WO2018163613A1

WO2018163613A1 - 搬送装置

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Publication number: WO2018163613A1
Application number: PCT/JP2018/001454
Authority: WO
Inventors: 佳秀大鶴
Original assignee: 株式会社東芝; 東芝インフラシステムズ株式会社
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2018-09-13
Also published as: US11745957B2; EP3593961A4; JP2018149618A; US20200024084A1; EP3593961A1; JP6773588B2; EP3593961B1

Abstract

搬送装置は、位置検知部と、保持部と、駆動部と、制御部と、を持つ。位置検知部は、荷物の集積部の上方に設けられたセンサを含み、荷物の位置を検知する。保持部は、アームに取り付けられ、荷物を保持する。駆動部は、保持部およびアームを駆動する。制御部は、位置検知部により荷物の位置を検知し、所定の条件に基づいて荷物を選択して選択した荷物に対して優先順位を設定する手順と、位置検知部による検知結果を参照して、保持部が優先順位に従って一以上の荷物を集積部から取り出して所定箇所まで運搬する手順と、を１サイクルとして実行するように位置検知部および駆動部を制御し、１サイクルの中で、第１の荷物から所定距離以内にある第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物を、取り出す対象から除外する。

Description

搬送装置

　本発明の実施形態は、搬送装置に関する。

　従来、物流センターなどにおいて、容器に集積された荷物を取り出しその荷物をベルトコンベアなどの目的箇所まで搬送するロボットアームを有する搬送装置が知られている。従来の搬送装置は、容器から荷物を精度よく取り出すことができない場合があった。

日本国特開２０１５－２１３９７３号公報

　本発明が解決しようとする課題は、荷物を精度よく取り出すことができる搬送装置を提供することである。

　実施形態の搬送装置は、位置検知部と、保持部と、駆動部と、制御部と、を持つ。位置検知部は、荷物の集積部の上方に設けられたセンサを含み、荷物の位置を検知する。保持部は、アームに取り付けられ、荷物を保持する。駆動部は、保持部およびアームを駆動する。制御部は、位置検知部により荷物の位置を検知し、所定の条件に基づいて荷物を選択して選択した荷物に対して優先順位を設定する手順と、位置検知部による検知結果を参照して、保持部が優先順位に従って一以上の荷物を集積部から取り出して所定箇所まで運搬する手順と、を１サイクルとして実行するように位置検知部および駆動部を制御し、１サイクルの中で、第１の荷物から所定距離以内にある第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物を、取り出す対象から除外する。

実施形態の搬送装置１の外観を示す斜視図。搬送装置１の機能ブロック図。搬送装置１の大まかな動作を模式的に示す図。搬送装置１の大まかな動作を模式的に示す図。機能１について説明するための図。機能１について説明するための図。機能２について説明するための図。機能３について説明するための図。機能３について説明するための図。機能４について説明するための図。機能４について説明するための図。機能４について説明するための図。搬送装置１によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。搬送装置１によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。搬送装置１によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。搬送装置１によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。

　実施形態の搬送装置は、位置検知部と、保持部と、駆動部と、制御部と、を持つ。位置検知部は、荷物の集積部の上方に設けられたセンサを含み、荷物の位置を検知する。保持部は、アームに取り付けられ、荷物を保持する。駆動部は、保持部およびアームを駆動する。制御部は、位置検知部により荷物の位置を検知し、所定の条件に基づいて荷物を選択して選択した荷物に対して優先順位を設定する手順と、位置検知部による検知結果を参照して、保持部が優先順位に従って一以上の荷物を集積部から取り出して所定箇所まで運搬する手順と、を１サイクルとして実行するように位置検知部および駆動部を制御し、１サイクルの中で、第１の荷物から所定距離以内にある第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物を、取り出す対象から除外する。
　以下、実施形態の搬送装置を、図面を参照して説明する。搬送装置は、物流センターなどに設置され、容器などに集積された荷物を自動的に取り出して、ベルトコンベアなどの所定の箇所に運搬する装置である。以下、必要に応じてＸＹＺ座標系を用いて図示および説明を行う。

　［構成］
　図１は、実施形態の搬送装置１の外観を示す斜視図である。搬送装置１は、例えば、測定ユニット１０と、ロボットアーム２０およびこれを駆動するアーム駆動部２２と、保持部３０と、モニタ６０とを備える。

　測定ユニット１０は、例えば、容器７０に収容された（集積された）荷物８０を上方から撮像するカメラと、荷物８０との距離を測定可能な３次元カメラとを含む。３次元カメラは、画像平面に対して３次元カメラからの距離が対応付けられた距離画像を生成する。測定ユニット１０のカメラは、イメージングセンサを含む。

　ロボットアーム２０は、アーム駆動部２２によって水平方向に回転駆動され、また鉛直方向に駆動される。ロボットアーム２０の先端には、保持部３０が取り付けられている。保持部３０は、複数の吸着パッド３１（図１では一つのみ符号によって示す）を備える。吸着パッド３１は、例えば蛇腹状かつ円筒状の先端部を有し、吸着パッド３１の内部が後述する負圧発生機構に連通している。吸着パッド３１が荷物８０に押し付けられることで先端部が収縮すると共に、吸着パッド３１は、内部の負圧によって荷物８０を吸着し、持ち上げることができる。

