(57)【要約】      （修正有）【課題】バラバラの状態で供給された容器などを、所定の姿勢で安定的にかつ高速に搬送装置等に供給することができる物品起立装置を提供すること。【解決手段】起立アタッチメント１３と、物品起立用の起立コンベア１１と、起立ガイドレール１４と、起立補助プレート１５とを装備し、起立コンベア１１の移動に伴い、起立アタッチメント１３の起立部が、起立ガイドレール１４に案内されて起立状態になるとともに、起立部と起立補助プレート１５との間で、物品が、搬出コンベア１２上に起立した状態で移し替えられるように構成する。【選択図】図１
2020040759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起立アタッチメントと、
外周面側に前記起立アタッチメントが所定の間隔で固定され、垂直面内を周回移動する物品起立用の起立コンベアと、
該起立コンベアの上方の一部に配置された起立ガイドレールと、
搬出コンベアを挟むように該搬出コンベアの一端側に沿って、前記起立ガイドレールに対向する位置を含んで固定された起立補助プレートとを備え、
前記起立アタッチメントが、ベースとベース面に対して起立する起立部とを備え、
該起立部が、上面に前記物品が載置される凹部を備え、前記起立部の前記搬出コンベア側下端部が、前記ベースに対して回転可能に取付けられ、
該ベースが、基台を介して前記起立コンベアのベルトに固定され，
前記起立コンベアの移動に伴い、前記起立アタッチメントの前記起立部が、前記起立ガイドレールに案内されて起立状態になるとともに、
前記起立部と前記起立補助プレートとの間で、前記凹部内に載置された前記物品が、前記搬出コンベア上に起立した状態で移し替えられるように構成されていることを特徴とする物品起立装置。
【請求項２】
前記起立部が、支持台と、
該支持台に着脱可能に取付けられて前記物品が載置されるホルダとを含んで構成され、
前記支持台の前記搬出コンベア側の下端部が、前記ベースに対して回転可能に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の物品起立装置。
【請求項３】
前記起立部が、形状の異なるホルダを複数種類セットとして備えており、
前記物品の形状に対応させて前記ホルダが使い分けされるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の物品起立装置。
【請求項４】
前記起立部が、前記凹部の断面形状を調整するための形状の異なる凹部調整部材を複数種類セットとして備えており、
前記物品の形状に対応させて前記凹部調整部材が使い分けされるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の物品起立装置。
【請求項５】
前記起立補助プレートの位置が、前記搬出コンベアの幅方向に関して調節可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の物品起立装置。
【請求項６】
前記物品が、前記搬出コンベア上に起立した状態で移し替えられた後、前記起立部が起立前の状態に復帰することを補助する復帰補助板が配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の物品起立装置。
【請求項７】
物品の収容部を備え、該収容部上部の外周部に、前記物品を並べて載置する物品載置部を備えた回転式整列装置と、
前記物品載置部に位置する前記物品を保持する保持手段を備え、隣接する物品起立装置に、前記保持手段により保持した前記物品を所定の姿勢で載置するピッキングロボットと、
撮像装置による画像を基に、前記物品載置部に並べられた前記物品とその位置を判定し、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と前記物品起立装置への移し替えを制御する制御部とを含んで構成され、
前記回転式整列装置の収容部が、傾斜した状態で回転し底部を構成する傾斜回転円板と、回転外周壁とで構成され、
該回転外周壁が、前記傾斜回転円板の外周部に近接して位置し、内径が下部に比べ上部の方が大きいボウル型内壁と、該ボウル型内壁の上端部を支持し、回転するボウル型内壁支持部とを含んで構成され、
前記回転式整列装置の前記物品載置部が、前記ボウル型内壁の上端部に外向きに固定された円環状部と、該円環状部の外周部に固定された物品落下防止壁とを備え、
前記物品載置部が、色が異なる複数種類のスペーサを備えており、前記物品の色に対応させて前記スペーサが使い分けされるように構成されている、
ことを特徴とする物品整列供給装置。
【請求項８】
前記物品載置部が、前記スペーサ上面の、水平面となす角度が異なる複数種類のスペーサを備えており、前記物品の形状に対応させて前記スペーサが使い分けされるように構成されていることを特徴とする請求項７記載の物品整列供給装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかの項に記載の物品起立装置と、請求項７〜８のいずれかの項に記載の物品整列供給装置とを含んで構成された物品起立整列供給システムであって、
前記物品が、横に倒された姿勢で、前記物品整列供給装置から、前記物品起立装置における前記起立アタッチメントの前記起立部に供給され、前記起立コンベアの移動に伴い、前記物品が起立した状態で前記搬出コンベアに移し替えられるように構成されていることを特徴とする物品起立整列供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラバラの状態で供給された容器などを、底部を下にして立てた状態などの所定の姿勢で搬送装置に供給するための物品起立装置、物品整列供給装置、及び物品起立整列供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
食品、洗剤、化粧用品などの液状物、あるいは、食品、薬品などの粉状や粒状物を容器に充填する場合、容器を立てた状態で充填作業が行われることが多い。容器の形状には、内容物、使い方、美観などに応じて、外形形状、断面形状に様々なものがある。
容器に内容物を充填する際に立てた状態にする必要がある場合には、ベルトコンベアなどで送られてきた横に倒れた状態の容器を人手で立てて、次の工程に送る方法が採られることが多い。
【０００３】
下記の特許文献１には、物品をピックし、プレイスする物品供給装置が開示されている。図１８に示したように、特許文献１記載の物品供給装置１００は、物品１０１をピックし、プレイス位置にプレイスするピックアンドプレイス装置１４０を備え、固定斜面部１２０におけるピック位置で物品１０１をピックし、物品１０１を次工程へ搬出する搬出装置１５０に供給する。また、物品供給装置１００は、固定斜面部１２０に置かれた状態の物品１０１の下方側に当接して、固定斜面部１２０のピック位置に物品１０１を静止状態で保持する支持部材１２１を備えている。プレイス位置は、物品１０１に搬送力を与えることで物品１０１を搬送方向へ移動させる傾斜したプレイス面にあり、ピックアンドプレイス装置１４０は、ピック位置で物品１０１のピック動作を行うとともに、プレイス位置にプレイスする前の物品の姿勢を変更する動作を行うようになっている。
【０００４】
上記物品供給装置１００の場合には、物品１０１は、ピックアンドプレイス装置１４０により、搬出方向Ｐに平行な向きから搬出方向Ｐに直交する向きに変更され、その後、第１ベルトコンベア１６６により、物品１０１が起立した状態とされ、第２ベルトコンベア１６７に供給されるようになっている。
【０００５】
[発明が解決しようとする課題]
上記特許文献１に開示されている物品供給装置１００の場合には、固定斜面部１２０に物品１０１を搬出方向Ｐに平行に並べた後、ピックアンドプレイス装置１４０により、物品１０１が第２ベルトコンベア１６７上に搬出方向Ｐに直交する向きに横たわった状態で並べられる。そのために、固定斜面部１２０に位置する物品１０１がすべてなくなるまで、ピックアンドプレイス動作は継続される。その後、複数の物品１０１が、固定斜面部１２０に新たに配列される。したがって、物品１０１が、前回、固定斜面部１２０に配列されてから次に配列されるまでの間、ピックアンドプレイス装置１４０の動作が途切れる時間が生じる。
【０００６】
