JP5615533B2 - ワークの切り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、列状に存在する複数のワークからワークを順次個別に切り出すワーク切り出し装置に関する。

従来から、ローラコンベアやベルトコンベア等によって次々と搬送されてくるダンボール箱などのワークを、コンベアの終端において、ロボット等に取り付けられたハンドによってワークを把持してパレタイジングすることが行われている。ロボットハンドによってワークを把持するためには、把持用の爪がワーク間に入るスペースが必要であり、ワークが互いに近接している部分に爪が入らないので把持できなかったり、ワークを破損したりする。従って、先頭のワークを１個だけを切り離す切り出し操作が必要である。このようなワークの切り出しを行う装置として、ストレージされたワークをワーク同士の間隔を空けて確実に切り出すためのローラコンベアであって、下流のローラほど回転速度が速くなるようにして、ローラ上を搬送されるワークに速度差を与えることにより、ワーク間に自動的に間隔が空くようにした装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１４９４１３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるようなワーク切り出し装置においては、コンベア上の複数のワーク間に速度差があるものの、同時に移動しており、下流の次工程におけるワークに対する個別処理との連携調整が難しいという問題がある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、確実にワークを切り出すことができ、かつ、下流の次工程との連携を容易に実現できるワーク切り出し装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、コンベア上の列状に存在する複数のワークからワークを順次個別に次工程に供給するために、コンベア上でワークの列から先頭のワークを分離して切り出すワーク切り出し装置において、ワークを載置すると共に駆動力によってワークを移動させる駆動部を複数配設したコンベアと、前記コンベアの途中に配置され、前記コンベア上のワークの通過と停止とを切り替えるために開閉されるゲートと、前記駆動部の駆動動作と前記ゲートの開閉動作とを制御する制御部と、を備え、前記コンベアは、ローラ式コンベアであって、前記各駆動部が、駆動力を有する駆動ローラで構成されており、前記制御部は、前記ゲートを開き、先頭のワークの下の前記駆動ローラのみを、切り出すワークの長さに応じてワークの移動に同期させて選択的に正転駆動して当該先頭のワークのみを前方に移動させ、該ワークが前記ゲートを通過した後に該ゲートを閉じることによりワークを切り出すものである。

上記課題を達成するために、請求項２の発明は、コンベア上の列状に存在する複数のワークからワークを順次個別に次工程に供給するために、コンベア上でワークの列から先頭のワークを分離して切り出すワーク切り出し装置において、ワークを載置すると共に駆動力によってワークを移動させる駆動部を複数配設したコンベアと、前記コンベアの途中に配置され、前記コンベア上のワークの通過と停止とを切り替えるために開閉されるゲートと、前記駆動部の駆動動作と前記ゲートの開閉動作とを制御する制御部と、を備え、前記コンベアは、ローラ式コンベアであって、前記各駆動部が、駆動力を有する駆動ローラで構成されており、前記制御部は、前記ゲートを開き、先頭のワークが位置する領域とその前方周辺における前記駆動ローラのみを、ワークの移動に同期させて選択的に正転駆動させて当該先頭のワークのみを前方に移動させ、該ワークが前記ゲートを通過した後に該ゲートを閉じることによりワークを切り出すものである。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のワーク切り出し装置において、ワークを自重で移動させるため前記コンベアに傾斜を持たせたものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のワーク切り出し装置において、前記制御部は、ワークを切り出す際に切り出しの対象となるワーク位置よりも後方位置にある駆動部を逆転駆動させるものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のワーク切り出し装置において、前記切り出されたワークの長さを測定するための測定手段を備えたものである。

請求項１の発明によれば、先頭のワークの下の駆動部を駆動して当該先頭のワークのみを前方に移動させるので、簡単な構成により、確実にワークを切り出すことができ、かつ、下流の次工程との連携を容易に実現できる。例えば、複数のワークが切り出しのために連続的に移動しているのではないので、次工程からの切り出し要求に従ってワークの切り出しを行うことにより次工程との連携を実現できる。

請求項２の発明によれば、ワークのサイズの違いによる底面の搬送方向の長さに応じて、ローラを個別に駆動させることにより種々のサイズのワークに対応して、確実にワークの切り出しをすることができる。

請求項３の発明によれば、駆動部を減らしてコストダウンすることができる。

請求項４の発明によれば、先頭の切り出し対象となっているワーク以外のワークの移動を強制的に阻止することができ、傾斜したコンベアをワークが滑り落ちてくる場合であっても、確実にワークを切り出すことができる。

