JP2020007145A - 物品移動装置および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品の形態にかかわらず、コンベア間などのように所望の領域間でスムーズに物品を移動させることが可能な物品移動装置を提供する。【解決手段】物品移動装置は、ピッキングロボットと、該ロボットの動作を制御する制御装置とを備える。ピッキングロボットは、所定範囲内で変位するエンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、平板状の第１の壁部と、第１の壁部の縁から垂下して配置された第２の壁部と、物品を把持する把持機構と、第１および第２の壁部を所定の回動方向に回動させる回動機構とを有する。制御装置は、物品の把持状況に基づいて物品を移動させる方法を選択するための条件を判定し、条件を満たす場合、把持機構で把持した状態で物品を引きずり可能な姿勢に、条件を満たさない場合、把持機構で把持することなく物品を押し出し可能な姿勢に、第１および第２の壁部を回動させ、物品を移動させるようピッキングロボットを制御する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、物品をピッキングエリアからリリースエリアに移動させる移動装置（以下、物品移動装置という）、およびその制御装置に関する。

物品の物流センタなどでは、荷物、部品、製品などの様々な物品が荷下ろしなどの上流工程から仕分けや組み立てなどの下流工程へ、物品移動装置によって順次移動される。物品の移動には、例えばベルトコンベアやローラコンベアなどのコンベアおよびピッキングロボットが使用される。

工程間での物品の受け渡しの際には、物品の集積領域とコンベア間、あるいはコンベア間で物品の移動が行われる。コンベア間で物品を移動させる場合、例えば、上流工程側のコンベア（以下、ピッキング側コンベアという）を搬送される物品をピッキングロボットでピッキングし、下流工程側のコンベア（以下、リリース側コンベアという）に移動させる。この場合、ピッキングロボットは、ピッキング側コンベアを搬送されている物品を把持（一例として、吸着）して持ち上げ、リリース側コンベア上まで移動させて解放し、リリース側コンベアに載置する。これにより、物品は、リリース側コンベアによって次工程に搬送される。

特開２０１６−９４２８０号公報 特開２０１６−５５９９５号公報

しかしながら、移動の対象となる物品の形態、例えば大きさ、形状、重量、梱包状態などは、一律ではなく多種多様である場合も多い。したがって、移動対象の物品群の中には、ピッキング側コンベアからピッキングロボットで持ち上げ、リリース側コンベアで解放するのに不向きな物品が混在している場合がある。例えば、ピッキングロボットで適正に把持できない大きさや形状、梱包状態の物品であったり、持ち上げられない重量の物品であったりした場合など、物品の形態によっては、ピッキング作業のやり直しや中断などを発生させ、コンベア間での移動効率を低下させるおそれがある。

このため、物品の形態にかかわらず、コンベア間などのように所望の領域間で、従来よりもスムーズに物品を移動させることが可能な物品移動装置が求められている。

実施形態の物品移動装置は、作業台に位置する物品を把持してリリース側コンベアに移動させるピッキングロボットと、ピッキングロボットでの物品の把持状況に基づいて、ピッキングロボットの動作を制御する制御装置とを備える。ピッキングロボットは、作業台およびリリース側コンベアに対して所定範囲内で変位するエンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、平板状の第１の壁部と、第１の壁部の縁から垂下して配置された第２の壁部と、第１の壁部および第２の壁部にそれぞれ設けられて物品を把持する把持機構と、第１の壁部および前記第２の壁部を所定の回動方向に回動させる回動機構とを有する。制御装置は、物品の把持状況に基づいて、作業台からリリース側コンベアに物品を移動させる方法を選択するための条件を判定し、条件を満たす場合、把持機構で把持した状態で物品を引きずり可能な姿勢に、条件を満たさない場合、把持機構で把持することなく前記物品を押し出し可能な姿勢に、それぞれ第１の壁部および第２の壁部を回動させ、物品を移動させるようピッキングロボットを制御する。

実施形態の物品移動装置を斜め上方から示す模式図。 実施形態の物品移動装置の作業台（ピッキング側コンベア）とリリース側コンベアの設置態様の一例を示す模式図。 実施形態の物品移動装置のエンドエフェクタの構成を示す模式図であって、(ａ)は基本姿勢、(ｂ)は反転姿勢となっている状態をそれぞれ示す図。 実施形態の物品移動装置の制御装置が行う物品移動制御の制御フロー図。 実施形態の物品移動装置において、物品を持ち上げ移動させる場合のエンドエフェクタの動作態様の一例を示す模式図であって、(ａ)は物品を吸着した状態、(ｂ)は物品を持ち上げて移動させた状態、(ｃ)は物品を載置した状態、(ｄ)は物品を解放した状態をそれぞれ示す図。 実施形態の物品移動装置において、物品を引きずり移動させる場合のエンドエフェクタの動作態様の一例を示す模式図であって、(ａ)は物品を吸着した状態、(ｂ)は物品を引きずって移動させた状態、(ｃ)は物品を載置した状態、(ｄ)は物品を解放した状態をそれぞれ示す図。 実施形態の物品移動装置において、物品を押し出し移動させる場合のエンドエフェクタの動作態様の一例を示す模式図であって、(ａ)は吸着姿勢で物品の吸着を試みた状態、(ｂ)は反転姿勢とした状態、(ｃ)は物品を押圧した状態、(ｄ)は物品を押し出して移動させた状態、(ｅ)は上昇した状態をそれぞれ示す図。 実施形態の物品移動装置において、コンベア間を斜め横断するように物品を移動させる場合のエンドエフェクタの変位軌跡の一例を示す模式図であって、(ａ)は斜め横断開始時の状態、(ｂ)は斜め横断中の状態、(ｃ)は斜め横断終了時の状態をそれぞれ示す図。

