JP2004026408A - ワークのハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】続搬送されるワーク列からワークを抜き取る、又は、ワーク列にワークを挿入する場合のみに、ワーク間の間隔を広げることでその抜き取り及び挿入を容易にする。
【解決手段】ワーク２を列状に連続搬送する搬送手段３と、この搬送手段３に対しワーク２を抜き取る及び挿入する際にワーク間に所定の間隔４を形成する間隔形成手段５と、前記間隔４が形成されたことを検出する間隔検出手段６と、前記間隔検出手段６により検出された間隔４を有するワーク２を抜き取ると共に前記検出された間隔４にワーク２を挿入する出し入れ手段１０とを有する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続搬送されるワーク列からワークを抜き取る、又は、前記ワーク列にワークを挿入するワークのハンドリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、工場内の物流システムなどにおいて、連続搬送されるワーク列からワーク（物品）を抜き取る場合には、例えば、アーム型ロボットのアーム先端にロボットハンドを設け、そのロボットハンドでワークを把持し、ピックアップするようにしている。
詳しくは、把持しようとするワークの両側の間隔（隙間）にロボットハンドの両先端が入り込み、その両先端でワークの頭頂部を挟み込んだ上で抜き取るようにしている。また、ワークをワーク列に払い戻す（挿入する）場合は、ロボットハンドでワークを把持した上でワーク列まで移送し、ワークとワークの間隔に把持しているワークを挿入している。
【０００３】
これらの抜き取り、又は、挿入においては、ワーク間に間隔が必ず必要であり、特に挿入の場合には、その間隔はワークを挿入するに十分な広さでなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各ワーク間に、抜き取り又は挿入のための間隔を常時形成しつつワークを搬送する方法であると、その搬送量が著しく低下することになる。逆に、搬送量を増やすために、各ワーク間の間隔を詰めて搬送を行うと、ワークの挿入が非常に困難になる等の問題が発生することになる。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、連続搬送されるワーク列からワークを抜き取る、又は、ワーク列にワークを挿入する場合のみに、ワーク間の間隔を広げることでその抜き取り及び挿入を容易にし、それ以外の場合は、各ワークを近接させ、その搬送量の低下を防ぐワークのハンドリング装置を提供するようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決のための第１の具体的手段は、ワークを列状に連続搬送する搬送手段と、この搬送手段にワークを挿入する際にワーク間に所定の間隔を形成する間隔形成手段と、前記間隔が形成されたことを検出する間隔検出手段と、前記間隔検出手段により検出された間隔にワークを挿入する挿入手段とを有していることである。
これにより、連続搬送されるワーク列にワークを挿入する時のみ、間隔を形成することでその挿入を可能にし、それ以外の場合は、各ワークを近接させ搬送量を多くすることができる。
【０００６】
本発明における課題解決のための第２の具体的手段は、ワークを列状に連続搬送する搬送手段と、この搬送手段からワークを抜き取る際にワーク間に所定の間隔を形成する間隔形成手段と、前記間隔が形成されたことを検出する間隔検出手段と、前記間隔検出手段により検出された間隔を有するワークを抜き取る抜き取り手段とを有していることである。
これにより、ワーク列からワークを抜き取る時のみ、ワークの両側に間隔を形成し、ロボットハンドの両先端をその間隔に差し込むことで、ワークの把持及び抜き取りができるようになる。また、それ以外の場合は、各ワークを近接させその搬送量を多くすることができる。
【０００７】
本発明における課題解決のための第３の具体的手段は、ワークを列状に連続搬送する搬送手段と、この搬送手段に対しワークを抜き取る及び挿入する際にワーク間に所定の間隔を形成する間隔形成手段と、前記間隔が形成されたことを検出する間隔検出手段と、前記間隔検出手段により検出された間隔を有するワークを抜き取ると共に前記検出された間隔にワークを挿入する出し入れ手段とを有していることである。
