(57)【要約】【課題】継続的に部品供給することができるピッキングシステムを提供する。【解決手段】複数の部品トレイに収容された部品を循環させ、部品トレイに収容された部品の態様から、ロボットがピッキング可能または不可能を判定するピッキング判定手段と、このピッキング判定手段がピッキング可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を前記ロボットにピッキングさせるロボット制御手段と、ピッキング判定手段がピッキング不可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を攪拌する攪拌手段と備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品トレイに収容された部品を循環させ、この部品トレイから部品をピッキングするロボットを備えたピッキングシステムであって、
前記部品トレイに収容された部品の態様から、前記ロボットがピッキング可能または不可能を判定するピッキング判定手段と、
このピッキング判定手段がピッキング可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を前記ロボットにピッキングさせるロボット制御手段と、
前記ピッキング判定手段がピッキング不可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を攪拌する攪拌手段と
を備えることを特徴とするピッキングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のピッキングシステムであって、
前記ピッキング判定手段は、前記複数の部品トレイにそれぞれ収容された部品の、画像データまたは３Ｄデータからなる部品データを取得し、その部品データに基づいて、前記ロボットがピッキング可能な部品の有無情報およびピッキング可能な部品の位置姿勢情報を所定処理にて判定することを特徴とするピッキングシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のピッキングシステムであって、
前記部品トレイが循環する方向に対して、前記ロボットの前段に前記ピッキング判定手段を配置し、前記ロボットの後段に前記攪拌装置を配置したことを特徴とするピッキングシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のピッキングシステムであって、
さらに前記トレイ内への部品補充の要否を判定する補充判定手段と、
前記攪拌装置の後段に配置されて、前記補充判定手段によって部品補充が必要であると判定されたとき、前記部品トレイ内に部品を補充する部品補充装置と
を備えることを特徴とするピッキングシステム。
【請求項５】
複数の部品トレイに収容された部品を循環させ、この部品トレイから部品をピッキングするロボットを備えたピッキングシステムであって、
前記部品トレイに収容された部品の態様から、前記ロボットがピッキング可能または不可能を判定するピッキング判定手段と、
このピッキング判定手段がピッキング可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を前記ロボットにピッキングさせるロボット制御手段と、を有し、
前記部品トレイが循環する方向に対して、前記ロボットの前段に前記ピッキング判定手段を配置したこと
を特徴とする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、ロボットが部品をピッキングする、ピッキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、部品組立装置において、任意の姿勢で置かれた部品をロボットにてピッキングする際に、部品の位置姿勢を認識する認識装置と組み合わせたピッキングシステムが知られている。
【０００３】
多種類の部品を供給するために特許文献１では、ロボットを走行させながら、複数の部品トレイから部品を取り出すピッキングシステムを開示している。しかしながら、このようなピッキングシステムでは、複数の部品トレイを配置するスペースと走行するロボットのスペースを確保すること、また設備費用がかかるという問題がある。
【０００４】
特許文献２に開示される回転式部品供給装置は、上記課題を解決するために、部品トレイを上下方向に回転させる構造とすることで、部品トレイを配置するスペースを縮小している。この装置は、所望する部品に応じてトレイを回転し、該当トレイを最頂部に移動し、該当トレイの部品を認識装置により認識することでピッキングを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５８６５号公報
【特許文献２】特開２０１１−５１０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２の先行技術では、以下の２つの課題があった。
