(57)【要約】【課題】物品が水平方向に対して傾斜した状態でも確実に物品を吸着保持することができるエンドエフェクタ及びピッキングシステムを提供する。【解決手段】エンドエフェクタは、吸着パッド３Ａ、３Ｂと、近支持部１２ａと、遠支持部１３ａと、を備えている。吸着パッド３Ａ、３Ｂは、物品に接触する吸着面部３ｃを有している。近支持部１２ａは、吸着面部３ｃの外縁部の周囲に配置され、物品に接触し、物品を支持する。遠支持部１３ａは、近支持部１２ａよりも吸着面部３ｃの外縁部から離れた位置に配置され、物品に接触し、物品を支持する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品に接触する吸着面部を有する吸着パッドと、
前記吸着面部の外縁部の周囲に配置され、前記物品に接触し、前記物品を支持する近支持部と、
前記近支持部よりも前記吸着面部の外縁部から離れた位置に配置され、前記物品に接触し、前記物品を支持する遠支持部と、
を備えたエンドエフェクタ。
【請求項２】
前記吸着パッドの周囲を囲むと共に、前記吸着面部を露出させる開口が形成されたカバー部材を備え、
前記近支持部は、前記カバー部材における開口側の端部である
請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項３】
前記カバー部材における開口側の端部には、支持部材が設けられ、
前記遠支持部は、前記支持部材における前記カバー部材とは反対側の端部である
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項４】
前記カバー部材における前記吸着パッドの周囲を囲む側面部には、支持部材が設けられ、
前記遠支持部は、前記支持部材における前記カバー部材とは反対側の端部である
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項５】
前記近支持部と前記遠支持部は、同一平面上に配置され、
前記吸着パッドは、伸縮可能に構成され、
前記吸着パッドが伸長した際、前記吸着面部は、前記近支持部と前記遠支持部が形成する平面よりも前記物品に接近する位置に配置され、
前記吸着パッドが最大限に収縮した際に、前記吸着面部は、前記近支持部及び前記遠支持部よりも前記物品から離反する位置に配置される
請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項６】
前記物品を撮像するカメラを備え、
前記遠支持部は、前記カメラの撮像領域を避けて配置される
請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項７】
物品を吸着保持及び離脱するエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタがアームに設けられた搬送ロボットと、
前記搬送ロボットに前記物品を搬入する搬入コンベアと、
前記搬送ロボットから前記物品が搬出される搬出ユニットと、を備え、
前記エンドエフェクタは、
前記物品に接触し、かつ吸着する吸着面部を有する吸着パッドと、
前記吸着面部の外縁部の周囲に配置され、前記物品に接触する近支持部と、
前記近支持部よりも前記吸着面部の外縁部から離れた位置に配置され、前記物品に接触する遠支持部と、
を備えたピッキングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を吸着保持及び離脱するエンドエフェクタ及びこのエンドエフェクタを備えたピッキングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上流の工程から搬入された物品を搬送ロボットにより保持して、搬出ユニットに物品を搬出し、搬出ユニットを介して物品を下流の工程に搬出するピッキングシステムが知られている。そして、搬送ロボットが物品を保持する際には、物品を吸着保持及び離脱するエンドエフェクタが用いられている。
【０００３】
従来のエンドエフェクタとしては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、基部に対して、ワークを吸着するための少なくとも一つの吸着パッドと、ワークを均すための均し板とが取り付けられた技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−１０７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ピッキングシステムでは、物品の被吸着面が水平方向に対して傾斜している物品を吸着する場合や、物品を水平方向に対して傾けて搬送する場合がある。これに対して、特許文献１に記載された技術では、物品を水平方向に対して傾斜させた場合、物品が脱落するおそれがあった。
【０００６】
本目的は、上記の問題点を考慮し、物品が水平方向に対して傾斜した状態でも確実に物品を吸着保持することができるエンドエフェクタ及びピッキングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するため、エンドエフェクタは、吸着パッドと、近支持部と、遠支持部と、を備えている。吸着パッドは、物品に接触する吸着面部を有している。近支持部は、吸着面部の外縁部の周囲に配置され、物品に接触し、物品を支持する。遠支持部は、近支持部よりも吸着面部の外縁部から離れた位置に配置され、物品に接触し、物品を支持する。
【０００８】
また、ピッキングシステムは、物品を吸着保持及び離脱するエンドエフェクタと、エンドエフェクタがアームに設けられた搬送ロボットと、搬送ロボットに物品を搬入する搬入コンベアと、搬送ロボットから物品が搬出される搬出ユニットと、を備えている。また、エンドエフェクタは、上述したエンドエフェクタが用いられる。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成のエンドエフェクタ及びピッキングシステムによれば、物品が水平方向に対して傾斜した状態でも物品を確実に吸着保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを底面側から見た平面図である。
