(57)【要約】【課題】吸着ヘッドを交換することなく異なる物品に兼用する。【解決手段】供給装置１は、包装体ＸＡ１を保持する吸着ヘッド１０と、この吸着ヘッド１０を往復移動させる第１移動手段３０と、吸着ヘッド１０を第１移動手段３０とは異なる方向に往復移動させる第２移動手段３５と、包装体ＸＡ１の重心の変化に応じて吸着ヘッド１０で当該包装体ＸＡ１を保持する位置を第１移動手段３０の移動方向と直交する方向に位置調整する調整機構１３と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を保持する保持手段と、
前記保持手段を往復移動させる第１移動手段と、
前記保持手段を前記第１移動手段とは異なる方向に往復移動させる第２移動手段と、
前記物品の重心の変化に応じて前記保持手段で該物品を保持する位置を前記第１移動手段の移動方向と直交する方向に位置調整する調整機構と、を備えていることを特徴とする、
供給装置。
【請求項２】
前記保持手段は、負圧になるチャンバーを備えた吸着ヘッドであることを特徴とする、
請求項１に記載の供給装置。
【請求項３】
前記保持手段は、
多数の孔が形成された吸着面を有し負圧になるチャンバーと、
前記多数の孔の一部を塞ぐカバー板と、を備えていることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の供給装置。
【請求項４】
前記チャンバーは、前記吸着面に対向する位置に、該チャンバー内に負圧を発生させる負圧発生手段が接続される接続口を有し、
前記カバー板は、少なくとも前記接続口に対向する位置の前記孔を塞ぐことを特徴とする、
請求項３に記載の供給装置。
【請求項５】
前記物品の重心の変化は、該物品の前記調整機構の調整方向の長さ、又は比重、又は密度の少なくともいずれかに起因することを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載の供給装置。
【請求項６】
前記第１移動手段、及び前記第２移動手段のうち、少なくとも一方の移動手段が位置決め制御可能な単軸ロボットであることを特徴とする、
請求項１〜５のいずれかに記載の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を供給する供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニラを箱詰めするラインでは、ニラが１００ｇ程度の束にされてから、フィルムで個包装されて包装体にされる。そして、包装体は、集積装置で集積されてから、供給装置の吸着ヘッドにまとめて吸着される。吸着ヘッドに吸着された複数の包装体は、当該吸着ヘッドの移動により、段ボール箱の中に移載されて箱詰めされる。供給装置には、例えば、特許文献１に記載された装置を用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２５１３０２号公報（第１図参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置を用いた場合、包装体のサイズの変更に伴い、（本発明に係る実施形態における吸着ヘッド１０に相当する）吸着ヘッドを交換する必要がある。すなわち、包装体のサイズ毎に吸着ヘッドを必要としたり、交換の作業が手間であったりする。
【０００５】
そして、供給装置は、先端に吸着ヘッドを備えた多関節ロボットを用いることもできるが、多関節ロボットは、高価であり、ティーチングに時間がかかるという課題がある。
【０００６】
このような問題は、ニラの包装体を供給する場合に限られず、その他の農作物、あるいは日用品や食品など各種物品を供給する場合に共通して存在し得る。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、吸着ヘッドを交換することなく異なる物品に兼用できる供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、物品を保持する保持手段と、前記保持手段を往復移動させる第１移動手段と、前記保持手段を前記第１移動手段とは異なる方向に往復移動させる第２移動手段と、前記物品の重心の変化に応じて前記保持手段で該物品を保持する位置を前記第１移動手段の移動方向と直交する方向に位置調整する調整機構と、を備えていることを特徴とする、供給装置である。
【０００９】
本発明によれば、調整機構によって保持手段で物品を保持する位置を調整することで、重心位置やサイズが異なる物品に対応できる。すなわち、保持手段などの部品を交換することなく異なる物品に兼用できる。
【００１０】
（２）本発明はまた、前記保持手段は、負圧になるチャンバーを備えた吸着ヘッドであることを特徴とする、上記（１）に記載の供給装置である。
【００１１】
