JP6275910B1 - Suction head - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の物品を順次吸着させることの可能な吸着ヘッドを提供する。【解決手段】吸着ヘッド20は、物品2を吸着して移載することで物品2を集積する集積装置1に用いられる吸着ヘッド20において、吸引ブロワ40にブロワ配管30により接続された内部空間23を有し、複数の吸着用開口部25が形成されたダクトボックス22と、吸着用開口部25を開閉する開閉弁32と、を備え、内部空間23内の空気が吸引される吸引状態において、開閉弁32を開閉することで、複数の吸着用開口部25に選択的に物品2を吸着可能に構成されている。【選択図】図3A suction head capable of sequentially sucking a plurality of articles is provided. An adsorption head 20 uses an internal space 23 connected to a suction blower 40 by a blower pipe 30 in the adsorption head 20 used in the stacking apparatus 1 that collects the articles 2 by attracting and transferring the articles 2. In a suction state in which the air in the internal space 23 is sucked, and a duct box 22 in which a plurality of suction openings 25 are formed, and an on-off valve 32 that opens and closes the suction openings 25. By opening and closing the on-off valve 32, the articles 2 can be selectively adsorbed to the plurality of adsorbing openings 25. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、移載のために物品を吸着して保持する吸着ヘッドに関する。 The present invention relates to a suction head that sucks and holds an article for transfer.
食品を軟包材で包装した商品は、ダンボール箱等の外装箱に所定数詰められた状態で輸送されており、商品の製造工場で箱詰め作業が行われている。箱詰め作業には集積装置が使用され、集積装置は、ベルトコンベア上を搬送されてくる商品を順次吸着ヘッドに吸引・吸着させ、外装箱が置かれた集積部へと移載している。 A product in which food is packaged with a soft packaging material is transported in a state in which a predetermined number is packed in an outer box such as a cardboard box, and the boxing operation is performed at a product manufacturing factory. An accumulating device is used for the boxing operation, and the accumulating device sucks and adsorbs the products conveyed on the belt conveyor to the adsorbing head in order, and transfers them to the accumulating unit where the outer box is placed.
このような吸着ヘッド及び集積装置は、例えば、下記特許文献1に開示されている。
Such a suction head and a stacking apparatus are disclosed in, for example,
しかし、上記特許文献1に開示された吸着ヘッドは、商品(物品)を吸引して吸着する際に、単一又は複数の物品を同時に吸着することしかできず、複数の物品を順次吸着することはできない。
However, the suction head disclosed in
このような構成では、複数の物品を吸着ヘッドの複数の吸着用開口部に吸着させて移載する際には、吸着時に物品が各吸着用開口部に対向する場所に位置するように予め整列させておく必要がある。 In such a configuration, when a plurality of articles are adsorbed and transferred to a plurality of suction openings of the suction head, they are aligned in advance so that the articles are positioned at positions facing the respective suction openings at the time of suction. It is necessary to keep it.
通常、箱詰めされる物品は、ベルトコンベア上を一列で搬送されてくるケースが多く、予め物品を整列させる処理が必要になると、装置コストが増大すると共に、生産効率も大幅に低下してしまう。 Usually, articles to be packed in a box are often conveyed in a line on a belt conveyor, and if a process for aligning the articles in advance is required, the apparatus cost increases and the production efficiency is also greatly reduced.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、複数の物品を順次吸着させることの可能な吸着ヘッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide a suction head capable of sequentially sucking a plurality of articles.