すなわち、特許文献１に開示されている物品供給装置１００の場合には、物品１０１がピックされる状態に並べられた後、ピックアンドプレイス動作が行われ、次に物品１０１が並べられるまでに時間を要し、ピックアンドプレイス装置１４０の効率的な動作が妨げられるといった課題、換言すれば、物品１０１の整列供給をさらに効率化する必要があった。
【０００７】
さらに、搬出装置１５０の場合には、物品１０１はピックアンドプレイス装置１４０によって、第２ベルトコンベア１６７上に、搬送方向Ｐに対し直交する方向に横たわった状態に一旦並べられた後、第１ベルトコンベア１６６によって起立した状態とされるため、安定した起立状態を維持させるためには、第１ベルトコンベア１６６及び第２ベルトコンベア１６７の高速駆動には限界があり、搬出装置１５０の高速運転には大きな制限があるといった課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１９９４０１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、横に倒れた状態で供給された容器などの物品を、高速で安定的に起立させることができる物品起立装置、及びバラバラの状態で供給された容器などを、所定の姿勢で、効率よく物品起立装置に供給することができるとともに、価格が安く、取り扱いが容易で、安定した操業を行うことができる物品整列供給装置、及び物品起立整列供給システムを提供することを目的としている。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る物品起立装置（１）は、
起立アタッチメントと、
外周面側に前記起立アタッチメントが所定の間隔で固定され、垂直面内を周回移動する物品起立用の起立コンベアと、
該起立コンベアの上方の一部に配置された起立ガイドレールと、
搬出コンベアを挟むように該搬出コンベアの一端側に沿って、前記起立ガイドレールに対向する位置を含んで固定された起立補助プレートとを備え、
前記起立アタッチメントが、ベースとベース面に対して起立する起立部とを備え、
該起立部が、上面に前記物品が載置される凹部を備えると共に、該起立部の前記搬出コンベア側下端部が、前記ベースに対して回転可能に取付けられ、
該ベースが、基台を介して前記起立コンベアのベルトに固定され，
前記起立コンベアの移動に伴い、前記起立アタッチメントの前記起立部が、前記起立ガイドレールに案内されて起立状態になるとともに、
前記起立部と前記起立補助プレートとの間で、前記凹部内に載置された前記物品が、前記搬出コンベア上に起立した状態で移し替えられるように構成されている、ことを特徴としている。
【００１１】
上記物品起立装置（１）によれば、前記起立コンベアの移動に伴い、前記起立アタッチメントの前記起立部が、前記起立ガイドレールに案内されて起立状態となる。前記起立アタッチメントの起立部凹部に載置された物品は、前記起立アタッチメントと前記起立補助プレートとの間にホールドされる形態で、起立した姿勢に変えられる同時に、搬出コンベア上に移し替えられる。従って、前記物品は極めて安定的に起立した姿勢に変えられることとなり、前記起立コンベアが高速運転されても、起立状態は安定的に維持されることとなる。
また、前記起立ガイドレール及び前記起立補助プレートは、架台等に固定された状態で物品の起立動作に作用するものであり、これら部品の故障等のトラブルは極めて起こりにくく、耐久性に優れた物品起立装置を提供することができる。
また、倒れた状態から起立させた状態への物品の姿勢の変化と搬出コンベアへの移し替えが、前記起立ガイドレールの曲線に沿った滑らかな流れで進行し、前記物品を円滑、かつ速やかに搬出コンベア上に起立した姿勢で送り出すことができる。
【００１２】
また、本発明に係る物品起立装置（２）は、上記物品起立装置（１）において、
前記起立部が、支持台と、
該支持台に着脱可能に取付けられて前記物品が載置されるホルダとを含んで構成され、
前記支持台の前記搬出コンベア側の下端部が、前記ベースに対して回転可能に取付けられていることを特徴としている。
【００１３】
上記物品起立装置（２）によれば、前記ホルダが前記支持台に対して着脱可能なため、物品の形状等に合わせて、前記ホルダを適宜交換することができる。そのため、前記物品を円滑に起立させ、前記搬出コンベアに送り出すことができる。
【００１４】
また、本発明に係る物品起立装置（３）は、上記物品起立装置（２）において、
前記起立部が、形状の異なるホルダを複数種類セットとして備えており、
前記物品の形状に対応させて前記ホルダが使い分けされるように構成されていることを特徴としている。
上記物品起立装置（３）によれば、前記物品の形状に合わせて、前記ホルダを使い分けすることができる。そのため、前記ホルダ内に前記物品をより確実に保持させて、前記物品をより円滑に起立させることができるとともに、前記搬出コンベアに安定的に送り出すことができる。
【００１５】
また、本発明に係る物品起立装置（４）は、上記物品起立装置（１）において、
前記起立部が、前記凹部の断面形状を調整するための形状の異なる凹部調整部材を複数種類セットとして備えており、
前記物品の形状に対応させて前記凹部調整部材が使い分けされるように構成されていることを特徴としている。
上記物品起立装置（４）によれば、前記物品の形状に合わせて、前記凹部調整部材により前記起立部の凹部の断面形状を適宜調整することができる。そのため、前記物品の形状に合わせた前記ホルダの種類を削減することができ、前記物品の形状に合わせた部品の管理が容易になる。
【００１６】
また、本発明に係る物品起立装置（５）は、上記物品起立装置（１）〜（４）のいずれかにおいて、
前記起立補助プレートの位置が、前記搬出コンベアの幅方向に関して調節可能に構成されていることを特徴としている。
上記物品起立装置（５）によれば、前記起立補助プレートの前記搬出コンベアの幅方向位置、すなわち、前記起立補助プレートと前記起立アタッチメントの起立部との間隔が調整可能であるので、前記物品の高さなど、前記物品の形状が異なる場合でも、容易に対応することができることとなり、より安定的に前記物品を起立させることができることとなる。
【００１７】
また、本発明に係る物品起立装置（６）は、上記物品起立装置（１）〜（５）のいずれかにおいて、
前記物品が、前記搬出コンベア上に起立した状態で移し替えられた後、前記起立部が起立前の状態に復帰することを補助する復帰補助板が配設されていることを特徴としている。
上記物品起立装置（６）によれば、前記起立部が起立前の状態に復帰することを、より確実に、より容易に行わせることができる。
【００１８】
また、本発明に係る物品整列供給装置（１）は、
物品の収容部を備え、該収容部上部の外周部に、前記物品を並べて載置する物品載置部を備えた回転式整列装置と、
前記物品載置部に位置する前記物品を保持する保持手段を備え、隣接する物品起立装置に、前記保持手段により保持した前記物品を所定の姿勢で載置するピッキングロボットと、
撮像装置による画像を基に、前記物品載置部に並べられた前記物品とその位置を判定し、前記ピッキングロボットによる前記物品の保持と前記物品起立装置への移し替えを制御する制御部とを含んで構成され、
前記回転式整列装置の収容部が、傾斜した状態で回転し底部を構成する傾斜回転円板と、回転外周壁とで構成され、
該回転外周壁が、前記傾斜回転円板の外周部に近接して位置し、内径が下部に比べ上部の方が大きいボウル型内壁と、該ボウル型内壁の上端部を支持し、回転するボウル型内壁支持部とを含んで構成され、
前記回転式整列装置の前記物品載置部が、前記ボウル型内壁の上端部に外向きに固定された円環状部と、該円環状部の外周部に固定された物品落下防止壁とを備え、
前記物品載置部が、色が異なる複数種類のスペーサを備えており、前記物品の色に対応させて前記スペーサが使い分けされるように構成されている、ことを特徴としている。
【００１９】
上記物品整列供給装置（１）によれば、物品整列供給装置が、物品を整列させる回転式整列装置と、該回転式整列装置で整列された物品を保持し、物品起立装置へ移し替えるピッキングロボットと、これらの動きを制御する制御部とを備えているので、バラバラの状態で供給された物品を、物品起立装置に対し所定の姿勢で、効率よく移し替えることができる。また、汎用の装置を組み合わせて構成することができるので、物品整列供給装置の価格を低く抑えることができる。さらに、物品起立装置に物品を所定の姿勢で載置する前記ピッキングロボットは、前記制御部により制御されるので、取り扱いが容易で、安定した操業を行うことができる。そのため、ピッキングロボットによる物品の保持と、物品起立装置への物品の移し替えを円滑、かつ速やかに行うことができる。
