JP2014019559A

JP2014019559A - 集積装置

Info

Publication number: JP2014019559A
Application number: JP2012161289A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sakakawa; 康裕坂川; Masataka Murahama; 政貴村浜
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP6013821B2

Abstract

【課題】平面形状が三角形の複数の物品２を、その頂点２ａ側を中心に集合させるようにして扇形に集積する。
【解決手段】スプロケット２０、２２、２４、２６に掛け回された搬送チェーン２８、３０に複数のバケット３２、３４が取り付けられており、搬送チェーン２８、３０の搬送経路６８は、スプロケットの周囲を回る半円弧状の湾曲搬送区間６８ａと、スプロケット間を結ぶ直線搬送区間６８ｂを有している。バケットは物品と同じ形状で一回り大きい二等辺三角形をしており、その頂点３２ｅ側を搬送経路の内部に向けて取り付けられている。複数のバケットを湾曲搬送区間に集合させると、頂点がスプロケットの中心方向を向いて集中するとともに、底面側が互いに接近した状態になる。これらのバケットにそれぞれ収容されている複数の物品は、頂点を集中させて扇状に集積される。
【選択図】図１

Description

本発明は、供給されてきた物品を複数個集積する集積装置に係り、特に、平面形状がほぼ三角形状の物品を、その頂点を一点に集合させて複数個集積する集積装置に関するものである。

搬送コンベヤによって供給されてきた物品を所定個数集積する装置は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された装置は、製品用コンベヤベルトによってランダムに搬送されてくる製品の、位置、方向をラインカメラで検出し、ピッカの吸着手段で吸着して所定の正しい向きに方向を変えた後、容器用コンベヤベルトで搬送されてきた容器内に挿入して整列した状態に集積する。

また、ほぼ三角形状の物品を所定個数集積した後箱詰めを行う装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載された箱詰めシステムは、平面形状がほぼ三角形の物品（円形のケーキを１２等分したトルテタイプのケーキ）を扱っているが、この装置では、交互に対向させて整列・集積して所定個数ずつ包装箱に箱詰めするようにしている。

特開平１０−２１８１０４号公報特許３１２２３８４号公報

前記特許文献１に記載された装置のように、物品の方向を検出してロボットにより保持してケーシングを行うには、複数台のロボットを必要とするためコスト高であるという問題があった。また、特許文献２に記載された装置では、平面形状が三角形の物品の向きを交互に逆向きにして整列させるようにしており、三角形の頂点を集合させて扇状に集積するという構成には対応できないという問題があった。

本発明は、少なくとも一対のスプロケットに掛け回された搬送チェーンに、平面視がほぼ三角形の物品を１個ずつ収容するバケットが複数個取り付けられ、駆動手段によって前記搬送チェーンを駆動する集積コンベヤと、この集積コンベヤの各バケットに物品を供給する物品供給手段と、前記各バケットから物品を取り出す物品取り出し手段とを備え、前記各バケットは、内部に収容される前記物品の頂点が搬送経路の内部側を向くとともに、底部側の２点が搬送方向前後に隣接する物品と接近するように前記搬送チェーンに取り付けられ、前記集積コンベヤは、搬送チェーンによる搬送経路が直線搬送区間と湾曲搬送区間とを有しており、前記複数のバケットに収容された物品を、湾曲搬送区間において、前記頂点が接近するように集積し、集積されたこれら複数の物品を前記物品取り出し手段によって同時に取り出すことを特徴とするものである。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記スプロケットと搬送チェーンを上下に２組配置し、それぞれに複数のバケットと駆動手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明の集積装置は、平面形状がほぼ三角形の複数の物品を、その頂点が円形のスプロケットの中心を向くように集合させ、頂点以外の２点を隣接する他の物品と接近するように集積したので、簡単な構成で複数の三角形状の物品を放射状（扇状）に整列させることができる。また、第２の発明では、２組のバケットコンベヤを別々に駆動できるようにしたので、集積装置の能力を向上させることができる。

図１は集積装置の平面図である。図２は集積装置の要部（集積コンベヤ）を縦断面にした側面図である。図３は物品の集積状態を示す平面図である。図４は集積した物品を円形のケース内にケーシングする場合を示す平面図であり、（ａ）図は半数の物品を収容した状態、（ｂ）図はすべての物品を収容した状態を示す。（実施例２）図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ物品の他の例を示す平面図である。

