JP4451126B2 - コンベヤにおける搬送物の位置決め方法 - Google Patents

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Description

本発明は、コンベヤにより搬送される輸液バッグ等の平面から見てほぼ矩形状の搬送物を搬送経路の仮想中心線に対して傾きのない状態に補正すると共に当該搬送物の所定部位を該仮想中心線に合致させる作業を自動的に行なわせる位置決め方法に関する。
コンベヤシステムを利用する包装ライン、部品加工ラインや各種製品の組み付けライン等においては、自動機械装置やロボットにより各種加工や作業を施した物品をコンベヤ上に載置し、或いはコンベヤにより搬送される物品(搬送物)を自動機械装置やロボットにより自動的に取り出して各種加工や作業を施すことが一般的に行われている。ところが、コンベヤ上に載置される搬送物が不規則な姿勢や位置であると、後工程における作業に支障を生ずることから、規則的な姿勢や位置に矯正・整列させることが行われる。
特開2002−338034号公報には、ローラコンベヤにより搬送するタイヤ等の特に円柱状の搬送物の側方位置を検出して搬送物を十字形の支持部に停止させ、支持部に載置した搬送物を上昇及び回転させることにより搬送物の側方位置をローラコンベヤの移送方向中心に合致させ、ついで、搬送物を下降させてローラコンベヤ上に戻して下流へ搬送するという「搬送物のセンタリング方法及び装置」が開示されている。
また、特開2001−26319号公報には、搬送経路上を送られてくる物品の所定部分をロボットのチャックによって把持し、物品を搬送経路の中心線上まで移動させた後、ロボットにより物品の方向が中心線とほぼ平行になるように補正を行なうという「物品定置装置及び物品定置方法」が開示されている。
しかし、後工程にて二つに折り重ねられる二室型輸液バッグを搬送経路の仮想中心線に対して傾きのない状態に補正すると共に当該輸液バッグの折り曲げ部分となる幅方向の隔壁部分を該仮想中心線に合致させるという位置決めについては、従来技術による方法で対処することは難しい。
特開2002−338034号公報 特開2001−26319号公報
本発明の目的は、平面から見てほぼ矩形状の搬送物の所定部位を搬送経路の仮想中心線に合致させる位置合わせを自動的に行うことができるコンベヤにおける搬送物の位置決め方法を提供することにある。
前記目的を達成するために請求項1に記載した発明のコンベヤにおける搬送物の位置決め方法は、第1コンベヤ、第2コンベヤ、第3コンベヤ、第4コンベヤ及び第5コンベヤの5台のコンベヤを搬送経路の仮想中心線に沿うように1列に配置したコンベヤ装置を用い、
前工程から搬送されてくる平面から見てほぼ矩形状の搬送物を第1コンベヤに受け入れ、搬送経路の仮想中心線に対してコンベヤ部を左右何れの方向にも傾動制御可能な第2コンベヤに第1コンベヤ上の搬送物を移送する間に、その仮想中心線に対する該搬送物の下流側の前端面の傾きを検出手段によって検出し、その検出手段により検出されたデータに基づいて第2コンベヤのコンベヤ部を左又は右方向に傾動させる位置制御を行うことにより前記搬送物を傾きのない状態に補正し、かつ、その補正が施された搬送物を第2コンベヤにより第3コンベヤに移送し、その第3コンベヤのコンベヤ部を前記仮想中心線に対して直交する方向の一方側に移動させて当該コンベヤ部上の搬送物の一方の側端面を一定位置に揃え、かつ、その一定位置に揃えられた搬送物を第3コンベヤにより第4コンベヤに移送し、その第4コンベヤ上を移動する搬送物をストッパー部材に当接させることにより当該搬送物の傾きを再補正し、かつ、その傾きのない状態に補正が施された搬送物を第4コンベヤにより第5コンベヤに移送し、その第5コンベヤのコンベヤ部を前記第3コンベヤのコンベヤ部の移動方向と反対方向へ移動させつつ当該コンベヤ部上の搬送物の所定部位に付されたマークをマークセンサによって検出し、そのマークの検出信号に基づいて該コンベヤ部の移動量を位置制御することにより当該搬送物の所定部位を搬送経路の仮想中心線に合致させる作業を自動的に行なうことを特徴とする。
