ピッキング方法およびピッキングシステム
【課題】サイクルタイムを向上することができるピッキング方法およびピッキングシステムを提供する。
【解決手段】複数の収容部３１０のなかで開状態にある一の収容部からロボット１００により現在のワークを取り出す取り出し段階と、次のワークが収容されている他の収容部を複数の収容部のなかから特定する特定段階と、ロボットが他の収容部から次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、開状態にある一の収容部とロボットとが干渉しないと判断される場合には、開状態にある一の収容部を開状態に維持したままロボットが他の収容部から次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、ロボットが他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、一の収容部をロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、を有する。
【解決手段】複数の収容部３１０のなかで開状態にある一の収容部からロボット１００により現在のワークを取り出す取り出し段階と、次のワークが収容されている他の収容部を複数の収容部のなかから特定する特定段階と、ロボットが他の収容部から次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、開状態にある一の収容部とロボットとが干渉しないと判断される場合には、開状態にある一の収容部を開状態に維持したままロボットが他の収容部から次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、ロボットが他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、一の収容部をロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、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。本発明は、特に、サイクルタイムを向上することができ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したがって並べ替え、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】
挿脱自在な部品棚からワークが取り出されるピッキング技術では、部品棚側にアクチェータが設けられ、ピッキングされるワークが収容される部品棚が開閉される（たとえば、特許文献１）。しかしながら、このように部品棚側のアクチュエータによって部品棚を開閉する構成は、設備が大掛かりで高価となる可能性がある。
【０００４】
これに対して、ピッキングロボットが部品棚を開閉する技術が知られている。しかしながら、ピッキングロボットが部品棚を開閉する場合、ピッキングロボットが部品棚を開閉する動作のために、サイクルタイムが長くなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１３１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した問題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、サイクルタイムを向上することができる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】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００７】
本発明のピッキング方法は、同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容された収容部群から予め決められた順序でワークを取り出すピッキング方法であって、前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部からロボットにより現在のワークを取り出す取り出し段階と、次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定段階と、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のピッキングシステムは、同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容され、前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部から現在のワークを取り出すロボットと、次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定手段と、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断手段と、前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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、開状態の収容部とロボットとが干渉しないと判断される場合には、ロボットにより収容部を閉状態に戻す制御が省略されるため、サイクルタイムを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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の概略構成を示す図である。図１に示されるとおり、本発明の一実施の形態におけるピッキングシステムは、ピッキングロボット１００および制御部２００を有する。ピッキングロボット１００の前方には、複数段かつ複数列に配置される複数の部品棚（収容部）３１０を備えた部品供給部３００が設けられており、部品供給部３００の側部には取出されたワークが収容される２次供給箱４００が設けられている。部品供給部３００の一の部品棚３１０には同一種類のワークが複数収容されており、部品棚３１０毎に異なる種類のワークが収容された部品供給部３００から予め決められた順序でワークが取り出される。本実施の形態における部品棚３１０は、上部が開口されており、部品供給部３００に対して挿脱自在な構造を有している。
【００１２】
ピッキングロボット１００は、部品棚３１０の開閉状態を制御するとともに、開状態の部品棚３１０からワークを取り出すものである。本実施の形態におけるピッキングロボット１００は、ロボット本体部１１０およびハンド部１２０を有する。
【００１３】
ロボット本体部１１０は、３軸直交型のロボットであって、複数列配置される部品棚に沿って左右に移動可能なＸ軸ロボット１１１と、Ｘ軸ロボット１１１上に設けられ、複数段配置される部品棚に沿って上下に移動可能なＺ軸ロボット１１２と、Ｚ軸ロボット１１２上に設けられ、部品棚の奥行き方向に沿って前後に移動可能なＹ軸ロボット１１３と、を有する。各単軸ロボット１１１，１１２，１１３は、たとえば、リニアガイド、ボールネジ、およびモータなどから構成され、制御部２００によって制御される。なお、本発明のロボット本体部は、３軸直交型のロボットに限定されず、回転駆動軸を備える多軸ロボットであることもできる。
【００１４】
ハンド部１２０は、Ｙ軸ロボット１１３の端部に設けられ、ワークＷを把持するものである。また、ハンド部１２０は、部品棚３１０を開閉する際に、当該部品棚３１０を把持することができる。ハンド部１２０の近傍にはピッキングロボット１００のピッキング動作を補助するためのカメラ（不図示）が設けられおり、制御部２００によって制御される。
【００１５】
制御部２００は、ピッキングロボット１００を制御するためのロボットコントローラ（制御手段）であるとともに、ピッキングシステムの一部の役割を担っているものである。制御部２００は、マイクロプロセッサからなる中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵにバス結合されたＲＯＭメモリ、ＲＡＭメモリ、不揮発性メモリ、および通信インターフェイスなどの構成要素を備えている。ＲＯＭメモリには、たとえば、ピッキングロボット１００を制御するシステムプログラムなどのプログラムが格納される。ＲＡＭメモリは、ＣＰＵが実行する処理のためのデータの一時記憶などに使用される。不揮発性メモリには、たとえば、動作プログラムのデータ、ピッキングロボット１００の教示データ、およびピッキングロボット１００の動作に必要な各種設定値が格納される。通信インターフェイスは、ピッキングロボット１００、ピッキング動作を補助するためのカメラ、および上位の生産指示システムと制御部２００とを通信可能に接続する。
