JP2020193056A - 荷下ろし装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】トラック荷室やコンテナ室等に多段積みされた複数のワークを荷下ろしする荷下ろし装置において、この荷下ろし途中における自重によるワークの変形を防止すること。【解決手段】ワークWを個別に荷下ろしする荷下ろし装置1であって、受けテーブル100は、保持ユニット60が保持した最上段ワークWHをロボット3が引き出すと、この引き出した最上段ワークWHの底面WH1を受け支え可能となっている。制御装置が最上段ワークWHの下に下段ワークWLが有ると判断した場合、保持ユニット60が保持した最上段ワークWHをロボット3が引き出しても、この引き出しの前後において、受けテーブル100の先端と、この受けテーブル100の先端に対して対向する下段ワークWLの手前面WL2との先端距離D1が第1距離に保持されるように、この引き出し速度に同期した速度でスライドベース80に対して受けテーブル100が進出する。【選択図】図9

Description

本発明は、荷下ろし装置に関し、詳しくは、トラック荷室やコンテナ室等に多段積みされた複数のワークを個別に荷下ろしする荷下ろし装置に関する。
従来、トラック荷室やコンテナ室等に多段積みされた複数のワークを個別に荷下ろしする荷下ろし装置において、様々な種類の荷下ろし装置が既に知られている。ここで、下記特許文献1には、同文献1の一部の図を引用した図15〜16に示すように、六面を有する直方体形状から成るワークwの2面(例えば、手前面w2と天面w3)を吸着可能なロボットハンド204を備えた荷下ろし装置201が開示されている。これにより、ロボットハンド204の一部(例えば、ワークwの両側面を挟む爪等)をワークwの両側面に入り込ませる隙間を必要とすることなくワークwを保持できる。したがって、トラック荷室tの側壁に接した状態で複数のワークwが多段積みされていても、この多段積みされた複数のワークwを個別に荷下ろしできる。
特許第6172293号公報
しかしながら、上述した特許文献1の技術では、例えば、ロボットハンド204がワークwの手前面w2のみを吸着した場合、この荷下ろし途中において、自重によりワークwが変形(ワークwが型崩れ)する問題があった。特に、ワークwが段ボール等から成る場合、この問題が顕著に表れていた。
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、トラック荷室やコンテナ室等に多段積みされた複数のワークを荷下ろしする荷下ろし装置において、この荷下ろし途中における自重によるワークの変形を防止することである。
本開示の1つの特徴によると、多段積みされた複数のワークを個別に荷下ろしする荷下ろし装置は、ロボットと、ロボットに装着されるロボットハンドと、ロボットと、ロボットハンドと、を制御する制御装置とを備えている。ロボットハンドは、ハンドベースと、最上段ワークを保持可能にハンドベースに組み付けられた保持ユニットとを備えている。ハンドベースには、受け板ユニットが組み付けられている。受け板ユニットは、ハンドベースに組み付けられたスライドベースと、スライドベースに対して進退可能に組み付けられた受けテーブルとを備えている。受けテーブルは、保持ユニットが保持した最上段ワークをロボットが引き出すと、この引き出した最上段ワークの底面を受け支え可能となっている。制御装置が最上段ワークの下に下段ワークが有ると判断した場合、保持ユニットが保持した最上段ワークをロボットが引き出しても、この引き出しの前後において、受けテーブルの先端と、この受けテーブルの先端に対して対向するワークの手前面との先端距離が第1距離に保持されるように、この引き出し速度に同期した速度でスライドベースに対して受けテーブルが進出する。
そのため、最上段ワークの引き出し途中の全て(引き出し始めから引き出し完了までの全て)において、この最上段ワークの底面を受けテーブルが受け支えることができる。したがって、受けテーブルによる最上段ワークの底面の受け支えをしっかりできるため。すなわち、荷下ろし途中における自重によるワークの変形を防止できる。
本開示の他の特徴によると、受け板ユニットは、ハンドベースに対して昇降可能に組み付けられている。受け板ユニットとハンドベースとの間には、引っ張りばねが掛け留めされている。
そのため、下に下段ワークが無い最上段ワークを荷下ろしする場合、この最上段ワークを受け支える受けテーブルを昇降のアクチュエータを必要とすることなく床面に押し付けることができる。したがって、ロボットハンドを大きく前傾姿勢にすることなく、受けテーブルが最上段ワークを受け支えることができる。