（３）本発明はまた、前記保持手段は、多数の孔が形成された吸着面を有し負圧になるチャンバーと、前記多数の孔の一部を塞ぐカバー板と、を備えていることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載の供給装置である。
【００１２】
上記発明によれば、カバー板の位置を変更することで、部品を交換することなく異なる物品に兼用できる。
【００１３】
（４）本発明はまた、前記チャンバーは、前記吸着面に対向する位置に、該チャンバー内に負圧を発生させる負圧発生手段が接続される接続口を有し、前記カバー板は、少なくとも前記接続口に対向する位置の前記孔を塞ぐことを特徴とする、上記（３）に記載の供給装置である。
【００１４】
上記発明によれば、チャンバーにおいて、負圧発生手段が接続される接続口に対向する位置の孔が塞がれているので、吸着面に形成された多数の孔による吸着力にムラが生じることを防止できる。
【００１５】
（５）本発明はまた、物品の重心の変化は、該物品の前記調整機構の調整方向の長さ、又は比重、又は密度の少なくともいずれかに起因することを特徴とする、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の供給装置である。
【００１６】
（６）本発明はまた、前記第１移動手段、及び前記第２移動手段のうち、少なくとも一方の移動手段が位置決め制御可能な単軸ロボットであることを特徴とする、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の供給装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の上記（１）〜（６）に記載の供給装置によれば、吸着ヘッドを交換することなく異なる物品に兼用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る供給装置の側面図である。
【図２】供給装置の正面図であり、（Ａ）は包装体の長さが相対的に長い場合を示し、（Ｂ）は包装体の長さが相対的に短い場合を示す。
【図３】（Ａ）は供給装置の平面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は変形例に係る供給装置の平面図である。
【図４Ａ】第１実施例に係る吸着ヘッドの断面図である。
【図４Ｂ】第２実施例に係る吸着ヘッドの断面図である。
【図５Ａ】第１実施例に係る吸着ヘッドの底面図である。
【図５Ｂ】第２実施例に係る吸着ヘッドの底面図である。
【図６】第２移動手段による吸着ヘッドの移動距離を一定にした変形例に係る供給装置の側面図である。
【図７】（Ａ）は吸着ヘッドを、第１移動手段によって上下方向に移動、かつ第２移動手段によって水平方向に移動させた変形例に係る供給装置の平面図で、（Ｂ）は同供給装置の側面図であり、相対的に小さい物品を箱詰めする例を示す。
【図８】（Ａ）は吸着ヘッドを、第１移動手段によって上下方向に移動、かつ第２移動手段によって水平方向に移動させた変形例に係る供給装置の平面図で、（Ｂ）は同供給装置の側面図であり、相対的に大きい物品を箱詰めする例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る供給装置１について詳細に説明する。
【００２０】
まず、図１及び図２を用いて、供給装置１の構成について説明する。図１は、供給装置１の側面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、供給装置１の正面図である。図２（Ａ）は、包装体ＸＡ１の長さが相対的に長いＬ１の場合を示す。図２（Ｂ）は、包装体ＸＡ１の長さが相対的に短いＬ２の場合を示す。図３（Ａ）は、供給装置１の平面図である。なお、各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、各図において、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。
【００２１】
図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）に示される供給装置１は、ニラを箱詰めするラインで使用される。このラインでは、ニラが１００ｇ程度の束にされてから、フィルムで個包装されて包装体ＸＡ１にされる。そして、包装体ＸＡ１は、集積装置２で集積されてから、供給装置１の吸着ヘッド１０にまとめて吸着される。
【００２２】
集積装置２は、ダブルループ構成であり、仕切り板２ａの間隔を変更可能に構成されている。なお、集積装置２のダブルループ構成の詳細は、例えば、特開２０１３−０９１４９６号公報に示されるバケットコンベアを参照されたい。
【００２３】
吸着ヘッド１０に吸着された複数の包装体ＸＡ１は、吸着ヘッド１０の移動により、段ボール箱ＺＡ１の中に移載されて箱詰めされる。なお、本実施形態おいて、集積装置２が、バケット２ｂを有するバケットコンベアである場合を例に説明するが、集積装置はこれに限定されるものではない。
