JP2007182300A - 物品保持装置および物品保持移載装置 - Google Patents

物品保持装置および物品保持移載装置 Download PDF

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Abstract

【課題】スカラロボットにより刺身陳列を行なう物品保持装置および物品保持移載装置を提供すること。
【解決手段】物品保持移載装置は、物品保持装置2などを備えている。物品保持装置2は、物品の一端部をそれぞれ保持する行列配置された複数の保持部6と、物品の他端部に当接するように垂設された押下舌片7と、保持部6を行列配置の行方向LDおよび列方向CDにそれぞれ移動させる保持部移動手段8とを備える。これにより、手作業やパラレルロボットに依存することなく、複雑な刺身陳列を行なうことができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、物品保持装置および物品保持移載装置に係り、特に、菓子等の小型包装物品を高速かつ確実に保持および移載するのに好適に利用可能となる物品保持装置および物品保持移載装置に関する。
一般的に、あられやナッツなどの菓子粒を包む小型包装物品などをトレーに陳列する手段の一つとして、図7に示すように、刺身を陳列するかの如く小型包装物品120などをそれぞれ少しずつ傾斜状に重ねて段々になるように専用トレー(波状段が形成されたトレー)121に陳列する刺身陳列が行なわれている。この刺身陳列は、陳列する物品120およびそのトレー121を収納・包装する収納箱122もしくは包装袋(図示せず)の全体のコンパクト化を図りつつ、そのボリューム感を出すことができるために、菓子業界などにおいては頻繁に用いられている。
ここで、少しずつ重ねて整列充填するこの刺身陳列を行なうことが作業ロボットとして多く用いられるスカラロボットにとって複雑かつ困難であったことから、従来刺身陳列は、手作業もしくは保持移載用パラレルロボット(特許文献1を参照。)などによって行なわれていた。
特開平11−254375号公報
しかしながら、手作業によって刺身陳列を行なう場合、正確な陳列と柔軟な対応が期待できる反面、作業効率が悪く、人件費も高くついてしまうという問題点があった。
また、保持移載用パラレルロボットによって刺身陳列を行なう場合、正確な陳列と作業効率の向上が期待できる反面、作業用ロボットとして頻繁に用いられているスカラロボットと比較して高い開発コストや設備コストの投入を余儀なくされてしまうという問題があった。
そこで、本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、スカラロボットにより刺身陳列を行なうことができる物品保持装置を提供することをその目的としている。
また、本発明は、前述の物品保持装置を用いて包装製品の刺身陳列作業を自動化することができる物品保持移載装置を提供することを他の目的としている。
前述した目的を達成するため、本発明の物品保持装置は、その第1の態様として、整列搬送された複数の物品の一端部をそれぞれ保持する行列配置された複数の保持部と、物品の一端部を保持した保持部における物品の他端部側から物品の他端部に当接するように垂設された押下舌片と、保持部を行列配置の行方向および列方向にそれぞれ移動させることにより保持部を行列配置の中央部に集合させる保持部移動手段とを備えていることを特徴としている。
本発明の第2の態様は、第1の態様の物品保持装置において、保持部移動手段が、保持部のうち行列配置の中央を通過する中央行以外の行に配置された複数の保持部を行方向にスライドさせるスライドレールと、列方向を長手方向とする長板であって、中央行に配置された複数の保持部のうちの1つの保持部をその中心部に有しているとともに、中心部の両側に配置され列方向と平行にその長手方向が形成された長孔を有しており、中央行以外の行に配置された複数の保持部が長孔を通過してスライドレールに取り付けられるように配設されているガイドプレートと、ガイドプレートを行方向に移動させるとともにスライドレールを列方向に移動させるアクチュエータとを有していることを特徴としている。
本発明の第3の態様は、第1または第2の態様の物品保持装置において、押下舌片は、弾性変形自在なゴム板、金属薄板またはプラスティック板を用いて形成されていることを特徴としている。
