JP2023042240A

JP2023042240A - 移載装置及び移載方法

Info

Publication number: JP2023042240A
Application number: JP2021149438A
Authority: JP
Inventors: 史典酒井; Fuminori Sakai; 佳明浜田; Yoshiaki Hamada; 隆司鈴木; Takashi Suzuki; 慎也山▲崎▼; Shinya Yamazaki; 涼平関根; Ryohei Sekine; 裕介 ▲高▼橋; Yusuke Takahashi
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-03-27
Also published as: WO2023042830A1

Abstract

【課題】搬送経路の対象物に負荷をかけずにピックアップできる移載装置及び移載方法を提供する。
【解決手段】一実施形態にかかる移載装置は、第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置であって、前記対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドと、を備え、前記保持ハンドを、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路に近接させて前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、前記対象物を保持した前記保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、農作物などの対象物を移載する、移載装置及び移載方法に関する。

野菜や果実といった農作物は耕地から収穫された後、集出荷場に集約され、卸売り、小売り各店舗まで配送されることで消費者の元に届けられる。この流通過程において集出荷場では、農作物に対し、洗浄、検査、選果等の作業が行われている。農作物は、任意の個体数に整列された後、洗浄や検査、選果といった作業を受け、包装容器内に移設され梱包される。一般的に、この様な作業は人力にて行われているが、一定の処理能力、品質確保、少人化を図るため、これら一連の作業を、農作物をコンベア等で搬送しつつ行うことが検討されている。農作物の中には、脆弱な性状と複雑な形状を有する種類がある。例えば、薄柔な外皮を持つ桃、葉鞘が可食部となるみょうが、果実の柔毛が商品価値を左右するオクラ等である。これらは外皮や葉鞘の最外層や柔毛が商品価値の一部であるとともに、不定形な形状であるため、加傷されやすく、また傷によって消費価値を損じてしまう。このため、搬送される対象物を無傷で移載する技術が求められる。

特開２０１９－１８５５０２号公報

そこで、本発明は搬送される対象物への負荷をかけずに移載することができる移載装置及び移載方法を提供することを目的とする。

一形態にかかる移載装置は、第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置であって、前記対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドと、を備え、前記保持ハンドを、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路に近接させて前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、対象物を保持した前記保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させる。

本発明によれば搬送される対対象物への負荷をかけずに移載することができる移載装置及び移載方法を提供することができる。

本発明の実施形態にかかる梱包装置の平面図。同梱包装置の側面図。同梱包装置の移載装置の保持ハンドの側面図。同保持ハンドの正面図。同保持ハンドの保持状態を示す正面図。同保持ハンドの動作を示す説明図。同保持ハンドの動作を示す説明図。同保持ハンドの動作を示す説明図。

以下、本発明の実施形態にかかる農作物の移載装置及び移載方法について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は本発明の実施形態にかかる梱包装置１の平面図であり、図２は梱包装置１の側面図である。図３は移載装置４０の保持ハンド４１の側面図であり、図４は保持ハンド４１の正面図、図５は保持ハンド４１の保持状態を示す正面図である。図６乃至図８は、梱包装置１の動作を示す説明図であり、図６はピックアップ処理、図７は移動、図８は解放処理を、それぞれ示している。なお、図６においては、移動経路と保持ハンド４１の開閉動作を説明しやすくするために、保持ハンド４１と対象物２の姿勢を９０度回転した姿勢として示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向を示している。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。

図１及び図２に示す梱包装置１は、第１の搬送経路Ａ１上にある野菜などの対象物２を、容器３に移載し、梱包する装置である。梱包装置１は、対象物２を第１の搬送経路Ａ１に沿って搬送する搬送装置２０と、容器３を供給する容器搬送装置３０と、対象物２を保持して容器３に配置する移載装置４０と、検出装置５０と、各部の動作を制御する制御装置６０と、を備える。

本実施形態において、対象物２は例えば野菜や果物などの脆弱な性状または複雑な形状を有する農作物である。本実施形態では脆弱な性状または複雑な形状を有する農作物の一例としてみょうがを対象物２とした例を示す。

図１，図７，及び図８に示すように、容器３は、例えば対象物２が載置される載置部３ａを有するトレイである。例えば容器３は、上側が開口し、上方から対象物２が移載された後に、上方からカバーが被せられる。

