CN111532699A - 物品集积装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的技术问题在于提供能够减轻物品的白白排出的物品集积装置。与在机器人可动范围的上游侧排出物品的规格的物品集积装置相比，判断是否应该排出物品的时间富余多出将物品从机器人可动范围的上游端搬运来到排出部的排出位置的时间，因此能够减少物品的白白排出。

Description

物品集积装置
技术领域
本发明涉及物品集积装置。
背景技术
以往，物品集积装置已被用作通过输送机搬运物品并在中途使用机器人将物品转运到另外的输送机上的装置。例如，在专利文献1(日本专利特开2012-188231号公报)所记载的物品集积装置中，将物品从搬运输送机上取出并转移至集积输送机上进行集积的并联机器人通过将物品临时搁置到临时搁置台上来防止因物品溢出所引起的排出到系统外。
然而，在集积输送机与搬运输送机直列配置的情况下，没有上述那样的临时搁置台，存在被判断为并联机器人无法取出的物品保持原样地载置于集积输送机上的风险。为了防止这种风险，也考虑在并联机器人的可动范围的上游侧具有少许富余地排出物品，但在这种情况下，有可能发生实际上也可以不排出的物品被白白地排出这一事态。
专利文献1：日本专利特开2012-188231号公报
发明内容
本发明的技术问题在于提供能够减轻物品的白白排出的物品集积装置。
本发明的第一方面所涉及的物品集积装置通过机器人将搬运来的物品移动到规定地方进行集积，其具备搬运部、集积部以及排出部。搬运部搬运物品。集积部与搬运部直列配置，集积物品。排出部将处于搬运部的物品排出到集积部以外的区域。排出部配置在机器人可动范围内，机器人可动范围是机器人能够保持物品并移动到集积部的范围。
在该物品集积装置中，与在机器人可动范围的上游侧排出物品的规格的物品集积装置相比，判断是否应该排出物品的时间富余多出将物品从机器人可动范围的上游端搬运来到排出部的排出位置的时间，因此能够减少物品的白白排出。
本发明的第二方面所涉及的物品集积装置是第一方面所涉及的物品集积装置，搬运部具有供物品放置并搬运物品的搬运面。集积部具有接收从搬运面移动来的物品的集积面。搬运面与集积面在水平方向上的最短距离为物品的厚度尺寸以下。
在该物品集积装置中，即使是在机器人没有抓住搬运面上的物品的情况下，或者在应该被排出的物品未被排出部排出的情况下，也可防止物品从搬运面与集积面之间的间隙掉落。
本发明的第三方面所涉及的物品集积装置是第一方面所涉及的物品集积装置，搬运部具有供物品放置并搬运物品的搬运面。集积部具有接收从搬运面移动来的物品的集积面，在俯视观察下，搬运面与集积面重叠。
本发明的第四方面所涉及的物品集积装置是第一方面至第三方面中任一方面所涉及的物品集积装置，还具备：物品位置检测部，检测物品的位置；以及控制部，判定是否排出物品。
在该物品集积装置中，由于能够检测物品的位置，所以能够将排出部靠近机器人可动范围的下游端界限进行配置。
本发明的第五方面所涉及的物品集积装置是第四方面所涉及的物品集积装置，控制部在物品到达能够由排出部排出的位置之前判断为无法由机器人保持物品的情况下，通过排出部排出物品。
在该物品集积装置中，由于能够持续进行“是否无法由机器人进行保持而将物品从搬运部直接移动到集积部”的判断，直到物品靠近机器人可动范围的下游端界限，所以与在机器人可动范围的上游侧排出物品的规格的物品集积装置相比，能够提高该判断的精度，并能减少物品的白白排出。
本发明的第六方面所涉及的物品集积装置是第一方面至第五方面中任一方面所涉及的物品集积装置，其中，物品以不等间隔搬运而来。
在该物品集积装置中，由于排出部配置在机器人可动范围内，所以在物品以短的间隔被搬运而来时，等待进行“是否无法由机器人进行保持而将物品从搬运部直接移动到集积部”的判断，直到靠近机器人可动范围的下游端界限即可。另一方面，在物品以长的间隔被搬运而来的情况下，提前保持即可。
发明效果
在本发明所涉及的物品集积装置中，与在机器人可动范围的上游侧排出物品的规格的物品集积装置相比，判断是否应该排出物品的时间富余多出将物品从机器人可动范围的上游端搬运来到排出部的排出位置的时间，因此能够减少物品的白白排出。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的物品集积装置的简要俯视图。
图2是物品集积装置的简要侧视图。
图3A是由并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。
图3B是由并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。
