JP2009102058A

JP2009102058A - 移送装置

Info

Publication number: JP2009102058A
Application number: JP2007278080A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Haneda; 繁羽田; Takanori Tanaka; 隆範田中; Masayuki Suzuki; 雅之鈴木; Atsushi Morita; 篤森田
Original assignee: Asahi Breweries Ltd; Fuji Seal International Inc
Current assignee: Asahi Breweries Ltd; Fuji Seal International Inc
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP5243768B2

Abstract

【課題】保存箱からキャップシール装着装置へのスタック体の移送を自動化でき得る移送装置を提供する。
【解決手段】移送装置は、スタック体１００を吸引保持する吸引ヘッド１４や、吸引ヘッド１４を移動させる移動機構、保存箱内のスタック体１００の位置を検出するレーザセンサ４０、移動機構等を制御する制御部などを備えている。吸引ヘッド１４の先端には、スタック体１００の長軸方向に並んだ複数の吸引ノズル３０と、レーザセンサ４０が取り付けられている。制御部は、レーザセンサ４０での検出結果に基づいて、吸引ノズルが保存箱内のスタック体１００に接触する位置まで吸引ヘッド１４を移動させた後、吸引ノズル３０でスタック体１００を吸引保持させる。その後、吸引ヘッド１４を移動させることで、スタック体１００を移送させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、略円筒形で可撓性を有したキャップシールを複数積層したスタック体を移送する移送装置に関する。

キャップシールは、熱収縮性フィルムのような可撓性材料からなる天板付の略円筒形部材で、ビア樽や牛乳瓶などの口部にシュリンク方式で装着される部材である。このキャップシールの容器口部への装着は、公知のキャップシール装着装置（例えば下記特許文献１など）を用いて自動的に行われる。

ところで、通常、キャップシールの製造場所（キャップシール製造装置の設置場所）と、キャップシールの装着場所（キャップシール装着装置の設置場所）と、は離れていることが多い。そのため、任意の製造場所で製造されたキャップシールは、ダンボール箱などの保存箱に収容され、装着場所まで搬送（輸送）されるようになっている。このとき、収容効率の向上などを目的として、キャップシールは、複数積層したスタック体として保存箱に収容される。装着場所にいる作業者は、キャップシール装着装置による装着処理の進行状況に応じて、保存箱からスタック体を取り出し、当該スタック体をキャップシール装着装置にセットする。キャップシール装着装置は、スタック体から一つずつキャップシールを抜き取り、容器の口部に装着する。

特許第３５５９１０３号公報

ここで、既述したとおり、従来、保存箱からのスタック体の取り出しは、作業者の手作業により行われていた。この取り出し作業は、キャップシール装着装置での処理進行状況に応じて行う必要があり、作業者は、装着処理実行中ずっと、キャップシール装着装置の様子を監視していなければならない。換言すれば、従来の技術では、スタック体の取り出し作業のため、作業者は長時間拘束されることになる。これは、作業者にとって大きな負担であった。また、取り出し作業のために少なくとも１人の作業者が必要となりコスト増加も招いていた。

そこで、本発明では、保存箱からキャップシール装着装置へのスタック体の移送を自動化でき得る移送装置を提供することを目的とする。

本発明の移送装置は、略円筒形で可撓性を有したキャップシールを複数積層したスタック体を移送する移送装置であって、先端に設けられた吸引ノズルにより前記スタック体を吸引保持する吸引ヘッドと、前記吸引ヘッドを、前記スタック体が収容されている保存箱からキャップシール装着装置へと移動させることで、前記スタック体を移送させる移動機構と、前記保存箱内に収容されているスタック体の位置を検出する位置検出手段と、前記吸引ヘッドおよび移動機構の駆動を制御する制御手段であって、位置検出手段での検出結果に基づいて、前記吸引ヘッドによる前記スタック体の吸引保持開始時に、前記吸引ノズルが前記スタック体の表面に接触し、かつ、前記スタック体を押し潰さない位置に前記吸引ヘッドを移動させるべく移動機構を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

好適な態様では、前記吸引ヘッドは、前記吸引ノズルを複数有しており、前記複数の吸引ノズルは、前記スタック体の分離を防止可能な間隔で前記キャップシールの積層方向に配設されている。

この場合、各吸引ノズルごとに設けられ、対応する吸引ノズルの内圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ切替する圧力スイッチを備え、前記制御手段は、前記圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて、前記吸引ヘッドによる前記スタック体の吸引保持の良否を判定することが望ましい。さらに、より望ましくは、前記制御手段は、前記圧力スイッチの結果に基づいて前記複数の吸引ノズル全ての内圧が前記スタック体の吸引が可能な内圧であると判定できた場合にのみ、前記吸引ヘッドによるスタック体の吸引が成功していると判定する。

