(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
口栓部を有し、該口栓部を搬送経路方向前方にして不規則な姿勢で搬送経路上を送られてきた物品の該口栓部を把持手段によって把持し、該物品を制御装置内のメモリデータに設定された位置へ摺動させ、パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転することにより、該物品の位置を後工程で必要とされる位置へと補正し、物品の方向を搬送経路方向と略平行な方向に補正することを特徴とする物品定置装置。
【請求項２】
口栓部を有し、該口栓部を搬送経路方向前方にして不規則な姿勢で搬送経路上を送られてきた物品の該口栓部をロボットが有する把持手段によって把持し、該ロボットによって、該物品を制御装置内のメモリデータに設定された位置へ摺動させ、前記パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転させることを特徴とする請求項１に記載する物品定置装置。
【請求項３】
口栓部を有し、該口栓部を搬送経路方向前方にして不規則な姿勢で搬送経路上を送られてきた物品の該口栓部を前記ロボットが有する把持手段によって把持し、該ロボットによって、該物品を制御装置内のメモリデータに設定された位置へ摺動させ、前記パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転させ、該搬送経路を停止させた状態で、該物品を搬送経路方向と略平行な方向に搬送経路上を摺動させることにより、該物品の方向を搬送経路方向と略平行な方向に補正することを特徴とする請求項２に記載する物品定置装置。
【請求項４】
口栓部を有し、該口栓部を搬送経路方向前方にして不規則な姿勢で搬送経路上を送られてきた物品の該口栓部を視覚センサによって認識し、パターンマッチング処理することにより、該物品をロボットが有する把持手段によって把持できることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する物品定置装置。
【請求項５】
前記物品を搬送経路方向と略平行に摺動させる距離が、該物品の中心線方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載する物品定置装置。
【請求項６】
口栓部を有し、該口栓部を搬送経路方向前方にして不規則な姿勢で搬送経路上を送られてきた物品の該口栓部を把持手段によって把持した後、該物品を制御装置内のメモリデータに設定された位置へ摺動し、その後、パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転することにより、該物品の位置を後工程で必要とされる位置へと補正し、物品の方向を搬送経路方向と略平行な方向に補正することを特徴とする物品定置方法。
【請求項７】
口栓部を有し、該口栓部を搬送経路方向前方にして不規則な姿勢で搬送経路上を送られてきた物品の該口栓部を、ロボットが有する把持手段によって把持した後、該物品を制御装置内のメモリデータに設定された位置へ摺動し、パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転させた後、該搬送経路を停止させた状態で、該物品を搬送経路方向と略平行な方向に搬送経路上を摺動させる動作を、ロボットに行わせることによって、該物品の方向を搬送経路方向と略平行な方向に補正することを特徴とする請求項６に記載する物品定置方法。
【請求項８】
前記物品を搬送経路方向と略平行に摺動させる距離が、該物品の中心線方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項７に記載する物品定置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボトル等の物品を把持し、その物品を一定方向へ向ける物品定置装置及び物品定置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、前工程から不規則な姿勢で搬送されてきた物品は、人手により、後工程で必要とされる姿勢に補正して後工程へ供給していた。このため、作業効率が悪いばかりでなく、物品の姿勢の補正の精度が良くなかったため、後工程での作業の遅延を招くこととなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は、このような課題の原因を究明してこのような課題を解決するべく、鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったのである。
【０００４】
