸着状態と判定されたケースでは、制御部本体５４は、物品１６の保持が成功すると判定される。

ステップＳ２４において、条件３および条件４の少なくとも一方を充たさないと判定されたとき、制御部本体５４は、ステップＳ２４から次のステップＳ２５に進む。このステップでは、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれについて、吸着状態にあるか非吸着状態にあるかが判定される。

制御部本体５４の判定部６１の第１判定回路６３Ａは、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの測定値が第１閾値を下回るという条件５を充たすか否かを判定する。この場合のイメージを図１２に示す。図１２では、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれに属する吸着部１２個のうち、８個で吸着が成功した状態を示している。（ターゲットエリア６４内の第１吸着部３２Ａの吸着部の数は１２個で、このうち８個で吸着が成功した状態である。第２〜第４吸着部３２Ｂ〜３２Ｄにおいても同様の状態とする。）。また、図１３にこの状態の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの圧力の測定値の標準偏差を示す。このように、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれにおいて、非吸着状態と吸着状態とが混在している場合には、測定値がばらついている。条件５を充たすか否かの判定は、測定開始から所定時間（例えば、２３０ミリ秒）経過後で、第２の所定時間（例えば、数秒）が経過する前のタイミングで行うことが望ましい。また、条件５を充たすときに、第１判定回路６３Ａは、判定対象の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの各吸着部が吸着状態にあると判定する（ステップＳ２７）。条件５を充たさないときには、第１判定回路６３Ａは、判定対象の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの各吸着部が非吸着状態にあると判定する（ステップＳ２６）。ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのすべての吸着部について判定が完了したときに、物品１６の保持に成功したか否かの判定は、例えば、次のように行うことができる。判定は、チューブ３３の途中に位置するセンサ部３４で取得された測定値の変化量が所定の値よりも大きい場合に物品１６の保持に失敗したとしてもよいし、画像を取得することで測定した第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの変形量、等に基づいていてもよい。また、第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄのいくつかに別途接触センサや近接センサを配置して、センサ出力の変化から判定してもよい。或いは、判定基準は、物品１６の種類や第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの負圧の大きさ、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの数、等によって適宜に設定することもできる。吸着部の吸着力は当該吸着部の到達真空度と接触有効面積に基づいて算出可能であることから、一例として、物品１６の重量が標準的な場合で、例えばターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの数が１２個であったときに、例えばその８０％にあたる１０個の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄが吸着状態にあったときに、保持成功と判定する。一方、同じ条件で吸着状態にある第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄが９個以下であった場合には、保持失敗と判定する。

物品１６の保持に失敗したと判定した場合には、図６に示すフローに従い、ステップＳ１５からステップＳ１３にまで戻る。このとき、吸着した状態にある第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれを後述する方法で吸着解除し、制御部本体５４は、保持部４３をＺ軸方向に一度上昇させる。その後に、方向制御弁３１を吸引ユニット２７と接続した状態にして保持部４３を再度降下させて、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄを物品１６に当接させて、再度物品１６を保持することを試みる。なお、本実施形態では、保持に失敗した場合に、再度同じ物品１６を保持するようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、保持に失敗した場合に他の物品１６を優先して保持するように保持部４３を移動させてもよい。或いは、ユーザ（オペレータ）に異常を通知してもよい。

制御部本体５４が保持に成功したと判定した場合には、マニピュレータ本体４２を制御して保持部４３とともに物品１６を移動先まで移動させる（ステップＳ１６）。物品１６を移動先の搬送部１７上に置いたときに、制御部本体５４は、方向制御弁３１を切り替えて第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれと加圧ユニット２８とが接続された状態にする。これによって、すべての第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄから空気を放出させて物品と第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄとの吸着状態を解除（真空破壊）できる。これによって、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄと物品１６とを確実に分離できる（ステップＳ１７）。これによって、物品１６の移載作業を完了する。

図１４、図１５に、本実施形態の判定方法を用いた場合の誤判定の検出数を示す。ここでは、上記と同様の手法で第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれにおいて、吸着状態又は非吸着状態とを判定した結果が、実際の吸着状態とは異なる場合の数を示す。図１４には、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの吸着部の数が１２個である場合を示す。この場合には、吸着後１５０ミリ秒後において誤検出がゼロになった。図１５には、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの吸着部の数が４個である場合を示す。この場合には、吸着後２３０ミリ秒後において誤検出がゼロになった。したがって、本実施形態では、吸着後から所定の時間（２３０ミリ秒）を経過した後で、第２の所定の時間（数秒）の経過前に、各判定に用いる基準値、測定値、標準偏差を取得することとしている。本実施形態では高速に吸着判定可能であるが、条件１と条件３で標準偏差を利用した閾値判定を実施しているため、吸着ユニット２７の吸引性能や配管経路の影響により、吸着直後では各測定値間のばらつきが生じるため、誤判定の要因となっている。

