JP5926574B2 - パレタイズシステム - Google Patents

Description

本発明は、ワークをパレットに積み付けるパレタイズシステムに関する。

ダンボールケース等のワークをパレットの上に積み付ける（つまり、パレタイズ）するためのシステムとして、例えば非特許文献１に記載されるようなパレタイズシステム（ＤＡＮＢＯＴ Ａ及びＤＡＮＢＯＴ Ｘ）が知られている。非特許文献１のパレタイズシステムは、ダンボールケースを搬送するためのケースコンベアと、パレットを搬送するためのパレットコンベアとを備えている。ケースコンベア及びパレットコンベアは、同一方向に延在し、並べるように設けられている。このように配置された２つのコンベアは、ダンボールケース及びパレットを同一方向に搬送するように構成されている。また、パレタイズステムには、パレタイズ用のロボットが設けられている。このロボットは、ケースコンベアによって受渡位置まで搬送されてきたダンボールケースを掴み、そしてパレットコンベアによって積付位置まで搬送されてきたパレットの上に掴んだダンボールケースを積み付けるように構成されている。

ＤＡＮＢＯＴ 段ボールケース用パレタイジングセル 川崎重工業株式会社 ２００２年１０月

非特許文献１のパレタイズシステムでは、作業者がダンボールケースをケースコンベアに載せる。この場合、ダンボールケースの姿勢が定まらず、ダンボールケースは、様々な姿勢で受渡位置まで搬送される。そのため、受渡位置では、搬送されてきたダンボールケースを所定の姿勢に整えてロボットがダンボールケースを掴みやすくする必要があり、受渡位置でのダンボールの位置決めに時間を費やす必要がある。そうすると、ダンボールの受渡時間が長くなってしまう。

また、非特許文献１のパレタイズシステムでは、ケースコンベアの受渡位置とパレットコンベアの積付位置とが互いに離れた場所に位置している。具体的には、ロボットの垂直方向に延在する旋回軸（第１軸）を中心として周方向に約９０度離れた場所に受渡位置と積付位置とが位置している。そのため、受渡位置と積付位置との間の距離が長く、ダンボールケースを受渡位置から積付位置までの移送時間が長くなってしまう。

これらダンボールケース１つ当たりの受渡時間及び移送時間は、数秒程度である。しかし、複数のダンボールケースをパレットに積み付ける場合、位置決め作業及び移送作業が繰り返し行われるため、パレットへの積み付け時間が長くなる。

そこで本発明は、ワークをパレットに積み付ける際の積み付け時間を短縮することを目的としている。

本発明のパレタイズシステムは、ワークを搬送するワークコンベアと、前記ワークコンベアによって搬送された前記ワークを受渡位置まで位置決めして送り出す送り出し装置と、パレットを積付位置まで搬送するパレットコンベアと、前記受渡位置に位置する前記ワークを取ってそれを前記積付位置に位置する前記パレットに積載するパレタイズ用ロボットとを備え、前記パレットコンベア及び前記送り出し装置は、前記積付位置と前記受渡位置とが平面視で隣接するように配置されているものである。

本発明に従えば、送り出し装置により位置決めされたワークをパレタイズ用ロボットが取るようになっているので、受渡位置にてワークの姿勢を整える補正作業を行う必要がない。それ故、受渡位置まで搬送されてからワークを取るまでの時間を短くすることができる。また、前記積付位置と前記受渡位置とが隣接しているので、受渡位置から積付位置までワークの移動距離を短くすることができる。これにより、１つのワークを積載する際のパレタイズ用ロボットの動作距離を短くして動作時間を短くすることができる。このように受渡位置まで搬送されてからワークを取るまでの時間及びパレタイズ用ロボットの動作時間を短くすることができ、単位時間当たりにワークの積み付け量を増加させることができる。

上記発明において、前記パレットコンベアは、第１方向に延在し、且つ前記第１方向に前記パレットを搬送するように構成され、前記送り出し装置は、前記第１方向に延在し、且つ前記第１方向に前記ワークを送り出すように構成され、前記パレットコンベアと前記送り出し装置は、平面視で部分的に重なるように上下に２階層で設置され、且つ前記積付位置と前記受渡位置とが前記第１方向に隣接するように構成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、パレタイズシステムの設置面積を小さくすることができる。

上記発明において、前記ワークコンベアによって搬送される第１のワークを前記段積位置で受けて持ち上げ、その後に前記ワークコンベアによって前記段積位置に搬送された第２のワークの上に前記第１のワークを載せて段積みする段積装置を有し、前記送り出し装置は、前記段積位置にて段積みされた前記第１及び第２のワークを送り出すように構成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、ワークを段積みし、段積みされたワークを位置決めしながら受渡位置に搬送することができる。これにより、パレタイズ用ロボットが段積みや、段積みされたワーク同士の位置決めを行う必要がなく、パレタイズ用ロボットの動作時間を短くすることができる。

上記発明において、前記段積装置は、前記パレットコンベア及び前記送り出し装置に平面視で重なるようにそれらの上に設けられていることが好ましい。

上記構成に従えば、パレタイズシステムの設置面積を小さくすることができる。

上記発明において、前記段積装置を制御する段積用制御ユニットを備え、前記段積装置は、前記段積位置より前記第１方向前側の位置に対して進退し、進出位置において前記ワークコンベアにより搬送される前記第１及び第２のワークを段積位置に位置するように受けて止め、且つ退避位置において前記第１及び第２のワークの通過を許容するストッパ部材と、前記ストッパ部材により受けて止められた前記第１のワークを挟持部材に挟持させる挟持機構と、前記挟持部材を昇降させる昇降機構とを有し、前記制御ユニットは、前記昇降機構により前記挟持機構を降下させ、前記挟持機構を介して前記ストッパ部材に止められた前記第１のワークを前記挟持部材により挟持させ、前記昇降機構により挟持機構を上昇させて前記第１のワークを持ち上げ、且つ前記ストッパ部材により前記第２のワークを前記段積位置に止められた後に前記挟持機構を介して前記挟持部材に前記第１のワークを解放させて前記第２のワークの上に前記第１のワークを載せるように構成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、制御ユニットの制御により自動的にワークを段積みすることができる。また、搬送されてくる第１及び第２のワークを同じストッパ部材によって受け止めることで、ワーク同士の搬送方向の端部を揃えて制止させることができる。これにより、段積みされるワーク同士の搬送方向にずれて配置されることを防ぐことができる。

