JP3275518B2 - 荷扱い方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、結束された印刷物、
袋詰めされた穀類等の物品を産業ロボットにより荷積み
動作又は荷卸し動作する荷扱い方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】結束された印刷物、袋詰めされた穀類、
軟質弾性体例えば生ゴム素材等の物品は、変形し易く特
にそれぞれの厚さ、すなわち高さ方向の寸法の差異が大
きくなる。このため、このような物品の複数個をパレッ
トに積重ねたときには物品それぞれの高さ方向位置を特
定することが困難である。したがって、このような状態
の物品において次に述べる手段によって、産業ロボット
による物品の荷積み又は荷卸しが行われる。

【０００３】すなわち、第１の手段として産業ロボット
の把手に下方へ突出して配置され、物品に当たることに
より動作する高さ検知片を設け、物品の上方から把手を
低速で下降して高さ検知片が動作した位置で産業ロボッ
トを停止させる。このときの産業ロボットの座標を各軸
のエンコーダで読み取ることによって物品の上面位置が
検出される。そして、検出された物品の上面位置に基づ
いてその物品の上に次の物品の積付けが行われる。

【０００４】また、第２の手段として産業ロボット把手
の一側に物品の高さを測定する超音波、レーザ等を利用
した非接触式の高さ検知体を設け、物品の上方に高さ検
知体を移動させていったん産業ロボットを停止させる。
そして、高さ検知体を作動させて物品上面までの距離を
測定し、その測定値と産業ロボットの各軸エンコーダか
ら読み取ったデータから物品の上面位置が検出される。
そして、検出された物品の上面位置に基づいてその物品
の上に次の物品の積付けが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の荷
扱い方法においては、高さ検知片の物品上方からの低速
下降の時間が長くなり、物品１個当たりの荷扱い時間が
長く荷扱い能率が低くなる。また、非接触式の高さ検知
体は産業ロボットをいったん停止させてから作動させる
必要があるため、産業ロボットのいったん停止が無駄時
間となり物品１個当たりの荷扱い時間が長く荷扱い能率
が低くなるという問題点があった。

【０００６】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、産業ロボットの余計な動作を要
することなく物品の高さ方向の位置が検出できる荷扱い
方法を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明に係る荷扱い方法においては、産業ロボットの把
手に、この把手に把持される物品の位置を測定する第１
高さ測定器及び把手に把持された物品の下側の物品の位
置を測定する第２高さ測定器が設けられる。そして、第
１高さ測定器の測定値により把手による物品の把手動作
が産業ロボットに指令され、把手の対物品動作による第
２高さ測定器の測定値を介して次回の物品の把手動作が
産業ロボットに指令される。

【０００８】また、この発明の請求項２記載の発明に係
る荷扱い方法においては、産業ロボットの把手に、この
把手に把持される物品の位置を測定する第１高さ測定器
並びに把手に把持された物品の底面を支持する可動支持
腕及びこの可動支持腕近くに設けられて把手に把持され
た物品の下側の物品の位置を測定する第２高さ測定器が
設けられる。そして、把手を水平移動させて水平方向に
複数が配置されると共に多数段に積み重ねて配置された
物品の最上段物品の上面を第１高さ測定器によって一気
に測定し、その測定値により把手による最上段物品の把
持動作が産業ロボットに指令され、可動支持腕による把
持物品の支持を介して第２高さ測定器の測定値により次
回の物品の把持動作が産業ロボットに指令される。

【０００９】

【作用】上記のようなこの発明の請求項１記載の発明で
は、最上段の物品の位置が第１高さ測定器によって検出
されて産業ロボットの把手が把手動作する。そして、把
手の対物品把手動作時の第２高さ測定器の動作を介して
次回の物品の把手動作が産業ロボットに指令され、物品
の荷扱い作業が連続して行われる。

【００１０】また、上記のようなこの発明の請求項２記
載の発明では、積重ねられた最上段の物品の位置が第１
高さ測定器によって一気に検出されて産業ロボットが把
持動作する。そして、最上段の物品の把持動作時の第２
高さ測定器の動作を介して次回の物品の把持動作が産業
ロボットに指令され、積重ねられた物品の荷扱い作業が
連続して行われる。

