(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の物品をランダムの状態で搬送する搬送コンベヤと、この搬送コンベヤに設けられて搬送距離に応じたパルス信号を発生するパルス発生手段と、上記搬送コンベヤによって搬送される物品を撮影するカメラと、制御装置によって制御されるロボットと、このロボットにラベルを供給するラベル供給手段と、物品を整列させた状態で搬送する第２搬送コンベヤとを備え、
上記ロボットは、上記ラベルを保持するラベル保持部と物品を把持する物品把持部とを備えており、
上記制御装置は、上記カメラからの信号を入力して撮影された画像から搬送コンベヤ上の物品の向きを検出するとともに、上記パルス発生手段からの信号を入力して搬送コンベヤ上の物品の位置を検出し、かつ上記ロボットを制御してラベル供給手段からラベルをラベル保持部へと受取らせるとともに、ラベル保持部に保持したラベルを搬送コンベヤ上の物品の所定位置に向きを揃えて貼付させ、ラベルが貼付された物品を物品把持部で把持して第２搬送コンベヤ上に整列させることを特徴とするラベル貼付システム。
【請求項２】
上記ラベル貼付システムは上記カメラによって得られた画像に基づいて物品の良否を判断する良否判定手段を備えており、上記ロボットは良品と判断された物品にのみラベルを貼付することを特徴とする請求項１に記載のラベル貼付システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はラベル貼付システムに関し、より詳しくは、ロボットを用いて搬送コンベヤ上を搬送される物品にラベルを貼付するようにしたラベル貼付システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に容器等の物品にラベルを貼付する際には、正立されて１列の状態で整列されてくる物品にラベラーによってラベルを貼付するようにしていた。
また従来、金属コイルの軸方向を搬送コンベヤの搬送方向と直交した方向に向けて整列させ、その状態で金属コイルを搬送するとともに、各コイルの内側をカメラで撮影してラベルを貼付するのに適正な位置を検出し、その適正な位置にロボットによってラベルを貼付するようにしたものも提案されている（特開平８−１３３２４８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者の装置においては、物品を正立させて１列で搬送する必要があるため、例えば薄肉の合成樹脂容器にマヨネーズを充填した物品のように不安定なものでは、これを直接搬送コンベヤで搬送することが困難となっていた。
また後者の装置によっても、搬送される金属コイルの軸方向はコンベヤの搬送方向に直交した方向に整列されているため、金属コイルがランダムな向きで搬送されるような場合を想定すると、上記公報による発明では対処できなかった。
そこで本発明は、搬送コンベヤによってランダムな状態で搬送される物品の向きと位置とを検出し、ロボットによって所定の向きに揃えて自動的にラベルを貼付することができるラベル貼付システムを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明のラベル貼付システムは、多数の物品をランダムの状態で搬送する搬送コンベヤと、この搬送コンベヤに設けられて搬送距離に応じたパルス信号を発生するパルス発生手段と、上記搬送コンベヤによって搬送される物品を撮影するカメラと、制御装置によって制御されるロボットと、このロボットにラベルを供給するラベル供給手段と、物品を整列させた状態で搬送する第２搬送コンベヤとを備え、
上記ロボットは、上記ラベルを保持するラベル保持部と物品を把持する物品把持部とを備えており、
上記制御装置は、上記カメラからの信号を入力して撮影された画像から搬送コンベヤ上の物品の向きを検出するとともに、上記パルス発生手段からの信号を入力して搬送コンベヤ上の物品の位置を検出し、かつ上記ロボットを制御してラベル供給手段からラベルをラベル保持部へと受取らせるとともに、ラベル保持部に保持したラベルを搬送コンベヤ上の物品の所定位置に向きを揃えて貼付させ、ラベルが貼付された物品を物品把持部で把持して第２搬送コンベヤ上に整列させることを特徴とするものである。
【０００５】
