JP7841737B2 - 物品移動システム - Google Patents

Description

本開示は、特に、物品を把持することで移動させる物品移動システムに関する。

特許文献１に記載されるように、容器に格納される物品群から物品を把持し、計量して排出する物品把持システムが知られている。このシステムでは、制御部が、把持ユニットの下方に容器を位置させ、その後容器を上昇させる。あるタイミングで容器の上昇は停止する。停止した容器内の物品群に、把持ユニットの把持爪が入り込んでいる。制御部は、把持爪を閉状態へと切り替え、把持爪に物品を把持させる。その後容器は下降して水平に移動させられる。この間に、把持ユニットによって把持された物品の重量が計量される。所定の条件が満たされた場合に、制御部は、把持爪による物品の把持を解除し、物品を下方の排出シュートへ排出する。

特開２０２１－１４８６２１号公報

上記したシステムでは、物品群に入り込んだ把持爪が閉じることで、物品が把持される。把持される物品の量（把持量）は、把持爪が物品に入り込む長さ（深さ）等に影響される可能性がある。従来のシステムでは、把持ユニットに所望量の物品を把持させることは難しかった。物品の把持量が所望量と大きく異なる（ずれる）と、例えば計量効率等の観点で望ましくない。

本開示は、物品の把持量を容易に調整することができる物品移動システムを説明する。

本開示の一態様は、物品群から一部の物品を移動させる物品移動システムであって、物品群が載置される載置部と、物品を把持する把持部材を有する少なくとも１つの把持部と、載置部及び把持部の少なくとも一方を移動させ、載置部に載置された物品群に把持部材を挿入させ、物品を把持した把持部材を載置部から離す駆動部と、駆動部を制御し、物品群に対する把持部材の挿入量を調整する調整部と、調整部に挿入量の補正値を入力する入力部と、を備える。

この物品移動システムによれば、駆動部によって載置部及び把持部の少なくとも一方が移動させられ、把持部の把持部材が、物品を把持する。調整部は、物品群に対する把持部材の挿入量を調整するので、挿入量を増大させたり減少させたりすることで、把持部における物品の把持量も調整される。入力部によって、挿入量の補正値が、調整部に入力される。例えば、把持部に所望量の物品を把持させたい場合に、実際の把持量が多かったり少なかったりすることに応じて、挿入量の補正値を調整部に入力することができる。これにより、物品の把持量を容易に調整することができる。

調整部に入力される補正値は、予め複数の段階に設定されていてもよい。この場合、物品の把持量を段階的に調整することができる。調整が容易であり、駆動部における厳密な位置制御等も不要である。

物品移動システムは、把持部によって把持された物品の量を表示する表示部を更に備えてもよい。この場合、作業者に対して、実際に把持された物品の量を明示できる。作業者は、実際の把持量を見て、補正値の要否や大きさの参考とすることもできる。

少なくとも１つの把持部は、複数の把持部であってもよい。この構成によれば、複数の把持部を備えた物品移動システムにおいて、各把持部における物品の把持量を容易に調整することができる。

物品移動システムは、複数の把持部のそれぞれの把持部材に把持された物品の重量（質量）を算出する重量算出部を更に備えてもよい。この場合、重量算出部によって、物品の把持量を所望量に調整しやすくなる。

物品移動システムは、把持部及び駆動部を制御し、重量算出部における算出結果に基づいて組合せ計算を行い、予め設定された目標重量値となる把持部の組合せを選択し、選択された把持部に物品を排出させる制御部を更に備えてもよい。この場合、各把持部における物品の把持量の調整により、組合せ計量の計量精度及び効率が向上する。

物品移動システムは、載置部に載置された物品群の高さを検知するセンサを更に備えてもよい。調整部は、センサの検知結果に基づいて算出した挿入量に入力部からの補正値を加えることで挿入量を調整してもよい。この構成によれば、補正値が加わる前の元の挿入量が正確に算出される。その結果として、挿入量の調整も好適に行われ、把持部に所望量の物品を把持させることができる。

本開示によれば、物品の把持量を容易に調整することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る物品移動システムの正面図である。 図２は、複数の把持部を示す概略斜視図である。 図３は、物品移動システムのブロック図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、物品群に挿入された把持部材の挿入量が短い（浅い）状態と長い（深い）状態をそれぞれ示す図である。 図５（ａ）～図５（ｃ）は、把持部の把持部材を下方から見た底面図である。 図６は、挿入量の調整に係る各種構成を示すブロック図である。 図７は、複数の把持部、載置部、及びセンサの配置を示す平断面図である。 図８は、操作パネルに設けられた操作ボタン及び表示部の一例を示す図である。 図９（ａ）は所定量の物品を把持するための把持部材の挿入量と面積（開き角）の関係を示す図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示される挿入量及び面積に基づく各把持部における実際の把持量を示す図である。 図１０（ａ）は把持部材の補正後の挿入量、面積（開き角）及び把持量の関係を示す図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示される挿入量及び面積に基づく各把持部における実際の把持量を示す図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

