WO2020054771A1 - 荷降し装置、荷降し制御装置及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents

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WO2020054771A1
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WO
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height
article
arm
intermediate conveyor
unloading
Prior art date
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PCT/JP2019/035729
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English (en)
French (fr)
Inventor
和宏 森
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
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • 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

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an unloading device, an unloading control device, and a computer-readable storage medium.
  • An object of the present invention is to improve the throughput in the unloading operation without damaging the articles in order to solve the above-mentioned problems.
  • the unloading device is stacked, the first sensor that recognizes the topmost article of the group of articles in which a plurality of articles in each row have the same height, and a gripper that grips the article.
  • An arm movement mechanism for moving the arm in a horizontal direction and a height direction, a second sensor for measuring an article height indicating the height of the article held by the holding section, and the arm movement
  • the article moved by a mechanism is placed thereon, an intermediate conveyor that sends out the placed article to a destination, an intermediate conveyor elevating mechanism that raises and lowers the height of the intermediate conveyor, and the article is placed on the intermediate conveyor.
  • the arm When the arm is placed, the arm is moved to a retreat height higher than the sum of the higher one of the current height of the intermediate conveyor and the height of the destination and the height of the article. Height smell Next, while moving the arm in the horizontal direction in accordance with the horizontal position of the article to be gripped, the arm moving mechanism and the intermediate conveyor elevating and lowering so as to start moving the intermediate conveyor to the height of the destination.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of an unloading system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the unloading system.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the unloading system.
  • FIG. 4A is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main conveyor, the intermediate conveyor, and the arm during the unloading operation.
  • FIG. 4B is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main conveyor, the intermediate conveyor, and the arm during the unloading operation.
  • FIG. 4C is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main conveyor, the intermediate conveyor, and the arm during the unloading operation.
  • FIG. 4A is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main conveyor, the intermediate conveyor, and the arm during the unloading operation.
  • FIG. 4B is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main
  • FIG. 4D is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main conveyor, the intermediate conveyor, and the arm during the unloading operation.
  • FIG. 5A is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main conveyor, the intermediate conveyor, and the arm during the unloading operation.
  • FIG. 5B is a diagram schematically illustrating an example of the positional relationship among the main conveyor, the intermediate conveyor, and the arm during the unloading operation.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the unloading system.
  • the unloading device moves the arm on the intermediate conveyor in parallel with discharging the articles on the intermediate conveyor gripped by the gripper at the tip of the arm to the main conveyor. Is retracted upward, and the gripper is moved to a position above the article to be taken in next, thereby improving the unloading throughput.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the unloading system 1.
  • the unloading system 1 has an unloading device 10.
  • the unloading device 10 includes an arm unit 11, a grip unit 12, a suction pad 13, an intermediate conveyor unit 14, a first sensor 15, and a second sensor 16.
  • the unloading device 10 grips and moves the individual articles 31 of the group of articles 30 regularly loaded on the pallet 21 arranged in the vicinity of the unloading device 10 and moves to a destination not shown in FIG. It is a device that conveys to the main conveyor.
  • the regularly stacked article group 30 is, for example, one in which one or more steps including a plurality of articles 31 that are rectangular parallelepipeds are stacked, and the articles included in the same step are all equal in height. Point. That is, the group of articles 30 regularly stacked is stacked, and a plurality of articles in each row have the same height.
  • the article group 30 includes two stages, a first stage 32 which is the uppermost stage and a second stage 33 which is the lowermost stage.
  • the first stage 32 and the second stage 33 each include a plurality of articles 31.
  • the height of an article included in a certain step for example, the first step 32
  • the height of an article included in another step for example, the second step 33
  • each stage 32, 33 of the article group 30 includes a plurality of articles 31 having different directions.
  • the regularly loaded articles group 30 may be accommodated not only in the pallet 21 (flat pallet) but also in a cage-shaped pallet with casters, a roll box pallet (RBP), or the like.
  • the arm unit 11 is an orthogonal type robot arm that moves directly in the three axial directions shown in FIG. Including.
  • the arm 11A is a member extending in the X direction, and may be attached to the housing 17 of the unloading device 10.
  • the arm unit 11 includes a moving mechanism in the X, Y, and Z directions, that is, an arm moving mechanism 11B that moves the arm 11A in the horizontal direction and the height direction.
  • the arm 11A is independently movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction under the control of the arm moving mechanism 11B by the unloading control device 100 described later.
  • the grip 12 is provided at the tip of the arm 11A.
  • the grip 12 moves together with the movement of the arm 11 in the X, Y, and Z directions.
  • the arm 11 moves the gripper 12 to a position where the arm 31 grips the articles 31 of the article group 30 by moving in the X direction, for example.
  • the gripper 12 grips the articles 31 of the article group 30.
  • the gripper 12 has a suction pad 13.
  • the suction pad 13 holds the article 31 by, for example, vacuum suction.
  • the number of the suction pads 13 may be one or more.
  • the gripper may include, for example, a gripper that grips the article 31.
  • the gripper includes a plurality of fingers and a plurality of joint mechanisms connecting the plurality of fingers.
  • the joint mechanism may be configured such that the finger operates in conjunction with the operation of the joint mechanism.
  • the gripper applies a force to the article from a plurality of opposing directions, for example, at two or more points of contact by a plurality of fingers.
  • the gripper grips the article by friction generated between the finger and the article.
  • various gripping mechanisms that can grip the articles 31 of the article group 30 may be used.
  • the intermediate conveyor unit 14 includes an intermediate conveyor 14 ⁇ / b> A arranged in the housing 17 of the unloading device 10.
  • the intermediate conveyor 14A is, for example, a belt conveyor that moves up and down, and may be a roller conveyor.
  • the intermediate conveyor unit 14 includes an intermediate conveyor elevating mechanism 14B that moves (elevates) the intermediate conveyor 14A in the Z direction, that is, the height direction.
  • the articles 31 sucked and held by the suction pads 13 of the holding section 12 are released by the movement of the arm section 11 and the release of the negative pressure in the suction pads 13.
  • the article 31 moved by the arm moving mechanism 11B is placed on the intermediate conveyor 14A, and the placed article 31 is sent out to a destination not shown in FIG. 1, for example, a main conveyor.
  • the first sensor 15 is attached to the housing 17 and is arranged above the position where the article group 30 on the pallet 21 is arranged.
  • the first sensor 15 is, for example, a stereo camera.
  • the stereo camera measures the distance between the camera and each of the articles 31 in the article group 30 based on the parallax when the images are captured from two different points.
  • the first sensor 15 photographs the group of articles 30 regularly loaded on the pallet 21 and recognizes the position of each article 31 in the group of articles 30.
  • the second sensor 16 is disposed between the group of articles 30 regularly stacked on the pallet 21 and the intermediate conveyor section 14 in the X direction.
  • the second sensor 16 is attached to, for example, a bottom frame of the housing 17.
  • the second sensor 16 is, for example, a laser range finder (LRF).
  • LRF for example, emits an infrared laser from a measurement position where the second sensor 16 is installed, irradiates the laser light L, and a distance to the article 31 based on the degree of reflection by the article 31 held by the holding unit 12. Is an optical instrument for measuring.
  • the second sensor 16 measures the distance to the bottom of the article 31 on the movement trajectory of the article 31 which is gripped by the suction pad 13 of the gripper 12 and moved by the arm 11 onto the intermediate conveyor 14A. Measure the height.