請求項５の発明によれば、例えば、ワークの１個切り出しに失敗して２個切り出しとなったり、他のワーク品種の混入によりワークサイズの変化があったりした場合などに、測定手段による測定結果に基づいて次工程におけるロボットハンドによるワーク把持などの動作を停止させることができ、ロボットハンドの破損や異品種の混合などの不具合を防止することができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係るワーク切り出し装置についての平面図、（ｂ）は同側面図。 同装置の動作を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｆ）は同装置によるワーク切り出しの様子を時系列的に示す側面図。 （ａ）（ｂ）はワーク切り出し装置の他の実施形態を示す側面図。

以下、本発明の一実施形態に係るワーク切り出し装置について、図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）に示すように、ワーク切り出し装置１は、コンベア２上の列状に存在する複数のワークＷ１〜Ｗ７（総称してワークＷ）からワークＷを順次個別に次工程に供給するために、コンベア２上でワークＷ１〜Ｗ７の列から先頭のワークを分離して切り出す装置であり、ワークＷを載置すると共に駆動力によってワークＷを移動させる駆動部を複数配設したコンベア２と、コンベア２の途中に配置され、コンベア２上のワークＷの通過と停止とを切り替えるために開閉されるゲート４と、駆動部の駆動動作とゲート４の開閉動作とを制御する制御部５と、を備えている。制御部５は、ゲート４を開き、先頭のワークＷの下の駆動部を駆動して先頭のワークＷのみを前方に移動させ、ワークＷがゲート４を通過した後にゲート４を閉じることによりワークＷを切り出す。図中に示したワークＷ０は、切り出されたワークである。切り出されたワークＷ０は、ロボットハンド等によって把持されて移送され、次工程の例えばパレタイジング作業などに供される。以下、詳細説明する。

コンベア２は、ローラ３を備えたローラコンベアであり、互いに連続搬送できるように連接された上流側のコンベア２１と、下流側のコンベア２２とで構成されている。上流側のコンベア２１はフリーローラで構成されており、ワークＷを自重で移動させるため傾斜を持たせたものである。下流側のコンベア２２は水平に配置されており、ワークＷの移動や停止を制御できるように、各ローラ３には個別にコンベア用のモータ３１が接続され、これらの駆動力を備えたローラ３（以下、駆動ローラ３と称する）の各々がワークＷを移動させる互いに独立した駆動部を構成している。コンベア２２の先端には切り出したワークＷ０を定位置に停止させるためのストッパ２３が設けられている。

ゲート４は、コンベア２２の中ほどに設けられており、コンベア２２上のワークＷの移動空間に出し入れされるゲート板４０と、ゲート板４０の出し入れ動作を駆動するゲート駆動用のゲートモータ４１と、ゲート板４０を支持すると共にゲートモータ４１の回転力を伝達する上下方向の回転軸４２と、を備えている。ゲート板４０は、開動作において、コンベア２２を横切ってワークＷを停止させる位置から、下流方向に例えば９０°回転してワークＷの移動空間から退出し、破線で示したゲート板４ａの位置まで回転してワークＷを通過させる。また、閉動作の場合は、下流側からコンベア２２上を前記とは逆に回転して移動する。コンベア２は、ゲート４の位置によって上流側と下流側とに分けると、上流側は複数のワークＷが列状に貯蔵する貯蔵部であり、下流側は切り出したワークＷ０が単一で移動する搬送部となる。

次に、図２、図３によって、ワーク切り出し装置１の動作を説明する。ワーク切り出し装置１の初期状態は、ゲート４が閉の状態であり、切り出し対象のワークＷ１，Ｗ２，・・の列の先頭ワークＷ１が、ゲート４のゲート板４０に接触しているか、またはゲート板４０の近傍に位置しているものとする。制御部５は、ワーク切り出しを開始すると、先頭のワークＷ１の下に位置する駆動ローラ３（駆動部）よりも上流側に位置する駆動ローラ３を逆転駆動させ（Ｓ１）、ゲートモータ４１を起動してゲート４を開く（Ｓ２）。すなわち、図３（ａ）（ｂ）に示すように、矢印ｘ方向にある駆動ローラ３を逆転駆動させた後、ゲート板４０を９０°回転させる。このとき、どのローラを逆転駆動させるかは、ワークＷの寸法と各駆動ローラ３の配置間隔とに基づいて予め決定される。つまり、ワークのサイズの違いによる底面の搬送方向の長さに応じて、駆動ローラ３を個別に逆転駆動させる。例えば、駆動ローラ３のピッチが１００ｍｍ、ワークＷの底面長が３００ｍｍの場合、ゲート４から後方（上流側）に数えて４本目以降の駆動ローラ３を逆転させ、ワークＷの底面長が４００ｍｍの場合には、５本目以降の駆動ローラ３を逆転させる。これにより、種々のサイズのワークに対応して、ワークの切り出しに際して、先頭のワーク以外のワークが前方に追随移動することを確実に防止できる。