本発明の第4の態様は、第3の態様の物品保持装置において、保持部は、真空ポンプに接続された吸着ノズルであることを特徴としている。
本発明の第5の態様として、本発明の物品保持移載装置は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の物品保持装置と、行列配置の列と同数の搬送列に物品を載置して整列搬送する第1コンベヤと、物品を収納するトレーを搬送する第2コンベヤと、それぞれに直交する3軸方向に物品保持装置を移動させる移動手段とを備えていることを特徴としている。
本発明の第6の態様は、第5の態様の物品保持移載装置において、第1コンベヤは、複数の物品をそれぞれ1つずつ仕切る仕切板を有しており、物品保持装置に物品を搬送する前までの搬送経路において一部傾斜していることを特徴としている。
本発明の第1の態様によって、行列配置された吸着部が物品を保持した際に押下舌片が物品を下方に湾曲させつつ、保持部移動手段が湾曲した物品を吸着部の移動とともにその行列配置の中央部に集合させるので、物品の保持が解除されると物品を刺身陳列することができるという効果を奏する。
本発明の第2の態様によって、単価の安いスライドレールおよびガイドプレートを用いて保持部を移動させることができるので、物品保持装置の製造コストが安価になるという効果を奏する。また、行方向および列方向の各アクチュエータはそれぞれの往復方向のみ行なえばよいので、その制御を行なう制御プログラムを簡素化することができるという効果も奏する。
本発明の第3の態様によって、押下舌片が適度に湾曲するので、物品を破壊させずに湾曲させることができるという効果を奏する。
本発明の第4の態様によって、物品の物性にかかわらず保持部が物品を保持するので、様々な物品を保持することができるという効果を奏する。
本発明の第5の態様によって、第1コンベヤにより整列搬送された物品を物品保持装置が保持して湾曲させて所定の位置に集合させるとともに、物品保持装置に接続された移動手段が第2コンベヤによって搬送されたトレーの上方に当該物品保持装置を移動させた後に物品保持装置がトレーの上方から物品の保持を解除するので、所望のトレー上に物品を刺身陳列することができるという効果を奏する。
本発明の第6の態様によって、第1コンベヤがその区切られた領域内の下降方向に物品を移動させて所定の位置に寄せるので、物品保持装置が物品の所定の位置を保持することができるという効果を奏する。
以下、図1から図5を用いて、本発明の物品保持装置および物品保持移載装置の一実施形態を説明する。
本実施形態の物品保持移載装置1の全体を図1および図2に示す。図1および図2に示すように、本実施形態の物品保持移載装置1は、あられやナッツなどの菓子粒を包む小型包装物品20や魚の刺身など小型片状の軟質性物品20を専用トレー(波状段が形成されたトレー)21に対してそれぞれ少しずつ傾斜状に重ねて段々になるような刺身陳列(図8を参照。)を行なうために用いられる装置であり、具体的には、物品保持装置2と、物品20を載置して所定の搬送方向FDに整列搬送する第1コンベヤ3と、物品20を収納するトレー21を搬送する第2コンベヤ4と、それぞれに直交する3軸方向に物品保持装置2を移動させる移動手段5と、全体を自動制御する制御手段(図示せず)とを備えている。これらの部材を以下に詳細に説明する。
はじめに、本実施形態の物品保持装置2を説明する。図3および図4は、物品保持装置2の全体を示している。図3および図4に示すように、物品保持装置2は、複数の保持部6と、押下舌片7と、保持部移動手段8とを備えている。なお、図3および図4は、図面の視認性向上のため、一部の保持部6から押下舌片7を取り外した状態を示しているが、本実施形態においては全ての保持部6に押下舌片7がそれぞれ1個ずつ取り付けられている。
保持部6および押下舌片7を図5に示す。保持部6としては、真空吸着式、磁気吸着式、電気吸着式によるグリッパを用いることができるが、本実施形態においては、図5に示すように、円形の吸気口6aを下方(物品20との対向方向)に有する吸着ノズルが用いられている。この保持部6は、吸気口6aの側方において真空ポンプ(図示せず)に接続される円形の排気口6bを有している。また、保持部6は、図1から図3に示すように、第1コンベヤ3により整列搬送された物品20の搬送方向FDと平行する方向を列方向CDとして、3行2列に等間隔に配置されている。なお、保持部6に係る3行2列の行列配置は第1コンベヤ3の搬送能力に鑑みて決定されたものであり、本実施形態の物品保持装置2を実施するための必要条件ではない。
