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JP6979688B2 - Goods transfer device - Google Patents
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Description

本発明は、物品移載装置に関する。 The present invention relates to an article transfer device.

トレーに収容された食品等の物品群の一部をロボットハンドによって把持し、把持した部分の物品を他の容器等に移載する物品移載装置がある。このような物品移載装置に用いられるロボットハンドが、例えば特許文献1に記載されている。 There is an article transfer device that grips a part of a group of articles such as foods stored in a tray with a robot hand and transfers the articles in the gripped portion to another container or the like. A robot hand used for such an article transfer device is described in, for example, Patent Document 1.

特開2017−47481号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-47481

このような物品移載装置では、ロボットハンドによって予め定められた量の物品を把持し、他の容器等に移載している。しかしながら、トレー内の物品の量が少なくなってくるにつれて物品群に対するロボットハンドの差込深さが少なくなり、ロボットハンドによって予め定められた量の物品を把持することが困難となる。 In such an article transfer device, a predetermined amount of articles is grasped by a robot hand and transferred to another container or the like. However, as the amount of articles in the tray decreases, the insertion depth of the robot hand into the article group decreases, and it becomes difficult for the robot hand to grip a predetermined amount of articles.

そこで、本発明の一側面は、一定量の物品を安定して移載可能な物品移載装置を提供することを目的とする。 Therefore, one aspect of the present invention is to provide an article transfer device capable of stably transferring a certain amount of articles.

本発明の一側面に係る物品移載装置は物品を把持する把持部を有し、載置部に載置された複数の物品の集合体である物品群に把持部を差し込んで物品の一部を把持するとともに把持した部分の物品を移載先の位置に移載するロボットハンドと、載置部に載置された物品群における把持部の差し込み方向の物品高さを検出する高さ検出部と、高さ検出部で検出された物品高さに基づいて、検出された物品高さ以下となるように物品群に対する把持部の差込深さを算出する差込深さ算出部と、予め設定された物品の目標把持量及び差込深さ算出部で算出された差込深さに基づいて、把持部の開き量を算出する開き量算出部と、ロボットハンドの動作を制御するロボット制御部と、を備え、ロボット制御部は、把持部の開き量が開き量算出部で算出された開き量となり且つ物品群に対する把持部の差込深さが差込深さ算出部で算出された差込深さとなるようにロボットハンドの動作を制御し、さらに、物品群に差し込まれた把持部によって物品を把持して移載先まで物品が移載されるようにロボットハンドを制御する。 The article transfer device according to one aspect of the present invention has a grip portion for gripping an article, and a part of the article is inserted into an article group which is an aggregate of a plurality of articles placed on the mounting portion. A robot hand that grips and transfers the article of the gripped part to the position of the transfer destination, and a height detection unit that detects the height of the article in the insertion direction of the grip portion in the article group placed on the mounting portion. And, based on the article height detected by the height detection unit, the insertion depth calculation unit that calculates the insertion depth of the gripping portion with respect to the article group so as to be equal to or less than the detected article height, and the insertion depth calculation unit in advance. An opening amount calculation unit that calculates the opening amount of the gripping portion based on the insertion depth calculated by the target gripping amount and insertion depth calculation unit of the set article, and a robot control that controls the operation of the robot hand. In the robot control unit, the opening amount of the grip portion is the opening amount calculated by the opening amount calculation unit, and the insertion depth of the grip portion with respect to the article group is calculated by the insertion depth calculation unit. The operation of the robot hand is controlled so as to be the insertion depth, and the robot hand is further controlled so that the article is gripped by the grip portion inserted into the article group and the article is transferred to the transfer destination.

この物品移載装置では、高さ検出部で検出された物品高さに基づいて把持部の差込深さが算出される。また、この物品移載装置では、予め設定された目標把持量及び算出された差込深さに基づいて、把持部の開き量が算出される。すなわち、物品移載装置は、物品高さに基づいて、把持部の差込深さ及び開き量を制御し、物品の把持を行っている。これにより、物品移載装置は、物品高さが変化しても、一定量の物品を安定して移載できる。 In this article transfer device, the insertion depth of the grip portion is calculated based on the article height detected by the height detecting portion. Further, in this article transfer device, the opening amount of the gripping portion is calculated based on the preset target gripping amount and the calculated insertion depth. That is, the article transfer device controls the insertion depth and the opening amount of the gripping portion based on the article height to grip the article. As a result, the article transfer device can stably transfer a certain amount of articles even if the article height changes.

高さ検出部で検出された物品高さが高い場合、物品高さが低い場合に比べて、差込深さ算出部は差込深さを深くし且つ開き量算出部は把持部の開き量を小さくしてもよい。この場合、物品移載装置は、物品高さが高い場合には、物品高さが低い場合に比べて把持部をより深くまで物品群に差し込むことができる。ここで、一般に、ロボットハンドは、把持部の移動速度(物品群への差込速度)よりも、把持部を閉じる(物品を把持する)ときの動作速度の方が遅い。このため、物品移載装置は、物品高さが高い場合には差込深さを深くすることによって、把持部の開き量を小さくすることができる。すなわち、把持部が物品を把持するための動作時間が短くなる。これにより、物品移載装置は、物品高さが高い場合には、把持部を物品に差し込んで把持するまでに要する時間を短くできる。 When the height of the article detected by the height detection unit is high, the insertion depth calculation unit has a deeper insertion depth and the opening amount calculation unit has an opening amount of the grip portion as compared with the case where the article height is low. May be reduced. In this case, the article transfer device can insert the grip portion deeper into the article group when the article height is high than when the article height is low. Here, in general, the robot hand has a slower operating speed when closing the grip portion (grasping the article) than the moving speed of the grip portion (insertion speed into the article group). Therefore, when the article height is high, the article transfer device can reduce the opening amount of the grip portion by increasing the insertion depth. That is, the operation time for the gripping portion to grip the article is shortened. As a result, when the height of the article is high, the article transfer device can shorten the time required for inserting the gripping portion into the article and gripping the article.

物品移載装置は、ロボットハンドが物品を移動させたときに物品に作用する力及び加速度に基づいて、物品の質量を算出する質量算出部を備え、質量算出部の算出結果と目標把持量とに基づいて、開き量算出部が把持部の開き量を調整すること及び差込深さ算出部が差込深さを調整することの少なくともいずれかが行われてもよい。この場合、物品移載装置は、質量算出部の算出結果に基づいて物品の把持量を補正することができる。 The article transfer device includes a mass calculation unit that calculates the mass of the article based on the force and acceleration acting on the article when the robot hand moves the article, and includes the calculation result of the mass calculation unit and the target gripping amount. At least one of the opening amount calculation unit adjusting the opening amount of the grip portion and the insertion depth calculation unit adjusting the insertion depth may be performed based on the above. In this case, the article transfer device can correct the gripping amount of the article based on the calculation result of the mass calculation unit.

本発明の種々の側面によれば、一定量の物品を安定して移載できる。 According to various aspects of the present invention, a certain amount of articles can be stably transferred.

実施形態に係る物品移載装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the article transfer apparatus which concerns on embodiment. 図2(a)は、把持部の側面図である。図2(b)は、把持部を下方から見た図である。FIG. 2A is a side view of the grip portion. FIG. 2B is a view of the grip portion as viewed from below. 図3(a)は、把持部が食材群に差し込まれる様子を示す図である。図3(b)は、把持部によって把持される食材の量を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing how the grip portion is inserted into the food group. FIG. 3B is a diagram showing the amount of foodstuffs gripped by the gripping portion. 図4(a)及び図4(b)は、食材群に対する把持部の差し込み深さを示す断面図である。4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views showing the insertion depth of the grip portion with respect to the food group. 載置範囲内に設定された複数の差込位置を示す上面図である。It is a top view which shows the plurality of insertion positions set in the mounting range. 物品移載装置によって行われる移載処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the transfer process performed by the article transfer apparatus.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。「上」及び「下」の語は、鉛直方向の「上方」及び「下方」にそれぞれ対応する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. The terms "upper" and "lower" correspond to "upper" and "lower" in the vertical direction, respectively.

