JP2021104571A - ハンドリング装置及びハンドリング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャップを正しく管に装着するのに要する手間を軽減する。【解決手段】ハンドリング装置（１０）は、ストッカ（６０）に蓄えられたキャップ（４０）を取得する第１取得動作と、第１取得動作にて取得したキャップ（４０）を、管（１）の端部に装着する前に仮置台（５０）に仮置きする仮置動作と、を実行するようロボットアーム（１２）を制御するコントローラ（１１）を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ハンドリング装置及びハンドリング方法に関する。

従来、管の内部に異物が侵入するのを防止するために、管の開口端部にキャップを装着している。このようなキャップは、特許文献１及び２に記載されている。これらのキャップを管へ取り付ける作業は、主に人の手によって行われているが、自動化による作業の効率化が求められている。

実開昭５７−６８９９４号公報 実公昭６４−３０３８号公報

キャップは柔軟で変形しやすいため、管に装着する際にキャップが変形していることがある。また、管に装着する前のキャップは、保管場所にランダムに蓄えられていることもある。キャップが正しい姿勢で正しい位置に載置されていないと、ロボットアームにより正しく把持できず、正しく管に装着するのに手間を要するという問題がある。

本発明の一態様は、キャップを正しく管に装着するのに要する手間を軽減することが可能なハンドリング装置及びハンドリング方法を実現することを目的とする。

本発明の一態様に係るハンドリング装置は、管の端部に装着するキャップをハンドリングするハンドリング装置であって、ストッカに蓄えられたキャップを取得する第１取得動作と、前記第１取得動作にて取得した前記キャップを、前記管の端部に装着する前に仮置台に仮置きする仮置動作と、を実行するようロボットアームを制御するコントローラを備えている。

前記の構成によれば、ストッカから取得したキャップを、管の端部に装着する前に仮置き台に仮置きするので、キャップは仮置台上で正しい姿勢で正しい位置に載置される。したがって、ロボットアームによりキャップを正しく把持することができ、キャップを正しく管に装着するのに要する手間を軽減することが可能である。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記ロボットアームの先端には、前記第１取得動作において前記ストッカに蓄えられた前記キャップの底部を吸着する吸着ハンドが設けられていてもよい。

前記の構成によれば、キャップの底部を吸着することでキャップを取得することができるので、ストッカからのキャップの取得が容易である。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記ストッカは、上端から下端に向かってスリットが形成された筒状ストッカであり、前記吸着ハンドは、前記スリットに挿入可能な支持体を介して前記ロボットアームの先端に固定されていてもよい。

前記の構成によれば、吸着ハンドをストッカの内部に挿入できるので、ストッカからキャップを確実に取得できる。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記コントローラは、前記仮置動作にて前記仮置台に載置された前記キャップを取得する第２取得動作と、前記第２取得動作にて取得した前記キャップを前記管の端部に装着する装着動作と、を更に実行するよう前記ロボットアームを制御してもよい。

前記の構成によれば、仮置台に仮置きされたキャップは正しい姿勢で正しい位置に載置されているので、ロボットアームによりキャップを正しく把持することができ、管の端部にキャップを正しく装着することが可能である。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記ロボットアームの先端には、前記第２取得動作において前記仮置台に載置された前記キャップの側面を外側又は内側から把持する把持ハンドが設けられていてもよい。

前記の構成によれば、仮置台に載置されたキャップの側面を把持することで、キャップを取得することができるので、管の端部へのキャップの装着が容易である。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記コントローラは、前記装着動作において、（１）前記キャップの側面に対する把持を維持した状態で、前記キャップを前記管の端部に仮嵌めする仮嵌動作と、（２）前記キャップの側面に対する把持を解除した状態で、前記管の端部に仮嵌された前記キャップを前記管の内部に押込む押込動作と、を実行するよう前記ロボットアームを制御してもよい。

前記の構成によれば、キャップを管の端部に仮嵌めした状態において、キャップの側面に対する把持を解除し、キャップを管の内部に押込むので、管の端部にキャップを確実に装着することができる。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記キャップは、その外側面が前記管の内側面に当接するように、前記管の受口に内嵌されるものであり、前記把持ハンドは、前記第２取得動作において前記キャップの側面を内側から把持することによって前記キャップを整形してもよい。

前記の構成によれば、把持ハンドによりキャップの側面を内側から把持することによってキャップを整形するので、正規の形状のキャップを管の受口に装着することができる。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記仮置台は、傾斜した板状部と、前記板状部に設けられたＶ字状の係止部と、を有し、前記コントローラは、前記仮置動作において、前記キャップを、その底部を下にして、前記係止部により係止されるように、前記仮置台の前記板状部に載置するべく、前記ロボットアームを制御してもよい。