第１実施形態によれば、以下のことがいえる。移載装置１１は、負圧を発生する第１負圧発生源と、前記第１負圧発生源に接続された複数の第１吸着部３２Ａであって、複数の第１吸着部３２Ａのそれぞれは、内部空間３８を有し、前記第１負圧発生源から内部空間３８に導入された前記負圧によって物品１６を吸着可能な複数の第１吸着部３２Ａと、複数の内部空間３８の前記負圧に対応する複数の測定値を取得するセンサ部３４と、前記複数の測定値から得られた平均値を第１閾値として設定し、前記第１閾値と前記複数の測定値とを比較して、前記第１閾値よりも前記測定値が小さい場合に当該測定値に対応する第１吸着部３２Ａが物品１６に吸着した吸着状態にあると判定し、前記第１閾値よりも前記測定値が大きい場合に当該測定値に対応する第１吸着部３２Ａが物品１６に吸着していない非吸着状態にあると判定する第１判定回路６３Ａと、を備える。

判定方法は、複数の第１吸着部３２Ａの内部空間３８の負圧に対応する複数の測定値から得られた平均値を第１閾値として設定し、前記第１閾値と前記複数の測定値とを比較して、前記第１閾値よりも前記測定値が小さい場合に当該測定値に対応する第１吸着部３２Ａが物品１６に吸着した吸着状態にあると判定し、前記第１閾値よりも前記測定値が大きい場合に当該測定値に対応する第１吸着部３２Ａが物品１６に吸着していない非吸着状態にあると判定する。

これらの構成によれば、第１判定回路６３Ａにより平均値を基準に吸着・非吸着の判定を簡易に行えるために、別途に第２のセンサ部を設ける必要がなくなり、移載装置１１の構造を簡略化して製造コストを低減できる。特に、上記移載装置１１および上記判定方向を用いて安定して物品１６を自動で取り出すことができれば、大幅な省力化・省人化を図ることができる。

この場合、複数の測定値には、最大値および最小値が含まれ、前記平均値は、複数の測定値のうち、前記最大値寄りの前記測定値の重みを大とし、前記最小値寄りの前記測定値の重みを小とした加重平均値である。

この構成によれば、最大値寄りの前記測定値の重みを大とした加重平均値を用いているために、最大値寄りに閾値を設定することができる。これによって第１吸着部３２Ａの各吸着部の吸着状態と非吸着状態の分離性が良好となり、誤判定に基づくエラーの発生や物品保持運搬時の落下を防止して、物品１６の移載効率を向上できる。これによって、ロバスト性の高い移載装置１１を実現できる。

この場合、前記複数の測定値は、物品１６に対応するターゲットエリア６４内に位置する複数の第１吸着部３２Ａの複数の吸着部から取得する。この構成によれば、ターゲットエリア６４内に対応する複数の測定値のみから第１閾値を設定できるために、低コストでより高精度な判定を実現できる。これによって、誤判定に基づくエラーの発生や物品保持運搬時の落下を防止して、物品１６の移載効率を向上できる。

移載装置１１は、前記複数の測定値から得られたばらつきの指標が予め定められた第２閾値よりも小さいときに、複数の第１吸着部３２Ａの全てを前記吸着状態又は前記非吸着状態にあると判定する第２判定回路６３Ｂを備える。この構成によれば、第２判定回路６３Ｂにより、ばらつきの指標に基づき第１吸着部３２Ａの複数の吸着部の全てを吸着状態又は非吸着状態にあると簡単に判定できる。これによって、全吸着状態又は全非吸着状態といった特殊なケースについて、簡単に例外的なものとして判定フローから除外することができる。これによって、判定処理時間や判定の精度を向上できるとともに、誤判定に起因するエラーの発生回数を低減できる。

移載装置１１は、前記複数の測定値の全てが予め定められた第３閾値よりも大きいときに、複数の第１吸着部３２Ａの全てが前記非吸着状態にある全非吸着状態であると判定する第３判定回路６３Ｃを備える。この構成によれば、上記のばらつきの指標に加えて、予め定められた閾値である第３閾値を用いて判定を行えるために、さらに精度よく全非吸着状態のような特殊なケースを判定フローから除外することができる。これによって、判定の精度を向上できるとともに、誤判定に起因するエラーの発生回数を低減できる。

移載装置１１は、前記複数の測定値の全てが予め定められた第４閾値よりも小さいときに、複数の第１吸着部３２Ａの全てが前記吸着状態にある全吸着状態であると判定する第４判定回路６３Ｄを備える。この構成によれば、上記のばらつきの指標に加えて、予め定められた閾値である第４閾値を用いて判定を行えるために、さらに精度よく全非吸着状態のような特殊なケースを判定フローから除外することができる。これによって、判定の精度を向上できるとともに、誤判定に起因するエラーの発生回数を低減できる。

移載装置１１は、制御部１３を備え、制御部１３は、前記非吸着状態にある複数の内部空間３８に対応する前記複数の測定値を複数の基準値としてセンサ部３４を介して予め取得し、前記吸着状態にある複数の内部空間３８に対応する複数の実測値をセンサ部３４を介して取得し、前記複数の実測値のそれぞれからこれに対応する前記複数の基準値のそれぞれを減算することで前記複数の測定値を得る。

この構成によれば、センサ部３４により得られた測定値の較正を行うことができる。これによって、例えば、第１吸着部３２Ａの位置による圧力値のばらつきや、センサ部３４の感度のばらつき等の影響を低減できる。

