JP4613440B2 - 物品処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品処理装置に関し、より詳しくは複数種の物品を所定の組み合わせパターンに従って組み合わせる物品処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような物品処理装置として、能書を収納する能書マガジンと、スプーンを搬送するスプーン搬入コンベヤと、このスプーン搬入コンベヤで搬入されるスプーンを検出するスプーン検出手段と、上記能書とスプーンを収容する中蓋付き缶を搬送する缶搬入コンベヤと、この缶搬入コンベヤで搬入される中蓋付きの缶を検出する缶検出手段と、上記スプーン検出手段の検出結果に基づいてスプーンを保持し、かつスプーンを保持した状態で能書マガジンから能書を取出すとともに、これらスプーンと能書を缶検出手段の検出結果に基づいて缶の中蓋上に同時に載置するロボットとを備えたものが知られている（特開平１１−３１４６１８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記物品処理装置では、能書を能書ラックに収納し、またスプーンをスプーン搬入コンベヤで搬入し、さらに缶を缶搬入コンベヤで搬入する必要がある。つまり物品の供給形態が種類別に異なる搬入経路で搬入される場合に限られるものであった。
そのため、例えばレーザ加工機等により一枚の板状素材から種類の異なる物品を多数切断し、これら種類の異なる物品を種類別に分別せずにばらばらに混在させた状態から所定の組み合わせパターンに従って組み合わせることに応用することはできなかった。
上述した事情に鑑み、本発明は、ばらばらに混在させた複数種の物品を同一の搬入経路から搬入させるとともに、これらを所定の組み合わせパターンに従って組み合わせる物品処理装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、複数種の物品を組み合わせる物品処理装置において、
ばらばらに混在させた複数種の物品を搬送する第１コンベヤと、この第１コンベヤと同方向に物品を搬送する第２コンベヤと、上記第１コンベヤで搬送される物品を検出する検出手段と、この検出手段で検出された物品の検出データに基づいて、上記第１コンベヤで搬送される複数種の物品の中から移し替えるべき種類の物品だけを保持して第２コンベヤに移し替える第１ロボットと、上記検出手段で検出された物品の検出データに基づいて、上記第１コンベヤで搬送される組み合わせるべき種類の物品を保持し、当該物品を予め設定された所定の組み合わせパターンに従って第２コンベヤで搬送される組み合わせ対象の物品と組み合わせる第２ロボットとを備え、さらに上記第２コンベヤは、上記検出手段により移し替えるべき種類の物品と組み合わせるべき種類の物品とのいずれか一方の物品が連続して搬送されてきたことが検出されて両物品の組合せが行えない場合には、減速もしくは停止されることを特徴とするものである。
【０００５】
上述した発明によれば、検出手段の検出データに基づいて、先ず第１ロボットにより移し替えるべき物品が複数種の物品を混在して搬送する第１コンベヤから第２コンベヤに移し替えられ、そして、次に第１コンベヤで搬送される組み合わせるべき物品が第２ロボットにより第２コンベヤで搬送される組み合わせ対象の物品に組合わされるので、ばらばらに混在する複数の物品を所定の組み合わせパターンに従って組み合わせることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
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は方形の第１物品Ｔ１と円形の第２物品Ｔ２とを組み合わせる物品処理装置であり、この物品処理装置１では、第１物品Ｔ１上に第２物品Ｔ２を重ね合わせた状態で組み合わせるものである。
