WO2019240272A1 - 荷降しシステム、荷降し制御装置、荷降しシステムの制御方法及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents

荷降しシステム、荷降し制御装置、荷降しシステムの制御方法及びコンピュータ可読記憶媒体 Download PDF

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WO2019240272A1
WO2019240272A1 PCT/JP2019/023714 JP2019023714W WO2019240272A1 WO 2019240272 A1 WO2019240272 A1 WO 2019240272A1 JP 2019023714 W JP2019023714 W JP 2019023714W WO 2019240272 A1 WO2019240272 A1 WO 2019240272A1
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WO
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article
height
auxiliary conveyor
conveyor
robot arm
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Application number
PCT/JP2019/023714
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English (en)
French (fr)
Inventor
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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/52—Devices for transferring articles or materials between conveyors i.e. discharging or feeding devices
    • B65G47/53—Devices for transferring articles or materials between conveyors i.e. discharging or feeding devices between conveyors which cross one another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G59/00—De-stacking of articles
    • B65G59/02—De-stacking from the top of the stack

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to an unloading system, an unloading control device, a method for controlling an unloading system, and a computer-readable storage medium.
  • An unloading device may be used when unloading stored goods or the like on a conveyor or the like at a site such as a distribution warehouse.
  • a robot arm and an unloading apparatus having a gripping part that is provided at the tip of the robot arm and grips a load are known.
  • a reduction in tact time is required at the distribution site.
  • an object of the present invention is to shorten the tact time in an unloading system using a robot that holds an article.
  • the unloading system includes a robot arm having a gripping part that grips one or a plurality of articles from an article group, and an article that the robot arm grips with the gripping part.
  • An auxiliary conveyor that conveys the article to the conveyor for conveyance, an auxiliary conveyor lifting mechanism that raises and lowers the auxiliary conveyor, and a storage that stores the height of the upper surface of the article that is the highest position of the article group or the article group
  • a sensor arranged at a height that is a certain distance higher than the height of the container, and measures the distance from the sensor to the article held by the robot arm at the holding portion at the sensor height at which the sensor is arranged.
  • the height of the auxiliary conveyor is set to the sensor height in accordance with an operation of placing the article gripped by the sensor and the robot arm on the auxiliary conveyor.
  • a controller for controlling the operation of the auxiliary conveyor lift mechanism.
  • FIG. 1A is a top view schematically illustrating an example of an unloading system.
  • FIG. 1B is a side view schematically showing an example of an unloading system.
  • FIG. 2A is a top view schematically illustrating an example of an unloading system.
  • FIG. 2B is a side view schematically showing an example of an unloading system.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the unloading system.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the unloading operation by the unloading system.
  • FIG. 5A is a top view illustrating an example of the operation of the unloading system.
  • FIG. 5B is a side view showing an example of the operation of the unloading system.
  • FIG. 5A is a top view illustrating an example of the operation of the unloading system.
  • FIG. 5B is a side view showing an example of the operation of the unloading system.
  • FIG. 6A is a top view illustrating an example of the operation of the unloading system.
  • FIG. 6B is a side view showing an example of the operation of the unloading system.
  • FIG. 7A is a side view illustrating an example of an operation in which the auxiliary conveyor separates a plurality of articles.
  • FIG. 7B is a side view illustrating an example of an operation in which the auxiliary conveyor separates a plurality of articles.
  • FIG. 7C is a side view illustrating an example of an operation in which the auxiliary conveyor separates a plurality of articles.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the unloading operation by the unloading system.
  • FIG. 1A is a top view schematically showing an example of an unloading system 100 according to an embodiment.
  • FIG. 1B is a side view schematically illustrating an example of the unloading system 100.
  • a part of the configuration of the unloading system 100 is omitted for simplification.
  • an X direction, a Y direction (horizontal direction), and a Z direction are defined.
  • the unloading system 100 is a system for unloading stacked packages used at a distribution site or the like.
  • the unloading system 100 includes a robot arm 10, an auxiliary conveyor 3, an auxiliary conveyor lifting mechanism 4, a first distance sensor 5, a second distance sensor 6, a second distance sensor lifting mechanism 7, and a first sensor. 8, a second sensor 9, and a control device 20.
  • the unloading system 100 is a system that transports, for example, an article 11 that is a cargo to be unloaded to a transporting conveyor 13.
  • the conveyor 13 for conveyance is a conveyance mechanism which conveys the article 11 after unloading.
  • the unloading system 100 is a system that transports the article 11 placed at a predetermined position to the transporting conveyor 13 using the robot arm 10 and the auxiliary conveyor 3.
  • the auxiliary conveyor 3 is provided in the path
  • one or more articles 11 placed at a predetermined position are referred to as an article group 12.
  • the article group 12 includes one or more articles 11, for example, a plurality of stages in which a plurality of articles 11 are stacked in the vertical direction (Z direction) are arranged in the horizontal direction (X direction, Y direction, or both). Things (stacks of goods).
  • the article group 12 may be loaded on a cart or the like, or stored in a storage container.
  • the robot arm 10 grips one or a plurality of articles 11 in the article group 12 and places the gripped articles 11 on the auxiliary conveyor 3.
  • the auxiliary conveyer 3 conveys the article 11 placed on the auxiliary conveyer 3 by the robot arm 10 to the conveyer 13.
  • the horizontal movement path (movement distance) of the robot arm 10 is shortened.
  • the height of the auxiliary conveyor 3 can be changed by the auxiliary conveyor lifting mechanism 4.
  • the operation path (movement distance) in the vertical direction of the robot arm 10 is shortened.
  • the robot arm 10 is a device that moves an article.
  • the robot arm 10 is used for unloading the article group 12.
  • the operation of the robot arm 10 is controlled by the control device 20.
  • the robot arm 10 includes an arm mechanism 1 and a grip portion 2 provided at the tip of the arm mechanism 1.
  • the arm mechanism 1 has, for example, a plurality of arms and a plurality of joint mechanisms connecting the arms.
  • the joint mechanism operates under the control of the control device 20 and changes the relative angle between the two arms connected to each other. That is, the arm moves by the operation of the joint mechanism.
  • the grip part 2 grips the article 11.
  • the grip portion 2 includes a suction pad that sucks the article 11.
  • the number of suction pads may be one or plural.
  • the suction pad is brought into a negative pressure under the control of the control device 20 in a state where the suction pad is in contact with the surface of the article 11, the suction pad is adsorbed (vacuum suction) on the surface of the article 11.
  • the suction pad releases the article 11.
  • the gripping unit 2 grips the article 11 by, for example, suction.
  • the grip portion 2 may include a gripper that holds the article 11.
  • the gripper includes a plurality of fingers and a plurality of joint mechanisms connecting the plurality of fingers.
  • the joint mechanism may be configured to operate under the control of the control device 20 and to move the finger in conjunction with the operation of the joint mechanism.
  • the gripper applies force to the article 11 from a plurality of opposing directions at two or more points of contact by a plurality of fingers. Thereby, the grip part 2 grips the article 11 by friction generated between the finger and the article 11.
  • a suction pad that is a gripping mechanism by suction and a gripper that is a gripping mechanism by clamping are mentioned, but the gripping part 2 is not limited to this.
  • Various gripping mechanisms that can grip one or a plurality of articles 11 from the group of articles 12 may be employed.
  • the auxiliary conveyor 3 is a transport mechanism that receives the article gripped by the gripping unit 2 by the robot arm 10 and transports it to the transport conveyor 13.
  • the operation of the auxiliary conveyor 3 is controlled by the control device 20.
  • the auxiliary conveyor 3 has an auxiliary conveyor surface 3 a on which an article held by the holding unit 2 of the robot arm 10 is placed.
  • the auxiliary conveyor 3 is arranged so that the conveyance direction (substantially X direction) of the auxiliary conveyor 3 indicated by an arrow A3 in FIG. 1A intersects the conveyance direction (Y direction) of the conveyance conveyor 13 indicated by an arrow A13.
  • the article 11 conveyed on the auxiliary conveyor surface 3 a is discharged to the conveyance conveyor surface 13 a of the conveyance conveyor 13.
  • the auxiliary conveyor 3 may include a plurality of conveyors that can operate at different conveyance speeds.
  • the auxiliary conveyor 3 includes, for example, a first conveyor 3b and a second conveyor 3c.
  • the operations of the first conveyor 3b and the second conveyor 3c are independently controlled under the control of the control device 20.
  • the auxiliary conveyor 3 can be driven such that the speed of the first conveyor 3b is different from the speed of the second conveyor 3c.
  • the conveyors 3b and 3c are belt conveyors arranged side by side along the transport direction A3 of the auxiliary conveyor 3.
  • it may be a roller conveyor composed of a plurality of rollers arranged side by side.
  • the auxiliary conveyor elevating mechanism 4 is a lift mechanism that moves the auxiliary conveyor 3 in the vertical direction (direction indicated by the bidirectional arrow A4 in FIG. 1B), that is, elevates the auxiliary conveyor 3.
  • the operation of the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 is controlled by the control device 20.
  • a motor (not shown) of the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 is driven by the control of the control device 20 to raise or lower the auxiliary conveyor 3. That is, the height of the auxiliary conveyor 3 can be changed by the operation of the auxiliary conveyor lifting mechanism 4.
  • the height of the auxiliary conveyor surface 3a that is the upper surface of the auxiliary conveyor 3 is set to a height H13 that is substantially the same as the height of the conveying conveyor surface 13a that is the upper surface of the conveying conveyor 13, for example, by the auxiliary conveyor elevating mechanism 4. It may be changeable between the sensor height H6 where the second distance sensor 6 is arranged.
  • the first distance sensor 5 is a sensor that measures the distance of the article group 12 to each article 11. The operation of the first distance sensor 5 is controlled by the control device 20. As shown in FIG. 1A, the first distance sensor 5 is disposed above the article group 12 to be unloaded.
  • the first distance sensor 5 is, for example, a stereo camera that measures the distance to the article 11 based on parallax when the article 11 is imaged from two different points.
  • the first distance sensor 5 is used to specify a gripping target article to be gripped by the robot arm 10 from the article group 12.
  • the second distance sensor 6 is, for example, a laser range finder (LRF).
  • LRF 6 laser range finder
  • the second distance sensor 6 will be described as an LRF 6
  • the second distance sensor lifting mechanism 7 will be described as an LRF lifting mechanism 7.