以下、実施形態に係る物品移動装置およびその制御装置について、図１から図８を参照して説明する。物品移動装置は、物品を所望の領域間で移動させる装置であり、例えば物流センタなどで稼働する物流システムを構成する装置の一つである。制御装置は、かかる物品移動装置において物品の移動制御を行う装置である。物品は、宅配物、小包、郵便物等を含む荷物、各種の部品や製品など、移動の対象となり得る有形物である。物品の形態（大きさ、形状、重量、梱包状態など）は、一律ではなく多種多様である場合を想定するが、一律であってもよい。また、物品の移動は、所望領域の一方から他方に物品の所在位置を変位させる動作態様であり、変位方法の如何は問わない。本実施形態では、後述するような持ち上げ、引きずり、押し出しのいずれの方法による移動も含むものとする。

図１には、本実施形態の物品移動装置１を斜め上方から模式的に示す。図１に示すように、物品移動装置１は、作業台２とリリース側コンベア１０との間で物品６を移動させる装置であり、ピッキングロボット３と、検出装置４と、制御装置５とを備えて構成されている。

作業台２は、リリース側コンベア１０に対する物品６の移動元であり、ピッキングロボット３にピッキングされる物品６が位置する。本実施形態において、作業台２はコンベア（以下、ピッキング側コンベア２という）である。ピッキング側コンベア２は、ピッキングロボット３によってピッキングされる物品６（図１に実線で示す物品６）を搬送する。

リリース側コンベア１０は、ピッキングロボット３から解放された物品６（図１に二点鎖線で示す物品６）を搬送する。リリース側コンベア１０は、物品移動装置１が組み込まれた物流システムが稼働する物流センタなどに設置されており、物品移動装置１が移動させた物品６を仕分けや組み立てなどの次工程に送るためのコンベアである。リリース側コンベア１０の稼動は、物流システムの制御装置によって制御されるが、制御装置５によって制御されてもよい。

なお、ピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０は、いずれもベルトコンベアであるが、ローラコンベアであっても構わない。これらのコンベア２，１０は、いずれも無端ベルト２ｂ，１０ｂが搬送方向Ａ２，Ａ１０に流れるように、所定の駆動機構（図示しない）によって駆動される。搬送方向Ａ２，Ａ１０は、それぞれのコンベア２，１０において物品６が搬送される方向である。

このように、本実施形態ではリリース側コンベア１０に対する物品６の移動元、つまり作業台２をコンベアとし、物品６を搬送する構成としている。ピッキング側コンベア２には、所定の時間差で物品が１つずつ投入されている。したがって、ピッキング側コンベア２では、物品６が所定の間隔をあけて１つずつ搬送される。ピッキング側コンベア２への物品６の投入方法は、特に問わない。なお、作業台２は、コンベアのように物品６を搬送する可動構造を有していなくてもよく、テーブルのように物品６を静止して載置する構造のものであってもよい。コンベアであるかにかかわらず、作業台２は、リリース側コンベア１０の高さに合わせて高さ調節が可能な機構を有することが好ましい。

ピッキング側コンベア２とリリース側コンベア１０は、図１に示すように搬送方向Ａ２，Ａ１０を合わせ、所定間隔をあけて並べて設置されている。これらのコンベア２，１０間には、両者を架け渡し、空隙を埋める架橋部７が設けられている。架橋部７は、コンベア２，１０間への物品６の落下を防ぎ、ピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０に物品６をスムーズに移動させるための部材である。したがって、物品６の大きさ（例えば、最短辺の長さ）と比べ、ピッキング側コンベア２とリリース側コンベア１０との間隔が十分に短く、コンベア２，１０間での物品６の移動に支障がない場合、架橋部７は省略可能である。なお、ピッキング側コンベア２とリリース側コンベア１０は、間隔をほぼあけずに並べて設置してもよい。

図２には、ピッキング側コンベア２とリリース側コンベア１０の設置態様の一例を模式的に示す。図２に示すように、本実施形態では一例として、互いの設置面Ｆから搬送面２ｓ，１０ｓまでの高さＨ２，Ｈ１０は、リリース側コンベア１０よりもピッキング側コンベア２の方が高い（Ｈ２＞Ｈ１０）。したがって、搬送面２ｓと搬送面１０ｓとの段差をなくすように、架橋部７は、ピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０に向けて下り勾配のスロープ状に構成されている。なお、搬送面１０ｓの方が搬送面２ｓよりも高い場合、架橋部７は、ピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０に向けて上り勾配のスロープ状であればよい。

ピッキングロボット３は、ピッキング側コンベア２を搬送される物品６をピッキングし、ピッキングした物品６をリリース側コンベア１０に移動させる。図１に示すように、ピッキングロボット３は、いわゆるパラレルリンクロボットであり、ベース部３１と、リンク部３２と、可動部３３と、エンドエフェクタ３４とを含んで構成される。なお、ピッキングロボットは、このようなパラレルリンクロボットに限定されず、例えば複数の軸まわりに動作制御されるシリアルリンクロボット（ロボットアーム）であってもよい。