（第１実施形態の第１変形例）
以下、図１６、図１７を参照して、第１実施形態の第１変形例の移載装置１１について説明する。第１変形例では、制御部本体５４が保持部４３をより多くの吸着パッド群（第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄ）に跨らせるように制御する点で、第１実施形態とは異なっている。以下では、主として上記第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については、図示および説明を省略する。

制御部本体５４は、認識部１４から得た３次元位置情報から、移載対象として選定した物品１６の頂面に対応するターゲットエリア６４を設定する。制御部本体５４は、第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの寸法および第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄ間の間隔から、ターゲットエリア６４内に配置可能な第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの数を算出する。例えば、図１６に示す例の場合には、ターゲットエリア６４内に縦４個×横３個の合計１２個の吸着パッド（第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄ）が配置されることが算出される。

本実施形態のように、各吸着パッド群（第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄ）の縦方向の配置が２行である場合で、ターゲットエリア６４内で縦方向に並ぶ第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの数が偶数（２の倍数）である場合には、図１６に示すように所定の数（例えば２つ）の吸着パッド群に物品１６が跨った第１状態と、図１７に示すように所定の数よりも大きい数（例えば３つ）の吸着パッド群に物品１６が跨った第２状態と、の両方のパターンが存在する。この場合に、第１状態では２つの吸引ユニット２７から吸引力（負圧）を受け、第２状態では、３つの吸引ユニット２７から吸引力（負圧）を受ける。このとき、通気性のある物品を保持する場合などにおいては第２状態のほうが吸引力が強くなり、物品１６の保持力が大きくなり望ましい。制御部本体５４は、各吸着パッド群（第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄ）の縦方向の行数、およびターゲットエリア６４内で縦方向に並ぶ第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの数、等の条件に基づいて、第２状態を優先的に選択し、３つの吸引ユニット２７（第１負圧発生源、第２負圧発生源）から負圧を受けるような任意の位置に保持部４３を移動させる。

一方、本実施形態と同様に、各吸着パッド群（第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄ）の縦方向の配置が２行である場合で、ターゲットエリア６４内に縦方向に配置可能な第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄ数が奇数（２の倍数でない）である場合には、ターゲットエリア６４に対してどのような配置で保持部４３が移動した場合でも吸引力が変わりない（負圧を受ける吸引ユニット２７の総数が変わらない）ために、上記のような制御を行わない。記憶装置には、上記の制御に関するアルゴリズム（プログラム）が記憶され、制御部本体５４のＣＰＵが当該アルゴリズムを読み出し可能である。

このような制御は、各吸着パッド群（第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄ）の縦方向の配置が２行以外の場合にも当然に実施できる。例えば、各吸着パッド群の縦方向の配置が３行である場合で、ターゲットエリア６４内で縦方向に並ぶ第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの数が３の倍数（例えば、６つ）である場合について考える。この場合には、所定の数（例えば、２つ）の吸着パッド群（第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄ）に物品１６が跨った第１状態と、所定の数よりも大きい数（例えば３つ）の吸着パッド群に物品１６が跨った第２状態と、の両方のパターンが存在する。この場合には、制御部本体５４は、３つの吸引ユニット２７（第１負圧発生源、第２負圧発生源）から負圧を受ける第２状態を優先した任意の位置に保持部４３を移動させる。記憶装置には、そのようなアルゴリズム（プログラム）が記憶され、制御部本体５４のＣＰＵが当該アルゴリズムを読み出し可能である。

保持部４３をターゲットエリア６４に移動させた後の動作については、第１実施形態と同様である。

移載装置１１は、負圧を発生する複数の第２負圧発生源と、前記複数の第２負圧発生源に接続された複数の第２吸着部３２Ｂであって、複数の第２吸着部３２Ｂのそれぞれは、第２内部空間３８を有し、前記第２負圧発生源から第２内部空間３８に導入された前記負圧によって物品１６を吸着可能な、複数の第２吸着部３２Ｂと、複数の第１吸着部３２Ａおよび複数の第２吸着部３２Ｂが設けられるとともに、複数の第１吸着部３２Ａおよび複数の第２吸着部３２Ｂを介して物品１６を保持することが可能な保持部４３と、保持部４３を物品１６に対向する第１位置から移動先の第２位置まで移動可能な移動機構と、物品１６を視覚的に認識可能な認識部１４と、保持部４３を所定の位置に位置させる制御部１３であって、物品１６が前記負圧を受けうる前記第１負圧発生源の数と物品１６が前記負圧を受けうる前記第２負圧発生源の数とを合計した数が所定の数である第１状態と、物品１６が前記負圧を受けうる前記第１負圧発生源の数と物品１６が前記負圧を受けうる前記第２負圧発生源の数とを合計した数が前記所定の数よりも大きい第２状態と、があったときに、認識部１４からの情報に基づき前記第１状態から前記第２状態になるように移動機構を介して保持部４３を移動させる制御部１３と、を備える。

