(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を前向き姿勢で設置する容器設置位置を左右方向に並べて複数箇所設けるとともに、これら容器設置位置に設置した容器をそれら容器設置位置の前方側で左右方向に並べて設けた各別の物品取扱位置に移動させる容器移動手段を設け、
これら物品取扱位置に位置させた前記容器の夫々に対し前方側から容器内物品の取り扱い操作を行う共通のロボットを、これら物品取扱位置の前方側に配備する容器内物品取扱装置であって、
前記ロボットを縦軸心周りでの回転による向き変更が自在な構成にすると共に、前記複数の物品取扱位置を、隣り合うものどうしの間隔が前記複数の容器設置位置の隣り合うものどうしの間隔よりも狭くなる間隔で、前記縦軸心周りでの周方向に沿って配置し、
前記容器移動手段を、
前記容器設置位置の夫々に前向き姿勢で設置された前記容器をその容器が前記ロボットに対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら前方側へ移動させ、かつ、それに続きその容器を前記ロボットに対し正対する姿勢で前記ロボットに向け直進移動させて前記物品取扱位置に至らせる構成にし、
前記容器移動手段を、前記容器が前記ロボットに対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら前記容器を前記容器設置位置から前方側へ移動させるのに、
移動方向先方ほど移動方向が前記縦軸心向きとなる弧状経路に沿って前記容器を移動させる構成にし、
前記容器移動手段を、前記容器設置位置から前記直進移動の開始位置まで移動基体を移動方向先方ほど移動方向が前記縦軸心向きとなる弧状経路に沿って移動させ、かつ、この移動基体に装備の載置台を前記直進移動の開始位置に至った移動基体上で前記ロボットに向け直進移動させて、前記容器を前記載置台に載置した状態で前記容器設置位置から前記物品取扱位置まで移動させる構成にしてある容器内物品取扱装置。
【請求項２】
前記移動基体の移動構成として、前記移動基体の前記弧状移動を案内する弧状の案内レールと、前向きの直線動作により前記移動基体に前向きの移動力を付与する直線駆動機構とを設けてある請求項１記載の容器内物品取扱装置。
【請求項３】
前記載置台の前記移動基体に対する移動構成として、前記載置台の前記直進移動を案内する直線案内レールと、カムの回転動作により前記載置台に前記ロボット向きの移動力を付与するカム機構とを設けてある請求項１又は２記載の容器内物品取扱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の用途に用いる容器内物品取扱装置に関し、詳しくは、容器を前向き姿勢で設置する容器設置位置を左右方向に並べて複数箇所設けるとともに、これら容器設置位置に設置した容器をそれら容器設置位置の前方側で左右方向に並べて設けた各別の物品取扱位置に移動させる容器移動手段を設け、これら物品取扱位置に位置させた容器の夫々に対し前方側から容器内物品の取り扱い操作を行う共通のロボットを、これら物品取扱位置の前方側に配備する容器内物品取扱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の容器内物品取扱装置では、例えば、容器設置位置Ａ及び物品取扱位置Ｂの夫々を２箇所設ける場合、図９に示すように、左右の物品取扱位置Ｂでは容器１を互いに平行となる真直な前向き姿勢にし、これに対し、共通のロボット５を、左方の物品取扱位置Ｂの直前方に位置させて左方の容器１に対し正対姿勢で容器内物品の取り扱い操作を行わせる状態と、右方の物品取扱位置Ｂの直前方に位置させて右方の容器１に対し正対姿勢で容器内物品の取り扱い操作を行わせる状態とに、左右移動させるようにしていた。
【０００３】
そして、左右の容器設置位置Ａは左右の物品取扱位置Ｂ夫々の直後方に配置し、各容器１は、これら容器設置位置Ａに真直な前向き姿勢で設置した後、その真直な前向き姿勢のままで容器移動手段３' により直前方向きに直進移動させて各物品取扱位置Ｂに至らせるようにしていた。
【０００４】
なお、上記ロボット５は多関節型のものであり、左右の各容器１に対する容器内物品の取り扱い操作において縦軸心Ｐ１周りでの回転による向き変更が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来装置では、ロボット５を左右移動させる時間がロスとなって作業能率が制限される問題があり、また、ロボット５を左右移動させる機構を要することで装置コストが高くなる問題があった。