【図３】第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを示すもので、図２に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図４】第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタにおける吸着パッドが最大限に収縮した状態を示す断面図である。
【図５】第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタが物品を吸着した状態を示す断面図である。
【図６】第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタが物品を吸着した状態を示しており、物品の被吸着面が水平方向に対して傾斜した状態を示す説明図である。
【図７】第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを示す斜視図である。
【図８】第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを底面側から見た平面図である。
【図９】第３の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを底面側から見た平面図である。
【図１０】第４の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを底面側から見た平面図である。
【図１１】実施の形態例にかかるピッキングシステムで搬送される物品の一例を示す斜視図である。
【図１２】物品を収納ダンボールに複数収納した状態を示す斜視図である。
【図１３】実施の形態例にかかるピッキングシステムを示す概略構成図である。
【図１４】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図１５】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図１６】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図１７】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図１８】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図１９】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２０】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２１】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２２】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２３】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２４】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２５】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２６】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２７】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【図２８】実施の形態例にかかるピッキングシステムの動作例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、エンドエフェクタ及びピッキングシステムの実施の形態例について、図１〜図２８を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
【００１２】
１．エンドエフェクタの第１の実施の形態例
１−１．エンドエフェクタの構成例
まず、第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかるエンドエフェクタの構成について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本例のエンドエフェクタを示す斜視図、図２は、エンドエフェクタを底面側から見た平面図、図３は、図２に示すＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
図１に示す装置は、例えば、２軸以上の関節を有するロボットのアームに取り付けられ、物品を吸着し、保持するエンドエフェクタ１である。また、エンドエフェクタ１は、吸着保持した物品を離脱可能に構成されている。図１〜図３に示すように、エンドエフェクタ１は、カバー部材２と、２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂと、アーム部４と、管継手５と、カメラ６と、カメラアーム７とを備えている。
【００１４】
カバー部材２は、一面が開口した中空の容器状に形成されている。具体的には、カバー部材２は、略直方体状に形成されている。カバー部材２は、上面部１０と、一対の第１側面部１１、１１と、一対の第２側面部１２、１２と、２つの支持部材１３、１３とを有している。上面部１０は、略長方形状に形成されている。上面部１０には、アーム部４が接続されている。そして、カバー部材２は、アーム部４により支持される。
【００１５】
上面部１０の長手方向の両端部からは一対の第１側面部１１、１１が略垂直に連続している。また、上面部１０の短手方向の両端部からは一対の第２側面部１２、１２が略垂直に連続している。
【００１６】