第１の課題は、認識装置にて部品の位置姿勢を認識した後、ロボットが位置姿勢情報を基にピッキングをする段階にて、部品をピッキングできない場合があり、部品の供給が停止してしまうという課題である。その原因は、部品がトレイの端にありロボットアームが干渉することや、部品の形状と姿勢によりピッキングするポイントが無いことが考えられる。ロボットがピッキングできないと、継続・安定した組立作業（または組立への部品供給）ができず、作業効率の低下に繋がってしまう。
【０００７】
第２の課題は、認識装置にて部品の位置姿勢を認識した後にロボットが位置姿勢情報を基にピッキングを行うため、画像処理にかかる時間だけロボットの待ち時間ができ、効率が低下するという課題である。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、継続した作業ができるピッキングシステム提供することを第１の目的とする。また、本発明は、ロボットおよびピッキングシステムの稼働率を向上することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した第１の課題を解決する本発明は、複数の部品トレイに収容された部品を循環させ、この部品トレイから部品をピッキングするロボットを備えたピッキングシステムであって、前記部品トレイに収容された部品の態様から、前記ロボットがピッキング可能または不可能を判定するピッキング判定手段と、このピッキング判定手段がピッキング可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を前記ロボットにピッキングさせるロ
ボット制御手段と、前記ピッキング判定手段がピッキング不可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を攪拌する攪拌手段と備えることを特徴とするピッキングシステムである。
【００１０】
前述した第２の課題を解決する本発明は、複数の部品トレイに収容された部品を循環させ、この部品トレイから部品をピッキングするロボットを備えたピッキングシステムであって、前記部品トレイに収容された部品の態様から、前記ロボットがピッキング可能または不可能を判定するピッキング判定手段と、このピッキング判定手段がピッキング可能と判定したときは、この部品トレイに収容された部品を前記ロボットにピッキングさせるロボット制御手段とを有し、前記部品トレイが循環する方向に対して、前記ロボットの前段に前記ピッキング判定手段を配置したことを特徴とするピッキングシステムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、部品トレイ内の部品の配置および形状、姿勢によってロボットが部品をピッキングできない場合においても、動作が停止することなく、継続的にピッキングを行うピッキングシステムを提供することができる。
【００１２】
また、ピッキングする前に事前に画像処理を行っておくことで、画像処理に時間がかかる場合においても、ロボットの待ち時間を短縮し効率のよいピッキングシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ピッキングシステムの全体構成例を示す図（実施例１）である。
【図２】図１に示すピッキングシステムを側方から見た図である。
【図３】ピッキングシステムの動作を説明するための部品トレイの名称の図（実施例１）である。
【図４】統括制御部の動作手順を示すフローチャート（実施例１）である。
【図５】認識処理部の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】ロボット制御部の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】記憶部のデータ構造（実施例１）である。
【図８】ピッキングシステムの全体構成例を示す図（実施例２）である。
【図９】図８に示すピッキングシステムの動作を説明するための部品トレイの名称の図（実施例２）である。
【図１０】統括制御部の動作手順を示すフローチャート（実施例２）である。
【図１１】記憶部のデータ構造（実施例２）である。
【図１２】部品トレイ配置の別例の図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１について、ピッキングシステムの構成と動作を以下に説明する。
＝＝ピッキングシステムの構成＝＝
以下、図１および図２を参照して、本発明の実施例１におけるピッキングシステムの概要と構成を説明する。なお、図１は上方からピッキングシステムを見た図で且つ、各装置と各機能との制御の関係を表した図である。図２は攪拌機構側の側方からピッキングシステムを見た図である。
【００１５】
