(57)【要約】【課題】  各種形状寸法のキャップ等の物品を一定の方向に整列すること。【解決手段】  キャップ１の方向をそろえる方法であって、キャップ１の水平軸周りの必要回転角度を、方向をそろえる前のキャップ１を撮像した画像により判断し、各キャップ１について、水平軸周りの必要回転角度を0度、90度、180度に分類し、この分類に従って水平軸周りに90度又は180度回転させる必要があるキャップ１を回転手段に移して回転させることで、水平軸周りの必要回転をその後不要とするもの。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の方向をそろえる方法であって、
物品の水平軸周りの必要回転角度を、方向をそろえる前の物品を撮像した画像により判断し、各物品について、水平軸周りの必要回転角度を0度、90度、180度に分類し、この分類に従って水平軸周りに90度又は180度回転させる必要がある物品を回転手段に移して回転させる、物品の方向をそろえる方法。
【請求項２】
物品の方向をそろえる方法であって、
物品の水平軸周りの必要回転角度を、方向をそろえる前の物品を撮像した画像により判断し、各物品について、水平軸周りの必要回転角度を0度、90度、180度に分類し、この分類に従って水平軸周りに90度回転させる必要がある物品を90度回転手段に、水平軸周りに180度回転させる必要がある物品を180度回転手段に移して回転させる、物品の方向をそろえる方法。
【請求項３】
搬送コンベア上を移動する物品を撮像し、水平軸周りの必要回転角度が0度である物品を第１排出コンベアに、90度回転手段にて回転させた物品を第２排出コンベアに、180度回転手段にて回転させた物品を第３排出コンベアに移す請求項２に記載の物品の方向をそろえる方法。
【請求項４】
物品の垂直軸周りの必要回転角度を、方向をそろえる前の物品を撮像した画像により求め、搬送コンベアより第１排出コンベア又は90度回転手段又は180度回転手段に移動させる際に物品を上記垂直軸周りの必要回転角度だけ回転させる請求項３に記載の物品の方向をそろえる方法。
【請求項５】
物品の方向をそろえる装置であって、
方向をそろえる前の物品を撮像する物品撮像手段と、
物品撮像手段の撮像した画像により水平軸周りの必要回転角度を0度、90度、180度に分類する水平回転分類手段と、
物品を水平軸周りに回転させる回転手段と、
水平回転分類手段による分類に従って物品を回転手段に移す手段とを有する物品の方向をそろえる装置。
【請求項６】
物品の方向をそろえる装置であって、
方向をそろえる前の物品を撮像する物品撮像手段と、
物品撮像手段の撮像した画像により水平軸周りの必要回転角度を0度、90度、180度に分類する水平回転分類手段と、
物品を水平軸周りに90度回転させる90度回転手段と、
物品を水平軸周りに180度回転させる180度回転手段と、
水平回転分類手段による分類に従って物品を90度回転手段又は180度回転手段に選択的に移す手段とを有する物品の方向をそろえる装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャップ等の物品の方向をそろえる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、キャップ整列装置であって、基板の中心にはディスクを回動すべく支持し、このディスクの上面は平担で、その周囲は下方に拡がる円錐面に形成し、この円錐面上には等間隔に設けた放射方向に延びる仕切りを介して多数のキャップが嵌合する形状のポケットを形成し、基板上においてこのディスクに隣接する位置にはガイドを、またその上部の上方にはポケット内のキャップを中心に向って押圧するカムを設け、ガイド内側にはその下端よりそれに沿ってそれよりも僅か中心に向って彎曲する反転棒を固定してなるものを開示している。
【０００３】
特許文献２は、キャップ本体に該キャップ本体よりも径の小さいシリンダーを同軸的に垂設してなるポンプキャップの整列方法において、フィーダーディスクと該フィーダーディスクの外周部に配設される円筒状壁との間に、上記キャップ本体の外径より小さく、上記シリンダーの外径より大きい隙間を設け、上記フィーダーディスクを回動することにより、上記フィーダーディスクの外周部と上記円筒状壁との間にポンプキャップを吊り下げて整列するものを開示している。
【０００４】