前記の構成によれば、仮置台の傾斜を利用して、キャップを正しい位置に仮置きすることができる。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記キャップは、その内側面が前記管の外側面に当接するように、前記管の挿し口に外嵌されるものであり、前記把持ハンドは、前記第２取得動作において前記キャップの側面を外側から把持することによって前記キャップを整形してもよい。

上記の構成によれば、把持ハンドによりキャップの側面を外側から把持することによってキャップを整形するので、正規の形状のキャップを管の挿し口に装着することができる。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記仮置台は、柱状であり、前記コントローラは、前記仮置動作において、前記キャップを、その底部を上にして、前記仮置台の上底面に載置するべく、前記ロボットアームを制御してもよい。

前記の構成によれば、仮置台にキャップを載置するのみで、仮置台の形状に沿ってキャップを整形することができる。
本発明の他の態様に係るハンドリング装置において、前記ロボットアームの先端には、距離センサが設けられており、前記コントローラは、前記キャップの装着を完了した後、前記距離センサを用いて検出した、前記ロボットアームの先端から、前記管の端部に装着された前記キャップの底部までの距離を参照して、前記キャップが正しく装着されているか否かを判定する判定動作を実行してもよい。

前記の構成によれば、管の端部にキャップが正しく装着されているかを確認することができる。
本発明の一態様に係るハンドリング方法は、管の端部に装着するキャップをハンドリングするハンドリング方法であって、ロボットアームを用いて、ストッカに蓄えられたキャップを取得する第１取得工程と、前記ロボットアームを用いて、前記第１取得工程にて取得した前記キャップを、前記管の端部に装着する前に仮置台に載置する載置工程と、を含んでいる。

前記の構成によれば、本発明の一態様に係るハンドリング装置と同様の効果を奏する。

本発明の一態様によれば、キャップを正しく管に装着するのに要する手間を軽減することが可能である。

本発明の実施形態１に係るハンドリング装置を含むキャップ装着設備の概要を示す図である。 図１のキャップ装着設備において使用されるロボットアームの先端に設けられた吸着ハンド及び把持ハンドを示す図である。 図１のキャップ装着設備においてハンドリングされるキャップの断面図である。 図１のキャップ装着設備においてハンドリングされるキャップの斜視図である。 図１のキャップ装着設備において使用される仮置台を示す図である。 図１のキャップ装着設備において使用されるストッカの一部を示す図である。 本発明の実施形態１に係るハンドリング装置によるハンドリング処理のフローチャートである。 図２の吸着ハンドによりキャップを保持した状態を示す図である。 図２の把持ハンドによりキャップを保持した状態を示す図である。 本発明の実施形態２に係るハンドリング装置を含むキャップ装着設備の概要を示す図である。 図１０のキャップ装着設備において使用されるロボットアームの先端に設けられた吸着ハンド及び把持ハンドを示す図である。 図１１の把持ハンドの断面図である。 図１０のキャップ装着設備において使用される仮置台を示す図である。 図１１の吸着ハンドによりキャップを保持した状態を示す図である。 図１１の把持ハンドによりキャップを保持した状態を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。まず、図１を参照して本実施形態に係るハンドリング装置を含むキャップ装着設備について説明する。

図１は、実施形態１に係るハンドリング装置を含むキャップ装着設備の概要を示す図である。ハンドリング装置１０は、管１の端部に装着するキャップ４０をハンドリングする。管１の端部の一方は受口２であり、他方は挿し口３であり、受口２と挿し口３との間に直管を有する。管１は、例えば、ダクタイル鋳鉄製の管（ダクタイル鉄管）である。ハンドリング装置１０は、管１の受口２にキャップ４０を装着するように、キャップ４０をハンドリングする。管１は、支持装置４により直管が略水平になるように支持されている。

ハンドリング装置１０は、ロボットアーム１２を制御するコントローラ１１を備えている。ロボットアーム１２の先端には、吸着ハンド２０及び把持ハンド３０の２つのハンドが設けられている。キャップ４０は、ストッカ６０に蓄えられている。ロボットアーム１２によりストッカ６０から取得されたキャップ４０は、受口２に装着される前に仮置台５０に仮置きされる。また、ロボットアーム１２の先端には、距離センサ１３が設けられている。