上記発明において、前記昇降機構は、前記ストッパ部材を昇降させるように構成されており、前記制御ユニットは、前記挟持部材と前記ストッパ部材とにより第１のワークを挟持させ、前記昇降機構により前記挟持部材と前記ストッパ部材とを同期させて上昇させることで前記第１のワークを持ち上げるように構成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、ストッパ部材をワークの受け止め動作と挟持動作に兼用しているので、部品点数を低減することができる。

上記発明において、前記送り出し装置の動作を制御する送り出し用制御装置を備え、前記送り出し装置は、前記第１方向に前記ワークコンベアから前記受渡位置まで前記ワークが移動可能なように設けられたワーク移動路と、前記段積位置に位置する前記ワークを前記第１方向に押して、前記ワーク移動路上を前記受渡位置へと移動させる送り出し機構と、を有し、前記送り出し機構は、前記ワーク移動路の両側に位置して前記ワークに対して近接及び離隔可能であり、近接位置において前記ワークを前記第１方向後側から押すことが可能なように構成された一対の送り出し部材と、前記一対の送り出し部材を前記ワークに対して近接及び離隔するように移動させる接離機構と、前記接離機構を前記第１方向に移動させる移動機構と、を有し、前記送り出し制御ユニットは、前記ワークコンベアからローラ機構に前記ワークが搬送されると、前記接離機構により前記一対の送り出し部材を前記ワークに近接させ、その後前記移動機構により前記接離機構を前記第１方向に移動させて、前記一対の送り出し部材により前記ワークを押して前記受渡位置へと送り出させるように構成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、送り出し用制御ユニットによりワークを送り出すことができる。

上記構成において、前記一対の送り出し部材は、前記ワークに近接する際に前記ワークを挟持して位置決めするように構成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、送り出し用制御ユニットにより送り出し作業を行わせることで、ワークの送り出しと位置決めとを同時に行うことができる。これにより、位置決めのための時間を省くことができる。

上記発明において、前記ワーク移動路は、複数のローラが前記第１方向に間隔をあけて配置されており、前記パレタイズ用ロボットは、互いに近接及び離隔する一対のハンドを有し、前記一対のハンドを近接させることによって前記受渡位置のワークを把持するようになっており、前記一対のハンドは、その先端部に他方のハンドに向かって突設された掛止部を夫々有し、且つ隣接する前記ローラの間に挿入可能に構成されていることが好ましい。

上記構成に従えば、一対のハンドでワークを挟持する際に掛止部をワークの下方位置に入れて掛けることができる。これにより、挟持したワークを掛止部により下方から支持することができるので、一対のハンドからワークがずり落ちてしまうことを防ぐことができる。

本発明によれば、ワークをパレットに積み付ける際の積み付け時間を短縮することができる。

本発明の実施形態に係るパレタイズシステムの一部分を切断して示す正面図である。 図１のパレタイズシステムを左側方から見た左側面図である。 図１のパレタイズシステムに備わるプッシャー装置及びパレットコンベアを主に示す平面図である。 図１のパレタイズシステムの電気的な構成を示すブロック図である。 図１のパレタイズシステムにおける段積処理の手順を示すフローチャートである。 ワークが段積位置に搬入される前の状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 上段ワークが段積位置に搬入されている状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 上段ワークが挟持されている状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 上段ワークを持ち上げた状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 下段ワークが段積位置に搬入されている状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 上段ワークが下段ワークに段積みされている状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 プッシャー装置のプッシャーを中央に寄せて段積みされたワークを位置決めしている状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 段積みされたワークをプッシャー装置により受渡位置まで移送した状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 パレタイズ用ロボットのエンドエフェクタを受渡位置まで移動させた状態のパレタイズシステムを示す正面図である。 パレタイズ用ロボットのエンドエフェクタにより段積みされたワークを掴んで積付位置まで移動させている状態のパレタイズシステムを示す正面図である。

以下では、前述する図面を参照しながら、本件発明の実施形態のパレタイズシステム１について説明する。以下の説明において使用する方向の概念は、説明の便宜上で使用するものであって、必ずしもその方向に限定されるものではない。更に、以下に説明するパレタイズシステム１は、本発明の一つの実施形態に過ぎない。従って、本発明は、実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、又は変更が可能である。

［パレタイズシステム］
ダンボール製造工場等において製造されるダンボールケースは、シート形状のダンボールを所定の外形にカッティングすることによって製造される。製造されたダンボールケースは、シート形状のまま積み重ねられて結束され、それをパレット３の上にパレタイズされる。このように結束されたダンボールケースであるワーク２をパレタイズするべく、ダンボール製造工場等には、パレタイズシステム１が設けられている。パレタイズシステム１は、図１乃至４に示すようにパレットコンベア１０と、ワークコンベア２０と、段積ユニット３０と、パレタイズ用ロボット４０とを備えている。なお、図１は、後述するローラ装置３４を紙面に平行な断面で切断して示し、図３では、段積装置３１及びローラ装置３４を省略している。

［パレットコンベア］
パレットコンベア１０は、左右方向に延在しており、前後方向（即ち、幅方向）に離れて位置する支持フレーム１１の間に複数のローラ１２が架設されている。なお、図面において、支持フレーム１１に設けられている複数のローラのうちいくつかのローラ１２の符号について図示を省略する。後述するローラ２２及びローラ５２についても同様である。ローラ１２は、左右方向に互いに間隔をあけて設けられており、図示しないモータ等の駆動機器によって支持フレーム１１に対して回動駆動するように構成されている。

