JP2001239484A - 物品処理システム - Google Patents

物品処理システム

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JP2001239484A
JP2001239484A JP2000053125A JP2000053125A JP2001239484A JP 2001239484 A JP2001239484 A JP 2001239484A JP 2000053125 A JP2000053125 A JP 2000053125A JP 2000053125 A JP2000053125 A JP 2000053125A JP 2001239484 A JP2001239484 A JP 2001239484A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 物品処理システムは、ランダムに搬送さ
れる物品を検出するカメラと、このカメラで検出された
物品を保持する複数の第1、第2バキュームパッドB
1、B2を有するロボットと、上記バキュームパッドB
1、B2の間隔を調節する間隔調節機構18と、これら
バキュームパッドB1、B2およびロボット、さらに間
隔調節機構を制御して物品を保持させる制御装置とを備
えており、該制御装置は、物品を保持する以前に上記物
品調節機構を制御してバキュームパッドB1、B2の間
隔を物品の間隔に一致させるようになっている。 【効果】 従来に比較して物品の処理能力を向上させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は物品処理システムに
関し、より詳しくは物品を保持する複数の保持手段を備
える物品処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、物品処理システムとして、ランダ
ムに搬送される物品を検出する物品検出手段と、上記検
出手段で検出された物品を保持する複数の物品保持手段
を有するロボットと、このロボットを制御して上記物品
保持手段で物品を保持させる制御装置とを備えたものは
知られている。この種の物品処理システムでは、複数の
保持手段で保持した複数の物品を1度に処理、例えばケ
ース等に移し替え処理することができるので、物品保持
手段を一つしか備えていないものに比較して処理能力を
向上させることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように複数の物品保持手段を備えていても物品を保持
する際には、各物品保持手段を順次一つずつ作動させて
一つずつ物品を保持するようにしているため、具体的に
は保持する物品に応じてその都度保持位置を移動しなけ
ればならないため時間をロスしていた。本発明はそのよ
うな事情に鑑み、従来に比較して処理能力の高い物品処
理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、上述した物品
処理システムと同一の構成を有する物品処理システムに
おいて、上記各保持手段の少なくともいずれかを移動さ
せて各保持手段の間隔を拡縮させる間隔調節機構を設け
たものである。
【0005】上述した構成によれば、上記間隔調節機構
により物品を保持する前に各保持手段の間隔を保持すべ
き物品の間隔に調節して一致させておけば、物品の間隔
がランダムであったとしても各物品保持手段により同時
に複数の物品を保持することができる。したがって、複
数備える物品保持手段を順次一つずつ作動させて物品を
一つずつ保持するようにしていた従来に比較して同時に
複数の物品を保持することができるので、処理能力を向
上させることができる。
【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、1は物品Wを図面上におけ
る左方から右方に搬送する第1搬送コンベヤであり、ま
たこの第1搬送コンベヤ1に平行させてケースCを図面
上における左方から右方に向けて搬送する第2搬送コン
ベヤ3を並設している。上記第1搬送コンベヤ1上をラ
ンダムな状態で搬送される各物品Wは、後述する物品処