この構成によれば、制御部１３は、第２状態を優先して物品１６を保持することができる。このため、物品１６の重量が大きい場合でも大きな吸引力を発生させることができ、物品１６の移載作業を安定的に行うことができる。また、物品１６が段ボール箱などで構成される場合には、物品１６を貫通する方向に空気が流れるいわゆる空気漏れが発生する。空気漏れがある場合は、複数の負圧発生源を使用して吸着保持した方が各吸着部の到達真空度が高く、結果的に吸着力が向上する。これによって、十分な吸着力を発生させ、物品１６の移載作業を安定的に行うことができる。また、何れかの吸引ユニットに不具合が生じても他の吸引ユニットによって保持されている部分があるために、物品１６が落下するリスクを低減することもできる。これによって、移載装置１１の信頼性を向上できる。また、図１６および図１７では第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄは整列した状態を記載しているが、この限りではなく、第１〜第４吸着パッド群５１Ａ〜５１Ｄは平板への吸着部の配置において非整列で混在するような配置をしても良く、このときにおいてもより多くの負圧発生源を使用して吸着保持する第１実施形態の第１変形例が適用可能となる。

（第１実施形態の第２変形例）
以下、第１実施形態の第２変形例の移載装置１１について説明する。第２変形例では、第１閾値を加重平均値ではなく、隣接する２個の測定値の差が最大となる区間に第１閾値を設定する点で、第１実施形態とは異なっている。以下では、主として上記第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については、図示および説明を省略する。

第１閾値の設定に際し、制御部本体５４は、ステップＳ２２の事前処理の（１）で得られたターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれの測定値から、第１閾値を設定する。このとき、第１閾値の設定方法としては、制御部本体５４は、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれにおいて、複数の測定値をその最小値からその最大値まで順番に並べ、隣接する２個の測定値の絶対値同士で差をとり、当該差が最大となる区間内に第１閾値を設定する。第１閾値は、例えば、当該差が最大となる区間の中間の値を採用することができるが、第１閾値は、当該当該差が最大となる区間内であれば、どのような値でもよい。それ以外の部分は、第１実施形態と同様である。このとき、ターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの吸着部の数が異なる場合などにおいては、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれにおいて第１閾値の値は異なる値となることがある。

本変形例によれば、移載装置１１は、負圧を発生する第１負圧発生源と、前記第１負圧発生源に接続された内部空間３８を有し、前記第１負圧発生源から内部空間３８に導入された前記負圧によって物品１６を吸着する複数の第１吸着部３２Ａと、複数の内部空間３８の前記負圧に対応する複数の測定値を取得するセンサ部３４と、前記複数の測定値をその最小値からその最大値まで順番に並べ、隣接する２個の前記測定値の絶対値同士で差をとり、当該差が最大となる区間内に第１閾値を設定し、前記第１閾値と前記複数の測定値とを比較して、前記第１閾値よりも前記測定値が小さい場合に当該測定値に対応する第１吸着部３２Ａを吸着状態と判定し、前記第１閾値よりも前記測定値が大きい場合に当該測定値に対応する第１吸着部３２Ａを非吸着状態と判定する第１判定回路６３Ａと、を備える。

この構成によれば、加重平均値以外にも、簡単に第１閾値を設定することができ、これによって、第１吸着部３２Ａの吸着状態および非吸着状態を精度よく判定することができる。これによって、誤判定に起因するエラーの発生回数を低減できる。

［第２実施形態］
図１８から図２２を参照して、第２実施形態の移載装置１１について説明する。第２実施形態では、ターゲットエリア６４内で非吸着状態にある第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄに対応する流路３５の弁をオフにする点で、第１実施形態とは異なっている。以下では、主として上記第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については、図示および説明を省略する。

本実施形態では、制御部本体５４は、ターゲットエリア６４外の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄに属する吸着部については、方向制御弁３１をオフにする制御を行う。

図１８から図２０を参照して、本実施形態にかかる移載装置の動作の一例について説明する。制御部本体５４は、３次元位置情報から、移載対象として選定した物品１６の頂面に対応するターゲットエリア６４を設定し、このターゲットエリア６４内に配置可能な第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの数を算出する。なお、第１実施形態の基準値の取得（事前の準備）およびステップＳ２２の事前処理は、以下のステップＳ１３の前に行うか、或いは、前回に実施した移載工程のデータを利用する。

当初の段階では、制御部本体５４は、方向制御弁３１の各弁部３６を閉にするように制御して、図１８に示すように、すべての第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄに対する負圧の供給を停止した状態にする。

さらに、制御部本体５４は、図１９に示すように、方向制御弁３１を制御して、ターゲットエリア６４内に位置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの弁部３６のみを開として、ターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄと各吸引ユニット２７とを接続する。制御部本体５４は、方向制御弁３１を制御して、ターゲットエリア６４外の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの弁部３６を閉とする。これによってターゲットエリア６４内に配置する第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄに対して吸引力（負圧）を集中させる。

制御部本体５４は、物品１６の位置に応じてマニピュレータ本体４２を駆動し、保持部４３を物品１６の位置まで移動させる。移動は、例えば、Ｘ方向Ｙ方向の保持部４３の移動を先に行い、物品１６の真上に保持部４３が位置した状態で、Ｚ方向に保持部４３を移動させる。

第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄが物品１６に当接した状態で、所定時間経過後に第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの内部空間３８の圧力が所定の圧力以下になると、第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄに物品１６が吸着された状態となる。これによって、保持部４３で物品１６を保持できる。一方、第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄが第１閾値よりも高い圧力になっている場合には、制御部本体５４は、吸着に失敗した非吸着状態とみなされる。この状態を図１９に示す。

