JP7273221B2 - ピッキング設備 - Google Patents

Description

本発明は、ピッキング設備に関するものである。

多種多様な物品を扱う物流設備においては、同種の物品が収容されたケースから、配送先ごとに用意されたコンテナへ物品を積み替えるピッキング作業が行われている。近年においては、作業者による作業を削減するために、ピッキングロボットを用いることにより、ピッキング作業が自動化されつつある。例えば、特許文献１には、ピッキングロボットが搭載された台車に対してコンテナを載置可能とし、台車を走行させながら台車に載置されたコンテナに対してピッキングロボットによって物品を積み替える装置が開示されている。

特開２０１４－２３１４２０号公報

しかしながら、特許文献１のように、ロボットが搭載された台車に対してコンテナを載置可能とした場合には、ロボットがピッキング作業を行っている間はコンテナの受渡し作業を行うことができない。逆に、コンテナの受渡し作業を行っている間はロボットがピッキング作業を行うことができない。また、台車に対してカメラを設置し、カメラの撮像データから物品の種類や姿勢を検出する場合、撮像中や撮像データの処理中も、コンテナの受渡し作業を行うことができない。このように特許文献１に開示された構成であると、コンテナの台車への受渡し作業中にピッキング作業等を行うことができず、１つのコンテナに対する物品の積み込み作業に要する時間が増加することになる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ピッキングロボットにより物品収容体に収容された物品をコンテナに移載するピッキング設備において、１つのコンテナに対する物品の積み込み作業期間を短縮することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、ピッキングロボットにより物品収容体に収容された物品をコンテナに移載するピッキング設備であって、上記ピッキングロボットが搭載されると共に走行可能なロボット台車と、上記コンテナが載置可能とされると共に上記ロボット台車と分離して走行可能なコンテナ台車とを備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記ロボット台車に設置されると共に上記物品収容体に収容された物品を認識する認識部を備え、上記認識部にて上記物品を認識中に、上記コンテナ台車を上記ロボット台車と分離して走行させることで上記コンテナを移動させるコンテナ台車制御部を備えるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記コンテナ台車が、上記コンテナの移載を行う移載装置を備えるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１～第３いずれかの発明において、上記物品収容体が載置されるラックと、上記ラックに沿って敷設されるレールとを備え、上記ロボット台車及び上記コンテナ台車が同一の上記レールに沿って走行可能とされているという構成を採用する。

第５の発明は、上記第１～第３いずれかの発明において、上記物品収容体が載置されるラックと、上記ラックに沿って敷設されると共に上記ロボット台車が走行する第１レールと、上記第１レールと平行かつ上記第１レールに対して上記ラックの反対側に敷設されると共に上記コンテナ台車が走行する第２レールとを備えるという構成を採用する。

第６の発明は、上記第１～第５いずれかの発明において、上記ロボット台車が別の場所に移動される際、上記コンテナ台車が上記ロボット台車と同期して移動され、上記ピッキングロボットから上記物品を前記コンテナ台車に移載可能とするという構成を採用する。

第７の発明は、上記第１～第６いずれかの発明において、上記コンテナ台車を複数備えるという構成を採用する。

第８の発明は、上記第１の発明において、前記物品収容体に収容された物品を認識する認識部を有すると共に走行可能な認識部台車を前記ロボット台車と別に有するという構成を採用する。

第９の発明は、上記第８の発明において、前記認識部にて前記物品を認識中に、前記コンテナ台車を前記ロボット台車と分離して走行させることで前記コンテナを移動させるコンテナ台車制御部を備えるという構成を採用する。

第１０の発明は、上記第８または第９の発明において、前記認識部台車が、前記ロボット台車の上方にて走行可能に吊下げ支持されているという構成を採用する。

本発明においては、ピッキングロボットが搭載されるロボット台車と分離して走行可能なコンテナ台車を備えている。このため、コンテナ台車に対してコンテナの受渡しを行う作業と、ロボット台車による作業とを並行して行うことができる。したがって、本発明によれば、ピッキングロボットにより物品収容体に収容された物品をコンテナに移載するピッキング設備において、１つのコンテナに対する物品の積み込み作業期間を短縮することが可能となる。

本発明の一実施形態におけるピッキング設備の概略構成を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備が備える地上制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備が備える総括制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備が備える走行制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備が備える物品判別制御処理部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備が備えるコンテナ台車制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備が備えるロボット台車とコンテナ台車との動作を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備が備えるロボット台車とコンテナ台車との動作を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態におけるピッキング設備の変形例の概略構成を模式的に示す平面図である。 本発明の第２実施形態におけるピッキング設備の概略構成を模式的に示す平面図である。 本発明の第２実施形態におけるピッキング設備の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態におけるピッキング設備の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係るピッキング設備の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態のピッキング設備１の概略構成を模式的に示す平面図である。図１に示すように、また、図２は、本実施形態のピッキング設備１の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態のピッキング設備１は、図１に示すように、床面に敷設されたレール２と、レール２に沿って配設されるフローラック３（ラック）とを備えている。また、本実施形態のピッキング設備１は、地上システム４と、ロボット台車５と、コンテナ台車６とを備えている。