特許文献３は、ロボットを使用して容器を所定の方向に整列する装置を開示している。この装置は、ＣＣＤカメラで容器の位置、方向を確認し、ロボットアームに取付けられたバッキュームパッド等で容器を把持し、所定の方向に向きを揃える。ロボットを使用することで、多様な容器形状に対応でき汎用性のある装置である。
【特許文献１】実開昭54-77746
【特許文献２】特開昭62-8914
【特許文献３】特開平6-329235
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のキャップ整列装置では、キャップの外形寸法が変更された場合には、ディスクを交換する必要があるし、ポンプキャップを整列することができない。
特許文献２のキャップ整列装置では、キャップの外形寸法が変更された場合には、ディスクを交換する必要があるし、ポンプキャップ以外のキャップを整列することができない。
【０００６】
特許文献３の整列装置のロボットハンドによりキャップをピックアップすることも考えられるが、図２１に示す如く、キャップ１を搬送するコンベア２の側部にロボット３のハンドを配置したキャップ整列装置では、以下の問題点がある。即ち、図２２に示す如く、ロボット３のハンド４のキャップ保持具４によりキャップ１を横から把持した場合、図２２（Ａ）に示す如く、キャップ保持具４Ａを自軸まわりに回転させればキャップ１を反転できるが、ハンド４のアーム等がコンベア２上の他のキャップ１に干渉する。また、図２３に示す如く、ロボット３のハンド４のキャップ保持具４Ａによりキャップ１を上から把持した場合、キャップ１を反転した後、該キャップ１をコンベア２に置くときに、ハンド４のアーム等がコンベア２と干渉する。
【０００７】
本発明の課題は、各種形状寸法のキャップ等の物品を一定の方向に整列することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、物品の方向をそろえる方法であって、物品の水平軸周りの必要回転角度を、方向をそろえる前の物品を撮像した画像により判断し、各物品について、水平軸周りの必要回転角度を0度、90度、180度に分類し、この分類に従って水平軸周りに90度又は180度回転させる必要がある物品を回転手段に移して回転させることで、水平軸周りの回転を以降の工程で不要とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、物品の方向をそろえる方法であって、物品の水平軸周りの必要回転角度を、方向をそろえる前の物品を撮像した画像により判断し、各物品について、水平軸周りの必要回転角度を0度、90度、180度に分類し、この分類に従って水平軸周りに90度回転させる必要がある物品を90度回転手段に、水平軸周りに180度回転させる必要がある物品を180度回転手段に移して回転させることで、水平軸周りの回転を以降の工程で不要とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施例１）（図１〜図１３）
図１、図２のキャップ整列装置１００は、シャンプーなどを内容物とする容器に用いるキャップ１の方向をそろえて所定の姿勢に整列する。キャップ整列装置１００は、図３に示す楕円形状キャップ１や、不図示の円筒状キャップ１の他に、図１８に示すポンプキャップ１の整列にも用いることができる。
【００１１】
キャップ整列装置１００は、供給元としての供給コンベア１０、搬送コンベア２０、次工程へキャップを搬送する排出コンベア３０を順に並べ、供給コンベア１０と搬送コンベア２０の間に分離供給装置４０を配置し、搬送コンベア２０と排出コンベア３０の間にロボット５０を配置し、ロボット５０に画像処理装置６０を備え、搬送コンベア２０の搬出端近くの排出コンベア３０の側傍に回転手段７０を備える。
【００１２】
供給コンベア１０は、所定個数のキャップ１を搬送コンベア２０の搬入端に落とすことでキャップ１を供給する。供給コンベア１０はベルトコンベアの他に振動コンベアとすることもできるしホッパに代えることもできる。搬送コンベア２０、排出コンベア３０もベルトコンベアの他、振動コンベアでも良い。
【００１３】
供給コンベア１０、搬送コンベア２０は、通常は、ロボット５０が搬送コンベア２０の搬出端でキャップ１をピックアップし、搬送コンベア２０の搬出端に設けてあるキャップ搬出確認センサ２３が検知する範囲内のキャップ１がなくなったときに始動し、センサ２３がキャップ１を検知したときに停止させれば良い。
【００１４】