上記構成を有する本発明のラベル貼付システムによれば、搬送コンベヤによって多数の物品がランダムの状態で搬送されてくると、パルス発生手段は搬送距離に応じたパルス信号を発生するので、制御装置はこのパルス発生手段からの信号を入力して搬送コンベヤ上の物品の位置を検出することができる。
他方、上記搬送コンベヤによって搬送される物品はカメラによって撮影されるので、上記制御装置はこのカメラからの信号を入力して撮影された画像から搬送コンベヤ上の物品の向きを検出することができる。
このようにして制御装置は搬送コンベヤ上の物品の向きと位置とを検出すると、上記ロボットを制御してラベル供給手段からラベルを受取らせるとともに、受取ったラベルを搬送コンベヤ上の物品の所定位置に向きを揃えて貼付させるようになる。
したがって、搬送コンベヤによって多数の物品をランダムの状態で搬送しても、各物品の所定位置に向きを揃えてラベルを貼付することができるようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
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、ラベル貼付システム３は多数の物品１をランダムの状態で図１の左方から右方へ搬送する第１搬送コンベヤ１１を備えている。上記物品１は本実施例においては断面が概略楕円形状となっているマヨネーズ等の容器であり、各容器が横倒しにされた状態で搬送されても容易に転がらないようになっている。
上記ラベル貼付システム３は、第１搬送コンベヤ１１によって搬送される物品１を撮影するカメラ４と制御装置５１によって制御されるロボット３１とを備えており、このロボット３１はラベル供給装置４１から受取ったラベル２を第１搬送コンベヤ１１によって搬送される物品１に貼付するとともに、ラベル２を貼付した物品１を把持してこれを第２搬送コンベヤ２１上に整列させるようになっている。
【０００７】
上記第１搬送コンベヤ１１は、物品１を搬送する無端状の搬送ベルト１２と、搬送ベルト１２を駆動するサーボモータ１３と、このサーボモータ１３の回転量から搬送ベルト１２の搬送距離に応じたパルス信号を発生するパルス発生手段としてのエンコーダ１４とを備えている。このエンコーダ１４からの信号は、図４に示すように、制御装置５１の第１位置演算部５２に入力され、この第１位置演算部５２はエンコーダ１４から得たパルス数から搬送ベルト１２上の物品１の搬送距離を求めることができるようになっている。そして上記サーボモータ１３は、制御装置５１の制御部５５によってその運転が制御されるようになっている。
また第２搬送コンベヤ２１は、ひとつの物品１を収納可能なケース２２を一方向に整列させた無端状の搬送ベルト２３と、搬送ベルト２３を駆動するサーボモータ２４と、このサーボモータ２４の回転量から搬送ベルト２３の搬送距離に応じたパルス信号を発生するパルス発生手段としてのエンコーダ２５とを備えている。このエンコーダ２５からの信号は、制御装置５１の第２位置演算部５３に入力され、この第２位置演算部５３はエンコーダ２５から得たパルス数から搬送ベルト２３上のケース２２の搬送距離を求めることができるようになっている。そしてさらに上記サーボモータ２４は、制御装置５１の制御部５５によってその運転が制御されるようになっている。
【０００８】
次に、図１において、上記カメラ４はＣＣＤカメラなどから構成され、第１搬送コンベヤ１１の直上位置に設けられて図示破線部で示す搬送ベルト１２の幅方向全体を撮影することができるようになっている。このカメラ４からの信号は、図４に示すように、制御装置５１の画像演算部５４に入力されるようになっている。そしてこの画像演算部５４は、カメラ４が受像した画像から物品１の向きを検出することができるようになっている。
また、カメラ４の近傍には図示しない照明装置が設けてあり、この照明装置はカメラ４の撮影範囲全体を常に照明することで物品１の画像をカメラ４に確実に受像させるようにしてある。
【０００９】
上記ロボット３１は基本的に今日広く用いられている産業用ロボットを利用してあり、図２に示すようにロボット３１のアーム部３２の先端に、物品１にラベル２を貼付するラベル貼付手段３３と、物品１を把持する物品把持手段３６とが取り付られている。