ピッキングシステムは、図１に示すような、ロボット１および、複数の部品トレイ２、回転装置３、画像データ取得装置４、攪拌装置５、部品補充装置６等のハードウェアと、不図示のパソコンやＰＬＣ(プログラマブルロジックコントローラ)等に実装する統括制御部１０および、トレイ回転制御部１３、認識処理部１４、ロボット制御部１１、攪拌制御
部１５等のソフトウェアによって構成される。ピッキングシステムは、複数の部品トレイ２が図１に矢印で示すような時計回りの方向に循環し、この循環する方向に対してロボット１の前段に画像データ取得装置４が配置され、ロボット１の後段に攪拌装置５が配置され、この攪拌装置５の後方に部品補充装置６が配置されている。各構成要素については以下に説明する。
【００１６】
＜ロボット＞
実施例に示すロボット１は、部品８をピッキングし、後工程で行う、たとえば部品組立のために整列パレット７に部品を整列させる。あるいは、部品８をピッキングした後、そのまま組立作業を実行するロボットについても本発明は有効である。
【００１７】
＜複数の部品トレイ＞
部品トレイ２は、ロボット１がピッキングする部品８を収容する。部品トレイ２内で、部品８はランダムに山積みされた状態でも、整列された状態でも構わない。
【００１８】
実施例１では、部品トレイ２内は一種類の部品のみ収容されており且つ、複数の部品トレイ２においても同一の部品が収容されている例を説明する。
なお、２、３種類の部品のピッキングを行う場合についても、異なる種類の部品を収容した部品トレイ２を交互に配置し、部品の種類に合わせて部品トレイ２の回転や攪拌装置等を制御することで、本発明を適用することができる。詳しくは実施例２として後述する。
【００１９】
＜回転装置＞
回転装置３（循環装置）は、複数の部品トレイ２を部品８の姿勢を保持したまま略水平方向に回転（循環）する装置であり、不図示の駆動部を備えている。図１では、複数の部品トレイ２がレール状の回転装置３に固定されて、時計回りに回転する。ここで上記の部品８の位置姿勢を保持したまま循環できれば、回転装置３の形状は真円でなくてもよく、楕円でも四角でも構わない。また、回転装置３はレール状に限らず、テーブル状でも構わない。
【００２０】
＜画像データ取得装置＞
部品データ取得装置としての画像データ取得装置４は、部品８の位置姿勢を認識するための画像情報を取得する装置であり、実施例ではステレオカメラを用いている。あるいは、画像データ取得装置４には部品８の位置姿勢を認識することができれば、３Ｄセンサを用いてもよい。
【００２１】
画像データ取得装置４は、部品データとしてステレオカメラである場合は画像データを、３Ｄセンサである場合は３Ｄデータである点群データを取得し、認識処理部１４に送信する。図２に示すように、画像データ取得装置４は、部品トレイ２の上方に配置し、部品トレイ２内に収容された部品８の画像を撮像する。画像データの取得のタイミングは、部品トレイ２の移動に合わせて行う。
【００２２】
＜攪拌装置＞
攪拌装置５（攪拌手段）は、部品トレイ２内に収容された部品８を攪拌して部品８の位置姿勢状態を変化させる。攪拌の方法にはさまざまな従来技術があるが、実施例１では穴が複数開いた部品トレイ２の下方から、穴を通った複数の棒を上下することで攪拌する方法を想定している。
【００２３】
＜部品補充装置＞
部品補充装置６は、部品補充制御部１６によって制御され、部品トレイ２内の部品がな
くなった場合や少なくなってきた場合に、該当部品トレイ２に部品を供給する。
【００２４】
＜統括制御部＞
統括制御部１０は、この統括制御部１０に接続されている各装置を制御する各機能部に対し、各種の信号・データを送信して、各機能部に指令を出す。なお、実施例１では統括制御部１０を設けたが、同様の機能を、各機能部に分散させて実装してもよい。
【００２５】
＜トレイ回転制御部＞
トレイ回転制御部１３は、回転装置３の回転の開始と停止を制御する。回転の開始のタイミングは、ロボット１がピッキングを終えた時点と、攪拌装置５が攪拌を終えた時点と、画像データ取得装置４が部品の画像情報の取得を終えた時点の３つが揃ったときに、統括制御部１０から指令を受け、回転を始める。回転の停止のタイミングは、１つ分、部品トレイ２を移動（循環）させた時点である。
【００２６】
＜認識処理部＞
認識処理部１４（ピッキング判定手段および補充判定手段）は、画像データ取得装置４から受信した部品データを入力とし、ロボット１が「ピッキング可能な部品の有無情報」および、「ピッキング可能な部品の位置姿勢情報」、「補充の要否情報」を算出し、認識処理部１４が有する記憶部１４１内の各部品トレイ２に対応したアドレスに上記の情報を格納・出力する。部品の位置姿勢情報を算出する方法としては、公知の技術を使えばよい（たとえば特開２０１０−２０５０９５号公報を参照）。
【００２７】
以下に、記憶部１４１のデータ構造について説明する。図７に示すように、各部品トレイ２に対応して、画像処理にて算出した３つの情報を格納するデータ構造とする。
