(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されてきた物品の質量を測定し、その質量の大きさに応じて前記物品を振り分けながら箱詰めする振り分け装置であって、
前記物品を保持し、前記物品の振り分け先に配置された箱内に前記物品を置くロボットハンドと、
前記ロボットハンドを移動させるロボットアームと、
前記ロボットハンドと前記ロボットアームとの間に設けられ、水平方向に移動時の前記物品に作用する力を測定する力センサと、
水平方向に移動時の前記物品に作用する加速度を測定する加速度センサと、
少なくとも前記ロボットハンドおよび前記ロボットアームの動作を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記物品が前記振り分け先へ移動するまでに、前記物品に作用する力および加速度に基づいて前記物品の質量を算出し、その算出した値に応じて前記物品の前記振り分け先を決定する、
振り分け装置。
【請求項２】
搬送されてくる物品の外観を監視するカメラをさらに備え、
前記コントローラは、前記ロボットハンドが前記物品を保持する前に、前記カメラを介して前記物品の外観選別を行う、
請求項１に記載の振り分け装置。
【請求項３】
前記振り分け先ごとに前記箱の有無を検知する箱検知センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記箱が存在しないことを検知したとき、控えの箱を前記ロボットハンドに保持させて前記振り分け先まで運ばせる、
請求項１に記載の振り分け装置。
【請求項４】
前記ロボットハンドは、物品の表面を吸着するエア吸着方式である、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振り分け装置。
【請求項５】
前記振り分け先には、不良品置き場が含まれる、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振り分け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振り分け装置に関し、特に、質量検査後の物品をダンボール箱またはコンテナへ振り分けるための振り分け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００４−２６２４８２号公報）に開示されている商品検査装置は、包装済み商品を供給する中継コンベアに連結され、商品を上方から吸引保持する保持機構と、保持機構を垂直、旋回、前後、及び左右に移動させる移動機構とを備えている。保持機構は重量検出器を有しており、商品を引き上げて重量チェックを行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の商品検査装置は、商品に作用する重力によってロードセルが垂直方向へ変位することを利用しているので、例えば、マニピュレータやロボットハンドの先端部にロードセルを取り付けて、持ち上げた商品を移動している最中にその物品の質量を測定しようとしても、上記従来技術では対応できない。
【０００４】
本発明の課題は、一連の動作で質量測定、振り分け、及び箱詰め作業の全てを行うことができる振り分け装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る振り分け装置は、搬送されてきた物品の質量を測定し、その質量の大きさに応じて物品を振り分けながら箱詰めする振り分け装置であって、ロボットハンドと、ロボットアームと、力センサと、加速度センサと、コントローラとを備えている。ロボットハンドは、物品を保持し、物品の振り分け先に配置された箱内に物品を置く。ロボットアームは、ロボットハンドを移動させる。力センサは、ロボットハンドとロボットアームとの間に設けられ、水平方向に移動時の物品に作用する力を測定する。加速センサは、水平方向に移動時の物品に作用する加速度を測定する。コントローラは、少なくともロボットハンドおよびロボットアームの動作を制御する。また、コントローラは、物品が振り分け先へ移動するまでに、物品に作用する力および加速度に基づいて物品の質量を算出し、その算出した値に応じて物品の振り分け先を決定する。
