KR102660813B1

KR102660813B1 - 피킹 설비

Info

Publication number: KR102660813B1
Application number: KR1020207029444A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 곤도; 마사미 이와이; 아쓰시 미노오
Original assignee: 가부시키가이샤 다이후쿠
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2024-04-24
Also published as: CN111936404B; EP3778444C0; CN111936404A; ES2977193T3; EP3778444A1; KR20210002481A; WO2019208292A1; TWI803624B; EP3778444B1; US20210253375A1; TW201945266A; JP2019189438A; JP6795007B2; US11629017B2

Abstract

본 발명은, 부터 제2 지지체로 물품을 이송탑재하는 경우에 필요로 하는 시간의 단축을 도모할 수 있는 피킹 설비를 실현하기 위한 것으로서, 제1 지지체(51)에 지지되어 있는 복수의 물품(50) 중에서, 가장 높은 위치에 있는 물품(50), 및 그 가장 높은 위치에 있는 물품(50)의 상면(T1)에 대하여 하방측의 설정 거리 D의 범위 내에 상면(T1)이 존재하는 물품(50)을, 이송탑재 대상 물품(50A)으로 하고, 제어 장치는, 이송탑재 대상 물품(50A) 중에서 정립 자세 SC의 이송탑재 대상 물품(50A)을 우선적으로 선택하는 선택 제어와, 선택 제어에 있어서 선택한 이송탑재 대상 물품(50A)을 제1 지지체(51)로부터 제2 지지체로 이송탑재하도록, 이송탑재 장치를 제어하는 이송탑재 제어를 실행한다.

Description

피킹 설비

본 발명은, 제1 지지체(support body)로부터 제2 지지체로 물품을 이송탑재하는 이송탑재 장치(transfer device)와, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품을 위쪽으로부터 촬상(撮像)하는 촬상 장치와, 상기 이송탑재 장치를 제어하는 제어 장치를 구비한 피킹 설비에 관한 것이다.

피킹 설비의 종래예가, 일본 공개특허 제2015―043175호 공보(특허문헌 1)에 기재되어 있다. 특허문헌 1의 피킹 설비는, 용기(51)를 제1 지지체로 하고, 물품 반송(搬送; transport) 컨베이어(11)를 제2 지지체로 하여, 피킹(picking) 로봇(5)이 물품을 용기(51)로부터 물품 반송 컨베이어(11)로 이송탑재한다. 그리고, 통상, 용기(51)는, 정립 자세(upright position) SC로 물품(50)을 수용하고 있지만, 스태커 크레인(stacker crane)(13B) 등에 의해 용기(51)를 반송할 때의 요동이나 진동에 의해 용기(51) 내의 물품(50)이 전도(轉倒; fall down)하여, 용기(51)에 수용되어 있는 물품(50)의 자세가, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB로 되어 있는 경우가 있다.

일본 공개특허 제2 015―043175호 공보

특허문헌 1의 피킹 설비에서는, 제1 지지체에 정립 자세 SC로 탑재되어 있는 물품(50)을, 정립 자세 SC인 채 제2 지지체에 이송탑재하고 있다. 또한, 제1 지지체 상에서 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA로 되어 있는 물품(50)은, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA인 채 제2 지지체로 이송탑재되고, 제1 지지체 상에서 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB로 되어 있는 물품(50)은, 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB인 채 제2 지지체에 이송탑재된다.

여기서, 물품을 정립 자세 SC로 제2 지지체에 이송탑재하는 것이 바람직한 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB로 제1 지지체에 실려 있는 물품에 대해서는, 피킹 로봇(5)에 의한 물품의 피킹 교체 등에 의해 물품의 자세를 정립 자세로 변경한 후, 그 정립 자세의 물품을 제2 지지체에 이송탑재할 필요가 있다. 이와 같은 자세 변경을 행할 필요가 있는 물품의 수가 많은 경우에는, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 전체적으로 긴 시간을 필요로 하는 경우가 있었다.

또한, 정립 자세 SC의 물품에 대하여, 측면과 비교하여 상면이 작을 경우에는, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB의 물품의 상면을 유지부(holding portion)에 의해 유지하도록 하면, 비교적 좁은 상면을 유지하게 되므로, 유지하는 경우에 미스가 생기기 쉽게 된다. 또한, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB에서의 물품의 높이가, 정립 자세 SC에서의 물품의 높이와 비교하여 높은 경우에는, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB의 물품의 상면을 유지부에 의해 유지하면, 유지부에 의해 유지한 위치로부터 물품의 중심(重心)까지의 거리가 커지기 쉬워, 이송탑재 동작 중인 물품의 유지 상태가 불안정하게 되기 쉽다. 그러므로, 이송탑재 동작의 속도를 높게 하는 것이 어렵다. 따라서, 이와 같은 경우에도, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 전체적으로 긴 시간을 필요로 하는 경우가 있었다.

따라서, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 필요로 하는 시간의 단축을 도모할 수 있는 피킹 설비의 실현이 요구된다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 피킹 설비는, 제1 지지체로부터 제2 지지체로 물품을 이송탑재하는 이송탑재 장치와, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품을 위쪽으로부터 촬상하는 촬상 장치와, 상기 이송탑재 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 이송탑재 장치는, 상기 물품의 상부를 유지하는 유지부를 구비하고,

상기 제어 장치는, 상기 촬상 장치의 촬상 정보에 기초하여, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품의 높이를 판정하는 높이 판정과, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품의 자세가 정립 자세인지의 여부를 판정하는 자세 판정을 실행하고, 상기 제1 지지체에 지지되어 있는 복수의 상기 물품 중에서, 가장 높은 위치에 있는 상기 물품, 및 그 가장 높은 위치에 있는 상기 물품의 상면에 대하여 하방측의 설정 거리의 범위 내에 상면이 존재하는 상기 물품을, 이송탑재 대상 물품으로 하여, 상기 제어 장치는, 상기 이송탑재 대상 물품 중에서 정립 자세의 상기 이송탑재 대상 물품을 우선적으로 선택하는 선택 제어와, 상기 선택 제어에 있어서 선택한 상기 이송탑재 대상 물품을 상기 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하도록, 상기 이송탑재 장치를 제어하는 이송탑재 제어를 실행한다.

이 구성에 의하면, 이송탑재 대상 물품으로서, 정립 자세의 물품과 정립 자세 이외의 물품이 존재하는 경우, 정립 자세의 물품을 우선적으로 선택하여 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재한다. 즉, 이송탑재 대상 물품 중에서, 정립 자세의 물품의 상면이, 정립 자세 이외의 자세인 물품의 상면보다 낮은 경우라도, 정립 자세의 물품이 선택 제어에 의해 우선적으로 선택되고, 이송탑재 제어에 의해 제2 지지체로 이송탑재된다.

그러므로, 제2 지지체에 정립 자세로 물품을 이송탑재할 필요가 있는 경우에 있어서, 단지 상면의 높이가 가장 높은 물품을 우선적으로 선택하여 제2 지지체에 이송탑재하는 경우와 비교하여, 물품의 자세를 변경하는 비율을 낮게 할 수 있으므로, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 필요로 하는 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 유지부에 의해 물품의 상면을 유지하는 경우에, 또한 상면이 측면과 비교하여 커지도록 정립 자세가 설정되어 있는 경우에는, 그 비교적 큰 물품의 상면을 유지함으로써 물품을 안정적으로 유지할 수 있고, 유지부에 의해 유지하는 경우에 미스가 생길 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 정립 자세에서의 물품의 높이가, 옆으로 넘어지는 롱 자세나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세에서의 물품의 높이와 비교하여 낮게 되도록 설정되어 있고, 상기 정립 자세의 물품을 유지하는 경우에는, 정립 자세보다 세로로 긴 자세인 옆으로 넘어지는 롱 자세나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세의 물품을 유지하는 경우와 비교하여, 유지부에 의해 유지한 위치로부터 물품의 중심까지의 거리가 가까우므로, 이송탑재 동작 중인 물품의 유지 상태를 안정시키기 쉬워, 이송탑재 동작의 속도를 높게 하기 쉽다. 따라서, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 필요로 하는 시간의 단축을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 피킹 설비의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 피킹 설비의 제어 블록도
도 3는 본 발명의 실시형태에 관한 피킹 설비의 피킹의 상태를 나타낸 개략도
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 용기 및 물품의 사시도
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 용기의 평면도
도 6은 본 발명의 실시형태에 관한 용기의 종단 측면도
도 7은 본 발명의 실시형태에 관한 대상 영역을 나타내는 용기의 단면(斷面) 측면도
도 8은 본 발명의 실시형태에 관한 제2 동작의 상태를 나타낸 용기의 단면 정면도
도 9는 본 발명의 실시형태에 관한 이송탑재 물품의 기준 위치를 설명하는 도면
도 10은 본 발명의 실시형태에 관한 이송탑재 물품 선택 처리의 플로우차트
도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 용기의 종단 측면도