（コントローラ１１）
コントローラ１１は、ロボットアーム１２の動作を制御する。コントローラ１１は、いわゆるコンピュータであって、例えば、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＰＬＣ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の演算処理装置（プロセッサ）と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置とを有する（いずれも図示せず）。記憶装置には、コントローラが実行するプログラム、各種データ等が記憶されている。記憶装置に記憶されたプログラムには、キャップ４０のハンドリングプログラムが含まれている。また、記憶装置には、ロボットアーム１２の動作を制御するための教示データ、ロボットアーム１２や吸着ハンド２０及び把持ハンド３０の形状及び寸法に関するデータ、管の呼び径別及び継手形式別のキャップ４０の形状及び寸法に関するデータなどが格納されている。

（吸着ハンド２０）
吸着ハンド２０は、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０の底部４２を吸着することで、キャップ４０を取得する。吸着ハンド２０について、図２を参照して説明する。図２は、図１のキャップ装着設備において使用されるロボットアーム１２の先端に設けられた吸着ハンド２０及び把持ハンド３０を示す図である。

図２に示すように、吸着ハンド２０は、吸着部２１及び支持体２２を有している。吸着ハンド２０は、支持体２２を介してロボットアーム１２の先端に固定されている。吸着ハンド２０は、例えば、真空吸着、磁力吸着等により、キャップ４０の底部４２に吸着する。吸着部２１は、例えば、真空吸盤、磁石等である。

吸着部２１が真空吸盤であり、吸着ハンド２０が真空吸着によりキャップ４０の底部４２を吸着する場合、真空センサにより真空吸盤の真空状態が達成されていることを検出してもよい。

（把持ハンド３０）
把持ハンド３０は、仮置台５０に載置されたキャップ４０の側面を内側から把持する。把持ハンド３０について、図２を参照して説明する。

図２に示すように、把持ハンド３０は、把持爪３１、及び、把持爪３１を支持する支持体３２を有している。把持爪３１は、ロボットアーム１２との連結位置からキャップ４０の径方向に伸びる支持体３２の先端に設けられている。把持爪３１は、キャップ４０の側面の内側に接する面を有する円弧状体である。把持爪３１において、キャップ４０の側面の内側に接する面には、キャップ４０を確実に把持すると共に、キャップ４０に損傷を与えることを防ぐために、スポンジ、パッド等の緩衝材が設けられていてもよい。

把持ハンド３０は、把持爪３１をキャップ４０の側面の内側に接触させることで、キャップ４０の側面を内側から把持する。把持ハンド３０は、周方向に略等間隔に配置された複数の把持爪３１を有している。把持ハンド３０が有する把持爪３１の数は特に限定されないが、キャップ４０を適切に把持する観点から、把持爪３１が３つ以上であることが好ましい。支持体３２は、キャップ４０の内側に把持爪３１を配置した状態でキャップ４０の径方向に伸縮可能である。これにより、把持爪３１は径方向に移動可能であり、隣接する把持爪３１間の隙間を開閉することができる。ロボットアーム１２には、この開閉動作を行う開閉装置（図示せず）が設けられている。

（キャップ４０）
キャップ４０は、管１の端部に装着して、管１の内部への異物の混入を防止し、管１の内部に形成された塗装を保護するために用いられる。キャップ４０について、図３及び図４を参照して説明する。

図３は、図１のキャップ装着設備においてハンドリングされるキャップ４０の断面図であり、図４は、図１のキャップ装着設備においてハンドリングされるキャップの斜視図である。図３及び図４に示すように、キャップ４０は、円筒状の胴部４１、及び、胴部４１の一端を閉塞する底部４２を有する薄い樹脂製の柔軟な有底筒状体である。キャップ４０は、開口した端部から底部４２側の端部に向かって径が小さくなるようなテーパー形状を有している。

底部４２の外側の面は、キャップ４０の底面である。胴部４１はキャップ４０の側面であり、胴部４１の内側はキャップ４０の側面の内側であり、胴部４１の外側はキャップ４０の側面の外側である。

（仮置台５０）
仮置台５０は、ストッカ６０から取得されたキャップ４０を、受口２に装着する前に仮置きするためのものである。仮置台５０について、図５を参照して説明する。

図５は、図１のキャップ装着設備において使用される仮置台５０を示す図である。図５に示すように、仮置台５０は、傾斜した板状部５１と、板状部５１に設けられたＶ字状の係止部５２とを有している。仮置台５０には、キャップ４０を、その底部４２を下にして、係止部５２により係止されるように載置する。仮置台５０の板状部５１に載置されたキャップ４０は、板状部５１の傾きの上側から下側に向かって、板状部５１上を係止部５２に接触するまで移動し、Ｖ字状の係止部５２の内側において係止される。このように、仮置台５０の傾斜を利用して、キャップ４０を正しい位置に仮置きすることができる。

