JP3077564B2 - 物品処理装置 - Google Patents

物品処理装置

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JP3077564B2
JP3077564B2 JP07168272A JP16827295A JP3077564B2 JP 3077564 B2 JP3077564 B2 JP 3077564B2 JP 07168272 A JP07168272 A JP 07168272A JP 16827295 A JP16827295 A JP 16827295A JP 3077564 B2 JP3077564 B2 JP 3077564B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は物品処理装置に関し、よ
り詳しくは、ロボットを用いて搬送コンベヤ上から他の
位置に物品を受け渡す物品処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、物品処理装置として、搬送コンベ
ヤが搬送する物品をロボットによって保持し、該保持し
た物品を搬送コンベヤ上から他の位置に受け渡すものは
知られている。このような従来の物品処理装置では、搬
送コンベヤ一台につき一台のロボットを配設して容器の
受け渡し作業を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の装置では、搬送コンベヤによって搬送される物品が
増加し、1台のロボットの処理能力を超えるような場合
には、搬送コンベヤを一時停止させる必要があった。換
言すると、搬送コンベヤを停止させることなく一台のロ
ボットで搬送コンベヤ上の多数の物品を処理するには限
界があり、したがって、処理能力が低いという欠点があ
った。このような欠点を解消するためには、搬送コンベ
ヤを複数並列に配設するとともに、それら各搬送コンベ
ヤ毎にそれぞれ1台のロボットを設ければよい。しかし
ながら、そのような構成を採用すると、設置スペースが
増大するとともにコストが高くなるという欠点が生じ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した事情に鑑み、本
発明は、物品を搬送する搬送コンベヤと、この搬送コン
ベヤの搬送過程に沿って設けたロボットと、搬送コンベ
ヤ上の物品の載置状態を撮影するカメラと、上記カメラ
が撮影した物品の映像をもとにしてロボットの作動を制
御する制御装置とを備え、上記ロボットによって搬送コ
ンベヤ上の物品保持位置で物品を保持し、該保持した物
品を他の位置へ受け渡すようにした物品処理装置におい
て、上記ロボットを搬送コンベヤの搬送過程に沿って複
数台設け、また、上記カメラを上記複数台のロボットよ
りも上流側の位置に1台設置し、さらに、上記制御装置
も1台設置するとともに、この制御装置には、予め上流
側のロボットについて該ロボットで保持せずに通過させ
るべき物品の数を設定し、上記制御装置は、上記カメラ
が撮影した物品の映像をもとに、上流側のロボットが上
記搬送コンベヤによって搬送されてきた物品の一部を
記設定に基づいて保持し、下流側のロボットが上流側の
ロボットによって保持されずに通過されてきた物品を保
持するように制御するように構成したものである。
【0005】
【作用】このような構成によれば、搬送コンベヤが搬送
する物品が増加しても、複数の各ロボットによって物品
を搬送コンベヤ上で保持して他の位置へ受け渡すことが
できる。つまり、搬送コンベヤ上に供給される物品が増
加したとしても搬送コンベヤを停止させることなく上記
各ロボットによって物品を保持して受け渡すことができ
る。そのため、搬送コンベヤを複数配設する必要がな
い。したがって、設置スペースの増加を抑制して処理能
力が高い物品処理装置を提供することができる。
【0006】
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図1において、1は容器整列装置であり、搬送コン
ベヤ2が搬送する横転状態の容器3を2台のロボット1
2,12’によって排出コンベヤ4上に受け渡すと同時
に、横転状態の各容器3を矯正手段5によって正立させ
