ピッキング方法およびピッキングシステム
【課題】準備工数および教示工数などが低減された、汎用性に優れたピッキング方法を提供する。
【解決手段】ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する受信段階と、第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出段階と、算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、ロボットハンドを収納部に向かって誘導する誘導段階と、を有する。
【解決手段】ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する受信段階と、第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出段階と、算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、ロボットハンドを収納部に向かって誘導する誘導段階と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピッキング方法およびピッキングシステムに関する。特に、本発明は、ピッキング対象部材が収納される収納部に向かってロボットハンドを誘導するピッキング方法およびピッキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の組立工程において、サプライヤからの供給部品を生産順序に並べ替え、組立ラインに同期させて供給するロットピッキングが実施されている。
【０００３】
一般的なピッキング作業とは、部品棚をピッキングエリアに並べ、生産順序工程にしたがって、作業者が、組立ラインへ供給されるキットおよび同期台車などにそれぞれの部品をセットしてゆく作業のことをいう。
【０００４】
生産効率の向上を目的として、ピッキング作業の自動化を図ろうとする場合、種々の部品および棚の形状、大きさ、および色などの要件に対応した自動化システムが必要となる。このような種々の部品および棚に対応した専用設備を適用しようとすると、ピッキングエリア毎に設備が設計されなければならず、設備の設計および準備工数がピッキング作業の自動化による工数削減の効果を上回り、目的が果たせないという問題がある。
【０００５】
また、部品および棚の要件に対して汎用的なティーチングプレイバックロボットを使用することによるピッキング作業の自動化が考えられる。しかしながら、この場合、種々の部品および棚毎にピッキング動作を実現するために、ロボットに多くの動作を教示しなければならない。したがって、膨大な教示工数が必要となるという問題がある。
【０００６】
以上の問題により、ピッキング作業は作業者によって実施されているのが現状である（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−３３８０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、準備工数および教示工数などが低減された、汎用性に優れたピッキング方法およびピッキングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
本発明のピッキング方法は、ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する受信段階と、前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出段階と、前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導段階と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のピッキングシステムは、ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信するアンテナ手段と、前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出手段と、前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のピッキング方法およびピッキングシステムによれば、無線信号の受信結果から算出される３次元位置に基づいて、ロボットハンドが収納部に誘導される。したがって、ロボットへの動作の教示工数を省略することができるとともに、設備の設計などが不要な汎用性に優れたピッキング方法およびピッキングシステムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態では、車両などの生産ラインに部品を供給するために、部品棚に設けられた部品箱（収納部）からロボットハンドがピッキング対象部品（ピッキング対象部材）をピッキングし、供給用容器に収容する場合を例にとって説明する。なお、図中、同様の部材には同一の符号を用いた。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態におけるピッキングシステムを示す図である。図１に示されるとおり、本実施の形態におけるピッキングシステムは、ロボットアーム１００、アンテナユニット２００、位置算出部３００、制御部４００、および部品指示受付部５００を有する。
【００１４】
ロボットアーム１００は、部品箱６００に収納されるピッキング対象部品をピッキングするものである。ロボットアーム１００は、ロボット本体部１１０およびロボット本体部１１０の先端部に設けられたロボットハンド１２０を有する。ロボット本体部１１０は、後述する制御部４００によって制御され、ロボットハンド１２０は、ピッキング対象部品が収納されている部品箱６００ａに向かって誘導される。ロボットハンド１２０の近傍には、アンテナユニット２００に無線信号（たとえば、電波）を送信する無線端末（第２の無線端末）２２０ａが設けられている。同様に、複数の部品箱６００それぞれの近傍にも、アンテナユニット２００に無線信号を送信する無線端末（第１の無線端末）２２０が設けられている。なお、本実施の形態のロボットアーム１００自体は、一般的な多関節型のロボットアームであるため、詳細な説明は省略する。
【００１５】
アンテナユニット２００は、ロボットハンド１２０の近傍に設けられた無線端末２２０ａと、複数の部品箱６００それぞれの近傍に設けられた無線端末２２０とから送信される無線信号を受信するものである。アンテナユニット２００は、少なくとも３つのアンテナ２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ（以下、総称してアンテナ２１０と称する）を含み、各アンテナ２１０は、たとえば、ピッキングエリアが設けられている建屋の天井に設けられている。各アンテナ２１０は、それぞれ無線端末２２０から送信される無線信号を受信する。アンテナユニット２００と複数の無線端末２２０とは、所定の時間間隔で常時通信されている。
【００１６】
位置算出部３００は、アンテナユニット２００の受信結果から、ロボットハンド１２０および部品箱６００の３次元位置を算出するものである。より具体的には、たとえば、３つのアンテナ２１０が受信した無線信号の受信結果から、各アンテナ２１０と無線端末２２０との距離を算出し、いわゆる３点測量の原理から、ロボットハンド１２０および部品箱６００の３次元位置を算出する。位置算出部３００は、特定手段として、複数の部品箱６００のそれぞれに設けられた無線端末２２０から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部品が収納されている部品箱６００ａに対応した無線信号を特定する。
【００１７】
制御部４００は、位置算出部３００が算出した３次元位置に基づいて、ロボットハンド１２０を部品箱６００ａに向かって誘導するものである。より具体的には、制御部４００は、算出された部品箱６００ａの３次元位置とロボットハンド１２０の３次元位置との差分から位置偏差を算出し、当該算出された位置偏差がゼロとなるようにロボットアーム１００を制御する。ロボットアーム１００の制御方法の詳細については後述する。