搬送装置２０は、第１の搬送経路Ａ１に沿って対象物２を搬送可能に構成される。搬送装置２０は、例えばベルトコンベヤ式の搬送機構部である。搬送装置２０は、所定の搬送経路A1に沿って設置されたガイド部材２５と、ガイド部材２５に支持され搬送経路にわたって配置された搬送ベルト２６と、搬送ベルト２６の裏側に設けられ搬送ベルト２６を送る複数の搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する駆動源となるモータと、を備える。なお、この搬送装置２０は搬送ベルト２６上に配された対象物２を搬送経路A1に沿って送る。搬送経路A1は一例として図中Ｙ方向に沿って配設される。
たとえば搬送装置２０において、第１の搬送経路Ａ１上の所定箇所に、対象物２の位置や状態を検出するための位置センサや画像センサを有する検出装置５０が設けられている。また、搬送経路A１上において検出装置５０の二次側には、ピックアップ位置となる第１位置P1が配され、搬送経路A1の第１位置P1よりも下流側には、保持完了位置である第３位置P３が設定される。なお搬送経路Ａ１の検出装置５０よりも一次側には、移載前の搬入処理や選別処理などを行う前処理エリア７０が設けられている。第１の搬送経路Ａ１の一次側は他の搬送経路に接続されていてもよい。

搬送装置２０は、搬送ローラの回転に伴う搬送ベルト２６の送り移動により、搬送ベルト２６上に載置された対象物２を、横臥状態のまま第１の搬送経路Ａ１に沿って案内し、搬送する。

容器搬送装置３０は、第２位置Ｐ２に向けて間欠的に容器３を押し出す容器供給部３１と、移載処理が行われた後の容器３を下流側に搬送するコンベヤ式の第２の搬送機構３２と、を備え、容器３を、搬送経路Ａ２に沿って搬送する。搬送経路Ａ１は、第１の搬送経路Ａ１の側部に設けられる。第２の搬送経路Ａ２には、移載先となる第２位置Ｐ２が配置される。

容器供給部３１は、容器３を複数枚積層された状態で保持する容器ラック３１ａと、容器ラック３１ａに保持された容器３を１つずつ搬送経路Ａ２または第２位置Ｐ２に供給する供給アーム３１ｂと、を備える。容器供給部３１は、容器３を１つずつ所定のタイミングで順次供給する。容器３が上側に開口した状態で１枚ずつ第２位置Ｐ２に配置され、対象物２が配置されるまで第２位置Ｐ２にて待機する。

第２の搬送機構３２は、第２の搬送経路Ａ２に沿って設置されたガイド部材３５と、ガイド部材３５に支持され搬送経路Ａ２にわたって配置された搬送ベルト３６と、搬送ベルト２６の裏側に設けられる複数の搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する駆動源となるモータと、を備える。第２の搬送機構３２は、例えば第２位置Ｐ２の下流側あるいは第２位置Ｐ２を通る経路に配置され、第１の搬送経路Ａ１と同方向に沿って、移載後の容器３、すなわち対象物２が配置された状態の容器３を、下流側に搬送する。
一例として、第２の搬送経路Ａ２は、Ｙ方向の一方側から他方側に向けて、容器３を搬送する。例えば第２の搬送経路Ａ２の下流側は、移載後の検査処理、仕分処理、あるいは容器３へのカバー装着処理などの後続処理を行う各種の処理装置が設けられた後続エリア８０に接続され、各種処理装置より、容器３に順次後続処理が行われる。第２の搬送経路Ａ２の二次側は他の搬送経路に接続されていてもよい。
なお、各搬送経路Ａ１，Ａ２は適宜設定可能であり、湾曲または屈曲、あるいは傾斜していてもよい。

移載装置４０は、対象物２を挟持可能かつ解放可能に構成された保持ハンド４１と、保持ハンド４１を支持するとともに移動させるハンド移動機構としての移載アーム４２と、を備える。

図２乃至図８に示す保持ハンド４１は、ベース部４３と、ベース部４３から下方に延出する保持部材４４及び押さえ部材４５と、を備える。一例として、保持ハンド４１は、互いに対向配置されるとともにその間に対象物２を保持可能な複数の保持部材４４と、複数の保持部材４４の間に配される押さえ部材４５と、を備える。保持ハンド４１は対象物２を保持及び解放可能であるとともに第１の搬送経路に対して接離可能に構成される。保持部材４４は対象物２を挟む両側部にそれぞれ配される。本実施形態においては対象物２を挟む両側部にそれぞれ２つずつ、合計４つの保持部材４４がベース部４３に支持されている。

