(57)【要約】【課題】多種多様な収納容器に有価媒体を収納することのできる有価媒体収納システムを実現することにより、有価媒体を収納する作業を効率化すること。【解決手段】作業ロボット３０は、頭部に設けたカメラによりカセット１０の外観を撮像し、画像処理によってカセット１０の種類を識別する。作業ロボット３０は、カセット１０の種類に応じた治具と手順でカセット１０を開き、カセット１０の内部を撮像して画像処理によって異常の検知を行なう。また、作業ロボット３０は、紙幣整理機１００を撮像し、画像処理によって取り出し可能な紙幣を識別し、紙幣整理機１００から紙幣を取り出してカセット１０に収納し、カセット１０の種類に応じた治具と手順でカセット１０を閉じる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有価媒体を集積する集積位置と、前記有価媒体を収納する収納容器とをそれぞれ撮像する撮像手段と、
前記有価媒体を保持して移動させることのできる腕部ユニットと、
前記撮像手段による前記収納容器の撮像結果に基づいて、当該収納容器に対応する作業手順を識別する作業手順識別手段と、
前記撮像手段による前記集積位置の撮像結果に基づいて、前記有価媒体が所定数集積されているか否かを識別する集積状態識別手段と、
前記作業手順識別手段により識別された作業手順に従って前記腕部ユニットを駆動制御し、前記集積状態識別手段により前記有価媒体が所定数集積されていると識別された集積位置から前記収納容器に前記有価媒体を移動させて収納する収納作業処理手段と
を備えたことを特徴とする収納作業装置。
【請求項２】
前記作業手順には前記収納容器の蓋の開閉を行なう手順を含むことを特徴とする請求項１に記載の収納作業装置。
【請求項３】
前記腕部ユニットとして複数の腕部ユニットを有し、
前記収納作業処理手段は、前記複数の腕部ユニットを連係して動作させて前記有価媒体を前記収納容器に収納する作業を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の収納作業装置。
【請求項４】
少なくとも１つの前記腕部ユニットの先端部には、複数の有価媒体を一括して挟持可能なハンド機構を有し、
前記ハンド機構は、挟持した有価媒体を離す際に当該有価媒体を押し出す押出部材を有し、かつ、当該押出部材による前記有価媒体の押し出しに対して出力制限を設けた
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の収納作業装置。
【請求項５】
前記腕部ユニットが到達可能な範囲内に配置され、前記ハンド機構により挟持される治具は、前記ハンド機構の凸部又は凹部に嵌合する凹部又は凸部を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の収納作業装置。
【請求項６】
前記撮像手段は、前記集積位置及び／又は前記収納容器の近傍に設けられたマーカーをさらに撮像し、
前記マーカーの撮像結果に基づいて前記集積位置及び／又は前記収納容器との位置関係を識別する位置決め手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の収納作業装置。
【請求項７】
前記集積状態識別手段は、前記有価媒体を整理して前記集積位置に集積させる有価媒体整理装置の表示部を撮像した撮像結果から、前記有価媒体が所定数集積されているか否かを識別することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の収納作業装置。
【請求項８】
前記撮像手段による撮像結果に基づいて異常の有無を判定し、異常有りと判定した場合に報知を行なう異常報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の収納作業装置。
【請求項９】
所定の収納容器に有価媒体を収納する有価媒体収納システムであって、
複数の有価媒体を整理して集積する有価媒体整理装置と、
前記収納容器及び前記有価媒体整理装置を撮像し、撮像結果に基づいて腕部ユニットを駆動制御して、前記有価媒体整理装置により整理された有価媒体を前記収納容器に収納する作業を行なう収納作業装置と
を備えたことを特徴とする有価媒体収納システム。
【請求項１０】
前記収納作業装置は、前記収納容器の撮像結果に基づいて当該収納容器の種類を識別し、前記収納容器の種類に対応する作業手順を選択し、選択した作業手順に基づいて前記有価媒体を前記収納容器に収納する作業を行なうことを特徴とする請求項９に記載の有価媒体収納システム。
【請求項１１】
前記収納作業装置の周囲には、前記腕部ユニットが到達可能な範囲内に第１の作業スペースと第２の作業スペースとが設けられ、前記第１の作業スペースと前記第２の作業スペースとは、１８０度未満の角度をもって配置され、前記第１の作業スペースに前記有価媒体整理装置を設置し、前記第２の作業スペースに前記収納容器を載置することを特徴とする請求項９又は１０に記載の有価媒体収納システム。
【請求項１２】
前記有価媒体整理装置から取り出された有価媒体を載置可能な複数の載置台と、前記複数の載置台のいずれかに載置された複数の有価媒体の端部を揃える揃え機構と、前記複数の載置台の位置を入れ替える入替機構とを有する有価媒体揃装置をさらに備え、
前記収納作業装置は、前記有価媒体整理装置から取り出した有価媒体を前記載置台のいずれかに載置する作業と、前記揃え機構により端部が揃えられた有価媒体を前記収納容器に収納する作業とを複数の腕部ユニットにより並列して実行する
ことを特徴とする請求項９、１０又は１１に記載の有価媒体収納システム。
【請求項１３】
有価媒体を収納する収納容器を撮像する収納容器撮像ステップと、
前記収納容器撮像ステップによる撮像結果に基づいて、当該収納容器に対応する作業手順を識別する作業手順識別ステップと、
前記有価媒体を集積する集積位置を撮像する集積位置撮像ステップと、
前記集積位置撮像ステップによる撮像結果に基づいて、前記有価媒体が所定数集積されているか否かを識別する集積状態識別ステップと、
前記作業手順識別ステップにより識別された作業手順に従って腕部ユニットを駆動制御し、前記集積状態識別ステップにより前記有価媒体が所定数集積されていると識別された集積位置から前記収納容器に前記有価媒体を移動させて収納する収納作業処理ステップと
を含むことを特徴とする収納作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の収納容器に紙幣等の有価媒体を収納する収納作業装置、有価媒体収納システム及び収納作業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金融機関や商業施設等に現金自動預け払い機（ＡＴＭ：automated teller machine）が設置され、顧客が自身の操作で現金の預け入れや払い出し等を行なうことができるようになっている。
【０００３】
ＡＴＭは、紙幣の収納容器であるカセットを内蔵しており、カセット内部の紙幣が払い出しに用いられる。払い出しによりカセットが空になったならば、空のカセットを取り外し、十分な紙幣を収納したカセットと交換する。取り外したカセットは、所定のセンタに送られ、紙幣の収納が行われて再利用される。
【０００４】
