JP2020186050A - 物品受容装置 - Google Patents

Abstract

【課題】さまざまな形状の物品を１つずつ形状に見合った袋体に自動的に入れる物品受容装置を提供すること。
【解決手段】 物品を搬送する第１搬送手段１０と、物品の形状を計測する計測手段１６と、第１搬送手段の下流側に連設され、主搬送部３２Ａおよび少なくとも１つの副搬送部３２Ｂを備え計測された物品の形状に応じて物品の搬送に寄与する搬送部のみを物品搬送位置に臨ませる第２搬送手段３０と、第２搬送手段の下流端部に搬送されてきた物品を第２搬送手段の下流端側から一端の開口を拡開した袋体３６を第２搬送手段下流端部を囲繞するように第２搬送手段方向に移送して物品を受容する物品受容手段６０とを有するもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、さまざまな形状の物品を１つずつ袋体に入れる物品受容装置に係り、特に、捌いた食肉のブロックをその大きさに見合った大きさの袋体に１つずつ入れるのに好適な物品受容装置に関する。

従来から捌いた食肉のブロックは、人手によりその大きさに見合った袋体に入れられていた。

しかしながら、人が食肉のブロックを目視してこの食肉のブロックの大きさに対応する袋体の大きさを決定し、人手でその袋体に受容するのでは、効率が悪かった。

前記の課題を解決するために、本発明は、さまざまな形状の物品を１つずつ形状に見合った袋体に自動的に入れる物品受容装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため本発明の物品受容装置は、さまざまな形状の物品を１つずつ袋体に入れる受容装置において、複数の物品を相互に間隔を隔てて搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段の近傍に配設され搬送される物品の形状を計測する計測手段と、前記第１搬送手段の下流側に連設され、主搬送部および少なくとも１つの副搬送部を備え前記計測手段により計測された物品の形状に応じて物品の搬送に寄与するいずれかの搬送部のみを物品搬送位置に臨ませる第２搬送手段と、前記第２搬送手段の下流端部に搬送されてきた物品を第２搬送手段の下流端側から一端を開口した袋体を前記第２搬送手段下流端部を囲繞するように第２搬送手段方向に移送して受容する物品受容手段と、前記袋体内に受容された物品をその袋体とともに排出する第３搬送手段とを有することを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、第１搬送手段により搬送される物品の形状を計測手段が計測して、物品の形状に見合った第２搬送手段の搬送部のみにより物品を搬送し、物品受容手段が第２搬送手段の物品の搬送に寄与している搬送部の下流端部に拡開した状態の袋体を位置させて、この袋体に物品を受容し、物品を受容した袋体を第３搬送手段により搬送することができる。

また、本発明の他の物品受容装置によれば、前記計測手段が、前記第１搬送手段を囲繞するように形成されている画像ブロック内に配設されており、それぞれ直線移動可能に形成されている１対のラインレーザと、これらのラインレーザに照射された物品を写すカメラとを有していることを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、１対のラインレーザとカメラにより物品の形状を正確に計測することができる。

さらに、本発明の他の物品受容装置によれば、前記第２搬送手段の前記主搬送部は、常時物品の搬送に寄与するのに対し、前記各副搬送部は、搬送される物品の形状に応じて選択的に搬送に寄与するようになっており、前記各副搬送部は、搬送に寄与しないときには待避されるようになっていることを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、物品の搬送に要する搬送路のみにより物品を効率的に搬送することができる。

さらにまた、本発明の他の物品受容装置によれば、前記袋体の種類は、前記第２搬送手段の搬送路の数に等しい数だけ設けられており、物品の搬送に寄与する搬送路の合計幅に見合った袋体が供給されるようになっていることを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、袋体の種類を必要最小限にとどめることができる。

また、本発明の他の物品受容装置によれば、前記袋体は、同形のものが平面状に重積載置され、使用される袋体は、上部吸着パッドおよび下部吸着パッドにより上下方向に吸引されて開口が拡開されるようになっていることを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、平面状に重積配置されている袋体を１枚ずつ物品の受容に寄与させることができる。

さらに、本発明の他の物品受容装置によれば、前記袋体の拡開された４隅を内側から保持するロボットアームを有しており、これらのロボットアームにより、物品の搬送に寄与している前記搬送路の搬送方向下流端部を囲繞するように袋体の開口を先頭として袋体を被着させるようにしたことを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、４本のロボットアームにより袋体の開口を長方形状に内側から保持して物品の袋体への受容を安定的に行うことができる。

