JP7010594B2 - ピッキング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ピッキング装置に関する。

現在、物流センターでは、大きな段ボール箱の仕分けについてソータによる自動仕分けが行われている。また、ベルトコンベア上を流れるものについては、物品の大きさを問わず、物品の認識及び保持の自動化が進んでいる。

一方、商品パッケージの仕分け、箱詰め、棚入れ、棚出しに関しては、いまだに人手で行っていることが多い。ピッキングカートを人が押してピッキングしつつ、バーコードリーダで検品する作業を繰り返している。

広い倉庫の場合、多くの人員を必要とし、人手不足が懸念されるため、これらの作業のロボットによる自動化が望まれている。商品パッケージは、商品棚や段ボール箱の中で、少し崩れて積まれていることがあり、安定してピッキングする際の保持部の位置や姿勢の制御が難しい。また、ピッキング対象以外の物品をピッキングした場合の処理等が難しく、自動化を困難にしている。

特開平６－１４４５０７号公報

本発明が解決しようとする課題は、複雑に積まれた物品を効率良く且つ安定してピッキングできるピッキング装置を提供することである。

実施形態のピッキング装置は、台車と、アームと、前記アームの一端に設けられ前記アームを回転する回転軸と、前記アームの他端に設けられ物品を保持する保持部とを有する保持機構と、前記台車上に設けられ、前記物品に向かう第１の方向に前記回転軸を移動させる第１移動部と、前記第１の方向と交差し前記台車の略垂直な第２の方向に前記第１移動部を移動する第２移動部とを有する移動機構と、を備える。前記第１移動部は、前記第２移動部に対して前記物品から離れる方向に位置する。

第１の実施形態にかかるピッキング装置の概略を示す側面図と正面図である。 物品を載置した棚と対向した場合のピッキング装置を示す図である。 第１の実施形態にかかるピッキング装置の比較例を示す図である。 棚と対向した第２の実施形態にかかるピッキング装置の概略を示す図である。 コンベア８の周辺機構について示す図である。 第３の実施形態にかかるピッキング装置のコンベア部とその周辺の構成についての概略を示す図である。 第２認識部の配置を示す図である。 第３の実施形態にかかるピッキング装置の検品のフロー図を示す。 第４の実施形態にかかるピッキング装置の概略を示す図である。 第５の実施形態にかかるピッキング装置の概略を示す図である。 第６の実施形態にかかる品出し装置の概略を示す図である。 第６の実施形態にかかる品出し装置の動作の一例を示すフロー図である。

以下、図面を参照して実施形態にかかるピッキング装置について説明する。同じ符号が付されているものは同様のものを示す。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係や部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。

（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかるピッキング装置について図１および図２を参照して説明する。

図１は第１の実施形態にかかるピッキング装置１の概略を示す側面図と正面図である。

図２は、物品Ｇを載置した棚１０と対向した場合のピッキング装置１を示す図である。

ここで、説明の便宜上、＋Ｘ方向、－Ｘ方向、＋Ｙ方向、－Ｙ方向、＋Ｚ方向、および－Ｚ方向について定義する。＋Ｘ方向、－Ｘ方向、＋Ｙ方向、および－Ｙ方向は、例えば、略水平面に沿う方向である。－Ｘ方向は、＋Ｘ方向の反対方向である。実施形態において、－Ｘ方向は「物品Ｇをピッキング装置１に引き寄せる方向」である。「物品Ｇを引き寄せる方向」とは、図２に示す、棚１０からピッキング装置１への方向である。＋Ｙ方向は、＋Ｘ方向と交差する方向（例えば略直交する方向）である。－Ｙ方向は＋Ｙ方向の反対方向である。＋Ｚ方向は、＋Ｘ方向および＋Ｙ方向と交差する方向（例えば略直交する方向）であり、例えば略鉛直上向き方向である。－Ｚ方向は＋Ｚ方向の反対方向であり、例えば略鉛直下向き方向である。

図２に示すように、ピッキング装置１は、例えば床面に設置される棚１０に対向しながら＋Ｙ方向または－Ｙ方向に移動可能であって、棚１０に載置された物品Ｇをピッキングする。棚１０は、ピッキング装置１が横方向（＋Ｘ方向、－Ｘ方向、＋Ｙ方向、－Ｙ方向）から物品Ｇを認識し、さらに物品Ｇをピッキングできるように、例えば側面に空間を有する。物品Ｇとは、段ボール箱等に入れられた製品、パッケージされた製品、製品単品等を含む。