次に、制御部５は、先頭のワークＷ１の下に位置する駆動ローラ３を正転駆動させ、ワークＷ１のみを下流側に移動させて切り出す（Ｓ３）。すなわち、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、矢印ｙ方向にある駆動ローラ３を正転駆動させて、先頭のワークＷ１だけ、ゲート４を通過させる。その後、制御部５は、先頭ワークＷ１が通過後にゲート４を閉じ（Ｓ４）、逆転駆動している駆動ローラ３を停止させ、先頭ワークＷ１がストッパ２３に到達すると、正転駆動している駆動ローラ３を停止させる（Ｓ５）。すなわち、図３（ｅ）に示す状態となる。

図３（ｃ）（ｄ）においては、先頭のワークＷ１が移動する領域の全ての駆動ローラ３（矢印ｙ方向にある全ての駆動ローラ３）を正転駆動させる例を示しているが、先頭のワークＷ１の底面に接している駆動ローラ３のみ、または、ワークＷ１が位置する領域とその前方周辺における駆動ローラ３のみを選択的に正転駆動させてもよい。この場合、切り出されたワークＷ１の移動に伴って、ワークＷ１の下にある駆動ローラ３は次々と隣のローラに移っていくので、制御部５は、ワークＷ１の移動に同期させてワークＷ１の移動に必要な駆動ローラ３のみを正転駆動させる。このとき、既知であるワークの底面の長さに応じた本数の駆動ローラ３を駆動させることにより、異なる品種のワークＷに対応することができる。

ワークの切り出し作業を終了する場合は切り出しを終了し（Ｓ６でＮｏ）、切り出しを継続する場合は（Ｓ６でＹｅｓ）、図３（ｆ）に示すように、ゲート４の上流側の矢印ｘ２方向にある駆動ローラ３を正転駆動させて上流側のワークをゲート４まで移動させ（Ｓ７）、その後、ステップ（Ｓ１）からの処理を繰り返す。なお、ワークＷがコンベア２の傾斜によって自重で移動したり、他のワークに押されて移動したりする場合には、ステップ（Ｓ７）や図３（ｆ）に示したような、駆動ローラ３を正転駆動するワークの詰め送り動作は不要となる。

上述したゲート４の開閉制御や駆動ローラ３の駆動制御は、ゲート４やストッパ２３の位置にワークＷが到達したことを検知するためのセンサをゲート４やストッパ２３に備え、これらのセンサの情報に基づいて、または、各駆動ローラ３の駆動時間長とワークの移動距離との関係を予め求めておき、これらの関係情報に基づいて、または、これらの組合せに基づいて行うことができる。

本実施形態によれば、先頭のワークＷ０の下の駆動部を駆動して当該先頭のワークＷ０のみを前方に移動させるので、簡単な構成により、確実にワークを切り出すことができる。また、複数のワークが切り出しのために連続的に移動している従来例とは異なり、単発的にワークの切り出しを行うことができるので、例えば、次工程からの切り出し要求に応じて適宜柔軟にワークの切り出しを行うことにより次工程との連携を容易に実現できる。また、ワークのサイズの違いによる底面の搬送方向の長さに応じて、駆動ローラ３を個別に駆動させることにより種々のサイズのワークに対応して、確実にワークの切り出しをすることができる。また、コンベア２１に傾斜を付ける構成により、駆動部を減らしてコストダウンすることができる。

次に、図４によって、ワーク切り出し装置の他の実施形態を説明する。本実施形態のワーク切り出し装置１は、上述の図１（ａ）（ｂ）に示したワーク切り出し装置１において、図４（ａ）に示すように、切り出されたワークＷ０の長さを測定するための距離計６を備えるものである。距離計６は不図示の制御部５に接続されており、距離計６の測定結果は制御部５によって処理され制御に用いられる。距離計６は例えばレーザ距離計を用いることができる。コンベア２２が水平であるとして、距離計６からストッパ２３までの水平距離をＬ（既知）、距離計６からワークＷ０の後端面５１までの水平距離の測定値をＡとすると、ワークＷ０の長さの実測値Ｂが、Ｂ＝Ｌ−Ａによって求められる。そこで、制御部５は、この実測値Ｂが、所定の許容範囲内にあるか否かを判断することによって、ワークＷ０の品種チェックを行う。許容範囲を超えていれば異品種（過大または過小）であると判定する。許容範囲は、作業者が設定した品種の値を用いる。図では距離計６の光軸が傾斜しており水平ではないが、角度が小さい場合は傾斜による誤差は無視しても問題はなく、また、傾斜が大きい場合には換算すればよい。図４（ｂ）は、ワークＷ０とは異なる品種のワークＷｘについて測定の例を示している。