  • the laser light is not limited to infrared laser light, and may be laser light such as visible light, ultraviolet light, or X-ray.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the unloading system 1.
  • the unloading system 1 includes the above-described unloading device 10 and the unloading control device 100.
  • the unloading control device 100 is a control device that controls the operation of each unit of the unloading device 10.
  • the unloading control device 100 has a communication interface 101, a processor 102, a memory 103, and a storage 104. These can communicate via the bus line 105.
  • the communication interface 101 is an interface used for communication with an external device.
  • the communication interface 101 includes terminals and circuits corresponding to a communication standard for communicating with each unit of the unloading device 10.
  • the communication interface 101 communicates with the respective units of the arm unit 11, the grip unit 12, the suction pad 13, the intermediate conveyor unit 14, the first sensor 15, and the second sensor 16 via the network 2 based on the control of the processor 102. .
  • the processor 102 is constituted by, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the memory 103 includes a ROM (Read Only Memory) which is a read-only data memory and a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing data.
  • the storage 104 may be a large-capacity storage of at least one of a hard disk drive (HDD) and a solid state drive (SSD). At least one of the non-transitory computer-readable storage media of the memory 103 and the storage 104 stores a control program and various data (hereinafter, programs and the like) for each device of the unloading device 10.
  • the communication interface 101 reads a program or the like 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, or communicates with an external server via a network. And receive programs from an external server.
  • the storage 104 stores the programs and the like acquired by the communication interface 101, and the processor 102 executes the stored programs and the like to complete the installation of the programs and the like.
  • the processor 102 performs various processes based on a program or the like stored in at least one of the memory 103 and the storage 104. That is, the processor 102 executes various programs as a software function unit.
  • an ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the unloading operation of the unloading system 1.
  • FIGS. 4A to 4D and FIGS. 5A and 5B are diagrams schematically showing an example of the positional relationship among the main conveyor 22, the intermediate conveyor 14A, and the arm 11A during the unloading operation.
  • the arm 11A and the grip portion 12 are simply illustrated at the same height in the height direction as an integral body.
  • step S ⁇ b> 101 the unloading control device 100 recognizes, using the first sensor 15, the positions of the individual articles 31 in the article group 30 regularly loaded on the pallet 21.
  • the unloading control device 100 includes a plurality of units that are regularly loaded as shown in FIG. 4A, that is, each stage has the same height by a first sensor 15 (not shown in FIG. 4A), for example, a stereo camera. All the articles in the first row 34, which is the top row of the article group 30 including at least one row including the above articles, are photographed, and the positions of the individual articles are recognized.
  • step S102 the unloading control device 100 formulates an action plan based on the recognition result of the first sensor 15 recognized in step S101, that is, the position of each article in the first stage 34.
  • the action plan is, for example, a plan including the order in which the articles in the first tier 34 of the article group 30 recognized in step S101 are unloaded and unloaded by the apparatus 10.
  • the unloading control device 100 determines the order in which the articles of the first stage 34 recognized by the first sensor 15 are unloaded. For example, the order of unloading the articles on the first stage 34 is determined so that the articles on the first stage 34 are unloaded onto the intermediate conveyor 14A with the shortest moving distance of the arm 11A.
  • step S103 the unloading control device 100 uses the intermediate conveyor elevating mechanism 14B based on the position of the article on the first stage 34 recognized in step S101 to position the lower end of the article on the first stage 34, that is, on the bottom surface.
  • the intermediate conveyor 14A is moved to the position. That is, the height of the intermediate conveyor 14A is adjusted to the height of the bottom surface of the articles in the first stage 34 of the article group 30. Thereby, the height of the intermediate conveyor 14A becomes the height h1 shown in FIG. 4A.
  • step S104 the unloading control device 100 moves the arm 11A to the gripping position of the article 35 to be gripped on the first stage 34 by the arm moving mechanism 11B according to the action plan (for example, the order of gripping) in step S102.
  • the article 35 is moved to the gripping position by the arm 11.
  • the holding position is a position above the article 35 to be held.
  • the grip position is a position where the position in the horizontal direction is equal to the article 35 and the position in the height direction is different from the article 35 (is higher than the article 35).
  • the arm 11A moves, for example, in a direction indicated by an arrow A1 in FIG. 4A.
  • step S105 the unloading control device 100 causes the gripper 12 at the tip of the arm 11A to grip the article 35.
  • the arm 11A and the gripper 12 move in a direction indicated by an arrow A2 in FIG. 4A, for example.
  • the gripper 12 grips the upper surface of the article 35 to be gripped by vacuum suction with the suction pad 13.
  • step S106 the unloading control device 100 determines whether or not the article 35 gripped in step S105 is the first article in the row, that is, the article gripped first in the first row 34 here. If it is determined that the article is not the first article in the row (No at Step S106), the process proceeds to Step S109. If it is determined that the article is the first article in the row (step S106-Yes), the process proceeds to step S107.
  • step S107 the unloading control device 100 causes the arm moving mechanism 11B to move the article 35 gripped by the gripper 12 to the measurement range of the second sensor 16 (not shown in FIG. 4A).
  • step S108 the unloading control device 100 measures the article height using the second sensor 16.
  • the intermediate conveyor 14A may be temporarily moved to the lowest position by the intermediate conveyor elevating mechanism 14B. After the measurement, it is returned to the original height. This does not hinder the measurement.
  • the measurement of the item height is performed only for the first item on the same level.
  • the second sensor 16 determines the distance from the plurality of articles included in the same row of the article group 30 to the article held by the holding unit 12 only for the first article in the order of grip in the action plan. Is measured, and an article height representing the height of the article held by the holding unit 12 is measured based on the measured distance.
  • the unloading control device 100 measures the height of the articles held by the holding unit 12 only for the first article held among the articles included in the same row of the article group 30.
  • the second sensor 16 is controlled so as to perform the operation. By performing only one operation of measuring the height of articles on the same stage, the throughput of the unloading operation can be improved.
  • step S109 the unloading control device 100 causes the arm moving mechanism 11B to move the article 35 gripped by the gripper 12 to the intermediate conveyor 14A.
  • the arm 11A and the gripper 12 are moved, for example, in a direction indicated by an arrow A3 in FIG. 4B, and place the article 35 on the intermediate conveyor 14A.
  • the bottom surfaces (lower surfaces) of the articles 35, 36, etc. of the article group 30 are often glued to prevent displacement in the loaded state.
  • the unloading control device 100 causes the arm moving mechanism 11B to lift the article 35 in the horizontal direction as shown in FIG. 4B.
  • the article 35 is placed on the intermediate conveyor 14A while being tilted to remove the glue on the bottom surface.
  • the arm moving mechanism 11B moves the arm 11A in accordance with the depth, which is the length of the side in the horizontal direction (X direction) of the article 35 gripped by the gripper 12 under the control of the unloading control device 100. It may be moved in the height direction. For example, when the depth is long and the gluing surface is large, the arm moving mechanism 11B may lift the article 35 to be grasped higher than in the case where the depth is short and the gluing surface is small, and may peel off the gluing surface more reliably. . That is, the unloading control device 100 controls the amount of movement of the arm 11A to be moved in the height direction in accordance with the depth of the article 35 being gripped by the gripper 12 when gripping and lifting the article 35. . Thereby, the article 35 can be reliably lifted.