レール２は、図１に示すように直線状に敷設されており、ロボット台車５及びコンテナ台車６が走行可能に載置されている。このレール２は、走行するロボット台車５及びコンテナ台車６を直線状に案内する。フローラック３は、外部（例えば不図示の自動倉庫）から供給されるケースＸ（物品収容体）が載置される棚であり、レール２の両側の各々に設置されている。これらのフローラック３は、レール２に沿って複数のケースＸを載置可能な大きさとされている。また、これらのフローラック３は、レール２に沿って走行するロボット台車５の後述するピッキングロボット５ｂがケースＸの内部にアクセス可能な距離に配置されるように、レール２に対して近接して配設されている。

なお、ケースＸは、同一種類の物品を多数収容する容器である。なお、原則的には、１つのケースＸには、同一種類の物品が複数収容されている。ただし、１つのケースＸに複数種類の物品が、各々複数収容されていても良い。また、在庫状況によっては、ケースＸの内部に同一種類の物品が１つのみ収容されている場合もある。

地上システム４は、図１に示すように、コンテナを搬送する上流側コンベア４ａ及び下流側コンベア４ｂを備えている。さらに、図２に示すように、地上システム４は、上流側コンベア４ａ及び下流側コンベア４ｂを制御する地上制御部４ｃと、上位システムと通信するための第１通信モジュール４ｄと、ロボット台車５と通信するための第２通信モジュール４ｅと、コンテナ台車６と通信するための第３通信モジュール４ｆとを備えている。

上流側コンベア４ａは、空のコンテナＹを図１に示すコンテナ移載領域Ｒまで搬送するローラコンベアである。また、下流側コンベア４ｂは、物品が収容されたコンテナＹをコンテナ移載領域Ｒから不図示の搬出箇所まで搬送するローラコンベアである。なお、上流側コンベア４ａ及び下流側コンベア４ｂは、ローラコンベアではなく、ベルトコンベアとすることも可能である。これらの上流側コンベア４ａ及び下流側コンベア４ｂは、地上制御部４ｃの制御の下に、コンテナＹを搬送する。なお、コンテナＹは、所定の出荷先に納品される物品を収容するための容器であり、例えば折り畳みが可能とされている。

地上制御部４ｃは、上位システム（例えばピッキング設備１を含む物流設備の全体を制御するシステム）から、第１通信モジュール４ｄを介して入力される指令に基づいて、上流側コンベア４ａ及び下流側コンベア４ｂを制御するプログラマブルコントローラである。また、本実施形態のピッキング設備１において地上制御部４ｃは、ロボット台車５及びコンテナ台車６の制御も行う。例えば、地上制御部４ｃは、第２通信モジュール４ｅを通じてロボット台車５と通信することによってロボット台車５を制御する。また、地上制御部４ｃは、第３通信モジュール４ｆを通じてコンテナ台車６と通信をすることによってコンテナ台車６を制御する。

第１通信モジュール４ｄ、第２通信モジュール４ｅ及び第３通信モジュール４ｆは、光や電波を用いた無線通信を行う伝送モジュールである。第１通信モジュール４ｄは、地上制御部４ｃが上位システムと通信を行うための伝送モジュールである。また、第２通信モジュール４ｅは、地上制御部４ｃがロボット台車５の後述する総括制御部５ｅと通信を行うための伝送モジュールである。また、第３通信モジュール４ｆは、地上制御部４ｃがコンテナ台車６の後述するコンテナ台車制御部６ｃと通信を行うための伝送モジュールである。

ロボット台車５は、図１に示すように、台車部５ａと、ピッキングロボット５ｂと、物品判別カメラ５ｃとを備えている。また、ロボット台車５は、図２に示すように、物品判別制御処理部５ｄと、総括制御部５ｅと、スイッチ５ｆと、通信モジュール５ｇとを備えている。

台車部５ａは、ピッキングロボット５ｂを支持すると共にレール２に沿って走行可能とされており、図２に示すように、走行機構５ａ１と、走行制御部５ａ２とを有している。走行機構５ａ１は、台車部５ａを走行可能とする機構であり、不図示の車輪や駆動モータを備えている。走行制御部５ａ２は、走行機構５ａ１を制御するプログラマブルコントローラであり、総括制御部５ｅからの指令に基づいて走行機構５ａ１を制御する。また、走行制御部５ａ２は、スイッチ５ｆを介して通信モジュール５ｇと接続されている。

ピッキングロボット５ｂは、ケースＸに収容された物品をコンテナＹに移載するための産業用ロボットであり、図２に示すように、ロボット本体部５ｂ１と、ロボット制御部５ｂ２と、ピッキング機構５ｂ３とを備えている。ロボット本体部５ｂ１は、複数の関節や駆動モータを有する多軸ロボットであり、ロボット制御部５ｂ２によって駆動される。ロボット制御部５ｂ２は、総括制御部５ｅと接続されており、総括制御部５ｅの指令に基づいてロボット本体部５ｂ１を制御する。ピッキング機構５ｂ３は、物品を持ち上げる機構であり、例えば、ロボット本体部５ｂ１の先端部に設置された吸引パッドや吸引パッドに負圧を供給する排気装置を有している。

