(57)【要約】      （修正有）【課題】保持対象物品を高速保持することができる物品保持装置および物品保持移載装置を提供すること。【解決手段】物品保持装置２を備えており、この物品保持装置２は、第１コンベヤ３によって搬送される物品を保持する保持部６と、物品に対して接離方向ＺＤに保持部６を移動させる保持部移動手段７と、保持部６の中心を通過し接離方向ＺＤと平行な仮想軸線を回転軸として保持部６を回転させる回転手段８とを有するグリッパ９を複数個備えている。これにより、一のグリッパが他のグリッパの作動状況に左右されることなく個別に保持して回転補正することができるので、物品保持装置２に係る合計の保持回転時間および移動時間を短縮することができる。【選択図】図２
2007182299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されている物品を保持する保持部と、
前記物品に対する接離方向に前記保持部を移動させる保持部移動手段と、
前記保持部の中心を通過し前記接離方向と平行な仮想軸線を回転軸として前記保持部を回転させる回転手段と
を有するグリッパを複数個備えている
ことを特徴とする物品保持装置。
【請求項２】
前記保持部移動手段は、前記保持部を一端部に有して往復運動するシャフトと、前記シャフトの内部に配設された磁石と、前記シャフトを内包しながら前記磁石に対して電磁力による推進力を与えるコイルと、前記シャフトの往復移動を案内するガイドロッドとを有する直動シャフトモータである
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】
前記回転手段は、前記シャフトの他端部側において前記接離方向に穿設された２以上の穴部に挿設される２以上の接続ロッドを回転シャフトの一端部に有するステッピングモータである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品保持装置。
【請求項４】
前記保持部は、真空ポンプに接続された吸着ノズルである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物品保持装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の物品保持装置と、
前記物品を搬送するコンベヤと、
前記物品保持装置よりも前記物品の搬送方向上流側において前記物品の重心位置および向きを検出する物品検出手段と、
前記接離方向を法線とする平面上において直交する二方向に前記物品保持装置を移動させる移動手段と
を備えていることを特徴とする物品保持移載装置。
【請求項６】
前記移動手段は、
前記二方向のうちの一方向に前記物品保持装置を懸架しながらスライドさせる第１スライドレールと、
前記第１スライドレールを下方から支持しながら前記一方向と直交する他方向にスライドさせる第２スライドレールと、
前記第１スライドレールの上方および前記第２スライドレールの上方から前記物品保持装置および前記第１スライドレールにそれぞれ接続されたタイミングベルトを回転駆動させる駆動手段と
を有していることを特徴とする請求項５に記載の物品保持移載装置。
【請求項７】
前記移動手段は、前記離間方向を法線とする平面上における前記物品保持装置の初期位置、前記コンベヤによって搬送される前記物品のうち最下流側から数えて前記グリッパの個数と同数の物品の各重心位置に対して前記物品保持装置の移動開始時から前記物品保持装置による各物品の保持時までの間に搬送される個々の物品の搬送量をそれぞれ加えた補正重心位置、および前記物品保持装置の移動先の位置を通過する１本の滑らかな補間曲線を前記物品保持装置の移動経路として演算処理する制御手段によって制御されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の物品保持移載装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記物品保持装置が前記移動経路上に配置された前記各補正重心位置を通過するときまでに前記保持部を前記物品に対する近接方向に予め移動させておく制御を行なう
ことを特徴とする請求項７に記載の物品保持移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品保持装置および物品保持移載装置に係り、特に、菓子、レトルト食品等の包装製品や配線板、せんべい等の板状物品などを高速かつ確実に保持および移載するのに好適に利用可能となる物品保持装置および物品保持移載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、菓子、レトルト食品等の包装製品や配線板、せんべい等の板状物品など、多量供給される物品の中から決められた個数を計数分取して所定のトレーに充填する装置の一つとして、複数のグリッパを有する物品保持装置を備えた物品保持移載装置が用いられている。