  • the unloading control device 100 controls the amount of movement of the arm 11A to be moved in the height direction in accordance with the depth of the article 35 being gripped by the gripper 12 when gripping and lifting the article 35.
  • step S110 the unloading control device 100 releases the gripping of the article 35 by the gripping unit 12, and releases the article 31 onto the intermediate conveyor 14A.
  • the current height h1 is the current height of the intermediate conveyor 14A (the height set in step S103).
  • the article height h2 is the height of the article 35 in the first stage 34.
  • the specified amount h3 is a predetermined height set so as not to hit the article of the first stage 34 which is the uppermost stage.
  • the prescribed amount h3 is a height set so that the arm 11, the gripper 12, and the suction pad 13 do not contact the upper surface of the article 36 in the first stage 34, which is the uppermost stage of the group of articles 30.
  • the intermediate conveyor discharge height h4 is a height when the intermediate conveyor 14A discharges the articles 35 to the main conveyor 22.
  • the intermediate conveyor discharge height h4 is equal to the height of the main conveyor 22.
  • the height of the main conveyor 22 is different for each of the main conveyors 22 used with the unloading device 10, but does not change during the unloading operation. That is, the intermediate conveyor discharge height h4 is unchanged.
  • step S113 the unloading control device 100 causes the arm moving mechanism 11B to raise the arm 11A from the position indicated by the broken line to the position of the height A as indicated by an arrow A4 in FIG. 4C.
  • the height A is the retreat height.
  • step S114 the unloading control device 100 compares the height A set in step S111 with the height B set in step S112.
  • what is compared by comparing the height A and the height B is substantially the current height of the intermediate conveyor 14A and the height of the main conveyor 22.
  • the processing is parallel processing in Steps S116 and S116. Proceed to step S118.
  • the case where the height A is higher than the height B is a case where the height A and the height B have a positional relationship as shown in FIG. 4C.
  • step S114-Yes when it is determined that the height B is higher than the height A, that is, when it is determined that the main conveyor 22 is higher than the intermediate conveyor 14A (step S114-Yes), the process proceeds to step S115.
  • the case where the height B is higher than the height A is a case where the height A and the height B have a positional relationship as shown in FIG. 5A.
  • height A current height h5 + article height h6 + specified amount h3
  • height B intermediate conveyor discharge height h4 + article height h6 + specified amount h3.
  • step S115 the unloading control device 100 causes the arm moving mechanism 11B to raise the arm 11A from the position indicated by the broken line to the position of the height B as indicated by the arrow A8 in FIG. 5A.
  • the height B is the retreat height.
  • step S115 the process proceeds to step S116 and step S118, which are parallel processes.
  • step S116 the unloading control device 100 determines that the next article 36 or 39 to be grasped is the last article at the top, that is, the last article (FIG. 4C) in the first step 34 or the first article 37 in the first step 37 here. It is determined whether it is the last article (FIG. 5A). If it is determined that the article is the last article at the top (step S116-Yes), the process waits for the end of step S119. If it is determined that the article is not the last article at the top (step S116-No), the process proceeds to step S117.
  • step S117 the unloading control device 100 inserts the arm 11A up to the gripping position of the next article while keeping the arm 11A at the current height.
  • the arm 11A is moved by the arm moving mechanism 11B, for example, in the direction of arrow A5 shown in FIG. 4D, and is inserted above the gripping position of the next article 36 with the current height A.
  • the arm 11A is moved, for example, in the direction of arrow A11 shown in FIG. 5B, and is inserted above the grip position of the next article 39 while maintaining the current height B.
  • step S118 performed in parallel with steps S116 and S117, the unloading control device 100 moves the intermediate conveyor 14A in the direction indicated by the arrow A6 in FIG.
  • the conveyor discharge height is h4.
  • the intermediate conveyor 14A and the main conveyor 22 have the same height.
  • step S119 performed in parallel with steps S116 and S117, the unloading control device 100 drives the intermediate conveyor lifting mechanism 14B. Thereby, the article 35 on the intermediate conveyor 14A is transported to the main conveyor 22 by being moved in the direction of arrow A7 shown in FIG.
  • the arm 11A is retracted to a height that does not collide with the intermediate conveyor 14A, and the discharge position of the intermediate conveyor 14A is moved and
  • the unloading throughput can be improved by moving the arm unit 11 and the grip unit 12 to a position above the grip position of the next article in parallel with the article discharge.
  • the arm 11 and the intermediate conveyor 14A in the height direction is performed at the same speed, once the arm 11 and the article 35 on the intermediate conveyor 14A do not come into contact with each other, that is, after securing the specified amount h3, As long as the height is not moved in a direction in which the arm 11 and the intermediate conveyor 14 approach each other, the arm 11A does not come into contact with the articles on the intermediate conveyor 14A. Therefore, the article is not damaged by the arm 11.
  • step S120 the unloading control device 100 determines whether or not the gripping of the article at that stage has been completed. If it is determined that the processing has not been completed (No at Step S120), the process returns to Step S103. Until the gripping of all the articles in that stage is completed, the processing from step S103 to step S119 is repeated. If it is determined that the processing has been completed (Yes at Step S120), the process proceeds to Step S126.
  • step S126 the unloading control device 100 determines whether or not there is any article in the article group 30 on the pallet 21. That is, it is determined whether all the articles in the article group 30 have been unloaded. The presence or absence of the article may be determined based on, for example, photographing and recognition of the articles in the article group 30 regularly loaded on the pallet 21. If it is determined that there is an article (step S126-Yes), the process returns to step S101. Thereby, the unloading operation of the next uppermost article on the pallet 21 is performed. If it is determined that there is no article (No at Step S126), the unloading control device 100 ends the process.
  • the unloading device 10 or the unloading control device 100 is the current height and destination of the intermediate conveyor 14A when the articles are placed on the intermediate conveyor 14A.
  • the arm 11A is moved to a retreat height higher than the sum of the higher one of the heights of the main conveyor 22 and the article height (for example, either the height A or the height B), and the retreat height is set. Then, while moving the arm 11A in the horizontal direction in accordance with the position of the article to be gripped next, the movement of the intermediate conveyor 14A is started toward the height of the main conveyor 22, which is the height of the destination, and the intermediate conveyor is started.
  • a control unit for example, a software function unit or a hardware unit that controls the arm moving mechanism 11B and the intermediate conveyor elevating mechanism 14B so that the height of the main conveyor 22 is adjusted to the height of the main conveyor 22.
  • a processor 102) as E A functional unit. With such control, the unloading device 10 can immediately move the gripping position to the next article at the shortest distance after the discharge of the article on the intermediate conveyor 14A is completed, and perform unloading by parallel processing. Throughput can be improved. The tact time is reduced without moving the arm more than necessary in both the horizontal direction and the height direction.
  • the unloading device 10 or the unloading control device 100 detects the height of the gripped article by the second sensor 16, so that the operator or the like can use the unloading device 10 or the unloading control.
  • the information regarding the height of the article may not be input to the apparatus 100.
  • the unloading system of the present embodiment is a teach-less system that can be applied even if there is no article information (even if the height of the article is unknown).
  • step S111 and the setting of the height B in step S112 are performed for all the articles on the same level, the unloading operation of the articles on the same level may be slightly different. Can also be absorbed.
  • the setting of the height A and the height B may be performed only for the first article on the same level. Since each step includes a plurality of articles having the same height, the height A and the height B need not be set each time, but may be set once in the same step. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing another example of the operation of the unloading system 1.