すなわち、本発明は、物品の方向を検出する作業の合理化を図るとともに、物品の方向を補正する作業の合理化を図ることを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、物品の方向を補正する作業において、補正精度の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の物品定置装置は、口栓部を有し、該口栓部を搬送経路方向前方にして搬送経路上を不規則な姿勢で送られてきた物品の口栓部を把持手段によって把持し、該物品を制御装置内のメモリデータに設定された位置へ摺動し、パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転することにより、該物品の位置を後工程に必要な位置へと補正し、該物品の方向を搬送経路方向と略平行となるよう補正することを特徴とする。また、本発明の物品定置方法は、該口栓部を搬送経路方向前方にして搬送経路上を不規則な状態で送られてきた物品の前記口栓部を把持手段によって把持し、該物品を前記位置へ摺動した後、前記角度まで回転し、該物品の方向を搬送経路方向と略平行となるよう補正することを特徴とする。なお、本明細書において、方向の補正には物品が定置している姿勢の補正も含む。
【０００７】
このような物品定置装置及び物品定置装置方法は、前記物品を移動し、前記物品を回転させることにより、物品を前記搬送経路上を摺動させ、該物品と該搬送経路との摩擦力を利用して、該物品の位置と方向を、後工程に必要な位置と方向に補正する装置及び方法である。
【０００８】
また、本発明の物品定置装置は、前記物品定置装置において、前記搬送経路上を送られてきた物品の口栓部をロボットが有する把持手段によって把持し、該物品をロボットによって該搬送経路上を摺動し、回転させることを特徴とする。
【０００９】
このような物品定置装置は、ロボットを利用して、物品を摺動し、回転させることにより、物品の位置と方向を補正する装置である。
【００１０】
また、本発明の物品定置装置は、前記物品定置装置において、口栓部を有し該口栓部を搬送経路方向前方にして搬送経路上を不規則な姿勢で送られてきた物品の口栓部をロボットが有する把持手段によって把持し、該ロボットによって、制御装置内のメモリデータに設定された位置まで該物品を摺動し、パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転させ、該物品を搬送経路方向と略平行な方向に搬送経路上を摺動させることにより、該物品の方向を搬送経路方向と略平行な方向に補正することを特徴とする。
また、本発明の物品定置方法は、前記物品定置方法において、口栓部を搬送経路方向前方にして該搬送経路上を不規則な姿勢で送られてきた物品の該口栓部を把持手段によって把持させ、その後、制御装置内のメモリデータに設定された位置まで該物品を摺動させ、その後、前記パターンマッチング処理により算出された角度まで該物品を回転させ、その後、該物品を搬送経路方向と略平行な方向に搬送経路上を摺動させる動作を、ロボットに行わせることによって、該物品の方向を搬送経路方向と略平行な方向に補正することを特徴とする。
【００１１】
このような物品定置装置及び物品定置方法は、ロボットによって、物品を前記制御装置内のメモリデータに設定された位置まで搬送経路上を摺動し、前記パターンマッチング処理により算出された角度まで回転させた後、物品を搬送経路方向と略平行な方向に搬送経路上を摺動させることにより、物品の方向をその該搬送経路方向と略平行な方向に補正する装置及び方法である。
【００１２】
また、本発明の物品定置装置は、前記物品定置装置において、前記搬送経路上を送られてきた物品の口栓部を視覚センサによって認識することにより、該物品をロボットが有する把持手段によって把持できることを特徴とする。
【００１３】
このような物品定置装置は、視覚センサによって物品の口栓部を検知し、パターンマッチング等によって物品の口栓部であることを判断するとともに、物品の口栓部の位置を認識した後に、ロボットに物品を把持させる装置である。
【００１４】
また、本発明の物品定置装置は、前記物品定置装置において、前記物品を搬送経路方向に摺動させる距離が、該物品の中心線方向の長さよりも長いことを特徴とする。また、本発明の物品定置方法は、前記物品定置方法において、前記物品を搬送経路方向に摺動させる距離が、該物品の中心線方向の長さよりも長いことを特徴とする。
【００１５】
このような物品定置装置及び物品定置方法は、発明者の経験則上、物品を搬送経路方向に摺動させる距離が長い程、物品の方向を正確に補正できたことから、物品を搬送経路方向に摺動させる距離を限定した装置及び方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る物品定置装置及び物品定置方法について、図面に基づいて詳しく説明する。
