(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を両側から挟んで保持する一対のプレートを有し、それぞれ開閉可能な複数段の保持部を備えた物品保持手段と、この物品保持手段の第一段目の保持部と第二段目の保持部との間に設けられた仕切りプレートと、前記物品保持手段を反転させる反転機構とを備えたことを特徴とする物品の多段保持装置。
【請求項２】
前記物品保持手段は、第三段目の保持部を有しており、一つの保持部が保持した物品を一時載せる保持爪を有する仮置き台と、この仮置き台上に置かれた物品の上方に向かって進退動可能なスライドプレートとを設け、
前記仮置き台に載置された物品を第三段目の保持部で保持する際には、前記スライドプレートを前進させて、第二段目の保持部が保持している物品と仮置き台に載置された物品との間に位置させることを特徴とする請求項１に記載の物品の多段保持装置。
【請求項３】
物品を両側から挟んで保持する一対のプレートを有し、それぞれ開閉可能な複数段の保持部を備えた物品保持手段と、この物品保持手段の第一段目の保持部と第二段目の保持部との間に設けられた仕切りプレートと、前記物品保持手段を反転させる反転機構と、前記物品保持手段を移動させる移動手段とを備え、
搬送されてくる物品を第一段目の保持部で保持した後、物品保持手段を反転させて第二段目の保持部で物品を保持し、その後、箱中にケーシングを行うことを特徴とする物品の多段保持装置を備えた箱詰め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品の多段保持装置および物品の多段保持装置を備えた箱詰め装置に係り、特に、複数段の保持部を備え、これら各保持部にそれぞれ小型の物品を複数個ずつ保持する物品の多段保持装置と、この物品の多段保持装置によって把持した物品を箱詰めする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の物品を同時に保持して大きいケース内に充填するようにした物品保持装置は従来から知られている。このような物品保持装置で保持する物品が、小型の箱のように形状が一定で、しかも安定しているものである場合には、集積することが容易であり、従って、これらの物品を一列に整列させて同時に把持し、大きいケース内に収納し、これを複数回繰り返すことにより箱詰めを行なうことが容易である。また、このような物品を複数段積重ねて一ケース分集積をしてから、物品保持手段によってこれらの物品の全てを一度に保持して同時に箱詰めを行なうことも可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、物品保持装置によって保持する物品が、例えば、医薬品の錠剤を多数個シート状にパックしたＰＴＰシート等のようなものである場合には、これら物品自体に伸縮性があるため、形状が必ずしも一定でなく、しかも、力を加えると変形してしまうので、一つのケース内に収容する所定個数の物品を段積みして集積することは不可能であり、また、一定個数ずつ把持して複数回に分けて箱詰めをしようとしても、先にケース内に収容されている物品と、あとから挿入される物品の端部とが互いに干渉してケース内にスムーズに挿入できないという問題があった。
【０００４】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ＰＴＰシートのような不安定な形状の物品でも、複数段の保持部によって確実に保持することができ、しかも、これらの物品をケース内にスムーズに収納することができる物品の多段保持装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る物品の多段保持装置は、物品を両側から挟んで保持する一対のプレートを有し、それぞれ開閉可能な複数段の保持部を備えた物品保持手段と、この物品保持手段の第一段目の保持部と第二段目の保持部との間に設けられた仕切りプレートと、前記物品保持手段を反転させる反転機構
とを備えている。
【０００６】
本発明に係る物品の多段保持装置では、いずれかの保持部によって複数の物品を保持した状態で、他の保持部によって別の複数の物品を保持する際に、これらの物品が圧縮変形されても、先に保持されている物品との間には仕切プレートが設けられているので、各段の物品同士が互いに干渉することなくスムーズに保持される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明に係る物品の多段保持装置の一実施の形態であるロボットハンド１を備えた箱詰めロボット４の側面図、図２ないし図４は、前記物品の多段保持装置（ロボットハンド）１を拡大して示す図であり、それぞれ平面図、右側面図および左側面図である。このロボットハンド１は、平行な三段の物品保持部６，７，８を有する物品保持手段２、およびこの物品保持手段２を反転させる反転手段としてのロータリアクチュエータ３とを備えており、ワークコンベヤ１０によって搬送されてきたワーク１２（この実施例では多数の錠剤をシート状にパックしたＰＴＰシート）を、所定の枚数ずつ各保持部６，７，８でそれぞれ掴んだ後、ケースコンベヤ１４によって搬送されてきたケース１６内に同時に充填する。
