(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面上のセンタリング中心から外れた位置に底面を下にして直立状態で置かれた筒状物品の周囲に、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で複数の押し部材及び把持部材を配置し、
前記複数の押し部材を前記センタリング中心方向に移動させて、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の横断面の中心が前記センタリング中心に一致するように前記筒状物品を移動させるセンタリング工程と、
前記センタリング工程を行った後、前記複数の把持部材を前記センタリング中心方向に移動させ、前記複数の把持部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の外周面を把持する把持工程とを備え、
前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数は、前記複数の把持部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数より小さいことを特徴とする筒状物品のセンタリング把持方法。
【請求項２】
水平面上のセンタリング中心から外れた位置に底面を下にして直立状態で置かれた筒状物品の周囲に、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で配置された複数の押し部材を備え、該複数の押し部材を前記センタリング中心方向に移動させて、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の横断面の中心が前記センタリング中心に一致するように前記筒状物品を移動させてセンタリングを行うセンタリング手段と、
前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で配置された複数の把持部材を備え、前記センタリング手段による前記筒状物品のセンタリングを行った後、前記複数の把持部材を前記センタリング中心方向に移動させ、前記複数の把持部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の外周面を把持する把持手段とを備え、
前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数は、前記複数の把持部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数より小さいことを特徴とする筒状物品のセンタリング把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状製品を巻き取って筒状にしたもの、食料品や衣料品を筒状に包装したもの等の筒状物品のセンタリングと把持を行う方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シート状製品を巻き取って筒状にしたものを排出し、あるいは、食料品や衣料品を筒状に包装して排出する生産装置においては、連続的に排出される製品（筒状物品）を製品置場（製品保管スペース）まで移動させる必要がある。この製品の移動は、従来人手に頼っていたが、近年、人手不足等により自動化されてきている。
生産装置から排出される筒状物品を製品置場まで自動で移動させるのは、通常ロボット等を使用して行われる。具体的には、生産装置の排出部より排出され、底面を下にして直立状態で床に置かれた筒状物品に対して、ロボットアームの先端に取付けられた把持装置により、この筒状物品をその外周面を把持して持ち上げ、ロボットアームを製品置場まで移動させて、所定の位置で筒状物品の把持を解除して筒状物品を落下させ、筒状物品の移動を終了する。
この場合、上記把持装置は、円周方向に等間隔で配置された複数の把持爪と、この複数の把持爪を円の中心に向けて同時に移動させる機構を備え、筒状物品のセンタリングを行った後、その筒状物品の外周面を把持することができるようになっている。
そして、特開平５−２１２６４４号公報（特許文献１）には、作業対象物のセンタリングを確実に行ってその作業対象物を把持するツール位置決め装置が開示されている。
【０００３】
ところで、上記のような筒状物品の中には、柔軟で変形しやすいものもあり、把持する際の把持圧（把持爪を筒状物品の外周面に押し付ける圧力）をあまり高くできない。このため、把持爪で把持した筒状物品が把持爪から滑り落ちないように、筒状物品の外周面に対して摩擦係数が大きい外面を有する把持爪を使用する必要がある。