以下、上面部１０の短手方向を第１の方向Ｘとし、上面部１０の長手方向を第２の方向Ｙとする。そして、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙと直交する方向、すなわちエンドエフェクタ１の上下方向を第３の方向Ｚと称す。
【００１７】
一対の第１側面部１１、１１は、第２の方向Ｙにおいて互いに対向し、一対の第２側面部１２、１２は、第１の方向Ｘにおいて互いに対向している。また、第１側面部１１における第１の方向Ｘの両端部から第２側面部１２が略垂直に連続している。
【００１８】
また、第２側面部１２における第３の方向Ｚの一端部、すなわち上下方向の下端部である近支持部１２ａは、後述する吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃの周囲に配置される。また、近支持部１２ａからは、支持部材１３が略垂直に連続している。支持部材１３は、略平板状に形成されている。支持部材１３は、近支持部１２ａから第１の方向Ｘに向けて突出している。支持部材１３における近支持部１２ａとは反対側の端部が遠支持部１３ａとなる。そして、遠支持部１３ａは、近支持部１２ａよりも吸着面部３ｃから離れた位置に配置される。
【００１９】
近支持部１２ａと遠支持部１３ａは、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙで形成される平面上に位置している。すなわち、近支持部１２ａと遠支持部１３ａは、第３の方向Ｚにおいて同じ位置に配置されている。
【００２０】
また、第２側面部１２と支持部材１３との間には、補強リブ１６が設けられている。
【００２１】
上面部１０、一対の第１側面部１１、１１及び一対の第２側面部１２、１２で囲まれた空間部１４内に２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂが配置される。２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂは、カバー部材２により第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙと、第３の方向Ｚの他側が覆われている。２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂの第３の方向Ｚの他端部は、アーム部４に接続されている。２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂは、アーム部４に設けた不図示の吸引路に連通している。
【００２２】
また、第１吸着パッド３Ａは、カバー部材２の空間部１４内において第２の方向Ｙの一側に配置され、第２吸着パッド３Ｂは、カバー部材２の空間部１４内において第２の方向Ｙの他側に配置されている。
【００２３】
２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂは、それぞれ可撓性を有する部材により蛇腹状に形成されている。吸着パッド３Ａ、３Ｂは、第３の方向Ｚに沿って伸縮する。また、吸着パッド３Ａ、３Ｂの第３の方向Ｚの一端部、すなわち吸着面部３ｃは、略円形状に形成されている。そして、吸着面部３ｃは、カバー部材２の開口から露出する。
【００２４】
図３に示すように、物品を吸着していない伸長状態では、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃは、カバー部材２の近支持部１２ａ及び遠支持部１３ａよりも第３の方向Ｚの一側に向けて突出している。すなわち、吸着面部３ｃは、近支持部１２ａ及び遠支持部１３ａよりも物品に接近する方向に突出している。
【００２５】
図４は、吸着パッド３Ａ，３Ｂが最大限に収縮した状態を示す断面図である。
図４に示すように、吸着パッド３Ａ、３Ｂが最大収縮した場合、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃは、カバー部材２の近支持部１２ａ及び遠支持部１３ａよりも第３の方向Ｚの他側、すなわち物品から離反する位置に配置される。このとき、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃと近支持部１２ａは、第３の方向Ｚにおいて長さＨ１の間隔が形成される。さらに、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃの外縁部と近支持部１２ａは、近接して配置される。
【００２６】
次に、アーム部４について説明する。図１及び図３に示すように、アーム部４の第３の方向Ｚの他端部には、不図示の吸引ポンプと接続するために管継手５が設けられている。管継手５は、アーム部４に形成された不図示の吸引路に接続されている。
【００２７】
また、アーム部４の第３の方向Ｚの他端部には、カメラアーム７が設けられている。カメラアーム７は、アーム部４の他端部から、第１の方向Ｘの一側に向けて突出している。また、カメラアーム７の先端部は、支持部材１３の遠支持部１３ａよりも第１の方向Ｘの一側に向けて突出している。
【００２８】
カメラアーム７の先端部には、カメラ６が取り付けられている。カメラ６は、カメラアーム７に支持されて、第３の方向Ｚの一側、すなわち、エンドエフェクタ１の上下方向の下方を撮像する。そして、カメラ６は、２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂ、吸着保持する物品を撮像する。
【００２９】
カメラアーム７がアーム部４から突出する方向は、第１の方向Ｘに限定されるものではない。例えば、カメラアーム７は、アーム部４から第２の方向Ｙに突出してもよい。
【００３０】
１−２．エンドエフェクタの動作例
次に、上述した構成を有するエンドエフェクタ１の動作例について図５及び図６を参照して説明する。
図５は、エンドエフェクタ１が物品１００を吸着した状態を示す断面図である。図５に示す例では、物品１００の被吸着面１０１が水平方向と平行な例について説明する。
