JP7294670B2 - ピッキングシステムにおける物品分別装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンベヤで搬送されてくる物品をロボットでピッキングして移載する装置において、ロボットで移載処理できなかった物品をコンベヤの下流で回収して処理する物品分別装置に関する。

従来、コンベヤにより搬送されてくる物品をカメラで撮影して得た物品の位置および向きに関する情報と、コンベヤで搬送される物品の移動量とに基づいてロボットを制御して、物品を移載処理するピッキングシステムが知られている(例えば、特許文献１参照)。特許文献１に開示のピッキングシステムでは、コンベヤに載置されて搬送される物品をロボットで把持して後工程の所定位置まで運ぶようにした装置構成を採用している。そして、コンベヤの終端付近に設けた回帰コンベヤによって、ロボットで把持を失敗した物品が上流側へ戻されるよう構成されている。

特開平１１－２９２２７６号公報

製造機から搬送されてきた物品を包装機へ送り込んで包装する自動化ラインなどにおいて、ランダムな間隔で搬送されてくる物品を、包装機の上流側に設けたロボットによってピッキングして、包装機に向けた物品の供給コンベヤへ移載するようにした装置が採用される。例えば、物品がせんべいなどの米菓においては、物品製造時に変形やサイズのばらつき、割れ、欠けなどが生じ易く、そのような規格外となる不良品が、規格内の良品と混在して上流から搬送されてくる。そのような良品と不良品との混在物品がロボットでピッキングするコンベヤまで流入してしまい、不良品が包装機まで流入して、良品の包装商品と区別されずに送り出されないようにする対策を施すことが望ましい。

しかしながら、特許文献１に開示の移載処理装置では、把持に失敗した物品を上流側へ戻すようにしているものの、ロボットで移載処理するコンベヤまで不良物品が流入した際に、その送り込まれた不良物品をピッキング対象にしない構成まで検討されているようなものではない。

本発明は、上流から搬送されてきた物品が、良品と不良品とで識別されて、ロボットでピッキング処理できなかった良品と、不良品として識別された夫々の物品が、コンベヤの搬送終端まで搬送されてきた際に、良品と不良品とを区分けしてコンベヤから搬出するピッキングシステムにおける物品分別装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明のピッキングシステムにおける物品分別装置は、
コンベヤ(12)に載置されて搬送される物品(11)を、ロボット(13)でピッキングするピッキングシステムにおいて、
前記コンベヤ(12)は、幅方向に複数の物品(11)を載置して搬送可能なベルトコンベヤで構成し、
前記コンベヤ(12)で搬送される物品(11)を撮像手段(29)で撮像して得た画像情報に基づいて、前記ロボット(13)によるピッキング対象とする良品として識別する物品(11)と、ロボット(13)によるピッキングを行うことなく、ロボット(13)のピッキング領域を通り越すまでスルーしてコンベヤ(12)の搬送終端から搬出させる、ピッキング対象としない物品(11)として良品スルー品と不良品との何れかに識別し、
前記ロボット(13)でピッキングされることなく前記コンベヤ(12)の搬送終端まで至った物品(11)を、前記良品スルー品と不良品とで異なる搬出先(31,36)へ向けて振り分け搬出する複数の分岐体(32)を、前記コンベヤ(12)の幅方向に互いに隣り合うよう並べて配設したことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、ロボットでピッキングしなかった良品スルー品となる物品と、不良品と識別されてピッキングしなかった物品とを、コンベヤの搬送終端まで搬送して、分岐体によって夫々異なる搬出先へ振り分けるよう構成したので、不良品を除いた物品を後工程に向けて搬出することができる。また、人手で不良品を回収したり、他の検査装置で不良品を検査して排除したりするなどの必要がなく、生産性の高い装置を得ることができる。

また、物品がコンベヤの幅方向へランダムに載置されている場合においても、ベルトコンベヤの幅方向に並ぶ分岐体の何れかを切り替え作動することで、ピッキングできなかった良品スルー品と、不良品とを、コンベヤの搬送終端から良好に振り分けて送り出すことができる。

請求項２に係る発明では、前記分岐体(32)は、上下作動する作動手段(33)により上下切り替え作動して、前記ロボット(13)でピッキングされることなく前記コンベヤ(12)の搬送終端まで至った物品(11)を、前記良品スルー品と不良品とで異なる搬出先(31,36)へ向けて振り分け搬出するよう構成したことを特徴とする。
請求項２の発明によれば、良品スルー品と不良品とを各分岐体を上下に切り替えて搬出先を振り分けるようにすることができる。

請求項３に係る発明では、前記分岐体(32)は、前記コンベヤ(12)の搬送終端まで至った前記良品スルー品を滑走させて搬出先(31)へ搬出可能に、常には搬送面を傾斜配置した斜面部(32a)を備え、前記不良品がコンベヤ(12)の搬送終端に至る時期に合わせて、前記作動手段(33)により斜面部(32a)を持ち上げ傾動して、前記コンベヤ(12)の搬送終端と分岐体(32)との間に空所を形成し、該空所から良品スルー品とは異なる搬出先(36)へ向けて前記不良品を落下搬出するよう構成したことを特徴とする。
請求項３の発明によれば、コンベヤの搬送終端から搬出される不良品を、そのまま落下させて排除し、例えば、下方に不良品収容箱などを設置して不良品を回収処理するなどの取り扱いをすることができる。

請求項４に係る発明では、前記良品スルー品の搬出先(31)に、前記コンベヤ(12)の上流まで物品(11)を戻す回収コンベヤ(38)を設けたことを特徴とする。
請求項４の発明によれば、コンベヤの搬送終端から搬出される良品スルー品を、回収コンベヤで上流に戻して再搬送することで、効率的な搬送処理を行うことができる。