【０００６】
この振り分け装置は、物品の保持、移動、質量測定、及び、その測定値に応じた物品の振り分けができ、振り分け先にダンボール箱を配置することによって箱詰めも行うことができる。その結果、生産工程からウェイトチェッカ、箱詰め装置を撤去することができ、生産ラインの省スペース化を図ることができる。
【０００７】
本発明の第２観点に係る振り分け装置は、第１観点に係る振り分け装置であって、搬送されてくる物品の外観を監視するカメラをさらに備えている。コントローラは、ロボットハンドが物品を保持する前に、カメラを介して物品の外観選別を行う。
【０００８】
この振り分け装置では、コントローラが物品の外観をOK判定したにもかかわらず、その後に質量不足と判定した場合、中身の欠損と判定する。つまり、物品として「組み立て品」を扱う場合には、この振り分け装置が欠品検査装置としての機能も発揮することができる。
【０００９】
本発明の第３観点に係る振り分け装置は、第１観点に係る振り分け装置であって、振り分け先ごとに箱の有無を検知する箱検知センサをさらに備えている。コントローラは、箱が存在しないことを検知したとき、控えの箱をロボットハンドに保持させて振り分け先まで運ばせる。
【００１０】
この振り分け装置では、ロボットハンド及びロボットアームが、物品の移動だけでなく、箱詰め用の箱の移動も担うので、生産工程から箱搬送用コンベアを撤去することができ、生産ラインのさらなる省スペース化を図ることができる。
【００１１】
本発明の第４観点に係る振り分け装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る振り分け装置であって、ロボットハンドが、物品の表面を吸着するエア吸着方式である。
【００１２】
この振り分け装置では、ロボットハンドが袋状物品を吸着した際に袋状物品の吸着に失敗すると、吸着圧が適正値に達しなかったり急激に降下したりするので、物品の保持の失敗が判明する。したがって、ロボットハンドを物品の表面を吸着するエア吸着方式とすることによって、物品の保持搬送の確実化を図ることができる。
【００１３】
本発明の第５観点に係る振り分け装置は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る振り分け装置であって、振り分け先には、不良品置場が含まれる。
【００１４】
従来ならば、物品の搬送コンベアから不良品を撥ねるための機構が必要であったが、この振り分け装置では、振り分け動作として不良品を不良品置場に振り分ければよいので、不良品を撥ねるための専用の機構が不要となり、生産ラインのさらなる省スペース化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る振り分け装置は、物品の保持、移動、質量測定、及び、その測定値に応じた物品の振り分けができ、振り分け先にダンボール箱を配置することによって箱詰めも行うことができる。その結果、生産工程からウェイトチェッカ、箱詰め装置を撤去することができ、生産ラインの省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る振り分け装置の概略平面図。
【図２】図１の振り分け装置をばね−質量系で表わしたときの当該振り分け装置の２自由度モデル。
【図３】零点調整のために、ロボットハンドに何も保持させない状態で力センサ及び加速度センサから得られた検出信号を示すグラフ。
【図４】スパン調整用の既知の分銅をロボットハンドに保持させた状態で力センサ及び加速度センサから得られた検出信号を示すグラフ。
【図５】質量ｍの被測定物をロボットハンドに保持させた状態で力センサ及び加速度センサから得られた検出信号を示すグラフ。
【図６】振り分け装置の制御系のブロック図。