カセットに紙幣を収納する作業は操作者への負担が大きいため、係る作業の自動化が試みられている。例えば、特許文献１が開示する貨幣カセット補充装置は、装填位置に配置された貨幣カセットの取り出し口を開き、取り出し口を通して貨幣カセット内に紙幣を挿入することにより、操作者が貨幣カセットの蓋を開くことなく簡易に貨幣の補充を行なうことを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０３２６５８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、上述した従来技術は、特定の規格のカセットにのみ対応するものであり、多種多様なカセットに柔軟に対応することができないという問題点があった。ＡＴＭは既に数多く運用されており、規格も様々である。そのため、規格を統一することは現実的ではない。また、各規格のカセットに対応する貨幣カセット補充装置を個別に設けることとすると、コストが高くなり、効率も低下する。
【０００７】
これらのことから、多種多様なカセットに紙幣を収納することのできる紙幣収納システムを実現することにより、紙幣をカセットに収納する作業を効率化することが重要な課題となっている。また、かかる課題は紙幣に限らず、商品券等の他の有価媒体を所定の容器に収納する場合にも同様に生ずるものである。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、多種多様な収納容器に柔軟に対応することのできる収納作業装置、有価媒体収納システム及び収納作業方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、有価媒体を集積する集積位置と、前記有価媒体を収納する収納容器とをそれぞれ撮像する撮像手段と、前記有価媒体を保持して移動させることのできる腕部ユニットと、前記撮像手段による前記収納容器の撮像結果に基づいて、当該収納容器に対応する作業手順を識別する作業手順識別手段と、前記撮像手段による前記集積位置の撮像結果に基づいて、前記有価媒体が所定数集積されているか否かを識別する集積状態識別手段と、前記作業手順識別手段により識別された作業手順に従って前記腕部ユニットを駆動制御し、前記集積状態識別手段により前記有価媒体が所定数集積されていると識別された集積位置から前記収納容器に前記有価媒体を移動させて収納する収納作業処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記発明において、前記作業手順には前記収納容器の蓋の開閉を行なう手順を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、前記腕部ユニットとして複数の腕部ユニットを有し、前記収納作業処理手段は、前記複数の腕部ユニットを連係して動作させて前記有価媒体を前記収納容器に収納する作業を行なうことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記発明において、少なくとも１つの前記腕部ユニットの先端部には、複数の有価媒体を一括して挟持可能なハンド機構を有し、前記ハンド機構は、挟持した有価媒体を離す際に当該有価媒体を押し出す押出部材を有し、かつ、当該押出部材による前記有価媒体の押し出しに対して出力制限を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、前記腕部ユニットが到達可能な範囲内に配置され、前記ハンド機構により挟持される治具は、前記ハンド機構の凸部又は凹部に嵌合する凹部又は凸部を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、前記撮像手段は、前記集積位置及び／又は前記収納容器の近傍に設けられたマーカーをさらに撮像し、前記マーカーの撮像結果に基づいて前記集積位置及び／又は前記収納容器との位置関係を識別する位置決め手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記発明において、前記集積状態識別手段は、前記有価媒体を整理して前記集積位置に集積させる有価媒体整理装置の表示部を撮像した撮像結果から、前記有価媒体が所定数集積されているか否かを識別することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記発明において、前記撮像手段による撮像結果に基づいて異常の有無を判定し、異常有りと判定した場合に報知を行なう異常報知手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、所定の収納容器に有価媒体を収納する有価媒体収納システムであって、複数の有価媒体を整理して集積する有価媒体整理装置と、前記収納容器及び前記有価媒体整理装置を撮像し、撮像結果に基づいて腕部ユニットを駆動制御して、前記有価媒体整理装置により整理された有価媒体を前記収納容器に収納する作業を行なう収納作業装置とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記発明において、前記収納作業装置は、前記収納容器の撮像結果に基づいて当該収納容器の種類を識別し、前記収納容器の種類に対応する作業手順を選択し、選択した作業手順に基づいて前記有価媒体を前記収納容器に収納する作業を行なうことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記発明において、前記収納作業装置の周囲には、前記腕部ユニットが到達可能な範囲内に第１の作業スペースと第２の作業スペースとが設けられ、前記第１の作業スペースと前記第２の作業スペースとは、１８０度未満の角度をもって配置され、前記第１の作業スペースに前記有価媒体整理装置を設置し、前記第２の作業スペースに前記収納容器を載置することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記発明において、前記有価媒体整理装置から取り出された有価媒体を載置可能な複数の載置台と、前記複数の載置台のいずれかに載置された複数の有価媒体の端部を揃える揃え機構と、前記複数の載置台の位置を入れ替える入替機構とを有する有価媒体揃装置をさらに備え、前記収納作業装置は、前記有価媒体整理装置から取り出した有価媒体を前記載置台のいずれかに載置する作業と、前記揃え機構により端部が揃えられた有価媒体を前記収納容器に収納する作業とを複数の腕部ユニットにより並列して実行することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、有価媒体を収納する収納容器を撮像する収納容器撮像ステップと、前記収納容器撮像ステップによる撮像結果に基づいて、当該収納容器に対応する作業手順を識別する作業手順識別ステップと、前記有価媒体を集積する集積位置を撮像する集積位置撮像ステップと、前記集積位置撮像ステップによる撮像結果に基づいて、前記有価媒体が所定数集積されているか否かを識別する集積状態識別ステップと、前記作業手順識別ステップにより識別された作業手順に従って腕部ユニットを駆動制御し、前記集積状態識別ステップにより前記有価媒体が所定数集積されていると識別された集積位置から前記収納容器に前記有価媒体を移動させて収納する収納作業処理ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、有価媒体の集積位置と収納容器とをそれぞれ撮像し、収納容器の撮像結果に基づいて当該収納容器に対応する作業手順を識別し、集積位置の撮像結果に基づいて有価媒体が所定数集積されているか否かを識別し、識別された作業手順に従って腕部ユニットを駆動制御して有価媒体が所定数集積されていると識別された集積位置から収納容器に有価媒体を移動させて収納するので、多種多様な収納容器に柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施例に係る紙幣の収納を説明するための説明図である。
【図２】図２は、紙幣収納システムのレイアウトの説明図である。
【図３】図３は、図１に示した作業ロボットの外観構成を示す図である。