請求項５に係る発明では、前記撮像手段(29)で撮像した画像に基づいて物品(11)の重心位置を算出し、前記ピッキング対象としない物品(11)が前記コンベヤ(12)の搬送終端へ至る時期に、前記物品(11)の重心位置に対応して幅方向に並ぶいずれかの分岐体(32)を作動して、前記良品スルー品と不良品とを異なる搬出先(31,36)へ向けて振り分け搬出するよう構成したことを特徴とする。
請求項５の発明によれば、搬送されてきた物品の重心位置に応じて、コンベヤの幅方向に並んだ対応する分岐体を良品スルー品と不良品とで異なる搬出先へ送り出すよう作動制御するので、良品スルー品と不良品とを良好に区別して送り出すことができる。

本発明によれば、ロボットでピッキングされずにコンベヤから搬出される良品と不良品とを区分して振り分けできるので、不良品を排除した残りの物品を良品としてコンベヤへ戻すなどにより、ピッキングシステムのピッキング対象として取り扱うことができる。良品と識別された物品のみがロボットで後工程に移載処理されて、不良品の混入を防止することができる。これにより、前工程や後工程などに別途検査装置を設けて不良品を排除する必要がないので、装置コストを低減できる。このようにして生産性を高めたピッキングシステムとすることができる。

ピッキングシステムを備えた物品搬送処理装置を示す概略平面図である。 物品搬送処理装置を示す概略側面図である。 物品搬送処理装置をピッキングコンベヤの物品搬送方向下流側から見た概略図である。 物品分別装置を示す要部概略側面図である。 ピッキングシステムの制御ブロック図である。

次に、本発明に係るピッキングシステムにおける物品分別装置の好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

図１、図２は、ピッキングシステムを備えた物品搬送処理装置を示すものであって、ピッキングシステム１０は、製造機などの前工程から搬送されてきた米菓などの物品１１を搬送するピッキングコンベヤ(コンベヤ)１２と、該ピッキングコンベヤ１２へランダムに載置された物品１１をピッキングするロボット１３と、該ロボット１３によるピッキング対象としない物品１１を、良品と不良品とに区別する物品分別装置と、を備える。物品搬送処理装置は、製造機から搬送されてきた物品１１を、振動ホッパ１４、導入コンベヤ１５、第１振動フィーダ１６、接続コンベヤ１７、振分けコンベヤ１８、第２振動フィーダ１９からなる送込み手段４１を介してピッキングコンベヤ１２に、その幅方向に複数列(実施例では４列)にして送り込むよう構成される。すなわち、製造機から搬送されてきた物品１１を受け入れて一時的に貯留する振動ホッパ(貯留ホッパ)１４は、２つに分割された送り出し部１４ａ,１４ａを備え、各送り出し部１４ａから送り出される物品１１は、対応する導入コンベヤ１５によって、ピッキングシステム１０の上流側に配置したボウル型の第１振動フィーダ１６に夫々送り込まれる。各第１振動フィーダ１６に送り込まれた物品１１が１列で送り出される接続コンベヤ１７の搬送終端に振分けコンベヤ１８が夫々接続されると共に、該振分けコンベヤ１８の搬送終端に、第２振動フィーダ１９の２列の直線トラフ１９ａ,１９ａが接続されており、接続コンベヤ１７から振分けコンベヤ１８に１列で送り出される物品１１を、振分けコンベヤ１８によって２列の直線トラフ１９ａ,１９ａに振り分ける。そして、２基の第２振動フィーダ１９の直線トラフ１９ａ,１９ａで送られる物品１１は、その終端に接続するピッキングコンベヤ１２に幅方向に離間する４列で、前後間隔がランダムな間隔となって送り込まれるように構成される。

図１に示す如く、前記導入コンベヤ１５は、前記ピッキングコンベヤ１２の一側方に平行に配置されており、ピッキングコンベヤ１２の物品搬送方向と逆方向に物品１１を搬送するように配置されて、前記振動ホッパ１４がピッキングコンベヤ１２の搬送終端側に対応して配設されている。そして、ロボット１３でピッキング対象とされずにピッキングコンベヤ１２の搬送終端から送り出される良品として扱う物品１１が、後述する良品回収手段３１によって振動ホッパ１４まで戻されるよう構成される。また、物品搬送処理装置は、前記ロボット１３による物品１１の移載先としての搬送コンベヤ２０を、ピッキングコンベヤ１２の他側方に平行に並ぶように備え、ピッキングコンベヤ１２から前記ロボット１３でピッキングした物品１１を、搬送コンベヤ２０に１列となるように移載するよう構成される。搬送コンベヤ２０は、ピッキングコンベヤ１２の物品搬送方向とは逆方向(異なる方向)に物品１１を載置して搬送するよう設定され、該搬送コンベヤ２０の搬送終端が、横形製袋充填機(包装機)２１における供給コンベヤ２２の上流端に接続され、ロボット１３により搬送コンベヤ２０へ所定間隔毎に載置された物品１１は、搬送コンベヤ２０から前記供給コンベヤ２２へ移送される。該供給コンベヤ２２へ送り込まれた物品１１は、包装機２１において原反ロールから引き出されて筒状成形されたフィルム内へ、該包装機２１の包装タイミングに合わせて所定間隔毎に送り込まれる。そして、筒状フィルムに縦シールが施されると共に、筒状フィルム内に所定間隔毎に送り込まれた物品１１を挟む前後位置において、筒状フィルムの送り方向と交差する方向に横シール、切断が施されることで、ピロー包装された包装品が得られる。

