JP2012116507A

JP2012116507A - ワーク箱詰め装置

Info

Publication number: JP2012116507A
Application number: JP2010266802A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Yoshida; 大介吉田
Original assignee: Shibuya Seiki Co Ltd
Current assignee: Shibuya Seiki Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-21

Abstract

【課題】ワーク２を保持してケース６内に挿入するワーク保持挿入手段１０が旋回する際に、センサの配線等が邪魔にならないようにする。
【解決手段】ワーク搬送バケットコンベヤ４によって搬送されてきたワーク２を、ワーク保持挿入手段１０によって保持し、ケースコンベヤ８によって搬送されてきたケース６内に挿入する。ケース６内にワーク２を複数段積み重ねて挿入する場合、１段ずつ逆向きにして重ねるためにワーク保持挿入手段１０を１８０度旋回させる。ワーク２が保持されているか否かを検知するためのセンサとして、光電管４８を固定側のケースコンベヤ８の側方に設け、反射ミラー９０をワーク保持挿入手段１０側に設ける。ワーク２を保持しているときは光電管４８からの光がワーク２によって拡散され、保持していないときには、ミラー９０によって反射されるので、ワーク２の有無を検知できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを保持してケース内に挿入するワーク箱詰め装置に係り、特に、ワークの脱落等によりワーク保持手段がワークを保持していないことを検知する機構を備えたワーク箱詰め装置に関するものである。

吸盤等のワーク保持手段によってワークを保持し、ケースの上方に移動してこのケース内に挿入するワーク箱詰め装置は広く用いられている。このような箱詰め装置では、ワーク保持手段が保持したワークが脱落したり、グリップミス等によりワークを保持していない場合に、これを検知して警報等により知らせるワーク脱落確認機構を備えている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１に記載された装置は、複数のワークを一列で製品供給位置へ搬送する製品供給コンベヤと、包装箱配置台（製品収納位置）へ、上面が開口した包装箱を供給する包装箱搬送コンベヤとを備え、これら製品供給コンベヤと包装箱配置台との間のスペースに箱詰め装置が配置されている。箱詰め装置は、中心の回転可能な動力軸の上部に支持アームが固定され、この支持アームの両端に支持ロッドが上下方向に移動可能に支持されている。各支持ロッドの下端に吸着ユニットが取り付けられている。この吸着ユニットに設けられた複数の吸着部材は、吸引配管を介して真空吸着ユニットに接続されている。吸着ユニットは、動力軸の回転により公転するとともに、支持ロッドの回転により１８０度旋回する。

真空吸着ユニットには、複数の吸着ヘッドに設けられた吸着部材に対し、それぞれ個別にワーク吸着の有無を検出する吸着確認センサが設けてある。いずれかの吸着部材がワークを吸着しなかった場合や途中でワークを落下させた場合は、その吸着部材に対する吸引圧力が減少するので、吸着確認センサがこの吸引圧力の減少を検出して、吸着部材がワークを吸着していないことを示す異常信号を出力するようになっている。

特開２００４−３１４９８０号公報

前記のようなワーク保持手段が旋回する構成のワーク箱詰め装置では、ワーク保持手段側にセンサを設けると、複数の配線を這わすことになり配線が複雑になるという問題があった、また、配線が撓むとワーク保持手段の旋回動作の邪魔になるおそれがあるという問題もあった。本発明は前記課題を解決するためになされたもので、旋回動作を行うワーク保持手段側には、センサに必要な配線等を設ける必要がないワーク箱詰め装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、ワークを搬送する搬送手段と、ワークを収容する箱体を搬送する箱体搬送手段と、前記ワーク搬送手段によって搬送されてきたワークを保持し、前記箱体に挿入するワーク保持挿入手段とを備えたワーク箱詰め装置において、前記箱体搬送手段の箱詰め位置の側方に、ワークの有無を検知する投受光手段を設けるとともに、前記ワーク保持挿入手段に、前記投受光手段から投光された光を反射する反射手段を設け、ワーク挿入手段がワークを保持していないときには、前記投受光手段から投光された光を反射手段が反射し、ワークを保持しているときには、前記投受光手段から投光された光がワークによって遮られることによりワークの有無を検知することを特徴とするものである。