図１に示すように、ピッキング装置１は、台車２と、物品Ｇを保持する保持機構３と、保持機構３を移動する移動機構４と、保持機構３により保持した物品を入れる荷台５とを有する。

台車２は、保持機構３、移動機構４と荷台５を乗せる基台２ａを有し、基台２ａには例えば４つの車輪２ｂが備えられる。台車２は、車輪２ｂが回転することにより棚１０が設置される床面上を移動する。移動する手段としては車輪に限定されず、キャタピラのようなものでも良いし、倉庫内等にあらかじめ設置されたレール等を移動しても良い。

台車２は、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle：無人搬送車）であり、車輪２ｂの駆動を制御する制御部（図示しない）を有する。制御部は、ＧＰＳ等の位置センサや画像センサを有し、これらのセンサにより走行路上の自車位置を計測する。制御部は、工場や倉庫内の棚位置や走行路のレイアウト情報を記憶しており、レイアウト情報とセンサ等から取得した自車位置情報から目標経路を決定する。棚位置や走行路のレイアウトが変更された場合は、制御部内のレイアウト情報を変更する。上述した台車２は、ＧＰＳ等により自車位置を把握するいわゆるガイドレス方式について説明したが、それに限定されず、例えば工場や倉庫等の床等に設置された誘導線や磁気テープ等により走行経路を把握するガイド方式であっても良い。

保持機構３は、アーム３ａと、アーム３ａの一端に設けられアーム３ａを回転する回転軸３ｂと、アーム３ａの他端に設けられ物品Ｇを保持する保持部３ｃと、アーム３ａと保持部３ｃの間に関節部３ｄを有する。

アーム３ａは、保持部３ｃを物品Ｇに近づける。アーム３ａは、例えば、アルミニウム合金、プラスチック材料等で形成される。軽く剛性の高いものなら何でもよい。また、アーム３ａは、多関節の構造としても良い。

回転軸３ｂは、モータ、減速機とベアリングで構成される。モータ、減速機とベアリングは同軸状に配置される。

保持部３ｃは、物品Ｇを保持する。

保持部３ｃは、複数の吸着パッド（図示しない）を有し、真空ポンプ（図示しない）等に繋がれる。吸着パッドを物品Ｇに接触させ、真空ポンプにより物品Ｇと吸着パッドの間を減圧することにより物品Ｇを吸着保持する。保持部３ｃは、吸着パッドにより吸着する場合に限定されず、複数の爪で挟持する保持方式であっても良い。真空ポンプは、台車２の中に設置されても良い。

関節部３ｄは、アーム３ａの長手方向を軸に、保持部３ｃを捩じれ方向に回転する関節３ｄ１と、アーム３ａの長手方向と垂直な方向を軸に保持部３ｃを回転する関節３ｄ２とを有する。関節３ｄ１と関節３ｄ２には、それぞれサーボモータが設けられ、保持部３ｃを所定の方向へ駆動する。上述したように関節部３ｄは、２つの関節を有することを説明したが、それに限定されず、例えばボールジョイント等を用いても良い。

次に、移動機構４について説明する。

移動機構４は、第１移動部４ａと、第２移動部４ｂと、第３移動部４ｃと、を有し、保持機構３を３軸方向に移動する直動機構である。具体的には、第１移動部４ａには、保持機構３の回転軸３ｂが設置され、第１移動部４ａは回転軸３ｂを＋Ｘ方向または－Ｘ方向に移動する。Ｘ方向は、保持機構３を棚に近づける方向もしくは遠ざける方向である。第２移動部４ｂは、台車２の基台２ａに対して垂直に設置され、第１移動部４ａと略垂直に接続される。第２移動部４ｂは第１移動部４ａを＋Ｚ方向または－Ｚ方向に移動する。つまり、第２移動部４ｂは、保持機構３を＋Ｚ方向または－Ｚ方向に移動する。第３移動部４ｃは、基台２ａ上かつ基台２ａの上面と水平に設置される。第３移動部４ｃは、第２移動部４ｂと略垂直に接続される。別の観点で見ると、第３移動部４ｃは、第１移動部４ａと略垂直である。第３移動部４ｃは、第２移動部４ｂを＋Ｙ方向または－Ｙ方向に移動する。つまり、第３移動部４ｃは、保持機構３を＋Ｙ方向または－Ｙ方向に移動する。Ｙ方向は、ピッキング装置１が物品Ｇをピッキングする際に棚に対して平行な方向である。