【００１８】
部品指示受付部５００は、上位の部品指示システムからピッキング対象部品についての指示を受け付けるものである。部品指示システムは、より上位の生産指示システムから生産ラインを流れる車両についての指示を受け付け、受け付けた指示に基づいてピッキング対象部品についての指示を位置算出部３００に伝達する。
【００１９】
以上のとおり、構成される本実施の形態におけるピッキングシステムでは、上位の部品指示システムからピッキング対象部品についての指示を受け付けた後、ロボットアーム１００が制御されて、ピッキング対象部品をピッキングする。それから、ロボットアーム１００は、ピッキング対象部品をピッキングした後、離れた場所にある供給用容器６１０にピッキング対象部品を収容する。以下、本実施の形態のピッキングシステムにおけるピッキング処理について述べる。
【００２０】
図２は、本実施の形態におけるピッキング処理の流れを示すフローチャートである。図２に示されるとおり、まず、部品指示受付部５００が、上位の部品指示システムからピッキング対象部品についての指示を受け付ける（ステップＳ１０１）。次に、指示を受け付けたピッキング対象部品が収納される部品箱６００ａに向かってロボットハンド１２０が誘導される（ステップＳ１０２）。なお、部品箱６００ａに向かってロボットハンド１２０が誘導される誘導処理についての詳細な説明は後述する。
【００２１】
そして、ロボットハンド１２０が部品箱６００ａに誘導されると、ロボットハンド１２０は、部品箱６００ａに収納されるピッキング対象部品に接近（アプローチ）し、ピッキング対象部品をクランプする（ステップＳ１０３）。次に、ピッキング対象部品がクランプされたか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ピッキング対象部品がクランプされたか否かの判断は、たとえば、カメラ（画像処理）、接触センサ、および力センサ（部品の重さ）などを用いて判断される。
【００２２】
ピッキング対象部品がクランプされた場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ロボットアーム１００は部品を引き上げる（ステップＳ１０５）。一方、部品がクランプされていない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、処理が終了される。なお、部品がクランプされない場合、リトライ処理として、再度、クランプ処理が実行されることができる。あるいは、アラーム警報などによって管理者に状況が報知される。
【００２３】
次に、ピッキング対象部品をクランプした状態のロボットハンド１２０は、供給用容器６１０に向かって誘導される（ステップＳ１０６）。この誘導処理は、ステップＳ１０２に示される誘導処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。次に、供給用容器６１０上に誘導されたロボットハンド１２０は、ピッキング対象部品をアンクランプする（ステップＳ１０７）。そして、ステップＳ１０４に示す処理と同様に、部品がアンクランプされたか否かが判断される（ステップＳ１０８）。
【００２４】
部品がアンクランプされた場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ロボットアーム１００の位置がリセットされ、処理が終了される（ステップＳ１０９）。一方、部品がアンクランプされていない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、処理が終了される。なお、部品がアンクランプされない場合、リトライ処理として、再度、アンクランプ処理が実行されることができる。あるいは、アラーム警報などによって管理者に状況が報知される。
【００２５】
以上のとおり、図２に示されるピッキング処理によれば、ピッキング対象部品が収納される部品箱６００ａに向かってロボットハンド１２０が誘導され、ピッキング対象部品がクランプされた後、供給用容器６１０上でアンクランプされて供給用容器６１０に収容される。以下、図２のステップＳ１０２に示す誘導処理について詳細に説明する。上述したとおり、ステップＳ１０２に示す誘導処理では、ロボットハンド１２０が部品箱６００ａに向かって誘導される。
【００２６】
図３は、図２のステップＳ１０２に示すロボットハンドの誘導処理を示すフローチャートであり、図４は、本実施の形態における誘導処理を説明するための図である。
【００２７】
まず、アンテナユニット２００は、ロボットハンド１２０および部品箱６００の近傍に設けられた複数の無線端末２２０から送信される信号を受信する（ステップＳ２０１）。次に、複数の部品箱６００近傍にそれぞれ設けられた無線端末２２０から送信される複数の無線信号の中から、指示を受け付けたピッキング対象部品が収納される部品箱６００ａおよびロボットハンド１２０に対応した無線信号が特定される（ステップＳ２０２）。なお、無線信号はＩＤ信号を含んでおり、当該ＩＤ信号から無線信号が特定される。
【００２８】
次に、特定された無線信号の受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ２０３）。より具体的には、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される無線信号の受信結果に基づいて、いわゆる３点測量の原理から、無線端末２２０ａ，２２０ｂの３次元位置Ａ’，Ｂ’が算出される。
【００２９】
次に、算出された３次元位置Ａ’，Ｂ’に基づいて、ロボットハンド１２０の移動が開始される（ステップＳ２０４）。より具体的には、図４に示されるとおり、たとえば、ロボットハンド１２０近傍の無線端末２２０ａの３次元位置Ａ’と部品箱６００ａ近傍の無線端末２２０ｂの三次元位置Ｂ’とから、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの正確な３次元位置Ａ，Ｂが算出される。そして、ロボットハンド１２０の正確な３次元位置Ａと部品箱６００ａの正確な３次元位置Ｂとの差分から、ロボットハンド１２０を誘導するためのベクトル（位置偏差）が算出され、当該ベクトル方向に、かつベクトル長がゼロになるようにロボットハンド１２０が直線補間動作で誘導される。なお、無線端末２２０ａの３次元位置Ａ’とロボットハンド１２０の３次元位置Ａとの位置関係、および、無線端末２２０ｂの３次元位置Ｂ’と部品箱６００ａの３次元位置Ｂとの位置関係は既知であり、予め位置算出部３００に記憶されている。また、それぞれの位置関係は、３次元位置Ａ，Ｂのベクトル長がゼロになったときに、ロボットハンド１２０と部品箱６００およびその周辺設備とが干渉せず、さらに、ロボットハンド１２０による部品のクランプのアプローチが可能な位置となることを条件とする。また、ロボット本体部１１０は、ロボットハンド１２０の３次元位置から関節角度などを逆算することにより制御される。
【００３０】
あるいは、３次元位置Ａ，Ｂ間の差分をＬとすると、Ｌ＝Ｂ−Ａ…（１）の関係が成立する。また、ロボットハンド１２０の正確な３次元位置Ａと無線端末２２０ａの３次元位置Ａ’との差分をＬＡ、および、部品箱６００ａの正確な３次元位置Ｂと無線端末２２０ｂの３次元位置Ｂ’との差分をＬＢとすると、以下の（２）および（３）式が成立する。ＬＡ＝Ａ’−Ａ…（２）、ＬＢ＝Ｂ’−Ｂ…（３）。そして、（１）〜（３）式より、Ｌ＝（Ｂ’−ＬＢ）−（Ａ’−ＬＡ）＝０とすれば、Ｂ’−Ａ’＝ＬＢ−ＬＡ…（４）の関係が成立する。すなわち、本実施の形態では、無線端末２２０ａ，２２０ｂの３次元位置Ａ’，Ｂ’の差分が、既知のＬＢとＬＡの差分と一致するように、ロボットハンド１２０は制御されてもよい。そして、このように制御すると、部品箱６００ａの３次元位置とロボットハンド１２０の３次元位置とを結ぶ直線に沿って、部品箱６００ａに近づく方向にロボットハンド１２０は直線補間動作で誘導される。