【０００８】
ロボットハンド１の物品保持手段２は、図２ないし図４に示すように、第一保持部６、第二保持部７および第三保持部８を有しており、各保持部６，７，８は、それぞれ両側の二枚のプレート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを備えている。一方のプレート（図２の左側に位置するプレート）６ａ，７ａ，８ａはブラケット１６を介してロボットハンド１の本体１８に固定されており（以下、このプレート６ａ，７ａ，８ａを固定プレートと呼ぶ）、他方のプレート６ｂ，７ｂ，８ｂはそれぞれエアシリンダ６ｃ，７ｃ，８ｃによって進退動できるようになっている（以下、このプレート６ｂ，７ｂ，８ｂを可動プレートと呼ぶ）。これら可動プレート６ｂ，７ｂ，８ｂが固定プレート６ａ，７ａ，８ａに接近または離隔することにより、各保持部６，７，８がそれぞれ開閉する。
【０００９】
図２の右側に位置する可動プレート６ｂ，７ｂ，８ｂがエアシリンダ６ｃ，７ｃ，８ｃによって同図の左側に位置する固定プレート６ａ，７ａ，８ａ側に接近したときに（図２に二点鎖線で示す位置参照）、前記ワークコンベヤ１０によって搬送されてきた一定数量のワーク１２を両側から挟んで保持する。また、可動プレート６ｂ，７ｂ，８ｂがシリンダ６ｃ，７ｃ，８ｃによって後退して固定プレート６ａ，７ａ，８ａから遠ざかったときに（図２に実線で示す位置）、保持していたワーク１２を解放する。
【００１０】
ロボットハンド１の物品保持手段２が有する三段の保持部６，７，８の、第一段目６と第二段目７との間には、これら両保持部６，７を仕切る仕切プレート２０が設けられている。本実施例の各保持部６，７，８は、両側のプレート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを開閉させてワーク１２を把持するようになっているので、この仕切プレート２０は、第二段目の保持部７がワーク１２をすでに保持している状態で、第一段目の保持部６がワーク１２を新たに把持しようとする際に、第一段目のワーク１２と第二段目のワーク１２とが干渉することを防止するために設けられている。
【００１１】
前記ロボットハンド１は、後に説明するように、各保持部６，７，８の両プレート６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを開閉してワーク１２の把持および解放を行なうとともに、前記ロータリアクチュエータ３の作動により、保持部６，７，８を反転できるようになっており、これらの開閉および反転を所定の順序で行なうことにより、第一ないし第三の保持部６，７，８のすべてにワーク１２を保持することができる。そして、すべての保持部６，７，８にワーク１２を保持させるために、一度掴んだワーク１２を一時的に離して載せておく仮置き台２２が、ワークコンベヤ１０の近くに設けられている。
【００１２】
この仮置き台２２と、前記三段の保持部６，７，８のすべてにワーク１２を順次保持させるために必要な補助装置ついて、図５ないし図８により説明する。仮置き台２２は、ワークコンベヤ１０のフレーム１０ａの上端に取付け板２４を介して固定されている。前述のようにＰＴＰシート（ワーク１２）は、安定して立てておくことはできず、しかも、複数枚積重ねた状態で両側から押圧すると圧縮され、逆に、その押圧する力を解放すると元の状態に広がるので、保持部６，７，８によって保持したワーク１２を仮置き台２２上にそのまま置くと広がって倒れてしまう。そこで、仮置き台２２の両端に保持爪２２ａを設けて、この仮置き台２２上に置かれたワーク１２を安定して保持するようになっている。また、仮置き台２２は、前面側（図５の左側）がやや上方へ向けて傾斜するとともに、その後端側には上方へ折曲げた支持部２２ｂが形成されており、前記ロボットハンド１の保持部６によって載せられたワーク１２が落下したりずれたりしないようになっている。
【００１３】
仮置き台２２の後方側（図５の右側）には、仮置き台２２の上方に向かって進退動可能なスライドプレート２６が設けられている。このスライドプレート２６は、ほぼ水平（前記仮置き台２２の傾斜と同一の僅かな傾斜を有している）に配置された進退動用シリンダ２８の作動ロッド２８ａに取付けられており、仮置き台２２の上方に重なり合う前進位置（図５に実線で示す位置）と、仮置き台２２の上方から外れた後退位置（図５に想像線で示す位置）との間で進退動する。
【００１４】