1. 실시형태

피킹 설비의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

그리고, 이하의 실시형태에서는, 후술하는 바와 같이 제1 용기(51)는 평면에서 볼 때 직사각형으로 형성되어 있고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 용기(51)의 제1 변이 따르는 방향을 용기 내 길이 방향 X, 용기 내 길이 방향 X로 직교하는 제2 변이 따르는 방향을 용기 내 폭 방향 Y, 용기 내 길이 방향 X 및 용기 내 폭 방향 Y와 직교하는 방향을 높이 방향 Z로 한다. 그리고, 높이 방향 Z는, 상하 방향에 상당한다.

[피킹 설비]

피킹 설비(100)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 피킹 로봇(5)과, 피킹 컨베이어(6)와, 바코드 리더(7)와, 촬상 장치(8)와, 출고(出庫) 컨베이어(9)와, 입고(入庫) 컨베이어(10)와, 용기 반송 컨베이어(11)와, 자동 창고(13)를 구비한다. 피킹 설비(100)에서는, 먼저, 어느 물품(50)을 몇개 출고할 것인지 등의 오더에 기초하여, 상기 오더에 대응하는 물품(50)이 수납된 제1 용기(51)를 자동 창고(13)로부터 인출한다. 그리고, 피킹 설비(100)는, 상기 인출한 제1 용기(51)를, 출고 컨베이어(9) 및 피킹 컨베이어(6)에 의해 피킹 개소(箇所)(12)로 반송한다. 또한, 피킹 설비(100)는, 빈 제2 용기(53)을, 용기 반송 컨베이어(11)에 의해 수용 개소(16)로 반송한다. 제1 용기(51)가 피킹 개소(12)에 위치하고, 제2 용기(53)가 수용 개소(16)에 위치하는 상태에서, 피킹 로봇(5)에 의해 물품(50)을 제1 용기(51) 내로부터 인출하고, 그 인출한 물품(50)을 제2 용기(53) 내에 수용하도록, 물품(50)을 제1 용기(51)로부터 제2 용기(53)로 이송탑재한다. 그리고, 인출할 물품(50)이 인출된 후의 제1 용기(51)는, 피킹 컨베이어(6) 및 입고 컨베이어(10)에 의해 자동 창고(13)로 되돌려진다. 또한, 수용해야 할 물품(50)이 수용된 후의 제2 용기(53)는, 용기 반송 컨베이어(11)에 의해 수용 개소(16)로부터 반송된다. 그리고, 제1 용기(51)가 제1 지지체에 상당하고, 제2 용기(53)가 제2 지지체에 상당한다. 또한, 피킹 개소(12)가, 이송탑재용 위치에 상당한다.

바코드 리더(7)는, 제1 용기(51)의 외측면에 부여되어 있는 바코드(52)(도 4 참조)를 비접촉(예를 들면, 광학 판독)에 의해 판독하는 것이다. 본 실시형태에서는, 바코드 리더(7)는, 피킹 개소(12)에 설치되어 있다. 바코드(52)에는, 제1 용기(51)의 고유의 ID 정보가 포함되어 있고, 바코드 리더(7)는, 판독한 바코드(52)에 포함되는 제1 용기(51)의 고유의 ID 정보를 후술하는 상위 컨트롤러(2)에 출력한다.

촬상 장치(8)는, 촬상한 대상물(對象物)로부터 상기 촬상 장치(8)까지의 거리의 정보를 기록할 수 있는 장치(예를 들면, 스테레오 카메라)이다. 촬상 장치(8)는, 피킹 개소(12)로 반송되어 온 제1 용기(51)에 수용되어 있는(탑재되어 있는) 물품(50)을 위쪽으로부터 촬상한다. 본 실시형태에서는, 촬상 장치(8)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 카메라(8A) 및 제2 카메라(8B)를 구비한다. 제1 카메라(8A)는, 피킹 개소(12)의 중심 위치의 바로 위쪽이며 반송면(搬送面) P로부터의 높이가 기지(旣知)의 위치에 설치되고, 피킹 개소(12) 전체를 평면적으로 촬상한다. 제2 카메라(8B)는, 피킹 개소(12)의 중심 위치와는 약간 어긋난 위치의 위쪽에 설치되고, 경사 상방으로부터 피킹 개소(12) 전체를 촬상한다. 그리고, 촬상 장치(8)는, 제1 카메라(8A)에서 촬상한 화상에서의 각 화소에서의 제1 카메라(8A)로부터의 거리 정보를, 제1 카메라(8A)와 제2 카메라(8B)와의 시차(視差)에 기초하여 산출하여, 각 화소가 제1 카메라(8A)로부터의 거리 정보를 가지는 촬상 화상(촬상 정보)을 생성한다. 촬상 장치(8)는, 물품 인식 장치(3)(도 2 참조)로부터의 촬상 지시를 받아 촬상하여, 촬상에 의해 얻어진 촬상 화상을 물품 인식 장치(3)에 출력한다.

자동 창고(13)는, 제1 용기(51)를 수납 가능한 수납 선반(storage rack)(13A)과, 스태커 크레인(13B)을 구비한다. 출고 컨베이어(9)는, 자동 창고(13)의 수납 선반(13A)으로부터 스태커 크레인(13B)에 의해 반송되어 온 제1 용기(51)를, 피킹 컨베이어(6)로 반송한다. 피킹 컨베이어(6)는, 출고 컨베이어(9)에 의해 반송되어 온 제1 용기(51)를 피킹 개소(12)로 반송하고, 피킹 개소(12)에 있어서 인출할 물품(50)이 인출된 제1 용기(51)를 입고 컨베이어(10)로 반송한다. 입고 컨베이어(10)는, 피킹 컨베이어(6)에 의해 반송되어 온 제1 용기(51)를 입고 위치[입고 컨베이어(10)의 반송 방향 하류측의 단부(端部)]까지 반송한다. 입고 위치까지 반송된 제1 용기(51)는, 스태커 크레인(13B)에 의해 수납 선반(13A)에 재입고된다.

그리고, 스태커 크레인(13B), 출고 컨베이어(9), 및 피킹 컨베이어(6)에서의 피킹 개소(12)보다 반송 방향 상류측의 부분에 의해, 제1 용기(51)를 수납 선반(13A)으로부터 피킹 개소(12)까지 반송하는 제1 반송 장치(18)가 구성되어 있다. 또한, 스태커 크레인(13B), 입고 컨베이어(10), 및 피킹 컨베이어(6)에서의 피킹 개소(12)보다 반송 방향 하류측의 부분에 의해, 제1 용기(51)를 피킹 개소(12)로부터 수납 선반(13A)으로 반송하는 제2 반송 장치(19)가 구성되어 있다.

여기서, 제1 용기(51)는, 용기 내부를 촬상 장치(8)에 의해 촬상 가능하도록 상면이 개방된 직육면체형으로 구성되어 있다. 예를 들면, 제1 용기(51)는, 상면이 개방된 수지제의 컨테이너 등이다. 또한, 제1 용기(51)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 용기 내 길이 방향 X, 용기 내 폭 방향 Y 및 높이 방향 Z의 각각의 방향으로 복수의 물품(50)을 배열하여 수용할 수 있다. 구체적으로는, 제1 용기(51)는, 상면(T1)(도 7 등 참조)이 동일한 높이에 속하도록 미리 정해진 정립 자세 SC로 배치된 동일 형상의 복수의 물품(50)에 의해 형성되는 물품층을, 높이 방향 Z로 적층한 상태로 수용하고 있다. 본 실시형태에서는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 용기(51) 내의 복수의 물품(50)의 배치 상태의 일례로서, 피킹 개소(12)로 반송되어 왔을 경우에 용기 내 길이 방향 X로 4개 배치되고, 또한 용기 내 폭 방향 Y로 3개 배치된 합계 12개의 물품(50)으로 이루어지는 물품층이, 높이 방향 Z로 2층 적층되고, 또한 그 위에 3개의 물품(50)이 고르지 않은 상태로 적층되어 있는 배치 상태의 예를 참조하여 설명한다.

