JP5152471B2 - ピッキング装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用ガラス板などの平板状のワークを載置、ピッキングして車両の組み立てなどに供するピッキング装置に関するものである。

車両に用いるフロントガラスやリヤガラス等は、ロボットで吸着・吊下げられて、ラックに立て掛け、組立工程に搬送し、再度ロボットで吊上げ、車両に組付けられている。
前記ラックは、通常は、移動装置などを備えるピッキング装置に設けられており、該ピッキング装置では複数枚のガラスなどのワークを立てた状態で載置することができる。
該ピッキング装置では、立てた状態で載置したワークを支持するためにワークの側面側をアーム状などの支持部材で支持しており、ロボットなどによってピッキングする際には、支持部材を支持位置から退避させてピッキング作業を容易にしている。
上記支持部材の支持、退避の切り替えは、支持部材を手動で操作して起立させたり、倒したりする機構が提案されている（例えば特許文献１）。しかし、手動での操作は手間が掛かり効率的でないため、自動化が望まれており、シリンダなどの駆動手段を設けることで自動的な支持部材の支持、退避の切り替えを可能にしている（例えば、特許文献２、３参照）。
実公平４−５１０７２号公報 特開２０００−２８０１２８号公報 実開平５−７２３４４号公報

しかし、上記のように従来提案されているピッキング装置の構造では、シリンダなどの駆動手段を備えていなければならず、装置がコスト高になるとともに、駆動制御などのためのプログラム、動作が複雑になり、トラブルの原因になる。また、障害が生じた場合の復旧にも時間がかかり、サイクルタイムが長くなってしまうという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、構造、機構、メンテナンスが簡単で、かつ人手によることなく支持部分によるワークの支持、退避の操作を行うことができるピッキング装置を提供することを目的とする。

すなわち、請求項１記載のピッキング装置は、平板状のワークを縦状に載置する、ピッキング装置において、一方側が縦方向上側に曲がった形状を有するとともに、自重による回動が可能なように重心を他方側に偏位させたステーを該ステーの長手方向と交差する横方向の支持軸に回動可能に設け、前記ステーの前記一方側にワークが接した後、前記ワークの自重で押し下げられると、前記支持軸を中心にステーが回動して前記ステーの前記他方側が起立し、前記ワークが前記ステーの前記一方側から離れるように上昇すると、前記ステーが自重によって前記支持軸を中心に逆方向に回動して前記他方側が倒れることを特徴とする。

請求項２記載のピッキング装置は、請求項１記載の発明において、前記支持軸は、横方向面において曲がった形状を有するワークが載置された際に前記面に略直交する方向に沿うように配置されていることを特徴とする。

請求項３記載のピッキング装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記ステーは、載置された前記ワークの略面方向に沿って横方向両側に位置するように配置されているとともに、前記ワークの面方向と交差する方向に沿って間隔を置いて複数配置されており、前記両側のステーが設けられている支持軸間の間隔が、前記面方向と交差する方向の一方端側程広くなっていることを特徴とする。

請求項４記載のピッキング装置は、請求項３記載の発明において、前記ワークが横方向において湾曲した断面を有しており、該ワークが載置された際に、該ワークの該湾曲の凸側に向かって、前記両側の支持軸の間隔が広くなり、該支持軸と、前記ワークおよび該ワークと接する前記ステーとが、略直交するようにされていることを特徴とする。

請求項５記載のピッキング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記ステーの一方側にワークを載置するワーク受け筒部が設けられており、該ワーク受け筒部は、ステーに設けたワーク受け軸に回転可能に取り付けられているとともに、該ワーク受け軸は、横方向面において曲がった形状を有する前記ワークが載置された際に前記面に略直交する方向に沿うように配置されていることを特徴とする。

