JP5633500B2

JP5633500B2 - 荷役装置及び荷役方法

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Publication number: JP5633500B2
Application number: JP2011242062A
Authority: JP
Inventors: 茂樹益冨
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2014-12-03
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Description

本発明は、パレタイズやデパレタイズ等の荷役作業を行う荷役装置及び荷役方法に関し、特に、同一のパレットに対して複数のロボットハンドを用いて荷役作業を行う際に、作業速度を向上させるための技術に関する。

商品の保管や輸送のためにパレットに完成製品等のワークを積み上げる荷揚げ作業を「パレタイズ」と言い、逆に、パレットから供給部品等のワークを降ろす荷卸し作業を「デパレタイズ」という。

パレタイズやデパレタイズを行う装置（以下、「荷役装置」と記す）は、ロボットアームを備えるものが多い。ロボットアームは基本的に往復運動によりワークを運搬するので、ワークを連続運搬するコンベア等の機械と比べると一般的に運搬能力が低い。そこで例えば、コンベアを用いてワークを搬送する生産ラインに、１台のロボットアームを備える荷役装置を接続した場合には、生産のペースが速くなると荷役装置による動作が追い付かなくなるという事態が起こり得る。

そこで、生産ラインに荷役装置を複数台接続し、複数の場所で並行して荷役作業を行わせることにより荷役装置の運搬能力の低さをカバーして、全体の生産のペースを速くすることができる。

一方、完成製品の品質管理等の観点から、完成製品を生産順に「パレタイズ」して出荷したいという要望がある。また、供給部品のロット管理等の観点から、供給部品を入荷順に「デパレタイズ」して生産ラインに投入したいという要望もある。

ところが、生産ラインに荷役装置を複数台接続し複数の場所で並行して荷役作業を行わせると、複数のパレットに対して同時に荷役作業が行われることになるので、完成製品を生産順に「パレタイズ」して出荷することも、供給部品を入荷順に「デパレタイズ」して生産ラインに投入することも難しくなる。

そこで、同一のパレットに対して複数のロボットハンドを用いて荷役作業を行うことにより、完成製品を生産順に「パレタイズ」して出荷することや、供給部品を入荷順に「デパレタイズ」して生産ラインに投入することを可能にしたままで、荷役装置の作業速度を向上させて、全体の生産のペースを速くすることができる。

ここで同一のパレットに対して複数のロボットハンドをアクセスさせ、作業速度を向上させる装置が特許文献１、及び特許文献２に開示されている。

特開平8-305426号公報特開2003-191034号公報

同一のパレットに対して複数のロボットハンドを用いて荷役作業を行う場合には、ロボットハンド同士が接触しないようにロボットハンドによる動作を制限する必要が生じる。例えば２台のロボットハンドを備える荷役装置において、一方のロボットハンドによる動作が完全に終了するまで待って他方のロボットハンドが動作を開始するように制御すればロボットハンド同士は接触しない。しかしながら、以上のような制御では、どちらか一方のロボットハンドが常に動作せずに待機していることになり、１本のロボットアームを用いて荷役作業を行う場合に比べてさほど作業速度が向上するとは思えない。

そこで、複数のロボットハンドを備える荷役装置において、複数のロボットハンド同士が接触しないように、かつ作業速度を向上させることができる新たな技術の登場が望まれる。

本発明は、同一のパレットに対して複数のロボットハンドをアクセスさせる構成を備えながら、ロボットハンド同士が接触しないように、かつ作業速度を向上させることができる荷役装置及び荷役方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る荷役装置は、パレット上の複数のアクセス位置に対して、ワークの荷役を行う荷役装置であって、前記パレット上の前記複数のアクセス位置に順次アクセスする複数のハンドと、前記複数のハンドのうちの第１のハンドのアクセス位置を管理する管理部と、前記第１のハンドの前記アクセス位置に応じて前記複数のハンドのうちの前記第１のハンドとは異なる第２のハンドの移動経路を決定する決定部とを備える。

ここで荷役装置において、前記決定部は、前記第２のハンドの前記移動経路が、直前に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドのアクセス位置に応じて決められるとよい。

ここで荷役装置において、前記決定部は、前記第１のハンドによる前記直前に前記パレット上にアクセスする動作が完了していない場合には前記第１のハンドのアクセス位置に応じて前記第２のハンドの移動経路を迂回させ、前記第１のハンドによる前記直前に前記パレット上にアクセスする動作が完了している場合には前記第２のハンドの移動経路を迂回させないとよい。

ここで荷役装置において、前記荷役装置は、前記パレット上の前記複数のアクセス位置に積まれた前記ワークを荷卸しするデパレタイズ装置であるとよい。

ここで荷役装置において、前記決定部は、前記第２のハンドの前記移動経路が、直後に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドのアクセス位置に応じて決められるとよい。

ここで荷役装置において、前記決定部は、前記直後に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドが待機している場合には前記第１のハンドのアクセス位置に応じて前記第２のハンドの移動経路を迂回させ、前記直後に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドが待機していない場合には前記第２のハンドの移動経路を迂回させないとよい。