前記ピッキングコンベヤ１２は、搬送体としての一つの幅広で幅方向に複数の物品１１を載置して搬送可能な無端ベルト１２ａを循環走行することで、該無端ベルト１２ａに載置された全ての物品１１を下流側に向けて搬送するベルトコンベヤが採用される。ピッキングコンベヤ１２の駆動系には、搬送位置出力手段としてのエンコーダ２３(図５参照)が配設されており、該エンコーダ２３から発信されるパルス信号がシステム制御部２４に入力される。図２、図３に示す如く、前記ロボット１３として、複数基のパラレルリンクロボットが設置され、各ロボット１３におけるアーム２５の端部に設けたハンドリング部２７には、物品１１を吸着する吸着部材２６ａと、該吸着部材２６ａを挟む両側に配設され、吸着部材２６ａにより吸着された物品１１の側方を軽接触で挟む一対のチャック２６ｂ,２６ｂと、からなる把持手段２６を有する。実施例のピッキングシステム１０は、ピッキングコンベヤ１２の搬送方向に所定間隔離間して２基ずつのロボット１３を備えた、ピッキング装置としてのピッキングモジュール２８が、ピッキングコンベヤ１２の物品搬送方向に所定間隔毎に３台配設され、計６基のロボット１３がピッキングコンベヤ１２から物品１１を分担してピッキングすると共に、該物品１１を前記搬送コンベヤ２０に移載するピッキング処理を行うよう構成される。

図１、図２に示す如く、ピッキングコンベヤ１２の物品搬送方向に並んで配設された各ピッキングモジュール２８には、最上流に位置するロボット１３の可動範囲より上流側の位置に、前記ピッキングコンベヤ１２に載置されて搬送される物品１１を所定間隔毎に撮像するＣＣＤカメラなどの撮像手段２９が配設される。撮像手段２９は、ピッキングコンベヤ１２に付設されたエンコーダ２３によるパルス入力によって、ピッキングコンベヤ１２が所定量走行する毎に撮像されるよう設定される。図５に示す如く、各ピッキングモジュール２８において撮像手段２９により撮像して得た画像情報は、夫々のロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)に信号入力されて画像処理され、各ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)の識別部４２(４２Ａ,４２Ｂ,４２Ｃ)において、物品１１ごとのピッキングコンベヤ１２上における載置位置(物品搬送方向および幅方向の夫々の位置)や載置向きが認識されると共に、ロボット１３によるピッキング対象とする物品(良品)１１と、ロボット１３によるピッキングを行うことなく、ロボット１３のピッキング領域を通り越すまでスルーしてピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出させる、ロボット１３によるピッキング対象としない物品１１の内で良品の可能性がある良品スルー品または不良品の何れにするのかが識別される。そして、ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)は、識別部４２(４２Ａ,４２Ｂ,４２Ｃ)により良品として識別されてピッキング対象とした物品１１について、ロボット１３の把持手段２６によりピッキングし、走行中の搬送コンベヤ２０に対して、下流側に接続される包装機２１の包装タイミングに合わせた物品載置間隔となるように、該搬送コンベヤ２０の搬送速度に同調する速度で把持手段２６を搬送コンベヤ２０の搬送方向に向けて移動しつつ載置するようにした、トラッキング制御が行われる。なお、３台のピッキングモジュール２８について、以下説明において区別する際には、ピッキングコンベヤ１２による物品搬送方向の上流側から順に、第１のピッキングモジュール２８Ａ、第２のピッキングモジュール２８Ｂ、第３のピッキングモジュール２８Ｃと指称すると共に、図５に示す各ピッキングモジュール２８Ａ,２８Ｂ,２８Ｃを構成する構成物についても同様に、ロボット制御部Ｃ、撮像手段２９、識別部４２については、第１のロボット制御部ＣＡ，第２のロボット制御部ＣＢ，第３のロボット制御部ＣＣ，第１の撮像手段２９Ａ，第２の撮像手段２９Ｂ，第３の撮像手段２９Ｃ，第１の識別部４２Ａ，第２の識別部４２Ｂ，第３の識別部４２Ｃと指称する。また、各ピッキングモジュール２８は２基のロボット１３を備えていることから、第１のピッキングモジュール２８Ａのロボット１３については、第１のロボット１３Ａ，第２のロボット１３Ａと指称し、第２のピッキングモジュール２８Ｂのロボット１３については、第３のロボット１３Ｂ，第４のロボット１３Ｂと指称し、第３のピッキングモジュール２８Ｃのロボット１３については、第５のロボット１３Ｃ，第６のロボット１３Ｃと指称する。

前記ピッキングモジュール２８では、前記ピッキングコンベヤ１２で搬送される物品１１の内で良品と識別した物品１１を、ロボット１３が分担してピッキングするよう動作制御されると共に、ピッキングコンベヤ１２の上流から下流にかけて順次配設された３台のピッキングモジュール２８でピッキング処理を分担するよう、各ロボット１３のピッキング動作が制御される。実施例では、前記ピッキングコンベヤ１２における搬送上流側から搬送下流側にかけて順次第１～第３のピッキングモジュール２８Ａ,２８Ｂ,２８Ｃが設置されており、ピッキングコンベヤ１２に載置された物品１１が、最初に到来する第１のピッキングモジュール２８Ａまで至って、第１の撮像手段２９Ａにより撮像されて良品として識別された物品１１の内、ピッキングコンベヤ１２の載置幅を２分して、移載先である搬送コンベヤ２０から見て離れた側となる、奥側半分のピッキング領域に載置された物品１１を、第１のピッキングモジュール２８Ａに設けた第１、第２のロボット１３Ａ,１３Ａによりピッキングするよう、ロボット１３が動作制御され、続けて、第２のピッキングモジュール２８Ｂの設置場所まで物品１１が搬送されて、第２の撮像手段２９Ｂにより撮像されて良品として識別された物品１１の内、前記ピッキングコンベヤ１２の載置幅を２分した、前記搬送コンベヤ２０寄りとなる手前側半分のピッキング領域に載置された物品１１が、第２のピッキングモジュール２８Ｂに設けた第３、第４のロボット１３Ｂ,１３Ｂによりピッキング処理される。引き続き、ピッキングコンベヤ１２に載置された残りの物品１１が、第３のピッキングモジュール２８Ｃの設置場所まで搬送され、第３の撮像手段２９Ｃにより撮像されて良品として識別されたすべての物品１１は、ピッキング領域が制限されることなく、第３のピッキングモジュール２８Ｃにおける第５、第６のロボット１３Ｃ,１３Ｃによりピッキング処理される。このようにして、第３のピッキングモジュール２８Ｃでは、第１のピッキングモジュール２８Ａおよび第の２ピッキングモジュール２８Ｂにおける第１～第４までの各ロボット１３Ａ,１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｂによりピッキング処理できなかった残りの物品１１で、第３のピッキングモジュール２８Ｃの第３の撮像手段２９Ｃにより撮像されて良品として識別された物品１１が、第５、第６のロボット１３Ｃ,１３Ｃによりピッキング処理される。この第３のピッキングモジュール２８Ｃにおいては、良品として識別された物品１１は、例えば、ピッキングコンベヤ１２の幅方向に離間して載置された物品１１の幅方向への並び順(搬送コンベヤ側から導入コンベヤ側またはその逆)や、搬送方向の位置順(ピッキング領域への到着順)などの予め移載順が設定された順、あるいはロボット１３による物品１１のピッキング動作が最も速く行える順、などにより上流側と下流側のロボット１３Ｃ,１３Ｃを動作制御させることができる。