押下舌片7は、図5に示すように、適度な弾性力を生じる軟質弾性材料を用いて形成された矩形長板が用いられている。具体的は、弾性変形自在なゴム板、金属薄板またはプラスティック板であることが好ましい。この押下舌片7の一端部は保持部6の所定の側面6eに固定されており、下方に垂れ下がるように配設されている。ここで、保持部6の所定の側面6eとは、図5に示すように、前述した保持部6によって保持された物品20の一端部20aに対する反対側である物品20の他端部20b側に形成された側面である。なお、後述するが、保持部6は第1コンベヤ3の形態と制御手段による制御とによって常に物品20の同じ位置もしくはその周辺を保持するようになっている。
保持部移動手段8は、第1ベースレール9、第2ベースレール10、スライドレール11、ガイドプレート12およびアクチュエータ13A、13Bを備えている。
第1ベースレール9は、図3に示すように、矩形枠状に形成されており、移動手段5に接続する継手9bを有する接続部9cに接続されている。また、この第1ベースレール9は、図4に示すように、2つの列方向CDの枠部9dの下方に、ばち形のスライド部9aを列方向CDに有している。
第2ベースレール10は、図3に示すように、第1ベースレール9の2つの行方向LDの枠部9eの下方に、その長手方向を行方向LDと平行にしてそれぞれ固定されている。また、図4に示すように、第2ベースレール10は、その下方において、ばち形のスライド部10aを行方向LDに有している。
スライドレール11は、図3に示すように、その長手方向を行方向LDと平行にして2個配設されている。このスライドレール11は、その上方においてあり溝状のスライド部11bを列方向CDに有しており、第1ベースレール9のスライド部9aに取り付けられている。また、このスライドレール11は、図4に示すように、その下方において3行2列に配置された保持部6のうち行列配置の中央Cを通過する第2行(以下、「中央行」という。)以外の行、すなわち搬送方向FDの上流側から第1行および第3行に配置された4個の保持部6を行方向LDにそれぞれスライドさせるばち形のスライド部11aを有している。なお、スライドレール11に取り付けられる4個の保持部6の上方には、あり溝状のスライド部6cが行方向LDに形成されている。
ガイドプレート12は、図4に示すように、金属などの剛性の高い板材を用いてその中心の両側に2個の矩形長孔12aを有する長板状に形成されており、その長手方向を列方向CDと平行にして2個配設されている。このガイドプレート12は、図3および図4に示すように、その上方においてあり溝状のスライド部12bを列方向CDに有しており、第2ベースレール10のスライド部10aに取り付けられている。ここで、図4に示すように、中央行(第2行)に配置された2個の保持部6は、2個のガイドプレート12のそれぞれの中心部に1個ずつ固定している。また、中央行以外の行に配置された4個の保持部6は、2個のガイドプレート12のそれぞれの長孔12aに通過させてからスライドレール11のスライド部11aに取り付けられており、その長孔12aに接触する部分に自由回転するローラ6dを有している。
アクチュエータ13A、13Bとしては、制御手段によって駆動制御される油圧式往復シリンダが用いられている。このアクチュエータ13A、13Bは、図3に示すように、スライドレール11およびガイドプレート12の合計個数分である4個配設されており、それらスライドレール11およびガイドプレート12にその一端部を接続してそれぞれ列方向CDもしくは行方向LDと平行に配設されている。
また、本実施形態の物品保持移載装置1における第1コンベヤ3、第2コンベヤ4、移動手段5および制御手段(図示せず)は、以下の通りである。