また、第２の発明は、請求項１に記載のワーク箱詰め装置において、前記ワーク挿入手段が、水平面内で１８０度旋回可能であり、その両側に前記反射手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明のワーク箱詰め装置は、配線等が必要な光電管等の投受光手段を固定側の箱詰め位置の側方に設け、移動し旋回するワーク保持挿入手段側には、投受光手段からの光を反射する反射手段を設けたので、配線が複雑になることがなく、また、配線がワーク保持挿入手段の旋回動作の妨げになることもない。しかも、投受光手段の設置箇所の制限も少なくなるという利点がある。さらに、吸着確認センサとして圧力センサを用いていないので、それによる圧力損失が生じることがないという利点がある。

図１はワーク箱詰め装置の全体の構成を示す縦断面図である。（実施例１）図２は箱体搬送コンベヤの箱詰め位置でワークを挿入する動作を説明する側面図である。図３は箱体搬送コンベヤの平面図である。

ワークをバケット内に収容して搬送するワーク搬送バケットコンベヤと、このワーク搬送バケットコンベヤと平行に配置され、ワークが挿入される箱体を供給する箱体搬送コンベヤと、ワーク搬送バケットコンベヤによって搬送されてきたワークを保持し、箱体搬送コンベヤによって搬送されてきたケース内に挿入するワーク保持挿入手段とを備えており、ワーク搬送バケットコンベヤが間欠的に停止するワーク保持位置で、ワーク保持挿入手段が複数のワークを保持し、箱体搬送コンベヤの箱詰め位置に間欠的に停止しているケースの上方へ移動してケース内にワークを挿入する。ケース内に複数段にワークが挿入され、しかも、ワークは１段ごとに逆向きにして挿入されるようになっており、ワーク保持挿入手段は一回おきに１８０度の旋回動作を行う。前記箱体搬送コンベヤの箱詰め位置の側方に、投受光手段を設置するとともに、ワーク保持挿入手段に投受光手段からの光を反射する反射手段を取り付け、ワーク保持挿入手段がワークを保持しているときには、投受光手段からの光がこのワークに当たって拡散され、ワーク保持挿入手段がワークを保持していないときには、投受光手段からの光が反射手段によって反射されて投受光手段に入光されるように構成したことにより、移動するとともに、昇降しさらに旋回動作を行うワーク保持挿入手段の動作が投受光手段の配線等によって阻害されないようにするという目的を達成した。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。このワーク箱詰め装置は、ワーク２を搬送するワーク搬送手段（ワーク搬送バケットコンベヤ４）と、ケース６をその上方が開口した状態で搬送する箱体搬送手段（ケース搬送コンベヤ８）と、ワーク搬送用バケットコンベヤ４によって搬送されてきたワーク２を吸着保持して、前記ケース搬送コンベヤ８によって搬送されてきたケース６内に挿入するワーク保持挿入手段１０とを備えている。このワーク保持挿入手段１０は、往復動手段１２によって、ワーク搬送バケットコンベヤ４のワーク保持位置Ａの上方と、ケース搬送コンベヤ８の箱詰め位置Ｂの上方との間で往復動される。また、ワーク保持挿入手段１０は、昇降手段１４によって、上昇位置と下降位置との間で昇降するようになっている。

ワーク搬送バケットコンベヤ４は、各バケット４ａ内にワーク２をこのコンベヤ４の搬送方向と直交する方向を向けて収容した状態で搬送する。ワーク搬送バケットコンベヤ４は、間欠的に駆動され、一度に取り出されるワーク２を収容した複数個のバケット４ａがワーク保持位置Ａに停止する。なお、この実施例では、２個の物品が袋入りになって１個のワーク２が構成されている。しかし、ワーク２の形態はこの実施例の構成に限定されないことはいうまでもない。また、この実施例では、ワーク保持挿入手段１０が２台並んで設置されており（図２および図３参照）、２組の各４個のバケット４ａから同時にワーク２を取り出し、２個のケース６内に挿入するようになっている。なお、このワーク保持挿入手段も２台に限るものではなく、１台または３台以上であってもよい。

