(57)【要約】【課題】被搬送物を効率よく移載することができるとともに、被搬送物の載置された配置のずれやばらつきがあっても、収納する収納体の収納間隔に応じて対応し、汎用性に富む被搬送物の移載装置および移載方法を提供する。【解決手段】複数の被搬送物を搬送する搬送手段と、複数の被搬送物間の間隔を検出する検出手段と、複数の保持部材６を備えるハンド手段５と、保持部材６間の間隔を移動調整可能とする保持部材６の移動手段７と、被搬送物の移載位置にハンド手段５を移動するハンド移動手段８と、被搬送物Ｗの保持位置にハンド移動手段８を移動制御する制御手段とを備えた被搬送物の移載装置１であって、保持部材６の移動手段７は、ラック７Ｂに噛みあうピニオン７Ａと、ピニオン７Ａを回転させるモータとが複数で構成されていることを特徴とする。【選択図】          図３
2004238182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被搬送物を搬送する搬送手段と、この搬送手段における前記被搬送物の位置および前記複数の被搬送物間の間隔を検出する被搬送物の位置検出手段と、前記複数の被搬送物を保持する複数の保持部材を備えるハンド手段と、このハンド手段に設けられ、前記保持部材間の間隔を移動調整可能とする保持部材の移動手段と、前記搬送手段における前記被搬送物の保持位置から、前記搬送手段の外部における前記被搬送物の移載位置に前記ハンド手段を移動するハンド移動手段と、前記被搬送物の位置検出手段によって検出された被搬送物の位置データに基づいて、前記被搬送物の保持位置に前記ハンド移動手段を移動制御する制御手段とを備えた被搬送物の移載装置であって、
前記保持部材の移動手段は、複数のラックに噛み合うそれぞれのピニオンと、それぞれのピニオンを回転させる複数のモータとで構成されており、前記複数のラックに固定されたそれぞれのガイドレールには、被搬送物を吸着する吸着部材が配設されていることを特徴とする被搬送物の移載装置。
【請求項２】
前記複数のモータによって移動する前記保持部材の移動方向がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１に記載の被搬送物の移載装置。
【請求項３】
前記複数のモータによって移動する前記保持部材の移動方向は同一であり、前記複数のラックに固定されたそれぞれのガイドレールには、被搬送物を吸着する吸着部材が配設されるとともに、もう１つの吸着部材は固定されて配設されていることを特徴とする請求項１に記載の被搬送物の移載装置。
【請求項４】
平面視でラックの移動延長上に、他方のピニオンが重ならない位置にピニオンを配設することを特徴とする請求項３に記載の被搬送物の移載装置。
【請求項５】
前記保持部材の移動手段のベースプレート上に回動中心となる軸を新たに設け、ベースプレート上またはベースプレートの上方に設けられたモータの駆動により前記保持部材の移動手段を回動自在に任意の角度に回動させ、収納体の配置に合わせて並びを変えて移載することを特徴とする請求項３に記載の被搬送物の移載装置。
【請求項６】
搬送手段により搬送される複数の被搬送物の前記搬送手段における位置および前記複数の被搬送物間の間隔を検出し、これらの位置データおよび間隔データを求める工程と、
前記複数の被搬送物間の間隔データに基づいて、複数の被搬送物を保持するための複数の保持部材を、保持部材移動手段によって前記複数の被搬送物を同時に保持可能な間隔に移動させる工程と、
前記被搬送物の位置データに基づいて、前記保持部材を備えるハンド手段をハンド移動手段によって前記被搬送物の保持位置に移動させる工程と、
前記保持部材によって前記被搬送物をピッキングする工程と、
前記被搬送物を収納する被搬送物収納体に対して、前記複数の被搬送物を同時に収納可能な間隔となるように、前記保持部材移動手段によって前記複数の保持部材を移動させる工程と、
前記ハンド移動手段によって前記ハンド手段を前記搬送手段の外部における前記被搬送物の移載位置に移動させて前記被搬送物を保持解除する工程と、
を含むことを特徴とする被搬送物の移載方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送手段上を不規則な間隔で搬送されてくる被搬送物を収納体に移載する被搬送物の移載装置および移載方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
搬送手段としてコンベアなどに等間隔に載置されて搬送される被搬送物、たとえば、被搬送物は、完成品の商品や製品、未完成品、素材（ワーク）等であり、プラスチック製、アルミ製のトレーやパレット、箱等の収納体（以下、トレーともいう）に移載し、整列させながら収納することが広く行われている。搬送手段（以下、コンベアという）における被搬送物（以下、製品という）の中には、ガイドで規制できる物とガイドで規制できない物がある。例えば、袋物の場合は、ガイドで規制しても整列できないため、上部からの画像処理によって製品の位置を確認し、１個ずつピッキングしている。
さらに、袋物の場合は、不等間隔に流れてくることが多い。このとき、製品をコンベア上からトレーに移載する手段としては、２個の製品の間隔をセンサで検知し、その２つの製品の間隔に合わせて２つのハンドの間隔を変更しながら１つのハンドに設けられた２つの吸着部材で製品を同時に２個ピッキングして、トレーに移載している。
【０００３】
図１に示すように、移載装置には、搬送手段としてのコンベア２が設けられている。コンベア２上には、製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３…が搬送され、ハンド５のエリア内に製品Ｗを収納するトレーＴ１が交差して移動するように配置されている。移載装置１の上部よりリンク機構が配設され、下部にロボットハンド部が配設されている。