【００３１】
図５に示すように、カバー部材２の第３の方向Ｚの一端部を物品１００の被吸着面１０１に接触させると、吸着パッド３Ａ、３Ｂが収縮する。また、吸着パッド３Ａ、３Ｂにおける吸着面部３ｃの中心点Ｑ１は、物品１００の重心Ｇ１の鉛直方向Ｐ１の上方に配置される。このとき、エンドエフェクタ１の第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙは、水平方向と平行をなし、第３の方向Ｚは、鉛直方向Ｐ１と平行をなす。
【００３２】
カバー部材２が物品１００の被吸着面１０１に接触した際、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃと、近支持部１２ａ及び遠支持部１３ａにおける第３の方向Ｚでの位置は、一致する。そのため、物品１００の被吸着面１０１には、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃと、近支持部１２ａと、遠支持部１３ａが接触する。そして、不図示の吸引ポンプを駆動させることにより、物品１００は、吸着パッド３Ａ、３Ｂに吸着される。また、物品１００は、近支持部１２ａと遠支持部１３ａにより支持される。
【００３３】
上述したように、吸着パッド３Ａ、３Ｂが最大収縮した場合、吸着面部３ｃは、近支持部１２ａ及び遠支持部１３ａよりも第３の方向Ｚの他側に位置している。これにより、吸着パッド３Ａ、３Ｂが物品１００を吸着した際、物品１００の被吸着面１０１は、近支持部１２ａに押し付けられる。その結果、近支持部１２ａを物品１００の被吸着面１０１に確実に接触させることができ、近支持部１２ａにより物品１００を支持させることができる。
【００３４】
また、近支持部１２ａは、吸着面部３ｃの外縁部に近接して配置されている。そのため、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着力により被吸着面１０１が変形することを近支持部１２ａによって抑制することができる。
【００３５】
次に、物品１００の被吸着面１０１が水平方向に対して傾斜した状態について図６を参照して説明する。
図６は、物品１００が傾斜した状態を示す説明図である。図６に示す例では、エンドエフェクタ１の第３の方向Ｚが鉛直方向Ｐ１に対して角度θで傾斜し、第１の方向Ｘが水平方向に対して傾斜した例について説明する。
【００３６】
図６に示すように、物品１００には、物品１００の重心Ｇ１に作用する自重による第１の力Ｆ１と、吸着パッド３Ａ、３Ｂが物品１００を吸着する吸着力である第２の力Ｆ２が作用する。また、上述したように、吸着面部３ｃが近支持部１２ａに押し付けられるため、物品１００には、近支持部２ａからの反力である第３の力Ｆ３も作用する。
【００３７】
また、鉛直方向Ｐ１の下方に配置される遠支持部１３ａ周りには、第１回転モーメントＭ１と、第１回転モーメントＭ１とは逆向きの第２回転モーメントＭ２が生じる。第１回転モーメントＭ１は、第２の力Ｆ２により、物品１００がカバー部材２に押し付けられる方向を向く。これに対して、第２回転モーメントＭ２は、第１の力Ｆ１及び第３の力Ｆ３により物品１００がカバー部材２から離反する方向を向く。
【００３８】
第１回転モーメントＭ１が第２回転モーメントＭ２よりも大きくなるように、遠支持部１３ａの位置及び第２の力Ｆ２が設定されている。これにより、角度θが０度から９０度に変化した場合でも、物品１００をカバー部材２の近支持部１２ａ及び遠支持部１３ａに接触させることができ、確実に物品１００を保持することができる。
【００３９】
第１回転モーメントＭ１を大きくするためには、遠支持部１３ａを設ける位置、すなわち支持部材１３の第１の方向Ｘの長さは、長いほうが好ましい。しかしながら、支持部材１３の第３の方向Ｚの他方には、カメラ６が配置されている。そのため、支持部材１３における第１の方向Ｘの長さは、カメラ６の撮像領域を阻害しない程度の長さに設定される。そのため、遠支持部１３ａは、カメラ６の撮像領域を避けて配置される。
【００４０】
また、支持部材１３における第１の方向Ｘの長さは、エンドエフェクタ１により吸着保持される物品１００の被吸着面１０１内に遠支持部１３ａが収まる程度の長さに設定される。これにより、確実に遠支持部１３ａを被吸着面１０１に接触させることができ、物品１００が傾斜した場合でも、確実に物品１００を保持することができる。
【００４１】
さらに、物品１００を近支持部１２ａと遠支持部１３ａの複数箇所で支持することで、物品１００の搬送時に生じる慣性力により物品１００が揺れた場合でも、物品１００を落下させることなく保持することができる。これにより、物品１００を搬送する速度を速めることができる。
【００４２】
上述したように、カバー部材２における第２の方向Ｙには、支持部材１３、すなわち遠支持部１３ａが設けられていない。これに対して、本例のエンドエフェクタ１では、２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂを第２の方向Ｙに沿って配置している。これにより、エンドエフェクタ１は、物品１００の被吸着面１０１に対して第２の方向Ｙでは、第１吸着パッド３Ａと第２吸着パッド３Ｂの２点で支持している。その結果、エンドエフェクタ１の第２の方向Ｙが水平方向に対して傾斜した場合でも、確実に物品１００を保持することができる。
【００４３】
２．第２の実施の形態例
次に、第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタについて図７及び図８を参照して説明する。
図７は、第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを示す斜視図、図８は、第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを底面側から見た平面図である。
【００４４】