まず図１及び図２を参照して、本実施形態に係る物品移動システム１について説明する。図１に示される物品移動システム１は、容器５０に収容された物品群Ｘから一部の物品を取り出して移動させるシステムである。物品移動システム１は、一部の物品の重量（質量）が目標重量の範囲内となるように、一部の物品を容器５０から取り出し、当該物品を外部に排出する。すなわち物品移動システム１は、物品群Ｘから所定の目標重量の物品を移動させる計量システムである。物品移動システム１によって排出される物品は、例えば、物品移動システム１の後工程で袋に包装されたり、或いは、別の容器に収容されたりして、商品として出荷される。物品は、例えば、スパゲティ等の麺類、糖類を多く含む食品等である。物品は、高い粘着性を有する食品でもよい。物品は、加熱された状態で容器５０に収容され、湯気等を生じている食品でもよい。或いは、物品は、軽量で且つ細かく、舞い上がりやすい食品でもよい。

物品移動システム１は、物品を計量するための計量装置１２０を備える。計量装置１２０は、それぞれ複数の把持部３０を有する２つのロボットハンド（把持ユニット）１５と、ロボットハンド１５を水平方向に移動させる２つのハンド駆動部１０と、物品群Ｘが載置される容器（載置部）５０と、容器５０を鉛直方向及び水平方向にそれぞれ移動させる容器駆動部５４とを備える。また物品移動システム１は、ロボットハンド１５の各部、ハンド駆動部１０、及び容器駆動部５４をそれぞれ制御する制御部７０を備える。ロボットハンド１５、ハンド駆動部１０、及び容器駆動部５４は、計量装置１２０の例えば直方体状の本体フレーム１２１に取り付けられている。

物品移動システム１では、例えば同一の構成を備える一対のロボットハンド１５が、左右に並設されている。以下の説明において、図１の正面視左側に配置されたロボットハンド１５は第１ロボットハンド１５Ａと称されることがあり、正面視右側に配置されたロボットハンド１５は第２ロボットハンド１５Ｂと称されることがある。ただし、共通する構成及び機能を説明するときには、単にロボットハンド１５という名称が用いられる。

ロボットハンド１５において、例えば、左右方向に並ぶ４つの把持部３０が、前後方向（図１の紙面垂直方向）に４列並べられている。このように、左右方向に並ぶ把持部３０の個数をＭ、前後方向に並ぶ把持部３０の個数をＮ（Ｍ，Ｎは何れも自然数）とすると、ロボットハンド１５は、（Ｍ×Ｎ）個の把持部３０が格子点の位置に配列された構成を有する。本実施形態では、各ロボットハンド１５は１６個の把持部３０を有する。容器５０の形状や物品の種類などに応じて、ロボットハンド１５における把持部３０の配列は適宜に変更されてよい。ＭとＮの両方又は何れか一方が４以外の自然数であってもよい。

図２に示されるように、各把持部３０は、例えば複数の把持爪（把持部材）３０ａを有しており、把持爪３０ａを閉じることで物品を把持する。各把持部３０は、複数の把持爪３０ａを駆動する把持部材駆動機構３０ｂを含む。把持部材駆動機構３０ｂは、例えば、モータ又は流体圧を駆動源として、把持爪３０ａを駆動する。把持爪３０ａの開閉による物品の把持の仕組みについては後述する。

ロボットハンド１５は、各把持部３０に把持された物品の重量値を計量する複数の計量器４０を有する。すなわち、１６個（（Ｍ×Ｎ）個）の把持部３０に対して、１６個（（Ｍ×Ｎ）個）の計量器４０が設けられている。ロボットハンド１５は、例えば１枚の板状の連結部材１６を有している。各把持部３０と、各計量器４０とは連結部４０ａを介して一体的に組み立てられている。各計量器４０の天面は、取付金具４００を介して連結部材１６に固定されている。各計量器４０の底面には、各把持部３０が固定されている。

各計量器４０は、計量器４０の筐体内に収納されたセンサ部と、内部制御部とを含んでいる（何れも図示せず）。センサ部は、例えば、力センサと加速度センサとを含む。力センサとして、例えば、歪みゲージ式ロードセルが採用される。加速度センサは、例えば、歪みゲージ式ロードセルや、ＭＥＭＳ型の小型加速度センサが採用される。

物品移動システム１では、例えば同一の構成を備える２つのハンド駆動部１０のそれぞれが、第１ロボットハンド１５Ａ及び第２ロボットハンド１５Ｂに対応して設けられている。以下の説明において、図１の正面視左側に配置されて第１ロボットハンド１５Ａを移動させるハンド駆動部１０は第１ハンド駆動部１０Ａと称されることがあり、正面視右側に配置されて第２ロボットハンド１５Ｂを移動させるハンド駆動部１０は第２ハンド駆動部１０Ｂと称されることがある。ただし、共通する構成及び機能を説明するときには、単にハンド駆動部１０という名称が用いられる。

第１ロボットハンド１５Ａ及び第２ロボットハンド１５Ｂを含めた全体において、左右方向に並ぶ８つの把持部３０が、前後方向に４列並べられている。すなわち、計量装置１２０は、４つ×２台（一対）×４列＝計３２個（一般化すると（Ｍ×２×Ｎ）個）の把持部３０を備える。

ハンド駆動部１０は、２本の平行に延びるフレーム１２と、ロボットハンド１５をフレーム１２に沿って水平移動させる前後移動機構１１とを有している。ハンド駆動部１０は、前後移動機構１１によって、ロボットハンド１５を保持するブロック１１１を前方又は後方に移動させることができる。ハンド駆動部１０は、例えば、ブロック１１１を移動させるサーボモータ、エアシリンダ等を有する。上記した連結部材１６は、例えばネジ止めによってブロック１１１に連結されている。