【０００３】
図８は、従来の物品保持移載装置１０１を示している。図８に示すように、従来の物品保持移載装置１０１は、計数分取の対象物品１４０を第１ベルトコンベヤ１０３により搬送し、対象物品１４０に対する接離方向（Ｚ方向）ＺＤに物品保持装置１０２に備わる複数のグリッパ１０９を伸縮させて所定の搬送方向ＦＤに搬送された対象物品１４０を吸着保持した後、その物品保持装置１０２をＸ、Ｙ方向に移動させて、第２ベルトコンベヤ１０４によって搬送されたトレー１４１にその対象物品１４０を移載して整列充填させていた（特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８５９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図８に示すように、従来の物品保持移載装置１０１は、複数のグリッパ１０９を有する物品保持装置１０２の全体をθ方向に回転させることによって各グリッパ１０９Ａ〜１０９Ｄと吸着対象物品１４０Ａ〜１４０Ｄとの向きをそれぞれ整合させていたので、最初の吸着対象物品１４０Ａを吸着する第１のグリッパ１０９Ａとその吸着対象物品１４０Ａとの向きをそれぞれ整合させて物品１４０Ａを吸着した後でなければ、次の吸着対象物品１４０Ｂを吸着する第２のグリッパ１０９Ｂがその吸着対象物品１４０Ｂとの向きをそれぞれ整合させて物品１４０Ｂを吸着することができないという問題があった。つまり、各グリッパ１０９Ａ〜１０９Ｄごとの回転作業および吸着作業を吸着対象物品１４０Ａ〜１４０Ｄの吸着順に直列的に行なわなければならなかったので、吸着対象物品１４０Ａ〜１４０Ｄを吸着するまでの間に各グリッパごとの回転作業による時間的ロスが生じてしまい、対象物品１４０を高速保持することができなかった。
【０００６】
また、図８に示すように、従来の物品保持移載装置１０１は、物品保持装置１０２をθ方向に回転させながら移動手段１０５のボールねじ１２７、１２８によりその物品保持装置１０２をＸ方向およびＹ方向に直動させる機構になっていたので、その物品保持装置１０２の回転によって生じる慣性モーメントやその物品保持装置１０２の重量によって、物品保持装置１０２を移動させる移動手段１０５の駆動モータ１３０に大きな負荷が掛かり易く、物品保持装置１０２を高速移動させることが困難であるという問題があった。
【０００７】
さらに、図９に示すように、従来の物品保持移載装置１０１は、搬送された複数の物品１４０の重心を通過点とする折れ線を物品保持装置１０２の移動経路ＥＣとして物品保持装置１０２を吸着対象物品１４０Ａ〜１４０Ｄの上方に移動させてから吸着対象物品１４０Ａ〜１４０Ｄを保持していた。そのため、移動している物品保持装置１０２が吸着対象物品１４０Ａ〜１４０Ｄの上方に到達した際には、物品保持装置１０２の移動を急停止させなければならず、物品保持装置１０２を移動させる移動手段１０５の駆動モータ１３０に大きな負荷が掛かり易いという問題があった。また、物品保持装置１０２が吸着対象物品１４０Ａ〜１４０Ｄの上方に到達するごとに物品保持装置１０２を停止させていたので、移動手段１０５による物品保持装置１０２の移動時間を短縮することが困難となっていた。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、保持対象物品を高速保持することができる物品保持装置を提供することを本発明の目的としている。
【０００９】
また、本発明は、物品保持装置を移動させる移動手段に負荷を掛けずに物品保持装置を高速移動させ、さらに製造コストを安価にすることができる物品保持移載装置を提供することを他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するため、本発明の物品保持装置は、その第１の態様として、コンベヤによって搬送されている物品を保持する保持部と、物品に対して接離方向に保持部を移動させる保持部移動手段と、保持部の中心を通過し接離方向と平行な仮想軸線を回転軸として保持部を回転させる回転手段とを有するグリッパを複数個備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様の物品保持装置において、保持部移動手段が、保持部を一端部に有して往復運動するシャフトと、シャフトの内部に配設された磁石と、シャフトを内包しながら磁石に対して電磁力による推進力を与えるコイルと、