  • the unloading control device 100 recognizes, using the first sensor 15, the positions of the individual articles 31 of the article group 30 regularly loaded on the pallet 21.
  • the unloading control device 100 formulates an action plan based on the position of each of the uppermost individual articles 31 recognized in step S201.
  • the unloading control device 100 moves the intermediate conveyor 14A to the position of the lower end of the uppermost article by the intermediate conveyor elevating mechanism 14B based on the position of the uppermost article 31 recognized in step S201. .
  • step S204 the unloading control device 100 moves the arm 11A to the gripping position of the article 35 by the arm moving mechanism 11B according to the action plan (for example, the order of gripping) in step S202.
  • step S205 the unloading control device 100 causes the gripper 12 at the tip of the arm 11A to grip the article 35.
  • step S206 If it is determined in step S206 that the article is not the first article in the row (No in step S206), the process proceeds to step S209. If it is determined that the article is the first article in the row (step S206-Yes), the process proceeds to step S207. If it is determined that the article is not the first article in the row (No at Step S206), the process proceeds to Step S209.
  • step S207 the unloading control device 100 causes the arm moving mechanism 11B to move the article 31 gripped by the gripper 12 to the measurement position of the second sensor 16.
  • step S208 the unloading control device 100 measures the article height using the second sensor 16.
  • step S209 the unloading control device 100 causes the arm 11A to move the article 31 gripped by the gripper 12 to the intermediate conveyor 14A by the arm moving mechanism 11B.
  • step S210 the unloading control device 100 releases the gripping of the article 35 by the gripping unit 12, and releases the article 31 onto the intermediate conveyor 14A.
  • step S213 the unloading control device 100 raises the arm 11A to the position of the height A by the arm moving mechanism 11B.
  • step S214 the unloading control device 100 compares the height A set in step S211 with the height B set in step S212. When it is determined that the height A is high (No at Step S214), the process proceeds to Steps S216 and S218, which are parallel processes.
  • step S214-Yes if it is determined that the height B is high (step S214-Yes), the process proceeds to step S215.
  • step S215 the unloading control device 100 raises the arm 11A to the position of the height B by the arm moving mechanism 11B.
  • step S216 the unloading control device 100 determines whether or not the next article to be grasped is the last article in the row. If it is determined that the article is the last article in the row (step S216-Yes), the process waits for the end of step S219. If it is determined that the article is not the last article in the row (No in step S216), the process proceeds to step S217.
  • step S217 the unloading control device 100 inserts the arm portion 11 up to the next gripping position while keeping the current height (the height A or the height B).
  • step S218 performed in parallel with step S216, the unloading control device 100 moves the intermediate conveyor 14A to the intermediate conveyor discharge height h4.
  • step S219 the unloading control device 100 drives the intermediate conveyor elevating mechanism 14B. Thereby, the article 31 on the intermediate conveyor 14A is transported to the main conveyor 22.
  • step S220 the unloading control device 100 determines whether or not the gripping of the article at that stage has been completed. If it is determined that the processing has not been completed (No at Step S220), the process proceeds to Step S221.
  • step S221 the unloading control device 100 moves the intermediate conveyor 14A to the lower end position of the uppermost article by the intermediate conveyor elevating mechanism 14B based on the position of the uppermost article 31 recognized in step S101. .
  • step S222 the unloading control device 100 moves the arm 11A to the gripping position of the article 31 by the arm moving mechanism 11B according to the action plan (for example, the order of gripping) in step S122.
  • step S223 the unloading control device 100 causes the grip portion 12 at the tip of the arm portion 11 to grip the article 31.
  • step S224 the unloading control device 100 causes the arm moving mechanism 11B to move the article 31 gripped by the gripper 12 to the intermediate conveyor 14A.
  • step S225 the unloading control device 100 releases the gripping of the article 31 by the gripping unit 12, and releases the article 31 onto the intermediate conveyor 14A. After step S225, the process returns to step S213.