物品移動システム１では、第１ハンド駆動部１０Ａが、第１ロボットハンド１５Ａを前後方向に（水平方向に）移動させ、第２ハンド駆動部１０Ｂが、第２ロボットハンド１５Ｂを前後方向に（水平方向に）移動させる。これにより、容器５０内の物品群Ｘの位置と、各ロボットハンド１５において設定される物品把持位置とを合わせることができる。なお、計量装置１２０において、ハンド駆動部１０又は前後移動機構１１が省略されてもよい。

計量器４０の内部制御部は、センサ部で計測される力に基づいて、把持部３０が把持している物品の重量を測定する。なお、計量器４０は、把持部３０の移動時に計測される力に基づいて物品の重量を計量する方式に限定されるものではない。計量器４０は、ロードセル等を用いて、静止状態の把持部３０が把持している物品の重量を計量するものであってもよい。計量器４０の内部制御部は、力センサで計測された力を、加速度センサで計測された加速度で除すことで物品の重量を測定してもよい。各計量器４０は、各把持部３０の把持爪３０ａに把持された物品の重量を算出する重量算出部である。

容器５０は、物品群Ｘが載置される部材である。水平移動および鉛直移動する保持部５２に、容器５０が保持又は載置されている。容器５０は、例えば容器駆動部５４により、第１ロボットハンド１５Ａの下方に位置する第１位置Ｐ１と、第２ロボットハンド１５Ｂの下方に位置する第２位置Ｐ２との間を移動可能である。第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とは左右方向に離れており、第１位置Ｐ１に位置する容器５０が占有する領域と第２位置Ｐ２に位置する容器５０が占有する領域とはオーバーラップしない。容器５０は、上方に向けて開放された直方体状の容器である。容器５０は、平面視において、複数の把持部３０が配列された領域よりも少し大きい大きさを有する。容器５０は、平面視において、複数の把持部３０を包囲できるような形状及び大きさを有する。容器５０は、１つのロボットハンド１５にちょうど対応する形状及び大きさを有する。

容器５０が第１位置Ｐ１に位置する場合、容器５０を上方に移動させて第１ロボットハンド１５Ａの把持部３０に近づけることで、当該把持部３０が容器５０内の物品群Ｘから物品を把持可能である。このとき、第２ロボットハンド１５Ｂの把持部３０は容器５０内の物品群Ｘから物品を把持することができない。また容器５０が第２位置Ｐ２に位置する場合、容器５０を上方に移動させて第２ロボットハンド１５Ｂの把持部３０に近づけることで、当該把持部３０が容器５０内の物品群Ｘから物品を把持可能である。このとき、第１ロボットハンド１５Ａの把持部３０は容器５０内の物品群Ｘから物品を把持することができない。

容器５０の内部に収容される物品群Ｘの量が減少すると、人又は機械によって、内部の物品群Ｘの量が減少した容器５０が、新たな（物品群Ｘが多く収容されている）容器５０と交換される。なお、容器５０が交換される代わりに、物品移動システム１が、容器５０に物品を供給するための物品供給機構を備えていてもよい。

容器駆動部５４は、モータ、流体圧を駆動源として、容器５０を上下方向（鉛直方向）及び左右方向（水平方向）に移動させる。容器駆動部５４は、計量装置１２０に隣接する図示しないフレームに固定された駆動ボックス５５と、駆動ボックス５５に設けられた平行な２本の第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２を中心にそれぞれ揺動可能な第１メインアーム部５６Ａ及び第２メインアーム部５６Ｂと、第１メインアーム部５６Ａの先端及び第２メインアーム部５６Ｂの先端にそれぞれ回動可能に連結された第１サブアーム部５７Ａ及び第２サブアーム部５７Ｂとを有する。駆動ボックス５５は、例えば、ロボットハンド１５が取り付けられたフレームの後方に隣接する別のフレーム上に固定される。第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２は、前後方向（図１の紙面垂直方向且つ水平方向）に延びる。第１サブアーム部５７Ａの先端及び第２サブアーム部５７Ｂの先端はそれぞれ保持部５２の後端に回動可能に連結されている。これらのリンク機構により、保持部５２が支持されている。

第１メインアーム部５６Ａ及び第２メインアーム部５６Ｂは、それぞれ、駆動ボックス５５に収容された別個のモータによって任意の方向を向くように揺動する。第１メインアーム部５６Ａ及び第２メインアーム部５６Ｂに対する第１サブアーム部５７Ａ及び第２サブアーム部５７Ｂの各回動軸は、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２に平行である。例えば、第２メインアーム部５６Ｂに対する第２サブアーム部５７Ｂの回動角度は調整可能となっている。保持部５２に対する第１サブアーム部５７Ａ及び第２サブアーム部５７Ｂの各回動軸も、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２に平行である。第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２の位置を固定点として、第１メインアーム部５６Ａ、第１サブアーム部５７Ａ、第２メインアーム部５６Ｂ、第２サブアーム部５７Ｂ、及び保持部５２が六角形のうちの五辺を構成している。容器駆動部５４は、これらの構成により２軸パラレルリンク機構を有している。容器駆動部５４は、制御部７０によって制御されて各アーム部を回動させることで、保持部５２を上下方向及び左右方向に移動させる。保持部５２の姿勢は、ロッド５８によって水平に維持される。