物品処理装置１は、第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２をばらばらに混在させて図中左側から右側に向けて搬送する第１コンベヤとしてのベルトコンベヤ５と、このベルトコンベヤ５に平行して配置されて、組み合わせる前の第１物品Ｔ１ならびに組み合わされた状態の第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２をベルトコンベヤ５と同方向に搬送する第２コンベヤとしてのバケットコンベヤ６と、上記ベルトコンベヤ５の上方に設けられて搬送される第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２を検出する検出手段７と、この検出手段７よりも下流側に設けられて搬送される第１物品Ｔ１を保持するとともに、第１物品Ｔ１を上記バケットコンベヤ６上に載置する第１ロボット８と、この第１ロボット８の下流側に設けられて、バケットコンベヤ６上の第１物品Ｔ１に対して第２物品Ｔ２を重ね合わせる第２ロボット９とを備えている。
上記検出手段７は、第１ロボット８よりも上流側に設けられて、ベルトコンベヤ５上の第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２を撮影（検出）するＣＣＤカメラ７（以下カメラ７）であり、このカメラ７の検出データが制御装置４に入力されるとともに、この制御装置４から第１ロボット８ならびに第２ロボット９に動作指令が出力されるようになっている。
上記第１ロボット８と第２ロボット９は、特開平８−２６５５号公報等に記載されて既に周知であるスカラタイプのロボットである。これら第１ロボット８のアーム８´ならびに第２ロボット９のアーム９´の先端には、図示しない支持軸が伸縮かつ回転可能に設けられており、この支持軸の下端に物品Ｔ１、Ｔ２を吸着して保持するバキュームパッドＢ１、Ｂ２が設けられている。
これにより、上記バキュームパッドＢ１ならびにバキュームパッドＢ２は、アーム８´ならびにアーム９´により水平な状態を保ったまま水平面内を移動することができるし、支持軸により水平面内で回転するとともに、上下に昇降することができるようになっている。
なお、上記第１ロボット８ならびに第２ロボッド９としては、本実施例のスカラタイプに限定されるものではなく、パラレルリンクタイプ、平行リンクタイプ、Ｘ−Ｙ軸タイプ等の同様に動作可能に構成されたものであればよい。
【０００７】
上記バケットコンベヤ６は、第１物品Ｔ１を収容可能な方形のバケット６´を１列で等間隔に備えており、第１ロボット８によって収容される物品Ｔ１を等ピッチに整列させて搬送することができるようになっている。また、バケットコンベヤ６はエンコーダ１１を備えており、バケット６´の移動量に対応して所定数のパルス信号が上記制御装置４に入力されるようになっている。この制御装置４は、入力されたパルス信号に基づいて各バケット６´の現在位置を認識するようになっているとともに、第１ロボット８および第２ロボット９への動作指令に基づき各バケット６´の収容状態を把握して、次に第１物品Ｔ１を収容すべきバケット６´および次に組み合わせを行なうべきバケット６´を認識するようになっている。
上記制御装置４は、処理を行なう第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２の画像データが予め記憶されていて、カメラ７から検出データが入力されると、これに基づいてベルトコンベヤ５上の第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２を認識し、検出エリア７´内における第１物品Ｔ１および第２物品Ｔ２の位置ならびにベルトコンベヤ５に対する傾きを求めるとともに、ベルトコンベヤ５が備えるエンコーダ１２のその時点でのパルス数を読み込むようになっている。そして、これらのデータを第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２毎に認識した順に記憶し、このデータに基づき第１ロボット８と第２ロボット９に動作指令を出力するようになっている。
【０００８】
以上の構成を有する物品処理装置１の動作について説明する。
例えば、図示しないレーザ加工機により１枚の板状素材から切断された方形の第１物品Ｔ１ならびに円形の第２物品Ｔ２は、ばらばらに混在した状態で順次ベルトコンベヤ５により搬送されるようになっている。そして、搬送される第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２は、カメラ７によって撮影され、その検出データが制御装置４に入力される。