ハンド移動手段８は、たとえば図１（ｂ）に示すような、いわゆるパラレルメカニズムを利用したロボットである。ハンド移動手段８は、基台上を移動可能な平行リンクをそれぞれ形成する３本のリンク８Ａ、８Ｂ、８Ｃを備え、その下部にベースプレート８ａが固定され、三次元空間で移動させる。この３本のリンク８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、それぞれラック（図示せず）に連結され、ラックの移動がサーボモータ（図示せず）で制御して、ベースプレート８ａを三次元空間で移動させて位置決めする。このようなパラレルメカニズム機構を利用したロボットに関する技術は、特許公報に開示されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００４】
以下、従来の技術（特許文献１参照）を、図面を参照して説明する。図１３（ａ）は、ベースプレート８ａの下部に位置するハンド手段１５を示す平面図であり、図１３（ｂ）は（ａ）に示すＹ−Ｙ線の縦断面図である。図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、ハンド手段１５には、保持部材となる吸着部材４６、４６’を備えている。吸着部材４６と吸着部材４６’とは対称のため、その一方を説明する。
吸着部材４６には、吸盤保持体４６Ａの下方に２つの吸盤４６Ｂ、４６Ｂが装着されている。また、吸着部材４６は、保持部材移動手段としての吸着部材移動手段１７によって、その製品の間隔に合わせて移動調整できるようになっている。吸着部材移動手段１７は、ピニオンギヤ１７Ａと噛み合う一対のラック１７Ｂを備えている。軸１７Ｇは、ピニオンギヤ１７Ａの回転中心であり、ピニオンギヤ１７Ａは１個であり、このピニオンギヤ１７Ａに噛みあうラック１７Ｂ、１７Ｂ’は左右に合わせて２本設けられている。
制御装置に制御されるサーボモータによってピニオンギヤ１７Ａを回転させると、一対のラック１７Ｂ、１７Ｂ’が矢印Ｘ方向に沿って、相対的に逆方向に移動する。さらに、ラック１７Ｂ、１７Ｂ’には、第１ガイドレール１７Ｃ、１７Ｃ’がそれぞれ図１３（ａ）に示すように固定されており、これらのガイドレール１７Ｃ、１７Ｃ’の外側端に吸着部材４６、４６’がそれぞれ固定されている。そして、ピニオンギヤ１７Ａの回転によって、ラック１７Ｂ、１７Ｂ’を矢印Ｘ方向に沿って相対的に逆方向に移動させ、その移動に伴って吸着部材４６、４６’が相対的に逆方向に移動する。
これによって、ピニオンギヤ１７Ａの回転数および回転角によって、ラック１７Ｂ、１７Ｂ’の移動量を変えることができ、結果として、吸着部材４６、４６’の位置も、製品の配置（お互いの間隔）に合わせて移動させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１３５６３１号公報（図３、図４）
【特許文献２】
特公平４−４５３１０号公報
【特許文献３】
特表平６−５０９２８４号公報、
【特許文献４】
特開平６−２７００７７号公報、
【特許文献５】
特開平９−１５０３３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移載装置のロボットハンド部では、コンベア上に流下される製品にずれがある場合では、Ｙ方向に動くことができないため２個同時に移載ができないという問題があった。また、ずれがない場合であっても最大２個の製品しか移載できないという問題があった。
図１２（ａ）、（ｃ）は、トレーに移載した製品の搬送回数を示す模式図である。例えば、１回目の移載は○の中に１と記載し、２回目の移載は○の中に２と記載している。これは、１回目に１と記載した複数個の製品を一度に移載し、２回目には２と記載した複数個の製品を一度に移載することを表したものである。さて、後者の問題の場合、図１２（ａ）に示すように、トレーＴ内が３列の場合は、１回目は２個移載、２回目は１個移載、３回目は２個移載、４回目は１個移載、…。そして、合計１２回で一段目が終了する。これが十段重ねの場合では、１２０回の往復となる。
また、図１２（ｃ）に示すように、４列の場合は、１回目から最後の１２回まで２個での移載となる。そして、これが十段重ねの場合では、１２０回の往復となり、従来の移載装置は作業効率がよいとは言えないものであった。
【０００７】
そこで、本発明は、前記問題を解決するために創案されたもので、被搬送物を効率よく移載できるとともに、被搬送物の載置された配置にずれやばらつきがあっても、被搬送物のずれや間隔に合わせて対応する、汎用性に富む被搬送物の移載装置および移載方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された本発明に係る被搬送物の移載装置は、複数の被搬送物を搬送する搬送手段と、この搬送手段における前記被搬送物の位置および前記複数の被搬送物間の間隔を検出する被搬送物の位置検出手段と、前記複数の被搬送物を保持する複数の保持部材を備えるハンド手段と、このハンド手段に設けられ、前記保持部材間の間隔を移動調整可能とする保持部材の移動手段と、前記搬送手段における前記被搬送物の保持位置から、前記搬送手段の外部における前記被搬送物の移載位置に前記ハンド手段を移動するハンド移動手段と、前記被搬送物の位置検出手段によって検出された被搬送物の位置データに基づいて、前記被搬送物の保持位置に前記ハンド移動手段を移動制御する制御手段とを備えた被搬送物の移載装置であって、前記保持部材の移動手段は、複数のラックに噛みあうそれぞれのピニオンと、それぞれのピニオンを回転させる複数のモータとで構成されており、前記複数のラックに固定されたそれぞれのガイドレールには、被搬送物を吸着する吸着部材が配設されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、保持部材の移動手段は、複数のラックに噛みあうピニオンと、ピニオンを回転させる複数のモータとがそれぞれ配設されたことにより、２つのラックの動きをそれぞれ変えることができることから、不均等間隔の被搬送物を効率よく移載することができる。