ここで荷役装置において、前記荷役装置は、前記ワークをパレット上の複数のアクセス位置に荷揚げするパレタイズ装置であるとよい。

ここで荷役装置において、前記複数のハンドは、前記第１のハンド、及び前記第２のハンドの２台であり、前記管理部は、さらに、前記第２のハンドの前記アクセス位置を管理し、前記決定部は、さらに、前記管理部により管理される第２のハンドのアクセス位置に応じて前記第１のハンドの移動経路を決定するとよい。

上記目的を達成するために、本発明に係る荷役方法は、パレット上の複数のアクセス位パレット上の複数のアクセス位置に対して、ワークの荷役を行う荷役装置において実施する荷役方法であって、前記荷役装置は、前記パレット上の前記複数のアクセス位置に順次アクセスする複数のハンドを備え、前記荷役方法は、前記複数のハンドのうちの第１のハンドの前記アクセス位置を管理する管理ステップと、前記第１のハンドのアクセス位置に応じて、前記複数のハンドのうちの前記第１のハンドとは異なる第２のハンドの移動経路を決める決定ステップとを含む。

課題を解決するための手段に記載した荷役装置及び荷役方法の構成により、第１のハンドのアクセス位置に応じて第２のハンドの移動経路を決定することができるので、同一のパレットに対して複数のロボットハンドを用いて荷役作業を行う構成を備える荷役装置において、ロボットハンド同士が接触しないように、かつ作業速度を向上させることができる。

実施の形態１に係る荷役装置の概略を示す図である。実施の形態１の工程レイアウトを示す平面図である。パレット上のワークの積付パターンＡを示す図である。パレット上のワークの積付パターンＢを示す図である。パレット上のワークの積付パターンＣを示す図である。ハンドの移動経路を迂回させる方法の概要を説明するための図である。変形例１に係るデパレタイズ装置の概略を示す図である。デパレタイズ処理の概要を示すフローチャートである。変形例２に係るパレタイズ装置の概略を示す図である。パレタイズ処理の概要を示すフローチャートである。

［実施の形態１］
＜概要＞
実施の形態１では、同一のパレットに対して２台のロボットハンドをアクセスさせる構成において、一方のロボットハンドのパレット上の作業位置に応じて、他方のロボットハンドの移動経路を迂回させる荷役装置を示す。

＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る荷役装置１００の概略を示す図である。図１に示すように、荷役装置１００は、ハンド１１０、ハンド１２０、管理部１３０、及び決定部１４０を備える。

図２は、実施の形態１の工程レイアウトを示す平面図である。ここで図２には、荷役装置１００が備えるハンド１１０、ハンド１２０の他に、パレット収納装置１５０、ワーク用コンベア１６０、ワーク用コンベア１７０、パレット用コンベア１８０及びパレット１９０を記載している。

荷役装置１００は、パレタイズ、及びデパレタイズを行うことができ、パレット１９０上の複数のアクセス位置に対してワークの荷役を行う。詳細には荷役装置１００は、パレタイズを行うときには空のパレット１９０上のアクセス位置にワークを積み上げていき、デパレタイズを行うときにはパレット１９０上のアクセス位置に積み上げられたワークを降ろしていく。

ここでアクセス位置とは、パレタイズを行うときには空のパレット１９０上にワークを積み上げる際のワークを積む位置を指し、デパレタイズを行うときにはパレット１９０上に積み上げられたワークの位置を指す。

ハンド１１０及びハンド１２０は、６軸または７軸のロボットハンドであり、管理部１３０からの指令を受けて動作する。さらにハンド１１０及びハンド１２０は、各軸が備えるエンコーダ出力により指令通りに動作していることを逐次決定部１４０へ通知する。

またハンド１１０及びハンド１２０は、決定部１４０からの指令に応じてパレット１９０上の複数のアクセス位置に順次アクセスする。

詳細にはハンド１１０は、パレタイズを行うときには、決定部１４０から指示されたアクセス位置にワーク用コンベア１６０上のワークを積み上げる。同様にハンド１２０は、パレタイズを行うときには、決定部１４０から指示されたアクセス位置に、ワーク用コンベア１７０上のワークを積み上げる。またハンド１１０は、デパレタイズを行うときには、決定部１４０から指示されたアクセス位置からワークを降ろし、ワーク用コンベア１６０上に置く。同様にハンド１２０は、デパレタイズを行うときには、決定部１４０から指示されたアクセス位置からワークを降ろし、ワーク用コンベア１７０上に置く。

なお、ハンド１１０及びハンド１２０がパレット１９０上の複数のアクセス位置にアクセスする際の順序は、ハンド１１０とハンド１２０とが互いの動作を邪魔する機会が出来るだけ少なくなるように予め決めておくとよい。