【００１６】
また、制御部２００は、ピッキングロボット１００が一の部品棚３１０から次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある他の部品棚３１０とピッキングロボット１００とが干渉するか否かを判断する判断部（判断手段）、かつ、ワークが収容されている部品棚を複数の部品棚のなかから特定する特定部（特定手段）として機能する。
【００１７】
以上のとおり構成される本実施の形態のピッキングシステムによれば、まず、ピッキングロボット１００により開状態の部品棚３１０ａからワークＷ１が取り出される。そして、次のワークＷ２が先読みされて、次のワークＷ２が収容される部品棚３１０ｂからワークＷ２を取り出す際に当該取り出し時点で開状態にある部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉するか否かが判断される。部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉しないと判断される場合、部品棚３１０ａが開状態に維持されたままピッキングロボット１００によって部品棚３１０ｂから次のワークＷ２が取り出される。一方、開状態にある部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉すると判断される場合、ピッキングロボット１００によって部品棚３１０ｂから次のワークＷ２が取り出される前に、開状態にある部品棚３１０ａがピッキングロボット１００により閉状態に戻される。以下、本実施の形態のピッキングシステムによるピッキング処理について、詳細に説明する。
【００１８】
図２および図３は、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を示すフローチャートである。本実施の形態のピッキング処理では、各部品棚の位置、各部品棚に収容されるワーク、および各部品棚の開閉状態などの情報がデータベースとして制御部２００に予め記憶されている。また、本実施の形態のピッキング処理では、ピッキングロボット１００と開状態の部品棚とが干渉する干渉領域を超える部品棚の段数が予め設定されている。本実施の形態では、開状態の部品棚の２段下の部品棚からはワークを取り出すことができる一方、１段下の部品棚からはワークを取り出すことはできない場合、すなわち、干渉領域を超える部品棚の段数が１段の場合を例にとって説明する。このような干渉領域は、部品棚、ピッキングロボット、およびワークの寸法ならびに部品棚同士の間隔などによって決定される。
【００１９】
図２に示されるとおり、本実施の形態のピッキング処理によれば、まず、上位の生産指示システムからピッキング対象であるワークＷ１についての指示を受け付ける（ステップＳ１０１）。本実施の形態では、たとえば、生産指示としてピッキング対象のワークＷ１の部品番号を受け付ける。
【００２０】
次に、受け付けた部品番号のワークＷ１が収容されている部品棚が特定される（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、上述したデータベースに基づいて、部品番号から対応する部品棚３１０ａが特定される。
【００２１】
次に、特定された部品棚３１０ａの１段上の部品棚３１０ｃが開いているか否かが判断される（ステップＳ１０３）。具体的には、上述したデータベースに基づいて、１段上の部品棚３１０ｃが開いているか否かが判断される。１段上の部品棚３１０ｃが開いていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０６以下の処理に移行する。一方、１段上の部品棚３１０ｃが開いている場合（ステップＳ１０３:ＹＥＳ）、対象の部品棚３１０ａからピッキング対象のワークＷ１を取り出す際にピッキングロボット１００が１段上の部品棚３１０ｃと干渉してしまうため、ピッキングロボット１００により１段上の部品棚３１０ｃが閉じられる（ステップＳ１０４）。具体的には、たとえば、Ｙ軸ロボット１１３の端部またはハンド部１２０で部品棚３１０ｃを押圧することによって、挿脱自在な部品棚３１０ｃが部品供給部３００に押し込まれる。
【００２２】
そして、ピッキングロボット１００により閉じられた部品棚３１０ｃが記憶される（ステップＳ１０５）。具体的には、予め記憶されているデータベースにおいて部品棚３１０ｃが開状態であることを示すフラグが解除される。
【００２３】
次に、ピッキング対象のワークＷ１が収容されている対象の部品棚３１０ａが開いているか否かが判断される（ステップＳ１０６）。対象の部品棚３１０ａが開いている場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９以下の処理に移行する。一方、対象の部品棚３１０ａが開いていない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ピッキングロボット１００により対象の部品棚３１０ａが開かれる（ステップＳ１０７）。具体的には、たとえば、ハンド部１２０が部品棚３１０ａの把手などを把持した状態、あるいは、Ｙ軸ロボット１１３の端部に設けられた係合手段（不図示）によってＹ軸ロボット１１３と部品棚３１０ａとが係合された状態で、Ｙ軸ロボット１１３が後方に移動することにより、部品供給部３００から部品棚３１０ａが引き出される。そして、ピッキングロボット１００によって引き出された部品棚３１０ａが記憶される（ステップＳ１０８）。その後、開いている部品棚３１０ａからピッキングロボット１００によりワークＷ１が取り出される（ステップＳ１０９）。なお、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ａからワークＷ１を取り出す処理自体は、一般的なピッキング技術であるため、説明は省略する。
【００２４】
以上のとおり、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９に示す処理によれば、上位の生産指示システムから指示を受けたワークがピッキングロボット１００により部品棚３１０ａから取り出されることができる。
【００２５】
次に、図３に示されるとおり、ピッキングロボット１００により部品棚３１０ａから取り出された現在のワークＷ１の次に取り出されるワークＷ２についての指示を受け付ける（ステップＳ１１０）。そして、受け付けた次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが特定される（ステップＳ１１１）。次に、特定された部品棚３１０ｂがステップＳ１０９に示す処理においてピッキングロボット１００によりワークＷ１が取り出された部品棚３１０ａと同じ列の部品棚であるか否かが判断される（ステップＳ１１２）。具体的には、たとえば、上述したデータベースに記憶されている部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂの位置情報が比較されて、部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂとが同じ列にあるか否かが判断される。特定された部品棚３１０ｂが同じ列の部品棚であると判断される場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１１３以下の処理に移行する。一方、特定された部品棚３１０ｂが同じ列の部品棚でないと判断される場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１１０以下の処理が繰り返される。
【００２６】
以上のとおり、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２に示す処理によれば、現在のワークＷ１が収容されている部品棚３１０ａと同じ列の部品棚に収容されるワークＷ２が先読みされる。