【図４】図４は、ハンドユニットの詳細を説明するための説明図である。
【図５】図５は、ハンドユニットによる紙幣の挟持の説明図である。
【図６】図６は、作業ロボットの機能構成を示す機能構成図である。
【図７】図７は、図１に示した紙幣整理機の外観構成を示す図である。
【図８】図８は、図７に示す紙幣整理機の内部構成の概略を示す概略構成図である。
【図９】図９は、図２に示した紙幣揃ユニットの外観構成を示す図である。
【図１０】図１０は、載置台に紙幣を載置した状態の説明図である。
【図１１】図１１は、載置台を水平にした状態の説明図である。
【図１２】図１２は、載置台を入れ替えた状態の説明図である。
【図１３】図１３は、作業ロボットの処理動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、カセット開放処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、カセット閉鎖処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、画像処理による異常検知のバリエーションについての説明図である。
【図１７】図１７は、紙幣収納システムの変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る収納作業装置、有価媒体収納システム及び収納作業方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、本実施例では、紙幣をＡＴＭ用のカセットに収納する場合を例に説明を行なう。
【実施例】
【００２５】
まず、本実施例に係る紙幣の収納について説明する。図１は、実施例に係る紙幣の収納を説明するための説明図である。図１に示す紙幣収納システムは、ＡＴＭ用の収納容器であるカセット１０に紙幣を収納するシステムであり、紙幣整理機１００と、作業ロボット３０とを有する。
【００２６】
紙幣整理機１００は、複数の紙幣を一括して取り出し可能な状態に整理する装置である。作業ロボット３０は、左右２つの腕部ユニットを有し、紙幣整理機１００により整理された紙幣をカセット１０に収納する作業を行なう。
【００２７】
具体的には、作業ロボット３０は、まず、頭部に設けたカメラによりカセット１０の外観を撮像し、画像処理によってカセット１０の種類を識別する（１）。次に、作業ロボット３０は、カセット１０の種類に応じた治具と手順でカセット１０を開く（２）。なお、作業ロボット３０が使用する治具は、作業ロボット３０の腕部ユニットが届く範囲に配置しておく。図１では、治具２１及び治具２２を配置した状態を示している。
【００２８】
その後、作業ロボット３０は、カセット１０の内部を撮像し、画像処理によって異常の検知を行なう（３）。作業ロボット３０は、紙幣整理機１００を撮像し、画像処理によって取り出し可能な紙幣を識別し（４）、紙幣整理機１００から紙幣を取り出す（５）。作業ロボット３０は、取り出した紙幣をカセット１０に収納し（６）、カセット１０の種類に応じた治具と手順でカセット１０を閉じて（７）、処理を終了する。
【００２９】
このように、２つの腕部ユニットを有する作業ロボット３０がカセット１０を撮像してその種類を識別し、種類に応じた治具と手順を選択して紙幣の収納を行なうので、特定のカセットに限定されることなく、多種多様なカセットに紙幣の収納を行なうことができる。
【００３０】
また、紙幣整理機１００の状態の確認等も画像処理に基づいて行なうので、紙幣整理機１００に対して作業ロボット３０用のインタフェースや機能を持たせる必要がない。すなわち、操作者（人）による操作を想定した紙幣整理機１００をそのまま使用することができる。このため、システムに変更を加えることなく作業ロボットと操作者とが交代可能となる。
【００３１】
次に、紙幣収納システムのレイアウトについて説明する。図２は、紙幣収納システムのレイアウトの説明図である。図２に示すように、作業ロボット３０の周囲には、Ｌ字型の作業机Ｄ１が設置されている。この作業机Ｄ１のＬ字の一方の辺が第１の作業スペースＤ１ａであり、他方の辺が第２の作業スペースＤ１ｂである。
【００３２】
作業スペースＤ１ａ及びＤ１ｂは、作業ロボット３０の２つの腕部ユニットが到達可能な範囲内となる。そして、第１の作業スペースＤ１ａに紙幣整理機１００が設置され、第２の作業スペースＤ１ｂにカセット１０が載置される。カセット１０の開閉に関わる治具２１及び治具２２は、カセット１０の近傍、すなわち作業スペースＤ１ｂに設置される。
【００３３】
また、紙幣整理機１００とカセット１０との間には、紙幣揃ユニット７０が設置されている。紙幣揃ユニット７０は、紙幣整理機１００から取り出された紙幣を載置可能な複数の載置台を有し、載置台に載置された複数の紙幣の端部を揃える装置である。
【００３４】
作業ロボット３０は、紙幣整理機１００から取り出した紙幣を一旦紙幣揃ユニット７０の載置台に置き、紙幣揃ユニット７０により端部が揃えられた紙幣をカセット１０に収納する。紙幣整理機１００から紙幣を取出して紙幣揃ユニット７０の載置台に置く作業と、端部が揃えられた紙幣をカセット１０に収納する作業とは、２つの腕部ユニットにより並列して実行可能である。
【００３５】
作業スペースＤ１ａの紙幣整理機１００近傍には、マーカーＭ１が付されている。同様に、作業スペースＤ１ｂには、マーカーＭ２が付されている。作業ロボット３０は、マーカーＭ１及びＭ２を撮像して画像認識することにより、作業ロボット３０と作業机Ｄ１との位置関係を識別して動作量を補正する。
【００３６】
次に、図１に示した作業ロボット３０の外観構成について説明する。図３は、図１に示した作業ロボット３０の外観構成を示す図である。図３に示すように、作業ロボット３０の頭部には、頭部カメラ３１ａ及び頭部カメラ３１ｂが設けられている。頭部カメラ３１ａ及び頭部カメラ３１ｂは、人間の両目の間隔と同程度の間隔で、水平方向に配置する。
【００３７】
また、作業ロボットは、右腕部ユニット（第１腕部ユニット）３８ａ及び左腕部ユニット（第２腕部ユニット）３８ｂの２つの腕部ユニットを有する。右腕部ユニット３８ａの先端部にはリスト３９ａが設けられている。リスト３９ａは、任意のハンドユニットを接続することができ、また、必要に応じてハンドユニットを切り離して交換することができる。図３では、リスト３９ａにハンドユニット４０を接続した状態を示している。
【００３８】
同様に、左腕部ユニット３８ｂの先端部にはリスト３９ｂが設けられている。リスト３９ｂは、任意のハンドユニットを接続することができ、また、必要に応じてハンドユニットを切り離して交換することができる。図３では、リスト３９ｂにハンドユニット５０を接続した状態を示している。
【００３９】
さらに、右腕部ユニット３８ａの先端近傍、すなわちリスト３９ａの近傍には、図示しない腕部カメラ３１ｃが設置される。そして、左腕部ユニット３８ｂの先端近傍、すなわちリスト３９ｂの近傍には、図示しない腕部カメラ３１ｄが設置される。
【００４０】
さらに、作業ロボット３０の胴体には腰部３８ｃが設けられている。腰部３８ｃは、水平方向に回動可能である。腰部３８ｃの回動の範囲は、作業ロボット３０が紙幣整理機１００に正対する位置から作業ロボット３０がカセット１０に正対する位置までを含む。
【００４１】
次に、ハンドユニットの詳細について説明する。図４は、ハンドユニットの詳細を説明するための説明図である。図４に示すようにハンドユニット４０は、ｚ方向で対向する挟持部材４３及び挟持部材４４を有する。挟持部材４３は、ハンドアクチュエータ４１の駆動によりｚ方向にスライドする。このため、挟持部材４３及び挟持部材４４により紙幣の束を挟持することができる。
【００４２】