【００１０】
請求項２に記載された本発明は、請求項１に記載の被搬送物の移載装置であって、前記複数のモータによって移動する前記保持部材の移動方向がそれぞれ異なることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記複数のモータによって移動する前記保持部材の移動方向がそれぞれ異なることから、千鳥配置になって流下してきたコンベア上の製品をも容易にピッキングすることができる。
【００１２】
請求項３に記載された本発明は、請求項１に記載の被搬送物の移載装置であって、前記複数のモータによって移動する前記保持部材の移動方向は同一であり、前記複数のラックに固定されたそれぞれのガイドレールには、被搬送物を吸着する吸着部材が配設されるとともに、もう１つの吸着部材は固定されて配設されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、前記複数のラックに固定されたそれぞれのガイドレールには、被搬送物を吸着する吸着部材が配設されるとともに、もう１つの吸着部材は固定されて配設されたことから、不均等間隔の被搬送物を３個ずつ効率よく移載することができる。
【００１４】
請求項４に記載された本発明は、請求項３に記載の被搬送物の移載装置であって、平面視でラックの移動延長上に、他方のピニオンが重ならない位置にピニオンを配設することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、平面視でラックの移動延長上に、他方のピニオンが重ならない位置にピニオンを配設することによって、ラックが移動し、他のピニオンに接近したとしても、ラックが他のピニオンに干渉することを回避することができる。また、側面視で２つのピニオンを回転させる２つのラックの噛み合い位置は、上下方向にずらしたことにより、ラックが移動し、他のピニオンに接近したとしても、ラックが他のピニオンに干渉することを回避することができると共に、前後、左右方向のバランスを保つのに好都合である。
【００１６】
請求項５に記載された本発明は、請求項３に記載の被搬送物の移載装置であって、前記保持部材の移動手段のベースプレート上に回動中心となる回動軸を設け、モータを配設し、そのモータの駆動により前記保持部材の移動手段を回動自在に任意の角度に回動させ、収納体の配置に合わせて並びを変えて移載することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、前記保持部材の移動手段のプレートに旋回中心となる回動軸を設け、サーボモータを配設したことにより、ハンド手段の回動ができるため、移載前の被搬送物の配置が直角（縦方向）であっても、吸着部材の並びを縦方向に回動することができるため、ピッキングしてから収納体であるトレーやパレットの配置に合わせて移載ができる。さらに、この手順とは正反対にコンベア上に載置されたトレーの中からロボットに取り込む場合であっても、たとえば、縦列になっている配置のワークを取り込み、重ね合わせ等の組付けができる。
【００１８】
請求項６に記載された本発明に係る被搬送物の移載方法は、搬送手段により搬送される複数の被搬送物の前記搬送手段における位置および前記複数の被搬送物間の間隔を検出し、これらの位置データおよび間隔データを求める工程と、
前記複数の被搬送物間の間隔データに基づいて、複数の被搬送物を保持するための複数の保持部材を、保持部材移動手段によって前記複数の被搬送物を同時に保持可能な間隔に移動させる工程と、前記被搬送物の位置データに基づいて、前記保持部材を備えるハンド手段をハンド移動手段によって前記被搬送物の保持位置に移動させる工程と、前記保持部材によって前記被搬送物をピッキングする工程と、前記被搬送物を収納する被搬送物収納体に対して、前記複数の被搬送物を同時に収納可能な間隔となるように、前記保持部材移動手段によって前記複数の保持部材を移動させる工程と、前記ハンド移動手段によって前記ハンド手段を前記搬送手段の外部における前記被搬送物の移載位置に移動させて前記被搬送物を保持解除する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載された本発明によれば、これらの工程による被搬送物の移載方法によって、２個から３個の移載が可能となり、効率よく被搬送物を移載することができる。また、被搬送物を収納する収納体の収納幅に応じて、適宜対応が可能となり、汎用性に富むものとすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
＜第１実施の形態＞
以下、本発明の第１実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明に係る被搬送物の移載装置１を示す平面図、図１（ｂ）はその正面図である。また、図２（ａ）は、図１（ｂ）に示す正面図のハンド移動手段８とハンド手段５を拡大した概略構成図である。図１に示すように、本発明に係る被搬送物（以下、製品という）の移載装置１には、搬送手段としての第１コンベア（以下、コンベア２という）２が設けられている。コンベア２は、ハンド移動手段８の下部にハンド手段５が配設されており、ハンド手段５は、図２（ａ）に示すように、保持部材である吸着部材６、１６を備えている。また、コンベア２はモータＭ１により駆動され、このコンベア２にはモータＭ１が回転してコンベア２を駆動したとき、所定間隔毎に出力信号を出力するエンコーダＥ１が設けられている。また、制御装置５０には、エンコーダＥ１からの出力信号をカウントするカウンタ（図示せず）が設けられ、コンベア２のベルト自体が計測されている。