理システム4によって第2搬送コンベヤ3上を搬送され
る上記ケースC内に同一状態に揃えられて収容されるよ
うになっている。本実施例の物品Wは、断面が長方形と
なる扁平な四角柱のプラスチック容器であり、上記物品
処理システム4は、この物品Wを所定の保持領域内にお
いて一度に2個保持し、かつその保持した物品Wを搬送
中において向きを揃えて長手方向に従列させるととも
に、この従列させた2つの物品WをケースC内の図面上
における上半分と下半分の2回に分けて載置するように
なっている。
【0007】上記物品処理システム4は、第1搬送コン
ベヤ1の上流側に配置された物品検出手段としてのカメ
ラ7と、第1搬送コンベヤ1の下流部分と第2搬送コン
ベヤ3の上流部分がオーバーラップする位置に配置した
ロボット8と、上記カメラ7で撮影された映像データを
入力されるとともに、その映像データに基づいてロボッ
ト8を制御する制御装置33を備えている。図2に示す
ように上記ロボット8は、鉛直方向に向けた第1駆動軸
10を備えるとともに、この第1駆動軸10の上端に水
平方向に向けた第1アーム11の基部を連結している。
第1アーム11の先端部には、鉛直方向に向けた第2駆
動軸12を回転自在に設けてあり、この第2駆動軸12
に水平方向に向けた第2アーム13の基部を連結してい
る。そして、この第2アーム13の先端部には、小径の
第3駆動軸14を回転可能、かつ昇降可能に設けてあ
り、この第3駆動軸14の下端部に処理ヘッド15を取
付けている。
【0008】上記処理ヘッド15は、図3に示すように
長方形をしたハウジング17を備えており、このハウジ
ング17は、その長手方向中央部を上記第3駆動軸14
の下端部に連結されて水平に支持されている。したがっ
て、第3駆動軸14が回転するとハウジング17は水平
方向で正逆に回転されるとともに、第3駆動軸14が昇
降するとハウジング17は鉛直方向に昇降される。上記
ハウジング17の長手方向の一端と他端には、後に詳述
する間隔調節機構18の一部を構成する第1ラック20
と第2ラック21が所定の間隔を開けて摺動可能に支持
されており、この第1ラック20の右端部に鉛直方向下
方に向けて伸縮する第1エアシリンダ22を回転可能に
軸支する一方、第2ラック21の左端部に鉛直方向下方
に向けて伸縮する第2エアシリンダ23を回転可能に軸
支している。上記第1エアシリンダ22のピストンロッ
ド22aと第2エアシリンダ23のピストンロッド23
aには、それぞれ保持手段としての第1バキュームパッ
ドB1と第2バキュームパッドB2を取付けており、こ
れら第1バキュームパッドB1と第2バキュームパッド
B2とで物品Wの上面の所定位置を吸着保持するように
している。また第1エアシリンダ22のハウジング22
bと第2エアシリンダ23のハウジング23bには、そ
れぞれ第1回転機構24と第2回転機構25の一部を構
成する大ギヤ26、27が取付けられており、これら両
大ギヤ26、27は、それぞれ別の駆動モータ28、2
9に連動する駆動ギヤ30、31に噛合させてある。し
たがって、第1回転機構24の駆動モータ28を正逆回
転させると該第1エアシリンダ22および第1バキュー
ムパッドB1が正逆回転されるとともに、第2回転機構
25の駆動モータ29を正逆回転させると第2エアシリ
ンダ23および第2バキュームパッドB2が正逆回転さ
れるようになっている。さらに上記第1ラック20と第
2ラック21とは、共にハウジング17の中央部に設け
たラック用駆動モータ32の駆動ギヤ(図示せず)に噛
合させてある。したがって、該ラック用駆動モータ32
を正逆回転させると第1ラック20と第2ラック21に
取付けられた第1バキュームパッドB1と第2バキュー
ムパッドB2との間の間隔Lを拡縮することができる。
そして上記第1エアシリンダ22と第2エアシリンダ2
3、また第1バキュームパッドB1と第2バキュームパ
ッドB2および第1回転機構24と第2回転機構25、
さらに上記間隔調整機構18は、制御装置33によって
それぞれ制御されるようになっている。上記制御装置3
3は、カメラ7から第1搬送コンベヤ1上を搬送される
物品Wの映像を入力されるようになっており、この映像