1개의 제1 용기(51)에 수용되는 물품(50)은, 모두 동일 형상의 직육면체형으로 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 정립 자세 SC에 있어서, 물품(50)에서의 높이 방향 Z의 길이를 「길이 H1」라고 하고, 높이 방향 Z에서 볼 때 물품(50)에서의 길이 방향의 길이를 「길이 L1」라고 하고, 높이 방향 Z에서 볼 때 물품(50)에서의 폭 방향의 길이를 「길이 W1」라고 하고 있다. 이들 물품(50)의 치수 정보는, 물품 정보 데이터베이스(4)(후술)에 미리 저장되어 있다. 본 실시형태에서는, 물품(50)의 각 변의 길이의 관계는, H1<W1<L1이며, 정립 자세 SC는, 물품(50)의 하나의 정상점(頂点)으로부터 연장되는 3변 중 가장 짧은 변(길이 H1)이 높이 방향 Z를 따르는 자세이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 용기(51)에는, 전술한 바와 같이 물품(50)이 정립 자세 SC로 수용되어 있다. 설명을 추가하면, 물품(50)에서의 미리 정해진 서로 평행한 2개의 면을 기준 외면 F으로 하여, 제1 용기(51)에는, 기준 외면 F이 제1 용기(51)의 바닥면과 평행하게 되는 자세(정립 자세 SC)로 물품(50)이 수용되어 있다. 즉, 정립 자세 SC의 물품(50)을 상하 반전(反轉)시켰다고 해도 그 물품(50)은 정립 자세 SC로 되고, 정립 자세 SC의 물품(50)을 높이 방향 Z를 따르는 축심(軸心) 주위로 회전시켰다고 해도 그 물품(50)은 정립 자세 SC로 된다. 이와 같이, 본 예에서의 물품(50)은, 서로 반대측을 향하는 한 쌍의 기준 외면 F을 구비한 직육면체형이다. 그리고, 정립 자세 SC는, 한 쌍의 기준 외면 F이 높이 방향 Z를 향하는 자세이다. 도시는 생략하지만, 제2 용기(53)에는, 물품(50)이 정립 자세 SC로 수용되도록 피킹 로봇(5)에 의해 물품(50)이 이송탑재된다. 그리고, 본 실시형태에서는, 물품(50)에서의 가장 면적이 큰 외면을 기준 외면 F로 하고 있다.

피킹 설비(100)에서는, 상위 컨트롤러(2)가, 센서 등(도시하지 않음)에 의해, 피킹 개소(12)에 제1 용기(51)가 존재하는 것을 검지하면, 물품 인식 장치(3)에 물품 탐색 지령을 출력한다. 물품 인식 장치(3)는, 상기 물품 탐색 지령에 따라서, 피킹 개소(12)에 있는 물품(50)의 상면(T1)의 3차원 위치 및 평면에서 볼 때 자세를 특정하는 자세·위치 특정 처리를 실행하고, 상기 처리에 의해 얻어진 인식 결과 정보를 상위 컨트롤러(2)에 출력한다. 상위 컨트롤러(2)는, 상기 인식 결과 정보를 포함하는 동작 지령 정보를 동작 지령과 병행하여 피킹 로봇(5)에 출력한다. 그리고, 동작 지령 정보에는, 인식 결과 정보와, 후술하는 물품 정보 데이터베이스(4)로부터 취득한 용기 정보가 포함된다. 그리고, 상위 컨트롤러(2)와 물품 인식 장치(3)에 의해, 제어 장치(H)가 구성된다.

[피킹 로봇]

피킹 로봇(5)은, 상위 컨트롤러(2) 및 물품 인식 장치(3)와 정보 전달 가능하게 접속되어 있다. 피킹 로봇(5)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 다관절의 암(arm)(14)과, 그 암(14)의 선단에 지지된 복수의 흡착 패드(15)를 구비하고 있고, 흡착 패드(15)에 의해 물품(50)을 흡착 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 피킹 로봇(5)은, 암(14)의 관절부에서의 굴신(屈伸; bending and stretching), 및 흡착 패드(15)의 흡착에 의해, 물품(50)을 이송탑재한다. 피킹 로봇(5)은, 상위 컨트롤러(2)의 로봇 제어부(24)로부터 동작 지령 및 동작 지령 정보(인식 결과 정보 및 용기 정보)를 받아, 이송탑재 대상의 물품(50)을 흡착되어 상기 물품(50)을 제1 용기(51)로부터 인출하고, 암(14)을 이동시켜 상기 인출한 물품(50)을 제2 용기(53)에 수용한다. 그리고, 피킹 로봇(5)이, 이송탑재용 위치에 있는 제1 지지체로부터 제2 지지체로 물품(50)을 이송탑재하는 이송탑재 장치에 상당하고, 흡착 패드(15)가, 물품(50)의 상부를 유지하는 유지부에 상당한다.

피킹 로봇(5)은, 물품(50)을 제1 용기(51)로부터 제2 용기(53)로 이송탑재하는 제1 동작과, 물품(50)의 자세를 변경시키는 제2 동작을 실행할 수 있도록 구성되어 있다. 피킹 로봇(5)은, 로봇 제어부(24)로부터 동작 지령으로서 제1 동작 지령을 받은 경우에는, 제1 동작을 실행하고, 로봇 제어부(24)로부터 동작 지령으로서 제2 동작 지령을 받은 경우에는, 제2 동작을 실행한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 정립 자세 SC는, 길이 H1의 변이 높이 방향 Z를 따른 자세이다. 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA는, 길이 L1의 변이 높이 방향 Z를 따른 자세이다. 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB는, 길이 W1의 변이 높이 방향 Z를 따른 자세이다. 제1 용기(51)에는, 물품(50)이 정립 자세 SC로 수납되어 있다. 그러나, 제1 반송 장치(18)에 의해 제1 용기(51)를 반송할 때 제1 용기(51)에 흔들리거나 진동이 생기는 것에 의해, 정립 자세 SC인 물품(50)의 자세가 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB로 변경하는 경우가 있다. 한편, 그와 같은 제1 용기(51)의 요동이나 진동에 의해, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB의 물품(50)이 정립 자세 SC로 돌아오는 경우도 있다.

제1 동작에서는, 피킹 로봇(5)이, 제1 용기(51)에 정립 자세 SC로 수용되어 있는 물품(50)을 정립 자세 SC로 제2 용기(53)에 수용하도록 동작한다. 상세하게는, 제1 동작에서는, 제1 용기(51)에 수용되어 있는 정립 자세 SC의 물품(50)의 상면(T1)을 흡착 패드(15)에 의해 흡착 지지한 후, 그 흡착한 물품(50)을 정립 자세 SC로 제2 용기(53)에 수용하고, 그 후, 물품(50)에 대한 흡착을 해제하도록, 피킹 로봇(5)이 동작한다.

제2 동작에서는, 피킹 로봇(5)이, 제1 용기(51)에 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB로 수용되어 있는 물품(50)의 자세를 정립 자세 SC로 변경시키도록 동작한다. 상세하게는, 제2 동작에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 용기(51)에 수용되어 있는 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA 또는 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB(도 8에 나타낸 예에서는, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA)의 물품(50)의 상면(T1)을 흡착 패드(15)에 의해 흡착 지지한 후, 암(14)의 관절부에서의 굴신에 의해, 물품(50)의 자세를 정립 자세 SC로 변경하고, 그 후, 물품(50)에 대한 흡착을 해제하도록, 피킹 로봇(5)이 동작한다.

이하에서는, 상위 컨트롤러(2) 및 물품 인식 장치(3)의 각각의 구성의 상세한 설명을 한다. 그리고, 이하의 설명에 있어서, 제1 용기(51)에 대하여 단지 용기(51)라고 하여 설명한다.

