(57)【要約】【解決手段】  物品保持装置は、複数の物品１が載置されるコンベヤ（載置手段）４と、支持部材１４に設けられてそれぞれ上記コンベヤ上の物品を保持する複数のグリッパ（保持手段）１５Ａ、１５Ｂと、上記支持部材を昇降移動させるロボット（駆動手段）１１と、それらを制御する制御装置１６とを備えている。上記制御装置は、空の第２グリッパ１５Ｂで物品１を保持する際には、既に他の第１グリッパ１５Ａで保持されている物品の下面がコンベヤ４に当接しない高さ位置に上記支持部材１４を位置制御した状態で、上記第２グリッパ１５Ｂで物品を保持させるようになっている。【効果】  従来は、グリッパで保持されている物品の下面がコンベヤに当接しないように各グリッパを昇降させるエアシリンダを設けていたが、これを設けることなく物品の下面とコンベヤとの当接が防止できる。【選択図】  図２
2006096408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品が載置される載置手段と、支持部材に設けられてそれぞれ上記載置手段上の物品を保持する複数の保持手段と、上記支持部材を昇降移動させる駆動手段と、上記各保持手段の作動と駆動手段の作動とを制御して、上記複数の各保持手段で順次物品を保持させる制御装置とを備えた物品保持装置において、
上記制御装置は、空の保持手段で物品を保持する際に、既に他の保持手段で保持されている物品の下面が載置部材に当接しない高さ位置に上記支持部材を位置制御して、該空の保持手段で物品を保持させることを特徴とする物品保持装置。
【請求項２】
先に物品を保持する保持手段は、後に物品を保持する保持手段よりも低い位置で物品を保持するようになっており、それにより上記後に物品を保持する保持手段によって物品を保持する際に、上記先に物品を保持する保持手段によって既に保持されている物品の下面が載置部材に当接しないように支持部材の高さ位置が位置制御されることを特徴とする請求項１に記載の物品保持装置。
【請求項３】
上記載置手段は物品を載置して搬送する搬送コンベヤであり、また該搬送コンベヤによって搬送される物品の位置を認識する認識手段が設けられ、上記制御装置は認識手段からの信号を入力して上記各保持手段の作動と駆動手段の作動とを制御して、上記複数の各保持手段で順次物品を保持させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の物品保持装置。
【請求項４】
上記保持手段は、物品を把持するグリッパであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の物品保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を保持する保持手段を備えた物品保持装置に関し、より詳しくは複数の保持手段で順次物品を保持するようにした物品保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の保持手段を備えた物品保持装置として、複数の物品が載置される載置手段（コンベヤ）と、支持部材に設けられてそれぞれ上記載置手段上の物品を保持する複数の保持手段（バキュームパッド）と、上記支持部材を昇降移動させる駆動手段（ロボット）と、上記各保持手段の作動と駆動手段の作動とを制御して、上記複数の各保持手段で順次物品を保持させる制御装置とを備えたものが知られている（特許文献１）。
上記各保持手段は、それぞれエアシリンダを介して支持部材に設けられており、各保持手段で物品を保持する際には、物品を保持しようとする保持手段のみをエアシリンダを伸張させて他の保持手段よりも下方に突出させて、該保持手段で物品を保持させるようにしている。
そして物品を保持した保持手段はエアシリンダを収縮させることにより上方に移動させるようにしており、したがって該保持手段で保持された物品も上方位置に保持されることになる。
この状態では、次に物品を保持しようとする保持手段のみをエアシリンダを伸張させて他の保持手段よりも下方に突出させれば、該保持手段で物品を保持させる際に、既に保持手段で保持された物品の下面が上記載置手段に接触することを防止しながら、下方に突出させた該保持手段で円滑に物品を保持させることができる。
【特許文献１】特許第３０７７５６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記エアシリンダは、既に保持手段で保持された物品の下面が載置手段に接触してしまうのを防止するために設けるものであるが、各保持手段毎に設ける必要があるので重量が増大するとともに高価となり、またエアシリンダの伸縮作動を必要とするため、その分、高速化を阻害する要因となっていた。