保持部材４４は柔軟性を有するとともに弾性変形可能なエラストマー樹脂材等の緩衝材料で形成される。保持部材４４は、内部にエア流路４４ａを有し、膨張可能に構成される。各保持部材４４は、複数箇所において屈曲変形可能に構成された指状部材を備える。例えば保持部材４４は、互いに向い合う対向面に配されるブレード部４４ｂと、ブレード部４４ｂとは反対側の外側面に配され伸縮変形可能な蛇腹状の伸縮部４４ｃと、を有する。エア流路４４ａは、駆動機構としてのエア供給機構４５ｄに接続され、内部の空気量が調節可能に構成されている。例えばエア供給機構４５ｄは、制御部６１に接続され、制御部６１の制御によって、保持部材４４へ空気を供給することで、保持部材４４を湾曲変形させ、保持ハンド４１を開閉駆動する。

保持部材４４はブレード部４４ｂと伸縮部４４ｃとで伸縮の挙動が異なり、空気量の増減によって、外側の伸縮部４４ｃが内側のブレード部４４ｂよりも大きく伸長する。またブレード部４４ｂは、対向面側に、ブレード部４４ｂを内側に湾曲変形しやすくする変形許容溝が形成される。各保持部材４４，４４は、内部のエア流路４４ａへのエアの供給状態に応じて伸縮部４４ｃが伸縮することで、湾曲変形可能に構成されている。例えば、保持部材４４は、エア供給により内部の空気量が増えると、伸縮部４４ｃが伸長するとともに、ブレード部４４ｂの先端が内方に向かって変位するように、湾曲変形する。
保持部材４４は、長手方向が搬送経路Ａ１に沿って配される対象物２の短手方向の両側部にそれぞれ２つずつ配置され、互いに対向する複数の保持部材４４間の隙間に対象物２を挟むように、対向配置される。すなわち、２組の保持部材４４は搬送方向と直交する方向に対向し、搬送方向に沿って延出する隙間が形成される。
複数の保持部材４４は、先端部が互いに近接することで対象物２を保持する保持状態と、先端部が互いに離間することで対象物２を解放する解除状態とで、切替可能に構成される。すなわち保持部材４４は駆動機構としてのエア供給機構４５ｄに駆動されて能動的に動作する能動マニピュレータとなる。

なお、各保持部材４４はベース部４３に対して着脱可能に構成されていてもよい。例えば対象物の形状等の特性に応じて、保持部材４４が交換可能である。例えば保持部材４４のサイズや形状、あるいは数を変更することで、対象物２の形状に合わせた構成とすることができる。

押さえ部材４５は、対向配置される複数の保持部材４４の間に配される。押さえ部材４５は保持ハンド４１のベース部４３から下方に延出するとともにベース部４３に対して進退動可能に支持される軸部４５ａと、軸部４５ａの先端に設けられる頭部４５ｂと、を備える。軸部４５ａは上下方向に進退動作可能にベース部４３に支持されると。軸部４５ａは、上方への外力の印加により上方へ移動し、外力の印加が解除されると初期位置へ復元する。例えば軸部４５ａは重力によって先端方向に突出する自由状態に戻る復元性を有する。したがって、押さえ部材４５は、対象物２を所定の押さえ力で先端方向に押圧するとともに、対象物２から受ける力によって後退すなわち退避可能に構成される。すなわち、押さえ部材４５は保持部材４４の動作に伴う対象物の挙動を受けて受動的に動作する従動マニピュレータである。

例えば頭部４５ｂはエラストマー樹脂などの柔軟性を有するとともに弾性変形可能な緩衝体で構成される。押さえ部材４５は、対象物を保持していない自由状態において、保持部材４４の先端部よりも下方に向けて突出する。押さえ部材４５は、押さえ部材４５の自重による所定の押さえ力で、対象物を先端側に押圧することになる。この押さえ力は、保持部材４４による保持力よりも小さく構成されている。例えば、押さえ力は、保持部材４４を閉じる動作によって対象物２を保持する際に、対象物２に当接して押されることで、後退する程度の力に構成されている。すなわち、押さえ部材は、対象物２が保持部材４４によって掬い上げられる時に、対象物を反対に押しつけたり、傷つけたりせずに、対象物２の姿勢を安定させる程度の力を付与する。なお、押さえ部材４５は復元性を有し押さえ力を補助するばねなどの付勢部材をさらに備えていてもよい。