【００１７】
図１及び図２において、符号１０は、本発明の物品定置装置である。この物品定置装置１０は、搬送経路１２上を送られてきた容器（物品）１４の口栓部１６をロボット１８が有するチャック（把持手段）２０によって把持し、ロボット１８によって、容器１４を中心線２２上まで摺動させ、容器１４を角度Θ１だけ回転させた後、容器１４を中心線２２と略平行な方向に搬送経路１２上を摺動させることにより、容器１４の方向を中心線２２と略平行な方向に補正するように構成されている。
【００１８】
また、物品定置装置１０は、搬送経路１２上を送られてきた容器１４の口栓部１６を２次元のＣＣＤカメラ（視覚センサ）２４によって認識することにより、口栓部１６をロボット１８が有するチャック２０によって把持できるように構成されている。
【００１９】
また、物品定置装置１０においては、図３に示すように、容器１４を中心線２２と略平行な方向に搬送経路１２上を移動させる距離Ｘ２が、容器１４の中心線４４方向の長さよりも長く構成されている。具体的には、容器１４の中心線４４方向の長さが約４００ｍｍであるのに対して、距離Ｘ２は４５０ｍｍになるように設定されている。
【００２０】
搬送経路１２は、コンベア２６と後工程経路２８とから構成されており、ロボット１８によって容器１４をコンベア２６から後工程経路２８まで移動させるように構成されている。コンベア２６と後工程経路２８との間には、光電スイッチ３０が備えられており、光電スイッチ３０が容器１４を検知した場合に、コンベア２６を止めるように構成されている。
【００２１】
ロボット１８は、図４に示すように、チャック２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータ３２と、チャック２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸サーボモータ３４と、チャック２０をＸＹ平面方向に回動させるΘ軸サーボモータ３６とを備えている。Ｘ軸サーボモータ３２、Ｙ軸サーボモータ３４及びΘ軸サーボモータ３６の回動運動は、制御手段３８によって制御されるように構成されている。なお、この制御手段３８による制御は、エンコーダ及びタコジェネレータ等によって回転量及び速度等を制御手段３８へフィードバックさせることによって行われる。また、チャック２０を上下に移動させるための上下動シリンダ４６を備えている。
【００２２】
ＣＣＤカメラ２４は、光源４０から発せられた光が入射するように設置され、容器１４の口栓部１６が視野内に入ると、口栓部１６によって遮光され、輪郭形状を認識しやすいように配置されている。ＣＣＤカメラ２４によって得られた画像と、予め制御手段３８のメモリ４２内に登録されている画像データが比較され、口栓部１６の、搬送経路１２の中心線２２に対する容器１４の中心線４４の角度Θ１と、口栓部１６の中心点４６の位置を制御手段３８によって計算し認識するように構成されている。すなわち、いわゆるパターンマッチング処理を行った後、角度Θ１及び中心点４６の座標を検知するように構成されている。
【００２３】
なお、これらの一連の処理のうち、いかなる処理をハードウェア回路によって行い、いかなる処理を制御手段３８のソフトウェアによって行うかは、特に限定されない。また、視覚センサーにラインセンサー等を用いても可能である。
【００２４】
このような物品定置装置１０の作動について以下に説明することによって、本発明の物品定置方法について説明する。
【００２５】
この物品定置装置１０は、まず、コンベア２６が稼働させられ、コンベア２６上を容器１４が搬送されてくる。光電スイッチ３０が容器１４を検知すると、コンベア２６が一旦停止させられる。コンベア２６が一旦停止させられると、容器１４の口栓部１６の中心点４６がＡ点に位置する状態で、容器１４が停止する。コンベア２６が一旦停止させられた状態で、ＣＣＤカメラ２４が容器１４の口栓部１６を認識し、制御手段３８が角度Θ１及び中心点４６の座標データを認識する。
【００２６】
ロボット１８は、Ｘ軸サーボモータ３２及びＹ軸サーボモータ３４が作動させられて、チャック２０がＡ点位置まで移動し、Θ軸サーボモータ３６が作動させられて、チャック２０が角度Θ１だけ回動させられる。また、上下動シリンダ４６が作動させられて、チャック２０が降下させられる。チャック２０が降下させられた状態で、図３に示すように、チャック２０が作動させられて、口栓部１６がチャック２０によって把持される。
【００２７】