て縦一列に整列するようになっている。本実施例におけ
る容器3は、断面が略楕円形をした扁平なプラスチック
容器であり、その上端中央に口部3aを突設するととも
に、下端となる底部3bは平坦面としている。容器3の
外周部の前後には緩やかな円弧面3cが形成されてい
る。ホッパ6内に多数貯溜されている容器3は、循環走
行される傾斜フィーダ7によってホッパ6内から外部に
順次搬出された後、搬送コンベヤ2の上流側に傾斜させ
て設けたシュート8上に落下するようになっている。こ
のシュート8の中央部には、従来公知の係合ブラシ9を
回転自在に設けている。
【0007】したがって、傾斜フィーダ7によって順次
ホッパ6から取り出されてシュート8上に落下した容器
3は、該シュート8上を下流側(右方側)にむけて滑走
した後、上記係合ブラシ9の位置を通過して搬送コンベ
ヤ2上に供給される(図2)。上述したように、本実施
例の容器3は扁平となっているので、搬送コンベヤ2上
に供給された容器3は、横転状態で搬送コンベヤ2上に
載置され、その状態において下流側に移送される。ま
た、シュート8上に落下した複数の容器3が仮に上下折
り重なった状態となっている場合には、上方側に位置す
る容器3が上記係合ブラシ9に係合することで重合状態
を阻止される。したがって、各容器3は、一層の横転状
態で搬送コンベヤ2上に供給されるようになっている。
なお、本実施例の搬送コンベヤ2は、所定の搬送速度に
よって矢印方向に走行するようになっている。
【0008】しかして、本実施例は、搬送コンベヤ2の
搬送過程の一側に沿って、第1ロボット12および第2
ロボット12’を順次配設したものであり、これら両ロ
ボット12、12’の作動は1台の制御装置13によっ
て制御するようにしている。また、搬送コンベヤ2を挟
んだ両ロボット12、12’の反対側には、上記排出コ
ンベヤ4の上流側端部を位置させるとともに、後に詳述
する矯正手段5を設けている。上流側に配設した第1ロ
ボット12よりも上流側となる搬送コンベヤ2の搬送過
程の上方には、検出手段としてのCCDカメラ14を配
置している。このCCDカメラ14は、搬送コンベヤ2
が搬送する各容器3の載置状況、つまり転倒している各
容器3の向きと転倒位置を撮影し、その映像を制御装置
13に入力するようになっている。
【0009】また、搬送コンベヤ2の下流側端部にはロ
ータリエンコーダ15を接続するとともに、矯正手段5
の駆動源にもロータリエンコーダ15’を接続してあ
り、これら各ロータリエンコーダ15、15’で検出し
たパルス信号は上記制御装置13に入力される。制御装
置13は、CCDカメラ14から入力される容器3の映
像およびロータリエンコーダ15,15’からのパルス
信号を基にして、第1ロボット12を第1保持位置Aと
第1解放位置Bとに往復移動させるとともに、第2ロボ
ット12’を第2保持位置A’と第2解放位置B’とに
往復移動させるようになっている。各ロボット12,1
2’は、第1保持位置A(第2保持位置A’)で容器3
を保持し、第1解放位置B(第2解放位置B’)で容器
3を解放するようになっている。
【0010】図2に示すように、本実施例の両ロボット
12、12’は、鉛直方向に向けた大径の第1駆動軸1
6を備えるとともに、この第1駆動軸16の上端に水平
方向を向けた第1アーム17の基部を連結している。第
1アーム17の先端部には、鉛直方向を向けた第2駆動
軸18を回転自在に設けてあり、この第2駆動軸18に
水平方向を向けた第2アーム21の基部を連結してい
る。そして、この第2アーム21の先端部には、小径の
第3駆動軸22を回転可能に設けてあり、この第3駆動
軸22の下端部に処理ヘッド23を取り付けている。図
3に示すように、処理ヘッド23は、長方形をした板状
の支持部材24を備えており、この支持部材24は、そ
の長手方向の中央部を第3駆動軸22の下端部に連結さ
れて水平に支持されている。したがって、第3駆動軸2
2が回転すると支持部材24は水平面で正逆に回転する
ことができる。
【0011】上記支持部材24の底面には、その長手方
向の中心線C上の位置で、この中心線Cの中央部、つま
り第3駆動軸22の連結位置から等距離だけ離れた2か
所に、それぞれエアシリンダ25,26を取り付けてい
る。鉛直下方に向けた各エアシリンダ25,26のピス