【００２７】
次に、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが、ステップＳ１０９に示す処理においてワークＷ１が取り出された部品棚３１０ａと同じ部品棚であるか否かが判断される（ステップＳ１１３）。具体的には、たとえば、部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂの位置情報を比較して、部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂとが同じ部品棚であるか否かが判断される。次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが部品棚３１０ａと同じ部品棚である場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１１７以下の処理に移行する。一方、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが部品棚３１０ａと同じ部品棚でない場合（ステップＳ１１３：ＮＯ）、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが部品棚３１０ａの１段下の部品棚であるか否かが判断される（ステップＳ１１４）。次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが開いている部品棚３１０ａの１段下の部品棚でない場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１７以下の処理に移行する。一方、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが開いている部品棚３１０ａの１段下の部品棚である場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ｂから次のワークＷ２を取り出す際に当該ピッキングロボット１００と開いている部品棚３１０ａとが干渉するため、ピッキングロボット１００により部品棚３１０ａが閉じられる（ステップＳ１１５）。具体的には、ハンド部１２０がワークＷ１を保持した状態で、たとえば、Ｙ軸ロボット１１３の端部で部品棚３１０ａを押圧することによって、部品棚３１０ａが部品供給部３００に押し込まれる。そして、閉じられた部品箱３１０ａが記憶される（ステップＳ１１６）。
【００２８】
以上のとおり、ステップＳ１１３〜Ｓ１１６に示す処理によれば、次のワークＷ２が収容される部品棚３１０ｂからワークＷ２を取り出す際に、部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉しないと判断される場合、ピッキングロボット１００により部品棚３１０ａを閉じる制御が省略されることができる。
【００２９】
次に、ピッキングロボット１００によりワークＷ１が２次供給箱４００に収容される（ステップＳ１１７）。そして、上位の生産指示システムからピッキング処理を終了する指示を受け付けたか否かが判断される（ステップＳ１１８）。ピッキング処理の終了指示を受け付けていない場合（ステップＳ１１８：ＮＯ）、終了指示を受け付けるまでステップＳ１０３以下の処理が繰り返される。一方、終了指示を受け付けている場合（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、処理が終了される。
【００３０】
以上のとおり、図２および図３に示すフローチャートによれば、次のワークＷ２が先読みされて、次の部品棚３１０ｂからピッキングロボット１００によりワークＷ２を取り出す際にピッキングロボット１００と現在の部品棚３１０ａとが干渉しないと判断される場合には、現在の部品棚３１０ａを開状態に維持したままピッキングロボット１００が次の部品棚から次のワークＷ２を取り出すように制御される。一方、ピッキングロボット１００と現在の部品棚３１０ａとが干渉すると判断される場合には、ピッキングロボット１００が次の部品棚３１０ｂから次のワークＷ２を取り出す前に、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ａを閉状態に戻すように制御される。その結果、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ａを開閉する動作が省略されることができ、ワークが取り出される際に部品棚が必ず開閉される一般的なピッキング処理と比較して、サイクルタイムが向上されることができる。
【００３１】
以上のとおり、上述した本実施の形態のピッキングシステムでは、ピッキングロボットによる部品棚の開閉動作が省略されることにより、ピッキング処理のサイクルタイムが向上される。しかしながら、複数段かつ複数列に配置される部品棚にワークを適切に配置することによって、サイクルタイムをさらに向上することもできる。以下、部品棚に収容されるワークの好ましい配置形態について説明する。
【００３２】
図４は、本実施の形態のピッキングシステムにおいて、複数段かつ複数列に設けられている部品棚に収容されるワークの好ましい配置形態を示す図である。本実施の形態において、部品棚毎にそれぞれ収容される種々のワークは、第１のワーク群である量産部品と、量産部品よりも使用される頻度が低い第２のワーク群である非量産部品とに分類されることができる。
【００３３】
本実施の形態では、量産部品が収容される部品棚同士は、ピッキングロボット１００と開状態の部品棚３１０とが干渉する干渉領域を超える段数を隔てて配置される。具体的には、干渉領域を超える１段の部品棚を隔てて、量産部品が収容される部品棚が配置される。より具体的には、図４（Ａ）に示されるとおり、たとえば、１〜Ｎ列（Ｎは自然数）の各列の奇数番目（１，３，５）に量産部品が収容される部品棚が配置され、各列の偶数番目（２，４，６）に非量産部品が収容される部品棚が配置される。
【００３４】
このような構成にすると、使用される頻度の高い量産部品が収容される部品棚が互いに干渉しないように配置されるため、量産部品が収容される部品棚がピッキングロボットにより閉じられる頻度が低減される。その結果、ピッキングロボットによる部品棚の開閉動作が省略されて、ピッキング処理のサイクルタイムがさらに向上される。
【００３５】
また、上述した配置形態と異なって、量産部品が収容される部品棚が、非量産部品が収容される部品棚よりも２次供給箱に近い列に配置されることもできる。具体的には、図４（Ｂ）に示されるとおり、２次供給箱４００に最も近い第１列の部品棚３１０から優先的に量産部品が収容され、２次供給箱４００から遠い列の部品棚（たとえば、第Ｎ列の部品棚）に非量産部品が収容される。
【００３６】
このような構成にすると、部品棚から頻繁に取り出される量産部品を２次供給箱にセットする際のピッキングロボットの動作距離が短縮されるため、ピッキング処理のサイクルタイムがさらに向上される。
【００３７】
なお、本実施の形態のピッキングシステムの変形例によれば、上述したワークの配置形態にしたがって、部品供給部３００の各部品棚３１０に収容されるワークの配置を決定して指示することができる。
【００３８】
本実施の形態の変形例によるピッキングシステムは、ピッキングロボット１００によって取り出されたワークを記憶する記憶部と、記憶されたワークを集計して、ワーク毎に使用頻度を算出する集計部と、集計結果に基づいて部品棚３１０に収容するワークの配置を演算する演算部と、演算結果を表示する表示部と、をさらに有する。演算部は、たとえば、図４（Ａ）に示すようなワークの配置形態になるように、使用頻度の集計結果に基づいて、ワークの配置を決定する。
【００３９】
このような構成のピッキングシステムによれば、ワークの使用頻度に基づいて当該ワークが収容される部品棚の位置が演算され、表示部によって作業者に指示される。具体的には、たとえば、使用頻度に基づいて部品棚３１０に収容されるワークの配置が決定され、部品供給部３００のそれぞれの部品棚に収容されるワークの部品番号がディスプレイに表示される。そして、ディスプレイに表示されるワークの配置形態にしたがって、作業者がワークを収容している部品箱の配置を変更する。その結果、最新のワーク使用頻度に基づいて、最適な配置形態にワークが配置され、ピッキング処理のサイクルタイムがさらに向上される。