また、各ピッキングモジュール２８では、撮像手段２９で撮像して識別された良品の個数や載置位置並びに向きなどに基づいて、ピッキングモジュール２８毎に、夫々２基ずつ設けたロボット１３,１３によるピッキングの分担処理が行われるように各ロボット１３の動作制御が行われる。そして、ピッキングコンベヤ１２に載置されて上流から下流に向けて搬送される物品１１は、第１～第３のピッキングモジュール２８Ａ,２８Ｂ,２８Ｃの上流に設けた第１～第３の撮像手段２９Ａ,２９Ｂ,２９Ｃにより所定時間毎に撮像されて、物品１１のピッキングコンベヤ１２への載置位置(物品搬送方向および幅方向の夫々の位置)や載置向きが認識されると共に、前記良品、良品スルー品または不良品の内の何れにするのかが識別される。このようにして、ピッキングコンベヤ１２に４列で載置されて下流側へ搬送される物品１１は、搬送過程において何らかの変化(幅方向の位置、向きなど)が生じた場合でも、所定間隔毎に設けた撮像手段２９により、その経時的変化状況を複数回得て識別することができる。

前記撮像手段２９で撮像した物品１１が、前記ピッキング対象としない良品スルー品または不良品の何れかであると識別されて、ロボット１３によるピッキングがなされずに、前記第３のピッキングモジュール２８Ｃ(最下流のロボット１３)のピッキング領域外まで至ることで、前記ピッキングコンベヤ１２の搬送下流から搬出される。物品分別装置は、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端に振分け手段３０を備える。振分け手段３０は、ピッキングコンベヤ１２から搬出された物品１１を前記良品スルー品と不良品とで異なる搬出先(第１の搬出先と第２の搬出先)に振り分ける。振分け手段３０によって良品スルー品として搬出した物品１１を、前記振動ホッパ１４に戻す後工程としての良品回収手段３１を備える。ピッキングコンベヤ１２には無端ベルト１２ａに物品１１が４列となって載置されるように送り込まれ、振分け手段３０は、図１、図３に示す如く、その物品１１の載置位置に対応し、無端ベルト１２ａの幅方向に隣り合うように並ぶ４つの分岐体３２を備える。各分岐体３２は、一端部がピッキングコンベヤ１２の搬送終端側に臨むシューターとなる斜面部(搬送面)３２ａを備え、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される物品１１を受け入れて、前記分岐体３２を良品搬出位置(図４の実線位置)に位置付けて、物品１１を斜面部３２ａを滑走させて良品回収手段３１へ搬出する。各分岐体３２は、エアシリンダなどの上下作動する作動シリンダ(作動手段)３３によって斜面部３２ａを傾動するよう支持され、前記分岐体３２の斜面部３２ａにおいて、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端に臨む一端を上昇した際に、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端より下流に空所を形成し、搬送終端から搬出される物品１１を、空所から下方の不良品回収部３６へ落下させる不良品排除位置(図４の二点鎖線位置)に位置付くよう、上下切り替え作動可能に構成されている。なお、分岐体３２は、常には良品搬出位置に位置付けられて、不良品がピッキングコンベヤ１２の搬送終端に至る時期に合わせて作動シリンダ３３によって不良品排除位置に切り替え作動される。

図４に示す如く、前記４つの分岐体３２の他端となる搬出端部には、前記良品搬出位置に位置付いた斜面部３２ａから滑ってくる物品１１を受け入れて、第１の搬出先としての良品回収手段３１に物品１１を案内する良品案内部材３４が配設される。また、４つの分岐体３２の下方に、前記空所から下方へ落下した物品１１を、第２の搬出先としての不良品回収部３６に案内するシュートにより構成した不良品案内部材３５が配設される。すなわち、前記振分け手段３０は、分岐体３２を、良品搬出位置と不良品排除位置とに切り替えることで、良品スルー品と識別した物品１１を良品回収手段３１に振り分けると共に、不良品と識別した物品１１を不良品回収部３６に振り分け可能に構成される。なお、各分岐体３２の下方に、前記空所から落下した物品１１が前記不良品案内部材３５に達するよう案内する規制部材３７が設けられている。

図１～図３に示す如く、前記良品回収手段３１は、前記良品スルー品と識別された物品１１を回収する回収コンベヤ(良品戻し手段)３８と、該回収コンベヤ３８の搬送終端と前記振動ホッパ１４との間に架設した回収シュート３９とを備え、前記良品スルー品と識別された物品１１は、該回収シュート３９を経て前記振動ホッパ１４まで戻されるよう構成されている。回収コンベヤ３８は、循環走行する無端ベルト等の搬送体３８ａに、横桟３８ｂが、搬送体３８ａの走行方向に所定間隔毎に設けられ、搬送体３８ａの搬送面が下方から上方に向けて傾斜配置されている。そして、分岐体３２上を滑落した物品１１は、前記良品案内部材３４を介して回収コンベヤ３８の下方の受け取り部へ送り込まれて各横桟３８ｂにより回収シュート３９まで運び上げられる。