上記課題を解決するために、本発明に係る吸着ヘッドは、物品を吸着して移載することで前記物品を集積する集積装置に用いられる吸着ヘッドにおいて、吸引ブロワにブロワ配管により接続された内部空間を有し、複数の吸着用開口部が形成されたダクトボックスと、前記吸着用開口部を開閉する開閉弁と、を備え、前記内部空間内の空気が吸引される吸引状態において、前記開閉弁を開閉することで、複数の前記吸着用開口部に選択的に前記物品を吸着可能に構成されていると共に、複数の前記吸着用開口部のうち少なくとも1つの吸着用開口部は、前記開閉弁を備えておらず、常時開状態であることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an adsorption head according to the present invention is an adsorption head used in an accumulation device that accumulates articles by adsorbing and transferring articles, and is connected to a suction blower by a blower pipe. A duct box having a space and formed with a plurality of suction openings; and an on-off valve that opens and closes the suction openings; and in the suction state in which air in the internal space is sucked, the opening and closing By opening and closing the valve, the article can be selectively adsorbed to the plurality of adsorption openings, and at least one adsorption opening among the plurality of adsorption openings is the opening and closing It has no valve and is normally open .
本発明に係る吸着ヘッドによれば、複数の吸着用開口部を適宜開閉することで、複数の吸着用開口部に選択的に物品を吸着可能である。 According to the suction head according to the present invention, articles can be selectively sucked into the plurality of suction openings by appropriately opening and closing the plurality of suction openings.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る吸着ヘッド及び集積装置について説明する。本実施形態では、吸着対象物品である、食品等の内容物が入った軟包材(フレキシブルパッケージ)を順次3つずつ吸着する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドを備え、吸着ヘッドに吸着された物品を移載して集積する集積装置とを例に挙げて説明する。 Hereinafter, a suction head and a stacking apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an adsorption head that sequentially adsorbs soft packaging materials (flexible packages) containing contents such as foods, which are articles to be adsorbed, and articles that are provided with the adsorption head and are adsorbed by the adsorption head. An example of a stacking apparatus that transfers and stacks the above will be described.
図1は、本実施形態に係る集積装置の構成を概略的に示す斜視図である。図2は、本実施形態に係る吸着ヘッドの斜視図である。図3は、本実施形態に係る吸着ヘッドの一部断面図である。図4は、本実施形態に係るダクトボックスの底面図である。図5は、本実施形態に係るダクトボックスのエア系統図である。図6は、本実施形態に係るエアシリンダのエア系統図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the integrated device according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the suction head according to the present embodiment. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the suction head according to the present embodiment. FIG. 4 is a bottom view of the duct box according to the present embodiment. FIG. 5 is an air system diagram of the duct box according to the present embodiment. FIG. 6 is an air system diagram of the air cylinder according to the present embodiment.