【００２１】
コンベア２の下流側には、製品の通過を検出する透過形光電センサなどのセンサ４が取り付けられている。コンベア２には、このセンサ４と、エンコーダＥ１、制御装置５０により、製品の位置検出手段が構成されている。この位置検出手段により、コンベア２上における製品Ｗの位置および複数の製品Ｗ１と製品Ｗ２との距離Ｌ１、Ｗ２とＷ３との距離Ｌ２が検出できる。また、図２（ｂ）は、コンベアの平面図である。図２（ｂ）に示すように、上部に設置された監視カメラ（図示せず）とパネル内に設けられた認識判別手段を有する画像処理装置（図示せず）により、製品の位置を識別し、製品Ｗ１と製品Ｗ２とのずれ量ｈが検出できる。なお、センサ４としては、製品の通過が検出できるものであればよく、たとえば、反射形光電センサ、磁気センサ、超音波センサなど、他の種類のセンサを用いることもできる。また、監視カメラはＣＣＤカメラであってもよい。
【００２２】
図１、図２に示すように、コンベア２の下流の位置に、製品Ｗ１、Ｗ２、…を収納体Ｔ１に移載するためのハンド手段５およびハンド移動手段８が配置されている。第２コンベア（以下、コンベア３という）３は、コンベア２とは直角方向に配設されており、トレーＴ１、Ｔ２、Ｔ３…が順次搬送される。移載位置に搬送されたトレーＴ１は、ハンド手段５およびハンド移動手段８によって製品Ｗ１、Ｗ２…が移載され、所定の数量が収納されたトレーＴ１には、取出位置においてコンベア３上からブッシャー（図示せず）によって側方に押し出されるか、または、コンベア３から作業者によって押し出され、別のラインへ移される。
【００２３】
図３は、ハンド手段５の平面図であり、図４は、図３に示すハンド手段５のＡ−Ａ線の断面を示した正面図である。図４に示すように、ハンド手段５は、保持部材となる２つの吸着部材６、１６を備えている。左右に配設された吸着部材６、１６の右側の吸着部材６について説明する。
吸着部材６は、吸盤保持体６Ａの下方に２つの吸盤６Ｂ、６Ｂが一体に形成されている。また、吸着部材６は、保持部材の移動手段としての吸着部材の移動手段７によって、その間隔を調整できるようになっていると共に、吸着部材の移動手段７は、ピニオンギヤ７Ａと噛み合うラック７Ｂを備えており、制御装置５０に制御されるサーボモータＭ２（図２参照）によってピニオンギヤ７Ａを回転させると、ラック７Ｂが矢印Ｙ方向（図３参照）に沿って、移動するように構成されている。
【００２４】
図３に示すように、ラック７Ｂには、第１ガイドレール７Ｃが複数のボルトによって固定されており、同様に第１ガイドレール７Ｃの下面には、複数のボルトによって吸着部材６が固定されている。そして、回動軸７ＧＡは、ピニオンギヤ７Ａの回動中心となる軸である。
この結果、ラック７Ｂが矢印Ｙ方向に移動し、図４示すように、回動軸７ＧＢのピニオン７Ａ’によるラック７Ｂ’は矢印Ｘ方向に移動する。これにより、千鳥配置、つまり図２（ｂ）に示すように、Ｙ方向に寸法ｈのずれが生じているような製品であっても、２個ずつ同時にピッキングできるため、２倍に能率を上げることができる。
【００２５】
図４に示すように、ハンド移動手段のベースプレート８ａの下面には、ケース８Ｈが配設されており、その下方には右側には開口部を有したケース８Ｉが配設されている。回転軸７ＧＡはベアリングによって両端支持され、回転軸７ＧＡの下部にはピニオンギヤ７Ａが固定されている。ピニオンギヤ７Ａはラック７Ｂと噛み合い、ラック７Ｂはガイドレール７Ｃと一体になり、第１ガイドレール７Ｃは第１ガイドナット７Ｄによってガイドされ、第１ガイドナット７Ｄと一体となった断面がＬ型のステー８Ｋによって、下部の吸着部材６に接続されている。
なお、ジョイント８Ｌは吸気用ホースの接続継手であり、ジョイント８Ｍは真空破壊のためのホースの接続継手である。
【００２６】
したがって、パラレルメカニズムのロボットからなるハンド移動手段８を駆動するためには、制御装置５０からの指令により図示しない３個のサーボモータを駆動して３本のリンク８Ａ、８Ｂ、８Ｃのそれぞれ移動量を制御する。また、吸着部材の移動手段７を移動させるためには、制御装置５０からの指令によりサーボモータＭ１、Ｍ２を駆動制御する。製品Ｗ１と製品Ｗ２との間隔を求めるには、エンコーダＥ１、センサ４の出力信号を制御装置５０に送信する。エンコーダＥ１からの出力信号は、制御装置５０内のカウンタでカウントされる。そして、制御装置５０によって制御されるコンベア２の送りにより、製品Ｗ１と製品Ｗ２との間隔、製品Ｗ２と製品Ｗ３との間隔を求める。
ずれ量ｈは、上部に設置された監視カメラとパネル内に設けられた認識判別手段を有する画像処理装置により、製品の位置を識別し、製品Ｗ１と製品Ｗ２とのずれ量ｈを求める。
【００２７】
図５は、図４に示すハンド手段５のＢ−Ｂ線の断面を示した左側面図である。図５に示すように、ハンド移動手段８のベースプレート８ａの下面には、ケース８Ｈが配設され、ケース８Ｈの下方開口部を塞ぐ形でプレート８Ｄが設けられている。ケース８Ｈの右側内側面には第１ガイドナット７Ｄ’が配置され、第１ガイドレール７Ｃ’が嵌入されている。そして、第１ガイドレール７Ｃ’にはラック７Ｂ’が固定されている。