上記ラベル貼付手段３３は、図示しない負圧源による負圧によってラベル２を吸着する吸着パッド３４と、この吸着パッド３４を昇降させるシリンダ３５とを備えており、また物品把持手段３６は、アクチエータ３７により開閉し、物品１を左右から把持するグリッパ３８を備えている。そしてこれらラベル貼付手段３３および物品把持手段３６も制御装置５１の制御部５５によって制御されるようになっている。
【００１０】
上記ラベル供給装置４１は、図３に示すように、フレーム４２にそれぞれ回転自在に設けた送りロール４３と巻き取りロール４４とを備えており、送りロール４３には、１列に配置した多数のラベル２をそれぞれ剥離可能に貼付したラベル台紙２ａを巻き付けてある。このラベル台紙２ａは送りロール４３から水平方向に引出してあり、折り曲げ部材４５によって水平方向から斜め下方に鋭角に折り返してから巻き取りロール４４で巻き取ることができるようにしてある。
上記ラベル台紙２ａに貼付されたラベル２は、ラベル台紙２ａが折り曲げ部材４５によって鋭角に斜め下方に鋭角に折り返された際にその折返し部の先端から剥離されるようになっており、この状態でラベル貼付手段３３の吸着パッド３４によって吸着保持されてラベル台紙２ａから完全に剥離されるようになっている。
上記巻き取りロール４４は図示しないサーボモータによって回転駆動されるようになっており、制御装置５１の制御部５５は、上記サーボモータの回転によって巻き取られるラベル台紙２ａの移動量を検出することによって、例えば折り曲げ部材４５の先端部から突出されるラベル２の突出位置を図示しないセンサーによって検出することによって、サーボモータの回転駆動を停止させることができるようになっている。
【００１１】
以上の構成において、制御装置５１に運転指令が与えられると、該制御装置５１は第１搬送コンベヤ１１を作動させて多数の物品１をランダムの状態で連続的に搬送させるとともに、図示しない照明装置によって第１搬送コンベヤ１１を照明する。これによりカメラ４が物品１の映像を受像すると、その映像は画像演算部５４に入力され、この画像演算部５４は物品１の向きを検出する。
他方、制御装置５１の第１位置演算部５２はエンコーダ１４からの信号により搬送ベルト１２によって搬送される物品１の位置を検出しており、これにより物品の位置と向きとが検出されると、制御部５５はロボット３１のアーム部３２を作動させ、あらかじめ吸着パッド３４に吸着されているラベル２の上下の向きを物品１の上下の向きに合わせて該ラベル２を物品１の上方に移動させる。そしてこの状態でシリンダ３５を作動させて吸着パッド３４を下降させ、ラベル２を物品１に押し付けて該ラベル２を物品１に貼付する。そしてこの状態となると吸着パッド３４の負圧が開放されるとともに、シリンダ３５により吸着パッド３４が上昇される。
このとき上記物品１におけるラベル２の貼付け位置は、図２に示すように、物品１の断面における長円側、すなわち物品１を横倒しにした際に第１搬送コンベヤ１１の上面を向いた面に貼付されるようになっている。そしてこの物品１は前後の区別がないため、第１搬送コンベヤ１１で搬送される際に物品１の前後のうち、どちらの面が上面を向いていてもよい。ただし、物品１の起立した状態における上下方向は定まっているので、容器の口の方を上部としてラベル２を貼り付けなければならない。
【００１２】
次に、上記制御部５５はアーム部３２を制御して物品把持手段３６をラベル２の貼付けられた物品１の上方に移動させ、グリッパ３８を下降させるとともにアクチエータ３７を作動させてグリッパ３８によって物品１を把持する。この後、アーム部３２がグリッパ３８で把持した物品１を静止している第２搬送コンベヤ２１のケース２２上へ搬送すると、該アーム部３２は物品１の向きを第２搬送コンベヤ２１上のケース２２の向きに合わせながら該物品１をケース２２内へ収納させるようになる。
上記物品把持手段３６が物品１を第２搬送コンベヤ２１のケース２２内に収納させると、制御部５５は第２搬送コンベヤ２１を作動させる。制御装置５１は搬送ベルト２３の移動距離をエンコーダ２５を介して第２位置演算部５３で検出しており、隣接するケース２２のピッチ分だけ搬送ベルト２３が移動されて次の空のケース２２が所定位置まで移動されると、制御部５５は第２搬送コンベヤ２１を停止させる。
なお、この第２搬送コンベヤ２１は必ずしも停止させる必要はなく、エンコーダ２５によってケース２２の位置は検出されているので、ケース２２を移動させたままであっても、ロボット３１は物品１をケース２２内に収納することが可能である。