【００３１】
次に、ロボットハンド１２０が誘導された状態で、アンテナユニット２００の受信結果から、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が再び算出される（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。上述したとおり、無線端末２２０ａ，２２０ｂとアンテナユニット２００とは、所定の時間間隔で常時通信されており、位置算出部３００は、たとえば、この所定の時間間隔でロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置を算出することができる。なお、このステップＳ２０５およびＳ２０６に示す処理では、ロボットハンド１２０の３次元位置のみが算出されてもよい。
【００３２】
次に、算出されたロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置に基づいて、ロボットハンド１２０と部品箱６００ａとの位置偏差が算出される（ステップＳ２０７）。そして、算出された位置偏差がゼロか否かが判断される（ステップＳ２０８）。位置偏差がゼロでない場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、算出される位置偏差がゼロになるまで、ロボットハンド１２０が移動されつつ、ステップＳ２０５以下の処理が繰り返される。一方、算出された位置偏差がゼロの場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、ロボットハンド１２０の移動が停止し、処理が終了される（ステップＳ２０９）。したがって、図３に示されるフローチャートの誘導処理によれば、ピッキング対象部品が収納されている部品箱６００ａ上までロボットハンド１２０が誘導される。
【００３３】
なお、図２のステップＳ１０６に示される誘導処理は、ロボットハンド１２０の誘導先が供給用容器６１０であることを除けば、上述した誘導処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。このとき、供給用容器６１０近傍に設けられた無線端末（第３の無線端末）２２０ｃを介して、位置算出部３００は、供給用容器６１０の３次元位置Ｃ’を算出することができる。
【００３４】
以上のとおり説明された本実施の形態のピッキングシステムでは、ロボットハンド１２０は、位置偏差がゼロになるように直線補間動作で制御される。しかしながら、ロボットハンド１２０は、直線補間動作のみならず、直線補間動作と他の動作とを組み合わせて制御されてもよい。
【００３５】
図５は、本実施の形態におけるロボットハンドの誘導処理の変形例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートでは、ロボットハンド１２０と部品箱６００ａとの間に、少なくとも一つの経由点（ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）が設定される。ロボットハンド１２０は、当該経由点まで、ＰＴＰ（Ｐｏｉｎｔ Ｔｏ Ｐｏｉｎｔ）制御により最短時間で誘導され、経由点から部品箱６００ａまでＣＰ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐａｔｈ）制御により直線補間動作で誘導される。
【００３６】
より具体的には、まず、アンテナユニット２００は、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される信号を受信する（ステップＳ３０１）。次に、無線信号の受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ３０２）。次に、算出された部品箱６００ａの３次元位置に基づいて、経由点が設定される（ステップＳ３０３）。なお、経由点は、設定手段としての制御部４００によって、たとえば、部品箱６００ａから所定の距離に設定される。
【００３７】
そして、ロボットアーム１００は、ＰＴＰ動作命令にしたがって、経由点を目標点として、最短時間で経由点に到達するように移動を開始する（ステップＳ３０４）。次に、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される無線信号が受信され、受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ３０５，Ｓ３０６）。そして、ロボットハンド１２０が経由点に到達したか否かが判断される（ステップＳ３０７）。ロボットハンド１２０が経由点に到達していない場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、ロボットハンド１２０が経由点に到達するまでステップＳ３０５以下の処理が繰り返される。
【００３８】
一方、ロボットハンド１２０が経由点に到達した場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、ロボットアーム１００は直線補間動作命令にしたがって移動を開始する（ステップＳ３０８）。次に、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される無線信号が受信され、受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ３０９，Ｓ３１０）。次に、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの位置偏差が算出される（ステップＳ３１１）。そして、算出された位置偏差がゼロになるまで、ステップＳ３０９以下の処理が繰り返されて、位置偏差がゼロになったところでロボットアーム１００の移動が停止し、処理が終了される（ステップＳ３１２，Ｓ３１３）。
【００３９】
以上のとおり、ロボットハンド１２０と部品箱６００ａとの間に経由点を設定し、当該経由点までロボットハンド１２０をＰＴＰ動作で誘導すると、直線補間動作で誘導する場合よりも短い時間で経由点に到達することができる。また、経由点から部品箱６００ａまで、ロボットハンド１２０を直線補間動作で誘導すると、ロボットハンド１２０と部品箱６００との干渉問題が回避され、システムの安全性が向上される。
【００４０】
以上のとおり、説明された本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００４１】
本実施の形態のピッキングシステムは、ピッキング対象部品が収納されている部品箱の近傍に設けられた無線端末と、当該ピッキング対象部品をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信するアンテナユニットと、無線端末から送信される無線信号の受信結果から、部品箱およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出部と、算出された部品箱およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、ロボットハンドを部品箱に向かって誘導する制御部と、を有する。したがって、部品箱毎のロボットアームへの教示工程が不要となり、準備期間が短縮される。また、ピッキングエリアの移動にともなう設定が不要であり、移動期間が短縮される。さらに、部品箱の追加にともなう設定が不要となり、部品箱（部品棚）の追加期間が短縮される。
【００４２】
位置算出部は、少なくともロボットハンドの３次元位置を所定の時間間隔で算出し、制御部は、所定の時間間隔で算出されるロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを誘導する。したがって、部品箱の３次元位置を特定するためのセンシング工順が不要となるため、サイクルタイムを向上することができる。また、ロボットハンドの３次元位置の特定および補正は、ロボット動作と同時に実行することができ、サイクルタイムをさらに向上することができる。