また、パレットコンベア１０は、その上にパレット３を載せるようになっており、ローラ１２を回動させることでパレット３を右側から左側へと搬送するように構成されている。また、パレットコンベア１０の各所には、図示しないストッパが設けられている。ストッパは、例えば積付位置１３に設けられ、右側から搬送されるパレット３は、積付位置１３にて止まるようになっている。このように構成されるパレットコンベア１０の上には、ワークコンベア２０が設けられている。

［ワークコンベア］
ワークコンベア２０は、左右方向に延在しており、平面視でパレットコンベア１０と重なるように位置している。ワークコンベア２０の幅は、パレットコンベア１０の幅より狭くなっており、図示しない支持台に支持されている一対の支持フレーム２１を有している。一対の支持フレーム２１は、互いに幅方向に離れて位置しており、その間に複数のローラ２２が設けられている。ローラ２２は、左右方向に互いに間隔をあけて設けられており、図示しないモータ等の駆動機器によって支持フレーム２１に対して回動駆動するように構成されている。ワークコンベア２０は、その上にワーク２を載せることができるようになっており、ローラ２２を回転駆動させることでワーク２を右側から左側へと搬送するように構成されている。このように構成されるワークコンベア２０には、左側に隣接するように段積ユニット３０が設けられている。

［段積ユニット］
段積ユニット３０は、ワークコンベア２０により搬送されてくるワーク２を上下方向に段積みして受渡位置まで移送するためのユニットであり、送り出し装置３１と、段積装置３２とを備えている。送り出し装置３１は、ワークコンベア２０により搬送されるワーク２を受渡位置まで移送するための装置であり、ローラ機構３３とプッシャー機構３４とを有している。

［送り出し装置］
送り出し装置３１のローラ機構３３は、ワークコンベア２０の左端に繋がるように設けられており、ワークコンベア２０から右方向に延在している。このように配置されるローラ機構３３は、ワークコンベア２０と同様にパレットコンベア１０の上方に配置され、それと平面視で重なるように位置している。つまり、パレットコンベア１０とローラ機構３３とが上下方向に２階層で設置されている。このように２階層で設置することによって、パレタイズシステム１全体の設置面積を低減することができる。以下では、このように設置されているローラ機構３３の構成について説明する。

［ローラ機構］
ワーク移動路であるローラ機構３３は、基台３５に支持されている枠体５１を有している。枠体５１は、幅方向に離れて位置する一対の側フレーム５１ａ，５１ａを有しており、これら側フレーム５１ａ，５１ａの間には、複数のローラ５２が設けられている。ローラ５２は、左右方向に互いに間隔をあけた状態で回転するように一対の側フレーム５１ａ，５１ａに設けられている。このように構成されるローラ機構３３は、その上にワーク２が載せられるようになっており、ワーク２が押されることでその上をすべるように移動するようになっている。

このように構成されているローラ機構３３では、枠体５１の上面の左端部がワーク２を受け渡すための受渡位置５３となっており、受渡位置５３がパレットコンベア１０の積付位置１３と平面視で左右方向に隣接するように位置している。具体的には、ローラ機構３３の左端、つまり枠体５１の左端が積付位置１３と平面視で重ならないように左右方向に隣接して位置している。そして、この枠体５１の左端には、受渡位置用ストッパ機構５４が設けられている。受渡位置用ストッパ機構５４は、枠体５１の上面より上方向に延びるストッパ部材５４ａを有しており、このストッパ部材５４ａによって受渡位置５３まで移送されたワーク２を受け止めるように構成されている。また、受渡位置用ストッパ機構５４は、駆動機器５４ｂを有しており、駆動機器５４ｂによってストッパ部材５４ａを回動させて幅方向一方（例えば、前側）に倒すように構成されている。

また、ローラ機構３３の枠体５１の下部には、ワークコンベア２０側である右端寄りの位置に待機用ストッパ機構５６が設けられている。待機用ストッパ機構５６は、ストッパ部材５６ａを有しており、ストッパ部材５６ａは、隣接するローラ５２の間から上方に突出するように配置されている。ワークコンベア２０によって搬送されてくるワーク２は、このストッパ部材５６ａによって止められて、待機位置５５にて待機するようになっている。また、待機用ストッパ機構５６は、アクチュエータ５６ｂを有しており、アクチュエータ５６ｂは、ストッパ部材５６ａを上下方向に動かしてローラ５２の間から突出するストッパ部材５６ａを引込めたり突出させたりするように構成されている。このストッパ部材５６ａを引込めることで、ワークコンベア２０によって押されたワーク２が待機位置５５から待機位置５５と受渡位置５３との間に存在する段積位置５７へと搬送される。このようにして段積位置５７へと搬送されたワーク２は、プッシャー機構３４によって受渡位置５３へと移送されるようになっている。

［プッシャー機構］
送り出し機構であるプッシャー機構３４は、段積位置５７に位置するワーク２を位置決めしつつ、そのワーク２を受渡位置５３に移送するように構成されている。プッシャー機構３４は、移送機構６１と接離機構６２とを有している。移送機構６１は、基体６３と移送体６４とを有している。基体６３は、左右方向に延在しており、ローラ機構３３の下方に位置して基台３５に設けられている。この基体６３は、左右方向の長さがローラ機構３３のそれと略一致し、平面視でローラ機構３３と中心線が略一致するように部分的に重ねて配置されている。このように配置される基体６３の上には、ラックアンドピニオン機構を介して移送体６４が載せられており、移送体６４は、左右方向に移動するように構成されている。また、移送体６４には、モータ等の駆動機器が設けられており、駆動機器は、移送体６４に設けられるピニオンギアを駆動させて移送体６４を左右方向に移動させるように構成されている。