保持ハンド４１は移動装置としての移載アーム４２に支持され、移動可能及び回転可能に構成される。

移載アーム４２は、例えば第１の搬送経路Ａ１に隣接して配置された基端部から上方及び平面方向において搬送経路を跨いで延出し、保持ハンド４１の例えばベース部４３を移動可能かつ回転可能に、支持する。具体例として、移載アーム４２は、支柱部４６と、第１の回動アーム４７と、第２の回動アーム４８と、回転機構部４９と、昇降機構部５１とを備える。

支柱部４６は、例えば第１の搬送経路Ａ１の側部または第１の搬送経路Ａ１の終点位置に隣接する基端位置から上方に立設され、第１の回動アーム４７をＺ方向の回転軸周りに回転可能に支持する。

第１の回動アーム４７は支柱部４６の上端部に接続され、支柱部４６の延出方向であるＺ軸に直交して延出するアーム部４７ａと、アーム部４７ａを回動させる回転モータ等の駆動源４７ｂと、を備える。アーム部４７ａの先端に、第２の回動アーム４８が連結される。

第２の回動アーム４８は第１の回動アーム４７のアーム部４７ａの先端に接続され、Ｚ軸に直交して延出するアーム部４８ａと、アーム部４８ａを回動させる回転モータ等の駆動源４８ｂと、を備える。アーム部４８ａの先端に、回転機構部４９及び昇降機構部５１を介して、保持ハンド４１のベース部４３が連結される。

例えば回動アーム４７，４８の、回動方向及び回動量は、検出装置５０で検出された情報に基づいて決定される。すなわち、移載時に、検出された対象物２の位置に応じて算出された補正条件で回動量を調整することで、個々の対象物に適した位置に移動させることができる。

回転機構部４９は、第２の回動アーム４８の先端部に設けられ、保持ハンド４１のベース部４３をＺ方向に沿う回動軸を中心として回転可能に支持する。回転機構部４９の回動動作は制御部によって制御される。例えば回動の方向及び回転量は、搬送経路Ａ１において検出装置５０で検出された情報に基づいて決定される。すなわち、回転機構部４９は、移載時に、検出された対象物２の向きに応じて算出された補正条件でベース部４３を回転させることで、保持ハンド４１を個々の対象物２の姿勢に合わせて向きに補正する。保持ハンド４１の対象物２に合わせた向きの一例は、例えば対象物２の両側部を挟める位置に２組の保持部材４４が配置される姿勢である。

昇降機構部５１は、保持ハンド４１のベース部４３を、第２の回動アーム４８の先端部に対して、Ｚ方向に移動可能に支持する。昇降機構部５１、直線運動可能なシリンダ機構を備え、Ｚ方向に移動可能な昇降軸を有する。昇降機構部５１は、昇降軸の下端部にベース部４３を支持することで、保持ハンド４１を昇降可能に支持する。

昇降機構部５１の昇降動作は制御部によって制御される。例えば昇降動作のストロークは、検出装置５０で検出された情報に基づいて決定される。すなわち、昇降機構部５１は、移載時に、検出された対象物２の位置に応じて算出された補正条件で保持ハンド４１を昇降させる。

以上のように構成された移載アーム４２は、搬送経路Ａ１に隣接する基部から、複数のアームのストロークによって定まる所定の可動面及び可動範囲において、保持ハンド４１を任意の位置に位置付けることが可能であるとともに、保持ハンド４１の昇降移動及び回転移動が可能に構成される。

例えば、移載アーム４２は、制御部の制御によって駆動されることで、保持ハンド４１を第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら、第１の搬送経路に近接させる。また、移載アーム４２は、保持ハンド４１が閉状態となり対象物２を保持するまでの間も、保持ハンド４１を第１位置における搬送移動と同方向に移動させる。また、移載アーム４２は、保持ハンド４１を、第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら、第１の搬送経路から離間させる。

検出装置５０は、例えば画像センサを備える撮像装置や照明装置を備える。検出装置５０は、制御部６１に接続され、搬送経路Ａ１上の対象物を上から撮像して、画像情報を取得するとともに、取得した画像情報を制御部６１に送る。

制御装置６０は、各装置２０，３０，４０の各駆動機構や各種センサに接続される。制御装置６０は、識別情報などに基づき演算・判定などのデータ処理を行い、各部の動作を制御する制御部（データ処理部）６１と、各種情報を記憶する記憶部と、を備える。制御部６１は、例えばプロセッサを含む処理回路を有し、オペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムに従って梱包装置１の各種の機能を実現するべく各部を制御する。