【００４０】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００４１】
本実施の形態のピッキング方法は、複数の部品棚のなかで開状態にある一の部品棚からピッキングロボットにより現在のワークを取り出す取り出し段階と、次のワークが収容されている他の部品棚を複数の部品棚のなかから特定する特定段階と、ピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある一の部品棚と当該ピッキングロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、開状態にある一の部品棚とピッキングロボットとが干渉しないと判断される場合には、開状態にある一の部品棚を開状態に維持したままピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、ピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す前に、一の部品棚をピッキングロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、を有する。したがって、開状態の部品棚とピッキングロボットとが干渉しないと判断される場合には、部品棚をロボットにより閉状態に戻す制御が省略されるため、ワークが取り出される際に部品棚が必ず開閉される一般的なピッキング処理と比較して、サイクルタイムを向上することができる。加えて、後続する処理において、部位棚をロボットにより開状態にする制御も省略され、サイクルタイムがさらに向上される。
【００４２】
本実施の形態において、部品棚は複数段かつ複数列に配置されており、判断段階は、他の部品棚が一の部品棚と同じ列に配置されているか否かを判断する段階と、他の部品棚が一の部品棚と同じ列に配置されている場合、一の部品棚とピッキングロボットとが干渉するか否かを判断する段階と、を有する。したがって、上部が開口された部品棚に対して、ピッキングロボットにより現在のワークが取り出され部品棚と同じ列の部品棚に収容される次のワークを先読みすることができる。
【００４３】
量産部品が収容される部品棚同士は、ピッキングロボットと開状態の部品棚とが干渉する干渉領域を超える段数を隔てて配置される。したがって、頻繁に開閉される部品棚に対するピッキングロボットによる開閉動作が省略されるため、サイクルタイムがさらに向上される。
【００４４】
制御段階は、ピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す前に、当該ピッキングロボットにより現在のワークを２次部品棚に収容する段階を有し、量産部品が収容される部品棚は、非量産部品が収容されるワークよりも２次供給箱に近い列に配置される。したがって、頻繁に部品棚から取り出されるワークを２次供給箱に収容する際のピッキングロボットの動作距離が低減されるため、サイクルタイムがさらに向上される。
【００４５】
以上のとおり、一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を説明した。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。
【００４６】
たとえば、本実施の形態では、先読みした次のワークが収容される次の部品棚からワークを取り出す際にピッキングロボットと現在の部品棚とが干渉する場合、ピッキングロボットがワークを保持した状態で現在の部品棚を閉じるようにピッキングロボットが制御された。しかしながら、現在の部品棚は、ピッキングロボットが次の部品棚から次のワークを取り出す前に閉じられればよい。具体的には、ピッキングロボットが現在のワークを２次供給箱に収容した後、次の部品棚に向かう過程で現在の部品棚を閉じるように制御されることもできる。
【００４７】
また、本実施の形態では、所定の干渉領域を超える部品棚の段数が１段であって、１段下の部品棚から次のワークを取り出す際にピッキングロボットと対象の部品棚とが干渉すると判断される場合、ピッキングロボットにより対象の部品棚が閉じられた。しかしながら、所定の干渉範囲を超える部品棚の段数が複数段であって、たとえば、２段下の部品棚から次のワークを取り出す際にピッキングロボットと対象の部品棚とが干渉する場合、対象の部品棚がピッキングロボットにより閉じられる。このとき、対象の部品棚の１段下の部品棚が開状態である場合、当該１段下の部品棚は、ワークを保持した状態のピッキングロボットによって対象の部品棚とともに閉じられることもでき、あるいは、次のワークが収容されている２段下の部品棚に向かう過程のワークを保持していない状態のピッキングロボットによって閉じられることもできる。
【００４８】
また、本実施の形態では、収容部として、上部が開口された挿脱自在な部品棚がピッキングロボットによって出し入れされた。しかしながら、収容部は、上部が開口された挿脱自在な部品棚に限定されず、側部が開口された挿脱自在な部品棚、あるいは、前面に開口部が設けられたものであって、当該開口部を閉鎖する閉鎖体が下端を中心に回動することによって開閉される部品棚であってもよい。
【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の概略構成を示す図である。
【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を示すフローチャートである。
【図３】図２から続くフローチャートである。
【図４】図１に示すピッキングシステムにおいて、複数段かつ複数列に設けられている部品棚に収容されるワークの好ましい配置形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００ ピッキングロボット、
２００ 制御部、
３００ 部品供給部、
４００ ２次供給箱。
【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。本発明は、特に、サイクルタイムを向上することができ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したがって並べ替え、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】
挿脱自在な部品棚からワークが取り出されるピッキング技術では、部品棚側にアクチェータが設けられ、ピッキングされるワークが収容される部品棚が開閉される（たとえば、特許文献１）。しかしながら、このように部品棚側のアクチュエータによって部品棚を開閉する構成は、設備が大掛かりで高価となる可能性がある。
【０００４】
これに対して、ピッキングロボットが部品棚を開閉する技術が知られている。しかしながら、ピッキングロボットが部品棚を開閉する場合、ピッキングロボットが部品棚を開閉する動作のために、サイクルタイムが長くなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１３１２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した問題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、サイクルタイムを向上することができる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】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００７】