図1に示されるように、トレー(載置部)2には、複数の食材(物品)B1(図3(a)参照)の集合体である食材群(物品群)Bが載置される。物品移載装置1は、トレー2から予め設定された量の食材B1を取り出し、弁当ケース等の容器3に移載する。具体的には、物品移載装置1は、ロボットハンド10、均し機構20、制御ユニット30、及び報知ユニット40を備える。 As shown in FIG. 1, a foodstuff group (article group) B, which is an aggregate of a plurality of foodstuffs (articles) B1 (see FIG. 3A), is placed on the tray (placement unit) 2. .. The article transfer device 1 takes out a preset amount of the food material B1 from the tray 2 and transfers it to a container 3 such as a lunch box case. Specifically, the article transfer device 1 includes a robot hand 10, a leveling mechanism 20, a control unit 30, and a notification unit 40.

ロボットハンド10は、作業台5に載置されたトレー2及び容器3の近傍に設けられる。作業台5上には、複数の容器3が配置される。トレー2及び容器3は、それぞれ上部が開口する箱体である。ロボットハンド10は、トレー2から目標把持量(予め定められた量)の食材B1を取り出し、複数の容器3に順次移載する。ロボットハンド10は、アーム部11、把持部12、カメラ13、及び測定部14を備える。 The robot hand 10 is provided in the vicinity of the tray 2 and the container 3 placed on the work table 5. A plurality of containers 3 are arranged on the work table 5. The tray 2 and the container 3 are box bodies having an open upper portion, respectively. The robot hand 10 takes out the target gripping amount (predetermined amount) of the food material B1 from the tray 2 and sequentially transfers it to a plurality of containers 3. The robot hand 10 includes an arm portion 11, a grip portion 12, a camera 13, and a measuring portion 14.

把持部12は、アーム部11の先端部に取り付けられる。アーム部11は、複数の関節を有している。アーム部11は、旋回及び関節を屈曲させることにより、把持部12を所望の位置に移動させることができる。アーム部11の動作は、制御ユニット30により制御される。アーム部11は、制御ユニット30から出力される制御信号に基づいて動作する。 The grip portion 12 is attached to the tip end portion of the arm portion 11. The arm portion 11 has a plurality of joints. The arm portion 11 can move the grip portion 12 to a desired position by turning and bending the joint. The operation of the arm unit 11 is controlled by the control unit 30. The arm unit 11 operates based on the control signal output from the control unit 30.

把持部12は、食材群Bから、食材B1の一部を把持する。本実施形態において、把持部12は、図2(a)及び図2(b)に示されるように、本体部12a、3つの把持部材12b、及び駆動部12cを備える。本体部12aは、中心軸Cを有する筐体である。本体部12aは、例えば、円柱状の外形を呈する。本体部12aは、例えば、金属で形成される。本体部12aは、アーム部11の先端部に取り付けられる。 The grip portion 12 grips a part of the food material B1 from the food material group B. In the present embodiment, the grip portion 12 includes a main body portion 12a, three grip members 12b, and a drive portion 12c, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The main body portion 12a is a housing having a central axis C. The main body portion 12a has, for example, a columnar outer shape. The main body 12a is made of metal, for example. The main body portion 12a is attached to the tip end portion of the arm portion 11.

把持部材12bは、棒状の部材である。把持部材12bは、例えば、樹脂、金属等で形成される。把持部材12bは、本体部12aから下方へ突出するように、本体部12aに取り付けられる。3つの把持部材12bは、中心軸Cを中心とする仮想円上にそれぞれ配置される。3つの把持部材12bは、当該仮想円の周方向において、等間隔(120°間隔)で配置される。 The grip member 12b is a rod-shaped member. The grip member 12b is made of, for example, resin, metal, or the like. The gripping member 12b is attached to the main body portion 12a so as to project downward from the main body portion 12a. Each of the three gripping members 12b is arranged on a virtual circle centered on the central axis C. The three gripping members 12b are arranged at equal intervals (120 ° intervals) in the circumferential direction of the virtual circle.

また、把持部材12bは、移動可能に本体部12aに設けられる。具体的には、把持部材12bは、駆動部12cによって駆動されることにより移動する。駆動部12cは、把持部材12bを、中心軸Cに近づく方向及び中心軸Cから離れる方向に移動させる。駆動部12cは、3つの把持部材12bを同期して移動させる。これにより、3つの把持部材12bは、互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動する。駆動部12cは、例えば、モータ及びリンク機構を含んで構成される。駆動部12cの動作は、制御ユニット30により制御される。駆動部12cは、制御ユニット30から出力される制御信号に基づいて動作する。 Further, the gripping member 12b is movably provided on the main body portion 12a. Specifically, the gripping member 12b moves by being driven by the driving unit 12c. The drive unit 12c moves the grip member 12b in a direction approaching the central axis C and a direction away from the central axis C. The drive unit 12c moves the three gripping members 12b in synchronization with each other. As a result, the three gripping members 12b move in the direction toward each other and in the direction away from each other. The drive unit 12c includes, for example, a motor and a link mechanism. The operation of the drive unit 12c is controlled by the control unit 30. The drive unit 12c operates based on the control signal output from the control unit 30.

図3(a)及び図3(b)に示されるように、アーム部11が把持部12を上方から下方に向かって移動させることよって、把持部12の把持部材12bが食材群Bに差し込まれる。続いて、駆動部12cが3つの把持部材12bを互いに近づく方向に移動させることにより、把持部材12bは食材B1を把持する。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the arm portion 11 moves the grip portion 12 from above to below, so that the grip member 12b of the grip portion 12 is inserted into the food group B. .. Subsequently, the driving unit 12c moves the three gripping members 12b in directions toward each other, so that the gripping member 12b grips the food material B1.

ここで、把持部12によって把持される食材B1の把持量(把持された食材B1の質量)について説明する。把持部12によって把持される食材B1の把持量は、次の式(1)によって表される。
食材B1の把持量=密度P×食材B1の体積 (1)
なお、密度Pとは、食材群Bにおける食材B1の密度である。食材B1の体積は、把持部12によって把持される食材B1の体積である。
Here, the gripping amount of the food material B1 gripped by the gripping portion 12 (mass of the gripped food material B1) will be described. The gripping amount of the food material B1 gripped by the gripping portion 12 is expressed by the following equation (1).
Grasp amount of food B1 = density P x volume of food B1 (1)
The density P is the density of the food material B1 in the food material group B. The volume of the food material B1 is the volume of the food material B1 gripped by the grip portion 12.

図3(a)に示されるように、食材群Bの上面において、把持部材12bが差し込まれたときに把持部材12bによって把持される範囲を把持範囲Rとする。本実施形態において、把持範囲Rは、図2(b)に示されるように、3つの把持部材12bに内接する円の内側部分である。把持範囲Rの大きさ(直径)は、食材群Bに差し込まれるときの3つの把持部材12bの位置によって定まる。把持範囲Rの大きさは、3つの把持部材12bが中心軸Cに近い位置に移動させられている状態では小さくなり、3つの把持部材12bが中心軸Cから離れた位置に移動させられている状態では大きくなる。把持部12は、食材群Bを上方から見たときに、把持範囲R内の食材B1を把持する。 As shown in FIG. 3A, the range gripped by the gripping member 12b when the gripping member 12b is inserted on the upper surface of the food group B is defined as the gripping range R. In the present embodiment, the gripping range R is an inner portion of a circle inscribed in the three gripping members 12b, as shown in FIG. 2B. The size (diameter) of the gripping range R is determined by the positions of the three gripping members 12b when they are inserted into the food group B. The size of the gripping range R becomes smaller when the three gripping members 12b are moved to a position close to the central axis C, and the three gripping members 12b are moved to a position away from the central axis C. It grows in the state. When the food group B is viewed from above, the grip portion 12 grips the food B1 within the grip range R.