また、本開示の他の特徴によると、保持ユニットが最上段ワークを保持する前の初期状態では、受けテーブルは、その先端と保持ユニットの先端との後退距離が第2距離だけ後退した位置に設定されている。
そのため、下に下段ワークが有る最上段ワークを荷下ろしする場合、この最上段ワークと下段ワークとの間に前後方向の位置ズレが生じていても、この最上段ワークを荷下ろしできる。
また、本開示の他の特徴によると、ハンドベースに対する受け板ユニットの昇降は、受け板ユニットに設けられた略コ字状のガイドフレームによって行われている。ガイドフレームは、プレス成形によって成形されている。
そのため、ガイドフレームを金属の削りだしで成形する場合と比較すると、このガイドフレームを簡便に成形できる。
また、本開示の他の特徴によると、保持ユニットは、ハンドベースに対して昇降可能に組み付けられている。受けテーブルの先端には、ローラが回転可能に組み付けられている。
そのため、下に下段ワークが有る最上段ワークを荷下ろしする場合、保持ユニットが最上段ワークの上寄りを保持した場合でも、ハンドベースに対して保持ユニットが上昇する。したがって、最上段ワークの破損および最上段ワークの吸着の剥がれを招くことなく、この最上段ワークを引き出すことができる。
また、本開示の他の特徴によると、受けテーブルは、中間フレームを介してスライドベースに対して進退可能に組み付けられている。中間フレームは、スライドベースおよび受けテーブルに対して進退可能に組み付けられている。
そのため、受けテーブルの進出量(前進量)を大きく確保しても、スライドベースの後方に受け板テーブルの退行スペース(後退スペース)を確保する必要がない。したがって、スライドベースの後方の省スペース化を図ることができる。
本発明の実施形態に係る荷下ろし装置の全体側面図である。本図は、トラック荷室において、荷下ろし作業中の様子を示している。 図1のロボットハンドの拡大図である。 図2のロボットハンドの平面図である。 図2のIV−IV線断面図である。 図2の受け板ユニットの平面図である。 図5において、受けテーブルが前進端まで進出した状態を示している。 荷下ろし作業の手順を説明する図であり、下に下段ワークが有る最上段ワークを荷下ろしする場合を説明している。 図7の次の手順を説明する図である。 図8の次の手順を説明する図である。 荷下ろし作業の手順を説明する図であり、下に下段ワークが無い最上段ワークを荷下ろしする場合を説明している。 図10の次の手順を説明する図である。 図11の次の手順を説明する図である。 図12の次の手順を説明する図である。 図7において、最上段ワークと下段ワークとの間に位置ズレが生じている場合を説明する図である。 従来技術に係る荷下ろし装置の全体側面図である。本図は、トラック荷室において、荷下ろし作業中の様子を示している。 図15のロボットハンドの拡大図である。
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜14を用いて説明する。なお、以下の説明にあたって、上、下、前、後、左、右とは、上述した図に記載した、上、下、前、後、左、右の方向、すなわち、多関節ロボット3が複数のワークWを見ている方向を前向きとしたときの上、下、前、後、左、右の方向を示している。
まず、図1を参照して、荷下ろし装置1の全体構成を説明する。この荷下ろし装置1は、主として、トラック荷室Tの床面Fを自走可能な台車2と、この台車2に搭載された多関節ロボット3と、この多関節ロボット3に装着されるロボットハンド4と、この台車2に搭載される制御装置5とから構成されている。
以下に、これら台車2と、多関節ロボット3と、ロボットハンド4と、制御装置5とを個別に説明する。なお、図1から明らかなように、トラック荷室Tには、六面を有する直方体形状の段ボールから成る複数のワークWが多段積みされている。また、この多段積みされた複数のワークWは、トラック荷室Tの奥行方向(前後方向)と幅方向(左右方向)にも隣り合うように多段積みされている。なお、幅方向にも隣り合うように多段積みされた複数のワークWは、トラック荷室Tの側壁(図示しない)に接した状態となっている。
また、図1から明らかなように、この多段積みされた複数のワークWのうちの最上段のワークWを「最上段ワークWH」と記し、この最上段のワークWの下のワークWを「下段ワークWL」と記し、最下段のワークWを「最下段ワークWLL」と記す。なお、荷下ろしによって、例えば、この多段積みされた複数のワークWが残り2段になった場合、この下から2段目のワークWが「最上段ワークWH」として扱われ、この下から1段目のワークWが「下段ワークWL」として扱われる。これと同様に、荷下ろしによって、例えば、この多段積みされた複数のワークWが残り1段になった場合、この下から1段目のワークWが「最上段ワークWH」として扱われる。