【図７】振り分け装置の力センサおよび加速度センサによって検出された信号を処理する信号処理回路図。
【図８】振り分け装置が配置された箱詰め工程の平面図。
【図９】振り分け装置が配置された他の箱詰め工程の平面図。
【図１０】変形例に係る振り分け装置の概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
（１）振り分け装置１００の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る振り分け装置１００の概略平面図である。図１において、振り分け装置１００は、力センサ１と、ロボットハンド２と、ロボットアーム３と、加速度センサ４とを備えている。
【００１９】
力センサ１は、移動中の物品Ｑに作用する力を検出する。力センサ１には、例えば、歪みゲージ式ロードセルが採用される。歪みゲージ式ロードセルは、移動によって自由端側が固定端側に対して相対的に変位し、それによって自由端側に作用する力を検出することができる。
【００２０】
ロボットハンド２は、物品Ｑを保持する。ロボットハンド２には、エアー駆動またはモータ駆動によるフィンガータイプのチャック機構が採用される。なお、ロボットハンド２は、チャック機構に限定されるものではなく、エアー吸着機構であってもよい。
【００２１】
ロボットアーム３は、ロボットハンド２を３次元的に移動させる。なお、ロボットアーム３としては、例えば、水平多関節ロボットや垂直多関節ロボット、あるいは、パラレルリンクロボット等が適切である。
【００２２】
加速度センサ４は、物品Ｑに作用する加速度を検出する。加速度センサ４としては、例えば、歪みゲージ式ロードセル、ＭＥＭＳ型の小型加速度センサ、及び一般的な市販の加速度センサのいずれかが適宜採用される。
【００２３】
なお、力センサ１はロボットハンド２とロボットアーム３との間に設けられ、加速度センサ４はロボットハンド２に隣接するように設けられる。以下で説明する実施形態では、力センサ１及び加速度センサ４ともに歪みゲージ式ロードセルが採用され、力センサ１及び加速度センサ４は水平方向に移動する物品Ｑに作用する力と加速度を検出する。
【００２４】
（２）振り分け装置による質量測定の原理
図２は、図１の振り分け装置１００をばね−質量系で表わしたときの当該質量測定装置の２自由度モデルである。
【００２５】
図２において、ｍは物品Ｑの質量、Ｍ1は力センサ１の自由端側の質量とロボットハンド２の質量および加速度センサ４の固定端側の質量の和、Ｍ2は加速度センサ４の自由端側の質量である。また、ｋ1は力センサ１のばね定数、ｋ2は加速度センサ４のばね定数である。ｘ1は力センサ１の変位量、ｘ2は加速度センサ４の変位量とする。
【００２６】
物品Ｑに加速度が作用したときの運動方程式は、
（ｍ＋Ｍ1）ｄ2ｘ1／ｄｔ2＝−ｋ1（ｘ1−ｙ）＋ｋ2（ｘ1−ｘ2）          （１）
Ｍ2ｄ2ｘ2／ｄｔ2＝−ｋ2（ｘ2−ｘ1）                                  （２）
として表される。また（１）式を変形すると、
ｍ＝[−ｋ1（ｘ1−ｙ）＋ｋ2（ｘ1−ｘ2）]／（ｄ2ｘ1／ｄｔ2）−Ｍ1      （３）
となる。さらに、加速度センサ４の剛性が大きいことを考慮すると、
ｄ2ｘ1／ｄｔ2≒ｄ2ｘ2／ｄｔ2                                          （４）
として近似できる。それゆえ、（３）及び（４）式より、
ｍ＝[−ｋ1（ｘ1−ｙ）＋ｋ2（ｘ1−ｘ2）]／（ｄ2ｘ2／ｄｔ2）−Ｍ1      （５）
が導き出される。また、（２）式を変形すると、
ｄ2ｘ2／ｄｔ2＝−ｋ2（ｘ2−ｘ1）／Ｍ2                                （６）
となるので、（５）、（６）式より、
ｍ＝[−ｋ1（ｘ1−ｙ）／−ｋ2（ｘ2−ｘ1）]Ｍ2＋Ｍ2−Ｍ1                （７）
が導き出される。
【００２７】
ここで、−ｋ1（ｘ1−ｙ）は力センサ１の出力、−ｋ2（ｘ2−ｘ1）は加速度センサ４の出力である。