例えば制御部６１は、搬送装置２０を駆動し、対象物２を第１の搬送経路Ａ１に沿って搬送する搬送処理を実行させる。また、制御部６１は、所定のタイミングで撮像装置を駆動することにより、対象物２を撮像して画像を取得する。また、制御部６１は、撮像装置にて撮像した画像や各種センサＳによる検出データに基づき、搬送経路Ａ１上の対象物２の位置や状態を検出する。

また、制御部６１は、移載装置４０を駆動することにより、保持ハンド４１の移動及び開閉動作を行わせ、対象物２を第１位置Ｐ１からピックアップし、第２位置Ｐ２に移動させ、第２位置Ｐ２において解放する、移載処理を行う。

次に、本実施形態に係る梱包処理について説明する。本実施形態の梱包処理は、搬送装置２０により対象物２を送る搬送処理と、検出装置により対象物２の姿勢等の状態を検出する検出処理と、対象物２を保持して移載する移載処理と、を備える。

なお、本実施形態においては３本のみょうがを、トレイ状の容器３の載置面に３列に配置し、真ん中のみょうがの葉先の方向が、両側のみょうがとは異なる向きとなるように、配置する。なお、容器３の載置部の中央には予めスペーサが配置され、最初の２つのみょうがを配置した際に、スペーサによってみょうがが両端にセットされるように構成されている。
本実施形態においては、一例として、移載処理は、保持ハンド４１を搬送方向に移動しながら搬送経路Ａ１に近接させて対象物２を保持して引き上げるピックアップ処理と、保持ハンド４１を第２位置Ｐ２に移動させる移動処理と、保持ハンド４１を解放する解放処理と、を備える。なお、一例としてピックアップ処理と、移動処理と、解放処理に分けて３段階で説明するが、個々の処理の条件は適宜変更可能である。例えば、ピックアップ処理におけるＺ方向及びＹ方向の動作と、移動処理におけるＸ方向の動作とを、一連の移動動作として、同時に行ってもよい。

これらの複数の処理は制御部６１によって制御され、個々の対象物２に対して、搬入、搬送、検出、保持、移動、解放、の一連の処理が順次行われる。

まず、前工程として、搬送経路Ａ１の上流側において、複数の対象物２を一本ずつ搬送経路に搬入する対象物搬入処理が行われる。例えば本実施形態において、搬送経路Ａ１上において対象物２であるみょうがは、茎側の端部から葉先に向かう軸方向が搬送面に沿って横臥した状態で搬送される。一方で、第２の搬送経路Ａ２の上流側において、容器供給処理として、容器３を１つずつ供給する容器供給処理を行う。具体的には、制御部６１は、所定の時間間隔で容器搬送装置３０を動作させることで、トレイ状の容器３を１つずつ、第２位置Ｐ２に供給する。

制御部６１は、対象物２の搬送処理として、所定の時間間隔で搬送ベルト２６の送り運動及び停止を行う。対象物２はベルトの運転により下流側に送られるなお、葉先と茎を結ぶ軸方向は、搬送方向に対して傾斜していることもあり、この場合には移載処理と同時に姿勢を揃える補正処理を行う。

制御部６１は、対象物２がピックアップ位置である第１位置Ｐ１よりも上流側の検査位置を通過する際に、検出装置５０を駆動し、対象物２を撮像し、個々の対象物２の姿勢等の状態を検出する。そして、制御部６１は、搬送経路Ａ１上の対象物２の画像から、対象物２の姿勢条件を検出し、移載処理における保持ハンド４１の動作条件を算出する。例えば、動作条件として、保持の際の保持ハンド４１の向きや、第２位置への移動中に回転させる補正量等である。なお、制御部６１は、この対象物２の検出画像に基づいて、対象物２の商品価値に関わる各種項目の判定等をあわせて行ってもよい。