ベース部３１は、ピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０に対してピッキングロボット３を位置決めする部分である。ベース部３１は、例えば物流センタの建屋の天井や梁などに位置決め固定されている。

リンク部３２は、ベース部３１の下側に周方向へ等間隔で配置されている。リンク部３２は、リンク機構としてベース部３１に連結される３つの第１アーム３２１と、これらの第１アーム３２１にそれぞれ１つずつ連結される３つの第２アーム３２２を有している。第１アーム３２１は、ベース部３１から放射状に周方向へほぼ等ピッチ（１２０°間隔）で配置され、ベース部３１に収容されたモータ（図示省略）の回転軸に基端が連結されて回動可能とされている。モータは、３つの第１アーム３２１に１つずつ対応して３つ設けられている。第２アーム３２２は、互いに平行な直線状の２本の棒体によって構成され、これら棒体の基端がそれぞれ第１アーム３２１の先端（モータとの連結側とは反対の端部）に回動可能に連結されている。

可動部３３は、３つの第２アーム３２２の先端（第１アーム３２１との連結側とは反対の端部）にそれぞれ回動可能に連結されている。ベース部３１のモータを個別に駆動させることで、第１アーム３２１および第２アーム３２２が回動することによって、可動部３３は、所定範囲内において、ベース部３１に対して自由に変位（動作）する。所定範囲（つまり、可動範囲）には、ピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０が含まれている。したがって、モータを駆動させることで、可動部３３をピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０に対して変位させることが可能となる。なお、モータの駆動は、制御装置５によって制御される。

エンドエフェクタ３４は、可動部３３に着脱可能に取り付けられ、可動部３３とともにピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０に対して所定範囲内で変位する。また、エンドエフェクタ３４は、物品６を解放可能に把持する。把持は、例えば吸着、挟持など、物品６の保持態様全般を包含する概念として規定される。

図３には、エンドエフェクタ３４の構成を模式的に示す。図３に示すように、エンドエフェクタ３４は、２つの壁部３４１，３４２と、把持機構３４３と、回動機構３４４とを有する。２つの壁部３４１，３４２は、一方が平板状をなし、他方が一方の辺縁から垂下して配置されている。本実施形態では、２つの壁部３４１，３４２は、互いに略直交して連続しており、ほぼＬ状に構成されている。例えば、２つの壁部３４１，３４２のうち第１の壁部３４１は、物品６の第１面と対向可能な壁部である。物品６の第１面は、物品６がピッキング側コンベア２に載置（搬送）された状態における上面、つまり搬送面２ｓと接触する底面と対をなす面（一例として、図３(ａ)，(ｂ)に示す面６１）である。第２の壁部３４２は、第１の壁部３４１の縁から垂下して配置され、物品６の第２面と対向可能な壁部である。物品６の第２面は、物品６がピッキング側コンベア２に載置された状態における上面と底面以外のいずれかの面、つまり側面（一例として、図３(ａ)，(ｂ)に示す面６２）である。

把持機構３４３は、第１の壁部３４１に設けられた第１の把持機構３４３ａと、第２の壁部３４２に設けられた第２の把持機構３４３ｂを有する。第１の把持機構３４３ａは、物品６の第１面を解放可能に把持する。第２の把持機構３４３ｂは、物品６の第２面を解放可能に把持する。本実施形態では一例として、把持機構３４３は、エアによって物品６の吸着と解放を行う。したがって、把持機構３４３は、吸着パッド３５のほか、真空発生器、コンプレッサ、電磁弁、圧力センサ（いずれも図示省略）などを含んで構成される。これにより、ピッキングロボット３は、ピッキング側コンベア２を搬送される物品６を把持機構３４３の吸着パッド３５で吸着し、吸着した物品６をリリース側コンベア１０に対して解放することで、物品６をコンベア２，１０間で移動可能とされている。吸着パッド３５は、樹脂製や蛇腹構造などとされ、吸着方向に伸縮可能に弾性変形する。第１の壁部３４１および第２の壁部３４２にそれぞれ設けられる吸着パッド３５の数、大きさ、配置などは、エンドエフェクタ３４の大きさ、吸着対象に含まれる物品６の大きさや重量などに応じて任意に設定され、特に限定されない。

回動機構３４４は、エンドエフェクタ３４を可動部３３に対して所定の回動方向に回動させる。例えば、図３の(ａ)と(ｂ)で示す状態に互換するように、回動機構３４４はエンドエフェクタ３４を回動させる。この時、第２の壁部３４２は、エンドエフェクタ３４の回動方向に互いに略１８０°ずれて（図３(ａ)，(ｂ)においては左右反転して）位置付けられる。図３(ａ)に示す姿勢は、エンドエフェクタ３４の基本姿勢の一例であり、同図(ｂ)に示す姿勢は、エンドエフェクタ３４の反転姿勢の一例である（詳細は後述）。回動機構３４４は、アクチュエータのほか、ギア部、軸受部（いずれも図示省略）などを含んで構成される。アクチュエータは、駆動軸を垂直方向に沿わせて可動部３３に固定される。アクチュエータの駆動は、制御装置５によって制御される。