【００２８】
図３は、零点調整のために、ロボットハンド２に何も保持させない状態で力センサ１及び加速度センサ４から得られた検出信号を示すグラフである。図３において、力センサ１の出力のピーク値をＦｍｚ、加速度センサ４の出力のピーク値をＦａｚとしたとき、（７）式より、
０＝Ｍ2・Ｃ・（Ｆｍｚ／Ｆａｚ）＋Ｍ2−Ｍ1                              （８）
となる。但し、加速度は０でない場合を想定している。なお、Ｃは換算係数である。
【００２９】
図４は、スパン調整用の既知の分銅をロボットハンド２に保持させた状態で力センサ１及び加速度センサ４から得られた検出信号を示すグラフである。図４において、スパン質量をｍｓ、力センサ１の出力のピーク値をＦｍｓ、加速度センサ４の出力のピーク値をＦａｓとしたとき、（７）式より、
ｍｓ＝Ｍ2・Ｃ・（Ｆｍｓ／Ｆａｓ）＋Ｍ2−Ｍ1                            （９）
となる。そして、（８）−（９）式より、
Ｃ＝ｍｓ／Ｍ2｛（Ｆｍｓ／Ｆａｓ）−（Ｆｍｚ／Ｆａｚ）｝              （１０）
が導き出される。（１０）式より、Ｍ2は固定係数として、スパン係数をＳとすると、
Ｓ＝Ｃ・Ｍ2＝ｍｓ／｛（Ｆｍｓ／Ｆａｓ）−（Ｆｍｚ／Ｆａｚ）｝        （１１）
である。
【００３０】
図５は、質量ｍの被測定物をロボットハンド２に保持させた状態で力センサ１及び加速度センサ４から得られた検出信号を示すグラフである。図５において、力センサ１の出力のピーク値をＦｍ、加速度センサ４の出力のピーク値をＦａとしたとき、（１１）式より、
ｍ＝Ｓ｛（Ｆｍ／Ｆａ）−（Ｆｍｚ／Ｆａｚ）｝                          （１２）
となる。
【００３１】
上記のように、振り分け装置１００の質量測定方式は、物品Ｑを移動させ、移動時の物品Ｑに作用する力を移動時の物品に作用する加速度で除算して物品Ｑの質量を算出する方式である。
【００３２】
（３）制御系
図６は、振り分け装置１００の制御系のブロック図である。図６において、コントローラ４０及び記憶部４９を含む制御回路５０には、力センサ１、ロボットハンド２、ロボットアーム３、加速度センサ４、入力部７及びディスプレイ８が電気的に接続されている。なお、力センサ１、ロボットハンド２、ロボットアーム３、及び加速度センサ４については、既に説明しているので、ここでは言及しない。
【００３３】
入力部７は、振り分け装置１００の始動前に、オペレータが力センサ１の定格や、被測定物の測定範囲などを入力するための機器であり、具体的には、キーボード、或いは、タッチパネルである。
【００３４】
ディスプレイ８は、振り分け装置１００の動作状況を逐次表示するための機器であり、力センサ１及び加速度センサ４の異常や、ロボットハンド２及びロボットアーム３の動作異常が発生したときには、エラー表示を行う。
【００３５】
記憶部４９は、振り分け装置１００に搭載可能な力センサ１の定格、及び被測定物の質量範囲ごとに設定された被測定物に作用させるべき適用加速度を予め記憶している。
【００３６】
例えば、振り分け装置１００が、物品Ｑが搬送される工程で、「ロボットハンド２によって物品Ｑを保持し、ロボットアーム３によって物品Ｑを箱詰め位置まで移動させ、その間に質量を測定し、物品Ｑを箱詰めする」という動作を行う場合、オペレータは振り分け装置１００の始動前に、物品Ｑの質量測定範囲（例えば、ｍ±０．５ｇ）を入力する。
【００３７】
記憶部４９は、予め質量ｍ程度の物品Ｑの質量を測定するときに物品Ｑに作用させるべき最適加速度を記憶している。コントローラ４０は、入力された質量測定範囲に対応する適用加速度を記憶部４９から読み取り、ロボットアーム３を介して物品Ｑにその適用加速度を作用させ、そのときの力センサ１の出力を読み取る。なお、コントローラ４０としては、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）やマイコン等が採用される。