すなわち、本発明によれば、前記支持軸を基準にして前記ステーの一方側にワークの荷重が加わると、支持軸を中心にしてステーが回動し、その結果、ステーの反対側が起立し、ステーに載ったワークの側面を支持することができる。一方、上記ワークがステーの一方側から離れるように上昇すると、ステーに加わっている荷重が除かれ、ステーは、支持軸を中心にして重心バランスによって回動する。したがって、ステーの重心を支持軸位置から前記の他方側に偏位させておくことでワークの荷重が除かれると、他方側が倒れるように前記と逆方向に回動してワークの取り出しが容易になる。なお、上記重心の偏位は、ステーの形状、支持軸の設定位置によって達成することができ、この他に、ステーの他方側にカウンターウェイトを設けるなどして達成することもできる。また、ステーは縦方向上方に曲がった形状を有することにより、ステーの一方側が下方に押し下げられる際に、該一方側の押し下げ量を大きくして他方側を起立位置にまで大きな角度で回動させることができる。なお、ステーの曲がり形状は、屈曲形状でも良く、また湾曲形状でも良く、さらにこれらが複合したものであってもよい。また、ステーは、一つの部材が曲がって構成されているものでもよく、一方側の部材と他方側の部材とが連結部材などによって連結され、その結果、縦方向上側に曲がった形状となるものであってもよい。

なお、ワークが載るステーの一方側と、ワークを支持するステーの他方側とは、軸方向において位置が異なることによって、ステーの他方側がワークと干渉することなくワークの側面側に移動してワークを支持することができる。

また、ワークとしては平坦形状の他に、車両用ガラスのように横方向面において湾曲するなどして曲がった形状を有するものであってもよい。このような形状のワークを載置する際には、前記支持軸を、載置されるワークの面に略直交する方向に沿うように配置するのが望ましい。これによりワークが載置またはピックアップされる際に、支持軸が摩擦を受けにくく、円滑に回転してステーの起立、倒れが確実になされる。また、前記ステーの一方側にワークを載置するワーク受け筒部が設けられ、該ワーク受け筒部がステーに設けたワーク受け軸に回転可能に取り付けられている場合、該受け軸は、横方向面において曲がった形状を有するワークを載置する際に、載置されたワークの前記面に略直交する方向に沿うように配置されているのが望ましい。この受け軸も該配置方向とすることによりワークの載置、ピックアップに際し円滑に回転し、上記支持軸の回転を円滑にする。

さらに前記ステーが、載置された前記ワークの略面方向に沿って横方向両側に位置するように配置され、かつ前記ワークの面方向と交差する方向に沿って間隔を置いて複数配置されている場合、前記両側のステーが設けられている支持軸間の間隔が、前記面方向と交差する方向の一方端側程広くなるようにすれば、前記のように湾曲などの形状を有するワークの載置に際し、ワークの面にできるだけ直交するように支持軸を配置できるとともに、複数のステーに対し、傾斜した支持軸で共通して支持することが可能になる。
また、この際に、支持軸に対し、設置されるワークとステーとが略直交するようにすることで、ステーとワークとの干渉を確実に避けて、ステーの起立、倒れ動作を支障なく行うことができる。

以上説明したように、本発明のピッキング装置によれば、平板状のワークを縦状に載置する、ピッキング装置において、一方側が縦方向上側に曲がった形状を有するとともに、自重による回動が可能なように重心を他方側に偏位させたステーを該ステーの長手方向と交差する横方向の支持軸に回動可能に設け、前記ステーの前記一方側にワークが接した後、前記ワークの自重で押し下げられると、前記支持軸を中心にステーが回動して前記ステーの前記他方側が起立し、前記ワークが前記ステーの前記一方側から離れるように上昇すると、前記ステーが自重によって前記支持軸を中心に逆方向に回動して前記他方側が倒れることを特徴とするので、ピッキング装置上のガラスなどのワークをロボットなどで直接載置またはピックアップする時、ワーク転倒防止用のステーがエアー、電気などの動力源なしで、自動で起倒し、ロボットなどがワークを容易に載置し、またはピックアップすることができ、作業負担が軽減される。さらに、構造・機構・メンテナンスが簡単でシンプルな構造により装置を構成でき、ロボット工程においてトラブルを軽減することができる。

以下に、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
この実施形態のピッキング装置は、キャスター２、３を備える移動台車１を有しており、該移動台車１上にワークが載置される。
移動台車１上には、両端側にそれぞれ長尺形状のガラス受け部４、４が配置されており、該ガラス受け部４、４には、長手方向に間隔を置いて複数のガラス設置溝４ａ…４ａが設けられている。また、移動台車１のガラス受け部４、４の一端が位置する側には、内側に向けたガラス受け部５、５が設けられている。

ガラス受け部４、４の内側やや下方側には、該ガラス受け部４に略沿うように、それぞれ支持軸６、６が配置されており、該支持軸６、６は、長手方向の一方側で互いの間隔が広く、他方側で間隔が狭くなるように、平面視ハ字状に配置されている。このハ字形状の配置は、ワークとして載置されるガラス２０の横方向に湾曲した曲率が考慮されており、支持軸６、６が、載置されたガラス２０の面に略直交するように設定されている。