移載処理として、制御部６１は、算出された動作条件にて移載装置４０を駆動し、ピックアップ処理、移動処理、解放処理、を順番に行う。まず、ピックアップ処理として、待機位置にある保持ハンド４１を、第１位置Ｐ１の上方の準備位置Ｐ０に移動する。なお準備位置Ｐ０は例えば第１位置Ｐ１よりも搬送経路Ａ１の上流側にずれた位置の直上など、後の近接移動を行うことで、第１位置Ｐ１に到達できる所定の位置に設定される。保持ハンド４１は、搬送経路Ａ１の第１位置Ｐ１に対象物２が搬送される前の所定のタイミングで、第１位置Ｐ１に向けて接離方向となるＺ方向の下降動作と搬送方向の移動動作とを組み合わせた湾曲経路にて移動し、対象物２及び保持ハンド４１の先端が第１位置Ｐ１に到達するタイミングで閉状態に切替える。また制御部６１は保持ハンド４１が開状態から閉状態となり対象物２を保持するまでの間も、保持ハンド４１を搬送経路Ａ１と同速で同方向に移動する。例えば保持ハンド４１により対象物２の保持が完了する保持完了位置Ｐ３は、搬送方向の二次側にある。そして、制御部６１は、保持ハンド４１を、対象物２を保持した状態で第１位置Ｐ１よりも二次側の保持完了位置Ｐ３から、上昇動作と搬送方向の移動動作とを組み合わせた経路で移動して、引き上げ位置Ｐ４まで、引き上げる。これら一連のピックアップ処理において、移載アーム４２は、昇降機構部５１によるＺ方向の昇降動作と、回動アーム４７，４８の回動による搬送移動と同じ方向及び同じ速度での移動とを、同時に行うことで、搬送経路の側面（Ｙ方向）方向から見た保持ハンド４１の移動軌跡は、搬送経路Ａ１に対して上側が開口するように弓状に湾曲した鍋底形状を描く軌跡となる。そして、この湾曲形状の移動経路の最下点において保持ハンド４１が閉じられて対象物２を保持する間も、搬送経路Ａ１と同方向及び同速度で移動する。

対象物２が開状態にある複数の保持部材４４の間に配置された状態から、閉状態に変形すると、例えば伸縮部４４ｃが伸長することで、先端部が内側に向かって移動し互いに近接するように湾曲する、閉状態となる。対象物２が搬送経路Ａ１の搬送面に横臥状態で置かれている時に、搬送経路Ａ１の搬送面との間に形成される両側部の隙間に、複数の保持部材４４の先端が入り込むことで、対象物２を保持する。例えば対象物２の保持として、複数の保持部材４４により対象物２を把持持する他、１つあるいは複数の保持部材４４により対象物２を掬い上げ、押さえ部材４５と保持部材４４とで対象物２を保持してもよい。

このとき、保持部材４４よりも突出した押さえ部材４５が、対象物２を所定の力で搬送経路Ａ１側に押しつけて仮固定しているため、複数の保持部材４４と押さえ部材４５とによって対象物２の姿勢を保持しながら安定してすくい上げることができる。すなわち、保持部材４４が対象物２の下部に入り込んだ場合に、押さえ部材４５が上部から対象物２を抑えつける動作を行うため、対象物２を跳ね上げて把持ししそこなうことが防止できる。

なお、押さえ部材４５の押さえ力は、保持力よりも弱く、対象物２に押されることによって後退可能であることから、対象物を傷つけることがない。

以上により、保持ハンド４１が、複数の保持部材４４と押さえ部材４５とで対象物２を把持した保持状態となる。さらに保持ハンド４１は、搬送方向の動作と同期しながら、移載アーム４２を駆動することで、保持ハンド４１をＺ方向上方向に引き上げる。

ここまでの動作において、対象物２に加えられる応力は、押さえ部材４５の移動により逃がすことができ、対象物２が加傷されることは無い。以上によりピックアップ動作が完了する。

続いて、移動処理として、制御部６１は、引き上げ位置Ｐ４から、保持ハンド４１をＸ方向あるいはＸ方向及びＺ方向に移動し、容器３が配される第２位置Ｐ２の直上に移動する。なお、移動処理においては解放位置の条件に応じて、Ｘ方向の移動のみ、あるいはＸ方向の移動に加えＺ方向の移動を行ってもよく、さらにＹ方向の移動を組み合わせてもよい。
このとき、制御部６１は画像から検出した対象物２の初期姿勢に応じた条件で、保持ハンド４１を移動及び回動させることで、個々の対象物２の向きや位置を補正する。例えば、制御部６１は、１パックに３つ移載する場合において、葉先と茎側の端部がそれぞれ搬送方向の前方あるいは後方に向くように、保持ハンド４１を移動させ、容器３に収容する姿勢となるように、対象物２の姿勢を定める。すなわち、制御部６１は、解放処理の直前において、みょうがの複数の葉の先が搬送方向の一方に向き、茎側が他方に向く姿勢に保持した状態で、第２位置の直上に配置される。