前記スライドプレート２６を進退動させる進退動用シリンダ２８はベース３０上に取付けられ、さらにこのベース３０は垂直な取付板３１に固定されている。ワークコンベヤ１０のフレーム１０ａの上端にはスライダ３３が固定されており、前記垂直な取付板３１はこのスライダ３３に沿って昇降可能になっている。進退動用シリンダ２８が固定されているベース３０は、その下方に垂直に配置された昇降用シリンダ３２の作動ロッド３２ａに連結されている。この昇降用シリンダ３２は、前記ワークコンベヤ１０のフレーム１０ａの側面にブラケット３５を介して固定された型替用シリンダ３７の作動ロッド３７ａにブラケット３９を介して固定されており、進退動用シリンダ２８とスライドプレート２６は、この昇降用シリンダ３２の作動によって昇降される。
【００１５】
前記スライドプレート２６は、第二段目の保持部７がすでにワーク１２を保持している状態で、第三段目の保持部８が仮置き台２２上に載せられているワーク１２を把持しようとする際に、これらワーク１２が互いに干渉しないように、各段のワーク１２，１２間に挿入されるようになっている。しかしながら、スライドプレート２６を同じ高さのままでワーク１２が載った仮置き台２２上に前進させると、このスライドプレート２６の先端が仮置き台２２上のワーク１２に干渉してしまうので、前記昇降用シリンダ３２によって僅かに上昇させた状態で前進させるようになっている。
【００１６】
ここで、進退動用シリンダ２８と昇降用シリンダ３２の作動の順序について説明すると、先ず、昇降用シリンダ３２によってスライドプレート２６および進退動用シリンダ２８を上昇させ、次に、進退動用シリンダ２８によってスライドプレート２６を仮置き台２２の上方へ向かって前進させ、その後、昇降用シリンダ３２によってスライドプレート２６を下降させて、図５に実線で示すように、仮置き台２２上のワーク１２に被せた状態にする。続いて第二段目の保持部７によってすでにワーク１２を保持しているロボットハンド１が、仮置き台２２上に移動して第三段目の保持部８によって仮置き台２２上のワーク１２を保持した後、進退動用シリンダ２８によってスライドプレート２６を後退させて、これら二段（第二段目と第三段目）のワーク１２の間を仕切っていたスライドプレート２６を抜取る。
【００１７】
なお、前記型替用シリンダ３７は、異なる高さのワーク１２を取扱う際に、前記昇降用シリンダ３２の位置を変更するために用いられる。
【００１８】
前記進退動用シリンダ２８が固定されているベース３０上には、仮置き台２２の後端に設けられている支持部２２ｂの上方に延びる押え板３４が設けられている。この押え板３４は、前記ロボットハンド１の第二段目の保持部７がすでにワーク１２を保持している状態で、第三段目の保持部８が仮置き台２２上のワーク１２を掴んだ後、スライドプレート２６を後退させる際に、前記第二段目の保持部８が保持しているワーク１２がずれてしまわないようにその端部を支持するようになっている。
【００１９】
以上の構成に係る物品の多段保持装置の作動について説明する。図９に示すように、ケース１６を連続的に搬送するケースコンベヤ１４と、前記ケース１６内に挿入されるワーク１２（この実施例ではＰＴＰシート）を搬送するワークコンベヤ１０とが平行に配置され、ワークコンベヤ１０によって搬送されてきたワーク１２を、前記ロボット４の動作およびロボットハンド１の物品保持手段２とロータリアクチュエータ（反転手段）３の作動によって、ロボットハンド１の物品保持手段２が有する三段の保持部６，７，８にそれぞれ所定枚数ずつ保持して同時にケース１６内に挿入する。この実施例では、ワーク１２を複数枚（例えば１０枚）ずつ束にして、上下に積重ねた状態で搬送してきたものを、ロボットハンド１によって把持する前に立ち上がらせて前後に積層した状態にし、ロボットハンド１の各保持部６，７，８がこれらを複数束（例えば１０束）ずつ前後から把持する。
【００２０】
前記ロボットハンド１の三段の保持部６，７，８がそれぞれ前記複数束のワーク１２を保持するための工程について図１０ないし図１９により順次説明する。先ず、所定枚数（例えば、１０束×１０枚で計１００枚）のワーク１２が一群としてワーク保持位置Ｐ（図９および図１０参照）に搬送される。ロボットハンド１は、第一保持部６を下に向け、かつ、シリンダ６ｃ，７ｃ，８ｃによって各保持部６，７，８の可動プレート６ｂ，７ｂ，８ｂを後退させて開放した状態にしてワーク保持位置Ｐに移動する（図１０参照）。
【００２１】
ワーク保持位置Ｐに移動したロボットハンド１が、第一保持部６を下に向けた状態で下降し、ワークコンベヤ１０上の前記一群のワーク１２（１２Ａ）を前後から把持する。前述のようにワーク１２は、多数のＰＴＰシートを積層した束であり、可動プレート６ｂを固定プレート６ａ側に移動させてこれら両プレート６ａ，６ｂ間に把持すると、これらのワーク１２は、図１０の状態から図１１に示すように圧縮される。
【００２２】
第一保持部６によってワーク１２（１２Ａ）を保持したロボットハンド１は、そのまま上昇し、仮置き台２２の上方へ移動して可動プレート６ｂを開いて仮置き台２２上にワーク１２（１２Ａ）を載置する（図１２参照）。各保持部６，７，８がワーク１２を保持していない状態になったロボットハンド１は、その後、ロータリアクチュエータ３の作動により保持部６，７，８の上下を反転され、第一保持部６が上方に、そして第三保持部８が下方に位置する（図１３参照）。