シャフトの往復移動を案内するガイドロッドとを有する直動シャフトモータであることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様の物品保持装置において、回転手段が、シャフトの他端部側において接離方向に穿設された２以上の穴部に挿設される２以上の接続ロッドを回転シャフトの一端部に有するステッピングモータであることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１から第４のいずれか１の態様の物品保持装置において、保持部が真空ポンプに接続された吸着ノズルであることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第５の態様として、本発明の物品保持移載装置は、第１から第４のいずれか１の態様の物品保持装置と、物品を搬送するコンベヤと、物品保持装置よりも物品の搬送方向上流側において物品の重心位置および向きを検出する物品検出手段と、接離方向を法線とする平面上において直交する二方向に物品保持装置を移動させる移動手段とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第６の態様は、第５の態様の物品保持移載装置において、移動手段が、二方向のうちの一方向に物品保持装置を懸架しながらスライドさせる第１スライドレールと、第１スライドレールを下方から支持しながら一方向と直交する他方向にスライドさせる第２スライドレールと、第１スライドレールの上方および第２スライドレールの上方から物品保持装置および第１スライドレールにそれぞれ接続されたタイミングベルトを回転駆動させる駆動手段とを有していることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第７の態様は、第５または第６の態様の物品保持移載装置において、移動手段は、離間方向を法線とする平面上における物品保持装置の初期位置、コンベヤによって搬送される物品のうち最下流側から数えてグリッパの個数と同数の物品の各重心位置に対して物品保持装置の移動開始時から物品保持装置による各物品の保持時までの間に搬送される個々の物品の搬送量をそれぞれ加えた補正重心位置、および物品保持装置の移動先の位置を通過する１本の滑らかな補間曲線を物品保持装置の移動経路として演算処理する制御手段によって制御されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の第８の態様は、第７の態様の物品保持移載装置において、制御手段は、物品保持装置が移動経路上に配置された各補正重心位置を通過するときまでに保持部を物品に対する近接方向に予め移動させておく制御を行なうことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の態様によって、複数個のグリッパの各保持部が各保持部移動手段により物品に近接する方向に移動して物品をそれぞれ保持した後、各保持部移動手段により各保持部がその物品を保持した位置から離隔する方向に移動するとともに、各回転手段が各保持部を個別に回転させて保持物品を角度補正するので、一のグリッパの保持回転作業と他のグリッパの保持回転作業とを並行して進行させることができる。これによって、物品保持装置の全体を回転させることにより各グリッパについてその保持回転作業を順次行なうよりも高速に保持することができるという効果を奏する。また、従来のように物品保持装置全体を回転させるのではなく、そのグリッパのみを回転させるので、回転対象物の重量が軽くなり、物品保持装置全体にかかる負担を低減させることができるという効果を奏する。
【００１９】
本発明の第２の態様によって、保持部移動手段のシャフトを摺接させずに保持部が物品の接離方向に移動するので、保持部を高速移動させることができるという効果を奏する。
【００２０】
本発明の第３の態様によって、一般流通しているステッピングモータを用いてシャフトの往復運動を妨げずに保持部を回転させることができるので、物品保持装置の製造コストを削減することができるという効果を奏する。
【００２１】
本発明の第４の態様によって、搬送される物品の物性に依存することなく保持部が物品を保持することができるという効果を奏する。
【００２２】
本発明の第５の態様によって、物品保持装置のグリッパが物品を個々に保持して回転角を補正しながら保持物品を整列充填するので、一のグリッパの保持回転作業と他のグリッパの保持回転作業とを並行して進行させることができ、それによって物品を高速保持することができる。また、本発明の第５の態様によって、物品保持装置自体を回転させる機構が不要となるので、移動手段の移動機構を簡易なものとすることができるという効果を奏する。