  • step S126 the unloading control device 100 determines whether there is an article on the pallet 21. If it is determined that there is an article (step S126-Yes), the process returns to step S101. Thereby, the unloading operation of the article of the next stage on the pallet 21 is performed. If it is determined that there is no article (No at Step S126), the unloading control device 100 ends the process.
  • step S220 determines whether there is an article on the pallet 21. If it is determined that there is an article (step S226-Yes), the process returns to step S201. Thereby, the unloading operation of the article of the next stage on the pallet 21 is performed. If it is determined that there is no article (step S226-No), the unloading control device 100 ends the process.
  • the height of the articles by the second sensor 16 is measured only for the first article in the level, and the same The setting of the heights A and B for the article may be performed only once.

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Abstract

実施形態によれば、荷降し装置は、段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、物品を把持する把持部を備えるアームと、アーム移動機構と、把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、アーム移動機構により載置された物品を目的地に送り出す中間コンベアと、中間コンベア昇降機構と、中間コンベアに物品が載置された場合に、中間コンベアの現在高さとメインコンベアの高さのうち、いずれか高い方の高さと物品高さとの和よりも高い退避高さにアームを移動させ、退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせてアームを水平方向に移動させる間に、目的地の高さに中間コンベアの移動を開始させるよう、アーム移動機構及び中間コンベア昇降機構を制御する制御部とを備える。

Description

[規則91に基づく訂正 17.09.2019]　荷降し装置、荷降し制御装置及びコンピュータ可読記憶媒体
　本発明の実施形態は、荷降し装置、荷降し制御装置及びコンピュータ可読記憶媒に関する。
　パレット等に規則積載された物品を荷降ろしし、中間コンベア部から外部コンベア等に排出する荷降し装置が知られている。このような荷降し装置においては、中間コンベア部に取り込まれた物品を外部コンベア等に排出終了するまでは、ロボットアームと物品との接触のリスク、すなわち物品の破損のリスクがあるため、次の把持動作を開始することができない。これは、スループットの低下要因となりうる。２コンベアによる排出によりこのような問題を解決することが提案されているが、コンベアが２つ必要になると機構が大掛かりになることや、把持対象となる物品の高さによっては２コンベアとして並行動作ができないなどの問題がある。
日本国特開２０１８－４３８５３号公報
　本発明は、上記の課題を解決するために、物品を破損させることなく荷降し動作におけるスループットを向上させることを目的とする。
　実施形態によれば、荷降し装置は、段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、物品を把持する把持部を備えるアームと、水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させ、前記退避高さにおいて次に把持する物品の水平方向の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させる間に、前記目的地の高さに前記中間コンベアの移動を開始させるよう、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する制御部と、を具備する。
図１は、荷降しシステムの構成の一例を概略的に示す図である。 図２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３は、荷降しシステムの動作の一例を示すフローチャートである。 図４Ａは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図４Ｂは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図４Ｃは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図４Ｄは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図５Ａは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図５Ｂは、荷降し動作中のメインコンベアと中間コンベアとアームとの位置関係の一例を模式的に示す図である。 図６は、荷降しシステムの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。以下に説明される荷降しシステムでは、荷降し装置は、アーム先端の把持部で把持して取り込んだ中間コンベア上の物品をメインコンベアに排出するのと並行して、中間コンベア上でアームを上方に退避させ、次に取り込む物品の上方の位置へ把持部を移動させることにより、荷降しのスループットを向上させる。
　図１は、荷降しシステム１の構成の一例を概略的に示す図である。荷降しシステム１は、荷降し装置１０を有している。荷降し装置１０は、アーム部１１と、把持部１２と、吸着パッド１３と、中間コンベア部１４と、第１センサ１５と、第２センサ１６とを有している。荷降し装置１０は、荷降し装置１０の近傍に配置されたパレット２１に規則積載された物品群３０の個々の物品３１を把持して移動させ、図１には示されない目的地、例えばメインコンベアに搬送する装置である。
　ここで、規則積載された物品群３０とは、例えば直方体である複数の物品３１を含む段が１又は複数積み重ねられたものであって、同一段に含まれる物品の高さが全て等しいものを指す。つまり、規則積載された物品群３０は、段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有するものである。図１では、物品群３０は、最上段である第１段３２と、最下段である第２段３３とである２つの段を含む。第１段３２及び第２段３３は、それぞれ、複数の物品３１を含む。ある段（例えば第１段３２）に含まれる物品の高さと他の段（例えば第２段３３）に含まれる物品の高さとは、同じであってもよいし異なってもよい。同一段に含まれる物品は、高さが同じであれば縦の長さや横の長さが異なってもよい。同一段に含まれる物品の向きは、同じであってもよいし異なってもよい。例えば図１では、物品群３０の各段３２、３３は、向きの異なる複数の物品３１を含む。規則積載された物品群３０は、パレット２１（平パレット）に限らず、キャスタ付きのカゴ状パレット、ロールボックスパレット（ＲＢＰ）などに収容されてもよい。
　アーム部１１は、図１に示される３軸方向、すなわち、Ｘ方向とＹ方向（水平方向）、及びＺ方向（高さ方向）に対して直動する直交型のロボットアーム、すなわちアーム１１Ａを含む。アーム１１Ａは、Ｘ方向に延びた部材であって、荷降し装置１０の筐体１７に取り付けられてよい。アーム部１１は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の移動機構、すなわちアーム１１Ａを水平方向及び高さ方向に移動させるアーム移動機構１１Ｂを備える。アーム１１Ａは、後述する荷降し制御装置１００によるアーム移動機構１１Ｂの制御により、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とにそれぞれ独立して移動可能である。
　把持部１２は、アーム１１Ａの先端に設けられている。把持部１２は、アーム部１１のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の移動に伴って一緒に移動する。アーム部１１は、例えばＸ方向に移動することにより、把持部１２を物品群３０の物品３１を把持する位置まで移動させる。把持部１２は、物品群３０の物品３１を把持する。
　把持部１２は、吸着パッド１３を備えている。吸着パッド１３は、例えば真空吸着により物品３１を把持する。吸着パッド１３の数は、１つでもよいし、複数であってもよい。吸着パッド１３が物品３１の表面に接した状態で吸着パッド１３内が負圧にされると、吸着パッド１３は、物品３１の表面に真空吸着する。吸着パッド１３内の負圧が解除されると、吸着パッドは物品を解放する。
　なお、把持部１２には、吸着パッド以外の種々の把持機構を採用してよい。把持部は、例えば、物品３１を把持するグリッパを含むものであってよい。グリッパは、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、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に対して力を加える。これにより、把持部は、指と物品との間に生じる摩擦によって物品を把持する。このように、物品群３０の物品３１を把持可能な種々の把持機構を用いてよい。
　中間コンベア部１４は、荷降し装置１０の筐体１７内に配置された中間コンベア１４Ａを含む。中間コンベア１４Ａは、例えば、昇降するベルトコンベアであり、ローラーコンベアであってもよい。中間コンベア部１４は、中間コンベア１４ＡをＺ方向、すなわち高さ方向に移動（昇降）させる中間コンベア昇降機構１４Ｂを備える。中間コンベア１４Ａには、把持部１２の吸着パッド１３で吸着把持された物品３１が、アーム部１１の移動及び吸着パッド１３内の負圧解除により解放されて配置される。中間コンベア１４Ａには、アーム移動機構１１Ｂにより移動された物品３１が載置され、載置された物品３１が図１には示されない目的地、例えばメインコンベアに送り出される。