さらに、物品の画像認識の際に、物品と区別しやすい画像が得られる色のスペーサを用いることで、輪郭が明瞭な画像を得ることができ、前記制御部による制御を確実なものとすることができる。
【００２０】
本発明に係る物品整列供給装置（２）は、
前記物品載置部が、前記スペーサ上面の、水平面となす角度が異なる複数種類のスペーサを備えており、前記物品の形状に対応させて前記スペーサが使い分けされるように構成されていることを特徴としている。
上記物品整列供給装置（２）によれば、物品の形状に合わせて、物品がスペーサ上面で安定するスペーサを物品載置部に配置することができる。
【００２１】
本発明に係る物品起立整列供給システム（１）は、
上記物品起立装置（１）〜（６）のいずれかと、上記物品整列供給装置（１）〜（２）のいずれかとを、含んで構成された物品起立整列供給システムであって、
前記物品が、横に倒された姿勢で、前記物品整列供給装置から、前記物品起立装置における前記起立アタッチメントの前記起立部に供給され、前記起立コンベアの移動に伴い、前記物品が起立した状態で搬出コンベアに移し替えられるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
上記物品起立整列供給システム（１）によれば、前記物品がバラバラの状態で前記物品整列供給装置に供給された場合でも、速やかに前記物品が横に倒れた姿勢で、前記物品整列供給装置から前記物品起立装置における前記起立アタッチメントの起立部に供給される。回転式整列装置である前記物品整列供給装置では、前記物品は横に倒れた姿勢で整列され、横に倒れた状態で前記起立アタッチメントに移される。そのため、前記物品整列供給装置から前記起立アタッチメントへの前記物品の移し替えを、円滑かつ速やかに行うことができる。それとともに、前記物品起立装置における前記物品の起立も円滑かつ速やかに行われる。
そのため、前記物品起立整列供給システムに対し、前記物品がバラバラの状態で供給された場合であっても、円滑かつ速やかに起立した姿勢で前記物品を送り出すことができる。また、システム全体の構成が簡潔、コンパクト、安価であり、操業も安定して行うことができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係る物品起立装置の主要部の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】実施の形態に係る物品起立装置に用いられる起立アタッチメントの一例を示す図であり、（ａ）は起立アタッチメントの起立部が起立前の状態における部分断面側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
【図３】実施の形態に係る物品起立装置に用いられる起立アタッチメントの一例を示す図であり、起立アタッチメントの起立部が起立した状態における部分断面側面図である。
【図４】起立アタッチメントの構成を示す分解斜視図である。
【図５】実施の形態に係る物品起立装置に用いられる起立ガイドレールの一例を示す斜視図である。
【図６】実施の形態に係る物品起立装置における起立動作を説明するための模式的側面図であり、（ａ）は起立前の状態、（ｂ）は起立途中の状態、（ｃ）は起立した状態、（ｄ）及び（ｅ）は物品が起立し搬出コンベアに移された後の状態を示している。
【図７】実施の形態に係る物品起立装置における起立アタッチメントの別の態様を示す図であり、（ａ）は部分断面側面図、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ異なる凹部調整部材が組み込まれた例を示す正面図である。
【図８】実施の形態に係る物品起立整列供給システムにおける物品整列供給装置と物品起立装置との位置関係の概略を示す平面図である。
【図９】実施の形態に係る物品起立整列供給システムにおける物品整列供給装置を示す部分断面側面図である。
【図１０】実施の形態に係る物品起立整列供給システムにおける物品整列供給装置に、物品の供給手段である供給搬送機が配置された状態を示す側面図である。
【図１１】実施の形態に係る物品起立整列供給システムにおける物品整列供給装置の部分断面図であり、傾斜回転円板の外周部と回転外周壁の物品載置部との好ましい関係の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態に係るピッキングロボットの頭部の一例を示す側面図である。
【図１３】実施の形態に係る真空吸着式の保持手段の一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】実施の形態に係る物品起立整列供給システムにおける制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図１５】ピッキングロボットによる物品の移し替えを制御する制御部のシステム構成を示すブロック図である。
【図１６】物品起立整列供給システムに用いられる制御盤の一例を示す図である。
【図１７】ピッキングロボットにより、回転式整列装置から起立コンベアへ、物品を移し替える動作の一例を示したフローチャートである。
【図１８】従来の物品供給装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る物品起立装置を図１〜図７、物品起立整列供給システム及び物品整列供給装置を図８〜図１７に基づいて説明する。
実施の形態に係る物品起立整列供給システムは、主要部が物品起立装置と物品整列供給装置とを含んで構成されており、以下、物品起立装置、物品整列供給装置の順に説明する。
【００２５】
図１は、実施の形態に係る物品起立装置の主要部の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。物品起立装置１は、起立コンベア１１と、搬出コンベア１２と、起立アタッチメント１３とを含んで構成され、起立アタッチメント１３が起立コンベア１１のベルト１１ｃに所定の間隔で固定されており、ベルト１１ｃは垂直面内を周回移動するように構成されている。また、起立コンベア１１の上方の一部には、架台等（図示省略）に固定された起立ガイドレール１４が配置され、起立ガイドレール１４に対向する位置には、搬出コンベア１２を挟むように、起立補助プレート１５が配置されている。
【００２６】
起立コンベア１１は、駆動部１１ａと従動部１１ｂとの間で、ベルト１１ｃが周回移動し、ベルト１１ｃに基台１１ｄを介して起立アタッチメント１３がほぼ等間隔で固定されている。起立コンベア１１には、上流側（図１中左側）に位置する起立アタッチメント１３に、物品５の底部を搬出コンベア１２側に向けて、起立前の状態、すなわち横に倒された状態で物品５が供給される。起立コンベア１１に供給された物品５は、起立コンベア１１の移動に伴い、起立アタッチメント１３と、起立ガイドレール１４と、起立補助プレート１５との、作用により起立状態になるとともに、搬出コンベア１２上に載置され、次工程に送り出される。
搬出コンベア１２は、表面が平面状であり、起立コンベア１１と平行に移動し、移動方向は起立コンベア１１の移動方向と同じ、図１中左側から右側となっている。
【００２７】
起立ガイドレール１４は、端部１４ａ、１４ｂ（図５参照）が、起立コンベア１１の図中右側半分くらいを挟むように、搬出コンベア１２の反対側に固定されている。また、端部１４ａ、１４ｂ上面が、図６（ａ）（ｅ）に示すように、起立アタッチメント１３の起立部１３ｂの下方に位置するように、起立ガイドレール１４が配置されている。また、起立ガイドレール１４のもっとも高い水平部１４ｃ先端部は、起立コンベア１１の搬出コンベア１２側端面上に位置するように配置されている。起立ガイドレール１４の水平部１４ｃ中央は、架台等に固定された支持部材１４ｄによって安定的に支持されている。
起立ガイドレール１４の水平部１４ｃに対向する領域で、搬出コンベア１２の外側又はその端面近傍部分には、搬出コンベア１２とは独立した起立補助プレート１５が配置されている。起立補助プレート１５は、起立アタッチメント１３との間隔が、物品５の径方向の大きさに合わせて調節可能となっている。