【０００６】
一方、これら問題を解消するのに、図１０に示すように、容器設置位置Ａ及び物品取扱位置Ｂの夫々を２箇所設ける場合、共通のロボット５を縦軸心Ｐ１周りでの回転による向き変更が自在な構成とするのに対し、２箇所の容器設置位置Ａの各々がロボット５と各物品取扱位置Ｂとを結ぶ軸心Ｒの延長線上に位置する配置構成とし、そして、真直な前向き姿勢で各容器設置位置Ａに設置した容器１は、先ず、各容器設置位置Ａでの縦軸心Ｐａ周りでの回転によりロボット５に対し正対する向き（左右内方側に傾く斜め前向き）に向き変更させた上で、容器移動手段３" によりロボット５に向け直進移動させて各物品取扱位置Ｂに至らせるといった改良形式（容器設置位置Ａ及び物品取扱位置Ｂの夫々を左右方向に並べて３箇所以上設ける場合も同様）も考えられる。
【０００７】
つまり、この改良形式では、各容器１をロボット５に向く斜め前向きの姿勢で各物品取扱位置Ｂに位置させ、これに対し、ロボット５を縦軸心Ｐ１周りでの向き変更により各容器１に正対させて容器内物品の取り扱い操作を行わせる。
【０００８】
しかし、この改良形式では、ロボット５の左右移動が不要になり、また、従来装置からの踏襲として、容器１の向きと移動方向とを一致させた状態での直進移動により各容器１を物品取扱位置Ｂに至らせることから、物品取扱位置Ｂに対し各容器１を精度良く正確に位置させ得るものの、左右に並ぶ容器設置位置Ａどうしの間隔がかなり大きくなり、この為、装置幅が大きくなる問題が生じる。
【０００９】
以上の実情に鑑み、本発明の主たる課題は、上記の改良形式をさらに改善して、容器設置位置から物品取扱位置への容器移動を合理的に行うことにより、上記の各問題を効果的に解消する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１に係る発明では、容器を前向き姿勢で設置する容器設置位置を左右方向に並べて複数箇所設けるとともに、これら容器設置位置に設置した容器をそれら容器設置位置の前方側で左右方向に並べて設けた各別の物品取扱位置に移動させる容器移動手段を設け、これら物品取扱位置に位置させた容器の夫々に対し前方側から容器内物品の取り扱い操作を行う共通のロボットを、これら物品取扱位置の前方側に配備する構成において、
ロボットを縦軸心周りでの回転による向き変更が自在な構成にすると共に、複数の物品取扱位置を、隣り合うものどうしの間隔が複数の容器設置位置の隣り合うものどうしの間隔よりも狭くなる間隔で、前記縦軸心周りでの周方向に沿って配置する。
そして、前記容器移動手段を、容器設置位置の夫々に前向き姿勢で設置された容器をその容器がロボットに対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら前方側へ移動させ、かつ、それに続きその容器をロボットに対し正対する姿勢でロボットに向け直進移動させて物品取扱位置に至らせる構成にする。
【００１１】
つまり、この構成によれば（図１参照）、前述の改良形式と同様、各容器１をロボット５に向く斜め前向きの姿勢で各物品取扱位置Ｂに位置させ、これに対し、ロボット５を縦軸心Ｐ１周りでの向き変更により各容器１に正対させて容器内物品の取り扱い操作を行わせるから、ロボット５の左右移動が不要になり、先述の従来装置に比べ、ロボット左右移動のロス時間を省いて作業能率を向上でき、また、ロボットを左右移動させる機構を不要にして装置コストを低減できる。
【００１２】
また、容器設置位置Ａから物品取扱位置Ｂへは、容器１がロボット５に対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら容器１を移動させるから、前述の改良形式の如く、各容器設置位置Ａに設置された容器１を先ず、その容器設置位置Ａでの回転によりロボット５に対し正対する向きへ姿勢変更させた上で、ロボット５に向け直進移動させて物品取扱位置Ｂに至らせるに比べ、左右方向に並べる複数の容器設置位置Ａどうしの間隔を小さくすることができ、これにより、装置幅の増大を効果的に抑止しながら上記の如くロボット左右移動の不要化を達成できる。
【００１３】
そしてまた、容器１を移動させながらその移動方向を変化させることで容器１をロボット５に対し正対する向きに向き変化させるから、容器移動とは別に容器設置位置Ａでの回転により容器１を向き変更させる前述の改良形式に比べ、容器移動機構に向き変更機構を兼ねさせる形態で装置構造を簡略化して、装置コストの一層の低減も可能になる。
【００１４】