（ストッカ６０）
ストッカ６０は、複数のキャップ４０を重ねた状態で蓄えるものである。図１に示すように、ストッカ６０は、回転式の支柱６１、及び、複数のキャップ４０を重ねた状態で保持する筒状ストッカ６２を有している。筒状ストッカ６２は、筒状の支柱６１の外側面に花弁状に複数設けられている。支柱６１をリボルバーのように回転させることで、ロボットアーム１２に対する各筒状ストッカ６２の相対位置を変化させることができる。

したがって、例えば、１つの筒状ストッカ６２内のキャップ４０がなくなった場合、支柱６１を回転させて、別の筒状ストッカ６２からキャップ４０を取得することができる。また、ロボットアーム１２側とは反対側の筒状ストッカ６２には容易にアクセスできるので、キャップ装着設備の稼働中でも筒状ストッカ６２にキャップ４０を補充することができる。

また、筒状ストッカ６２を支柱６１に着脱可能に設置してもよい。これにより、例えば、キャップ４０の口径が変更した場合に、筒状ストッカ６２内のキャップ４０を入れ替えることなく、筒状ストッカ６２ごとを交換することができる。筒状ストッカ６２は、例えば、ポリ塩化ビニル製である。なお、筒状ストッカ６２の形状は、円筒状に限定されず、角筒状であってもよい。

筒状ストッカ６２について、図６を参照して説明する。図６は、図１のキャップ装着設備において使用されるストッカ６０の一部である筒状ストッカ６２を示す図である。図６に示すように、筒状ストッカ６２は、一端に開口部６３を有し、他端が閉塞した筒状体である。筒状ストッカ６２は、開口部６３からその内部にキャップ４０が収容される。筒状ストッカ６２内には、複数のキャップ４０が重ねられた状態で収容されている。キャップ４０は、底部４２の内側を開口部６３側に向けた姿勢で上下に段積みされた状態で筒状ストッカ６２内に収容されている。

筒状ストッカ６２には、その上端から下端に向かってスリット６４が形成されている。スリット６４は、筒状ストッカ６２の側面における、開口部６３側の上端からその反対側の閉塞した下端まで形成されている。スリット６４は、ロボットアーム１２の先端に吸着ハンド２０を固定する支持体２２が挿入可能なように形成されている。これにより、開口部６３から吸着ハンド２０を挿入し、スリット６４に沿って支持体２２を下端方向に移動させることで、吸着ハンド２０が筒状ストッカ６２に蓄えられたキャップ４０に容易にアクセス可能である。そのため、ストッカ６０からキャップ４０を確実に取得できる。

（距離センサ１３）
距離センサ１３は、ロボットアーム１２の先端からキャップ４０までの距離を検出し、検出信号をコントローラ１１に送信するための非接触式のセンサである。距離センサ１３は、例えば、レーザセンサ、光電センサ等である。

距離センサ１３は、ロボットアーム１２の先端から、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０の底部４２までの距離を検出する。コントローラ１１は、距離センサ１３が検出した距離を参照して、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０を取得する。コントローラ１１は、例えば、距離センサ１３が検出した距離が予め定められた値に達した場合に、ロボットアーム１２の動作を減速又は停止させ、キャップ４０の取得を開始させる。このように、ロボットアーム１２の先端から、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０の底部４２までの距離に応じてキャップ４０をハンドリングすることで、ストッカ６０からキャップ４０を適切に取得することができる。

距離センサ１３は、また、ロボットアーム１２の先端から、管１の端部に装着されたキャップ４０の底部４２までの距離を検出する。コントローラ１１は、キャップ４０の管１の端部への装着が完了した後、距離センサ１３が検出した上記距離を参照して、キャップ４０が管１に正しく装着されているか否かを判定する判定動作を実行する。このように、ロボットアーム１２の先端から、管１の端部に装着されたキャップ４０の底部４２までの距離に応じてキャップ４０をハンドリングすることで、キャップ４０を管１に正しく装着することができる。また、距離センサ１３からの信号を用いて、ストッカ６０の中のキャップが空になった（なくなった）ことを検出することができる。

なお、ロボットアーム１２の先端から、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０の底部４２までの距離と、ロボットアーム１２の先端から、管１の端部に装着されたキャップ４０の底部４２までの距離とを、同じ距離センサ１３により検出してもよいし、それぞれ異なる距離センサにより検出してもよい。

（ハンドリング処理）
図１に示すキャップ装着設備において、ハンドリング装置によるハンドリング処理について、図７〜図９を参照して説明する。図７は、本発明の実施形態１に係るハンドリング装置によるハンドリング処理のフローチャートであり、図８は、図２の吸着ハンドによりキャップを保持した状態を示す図であり、図９は、図２の把持ハンドによりキャップを保持した状態を示す図である。以下のハンドリング処理は、コントローラ１１がロボットアーム１２を制御して実行する処理である。

