JP3347704B2 - 粉粒体投入設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、袋入り粉粒体を
投入ホッパへ搬送して定量切り出しを行う粉粒体投入設
備に関し、好ましくは何種類かの袋入り粉粒体を混合す
るような場合に、それらの粉粒体を搬送して定量切り出
しを行う粉粒体投入設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、何種類かの袋入り紛粒体を混
合するような場合、その種類に応じた複数のホッパを設
け、それぞれのホッパに各粉粒体を貯留後、各ホッパか
ら必要量の粉粒体を搬送して混合している。このような
場合、通常、袋の搬送、開袋は人手で行い、各ホッパ等
に一次貯留後、必要な種類の粉粒体毎にコンベヤや搬送
配管等の搬送手段により計量して切り出し、投入ホッパ
に投入している。

【０００３】このような設備として、例えば、図４の配
置図に示すような設備がある。この設備の場合、開袋し
た紛粒体を手作業または投入装置にて各種類ごとに準備
した原料投入ホッパ５１から搬送装置５２に投入し、搬
送エア供給装置５３からのエアによるエジェクタ効果を
利用して、搬送配管５４を介して各一次貯留ホッパ５５
へ搬送して貯留するように構成されている。そして、各
一次貯留ホッパ５５に貯留された紛粒体は、投入指令に
より必要量を計量切り出し装置５６にて切り出し、投入
ホッパ５７へ投入している。この投入ホッパ５７に投入
された粉粒体は、図示しない混合機等によって混合され
る。

【０００４】なお、本願発明と同様にロボットを使った
先行技術として、特開平８−２８１６５３号公報記載の
「少量パウダーの配合混合装置」がある。しかし、この
装置の場合、ロボットは前もって計量されたパウダーの
入ったカップの搬送とカップ内を撹拝するためのもので
あり、ロボットにて袋の搬送から開袋、計量、投入まで
を行う本願発明とは異なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記図４に示すような
構成の場合、原料種類が増加すると粉粒体の一次貯留ホ
ッパ５５の数も増加することとなるが、この一次貯留ホ
ッパ５５は粉粒体を配管を介して安定して搬送するため
に背が高くなるので、相当の空間を必要とし、設備全体
が非常に大きくなってしまう。しかも、空気輸送する場
合には集塵機等の周辺機器の増設も必要となる場合があ
るため、これらの機器を設けるためのスペースも必要と
なる。その上、各粉粒体種類毎に貯留ホッパ、搬送装
置、計量切り出し装置等が必要となるため、種類の増加
にフレキシブルに対応することができない。また、多く
のホッパや配管を設けた場合には、それらのメンテナン
スに多くの手間がかかってしまう。

【０００６】さらに、このような袋入り粉粒体を投入す
るためには、人手による袋の開袋作業や搬送が必要とな
るため、多くの原料種類の袋を開封して投入するには多
大な労力を要すると共に、原料によっては粉塵の発生す
る劣悪な環境下での作業を強いられることとなる。

【０００７】なお、これらのことは１種類の袋入り粉粒
体を投入ホッパへ搬送して定量切り出しを行う場合でも
同様である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明は、袋入り粉粒体を貯留する貯留
場と、該貯留場に貯留した袋入り粉粒体を搬送すると共
に所定の投入ホッパに投入する搬送投入装置と、袋入り
粉粒体を開封して一旦貯留する複数の端数切り出しホッ
パとを設け、前記搬送投入装置に、投入する粉粒体を計
量する計量手段と、投入量に応じて袋から直接投入ホッ
パに投入するか、端数切り出しホッパから投入ホッパに
投入するかを選択して投入する制御装置を設けている。
この袋とは、不定形や定形の袋等で、搬送投入装置によ
って開袋できるものである。このような粉粒体投入設備
によれば、袋入り粉粒体の貯留場に複数種類の粉粒体を
貯留すれば、搬送投入装置によって各袋入り粉粒体を投
入口まで搬送して直接投入すると共に、投入量が１袋分
から端数を生じる場合には、端数切り出しホッパに開封
した後、この端数切り出しホッパから端数分を投入ホッ
パに投入して所定量の粉粒体を投入するようにできる。

【０００９】前記貯留場を複数の袋入り粉粒体を貯留可
能に構成し、該袋入り粉粒体の種類と同一数の端数切り
出しホッパを設ければ、複数の粉粒体の全種類について
端数切り出しを行うことができる。

【００１０】また、端数切り出しホッパの容量を、袋入
り粉粒体の１袋容量のほぼ２倍にすれば、様々な端数の
投入に対応することができる。

【００１１】さらに、搬送投入装置に、袋入り粉粒体の
袋を開封する開封手段を設ければ、、空気接触により劣
化する粉粒体であっても投入間際に開封することによっ
て劣化を少なくできる。