しかも、容器１がロボット５に対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながらの前方側への容器移動に続き、その容器１をロボット５に対し正対する姿勢でロボット５に向け直進移動させて物品取扱位置Ｂに至らせるから、従来装置からの踏襲として、容器１の向きと移動方向とを一致させた状態での直進移動により各容器１を物品取扱位置Ｂに至らせることで、物品取扱位置Ｂに対し各容器１を精度良く正確に位置させ得るようにするという機能はそのまま維持できる。
【００１５】
又、請求項１に係る発明では、前記容器移動手段を、前記の如く容器がロボットに対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら容器を容器設置位置から前方側へ移動させるのに、移動方向先方ほど移動方向が前記縦軸心向きとなる弧状経路に沿って容器を移動させる構成にする。
【００１６】
つまり、この構成によれば、容器がロボットに対し正対する状態への移動方向の変化を容器移動に並行して連続に生じさせることができ、これにより、例えば容器移動途中で段階的に移動方向を変更して、その段階的移動方向の変化により容器をロボットに対し正対する向きへ段階的に向き変化させるに比べ、容器移動を円滑なものにし易く、ひいては、この円滑化により作業能率を一層効果的に向上できる。
【００１７】
又、請求項１に係る発明では、前記容器移動手段を、容器設置位置から前記直進移動の開始位置まで移動基体を移動方向先方ほど移動方向が前記縦軸心向きとなる弧状経路に沿って移動させ、かつ、この移動基体に装備の載置台を前記直進移動の開始位置に至った移動基体上でロボットに向け直進移動させて、容器を載置台に載置した状態で容器設置位置から物品取扱位置まで移動させる構成にする。
【００１８】
つまり、この構成によれば、直進移動の開始位置までの弧状経路に沿っての容器移動と、その後の直進移動とを、容器の載置台を備える移動基体そのものの移動によるものと、移動基体上での載置台の移動によるものとに分離することから、容器設置位置から直進移動の開始位置までの移動は比較的高速にして迅速にしながらも、物品取扱位置に容器を精度良く正確に位置させるための直進移動は低速の緩やかなものにするといったことを行い易く、これにより、作業能率の向上と物品取扱位置に容器を精度良く位置させることとの両立を一層効果的に達成できる。
【００１９】
また、別法としては、直進移動の開始位置まで移動させた容器を、別の移動体に載せ替えて物品取扱位置まで直進移動させる形式も考えられるが、これに比べ、上記構成によれば、このような載せ替えが不要で、載せ替えによる時間ロスや容器位置のズレを回避でき、この点、作業能率の向上と物品取扱位置に容器を精度良く位置させることとの両立において一層優れたものにすることができる。
【００２０】
〔２〕請求項２に係る発明では、前記移動基体の移動構成として、移動基体の前記弧状移動を案内する弧状の案内レールと、前向きの直線動作により移動基体に前向きの移動力を付与する直線駆動機構とを設ける。
【００２１】
つまり、この構成では、直線駆動機構の前向きの直線動作により移動基体に前向きの移動力を付与するのに対し、この移動基体を弧状の案内レールにより案内して前向きの移動力を逐次、弧状経路の接線方向に変換することで前記の弧状移動を行わせるから、例えば、移動基体に付与する移動力そのものを向き変化させ得る駆動手段を用いて前記の弧状移動を行わせるに比べ、駆動手段を簡単なもので済ませることができ、装置コストを安価にすることができる。
【００２２】
〔３〕請求項３に係る発明では、前記載置台の前記移動基体に対する移動構成として、載置台の前記直進移動を案内する直線案内レールと、カムの回転動作により載置台にロボット向きの移動力を付与するカム機構とを設ける。
【００２３】
つまり、カム機構による移動力付与であれば、容器を物品取扱位置に精度良く正確に至らせるのに適した微妙な速度変化パターンで載置台を移動させることを、カムとカムフォロアとの形状設定により容易に行うことができ、また、上記の如く直線案内レールをもって載置台の移動を案内することにより載置台を精度良く正確に直進移動させることができ、これらのことから、上記構成によれば、容器を物品取扱位置へ一層精度良く正確に位置させることができて、作業精度をさらに効果的に高めることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明による容器内物品取扱装置を示し、対象の容器１は適当な搬送手段により搬送されて本装置における設置台２上の左右２箇所の容器設置位置Ａに真直な前向き姿勢で載せ置き設置される。設置された容器１の夫々は、これら容器設置位置Ａの前方側で左右に並べて配置された各別の物品取扱位置Ｂまで、設置台２に装備の容器移動手段３により移動し、これら物品取扱位置Ｂにおいて各容器１の前面蓋１ａを蓋開閉機構４により開く。