第１移動部４ａ、第２移動部４ｂと第３移動部４ｃは、移動方向である３軸方向にそれぞれ平行に配置され、軸方向にスライドするように移動する。

図２に示すように、ピッキング装置１が棚１０と対向し保持部３ｃによって物品Ｇを保持する状態で、台車２上で第２移動部４ｂは、棚１０に近い側に位置する。例えば、第２移動部４ｂは、棚１０に近い基台の縁部に位置する。一方、第１移動部４ａは、棚１０から離れるように、第２移動部４ｂと略垂直に接続される。第１移動部４ａは、第２移動部４ｂに対して台車の内側方向を向く。第３移動部４ｃは、台車２の基台２ａ上に位置し第２移動部４ｂと接続される。つまり、台車２上で第３移動部４ｃは、棚１０に近い側に位置する。ここで対向するとは、台車２上に設置された第２移動部４ｂと第３移動部４ｃが棚１０の側面と略平行に位置することをいう。つまり、第２移動部４ｂと第３移動部４ｃの移動方向は棚１０の側面と略平行となる。

移動機構４には、例えば、ステッピングモータを搭載した電動スライダの直動機構を用いても良い。また、電動スライダに代わり電動シリンダを用いても良い。

移動機構４には、棚１０までの距離や棚１０に載置された物品Ｇまでの距離、形状や載置状態を認識する認識部６が設置される。認識部６は、第１移動部４ａの先端に設置される。具体的に述べると、図２の正面図に示すようにピッキング装置１が棚１０と対向した状態で、第１移動部４ａのうち棚１０にもっとも近い側に設置される。図１の側面図では、認識部６は、第１移動部４ａと重複するため図示されない。認識部６には、距離画像センサまた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を利用することができる。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対象物体に投影し、この状態で棚１０に載置された物品Ｇの赤外線画像を撮影する。赤外線画像を解析することで物品Ｇ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することができてもよい。或いは、認識部６は、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さらに含んでいてもよい。また、認識部６は、複数のカメラを有していても良い。複数のカメラを別の位置に配置することにより、例えば奥行方向の物品の形状を精度良く認識できる。また、図２に示すように、第２移動部４ｂの上部に認識部６を設置しても良い。これにより、荷台５の中の物品Ｇの状態を認識することができる。上述した画像は、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良い。なお、認識部６は、保持部３ｃに設けられてもよい。保持部３ｃに認識部６を設けることにより、奥行き方向の物品Ｇの位置や姿勢を精度よく認識できる。

荷台５は、保持機構３により保持された物品Ｇを移載する箇所である。荷台５は、台車２の基台上に設置される。荷台５は、移載部５ａと第４移動部５ｂと、を有する。移載部５ａは、コンテナ、箱、カゴ、板状のステージ等で構成される。第４移動部５ｂは、台車２の基台２ａ上に略垂直に設置され、移載部５ａを＋Ｚ方向または－Ｚ方向に移動可能である。第４移動部５ｂは、例えば、ステッピングモータを搭載した電動スライダの直動機構を用いても良い。また、電動スライダに代わり電動シリンダを用いても良い。アーム３ａが駆動する際、荷台５は、アーム３ａに接触しないように＋Ｚ方向または－Ｚ方向に移動する。

次に、本実施形態にかかるピッキング装置１の物品Ｇの移載動作の一例を説明する。

まず、ピッキング装置１は、棚１０と対向するように棚１０の近くまで移動する。認識部６により棚１０および棚１０に載置された物品Ｇの位置を認識する。次に、保持対象の物品を選択して、移動機構４を動作することにより保持部３ｃを保持対象の物品近くまで移動する。その際、保持機構３が棚１０に接触しないように、回転軸３ｂによりアーム３ａを回転する。保持対象の物品の保持面と保持部３ｃの吸着パッドが配置される面が平行となるように関節部３ｄを駆動する。ここで、保持面とは、保持対象の物品のうち認識部６が認識できる面であって、保持部３ｃが保持可能な面のうち最も面積の大きい面である。その後、吸着パッドを保持面に押し付け物品を吸着する。移動機構４を動作することにより棚１０から保持対象の物品を取り出し、荷台５に移載する。