本実施形態では、制御部本体５４は、図２０に示すように、方向制御弁３１を制御して、非吸着状態とみなされた第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄにつながる弁部３６を閉とする。これによって、吸着に失敗した第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄから方向制御弁３１内への空気の流入を防ぐ。

なお、マニピュレータ部１２は、同時に複数の物品１６を保持・移載することもできる。これ以降の工程は、第１実施形態と同様である。

図２１、図２２を参照して、本実施形態の効果について説明する。図２１は、第１吸引ユニット２７から１個の第１吸着部３２Ａ（吸着パッドＮｏ．２４）に対してのみ負圧を作用させ、他の吸着部（第１吸着部３２Ａの吸着パッドＮｏ．２５〜吸着パッドＮｏ．３５、第２〜第４吸着部３２Ｂ〜３２Ｄ）を閉とした場合に、物品１６に吸着した第１吸着部３２Ａ内の圧力の応答波形を示す。図２２は、第１吸着部３２Ａの吸着部１２個（吸着パッドＮｏ．２４〜吸着パッドＮｏ．３５）に対してのみ負圧を作用させ、そのうち１個のみが物品１６に吸着し他の１１個（吸着パッドＮｏ．２５〜吸着パッドＮｏ．３５）が物品１６に吸着できていない状態で、物品１６に吸着した第１吸着部３２Ａの吸着パッドＮｏ．２４の圧力の応答波形を示す。図２１、図２２から明らかなように、非吸着の吸着部の弁を閉じて、図２１のように１個の第１吸着部３２Ａの吸着パッドＮｏ．２４に負圧を集中させた場合には、圧力が小さく（到達真空度が高く）なるために、吸着力が大きくなり、物品１６の保持が安定する。一方、図２２のように第１吸着部３２Ａの吸着パッドＮｏ．２４の１個ののみが物品に吸着し、他の１１個（吸着パッドＮｏ．２５〜吸着パッドＮｏ．３５）が吸着に失敗している場合には、他の１１個（吸着パッドＮｏ．２５〜吸着パッドＮｏ．３５）から空気が流入して方向制御弁３１内に空気が流入する。このため、物品１６に吸着している第１吸着部３２Ａ内の圧力が高く（到達真空度が低く）なる。したがって、図２１の場合に比して、吸着力が低下することとなる。

以上の検討から、本実施形態のように、方向制御弁３１を制御してターゲットエリア６４内の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの吸着部にのみ負圧を供給し、ターゲットエリア６４外の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの吸着部につながる流路３５を閉とし、さらにその後に、非吸着状態とみなした第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの吸着部につながる流路３５を閉とすることとした。これによって、実際に吸着に成功している第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの吸着部に負圧を集中させることができ、吸着力を増大させることができる。

本実施形態によれば、移載装置１１は、複数の内部空間３８と前記第１負圧発生源とを接続した複数の流路３５の途中に設けられ前記複数の流路３５を開閉可能な弁部３６と、第１判定回路６３Ａにより前記吸着状態と判定された第１吸着部３２Ａに対応する弁部３６を開とし、第１判定回路６３Ａにより前記非吸着状態と判定された第１吸着部３２Ａに対応する弁部３６を閉とする制御部１３と、を備える。

この構成によれば、非吸着状態とみなされた第１吸着部３２Ａの吸着部に対して負圧供給を停止できるために、非吸着状態にある第１吸着部３２Ａの吸着部から空気が流入して吸着状態にある第１吸着部３２Ａの吸着部の到達真空度を下げてしまうことがない。これによって、吸着状態にある第１吸着部３２Ａの吸着部の吸着力を増大させることができ、物品１６の移載作業を安定的に行うことができる。

［第３実施形態］
図２３、図２４を参照して、第３実施形態の移載装置１１について説明する。第３実施形態では、マニピュレータ本体４２と保持部４３との間に物品の重量（質量）を測定可能な第２センサ部６５が設けられる点で、第１実施形態とは異なっている。以下では、主として上記第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については、図示および説明を省略する。

図２３に示すようにマニピュレータ部１２は、基台部４１と、基台部４１に取り付けられたマニピュレータ本体４２と、マニピュレータ本体４２の先端付近に配置され物品１６を保持可能な保持部４３と、マニピュレータ本体４２と保持部４３との間に介在される第２センサ部６５と、を備える。マニピュレータ本体４２は、複数（例えば、少なくとも２つ）のロッド状のリンク４４と、リンク４４の端部同士を接続する複数の関節部４５と、を備える。第２センサ部６５は、力センサで構成され、物品１６の重量を検出できる。

図２３、図２４を参照して、本実施形態にかかる移載装置１１の動作の一例について説明する。

移載装置１１の電源がオンされると、制御部本体５４は、第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８ＤＡ〜Ｄの吸引ユニット２７のそれぞれと、加圧ユニットのそれぞれとを起動する。これにより、吸引ユニット２７のそれぞれは負圧を発生させ、加圧ユニット２８のそれぞれは空気圧（正圧）を発生させる。また、吸引ユニット２７と加圧ユニット２８の起動は、移載装置１１の起動と連動する必要は必ずしもなく、例えば個別に吸引ユニット２７または加圧ユニット２８を手動で起動してもよい。制御部１３は、方向制御弁３１を制御して、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれと吸引ユニット２７が接続する方向に内部の流路３５を切り替える。これによって、第１〜第４流体制御装置１８Ａ〜１８Ｄの吸引ユニット２７から供給された負圧が第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれに作用する。さらに、センサ部３４は、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄが物品１６に吸着していない状態で（空吸引状態で）複数の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのすべてについて圧力の測定値（基準値）を取得する。基準値は、一定時間測定することで得られた測定値のうちの一つであってもよいし、一定時間測定することで得られた複数の測定値を平均した平均値であってもよい。これによって、事前の準備が完了する。