　ロボットアーム２０および保持部３０は、後述するコントローラ５０によって動作が制御される。ロボットアーム２０および保持部３０は、ロボットアーム２０が上方に駆動されることで容器７０から荷物８０を持ち上げ、またロボットアーム２０が回転駆動されることで荷物８０をベルトコンベア９０の上方まで運搬する。そして、吸着パッド３１の内部の負圧が解除されることで荷物８０がベルトコンベア９０に置かれる。荷物８０はベルトコンベア９０によって図中のＤ１方向に運び去られる。なお、容器７０はレール７２によって図中Ｄ２方向に適宜、搬送される。

　モニタ６０は、搬送装置１のオペレータによって視認される。モニタ６０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やブラウン管、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などの表示装置である。

　図２は、搬送装置１の機能ブロック図である。図１と共通する構成要素に関しては同じ符号を付し、適宜、説明を省略する。

　測定ユニット１０により生成された画像および距離画像は、位置検知処理装置１２に入力される。位置検知処理装置１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのプロセッサを備えるマイクロコンピュータである。位置検知処理装置１２は、画像および距離画像に基づいて容器７０内の荷物８０の範囲や位置を検知する。これについては公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。位置検知処理装置１２の処理結果は、例えば、３次元の空間モデル情報に一つ一つの荷物８０の範囲を示す情報が付与された情報として、コントローラ５０に出力される。なお、位置検知処理装置１２は、コントローラ５０に統合されてもよい。

　ロボットアーム２０の先端に取り付けられた保持部３０は、複数の吸着パッド３１－１、３１－２、…、３１－ｋを備える。吸着パッド３１－１、３１－２、…、３１－ｋのそれぞれには、接触センサ３２－１、３２－２、…、３２－ｋが取り付けられている。以下、どの吸着パッドに対応するかを示すハイフン以下の符号を省略する場合がある。接触センサ３２は、対応する吸着パッド３１の先端部の蛇腹構造が半分程度まで縮んだ場合に、吸着パッド３１が荷物８０に接触したことを示す信号をコントローラ５０に出力する。

　吸着パッド３１－１、３１－２、…、３１－ｋのそれぞれに対応して、吸着パッド３１内の圧力を検出する圧力センサ３３－１、３３－２、…、３３－ｋが設けられている。圧力センサ３３は、検出した圧力を示す信号をコントローラ５０に出力する。負圧発生機構は、負圧を発生させるポンプ４０と、負圧を解除するために用いられるコンプレッサ４２と、電磁弁４４と、負圧ホース４６（後述される）とを含む。吸着パッド３１－１、３１－２、…、３１－ｋのそれぞれは、電磁弁４４を介して、ポンプ４０とコンプレッサ４２のいずれかに内部が連通する状態となる（吸着パッド３１がポンプ４０とコンプレッサ４２のいずれにも連通しない状態があってもよい）。

　コントローラ５０は、ＣＰＵやＧＰＵなどのプロセッサを備えるマイクロコンピュータである。コントローラ５０は、機能部として、例えば、統括制御部５２と、アーム制御部５４と、負圧制御部５６と、異常監視部５８とを備える。これらの機能部は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

　統括制御部５２は、予め定められた規則に従って、アーム制御部５４と負圧制御部５６を制御する。アーム制御部５４は、統括制御部５２からの指示に従って、アーム駆動部２２に与える制御量を決定する。負圧制御部５６は、統括制御部５２からの指示に従って、ポンプ４０、コンプレッサ４２および電磁弁４４を制御し、吸着部３１を、荷物８０を吸着可能な状態にしたり、荷物８０を離させたりする。異常監視部５８は、搬送装置１において自動的に修正困難な異常が発生しているか否かを監視し、異常が発生していると判断した場合に、モニタ６０とスピーカ６２のうち一方または双方に、異常が生じたことを示す情報を出力させる。

　以上説明した構成のうち、測定ユニット１０と位置検知処理装置１２を合わせたものが位置検知部の一例であり、アーム駆動部２２と電磁弁４４を合わせたものが駆動部の一例であり、コントローラ５０は制御部の一例であり、モニタ６０およびスピーカ６２は出力部の一例であり、容器７０は集積部の一例であり、ベルトコンベア９０は所定箇所の一例である。

　［統括制御部の処理］
　以下、統括制御部５２の処理について説明する。まず、大まかな流れとして、統括制御部５２は、（Ａ）測定ユニット１０および位置検知処理装置１２による容器７０内の荷物の位置検知処理と、（Ｂ）位置検知結果に基づいて容器７０からｎ個の荷物８０を取り出す動作と、を１サイクルの動作とし、容器７０から荷物８０を全て取り出すまで、この１サイクルの動作を繰り返し実行するように、制御対象機器を制御する。ｎは１以上の整数である。制御対象機器とは、例えば、測定ユニット１０、位置検知処理装置１２、アーム駆動部２２および電磁弁４４である。そして、位置検知処理において容器７０内に荷物８０が存在しないことが検知された場合に、その容器７０に対する処理を終了する。