[상위 컨트롤러]

도 2에 나타낸 바와 같이, 상위 컨트롤러(2)는, 물품 정보 취득부(21)와, 용기 정보 취득부(22)와, 로봇 제어부(24)를 구비한다. 상위 컨트롤러(2)는, 피킹 로봇(5) 및 물품 인식 장치(3) 이외에도, 물품 정보 데이터베이스(4), 피킹 컨베이어(6), 및 바코드 리더(7)와의 각각에 대해서도 정보 전달 가능하게 접속되어 있다.

여기서, 물품 정보 데이터베이스(4)는, 등록 장치(도시하지 않음)와 마스터 등록된 각 용기(51)의 3변의 치수 정보를, 상기 각 용기(51)에 할당된 ID 정보와 대응시켜, 마스터 용기 정보로서 저장하고 있다. 그리고, 마스터 용기 정보에는, 용기(51)에 수용되어 있는 물품(50)의 ID 정보 및 각 용기(51) 내에 수용된 물품(50)의 수량의 정보가, 용기(51)의 ID 정보와 대응하여, 포함되어 있다.

또한, 물품 정보 데이터베이스(4)는, 등록 장치(도시하지 않음)와 마스터 등록된 복수 종류의 물품(50)의 각각의 치수 정보 및 템플레이트(template) 화상을, 각 물품(50)의 ID 정보와 대응시켜 마스터 물품 정보로서 저장하고 있다. 물품(50)의 치수 정보는, 상기 물품(50)의 하나의 정상점으로부터 연장되는 3변의 각 변의 치수(길이 H1, 길이 L1, 길이 W1)를 나타내는 정보이다. 템플레이트 화상은, 후술하는 패턴 매칭 처리에 의해 물품 존재 영역(M)을 검출할 때의 주름 형태로 되는 화상이다.

용기 정보 취득부(22)는, 물품 정보 데이터베이스(4)의 마스터 용기 정보로부터, 피킹 개소(12)에 존재하는 용기(51)의 고유의 용기 정보를 취득하는 기능부이다. 구체적으로는, 용기 정보 취득부(22)는, 피킹 개소(12)에 용기(51)가 존재하는 것을 검지하면, 바코드 리더(7)로부터 용기(51)의 ID 정보를 취득한다. 그리고, 용기 정보 취득부(22)는, 물품 정보 데이터베이스(4)에 저장되어 있는 마스터 용기 정보로부터, 상기 ID 정보에 대응시키고 있는 용기(51)의 용기 정보를 취득한다.

물품 정보 취득부(21)는, 물품 정보 데이터베이스(4)의 마스터 물품 정보로부터, 피킹 개소(12)에 존재하는 용기(51)에 수용되어 있는 물품(50)의 물품 정보를 취득하는 기능부이다. 구체적으로는, 물품 정보 취득부(21)는, 용기 정보 취득부(22)가 용기 정보를 취득할 때, 물품 정보 데이터베이스(4)에 저장되어 있는 마스터 물품 정보로부터, 용기(51)의 ID 정보에 대응시키고 있는 물품(50)의 물품 정보[물품(50)의 치수 정보 및 템플레이트 화상]를 취득한다.

로봇 제어부(24)는, 피킹 로봇(5)을 제어하는 기능부이다. 본 실시형태에서는, 로봇 제어부(24)는, 피킹 개소(12)에 용기(51)가 존재하는 것을 검지하면, 물품 인식 장치(3)에 대하여 물품 탐색 지령을 출력하고, 용기 정보 취득부(22)에 의해 취득한 용기 정보를 물품 인식 장치(3)에 대하여 출력한다. 또한, 로봇 제어부(24)는, 물품 인식 장치(3)로부터 출력된 인식 결과 정보를 취득하면, 피킹 로봇(5)에 대하여 동작 지령을 출력하고, 동작 지령 정보도 병행하여 출력한다. 그리고, 인식 결과 정보는, 물품 자세·위치 특정부(41)(후술함)로부터 출력되는 물품(50)의 상면(T1)의 3차원 위치, 및 평면에서 볼 때 자세의 정보이다. 그리고, 물품(50)의 자세가 정립 자세 SC의 경우에는, 동작 지령으로서 제1 동작 지령이 지령되고, 물품(50)의 자세가 정립 자세 SC 이외의 경우에는, 동작 지령으로서 제2 동작 지령과 제1 동작 지령이 지령된다.

[물품 인식 장치]

물품 인식 장치(3)는, 이송탑재 물품(50B)에서의 상면(T1)의 3차원 위치 및 상기 상면(T1)의 평면에서 볼 때의 배치 상태인 평면에서 볼 때 자세를 인식하는 장치이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 물품 인식 장치(3)는, 화상 취득부(31)와, 이송탑재 대상 물품 설정부(34)와, 물품 탐색 처리부(37)와, 기억부(40)와, 물품 자세·위치 특정부(41)와, 정보 취득부(44)와, 대상 물품 설정부(45)를 구비한다. 물품 인식 장치(3)는, CPU 등의 연산 처리 장치를 중핵(中核) 부재로서 구비하고, 입력된 데이터에 대하여 각종 처리를 행하기 위한 기능부로서, 하드웨어 또는 소프트웨어(프로그램) 또는 그 양쪽이 실장(實裝)되는 것에 의해, 구성되어 있다.

화상 취득부(31)는, 촬상 장치(8)로부터 촬상 화상을 취득하는 기능부이다. 본 실시형태에서는, 화상 취득부(31)는, 상위 컨트롤러(2)로부터 물품 탐색 지령을 받으면, 촬상 장치(8)에 대하여 촬상 지시를 출력하여, 상기 촬상 지시에 기초하여 촬상된 촬상 화상을 촬상 장치(8)로부터 취득한다. 또한, 상기 촬상 화상이, 촬상 장치(8)[제1 카메라(8A)로부터 물품(50)의 상면(T1)]까지의 거리 정보를 포함하고 있으므로, 화상 취득부(31)는, 상기 거리 정보와 기지인 촬상 장치(8)[제1 카메라(8A)]의 반송면(P)(용기 바닥면)으로부터의 높이로부터, 상기 촬상 화상에서의 각각의 화소에 대하여, 상기 각 화소에 대응하는 위치에서의 물품(50)의 상면(T1)의 용기 바닥면으로부터의 높이를 나타내는 높이 정보를 취득한다. 그리고, 화상 취득부(31)는, 상기 취득한 각 화소가 용기 바닥면으로부터의 높이 정보를 가지는 기본 화상을 생성하고, 상기 기본 화상을 기억부(40)에 기억시킨다.

정보 취득부(44)는, 상위 컨트롤러(2)로부터 출력된, 피킹 개소(12)에 존재하고 있는 용기(51)의 용기 정보 및 상기 용기(51) 내에 수납되어 있는 물품(50)의 물품 정보를 취득하는 기능부이다. 본 실시형태에서는, 정보 취득부(44)는, 상기 취득한 용기 정보 및 물품 정보를 기억부(40)에 기억시킨다.

물품 탐색 처리부(37)는, 기본 화상에 대하여, 템플레이트 화상을 사용하여 패턴 매칭 처리를 실행하고, 기본 화상 내에 포함되는 템플레이트 화상과의 일치도가 미리 정해진 임계값 이상인 영역을, 물품 존재 영역(M)으로서 검출하는 기능부이다. 물품 탐색 처리부(37)는, 이송탑재 대상 물품 설정부(34)로부터 물품 탐색 처리의 실행 지령을 받으면, 기억부(40)로부터, 물품 정보에 포함되는 템플레이트 화상 및 기본 화상 등의 촬상 정보를 취득한다. 그리고, 물품 탐색 처리부(37)는, 물품 탐색 범위 설정 처리에 의해 기본 화상에서의 용기(51)의 내측에 해당하는 범위(탐색 범위)를 설정하고, 템플레이트 화상과 기본 화상에 기초하여 화상 탐색 범위에 대하여 패턴 매칭 처리를 실행한다. 그리고, 기본 화상 중에, 템플레이트 화상과의 일치도가 미리 정해진 임계값 이상인 영역을 검출하고, 검출한 영역을 물품 존재 영역(M)으로서 기억부(40)에 기억시킨다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 높이 방향 Z로 적층된 2층의 물품(50)의 상면(T1)에, 정립 자세 SC의 물품(50)과, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA의 물품(50)과, 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB의 물품(50)이 탑재되어 있는 경우에는, 이들 물품(50)의 각각이 존재하고 있는 영역이, 물품 존재 영역(M)으로서 검출된다(도 5 참조).