【００１２】また、貯留場に貯留する袋入り粉粒体と、
袋入り粉粒体を開封して一旦貯留する端数切り出しホッ
パとを直列的に設ければ、搬送投入装置の動作を直線的
に単純化することができるので、制御が容易な粉粒体投
入設備を構成することができる。

【００１３】その上、搬送投入装置を、多関節型ロボッ
トとＣＣＤカメラ（画像処理装置）で構成することによ
り、袋入り粉粒体の様々な積み付け状態に応じた搬送を
容易に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態を
示す粉粒体投入設備の平面図であり、図２は搬送投入装
置であるロボットの袋把持前を示す側面図、図３は同ロ
ボットの粉粒体投入前を示す側面図である。

【００１５】図１に示すように、この実施形態の粉粒体
投入設備Ｐは、複数の袋入り粉粒体Ｂを貯留する貯留場
１と、この袋入り粉粒体Ｂを開封して一旦貯留する複数
の端数切り出しホッパ２とが直列的に設けられており、
これら貯留場１と端数切り出しホッパ２に平行して走行
する搬送投入装置Ｍが設けられている。この搬送投入装
置Ｍのほぼ走行線上の端数切り出しホッパ２側に投入ホ
ッパ３が設けられている。２ａは端数切り出しホッパ架
台である。

【００１６】この実施形態では、搬送投入装置Ｍをロボ
ット４で構成しており、貯留場１に積み上げられた各袋
入り粉粒体Ｂを把持して搬送できるように構成されてい
る。

【００１７】前記貯留場１は、図の上方から袋入り粉粒
体Ｂを搬入できるように構成されており、パレット架台
５の上に袋入り紛粒体Ｂを種類毎に積んだパレット６を
搬入側から搬入して、必要種類分のパレット６が所定の
位置に配置される。

【００１８】このパレット６上に積まれた袋入り粉粒体
Ｂは、例えば一段に複数個が崩れにくいように積まれた
もの（この例では、インターロックパターンであるが、
他のコラムパターン等でもよい）であり、袋の長短方向
は同一段でも異なっている。

【００１９】また、端数切り出しホッパ２は、この粉粒
体Ｂの種類と同一数が設けられており、パレット６の配
置と直列的に配置されている。このように粉粒体の種類
と同数の端数切り出しホッパ２を設けることにより、全
種類の粉粒体Ｂの端数切り出しを可能としている。この
実施形態では全粉粒体の種類分の端数切り出しホッパ２
を設けているが、粉粒体Ｂを混合する条件によっては端
数切り出しを必要としない種類の粉粒体Ｂがある場合も
あり、粉粒体Ｂの種類と端数切り出しホッパ２の数は必
ずしも一致しなくてよい。

【００２０】前記投入ホッパ３は、上部に開口３ａを有
し、その上部にはロボット４で把持した状態の袋入り粉
粒体Ｂを破る刃７が設けられている。従って、ロボット
４のアーム４ａ先端で袋の左右を把持した状態で、袋の
中間部をこの刃７によって破り、アーム４ａで袋の左右
を曲げるようにすれば、ロボット４のみで開袋作業を行
うことができる。

【００２１】一方、搬送投入装置たるロボット４は、多
関節型ロボットであり、下部に走行装置８を有し、先端
には、袋入り紛粒体Ｂの吸着把持と、開袋機能（例え
ば、袋を折り曲げる機能等）と、端数切り出しホッパ２
の把持と、このホッパ２からの投入量を計量する機能と
を有したロボットハンド４ｂが設けられている。この実
施形態の場合、前記投入ホッパ３に設けられた刃７とロ
ボットハンド４ｂに設けられた開袋機能とによって袋が
開封される。また、このロボット４は、ロボットコント
ローラ９によって制御されている。このロボットコント
ローラ９の制御と前記貯留場１の粉粒体種類や端数切り
出しホッパ２内の粉粒体量の監視は、制御装置であるシ
ステム制御盤１０によって行われる。

【００２２】また、この実施形態では、ロボットアーム
４ａの先端に画像処理装置であるＣＣＤカメラ１１が下
向きに設けられており、このＣＣＤカメラ１１によって
袋入り粉粒体Ｂの位置（有無）と形態（向き）が認識で
きるように構成されている。なお、この実施形態ではロ
ボットアーム４ａの先端にＣＣＤカメラ１１を設けてい
るが、貯留場１の上部にＣＣＤカメラ取付架台１２（二
点鎖線）を設け、このＣＣＤカメラ取付架台１２にＣＣ
Ｄカメラ１１を配置するような構成であってもよく、袋
入り粉粒体Ｂの位置と形態が把握できるように構成され
ていれば、この実施形態に限定されるものではない。