同様の目的を達成するために請求項2に記載した発明は、請求項1に記載のコンベヤにおける搬送物の位置決め方法において、前記第3コンベヤを第4コンベヤに、前記第4コンベヤを第3コンベヤに夫々入れ替えてなることを特徴とするものである。
同様の目的を達成するために請求項3に記載した発明のコンベヤにおける搬送物の位置決め方法は、第1コンベヤ、第2コンベヤ、第3コンベヤ及び第4コンベヤの4台のコンベヤを搬送経路の仮想中心線に沿うように1列に配置したコンベヤ装置を用い、
前工程から搬送されてくる平面から見てほぼ矩形状の搬送物を第1コンベヤに受け入れ、搬送経路の仮想中心線に対してコンベヤ部を左右何れの方向にも傾動制御可能な第2コンベヤに第1コンベヤ上の搬送物を移送する間に、その仮想中心線に対する該搬送物の下流側の前端面の傾きを検出手段によって検出し、その検出手段により検出されたデータに基づいて第2コンベヤのコンベヤ部を左又は右方向に傾動させる位置制御を行うことにより前記搬送物を傾きのない状態に補正し、かつ、その補正が施された搬送物を第2コンベヤにより第3コンベヤに移送し、その第3コンベヤのコンベヤ部を前記仮想中心線に対して直交する方向の一方側に移動させて当該コンベヤ部上の搬送物の一方の側端面を一定位置に揃え、かつ、その一定位置に揃えられた搬送物を第3コンベヤにより第4コンベヤに移送し、その第4コンベヤのコンベヤ部を前記第3コンベヤのコンベヤ部の移動方向と反対方向へ移動させつつ当該コンベヤ部上の搬送物の所定部位に付されたマークをマークセンサによって検出し、そのマークの検出信号に基づいて該コンベヤ部の移動量を位置制御することにより当該搬送物の所定部位を搬送経路の仮想中心線に合致させる作業を自動的に行なうことを特徴とする。
同様の目的を達成するために請求項4に記載した発明は、請求項1〜3の何れかに記載のコンベヤにおける搬送物の位置決め方法において、前記検出手段については、第1コンベヤの出口側に、前記仮想中心線を中心としてその両側にセンサを夫々配置し、第1コンベヤから第2コンベヤに移送される前記搬送物の前端面の通過を前記センサにより検出し、先に通過確認の検出をするセンサと後に通過確認の検出をするセンサとの検出時間差内におけるクロックパルス数を計測し、その計測されたパルス数に対応するように予め設定された数値に基づいて前記搬送物の前端面の傾きを決定することを特徴とするものである。
このコンベヤにおける搬送物の位置決め方法によれば、平面から見てほぼ矩形状の搬送物を搬送経路の仮想中心線に対して傾きのない状態に補正すると共に当該搬送物の所定部位を仮想中心線に合致させる作業を自動的に確実に行わせることができる。加えて、搬送物が一定姿勢で位置合わせされることにより、後工程における作業を円滑に効率よく行うのに寄与する。
また、このコンベヤにおける搬送物の位置決め方法においては、基本的に第1コンベヤから第5コンベヤの5台のコンベヤを用いているところ、請求項3の発明方法では、請求項1中の第4コンベヤを省略すると共に同請求項の第5コンベヤを第4コンベヤとして配置した構成としている。この請求項3の発明方法は、他の請求項の発明方法と比較して搬送物の姿勢補正の精度がやや低くなるが、簡易な位置決め作業に適する。
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図1は本発明方法を適用したコンベヤ装置の概要平面図、図2は第1コンベヤと第2コンベヤにおける輸液バッグ(搬送物)の傾きの補正作業を説明する模式図、図3は第3コンベヤにおける輸液バッグの位置合わせ作業を説明する模式図、図4は第5コンベヤにおける輸液バッグの位置合わせ作業を説明する模式図、図5は輸液バッグの隔壁部分(所定部位)が搬送経路の仮想中心線上に位置決めされた状態を示す模式図である。
