JP2019151477A - Article transfer device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は吸着ヘッドによって物品を吸着し、例えば2つのコンベヤの間において受け渡す物品移送装置に関する。 The present invention relates to an article transfer apparatus that adsorbs articles by an adsorption head and delivers the articles between, for example, two conveyors.
従来、一方のコンベヤ上を搬送される物品を吸着して持ち上げ、他方のコンベヤへ移送する物品移送装置が知られている(特許文献1)。この物品移送装置において物品に吸着する吸着ヘッドは、ロータリージョイントと導管を介して負圧源に接続される。導管は可撓性を有する細長い管状部材であり、一端が吸着ヘッドに連結され、他端がロータリージョイントに連結されている。導管は吸着ヘッドの移動に伴って撓み、導管の長さは、吸着ヘッドがロータリージョイントから最も離れた位置を基準として設定される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an article transfer device that adsorbs and lifts an article conveyed on one conveyor and transfers it to the other conveyor (Patent Document 1). The suction head that sucks the article in the article transfer apparatus is connected to a negative pressure source through a rotary joint and a conduit. The conduit is an elongated tubular member having flexibility, and one end is connected to the suction head and the other end is connected to the rotary joint. The conduit bends as the suction head moves, and the length of the conduit is set based on the position where the suction head is farthest from the rotary joint.
導管の長さは、負圧供給能力による限界があるため無制限に大きくすることはできず、物品移送装置が設けられる物品処理システムの大きさは導管の長さによって制限される。また、吸着ヘッドがロータリージョイントに最も接近する位置では、導管の撓みが最も大きくなるので、これを考慮して他の部品(フレーム等)の配置を決めなければならないという問題がある。 The length of the conduit cannot be increased without limitation due to the limitation due to the negative pressure supply capability, and the size of the article processing system provided with the article transfer device is limited by the length of the conduit. In addition, the conduit is most bent at the position where the suction head is closest to the rotary joint, so that there is a problem that the arrangement of other parts (frames and the like) must be determined in consideration of this.
本発明は、吸着ヘッドに負圧を導くための導管の長さを抑えるとともに導管の撓みを最小限にし、これにより物品処理システムの大きさが制限されることがなく、また物品処理システムにおいて、種々の部品の配置の自由度を上げることができる物品移送装置を提供することを目的としている。 The present invention reduces the length of the conduit for directing negative pressure to the suction head and minimizes the deflection of the conduit so that the size of the article processing system is not limited, and in the article processing system, An object of the present invention is to provide an article transfer device that can increase the degree of freedom of arrangement of various components.
本発明は、無端状の移動経路に沿って移動可能に設けられた複数の移動体と、各移動体に取付けられた吸着ヘッドと、吸着ヘッドに負圧を供給する負圧供給手段と、移動体を移動経路に沿って移動させる移動手段とを備え、移動体が移動する間に、吸着ヘッドが第1位置において物品を吸着し、第2位置において吸着を解除して物品を解放する物品移送装置であって、負圧供給手段が、移動経路に沿って第1位置から第2位置まで、多数の負圧供給孔が形成された有孔プレートと、各移動体に取付けられ、有孔プレートの表面に摺接して各負圧供給孔と連通する開口が形成された負圧導入部材と、負圧導入部材と吸着ヘッドを接続する接続導管とを有することを特徴としている。 The present invention includes a plurality of moving bodies provided to be movable along an endless moving path, suction heads attached to each moving body, negative pressure supply means for supplying negative pressure to the suction heads, and movement Moving means for moving the body along the moving path, and while the moving body moves, the suction head sucks the article at the first position and releases the article by releasing the suction at the second position. An apparatus, wherein the negative pressure supply means includes a perforated plate in which a number of negative pressure supply holes are formed from the first position to the second position along the movement path, and is attached to each movable body. And a negative pressure introducing member having an opening communicating with each negative pressure supply hole and a connecting conduit connecting the negative pressure introducing member and the suction head.
負圧供給孔は例えば、移動経路の内周側に形成されるとともに下方に向けて設けられ、負圧導入部材は腕状部材を介して移動体に取付けられ、移動体の移動に伴って移動経路の内周側において有孔プレートの下面に摺接する。 For example, the negative pressure supply hole is formed on the inner peripheral side of the moving path and provided downward, and the negative pressure introducing member is attached to the moving body via the arm-shaped member, and moves as the moving body moves. It is in sliding contact with the lower surface of the perforated plate on the inner peripheral side of the path.