  • the first distance sensor 5 is simply referred to as a distance sensor 5.
  • the LRF 6 is disposed in the vicinity of the article group 12.
  • the operation of the LRF 6 is controlled by the control device 20.
  • the LRF 6 oscillates and emits laser light from a semiconductor laser, for example, and measures the distance to an object that is, for example, the article 11.
  • the presence or absence of the article 11 is determined based on the measured distance value. For example, when an effective value is detected by the LRF 6, it is determined that the article 11 exists.
  • the effective value is a value within a range in which the measured distance value can include the article 11 to be gripped as the object.
  • the LRF elevating mechanism 7 is a lift mechanism that moves the LRF 6 in the vertical direction (the direction indicated by the bidirectional arrow A7 in FIG. 1B).
  • the LRF elevating mechanism 7 has, for example, a support column extending in the vertical direction, and the LRF 6 is arranged on the support column so as to be movable in the vertical direction.
  • the operation of the LRF lifting mechanism 7 is controlled by the control device 20.
  • a motor (not shown) of the LRF elevating mechanism 7 is driven by the control of the control device 20 to raise or lower the LRF 6.
  • the LRF 6 can change the height H6 (sensor height) as the LRF measurement position by the operation of the LRF lifting mechanism 7.
  • the first sensor 8 is a sensor that detects the presence or absence of an article on the auxiliary conveyor 3.
  • the first sensor 8 is arranged above the auxiliary conveyor 3 so as to detect the presence or absence of an article over a width substantially orthogonal to the conveyance direction A3 of the auxiliary conveyor 3, for example.
  • the first sensor 8 detects that the article 11 is on the auxiliary conveyor surface 3a.
  • various detection devices such as an optical sensor and an image sensor may be used.
  • the second sensor 9 is a sensor that detects discharge of articles from the auxiliary conveyor 3 to the conveyor 13 for conveyance.
  • the second sensor 9 is disposed above the auxiliary conveyor 3 so as to detect the presence or absence of an article over a width substantially orthogonal to the conveyance direction A3 of the auxiliary conveyor 3, for example.
  • the second sensor 9 is disposed in the vicinity of the joining position of the auxiliary conveyor 3 and the transfer conveyor 13.
  • the second sensor 9 detects that the article 11 on the auxiliary conveyor surface 3a has been discharged from the auxiliary conveyor 3 to the transfer conveyor 13.
  • Various detection devices such as an optical sensor and an image sensor may also be used for the second sensor 9.
  • the articles 11 to be unloaded are arranged in the vicinity of the auxiliary conveyor 3 as an article group 12.
  • the sizes of the articles 11 of the group of articles 12 are equal, that is, the same size, but the present invention is not limited to this.
  • An article group 12 including various articles 11 having different sizes may be an object to be unloaded.
  • the article group 12 may be disposed in the vicinity of the auxiliary conveyor 3 in a state where the article group 12 is stored in the storage container 14.
  • the storage container 14 has a side wall 15 extending in the vertical direction and a bottom surface 16.
  • the articles 11 are arranged as a group of articles 12 stacked on the bottom surface 16 of the storage container 14.
  • the height H14 (the height of the side wall 15) of the storage container 14 is higher than the height H11 of the upper surface of the article at the highest position among the articles 11 stored in the storage container 14, for example.
  • the conveyor 13 for conveyance is a general belt conveyor used at a physical distribution site.
  • the article 11 after unloading is conveyed by the conveyor 13 for conveyance.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the unloading system 100.
  • the control device 20 is constituted by one or a plurality of computers, and includes a communication interface 21, a processor 22, a memory 23, and a storage 24. These can communicate via the bus line 25.
  • the control device 20 has an operation terminal (not shown).
  • the operation terminal may be, for example, a touch panel used for screen display and instruction input to the control device 20.
  • the operation terminal may have a display device such as a display and an input device such as a keyboard or a mouse instead of the touch panel.
  • the communication interface 21 is an interface that communicates with an external device directly or via a network.
  • the communication interface 21 corresponds to a communication standard for communicating with the robot arm 10, the auxiliary conveyor 3, the auxiliary conveyor lifting mechanism 4, the distance sensor 5, the LRF 6, the LRF lifting mechanism 7, the first sensor 8, and the second sensor 9. It has a terminal and a circuit.
  • the communication interface 21 is connected to the robot arm 10, the auxiliary conveyor 3, the auxiliary conveyor lifting mechanism 4, the distance sensor 5, the LRF 6, the LRF lifting mechanism 7, the first sensor 8, and the first sensor 8 via the network 30 based on the control of the processor 22. 2 communicates with the sensor 9.
  • the communication interface 21 reads out a control program and various data (hereinafter referred to as a program) stored in a removable storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory, that is, a non-transitory computer-readable storage medium. . Further, the communication interface 21 communicates with an external server via a network and receives a program and the like from the external server.
  • a control program and various data (hereinafter referred to as a program) stored in a removable storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory, that is, a non-transitory computer-readable storage medium.
  • a program stored in a removable storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory, that is, a non-transitory computer-readable storage medium.
  • the communication interface 21 communicates with an external server via a network and receives a program and the like from the external server.
  • the processor 22 that functions as the center of the computer is constituted by, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the memory 23 as a computer-readable storage medium includes a ROM (Read Only Memory) that is a read-only data memory and a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data.
  • the storage 24 as a non-transitory computer-readable storage medium may be a large-capacity storage such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive).
  • At least one of the memory 23 (ROM as a non-transitory computer-readable storage medium) and the storage 24 stores a program and the like of each device of the unloading system 100.
  • the processor 22 performs various processes based on a program stored in at least one of the memory 23 and the storage 24.
  • the processor 22 executes various programs as a software function unit.
  • a control circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array) as a hardware function unit may be used.
  • the communication interface 21 reads a program or the like stored in a removable computer-readable storage medium, or receives a program or the like from an external server, and reads or receives the read program or the like from at least one of the memory 23 and the storage 24. To store.
  • the processor 22 completes installation of the program and the like by executing the stored program and the like.
  • one control device 20 unloads and executes control of each device of the system 100, but the number of control devices 20 is not limited to this.
  • a plurality of control devices that can communicate with each other may execute control of each device.
  • the horizontal and vertical operation paths of the robot arm 10 are shortened by the auxiliary conveyor 3 that moves up and down.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the unloading operation by the unloading system 100.
  • the unloading operation is started. For example, when the user inputs an unloading start instruction from an operation terminal (not shown), the unloading operation under the control of the control device 20 is started.
  • step S11 the control device 20 drives the LRF lifting mechanism 7 so that the measurement position (LRF measurement position) of the LRF 6 is adjusted based on the height of the highest article in the article group 12. For example, the LRF 6 measures the distance to the article 11 at a certain LRF measurement position.
  • the control device 20 acquires a value indicating the measurement result of the LRF 6, and when the acquired value is a value effective for detection of the article 11, that is, when the article 11 is detected, the LRF lifting mechanism 7 raises the LRF 6 to a predetermined height. Raise. This is repeated until it is not determined that the article 11 has been detected.
  • FIG. 1B shows the LRF 6 height adjusted to the top surface of the highest article in the article group 12.
  • the LRF measurement position to be adjusted in height is not the same height as that of the highest article in the article group 12, but is a position higher by a certain distance from the upper surface of the highest article in the article group 12.
  • the fixed distance can absorb the error of each device included in the unloading system 100 and the time lag due to the transmission and reception of signals between devices, and it does not interfere with other loads even if the swing or tilt caused by the transfer of goods occurs.
  • the value can be set to a specific value, specifically, for example, about 10 cm.
  • step S12 the control device 20 drives the auxiliary conveyor elevating mechanism 4 so that the height of the auxiliary conveyor 3 is adjusted based on the height of the highest article in the article group 12.
  • the control device 20 adjusts the height of the auxiliary conveyor 3 based on the height information of the LRF measurement position adjusted in step S11.
  • FIG. 1B shows the auxiliary conveyor 3 that is aligned with the top surface of the highest article in the article group 12.
  • Step S12 the control device 20 starts the processing from step S13 to step S21 and the processing from step S22 to step S28 in parallel.
  • Steps S ⁇ b> 13 to S ⁇ b> 21 are processes related to the placement of the object to be gripped by the robot arm 10 to the placement on the auxiliary conveyor 3.
  • Steps S ⁇ b> 22 to S ⁇ b> 28 are processes related to the conveyance of the articles arranged on the auxiliary conveyor 3 to the conveyance conveyor 13.
  • step S13 the processing from step S13 to step S21 will be described.
  • the control device 20 operates the distance sensor 5.
  • the distance sensor 5 which is a stereo camera measures the distance between the distance sensor 5 and each article 11 in the article group 12 based on parallax when images are taken from two different points.
  • the control device 20 detects the position of each article 11 in the article group 12 by acquiring the distance information measured by the distance sensor 5. That is, the control device 20 acquires article position information representing position information of the article 11 in the three-dimensional space.
  • step S14 the control device 20 determines the presence / absence of an article that can be gripped by the robot arm 10 based on the article position information acquired in step S13. If it is determined that there is no article that can be gripped (step S14—No), the process ends. When it is determined from the article position information acquired in step S13 that there is no article, when the article cannot be recognized, or when the article is out of the movable range of the robot arm 10, the control device 20 determines that the article that can be gripped. It is determined that there is not, and the process ends. If it is determined that there is an article that can be gripped (step S14—Yes), the process proceeds to step S15.
  • step S15 the control device 20 specifies the gripping target article based on the article position information acquired in step S13. From the acquired article position information, the control device 20 determines one of the articles having the highest top surface position as the article to be gripped by the robot arm 10.
  • step S16 the control device 20 determines whether or not there is an article that can be gripped by the robot arm 10 simultaneously with the gripping target article specified in step S15.
  • the articles that can be gripped at the same time may be determined based on, for example, the size of the article and the allowable size of the article that can be gripped simultaneously by the grip portion 2 of the robot arm 10.
  • the size of the article can be acquired from the article position information, for example.
  • the allowable size of an article that can be gripped at the same time can be obtained from data stored in the storage 24 in association with a control program of the robot arm 10, for example. There may be one or a plurality of articles that can be gripped simultaneously. If it is determined that there is an article that can be gripped simultaneously (step S16—Yes), the process proceeds to step S17. If it is determined that there is not (step S16-No), the process proceeds to step S18.