このように構成される移送体６４は、幅方向に延在しており、その上面には、一対のスライドレール６４ａ，６４ａが設けられている。一対のスライドレール６４ａ，６４ａは、左右方向に延在しており、前後方向に離して設けられている。また、一対のスライドレール６４ａ，６４ａには、接離機構６２を構成する２つのスライド部材６４ｂ，６４ｂが前後方向にスライドするように設けられている。２つのスライド部材６４ｂ，６４ｂは、互いに前後方向に離して配置されており、スライド部材６４ｂには、ベルト等の駆動機器（図示せず）が設けられている。この駆動機器は、２つのスライド部材６４ｂ，６４ｂを近接及び離隔するように移動させ、２つのスライド部材６４ｂ，６４ｂを同期して動かすようになっている。このように構成されるスライド部材６４ｂ，６４ｂには、プッシャー部材６５が前後対称に配置されるように夫々設けられている。

送り出し部材であるプッシャー部材６５は、支持部６５ａと、プッシャー板６５ｂとを有している。支持部６５ａは、図２に示すように側面視で大略Ｃ字状に形成されており、他方のプッシャー部材６５の支持部６５ａと前後対称になるようにスライド部材６４ｂの上部に設けられている。更に詳細に説明すると、２つの支持部６５ａは、その下端側の先端部分がスライド部材６４ｂに夫々固定されており、その先端部分同士が互いに対向するように配置されている。また、支持部６５ａの上端側の先端部分は、ローラ機構３３の上面より高く位置しており、そこにはプッシャー板６５ｂが設けられている。

プッシャー板６５ｂは、ワーク２を位置決めし、また移送するための板である。ワーク２は、本実施形態において平面視で大略矩形状に形成されたシート状のダンボールケースを積み重ねてそれを結束したものであり、大略直方体形状に形成されている。プッシャー板６５ｂは、このような形状を有するワーク２の角に沿わせることができるように、平面視で大略Ｌ字状に形成され且つ上下方向に延在している。

更に詳細に説明すると、プッシャー板６５ｂは、位置決め部６５ｃとプッシャー部６５ｄとを有している。位置決め部６５ｃは、左右方向に略平行に配置されており、その外表面部が支持部６５ａの上端側の先端部分に固定されている。この位置決め部６５ｃは、他方のプッシャー板６５ｂの位置決め部６５ｃと前後方向に対向しており、一対のスライド部材６４ｂを近接させることで段積位置５７に位置するワーク２を位置決めするようになっている。

また、位置決め部６５ｃの右端部（つまり、ワーク２の搬送経路において上流側の端部）には、前後方向に延在するプッシャー部６５ｄが設けられている。プッシャー部６５ｄは、位置決め部６５ｃから他方の位置決め部６５ｃに向かって突出しており、一対のスライド部材６４ｂ，６４ｂを近接させることで段積位置５７に位置するワーク２を上流側に配置されるようになっている。この状態で、移送体６４を左方向（つまり、ワーク２の搬送経路の下流側）に動かすことで、ワーク２がプッシャー部６５ｄに押されて移送されるようになっている。

このように構成されているプッシャー機構３４では、一対のスライド部材６４ｂ，６４ｂを近接させて段積位置５７に位置するワーク２の上流側の各角にプッシャー板６５ｂを沿うように当てることでワーク２の位置決めを行うことができる。更に、位置決めした状態で移送体６４を左側へと移動させることでプッシャー板６５ｂによってワーク２が押され、ワーク２が段積位置５７から受渡位置５３に向かって移送されるようになっている。また、ワーク２を移送した後のプッシャー機構３４は、一対のスライド部材６４ｂ，６４ｂを離隔させてプッシャー板６５ｂをワーク２から離して移送体６４を右側に移動させることで、プッシャー板６５ｂを再び段積位置５７へと戻すことができるようになっている。

このように動作するプッシャー機構３４は、一対のスライド部材６４ｂ，６４ｂを近接させてプッシャー板６５ｂをワーク２の上流側の各角に配置することでワーク２の位置決めを行うことができる。即ち、ワーク２の移送準備を行うことで位置決めが同時に行われるので、位置決めする時間を短縮することができ、ワーク２をパレット３に積み付ける際の積み付時間を短縮することができる。

また、プッシャー機構３４は、段積位置５７に位置決めされたワーク２を受渡位置まで移送することができるようになっている。パレタイズシステム１では、このように位置決めされるワーク２が段積位置５７において多段に積まれる、本実施形態では２段に積まれてようになっている。つまり、プッシャー機構３４は、段積みされた２段のワーク２，２を受渡位置まで移送するようになっている。そして、この段積位置５７の周りには、ワーク２，２を段積するための段積装置３２が設けられている。

［段積装置］
段積装置３２は、前述の通りワーク２を段積みするための装置である。段積装置３２は、パレットコンベア１０及びローラ機構３３の上方に位置しており、平面視でパレットコンベア１０及びローラ機構３３と重なるよう配置されている。このように重ねて配置することで、パレタイズシステム１の設置面積を小さくすることができる。この段積装置３２は、大略直方体の枠状に形成された台枠７０に設けられており、ストッパ機構７１と、挟持機構７２とを有している。

［ストッパ機構］
ストッパ機構７１は、平面視で段積位置５７の下流側に位置しており、ローラ機構３３上を搬送されるワーク２を受け止めて段積位置５７にて制止させるように構成されている。更に詳細に説明すると、ストッパ機構７１は、第１昇降機構７３と、一対の第１爪部材７４，７４とを有している。第１昇降機構７３は、上下方向に延在する基部７３ａを有しており、基部７３ａは、ローラ機構３４の幅方向の中心に位置するように台枠７０に固定されている。基部７３ａの左側面には、一対のスライドレール７３ｂ，７３ｂが設けられている。一対のスライドレール７３ｂ，７３ｂは、上下方向に延在しており、互いに前後方向に離して設けられている。一対のスライドレール７３ｂ，７３ｂには、それらに沿って上下方向にスライド可能なスライド部材７３ｃが設けられている。また、基部７３ａには、ベルト式の駆動機器７３ｄが設けられており、この駆動機器７３ｄによってスライド部材７３ｃを上下方向に移動させることができるようになっている。更に、スライド部材７３ｃには、一対の第１爪部材７４，７４が設けられている。