【００２３】
本発明の第６の態様によって、物品保持装置の重量による負荷が駆動手段に掛からない構造となるので、駆動手段にタイミングベルトを用いることができ、タイミングベルトによる高速移動と低コストを実現することができるという効果を奏する。
【００２４】
本発明の第７の態様によって、移動手段が物品保持装置を滑らかに移動させるので、移動手段に掛かる負担を軽減させることができる。
【００２５】
本発明の第８の態様によって、物品保持装置が急停止することなく一定の速度をもって移動するので、物品保持装置を急停止させてから物品を保持する従来の移動手法に要する移動時間よりも物品保持装置の移動時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１から図６を用いて、本発明の物品保持装置および物品保持移載装置の一実施形態を説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態の物品保持移載装置１の全体を示している。図１に示すように、本実施形態の物品保持移載装置１は、物品４０（図６およびず７（ｂ）、（ｃ）のみに示す。）を搬送する第１コンベヤ３と、物品保持装置２よりも物品４０の搬送方向上流側において物品４０の重心位置および向きを検出する物品検出手段（図示せず）と、物品４０を保持する物品保持装置２と、接離方向ＺＤを法線とする平面上において直交する二方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に物品保持装置２を移動させる移動手段５と、物品４０を整理充填させるトレー（図６を参照）４１を搬送する第２コンベヤ４と、物品保持移載装置１の全体を自動制御する制御手段（図示せず）とを備えている。これらの部材を以下に詳細に説明する。
【００２８】
はじめに、図２を用いて、本実施形態の物品保持装置２を説明する。図２は、本実施形態の物品保持装置２の全体を示している。図２に示すように、本実施形態の物品保持装置２は、懸架部１０ａを有するフレーム１０と、２行２列に配置してフレーム１０に固定された４つのグリッパ９を備えている。このグリッパ９は、搬送されている物品４０を保持する保持部６と、物品４０に対して接離方向ＺＤに保持部６を移動させる保持部移動手段７と、保持部６の中心を通過し接離方向ＦＤと平行な仮想軸線を回転軸として保持部６を回転させる回転手段８とを有している。
【００２９】
図３は、本実施形態の物品保持装置２において手前のグリッパ９およびその周辺部材の記載を省略した下方斜視図を示している。本実施形態の物品保持装置２のフレーム１０は、懸架部１０ａの下方に取り付けられた回転手段支持部１１と、回転手段支持部１１の下方に取り付けられた保持部移動手段固定部１２とを有している。この回転手段支持部１１は、２枚の矩形支持板１１ａ、１１ｂと、それらの４隅に挟まれた支柱１１ｃとを用いて形成されている。また、保持部移動手段固定部１２は、３つの支柱１２ａ、１２ｂと２つのアーム１２ｃ、１２ｄとを用いて形成されている。回転手段支持部１１の下方支持板１１ｂの下方中央の両側に取り付けられた２本の支柱１２ａは中間アーム１２ｃを支持し、中間アーム１２ｃの下方中央に取り付けられた１本の支柱１２ｂは下方アーム１２ｄを支持している。
【００３０】
グリッパ９の保持部６としては、真空吸着式ノズルまたは磁気吸着式パッドもしくは電気吸着式パッドを用いることができるが、本実施形態においては、図２に示すように、伸縮ホース（図示せず）を介して排気口６ｂが真空ポンプ１３に接続された吸着ノズルが用いられている。この保持部６は下方に吸気口６ａを有している。
【００３１】
図４（ａ）および（ｂ）は、グリッパ９の保持部移動手段７を示している。保持部移動手段７としては、保持部６（図２参照）を接離方向ＺＤ（図２参照）に往復移動させる直動機構を有する手段を用いることができるが、本実施形態においては、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、磁気を利用した直動シャフトモータが用いられている。この直動シャフトモータは、保持部６を下端部１４ａに有して往復運動するシャフト１４と、シャフト１４の内部に配設された磁石（図示せず）と、シャフトを内包しながら磁石に対して電磁力による推進力を与えるコイル（図示せず）と、シャフト１４の往復移動を案内するガイドロッド２２とを有している。また、この直動シャフトモータのサーボ制御を高精度に行なうため、図２に示すように、エンコーダヘッド２４およびエンコーダスケール２５を有するリニアエンコーダ２６が直動シャフトモータに配設されている。