物品判別カメラ５ｃは、ピッキングロボット５ｂの先端部に設けられている。この物品判別カメラ５ｃは、物品判別制御処理部５ｄの制御の下にケースＸの内部を撮像し、ケースＸに収容された物品の種類や姿勢等の情報を含む画像データを取得する。また、物品判別カメラ５ｃは、撮像することで取得した画像データを物品判別制御処理部５ｄに向けて出力する。物品判別制御処理部５ｄは、物品判別カメラ５ｃから入力される画像データに基づいて、ケースＸに収容された物品の種類や物品の姿勢を判別し、判別した結果を総括制御部５ｅに向けて出力する。また、物品判別制御処理部５ｄは、スイッチ５ｆを介して通信モジュール５ｇと接続されている。これらの物品判別カメラ５ｃ及び総括制御部５ｅは、ロボット台車５に設置されると共にケースＸに収容された物品を認識する認識部として機能する。

総括制御部５ｅは、スイッチ５ｆを介して通信モジュール５ｇと接続されており、地上制御部４ｃから入力される指令と、物品判別制御処理部５ｄから入力される判別結果とに基づいて、台車部５ａ及びピッキングロボット５ｂの動作指令を生成するプログラマブルコントローラである。この総括制御部５ｅは、台車部５ａの走行制御部５ａ２、ピッキングロボット５ｂのロボット制御部５ｂ２及びピッキング機構５ｂ３に向けて指令信号を出力する。また、総括制御部５ｅは、台車部５ａの走行制御部５ａ２から入力される台車部５ａの状態を示す信号、ピッキングロボット５ｂのロボット制御部５ｂ２から入力されるロボット本体部５ｂ１の状態を示す信号、及び、ピッキング機構５ｂ３の状態を示す信号を、通信モジュール５ｇを介して地上制御部４ｃに送信する。

スイッチ５ｆは、走行制御部５ａ２、物品判別制御処理部５ｄ及び総括制御部５ｅと接続されており、これらを選択して通信モジュール５ｇと接続させる。つまり、スイッチ５ｆは、走行制御部５ａ２が通信モジュール５ｇと接続されている場合には、物品判別制御処理部５ｄ及び総括制御部５ｅと通信モジュール５ｇとを切り離す。また、スイッチ５ｆは、物品判別制御処理部５ｄが通信モジュール５ｇと接続されている場合には、走行制御部５ａ２及び総括制御部５ｅと通信モジュール５ｇとを切り離す。また、スイッチ５ｆは、総括制御部５ｅが通信モジュール５ｇと接続されている場合には、走行制御部５ａ２及び物品判別制御処理部５ｄと通信モジュール５ｇとを切り離す。通信モジュール５ｇは、地上制御部４ｃと通信を行うための伝送モジュールであり、地上システム４の第２通信モジュール４ｅと無線接続されている。

コンテナ台車６は、図１に示すように、台車部６ａと、移載コンベア６ｂ（移載装置）とを備えている。また、コンテナ台車６は、図２に示すように、コンテナ台車制御部６ｃと、通信モジュール６ｄとを備えている。

台車部６ａは、移載コンベア６ｂが搭載されると共にレール２に沿って走行可能とされており、図２に示すように、走行機構６ａ１を有している。走行機構６ａ１は、台車部６ａを走行可能とする機構であり、不図示の車輪や駆動モータを備えている。このような台車部６ａは、ロボット台車５と分離した状態でレール２に沿って走行可能とされている。

移載コンベア６ｂは、地上システム４の上流側コンベア４ａ及び下流側コンベア４ｂと略同一の高さとなるように、台車部６ａに対して搭載されたローラコンベアである。なお、移載コンベア６ｂは、ローラコンベアではなく、ベルトコンベアとすることも可能である。このような移載コンベア６ｂは、地上システム４の上流側コンベア４ａによって図１に示すコンテナ移載領域Ｒまで搬送されてきた空のコンテナＹを受け取り、物品が収容されたコンテナＹをコンテナ移載領域Ｒから下流側コンベア４ｂに受け渡す。

このように、本実施形態においてコンテナ台車６は、コンテナＹの移載を行う移載コンベア６ｂを備えることにより、コンテナＹを移載コンベア６ｂ上に載置可能な構成とされている。さらに、コンテナ台車６は、コンテナＹが載置された状態にて、ロボット台車５と分離してレール２上を走行可能とされている。

コンテナ台車制御部６ｃは、台車部６ａの走行機構６ａ１及び移載コンベア６ｂの制御を行うプログラマブルコントローラであり、通信モジュール６ｄを通じて入力される地上制御部４ｃから指令に基づいて走行機構６ａ１及び移載コンベア６ｂを制御する。通信モジュール６ｄは、地上制御部４ｃと通信を行うための伝送モジュールであり、地上システム４の第３通信モジュール４ｆと無線接続されている。