を画像処理してその外形から各物品Wごとの向きを認識
するとともに、物品Wの所定の保持位置を、例えばロボ
ット8前方の第1搬送コンベヤ1上の適宜な位置を原点
(0,0)とする水平方向のX・Y座標として認識する
一方、すでに通過した各物品Wの座標位置を演算して書
き換えるようになっている。これにより求めた各物品W
1、W2、W3……の位置座標に基づいて、先頭に位置
する1番目と2番目の物品W1、W2から順に、X軸も
しくはY軸を基準とした(x1,y1)座標に対する
(x2,y2)座標の傾きθを求めるとともに、下記に
示す式によって2つの物品W間の保持位置の間隔Pを演
算するようになっている(図4参照)。 P2=(x1−x2)+(y1−y2)
【0009】以上の構成を有する物品処理システム4の
作動について、図5に示すフローチャートに基づいて説
明する。先ず図1に示すように、上流側の装置から第1
コンベヤ1上に横転した状態でランダムに供給された各
物品Wは、該第1搬送コンベヤ1によって図面上の左側
から右側に向けて移動されるようになっており、この移
動途中でカメラ7によって断続的に撮影されるようにな
っている。このカメラ7で撮影される映像は制御装置3
3に入力されるようになっており、該制御装置33は、
処理S1において上述した画像処理を行なって物品Wn
について所定の保持位置を位置座標(xn,yn)とし
て認識するとともに、1番目の物品W1と2番目の物品
W2との間隔Pを求める。すなわち、物品W1の位置座
標を(x1,y1)とし、また物品W2の位置座標を
(x2,y2)とすると、これらをそれぞれ処理S1の
式に代入して1番目の物品W1と2番目の物品W2の間
隔Pを求める。上記処理S1において保持位置の間隔P
が求まったら、次に処理S2に移行し、この処理S2に
おいて間隔Pが間隔調整機構18の調節範囲L1〜L2
の範囲内か否かを判定する。このとき、上記間隔Pが調
節範囲L1〜L2の下限L1と上限L2との範囲内にあ
るときには、次に処理S3に移行する。
【0010】この処理S3では、1番目の物品W1の位
置座標(x1,y1)と2番目の物品W2の位置座標
(x2,y2)とに基づいて、上記第1アーム11およ
び第2アーム23を水平面内で移動させる一方、傾きθ
に基づいて第3駆動軸14を回転させて処理ヘッド15
を水平面内で回転させるとともに該第3駆動軸14を伸
長させて処理ヘッド15を下降させ、つまり第1バキュ
ームパッドB1と第2バキュームパッドB2とで同時に
2つの物品W1,W2を保持することができるように位
置合わせする。上記処理S3に続く処理S4では、ラッ
ク用駆動モータ32を作動させてこれに連動する第1ラ
ック20と第2ラック21を介して第1バーキュームパ
ッドB1と第2バキュームパッドB2とを移動させて両
者の間隔を上記間隔Pに一致するように拡縮して調整す
る。これにより、第1バキュームパッドB1および第2
バキュームパッドB2で物品W1および物品W2を同時
に保持することができる状態が整ったことになる。
【0011】そして、上記処理S4が終了したら物品W
1,W2を実際に処理する処理S5に移行し、制御装置
33は第1搬送コンベヤ1に連動する図示しないエンコ
ーダから入力されるパルス信号に基づいて物品W1,W
2の移動を監視しており、このとき物品W1、W2が予
め決定された保持位置に到達したら第1、第2エアシリ
ンダ22、23の各ピストンロッド22a、23aを同
時に必要なだけ伸長させる一方、これと同期して第1、
第2バキュームパッドB1、B2を図示しない負圧源に
連通させる。これにより第1バキュームパッドB1と第
2バキュームパッドB2に接触した1番目の物品W1と
2番目の物品W2が吸着され、この状態で第1、第2エ
アシリンダ22、23の各ピストンロッド22a、23
aを収縮させて第1、第2バキュームパッドB1、B2
とこれに吸着保持された両物品W1、W2を上昇させ
る。そして、第1、第2バキュームパッドB1、B2の
収縮中または収縮が終了するの待って第1アーム11お
よび第2アーム23を水平面内で移動させる一方、第3
駆動軸14を回転させて処理ヘッド15を水平面内で回
転させるとともに該第3駆動軸14を収縮させて処理ヘ