さらにまた、本発明の他の物品受容装置によれば、前記各ロボットアームは、前記計測手段が計測した物品の形状に応じて前記袋体の開口の拡開度合いが物品の受容に好適となるように良好な間隔を維持するよう位置決めされるようになっていることを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、袋体の開口の拡開度合いを、計測した物品の形状に見合うようにしているので、１対のロボットアーム間の間隔を無駄に拡げる必要がなくなり、物品の袋体への受容をさらに効率的に行うことができる。

また、本発明の他の物品受容装置によれば、それぞれ重積配置されている前記各種の袋体は、それぞれの最上位のものが所定の高さに位置するように高さセンサにより制御されるサーボモータにより位置決めされるようになっていることを特徴としている。

そして、このような構成を有することにより、最上位の袋体を常に所定の高さに位置決めすることができる。

本発明によれば、物品を１つずつその形状に応じた袋体に受容して自動的に搬送することができる。

本発明に係る物品受容装置の実施形態を示す平面図 図１の正面図 図１の画像ボックスの一部を破断して示す正面図 図４は図３の左側面図 図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃはそれぞれ使用するベルトコンベアの数を異にして示した図で、それぞれの（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図 図１のストッカ装置を示す側面図 図 ７Ａ，図７Ｂはそれぞれ袋体を拡開するロボットハンド機構を状態を異にして示す図で、それぞれの（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は左側面図

図１および図２は本発明に係る物品受容装置の実施形態を示すものであり、本実施形態の物品受容装置１は、水平方向に物品を搬送する第１搬送手段たる、図示しないモータにより駆動される第１ベルトコンベア１０を有している。この第１ベルトコンベア１０の搬送方向における最上流端部は、種々の形状の物品を載置する物品載置部１２とされている。

また、前記第１ベルトコンベア１０の物品載置部１２よりやや下流側には、第１ベルトコンベア１０上を囲繞するように物品である食肉の形状を計測する計測手段１６（図３，図４）を備えている画像ボックス１４が配設されており、この画像ボックス１４内の計測手段１６により第１ベルトコンベア１０上を搬送される物品の形状が計測されるようになっている。この計測手段１６からの物品の形状の計測信号が本物品受容装置１全体の制御を司る制御手段（図示せず）に送信されるようになっている。

前記画像ボックス１４内の計測手段１６が、図３および図４に詳示されている。

この計測手段１６には、この画像ボックス１４内に到達した物品の位置を感知する位置センサ１８が設けられている。また、前記計測手段１６には、１対のラインレーザ２０，２０が移動自在に設けられており、この１対のラインレーザ２０，２０が直線状に移動しつつ物品にレーザ光を照射するようになっている。また、前記レーザ光を照射された物品を写すカメラ２２が支軸２４に支持されて配設されている。そして、カメラ２２からの物品の形状信号は、前記制御手段の演算部に出力され、物品の形状が測定されるようになっている。このラインレーザ２０とカメラ２２による物品の形状測定は、位置センサ２６により物品の全長にわたって行われるようになっている。

前記第１ベルトコンベア１０の下流端の近傍には、第１ベルトコンベア１０からの物品を受け取って搬送する第２搬送手段としての第２ベルトコンベア３０が配設されている。

前記第２ベルトコンベア３０は、 図５Ａ−５Ｃに詳示されている。

この第２ベルトコンベア３０は、物品の搬送方向に対し直交する方向に複数（本実施形態においては３本）の搬送部３２が連設して構成されている。各搬送部３２は、それぞれ図示しないモータにより個別に駆動されるベルトコンベア３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃとされている。そして、一側に位置し幅の広い主搬送部３２Ａは、常時物品の搬送に寄与するようになっている。また、他の２本の搬送部３２Ｂ，３２Ｃは相互に同じ幅で主搬送部３２Ａより狭い幅の副搬送部とされ、それぞれ物品の形状により物品の搬送に寄与するときのみ駆動されるようになっている。さらに、前記両副搬送部３２Ｂ，３２Ｃは、それぞれ個別に搬送方向前端側が下降するように回動自在とされている。これは、物品の搬送に寄与しない副搬送部を、物品を受容する袋体を第２ベルトコンベア３０の搬送方向前端部に位置決めする際の邪魔にならないように下方に回動させて待避させるためである。

そして、各副搬送部３２Ｂ，３２Ｃの下面には、それぞれ副搬送部３２Ｂ，３２Ｃを個別に昇降させるシリンダ３４Ｂ，３４Ｃが接続されている。

物品を受容する袋体は、前記第２ベルトコンベア３０の主搬送部３２Ａの幅、主搬送部３２Ａと１つの副搬送部３２Ｂの合計幅、あるいは主搬送部３２Ａと両副搬送部３２Ｂ，３２Ｃの合計幅に対応するように３つの幅のものを用意してある。