続いて、図３～図９を参照して、本実施形態のピッキング設備１の動作について説明する。図３は、地上制御部４ｃの動作を説明するためのフローチャートである。図４は、ロボット台車５の総括制御部５ｅの動作を説明するためのフローチャートである。図５は、ロボット台車５の走行制御部５ａ２の動作を説明するためのフローチャートである。図６は、ロボット台車５の物品判別制御処理部５ｄの動作を説明するためのフローチャートである。図７は、コンテナ台車制御部６ｃの動作を説明するためのフローチャートである。また、図８及び図９は、ロボット台車５とコンテナ台車６との動作を説明するための模式図である。

図３に示すように、地上制御部４ｃは、上位システムから第１通信モジュール４ｄを通じて入力される指令に基づいて、ロボット台車５の総括制御部５ｅにピッキング情報を送信する（ステップＳ１ａ）。また、地上制御部４ｃは、コンテナ台車６のコンテナ台車制御部６ｃにピッキング情報を送信する（ステップＳ１ｂ）。なお、ここでのピッキング情報とは、ピッキング作業の開始を示す信号、ピッキングする物品が収容されたケースＸのアドレス、ピッキングする物品の数等を含む情報である。

続いて、地上制御部４ｃは、コンテナ台車６からコンテナ移載領域Ｒへの移動が完了し、コンテナＹを移載可能である旨の信号を受信するまで待機する（ステップＳ１ｃ）。地上制御部４ｃは、後述のステップＳ５ｃによってコンテナ台車６からコンテナＹを移載可能である旨の信号を受信すると、コンテナ台車６に対してコンテナＹの移載を開始する指示を送信する（ステップＳ１ｄ）。また、地上制御部４ｃは、コンベア駆動処理を行う（ステップＳ１ｅ）。このコンベア駆動処理では、地上制御部４ｃは、上流側コンベア４ａを駆動し、上流側コンベア４ａに空のコンテナＹをコンテナ移載領域Ｒまで搬送させる。

続いて、地上制御部４ｃは、コンテナ台車６からコンテナＹの移載が完了した旨の信号を受信するまで待機する（ステップＳ１ｆ）。地上制御部４ｃは、後述のステップＳ５ｆによってコンテナ台車６からコンテナＹの移載が完了した旨の信号を受信すると、コンテナ台車６に対してロボット台車５の横へ移動する旨の指示を送信する（ステップＳ１ｇ）。続いて、地上制御部４ｃは、コンテナ台車６からロボット台車５の横へ移動した旨の信号を受信するまで待機し（ステップＳ１ｈ）し、さらにロボット台車５から対象のケースＸに収容された物品のピッキング作業が完了した旨の信号を受信するまで待機する（ステップＳ１ｉ）。

地上制御部４ｃは、後述のステップＳ５ｉによってコンテナ台車６からロボット台車５の横へ移動した旨の信号を受信し、後述のステップＳ２ｈによってロボット台車５から対象のケースＸに収容された物品のピッキング作業が完了した旨の信号を受信すると、コンテナ台車６に対して同期運転の指示を送信する（ステップＳ１ｊ）。なお、ここでの同期運転とは、ロボット台車５と同期して常にロボット台車５に伴走する運転を行うことを意味する。その後、地上制御部４ｃは、後述するステップＳ５ｍによってコンテナ台車６から同期運転中である旨の信号を受信するまで待機（ステップＳ１ｋ）する。また、地上制御部４ｃは、コンテナ台車６から同期運転中である旨の信号を受信すると、その他の物品をピッキングするための情報を含むプレイス指示をロボット台車５に送信する（ステップＳ１ｍ）。その後、地上制御部４ｃは、ロボット台車５からプレイス作業が完了した旨の信号を受信するまで待機する（ステップＳ１ｎ）。

後述のステップＳ２ｍによってロボット台車５からプレイス作業が完了した旨の信号を受信すると、地上制御部４ｃは、コンテナ台車６に対してコンテナ移載領域Ｒまで移動する旨の指示を送信する（ステップＳ１ｐ）。そして、コンテナ台車６からコンテナＹの移載を行う準備ができた旨の信号を受信するまで待機する（ステップＳ１ｑ）。そして、地上制御部４ｃは、後述のステップＳ５ｑによってコンテナ台車６からコンテナＹを移載可能である旨の信号を受信すると、コンテナ台車６に対してコンテナＹの移載を開始する指示を送信する（ステップＳ１ｒ）。また、地上制御部４ｃは、コンベア駆動処理を行う（ステップＳ１ｓ）。このコンベア駆動処理では、地上制御部４ｃは、下流側コンベア４ｂを駆動し、下流側コンベア４ｂに物品が収容されたコンテナＹをコンテナ移載領域Ｒから外部の所定箇所まで搬送させる。

続いて、地上制御部４ｃは、コンテナ台車６から移載が完了した旨の信号を受信するまで待機する（ステップＳ１ｔ）。地上制御部４ｃは、後述のステップＳ５ｔによってコンテナ台車６から移載が完了した旨の信号を受信すると、上述のステップＳ１ｃに戻る。