解放処理として、制御部６１は、予め空の容器３がセットされている第２位置Ｐ２の直上で、対象物２を保持した状態から、保持ハンド４１を開状態に切替える。

解放処理において、閉状態において対象物２が複数の保持部材４４の間に保持された状態から、駆動機構であるエア供給機構４５ｄによってエア流路４４ａ内の空気量を減少させると、保持部材４４は、伸縮部４４ｃが縮み、先端部が外側に向かって移動し、互いに離間する開状態に変形することで、対象物２を解放する。そして解放にともない対象物２が落下すると、押さえ部材４５が復元する。すなわち対象物２が落下して押さえ部材４５を後退させる力が解除されることにより、対象物２の落下に追従して、押さえ部材４５が下方の対象物２に向けて突出する。このため、押さえ部材４５が対象物２を下方に押しつけることで対象物２が容器３の載置部３ａでバウンドする移動が規制されるため、対象物２の位置ずれや容器３からの飛出しを防ぐことが出来る。なお、押さえ部材４５は、対象物２に押された場合には後退可能であることから、対象物２が衝突したとしても、対象物２を傷つけずに、力を逃がすことができる。以上により移載動作が完了する。

制御部６１は、対象物２の移載動作の終了後、再び移載アーム４２を準備位置Ｐ０に移動させる。そして、所定のタイミングで対象物２の保持、移動、解放処理を繰り返すことで、搬送処理と並行して、移載処理を順次行う。

本実施形態にかかる移載装置及び移載方法によれば、搬送経路Ａ１上から、対象物２に負荷をかけずに、対象物２をピックアップすることができる。すなわち、搬送による慣性力を逃がしながら、ピックアップ処理を行える。すなわち、上記実施形態において、保持ハンド４１は、搬送経路Ａ１に接離するピックアップ処理の際、Ｙ方向においては対象物２の搬送移動と同期して移動することにより、搬送によって対象物２にＹ方向に加わる慣性力を逃がし、過剰な応力が加わることを防止できる。したがって、ピックアップ処理のために搬送を停止させて間欠動作をさせる必要が無く、処理効率を向上できる。また、昇降による接離動作に搬送移動と同様の移動を加えるだけであるため、特別な機構を必要とせず、単純な装置構成で実現可能である。

また、上記実施形態においては保持及び解除を切替える保持部材４４と、後退可能な押さえ部材４５とによって、対象物２を保持するため、対象物２にかかる過剰な力を吸収できる。すなわち、保持ハンド４１の押さえ部材４５は、対象物をＺ方向に仮固定しつつ、対象物２の力をうけて後退可能に構成されているため、対象物への過剰な応力を逃がしながら姿勢を安定させることができる。よって把持力を調整する為の複雑なフィードバック機構を用いることなく、適度な保持力を実現できる。したがって、例えば、脆弱な性状と複雑な形状を有する農作物を、安定的に、無傷で、移載することが可能である。例えば特に、薄柔な外皮を持つ桃、葉鞘が可食部となるみょうが、果実の柔毛が商品価値を左右するオクラ等、外皮や葉鞘の最外層や柔毛が商品価値の一部であるとともに、不定形な形状である品種を、加傷せずに、移載でき、傷によって消費価値を損じてしまうことを回避できる。

また、保持部材４４が第２位置Ｐ２の上部で対象物２を放出する場合に、復元性を有する押さえ部材４５により対象物２の移動を規制でき、対象物２が容器３でバウンドする等の場合にも、対象物２を移載先に収め、移載精度を向上できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、上記実施形態において保持ハンド４１は対象物を挟持する複数の保持部材と、受動マニピュレータとなる押さえ部材とで保持する構成を示したが、これに限られるものではない。例えば保持部材と、受動マニピュレータとで、対象物を挟持する構成としてもよい。

上記実施形態においては、保持の直前及び直後に搬送経路Ａ１対して保持ハンド４１を近接させるピックアップ処理の間、搬送移動と同期した移動を行い、その後のＸ方向の移動処理においては同期した移動を伴わない例を示したが、これに限られるものではない。例えば第２位置に移動するまで、搬送移動と並行した移動を併用してもよい。また、移動処理において、Ｘ方向の移動に加えＺ方向の移動、すなわち第２位置の直上への下降処理を行ってもよい。

また、対象物２はみょうがに限られない。例えば他に、薄柔な外皮を持つ桃、葉鞘が可食部となるみょうが、果実の柔毛が商品価値を左右するオクラ、花弁その他の農産物に適用できる。