【００３８】
図７は、力センサ１及び加速度センサ４によって検出された信号を処理する信号処理回路図である。図７において、力センサ１と加速度センサ４には、それぞれ増幅器３１ａ、３１ｂが接続されており、これらの増幅器３１ａ、３１ｂは、力センサ１及び加速度センサ４から入力された検出信号を増幅する。また、増幅器３１ａ、３１ｂには、それぞれＡ／Ｄ変換器３３ａ、３３ｂが接続されている。そのＡ／Ｄ変換器３３ａ、３３ｂは、入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換器３３ａ、３３ｂには、それぞれローパスフィルタ３７ａ、３７ｂが接続されている。このローパスフィルタ３７ａ、３７ｂは、入力された検出信号から一定周波数以上のノイズ成分を除去する。また、ローパスフィルタ３７ａ、３７ｂは、コントローラ４０に接続されている。
【００４０】
コントローラ４０は、入力された検出信号に基づいて各種の処理を実行する。先ず、コントローラ４０は、力センサ１及び加速度センサ４の検出信号に含まれるノイズ周波数成分をローパスフィルタ３７ａ、３７ｂにより除去する処理を行う。そして、そのノイズ周波数成分が除去された力センサ１の検出信号を除算器４１により加速度センサ４の検出信号で除算する処理を行い、その後、コントローラ４０は、減算器４３として機能することで、その除算結果を用いて式（１２）の演算を行い、質量ｍを算出する処理を行う。即ち、コントローラ４０は、力センサ１及び加速度センサ４の検出信号に基づいて、物品Ｑの質量ｍを算出する。
【００４１】
（４）振り分け装置１００の動作
（４−１）物品の良否を判定して箱詰めする動作
図８は、振り分け装置１００が配置された箱詰め工程の平面図である。図８において、箱詰め工程ＦＡＬ１には、物品供給コンベア３１１、箱詰めコンベア３２１、およびカメラ５１が据え付けられている。
【００４２】
物品供給コンベア３１１には、上流側から物品Ｑが搬送されてくる。箱詰めコンベア３２１は、物品供給コンベア３１１と並列に配置されている。また、箱詰めコンベア３２１は物品供給コンベア３１１の搬送方向と同方向に箱（ダンボール）を搬送する。
【００４３】
また、物品供給コンベア３１１と箱詰めコンベア３２１との間にはスペースが確保されており、そのスペースに振り分け装置１００が配置されている。また、同じスペースに不良品を一時的に置く不良品置場７０１も設けられている。
【００４４】
なお、カメラ５１は、振り分け装置１００が配置されるスペースと同じ領域内であって、物品供給コンベア３１１の上流側を進行する物品を捉える場所に配置されており、コントローラ４０はカメラ５１から送られてくる物品Ｑの画像データを基に、外観を良品および不良の２種類に選別する。
【００４５】
コントローラ４０は、物品供給コンベア３１１を流れる物品Ｑをロボットハンド２に保持させて持ち上げさせる。さらに、コントローラ４０は、ロボットアーム３の動作を制御して、物品Ｑに所定の適用加速度が作用するように移動させ、箱詰めコンベア３２１の箱詰め位置まで物品Ｑを運ばせる。なお、振り分け装置１００の動作、すなわち、物品の移動パターンは、オペレータによって稼動前に入力部７を介して設定されている。
【００４６】
コントローラ４０は、物品Ｑを移動させている間に、物品Ｑに作用する力と加速度を検出し、その力を除算器４１により加速度で除算する処理を行い、その除算結果を用いて質量を算出する。
【００４７】
コントローラ４０は、外観検査結果と算出した物品Ｑの質量とに基づいて、外観および質量がともに良品と判定した物品Ｑのみを箱４２１に収めるようにロボットアーム３及びロボットハンド２の動作を制御する。
【００４８】
また、コントローラ４０は、物品Ｑが外観不良品であると判定したとき、或いは、物品Ｑの質量が許容範囲外であると判定したときは、その物品Ｑを不良品置場７０１まで移動させ、そこに一時的に貯めておく。
【００４９】