制御部７０の制御により、保持部５２は水平な姿勢を維持しつつ、第１位置Ｐ１、第１位置Ｐ１よりも第１ロボットハンド１５Ａに近接した位置、第２位置Ｐ２、第２位置Ｐ２よりも第２ロボットハンド１５Ｂに近接した位置に移動自在である。これにより、第１ロボットハンド１５Ａに対する容器５０の相対位置、第２ロボットハンド１５Ｂに対する容器５０の相対位置が調整自在となっている。なお、上記構成に限られず、容器駆動部５４が、保持部５２を左右方向に移動させる左右移動機構と、保持部５２を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構とを有してもよい。そのような２軸駆動機構によっても、容器５０の位置を調整自在である。

容器駆動部５４は、保持部５２及び容器５０を上昇させることで、ロボットハンド１５に容器５０及び物品群Ｘを近接させる。保持部５２及び容器５０を下降させることで、ロボットハンド１５から容器５０及び物品群Ｘを離隔させる。容器駆動部５４は、容器５０に収容された（載置された）物品群Ｘに把持爪３０ａを挿入させ、物品を把持した把持爪３０ａを容器５０から離す。言い換えれば、第１ロボットハンド１５Ａ及び第２ロボットハンド１５Ｂは、容器５０内の物品群Ｘに各把持部３０の把持爪３０ａを差し込んで物品の一部を把持する。

物品移動システム１は、２つの排出シュート６０を備えている。例えば同一の大きさ及び形状を有する２つの排出シュート６０が、左右に並設されている。以下の説明において、図１の正面視左側に配置された排出シュート６０は第１排出シュート６０Ａと称されることがあり、正面視右側に配置された排出シュート６０は第２排出シュート６０Ｂと称されることがある。ただし、共通する構成及び機能を説明するときには、単に、排出シュート６０という名称が用いられる。

排出シュート６０は漏斗状の部材である。排出シュート６０は、ロボットハンド１５の下方に配置される。具体的には、第１ロボットハンド１５Ａの下方に第１排出シュート６０Ａが配置され、第２ロボットハンド１５Ｂの下方に第２排出シュート６０Ｂが配置される。第１ロボットハンド１５Ａと第１排出シュート６０Ａとの間に容器５０の第１位置Ｐ１が位置し、第２ロボットハンド１５Ｂと第２排出シュート６０Ｂとの間に容器５０の第２位置Ｐ２が位置する。

第１排出シュート６０Ａは、容器５０が第２位置Ｐ２に位置する時に、第１ロボットハンド１５Ａの把持部３０が把持を解除して落下させる物品を受けて物品移動システム１の外部に排出する。同様に、第２排出シュート６０Ｂは、容器５０が第１位置Ｐ１に位置する時に、第２ロボットハンド１５Ｂの把持部３０が把持を解除して落下させる物品を受けて物品移動システム１の外部に排出する。このようにして、第１ロボットハンド１５Ａ及び第２ロボットハンド１５Ｂは、各把持部３０により把持した物品を移載先の位置に移載する。すなわち、本明細書において、各ロボットハンド１５による「把持の解除」とそれに伴う「物品の落下」は、排出シュート６０への物品の移載を意味する。

なお本実施形態では、２つの排出シュートを用いているが、これに限定されるものではなく、第１ロボットハンド１５Ａおよび第２ロボットハンド１５Ｂが１つの排出シュートを共有してもよい。その場合、１つの排出シュートの上部開口は、平面視において第１位置Ｐ１及び第２位置Ｐ２の全体を包含する大きさ及び位置に設定される。また、排出シュートを使用せず、ロボットハンド１５から落下した物品を直接外部に排出してもよい。

図２は、物品移動システム１のブロック図である。図２において、制御部７０は、把持部材駆動機構３０ｂ、容器駆動部５４などの物品移動システム１の各種構成の動作の制御を実施する。制御部７０は、計量器４０が計量した物品の重量値を利用した組合せ計算等を実施する。制御部７０は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。制御部７０は、ハンド駆動部１０、把持部材駆動機構３０ｂ、計量器４０、容器駆動部５４と電気的に（又は通信可能に）接続されている。制御部７０には、理想重量値等が操作パネル１００を介して入力される。

制御部７０は、ＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムを実行することで、ハンド駆動部１０、把持部材駆動機構３０ｂ、容器駆動部５４等の物品移動システム１の各種構成の動作の制御や、計量器４０が計量した物品の重量値を利用した組合せ計算等を行う。制御部７０の各種機能は、ソフトウェアで実現されなくてもよく、ハードウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。

制御部７０は、ハンド駆動部１０および容器５０を移動させ、把持部３０と、容器５０とを近づける。制御部７０は、把持部材駆動機構３０ｂを制御して、容器５０に載置された物品群Ｘの物品の一部を、各把持部３０の把持爪３０ａに把持させる。