検出装置４は、ピッキングロボット３での物品６の把持状況を検出する。把持状況には、ピッキングロボット３で物品６が把持された状況と把持されなかった状況のいずれも含まれる。かかる把持状況を検出するため、検出装置４は、検出部として各種センサやカメラなどを含んでいる。
物品６の把持状況として、検出装置４は、エンドエフェクタ３４の把持機構３４３に物品６が正常に吸着されているか否かを検出する。検出装置４は、例えば吸着パッド３５の内圧を圧力センサで検出する。検出された吸着パッド３５の内圧が適正な負圧範囲内であれば、物品６が吸着パッド３５に正常に吸着されていると判定できる。かかる判定は、制御装置５が行う。

また、物品６が正常に吸着されている場合、検出装置４は、吸着された物品６をピッキング側コンベア２からピッキングロボット３で持ち上げられるか否かを検出する。加えて、物品６を持ち上げられない場合であっても、ピッキング側コンベア２の搬送面２ｓ上で物品６を引きずることができるか否かを検出する。これらの検出にあたって、検出装置４は、例えば物品６を吸着した状態でエンドエフェクタ３４が上昇した際、もしくは水平移動（スライド）した際、吸着パッド３５と物品６との接触有無を接触センサで検出する。吸着パッド３５と物品６とが接触していることが検出されれば、吸着した物品６をピッキングロボット３で持ち上げること、もしくは引きずることが可能と判定できる。かかる判定は、制御装置５が行う。なお、上記検出は、接触センサではなく、例えば３Ｄカメラで行ってもよい。この場合、物品６の把持状態を立体的に捉えた画像を３Ｄカメラで撮像し、エンドエフェクタ３４の上昇時やスライド時の画像を解析して吸着パッド３５と物品６との接触有無を検出する。また、吸着パッド３５の内圧を圧力センサで検出し、検出された内圧に基づいて物品６の持ち上げや引きずりの可否を判定してもよい。例えば、物品６の持ち上げや引きずり動作に入った際、吸着パッド３５の内圧が大気圧に戻ることなく適正な負圧範囲内に保たれていれば、物品６の持ち上げや引きずりが可能であると判定できる。

また、検出装置４は、ピッキング側コンベア２を搬送されている物品６の形態を検出する。検出装置４は、例えば搬送されている物品６を立体的に捉えた画像を３Ｄカメラで撮像し、その画像を解析して物品６の形態（大きさ、形状、梱包状態など）を検出する。

制御装置５は、作業台（ピッキング側コンベア）２、ピッキングロボット３、検出装置４の動作をそれぞれ制御する。制御装置５は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置（不揮発メモリ）、入出力回路、タイマなどを含む演算処理部（図示省略）を備えている。演算処理部は、各種データを入出力回路により読み込み、記憶装置からメモリに読み出したプログラムを用いてＣＰＵで演算処理し、処理結果に基づいた制御（物品６の移動制御）を行う。本実施形態において、制御装置５は、ピッキング側コンベア２、ピッキングロボット３、検出装置４と有線もしくは無線で接続され、これらとの間で各種データや演算結果などを送受信している。

これにより、制御装置５は、検出装置４を動作制御して検出させたデータ（検出結果）を入出力回路により読み込み、メモリから読み出したプログラムを用いてＣＰＵで演算し、演算結果に基づいてピッキング側コンベア２およびピッキングロボット３の動作制御をそれぞれ行う。

このような構成をなす物品移動装置１の動作と作用について、ピッキング側コンベア２、ピッキングロボット３、および検出装置４に対する制御装置５の制御フローに従って説明する。図４には、本実施形態の物品移動装置１における制御装置５の制御フローを示す。なお、制御装置５は、例えばピッキング側コンベア２で物品６が搬送されている間、別の捉え方をすればピッキング側コンベア２への物品６の投入が終了するまで、コンベア２，１０間での物品６の移動制御を繰り返し行う。

制御装置５は、ピッキング側コンベア２を搬送されている物品６をピッキングロボット３に把持させる（Ｓ１０１）。ただし、この段階では、物品６がピッキングロボット３に実際に把持（吸着）されているかどうかは確定されていない。物品６を把持させる際、制御装置５は、回動機構３４４を動作させて、エンドエフェクタ３４を基本姿勢にする。基本姿勢は、第１の壁部３４１が水平をなし、第１の壁部３４１のリリース側コンベア１０寄りの縁で第２の壁部３４２が垂下している姿勢である。後述する図５(ａ)、図６(ａ)、および図７(ａ)には、基本姿勢の一例をそれぞれ示す。また、物品６を把持させる際、制御装置５は、検出装置４によって検出された物品６の形態に基づいて、把持機構３４３による物品６の把持（吸着）位置を決定する。

続いて、制御装置５は、検出装置４に物品６の把持状況を検出させる（Ｓ１０２）。検出装置４は、吸着パッド３５の内圧を圧力センサで検出するとともに、吸着パッド３５と物品６との接触有無を接触センサで検出する。