前記ワーク搬送バケットコンベヤ４は、各バケット４ａ内に１個ずつワーク２を収容して搬送するので、ワーク保持位置Ａに停止したワーク２は間隔があいた状態になっている。そこで、ワーク保持挿入手段１０によって保持する前にワーク２間の間隔を詰めるための幅寄せ手段１６が設けられている。この実施例では、ワーク搬送バケットコンベヤ４によってワーク保持位置Ａに停止したワーク２を押し上げ手段（図示せず）によって押し上げてから、幅寄せ手段１６によって両側から押圧して４個のワーク２を接触した状態にする。

ケース搬送コンベヤ８は、図２に示すように、駆動スプロケット１８および複数の従動スプロケット２０、２２、２４の周囲に掛け回されたチェーン２６に、所定の間隔で２個一組のケース保持プレート２８、３０が取り付けられており、各組のケース保持プレート２８、３０間にケース６を保持して間欠的に搬送する。なお、この実施例では、ケース２個分を１ピッチとして間欠的に搬送する。箱詰め位置Ｂに停止された２個のケース６内に、前記ワーク保持挿入手段１０が前記ワーク保持位置Ａで保持したワーク２を挿入する。この実施例では、前記ワーク２の両端部の形状が異なっており、ケース６内にワークを複数段挿入するために、ワーク保持挿入手段１０をワーク旋回手段３１によって１８０度旋回させて逆向きにして交互にケース６内に挿入する。ケース搬送コンベヤ８の箱詰め位置Ｂには、ワーク２が挿入される際にケース６の搬送方向前後のフラップ６ａ、６ｂを押さえるフラップ押さえガイド３２、３４が設けられている。これらフラップ押さえガイド３２、３４は、図２に示すように、上向きに固定された作動用エアシリンダ３６、３８のピストンロッドにリンク４０、４２を介して連結されており、支点４４、４６を中心に下方のフラップ押さえ位置と上方の退避位置との間で往復回動する。

ケース搬送コンベヤ６の箱詰め位置Ｂの一方の側部に、ワーク保持挿入手段１０がワーク２を保持していることを検知するセンサとしての投受光手段（光電管４８）が設けられている。この投受光手段４８は、前記ワーク保持挿入手段１０がケース搬送コンベヤ８の箱詰め位置Ｂの上方に位置しているときに、後に説明する反射手段（光電管用ミラー）に向けて投光することにより、ワーク保持挿入手段１０がワーク２を保持しているか否かを検知する。

次に、ワーク保持挿入手段１０の構成について説明する。このワーク箱詰め装置の機枠５０の上部に、並列して配置された前記ワーク搬送バケットコンベヤ４とケース搬送コンベヤ８とを横断する方向を向けたフレーム５２が固定されており、この横断フレーム５２上に固定されたガイドレール５４に沿って、ワーク保持挿入手段１０がワーク保持位置Ａの上方と箱詰め位置Ｂの上方との間を往復移動するようになっている。横断フレーム５２に沿って設置された２個のプーリー５６、５８に掛け回された水平方向のベルト６０に駆動本体部６２が連結されている。一方のプーリー（図１の右側のプーリー５８）と、このプーリー５８の上方の機枠５０に固定したサーボモータ６１の駆動軸に固定された駆動プーリー６４との間に伝達ベルト６６が掛け回されており、サーボモータ６１の駆動によって前記水平ベルト６０が横断フレーム５２に沿って往復走行する。この駆動本体部６２の下面にスライダ６８が取り付けられ、このスライダ６８が前記ガイドレール５４に係合しており、前記ベルト６０の往復走行によりガイドレール５４に沿って駆動本体部６２が往復移動する。

ワーク保持挿入手段１０は、前記横断フレーム５２の下方で昇降するメインブロック７０と、このメインブロック７０の下端に取り付けられ、内部にバキューム通路を有する鉛直方向の管体７２と、この管体７２の下端にバキュームチャンバー７４を介して取り付けられた複数の吸着パッド７６を備えている。この実施例では、２個一組の吸着パッド７６が１個のワーク２を吸着保持するようになっている。従って、４個のワーク２を吸着するために８個の吸着パッド７６が設けられている（図３参照）。このワーク保持挿入手段１０は、前記駆動本体部６２に昇降可能に支持された柱状体７８の下端に固定されている。