　第１センサ１５は、筐体１７に取り付けられ、パレット２１の物品群３０が配置される位置の上方に配置されている。第１センサ１５は、例えばステレオカメラである。ステレオカメラは、異なる２点から撮像した際の視差に基づいて当該カメラと物品群３０の各物品３１との距離を計測する。第１センサ１５は、パレット２１に規則積載された物品群３０を撮影し、物品群３０の個々の物品３１の位置を認識する。
　第２センサ１６は、Ｘ方向において、パレット２１に規則積載された物品群３０と中間コンベア部１４との間に配置されている。第２センサ１６は、例えば筐体１７の底枠に取り付けられている。
　第２センサ１６は、例えばレーザーレンジファインダ（ＬＲＦ）である。ＬＲＦは、例えば、第２センサ１６が設置されている計測位置から赤外線レーザーを発振してレーザー光Ｌを照射し、把持部１２が把持している物品３１による反射の度合いにより物品３１までの距離を測定する光学機器である。第２センサ１６は、把持部１２の吸着パッド１３により把持されてアーム部１１により中間コンベア１４Ａ上に移動される物品３１の移動軌跡上で物品３１の底までの距離を測定することで、物品高さを計測する。レーザー光は、赤外線レーザー光に限定されず、可視光線、紫外光線、Ｘ線などのレーザー光であってもよい。
　図２は、荷降しシステム１の構成の一例を示すブロック図である。荷降しシステム１は、上述の荷降し装置１０と、荷降し制御装置１００とを有している。荷降し制御装置１００は、荷降し装置１０の各部の動作を制御する制御装置である。
　荷降し制御装置１００は、通信インタフェース１０１と、プロセッサ１０２と、メモリ１０３と、ストレージ１０４とを有している。これらは、バスライン１０５を介して通信可能である。
　通信インタフェース１０１は、外部機器との通信に用いるインタフェースである。通信インタフェース１０１は、荷降し装置１０の各部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１０１は、ネットワーク２を介して、プロセッサ１０２の制御に基づいて、アーム部１１、把持部１２、吸着パッド１３、中間コンベア部１４、第１センサ１５及び第２センサ１６の各部と通信する。
　プロセッサ１０２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。メモリ１０３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。ストレージ１０４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及びＳＳＤ（Solid State Drive）の少なくとも一つの大容量ストレージであってよい。メモリ１０３及びストレージ１０４の少なくとも一方の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、荷降し装置１０の各機器の制御プログラムや各種データ（以下、プログラム等）を記憶している。例えば、通信インタフェース１０１が、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プログラム等を読み出し、又はネットワーク経由で外部サーバーと通信し外部サーバーからプログラム等を受信する。ストレージ１０４は、通信インタフェース１０１により取得されたプログラム等を格納し、プロセッサ１０２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。プロセッサ１０２は、メモリ１０３及びストレージ１０４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１０２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。ＣＰＵ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）などが用いられてよい。
　図３、図４Ａ乃至図４Ｄ、並びに図５Ａ及び図５Ｂを参照して、荷降しシステム１における荷降し動作について説明する。図３は、荷降しシステム１の荷降し動作の一例を示すフローチャートである。図４Ａ乃至図４Ｄ、並びに図５Ａ及び図５Ｂは、荷降し動作中のメインコンベア２２と中間コンベア１４Ａとアーム１１Ａとの位置関係の一例を模式的に示す図である。なお、図４乃至図４Ｄ、並びに図５Ａ及び図５Ｂでは、アーム１１Ａ及び把持部１２は、一体的なものとして高さ方向において同じ高さに簡略的に図示されている。
　ステップＳ１０１において、荷降し制御装置１００は、パレット２１に規則積載された物品群３０の個々の物品３１の位置を第１センサ１５で認識する。荷降し制御装置１００は、例えばステレオカメラである第１センサ１５（図４Ａには示されない）により、図４Ａに示されるような規則積載された、すなわち各段が同一の高さを有する複数の物品を含む少なくとも１つの段からなる物品群３０の最上段である第１段３４の全ての物品を撮影し、個々の物品の位置を認識する。
　ステップＳ１０２において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０１で認識した第１センサ１５の認識結果、すなわち第１段３４の個々の物品の位置に基づいて、行動計画を策定する。行動計画とは、例えばステップＳ１０１で認識した物品群３０の第１段３４の物品を荷降し装置１０で荷降しする順番を含む計画である。荷降し制御装置１００は、決定部として、第１センサ１５で認識した第１段３４の物品を荷降しする順番を決定する。例えば、アーム１１Ａの最短移動距離で第１段３４の各物品を中間コンベア１４Ａに荷降しするように、第１段３４の各物品の荷降しの順番が決定される。
　ステップＳ１０３において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０１で認識した第１段３４の物品の位置に基づいて、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、第１段３４の物品の下端の位置、すなわち底面の位置に中間コンベア１４Ａを移動させる。つまり、中間コンベア１４Ａの高さが物品群３０の第１段３４の物品の底面の高さに合わせられる。これにより、中間コンベア１４Ａの高さは、図４Ａに示される高さｈ１となる。
　ステップＳ１０４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０２での行動計画（例えば把持の順番）に従って、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを第１段３４の把持対象の物品３５の把持位置まで移動させる。つまり、アーム部１１により物品３５が把持位置に移動される。ここで、把持位置とは、把持対象の物品３５の上方の位置である。つまり、把持位置は、水平方向の位置が物品３５に等しく、高さ方向の位置が物品３５と異なる（物品３５よりも上方である）位置である。アーム１１Ａは、例えば図４Ａに矢印Ａ１で示される方向に移動する。
　ステップＳ１０５において、荷降し制御装置１００は、アーム１１Ａの先端の把持部１２に物品３５を把持させる。アーム１１Ａ及び把持部１２は、例えば図４Ａに矢印Ａ２で示される方向に移動する。把持部１２は、吸着パッド１３で把持対象の物品３５の上面を真空吸着して把持する。
　ステップＳ１０６において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０５で把持した物品３５が段の最初の物品、すなわちここでは第１段３４において最初に把持された物品であるか否かを判定する。段の最初の物品でないと判定された場合には（ステップＳ１０６－Ｎｏ）、処理はステップＳ１０９に進む。段の最初の物品であると判定された場合には（ステップＳ１０６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進む。
　ステップＳ１０７において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持している物品３５を第２センサ１６（図４Ａには示されない）の測定範囲へ移動させる。ステップＳ１０８において、荷降し制御装置１００は、第２センサ１６により、物品高さを計測する。なお、このとき、中間コンベア１４Ａは、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、一旦最も低い位置に移動されてよい。測定後、元の高さに戻される。これにより、計測を妨げない。
　物品高さの計測は、同一の段の最初の物品に対してのみ行われる。第２センサ１６は、物品群３０の同一の段に含まれる複数の物品のうち、行動計画における把持の順番が１番目の物品に対してのみ、把持部１２が把持している物品までの距離を測定し、測定した距離に基づいて把持部１２が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する。つまり、荷降し制御装置１００は、物品群３０の同一の段に含まれる複数の物品のうち、１番目に把持する物品に対してのみ、把持部１２が把持している物品高さを計測するように第２センサ１６を制御する。同一段における物品高さの計測動作を１回のみとすることにより、荷降し動作のスループットの向上が図れる。
　ステップＳ１０９において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持した物品３５を中間コンベア１４Ａまで移動させる。アーム１１Ａ及び把持部１２は、例えば図４Ｂに矢印Ａ３で示される方向に移動されて、物品３５を中間コンベア１４Ａに載置する。
　ここで、物品群３０の物品３５，３６等の底面（下面）には、積載状態でのずれ防止のために糊付けがされていることが多い。このような場合に中間コンベア１４Ａに物品３５を移動させる際には、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、物品３５を図４Ｂに示されるように水平方向に対して浮くように傾けて底面の糊付けをはがすようにして物品３５を中間コンベア１４Ａに載置する。
　また、アーム移動機構１１Ｂは、荷降し制御装置１００の制御により、把持部１２が把持している物品３５の水平方向（Ｘ方向）の辺の長さである奥行きに応じて、アーム１１Ａを高さ方向に移動させてよい。例えば、奥行きが長く糊付け面が大きい場合にはアーム移動機構１１Ｂは、奥行きが短く糊付け面が小さい場合よりも把持対象の物品３５を高く持ち上げて、糊付け面をより確実に剥がすようにしてもよい。つまり、荷降し制御装置１００は、物品３５を把持して持ち上げる際に、把持部１２が把持している物品３５の奥行きに応じて、高さ方向に移動させるアーム１１Ａの移動量を制御する。これにより、物品３５を確実に引き上げられる。
