JP2004269125A

JP2004269125A - 物品移載装置

Info

Publication number: JP2004269125A
Application number: JP2003060721A
Authority: JP
Inventors: Masashige Iwata; 昌重岩田
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP4135530B2

Abstract

【課題】条件の異なる物品を別々の手段で干渉することなく保持させる。
【解決手段】作業ロボットにより移動されるベースフレーム１０に、下方に突設されて開閉自在な掛止アーム２１ｂを有する第１保持手段１４と、掛止アーム２１ｂの間に配置されて複数の吸着パッド３３を有する第２保持手段１５とを具備し、第２保持手段１５に、掛止アーム２１ｂの下端より下方の使用位置Ｄと、掛止アーム２１ｂに支持される第１の物品Ｗ１よりも上方の待機位置Ｕとの間で吸着パット３３を昇降させるパッド昇降ユニット３２を設け、パッド昇降ユニット３２により吸着パッド３３が待機位置Ｕに上昇された状態で、掛止アーム２１ｂにより第１の物品Ｗ１を側方から挟持して支持させ、パッド昇降ユニット３２により吸着パッド３３を使用位置に下降させた状態で、吸着パッド３３により第２の物品Ｗ２を上面から吸着して保持させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットによりパレット上に段積みされた物品を段ばらし（デパレタイズ）したり、パレット上に物品を段積み（パレタイズ）するなどのように、物品を取り扱うための物品移載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットにより物品を取り扱う物品移載装置には、特許文献１および特許文献２に示すように、吸着パッドとクランプアームとをそれぞれ設けたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２５７９６５号（図１）
【０００４】
【特許文献２】
特開平９−１３１６８５号（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成では、物品保持装置は、吸着パッドとクランプアームとを同時に使用することで物品の保持を安定して行うものである。しかしながら、たとえば大きさや種類の異なる複数種類の物品を取り扱う場合、１種類の保持部材では、保持部材や位置決め部材の配置位置が物品と干渉するため、複数種類の物品を保持することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決して、形態や性状などの条件の異なる物品を別々の保持手段により干渉することなく良好に保持させることができる物品移載装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、ロボットにより移動されるベースフレームに、下方に突設されて開閉自在な複数の掛止部材を有する第１保持手段と、前記掛止部材の間に配置されて複数の吸着具を有する第２保持手段とを具備し、前記第２保持手段に、掛止部材の下端より下方の使用位置と、掛止部材に支持される物品よりも上方の待機位置との間で吸着具を昇降させる吸着具昇降装置を設け、前記第１保持手段は、吸着具昇降装置により吸着具を待機位置に上昇させた状態で、掛止部材を接近動して第１の物品を保持し、第２保持手段は、前記吸着具昇降装置により吸着具を使用位置に下降させた状態で、吸着具で第２の物品を上面から吸着して保持するように構成されたものである。
【０００８】
上記構成によれば、第１の物品に対して、吸着具を待機位置に待避させておき、複数の掛止部材により第１の物品を掛止して第１保持手段により保持させる。また掛止部材に干渉するような上面が広い第２の物品に対して、吸着具を掛止部材下方の使用位置に下降させて吸着具により第２の物品の上面を吸着して第２保持手段により保持させる。これにより、吸着具昇降装置により吸着具を使用位置と待避位置の間で昇降させることにより、吸着具に保持される第２の物品と掛止部材との干渉や、掛止部材に保持される第１の物品と吸着具の干渉を防止することができ、上面の面積等の条件が異なり一方の保持手段で保持できない物品であっても、第１保持手段と第２保持手段とを使い分けることで、安定して保持することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、第１保持手段の掛止部材に、物品に形成された掛止部に係合可能な掛止爪を設け、ベースフレームに、複数の位置決め部材を第１の物品に対して当接離間動し位置決め可能な位置決め手段を設けたものである。