本発明によれば、吸着ヘッドに負圧を導くための導管の長さを抑えるとともに導管の撓みを最小限にし、これにより物品処理システムの大きさが制限されることがなくなるとともに、物品処理システムにおいて、種々の部品の配置の自由度を上げることができる。 According to the present invention, the length of the conduit for introducing a negative pressure to the suction head is suppressed and the deflection of the conduit is minimized, so that the size of the article processing system is not limited, and the article processing system is reduced. The degree of freedom of arrangement of various parts can be increased.
以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図1は本発明の第1実施形態である物品移送装置を備えた物品処理システムを概略的に示し、相互に直交する方向に直線状に延びる第1コンベヤ11と第2コンベヤ12を有する。第1コンベヤ11は等間隔毎に載置された物品Mを矢印A方向に搬送し、物品Mは第1コンベヤ11の下流側に設けられたカートニングマシンにより箱詰めされる。第2コンベヤ12は矢印B方向に沿って複数の物品Mを連続的に搬送し、その下流端(図1において下端)は第1コンベヤ11の上流端(図1において右端)に近接する。第2コンベヤ12上において物品M間の間隔は不均一であるが、後述するように物品検出センサ13による物品Mの検出に基づいて、物品移送装置20が物品Mの間隔を均一に調整して第1コンベヤ11へ移送する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.
FIG. 1 schematically shows an article processing system including an article transfer apparatus according to a first embodiment of the present invention, and includes a
物品移送装置20は第1および第2コンベヤ11、12の上方に設けられ、第2コンベヤ12により搬送される物品Mを吸着する吸着ヘッド21を有する。吸着ヘッド21はリニア搬送装置により無端状の移動経路に沿って移動し、第2コンベヤ12上の物品Mを持ち上げて第1コンベヤ11へ移送する。吸着ヘッド21の移動経路は、第1コンベヤ11の上方に位置する第1直線部分D1と、第1直線部分D1に平行な第2直線部分D2と、第2コンベヤ12の上方に位置し、第2コンベヤ12の中心線に接する半円状の第1円弧部分D3と、第1円弧部分D3とは反対側に位置する半円状の第2円弧部分D4とを有する。第1直線部分D1の両端は第1および第2円弧部分D3、D4に接続し、同様に第2直線部分D2の両端も第1および第2円弧部分D3、D4に接続する。すなわち移動経路は全体的に長円形を呈する。
The
吸着ヘッド21は第2コンベヤ12に最も接近するピックアップ位置Pにおいて物品Mを吸着して保持し、図1において、回転中心Xを中心として時計方向に約90°回転移動して第1コンベヤ11上の受渡位置Qまで移送する。ピックアップ位置Pから受渡位置Qまでの移送動作において、吸着ヘッド21は、第2コンベヤ12では搬送方向を向いていた物品Mの長手方向が第1コンベヤ11において搬送方向の直交方向を向くように、軸心周りに回転変位する。
The suction head 21 sucks and holds the article M at the pickup position P that is closest to the
物品移送装置20は、吸着ヘッド21の移動経路よりも一回り大きい長円形の有孔プレート22を有し、有孔プレート22の中央部分には、種々の装置を配置可能な空間23が形成される。有孔プレート22には、吸着ヘッド21に負圧を供給するための多数の負圧供給孔24が形成される。負圧供給孔24は、移動経路の第1円弧部分D3に対応した箇所では半円状に整列しており、移動経路の第1直線部分D1に対応した箇所では直線状に整列している。すなわち負圧供給孔24は、少なくともピックアップ位置(第1位置)Pから第1直線部分D1の途中(第2位置)まで、移動経路に沿って設けられる。
The
図2を参照して、物品移送装置20の構成を説明する。有孔プレート22はステー25を介して装置フレーム26に固定される。有孔プレート22の下方には基台30が設けられ、基台30の上には、リニア搬送装置のガイドレール31が固定される。ガイドレール31は移動経路に沿って無端状に延び、ガイドレール31の外周縁(図2において左側)の上面と下面には、それぞれローラ32が設けられる。ローラ32は移動経路に沿って多数設けられ、複数の移動体33はこれらのローラ32を介してガイドレール31の外周縁に転動自在に取付けられる。すなわち移動体33は、ガイドレール31の外周縁の上下を挟むように係合している。
With reference to FIG. 2, the structure of the