はじめに、台車2から説明する。この台車2は、左右一対のキャタピラ20を主体とする走行装置(図示しない)を備えている。このキャタピラ20の駆動輪21は、モータ(図示しない)を動力源として回転する。このモータが適切に動作制御されることにより、キャタピラ20は左右独立して動作する。また、この走行装置には、距離測長センサ(図示しない)が搭載されている。
本実施形態では、レーザ照射式の距離測長センサが用いられている。この距離測長センサからトラック荷室Tの側壁(図示しない、左右の立壁)やワークW等に対してレーザを照射してトラック荷室Tにおける台車2の位置を読み取り、係る読み取りデータに基づいてモータが動作制御されることによりその位置修正がなされる。台車2は、自動運転または遠隔操作により前後に移動し、かつ左右に旋回可能となっている。トラック荷室TのワークWの残量に応じて台車2が移動する。
台車2は左右一対のキャタピラ20を走行装置とするため、トラック荷室Tの床面Fに例えばスノコが敷設されることによって凹凸があってもスムーズに移動する。また、台車2には、搬送コンベア(図示しない)が連結されている。この搬送コンベアは、トラック荷室Tからトラックヤード(図示しない、荷下ろし場)に至って配置される。この搬送コンベアによってワークWがトラック荷室Tからトラックヤードへ荷下ろしされる。台車2は、このように構成されている。
次に、多関節ロボット3を説明する。この多関節ロボット3は、6軸制御のロボットであり、台車2に搭載される基台30と、基台30から延びる第1ロボットアーム31と、第1ロボットアーム31から延びる第2ロボットアーム32と、第2ロボットアーム32に組み付けられた第3ロボットアーム33とから構成されている。この多関節ロボット3が、特許請求の範囲に記載の「ロボット」に相当する。この第2ロボットアーム32には、2Dカメラ6と3Dカメラ7とが上下に重なるように1台ずつ搭載されている。
この2Dカメラ6と3Dカメラ7は、トラック荷室Tにおける台車2の位置や向き、および複数のワークW(最上段ワークWH、下段ワークWL、最下段ワークWLL等)の位置や形状等を立体的に撮影できるものである。また、後述する受け板ユニット70の受けテーブル100の第1ローラ101と、この受けテーブル100の第1ローラ101に対して対向するワークの手前面(例えば、下段ワークWLの手前面WL2、最上段ワークWHの手前面WH2)との先端距離D1を測定できるものである。多関節ロボット3は、このように構成されている。
次に、ロボットハンド4を説明する(図2〜4参照)。このロボットハンド4は、多関節ロボット3の第3ロボットアーム33の前側フランジ面に組み付けられたハンドベース50と、ハンドベース50の前側に昇降可能に組み付けられた保持ユニット60とから構成されている。
このハンドベース50の左右の側面の後側には、左右に対を成すように一対のローラ51、52(第1ローラ51、第2ローラ52)がピン51a、52aを介して回転可能に組み付けられている。なお、この一対のローラ51、52は、上下にも対を成すようにハンドベース50の左右の側面の後側に回転可能に組み付けられている。すなわち、このハンドベース50の左右の側面の後側には、一対のローラ51、52が4組み(8本)回転可能に組み付けられている。この一対のローラ51、52は、その各外周面51b、52bが後述する受け板ユニット70のガイドフレーム81の摺動面82に沿って転がり可能となっている。
また、このハンドベース50の左右の側面の前側には、左右に対を成すように長孔状のガイド孔53が上下方向に沿って形成されている。このガイド孔53には、後述する保持ユニット60のガイドボルト62aが挿し込まれた状態となっている。なお、このガイド孔53は、上下にも対を成すようにハンドベース50の左右の側面の前側に形成されている。すなわち、このハンドベース50の左右の側面の前側には、4個所のガイド孔53が形成されている。
また、この保持ユニット60は、ベースプレート61と、ベースプレート61に組み付けられた左右一対の吸着部65とから構成されている。このベースプレート61には、左右に対を成すガイドブラケット62がハンドベース50に向けて(後側に向けて)張り出すように組み付けられている。この左右のガイドブラケット62には、ハンドベース50のガイド孔53に挿し込まれた状態のガイドボルト62aが外側に向けて張り出すように組み付けられている。なお、このガイドボルト62aは、上下にも対を成すように左右のガイドブラケット62に組み付けられている。すなわち、このベースプレート61には、4本のガイドボルト62aが組み付けられている。