ッド15を上昇端に位置させ、つまりケースC2の空き
部分に両第1、第2バキュームパッドB1,B2で保持
した両物品W1,W2を同時に解放することができるよ
うに位置合わせする。またこの位置合せの最中に、制御
装置33は、適宜に第1、第2回転機構24、25を作
動させて第1バキュームパッドB1の保持した物品W1
と第2バキュームパッドB2に保持した物品W2とがそ
れぞれ長手方向に従列するように揃えるようになってい
る。そして、物品W1,W2を従列させたら図1におけ
るケースC2の上方側の空き部分に載置するとともに、
第1、第2バキュームパッドB1、B2と負圧源の連通
を遮断して物品W1,W2を同時に解放するようになっ
ている。上記処理S5において、保持指令を出力したら
処理S6に移行して物品W1,W2のデータを消去する
とともに次の物品W3,W4のデータをそれぞれ繰り上
げ、この繰り上げたデータについて上述した処理S1〜
S6を繰り返し行なうようになっている。
【0012】ところで、物品Wの間隔Pが調節範囲L1
〜L2の範囲外であれば、処理S3´に移行し、この処
理S3´において物品W1と物品W2を一つずつ保持す
るようになっている。すなわち、先ず第1バキュームバ
ッドB1で物品W1だけを保持することができるよう
に、上記第1アーム11および第2アーム23を水平面
内で移動させる一方、傾きθに基づいて第3駆動軸14
を回転させて処理ヘッド15を水平面内で回転させると
ともに該第3駆動軸14を伸長させて処理ヘッド15を
下降させて位置合わせする。このように位置合わせが終
了したら、第1エアシリンダ22を伸長させて第1バキ
ュームパッドB1により物品W1を吸着保持させるとと
もに、第1バキュームパッドB1が物品W1を保持した
ら、第1エアシリンダ22を収縮させて第1バキューム
パッドB1および物品W1を上昇させる。上述したよう
に物品W1を保持したら、次に第2バキュームパッドB
2で物品W2を保持することができるように、上記第1
アーム11および第2アーム23を水平面内で移動させ
て位置合わせする。このように位置合わせが終了した
ら、第2エアシリンダ23を伸長させて第2バキューム
パッドB2により物品W2を吸着保持させるとともに、
第2バキュームパッドB2が物品W2を保持したら、第
2エアシリンダ23を収縮させて第2バキュームパッド
B2および物品W2を上昇させるようになっており、こ
の後は上述したように物品W1と物品W2の向きを揃え
てC2に載置する。また上記保持指令を出力したら通常
の処理S6へと移行する。
【0013】したがって、以上の説明より理解されるよ
うに本実施例の物品処理システム4によれば、物品Wの
間隔がランダムであっても、その間隔に応じて第1、第
2バキュームパッドB1、B2の間隔Lを事前に調節す
ることで同時に処理することができるので、2つのバキ
ュームパッドを備えていてもこれらを順次1つずつ作動
させて一つずつ物品を保持していた従来に比較して処理
能力を約2倍に向上させることができる。
【0014】なお上記実施例では、双方の第1バキュー
ムパッドB1と第2バキュームパッドB2とを移動可能
に構成していたがこれに限定されるものではなく、いず
れか一方のバキュームパッドをハウジングに固定し、他
方のバキュームパッドだけを移動させるようにしてもよ
い。
【0015】また上記実施例では、物品Wの間隔Pが調
節範囲L1〜L2の範囲外であったときには、処理S3
において物品Wを一つずつ保持するようにしていたがこ
れに限定されるものではなく、例えば以下に記載するよ
うな処理であってもよい。すなわち、上記間隔Pが調節
範囲L1〜L2の範囲外であったら、物品W1のデータ
を消去するとともに、次の物品W2、W3、W4……の
データの順位を一つずつ繰り上げ、そして処理S1に戻
ってこの繰り上げたデータについて上述した処理S1お
よび処理S2を行なうようにする。
【0016】さらに上記第1実施例では、第1、第2バ
キュームパッドB1、B2を回転させる第1、第2回転
機構24、25を備えていたがこれに限定されるもので
はなく、例えば円形のように方向性のない物品Wを処理
する場合や一列の状態で一定方向に揃えられてランダム