図３は、第１の実施形態にかかるピッキング装置１の比較例を示す。

比較例の構成では、棚１００に対向した状態で、第２移動部４０ｂが棚１００から離れた箇所に位置する。一方、第１移動部４０ａは、第２移動部４０ｂと略垂直に接続され、棚１００に向かう方向に位置する。第３移動部４０ｃは、基台上に位置し、第２移動部４０ｂと略垂直に接続される。つまり、第３移動部４０ｃは、第２移動部４０ｂと同様、基台上で棚１００から離れた箇所に位置する。

比較例は、本実施形態にかかるピッキング装置１と同様に、第１移動部４０ａには保持機構３０が設置される。保持機構３０の構成は、本実施形態にかかるピッキング装置１と同様である。第１移動部４０ａ、第２移動部４０ｂと第３移動部４０ｃは、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向に移動する。

比較例の構成では、棚１００と第２移動部４０ｂが離れた位置にあるため、第２移動部４０ｂと第１移動部４０ａの接続点Ｂから保持部３０ｃまでの距離が長くなる。よって、第１移動部４０ａを棚１００側へ移動した際、保持部３０ｃの振動が大きくなる。このため、正確に物品を保持するのが困難となる。また、接続点Ｂに大きなモーメントが生じ、第１移動部４０ａと第２移動部４０ｂが破損する恐れがある。

一方、本実施形態にかかるピッキング装置１は、棚１０と対向した状態で第２移動部４ｂが棚１０に近い側に位置する。また、第１移動部４ａは、第２移動部４ｂと略垂直に接続され、棚１０から離れる方向に位置する。第１移動部４ａを動作して保持機構３を棚１０の方向に移動する際、第１移動部４ａと第２移動部４ｂとの接続部Ａにかかるモーメントを低減できる。また、接続部Ａから保持部３ｃまでの距離を短くすることができ、保持部３ｃを動作する際の振動を低減できる。これにより、高速かつ安定した保持搬送が可能となる。

また、本実施形態にかかるピッキング装置１は、移動機構４として直動機構を用いることにより多関節型の機構よりモータの数を低減でき、コストを削減できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかるピッキング装置について図４を参照して説明する。

図４は、棚と対向した第２の実施形態にかかるピッキング装置１の概略を示す図である。

図４に示すようにピッキング装置１は、コンベア８を有する点が第１の実施形態にかかるピッキング装置と異なる。それ以外の構成については第１の実施形態にかかるピッキング装置と同様である。

コンベア８は、いわゆるベルトコンベアであり、輪状にした幅広のベルトを台の上で回転させ、その上に物品Ｇを載せて移動する。例えば、台の一端部と他端部には、それぞれローラが取り付けられ、ローラに巻きつけられたベルトを回転させる。ベルトの材料は、ゴム等で良い。

コンベア８は、第１移動部４ａと略水平に設置される。保持部３ｃにより保持された物品Ｇはコンベア８に移載される。コンベア８が動作することにより物品Ｇは、－Ｘ方向に移動し荷台５に搬送される。

次に、コンベア８の位置決めについて詳しく説明する。

本実施形態にかかる保持機構３は、移動機構４によりＸＹＺ軸方向に並進運動する。コンベア８は、保持部３ｃにより運ばれた物品Ｇを載せる箇所であり、アーム３ａや保持部３ｃの直下あるいは近傍に位置することが好ましい。

また、コンベア８は、荷台５に物品Ｇを受け渡すので、荷台５の高さに合わせて＋Ｚ方向または－Ｚ方向に移動可能である。また、保持機構３の動作に応じて動作するため、コンベア８は、＋Ｙ方向または－Ｙ方向に移動可能である。また、コンベア８は、＋Ｘ方向または－Ｘ方向に移動可能であっても良い。

図５は、コンベア８の周辺機構について示す図である。コンベア８は、第２移動部４ｂに設置され、第３移動部４ｃにより＋Ｙ方向または－Ｙ方向に移動される。また、コンベア８は荷台５の移動に応じて、＋Ｚ方向または－Ｚ方向に移動する。コンベア８は、荷台５に取り付けられたリニアガイド５ｃに取り付けてあり、＋Ｙ方向または－Ｙ方向に並進できるようになっている。上述したように、このコンベア８は、アーム３ａや保持部３ｃの直下に存在することが好ましい。コンベア８のＹ軸方向は、レール７とカムフォロワ８ａを用いることにより、荷台５のＺ軸方向の移動があっても第２移動部４ｂに位置する。

第２移動部４ｂは、第１移動部４ａをＺ軸方向に移動するが、この移動とコンベア８のＺ軸方向の移動は別個に行われる。この機構によりコンベア８は、アーム３ａや保持部３ｃの直下に位置し、荷台５の移動に追従することができる。