また、挟持部材４３には、光電センサ４２が設けられている。さらに、挟持部材４３及び挟持部材４４には、孔部４５が２つずつ設けられている。ハンドユニット４０は、紙幣の束を挟持する他、所定の治具を挟持して使用する。孔部４５は、治具に設けた凸部に嵌合することで、治具を固定する。
【００４３】
図４に示すハンドユニット５０は、ｚ方向で対向する挟持部材５３及び挟持部材５４を有する。挟持部材５３は、ハンドアクチュエータ５１の駆動によりｚ方向にスライドする。このため、挟持部材５３及び挟持部材５４により紙幣の束を挟持することができる。
【００４４】
また、挟持部材５３には、光電センサ５２が設けられている。さらに、挟持部材５３及び挟持部材５４には、孔部５５が２つずつ設けられている。ハンドユニット５０は、紙幣の束を挟持する他、所定の治具を挟持して使用する。孔部５５は、治具に設けた凸部に嵌合することで、治具を固定する。
【００４５】
また、挟持部材５３及び挟持部材５４はＥ字形状を有し、その凹部に押出部材５６が配置されている。押出部材５６は、ハンドアクチュエータ５１の駆動によりｘ方向にスライドする。この押出部材５６の動作は、挟持した紙幣を離す際に当該紙幣を押し出す場合や、紙幣の端部を揃える場合に使用される。
【００４６】
挟持した紙幣を離す際には、ハンドユニット５０を引く速度と、押出部材５６を押し出す速度とを一致させることが望ましい。ハンドユニット５０を引く速度が押出部材５６を押し出す速度よりも速い場合には、挟持部材５３や挟持部材５４とともに紙幣が引かれてしまう可能性が生じ、押出部材５６を押し出す速度がハンドユニット５０を引く速度よりも速い場合には、押出部材５６により紙幣が付勢されて紙幣の載置状態が崩れる可能性が生じる為である。
【００４７】
しかしながら、ハンドユニット５０を引く速度は負荷等の違いによって変動するため、ハンドユニット５０を引く速度と押出部材５６を押し出す速度とを精度良く一致させるよう制御することは困難である。そこで、押出部材５６のスライドに対しては、トルクリミッタを用い、その出力に制限をかける。この出力制限により、ハンドユニット５０を引く速度に対して押出部材５６を押し出す速度が速くなって紙幣に付勢される事態を防止できる。
【００４８】
図４には、ハンドユニット４０及びハンドユニット５０が用いる治具として治具２１及び治具２２を示している。治具２１は、負圧により前記収納容器の蓋に吸着する吸着部２１ａと、凸部２１ｂとを有する。凸部２１ｂは、孔部４５又は孔部５５と嵌合するよう配置される。治具２２は、カセット１０に所定の操作を加えるための操作部材２２ａと、凸部２２ｂとを有する。凸部２２ｂは、孔部４５又は孔部５５と嵌合するよう配置される。
【００４９】
次に、ハンドユニットによる紙幣の挟持について説明する。図５は、ハンドユニットによる紙幣の挟持の説明図である。図５に示すように、ハンドユニット４０は、紙幣の長手方向がｘ方向となり、紙幣の短手方向がｙ方向となるように重ねられた紙幣の束を挟持する。また、ハンドユニット５０は、紙幣の長手方向がｙ方向となり、紙幣の短手方向がｘ方向となるように重ねられた紙幣の束を挟持する。
【００５０】
なお、紙幣の方向は、ハンドユニット４０及びハンドユニット５０に対する相対的なものである。ハンドユニット４０及びハンドユニット５０は、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向のそれぞれを軸に回動可能である。
【００５１】
次に、作業ロボット３０の機能構成について説明する。図６は、作業ロボット３０の機能構成を示す機能構成図である。図６に示すように、作業ロボット３０は、その内部に頭部カメラ３１ａ、頭部カメラ３１ｂ、頭部アクチュエータ３２、右腕部アクチュエータ３３ａ、左腕部アクチュエータ３３ｂ、腰部アクチュエータ３４、右腕に設けられた腕部カメラ３１ｃ、左腕に設けられた腕部カメラ３１ｄ、右ハンド接続部３５ａ、左ハンド接続部３５ｂ、記憶部３６及び制御部３７を有する。
【００５２】
頭部カメラ３１ａ及び頭部カメラ３１ｂは、既に説明したように、作業ロボット３０の頭部に人間の両目の間隔と同程度の間隔で配置されている。頭部アクチュエータ３２は、作業ロボット３０の頭部を動かす駆動部である。頭部は、水平方向及び垂直方向に回動可能である。
【００５３】
右腕部アクチュエータ３３ａは、右腕部ユニット３８ａを動かす駆動部である。右腕部アクチュエータ３３ａにより、右腕部ユニット３８ａは、人間の肩や肘を模した動作を実現することができる。左腕部アクチュエータ３３ｂは、左腕部ユニット３８ｂを動かす駆動部である。左腕部アクチュエータ３３ｂにより、左腕部ユニット３８ｂは、人間の肩や肘を模した動作を実現することができる。
【００５４】
腰部アクチュエータ３４は、腰部３８ｃを動かす駆動部である。腰部アクチュエータ３４により、腰部３８ｃは、水平方向に回動可能である。腰部３８ｃの回動の範囲は、上述したように、作業ロボット３０が紙幣整理機１００に正対する位置から作業ロボット３０がカセット１０に正対する位置までを含む。
【００５５】
腕部カメラ３１ｃは、右腕部ユニット３８ａの先端近傍に設置されており、右腕部ユニット３８ａの前方の画像を取得する。腕部カメラ３１ｄは、左腕部ユニット３８ｂの先端近傍に設置されており、左腕部ユニット３８ｂの前方の画像を取得する。
【００５６】
右ハンド接続部３５ａは、右腕部ユニット３８ａのリスト３９ａに接続されたハンドユニットとのインタフェースである。図６では、リスト３９ａにハンドユニット４０を接続した状態を示している。ハンドユニット４０は、ハンドアクチュエータ４１及び光電センサ４２を有しており、右ハンド接続部３５ａは、ハンドアクチュエータ４１の制御のための信号の送受信、光電センサ４２の検出結果の受信等を行なう。
【００５７】
左ハンド接続部３５ｂは、左腕部ユニット３８ｂのリスト３９ｂに接続されたハンドユニットとのインタフェースである。図６では、リスト３９ｂにハンドユニット５０を接続した状態を示している。ハンドユニット５０は、ハンドアクチュエータ５１及び光電センサ５２を有しており、左ハンド接続部３５ｂは、ハンドアクチュエータ５１の制御のための信号の送受信、光電センサ５２の検出結果の受信等を行なう。
【００５８】
記憶部３６は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等の記憶デバイスであり、カセットパターンデータ３６ａ、カセット操作手順データ３６ｂ、異常検知基準データ３６ｃ及び紙幣整理機パターンデータ３６ｄを有する。
【００５９】
カセットパターンデータ３６ａは、カセットの種類毎に外観上の特徴（例えば、特徴のある形状、模様やシールの有無等）を示すデータであり、画像処理によってカセット１０の種類を識別する際に用いる。カセット操作手順データ３６ｂは、カセットの種類毎に蓋の開閉や紙幣の収納に必要な操作の手順と、これらの操作に使用する治具とを対応付けたデータである。
【００６０】
異常検知基準データ３６ｃは、画像処理によって異常の検知を行なう際に用いるデータである。この異常検知基準データ３６ｃとして、正常な状態で撮像したデータを用いれば、カメラで撮像した画像と異常検知基準データ３６ｃとを比較することで、異物の存在等の異常を検知することができる。
【００６１】
紙幣整理機パターンデータ３６ｄは、画像処理によって紙幣整理機１００の状態を識別するためのデータである。具体的には、所定数の紙幣が取り出し可能となった場合に紙幣整理機１００の表示部に表示される内容を紙幣整理機パターンデータ３６ｄとして用いる。このため、作業ロボット３０が紙幣整理機１００の表示部を撮像した画像と紙幣整理機パターンデータ３６ｄとを比較することで、取り出し可能な紙幣を識別することができる。
【００６２】