図７に示すように、まず、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０を取得する第１取得動作を実行する（ステップＳ１）。ステップＳ１においては、図８に示すように、吸着ハンド２０によりキャップ４０を取得する。開口部６３から筒状ストッカ６２内に吸着ハンド２０を挿入し、キャップ４０の底部４２の内側の面を吸着部２１により吸着することによりキャップ４０を取得する。したがって、ストッカ６０からのキャップ４０の取得が容易である。

次に、第一取得動作にて取得したキャップ４０を、受口２に装着する前に仮置台５０に仮置きする仮置動作を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２においては、図５に示すように、キャップ４０の底部４２を下にして、係止部５２により係止されるように板状部５１に載置する。キャップ４０を仮置台５０に載置した後、吸着部２１によるキャップ４０の吸着を解除する。

さらに、仮置動作にて仮置台５０に載置されたキャップ４０を取得する第２取得動作を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ３においては、図９に示すように、把持ハンド３０によりキャップ４０を取得する。把持ハンド３０は、把持爪３１のそれぞれをキャップ４０の側面の内側に当接させることで、キャップ４０の側面を内側から把持し、キャップ４０を取得する。

把持ハンド３０は、支持体３２をキャップ４０の径方向に伸縮することで、隣接する把持爪３１間の隙間が閉じた状態（破線で示す）から、隙間が開いた状態（実線で示す）になるように、把持爪３１を径方向外側に移動させる。これにより、把持爪３１とキャップ４０の側面の内側との間の距離が変化する。

把持ハンド３０は、支持体３２を縮めた状態でキャップ４０の内側に把持爪３１を配置した後、把持爪３１のそれぞれがキャップ４０の側面の内側に当接するまで支持体３２を伸ばすことで、キャップ４０の側面を把持する。また、把持ハンド３０はキャップ４０の側面を内側から把持することによって、キャップ４０を整形する。把持ハンド３０によりキャップ４０の側面を内側から把持することで、キャップ４０の側面が内側から押し広げられ、整形される。

次に、第２取得動作にて取得したキャップ４０を受口２に装着する装着動作を実行する（ステップＳ４）。ステップ４において、キャップ４０は、その外側面が受口２の内側面に当接するように、受口２に内嵌される。すなわち、キャップ４０を、その底部４２側から受口２に挿入することで、受口２にキャップ４０を装着する。

装着動作において、（１）キャップ４０の側面に対する把持を維持した状態で、キャップ４０を受口２に仮嵌めする仮嵌動作と、（２）キャップ４０の側面に対する把持を解除した状態で、受口２に仮嵌されたキャップ４０を管１の内部に押込む押込動作と、を実行する。

キャップ４０は、開口した端部から底部４２側の端部に向かって径が小さくなるようなテーパー形状であるため、底部４２の中心が受口２の中心からわずかにずれていても受口２に挿入することができる。そして、受口２に仮嵌めした後に、把持ハンド３０による把持を解除し、把持爪３１によりキャップ４０を管１の内部に押し込む。これにより、キャップ４０を受口２に確実に装着することができる。

また、キャップ４０を受口２に仮嵌めした後、把持ハンド３０による把持を解除してから、把持ハンド３０でキャップ４０を押し込むことで、把持爪３１が管１に噛み込んで管１の外に抜き出せなくなることが防止される。

そして、キャップ４０を受口２に装着した後、距離センサ１３により、ロボットアーム１２の先端からキャップ４０の底部４２までの距離を検出することで、キャップ４０が受口２に正しく装着されているか否かを判定する判定動作を実行してもよい。

前述したように、ハンドリング装置１０は、ストッカ６０から取得したキャップ４０を、そのまま受口２に装着するのではなく、仮置台５０に仮置きしてから受口２に装着する。キャップは柔軟で変形しやすいため、管に装着する際にキャップが変形していることがある。また、キャップはストッカ内にランダムに収容されているので、ストッカから取得したときにロボットアームがキャップを掴む位置は一定ではない。そのため、キャップをそのまま管の端部に装着する場合、キャップと管の端部との位置合わせが容易ではなく、キャップを正しく管に装着するのに手間を要するという問題がある。ハンドリング装置１０は、仮置台５０に仮置きされたキャップ４０を取得するので、キャップ４０を掴む位置が一定である。そのため、キャップ４０と受口２との位置合わせが容易であり、キャップ４０を正しく受口２に装着するのに要する手間を軽減することが可能である。