또한, 2층의 물품(50) 중에서 다른 물품(50)이 실려 있지 않은 물품(50)의 각각이 존재하고 있는 영역도, 물품 존재 영역(M)으로서 검출된다(도 5 참조). 그리고, 물품 탐색 처리부(37)는, 템플레이트 화상에 기초하여 물품 존재 영역(M)에 존재하는 물품(50)의 자세를 판정하는 자세 판정 처리를 실행하고, 물품 존재 영역(M)의 정보와 함께 상기 물품 존재 영역(M)에 존재하는 물품(50)의 자세의 정보도 기억부(40)에 기억시킨다. 자세 판정 처리는, 물품 존재 영역(M)에 존재하는 물품(50)의 상면(T1)이 기준 외면 F와 일치하고, 또한 상기 물품(50)의 상면(T1)이 용기(51)의 바닥면과 평행인 경우에는, 상기 물품(50)의 자세는 정립 자세 SC인 것으로 판정한다. 그리고, 물품 존재 영역(M)에 존재하는 물품(50)의 상면(T1)이 기준 외면 F와 일치하지 않을 경우, 또는 상기 물품(50)의 상면(T1)이 용기(51)의 바닥면에 대하여 경사져 있는 경우에는, 상기 물품(50)의 자세는 정립 자세 SC가 아닌 것으로 판정한다.

이와 같이, 자세 판정 처리에서는, 용기(51)에 수용되어 있는 물품(50)의 자세가 정립 자세 SC인지의 여부를 판정하는 자세 판정을 실행한다.

이송탑재 대상 물품 설정부(34)는, 용기(51)에 수용되어 있는 복수의 물품(50) 중에서, 가장 높은 위치에 있는 물품(50), 및 그 가장 높은 위치에 있는 물품(50)의 상면(T1)에 대하여 하방측의 설정 거리 D의 범위 내에 상면(T1)이 존재하는 물품(50)을, 이송탑재 대상 물품(50A)으로서 설정하는 기능부이다. 본 실시형태에서는, 이송탑재 대상 물품 설정부(34)는, 기준 높이 설정부(35)와 영역 설정부(36)를 구비한다.

기준 높이 설정부(35)는, 용기(51) 내에 수용된 복수의 물품(50)이 가지는 면 중 최상면으로 되는 면의 높이를 기준 높이(S)로서 설정하는 기능부이다. 본 실시형태에서는, 기준 높이 설정부(35)는, 물품 탐색 처리부(37)에 의해 검출된 복수의 물품 존재 영역(M) 중, 가장 높은 물품 존재 영역(M)의 높이를 기준 높이(S)로서 설정하는 기준 높이 설정 처리를 실행한다. 구체적으로는, 기준 높이 설정부(35)는, 기억부(40)로부터 물품 존재 영역(M)의 정보를 취득하고, 물품 존재 영역(M)의 정보에 기초하여, 복수의 물품 존재 영역(M)의 각각의 높이를 판정하는 높이 판정을 실행하고 또한 복수의 물품 존재 영역(M) 중의 가장 높은 물품 존재 영역(M)의 높이, 나아가서는, 용기(51) 내에 수용된 복수의 물품(50)이 가지는 상면(T1) 중에서 가장 높은 상면(T1)의 높이를, 기준 높이(S)로서 설정한다. 그리고, 높이 판정에서는, 전술한 바와 같이, 용기(51) 내에서 물품 존재 영역(M)에 존재하는 물품(50)의 높이를 판정한다. 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 물품(50)이 용기(51)에 수용되어 있는 상태에서는, 2층의 물품(50)의 상면(T1)에 실려 있는 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA의 물품(50)의 상면(T1)의 높이가 가장 높아지므로, 이 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA의 물품(50)의 상면(T1)의 높이가 기준 높이(S)로서 설정된다. 그리고, 기준 높이 설정부(35)는, 설정한 기준 높이(S)의 정보를 기억부(40)에 기억시킨다.

영역 설정부(36)는, 용기(51) 내에 있어서 가장 높은 위치에 있는 물품(50)의 상면(T1)에 대응하는 대상 영역을 설정하고 또한 대상 영역에 상면(T1)이 존재하는 물품(50)을 이송탑재 대상 물품(50A)으로서 설정하는 기능부이다. 설명을 추가하면, 영역 설정부(36)는, 기준 높이(S)로부터 하방측으로 설정 거리 D의 범위를 대상 영역으로서 설정하는 영역 설정 처리를 실행한다. 본 실시형태에서는, 설정 거리 D는, 길이 L1로부터 길이 H1를 뺀 길이로 설정되어 있다. 그리고, 영역 설정부(36)는, 설정한 대상 영역에 상면(T1)이 존재하는 물품(50)을, 이송탑재 대상 물품(50A)으로서 설정한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 상면(T1)이 기준 높이(S)에 있는 물품(50)으로서, 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA의 물품(50)이 있고, 이 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA의 물품(50)의 하면과 같은 높이에 하면이 있는 물품(50)으로서, 정립 자세 SC의 물품(50)과 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB의 물품(50)이 있는 경우를 예로서 고려한다. 이 경우, 이들 정립 자세 SC의 물품(50)의 상면(T1), 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA의 물품(50)의 상면(T1), 및 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB의 물품(50)의 상면(T1)은, 대상 영역에 존재한다. 영역 설정부(36)는, 각각 상면(T1)이 대상 영역에 존재하는 정립 자세 SC의 물품(50), 옆으로 넘어지는 롱 자세 SA의 물품(50), 및 옆으로 넘어지는 쇼트 자세 SB의 물품(50)을, 이송탑재 대상 물품(50A)으로서 설정하는 이송탑재 대상 물품 설정 처리를 실행한다.

대상 물품 설정부(45)는, 제1 용기(51)에 수용되어 있는 물품(50)으로부터 이송탑재 물품(50B)을 선택하는 기능부이다. 대상 물품 설정부(45)는, 이송탑재 대상 물품(50A)으로서 설정되어 있는 복수의 물품(50) 중 1개를 이송탑재 물품(50B)으로서 설정하는 이송탑재 물품 설정 처리를 실행한다. 설명을 추가하면, 대상 물품 설정부(45)는, 이송탑재 대상 물품(50A)이 복수 존재하는 경우에는, 복수의 이송탑재 대상 물품(50A) 중에서 정립 자세 SC의 이송탑재 대상 물품(50A)을 우선적으로 이송탑재 물품(50B)으로서 선택하고 또한 정립 자세 SC의 이송탑재 대상 물품(50A)이 복수 있는 경우에는 이들 이송탑재 대상 물품(50A) 중 가장 높은 위치에 있는 이송탑재 대상 물품(50A)을 우선적으로 이송탑재 물품(50B)으로서 설정하는 이송탑재 물품 설정 처리를 실행한다. 또한, 이송탑재 물품 설정 처리에서는, 정립 자세 SC의 이송탑재 대상 물품(50A)이 존재하지 않을 경우에는, 복수의 이송탑재 대상 물품(50A) 중, 상면(T1)이 가장 높은 위치에 배치된 이송탑재 대상 물품(50A)을 이송탑재 물품(50B)으로서 선택한다. 정립 자세 SC의 이송탑재 대상 물품(50A)[이송탑재 대상 물품(50A)]의 상면(T1)이 복수 같은 높이에 있는 경우에는, 다른 선택 규칙에 따라서, 이들 중에서 1개의 이송탑재 대상 물품(50A)이 이송탑재 물품(50B)으로서 선택된다.

그리고, 이 선택 규칙으로서는, 예를 들면, 제1 용기(51)의 복수의 코너부 중 1개를 기준 제부(濟部)로서 설정하고, 상기 기준 코너부에 가장 가까운 이송탑재 대상 물품(50A)을 우선적으로 선택하는 규칙 등으로 할 수 있다. 도 7에 나타낸 예에서는, 이송탑재 대상 물품(50A)은, 3개 존재하지만, 이 중 정립 자세 SC의 물품(50)이 이송탑재 물품(50B)으로서 선택된다. 또한, 만일, 이 정립 자세 SC의 물품(50)이 존재하지 않을 경우, 상면(T1)의 위치가 가장 높은 이송탑재 대상 물품(50A)이 이송탑재 물품(50B)으로서 선택된다. 그리고, 이송탑재 물품 설정 처리가, 선택 제어에 상당한다.