従って、図3(b)に示されるように、把持部12によって把持される食材B1の体積は、次の式(2)によって表される。
食材B1の体積=π×(把持範囲Rの半径)×差込深さL (2)
なお、把持範囲Rの直径をDとしたときに、把持範囲Rの半径は(D/2)で表される。差込深さLは、図4(a)及び図4(b)に示されるように、食材群Bへ把持部材12bが差し込まれたときの、食材群Bの上面から把持部材12bの先端部までの長さである。
Therefore, as shown in FIG. 3 (b), the volume of the food material B1 gripped by the grip portion 12 is represented by the following formula (2).
Volume of foodstuff B1 = π × (radius of gripping range R) 2 × insertion depth L (2)
When the diameter of the gripping range R is D, the radius of the gripping range R is represented by (D / 2). As shown in FIGS. 4A and 4B, the insertion depth L is the tip portion of the gripping member 12b from the upper surface of the foodstuff group B when the gripping member 12b is inserted into the foodstuff group B. Up to.

このように、把持部12によって把持される食材B1の体積は、食材群Bに差し込まれるときの把持部材12bの開き量(把持範囲R)と、食材群Bへの把持部材12bの差込深さLとに依存する。すなわち、食材群Bに差し込まれるときの把持部材12bの把持範囲Rが大きくなることで、把持部12によって把持される食材B1の量が多くなる。食材群Bへの把持部材12bの差込深さLが深くなることで、把持部12によって把持される食材B1の量が多くなる。 As described above, the volume of the food material B1 gripped by the gripping portion 12 is the opening amount (grip range R) of the gripping member 12b when inserted into the food material group B and the insertion depth of the gripping member 12b into the food material group B. It depends on L. That is, the larger the gripping range R of the gripping member 12b when it is inserted into the foodstuff group B, the larger the amount of the foodstuff B1 gripped by the gripping portion 12. As the insertion depth L of the gripping member 12b into the food material group B becomes deeper, the amount of the food material B1 gripped by the gripping portion 12 increases.

図1に示されるように、カメラ13は、トレー2内の食材群Bを撮像する。カメラ13は、トレー2における食材群Bの載置範囲を撮像可能に設けられる。カメラ13は、例えば、アーム部11の先端部に設けられる。但し、カメラ13が設けられる位置はアーム部11の先端部に限定されず、適宜の位置に設けられ得る。カメラ13の撮像情報は、制御ユニット30へ出力される。 As shown in FIG. 1, the camera 13 captures the food group B in the tray 2. The camera 13 is provided so that the mounting range of the food group B on the tray 2 can be imaged. The camera 13 is provided, for example, at the tip of the arm portion 11. However, the position where the camera 13 is provided is not limited to the tip end portion of the arm portion 11, and may be provided at an appropriate position. The image pickup information of the camera 13 is output to the control unit 30.

測定部14は、食材B1を把持した状態の把持部12をアーム部11が移動させたときに、食材B1に作用する力及び加速度を測定する。測定部14は、例えば、アーム部11の先端部と把持部12との間に設けられる。測定部14は、測定した結果を制御ユニット30に出力する。 The measuring unit 14 measures the force and acceleration acting on the food material B1 when the arm unit 11 moves the gripping unit 12 in the state where the food material B1 is gripped. The measuring unit 14 is provided, for example, between the tip end portion of the arm portion 11 and the grip portion 12. The measuring unit 14 outputs the measured result to the control unit 30.

以上のように、ロボットハンド10は、トレー2内の食材群Bに把持部12の把持部材12bを差し込んで、食材群Bから食材B1の一部を把持する。続いて、ロボットハンド10は、アーム部11を動作させることによって、移載先の容器3の上方へ把持部12を移動させる。そして、ロボットハンド10は、把持部12から食材B1を解放することで、移載先の容器3に食材B1を移載する。 As described above, the robot hand 10 inserts the gripping member 12b of the gripping portion 12 into the foodstuff group B in the tray 2 and grips a part of the foodstuff B1 from the foodstuff group B. Subsequently, the robot hand 10 moves the grip portion 12 above the transfer destination container 3 by operating the arm portion 11. Then, the robot hand 10 transfers the food material B1 to the transfer destination container 3 by releasing the food material B1 from the grip portion 12.

均し機構20は、作業台5に載置されたトレー2の近傍に設けられる。均し機構20は、トレー2内の食材群Bの上面(表面)を均す。均し機構20は、アーム部21、及び均し部22を備える。均し部22は、アーム部21の先端部に取り付けられる。均し部22は、例えば、櫛状を呈している。アーム部21は、複数の関節を有している。アーム部21は、旋回及び関節を屈曲させることにより、均し部22を所望の位置に移動させることができる。アーム部21の動作は、制御ユニット30により制御される。アーム部21は、制御ユニット30から出力される制御信号に基づいて動作する。均し機構20は、均し部22を食材群Bの上面に当接させ、食材群Bに当接した状態で均し部22を移動させることによって、食材群Bの上面を均す。 The leveling mechanism 20 is provided in the vicinity of the tray 2 placed on the work table 5. The leveling mechanism 20 smoothes the upper surface (surface) of the food group B in the tray 2. The leveling mechanism 20 includes an arm portion 21 and a leveling portion 22. The leveling portion 22 is attached to the tip end portion of the arm portion 21. The leveling portion 22 has, for example, a comb shape. The arm portion 21 has a plurality of joints. The arm portion 21 can move the leveling portion 22 to a desired position by turning and bending the joint. The operation of the arm unit 21 is controlled by the control unit 30. The arm unit 21 operates based on the control signal output from the control unit 30. The leveling mechanism 20 abuts the leveling portion 22 on the upper surface of the food group B, and moves the leveling portion 22 in a state of being in contact with the food group B to level the upper surface of the food group B.

制御ユニット30は、ロボットハンド10の動作、及び均し機構20の動作を制御する。制御ユニット30は、ロボットハンド10又は均し機構20内に収容されてもよく、ロボットハンド10及び均し機構20の外部に設けられてもよい。制御ユニット30は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有する電子制御ユニットである。制御ユニット30は、制御信号をロボットハンド10及び均し機構20に出力する。制御ユニット30は、物品範囲検出部(高さ検出部)31、差込深さ算出部32、開き量算出部33、差込位置設定部34、ロボット制御部35、報知制御部36、均し制御部37、及び質量算出部38を備える。 The control unit 30 controls the operation of the robot hand 10 and the operation of the leveling mechanism 20. The control unit 30 may be housed in the robot hand 10 or the leveling mechanism 20, or may be provided outside the robot hand 10 and the leveling mechanism 20. The control unit 30 is an electronic control unit having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The control unit 30 outputs a control signal to the robot hand 10 and the leveling mechanism 20. The control unit 30 includes an article range detection unit (height detection unit) 31, an insertion depth calculation unit 32, an opening amount calculation unit 33, an insertion position setting unit 34, a robot control unit 35, a notification control unit 36, and a leveling unit. It includes a control unit 37 and a mass calculation unit 38.

物品範囲検出部31は、トレー2における食材群Bの載置範囲S(図5参照)を検出する。この載置範囲Sは、トレー2を上方から見た場合において、食材群Bを載置(収容)することができる範囲である。本実施形態においてトレー2は、上方から見た場合において長方形状の載置範囲Sを有している。この載置範囲Sの形状及び大きさは、トレー2の種類に応じて異なっている。 The article range detection unit 31 detects the placement range S (see FIG. 5) of the food group B in the tray 2. This placement range S is a range in which the food material group B can be placed (accommodated) when the tray 2 is viewed from above. In the present embodiment, the tray 2 has a rectangular mounting range S when viewed from above. The shape and size of the mounting range S differ depending on the type of the tray 2.

物品範囲検出部31は、載置範囲Sを、カメラ13の撮像情報に基づいて検出する。例えば、物品範囲検出部31は、周知の画像処理技術に基づいて、カメラ13の撮像画像からトレー2又は食材群Bを抽出し、抽出結果に基づいて載置範囲Sを検出してもよい。 The article range detection unit 31 detects the placement range S based on the image pickup information of the camera 13. For example, the article range detection unit 31 may extract the tray 2 or the food material group B from the captured image of the camera 13 based on a well-known image processing technique, and detect the placement range S based on the extraction result.