このように、１台の振り分け装置１００が物品Ｑの質量検査、移動、振り分け、及び箱詰めという複数の作業を担うことができるので、生産性が向上するだけでなく、生産工程の省スペース化を図ることができる。
【００５０】
また、物品Ｑが製袋包装品である場合、従来なら物品供給コンベア３１１に製袋包装品のシール性を検査するシールチェッカが配置される。しかし、この振り分け装置１００では、ロボットハンド２が製袋包装された物品Ｑを所定の力で押える動作を追加するだけで、シールチェッカの代用となる。
【００５１】
原理的には、ロボットハンド２がシール性良品の物品Ｑを押えると、押圧開始後、力センサ１の出力はロボットハンド２の押圧力に相当する出力まで上昇し、シール性の検査中はその押圧力に相当する出力をほぼ維持する。そして、ロボットハンド２が物品Ｑを押えることを止めると、力センサ１の出力はすみやかに減少する。
【００５２】
他方、ロボットハンド２がシール性不良品の物品Ｑを押えると、押圧開始後、力センサ１の出力はロボットハンド２の押圧力に相当する出力まで上昇するが、シール性不良のためにその押圧力に耐え切れず物品Ｑの袋内から気体（空気や不活性ガスなど）が漏れ出て力センサ１の出力が減少する。
【００５３】
以上にように、１台の振り分け装置１００は、物品Ｑの質量検査、移動、振り分け、及び箱詰めという複数の作業に加えて、シールチェックをも行なうことができる。
【００５４】
（４−２）物品をランク分けして箱詰めする動作
図９は、振り分け装置１００が配置されたその他の箱詰め工程の平面図である。図９において、箱詰め工程ＦＡＬ２には、物品供給コンベア５１１、箱供給コンベア５２１、箱詰めコンベア５３１〜５３４、およびカメラ５１が据え付けられている。
【００５５】
物品供給コンベア５１１には、上流側からコンテナ６１１が搬送されてくる。コンテナ６１１の中には、質量測定対象である複数の物品Ｑが収められている。箱供給コンベア５２１及び箱詰めコンベア５３１〜５３４は、物品供給コンベア５１１と直交するように配置されている。箱供給コンベア５２１は、物品供給コンベア５１１に近づく方向に箱を搬送する。他方、箱詰めコンベア５３１〜５３４は物品供給コンベア５１１から遠ざかる方向に箱詰めされた物品を搬送する。
【００５６】
箱詰めコンベア５３１〜５３４は、物品のランクごとに分けられており、第１箱詰めコンベア５３１では、外観が優良で、Ｌ（ラージ）サイズの物品が箱詰めされる。第２箱詰めコンベア５３２では、外観が良好で、Ｌ（ラージ）サイズの物品が箱詰めされる。第３箱詰めコンベア５３３では、外観が優良で、Ｍ（ミディアム）サイズの物品が箱詰めされる。第４箱詰めコンベア５３４では、外観が良好で、Ｍ（ミディアム）サイズの物品が箱詰めされる。
【００５７】
また、物品供給コンベア５１１と第１箱詰めコンベア５３１との間にはスペースが確保されており、そのスペースに不良品を一時的に置く不良品置場７０１が設けられている。さらに、物品供給コンベア５１１と第２〜４箱詰めコンベア５３２〜５３４との間にもスペースが確保されており、そのスペースに振り分け装置１００が配置されている。
【００５８】
なお、カメラ５１は物品供給コンベア５１１を挟んで振り分け装置１００とは反対側に配置されている。カメラ５１の位置は、振り分け装置１００のロボットハンド２が物品を保持して持ち上げたとき、物品Ｑの外観を捉えることができる場所である。
【００５９】
コントローラ４０は、物品供給コンベア５１１を流れるコンテナ６１１の中にある物品Ｑをロボットハンド２に保持させて持ち上げる。このとき、コントローラ４０には、カメラ５１から物品Ｑの画像データが送られてくるので、コントローラ４０はその画像データを基に外観を優良、良品および不良の３種類に選別する。
【００６０】
さらに、コントローラ４０は、ロボットアーム３の動作を制御して、物品Ｑに所定の適用加速度が作用するように移動させ、振り分け位置まで物品Ｑを運ばせる。なお、振り分け装置１００の動作、すなわち、物品の移動パターンは、オペレータによって稼動前に入力部７を介して設定されている。
【００６１】