  • step S ⁇ b> 17 the control device 20 adds the article determined to be simultaneously graspable in step S ⁇ b> 16 to the article to be grasped of the robot arm 10.
  • step S18 the control device 20 operates the robot arm 10 according to the control program.
  • the control device 20 causes the robot arm 10 to perform an operation of gripping one or a plurality of gripping target articles set in step S15 and step S17 with the gripping unit 2 of the robot arm 10 and pulling them up in the vertical direction.
  • the control device 20 also operates the LRF 6.
  • the LRF 6 detects the presence or absence of an article on the horizontal plane at the LRF measurement position when the robot arm 10 pulls up the article to be grasped.
  • step S19 the control device 20 determines whether or not the bottom of the gripping target article has exceeded the LRF measurement position based on the value indicating the measurement result of the distance to the article 11 by the LRF6.
  • the LRF 6 detects a value effective for detecting the article 11 as a distance to the article 11.
  • the control device 20 determines that the article 11 has been detected based on the detection result of the LRF 6.
  • the LRF 6 detects a value that is not effective for detecting the article 11 (for example, a distance ⁇ to the article 11).
  • the control device 20 determines that the article 11 is no longer detected based on the detection result of the LRF 6, that is, the bottom surface of the gripping target article exceeds the height of the LRF measurement position. As described above, the control device 20 moves the robot arm 10 up to raise the gripping object until it determines that the bottom surface of the gripping object exceeds the height of the LRF measurement position based on the distance information measured by the LRF 6. Let If it is determined that the bottom of the object to be gripped has exceeded the LRF measurement position, the process proceeds to step S20.
  • step S20 the control device 20 determines whether or not the auxiliary conveyor 3 has already been adjusted in height based on the upper surface of the highest article in the article group 12.
  • step S20 is a step for confirming that the process of step S28 described later has been completed. The process waits until it is determined that the height has been adjusted. If it is determined that the height has been adjusted, the process proceeds to step S21.
  • step S21 the control device 20 moves the article gripped by the grip portion 2 of the robot arm 10 to the auxiliary conveyor 3 and arranges it on the auxiliary conveyor surface 3a.
  • FIG. 5A shows a state in which the article 11 a is arranged on the auxiliary conveyor 3 by the robot arm 10.
  • the robot arm 10 is configured such that the plurality of articles 11b and 11c are arranged in the transport direction of the auxiliary conveyor 3 as shown in FIG. 7A, for example. Release items in a posture. Thereby, the conveyance operation of the article by the robot arm 10 is completed.
  • step S22 is started.
  • step S ⁇ b> 22 the control device 20 determines the presence / absence of an article on the auxiliary conveyor 3 based on the detection information of the article 11 on the auxiliary conveyor 3 detected by the first sensor 8. If it is determined that there is no article on the auxiliary conveyor 3 (step S22—No), the process ends. If it is determined that there is any (step S22—Yes), the process proceeds to step S23.
  • the LRF 6 may be used to determine the presence or absence of an article on the auxiliary conveyor 3. For example, when the LRF 6 detects the article again on the horizontal plane of the measurement range, the control device 20 may determine that there is an article on the auxiliary conveyor 3.
  • step S ⁇ b> 23 the control device 20 drives the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 to raise or lower the auxiliary conveyor 3 to adjust the height of the auxiliary conveyor 3 to the height H ⁇ b> 13 of the conveying conveyor 13.
  • the height of the transfer conveyor 13 is unchanged, and the height of the transfer conveyor surface 13a may be stored in advance in the storage 24, for example.
  • FIG. 5B shows a state in which the auxiliary conveyor 3 is lowered by the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 as indicated by an arrow A41 and the height of the auxiliary conveyor 3 is adjusted to the height H13 of the conveyor 13 for conveyance. ing.
  • step S24 the control device 20 determines the presence or absence of a plurality of articles arranged in the transport direction on the auxiliary conveyor surface 3a. For example, the control device 20 determines whether or not a plurality of articles are placed on the auxiliary conveyor 3 by the robot arm 10 from the control information immediately before the robot arm 10. If it is determined that there are a plurality of articles (step S24-Yes), the process proceeds to step S26. If it is determined that there are not a plurality of articles (step S24-No), the process proceeds to step S25.
  • step S25 the control device 20 drives the auxiliary conveyor 3 to convey the article 11a on the auxiliary conveyor surface 3a to the conveying conveyor 13.
  • FIGS. 6A and 6B show an article 11a being conveyed from the auxiliary conveyor 3 to the conveyor 13 for conveyance.
  • step S ⁇ b> 26 the control device 20 drives the auxiliary conveyer 3 to separate a plurality of articles and convey them to the conveyer 13.
  • a method of separating a plurality of articles will be described with reference to FIGS. 7A to 7C.
  • the robot arm 10 releases the articles 11b and 11c from the grip 2 in such a posture that the two articles 11b and 11c are aligned in the transport direction of the auxiliary conveyor 3.
  • item 11b is arrange
  • item 11c is arrange
  • the first article 11b and the second article 11c are arranged on the first conveyor 3b of the auxiliary conveyor 3.
  • the control device 20 detects the two articles 11b and 11c arranged side by side in the transport direction on the auxiliary conveyor 3 (step S22—Yes), and the auxiliary conveyor 3 is indicated by an arrow A41 in FIG. 7A. And the height of the auxiliary conveyor 3 is adjusted to the height of the conveying conveyor 13 (step S23).
  • FIG. 7B shows a state in which the height of the auxiliary conveyor 3 is adjusted to the height of the conveyor 13 for conveyance. At this time, the distance ⁇ d1 between the first article 11b and the second article 11c is relatively small.
  • step S24-Yes when it is determined that there are articles 11b and 11c arranged in the transport direction on the auxiliary conveyor 3 (step S24-Yes), the control device 20 starts the first conveyor of the auxiliary conveyor 3 from the state shown in FIG. 7B. 3b is driven at the first speed v 3b and the second conveyor 3c is driven at the second speed v 3c .
  • the second speed v 3c > the first speed v 3b . That is, the control device 20 operates the second conveyor 3c positioned downstream with respect to the traveling direction at a higher speed than the first conveyor 3b positioned upstream with respect to the traveling direction.
  • the first article 11b and the second article 11c on the first conveyor 3b are conveyed at the first speed v3b .
  • the first article 11b located on the downstream side is conveyed from the first conveyor 3b to the second conveyor 3c prior to the second article 11c.
  • the first article 11b on the second conveyor 3c is conveyed at the second speed v3b .
  • distance ⁇ d2 between the first article 11b and the second article 11c is shown in FIG. 7C It spreads out. That is, by increasing the second velocity v 3c of the second conveyor 3c closer to the conveyer 13 to the first speed v 3b of the first conveyor 3b, separated by increasing spacing between the two articles. That is, the interval between the two articles is adjusted.
  • step S27 the control device 20 determines whether or not the article on the auxiliary conveyor 3 is discharged to the transfer conveyor 13 based on the detection information of the article 11 on the auxiliary conveyor 3 detected by the second sensor 9. . The process waits until it is determined that the paper has been discharged to the transfer conveyor 13. If it is determined that the paper is discharged, the process proceeds to step S28.
  • step S28 the control device 20 drives the auxiliary conveyor elevating mechanism 4 to raise or lower the auxiliary conveyor 3 and raise the height of the auxiliary conveyor 3 in the article group 12 in the same manner as in step S12. Adjust the height based on the height of the top surface of the.
  • step S20 is performed after completion of step S28. That is, in the parallel processing from step S13 to step S21 and step S22 to step S28, after the article discharging operation from the auxiliary conveyor 3 to the transfer conveyor 13 is completed (step S27-Yes), the height of the auxiliary conveyor 3 is set to the height of the article. After the height is adjusted based on the height of the upper surface of the highest article in the group 12 (step S28), the robot arm 10 moves and places the article on the auxiliary conveyor 3 (step S21).
  • step S11 the control device 20 again adjusts the height of the LRF measurement position and the height of the auxiliary conveyor 3, and then performs a process for gripping the next article and a process for discharging the article on the auxiliary conveyor. Execute in parallel processing. Such a process is repeated until there are no articles that can be gripped by the robot arm 10 in the article group 12 and until there are no articles on the auxiliary conveyor 3.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the unloading operation of the unloading system 100 when the article group 12 is stored in the storage container 14 as illustrated in FIGS. 2A and 2B.
  • the height of the side wall 15 of the storage container 14 is assumed to be higher than the height of the upper surface of the highest article among the article group 12 in the storage container 14.
  • the unloading operation shown in FIG. 8 will be described focusing on differences from the unloading operation shown in FIG.
  • step S51 the control device 20 drives the LRF lifting mechanism 7 so that the LRF measurement position is adjusted based on the height of the storage container 14.
  • the LRF measurement position to be height-adjusted here is a height that is a certain distance higher than the height of the storage container 14.
  • step S52 the control device 20 drives the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 so that the height of the auxiliary conveyor 3 is adjusted based on the height of the storage container 14.
  • control device 20 starts the processing from step S53 to step S61 and the processing from step S62 to step S68 in parallel.
  • Steps S53 to S59 are the same as Steps S13 to S19 described above. That is, the control device 20 acquires article position information representing the position information of the article 11 based on the distance information acquired from the distance sensor 5 (step S53), and determines one or more gripping target articles based on this. (Steps S54 to S57) The robot arm 10 pulls up the gripping target article until it is determined that the bottom of the gripping target article has exceeded the LRF measurement position (Steps S58 and S59).
  • step S60 the control device 20 determines whether or not the auxiliary conveyor 3 has been adjusted in height based on the height of the storage container 14.
  • step S60 is a step for confirming that the process of step S68 described later has been completed. The process waits until it is determined that the height has been adjusted. If it is determined that the height has been adjusted, the process proceeds to step S61.
  • step S61 as in step S21, the control device 20 moves the article gripped by the grip portion 2 of the robot arm 10 to the auxiliary conveyor 3 and places it on the auxiliary conveyor surface 3a.
  • Steps S62 to S67 are the same as Steps S22 to S67 described above. That is, if there is an article on the auxiliary conveyor 3, the control device 20 adjusts the height of the auxiliary conveyor 3 to the height of the conveying conveyor 13 (step S62, step S63), and drives the auxiliary conveyor 3 to drive the auxiliary conveyor surface. The article on 3a is conveyed to the conveying conveyor 13 (steps S64 to S66), and the completion of discharging the article to the conveying conveyor 13 is detected (step S67).