他の好適な態様では、前記位置検出手段は、前記吸引ヘッドに設けられ、所定の検出範囲内に位置する物体表面の位置を非接触で検出する非接触位置センサであり、前記制御手段は、予め設定されたスタック体および保存箱の種類に基づいて、当該保存箱に収容された複数のスタック体それぞれの概略位置を算出し、前記吸引保持開始時には、前記概略位置に基づいて前記吸引ヘッドを保存箱内のスタック体近傍まで移動させた後、前記位置検出手段でスタック体の位置を検出させ、当該検出結果に基づいて前記吸引ノズルが前記スタック体に接触する位置に吸引ヘッドを移動させる。

この場合、前記位置検出手段は、所定の検出範囲内に位置する物体表面の形状も検出し、前記制御手段は、前記吸引保持開始時には、前記位置検出手段での検出結果に基づいて、前記吸引ノズルが前記スタック体表面のうち最も高い点に接触する位置に前記吸引ヘッドを移動させることが望ましい。

他の好適な態様では、前記保存箱には、複数のスタック体が長軸方向視で各スタック体が段ごとに交互に略半径分だけズレた千鳥状に積み重ねられており、前記制御手段は、前記保存箱に収容されたスタック体のうち下から二段目のスタック体の移送を行う場合、当該下から二段目のスタック体のうち保存箱の側壁に接触するスタック体を最後に移送するべく、移動機構を制御する。

本発明によれば、位置検出手段によりスタック体の位置が検出され、その検出結果に基づいて吸引ヘッドが移動されるため、スタック体を確実に吸引保持できる。そして、その結果、保存箱からキャップシール装着装置へのスタック体の移送を自動化できる。

以下、本発明の実施形態である移送機構について図面を参照して説明する。はじめに、本実施形態において移送対象となるスタック体１００について説明する。図１は、スタック体１００の概略斜視図である。スタック体１００は、複数のキャップシール１０２、および、単一のシールキーパ１０４を積層して構成される。キャップシール１０２は、公知のキャップシール装着装置により、ビア樽などの容器の口部にシュリンク装着される部材であり、熱収縮性フィルムからなる。シュリンク装着される前のキャップシール１０２は、略円筒形に予備成形されており、その天面は厚さ約１００〜３００μｍｍ程度の天板で閉塞されている。また、キャップシール１０２の側面には、テーパまたは段差（図示例ではテーパ）が設けられており、上端径に比して下端径が大きくなっている。キャップシール１０２を積層する際には、この上端と下端の径差を利用して、各キャップシール１０２の後側に他のキャップシール１０２を順次、嵌め込んでいく。

シールキーパ１０４は、キャップシール１０２の型崩れ等を防止する目的で、スタック体１００の最も後端に嵌め込まれる部材である。シールキーパ１０４は、厚さ約５００μｍｍ〜１ｍｍ程度のプラスチックのようにある程度の保形性を有した材料からなり、天面が閉塞された略円筒形に成形されている。このシールキーパ１０４の側面にもテーパまたは段差が形成されており、上端径に比して下端径が大きくなっている。そして、この上端と下端との径差により、シールキーパ１０４のキャップシールへの挿嵌が可能となっている。

複数のキャップシール１０２およびシールキーパ１０４を積層したスタック体１００は、ダンボール箱などの保存箱１１０に収容され、輸送される。このとき、スタック体１００は、図２に図示するように、その長軸方向が互いに平行になるように、複数段に積み重ねられて保存箱１１０に収容される。また、各スタック体１００は、長軸方向視で各スタック体１００が略千鳥状に並ぶように、換言すれば、Ｎ段目（Ｎ＝１，２，・・・，ｎ）のスタック体とＮ＋１段目のスタック体とが互いに隣接方向に略半径分だけズレるように、積み重ねられている。

かかるスタック体１００は、保存箱１１０から取り出されると、その積層状態を維持したまま（スタック体１００の状態のまま）、キャップシール装着装置にセットされる。キャップシール装着装置は、スタック体１００からキャップシール１０２を一つずつ抜き取り、抜き取ったキャップシール１０２を容器口部に取り付ける。そして、キャップシール１０２を容器口部に取り付けたまま加熱収縮させることで、容器口部にキャップシール１０２を密着（シュリンク装着）させる。