【００１０】
上記構成によれば、掛止爪を第１の物品の掛止部に係合させることにより、第１の物品を安定して保持することができ、また位置決め手段により、掛止部材の掛止爪を第１の物品の掛止部に確実に係合させることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、ロボットにより移動されるベースフレームに、下方に突設されて開閉自在な複数の挟持部材を有する第１保持手段と、前記挟持部材の間に配置されて複数の吸着具を有する第２保持手段とを具備し、前記第２保持手段に、挟持部材の下端より下方の使用位置と、挟持部材に支持される物品よりも上方の待機位置との間で吸着具を昇降させる吸着具昇降装置を設け、前記第１保持手段は、吸着具昇降装置により吸着具を待機位置に上昇させた状態で、挟持部材を接近動して第１の物品を保持し、第２保持手段は、前記吸着具昇降装置により吸着具を使用位置に下降させた状態で、吸着具で第２の物品を上面から吸着して保持するように構成されたものである。
【００１２】
上記構成によれば、第１の物品に対して、吸着具を待機位置に待避させておき、複数の挟持部材により第１の物品を挟持して第１保持手段により保持させる。また挟持部材に干渉するような上面が広い第２の物品に対して、吸着具を挟持部材下方の使用位置に下降させて吸着具により第２の物品の上面を吸着して第２保持手段により保持させる。これにより、吸着具昇降装置により吸着具を使用位置と待避位置の間で昇降させることにより、吸着具に保持される第２の物品と挟持部材との干渉や、挟持部材に保持される第１の物品と吸着具の干渉を防止することができ、上面の面積等の条件が異なり一方の保持手段で保持できない物品であっても、第１保持手段と第２保持手段とを使い分けることで、安定して保持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る物品移載装置の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１４】
この物品移載装置は、図５に示すように、上面形状が異なる第１の物品（たとえばコンテナ）Ｗ１および第２の物品（たとえばダンボール箱）Ｗ２を保持可能な物品保持装置７と、物品保持装置７を任意位置に移動可能な作業ロボット（ロボット）１とを具備し、コンベヤ上の物品をパレット上にパレタイズ（段積み）したり、またはパレット上に段積みされた物品群をデパレタイズ（段ばらし）してコンベヤに移載したり、あるいはコンベヤ間での物品の移載やコンベヤと搬送台車との間での物品の移載を行うものである。
【００１５】
作業ロボット１は、床面または架台に固定される基台２に旋回軸２ａを介してロボット本体３が垂直軸心周りに旋回自在に支持され、ロボット本体３には基端アーム部４ｂと先端アーム部４ａからなる折り曲げ自在な作業アーム４が回動自在に支持されている。そして前記先端側アーム４ａには、先端側アーム４ａに直交する軸回りに傾動可能な傾動装置（図示せず）と、この傾動装置により傾動される傾動部材５に先端側アーム４ａの略長さ方向の軸心周りに回動可能な回動装置（図示せず）が設けられ、前記物品保持装置７が回動軸６を介して回動装置に支持されている。
【００１６】
前記物品保持装置７は、図１〜図４に示すように、上ベースプレート１１と下ベースプレート１２とが４本の連結ロッド１３を介して互いに平行に連結されてベースフレーム１０が形成され、上ベースプレート１１の中央部に回動軸６が上方に突出されている。下ベースプレート１２には、第１の物品Ｗ１を保持可能な複数の掛止アーム（掛止部材）２１ａを有する第１保持手段１４と、第１の物品Ｗ１に対して第１保持手段１４を位置決め可能な位置決めプレート（位置決め部材）を有する位置決め手段１６と、第２の物品Ｗ２を保持可能な複数の吸着パッド３３を有する第２保持手段１５とが設けられている。
【００１７】
前記第１保持手段１４は、図２に示すように、左右一対の掛止装置２１により構成されており、下ベースプレート１１の左右側辺部の中央位置に配設された左右一対で油圧式または空気圧式の掛止用シリンダ２１ａと、この掛止用シリンダ２１ａの出力部材から垂下されて開閉自在な掛止アーム（掛止部材）２１ｂとを具備した左右一対の掛止装置２１により構成され、掛止アーム２１ｂの下端部には、第１の物品の左右側面に形成された掛止用孔Ｗａに係合可能な爪部（掛止爪）２１ｃが突設されている。