しかしながら、把持爪の外面と筒状物品の外周面との摩擦係数を大きくすると、把持爪を移動させて筒状物品のセンタリングを行う際に、把持爪の外面に対して筒状物品の外周面が滑らず、筒状物品のセンタリングが不確実となり、センタリングされない状態で筒状物品が把持され、筒状物品を持ち上げて移動できないという問題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、柔軟で変形しやすい筒状物品に対してもセンタリングと把持を確実に行なえるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、水平面上のセンタリング中心から外れた位置に底面を下にして直立状態で置かれた筒状物品の周囲に、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で複数の押し部材及び把持部材を配置し、前記複数の押し部材を前記センタリング中心方向に移動させて、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の横断面の中心が前記センタリング中心に一致するように前記筒状物品を移動させるセンタリング工程と、このセンタリング工程を行った後、前記複数の把持部材を前記センタリング中心方向に移動させ、前記複数の把持部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の外周面を把持する把持工程とを備え、前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数は、前記複数の把持部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数より小さい筒状物品のセンタリング把持方法を提供して、上記課題を解決するものである。
【０００７】
本発明は、水平面上のセンタリング中心から外れた位置に底面を下にして直立状態で置かれた筒状物品の周囲に、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で配置された複数の押し部材を備え、該複数の押し部材を前記センタリング中心方向に移動させて、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の横断面の中心が前記センタリング中心に一致するように前記筒状物品を移動させてセンタリングを行うセンタリング手段と、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で配置された複数の把持部材を備え、前記センタリング手段による前記筒状物品のセンタリングを行った後、前記複数の把持部材を前記センタリング中心方向に移動させ、前記複数の把持部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の外周面を把持する把持手段とを備え、前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数は、前記複数の把持部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数より小さい筒状物品のセンタリング把持装置を提供して、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の筒状物品のセンタリング把持方法は、水平面上のセンタリング中心から外れた位置に底面を下にして直立状態で置かれた筒状物品の周囲に、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で複数の押し部材及び把持部材を配置し、前記複数の押し部材を前記センタリング中心方向に移動させて、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の横断面の中心が前記センタリング中心に一致するように前記筒状物品を移動させるセンタリング工程と、このセンタリング工程を行った後、前記複数の把持部材を前記センタリング中心方向に移動させ、前記複数の把持部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の外周面を把持する把持工程とを備え、前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数は、前記複数の把持部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数より小さくなっているため、前記センタリング工程において、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付けて前記筒状物品を前記センタリング中心まで移動させる際に、前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面が滑り、前記筒状物品のセンタリングを確実に行うことができ、前記把持工程において、前記複数の把持部材で前記筒状物品の外周面を確実に把持できるという効果を奏する。
【０００９】
本発明の筒状物品のセンタリング把持装置は、水平面上のセンタリング中心から外れた位置に底面を下にして直立状態で置かれた筒状物品の周囲に、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で配置された複数の押し部材を備え、該複数の押し部材を前記センタリング中心方向に移動させて、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の横断面の中心が前記センタリング中心に一致するように前記筒状物品を移動させてセンタリングを行うセンタリング手段と、前記センタリング中心に対して円周方向に一定の間隔で配置された複数の把持部材を備え、前記センタリング手段による前記筒状物品のセンタリングを行った後、該複数の把持部材を前記センタリング中心方向に移動させ、前記複数の把持部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付け、前記筒状物品の外周面を把持する把持手段とを備え、前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数は、前記複数の把持部材の外面と前記筒状物品の外周面との摩擦係数より小さいため、前記センタリング手段が、前記複数の押し部材の外面を前記筒状物品の外周面に押し付けて前記筒状物品を前記センタリング中心まで移動させるンタリングを行う際に、前記複数の押し部材の外面と前記筒状物品の外周面が滑り、前記筒状物品のセンタリングを確実に行うことができ、前記把持手段において、前記複数の把持部材で前記筒状物品の外周面を確実に把持できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の筒状物品のセンタリング把持装置の一実施形態の要部を示す平面図である。