ところで、従来、保存箱１１０からのスタック体１００の取り出し、および、キャップシール装着装置へのスタック体１００のセットは、全て、作業者による手作業で行われていた。このスタック体１００の取り出し・セット作業は、キャップシール装着装置での装着処理の進行状況に応じて行う必要があった。そのため、従来、作業者は、長時間、キャップシール装着装置の近傍で待機し、その処理進行状況を監視していなければならなかった。かかる長時間の監視は、作業者にとって負担であるばかりでなく、人的コストの増加も招いていた。また、スタック体１００を構成する複数のキャップシール１０２等は、嵌め込み時に生じる摩擦力で連結されているに過ぎず、取り出し・セット作業時に付加される力のバランスが適切でないと、連結が解除され、分離してしまう。したがって、スタック体１００を迅速、かつ、適切に取り扱うには、ある程度の経験を要するという問題もあった。

本実施形態の移送装置は、かかる問題を解決するための装置である。すなわち、本実施形態の移送装置は、自動的に、保存箱１１０からスタック体１００を取り出して、キャップシール装着装置まで移送し、セットする。以下、この移送装置について詳説する。

図３、図４は、本実施形態の移送装置１０の正面図および側面図である。また、図５は、吸引ヘッド１４周辺の拡大図である。

この移送装置１０は、保存箱１１０を搬送するコンベア機構１２、スタック体１００を吸引保持する吸引ヘッド１４、吸引ヘッド１４を移動させる移動機構１６、これらを制御する制御部（図示せず）、および、作業者からの操作指示を受け付ける操作盤（図示せず）などを備えている。

コンベア機構１２は、水平設置された水平コンベア１８と、傾斜設置された傾斜コンベア２０と、に大別される。水平コンベア１８は、吸引ヘッド１４のほぼ真下位置を通過する搬送路を有しており、この搬送路上には、複数の駆動ローラ２２が配設されている。複数の駆動ローラ２２は、ローラ用モータ２３の駆動に伴って回転駆動することで、搬送路上に載置された保存箱１１０を上流側から下流側（図３において左側から右側）へと搬送する。なお、このとき、保存箱１１０は、その内部に収容しているスタック体１００の長軸が、後述する吸引ノズル３０の配設方向と平行になるような向きで搬送路上に載置される。

搬送路のうち吸引ヘッドのほぼ真下位置は、保存箱１１０を一時停止する停止位置Ｑとなる。この停止位置Ｑには、保存箱１１０の到達を検知する光学センサ２４が設けられている。光学センサ２４は、搬送路を挟んで対向設置された投光器２４ａおよび受光器２４ｂから構成される。投光器２４ａは、受光器２４ｂに向かって検出光を照射し、受光器２４ｂは、当該検出光を受光できるか否かで、保存箱の到達を検知する。保存箱１１０が停止位置Ｑに到達したことを検知すれば、制御部は、ローラ用モータ２３の駆動を停止し、保存箱１１０を停止位置Ｑで一時停止させる。吸引ヘッド１４は、この一時停止している保存箱１１０の中からスタック体１００を順次取り出し、キャップシール装着装置に設けられた供給トレイ１２０へと移送していく。保存箱内の全てのスタック体１００が取り出されれば、制御部は、再び、ローラ用モータ２３を駆動させ、保存箱１１０の搬送を再開させる。これにより、新たな保存箱１１０が停止位置Ｑに搬送されるとともに、空になった保存箱（空箱１１０ａ）が傾斜コンベア２０へと送りだされる。

傾斜コンベア２０は、水平コンベア１８の下流端近傍から延び、下流側に近づくにつれ低くなる傾斜した搬送路を備えている。この搬送路上には、回転自在のローラ２６が複数配設されており、空箱１１０ａの滑落が助長されるようになっている。また、搬送路の下流端にはストッパ２８が立設されており、空箱１１０ａの傾斜コンベア２０からの落下が防止されている。この傾斜コンベア２０に送りだされた空箱１１０ａは、傾斜した搬送路に沿って滑落していく。滑落していった空箱１１０ａは、ストッパ２８または先行の空箱１１０ａに当接した時点で停止し、傾斜コンベア２０に貯留されていく。作業者は、一定数（図示例では三つ）の空箱１１０ａが傾斜コンベア２０に貯留されれば、空箱１１０ａを回収する。

吸引ヘッド１４は、水平コンベア１８の上側に設けられており、負圧によりスタック体１００を吸引保持しつつ移動することで、スタック体１００を移送する。この吸引ヘッド１４には、図５に図示するように複数（本実施形態では８本）の吸引ノズル３０が設けられている。複数の吸引ノズル３０は、断面略Ｌ字状に折り曲げられたＬ字フレーム３８で保持されており、スタック体１００の長軸方向に一列に並べられている。