【００２８】
図２は、実施の形態に係る物品起立装置１に用いられる起立アタッチメントの一例を示す図であり、（ａ）は起立アタッチメントの起立部が起立前の状態における部分断面側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
また、図３は、起立アタッチメントの起立部が起立した状態における部分断面側面図であり、図４は、起立アタッチメントの構成を示す分解斜視図である。
【００２９】
起立アタッチメント１３は、起立コンベア１１の基台１１ｄに固定されるベース１３ａと、ベース１３ａに取り付けられる起立部１３ｂとを含んで構成され、起立部１３ｂは支持台１３ｂａ及び物品５が載置されるホルダ１３ｂｂとを含んで構成されている。ホルダ１３ｂｂは、支持台１３ｂａに対し、ワンウエイクランパー（商品名）などのクランパー１７を用いて着脱可能に取付けられている。ワンウエイクランパーの場合には、例えば、ホルダ１３ｂｂにクランクピンが固定され、支持台１３ｂａの貫通孔１３ｆ（図４）にワンウエイクランパーの本体側が固定され、両者の間で着脱が行われる。
【００３０】
また、図２（ｂ）、図４に示したように、ホルダ１３ｂｂには凹部１３ｅが設けられており、凹部１３ｅに物品５が載置されるようになっている。物品５には、形状や大きさなどが異なる様々なタイプのものがあるので、ホルダ１３ｂｂも、物品５の形状や大きさに応じた種々のタイプのものが用意されており、物品５に応じて適宜交換することが可能になっている。また、ベース１３ａは、ボルト１６により基台１１ｄに固定されている。
【００３１】
図４に示したように、ホルダ１３ｂｂは、支持台１３ｂａとは分離可能となっており、ホルダ１３ｂｂの底面には、支持台１３ｂａの両側の側面に嵌る凹部（図示せず）が形成されており、ホルダ１３ｂｂの凹部が支持台１３ｂａに隙間なく嵌るようになっている。ホルダ１３ｂｂが支持台１３ｂａに隙間なく装着されるとともに、支持台１３ｂａに取り付けられたクランパー１７（図２、図３）とホルダ１３ｂｂに取り付けられたクランクピンによって、ホルダ１３ｂｂが支持台１３ｂａに対して、しっかりと固定されるようになっている。このように、クランパー１７としてワンタッチで着脱することができるタイプのものを利用することにより、より迅速にホルダ１３ｂｂの着脱を行うことができる。
【００３２】
図２（ａ）、図３、図４に示したように、起立アタッチメント１３の一端側には、起立動作の支点となる回転軸１３ｃが設けられており、回転軸１３ｃを中心に起立部１３ｂが起立可能となっている。すなわち、支持台１３ｂａの一端側とベース１３ａの一端側が、回転軸１３ｃにより回転自在に軸支されている。さらに、回転軸１３ｃにはコイルバネ１３ｄが取り付けられており、起立部１３ｂには起立に反する力が作用し、起立後は起立前の状態に復帰しやすいように設定されている。
起立アタッチメント１３は、搬出コンベア１２に対して直交する方向で、搬出コンベア１２に向かって起立する方向に取り付けられている。物品５は、その底部が回転軸１３ｃ側に向けて、起立部１３ｂのホルダ１３ｂｂに載置される。
【００３３】
図５は、実施の形態に係る物品起立装置に用いられる起立ガイドレール１４の一例を示す斜視図である。図５に示した起立ガイドレール１４は、ステンレス鋼など金属を用いて、帯状に形成されている。帯状の両側の端部１４ａ、１４ｂは、それぞれほぼ垂直方向に平行に構成されており、両端部１４ａ、１４ｂの中間部であり高さがもっとも高い部分は水平部１４ｃとなっている。
また、起立ガイドレール１４の両側端部１４ａ、１４ｂの上面１４ａａ、１４ｂａは、起立アタッチメント１３の起立部１３ｂの先端部下方位置にくるように設定されている（図５、図６）。また、起立ガイドレール１４のもっとも高い水平部１４ｃ先端部は、起立コンベア１１の搬出コンベア１２側端面上に位置するように配置されている。
【００３４】
図６は、実施の形態に係る物品起立装置１における物品の起立動作を説明するための模式的側面図であり、（ａ）は起立前の状態、（ｂ）は起立途中の状態、（ｃ）は起立した状態、（ｄ）及び（ｅ）は物品が起立して搬出コンベアに移された後の状態を示している。
起立コンベア１１で送られてきた物品５が載置された起立アタッチメント１３が、起立ガイドレール１４の上流側の端部１４ｂ（図５参照）に到達すると、図６（ａ）に示したように、起立アタッチメント１３の起立部１３ｂの先端部の下面が、起立ガイドレール１４の端部１４ｂの上面１４ｂａ（図５参照）に接触するようになる。起立コンベア１１の移動に伴い、起立アタッチメント１３の起立部１３ｂの先端部は、図６（ｂ）に示したように、起立ガイドレール１４に沿って徐々に立ち上がっていく。起立部１３ｂの立ち上がりに伴い、起立部１３ｂ内の物品５は、下方に滑り落ち、物品５の上面側の底部の角部が起立補助プレート１５に接触した状態となる。
【００３５】
起立コンベア１１の移動とともに起立アタッチメント１３がさらに移動すると、図６（ｃ）に示したように、起立ガイドレール１４に沿って起立部１３ｂがほぼ垂直に起立するとともに、物品５は起立した状態で搬出コンベア１２上に移動する。
その後、図６（ｄ）、（ｅ）に示したように、起立コンベア１１、搬出コンベア１２の移動に伴い、起立部１３は回転軸１３ｃに設けられたコイルバネ１３ｄ（図３、図４参照）及び起立部１３ｂのコイルバネ１３ｄ側端面を押圧する復帰案内板（図示せず）の作用により、起立ガイドレール１４に沿って元の水平の状態に戻る動作が生じる一方、物品５は搬出コンベア１２によって送り出されていく。
【００３６】
このようにして、横に倒れた状態で起立コンベア１１によって搬送されてきた物品５は、
起立アタッチメント１３と起立補助プレート１５との間にホールドされる形態で、起立した姿勢に変えられる同時に、搬出コンベア１２上に移し替えられる。従って、物品５は極めて安定的に起立した姿勢に変えられることとなり、起立コンベア１１が高速運転されても、起立状態は安定的に維持されることとなる。
また、起立コンベア１１には、起立アタッチメント１３が小さな間隔で取り付けられており、物品５が連続して起立ガイドレール１４部に送られてくるので、速い速度で効率的に物品５を起立させ、搬出コンベア１２に高速で送り出すことができる。
【００３７】
また、起立ガイドレール１４が帯状であり、図１、図５に示したような形態の場合には、起立アタッチメント１３の起立部１３ｂと起立ガイドレール１４とが、帯状の起立ガイドレール１４の幅方向の角部で接触するので、接触抵抗が小さく、速い速度で物品５の起立動作を起こさせるのに効果的である。また、起立ガイドレール１４が帯状の場合には、両端部１４ａ、１４ｂ及び水平部１４ｃを架台等に対し、しっかりと固定できるので、物品５の安定した起立動作を実現できるという長所がある。
ただし、起立ガイドレール１４は、上記した帯状のものに限定されるものではなく、棒状のものなど、その他の形態のものであっても差し支えない。
【００３８】
図２〜図４に示した起立アタッチメント１３の場合には、起立部１３ｂが支持台１３ｂａとホルダ１３ｂｂとで構成され、物品５の大きさや形状に合わせて、ホルダ１３ｂｂの交換が容易な例を示した。この場合、起立アタッチメント１３は、物品５の大きさや形状に合わせて、ホルダ１３ｂｂを交換できるように、形状の異なるホルダを複数種類備えており、物品５の形状に対応させてホルダ１３ｂｂが使い分けされるように構成されている。
ただし、起立アタッチメント１３の起立部１３ｂは、支持台１３ｂａとホルダ１３ｂｂとの組合せ以外のタイプであっても差し支えない。
【００３９】
図７は、実施の形態に係る物品起立装置における起立アタッチメントの別の実施態様を示す図であり、（ａ）は部分断面側面図、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ異なる凹部調整部材が組み込まれた例を示す正面図である。
【００４０】
図７に示した起立アタッチメント１８は、起立部１８ａが、図２〜図４に示した起立アタッチメント１３の支持台１３ｂａとホルダ１３ｂｂとが一体化されたタイプであり、起立部１８ａでは起立アタッチメント１３の凹部１３ｅに相当する部分が凹部１８ｂとなっている。その凹部１８ｂには、物品５の大きさや形状に合わせて、凹部調整部材１８ｃが組み込まれるようになっている。
【００４１】