【００３２】
図４に示すように、シャフト１４としては、磁石による発生磁場が乱れるのを防止するため、非磁性ＳＵＳ管やアルミ管などの非磁性金属円管が用いられている。このシャフト１４の両端１４ａ、１４ｂには形状の異なる２つの接続部１５、１６が固定されている（下方接続部１５は図３を参照）。シャフト１４の下端部１４ａに固定された下方接続部１５はシャフト１４の下端部１４ａと保持部６とを固定している。また、シャフト１４の上端部１４ｂに固定された上方接続部１６は接離方向ＺＤに穿設された２個の貫通穴部１６ａをシャフト１４の外周付近に有しており、接離方向ＺＤの動きを拘束することなくシャフト１４の上端部１４ｂと回転手段８の回転シャフト８ｂ（図３および図５を参照）とを接続している。
【００３３】
磁石としては、柱状の永久磁石が複数個用いられており、「Ｎ・Ｓ・Ｎ・Ｓ・Ｎ・・・」のように極性が交互に切り替わるように直列に配設されている。
【００３４】
コイルとしては、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、シャフト１４の直径よりも大きな直径を有するインダクタンス素子用コイルが中空四角柱状の筐体２０内に納められて用いられている。この筐体２０は図３および図４（ａ）に示すように矩形状の筐体接続板２１を介してフレーム１０の中間アーム１２ｃおよび下方アーム１２ｄに固定されている。
【００３５】
ガイドロッド２２としては、図３に示すように、シャフト１４の長さと同程度の長さを有する丸棒が用いられている。このガイドロッド２２は、シャフト１４の軸方向と平行に２本配設されており、図３、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、２個の固定ブラケット２３を介して筐体接続板２１の上方および下方にそれぞれ固定されている。また、このガイドロッド２２は、シャフト１４の上方接続部１６と、シャフト１４の軸方向と平行に配設された接続部接続板１７を用いて上方接続部１６に固定された中間接続部１８とにそれぞれ配設されたベアリング１９を介して上方接続部１６および中間接続部１８に摺動自在に接続されている。
【００３６】
図２に示すように、リニアエンコーダ２６のエンコーダヘッド２４としては、磁界の変化を制御手段に用いられる入力信号に変換する磁界センサが用いられている。このエンコーダヘッド２４は、中間アーム１２ｃ（図３を参照）に固定されたエンコーダヘッド接続板２４ａに固定されている。
【００３７】
また、図２および図４（ｂ）に示すように、リニアエンコーダ２６のエンコーダスケール２５としては、「Ｎ・Ｓ・Ｎ・Ｓ・Ｎ・・・」のように極性が交互に切り替わるように直列に配設された薄型永久磁石板が用いられている。このエンコーダスケール２５は、その長手方向をシャフト１４の軸方向と平行にして接続部接続板１７の表面に固定されている。
【００３８】
図５は、グリッパ９の回転手段８を示している。図５に示すように、回転手段８としては、接離方向ＺＤに伸びる２本の接続ロッド８ａを回転シャフト８ｂの一端部８ｃに有するステッピングモータが用いられている。これら２本の接続ロッド８ａは、保持部移動手段７のシャフト１４のストローク量よりも長くなるように形成されており、図３、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、に示すように、そのシャフト１４の上端部１４ｂ側に固定された上方接続部１６の２個の貫通穴部１６ａにそれぞれ挿設されている。
【００３９】
また、本実施形態の物品保持移載装置１における第１コンベヤ３、物品検出手段、第２コンベヤ４、移動手段５および制御手段は以下の通りである。
【００４０】
第１コンベヤ３および第２コンベヤ４としては、図１に示すように、搬送方向ＦＤに直動するベルトコンベヤが用いられている。これら第１コンベヤ３および第２コンベヤ４はそれらの搬送面３ａおよび４ａが同一平面上であって、それらの直動方向が平行になるように配設されている。
【００４１】
物品検出手段としては、ＣＣＤカメラ（図示せず）と解析手段（図示せず）とを有する装置が用いられている。ＣＣＤカメラは物品保持装置よりも搬送方向ＦＤの上流側において第１コンベヤ３の上方から第１コンベヤ３の搬送面を撮影する位置に配設されており、第１コンベヤ３により搬送される物品４０を撮影して物品４０の位置および向きを検出する。解析手段は第１コンベヤ３の搬送面３ａおよび第２コンベヤ４の搬送面４ａをＸＹ平面とみなしてＣＣＤカメラから得た物品４０の物品４０の（Ｘ、Ｙ）座標および向きを解析し、それらの情報を制御手段に送信する。
【００４２】