「ピッキング可能な部品の有無情報」…ロボット１がピッキング可能な部品が、該当部品トレイ２内に存在するかどうかを表す値（１（有り）,０（無し））
「ピッキング可能な部品の位置姿勢情報」…上記ピッキング可能な部品が存在した場合、その部品の位置姿勢情報（［ｘ，ｙ，ｚ，α，β，γ］ただし、ｘ，ｙ，ｚは部品の位置を示すＸＹＺ座標、α,β,γは部品の姿勢を示す３次元角度情報）
「補充の要否情報」…該当部品トレイ２内に収容された部品がなくなった場合、もしくは少なくなった場合に、部品の補充が必要かどうかを表す値（１（必要）,０（不要））
ピッキング可能でない場合とは、本実施例１においては、他の部品と干渉しあっている場合や、部品に関する情報が不十分な場合が挙げられる。
【００２８】
＜ロボット制御部＞
ロボット制御部１１（ロボット制御手段）は、ピッキングする場所に移動（循環）してきた部品トレイ２が、ピッキング可能な部品を有する場合に、統合制御部１０から指令を受け、認識処理部１４によって算出された部品の位置姿勢情報に基づいて、ロボット１に部品のピッキングをさせる。
【００２９】
＜攪拌制御部＞
攪拌制御部１５は、攪拌が必要な部品トレイ２があった場合に、統合制御部１０から指令を受け、攪拌装置５が攪拌する場所（位置）に該当部品トレイ２が移動したタイミングで攪拌をするように攪拌装置を制御する。
【００３０】
＜部品補充制御部＞
部品補充制御部１６は、部品の補充が必要な部品トレイ２があった場合に、統合制御部１０から指令を受け、その部品トレイ２が部品補充装置６の前（補充する位置）に移動したタイミングで、部品の補充を行うように、部品補充装置６を制御する。
＝＝ピッキングシステムの動作＝＝
次に、図３および図４を参照して、実施例１におけるピッキングシステムの動作について説明する。なお、図３は、説明のために個々の部品トレイ２を識別できるよう、各部品トレイ２に名称をつけた図である。図４は、統合制御部１０の動作手順を示すフローチャートである。
【００３１】
トレイＡが回転装置３により画像データ取得装置４の下方に停止したタイミングで、図４の統括制御部１０の動作は開始する。ただし、ピッキングシステムは、その前から継続的に動作していたものとする。以下に、統括制御部１０の動作を説明する。
【００３２】
統括制御部１０は、トレイＡの画像データを取得し認識処理部１４へ送信するように画像データ取得装置４へ指令を出す（ステップＳ１１）。
次に統括制御部１０は、トレイＡの画像データを受信し画像処理にて部品位置姿勢情報を認識するように、認識処理部１４へ指令を出す（ステップＳ１２）。その指令を受けた認識処理部１４の動作については、後ほど図５を用いて説明する。
【００３３】
次に、統括制御部１０は、ロボット１の真正面に移動してきたトレイＧに対して処理を行うため、図７に示した記憶部１４１の「トレイＧ」の「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照し、トレイＧ内の部品にピッキング可能な部品があるかどうかの判断を行う（ステップＳ１３）。「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照して「１(有り)」、すなわちロボットがピッキング可能な部品があれば（ステップＳ１３，Ｙｅｓ）、ピッキングを実行するように、統括制御部１０はロボット制御部１１へ指令を出す（ステップＳ１４）。その指令を受けたロボット制御部１１の動作については、後ほど図６を用いて説明する。ロボット１がピッキング可能な部品がなければ（ステップＳ１３，Ｎｏ）、統括制御部１０はピッキングを実行させずに、ステップＳ１５へ進む。
【００３４】
なお、上記の統括制御部１０がロボット制御部１１へ指令を出す動作は、ピッキング対象のトレイＧの画像処理が終了し且つ、記憶部１４１に情報が格納されていることを前提としている。画像処理が終了せず記憶部１４１に情報が格納されていない場合は、トレイＧの画像処理の終了および記憶部１４１へのトレイＧに関する情報が格納されるのを待ってから、統括制御部１０がロボット制御部１１へ指令を出す動作を行う。
【００３５】
次に、統括制御部１０は、攪拌装置５の前に移動してきたトレイＥの攪拌の要否情報を得るため、記憶部１４１の「トレイＥ」の「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照し、「０(無し)」であった場合に攪拌が必要であると判断し（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、統括制御部１０は攪拌するように攪拌制御部１５へ指令を出す（ステップＳ１６）。一方ステップ１５で、「１(有り)」であった場合は、統括制御部１０は攪拌が必要ないと判断し（ステップＳ１５，Ｎｏ）、攪拌せずにステップＳ１７へ進む。
【００３６】