【００１１】

【実施例】実施例１． 図１〜図９は、この発明の一実施例を示す図で、図１は
荷扱い装置の全体構成図、図２〜図５はそれぞれ図１の
荷扱い装置による物品把持状況を説明する立面図、図６
及び図７はそれぞれ図１の荷扱い装置による出荷パレッ
ト上面への物品把持解除状況を説明する立面図、図８及
び図９はそれぞれ図１の荷扱い装置による積付け物品上
面への物品の把持解除状況を説明する立面図である。

【００１２】図において、(1) は就役区域(2) を有する
水平関節形の産業ロボットで、旋回台(3) 、腕(4) 、腕
(4) の昇降軸(5) 及び腕(4) の作動最先端に回動軸(6)
を介して装着された把手(7) が設けられている。また、
把手(7) は基体(8) 、基体(8) の鉛直部に昇降可能に装
備された昇降片(9) 、昇降片(9) の下面に設けられた吸
着具(10)及びＬ字状をなし基体(8) に設けられて吸着具
(10)の下方対応位置に向かって進退可能に装備された可
動支持腕(11)によって構成されている。

【００１３】(12)は昇降片(9) の下面に設けられて超音
波、レーザ光線等を発する第１高さ測定器、(13)は可動
支持腕(11)に装着されて超音波、レーザ光線等を発し、
下方に向かって作動する第２高さ測定器である。(14)は
産業ロボット(1) 、後述する供給装置及び出荷装置に接
続された制御装置、(15)は産業ロボット(1) の一側に設
けられたコンベヤからなる供給装置、(16)は供給装置(1
5)によって搬送される複数の供給パレットであり、それ
ぞれに他の供給パレット(16)とは異なる種類の複数の物
品(17)が積重ね状態に載置されている。

【００１４】(18)は産業ロボット(1) の他側に設けられ
たコンベヤからなる出荷装置、(19)は出荷指令に対応し
た所要の物品(17)が積付けられて出荷装置(18)によって
搬送される出荷パレットである。なお、物品(17)は結束
された印刷物、袋詰めされた穀類、軟質弾性体例えば生
ゴム素材等からなるものである。

【００１５】上記のように構成された荷扱い装置におい
て、それぞれの供給パレット(16)に積載された物品(17)
の種類、概略寸法、各段の積付け配置形態、積付け段数
及び積付けられた最上段の物品(17)の上面の産業ロボッ
ト(1) に対する理論上の計算位置等の荷扱い要項が制御
装置(14)に登録される。そして、出荷要領に基づく制御
装置(14)からの指令によって供給装置(15)が動作し、所
要の物品(17)が載置された供給パレット(16)を産業ロボ
ット(1) 対向位置に配置する。

【００１６】また、出荷要領に基づく制御装置(14)から
の指令によって出荷装置(18)が動作し、空きパレットか
らなる出荷パレット(19)が産業ロボット(1) 対向位置に
配置される。なお、この出荷パレット(19)の産業ロボッ
ト(1) に対する上面位置が制御装置(14)に登録されてい
る。

【００１７】次いで、出荷要領に基づく制御装置(14)か
らの指令によって産業ロボット(1)が動作して、産業ロ
ボット(1) 対向位置に配置された所要の供給パレット(1
6)の最上段に配置された物品(17)の上方位置に吸着具(1
0)が配置される。なお、この状態において昇降片(9) は
基体(8) の鉛直部の最上部に配置されて図２に示す状態
となる。

【００１８】この状態で、第１高さ測定器(11)が付勢さ
れると共に、把手(7) が低速で下降される。そして、供
給パレット(16)の最上段に配置された物品(17)の上面と
吸着具(10)との間隔が図３に示す規定寸法Ａになった位
置で、把手(7) の下降が停止され、また第１高さ測定器
(11)が消勢される。