図1に示すように、集積装置1は、制御装置5と、パラレルロボット10と、吸着ヘッド20と、吸引ブロワ40とを備えている。制御装置5は、パラレルロボット10、吸着ヘッド20及び吸引ブロワ40等の集積装置1を構成する部材の動作を制御するための装置であり、これらの部材と接続されている。
As shown in FIG. 1, the
パラレルロボット10は、パラレルメカニズムを用いたロボットであり、吸着ヘッド20を物品2の吸着場所と集積場所との間で移動させる。本実施形態では、吸着ヘッド20は、ベルトコンベア50上を一列で搬送されてくる物品(軟包材)2を3つずつ吸着して、物品集積部55に移載する。
The
通常、物品集積部55には、ダンボール箱が順次設置され、所定個数の物品2がダンボール箱内に集積される。吸引ブロワ40は、吸着ヘッド20の内部空間(チャンバー)23内を吸引するためのエアポンプである。
Normally, cardboard boxes are sequentially installed in the
図2〜図4に示すように、吸着ヘッド20は、ダクトボックス22と、ハンガー29と、ブロワ配管30と、開閉弁32とを備えている。ダクトボックス22は、内部に内部空間(チャンバー)23を備える中空の直方体形状であり、その下面には、物品2を吸引・吸着するための吸着用開口部25が形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
吸着用開口部25は、ダクトボックス22の長手方向に順次形成された第一吸着用開口部25a、第二吸着用開口部25b及び第3吸着用開口部25cを備えている。各吸着用開口部25a〜25cは、ダクトボックス22の短手方向にそれぞれ列んで形成された2つの開口26から構成されており、ダクトボックス22の下面には、格子状に整列した6つの開口26が形成されている。
The suction opening 25 includes a first suction opening 25a, a second suction opening 25b, and a third suction opening 25c that are sequentially formed in the longitudinal direction of the
吸着用開口部25は、各開口26の部分に設置された吸着パッド27(第一吸着パッド27a、第二吸着パッド27b、第三吸着パッド27c)を備えている。吸着パッド27は、ダクトボックス22の下面から開口26を覆って鉛直下方に突出する蛇腹状のパッドであり、物品2は、吸着パッド27を介して開口26に吸着される。
The suction opening 25 includes a suction pad 27 (a
また、ダクトボックス22は、内部空間23に破壊エアを導入するための破壊エア弁24を備えており、破壊エア弁24は、破壊用圧縮エア配管28に設置されている。図5に示すように、破壊用圧縮エア配管28は、集積装置1の設置場所に配置されているコンプレッサシステムに接続されており、破壊エア弁24が開くと圧縮エア(破壊エア)が内部空間23に供給される。この破壊エアは、吸着用開口部25に吸着した物品2を解放する際に使用される。
Further, the
ハンガー29は、ダクトボックス22の上側に固定されており、ダクトボックス22をパラレルロボット10の駆動先端に連結固定するための連結部材である。
The
また、図5に示すように、ブロワ配管30は、吸引ブロワ40とダクトボックス22の内部空間23とを連結接続しており、吸引ブロワ40が駆動すると、内部空間23内のエアが吸引される吸引状態となる。ブロワ配管30には、ソレノイドバルブであるブロワ切換弁31が設置されており、内部空間23の連結先をブロワ配管30と大気開放との間で切り換え自在である。
As shown in FIG. 5, the
開閉弁32は、独立して開閉制御が可能な第一開閉弁32aと第二開閉弁32bとを備えている。第一開閉弁32aは、第一吸着用開口部25aを開閉し、第一吸着用開口部25aを構成する2つの開口26それぞれに、同期して開閉される第一開閉弁32aが設置されている。
The on-off
第二開閉弁32bは、第二吸着用開口部25bを開閉し、第二吸着用開口部25bを構成する2つの開口26それぞれに、同期して開閉される第二開閉弁32bが設置されている。なお、第三吸着用開口部25cは、開閉弁32が設置されておらず、常時開状態である。
The second opening /
開閉弁32は、弁本体33と、エアシリンダ34と、を備えている。各弁本体33は、吸着用開口部25の各開口26を開閉するように設置されている。エアシリンダ34は、弁本体33の開閉を駆動し、各弁本体33に1つずつ設置されている。
The on-off
すなわち、2つの弁本体33を備える第一開閉弁32aは、同期駆動される2つの第一エアシリンダ34aを備え、同じく2つの弁本体33を備える第二開閉弁32bは、同期駆動される2つの第二エアシリンダ34bを備える。
That is, the first on-off