【００２４】
例えば、ニラは６００ｍｍ程度の長さを有し、包装体ＸＡ１は６５０ｍｍ程度の長さを有する。包装体ＸＡ１は５個ずつ集積されて、段ボール箱ＺＡ１に箱詰めされる。なお、本発明において、吸着ヘッド１０に移載されて箱詰めされる対象は、ニラの包装体ＸＡ１に限定されず、その他の農作物、あるいは、日用品などの各種物品であってもよい。そして、本発明において、吸着ヘッドに吸着される物品は、複数まとめて（集合品）に限定されず、単品でも良い。
【００２５】
供給装置１は、搬送方向（図１における左から右の方向、図２における奥から手前の方向）、及び上下方向に移動可能な吸着ヘッド１０を備えた"２軸"ロボット供給装置であり、吸着ヘッド１０は、包装体ＸＡ１の重心位置の変更に伴い搬送方向の直角方向（図１における奥から手前の方向、図２における左右方向）に位置調整が可能である。
【００２６】
具体的に、供給装置１は、所定数（本実施形態では、５個）の包装体ＸＡ１をまとめて吸着する吸着ヘッド１０と、この吸着ヘッド１０の前後に取り付けられ包装体ＸＡ１を中心に寄せ集める一対のアーム１１と、これら一対のアーム１１を駆動する一対のシリンダー１２と、吸着ヘッド１０を包装体ＸＡ１の搬送方向（図１における左から右の方向、図２における奥から手前の方向）に沿って往復移動させる第１移動手段３０と、この第１移動手段３０とは異なる方向として、上下方向に往復移動させる第２移動手段３５と、包装体ＸＡ１の重心の変化に応じて吸着ヘッド１０で当該包装体ＸＡ１を保持する位置を第１移動手段３０の移動方向と直交する方向（図１における奥から手前の方向、図２における左右方向）に位置調整する調整機構１３と、吸着ヘッド１０に負圧を生じさせて包装体ＸＡ１を吸着させるための吸着ブロワー（負圧発生手段）（図示省略）と、吸着ヘッド１０に圧縮空気を送り込み包装体ＸＡ１の吸着を解除するためのエアポンプ（図示省略）と、制御ユニット（図示省略）と、などを備えている。
【００２７】
供給装置１の各部は、所々に設けられた複数のセンサによる包装体ＸＡ１の検出結果に基づき、制御ユニットによって統括的に制御される。すなわち、供給装置１の各部は、制御ユニットの制御下において動作して、その動作状況が制御ユニットによって管理される。
【００２８】
制御ユニットは、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成され、各種制御を実行するＣＰＵは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。ＲＯＭは、ＣＰＵで実行される基本ＯＳやプログラムを記憶する。
【００２９】
第１移動手段３０は、位置決め制御可能な単軸ロボットからなる。具体的に、第１移動手段３０は、包装体ＸＡ１の搬送方向（図１における左から右の方向、図２における奥から手前の方向）に沿って配置された第１レール３１と、この第１レール３１に沿って往復移動する第１スライダー３２と、などを備えている。第１スライダー３２には、第２移動手段３５が固定され、当該第２移動手段３５などを介して吸着ヘッド１０が取り付けられている。このような第１移動手段３０は、第１スライダー３２を第１レール３１に沿って往復移動させることで、吸着ヘッド１０を包装体ＸＡ１の搬送方向に沿って往復移動させる。
【００３０】
第２移動手段３５は、位置決め制御可能な単軸ロボットからなる。具体的に、第２移動手段３５は、上下方向に沿うように第１スライダー３２に固定された第２レール３６と、この第２レール３６に沿って往復移動する第２スライダー３７と、などを備えている。第２スライダー３７には、調整機構１３が固定され、当該調整機構１３などを介して吸着ヘッド１０が取り付けられている。このような第２移動手段３５は、第２スライダー３７を第２レール３６に沿って往復移動させることで、吸着ヘッド１０を上下方向に沿って往復移動させる。
【００３１】
なお、第１移動手段３０を構成する単軸ロボット、及び第２移動手段３５を構成する単軸ロボットとしては、電動アクチュエータ、リニアアクチュエータを用いることができる。
【００３２】
調整機構１３は、吸着ヘッド１０が吸着する包装体ＸＡ１の重心の変化に応じて、当該吸着ヘッド１０を第１移動手段３０の搬送方向の直角方向（図１における奥から手前の方向、図２における左右方向）に位置調整する。包装体ＸＡ１の重心の変化は、当該包装体ＸＡ１の調整機構１３の調整方向（図１における奥から手前の方向、図２における左右方向）の長さ、又は比重、又は密度の少なくともいずれかに起因する。なお、図２（Ａ）は、包装体ＸＡ１の長さがＬ１の場合を、図２（Ｂ）は、包装体ＸＡ１の長さがＬ２の場合を、それぞれ例示している。
【００３３】