  • step S68 the control device 20 drives the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 in the same manner as in step S52 to raise or lower the auxiliary conveyor 3 so that the height of the auxiliary conveyor 3 becomes the height of the storage container 14. Adjust the height based on.
  • step S60 is performed. That is, in the parallel processing from Step S53 to Step S61 and Step S62 to Step S68, the height of the auxiliary conveyor 3 is stored after the article discharging operation from the auxiliary conveyor 3 to the transfer conveyor 13 is completed (Step S67-Yes). After matching the height (LRF measurement position) based on the height of the container 14 (step S68), the robot arm 10 moves and arranges the articles on the auxiliary conveyor 3 (step S61).
  • step S53 After the processing from step S53 to step S67 is completed, the control device 20 repeats the parallel processing of step S53 and step S62 again.
  • the height of the auxiliary conveyor 3 has already been adjusted based on the height of the storage container 14 in step S68, it is not necessary to adjust the height of the auxiliary conveyor 3 again.
  • the auxiliary conveyor 3 has a height (LRF measurement position) higher than the height H 14 of the storage container 14 by a certain distance and the height of the conveyor 13 for conveyance. It will simply reciprocate with H13.
  • the control device 20 assists the robot arm 10 according to the operation of placing the article gripped by the gripping unit 2 on the auxiliary conveyor 3.
  • the operation of the auxiliary conveyor elevating mechanism 4 is controlled so that the height of the conveyor 3 is adjusted based on the sensor height (LRF measurement position) that is the height at which the LRF 6 as the second distance sensor is disposed.
  • the controller 20 sets the height of the auxiliary conveyor 3 to the height at which the LRF 6 is disposed before the robot arm 10 holds the article gripped by the robot arm 10 on the auxiliary conveyor 3.
  • the height of the auxiliary conveyor 3 is controlled by the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 based on the height of the transfer conveyor 13.
  • the auxiliary conveyor 3 is provided between the robot arm 10 and the transfer conveyor 13, so that the robot arm 10 can be transported directly to the transfer conveyor 13.
  • the horizontal movement path can be shortened.
  • the auxiliary conveyor 3 with the auxiliary conveyor elevating mechanism 4 and moving it up and down, the operation path in the vertical direction of the robot arm 10 can be shortened. Thereby, the tact time of the unloading system 100 is improved.
  • the operation path of the robot arm 10 is shortened by providing the auxiliary conveyor 3 in the operation path (movement path) from the robot arm 10 to the conveyor 13 for transfer. Compared with the case where the robot arm 10 directly conveys the article to the conveyer 13, the operation path can be shortened both in the horizontal direction and in the vertical direction, and the tact time of the unloading system 100 can be improved.
  • the unloading system 100 is arranged at a height that is a certain distance higher than the height of the upper surface of the article that is the highest position of the article group 50 or the height of the storage container that stores the article group.
  • An LRF 6 is provided as a sensor.
  • the LRF 6 is a sensor that detects the presence or absence of an article gripped by the robot arm 10 with the grip portion 2 at the LRF measurement position, which is the height at which the LRF 6 is disposed.
  • the auxiliary conveyor 3 adjusts the height of the auxiliary conveyor 3 to the height at which the LRF 6 is arranged in accordance with the operation in which the control device 20 places the article gripped by the robot arm 10 on the auxiliary conveyor 3. By controlling the operation of the lifting mechanism 4, the tact time of the unloading system 100 can be improved.
  • the robot arm 10 determines whether the article has been pulled out by the control device 20. By determining completion of drawing of the article, the robot arm 10 does not need to lift the article more than necessary. That is, the tact time of the unloading system 100 can be improved by the article extraction determination using the LRF 6.
  • the LRF 6 as the second distance sensor used for the determination of the lifting of the article by the robot arm 10 is moved up and down by the LRF lifting mechanism 7.
  • the LRF measurement position can be adjusted at any time based on the height of the article at the highest position in the article group 12. Since the height of the auxiliary conveyor 3 can be adjusted at any time based on the height of the article at the highest position, the vertical movement path of the robot arm 10 is shortened, and the tact time of the unloading system 100 is reduced. Can be improved.
  • the height of the auxiliary conveyor 3 when the robot arm 10 places an article is not limited to a height that is higher than the height of the upper surface of the article in the article group 12 by a certain distance. You may set to arbitrary height between the height of the conveyor 13 for conveyance.
  • the control device 20 sets the height of the auxiliary conveyor 3 to the height of the upper surface of the article at the highest position in the article group 12 before placing the article gripped by the robot arm 10 on the auxiliary conveyor 3 on the auxiliary conveyor 3.
  • the operation of the auxiliary conveyor lifting mechanism 4 is controlled so as to be an arbitrary height between the height of the storage container 14 storing the article group 12 and a certain height higher than the height of the conveyor 13. To do. For example, if the height of the auxiliary conveyor 3 is matched with the height of the bottom surface of the article at the highest position in the article group 12, the vertical movement path of the robot arm 10 can be further shortened.