制御部本体５４は、認識部１４の第１〜第３画像センサ２５Ａ〜２５Ｃによって載置部１５に載置された複数の物品１６の３次元位置情報を認識する（ステップＳ３１）。制御部本体５４は、３次元位置情報から移載対象となる物品１６を選定する（ステップＳ３２）。この選定は、例えば、最も高い位置にある物品１６を優先して選定する。これによって、高さの低い物品１６を先に取りに行こうとして、保持部４３によって高い位置にある物品１６を押しつぶしてしまう危険を排除する。これと同時に、制御部本体５４は、３次元位置情報から、移載対象として選定した物品１６の頂面に対応するターゲットエリア６４を設定し、このターゲットエリア６４内に配置可能な第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの数を算出する。

制御部本体５４は、物品１６の位置に応じてマニピュレータ本体４２を駆動し、保持部４３を物品１６の位置まで移動させる（ステップＳ３３）。移動は、例えば、Ｘ方向Ｙ方向の保持部４３の移動を先に行い、物品１６の真上に保持部４３が位置した状態で、Ｚ方向に保持部４３を移動させる。第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄの第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄが物品１６に当接した状態で、所定時間経過後に第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの内部空間３８の圧力が所定の圧力以下になると、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄに物品１６が吸着された状態となる（ステップＳ３４）。これによって、保持部４３で物品１６を保持できる。なお、マニピュレータ部１２は、同時に複数の物品１６を保持・移載することもできる。

続いて、判定部６１の第１〜第４判定回路６３Ａ〜６３Ｄによって保持が成功しているか否かが判断される（ステップＳ３５）。このステップＳ３５については、第１実施形態のステップＳ１５と同様であるために説明を省略する。

物品１６の保持に失敗したと判定した場合には、図２４に示すフローに従い、ステップＳ３５からステップＳ３３にまで戻る。このとき、吸着した状態にある第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄを第１実施形態と方法で吸着解除し、制御部本体５４は、保持部４３をＺ軸方向に一度上昇させる。その後に、方向制御弁３１を吸引ユニット２７と接続した状態にして保持部４３を再度降下させて、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄを物品１６に当接させて、再度物品１６を保持することを試みる。或いは、制御部本体５４は、他の物品１６を優先して保持するように保持部４３を移動させる。或いは、ユーザ（オペレータ）に異常を通知してもよい。

制御部本体５４が保持に成功したと判定した場合には、制御部本体５４は、第２センサ部６５を介して物品１６の重量を取得する。制御部本体５４は、複数の第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄによって物品１６を吸着する際の吸着力を算出し合計した総吸着力（Ｎ）の絶対値に対して、物品１６の重さ（Ｎ）の絶対値が何パーセントを占めるかを算出する。この総吸着力に対する物品１６の重さの占める割合が所定の第５閾値を下回る場合に、制御部本体５４は、保持力が足りると判定する（ステップＳ３６）。本実施形態では、第５閾値として、総吸着力の７０〜８０％の値を採用する。この場合、制御部本体５４は、所定の時間（例えば、数秒から数十秒）をかけて第１位置（移動前の載置部１５）から第２位置（移動後の搬送部１７）までマニピュレータ部１２を移動させる。一方、総吸着力に対する物品１６の重さの占める割合が所定の第５閾値以上で所定の第６閾値を下回る場合には、保持力が足りると判定する（ステップＳ３６）。本実施形態では、第６閾値として、８０〜９０％の値を採用する。総吸着力に対する物品１６の重さの占める割合が所定の第５閾値以上で所定の第６閾値を下回る場合には、制御部本体５４は、所定の時間よりも長い時間（例えば、数秒から数十秒）をかけてゆっくりと第１位置（移動前の載置部１５）から第２位置（移動後の搬送部１７）までマニピュレータ部１２を移動させる。これによって、物品１６を移動する際に大きな加速度が生じることを防ぎ、保持部４３から物品１６が落下する危険を防止する。さらに、総吸着力に対する物品１６の重さの占める割合が第６閾値以上である場合には、物品１６が落下する危険があるとして制御部本体５４は保持力が足りないと判定する（ステップＳ３６）。この場合には、図２４に示すフローに従い、ステップＳ３６からステップＳ３３にまで戻る。このとき、吸着した状態にある第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれを第１実施形態と同様の方法で吸着解除し、制御部本体５４は、保持部４３をＺ軸方向に一度上昇させる。その後に、方向制御弁３１を吸引ユニット２７と接続した状態にして保持部４３を再度降下させて、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄを物品１６に当接させて、再度物品１６を保持することを試みる。或いは、制御部本体５４は、他の物品１６を優先して保持するように保持部４３を移動させる。或いは、ユーザ（オペレータ）に異常を通知してもよい。