ガイドレール31において、多数のローラ32が配列された移動経路の内周側(図2において右側)には複数の電磁コイル34が一定のピッチで設けられる。移動体33には、電磁コイル34に対向するように一対の永久磁石35が取付けられる。電磁コイル34と永久磁石35によりリニア搬送装置の駆動部が構成され、各電磁コイル34への電流の供給と停止を制御することにより移動体33が移動経路に沿って移動し、所定位置において停止する。すなわちガイドレール31、ローラ32、電磁コイル34および永久磁石35は、移動体33を移動経路に沿って移動させる移動手段を構成する。
In the
ガイドレール31の上面であって、各電磁コイル34よりも移動経路の内周側には、移動経路に沿って等間隔毎にセンサ36が設けられる。また、各移動体33から延びる延長部材37には、センサ36に対応した位置に検出片38が取付けられる。センサ36は、検出片38が近接すると、移動体33がそのセンサ36に対応した位置にあることを示す信号を出力する。
移動体33の上面には腕状部材40が設けられ、腕状部材40の上面にはスプリングケース41が取付けられる。スプリングケース41は上方へ延びる筒状本体42を有しており、筒状本体42の外周にはカップ状部材(負圧導入部材)43の下部が摺動自在に嵌合し、筒状本体42の中にはスプリング44が収容される。カップ状部材43の上部には、吸着ヘッド21に負圧を供給するための縦穴(開口)45が形成される。カップ状部材43の上面は、スプリング44のバネ力によって有孔プレート22に摺接する。すなわちカップ状部材43は、移動体33の移動に伴って、移動経路の内周側において有孔プレート22の下面に摺接し、この摺接において縦穴45は負圧供給孔24に連通する。なお有孔プレート22とカップ状部材43は共に低摩擦性の樹脂から成形され、摺動抵抗が小さくなるように考慮されている。
An arm-
負圧源50は全ての負圧供給孔24に負圧を供給するように構成される。負圧源50の出口には電磁弁49が設けられ、電磁弁40には、負圧供給孔24に対応した数の負圧供給管51が接続される。各負圧供給管51の先端は負圧供給孔24に接続される。カップ状部材43の上部の側面には、縦穴45に連通するフィッチング52を介して可撓性導管(接続導管)53が接続され、可撓性導管53は継手54を介して中空シャフト(接続導管)55の上端に接続される。吸着ヘッド21は中空シャフト55の下端に取付けられる。したがって負圧源50、負圧供給管51、有孔プレート22、カップ状部材43、可撓性導管53、および中空シャフト55は吸着ヘッド21に負圧を供給する負圧供給手段を構成する。
The
中空シャフト55はシャフト駆動機構56に支持され、シャフト駆動機構56は移動体33に取付けられる。シャフト駆動機構56はモータやエアシリンダを組み合わせた公知の構成を有し、中空シャフト55をその軸心周りに回転駆動するとともに軸心方向に沿って昇降させることができる。すなわち中空シャフト55と吸着ヘッド21は、移動体33に対して相対的に昇降可能かつ軸心周りに回転可能であり、ピックアップ位置P(図1参照)において下降して物品Mを吸着し、その後上昇して、受渡位置Qにおいて下降し、物品Mを第1コンベヤ11上に解放する。
The
図3はカップ状部材43の上面、すなわち有孔プレート22の下面に摺接する面を示している。この例において、カップ状部材43の上面には4つの縦穴45が形成され、またカップ状部材43の内部には横穴46が形成される。縦穴45は横穴46に連結され、横穴46を介してフィッチング52すなわち可撓性導管53に連通する。縦穴45は負圧供給孔24が並ぶ方向に沿って、ジグザグ状に配列される。より詳しくは、縦穴45の直径は横穴46の幅よりも小さく成形され、図3において上から数えて奇数番目に位置する縦穴45は相対的にフィッチング52側に位置し、偶数番目に位置する縦穴45は相対的にフィッチング52から遠い側に位置する。
FIG. 3 shows the upper surface of the cup-shaped
図4はカップ状部材43の縦穴45と有孔プレート22の負圧供給孔24との連通状態を示している。符号(a)は負圧供給孔24が第2直線部分D1に沿って直線的に整列しているときの連通状態を示し、符号(b)は負圧供給孔24が第1円弧部分D3に沿って円弧状に整列しているときの連通状態を示す。図4において、ハッチングは縦穴45と負圧供給孔24が連通している部分を示し、どの状態においても、4つの縦穴45の合計面積の半分以上が負圧供給孔24に連通していることが理解される。
FIG. 4 shows a communication state between the
次に本実施形態の作用を説明する。
第2コンベヤ12において、物品Mが搬送されてきたことが物品検出センサ13により検出されると、所定の電磁コイル34の通電状態が制御され、所定の移動体33が駆動されて吸着ヘッド21がピックアップ位置(第1位置)Pにおいてその物品Mを吸着して持ち上げる。物品Mを吸着している各移動体33は、ピックアップ位置Pから受渡位置Qへ移動する間に、相互に等間隔になるように制御される。また物品Mがピックアップ位置Pから受渡位置Qへ移送されるとき、吸着ヘッド21と中空シャフト55は移動体33に対して軸心周りに約90°相対回転し、これにより物品Mは、図1においてその向きを維持したまま移送され、第2コンベヤ12上では長手方向が搬送方向を向いていたが、第1コンベヤ11上では長手方向が搬送方向に直交するようになる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the
吸着ヘッド21によって第1コンベヤ11に載置された直後(第1円弧部分D3の終端)において、隣り合う2つの物品M間の間隔は相対的に広いが、第1直線部分D1の上流端を搬送される間に相対的に狭くなるように調整される。その後、第1直線部分D1の中央付近(第2位置)において吸着ヘッド21は吸着を解除するとともに上昇し、移動速度を加速して第1コンベヤ11の下流側へ移動する。吸着ヘッド21が吸着を解除するとき、物品Mをスムーズに解放するために、負圧源50と圧空源(図示せず)を切換えて陽圧を供給可能にすることが好ましい。物品Mを解放した吸着ヘッド21は、移動経路の第2円弧部分D4と第2直線部分D2を通って、第1円弧部分D3まで戻り、次の物品Mが搬送されてくるまで待機する。