ところで、供給コンベア１０から落下したキャップ１が到達する搬送コンベア２０の搬入端にキャップ１が残存している場合に、供給コンベア１０を動かすと、搬送コンベア２０の上のキャップ１に新たなキャップ１が近接したり、はなはだしい場合は重なったりして、これが搬送コンベア２０の搬出端でのロボット５０によるピックアップを阻害する。そこで、キャップ整列装置１００にあっては、搬送コンベア２０を搬入端側の第１搬送コンベア２０Ａと、搬出端側の第２搬送コンベア２０Ｂに分け、第１搬送コンベア２０Ａの上の全域を検知範囲とするエリアセンサ２１と、第２搬送コンベア２０Ｂの始端（第１搬送コンベア２０Ａと第２搬送コンベア２０Ｂをつなぐつなぎガイド２０Ｃの側傍）に設けたキャップ搬入確認センサ２２の検知結果により、供給コンベア１０、搬送コンベア２０の動作をオン／オフする。供給コンベア１０、搬送コンベア２０の制御例を表１に示す。供給コンベア１０は、エリアセンサ２１とキャップ搬入確認センサ２２の検知範囲内にキャップ１がなくなったときにだけ動作するように制御される。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
キャップ整列装置１００は、キャップ１を供給コンベア１０から落下させて搬送コンベア２０に供給するに際し、一群をなすキャップ１の各個を搬送コンベア２０の上で互いに離隔させ、搬送コンベア２０の搬出端でのロボット５０によるキャップ１のピックアップを円滑ならしめるため、供給コンベア１０から搬送コンベア２０へのキャップ１の落下領域の途中に分離供給装置４０を配置している。
【００１７】
分離供給装置４０は、図４に示す如く、キャップ１の落下領域内で、搬送コンベア２０の搬送幅方向に沿う左右に複数列、上下に複数段をなす複数の分離体４１を設置している。各分離体４１は、供給コンベア１０から落下して一群をなすキャップ１の各個が当たり、それらキャップ１の落下経路を搬送コンベア２０の搬送幅方向に沿う左右に振り分け、それらキャップ１を搬送コンベア２０（２０Ａ）の左右に分散させて互いに分離、離隔する。
【００１８】
このとき、分離供給装置４０は、複数の分離体４１を、搬送コンベア２０の搬送巾方向の中心に対し左右非対称に配置する。これにより、各分離体４１に当たったキャップ１の落下経路長を変え、それらキャップ１の供給コンベア１０から搬送コンベア２０への到達時間を変える。このとき、搬送コンベア２０はオン動作しており、搬送コンベア２０に到達したキャップ１は順に搬送方向（搬送コンベア２０の長手方向）に切離されて分離、離隔される。
【００１９】
尚、分離供給装置４０は、各分離体４１を搬送コンベア２０の搬送幅方向の中心に対し全体として左右非対称になるように配した。即ち、各分離体４１の形状を左右非対称としたり、各分離体４１の位置を左右非対称としたり、分離体４１が左右対称の位置にある場合、対応する分離体４１のお互いの傾き角度を異ならせる等して配していることにより、キャップ１を搬送コンベア２０の上で離隔させる作用を促進する。
【００２０】
ロボット５０は、搬送コンベア２０で搬送されてくるキャップ１を排出コンベア３０又は回転手段７０に移すものである。搬送コンベア２０の上の方向をそろえる前のキャップ１の位置座標、角度、裏表等を測定するために画像処理装置６０が備えられている。
【００２１】
画像処理装置６０は、図５に示す如く、画像カメラ６１（物品撮像手段）と画像処理回路６２からなり、搬送コンベア２０の上方に画像カメラ６１、照明装置６３を配置し、照明装置６３の照明器具６３Ａで照らされたキャップ１を画像カメラ６１で撮像し、この撮像結果を画像処理回路６２で画像処理し、この画像処理結果（位置座標、角度、裏表等）をロボットコントローラ６４に転送する。同時に、ロボットコントローラ６４では、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の駆動系に接続したエンコーダ６５の出力を得て、画像カメラ６１により撮像されたキャップ１が、カメラ設置位置から離れているロボット５０のピッキング位置に到達するタイミングを演算する。キャップ搬出確認センサ２３は、キャップ１が実際にロボット５０によるピッキング位置に到達したことを検知して確認する。従って、ロボットコントローラ６４は、ロボット５０によるピッキング位置に到達したキャップ１の位置座標、角度、裏表等に基づき、該ロボット５０を制御し、当該キャップ１を後述する如くに排出コンベア３０又は回転手段７０に移す。
【００２２】