図6に示すように、エアシリンダ34は、シリンダ用圧縮エア配管35に接続されている。シリンダ用圧縮エア配管35は、圧縮エア供給のためのコンプレッサシステムに接続されており、エアシリンダ34に駆動用の圧縮エアを供給する。第一圧縮エア配管35aは、2つの第一エアシリンダ34aに圧縮エアを供給し、第二圧縮エア配管35bは、2つの第二エアシリンダ34bに圧縮エアを供給する。
As shown in FIG. 6, the
ここで、エアシリンダ34は、複動型のシリンダであり、シリンダ用圧縮エア配管35と接続されるエアポートを2つ備えている。第一及び第二シリンダ用圧縮エア配管35a,35bには、それぞれ独立して駆動される切換弁(ソレノイドバルブ)36a,36bが設置されている。
Here, the
切換弁36は、エアシリンダ34の2つのエアポートのどちらに圧縮エアを供給するかを切り換える弁であり、切換弁36を切り換えることで、エアシリンダ34の伸縮を切り換える。複動型のエアシリンダ34であれば、往動及び復動の双方を高速に駆動させることができ、開閉弁32の開動作及び閉動作の双方を高速に行うことで、物品2の吸着及び解放の切り換えを高速に行うことができる。
The switching valve 36 is a valve that switches which of the two air ports of the
以上、集積装置1の構成について説明したが、続いて、吸着ヘッド20における物品の吸着動作について説明する。図7は、本実施形態に係る吸着ヘッドの吸着状態を示す図であり、図7(a)は側面図、図7(b)は底面図である。なお、図7(b)では、物品を一点鎖線で示している。
While the configuration of the stacking
通常時、吸着ヘッド20の第一及び第二開閉弁32a,32bは閉状態となっている。集積装置1が作動を開始し、吸引ブロワ40が動作を開始すると、ダクトボックス22内の内部空間23内の空気がブロワ配管30を介して吸引される。
Normally, the first and second on-off
このとき、第一吸着用開口部25a及び第二吸着用開口部25bは開閉弁32によって閉じられて閉状態であるが、開閉弁32が設置されていない第3吸着用開口部25cは常時開いている。よって、内部空間23が吸引されると、ダクトボックス22の外の空気が第三吸着用開口部25cを通って、内部空間23内へと吸引される。
At this time, the
この状態で、ダクトボックス22の下面の第三吸着用開口部25cに物品2が近付くと、物品2は、第三吸着用開口部25cに吸い寄せられ、第三吸着パッド27cを介して第三吸着用開口部25cに吸着される。本実施形態では、第三吸着用開口部25cが2つの開口26から構成されており、物品2は、第三吸着用開口部25cに2点で吸引され、吸着ヘッド20にしっかりと吸着固定される。
In this state, when the
続いて、第二開閉弁32bを開くと、第二吸着用開口部25bが開状態となり、第一吸着用開口部25aは閉状態、第三吸着用開口部25cは吸着した物品2で塞がれた状態であるため、第二吸着用開口部25bを通って、外気が内部空間23内に吸引される。
Subsequently, when the second opening /
この状態で、ダクトボックス22の下面の第二吸着用開口部25bに物品2が近付くと、物品2は第二吸着用開口部25bに吸い寄せられ、第二吸着パッド27bを介して第二吸着用開口部25bに吸着される。このとき、吸着ヘッド20は、第三吸着用開口部25cと、第二吸着用開口部25bとに合計2つの物品2が吸着された状態となる。
In this state, when the
さらに、第一開閉弁32aを開くと、第一吸着用開口部25aが開状態となり、第二吸着用開口部25b及び第三吸着用開口部25cは吸着した物品2で塞がれた状態であるため、第一吸着用開口部25aを通って、外気が内部空間23内に吸引される。
Further, when the first on-off
この状態で、第一吸着用開口部25aに物品2が近付くと、物品2は第一吸着用開口部25aに吸い寄せられて第一吸着パッド27aを介して吸着される。このとき、吸着ヘッド20は、第一〜第三吸着用開口部25a〜25cの全ての部分に物品2がそれぞれ吸着され、合計3つの物品2が吸着された状態となる(図7参照)。
In this state, when the
このように、吸着ヘッド20は、第一〜第三吸着用開口部25a〜25cを備え、第一及び第二開閉弁32a,32bにより第一及び第二吸着用開口部25a,25bを独立して開閉可能に構成しているため、順次第一〜第三吸着用開口部25a〜25cを開状態とすることで、所定の吸着用開口部25a〜25cに順次物品2を吸着させることができる。
Thus, the
このように、本実施形態に係る吸着ヘッド20によれば、一列で搬送されてくる物品2をそのまま順次選択的に吸着用開口部25に吸着して移載することができ、作業効率を格段に効率化させることができる。
As described above, according to the
もちろん、吸着ヘッド20による物品2の吸着動作は、順次3つの物品2を吸着する場合に限らず、一度に複数の物品2を同時に吸着させても良いし、複数の吸着用開口部25で1つの物品2を吸着させても良いし、適宜変更可能である。
Of course, the suction operation of the
また、物品2を吸着させる順番も適宜変更可能であり、第三吸着用開口部25cの後に、第一吸着用開口部25a、第二吸着用開口部25bの順に物品2を吸着させても良い。但し、開閉弁32の設置されていない常時開状態の開口部(第三吸着用開口部25c)に最初に物品2を吸着させる必要がある。
Further, the order in which the