平面形状が三角形の物品を、その頂点を搬送方向前方側に向けて一列で搬送する供給コンベヤ等の物品供給手段と、この物品供給手段から供給された物品を複数のバケット内に一つずつ受け取って、各物品の三角形の頂点を中心に集合させるとともに、他の２点を隣接する他の物品に接近するように集積する集積コンベヤと、これら集積された複数の物品を一度に取り出すロボット等の物品取り出し手段を備えている。前記集積コンベヤは少なくとも一対のスプロケットと、これらスプロケットに掛け回された搬送チェーンと、この搬送チェーンに取り付けられた複数のバケットを備えており、この搬送チェーンによる搬送経路は、スプロケットの周囲を回転する湾曲搬送区間と、スプロケット間を接続する直線搬送区間とを備えている。前記集積コンベヤの各バケットは、前記三角形状の物品を１個ずつ収容するように物品の形状よりもやや大きい三角形状をしており、湾曲搬送区間にこれらバケットを集合させると、各バケット内に収容されている物品の頂点がスプロケットの中心側を向き、物品の他の２点、つまり底辺側の端部が、隣接した物品の底辺側の端部に接近した状態になり、各物品が扇状あるいは放射状に並んだ状態に集積される。このような構成にしたことより、平面形状が三角形の物品を複数個集積して一度に取り出し、ケーシングを行うことを可能にするという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この集積装置（全体として符号１で示す）は、平面視でほぼ二等辺三角形状をしている物品２を複数個集積する装置であり、物品２を所定の配置に集積した後ケーシングを行う。この集積装置１は、前記物品２を供給する物品供給手段（供給コンベヤ４）と、この供給コンベヤ４から受け取った三角形の物品２を複数個集積する集積コンベヤ６と、集積コンベヤ６によって集積された物品２を一度に取り出す物品取り出し手段（ロボット８）とを有している。また、この集積装置１には、物品２を収容するケース１０を搬送するケースコンベヤ１２が設置されており、前記集積された複数の物品２を、ロボット８のハンド８ａに設けられた吸盤８ｂによって吸着して取り出し、これら物品２をケースコンベヤ１２上のケース１０内に挿入する

前記物品２の平面形状は、この実施例では、頂角αが両底角βよりも小さい角度の二等辺三角形であり（拡大して示す図３参照）、頂点２ａと短い底辺２ｂと両側の長い等辺２ｃ、２ｄとを有しており、供給コンベヤ４によってその頂点２ａを前方に向け底辺２ｂを後方に向けて一列で搬送される。なお、底辺２ｂの両端部（頂点２ａ以外の２点）を符号２ｅ、２ｆで示す。但し、物品２の形状は図示のものに限定されないことはいうまでもない。

供給コンベヤ４の下流端４ａの前方側に、供給コンベヤ４によって搬送されてきた物品２を受け取って複数個（この実施例では５個）集積させる集積コンベヤ６が配置されている。集積コンベヤ６は、独立して駆動可能な２組のバケットコンベヤ（第１バケットコンベヤ６Ａと第２バケットコンベヤ６Ｂ）を備えている。集積コンベヤ６の全体の構成としては、ベース１４を上下に貫通して回転自在に支持された２本の回転軸（上流側に配置された第１回転軸１６と下流側の第２回転軸１８）と、これら回転軸１６、１８に支持されて水平面内で回転する上流側（図２の右側）の上下２個のスプロケット２０、２２と、下流側の上下２個のスプロケット２４、２６と、これら上下のスプロケット（上方のスプロケット２０、２４と、下方のスプロケット２２、２６）にそれぞれ掛け回された上下２本の搬送チェーン（上方の第１搬送チェーン２８と、下方の第２搬送チェーン３０）と、これら第１搬送チェーン２８および第２搬送チェーン３０に、それぞれ取り付けられた複数のバケット３２、３４を備えている。この実施例では、第１搬送チェーン２８に連続して取り付けられている５個のバケット３２が第１バケットグループ３２Ａを構成し、第２搬送チェーン３０に連続して取り付けられた５個のバケット３４が第２バケットグループ３４Ａを構成している（図３参照）。

この実施例では、第１バケットグループ３２Ａまたは第２バケットグループ３４Ａ内に集積された物品２をロボット８によって取り出している間に、他のバケットグループ３４Ａまたは３２Ａに次の物品２の供給を行うことにより集積装置１の能力を向上させることができるように、２組のバケットコンベヤ６Ａ、６Ｂは独立して駆動されるようになっている。前記ベース１４の下面側に、各回転軸１６、１８をそれぞれ駆動するサーボモータ（第１サーボモータ３８と第２サーボモータ４０）が固定され、各サーボモータ３８、４０の出力軸３８ａ、４０ａに取り付けられたギヤ４２、４４が、各回転軸１６、１８の下端に取り付けられたギヤ４６、４８に噛み合っており、各サーボモータ３８、４０の駆動により第１および第２の回転軸１６、１８が独立して回転される。