図５に示す如く、前記ピッキングシステム１０において、システム制御部２４に、前記エンコーダ２３から発信されるパルス信号が入力されると共に、前記分岐体３２の夫々を切り替え作動する４基の作動シリンダ３３(図５では１基のみ図示)が夫々電気的に接続されて動作制御信号が出力される。また、システム制御部２４に、タッチパネルからなる入力・表示手段４０が電気的に接続される。該入力・表示手段４０によって、各種作動機構の運転動作パラメータのデータの設定等を入力設定したり、設定データを表示したり、運転状況を表示することができる。また、ピッキングモジュール２８(２８Ａ,２８Ｂ,２８Ｃ)の夫々に設けたロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)が、データ入出力可能に夫々接続される。各ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)には、夫々、撮像手段２９(２９Ａ,２９Ｂ,２９Ｃ)と２基のロボット１３,１３(１３Ａ,１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｂ,１３Ｃ,１３Ｃ)とが、電気的に接続され、撮像手段２９(２９Ａ,２９Ｂ,２９Ｃ)による撮像データから得た画像情報に応じて、各ロボット１３,１３(１３Ａ,１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｂ,１３Ｃ,１３Ｃ)に動作制御信号を出力する。各ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)は、前記エンコーダ２３からのパルス信号と前記撮像データから得られた画像検出データとにより、各ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)の識別部４２(４２Ａ,４２Ｂ,４２Ｃ)が、ピッキングコンベヤ１２で搬送される物品位置との関係で、各物品１１が、良品、良品スルー品、不良品とのいずれに該当するかを識別する。

前記識別部４２(４２Ａ,４２Ｂ,４２Ｃ)は、前記撮像手段２９(２９Ａ,２９Ｂ,２９Ｃ)により撮像して得た画像情報と、良品として予め記憶された物品１１の基準画像情報とを比較し、物品１１ごとに、割れ、欠け、規格サイズ外、変形が生じていると識別される物品１１となる「不良品」と、物品同士の重なりや、隣接する物品間がロボット１３で把持できない程度に近寄り過ぎている、間隔不良の物品１１であると識別される「良品スルー品」と、前記以外の規格内となっている物品１１として識別される「良品」と、の３区分の内の何れかの物品１１に該当するかを識別して、各ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)は、対応するロボット１３,１３(１３Ａ,１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｂ,１３Ｃ,１３Ｃ)を動作制御して、良品と識別した物品１１のみをピッキング対象とする。また、前記不良品と前記良品スルー品との何れかに識別された物品１１は、ピッキング対象とせずに、ロボットのピッキング領域を通り越すまでスルーして、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出させる。また、各ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)の識別部４２(４２Ａ,４２Ｂ,４２Ｃ)において良品、良品スルー品および不良品との３つに区分した物品１１を、各区分で個数カウントして得た物品個数を、秒単位、分単位などの任意の設定値による所定時間当たりの物品数を各ピッキングモジュール２８(２８Ａ,２８Ｂ,２８Ｃ)単位での生産情報として記憶部に記憶するよう構成される。そして、その生産情報を、前記表示手段４０に、表示し得るよう構成される。なお、良品と識別した物品１１、良品スルー品と識別した物品１１および不良品と識別した物品１１の夫々について、単に良品、良品スルー品、不良品と指称する場合がある。

前記各ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)は、前記ピッキングコンベヤ１２における最下流に設置した第３のピッキングモジュール２８Ｃの第３の撮像手段２９Ｃで撮像して得た画像情報と、基準画像情報との比較で良品スルー品および不良品と識別した物品１１について、画像が表わす平面形状の重心位置を算出し、この重心位置を物品１１の載置位置として特定する。そして、ロボット制御部Ｃ(ＣＡ,ＣＢ,ＣＣ)から物品１１の載置位置の位置情報が入力された前記システム制御部２４は、不良品と識別した物品１１が前記エンコーダ２３からのパルス信号によってピッキングコンベヤ１２の搬送終端に至ったと判断した際に、該物品１１の重心位置に対応する位置の前記分岐体３２を、作動シリンダ３３によって不良品排除位置に切り替え作動するよう構成される。実施例では、ロボット制御部Ｃが、撮像手段２９で撮像した画像に基づいて物品１１の重心位置を算出する重心算出部を含む。なお、不良品と識別した物品１１の重心位置が、隣り合う分岐体３２,３２の間の規定範囲内に位置する場合は、システム制御部２４は、該当する両方の分岐体３２,３２を不良品排除位置に切り替え作動するよう作動シリンダ３３,３３を動作制御する。不良品排除位置に切り替える分岐体３２を選択する際に、不良品の重心位置を載置位置として選択するのに限らず、算出した重心位置に対し、物品１１の外形形状の違いなどに応じて試験などにより得られた補正値で補正した位置を載置位置として、不良品排除位置に切り替える分岐体３２を選択する構成を採用することができる。

次に、実施例に係る物品分別装置の作用について説明する。
前記製造機から搬送されてきた物品１１は、図１に示す如く、前記送込み手段４１によって前記ピッキングコンベヤ１２に、幅方向に４列に分けて送り込まれる。ピッキングコンベヤ１２に送り込まれた物品１１は、前記良品、不良品、良品スルー品が混在している。