【００１３】
一方、物品１を第２搬送コンベヤ２１のケース２２内に収納したロボット３１は、制御部５５の制御により吸着パッド３４をラベル供給装置４１の上方に移動させる。続いてシリンダ３５によって吸着パッド３４が下降し、この吸着パッド３４はラベル供給装置４１の折り曲げ部材４５上に位置しているラベル２を吸着する。
吸着パッド３４が上昇してラベル２がラベル台紙２ａから剥離されると、ラベル供給装置４１の巻き取りロール４４が起動され、ラベル台紙２ａを巻き取り始める。これによりラベル２が折り曲げ部材４５に差し掛かると、ラベル２の先端部からラベル２とラベル台紙２ａが剥離し、ラベル台紙２ａのみが下方の巻き取りロール４４へと巻き取られてゆく。
上記ラベル２が折り曲げ部材４５の先端部から所定量だけ突出されると、センサーによりこれが検出され、巻き取りロール４４の回転が停止される。
【００１４】
なお、ロボット３１がひとつの物品１にラベル２を貼付け、当該物品１を把持して第２搬送コンベヤ２１に搬送する間に、他の物品１がロボット３１の可動範囲内から下流側へと流れてしまい、ロボットが物品１にラベル２を貼付することができないと第１位置演算部５２が判断したときには、制御部５５は第１搬送コンベヤ１１の搬送速度を落とし又は停止させ、ロボット３１が第１搬送コンベヤ１１上の全ての物品１を処理できるように第１搬送コンベヤ１１の搬送速度を調整することができる。
また、上記制御装置５１に物品１の良否を判断する良否判定手段を設け、カメラ４から受像した物品１の画像から物品１の良否を判定するようにしてもよい。
この場合、良品と判定された物品１にのみラベル２を貼付するようにし、不良品と判定された物品１は第１搬送コンベヤ１１によってそのまま搬送させ、第１搬送コンベヤ１１の下流側に設けた回収ボックス等に回収するようにしてもよい。
【００１５】
図５は本発明の他の実施例を示したもので、上記実施例では１台のロボット３１を用いているが、本実施例ではラベル貼付手段３３のみを設けた第１ロボット１３１と、当該ラベル貼付けロボット１３１の下流側に物品把持手段３６のみを設けた第２ロボット１３２とを設けている。
この構成においては、第１搬送コンベヤ１１によってランダムな向きで搬送される物品１は、カメラ４からの信号を受ける画像演算部５４とエンコーダ１４からの信号を受ける第１位置演算部５２とによって位置と向きとが検出されているため、制御部５５は第１ロボット１３１のラベル貼付手段３３によって物品１にラベル２を貼付することができる。
そしてラベル２が貼付された物品１が第２ロボット１３２の可動範囲に入ると、制御部５５は第２ロボット１３２の物品把持手段３６により物品１を把持し、第２搬送コンベヤ２１上のケース２２内に該物品１を収納させることができる。
上記のように本実施例ではロボットを２台設けることで、第１実施例のように１台のロボット３１で行っていた物品１へのラベル２の貼り付けと、第２搬送コンベヤ２１への搬送という作業を分担して行うことができるので物品１の処理能力が向上し、作業時間を短縮することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、搬送コンベヤによって多数の物品をランダムの状態で搬送しても、各物品の所定位置に向きを揃えてラベルを貼付することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例におけるラベル貼付システムの該略平面図。
【図２】ロボットのアーム部先端部分を示す拡大正面図。
【図３】ラベル供給装置を示す側面図。
【図４】制御装置の構成を示す概略図。
【図５】本発明の第２実施例におけるラベル貼付システムの該略平面図。
【符号の説明】
１  物品                    ２  ラベル
３  ラベル貼付システム      ４  カメラ
１１  第１搬送コンベヤ      ２１  第２搬送コンベヤ
３１  ロボット              ４１  ラベル供給装置
【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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