これにより、ワーク列にワークを挿入する時に、間隔を形成することでワークの挿入が可能となる。さらに、ワークを抜き取る時にも、ワークの両側に間隔を形成し、ロボットハンドの両先端を差し込むことで、ワークの把持及び抜き取りができるようになる。それ以外の場合は、各ワークを近接させ、その搬送量の低下を防ぐことが可能となる。
【０００８】
本発明における課題解決のための第４の具体的手段は、前記出し入れ手段は、アーム型ロボットで構成され、このロボットのアーム先端に設けられたロボットハンドを介して前記ワークの抜き取り及び挿入を行うことである。
これにより、一台のアーム型ロボットで、ワークの抜き取り、挿入が可能となるため、当該ハンドリング装置自体のコンパクト化が図れると共に、その製造コストダウンも図れる。
本発明における課題解決のための第５の具体的手段は、前記出し入れ手段は、前記搬送手段と併走しつつワークの抜き取り及び挿入を行うことである。
【０００９】
これらにより、搬送手段を止めることなく、ワークの抜き取り、挿入を行うことが可能となり、搬送量の低下を防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜７は本発明のワーク２のハンドリング装置１の実施の一形態を示すものである。
図１において、図面左右方向にワーク２を搬送する搬送手段３が設けられている。この搬送手段３によりワーク２が上流側（図面右側）から下流側（図面左側）へ連続的に搬送されている。
【００１１】
この搬送手段３の中流でその側方には、例えば、ワーク２の密閉性や割れなどの欠陥を検査する検査装置１８が配置されている。この検査装置１８上には出し入れ手段１０が設けられ、ワーク２がピックアップされる。その後、検査装置１８上に設けられた検査部１９でワーク２の検査を行い、検査が終了したワーク２が、出し入れ手段１０により搬送手段３のワーク列に挿入される（払い戻される）。
当該搬送手段３の上流側には、ワーク２の抜き取り及び挿入時のみに、ワーク間に間隔４を形成する間隔形成手段５が設けられている。
【００１２】
加えて、この間隔形成手段５をワーク２が通過した後、ワーク２の抜き取りや挿入に必要かつ十分な広さの間隔４が形成されたことを検出する間隔検出手段６が備えられている。
当該搬送手段３の下流側には、その搬送手段３を駆動する駆動部２１が備えられている。
前記搬送手段３は、詳しくは、長尺の無端帯状コンベアベルト２０と、それを駆動する駆動部２１とから構成されている。この駆動部２１は、搬送手段３の下流側に設けられており、回転数可変式の電動モータ２２等でコンベアベルト２０を回転駆動するようにしている。このコンベアベルト２０上には、ワーク２が列状に並べられ上流から下流へ連続して搬送される。
【００１３】
コンベアベルト２０の駆動軸２３で、電動モータ２２とは反対側の端には、後にその詳細を述べる搬送速度検出手段３７が設けられている。
搬送されるワーク２は、本実施形態の場合においては、円筒状の形状のものであり、例えば、インスタントコーヒー瓶やクリーム瓶、茶筒等が考えられる。これらワーク２が一列となり約２００〜３００本／ｍｉｎの高速で搬送されている。この高搬送量を維持するために、通常、搬送されるワーク２は近接状態でありワーク間の隙間はほとんどない。
【００１４】
前記搬送手段３の上流側には、ワーク間の間隔４を形成する前記間隔形成手段５が設けられている。詳しくは、この間隔形成手段５は、本出願人先願の特開２００１−２７８４４４号公報に開示されているスペーシングデバイス２６から構成されている。
すなわち、図１，２に示すように、スペーシングデバイス２６は、平面視略円形のロータリ２７に、複数の棒状のロータリストッパ２８を略放射状に配置することで構成されている。デバイス駆動モータ２９により、このロータリ２７を上下方向に軸心が向く回転軸３０回りに時計方向に回転させ、前記ロータリストッパ２８をコンベアベルト２０の搬送方向と同方向に送ることによりワーク２の移動を規制する。この規制動作により、各ワーク間に一定の間隔４が形成される。このとき、搬送手段３の搬送速度Ｖを遅くするなど変化させる必要はない。
【００１５】
この間隔形成手段５の下流側で、且つ出し入れ手段１０の上流側には、形成された間隔４が、ワーク２を抜き取る又は挿入するのに必要かつ十分な広さかを検出する間隔検出手段６が備えられている。