ここで、ロボットコントローラ６４は、キャップ１の上述の位置座標、角度、裏表等に基づき、ロボット５０がキャップ１を搬送コンベア２０から排出コンベア３０又は回転手段７０に移動させる際に、キャップ１を垂直軸（鉛直軸）周りで基準角度に合致させるために回転させるべき垂直軸周りの必要回転角度θを求める（図８）。基準角度は、例えば排出コンベア３０のコンベア排出方向に沿う方向とする。
【００２３】
また、ロボットコントローラ６４（水平回転分類手段）は、キャップ１の上述の位置座標、角度、裏表等に基づき、キャップ１を所定の姿勢（例えば正立姿勢）にそろえるに必要な水平軸周りの必要回転角度φを0度、90度、180度に分類する（図１０）。
【００２４】
尚、キャップ整列装置１００は、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬送面を構成する搬送ベルト等として、粘着性を有するものが好ましい。画像カメラ６１で撮像されたその後キャップ１が搬送コンベア２０の上で転がると、ロボット５０による当該キャップ１のピッキングが困難になるので、それを防止するためである。搬送コンベア２０の搬送面を構成するに有用な粘着体としては、ゴム系樹脂やゴム系混合物が使用できる。例えば、エーテル系ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン−エチレン系樹脂、ブチレン−スチレン系樹脂、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体とナフテン系の混合物等が採用でき、常温粘着性を有する溶液タイプ、エマルジョンタイプ、ホットメルトタイプの粘着材や、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコン系の粘着体も採用できる。これらのものは、（半）透明のものが多く、バックライト照明の場合にも対応することができる。
【００２５】
搬送コンベア２０の搬送面にこれらの粘着体を貼付けることで、画像カメラ６１で撮像されたキャップ１がその後、搬送コンベア２０の搬送面上で転がることを防止できる。
【００２６】
また、キャップ整列装置１００は、図６、図７に示す如く、搬送コンベア２０（２０Ｂ）を構成するチェーン２４に多数の透明（又は半透明）樹脂板２５（塩ビ、アクリル等）を互いに屈曲自在に取付けて搬送面を形成し、この搬送面たる樹脂板２５の下方に照明器具６３Ａを配置することにて搬送コンベア２０のバックライト照明装置６３を構成することもできる。搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬送面として透明又は半透明の搬送ベルトを用いるものでも良い。
【００２７】
即ち、照明装置６３は、キャップ１を搬送コンベア２０の搬送面の上方から照らすものに限らず、下方から照らすものでも良い。図３のキャップ１に対しては、裏返しになったキャップ１（図３（Ｄ））のねじ部１Ａを検出容易にする、上方からの照明の方が好ましい。図１８のチューブ付きのポンプキャップ１に対しては、下方からのバックライト照明の方が、チューブ１Ｂを検出する点で好ましい。この場合も、樹脂板２５の表面に上記粘着体を貼付けることで、画像カメラ６１で撮像されたキャップ１が搬送コンベア２０の搬送面上で転がることを防止できる。
【００２８】
キャップ整列装置１００は、図８に示す如く、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬出端の近傍に、ロボット５０及びそのロボットハンド５１を配置してある。ロボット５０は、前述の如くにロボットコントローラ６４により制御され、搬送コンベア２０の上のピッキング位置に到達したキャップ１をロボットハンド５１によりピッキングし、当該キャップ１を排出コンベア３０又は回転手段７０に移す。
【００２９】
ロボット５０は、ロボットハンド５１の先端に回転アクチュエータ５２を備え、回転アクチュエータ５２の先端にキャップ保持具５３を備える。キャップ保持具５３として真空吸着パッド（把持爪でも可）を採用でき、同一のキャップ保持具５３を用いながら図３、図１８に示した各種寸法形状のキャップ１をピックアップできる。
【００３０】
ロボット５０は、図９に示す如く、回転アクチュエータ５２により、キャップ保持具５３を自軸Ａ周りに任意の角度で回転させることができ、結果として、キャップ保持具５３が保持するキャップ１を前述の垂直軸周りの必要回転角度θだけ回転させることができる。
【００３１】