ピッキングコンベヤ１２で搬送される物品１１は、前記第１のピッキングモジュール２８Ａの第１の撮像手段２９Ａで所定間隔毎に撮像され、撮像される都度、その画像情報に基づいて前記第１のロボット制御部ＣＡの第１の識別部４２Ａによって物品１１ごとに、良品、良品スルー品および不良品の何れであるかを識別すると共に、それら３区分に識別した夫々の物品１１の重心との関係でピッキングコンベヤ１２への載置位置を特定し、また、良品と識別した物品１１についての載置向き(ピッキングコンベヤ１２への載置平面上における傾き)を特定する。また、第１のロボット制御部ＣＡは、第１の識別部４２Ａで識別した前記３区分の物品１１の区分毎に、物品個数をカウントして記憶部に記憶する。そして、第１のロボット制御部ＣＡは、前記第１、第２のロボット１３Ａ,１３Ａをトラッキング制御して、第１のピッキングモジュール２８Ａに設定されたピッキング領域を搬送される物品１１の内の良品をピッキングコンベヤ１２からピッキングし、その物品１１を走行中の前記搬送コンベヤ２０の走行速度に同調して把持手段２６を搬送方向に移動しながら移載する処理を行う。すなわち、第１、第２のロボット１３Ａ,１３Ａは、ピッキングコンベヤ１２に載置されて搬送中の前記物品１１の載置向きに対応して、前記把持手段２６を所定の把持向きとして物品１１を把持し、把持した物品１１の向きが包装機２１へ向けた所定の載置向きとなるよう、ハンドリング部２７を回転制御すると共に、包装タイミングに合わせた所定の搬送間隔で、物品１１が搬送コンベヤ２０へ載置されるよう、搬送コンベヤ２０への載置位置および載置向きが制御されて移載される動作を繰り返す。

前記ピッキングコンベヤ１２で搬送されて第１のピッキングモジュール２８Ａを通過し、前記第２のピッキングモジュール２８Ｂ、第３のピッキングモジュール２８Ｃに至った物品１１について、各ピッキングモジュール２８Ｂ,２８Ｃの撮像手段２９Ｂ,２９Ｃで所定タイミング毎に撮像し、前記各ピッキングモジュール２８Ｂ,２８Ｃにおけるロボット制御部ＣＢ,ＣＣの識別部４２Ｂ,４２Ｃは、前記同様の識別処理などを行って、ピッキングコンベヤ１２に載置された物品１１の内の良品として識別された物品１１が、各ピッキングモジュール２８Ｂ,２８Ｃにおけるロボット１３Ｂ,１３Ｂ,１３Ｃ,１３Ｃによってピッキング処理される。本実施例におけるピッキングシステムの運転開始時には、物品１１がピッキングコンベヤ１２の搬送下流まで搬送されるまで、第１、第２のピッキングモジュール２８Ａ,２８Ｂによるピッキング処理を停止し、最下流の第３のピッキングモジュール２８Ｃにおけるピッキング領域まで物品１１が搬送されて来ると、第５、第６のロボット１３Ｃ,１３Ｃによりピッキング処理を開始する。次いでその上流側の第２のピッキングモジュール２８Ｂ、第１のピッキングモジュール２８Ａの各ロボット１３Ｂ,１３Ｂ,１３Ａ,１３Ａの順でピッキング処理が行われる。すなわち、ピッキングコンベヤ１２とは逆向きに物品１１を搬送するようにした搬送コンベヤ２０には、該搬送コンベヤ２０の搬送上流域に配置した、第３のピッキングモジュール２８Ｃの第５、第６のロボット１３Ｃ,１３Ｃにより、ピッキングコンベヤ１２の搬送下流域で搬送されている物品１１をピッキングして、包装機２１の包装タイミングに合わせた物品載置間隔で載置向きが一定になるようにして搬送コンベヤ２０へ載置する。続けて、搬送コンベヤ２０の搬送中流域に配置した、第２のピッキングモジュール２８Ｂの第３、第４のロボット１３Ｂ,１３Ｂによりピッキングコンベヤ１２の搬送中流域で搬送されている物品１１を、前記搬送コンベヤ２０において前記物品載置間隔で載置されていない所定位置に、載置向きが一定になるようにして搬送コンベヤ２０へ載置する。次いで、搬送コンベヤ２０の搬送下流域に設置された第１のピッキングモジュール２８Ａの第１、第２のロボット１３Ａ,１３Ａにより、ピッキングコンベヤ１２の搬送上流域で搬送されている物品１１をピッキングして、搬送コンベヤ２０における前記物品載置間隔で載置されずに空きとなった搬送コンベヤ２０の所定位置に載置向きが一定になるようにして載置するよう、前記トラッキング制御が行われる。このようにして、前記ピッキングコンベヤ１２と搬送向きが異なる向きで搬送される搬送コンベヤ２０に対して、包装機２１の包装タイミングに合わせた物品載置間隔で、一定の載置向きにして載置した物品１１は、搬送コンベヤ２０の下流に設けた包装機２１の供給コンベヤ２２に向けて搬送される。