また、物品範囲検出部31は、トレー2に載置された食材群Bの物品高さH(図4(a)参照)を検出する。ここでの、食材群Bの物品高さHとは、トレー2の底部2aの上面から食材群Bの上面まで鉛直方向(食材群Bへの把持部12の差し込み方向)に沿った長さである。 Further, the article range detecting unit 31 detects the article height H (see FIG. 4A) of the food material group B placed on the tray 2. Here, the article height H of the food group B is a length along the vertical direction (the direction in which the grip portion 12 is inserted into the food group B) from the upper surface of the bottom 2a of the tray 2 to the upper surface of the food group B. be.

物品範囲検出部31は、物品高さHを、カメラ13の撮像情報に基づいて検出する。例えば、物品範囲検出部31は、周知の画像処理技術に基づいて、カメラ13の撮像画像から作業台5の上面に対する食材群Bの上面の高さ位置を検出する。物品範囲検出部31は、検出した食材群Bの上面の高さ位置と、予め設定されたトレー2の底部2aの厚さとに基づいて物品高さHを検出してもよい。 The article range detection unit 31 detects the article height H based on the image pickup information of the camera 13. For example, the article range detection unit 31 detects the height position of the upper surface of the food group B with respect to the upper surface of the work table 5 from the captured image of the camera 13 based on a well-known image processing technique. The article range detecting unit 31 may detect the article height H based on the height position of the upper surface of the detected food group B and the thickness of the bottom portion 2a of the tray 2 set in advance.

差込深さ算出部32は、把持部12の把持部材12bを食材群Bに差し込むときの差込深さLを算出する。差込深さ算出部32は、物品範囲検出部31で検出された物品高さHに基づいて、検出された物品高さH以下となるように差込深さLを算出する。また、差込深さ算出部32は、可能な限り差込深さLを長くする。すなわち、差込深さ算出部32は、差込深さLとして、把持部12を食材群Bに差し込むことができる最大の差込深さLを算出する。ここで、図4(a)に示されるように、把持部材12bにおける食材群Bへの差込可能な長さを差込可能長さLMとする。例えば、図4(a)に示されるように、物品高さHが差込可能長さLMよりも長い場合、物品範囲検出部31は、差込可能長さLMを差込深さLとして算出する。例えば、図4(b)に示されるように、物品高さHが差込可能長さLM以下である場合、物品範囲検出部31は、物品高さHを差込深さLとして算出する。なお、物品範囲検出部31は、図4(b)に示される場合、物品高さHから所定の余裕分を減算した長さを、差込深さLとして算出してもよい。このように、物品範囲検出部31は、把持部材12bの先端部がトレー2の底部2aに当接しない範囲で、物品高さHが高い場合には物品高さHが低い場合に比べて、差込深さLを長くする。 The insertion depth calculation unit 32 calculates the insertion depth L when the grip member 12b of the grip unit 12 is inserted into the food group B. The insertion depth calculation unit 32 calculates the insertion depth L so as to be equal to or less than the detected article height H based on the article height H detected by the article range detection unit 31. Further, the insertion depth calculation unit 32 lengthens the insertion depth L as much as possible. That is, the insertion depth calculation unit 32 calculates the maximum insertion depth L at which the grip portion 12 can be inserted into the food group B as the insertion depth L. Here, as shown in FIG. 4A, the length of the gripping member 12b that can be inserted into the food group B is defined as the insertable length LM. For example, as shown in FIG. 4A, when the article height H is longer than the insertable length LM, the article range detection unit 31 calculates the insertable length LM as the insertion depth L. do. For example, as shown in FIG. 4B, when the article height H is equal to or less than the insertable length LM, the article range detection unit 31 calculates the article height H as the insertion depth L. In the case shown in FIG. 4B, the article range detection unit 31 may calculate the length obtained by subtracting a predetermined margin from the article height H as the insertion depth L. As described above, in the range in which the tip end portion of the gripping member 12b does not abut on the bottom portion 2a of the tray 2, the article range detection unit 31 has a high article height H as compared with a low article height H. Increase the insertion depth L.

開き量算出部33は、把持部材12bが食材群Bに差し込まれるときの把持部材12bの開き量を算出する。すなわち、開き量算出部33は、把持部材12bが差し込まれたときに把持部材12bによって食材B1が把持される把持範囲Rの大きさを算出する。具体的には、開き量算出部33は、予め設定された食材B1の目標把持量と、上記式(1)とに基づいて、把持部12によって把持する食材B1の体積を求める。なお、密度Pは、把持される食材B1の種類に応じて予め設定される。続いて、開き量算出部33は、求めた食材B1の体積と、差込深さ算出部32で算出された差込深さL(最大の差込深さL)と、上記式(2)とに基づいて、把持範囲Rの大きさを算出する。 The opening amount calculation unit 33 calculates the opening amount of the gripping member 12b when the gripping member 12b is inserted into the food group B. That is, the opening amount calculation unit 33 calculates the size of the gripping range R in which the food material B1 is gripped by the gripping member 12b when the gripping member 12b is inserted. Specifically, the opening amount calculation unit 33 obtains the volume of the food material B1 to be gripped by the gripping unit 12 based on the preset target gripping amount of the food material B1 and the above formula (1). The density P is set in advance according to the type of the food material B1 to be gripped. Subsequently, the opening amount calculation unit 33 includes the obtained volume of the food material B1, the insertion depth L calculated by the insertion depth calculation unit 32 (maximum insertion depth L), and the above equation (2). Based on the above, the size of the gripping range R is calculated.

このように、開き量算出部33は、差込深さLが長い場合には、差込深さLが短い場合に比べて把持範囲Rの大きさ(把持部材12bの開き量)を小さくする。把持部12は、開き量算出部33で算出された把持範囲R、及び差込深さ算出部32で算出された差込深さLで食材B1を把持することで、目標把持量の食材B1を把持できる。 As described above, when the insertion depth L is long, the opening amount calculation unit 33 reduces the size of the gripping range R (opening amount of the gripping member 12b) as compared with the case where the insertion depth L is short. .. The gripping portion 12 grips the food material B1 with the gripping range R calculated by the opening amount calculation unit 33 and the insertion depth L calculated by the insertion depth calculation unit 32, whereby the food material B1 having the target gripping amount is held. Can be grasped.

差込位置設定部34は、把持部12の把持部材12bを食材群Bに差し込んで把持するときの差込位置を設定する。なお、差込位置は、例えば、把持部材12bが食材群Bの上面に差し込まれるときの把持部12の中心軸Cの位置で表されてもよい。差込位置設定部34は、物品範囲検出部31で検出された載置範囲S内に、複数の差込位置を設定する。図5に示されるように、差込位置設定部34は、開き量算出部33で算出された把持範囲Rの大きさに基づいて、食材B1が載置される平面において把持部12による把持範囲Rが互いに重ならないように載置範囲S内に複数の差込位置を設定する。すなわち、差込位置設定部34は、載置範囲Sを上方から見た場合において、把持範囲Rが互いに重ならないように載置範囲S内に複数の差込位置を設定する。差込位置設定部34は、載置範囲S内に複数の差込位置を設定する際に、把持範囲Rが互いに重ならないように設定することができる最大数の差込位置を設定する。 The insertion position setting unit 34 sets the insertion position when the grip member 12b of the grip portion 12 is inserted into the food group B and gripped. The insertion position may be represented by, for example, the position of the central axis C of the grip portion 12 when the grip member 12b is inserted into the upper surface of the food group B. The insertion position setting unit 34 sets a plurality of insertion positions within the mounting range S detected by the article range detection unit 31. As shown in FIG. 5, the insertion position setting unit 34 has a gripping range by the gripping unit 12 on a plane on which the food material B1 is placed, based on the size of the gripping range R calculated by the opening amount calculation unit 33. A plurality of insertion positions are set within the mounting range S so that R do not overlap with each other. That is, the insertion position setting unit 34 sets a plurality of insertion positions within the mounting range S so that the gripping ranges R do not overlap each other when the mounting range S is viewed from above. The insertion position setting unit 34 sets the maximum number of insertion positions that can be set so that the gripping ranges R do not overlap each other when setting a plurality of insertion positions within the mounting range S.