コントローラ４０は、物品Ｑを移動させている間に、物品Ｑに作用する力と加速度を検出し、その力を除算器４１により加速度で除算する処理を行い、その除算結果を用いて質量を算出する。
【００６２】
コントローラ４０は、外観検査結果と算出した物品Ｑの質量とに基づいて、物品Ｑが[Ｌサイズ・外観優良]、[Ｌサイズ・外観良好]、[Ｍサイズ・外観優良]、および[Ｍサイズ・外観良好]のいずれのランクに該当するのかを決定し、その決定結果に基づいて、物品Ｑを所定のダンボール箱６３１〜６３４に収めるようにロボットアーム３及びロボットハンド２の動作を制御する。
【００６３】
また、コントローラ４０は、物品Ｑが外観不良品であると判定したとき、或いは、物品Ｑの質量が許容範囲外であると判定したときは、その物品Ｑを不良品置場まで移動させ、そこに一時的に貯めておく。
【００６４】
なお、第１〜第４箱詰めコンベア５３１〜５３４の上流側には箱検知センサ（図示せず）が設置されている。箱検知センサは箱の有無を検知するセンサであり、箱に直に光をあてて検知する非接触センサ、或いは、箱の下方に配置され箱自体この重みでオン・オフするメカニカルスイッチで代用できる。いずれにせよ、箱が物品で満杯になり下流側に移動したときに反応して箱無し状態を知らせる信号を出力することができる。
【００６５】
コントローラ４０は、箱検知センサからの箱無し状態を知らせる信号を受けたとき、ロボットハンド２が箱供給コンベア５２１の空の箱（ダンボール）６２１を保持できる位置まで行くようにロボットアーム３の動作を制御する。さらに、コントローラ４０は、ロボットハンド２に空箱６２１を保持させた後、空箱６２１を必要とする箱詰めコンベア５３１〜５３４まで移動するようにロボットアーム３の動作を制御する。
【００６６】
このように、１台の振り分け装置１００が物品Ｑの質量検査、移動、振り分け、箱詰め、及び空箱搬送という複数の作業を担うことができるので、生産性が向上するだけでなく、生産工程の省スペース化を図ることができる。
【００６７】
（５）特徴
（５−１）
振り分け装置１００は、搬送されてきた物品Ｑの質量を測定し、その質量の大きさに応じて物品Ｑを振り分けながら箱詰めする振り分け装置であって、力センサ１と、ロボットハンド２と、ロボットアーム３と、加速度センサ４と、コントローラ４０とを備えている。力センサ１は、ロボットハンド２とロボットアーム３との間に設けられ、移動時の物品に作用する力を測定する。ロボットハンド２は、物品Ｑを保持し、物品Ｑの振り分け先に配置された箱内に物品を置く。ロボットアーム３は、ロボットハンド２を移動させる。加速度センサ４は、移動時の物品Ｑに作用する加速度を測定する。コントローラ４０は、ロボットハンド２およびロボットアーム３の動作を制御し、さらに、物品Ｑが振り分け先へ移動するまでに、物品Ｑに作用する力および加速度に基づいて物品Ｑの質量を算出し、その算出した値に応じて物品Ｑの振り分け先を決定する。その結果、振り分け装置１００が、物品Ｑの保持、移動、質量測定、その測定値に応じた物品Ｑの振り分け、及び箱詰めができ、生産工程からウェイトチェッカ、箱詰め装置を撤去することができ、生産ラインの省スペース化を図ることができる。
【００６８】
（５−２）
また、振り分け装置１００は、搬送されてくる物品Ｑの外観を監視するカメラ５１をさらに備えているので、コントローラ４０はロボットハンド２が物品Ｑを保持する前に、カメラ５１を介して物品Ｑの外観検査を行うことができる。その結果、コントローラ４０が物品Ｑの外観をOK判定したにもかかわらず、その後に質量不足と判定した場合、中身の欠損と判定する。これは、「組み立て品」を扱う場合には、振り分け装置１００が欠品検査装置としての機能も発揮することができる。
【００６９】
（５−３）
振り分け装置１００は、振り分け先ごとに箱の有無を検知する箱検知センサをさらに備えている。コントローラ４０は、箱が存在しないことを検知したとき、控えの箱をロボットハンド２に保持させて振り分け先まで運ばせることができる。その結果、ロボットハンド２及びロボットアーム３が、物品Ｑの移動だけでなく、箱詰め用の箱の移動も担うので、生産工程から箱搬送用コンベアを撤去することができ、生産ラインのさらなる省スペース化を図ることができる。