該支持軸６、６には、それぞれ複数のステー１０…１０が前記ガラス設置溝４ａ、４ａ間と同じ間隔で各支持軸６の長手方向に沿って回転可能に軸止されている。
ステー１０は、前記支持軸６に回転可能に外装される円筒状の軸止部１０ａを有しており、前記支持軸６との軸止によってステー１０は、支持軸６と直交するように位置している。また、ステー１０は該軸止部１０ａのやや内側で上方側に挟角となるように屈曲しており、屈曲部の内側が支持アーム部１０ｂとなっている。支持アーム部１０ｂには、ガラスへの傷付けを防止するため、緩衝材１１などで覆われている。屈曲部分は、ステー１０全体では、中央よりも外側に位置しており、ステー１０の重心は支持アーム部１０ｂ側に位置している。移動台車１には、支持アーム部１０ｂの下方側にアーム受け部７、７が支持軸方向に沿って設けられており、自重で倒れる各支持アーム部１０ｂがアーム受け部７、７で略水平状態で支持されるようになっており、アーム受け部７、７で支持された支持アーム部１０ｂは、上記ガラス受け部４、４の上面よりも下方に位置する。

また、ステー１０の屈曲部分の外側にあるガラス載置部１０ｃは、支持アーム部１０ｂが水平な状態では、外側上方向に向けて斜行する状態になり、該ガラス載置部１０ｃの端部にステー１０の延伸方向と直交するワーク受け軸１０ｄが設けられており、該ワーク受け軸１０ｄに、ウレタンなどからなるガラス受け緩衝筒部１２が回転可能に取り付けられている。なお、ガラス受け緩衝筒部１２の先端側は大径にされて載置されるガラスの止め部１２ａとなっている。

以下に、この実施形態の動作について図５を参照しつつ説明する。なお、図５（ｂ）では、説明による理解を容易にするため、ガラス２０の曲率および支持軸６の傾斜した配置角度を誇張して図示している。
ワークとしてのガラス２０を載置していないピッキング装置では、上記したように、各ステー１０は、自重によって各支持アーム部１０ｂが下方側に位置してアーム受け部７、７で支持された状態にある。
ロボットなどによって吸着・吊下したガラス２０は、縦にした状態でピッキング装置に搬送し載置される。この際には、通常は、ガラス受け部５、５がある端部側から載置する。載置に際しては、ガラス２０を徐々に下降させると、図５（ａ）に示すように、ガラス受け部５に近いステー１０において先ずガラス２０下端がガラス受け緩衝筒部１２に当たり、ステー１０のガラス載置部１０ｃを押し下げる。この際には、ガラス２０の面とガラス受け緩衝筒部１２とが図５（ｂ）に示すように略直交しており、ガラス受け緩衝筒部１２が円滑に回転しつつ、ワーク受け軸１０ｄを介してガラス載置部１０ｃが押し下げられる。
ガラス載置部１０ｃが押し下げられると、ステー１０は、支持軸６、６で軸止された軸止部１０ａを介して回動をし、ガラス載置部１０ｃの下方への回転移動に伴って支持アーム部１０ｂが上方に回転移動をする。なお、この際に、支持軸６、６は、図５（ｂ）に示すように、ガラス面の曲率に合わせて斜行してガラス面に略直交しているので、軸止部１０ａの回転、すなわちステー１０の回転が円滑になされる。

ガラス２０をさらに下降させると、ガラス２０の下端面は、ガラス受け部４、４のガラス設置溝４ａ、４ａに嵌って下降が停止する。この際には、支持アーム部１０ｂが内側にやや斜行した状態に起立し、ガラス受け部４、４に載置されたガラス２０を側面から支持する。なお、他面側は、ガラス受け部５、５によって側面から支持される。なお、支持アーム部１０ｂは、支持軸６に略直交しており、そのため、載置されるガラス２０の面に略沿うように位置して回動するので、ガラス面との干渉が避けられる。
上記により載置されたガラス２０に対し、隣接するようにさらに別のガラス２０を下降させると、上記と同様にしてガラス２０の自重によりステー１０が回動して支持アーム部１０ｂが起立する。載置されたガラスは、内外のステー１０によって両側面が支持される。これを繰り返すことにより、図６に示すように、順次、ガラスの載置を行うことができる。なお、サイズ、曲率の異なるガラスを載置する場合、支持軸６、６の配置を複数のガラスの曲率の平均をとるなどして、各ガラスに対し、軸止部ができるだけガラス面に直交する状態に近いように設定することで、複数種類のガラスについても円滑に載置およびステー１０の起立動作を行うことができる。