このベースプレート61の4本のガイドボルト62aがハンドベース50の4個所のガイド孔53を移動することで、ハンドベース50に対して保持ユニット60を昇降できる。この記載が、特許請求の範囲に記載の「保持ユニットは、ハンドベースに対して昇降可能に組み付けられ、」に相当する。なお、このハンドベース50と保持ユニット60のベースプレート61との間には、第1引っ張りばね63が掛け留めされている。そのため、ハンドベース50に対して保持ユニット60が上昇すると、この上昇した保持ユニット60は第1引っ張りばね63の復元力によって下降する方向に付勢される。
また、左右一対の吸着部65は、吸着源(図示しない)による吸着力によって最上段ワークWHの手前面WH2(左右一対の吸着部65の吸着面65aに対向する面)を吸着面65aが吸着することで最上段ワークWHを保持する(掴む)ものである。なお、この吸着源は、後述する制御装置5から任意のタイミングで動作(吸着または吸着の解除)させることができるものである。
また、このハンドベース50には、受け板ユニット70が組み付けられている。この受け板ユニット70は、矩形状のスライドベース80と、スライドベース80に対して前後方向に沿ってスライド可能に組み付けられた矩形状の中間フレーム90と、中間フレーム90に対して前後方向に沿ってスライド可能に組み付けられた矩形状の受けテーブル100とから構成されている(図5〜6参照)。このように構成されているため、受け板ユニット70は、2段階スライド機構となっている。
このスライドベース80には、平面視において略コ字状を成す左右一対のガイドフレーム81が組み付けられている。この左右一対のガイドフレーム81は、板金を折り曲げるプレス成形によって成形されている。また、この左右一対のガイドフレーム81における略コ字状の対向する内面は、上述したように4組から成る一対のローラ51、52(8本のローラ51、52)が転がってその各外周面51b、52bが沿う摺動面82となっている。
この8本のローラ51、52の各外周面51b、52bが左右一対のガイドフレーム81の摺動面82を沿って8本のローラ51、52が転がることで、ハンドベース50に対して受け板ユニット70を昇降できる。この記載が、特許請求の範囲に記載の「受け板ユニットは、ハンドベースに対して昇降可能に組み付けられ、」に相当する。
また、この左右一対のガイドフレーム81には、トップステー83が組み付けられている。なお、このハンドベース50と受け板ユニット70の左右一対のガイドフレーム81のトップステー83との間には、第2引っ張りばね84が掛け留めされている。そのため、ハンドベース50に対して受け板ユニット70が上昇すると、この上昇した受け板ユニット70は第2引っ張りばね84の復元力によって下降する方向に付勢される。
また、スライドベース80の左側には、前後に対を成す第1プーリ85と第2プーリ86とが回転可能に組み付けられている。この前後一対のプーリ85、86には、第1タイミングベルト87が掛け渡しされている。また、この第2プーリ86には、モータ88が連結されている。これにより、モータ88を駆動させると、第2プーリ86を介して第1タイミングベルト87を回転させることができる。
また、中間フレーム90の左右の中央には、前後に対を成す第3プーリ91と第4プーリ92とが回転可能に組み付けられている。この前後一対のプーリ91、92には、第2タイミングベルト93が掛け渡しされている。なお、第1タイミングベルト87と中間フレーム90とは、接合部材94を介して組み付けられている。また、第2タイミングベルト93と受けテーブル100とは、接合部材103を介して、また、第2タイミングベルト93とスライドベース80とは、接合部材104を介して組み付けられている。
これにより、第1タイミングベルト87を回転させると、この回転させた第1タイミングベルト87と共に中間フレーム90もスライドする。すなわち、スライドベース80に対して中間フレーム90が進出する。スライドベース80上の接合部材104を固定点として中間フレーム90がスライドする事により、受けテーブル100側の接合部材103が共に同距離だけ進出する。結果として、スライドベース80に対して受けテーブル100が進出する。