口栓部１６がチャック２０によって把持されると、Ｘ軸サーボモータ３２及びＹ軸サーボモータ３４が作動させられて、図３に示すように、チャック２０がＸ軸方向にＸ１の距離だけ移動させられると同時に、Ｙ軸方向にＹ１の距離だけ移動させられ、中心線２２上のＢ点まで移動させられる。また、同時に、Θ軸サーボモータ３６が作動させられて、チャック２０が逆方向に角度Θ１だけ回動させられる。この時、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動は、Ｘ軸サーボモータ３２及びＹ軸サーボモータ３４を別個独立に作動させることによって行っても良いが、Ａ点からＢ点までの直線上を移動させる直線補間を制御手段３８によって行いながら作動させても良い。
【００２８】
このようにして、チャック２０をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるのと同時に、Θ 軸方向に回動させることにより、理論的には、容器１４の中心線４４が中心線２２と一致することとなる。しかし、現実には、容器１４とコンベア２６との摩擦力、容器１４の撓み、及びチャック２０による把持の緩み等の理由から、容器１４の中心線４４は中心線２２と一致せず、容器１４の中心線４４は中心線２２に対して傾いている。
【００２９】
そこで、チャック２０をＸ軸方向のみにＸ２の距離だけＣ点まで移動させ、容器１４をコンベア２６及び後工程経路２８上を摺動させ、容器１４とコンベア２６及び後工程経路２８との摩擦力を利用して、容器１４の中心線４４を中心線２２と一致させる。このようにして、チャック２０をＸ軸方向のみにＸ２だけ移動させることによって、容器１４の方向を補正できることは、発明者の試験結果から導かれた結論である。実際には、Ｘ２の値が４５０ｍｍ以上の場合に、容器１４の中心線４４を中心線２２と一致させることができ、Ｘ２の値が４５０ｍｍ未満の場合には、余り効果がなかった。よって、容器１４の中心線４４方向の長さが４００ｍｍであるため、Ｘ２の値が容器１４の中心線４４方向の長さよりも長ければ長い程、容器１４の中心線４４を中心線２２と一致させることができると考えられる。
【００３０】
なお、Ｂ点及びＣ点の値は、予めメモリ４２に設定されているが、容器１４の長さ等に応じて、制御装置３８の操作盤等から適宜変更できることが好ましい。また、容器１４の長さを設定することによって、Ｂ点及びＣ点の値が制御装置３８により計算されて自動的に設定されるように構成しても良い。
【００３１】
このようにして、容器１４の方向を補正しながら、複数の容器１４を順次後工程へ送っていくことによって、後工程において、容器１４の処理を容易かつ正確に行うことができる。例えば、後工程において、容器１４へ商品ラベルを貼りつける処理を行う場合には、容器１４を精度良く位置決めして、正確にラベル貼りつけ作業を行うことができる。
【００３２】
以上に説明した物品定置装置１０及び物品定置方法によれば、ロボット１８によって、容器１４の中心線４４を中心線２２と一致させることができる。このため、従来のように人間が目視によって容器１４の方向を検出し、人手で容器１４の方向を補正する必要がなく、容器１４の方向の補正作業の効率化を図ることができる。また、容器１４の方向を精度良く補正することができるため、後工程の作業の効率化を図ることもできる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の物品定置装置及び物品定置方法は、その他の形態でも実施し得るものである。
【００３４】
例えば、本発明の物品定置装置１０において、図５に示すように、シリンダ５０によって仕切り板５２を上へ移動させることによって、コンベア２６上を送られた容器１４を止めるように構成しても良い。
【００３５】
また、本発明の物品定置装置１０において、図６に示すように、チャック２０をＡ点からＢ点まで、円弧補間を行いながら移動させても良い。このような円弧補間を行えば、Ａ点からＢ点まで移動した後Ｂ点からＣ点まで移動する一連の動作において、Ｂ点においてＡ点からＢ点までの円弧経路とＢ点からＣ点までの直線経路が接するため、Ｂ点においてチャック２０を滑らかに移動させることができる。
【００３６】
また、本発明の物品定置装置は、図７及び図８に示すようなロボット５６を備えた物品定置装置６６であっても良い。このロボット５６は、α軸サーボモータ５８によって回動させられるα軸アーム６０とβ軸サーボモータ６２によって回動させられるβ軸アーム６４とを備えて構成された関節型ロボットである。このようなロボット５６であっても、図３と同様に、容器１４の口栓部１６を、Ａ点からＢ点へ移動させた後Ｃ点へ移動させることにより、容器１４の方向を補正することができる。なお、このような関節型のロボット５６の場合、Ｘ軸方向へのみチャック２０を移動させる場合でも、制御手段３８によって直線補間させる必要がある。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明の物品定置装置及び物品定置方法は、図示したものに限定されず、その他の態様でも実施し得るものである。