図1に示すように、本発明方法を適用したコンベヤ装置Aは、輸液バッグの包装ラインの一部に使用されるものであって、第1コンベヤ10、第2コンベヤ20、第3コンベヤ30、第4コンベヤ40、第5コンベヤ50の5台のベルト式コンベヤから構成されている。図中、Cは搬送経路の仮想中心線を表す。
本発明方法で取り扱う搬送物については、平面から見てほぼ矩形状ものであり、この実施の形態では二室型輸液バッグ1である。この輸液バッグ1は厚手の合成樹脂フィルムを重ね合わせた状態で四方をヒートシール処理されて扁平な長方形形状に形成されており、二つの室1a,1bの容量が異なるように短手(幅)方向に延びる隔壁部分4により区画されている。そのヒートシールを施された隔壁部分4は、本発明でいう搬送物の所定部位に相当し、後記センサによる位置確認検出を容易にするために着色が施されている。なお、この輸液バッグ1には、短手方向の右側端部2に栓部7を、左端部3に栓部8を夫々設けている。
第1コンベヤ10は、機台11に所定間隔を置いて平行に配置されたロール12,13に所定幅の平ベルト14が掛け渡され、一方のロール13を図示しないモータ装置により回転駆動するように設けられている。
この第1コンベヤ10の入口(上流)側には、別途のベルト式コンベヤが付設されることを想定しており、前工程で自動機械装置により輸液を充填された輸液バッグ1がコンベヤ上に載置される。その輸液バッグ1は搬送経路の仮想中心線C付近に載置されるところ、載置時或いは搬送中に振動等の影響により左傾姿勢や右傾姿勢等の不規則な姿勢となる傾向にある。
第1コンベヤの出口(下流)側には、輸液バッグ1の前端面5の通過を検出するための検出手段としてのセンサ17、センサ18を前記仮想中心線Cを中心としてその両側に配設している。
第2コンベヤ20は、搬送経路の仮想中心線Cに対する輸液バッグ1の下流側の前端面5の傾きαを補正する機能を有する。
そのコンベヤ部21は、図示しないフレームに所定間隔を置いて平行に配置されたロール(図示せず)に所定幅の平ベルトが掛け渡され、一方のロールを図示しないモータ装置により回転駆動するように設けられている。また、コンベヤ部21は、出口側に配置された支持軸23を中心として左方向、右方向の何れの方向にも傾動することができるように設けられていて、その傾動量については公知のサーボ機構を用いて制御可能に設けられている。25は輸液バッグ1の存在を確認するためにコンベヤ部21の出口側寄りに配設された一対のセンサである。
ここで、第2コンベヤ20による輸液バッグ1の傾き補正制御作業について、詳しく説明する。
図2に示すように、輸液バッグ1が、例えば、下流側に向かって右端部2を前方に突出した右傾姿勢で前工程から第1コンベヤ10に搬送されてきたとする。そこで、その輸液バッグ1が第1コンベヤ10から第2コンベヤ20のコンベヤ部21に乗り移る直前に、当該輸液バッグ1の前端面5の通過が右側のセンサ17と左側の18により検出される。先に通過確認の検出をするセンサ17と後に通過確認の検出をするセンサ18とには検出時間差を生じるので、制御部の内部クロック(0.01クロックパルス)によって該検出時間差内におけるクロックパルス数nを計測し、その計測されたパルス数nに対応するように予め設定された数値に基づいてコンベヤ部21の補正すべき傾動量yを制御部にて決定する。ついで、センサ25によって輸液バッグ1が確認されると、サーボ機構によりコンベヤ部21を補正すべき傾動量yだけ支持軸23を中心として傾動するように位置制御が行われる。これにより、輸液バッグ1は前端面5の傾きαがない状態に補正され、その補正された状態にて第2コンベヤ20から第3コンベヤ30に向けて移送されるように設けられている。
この実施例においては、前述したクロックパルス数nと補正傾動量yとの相対関係を、左右各々8段階に区分するように設定した。その区分を表1に示す。
Figure 0004451126
第3コンベヤ30は、輸液バッグ1の一方の側端面、ここでは左端部3を一定位置に揃える機能を有する。