図４に示すように、総括制御部５ｅは、上述のステップＳ１ａで地上制御部４ｃから送信されるピッキング情報を含む指令を受信するまで待機する（ステップＳ２ａ）。総括制御部５ｅは、ピッキング情報を含む指令を受信すると、指令に基づいて走行制御部５ａ２に移動指令を送信する（ステップＳ２ｂ）。この移動指令には、ロボット台車５がピッキングする物品を収容したケースＸのアドレスを含んでいる。

続いて、総括制御部５ｅは、走行制御部５ａ２からピッキングが可能な状態になった旨を示す信号を受信するまで待機する（ステップＳ２ｃ）。そして、総括制御部５ｅは、後述のステップＳ３ｃによって走行制御部５ａ２からピッキングが可能な状態になった旨を示す信号を受信すると、物品判別カメラ５ｃが物品を認識可能な位置となるように、認識位置移動処理を行う（ステップＳ２ｄ）。ここでは、総括制御部５ｅは、ロボット制御部５ｂ２にロボット本体部５ｂ１を駆動させることによって、物品判別カメラ５ｃを物品が認識可能な位置に移動させる。そして、総括制御部５ｅは、認識位置処理が完了すると、物品判別制御処理部５ｄに物品の認識を開始する旨の指示を出す（ステップＳ２ｅ）。その後、総括制御部５ｅは、物品判別制御処理部５ｄから物品の認識が完了した旨の信号を受信するまで待機する（ステップＳ２ｆ）。

総括制御部５ｅは、後述のステップＳ４ｃによって物品判別制御処理部５ｄから物品の認識が完了した旨の信号を受信すると、ピッキング処理を行う（ステップＳ２ｇ）。ここでは、総括制御部５ｅは、物品判別制御処理部５ｄで取得された情報に基づいて、ロボット制御部５ｂ２にロボット本体部５ｂ１を制御させ、さらにはピッキング機構５ｂ３を制御することによって、ケースＸに収容された物品をコンテナＹに移動する。そして、総括制御部５ｅは、ピッキング処理が完了すると、地上システム４の地上制御部４ｃに向けてピッキング処理が完了した旨の信号を送信する（ステップＳ２ｈ）。

続いて、総括制御部５ｅは、上述のステップＳ１ｍで地上制御部４ｃから送信されるプレイス指示を含む指令が受信されるまで待機する（ステップＳ２ｉ）。総括制御部５ｅは、地上制御部４ｃからプレイス指示が含まれた指令を受信すると、プレイスを開始する（ステップＳ２ｊ）と共に、走行許可を走行制御部５ａ２に出す（ステップＳ２ｋ）。そして、総括制御部５ｅは、プレイスが完了すると、その旨を示す信号を地上制御部４ｃに向けて送信する（ステップＳ２ｍ）。総括制御部５ｅは、プレイスが完了した旨を示す信号の送信が完了すると、上述のステップＳ２ｃに戻る。

図５に示すように、走行制御部５ａ２は、上述のステップＳ２ｂで総括制御部５ｅから送信される移動指令を受信するまで待機する（ステップＳ３ａ）。走行制御部５ａ２は、総括制御部５ｅから送信される移動指令を受信すると、ロボット台車５の移動処理を行う（ステップＳ３ｂ）。ここでは、走行制御部５ａ２は、総括制御部５ｅから入力された移動指令に基づいて走行機構５ａ１を制御することによって、ピッキングする物品が収容されたケースＸの近くまでロボット台車５を移動する。ロボット台車５の移動が完了すると、走行制御部５ａ２は、移動が完了してピッキングが可能となった旨を示す信号を総括制御部５ｅに向けて送信する（ステップＳ３ｃ）。

続いて、走行制御部５ａ２は、上述のステップＳ２ｋで総括制御部５ｅから送信される移動指令を受信するまで待機する（ステップＳ３ｄ）。走行制御部５ａ２は、総括制御部５ｅから送信される移動指令を受信すると、ロボット台車５の移動処理を行う（ステップＳ３ｅ）。走行制御部５ａ２は、総括制御部５ｅから入力された移動指令に基づいて走行機構５ａ１を制御することによって、次にピッキングする物品が収容されたケースＸの近くまでロボット台車５を移動する。ロボット台車５の移動が完了すると、走行制御部５ａ２は、上述のステップＳ３ｃに戻る。

図６に示すように、物品判別制御処理部５ｄは、上述のステップＳ２ｅで総括制御部５ｅから送信される認識開始指示を受信するまで待機する（ステップＳ４ａ）。物品判別制御処理部５ｄは、総括制御部５ｅから送信される認識開始指示を受信すると、認識処理を行う（ステップＳ４ｂ）。ここでは、物品判別制御処理部５ｄは、物品判別カメラ５ｃにケースＸに収容された物品を撮像させ、その撮像データから物品の種類や姿勢を判別する。そして、物品判別制御処理部５ｄは、認識処理が完了すると、その旨を示す信号を総括制御部５ｅに向けて送信する（ステップＳ４ｃ）。その後、物品判別制御処理部５ｄは、ステップＳ４ａに戻る。