凹部調整部材１８ｃは、物品５の形状に合わせてそれぞれの形態のものが、起立アタッチメント１８の数に応じてセットとして複数種類準備されており、物品５の形状に対応させて凹部調整部材１８ｃが使い分けされるように構成されている。凹部調整部材１８ｃは、例えば、プラスチックで形成されており、凹部１８ｂに対して、ボルト、マグネットなどを介して着脱可能に構成されている。
【００４２】
起立アタッチメント１３、１８のベース１３ａ、起立部１３ｂ、１８ａのほか、基台１１ｄを構成する部材は、成形加工性、機械的性質、耐摩耗性、衛生上などの観点から、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン：ジュラコン樹脂）がもっとも好適である。ただし、ＰＯＭに限定されるものではなく、その他のプラスチック樹脂、ステンレス鋼など金属であっても差し支えない。起立コンベア１１のベルト１１ｃは、裏面が駆動軸に平行な歯形状で、表面が平板状の熱可塑性ポリウレタンを材料とし、内部が移動方向に配列されたスチール心線などで補強されているタイプのものが好適である。
【００４３】
図８は、実施の形態に係る物品起立整列供給システムの主要部の構成を示す平面図である。実施の形態に係る物品起立整列供給システム３は、物品起立装置１と物品整列供給装置２とを含んで構成されている。なお、物品起立装置１については、図１〜図７に示したものと同じであるので、図８にはその一部の配置位置のみをブランクで示した。
【００４４】
図８に示したように、物品起立整列供給システム３は、物品起立装置１と、回転式整列装置である物品整列供給装置２とを含んで構成されており、物品５が、横に倒れた姿勢で、物品整列供給装置２から、物品起立装置１における起立アタッチメント１３（図１）の起立部１３ｂ（図２）に供給され、起立コンベア１１の移動に伴い、物品５が起立した状態で搬出コンベア１２に移し替えられるように構成されている。
【００４５】
物品５は、はじめに、補充用物品ホッパ４１（図１０）からバラバラの状態で物品整列供給装置２の回転式整列装置２０の収容部２１に供給され、物品整列供給装置２のピッキングロボット３０の働きにより、横に倒れた状態で起立コンベア１１上に整列される。この際、物品５は、底部が搬出コンベア１２側になるように、起立コンベア１１に固定された起立アタッチメント１３の起立部１３ｂに載置される（図６）。
物品５が、起立コンベア１１に供給された後、物品起立装置１において起立した状態で搬出される過程及び物品起立装置１の装置構成については、図１〜図７に基づいて上記したとおりであるので、ここでは説明を省略する。以下、物品整列供給装置２について詳述する。
【００４６】
図９は、物品整列供給装置の構成を示す部分断面側面図である。
図８、図９に示したように、実施の形態に係る物品整列供給装置２は、回転式整列装置２０と、ピッキングロボット３０とを含んで構成されている。
回転式整列装置２０は、供給搬送機４０（図１０）により供給された物品５の収容部２１を備えており、収容部２１の上部の外周部に物品５を並べて載置する物品載置部２４が設けられている。
【００４７】
また、回転式整列装置２０の収容部２１は、傾斜した状態で回転し底部を構成する傾斜回転円板２２、及び傾斜回転円板２２の外周部に位置する回転外周壁２３によって主要部が構成されている。回転外周壁２３は、傾斜回転円板２２の外周部に近接して位置し、内径が下部に比べ上部の方が大きいボウル型内壁２３ａと、ボウル型内壁２３ａの上端部を支持し、回転するボウル型内壁支持部２３ｂとを含んで構成されている。
さらに、回転式整列装置２０の物品載置部２４は、ボウル型内壁２３ａの上端部に外向きに固定して設けられており、その形状は円環状であり、円環状の物品載置部２４の外周部には物品５の落下防止壁２４ｂが固定されている。
【００４８】
回転式整列装置２０は、傾斜回転円板２２と回転外周壁２３との作用により、回転外周壁２３の上部外側に形成された円環状部２４ａを含む物品載置部２４に、頭部と底部の向きが円周方向に向いた状態に、物品５を整列させて載置する装置である。なお、円環状の物品載置部２４は円環状、あるいはフランジ状であり、その幅は、物品５の胴部の幅より少し大きい程度、物品５が一列に配列され得る程度に設定される。
また、収容部２１から物品載置部２４への物品５の移動が円滑に進むように、傾斜回転円板２２及び回転外周壁２３の回転方向は同じに設定されており、回転速度も、ほぼ同じであることが好ましい。ただし、物品５の形状、大きさ等の条件によっては、傾斜回転円板２２の回転速度と回転外周壁２３の回転速度とが異なる方が望ましい場合もあるので、そのような場合には、適宜両者の回転速度を個別に設定することが好ましい。
【００４９】
ピッキングロボット３０は、回転式整列装置２０の物品載置部２４に並べられた物品５を保持する保持手段３５（図１３）を備えており、保持した物品５を、隣接する物品起立装置１の起立コンベア１１の起立部１３ｂ（図２）上に、物品５の頭部を物品載置部２４側に横に倒した状態で移し替える装置となっている。
【００５０】
また、ピッキングロボット３０は、起立コンベア１１に近接して配置され、ピッキングロボット３０のアーム先端の保持手段３５が、回転式整列装置２０の物品載置部２４と起立コンベア１１との間に位置して配置される。後述するように、上記の配置は、実施の形態に係る物品整列供給装置２にとって極めて重要である。
ピッキングロボット３０には、市販されている汎用のロボットを利用することができ、例えば、パラレルリンクロボット、水平多関節ロボット（スカラロボット）、垂直多関節ロボットなどが好適である。
【００５１】
ここで、本発明の実施の形態で対象としている物品５は、液体、粉体、粒状体などが詰め込まれる容器であり、内容物が出し入れされる口部である頭部と頭部に比べて面積が大きい底部を備えている。頭部と底部との間の胴部部分は、横断面が円形、楕円形、角形、その他の形でもよく、側面が底部から頭部にかけて湾曲しているものなどであってもよい。
【００５２】
図８、図９に基づいて回転式整列装置２０の構成をより詳細に説明する。上述したように、回転式整列装置２０は、収容部２１の底部を構成する傾斜回転円板２２、及び回転外周壁２３を含んで構成されている。
回転外周壁２３は、底部が開口したボウル型内壁２３ａ、及びボウル型内壁支持部２３ｂを含んで構成されており、ボウル型内壁２３ａの上端部には外向きに円環状の物品載置部２４が固定して設けられており、ボウル型内壁支持部２３ｂは、ボウル型内壁２３ａと物品載置部２４とを支持するとともに、第１の基台２６に固定されたモータ２６ａの回転を伝達する構成となっている。ボウル型内壁２３ａの上端部、及び物品載置部２４は、いずれもボウル型内壁支持部２３ｂの上端部に固定されている。
【００５３】
傾斜回転円板２２は、水平面に対して傾斜した回転軸回りに回転し、傾斜回転円板２２の外周部は、回転外周壁２３のボウル型内壁２３ａに接するように位置している。また、傾斜回転円板２２は、外周部のもっとも高い位置が、回転式整列装置２０の物品載置部２４とほぼ同じレベルになるように設定されている。
傾斜回転円板２２の外周部とボウル型内壁２３ａとの間は、その隙間から物品５が小さな場合でも落下しないように、隙間はできるだけ小さく設定されている。
傾斜回転円板２２の水平面に対する角度は、物品５の重さ、大きさ、形状等の条件を考慮して、１０°〜２０°の範囲で設定される。
【００５４】
回転外周壁２３は、架台２５に固定された第１の基台２６によって支持され、傾斜回転円板２２は、第１の基台２６によって支持された第２の基台２７によって支持されている。
また、第２の基台２７は円筒体２８によって支持されており、円筒体２８は、下端部が第１の基台２６に固定され、上端部に第２の基台２７が固定されている。
上記構成とすることによって、傾斜回転円板２２と回転外周壁２３とは、別々の駆動装置によって回転させることができるようになっている。
【００５５】
回転外周壁２３は、回転支持体２６ｂに固定されており、回転外周壁２３には、ギア２６ｃ、回転支持体２６ｂを介して、第１の基台２６に固定されたブラシレスモータなどのモータ２６ａの回転が伝達されるようになっている。
傾斜回転円板２２は、ブラシレスモータなどのモータ２７ａによって回転し、モータ２７ａは、第２の基台２７に水平面に対し回転軸を傾斜させて固定されている。回転軸が傾斜したモータ２７ａの回転が、ギア２７ｂを介して傾斜回転円板２２に伝達されるようになっている。