図3に示すように、そのコンベヤ部31は、フレーム32に所定間隔を置いて平行に配置されたロール33,34に所定幅の平ベルト35が掛け渡され、一方のロール33を図示しないモータ装置により回転駆動するように設けられている。また、コンベヤ部31は、前記仮想中心線Cに対して直交する方向に移動自在に設けられており、そのコンベヤ部31の移動量については公知のサーボ機構を用いて位置制御可能に設けられている。37は輸液バッグ1の存在を確認するためにコンベヤ部31の出口側寄りに配設された一対のセンサ、38は輸液バッグ1の左端部3の位置を検出するためのセンサである。
しかして、この第3コンベヤ30では、第2コンベヤ20から受け入れた輸液バッグ1をセンサ37により確認されるまで下流へ移送し、その確認検出信号によりコンベヤ部31の回転作動を停止させる。ついで、その状態にて当該コンベヤ部31をサーボ機構により左方へ移動させて当該輸液バッグ1の左端部3をセンサ38によって確認して一定位置に揃え、その後、再びコンベヤ部31を回転作動させることにより輸液バッグ1を第4コンベヤ40に向けて移送するように構成されている。
第4コンベヤ40は、輸液バッグ1の微量な傾きを補正する機能を有する。
そのコンベヤ部41は、図示しないフレームに所定間隔を置いて平行に配置されたロール(図示せず)に所定幅の平ベルトが掛け渡され、一方のロールを図示しないモータ装置により回転駆動するように設けられている。45はコンベヤ部41の上面に図示しない駆動機構により昇降自在に設けられたストッパー部材である。
しかして、この第4コンベヤ40では、コンベヤ部41上を移動する輸液バッグ1を下降端にて待機するストッパー部材45に当接させることにより当該輸液バッグ1の微量な傾きを補正し、その後に、ストッパー部材45を上昇移動させることにより輸液バッグ1を下流側に移送させるように構成されている。
第5コンベヤ50は、輸液バッグ1の隔壁部分4を搬送経路の仮想中心線Cに最終的に合致させる機能を有する。第5コンベヤ50は、前述した第3コンベヤ30の構造と基本的に同じ構造とされている。
即ち、そのコンベヤ部51は、図4に示すように、フレーム52に所定間隔を置いて平行に配置されたロール53,54に所定幅の平ベルト55が掛け渡され、一方のロール53を図示しないモータ装置により回転駆動するように設けられている。また、コンベヤ部51は、前記仮想中心線Cに対して直交する方向に移動自在に設けられており、そのコンベヤ部51の移動量については公知のサーボ機構を用いて位置制御可能に設けられている。57は輸液バッグ1の存在を確認するためにコンベヤ部51の出口側寄りに配設された一対のセンサである。58は輸液バッグ1の隔壁部分4の位置を検出するためのマークセンサである。このマークセンサ58は、下流側に向かって仮想中心線Cから左側に所定寸法、ここでは10mmだけ離れた位置に配設されている。
しかして、この第5コンベヤ50では、第4コンベヤ40から受け入れた輸液バッグ1をセンサ57により確認されるまで下流へ移送し、その確認検出信号によりコンベヤ部51の回転作動を停止させる。ついで、その状態にて当該コンベヤ部51をサーボ機構により右方へ移動させて当該輸液バッグ1の隔壁部分4をマークセンサ58によって確認し、その確認検出後にコンベヤ部51を前記所定寸法だけ減速移動させて停止させる。これにより、輸液バッグ1の隔壁部分4が仮想中心線Cの線上に合致する位置決めが自動的に行われることになり(図5)、再びコンベヤ部51を回転作動させることにより輸液バッグ1を下流に向けて移送するように構成されている。
つぎに、かかる構成になるコンベヤ装置Aによる輸液バッグ1の位置決め方法について述べる。
(1)前工程から搬送されてくる輸液バッグ1が第1コンベヤ10に受け入れられると、輸液バッグ1は下流に移送されて第2コンベヤ20のコンベヤ部21に乗り移る直前に、当該輸液バッグ1の前端面5の通過が右側のセンサ17と左側の18により検出される。