制御部３７は、作業ロボット３０を全体制御する制御部であり、位置補正処理部３７ａ、カセット識別部３７ｂ、カセット操作処理部３７ｃ、異常検知部３７ｄ、紙幣整理機状態識別部３７ｅ及び収納作業処理部３７ｆを有する。実際には、これらの機能部に対応するプログラムを図示しないＲＯＭや不揮発性メモリに記憶しておき、これらのプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）にロードして実行することにより、位置補正処理部３７ａ、カセット識別部３７ｂ、カセット操作処理部３７ｃ、異常検知部３７ｄ、紙幣整理機状態識別部３７ｅ及び収納作業処理部３７ｆにそれぞれ対応するプロセスを実行させることになる。
【００６３】
位置補正処理部３７ａは、作業ロボット３０と作業机Ｄ１との位置関係を識別して各部位の動作量を補正する処理部である。具体的には、位置補正処理部３７ａは、頭部カメラ３１ａ及び頭部カメラ３１ｂによりマーカーＭ１及びＭ２を撮像して画像認識することで、位置関係の識別を行ない各部位の動作量を補正する。頭部カメラ３１ａと頭部カメラ３１ｂの双方を用いるのは、頭部カメラ３１ａと頭部カメラ３１ｂとの画像の差、すなわち、視差に相当する画像の差異に基づいて作業ロボット３０とマーカーＭ１及びＭ２との距離を測定するためである。
【００６４】
カセット識別部３７ｂは、画像処理によってカセット１０の種類を識別する処理部である。具体的には、カセット識別部３７ｂは、頭部カメラ３１ａ及び頭部カメラ３１ｂによりカセット１０の外観を撮像し、カセットパターンデータ３６ａと比較することでカセット１０の種類を識別する。
【００６５】
カセット操作処理部３７ｃは、右腕部アクチュエータ３３ａ、左腕部アクチュエータ３３ｂ、ハンドアクチュエータ４１及びハンドアクチュエータ５１の動作を制御し、カセット１０に対する操作を行なう処理部である。具体的には、カセット操作処理部３７ｃは、カセット識別部３７ｂが識別した種類に基づいてカセット操作手順データ３６ｂを参照し、カセット１０に対応する操作の手順や使用する治具を特定する。この治具及び手順に則って各アクチュエータを制御することで、カセット１０の種類に合わせた操作が可能である。
【００６６】
異常検知部３７ｄは、画像処理によって異常の検知を行なう処理部である。具体的には、異常検知部３７ｄは、頭部カメラ３１ａ、頭部カメラ３１ｂ、腕部カメラ３１ｃ又は腕部カメラ３１ｄによって撮像した画像と、異常検知基準データ３６ｃとを比較することで、異常の検知を行なう。
【００６７】
異常検知部３７ｄは、カセット１０の外観における汚損、カセット１０の内部における汚損や異物、紙幣の収納が不適切な状態となる異常、作業スペース周辺における異物や紙幣の脱落等を検知することができる。そして、異常を検知した場合には、異常検知部３７ｄは、操作者に対する報知を行なう。この報知は、スピーカを用いた音声による報知、所定の表示部への表示、警告灯の点灯、所定の通知先への送信など、任意の方法により行なうことができる。なお、異常を検知した場合には、必要に応じて作業を中断することとしてもよい。
【００６８】
紙幣整理機状態識別部３７ｅは、画像処理によって紙幣整理機１００の状態を識別する処理部である。具体的には、紙幣整理機状態識別部３７ｅは、頭部カメラ３１ａ、３１ｂによって紙幣整理機１００の表示部を撮像し、紙幣整理機パターンデータ３６ｄと比較する。これにより、紙幣整理機状態識別部３７ｅは、取り出し可能な紙幣を識別することができる。例えば、『ｂＡＣＨ』と『５００（設定枚数）』がインクリメント表示されていれば、取り出し可能な紙幣と識別する。また、紙幣整理機状態識別部３７ｅは、紙幣整理機１００の表示部にエラー表示がなされている場合には、エラー表示を識別して、操作者に報知することもできる。
【００６９】
収納作業処理部３７ｆは、右腕部アクチュエータ３３ａ、左腕部アクチュエータ３３ｂ、腰部アクチュエータ３４、ハンドアクチュエータ４１及びハンドアクチュエータ５１の動作を制御し、紙幣を収納する作業を行なう処理部である。
【００７０】
具体的には、収納作業処理部３７ｆは、紙幣整理機１００から紙幣を取り出して紙幣揃ユニット７０の載置台に載置し、紙幣揃ユニット７０により端部が揃えられた紙幣を載置台から取り出してカセット１０に収納する作業を行なう。このとき、紙幣整理機１００から紙幣を取り出して紙幣揃ユニット７０の載置台に載置する作業を右腕部ユニット３８ａにより行ない、紙幣揃ユニット７０により端部が揃えられた紙幣を載置台から取り出してカセット１０に収納する作業を左腕部ユニット３８ｂによって行なうことで、２つの作業を並列して実行可能である。
【００７１】
次に、図１に示した紙幣整理機１００の外観構成について説明する。図７は、図１に示した紙幣整理機１００の外観構成を示す図である。図７に示すように、紙幣整理機１００は、ホッパ１０１、２つのリジェクト部１０２、操作部１０３、第１の全体表示部１０４、第２の全体表示部１０５、４つの集積部１０６及び４つの個別表示部１０７を備えている。
【００７２】
ホッパ１０１は、操作者又は作業ロボット３０によって複数の紙幣が積層状態で載置されるようになっており、紙幣繰出部１０１ａによってこのホッパ１０１に収容された紙幣が紙幣整理機１００の内部に繰り入れられるようになっている。各リジェクト部１０２は、ホッパ１０１によって繰り出された紙幣がリジェクト紙幣（例えば偽券、識別不能券等）である場合に当該紙幣を排出するようになっている。ここで、２つのリジェクト部１０２のうち下方にあるリジェクト部１０２が例えば偽券等を排出するために用いられ、上方にあるリジェクト部１０２は、後述する識別部２２０により識別が行われたが仕分け対象から除外されたような紙幣を収容するために用いられるようになっていてもよい。
【００７３】
操作部１０３は、操作者又は作業ロボット３０からの指示を受け付けるための入力キーを有している。第１の全体表示部１０４及び第２の全体表示部１０５は、所定のデータ（例えば、グラフィックデータ）を表示するようになっている。各集積部１０６は、紙幣繰出部１０１ａによってホッパ１０１から繰り入れられた紙幣を当該紙幣の属性（例えば金種）毎に設定枚数ずつ集積するようになっている。各個別表示部１０７は、各集積部１０６に対応して設けられており、対応する集積部１０６に集積された紙幣の数やエラーコードを表示するようになっている。例えば、紙幣が集積されている間は集積枚数をカウントアップ表示し、所定枚数の紙幣が集積されれば『ｂＡＣＨ』と『５００（設定枚数）』がインクリメント表示される。集積不良等のエラーが発生すれば、エラーコードが表示される。なお、図７では、リジェクト部１０２が２つであるとともに集積部１０６及び個別表示部１０７がそれぞれ４つである場合について図示したが、これらの構成要素の数はこれに限定されることはなく変更することができる。
【００７４】
図８は、図７に示す紙幣整理機１００の内部構成の概略を示す概略構成図であり、主に搬送系とセンサ系を示している。
【００７５】
図８に示すように、ホッパ１０１から各集積部１０６に紙幣を搬送する搬送路２０１が紙幣整理機１００の内部に設けられている。この搬送路２０１は通常の場合、ベルト搬送機構が組み合わされたものからなる。搬送路２０１に沿って種々のセンサ２０２〜２１４が設けられている。ホッパ１０１の出口側に設けられたセンサ２０２および後述する識別部２２０の入口側に設けられたセンサ２０３は、それぞれ、紙幣が確実に取り込まれたことを検知するようになっている。搬送路２０１に設けられた識別部２２０は様々な検知手段から構成されており、ホッパ１０１から取り込まれた紙幣の正損、真偽、金種、方向、表裏等を検知するようになっている。具体的には、識別部２２０は例えば透過センサからなるセンサ２０４を有しており、このセンサ２０４は光の透過率により紙幣の金種や真偽等を検知するようになっている。