このように、回転外周壁２３と傾斜回転円板２２とは、水平面に対し異なった角度で別々に回転するようになっている。
なお、ブラシレスモータには、回転数の調整範囲が広いこと、回転数に関わらずトルクが一定なこと、起動、停止の繰り返しに対応できることなどの特徴がある。そのために、回転式整列装置２０と、ピッキングロボット３０とが関連する動作の制御が容易となり、実施の形態に係る回転式整列装置２０にとってブラシレスモータは、好適なモータと言える。
【００５６】
図８には、ボトル形の物品５が、回転外周壁２３に固定された物品載置部２４上に整列して回転移動している状態が示されている。傾斜回転円板２２及び回転外周壁２３は、両者とも右回りに回転しており、傾斜回転円板２２の外周部は、図９にも示されているように、回転中心の右側がもっとも高く、左側がもっとも低くなっている。また、傾斜回転円板２２の外周部のもっとも高い位置と、物品載置部２４のスペーサ２４ｃ（図１１）の内側端部２４ｃａとの高さが、ほぼ同じ高さとなっている。収容部２１内で回転移動する物品５は、遠心力により回転とともに外周側に移動し、物品５が傾斜回転円板２２のもっとも高い位置（図９中左側）に到達すると、収容部２１から物品載置部２４に押し出される。
なお、図８には、傾斜回転円板２２及び回転外周壁２３が、両者とも右回りに回転している例を示し、右回りの回転について説明したが、両者とも左回りの回転であっても差し支えない。
【００５７】
このようにして、物品５を収容部２１から回転式整列装置２０の物品載置部２４に位置させることができる。また、物品５には遠心力が作用しているので、ボトル形のような胴部が長い物品５は、物品載置部２４の外周側の落下防止壁２４ｂに、物品５の胴部が接して位置することになる。
【００５８】
上記のように、傾斜回転円板２２とボウル型内壁２３ａとに囲まれた収容部２１に物品５が搬入され、傾斜回転円板２２及びボウル型内壁２３ａを含む回転外周壁２３が回転すると、収容部２１内の物品５は、傾斜回転円板２２及びボウル型内壁２３ａの回転に伴って収容部２１内で回転移動する。
傾斜回転円板２２などの回転に伴い、物品５が収容部２１内を円周方向に回転すると、物品５には遠心力が作用し、中心部から外側に向けて移動する動きが生じる。外側に向けての移動が進み、物品５が傾斜回転円板２２上で物品載置部２４のスペーサ２４ｃの載置面２４ｃｂ高さに到達すると、物品５は、傾斜回転円板２２上から物品載置部２４に対して押し出されるように移動する。
【００５９】
物品載置部２４の外周部には、落下防止壁２４ｂが設けられているため、物品５は長さ方向が落下防止壁２４ｂに沿った状態に置かれることとなる。その後、物品５は物品載置部２４に載置されたまま、回転外周壁２３の回転とともに回転移動する。物品載置部２４からピッキングロボット３０により物品５がピックされない場合には、物品５は回転移動を継続する。
【００６０】
物品５が物品載置部２４からピッキングロボット３０により取り除かれ、物品載置部２４に物品５が入る場所が生じると、収容部２１内の物品５が空いた場所に載置される。空いた場所が狭く、傾斜回転円板２２の外周部のもっとも高い位置で、物品５が物品載置部２４に対して斜めに乗った場合には、回転外周壁２３、及び傾斜回転円板２２の回転に伴い、傾斜回転円板２２は、物品載置部２４のスペーサ２４ｃの載置面２４ｃｂに対して高さが低くなるので、物品５は傾斜回転円板２２側で支えられなくなる。そのために、物品載置部２４に整列した状態で乗らなかった物品５は、収容部２１内に落下し、再び収容部２１内を回転移動する。
【００６１】
したがって、物品載置部２４の落下防止壁２４ｂに沿って並んだ状態の物品５だけが、物品載置部２４上で円周方向に回転移動することになる。
物品載置部２４に並んだ物品５の方向、例えば、底部に対する頭部の方向は同じではない。後に図１７を参照して説明するように、実施の形態に係る物品整列供給装置２の場合には、物品５がどちらの方向に並んでいる場合でも、起立コンベア１１に対し、物品５を横に倒れた状態で、底部を起立コンベア１１側、頭部を物品載置部２４側に向けた状態にピッキングロボット３０により移し替えることができる。
【００６２】
図１０は、実施の形態に係る物品整列供給装置に、物品の供給手段である供給搬送機が配置された状態を示す側面図である。
供給搬送機４０は、回転式整列装置２０、及びピッキングロボット３０の側面に配置され、補充用物品ケースである補充用物品ホッパ４１から、搬送手段であるリフトコンベア４２などを介して、回転式整列装置２０の収容部２１（図９）に物品５を搬送し、少なくなった物品５を収容部２１内に補充する装置である。
ホッパ４１が収容部２１の下方に位置する場合には、リフトコンベア４２と、リフトコンベア４２から収容部２１に物品５を落下させるシュート４３との組合せを利用する。ホッパ４１の排出部が収容部２１の上方に位置するように、ホッパ４１を高い位置に配置した場合には、リフトコンベアを利用することなく、ホッパ４１から排出された物品５を、シュート４３を介して収容部２１に直接供給することができる。
【００６３】
図１１は、物品５の胴部の断面形状が丸形のボトルなどの場合について、傾斜回転円板２２の外周部と回転式整列装置２０の物品載置部２４との好ましい位置関係の一例を示す部分断面図である。前述のように、物品５は傾斜回転円板２２のもっとも高い位置で、収容部２１から回転式整列装置２０の物品載置部２４に移動する。その移動を容易、かつ確実に行わせるために、傾斜回転円板２２の外周部及び物品載置部２４が、図１１に示したように構成されている。
【００６４】
すなわち、傾斜回転円板２２の外周部に、外側の方が低い、言い換えると下向きに傾斜した滑り出し部２２ａが形成され、回転式整列装置２０の物品載置部２４のスペーサ２４ｃにも外側の方が低く傾斜した載置面２４ｃｂが形成されている。さらに、傾斜回転円板２２の滑り出し部２２ａの端部２２ａｂと、物品載置部２４のスペーサ２４ｃの内側端部２４ｃａの高さが、傾斜回転円板２２のもっとも高い位置でほぼ同じレベルに設定されている。上記構成により、物品５を、円滑、かつ確実に収容部２１から回転式整列装置２０の物品載置部２４に移動させ、整列して並んだ状態とすることができる。
ただし、物品５の胴部の断面形状が角型、偏平型のボトルなどの場合には、物品載置部２４のスペーサ２４ｃの載置面２４ｃｂは水平であることが好ましい。そのような形状の物品５の場合のために、スペーサ２４ｃの載置面２４ｃｂが水平なもの（図示せず）もセットとして用意されている。
【００６５】
このほか、物品５の、物品載置部２４における整列については、重い物品など、物品５を落下防止壁２４ｂに沿わせて整列させにくい場合がある。そのような場合には、収容部２１側から物品５に向けて、ノズルから空気を吹き付けるような補助手段を用いることが好ましい。その他、物品載置部２４の落下防止壁２４ｂと物品載置部２４の内周部の近傍の一部にガイド壁を設けるようにしてもよい。
【００６６】
物品５には、物品ごとに形状のほか、色や透明度が異なるものがある。後述するように、ピッキングロボット３０により物品５の移し替えを制御するためには、物品５の画像データを採取しなければならない。物品５が透明なボトルのような場合には、物品５の輪郭を明確な画像データとして得にくい。そのような場合には、物品５に対して、例えば、撮像装置の横方向からライトを照射し、物品５の輪郭の明瞭な画像が得られるようにする。
【００６７】
また、物品５の色と物品載置部２４のスペーサ２４ｃの色が近似している場合にも、物品５の輪郭を明瞭な画像データとして得にくい。そのような場合には、物品載置部２４のスペーサ２４ｃを、物品５と区別しやすい画像が得られる色のものに交換することが好ましい。そのために、物品載置部２４については、物品載置部２４のスペーサ２４ｃの交換が容易な構成となっている。
【００６８】
このため、物品載置部２４のスペーサ２４ｃは、物品の色や形状に合わせて、交換できるように構成されている。
すなわち、物品載置部２４が、色が異なる複数種類のスペーサ２４ｃをセットとして備えており、物品５の色に対応させてスペーサ２４ｃが使い分けされるように構成されている。
また、物品載置部２４のスペーサ２４ｃ上面の載置面２４ｃｂが、水平面に対する傾斜角が異なる複数種類のスペーサ２４ｃをセットとして備えており、物品５の形状に対応させてスペーサ２４ｃが使い分けされるようにも構成されている。
【００６９】