　ステップＳ１１０において、荷降し制御装置１００は、把持部１２による物品３５の把持を解除し、物品３１を中間コンベア１４Ａ上に解放する。
　ステップＳ１１１において、荷降し制御装置１００は、高さＡ＝現在高さ＋物品高さ＋規定量を設定する。図４Ｃを参照すると、現在高さｈ１は、中間コンベア１４Ａの現在の高さ（ステップＳ１０３で設定した高さ）である。物品高さｈ２は、第１段３４の物品３５の高さである。なお、物品群３０では、同一段の物品の高さは全て等しい。規定量ｈ３は、最上段である第１段３４の物品とぶつからないように設定された所定の高さである。規定量ｈ３は、アーム部１１、把持部１２及び吸着パッド１３が物品群３０の最上段である第１段３４の物品３６の上面に接触しないように設定される高さである。
　ステップＳ１１２において、荷降し制御装置１００は、高さＢ＝中間コンベア排出高さｈ４＋物品高さｈ２＋規定量ｈ３を設定する。図４Ｃを参照すると、中間コンベア排出高さｈ４は、中間コンベア１４Ａがメインコンベア２２に物品３５を排出する際の高さである。中間コンベア排出高さｈ４は、メインコンベア２２の高さに等しい。メインコンベア２２の高さは、荷降し装置１０と一緒に使用されるメインコンベア２２ごとに異なるが、荷降し動作中は不変である。すなわち、中間コンベア排出高さｈ４は不変である。
　ステップＳ１１３において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを、図４Ｃに矢印Ａ４で示されるように、破線で示される位置から高さＡの位置まで上昇させる。ここでは高さＡが退避高さである。
　ステップＳ１１４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１１１で設定した高さＡとステップＳ１１２で設定した高さＢとを比較する。ここで、高さＡと高さＢとの比較により比較しているのは、実質的には中間コンベア１４Ａの現在高さとメインコンベア２２の高さとである。高さＢよりも高さＡが高いと判定された場合、つまり中間コンベア１４Ａがメインコンベア２２より高いと判定された場合には（ステップＳ１１４－Ｎｏ）、処理は、並列処理であるステップＳ１１６及びステップＳ１１８に進む。高さＢよりも高さＡが高い場合とは、高さＡと高さＢとが図４Ｃに示されるような位置関係の場合である。
　一方、高さＡよりも高さＢが高いと判定された場合、つまりメインコンベア２２が中間コンベア１４Ａより高いと判定された場合には（ステップＳ１１４－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１５に進む。高さＡよりも高さＢが高い場合とは、高さＡと高さＢとが図５Ａに示されるような位置関係の場合である。図５Ａでは、高さＡ＝現在高さｈ５＋物品高さｈ６＋規定量ｈ３であり、高さＢ＝中間コンベア排出高さｈ４＋物品高さｈ６＋規定量ｈ３である。ステップＳ１１５において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを、図５Ａに矢印Ａ８で示されるように、破線で示される位置から高さＢの位置まで上昇させる。ここでは高さＢが退避高さである。
　ステップＳ１１５の後、処理は、並列処理であるステップＳ１１６及びステップＳ１１８に進む。
　ステップＳ１１６において、荷降し制御装置１００は、次の把持対象の物品３６又は３９が最上段の最後の物品、すなわちここでは第１段３４における最後の物品（図４Ｃ）又は第１段３７における最後の物品（図５Ａ）であるか否かを判定する。最上段の最後の物品であると判定された場合には（ステップＳ１１６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１９の終了を待つ。最上段の最後の物品でないと判定された場合には（ステップＳ１１６－Ｎｏ）、処理はステップＳ１１７に進む。
　ステップＳ１１７において、荷降し制御装置１００は、アーム１１Ａを現在高さのまま、次の物品の把持位置の上まで挿入する。アーム１１Ａは、アーム移動機構１１Ｂにより、例えば図４Ｄに示される矢印Ａ５の方向に移動されて、現在高さＡのままで次の物品３６の把持位置の上に挿入される。あるいは、アーム１１Ａは、例えば図５Ｂに示される矢印Ａ１１の方向に移動されて、現在高さＢのままで次の物品３９の把持位置の上に挿入される。
　一方、ステップＳ１１６及びステップＳ１１７と並列で行われるステップＳ１１８において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア１４Ａを図４Ｄに矢印Ａ６で示される方向に移動させて、中間コンベア１４Ａの高さを中間コンベア排出高さｈ４とする。これにより、中間コンベア１４Ａとメインコンベア２２とが同じ高さとなる。
　ステップＳ１１６及びステップＳ１１７と並列で行われるステップＳ１１９において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア昇降機構１４Ｂを駆動させる。これにより、図４Ｄに示される矢印Ａ７の方向に移動されて、中間コンベア１４Ａ上の物品３５がメインコンベア２２に搬送される。
　このように、荷降しシステム１では、物品３１の把持を解除し中間コンベア１４Ａ上に解放した直後にアーム１１Ａを中間コンベア１４Ａと衝突しない高さに退避させ、中間コンベア１４Ａの排出位置移動及び物品排出と並行させて、次の物品の把持位置上空までアーム部１１及び把持部１２を移動させることにより、荷降しのスループットを向上させることができる。例えば、アーム部１１と中間コンベア１４Ａの高さ方向への移動は同じ速度で行われるため、いったんアーム部１１と中間コンベア１４Ａ上の物品３５が接触しない距離、すなわち規定量ｈ３を確保した後は、アーム部１１と中間コンベア部１４とを接近させる方向に高さを移動しない限りは、アーム１１Ａと中間コンベア１４Ａ上の物品とが接触することはない。したがって、アーム部１１により物品を破損させることはない。
　ステップＳ１１７及びステップＳ１１９の終了を待って、処理はステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０において、荷降し制御装置１００は、その段の物品の把持が完了したか否かが判定される。完了していないと判定された場合には（ステップＳ１２０－Ｎｏ）、処理はステップＳ１０３に戻る。その段の全ての物品の把持が完了するまで、ステップＳ１０３からステップＳ１１９までの処理が繰り返される。完了したと判定された場合には（ステップＳ１２０－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２６に進む。
　ステップＳ１２６において、荷降し制御装置１００は、パレット２１上の物品群３０の物品の有無を判定する。つまり、物品群３０のすべての物品が荷降しされたか否かを判定する。物品の有無は、例えば、パレット２１に規則積載された物品群３０の物品の撮影及び認識に基づいて判定されてよい。物品があると判定された場合には（ステップＳ１２６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０１に戻る。これにより、パレット２１上の次の最上段の物品の荷降し動作が行われる。物品がないと判定された場合には（ステップＳ１２６－Ｎｏ）、荷降し制御装置１００は処理を終了する。
　以上説明したように、本実施形態では、荷降し装置１０、あるいは荷降し制御装置１００は、中間コンベア１４Ａに物品が載置された場合に、中間コンベア１４Ａの現在高さと目的地であるメインコンベア２２の高さとのうち、いずれか高い方の高さと物品高さとの和よりも高い退避高さ（例えば高さＡと高さＢとのいずれか）にアーム１１Ａを移動させ、退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせてアーム１１Ａを水平方向に移動させる間に、目的地の高さであるメインコンベア２２の高さに向けて中間コンベア１４Ａの移動を開始させ、中間コンベア１４Ａの高さをメインコンベア２２の高さに合わせるように、アーム移動機構１１Ｂ及び中間コンベア昇降機構１４Ｂを制御する制御部（例えばソフトウェア機能部又はハードウェア機能部としてのプロセッサ１０２）を備える。このような制御により、荷降し装置１０では、中間コンベア１４Ａ上の物品の排出完了後即時に次の物品への把持位置移動を最短距離で行うことを可能とし、並列処理により荷降しのスループットを向上させることができる。水平方向においても高さ方向においても必要以上にアームを移動させることなく、タクトタイムが短縮される。また、荷降し装置１０、あるいは荷降し制御装置１００は、第２センサ１６によって、把持される物品の高さを検出するので、オペレータ等が、荷降し装置１０、あるいは荷降し制御装置１００に対して、物品の高さに関する情報を入力しなくてもよい。言い換えれば、本実施形態の荷下ろしシステムは、物品情報が無くても（物品の高さが不明であっても）適用可能なティーチレスシステムである。
　なお、図３では、ステップＳ１１１における高さＡの設定、及びステップＳ１１２における高さＢの設定を同一段の全ての物品に対して行っているため、同一段の物品の荷降し動作の多少のばらつきも吸収することができる。これに対して、高さＡ及び高さＢの設定は、同一段の最初の物品に対してのみ行ってもよい。各段が同一の高さを有する複数の物品を含むことから、高さＡ及び高さＢは毎回設定しなくても同一段において一度設定すればよい。これについて、図６を参照して説明する。
　図６は、荷降しシステム１の動作の他の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ２０１において、荷降し制御装置１００は、パレット２１に規則積載された物品群３０の個々の物品３１の位置を第１センサ１５で認識する。ステップＳ２０２において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２０１で認識した最上段の個々の物品３１の位置に基づいて、行動計画を策定する。ステップＳ２０３において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２０１で認識した最上段の物品３１の位置に基づいて、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、最上段の物品の下端の位置に中間コンベア１４Ａを移動させる。
　ステップＳ２０４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２０２での行動計画（例えば把持の順番）に従って、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを物品３５の把持位置まで移動させる。ステップＳ２０５において、荷降し制御装置１００は、アーム１１Ａの先端の把持部１２に物品３５を把持させる。