【００１９】次に、昇降片(9) が下降動作して対向した
物品(17)の上面を吸着し、昇降片(9) が上昇動作して吸
着した物品(17)を上昇させると共に、可動支持腕(11)が
動作して吸着された物品(17)の下側に挿入されて図４に
示す状態となる。そして、昇降片(9) が下降動作して吸
着された物品(17)が図５に示すように可動支持腕(11)に
支持される。また、昇降片(9) の下降開始と同時に第２
高さ測定器(13)が付勢されて、可動支持腕(11)の挿入動
作により吸着された物品(17)の下側の物品(17)の上面位
置が測定され、その測定値が制御装置(14)に登録され
る。

【００２０】そして、産業ロボット(1) が動作して図５
に示すように把持された物品(17)が、産業ロボット(1)
に対する上面位置が制御装置(14)に登録されている出荷
パレット(19)上に搬送されて図６に示すように配置され
る。すなわち、物品(17)を支持した可動支持腕(11)の下
面が、図６に示すように出荷パレット(19)上面に対して
規定された少ない空隙Ｂを形成する位置に配置される。
次いで、可動支持腕(11)が後退動作し、また吸着具(10)
が消勢されて物品(17)が下降して図７に示すように出荷
パレット(19)の所定位置に載置されると共に、第１高さ
測定器(12)が付勢される。

【００２１】そして、図７に示す物品(17)が出荷パレッ
ト(19)の所定位置に載置されて静止した状態で、その物
品(17)の上面位置が第１高さ測定器(12)の測定値により
制御装置(14)に登録される。以上の動作を産業ロボット
(1) が繰り返し、産業ロボット(1) 対向位置に配置され
た所要の供給パレット(16)の最上段の物品(17)の全てを
出荷パレット(19)に積付ける。

【００２２】また、産業ロボット(1) 対向位置に配置さ
れた所要の供給パレット(16)の２段目の物品(17)、すな
わち、最上段の物品(17)が搬送されて上面となった物品
(17)の搬送が次に述べるように行われる。すなわち、所
要の供給パレット(16)の２段目の物品(17)上面位置は、
先の供給パレット(16)の最上段の物品(17)の把持動作時
に第２高さ測定器(13)によって測定されて制御装置(14)
に登録されている。このため、産業ロボット(1) の動作
により把手(7) が直接に図３に示す位置に配置される。

【００２３】そして、図４に示す状態を経て図５に示す
ように供給パレット(16)の２段目の物品(17)が把持され
て出荷パレット(19)へ搬送される。一方、先に出荷パレ
ット(19)に積付けられた所要の供給パレット(16)の最上
段の物品(17)上面位置は、出荷パレット(19)への積付け
時に第１高さ測定器(12)によって測定されて制御装置(1
4)に登録されている。このため、産業ロボット(1) によ
って把手(7) が直接に図８に示す位置、すなわち、物品
(17)を支持した可動支持腕(11)の下面が、図８に示すよ
うに先に出荷パレット(19)に積付けられた物品(17)上面
に対して規定された少ない空隙Ｃを形成する位置に配置
される。

【００２４】次いで、可動支持腕(11)が後退動作し、ま
た吸着具(10)が消勢されて物品(17)が下降して図９に示
すように先に出荷パレット(19)に積付けられた物品(17)
上面の所定位置に載置されると共に、第１高さ測定器(1
2)が付勢される。そして、図９に示す後から積付けられ
た物品(17)が、先に出荷パレット(19)に積付けられた物
品(17)上面の所定位置に載置されて静止した状態で、後
から積付けられた物品(17)の上面位置が第１高さ測定器
(12)の測定値により制御装置(14)に登録される。

【００２５】以上の動作を産業ロボット(1) が繰り返
し、産業ロボット(1) 対向位置に配置された所要の供給
パレット(16)の２段目の物品(17)の全てを先に出荷パレ
ット(19)に積付けられた物品(17)上面に積付ける。この
ようにして、所要の供給パレット(16)の３段目以降の物
品(17)が順次把持され搬送されて、先に出荷パレット(1
9)に積付けられた物品(17)上面に積付けられる。そし
て、供給パレット(16)における把持する物品(17)及び出
荷パレット(19)における積付け済み物品(17)の上面位置
が、物品(17)の把持動作及び積付け動作中において測定
されて登録される。