一対の第１爪部材７４，７４は、上下方向に延在しており、スライド部材７３ｃから下方に突出するようにスライド部材７３ｃに設けられている。第１爪部材７４は、上下方向に延在する棒状部７４ａを有している。棒状部７４ａは、スライド部材７３ｃが最も上側に位置する開位置に位置すると、ローラ機構３３から上方に離れ、段積みされたワーク２，２に当たらないようになっている。また、棒状部７４ａは、スライド部材７３ｃを下降させて中間位置に達すると、その先端部分がローラ機構３３のローラ５２間に挿入され、更に下降させてスライド部材７３ｃを最も下側に位置する閉位置（進出位置）に達すると、先端部分が枠体５１より下方に位置するようになっている。

このように構成されている棒状部７４ａは、中間位置と閉位置との間に位置する際、ワーク２が搬送される搬送経路に立ちはだかるように配置されている。また、棒状部７４ａは、その上下方向の中間部分に前後方向外側へと突出する受止板７４ｂが設けられており、この受止板７４ｂによって搬送されてくるワーク２を受け止めて段積位置５７に制止するようになっている。また、このようにワーク２が制止される段積位置５７の上流側には、挟持機構７２が設けられている。

［挟持機構］
挟持機構７２は、ストッパ機構７１によって制止されたワーク２を第１爪部材７４と協働して挟持し、ワーク２を持ち上げるように構成されている。更に詳細に説明すると、挟持機構７２は、進退スライド機構７５と、第２昇降機構７６とを有している。進退スライド機構７５は、前後方向に延在する基部７５ａを有しており、基部７５ｂは、台枠７０に固定されている。基部７５ａの前面には、一対のスライドレール７５ｂ，７５ｂが設けられている。一対のスライドレール７５ｂ，７５ｂは、左右方向に延在しており、互いに上下方向に離して設けられている。また、一対のスライドレール７５ｂ，７５ｂには、それらに沿って左右方向にスライド可能に第２昇降機構７６が設けられている。また、基部７５ａには、ベルト式の駆動機器７５ｃが設けられており、この駆動機器７５ｃによって第２昇降機構７６を左右方向に移動させることができるようになっている。

第２昇降機構７６は、移動基部７６ａを有しており、この移動基部７６ａは、スライド可能に一対のスライドレール７５ｂ，７５ｂに設けられている。この移動基部７６ａは、ローラ機構３３の幅方向の中心に位置するように配置され、第１昇降機構７３の基部７３ａに対向している。また、移動基部７６ａの基部７３ａと対向する面には、支持部７６ｂが上下方向にスライド可能に設けられている。

支持部７６ｂは、左斜め下方に延在する部材であり、その右斜め上側の部分が移動基部７６ａにスライド可能に設けられ、その左斜め下方の部分に第２爪部材７７が設けられている。第２爪部材７７は、大略矩形の板状の部材であり、第１昇降機構７３の第１爪部材７４に前後方向に対向させて配置されている、更に詳細に説明すると、第２爪部材７７は、左右方向に略直交するように配置されており、第１爪部材７４の受止板７４ｂに対向している。これにより、第２爪部材７７を受止板７４ｂに近づけることで、段積位置５７に位置するワーク２を挟持することができるようになっている。

このように構成されている挟持機構７２では、進退スライド機構７５及び第２昇降機構７６によって第２爪部材７７を移動させることができ、第２爪部材７７を移動させることで第１爪部材７４によって段積位置５７にて制止されているワーク２に第２爪部材７７を近づけて第１爪部材７４と第２爪部材７７とによってワーク２を挟持させることができる。また、挟持した状態で、第１昇降機構７３と第２昇降機構７６とにより第１爪部材７４と第２爪部材７７とを同期させて上昇させることで、ワーク２を持ち上げることができるようになっている。第１爪部材７４を中間位置まで上昇させると、持ち上げたワーク（以下、「上段ワーク」ともいう）２Ａとローラ機構３３との間にワーク２の高さよりも高いスペースを作ることができる。これにより、上段ワーク２Ａの下側に別のワーク（以下、「下段ワーク」ともいう）２Ｂを挿入することができる。

また、第１爪部材７４，７４を中間位置で止めることで、第１爪部材７４をワーク２の搬送通路に立ちはだかせることができ、搬送されてくる下段ワーク２Ｂが段積位置５７にて制止することができる。下段ワーク２Ｂを制止した後、進退スライド機構７５及び第２昇降機構７６により第２爪部材７７を右斜め上方に後退させて上段ワーク２Ａを離して下段ワーク２Ｂの上に載せることができる。このように、上段ワーク２Ａを挟持する第１爪部材７４，７４で下段ワーク２Ｂを制止することで、下段ワーク２Ｂの下流側の端部を上段ワーク２Ａの下流側の端部に揃えて制止させることができる。これにより、上段ワーク２Ａ及び下段ワーク２Ｂが搬送方向にずれて位置することを防ぐことができる。

また、第２爪部材７７を後退させる際、第１昇降機構７３によって第１爪部材７４も開位置（退避位置）へと移動させることで、ワーク２の搬送通路が開き、送り出し装置３１によって段積されたワーク２Ａ，２Ｂを受渡位置に移送することができる。そして、受渡位置に移送されたワーク２Ａ，２Ｂをパレット３に積載すべく、受渡位置の周辺には、パレタイズ用ロボット４０が設けられている。

［パレタイズ用ロボット］
パレタイズ用ロボット４０は、いわゆる６軸ロボットであるロボット本体８１と、エンドエフェクタであるハンド８２とを備えている。ハンド８２は、ロボット本体８１の先端部分８１ａに設けられており、ロボット本体８１の各関節を回動させることで様々な位置に移動し、且つ様々な姿勢をとることができるように構成されてる。ハンド８２は、ワーク２の外周部を挟持して掴むことができるようになっている。具体的に説明すると、ハンド８２は、基体８２ａを有しており、基体８２ａは、ロボット本体８１の先端部分８１ａに取り付けることができるようになっている。また、基体８２ａには、一対の把持部材８２ｂ，８２ｂが互いに近接離隔するように設けられている。