トンの下端部には、それぞれ保持部材としてのバキュー
ムパッド27を取り付けている。そして、本実施例で
は、これら各バキュームパッド27によって、容器3の
長手方向の中央部よりも少し底部3b側にずれた位置を
吸着保持するようにしている。各エアシリンダ25,2
6の作動は、制御装置13の制御部13Aによって制御
されるようになっており、各エアシリンダ25,26が
非作動状態の時には各バキュームパッド27は上昇端に
位置し、各エアシリンダ25,26が作動されると、各
バキュームパッド27は下降端位置まで下降されるよう
になっている。
【0012】また、各バキュームパッド27に対する負
圧の給排作動も制御装置13の制御部13Aによって制
御されるようになっており、制御部13Aは各バキュー
ムパッド27が第1保持位置A(第2保持位置A’)か
ら第1解放位置B(第2解放位置B’)まで移動するま
での間は負圧を導入するようにしてあり、第1解放位置
B(第2解放位置B’)に位置すると各バキュームパッ
ド27への負圧の導入を停止するようにしている。した
がって、各バキュームパッド27に保持されていた横転
状態の各容器3は、第1解放位置B(第2解放位置
B’)において、その下方側の排出コンベヤ4上に落下
するようになっている。
【0013】さらに、本実施例の制御装置13はデータ
記憶部13Bを備えており(図1)、このデータ記憶部
13Bには、上記各エアシリンダ25,26のバキュー
ムパッド27によって各第1保持位置A(第2保持位置
A’)で容器3を吸着保持する際に、横転状態の容器3
の長手方向が支持部材24の長手方向と一致し、かつ口
部3aが同一方向を向けて容器3を保持するように予め
記憶させている。また、データ記憶部13Bには、各エ
アシリンダ25,26のバキュームパッド27による容
器3の吸着箇所が、長手方向の中央部よりも底部3a側
にずれた箇所であることも予め記憶されている。また、
本実施例における制御装置13の制御部13Aは、各ロ
ボット12、12’の作動を制御するに際して、先ず、
先頭の容器3と第2番目の容器3を上流側の第1ロボッ
ト12によって第1保持位置Aで保持させるようにして
あり、また、第3番目および第4番目の容器3は第1保
持位置Aを通過させてから第2ロボット12’によって
第2保持位置Bにおいて保持するようにしている。この
ように各ロボット12、12’によって交互に2個づつ
の容器3を保持して受け渡すように構成している。
【0014】ここで、以上の構成における作動を説明す
ると、本実施例における制御装置13の制御部13A
は、CCDカメラ14およびロータリエンコーダ15、
15’から入力される信号とデータ記憶部13Bに記憶
したデータとを比較しながら、次のようにして各ロボッ
ト12、12’の処理ヘッド23の作動を制御するよう
にしている。すなわち、図3に示すように、CCDカメ
ラ14で撮影した横転状態の容器3’の映像が制御装置
13に入力されたら、制御部13Aは、第1保持位置A
まで第1ロボット12の処理ヘッド23を移動させると
ともに、第2保持位置A’まで第2ロボット12’の処
理ヘッド23を移動させる。そして、先頭の容器3’の
映像と上記データ記憶部13Bに記憶した方向とを比較
し、第1保持位置において第1ロボット12の処理ヘッ
ド23を所要量だけ回転させて、先頭の容器3’を支持
部材24の長手方向と同一方向となるようにバキューム
パッド27で保持する(図4)。
【0015】次に、この時には既にCCDカメラ14で
撮影した第2番目以降の容器3の映像が制御装置13に
入力されているので、制御部13Aは、処理ヘッド23
を所要量だけ移動させて、第1ロボット12の処理ヘッ
ド23における他方のエアシリンダ26側のバキューム
パッド27によって第2番目の容器3を支持部材24と
同一方向で吸着保持する(図5)。このように、本実施
例では、先頭の容器3’と2番目の容器3の口部3aが
同一方向を向けるようにそれらの容器3’,3を処理ヘ
ッド23に保持するようにしている(図5)。上述のよ
うにして、第1ロボット12が備える処理ヘッド23の
2つのバキュームパッド27によって第1保持位置Aで
先頭の容器3’と第2の容器3を保持したら、図6に示
すように、制御部13Aは第1ロボット12の処理ヘッ