　図３および図４は、搬送装置１の大まかな動作を模式的に示す図である。これらの図では、測定ユニット１０、ロボットアーム２０の図示を省略し、負圧ホース４６を図示している。負圧ホース４６は、吸着パッド３１ごとに設けられてもよいし、統合された一本のホースであってもよい。前者の場合、圧力センサ３３は、吸着パッド３１内の圧力に代えて、それぞれの負圧ホース４６内の圧力を検出してもよい。

　（１）まず、測定ユニット１０が画像および距離画像の撮影を行い、位置検知処理装置２０が荷物の位置を検知する。コントローラ５０は、所定の条件に従ってｎ個の荷物８０を選択し、更に、選択した荷物に対して優先順位（順序）を設定する。所定の条件の詳細については後述する。

　（２）次に、コントローラ５０が、ロボットアーム２０を動かして保持部３０を荷物８０の上方の位置に移動させる。（３）コントローラ５０が、ロボットアーム２０を動かして保持部３０を荷物８０に向けて降下させる。（４）コントローラ５０が、吸着パッド３１が荷物８０に接触したことを確認した後、吸着パッド３１内の圧力を下げて荷物８０を吸着させるようにアーム駆動部２２および電磁弁４４を制御する。このとき、（２）において、コントローラ５０は、（１）でｎ個の荷物８０が選択され、残っている荷物８０のうち、優先順位が最も高い荷物８０を選択する。

　（５）次に、コントローラ５０が、ロボットアーム２０を動かして保持部３０によって保持された荷物８０を持ち上げる。（６）コントローラ５０が、ロボットアーム２０を動かして保持部３０によって保持された荷物８０をベルトコンベア９０の上方まで移動させる。（７）コントローラ５０が、吸着パッド３１内の圧力を下げて荷物８０を脱着させる（外す）ようにアーム駆動部２２および電磁弁４４を制御する。そして、（２）から（７）をｎ回繰り返した後、動作は（１）に戻る。

　次に、図３および図４で説明した大まかな流れの中で、統括制御部５２および異常監視部５８が実現する各種機能について順に説明する。搬送装置１は、以下に説明する機能１から機能４のうち一部または全部を備える。

　（機能１）
　図５および図６は、機能１について説明するための図である。図５に示す状況において、残り３個以上の荷物８０を取り出す予定になっている場合、統括制御部５２は、まず荷物８０－１を取り出し、次に荷物８０－２を取り出し、次に荷物８０－３を取り出すように各機器を制御する。ところが、荷物８０－２は荷物８０－１にもたれかかった状態であるため、荷物８０－１を取り出すと位置が変化する可能性が高い。

　図３および図４で説明したように、ｎ個の荷物８０を取り出す間、測定ユニット１０および位置検知処理装置２０による荷物位置検知は行われない。この理由は以下である。上方から荷物８０を撮影するので、荷物位置検知を行うためには保持部３０を容器７０の上方から退避させる必要がある。このため、荷物８０を一つ取り出すごとに荷物位置検知を行うと、動作時間が長くなってしまう。

　この問題を低減するため、統括制御部５２は、１サイクルの動作の中で、第１の荷物８０から所定距離以内にある、第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物８０を、取り出す対象であるｎ個の荷物８０から除外する。

　図６は、容器７０内の荷物８０を上方から見た図である。ここで、ｎ個の荷物８０を選択等するための「所定条件（選択条件）」等について説明する。統括制御部５２は、例えば、上方から見て重なりの無い荷物８０を、上端の位置が高い順にｎ個選択し、上端の位置が高い順に優先順位を設定する。上端とは、その荷物８０のうち最も高い箇所である。一例として、統括制御部５２は、輪郭が矩形や円形、楕円などの形状に近似することができ、その輪郭内に、その荷物８０よりも高い他の荷物８０の一部または全部が入り込んでいない場合に、「上方から見て重なりの無い荷物」と判定する。一方、統括制御部５２は、輪郭内に、その荷物８０よりも高い他の荷物８０の一部または全部が入り込んでいる場合に、「上方から見て重なりのある荷物」と判定する。図６の例では、荷物８０－４の輪郭内に、荷物８０－４よりも高い荷物８０－１が入り込んでいるため、荷物８０－４はｎ個の選択対象とならない。一方、荷物８０－２に関しては、仮に荷物８０－１の方が高い位置にあっても、荷物８０－２の輪郭内に荷物８０－１の一部が入り込んでいないため、ｎ個の選択対象になる可能性がある。

　上記のようにｎ個の荷物８０が選択された中で、荷物８０－１の優先順位が最も高く設定されたものとする。この場合、統括制御部５２は、例えば、荷物８０－１の重心Ｇ（上方から見た荷物８０－１の占める領域の幾何的な重心であり、真の重心とは異なる場合がある）を中心とした仮想円Ｃを想定し、仮想円Ｃに一部でも重なっている荷物８０を除外する（除外条件）。統括制御部５２は、ｎ個の中に選ばれた荷物８０であっても、想円Ｃに一部でも重なっている荷物８０を、今回のサイクルで取り出す荷物８０から除外する。