図７に示すように、コンテナ台車制御部６ｃは、上述のステップＳ１ｂで地上制御部４ｃから送信されるピッキング情報を含む指令を受信するまで待機する（ステップＳ５ａ）。コンテナ台車制御部６ｃは、ピッキング情報を含む指令を受信すると、指令に基づいて台車移動処理を行う（ステップＳ５ｂ）。この台車移動処理では、コンテナ台車制御部６ｃは、地上制御部４ｃから入力された指令に基づいて走行機構６ａ１を制御することによって、図８（ａ）に示すようにコンテナ台車６をロボット台車５と分離してコンテナ移載領域Ｒまで移動する。

コンテナ台車制御部６ｃは、コンテナ移載領域Ｒまで移動すると、コンテナＹを移載可能である旨の信号を地上制御部４ｃに向けて送信する（ステップＳ５ｃ）。そして、コンテナ台車制御部６ｃは、上述のステップＳ１ｄで地上制御部４ｃから送信されるコンテナ移載指示を受信するまで待機する（ステップＳ５ｄ）。コンテナ移載指示を受信すると、コンテナ台車制御部６ｃは、コンベア駆動処理を行う（ステップＳ５ｅ）。ここでは、コンテナ台車制御部６ｃは、移載コンベア６ｂを駆動し、地上制御部４ｃの制御の下に上流側コンベア４ａにてコンテナ移載領域Ｒまで搬送されてきた空のコンテナＹを移載コンベア６ｂ側に受け取る。

続いて、コンテナ台車制御部６ｃは、コンテナＹの移載が完了すると、その旨を示す信号を地上制御部４ｃに向けて送信する（ステップＳ５ｉ）。そして、コンテナ台車制御部６ｃは、上述のステップＳ１ｇで地上制御部４ｃから送信されるロボット台車５の横への移動指示を受信するまで待機する（ステップＳ５ｊ）。ロボット台車５の横への移動指示を受信すると、コンテナ台車制御部６ｃは、図８（ｂ）に示すようにコンテナ台車６をロボット台車５と同期して走行させる（ステップＳ５ｋ）。さらに、コンテナ台車制御部６ｃは、ロボット台車５と同期して走行していることを示す信号を地上制御部４ｃに向けて送信する（ステップＳ５ｍ）。

続いて、コンテナ台車制御部６ｃは、上述のステップＳ１ｐで地上制御部４ｃから送信されるコンテナ台車移動指示を受信するまでロボット台車５との同期運転を継続する（ステップＳ５ｎ）。そして、コンテナ台車制御部６ｃは、地上制御部４ｃから送信されるコンテナ台車移動指示を受信すると、台車移動処理を行う（ステップＳ５ｐ）。この台車移動処理では、コンテナ台車制御部６ｃは、地上制御部４ｃから入力された指令に基づいて走行機構６ａ１を制御することによって、図９（ａ）に示すようにコンテナ台車６をロボット台車５と分離してコンテナ移載領域Ｒまで移動する。

コンテナ台車制御部６ｃは、コンテナ移載領域Ｒまで移動すると、コンテナＹを移載可能である旨の信号を地上制御部４ｃに向けて送信する（ステップＳ５ｑ）。そして、コンテナ台車制御部６ｃは、上述のステップＳ１ｒで地上制御部４ｃから送信されるコンテナ移載指示を受信するまで待機する（ステップＳ５ｒ）。コンテナ移載指示を受信すると、コンテナ台車制御部６ｃは、コンベア駆動処理を行う（ステップＳ５ｓ）。ここでは、コンテナ台車制御部６ｃは、移載コンベア６ｂを駆動し、図９（ｂ）に示すように、下流側コンベア４ｂにコンテナ移載領域Ｒから物品が収容されたコンテナＹを受け渡す。そして、コンテナ台車制御部６ｃは、コンテナＹの移載が完了すると、その旨を示す信号を地上制御部４ｃに向けて送信し（ステップＳ５ｔ）、ステップＳ５ｃに戻る。

本実施形態のピッキング設備１においては、ピッキングロボット５ｂが搭載されるロボット台車５と分離して走行可能なコンテナ台車６を備えている。このため、コンテナ台車６に対してコンテナＹの受渡しを行う作業と、ロボット台車５による作業とを並行して行うことができる。したがって、本実施形態のピッキング設備１によれば、１つのコンテナＹに対する物品の積み込み作業期間を短縮することが可能となる。

また、本実施形態のピッキング設備１においては、ロボット台車５に設置されると共にケースＸに収容された物品を認識する認識部として物品判別カメラ５ｃと物品判別制御処理部５ｄを備えており、物品の認識中にコンテナ台車６をロボット台車５と分離して走行させることでコンテナＹを移動させるコンテナ台車制御部６ｃを備えている。このため、本ン実施形態のピッキング設備１によれば、画像処理を伴うことから処理に時間を要する物品の認識中に、コンテナＹの移動が規制されない。したがって、１つのコンテナＹに対する物品の積み込み作業期間をより短縮することが可能となる。