ド23を第1解放位置Bまで移動させる。このとき、支
持部材24が排出コンベヤ4の搬送方向と平行で、かつ
排出コンベヤ4の上方中央位置となるようにしている。
【0016】このように、制御部13Aが第1ロボット
12の処理ヘッド23を第1解放位置Bに位置させと、
バキュームパッド27に保持された2つの容器3’,3
は、その長手方向が排出コンベヤ4の搬送方向と同一方
向に支持される。これにより、容器3’,3は、矯正手
段5のバケット28の上方位置で支持されることにな
る。この後、制御部13Aは、第1解放位置Bにおいて
バキュームパッド27への負圧の導入を停止するので、
両容器3は保持状態を同時に解放される。これにより、
両容器3’,3は下方に落下し、矯正手段5のバケット
28に係合することによって反転されて、円弧面3cが
排出コンベヤ4の搬送方向と直交する方向となるように
正立されて、バケット28内に収納され、かつ排出コン
ベヤ4上に載置される。
【0017】ところで、上述したように第1ロボット1
2の処理ヘッド23が容器3を処理している間に、CC
Dカメラ14で撮影した第3番目および第4番目の容器
3の映像をもとに、制御装置13の制御部13Aは、こ
れら第3番目および第4番目の容器3を、上記第1ロボ
ット12による第1保持位置Aを通過させる(図5の想
像線)。それら第3番目および第4番目の容器3は、搬
送コンベヤ2によって搬送されることで第2ロボット1
2’の処理ヘッド23による第2保持位置A’に到達す
る。そして、第2保持位置A’に到達した第3番目およ
び第4番目の容器3は、その位置に待機していた第2ロ
ボット12’の処理ヘッド23によって、第1ロボット
12の処理ヘッド23の作動と同様にして順次バキュー
ムパッド25,26によって保持される。その後、制御
部13Aは、第2解放位置B’まで第2ロボット12’
の処理ヘッド23を移動させてから第3番目および第4
番目の容器3の保持状態を解放させる。
【0018】一方、このようにして第2ロボット12’
が第2解放位置B’で第3番目および第4番目の容器3
を解放するまでには、第1ロボット12の処理ヘッド2
3は第1開放位置Bから第1保持位置Aに復帰してお
り、かつ、次に処理すべき第5番目、第6番目の容器3
の映像は既に制御装置13に入力されている。そして、
上述した作動と同様にして、第1保持位置Aにおいて第
5番目、第6番目の容器3が第1ロボット12の処理ヘ
ッド23によって吸着保持されてから第1解放位置Bま
で移送されて、保持状態を解放される。解放されたそれ
らの容器3は排出コンベヤ4上に落下し、かつ矯正手段
5のバケット28によって横転状態から正立状態に起立
される。また、この時には既に第2ロボット12’の処
理ヘッド23は第2保持位置A’まで復帰しており、か
つ第7番目および第8番目の容器3の映像は既に制御装
置13に入力されており、制御装置13の制御部13A
はそれらの第7番目および第8番目の容器3を第1保持
位置Aを通過させている。そして、これら第7番目およ
び第8番目の容器3が第1保持位置Aを通過した後、第
2保持位置A’まで搬送されてくると、上述と同様にし
て第2ロボット12’の処理ヘッド23によって順次吸
着保持される。そして、この後、第2ロボット12’
処理ヘッド23は第2解放位置B’まで移動されてか
ら、第7番目および第8番目の容器3の保持状態を解放
する。解放されたそれらの容器3は排出コンベヤ4上に
落下し、かつ矯正手段5のバケット28によって横転状
態から正立状態に起立される。
【0019】以上のようにして、本実施例の制御装置1
3は、両ロボット12、12’の作動を制御して、それ
ら両ロボット12、12’が保持可能な各2個づつの容
器3を交互に第1保持位置A(第2保持位置A’)から
第1解放位置B(第2解放位置B’)に受け渡すように
している。次に、容器3を横転状態から正立状態に起立
させる矯正手段5について説明する。図2におよび図8
に示すように、第1解放位置Bおよび第2解放位置B’
となる排出コンベヤ4の載置面は、上記搬送コンベヤ2
の載置面よりも低くしてあり、この排出コンベヤ4の上
流側端部を覆って矯正手段5を設けている。
【0020】図6ないし図8に示すように、矯正手段5
は、排出コンベヤ4に沿って矢印方向に循環走行される