各計量器４０は、その計量器４０に対応する把持部３０が把持する物品の重量値を計量する。各把持部３０によって把持された物品の重量値は、制御部７０によって取得される。制御部７０は、把持部３０の把持する物品の重量値に基づいて組合せ計算を行う。組合せ計算は、把持部３０のそれぞれが把持する物品の重量値を足し合わせた結果、その合計値が目標重量値となる重量値の組合せを見つける処理である。制御部７０は、まず、各重量値を取得する。続いて、制御部７０は、組合せ計算の結果に基づいて、目標重量値となる重量値の組合せに対応する把持部３０の把持爪３０ａを選択し、選択した把持部３０の把持を解除する制御を実施する。このとき、制御部７０は、排出シュート６０の上方で把持部３０による物品の把持を解除することによって、物品を排出シュート６０内に落下させる。そして目標重量値の物品が、排出シュート６０から排出させる。目標重量値となる重量値の組合せが不可能である場合であって、目標重量値の近傍となる重量値の組合せに対応する把持部３０の把持爪３０ａを見つけた場合、制御部７０は、当該組み合わせに対応する把持部３０を選択し、選択した把持部３０の把持を解除する制御を実施する。当該制御は、例えば、目標重量値となる重量値の組合せに対応する把持部３０以外の把持部３０の重量値を用いて実施される。

目標重量値は、目標となる重量値（目標重量値、又は理想重量値）を含む一定の重量範囲であり、予め設定される。例えば、目標重量値の下限は目標重量値の９０％、もしくは９５％であり、目標重量値の上限は目標重量値の１１０％、もしくは１０５％である。また、目標重量値の近傍は、例えば、上記下限の９０％以上１００％未満、もしくは上記下限の９５％以上１００％未満でもよいし、上記上限の１００％より大きく１１０％以下、もしくは上記上限の１００％より大きく１０５％以下でもよい。

以上のとおり、本実施形態の物品移動システム１において、制御部７０は、把持部材駆動機構３０ｂ（把持部３０）及び容器駆動部５４を制御し、計量器４０における算出結果に基づいて組合せ計算を行い、予め設定された目標重量値となる把持部３０の組合せを選択する。制御部７０は、選択された複数の把持部３０に物品を排出させる。

図１、図３及び図７に示されるように、保持部５２の可動領域の上方には、前後方向（図１の紙面垂直方向）に並べられた複数のセンサ９が設けられている。本実施形態では、把持部３０の当該方向における列数（上記Ｎ。具体的には４列）に対応させて、４つのセンサ９が取り付けられている。４つのセンサ９は、例えば本体フレーム１２１に固定されており、鉛直下方に向けて光を照射すると共に物品群Ｘの表面で反射した反射光を検知する。これにより、各センサ９は、容器５０内の物品群Ｘにおける把持爪３０ａの差し込み方向（上下方向）の物品高さ（物品群Ｘの高さ）を検知する。

図１及び図７に示されるように、各センサ９は、第１ロボットハンド１５Ａ及び第２ロボットハンド１５Ｂの間の中央位置において投受光を行う。各センサ９は、容器駆動部５４によって保持部５２及び容器５０が第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間を移動させられる途中において、左右方向における把持部３０の位置及び個数（上記Ｍ。具体的には４つ）に対応する回数、物品の高さを検知する。検知のタイミングは、容器駆動部５４の左右方向の移動速度を考慮して、（例えば容器駆動部５４の移動と同期するように）制御部７０によって調整されてもよい。これにより、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ、又は第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１へと容器５０が移動する（通過する）毎に、容器５０内の左右方向（移動方向）及び前後方向に格子状に分布する１６点（複数の把持部３０の平面的な配置に対応する複数点）についての高さ検知信号が出力される。

制御部７０は、複数のセンサ９と電気的に（又は通信可能に）接続されている。制御部７０は、各センサ９の検知結果に基づいて、各把持部３０における物品群Ｘに対する把持爪３０ａの挿入量及び開き角を算出する。容器５０内の各部において、物品の高さはまちまちである。一方で、容器５０（保持部５２）は水平な姿勢を維持してロボットハンド１５に近接させられる。したがって、ある高さに位置する容器５０に対し、各把持部３０における把持爪３０ａの挿入量は一定（均一）ではない（図４（ａ）又は図４（ｂ）参照）。

制御部７０は、例えば、所望の把持量の物品を把持させるための挿入量及び開き角の対応関係を記憶している（図９（ａ）参照）。制御部７０は、各センサ９からの高さ検知信号を入力すると、容器５０及び物品群Ｘの上下方向の位置を設定し、それに応じた各把持部３０における挿入量を算出する。制御部７０は、更に、記憶している対応関係を参照し、各把持部３０における挿入量に対応した把持爪３０ａの開き角を算出する。制御部７０は、第１ロボットハンド１５Ａ及び第２ロボットハンド１５Ｂの何れか（物品を把持すべき何れか一方）に対し、算出した挿入量及び開き角が実現されるよう、把持動作を制御する。

図５を参照して、把持爪３０ａの動作及び開き角について説明する。図５（ａ）～図５（ｃ）は、把持部３０の把持爪３０ａを下方から見た底面図である。本実施形態では、把持爪３０ａは、図２に示されるように、棒状又は指状の部材の先端に、物品を引っ掛けることができるように内側へ屈曲させた爪を形成している。各把持部３０は、複数（例えば、３つ以上）の把持爪３０ａ（第１把持爪部）を有している。なお、図３等に描画されている把持爪３０ａの数や形状は例示に過ぎず、把持部材の構成は適宜変更可能である。