この間隔検出手段６は、図１，３に示すように、光学式の通過センサ３１から構成されている。一般的に、光学式の通過センサは、検出光の投光部と受光部が別々の部位で対になって設けられている。投光部から投光された検出光が遮断されず受光部に到達する場合は、その間に通過する物体がなく、遮断され達しない場合は投光部と受光部の間に通過する物体が存在すると判定する。
【００１６】
本実施形態の場合は、通過センサ３１として一方が投光部及び受光部の両方を内蔵する投受光部３４で、その対向には光反射板３５を配置する構成のものを使用している。投光部から投射された検出光は、前記光反射板３５により反射し、受光部へと入光する。投受光部３４と光反射板３５との間に物体があった場合は、検出光が遮られることでその存在がわかる。この投受光部一体型の通過センサ３１は、光反射板３５側から信号線等を引き出す必要がないため、その配線が簡略なものとなる。
【００１７】
前記投受光部３４は搬送手段３の検査装置１８側に配置され、光反射板３５は搬送装置３の検査装置１８とは反対側に配置される。加えて、間隔検知手段６は、ワーク２の挿入等が可能な幅広の間隔４を検出する必要がある。そのため、図３に示すように、検出光が搬送方向に直角ではなく、斜め方向に投射されるように、投受光部３４と光反射板３５をコンベアベルト２０に対して斜め約４５度に配置するようにしている。
この配置により、ワーク２が近接し間隔４が全くない場合は、通過センサ３１の検出光は常に遮断され間隔４が形成されていないと判定する。ワーク間に間隔４がある場合は、その間隔４を通過センサ３１の検出光が通過することで間隔４が形成されていると判定することになる。
【００１８】
特に、図３に示す如く、投受光部３４と光反射板３５の斜め配置のため、広い間隔４は検出するものの、狭い間隔４は検出しないようになる。したがって、距離を測る機能を有さない通過センサ３１のみで、広く形成された間隔４のみを検出することが可能となる。
なお、本実施例の場合は、検出光を搬送方向に対して、約４５度の角度で投光しているが、この投光角は、検出したい間隔４の広さにより任意に変更可能である。
【００１９】
前記間隔検出手段６の下流で且つ搬送手段３の中流側には、例えば、ワーク２の開口部の密閉性を検査する検査装置１８がある。この検査装置１８上にはワーク２を取り込むための出し入れ手段１０と、実際に検査を行う検査部１９が備えられている。
本実施形態の出し入れ手段１０は、搬送手段３からワーク２を抜き取る抜き取り手段８と、搬送手段３にワーク２を挿入することで払い戻す挿入手段７を兼ね備えている。詳しくは、この出し入れ手段１０は、検査装置１８に備えられたアーム型ロボット１４のアーム１５先端に取り付けられたロボットハンド１６で構成されている。このロボットハンド１６でワーク２の頭頂部をを把持し移送することで、ワーク列に対する抜き取りや挿入を行う。
【００２０】
本実施形態の場合、前記アーム型ロボット１４としては、垂直多関節形６軸ロボットを採用している。
このロボットハンド１６で、ワーク２を抜き取る際には、ロボットハンド１６の両先端１６ａ，１６ｂをワーク２の頭頂部両側に差し込み、ワーク２の頭頂部を挟み込むことで把持する。その上で、ロボットハンド１６を上方へ上昇させることでワーク２を抜き取るようにしている。したがって、抜き取られるワーク２は、その両側にロボットハンド１６の両先端１６ａ，１６ｂが挿入されるだけの間隔４（隙間）を有している必要があり、その間隔４は、前述の間隔形成手段５により形成される。
【００２１】
一方、ロボットハンド１６で、ワーク列にワーク２を挿入する（払い戻す）際には、ワーク２を挿入可能な間隔４が、搬送手段３上を搬送される各ワーク間に形成されている必要がある。この間隔４も前述の間隔形成手段５により形成される。
さらに、図４，５に示すように、前述の電動モータ２２の反対側に位置する駆動軸２３の端部には、駆動軸２３の回転数を検出し、それを基に搬送ベルトの搬送速度Ｖを検出する搬送速度検出手段３７が設けられている。詳しくは、前記駆動軸２３の反モータ側の端部に、略円形の円板３８がその中心に駆動軸２３が立設するように設けられている。
【００２２】
この円板３８には、円板３８を貫通する小穴３９が、その円周に沿って複数かつ等間隔４で形成されている。さらに、この小穴３９を検出光が通過するように投光部３２および受光部３３が配置された通過センサ３１が、搬送手段３のフレーム３Ａに取り付けられている。本実施形態の場合は、投光部３２及び受光部３３とが向かい合うように一体となった小型の通過センサ４０を、当該投光部３２及び受光部３３とが、円板３８の周縁部４１を挟み込むように取り付けている。この通過センサ３１では、一定時間（例えば１秒）に何回、光の通過、すなわち小穴３９の通過があったかを検出することが可能である。この回数から駆動軸２３の回転数を算出することができ、さらにコンベアベルト２０の速度すなわち搬送速度Ｖを検出することが可能となっている。