【００２５】
そして、この状態で、縦軸心Ｐ１周りでの回転による向き変更が自在な多関節型のロボット５により、各容器１からの物品取り出しを初めとする所要の容器内物品取扱操作を容器１の前方側から実施する。
【００２６】
平面視において、２箇所の物品取扱位置Ｂはロボット５を通過する前後向き軸心Ｑに対して左右対称に配置し、また、２箇所の容器設置位置Ａは前方側の物品取扱位置Ｂどうしの間隔よりも大きい間隔で上記の前後向き軸心Ｑに対して左右対称に配置してあり、換言すれば、２箇所の物品取扱位置Ｂは、それらの間隔が容器設置位置Ａどうしの間隔よりも狭くなる間隔で、ロボット５の縦軸心Ｐ１周りでの周方向に沿って配置してある。
【００２７】
この配置に対し、前記の容器移動手段３は、容器設置位置Ａの夫々に真直な前向き姿勢（すなわち、前記の前後向き軸心Ｑに沿う方向での前向き姿勢）で設置された容器１を、ロボット５に対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら前方側へ移動させるように、移動方向先方ほど移動方向がロボット５の前記縦軸心Ｐ１向きとなる弧状経路に沿って移動させ、かつ、その弧状移動に続き、各容器１をロボット５に対し正対する姿勢でロボット５に向け直進移動させて各物品取扱位置Ｂに至らせる構成にしてある。
【００２８】
つまり、本装置では、各容器１をロボット５に正対する斜め前向きの姿勢で各物品取扱位置Ｂに位置させて、ロボット５を縦軸心Ｐ１周りでの向き変更により各容器１に対し選択的に正対させた状態で容器内物品の取り扱い操作を行わせるようにしてあり、これにより、左右に並ぶ２つの容器１を取扱対象とすることにおいてロボット５の左右移動を不要にし、また、容器設置位置Ａどうしの間隔を極力小さくして装置を横幅方向で小型化するようにしてある。
【００２９】
そしてまた、前記弧状移動に続き容器移動の最終段階では、容器１をロボット５に対し正対する姿勢でロボット５に向け直進移動させて物品取扱位置Ｂに至らせる形態を採ることにより、容器１の向きと移動方向とを一致させた状態での直進移動をもって物品取扱位置Ｂに対し各容器１を精度良く正確に位置させ得るようにし、これにより、蓋開閉機構４やロボット５を各容器１に対し適切な相対的位置関係のもとで常に安定的に所要動作させ得るようにしてある。
【００３０】
図４及び図５は容器移動手段３の具体構成を示し、
６は容器１の載置台７を備える移動基体、
８は容器設置位置Ａと直進移動の開始位置Ｂ' との間における移動基体６の弧状移動を案内する弧状案内レール、
９はロッド１０に付設のピン１１を移動基体６に形成の長穴１２に係合させた状態でロッド１０をアクチュエータ１３により前後に直線動作させることで、移動基体６に前後移動力を付与する直線駆動機構である。
【００３１】
また、１４は移動基体６の上での載置台７の移動基体前後方向への直進移動（換言すれば、直進移動の開始位置Ｂ' にある移動基体６上での直進移動開始位置Ｂ' と物品取扱位置Ｂとにわたる載置台７の直進移動）を案内する直線案内レール、
１５は載置台７の下面側に形成した横溝状のカムフォロア１６にカム１７を係合させた状態でこのカム１７をアクチュエータ１８により縦軸心Ｐ２周りで回転させることにより、移動基体６上での移動基体前後方向への移動力（換言すれば、直進移動開始位置Ｂ' にある移動基体６上でのロボット５に対する遠近方向への移動力）を載置台７に付与するカム機構である。
【００３２】
つまり、本装置では、直線駆動機構９におけるロッド１０の前向きの直線動作により移動基体６に前向きの移動力を付与するのに対し、この移動基体６を弧状案内レール８により案内して前向きの移動力を逐次、弧状経路の接線方向に変換することで、移動基体６を容器設置位置Ａから直進移動開始位置Ｂ' まで弧状移動させ、これにより、容器設置位置Ａにおいて真直な前向き姿勢で載置台７上に載置された容器１を、ロボット５に対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら容器設置位置Ａから直進移動開始位置Ｂ' まで弧状に移動（図３の（イ）〜（ロ））させる。
【００３３】
そして、これに続き、直進移動開始位置Ｂ' にある移動基体６上で、カム機構１５におけるカム１７の回転動作により載置台７にロボット５向きの移動力を付与して、直線案内レール１４による案内のもとで載置台７を直進移動開始位置Ｂ' から物品取扱位置Ｂまで直進移動させることにより、載置台７上の容器１をロボット５に対し正対する姿勢でロボット５に向け直進移動させて物品取扱位置Ｂに至らせる（図３の（ロ）〜（ハ））ようにしてある。