【００４３】
制御部は、算出された部品箱の３次元位置とロボットハンドの３次元位置とを結ぶ直線に沿って、部品箱に近づく方向にロボットハンドを誘導する。したがって、ロボットハンドの位置決めおよび補正ロジックが簡易であり、高い信頼性が確保され、実装コストを節約することができる。また、処理の高速化が可能となる。さらに、ロボットハンドと障害物との干渉を回避することができる。
【００４４】
制御部は、ロボットハンドと部品箱との間に、少なくとも一つの経由点を設定し、経由点を目標点として、経由点までロボットハンドを最短時間で誘導し、経由点から部品箱まで、経由点の３次元位置と部品箱の３次元位置とを結ぶ直線に沿って、部品箱に近づく方向にロボットハンドを誘導する。したがって、干渉などの問題がない経路では、短時間でロボットハンドを誘導することができ、部品箱近傍では、ロボットハンドと障害物との干渉を回避することができる。
【００４５】
無線端末は、複数の部品箱のそれぞれに設けられており、位置算出部は、複数の無線端末から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部品が収納されている部品箱に対応した無線信号を特定する。したがって、生産ラインを流れる車両（あるいは、製品）に対応した部品を生産ラインに供給することができる。
【００４６】
本実施の形態のピッキングシステムでは、ロボットハンドがピッキング対象部品をピッキングした後、ピッキングされたピッキング対象部品を供給用容器に収容する。したがって、部品のロットピッキングを自動化することができる。
【００４７】
アンテナユニットは、供給用容器の近傍に設けられた無線端末から送信される無線信号を受信し、位置算出部は、無線端末から送信される無線信号の受信結果から、供給用容器の３次元位置を算出する。そして、位置算出部で算出された供給用容器およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、ロボットハンドが供給用容器に向かって誘導される。したがって、部品のピッキング処理と同様の処理で部品を供給用容器に供給することができ、処理を簡素化することができる。
【００４８】
以上のとおり、本発明の実施の形態において、本発明のピッキング方法およびピッキングシステムについて説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、省略することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態におけるピッキングシステムを示す図である。
【図２】図１に示すピッキングシステムにおけるピッキング処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ１０２に示すロボットハンドの誘導処理を示すフローチャートである。
【図４】図３に示すロボットハンドの誘導処理を説明するための図である。
【図５】図２のステップＳ１０２に示すロボットハンドの誘導処理の変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１００ ロボットアーム、
１１０ ロボット本体部、
１２０ ロボットハンド、
２００ アンテナユニット、
２１０ アンテナ、
２２０ 無線端末、
３００ 位置算出部、
４００ 制御部、
５００ 部品指示受付部、
６００ 部品箱、
６１０ 供給用容器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピッキング方法およびピッキングシステムに関する。特に、本発明は、ピッキング対象部材が収納される収納部に向かってロボットハンドを誘導するピッキング方法およびピッキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の組立工程において、サプライヤからの供給部品を生産順序に並べ替え、組立ラインに同期させて供給するロットピッキングが実施されている。
【０００３】
一般的なピッキング作業とは、部品棚をピッキングエリアに並べ、生産順序工程にしたがって、作業者が、組立ラインへ供給されるキットおよび同期台車などにそれぞれの部品をセットしてゆく作業のことをいう。
【０００４】
生産効率の向上を目的として、ピッキング作業の自動化を図ろうとする場合、種々の部品および棚の形状、大きさ、および色などの要件に対応した自動化システムが必要となる。このような種々の部品および棚に対応した専用設備を適用しようとすると、ピッキングエリア毎に設備が設計されなければならず、設備の設計および準備工数がピッキング作業の自動化による工数削減の効果を上回り、目的が果たせないという問題がある。
【０００５】
また、部品および棚の要件に対して汎用的なティーチングプレイバックロボットを使用することによるピッキング作業の自動化が考えられる。しかしながら、この場合、種々の部品および棚毎にピッキング動作を実現するために、ロボットに多くの動作を教示しなければならない。したがって、膨大な教示工数が必要となるという問題がある。
【０００６】
以上の問題により、ピッキング作業は作業者によって実施されているのが現状である（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−３３８０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、準備工数および教示工数などが低減された、汎用性に優れたピッキング方法およびピッキングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
本発明のピッキング方法は、ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する受信段階と、前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出段階と、前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導段階と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のピッキングシステムは、ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信するアンテナ手段と、前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出手段と、前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のピッキング方法およびピッキングシステムによれば、無線信号の受信結果から算出される３次元位置に基づいて、ロボットハンドが収納部に誘導される。したがって、ロボットへの動作の教示工数を省略することができるとともに、設備の設計などが不要な汎用性に優れたピッキング方法およびピッキングシステムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態では、車両などの生産ラインに部品を供給するために、部品棚に設けられた部品箱（収納部）からロボットハンドがピッキング対象部品（ピッキング対象部材）をピッキングし、供給用容器に収容する場合を例にとって説明する。なお、図中、同様の部材には同一の符号を用いた。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態におけるピッキングシステムを示す図である。図１に示されるとおり、本実施の形態におけるピッキングシステムは、ロボットアーム１００、アンテナユニット２００、位置算出部３００、制御部４００、および部品指示受付部５００を有する。
【００１４】