また、受けテーブル100の前端は、先細りを成すように形成されており、この先細りの前端には、第1ローラ101がピン101aを介して回転可能に組み付けられている。また、この受けテーブル100の上面側における第1ローラ101の後寄り位置には、第2ローラ102がピン102aを介して回転可能に組み付けられている。なお、後述するように保持ユニット60が最上段ワークWHを保持する前の初期状態では、受けテーブル100は、その第1ローラ101と保持ユニット60の前端との後退距離D2が第2距離だけ後退した位置に設定されている。この第2距離は、予め設定する距離であり、例えば、100mmである。ロボットハンド4は、このように構成されている。
最後に、制御装置5を説明する。この制御装置5には、2Dカメラ6が撮影した画像データに対して画像処理を施す第1ソフトウェアがプログラムされている。また、この制御装置5には、3Dカメラ7が測定した先端距離D1を認識できる第2ソフトウェアがプログラムされている。これら第1ソフトウェアと第2ソフトウェアとにより、制御装置5は、台車2、多関節ロボット3、ロボットハンド4の動作を制御できる。また、この制御装置5には、多段積みされた複数のワークWを個別に荷下ろしするとき、常に、保持ユニット60が最上段ワークWHを保持するように第3ソフトウェアがプログラムされている。
また、この制御装置に5は、保持ユニット60が最上段ワークWHを保持するとき、この最上段ワークWHの下に下段ワークWLが有るか無いかを判断できる第4ソフトウェアがプログラムされている。また、この制御装置5には、モータ88の動作を制御できる第5ソフトウェアがプログラムされている。この第5ソフトウェアにより、制御装置5は、後述する最上段ワークWHの引き出しの前後において、3Dカメラ7が測定した先端距離D1が第1距離に保持されるように、スライドベース80に対する受けテーブル100の進出量を制御できる。この第1距離は、予め設定する距離であり、例えば、10mmである。制御装置5は、このように構成されている。
続いて、図7〜13を参照して、荷下ろし装置1による最上段ワークWHの荷下ろし作業を説明する。この説明にあたって、下に下段ワークWLが有る最上段ワークWHを荷下ろしする場合(図7〜9参照)と、下に下段ワークWLが無い最上段ワークWHを荷下ろしする場合(図10〜13参照)と、の2つの場合に場合分けして説明する。なお、この下段ワークWLの有無の判断は、既に説明したように、制御装置5にプログラムされている第4ソフトウェアによって実行されている。
はじめに、下に下段ワークWLが有る最上段ワークWHを荷下ろしする場合から説明する。まず、制御装置5は、保持ユニット60が最上段ワークWHを保持できる高さ位置となるように、多関節ロボット3を動作させる処理(第1A処理)を実行する(図7参照)。この図7に示される状態が、保持ユニット60が最上段ワークWHを保持する前の初期状態である。
次に、制御装置5は、保持ユニット60の高さ位置を保持したまま、保持ユニット60の吸着面65aが最上段ワークWHの手前面WH2に近接するまで多関節ロボット3を動作させる処理(第2A処理)を実行する。次に、制御装置5は、保持ユニット60の吸着面65aによって最上段ワークWHの手前面WH2を吸着させる処理(第3A処理)を実行する(図8参照)。
これにより、保持ユニット60によって最上段ワークWHを保持できる。このとき、図8からも明らかなように、受けテーブル100の第1ローラ101と下段ワークWLの手前面WL2とは、対向した状態となっている。次に、制御装置5は、先端距離D1が第1距離となるように、スライドベース80に対して受けテーブル100を進出させる処理(第4A処理)を実行する。次に、制御装置5は、保持ユニット60が保持した最上段ワークWHを多関節ロボット3が引き出す処理(第5A処理)を実行する。
この第5A処理と同時に、制御装置5は、先端距離D1が第1距離となるように、スライドベース80に対して受けテーブル100を進出させる処理(第6A処理)を実行する(図9参照)。これにより、多関節ロボット3が引き出した最上段ワークWHの底面WH1を受けテーブル100が受け支えることができる。なお、第6A処理において、受けテーブル100を進出させると、この進出させた受けテーブル100の第2ローラ102が最上段ワークWHの底面WH1に対して干渉する。
これにより、第2ローラ102が回転するため、最上段ワークWHを滑らかに引き出すことができる。また、この第5A処理における多関節ロボット3の引き出し速度と、この第6A処理における受けテーブル100の進出速度とは、同期した速度となっている。これにより、この最上段ワークWHの引き出しの前後において、先端距離D1を第1距離に保持できる。そのため、この最上段ワークWHの引き出しの前後において、先端距離D1が広がることを防止できる。