　図６の例では、荷物８０－２、および８０－５が、荷物８０－１との関係に基づいて除外対象となり、荷物８０－３、８０－６、および８０－７は除外対象とならない。統括制御部５２は、このような判断を、１サイクルの処理の開始時点で行ってもよいし、実際に幾つかの荷物８０を取り出した後、既に取り出した荷物８０を「優先順位の高い荷物８０」として扱い、同様の判断を行ってもよい。

　仮想円Ｃの半径は、搬送装置１が扱う荷物８０の最大サイズに基づいて決定されると好適である。例えば、仮想円Ｃの半径は、搬送装置１が扱う荷物８０のうち最も大きいサイズの荷物８０の重心から頂点までの長さよりも若干長い距離に設定される。

　機能１によって、搬送装置１は、他の荷物８０の取り出しによって位置が変わる可能性の高い荷物８０を取り出し対象から除外し、取り出しの度に荷物位置検知を行わなくても、荷物８０の位置の確からしさが高い状態で取出し動作を行うことができる。この結果、搬送装置１は、高速な動作を実現しつつ、精度よく荷物８０を取り出すことができる。

　なお、機能１に関しては、吸着以外の手法（例えば複数の爪部で挟んで把持するような態様）で荷物８０を搬送する装置にも適用することができる。

　（機能２）
　図７は、機能２について説明するための図である。荷物８０－Ｘの包装がメッシュ状の金属などであり、荷物８０－Ｘは、吸着パッド３１が吸着できない可能性がある荷物である。この他、皺が寄ったビニール部材で包装され荷物も、吸着パッド３１が吸着できない可能性がある。

　このような荷物に対応するため、異常監視部５８は、接触センサ３２により保持部３０の先端部である吸着パッド３１の荷物への接触が検出された後、所定時間以内に、圧力センサ３３により検出された圧力が閾値未満とならない場合に、エラー処理を実行する。エラー処理とは、例えば、アーム駆動部２２やポンプ４０、コンプレッサ４２、電磁弁４４などの動作を停止させると共に、搬送装置１によって取り出すことができない荷物８０が容器７０へ混入していることを示す画像をモニタ６０に表示させたり、音声をスピーカ６２に出力させたりする処理である。この結果、搬送装置１のオペレータが当該荷物８０を手で容器７０から取出し、ベルトコンベア９０上に移動させることができる。

　ここで、接触センサ３２や圧力センサ３３は複数設けられているが、上記の条件判定は如何様に設定されてもよい。例えば、上記の条件は、「少なくとも一つの接触センサ３２により接触が検出された後、所定時間以内に、少なくとも一つの圧力センサ３３により検出された圧力が閾値未満とならない場合」であってもよいし、「少なくとも一つの接触センサ３２により接触が検出された後、所定時間以内に、全ての圧力センサ３３により検出された圧力が閾値未満とならない場合」であってもよいし、「全ての接触センサ３２により接触が検出された後、所定時間以内に、少なくとも一つの圧力センサ３３により検出された圧力が閾値未満とならない場合」であってもよいし、「全ての接触センサ３２により接触が検出された後、所定時間以内に、全ての圧力センサ３３により検出された圧力が閾値未満とならない場合」であってもよい。

　機能２によって、搬送装置１は、吸着パッド３１によって吸着できない可能性がある荷物８０が存在する場合に、オペレータに知らせるなどのエラー処理を行うことができる。この結果、搬送装置１は、円滑に動作を継続することができる。

　（機能３）
　図８および図９は、機能３について説明するための図である。荷物８０－Ｙは、上空から見た幾何的な重心と、真の重心とが異なる荷物である。ここで、統括制御部５２は、上空から見た幾何的な重心に、保持部３０のＸＹ方向に関する中心部を合わせた状態で、保持部３０を荷物８０に近づける。このため、荷物８０－Ｙのような荷物の場合、真の重心から外れた位置を中心として吸着パッド３１を接触させることになってしまう。

　これに対応するために、統括制御部５２は、１サイクルの動作の中で、保持部３０が荷物８０を持ち上げた後に保持部３０から荷物８０が意図せずに外れた場合、圧力センサ３３による検出結果を参照し、早く圧力が上昇した（すなわち荷物８０から離れた）吸着パッド３１の側に保持部３０を移動させて、再度保持部３０が荷物８０を持ち上げるようにアーム駆動部２２および電磁弁４４を制御する。

　図９は、保持部３０を上方から見た透視図である。ここでは、吸着パッド３１の数ｎを４としている。この図の例において、圧力センサ３３－２により検出された圧力が最も早く基準値以上まで上昇した場合、吸着パッド３１－２が最も早く荷物８０から外れたことが推認される。この場合、吸着パッド３１－２の側に荷物８０の真の重心が存在すると推定されるため、統括制御部５２は、Ｄ３の方向に保持部３０を一定量動かし、再度保持部３０が荷物８０を持ち上げるようにアーム駆動部２２および電磁弁４４を制御する。但し、圧力センサ３３－２により検出された圧力が基準値以上まで上昇したタイミングから所定時間以内に、圧力センサ３３－４により検出された圧力が基準値以上まで上昇した場合、吸着パッド３１－２と３１－４の中間の側に荷物８０の真の重心が存在すると推定されるため、統括制御部５２は、Ｄ４の方向に保持部３０を一定量動かしてもよい。このように、各圧力センサ３３により検出された圧力が上昇するタイミングの差によって、細かく移動方向が決められてもよい。