そして、制御装置５は、検出装置４による物品６の把持状況の検出結果に基づいて、物品６の移動方法を選択するための条件判定を次のように行う。
制御装置５は、物品６の持ち上げ条件を判定する（Ｓ１０３）。持ち上げ条件は、ピッキングロボット３で物品６をピッキング側コンベア２から持ち上げられるか否かを判定するための条件である。例えば、吸着パッド３５の内圧が適正な負圧範囲内であり、かつエンドエフェクタ３４を上昇させても吸着パッド３５が物品６と接触している場合は、持ち上げ条件を満たす。一方、吸着パッド３５の内圧が適正な負圧範囲外である場合、あるいはエンドエフェクタ３４の上昇時に吸着パッド３５が物品６と非接触となる場合は、持ち上げ条件を満たさない。なお、吸着パッド３５の内圧の適正な負圧範囲は、例えば制御装置５の記憶装置に格納され、持ち上げ条件の判定時にパラメータとして制御装置５に読み出される。

Ｓ１０３において持ち上げ条件を満たす場合、制御装置５は、ピッキング側コンベア２から物品６を持ち上げ、リリース側コンベア１０に移動させるようにピッキングロボット３を動作させる（Ｓ１０４）。
そして、制御装置５は、ピッキングロボット３でリリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに物品６を載置し、解放させる（Ｓ１０５）。物品６の解放後、制御装置５は、エンドエフェクタ３４を上昇させる。これにより、解放された物品６は、リリース側コンベア１０を搬送方向Ａ１０に搬送され、次工程に送られる。

図５には、このように物品６ａを持ち上げて移動させる場合のエンドエフェクタ３４の動作態様の一例を示す。図５において、搬送方向Ａ２，Ａ１０は、いずれも裏から表（奥から手前）の方向である。物品６ａの移動にあたって、ピッキングロボット３のエンドエフェクタ３４は、物品６ａを吸着パッド３５で吸着する（図５(ａ)）。その際、吸着パッド３５は、物品６ａの第１面６１ａと第２面６２ａにそれぞれ吸着する。次いで、ピッキングロボット３は、吸着した物品６ａをピッキング側コンベア２から持ち上げ、リリース側コンベア１０の上方に向けて移動させる（図５(ｂ)）。そして、ピッキングロボット３は、吸着した物品６ａを下降させてリリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに載置する（図５(ｃ)）。載置後、ピッキングロボット３は、吸着パッド３５から物品６ａを解放し、エンドエフェクタ３４を上昇させる（図５(ｄ)）。なお、リリース側コンベア１０の搬送面１０ｓではなく、架橋部７の上で物品６ａを解放させてもよい。これにより、スロープ状に構成された架橋部７を滑らせて物品６ａをリリース側コンベア１０まで移動させることができる。

これに対し、Ｓ１０３において持ち上げ条件を満たさない場合、制御装置５は、引きずり条件を判定する（Ｓ１０６）。引きずり条件は、物品６を持ち上げられない場合に、ピッキング側コンベア２の搬送面２ｓ上で物品６を引きずることができるか否かを判定するための条件である。例えば、吸着パッド３５の内圧が適正な負圧範囲内であり、かつエンドエフェクタ３４を水平移動（スライド）させても吸着パッド３５が物品６と接触している場合は、引きずり条件を満たす。なお、引きずり条件は、持ち上げ条件を満たさないこと、具体的にはエンドエフェクタ３４の上昇時に吸着パッド３５が物品６と非接触となることを前提条件として満たされる。一方、吸着パッド３５の内圧が適正な負圧範囲外である場合、あるいはエンドエフェクタ３４のスライド時に吸着パッド３５が物品６と非接触となる場合は、引きずり条件を満たさない。なお、吸着パッド３５の内圧の適正な負圧範囲は、引きずり条件の判定時にパラメータとして制御装置５に読み出される。

Ｓ１０６において引きずり条件を満たす場合、制御装置５は、ピッキング側コンベア２から物品６を持ち上げることなく、搬送面２ｓ上を引きずってリリース側コンベア１０に移動させるようにピッキングロボット３を動作させる（Ｓ１０７）。
そして、制御装置５は、ピッキングロボット３でリリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに載置されるまで物品６を引きずり、解放させる（Ｓ１０５）。これにより、物品６を持ち上げられない場合であっても、ピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０に物品６を速やかに移動させ、次工程に送ることができる。

図６には、このように物品６ｂを引きずって移動させる場合のエンドエフェクタ３４の動作態様の一例を示す。図６において、搬送方向Ａ２，Ａ１０は、いずれも裏から表（奥から手前）の方向である。この場合、持ち上げることができないため、物品６ｂは、例えば物品６ａ（図５）よりも重く、吸着パッド３５で吸着して持ち上げ可能な最大重量を超えるような物品である。物品６ｂの移動にあたって、ピッキングロボット３のエンドエフェクタ３４は、物品６ｂを吸着パッド３５で吸着する（図６(ａ)）。その際、吸着パッド３５は、物品６ｂの第１面６１ｂと第２面６２ｂにそれぞれ吸着する。次いで、ピッキングロボット３は、吸着した物品６ｂをピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０へ向けて引きずる（図６(ｂ)）。そして、ピッキングロボット３は、リリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに載置されるまで物品６ｂを引きずる（図６(ｃ)）。その後、ピッキングロボット３は、吸着パッド３５から物品６ｂを解放し、エンドエフェクタ３４を上昇させる（図６(ｄ)）。

なお、吸着パッド３５から物品６ｂを解放するタイミングは、解放された物品６ｂをリリース側コンベア１０で適正に搬送させることが可能であれば、特に限定されない。図６(ｄ)に示すように、搬送面１０ｓに載置されるまで引きずった後、物品６ｂを解放してもよいし、例えば架橋部７まで引きずった段階で物品６ｂを解放してもよい。架橋部７で解放させた場合、物品６ｂは、スロープ状に構成された架橋部７を滑ってリリース側コンベア１０まで移動する。