ロボットアーム１００は、部品箱６００に収納されるピッキング対象部品をピッキングするものである。ロボットアーム１００は、ロボット本体部１１０およびロボット本体部１１０の先端部に設けられたロボットハンド１２０を有する。ロボット本体部１１０は、後述する制御部４００によって制御され、ロボットハンド１２０は、ピッキング対象部品が収納されている部品箱６００ａに向かって誘導される。ロボットハンド１２０の近傍には、アンテナユニット２００に無線信号（たとえば、電波）を送信する無線端末（第２の無線端末）２２０ａが設けられている。同様に、複数の部品箱６００それぞれの近傍にも、アンテナユニット２００に無線信号を送信する無線端末（第１の無線端末）２２０が設けられている。なお、本実施の形態のロボットアーム１００自体は、一般的な多関節型のロボットアームであるため、詳細な説明は省略する。
【００１５】
アンテナユニット２００は、ロボットハンド１２０の近傍に設けられた無線端末２２０ａと、複数の部品箱６００それぞれの近傍に設けられた無線端末２２０とから送信される無線信号を受信するものである。アンテナユニット２００は、少なくとも３つのアンテナ２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ（以下、総称してアンテナ２１０と称する）を含み、各アンテナ２１０は、たとえば、ピッキングエリアが設けられている建屋の天井に設けられている。各アンテナ２１０は、それぞれ無線端末２２０から送信される無線信号を受信する。アンテナユニット２００と複数の無線端末２２０とは、所定の時間間隔で常時通信されている。
【００１６】
位置算出部３００は、アンテナユニット２００の受信結果から、ロボットハンド１２０および部品箱６００の３次元位置を算出するものである。より具体的には、たとえば、３つのアンテナ２１０が受信した無線信号の受信結果から、各アンテナ２１０と無線端末２２０との距離を算出し、いわゆる３点測量の原理から、ロボットハンド１２０および部品箱６００の３次元位置を算出する。位置算出部３００は、特定手段として、複数の部品箱６００のそれぞれに設けられた無線端末２２０から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部品が収納されている部品箱６００ａに対応した無線信号を特定する。
【００１７】
制御部４００は、位置算出部３００が算出した３次元位置に基づいて、ロボットハンド１２０を部品箱６００ａに向かって誘導するものである。より具体的には、制御部４００は、算出された部品箱６００ａの３次元位置とロボットハンド１２０の３次元位置との差分から位置偏差を算出し、当該算出された位置偏差がゼロとなるようにロボットアーム１００を制御する。ロボットアーム１００の制御方法の詳細については後述する。
【００１８】
部品指示受付部５００は、上位の部品指示システムからピッキング対象部品についての指示を受け付けるものである。部品指示システムは、より上位の生産指示システムから生産ラインを流れる車両についての指示を受け付け、受け付けた指示に基づいてピッキング対象部品についての指示を位置算出部３００に伝達する。
【００１９】
以上のとおり、構成される本実施の形態におけるピッキングシステムでは、上位の部品指示システムからピッキング対象部品についての指示を受け付けた後、ロボットアーム１００が制御されて、ピッキング対象部品をピッキングする。それから、ロボットアーム１００は、ピッキング対象部品をピッキングした後、離れた場所にある供給用容器６１０にピッキング対象部品を収容する。以下、本実施の形態のピッキングシステムにおけるピッキング処理について述べる。
【００２０】
図２は、本実施の形態におけるピッキング処理の流れを示すフローチャートである。図２に示されるとおり、まず、部品指示受付部５００が、上位の部品指示システムからピッキング対象部品についての指示を受け付ける（ステップＳ１０１）。次に、指示を受け付けたピッキング対象部品が収納される部品箱６００ａに向かってロボットハンド１２０が誘導される（ステップＳ１０２）。なお、部品箱６００ａに向かってロボットハンド１２０が誘導される誘導処理についての詳細な説明は後述する。
【００２１】
そして、ロボットハンド１２０が部品箱６００ａに誘導されると、ロボットハンド１２０は、部品箱６００ａに収納されるピッキング対象部品に接近（アプローチ）し、ピッキング対象部品をクランプする（ステップＳ１０３）。次に、ピッキング対象部品がクランプされたか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ピッキング対象部品がクランプされたか否かの判断は、たとえば、カメラ（画像処理）、接触センサ、および力センサ（部品の重さ）などを用いて判断される。
【００２２】
ピッキング対象部品がクランプされた場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ロボットアーム１００は部品を引き上げる（ステップＳ１０５）。一方、部品がクランプされていない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、処理が終了される。なお、部品がクランプされない場合、リトライ処理として、再度、クランプ処理が実行されることができる。あるいは、アラーム警報などによって管理者に状況が報知される。
【００２３】
次に、ピッキング対象部品をクランプした状態のロボットハンド１２０は、供給用容器６１０に向かって誘導される（ステップＳ１０６）。この誘導処理は、ステップＳ１０２に示される誘導処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。次に、供給用容器６１０上に誘導されたロボットハンド１２０は、ピッキング対象部品をアンクランプする（ステップＳ１０７）。そして、ステップＳ１０４に示す処理と同様に、部品がアンクランプされたか否かが判断される（ステップＳ１０８）。
【００２４】
部品がアンクランプされた場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ロボットアーム１００の位置がリセットされ、処理が終了される（ステップＳ１０９）。一方、部品がアンクランプされていない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、処理が終了される。なお、部品がアンクランプされない場合、リトライ処理として、再度、アンクランプ処理が実行されることができる。あるいは、アラーム警報などによって管理者に状況が報知される。
【００２５】
以上のとおり、図２に示されるピッキング処理によれば、ピッキング対象部品が収納される部品箱６００ａに向かってロボットハンド１２０が誘導され、ピッキング対象部品がクランプされた後、供給用容器６１０上でアンクランプされて供給用容器６１０に収容される。以下、図２のステップＳ１０２に示す誘導処理について詳細に説明する。上述したとおり、ステップＳ１０２に示す誘導処理では、ロボットハンド１２０が部品箱６００ａに向かって誘導される。
【００２６】
図３は、図２のステップＳ１０２に示すロボットハンドの誘導処理を示すフローチャートであり、図４は、本実施の形態における誘導処理を説明するための図である。
【００２７】
まず、アンテナユニット２００は、ロボットハンド１２０および部品箱６００の近傍に設けられた複数の無線端末２２０から送信される信号を受信する（ステップＳ２０１）。次に、複数の部品箱６００近傍にそれぞれ設けられた無線端末２２０から送信される複数の無線信号の中から、指示を受け付けたピッキング対象部品が収納される部品箱６００ａおよびロボットハンド１２０に対応した無線信号が特定される（ステップＳ２０２）。なお、無線信号はＩＤ信号を含んでおり、当該ＩＤ信号から無線信号が特定される。
【００２８】
次に、特定された無線信号の受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ２０３）。より具体的には、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される無線信号の受信結果に基づいて、いわゆる３点測量の原理から、無線端末２２０ａ，２２０ｂの３次元位置Ａ’，Ｂ’が算出される。