前記駆動本体部６２には、昇降駆動用のサーボモータ８０が取り付けられており、このサーボモータ８０の駆動軸に連結された駆動プーリー８２と、この駆動プーリー８２に隣接した位置の上下に支持されている２個の従動プーリー８４、８６を有している。これらプーリー８２、８４、８６に掛け回されたベルト８８の上端８８ａが、駆動本体部６２の上方に伸びている柱状体７８の上端７８ａに連結され、ベルト８８の下端８８ｂが、柱状体７８の下部７８ｂに連結されている。また、駆動本体部６２にはスライダ８９が固定されており、このスライダ８９に係合するように柱状体７８には、ガイドレール９０が固定されている。昇降駆動用サーボモータ８０の駆動によりベルト８８を上方へ向けて走行させると、柱状体７８およびその下端に取り付けられているワーク保持挿入手段１０がスライダ８９に沿って上昇し、前記ベルト８８を下方へ走行させると、柱状体７８およびワーク保持挿入手段１０が下降する。

メインブロック７０には、前記ワーク旋回手段３１が設けられている。このワーク旋回手段３１は、一対のプーリー９２（図１の紙面の手前側と奥側に並んでいる）と、これらプーリー９２に掛け回されたベルト９４と、両プーリー９２間のベルト９４の内面側に当接するテンションプーリー（図示せず）と、前記ベルト９４に連結されるとともに、ヘッドレスシリンダ９６によって進退動するスライダ９８とを備えている。ヘッドレスシリンダ９６の作動によりスライダ９８が移動してベルト９４が走行することによりプーリー９２が回転する。このプーリー９２の回転により、管体７２とその下端に取り付けられているバキュームチャンバー７４および吸着パッド７６が回転する。この実施例では、バキュームチャンバー７４および吸着パッド７６が、１８０度往復回転するようになっている。

ワーク保持挿入手段１０のチャンバー７４の両側面（ワーク搬送バケットコンベヤ４およびケース搬送コンベヤ８の搬送方向に沿った両側面）に、反射手段（光電管用ミラー９０）が取り付けられている。ケース搬送コンベヤ８の箱詰め位置Ｂの側方に固定されている前記光電管４８は、光電管用ミラー９０の方向を向けて投光するようになっており、この光電管用ミラー９０は、光電管４８との間に障害物がないときには投光された光を反射するようになっている。そして、この実施例では、ワーク保持挿入手段１０の吸着パッド７６がワーク２を吸着保持した状態で上昇位置にあるときには、光電管４８から投射された光がワーク２に当たって拡散され、また、吸着パッド７６がワーク２を保持していない状態で上昇位置にあるときには、光電管４８から投光された光を反射して光電管４８に入光するようになっている。なお、この実施例では、光電管用ミラー９０が両側に設けられているので、ワーク保持挿入手段１０が１８０度旋回してどちらの方向を向いている場合でも、ワーク２の有無を検出することができる。

以上の構成に係るワーク箱詰め装置の作動について説明する。ワーク２は、ワーク搬送バケットコンベヤ４の各バケット４ａ内に、それぞれ、このワーク搬送バケットコンベヤ４の走行方向と直交する方向を向けて収容され、バケットコンベヤ４の走行によって間欠的に搬送される。ワーク搬送バケットコンベヤ４が停止すると、ワーク保持位置Ａの上方に停止していたワーク保持挿入手段１０が、昇降駆動用サーボモータ８０の駆動により下降して、幅寄せ手段１６によって両側から押さえられている４個のワーク２を吸着して保持する。その後、ワーク保持挿入手段１０が上昇すると、下方のワーク搬送バケットコンベヤ４が再び走行して、次のワーク２を収容したバケット４ａをワーク保持位置Ａに停止させる。この実施例では、ワーク保持挿入手段１０は、２組が並列して配置されてワーク２の保持およびケース６内への挿入を行うようになっており、ワーク保持位置Ａにワーク２を収容した８個のバケット４ａが停止し、ワーク保持挿入手段１０が８個のワーク２を保持すると、次の８個のバケット４ａがこのワーク保持位置Ａに停止する。