次に、統括制御部１０は、部品補充装置６の前に移動してきたトレイＣの補充の要否情報を得るため、記憶部１４１の「トレイＥ」の「補充の要否情報」を参照し、補充が必要かどうかを判断する（ステップＳ１７）。部品の補充が必要な場合（ステップＳ１７，Ｙｅｓ）、統括制御部１０は、部品を補充するように部品補充制御部１６へ指令を出す（ステップＳ１８）。部品の補充が必要ない場合は（ステップＳ１７，Ｎｏ）、統括制御部１０は、部品の補充を実行せずに、ステップＳ１９へ進む。
【００３７】
最後に、統括制御部１０は部品トレイ２を回転させるようにトレイ回転制御部１３へ指令を出す（ステップＳ１９）。回転の開始のタイミングは、ロボット１がピッキングを終えた時点と、攪拌装置５が攪拌を終えた時点と、画像データ取得装置４が部品の画像情報の取得を終えた時点の３つが揃った時点とし、その時点で統括制御部１０は指令を出し、部品トレイ２は回転を開始する。
【００３８】
以上が、実施例１における、各装置を制御するための機能に指令を出す統括制御部１０の動作の流れである。統括制御部１０は、指令を出すだけであるため、図４のフローの処理時間は実質的には０．１〜０．５[秒]程度で終わり、指令を与えられた画像データ取得装置４や認識処理部１４、ロボット制御部１１、攪拌制御部１５、部品補充制御部１６は、ほぼ同時に実行開始をし、並行に処理される。
【００３９】
次に、認識処理部１４の動作手順を示すフローチャート（図５）を用いて、統括制御部１０から指令を与えられた後の認識処理部１４の動作について説明する。
認識処理部１４は、図４のステップ１２において統括制御部１０から指令を与えられた後に、図５の開始として実行する。
【００４０】
認識処理部１４は、画像データ取得装置４で取得したトレイＡの画像データを受信する（ステップＳ３１）。
認識処理部１４は、画像処理により、トレイＡ内にピッキング可能な部品があるかどうか認識する（ステップＳ３２）。認識処理部１４は、ピッキング可能な部品がある場合は（ステップＳ３２，Ｙｅｓ）、記憶部１４１の「ピッキング可能な部品の有無情報」に、「有り“１”」を格納し、「ピッキング可能な部品の位置姿勢情報」に、ロボットがピッキングする際に必要な部品の位置姿勢情報を格納する（ステップＳ３４）。
【００４１】
認識処理部１４は、トレイＡ内にピッキング可能な部品がなかった場合には（ステップＳ３２，Ｎｏ）、記憶部１４１の「ピッキング可能な部品の有無情報」に「無し“０”」を格納する（ステップＳ３３）。
【００４２】
ステップＳ３３またはステップＳ３４の処理後に、認識処理部１４は、トレイＡに部品の補充が必要かどうかを画像処理にて判断し、判断した結果を記憶部１４１の「補充の要否情報」に格納する（ステップＳ３５）。例えば、補充が必要な場合は「１」を、必要ない場合は「０」を格納して、認識処理部１４は処理を終了する。部品の補充が必要と判断するのは、たとえばトレイＡ内に有する部品が所定のしきい値以下であることを条件とする。しきい値には、部品の点数や、部品の量の割合などを用いることができる。所定のしきい値には、０を含めてもよい。また、画像処理を用いずに、部品トレイ２の重さを計測することによって部品トレイ２内に収容された部品の量を把握し、しきい値以下である場合は補充が必要と判断してもよい。
【００４３】
以上が、認識処理部１４の動作である。
次に、ロボット制御部１１の動作手順を示すフローチャート（図６）を用いて、統括制御部１０から指令を与えられた後のロボット制御部１１の動作について説明する。
【００４４】
ロボット制御部１１は、図４のステップ１４において統括制御部１０から指令を与えられた後に、図６の開始として実行する。
ロボット制御部１１は、トレイＧ内にピッキング可能な部品があるかどうかを、記憶部１４１の「トレイＧ」の「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照することにより判断する（ステップＳ４１）。ピッキング可能な部品がある場合、ロボット制御部１１は（ステップＳ４１，Ｙｅｓ）、ロボット１にピッキングさせる（ステップＳ４２）。
【００４５】
また、ロボット制御部１１は、ピッキング実行した後に、ピッキングが成功したかどうかを判断する（ステップＳ４３）。ピッキングに成功しなかった場合は（ステップＳ４３，Ｎｏ）、ロボット制御部１１は、記憶部１４１にアクセスし記憶部１４１の「ピッキング可能な部品の有無情報」を「０(無し)」に書き換える（ステップＳ４４）。このことで、トレイＧが攪拌装置５の前に移動した際に攪拌を実行し、トレイＧ内の部品の配置状態
を変えることができるので、再度トレイＧがピッキング場所へ循環したときにピッキングが成功する確率が高くなる。
【００４６】
なお、ステップＳ４１でロボット制御部１１は、トレイＧ内にピッキング可能な部品がないと判定したとき（ステップＳ４１，Ｎｏ）、そのまま終了する。
以上がロボット制御部１１の動作の説明である。
【００４７】