【００２６】したがって、物品(17)の上面位置検出のた
めの物品(17)上方からの低速下降、産業ロボット(1) の
いったん停止等の産業ロボット(1) の余計な動作を少な
くすることができる。これにより、物品(17)１個当たり
の荷扱い時間を短縮することができ荷扱い能率を向上す
ることができる。なお、以上の図１〜図９の実施例の説
明では物品(17)の下面を支持して把持する形式の把手
(7) が設けられたものとしたが、以上説明した実施例を
応用して物品(17)の上面のみを吸着する把手が設けられ
た場合にも容易に適用することができ、図１〜図９の実
施例と同様な作用を得ることができる。

【００２７】また、以上の図１〜図９の実施例の説明で
は産業ロボット(1) が所要の供給パレット(16)の最上段
に配置された物品(17)に対して把持動作する都度、第１
高さ測定器(11)が付勢されて対応した物品(17)の位置を
測定するものとした。これに対して、所要の供給パレッ
ト(16)が産業ロボット(1) 対向位置に配置されたとき
に、把手(7) が供給パレット(16)最上段の全ての物品(1
7)の中心位置の上を通過するように産業ロボット(1) を
水平に動作させる。

【００２８】これにより、供給パレット(16)最上段の全
ての物品(17)それぞれの位置を一気に測定して制御装置
(14)に登録することによって、供給パレット(16)最上段
の全ての物品(17)について把手(7) を直接に図３に示す
位置に配置することができる。したがって、供給パレッ
ト(16)の最上段に配置された物品(17)に対して把持動作
する都度、昇降片(9) が下降動作して第１高さ測定器(1
1)が付勢されて対応した物品(17)の位置を測定する時間
を節約することができる。これにより、物品(17)１個当
たりの荷扱い時間を更に短縮することができ、荷扱い能
率を一層向上することができる。

【００２９】また、図１〜図９の実施例において産業ロ
ボット(1) が水平関節形からなるものとしたが、これは
次に述べる理由によるものである。すなわち、把手(7)
が供給パレット(16)最上段の全ての物品(17)の中心位置
の上を通過するように産業ロボット(1) を水平に動作さ
せる場合に、産業ロボット(1) の昇降軸(5) の動きがな
い。このため、一般的に発生する上下方向の動作指令と
実際の機構動作の間の遅れ要素を排除することができる
ので、産業ロボット(1) を水平に動作させても、物品(1
7)の高さ方向位置の測定値を正確化する利点が得られ
る。

【００３０】なお、垂直関節形の産業ロボットを設置し
て上述の水平動作させる場合には、各軸の関節を動作さ
せる必要があって、高速動作させたときには動作指令と
実際の機構動作の間に遅れが発生する。このため、物品
(17)の高さ方向位置の測定が不正確になる恐れがある。

【００３１】このような垂直関節形の産業ロボットにお
ける不具合を防止するために、動作指令と実際の機構動
作の間に遅れが発生しない程度に低速動作させる必要が
ある。しかし、高さ方向位置測定の対象となるのは多数
段に積重ねられた物品(17)における最上段の物品(17)の
みであるので、供給パレット(16)上の全物品(17)の搬送
時間に対する高さ方向位置測定時間の比率は小さい。し
たがって、供給パレット(16)上の全物品(17)の荷扱い能
率への影響は少なく、図１〜図９の実施例において産業
ロボット(1) の形式が水平関節形に限定されるものでは
なく、垂直関節形の産業ロボットの使用も可能である。

【００３２】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明は以上説
明したように、産業ロボットの把手に、この把手に把持
される物品の位置を測定する第１高さ測定器及び把手に
把持された物品の下側の物品の位置を測定する第２高さ
測定器が設けられる。そして、第１高さ測定器の測定値
により把手による物品の把手動作を産業ロボットに指令
し、把手の対物品動作による第２高さ測定器の測定値を
介して次回の物品に対する把手動作を産業ロボットに指
令するものである。