これに対し、Ｓ１０６において引きずり条件を満たさない場合、制御装置５は、ピッキング側コンベア２から持ち上げず、搬送面２ｓ上を引きずることもなく、押し出すことで物品６を移動させる。例えば、吸着パッド３５の内圧が適正な負圧範囲外である場合、エンドエフェクタ３４を水平移動（スライド）させると吸着パッド３５が物品６と非接触となる場合などは、引きずり条件を満たさない。

この場合、制御装置５は、エンドエフェクタ３４を基本姿勢から反転姿勢になるように回動させる（Ｓ１０８）。反転姿勢は、第１の壁部３４１が水平をなし、第１の壁部３４１のピッキング側コンベア２寄りの縁で第２の壁部３４２が垂下している姿勢である。すなわち、エンドエフェクタ３４を回動方向に略１８０°回動させ、基本姿勢を反転させた姿勢である。例えば後述する図７(ｂ)には、図７(ａ)に示す基本姿勢に対する反転姿勢を一例として示す。

エンドエフェクタ３４を反転姿勢とした後、制御装置５は、リリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに載置されるまで物品６を押し出すように、ピッキングロボット３を動作させる（Ｓ１０９）。これにより、物品６を持ち上げることも引きずることもできない場合であっても、ピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０に物品６を速やかに移動させ、次工程に送ることができる。

図７には、このように物品６ｃを押し出して移動させる場合のエンドエフェクタ３４の動作態様の一例を示す。図７において、搬送方向Ａ２，Ａ１０は、いずれも裏から表（奥から手前）の方向である。この場合、持ち上げることも引きずることもできないため、物品６ｃは、例えば吸着パッド３５で適正に吸着できないような（吸着パッド３５の内圧が適正な負圧範囲内でない）物品である。一例として、図７には、外形（梱包状態の形状を含む）が凸曲面状の物品６ｃを示す。

物品６ｃの移動にあたって、ピッキングロボット３は、基本姿勢のエンドエフェクタ３４で物品６ｃの吸着を試みる（図７(ａ)）。この場合、持ち上げ条件および引きずり条件をいずれも満たさないため、ピッキングロボット３は、エンドエフェクタ３４を反転姿勢とする（図７(ｂ)）。反転姿勢のまま、ピッキングロボット３は、エンドエフェクタ３４を僅かに下降させ、物品６ｃを搬送面２ｓに押圧させる（図７(ｃ)）。物品６ｃが吸着パッド３５で吸着されていないため、このように押圧させることで、物品６ｃを押し出して移動させる際、その姿勢を安定させることができる。この時、吸着パッド３５は、物品６ｃに吸着していないが、弾性変形して接触している。

次いで、ピッキングロボット３は、物品６ｃをピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０へ向けて押し出す（図７(ｄ)）。この時、エンドエフェクタ３４の第２の壁部３４２から吸着パッド３５を介して、リリース側コンベア１０方向（図７(ｄ)においては左方向）への押出力が物品６ｃに作用される。これにより、物品６ｃは、エンドエフェクタ３４とともにリリース側コンベア１０へ向けて押し出される。すなわち、第２の壁部３４２は、物品６ｃを押し出すための押出壁として機能する。そして、ピッキングロボット３は、リリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに載置されるまで物品６ｃを押し出し、エンドエフェクタ３４を上昇させる（図７(ｅ)）。なお、物品６ｃの形態（大きさ、形状、重量など）によっては、リリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに載置されるまで押し出さなくとも、架橋部７の上まで押し出すことで、スロープ状に構成された架橋部７を滑ってリリース側コンベア１０まで移動させることが可能である。

制御装置５は、物品６を持ち上げて移動させる場合（Ｓ１０４）や引きずって移動させる場合（Ｓ１０７）、吸着パッド３５に吸着された物品６をピッキングロボット３に解放させた後、物品６の移動制御を終了する。これに対し、物品６を押し出して移動させる場合、物品６が吸着パッド３５に吸着されていないため、制御装置５は、持ち上げ移動や引きずり移動の場合のように物品６をピッキングロボット３に解放させる必要はない。したがって、制御装置５は、そのまま物品６の移動制御を終了する。

そして、上述したとおり、制御装置５は、例えばピッキング側コンベア２で物品６が搬送されている間（ピッキング側コンベア２への物品６の投入が終了するまで）、コンベア２，１０間での物品６の移動制御を繰り返し行えばよい。

このように、本実施形態の制御装置５を備えた物品移動装置１によれば、物品６の形態にかかわらず、コンベア２，１０間で、従来よりもスムーズに物品６を移動させることができる。例えば大きさ、形状、重量、梱包状態など、物品６の形態が一律ではなく多種多様である場合であっても、物品６をピッキング側コンベア２からリリース側コンベア１０にスムーズに移動させることができる。したがって、物品６をリリース側コンベア１０から仕分けや組み立てなどの次工程に速やかに送ることが可能となる。

すなわち、ピッキングロボット３で適正に把持できない大きさや形状、梱包状態の物品６ｃや、持ち上げられない重量の物品６ｂが移動対象の物品群に混在していた場合であっても、ピッキング作業のやり直しや中断などを生じさせることなく、コンベア２，１０間で物品６を移動させることができる。このため、コンベア２，１０間での物品６の移動効率を低下させずに済む。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は、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。これらの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。