第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ２１が、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と異なる点は、カバー部材の構成である。そのため、ここでは、カバー部材について説明し、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００４５】
図７及び図８に示すように、エンドエフェクタ２１は、カバー部材２２と、２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂと、アーム部４と、管継手５と、カメラ６と、カメラアーム７とを備えている。
【００４６】
カバー部材２２は、一面が開口した中空の略直方体状に形成されている。カバー部材２２は、上面部３０と、一対の第１側面部３１、３１と、一対の第２側面部３２、３２と、複数（第２の実施の形態例では、４つ）の支持部材３３とを有している。
【００４７】
カバー部材２２における空間部３４には、２つの吸着パッド３Ａ、３Ｂが配置されている。そして、吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃの外縁部は、カバー部材２２における近支持部３２ａに近接している。
【００４８】
第２側面部３２には、２つの支持部材３３、３３が設けられている。２つの支持部材３３、３３は、第２側面部３２において第２の方向Ｙに間隔を空けて配置されている。支持部材３３は、第２側面部３２から第１の方向Ｘに向けて突出し、かつ第３の方向Ｚの一端部に向けて突出している。支持部材３３における第３の方向Ｚの一端部、すなわち先端部が遠支持部３３ａとなる。
【００４９】
遠支持部３３ａは、近支持部３２ａに対して第１の方向Ｘに所定の間隔を空けて配置される。また、遠支持部３３ａにおける第３の方向Ｚの高さは、近支持部３２ａと同一の高さに設定される。
【００５０】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と同様であるため、それらの説明は省略する。この第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ２１によっても、上述した第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
また、第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ２１では、舌片状の支持部材３３の先端部を遠支持部３３ａとして構成している。これにより、支持部材３３及び遠支持部３３ａがカメラ６の撮像領域に干渉することを抑制することができ、遠支持部３３ａと近支持部３２ａの間隔を広げることができる。その結果、遠支持部３３ａ周りに作用する第１回転モーメントＭ１を大きくすることができ、物品１００を安定して吸着保持することができる。
【００５２】
なお、第２の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ２１では、４つの支持部材３３、３３を設けた例を説明したが、支持部材３３の数は４つに限定されるものではなく、５つ以上の支持部材３３をカバー部材２２に設けてもよい。なお、物品１００をバランスよく保持するために、複数の支持部材３３は、一対の第２側面部３２、３２において対称となる位置に設けることが好ましい。
【００５３】
３．第３の実施の形態例
次に、第３の実施の形態例にかかるエンドエフェクタについて図９を参照して説明する。
図９は、第３の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを底面側から見た平面図である。
【００５４】
第３の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ４１が、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と異なる点は、吸着パッドの構成である。そのため、ここでは、吸着パッドについて説明し、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００５５】
図９に示すように、エンドエフェクタ４１は、１つの吸着パッド４３を有している。吸着パッド４３は、カバー部材２の空間部１４に配置されている。吸着パッド４３の吸着面部４３ｃは、カバー部材２の長方形状の開口に対応させて、第２の方向Ｙの長さが第１の方向Ｘよりも長い長円状に形成されている。
【００５６】
この第３の実施の形態例にかかる吸着パッド４３の吸着面部４３ｃによれば、第１の実施の形態例にかかる吸着パッド３Ａ、３Ｂの吸着面部３ｃよりも吸着面積を拡大させることができる。これにより、第３の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ４１によれば、吸着パッド４３によって生じる吸着力を第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１よりも大きくすることができる。
【００５７】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と同様であるため、それらの説明は省略する。この第３の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ４１によっても、上述した第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
４．第４の実施の形態例
次に、第４の実施の形態例にかかるエンドエフェクタについて図１０を参照して説明する。
図１０は、第４の実施の形態例にかかるエンドエフェクタを底面側から見た平面図である。
【００５９】
第４の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ５１が、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と異なる点は、吸着パッドの構成である。そのため、ここでは、吸着パッドについて説明し、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６０】