保持力が足りると判定された場合には、マニピュレータ本体４２を制御して保持部４３とともに物品１６を移動先まで移動させる（ステップＳ３７）。物品１６を移動先の搬送部１７上2に置いたときに、制御部本体５４は、方向制御弁３１を切り替えて第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれと加圧ユニット２８とが接続された状態にする。これによって、すべての第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄから空気を放出させて物品１６と第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄとの吸着状態を解除（真空破壊）できる。これによって、第１〜第４吸着部３２Ａ〜３２Ｄと物品１６とを確実に分離できる（ステップＳ３８）。これによって、物品１６の移載作業を完了する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、加重平均値を閾値にしたり、圧力の測定値の絶対値同士で差が最大となる区間に閾値を設定したりして、第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの吸着状態および非吸着状態を判定しているが、判定手法としてはこれに限定されるものではない。他の判定手法として、例えば、K-mean等のクラスタリングを用いた分類によって、第１〜第４吸着パッド３７Ａ〜３７Ｄの吸着状態および非吸着状態を判定しても良い。

これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。また、各実施形態および変形例に記載された発明を適宜に組み合わせて一つの発明を実現することも当然にできる。

１１…移載装置、１２…マニピュレータ部、１３…制御部、１４…認識部、１６…物品、２７…吸引ユニット、３２Ａ〜３２Ｄ…第１〜第４吸着部、３４…センサ部、３５…流路、３６…弁部、３８…内部空間、４２…マニピュレータ本体、４３…保持部、５４…制御部本体、６３Ａ〜６３Ｄ…第１〜第４判定回路、６４…ターゲットエリア、６５…第２センサ部。

Claims (19)