물품 자세·위치 특정부(41)는, 용기(51) 내에서의 이송탑재 물품(50B)의 상면(T1)의 3차원 위치 및 평면에서 볼 때 자세를 특정하는 기능부이다. 물품 자세·위치 특정부(41)는, 이송탑재 물품(50B)에 대응하는 물품 존재 영역(M)의 정보 등을 기억부(40)로부터 취득하고, 물품 존재 영역(M)의 중심 위치 M1(도 9 참조)를 물품(50)의 상면(T1)의 3차원 위치로 하여 특정하고 또한 용기(51)에 대한 물품 존재 영역(M)의 회전각(경사)을 물품(50)의 상면(T1)의 평면에서 볼 때 자세로서 특정하는 자세·위치 특정 처리를 실행한다. 물품 자세·위치 특정부(41)는, 자세·위치 특정 처리에 의해 특정한 이송탑재 물품(50B)의 3차원 위치 및 평면에서 볼 때 자세를 나타내는 정보를 인식 결과 정보로서 상위 컨트롤러(2)의 로봇 제어부(24)에 출력한다. 그리고, 인식 결과 정보는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 이송탑재 물품(50B)의 중심 위치 M1을 나타내는 정보이다.

[이송탑재 물품 선택 처리의 처리 수순]

본 실시형태에 관한 상위 컨트롤러(2), 물품 인식 장치(3), 및 피킹 컨베이어(6), 즉 물품 인식 설비에 의한 이송탑재 물품 선택 처리의 처리 수순에 대하여, 도 10을 참조하여 설명한다. 이하에 설명하는 이송탑재 물품 선택 처리의 수순은, 상위 컨트롤러(2), 물품 인식 장치(3), 및 피킹 컨베이어(6)의 각각의 기능부를 구성하는 하드웨어 또는 소프트웨어(프로그램) 또는 그 양쪽에 의해 실행된다. 상기한 각각의 기능부가 프로그램에 의해 구성되는 경우에는, 상위 컨트롤러(2), 물품 인식 장치(3), 및 피킹 컨베이어(6)의 각각이 가지는 연산 처리 장치(도시하지 않음)가, 각각이 가지는 각각의 기능부를 구성하는 프로그램을 실행하는 컴퓨터로서 동작해도 되고, 상위 컨트롤러(2)의 연산 처리 장치가, 물품 인식 설비의 모든 기능부를 구성하는 프로그램을 실행하는 컴퓨터로서 동작해도 된다.

[이송탑재 물품 선택 처리]

본 실시형태에 관한 이송탑재 물품 선택 처리에서는, 먼저, 정보 취득부(44)가, 상위 컨트롤러(2)로부터의 물품 탐색 지령과 병행하여 출력되는 용기 정보 및 물품 정보를 취득한다(스텝 #01). 그리고, 화상 취득부(31)가, 상기 물품 탐색 지령에 기초하여, 촬상 장치(8)로부터 촬상 화상(촬상 정보)을 취득한다(스텝 #02). 다음에, 이송탑재 대상 물품 설정부(34)가, 기본 화상에서의 용기(51)의 내측에 해당하는 범위(탐색 범위)를 설정하는 물품 탐색 범위 설정 처리를 실행(스텝 #03)하고, 이 물품 탐색 범위 설정 처리에 의해 설정된 탐색 범위에 대하여 패턴 매칭 처리를 실행(스텝 #04)하고, 패턴 매칭 처리에 기초하여 검출된 물품 존재 영역(M)에 대하여, 물품 존재 영역(M)에 존재하는 물품(50)의 자세가 정립 자세 SC인지의 여부를 판정하는 자세 판정 처리를 실행한다(스텝 #05).

또한, 이송탑재 대상 물품 설정부(34)는, 복수의 물품 존재 영역(M) 중의 가장 높은 물품 존재 영역(M)의 높이를 기준 높이(S)로서 설정하는 기준 높이 설정 처리를 실행(스텝 #06)하여, 그 기준 높이(S)로부터 하방측으로 설정 거리 D의 범위를 대상 영역으로서 설정하는 영역 설정 처리를 실행(스텝 #07)한다. 이송탑재 대상 물품 설정부(34)는, 다음에 대상 영역에 상면(T1)이 존재하는 물품(50)을, 이송탑재 대상 물품(50A)으로서 설정하는 이송탑재 대상 물품 설정 처리를 실행(스텝 #08)하고, 그 후, 이송탑재 대상 물품(50A) 중에서 이송탑재 물품(50B)을 설정하는 이송탑재 물품 설정 처리를 실행한다(스텝 #09).

이송탑재 물품(50B)이 설정되면, 물품 자세·위치 특정부(41)는, 설정된 이송탑재 물품(50B)의 3차원 위치 및 평면에서 볼 때 자세를 특정하는 자세·위치 특정 처리를 실행(스텝 #10)하고, 상기 이송탑재 물품(50B)의 상면(T1)의 3차원 위치 및 평면에서 볼 때 자세를 나타내는 인식 결과 정보를 상위 컨트롤러(2)에 출력한다. 인식 결과 정보를 받은 상위 컨트롤러(2)는, 인식 결과 정보를 포함하는 동작 지령 정보와 동작 지령을 피킹 로봇(5)에 대하여 출력하는 이송탑재 제어를 실행한다(스텝 #11). 이 이송탑재 제어에서는, 이송탑재 물품 설정 처리에 있어서 선택한 이송탑재 대상 물품(50A)[이송탑재 물품(50B)]을 제1 용기(51)로부터 제2 용기(53)로 이송탑재하도록, 피킹 로봇(5)을 제어한다.

피킹 로봇(5)은, 인식 결과 정보 및 동작 지령에 기초하여, 제1 동작과 제2 동작 중 제1 동작만 또는 제1 동작과 제2 동작과의 양쪽을 실행하여, 제1 용기(51)에 수용되어 있는 이송탑재 물품(50B)의 상면(T1)을 흡착 패드(15)에 의해 흡착하고, 그 흡착한 이송탑재 물품(50B)을 정립 자세 SC로 제2 용기(53)에 수납한다.

2. 그 외의 실시형태

다음에, 피킹 설비의 그 외의 실시형태에 대하여 설명한다.

(1) 상기 실시형태에서는, 용기(51)에 수용된 복수의 물품(50) 각각의 상면(T1) 중 최상면으로 되는 상면(T1)이, 용기(51)의 바닥면에 대하여 평행하도록 되어 있는 경우에 있어서, 이 최상면으로 되는 상면(T1)의 높이를 기준 높이(S)로 하였다. 그러나, 도 11에 나타낸 바와 같이, 최상면으로 되는 상면(T1)이, 용기(51)의 바닥면에 대하여 경사져 있는 경우에 있어서, 이 최상면으로 되는 상면(T1)의 높이를 기준 높이(S)로 해도 된다. 이 경우, 도 11에 나타낸 바와 같이, 최상면으로 되는 상면(T1)에서의 상단(上端)의 높이를 기준 높이(S)로 해도 된다.

(2) 상기 실시형태에서는, 설정 거리 D를, 길이 L1로부터 길이 H1를 뺀 길이에 따른 길이로 설정하였으나, 설정 거리 D는 적절히 변경해도 된다. 구체적으로는, 예를 들면, 설정 거리 D를, 길이 H1, 길이 L1,또는 길이 W1 중 어느 하나에 대응하는 길이로 설정해도 된다. 또한, 설정 거리 D를, 길이 W1로부터 길이 H1를 뺀 길이에 따른 길이로 설정해도 된다. 그리고, 「따른 길이」는, 기준으로 되는 길이와 같은 길이로 되어도 되고, 기준으로 되는 길이로 설정 길이(예를 들면, 수밀리미터 정도)를 가산 또는 감산한 길이로 되어도 된다.