(2)先に通過確認の検出をしたセンサ17と後に通過確認の検出をしたセンサ18とには検出時間差を生じ、その検出時間差内におけるクロックパルス数nが制御部の内部クロックによって計測され、その計測されたパルス数nに対応するコンベヤ部21の補正すべき傾動量yが制御部にて決定される。
(3)ついで、センサ25によって輸液バッグ1の存在が確認されると、サーボ機構によりコンベヤ部21を補正すべき傾動量yだけ支持軸23を中心として傾動するように位置制御が行われる。これにより、輸液バッグ1は前端面5の傾きαがない状態に補正され、その補正された状態にて第3コンベヤ30に向けて移送される。
(4)第3コンベヤ30では、第2コンベヤ20から受け入れた輸液バッグ1をセンサ37により確認するまで下流へ移送し、その確認検出信号によりコンベヤ部31の回転作動を停止させる。
(5)ついで、そのコンベヤ部31の回転作動を停止した状態にて当該コンベヤ部31をサーボ機構により左方へ移動させて輸液バッグ1の左端部3をセンサ38によって確認して輸液バッグ1を一定位置に揃える。そして、再びコンベヤ部31が回転作動することにより、該輸液バッグ1は第4コンベヤ40に向けて移送される。
(6)第4コンベヤ40では、コンベヤ部41上を移動する輸液バッグ1を下降端にて待機するストッパー部材45に当接させる。これにより、当該輸液バッグ1の微量な傾きが補正され、その後に、ストッパー部材45を上昇移動させることにより輸液バッグ1は下流側に移送される。
(7)第5コンベヤ50では、第4コンベヤ40から受け入れた輸液バッグ1をセンサ57により確認するまで下流へ移送し、その確認検出信号によりコンベヤ部51の回転作動を停止させる。
(8)ついで、そのコンベヤ部51の回転作動を停止した状態にて当該コンベヤ部51をサーボ機構により右方へ移動させて当該輸液バッグ1の隔壁部分4をマークセンサ58によって確認し、その確認検出後にコンベヤ部51を所定寸法だけ減速移動させて停止させる。これにより、輸液バッグ1の隔壁部分4が搬送経路の仮想中心線Cの線上に合致する位置決めが自動的に行われ、再びコンベヤ部51を回転作動させることにより輸液バッグ1は下流に向けて移送される。
上記輸液バッグ1の位置決め方法において、第3コンベヤ30を第4コンベヤ40の位置に、第4コンベヤ40を第3コンベヤ30の位置に夫々入れ替えてコンベヤ装置Aを構成することも可能であり、この場合は請求項2の発明方法に該当し、上記実施の形態の発明方法と同様な効果が得られる。
以上に述べた通り、このコンベヤにおける搬送物の位置決め方法によれば、平面から見てほぼ矩形状の搬送物を搬送経路の仮想中心線に対して傾きのない状態に補正すると共に当該搬送物の所定部位を仮想中心線に合致させる作業を自動的に確実に行なうことができる利点を有する。
本発明方法を適用したコンベヤ装置の概要平面図 第1コンベヤと第2コンベヤにおける輸液バッグ(搬送物)の傾きの補正作業を説明する模式図 第3コンベヤにおける輸液バッグの位置合わせ作業を説明する模式図 第5コンベヤにおける輸液バッグの位置合わせ作業を説明する模式図 輸液バッグの隔壁部分(所定部位)が搬送経路の仮想中心線上に位置決めされた状態を示す模式図
符号の説明
A・・・コンベヤ装置
C・・・搬送経路の仮想中心線
1・・・輸液バッグ(搬送物)
2・・・右側端部 3・・・左側端部
4・・・隔壁部分(所定部位)
5・・・前端面
α・・・輸液バッグの前端面の傾き
10・・・第1コンベヤ
17,18・・・センサ(検出手段)
y・・・傾動量
20・・・第2コンベヤ
21・・・コンベヤ部
30・・・第3コンベヤ
31・・・コンベヤ部
40・・・第4コンベヤ
45・・・ストッパー部材
50・・・第5コンベヤ
51・・・コンベヤ部
58・・・マークセンサ

Claims (4)

  1. 第1コンベヤ、第2コンベヤ、第3コンベヤ、第4コンベヤ及び第5コンベヤの5台のコンベヤを搬送経路の仮想中心線に沿うように1列に配置したコンベヤ装置を用い、
