JP6153027B2

JP6153027B2 - 集積装置

Info

Publication number: JP6153027B2
Application number: JP2013184463A
Authority: JP
Inventors: 富治齋藤
Original assignee: Omori Machinery Co Ltd
Current assignee: Omori Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: JP2015039768A

Description

本発明は、複数個の製品を半重ねの状態に集積する装置に関する。

従来、菓子などの箱詰めにおいて見栄えを良くするため、菓子を刺身盛りのような半重ねの状態に並べて箱詰めする場合がある。このように、製品を半重ねの状態にする装置としては例えば特許文献１のように、移載ロボットが複数のピッキングヘッドを備え、各ピッキングヘッドの先端に製品を吸着するための吸着具が装着されているハンドリング装置が知られている。このハンドリング装置は、ピッキングヘッドの間隔を広げた状態にして吸着具で製品の端寄りを吸着保持することで、製品がその重みで斜めに垂れ下がった状態になり、そのままピッキングヘッドの間隔を縮めることで、製品を半重ねの状態に集積している。

ところで、複数の製品の間隔を縮めて集積する装置としては、例えば特許文献２のように、パンタグラフ機構を備えた装置が知られている。この装置は、ガイド用のロッドを三段に配置し、上段と下段のロッドのそれぞれに摺動自在に取り付けたスライダーに掛け渡すようにしてスライドバーを固定し、このようなスライドバーを複数本設けてこれらをパンタグラフ機構で連結している。パンタグラフ機構は、二本のリンクをＸ字状に交差してその交差部でピン結合した複数のＸリンクを、リンク端部どうしをピン結合して連結したもので、その上側の連結部のピンを、スライドバーの上側に設けられた縦長のガイド溝に係合させ、下側のピンをスライドバーの下側に設けられている縦長のガイド溝に係合させている。Ｘリンクの交差部のピンは、中段のロッドに取り付けられているスライダーに回転自在に結合されている。また、スライドバーの下端部には、先端に物品把持具が設けられた把持アームの基端部が回転可能に連結されており、その回転軸には短尺の第１レバーの一端部が保持アームと一定の角度を保つようにして固定されている。第１レバーの他端部には、一端部がＸリンクの下側のピンに回転自在に結合された、長尺の第２レバーの他端部がピン結合されている。このパンタグラフ機構は、中段のロッドのスライダーを移動させることで伸縮し、把持アームの角度が変わるようになっている。即ち、スライダーを互いの間隔を縮めるように移動させると、Ｘリンクの上側のピンはガイド溝に沿って上方に移動し下側のピンは下方に移動するためリンクの傾きが大きくなり、全体としてパンタグラフ機構が短くなる。これに伴い、スライドバーの間隔も狭くなり、把持アームのピッチも狭くなる。さらに、Ｘリンクの下側のピンが下方に移動することから、第２レバーが押し下げられて第１レバーに回転力が付与され、物品把持アームは把持具が横を向いた水平姿勢から、把持具が真下を向いた垂直姿勢となる。この装置による物品の集積は、まずパンタグラフ機構を伸長した状態にして、コンベア上を所定の間隔で搬送されてくる物品を前方から、水平姿勢の物品把持アームの把持具でキャッチしたあと、パンタグラフ機構を上昇させて縮めて把持アームを垂直姿勢にすることで、物品間の間隔を詰めて一まとめにしている。

特開２０１１−３２０８９号公報登録実用新案第３０５３２４４号公報

しかしながら、引用文献１に記載の装置では製品の端を吸着保持するため安定性に欠ける欠点がある。一方、引用文献２の装置は、把持アームを回転させるためのリンク（第１レバーと第２レバーで構成されたリンク）があるなど構造が複雑で、しかも物品をキャッチするには、把持アームの構造上物品に対して横から把持具を当接させる必要があり、さらに物品を保持したまま把持アームが回転することから、遠心力で物品が把持具から外れてしまうことも懸念されるため、それを防止するため調整等に手間を要することが予測される。

本発明は、上記の課題を解決するために、半重ね状の集積ができるシンプルな構造の集積装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために請求項１の発明は、二本のリンクを交差させその交差部でピン結合した複数のクロスリンクを、前記リンクの端部どうしをピン結合して連結したパンタグラフ機構を備える集積装置であって、前記パンタグラフ機構には、製品を吸着保持するための吸着具が複数個設けられており、これらの吸着具は前記リンクに対する角度を一定に保った状態で、前記リンクの端部に一体的に取り付けられ、前記パンタグラフ機構が伸長した状態では前記リンクの傾きに応じて吸着面が真下を向き、また前記パンタグラフ機構が短縮した状態では前記リンクの傾きに応じて前記吸着面が斜め下方を向くことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１の発明に係る集積装置を前提とし、前記吸着具は前記リンクの端部に対する取付角度を変更可能になっていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明に係る集積装置を前提とし、前記パンタグラフ機構が、１本のガイドレールに摺動可能に吊設された複数の支持アームの先端部に、前記交差部のピンがそれぞれ軸着されることによって支持されており、前記複数の支持アームの間隔を変えることで伸縮することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、前記パンタグラフ機構を伸長すると自動的に、前記吸着具の吸着面が真下を向いた状態になるため、製品の上面を吸着して安定的に保持することができ、そして前記パンタグラフ機構が短縮すると自動的に、前記吸着面が斜め下方を向くため、吸着保持された前記製品は隣との間隔を縮めつつ一部がラップした半重ね状態に集積される。前記吸着具による前記製品の吸着は、製品中央部を吸着すれば良いため、安定的な吸着保持ができる。前記吸着具による製品の吸着は、一度に複数個をまとめて行っても良いし、一個ずつ順番に行っても良い。