また、以上の方法によれば、ロボットアーム１２を用いて、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０を取得する第１取得工程（ステップＳ１）と、ロボットアーム１２を用いて、第１取得動作にて取得したキャップ４０を、受口２に装着する前に仮置台５０に載置する載置工程（ステップＳ２）と、を含んでいる、ハンドリング方法が実現される。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。まず、図１０を参照して本実施形態に係るハンドリング装置を含むキャップ装着設備について説明する。

図１０は、本発明の実施形態２に係るハンドリング装置を含むキャップ装着設備の概要を示す図である。ハンドリング装置１１０は、管１の挿し口３にキャップ４０を装着するように、キャップ４０をハンドリングする点において、実施形態１のハンドリング装置１０と異なっている。本実施形態においては、実施形態１と異なる点についてのみ詳細に説明し、他の詳細については省略する。

ハンドリング装置１１０は、ロボットアーム１１２を制御するコントローラ１１１を備えている。コントローラ１１１の構成は、コントローラ１１と同様である。ロボットアーム１１２の先端には、吸着ハンド１２０及び把持ハンド１３０の２つのハンドが設けられている。ロボットアーム１１２によりストッカ６０から取得されたキャップ４０は、管１の挿し口３に装着される前に仮置台１５０に仮置きされる。
挿し口３に装着するキャップ４０は、受口２に装着するキャップ４０と同一であるため、挿し口３に装着する場合と受口２に装着する場合とでキャップ４０を入れ替える必要がない。本実施形態において、キャップ４０は、底部４２の外側を開口部６３側に向けた姿勢で上下に段積みされた状態で筒状ストッカ６２内に収容されている。

（吸着ハンド１２０）
吸着ハンド１２０は、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０の底部４２を吸着することで、キャップ４０を取得する。吸着ハンド１２０について、図１１を参照して説明する。図１１は、図１０のキャップ装着設備において使用されるロボットアームの先端に設けられた吸着ハンド及び把持ハンドを示す図である。図１１に示すように、吸着ハンド１２０は、吸着部１２１及び支持体１２２を有している。吸着ハンド１２０の構成は、吸着ハンド２０と同様である。

（把持ハンド１３０）
把持ハンド１３０は、仮置台１５０に載置されたキャップ４０の側面を外側から把持する。把持ハンド１３０について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１２は、図１１の把持ハンドの断面図である。図１１及び図１２に示すように、把持ハンド１３０は、先端に向かうにつれて径が大きくなる円錐台形状である。把持ハンド１３０は、周方向に略等間隔に配置された複数の把持爪１３１を有している。把持ハンド１３０が有する把持爪１３１の数は特に限定されないが、キャップ４０を適切に把持する観点から、把持爪１３１が３つ以上であることが好ましい。

把持爪１３１は径方向に移動可能であり、隣接する把持爪１３１間の隙間を開閉自在である。ロボットアーム１１２には、この開閉動作を行う開閉装置（図示せず）が設けられている。把持ハンド１３０は、把持爪１３１を径方向内側に移動させて隙間が閉じた状態において、軸心１３２の方向から見て円形になる。把持爪１３１を閉じた状態から径方向外側に移動させることにより、隙間を開くことができる。

把持ハンド１３０は、図１２に示すように、把持爪１３１を閉じた状態で、内側に内径の異なる複数段（例えば４段）の凹部１３５〜１３８を有している。これら各凹部１３５〜１３８は、キャップ４０の胴部４１の外径に対応した内径を有している。なお、凹部１３５〜１３８は、内径が大きいものほど把持爪１３１の先端側に位置し、その内径が小さいものほど把持爪１３１の奥端側に位置している。このような構造により、把持ハンド１３０は、直径の異なる複数種類のキャップ４０を保持可能である。例えば、凹部１３５を用いることで、最大径のキャップ４０を保持することができ、凹部１３８を用いることで最小径のキャップ４０を保持することができる。

（仮置台１５０）
仮置台１５０は、ストッカ６０から取得されたキャップ４０を、挿し口３に装着する前に仮置きするためのものである。キャップ４０は、その底部４２を上にして、仮置台１５０の上底面に載置される。仮置台１５０について、図１３を参照して説明する。

図１３は、図１０のキャップ装着設備において使用される仮置台１５０を示す図である。図１３に示すように、仮置台１５０は、床等に固定された支柱１５１と、支柱１５１の上端に着脱自在に設けられた柱状の載置部１５２とを有している。載置部１５２の上面は、仮置台１５０の上底面である。載置部１５２は、キャップ４０の内径よりも小さい直径の面を有する円柱状である。載置部１５２は、キャップ４０の内径に応じて適切な直径を有するものに交換してもよい。キャップ４０は、底部４２の内側の面と載置部１５２の上面とが接し、胴部４１内に載置部１５２が位置するように、仮置台１５０に載置される。