(3) 상기 실시형태에서는, 물품(50)을, 한 쌍의 기준 외면 F를 포함하는 6면을 가지는 직육면체형으로 하였으나, 물품(50)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 물품(50)을, 원기둥형이나 삼각기둥형 등, 평면에서 볼 때의 형상이 직사각형 이외라도 된다. 또한, 물품(50)은, 유연성이 있는 것이라도 되고, 예를 들면, 유연성이 있는 백(bag)에 의복이 봉입(封入)된 것을 물품(50)으로 해도 된다. 이 경우, 정립 자세 SC의 물품(50)의 하면이나 상면은 중력에 의해 용기(51)의 바닥면을 따르는 형상으로 되기 쉽고, 이와 같은 물품(50)의 상면이나 하면이 한 쌍의 기준 외면 F로 된다.

(4) 상기 실시형태에서는, 자동 창고(13)를, 수납 선반(13A)과 스태커 크레인(13B)으로 구성하였지만, 자동 창고(13)를, 수납 선반(13A)과 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 반송 캐리지(transport carriage)와 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 중계 컨베이어와 승강대로 구성하는 등, 자동 창고(13)의 구성은 적절히 변경해도 된다. 또한, 자동 창고(13)를, 수납 선반(13A)과 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 반송 캐리지와 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 중계 컨베이어와 승강대로 구성한 경우, 반송 캐리지는, 수납 선반(13A)으로부터 인출한 물품(50)을 같은 높이로 설치된 중계 컨베이어로 건네고, 같은 높이로 설치된 중계 컨베이어로부터 받은 물품(50)을 수납 선반(13A)으로 건넨다. 중계 컨베이어는, 같은 높이로 설치된 반송 캐리지로부터 받은 물품(50)을 승강대로 건네고, 승강대로부터 받은 물품(50)을 같은 높이로 설치된 반송 캐리지로 건넨다. 승강대는, 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 중계 컨베이어 중 어느 하나로부터 받은 물품(50)을 출고 컨베이어(9)로 건네고, 입고 컨베이어(10)로부터 받은 물품(50)을 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 중계 컨베이어 중 어느 하나로 건넨다.

(5) 상기 실시형태에서는, 제1 반송 장치(18)를, 스태커 크레인(13B), 출고 컨베이어(9), 및 피킹 컨베이어(6)에서의 피킹 개소(12)보다 반송 방향 상류측의 부분에 의해 구성하였지만, 제1 반송 장치(18)의 구성은 적절히 변경해도 된다. 구체적으로는, 예를 들면, 자동 창고(13)를, 수납 선반(13A)과 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 반송 캐리지와 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 중계 컨베이어와 승강대로 구성하고, 제1 반송 장치(18)를, 복수의 반송 캐리지, 복수의 중계 컨베이어, 승강대, 출고 컨베이어(9), 및 피킹 컨베이어(6)에서의 피킹 개소(12)보다 반송 방향 상류측의 부분에 의해 구성해도 된다.

(6) 상기 실시형태에서는, 제2 반송 장치(19)를, 스태커 크레인(13B), 입고 컨베이어(10), 및 피킹 컨베이어(6)에서의 피킹 개소(12)보다 반송 방향 하류측의 부분에 의해 구성하였지만, 제2 반송 장치(19)의 구성은 적절히 변경해도 된다. 자동 창고(13)를, 수납 선반(13A)과 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 반송 캐리지와 높이 방향 Z로 배열되는 복수의 중계 컨베이어와 승강대로 구성하고, 제2 반송 장치(19)를, 복수의 반송 캐리지, 복수의 중계 컨베이어, 승강대, 입고 컨베이어(10), 및 피킹 컨베이어(6)에서의 피킹 개소(12)보다 반송 방향 하류측의 부분에 의해 구성해도 된다.

(7) 상기 실시형태에서는, 이송탑재 장치(5)가, 물품(50)의 상면(T1)을 흡착 등에 의해 유지하는 유지부(15)를 구비하고, 이와 같은 유지부(15)에 의해 물품(50)의 상부를 유지하는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 이송탑재 장치(5)의 구성은 적절히 변경해도 된다. 구체적으로는, 이송탑재 장치(5)가, 물품(50)의 상면(T1)을 유지하는 유지부(15)에 더하거나, 또는 이 대신에, 물품(50)의 상부를 협지함으로써 물품(50)의 상부를 유지하는 유지부나, 물품(50)의 상부에 걸어맞추어짐으로써 물품(50)의 상부를 유지하는 유지부를 구비해도 된다. 또한, 이송탑재 장치(5)가, 물품(50)의 상면을 유지하는 유지부(15)에 더하여, 물품(50)의 측면을 유지하는 측면용 유지부를 구비해도 된다.

(8) 그리고, 전술한 각각의 실시형태에서 개시된 구성은, 모순이 생기지 않는 한, 다른 실시형태에서 개시된 구성과 조합시켜 적용할 수도 있다. 그 외의 구성에 관해서도, 본 명세서에 있어서 개시된 실시형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 적절히, 각종 개변(改變; modification)을 행할 수 있다.

3. 상기 실시형태의 개요

이하, 상기에 있어서 설명한 피킹 설비의 개요에 대하여 설명한다.

피킹 설비는, 제1 지지체로부터 제2 지지체로 물품을 이송탑재하는 이송탑재 장치와, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품을 위쪽으로부터 촬상하는 촬상 장치와, 상기 이송탑재 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 이송탑재 장치는, 상기 물품의 상부를 유지하는 유지부를 구비하고,

상기 제어 장치는, 상기 촬상 장치의 촬상 정보에 기초하여, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품의 높이를 판정하는 높이 판정과, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품의 자세가 정립 자세인지의 여부를 판정하는 자세 판정을 실행하고, 상기 제1 지지체에 지지되어 있는 복수의 상기 물품 중에서, 가장 높은 위치에 있는 상기 물품, 및 그 가장 높은 위치에 있는 상기 물품의 상면에 대하여 하방측의 설정 거리의 범위 내에 상면이 존재하는 상기 물품을, 이송탑재 대상 물품으로서, 상기 제어 장치는, 상기 이송탑재 대상 물품 중에서 상기 정립 자세의 상기 이송탑재 대상 물품을 우선적으로 선택하는 선택 제어와, 상기 선택 제어에 있어서 선택한 상기 이송탑재 대상 물품을 상기 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하도록, 상기 이송탑재 장치를 제어하는 이송탑재 제어를 실행한다.

이 구성에 의하면, 이송탑재 대상 물품으로서, 정립 자세의 물품과 정립 자세 이외의 물품이 존재하는 경우, 정립 자세의 물품을 우선적으로 선택하여 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재한다. 즉, 이송탑재 대상 물품 중에서, 정립 자세의 물품의 상면이, 정립 자세 이외의 자세인 물품의 상면보다 낮은 경우라도, 정립 자세의 물품이 선택 제어에 의해 우선적으로 선택되고, 이송탑재 제어에 의해 제2 지지체에 이송탑재된다.

그러므로, 제2 지지체에 정립 자세로 물품을 이송탑재할 필요가 있는 경우에 있어서, 단지 상면의 높이가 가장 높은 물품을 우선적으로 선택하여 제2 지지체에 이송탑재하는 경우와 비교하여, 물품의 자세를 변경하는 비율을 낮게 할 수 있으므로, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 필요로 하는 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 유지부에 의해 물품의 상면을 유지하는 경우에, 또한 상면이 측면과 비교하여 커지도록 정립 자세가 설정되어 있는 경우에는, 그 비교적 큰 물품의 상면을 유지함으로써 물품을 안정적으로 유지할 수 있고, 유지부에 의해 유지하는 경우에 미스가 생길 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 정립 자세에서의 물품의 높이가, 옆으로 넘어지는 롱 자세나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세에서의 물품의 높이와 비교하여 낮게 되도록 설정되어 있고, 상기 정립 자세의 물품을 유지하는 경우에는, 정립 자세보다 세로로 긴 자세인 옆으로 넘어지는 롱 자세나 옆으로 넘어지는 쇼트 자세로 물품을 유지하는 경우와 비교하여, 유지부에 의해 유지한 위치로부터 물품의 중심까지의 거리가 가까우므로, 이송탑재 동작 중인 물품의 유지 상태를 안정시키기 쉬워, 이송탑재 동작의 속도를 높게 하기 쉽다. 따라서, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 필요로 하는 시간의 단축을 도모할 수 있다.