ロボット５０は、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬出端の近傍に配置され、搬送コンベア２０の搬出端の搬送幅方向の全域において搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬出端より、それら搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬送面の上に向かってロボットハンド５１（キャップ保持具５３）を移動させ、キャップ保持具５３を搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬送面の上に進入させることができ、結果として搬送コンベア２０上の他のキャップ１に干渉することなく搬送コンベア２０の搬送面上からピッキング対象キャップ１をピックアップする。
【００３２】
ここでは、キャップ保持具５３をロボットハンドに設けたが、例えば天井走行式のクレーンなどの２次元走行機に、垂直（鉛直）下方に伸び、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬送面と垂直な垂直軸周りにモータによって回転可能な棒を取付け、その先端にキャップ保持具５３を取付けるようにしても良い。このようにすることでも搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬送端に向かって搬送コンベア２０の外部領域からキャップ保持具５３を移動させることができるので、結果として搬送コンベア２０上の他のキャップ１に干渉することなく搬送コンベア２０の搬送面上からピッキング対象キャップ１をピックアップできる。
【００３３】
キャップ整列装置１００では、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬出端の面前に排出コンベア３０を配置し、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬出端の面前、かつ排出コンベア３０の側傍に回転手段７０を配置する。回転手段７０は、回転アクチュエータ７１に真空吸着パッド７２を備え、かつ排出コンベア３０に対して相対的に昇降可能となるように構成される。ロボット５０は、キャップ保持具５３が保持するキャップ１の前述の水平回転分類手段たるロボットコントローラ６４による分類に従って、該キャップ１を回転手段７０の真空吸着パッド７２に移す。回転手段７０は、回転アクチュエータ７１の回転動作、排出コンベア３０に対する昇降動作により、真空吸着パッド７２が保持するキャップ１を水平軸周りに90度又は180度回転させて排出コンベア３０に移載する。
【００３４】
搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬出端の下方にはロボットハンド５１によりピッキングされなかったキャップ１を回収する回収装置８０が配置され、回収装置８０に回収されたキャップ１は供給コンベア１０に返送される。
【００３５】
以下、キャップ整列装置１００によるキャップ１の整列動作について説明する。
(1)画像処理装置６０の画像カメラ６１が撮像した搬送コンベア２０上のキャップ１の画像を用いて、キャップ１を基準角度に合致させるに必要な垂直軸周りの必要回転角度θをロボットコントローラ６４により求める。同時に、ロボットコントローラ６４がキャップ１を所定の姿勢にそろえるに必要な水平軸周りの必要回転角度φを判断し、各キャップ１について、水平軸周りの必要回転角度φを0度、90度、180度に分類する（図１０）。
【００３６】
(2)ロボットコントローラ６４によりロボット５０を制御し、図８、図９に示す如く、ロボットハンド５１のキャップ保持具５３により搬送コンベア２０上のキャップ１をピックアップし、このキャップ１を排出コンベア３０又は回転手段７０に移す過程で、キャップ１を上述(1)の垂直軸周りの必要回転角度θだけ回転させる。
【００３７】
(3)前述(1)の分類が0度のキャップ１について、図１１に示す如く、上述(2)でロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持しているキャップ１を排出コンベア３０に直接移載する。
【００３８】
(4)上述(1)の分類が90度のキャップ１について、図１２に示す如く、上述(2)でロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持しているキャップ１を、待機位置にある回転手段７０の真空吸着パッド７２に移す。真空吸着パッド７２が保持したキャップ１を回転アクチュエータ７１の回転動作により水平軸周りに90度回転させ、更に回転手段７０の全体（回転アクチュエータ７１、真空吸着パッド７２）を排出コンベア３０に対して下降して該排出コンベア３０の搬送面に移載する。回転手段７０の全体を待機位置に戻す。