上流側の第１回転軸１６に対し、上方のスプロケット２０はキー結合されており、サーボモータ３８の駆動によって直接駆動される駆動スプロケットであり、下流側の第２回転軸１８に支持されている上方のスプロケット２４は、回転軸１８に対しフリー回転する従動スプロケットである。また、下流側の第２回転軸１８に対し、下方のスプロケット２６はキー結合されており、サーボモータ４０の駆動によって直接駆動される駆動スプロケットであり、上流側の第１回転軸１６に支持されている下方のスプロケット２２は、回転軸１６に対しフリー回転する従動スプロケットである。

上方の駆動スプロケット２０と従動スプロケット２４に掛け回されている第１搬送チェーン２８には、ブラケット５０を介して５個のバケット３２からなる第１バケットグループ３２Ａが取り付けられて第１バケットコンベヤ６Ａを構成している。また、下方の駆動スプロケット２６と従動スプロケット２２に掛け回されている第２搬送チェーン３０には、ブラケット５２を介して５個のバケット３４からなる第２のバケットグループ３４Ａが取り付けられて、第２バケットコンベヤ６Ｂを構成している。上方側の第１搬送チェーン２８と下方側の第２搬送チェーン３０は異なる高さに配置されているが、ブラケット５０、５２の高さを調節することにより、これら各チェーン２８、３０にそれぞれ取り付けられているバケット３２、３４の高さを一致させている。

前記供給コンベヤ４の下流端４ａに、搬送されてきた物品２を検出するセンサ５４が設けられている。このセンサ５４が物品２を検出すると、この検出信号が制御装置５６（図２参照）に送られ、この制御装置５６が、上下二組のバケットコンベヤ６Ａ、６Ｂの搬送チェーン２８、３０をそれぞれ駆動するサーボモータ３８、４０の駆動を制御する。

各バケットコンベヤ６Ａ、６Ｂのバケット３２、３４は、平面形状が二等辺三角形である前記物品２を受け入れるように、物品２より一回り大きい形状の二等辺三角形をしている。これらバケット３２、３４は、物品２を載せる底板３２ａ、３４ａと、二等辺三角形の底辺に当たる後方壁面３２ｂ、３４ｂと、両側の等辺に当たる両側壁３２ｃ、３２ｄ、３４ｃ、３４ｄを有しており、その頂点３２ｅ、３４ｅが集積コンベヤ６の内部側に向けられている。また、バケット３２、３４の上方は、物品２の出し入れを行うために開放している。

上方側の両スプロケット２０、２４のやや上方に、水平な支持プレート５８が配置されており（図２参照）、この支持プレート５８上に設置された支持レール６０によって、搬送チェーン２８、３０の走行によって移動するバケット３２、３４の下面側を支持するようになっている。この支持レール６０は、バケット３２、３４の頂点３２ｅ、３４ｅと後方壁面３２ｂ、３４ｂとのほぼ中間の下面側を支持するようになっている。

前記バケット３２、３４の底板３２ａ、３４ａの下面側の、頂点３２ｅ、３４ｅ寄りの位置に、２個のガイドローラ６２、６２、６４、６４が縦に並んで（二等辺三角形の頂点３２ｅ、３４ｅを通る中心線上に並んで）取り付けられている。一方、前記水平な支持プレート５８上の、支持レール６０よりも内側に、搬送チェーン２８、３０によって移動するバケット３２、３４の姿勢を規制するためのガイド６６が設けられており、前記２個のガイドローラ６２、６２、６４、６４がこのガイド６６を挟み、ガイド６６に沿って移動することにより、バケット３２、３４の頂点３２ｅ、３４ｅ側が移動経路のもっとも内周側を移動するように規制している。