【００２３】
前記のように反転して第三保持部８が下方を向いたロボットハンド１は、そのまま下降して、中間の第二保持部７により前記仮置き台２２上に載置されているワーク１２（１２Ａ）を把持する（図１４参照）。第二保持部７によってワークを保持している間に、前記ワークコンベヤ１０のワーク保持位置Ｐに次の一群のワーク１２（１２Ｂ）が搬送される。第二保持部７にワーク１２（１２Ａ）を保持しているロボットハンド１は、前記仮置き台２２上からワーク保持位置Ｐへと移動するとともに再度反転して第一保持部６を下方に向ける。この状態でロボットハンド１が下降して、第一保持部６が、前記ワーク保持位置Ｐに搬送されてきた次のグループのワーク１２（１２Ｂ）を把持する（図１５参照）。第一保持部６と第二保持部７との間には、仕切プレート２０が設けられているので、第一保持部６の可動プレート６ｂが固定プレート６ａ側に接近しワーク１２（１２Ｂ）を把持して圧縮する際に、このワークコンベヤ２上のワーク１２（１２Ｂ）が、上方の第二保持部７に保持されているワーク１２（１２Ａ）に干渉することを防止することができる。
【００２４】
第一および第二の両保持部６，７にワーク１２（１２Ａ，１２Ｂ）を保持したロボットハンド１は、仮置き台２２の上方へ移動し、第一保持部６の可動プレート６ｂを後退させて両プレート６ａ，６ｂを開放し、第一保持部６が保持していたワーク１２（１２Ａ）を仮置き台２２上に載置する（図１６参照）。下側の第一保持部６が把持していたワーク１２（１２Ｂ）を離して、中間の第二保持部７だけがワーク１２（１２Ａ）を保持している状態になると、このロボットハンド１は上昇した後、反転して第一保持部６を上方に、そして第三保持部８を下方に向けた状態にする（図１７の上部に示すロボットハンド１参照）。
【００２５】
続いて、仮置き台２２上に載置されているワーク１２（１２Ｂ）の上方にスライドプレート２６を前進させてこのワーク１２（１２Ｂ）上に被せる（図１７参照）。このとき、スライドプレート２６の後退位置からそのまま前進させると、スライドプレート２６の先端が、仮置き台２２上に載置されているワーク１２（１２Ｂ）の上端部に干渉してしまうので、先ず、昇降用シリンダ３２によってスライドプレート２６および進退動用シリンダ２８をやや上昇させ、この高さで進退動用シリンダ２８を作動させてスライドプレート２６をワーク１２（１２Ｂ）の上方へ前進させた後、昇降用シリンダ３２によって下降させることにより、スライドプレート２６を図５に実線で示す位置に移動させる。
【００２６】
仮置き台２２上に載ったワーク１２（１２Ｂ）の上端に接してスライドプレート２６を位置させた後、ロボットハンド１を下降させ、最も下方に位置している第三保持部８によって前記仮置き台２２上のワーク１２（１２Ｂ）を把持する（図１８参照）。仮置き台２２上のワーク１２（１２Ｂ）は、把持される際に圧縮されるが、すでに第二保持部７に把持されているワーク１２（１２Ａ）と、今回第三保持部８に把持されるワーク１２（１２Ｂ）との間にスライドプレート２６が介在しているので、上下のワーク１２（１２Ａ，１２Ｂ）が干渉することなくスムーズに把持することができる。第三保持部８がワーク１２（１２Ｂ）を把持して第二保持部７に保持されているワーク１２（１２Ａ）と同様に圧縮した後、前記進退動用シリンダ２８によってスライドプレート２６を後退させて、上下のワーク１２（１２Ａ，１２Ｂ）間から抜取る。このスライドプレート２６を抜取るとき、第三段目の保持部８によって保持された仮置き台２２上のワーク１２（１２Ｂ）は、仮置き台２２の後端の支持部２２ｂによって、また、第二段目の保持部７に保持されているワーク１２（１２Ａ）は、押え板３４によってそれぞれ支持されるので、これらのワーク１２（１２Ａ，１２Ｂ）の姿勢が崩れてしまうことがない。
【００２７】
第三保持部８によってワーク１２（１２Ｂ）を保持している間に、ワークコンベヤ１０のワーク保持位置Ｐには、次の一群のワーク１２（１２Ｃ）が搬送されてくる。第二および第三の保持部７，８がワーク１２（１２Ａ，１２Ｂ）を保持しているロボットハンド１が反転し、まだワーク１２を保持していない第一保持部６を下方に向けるとともに、ロボットハンド１をワーク保持位置Ｐに移動させる。この位置でロボットハンド１を下降させて第一保持部６によりワーク１２（１２Ｃ）を把持する（図１９参照）。
【００２８】