1. 第１負圧発生源と、
   前記第１負圧発生源にそれぞれ接続され、前記第１負圧発生源から導入された負圧によって物品を吸着可能な複数の第１吸着部と、
   前記第１吸着部それぞれの前記負圧に対応する複数の測定値を取得するセンサ部と、
   前記複数の測定値により第１閾値を設定し、前記第１閾値と前記測定値に基づいて前記測定値に対応する前記第１吸着部の吸着状態を判定する第１判定回路と、
   を備え、
   前記第１判定回路は、前記複数の測定値から得られた平均値を前記第１閾値として設定し、前記第１閾値と前記複数の測定値とを比較して、前記第１閾値よりも前記測定値が小さい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部が前記物品に吸着している吸着状態にあると判定し、前記第１閾値よりも前記測定値が大きい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部が前記物品に吸着していない非吸着状態にあると判定する移載装置。
2. 前記複数の測定値には、最大値および最小値が含まれ、
   前記平均値は、前記複数の測定値のうち、前記最大値寄りの前記測定値の重みを大とし、前記最小値寄りの前記測定値の重みを小とした加重平均値である請求項１に記載の移載装置。
3. 負圧を発生する第１負圧発生源と、
   前記第１負圧発生源に接続された内部空間を有し、前記第１負圧発生源から前記内部空間に導入された前記負圧によって物品を吸着する複数の第１吸着部と、
   前記複数の内部空間の前記負圧に対応する複数の測定値を取得するセンサ部と、
   前記複数の測定値をその最小値からその最大値まで順番に並べ、隣接する２個の前記測定値の絶対値同士で差をとり、当該差が最大となる区間内に第１閾値を設定し、前記第１閾値と前記複数の測定値とを比較して、前記第１閾値よりも前記測定値が小さい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部を吸着状態と判定し、前記第１閾値よりも前記測定値が大きい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部を非吸着状態と判定する第１判定回路と、
   を備える移載装置。
4. 前記複数の測定値から得られたばらつきの指標が予め定められた第２閾値よりも小さいときに、前記複数の第１吸着部の全てを前記吸着状態又は前記非吸着状態にあると判定する第２判定回路を備える請求項１又は請求項３に記載の移載装置。
5. 前記複数の測定値の全てが予め定められた第３閾値よりも大きいときに、前記複数の第１吸着部の全てが前記非吸着状態にある全非吸着状態であると判定する第３判定回路を備える請求項４に記載の移載装置。
6. 前記複数の測定値の全てが予め定められた第４閾値よりも小さいときに、前記複数の第１吸着部の全てが前記吸着状態にある全吸着状態であると判定する第４判定回路を備える請求項５に記載の移載装置。
7. 制御部を備え、前記制御部は、前記複数の第１吸着部のそれぞれの内部に有する内部空間であって前記非吸着状態にある複数の内部空間に対応する前記複数の測定値を複数の基準値として前記センサ部を介して予め取得し、前記吸着状態にある前記複数の内部空間に対応する複数の実測値を前記センサ部を介して取得し、前記複数の実測値のそれぞれからこれに対応する前記複数の基準値のそれぞれを減算することで前記複数の測定値を得る請求項１に記載の移載装置。
8. 負圧を発生する複数の第２負圧発生源と、
   前記複数の第２負圧発生源に接続された複数の第２吸着部であって、前記複数の第２吸着部のそれぞれは、第２内部空間を有し、前記第２負圧発生源から前記第２内部空間に導入された前記負圧によって前記物品を吸着可能な、複数の第２吸着部と、
   前記複数の第１吸着部および前記複数の第２吸着部が設けられるとともに、前記複数の第１吸着部および前記複数の第２吸着部を介して前記物品を保持することが可能な保持部と、
   前記保持部を前記物品に対向する第１位置から移動先の第２位置まで移動可能な移動機構と、
   前記物品を視覚的に認識可能な認識部と、
   前記保持部を所定の位置に位置させる制御部であって、前記物品が前記負圧を受けうる前記第１負圧発生源の数と前記物品が前記負圧を受けうる前記第２負圧発生源の数とを合計した数が所定の数である第１状態と、前記物品が前記負圧を受けうる前記第１負圧発生源の数と前記物品が前記負圧を受けうる前記第２負圧発生源の数とを合計した数が前記所定の数よりも大きい第２状態と、があったときに、前記認識部からの情報に基づき前記第１状態から前記第２状態になるように前記移動機構を介して前記保持部を移動させる制御部と、
   を備える請求項１又は請求項３に記載の移載装置。
9. 前記複数の第１吸着部のそれぞれの内部に有する内部空間であって複数の内部空間と負圧を発生する負圧発生源とを接続した複数の流路の途中に設けられ前記複数の流路を開閉可能な弁部と、
   前記第１判定回路により前記吸着状態と判定された前記第１吸着部に対応する前記弁部を開とし、前記第１判定回路により前記非吸着状態と判定された前記第１吸着部に対応する前記弁部を閉とする制御部と、
   を備える請求項１又は請求項３に記載の移載装置。
10. 前記複数の第１吸着部が設けられるとともに、前記複数の第１吸着部を介して前記物品を保持することが可能な保持部と、
    前記保持部を移動可能な移動機構と、
    前記物品の重さを取得可能な第２センサ部と、
    前記第２センサ部で取得した前記物品の重さと、前記物品に吸着している前記第１吸着部の総数から得られる総吸着力と、を比較し、前記総吸着力に占める前記重さの割合が所定の第５閾値を下回るときに前記保持部を所定の時間をかけて前記物品に対向する第１位置から移動先の第２位置まで移動させ、前記総吸着力に占める前記重さの割合が所定の第５閾値以上であるときに前記保持部を前記所定の時間よりも長い時間をかけて前記第１位置から前記第２位置まで移動させる制御部と、
    を備える請求項１又は請求項３に記載の移載装置。
11. 前記複数の測定値は、前記物品に対応するターゲットエリア内に位置する前記複数の第１吸着部から取得する請求項１、請求項３、請求項７のうちいずれか１項に記載の移載装置。
12. 複数の第１吸着部の内部空間の負圧に対応する複数の測定値から得られた平均値を第１閾値として設定し、前記第１閾値と前記複数の測定値とを比較して、前記第１閾値よりも前記測定値が小さい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部が物品に吸着した吸着状態にあると判定し、前記第１閾値よりも前記測定値が大きい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部が前記物品に吸着していない非吸着状態にあると判定する判定方法。
13. 複数の測定値には、最大値および最小値が含まれ、
    前記平均値は、前記複数の測定値のうち、前記最大値寄りの前記測定値の重みを大とし、前記最小値寄りの前記測定値の重みを小とした加重平均値である請求項１２に記載の判定方法。
14. 前記複数の測定値から得られたばらつきの指標が予め定められた第２閾値よりも小さいときに、前記複数の第１吸着部の全てを前記吸着状態又は前記非吸着状態にあると判定する請求項１２に記載の判定方法。
15. 前記複数の測定値の全てが予め定められた第３閾値よりも大きいときに、前記複数の第１吸着部の全てが前記非吸着状態にある全非吸着状態であると判定する請求項１４に記載の判定方法。
16. 前記複数の測定値の全てが予め定められた第４閾値よりも小さいときに、前記複数の第１吸着部の全てが前記吸着状態にある全吸着状態であると判定する請求項１５に記載の判定方法。
17. 前記非吸着状態にある前記複数の第１吸着部の内部空間に対応する前記複数の測定値を複数の基準値として予め取得し、前記吸着状態にある前記複数の第１吸着部の内部空間に対応する複数の実測値のそれぞれからこれに対応する前記複数の基準値のそれぞれを減算することで前記複数の測定値を得る請求項１２に記載の判定方法。
18. 前記複数の測定値は、前記物品に対応するターゲットエリア内に位置する前記複数の第１吸着部から取得する請求項１２又は請求項１７に記載の判定方法。
19. 前記複数の測定値から得られたばらつきの指標が予め定められた第２閾値よりも小さいときに、前記複数の第１吸着部の全てを前記吸着状態又は前記非吸着状態にあると判定するステップは、
    前記複数の第１吸着部の内部空間の負圧に対応する複数の測定値から得られた平均値を第１閾値として設定し、前記第１閾値と前記複数の測定値とを比較して、前記第１閾値よりも前記測定値が小さい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部が前記物品に吸着した吸着状態にあると判定し、前記第１閾値よりも前記測定値が大きい場合に当該測定値に対応する前記第１吸着部が前記物品に吸着していない非吸着状態にあると判定するステップよりも前に行われる請求項１４に記載の判定方法。