搬送チェーン２８、３０の走行によって移動するバケット３２、３４の搬送経路６８は、図１に示すように、各スプロケット２０、２４、２２、２６の周囲を回転移動するほぼ半周に亘る湾曲搬送区間６８ａと、両スプロケット２０と２４、２２と２６間を移動する直線搬送区間６８ｂを有している。また、各バケット３２、３４の頂点３２ｅ、３４ｅ側の底板３２ａ、３４ａの下面に設けられたガイドローラ６２、６２、６４、６４を案内するガイド６６も、湾曲ガイド部６６ａと直線ガイド部６６ｂとを有している（図３参照）。搬送チェーン２８、３０の走行によってバケット３２、３４の後方壁面３２ｂ、３４ｂ側が湾曲搬送区間６８ａを移動しているときには、頂点３２ｅ、３４ｅ側の２個のガイドローラ６２、６２、６４、６４も湾曲ガイド部６６ａを移動しており、図３の受け取り位置Ａ側にあるバケットグループ３２Ａの進行方向後方側の３個のように、頂点３２ｅをスプロケット２０の中心方向を向けて接近した状態になり、底部壁面３２ｂの両端部の２点３２ｆ、３２ｇは、搬送方向前後のバケット３２の２点３２ｆ、３２ｇの一方に隣接した状態になっている。つまり、隣接するバケット３２、３４の両側壁３２ｃ、３２ｄが互いに接触または接近した状態になる。また、搬送チェーン２８、３０の直線搬送区間６８ｂでは、前記バケットグループ３２Ａの先頭側の２個のバケット３２のように、後方壁面３２ｂが搬送チェーン２８と平行な状態になり、頂点３２ｅは離隔している。

以上の構成に係る集積装置１の作動について説明する。平面形状が二等辺三角形の物品２が、供給コンベヤ４上を、その頂点２ａを前方に向けて搬送されてくる。運転の開始時点では、２組のバケットコンベヤ６Ａ、６Ｂの各バケットグループ３２Ａ、３４Ａの一方（例えば、第１バケットグループ３２Ａ）は、物品受け取り位置Ａの上流側に位置しており、その先頭のバケット３２が物品受け取り位置Ａの少し上流側で待機している。このとき第２バケットコンベヤ６Ｂに取り付けられた第２バケットグループ３４Ａは、前記第１バケットグループ３２Ａと干渉しない位置に待機している。

供給コンベヤ４によって搬送されてきた先頭の物品２をセンサ５４が検出すると、第１サーボモータ３８の駆動によってバケットグループ３２Ａの先頭のバケット３２が物品受け取り位置Ａに移動し、供給コンベヤ４から１個の物品２を受け取る。供給コンベヤ４は二等辺三角形の物品２の頂点２ａを搬送方向前方側に向けて搬送しており、一方、バケット３２は、物品受け取り位置Ａでは、頂点３２ｅをスプロケット２０の中心方向（第１回転軸１６方向）へ向け、底部壁面３２ｂを供給コンベヤ４方向に向けているので、バケット３２の開放している上面から物品２がバケット３２内に投入される。また、供給コンベヤ４上の次の物品２をセンサ５４が検出すると、第１サーボモータ３８の駆動によって、物品２を受け取ったバケット３２は第１搬送チェーン２８の走行により前進してこの物品受け取り位置Ａから下流側へ移動するとともに、２番目のバケット３２が物品受け渡し位置Ａに移動して物品２を受け取る。このようにして５個のバケット３２が順次１個ずつ物品２を受け取り、５個のバケット３２にすべて物品２が供給されると、ロボット８が配置されている下流側の物品取り出し位置Ｂ側へ移動する（図３は、右側のバケットグループ３２Ａの最後尾（５番目）のバケット３２が物品２を受け取る直前の状態を示す）。

５個のバケット３２がすべて１個ずつ物品２を受け取ると、このバケットグループ３２Ａは、物品取り出し位置Ｂへ移動する。物品取り出し位置Ｂでは、５個のバケット３２にそれぞれ収容されている５個の物品２を同時に取り出すようになっており、５個のバケット３２をすべて搬送チェーン２８の湾曲搬送区間６８ａ内に移動させて停止させる。この位置では、搬送チェーン２８に取り付けられているバケット３２の後方壁面３２ｂ側がスプロケット２４の周囲の湾曲搬送区間６８ａ内に位置するとともに、バケット３２の頂点３２ｅ側のガイドローラ６２、６２も、ガイド６６の湾曲ガイド部６６ａに位置しているので、図３の左側に示すバケットグループ３４のように、５個のバケット３２の頂点３２ｅがスプロケット２４の内周側（下流側の回転軸１８方向）を向いて接近した状態になり、後方壁面３２ｂ側はその両側の２点３２ｆ、３２ｇがそれぞれ隣接するバケット３２の後方壁面３２ｂの端部３２ｆまたは３２ｇに接近した状態になる。なお、図３では、上流側（図の右側）で第１バケットグループ３２Ａに物品を供給し、下流側では第２バケットグループ３４が物品を集積した状態を示しているが、第１バケットグループ３２Ａに物品２が供給され、第２バケットグループ３４Ａから物品２が取り出された後、それぞれが移動して互いに入れ替わることはいうまでもない。従って、物品２を集積した状態では、バケットの符号を３４として説明する。