また、プレート８Ｄの下面に第２ガイドレール７Ｅ’、７Ｅ’が固定され、第２ガイドレール７Ｅ’、７Ｅ’には第２ガイドナット７Ｆ’、７Ｆ’が嵌入されている。さらに、第２ガイドナット７Ｆ’、７Ｆ’にはブラケット６Ｃが固定されており、吸着部材１６は、プレート６Ｄを介してブラケット６Ｃに固定され、ブラケット６Ｃは、上部の第１ガイドレール７Ｃ’に固定されており、左右方向に移動自在（図５では紙面に垂直方向）となっている。
【００２８】
ここで、第１実施の形態における動作について、図面を参照して説明する。
図２に示すように、これはパラレルメカニズム機構のロボットである。
かかるパラレルメカニズムのロボットからなるハンド移動手段８を駆動するためには、制御装置５０からの指令により図示しない３個のサーボモータを駆動し３本のラックを上下動させて３本のリンク（脚）８Ａ、８Ｂ、８Ｃのそれぞれの移動量を制御する。制御装置５０からの指令によりサーボモータＭ１、Ｍ２を駆動制御する。製品Ｗ１と製品Ｗ２との間隔を求めるには、エンコーダＥ１、センサ４の出力信号を制御装置５０に送信する。エンコーダＥ１からの出力信号は、制御装置５０内のカウンタで計測される。そして、制御装置５０によって制御されるコンベア２の送りにより、製品Ｗ１と製品Ｗ２との間隔、製品Ｗ２と製品Ｗ３との間隔を求める。製品同士のずれ量ｈは、上部に設置された監視カメラとパネル内に設けられた認識判別手段を有する画像処理装置により、製品の位置を識別し、製品Ｗ１と製品Ｗ２とのずれ量ｈを求める。
これにより、ハンド手段５の吸着部材６は、Ｙ方向（図３参照）にずれ量ｈだけ瞬時に移動し、吸着部材１６は、Ｘ方向に距離Ｌ１まで移動する。そして製品Ｗ１と製品Ｗ２とを同時にピッキングする。
つまり、千鳥配置になった製品の場合、従来は１個ずつのピッキングであったものが、本発明により２個ずつ同時にピッキングすることができる。
【００２９】
＜第２実施の形態＞
以下、本発明の第２実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図６は、図１（ｂ）に示す正面図のハンド手段５を２個取り用から３個取り用に換えた概略構成図である。図６に示すように、ハンド手段５には、保持部材の１つである吸着部材１６、２６、３６を備えている。
コンベア２の位置の下流側には、同様に製品の通過を検出するセンサ４が取り付けられている。この位置検出手段により、それぞれの製品との距離Ｌ１、距離Ｌ２、距離Ｌ３が検出される。
【００３０】
図７は、３個取り用のハンド手段５の平面図であり、図８は、図７に示すＣ−Ｃ線の断面図である。図８に示すように、３個取り用のハンド手段５は、保持部材となる３つの吸着部材１６、２６、３６を備えており、吸着部材３６は左右に配設されたそれぞれの吸着部材１６、２６の中央に位置し、プレート８Ｄの下面に固定されている。そこで、左側の吸着部材１６については第１実施の形態の中で説明したので、ここでは重複する説明は省略して吸着部材２６を説明する。
【００３１】
図７、８に示すように、ラック７Ｂ”には、第１ガイドレール７Ｃ”が複数のボルトによって固定されており、同様に第１ガイドレール７Ｃ”の外側端には、複数のボルトによって吸着部材２６が固定されている。そして、回動軸７ＧＣは、ピニオンギヤ７Ａ”の回動中心となる軸である。この回転軸７ＧＣの中心は、図７に示すように、ベースプレート８ａの中心線ＣＬからｔ寸法分ずれを有しており、中心線ＣＬとは不一致になるような配置になっている。
これにより、ラック７Ｂ”が矢印Ｘ１方向に移動し、ピニオンギヤ７Ａ’の左方向へ移動したとしても、ラック７Ｂ”がピニオンギヤ７Ａ’に干渉することを回避することができると共に、前後方向のバランスを保つのに都合がよい。
【００３２】
また、第１ガイドレール７Ｃ”は、ラック７Ｂ”に固定され、第１ガイドナット７Ｄ”に嵌合した状態で移動する。さらに、ハンド移動手段８には、２本の第２ガイドレール７Ｅ、７Ｅ’が固定されているとともに、吸着部材６における吸盤保持体６Ａの上面部には、それぞれ２個の第２ガイドナット７Ｆ、７Ｆが固着されている。１本の第２ガイドレール７Ｅに対しては、２個の第２ガイドナット７Ｆ、７Ｆが移動可能に設けられている。したがって、２本の第２ガイドレール７Ｅ、７Ｅ’に対しては、４個の第２ガイドナット７Ｆ、７Ｆが移動可能に設けられている。これらの第２ガイドレール７Ｅと第２ガイドナット７Ｆも公知の直動ころがり案内を形成している。
【００３３】
かくして、左右一対の吸着部材１６、２６は、相対的に逆方向に移動するとは限らず別方向へ移動できるようになっており、それぞれのサーボモータＭ１、Ｍ２に制御されて、それぞれが異なる移動距離を移動することができる。
また、図８に示すように、ケース８Ｈには、それぞれ当接面８Ｅ、８Ｅ’が設けられている。当接面８Ｅは、吸着部材１６、２６の原点出しを行うためのもので、電源を投入して制御装置５０が制御可能になった状態で、吸着部材６、１６をそれぞれ内側に移動させる。例えば、図８の右側の当接面８Ｅにストッパ７Ｈ”を当接させ原点出し動作をさせる。この当接した状態の吸着部材１６、２６の間隔は、あらかじめ正確に測定しておいて原点復帰用メモリに記憶されている。したがって、電源投入時に、この原点出し動作を行い、原点復帰用メモリに設定されている値を設定し、その後、この原点復帰用設定値に対してサーボモータＭ２、Ｍ３による吸着部材１６、２６の移動量を加算していくことにより吸着部材１６、２６の間隔（移動位置）が正確に求められる。すなわち、サーボモータＭ２、Ｍ３への指令によって吸着部材１６、２６が所定の間隔の位置に移動し、位置決め制御されるのである。
【００３４】