したがって、この最上段ワークWHの引き出し途中の全て(最上段ワークWHの引き出し始めから最上段ワークWHの引き出し完了までの全て)において、この最上段ワークWHの底面WH1を受けテーブル100が受け支えることができる。結果として、受けテーブル100による最上段ワークWHの底面WH1の受け支えをしっかりできる。最後に、制御装置5は、多関節ロボット3が引き出した最上段ワークWHを搬送コンベアに載せる処理(第7A処理)を実行する。以降、制御装置5は、第1A処理〜第7A処理を繰り返す。このようにして、下に下段ワークWLが有る最上段ワークWHを荷下ろしできる。
次に、下に下段ワークWLが無い最上段ワークWHを荷下ろしする場合を説明する。まず、制御装置5は、ロボットハンド4の吸着面65aが最上段ワークWHの手前面WH2に対向するように、多関節ロボット3を動作させる処理(第1B処理)を実行する(図10参照)。次に、制御装置5は、保持ユニット60が最上段ワークWHを保持できる高さ位置となるように、多関節ロボット3を動作させる処理(第2B処理)を実行する。
すると、受け板ユニット70が第2引っ張りばね84の付勢力に抗して床面Fに押し付けられ、この床面Fに押し付けられた受け板ユニット70は、第2引っ張りばね84の付勢力に抗してハンドベース50に対して上昇する。次に、制御装置5は、保持ユニット60の高さ位置を保持したまま、保持ユニット60の吸着面65aが最上段ワークWHの手前面WH2に近接するまで多関節ロボット3を動作させる処理(第3B処理)を実行する。
次に、制御装置5は、保持ユニット60の吸着面65aによって最上段ワークWHの手前面WH2を吸着させる処理(第4B処理)を実行する(図11参照)。これにより、保持ユニット60によって最上段ワークWHを保持できる。次に、制御装置5は、ロボットハンド4が前傾姿勢となるように多関節ロボット3を動作させる処理(第5B処理)を実行する。
これにより、保持させた最上段ワークWHの手前面WH2の下側に隙間Sが確保される。このとき、第2引っ張りばね84の復元力によってハンドベース50に対して受け板ユニット70が下降する。そのため、受け板ユニット70が第2引っ張りばね84の付勢力に抗して床面Fに押し付けられた状態が保持されている。次に、制御装置5は、先端距離D1が第1距離となるように、スライドベース80に対して受けテーブル100を進出させる処理(第6B処理)を実行する(図12参照)。
次に、制御装置5は、保持ユニット60が保持した最上段ワークWHを多関節ロボット3が引き出す処理(第7B処理)を実行する。この第7B処理と同時に、制御装置5は、スライドベース80に対して受けテーブル100を最大限に進出させる処理(第8B処理)を実行する(図13参照)。これにより、多関節ロボット3が引き出した最上段ワークWHの底面WH1を受けテーブル100が受け支えることができる。
なお、第8B処理において、受けテーブル100を進出させると、この進出させた受けテーブル100の第2ローラ102が最上段ワークWHの底面WH1に対して干渉する。これにより、第2ローラ102が回転するため、最上段ワークWHを滑らかに引き出すことができる。また、この第7B処理における多関節ロボット3の引き出し速度と、この第8B処理における受けテーブル100の進出速度とは、同期した速度となっている。
これにより、この最上段ワークWHの引き出しの前後において、受けテーブル100の第1ローラ101と床面Fとの位置関係を保持できる。そのため、この最上段ワークWHの引き出し途中の全て(最上段ワークWHの引き出し始めから最上段ワークWHの引き出し完了までの全て)において、この最上段ワークWHの底面WH1を受けテーブル100が受け支えることができる。したがって、受けテーブル100による最上段ワークWHの底面WH1の受け支えをしっかりできる。最後に、制御装置5は、多関節ロボット3が引き出した最上段ワークWHを搬送コンベアに載せる処理(第9B処理)を実行する。このようにして、下に下段ワークWLが無い最上段ワークWHを荷下ろしできる。
なお、上述した下に下段ワークWLが有る最上段ワークWHを荷下ろしする場合の説明において、例えば、図14に示すように、最上段ワークWHと下段ワークWLとの間に位置ズレが生じている場合がある。すなわち、最上段ワークWHの手前面WH2に対する下段ワークWLの手前面WL2の張出距離D3が第3距離だけ進出している場合がある。この場合でも、既に説明したように、初期状態では、受けテーブル100は、後退距離D2が第2距離だけ後退した位置に設定されているため、第3距離<第2距離の関係が成立している範囲内であれば、この位置ズレが生じていても最上段ワークWHを荷下ろしできる。