前記のように５個のバケット３４からなるバケットグループ３４Ａが、半円弧状の湾曲搬送区間６８ａ内に整列された状態になると、各バケット３４に収容されている物品２は、５個のバケット３４の配置と同様の配置で集積される。この状態でロボット８がハンド８ａを、ケースコンベヤ１２を越えて集積コンベヤ６の物品取り出し位置Ｂへ移動させ、半円状に集積された５個の物品２を、ハンド８ａの５個の吸盤８ｂで同時に吸着保持して取り出す。集積コンベヤ６の物品取り出し位置Ｂと接近した位置に、ケースコンベヤ１２が配置されて空ケース１０を搬送しており、この空ケース１０内に保持している５個の物品２を挿入する。

前記のように集積コンベヤ６に、スプロケット２０、２２、２４、２６の外周を回る湾曲搬送区間６８ａと両スプロケット２０、２４と２２、２６間の直線搬送区間６８ｂを設け、湾曲搬送区間６８ａを利用して物品２を集積するようにしたので、平面形状が二等辺三角形の物品２を、頂点２ａ側を中心部に集合させ、底辺２ｂ側を隣接する物品２同士互いに接近させて集積させることができ、集積した状態のまま物品２を取り出してケース１０内に収容することができる。なお、この実施例では、物品２の形状が平面視で二等辺三角形状であり、立体的な形状については限定していないが、例えば、三角形状の面を４つ有する、牛乳等の飲料を包装した三角パックや、チーズ等にも適用可能である。また、前記実施例では、５個の物品２を半円弧状の空間内に集積したが、５個に限るものではなく、６個あるいは７個等その他の数でも適用可能である。さらに、ケーシングされた物品２の上にさらにケーシングを行う多段積みのケーシングにも対応可能である。また、供給コンベヤ４は１本に限らず、直線区間に複数本配置するようにしても良い。

また、図４に示すように、円形のケース１００内に、円形の半分の面積を占める扇状に集積させた物品２を収容した後（同図（ａ）参照）、同様に集積させた物品２を、円形のケース１００の残りの半分の空間内に挿入することもできる（同図（ｂ）参照）。なお、この場合には、ロボットハンド８ａが水平面内で１８０度回転する機構が必要である。また、前記実施例では、平面視が二等辺三角形の物品２を集積したが、必ずしも二等辺三角形に限るものではなく、例えば、物品２の平面視が台形形状（図５（ａ）参照）や二等辺三角形の底部側が円弧状に湾曲した形状（図５（ｂ）参照）等であっても適用可能である。

２物品
２ａ物品の頂点
２ｅ物品の底部側の点
２ｆ物品の底部側の点
４物品供給手段（供給コンベヤ）
８物品取り出し手段（ロボット）
２０スプロケット
２２スプロケット
２４スプロケット
２６スプロケット
２８搬送チェーン（第１搬送チェーン）
３０搬送チェーン（第２搬送チェーン）
３２バケット
３４バケット
３８駆動手段（第１サーボモータ）
４０駆動手段（第２サーボモータ）
６８搬送経路
６８ａ湾曲搬送区間
６８ｂ直線搬送区間

Claims

少なくとも一対のスプロケットに掛け回された搬送チェーンに、平面視がほぼ三角形の物品を１個ずつ収容するバケットが複数個取り付けられ、駆動手段によって前記搬送チェーンを駆動する集積コンベヤと、この集積コンベヤの各バケットに物品を供給する物品供給手段と、前記各バケットから物品を取り出す物品取り出し手段とを備え、
前記各バケットは、内部に収容される前記物品の頂点が搬送経路の内部側を向くとともに、底部側の２点が搬送方向前後に隣接する物品と接近するように前記搬送チェーンに取り付けられ、前記集積コンベヤは、搬送チェーンによる搬送経路が直線搬送区間と湾曲搬送区間とを有しており、前記複数のバケットに収容された物品を、湾曲搬送区間において、前記頂点が接近するように集積し、集積されたこれら複数の物品を前記物品取り出し手段によって同時に取り出すことを特徴とする集積装置。
前記スプロケットと搬送チェーンを上下に２組配置し、それぞれに複数のバケットと駆動手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の集積装置。