図３〜図５は、パレット１９０上のワークの積付パターンを示す図である。図３〜図５はパレット１９０を真上から見た様子を示しており、それぞれワークの重さや外形の違いに応じた３種類の積付パターンＡ〜Ｃを示している。なお図３〜図５の積付パターンＡ〜Ｃ中のアクセス位置には、アクセス順序を示す番号が付けられている。図３〜図５では、ハンド１２０のアクセス位置をａ１、ａ２、．．．のように、ａを付けた番号により表し、ａの後の番号がハンド１２０のアクセス順序を示している。同様にハンド１１０のアクセス位置をｂ１、ｂ２、．．．のように、ｂを付けた番号により表し、ｂの後の番号がハンド１１０のアクセス順序を示している。また原則的にハンド１２０から先にハンド１１０とハンド１２０とを交互に動作させて、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、．．．のようなアクセス順序でワークの荷役を行う。

図３に示す積付パターンＡでは、ハンド１２０のアクセス位置はａ１〜ａ８、ハンド１１０のアクセス位置はｂ１〜ｂ８である。またハンド１１０とハンド１２０とが交互に、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３、ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５、ａ６、ｂ６、ａ７、ｂ７、ａ８、ｂ８の順序でワークの荷役を行う。

図４に示す積付パターンＢでは、パレット２つ分のアクセス順序を示しており、ハンド１１０のアクセス位置はａ１〜ａ１５、ハンド１２０のアクセス位置はｂ１〜ｂ１５である。１つ目のパレットでは、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３、ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５、ａ６、ｂ６、ａ７、ｂ７、ａ８の順序でハンド１１０とハンド１２０とが交互にワークの荷役を行う。また２つ目のパレットでは、ｂ８、ａ９、ｂ９、ａ１０、ｂ１０、ａ１１、ｂ１１、ａ１２、ｂ１２、ａ１３、ｂ１３、ａ１４、ｂ１４、ａ１５、ｂ１５の順序でハンド１１０とハンド１２０とが交互にワークの荷役を行う。

積付パターンＢでは、１つのパレット上のアクセス位置が奇数なので、ハンド１１０とハンド１２０とを交互に動作させると、パレット毎にハンド１１０とハンド１２０とのアクセス順序が入れ替わる。

図５に示す積付パターンＣでは、ハンド１１０のアクセス位置はａ１〜ａ５、ハンド１２０のアクセス位置はｂ１〜ｂ５である。ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３、ａ４、ｂ４、ａ５、ｂ５の順序でハンド１１０とハンド１２０とが交互にワークの荷役を行う。

管理部１３０は、ハンド１１０のアクセス位置を管理する。例えば、図３に示す積付パターンＡの順序でワークの荷役を行う場合には、管理部１３０は、図３中のｂ１〜ｂ８のいずれかのアクセス位置を管理する。

決定部１４０は、ハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０の移動経路を決定する。詳細には決定部１４０は、直前にパレット１９０上にアクセスするハンド１１０のアクセス位置に応じて、ハンド１２０がワーク用コンベア１７０からパレット１９０上のアクセス位置へ向かう際の移動経路を迂回させる。あるいは決定部１４０は、直後にパレット１９０上にアクセスするハンド１１０のアクセス位置に応じて、ハンド１２０がパレット１９０上のアクセス位置からワーク用コンベア１７０へ向かう際の移動経路を迂回させる。

図６は、ハンド１２０の移動経路を迂回させる方法の概要を説明するための図である。以下に、決定部１４０がハンド１２０の移動経路を迂回させる方法について説明する。

図６は積付パターンＡの場合にハンド１１０がアクセス位置１１（図中斜線部分、図３のアクセス位置ｂ２に相当）へアクセスし、続いてハンド１２０がアクセス位置２１（図中斜線部分、図３のアクセス位置ａ３に相当）にアクセスする場面を示す。

また図６には、ワーク用コンベア１７０上のワーク位置２２、及びワーク用コンベア１６０上のワーク位置１２を示す。ここでワーク位置１２、ワーク位置２２を囲う破線の四角形はハンド１１０又はハンド１２０のヘッド部分の外形を示す。またアクセス位置１１、ワーク位置１２、アクセス位置２１及びワーク位置２２のそれぞれを囲う破線の円は、各位置においてハンド１１０又はハンド１２０のヘッド部分が回転する範囲を示す。

図６において、決定部１４０は、ハンド１１０のアクセス位置１１とワーク用コンベア１６０上のワーク位置１２とからハンド１１０の最短移動経路１３を算出する。さらに決定部１４０は、ハンド１２０の最短移動経路２３を元にして、算出したハンド１１０の最短移動経路１３の移動方向と逆の方向に迂回させ、ハンド１２０の迂回移動経路２４を算出する。

なお、決定部１４０が迂回させる距離は、固定値であってもよいし、ハンド１１０のアクセス位置に応じて適宜変更してもよい。

また、決定部１４０が移動経路を迂回させる距離は、仮にハンド１１０とハンド１２０が最短移動経路１３、最短移動経路２３を通って荷役作業を行った場合に、接触する可能性がある距離１４に相当する分だけ迂回させてもよい。