图3C是由并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。
图4A是由变形例所涉及的物品集积装置的并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。
图4B是由变形例所涉及的物品集积装置的并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。
图4C是由变形例所涉及的物品集积装置的并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。
附图标记说明
10…第一输送机(搬运部)；13…物品载置面(搬运面)；20…第二输送机(集积部)；23…物品载置面(集积面)；30…机器人；40…空气喷射装置(排出部)；50…物品位置检测传感器(物品位置检测部)；60…控制器(控制部)；120…第二输送机(集积部)；123…物品载置面(集积面)；B…包装袋(物品)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要指出，以下的实施方式是本发明的具体例，并非限定本发明的技术范围。
(1)物品集积装置的整体构成以及前后构成
图1是本发明的一实施方式所涉及的物品集积装置的简要俯视图。另外，图2是物品集积装置的简要侧视图。在图1以及图2中，该物品集积装置例如是设置在生产包装物B并进行装箱的食品工厂的生产线上的装置，通过将薯片填充到袋中来生产包装物B，该物品集积装置包括作为搬运输送机的第一输送机10、作为集积输送机的第二输送机20以及机器人30。
在该食品工厂的生产线上，于配备在物品集积装置的上游侧的制袋包装机(未图示)中生成包装物B，经过重量检查、异物混入检查而将其放置于物品集积装置的第一输送机10上。在物品集积装置中，通过机器人30将包装物B从第一输送机10转运至第二输送机20，第二输送机20将包装物B向下游侧搬运。在物品集积装置的下游侧配备有装箱装置(未图示)，将包装物B装入到纸箱中。
(2)物品集积装置的详细构成
(2-1)第一输送机10
第一输送机10是用于将包装物B从物品集积装置的上游侧搬运至机器人可动范围的搬运设备。这里，机器人可动范围是指机器人30能够保持物品并进行移动的范围。另外，作为第一输送机10，采用了将环形带架设于驱动辊以及从动辊的带式输送机，但也可以不使用带而采用多个滚筒排列而成的滚筒式输送机。
图3A～图3C是由并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。在图3A～图3C中，包装物B在第一输送机10之上沿着搬运方向A(参照图1)排列成一列，在该状态下包装物B在搬运方向上被传送。在这里，第一输送机10连续地传送包装物B。
(2-2)第二输送机20
第二输送机20是配置成其上游端(前端)与第一输送机10的下游端(后端)相邻的搬运设备，起到将机器人30载置的包装物B搬运至下游侧的作用。
第一输送机10的物品载置面13与第二输送机20的物品载置面23在水平方向上的最短距离被设定在包装物B的厚度尺寸以下。因此，防止包装物B从第一输送机10的物品载置面13与第二输送机20的物品载置面23的缝隙掉落。
需要指出，与第一输送机10同样地，虽然采用带式输送机作为第二输送机20，但也可以采用滚筒式输送机。
如图1所示，在第二输送机20之上，包装物B沿着搬运方向排列成一列或者多列。在本实施方式中，以一列为例进行说明。
第二输送机20的搬运方向与第一输送机10的搬运方向A相同。具体而言，沿着第二输送机20的搬运方向的中心线L2与沿着第一输送机10的搬运方向A的中心线L1一致，第二输送机20在第一输送机10的搬运方向A的下游侧配置为与第一输送机10排列在一条直线上。
另外，如图1以及图2所示，在第二输送机20之上排列成一列的包装物B以上下重叠的方式进行载置。于是，当包装物B以上下重叠的方式进行载置时，第二输送机20仅将包装物B向下游侧传送规定的传送量。即，第二输送机20间歇地搬运包装物B。
(2-3)机器人30
如图2所示，机器人30是具有3组连杆的并联连杆机器人。机器人30具备：基座32；在基座32的下方以均等的间隔安装的3个伺服电机33a、33b、33c；以及分别由这些伺服电机33a、33b、33c驱动的并联连杆臂34a、34b、34c。
(2-3-1)基座32
如图1所示，基座32配备为在俯视时与第一输送机10的下游端和第二输送机20的上游端重叠。
(2-3-2)并联连杆臂34a、34b、34c
并联连杆臂34a、34b、34c的各上端连结于伺服电机33a、33b、33c的各输出轴，各下端连结于吸附保持部38。各并联连杆臂34a、34b、34c分别从伺服电机33a、33b、33c的各输出轴向吸附保持部38延伸。