各吸引ノズル３０の先端には、ゴムなどの弾性体からなる弾性パッドが設けられている。この弾性パッドは、スタック体１００の表面形状に追従して変形可能であり、スタック体１００を吸引保持した際にスタック体１００の表面に密着することで負圧の漏れを防止する。また、各吸引ノズル３０の後端には、連結チューブ３４が接続されている。各吸引ノズル３０は、この連結チューブ３４を介して対応する吸引機構３６（図３参照）に接続されている。スタック体１００を吸引保持する際、吸引機構３６は、対応する吸引ノズル３０に負圧を供給する。この負圧により、スタック体１００は、吸引ノズル３０に吸引され、保持される。

ここで、吸引ノズル３０を複数本設けるのは、移送時におけるスタック体１００の分離を防止するためである。すなわち、スタック体１００は、各キャップシール１０２を他のキャップシール１０２に嵌め込んで積層した積層体である。別の見方をすれば、スタック体１００を構成する複数のキャップシール１０２は、嵌め込みにより生じる摩擦力だけで連結されている。したがって、キャップシール１０２同士の連結は、比較的、小さい力で解除可能となっている。

もちろん、各キャップシール１０２を他のキャップシール１０２の奥深くまで嵌め込むことで、摩擦力の増加、ひいては、キャップシール１０２同士の連結力を増加させることは可能である。しかし、キャップシール１０２同士の連結力が過度に大きいと、キャップシール装着装置において、スタック体１００からキャップシール１０２を一つずつ抜き取ることができず、結果として、キャップシール１０２の装着処理の効率を低下させてしまう。つまり、キャップシール１０２の装着処理を正常に行うためには、スタック体１００を構成するキャップシール１０２同士の連結力を過度に大きくすることはできない。

かかるスタック体を、図６に図示するように、一本の吸引ノズル３０だけで吸引保持して持ち上げる場合を考える。この場合、スタック体１００は、その自重により吸引箇所を中心として撓むことになる。そして、この撓みにより、吸引箇所から離れた位置にあるキャップシール１０２ｆは、傾斜角度が大きくなり、連結状態を維持できず、落下することになる。つまり、吸引ノズル３０一本だけで、積層状態を維持したままスタック体１００を移送することは困難であるといえる。

一方、本実施形態では、吸引ノズル３０を複数設け、スタック体１００を複数箇所で吸引保持している。そのため、持ち上げた際のスタック体１００の撓みが防止され、キャップシール１０２の離脱、ひいては、スタック体１００の分離が防止される。その結果、積層状態を維持したままスタック体１００を移送することができる。なお、吸引ノズル３０が複数であっても、その配置間隔が過度に大きい場合には、一本の場合と同様に、スタック体１００の撓み、ひいては、キャップシール１０２の落下といった問題を招く。そのため、吸引ノズル３０の配置間隔は、隣接するキャップシール同士の間に生じる摩擦力を考慮して、吸引保持時にスタック体１００の分離を防止可能な間隔以下とすることが必要である。ここで、スタック体の分離を防止可能な間隔は、各キャップシールの形状や材質、嵌め込み量などに基づいて決定される。

各吸引ノズル３０には、当該吸引ノズル３０内の圧力変化を検出する圧力スイッチ（図示せず）が設けられている。この圧力スイッチは、吸引ノズル内圧力が所定基準値以下であればＯＮとなり、所定基準を超えればＯＦＦとなる。ＯＮ／ＯＦＦの閾値である所定基準値は、スタック体１００を吸引保持可能な圧力値に設定される。制御部は、この圧力スイッチの検出結果に基づいて、吸引ノズルによるスタック体吸引の良否を判断する。具体的には、制御部は、スタック体１００の吸引保持を指示したにも関わらず、圧力スイッチがＯＦＦの場合には、吸引ノズル３０から負圧が漏れている、換言すれば、吸引ノズル３０がスタック体１００に密着しておらず、吸引不良が生じていると判断する。

なお、圧力センサは、各吸引ノズル３０ごとに一つずつ設けられており、各吸引ノズル３０ごとに独立して吸引の良否を検知できるようになっている。これは、スタック体１００の撓み、ひいては、キャップシール１０２の落下をより確実に防止するためである。すなわち、複数の吸引ノズル３０のうち一本だけでも吸引不良が生じると、実質的に、吸引箇所の間隔が増加することになる。吸引箇所の間隔増加は、既述したようなスタック体１００の撓み、ひいては、キャップシール１０２の落下を招くことになる。そこで、本実施形態では、各吸引ノズル３０に一つずつ圧力センサを設け、各吸引ノズル３０ごとに独立して吸引の良否を検知できるようにしている。また、かかる構成とすることで、たとえ、スタック体１００の移送途中に一部のキャップシール１０２が落下しても即座に検知することができる。その結果、キャップシール装着装置に、分離された不完全なスタック体１００が供給されることを確実に防止できる。