図５（ａ）に示されるように、各把持部３０を把持爪３０ａ側（下側）から視たとき、複数の把持爪３０ａは周方向に並べて配置されている。また複数の把持爪３０ａは、周方向に概ね等間隔に並べて配置されている。複数の把持爪３０ａは径方向に移動可能である。把持部３０は、互いに離れた状態にある把持爪３０ａを、把持部材駆動機構３０ｂによって径方向内向きに動かして互いに近づいた状態にすることによって、複数の把持爪３０ａの間に物品を挟み込んで物品を把持する。把持部３０は、互いに近づいた状態にある把持爪３０ａを、把持部材駆動機構３０ｂによって径方向外向きに動かして互いに離れた状態にすることによって、物品の把持を解除する。言い換えると、ロボットハンド１５の複数の把持爪３０ａは、少なくとも、第１状態と第２状態とのいずれかの状態に切り換えられる。第１状態は、把持爪３０ａ同士の相対距離を第１距離まで縮めて物品を把持する状態である（図５（ｂ）参照）。第２状態は、把持爪３０ａ同士の相対距離を第１距離より大きい第２距離まで広げて物品の把持を解除する状態である。第２状態は、例えば、把持部３０の把持爪３０ａを仮想円Ｃ１の位置まで閉じた状態（図５（ｃ）参照）でもよい。第２状態が把持爪３０ａの初期状態とみなされてもよい。

第１状態における把持爪３０ａの第１距離は、制御部７０によって把持部材駆動機構３０ｂが制御されることにより、適宜に調整可能である。上記した開き角が決まると、この第１距離が一意に決まる。ロボットハンド１５の把持動作の制御において、開き角と第１距離は、同意である。開き角は、例えば、図５（ｂ）に示される把持爪３０ａの先端（図示中央寄りの部分）の位置に対して近似される円形領域の面積として表されてもよい（図９（ａ）参照）。

以下、図６を参照して、物品移動システム１が備える把持量の補正機能に係る構成について説明する。制御部７０は、各把持部３０の位置における物品群Ｘの高さと、挿入量及び開き角の対応関係とに基づいて、容器５０（保持部５２）の位置を決定し、各把持部３０における把持爪３０ａの開き角を決定する。制御部７０は、決定した各値（位置及び開き角に関する値）が実現されるよう、容器駆動部５４及び把持部材駆動機構３０ｂを制御する。一方、物品移動システム１では、作業者によって幾らかの調整が可能となっている。図６には、制御部７０に係る機能ブロック図が示されている。図６に示されるように、制御部７０は、取得部７１、調整部７２、受付部７３、補正値決定部７４、及び記憶部７６を有している。一方、物品移動システム１は、作業者によって操作される第１操作ボタン１０１及び第２操作ボタン１０２を含む操作パネル１００（図８も参照）を備えている。操作パネル１００は、例えば本体フレーム１２１に固定され、作業者の手が届きやすい位置に配置されてもよい。

記憶部７６は、上記した対応関係を記憶している。取得部７１は、センサ９から出力された高さ検知信号を取得する。調整部７２は、容器駆動部５４を制御し、各把持部３０における物品群Ｘに対する把持爪３０ａの挿入量を調整する。また調整部７２は、各把持部３０における把持爪３０ａの開き角を調整する。調整部７２は、取得部７１が取得した物品群Ｘの高さと、記憶部７６に記憶された挿入量及び開き角の対応関係とに基づいて、容器５０（保持部５２）の位置を算出し、各把持部３０における把持爪３０ａの開き角を算出する。調整部７２は、算出した各値（位置及び開き角に関する値）が実現されるよう、容器駆動部５４及び把持部材駆動機構３０ｂを制御する。

本実施形態の物品移動システム１では、制御部７０が、各把持部３０における把持爪３０ａの挿入量の補正値を調整部７２に入力する入力部７５を備えている。調整部７２は、センサ９の検知結果に基づいて算出した挿入量に、入力部７５により入力された補正値を加えることで、挿入量を調整する。挿入量の補正値は、例えば、受付部７３及び補正値決定部７４によって決定される。受付部７３は、作業者によって第１操作ボタン１０１及び／又は第２操作ボタン１０２が操作された場合に、操作内容に示される補正値を受け付ける。補正値は、例えば予め複数の段階（例えば、レベル１～５の５段階等）に設定されていてもよい。その場合に、作業者によって第１操作ボタン１０１及び／又は第２操作ボタン１０２が操作され、所定の段階が選択されると、補正値決定部７４が、当該段階に応じた挿入量の補正値を算出する。第１操作ボタン１０１は、第１ロボットハンド１５Ａに係る把持爪３０ａの挿入量を補正するためのボタンである。第２操作ボタン１０２は、第２ロボットハンド１５Ｂに係る把持爪３０ａの挿入量を補正するためのボタンである。補正値は、具体的な挿入量の長さ（例えばミリメートル単位の長さ）で設定されてもよい。

図８を参照して操作パネル１００の一例について説明する。図８に示されるように、操作パネル１００は、各種の表示部を含んでいる。操作パネル１００は、１回の組合せ計量毎に落下した物品の落下重量を示す落下重量表示部１０３と、把持部３０あたりの把持重量の平均値を示す平均把持重量表示部１０４と、前回計量時の排出回数を示す前回排出回数表示部１０５と、容器５０内の１６点の各部における物品の高さを示す物品高さ表示部１０６と、容器５０内の物品高さの平均値を示す平均物品高さ表示部１０７とを含む。操作パネル１００は、平均把持重量表示部１０４において、各把持部３０によって把持された物品の量を表示する。物品高さ表示部１０６には、各把持部３０の位置に対応させて物品の高さが示されているので、作業者は、計量動作の途中で物品群Ｘを均す作業を行ってもよい。操作パネル１００は、更に、設定済みの目標重量値を示す目標重量表示部１０８と、現在の実際の能力（毎分の計量回数）を示す能力表示部１０９とを含む。