本発明はそのような事情に鑑み、上記エアシリンダを必要としない物品保持装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明は、複数の物品が載置される載置手段と、支持部材に設けられてそれぞれ上記載置手段上の物品を保持する複数の保持手段と、上記支持部材を昇降移動させる駆動手段と、上記各保持手段の作動と駆動手段の作動とを制御して、上記複数の各保持手段で順次物品を保持させる制御装置とを備えた物品保持装置において、
上記制御装置は、空の保持手段で物品を保持する際に、既に他の保持手段で保持されている物品の下面が載置部材に当接しない高さ位置に上記支持部材を位置制御して、該空の保持手段で物品を保持させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明によれば、最初に、全ての保持手段、例えば第１保持手段と第２保持手段との両方が物品を保持していない状態では、一方の第１保持手段で物品を保持することができる。この際には、他の第２保持手段は物品を保持していないので、該第２保持手段で保持されている物品の下面が載置部材に当接するといった事態が発生する余地はない。
次に、上記第１保持手段で物品を保持したら、空の第２保持手段で新たな物品を保持することになるのであるが、この際には、上記制御装置は、空の第２保持手段で物品を保持する際に、既に他の第１保持手段で保持されている物品の下面が載置部材に当接しない高さ位置に上記支持部材を位置制御するようになっており、この状態を維持して空の第２保持手段で物品を保持させることができる。
その結果、従来のようにエアシリンダを設けることなく、第１保持手段で保持されている物品の下面が載置部材に当接することが防止できるので、従来に比較してエアシリンダを省略した分だけ軽量化を図ることができるとともに、安価に製造することができ、さらにエアシリンダの伸縮作動も必要としないため、高速化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、本発明に係る物品保持装置は、同一形状、同一高さを有する複数の物品１を箱２内に収容するケーサとして構成してある。
上記物品１は第１コンベヤ３により１列の状態で、かつランダムの間隔で連続的に搬送されるようなっている。上記第１コンベヤ３の先端部には、本発明における物品の載置手段としての第２コンベヤ４を設けてあり、この第２コンベヤ４は第１コンベヤ３の先端部にこれと平行に配設してある。
上記第１コンベヤ３の先端部には、第１コンベヤ３から第２コンベヤ４に向けて斜めにガイド部材５を配設してあり、このガイド部材５によって第１コンベヤ３から搬送されてきた物品１を第２コンベヤ４に受け渡し、この第２コンベヤ４上に載置した複数の物品１を１列の状態で搬送することができるようにしてある。このとき、上記第２コンベヤ４の速度は第１コンベヤ３の速度よりも早く設定してあり、それによって前後に隣接する物品１間に確実に所定量以上の間隔Ｌが生じるようにしてある。
【０００７】
上記第２コンベヤ４の下流側には、本発明の駆動手段としてのロボット１１を設けてあり、このロボット１１が備えるロボットアーム１２の先端部に、図２に示すように、回転機構１３を介して支持部材１４を設けている。そしてこの支持部材１４に、図示実施例では２つの保持手段としての第１グリッパ１５Ａと第２グリッパ１５Ｂとを設けてあり、各グリッパ１５Ａ、１５Ｂの開閉作動によってそれぞれ物品１を上方から把持することができるようにしてある。
上記ロボット１１は、ロボットアーム１２の可動範囲内における任意の位置に上記支持部材１４を昇降移動させることができるようになっており、また上記回転機構１３は、ロボットアーム１２に対して支持部材１４をＸ−Ｙ−Ｚの３軸で回転させることにより、該支持部材１４を必要な任意の方向に向けることができるようになっている。
そして上記ロボット１１や回転機構１３、或いは各グリッパ１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ制御装置１６によってその作動が制御されるようになっている。
【０００８】
上記第２コンベヤ４の上方位置には、ロボット１１よりも上流側位置に、第２コンベヤ４によって搬送されてきた物品１の位置と向きとを認識するための認識手段を構成するカメラ２１を設けてある。このカメラ２１は、第２コンベヤ４上の所要の範囲Ａを撮影することができるようになっている。