本実施形態によれば、例えば、他のワーク品種の切替や混入によりワークサイズの変化があったり、ワークの１個切り出しに失敗して２個切り出しとなったりした場合などに、距離計６による測定結果に基づいてその変化や失敗を検知することができ、次工程における、例えば、ロボットハンドによるワーク把持などの動作を停止させてロボットハンドの破損を防止したり、異品種の混合などの不具合を防止したりすることができる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上記おいてコンベア２１はワークＷが自重で移動するように下り傾斜しているとして説明したが、コンベア２１は水平でも、登り傾斜でもよい。また、コンベア２２についても、水平に限るものではなく、一部がまたは全体が傾斜しているものでもよい。また、コンベア２１とコンベア２２とは分かれていなくてもよい。駆動ローラ３は、駆動ローラ３同士を並べて配置するする構成に限らず、間にフリーローラを１本乃至複数本を配する構成としてもよい。駆動部は、駆動ローラ３による構成に限らず、長さの短いベルトコンベアの組合せによる構成でもよい。また、図２におけるステップ（Ｓ１）や図３（ａ）〜（ｅ）において駆動ローラ３を逆転駆動する旨説明したが、例えば、コンベア２２のゲート４後方の部分が水平や上り傾斜などの構成であって、先頭ワーク以外のワークが先頭ワークに自然追随移動をしない構成の場合は、この逆転駆動の操作は必ずしもしなくてもよい。

本発明は、ワークＷがコンベアで移送可能で個々のワークに分離できるものであれば、箱状のワークに限らず任意形状のワークを対象とすることができる。開閉するゲートは、上記したような側方から回転して入れ出しするものの他に、側方から直線移動したり、上方や下方から回転移動や直線移動したりして開閉するゲートでもよい。直線移動して開閉するゲートの場合には、上記のゲート板４０に相当する部材は、ワークを逃がしてワークとの衝突を和らげることができるようにワークに対して傾斜している当たり面を有するものが好ましい。下方から回転して開閉するゲートを設ける場合には、コンベアにゲート板４０に相当する部材が移動する隙間を設けてやればよい。本発明のワーク切り出し装置は、ストッパ２３を備えずに、コンベアを連続させてワークを互いに一定間隔を保って整列して搬送するための整列装置としても用いることができる。

１ ワーク切り出し装置
２，２１，２２ コンベア
３ 駆動ローラ（駆動部）
４ ゲート
５ 制御部
６ 距離計（測定手段）
Ｗ，Ｗ０〜Ｗ７，Ｗｘ ワーク

Claims (5)

1. コンベア上の列状に存在する複数のワークからワークを順次個別に次工程に供給するために、コンベア上でワークの列から先頭のワークを分離して切り出すワーク切り出し装置において、
   ワークを載置すると共に駆動力によってワークを移動させる駆動部を複数配設したコンベアと、
   前記コンベアの途中に配置され、前記コンベア上のワークの通過と停止とを切り替えるために開閉されるゲートと、
   前記駆動部の駆動動作と前記ゲートの開閉動作とを制御する制御部と、を備え、
   前記コンベアは、ローラ式コンベアであって、前記各駆動部が、駆動力を有する駆動ローラで構成されており、
   前記制御部は、前記ゲートを開き、先頭のワークの下の前記駆動ローラのみを、切り出すワークの長さに応じてワークの移動に同期させて選択的に正転駆動して当該先頭のワークのみを前方に移動させ、該ワークが前記ゲートを通過した後に該ゲートを閉じることによりワークを切り出すことを特徴とするワーク切り出し装置。
2. コンベア上の列状に存在する複数のワークからワークを順次個別に次工程に供給するために、コンベア上でワークの列から先頭のワークを分離して切り出すワーク切り出し装置において、
   ワークを載置すると共に駆動力によってワークを移動させる駆動部を複数配設したコンベアと、
   前記コンベアの途中に配置され、前記コンベア上のワークの通過と停止とを切り替えるために開閉されるゲートと、
   前記駆動部の駆動動作と前記ゲートの開閉動作とを制御する制御部と、を備え、
   前記コンベアは、ローラ式コンベアであって、前記各駆動部が、駆動力を有する駆動ローラで構成されており、
   前記制御部は、前記ゲートを開き、先頭のワークが位置する領域とその前方周辺における前記駆動ローラのみを、ワークの移動に同期させて選択的に正転駆動させて当該先頭のワークのみを前方に移動させ、該ワークが前記ゲートを通過した後に該ゲートを閉じることによりワークを切り出すことを特徴とするワーク切り出し装置。
3. ワークを自重で移動させるため前記コンベアに傾斜を持たせたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク切り出し装置。
4. 前記制御部は、ワークを切り出す際に切り出しの対象となるワーク位置よりも後方位置にある駆動部を逆転駆動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のワーク切り出し装置。
5. 前記切り出されたワークの長さを測定するための測定手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のワーク切り出し装置。

Images