  • the control device 20 causes the operation of conveying the article on the auxiliary conveyor 3 to the conveyer 13 and the operation of determining the next object to be grasped and gripping it by the robot arm 10 in parallel. Therefore, there is no waste of time. After confirming that the article on the auxiliary conveyor 3 is discharged to the conveyor 13, the control device 20 further determines the height of the upper surface of the article at the highest height of the auxiliary conveyor 3 or the storage container 14. After confirming that the height has been adjusted to a certain height higher than the height, the article is placed on the auxiliary conveyor 3 by the robot arm 10. Thereby, the operation path of the robot arm 10 is reliably shortened.
  • the control device 20 when there are a plurality of articles that can be gripped at the same time, the control device 20 causes the robot arm 10 to simultaneously convey the plurality of articles. And before making it flow to the conveyor 13 for conveyance, a difference is partially made to the conveyance speed of the auxiliary

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Abstract

荷降しシステムは、物品群の物品を把持するロボットアームと、ロボットアームが把持した物品が載置され、載置された物品を搬送用コンベアに搬送する補助コンベアと、補助コンベアを昇降させる昇降機構と、物品群の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されたセンサと、ロボットアームが把持している物品を補助コンベアに配置する動作に応じて、補助コンベアの高さをセンサが配置された高さに合わせるように、補助コンベア昇降機構の動作を制御する制御装置とを有している。

Description

荷降しシステム、荷降し制御装置、荷降しシステムの制御方法及びコンピュータ可読記憶媒体
　本発明の実施形態は、荷降しシステム、荷降し制御装置、荷降しシステムの制御方法及びコンピュータ可読記憶媒体に関する。
　物流倉庫などの現場において、収納された商品等の荷物を搬送用コンベア等に荷降しする場合に、荷降し装置が用いられることがある。例えば、ロボットアーム及びロボットアームの先端に設けられて荷物を把持する把持部を有する荷降し装置が知られている。荷降し装置では、物流現場においてタクトタイムの短縮が求められている。
　このような荷降し装置では、ロボットアームの制御のみでタクトタイムを短縮しようとすると、ロボットアームの速度を上げることとなる。しかしながら、ロボットアームの速度を上げるのみでは、把持した荷物を落下させてしまう可能性もあり、実現できるタクトタイムに限界がある。
日本国特開２０１６－１１５８８７号公報
　本発明は、上記の課題を解決するために、物品を把持するロボットを用いた荷降しシステムにおけるタクトタイムを短縮することを目的とする。
　実施形態によれば、荷降しシステムは、物品群から１又は複数の物品を把持する把持部を有するロボットアームと、前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品が載置され、載置された物品を搬送用コンベアに搬送する補助コンベアと、前記補助コンベアを昇降させる補助コンベア昇降機構と、前記物品群の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は前記物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されたセンサであって、センサが配置されたセンサ高さにおける、前記センサから前記ロボットアームが前記把持部で把持している物品までの距離を測定する、センサと、前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を前記補助コンベアに載置する動作に応じて、前記補助コンベアの高さを前記センサ高さに合わせるように、前記補助コンベア昇降機構の動作を制御する制御装置と、を具備する。
図１Ａは、荷降しシステムの一例を概略的に示す上面図である。 図１Ｂは、荷降しシステムの一例を概略的に示す側面図である。 図２Ａは、荷降しシステムの一例を概略的に示す上面図である。 図２Ｂは、荷降しシステムの一例を概略的に示す側面図である。 図３は、荷降しシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図４は、荷降しシステムによる荷降し動作の一例を示すフローチャートである。 図５Ａは、荷降しシステムの動作の一例を示す上面図である。 図５Ｂは、荷降しシステムの動作の一例を示す側面図である。 図６Ａは、荷降しシステムの動作の一例を示す上面図である。 図６Ｂは、荷降しシステムの動作の一例を示す側面図である。 図７Ａは、補助コンベアが複数の物品を分離する動作の一例を示す側面図である。 図７Ｂは、補助コンベアが複数の物品を分離する動作の一例を示す側面図である。 図７Ｃは、補助コンベアが複数の物品を分離する動作の一例を示す側面図である。 図８は、荷降しシステムによる荷降し動作の一例を示すフローチャートである。
実施形態
　本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、荷物を把持するロボットを用いた荷降しシステムにおけるタクトタイム短縮の手法を提案する。
　図１Ａは、実施形態に係る荷降しシステム１００の一例を概略的に示す上面図である。図１Ｂは、荷降しシステム１００の一例を概略的に示す側面図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、簡略化のために荷降しシステム１００の構成の一部を省略している。また、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、Ｘ方向とＹ方向（水平方向）、及びＺ方向（鉛直方向又は上下方向）を定義する。
　荷降しシステム１００は、物流現場などで用いられる、積み重ねられた荷物の荷降しを行うシステムである。荷降しシステム１００は、ロボットアーム１０と、補助コンベア３と、補助コンベア昇降機構４と、第１距離センサ５と、第２距離センサ６と、第２距離センサ昇降機構７と、第１センサ８と、第２センサ９と、制御装置２０とを有している。荷降しシステム１００は、例えば荷降し対象の荷物である物品１１を搬送用コンベア１３に搬送するシステムである。搬送用コンベア１３は、荷降し後の物品１１を搬送する搬送機構である。
　荷降しシステム１００は、所定位置に置かれた物品１１をロボットアーム１０及び補助コンベア３を用いて搬送用コンベア１３に搬送させるシステムである。本実施形態では、物品を所定位置から搬送用コンベア１３まで移動させる経路中に補助コンベア３が設けられている。
　本実施形態において、所定位置に置かれる１以上の物品１１を物品群１２と称する。物品群１２は、１以上の物品１１を含み、例えば、複数の物品１１が鉛直方向（Ｚ方向）に積み重ねられた段が水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向、又はその両方）に複数並べられたもの（物品のスタック）を指す。物品群１２は、台車等に積載されてもよいし、格納容器に収納されてもよい。
　ロボットアーム１０は、物品群１２の１又は複数の物品１１を把持し、把持した物品１１を補助コンベア３上に載置する。補助コンベア３は、ロボットアーム１０により補助コンベア３上に載置された物品１１を搬送用コンベア１３に搬送する。補助コンベア３を設けたことにより、ロボットアーム１０の水平方向の動作経路（移動距離）が短縮される。また、補助コンベア昇降機構４により、補助コンベア３の高さが変更可能である。昇降する補助コンベア３を設けたことにより、ロボットアーム１０の鉛直方向の動作経路（移動距離）が短縮される。
　ロボットアーム１０は、物品を移動させる装置である。本実施形態では、ロボットアーム１０は、物品群１２の荷降しに用いられる。ロボットアーム１０は、制御装置２０により動作を制御される。ロボットアーム１０は、アーム機構１と、アーム機構１の先端に設けられた把持部２とを有している。
　アーム機構１は、例えば、複数のアームと、アーム間を連結している複数の関節機構とを有している。関節機構は、制御装置２０の制御により動作し、連結している２つのアームの相対的な角度を変化させる。すなわち、関節機構の動作によってアームが移動する。
　把持部２は、物品１１を把持する。例えば、把持部２は、物品１１に吸着する吸着パッドを含む。吸着パッドの数は、１つでもよいし、複数であってもよい。吸着パッドが物品１１の表面に接した状態で、制御装置２０の制御により吸着パッド内が負圧にされると、吸着パッドは、物品１１の表面に吸着（真空吸着）する。吸着パッド内の負圧が解除されると、吸着パッドは物品１１をリリースする。このように、把持部２は、例えば吸着によって物品１１を把持する。
　あるいは、把持部２は、物品１１を挟持するグリッパを含むものであってよい。グリッパは、例えば、複数の指と、複数の指を連結している複数の関節機構とを備える。関節機構は、制御装置２０の制御により動作し、関節機構の動作に連動して指が動作するように構成されてよい。グリッパは、例えば、複数の指による２点以上の接点で、対向する複数の方向から物品１１に対して力を加える。これにより、把持部２は、指と物品１１との間に生じる摩擦によって物品１１を把持する。
　把持部２として、吸着による把持機構である吸着パッド、挟持による把持機構であるグリッパを挙げたが、把持部２はこれに限定されない。物品群１２から１又は複数の物品１１を把持可能な種々の把持機構を採用してよい。
　補助コンベア３は、ロボットアーム１０が把持部２で把持した物品を受けて搬送用コンベア１３へと搬送する搬送機構である。補助コンベア３は、制御装置２０により動作を制御される。補助コンベア３は、ロボットアーム１０の把持部２で把持された物品が置かれる補助コンベア面３ａを有している。補助コンベア３は、例えば、図１Ａに矢印Ａ３で示される補助コンベア３の搬送方向（略Ｘ方向）が、矢印Ａ１３で示される搬送用コンベア１３の搬送方向（Ｙ方向）と交差するように配置されている。補助コンベア面３ａ上を搬送された物品１１は、搬送用コンベア１３の搬送用コンベア面１３ａに排出される。
　補助コンベア３は、互いに異なる搬送速度で動作可能な複数のコンベアを含んでよい。補助コンベア３は、例えば第１コンベア３ｂと第２コンベア３ｃとを含む。第１コンベア３ｂと第２コンベア３ｃとは、制御装置２０の制御により独立して動作を制御される。補助コンベア３は、例えば、第１コンベア３ｂの速度と第２コンベア３ｃの速度とが異なるようにして駆動可能である。各コンベア３ｂ，３ｃは、補助コンベア３の搬送方向Ａ３に沿って並べて配置されたベルトコンベアである。あるいは、並べて配置された複数のローラからなるローラーコンベアであってよい。
　補助コンベア昇降機構４は、補助コンベア３を上下方向（図１Ｂに双方向矢印Ａ４で示される方向）に移動させる、すなわち補助コンベア３を昇降させるリフト機構である。補助コンベア昇降機構４は、制御装置２０により動作を制御される。例えば、補助コンベア昇降機構４の不図示のモータが、制御装置２０の制御により駆動され、補助コンベア３を上昇又は降下させる。つまり、補助コンベア昇降機構４の動作により、補助コンベア３は高さを変更可能である。補助コンベア３の上面である補助コンベア面３ａの高さは、補助コンベア昇降機構４により、例えば、搬送用コンベア１３の上面である搬送用コンベア面１３ａの高さと略同一の高さＨ１３と、後述する第２距離センサ６が配置されたセンサ高さＨ６との間で変更可能であってよい。