本実施形態にかかるピッキング装置は、コンベア８を用いることによって保持機構３が荷台５あるいはステージまで物品Ｇを運ぶ必要が無くなり、高速なピッキングが可能となる。

また、保持機構３により保持した物品Ｇを移動するストロークが短くなるため、保持部３ｃからの物品Ｇの落下や、保持部３ｃが広範囲に移動することによる保持機構３の干渉のリスクを低減できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態ついて図６を参照して説明する。

図６は、第３の実施形態にかかるピッキング装置のコンベア部とその周辺の構成についての概略を示す図である。

図６に示すように、コンベア８の周辺には、コンベア８に載置された物品Ｇの物品情報を認識する第２認識部９を備える。それ以外の構成については、第２の実施形態にかかるピッキング装置と同様である。

通常、物品Ｇは箱などでパッケージされており、パッケージの表面には商品情報を示すバーコード等が印刷されている。商品情報を示すものとして、ＩＴＦやＱＲコード（登録商標）、ＩＣタグ等、または製品名等であっても良い。

第２認識部９は、物品Ｇに印刷されているバーコード等から商品情報を読み取る。第２認識部９は、バーコードリーダ、ＱＲコード（登録商標）リーダ、カメラやセンサ等で良い。

コンベア８に載置された物品Ｇは、荷台５の方向に移動する際、第２認識部９により製品情報が認識される。これにより、正しい物品をピッキングできているかどうかを検品する。コンベア８のベルトの移動速度は、第２認識部９が認識可能な速度に調整する。

次に、第２認識部９の配置について詳しく説明する。

第２認識部９は、物品Ｇがコンベア８上を移動する間に製品情報を認識するため、コンベア８の近傍に配置されるのが好ましい。また、物品Ｇが例えば箱形状で、箱の表面にバーコード等の製品情報がある場合は、どの箇所に製品情報が記載されているのか解らないので、箱の全面を認識できるのが良い。よって、第２認識部９は、コンベア上の物品Ｇが搬送される搬送方向に平行な側面を認識する第２認識部９ａと、物品の上面および下面を認識する第２認識部９ｂと、搬送方向と垂直な側面を認識する第２認識部９ｃを有する。ここで、搬送方向とは、図６に示す－Ｘ方向に該当する。第２認識部９ａは、例えば２つのカメラを有し、コンベア８の搬送方向と垂直な＋Ｙ方向および－Ｙ方向からコンベア８を挟むようにカメラが配置される。また、第２認識部９ｂは、例えば２つのカメラを有し、コンベア８を＋Ｚ方向と－Ｚ方向から挟んでカメラが配置される。－Ｚ方向側に配置されるカメラは、コンベア８により遮られてしまうため、図７に示すように、コンベア８のベルトにスリットを入れて物品の下面の情報をカメラで認識する。ベルトにスリットを入れなくても、例えばコンベアを透明な樹脂素材で形成し、ベルトを透明度の高いウレタンゴムやシリコンゴムで形成することにより対応しても良い。コンベア８の上面である、＋Ｚ方向側に配置されるカメラは、物品の上面を認識する。＋Ｚ方向側のカメラは、物品がコンベア８上を移動する際に、物品と干渉しないようにコンベアとは一定の隙間を設けて配置される。第２認識部９ｃは、搬送方向と垂直な物品の側面を認識するカメラである。第２認識部９ｃは、例えばカメラを２つ有し、コンベア８を＋Ｘ方向および－Ｘ方向から挟むように配置される。第２認識部９ｃは、物品の搬送方向に配置されるカメラであるため、物品と干渉しないように配置されるのが良い。また、第２認識部９ａまたは第２認識部９ｂが広角カメラであって、物品の搬送方向と垂直な側面も認識可能である場合は、第２認識部９ｃを第２認識部９ａあるいは第２認識部９ｂで代用できる。

第２認識部９により認識された物品情報は、台車内の制御部に設けられた記憶部に記憶され、予め記憶部に記憶されているピッキング対象である物品情報と比較される。これにより、ピッキングされた物品がピッキング対象の物品であるかどうかを判断する。記憶部は、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクや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／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。ピッキング対象の物品であるかどうかの判断は、制御部内のＣＰＵ等で行われる。