【００３９】
(5)前述(1)の分類が180度のキャップ１については、図１３に示す如く、上述(2)でロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持しているキャップ１を、待機位置にある回転手段７０の真空吸着パッド７２に移す。真空吸着パッド７２は保持したキャップ１を回転アクチュエータ７１の回転動作により水平軸周りに180度回転させ、排出コンベア３０の搬送面に移載する。回転手段７０の全体を待機位置に戻す。
【００４０】
尚、図４のような落下式の分離供給装置を用いた場合、キャップ１の重心位置によっては、図３（Ａ）の状態にあるキャップ１が図４に示すように上下逆さまの状態になって搬送コンベア２０に供給される確率が高い場合がある。この場合には、画像処理装置６０で水平軸周りの必要回転角度φが180度の分類に属するキャップ１のみ選択的に認識し、そのキャップ１のみを回転手段７０に移して回転させ、90度の分類に属するキャップ１は回収装置８０で回収すれば、図１２のような回転手段７０を上下移動させる機構は不要となる。このような構成では、0度の分類に属する、即ち、水平軸周りでの回転の必要のないキャップ１は、そのまま排出コンベア３０に移載する。
【００４１】
本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ロボットハンド５１をコンベア２０の搬送端の近傍に配置したから、ロボットハンド５１は搬送コンベア２０の搬送方向の他のキャップ１に干渉することなく、コンベア２０の上のキャップ１をピックアップしてこれを排出コンベア３０又は回転手段７０に移すことができる。
【００４２】
(b)ロボットハンド５１は同一のキャップ保持具５３により、各種形状寸法のキャップ１をピックアップできる。
【００４３】
(c)キャップ１は水平軸周りの必要回転角度を回転手段７０により回転されて一定の方向に整列される。ロボットハンド５１はキャップ１の水平軸周りの必要回転動作を行なう必要がなく、ピックアンドプレース動作のみで足りるから、簡素、かつ処理速度を高めることができる。
【００４４】
（実施例２）（図１４〜図１７）
実施例２のキャップ整列装置１００が実施例１のキャップ整列装置１００と異なる点は、実施例１の排出コンベア３０を3個の第１〜第３の排出コンベア３０Ａ〜３０Ｃとし、実施例１の１つの回転手段７０に換え、回転手段を90度回転手段７０Ａと180度回転手段７０Ｂとの２つとしたことにある。
【００４５】
第１〜第３の排出コンベア３０Ａ〜３０Ｃは、搬送コンベア２０（２０Ｂ）の搬出端の面前に並列配置される。第１排出コンベア３０Ａは水平軸周りの必要回転角度φが0度であるキャップ１を移載されて排出する。第２排出コンベア３０Ｂは、90度回転手段７０Ａを付帯的に備え、90度回転手段７０Ａにて回転させたキャップ１を移載されて排出する。第３排出コンベア３０Ｃは、180度回転手段７０Ｂを付帯的に備え、180度回転手段７０Ｂにて回転させたキャップ１を移載されて排出する。
【００４６】
90度回転手段７０Ａは、回転手段７０と同様の回転アクチュエータ７１、真空吸着パッド７２を有して構成され、キャップ１を水平軸周りに90度回転させる。180度回転手段７０Ｂも、回転手段７０と同様の回転アクチュエータ７１、真空吸着パッド７２を有して構成され、キャップ１を水平軸周りに180度回転させる。
【００４７】
以下、キャップ整列装置１００によるキャップ１の整列動作について説明する。
(1)画像処理装置６０の画像カメラ６１が撮像した搬送コンベア２０上のキャップ１の画像を用いて、キャップ１を基準角度に合致させるに必要な垂直軸周りの必要回転角度θをロボットコントローラ６４により求める。同時に、ロボットコントローラ６４がキャップ１を所定の姿勢にそろえるに必要な水平軸周りの必要回転角度φを判断し、各キャップ１について、水平軸周りの必要回転角度φを0度、90度、180度に分類する（図１０）。
【００４８】
(2)ロボットコントローラ６４によりロボット５０を制御し、図１４に示す如く、ロボットハンド５１のキャップ保持具５３により搬送コンベア２０上のキャップ１をピックアップし、このキャップ１を第１排出コンベア３０Ａ又は90度回転手段７０Ａ又は180度回転手段７０Ｂに移す過程で、キャップ１を上述(1)の垂直軸周りの必要回転角度θだけ回転させる。