【図２】図１に示すセンタリング把持装置の押し部材と把持部材の駆動機構を拡大して示す斜視図である。
【図３】（ａ）は図１に示すセンタリング把持装置の押し部材の外面を上にした状態の斜視図であり、（ｂ）は図１に示すセンタリング把持装置の把持部材の外面を上にした状態の斜視図である。
【図４】図１に示すセンタリング把持装置の作業対象となる筒状物品を底面を下にして直立状態にした斜視図である。
【図５】図１に示すセンタリング把持装置の押し部材と把持部材の駆動機構の変形例を示す斜視図である。
【図６】図１に示すセンタリング把持装置が筒状物品のセンタリングを行う前の状態を示す平面図である。
【図７】図１に示すセンタリング把持装置が筒状物品のセンタリングを行った後の状態を示す平面図である。
【図８】図１に示すセンタリング把持装置が筒状物品を把持した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［センタリング把持装置の構成］
まず、本発明のセンタリング把持装置の構成について説明する。
図１は、本発明の筒状物品のセンタリング把持装置の一実施形態の要部を示す平面図であり、図２は、図１に示すセンタリング把持装置の押し部材と把持部材の駆動機構を拡大して示す斜視図である。図中、１はセンタリング把持装置、２は押し部材と把持部材の駆動機構、３は押し部材、４は把持部材、５はＬ字状のロッド、６、７はエアシリンダ、Ｃはセンタリング中心である。
図１に示すように、センタリング把持装置１においては、センタリング中心Ｃに対して円周方向に、３個の駆動機構２が、押し部材と把持部材の外面をセンタリング中心Ｃに向けて、等間隔で配置されている。これら３個の駆動機構２は、互いに連結されてロボットアーム（図示せず）の先端に取り付けられている。本実施形態では、駆動機構の数は３としているが、駆動機構２は複数であればよく、作業対象である筒状物品の大きさ、重量等に応じて適宜駆動機構２の数は決められる。また、各駆動機構２の配置は、等間隔が望ましいが、これに限定するものではなく、一定の間隔であればよい。
図２に示すように、駆動機構２においては、押し部材３がＬ字状のロッド５を介してエアシリンダ６のピストンロッド６ａに連結され、エアシリンダ６を作動させることにより、押し部材３がセンタリング中心Ｃの方向に移動する。把持部材４はエアシリンダ７のピストンロッド７ａに連結され、エアシリンダ７を作動させることにより、把持部材４がセンタリング中心Ｃの方向に移動する。また、ロッド５にはエアシリンダ７が連結され、エアシリンダ６を作動させることにより、押し部材３と共に把持部材４もエアシリンダ７と一体となってセンタリング中心Ｃの方向に移動する。
【００１２】
［押し部材、把持部材］
図３（ａ）は押し部材３の斜視図、同図（ｂ）は把持部材４の斜視図である。
同図（ａ）に示すように、押し部材３は、アルミ等の金属やプラスチックの板をくの字状折り曲げたものからなっている。そして、角度の小さい側の面である外面３ａが、作業対象となる筒状物品に向き合う面となる。また、外面３ａの傾斜角度は、５〜３０度の範囲で筒状物品の大きさ（直径）に応じて適宜決められる。
同図（ｂ）に示すように、把持部材４は、支持板４ｃ上に台形ブロック４ａ、４ｂが傾斜面を上にして対称に固着され、台形ブロック４ａ、４ｂの傾斜面にはゴムシート４ｄ、４ｅが固着されている。そして、ゴムシート４ｄ、４ｅの表面である外面４ｄｓ、４ｅｓが、作業対象となる筒状物品に向き合う面となる。台形ブロック４ａ、４ｂ、支持板４ｃは、金属やプラスチック等の剛性のある材料からなっている。また、外面４ｄｓ、４ｅｓ（台形ブロック４ａ、４ｂ）の傾斜角度は、押し部材３の外面３ａの傾斜角度と同様に、５〜３０度の範囲で筒状物品の大きさ（直径）に応じて適宜決められる。
【００１３】
［筒状物品］
図４は筒状物品の斜視図である。
図４に示すように、筒状物品１０は、縦長の円筒形状をしており、底面１０ｂを下にして直立状態に置かれている。本実施形態においては、筒状物品１０は、プラスチックシートの巻取りをクラフト紙で包装したものであり、柔軟で変形しやすいものとなっている。本発明においては、筒状物品はこのプラスチックシートの巻取りに限定されず、食料品や衣料品を筒状に包装したもの等、筒状の形態である物品であればよい。また、筒状物品の横断面は円に限定されず、多角形であってもよい。
【００１４】
［押し部材・把持部材と筒状物品間の摩擦係数］
筒状物品１０はクラフト紙で包装されているため、その外周面１０ａは平滑性が高くなっている。そして、押し部材３の外面３ａも平滑な面となっており、外面３ａと外周面１０ａとの摩擦係数は小さくなっている。一方、把持部材４の外面４ｄｓ、４ｅｓは、ゴムシートの表面であって平滑性がなく、外面４ｄｓ、４ｅｓと外周面１０ａとの摩擦係数は大きくなっている。