【００３８】
例えば、本発明の物品定置装置によって方向を補正する物品はボトルである。また、本発明の物品定置装置において使用するロボットの形態は、上述のものに限定されず、その他の関節型ロボット又は無関節型ロボットであっても良い。また、物品を搬送経路方向に搬送経路上を移動させる距離は、物品の方向を補正できる十分な距離であれば特に限定されない。例えば、物品と搬送経路との摩擦抵抗が大きい場合には、移動させる距離を短くし、物品と搬送経路との摩擦抵抗が小さい場合には、移動させる距離を長くしても良い。
【００３９】
その他、本発明の技術的範囲には、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，修正，変形を加えた態様も含まれる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の物品定置装置及び物品定置方法によれば、物品の口栓部を把持手段によって把持し、物品を制御装置内のメモリデータに設定した位置に摺動し、物品をパターンマッチング処理により算出された角度まで回転させることにより、物品の位置と物品の方向を補正することができる。このため、従来のように作業者が手で物品の方向を補正する必要がなく、物品の方向を自動的に補正できるため、補正作業の効率化を図ることができる。また、作業者の手で補正するのと異なり、補正精度を高めることができるため、後行程作業の効率化をも図ることができる。
【００４１】
また、搬送経路上を送られてきた物品の口栓部をロボットが有する把持手段によって把持し、物品をロボットによって、前記制御装置内のメモリデータに設定された位置まで搬送経路上を摺動し、前記パターンパッチング処理により算出された角度まで物品を回転させることを特徴とする本発明の物品定置装置によれば、ロボットを利用して、物品を前記設定された位置に摺動させ、物品を回転させることができるため、物品の移動、回転を自動的におこなうことができる。また、ロボットの制御装置内のメモリデータを変更することによって、搬送経路方向と略平行に摺動させる物品の移動距離等を変更できるため、物品定置装置の汎用性を高めることができる。
【００４２】
また、ロボットによって、物品を搬送経路の中心線上まで一旦移動させた後、物品を中心線と略平行な方向にその中心線に沿って搬送経路上を移動させることにより、物品の方向をその中心線と略平行な方向に補正する本発明の物品定置装置及び物品定置方法によれば、物品を一旦搬送経路の中心線上の点まで移動させ、その点から中心線に沿って搬送経路上を移動させるため、必ず中心線上において物品を搬送経路方向へ定置させることができる。このため、物品が種々の位置に定置されることがなく、後工程作業の効率をより高めることができる。
【００４３】
また、搬送経路上を送られてきた物品の口栓部を視覚センサによって認識することにより、物品をロボットが有する把持手段によって把持できることを特徴とする本発明の物品定置装置によれば、視覚センサによって物品の方向を検知してロボットによって補正することができる。このため、従来のように作業者の目視によって物品の方向を確認する必要なく、物品の方向の補正作業の効率化を図ることができる。
【００４４】
また、物品を搬送経路方向と略平行に摺動させる距離が、物品の中心線方向の長さよりも長いことを特徴とする本発明の物品定置装置及び物品定置方法によれば、物品の方向を確実に補正することができる。このような効果は、発明者が実際に試験したところ、物品を搬送経路方向と略平行に摺動させる距離が長い程、物品の方向を正確に補正できたという事実に起因する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物品定置装置を示す側面図である。
【図２】図１の物品定置装置の平面図である。
【図３】図１の物品定置装置の要部拡大平面図である。
【図４】図１の物品定置装置のロボットの構成図である。
【図５】本発明の物品定置装置の他の実施形態を示す側面図である。
【図６】本発明の物品定置装置の更に他の実施形態を示す要部拡大平面図である。
【図７】本発明の物品定置装置の更に他の実施形態を示す平面図である。
【図８】図７の物品定置装置のロボットの構成図である。
【符号の説明】
１０，６６：撚糸装置
１２：搬送経路
１４：容器（物品）
１６：口栓部
１８，５６：ロボット
２０：チャック（把持手段）
２２：中心線
２４：ＣＣＤカメラ（視覚センサ）
２６：コンベア
２８：後工程搬送経路
３０：光電スイッチ
【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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