図９（ａ）は、図８に示すＤ−Ｄ線の断面図である。図９（ａ）に示すように、ハンド移動手段８のベースプレート８ａの下面には、ケース８Ｈが配設され、ケース８Ｈの下方開口部を塞ぐ形でプレート８Ｄが設けられている。ケース８Ｈの内側面には２個のガイドナット７Ｄ’、７Ｄ”が固定され、さらにガイドナット７Ｄ”にはガイドレール７Ｃ’、７Ｃ”が嵌入され、そして、ガイドレール７Ｃ’、７Ｃ”には、それぞれラック７Ｂ’、７Ｂ”と一体に固定されている。そして、ピニオンギヤ７Ａ”は、ラック７Ｂ”とのみ噛み合い、回転軸７ＧＣの中心は、ベースプレート８ａの中心線から寸法ｔだけずれを有し、ラック７Ｂ’とは噛み合わないようになっている。
【００３５】
図９（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す断面図である。図９（ｂ）に示すように、
、側面視で２つのピニオンギヤ７Ａ’、７Ａ”を回転させる２つのラック７Ｂ’、７Ｂ”の噛み合い位置は、上下方向にずらすことによって、干渉を防止しても構わない。
【００３６】
ここで、第２実施の形態における動作について、図面を参照して説明する。
図６に示すように、パラレルメカニズムのロボットからなるハンド移製品Ｗ２間動手段８を駆動するためには、第１実施の形態で説明した通りである。制御装置５０によって制御されたコンベア２の送りにより、コンベア２上におけるそれぞれの製品Ｗとの距離Ｌ１、距離Ｌ２、距離Ｌ３が検出され、その検出された距離に基づいて指令されたサーボモータＭ２，Ｍ３の駆動によって同寸法に間隔が決められ、製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が同時にピッキングされる。
【００３７】
図１２（ｂ）は、第２実施の形態に示す発明の３個取りのハンド手段５によって移載した場合を示し、３列並びのトレー内に移載された製品の移載回数を示す模式図である。図１２（ａ）に示すように、従来の２個取りでは、１２回、１０段積みで１２０回必要であったピッキングと移載回数は、本発明の３個取りハンド手段により、１回目から６回目までの移載回数を６回、１０段積みで６０回の移載回数に半減させることができる。
【００３８】
＜第３実施の形態＞
図１１は、本発明の第３実施の形態を示し、ハンド手段５の断面図である。
本発明は、第１実施の形態および第２実施の形態に示すハンド手段５自体を回動するための回動機構を付加したものである。
図１１に示すように、ハンド移動手段８のベースプレート８ａとプレート８ａ’との間に回動軸となるシャフト８ｂを設け、シャフト８ｂの一端に形成したフランジ部８ｃは、プレート８ａ’に固定されている。シャフト８ｂの他端上部にはベアリングＢを介して軸支され、シャフト８ｂの回動によってプレート８ａ’は回動し、ベースプレート８ａは連れ回りができないようになっている。
また、ベースプレート８ａの上方には、サーボモータＭ４が固定されており、サーボモータＭ４とシャフト８ｂとは、自由継手によって連結されている。
この結果、モータＭ４に回転指令が出ると、ハンド手段５をシャフト８ｂの回動軸７ＧＧを回動中心にして、たとえば９０°回動することができる。
【００３９】
図１２（ｄ）と図１２（ｆ）は、第３実施の形態に示すハンド手段５によって移載した場合の効果を示し、（ｄ）は４列並びのトレー内に移載された製品の移載回数を示す模式図である。図１２（ｄ）に示すように、この例の移載手順は、１回目から６回目までは、図１２（ｂ）に示す手順と同様であるが、７、８回目は、後の１列に移載すべくハンド手段５を９０°回動して移載することにより、移載回数を８回、１０段積みで８０回に短縮することが可能である。
また、図１２（ｅ）は、従来のハンド手段によってトレー内に移載された様子を模式的に示す移載図であり、図１２（ｆ）は、第３実施の形態に示すハンド手段によってトレー内に移載された製品の移載手順と回数を示す移載図である。
図１２（ｅ）に示すように、斜め置きのできない従来の技術では１２回必要になるのに対して、図１２（ｆ）に示すように、ハンド手段５を４５°に回動することによって、２回少ない１０回の移載回数で完了することが判る。
この場合のケースは、トレーＴに限らず、紙箱やブリキ缶であってもよい。
このように、保持部材の移動手段を任意の角度で回動することができるので、フレキシブルな移載方法を実現することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施の形態に係る製品の移載方法の制御について、図６から図１０を適宜参照しながら説明する。図１０は移載方法の制御に示すフローチャートである。図１０に示すように、本発明に係る製品Ｗの移載の起動釦が押されると、制御がスタートする（ステップＳ１）。
ハンド移動手段８のハンド手段５を移動させて予め設定された原点出し位置に復帰させる（ステップＳ２）。
同様にハンド手段５を移動させて予め設定された原点出し位置に復帰させる（ステップＳ３）。すなわち、ケース８Ｈの当接面８Ｅ、８Ｅ’に、吸着部材１６、２６の上部肩を当接させ、原点位置（原点出し）用メモリに記憶させてある原点位置用設定値を設定する。
次に、まず検出する製品Ｗの数Ｎが１に設定される（ステップＳ４）。続いて、コンベア２上に載置されて流れてくる製品Ｗがセンサ４によって検出されたか否かを判断する（ステップＳ５）。このとき、製品Ｗが検出された場合には、センサ４からの出力信号が制御装置５０に送信される。また、製品Ｗが検出されていない場合には、ステップＳ５に戻り、製品Ｗが検出されるまで同様の工程を繰り返す。
【００４１】
センサ４により製品Ｗが検出された場合には、検出されたとき（制御装置５０に出力信号が送信されたとき）の製品Ｗのコンベア２における位置データをエンコーダＥ１からの出力信号をカウントしている制御装置５０のカウンタから読み取る（ステップＳ６）。