差込位置設定部34は、図5に示されるように、上方から見たときに、載置範囲Sの長辺及び短辺に沿って把持範囲Rが格子状に並ぶように差込位置を設定する。また、差込位置設定部34は、図5に示されるように格子状に把持範囲Rが配置されるように差込位置を設定することに限定されず、例えば千鳥格子状に把持範囲Rが配置されるように差込位置を設定してもよい。 As shown in FIG. 5, the insertion position setting unit 34 sets the insertion position so that the gripping range R is arranged in a grid pattern along the long side and the short side of the mounting range S when viewed from above. Set. Further, the insertion position setting unit 34 is not limited to setting the insertion position so that the gripping range R is arranged in a grid pattern as shown in FIG. 5, for example, the gripping range R is arranged in a houndstooth pattern. The insertion position may be set so that is arranged.

ロボット制御部35は、ロボットハンド10に対して制御信号を出力することにより、ロボットハンド10の動作を制御する。ロボット制御部35は、差込位置設定部34で設定された複数の差込位置ごとに、食材B1の把持及び移載先の容器3への食材B1の移載が順次行われるように、ロボットハンド10の動作を制御する。 The robot control unit 35 controls the operation of the robot hand 10 by outputting a control signal to the robot hand 10. The robot control unit 35 is a robot so that the food material B1 is grasped and the food material B1 is sequentially transferred to the transfer destination container 3 for each of the plurality of insertion positions set by the insertion position setting unit 34. Controls the operation of the hand 10.

具体的には、ロボット制御部35は、駆動部12cに対して制御信号を出力することで、開き量算出部33で算出された把持範囲Rとなるように把持部材12bを移動させる。続いて、ロボット制御部35は、アーム部11に対して制御信号を出力することで、差込位置設定部34で設定された差込位置の上方に把持部12が位置するように、アーム部11を動作させる。なお、把持範囲Rとなるように把持部材12bを移動させる動作と、差込位置の上方に把持部12を位置させるためのアーム部11の動作とは、同時に行われてもよく、どちらが先に行われてもよい。 Specifically, the robot control unit 35 outputs a control signal to the drive unit 12c to move the grip member 12b so as to have a gripping range R calculated by the opening amount calculation unit 33. Subsequently, the robot control unit 35 outputs a control signal to the arm unit 11 so that the grip unit 12 is positioned above the insertion position set by the insertion position setting unit 34. 11 is operated. The operation of moving the gripping member 12b so as to be within the gripping range R and the operation of the arm portion 11 for locating the gripping portion 12 above the insertion position may be performed at the same time, whichever comes first. It may be done.

続いて、ロボット制御部35は、アーム部11に対して制御信号を出力することで、差込深さ算出部32で算出された差込深さLだけ把持部材12bが食材群Bに差し込まれるように、アーム部11を動作させる。続いて、ロボット制御部35は、駆動部12cに対して制御信号を出力することで、把持部材12bを中心軸C側に移動させて把持部材12bによって食材B1を把持させる。続いて、ロボット制御部35は、アーム部11に対して制御信号を出力することで、移載先の容器3の上方に把持部12が位置するように、アーム部11を動作させる。続いて、ロボット制御部35は、駆動部12cに対して制御信号を出力することで、把持部材12bを中心軸Cから離れる側に移動させ、把持部12から食材B1を解放させる。これにより、ロボットハンド10は、トレー2から移載先の容器3へ、予め設定された目標把持量の食材B1を移載できる。 Subsequently, the robot control unit 35 outputs a control signal to the arm unit 11, so that the gripping member 12b is inserted into the food group B by the insertion depth L calculated by the insertion depth calculation unit 32. As described above, the arm portion 11 is operated. Subsequently, the robot control unit 35 outputs a control signal to the drive unit 12c to move the grip member 12b to the central axis C side and grip the food material B1 by the grip member 12b. Subsequently, the robot control unit 35 outputs a control signal to the arm unit 11 to operate the arm unit 11 so that the grip portion 12 is located above the container 3 to be transferred. Subsequently, the robot control unit 35 outputs a control signal to the drive unit 12c to move the grip member 12b to the side away from the central axis C, and releases the food material B1 from the grip unit 12. As a result, the robot hand 10 can transfer the food material B1 having a preset target gripping amount from the tray 2 to the transfer destination container 3.

報知制御部36は、報知ユニット40に制御信号を出力することで、物品移載装置1のオペレータに対して報知する。報知ユニット40は、例えば、ディスプレイ、ランプ、又はスピーカであってもよい。報知制御部36は、ロボットハンド10によって食材B1の移載が行われることによってトレー2内の食材B1が無くなった(所定量未満となった)場合に、報知ユニット40を通じて報知する。トレー2内の食材B1が無くなった(所定量未満となった)場合とは、差込深さLが短いために把持部12によって目標把持量の食材B1を把持できない場合であってもよい。報知制御部36は、トレー2内の食材B1が無くなったことを、物品範囲検出部31における食材群Bの物品高さHの検出結果に基づいて判定することができる。これにより、オペレータは、トレー2の交換タイミング等を認識できる。 The notification control unit 36 notifies the operator of the article transfer device 1 by outputting a control signal to the notification unit 40. The notification unit 40 may be, for example, a display, a lamp, or a speaker. The notification control unit 36 notifies through the notification unit 40 when the food material B1 in the tray 2 is exhausted (less than a predetermined amount) due to the transfer of the food material B1 by the robot hand 10. The case where the food material B1 in the tray 2 is exhausted (less than a predetermined amount) may be a case where the gripping portion 12 cannot grip the food material B1 having a target gripping amount because the insertion depth L is short. The notification control unit 36 can determine that the food material B1 in the tray 2 has disappeared based on the detection result of the product height H of the food material group B in the product range detection unit 31. As a result, the operator can recognize the replacement timing of the tray 2.

均し制御部37は、均し機構20の動作を制御する。均し制御部37は、アーム部21に対して制御信号を出力することで、均し部22によって食材B1の上面を均すように、アーム部21を動作させる。また、均し制御部37は、載置範囲S内に設定された複数の差込位置のうち、食材B1の把持及び移載が行われた差込位置の数が予め定められた数に達した場合に、食材B1の把持及び移載が行われた差込位置の食材群Bの上面を均す。本実施形態において、均し制御部37は、載置範囲Sに設定された全ての差込位置に対して食材B1の把持及び移載が行われた場合に、均し機構20によって食材群Bの上面全体を均す。 The leveling control unit 37 controls the operation of the leveling mechanism 20. The leveling control unit 37 outputs a control signal to the arm unit 21 to operate the arm unit 21 so as to level the upper surface of the food material B1 by the leveling unit 22. Further, the leveling control unit 37 reaches a predetermined number of insertion positions in which the food material B1 is gripped and transferred among the plurality of insertion positions set in the placement range S. In this case, the upper surface of the food group B at the insertion position where the food B1 is gripped and transferred is leveled. In the present embodiment, when the leveling control unit 37 grips and transfers the food material B1 to all the insertion positions set in the placement range S, the leveling mechanism 20 causes the food material group B to be held. Smooth the entire top surface of the.