【００７６】
搬送路２０１における識別部２２０の下流側には２つの分岐部材２３１が直列に設けられている。各分岐部材２３１は、識別部２２０において識別を行なうことができなかった紙幣や識別が行われたが仕分け対象から除外された紙幣を、対応するリジェクト部１０２に送るようになっている。センサ２０５，２０６は、分岐部材２３１からリジェクト部１０２に紙幣が送られたことを検知するものである。仕分け対象とされた紙幣はセンサ２０７により搬送状態が検知され、更に搬送路２０１内で搬送される。搬送路２０１における分岐部材２３１の下流側には３つの分岐部材２３２〜２３４が直列に設けられており、各分岐部材２３２〜２３４は紙幣の例えば金種等に応じて分岐部材２３１から搬送された紙幣を４つの集積部１０６のうち対応する集積部１０６に送るようになっている。このようにして、識別部２２０により金種等の識別が行われた紙幣は、４つの集積部１０６のうち適合する集積部１０６に収納される。センサ２０８〜２１４は、搬送路２０１から各集積部１０６への紙幣の仕分けが適切に行われたか否かを検知するようになっている。各集積部１０６における紙幣の収納状況は残留検知センサ２２１〜２２４により検知されるようになっている。
【００７７】
紙幣整理機１００は、上述したように複数の集積部１０６を異なる金種にそれぞれ対応付けることもできるが、複数の集積部１０６に同一の金種に対応付けることを妨げるものではない。全ての集積部１０６を同一の金種に対応付けることもできる。
【００７８】
また、紙幣整理機１００の個別表示部１０７は、対応する集積部１０６に集積された紙幣の数が上限に達した場合に所定の上限到達表示（例えば、『ｂＡＣＨ』と『５００（設定枚数）』がインクリメント表示）を行なう。作業ロボット３０は、この上限到達表示を紙幣整理機パターンデータ３６ｄとして記憶する。そして、４つの個別表示部１０７を頭部カメラ３１ａ、３１ｂでそれぞれ撮像して紙幣整理機パターンデータ３６ｄと比較することで、上限到達表示であるか否かを識別する。作業ロボット３０は、上限到達表示となった個別表示部１０７が存在する場合に、対応する集積部１０６の紙幣を取出す。このため、集積部１０６の上限数の紙幣を所定数の紙幣として取り出すことができる。尚、個別表示部１０７の表示内容を確認する際に、腕部カメラ３１ｃ，３１ｄを使って撮像するようにしてもよい。
【００７９】
集積部１０６から紙幣を取り出す場合、作業ロボット３０は、紙幣の端部をハンドユニット４０で挟持して引き出し、一旦、紙幣整理機１００を設置した設置台６０に置く。設置台６０は、図７に示したように、各集積部１０６の前に切込部が設けられている。作業ロボット３０は、紙幣の端部を挟持して引き出した紙幣を切込部に渡すように置き、紙幣を離す。そして、作業ロボット３０は、切込部を利用し、紙幣の中央部を挟持することで紙幣を持ち直す。このように持ち直しにより紙幣の中央部を挟持することとしたため、作業ロボット３０は、紙幣を確実に移動させることができる。
【００８０】
次に、図２に示した紙幣揃ユニット７０の構成と動作について説明する。図９は、図２に示した紙幣揃ユニット７０の外観構成を示す図である。図９に示すように、紙幣揃ユニット７０は、載置台７１ａ及び載置台７２ａと、押え部材７１ｂ及び押え部材７２ｂと、回転機構７３と、ローラ７４と、ローラ駆動モータ７５とを有する。
【００８１】
載置台７１ａは、作業ロボット３０が紙幣整理機１００から取り出した紙幣を載置する台であり、水平面に対して傾きを有する。この傾きは、バネ等の弾性力により生み出されており、所定の力を加えて弾性力に対抗することで載置台７１ａを水平にすることができる。載置台７１ａに紙幣を載置して載置台７１ａを水平にすると、押え部材７１ｂが紙幣を押えつつ、載置台７１ａの水平状態を維持する。
【００８２】
載置台７２ａ及び押え部材７２ｂは、載置台７１ａ及び押え部材７１ｂと同様の構成を有する。そして、回転機構７３は、回転により載置台７２ａ及び押え部材７２ｂの位置と、載置台７１ａ及び押え部材７１ｂの位置とを入れ替える。ローラ７４は、ローラ駆動モータ７５により駆動されて回転し、図９における載置台７２ａの位置に載置された複数の紙幣の端部を揃える機構である。
【００８３】
図１０は、載置台７１ａに紙幣を載置した状態の説明図である。図１０に示すように、紙幣は載置台７１ａの面に対して略垂直に載置される。このとき、載置台７１ａが水平面に対して傾きを有することにより、紙幣が倒れることはない。
【００８４】
図１０に示すように紙幣を載置して、載置台７１ａに所定の力を加えると、図１１に示すように載置台７１ａは水平となり、押え部材７１ｂが紙幣を押えつつ、載置台７１ａの水平状態を維持する。
【００８５】
そして、回転機構７３が回転すると、図１２に示すように載置台７２ａ及び押え部材７２ｂの位置と、載置台７１ａ及び押え部材７１ｂの位置とが入れ替る。このとき、載置台７１ａには紙幣が載置されており、載置台７２ａには紙幣が載置されていない。
【００８６】
図１２に示した状態で、ローラ７４を回転させ、紙幣の短手の端部に当てれば、紙幣の短手の端部を揃えることができる。なお、左腕部ユニット３８ｂがハンドユニット５０の押出部材５６を水平にして垂直方向のスライドを繰り返し、紙幣の長手の端部に当てれば、紙幣の長手の端部を揃えることができる。
【００８７】
そして、左腕部ユニット３８ｂが紙幣を揃えて取り出し、カセット１０に収納する作業を行なっている間、右腕部ユニット３８ａは、載置台７２ａに紙幣を載置する作業を行なうことができる。このように、左腕部ユニット３８ｂが紙幣を取出して収納し、右腕部ユニット３８ａが紙幣を載置すれば、再び図１０に示した状態となる。
【００８８】
次に、作業ロボット３０の処理動作について説明する。図１３は、作業ロボット３０の処理動作を示すフローチャートである。まず、作業ロボット３０のカセット識別部３７ｂは、頭部カメラ３１ａ及び頭部カメラ３１ｂによりカセット１０の外観を撮像する（ステップＳ１０１）。カセット識別部３７ｂは、撮像結果とカセットパターンデータ３６ａと比較する画像処理によりカセット１０の種類を識別する（ステップＳ１０２）。
【００８９】
カセット操作処理部３７ｃは、識別したカセット１０の種類に基づいてカセット操作手順データ３６ｂを参照し、カセット１０に対応する操作の手順や使用する治具を読み出す（ステップＳ１０３）。そして、読み出した手順と治具でカセット開放処理を行なう（ステップＳ１０４）。
【００９０】
ステップＳ１０４でカセットの開放を行なった後、紙幣整理機状態識別部３７ｅは、頭部カメラ３１ａ、３１ｂによって紙幣整理機１００の４つの個別表示部１０７を撮像する（ステップＳ１０５）。紙幣整理機状態識別部３７ｅは、撮像結果と紙幣整理機パターンデータ３６ｄとを比較する画像処理を行ない、上限到達表示となった個別表示部１０７に対応する集積部１０６の紙幣を取り出し可能な紙幣と識別する（ステップＳ１０６）。
【００９１】
収納作業処理部３７ｆは、取り出し可能と識別した紙幣を右腕部ユニット３８ａにより取り出し（ステップＳ１０７）、紙幣揃ユニット７０の載置台に載置する（ステップＳ１０８）。また、収納作業処理部３７ｆは、紙幣揃ユニット７０により揃えられた紙幣を左腕部ユニット３８ｂで取り（ステップＳ１０９）、カセット１０に紙幣を収納する（ステップＳ１１０）。
【００９２】
ステップＳ１０５からステップＳ１０８までの処理は右腕部ユニット３８ａにより行ない、ステップＳ１０９からステップＳ１１０までの処理は左腕部ユニット３８ｂにより行なうことで、並列して実行可能である。
【００９３】
そして、ステップＳ１０５からステップＳ１１０までの処理を繰り返し、カセット１０に十分な数の紙幣が収納されたならば（例えば、５００枚×４回＝２０００枚）、カセット操作処理部３７ｃは、ステップＳ１０３で読み出した手順と治具でカセット閉鎖処理を行なって（ステップＳ１１１）、処理を終了する。