上記はピッキングシステムが継続的に動作している中での動作を説明したが、システムの運転開始時については、上記の動作時に記憶部１４１のデータが有るか無いかの判断を加えることで対応できる。例えば、運転開始時に図３のような部品トレイ２の配置であった場合、トレイＧのピッキングを行うためにトレイＧについてのデータが必要であるが、画像データ取得装置４を通過していないためデータが無い状況であるので、ピッキングできない。この判断を、例えば図４のステップＳ１３の後に追加し、データがない場合には、ロボットにはピッキングを行わないようにすればよい。攪拌や部品補充も同様に、該当部品トレイ２に対応する記憶部１４１のデータの有無を判断し、データが無い場合には、各動作を行わないようにすることで、ピッキングシステムの運転開始時の動作に対応することができる。
【実施例２】
【００４８】
本発明の実施例２について、ピッキングシステムの構成と動作を以下に説明する。
＝＝ピッキングシステムの構成＝＝
以下、図８を参照して、実施例２におけるピッキングシステムの概要と構成を説明する。なお、図８は上方からピッキングシステムを見た図で且つ、各装置と各機能との制御の関係を表した図である。また実施例１と同様の構成については同符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
ピッキングシステムは、図８に示すような、ロボット１および、複数の部品トレイ２、回転装置３ｂ、画像データ取得装置４、攪拌装置５等のハードウェアと、不図示のパソコンやＰＬＣ(プログラマブルロジックコントローラ)等に実装する統括制御部１０ｂおよび、トレイ回転制御部１３ｂ、認識処理部１４、ロボット制御部１１、攪拌制御部１５等のソフトウェアによって構成される。ピッキングシステムは、複数の部品トレイ２が図８に矢印で示すような時計回りの方向に主に循環し、この主に循環する方向に対してロボット１の前段に、画像データ取得装置４が配置され、画像データ取得装置４と同じ位置に攪拌装置５が配置されている。各構成要素については以下に説明する。主に循環する方向を時計回りとした場合、制御の状況によっては、逆時計回りに回転する場合もある。
【００５０】
＜ロボット、攪拌装置、認識処理部、ロボット制御部、攪拌制御部＞
実施例１と同様の説明であるため省略する。
＜複数の部品トレイ＞
実施例２で各部品トレイ２は一種類の部品のみ収容されており且つ、異なる種類の部品が収容されている。実施例２では、部品トレイ２を図９に示すように配置され、部品の種類に合わせてロボット１や攪拌装置５を制御する例を説明する。
【００５１】
＜回転装置＞
実施例１では時計回りに回転するのみであったが、実施例２の回転装置３ｂ（循環装置）は、図８に示すように複数の部品トレイ２がレール状の回転装置３ｂに固定されて、主に時計回りに回転（循環）する。なお、実施例２では、部品トレイ２内のピッキングの状況によっては、回転装置３ｂが反時計回りに回転する場合もある。
【００５２】
＜画像データ取得装置＞
画像データ取得装置４は、画像データの取得のタイミングが実施例１と実施例２で異なる。実施例２の画像データの取得のタイミングは、部品トレイ２の移動に合わせて行う、又は同位置に配置されている攪拌装置５による部品トレイ２内の攪拌終了に合わせて行う。
【００５３】
＜統括制御部＞
統括制御部１０ｂの動作手順が実施例１と実施例２では異なる。詳しくはピッキングシステムの動作にて後述する。
【００５４】
＜トレイ回転制御部＞
トレイ回転制御部１３ｂは、回転停止のタイミングが実施例１と実施例２で異なる。実施例２の回転の停止のタイミングは、ロボット１がピッキングできた場合とできなかった場合で異なる。詳しくはピッキングシステムの動作にて後述する。
【００５５】
上記までがピッキングシステムの構成の説明である。実施例１と実施例２の構成上で異なる点は、要するに複数の部品トレイに収容される部品の種類が一種類のみ（実施例１）であるか複数種（実施例２）になるかの違いである。
＝＝ピッキングシステムの動作＝＝
次に、図９および図１０を参照して、実施例２におけるピッキングシステムの動作について説明する。なお、図９は、説明のために個々の部品トレイを識別できるよう、各部品トレイに名称をつけている。トレイＡ１及びトレイＡ２、トレイＢ１及びトレイＢ２、トレイＣ１及びトレイＣ２、トレイＤ１及びトレイＤ２は、それぞれ同じ部品が収容された２組の部品トレイであり、Ａ１とＢ１とＣ１とＤ１にはそれぞれ異なる種類の部品が収容されている。図１０は、統合制御部１０ｂの動作手順を示すフローチャートである。
【００５６】
トレイＡ２が回転装置３ｂにより画像データ取得装置４の下方に停止したタイミングで、図１０の統括制御部１０ｂの動作は開始する。ただし、ピッキングシステムは、その前から継続的に動作していたものとする。以下に、統括制御部１０ｂの動作を説明する。
【００５７】
統括制御部１０ｂは、トレイＡ２の画像データを取得し認識処理部１４へ送信するように画像データ取得装置４へ指令を出す（ステップＳ５１）。