　第１距離センサ５は、物品群１２の各物品１１までの距離を計測するセンサである。第１距離センサ５は、制御装置２０により動作を制御される。第１距離センサ５は、図１Ａに示されるように、荷降し対象の物品群１２の上方に配置される。第１距離センサ５は、例えば、異なる２点から物品１１を撮像した際の視差に基づいて物品１１までの距離を計測するステレオカメラである。第１距離センサ５は、物品群１２のなかからロボットアーム１０が把持する把持対象物品を特定するために用いられる。
　第２距離センサ６は、例えばレーザーレンジファインダ（ＬＲＦ）である。以下、第２距離センサ６をＬＲＦ６、第２距離センサ昇降機構７をＬＲＦ昇降機構７として説明する。また、第１距離センサ５を単に距離センサ５と称する。ＬＲＦ６は、物品群１２の近傍に配置される。ＬＲＦ６は、制御装置２０により動作を制御される。ＬＲＦ６は、例えば半導体レーザーからレーザー光を発振して照射し、例えば物品１１である対象物までの距離を測定する。測定された距離の値に基づいて、物品１１の有無が判断される。例えばＬＲＦ６により有効な値が検出された場合に、物品１１が存在すると判断される。有効な値とは、測定された距離の値が、対象物である把持する物品１１が存在し得る範囲の値である。なお、ＬＲＦ以外の距離センサ、あるいは物品の有無を検出可能な他のセンサを採用してもよい。
　ＬＲＦ昇降機構７は、ＬＲＦ６を上下方向（図１Ｂに双方向矢印Ａ７で示される方向）に移動させるリフト機構である。ＬＲＦ昇降機構７は、例えば、鉛直方向に延びた支柱を有し、その支柱にＬＲＦ６が上下方向に移動可能に配置されている。ＬＲＦ昇降機構７は、制御装置２０により動作を制御される。例えば、ＬＲＦ昇降機構７の不図示のモータが、制御装置２０の制御により駆動され、ＬＲＦ６を上昇又は降下させる。つまり、ＬＲＦ昇降機構７の動作により、ＬＲＦ６はＬＲＦ測定位置である高さＨ６（センサ高さ）を変更可能である。
　第１センサ８は、補助コンベア３上の物品の有無を検出するセンサである。第１センサ８は、補助コンベア３の上方に、例えば補助コンベア３の搬送方向Ａ３に略直交する幅にわたって物品の有無を検出するように配置されている。ロボットアーム１０により補助コンベア３に物品１１が載置された場合、第１センサ８は、補助コンベア面３ａ上に物品１１があることを検出する。第１センサ８には、光学センサ、画像センサなどの種々の検出装置を用いてよい。
　第２センサ９は、補助コンベア３から搬送用コンベア１３への物品の排出を検出するセンサである。第２センサ９は、補助コンベア３の上方に、例えば補助コンベア３の搬送方向Ａ３に略直交する幅にわたって物品の有無を検出するように配置されている。第２センサ９は、補助コンベア３と搬送用コンベア１３との合流位置の近傍に配置されている。第２センサ９は、補助コンベア面３ａ上の物品１１が補助コンベア３から搬送用コンベア１３に排出されたことを検出する。第２センサ９にも、光学センサ、画像センサなどの種々の検出装置を用いてよい。
　荷降し対象である物品１１は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、物品群１２として補助コンベア３の近傍に配置される。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、物品群１２の各物品１１のサイズが揃っている、すなわち同じサイズであるが、これに限定されない。サイズの異なる種々の物品１１を含む物品群１２が荷降し対象であってよい。
　図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、物品群１２が格納容器１４に格納された状態で補助コンベア３の近傍に配置されてもよい。格納容器１４は、鉛直方向に延びた側壁１５と、底面１６とを有している。物品１１は、格納容器１４の底面１６の上に積み重ねられた物品群１２として配置されている。格納容器１４の高さＨ１４（側壁１５の高さ）は、例えば、格納容器１４に格納された物品１１のうち最も高い位置にある物品の上面の高さＨ１１よりも高い。
　搬送用コンベア１３は、物流現場で用いられる一般的なベルトコンベアである。荷降し後の物品１１が搬送用コンベア１３で搬送される。
　図３は、荷降しシステム１００の構成の一例を示すブロック図である。制御装置２０は、１又は複数台のコンピュータにより構成され、通信インタフェース２１と、プロセッサ２２と、メモリ２３と、ストレージ２４とを有している。これらは、バスライン２５を介して通信可能である。また、制御装置２０は、図示しない操作端末を有している。操作端末は、例えば、画面表示と制御装置２０への指示入力とに用いられるタッチパネルであってよい。操作端末は、タッチパネルに代わって、ディスプレイなどの表示装置とキーボード又はマウスなどの入力装置とを有してもよい。
　通信インタフェース２１は、直接又はネットワーク経由で外部機器と通信するインタフェースである。通信インタフェース２１は、ロボットアーム１０、補助コンベア３、補助コンベア昇降機構４、距離センサ５、ＬＲＦ６、ＬＲＦ昇降機構７、第１センサ８及び第２センサ９と通信するための通信規格などに対応した端子及び回路を備える。通信インタフェース２１は、プロセッサ２２の制御に基づいて、ネットワーク３０を介して、ロボットアーム１０、補助コンベア３、補助コンベア昇降機構４、距離センサ５、ＬＲＦ６、ＬＲＦ昇降機構７、第１センサ８及び第２センサ９と通信する。また、通信インタフェース２１は、磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどのようなリムーバブルな記憶媒体、即ち非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶された制御プログラム及び各種データ（以下、プログラム等）を読み出す。さらに、通信インタフェース２１は、ネットワーク経由で外部サーバと通信し、外部サーバからプログラム等を受信する。
　コンピュータの中枢として機能するプロセッサ２２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。コンピュータ可読記憶媒体としてのメモリ２３は、読み出し専用のデータメモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）及びデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体としてのストレージ２４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）などの大容量ストレージであってよい。メモリ２３（非一時的なコンピュータ可読記憶媒体としてのＲＯＭ）及びストレージ２４の少なくとも一方は、荷降しシステム１００の各機器のプログラム等を記憶している。プロセッサ２２は、メモリ２３及びストレージ２４の少なくとも一方に記憶されているプログラム等に基づいて種々の処理を行う。つまり、プロセッサ２２は、ソフトウェア機能部として各種プログラムを実行する。プロセッサ２２に代わって、ハードウェア機能部としてのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの制御回路が用いられてもよい。例えば、通信インタフェース２１は、リムーバブルなコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム等を読み出して、或いは、外部サーバからプログラム等を受信し、読み出した又は受信したプログラム等をメモリ２３及びストレージ２４の少なくとも一方に格納する。プロセッサ２２は、格納されたプログラム等を実行することにより、プログラム等のインストールを完了する。
　本実施形態では、１つの制御装置２０が荷降しシステム１００の各機器の制御を実行するとして説明しているが、制御装置２０の数はこれに限定されない。互いに通信可能な複数の制御装置がそれぞれの機器の制御を実行してもよい。
　図４を参照して、本実施形態における荷降しシステム１００の荷降し動作の一例について説明する。荷降しシステム１００では、昇降する補助コンベア３により、ロボットアーム１０の水平方向及び鉛直方向の動作経路の短縮を図る。
　図４は、荷降しシステム１００による荷降し動作の一例を示すフローチャートである。物品群１２が補助コンベア３の近傍の所定位置にセットされた後、荷降し動作が開始される。例えば、ユーザーが不図示の操作端末から荷降し開始指示を入力することにより、制御装置２０の制御による荷降し動作が開始される。
　ステップＳ１１において、制御装置２０は、ＬＲＦ６の測定位置（ＬＲＦ測定位置）を物品群１２のうち最も高い物品の高さに基づいて高さ合わせするように、ＬＲＦ昇降機構７を駆動させる。例えば、あるＬＲＦ測定位置でＬＲＦ６が物品１１までの距離を測定する。制御装置２０は、ＬＲＦ６の測定結果を示す値を取得し、取得した値が物品１１の検出に有効な値である場合に、つまり物品１１を検出した場合、ＬＲＦ昇降機構７によりＬＲＦ６を所定高さ上昇させる。物品１１を検出したと判断されなくなるまでこれが繰り返される。制御装置２０が物品１１を検出したと判断しなくなった場合、ＬＲＦ測定位置の高さが物品群１２の最も高い物品の上面の高さに基づく高さ合わせが完了したこととする。例えば、図１Ｂには、物品群１２の最も高い物品の上面に高さ合わせされたＬＲＦ６が示されている。
　ここで高さ合わせされるＬＲＦ測定位置は、物品群１２のうち最も高い物品の高さと同じ高さではなく、物品群１２のうち最も高い物品の上面から一定距離高い位置である。一定距離は、荷降しシステム１００に含まれる各装置の誤差や装置間の信号の送受信によるタイムラグを吸収でき、また、物品の移送による揺れ、傾きが起きても他の荷物と干渉しない程度の値に設定することができ、具体的には例えば１０ｃｍ程度であってよい。
　ステップＳ１２において、制御装置２０は、補助コンベア３の高さを物品群１２のうち最も高い物品の高さに基づいて高さ合わせするように、補助コンベア昇降機構４を駆動させる。制御装置２０は、例えばステップＳ１１で高さ合わせしたＬＲＦ測定位置の高さ情報に基づいて、補助コンベア３の高さ合わせをする。例えば、図１Ｂには、物品群１２の最も高い物品の上面に高さ合わせされた補助コンベア３が示されている。
　ステップＳ１２の後、制御装置２０は、ステップＳ１３からステップＳ２１までの処理と、ステップＳ２２からステップＳ２８までの処理とを並列して開始する。ステップＳ１３からステップＳ２１は、ロボットアーム１０による把持対象物品の把持から補助コンベア３への配置に係わる処理である。ステップＳ２２からステップＳ２８は、補助コンベア３に配置された物品の搬送用コンベア１３への搬送に係わる処理である。
　まず、ステップＳ１３からステップＳ２１の処理について説明する。
　ステップＳ１３において、制御装置２０は、距離センサ５を動作させる。例えばステレオカメラである距離センサ５が、異なる２点から撮像した際の視差に基づいて距離センサ５と物品群１２の各物品１１との距離を計測する。制御装置２０は、距離センサ５が計測した距離情報を取得することにより、物品群１２の各物品１１の位置を検知する。すなわち、制御装置２０は、３次元空間における物品１１の位置情報を表す物品位置情報を取得する。
　ステップＳ１４において、制御装置２０は、ステップＳ１３で取得した物品位置情報に基づいて、ロボットアーム１０で把持可能な物品の有無を判定する。把持可能な物品がないと判定された場合には（ステップＳ１４－Ｎｏ）、処理は終了する。ステップＳ１３で取得した物品位置情報から物品がないと判定された場合、物品を認識できなかった場合、物品がロボットアーム１０の可動範囲外にある場合などに、制御装置２０は把持可能な物品がないと判定し、処理は終了する。把持可能な物品があると判定された場合には（ステップＳ１４－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１５に進む。
　ステップＳ１５において、制御装置２０は、ステップＳ１３で取得した物品位置情報に基づいて、把持対象物品を特定する。制御装置２０は、取得した物品位置情報から、上面位置が最も高い物品の１つをロボットアーム１０の把持対象物品と決定する。
　ステップＳ１６において、制御装置２０は、ステップＳ１５で特定した把持対象物品と同時にロボットアーム１０で把持可能な物品の有無を判定する。同時に把持可能な物品は、例えば、物品のサイズと、ロボットアーム１０の把持部２で同時に把持可能な物品の許容サイズとに基づいて判定されてよい。物品のサイズは、例えば物品位置情報から取得可能である。同時に把持可能な物品の許容サイズは、例えばロボットアーム１０の制御プログラムに関連してストレージ２４に記憶されたデータから取得可能である。同時に把持可能な物品は、１つであっても複数であってもよい。同時に把持可能な物品があると判定された場合には（ステップＳ１６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１７に進む。ないと判定された場合には（ステップＳ１６－Ｎｏ）、処理はステップＳ１８に進む。
　ステップＳ１７において、制御装置２０は、ステップＳ１６で同時に把持可能であると判定された物品をロボットアーム１０の把持対象物品に追加する。