な間隔で搬送される物品Wを処理する場合には回転機構
を省略してもよい。そして、このように物品Wが一列で
搬送される場合には、P=x1−x2の式でよい。
【0017】次に、図6は本発明の第2実施例を示すも
のであり、上記第1実施例では処理ヘッド15は第1、
第2バキュームパッドB1、B2の2つしか備えていな
かったが、本実施例ではバキュームパッドを3つ設けた
ものであり、特に一列で物品Wの間隔Pがランダムな場
合、或は物品Wの間隔Pおよび向きがランダムな場合に
有効である。すなわち、第1実施例では第1ラック20
と第2ラック21を同一のラック用駆動モータ32で駆
動させるようにしていたのに対し、本実施例では第1ラ
ック120を専用の第1ラック用駆動モータ132´で
駆動し、また第2ラック121を専用の第2ラック用駆
動モータ132″で駆動させるようにしている。そし
て、上記第1ラック120に取付けた第1バキュームパ
ッドB1と第2ラック121に取付けた第2バキューム
パッドB2との間にハウジング117に直接取付けた第
3バキュームパッドB3を配設している。なおそれ以外
の構成は第1実施例と同一に構成されており、該第1実
施例と同一の部材には第1実施例で用いた符号に「10
0」を加えた符号を付している。このような構成を有す
る本実施例によれば、物品W1と物品W2の間隔を求め
て第1バキュームパッドB1と第2バキュームパッドB
2の間隔を上記間隔に一致するように拡縮するととも
に、物品W2と物品W3の間隔を求めて第2バキューム
パッドB2と第3バキュームパッドB3の間隔を上記間
隔に一致するように拡縮することにより、物品W1、W
2、W3をバキュームパッドB1、B2、B3により同
時に保持することができるので、バキュームパッドを3
つ備えていてもそれらを順次一つずつ作動させて一つず
つ物品Wを保持するようにしていた従来に比較して処理
能力を約3倍に向上させることができる。
【0018】ところで、本実施例でも第1実施例と同様
に1番目と2番目の物品W間の間隔が間隔調節機構11
8の調節範囲L1〜L2の範囲外であったら、第1バキ
ュームパッドB1により先に物品W1をだけを保持し、
この後に第2、第3バキュームパッドB2、B3により
同時に保持して処理するか、または先頭の物品W1を保
持せずに見送り、後に物品W2、W3、W4を各バキュ
ームパッドB1、B2、B3により同時に保持するか、
さらには各バキュームパッドB1、B2、B3で一つず
つ物品Wを保持するようにすればよい。また2番目と3
番目の物品W間の間隔が間隔調節機構118の調節範囲
L1〜L2の範囲外である場合も、上述した処理と同様
の処理を行なえばよい。なお、本実施例では各バキュー
ムパッドB1〜B3を回転させる各回転機構の図示は省
略してある。
【0019】次に、図7は本発明の第3実施例を示すも
のであり、本実施例の処理ヘッド215ではラック22
0をT字状に形成するとともに、このラック220の一
方の端部220aに第1バキュームパッドB1を取付け
るとともに、他方の端部220bに第3バキュームパッ
ドB3を取付けている。またハウジング217の一方の
コーナー部分には上記第1バキュームパッドB1と一直
線になるように第2バキュームパッドB2(図示せず)
が取付けられるとともに、ハウジング217の他方のコ
ーナーには上記第3バキュームパッドB3と一直線にな
るように第4バキュームパッドB4が取付けられてお
り、そして第1バキュームパッドB1と第3バキューム
パッドB3の間隔と第2バキュームパッドB2と第4バ
キュームパッドB4との間隔は同一となっている。なお
それ以外の構成は第1実施例と同一に構成されており、
第1実施例と同一の部材には第1実施例で用いた符号に
「200」を加えた符号を付している。このような構成を
有する本実施例によれは、例えば一直線上に配置した第
1バキュームパッドB1と第3バキュームパッドとで同
時に2つの物品Wを保持し、次に同様に一直線上に配置
した第2バキュームパッドB2と第4バキュームパッド
B4とで同時に2つの物品Wを保持してからこれら4つ
の物品Wを同時にケースCに移し替えることができる。
したがって、4つのバキュームパッドを備えてこれらを