【００２３】
次に、本実施形態に係るワーク２のハンドリング装置１をもちいて、ワーク２を抜き取る場合や払い戻す場合の動作を述べる。
まず、ワーク２を抜き取る場合について説明する。図６は、通常の搬送状態を示すもので、搬送手段３上を各ワーク２が近接した状態で搬送されていることを示している。この搬送状態では搬送量は最大であるものの、出し入れ手段１０であるロボットハンド１６によりワーク２を把持するための間隔４がないため、抜き取りが不可能な状態になっている。
【００２４】
この時点において、外部からワーク２を抜き取る指令がこのハンドリング装置１に入力された場合、もしくは、検査装置１８内の工程の進行状況に応じてワーク２の抜き取りの必要性が生じた場合は以下のようになる。
図７に示す如く、まず、間隔形成手段５において、ロータリストッパ２８を時計方向に回転させて、搬送コンベアの搬送方向と同方向に送るようにする。このとき、ロータリストッパ２８の送り速度Ｖｒは搬送速度Ｖより遅いものとする。すると、ワーク２がロータリストッパ２８に規制されているときの移動速度Ｖｒより、ロータリストッパ２８から開放されたときの移動速度Ｖが速いことになり、このロータリストッパ２８を出た各ワークはＶ−Ｖｒに起因する間隔４を有することになる。
【００２５】
前記間隔形成手段５の下流側の間隔検出手段６は、前述の形成された間隔４が抜き取りのためのチャッキングが可能な広さのものであるかどうかを検出する。すなわち、図３，６，７に示すように、搬送方向に対して斜めに設けられた通過センサ３１により、一定幅以上の間隔４のみを検出し、その有無をアーム型ロボット１４の制御部（図示せず）に伝える。
前記制御部は、この検出結果を基に、間隔４の位置を追従しつつロボットハンド１６を移動させる。その上で、前記間隔４にロボットハンド１６の両先端１６ａ，１６ｂを挿入して、ワーク２の頭頂部を把持する。このとき、ロボットハンド１６を搬送コンベアベルト２０に併走させ、ロボットハンド１６から見てワーク２が止まった状態にしておいて、ワーク２を把持し抜き取りするようにする。これにより、抜き取り時に搬送コンベアベルト２０を止める必要がなくなるため、搬送量の低下を防ぐことができるようになる。
【００２６】
なお、併走速度は、予め設定されている搬送手段３の搬送速度Ｖと略同速であることがよい。さらに好ましくは、前記搬送速度検出手段３７により検出された搬送速度Ｖを用いて、それと略同じに併走速度をすることがよい。こうすることで、搬送速度Ｖが変化するような搬送手段３であっても、搬送コンベアベルト２０に対してロボットハンド１６を相対的に止まった状態にすることができ、ワーク２の抜き取りがスムーズかつ確実に行えるようになる。
ワーク２を抜き取った後は、前記間隔形成手段５のロータリストッパ２８を、搬送速度Ｖよりやや早くなるよう時計方向に回転させる。これにより、ワーク２は進行方向（下流方向）に押されつつ搬送され、ワーク同士は近接するようになる。これによりワーク搬送量の低下が防げる。
【００２７】
ワーク２を挿入する場合も抜き取る場合と略同一であり、まず、間隔形成手段５において、各ワーク間に間隔４を形成する。このように形成された間隔４は、前記間隔形成手段５の下流側の間隔検出手段６により、ワーク２挿入可能な広さの間隔４かどうかを検出され、アーム型ロボット１４の制御部（図示せず）に伝えられる。
前記制御部は、この検出結果を基に、間隔４の位置を追従しつつロボットハンド１６を移動させ、当該間隔４にワーク２を移送し上方から挿入する。このときも、ロボットハンド１６を搬送コンベアベルト２０に併走させ、ロボットハンド１６から見てワーク２が止まった状態にしておいて、ワーク２を挿入するようにする。これにより、挿入時に搬送コンベアベルト２０を止める必要がなくなるため、搬送量の低下を防ぐことができるようになる。
【００２８】
この際も、併走速度は、予め設定されている搬送手段３の搬送速度Ｖと略同じであることがよい。さらに好ましくは、前記搬送速度検出手段３７により検出された搬送速度Ｖを用いて、それと略同じに併走速度をすることがよい。こうすることで、搬送速度Ｖが変化するような搬送手段３であっても、コンベアベルト２０に対してロボットハンド１６を相対的に止まった状態にすることができ、ワーク２の挿入がスムーズかつ確実に行えるようになる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００２９】