図1および図2に示すように、第1コンベヤ3としては、それぞれ独立した2列平行の搬送列3a、3bを有するベルトコンベヤが用いられている。また、図1(b)および図2(b)に示すように、本実施形態の第1コンベヤ3は、それぞれの搬送列3a、3bにおいて複数の物品20をそれぞれ1つずつ仕切る仕切板3cを有しており、物品保持装置2に物品20を搬送する前までに一部傾斜する搬送経路となっている。なお、第1コンベヤ3の搬送列の本数は、刺身陳列に用いられるトレー21の形状に合わせて決定されたものである。そのため、他の実施形態においては、刺身陳列する際にトレー21の形状から指定される列数に応じて第1コンベヤ3の搬送列の本数が自在に設計変更される。
第2コンベヤ4としては、図1に示すように、専用トレー21の外形や搬送角度に適合したベルトコンベアが用いられている。この第2コンベヤ4は、図1に示すように、第1コンベヤ3による物品20の搬送方向FDと直交する方向FD2にトレーを搬送しつつ、移動手段5による移動作業の範囲内に配設されている。
移動手段5としては、図2に示すように、搬送される物品20に対して物品保持装置2を離接させる方向(以下、「離接方向」という。)ZDをそれぞれに直交する3軸方向(例えばX、Y、Z方向)の一方向(Z方向)として、物品保持装置2の向きを調整しながらその3軸方向に物品保持装置2を移動させるロボットアームが用いられている。
制御手段としては、図示しないが、各部材に連結したコンピュータが用いられている。この制御手段は、第1コンベヤ3および第2コンベアに係る搬送プログラムや、物品保持装置2および移動手段5に係る保持移載プログラムなどに基づいて各部材に制御情報を送信して、前述した各部材を自動制御する。
次に、図1から図7を用いて、本実施形態の物品保持装置2および物品保持移載装置1の作用を説明する。
図1および図2に示すように、刺身陳列するために第1コンベヤ3の搬送列3a、3bによって搬送された物品20は、図2に示すような第1コンベヤ3に傾斜した搬送経路が設けられているので、図1(b)および図2(b)に示すように傾斜方向に下降する。また、第1コンベヤ3の搬送列3a、3bは仕切板3cによって単一物品ごとに区切られているので、下降移動した物品20は仕切板3cに当接して当該区域内の定位置に寄せられる。これによって、搬送方向FDの下流側にある物品保持装置2は常に同じ位置を保持することができる。
定位置に寄せられた物品20が物品保持装置2の下方にまで搬送されると、移動手段5が物品保持装置2を離接方向ZDに移動させて、図3に示すような物品保持装置2を保持対象の物品20に近づける。物品20に近づいた物品保持装置2は、図4に示すような3行2列に配置された保持部6により6つの物品20の一端部20aを吸着保持するとともに、図5に示すような押下舌片7により物品20の他端部20bを下方に押し下げてその物品20を湾曲させる。ここで、押下舌片7には前述したゴム板等が用いられているので、押下舌片7が好適に変形して物品20を破壊することなく湾曲させることができる。この保持部6の保持作業と押下舌片7の押下作業により、6つの物品20すべての向きが下方に向かうように整えられる。
物品20の保持作業および押下作業が行なわれると、物品保持装置2はアクチュエータ13A、13Bを駆動させることにより保持部6を行列配置の行方向LDおよび列方向CDにそれぞれスライド移動させて保持部6を行列配置の中央部に集合させる。この集合作業は、図6および図7に示すように、保持部6の行方向LDの移動と保持部6の列方向CDの移動とに分けて行なわれる。
図6は、3行2列に配置された保持部6を行方向LDのみに移動させた状態を示している。図6に示すように、行方向LDに平行に配設されたアクチュエータ13Bが2つのガイドプレート12を保持部6の行列配置の中央Cに向かって行方向LDにスライド移動させると、2つのガイドプレート12の移動に合わせてその各中心に配置された2つの保持部6が行列配置の中央Cに向かって移動する。また、ガイドプレート12の移動に伴い、スライドレール11に取り付けられた4つの保持部6がガイドプレート12の長孔12aを介して行方向LDへの駆動力を得ることによりスライドレール11のスライド部11aに沿って行方向LDへスライド移動する。これによって、3行2列に配置した全ての保持部6をその行列配置の中央Cに向かって行方向LDにスライド移動させることができる。