また、第２認識部９で認識された物品情報は、外部のデータサーバやコンピュータに転送され、そこでピッキング対処物品であるかどうかの判断を行っても良い。この場合、制御部は、通信部を備える。通信部は、例えば記憶部に格納されたデータを外部サーバ等に送信する箇所である。例えば、無線通信装置が好ましい。それ以外にも、通信部を通信ネットワークとして構成しても良い。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。

次に、第３の実施形態にかかるピッキング装置の検品動作について説明する。

図８は、本実施形態にかかるピッキング装置の検品のフロー図を示す。

まず、ピッキング装置の保持部により棚に載置された物品を保持する（Ｓ８０１）。保持した物品をコンベア８上に載置する（Ｓ８０２）。物品がコンベア８上を－Ｘ方向に移動する（Ｓ８０３）。第２認識部９により、物品情報を認識する（Ｓ８０４）。認識された物品情報と予め記憶されたピッキング対象の物品情報と比較する（Ｓ８０５）。Ｙｅｓの場合、物品は、そのまま－Ｘ方向に移動し荷台に入る（Ｓ８０６）。Ｎｏの場合、コンベア８は停止し、その後、コンベア８は逆方向（＋Ｘ方向）に物品を移動する（Ｓ８０７）。物品を載置箇所まで移動した後コンベア８は停止し、保持部により物品は保持され棚に戻される（Ｓ８０８）。

コンベア８の一連の動作として、認識部６および第２認識部９により物品を認識し、その認識情報を用いて台車内の制御部によりコンベア８を制御する。

本実施形態のピッキング装置は、第２認識部９を有することにより、保持された物品が予め保持対象である物品であるか否かを検品することができる。また、間違った物品を保持した場合であっても、物品が荷台に入る前にコンベア８を停止して棚に物品を戻すことができる。これにより、棚に異なる種類の物品が積まれている場合であっても、ピッキング対象の物品のみを効率良くピッキングすることができる。また、ピッキング対象以外の物品が荷台に入ることが無くなるので、人の手により修正する手間が省け、物流センター等の省人化を図ることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態について図９を参照して説明する。

図９は、第４の実施形態にかかるピッキング装置の概略を示す図である。

図９に示すようにピッキング装置１は、コンベア８に隣接して物品の落下防止用のシート１１と、シート１１を巻き取る巻取り軸１２を備える。それ以外の構成については、他の実施形態にかかるピッキング装置と同様である。

巻取り軸１２は、コンベア８の搬送方向（Ｘ軸方向）と平行にコンベア８から離れた位置に配置される。また、巻取り軸１２は、コンベア８の高さより若干高い位置にあるのが好ましい。シート１１は、一端が巻取り軸１２に繋がれ他端がコンベア８の側面に繋がれる。シート１１は、常に巻取り軸１２の巻取り方向に力が加わった状態となる。これにより、シート１１はコンベア８と巻取り軸１２の間で常に張りのある状態となる。また、コンベア８の高さが巻取り軸１２の高さより低いのでシート１１は、コンベア８側が低くなるように傾斜を有する。シート１１の他端は、コンベア８の側面に繋ぐことを説明したが、他にもコンベア８に隣接しコンベア８と共に移動可能な固定部を設けてそこに繋いでも良い。シート１１は、ポリエチレンシート、ビニルシート、ゴム系シート等、柔らかく巻取り可能なものなら何でも良い。巻取り軸１２は、例えば板バネや定荷重コンストンバネなど巻取り方向に常に弾性力を生成可能な部材であれば何でも良い。

コンベア８は、搬送方向と垂直なＹ軸方向に移動可能であるためコンベア８が移動することにより、シート１１の傾斜角度が変化する。コンベア８と巻取り軸１２の距離が最も近くなる時がシート１１の傾斜角度が最大となる。一方、コンベア８と巻取り軸１２の距離が離れるほどシート１１の傾斜角度は小さくなる。

本実施形態のピッキング装置は、シート１１とそれを巻き取る巻取り軸１２を有することにより、保持部の吸着力が低下して物品が保持部から離れた場合であっても、物品の落下を防止することができる。

また、シート１１上に落下した物品は、コンベア８を巻取り軸１２の方向に移動することによりシート１１の傾斜角度を大きくし、物品をコンベア８上に滑り降ろすことができる。これにより、保持部から誤って落下した物品を人の手を介さずにコンベア８へ戻すことができるため、物流センター等の省人化を図ることができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態について図１０を参照して説明する。