請求項２の発明によれば、前記吸着具の取付角度を前記リンクの端部に対して変更することができるため、異なる製品サイズや製品ピッチの変更等に対応可能となる。

請求項３の発明によれば、前記パンタグラフ機構を上方から支持するかたちになるため、製品のピックアップに支障を及ぼすことがなく、また１本の前記ガイドレールに吊設された前記複数の支持アームによって支えるシンプルな構造であるため、調整作業やメンテナンス作業を容易に行うことができる。

本発明に係る集積装置によれば、パンタグラフ機構を伸長した状態で製品を上から吸着したあと、パンタグラフ機構を縮めるだけで製品を半重ね状に集積することができるのでハンドリングが容易になり、また構造がシンプルであるためメンテナンスがし易く、設計コストも抑えることができる。

本発明に係る集積装置を備えた箱詰め装置の平面図。第１図の箱詰め装置において箱詰め過程を示す平面図であり、（ａ）は一列目を箱詰めしているところ、（ｂ）は集積装置が製品の吸着位置にいるところ、（ｃ）は二列目を箱詰めしているところ、を示している。本発明に係る集積装置の正面図。本発明に係る集積装置の集積過程を示す正面図であり、（ａ）は製品をピックアップしたところ、（ｂ）はパンタグラグ機構を短縮して集積したところ、（ｃ）は箱詰めしたところ、を示している。

以下に、本発明に係る集積装置を箱詰め装置に用いた実施例について第１〜４図に参照しつつ説明する。第１図は箱詰め装置の概略を示す平面図であり、第２図の（ａ）は一列目の製品を箱詰めしている様子を示し、（ｂ）は二列目の製品をピックアップしている様子を示し、（ｃ）は二列目の製品を箱詰めしている様子を示している。第３図の（ａ）は集積装置の正面図でパンタグラフ機構を伸ばした状態を示している。第４図は箱詰めの様子を示しており、（ａ）は製品をピックアップしている様子を示し、（ｂ）はパンタグラフ機構を短縮して製品を集積した様子を示し、（ｃ）は製品を空箱に供給した様子を示している。

第１図の箱詰め装置１は、ピロー包装された製品Ｐを供給する製品供給コンベア２と、箱Ｂを搬送する箱搬送コンベア３と、製品Ｐを箱Ｂに供給する多関節ロボット４とを備えており、二つのコンベアは多関節ロボット４を挟んで平行に配置されている。本実施例では製品供給コンベア２と箱搬送コンベア３の搬送方向（紙面右から左）を一致させているが、互いに逆方向となるようにすることも可能である。製品供給コンベア２は、上流の図示しない包装機によってピロー包装された製品Ｐを一定間隔で搬送しており、箱搬送コンベア３は上流で供給された空の箱Ｂを一定間隔で搬送している。製品供給コンベア２と箱搬送コンベア３はいずれも間欠運転されており、特に箱搬送コンベア３については、箱Ｂに製品Ｐを供給する時間を確保するため停止時間の長い間欠運転がされている。多関節ロボット４は先端に集積装置５を備えており、製品供給コンベア２で供給されてきた製品Ｐを複数個ピックアップし、製品Ｐどうしの間隔を縮めて集積したのちに箱搬送コンベア３で搬送されてきた空の箱Ｂに供給する。

先に述べたように、多関節ロボット４の先端部には、第２図に示すように、集積装置５が水平回転可能に軸着されている。集積装置５は、二本のリンク６、７を交差させてピン８で結合したクロスリンク９を、リンク端部どうしをピン１０、１１で結合して連結したパンタグラフ機構１２を備えている。このパンタグラフ機構１２は、１本のガイドレール１３に吊設されている複数の支持アーム１４の先端部にピン８を軸着することで支持されている。ガイドレール１３は下向きに配置され、複数個のスライドブロック１５が摺動可能に取り付けられ、各スライドブロック１５に一つずつ支持アーム１４がその基端部で取り付けられている。両端のスライドブロック１５のうち一方（図面左側）は固定され、真ん中の支持アーム１４（図面左から３番目）は図示しない直動型のアクチュエータと連結されている。したがって、この支持アーム１４をアクチュエータによってスライドすることによって支持アーム１４の間隔が広がったり狭くなったりして、各クロスリンク９の二本のリンク６、７の角度が変化し、その結果パンタグラフ機構１２が伸縮する。