【００４９】
(3)前述(1)の分類が0度のキャップ１について、図１５に示す如く、上述(2)でロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持しているキャップ１を第１排出コンベア３０Ａに直接移載する。
【００５０】
(4)前述(1)の分類が90度のキャップ１について、図１６に示す如く、上述(2)でロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持しているキャップ１を、待機位置にある90度回転手段７０Ａの真空吸着パッド７２に移す。90度回転手段７０Ａの真空吸着パッド７２が保持したキャップ１を回転アクチュエータ７１の回転動作により水平軸周りに90度回転させて第２排出コンベア３０Ｂに移載する。
【００５１】
(5)前述(1)の分類が180度のキャップ１について、図１７に示す如く、上述(2)でロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持しているキャップ１を、待機位置にある180度回転手段７０Ｂの真空吸着パッド７２に移す。180度回転手段７０Ｂの真空吸着パッド７２が保持したキャップ１を回転アクチュエータ７１の回転動作により水平軸周りに180度回転させて第３排出コンベア３０Ｃに移載する。
【００５２】
本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ロボットハンド５１をコンベア２０の搬送端の近傍に配置したから、ロボットハンド５１は搬送コンベア２０の搬送方向の他のキャップ１に干渉することなく、コンベア２０の上のキャップ１をピックアップしてこれを第１排出コンベア３０Ａ又は90度回転手段７０Ａ又は180度回転手段７０Ｂに移すことができる。
【００５３】
(b)ロボットハンド５１は同一のキャップ保持具５３により、各種形状寸法のキャップ１をピックアップできる。
【００５４】
(c)キャップ１は水平軸周りの必要回転角度を90度回転手段７０Ａと180度回転手段７０Ｂにより回転されて一定の方向に整列される。ロボットハンド５１はキャップ１の水平軸周りの必要回転動作を行なう必要がなく、ピックアンドプレース動作のみで足りるから、簡素、かつ処理速度を高めることができる。
【００５５】
(d)水平軸周りの必要回転角度が0度であるキャップ１を第１排出コンベア３０Ａに、90度回転手段７０Ａにて回転させたキャップ１を第２排出コンベア３０Ｂに、180度回転手段７０Ｂにて回転させたキャップ１を第３排出コンベア３０Ｃに移すものであり、一定の方向に整列されたキャップ１を第１〜第３の排出コンベア３０Ａ〜３０Ｃから排出できる。
【００５６】
(e)搬送コンベア２０（２０Ｂ）より第１排出コンベア３０Ａ又は90度回転手段７０Ａ又は180度回転手段７０Ｂに移動させる際にキャップ１を垂直軸周りの必要回転角度だけ回転させるものであり、ロボットハンド５１はキャップ１を移動させる過程で、キャップ１を垂直軸周りに回転させるだけで足りる。
【００５７】
（実施例３）（図１８、図１９）
実施例３のキャップ整列装置１００が実施例２のキャップ整列装置１００と異なる点は、図１９に示す如く、第１排出コンベア３０Ａの側傍に、ポンプキャップ用排出コンベア３０Ｄを並列配置し、図１８に示したポンプキャップ１を排出可能にしたことにある。
【００５８】
以下、キャップ整列装置１００によるポンプキャップ１の整列動作について説明する。
(1)画像処理装置６０の画像カメラ６１が撮像した搬送コンベア２０上で横置き状態にあるキャップ１の画像を用いて、キャップ１を基準角度に合致させるに必要な垂直軸周りの必要回転角度θをロボットコントローラ６４により求める。
【００５９】
(2)ロボットコントローラ６４によりロボット５０を制御し、ロボットハンド５１のキャップ保持具５３により搬送コンベア２０上のキャップ１をピックアップし、このキャップ１をポンプキャップ用排出コンベア３０Ｄに移す過程で、キャップ１を上述(1)の垂直軸周りの必要回転角度θだけ回転させる。
【００６０】
(3)上述(2)でロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持しているポンプキャップ１をポンプキャップ用排出コンベア３０Ｄに移載する。
【００６１】