　機能３によって、搬送装置１は、保持部３０を近づける位置が荷物８０の真の重心からずれたことで荷物８０が外れてしまった場合に、重心と推定される方向に保持部３０を近づけて再度、荷物８０を取り出す動作を行うことができる。この結果、搬送装置１は、荷物８０を取り出すことができない事態が生じる可能性を低減することができる。

　（機能４）
　図１０、図１１および図１２は、機能４について説明するための図（である。図１０に示す荷物８０－Ｚ１と８０－Ｚ２は、上面の高さが近く、且つＸＹ方向に関してほぼ隣接して容器７０に置かれているため、保持部３０がまとめて持ち上げることができる可能性がある。

　このため、統括制御部５２は、上面の高さの差が第１規定値以下である条件と、ＸＹ方向に関する条件との双方を満たす場合、二つ以上の荷物８０を一度に持ち上げるようにアーム駆動部２２および電磁弁４４を制御する。第１規定値は、例えば、吸着パッド３１の先端の蛇腹構造が半分程度収縮する距離に近い値である。

　上記のＸＹ方向に関する条件とは、図１１を参照すると、例えば、保持部３０の吸着パッド３１が設けられた部分のＸＹ平面における幾何的な重心Ｇ３０を下方に射影した重心Ｇ３０＊と荷物８０－Ｚ１の重心Ｇ－Ｚ１との距離Ｌ１、および、重心Ｇ３０＊と荷物８０－Ｚ２の重心Ｇ－Ｚ２との距離Ｌ２の双方が、第２規定値以下であることである。これによって、荷物８０の端の方を無理に持ち上げようとして荷物８０が外れるといった非効率が生じるのを抑制することができる。

　保持部３０が複数の荷物８０を一度に持ち上げた後、ベルトコンベア９０の上方に移動させた後、複数の荷物８０のそれぞれを離すタイミングをずらすようにアーム駆動部２２および電磁弁４４を制御する。図１２に示すように、ベルトコンベア９０の上方まで運搬された荷物８０－Ｚ１および８０－Ｚ２は、先に荷物８０－Ｚ２が離されて、タイミングをずらして荷物８０－Ｚ１が離されるように制御される。これによって、一度に複数の荷物８０を離すことにより荷物８０同士が重なったりするような不都合が生じるのを抑制することができる。

　機能４によって、搬送装置１は、まとめて持ち上げることができる複数の荷物８０を一度に持ち上げてベルトコンベア９０に運搬することができる。このため、効率的な作業を行うことができる。

　また、搬送装置１は、複数の荷物８０のそれぞれを離すタイミングをずらすことで、荷物８０同士が重なったりするような不都合が生じるのを抑制することができる。

　なお、機能１と機能４が競合する可能性があるが、双方の機能を備える場合、例えば、機能４の条件を満たす場合において、複数の荷物８０のうち一方の上面の角度が水平から乖離している場合に機能１を優先し、双方の上面の角度が略水平である場合に機能４を優先するなど、適宜、規則を定めてよい。

　［処理フロー］
　図１３から図１６は、搬送装置１によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、統括制御部５２は、測定ユニット１０に撮影を行わせ、また位置検知処理装置１２に荷物位置検知を行わせる（ステップＳ１００）。

　次に、統括制御部５２は、所定の条件に従ってｎ個の荷物８０を選択し、優先順位を設定する（ステップＳ１０２）。以下、ステップＳ１０２でｎ個選択され、処理の進行に応じて順次取り出され、或いは除外される荷物８０のグループを「選択荷物グループ」と称する。

　次に、統括制御部５２は、その時点で残存している（取り出され、または除外されていない）選択荷物グループの中で最も優先順位が高い荷物８０を選択し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０４で選択した荷物８０の周囲の荷物８０の上面の高さや傾斜を取得する（ステップＳ１０６）。そして、統括制御部５２は、ステップＳ１０４で選択した荷物８０と一度に保持可能な複数の荷物８０が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

　一度に保持可能な複数の荷物が存在しない場合、統括制御部５２は、ステップＳ１０４で選択した荷物８０の上方に保持部３０を移動させ（ステップＳ１１０）、ポンプ４０による吸気を開始させ（ステップＳ１１２）、接触センサ３２がオン信号を出力するまで保持部３０を下降させる（ステップＳ１１４）。なお、ステップＳ１１４の処理の内容は、「全ての接触センサ３２がオン信号を出力するまで保持部３０を下降させる」であってもよいし、「接触センサ３２のうち少なくとも一つがオン信号を出力するまで保持部３０を下降させる」であってもよいし、「決められた数の接触センサ３２がオン信号を出力するまで保持部３０を下降させる」であってもよい。