【００９４】
ステップＳ１０４のカセット開放処理と、ステップＳ１１１のカセット閉鎖処理とは、カセット１０の種類毎に異なる。図１４は、カセット開放処理の一例を示すフローチャートであり、図１５は、カセット閉鎖処理の一例を示すフローチャートである。
【００９５】
図１４に示すカセット開放処理では、まず、作業ロボット３０は、左腕部ユニット３８ｂに接続したハンドユニット（以下、左ハンドという）で吸着部２１ａを有する治具２１（以下、吸着治具という）を挟持して取る（ステップＳ２０１）。そして、作業ロボット３０は、吸着治具をカセット１０の蓋に吸着させ、吸着治具を上方に引き上げてカセット１０の蓋を浮かせる（ステップＳ２０２）。
【００９６】
作業ロボット３０は、右腕部ユニット３８ａに接続したハンドユニット（以下、右ハンドという）でカセット１０の蓋を持ち（ステップＳ２０３）、左ハンドで吸着治具を元の位置へ戻す（ステップＳ２０４）。
【００９７】
作業ロボット３０は、右ハンドで蓋を開き（ステップＳ２０５）、所定位置まで開いたところで右ハンドから左ハンドへ蓋を渡す（ステップＳ２０６）。その後、作業ロボット３０は、左ハンドで蓋を開ききる（ステップＳ２０７）。
【００９８】
作業ロボットは、左腕部ユニット３８ｂの腕部カメラ３１ｄによりカセット１０の内部を撮像し（ステップＳ２０８）、プッシャの位置を識別する（ステップＳ２０９）。プッシャとは、カセット１０の内部に設けられ、内部の紙幣を押える部材である。プッシャは、ＡＴＭにおける紙幣の払い出しに応じて初期位置から下がるよう移動し、紙幣に一定の押圧をかける。カセット１０に紙幣を収納する際には、このプッシャのロックを解除し、初期位置に押し上げる必要がある。治具２２の操作部材２２ａは、プッシャのロックを解除する操作を行なうための治具である。以降、治具２２をプッシャロック解除治具という。
【００９９】
ステップＳ２０９でプッシャの位置を識別した後、作業ロボット３０は、右ハンドでプッシャロック解除治具を取る（ステップＳ２１０）。そして、作業ロボット３０は、右ハンドでプッシャロックを解除し（ステップＳ２１１）、左ハンドでプッシャを初期位置まで押し上げる（ステップＳ２１２）。
【０１００】
その後、作業ロボット３０は、右ハンドでプッシャロック解除治具を元の位置に戻し（ステップＳ２１３）、左腕部ユニット３８ｂの腕部カメラ３１ｄによりカセット１０の内部を撮像し（ステップＳ２１４）、異常検知処理を行なって（ステップＳ２１５）、カセット開放処理を終了する。
【０１０１】
図１５に示すカセット閉鎖処理では、まず、作業ロボット３０は、左ハンドでプッシャをスライドさせて紙幣を押える（ステップＳ３０１）。つぎに、作業ロボット３０は、左ハンドで蓋を浮かせ（ステップＳ３０２）、左ハンドから右ハンドへ蓋を渡す（ステップＳ３０３）。その後、作業ロボット３０は、右ハンドで蓋を所定位置まで閉め（ステップＳ３０４）、左ハンドで吸着治具を取って（ステップＳ３０５）、吸着治具で蓋を押える（ステップＳ３０６）ことで蓋を閉めきる。その後、左ハンドで吸着治具を元の位置に戻し（ステップＳ３０７）、終了報告を行なって（ステップＳ３０８）、カセット閉鎖処理を終了する。
【０１０２】
終了報告は、スピーカを用いた音声による報知、所定の表示部への表示、警告灯の点灯、所定の通知先への送信など、任意の方法により行なうことができる。終了報告後、操作者はカセット１０を交換することで、新たなカセット１０への紙幣の収納を作業ロボット３０に行なわせることができる。
【０１０３】
次に、画像処理による異常検知について説明する。既に説明したように、異常検知部３７ｄは、カメラによって撮像した画像と、異常検知基準データ３６ｃとを比較することで、異常の検知を行なう。このように異常検知基準データ３６ｃを用いる異常検知の他にも、異常検知部３７ｄは、画像処理による異常検知を行なうことができる。
【０１０４】
図１６は、画像処理による異常検知のバリエーションについての説明図である。図１６に示すように、カセット１０に収納した紙幣の方向が適正でなく、紙幣の方向が異常となった場合には、直線検知により異常を検知することができる。具体的には、撮像した画像に対して画像処理を行なって直線成分を検知し、その方向を取得する。カセット１０に紙幣が適正に収納されていれば、特定の方向の直線が得られるが、紙幣が適正に収納されていなければ、不適切な方向の直線が含まれることとなる。そこで、異常検知部３７ｄは、不適切な方向の直線を検知した場合に、紙幣方向に異常がありと判定し、報知する。
【０１０５】
また、作業ロボット３０が紙幣を掴み損ねた場合には、紙幣を収納する前後におけるカセット１０の内部の画像を比較することで異常を検知可能である。カセット１０に紙幣が適正に収納されたならば、その動作の前後でカセット１０内部の紙幣が増えるので、動作の前後でカセット１０内部を撮像すれば、２つの画像の間には紙幣の増加に由来する差分が生じる。そこで、異常検知部３７ｄは、カセット１０に紙幣を収納する動作の前後で紙幣の増加に由来する差分が生じていないならば、紙幣の掴み損ねが発生したと判定し、報知する。
【０１０６】
また、作業ロボット３０が挟持していた紙幣をこぼした場合には、紙幣を収納する前後におけるカセット１０の周囲の画像を比較することで異常を検知可能である。カセット１０に紙幣が適正に収納されたならば、その動作の前後でカセット１０の周辺には変化は生じない。しかし、紙幣がカセット１０の外にこぼれたならば、動作の前後でカセット１０周囲を撮像すれば、２つの画像の間にはこぼれた紙幣に由来する差分が生じる。そこで、異常検知部３７ｄは、カセット１０に紙幣を収納する動作の前後で紙幣のこぼれに由来する差分が生じているならば、紙幣のこぼれが発生したと判定し、報知する。
【０１０７】
次に、紙幣収納システムの変形例について説明する。図１７は、紙幣収納システムの変形例の説明図である。図１７に示す紙幣収納システムでは、カセット１０と、カセット１０に収納すべき紙幣とをコンベアによって供給する構成としている。
【０１０８】
具体的には、カセット１０に収納すべき紙幣は、紙幣箱９０に入れられて、コンベアＤ４に流される。また、カセット１０は、コンベアＤ４と平行なコンベアＤ３に流される。コンベアＤ３とコンベアＤ４との間には、複数の作業机Ｄ２が等間隔で配置され、各作業机Ｄ２の前に作業ロボット３０が配置されている。そして、作業机Ｄ２には紙幣整理機１００及び紙幣揃ユニット７０が配置される。さらに、作業ロボット３０のコンベアＤ４側には紙幣箱ステーションＤ４ａが設けられ、コンベアＤ３側にはカセットステーションＤ３ａが設けられる。治具２１及び治具２２はカセットステーションＤ３ａに配置される。
【０１０９】
この紙幣収納システムにおける紙幣の供給について説明する。まず、多量の装填用紙幣を収納した紙幣箱９０をコンベアＤ４の上流から搬送する。コンベアＤ４には、作業状況に合わせて紙幣箱９０を一時停止させるストッパを配置してもよい。
【０１１０】
紙幣箱９０は、所定の紙幣箱ステーションＤ４ａの前に達すると、当該ステーションに取り込まれる。作業ロボット３０は、例えば右腕部ユニット３８ａを用い、紙幣箱ステーションＤ４ａの紙幣箱９０から紙幣を掴み上げ、紙幣整理機１００のホッパ１０１に投入する。紙幣整理機１００は、既に説明したように、ホッパ１０１の紙幣を取り込んで整理し、集積部１０６に集積する。
【０１１１】
紙幣箱９０が空になるか、所定量以下になると、紙幣箱９０は紙幣箱ステーションＤ４ａからコンベアＤ４へ送り出され、下流へ搬送される。具体的には、作業ロボット３０が腕部カメラ３１ｃにより紙幣箱９０内の紙幣量を確認し、紙幣箱９０を送り出す操作を行えばよい。このとき、紙幣整理機１００におけるリジェクト紙幣を、作業ロボット３０が紙幣箱９０に収納して送り出すことで、リジェクト紙幣を回収するようにしてもよい。