また、決定部１４０が迂回させる方向は、固定方向であってもよいし、ハンド１１０のアクセス位置に応じて適宜変更してもよい。

また決定部１４０は、ハンド１１０による直前にパレット１９０上にアクセスする動作が完了していない場合にはハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０の移動経路を迂回させ、ハンド１１０による直前にパレット１９０上にアクセスする動作が完了している場合にはハンド１２０の移動経路を迂回させないようにしてもよい。

また図６では、決定部１４０が、直前にパレット１９０上にアクセスするハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０がアクセス位置へ向かう際の移動経路を決めているが、直後にパレット１９０上にアクセスするハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０がアクセス位置から離れる際の移動経路を決めてもよい。詳細には、決定部１４０は、直後にパレット１９０上にアクセスするハンド１１０のアクセス位置とワーク用コンベア１６０上のワーク位置とから、図６と同様にハンド１１０がワーク用コンベア１６０上のワーク位置からパレット１９０上のアクセス位置へ向かう最短移動経路を算出する。さらに決定部１４０は、算出した最短移動経路と逆の方向へ、ハンド１２０がパレット１９０上のアクセス位置から離れる際の移動経路を迂回させる。

また決定部１４０は、ハンド１１０による直後にパレット１９０上にアクセスする動作がハンド１２０による動作待ちで待機している場合にはハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０の移動経路を迂回させ、ハンド１１０による直後にパレット１９０上にアクセスする動作が待機していない場合にはハンド１２０の移動経路を迂回させないようにしてもよい。

また決定部１４０は、ハンド１２０がアクセス位置へ向かう際の移動経路と、ハンド１２０がパレット１９０上のアクセス位置から離れる際の移動経路とを両方とも迂回させてもよい。

さらに決定部１４０は、同一の論理回路やプログラムによる単一の制御により、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０及びハンド１２０による動作の全てを決定して、ハンド１１０及びハンド１２０に動作指示を出す。

決定部１４０は、ハンド１１０の現在位置から移動予定位置までの経路と、ハンド１２０の現在位置から移動予定位置までの経路とを比較して、ハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重ならないときにだけ、ハンド１１０及びハンド１２０の移動を指示する。なお決定部１４０は、ハンド１１０及びハンド１２０が動作すると、ハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重なる場合には、一方のハンドによる後に動作させるべき動作を休止させて、他方のハンドによる動作を優先させる。一方のハンドによる動作を休止させても他方のハンドが動作できない場合には、休止させているハンドを他方のハンドの移動経路から遠ざかる方向へ移動させる。

例えば、決定部１４０は、図３の積付パターンＡでパレタイズを行う場合に、ハンド１１０とハンド１２０とに対して交互に、ハンド１２０にはアクセス位置ａ１〜ａ８の順にアクセスしてワークを積み上げるように指示し、ハンド１１０にはアクセス位置ｂ１〜ｂ８の順にアクセスしてワークを積み上げるように指示する。

なお、管理部１３０は、ハンド１１０のアクセス位置を管理するだけでなく、ハンド１２０のアクセス位置を管理してもよい。

また決定部１４０は、管理部１３０により管理されるハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０の移動経路を決定するだけでなく、管理部１３０により管理されるハンド１２０のアクセス位置に応じてハンド１１０の移動経路を決定してもよい。

＜まとめ＞
以上のように、実施の形態１に係る荷役装置及び荷役方法によれば、第１のハンドのアクセス位置に応じて第２のハンドの移動経路を決定することができるので、第１のハンドのアクセス位置毎に、第１のハンドと接触しないように迂回させた移動経路や、作業効率のよい移動経路を使って、第２のハンドに荷役作業を行わせることができる。

従って、同一のパレットに対して複数のロボットハンドを用いて荷役作業を行う構成を備える荷役装置において、ロボットハンド同士が接触しないように、かつ作業速度を向上させることができる。

なお、実施の形態１では、パレタイズ及びデパレタイズを行うことができる荷役装置について説明した。以下に、さらに詳細な部分や制御方法について、デパレタイズ装置（変形例１）とパレタイズ装置（変形例２）とに分けて説明する。
［変形例１］
＜概要＞
変形例１では、同一のパレットに対して２台のロボットハンドをアクセスさせる構成において、先にアクセスするロボットハンドのパレット上の作業位置に応じて、後にアクセスするロボットハンドがパレット上のアクセス位置へ向かう際の移動経路を迂回させるデパレタイズ装置を示す。

＜構成＞
図７は、変形例１に係るデパレタイズ装置２００の概略を示す図である。図７に示すように、デパレタイズ装置２００は、ハンド１１０、ハンド１２０、管理部２３０、及び決定部２４０を備える。

なお、変形例１に係るデパレタイズ装置２００において、実施の形態１の荷役装置１００と同様の構成には同一番号を付し、その説明を省略する。またデパレタイズ装置２００の工程レイアウトを示す図は、実施の形態１の図２と同様である。

デパレタイズ装置２００は、デパレタイズを行うことができ、パレット１９０上に積み上げられたワークを降ろしていく。

ハンド１１０及びハンド１２０は、決定部２４０からの指令に応じてパレット１９０上の複数のアクセス位置に順次アクセスする。

詳細にはハンド１１０は、決定部２４０から指示されたアクセス位置からワークを降ろし、ワーク用コンベア１６０上に置く。同様にハンド１２０は、決定部２４０から指示されたアクセス位置からワークを降ろし、ワーク用コンベア１７０上に置く。