図２０は回転手段７０（７０Ａ、７０Ｂ）の変形例である。図２０の回転手段７０は、回転アクチュエータ７１に、真空吸着パッド７２に代わる把持装置７３を設け、ロボットハンド５１のキャップ保持具５３が保持するキャップ１を把持ベース７３Ａに載せ、このキャップ１を左右の把持爪７３Ｂで挟み保持するようにしたものである。
【００６２】
尚、本発明に適用されるロボット５０は、ピックアンドプレース動作のみで良いため、どんな種類のロボットでも良く、把持・移載を高速に行なうことができるスカラ型ロボットやパラレルリンク型ロボットを使用すれば、キャップ整列の処理速度を高めることができる。また、安価かつ制御が簡単な直交座標系ロボットを使用すれば、本発明を安価に実現することができる。
【００６３】
以下に代表的なロボットについて簡単に説明する。
本発明は下記のどのタイプのロボットも使用できる。
【００６４】
直交型ロボット
主に直交座標系の軸構造によって構成されているロボット。制御装置による座標変換はほとんど必要としない。安価である。
【００６５】
スカラ型ロボット(水平多関節ロボット)
水平方向の動作に重点の置かれた関節構造を持つロボット。水平方向の移動が非常に速く、サイクルタイムが短い。
【００６６】
垂直多関節型ロボット
垂直方向の動作に重点を置かれた関節構造を持つロボット。人間の腕に近い構造を持っているため、柔軟な動きが可能。座標変換処理が複雑で、高性能な制御装置が必要。
【００６７】
パラレルリンク型ロボット
並列のリンク機構から構成されており、制御により１点の動きを決めるロボット。軽量・高速である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は実施例１のキャップ整列装置を示す平面図である。
【図２】図２は図１の側面図である。
【図３】図３はキャップの一例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は断面図である。
【図４】図４は分離供給装置を示す正面図である。
【図５】図５はロボットの制御系統を示すブロック図である。
【図６】図６は画像カメラと照明装置を示す正面図である。
【図７】図７は照明装置を示す平面図である。
【図８】図８はキャップの垂直軸周りの整列動作を示し、（Ａ）は整列前状態を示す平面図、（Ｂ）は整列後状態を示す平面図である。
【図９】図９はロボットハンドによるキャップの垂直軸周りの整列動作を示し、（Ａ）は整列前状態を示す側面図、（Ｂ）は整列後状態を示す側面図である。
【図１０】図１０はキャップの水平軸周りの回転角度分類を示す模式図である。
【図１１】図１１はキャップの0度回転移載動作を示す模式図である。
【図１２】図１２はキャップの90度回転移載動作を示す模式図である。
【図１３】図１３はキャップの180度回転移載動作を示す模式図である。
【図１４】図１４は実施例２のキャップ整列装置における、キャップの垂直軸周りの整列動作を示し、（Ａ）は整列前状態を示す平面図、（Ｂ）は整列後状態を示す平面図である。
【図１５】図１５はキャップの0度回転移載動作を示す模式図である。
【図１６】図１６はキャップの90度回転移載動作を示す模式図である。
【図１７】図１７はキャップの180度回転移載動作を示す模式図である。
【図１８】図１８はポンプキャップを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１９】図１９はポンプキャップの移載動作を示す模式図である。
【図２０】図２０は回転手段の他の例を示す模式図である。
【図２１】図２１は従来のキャップ整列装置を示す平面図である。
【図２２】図２２は従来のロボットハンドによるキャップの反転動作を示す模式図である。
【図２３】図２３は従来のロボットハンドによるキャップの他の反転動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  キャップ（物品）
２０  搬送コンベア
３０  排出コンベア
３０Ａ  第１排出コンベア
３０Ｂ  第２排出コンベア
３０Ｃ  第３排出コンベア
５０  ロボット
６０  画像処理装置
６１  画像カメラ（物品撮像手段）
６４  ロボットコントローラ（水平回転分類手段）
７０  回転手段
７０Ａ  90度回転手段
７０Ｂ  180度回転手段
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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