　ステップＳ２０６において、段の最初の物品でないと判定された場合には（ステップＳ２０６－Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に進む。段の最初の物品であると判定された場合には（ステップＳ２０６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０７に進む。段の最初の物品でないと判定された場合には（ステップＳ２０６－Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に進む。
　ステップＳ２０７において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持している物品３１を第２センサ１６の計測位置へ移動させる。ステップＳ２０８において、荷降し制御装置１００は、第２センサ１６により、物品高さを計測する。
　ステップＳ２０９において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを、把持部１２で把持した物品３１を中間コンベア１４Ａまで移動させる。ステップＳ２１０において、荷降し制御装置１００は、把持部１２による物品３５の把持を解除し、物品３１を中間コンベア１４Ａ上に解放する。
　ステップＳ２１１において、荷降し制御装置１００は、高さＡ＝現在高さ＋物品高さ＋規定量を設定する。ステップＳ２１２において、荷降し制御装置１００は、高さＢ＝中間コンベア排出高さ＋物品高さ＋規定量を設定する。ステップＳ２１３において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを高さＡの位置まで上昇させる。
　ステップＳ２１４において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ２１１で設定した高さＡとステップＳ２１２で設定した高さＢとを比較する。高さＡが高いと判定された場合には（ステップＳ２１４－Ｎｏ）、処理は、並列処理であるステップＳ２１６及びステップＳ２１８に進む。
　一方、高さＢが高いと判定された場合には（ステップＳ２１４－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを高さＢの位置まで上昇させる。ステップＳ２１５の後、処理は、並列処理であるステップＳ２１６及びステップＳ２１８に進む。
　ステップＳ２１６において、荷降し制御装置１００は、次の把持対象の物品が段の最後の物品であるか否かを判定する。段の最後の物品であると判定された場合には（ステップＳ２１６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２１９の終了を待つ。段の最後の物品でないと判定された場合には（ステップＳ２１６－Ｎｏ）、処理はステップＳ２１７に進む。
　ステップＳ２１７において、荷降し制御装置１００は、アーム部１１を現在高さ（高さＡ又は高さＢ）のまま、次の把持位置の上まで挿入する。
　一方、ステップＳ２１６と並列で行われるステップＳ２１８において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア１４Ａを中間コンベア排出高さｈ４へ移動させる。ステップＳ２１９において、荷降し制御装置１００は、中間コンベア昇降機構１４Ｂを駆動させる。これにより、中間コンベア１４Ａ上の物品３１がメインコンベア２２に搬送される。
　ステップＳ２１７及びステップＳ２１９の終了を待って、処理はステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０において、荷降し制御装置１００は、その段の物品の把持が完了したか否かが判定される。完了していないと判定された場合には（ステップＳ２２０－Ｎｏ）、処理はステップＳ２２１に進む。
　ステップＳ２２１において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１０１で認識した最上段の物品３１の位置に基づいて、中間コンベア昇降機構１４Ｂにより、最上段の物品の下端の位置に中間コンベア１４Ａを移動させる。ステップＳ２２２において、荷降し制御装置１００は、ステップＳ１２２での行動計画（例えば把持の順番）に従って、アーム移動機構１１Ｂにより、アーム１１Ａを物品３１の把持位置まで移動させる。ステップＳ２２３において、荷降し制御装置１００は、アーム部１１の先端の把持部１２に物品３１を把持させる。ステップＳ２２４において、荷降し制御装置１００は、アーム移動機構１１Ｂにより、把持部１２で把持した物品３１を中間コンベア１４Ａまで移動させる。ステップＳ２２５において、荷降し制御装置１００は、把持部１２による物品３１の把持を解除し、物品３１を中間コンベア１４Ａ上に解放する。ステップＳ２２５の後、処理はステップＳ２１３に戻る。
　ステップＳ１２６において、荷降し制御装置１００は、パレット２１上の物品の有無を判定する。物品があると判定された場合には（ステップＳ１２６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０１に戻る。これにより、パレット２１上の次の段の物品の荷降し動作が行われる。物品がないと判定された場合には（ステップＳ１２６－Ｎｏ）、荷降し制御装置１００は処理を終了する。
　一方、ステップＳ２２０において、完了したと判定された場合には（ステップＳ２２０－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２６に進む。ステップＳ２２６において、荷降し制御装置１００は、パレット２１上の物品の有無を判定する。物品があると判定された場合には（ステップＳ２２６－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０１に戻る。これにより、パレット２１上の次の段の物品の荷降し動作が行われる。物品がないと判定された場合には（ステップＳ２２６－Ｎｏ）、荷降し制御装置１００は処理を終了する。
　このように、同一段の物品の高さは同じことが前提であるから、第２センサ１６による物品高さの計測がその段の最初の物品に対してのみ行われるのと同様に、同一段の物品に対する高さＡ、Ｂの設定は一度のみであってよい。
　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 (6)

  1. 　段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、
    　物品を把持する把持部を備えるアームと、
    　水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、
    　前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、
    　前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、
    　前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、
    　前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させ、前記退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させる間に、前記目的地の高さに前記中間コンベアの移動を開始させるよう、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する制御部と、
    　を具備する、荷降し装置。
  2. 　前記制御部は、前記把持部が把持している前記物品の高さを表す物品高さを計測するように前記第２センサを制御する、請求項１に記載の荷降し装置。
  3. 　前記制御部は、前記物品群の同一の段に含まれる複数の物品のうち、１番目に把持する物品に対してのみ、前記把持部が把持している前記物品の高さを表す物品高さを計測するよう前記第２センサを制御する、請求項１又は２に記載の荷降し装置。
  4. 　前記制御部は、前記物品を把持して持ち上げる際に、前記把持部が把持している前記物品の水平方向の辺の長さである奥行きに応じて、前記高さ方向に移動させる前記アームの移動量を制御する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の荷降し装置。
  5. 　段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、
    　物品を把持する把持部を備えるアームと、
    　水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、
    　前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、
    　前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、
    　前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、
    　を具備する荷降し装置の荷降し制御装置であって、
    　前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させ、前記退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させる間に、前記目的地の高さに前記中間コンベアの移動を開始させるよう、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する制御部　を具備する、荷降し制御装置。
  6. 　段積みされ、各段における複数の物品が同一の高さを有する物品群の最上段の物品を認識する第１センサと、
    　物品を把持する把持部を備えるアームと、
    　水平方向及び高さ方向に前記アームを移動させるアーム移動機構と、
    　前記把持部が把持している物品の高さを表す物品高さを計測する第２センサと、
    　前記アーム移動機構により移動された前記物品が載置され、載置された前記物品を目的地に送り出す中間コンベアと、
    　前記中間コンベアの高さを昇降させる中間コンベア昇降機構と、
    　を具備する荷降し装置のコンピュータに実行させる荷降し制御プログラムであって、
    　前記中間コンベアに前記物品が載置された場合に、前記中間コンベアの現在高さと前記目的地の高さのうち、いずれか高い方の高さと前記物品高さとの和よりも高い退避高さに前記アームを移動させ、前記退避高さにおいて次に把持する物品の位置に合わせて前記アームを水平方向に移動させる間に、前記目的地の高さに前記中間コンベアの移動を開始させるよう、前記アーム移動機構及び前記中間コンベア昇降機構を制御する
    　ことを前記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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