管理部２３０は、ハンド１１０のアクセス位置、及びハンド１２０のアクセス位置を管理する。例えば、図３に示す積付パターンＡの順序でワークの荷役を行う場合には、管理部２３０は、ａ１〜ａ８のいずれかのアクセス位置と、ｂ１〜ｂ８のいずれかのアクセス位置とを管理する。

決定部２４０は、管理部２３０により管理されるハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０の移動経路を決定し、管理部２３０により管理されるハンド１２０のアクセス位置に応じてハンド１１０の移動経路を決定する。詳細には決定部２４０は、直前にパレット１９０上にアクセスするハンド１１０のアクセス位置に応じて、ハンド１２０がワーク用コンベア１７０からパレット１９０上のアクセス位置へ向かう際の移動経路を迂回させる。また決定部２４０は、直前にパレット１９０上にアクセスするハンド１２０のアクセス位置に応じて、ハンド１１０がワーク用コンベア１６０からパレット１９０上のアクセス位置へ向かう際の移動経路を迂回させる。

ここで決定部２４０がハンド１１０及びハンド１２０の移動経路を迂回させる方法については、実施の形態１の決定部１４０がハンド１２０の移動経路を迂回させる方法と同様である。

さらに決定部２４０は、実施の形態１の決定部１４０と同様に、同一の論理回路やプログラムによる単一の制御により、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０及びハンド１２０による動作の全てを決定して、ハンド１１０及びハンド１２０に動作指示を出す。

＜制御方法＞
図８は，デパレタイズ処理の概要を示すフローチャートである。以下に図２、図７及び図８を用いて、デパレタイズ処理の概要を説明する。

（１）決定部２４０が、ワーク用コンベア１７０上でハンド１２０が指示待ち状態になっているか否かを判定する。そして決定部２４０は、ハンド１２０が指示待ち状態になるまで待つ（ステップＳ１）。ここでハンド１２０は、初期状態、あるいはワーク用コンベア１７０上にワークを置いた後に指示待ち状態になる。

（２）ハンド１２０が指示待ち状態になると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、決定部２４０が、ハンド１１０による直前にワークをアクセス位置から降す動作が完了しているか否かを判定する（ステップＳ２）。

（３）ハンド１１０による動作が完了している場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ハンド１２０がワークを持たずに最短距離を通ってアクセス位置へ移動するように、決定部２４０がハンド１２０に指示を出す（ステップＳ３）。

（４）ハンド１１０による動作が完了していない場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、決定部２４０が、直前のハンド１１０のアクセス位置に応じて、ハンド１２０の移動経路を迂回させる。またハンド１２０がワークを持たずにアクセス位置へ移動するように、決定部２４０がハンド１２０に指示を出す（ステップＳ４）。

ここで決定部２４０は、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０とハンド１２０とに動作指示を出す。ここでハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重なる場合には、決定部２４０は、ハンド１１０による直前にパレット１９０上にアクセスする動作を優先させて、ハンド１２０による動作を待機させる。

（５）決定部２４０が、ハンド１２０がアクセス位置へ移動したか否かを判定する。そして決定部２４０は、ハンド１２０がアクセス位置へ移動するまで待つ（ステップＳ５）。

（６）ハンド１２０がアクセス位置へ移動すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ハンド１２０がアクセス位置に積まれているワークを持ち、ワーク用コンベア１７０へ最短距離を通って移動し、ワーク用コンベア１７０上にワークを置くように、決定部２４０がハンド１２０に指示を出す（ステップＳ６）。

（７）決定部２４０が、ワーク用コンベア１６０上でハンド１１０が指示待ち状態になっているか否かを判定する。そして決定部２４０は、ハンド１１０が指示待ち状態になるまで待つ（ステップＳ７）。ここでハンド１１０は、初期状態、あるいはワーク用コンベア１６０上にワークを置いた後に指示待ち状態になる。

（８）ハンド１１０が指示待ち状態になると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、決定部２４０が、ハンド１２０による直前にワークをアクセス位置から降す動作が完了しているか否かを判定する（ステップＳ８）。

（９）ハンド１２０による動作が完了している場合には（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ハンド１１０がワークを持たずに最短距離を通ってアクセス位置へ移動するように、決定部２４０がハンド１１０に指示を出す（ステップＳ９）。

（１０）ハンド１２０による動作が完了していない場合には（ステップＳ８：ＮＯ）、決定部２４０が、直前のハンド１２０のアクセス位置に応じて、ハンド１１０の移動経路を迂回させる。またハンド１１０がワークを持たずにアクセス位置へ移動するように、決定部２４０がハンド１１０に指示を出す（ステップＳ１０）。

ここで決定部２４０は、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０とハンド１２０とに動作指示を出す。ここでハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重なる場合には、決定部２４０は、ハンド１２０による直前にパレット１９０上にアクセスする動作を優先させて、ハンド１１０による動作を待機させる。