ワーク保持位置Ａで、ワーク２を吸着して保持したワーク保持挿入手段１０は、往復移動用サーボモータ６１の駆動により、ワーク保持位置Ａから箱詰め位置Ｂまで、上昇した状態のまま移動する。ワーク保持挿入手段１０がワーク保持位置Ａで保持した方向のままワーク２をケース６内に挿入する場合はそのまま移動し、保持した方向と逆方向を向けて挿入する場合には、この移動中に１８０度旋回させて保持した状態と逆向きにする。ワーク保持挿入手段１０がケース搬送コンベヤ８の箱詰め位置Ｂの上方に移動したときには、ケース搬送コンベヤ８によって搬送されてきた２個のケース６が、この箱詰め位置Ｂに停止している。

箱詰め位置Ｂの上方に移動したワーク保持挿入手段１０は、昇降駆動用サーボモータ８０の駆動により下降して、吸着パッド７６が吸着しているワーク２をケース６内に挿入する。このようにワーク保持挿入装置１０の吸着パッド７６が吸着保持しているワーク２をケース６内に挿入する際に、ワーク２がケース６の搬送方向の前後に位置しているフラップ６ａ、６ｂに干渉するおそれがあるので、エアシリンダ３６、３８を作動させてフラップ押さえ部材３２、３４を下方へ向けて揺動させ、ケース６の内面側からフラップ６ａ、６ｂを押さえるようにしている。

ケース６内に１段目のワーク２を挿入すると、ワーク保持挿入手段１０の吸着パッド７６の吸引を解除してワーク２を離してそのまま上昇する。その後、上昇位置のまま箱詰め位置Ｂからワーク保持位置Ａへと戻る。そして、前記動作と同様の動作により、ワーク２を吸着して移動し、ケース６内に挿入する。この実施例では、ケース６内に挿入されるワーク２は交互に逆向きになるように挿入されるので、前回ワーク保持挿入手段１０が、ワーク２を吸着保持した状態のままケース６内に挿入した場合には、ケース保持位置Ａの上方から箱詰め位置Ｂの上方へ移動する間に、チャンバー７４および吸着パッド７６をワーク旋回手段３１によって１８０度旋回させて、ワーク２を逆方向に向ける。その次の挿入動作では、ワーク保持挿入手段１０を旋回させずそのままワーク２を移動させてケース６内に挿入する。この実施例に係る装置では、光電管４８のように配線等を必要とする部材はケース搬送コンベヤ８のような固定側に設け、ワーク保持挿入手段１０のような可動側の部材には、配線等を必要としない反射手段だけを設けるようにしたので、構造が簡素化されるとともに、旋回動作を妨げるおそれもない。また、吸着確認センサとして圧力センサを用いていないので圧力損失が生じない。なお、この実施例では、往復動手段１２および昇降手段１４の駆動源としてサーボモータ６１、８０を用い、旋回手段３１の駆動源としてヘッドレスシリンダ９６を用いたが、これらに限定されないことはいうまでもない。

Ｂ箱詰め位置
２ワーク
４ワーク搬送手段
６箱体
８箱体搬送手段
１０ワーク保持挿入手段
４８投受光手段（光電管）
９０反射手段（光電管用ミラー）

Claims

ワークを搬送する搬送手段と、ワークを収容する箱体を搬送する箱体搬送手段と、前記ワーク搬送手段によって搬送されてきたワークを保持し、前記箱体に挿入するワーク保持挿入手段とを備えたワーク箱詰め装置において、
前記箱体搬送手段の箱詰め位置の側方に、ワークの有無を検知する投受光手段を設けるとともに、前記ワーク保持挿入手段に、前記投受光手段から投光された光を反射する反射手段を設け、
ワーク挿入手段がワークを保持していないときには、前記投受光手段から投光された光を反射手段が反射し、ワークを保持しているときには、前記投受光手段から投光された光がワークによって遮られることによりワークの有無を検知することを特徴とするワーク箱詰め装置。
前記ワーク挿入手段は、水平面内で１８０度旋回可能であり、その両側に前記反射手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のワーク箱詰め装置。