在机器人30进行动作时，适当控制各伺服电机33a、33b、33c的各输出轴的旋转量以及旋转方向，各并联连杆臂34a、34b、34c的下端在水平方向以及铅直方向上移动，使吸附保持部38移动到一定的三维空间内的任意位置上。
(2-3-3)吸附保持部38
机器人30的吸附保持部38在其下部具有多个吸附垫(未图示)。各吸附垫连接于从真空泵、真空抽风机(未图示)延伸的吸引管36，切换包装物B的吸附保持状态与吸附解除状态。通过吸附垫吸附包装物B以及解除对包装物B的吸附，从而吸附保持部38抓住或放开包装物B。
具体而言，吸附保持部38抓住第一输送机10之上的包装物B，并联连杆臂34a、34b、34c提起抓住包装物B的吸附保持部38并使其平面移动，并在第二输送机20之上解除吸附保持部38吸附的包装物B。由此，包装物B与吸附保持部38分离，并被载置于第二输送机20之上(参照图3A～图3C)。
需要指出，在图1中，处于第一输送机10的下游端附近的包装物B以及处于第二输送机20的上游端附近的两列包装物B均落在机器人可动范围内。
(2-4)空气喷射装置40
在本实施方式中，总是开动第一输送机10，边连续搬运一列包装物B边通过机器人30进行集积动作，根据该第一输送机10的搬运速度、机器人30的动作状况，也设想包装物B从第一输送机10的下游端移动至第二输送机20。
因此，在第一输送机10的下游端附近配备有空气喷射装置，该空气喷射装置从第一输送机10的侧方喷出喷射气流而将包装物B从第一输送机10排出。由此，将机器人30无法处理的包装物B分配到生产线之外，并能够使其再次返回到生产线的上游侧。
(2-5)物品位置检测传感器50
物品位置检测传感器50是检测包装物B通过了规定的检测位置的传感器。本实施方式中，在第一输送机10的搬运方向的上游侧中的、机器人可动范围的上游侧配置于第一输送机10的侧方。
(2-6)控制器60
控制器60根据物品位置检测传感器50的检测信号以及装备于第一输送机10的编码器(未图示)的输出，运算包装物B通过检测位置后的位置，并基于该位置，控制机器人30以及空气喷射装置40的动作。
(3)物品集积装置的动作
在这里，对如上所述地由第一输送机10呈一列搬运而来的包装物B被机器人30呈一列地转运到第二输送机20之上的动作进行说明。
(3-1)集积动作
载置于第一输送机10的带的物品载置面13之上而搬运来的包装物B被位于第一输送机10的下游端附近以及第二输送机20的上游端附近的上方的机器人30保持(参照图3A的包装物B6)并提起。吸附保持有包装物B6的机器人30的吸附保持部38在从第一输送机10提起包装物B6的状态下沿水平方向移动(参照图3B)而去往第二输送机20的上方。先于包装物B6转运的包装物B5已经载置于第二输送机20之上，并且如图3C所示，机器人30使包装物B6移动到包装物B5的斜上方的位置。从该图3C所示的状态，机器人30解除吸附保持部38对包装物B6的吸附保持，从而包装物B6被载置在包装物B5以及第二输送机20之上。
需要指出，图3A所示的上下重叠地载置于第二输送机20的物品载置面23之上的包装物B1、B2及包装物B3、B4是在包装物B5之前被转运的包装物B，在转运后被一次性间歇搬运。另外，如图3A～图3C所示，第一输送机10在机器人30进行包装物B的集积动作的期间也连续地工作，接转运中的包装物B6之后的包装物B7其位置逐渐向下游侧移动。
(3-2)排出动作
在第一输送机10的上游侧，于制袋包装机中生成包装物B，经过重量检查、异物混入检查而将其放置于第一输送机10上。即使是在制袋包装机中以80个/分钟的速度生产包装物B的情况下，运到第一输送机10的包装物B也未必是以80个/分钟的间隔被搬运而来，实际上以约20％的变动、即以相当于60个/分钟～100个/分钟的间隔被搬运。
这种情况下，在控制器60判断为包装物B以相当于生产速度60个/分钟的间隔在第一输送机10上被搬运时，立即保持进入到机器人可动范围内的包装物B并将其移动至第二输送机20进行集积即可。
另一方面，在控制器60判断为包装物B以相当于生产速度100个/分钟的间隔在第一输送机10上被搬运时，对于进入到机器人可动范围内的包装物B，在到达空气喷射装置40的排出点之前判断机器人30是否可以保持该包装物B并将其移动至第二输送机20，在判断为不可以移动时，在排出点通过空气喷射装置40排出该包装物B。
(4)物品集积装置的特征
(4-1)
在物品集积装置中，由于作为排出部的空气喷射装置40配置在机器人可动范围内，所以与在机器人可动范围的上游侧排出物品的规格的物品集积装置相比，判断是否应该排出作为物品的包装物B的时间富余多出将包装物B从机器人可动范围的上游端搬运来到排出位置的时间，因此能够减少包装物B的白白排出。