移動手段５としては、ボールねじなどの送りねじやスライドレールなどの直動機構が接離方向ＺＤを法線とする平面上の直行する二方向（例えばＸ方向、Ｙ方向）に形成された装置を用いることができるが、本実施形態の移動手段５においては、第１スライドレール２７、第２スライドレール２８、タイミングベルト２９および駆動手段３０を有して直交する二方向に物品保持装置２を移動させる移動装置が用いられている。
【００４３】
第１スライドレール２７としては、物品保持装置２の懸架部１０ａを懸架しながらスライド移動させる金属製スライドレールが用いられている。この第１スライドレール２７は、搬送方向ＦＤと直交する方向（Ｘ方向）に配設されている。
【００４４】
第２スライドレール２８としては、第１スライドレール２７の両端を下方から支持しながらスライド移動させる２本の金属製スライドレールが用いられている。この第２スライドレール２８は、搬送方向ＦＤと平行する方向（Ｙ方向）に配設されている。
【００４５】
タイミングベルト２９としては、内周に歯（図示せず）を有するゴム製のタイミングベルトが用いられている。このタイミングベルト２９は、第１スライドレール２７および一方の第２スライドレール２８と平行にそれぞれ配設されており、物品保持装置２および第１スライドレール２７の上方においてそれら物品保持装置２および第１スライドレール２７にそれぞれ固定されている。
【００４６】
駆動手段３０としては、その回転シャフトの先端にギヤ３０ａを有する駆動モータが用いられており、その駆動手段３０のギヤ３０ａは、他のギヤ３０ｂを介して２つのタイミングベルト２９の内周の歯とそれぞれ噛み合っている。
【００４７】
制御手段としては、図示しないが、各部材に連結したコンピュータが用いられている。この制御手段は、第１コンベヤ３および第２コンベヤ４に係る搬送プログラムや、物品保持装置２および移動手段５に係る保持移載プログラムなどに基づいて各部材に制御情報を送信して、前述した各部材を自動制御する。
【００４８】
なお、本実施形態の保持移載プログラムは、物品保持装置２を滑らかに移動させる移動アルゴリズムに基づいて形成されていることが好ましい。この移動アルゴリズムとは、図６に示すように、所定の６つの位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐｅを通過する一本の滑らかな補完曲線ＳＣを物品保持装置２の移動経路として処理する手法である。
【００４９】
ここで、「所定の６つの位置」とは、物品検出手段によって得られたＸＹ平面上における「物品保持装置２の初期位置Ｐ０」、「第１コンベヤ３によって搬送される物品４０のうち最下流側（図６の上方）から数えて４個（物品保持装置２に備わるクリッパ９の個数と同数）の物品４０Ａ〜４０Ｄの各重心位置Ｇ１〜Ｇ４に対して、物品保持装置２が初期位置Ｐ０から移動を開始した時点からその各保持部６が各物品４０Ａ〜４０Ｄを保持するまでの各時点の間に搬送される物品４０Ａ〜４０Ｄの個別の搬送量（図６の各矢印分の搬送量）を、それぞれ加えた補正重心位置Ｐ１〜Ｐ４」、および「物品保持装置２の移動先（トレー４１の中心）の位置Ｐｅ」の各位置のことをいう。なお、個々の物品４０Ａ〜４０Ｄの搬送量とは、第１コンベヤ３による物品４０Ａ〜４０Ｄの搬送速度と物品保持装置２の移動速度とに基づいて算出された値であり、物品保持装置２の移動を停止させずに進行させるために必要となる各重心位置Ｇ１〜Ｇ４にそれぞれ加算する個別の値である。
【００５０】
また、「一本の滑らかな補完曲線」とは、所定の位置を全て通る一本の滑らかな曲線を実現するために補完された曲線であればどのような補完曲線をも採用することができる。本実施形態の「一本の滑らかな曲線」としては、所定の６つの位置であるＰ０（Ｘ０、Ｙ０）、Ｐ１（Ｘ１、Ｙ１）、Ｐ２（Ｘ２、Ｙ２）、Ｐ３（Ｘ３、Ｙ３）、Ｐ４（Ｘ４、Ｙ４）、Ｐｅ（Ｘｅ、Ｙｅ）を補完するデータとして補完する領域を任意のデータ間隔（Ｘｉ、Ｘｉ＋１）に区切り、「補完データの個数−１」よりも低次の多項式で近似することにより、各データ間の継ぎ目の傾きを一致させつつ補完曲線に係る関数の振動を少なくするスプライン補間に基づいて得られたスプライン曲線が採用されている。
【００５１】
また、本実施形態の制御手段は、物品保持装置２が移動経路上に配置された各補正重心位置Ｐ１〜Ｐ４を通過するときまでに各保持部６を物品４０Ａ〜４０Ｄに近接ように予め下方に移動させておく制御を行なうように形成されている。
【００５２】
次に、図１から図７を用いて、本実施形態の物品保持装置２および物品保持移載装置１の作用を説明する。
【００５３】