ロボットハンド１の前記動作により、三段の保持部６，７，８のすべてにワーク１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）が保持されると、ロボットハンド１はケースコンベヤ１４方向へ移動され、このコンベヤ１４によって搬送されてきた空のケース１６内にワーク１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）を一度に挿入し、各保持部６，７，８を開放してワーク１２をケース１６内に収容する。以上の工程を繰り返すことにより、連続的に搬送されてくるケース１４内に、所定個数のワーク１２を挿入する。この実施例では、ＰＴＰシートのような不安定な形状のワーク１２でも確実に保持して、ケース１４内にスムーズに収納することができる。しかも、段積み集積をする必要がないので、装置全体の構造が簡単であり、コストダウンを図ることができる。しかも前記実施例では、ロボットハンド１を交換することにより各種サイズのワーク１２に対応することができるので、極めて兼用性が高い。
【００２９】
なお、前記実施例では、ロボットハンド１が三段の保持部６，７，８を有していたが、保持部の数は三段に限るものではなく、二段または四段以上であっても良い。保持部が二段の場合には、仮置き台は必要なく、また、四段以上の場合には、前記実施例で行なっていた、仮置き台２２上のワーク１２を中間の第二段目の保持部６で把持する工程を、中間に位置している保持部の数だけ繰り返せば良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、物品を両側から挟んで保持する一対のプレートを有し、それぞれ開閉可能な複数段の保持部を備えた物品保持手段と、この物品保持手段の第一段目の保持部と第二段目の保持部との間に設けられた仕切りプレートと、前記物品保持手段を反転させる反転機構とを備えたことにより、不安定な形状でしかも変形する物品を、段積み集積することなく複数段一度に保持することができ、確実にケース内に収容することができる。また、段積み集積の必要がないので、装置全体の構造が複雑になり、コストダウンを図ることができる。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明では、前記物品保持手段が、三段の保持部を有する場合には、一つの保持部が保持した物品を一時載せる保持爪を有する仮置き台と、この仮置き台上に置かれた物品の上方に向かって進退動可能なスライドプレートとを設けたことにより、保持部の開閉および反転動作により、全ての保持部に物品を保持することができ、しかも、保持する際に、隣接する保持部に保持される物品同士が干渉するおそれがなく、スムーズな把持工程を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る物品の多段保持装置が取付けられた箱詰めロボットの正面図である。
【図２】前記物品の多段保持装置の平面図である。
【図３】図２の右側面図である。
【図４】図２の左側面図である。
【図５】仮置き台およびワークを把持する際の補助装置を示す側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５の右側面図である。
【図８】図５の左側面図である。
【図９】ワークコンベヤとケースコンベヤの配置を説明する平面図である。
【図１０】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１１】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１２】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１３】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１４】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１５】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１６】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１７】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１８】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【図１９】前記物品の多段保持装置の動作を順次説明する図である。
【符号の説明】
１    物品の多段保持装置（ロボットハンド）
２    物品保持手段
３    反転機構（ロータリアクチュエータ）
４    ロボット
６    保持部
７    保持部
８    保持部
１０    搬送手段（ワークコンベヤ）
１２    物品（ＰＴＰシート）
１６    ケース
２０    仕切プレート
２２    仮置き台
２６    スライドプレート
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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