本発明のピッキング方法は、同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容された収容部群から予め決められた順序でワークを取り出すピッキング方法であって、前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部からロボットにより現在のワークを取り出す取り出し段階と、次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定段階と、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のピッキングシステムは、同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容され、前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部から現在のワークを取り出すロボットと、次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定手段と、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断手段と、前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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、開状態の収容部とロボットとが干渉しないと判断される場合には、ロボットにより収容部を閉状態に戻す制御が省略されるため、サイクルタイムを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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の概略構成を示す図である。図１に示されるとおり、本発明の一実施の形態におけるピッキングシステムは、ピッキングロボット１００および制御部２００を有する。ピッキングロボット１００の前方には、複数段かつ複数列に配置される複数の部品棚（収容部）３１０を備えた部品供給部３００が設けられており、部品供給部３００の側部には取出されたワークが収容される２次供給箱４００が設けられている。部品供給部３００の一の部品棚３１０には同一種類のワークが複数収容されており、部品棚３１０毎に異なる種類のワークが収容された部品供給部３００から予め決められた順序でワークが取り出される。本実施の形態における部品棚３１０は、上部が開口されており、部品供給部３００に対して挿脱自在な構造を有している。
【００１２】
ピッキングロボット１００は、部品棚３１０の開閉状態を制御するとともに、開状態の部品棚３１０からワークを取り出すものである。本実施の形態におけるピッキングロボット１００は、ロボット本体部１１０およびハンド部１２０を有する。
【００１３】
ロボット本体部１１０は、３軸直交型のロボットであって、複数列配置される部品棚に沿って左右に移動可能なＸ軸ロボット１１１と、Ｘ軸ロボット１１１上に設けられ、複数段配置される部品棚に沿って上下に移動可能なＺ軸ロボット１１２と、Ｚ軸ロボット１１２上に設けられ、部品棚の奥行き方向に沿って前後に移動可能なＹ軸ロボット１１３と、を有する。各単軸ロボット１１１，１１２，１１３は、たとえば、リニアガイド、ボールネジ、およびモータなどから構成され、制御部２００によって制御される。なお、本発明のロボット本体部は、３軸直交型のロボットに限定されず、回転駆動軸を備える多軸ロボットであることもできる。
【００１４】
ハンド部１２０は、Ｙ軸ロボット１１３の端部に設けられ、ワークＷを把持するものである。また、ハンド部１２０は、部品棚３１０を開閉する際に、当該部品棚３１０を把持することができる。ハンド部１２０の近傍にはピッキングロボット１００のピッキング動作を補助するためのカメラ（不図示）が設けられおり、制御部２００によって制御される。
【００１５】
制御部２００は、ピッキングロボット１００を制御するためのロボットコントローラ（制御手段）であるとともに、ピッキングシステムの一部の役割を担っているものである。制御部２００は、マイクロプロセッサからなる中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵにバス結合されたＲＯＭメモリ、ＲＡＭメモリ、不揮発性メモリ、および通信インターフェイスなどの構成要素を備えている。ＲＯＭメモリには、たとえば、ピッキングロボット１００を制御するシステムプログラムなどのプログラムが格納される。ＲＡＭメモリは、ＣＰＵが実行する処理のためのデータの一時記憶などに使用される。不揮発性メモリには、たとえば、動作プログラムのデータ、ピッキングロボット１００の教示データ、およびピッキングロボット１００の動作に必要な各種設定値が格納される。通信インターフェイスは、ピッキングロボット１００、ピッキング動作を補助するためのカメラ、および上位の生産指示システムと制御部２００とを通信可能に接続する。
【００１６】
また、制御部２００は、ピッキングロボット１００が一の部品棚３１０から次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある他の部品棚３１０とピッキングロボット１００とが干渉するか否かを判断する判断部（判断手段）、かつ、ワークが収容されている部品棚を複数の部品棚のなかから特定する特定部（特定手段）として機能する。
【００１７】
以上のとおり構成される本実施の形態のピッキングシステムによれば、まず、ピッキングロボット１００により開状態の部品棚３１０ａからワークＷ１が取り出される。そして、次のワークＷ２が先読みされて、次のワークＷ２が収容される部品棚３１０ｂからワークＷ２を取り出す際に当該取り出し時点で開状態にある部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉するか否かが判断される。部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉しないと判断される場合、部品棚３１０ａが開状態に維持されたままピッキングロボット１００によって部品棚３１０ｂから次のワークＷ２が取り出される。一方、開状態にある部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉すると判断される場合、ピッキングロボット１００によって部品棚３１０ｂから次のワークＷ２が取り出される前に、開状態にある部品棚３１０ａがピッキングロボット１００により閉状態に戻される。以下、本実施の形態のピッキングシステムによるピッキング処理について、詳細に説明する。
【００１８】
図２および図３は、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を示すフローチャートである。本実施の形態のピッキング処理では、各部品棚の位置、各部品棚に収容されるワーク、および各部品棚の開閉状態などの情報がデータベースとして制御部２００に予め記憶されている。また、本実施の形態のピッキング処理では、ピッキングロボット１００と開状態の部品棚とが干渉する干渉領域を超える部品棚の段数が予め設定されている。本実施の形態では、開状態の部品棚の２段下の部品棚からはワークを取り出すことができる一方、１段下の部品棚からはワークを取り出すことはできない場合、すなわち、干渉領域を超える部品棚の段数が１段の場合を例にとって説明する。このような干渉領域は、部品棚、ピッキングロボット、およびワークの寸法ならびに部品棚同士の間隔などによって決定される。
【００１９】
図２に示されるとおり、本実施の形態のピッキング処理によれば、まず、上位の生産指示システムからピッキング対象であるワークＷ１についての指示を受け付ける（ステップＳ１０１）。本実施の形態では、たとえば、生産指示としてピッキング対象のワークＷ１の部品番号を受け付ける。
【００２０】
次に、受け付けた部品番号のワークＷ１が収容されている部品棚が特定される（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、上述したデータベースに基づいて、部品番号から対応する部品棚３１０ａが特定される。
【００２１】
次に、特定された部品棚３１０ａの１段上の部品棚３１０ｃが開いているか否かが判断される（ステップＳ１０３）。具体的には、上述したデータベースに基づいて、１段上の部品棚３１０ｃが開いているか否かが判断される。１段上の部品棚３１０ｃが開いていない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０６以下の処理に移行する。一方、１段上の部品棚３１０ｃが開いている場合（ステップＳ１０３:ＹＥＳ）、対象の部品棚３１０ａからピッキング対象のワークＷ１を取り出す際にピッキングロボット１００が１段上の部品棚３１０ｃと干渉してしまうため、ピッキングロボット１００により１段上の部品棚３１０ｃが閉じられる（ステップＳ１０４）。具体的には、たとえば、Ｙ軸ロボット１１３の端部またはハンド部１２０で部品棚３１０ｃを押圧することによって、挿脱自在な部品棚３１０ｃが部品供給部３００に押し込まれる。