【００２３】以上のように構成された粉粒体投入設備Ｐ
によれば、システム制御盤１０に入力されたデータ(種
類と投入量)に従い、パレット６上の袋入り紛粒体Ｂを
ロボットアーム４ａに設けたＣＣＤカメラ１１により位
置と形態を確認し、１袋ずつロボットハンド４ｂで吸着
把持し、投入量が袋単位で割り切れる量であれば、ロボ
ット４で投入ホッパ３上まで搬送し、投入ホッパ３上で
袋を開袋して直接投入する。

【００２４】一方、１袋単位未満の端数量を投入する場
合には、同じくパレット６上の袋入り紛粒体Ｂを画像処
理装置のＣＣＤカメラ１１で位置確認し、１袋をロボッ
トハンド４ｂで吸着把持し、端数切り出しホッパ架台２
ａ上に種類ごとに設置された端数切り出しホッパ２まで
搬送し、所定の端数切り出しホッパ２上で袋を開袋して
投入する。

【００２５】そして、投入後、端数切り出しホッパ２を
ロボットハンド４ｂで把持し、投入ホッパ３上まで搬送
し、投入ホッパ３上で端数切り出しホッパ２の重量をロ
ボットハンド４ｂに設けた計量器にて計測しながら底部
に取付けた排出バルブ（例えば、ハンドバルブ等（図示
略））をロボット自身もしくはアクチュエータで開き、
端数切り出しホッパ２内の粉粒体Ｂを端数分投入する。
この場合、粉粒体Ｂを投入した端数切り出しホッパ２の
全重量からの減少量を投入量として判断する。このよう
にして端数分を投入した後に端数切り出しホッパ２内に
残った粉粒体量は、システム制御盤１０にて残量を管理
し、次回の端数投入分に割り当てられる。このような投
入作業がそれぞれの粉粒体Ｂにおいて行われる。

【００２６】以上のように、複数の袋入り紛粒体Ｂを積
んだパレット６をフォークリフト等の手段で所定の貯留
場１に運んで配置するだけで、システム制御盤１０に入
力されたデータ(投入する種類と投入量)に従い、搬送か
ら袋の開袋、計量、投入まですべての作業を１台のロボ
ット４にて自動的に行うことができる。

【００２７】従って、開袋作業に人手を要することな
く、粉塵を生じるような開袋作業から作業者を解放する
ことができる。また、粉粒体Ｂを投入間際まで袋入り状
態で保つことができるので、紛粒体Ｂの劣化を抑えるこ
ともできる。

【００２８】なお、前記実施の形態では、６種類の粉粒
体を例に説明したが、品種が増加する場合でも、貯留場
１の増設と、端数切り出しホッパ２の追加と、ロボット
４の走行装置８の延長で容易に対応することができ、種
類が増加しても大幅なスペース拡大を抑えることができ
る。また、粉粒体Ｂの種類は１種類から可能であり、前
記実施の形態に限定されるものではない。

【００２９】

【実施例】以下、一例として、２０ｋｇの袋入り粉粒体
Ｂから６５ｋｇを投入する例を説明する。

【００３０】まず、システム制御盤１０に設けられた記
憶部（例えば、マイクロコンピュータ等）に、袋入り粉
粒体Ｂの１袋容量と、貯留された粉粒体Ｂの種類と位
置、投入量が入力され記憶される。

【００３１】このようにデータ入力をした後は、種類毎
に積まれた袋入り粉粒体Ｂから、所定の粉粒体Ｂがロボ
ット４によって１袋ずつ把持されて投入ホッパ３上へ搬
送されて直接投入される。この例の場合、３袋が直接投
入される。この時点でシステム制御盤１０は、２０ｋｇ
×３＝６０ｋｇを投入したことを認識し、残りの投入量
が、６５ｋｇ−６０ｋｇ＝５ｋｇであると判断する。

【００３２】そして、システム制御盤１０は、粉粒体１
袋が２０ｋｇであるので残りの投入量が１袋以下である
ため、次の１袋分を端数切り出しホッパ２へ投入する。
この端数切り出しホッパ２へ投入した時点で、端数切り
出しホッパ２内の粉粒体容量が２０ｋｇであることをシ
ステム制御盤１０は記憶する。

【００３３】その後、ロボット４によって端数切り出し
ホッパ２が投入ホッパ３上へと搬送され、この端数切り
出しホッパ２内の粉粒体が投入ホッパ３内へ投入され
る。この時、端数切り出しホッパ２から投入ホッパ３内
へ投入される粉粒体量がロボット４によって計測され、
この例の場合には、５ｋｇ分が投入された時点で投入が
停止される。そして、袋から直接投入した量６０ｋｇ
と、端数切り出しホッパ２から投入した量５ｋｇによっ
て、システム制御盤１０に予め入力されている投入量を
投入ホッパ３へ投入したことを認識する。