【００１８】
位置決め手段１６は、第１保持手段１４の左部および右部にそれぞれ配設されたサイドシフト装置２２と、下ベースプレート１１の前部および後部にそれぞれ配置されたフロントシフト装置２３およびバックシフト装置２４とで構成され、第１の物品Ｗ１の周側部を囲んで位置決めするように構成されている。
【００１９】
前記各サイドシフト装置２２は、油圧式または空気圧式のシリンダおよび一対のガイドロッドを一体に具備したサイドシフトユニット２２ａと、このサイドシフトユニット２２ａの出力部材から垂下されて第１の物品Ｗ１に対して接近離間自在なサイドプレート（位置決め部材）２２ｂとで構成されている。
【００２０】
またフロントシフト装置２３は、油圧式または空気圧式のシリンダと一対のガイドロッドを一体に具備したフロントシフトユニット２３ａと、このフロントシフトユニット２３ａの出力部材から垂下されて開閉自在なフロントプレート（位置決め部材）２３ｂとで構成されている。
【００２１】
さらにバックシフト装置２４は、油圧式または空気圧式のシリンダと一対のガイドロッドを一体に具備したバックシフトユニット２４ａと、このバックシフトユニット２４ａの出力部材から垂下されて開閉自在なバックプレート（位置決め部材）２４ｂとで構成されている。
【００２２】
したがって、各シフト装置２２〜２４のシフトユニット２２ａ〜２４ａを収縮させてシフトプレート２２ｂ〜２４ｂを接近動させることにより、作業アーム４側または第１の物品Ｗ１側を移動させて第１の物品Ｗ１に対する第１保持手段１４の位置を調整し、掛止アーム２１ｂの爪部２１ｃを掛止用孔Ｗａに対向させて係合可能にとすることができる。
【００２３】
前記第２保持手段１５は、第２の物品Ｗ２を４個の吸着パッド３３により吸着保持するもので、図４に示すように、上ベースプレート１１と下ベースプレート１２の間に連結された取付プレート３１に、左右一対のパッド昇降ユニット（吸着具昇降装置）３２が配設され、パッド昇降ユニット３２の出力部材に支持部材３４を介して一対の吸着パッド（吸着具）３３が垂下された吸着装置３０により構成されている。前記パッド昇降ユニット３２には、油圧式または空気圧式のシリンダと一対のガイドロッドが一体に設けられている。そしてこのパッド昇降ユニット３２は、吸着パッド（吸着具）３３の吸着面が少なくとも掛止アーム２１ｂおよびシフトプレート２２ｂ，２３ｂ，２４ｂの下端部より下方となる使用位置Ｄと、掛止アーム２１ｂにより保持された第１の物品Ｗ１の上面より上方に位置する待機位置Ｕとの間で昇降させる昇降ストロークＬに設定されている。
【００２４】
上記構成において、コンベヤＣ１により搬入された第１の物品Ｗ１と、コンベヤＣ２により搬入された物品Ｗ２とを、コンベヤＣ３上のパレットＰにパレタイズ（段積み作業）を行う場合、第１保持手段により第１の物品Ｗ１を保持する時には、作業ロボット１を操作して作業アーム４を駆動し、第２保持手段１５のパッド昇降ユニット３２を操作して吸着パッド３３を待機位置Ｕまで上昇させる。そして第１の物品Ｗ１の上方に物品保持装置７を位置させて下降し、掛止装置２１および位置決め手段１６を第１の物品Ｗ１の上方から外嵌させる。次いで、位置決め手段１６のシフトユニット２２ａ〜２４ａを操作して各シフトプレート２２ｂ〜２４ｂを互いに接近させ第１の物品Ｗ１の掛止用孔Ｗａに対する第１保持手段１４の爪部２１ｃを位置決めする。さらに掛止用シリンダ２１ａを操作して掛止アーム２１ｂを接近させて爪部２１ｃを掛止用孔Ｗａに係合させ、第１の物品Ｗ１を保持する。そして作業アーム４を操作してコンベヤＣ１上の第１の物品Ｗ１をパレットＰ上の所定位置に積み付ける。
【００２５】
第２保持手段により、上面が広く掛止アーム２１ｂに干渉するような第２の物品Ｗ２を保持する時には、作業アーム４を操作するとともに、第２保持手段１５のパッド昇降ユニット３２を操作して吸着パッド３３を使用位置Ｄまで下降させる。そして物品保持装置７を下降させて第２の物品Ｗ２の上面に吸着パッド３３を着底させ、吸着パッド３３により吸引して第２の物品Ｗ２を保持する。そして、作業アーム４を操作してコンベヤＣ２上の第２の物品Ｗ２をパレットＰ上の所定位置に積み付ける。
【００２６】
コンベヤＣ３上のパレットＰに積み付けられた第１の物品Ｗ１および第２の物品Ｗ２をデパレタイズして、コンベヤＣ１とコンベヤＣ２に移載する場合は、上記と逆の動作で行われる。
【００２７】