均し制御部37によって食材群Bの上面全体が均された後、トレー2内の食材B1が移載されたために、トレー2内の食材群Bの物品高さHが低くなる。このため、物品範囲検出部31は、物品高さHの検出を再度行う。差込深さ算出部32は、差込深さLの算出を再度行う。開き量算出部33は、把持範囲Rの算出を再度行う。差込位置設定部34は、開き量算出部33によって再度算出された把持範囲Rに基づいて、載置範囲S内に複数の差込位置を再度設定する。そして、ロボットハンド10は、再度設定された差込位置に基づいて食材B1の移載を行う。このように、物品移載装置1は、トレー2内の食材群Bが無くなるまで(所定量未満となるまで)、トレー2から容器3への食材B1の移載を繰り返し行う。 After the entire upper surface of the food group B is leveled by the leveling control unit 37, the food material B1 in the tray 2 is transferred, so that the article height H of the food material group B in the tray 2 becomes low. Therefore, the article range detection unit 31 detects the article height H again. The insertion depth calculation unit 32 calculates the insertion depth L again. The opening amount calculation unit 33 calculates the gripping range R again. The insertion position setting unit 34 resets a plurality of insertion positions within the mounting range S based on the gripping range R recalculated by the opening amount calculation unit 33. Then, the robot hand 10 transfers the food material B1 based on the insertion position set again. In this way, the article transfer device 1 repeatedly transfers the food material B1 from the tray 2 to the container 3 until the food material group B in the tray 2 is exhausted (until the amount becomes less than a predetermined amount).

質量算出部38は、測定部14の測定結果(食材B1に作用する力及び加速度)に基づいて、周知の方法によって、把持部12が把持する食材B1の質量を算出する。差込深さ算出部32は、質量算出部38で算出された食材B1の質量が、予め設定された目標把持量と一致しているか否かを判定する。両者が一致しない場合、差込深さ算出部32は、質量算出部38で算出された食材B1の質量が目標把持量と一致するように、差込深さLを調整する。また、開き量算出部33は、質量算出部38で算出された食材B1の質量が、予め設定された目標把持量と一致しているか否かを判定する。両者が一致しない場合、開き量算出部33は、質量算出部38で算出された食材B1の質量が目標把持量と一致するように、把持範囲Rの大きさを調整する。なお、差込深さ算出部32における差込深さLの調整、及び開き量算出部33における把持範囲Rの大きさの調整は、両方の調整が行われてもよく、いずれか一方の調整のみが行われていもよい。差込深さ算出部32及び開き量算出部33は、差込深さLの調整及び把持範囲Rの大きさの調整を、均し機構20による均し動作が終わった後、差込位置設定部34によって差込位置が再度設定される前に行う。但し、差込深さ算出部32及び開き量算出部33は、差込深さLの調整及び把持範囲Rの大きさの調整を、トレー2から容器3へ食材B1が移載されるごとに行ってもよい。 The mass calculation unit 38 calculates the mass of the food material B1 gripped by the gripping unit 12 by a well-known method based on the measurement result (force and acceleration acting on the food material B1) of the measuring unit 14. The insertion depth calculation unit 32 determines whether or not the mass of the food material B1 calculated by the mass calculation unit 38 matches the preset target gripping amount. If they do not match, the insertion depth calculation unit 32 adjusts the insertion depth L so that the mass of the food material B1 calculated by the mass calculation unit 38 matches the target gripping amount. Further, the opening amount calculation unit 33 determines whether or not the mass of the food material B1 calculated by the mass calculation unit 38 matches the preset target gripping amount. If they do not match, the opening amount calculation unit 33 adjusts the size of the gripping range R so that the mass of the food material B1 calculated by the mass calculation unit 38 matches the target gripping amount. Both adjustments may be made for the adjustment of the insertion depth L in the insertion depth calculation unit 32 and the adjustment of the size of the gripping range R in the opening amount calculation unit 33, and one of them may be adjusted. Only may be done. The insertion depth calculation unit 32 and the opening amount calculation unit 33 adjust the insertion depth L and the size of the gripping range R, and set the insertion position after the leveling operation by the leveling mechanism 20 is completed. This is performed before the insertion position is set again by the unit 34. However, the insertion depth calculation unit 32 and the opening amount calculation unit 33 adjust the insertion depth L and the size of the gripping range R every time the food material B1 is transferred from the tray 2 to the container 3. You may go.

次に、物品移載装置1で行われるトレー2から容器3への食材B1の移載処理の流れについて説明する。なお、図6に示される処理は、作業台5の所定位置に食材群Bが載置されたトレー2が設置されたときに開始される。また、図6に示される処理は、トレー2内の食材群Bが無くなった(所定量未満となった)場合、又はオペレータから移載処理の停止の指示がされた場合に終了する。 Next, the flow of the transfer process of the food material B1 from the tray 2 to the container 3 performed by the article transfer device 1 will be described. The process shown in FIG. 6 is started when the tray 2 on which the food group B is placed is installed at a predetermined position on the work table 5. Further, the process shown in FIG. 6 ends when the food group B in the tray 2 is exhausted (less than a predetermined amount) or when the operator gives an instruction to stop the transfer process.

作業台5の所定位置にトレー2が載置されると、物品範囲検出部31は、トレー2における食材群Bの載置範囲Sを検出する。さらに、物品範囲検出部31は、食材群Bの物品高さHを検出する(S101)。差込深さ算出部32は、把持部12の把持部材12bを食材群Bに差し込むときの差込深さLを算出する(S102)。開き量算出部33は、把持部材12bが差し込まれたときに把持部材12bによって食材B1が把持される把持範囲Rの大きさを算出する(S103)。差込位置設定部34は、載置範囲S内に、複数の差込位置を設定する(S104)。 When the tray 2 is placed at a predetermined position on the work table 5, the article range detection unit 31 detects the placement range S of the food group B in the tray 2. Further, the article range detection unit 31 detects the article height H of the food group B (S101). The insertion depth calculation unit 32 calculates the insertion depth L when the grip member 12b of the grip unit 12 is inserted into the food group B (S102). The opening amount calculation unit 33 calculates the size of the gripping range R in which the food material B1 is gripped by the gripping member 12b when the gripping member 12b is inserted (S103). The insertion position setting unit 34 sets a plurality of insertion positions within the mounting range S (S104).

ロボット制御部35は、ロボットハンド10の動作を制御することによって、載置範囲S内に設定された複数の差込位置ごとに、食材B1の把持及び移載先の容器3への食材B1の移載を行う(S105)。ロボット制御部35は、全ての差込位置に対して食材B1の把持及び移載が行われるまで、食材B1の把持及び移載を行う。 By controlling the operation of the robot hand 10, the robot control unit 35 grips the food material B1 and transfers the food material B1 to the container 3 to which the food material B1 is transferred for each of the plurality of insertion positions set in the mounting range S. Reprint (S105). The robot control unit 35 grips and transfers the food material B1 until the food material B1 is gripped and transferred to all the insertion positions.

全ての差込位置において食材B1の把持及び移載が行われた後、均し制御部37は、均し機構20の動作を制御することによって、食材群Bの上面を均す(S106)。食材群Bの上面が均された後、物品範囲検出部31は、再び食材群Bの物品高さHを検出する(S107)。報知制御部36は、物品範囲検出部31における物品高さHの検出結果に基づいて、トレー2内の食材B1が無くなった(所定量未満となった)か否かを判定する(S108)。トレー2内の食材B1が無くなった場合(S108:YES)、報知制御部36は、トレー2内の食材B1が無くなったことを報知ユニット40を通じて報知する(S109)。報知の後、物品移載装置1は、移載処理を終了する。 After the food material B1 is gripped and transferred at all the insertion positions, the leveling control unit 37 smoothes the upper surface of the food material group B by controlling the operation of the leveling mechanism 20 (S106). After the upper surface of the food group B is leveled, the article range detection unit 31 again detects the article height H of the food group B (S107). The notification control unit 36 determines whether or not the food material B1 in the tray 2 is exhausted (less than a predetermined amount) based on the detection result of the article height H in the article range detecting unit 31 (S108). When the foodstuff B1 in the tray 2 is exhausted (S108: YES), the notification control unit 36 notifies through the notification unit 40 that the foodstuff B1 in the tray 2 is exhausted (S109). After the notification, the article transfer device 1 ends the transfer process.