    前工程から搬送されてくる平面から見てほぼ矩形状の搬送物を第1コンベヤに受け入れ、搬送経路の仮想中心線に対してコンベヤ部を左右何れの方向にも傾動制御可能な第2コンベヤに第1コンベヤ上の搬送物を移送する間に、その仮想中心線に対する該搬送物の下流側の前端面の傾きを検出手段によって検出し、その検出手段により検出されたデータに基づいて第2コンベヤのコンベヤ部を左又は右方向に傾動させる位置制御を行うことにより前記搬送物を傾きのない状態に補正し、かつ、その補正が施された搬送物を第2コンベヤにより第3コンベヤに移送し、その第3コンベヤのコンベヤ部を前記仮想中心線に対して直交する方向の一方側に移動させて当該コンベヤ部上の搬送物の一方の側端面を一定位置に揃え、かつ、その一定位置に揃えられた搬送物を第3コンベヤにより第4コンベヤに移送し、その第4コンベヤ上を移動する搬送物をストッパー部材に当接させることにより当該搬送物の傾きを再補正し、かつ、その傾きのない状態に補正が施された搬送物を第4コンベヤにより第5コンベヤに移送し、その第5コンベヤのコンベヤ部を前記第3コンベヤのコンベヤ部の移動方向と反対方向へ移動させつつ当該コンベヤ部上の搬送物の所定部位に付されたマークをマークセンサによって検出し、そのマークの検出信号に基づいて該コンベヤ部の移動量を位置制御することにより当該搬送物の所定部位を搬送経路の仮想中心線に合致させる作業を自動的に行なうことを特徴とするコンベヤにおける搬送物の位置決め方法。
  2. 前記第3コンベヤを第4コンベヤに、前記第4コンベヤを第3コンベヤに夫々入れ替えてなることを特徴とする請求項1に記載のコンベヤにおける搬送物の位置決め方法。
  3. 第1コンベヤ、第2コンベヤ、第3コンベヤ及び第4コンベヤの4台のコンベヤを搬送経路の仮想中心線に沿うように1列に配置したコンベヤ装置を用い、
    前工程から搬送されてくる平面から見てほぼ矩形状の搬送物を第1コンベヤに受け入れ、搬送経路の仮想中心線に対してコンベヤ部を左右何れの方向にも傾動制御可能な第2コンベヤに第1コンベヤ上の搬送物を移送する間に、その仮想中心線に対する該搬送物の下流側の前端面の傾きを検出手段によって検出し、その検出手段により検出されたデータに基づいて第2コンベヤのコンベヤ部を左又は右方向に傾動させる位置制御を行うことにより前記搬送物を傾きのない状態に補正し、かつ、その補正が施された搬送物を第2コンベヤにより第3コンベヤに移送し、その第3コンベヤのコンベヤ部を前記仮想中心線に対して直交する方向の一方側に移動させて当該コンベヤ部上の搬送物の一方の側端面を一定位置に揃え、かつ、その一定位置に揃えられた搬送物を第3コンベヤにより第4コンベヤに移送し、その第4コンベヤのコンベヤ部を前記第3コンベヤのコンベヤ部の移動方向と反対方向へ移動させつつ当該コンベヤ部上の搬送物の所定部位に付されたマークをマークセンサによって検出し、そのマークの検出信号に基づいて該コンベヤ部の移動量を位置制御することにより当該搬送物の所定部位を搬送経路の仮想中心線に合致させる作業を自動的に行なうことを特徴とするコンベヤにおける搬送物の位置決め方法。
  4. 前記検出手段については、第1コンベヤの出口側に、前記仮想中心線を中心としてその両側にセンサを夫々配置し、第1コンベヤから第2コンベヤに移送される前記搬送物の前端面の通過を前記センサにより検出し、先に通過確認の検出をするセンサと後に通過確認の検出をするセンサとの検出時間差内におけるクロックパルス数を計測し、その計測されたパルス数に対応するように予め設定された数値に基づいて前記搬送物の前端面の傾きを決定することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のコンベヤにおける搬送物の位置決め方法。
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