第１コンベヤ３が物品４０を搬送すると、搬送方向ＦＤの上流側に位置する図示しない物品検出手段により第１コンベヤ３に対する物品４０の位置および向きが検出される。そして、この物品検出手段の検出情報に基づいて制御手段が移動手段５による物品保持装置２の移動を制御して、その移動手段５が物品保持装置２を移動させる。
【００５４】
ここで、本実施形態の移動手段５は、第２スライドレール２８が第１スライドレール２７を支持し、その第１スライドレール２７が物品保持装置２の重量を支えているので、物品保持装置２および第１スライドレール２７の重量がタイミングベルト２９に対して負荷を掛けない構造になっている。また、タイミングベルト２９に負荷が掛からないことから、その駆動手段３０にも負荷が掛かりにくい構造になっている。つまり、駆動手段３０に物品保持装置２および第１スライドレール２７の重量によって駆動手段３０による駆動力をロスすることがなく、物品保持装置２を高速移動させることができる。また、駆動手段３０にタイミングベルト２９を用いることができるので、タイミングベルト２９による高速移動と低コストを実現することができる。
【００５５】
また、制御手段によって制御された移動手段５は、図６に示すように、所定の６つの位置Ｐ０、Ｐ１〜Ｐ４、Ｐｅを通過する１本のスプライン曲線を物品保持装置２の移動経路ＳＣとして物品保持装置２を移動させている。この物品保持装置２の移動作業によって、物品保持装置２の移動が滑らかになり、移動手段５に掛かる負担を軽減させることができる。
【００５６】
移動手段５によって移動する物品保持装置２は、図７（ａ）に示すように、物品４０に対して接離方向ＺＤに保持部６を移動させる保持部移動手段７と、保持部６の中心を通過し接離方向ＦＤと平行な仮想軸線を回転軸として保持部６を回転させる回転手段８とを有する４個のグリッパ９を有しているので、従来のように物品保持装置２全体を回転させてからその保持部６を下降させて物品を保持するという手順を順次行なうことなく（図８を参照）、図７（ｂ）に示すように４個のグリッパ９がそれぞれの保持部６を接離方向ＺＤの下方に移動させて、第１コンベヤ３により搬送された物品４０を個別に保持し、図７（ｃ）に示すように物品４０を保持した各保持部６を接離方向ＺＤの上方に移動させながら保持した物品４０の向きに対応して個別に回転角θを補正することができる。これにより、本実施形態の物品保持装置２の各グリッパ９は、それぞれ他のグリッパ９ごとの作業状況（特に回転状況）に左右されることなく保持および回転補正をすることができるので、物品保持装置２全体を回転させる従来の物品保持装置１０２（図８参照）よりも高速に保持することができる。また、従来のように物品保持装置１０２全体を回転させるのではなく（図８を参照）、グリッパ９のみを個々に回転させるため、回転させる対象（従来においては物品保持装置１０２全体であり、本実施形態においては各グリッパ９である。）の重量が軽くなって慣性モーメントが小さくなるので、物品保持装置２や物品保持装置２を備える物品保持移載装置１にかかる負担を低減させることができる。
【００５７】
ここで、本実施形態の物品保持装置２においては、保持部移動手段７として磁気を利用した直動シャフトモータが用いられているので、保持部移動手段７のシャフト１４を摺接させずに保持部６を物品４０の接離方向ＺＤに移動させることができる。これにより、保持部６を高速移動させることができる。また、このシャフト１４は摺接せずに往復運動するので摩耗の問題も生じず、さらにこのシャフト１４はガイドロッド２２によって接離方向ＺＤへの往復運動について摺接案内されているので、物品４０の保持時に外的衝撃が生じてもそのシャフト１４の動作が不安定になることがない。なお、保持部伸縮動作については、リニアエンコーダ２６から得た情報に基づき制御手段がそのストローク量を正確に制御することができるので、保持部６が必要以上の力を持って物品４０に当接してその物品４０を破壊させることなくその物品４０を保持することができる。
【００５８】
また、本実施形態の物品保持装置２においては、本実施形態の回転手段８としてステッピングモータが用いられており、その回転シャフト８ｂの一端部８ｃに２本の接続ロッド８ａを有している。この２本の接続ロッド８ａは、保持部移動手段７のシャフト１４の上端部１４ｂ側において接離方向ＺＤに穿設された２以上の穴部１６ａに挿設されている。このような回転手段８が用いられることにより、ステッピングモータを用いた簡易な構造であったとしても、接離方向ＺＤに往復運動するシャフト１４の動作を妨げずに保持部６を回転させることができる。また、ステッピングモータは多量に流通しているものなので、物品保持装置２の製造コストを削減することもできる。
【００５９】
さらに、本実施形態の保持部６は真空ポンプ１３に接続された吸着ノズルであることから、搬送される物品４０の磁性や導電性などの物性に依存することなく、保持部６によって物品４０を保持することができる。