その後、製品Ｗが３つ以上検出されたか否かを判断し（ステップＳ７）、３つ以上の製品Ｗ、Ｗ…が検出されていない場合には、検出する製品Ｗの数Ｎが１に設定され（ステップＳ７）、ステップＳ４に戻って、２つ以上の製品Ｗ、Ｗ…が検出されるまで同様の工程を繰り返す。
一方、ステップＳ７において、たとえば３つの製品Ｗ、Ｗが検出された場合には、製品Ｗの位置データに基づいて３つの製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３間の間隔データ（吸着部材１６、３６、２６間のそれぞれのピッチ（間隔））を制御装置５０が求める（ステップＳ９）。
そして吸着部材１６と吸着部材３６、吸着部材３６と吸着部材２６との間が所定のピッチとなるように、制御装置５０が吸着部材の移動手段７のサーボモータＭを制御することによって、ハンド手段５はそれぞれの吸着部材１６、２６を移動させる（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００４２】
続いて、３つの製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の現在の位置を算出する（ステップＳ１２）。ここで、３つの製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の位置は、エンコーダＥ１からの出力信号をカウントしている制御装置５０内のカウンタの現在位置データと、製品Ｗをセンサ４で検出したときのカウンタの位置データとから算出される。そして、２つの被搬送物Ｗ、Ｗが保持位置に到着したか否かを制御装置５０によって判断する（ステップＳ１３）。
製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が保持位置に到達したか否かの判断は、３つの製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３のいずれか一方について行えばよい。製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が保持位置に到達していなければ、ステップＳ１２に戻り、同様の工程を繰り返す。また、製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が保持位置に到達していたら、ハンド移動手段８によってハンド手段５を移動させ、吸着部材１６、３６、２６によって、３つの製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を吸着してピッキングする（ステップＳ１４）。
【００４３】
製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３をピッキングしたら、ハンド移動手段８によりハンド手段５を保持位置から第１コンベア２の外部にある移載位置のトレーに移載する。その移載作業の間に、吸着部材１６と吸着部材３６、吸着部材３６と吸着部材２６との間隔が製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を収納するトレーＴ１の収納間隔となるようにする必要がある。そのため、吸着部材１６、２６を吸着部材の移動手段７により移動させ、吸着部材１６、２６間の間隔がトレーＴ１の収納間隔となるように変更する（ステップＳ１５）。
その後、ハンド移動手段８によってハンド手段５を移動することにより、製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を移載する（ステップＳ１６）。
そして、すべての製品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３…の移載が終了したか否かを制御装置５０により判断する（ステップＳ１７）。
その結果、すべての製品Ｗ、Ｗ…の移載が終了したら、制御を終了する（ステップＳ１８）。
一方、未だ移載されていない製品Ｗが第１コンベア２に残っている場合には、ステップＳ４に戻り、同様の工程を繰り返す。また、トレーＴ１に製品Ｗがいっぱいに収納されたら、押出しプッシャー等でトレーＴ１を移動させる。
【００４４】
なお、上記第１〜３実施の形態においては、保持部材として吸盤などを備える吸着部材を用いたが、たとえば、製品や材料の性質や特性によって、吸着の他に、磁着や熱着、接着等による保持部材であってもよい。また、ハンド移動手段としては、いわゆるパラレルメカニズムロボットを用いたが、ハンド手段が３次元空間で移動して位置決めできるものであっても良い。例えば、上記パラレルメカニズムロボットのほかに、三軸直交座標系ロボット、円筒座標系ロボット、多関節ロボットなど、適宜公知のロボットなどを用いることができる。さらに、吸着部材の移動手段としては、駆動モータにより回動するピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛み合うラックを用いたが、この態様に限定されることはなく、適宜他の態様として、摩擦駆動方式、リンク方式、歯付プーリ・歯付ベルト方式などであっても構わない。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、保持部材の移動手段は、複数のラックに噛みあうピニオンと、ピニオンを回転させる複数のモータとがそれぞれ配設されたことにより、２つのラックの動きをそれぞれ変えることができることから、不均等間隔の被搬送物を効率よく移載することができる。
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、前記複数のモータによって移動する前記保持部材の移動方向がそれぞれ異なることから、ずれが生じて千鳥配置になって流下してきた製品をも容易にピッキングすることができる。