また、図7は、行方向LDに移動した3行2列配置の保持部6を列方向CDのみに移動させた状態を示している。図7に示すように、列方向CDに平行に配設されたアクチュエータ13Aが2つのスライドレール11を行列配置の中央Cに向かって列方向CDにスライド移動させると、スライドレール11に取り付けられた4つの保持部6が、ガイドプレート12の長孔12aによって行方向LDの移動を制限されながら列方向CDにガイドされてスライド移動する。ここで、4つの保持部6は長孔12aと当接する部分にローラ6dを有しているので、長孔12aに摺接しながらスライド移動してもスムーズなスライド移動を実現する。これによって、3行2列に配置した全ての保持部6のうち中央行以外の行に配置された4つの保持部6をその行列配置の中央Cに向かって列方向CDにスライド移動させることができる。
つまり、3行2列に配置した保持部6を行方向LDおよび列方向CDへスライド移動させることにより、それらの保持部6をその行列配置の中央部に集合させ、押下舌片7により下方に湾曲した物品20を重ね合わせることができる。また、この物品20の集合作業に関しては、材料費のかからないスライドレール11およびガイドプレート12を用いているので、物品保持装置2に係る製造コストを安価にすることができる。さらに、行列方向CDに配設された各アクチュエータ13A、13Bはそれぞれの往復方向のみ行なえばよいので、その制御を行なう制御手段の制御プログラムを簡素化することができる。なお、保持部移動手段8は、行方向LDおよび列方向CDの移動を駆動する各アクチュエータ13A、13Bが独立に配設されているので、図6および図7に示す各方向へ各保持部6を同時に移動させることができ、作業効率の向上を図ることができる。
そして、保持部移動手段8によって物品20を保持部6の行列配置の中央Cに集合させる作業をおこなっている間に、物品保持装置2に接続した移動手段5が第2コンベアによって搬送された専用トレー21の上方に物品保持装置2を移動させる(図1を参照)。専用トレー21の上方に移載された物品20は、押下舌片7の押下作業および保持部移動手段8の集合作業により、既に下方に湾曲しながら重ね合わせられているので、物品保持装置2の保持部6が保持を解除することにより、物品20が専用トレー21上に少しずつずれながら段々に重ね合わせられる。
すなわち、本実施形態の物品保持移載装置1によって、複数の物品20を整列搬送してからその物品20の所定の一端部20aを保持するとともに、保持した物品20を湾曲させながらその中央Cに集合させて専用トレー21上に刺身陳列することができる。
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態の物品保持装置2において、保持部6は3行2列に配置されているが、他の実施形態において、保持部6は4行4列の行列配置などの3行2列以外の行列に配置されていてもよい。
4行4列の行列配置の場合、行列配置の中央Cを通過する行、すなわち中央行は存在しないので、ガイドプレート12の中央Cに固定される保持部6は存在せず、4行4列に行列配置されるすべての保持部6がスライドレール11に取り付けられることになる。その際、スライドレール11は、保持部6の行数と同数の4個配設されており、1つのスライドレール11に対して4個ずつ取り付けられる。また、ガイドプレート12は、列方向CDと平行に保持部6の列数と同数の4個配設されており、各ガイドプレート12の2つの長孔12aには、第1列目および第2列目に配置された保持部6と第3列目および第4列目に配置された保持部6とが各ガイドプレート12の2つの長孔12aをそれぞれ通過して各スライドレール11に取り付けられることになる。
これにより、他の実施形態の物品保持装置2は、本実施形態の物品保持装置2と同様、各方向に配設されたアクチュエータ13A、13Bを駆動させることによりガイドプレート12およびスライドレール11をそれぞれ行列配置の中央Cに向けてスライド移動させて、4行4列の保持部6を行列配置の中央Cに集合させることができる。すなわち、本発明の物品保持装置2は、保持部6の数に合わせてスライドレール11およびガイドプレート12の数を増減させることができるので、保持部6の行列配置のパターンに限られずに物品20を刺身陳列することができる。