（１１）決定部２４０が、ハンド１１０がアクセス位置へ移動したか否かを判定する。そして決定部２４０は、ハンド１１０がアクセス位置へ移動するまで待つ（ステップＳ１１）。

（１２）ハンド１１０がアクセス位置へ移動すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ハンド１１０がアクセス位置に積まれているワークを持ち、ワーク用コンベア１６０へ最短距離を通って移動し、ワーク用コンベア１６０上にワークを置くように、決定部２４０がハンド１１０に指示を出す（ステップＳ１２）。

＜まとめ＞
デパレタイズ装置は、ワークを降ろす作業を行うので、ロボットハンドがアクセス位置へ向かう際にはワークを持たず、ロボットハンドがアクセス位置から離れる際にワークを持つことになる。ロボットハンドがワークを持っているときには、ワークの重さがあるので、ワークを持っていないときよりもロボットハンドを移動させる速度を上げることができない。またロボットハンドがワークを持っているときには、ワークを落としたりワークがずれたりすることのないように制動用の補助動作や待ち時間等を入れることがある。よってデパレタイズ装置では、ロボットハンドがアクセス位置から離れる際の移動速度に比べて、ロボットハンドがアクセス位置へ向かう際の移動速度を速くすることができる。

変形例１に係るデパレタイズ装置によれば、ワークを持たないときの移動経路のみを迂回させるので、移動速度を速くすることにより迂回による移動距離の増加分を吸収することができる。
［変形例２］
＜概要＞
変形例２では、同一のパレットに対して２台のロボットハンドをアクセスさせる構成において、後にアクセスするロボットハンドのパレット上の作業位置に応じて、先にアクセスするロボットハンドがパレット上のアクセス位置から離れる際の移動経路を迂回させるパレタイズ装置を示す。

＜構成＞
図９は、変形例２に係るパレタイズ装置３００の概略を示す図である。図９に示すように、パレタイズ装置３００は、ハンド１１０、ハンド１２０、管理部３３０、及び決定部３４０を備える。

なお、変形例１に係るパレタイズ装置３００において、実施の形態１の荷役装置１００と同様の構成には同一番号を付し、その説明を省略する。またパレタイズ装置３００の工程レイアウトを示す図は、実施の形態１の図２と同様である。

パレタイズ装置３００は、パレタイズを行うことができ、空のパレット１９０上にワークを積み上げていく。

ハンド１１０及びハンド１２０は、決定部３４０からの指令に応じてパレット１９０上の複数のアクセス位置に順次アクセスする。

詳細にはハンド１１０は、決定部３４０から指示されたアクセス位置に、ワーク用コンベア１６０上のワークを積み上げる。同様にハンド１２０は、決定部３４０から指示されたアクセス位置に、ワーク用コンベア１７０上のワークを積み上げる。

管理部３３０の機能は、変形例１の管理部２３０と同様である。

決定部３４０は、管理部３３０により管理されるハンド１１０のアクセス位置に応じてハンド１２０の移動経路を決定し、管理部３３０により管理されるハンド１２０のアクセス位置に応じてハンド１１０の移動経路を決定する。詳細には決定部３４０は、直後にパレット１９０上にアクセスするハンド１１０のアクセス位置に応じて、ハンド１２０がパレット１９０上のアクセス位置からワーク用コンベア１７０へ向かう際の移動経路を迂回させる。また決定部３４０は、直後にパレット１９０上にアクセスするハンド１２０のアクセス位置に応じて、ハンド１１０がパレット１９０上のアクセス位置からワーク用コンベア１６０へ向かう際の移動経路を迂回させる。

ここで決定部３４０がハンド１１０及びハンド１２０の移動経路を迂回させる方法については、実施の形態１の決定部１４０がハンド１２０の移動経路を迂回させる方法と同様である。

さらに決定部３４０は、実施の形態１の決定部１４０と同様に、同一の論理回路やプログラムによる単一の制御により、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０及びハンド１２０による動作の全てを決定して、ハンド１１０及びハンド１２０に動作指示を出す。

＜制御方法＞
図１０は，パレタイズ処理の概要を示すフローチャートである。以下に図２、図９及び図１０を用いて、パレタイズ処理の概要を説明する。

（１）決定部３４０が、ワーク用コンベア１７０上でハンド１２０が指示待ち状態になっているか否かを判定する。そして決定部３４０は、ハンド１２０が指示待ち状態になるまで待つ（ステップＳ２１）。ここでハンド１２０は、初期状態、あるいはワーク用コンベア１７０上に移動した後に指示待ち状態になる。

（２）ハンド１２０が指示待ち状態になると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ハンド１２０がワーク用コンベア１７０上にあるワークを持ち、パレット１９０上のアクセス位置へ最短距離を通って移動し、アクセス位置にワークを積み上げるように、決定部３４０がハンド１２０に指示を出す（ステップＳ２２）。