操作パネル１００は、落下重量表示部１０３の直下に配置された第１補正量表示部１０１Ｃ及び第２補正量表示部１０２Ｃを含む。第１補正量表示部１０１Ｃ及び第２補正量表示部１０２Ｃは、第１ロボットハンド１５Ａにおける補正値と、第２ロボットハンド１５Ｂにおける補正値とをそれぞれ表示する。第１補正量表示部１０１Ｃ及び第２補正量表示部１０２Ｃの直下には、上記した第１操作ボタン１０１及び第２操作ボタン１０２が設けられている。第１操作ボタン１０１は、第１ロボットハンド１５Ａにおいて挿入量を増加させるための（すなわち正の補正値を入力するための）増加ボタン１０１ａと、その挿入量を減少させるための（すなわち負の補正値を入力するための）減少ボタン１０１ｂとを含む。第２操作ボタン１０２は、第２ロボットハンド１５Ｂにおいて挿入量を増加させるための（すなわち正の補正値を入力するための）増加ボタン１０２ａと、その挿入量を減少させるための（すなわち負の補正値を入力するための）減少ボタン１０２ｂとを含む。例えば、各ボタンを１回押す毎に、補正値が１ｍｍずつ変化してもよいし、長押しによって補正値が増加又は減少してもよい。或いは、補正値が段階的に設定されている場合には、各ボタンを１回押す毎に補正値のレベルが１段階ずつ変化してもよい。第１操作ボタン１０１及び第２操作ボタン１０２を用いた操作結果が、第１補正量表示部１０１Ｃ及び第２補正量表示部１０２Ｃにそれぞれ表示される。

作業者は、１回の組合せ計量毎に落下した物品の落下重量、把持部３０あたりの把持重量の平均値、前回計量時の排出回数、容器５０内の各部における物品の高さ、及び容器５０内の物品高さの平均値の何れか１つ又は何れか２つ以上（全部を含む）を参照して、第１操作ボタン１０１及び／又は第２操作ボタン１０２を用いた補正の度合いを決定することができる。作業者は物品の把持量が適切であるか補正値による調整が必要か否か等を判断し易いので、より好適な把持量の調整が可能となる。入力部７５は、補正値を調整部７２に入力する。なお、制御部７０において、補正値決定部７４が、作業者による操作内容と、平均把持重量、前回排出回数及び平均物品高さの少なくとも何れか１つとを参照して、補正値を決定（換算）してもよい。補正値決定部７４が省略されてもよい。作業者による操作内容を受付部７３が受け付け、入力部７５が、調整部７２に補正値を入力してもよい。

本実施形態の物品移動システム１によれば、容器駆動部５４によって容器５０が移動させられ、把持部３０の把持爪３０ａが、物品を把持する。制御部７０の調整部７２は、物品群Ｗに対する把持爪３０ａの挿入量を調整する（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。挿入量を増大させたり減少させたりすることで、把持部３０における物品の把持量も調整される。入力部７５によって、挿入量の補正値が調整部７２に入力される。例えば、把持部３０に所望量の物品を把持させたい場合に、実際の把持量が多かったり少なかったりすることに応じて、挿入量の補正値を調整部７２に入力することができる。これにより、物品の把持量を容易に調整することができる。

図９及び図１０を参照して、本実施形態の制御に関する考え方を説明する。制御部７０は、図９（ａ）に示されるように、所望の把持量の物品を把持させるための挿入量及び開き角の対応関係を記憶している。基本的な容器５０の移動制御及び把持部３０における把持制御は、この対応関係に基づいて行われる。その結果、例えば、図９（ｂ）に示される把持量が実現される。各挿入量に対応した把持量が、所望の把持量に比して足りない場合又は多すぎる場合には、１回の組合せ計量毎に落下した物品の落下重量、把持部３０あたりの把持重量の平均値、前回計量時の排出回数、容器５０内の各部における物品の高さ、及び容器５０内の物品高さの何れかが不適切な結果となる場合がある。そのような場合に、作業者によって操作パネル１００が操作され、任意の正又は負の補正値が入力される。例えば正の補正値が入力された場合には、図１０（ａ）に示されるように、図９（ａ）の対応関係が補正値の分だけ右の方（プラス側）へスライドする。図４（ａ）及び図４（ｂ）には、挿入量の増分ΔＤ（シフト量）が示されている。挿入量の増分ΔＤは、容器５０の高さの変化量に等しい。補正値が加えられた結果、図１０（ｂ）に示されるように、把持量が全体的に増加する。図１０では、正の補正値が入力された場合が示されているが、負の補正値が入力された場合も同様に考えられ、対応関係が補正値の分だけ左の方（マイナス側）へスライドし、把持量が全体的に減少する。このような現象（予定の把持量よりも減ってしまうような傾向）は、例えばパスタ等の滑りやすい物品において生じやすい。本実施形態の補正機能によれば、より好適な計量が実現される。