【００２９】
次に、算出された３次元位置Ａ’，Ｂ’に基づいて、ロボットハンド１２０の移動が開始される（ステップＳ２０４）。より具体的には、図４に示されるとおり、たとえば、ロボットハンド１２０近傍の無線端末２２０ａの３次元位置Ａ’と部品箱６００ａ近傍の無線端末２２０ｂの三次元位置Ｂ’とから、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの正確な３次元位置Ａ，Ｂが算出される。そして、ロボットハンド１２０の正確な３次元位置Ａと部品箱６００ａの正確な３次元位置Ｂとの差分から、ロボットハンド１２０を誘導するためのベクトル（位置偏差）が算出され、当該ベクトル方向に、かつベクトル長がゼロになるようにロボットハンド１２０が直線補間動作で誘導される。なお、無線端末２２０ａの３次元位置Ａ’とロボットハンド１２０の３次元位置Ａとの位置関係、および、無線端末２２０ｂの３次元位置Ｂ’と部品箱６００ａの３次元位置Ｂとの位置関係は既知であり、予め位置算出部３００に記憶されている。また、それぞれの位置関係は、３次元位置Ａ，Ｂのベクトル長がゼロになったときに、ロボットハンド１２０と部品箱６００およびその周辺設備とが干渉せず、さらに、ロボットハンド１２０による部品のクランプのアプローチが可能な位置となることを条件とする。また、ロボット本体部１１０は、ロボットハンド１２０の３次元位置から関節角度などを逆算することにより制御される。
【００３０】
あるいは、３次元位置Ａ，Ｂ間の差分をＬとすると、Ｌ＝Ｂ−Ａ…（１）の関係が成立する。また、ロボットハンド１２０の正確な３次元位置Ａと無線端末２２０ａの３次元位置Ａ’との差分をＬＡ、および、部品箱６００ａの正確な３次元位置Ｂと無線端末２２０ｂの３次元位置Ｂ’との差分をＬＢとすると、以下の（２）および（３）式が成立する。ＬＡ＝Ａ’−Ａ…（２）、ＬＢ＝Ｂ’−Ｂ…（３）。そして、（１）〜（３）式より、Ｌ＝（Ｂ’−ＬＢ）−（Ａ’−ＬＡ）＝０とすれば、Ｂ’−Ａ’＝ＬＢ−ＬＡ…（４）の関係が成立する。すなわち、本実施の形態では、無線端末２２０ａ，２２０ｂの３次元位置Ａ’，Ｂ’の差分が、既知のＬＢとＬＡの差分と一致するように、ロボットハンド１２０は制御されてもよい。そして、このように制御すると、部品箱６００ａの３次元位置とロボットハンド１２０の３次元位置とを結ぶ直線に沿って、部品箱６００ａに近づく方向にロボットハンド１２０は直線補間動作で誘導される。
【００３１】
次に、ロボットハンド１２０が誘導された状態で、アンテナユニット２００の受信結果から、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が再び算出される（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。上述したとおり、無線端末２２０ａ，２２０ｂとアンテナユニット２００とは、所定の時間間隔で常時通信されており、位置算出部３００は、たとえば、この所定の時間間隔でロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置を算出することができる。なお、このステップＳ２０５およびＳ２０６に示す処理では、ロボットハンド１２０の３次元位置のみが算出されてもよい。
【００３２】
次に、算出されたロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置に基づいて、ロボットハンド１２０と部品箱６００ａとの位置偏差が算出される（ステップＳ２０７）。そして、算出された位置偏差がゼロか否かが判断される（ステップＳ２０８）。位置偏差がゼロでない場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、算出される位置偏差がゼロになるまで、ロボットハンド１２０が移動されつつ、ステップＳ２０５以下の処理が繰り返される。一方、算出された位置偏差がゼロの場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、ロボットハンド１２０の移動が停止し、処理が終了される（ステップＳ２０９）。したがって、図３に示されるフローチャートの誘導処理によれば、ピッキング対象部品が収納されている部品箱６００ａ上までロボットハンド１２０が誘導される。
【００３３】
なお、図２のステップＳ１０６に示される誘導処理は、ロボットハンド１２０の誘導先が供給用容器６１０であることを除けば、上述した誘導処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。このとき、供給用容器６１０近傍に設けられた無線端末（第３の無線端末）２２０ｃを介して、位置算出部３００は、供給用容器６１０の３次元位置Ｃ’を算出することができる。
【００３４】
以上のとおり説明された本実施の形態のピッキングシステムでは、ロボットハンド１２０は、位置偏差がゼロになるように直線補間動作で制御される。しかしながら、ロボットハンド１２０は、直線補間動作のみならず、直線補間動作と他の動作とを組み合わせて制御されてもよい。
【００３５】
図５は、本実施の形態におけるロボットハンドの誘導処理の変形例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートでは、ロボットハンド１２０と部品箱６００ａとの間に、少なくとも一つの経由点（ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）が設定される。ロボットハンド１２０は、当該経由点まで、ＰＴＰ（Ｐｏｉｎｔ Ｔｏ Ｐｏｉｎｔ）制御により最短時間で誘導され、経由点から部品箱６００ａまでＣＰ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐａｔｈ）制御により直線補間動作で誘導される。
【００３６】
より具体的には、まず、アンテナユニット２００は、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される信号を受信する（ステップＳ３０１）。次に、無線信号の受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ３０２）。次に、算出された部品箱６００ａの３次元位置に基づいて、経由点が設定される（ステップＳ３０３）。なお、経由点は、設定手段としての制御部４００によって、たとえば、部品箱６００ａから所定の距離に設定される。
【００３７】
そして、ロボットアーム１００は、ＰＴＰ動作命令にしたがって、経由点を目標点として、最短時間で経由点に到達するように移動を開始する（ステップＳ３０４）。次に、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される無線信号が受信され、受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ３０５，Ｓ３０６）。そして、ロボットハンド１２０が経由点に到達したか否かが判断される（ステップＳ３０７）。ロボットハンド１２０が経由点に到達していない場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、ロボットハンド１２０が経由点に到達するまでステップＳ３０５以下の処理が繰り返される。
【００３８】
一方、ロボットハンド１２０が経由点に到達した場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、ロボットアーム１００は直線補間動作命令にしたがって移動を開始する（ステップＳ３０８）。次に、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの近傍に設けられた無線端末２２０ａ，２２０ｂから送信される無線信号が受信され、受信結果からロボットハンド１２０および部品箱６００ａの３次元位置が算出される（ステップＳ３０９，Ｓ３１０）。次に、ロボットハンド１２０および部品箱６００ａの位置偏差が算出される（ステップＳ３１１）。そして、算出された位置偏差がゼロになるまで、ステップＳ３０９以下の処理が繰り返されて、位置偏差がゼロになったところでロボットアーム１００の移動が停止し、処理が終了される（ステップＳ３１２，Ｓ３１３）。