各吸引ノズル３０は、連結チューブ３４を介して、吸引機構３６（図３、図４参照）に連結されている。吸引機構３６は、制御部からの指示に応じて、吸引ノズル３０に負圧を供給する機構である。この吸引機構３６は、一つの吸引ノズル３０に対して一つずつ設けられており、各吸引ノズル３０ごとに独立して負圧供給できるようになっている。

吸引ヘッド１４の先端近傍、より具体的には、四本目の吸引ノズル３０と五本目の吸引ノズル３０との間には、レーザセンサ４０が設けられている（図５参照）。このレーザセンサ４０は、複数本の検出用レーザ光を照射した際に得られる反射光の状態に基づいて、当該レーザ光照射方向に位置する物体表面にある複数の検出ポイント（複数の検出用レーザ光が当たった箇所）の位置（距離）を検出し、さらに、この複数の検出ポイントを補間処理することで物体の表面形状を算出するセンサである。

本実施形態では、このレーザセンサ４０を、そのレーザ光照射方向が下方向になるべく設置して、スタック体１００の位置および形状検出に利用している。制御部は、このレーザセンサ４０での検知結果に基づいて、吸引ヘッド１４の移動位置を微調整したり、吸引ヘッド１４からのスタック体１００の落下を検知したりするが、これについては後に詳説する。

移動機構１６は、上述した吸引ノズル３０やレーザセンサ４０等を備えた吸引ヘッド１４を、垂直方向および水平コンベア１８の搬送路に直交する方向（図３における紙面垂直方向）の二方向に移動させる機構である。この移動機構１６は、周知の様々な構成を採用することができる。例えば、移動機構１６は、駆動源であるモータや、当該モータから出力された駆動力を吸引ヘッドに伝達するリードスクリューやカムなどの伝達機構、吸引ヘッド１４の移動方向を案内するガイドレールなどで構成される。この移動機構１６の駆動は、制御部により制御される。

操作盤は、作業者からの操作指示を受け付ける部位である。作業者は、この操作盤を介して、移送の開始・停止指示の他、移送すべきスタック体１００またはキャップシール１０２の総数や、スタック体１００や保存箱１１０の種類などといった移送に必要な情報も入力する。制御部は、操作盤を介して入力された情報に基づいて、保存箱１１０内における複数のスタック体１００の概略的な位置を算出し、一時記憶する。

制御部は、上述したコンベア機構１２や吸引ヘッド１４、移動機構１６などの駆動を制御する。また、制御部は、キャップシール装着装置との間で情報の送受が可能であり、当該キャップシール装着装置での処理進行状況を把握することができるようになっている。そして、得られた装着処理の進行状況や、各種センサでの検知結果などに基づいて、上述した移動機構１６などの駆動を制御する。

次に、この移送装置１０での処理の流れについて図７のフローチャートを用いて説明する。この移送装置１０を駆動させるに当たって、作業者は、まず、操作盤を操作して、スタック体１００の移送に必要な各種情報を入力する（Ｓ１０）。ここで入力される情報としては、スタック体１００および保存箱１１０の種類や、移送すべきスタック体１００またはキャップシール１０２の総数などである。制御部は、入力された情報に基づいて、保存箱１１０が停止位置Ｑで停止した際における、当該保存箱内の各スタック体１００の概略位置を算出し、一時記憶する（Ｓ１２）。

続いて、制御部は、吸引ヘッド１４に設けられたレーザセンサ４０を利用して、キャップシール装着装置に設けられた供給トレイ１２０の位置を検出する（Ｓ１４）。これは、供給トレイ１２０の高さが、キャップシール１０２が装着される容器の高さに応じて、適宜、変更されるためである。かかる供給トレイ１２０の高さを検出するために、制御部は、まず、移動機構１６を駆動して、吸引ヘッド１４を供給トレイ１２０の上部まで移動させる。そして、吸引ヘッド１４に設けられたレーザセンサ４０で、供給トレイ１２０の位置を検出する。制御部は、検出された供給トレイ１２０の高さを一時記憶しておく。

供給トレイ１２０の高さが検知できれば、次に、制御部は、水平コンベア１８を駆動して、水平コンベア１８上に載置された保存箱１１０を吸引ヘッド１４のほぼ真下位置、すなわち、停止位置Ｑまで搬送する（Ｓ１６）。そして、制御部は、キャップシール装着装置との通信結果に基づいて、スタック体１００の移送の要否を判断する（Ｓ１８）。より具体的には、キャップシール装着装置のうち、スタック体１００のセットを受け付ける供給トレイ１２０にスタック体１００を追加供給でき得る空スペースがあるか否かを確認する。確認の結果、供給トレイに空スペースがある場合、制御部は、吸引ヘッド１４および移動機構１６を駆動して、スタック体１００の移送を開始する（Ｓ２２）。このスタック体１００の移送処理の詳細な流れを図８に示す。