図示しないが、上記認識手段は第２コンベヤ４を駆動するモータに設けられたエンコーダを備えており、上記カメラ２１からの信号とエンコーダからの信号とが制御装置１２に入力されることにより、該制御装置１２は第２コンベヤ４によって搬送されてきた物品１の位置と向きとを検出することができるようになっている。
そして制御装置１２は、上記物品１の位置検出と同時に上記ロボット１１や回転機構１３、或いは各グリッパ１５Ａ、１５Ｂを制御することにより、後に詳述するように、各グリッパ１５Ａ、１５Ｂに順次物品１を把持させることができるようになっている。
【０００９】
さらに、上記第２コンベヤ４における上記ロボット１１の反対側には、箱２の載置台２２（図３参照）が設けてあり、図示しない箱供給装置又は人手により上記載置台２２上に箱２が供給されるようになっている。図３に示すように、上記載置台２２は箱２の上端開口部をロボット１１側に向けて斜めに載置することができるようになっている。
上記箱２内にはボール紙製の中仕切り２３を設けてあり、図示実施例ではこの中仕切り２３によって箱２内を４行×４列の１６個の物品収容空間２４に仕切ってある。
【００１０】
以上の構成において、第１コンベヤ３からガイド部材５に沿って第２コンベヤ４に受け渡された物品１は、前述したように前後に隣接した物品１間に所定量以上の間隔Ｌが形成された状態で、第２コンベヤ４によって搬送されてくる。そして制御装置１２は、カメラ２１を含む上記認識手段からの信号を入力して、第２コンベヤ４によって搬送される物品１の位置と向きとを検出する。
上記制御装置１２は、上記ロボット１１と回転機構１３を制御することにより、第２コンベヤ４によって搬送される物品１の位置と向きとを検出しながら、最初に第１グリッパ１５Ａによって物品１を把持させ、その後に第２グリッパ１５Ｂによって他の物品１を、両方の物品の向きを揃えた状態で把持させるようになっている。
【００１１】
この際、図２に示すように、先に物品１を把持する第１グリッパ１５Ａは、後に物品を把持する第２グリッパ１５Ｂよりも低い位置Ｈ１（物品１の上端面からの距離Ｈ１が大きい位置）で物品を把持するようになっており、したがって第２グリッパ１５Ｂは第１グリッパ１５Ａによる把持位置Ｈ１よりも高い位置Ｈ２（物品１の上端面からの距離Ｈ２が小さい位置）で物品１を把持するようになっている。
その結果、第２グリッパ１５Ｂが物品１を把持する際には、既に第１グリッパ１５Ａによって把持されている物品１は、上記高さの差ΔＨ（＝Ｈ１−Ｈ２）だけ第２コンベヤ４から浮上された状態に維持されることになる。そして各グリッパ１５Ａ、１５Ｂによって物品１を把持する際には、回転機構１３により物品１の向きに対応して支持部材１４の向きが揃えられることになるが、その際、前後に隣接した物品１間に所定量Ｌ以上の間隔が確保されているので、各グリッパ１５Ａ、１５Ｂや第１グリッパ１５Ａによって把持されている物品１が後続の物品１に衝突してこれを転倒させるといったことがない。
このように、制御装置１６は、後に物品を把持する第２グリッパ１５Ｂが物品１を把持する際には、上記第１グリッパ１５Ａによって既に把持されている物品１の下面が第２コンベヤ４に当接しないように支持部材１４の高さ位置を位置制御するようになっており、それによって既に第１グリッパ１５Ａによって把持されている物品１の下面が第２コンベヤ４に接触されるのを防止することができる。
【００１２】
上記両グリッパ１５Ａ、１５Ｂによって物品１が把持されると、図３に示すように、上記制御装置１２はロボット１１と回転機構１３を制御することにより、両物品１を箱２内の中仕切り２３によって区切られた物品収容空間２４内にその最下段から収容させる。
この際、制御装置１２は、斜めになっている箱２及び中仕切り２３に対して鉛直上方から両物品１を降下させ、両物品１の底部の上側となる一部分（図３における物品１の底部右側部分）が中仕切り２３内に挿入されたら、両物品１を図３における反時計方向に僅かに回転させて、中仕切り２３をその物品１の底部右側部分で右上方向に押し上げて、物品収容空間２４における開口部分を拡大させる。
この後、両物品１の長手方向を物品収容空間２４の長手方向に揃えながら、物品１の底部全体を物品収容空間２４に所要の深さまで収容させ、この状態となったら両グリッパ１５Ａ、１５Ｂによる各物品１の把持を解放して、各物品１を自重により物品収容空間２４に完全に落下収容させる。
【００１３】