（ハンドリング処理）
図１０に示すキャップ装着設備において、ハンドリング装置によるハンドリング処理について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は、図１１の吸着ハンドによりキャップを保持した状態を示す図であり、図１５は、図１１の把持ハンドによりキャップを保持した状態を示す図である。ハンドリング装置１１０によるハンドリング処理のフローチャートは、図７に示す、ハンドリング装置１０によるハンドリング処理のフローチャートと同様である。

まず、ストッカ６０に蓄えられたキャップ４０を取得する第１取得動作を実行する（ステップＳ１）。ステップＳ１においては、図１４に示すように、吸着ハンド１２０によりキャップ４０を取得する。開口部６３から筒状ストッカ６２内に吸着ハンド１２０を挿入し、キャップ４０の底部４２の外側の面を吸着部２１により吸着することによりキャップ４０を取得する。

次に、第一取得動作にて取得したキャップ４０を、挿し口３に装着する前に仮置台１５０に仮置きする仮置動作を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２においては、図１４に示すように、キャップ４０の底部４２を上にして、載置部１５２に載置する。キャップ４０を載置部１５２に載置した後、吸着部１２１によるキャップ４０の吸着を解除する。

なお、キャップ４０は、柔軟で変形しやすいため、例えば、正規の形状である円形から楕円形に変形していることがある。楕円形に変形したままではキャップ４０を管１の端部に正しく装着することができない場合があるので、キャップ４０の形状を楕円形から円形に矯正する必要がある。このため、図１４に示すように、キャップ４０を載置部１５２の上方に移動させた後、キャップ４０を下降させて載置部１５２に押し付ける。図１３に示すように、載置部１５２が下方から胴部４１の内側に挿入されて底部４２に達し、キャップ４０の形状が楕円形から円形に矯正される。このように、仮置台１５０にキャップ４０を載置するのみで、載置部１５２の形状に沿ってキャップ４０を整形することができる。

また、キャップはストッカ内にランダムに収容されているので、ストッカから取得したときにロボットアームがキャップを掴む位置は一定ではない。したがって、胴部４１の内側に載置部１５２を確実に挿入するために、キャップ４０と仮置台１５０との位置合わせが必要な場合がある。そこで、ハンドリング装置１１０は、ストッカ６０から取得したキャップを図１に示す仮置台５０に仮置きしてから、仮置台１５０に再度仮置きしてもよい。この場合、まず、キャップ４０の底部４２を上にして仮置台５０の板状部５１に載置し、係止部５２に係止されたキャップ４０の底部４２の中心近傍を吸着部１２１により吸着する。そして、吸着したキャップ４０を仮置台１５０に再度仮置きする。これにより、胴部４１の内側に載置部１５２が確実に挿入され、キャップ４０の仮置台１５０への仮置きがより正確に実行される。

次に、仮置動作にて仮置台１５０に載置されたキャップ４０を取得する第２取得動作を実行する（ステップＳ３）。ステップＳ３においては、図１５に示すように、把持ハンド１３０によりキャップ４０を取得する。把持ハンド１３０は、把持爪１３１のそれぞれをキャップ４０の側面の外側に当接させることで、キャップ４０の側面を外側から把持し、キャップ４０を取得する。

把持ハンド１３０は、把持爪１３１を開いた状態で把持爪１３１の凹部１３５をキャップ４０に外嵌する。この状態で把持爪１３１を閉じることにより、キャップ４０が凹部１３５に嵌まり込み、キャップ４０の外側が把持爪１３１で掴まれる。把持ハンド１３０は、把持爪１３１を閉じた状態で軸心１３２方向から見て円形になるので、キャップ４０が凹部１３５に嵌まり込むことで、キャップ４０を円形に整形することができる。このように、把持ハンド１３０が、第２取得動作においてキャップ４０の側面を外側から把持することによっても、キャップを整形することができる。

次に、第２取得動作にて取得したキャップ４０を挿し口３に装着する装着動作を実行する（ステップＳ４）。ステップ４においては、キャップ４０は、その内側面が挿し口３の外側面に当接するように、挿し口３に外嵌される。すなわち、挿し口３をキャップ４０で覆うように挿し口３にキャップ４０を装着する。