上下一対のチェン31,31を備えており、それらの走
行方向の等間隔位置に断面コの字形をした複数のバケッ
ト28を取り付けている。バケット28における移動方
向前方側のガイド部28Aは、その上方部を移動方向前
方側に向けて円弧状に傾斜させている。また、バケット
28における移動方向後方側のガイド部28Bは、その
上方部を移動方向後方側に向けて円弧状に傾斜させると
ともに、この後方側のガイド部28Bの上端部は、前方
側のガイド部28Aよりも高さを高くしている。両ガイ
ド部28A,28Bにおける下方側の部分が隔てた間隔
は、正立された容器3を支障なく収納できる寸法に設定
している。そして、図7に示すように、第1解放位置B
(第2解放位置B’)において各ロボットの処理ヘッド
23によって支持された2本の容器3,3は、それらの
長手方向が、1つ置きの各バケット28の後方側のガイ
ド部28Bと直交するようになり、かつそれらの底部3
b,3bは両ガイド部28A、28Bの間の上方に位置
する。
【0021】この状態から両容器3,3は同時に保持状
態を解放されるので、その口部3a,3a側の円弧面3
c,3cがバケット28の後方側のガイド部28Bの上
端部に当接して反転されるようになり、その後に底部3
b,3bから両ガイド部28A、28Bの間に落下す
る。したがって、横転状態であった容器3,3は、その
口部3a,3aが上方を向け、かつ円弧面3cが排出コ
ンベヤ4の搬送方向と直交する方向となるように正立さ
れる。そして、正立した容器3,3を収納したバケット
28が下流側に移動し、それらのバケッット28の隣接
上流側となる空のバケット28が第2解放位置B’まで
移動した時点で、上述した3番目の容器3と4番目の容
器3が第2ロボット12’の処理ヘッド23によって第
2解放位置B’まで移動されるとともに、それらの容器
3の保持状態を解放するようになっている。これによ
り、3番目の容器3と4番目の容器3は、上述した先頭
の容器3と2番目の容器3を収納した各バケット28の
隣接位置となる各バケット28内に正立されてから収納
され、かつ、排出コンベヤ4上に載置される。このよう
にして、各解放位置B、B’で解放されて各バケット2
8内に収納され、かつ排出コンベヤ4によって搬送され
る容器3は、各バケット28が排出コンベヤ4上からか
ら後退することによって、排出コンベヤ4上において円
弧面3cが搬送方向と直交した縦一列に整列されて下流
側に向けて搬送される。
【0022】なお、本実施例では、図8に示すように、
排出コンベヤ4の略中央部から排出コンベヤ4の外方側
にむけて伸びる板状の落下ガイド32を設けてあり、上
述した様にバケット28の両ガイド部28A,28Bの
間を落下する容器3の底部3bの落下を案内すること
で、各容器3が確実に正立されるようにしている。
【0023】上述した本実施例によれば、横転状態とな
っている扁平な容器3を反転させて正立させる作業と、
該正立させた容器3の水平断面における長軸が排出コン
ベヤ4と直交する方向に向きを揃える作業とを単一の装
置によって処理することができる。そのため、それら2
つの作業をそれぞれ別個の処理装置で行う必要がなく、
しかも、処理すべき容器3の大きさを変更したとしても
各構成部材の型替を行う必要がない。また、本実施例で
は、搬送コンベヤ2の搬送過程に沿って2台のロボット
12,12’を設け、それら2台のロボット12,1
2’によって搬送コンベヤ2上の容器3を交互に2個づ
つ受け渡すようにしている。換言すると、上流側の第1
ロボット12は、第3番目および第4番目の容器3を保
持することなく、それらを下流側にむけて通過させ、そ
れらの容器3は下流側の第2ロボット12’によって受
け渡すようにしている。そのため、単一のロボットによ
って受渡を行う場合に比較して、単位時間あたりの処理
能力を向上させることができる。また、搬送コンベヤ2
によって搬送される容器3の数が増加したとしても、2
台のロボット12,12’によって容器3の処理を行う
ので、搬送コンベヤ2を停止させることなく両ロボット
12,12’によって円滑に容器3を受け渡すことがで
きる。そのため、搬送コンベヤ2を増設する必要がな
い。したがって、本実施例によれば、設置スペースの増
加を抑制して、処理能力が高い容器処理装置を提供する