また、吸着ヘッド20の吸着用開口部25の数や開閉弁32の設置箇所は適宜変更可能であり、例えば、上記実施形態では、開閉状態の同じ2つの開口26から構成される吸着用開口部25を3組設置しているが、吸着用開口部25の数は2つでも良いし、4つ以上であっても良い。
In addition, the number of the suction openings 25 of the
吸着用開口部25が2つの場合には、第一吸着用開口部25aに第一開閉弁32aを設置すると共に、第二吸着用開口部bには開閉弁32を設置せずに常時開状態とすれば、第一開閉弁32aの開閉により、第一吸着用開口部25aと第二吸着用開口部25bとに選択的に吸着させることができる。
When there are two adsorption openings 25, the first on-off
また、各吸着用開口部25a〜25cを2つの開口26から構成しているが、1つの開口26から構成しても良いし、3つ以上の開口26から構成しても良い。開口26の数が増えれば、物品2は多点で吸着されることになり、吸着状態が安定する。
Further, each of the
また、上記実施形態では、3つの吸着用開口部25のうち、1つの吸着用開口部25cには開閉弁32を設置せずに常時開状態としているが、第三吸着用開口部25cにも開閉弁32を設置し、全ての吸着用開口部25を開閉可能に構成しても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the opening / closing
但し、内部空間23が吸引されている状態で全ての吸着用開口部25が閉じると、吸引ブロワ40が焼き付いてしまうおそれもあるため、少なくとも1つの吸着用開口部25は常時開状態とするのが望ましく、常時開状態の吸着用開口部25に開閉弁32の設置を不要とすれば、吸着ヘッド20の軽量化を実現できる。
However, if all the suction openings 25 are closed while the
続いて、集積装置1において、物品2を集積するために移載する移載動作について説明する。本実施形態では、ベルトコンベア50上において、順次吸着ヘッド20に3つの物品2を吸着させ、3つずつ物品集積部55に物品2を移載して集積する。
Next, a transfer operation for transferring the
集積装置1の駆動を開始し、物品搬送路であるベルトコンベア50上を物品2が一列に搬送され始めると、一番目の物品2を吸引するために、パラレルロボット10の駆動により、吸着ヘッド20をベルトコンベア50の一番目の物品2の上方に移動させる。
When the driving of the stacking
上述したように、吸着ヘッド20への物品2の吸着は、第三吸着用開口部25c、第二吸着用開口部25b、第一吸着用開口部25aの順で行うため、一番目の物品2を吸着する際には、一番目の物品2に第三吸着用開口部25cが近付くように吸着ヘッド20を移動させる。
As described above, the suction of the
一番目の物品2が第三吸着用開口部25cに吸着されると、引き続き、二番目の物品2が第二吸着用開口部25b、三番目の物品2が第一吸着用開口部25aに順次吸着されるように、吸着ヘッド20を移動させる。
When the
3つの物品2が吸着ヘッド20に吸引されると、吸着ヘッド20を物品集積部55へと移動させ、吸着した3つの物品2を物品集積部55上で解放し、物品集積部55へ集積する。物品集積部55には、例えば、ダンボール箱が設置され、この中に物品2を集積することができる。
When the three
吸着ヘッド20から物品2を解放する際には、ブロワ切換弁31を切り換えてダクトボックス22の内部空間23を大気開放すると共に、破壊エア弁24を開状態として、内部空間23に破壊エアを供給する。これにより、吸着ヘッド20に吸着されていた物品2が自重により吸着用開口部25から離れて物品集積部55に載置される。
When releasing the
物品2を解放した吸着ヘッド20は、次の吸着のために、ベルトコンベア50上へと移動する。このとき、ブロワ切換弁31を切り換えて内部空間23を吸引状態に戻すと共に、破壊エア弁24を閉じる。さらに、次の一番目の物品2の第三吸着用開口部25cへの吸着に備えて、第一開閉弁32a及び第二開閉弁32bを閉じる。
The
この状態で、吸着ヘッド20がベルトコンベア50上へと移動すると、次の物品2を順次吸着し、上述した移載動作を繰り返す。
In this state, when the
以上、本実施形態に係る吸着ヘッド20及び集積装置1について詳細に説明したが、本実施形態によれば、吸着ヘッド20に選択的に開閉可能な複数の吸着用開口部25を設置することで、所定の吸着用開口部25に順次物品2を吸着することがき、一列に搬送されてくる物品2を効率良く吸着、移載することができる。
As described above, the
以上、本実施形態について説明したが、本発明の実施の形態は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、集積装置を構成する各部材の形状やサイズ、個数等は適宜変更可能である。 Although the present embodiment has been described above, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the shape, size, number, and the like of each member constituting the accumulation device can be changed as appropriate.