具体的に、調整機構１３は、メインプレート１４と、スライダー１５と、サイドプレート１６と、を備えている。メインプレート１４は、サイドプレート１６を介して、第２スライダー３７に固定されている。このメインプレート１４は、包装体ＸＡ１の搬送方向の直角方向（図１における奥から手前の方向、図２における左右方向）に沿った上下一対のレール１７を備えている。上下一対のレール１７の間には、スライダー１５がスライド可能に取り付けられている。スライダー１５は、上下一対のレール１７に沿って、包装体ＸＡ１の搬送方向の直角方向にスライドする。このスライダー１５には、棒材１８を介して吸着ヘッド１０が固定されている。これにより、吸着ヘッド１０は、包装体ＸＡ１の搬送方向の直角方向にスライド可能となっている。
【００３４】
このような調整機構１３によれば、包装体ＸＡ１の重心位置の変更に応じて、吸着ヘッド１０を移動させて包装体ＸＡ１の吸着位置を変更することができる。なお、複数の物品からなる集合品を吸着ヘッド１０で保持する場合における物品の重心位置は、集合品全体に対する重心位置となる。
【００３５】
メインプレート１４には、レール１７に沿って一対の長孔１４ａが形成されている。スライダー１５には、一対の長孔１４ａに一対一で対応するように一対の丸孔１５ａが形成されている。そして、スライダー１５は、丸孔１５ａ及びメインプレート１４の長孔１４ａに通されたピン１９で締め付けることで、メインプレート１４に固定される。すなわち、スライダー１５は、供給装置１の動作時（包装体ＸＡ１の搬送時）に固定されている。そして、スライダー１５は、供給ヘッド１０を位置調整する時に、ピン１９を緩めたり外したりすることで、包装体ＸＡ１の搬送方向の直角方向（図１における奥から手前の方向、図２における左右方向）にスライド可能となる。
【００３６】
次に、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、吸着ヘッド１０の構成について説明する。図４Ａは、第１実施例に係る吸着ヘッド１０の正面図である。図４Ｂは、第２実施例に係る吸着ヘッド１０の正面図である。図５Ａは、第１実施例に係る吸着ヘッド１０の底面図である。図５Ｂは、第２実施例に係る吸着ヘッド１０の底面図である。
【００３７】
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、吸着ヘッド１０は、チャンバー２０と、カバー板２１と、などを備えている。チャンバー２０は、多数の孔２２ａが形成された吸着面２２を下方に有する。このチャンバー２０には、管ＴＵ１を介して吸着ブロワー（図示省略）が接続される接続口２３ａが形成されている。このチャンバー２０は、吸着ブロワー（図示省略）の動作によって内部が負圧になる。
【００３８】
カバー板２１は、吸着面２２の裏側に固定され、当該吸着面２２に形成された多数の孔２２ａの一部を塞ぐ。カバー板２１が塞ぐ範囲は、吸着ヘッド１０が吸着する包装体ＸＡ１の長さや重心の位置に応じて、適宜設定される。このカバー板２１は、接続口２３ａに対向する位置の孔２２ａを塞ぐことが好ましい。
【００３９】
このようなカバー板２１の取付位置を変更させて吸着面２２における吸引面積を変更することで、吸着ヘッド１０における吸引力を吸着場所によって変更することができる。例えば、吸着する物品がニラ等の長尺物の農作物の場合には、成長の具合によって重心位置は、長尺物の根と葉の間において変化する。このような場合であっても、吸着ヘッド１０の位置、又は吸着ヘッド１０のカバー板２１の取付位置、又はカバー板２１のサイズ、又は前記事項の２つを変更することで、対応することができる。
【００４０】
次に、図１を用いて、供給装置１による箱詰めの動作を説明する。
【００４１】
まず、吸着ヘッド１０は、集積装置２のバケット２ｂ上にある複数の包装体ＸＡ１の上方に位置する。すなわち、吸着ヘッド１０は、集積装置２の吸着位置の上方に位置する。そして、第２移動手段３５により、吸着ヘッド１０を下降させて、集積装置２のバケット２ｂ上にある複数の包装体ＸＡ１を一対のアーム１１で前後から押えて複数の包装体ＸＡ１からなる物品群をコンパクトにして、当該吸着ヘッド１０で吸着保持する。
【００４２】
その後、第２移動手段３５によって、少なくとも集積装置２のバケット２ｂに干渉しない高さまで吸着ヘッド１０を上昇させる。そして、第１移動手段３０によって、吸着ヘッド１０を段ボール箱ＺＡ１の開口部の上方まで移動させる。また、第２移動手段３５によって、吸着ヘッド１０を所定高さまで下降させてから、当該吸着ヘッド１０による吸着保持、及び一対のアーム１１による押さえを解除して、１段目の複数の包装体ＸＡ１の段ボール箱ＺＡ１への供給を完了する。
【００４３】
上記の逆の手順をたどり吸着ヘッド１０を集積装置２の吸着位置の上方まで戻す。その後、上記と同様の手順をたどり、２段目以降の複数の包装体ＸＡ１の段ボール箱ＺＡ１への供給を順次完了させる。ただし、段ボール箱ＺＡ１への供給の際、第２移動手段３５による吸着ヘッド１０の高さ方向の位置を、包装体ＸＡ１の厚み分ずつ順次高くなるようにすることによって、包装体ＸＡ１を積み重ねて箱詰めすることを可能としている。