前記それぞれの大きさの袋体３６は、図６に示すように、同形の袋体３６ごとに対応するストッカ装置３８に重積配置されている。そして、各ストッカ装置３８に重積配置されているうちの最上位の袋体３６は、所定の高さとなるようにサーボモータ４０により昇降されるようになっている。

この最上位の袋体３６の位置はセンサ（図示せず）により検知され、このセンサにより前記サーボモータ４０が駆動制御されるようになっている。

最上位の袋体３６は、シリンダ４４により昇降される袋体移載ハンド４６に保持されている上部吸着パッド（図示せず）により上方から吸着されるようになっており、この袋体移載ハンド４６は、移載シリンダ４８に支持され、移載シリンダ４８の水平方向移動に伴い水平方向に移動されるようになっている。

前記各ストッカを保持しているストッカ装置３８には、袋体待機部５０が形成されており、この袋体待機部５０には、袋体３６を下方から吸着する下部吸着パッド５２が配設されている。そして、前記移載シリンダ４８の水平方向移動に伴い袋体３６がこの袋体待機部５０に到達すると、この袋体待機部５０において、袋体３６は上方のみならず下方からも下部吸着パッド５２により吸着され、一端に形成されている袋体３６の開口が拡開されるようになっている。袋体３６はこの袋体待機部５０において開口を拡開された状態で待機することになる。

袋体３６内に物品を受容するための物品受容手段６０は、図７Ａ，７Ｂに示すようにロボットハンド機構６２を有しており、このロボットハンド機構６２は、袋体３６の開口から袋体３６内に挿入されうる水平方向に延在する４本のロボットアーム６２Ａ−６２Ｄを有している。これらのロボットアーム６２Ａ−６２Ｄは、左右ならびに上下に間隔を隔てた２対のロボットアームからなり、このうち全く固定配置され、移動しえない１本の固定ロボットアーム６２Ａを有している。このロボットアーム６２Ａの上方には、シリンダ６４Ａに沿って昇降されることにより前記固定ロボットアーム６２Ａとの上下方向の間隔を可変とした上部ロボットアーム６２Ｂが配設されている。

一方、前記両ロボットアーム６２Ａ，６２Ｂとの左右方向の間隔をサーボモータ６６の駆動により可変とした２本のロボットアーム６２Ｃ，６２Ｄが，水平方向に移動可能な可動ブロック６８に配設されている。このうち下部のロボットアーム６２Ｃは前記固定ロボットアーム６２Ａと同じ高さに位置しており、また、上部のロボットアーム６２Ｄは、前記上部ロボットアーム６２Ｂと同一高さとなるようにシリンダ６４Ｂにより昇降されるようになっている。

したがって、前記４本のロボットアーム６２Ａ−６２Ｄにより袋体の開口は長方形状に拡開されることになる。なお、４本のロボットアーム６２Ａ−６２Ｄが袋体３６に与える張力は、袋体３６に損傷を与えず、かつ、物品を受容するのに十分な大きさの開口がえられる程度になっている。この袋体３６の開口の大きさは、前記計測手段１６による物品の形状の寸法に基づいて制御される。

すなわち、前記４本のロボットアーム６２Ａ−６２Ｄは、前記計測手段１６が計測した物品の形状に基づいて、同じ袋体３６であっても、大小がある各物品の形状に見合った開口が袋体３６に形成されるように、各ロボットアーム６２Ａ−６２Ｄ間のそれぞれの間隔は物品の形状に応じて袋体３６に受容されるのに好適な寸法に設定される。

前記第２ベルトコンベア３０の下流端の下方には袋体３６に受容された物品を受け取って所定の場所に搬送して排出する第３ベルトコンベア７０が配設されている。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

第１ベルトコンベア１０上に物品が供給されると、第１ベルトコンベア１０の走行により画像ボックス１４内に到達すると、計測手段１６の位置センサ１８が物品を検知し、１対のラインレーザ２０が直線状に移動しつつレーザ光を物品に照射する。このレーザ光を照射された物品をカメラ２２が画像として捉え、物品の形状が測定される。

すると、この物品の形状のデータが装置全体の図示しない制御装置に送られ、制御装置において物品の形状から第２ベルトコンベア３０において使用される搬送部３２が特定され、搬送に供しない副搬送部３２Ｂ，３２Ｃあるいは副搬送部３２Ｃはシリンダ３４（３４Ｂ，３４Ｃ）により下降される。