【００３３】これによって、最上段の物品の位置が第１
高さ測定器によって検出されて産業ロボットの把手が把
手動作する。そして、把手の対物品把持動作時の第２高
さ測定器の動作を介して次回の物品の把手動作が産業ロ
ボットに指令され、物品の荷扱い作業が連続して行われ
る。したがって、物品の上面位置検出のための産業ロボ
ットの余計な動作を少なくすることができ、荷扱い時間
を短縮することができ荷扱い能率を向上する効果があ
る。

【００３４】また、この発明の請求項２記載の発明は以
上説明したように、産業ロボットの把手に、この把手に
把持される物品の位置を測定する第１高さ測定器並びに
把手に把持された物品の底面を支持する可動支持腕及び
この可動支持腕近くに設けられて把手に把持された物品
の下側の物品の位置を測定する第２高さ測定器が設けら
れる。そして、把手を水平移動させて水平方向に複数が
配置されると共に多数段に積み重ねて配置された物品の
最上段物品の上面を第１高さ測定器によって一気に測定
し、その測定値により把手による最上段物品の把持動作
を産業ロボットに指令し、可動支持腕による把持物品の
支持を介して第２高さ測定器の測定値により次回の物品
の把持動作を産業ロボットに指令するものである。

【００３５】これによって、積重ねられた最上段の物品
の位置が第１高さ測定器によって一気に検出されて産業
ロボットが把持動作する。そして、最上段の物品の把持
動作時の第２高さ測定器の動作を介して次回の物品の把
持動作が産業ロボットに指令され、積重ねられた物品の
荷扱い作業が連続して行われる。したがって、物品の上
面位置検出のための産業ロボットの余計な動作をさらに
少なくすることができ、荷扱い時間を短縮することがで
き荷扱い能率を一層向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す図で、荷扱い装置の
全体構成図。

【図２】図１の荷扱い装置による物品把持状況を説明す
る立面図。

【図３】図１の荷扱い装置による他の物品把持状況を説
明する立面図。

【図４】図１の荷扱い装置による他の物品把持状況を説
明する立面図。

【図５】図１の荷扱い装置による他の物品把持状況を説
明する立面図。

【図６】図１の荷扱い装置による出荷パレット上面への
物品把持解除状況を説明する立面図。

【図７】図１の荷扱い装置による出荷パレット上面への
他の物品把持解除状況を説明する立面図。

【図８】図１の荷扱い装置による積付け物品上面への物
品の把持解除状況を説明する立面図。

【図９】図１の荷扱い装置による積付け物品上面への物
品の他の把持解除状況を説明する立面図。

【符号の説明】

１ 産業ロボット ７ 把手 １０ 吸着具 １１ 可動支持腕 １２ 第１高さ測定器 １３ 第２高さ測定器 １４ 制御装置 １７ 物品

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業ロボットの把手に、この把手に把持
   される物品の位置を測定する第１高さ測定器及び上記把
   手に把持された物品の下側の物品の位置を測定する第２
   高さ測定器を設け、上記第１高さ測定器の測定値により
   上記把手による上記物品の把手動作を上記産業ロボット
   に指令し、上記把手の対上記物品動作による上記第２高
   さ測定器の測定値を介して次回の上記物品に対する上記
   把手動作を上記産業ロボットに指令する荷扱い方法。
2. 【請求項２】 産業ロボットの把手に、この把手に把持
   される物品の位置を測定する第１高さ測定器並びに上記
   把手に把持された物品の底面を支持する可動支持腕及び
   この可動支持腕近くに設けられて上記把手に把持された
   上記物品の下側の物品の位置を測定する第２高さ測定器
   を設け、上記把手を水平移動させて水平方向に複数が配
   置されると共に多数段に積み重ねて配置された上記物品
   の最上段物品の上面を上記第１高さ測定器によって一気
   に測定し、その測定値により上記把手による上記最上段
   物品の把持動作を上記産業ロボットに指令し、上記可動
   支持腕による把持上記物品の支持を介して上記第２高さ
   測定器の測定値により次回の上記物品の把持動作を上記
   産業ロボットに指令する荷扱い方法。