把持部材８２ｂは、大略板状の部材であり、基体８２ａから先端部分８１ａとは逆方向に突出するように延在している。一対の把持部材８２ｂ，８２ｂは、互いに対向して位置しており、近接させることでその間に位置するワーク２を把持し、離隔させることでワーク２を離すようになっている。また、把持部材８２ｂの先端部には、掛止部８２ｃが設けられている。

掛止部８２ｃは、前記先端部から他方の把持部材８２ｂの方に突出している。掛止部８２ｃは、ハンド８２によってワーク２を把持した際にワーク２の下側に入れて引っ掛けてワーク２を支えるように構成されている。これにより、一対のハンド８２からワーク２がずり落ちてしまうことを防ぐことができる。また、掛止部８２ｃは、ローラ機構３３上からハンド８２を下降させたときに、ローラ機構３３の隣接するローラ５２，５２の間に入ることができ、また一対の把持部材８２ｂ，８２ｂを狭めてワーク２を把持した後でも前記ローラ３５，３５の間から出すことができるようになっている。

このように構成されているパレタイズ用ロボット４０は、ロボット本体８１の間接を回動させることによってハンド８２を受渡位置５３と積付位置１３との間まで移動させることができる。また、パレタイズ用ロボット４０は、ロボット本体８１の間接を回動させることによって受渡位置５３に位置するワーク２を把持できる姿勢や積付位置１３にてワーク２を積み付ける姿勢をハンド８２にとらせることができる。

［制御ユニット］
このように構成されているパレタイズシステム１には、図４に示すようにパレットコンベア１０、ワークコンベア２０、段積ユニット３０、及びパレタイズ用ロボット４０の動作を制御するための制御ユニット９０を備えている。制御ユニット９０は、パレットコンベア１０、ワークコンベア２０、段積ユニット３０、及びパレタイズ用ロボット４０に電気的に接続されており、各構成１０，２０，３０，４０の駆動機器の動作を制御して、段積されたワーク２Ａ，２Ｂをパレット３上に積み付ける段積処理を実行するようになっている。以下では、制御ユニット９０が実行する段積処理について図５乃至図１５を参照しながら説明する。

［段積処理］
段積処理が始まると、図５に示すようにステップＳ１に移行する。待機用ストッパ下降工程であるステップＳ１では、待機用ストッパ機構５６のストッパ部材５６ａを下降させて、上段ワーク２Ａを待機位置に搬送できるようにする（図６参照）。ストッパ部材５６ａを下降させると、ステップＳ２に移行する。

上段ワーク搬入工程であるステップＳ２では、ワークコンベア２０を駆動して上段ワーク２Ａを段積位置５７に搬送する（図７参照）。搬送される上段ワーク２Ａは、ワークコンベア２０からローラ機構３３に渡り、ローラ機構３３上をスライドするように移動して段積位置５７に達する。この際、ストッパ機構７１の第１爪部材７４，７４は、閉位置まで下ろされており、この第１爪部材７４，７４によって上段ワーク２Ａが段積位置５７にて制止される。このように制止されると、ステップＳ３及びステップＳ４に移行する。

上段ワーク挟持工程であるステップＳ３では、挟持機構７２の進退スライド機構７５及び第２昇降機構７６により第２爪部材７７を動かして第１爪部材７４，７４に制止されている上段ワーク２Ａに第２爪部材７７を押し付ける。これによって、第１爪部材７４，７４と第２爪部材７７とによって上段ワーク２Ａが挟持される（図８参照）。同時に、プッシャー後退工程であるステップＳ４が実行され、ステップＳ４では、プッシャー機構３４の移送体６４が段積位置まで後退させ、その一対のスライド部材６４ｂ，６４ｂが前後方向に離される。このように上段ワーク２Ａが挟持され、移送体６４が後退すると、ステップＳ５に移行する。

上段ワーク上昇工程であるステップＳ５では、ストッパ機構７１と挟持機構７２を同期駆動させて第１爪部材７４，７４及び第２爪部材７７を一緒に上昇させ、上段ワーク２を持ち上げる（図９参照）。ストッパ機構７１と挟持機構７２は、第１爪部材７４，７４を中間位置まで移動させると停止し、ステップＳ６に移行する。下段ワーク搬入工程であるステップＳ６では、ワークコンベア２０を駆動して下段ワーク２Ｂを段積位置５７に搬送する。搬送される下段ワーク２Ｂは、ローラ機構３３上をスライドするように移動して段積位置５７に達し、上段ワーク２Ａの直下に位置する。この際、ストッパ機構７１の第１爪部材７４，７４は、中間位置に位置しており、第１爪部材７４，７４の先端部分によって下段ワーク２Ｂが上段ワーク２Ａの直下の段積位置５７にて制止される（図１０参照）。このように制止すると、ステップＳ７に移行する。

上段ワーク載置工程であるステップＳ７では、挟持機構７２を駆動することで第２爪部材７７を後退させて上段ワーク２Ａを第１爪部材７４，７４及び第２爪部材７７から離す。これにより、上段ワーク２Ａが下段ワーク２Ｂの上に載せられて段積される（図１１参照）。段積されると、ステップＳ８に移行する。第１爪部材上昇工程であるステップＳ８では、第１爪部材７４，７４を開位置まで上昇させて搬送通路を開通させる（図１１参照）。なお、ステップＳ８では、ステップＳ７にて第２爪部材７７を離す際に同時に実行させてもよい。ステップＳ８にて第１爪部材７４，７４を上昇させると、ステップＳ９に移行する。

段積ワーク移送工程であるステップＳ９では、ステップＳ７にて段積されたワーク２Ａ，２Ｂ、即ち段積ワーク２Ａ，２Ｂをプッシャー機構３４によって受渡位置５３に移送する。具体的に説明すると、まずプッシャー機構３４を駆動させて、前後に離して配置されている一対のスライド部材６４ｂ，６４ｂを近接させる。近接させると、やがてプッシャー板６５ｂ，６５ｂが段積ワーク２Ａ，２Ｂの上流側の各角に当たり、段積ワーク２Ａ，２Ｂが位置決めされる（図１２参照）。なお、図１２では、説明の便宜上、ローラ機構３３を省略している。