上記制御装置４は、第１物品Ｔ１について第１ロボット８に移し替えの指令を出す。これにより第１ロボット８は、処理する対象の第１物品Ｔ１が動作範囲内を移動している間に、第１物品Ｔ１の所定の保持位置をバキュームパッドＢ１により吸着保持する。また、制御装置４は同時に、次に第１物品Ｔ１を収容させる空のバケット６´の位置を認識しているので、第１物品Ｔ１を保持した第１ロボット８は、保持している第１物品Ｔ１をバケット６´に収容できるように水平面内で回転させつつバケットコンベヤ６上に移動させ、対象となる空のバケット６´が動作範囲内を移動している間に、この空のバケット６´に第１物品Ｔ１を収容させる。
これにより、第１物品Ｔ１は、任意のバケット６´内に収容されてバケットコンベヤ６へと移し替えられ、そして、第１物品Ｔ１を解放した第１ロボット８は、次に保持すべき第１物品Ｔ１の保持動作に移行する。
【０００９】
さらに、制御装置４は、第２物品Ｔ２について第２ロボット９に組み合わせの指令を出す。第２ロボット９は、処理する対象の第２物品Ｔ２が動作範囲内を移動している間に、第２物品Ｔ２の所定の保持位置をバキュームパッドＢ２により吸着保持する。また、制御装置４は同時に、次に組み合わせを行なう第１物品Ｔ１が収容されたバケット６´の位置を認識しているので、第２物品Ｔ２を保持した第２ロボット９は、保持している第２物品Ｔ２を、重ね合わせる対象の第１物品Ｔ１が収容されたバケット６´が動作範囲内を移動している間に、このバケット６´に収容されている第１物品Ｔ１に保持している第２物品Ｔ２を重ね、これらの組み合わせ処理を行なう。
これにより、第２物品Ｔ２は、バケット６´内に収容されるとともに第１物品Ｔ１上に重ねられた状態で組合わされるようになり、そして、この第２物品Ｔ２を解放した第２ロボット９は、次に保持すべき第２物品Ｔ２の保持動作に移行する。
【００１０】
ところで、搬入される第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２の個数の割合が釣り合っている状態であれば、バケットコンベヤ６をベルトコンベヤ５とほぼ等速で駆動することにより、バケットコンベヤ６によって連続的に、第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２とを重ね合わせた組み合わせ物品を排出させることができるが、仮に、釣り合いが崩れるようなことがあると、完成品（組み合わせ物品）に混じって第１物品Ｔ１もしくは第２物品Ｔ２だけの未完成品がバケットコンベヤ６によって下流側へ送られることになる。このような事態に対し、本実施例では、バケットコンベヤ６を完成品の搬出コンベヤとして位置付け、バケットコンベヤ６の搬送速度を可変制御してバケットコンベヤ６により完成品だけを搬出させるようにしている。
具体的には、第１物品Ｔ１の搬入が連続する場合には、第１ロボット８は順次移し替えを行なうことができるが、第２ロボット９は重ね合わせるべき第２物品Ｔ２が動作範囲に到達せず重ね合せ動作を行なえないため、重ね合わされなかった第１物品Ｔ１がバケットコンベヤ６により下流側へ送られてしまう。この場合には、第２物品Ｔ２が第２ロボット９の動作範囲に到達するまで、バケットコンベヤ６を減速もしくは停止させ、次に重ね合わせを行なうべき第１物品Ｔ１を収容したバケット６´が、第２ロボット９の重ね合わせを行なう動作範囲を外れることがないようにして、バケットコンベヤ６により常に完成品だけを排出するようにしている。また、第２物品Ｔ２の搬入が連続する場合には、第１ロボット８は移し替え動作を行なうことができなくなり、空のバケット６´が送られ、この空のバケット６´に第２ロボット９が第２物品Ｔ２を収容して下流側に送られることになる。この場合には、第１物品Ｔ１が第１ロボット８の動作範囲に到達するまで、バケットコンベヤ６を減速もしくは停止させ、次に第１物品Ｔ１を収容すべき空のバケット６´が、第１ロボット８が移し替えを行なう動作範囲を外れることがないようにして、バケットコンベヤ６により常に完成品だけを搬出するようにしている。
このようなバケットコンベヤ６の動作制御によって、バケットコンベヤ６により完成品だけを搬出させることができる。
なお、第１ロボット８、第２ロボット９で処理さなかった第１物品Ｔ１および第２物品Ｔ２は、ベルトコンベヤ５の下流側で回収するようにしている。
【００１１】