　ステップＳ１８において、制御装置２０は、制御プログラムにしたがってロボットアーム１０を動作させる。制御装置２０は、ステップＳ１５及びステップＳ１７で設定した１又は複数の把持対象物品をロボットアーム１０の把持部２で把持して鉛直方向へ引き上げる動作をロボットアーム１０に行わせる。このとき、制御装置２０は、ＬＲＦ６も動作させる。ＬＲＦ６は、ロボットアーム１０が把持対象物品を引き上げているときのＬＲＦ測定位置の水平面における物品の有無を検出する。
　ステップＳ１９において、制御装置２０は、ＬＲＦ６による物品１１までの距離の測定結果を示す値に基づいて、把持対象物品の底がＬＲＦ測定位置を超えたか否かを判定する。把持対象物品がロボットアーム１０により引き上げられると、ＬＲＦ６は、物品１１の検出に有効な値を物品１１までの距離として検出する。この場合、制御装置２０は、ＬＲＦ６の検出結果に基づいて、物品１１を検出したと判断する。把持対象物品がさらに引き上げられて当該物品の底がＬＲＦ測定位置を超えると、ＬＲＦ６は、物品１１の検出に有効でない値（例えば物品１１までの距離∞）を検出する。この場合、制御装置２０は、ＬＲＦ６の検出結果に基づいて、物品１１を検出しなくなった、すなわち把持対象物品の底面がＬＲＦ測定位置の高さを超えたと判定する。このように、制御装置２０は、ＬＲＦ６が測定する距離情報に基づいて、把持対象物品の底面がＬＲＦ測定位置の高さを超えたと判定するまで、ロボットアーム１０を動作させて把持対象物品を上昇させる。把持対象物品の底がＬＲＦ測定位置を超えたと判定されると、処理はステップＳ２０に進む。
　ステップＳ２０において、制御装置２０は、補助コンベア３が物品群１２のうち最も高い物品の上面に基づいて高さ合わせ済みであるか否かを判定する。ここで、ステップＳ２０は、後述するステップＳ２８の処理が完了したことを確認するためのステップである。高さ合わせ済みであると判定されるまで待機し、高さ合わせ済みであると判定されたら処理はステップＳ２１に進む。
　ステップＳ２１において、制御装置２０は、ロボットアーム１０の把持部２で把持している物品を補助コンベア３に移動させて、補助コンベア面３ａに配置させる。例えば図５Ａには、ロボットアーム１０により物品１１ａが補助コンベア３上に配置された状態が示されている。また、把持部２が複数の物品を同時に把持している場合には、ロボットアーム１０は、例えば図７Ａに示されるように、複数の物品１１ｂ，１１ｃが補助コンベア３の搬送方向に並ぶような姿勢で物品をリリースする。これにより、ロボットアーム１０による物品の搬送動作が完了する。
　次に、ステップＳ２２からステップＳ２８の処理について説明する。ステップＳ１３の処理開始とともに、ステップＳ２２の処理が開始される。
　ステップＳ２２において、制御装置２０は、第１センサ８が検出した補助コンベア３上の物品１１の検出情報に基づいて、補助コンベア３上の物品の有無を判定する。補助コンベア３上に物品がないと判定された場合には（ステップＳ２２－Ｎｏ）、処理は終了する。あると判定された場合には（ステップＳ２２－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２３に進む。
　なお、補助コンベア３上の物品の有無の判定には、ＬＲＦ６を用いてもよい。例えば、ＬＲＦ６がその測定範囲の水平面において再び物品を検出した場合、制御装置２０は、補助コンベア３上に物品があると判定してよい。
　ステップＳ２３において、制御装置２０は、補助コンベア昇降機構４を駆動させることにより、補助コンベア３を上昇又は降下させて補助コンベア３の高さを搬送用コンベア１３の高さＨ１３に合わせる。搬送用コンベア１３の高さは不変であり、搬送用コンベア面１３ａの高さは例えばストレージ２４に予め記憶されていてよい。例えば、図５Ｂには、補助コンベア昇降機構４により補助コンベア３が矢印Ａ４１で示されるように下降されて補助コンベア３の高さが搬送用コンベア１３の高さＨ１３に合わせられた状態が示されている。
　ステップＳ２４において、制御装置２０は、補助コンベア面３ａ上に搬送方向に並んだ複数の物品の有無を判定する。制御装置２０は、例えば、ロボットアーム１０の直前の制御情報から、補助コンベア３上にロボットアーム１０により複数の物品が載置されているかを判定する。複数の物品があると判定された場合には（ステップＳ２４－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２６に進む。複数の物品がないと判定された場合には（ステップＳ２４－Ｎｏ）、処理はステップＳ２５に進む。
　ステップＳ２５において、制御装置２０は、補助コンベア３を駆動させて補助コンベア面３ａ上の物品１１ａを搬送用コンベア１３へと搬送する。例えば、図６Ａ及び図６Ｂには、補助コンベア３から搬送用コンベア１３へと搬送されている物品１１ａが示されている。
　ステップＳ２６において、制御装置２０は、補助コンベア３を駆動させて複数の物品を分離して搬送用コンベア１３へと搬送する。ここで、複数の物品を分離する手法について、図７Ａ乃至図７Ｃを参照して説明する。
　例えば、図７Ａに示されるように、ロボットアーム１０は、２つの物品１１ｂ，１１ｃが補助コンベア３の搬送方向に並ぶような姿勢で、物品１１ｂ，１１ｃを把持部２からリリースする。これにより、補助コンベア３上において、進行方向に対して下流に第１の物品１１ｂが、また、進行方向に対して上流に第２の物品１１ｃがそれぞれ配置される。例えば、補助コンベア３の第１コンベア３ｂ上に、第１の物品１１ｂ及び第２の物品１１ｃが配置される。
　その後、制御装置２０は、補助コンベア３上に搬送方向に並んで配置された２つの物品１１ｂ，１１ｃを検出して（ステップＳ２２－Ｙｅｓ）、補助コンベア３を図７Ａに矢印Ａ４１で示されるように下降させて補助コンベア３の高さを搬送用コンベア１３の高さに合わせる（ステップＳ２３）。例えば、図７Ｂには、補助コンベア３の高さが搬送用コンベア１３の高さに合わせられた状態が示されている。このとき、第１の物品１１ｂと第２の物品１１ｃとの間の間隔Δｄ１は比較的小さい。
　次いで、補助コンベア３上に搬送方向に並んだ物品１１ｂ，１１ｃがあると判定されると（ステップＳ２４－Ｙｅｓ）、制御装置２０は、図７Ｂに示される状態から、補助コンベア３の第１コンベア３ｂを第１速度ｖ３ｂで、第２コンベア３ｃを第２速度ｖ３ｃでそれぞれ駆動させる。ここで、第２速度ｖ３ｃ＞第１速度ｖ３ｂである。すなわち、制御装置２０は、進行方向に対して下流に位置する第２コンベア３ｃを、進行方向に対して上流に位置する第１コンベア３ｂよりも速い速度で動作させる。
　補助コンベア３が駆動されると、第１コンベア３ｂ上の第１の物品１１ｂ及び第２の物品１１ｃが第１速度ｖ３ｂで搬送される。そして、物品１１ｂ，１１ｃのうち、下流側に位置する第１の物品１１ｂが、第２の物品１１ｃに先立って第１コンベア３ｂから第２コンベア３ｃに搬送される。第１の物品１１ｂが第２コンベア３ｃに到達すると、第２コンベア３ｃ上の第１の物品１１ｂは第２速度ｖ３ｂで搬送される。このとき、第１コンベア３ｂ上の第２の物品１１ｃは未だ第１速度ｖ３ａで搬送されているため、第１の物品１１ｂと第２の物品１１ｃとの間の間隔Δｄ２が図７Ｃに示されるように広がる。つまり、搬送用コンベア１３に近い第２コンベア３ｃの第２速度ｖ３ｃを第１コンベア３ｂの第１速度ｖ３ｂに対して上げることで、２つの物品間の間隔を広げて分離する。すなわち、２つの物品間の間隔が調整される。
　ステップＳ２５又はステップＳ２６の後、処理はステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、制御装置２０は、第２センサ９が検出した補助コンベア３上の物品１１の検出情報に基づいて、補助コンベア３上の物品が搬送用コンベア１３に排出されたか否かを判定する。搬送用コンベア１３に排出されたと判定されるまで待機し、排出されたと判定されたら処理はステップＳ２８に進む。
　ステップＳ２８において、制御装置２０は、ステップＳ１２と同様にして、補助コンベア昇降機構４を駆動させて、補助コンベア３を上昇又は降下させて補助コンベア３の高さを物品群１２のうち最も高い物品の上面の高さに基づいて高さ合わせする。
　なお、ステップＳ２８の完了を待って、ステップＳ２０が行われる。すなわち、ステップＳ１３からステップＳ２１とステップＳ２２からステップＳ２８との並列処理において、補助コンベア３から搬送用コンベア１３への物品排出動作の完了後（ステップＳ２７－Ｙｅｓ）、補助コンベア３の高さを物品群１２の最も高い物品の上面の高さに基づいて高さ合わせしてから（ステップＳ２８）、ロボットアーム１０による補助コンベア３への物品の移動及び載置が行われる（ステップＳ２１）。
　ステップＳ１３からステップＳ２７の処理の完了後、処理はステップＳ１１に戻る。つまり、制御装置２０は、再び、ＬＲＦ測定位置の高さ合わせ、補助コンベア３の高さ合わせをし、その後、次の物品把持のための処理と補助コンベア上の物品排出のための処理とを並列処理で実行する。物品群１２にロボットアーム１０で把持可能な物品がなくなるまで、及び、補助コンベア３上の物品がなくなるまで、このような処理が繰り返される。
　図８は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるような、物品群１２が格納容器１４に格納されている場合の荷降しシステム１００の荷降し動作の一例を示す図である。ここでは、格納容器１４の側壁１５の高さは、格納容器１４内の物品群１２のうち最も高い物品の上面の高さよりも高いものとする。以下、図４に示される荷降し動作と異なる点を中心に、図８に示される荷降し動作について説明する。
　ステップＳ５１において、制御装置２０は、ＬＲＦ測定位置を格納容器１４の高さに基づいて高さ合わせするように、ＬＲＦ昇降機構７を駆動させる。ここで高さ合わせされるＬＲＦ測定位置は、格納容器１４の高さから一定距離高い高さである。
　ステップＳ５２において、制御装置２０は、補助コンベア３の高さを格納容器１４の高さに基づいて高さ合わせするように、補助コンベア昇降機構４を駆動させる。
　ステップＳ５２の後、制御装置２０は、ステップＳ５３からステップＳ６１までの処理と、ステップＳ６２からステップＳ６８までの処理とを並列して開始する。
　ステップＳ５３からステップＳ５９は、上述のステップＳ１３からステップＳ１９と同様である。すなわち、制御装置２０は、距離センサ５から取得した距離情報に基づいて物品１１の位置情報を表す物品位置情報を取得し（ステップＳ５３）、これに基づいて１又は複数の把持対象物品を決定し（ステップＳ５４～ステップＳ５７）、把持対象物品の底がＬＲＦ測定位置を超えたと判定されるまで、ロボットアーム１０で把持対象物品を引き上げる（ステップＳ５８，ステップＳ５９）。
　ステップＳ６０において、制御装置２０は、補助コンベア３が格納容器１４の高さに基づいて高さ合わせ済みであるか否かを判定する。ここで、ステップＳ６０は、後述するステップＳ６８の処理が完了したことを確認するためのステップである。高さ合わせ済みであると判定されるまで待機し、高さ合わせ済みであると判定されたら処理はステップＳ６１に進む。
　ステップＳ６１において、制御装置２０は、ステップＳ２１と同様に、ロボットアーム１０の把持部２で把持している物品を補助コンベア３に移動させて、補助コンベア面３ａに配置させる。
　ステップＳ６２からステップＳ６７は、上述のステップＳ２２からステップＳ６７と同様である。すなわち、制御装置２０は、補助コンベア３上に物品があれば補助コンベア３の高さを搬送用コンベア１３の高さに合わせ（ステップＳ６２，ステップＳ６３）、補助コンベア３を駆動させて補助コンベア面３ａ上の物品を搬送用コンベア１３に搬送させて（ステップＳ６４～ステップＳ６６）、搬送用コンベア１３への物品の排出完了を検出する（ステップＳ６７）。
　ステップＳ６８において、制御装置２０は、ステップＳ５２と同様にして、補助コンベア昇降機構４を駆動させることにより、補助コンベア３を上昇又は降下させて補助コンベア３の高さを格納容器１４の高さに基づいて高さ合わせする。
　ここでも、ステップＳ６８の完了を待って、ステップＳ６０が行われる。すなわち、ステップＳ５３からステップＳ６１とステップＳ６２からステップＳ６８との並列処理において、補助コンベア３から搬送用コンベア１３への物品排出動作の完了後（ステップＳ６７－Ｙｅｓ）、補助コンベア３の高さを格納容器１４の高さに基づく高さ（ＬＲＦ測定位置）に合わせてから（ステップＳ６８）、ロボットアーム１０による補助コンベア３への物品の移動及び配置が行われる（ステップＳ６１）。
　ステップＳ５３からステップＳ６７の処理の完了後、制御装置２０は、再びステップＳ５３及びステップＳ６２の並列処理を繰り返す。ここでは、ＬＲＦ測定位置の再度の高さ合わせは不要である。また、ステップＳ６８で既に補助コンベア３の高さが格納容器１４の高さに基づいて高さ合わせされているため、補助コンベア３の再度の高さ合わせも不要である。荷降し対象の物品群１２が格納容器１４に格納されている場合、補助コンベア３は、格納容器１４の高さＨ１４よりも一定距離高い高さ（ＬＲＦ測定位置）と搬送用コンベア１３の高さＨ１３とを単純に往復移動することとなる。