すなわち、押し部材３の外面３ａと筒状物品１０の外周面１０ａとの摩擦係数は、把持部材４の外面４ｄｓ、４ｅｓと筒状物品１０の外周面１０ａとの摩擦係数よりも小さくなっている。
このため、押し部材３の外面３は、筒状物品１０の外周面１０ａに対して滑りやすくなっているが、把持部材４の外面４ｄｓ、４ｅｓは、筒状物品１０の外周面１０ａに対して滑りにくくなっている。
【００１５】
［押し部材と把持部材の駆動機構の変形例］
図５は、押し部材と把持部材の駆動機構２の変形例を示す斜視図である。
図２に示す押し部材と把持部材の駆動機構２は、押し部材３と把持部材４が上下方向に配置されているが、図５に示す押し部材と把持部材の駆動機構１２は、押し部材１３と把持部材１４が水平方向に配置されている。そして、駆動機構１２においては、押し部材１３には窓孔１３ａ、１３ｂが設けられ、支持板１４ｃに台形ブロック１４ａ、１４ｂが固着された把持部材１４には貫通孔１４ｄが設けられている。このため、把持部材１４のみをセンタリング中心Ｃの方向に移動させても、押し部材１３と把持部材１４が干渉せず、台形ブロック４ａ、４ｂが窓孔１３ａ、１３ｂを通過して、筒状物品を把持することができる。
また、駆動機構１２においては、駆動機構２と同様に、把持部材１４は、把持部材駆動用エアシリンダ（図示せず）のピストンロッド１７ａに連結され、押し部材１３と把持部材駆動用エアシリンダはロッド１５を介して押し部材駆動用エアシリンダ（図示せず）のピストンロッドに連結されている。よって、駆動機構１２においては、駆動機構２と同様に、押し部材駆動用エアシリンダを作動させることにより、押し部材１３及び把持部材１４がセンタリング中心Ｃの方向に移動し、把持部材駆動用エアシリンダを作動させることにより、把持部材１４のみがセンタリング中心Ｃの方向に移動する。
なお、把持部材１４の台形ブロック１４ａ、１４ｂの傾斜面には、把持部材４と同様にゴムシート（図示せず）が固着されている。
【００１６】
［筒状物品のセンタリング把持方法］
次に、センタリング把持装置１を使用した筒状物品のセンタリング把持方法について説明する。
図６は、センタリング把持装置１が筒状物品１０のセンタリングを行う前の状態を示す平面図、図７は、センタリング把持装置１が筒状物品１０のセンタリングを行った後の状態を示す平面図、図８は、センタリング把持装置１が筒状物品１０を把持した状態を示す平面図である。
図６に示すように、筒状物品１０は、横断面の中心がセンタリング中心Ｃから外れた位置に、底面１０ｂを下にして直立状態で水平面（床面）上に置かれている。そして、センタリング把持装置１の３個の駆動機構２が、センタリング中心Ｃに対して円周方向に、押し部材３の外面３ａと把持部材４の外面４ｄｓ、４ｅｓをセンタリング中心Ｃに向けて、等間隔に配置されている。
まず、エアシリンダ６を作動させ、押し部材３と把持部材４を同時にセンタリング中心Ｃの方向に移動させる。筒状物品１０は、右側の駆動機構２寄りに位置しているため、最初に右側の駆動機構２の押し部材３の外面３ａが筒状物品１０の外周面１０ａに接触し、次いで左側の駆動機構２の押し部材３の外面３ａが筒状物品１０の外周面１０ａに接触し、最後に中央の駆動機構２の押し部材３の外面３ａが筒状物品１０の外周面１０ａに接触する。このとき、押し部材３の外面３ａと筒状物品１０の外周面１０ａとの摩擦係数は小さいため、押し部材３の外面３ａと筒状物品１０の外周面１０ａは滑りやすく、筒状物品１０は、押し部材３に押されてセンタリング中心Ｃの方向に移動し、図７に示すように、センタリング中心Ｃと筒状物品１０の横断面の中心が一致し、センタリングが確実に行われる。
このようにセンタリング中心Ｃと筒状物品１０の横断面の中心が一致した状態（センタリングされた状態）（図７）で、エアシリンダ６の作動を停止し、エアシリンダ７を作動させ、把持部材４の外面４ｄｓ、４ｅｓを筒状物品１０の外周面１０ａに押し付け、把持部材４で筒状物品１０を把持する（図８）。このとき、把持部材４の外面４ｄｓ、４ｅｓ筒状物品１０外面３ａと外周面１０ａとの摩擦係数は、押し部材３の外面３ａと筒状物品１０の外周面１０ａとの摩擦係数より大きいため、把持部材４の外面４ｄｓ、４ｅｓと筒状物品１０の外周面１０ａは滑りにくくなっている。このため、把持部材４の筒状物品１０に対する押付け圧力（把持圧）をそれほど強くしなくても、把持した状態で筒状物品１０を持ち上げることができ、筒状物品１０を変形させずに確実に把持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の筒状物品のセンタリング把持方法及びセンタリング把持装置は、柔軟で変形しやすい筒状物品に対しても、センタリングが確実に行え、また、筒状物品を変形させずに確実に把持することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１  センタリング把持装置
２、１２  押し部材と把持部材の駆動機構
３、１３  押し部材
３ａ  外面
４、１４  把持部材
４ａ、４ｂ、１４ａ、１４ｂ  台形ブロック
４ｃ、１４ｃ  支持板
４ｄ、４ｅ  ゴムシート
４ｄｓ、４ｅｓ  外面
５、１５  ロッド
６、７  エアシリンダ
６ａ、７ａ、１７ａ  ピストンロッド
１０  筒状物品
１０ａ  外周面
１０ｂ  底面
Ｃ  センタリング中心
【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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