最下流の第３のピッキングモジュール２８Ｃにおける前記第３のロボット制御部２４Ｃの第３の識別部４２Ｃにおいて、良品スルー品および不良品と識別した物品１１の重心位置を特定する。そして、ピッキングコンベヤ１２の走行に伴って得られる前記エンコーダからのパルス信号と、第３の撮像手段２９Ｃで撮像された撮像タイミングと、その画像情報とから、ピッキングコンベヤ１２に載置された物品１１の搬送位置を知ることができ、前記システム制御部２４は、物品１１がピッキングコンベヤ１２の搬送終端に至った際に、該物品１１が不良品と良品スルー品との場合において、該物品１１について、コンベヤ幅方向の重心位置に対応した位置の前記分岐体３２を、不良品排除位置または良品搬出位置との何れかに位置付けるよう、前記作動シリンダ３３によって作動する。これにより、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される不良品は、図４に示す如く、搬送終端と分岐体３２との一端に形成された空所から下方へ落下し、前記不良品案内部材３５を介して不良品回収部３６に送られる。本実施例では、分岐体３２を常には良品搬出位置に位置付けておき、前記不良品がピッキングコンベヤ１２の搬送終端まで至ったタイミングで前記作動シリンダ３３を作動して、分岐体３２を不良品排除位置に位置付けるよう切り替え作動するようにしたので、良品と識別された物品１１が、何らかの事情でロボット１３によるピッキング処理がなされない場合においても、該物品１１がピッキングコンベヤ１２の搬送終端まで至った際には、前記良品搬出位置に位置付いている分岐体３２により、良品スルー品と同様に良品回収手段３１に振り分け搬出される。前記ピッキングコンベヤ１２の下流域に設置された第３のピッキングモジュール２８Ｃにおいて、前記第３のロボット制御部２４Ｃで識別された良品スルー品または不良品として識別された各物品１１は、前記システム制御部２４を経て入力された前記エンコーダ２３のパルス信号と、第３の撮像手段２９Ｃで撮像された撮像タイミングと、その画像情報とから得られる物品１１の重心位置との関係において、ピッキングコンベヤ１２に載置された物品１１の搬送位置と幅方向の載置位置とを知ることができ、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端までその物品１１が至るタイミングにおいて、搬送されてきた物品１１が、ピッキングコンベヤ１２の幅方向に並ぶ分岐体３２のうちで、いずれかの分岐体３２の位置に相当するのかによって、分岐体３２が良品スルー品または不良品との何れかに対応した不良品排除位置または良品搬出位置との何れかに位置付けられる。これにより、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される不良品は、図４に示す如く、搬送終端と分岐体３２の一端との空所から落下し、前記不良品案内部材３５を介して不良品回収部３６に送られる。

また、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される良品スルー品は、図４に示す如く、分岐体３２上を滑って前記良品案内部材３４を介して前記回収コンベヤ３８に送られる。回収コンベヤ３８の上方まで運び上げられた物品１１は、前記回収シュート３９を介して、前記製造機から搬送されてきた物品１１の受け入れ先と同じ場所の前記振動ホッパ１４に戻されて合流する。すなわち、良品スルー品と識別された物品１１は、前記の如く、製造機から搬送されてきた物品１１と共にピッキングコンベヤ１２に送り込まれ、改めてピッキング対象となる物品１１として処理される。

実施例の物品分別装置では、前記第３のピッキングモジュール２８Ｃの第３の撮像手段２９Ｃで撮像して識別された３区分の物品１１の内で、第５、第６のロボット１３Ｃ,１３Ｃでピッキングされずに前記ピッキングコンベヤ１２の搬送終端に至った物品１１の、ピッキングコンベヤ１２での幅方向の載置位置に応じて選択した分岐体３２を、前記良品搬出位置または不良品排除位置の何れかに位置付けて物品１１を搬出するようにしたので、ピッキングコンベヤ１２の幅方向、搬送方向のいずれにもランダムに載置されて搬送される物品１１を、個々に適正な搬出先３１,３６へ案内することができる。また、不良品として識別した物品１１は、振分け手段３０によって系外に排除し得るので、下流の処理装置に送り込まれる不良品の混入防止が図られる。更にまた、分岐体３２は常には良品搬出位置に位置付けており、不良品として識別された物品１１が、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端まで至った際に、分岐体３２を不良品排除位置に位置付けるよう切り替え作動するようにしたので、仮に良品として識別された物品が、ロボットで１３Ｃ,１３Ｃでピッキング処理できずに、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端まで搬送されてしまったような事態が生じても、良品スルー品と同様にピッキングコンベヤ１２の搬送上流まで戻されて、再度ピッキング対象として取り扱うことができ、良品として識別された物品１１が誤って系外に排除されてしまい、物品１１が無駄になってしまうことがない。このようにすることで、人手で不良品を選別したり、上流または下流に他の検査装置を設けて不良品を排除したりするなどの必要がなく、生産性の高い装置を得ることができる。更に、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される物品１１を、良品回収手段３１によって振動ホッパ１４を経て、ピッキングコンベヤ１２の搬送上流まで自動で戻すよう構成したので、良品スルー品の回収処理を自動化して、省力化を図ることができる。特に、第３のピッキングモジュール２８Ｃに設置したロボットピッキング用の第３の撮像手段２９Ｃによって得た良品スルー品・不良品情報を用いて、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される物品１１を、振分け手段３０の分岐体３２によって適正な搬出先３１,３６へ振り分けるようにしたので、２区分の物品１１の識別処理のために別途装置構成を用いる必要がない。

前記ピッキングコンベヤ１２として、幅広の無端ベルト１２ａで全ての物品１１を搬送するベルトコンベヤを用いているので、該無端ベルト１２ａで搬送される物品１１が搬送中に幅方向または搬送方向へ位置ずれし難く、搬送上流の撮像手段２９で撮像して得た画像情報に基づいて不良品の載置位置を特定し、該載置位置に対応する前記分岐体３２を不良品排除位置に切り替えることで、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される不良品を良好に排除することができる。また、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から搬出される良品スルー品や不良品の載置位置は、該良品スルー品や不良品の重心位置を得て特定するので、ピッキングコンベヤ１２の幅方向に隣り合うように並んだ何れかの位置の分岐体３２の内、物品１１の重心位置に対応した所定の分岐体３２のみを前記良品搬出位置または不良品排除位置の何れかに位置付けて、良品スルー品と不良品とを良好に振り分け案内することができる。

前記振分け手段３０の分岐体３２を、上下方向の動作によって良品搬出位置と不良品排除位置とに切り替えるよう構成したので、例えば、予め前記良品搬出位置に位置付けられている分岐体３２を傾動して不良品排除位置に位置付けることで、ピッキングコンベヤ１２の搬送終端と分岐体３２との間に空所が形成され、不良品として識別した物品１１を、前記ピッキングコンベヤ１２の搬送終端から下方へ落下して排除することができる。