【００３４】
なお、１９は容器１の上記直進移動により、容器前面の位置決め用孔２０に係入して物品取扱位置Ｂで容器１を位置決めする位置決め用突起である。
【００３５】
〔別実施形態〕
上述の実施形態では、ロッド１０の直線動作により移動基体６を弧状案内レール８による案内下で弧状移動させる例を示したが、これに代え、図６に示す如く、アーム２１に付設のピン２２を移動基体６に形成の長穴２３に係合させた状態でこのアーム２１をアクチュエータ２４により縦軸心Ｐ３周りで回転動作させることにより、移動基体６を弧状案内レール８による案内下で容器設置位置Ａから直進移動開始位置Ｂ' まで弧状移動させるようにしてもよい。
【００３６】
また、図７に示す如く、一端を移動基体６に連結したアーム２５を弧状案内レール８の弧状形状中心を通る縦軸心Ｐ４周りでアクチュエータ２６により回転動作させることにより、移動基体６を弧状案内レール８による案内下で容器設置位置Ａから直進移動開始位置Ｂ' まで弧状移動させるようにしてもよい。
【００３７】
前述の実施形態では、容器設置位置Ａ及び物品取扱位置Ｂの夫々を２箇所設ける場合を示したが、図８に示す如く、容器設置位置Ａ及び物品取扱位置Ｂの夫々を左右方向に並べて３箇所以上設ける場合において、それら複数の物品取扱位置Ｂを、その隣り合うものどうしの間隔が複数の容器設置位置Ａどうしの間隔よりも狭くなるようにして、ロボット５の縦軸心Ｐ１周りでの周方向に沿って配置する形態で、本発明を実施してもよい。
【００３８】
また、容器１をロボット５に対し正対させる状態への移動方向の変化を伴いながら移動させる容器設置位置Ａと物品取扱位置Ｂとの複数組（すなわち、本発明を適用する複数組）に加え、真直な前向きの容器設置姿勢がロボットに対する正対姿勢となる容器設置位置と、その容器設置位置から容器を真直な前向き姿勢のままで直進移動させて至らせる物品取扱位置との組を設ける装置構成において、本発明を実施してもよい。
【００３９】
容器設置位置Ａの夫々に真直な前向き姿勢で設置された容器１をその容器１がロボット５に対し正対する状態への移動方向の変化を伴いながら前方側へ移動させるための具体的移動構造、また、この移動に続き、容器１をロボット５に対し正対する姿勢でロボット５に向け直進移動させて物品取扱位置Ｂに至らせるための具体的移動構造には夫々、種々の形式を採用でき、これら一連の容器移動を行う容器移動手段の具体構成は種々の構成変更が可能である。
【００４０】
本発明の実施において、容器内物品、及び、その容器内物品に対するロボットの取り扱い操作の内容はどのようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置平面図
【図２】装置側面図
【図３】容器の移動形態を示す平面図
【図４】容器移動手段の具体構造を示す分解斜視図
【図５】容器移動手段の具体構成を示す正面視断面図
【図６】別実施形態を示す平面図
【図７】他の別実施形態を示す平面図
【図８】他の別実施形態を示す装置平面図
【図９】従来例を示す平面図
【図１０】比較例を示す平面図
【符号の説明】
１                        容器
３                        容器移動手段
５                        ロボット
６                        移動基体
７                        載置台
８                        弧状案内レール
９                        直線駆動機構
１４                      直線案内レール
１５                      カム機構
１７                      カム
Ａ                        容器設置位置
Ｂ                        物品取扱位置
Ｂ'                       直進移動開始位置
Ｐ１                      縦軸心
Ｑ                        前後向き軸心
【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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