上述した実施形態において、物品６を引きずって移動させる場合および押し出して移動させる場合、ピッキングロボット３は、エンドエフェクタ３４を最短距離で、つまり搬送方向Ａ２，Ａ１０といずれも直交する方向に変位させている。その際、ピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０の搬送速度に合わせてエンドエフェクタ３４を搬送方向Ａ２，Ａ１０に変位させながら、搬送方向Ａ２，Ａ１０と直交する方向に変位させてもよい。すなわち、ピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０を斜めに横断するように、エンドエフェクタ３４を変位させてもよい。これにより、物品６とコンベア２，１０の搬送面２ｓ，１０ｓとの摩擦負荷を軽減して、物品６を移動させることができる。その結果、例えば破損しやすく取扱いに注意を要するような物品であっても、コンベア２，１０間を安全に移動させることが可能となる。

図８には、このようにピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０を斜めに横断して物品６を移動させる場合のエンドエフェクタ３４変位軌跡の一例を示す。図８の(ａ)は斜め横断開始時の状態、(ｂ)は斜め横断中の状態、(ｃ)は斜め横断終了時の状態をそれぞれ示す図である。
図８(ａ)に示すように物品６を吸着した状態で、ピッキング側コンベア２の搬送速度に合わせて搬送方向Ａ２に変位させながら（矢印Ｙ２で示す変位）、搬送方向Ａ２と直交する方向にエンドエフェクタ３４を変位させる（矢印Ｘ２で示す変位）。そのまま、図８(ｂ)に示すように、架橋部７を経由してリリース側コンベア１０まで、リリース側コンベア１０の搬送速度に合わせて搬送方向Ａ１０およびこれと直交する方向に、エンドエフェクタ３４をそれぞれ変位させる（矢印Ｙ１０および矢印Ｘ１０で示す変位）。矢印Ｙ２と矢印Ｙ１０で示す変位は、ピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０の搬送速度に応じて設定され、同一であっても異なっていてもよい。矢印Ｘ２と矢印Ｘ１０で示す変位も同様に、同一であっても異なっていてもよい。

そして、図８(ｃ)に示すように、リリース側コンベア１０の搬送面１０ｓに載置されるまで、エンドエフェクタ３４を同様に変位させる。これにより、図８(ｃ)に二点鎖線で示す状態から矢印Ａ３４で示すように、エンドエフェクタ３４は、双方のコンベア２，１０を斜めに横断するように変位する。その結果、双方のコンベア２，１０を斜めに横断するように物品６を移動させることができる。

なお、図８には、エンドエフェクタ３４に物品６を吸着させて引きずる場合を例示するが、物品６を吸着させることなく、押し出す場合も同様にエンドエフェクタ３４を変位させることで、双方のコンベア２，１０を斜め横断して物品６を移動させることができる。この場合、図８(ａ)，(ｂ)，(ｃ)に示す各状態において、エンドエフェクタ３４は基本姿勢ではなく、反転姿勢である。

また、持ち上げ、引きずり、押し出しのいずれであるかを問わず、物品６を移動させる際、ピッキング側コンベア２およびリリース側コンベア１０を一旦停止させ、移動終了後に再びこれらのコンベア２，１０を稼動させてもよい。移動対象の物品６が少ない場合など、物品６の移動速度（効率）がそれほど要求されない場合には、コンベア２，１０を一旦停止させることで、より安全かつ確実に物品６を移動させることができる。例えば、物品６を引きずり移動および押し出し移動させる場合のみ、コンベア２，１０の一旦停止および再稼動を行ってもよい。

また、ピッキング側コンベア２に物品６を投入する際、例えば物品６の形態（大きさ、形状、重量、梱包状態など）を検出し、その検出結果（形態情報）を制御装置５に与えてもよい。これにより、ピッキング側コンベア２を搬送される物品６について予め取得した形態情報を用いて、その物品６の移動制御を行うことができる。例えば、物品６の重量や形状が予め得られている場合、制御装置５は、持ち上げ条件や引きずり条件の判定を行うことなく、物品６の引きずり移動や押し出し移動を行うことが可能である。すなわち、図４に示す制御フローにおいて、持ち上げ条件や引きずり条件の判定ステップ（Ｓ１０３，Ｓ１０６）を省略することができるので、より迅速に物品６の移動工程に入ることができ、コンベア２，１０間での移動効率の一層の向上を図ることができる。

また、持ち上げ条件および引きずり条件をいずれも満たさない場合、制御装置５は、押し出し条件を判定してもよい。押し出し条件は、物品を持ち上げも引きずりもできない場合に、ピッキング側コンベア２の搬送面２ｓ上で物品を押し出すことができるか否かを判定するための条件である。例えば、エンドエフェクタ３４を反転姿勢とし、物品とともにリリース側へ向けて水平移動（スライド）させられる場合は、押し出し条件を満たす。一方、かかる状態でエンドエフェクタ３４をスライドさせられない場合は、押し出し条件を満たさない。