　以上説明したように、図４及び図８に示される荷降し動作では、制御装置２０は、ロボットアーム１０が把持部２で把持した物品を補助コンベア３に載置する動作に応じて、補助コンベア３の高さを第２距離センサとしてのＬＲＦ６が配置された高さであるセンサ高さ（ＬＲＦ測定位置）に基づいて高さ合わせするように、補助コンベア昇降機構４の動作を制御する。特に、制御装置２０は、ロボットアーム１０が把持部２で把持した物品を補助コンベア３に載置する前に、補助コンベア３の高さをＬＲＦ６が配置された高さにし、ロボットアーム１０が把持部２で把持した物品を補助コンベア３に載置した後に、搬送用コンベア１３の高さに基づいて補助コンベア３の高さを補助コンベア昇降機構４によって制御する。
　本実施形態によれば、荷降しシステム１００において、ロボットアーム１０と搬送用コンベア１３との間に補助コンベア３を設けることで、搬送用コンベア１３へ直接搬送する場合と比べてロボットアーム１０の水平方向の動作経路を短くできる。また、補助コンベア３に補助コンベア昇降機構４を設けて昇降させることにより、ロボットアーム１０の上下方向の動作経路も短くできる。これにより、荷降しシステム１００のタクトタイムが改善される。
　ロボットアーム１０の速度制御のみでタクトタイムを短縮しようとする場合、実現できるタクトタイムには限界がある。本実施形態では、ロボットアーム１０から搬送用コンベア１３までの動作経路（移動経路）中に補助コンベア３を設けることで、ロボットアーム１０の動作経路を短縮する。ロボットアーム１０が搬送用コンベア１３へ物品を直接搬送する場合と比較して、水平方向及び上下方向のいずれにおいても動作経路が短縮でき、荷降しシステム１００のタクトタイムを改善することができる。
　本実施形態では、荷降しシステム１００には、物品群５０の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は前記物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されたセンサであるＬＲＦ６が設けられている。ＬＲＦ６は、ＬＲＦ６が配置された高さであるＬＲＦ測定位置における、ロボットアーム１０が把持部２で把持した物品の有無を検出するセンサである。制御装置２０が、ロボットアーム１０が把持部２で把持した物品を補助コンベア３に載置する動作に応じて、補助コンベア３の高さをＬＲＦ６が配置された高さに合わせるように、補助コンベア昇降機構４の動作を制御することで、荷降しシステム１００のタクトタイムを改善することができる。
　また、ＬＲＦ６による物品までの距離の測定に基づいて、制御装置２０による物品の引き抜き完了の判定が可能となる。物品の引き抜き完了を判定することで、ロボットアーム１０が必要以上に物品を持ち上げなくて済む。つまり、ＬＲＦ６を用いた物品引き抜き判定により、荷降しシステム１００のタクトタイムの改善を図ることができる。
　本実施形態では、ロボットアーム１０による物品の引き上げの判定に用いられる第２距離センサとしてのＬＲＦ６がＬＲＦ昇降機構７により昇降する。これにより、ＬＲＦ測定位置は、随時、物品群１２のうち最も高い位置にある物品の高さに基づいて高さ合わせすることが可能である。補助コンベア３の高さも随時最も高い位置にある物品の高さに基づいて高さ合わせすることができるため、ロボットアーム１０の上下方向の動作経路が短縮され、荷降しシステム１００のタクトタイムを改善することができる。
　なお、ロボットアーム１０が物品を載置するときの補助コンベア３の高さは、物品群１２のうち最も高い位置にある物品の上面の高さよりも一定距離高い高さに限らず、当該高さと搬送用コンベア１３の高さとの間の任意の高さに設定してもよい。例えば、制御装置２０は、ロボットアーム１０が把持部２で把持した物品を補助コンベア３に載置する前に、補助コンベア３の高さを物品群１２の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は物品群１２を格納している格納容器１４の高さよりも一定距離高い高さと搬送用コンベア１３の高さとの間の任意の高さにするように、補助コンベア昇降機構４の動作を制御する。例えば、補助コンベア３の高さを物品群１２のうち最も高い位置にある物品の底面の高さに合わせれば、ロボットアーム１０の上下方向の動作経路がより短縮できる。
　本実施形態では、制御装置２０は、補助コンベア３上の物品を搬送用コンベア１３に搬送する動作と、次の把持対象物品を決定してロボットアーム１０で把持させる動作とを並行して行わせるため、時間的な無駄がない。制御装置２０は、補助コンベア３上の物品が搬送用コンベア１３に排出されるのを確認した後、さらに、補助コンベア３の高さが最も高い位置にある物品の上面の高さ又は格納容器１４の高さよりも一定距離高い高さに合わせられたことを確認して、ロボットアーム１０で物品を補助コンベア３に載置する。これにより、ロボットアーム１０の動作経路は確実に短縮される。
　本実施形態では、同時に把持可能な物品が複数あった場合には、制御装置２０は、ロボットアーム１０に複数の物品の同時搬送を行わせる。そして、搬送用コンベア１３に流す前に、補助コンベア３の搬送速度に部分的に差をつけて、補助コンベア３上で複数の物品の分離、言い換えれば物品間隔の調整を行う。これにより、ロボットアーム１０の機構や動作時間を変更することなく、単位時間当たりの物品搬送数の増加が可能となる。
　例えば、ロボットアーム１０の把持部２が複数の物品をリリースするタイミングに差を付けることでタクトタイムを改善する手法がある。しかしながら、そのような手法を採用すると、リリースにかかる時間の増加や把持部２の機構の複雑化などが生じうる。本実施形態によれば、リリースにかかる時間の増加や把持部２の機構の複雑化などを生じることなく、タクトタイムを改善しながら複数の物品の分離を行うことができる。
　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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

Claims (9)

  1. 　物品群から１又は複数の物品を把持する把持部を有するロボットアームと、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品が載置され、載置された物品を搬送用コンベアに搬送する補助コンベアと、
    　前記補助コンベアを昇降させる補助コンベア昇降機構と、
    　前記物品群の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は前記物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されたセンサであって、センサが配置されたセンサ高さにおける、前記センサから前記ロボットアームが前記把持部で把持している物品までの距離を測定する、センサと、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を前記補助コンベアに載置する動作に基づいて、前記補助コンベアの高さを前記センサ高さに合わせるように、前記補助コンベア昇降機構の動作を制御する制御装置と、を具備する荷降しシステム。
  2. 　前記制御装置は、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を前記補助コンベアに載置する前に、前記補助コンベアの高さを前記センサ高さに合わせ、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を前記補助コンベアに載置した後に、前記搬送用コンベアの高さに基づいて前記補助コンベアの高さを制御する、請求項１に記載の荷降しシステム。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記補助コンベアに前記物品が載置された場合に前記補助コンベア昇降機構によって前記搬送用コンベアの高さに基づいて前記補助コンベアの高さを制御するとともに、前記ロボットアームに前記物品群における他の１又は複数の物品を把持する動作を行わせ、
    　前記補助コンベアから前記搬送用コンベアに前記物品が搬送された後、前記補助コンベアの高さを前記センサ高さに合わせる、請求項２に記載の荷降しシステム。
  4. 　前記センサを昇降させるセンサ昇降機構をさらに具備し、
    　前記制御装置は、前記センサが前記物品群の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は前記物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されるように、前記センサ昇降機構の動作を制御する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の荷降しシステム。
  5. 　前記制御装置は、前記センサで測定した前記距離に基づいて、前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品が前記センサ高さを超えたか否かを判定し、前記物品が前記センサ高さを超えたと判定した場合に、さらに、前記補助コンベアの高さが前記センサ高さに基づいて高さ合わせされているか否かを判定し、前記補助コンベアの高さが前記センサ高さに基づいて高さ合わせされていると判定した場合に、前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を前記補助コンベアに載置させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の荷降しシステム。
  6. 　前記補助コンベアは、互いに異なる搬送速度で動作する複数のコンベアを含み、
    　前記複数のコンベアは、前記ロボットアームが前記把持部で把持した複数の物品を載置する第１コンベアと、前記第１コンベアの下流に位置する第２コンベアとを含み、
    　前記制御装置は、前記ロボットアームが前記把持部で把持した複数の物品を前記補助コンベアに載置した場合、前記第２コンベアの搬送速度が前記第１コンベアの搬送速度よりも速くなるように前記複数のコンベアの動作を制御する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の荷降しシステム。
  7. 　物品群から１又は複数の物品を把持する把持部を有するロボットアームと、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品が載置され、載置された物品を搬送用コンベアに搬送する補助コンベアと、
    　前記補助コンベアを昇降させる補助コンベア昇降機構と、
    　前記物品群の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は前記物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されたセンサであって、センサ高さにおける、前記センサから前記ロボットアームが前記把持部で把持している物品までの距離を測定する、センサと、
    　を含む荷降しシステムの前記補助コンベア昇降機構の動作を制御する制御回路を備える荷降し制御装置であって、
    　前記制御回路は、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を前記補助コンベアに載置する動作に応じて、前記補助コンベアの高さを前記センサ高さに合わせるように、前記補助コンベア昇降機構の動作を制御する、荷降し制御装置。
  8. 　物品を搬送用コンベアへ搬送する補助コンベアの高さを、荷降しの対象となる物品群の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は前記物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されたセンサの高さにし、
    　ロボットアームの把持部が物品群から１又は複数の物品を把持し、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を補助コンベアに載置し、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した前記物品を前記補助コンベアに載置した後、前記搬送用コンベアの高さに基づいて前記補助コンベアの高さを制御する、
    　荷降しシステムの制御方法。
  9. 　物品を搬送用コンベアへ搬送する補助コンベアの高さを、荷降しの対象となる物品群の最も高い位置となる物品の上面の高さ又は前記物品群を格納している格納容器の高さよりも一定距離高い高さに配置されたセンサの高さにすることと、
    　ロボットアームの把持部が物品群から１又は複数の物品を把持することと、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した物品を補助コンベアに載置することと、
    　前記ロボットアームが前記把持部で把持した前記物品を前記補助コンベアに載置した後、前記搬送用コンベアの高さに基づいて前記補助コンベアの高さを制御することと、
    　をコンピュータに実行させる、荷降し制御プログラムを記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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