調整部７２に入力される補正値は、予め複数の段階に設定されている。これにより、物品の把持量を段階的に調整することができる。調整が容易であり、容器駆動部５４における厳密な位置制御等も不要である。

操作パネル１００の平均把持重量表示部１０４等によれば、作業者に対して、実際に把持された物品の量が明示される。作業者は、実際の把持量を見て、補正値の要否や大きさの参考とすることもできる。

各ロボットハンド１５が複数の把持部３０を有する。複数の把持部３０を備えた物品移動システム１において、各把持部３０における物品の把持量を容易に調整することができる。

ロボットハンド１５に設けられた計量器４０によって、物品の把持量を所望量に調整しやすくなる。

制御部７０が組合せ計量を行う。各把持部３０における物品の把持量の調整により、組合せ計量の計量精度及び効率が向上する。

調整部７２は、センサ９の検知結果に基づいて算出した挿入量に入力部７５からの補正値を加えることで挿入量を調整する。これにより、補正値が加わる前の元の挿入量が正確に算出される。その結果として、挿入量の調整も好適に行われ、把持部３０に所望量の物品を把持させることができる。

以上、本開示の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られない。例えば、上記実施形態では、容器５０（保持部５２）を移動させてロボットハンド１５に近接させることで、ロボットハンド１５が物品を把持する構成について例示した。しかしこの構成とは違って、ロボットハンド１５又は把持部３０を移動（例えば下降）させて容器５０に近接させることで、ロボットハンド１５又は把持部３０が物品を把持する構成を採ってもよい。その場合、ロボットハンド１５又は把持部３０に、適宜の公知の移動機構が設けられる。ロボットハンド１５又は把持部３０を移動（例えば上昇）させることで、物品を把持した把持爪３０ａを容器５０から離すことができる。

ロボットハンドによる物品の移載は、「把持の解除」とそれに伴う「排出シュートへの物品の落下」に限られない。物品を把持したロボットハンドが、水平方向又は鉛直方向に移動して別の容器、別のホッパ、又はコンベア等の搬送装置に物品を移載してもよい。

ロボットハンドが、１つのみの把持部を有してもよい。物品群Ｘの高さを検知するセンサは、省略されてもよい。

物品移動システムが、組合せ計量を行わなくてもよい。物品移動システムにおいて、把持部により把持された物品の重量を算出する重量算出部が設けられず、物品が移載された後にその重量が算出されてもよい。

操作パネル１００における第１操作ボタン１０１及び第２操作ボタン１０２が省略されてもよい。制御部７０の入力部７５が、補正値決定部７４において決定された補正値を調整部７２に入力してもよい。その場合には、補正値決定部７４は、１回の組合せ計量毎に落下した物品の落下重量、把持部３０あたりの把持重量の平均値、前回計量時の排出回数、容器５０内の各部における物品の高さ、及び容器５０内の物品高さの平均値の何れか１つ又は何れか２つ以上（全部を含む）に基づいて補正値を決定してもよい。作業者による操作を介さずに、物品の把持量が自動的に調整される。

１…物品移動システム、９…センサ、１０…ハンド駆動部、１５…ロボットハンド、１５Ａ…第１ロボットハンド、１５Ｂ…第２ロボットハンド、３０…把持部、３０ａ…把持爪（把持部材）、４０…計量器（重量算出部）、５０…容器（載置部）、５２…保持部、５４…容器駆動部、６０…排出シュート、７０…制御部、７２…調整部、７５…入力部、１００…操作パネル、１０１…第１操作ボタン、１０２…第２操作ボタン、１０３…落下重量表示部、１０４…平均把持重量表示部、１２０…計量装置、Ｘ…物品群。

Claims (6)

1. 物品群から一部の物品を移動させる物品移動システムであって、
   前記物品群が載置される載置部と、
   前記載置部に載置された前記物品群の高さを検知するセンサと、
   前記物品を把持する把持部材を有する少なくとも１つの把持部と、
   前記載置部及び前記把持部の少なくとも一方を移動させ、前記載置部に載置された前記物品群に前記把持部材を挿入させ、前記物品を把持した前記把持部材を前記載置部から離す駆動部と、
   前記駆動部を制御し、前記物品群に対する前記把持部材の挿入量を調整する調整部と、
   前記調整部に前記挿入量の補正値を入力する入力部と、を備え、
   前記調整部は、前記センサの検知結果に基づいて算出した前記挿入量に前記入力部からの前記補正値を加えることで前記挿入量を調整する、
   物品移動システム。
2. 前記調整部に入力される前記補正値は、予め複数の段階に設定されている、請求項１に記載の物品移動システム。
3. 前記把持部によって把持された前記物品の量を表示する表示部を更に備える、請求項１又は２に記載の物品移動システム。
4. 前記少なくとも１つの把持部は、複数の把持部である、請求項１～３の何れか一項に記載の物品移動システム。
5. 前記複数の把持部のそれぞれの前記把持部材に把持された前記物品の重量を算出する重量算出部を更に備える、請求項４に記載の物品移動システム。
6. 前記把持部及び前記駆動部を制御し、前記重量算出部における算出結果に基づいて組合せ計算を行い、予め設定された目標重量値となる前記把持部の組合せを選択し、選択された前記把持部に前記物品を排出させる制御部を更に備える請求項５に記載の物品移動システム。