押し出し条件を満たす場合、制御装置５は、上述したように物品を押し出し移動させる。これに対し、押し出し条件を満たさない場合、制御措置５は、物品の移動制御を中断する。この場合、持ち上げ、引きずり、押し出しのいずれでも物品を移動させられない状態であり、物品移動装置１を含む物流システムおよび作業員などの安全確保のため、物品の移動制御を中断する。具体的には、ピッキング側コンベア２、リリース側コンベア１０およびピッキングロボット３をいずれも停止させる。そして、かかる物品を排除した後、コンベア２，１０およびピッキングロボット３を再稼動させ、物品の移動制御を再開させればよい。

１…物品移動装置、２…作業台（ピッキング側コンベア）、２ｂ…無端ベルト、２ｓ…ピッキング側コンベアの搬送面、３…ピッキングロボット、４…検出装置、５…制御装置、６（６ａ，６ｂ，６ｃ）…物品、７…架橋部、１０…リリース側コンベア、１０ｂ…無端ベルト、１０ｓ…リリース側コンベアの搬送面、３１…ベース部、３２…リンク部、３３…可動部、３４…エンドエフェクタ、３５…吸着パッド、６１，６１ａ，６１ｂ…物品の第１面（上面）、６２，６２ａ，６２ｂ…物品の第２面（側面）、３２１…第１アーム、３２２…第２アーム、３４１…第１の壁部、３４２…第２の壁部、３４３…把持機構、３４３ａ…第１の把持機構、３４３ｂ…第２の把持機構、３４４…回動機構、Ａ２，Ａ１０…搬送方向、Ａ３４…斜め横断方向の変位、Ｆ…設置面、Ｈ２，Ｈ１０…設置面から搬送面までの高さ、Ｘ２，Ｘ１０…搬送方向と直交する変位、Ｙ２，Ｙ１０…搬送方向の変位。

Claims (6)

1. 作業台に位置する物品を把持してリリース側コンベアに移動させるピッキングロボットと、
   前記ピッキングロボットでの前記物品の把持状況に基づいて、前記ピッキングロボットの動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記ピッキングロボットは、前記作業台および前記リリース側コンベアに対して所定範囲内で変位するエンドエフェクタを含み、
   前記エンドエフェクタは、平板状の第１の壁部と、前記第１の壁部の縁から垂下して配置された第２の壁部と、前記第１の壁部および前記第２の壁部にそれぞれ設けられて前記物品を把持する把持機構と、前記第１の壁部および前記第２の壁部を所定の回動方向に回動させる回動機構と、を有し、
   前記制御装置は、前記物品の把持状況に基づいて、前記作業台から前記リリース側コンベアに前記物品を移動させる方法を選択するための条件を判定し、前記条件を満たす場合、前記把持機構で把持した状態で前記物品を引きずり可能な姿勢に、前記条件を満たさない場合、前記把持機構で把持することなく前記物品を押し出し可能な姿勢に、それぞれ前記第１の壁部および前記第２の壁部を回動させ、前記物品を移動させるよう前記ピッキングロボットを制御する
   物品移動装置。
2. 前記回動機構は、前記第１の壁部が水平をなし、前記第１の壁部の前記リリース側コンベア寄りの縁で前記第２の壁部が垂下する基本姿勢と、前記基本姿勢を前記所定の回動方向に略１８０°反転させた反転姿勢とに、前記第１の壁部および前記第２の壁部を回動させる
   請求項１に記載の物品移動装置。
3. 前記制御装置は、
   前記物品の把持状況に基づいて、前記物品を前記作業台の上で引きずることができるか否かの引きずり条件を判定し、
   前記引きずり条件が満たされる場合、前記エンドエフェクタを前記基本姿勢にさせ、
   前記引きずり条件が満たされない場合、前記エンドエフェクタを前記反転姿勢にさせる
   請求項２に記載の物品移動装置。
4. 前記制御装置は、
   前記物品の把持状況に基づいて、前記物品を前記作業台から持ち上げられるか否かの持ち上げ条件を判定し、
   前記持ち上げ条件が満たされる場合、前記把持機構で前記物品を把持し、把持した前記物品を持ち上げて移動させるように、前記ピッキングロボットを動作させ、
   前記持ち上げ条件が満たされない場合、前記引きずり条件を判定する
   請求項３に記載の物品移動装置。
5. 前記作業台と前記リリース側コンベアとは、所定間隔をあけて配置され、
   これらの間には、両者を架け渡し、両者間の空隙を埋める架橋部が設けられており、
   前記制御装置は、前記作業台から前記架橋部まで前記物品を移動させるよう前記ピッキングロボットを制御する
   請求項１に記載の物品移動装置。
6. 物品が位置する作業台からピッキングロボットで前記物品を把持させた際の把持状況を検出させる手段と、
   検出された前記把持状況に基づいて、前記作業台からリリース側コンベアに前記物品を移動させる方法を選択するための条件を判定する手段と、
   前記条件の判定結果に応じて、把持する把持機構を有する前記ピッキングロボットのエンドエフェクタの姿勢を変位させる手段と、
   前記条件を満たす場合、前記把持機構で把持した状態で前記物品を引きずり可能な姿勢に前記エンドエフェクタを変位させ、前記物品を移動させるよう前記ピッキングロボットを制御する手段と、
   前記条件を満たさない場合、前記把持機構で把持することなく前記物品を押し出し可能な姿勢に前記エンドエフェクタを変位させ、前記物品を移動させるよう前記ピッキングロボットを制御する手段と、を備える
   制御装置。

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