　次に、異常監視部５８は、圧力センサ３３の検出結果を参照し、少なくとも一つの吸着パッド３１内の圧力が閾値以下となったか否かを判定する（ステップＳ１１６）。少なくとも一つの吸着パッド３１内の圧力が閾値以下となった場合、統括制御部５２は、ロボットアーム２０および保持部３０によって荷物８０を持ち上げる（ステップＳ１１８）。そして、統括制御部５２は、持ち上げに成功したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。持ち上げに成功したか否かは、少なくとも一つの吸着パッド３１内の圧力が閾値以下に維持されたか否かに基づいて判定することができる。

　持ち上げに成功した場合、統括制御部５２は、ロボットアーム２０および保持部３０によって荷物８０をベルトコンベア９０に運搬する（図１４：ステップＳ１３０）。そして、ステップＳ１０４で選択した荷物８０（或いは、ステップＳ１０４で選択した荷物８０およびこれと一度に保持可能と判定された荷物８０）と、ステップＳ１０４で選択した荷物８０から所定距離以内にある荷物８０とを選択荷物グループから除外し、除外した荷物の数をｎから減算する（ステップＳ１３２）。図５および図６の例において、例えば、ｎ＝３であり、選択荷物グループとして荷物８０－１、８０－２、および８０－３が選択されており、荷物８０－１がベルトコンベア９０に運搬されたとすると、ステップＳ１３２においては、荷物８０－１と８０－２の二つが選択荷物グループから除外され、ｎが３から１に変更される。

　次に、統括制御部５２は、値ｎが正の値であるか否か（すなわち選択荷物グループに未運搬の荷物８０が残っているか否か）を判定し（ステップＳ１３４）、正の値である場合はステップＳ１０４に処理を戻し、正の値でない場合はステップＳ１００に処理を戻す。

　図１３に戻り、ステップＳ１１６において、吸着パッド３１内の圧力が一つも閾値以下とならなかったと判定された場合、異常監視部５８は、ステップＳ１１４の処理を終了してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２２）。異常監視部５８は、ステップＳ１１４の処理を終了してから所定時間が経過していない場合はステップＳ１１６に処理を戻す。一方、ステップＳ１１４の処理を終了してから所定時間が経過した場合、異常監視部５８は、エラー処理を実行し（ステップＳ１２４）、本フローチャートの１ルーチンの処理を終了させる。この場合、搬送装置１のオペレータが問題のある荷物を手でベルトコンベア９０に移動させ、再開操作をすることで、例えばステップＳ１００から処理が再開される。

　ステップＳ１２０で、持ち上げに失敗したと判定された場合、統括制御部は、最も早く圧力が基準値以上まで上昇した圧力センサ３３に対応する吸着パッド３１の方向に、ステップＳ１０４で選択した荷物８０の位置を補正し（図１６：ステップＳ１４０）、ステップＳ１１０に処理を戻す。これによって、保持部３０を移動させる先の位置が修正される。

　ステップＳ１０８で、一度に保持可能な荷物８０が存在すると判定された場合、統括制御部５２は、ステップＳ１０４で選択した荷物８０およびこれと一度に保持可能な荷物８０を含む複数の荷物８０の上方に保持部３０を移動させ（図１５：ステップＳ１５０）、ポンプ４０による吸気を開始させ（ステップＳ１５２）、接触センサ３２がオン信号を出力するまで保持部３０を下降させる（ステップＳ１５４）。そして、ロボットアーム２０および保持部３０によって荷物８０をベルトコンベア９０に運搬し（ステップＳ１５６）、タイミングずらして荷物８０を保持部３０から外す（ステップＳ１５８）。そして、統括制御部５２は、ステップＳ１３２に処理を進める。

　係る処理によって、機能１から機能４が実現される。なお、搬送装置１は、必ずしも機能１から機能４の全てを備えている必要はなく、例えば、機能４を備えない場合、図１３から図１６のフローチャートにおけるステップＳ１０８、ステップＳ１５０からＳ１５８の処理を省略することができる。他の機能についても同様である。

　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、搬送装置は、荷物の集積部（７０）の上方に設けられたセンサを含み、荷物（８０）の位置を検知する位置検知部（１０、１２）と、アーム（２０）に取り付けられ、荷物を保持する保持部（３０）と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部（２２、４０、４２、４４）と、位置検知部により位置を検知し、所定の条件に基づいて荷物を選択して選択した荷物に対して優先順位を設定する手順と、位置検知部による検知結果を参照して、保持部が優先順位に従って一以上の荷物を集積部から取り出して所定箇所（９０）まで運搬する手順と、を１サイクルとして実行し、１サイクルの中で、第１の荷物から所定距離以内にある第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物を、取り出す対象から除外する制御部（５０）と、を備えることにより、荷物を精度よく取り出すことができる。

　また、少なくともひとつの実施形態によれば、搬送装置は、集積部（７０）に集積された荷物（８０）の位置を検知する位置検知部（１０、１２）と、アーム（２０）に取り付けられ、負圧によって荷物を吸引することで荷物を保持する保持部（３０）と、保持部の先端部が荷物に接触したことを検出する接触検出部（３２）と、保持部の内部の圧力を検出する圧力検出部（３３）と、保持部およびアームを駆動する駆動部（２２、４０、４２、４４）と、位置検知部による検知結果を参照し、保持部が荷物を集積部から取り出して所定箇所（９０）まで運搬し、接触検出部により接触が検出された後、所定時間以内に、圧力検出部により検出された圧力が閾値未満とならない場合に、エラー処理を実行する制御部（５０）と、を備えることにより、円滑に動作を継続することができる。