また、上述した下に下段ワークWLが有る最上段ワークWHを荷下ろしする場合の説明において、例えば、図8において、保持ユニット60が最上段ワークWHの下寄りを保持する場合がある。この場合、上述した第5A処理および第6A処理を実行すると、受けテーブル100の第1ローラ101が最上段ワークWHの手前面WH2に対して干渉する。すると、既に説明したように、ハンドベース50に対して保持ユニット60が上昇するため、最上段ワークWHの破損および最上段ワークWHの吸着の剥がれを招くことなく、この最上段ワークWHを引き出すことができる。
本発明の実施形態に係る荷下ろし装置1は、上述したように構成されている。この構成によれば、制御装置5は、保持ユニット60が保持した最上段ワークWHを多関節ロボット3が引き出す処理(第5A処理)を実行する。この第5A処理と同時に、制御装置5は、先端距離D1が第1距離となるように、スライドベース80に対して受けテーブル100を進出させる処理(第6A処理)を実行する(図9参照)。この第5A処理における多関節ロボット3の引き出し速度と、この第6A処理における受けテーブル100の進出速度とは、同期した速度となっている。そのため、この最上段ワークWHの引き出しの前後において、先端距離D1を第1距離に保持できる。したがって、この最上段ワークWHの引き出し途中の全てにおいて、この最上段ワークWHの底面WH1を受けテーブル100が受け支えることができる。結果として、受けテーブル100による最上段ワークWHの底面WH1の受け支えをしっかりできる。すなわち、荷下ろし途中における自重によるワークWの変形を防止できる。
また、この構成によれば、受け板ユニット70は、ハンドベース50に対して昇降可能に組み付けられている。このハンドベース50と受け板ユニット70の左右一対のガイドフレーム81のトップステー83との間には、第2引っ張りばね84が掛け留めされている。そのため、ハンドベース50に対して受け板ユニット70が上昇すると、この上昇した受け板ユニット70は第2引っ張りばね84の復元力によって下降する方向に付勢される。したがって、下に下段ワークWLが無い最上段ワークWHを荷下ろしする場合、この最上段ワークWHを受け支える受けテーブル100を昇降のアクチュエータを必要とすることなく床面Fに押し付けることができる。結果として、ロボットハンド4を大きく前傾姿勢にすることなく、受けテーブル100が最上段ワークWHを受け支えることができる。
また、この構成によれば、保持ユニット60が最上段ワークWHを保持する前の初期状態では、受けテーブル100は、その第1ローラ101と保持ユニット60の前端との後退距離D2が第2距離だけ後退した位置に設定されている。そのため、下に下段ワークWLが有る最上段ワークWHを荷下ろしする場合、この最上段ワークWHと下段ワークWLとの間に前後方向の位置ズレが生じていても、この最上段ワークWHを荷下ろしできる。
また、この構成によれば、スライドベース80には、平面視において略コ字状を成す左右一対のガイドフレーム81が組み付けられている。この左右一対のガイドフレーム81は、板金を折り曲げるプレス成形によって成形されている。そのため、この左右一対のガイドフレーム81を金属の削りだしで成形する場合と比較すると、この左右一対のガイドフレーム81を簡便に成形できる。
また、この構成によれば、保持ユニット60は、ハンドベース50に対して昇降可能に組み付けられている。また、受けテーブル100の前端は、先細りを成すように形成されており、この先細りの前端には、第1ローラ101がピン101aを介して回転可能に組み付けられている。そのため、下に下段ワークWLが有る最上段ワークWHを荷下ろしする場合、保持ユニット60が最上段ワークWHの上寄りを保持した場合でも、ハンドベース50に対して保持ユニット60が上昇する。したがって、最上段ワークWHの破損および最上段ワークWHの吸着の剥がれを招くことなく、この最上段ワークWHを引き出すことができる。
また、この構成によれば、受け板ユニット70は、矩形状のスライドベース80と、スライドベース80に対して前後方向に沿ってスライド可能に組み付けられた矩形状の中間フレーム90と、中間フレーム90に対して前後方向に沿ってスライド可能に組み付けられた矩形状の受けテーブル100とから構成されている。このように構成されているため、受け板ユニット70は、2段階スライド機構となっている。そのため、受けテーブル100の進出量(前進量)を大きく確保しても、スライドベース80の後方に受け板テーブル100の退行スペース(後退スペース)を確保する必要がない。したがって、スライドベース80の後方の省スペース化を図ることができる。