なお、移載アーム４２の構成は上述の２軸の回動アームに限らず、３軸の直線移動機構によって３軸方向の移動が可能に構成されていてもよい。

その他、搬送速度を演算する為のエンコーダー装置、対象物を自動で洗浄する装置、対象物の投入を自動化する為のホッパーや整列装置、撮像装置で判定された不良品を受理する為の装置等が設けられていてもよい。

また、各部の具体的構成や材質等は上記実施形態に例示したものに限られるものではなく適宜変更可能である。

この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造等を変更してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成してもよい。

１…梱包装置、２…対象物、３…容器、３ａ…載置部、２０…搬送装置、２５…ガイド部材、２６…搬送ベルト、３０…容器搬送装置、３１…容器供給部、３１ａ…容器ラック、３１ｂ…供給アーム、３２…第２の搬送機構、３５…ガイド部材、３６…搬送ベルト、４０…移載装置、４１…保持ハンド、４２…移載アーム、４３…ベース部、４４…保持部材、４４ａ…エア流路、４４ｂ…ブレード部、４４ｃ…伸縮部、４５…押さえ部材、４５ａ…軸部、４５ｂ…頭部、４５ｄ…エア供給機構、４６…支柱部、４７…回動アーム、４７ａ…アーム部、４７ｂ…駆動源、４８…回動アーム、４８ａ…アーム部、４８ｂ…駆動源、４９…回転機構部、５０…検出装置、５１…昇降機構部、６０…制御装置、６１…制御部、７０…前処理エリア、８０…後続エリア、Ａ１…搬送経路、Ａ２…第２の搬送経路、Ｐ０…準備位置（待機位置）、Ｐ１…ピックアップ位置（第１位置）、Ｐ２…第２位置、Ｐ３…保持完了位置、Ｐ４…引き上げ位置（退避位置）。

Claims

第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置であって、
前記対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドと、を備え、
前記保持ハンドを、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路に近接させて前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、前記対象物を保持した前記保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させる、移載装置。
前記保持ハンドを移動可能に支持する移動装置と、
前記移動装置及び前記保持ハンドの動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、少なくとも前記保持の直前及び直後において、前記近接及び離間の方向の動作と前記搬送移動の同方向の移動を同時に行い、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同じ速度で前記保持ハンドを移動させる、請求項１に記載の移載装置。
前記保持ハンドは、対象物を把持する閉状態と対象物を解放する開状態とで切り替え可能に構成された複数の保持部材と、
複数の保持部材の間に配され、前記対象物を先端方向に押圧するとともに前記対象物から受ける力によって後退可能に構成された押さえ部材と、を備える請求項１または２に記載の移載装置。
前記押さえ部材は、前記対象物を保持していない状態において前記保持部材よりも前記保持ハンドの先端側に突出し、
前記保持部材の保持力が前記押さえ部材の押さえ力より大きい、請求項３に記載の移載装置。
前記保持ハンドを前記搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させた後、前記保持ハンドを前記第２位置に向けて移動させ、前記第２位置の直上において前記保持ハンドの保持を解除する解放処理を行う制御部を備え、
前記押さえ部材は、押さえ方向に復元する復元性を有し、前記保持ハンドが前記第１の搬送経路へ近接して対象物を保持する際に、前記対象物を前記第１の搬送経路に向けて押し付け、
前記押さえ部材は、前記保持ハンドが対象物を解放した際には前記対象物の解放に追従して押さえ方向に突出することで、前記対象物の前記第２位置から離れる移動を規制する、
請求項３または請求項４に記載の移載装置。
前記第１の搬送経路の側部に配され、前記第２位置に前記対象物を収容する容器を供給する容器供給部を備える、請求項１乃至５のいずれか記載の移載装置。
前記移動装置は、前記保持ハンドを、１軸に沿う進退動作及び少なくとも２軸以上の回動動作可能に支持する、請求項２記載の移載装置。
対象物を把持する閉状態と対象物を解放する開状態とで切り替え可能に構成された保持部材と、前記対象物を押圧するとともに前記対象物から受ける力によって前記対象物から退避する方向に移動可能に構成された押さえ部材と、を備える、保持ハンドを有し、第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置。
第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載方法であって、
対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動しながら前記第１の搬送経路に近接して前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、前記対象物を保持した前記保持ハンドを前記第１位置における搬送移動と同方向に移動しながら前記第１の搬送経路から離間させる、移載方法。