ことができる。
【0024】なお、上記実施例では、各ロボット12,
12’がそれぞれ容器3を2個づつ保持するようにして
いるが、次のような処理を行っても良い。つまり、各ロ
ボット12,12’にバキュームパッドをそれぞれ3個
づつ配設して、上流側のロボット12で先頭の容器から
順に3個の容器3を保持する一方、4番目の容器3だけ
を上流側の第1ロボット12の第1保持位置Aを通過さ
せて、該4番目の容器3だけを第2保持位置A’におい
て第2ロボット12’で保持するようにしても良い。ま
た、上記実施例では、上流側の第1ロボット12によっ
て先頭の容器3と第2番目の容器3を保持するととも
に、下流側の第2ロボット12’によって第3番目、第
4番目の容器3を順次保持するようにしているが、保持
すべき物品が柔らかくて破損しやすい食品などである場
合には、次のような処理を行っても良い。つまり、上流
側の第1ロボット12によって先頭の物品と第3番目の
物品を保持するとともに、下流側の第2ロボット12’
によって第2番目、第4番目の物品を保持するようにし
ても良い。そのように構成することで、両ロボット1
2,12’で柔らかい物品を保持する際に、該物品が破
損するのを防止して時間的余裕を持って確実に保持する
ことができる。また、上記実施例では、搬送コンベヤ2
の搬送方向に沿って2台のロボット12,12’を配設
しているが、搬送コンベヤ2の搬送方向に沿って3台以
上のロボットを配設して、上述した実施例と同様に各ロ
ボットによって物品の受け渡しを行っても良い。さら
に、上記実施例における排出コンベヤ4および矯正手段
5を省略し、それらの代わりにケースコンベヤを配設し
て、このケースコンベヤが搬送する箱内に両解放位置
B、B’において両ロボット12,12’により物品を
収納するようにしても良い。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、設置ス
ペースの増加を抑制して処理能力が高い物品処理装置を
提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す平面図
【図2】図1の要部の右側面図
【図3】図1の要部を拡大した斜視図
【図4】ロボットによる容器の保持状態を示す工程図
【図5】ロボットによる容器の保持状態を示す工程図
【図6】図1の要部を拡大図
【図7】図6のVII−VII線に沿う断面図
【図8】図2の要部の拡大図
【符号の説明】
1 容器整列装置(物品処理装置) 2 搬送コン
ベヤ 3 容器 12 第1ロボ
ット 13 制御装置 14 CCDカ
メラ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 9/16 B25J 13/00 G06T 7/00 G06T 7/60

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物品を搬送する搬送コンベヤと、この搬
    送コンベヤの搬送過程に沿って設けたロボットと、搬送
    コンベヤ上の物品の載置状態を撮影するカメラと、上記
    カメラが撮影した物品の映像をもとにしてロボットの作
    動を制御する制御装置とを備え、上記ロボットによって
    搬送コンベヤ上の物品保持位置で物品を保持し、該保持
    した物品を他の位置へ受け渡すようにした物品処理装置
    において、 上記ロボットを搬送コンベヤの搬送過程に沿って複数台
    設け、また、上記カメラを上記複数台のロボットよりも
    上流側の位置に1台設置し、さらに、上記制御装置も1
    台設置するとともに、この制御装置には、予め上流側の
    ロボットについて該ロボットで保持せずに通過させるべ
    き物品の数を設定し、 上記制御装置は、上記カメラが撮影した物品の映像をも
    とに、上流側のロボットが上記搬送コンベヤによって搬
    送されてきた物品の一部を上記設定に基づいて保持し、
    下流側のロボットが上流側のロボットによって保持され
    ずに通過されてきた物品を保持するように制御すること
    を特徴とする物品処理装置。
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