次に、ガラス２０の取り出しに際しての動作を説明する。ロボットなどによって取り出すガラス２０を吸着し、引き上げると、これに連れてガラス載置部１０ｃに加わる荷重が除かれ、ステー１０の自重によって支持アーム部１０ｂが下降し、ガラス載置部１０ｃが上昇する回動がなされる。ステー１０の回動は、上昇するガラス２０の下面で押さえながら徐々になされ、ガラス載置部１０ｃの最大上昇点からガラス２０が離れると、支持アーム部１０ｂは、自重によってアーム受け部７、７に当接するまで下方に回転移動する。この状態では、支持アーム部１０ｂは、ガラス載置部１０ｃよりも下方の位置にあり、その上方にあるガラス２０との干渉は全くない。したがって、ガラス２０は、ピッキング装置から円滑に取り出すことができる。上記動作を繰り返すことで、ピッキング装置から順次、ガラス２０を取り出すことができる。

上記動作において、ステー１０は、ガラス２０の上下移動に伴って回転をし、支持アーム部１０ｂの起倒がなされるので、特別な操作や駆動装置などを必要とせず、簡易な構成によってガラスを支持する部材を起立させ、また倒すことができ、メンテナンス負担も大幅に軽減される。
なお、上記実施形態では、ワークとしてガラスを対象とする場合について説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、板状のものであれば、載置、取り出しの対象とすることができる。また、上記実施形態では、ステーが２列で複数個並設されているものについて説明を行ったが、本発明としては、その列数や並設数が限定されるものではない。

本発明の一実施形態のピッキング装置を示す平面図および正面図である。 同じく、ステーを示す平面図および正面図である。 同じく、ガラス受け緩衝筒部を示す一部断面図である。 同じく、ガラス受け部を示す側面図である。 同じく、ステーの動作を示す図である。 同じく、ワークが載置された状態のピッキング装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ 移動台車
４ ガラス受け部
５ ガラス受け部
６ 支持軸
１０ ステー
１０ａ 軸止部
１０ｂ 支持アーム部
１０ｃ ワーク載置部
１０ｄ ワーク受け軸
１２ ガラス受け緩衝筒部
２０ ガラス

Claims (5)

1. 平板状のワークを縦状に載置する、ピッキング装置において、
   一方側が縦方向上側に曲がった形状を有するとともに、自重による回動が可能なように重心を他方側に偏位させたステーを該ステーの長手方向と交差する横方向の支持軸に回動可能に設け、
   前記ステーの前記一方側にワークが接した後、前記ワークの自重で押し下げられると、前記支持軸を中心にステーが回動して前記ステーの前記他方側が起立し、前記ワークが前記ステーの前記一方側から離れるように上昇すると、前記ステーが自重によって前記支持軸を中心に逆方向に回動して前記他方側が倒れることを特徴とするピッキング装置。
2. 前記支持軸は、横方向面において曲がった形状を有するワークが載置された際に前記面に略直交する方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１記載のピッキング装置。
3. 前記ステーは、載置された前記ワークの略面方向に沿って横方向両側に位置するように配置されているとともに、前記ワークの面方向と交差する方向に沿って間隔を置いて複数配置されており、前記両側のステーが設けられている支持軸間の間隔が、前記面方向と交差する方向の一方端側程広くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載のピッキング装置。
4. 前記ワークが横方向において湾曲した断面を有しており、該ワークが載置された際に、該ワークの該湾曲の凸側に向かって、前記両側の支持軸の間隔が広くなり、該支持軸と、前記ワークおよび該ワークと接する前記ステーとが、略直交するようにされていることを特徴とする請求項３記載のピッキング装置。
5. 前記ステーの一方側にワークを載置するワーク受け筒部が設けられており、該ワーク受け筒部は、ステーに設けたワーク受け軸に回転可能に取り付けられているとともに、該ワーク受け軸は、横方向面において曲がった形状を有する前記ワークが載置された際に前記面に略直交する方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のピッキング装置。

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