【００３９】
以上のとおり、ロボットハンド１２０と部品箱６００ａとの間に経由点を設定し、当該経由点までロボットハンド１２０をＰＴＰ動作で誘導すると、直線補間動作で誘導する場合よりも短い時間で経由点に到達することができる。また、経由点から部品箱６００ａまで、ロボットハンド１２０を直線補間動作で誘導すると、ロボットハンド１２０と部品箱６００との干渉問題が回避され、システムの安全性が向上される。
【００４０】
以上のとおり、説明された本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００４１】
本実施の形態のピッキングシステムは、ピッキング対象部品が収納されている部品箱の近傍に設けられた無線端末と、当該ピッキング対象部品をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信するアンテナユニットと、無線端末から送信される無線信号の受信結果から、部品箱およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出部と、算出された部品箱およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、ロボットハンドを部品箱に向かって誘導する制御部と、を有する。したがって、部品箱毎のロボットアームへの教示工程が不要となり、準備期間が短縮される。また、ピッキングエリアの移動にともなう設定が不要であり、移動期間が短縮される。さらに、部品箱の追加にともなう設定が不要となり、部品箱（部品棚）の追加期間が短縮される。
【００４２】
位置算出部は、少なくともロボットハンドの３次元位置を所定の時間間隔で算出し、制御部は、所定の時間間隔で算出されるロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを誘導する。したがって、部品箱の３次元位置を特定するためのセンシング工順が不要となるため、サイクルタイムを向上することができる。また、ロボットハンドの３次元位置の特定および補正は、ロボット動作と同時に実行することができ、サイクルタイムをさらに向上することができる。
【００４３】
制御部は、算出された部品箱の３次元位置とロボットハンドの３次元位置とを結ぶ直線に沿って、部品箱に近づく方向にロボットハンドを誘導する。したがって、ロボットハンドの位置決めおよび補正ロジックが簡易であり、高い信頼性が確保され、実装コストを節約することができる。また、処理の高速化が可能となる。さらに、ロボットハンドと障害物との干渉を回避することができる。
【００４４】
制御部は、ロボットハンドと部品箱との間に、少なくとも一つの経由点を設定し、経由点を目標点として、経由点までロボットハンドを最短時間で誘導し、経由点から部品箱まで、経由点の３次元位置と部品箱の３次元位置とを結ぶ直線に沿って、部品箱に近づく方向にロボットハンドを誘導する。したがって、干渉などの問題がない経路では、短時間でロボットハンドを誘導することができ、部品箱近傍では、ロボットハンドと障害物との干渉を回避することができる。
【００４５】
無線端末は、複数の部品箱のそれぞれに設けられており、位置算出部は、複数の無線端末から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部品が収納されている部品箱に対応した無線信号を特定する。したがって、生産ラインを流れる車両（あるいは、製品）に対応した部品を生産ラインに供給することができる。
【００４６】
本実施の形態のピッキングシステムでは、ロボットハンドがピッキング対象部品をピッキングした後、ピッキングされたピッキング対象部品を供給用容器に収容する。したがって、部品のロットピッキングを自動化することができる。
【００４７】
アンテナユニットは、供給用容器の近傍に設けられた無線端末から送信される無線信号を受信し、位置算出部は、無線端末から送信される無線信号の受信結果から、供給用容器の３次元位置を算出する。そして、位置算出部で算出された供給用容器およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、ロボットハンドが供給用容器に向かって誘導される。したがって、部品のピッキング処理と同様の処理で部品を供給用容器に供給することができ、処理を簡素化することができる。
【００４８】
以上のとおり、本発明の実施の形態において、本発明のピッキング方法およびピッキングシステムについて説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、省略することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態におけるピッキングシステムを示す図である。
【図２】図１に示すピッキングシステムにおけるピッキング処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ１０２に示すロボットハンドの誘導処理を示すフローチャートである。
【図４】図３に示すロボットハンドの誘導処理を説明するための図である。
【図５】図２のステップＳ１０２に示すロボットハンドの誘導処理の変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１００ ロボットアーム、
１１０ ロボット本体部、
１２０ ロボットハンド、
２００ アンテナユニット、
２１０ アンテナ、
２２０ 無線端末、
３００ 位置算出部、
４００ 制御部、
５００ 部品指示受付部、
６００ 部品箱、
６１０ 供給用容器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する受信段階と、
前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出段階と、
前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導段階と、を有することを特徴とするピッキング方法。
【請求項２】
前記位置算出段階は、少なくとも前記ロボットハンドの３次元位置を所定の時間間隔で算出し、
前記誘導段階は、前記所定の時間間隔で算出される前記ロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを誘導することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項３】
前記誘導段階は、前記算出された収納部の３次元位置とロボットハンドの３次元位置とを結ぶ直線に沿って、当該収納部に近づく方向に当該ロボットハンドを誘導することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項４】
前記誘導段階は、前記ロボットハンドと前記収納部との間に、少なくとも一つの経由点を設定する設定段階と、
前記経由点を目標点として、当該経由点まで前記ロボットハンドを最短時間で誘導する第１の誘導段階と、
前記経由点から前記収納部まで、当該経由点の３次元位置と当該収納部の３次元位置とを結ぶ直線に沿って、当該収納部に近づく方向に当該ロボットハンドを誘導する第２の誘導段階と、を有することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項５】
前記第１の無線端末は、複数の収納部のそれぞれに設けられており、