図１０に示すように、エンドエフェクタ５１は、２つの吸着パッド５３Ａ、５３Ｂを有している。２つの吸着パッド５３Ａ、５３Ｂは、カバー部材２の空間部１４に配置されている。第１吸着パッド５３Ａは、空間部１４における第１の方向Ｘの一側に配置されており、第２吸着パッド５３Ｂは、空間部１４における第１の方向Ｘの他側に配置されている。
【００６１】
吸着パッド５３Ａ、５３Ｂの吸着面部５３ｃは、第２の方向Ｙの長さが第１の方向Ｘよりも長い長円状に形成されている。また、吸着面部５３ｃの第２の方向Ｙの長さは、カバー部材２の開口の第２の方向Ｙの長さと略等しく設定されている。
【００６２】
この第４の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ５１によれば、カバー部材２の第１の方向Ｘにおいて第３の方向Ｚの高さが異なる物品も２つの吸着パッド５３Ａ、５３Ｂで吸着保持することができる。また、第４の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ５１によれば、被吸着面が波状に形成された物品や、被吸着面が柔らかい物品も吸着保持することができる。
【００６３】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と同様であるため、それらの説明は省略する。この第４の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ５１によっても、上述した第１の実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１と同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
また、上述した実施の形態例にかかるエンドエフェクタ１、２１、４１、５１では、カバー部材２、２２を中空の略直方体状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。カバー部材としては、正方形状の開口を有する略立方体状や、角筒状、円筒状、ドーム状等その他各種の形状で形成してもよい。また、支持部材を設ける箇所は、カバー部材の第１の方向Ｘの両端部に限定されるものではなく、第２の方向Ｙの両端部や、カバー部材の外周面の全周において連続又は間隔を空けて設けてもよい。
【００６５】
さらに、近支持部としてカバー部材２、２２の縁部を適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。吸着パッドの周囲に配置された棒状の部材を近支持部として適用してもよく、その他各種の部材を近支持部として適用してもよい。
【００６６】
５．ピッキングシステムの実施の形態例
次に、上述した構成を有するエンドエフェクタ１を備えたピッキングシステムの実施の形態例について図１１〜図２８を参照して説明する。
５−１．搬送される物品の一例
まず、図１１及び図１２を参照してピッキングシステムで搬送される物品の一例について説明する。
図１１は、物品の一例を示す斜視図である。
【００６７】
図１１に示すように、物品１００は、長尺の略直方体状に形成されている。物品１００は、被吸着面１０１と、上面部１０２と、上面部１０２と対向する底面部１０３と、被吸着面と対向する背面部１０６と、互いに対向する２つの側面部１０４、１０５とを有している。
【００６８】
上面部１０２は、略長方形状に形成されている。上面部１０２における長手方向の一端部には、被吸着面１０１が略垂直に配置されており、上面部１０２における長手方向の他端部には、背面部１０６が略垂直に配置されている。また、上面部１０２における短手方向の両端部には、２つの側面部１０４、１０５が略垂直に配置されている。
【００６９】
さらに、上面部１０２は、蓋状に形成されている。すなわち、上面部１０２は、被吸着面１０１、背面部１０６、２つの側面部１０４、１０５と分離可能に形成されている。または、上面部１０２は、被吸着面１０１と背面部１０６と分離可能に形成され、２つの側面部１０４、１０５のうち１つの側面部と接続されている。
【００７０】
このような物品１００の場合、上面部１０２を鉛直方向の下方に向けると、内容されている内包物が物品１００から飛び出るおそれがある。そのため、通常では、物品１００は、底面部１０３又は背面部１０６を鉛直方向の下方に向けて載置される。さらに、エンドエフェクタ１が上面部１０２を吸着すると、上面部１０２が開放されるおそれがある。そのため、エンドエフェクタ１は、物品１００の被吸着面１０１、又は側面部１０４、１０５を吸着保持する。
【００７１】
図１２は、上述した構成を有する物品１００を収納ダンボールに収納した状態を示す斜視図である。
図１２に示すように、収納ダンボール２００は、鉛直方向の上面が開口した略直方体状に形成されている。収納ダンボール２００は、側面部２０２、２０３と、側面部２０２、２０３によって囲まれた開口部２０１を有している。この収納ダンボール２００には、複数の物品１００が収納されている。
【００７２】
また、物品１００は、収納効率と、収納ダンボール２００からの取り出しを容易に行うために、被吸着面１０１を鉛直方向の上方に向けた状態で収納されている。そのため、蓋状の上面部１０２が鉛直方向の下方を向かないように物品１００を収納ダンボール２００から取り出して搬送する必要がある。
【００７３】
５−２．ピッキングシステムの構成例
次に、上述した物品１００を搬送するピンキングシステムの構成例について図１３を参照して説明する。
図１３は、ピッキングシステムを示す概略構成図である。
【００７４】
図１３に示すように、ピッキングシステム８０は、搬送ロボット８１と、搬送ロボット８１に物品１００を搬入する搬入コンベア８２と、移動機構８３と、搬送ロボット８１から物品１００が搬出される搬出ユニット８４と、ダンボールコンベア８５と、を備えている。搬送ロボット８１は、例えば、６軸の関節を有する垂直多関節ロボットである。搬送ロボット８１のアームには、上述した構成を有するエンドエフェクタ１が設けられている。