一方、トレー2内に食材B1が残っている場合(所定量以上残っている場合)(S108:NO)、差込深さ算出部32は、S107で算出された物品高さHに基づいて、把持部12の把持部材12bを食材群Bに差し込むときの差込深さLを算出する(S102)。その後、物品移載装置1は、上述したS103以降の処理を実行する。なお、S106において食材群Bの上面が均された後、再びS103において把持範囲Rを算出する際に、差込深さ算出部32及び開き量算出部33は、質量算出部38で算出された食材B1の質量に基づいて、差込深さL及び把持範囲Rの大きさを調整してもよい。 On the other hand, when the food material B1 remains in the tray 2 (when a predetermined amount or more remains) (S108: NO), the insertion depth calculation unit 32 is based on the article height H calculated in S107. The insertion depth L when the grip member 12b of the grip portion 12 is inserted into the food group B is calculated (S102). After that, the article transfer device 1 executes the above-mentioned processes after S103. After the upper surface of the food group B was leveled in S106, when the gripping range R was calculated again in S103, the insertion depth calculation unit 32 and the opening amount calculation unit 33 were calculated by the mass calculation unit 38. The size of the insertion depth L and the gripping range R may be adjusted based on the mass of the food material B1.

以上のように、物品移載装置1では、物品範囲検出部31で検出された物品高さHに基づいて把持部12の差込深さLが算出される。また、この物品移載装置1では、予め設定された目標把持量及び算出された差込深さLに基づいて、把持部12の把持範囲Rが算出される。すなわち、物品移載装置1は、物品高さHに基づいて、把持部12の差込深さL及び把持範囲Rを制御し、食材B1の把持を行っている。これにより、物品移載装置1は、移載を繰り返すことによって物品高さHが変化しても、一定量の物品を安定して移載できる。 As described above, in the article transfer device 1, the insertion depth L of the grip portion 12 is calculated based on the article height H detected by the article range detection unit 31. Further, in the article transfer device 1, the gripping range R of the gripping portion 12 is calculated based on the preset target gripping amount and the calculated insertion depth L. That is, the article transfer device 1 controls the insertion depth L and the gripping range R of the gripping portion 12 based on the article height H to grip the food material B1. As a result, the article transfer device 1 can stably transfer a certain amount of articles even if the article height H changes due to repeated transfer.

物品高さHが高い場合、物品高さHが低い場合に比べて、差込深さ算出部32は差込深さLを深くし且つ開き量算出部33は把持範囲Rを小さくする。この場合、物品移載装置1は、物品高さHが高い場合には、物品高さHが低い場合に比べて把持部12の把持部材12bをより深くまで食材群Bに差し込むことができる。ここで、一般に、ロボットハンド10は、把持部12の移動速度(食材群Bへの把持部材12bの差込速度)よりも、把持部12を閉じる(食材B1を把持する)ときの動作速度の方が遅い。このため、物品移載装置1は、物品高さHが高い場合には差込深さLを深くすることによって、把持部12の把持範囲Rを小さくすることができる。すなわち、把持部12が食材B1を把持するための動作時間が短くなる。これにより、物品移載装置1は、物品高さHが高い場合には、把持部12の把持部材12bを食材群Bに差し込んで把持するまでに要する時間を短くできる。 When the article height H is high, the insertion depth calculation unit 32 makes the insertion depth L deeper and the opening amount calculation unit 33 makes the gripping range R smaller than when the article height H is low. In this case, when the article height H is high, the article transfer device 1 can insert the grip member 12b of the grip portion 12 deeper into the food group B than when the article height H is low. Here, in general, the robot hand 10 has an operating speed when closing the grip portion 12 (grasping the food B1) rather than the moving speed of the grip portion 12 (the speed at which the grip member 12b is inserted into the food group B). Is slower. Therefore, when the article height H is high, the article transfer device 1 can reduce the gripping range R of the gripping portion 12 by increasing the insertion depth L. That is, the operation time for the gripping portion 12 to grip the food material B1 is shortened. As a result, when the article height H is high, the article transfer device 1 can shorten the time required for inserting the grip member 12b of the grip portion 12 into the food group B and gripping the food group B.

差込深さ算出部32は、質量算出部38で算出された把持部12が把持する食材B1の質量と目標把持量とに基づいて、差込深さLを調整する。開き量算出部33は、質量算出部38で算出された把持部12が把持する食材B1の質量と目標把持量とに基づいて、把持部12の把持範囲Rを調整する。この場合、物品移載装置1は、質量算出部38の算出結果に基づいて食材B1の把持量を補正することができる。 The insertion depth calculation unit 32 adjusts the insertion depth L based on the mass of the food material B1 gripped by the grip unit 12 calculated by the mass calculation unit 38 and the target gripping amount. The opening amount calculation unit 33 adjusts the gripping range R of the gripping unit 12 based on the mass of the food material B1 gripped by the gripping unit 12 calculated by the mass calculating unit 38 and the target gripping amount. In this case, the article transfer device 1 can correct the gripping amount of the food material B1 based on the calculation result of the mass calculation unit 38.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、均し制御部37は、載置範囲Sに設定された全ての差込位置に対して食材B1の把持及び移載が行われた後に、均し機構20によって食材群Bの上面全体を均すことに限定されない。均し制御部37は、載置範囲S内に設定された複数の差込位置のうち、食材B1の把持及び移載が行われた差込位置の数が予め定められた数に達した場合に、食材B1の把持及び移載が行われた差込位置の食材群Bの上面を均し機構20によって均してもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the leveling control unit 37 grips and transfers the food material B1 to all the insertion positions set in the placement range S, and then uses the leveling mechanism 20 to cover the entire upper surface of the food material group B. Not limited to leveling. When the number of insertion positions where the food material B1 is gripped and transferred reaches a predetermined number among the plurality of insertion positions set in the placement range S, the leveling control unit 37 is used. In addition, the upper surface of the food group B at the insertion position where the food B1 is gripped and transferred may be leveled by the leveling mechanism 20.

均し機構20の均し部22は、例えば板状等、櫛状以外の形状であってもよい。均し機構20は、アーム部21及び均し部22を備えることに限定されない。均し機構20は、食材群Bの上面を均すことができる機構であれば、他の機構であってもよい。例えば、均し機構20は、振動源を備え、トレー2を振動させることによって食材群Bの上面を均す機構であってもよい。 The leveling portion 22 of the leveling mechanism 20 may have a shape other than a comb shape, such as a plate shape. The leveling mechanism 20 is not limited to the provision of the arm portion 21 and the leveling portion 22. The leveling mechanism 20 may be another mechanism as long as it can level the upper surface of the food group B. For example, the leveling mechanism 20 may be a mechanism provided with a vibration source and leveling the upper surface of the food group B by vibrating the tray 2.

物品移載装置1は、均し機構20及び均し制御部37を備えていなくてもよい。例えば、物品移載装置1のオペレータによってトレー2内の食材群Bの上面が均されてもよい。この場合、報知制御部36は、載置範囲Sに設定された全ての差込位置に対して食材B1の把持及び移載が行われた場合に、報知ユニット40を通じて報知する。これにより、オペレータは、載置範囲Sに設定された全ての差込位置に対して食材B1の把持及び移載が行われたことを認識できる。なお、報知制御部36は、載置範囲Sに設定された全ての差込位置に対して食材B1の把持及び移載が行われた場合に、報知ユニット40を通じて報知することに限定されない。例えば、報知制御部36は、載置範囲Sに設定された複数の差込位置のうち、食材B1の把持及び移載が行われた差込位置の数が予め定められた数に達した場合に、報知ユニット40を通じて報知してもよい。この場合、オペレータは、食材B1の把持及び移載が行われた差込位置の数が予め定められた数に達したことを認識できる。このように、報知制御部36及び報知ユニット40は、食材B1の把持及び移載が行われた差込位置の数が予め定められた数に達した場合に報知する報知部として機能する。オペレータによってトレー2内の食材群Bの上面が均された後、物品移載装置1は、均し機構20によって食材群Bの上面が均された場合と同様に、トレー2から容器3への食材B1の移載を再開する。 The article transfer device 1 does not have to include the leveling mechanism 20 and the leveling control unit 37. For example, the upper surface of the food group B in the tray 2 may be leveled by the operator of the article transfer device 1. In this case, the notification control unit 36 notifies through the notification unit 40 when the food material B1 is gripped and transferred to all the insertion positions set in the mounting range S. As a result, the operator can recognize that the food material B1 has been gripped and transferred to all the insertion positions set in the placement range S. The notification control unit 36 is not limited to notifying through the notification unit 40 when the food material B1 is gripped and transferred to all the insertion positions set in the placement range S. For example, when the notification control unit 36 reaches a predetermined number of insertion positions in which the food material B1 is gripped and transferred among the plurality of insertion positions set in the placement range S. In addition, notification may be performed through the notification unit 40. In this case, the operator can recognize that the number of insertion positions where the food material B1 has been gripped and transferred has reached a predetermined number. In this way, the notification control unit 36 and the notification unit 40 function as a notification unit that notifies when the number of insertion positions where the food material B1 is gripped and transferred reaches a predetermined number. After the top surface of the food group B in the tray 2 is leveled by the operator, the article transfer device 1 moves the food transfer device 1 from the tray 2 to the container 3 in the same manner as when the top surface of the food group B is leveled by the leveling mechanism 20. Resume the transfer of foodstuff B1.