【０１１２】
次に、カセット１０の供給と回収について説明する。まず、コンベアＤ３は、空のカセット１０をコンベアＤ３の上流から搬送する。コンベアＤ３には、作業状況に合わせてカセット１０を一時停止させるストッパを配置してもよい。
【０１１３】
カセット１０は、所定のカセットステーションＤ３ａの前に達すると、当該ステーションに取り込まれる。作業ロボット３０は、カセットステーションＤ３ａに取り込まれたカセット１０に対し、紙幣の収納を行なう。そして、所定量の紙幣を収納したカセット１０をコンベアＤ３に送り出し、下流へ搬送する。
【０１１４】
このレイアウトでは、作業机Ｄ２が第１の作業スペースであり、カセットステーションＤ３ａが第２の作業スペースである。そして、第１の作業スペースと第２の作業スペースとがＬ字型を形成している。
【０１１５】
このように、図１７に示したシステムでは、カセット１０の供給と回収、カセット１０に収納する紙幣の供給と回収とを含めて自動化することができる。このため、作業効率の向上を図ることができる。また、リジェクト紙幣の回収も自動化することで、さらに作業効率を向上できる。なお、図１７では、全ての複数の作業机Ｄ２の前にそれぞれ作業ロボット３０を配置する構成を例示したが、一部の作業机Ｄ２の前には作業員を配置し、人手による作業と作業ロボット３０による作業とを組み合わせて運用することもできる。
【０１１６】
なお、紙幣箱９０をコンベアＤ４から紙幣箱ステーションＤ４ａに取り込む動作を作業ロボット３０が行なうように構成してもよい。同様に、カセット１０をコンベアＤ３からカセットステーションＤ３ａに取り込む動作を作業ロボット３０が行なうように構成してもよい。
【０１１７】
また、紙幣箱９０をコンベアＤ４に送り出す動作を紙幣箱ステーションＤ４ａ自体が行なうように構成してもよい。同様に、カセット１０をコンベアＤ３に送り出す動作をカセットステーションＤ３ａ自体が行なうように構成してもよい。
【０１１８】
上述してきたように、本実施例では、２つの腕部ユニットを有する収納作業装置である作業ロボット３０がカセット１０を撮像してその種類を識別し、種類に応じた治具と手順を選択して紙幣の収納を行なうので、特定のカセットに限定されることなく、多種多様なカセットに紙幣の収納を行なうことができる。
【０１１９】
また、紙幣整理機１００の状態の確認等も画像処理に基づいて行なうので、紙幣整理機１００に対して作業ロボット３０用のインタフェースや機能を持たせる必要がない。すなわち、操作者による操作を想定した紙幣整理機１００をそのまま使用することができる。このため、システムに変更を加えることなく作業ロボットと操作者とが交代可能となる。
【０１２０】
また、作業ロボット３０は、紙幣整理機１００やカセット１０の近傍に付されたマーカーＭ１及びＭ２を撮像して画像認識することにより、作業ロボット３０と作業机Ｄ１との位置関係を識別するので、厳密な位置決めを人手により行なう必要がない。このため、例えば作業員と作業ロボット３０とが交代する場合等であっても、速やかに位置決めを終了し、作業を開始することができる。
【０１２１】
また、作業ロボット３０は、カセット１０の蓋に吸着する治具２１や、プッシャのロック解除を行なう治具２２等の必要な治具をカセット１０の種類に合わせて選択して用いることができる。
【０１２２】
また、作業ロボット３０は、右腕部ユニット３８ａと左腕部ユニット３８ｂとを平行して別の作業に使用することで、作業効率を向上することができる。また、作業ロボット３０は、腕部ユニットの先端に接続するハンドユニット５０に押出部材５６を有し、押出部材５６の出力にトルクリミッタによる制限をかけている。そして、押出部材５６の動作により、紙幣を離す際における紙幣の崩れを防止することや、紙幣の端部を揃えることができる。
【０１２３】
なお、本実施例は発明を限定するものではなく、本発明は適宜変形して実施することができる。例えば、作業ロボット３０がカセット１０の施錠や解錠をさらに行なうように構成してもよい。
【０１２４】
また、本実施例では、ハンドユニット４０及びハンドユニット５０が各種治具を挟持して作業を行なう場合について説明したが、必要に応じてハンドユニットを交換して作業を行なうこともできる。
【０１２５】
また、本実施例では、他の装置との通信機能を持たない作業ロボット３０を例に説明を行なったが、作業ロボット３０に他の装置との通信機能を持たせても良い。通信機能は、作業状況の通知や作業ロボット３０の遠隔操作、異常検知時の報知などに用いることができる。
【０１２６】
また、本実施例では、ＡＴＭ用のカセットに紙幣を収納する場合を例に説明を行なったが、商品券や硬貨等の有価媒体を所定の収納容器に収納する場合にも本発明は適用可能である。収納対象が棒状に包装された包装硬貨であるならば、本実施例と同様のハンドユニットによって挟持することができる。収納対象が包装されていないバラの硬貨であるならば、バラ硬貨を掬うことのできる治具を挟持して用いればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上のように、本発明に係る収納作業装置、有価媒体収納システム及び収納作業方法は、多種多様な収納容器に有価媒体を収納することのできる有価媒体収納システムを実現することにより、有価媒体を収納する作業を効率化することに適している。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  カセット
２１、２２  治具
２１ａ  吸着部
２１ｂ、２２ｂ  凸部
２２ａ  操作部材
３０  作業ロボット
３１ａ、３１ｂ  頭部カメラ
３１ｃ、３１ｄ  腕部カメラ
３２  頭部アクチュエータ
３３ａ  右腕部アクチュエータ
３３ｂ  左腕部アクチュエータ
３４  腰部アクチュエータ
３５ａ  右ハンド接続部
３５ｂ  左ハンド接続部
３６  記憶部
３６ａ  カセットパターンデータ
３６ｂ  カセット操作手順データ
３６ｃ  異常検知基準データ
３６ｄ  紙幣整理機パターンデータ
３７  制御部
３７ａ  位置補正処理部
３７ｂ  カセット識別部
３７ｃ  カセット操作処理部
３７ｄ  異常検知部
３７ｅ  紙幣整理機状態識別部
３７ｆ  収納作業処理部
３８ａ  右腕部ユニット
３８ｂ  左腕部ユニット
３８ｃ  腰部
３９ａ、３９ｂ  リスト
４０、５０  ハンドユニット
４１、５１  ハンドアクチュエータ
４２、５２  光電センサ
４３、４４、５３、５４  挟持部材
４５、５５  孔部
５６  押出部材
６０  設置台
７０  紙幣揃ユニット
７１ａ、７２ａ  載置台
７１ｂ、７２ｂ  押え部材
７３  回転機構
７４  ローラ
７５  ローラ駆動モータ
９０  紙幣箱
１００  紙幣整理機
１０１  ホッパ
１０１ａ  紙幣繰出部
１０２  リジェクト部
１０３  操作部
１０４、１０５  全体表示部
１０６  集積部
１０７  個別表示部
２０１  搬送路
２０２〜２１４  センサ
２２１〜２２４  残留検知センサ
２２０  識別部
２３１〜２３４  分岐部材
Ｄ１、Ｄ２  作業机
Ｄ３、Ｄ４  コンベア
Ｄ３ａ  カセットステーション
Ｄ４ａ  紙幣箱ステーション
Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ  作業スペース
Ｍ１、Ｍ２  マーカー
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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