スタック体１００を移送する場合、制御部は、まず、一時時記憶されている各スタック体１００の概略位置に基づいて、移動機構１６を駆動して吸引ノズル３０の先端を移送対象のスタック体１００の上側近傍まで移動させる（Ｓ２４）。

続いて、吸引ヘッド１４に設けられたレーザセンサ４０で、移送対象のスタック体１００の正確な位置および形状を検出する（Ｓ２６）。すなわち、レーザセンサ４０は、下方向に複数の検出用レーザ光を照射する。この検出用レーザ光は、吸引ヘッド１４の下側に位置するスタック体１００に当たり、反射する。レーザセンサ４０は、このとき得られる反射光の状態に基づいて、当該スタック体１００の正確な位置および形状を検出する。

ここで、レーザセンサ４０を用いてスタック体１００の正確な位置および形状を検出するのは次の理由による。既述したように、本実施形態では、吸引ノズル３０でスタック体１００を吸引保持するが、そのためには、まず、当該吸引ノズル３０を、スタック体１００の表面に接触する位置であって、スタック体１００を押しつぶさない位置に移動させる必要がある。

すなわち、スタック体１００と吸引ノズル３０が離間していれば、吸引ノズル３０に供給された負圧がスタック体１００に作用しないため、スタック体１００を吸引することができない。逆に、吸引ノズル３０がスタック体１００に近づきすぎて、当該吸引ノズル３０がスタック体１００を押し潰してしまうと、当該スタック体１００を構成するキャップシール１０２が型崩れすることになり、その後のキャップシール装着処理が適切に行えなくなる。したがって、吸引ノズル３０でスタック体１００を吸引保持するためには、吸引ノズル３０をスタック体１００に接触する位置に確実に移動させる必要がある。

しかしながら、これまでの説明で明らかなとおり、スタック体１００は、断面円形で転がりやすい不安定な形状を有している。そのため、保存箱１１０内で転がりやすく、事前入力されたスタック体１００や保存箱１１０の種類といった情報だけでは、その位置を正確に取得することはできず、ひいては、ノズル３０をスタック体１００に接触する位置まで移動させることができない。

そこで、本実施形態では、事前入力されたスタック体１００や保存箱１１０の種類などから各スタック体１００の概略位置を算出した後、レーザセンサ４０（吸引ヘッド１４）をスタック体１００近傍まで移動させ、当該レーザセンサ４０でスタック体１００の詳細位置（および形状）を検出している。

移送対象のスタック体１００の位置および形状が検出できれば、制御部は、当該検出結果に基づいて移動機構１６を駆動して、吸引ノズル３０がスタック体１００の表面に接触する位置であって、スタック体１００を押しつぶさない位置に吸引ヘッド１４を移動させる（Ｓ２８）。すなわち、制御部は、レーザセンサ４０での検出結果に基づいて、スタック体１００のうち最も高い点（図５（ｂ）における点Ｐ）の位置を算出する。そして、移動機構１６を駆動して、吸引ノズル３０の先端が、最も高い点位置になるように吸引ヘッド１４を移動させる。

吸引ノズル３０がスタック体１００に接触する位置まで移動できれば、続いて、制御部は、吸引機構３６に負圧供給を指示し、スタック体１００の吸引を開始させる（Ｓ３０）。この指示を受けた各吸引機構３６は、連結チューブ３４を介して、対応する吸引ノズル３０に負圧を供給する。そして、この負圧により、スタック体１００は、吸引ノズル３０に吸引され、保持される。

制御部は、この吸引保持の良否を、各吸引ノズル３０に設けられた圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて判断する（Ｓ３２）。すなわち、複数の圧力スイッチ全てがＯＮ状態の場合、制御部は、スタック体１００は適切に吸引保持されていると判断する。この場合はステップＳ３４へと進む。一方、複数の圧力スイッチのうち一つでもＯＦＦ状態の場合、制御部は、吸引ノズル３０がスタック体１００に密着しておらず、当該吸引ノズル３０によるスタック体１００の吸引保持が失敗していると判断する。この場合には、ステップＳ２４へと戻り、ステップＳ２４〜Ｓ３２を再実行する。