以上の説明より理解されるように、カメラ７の検出データに基づいて、先ず第１ロボット８により第１物品Ｔ１をベルトコンベヤ５と異なるバケットコンベヤ６に移し替え、次に第１ロボット８に保持されなかった第２物品Ｔ２を第２ロボット９で保持しバケットコンベヤ６で搬送される第１物品Ｔ１と組み合わせるので、ばらばらに混在して搬送される第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２を所定の組み合わせパターンに従って順次組み合わせることができる。
【００１２】
本実施例においては、第２コンベヤとしてバケットコンベヤ６を用い、そのバケット６´の位置から搬送経路の幅方向の第１物品Ｔ１の載置位置を変動することのないものとして制御装置４に記憶させており、エンコーダ１１によりバケット６´の進行方向の位置を認識することによって、第２ロボット９が重ね合わせを行なう際の第１物品Ｔ１の移動位置を認識するようにしていたが、これに限定されるものではなく、第２コンベヤとしてはベルトコンベヤを用いることもできる。この場合には、第１ロボット８が第１物品Ｔ１を載置する位置を、第２コンベヤの進行方向ならびに幅方向における一定の位置となるように設定し、この位置で一定の状態で載置するようにする。このような設定によってもエンコーダにより進行方向の位置を認識することによって、第２ロボット９が重ね合わせを行なう際の第１物品Ｔ１の移動位置を認識することが可能となる。
【００１３】
次に、図２は本発明の第２実施例を示したものであり、上記第１実施例では第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２の２つの物品を組み合わせるパターンに対応した例を示したが、本実施例は第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２と、第３物品Ｔ３の３つの物品を組み合わせるパターンに対応させた例を示すものである。
この第２実施例では、カメラ７の検出データにより第１物品Ｔ１を移し替える第１ロボット８ならびにカメラ７の検出データにより第２物品Ｔ２を第１物品Ｔ１上に重ね合わせる第２ロボット９を備えることは、第１実施例と同じであるが、上記重ね合せロボット９の下流側にカメラ７の検出データにより第２物品Ｔ２上に第３物品Ｔ３を重ね合わせる２台目の第２ロボット９９を設けている。この２台目の第２ロボット９９もまた、制御装置４により制御され、第２ロボット９と実質的に同様に作動されて第３物品Ｔ３の重ね合わせを行なうようになっている。
このように、組み合わせる物品の種類の数に対応させて第２ロボットを増設することにより、３種類以上の物品をばらばらに混在させた場合でも組み合わせを行なうことができる。
【００１４】
次に、図３は本発明の第３実施例を示すものであり、上記第２実施例では３種類の物品Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を組み合わせるにあって、物品Ｔ２、Ｔ３を組み合わせる対象とするとともに、組み合わせる物品Ｔ２、Ｔ３と同数の２台の第２ロボット９と第２ロボット９９を設けていたが、本実施例では第１ロボット８と第２ロボット９の２台のロボットからなる第１実施例での構成は変えずに、第１物品Ｔ１と第２物品Ｔ２を第１ロボット８により移し替える対象とするとともに、この移し替える対象とする物品Ｔ１、Ｔ２と同数の第２コンベヤとしての２台のベルトコンベヤ６６とベルトコンベヤ６６´を設けたものである。
また本実施例では、検出手段を、第１ロボット８の上流側位置に設けられて、ベルトコンベヤ５で搬送される物品の検出データを制御装置４に入力する第１検出手段としての第１のカメラ７と、第１ロボット８の下流側位置であって、第２ロボット９の上流側位置に設けられて、ベルトコンベヤ５ならびに第１、第２のベルトコンベヤ６６、６６´で搬送される物品の検出データを制御装置４に入力する第２検出手段としての第２のカメラ７７から構成している。