【００２２】
そして、ピッキングロボット１００により閉じられた部品棚３１０ｃが記憶される（ステップＳ１０５）。具体的には、予め記憶されているデータベースにおいて部品棚３１０ｃが開状態であることを示すフラグが解除される。
【００２３】
次に、ピッキング対象のワークＷ１が収容されている対象の部品棚３１０ａが開いているか否かが判断される（ステップＳ１０６）。対象の部品棚３１０ａが開いている場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９以下の処理に移行する。一方、対象の部品棚３１０ａが開いていない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ピッキングロボット１００により対象の部品棚３１０ａが開かれる（ステップＳ１０７）。具体的には、たとえば、ハンド部１２０が部品棚３１０ａの把手などを把持した状態、あるいは、Ｙ軸ロボット１１３の端部に設けられた係合手段（不図示）によってＹ軸ロボット１１３と部品棚３１０ａとが係合された状態で、Ｙ軸ロボット１１３が後方に移動することにより、部品供給部３００から部品棚３１０ａが引き出される。そして、ピッキングロボット１００によって引き出された部品棚３１０ａが記憶される（ステップＳ１０８）。その後、開いている部品棚３１０ａからピッキングロボット１００によりワークＷ１が取り出される（ステップＳ１０９）。なお、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ａからワークＷ１を取り出す処理自体は、一般的なピッキング技術であるため、説明は省略する。
【００２４】
以上のとおり、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９に示す処理によれば、上位の生産指示システムから指示を受けたワークがピッキングロボット１００により部品棚３１０ａから取り出されることができる。
【００２５】
次に、図３に示されるとおり、ピッキングロボット１００により部品棚３１０ａから取り出された現在のワークＷ１の次に取り出されるワークＷ２についての指示を受け付ける（ステップＳ１１０）。そして、受け付けた次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが特定される（ステップＳ１１１）。次に、特定された部品棚３１０ｂがステップＳ１０９に示す処理においてピッキングロボット１００によりワークＷ１が取り出された部品棚３１０ａと同じ列の部品棚であるか否かが判断される（ステップＳ１１２）。具体的には、たとえば、上述したデータベースに記憶されている部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂの位置情報が比較されて、部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂとが同じ列にあるか否かが判断される。特定された部品棚３１０ｂが同じ列の部品棚であると判断される場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１１３以下の処理に移行する。一方、特定された部品棚３１０ｂが同じ列の部品棚でないと判断される場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１１０以下の処理が繰り返される。
【００２６】
以上のとおり、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２に示す処理によれば、現在のワークＷ１が収容されている部品棚３１０ａと同じ列の部品棚に収容されるワークＷ２が先読みされる。
【００２７】
次に、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが、ステップＳ１０９に示す処理においてワークＷ１が取り出された部品棚３１０ａと同じ部品棚であるか否かが判断される（ステップＳ１１３）。具体的には、たとえば、部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂの位置情報を比較して、部品棚３１０ａと部品棚３１０ｂとが同じ部品棚であるか否かが判断される。次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが部品棚３１０ａと同じ部品棚である場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１１７以下の処理に移行する。一方、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが部品棚３１０ａと同じ部品棚でない場合（ステップＳ１１３：ＮＯ）、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが部品棚３１０ａの１段下の部品棚であるか否かが判断される（ステップＳ１１４）。次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが開いている部品棚３１０ａの１段下の部品棚でない場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１７以下の処理に移行する。一方、次のワークＷ２が収容されている部品棚３１０ｂが開いている部品棚３１０ａの１段下の部品棚である場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ｂから次のワークＷ２を取り出す際に当該ピッキングロボット１００と開いている部品棚３１０ａとが干渉するため、ピッキングロボット１００により部品棚３１０ａが閉じられる（ステップＳ１１５）。具体的には、ハンド部１２０がワークＷ１を保持した状態で、たとえば、Ｙ軸ロボット１１３の端部で部品棚３１０ａを押圧することによって、部品棚３１０ａが部品供給部３００に押し込まれる。そして、閉じられた部品箱３１０ａが記憶される（ステップＳ１１６）。
【００２８】
以上のとおり、ステップＳ１１３〜Ｓ１１６に示す処理によれば、次のワークＷ２が収容される部品棚３１０ｂからワークＷ２を取り出す際に、部品棚３１０ａとピッキングロボット１００とが干渉しないと判断される場合、ピッキングロボット１００により部品棚３１０ａを閉じる制御が省略されることができる。
【００２９】
次に、ピッキングロボット１００によりワークＷ１が２次供給箱４００に収容される（ステップＳ１１７）。そして、上位の生産指示システムからピッキング処理を終了する指示を受け付けたか否かが判断される（ステップＳ１１８）。ピッキング処理の終了指示を受け付けていない場合（ステップＳ１１８：ＮＯ）、終了指示を受け付けるまでステップＳ１０３以下の処理が繰り返される。一方、終了指示を受け付けている場合（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、処理が終了される。
【００３０】
以上のとおり、図２および図３に示すフローチャートによれば、次のワークＷ２が先読みされて、次の部品棚３１０ｂからピッキングロボット１００によりワークＷ２を取り出す際にピッキングロボット１００と現在の部品棚３１０ａとが干渉しないと判断される場合には、現在の部品棚３１０ａを開状態に維持したままピッキングロボット１００が次の部品棚から次のワークＷ２を取り出すように制御される。一方、ピッキングロボット１００と現在の部品棚３１０ａとが干渉すると判断される場合には、ピッキングロボット１００が次の部品棚３１０ｂから次のワークＷ２を取り出す前に、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ａを閉状態に戻すように制御される。その結果、ピッキングロボット１００が部品棚３１０ａを開閉する動作が省略されることができ、ワークが取り出される際に部品棚が必ず開閉される一般的なピッキング処理と比較して、サイクルタイムが向上されることができる。
【００３１】