【００４７】
請求項３に記載の発明によれば、前記複数のラックに固定されたそれぞれのガイドレールには、被搬送物を吸着する吸着部材が配設されるとともに、もう１つの吸着部材は固定されて配設されたことから、不均等間隔の被搬送物を３個ずつ効率よく移載することができる。
【００４８】
請求項４に記載された本発明によれば、平面視でラックの移動延長上に、他方のピニオンが重ならない位置にピニオンを配設することによって、ラックが移動し、他のピニオンに接近したとしても、ラックが他のピニオンに干渉することを回避することができる。
【００４９】
請求項５に記載の発明によれば、ハンド手段の回動ができるため、移載前の被搬送物の配置が直角（縦方向）であっても、吸着部材の並びを縦方向に回動することができるため、ピッキングしてから収納体であるトレーやパレットの配置に合わせて移載ができる。
【００５０】
請求項６に記載の発明によれば、これらの工程による被搬送物の移載方法によって、２個から３個の移載が可能となり、効率よく被搬送物を移載することができる。また、被搬送物を収納する収納体の収納幅に応じて、適宜対応が可能となり、汎用性に富むものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の移載装置を示し、（ａ）は被搬送物の移載装置を示す平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）に示す正面図のハンド移動手段とハンド手段を拡大した概略構成図である。（ｂ）は、コンベアの平面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態であるハンド手段の平面図である。
【図４】図３に示すハンド手段のＡ−Ａ線の断面を示す正面図である。
【図５】図４に示すハンド手段のＢ−Ｂ線の断面を示す左側面図である。
【図６】本発明の第２実施の形態であり、図１（ｂ）に示す正面図のハンド手段を３個用に換えた概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施の形態である３個取り用のハンド手段の平面図である。
【図８】図７に示すＣ−Ｃ線の断面図である。
【図９】（ａ）は、図８に示すＤ−Ｄ線の左側面図である。
（ｂ）は、変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態に係る移載方法の制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施の形態に係るハンド手段の断面図である。
【図１２】（ａ）は従来のハンド手段によってトレー内に移載された製品の移載回数を示す模式図である。
（ｂ）は第２実施の形態に示す発明のハンド手段によってトレー内に移載された製品の移載回数を示す模式図である。
（ｃ）は従来のハンド手段によってトレー内に移載された製品の移載回数を示す模式図である。
（ｄ）は第３実施の形態に示すハンド手段によってトレー内に移載された製品の移載回数を示す模式図である。
（ｅ）は従来のハンド手段によってトレー内に移載された様子を模式的に示す移載図である。
（ｆ）は第３実施の形態に示すハンド手段によってトレー内に移載された移載された製品の移載手順と回数を示す移載図である。
【図１３】（ａ）は従来のハンド手段を示すの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＹ−Ｙ線の縦断面図である。
【符号の説明】
１  移載装置
２、３  コンベア
４  センサ
５、５ａ、５ｂ、５ｃ  ハンド手段
６、１６、２６、３６  吸着部材
６Ａ、１６Ａ  吸盤保持体
６Ｂ  吸盤
６Ｃ  ブラケット
７  保持（吸着）部材の移動手段
７Ａ、７Ａ’、７Ａ”  ピニオンギヤ
７Ｂ、７Ｂ’  ラック
７Ｃ、７Ｃ’、７Ｃ”  第１ガイドレール
７Ｄ、７Ｄ’、７Ｄ”  第１ガイドナット
７Ｅ、７Ｅ’、７Ｅ”  第２ガイドレール
７Ｆ、７Ｆ’、７Ｆ”  第２ガイドナット
７ＧＡ、７ＧＢ、７ＧＣ  回動軸
７Ｈ  ストッパ
８  ハンド移動手段
８Ａ、８Ｂ，８Ｃ  リンク（脚）
８Ｄ  プレート
８Ｅ、８Ｅ’  当接面
８Ｈ、８Ｉ  ケース
８Ｊ  ボルト
８ａ  ベースプレート
８ｂ  シャフト
８ｃ  フランジ部
５０  制御装置
Ｂ  ベアリング
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３  エンコーダ
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４  （サーボ）モータ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  トレー（収納体）
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３  被搬送物（製品）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  間隔（距離）
【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】
2004238182.tif 000011
【図１０】
2004238182.tif 000012
【図１１】
2004238182.tif 000013
【図１２】
2004238182.tif 000014
【図１３】
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