図１０は、第５の実施形態にかかるピッキング装置の概略を示す図である。

図１０に示すようにピッキング装置１は、移動機構４を覆うカーテン１３を備える。それ以外の構成については、他の実施形態にかかるピッキング装置と同様である。

カーテン１３は、保持機構３が動作する－Ｘ方向の空間を除き全面が覆われているのが良い。カーテン１３は、ポリエチレンシート、ビニルシート、ゴム系シート等の素材なら何でも良い。

本実施形態にかかるピッキング装置は、カーテン１３を有することにより、例えば棚から物品が自然落下した際にピッキング装置の移動機構内に物品が入りこむリスクを低減することができる。

第１乃至５の実施形態にかかるピッキング装置は、棚に対向した状態での保持機構３および移動機構４の動作を説明したが、これに限定されず、棚の側面に対して斜め方向からもアクセスすることができ、物品をピッキングすることができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態について図１１を参照して説明する。

図１１は、第６の実施形態にかかる品出し装置１１０の概略を示す図である。

図１１に示すように品出し装置１１０は、上述した図６に示すピッキング装置１（第３の実施形態）と略同一の構成である。本実施形態にかかる品出し装置１１０は、荷台５内に位置する物品Ｇを保持部３ｃで保持し、コンベア８上に乗せる。そして、物品Ｇがコンベア８上を流れる際に認識部９により物品情報を認識する。その後、品出し装置１１０は、物品情報に基づいて物品Ｇを品出しする棚１０の近くまで移動し、保持部３ｃにより物品Ｇを棚１０に載置する。

物品情報の認識は、認識部９により物品Ｇのパッケージに印字されたバーコード情報等を認識することにより行われる。図１１に示すように物品Ｇが直方体のパッケージである場合は、物品Ｇの６面全てを認識できるように認識部９が配置されているのが良い。物品Ｇによってバーコード情報等が印字されている箇所が異なるからである。

また、物品ＧにＩＣタグが取り付けられている場合は、ＩＣタグを認識部９で認識しても良い。物品Ｇを品出しする棚１０の選択は、品出し装置１１０の制御部内の記憶部に記憶された棚位置の情報に基づいて選択される。例えば、制御部に記憶された棚位置の情報が物品の品種等のカテゴリ別となっている場合、認識部９で認識された物品情報に応じて対応するカテゴリの棚位置を選択すれば良い。

どの物品を棚に品出しするかの判断は、認識部９により認識された物品情報と、制御部内の記憶部に予め記憶されている品出し対象の物品情報を制御部で比較する。これにより、コンベア８上の物品が品出し対象の物品であるかを判断する。記憶部に記憶される品出し対象の物品情報は、外部サーバやコンピュータと無線で繋がっており適宜書換えが可能である。また、作業者は、物品情報が記憶されたＵＳＢメモリやＩＣカード（メモリカードを含む）等を台車２に設けられた、例えばリーダに挿入して直接書換えても良い。

次に、本実施形態にかかる品出し装置１１０の動作について説明する。

図１２は、本実施形態にかかる品出し装置１１０の動作の一例を示すフロー図である。

まず、品出し装置１１０は、荷台５内に位置する物品Ｇを保持部で保持する（Ｓ１２０１）。

保持した物品Ｇをコンベア８上に載置する（Ｓ１２０２）。

コンベア８は、＋Ｘ方向にベルトを駆動して物品を＋Ｘ方向に移動する（Ｓ１２０３）。

認識部９は、物品Ｇが＋Ｘ方向に移動する際に物品Ｇの物品情報を認識する（Ｓ１２０４）。

制御部は、認識された物品情報と予め記憶された品出し対象の物品情報を比較する（Ｓ１２０５）。

認識された物品情報と予め記憶された物品情報が一致する場合（Ｙｅｓの場合）、物品Ｇは、そのままコンベア８上を＋Ｘ方向に移動し、所定の位置まで進んで停止する（Ｓ１２０６）。

制御部は、認識部９で認識した物品情報と予め記憶されている棚位置情報に基づいて、台車２を駆動して物品Ｇを目的の棚位置近傍まで移動する（Ｓ１２０７）。

保持部３ｃにより物品Ｇを保持して棚に物品Ｇを品出しする（Ｓ１２０８）。その後、動作は終了する。

認識された物品情報と予め記憶された品出し対象の物品情報が一致しない場合（Ｎｏの場合）、コンベア８は停止し、逆方向（－Ｘ方向）に移動して物品Ｇは荷台５内に戻される（Ｓ１２０９）。その後、動作は終了する。