また、本実施形態のピッキング設備１においては、コンテナ台車６が、コンテナＹの移載を行う移載装置として機能する移載コンベア６ｂを備えている。このため、コンテナ台車６と別に移載装置を設置する必要がなく、ピッキング設備１の全体構成を簡素化することが可能となる。

なお、ピッキングロボット５ｂが複数のケースＸから物品をコンテナＹに移載する間、コンテナ台車６がロボット台車５と同期して移動される。このような構成を採用することによって、ピッキングロボット５ｂで取り上げた物品を素早くコンテナＹに収容することができ、ピッキングロボット５ｂの待機時間を減少させることができる。

また、本実施形態のピッキング設備１においては、ケースＸが載置されるフローラック３と、フローラック３に沿って敷設されるレール２とを備えており、ロボット台車５及びコンテナ台車６が同一のレール２に沿って走行可能とされている。このため、コンテナ台車６をレール２に沿って移動させることで容易かつ短時間でロボット台車５の横まで移動させることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、１つのロボット台車５に対して１つのコンテナ台車６が設けられた構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、１つのロボット台車５の両側にコンテナ台車６を配置する構成を採用しても良い。このような場合には、例えば、コンテナ移載領域Ｒを、コンテナ台車６を挟んで両側に設けるようにすることが好ましい。

また、上記実施形態においては、レール２に沿ってロボット台車５及びコンテナ台車６が走行する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、レールが敷設されていない床面上を走行する自動走行台車をロボット台車及びコンテナ台車として用いても良い。

また、上記実施形態においては、コンテナ台車６に移載コンベア６ｂを備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、コンテナＹの移載を行う移載装置をコンテナ台車６と別体で設ける構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、物品収容体としてケースＸを用いる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、物品収容体としてパレット等を用いても良い。

また、上記実施形態のピッキング設備１においては、ロボット台車５とコンテナ台車６とが同一のレール２を走行する構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。図１０は、上記実施形態のピッキング設備１の変形例の概略構成を模式的に示した平面図である。この図に示すように、レール２をロボット台車５のみが走行する第１レールとし、コンテナ台車６のみが走行する第２レール７を敷設しても良い。このような場合には、フローラック３をレール２の片側のみに配置すると共に、レール２に平行かつレール２のフローラック３と反対側に第２レール７を敷設する。また、第２レール７に沿って上流側コンベア４ａ及び下流側コンベア４ｂを配置する。このような構成を採用することによって、ロボット台車５とコンテナ台車６とが干渉することがないため、ロボット台車５とコンテナ台車６の移動をより自由に行うことができる。

続いて、図１１～図１３を参照して、本発明の第２実施形態であり、物品判別カメラ５ｃに換えてカメラ台車７（認識部台車）を備えたピッキング設備１Ａについて説明する。なお、本第２実施形態において、上記実施形態と同様の部分については、その説明を省略する。

図１１は、本実施形態のピッキング設備１Ａの概略構成を模式的に示す平面図である。この図に示すように、本実施形態のピッキング設備１Ａは、カメラ台車７と、カメラ台車７を案内するレール８とを備えている。なお、図１１に示すように、本実施形態のピッキング設備１Ａは、カメラ台車７とレール８との対を２つ備えている。

カメラ台車７は、ロボット台車５の上方に敷設されたレール８によって、フローラック３に沿って走行可能とされている。図１２は、本発明の第２実施形態におけるピッキング設備１Ａの概略構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、カメラ台車７は、台車部７ａと、物品判別カメラ７ｂと、物品判別制御処理部７ｃと、カメラ台車制御部７ｄと、通信モジュール７ｅとを備えている。なお、図１２においては、カメラ台車７を１つのみ図示しているが、本実施形態のピッキング設備１Ａにおいては、同一構成のカメラ台車７がもう１つ設けられている。

台車部７ａは、レール８に沿って走行可能とされており、図１２に示すように、走行機構７ａ１を有している。走行機構７ａ１は、台車部７ａを走行可能とする機構であり、不図示の車輪や駆動モータを備えている。このような台車部７ａは、ロボット台車５と別に設けられており、ロボット台車５が走行するレール２と異なるレール８に沿って走行可能とされている。

物品判別カメラ７ｂは、台車部７ａに対して下方に向けて設けられている。この物品判別カメラ７ｂは、物品判別制御処理部７ｃの制御の下にケースＸの内部を撮像し、ケースＸに収容された物品の種類や姿勢等の情報を含む画像データを取得する。また、物品判別カメラ７ｂは、撮像することで取得した画像データを物品判別制御処理部７ｃに向けて出力する。物品判別制御処理部７ｃは、物品判別カメラ７ｂから入力される画像データに基づいて、ケースＸに収容された物品の種類や物品の姿勢を判別し、判別した結果を、通信モジュール７ｅを介して地上制御部４ｃに向けて出力する。これらの物品判別カメラ７ｂ及び物品判別制御処理部７ｃは、ケースＸに収容された物品を認識する認識部として機能する。