以上のとおり、上述した本実施の形態のピッキングシステムでは、ピッキングロボットによる部品棚の開閉動作が省略されることにより、ピッキング処理のサイクルタイムが向上される。しかしながら、複数段かつ複数列に配置される部品棚にワークを適切に配置することによって、サイクルタイムをさらに向上することもできる。以下、部品棚に収容されるワークの好ましい配置形態について説明する。
【００３２】
図４は、本実施の形態のピッキングシステムにおいて、複数段かつ複数列に設けられている部品棚に収容されるワークの好ましい配置形態を示す図である。本実施の形態において、部品棚毎にそれぞれ収容される種々のワークは、第１のワーク群である量産部品と、量産部品よりも使用される頻度が低い第２のワーク群である非量産部品とに分類されることができる。
【００３３】
本実施の形態では、量産部品が収容される部品棚同士は、ピッキングロボット１００と開状態の部品棚３１０とが干渉する干渉領域を超える段数を隔てて配置される。具体的には、干渉領域を超える１段の部品棚を隔てて、量産部品が収容される部品棚が配置される。より具体的には、図４（Ａ）に示されるとおり、たとえば、１〜Ｎ列（Ｎは自然数）の各列の奇数番目（１，３，５）に量産部品が収容される部品棚が配置され、各列の偶数番目（２，４，６）に非量産部品が収容される部品棚が配置される。
【００３４】
このような構成にすると、使用される頻度の高い量産部品が収容される部品棚が互いに干渉しないように配置されるため、量産部品が収容される部品棚がピッキングロボットにより閉じられる頻度が低減される。その結果、ピッキングロボットによる部品棚の開閉動作が省略されて、ピッキング処理のサイクルタイムがさらに向上される。
【００３５】
また、上述した配置形態と異なって、量産部品が収容される部品棚が、非量産部品が収容される部品棚よりも２次供給箱に近い列に配置されることもできる。具体的には、図４（Ｂ）に示されるとおり、２次供給箱４００に最も近い第１列の部品棚３１０から優先的に量産部品が収容され、２次供給箱４００から遠い列の部品棚（たとえば、第Ｎ列の部品棚）に非量産部品が収容される。
【００３６】
このような構成にすると、部品棚から頻繁に取り出される量産部品を２次供給箱にセットする際のピッキングロボットの動作距離が短縮されるため、ピッキング処理のサイクルタイムがさらに向上される。
【００３７】
なお、本実施の形態のピッキングシステムの変形例によれば、上述したワークの配置形態にしたがって、部品供給部３００の各部品棚３１０に収容されるワークの配置を決定して指示することができる。
【００３８】
本実施の形態の変形例によるピッキングシステムは、ピッキングロボット１００によって取り出されたワークを記憶する記憶部と、記憶されたワークを集計して、ワーク毎に使用頻度を算出する集計部と、集計結果に基づいて部品棚３１０に収容するワークの配置を演算する演算部と、演算結果を表示する表示部と、をさらに有する。演算部は、たとえば、図４（Ａ）に示すようなワークの配置形態になるように、使用頻度の集計結果に基づいて、ワークの配置を決定する。
【００３９】
このような構成のピッキングシステムによれば、ワークの使用頻度に基づいて当該ワークが収容される部品棚の位置が演算され、表示部によって作業者に指示される。具体的には、たとえば、使用頻度に基づいて部品棚３１０に収容されるワークの配置が決定され、部品供給部３００のそれぞれの部品棚に収容されるワークの部品番号がディスプレイに表示される。そして、ディスプレイに表示されるワークの配置形態にしたがって、作業者がワークを収容している部品箱の配置を変更する。その結果、最新のワーク使用頻度に基づいて、最適な配置形態にワークが配置され、ピッキング処理のサイクルタイムがさらに向上される。
【００４０】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００４１】
本実施の形態のピッキング方法は、複数の部品棚のなかで開状態にある一の部品棚からピッキングロボットにより現在のワークを取り出す取り出し段階と、次のワークが収容されている他の部品棚を複数の部品棚のなかから特定する特定段階と、ピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある一の部品棚と当該ピッキングロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、開状態にある一の部品棚とピッキングロボットとが干渉しないと判断される場合には、開状態にある一の部品棚を開状態に維持したままピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、ピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す前に、一の部品棚をピッキングロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、を有する。したがって、開状態の部品棚とピッキングロボットとが干渉しないと判断される場合には、部品棚をロボットにより閉状態に戻す制御が省略されるため、ワークが取り出される際に部品棚が必ず開閉される一般的なピッキング処理と比較して、サイクルタイムを向上することができる。加えて、後続する処理において、部位棚をロボットにより開状態にする制御も省略され、サイクルタイムがさらに向上される。
【００４２】
本実施の形態において、部品棚は複数段かつ複数列に配置されており、判断段階は、他の部品棚が一の部品棚と同じ列に配置されているか否かを判断する段階と、他の部品棚が一の部品棚と同じ列に配置されている場合、一の部品棚とピッキングロボットとが干渉するか否かを判断する段階と、を有する。したがって、上部が開口された部品棚に対して、ピッキングロボットにより現在のワークが取り出され部品棚と同じ列の部品棚に収容される次のワークを先読みすることができる。
【００４３】
量産部品が収容される部品棚同士は、ピッキングロボットと開状態の部品棚とが干渉する干渉領域を超える段数を隔てて配置される。したがって、頻繁に開閉される部品棚に対するピッキングロボットによる開閉動作が省略されるため、サイクルタイムがさらに向上される。
【００４４】
制御段階は、ピッキングロボットが他の部品棚から次のワークを取り出す前に、当該ピッキングロボットにより現在のワークを２次部品棚に収容する段階を有し、量産部品が収容される部品棚は、非量産部品が収容されるワークよりも２次供給箱に近い列に配置される。したがって、頻繁に部品棚から取り出されるワークを２次供給箱に収容する際のピッキングロボットの動作距離が低減されるため、サイクルタイムがさらに向上される。
【００４５】
以上のとおり、一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を説明した。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。
【００４６】
たとえば、本実施の形態では、先読みした次のワークが収容される次の部品棚からワークを取り出す際にピッキングロボットと現在の部品棚とが干渉する場合、ピッキングロボットがワークを保持した状態で現在の部品棚を閉じるようにピッキングロボットが制御された。しかしながら、現在の部品棚は、ピッキングロボットが次の部品棚から次のワークを取り出す前に閉じられればよい。具体的には、ピッキングロボットが現在のワークを２次供給箱に収容した後、次の部品棚に向かう過程で現在の部品棚を閉じるように制御されることもできる。
【００４７】
また、本実施の形態では、所定の干渉領域を超える部品棚の段数が１段であって、１段下の部品棚から次のワークを取り出す際にピッキングロボットと対象の部品棚とが干渉すると判断される場合、ピッキングロボットにより対象の部品棚が閉じられた。しかしながら、所定の干渉範囲を超える部品棚の段数が複数段であって、たとえば、２段下の部品棚から次のワークを取り出す際にピッキングロボットと対象の部品棚とが干渉する場合、対象の部品棚がピッキングロボットにより閉じられる。このとき、対象の部品棚の１段下の部品棚が開状態である場合、当該１段下の部品棚は、ワークを保持した状態のピッキングロボットによって対象の部品棚とともに閉じられることもでき、あるいは、次のワークが収容されている２段下の部品棚に向かう過程のワークを保持していない状態のピッキングロボットによって閉じられることもできる。