【００６０】
ここで、物品保持装置２の移動制御と動作制御を行なう本実施形態の制御手段は、物品保持装置２が滑らかな移動経路ＳＣ上に配置された各補正重心位置Ｐ１〜Ｐ４を通過するときまでに各保持部６を物品４０に予め近づけておく制御を行なっているので、従来のように物品保持装置２を急停止にさせることなく一定の速度をもって移動させることができる。これにより、物品保持装置２の移動開始（Ｐ０スタート時）から移動終了（Ｐｅ到着時）までに要する移動時間を従来の移動時間よりも短縮させることができる。
【００６１】
これら保持作業および保持部回転作業が４個のグリッパ９のすべてについて行なわれると、図６に示すように、物品保持装置２が移動手段５によって第２コンベヤ４の上方（移動先の位置Ｐｅ）に移動する。第２コンベヤ４は物品保持装置２によって保持された物品４０を充填するためのトレー４１を搬送しており、そのトレー４１の上方に物品保持装置２によって保持された物品４０が到達すると、物品保持装置２の４個のグリッパ９のすべてについて保持部移動手段７がシャフト１４を移動させて保持部６をそのトレー４１に接近させ、保持部６が物品４０の保持を終了して物品４０を解放する。このとき、物品４０の向きは回転手段８によって予め個々に補正されているので、トレー４１に物品４０を載置する際に回転手段８により物品４０を改めて回転させることなく、物品４０をトレー４１に整列充填させることができる。
【００６２】
すなわち、本実施形態の物品保持装置２および物品保持移載装置１によって、一のグリッパの保持および回転作業と他のグリッパの保持および回転作業とを平行して進行させることができるので、計数保持する対象物品４０を高速に保持移載することができる
また、本実施形態の物品保持装置２および物品保持移載装置１によって、移動手段５の駆動手段３０に負担を掛けることなく物品保持装置２を一定速度をもって高速に移動させることができる。
【００６３】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の物品保持移載装置の一実施形態を示す斜視図
【図２】本実施形態の物品保持装置を示す上方斜視図
【図３】本実施形態の物品保持装置において手前のグリッパおよびその周辺部材の記載を省略した状態を示す下方斜視図
【図４】本実施形態の保持部移動手段を示す斜視図；（ａ）は接続板側から示しており、（ｂ）は接続板の反対側から示している。
【図５】本実施形態の回転手段を示す斜視図
【図６】本実施形態の物品保持装置の移動経路を示す平面図
【図７】本実施形態の物品保持装置において保持部が回転しつつ物品に近接する方向に移動した状態を示す図；（ａ）は物品保持装置の全体を示す斜視図であり、（ｂ）はその保持部が物品を保持した状態を示す概念図であり、（ｃ）はその保持部が物品を上昇させながらθ回転した状態を示す概念図である。
【図８】従来の物品保持移載装置の一例を示す斜視図
【図９】従来の物品保持装置の移動経路を示す平面図
【符号の説明】
【００６５】
１  物品保持移載装置
２  物品保持装置
３  第１コンベヤ  
３ａ  搬送面
４  第２コンベヤ
５  移動手段
６  保持部
６ａ  吸気口
６ｂ  排気口
７  保持部移動手段
８  回転手段
８ａ  接続ロッド
８ｂ  回転シャフト
８ｃ  一端部
９  グリッパ
１０  フレーム
１０ａ  懸架部
１１  回転手段支持部
１１ａ、１１ｂ  矩形支持板
１１ｃ  支柱
１２  保持部移動手段固定部
１２ａ、１２ｂ  支柱
１２ｃ、１２ｄ  アーム（中間、下方）
１２ｃ  中間アーム
１２ｄ  下方アーム
１３  真空ポンプ
１４  シャフト
１４ａ  下端部
１４ｂ  上端部
１５、１６  接続部（下方、上方）
１５  下方接続部
１６  上方接続部
１６ａ  穴部
１７  接続部接続板
１８  中間接続部
１９  ベアリング
２０  筐体
２１  筐体接続板
２２  ガイドロッド
２３  固定ブラケット
２４  エンコーダヘッド
２４ａ  エンコーダヘッド接続板
２５  エンコーダスケール
２６  リニアエンコーダ
２７  第１ベースレール
２８  第２ベースレール
２９  タイミングベルト
３０  駆動モータ
３０ａ  ギヤ
３０ｂ  他のギヤ
４０  物品
４１  トレー
ＦＤ  搬送方向
ＳＣ  移動経路
ＺＤ  接離方向（Ｚ方向）
【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】
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