上記実施の形態によれば、第１保持手段１４を使用するときは、パッド昇降ユニット３２により第２保持手段１５の吸着パッド３３を待機位置Ｕまで上昇させて待避させ、これから保持する第１の物品Ｗ１と吸着パッド３３との干渉を無くした後、掛止アーム２１ｂにより第１の物品Ｗ１を保持させる。また第２の物品を保持する場合には、パッド昇降ユニット３２により吸着パッド３３を掛止アーム２１ｂ下方の使用位置Ｄに下降させ、吸着パッド３３を介して第２の物品Ｗ２を保持させる。このようにパッド昇降ユニット３２により、吸着パッド３３を使用位置Ｄと待避位置Ｕとの間で昇降させることにより、吸着パッド３３や掛止アーム２１ｂと物品Ｗ１，Ｗ２との干渉を防止することができるので、第１保持手段１４と第２保持手段１５とを使い分けることで、上面の面積等の条件が異なるような物品Ｗ１，Ｗ２であっても、安定して確実に保持することができる。
【００２８】
また、位置決め手段１６により各シフトプレート２２ｂ〜２４ｂを介して第１の物品Ｗ１に位置決めすることにより、掛止装置２１により掛止アーム２１ｂの爪部２１ｃを掛止用孔Ｗａに正確に対向させ、爪部２１ｃを掛止用孔Ｗａに確実に係合させて第１の物品Ｗ１を安定して保持することができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、掛止アーム２１ｂの爪部２１ｃを第１の物品Ｗ１に形成された掛止用孔Ｗａに係合させたが、爪部２１ｃは、第１の物品Ｗ１に突設された凸部であってもよいし、第１の物品Ｗ１の底面に掛止されるように構成してもよい。
【００３０】
図６および図７は、第１保持手段１４を、掛止装置２１に代えて第１の物品を挟持する挟持装置４１とし、位置決め手段１６を削除した他の実施の形態を示す。なお、実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
すなわち、第１保持手段４０を構成する挟持装置４１は、左部および右部にそれぞれ配設された側部挟持部４２と、下ベースプレート１１の前部および後部にそれぞれ配置された前後挟持部２３とで構成され、第１の物品Ｗ１の周側部を囲んで挟持するように構成されている。
【００３２】
前記左右の側部挟持部４２は、油圧式または空気圧式のシリンダおよび一対のガイドロッドを一体に具備した側部挟持ユニット４２ａと、この側部挟持ユニット４２ａの出力部材から垂下されて第１の物品Ｗ１に対して接近離間自在な側部挟持プレート（挟持部材）４２ｂとで構成されている。
【００３３】
また前後挟持部４３は、油圧式または空気圧式のシリンダと一対のガイドロッドを一体に具備した前後挟持ユニット４３ａと、この前後挟持ユニット４３ａの出力部材から垂下されて開閉自在な前後挟持プレート（挟持部材）４３ｂとで構成されている。
【００３４】
したがって、側部挟持部４２および前後挟持部４４のシフトユニット４２ａ，４３ａを収縮させて挟持プレート４２ｂ〜４４ｂを接近動させることにより、第１の物品Ｗ１を周囲から囲んで挟持し、保持することができる。
【００３５】
上記実施の形態によれば、吸着パッド３３を待機位置に待避させておき、複数の挟持プレート４２ｂ〜４４ｂにより第１の物品Ｗ１を挟持して、第１保持手段４０に保持させることができる。先の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３６】
なお、挟持プレート４２ｂ〜４４ｂにより第１の物品Ｗ１の左右側面と前後面とを挟持するように構成したが、第１の物品Ｗ１の左右側面および前後面のどちらか一方でもよく、さらに第１の物品Ｗ１の四隅コーナー部を挟持するように構成してもよい。また第１の物品Ｗとして、ダンボール箱などに代えて、不定形な袋状容器も保持することができる。
【００３７】
また、先の実施の形態の掛止装置２１とこの挟持装置４１とを複合的に装備して、選択的に一方を使用したり、または両方を使用することもできる。
さらに、先の実施の形態において、位置決め手段１６のシフトプレート２２ｂ〜２４ｂや挟持装置４１の挟持プレート４２ｂ〜４４ｂを、第１の物品Ｗ１に対して平行移動して位置決めまたは挟持させたが、水平軸心回りに開閉動させることで第１の物品Ｗ１を位置決めまたは挟持するように構成してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明によれば、第１の物品に対して、吸着具を待機位置に待避させておき、複数の掛止部材により第１の物品を掛止して第１保持手段により保持させる。また掛止部材に干渉するような上面が広い第２の物品に対して、吸着具を掛止部材下方の使用位置に下降させて吸着具により第２の物品の上面を吸着して第２保持手段により保持させる。これにより、吸着具昇降装置により吸着具を使用位置と待避位置の間で昇降させることにより、吸着具に保持される第２の物品と掛止部材との干渉や、掛止部材に保持される第１の物品と吸着具の干渉を防止することができ、上面の面積等の条件が異なり一方の保持手段で保持できない物品であっても、第１保持手段と第２保持手段とを使い分けることで、安定して保持することができる。