【００７５】
搬送ロボット８１は、移動機構８３により１軸方向に移動可能に支持されている。移動機構８３の移動方向の一側には、搬入コンベア８２が配置されている。搬入コンベア８２は、複数の物品１００を収納した収納ダンボール２００をピッキングシステム８０の上流側の工程から所定の位置まで搬送する。また、搬入コンベア８２の近傍には、ダンボールコンベア８５が配置されている。ダンボールコンベア８５は、空となった収納ダンボール２００が載置される。
【００７６】
移動機構８３の移動方向の他側には、搬出ユニット８４が配置されている。搬出ユニット８４は、移載装置８６と、搬出コンテナコンベア８７と、スライド板８８と、を有している。移載装置８６は、載置された物品１００をスライド板８８に押し出す不図示の押し板を有している。
【００７７】
搬出コンテナコンベア８７には、搬送された物品１００を収納する搬出コンテナ３００が載置される。そして、搬出コンテナコンベア８７は、物品１００を収納した搬出コンテナ３００をピッキングシステム８０の下流側の工程に搬送する。さらに、搬出コンテナコンベア８７は、空の搬出コンテナ３００を搬出ユニット８４における所定の位置まで搬送する。
【００７８】
スライド板８８は、移載装置８６と搬出コンテナコンベア８７の間に配置されている。スライド板８８は、移載装置８６から搬送された物品１００が摺動する摺動面を有している。そして、スライド板８８は、物品１００を摺動させて、移載装置８６から搬出コンテナコンベア８７に配置された搬出コンテナ３００まで搬送する。
【００７９】
このような構成を有するピッキングシステム８０は、不図示の制御装置により全体が制御される。
【００８０】
５−３．ピッキングシステムの動作例
次に、上述した構成を有するピッキングシステム８０の動作例について図１３〜図２８を参照して説明する。
図１４〜図２８は、ピッキングシステム８０の動作例を示す説明図である。
【００８１】
まず、図１３に示すように、制御装置は、搬入コンベア８２を駆動させて、上流の工程から複数の物品１００を収納した収納ダンボール２００を所定の位置まで搬送する。次に、図１４に示すように、制御装置は、移動機構８３を駆動させて、搬送ロボット８１を所定の位置、すなわち物品１００の搬入する位置まで移動させる。
【００８２】
搬送ロボット８１が搬入位置まで移動すると、図１５に示すように、搬送ロボット８１は、アームを回動させて、エンドエフェクタ１を物品１００の被吸着面１０１と対向させる。そして、エンドエフェクタ１に設けたカメラ６（図１参照）により物品１００を識別し、エンドエフェクタ１における吸着位置を判断する。搬送ロボット８１のアームを回動させて、エンドエフェクタ１を被吸着面１０１における吸着位置まで移動させる。
【００８３】
次に、搬送ロボット８１のアームを回動させて、エンドエフェクタ１を被吸着面１０１に接触させる。そして、制御装置は、不図示の吸引ポンプを駆動させて、エンドエフェクタ１の吸着パッド３Ａ、３Ｂ（図１参照）に物品１００を吸着保持させる。そして、図１６に示すように、搬送ロボット８１のアームを回動させて、物品１００を収納ダンボール２００から引き出す。
【００８４】
さらに、搬送ロボット８１は、アームを回動させて、図１７に示すように、物品１００の上面部１０２が鉛直方向の下方を向かないように、エンドエフェクタ１及び物品１００を傾ける。なお、上述したように、エンドエフェクタ１は、物品１００に接触し、支持する近支持部１２ａ及び遠支持部１３ａを備えているため、物品１００を傾けても、確実に吸着保持させることができる。
【００８５】
また、搬送ロボット８１がアームを回動させて物品１００を保持する姿勢を変更させた後、図１８に示すように、制御装置は、移動機構８３を駆動させて、搬送ロボット８１を搬出ユニット８４に向けて移動させる。なお、エンドエフェクタ１が物品１００を確実に吸着保持しているため、搬送ロボット８１の移動速度を上昇させることができる。
【００８６】
搬送ロボット８１が所定の位置まで移動すると、搬送ロボット８１は、物品１００の上面部１０２が鉛直方向の上方を向くように、アームを回動させる。そして、図１９に示すように、搬送ロボット８１は、物品１００を、搬出ユニット８４の移載装置８６に載置する。このとき、物品１００の上面部１０２が所定の傾斜に達した際に、制御装置は、真空ポンプの駆動を停止し、エンドエフェクタ１から物品１００を離す。これにより、物品１００は、エンドエフェクタ１から離脱し、移載装置８６に載置される。
【００８７】
なお、移載装置８６に載置する際に物品１００が損傷することを防止するため、物品１００の上面部１０２が水平方向と略平行な状態で、かつ物品１００を移載装置８６に接近させた状態で、エンドエフェクタ１から物品１００を離すことが好ましい。
【００８８】
次に、図２０に示すように、制御装置は、移載装置８６を駆動させて、載置された物品１００をスライド板８８に向けて搬送させる。物品１００の重心が、移載装置８６とスライド板８８の接続箇所を通過すると、図２１に示すように、物品１００は、スライド板８８上を搬出コンテナコンベア８７に向けて摺動する。そして、物品１００は、搬出コンテナコンベア８７に配置された搬出コンテナ３００に収納される。
【００８９】
また、制御装置は、搬出コンテナ３００に収納された物品１００が所定の個数に達すると、搬出コンテナコンベア８７を駆動させて、物品１００を収納した搬出コンテナ３００をピッキングシステム８０の下流側の工程まで搬送する。
【００９０】
物品１００を搬出ユニット８４への搬送が完了すると、図２２に示すように、制御装置は、搬送ロボット８１のアームを回動させると共に、移動機構８３を駆動させて、搬送ロボット８１を再び所定の位置まで移動させる。
【００９１】
次に、収納ダンボール２００に収納された複数の物品１００の搬送が完了した後の動作について説明する。