【００３４】また、端数分を投入した端数切り出しホッ
パ２内の粉粒体量が２０ｋｇ−５ｋｇ＝１５ｋｇ（残
量）であることはシステム制御盤１０に記憶され、次の
投入時に生じた端数がこの端数切り出しホッパ２内に残
った粉粒体Ｂの残量以下であれば、この端数切り出しホ
ッパ２から投入される。一方、次に生じた端数が端数切
り出しホッパ２内の残量以上で１袋以下の量であれば、
更に１袋分の粉粒体Ｂを端数切り出しホッパ２へ投入
し、この端数切り出しホッパ２からその端数分が切り出
される。

【００３５】このように投入量が１袋容量よりも少ない
端数分を生じる場合、一旦端数切り出しホッパ２へ１袋
分を投入し、この端数切り出しホッパ２から計量しなが
ら投入ホッパ３へ投入するように制御される。また、他
の粉粒体においても同様に制御され、必要量の各粉粒体
Ｂが投入ホッパ３に投入される。

【００３６】この制御は複数の粉粒体Ｂにおいて行わ
れ、図１に示す例では、粉粒体Ｂの種類分の端数切り出
しホッパ２を設けることによって全粉粒体の種類におい
て端数切り出しが行われる。

【００３７】なお、前記実施の形態では、搬送投入装置
Ｍとして汎用の多関節型ロボット４を使用しているた
め、当該設備不要時にはロボットの転用等による設備費
用の低減が可能である。

【００３８】また、上述した実施形態は一実施形態であ
り、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は
可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定される
ものではない。

【００３９】

【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。

【００４０】袋入り粉粒体の搬送から開袋、投入までを
搬送投入装置のみで行えるので、粉粒体投入設備の省ス
ペース化を図ることが可能となる。

【００４１】また、人手による開袋作業が不要となるの
で、作業員を開袋作業における粉塵から解放できる。

【００４２】さらに、投入間際まで粉粒体を袋入り状態
で保てるので、紛粒体の劣化が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態を示す粉粒体投入設備の
平面図である。

【図２】搬送投入装置であるロボットの袋把持前を示す
側面図

【図３】搬送投入装置であるロボットの粉粒体投入前を
示す側面図である。

【図４】従来の粉粒体投入設備の一例を示す配置図であ
る。

【符号の説明】

１…貯留場 ２…端数切り出しホッパ ３…投入ホッパ ４…ロボット ４ａ…ロボットアーム ４ｂ…ロボットハンド ５…パレット架台 ６…パレット ７…刃 ８…走行装置 ９…ロボットコントローラ １０…システム制御盤 １１…ＣＣＤカメラ Ｂ…袋入り粉粒体 Ｍ…搬送投入装置 Ｐ…粉粒体投入設備

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−157133（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−102930（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−281653（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 65/30 - 65/48 G01G 13/00 - 13/34 G01G 19/00 - 19/64 B65B 69/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 袋入り粉粒体を貯留する貯留場と、該貯
   留場に貯留した袋入り粉粒体を搬送すると共に所定の投
   入ホッパに投入する搬送投入装置と、袋入り粉粒体を開
   封して一旦貯留する複数の端数切り出しホッパとを設
   け、前記搬送投入装置に、投入する粉粒体を計量する計
   量手段と、投入量に応じて袋から直接投入ホッパに投入
   するか、端数切り出しホッパから投入ホッパに投入する
   かを選択して投入する制御装置を設けた粉粒体投入設
   備。
2. 【請求項２】 貯留場を複数の袋入り粉粒体を貯留可能
   に構成し、該袋入り粉粒体の種類と同一数の端数切り出
   しホッパを設けたことを特徴とする請求項１記載の粉粒
   体投入設備。
3. 【請求項３】 端数切り出しホッパの容量を、袋入り粉
   粒体の１袋容量のほぼ２倍にしたことを特徴とする請求
   項１又は請求項２記載の粉粒体投入設備。
4. 【請求項４】 搬送投入装置に、袋入り粉粒体の袋を開
   封する開封手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか１項に記載の粉粒体投入設備。
5. 【請求項５】 貯留場に貯留する袋入り粉粒体と、袋入
   り粉粒体を開封して一旦貯留する端数切り出しホッパと
   を直列的に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の粉粒体投入設備。
6. 【請求項６】 搬送投入装置を、多関節型ロボットで構
   成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に
   記載の粉粒体投入設備。