【００４８】
また、本実施の形態では、収容部として、上部が開口された挿脱自在な部品棚がピッキングロボットによって出し入れされた。しかしながら、収容部は、上部が開口された挿脱自在な部品棚に限定されず、側部が開口された挿脱自在な部品棚、あるいは、前面に開口部が設けられたものであって、当該開口部を閉鎖する閉鎖体が下端を中心に回動することによって開閉される部品棚であってもよい。
【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の概略構成を示す図である。
【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を示すフローチャートである。
【図３】図２から続くフローチャートである。
【図４】図１に示すピッキングシステムにおいて、複数段かつ複数列に設けられている部品棚に収容されるワークの好ましい配置形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００ ピッキングロボット、
２００ 制御部、
３００ 部品供給部、
４００ ２次供給箱。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容された収容部群から予め決められた順序でワークを取り出すピッキング方法であって、
前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部からロボットにより現在のワークを取り出す取り出し段階と、
次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定段階と、
前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、
前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、を有することを特徴とするピッキング方法。
【請求項２】
前記複数の収容部は、複数段かつ複数列に配置されており、
前記判断段階は、
前記他の収容部が前記一の収容部と同じ列に配置されているか否かを判断する段階と、
前記他の収容部が前記一の収容部と同じ列に配置されている場合、前記一の収容部と前記ロボットとが干渉するか否かを判断する段階と、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３】
前記ワークは、第１のワーク群と当該第１のワーク群よりも使用される頻度が低い第２のワーク群とに分類され、
前記第１のワーク群のワークが収容される収容部同士は、前記ロボットと開状態の収容部とが干渉する干渉領域を超える段数を隔てて配置されることを特徴とする請求項２に記載のピッキング方法。
【請求項４】
前記ワークは、第１のワーク群と当該第１のワーク群よりも使用される頻度が低い第２のワーク群とに分類され、
前記制御段階は、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、当該ロボットにより前記現在のワークを２次収容部に収容する段階を有し、
前記第１のワーク群のワークが収容される収容部は、前記第２のワーク群のワークが収容される収容部よりも前記２次収容部に近い列に配置されることを特徴とする請求項２に記載のピッキング方法。
【請求項５】
同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容され、
前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部から現在のワークを取り出すロボットと、
次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定手段と、
前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断手段と、
前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御手段と、を有することを特徴とするピッキングシステム。
【請求項１】
同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容された収容部群から予め決められた順序でワークを取り出すピッキング方法であって、
前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部からロボットにより現在のワークを取り出す取り出し段階と、
次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定段階と、
前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断段階と、
前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御段階と、を有することを特徴とするピッキング方法。
【請求項２】
前記複数の収容部は、複数段かつ複数列に配置されており、
前記判断段階は、
前記他の収容部が前記一の収容部と同じ列に配置されているか否かを判断する段階と、
前記他の収容部が前記一の収容部と同じ列に配置されている場合、前記一の収容部と前記ロボットとが干渉するか否かを判断する段階と、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３】
前記ワークは、第１のワーク群と当該第１のワーク群よりも使用される頻度が低い第２のワーク群とに分類され、
前記第１のワーク群のワークが収容される収容部同士は、前記ロボットと開状態の収容部とが干渉する干渉領域を超える段数を隔てて配置されることを特徴とする請求項２に記載のピッキング方法。
【請求項４】
前記ワークは、第１のワーク群と当該第１のワーク群よりも使用される頻度が低い第２のワーク群とに分類され、
前記制御段階は、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、当該ロボットにより前記現在のワークを２次収容部に収容する段階を有し、
前記第１のワーク群のワークが収容される収容部は、前記第２のワーク群のワークが収容される収容部よりも前記２次収容部に近い列に配置されることを特徴とする請求項２に記載のピッキング方法。
【請求項５】
同一種類のワークを複数収容した収容部を複数備え、前記収容部それぞれは異なる種類のワークが収容され、
前記複数の収容部のなかで開状態にある一の収容部から現在のワークを取り出すロボットと、
次のワークが収容されている他の収容部を前記複数の収容部のなかから特定する特定手段と、
前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す際に、当該取り出し時点で開状態にある前記一の収容部と当該ロボットとが干渉するか否かを判断する判断手段と、
前記開状態にある一の収容部と前記ロボットとが干渉しないと判断される場合には、前記開状態にある一の収容部を開状態に維持したまま前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す一方、干渉すると判断される場合には、前記ロボットが前記他の収容部から前記次のワークを取り出す前に、前記一の収容部を前記ロボットにより閉状態に戻すように制御する制御手段と、を有することを特徴とするピッキングシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１２０５１９（Ｐ２００８−１２０５１９Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０５８８９（Ｐ２００６−３０５８８９）
【出願日】平成１８年１１月１０日（２００６．１１．１０）
【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２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１０日（２００６．１１．１０）
【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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