次に統括制御部１０ｂは、トレイＡ２の画像データを受信し画像処理にて部品位置姿勢情報を認識するように、認識処理部１４へ指令を出す（ステップＳ５２）。その指令を受けた認識処理部１４の動作については、前述の図５（ステップＳ３１〜Ｓ３５）を用いた説明と同様であるため省略する。
【００５８】
次に、統括制御部１０ｂは、ロボット１の真正面に移動してきたトレイＡ１に対して処理を行うため、図１１に示した記憶部１４１の「トレイＡ１」の「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照し、トレイＡ１内に収容された部品にピッキング可能な部品があるかどうかの判断を行う（ステップＳ５３）。
【００５９】
統括制御部１０ｂは「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照して「１(有り)」、すなわちロボットがピッキング可能な部品があれば（ステップＳ５３，Ｙｅｓ）、ピッキングを実行するように、ロボット制御部１１へ指令を出す（ステップＳ５４）。その指令を受けたロボット制御部１１の動作については、前述の図６（ステップＳ４１〜Ｓ４４）を用いた説明と同様であるため省略する。そして、統括制御部１０ｂは部品トレイ２を１つ分回転させるようにトレイ回転制御部１３ｂへ指令を出す（ステップＳ５５）。
【００６０】
ロボット１がピッキング可能な部品がなければ（ステップＳ５３，Ｎｏ）、統括制御部１０ｂは部品トレイ２を半周分回転させる（トレイＡ２がロボットの位置に来る）ように
トレイ回転制御部１３ｂへ指令を出す（ステップＳ５６）。そして、統括制御部１０ｂはトレイＡ１内に収容された部品を攪拌するよう攪拌制御部１５へ指令を出す（ステップＳ５７）。攪拌を終えた後、統括制御部１０ｂは、トレイＡ１内に収容された部品の画像データを取得し認識処理部１４へ送信するように画像データ取得装置４へ指令を出す（ステップＳ５８）。
【００６１】
次に統括制御部１０ｂは、トレイＡ２内に収容された部品の画像データを受信し画像処理にて部品位置姿勢情報を認識するように、認識処理部１４へ指令を出す（ステップＳ５９）。その指令を受けた認識処理部１４の動作については、前述の図５（ステップＳ３１〜Ｓ３５）を用いた説明と同様であるため省略する。
【００６２】
次に、統括制御部１０ｂは、半周分回転し、ロボット１の真正面に移動してきたトレイＡ２に対して処理を行うため、図１１に示した記憶部１４１の「トレイＡ２」の「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照し、トレイＡ２内の部品にピッキング可能な部品があるかどうかの判断を行う（ステップＳ６０）。
【００６３】
「ピッキング可能な部品の有無情報」を参照して「１(有り)」、すなわちロボットがピッキング可能な部品があれば（ステップＳ６０，Ｙｅｓ）、ピッキングを実行するように、統括制御部１０ｂはロボット制御部１１へ指令を出す（ステップＳ６１）。その指令を受けたロボット制御部１１の動作については、前述の図６（ステップＳ４１〜Ｓ４４）を用いた説明と同様であるため省略する。そして、統括制御部１０ｂは部品トレイ２を３つ分、正方向と逆の方向に回転させる（Ｂ１がロボットの位置に来る）ようにトレイ回転制御部１３ｂへ指令を出す（ステップＳ６２）。
【００６４】
ロボット１がピッキング可能な部品がなければ（ステップＳ６０，Ｎｏ）、統括制御部１０ｂは部品トレイ２を半周分回転させるようにトレイ回転制御部１３ｂへ指令を出す（ステップＳ６３）。そして、統括制御部１０ｂはトレイＡ２を攪拌するよう攪拌制御部１５へ指令を出し（ステップＳ６４）、ステップＳ５１へ進む。
【００６５】
なお、ステップＳ５３，Ｎｏの場合（ロボットがピッキング可能な部品がない場合）に、部品トレイ２を半周分回転させるとあるが、これは一例である。ステップＳ５３，Ｎｏの場合においては、画像処理を終えている同一種類の部品が収容された部品トレイ２がロボット１の位置に来ることが重要である。すなわち、ロボット１が部品トレイ２に収容されている部品を把持可能な位置に来るためにどれだけ回転させるかについては部品トレイ２の配置によって異なる。
【００６６】
複数種類の部品を収容する部品トレイ配置の別の例を図１２に示す。図１２の、トレイＥ１、トレイＥ２、トレイＥ３、及びトレイＥ４、トレイＦ１、トレイＦ２、トレイＦ３及びトレイＦ４は、それぞれ同じ部品が収容されている４組の部品トレイであり、Ｅ１とＦ１にはそれぞれ異なる種類の部品が収容される。この部品トレイの配置の場合においては、ステップＳ５３，Ｎｏの場合（ロボットがピッキング可能な部品がない場合）には、部品トレイ２を２つ分回転させ、画像処理を終えている同一種類の部品であるトレイＥ２を、ロボットの位置に移動させればよい。
【００６７】