（３）決定部３４０が、ワーク用コンベア１６０上でハンド１１０が指示待ち状態になっているか否かを判定する。そして決定部３４０は、ハンド１１０が指示待ち状態になるまで待つ（ステップＳ２３）。ここでハンド１１０は、初期状態、あるいはワーク用コンベア１６０上に移動した後に指示待ち状態になる。

（４）ハンド１１０が指示待ち状態になると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、決定部３４０が、ハンド１２０がアクセス位置へ移動したか否かを判定する。そして決定部３４０は、ハンド１２０がアクセス位置へ移動するまで待つ（ステップＳ２４）。

（５）ハンド１２０がアクセス位置へ移動すると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ハンド１１０がワーク用コンベア１６０上にあるワークを持ち、パレット１９０上のアクセス位置へ最短距離を通って移動し、アクセス位置にワークを積み上げるように、決定部３４０がハンド１１０に指示を出す（ステップＳ２５）。

ここで決定部３４０は、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０とハンド１２０とに動作指示を出す。ここでハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重なる場合には、決定部３４０は、ハンド１１０による後にパレット１９０上にアクセスする動作を待機させる。

（６）決定部３４０が、ハンド１２０がワークを積み上げたか否かを判定する。そして決定部３４０は、ハンド１２０がアクセス位置にワークを積み上げるまで待つ（ステップＳ２６）。

（７）ハンド１２０がワークを積み上げると（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、決定部３４０が、ハンド１１０による直後にアクセス位置に移動する動作が待機中であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。

（８）ハンド１１０による動作が待機中でない場合には（ステップＳ２７：ＮＯ）、ハンド１２０がワークを持たずに最短距離を通ってワーク用コンベア１７０上へ移動するように、決定部３４０がハンド１２０に指示を出す（ステップＳ２８）。

（９）ハンド１１０による動作が待機中である場合には（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、決定部３４０が、直後のハンド１１０のアクセス位置に応じて、ハンド１２０の移動経路を迂回させる。また、ハンド１２０がワークを持たずにワーク用コンベア１７０上へ移動するように、決定部３４０がハンド１２０に指示を出す（ステップＳ２９）。

ここで決定部３４０は、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０とハンド１２０とに動作指示を出す。ここでハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重なる場合には、決定部３４０は、ハンド１１０による後にパレット１９０上にアクセスする動作を待機させて、ハンド１２０による動作を優先させる。

（１０）決定部３４０が、ワーク用コンベア１７０上でハンド１２０が指示待ち状態になっているか否かを判定する。そして決定部３４０は、ハンド１２０が指示待ち状態になるまで待つ（ステップＳ３０）。

（１１）ハンド１２０が指示待ち状態になると（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、決定部３４０が、ハンド１１０がアクセス位置へ移動したか否かを判定する。そして決定部３４０は、ハンド１１０がアクセス位置へ移動するまで待つ（ステップＳ３１）。

（１２）ハンド１１０がアクセス位置へ移動すると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ハンド１２０がワーク用コンベア１７０上にあるワークを持ち、パレット１９０上のアクセス位置へ最短距離を通って移動し、アクセス位置にワークを積み上げるように、決定部３４０がハンド１２０に指示を出す（ステップＳ３２）。

ここで決定部３４０は、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０とハンド１２０とに動作指示を出す。ここでハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重なる場合には、決定部３４０は、ハンド１２０による後にパレット１９０上にアクセスする動作を待機させる。

（１３）決定部３４０が、ハンド１１０がワークを積み上げたか否かを判定する。そして決定部３４０は、ハンド１１０がアクセス位置にワークを積み上げるまで待つ（ステップＳ３３）。

（１４）ハンド１１０がワークを積み上げると（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、決定部３４０が、ハンド１２０による直後にアクセス位置に移動する動作が待機中であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。

（１５）ハンド１２０による動作が待機中でない場合には（ステップＳ３４：ＮＯ）、ハンド１１０がワークを持たずに最短距離を通ってワーク用コンベア１６０上へ移動するように、決定部３４０がハンド１１０に指示を出す（ステップＳ３５）。

（１６）ハンド１２０による動作が待機中である場合には（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、決定部３４０が、直後のハンド１２０のアクセス位置に応じて、ハンド１１０の移動経路を迂回させる。また、ハンド１１０がワークを持たずにワーク用コンベア１６０上へ移動するように、決定部３４０がハンド１１０に指示を出す（ステップＳ３６）。

ここで決定部３４０は、ハンド１１０とハンド１２０とが接触しないように監視しながら、ハンド１１０とハンド１２０とに動作指示を出す。ここでハンド１１０が存在する可能性がある領域とハンド１２０が存在する可能性がある領域とが重なる場合には、決定部３４０は、ハンド１２０による後にパレット１９０上にアクセスする動作を待機させて、ハンド１１０による動作を優先させる。

なお、実施の形態１、変形例１及び変形例２では、同一のパレットに対して２台のロボットハンドをアクセスさせる構成であるが、３台以上のロボットハンドを用いた構成であってもよい。