例えば、抜き取り時の間隔４と挿入時の間隔４は同間隔４となっているが、必ずしも同じ間隔４である必要はない。抜き取り時は、ロボットハンド１６の両先端１６ａ，１６ｂが入り込むだけのものであればよいので、挿入時より幅狭の間隔４であることが好ましい。この場合、間隔検知手段６は、抜き取り時の間隔４を検出するものと、挿入時の間隔４を検出するものの２つを配置する必要がある。こうすることで、抜き取り時における搬送量の低下をさらに防ぐことが可能となる。
【００３０】
また、間隔検知手段６は、光学式の通過センサ３１に限定されるものではなく、超音波を用いるものであってもよい。また、光学式であっても、検出光は人間に見えない赤外線を用いたもの、もしくは、可視光を用いたものどちらであってもよい。
また、出し入れ手段１０は、アーム型ロボット１４に設けられたロボットハンド１６に限定されるものではなく、吸引式の把持手段であってもよい。また、ロボットもアーム型に限定されるものではなく、水平走行型のロボットでもよい。
【００３１】
また、間隔形成手段５は、ワーク間の間隔４を任意に形成しうるものであればよく、例えば、スターホイールを間欠駆動させることで、ワーク間の間隔４を形成するものであってもよい。
また、当然のことながら、ワーク２は円筒状のものに限られるものではなく、任意の形状であっても全く問題はない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、連続搬送されるワーク列からワーク２を抜き取る、又は、ワーク列にワーク２を挿入する場合のみに、ワーク間の間隔４を広げることでその抜き取り及び挿入を容易にし、それ以外の場合は、各ワーク２を近接させ、その搬送量の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるワークのハンドリング装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】間隔形成手段（スペーシングデバイス）の断面平面図である。
【図３】間隔検出手段を構成する通過センサの配置を示す平面図である。
【図４】搬送速度検出手段の正面図である。
【図５】搬送速度検出手段の平面図である。
【図６】ワークが近接して搬送されている状態を示す図である。
【図７】ワークが一定間隔をもって搬送されている状態を示す図である。
【符号の説明】
１　　　ハンドリング装置
２　　　ワーク
３　　　搬送手段
４　　　間隔
５　　　間隔形成手段
６　　　間隔検出手段
７　　　挿入手段
８　　　抜き取り手段
１０　　出し入れ手段
１１　　アーム型ロボット
１２　　アーム
１３　　ロボットハンド

Claims (5)

1. ワークを列状に連続搬送する搬送手段と、この搬送手段にワークを挿入する際にワーク間に所定の間隔を形成する間隔形成手段と、前記間隔が形成されたことを検出する間隔検出手段と、前記間隔検出手段により検出された間隔にワークを挿入する挿入手段と、を有することを特徴とするワークのハンドリング装置。
2. ワークを列状に連続搬送する搬送手段と、この搬送手段からワークを抜き取る際にワーク間に所定の間隔を形成する間隔形成手段と、前記間隔が形成されたことを検出する間隔検出手段と、前記間隔検出手段により検出された間隔を有するワークを抜き取る抜き取り手段と、を有することを特徴とするワークのハンドリング装置。
3. ワークを列状に連続搬送する搬送手段と、この搬送手段に対しワークを抜き取る及び挿入する際にワーク間に所定の間隔を形成する間隔形成手段と、前記間隔が形成されたことを検出する間隔検出手段と、前記間隔検出手段により検出された間隔を有するワークを抜き取ると共に前記検出された間隔にワークを挿入する出し入れ手段と、を有することを特徴とするワークのハンドリング装置。
4. 前記出し入れ手段は、アーム型ロボットで構成され、このロボットのアーム先端に設けられたロボットハンドを介して前記ワークの抜き取り及び挿入を行うことを特徴とする請求項３に記載のワークのハンドリング装置。
5. 前記出し入れ手段は、前記搬送手段と同期しつつワークの抜き取り及び挿入を行うことを特徴とする請求項３又は４に記載のワークのハンドリング装置。

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