装着動作において、（１）キャップ４０の側面に対する把持を維持した状態で、キャップ４０を挿し口３に仮嵌めする仮嵌動作と、（２）キャップ４０の側面に対する把持を解除した状態で、挿し口３に仮嵌されたキャップ４０を、把持ハンド１３０でさらに押込む押込動作と、を実行する。これにより、把持ハンド１３０の内部がキャップ４０の底部４２に当接し、キャップ４０が挿し口３にさらに押し込まれる。その結果、キャップ４０を挿し口３に確実に装着することができる。

前述したように、ハンドリング装置１１０は、ストッカ６０から取得したキャップ４０を、そのまま挿し口３に装着するのではなく、仮置台１５０に仮置きしてから挿し口３に装着する。これにより、キャップ４０を掴む位置が一定であり、キャップ４０と挿し口３との位置合わせが容易である。その結果、キャップ４０を正しく挿し口３に装着するのに要する手間を軽減することが可能である。

本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 管
２ 受口（端部）
３ 挿し口（端部）
１０、１１０ ハンドリング装置
１１、１１１ コントローラ
１２、１１２ ロボットアーム
２０、１２０ 吸着ハンド
３０、１３０ 把持ハンド
５０、１５０ 仮置台
４０ キャップ
６０ ストッカ

Claims (12)

1. 管の端部に装着するキャップをハンドリングするハンドリング装置であって、
   ストッカに蓄えられたキャップを取得する第１取得動作と、前記第１取得動作にて取得した前記キャップを、前記管の端部に装着する前に仮置台に仮置きする仮置動作と、を実行するようロボットアームを制御するコントローラを備えている、
   ことを特徴とするハンドリング装置。
2. 前記ロボットアームの先端には、前記第１取得動作において前記ストッカに蓄えられた前記キャップの底部を吸着する吸着ハンドが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。
3. 前記ストッカは、上端から下端に向かってスリットが形成された筒状ストッカであり、
   前記吸着ハンドは、前記スリットに挿入可能な支持体を介して前記ロボットアームの先端に固定されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のハンドリング装置。
4. 前記コントローラは、前記仮置動作にて前記仮置台に載置された前記キャップを取得する第２取得動作と、前記第２取得動作にて取得した前記キャップを前記管の端部に装着する装着動作と、を更に実行するよう前記ロボットアームを制御する、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のハンドリング装置。
5. 前記ロボットアームの先端には、前記第２取得動作において前記仮置台に載置された前記キャップの側面を外側又は内側から把持する把持ハンドが設けられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載のハンドリング装置。
6. 前記コントローラは、前記装着動作において、（１）前記キャップの側面に対する把持を維持した状態で、前記キャップを前記管の端部に仮嵌めする仮嵌動作と、（２）前記キャップの側面に対する把持を解除した状態で、前記管の端部に仮嵌された前記キャップを前記管の内部に押込む押込動作と、を実行するよう前記ロボットアームを制御する、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載のハンドリング装置。
7. 前記キャップは、その外側面が前記管の内側面に当接するように、前記管の受口に内嵌されるものであり、
   前記把持ハンドは、前記第２取得動作において前記キャップの側面を内側から把持することによって前記キャップを整形する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のハンドリング装置。
8. 前記仮置台は、傾斜した板状部と、前記板状部に設けられたＶ字状の係止部と、を有し、
   前記コントローラは、前記仮置動作において、前記キャップを、その底部を下にして、前記係止部により係止されるように、前記仮置台の前記板状部に載置するべく、前記ロボットアームを制御する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のハンドリング装置。
9. 前記キャップは、その内側面が前記管の外側面に当接するように、前記管の挿し口に外嵌されるものであり、
   前記把持ハンドは、前記第２取得動作において前記キャップの側面を外側から把持することによって前記キャップを整形する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のハンドリング装置。
10. 前記仮置台は、柱状であり、
    前記コントローラは、前記仮置動作において、前記キャップを、その底部を上にして、前記仮置台の上底面に載置するべく、前記ロボットアームを制御する、
    ことを特徴とする請求項９記載のハンドリング装置。
11. 前記ロボットアームの先端には、距離センサが設けられており、
    前記コントローラは、前記キャップの装着を完了した後、前記距離センサを用いて検出した、前記ロボットアームの先端から、前記管の端部に装着された前記キャップの底部までの距離を参照して、前記キャップが正しく装着されているか否かを判定する判定動作を実行する、
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のハンドリング装置。
12. 管の端部に装着するキャップをハンドリングするハンドリング方法であって、
    ロボットアームを用いて、ストッカに蓄えられたキャップを取得する第１取得工程と、
    前記ロボットアームを用いて、前記第１取得工程にて取得した前記キャップを、前記管の端部に装着する前に仮置台に載置する載置工程と、を含んでいる、
    ことを特徴とするハンドリング方法。

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