なお、収納ダンボール２００の鉛直方向の上面部は、物品１００を取り出すために、開放されている。そのため、図２３に示すように、制御装置は、搬送ロボット８１のアームを回動させて、エンドエフェクタ１を収納ダンボール２００の側面部２０２と対向させる。
【００９２】
そして、図２４に示すように、制御装置は、不図示の吸引ポンプを駆動させて、エンドエフェクタ１によって収納ダンボール２００の側面部２０２を吸着保持する。次に、制御装置は、搬送ロボット８１のアームを回動させて、図２５に示すように、収納ダンボール２００を、搬入コンベア８２から持ち上げる。
【００９３】
図２６に示すように、収納ダンボール２００を所定の位置まで持ち上げると、制御装置は、移動機構８３を駆動させて、搬送ロボット８１をダンボールコンベア８５にまで移動させる。
【００９４】
図２７に示すように、搬送ロボット８１がダンボールコンベア８５まで移動すると、搬送ロボット８１のアームを回動させて、収納ダンボール２００をダンボールコンベア８５に載置させる。そして、収納ダンボール２００がダンボールコンベア８５の所定の位置まで接近すると、制御装置は、吸引ポンプを停止させてエンドエフェクタ１から収納ダンボール２００を離す。これにより、収納ダンボール２００は、ダンボールコンベア８５に載置される。
【００９５】
図２８に示すように、収納ダンボール２００におけるダンボールコンベア８５への載置が完了すると、制御装置は、移動機構８３を駆動させて、搬送ロボット８１をダンボールコンベア８５から所定の位置まで移動させる。また、制御装置は、ダンボールコンベア８５を駆動させて、載置された収納ダンボール２００を所定の位置まで搬送させる。これにより、ピッキングシステム８０の動作が完了する。
【００９６】
なお、ピッキングシステム８０の動作例としては、上述した動作例に限定されるものではなく、その他各種の動作例が適用されるものである。
【００９７】
また、搬送ロボット８１として、６軸の関節を有する垂直多関節ロボットを適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。搬送ロボット８１としては、水平方向の回転と、鉛直方向への移動を行う２軸のロボットを適用してもよく、その他各種のロボットが適用できるものである。
【００９８】
さらに、搬出ユニット８４として、移載装置８６と、搬出コンテナコンベア８７と、スライド板８８とを備えた例を説明したが、これに限定されるものではなく、搬出ユニット８４としては、少なくとも物品を搬出する搬出コンベアがあればよい。
【００９９】
さらに、ピッキングシステム８０が搬送する物品としては、図１１に示す物品１００や図１２に示す収納ダンボール２００に限定されるものではなく、その他各種の物品が適用される。
【０１００】
なお、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１０１】
なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１、２１、４１、５１…エンドエフェクタ、  ２、２２…カバー部材、  ２ａ…近支持部、  ３Ａ、３Ｂ、４３、５３Ａ、５３Ｂ…吸着パッド、  ３ｃ、４３ｃ、５３ｃ…吸着面部、  ４…アーム部、  ５…管継手、  ６…カメラ、  ７…カメラアーム、  １０、３０…上面部、  １１、３１…第１側面部、  １２、３２…第２側面部、  １２ａ、３２ａ…近支持部、  １３、３３…支持部材、  １３ａ、３３ａ…遠支持部、  １４、３４…空間部、  １６…補強リブ、  ８０…ピッキングシステム、  ８１…搬送ロボット、  ８２…搬入コンベア、  ８３…移動機構、  ８４…搬出ユニット、  ８５…ダンボールコンベア、  ８６…移載装置、  ８７…搬出コンテナコンベア、  ８８…スライド板、  １００…物品、  １０１…被吸着面、  １０２…上面部、  ２００…収納ダンボール、  ３００…搬出コンテナ、  Ｆ１…第１の力、  Ｆ２…第２の力、  Ｆ３…第３の力、  Ｇ１…重心、  Ｍ１…第１回転モーメント、  Ｍ２…第２回転モーメント、  Ｐ１…鉛直方向、  Ｑ１…中心点、  Ｘ…第１の方向、  Ｙ…第２の方向、  Ｚ…第３の方向
【図１】
2020192648.tif 000003
【図２】
2020192648.tif 000004
【図３】
2020192648.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020192648.tif 000007
【図６】
2020192648.tif 000008
【図７】
2020192648.tif 000009
【図８】
2020192648.tif 000010
【図９】
2020192648.tif 000011
【図１０】
2020192648.tif 000012
【図１１】
2020192648.tif 000013
【図１２】
2020192648.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2020192648.tif 000016
【図１５】
2020192648.tif 000017
【図１６】
2020192648.tif 000018
【図１７】
2020192648.tif 000019
【図１８】
2020192648.tif 000020
【図１９】
2020192648.tif 000021
【図２０】
2020192648.tif 000022
【図２１】
2020192648.tif 000023
【図２２】
2020192648.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2020192648.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2020192648.tif 000029
【図２８】
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