　また、少なくともひとつの実施形態によれば、搬送装置は、集積部（７０）に集積された荷物（８０）の位置を検知する位置検知部（１０、１２）と、アーム（２０）に取り付けられ、複数の吸着部（３１）を用いて負圧によって荷物を吸引することで荷物を保持する保持部（３０）と、複数の吸着部のそれぞれの内部の圧力を検出する圧力検出部（３３）と、保持部およびアームを駆動する駆動部（２２、４０、４２、４４）と、位置検知部による検知結果を参照し、保持部が荷物を集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように駆動部を制御し、保持部が荷物を持ち上げた後に保持部から荷物が外れた場合、圧力検出部による検出結果を参照し、早く圧力が上昇した吸着部の側に保持部を移動させて、再度保持部が荷物を持ち上げるように駆動部を制御する制御部（５０）と、を備えることにより、荷物８０を取り出すことができない事態が生じる可能性を低減することができる。

　また、少なくともひとつの実施形態によれば、搬送装置は、集積部（７０）に集積された荷物（８０）の位置を検知する位置検知部（１０、１２）と、アーム（２０）に取り付けられ、複数の吸着部（３１）を用いて負圧によって荷物を吸引することで荷物を保持する保持部（３０）と、保持部およびアームを駆動する駆動部（２２、４０、４２、４４）と、検知部による検知結果を参照し、保持部が荷物を集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように駆動部を制御し、保持部が一度に保持可能な複数の荷物が存在する場合、保持部に複数の荷物を一度に保持させるように駆動部を制御する制御部（５０）と、を備えることにより、効率的な作業を行うことができる。

　実施形態は、以下のように表現することができる。
　（１）荷物の集積部の上方に設けられたセンサを含み、荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、荷物を保持する保持部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータが、
　前記位置検知部により荷物の位置を検知し、所定の条件に基づいて荷物を選択して選択した荷物に対して優先順位を設定する手順と、前記位置検知部による検知結果を参照して、前記保持部が前記優先順位に従って一以上の荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬する手順と、を１サイクルとして実行するように前記位置検知部および前記駆動部を制御し、
　前記１サイクルの中で、第１の荷物から所定距離以内にある第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物を、取り出す対象から除外する、
　搬送装置の制御方法。

　（２）集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、前記保持部の先端部が荷物に接触したことを検出する接触検出部と、前記保持部の内部の圧力を検出する圧力検出部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータが、
　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御し、
　前記接触検出部により接触が検出された後、所定時間以内に、前記圧力検出部により検出された圧力が閾値未満とならない場合に、エラー処理を実行する、
　搬送装置の制御方法。

　（３）集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、複数の吸着部を用いて負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、前記複数の吸着部のそれぞれの内部の圧力を検出する圧力検出部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータが、
　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御し、
　前記保持部が荷物を持ち上げた後に前記保持部から前記荷物が外れた場合、前記圧力検出部による検出結果を参照し、早く圧力が上昇した吸着部の側に前記保持部を移動させて、再度前記保持部が荷物を持ち上げるように前記駆動部を制御する、
　搬送装置の制御方法。

　（４）集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、複数の吸着部を用いて負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータが、　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御し、
　前記保持部が一度に保持可能な複数の荷物が存在する場合、前記保持部に複数の荷物を一度に保持させる、
　搬送装置の制御方法。

　（５）荷物の集積部の上方に設けられたセンサを含み、荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、荷物を保持する保持部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータに、
　前記位置検知部により荷物の位置を検知し、所定の条件に基づいて荷物を選択して選択した荷物に対して優先順位を設定する手順と、前記位置検知部による検知結果を参照して、前記保持部が前記優先順位に従って一以上の荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬する手順と、を１サイクルとして実行するように前記位置検知部および前記駆動部を制御させ、
　前記１サイクルの中で、第１の荷物から所定距離以内にある第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物を、取り出す対象から除外させる、
　プログラム。

　（６）集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、前記保持部の先端部が荷物に接触したことを検出する接触検出部と、前記保持部の内部の圧力を検出する圧力検出部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータに、
　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御させ、
　前記接触検出部により接触が検出された後、所定時間以内に、前記圧力検出部により検出された圧力が閾値未満とならない場合に、エラー処理を実行させる、
　プログラム。

　（７）集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、複数の吸着部を用いて負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、前記複数の吸着部のそれぞれの内部の圧力を検出する圧力検出部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータに、
　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御させ、
　前記保持部が荷物を持ち上げた後に前記保持部から前記荷物が外れた場合、前記圧力検出部による検出結果を参照し、早く圧力が上昇した吸着部の側に前記保持部を移動させて、再度前記保持部が荷物を持ち上げるように前記駆動部を制御させる、
　プログラム。