1つずつ順次作動させて物品Wを1つずつ保持してから
4つまとめて処理するようにしていた従来に比較して処
理能力を向上させることができる。
【0020】ところで、本実施例でも第1実施例と同様
に1番目と2番目の物品W間の間隔が間隔調節機構21
8の調節範囲L1〜L2の範囲外であったら、第1バキ
ュームパッドB1により1番目の物品W1だけを先に保
持してから後に第2バキュームパッドB2により2番目
の物品W2を保持し、この後に第3、第4バキュームパ
ッドB3、B4により3、4番目の物品W3、4を同時
に保持するか、或は1番目の物品W1を保持せずに見送
って第1、第2バキュームパッドB1、B2により同時
に2つの物品W2、3を保持するともに、第3、第4バ
キュームパッドB4により同時に2つの物品W4、5を
保持するようにしてもよい。また3番目と4番目の物品
W間の間隔が間隔調節機構118の調節範囲L1〜L2
の範囲外であったら、第1バキュームパッドB1、B2
で1、2番目の物品W1、2を同時に保持し、次に第3
バキュームパッドB3で3番目の物品W3だけを先に保
持してから第4バキュームパッドB4により4番目の物
品W4を保持するようにすればよい。なお本実施例でも
各バキュームパッドB1〜B4を回転させる各回転機構
の図示を省略している。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
物品保持手段を備えていてもこれらを順次一つずつ作動
させて一つずつ物品を保持するようにしていた従来に比
較して処理能力を向上させ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】本発明の一実施例を示す物品処理システム4の
概略平面図。
【図2】ロボット8の側面図。
【図3】処理ヘッド15の斜視図。
【図4】間隔Pを求める画像を示した図。
【図5】物品処理システム4の作動を示すフローチャー
ト。
【図6】本発明の第2実施例を示す処理ヘッド115の
斜視図。
【図7】本発明の第3実施例を示す処理ヘッド215の
斜視図。
【符号の説明】
4…物品処理システム 7…カメラ(物品検出手段) 8…ロボット 18、118、218…間隔調節機構 B1、B2、B3、B4…バキュームパッド(物品保持
手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C007 DS06 DS07 DS10 FS01 3F059 AA01 BA04 BA09 BB02 DA02 DB06 FB12 FC04 3F061 AA04 AA06 AA09 CA01 3F072 AA07 GA10 GC01 GC03 GE09 HA05 JA05 JA09 KA01 KD03 KD13 KD14 KD19 KD23 KD28

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ランダムに搬送される物品を検出する物
    品検出手段と、上記検出手段で検出された物品を保持す
    る複数の物品保持手段を有するロボットと、このロボッ
    トを制御して上記物品保持手段で物品を保持させる制御
    装置とを備えた物品処理システムにおいて、 上記各保持手段の少なくともいずれかを移動させて各保
    持手段の間隔を拡縮させる間隔調節機構を設けたことを
    特徴とする物品処理システム。
  2. 【請求項2】 上記制御装置は、物品を保持する前に各
    保持手段の間隔が各物品の間隔に一致するように上記間
    隔調節機構を制御することを特徴とする請求項1に記載
    の物品処理システム。
  3. 【請求項3】 上記各保持手段は、回転機構により水平
    方向に回転されることを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載の物品処理システム。
JP2000053125A 2000-02-29 2000-02-29 物品処理システム Expired - Fee Related JP4192384B2 (ja)

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