パンタグラフ機構１２のリンク６の下端部には、製品Ｐをエア吸着することができる吸着具としての吸盤１６が取り付けられている。これらの吸盤１６はリンク６に対する角度を一定に保った状態で取り付けられており、パンタグラフ機構１２が伸長しているときにはリンク６の傾きに応じて吸着面１６ａが真下を向き、短縮しているときはリンク６の傾きに応じて吸着面１６ａが斜め下方を向くように設定されている。なお、吸盤１６はリンク６の端部に対する取付角度を変更できるようになっており、製品サイズや製品ピッチを変更した場合でも対応することができ汎用性に優れている。

次に、箱詰め装置１の動作について説明する。まず第１図に示すように、多関節ロボット４を駆動して先端部の集積装置５を製品供給コンベア２の上方に移動させる。この際、集積装置５のパンタグラフ機構１２を伸長させ、吸盤１６の吸着面１６ａが真下を向いた状態で待機させる。製品Ｐをピックアップする吸着位置に、所定個数の製品Ｐが搬送されてくると製品供給コンベア２を停止し、それと共に第４図（ａ）に示すように、集積装置５を下降して各吸盤１６で製品Ｐを吸着保持する。このとき、パンタグラフ機構１２は上方から複数の支持アーム１４によって支えられた構造であるため、製品Ｐのピックアップに支障を及ぼすことがない。そして、集積装置５を上昇させ、第２図（ａ）に示すように、箱搬送コンベア３で待機している空の箱Ｂの上方に移動させる。次に、集積装置５を、パンタグラフ機構１２を短縮させながら下降させるが、第４図（ｂ）に示すように、パンタグラフ機構１２を短縮すると、リンク６の傾きが大きくなることからそれに応じて吸盤１６の吸着面１６ａ向きが斜め下方を傾き、製品Ｐどうしの間隔が縮まるだけでなく隣の製品Ｐの半分が重なるようにして集積される。こうして集積された製品Ｐを箱Ｂに収納すると、第４図（ｃ）に示すように、製品が半重ねの状態で並べられた見栄えの良い箱詰めを行うことができる。
同様にして二列目も箱詰めし（第２図（ｂ）、（ｃ））、二列の箱詰めが完了すれば、箱搬送コンベア３を駆動して次の空の箱Ｂを箱詰め位置で待機させる。

本実施例では、箱搬送コンベア３及び製品搬送コンベア２はいずれも間欠運転としているが連続運転とすることも可能で、その場合は多関節ロボット４を製品Ｐや箱Ｂに追従させながらピックアップや箱詰めを行う。

集積装置５は、複数のパンタグラフ機構１２を平行に並べて対応するピン８、１０、１１の位置で連結し、より強度のある構造にすることもできる。この場合、両パンタグラフ機構１２のリンク６の端部間に連結部材を掛け渡し、同連結部材に吸盤１６を固定することによって、上記実施例と同様、リンク６の傾きに応じて吸盤１６の向きを変化させることができる。

製品供給コンベアに製品の間隔を一定にする位置決め手段を設けても良い。位置決め手段は、ストッパー部材をコンベアの搬送面上に位置させたり退避させたりするものであっても良く、多段式のコンベアであればコンベアどうしの間から出没させることもできる。また、ストッパー部材を集積装置に設けておけば製品のピックアップ時に製品の間隔を揃えることができる。また、フィンガーコンベアや各々が個別制御できる多段式コンベア等を用いることもできる。また、吸着具は蛇腹式でも良い。製品を吸着すると縮むため、製品を所定個数ずつピックアップする場合、既に吸着した製品が製品供給コンベアの搬送面と接触することがなく製品のダメージを軽減することができる。また、画像処理センサを設けおけば、向きや間隔がバラバラの状態で製品が流れてきても、それに合わせて集積装置の姿勢を修正しピックアップすることができる。

１箱詰め装置
２製品供給コンベア
３箱搬送コンベア
４多関節ロボット
５集積装置
６、７リンク
８ピン
９クロスリンク
１０、１１ピン
１２パンタグラフ機構
１３ガイドレール
１４支持アーム
１５スライドブロック
１６吸盤
１６ａ吸着面
Ｂ箱
Ｐ製品

Claims

二本のリンクを交差させその交差部でピン結合した複数のクロスリンクを、前記リンクの端部どうしをピン結合して連結したパンタグラフ機構を備える集積装置であって、
前記パンタグラフ機構には、製品を吸着保持するための吸着具が複数個設けられており、これらの吸着具は前記リンクに対する角度を一定に保った状態で、前記リンクの端部に一体的に取り付けられ、前記パンタグラフ機構が伸長した状態では前記リンクの傾きに応じて吸着面が真下を向き、また前記パンタグラフ機構が短縮した状態では前記リンクの傾きに応じて前記吸着面が斜め下方を向くことを特徴とする集積装置。
前記吸着具は前記リンクの端部に対する取付角度を変更可能になっていることを特徴とする請求項１記載の集積装置。
前記パンタグラフ機構が、１本のガイドレールに摺動可能に吊設された複数の支持アームの先端部に、前記交差部のピンがそれぞれ軸着されることによって支持されており、前記複数の支持アームの間隔を変えることで伸縮することを特徴とする請求項１又は２記載の集積装置。