全圧力スイッチがＯＮ状態であれば、換言すれば、吸引ノズル３０によりスタック体１００が適切に吸引保持されれば、制御部は、移動機構１６を駆動して吸引ノズル３０を供給トレイ１２０の真上位置まで移動させる（Ｓ３４）。この移動中、制御部は、圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態、および、レーザセンサ４０での検出結果に基づいて、スタック体１００の吸引ノズル３０からの落下の有無を監視する。すなわち、吸引ノズル３０により吸引保持されているはずのスタック体１００の位置の急変がレーザセンサ４０で検知された場合、あるいは、圧力スイッチのＯＮ状態からＯＦＦ状態への変遷が検知された場合、制御部は、スタック体１００の落下が生じたと判断する。この場合、制御部は、移動機構１６の駆動を停止させ、アラームを出力する。

吸引ノズル３０が、スタック体１００を落下させることなく、供給トレイ１２０の真上位置まで移動できれば、制御部は、吸引機構３６による負圧供給を停止させ、吸引ノズル３０によるスタック体１００の吸引を停止させる（Ｓ３６）。吸引停止により、スタック体１００は吸引ノズル３０から離脱し、供給トレイ１２０の上に落下し、載置されることになる。

スタック体１００が供給トレイ１２０に載置されれば、ステップＳ４０（図７参照）に進む。すなわち、制御部は、これまで移送したスタック体１００の個数が、事前に設定入力された移送すべき目標総数に達したか否かを判断する（Ｓ４０）。目標総数に達している場合には、処理は全て終了となる。一方、目標総数に達していない場合には、さらに、保存箱１１０内にスタック体１００が残存しているか否かを確認する（Ｓ４２）。スタック体１００が残存している場合には、ステップＳ１８へ、残存していない場合にはステップＳ１６へと戻り、再度、同様の処理を繰り返す。

ここで、この繰り返しの際、スタック体１００の取り出し順序によっては、保存箱１１０に残存するスタック体１００の転がりが生じる場合がある。これについて図９を用いて説明する。

既述したように、保存箱１１０において、複数のスタック体１００は、千鳥状に積み重ねられている。かかるスタック体１００のうち、下から二段目のスタック体１００を保存箱１１０から取り出す場合において、図９（ｂ）に図示するように、保存箱１１０の側壁に接触するスタック体１００ａを最初に取り出し、その後、その隣に位置する側壁に接触しないスタック体１００ｂを取り出すとする。この場合、吸引ノズル３０が当該接触しないスタック体１００ｂに当接した際に生じる衝撃により、一段目のスタック体１００ｃが転がってしまう場合がある。スタック体１００が転がると、ステップＳ１２で算出されたスタック体１００の概略位置と、実際のスタック体１００の位置と、が大幅にズレることになる。そして、その結果、ステップＳ２８において、吸引ノズル３０をスタック体１００近傍に移動させることができず、レーザセンサ４０での正確な位置検出、ひいては、吸引ノズル３０による吸引保持ができないという問題を招く。

そこで、本実施形態では、二段目のスタック体１００を取り出す場合は、図９（ａ）に図示するように、二段目のスタック体１００のうち側壁に接触するスタック体１００ａを最後に取り出すようにしている。この場合、一段目のスタック体１００ｃは、当該接触するスタック体１００ａ、および、保存箱１１０の側壁により挟まれた状態となるため、転がることはない。その結果、最後の一本のスタック体１００を取り出すまで、スタック体１００の転がりを防止でき、スタック体１００を適切に吸引保持できる。

なお、かかる一段目のスタック体１００ｃの転がりを防止するために、保存箱１１０を特殊な形態にしてもよい。例えば、図１０（ａ）に図示するように、保存箱１１０の内側底面が平坦面になるように、フラップ１１０ｂ，１１０ｓの折り曲げ順序を通常と異ならせてもよい。すなわち、ダンボール箱などの保存箱１１０の底面は、底面全体を覆う一対の大フラップ１１０ｂおよび底面の一部を覆う一対の小フラップ１１０ｓを折り曲げることで形成される。一般的には、この二種類のフラップ１１０ｂ，１１０ｓは、小フラップ１１０ｓが内側に、大フラップ１１０ｂが外側になるような順序で折り曲げられる。しかし、この場合、小フラップ１１０ｓの端部により形成される段差が、保存箱の内側底面に存在することになる。かかる段差は、一段目のスタック体１００ｃの転がりを誘発する原因になる。そこで、図１０（ａ）に図示するように、小フラップ１１０ｓが外側に、大フラップ１１０ｂが内側になるような順序でフラップを折り曲げるようにしてもよい。

また、保存箱１１０の内側底面に、一段目のスタック体１００ｃの転がりを防止でき得る部材を設けてもよい。具体的には、図１０（ｂ）に図示するように、スタック体１００の大きさに応じた断面円弧状の溝が連続して形成された波状板１１２を、保存箱１１０の内側底面に設置してもよい。これにより、スタック体１００の転がりが、より確実に防止される。