【００３９】
請求項２記載の発明によれば、掛止爪を第１の物品の掛止部に係合させることにより、第１の物品を安定して保持することができ、また位置決め手段により、掛止部材の掛止爪を第１の物品の掛止部に確実に係合させることができる。
【００４０】
請求項３記載の発明によれば、第１の物品に対して、吸着具を待機位置に待避させておき、複数の挟持部材により第１の物品を挟持して第１保持手段により保持させる。また挟持部材に干渉するような上面が広い第２の物品に対して、吸着具を挟持部材下方の使用位置に下降させて吸着具により第２の物品の上面を吸着して第２保持手段により保持させる。これにより、吸着具昇降装置により吸着具を使用位置と待避位置の間で昇降させることにより、吸着具に保持される第２の物品と挟持部材との干渉や、挟持部材に保持される第１の物品と吸着具の干渉を防止することができ、上面の面積等の条件が異なり一方の保持手段で保持できない物品であっても、第１保持手段と第２保持手段とを使い分けることで、安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る物品移載装置に設けられた物品保持装置の実施の形態を示す正面断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】同物品保持装置の側面図である。
【図４】同物品保持装置の吸着保持手段を示す側面図である。
【図５】同物品移載装置を示す全体斜視図である。
【図６】本発明に係る物品移載装置に設けられた物品保持装置の実施の形態を示す平面断面図である。
【図７】同物品保持装置の側面図である。
【符号の説明】
１作業ロボット
４作業アーム
７物品保持装置
１０ベースフレーム
１４第１保持手段
１５第２保持手段
１６位置決め手段
２１掛止装置
２１ａ掛止用ユニット
２１ｂ掛止アーム
２１ｃ爪部
２２サイドシフト装置
２２ａサイドシフトユニット
２２ｂサイドプレート
２３フロントシフト装置
２３ａフロントシフトユニット
２３ｂフロントプレート
２４バックシフト装置
２４ａバックシフトユニット
２４ｂバックプレート
３１取付プレート
３２パッド昇降ユニット
３３吸着パッド
４０挟持手段
４１挟持装置
４２ａ，４３ａ挟持ユニット
４２ｂ，４３ｂ挟持プレート
Ｕ待機位置
Ｄ使用位置
Ｗ１第１の物品
Ｗａ係止用孔
Ｗ２第２の物品

Claims

ロボットにより移動されるベースフレームに、下方に突設されて開閉自在な複数の掛止部材を有する第１保持手段と、前記掛止部材の間に配置されて複数の吸着具を有する第２保持手段とを具備し、
前記第２保持手段に、掛止部材の下端より下方の使用位置と、掛止部材に支持される物品よりも上方の待機位置との間で吸着具を昇降させる吸着具昇降装置を設け、
前記第１保持手段は、吸着具昇降装置により吸着具を待機位置に上昇させた状態で、掛止部材を接近動して第１の物品を保持し、第２保持手段は、前記吸着具昇降装置により吸着具を使用位置に下降させた状態で、吸着具で第２の物品を上面から吸着して保持するように構成された
ことを特徴とする物品移載装置。
第１保持手段の掛止部材に、物品に形成された掛止部に係合可能な掛止爪を設け、
ベースフレームに、複数の位置決め部材を第１の物品に対して当接離間動し位置決め可能な位置決め手段を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の物品移載装置。
ロボットにより移動されるベースフレームに、下方に突設されて開閉自在な複数の挟持部材を有する第１保持手段と、前記挟持部材の間に配置されて複数の吸着具を有する第２保持手段とを具備し、
前記第２保持手段に、挟持部材の下端より下方の使用位置と、挟持部材に支持される物品よりも上方の待機位置との間で吸着具を昇降させる吸着具昇降装置を設け、
前記第１保持手段は、吸着具昇降装置により吸着具を待機位置に上昇させた状態で、挟持部材を接近動して第１の物品を保持し、第２保持手段は、前記吸着具昇降装置により吸着具を使用位置に下降させた状態で、吸着具で第２の物品を上面から吸着して保持するように構成された
ことを特徴とする物品移載装置。