(変更例)
本発明は実施例の構成に限定されるものではなく、例えば、以下のようにも変更実施可能である。また、以下の変更例に限らず、実施例に記載した構成については、本発明の主旨の範囲内において種々の実施形態を採用し得る。
(1)振分け手段３０の分岐体３２により、物品１１を振り分ける構成は、良品スルー品、不良品とも、分岐体３２上を滑らせて搬出する形態や、不良品に替えて、良品スルー品を空所から落下させる構成を採用することができる。また、分岐体３２は、傾斜角度を変更して異なる搬出先に案内する形態や、上下回動に限らず、左右回動や、上下動と左右動を適宜組み合わせて前記異なる搬出先に案内するなどの各種案内方式を採用し得る。
(2)ピッキングコンベヤ１２は、上流側から送り込まれる物品１１の列数などに応じた少なくとも２つ以上の分岐体３２を幅方向に横並びに配置可能な搬送ベルトにより構成すればよい。また、ピッキングコンベヤ１２は、複数のベルトを多列で設けて、各ベルトに対して複数の分岐体３２を幅方向に横並びで配置する構成を採用してもよい。
(3)分岐体は、板状の分岐体３２に代えて、搬送ベルトやローラコンベヤなどを設けるなどして、物品特性に応じて選択することができる。
(4)分岐体３２の振分け態様を切り替える手段は、シリンダに代えてモータなどの各種の作動手段を採用することができる。

(5)実施例では、良品スルー品を回収してピッキングコンベヤ１２の上流まで良品回収手段３１により自動で戻すようにしているが、当該構成は必要に応じて採用すればよく、前記良品搬出位置に位置付けられた分岐体３２で搬出された物品１１を、人手により回収してピッキングコンベヤ１２の上流に戻すなどしてもよい。
(6)ピッキングコンベヤ１２で搬送される物品１１を、良品、良品スルー品、不良品の何れであるかを識別する識別方法として、画像情報に基づいて物品１１の面積を求め、該面積と基準面積との差によって識別する方法、その他公知の各種方法を採用することができる。
(7)実施例では、ピッキングコンベヤ１２に、幅方向に離間した４列で物品１１が送り込まれる場合で説明したが、ピッキングコンベヤ１２に送り込まれる物品１１の列数は、２列以上であればよい。また、物品１１の性状などの搬送特性に応じて幅方向に適度にばらして、ピッキングコンベヤ１２の幅方向にランダムな間隔で載置して搬送するものであってもよい。
(8)実施例では、ピッキングコンベヤ１２の物品搬送方向に３台ピッキングモジュール２８を配置したが、ピッキングモジュール２８は、実施例に例示した３台に限らず、それ以外の複数台や１台のみであってもよい。また、各ピッキングモジュール２８におけるロボット１３の配置数は、実施例の２基ずつ設置する場合に限らず、数基ずつや１基のみを設置するようにしてもよい。
(9)実施例では、振分け手段３０で振り分けた物品１１を、良品案内部材３４を介して良品回収手段３１に送ると共に、不良品案内部材３５および規制部材３７を介して不良品回収部３６に送るよう構成したが、振分け手段３０で振り分けた物品１１を、良品回収手段３１や不良品回収部３６に直接送る構成を採用することができる。

１１ 物品，１２ ピッキングコンベヤ(コンベヤ)，１３ ロボット，２９ 撮像手段
３１ 良品回収手段(搬出先)，３２ 分岐体，３２ａ 斜面部
３３ 作動シリンダ(作動手段)，３６ 不良品回収部(搬出先)，３８ 回収コンベヤ

Claims (5)

1. コンベヤに載置されて搬送される物品を、ロボットでピッキングするピッキングシステムにおいて、
   前記コンベヤは、幅方向に複数の物品を載置して搬送可能なベルトコンベヤで構成し、
   前記コンベヤで搬送される物品を撮像手段で撮像して得た画像情報に基づいて、前記ロボットによるピッキング対象とする良品として識別する物品と、ロボットによるピッキングを行うことなく、ロボットのピッキング領域を通り越すまでスルーしてコンベヤの搬送終端から搬出させる、ピッキング対象としない物品として良品スルー品と不良品との何れかに識別し、
   前記ロボットでピッキングされることなく前記コンベヤの搬送終端まで至った物品を、前記良品スルー品と不良品とで異なる搬出先へ向けて振り分け搬出する複数の分岐体を、前記コンベヤの幅方向に互いに隣り合うよう並べて配設した
   ことを特徴とするピッキングシステムにおける物品分別装置。
2. 前記分岐体は、上下作動する作動手段により上下切り替え作動して、前記ロボットでピッキングされることなく前記コンベヤの搬送終端まで至った物品を、前記良品スルー品と不良品とで異なる搬出先へ向けて振り分け搬出するよう構成したことを特徴とする請求項１記載のピッキングシステムにおける物品分別装置。
3. 前記分岐体は、前記コンベヤの搬送終端まで至った前記良品スルー品を滑走させて搬出先へ搬出可能に、常には搬送面を傾斜配置した斜面部を備え、前記不良品がコンベヤの搬送終端に至る時期に合わせて、前記作動手段により斜面部を持ち上げ傾動して、前記コンベヤの搬送終端と分岐体との間に空所を形成し、該空所から良品スルー品とは異なる搬出先へ向けて前記不良品を落下搬出するよう構成したことを特徴とする請求項２記載のピッキングシステムにおける物品分別装置。
4. 前記良品スルー品の搬出先に、前記コンベヤの上流まで物品を戻す回収コンベヤを設けたことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載のピッキングシステムにおける物品分別装置。
5. 前記撮像手段で撮像した画像に基づいて物品の重心位置を算出し、前記ピッキング対象としない物品が前記コンベヤの搬送終端へ至る時期に、前記物品の重心位置に対応して幅方向に並ぶいずれかの分岐体を作動して、前記良品スルー品と不良品とを異なる搬出先へ向けて振り分け搬出するよう構成したことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載のピッキングシステムにおける物品分別装置。

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