また、上記実施形態では、各開口に1つずつ開閉弁とエアシリンダを設置しているが、同じ吸着用開口部に属する複数の開口を同期して開閉する構成であれば良く、弁本体を三角形状や菱形として、1つの開閉弁で複数の開口を開閉できるように構成しても良い。 Further, in the above embodiment, one opening / closing valve and one air cylinder are installed in each opening, but any configuration may be used as long as a plurality of openings belonging to the same suction opening are opened and closed in synchronization. As a triangular shape or a diamond shape, a plurality of openings may be opened and closed with one on-off valve.
複数の開口を開閉できるように1つの弁本体を大きくする場合には、安定して開閉動作が行われるように、1つの弁本体を複数のエアシリンダで駆動するように構成するのが望ましい。 When enlarging one valve body so that a plurality of openings can be opened and closed, it is desirable that one valve body be driven by a plurality of air cylinders so that the opening and closing operation can be performed stably.
1 集積装置
5 制御装置
10 パラレルロボット
20 吸着ヘッド
22 ダクトボックス
23 内部空間
24 破壊エア弁
28 破壊用圧縮エア配管
25 吸着用開口部
26 開口
27 吸着パッド
29 ハンガー
30 ブロワ配管
31 ブロワ切換弁
32 開閉弁
33 弁本体
34 エアシリンダ
35 シリンダ用圧縮エア配管
36 切換弁
40 吸引ブロワ
50 ベルトコンベア
55 物品集積部
2 物品
DESCRIPTION OF
Claims (3)
吸引ブロワにブロワ配管により接続された内部空間を有し、複数の吸着用開口部が形成されたダクトボックスと、
前記吸着用開口部を開閉する開閉弁と、
を備え、前記内部空間内の空気が吸引される吸引状態において、前記開閉弁を開閉することで、複数の前記吸着用開口部に選択的に前記物品を吸着可能に構成されていると共に、
複数の前記吸着用開口部のうち少なくとも1つの吸着用開口部は、前記開閉弁を備えておらず、常時開状態であることを特徴とする吸着ヘッド。 In a suction head used in a stacking apparatus that stacks the articles by sucking and transferring the articles,
A duct box having an internal space connected to the suction blower by blower piping, and having a plurality of suction openings;
An on-off valve for opening and closing the suction opening;
In the suction state in which the air in the internal space is sucked, the opening and closing valve is opened and closed to selectively adsorb the article to the plurality of suction openings ,
At least one suction opening among the plurality of suction openings is not provided with the on-off valve and is normally open .
前記吸着ヘッドを前記物品の吸着場所と、前記物品の集積場所との間で移動させるパラレルロボットと、
を備えることを特徴とする集積装置。 The suction head according to claim 1 or 2 ,
A parallel robot that moves the suction head between a suction location of the article and a collection location of the article;
An integrated device comprising:
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