また、物品移載装置1は、物品範囲検出部31における物品高さHの検出結果に基づいてトレー2内の食材B1の有無を判定し、トレー2内の食材B1が無くなった場合に食材B1の移載処理を終了した。物品移載装置1は、物品高さHの検出結果に基づいて移載処理を終了することに限定されない。例えば、物品移載装置1は、トレー2から容器3への食材B1の移載を所定回数実行した後に、移載処理を終了してもよい。 Further, the article transfer device 1 determines the presence or absence of the food material B1 in the tray 2 based on the detection result of the article height H in the article range detection unit 31, and when the food material B1 in the tray 2 is exhausted, the food material B1 The transfer process of is completed. The article transfer device 1 is not limited to terminating the transfer process based on the detection result of the article height H. For example, the article transfer device 1 may end the transfer process after executing the transfer of the food material B1 from the tray 2 to the container 3 a predetermined number of times.

物品範囲検出部31は、カメラ13の撮像情報に基づいて載置範囲Sを検出することに限定されない。例えば、物品範囲検出部31は、オペレータが入力した載置範囲Sの情報を用いてもよい。 The article range detection unit 31 is not limited to detecting the mounting range S based on the image pickup information of the camera 13. For example, the article range detection unit 31 may use the information of the mounting range S input by the operator.

物品範囲検出部31は、カメラ13の撮像情報に基づいて物品高さHを検出することに限定されない。例えば、物品範囲検出部31は、距離センサ等を用いて物品高さHを検出してもよい。 The article range detection unit 31 is not limited to detecting the article height H based on the image pickup information of the camera 13. For example, the article range detection unit 31 may detect the article height H using a distance sensor or the like.

上記実施形態では、把持部12が3つの把持部材12bを有する形態を一例に説明した。しかし、把持部12は、少なくとも2つの把持部材を有していればよい。把持部12は、食材B1を把持する構成であれば、如何なる構成であってもよい。 In the above embodiment, the embodiment in which the grip portion 12 has three grip members 12b has been described as an example. However, the grip portion 12 may have at least two grip members. The grip portion 12 may have any configuration as long as it grips the food material B1.

上記の実施形態において物品移載装置1は、トレー2内の食材B1を把持して容器3に移載した。しかしながら、物品移載装置1は、移載対象として食材B1以外の種々の物品を移載できる。また、物品移載装置1は、トレー2から容器3へ食材B1を移載することに限定されず、種々の用途に用いられ得る。 In the above embodiment, the article transfer device 1 grips the food material B1 in the tray 2 and transfers it to the container 3. However, the article transfer device 1 can transfer various articles other than the food material B1 as a transfer target. Further, the article transfer device 1 is not limited to transferring the food material B1 from the tray 2 to the container 3, and can be used for various purposes.

1…物品移載装置、2…トレー(載置部)、10…ロボットハンド、12…把持部、31…物品範囲検出部(高さ検出部)、32…差込深さ算出部、33…開き量算出部、35…ロボット制御部、38…質量算出部、B…食材群(物品群)、B1…食材(物品)、H…物品高さ、L…差込深さ、S…載置範囲。 1 ... article transfer device, 2 ... tray (mounting section), 10 ... robot hand, 12 ... grip section, 31 ... article range detection section (height detection section), 32 ... insertion depth calculation section, 33 ... Opening amount calculation unit, 35 ... Robot control unit, 38 ... Mass calculation unit, B ... Foodstuff group (article group), B1 ... Foodstuff (article), H ... Article height, L ... Insertion depth, S ... Placement range.

Claims (3)

物品を把持する把持部を有し、載置部に載置された複数の前記物品の集合体である物品群に前記把持部を差し込んで前記物品の一部を把持するとともに把持した部分の前記物品を移載先の位置に移載するロボットハンドと、
前記載置部に載置された前記物品群における前記把持部の差し込み方向の物品高さを検出する高さ検出部と、
前記高さ検出部で検出された前記物品高さに基づいて、検出された前記物品高さ以下となるように前記物品群に対する前記把持部の差込深さを算出する差込深さ算出部と、
予め設定された前記物品の目標把持量及び前記差込深さ算出部で算出された前記差込深さに基づいて、前記把持部の開き量を算出する開き量算出部と、
前記ロボットハンドの動作を制御するロボット制御部と、
を備え、
前記ロボット制御部は、
前記把持部の開き量が前記開き量算出部で算出された開き量となり且つ前記物品群に対する前記把持部の差込深さが前記差込深さ算出部で算出された前記差込深さとなるように前記ロボットハンドの動作を制御し、
さらに、前記物品群に差し込まれた前記把持部によって前記物品を把持して前記移載先まで前記物品が移載されるように前記ロボットハンドを制御する、物品移載装置。
The grip portion has a grip portion for gripping an article, and the grip portion is inserted into an article group which is an aggregate of a plurality of the articles mounted on the mounting portion to grip a part of the article and the gripped portion. A robot hand that transfers goods to the transfer destination position,
A height detection unit that detects the height of the article in the insertion direction of the grip portion in the article group placed on the above-mentioned placement unit, and a height detection unit.
Insertion depth calculation unit that calculates the insertion depth of the grip portion with respect to the article group so as to be equal to or lower than the detected article height based on the article height detected by the height detection unit. When,
An opening amount calculation unit that calculates the opening amount of the gripping portion based on a preset target gripping amount of the article and the insertion depth calculated by the insertion depth calculation unit.
A robot control unit that controls the operation of the robot hand,
Equipped with
The robot control unit
The opening amount of the grip portion is the opening amount calculated by the opening amount calculation unit, and the insertion depth of the grip portion with respect to the article group is the insertion depth calculated by the insertion depth calculation unit. By controlling the movement of the robot hand so as to
Further, an article transfer device that grips the article by the grip portion inserted into the article group and controls the robot hand so that the article is transferred to the transfer destination.
前記高さ検出部で検出された前記物品高さが高い場合、前記物品高さが低い場合に比べて、前記差込深さ算出部は前記差込深さを深くし且つ前記開き量算出部は前記把持部の開き量を小さくする、請求項1に記載の物品移載装置。 When the height of the article detected by the height detection unit is high, the insertion depth calculation unit increases the insertion depth and the opening amount calculation unit as compared with the case where the height of the article is low. Is the article transfer device according to claim 1, wherein the opening amount of the grip portion is reduced. 前記ロボットハンドが前記物品を移動させたときに前記物品に作用する力及び加速度に基づいて、前記物品の質量を算出する質量算出部を備え、
前記質量算出部の算出結果と前記目標把持量とに基づいて、前記開き量算出部が前記把持部の開き量を調整すること及び前記差込深さ算出部が前記差込深さを調整することの少なくともいずれかが行われる、請求項1又は2に記載の物品移載装置。
A mass calculation unit for calculating the mass of the article based on the force and acceleration acting on the article when the robot hand moves the article is provided.
Based on the calculation result of the mass calculation unit and the target gripping amount, the opening amount calculation unit adjusts the opening amount of the gripping unit, and the insertion depth calculation unit adjusts the insertion depth. The article transfer device according to claim 1 or 2, wherein at least one of the above is performed.
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