カメラ台車制御部７ｄは、通信モジュール７ｅと接続されており、地上制御部４ｃから入力される指令と、物品判別制御処理部５ｄから入力される判別結果とに基づいて、台車部７ａの動作指令を生成するプログラマブルコントローラである。通信モジュール７ｅは、地上制御部４ｃと通信を行うための伝送モジュールであり、地上システム４の第４通信モジュール４ｇと無線接続されている。

図１３は、本実施形態のピッキング設備１Ａの動作を説明するためのフローチャートである。この図に示すように、本実施形態のピッキング設備１Ａでは、地上制御部４ｃの制御の下に、ステップＳ２ｄの認識位置移動処理とステップＳ２ｅの認識開始指示が、ステップＳ２ｂの台車移動指令及びステップＳ２ｃの走行制御部５ａ２からピッキングが可能な状態になった旨を示す信号を受信するまで待機処理と並行して行われる。

このような本実施形態のピッキング設備１Ａによれば、ケースＸに収容された物品を認識する物品判別カメラ７ｂが、ロボット台車５と別に走行可能なカメラ台車７に搭載されている。このため、物品判別カメラ７ｂでの撮像を待たずにロボット台車５を移動させることが可能となる。

さらに、物品判別カメラ７ｂでの撮像中にコンテナ台車６を移動させることによって、物品の状態の識別と、ロボット本体部５ｂ１の動作と、コンテナ台車６の移動とを並行して行うことができ、よりピッキング処理の時間を短くすることが可能となる。

また、本実施形態のピッキング設備１Ａにおいては、カメラ台車７がロボット台車５の上方にて走行可能に吊下げ支持されている。このため、カメラ台車７をロボット台車５と干渉することなく移動させることが可能となっている。

なお、本実施形態のピッキング設備１Ａにおいて、物品判別カメラ５ｃに換えてあるいは物品判別カメラ５ｃと共に、レーザ計測器等を設置し、レーザ計測器等の計測結果に基づいて、物品までの距離、物品の形状、物品の姿勢等を取得するようにしても良い。

また、本実施形態のピッキング設備１Ａにおいて、カメラ台車７を吊下げ支持せずに、地面に敷設したレール上を走行可能とする構成を採用することも可能である。このような構成を採用する場合には、レール８をレール２と並行に敷設し、ケースＸの上方から撮像可能なように物品判別カメラ７ｂを配置することが考えられる。

１……ピッキング設備、２……レール、３……フローラック（ラック）、４……地上システム、４ａ……上流側コンベア、４ｂ……下流側コンベア、４ｃ……地上制御部、４ｄ……第１通信モジュール、４ｅ……第２通信モジュール、４ｆ……第３通信モジュール、５……ロボット台車、５ａ……台車部、５ａ１……走行機構、５ａ２……走行制御部、５ｂ……ピッキングロボット、５ｂ１……ロボット本体部、５ｂ２……ロボット制御部、５ｂ３……ピッキング機構、５ｃ……物品判別カメラ、５ｄ……物品判別制御処理部、５ｅ……総括制御部、５ｆ……スイッチ、５ｇ……通信モジュール、６……コンテナ台車、６ａ……台車部、６ａ１……走行機構、６ｂ……移載コンベア（移載装置）、６ｃ……コンテナ台車制御部、６ｄ……通信モジュール、７……ロボット台車、７ａ……台車部、７ａ１……走行機構、７ｂ……物品判別カメラ、７ｃ……物品判別制御処理部、７ｄ……カメラ台車制御部、Ｒ……コンテナ移載領域、Ｘ……ケース（物品収容体）、Ｙ……コンテナ

Claims (4)

1. ピッキングロボットにより物品収容体に収容された物品をコンテナに移載するピッキング設備であって、
   前記ピッキングロボットが搭載されると共にレールに沿って走行可能なロボット台車と、
   前記コンテナが載置可能とされると共に前記ロボット台車と分離して走行可能なコンテナ台車と
   を備え、
   前記物品収容体に収容された物品を認識する認識部を有すると共に走行可能な認識部台車を前記ロボット台車と別に有し、
   前記コンテナ台車と前記認識部台車とは、前記ロボット台車の走行方向と同一方向に移動可能である
   ことを特徴とするピッキング設備。
2. 前記認識部にて前記物品を認識中に、前記コンテナ台車を前記ロボット台車と分離して走行させることで前記コンテナを移動させるコンテナ台車制御部を備えることを特徴とする請求項１記載のピッキング設備。
3. 前記認識部台車は、前記ロボット台車の上方にて走行可能に吊下げ支持されていることを特徴とする請求項１または２記載のピッキング設備。
4. 前記物品収容体が載置されるラックと、前記ラックに沿って敷設される前記レールとを備え、
   前記ロボット台車及び前記コンテナ台車が同一の前記レールに沿って走行可能とされている
   ことを特徴とする請求項１～３いずれか一項に記載のピッキング設備。

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