以上の説明から明らかなとおり、本実施形態によれば、スタック体１００の取り出し・セット処理において、作業者の手作業を不要とすることができる。また、吸引保持に先立って、レーザセンサ４０によりスタック体１００の正確な位置を検出しているため、スタック体１００を確実に吸引保持できる。さらに、スタック体１００を複数の吸引ノズル３０で吸引保持しているため、スタック体１００の分離を防止でき、より確実にスタック体１００を移送することができる。

移送対象であるスタック体の概略斜視図である。保存箱に収容されているスタック体の様子を示す図である。本発明の実施形態である移送装置の正面図である。移送装置の側面図である。吸引ヘッドの先端周辺の拡大図である。一本の吸引ノズルでスタック体を吸引保持する様子を示す図である。移送装置での処理の流れを示す図である。ステップＳ２２の詳細な流れを示す図である。スタック体の取り出し順序を説明する図である。他の保存箱の一例を示す図である。

符号の説明

１０移送装置、１２コンベア機構、１４吸引ヘッド、１６移動機構、１８水平コンベア、２０傾斜コンベア、２４光学センサ、２８ストッパ、３０吸引ノズル、３４連結チューブ、３６吸引機構、４０レーザセンサ（位置検出手段）、１００スタック体、１０２キャップシール、１１０保存箱、１２０供給トレイ（キャップシール装着装置）。

Claims

略円筒形で可撓性を有したキャップシールを複数積層したスタック体を移送する移送装置であって、
先端に設けられた吸引ノズルにより前記スタック体を吸引保持する吸引ヘッドと、
前記吸引ヘッドを、前記スタック体が収容されている保存箱からキャップシール装着装置へと移動させることで、前記スタック体を移送させる移動機構と、
前記保存箱内に収容されているスタック体の位置を検出する位置検出手段と、
前記吸引ヘッドおよび移動機構の駆動を制御する制御手段であって、位置検出手段での検出結果に基づいて、前記吸引ヘッドによる前記スタック体の吸引保持開始時に、前記吸引ノズルが前記スタック体の表面に接触し、かつ、前記スタック体を押し潰さない位置に前記吸引ヘッドを移動させるべく移動機構を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする移送装置。
請求項１に記載の移送装置であって、
前記吸引ヘッドは、前記吸引ノズルを複数有しており、
前記複数の吸引ノズルは、前記スタック体の分離を防止可能な間隔で前記キャップシールの積層方向に配設されている
ことを特徴とする移送装置。
請求項２に記載の移送装置であって、さらに、
各吸引ノズルごとに設けられ、対応する吸引ノズルの内圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ切替する圧力スイッチを備え、
前記制御手段は、前記圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて、前記吸引ヘッドによる前記スタック体の吸引保持の良否を判定する
ことを特徴とする移送装置。
請求項３に記載の移送装置であって、
前記制御手段は、前記圧力スイッチの結果に基づいて前記複数の吸引ノズル全ての内圧が前記スタック体の吸引が可能な内圧であると判定できた場合にのみ、前記吸引ヘッドによるスタック体の吸引が成功していると判定することを特徴とする移送装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載の移送装置であって、
前記位置検出手段は、前記吸引ヘッドに設けられ、所定の検出範囲内に位置する物体表面の位置を非接触で検出する非接触位置センサであり、
前記制御手段は、
予め設定されたスタック体および保存箱の種類に基づいて、当該保存箱に収容された複数のスタック体それぞれの概略位置を算出し、
前記吸引保持開始時には、前記概略位置に基づいて前記吸引ヘッドを保存箱内のスタック体近傍まで移動させた後、前記位置検出手段でスタック体の位置を検出させ、当該検出結果に基づいて前記吸引ノズルが前記スタック体に接触する位置に吸引ヘッドを移動させる
ことを特徴とする移送装置。
請求項５に記載の移送装置であって、
前記位置検出手段は、所定の検出範囲内に位置する物体表面の形状も検出し、
前記制御手段は、前記吸引保持開始時には、前記位置検出手段での検出結果に基づいて、前記吸引ノズルが前記スタック体表面のうち最も高い点に接触する位置に前記吸引ヘッドを移動させることを特徴とする移送装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の移送装置であって、
前記保存箱には、複数のスタック体が長軸方向視で各スタック体が段ごとに交互に略半径分だけズレた千鳥状に積み重ねられており、
前記制御手段は、前記保存箱に収容されたスタック体のうち下から二段目のスタック体の移送を行う場合、当該下から二段目のスタック体のうち保存箱の側壁に接触するスタック体を最後に移送するべく、移動機構を制御することを特徴とする移送装置。