本発明の物品保持移載装置の一実施形態を示す正面図;(a)は全体を示しており、(b)は図1(a)において丸により囲まれた部分bの拡大図 図1の2−2矢視側面図;(a)は全体を示しており、(b)は図2(a)において丸により囲まれた部分bの拡大図 本実施形態の物品保持装置を上方から示す全体斜視図(なお、視認性向上のため、一部の保持部から押下舌片を取り外して図示している。) 本実施形態の物品保持装置を下方から示す全体斜視図(なお、視認性向上のため、一部の保持部から押下舌片を取り外して図示している。) 本実施形態の保持部および押下舌片を示す斜視図 本実施形態の物品保持装置に備わる保持部が行方向に移動した状態を示す斜視図 本実施形態の物品保持装置に備わる保持部が行方向および列方向に移動した状態を示す斜視図 物品を専用トレー上に刺身陳列した状態を示す斜視図
符号の説明
1 物品保持移載装置
2 物品保持装置
3 第1コンベヤ
3a、3b 搬送列
3c 仕切板
4 第2コンベヤ
5 移動手段
6 保持部
6a 吸気口
6b 排気口
6c あり溝状のスライド部
6d ローラ
7 押下舌片
8 保持部移動手段
9 第1ベースレール
9a スライド部
9b 継手
9c 接続部
9d 列方向の枠部
9e 行方向の枠部
10 第2ベースレール
10a スライド部
11 スライドレール
11a (ばち形の)スライド部
11b (あり溝状の)スライド部
12 ガイドプレート
12a 長孔
12b あり溝状のスライド部
13A、13B アクチュエータ
20 物品
20a 一端部
20b 他端部
21 トレー
C 行列配置の中央
CD 列方向
FD 搬送方向
LD 行方向
ZD 離接方向

Claims (6)

  1. 整列搬送された複数の物品の一端部をそれぞれ保持する行列配置された複数の保持部と、
    前記物品の一端部を保持した前記保持部における前記物品の他端部側から前記物品の他端部に当接するように垂設された押下舌片と、
    前記保持部を前記行列配置の行方向および列方向にそれぞれ移動させて前記保持部を前記行列配置の中央部に集合させる保持部移動手段と
    を備えていることを特徴とする物品保持装置。
  2. 前記保持部移動手段は、
    前記保持部のうち前記行列配置の中央を通過する中央行以外の行に配置された複数の保持部を前記行方向にスライドさせるスライドレールと、
    前記列方向を長手方向とする長板であって、前記中央行に配置された複数の保持部のうちの1つの保持部をその中心部に有しているとともに、前記中心部の両側に配置され前記列方向と平行にその長手方向が形成された長孔を有しており、前記中央行以外の行に配置された前記複数の保持部が前記長孔を通過して前記スライドレールに取り付けられるように配設されているガイドプレートと、
    前記ガイドプレートを前記行方向に移動させるとともに、前記スライドレールを前記列方向に移動させるアクチュエータと
    を有していることを特徴とする請求項1に記載の物品保持装置。
  3. 前記押下舌片は、弾性変形自在なゴム板、金属薄板またはプラスティック板を用いて形成されている
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の物品保持装置。
  4. 前記保持部は、真空ポンプに接続された吸着ノズルである
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の物品保持装置。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の物品保持装置と、
    前記行列配置の列と同数の搬送列に前記物品を載置して整列搬送する第1コンベヤと、
    前記物品を収納するトレーを搬送する第2コンベヤと、
    それぞれに直交する3軸方向に前記物品保持装置を移動させる移動手段と
    を備えていることを特徴とする物品保持移載装置。
  6. 前記第1コンベヤは、複数の前記物品をそれぞれ1つずつ仕切る仕切板を有しており、前記物品保持装置に前記物品を搬送する前までの搬送経路において一部傾斜している
    ことを特徴とする請求項5に記載の物品保持移載装置。
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