Immediately after being placed on the
このような第2コンベヤ12から第1コンベヤ11への物品Mの移送動作において、第1直線部分D1の第2位置を除く全ての箇所の負圧供給孔24には負圧源50から常時負圧が供給されている。図4に示されるように、カップ状部材43に形成された4つの縦穴45は負圧供給孔24の径よりも小さく、かつ負圧供給孔24の配列方向に対してジグザグ状であるので、各負圧供給孔24に対して重合する面積が極力大きくなっている。
In the transfer operation of the articles M from the
以上のように本実施形態では、全ての吸着ヘッド21に負圧を導くための導管(負圧供給管51)は常に固定され、一定の負圧供給孔24に連結されている。したがって負圧供給管51の長さを抑えるとともに、その撓みを最小限にすることができる。また負圧供給管51が固定されているので、物品処理システムにおける種々の部品の配置の自由度を上げることができるとともに、物品処理システムを大型化することができる。
As described above, in this embodiment, the conduit (negative pressure supply pipe 51) for guiding the negative pressure to all the suction heads 21 is always fixed and connected to the constant negative
また吸着ヘッド21が物品Mを吸着保持している状態において、図2から理解されるように、吸着ヘッド21と中空シャフト55と可撓性導管53には反時計方向のモーメントが作用するが、カップ状部材43が有孔プレート22の下面に当接するので、そのモーメントを相殺するためのカウンターウェイトは不要である。
In the state where the
さらに本実施形態では、リニア搬送装置により各移動体33を駆動しているので、箱詰め区間Bにおいて吸着ヘッド21を搬送方向の前後方向に任意に移動させることができ、物品M間の配置間隔や段積み状態等を適宜設定することができる。
Furthermore, in this embodiment, since each moving
図5を参照して本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態では、有孔プレート22に形成された負圧供給孔24は、移動経路の内周側に形成されるとともに、カップ状部材43に対して下方に向けて設けられていた。これに対して第2実施形態では、負圧供給孔24は移動経路の外周側に形成され、カップ状部材43に対して上方に向けて設けられる。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the negative
すなわち、カップ状部材43は有孔プレート22の上方に配置され、アーム70、71を介して移動体33に連結される。負圧供給孔24は移動経路の外周側(図5において左側)に形成され、負圧源50から負圧を導くための負圧供給管51は有孔プレート22の下側に配置される。その他の構成は第1実施形態と同様である。
That is, the cup-shaped
第2実施形態においても、吸着ヘッド21が物品Mを吸着保持している状態において、図5において反時計方向のモーメントが作用するが、カップ状部材43が有孔プレート22の上面に当接するので、そのモーメントを相殺するためのカウンターウェイトは不要である。
Also in the second embodiment, a counterclockwise moment acts in FIG. 5 in a state in which the
なお第1実施形態では、移動経路は第2コンベヤ12の上方において第1円弧部分D3を有していたが、これに替えて直線状に延びるような形状であってもよい。すなわち吸着ヘッド21が第2コンベヤ12の上方において直線的に移動する間に物品Mを吸着保持するようにしてもよい。
In addition, in 1st Embodiment, although the movement path had the 1st circular arc part D3 above the
また移動体33を移動経路に沿って駆動させる移動手段はリニア搬送装置に限定されるものではなく、各移動体33を相互に独立に駆動できるものであれば、例えばモータ等の機構を採用することも可能である。
Further, the moving means for driving the moving
さらに負圧供給孔24に負圧を導くための構成としては負圧源50に限定されず、エジェクタを採用することもできる。この場合、エジェクタに圧縮空気を供給する正圧源(圧空源)を設けてエジェクタにより発生させた負圧を吸着ヘッド21に供給する。
Further, the configuration for introducing the negative pressure to the negative
21 吸着ヘッド
22 有孔プレート
24 負圧供給孔
31 ガイドレール(移動手段)
32 ローラ(移動手段)
33 移動体
34 電磁コイル(移動手段)
35 永久磁石(移動手段)
43 カップ状部材(負圧導入部材)
50 負圧源(負圧供給手段)
51 負圧供給管(負圧供給手段)
53 可撓性導管(接続導管)