なお、本発明の実施形態に係る荷下ろし装置1にあっては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、次のように適宜個所を変更して構成するようにしてもよい。受け板ユニット70の受けテーブル100は、ベルト駆動による二段伸縮機構でなく、ボールねじ、ラックピニオン、または各種シリンダ等による伸縮機構でも構わない。
また、保持ユニット60は、左右一対の爪によって挟むことで最上段ワークWHを保持しても構わない。また、各種の数値は、これに限定されることなく、本発明の実施形態が成立する範囲であれば、任意の数値でも構わない。もちろん、第1距離は、0mmであっても構わない。
また、2Dカメラ6と3Dカメラ7とは、第2ロボットアーム32に搭載されることなく、台車2に立てた支柱、受け板ユニット70の受けテーブルの側面等に搭載しても構わない。もちろん、搭載する台数も1台ずつに限ることなく、複数台であっても構わない。また、2Dカメラ6と3Dカメラ7とが上下に重なることなく、左右に並設されるように搭載されていても構わない。
また、実施形態では、8本のローラ51、52の各外周面51b、52bが左右一対のガイドフレーム81の摺動面82を沿って8本のローラ51、52が転がることで、ハンドベース50に対して受け板ユニット70を昇降できる形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、公知のリニアガイド機構、公知の滑りガイド機構等によって、ハンドベース50に対して受け板ユニット70を昇降できる形態でも構わない。
1 荷下ろし装置
3 多関節ロボット(ロボット)
4 ロボットハンド
5 制御装置
50 ハンドベース
60 保持ユニット
70 受け板ユニット
80 スライドベース
100 受けテーブル
D1 先端距離
W ワーク
WH 最上段ワーク
WH1 底面
WH2 手前面
WL 下段ワーク
WL2 手前面

Claims (6)

  1. 多段積みされた複数のワークを個別に荷下ろしする荷下ろし装置であって、
    ロボットと、
    ロボットに装着されるロボットハンドと、
    ロボットと、ロボットハンドと、を制御する制御装置と、を備え、
    ロボットハンドは、ハンドベースと、最上段ワークを保持可能にハンドベースに組み付けられた保持ユニットと、を備え、
    ハンドベースには、受け板ユニットが組み付けられ、
    受け板ユニットは、ハンドベースに組み付けられたスライドベースと、スライドベースに対して進退可能に組み付けられた受けテーブルと、を備え、
    受けテーブルは、保持ユニットが保持した最上段ワークをロボットが引き出すと、この引き出した最上段ワークの底面を受け支え可能となっており、
    制御装置が最上段ワークの下に下段ワークが有ると判断した場合、
    保持ユニットが保持した最上段ワークをロボットが引き出しても、この引き出しの前後において、受けテーブルの先端と、この受けテーブルの先端に対して対向するワークの手前面との先端距離が所定の第1距離に保持されるように、この引き出し速度に同期した速度でスライドベースに対して受けテーブルが進出する荷下ろし装置。
  2. 請求項1に記載の荷下ろし装置であって、
    受け板ユニットは、ハンドベースに対して昇降可能に組み付けられ、
    受け板ユニットとハンドベースとの間には、引っ張りばねが掛け留めされている荷下ろし装置。
  3. 請求項1〜2のいずれかに記載の荷下ろし装置であって、
    保持ユニットが最上段ワークを保持する前の初期状態では、受けテーブルは、その先端と保持ユニットの先端との後退距離が所定の第2距離だけ後退した位置に設定されている荷下ろし装置。
  4. 請求項2〜3のいずれかに記載の荷下ろし装置であって、
    ハンドベースに対する受け板ユニットの昇降は、スライドベースに設けられた略コ字状のガイドフレームによって行われ、
    ガイドフレームは、プレス成形によって成形されている荷下ろし装置。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の荷下ろし装置であって、
    保持ユニットは、ハンドベースに対して昇降可能に組み付けられ、
    受けテーブルの先端には、ローラが回転可能に組み付けられている荷下ろし装置。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の荷下ろし装置であって、
    受けテーブルは、中間フレームを介してスライドベースに対して進退可能に組み付けられ、
    中間フレームは、スライドベースおよび受けテーブルに対して進退可能に組み付けられている荷下ろし装置。


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