同様にして、最下段の物品収容空間２４内から順次上方の段の物品収容空間２４内に物品１を収容し、最後に最上段の物品収容空間２４内に物品１を収容する際には、図４に示すように、斜めになっている箱２及び中仕切り２３に対して、先ず両物品１の長手方向を物品収容空間２４の長手方向に概ね揃えさせる。そして両物品１の底部の下側となる一部分（図４における物品１の底部左側部分）が中仕切り２３内に挿入されたら、両物品１を図４における時計方向に僅かに回転させて、中仕切り２３をその物品１の底部左側部分で左下方向に押し下げて、物品収容空間２４における開口部分を拡大させる。
この後、両物品１の長手方向を物品収容空間２４の長手方向に揃えながら、物品１の底部全体を物品収容空間２４に所要の深さまで収容させ、この状態となったら両グリッパ１５Ａ、１５Ｂによる各物品１の把持を解放して、各物品１を自重により物品収容空間２４に完全に落下収容させる。
このように、物品１の底部の一側部分で中仕切り２３を押し広げることにより、中仕切り２３が変形していてもそれと物品１との干渉を防止して、確実に物品１を物品収容空間２４に収容させることができる。
【００１４】
ところで、図５に示すように、上記両グリッパ１５Ａ、１５Ｂの間隔が隣接する物品収容空間２４の間隔よりも広くなってしまう場合には、両グリッパ１５Ａ、１５Ｂの間隔を１つおきの物品収容空間２４の間隔に一致させればよい。
この場合、第１回目に２つの物品１を箱２内に収容させる際には、符号Ａで示すように最下段の４つの物品収容空間２４のうち、１つおきの２つの物品収容空間２４内に物品１を収容させ、次の第２回目に２つの物品１を箱２内に収容させる際には、符号Ｂで示すように残りの２つの物品収容空間２４内に物品１を収容させればよい。
以後、上段の各４つの物品収容空間２４についても同様に物品１を収容することにより、全ての物品収容空間２４に物品１を収容することができる。
【００１５】
他方、図６に示すように、上記両グリッパ１５Ａ、１５Ｂの間隔が隣接する物品収容空間２４の間隔よりも広くなるが、図５の場合よりも狭くできるような場合には、両グリッパ１５Ａ、１５Ｂの間隔を下段の物品収容空間２４とこれに対して斜め上方に隣接する物品収容空間２４との間隔に一致させることができる。
この場合には、第１回目に２つの物品１を箱２内に収容させる際には、図６の符号Ａで示すように最下段の１つの物品収容空間２４とその斜め上方に隣接する１つの物品収容空間２４とに物品１を収容させ、次の第２回目に２つの物品１を箱２内に収容させる際には、符号Ｂで示すように、上記符号Ａと交差させた位置となる２つの物品収容空間２４内に物品１を収容させることができる。
以後同様にして、全ての物品収容空間２４に物品１を収容することができる。
【００１６】
なお、上記実施例では保持手段として物品を把持するグリッパ１５Ａ、１５Ｂを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば特許文献１で使用されているバキュームカップによる吸着で物品を保持するものであってもよい。また上記支持部材１４を昇降移動させる駆動手段としてロボット１１を用いているが、これに限定されるものでもない。
さらに、上記実施例では本発明をケーサに適用しているが、これに限定されるものではなく、例えば特許文献１で使用されている容器整列装置に本発明を適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例を示す平面図。
【図２】図１の要部の正面図。
【図３】物品１を箱２へ収容する際の作動を説明する部分断面側面図。
【図４】図３と異なる作動状態を示す部分断面側面図。
【図５】２つの物品１を箱２の物品収容空間２４内に挿入する際の挿入順を説明するための説明図。
【図６】図５と異なる挿入順を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００１８】
１  物品                            ２  箱
４  第２コンベヤ（載置手段）        １１  ロボット（駆動手段）
１４  支持部材                      １５Ａ、１５Ｂ  グリッパ（保持手段）
１６  制御手段
【図１】
2006096408.tif 000003
【図２】
2006096408.tif 000004
【図３】
2006096408.tif 000005
【図４】
2006096408.tif 000006
【図５】
2006096408.tif 000007
【図６】
2006096408.tif 000008