このように位置決めされた段積ワーク２Ａ，２Ｂの上流側の各角は、プッシャー板６５ｂ，６５ｂに嵌り込むように収まっており、移送体６４を下流側に移動させることで段積ワーク２Ａ，２Ｂがプッシャー板６５ｂ，６５ｂによって受渡位置５３に移送させる（図１３参照）。このようにして受渡位置５３に移送されると、ステップＳ１０に移行する。第１爪部材下降工程であるステップＳ１０では、第１爪部材７４，７４を閉位置まで下降させて第１爪部材７４，７４が搬送通路に立ちはだかるようにする（図１３参照）。このように、第１爪部材７４，７４を下降させるとステップＳ１に戻る。

制御ユニット９０は、段積処理を繰り返し実行することで段積ワーク２Ａ，２Ｂを受渡位置に連続して移送する。このような段積処理に平行して、制御ユニット９０は、パレットコンベア１０を駆動してパレット３を積付位置１３に搬送しており、搬送されるパレット３は、図示しないストッパにより積付位置１３にて止められる。そして、積付位置１３に配置されたパレット３に段積ワーク２Ａ，２Ｂを積み付けるように、制御ユニット９０はパレタイズ用ロボット４０を駆動する。以下では、パレタイズ用ロボット４０によってパレタイズする際に制御ユニット９０が実行するパレタイズ処理について簡単に説明する。

［パレタイズ処理］
制御ユニット９０は、まずパレタイズ用ロボット４０のロボット本体８１の各関節を回動させてハンド８２を受渡位置に移動させる。同時に、制御ユニット９０は、ロボット本体８１の各関節の回動を制御して、ハンド８２が段積ワーク２Ａ，２Ｂの左右端部を挟むことができるような姿勢をハンド８２にとらせるようにする（図１４参照）。この際、ハンド８２の掛止部８２ｂが段積ワーク２Ａ，２Ｂの下に位置するようにハンド８２が動かされる。その後、制御ユニット９０は、ハンド８２の一対の把持部材８２ｂ，８２ｂを近接させてハンド８２に段積ワーク２Ａ，２Ｂを挟持させ、掛止部８２ｂを段積ワーク２Ａ，２Ｂの下面に引っ掛ける。

次に、制御ユニット９０は、ロボット本体８１の間接を回動させ、挟持された段積ワーク２Ａ，２Ｂをその姿勢を維持したままパレット３上まで移動させる（図１５の実線参照）。受渡位置５３と積付位置１３とは、図２に示すように隣接しており、ロボット本体８１の回転角度θが４５度以下となっている。それ故、段積ワーク２Ａ，２Ｂの移動距離が短く、１つの段積ワーク２Ａ，２Ｂ当たりのロボット本体８１の動作時間を短くすることができる。

段積ワーク２Ａ，２Ｂを移動させてパレット３上の所定の位置（又は、パレット３上に既に載せられた段積ワーク２Ａ，２Ｂ上）に載せると、制御ユニット９０は、一対の把持部材８２ｂ，８２ｂを離隔させて段積ワーク２Ａ，２Ｂからハンド８２を離す。これにより、段積ワーク２Ａ，２Ｂがパレット３に積み付けられる（図１５の二点鎖線参照）。段積ワーク２Ａ，２Ｂの積付は、パレット３に所定個数の段積ワーク２Ａ，２Ｂが積み付けられるまで行われ、所定個数が積みつけられてパレタイズが終了すると、ストッパが外されてパレット３がパレットコンベア１０によって積付位置１３から移動させられる。この際、パレットコンベア１０によって別のパレット３が積付位置１３へと搬送され、この別のパレット３に所定個数の段積ワーク２Ａ，２Ｂが積みつけられる。

このようにパレタイズシステム１では、ワーク２Ａ，２Ｂを段積ユニット３０によって自動的に次々と段積して移送し、更に段積ワーク２Ａ，２Ｂをパレット３に積み付けるようになっている。また、パレタイズシステム１では、所定個数の段積ワーク２Ａ，２Ｂがパレット３に積みつけられると、そのパレット３を積付位置１３から移動させると共に空の別のパレット３を積付位置１３に搬送させ、このパレット３に再び段積ワーク２Ａ，２Ｂを積み付けるようになっている。このように、パレタイズシステム１では、パレット３に連続的に所定個数の段積ワーク２Ａ，２Ｂを積みつけることができるようになっている。

このように構成されるパレタイズシステム１では、送り出し装置３１のプッシャー機構３４によって、段積ワーク２Ａ，２Ｂが位置決めされた状態で移送されるので、再び受渡位置５３にて位置決めする必要がない。そのため、受渡位置で姿勢補正をする必要がなく、段積ワーク２Ａ，２Ｂの段積時間を短くすることができる。

また、パレタイズシステム１では、受渡位置５３がパレットコンベア１０の積付位置１３と平面視で左右方向に隣接するように位置している。受渡位置５３から積付位置１３まで段積ワーク２Ａ，２Ｂの移動距離を短くすることができる。これにより、段積ワーク２Ａ，２Ｂを積載する際のパレタイズ用ロボット４０の稼動距離を小さくして動作時間を短くすることができる。

このようにパレタイズシステム１では、ワーク２をパレット３に積み付ける際のパレタイズ用ロボット４０の動作時間を短縮することができる。つまり、ワーク２をパレット３に積み付ける際の積み付時間を短縮することができる。また、第１爪部材７４，７４をワーク２の受け止め動作と挟持動作とに兼用しているので、部品点数を低減することができる。