55 中空シャフト(負圧供給手段、接続導管)
D1 第1直線部分(移動経路)
D2 第2直線部分(移動経路)
D3 第1円弧部分(移動経路)
D4 第2円弧部分(移動経路)
P 第1位置
Q 第2位置
21
32 Roller (moving means)
33 moving
35 Permanent magnet (moving means)
43 Cup-shaped member (negative pressure introducing member)
50 Negative pressure source (negative pressure supply means)
51 Negative pressure supply pipe (negative pressure supply means)
53 Flexible conduit (connection conduit)
55 Hollow shaft (negative pressure supply means, connecting conduit)
D1 1st straight line part (movement route)
D2 Second straight line part (movement route)
D3 First arc part (movement path)
D4 Second arc part (movement path)
P 1st position Q 2nd position
Claims (2)
前記各移動体に取付けられた吸着ヘッドと、
前記吸着ヘッドに負圧を供給する負圧供給手段と、
前記移動体を前記移動経路に沿って移動させる移動手段とを備え、
前記移動体が移動する間に、前記吸着ヘッドが第1位置において物品を吸着し、前記第2位置において吸着を解除して前記物品を解放する物品移送装置であって、
前記負圧供給手段は、
前記移動経路に沿って前記第1位置から前記第2位置まで、多数の負圧供給孔が形成された有孔プレートと、
前記各移動体に取付けられ、前記有孔プレートの表面に摺接して前記各負圧供給孔と連通する開口が形成された負圧導入部材と、
前記負圧導入部材と前記吸着ヘッドを接続する接続導管とを有する
ことを特徴とする物品移送装置。 A plurality of moving bodies provided to be movable along an endless movement path;
A suction head attached to each moving body;
Negative pressure supply means for supplying a negative pressure to the suction head;
Moving means for moving the moving body along the moving path;
While the moving body is moving, the suction head sucks an article at a first position and releases the article by releasing the suction at the second position,
The negative pressure supply means includes
A perforated plate in which a number of negative pressure supply holes are formed from the first position to the second position along the movement path;
A negative pressure introduction member attached to each movable body, in which an opening communicating with each negative pressure supply hole is formed in sliding contact with the surface of the perforated plate;
An article transfer apparatus comprising: the negative pressure introducing member and a connection conduit connecting the suction head.
前記負圧導入部材は腕状部材を介して前記移動体に取付けられ、前記移動体の移動に伴って前記移動経路の内周側において前記有孔プレートの下面に摺接する
ことを特徴とする請求項1に記載の物品移送装置。 The negative pressure supply hole is formed on the inner peripheral side of the moving path and provided downward,
The negative pressure introducing member is attached to the moving body via an arm-shaped member, and is in sliding contact with the lower surface of the perforated plate on the inner peripheral side of the moving path as the moving body moves. Item transporting device of item 1.
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