このような構成によれば、まず、第１のカメラ７の検出データに基づく制御装置４からの動作指令により、第１ロボット８はベルトコンベヤ５上をばらばらに混在した状態で搬送される第１物品Ｔ１を保持してベルトコンベヤ６６に移し替えるとともに、これに前後して第３物品Ｔ３を保持して第３物品Ｔ３を保持してベルトコンベヤ６６´に移し替える。次に、第２ロボット９は、第２のカメラ７７で検出したベルトコンベヤ６６´を搬送される第３物品Ｔ３の検出データに基づく制御装置４からの動作指令により、ベルトコンベヤ６６´上の第３物品Ｔ３を保持するとともに、第２のカメラ７７で検出したベルトコンベヤ６６を搬送される第１物品Ｔ１の検出データに基づく制御装置４からの動作指令により、保持した第３物品Ｔ３をベルトコンベヤ６６上の第１物品Ｔ１に重ね合わせる。さらに第２ロボット９は、第２のカメラ７７で検出したベルトコンベヤ５上を搬送される第２物品Ｔ２の検出データに基づく制御装置４からの動作指令により、ベルトコンベヤ５上の第２物品Ｔ２を保持するとともに、既に第２のカメラ７７で検出したベルトコンベヤ６６上の第１物品Ｔ１の検出データに基づく制御装置４からの動作指令により、保持した第２物品Ｔ２を第３物品Ｔ３が重ね合わせられた第１物品Ｔ１に重ね合わせる。
このように、移し替える物品の種類の数に対応させて第２コンベヤを増設することにより、ロボットを増設することなく３種類以上の物品がばらばらに混在する場合でも組み合わせを行なうことができる。
なお、本第３実施例で示すように、第２のカメラ７７を設けてこの検出データに基づいて第２ロボット９（９９）を動作させることは、上記第１および第２実施例においても採用することができる。
【００１５】
なお上記第１実施例ないし第３実施例では、いずれも物品を上下方向に重ね合わせて組み合わせていたがこれに限定されるものではなく、物品を横方向に重ね合わせて組み合わせてもよいし、或いは物品を他の物品に挿入する組み合わせであってもよいし、物品を他の物品に取付ける組み合わせであってもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、カメラの検出データに基づいて、先ず第１ロボットにより第１物品をベルトコンベヤに移し替え、次に第２ロボットにより第１ロボットを通過した第２物品をベルトコンベヤからバケットコンベヤで搬送される第１物品に重ねて組み合わせているので、ばらばらに混在して搬送される物品を所定の組み合わせパターンに従って組み合わせ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物品処理装置１の概略平面図。
【図２】本発明の第２実施例を示す概略平面図。
【図３】本発明の第３実施例を示す概略平面図。
【符号の説明】
１…物品処理装置
５…ベルトコンベヤ（第１コンベヤ）
６、６６、６６´…バケットコンベヤ、ベルトコンベヤ（第２コンベヤ）
７、７７…カメラ（検出手段）
８…第１ロボット
９…第２ロボット

Claims (3)

1. 複数種の物品を組み合わせる物品処理装置において、
   ばらばらに混在させた複数種の物品を搬送する第１コンベヤと、この第１コンベヤと同方向に物品を搬送する第２コンベヤと、上記第１コンベヤで搬送される物品を検出する検出手段と、この検出手段で検出された物品の検出データに基づいて、上記第１コンベヤで搬送される複数種の物品の中から移し替えるべき種類の物品だけを保持して第２コンベヤに移し替える第１ロボットと、上記検出手段で検出された物品の検出データに基づいて、上記第１コンベヤで搬送される組み合わせるべき種類の物品を保持し、当該物品を予め設定された所定の組み合わせパターンに従って第２コンベヤで搬送される組み合わせ対象の物品と組み合わせる第２ロボットとを備え、さらに上記第２コンベヤは、上記検出手段により移し替えるべき種類の物品と組み合わせるべき種類の物品とのいずれか一方の物品が連続して搬送されてきたことが検出されて両物品の組合せが行えない場合には、減速もしくは停止されることを特徴とする物品処理装置。
2. 上記第２コンベヤは、物品を収容し、かつエンコーダを備えたバケットコンベヤであり、該エンコーダのパルス信号によって移し替えられた物品の移動位置を把握することを特徴とする請求項１に記載の物品処理装置。
3. 上記検出手段は、上記第１ロボットよりも上流側位置に設けられて物品の第１コンベヤ上での位置を検出する第１検出手段と、上記第１ロボットよりも下流側位置であって、かつ上記第２ロボットよりも上流側位置に設けられて、物品の第１コンベヤ上での位置を検出する第２検出手段から構成され、そして、上記第１ロボットは、上記第１検出手段の検出データに基づいて物品の移し替えを行なうとともに、上記第２ロボットは、上記第２検出手段の検出データに基づいて物品の組み合わせを行なうことを特徴とする請求項１に記載の物品処理装置。

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