複数の物品が荷台５にある場合は、上述したフローを繰り返すことにより荷台５に入った物品を目的の棚に品出しする。品出し装置の荷台５内には、同一種類の物品が入っていることが好ましい。棚には同一種類の物品を載置することが多いため、品出し装置の移動量を低減するためである。

棚の構造は、図１１に示される構造に限定されない。例えば、平置き用の棚や陳列棚等でも良い。

物品Ｇがコンベア８上を流れる際に認識部９により物品情報を認識することを説明したが、それに限定されない。例えば、保持部３ｃ及び荷台５の上端の縁に認識部が設置され、荷台５から物品を取り出す際に物品情報を認識しても良い。この場合、コンベア８上に物品Ｇを載置する必要が無いため品出し装置の動作を簡略化できる。

上記説明では、品出し装置に限定して説明したが、本実施形態の構成は、品出し装置に限定されず、荷積み装置や商品陳列装置等、棚に物品を移載する動作を行う装置広くに適用できる。

本実施形態にかかる品出し装置は、棚１０と対向した状態で第２移動部４ｂが棚１０に近い側に位置する。また、第１移動部４ａは、第２移動部４ｂと略垂直に接続され、棚１０から離れる方向に位置する。これにより第１移動部４ａを動作して保持機構３を棚の方向に移動する際、第１移動部４ａと第２移動部４ｂとの接続部Ａにかかるモーメントを低減できる。また、接続部Ａから保持部３ｃまでの距離を短くすることができ、保持部３ｃを動作する際の振動を低減できる。これにより、高速かつ安定した物品の品出しが可能となる。

上述した第１乃至５の実施形態にかかるピッキング装置に本実施形態の品出し装置の機能を適用することにより、単一の装置で物品のピッキング及び品出し（陳列、荷積み等）の両方が可能となる。また、上述した第１乃至５の実施形態にかかるピッキング装置は、本実施形態にかかる品出し装置の機能を含んでも良い。

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。これら新規な実施形態は、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。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ともに、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。

１ ピッキング装置
２ 台車
２ａ 基台
２ｂ 車輪
３ 保持機構
３ａ アーム
３ｂ 回転軸
３ｃ 保持部
３ｄ 関節部
３ｄ１ 関節部
３ｄ２ 関節部
４ 移動機構
４ａ 第１移動部
４ｂ 第２移動部
４ｃ 第３移動部
５ 荷台
５ａ 移載部
５ｂ 第４移動部
５ｃ リニアガイド
６ 認識部
７ レール
８ コンベア
８ａ カムフォロワ
９ 第２認識部
９ａ 第２認識部
９ｂ 第２認識部
９ｃ 第２認識部
１０ 棚
１１ シート
１２ 巻取り軸
１３ カーテン

Claims (11)

1. 台車と、
   アームと、前記アームの一端に設けられ前記アームを回転する回転軸と、前記アームの他端に設けられ載置された物品を保持する保持部と、を有する保持機構と、
   前記台車上に設けられた荷台と、
   前記台車上に設けられ、前記載置された物品に向かう第１の方向に前記回転軸を移動させる第１移動部と、前記荷台と前記載置された物品の間に設けられ前記第１の方向と交差し前記台車の略垂直な第２の方向に前記第１移動部を移動させる第２移動部と、を有する移動機構と、を備え、
   前記第１移動部は、前記第２移動部に対して前記載置された物品から離れる方向に位置するピッキング装置。
2. 前記移動機構は、前記第１の方向および前記第２の方向と交差する第３の方向に前記第２移動部を移動させる第３移動部を更に有する請求項１に記載のピッキング装置。
3. 前記保持部と前記アームとの間に関節部を有する請求項１または２に記載のピッキング装置。
4. 前記荷台は前記第２方向に移動する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のピッキング装置。
5. 前記保持部に保持された物品を載置する支持部を更に備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載のピッキング装置。
6. 前記支持部は、ベルトコンベアを有する請求項５に記載のピッキング装置。
7. 前記支持部は、前記第２方向あるいは前記第１の方向および前記第２の方向と交差する第３方向に移動する請求項５または６に記載のピッキング装置。
8. 前記保持部は、吸着パッドを有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のピッキング装置。
9. 前記移動機構は、前記物品を認識する第１認識部を有する請求項１乃至８のいずれか１項に記載のピッキング装置。
10. 前記保持部は、前記物品を認識する第２認識部を有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載のピッキング装置。
11. 前記支持部は、前記物品の物品情報を認識する第３認識部を有する請求項５に記載のピッキング装置。

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