また、ステップＳ６２において、統括制御部１０ｂは部品トレイ２を３つ分、正方向と逆の方向に回転させるとあるが、これも一例である。上記と同様に、ステップＳ６２においては、ロボット１でピッキングを終えた部品と異なる種類の部品であり且つ画像処理を終えている部品トレイ２をロボット１の位置に移動させることが重要である。そのため、必ずしも部品トレイ２を３つ分、逆の方向に回転させる必要はない。図１２の部品トレイ配置の例では、ステップＳ６２において１つ分部品トレイ２を逆の方向に回転させればよ
い。
【００６８】
以上が、実施例２における、各装置を制御するための機能に指令を出す統括制御部１０ｂの動作の流れである。
上記、実施例１及び実施例２を用いて説明した、ピッキングシステムは、以下に示す効果を奏する。
【００６９】
本発明によれば、部品トレイ内の部品の配置や形状と姿勢によって、ロボットが部品をピッキングできない場合においても、動作が停止することなく、継続的にピッキングを行うシステムを提供することができる。なぜなら、本発明は継続的なピッキングシステムとして以下２つの特徴を持つからである。
【００７０】
・  部品を収容した複数の部品トレイを循環式でロボットに供給しつづける。
２．部品トレイ内にピッキング可能な部品が無い場合やロボットがピッキングに失敗した場合は、部品トレイ内の部品の位置姿勢を変えるために攪拌装置にて部品トレイ内に収容された部品の攪拌を行う。
【００７１】
従来技術では、ロボットがピッキングすることができても、部品の姿勢によってはその後の整列や組立する際に一度持ち替えが必要となり、別の持ち替えのための機構が必要になり、タクトタイムが長くなるといった問題があった。一方、本発明では、ロボットがピッキング可能な部品の有無を画像処理にて判断する際に、部品の持ち替えが必要な部品をピッキング対象から除き、攪拌装置で攪拌して持ち替え可能な配置状態にすることによって、持ち替えなくピッキングできる仕組みとした。その結果、本発明では、別の持ち替え機構が不要となり、タクトタイムを短くすることができる。
【００７２】
また、従来技術では継続的にピッキング作業を行っていると、部品トレイに収容された部品が空になり、充填する必要があるが、本発明では部品トレイ内の部品の状態を画像処理にて認識することで、必要なタイミングで部品の補充を行うことができる。
【００７３】
また、従来技術では、認識装置による認識処理が終わるまでの間は、ロボットアームが待機していなければならない。一方、本発明では、実施例に示したロボットがピッキングする手前の段階で画像認識を行うようにすることで、ロボットの待ち時間を短縮し、ロボットおよびロボットピッキングシステムの稼働率を上げることができる。
【００７４】
また、特許文献２のような垂直方向に部品トレイを回転させる回転装置と比較し、本発明である水平方向に回転する回転装置との効果を、次に示す。
第一に本発明に係るピッキングシステムは回転装置および部品トレイの設置の施工が簡素であり、大きい規模のシステムを作ることも可能である。
【００７５】
第二に攪拌装置は、攪拌の対象となる部品トレイ以外に攪拌の震動を与えることを避けなければならないが、本発明のように水平方向に配置された部品トレイに対してのほうが、他の部品トレイに影響を与えずに攪拌するような攪拌装置を適用しやすい。特に、下から棒で突き上げる方法の攪拌装置は、特許技術２の垂直方向に回転する部品トレイに対しては適用しにくいが、水平方向に回転する本発明では適用しやすい。
【００７６】
第三に水平方向に回転する方式は、大きな規模のピッキングシステムを作れば、攪拌の際の他の部品トレイへの影響が小さくなるという効果がある。
第四に本発明に係るピッキングシステムは、攪拌装置だけでなく画像データ取得装置、ロボット、部品補充装置等の配置にも、配置の順番の制約はあるが、ある程度の自由度を持たせることができるという効果を奏する。
【００７７】
第五に実施例２に示すような複数種類の部品に対応したピッキングシステムは、同一システムにおいて複数種類の部品のピッキングが可能なことから、機械の配置場所の省スペース化が可能である。また、複数種類の部品に対応した本発明に係るピッキングシステムは、様々なピッキングの需要に対して自由度が高いという効果を奏する。
【符号の説明】
【００７８】
１  ロボット
２  部品トレイ
３  回転装置（実施例１）
３ｂ  回転装置（実施例２）
４  画像データ取得装置
５  攪拌装置
６  部品補充装置
７  整列パレット
８  部品
１０  統括制御部（実施例１）
１０ｂ  統括制御部（実施例２）
１１  ロボット制御部
１３  トレイ回転制御部（実施例１）
１３ｂ  トレイ回転制御部（実施例２）
１４  認識処理部
１４１  記憶部
１５  攪拌制御部
１６  部品補充制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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