＜まとめ＞
パレタイズ装置は、ワークを積み上げる作業を行うので、ロボットハンドがアクセス位置へ向かう際にワークを持ち、ロボットハンドがアクセス位置から離れる際にワークを持たないことになる。ロボットハンドがワークを持っているときには、ワークの重さがあるので、ワークを持っていないときよりもロボットハンドを移動させる速度を上げることができない。またロボットハンドがワークを持っているときには、ワークを落としたりワークがずれたりすることのないように制動用の補助動作や待ち時間等を入れることがある。よってパレタイズ装置では、ロボットハンドがアクセス位置へ向かう際の移動速度に比べて、ロボットハンドがアクセス位置から離れる際の移動速度を速くすることができる。

変形例２に係るパレタイズ装置によれば、ワークを持たないときの移動経路のみを迂回させるので、移動速度を速くすることにより迂回による移動距離の増加分を吸収することができる。

本発明は、パレタイズ及びデパレタイズを行うあらゆる荷役装置に適用することができる。

本発明によれば、同一のパレットに対して複数のロボットハンドを用いて荷役作業を行う荷役装置において、第１のハンドのアクセス位置に応じて第２のハンドの移動経路を決定することができるので、ロボットハンド同士が接触しないように、かつ作業速度を向上させることができる。従って、完成製品を生産順に「パレタイズ」して出荷することや、供給部品を入荷順に「デパレタイズ」して生産ラインに投入することを可能にしたままで、荷役装置の作業速度を向上させて、全体の生産のペースを速くすることができるので、産業的利用価値は極めて高い。

１００荷役装置
１１０ハンド
１２０ハンド
１３０管理部
１４０決定部
１５０パレット収納装置
１６０ワーク用コンベア
１７０ワーク用コンベア
１８０パレット用コンベア
１９０パレット
２００デパレタイズ装置
２３０管理部
２４０決定部
３００パレタイズ装置
３３０管理部
３４０決定部

Claims

パレット上の複数のアクセス位置に対して、ワークの荷役を行う荷役装置であって、
前記パレット上の複数のアクセス位置に順次アクセスする複数のハンドと、
前記複数のハンドのうちの第１のハンドおよび第２のハンドのそれぞれについてアクセス順序の設定されたアクセス位置を管理する管理部と、
前記第１のハンドの前記アクセス位置に応じて前記第２のハンドの移動経路を決定する決定部と
を備え、
前記管理部において、前記第１のハンドおよび前記第２のハンドのうちの一方の前記アクセス位置および前記アクセス順序は、前記第１のハンドおよび前記第２のハンドのうちの他方の前記アクセス位置および前記アクセス順序に基づいて設定されている、荷役装置。
前記決定部は、
前記第２のハンドの前記移動経路が、直前に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドのアクセス位置に応じて決められる、請求項１に記載の荷役装置。
前記決定部は、
前記第１のハンドによる前記直前に前記パレット上にアクセスする動作が完了していない場合には前記第１のハンドのアクセス位置に応じて前記第２のハンドの移動経路を迂回させ、前記第１のハンドによる前記直前に前記パレット上にアクセスする動作が完了している場合には前記第２のハンドの移動経路を迂回させない、請求項２に記載の荷役装置。
前記荷役装置は、前記パレット上の前記複数のアクセス位置に積まれた前記ワークを荷卸しするデパレタイズ装置である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の荷役装置。
前記決定部は、
前記第２のハンドの前記移動経路が、直後に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドのアクセス位置に応じて決められる、請求項１に記載の荷役装置。
前記決定部は、
前記直後に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドが待機している場合には前記第１のハンドのアクセス位置に応じて前記第２のハンドの移動経路を迂回させ、前記直後に前記パレット上にアクセスする前記第１のハンドが待機していない場合には前記第２のハンドの移動経路を迂回させない、請求項５に記載の荷役装置。
前記荷役装置は、前記ワークをパレット上の複数のアクセス位置に荷揚げするパレタイズ装置である、請求項１、５、６のいずれか１項に記載の荷役装置。
前記複数のハンドは、前記第１のハンド、及び前記第２のハンドの２台であり、
前記決定部は、さらに、
前記第２のハンドの前記アクセス位置に応じて、前記第１のハンドの移動経路を決定する、請求項１に記載の荷役装置。
パレット上の複数のアクセス位置に対して、ワークの荷役を行う荷役装置において実施する荷役方法であって、
前記荷役装置は、前記パレット上の複数のアクセス位置に順次アクセスする複数のハンドを備え、
前記荷役方法は、
前記複数のハンドのうちの第１のハンドおよび第２のハンドのそれぞれについてアクセス順序の設定されたアクセス位置を管理する管理ステップと、
前記第１のハンドの前記アクセス位置に応じて、前記第２のハンドの移動経路を決める決定ステップと
を含み、
前記管理ステップにおいて、前記第１のハンドおよび前記第２のハンドのうちの一方の前記アクセス位置および前記アクセス順序は、前記第１のハンドおよび前記第２のハンドのうちの他方の前記アクセス位置および前記アクセス順序に基づいて設定されている、荷役方法。