図９に示したように、ピッキングロボット３０は、ロボット支持台３１に固定されており、本体部３２が、回転式整列装置２０の上方で、その中心部が回転式整列装置２０の外周近傍に位置するように取り付けられている。また、ロボットハンドを構成するピッキングアーム３３の頭部３４が、回転式整列装置２０の物品載置部２４に近接した高さに位置している。
図１２は、図９に示したピッキングロボット３０の頭部３４の一例を示す拡大図である。頭部３４は、ピッキングアーム３３先端の支持部３４ａ、腕部３４ｂ、及び腕先部３４ｃで構成されている。支持部３４ａは、その位置が、ピッキングアーム３３によって、前後、左右、上下の３次元的に作動する。腕部３４ｂは、支持部３４ａの下面に対して平行な面（水平方向の面）で回転可能となっている。
【００７０】
腕先部３４ｃは、腕部３４ｂの垂直方向端面３４ｂｂに対し、平行方向、すなわち、腕部３４ｂの垂直方向の回転軸に平行方向に回転可能に、腕部３４ｂに軸支されている。さらに、腕先部３４ｃは、支持軸３４ｃａを中心に、腕部３４ｂに軸支された方向に対し平行方向に回転可能となっている。また、腕先部３４ｃの先端部３４ｃｂは、物品５２の保持手段の支持部となっている。
このように構成された頭部３４は、ピッキングアーム３３によって、前後、左右、上下の３次元の動作が可能であるとともに、垂直方向及び水平方向に回転可能となっている。すなわち、ピッキングロボット３０の頭部３４は、３次元的な動作とともに、回転動作や旋回動作を行う機能を備えている。
【００７１】
ただし、物品起立整列供給システム３に用いられるピッキングロボット３０の場合には、物品５の向きを水平面で回転させる機能と上下、左右に動かす機能を備えればよく、物品５を垂直面で回転する機能を必要としない。その点、ピッキングアーム３３の先端の支持部３４ａの動きは簡素化される。
【００７２】
頭部３４に設けられている物品５の保持手段の支持部である先端部３４ｃｂには、物品５を吸着保持する吸着パッドなどを取り付けることができる。
図１３は、物品５の真空吸着式保持手段の一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１３に示した真空吸着式の保持手段３５には、ボックス３５ａの図面上の下面に、２つの吸着パッド３５ｂ、３５ｃが取り付けられている。また、ボックス３５ａの図面上の側面には、真空吸排気を行うためのホースのワンタッチ式の接続部３５ｄが設けられており、ホースを介して真空ポンプ、エジェクタポンプなどの真空吸引装置と接続することにより、ボックス３５ａ内の吸排気を行うことができるようになっている。
【００７３】
吸着パッド３５ｂ、３５ｃは、迅速、確実に物品５を保持し離脱させることができるように、少なくとも１段の蛇腹タイプで、ニトリルゴム、シリコーンゴム、天然ゴムなどで形成される。なお、吸着パッド３５ｂ、３５ｃには、市販されている汎用の吸着パッドを使用することができる。
【００７４】
吸着パッド３５ｂ、３５ｃは、その尾部が円筒状になっており、ボックス３５ａの吸着パッド装着孔に対し、簡単に着脱することができる。したがって、物品５の大きさ、形状、吸着パッドの損傷などに応じて適宜交換可能である。
図１３には、真空吸着式の保持手段３５が２つの吸着パッド３５ｂ、３５ｃを備える例を示したが、吸着パッドは１つでもよく、３つ以上でもよい。物品５の大きさ、形状などに合わせて適宜選択することが好ましい。
図１３に示した真空吸着式の保持手段３５は、装着板３５ｅを介して、ボルトなどにより、ピッキングアーム３３の頭部３４に設けられている腕先部３４ｃの先端部３４ｃｂに取り付けられる。また、取り外すこともでき、着脱可能となっている。
【００７５】
保持手段について、図１３に基づいて、真空吸着式の保持手段の例を示したが、真空吸着式に限定されるものではない。例えば、物品５の表面に凹凸が多く真空吸着に適しない場合などには、挟んで保持する把持タイプの保持手段が適している。したがって、保持手段３５については、物品５に合わせて適宜選択して使用することが好ましい。
【００７６】
本実施の形態に係る物品起立整列供給システム３の場合には、回転式整列装置２０の物品載置部２４と、ピッキングロボット３０の頭部３４に取り付けられた保持手段３５と、物品起立装置である起立コンベア１１との３者の位置関係が極めて重要である。
保持手段３５は、物品載置部２４と起立コンベア１１との間であり、回転移動する物品載置部２４が起立コンベア１１に近接する領域に位置するように配置されている。そのため、物品５が保持手段３５に保持されてから、起立コンベア１１に載置されるまでの物品５の移動距離が短い。さらに、物品５の移し替えに要する時間も短くすることができる。
【００７７】
このような物品５を保持する位置と、物品５を移し替える先の起立コンベア１１との位置関係は、回転式整列装置２０と、ピッキングロボット３０と、起立コンベア１１との組合せによってはじめて得られるものであり、この３者の組合せが本物品起立整列供給システム３にとって極めて重要である。
なお、起立コンベア１１の移動方向は、ピッキングロボット３０が物品５を保持する位置における回転式整列装置２０の物品載置部２４の移動方向（回転方向）と同じでもよく、逆方向でもよい。
【００７８】
図８〜図１３を参照し、物品整列供給装置２の構成、及び物品５の移動について説明した。
物品整列供給装置２には、このほかに回転式整列装置２０における収容部２１内の物品量の制御、回転式整列装置２０で整列された物品５を保持し、起立コンベア１１に対し物品５を横に倒した姿勢で載置するためのロボットのピッキングアーム３３とその頭部３４の動きを制御する制御装置、制御システム（図１４、図１５）を備えている。
【００７９】
上記の制御を行うために、回転式整列装置２０の収容部２１内の物品５の量の検出手段、回転式整列装置２０の物品載置部２４の物品５の整列状態の検出手段を備えている。
回転式整列装置２０の収容部２１内の物品５の量の検出手段は、例えば、収容部２１内にレーザー光を照射し、レーザー光に照射された物品５をカメラなどで撮影し、得られた画像データを解析することによって物品５の量を求め、収容部２１内における物品５の過不足を判断する過不足制御部で構成することができる。レーザー光を用いる場合には、例えば、線状のレーザー光を照射し、物品５に照射された際のレーザー光の状態を検出すればよいので、単に画像を解析する場合に比べて、より簡単に物品５の有無を検出することができる。
検出結果のデータを基に、物品５が所定の量以下になったと判断された場合には、供給搬送機４０の物品補充用物品ホッパ４１内の物品５を、リフトコンベア４２、シュート４３を介して、回転式整列装置２０の収容部２１に送り込む。
【００８０】
図１４は、実施の形態に係る物品起立整列供給システムにおける制御部のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。制御装置５０は、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、入出力部５４と、通信部５５とを含んで構成されている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に格納されているプログラムを実行する。ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３は、それぞれ不揮発性メモリ、揮発性メモリに相当し、ＣＰＵ５１によって使用されるデータが格納される。
入出力部５４は、撮像装置からのデータ、操作盤（図１６）からのデータなどのオペレータの入力を受け付け、制御部からの信号の出力に用いられる。
通信部５５は、例えば、ネットワークを介して、物品整列供給装置２の制御等に必要なデータをやりとりするのに用いられる。通信部５５は、無線通信及び有線通信の一方又は両方を行うことができるモジュール又はデバイスである。
【００８１】
図１５は、ピッキングロボットによる物品の移し替えを制御する制御部のシステム構成を示すブロック図である。
制御システム６０は、物品整列供給装置２の制御に用いられ、入力部６１、物品制御部６２、出力部６３で構成されている。入力部６１には、カメラなどの撮像装置から得られる画像データ、操作盤などから入力される物品５の数などの物品データ、操業条件、起立コンベアの起立アタッチメントデータなどが入力される。また、図１４に示したＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３などのデータも入力される。