(4-2)
由于第一输送机10的物品载置面13与第二输送机20的物品载置面23在水平方向上的最短距离为包装物B的厚度尺寸以下，所以即使在机器人30没有抓住第一输送机10的物品载置面13上的包装物B的情况下，或者在应该被排出的包装物B未在排出点被排出的情况下，也可防止包装物B从第一输送机10的物品载置面13与第二输送机20的物品载置面23之间的间隙掉落。
(4-3)
由于控制器60能够根据物品位置检测传感器50的检测信号以及装备于第一输送机10的编码器的输出来运算包装物B通过检测位置后的位置，因此能够将作为排出部的空气喷射装置40靠近机器人可动范围的下游端界限进行配置。
(4-4)
控制器60在包装物B到达可由作为排出部的空气喷射装置40排出的位置之前判断为无法由机器人30保持包装物B的情况下，通过空气喷射装置40排出物品。其结果，由于能够持续进行“是否无法由机器人30进行保持而将包装物B从第一输送机10直接移动到第二输送机20”的判断，直到包装物B靠近机器人可动范围的下游端界限，所以与在机器人可动范围的上游侧排出包装物B的规格的物品集积装置相比，能够提高该判断的精度，并能减少包装物B的白白排出。
(4-5)
即使包装物B以不等间隔被搬运而来，但由于作为排出部的空气喷射装置40配置在机器人可动范围内，所以在包装物B以短的间隔被搬运而来时，等待进行“是否无法由机器人进行保持而将包装物B从第一输送机10直接转移到第二输送机20”的判断，直到靠近机器人可动范围的下游端界限即可。另一方面，在包装物B以长的间隔被搬运而来的情况下，提前保持即可。
(5)变形例
在上述实施方式中，如图2以及图3A～图3C所示，以第一输送机10的物品载置面13与第二输送机20的物品载置面23的高度位置相同的方式设置两个输送机10、20。在也采用不将包装物B重叠置于第二输送机20上的方式的情况下，可以说这样的配置是优选的。
但是，如果多采用将多个包装物B上下重叠地堆积在第二输送机20之上的方式的话，则改变两输送机的物品载置面的高度位置也是有效的。
图4A～图4C是由变形例所涉及的物品集积装置的并联连杆机器人进行的物品集积动作的一状态图。图4A～图4C中，在物品集积装置中，代替上述实施方式的第二输送机20而采用了物品载置面123的高度位置比第一输送机10的物品载置面13低的第二输送机120。
该变形例中，在第一输送机10的物品载置面13与第二输送机120的物品载置面123之间设置高低差来配置这两个输送机，因此没有必要像上述实施方式那样将包装物B6高高提起(参照图3B、图3C)，如图4B、图4C所示，若将包装物B9稍微提起并使其水平移动到第二输送机120之上，则包装物B9位于载置于第二输送机120的包装物B8的上方。
其结果，移载包装物B9的机器人30的动作的移载路径缩短与两输送机10、120的高低差相应的量，转运所需的时间缩短。
另外，由于在俯视观察下第一输送机10的物品载置面13与第二输送机20的物品载置面23重叠，所以包装物B不会从两者的间隙掉落。

Claims (6)

1.一种物品集积装置，通过机器人将搬运来的物品移动到规定地方进行集积，所述物品集积装置具备：
搬运部，搬运所述物品；
集积部，与所述搬运部直列配置，集积所述物品；以及
排出部，将处于所述搬运部的所述物品排出到所述集积部以外的区域，
所述排出部配置在机器人可动范围内，所述机器人可动范围是所述机器人能够保持所述物品并移动到所述集积部的范围。
2.根据权利要求1所述的物品集积装置，其中，
所述搬运部具有供所述物品放置并搬运所述物品的搬运面，
所述集积部具有接收从所述搬运面移动来的所述物品的集积面，
所述搬运面与所述集积面在水平方向上的最短距离为所述物品的厚度尺寸以下。
3.根据权利要求1所述的物品集积装置，其中，
所述搬运部具有供所述物品放置并搬运所述物品的搬运面，
所述集积部具有接收从所述搬运面移动来的所述物品的集积面，
在俯视观察下，所述搬运面与所述集积面重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的物品集积装置，其中，所述物品集积装置还具备：
物品位置检测部，检测所述物品的位置；以及
控制部，判定是否排出所述物品。
5.根据权利要求4所述的物品集积装置，其中，
所述控制部在所述物品到达能够由所述排出部排出的位置之前判断为无法由所述机器人保持所述物品的情况下，通过所述排出部排出所述物品。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的物品集积装置，其中，
所述物品以不等间隔搬运而来。
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