【００７０】
（５−４）
振り分け装置１００では、振り分け先に不良品置場７０１が含まれることによって、振り分け動作の一環として不良品を不良品置場に振り分ければよいので、不良品を撥ねるための専用の機構が不要となり、生産ラインのさらなる省スペース化を図ることができる。
【００７１】
（６）変形例
図１０は、変形例に係る振り分け装置１５０の概略斜視図である。図１０において、振り分け装置１５０は、力センサ１１と、ロボットハンド１２と、ロボットアーム１３と、加速度センサ１４とを備えている。なお、力センサ１１および加速度センサ１４は、上記実施形態の力センサ１と加速度センサ４と同等であるので、説明を省略する。
【００７２】
ロボットハンド１２は、物品Ｑを保持する。ロボットハンド１２は、エアー吸着機構である。ロボットアーム１３は、ロボットハンド２を３次元的に移動させる。また、ロボットアーム１３は、所定の回転軸ＣＡを中心にしてＣＷ方向およびＣＣＷ方向に回転することもできる。
【００７３】
なお、力センサ１１はロボットハンド１２とロボットアーム１３との間に設けられ、加速度センサ１４はロボットハンド１２に隣接するように設けられる。この変形例では、力センサ１１及び加速度センサ１４ともに歪みゲージ式ロードセルが採用され、力センサ１１及び加速度センサ１４は水平方向に移動する物品Ｑに作用する力と加速度を検出する。
【００７４】
上記実施形態に係る振り分け装置１００と変形例に係る振り分け装置１５０との違いは、物品を保持する機構が上記実施形態に係る振り分け装置１００ではチャック機構であったのに対し、変形例に係る振り分け装置１５０ではエアー吸着機構となった点である。
【００７５】
基本的に、変形例に係る振り分け装置１５０も上記実施形態に係る振り分け装置１００と同様の動作を行なうことができるが、加えて、物品Ｑを保持できたか否かの確認を行うことができる。
【００７６】
物品Ｑが製袋包装品である場合、変形例に係る振り分け装置１５０では、ロボットハンド１２が製袋包装された物品Ｑを吸着する際に適切に物品Ｑを保持できたか否かの確認を行う。ロボットハンド２が物品Ｑを保持する際に袋状物品の吸着に失敗すると、吸着圧が適正値に達しなかったり急激に降下したりするので、物品Ｑの保持の失敗が判明する。したがって、ロボットハンド１２を物品の表面を吸着するエア吸着機構とすることによって、物品の保持搬送の確実化を図ることができる。
【００７７】
以上にように、１台の振り分け装置１００は、物品Ｑの質量検査、移動、振り分け、及び箱詰めという複数の作業に加えて、シールチェックをも行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明に係る振り分け装置は、質量検査装置、箱詰め装置及びシールチェッカとしても有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１    力センサ
２    ロボットハンド
３    ロボットアーム
４    加速度センサ
４０    コントローラ
１００    振り分け装置
Ｑ    物品
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２００４−２６２４８２号公報
【図１】
0006001282.tif 000002
【図２】
0006001282.tif 000003
【図３】
0006001282.tif 000004
【図４】
0006001282.tif 000005
【図５】
0006001282.tif 000006
【図６】
0006001282.tif 000007
【図７】
0006001282.tif 000008
【図８】
0006001282.tif 000009
【図９】
0006001282.tif 000010
【図１０】
0006001282.tif 000011