物品制御部６２は、物品形状判定部、物品姿勢判定部、物品位置判定部、物品保持制御部、物品移動制御部などを含んで構成されており、物品制御部６２のデータがピッキングロボット３０の制御機構に送られて、物品整列供給装置２から起立コンベア１１の起立アタッチメント１３への物品５の移し替えが制御される。
【００８２】
図１６は、物品起立整列供給システムに用いられる制御盤の一例を示す図である。制御盤７０には、モニター画面７１のほか、自動運転、ブザー停止、手動自動切替、自動停止、リセット、非常停止などの操作ボタン７２が設けられており、様々な条件での操業、トラブルへの対応等が可能になっている。モニター画面７１は、タッチパネルタイプとなっており、画面の切り替えが可能で、物品起立整列供給システム３の動作に関する様々な設定も可能となっている。また、操作盤の内部には、図１４、図１５を参照して説明した制御装置５０、制御システム６０が組み込まれている。
【００８３】
図１７は、ピッキングロボット３０により、回転式整列装置２０から起立コンベア１１へ、物品５を移し替える動作の一例を示すフローチャートである。図１７には、物品５を横に倒した状態で、物品５の頭部を回転式整列装置２０の物品載置部２４側に向けた姿勢で起立コンベア１１上に移し替える例を示している。なお、リアルタイムの画像データを除く、移し替えに要する静的データは予め制御装置５０に取り込まれている。
ステップＳ１では、ピッキングロボット３０の本体部３２の近傍で、回転式整列装置２０の物品載置部２４の上方に設けられたカメラなどの撮像装置から、物品載置部２４に並んだ状態の物品５の画像データを取得し、起立コンベア１１への移し替えの対象となる物品５を特定するとともに、特定された物品５の位置情報を取得する。
【００８４】
ステップＳ２では、画像を基に、横に倒れて並んでいる状態の物品５の向き、すなわち、物品５の底部に対する頭部の方向、物品の形状などのタイプ、物品５の位置を判定する。
ステップＳ３では、ステップ２における判定結果を基に、例えば、保持手段３５である真空吸着式の吸着パッド３５ｂ、３５ｃによる保持位置を決定する。
ステップＳ４では、ステップ２における判定結果を基に、物品５を横に倒れた状態で、物品５の頭部を回転式整列装置２０の物品載置部２４側に向けた姿勢にするための物品５の水平面における回転方向である物品載置部２４の回転方向を判定する。
物品載置部２４における物品５の方向が、物品載置部２４の回転方向と同じ場合には、ステップ５に進み、物品５の方向が、物品載置部２４の回転方向とは逆の場合には、ステップ６に進む。
【００８５】
ステップＳ５では、物品５を右回りに９０°回転させ、物品５の頭部が回転式整列装置２０の物品載置部２４側に位置する姿勢とする。
ステップＳ６では、物品５を左回りに９０°回転させ、物品５の頭部が回転式整列装置２０の物品載置部２４側に位置する姿勢とする。
ステップＳ７では、ピッキングロボット３０のピッキングアーム３３の動作により、物品５を前後、左右、上下方向に移動させ、ステップ５又は６に従って、起立コンベア１１の起立アタッチメント１３上に、物品５の頭部が回転式整列装置２０の物品載置部２４側に位置する姿勢で載置する。
ステップＳ８で、物品５の移し替え動作を継続するか否かを判定し、継続の場合はステップ１に戻る。
【００８６】
なお、ピッキングロボット３０の腕部３４ｂ、腕先部３４ｃによるによる保持手段３５の動き、すなわち、上記ステップ１〜８の動きと、ピッキングロボット３０のピッキングアーム３３による頭部３４の動きは同時に進行するものである。また、これらの動作は、図１５を参照して説明した制御装置５０によって制御される。
【００８７】
以上、物品整列供給装置２については、物品起立整列供給システム３の整列供給装置として用いられる場合の構成、機能等について説明したが、物品整列供給装置は、汎用の装置として、物品整列供給装置と物品起立装置との組合せで利用することができる。その場合には、ピッキングロボット３０の頭部３４が、回転動作を含め３次元的に動くように制御して、物品５を横に倒れた姿勢、立てた姿勢等、任意の姿勢で物品起立装置に移し替えられるようにする。
その場合、図１１を参照して説明したように、物品載置部２４については、スペーサ２４ｃが、物品５の色、形状等に合わせて交換可能に構成されている。
【００８８】
例えば、物品５の色と物品載置部２４のスペーサ２４ｃの色が近似している場合には、物品５の輪郭が明瞭な画像を得にくいことがある。そのような場合には、物品載置部２４のスペーサ２４ｃを、物品５と区別しやすい画像が得られる色のものに交換できるように構成されている。そのために、物品載置部２４については、物品の色や形状に合わせて、物品載置部２４のスペーサ２４ｃの交換が容易な構成となっている。
【００８９】
すなわち、物品載置部２４が、色が異なる複数種類のスペーサ２４ｃをセットとして備えており、物品５の色に対応させてスペーサ２４ｃが使い分けされるように構成されている。
また、物品載置部２４が、スペーサ２４ｃ上面の、水平面に対する傾斜角が異なる複数種類のスペーサ２４ｃをセットとして備えており、物品５の形状に対応させてスペーサ２４ｃが使い分けされるように構成されている。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、上記の説明は本発明の例示にすぎない。本発明の範囲を逸脱することなく、種々の改良や変更を行うことができ、それらも本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９１】
１        物品起立装置
２        物品整列供給装置
３        物品起立整列供給システム
５        物品
１１      起立コンベア
１１ａ    駆動部
１１ｂ    従動部
１１ｃ    ベルト
１１ｄ    基台
１２      搬出コンベア
１３、１８  起立アタッチメント
１３ａ    ベース
１３ｂ、１８ａ  起立部
１３ｂａ  支持台
１３ｂｂ  ホルダ
１３ｃ    回転軸
１３ｄ    コイルバネ
１３ｅ、１８ｂ    凹部
１４      起立ガイドレール
１４ａ、１４ｂ    端部
１４ａａ、１４ｂａ    上面
１４ｃ    水平部
１４ｃａ  先端部
１５      起立補助プレート
１６      ボルト
１７      クランパー
１８ｃ    凹部調整部材
２０      回転式整列装置
２１      収容部
２２      傾斜回転円板
２２ａ    滑り出し部
２２ａｂ    端部
２３      回転外周壁
２３ａ    ボウル型内壁
２３ｂ    ボウル型内壁支持部
２４      物品載置部
２４ａ    円環状部
２４ｂ    落下防止壁
２４ｃ    スペーサ
２４ｃａ  内側端部
２４ｃｂ  載置面
２５      架台
２６      第１の基台
２６ａ、２７ａ    モータ
２６ｂ    回転支持体
２６ｃ、２７ｂ    ギア
２７      第２の基台
２８      円筒体
３０      ピッキングロボット
３１      ロボット支持台
３２      本体部
３３      ピッキングアーム
３４      頭部
３４ａ    支持部
３４ｂ    腕部
３４ｂａ、３４ｃａ    支持軸
３４ｃ    腕先部
３４ｃｂ  先端部
３５      保持手段
３５ａ    ボックス
３５ｂ、３５ｃ    吸着パッド
３５ｄ    接続部
３５ｅ    装着板
４０      供給搬送機
４１      補充用物品ホッパ
４２      リフトコンベア
４３      シュート
５０      制御装置
５１      ＣＰＵ
５２      ＲＯＭ
５３      ＲＡＭ
５４      入出力部
５５      通信部
６０      制御システム
６１      入力部
６２      物品制御部
６３      出力部
７０      制御盤
７１      モニター画面
７２      操作ボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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