前記位置算出段階は、前記複数の第１の無線端末から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部材が収納されている収納部に対応した無線信号を特定する特定段階を有することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項６】
前記誘導段階の後に、
前記ロボットハンドが前記ピッキング対象部材をピッキングするピッキング段階と、
前記ピッキングされたピッキング対象部材を供給用容器に収容する収容段階と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項７】
前記収容段階は、前記供給用容器の近傍に設けられた第３の無線端末と、前記第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する段階と、
前記第２および第３の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記ロボットハンドおよび供給用容器の３次元位置を算出する段階と、
前記算出されたロボットハンドおよび供給用容器の３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該供給用容器に向かって誘導する段階と、を有することを特徴とする請求項６に記載のピッキング方法。
【請求項８】
ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信するアンテナ手段と、
前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出手段と、
前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導手段と、を有することを特徴とするピッキングシステム。
【請求項９】
前記誘導手段は、前記ロボットハンドと前記収納部との間に、少なくとも一つの経由点を設定する設定手段を有し、
前記経由点を目標点として、当該経由点まで前記ロボットハンドを最短時間で誘導し、前記経由点から前記収納部まで、当該経由点の３次元座標と当該収納部の３次元座標とを結ぶ直線に沿って、当該収納部に近づく方向に当該ロボットハンドを誘導することを特徴とする請求項８に記載のピッキングシステム。
【請求項１０】
前記第１の無線端末は、複数の収納部のそれぞれに設けられており、
前記位置算出手段は、前記複数の第１の無線端末から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部材が収納されている収納部に対応した無線信号を特定する特定手段を有することを特徴とする請求項８に記載のピッキングシステム。
【請求項１】
ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する受信段階と、
前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出段階と、
前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導段階と、を有することを特徴とするピッキング方法。
【請求項２】
前記位置算出段階は、少なくとも前記ロボットハンドの３次元位置を所定の時間間隔で算出し、
前記誘導段階は、前記所定の時間間隔で算出される前記ロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを誘導することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項３】
前記誘導段階は、前記算出された収納部の３次元位置とロボットハンドの３次元位置とを結ぶ直線に沿って、当該収納部に近づく方向に当該ロボットハンドを誘導することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項４】
前記誘導段階は、前記ロボットハンドと前記収納部との間に、少なくとも一つの経由点を設定する設定段階と、
前記経由点を目標点として、当該経由点まで前記ロボットハンドを最短時間で誘導する第１の誘導段階と、
前記経由点から前記収納部まで、当該経由点の３次元位置と当該収納部の３次元位置とを結ぶ直線に沿って、当該収納部に近づく方向に当該ロボットハンドを誘導する第２の誘導段階と、を有することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項５】
前記第１の無線端末は、複数の収納部のそれぞれに設けられており、
前記位置算出段階は、前記複数の第１の無線端末から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部材が収納されている収納部に対応した無線信号を特定する特定段階を有することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項６】
前記誘導段階の後に、
前記ロボットハンドが前記ピッキング対象部材をピッキングするピッキング段階と、
前記ピッキングされたピッキング対象部材を供給用容器に収容する収容段階と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のピッキング方法。
【請求項７】
前記収容段階は、前記供給用容器の近傍に設けられた第３の無線端末と、前記第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信する段階と、
前記第２および第３の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記ロボットハンドおよび供給用容器の３次元位置を算出する段階と、
前記算出されたロボットハンドおよび供給用容器の３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該供給用容器に向かって誘導する段階と、を有することを特徴とする請求項６に記載のピッキング方法。
【請求項８】
ピッキング対象部材が収納されている収納部の近傍に設けられた第１の無線端末と、当該ピッキング対象部材をピッキングするロボットハンドの近傍に設けられた第２の無線端末とからそれぞれ送信される無線信号を受信するアンテナ手段と、
前記第１および第２の無線端末から送信される無線信号の受信結果から、前記収納部およびロボットハンドの３次元位置を算出する位置算出手段と、
前記算出された収納部およびロボットハンドの３次元位置に基づいて、当該ロボットハンドを当該収納部に向かって誘導する誘導手段と、を有することを特徴とするピッキングシステム。
【請求項９】
前記誘導手段は、前記ロボットハンドと前記収納部との間に、少なくとも一つの経由点を設定する設定手段を有し、
前記経由点を目標点として、当該経由点まで前記ロボットハンドを最短時間で誘導し、前記経由点から前記収納部まで、当該経由点の３次元座標と当該収納部の３次元座標とを結ぶ直線に沿って、当該収納部に近づく方向に当該ロボットハンドを誘導することを特徴とする請求項８に記載のピッキングシステム。
【請求項１０】
前記第１の無線端末は、複数の収納部のそれぞれに設けられており、
前記位置算出手段は、前記複数の第１の無線端末から送信される複数の無線信号の中から、ピッキング対象部材が収納されている収納部に対応した無線信号を特定する特定手段を有することを特徴とする請求項８に記載のピッキングシステム。
【図２】
【図３】
【図５】
【図１】
【図４】
【図３】
【図５】
【図１】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１８２２８６（Ｐ２００７−１８２２８６Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９２２（Ｐ２００６−９２２）
【出願日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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