【００４４】
このように、吸着装置１によれば、調整機構１３によって吸着ヘッド１０を位置調整することで、重心位置やサイズが異なる包装体ＸＡ１に対応できる。すなわち、吸着ヘッド１０などの部品を交換することなく異なる包装体ＸＡ１に兼用できる。
【００４５】
そして、カバー板２１の位置を変更することで、部品を交換することなく異なる包装体ＸＡ１に兼用できる。
【００４６】
また、吸着ブロワー（図示省略）が接続される接続口２３ａに対向する位置の孔２２ａが塞がれているので、吸着面２２に形成された多数の孔２２ａによる吸着力にムラが生じることを防止できる。
【００４７】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記実施形態及び各変形例において、可能な範囲で他の変形例の構成を適用してもよい。
【００４８】
すなわち、上記実施形態において、各構成の位置、大きさ、長さ、形状、材質、向きなどは適宜変更できる。
【００４９】
あるいは、上記実施形態において、負圧になるチャンバー２０を備えた吸着ヘッド１０を例に説明したが、本発明の保持手段はこれに限定されず、包装体ＸＡ１をアームで挟持する把持手段であってもよい。
【００５０】
あるいは、上記実施形態において、吸着ヘッド１０が集積装置２の搬送方向に移動する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、集積装置２の搬送方向と直角方向に移動するものや、集積装置２の搬送方向に対して所定角度傾斜して移動するものでも良い。この場合、第１移動手段３０は、包装体ＸＡ１の供給する方向に沿って配置する。すなわち、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示す場合、図示は省略するが、第１移動手段３０は、図中に示す矢印の方向に沿って配置することになる。
【００５１】
あるいは、上記実施形態において、第２移動手段３５の移動距離を一定にしても良い。具体的には、図６を用いて説明する。図６は、第２移動手段３５による吸着ヘッド１０の移動距離を一定にした変形例に係る供給装置１の側面図である。
【００５２】
図６に示されるように、吸着ヘッド１０の上下方向の移動距離を一定にして、水平方向の第１移動手段３０の移動距離を逐次変更させて物品ＸＡ２を横並びにして段ボール箱ＺＡ２に供給することができる。
【００５３】
あるいは、上記実施形態では、各移動手段３０，３５として単軸ロボットを採用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、移動手段３０，３５の移動距離を一定とした場合には、当該移動手段３０，３５にエアシリンダーを用いても良い。この場合、エアシリンダーのロッドの先端に吸着ヘッド１０、又は当該吸着ヘッド１０を備えた移動手段を配置する。
【００５４】
あるいは、上記実施形態では、吸着ヘッド１０を第１移動手段３０によって水平方向に移動、かつ第２移動手段３５によって上下方向に移動させる場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、図７及び図８に示される場合のように、吸着ヘッド１０を、第１移動手段によって上下方向に移動、かつ第２移動手段によって水平方向に移動させても良い。
【００５５】
なお、図７（Ａ）は、相対的に小さい物品ＸＡ３を段ボール箱ＺＡ３に箱詰めする場合を示す平面図である。図７（Ｂ）は、相対的に小さい物品ＸＡ３を段ボール箱ＺＡ３に箱詰めする場合を示す側面図である。図８（Ａ）は、相対的に大きい物品ＸＡ４を段ボール箱ＺＡ４に箱詰めする場合を示す平面図である。図８（Ｂ）は、相対的に大きい物品ＸＡ４を段ボール箱ＺＡ４に箱詰めする場合を示す側面図である。
【００５６】
あるいは、上記実施形態において、供給装置１を備えた箱詰め装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、ピロー包装機、深絞り包装機などでも良い。
【符号の説明】
【００５７】
１  供給装置
１０  吸着ヘッド
１３  調整機構
２０  チャンバー
２１  カバー板
２２  吸着面
２２ａ  孔
２３ａ  接続口
３０  第１移動手段
３５  第２移動手段
ＸＡ１  包装体（物品）
ＸＡ２  物品
【図１】
2015214350.tif 000003
【図２】
2015214350.tif 000004
【図３】
2015214350.tif 000005
【図４Ａ】
2015214350.tif 000006
【図４Ｂ】
2015214350.tif 000007
【図５Ａ】
2015214350.tif 000008
【図５Ｂ】
2015214350.tif 000009
【図６】
2015214350.tif 000010
【図７】
2015214350.tif 000011
【図８】
2015214350.tif 000012