여기서, 상기 제어 장치는, 상기 선택 제어에 있어서, 상기 정립 자세의 상기 이송탑재 대상 물품이 복수 있는 경우에는 이들의 상기 이송탑재 대상 물품 중 가장 높은 위치에 있는 상기 이송탑재 대상 물품을 우선적으로 선택하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 복수의 정립 자세의 물품 중 가장 높은 위치에 있는 물품을 우선적으로 이송탑재하므로, 물품을 제1 지지체로부터 이송탑재할 때 상기 물품이 제1 지지체에 탑재되어 있는 다른 물품에 간섭할 가능성을 저감할 수 있다.

또한, 상기 제1 지지체를 수납하는 수납 선반과, 상기 제1 지지체를 상기 수납 선반으로부터 이송탑재용 위치까지 반송하는 제1 반송 장치와, 상기 제1 지지체를 상기 이송탑재용 위치로부터 상기 수납 선반까지 반송하는 제2 반송 장치를 구비하고, 상기 이송탑재 장치는, 상기 이송탑재용 위치에 있는 상기 제1 지지체로부터 상기 제2 지지체에 상기 물품을 이송탑재하는 것이 바람직하다.

정립 자세의 물품을 우선적으로 선택하여 이송탑재함으로써, 용기 내에는, 정립 자세 이외의 물품이 남기 용이해진다. 그러나, 본 구성에서는, 제1 반송 장치 및 제2 반송 장치에 의해 제1 지지체를 반송하므로, 상기 반송을 행하고 있는 동안의 진동이나 요동에 의해, 제1 지지체에 탑재되어 있는 정립 자세 이외의 물품의 자세가 정립 자세로 변경되는 것을 기대할 수 있다. 그러므로, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 있어서, 물품을 자세 변경시키는 비율을 낮게 억제할 수 있다.

또한, 상기 물품은, 한 쌍의 기준 외면을 가지고, 상기 정립 자세는, 상기 한 쌍의 기준 외면이 상하 방향을 향하는 자세인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제1 지지체 및 제2 지지체의 각각에 있어서, 정립 자세의 물품이, 한 쌍의 기준 외면이 상하 방향을 향하는 자세로 안정적으로 지지되게 된다. 따라서, 제1 지지체 및 제2 지지체의 각각에 있어서, 물품이 정립 자세 이외의 자세로 될 가능성을 낮게 억제할 수 있다. 그러므로, 복수의 물품을 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하는 경우에 있어서, 물품을 자세 변경시키는 비율도 낮게 억제할 수 있다.

또한, 상기 물품은, 한 쌍의 기준 외면을 가지는 직육면체형이며, 상기 정립 자세는, 상기 물품의 하나의 정상점으로부터 연장되는 3변 중 가장 짧은 변이 상하 방향을 따르는 자세이며, 상기 설정 거리가, 상기 3변 중 가장 긴 변의 길이로부터 가장 짧은 변의 길이를 뺀 길이에 따른 거리로 설정되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 정립 자세는, 물품의 하나의 정상점으로부터 연장되는 3변 중 가장 짧은 변이 상하 방향을 따르는 자세이므로, 정립 자세의 물품의 중심 위치를 낮게 할 수 있다. 그러므로, 정립 자세의 물품은 정립 자세 이외의 자세(이하, 옆으로 넘어지는 자세라고 함)가 되기 어렵고, 옆으로 넘어지는 자세의 물품은 정립 자세로 되기 쉽다. 단, 이 경우, 정립 자세의 물품의 하면과 옆으로 넘어지는 자세의 물품의 하면이 같은 높이에 위치하고 있는 경우에는, 정립 자세의 물품의 상면의 높이는, 옆으로 넘어지는 자세의 물품의 상면의 높이보다 낮아진다. 그러나, 이 구성에 의하면, 옆으로 넘어지는 자세의 물품의 상면이 가장 높은 위치에 있는 경우라도, 상기 옆으로 넘어지는 자세의 물품과 하면의 높이가 같거나 또는 그보다 높은 정립 자세의 물품을 이송탑재 대상 물품으로서 우선적으로 선택할 수 있다. 한편, 정립 자세의 물품이라도, 상면이 가장 높은 위치에 있는 옆으로 넘어지는 자세의 물품보다 하면의 높이가 낮은 정립 자세의 물품은 이송탑재 대상 물품으로서 선택되지 않는다. 그러므로, 정립 자세의 물품을 이송탑재하는 경우에 상기 물품에 다른 물품이 간섭할 가능성을 저감할 수 있다.

본 개시에 관한 기술은, 제1 지지체로부터 제2 지지체로 물품을 이송탑재하는 피킹 설비에 이용할 수 있다.

5: 피킹 로봇(이송탑재 장치)
8: 촬상 장치
12: 피킹 개소(이송탑재용 위치)
13A: 수납 선반
15: 흡착 패드(유지부)
18: 제1 반송 장치
19: 제2 반송 장치
50: 물품
50A: 이송탑재 대상 물품
51: 제1 용기, 용기(제1 지지체)
53: 제2 용기(제2 지지체)
100: 피킹 설비
H: 제어 장치
SC: 정립 자세
T1: 상면
Z: 높이 방향(상하 방향)

Claims

제1 지지체(support body)로부터 제2 지지체로 물품을 이송탑재하는 이송탑재 장치(transfer device);
상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품을 위쪽으로부터 촬상(撮像)하는 촬상 장치; 및
상기 이송탑재 장치를 제어하는 제어 장치;
를 포함하고,
상기 이송탑재 장치는, 상기 물품의 상부를 유지하는 유지부(holding portion)를 구비하고 있는 피킹 설비(picking facility)로서,
상기 제어 장치는, 상기 촬상 장치의 촬상 정보에 기초하여, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품의 높이를 판정하는 높이 판정과, 상기 제1 지지체에 탑재되어 있는 상기 물품의 자세가 정립 자세(upright position)인지의 여부를 판정하는 자세 판정을 실행하고,
상기 제1 지지체에 지지되어 있는 복수의 상기 물품 중에서, 가장 높은 위치에 있는 상기 물품, 및 그 가장 높은 위치에 있는 상기 물품의 상면에 대하여 하방측의 설정 거리의 범위 내에 상면이 존재하는 상기 물품을, 이송탑재하는 대상 물품으로 하여,
상기 제어 장치는, 상기 이송탑재 대상 물품 중에서 상기 정립 자세의 상기 이송탑재 대상 물품을 우선적으로 선택하는 선택 제어와, 상기 선택 제어에 있어서 선택한 상기 이송탑재 대상 물품을 상기 제1 지지체로부터 제2 지지체로 이송탑재하도록, 상기 이송탑재 장치를 제어하는 이송탑재 제어를 실행하는,
피킹 설비.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 선택 제어에 있어서, 상기 정립 자세의 상기 이송탑재 대상 물품이 복수 있는 경우에는 이들 상기 이송탑재 대상 물품 중 가장 높은 위치에 있는 상기 이송탑재 대상 물품을 우선적으로 선택하는, 피킹 설비.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 지지체를 수납하는 수납 선반(storage rack);
상기 제1 지지체를 상기 수납 선반으로부터 이송탑재용 위치까지 반송하는 제1 반송 장치; 및
상기 제1 지지체를 상기 이송탑재용 위치로부터 상기 수납 선반까지 반송(transport)하는 제2 반송 장치;를 더 포함하고,
상기 이송탑재 장치는, 상기 이송탑재용 위치에 있는 상기 제1 지지체로부터 상기 제2 지지체에 상기 물품을 이송탑재하는, 피킹 설비.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 물품은, 한 쌍의 기준 외면을 가지고,
상기 정립 자세는, 상기 한 쌍의 기준 외면이 상하 방향을 향하는 자세인, 피킹 설비.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 물품은, 한 쌍의 기준 외면을 가지는 직육면체형이며,
상기 정립 자세는, 상기 물품의 하나의 정상점(頂点)으로부터 연장되는 3변 중 가장 짧은 변이 상하 방향을 따르는 자세이며,
상기 설정 거리가, 상기 3변 중 가장 긴 변의 길이로부터 가장 짧은 변의 길이를 뺀 길이에 따른 거리로 설정되어 있는, 피킹 설비.