［その他の形態］
パレタイズシステム１では、段積装置３２が備わっているが、段積装置３２がパレットコンベア１０及びローラ機構３３と平面視で重なっている必要はない。段積装置３２は、パレットコンベア１０及びローラ機構３３に対して例えば平面視で前後方向にずらして配置されていてもよい。また、各機構の駆動方式もベルト式でなく、ラックアンドピニオン方式やボールねじ方式であってもよい。また、ローラ機構３３とパレットコンベア１０とは必ずしも２階層で設置されている必要はなく、例えば、互いに直交する方向に延在してもよく、受渡位置５３と積付位置１３とが隣接していればよい。

また、本実施形態のパレタイズシステム１では、ストッパ部材である一対の第１爪部材７４，７４と第２爪部材７７とでワーク２Ａ挟持しているが、一対の第１爪部材７４，７４と異なる部材を設けてこの部材と第２爪部材７７とでワーク２Ａを挟持するようにしてもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

１ パレタイズシステム
２ ワーク
２Ａ 段積ワーク
２Ｂ 下段ワーク
３ パレット
１０ パレットコンベア
１３ 積付位置
２０ ワークコンベア
３１ 送り出し装置
３２ 段積装置
３３ ローラ機構
３４ プッシャー機構
４０ パレタイズ用ロボット
５３ 受渡位置
５７ 段積位置
６１ 移送機構
６２ 接離機構
６５ プッシャー部材
７１ ストッパ機構
７２ 挟持機構
７３ 第１昇降機構
７４ 第１爪部材
７６ 第２昇降機構
７７ 第２爪部材
８２ ハンド
８２ｃ 掛止部
９０ 制御ユニット

Claims (7)

1. ワークを搬送するワークコンベアと、
   前記ワークコンベアによって搬送される第１のワークを段積位置で受けて持ち上げ、その後に前記ワークコンベアによって前記段積位置に搬送された第２のワークの上に前記第１のワークを載せて段積みする段積装置と、
   前記段積位置にて段積みされた前記第１及び第２のワークを受渡位置まで位置決めして送り出す送り出し装置と、
   前記送り出し装置の前記受渡位置と平面視で隣接する積付位置を有し、且つパレットを前記積付位置まで搬送するパレットコンベアと、
   前記受渡位置に位置する前記ワークを取ってそれを前記積付位置に位置する前記パレットに積載するパレタイズ用ロボットと、
   前記段積装置を制御する段積用制御ユニットと、を備え、
   前記段積装置は、
   前記段積位置の下流側の位置において進退し、進出位置において前記ワークコンベアにより搬送される前記第１及び第２のワークを前記段積位置に位置するように受けて止め、且つ退避位置において前記第１及び第２のワークの通過を許容するストッパ部材と、
   前記ストッパ部材により受けて止められた前記第１のワークを挟持部材により挟持させる挟持機構と、
   前記挟持機構を昇降させる昇降機構とを有し、
   前記段積用制御ユニットは、前記昇降機構により前記挟持機構を降下させ、前記挟持機構を介して前記ストッパ部材により止められた前記第１のワークを前記挟持部材により挟持させ、前記昇降機構により前記挟持機構を上昇させて前記第１のワークを持ち上げ、且つ前記ストッパ部材により前記第２のワークが前記段積位置に止められた後に前記挟持機構を介して前記挟持部材に前記第１のワークを解放させて前記第２のワークの上に前記第１のワークを載せるように構成されている、パレタイズシステム。
2. 前記パレットコンベアは、第１方向に延在し、且つ前記第１方向に前記パレットを搬送するように構成され、
   前記送り出し装置は、前記第１方向に前記ワークを送り出すように構成され、
   前記パレットコンベアと前記送り出し装置は、平面視で部分的に重なるように上下に２階層で設置され、且つ前記積付位置と前記受渡位置とが前記第１方向に隣接するように構成されている、請求項１に記載のパレタイズシステム。
3. 前記段積装置は、前記パレットコンベア及び前記送り出し装置に平面視で重なるようにそれらの上に設けられている、請求項１に記載のパレタイズシステム。
4. 前記昇降機構は、前記ストッパ部材を昇降させるように構成されており、
   前記段積用制御ユニットは、前記挟持部材と前記ストッパ部材とにより第１のワークを挟持させ、前記昇降機構により前記挟持部材と前記ストッパ部材とを同期させて上昇させることで前記第１のワークを持ち上げるように構成されている、請求項１に記載のパレタイズシステム。
5. 前記送り出し装置の動作を制御する送り出し用制御装置を備え、
   前記送り出し装置は、
   第１方向に延在し、前記第１方向に前記ワークコンベアから前記受渡位置まで前記ワークが移動可能なように設けられたワーク移動路と、
   前記段積位置に位置する前記ワークを前記第１方向に押して、前記ワーク移動路上を前記受渡位置へ移動させる送り出し機構と、を有し、
   前記送り出し機構は、前記ワーク移動路の両側に位置して前記ワークに対して近接及び離隔可能であり、近接位置において前記ワークを前記第１方向後側から押すことが可能なように構成された一対の送り出し部材と、前記一対の送り出し部材を前記ワークに対して近接及び離隔させる接離機構と、前記接離機構を前記第１方向に移動させる移動機構と、を有し、
   前記送り出し制御ユニットは、前記ストッパ部材が退避すると、前記接離機構により前記一対の送り出し部材を前記ワークに近接させ、その後前記移動機構により前記接離機構を前記第１方向に移動させて、前記一対の送り出し部材により前記ワークを押して前記受渡位置へと送り出させるように構成されている、請求項１に記載のパレタイズシステム。
6. 前記一対の送り出し部材は、前記ワークに近接する際に前記ワークを挟持して位置決めするように構成されている、請求項５に記載のパレタイズシステム。
7. 前記ワーク移動路は、複数のローラが前記第１方向に間隔をあけて配置されており、
   前記パレタイズ用ロボットは、互いに近接及び離隔する一対のハンドを有し、前記一対のハンドを近接させることによって前記受渡位置のワークを把持するようになっており、
   前記一対のハンドは、その先端部に他方の前記ハンドに向かって突設された掛止部を夫々有し、且つ隣接する前記ローラの間に挿入可能に構成されている、請求項６に記載のパレタイズシステム。

Images