一方、物品の形状から使用される袋体も搬送に寄与する搬送部３２の合計幅に対応する形状のものが選択される。

そして、ストッカ装置３８において待機している、開口が拡開状態にある袋体３６のうち前述した搬送部３２の合計幅に対応する形状のものをロボットハンド機構６２の４本のロボットハンド６２Ａ−６２Ｄが長方形の各頂点に位置するように物品の形状に見合う寸法の開口となるように拡開して袋体３６を保持し、第２ベルトコンベア３０の物品の搬送に寄与する搬送部の最下流端を囲繞するように被せる。このとき、第２ベルトコンベア３０は停止して，物品は第２ベルトコンベア３０上に待機している。

袋体３６を物品の搬送に寄与する搬送部の最下流端を囲繞するように被せると、第２ベルトコンベア３０が再度物品の搬送を開始し、拡開している袋体３６の開口から物品を袋体３６内に受容させる。すると、物品の自重により袋体３６は物品とともに第３ベルトコンベア７０に移載され、この第３ベルトコンベア７０により、所定の場所に排出される。

このような本実施形態によれば、物品の大きさを測定して物品の大きさに見合った袋体に物品を受容させることができるので、人手を介することなく、物品を自動的に袋体に受容することができる。

なお、本発明は、実施形態において説明した食肉に限定されるものではなく、異なる形状の種々の物品の受容に適用されるものである。

１ 物品受容装置
１０ 第１ベルトコンベア
１２ 物品載置部
１４ 画像ボックス
１６ 計測手段
１８ 位置センサ
２０ ラインレーザ
２２ カメラ
２４ カメラ２２の支軸
２６ 位置センサ
３０ 第２ベルトコンベア
３２ 搬送部
３２Ａ 主搬送部
３２Ｂ，３２Ｃ 副搬送部
３４Ｂ，３４Ｃ シリンダ
３６ 袋体
３８ ストッカ装置
４０，４２ サーボモータ
４４ シリンダ
４６ 袋体移載ハンド
４８ 移載シリンダ
５０ 袋体待機部
６０ 物品受容手段
６２ ロボットハンド機構
６２Ａ−６２Ｄ ロボットハンド
６４Ａ，６４Ｂ シリンダ
６６ サーボモータ
６８ 可動ブロック
７０ 第３ベルトコンベア

Claims (8)

1. さまざまな形状の物品を１つずつ袋体に入れる物品受容装置において、複数の物品を相互に間隔を隔てて搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段の近傍に配設され搬送される物品の形状を計測する計測手段と、前記第１搬送手段の下流側に連設され、主搬送部および少なくとも１つの副搬送部を備え前記計測手段により計測された物品の形状に応じて物品の搬送に寄与するいずれかの搬送部のみを物品搬送位置に臨ませる第２搬送手段と、前記第２搬送手段の下流端部に搬送されてきた物品を第２搬送手段の下流端側から一端の開口を拡開した袋体を第２搬送手段下流端部を囲繞するように第２搬送手段方向に移送して物品を受容する物品受容手段と、前記袋体内に受容された物品をその袋体とともに排出する第３搬送手段とを有することを特徴とする物品受容装置。
2. 前記計測手段は、前記第１搬送手段を囲繞するように形成されている画像ブロック内に配設されており、それぞれ直線移動可能に形成されている１対のラインレーザと、これらのラインレーザに照射された物品を写すカメラとを有していることを特徴とする請求項１に記載の物品受容装置。
3. 前記第２搬送手段の前記主搬送部は、常時物品の搬送に寄与するのに対し、前記各副搬送部は、搬送される物品の形状に応じて選択的に搬送に寄与するようになっており、前記各副搬送部は、搬送に寄与しないときには待避されるようになっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品受容装置。
4. 前記袋体の種類は、前記第２搬送手段の搬送路の数に等しい数だけ設けられており、物品の搬送に寄与する搬送路の合計幅に見合った袋体が供給されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の物品受容装置。
5. 前記袋体は、同形のものが平面状に重積載置され、使用される袋体は、上部吸着パッドおよび下部吸着パッドにより上下方向に吸引されて開口が拡開されるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の物品受容装置。
6. 前記袋体の拡開された４隅を内側から保持するロボットアームを有しており、これらのロボットアームにより、物品の搬送に寄与している前記搬送路の搬送方向下流端部を囲繞するように袋体の開口を先頭として袋体を被着させるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の物品受容装置。
7. 前記各ロボットアームは、前記計測手段が計測した物品の形状に応じて前記袋体の開口の拡開度合いが物品の受容に好適となるように良好な間隔を維持するよう位置決めされるようになっていることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の物品受容装置。
8. それぞれ重積配置されている前記各種の袋体は、それぞれの最上位のものが所定の高さに位置するように高さセンサにより制御されるサーボモータにより位置決めされるようになっていることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の物品受容装置。

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