　（８）集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、アームに取り付けられ、複数の吸着部を用いて負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、を備える搬送装置の制御コンピュータに、　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御させ、
　前記保持部が一度に保持可能な複数の荷物が存在する場合、前記保持部に複数の荷物を一度に保持させる処理を行わせる、
　プログラム。

　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同様に、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ものである。

Claims

　荷物の集積部の上方に設けられたセンサを含み、荷物の位置を検知する位置検知部と、
　アームに取り付けられ、荷物を保持する保持部と、
　前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、
　前記位置検知部により荷物の位置を検知し、所定の条件に基づいて荷物を選択して選択した荷物に対して優先順位を設定する手順と、前記位置検知部による検知結果を参照して、前記保持部が前記優先順位に従って一以上の荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬する手順と、を１サイクルとして実行するように前記位置検知部および前記駆動部を制御し、
　前記１サイクルの中で、第１の荷物から所定距離以内にある第１の荷物よりも優先順位の低い第２の荷物を、取り出す対象から除外する制御部と、
　を備える搬送装置。
　前記所定距離は、前記搬送装置が扱う荷物の最大サイズに基づいて決定される、
　請求項１記載の搬送装置。
　前記制御部は、前記保持部が、上方から見て重なりが無い荷物を上端の位置が高い順に所定個数選択し、前記選択した荷物に対して上端の位置が高い順に優先順位を設定する、
　請求項１または２記載の搬送装置。
　前記保持部の先端部が荷物に接触したことを検出する接触検出部と、
　前記保持部の内部の圧力を検出する圧力検出部と、をさらに備え、
　前記保持部は、負圧によって荷物を吸引する吸着部を有し、
　前記制御部は、
　前記接触検出部により前記保持部の先端部が荷物に接触したことが検出された後、所定時間以内に、前記圧力検出部により検出された圧力が閾値未満とならない場合に、エラー処理を実行する、
　請求項１に記載の搬送装置。
　情報を出力する出力部を、さらに備え、
　前記エラー処理は、前記出力部に、エラーが発生したことを示す情報を出力させる処理である、
　請求項４記載の搬送装置。
　前記保持部は、負圧によって荷物を吸引する複数の吸着部を有し、
　前記搬送装置は、前記複数の吸着部のそれぞれの内部の圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、
　前記制御部は、前記保持部が荷物を持ち上げた後に前記保持部から前記荷物が外れた場合、前記圧力検出部による検出結果を参照し、他の吸着部より早く圧力が上昇した吸着部の側に前記保持部を移動させて、再度前記保持部が荷物を持ち上げるように前記駆動部を制御する、
　請求項１に記載の搬送装置。
　前記保持部は、負圧によって荷物を吸引する複数の吸着部を有し、
　前記制御部は、前記保持部が一度に保持可能な複数の荷物が存在する場合、前記保持部に複数の荷物を一度に保持させる、
　請求項１に記載の搬送装置。
　前記駆動部は、前記複数の吸着部の内部の圧力を個別に制御可能であり、
　前記制御部は、前記保持部に複数の荷物を一度に保持させた場合、前記所定箇所において前記複数の荷物を離すタイミングをずらすように前記駆動部を制御する、
　請求項７記載の搬送装置。
　集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、
　アームに取り付けられ、負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、
　前記保持部の先端部が荷物に接触したことを検出する接触検出部と、
　前記保持部の内部の圧力を検出する圧力検出部と、
　前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、
　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、
　前記接触検出部により前記保持部の先端部が荷物に接触したことが検出された後、所定時間以内に、前記圧力検出部により検出された圧力が閾値未満とならない場合に、エラー処理を実行する、
　搬送装置。
　情報を出力する出力部を備え、
　前記エラー処理は、前記出力部に、エラーが発生したことを示す情報を出力させる処理である、
　請求項９記載の搬送装置。
　集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、
　アームに取り付けられ、複数の吸着部を用いて負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、
　前記複数の吸着部のそれぞれの内部の圧力を検出する圧力検出部と、
　前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、
　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記保持部が荷物を持ち上げた後に前記保持部から前記荷物が外れた場合、前記圧力検出部による検出結果を参照し、他の吸着部より早く圧力が上昇した吸着部の側に前記保持部を移動させて、再度前記保持部が荷物を持ち上げるように前記駆動部を制御する、
　搬送装置。
　集積部に集積された荷物の位置を検知する位置検知部と、
　アームに取り付けられ、複数の吸着部を用いて負圧によって荷物を吸引することで前記荷物を保持する保持部と、
　前記保持部および前記アームを駆動する駆動部と、
　前記位置検知部による検知結果を参照し、前記保持部が荷物を前記集積部から取り出して所定箇所まで運搬するように前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記保持部が一度に保持可能な複数の荷物が存在する場合、前記保持部に複数の荷物を一度に保持させる、
　搬送装置。
　前記駆動部は、前記複数の吸着部の内部の圧力を個別に制御可能であり、
　前記制御部は、前記保持部に複数の荷物を一度に保持させた場合、前記所定箇所において前記複数の荷物を離すタイミングをずらすように前記駆動部を制御する、
　請求項１２記載の搬送装置。