JP6373225B2 - 物品処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送コンベヤ上にランダムな状態で搬送されてくる袋製品等の物品を保持して、別の搬送コンベヤで搬送される容器へ移送する物品処理装置に関する。

カップ麺の製造ラインでは、麺が収容され、コンベヤ上を搬送される容器内に袋詰めされた具材やスープを投入し、その後カップ口部に蓋を貼り付けて容器を密封している。このようなカップ麺製造ラインにおいて、蓋でシールする前に、カップの重量を計量し、充填不良カップはシールしないまま排出する構成が知られている（特許文献１）。

特許第３９１４５４６号公報

例えば、具材やスープ材料を袋詰めした袋製品をコンベヤ上にランダムな状態で供給した後、このコンベヤによって連続搬送される袋製品を撮影し、その位置を認識しながらロボットにより袋製品を保持して別のコンベヤ上を連続搬送される容器内に投入する袋製品投入装置では、コンベヤ上を搬送されてくる袋製品の搬送量が容器の搬送量よりも少なくなると、容器への投入タイミング時に袋製品が搬送されず、ロボットが袋製品を容器へ投入することができないため、袋製品が投入されない容器がそのまま下流へ搬送されていた。

また、袋製品は一般的に薄くて平たいので、供給時にコンベヤ上で袋製品同士の一部が上下に重なりやすく、回転ブラシ等を用いて上に重なった袋製品を掻き落とそうとしても、袋製品の重なりを完全に無くすことは困難であった。袋製品同士が重なると上下の判定ができず袋製品を上手く保持できないため、このような袋製品を保持しないようロボットを制御すると、ロボットによって保持可能な袋製品の搬送量が少なくなり、ロボットが袋製品を投入できない容器が発生する。このような袋製品が投入されない容器は、下流においてＮＧ判定が下され製造ラインからリジェクトされ、そのまま破棄されるか、リジェクトされた容器に人手によって袋製品を入れてから製造ラインへ戻していた。そのためこのような袋製品投入装置では、袋製品の搬送量によって稼働率や歩留まりの低下を招いていた。

本発明は、ランダムに搬送される物品を保持して連続搬送される容器に移送する物品処理装置において、物品が移送されない容器を減らし、稼働率及び歩留まりを向上することを課題としている。

本発明の物品処理装置は、容器を搬送する第１搬送コンベヤと、容器に移送される物品を搬送する第２搬送コンベヤと、第１搬送コンベヤ上を搬送する容器の位置を認識する容器位置認識手段と、第２搬送コンベヤ上を搬送する物品の位置を認識する物品位置認識手段と、容器位置認識手段および物品位置認識手段からの信号を基に第２搬送コンベヤ上の物品を保持して第１搬送コンベヤ上の容器へ移送する物品移送手段と、物品移送手段よりも下流の第１搬送コンベヤ上に設けられ、容器に物品が移送されたか否かを検出する検出手段と、第１搬送コンベヤにおける、検出手段よりも下流の分岐位置と物品移送手段よりも上流の移載位置とを接続するリターン通路と、分岐位置で第１搬送コンベヤ上の容器をリターン通路へ分岐する分岐手段と、リターン通路上の容器を第１搬送コンベヤの移載位置へ戻す移載手段とを設け、検出手段で物品が移送されていないと判定された容器をリターン通路を介して第１搬送コンベヤへ移載し、移載された容器に再度物品を移送することを特徴としている。

本発明によれば、ランダムに搬送される袋製品等の物品を保持して連続搬送される容器へ移送する物品処理装置において、物品が移送されない容器を減らし、稼働率及び歩留まりを向上することができる。

本発明の物品処理装置の一実施形態である袋製品投入装置のレイアウトを示す平面図である。 図１の袋製品投入装置のレイアウトを示す側面図である。 袋製品投入装置に設けられた分岐装置のレイアウトを示す平面図である。 袋製品投入装置に設けられた移載装置のレイアウトを示す平面図である。 袋製品投入装置に設けられた移載装置のレイアウトを示す横断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の物品処理装置の一実施形態である袋製品投入装置全体のレイアウトを示す平面図であり、図２は側面図である。図１、図２を参照して、本実施形態の袋製品投入装置の構成および袋製品投入作業の全体の流れについて説明する。

袋製品投入装置１０は、例えばカップ麺の製造ラインで用いられる。本実施形態において袋製品投入装置１０は、例えば、麺が収容された容器（カップ）Ｃを搬送する第１搬送コンベヤ１２と、具材やスープ材料を袋詰めした袋製品Ｐを搬送する第２搬送コンベヤ１４と、第２搬送コンベヤ１４上の袋製品Ｐを１袋ずつ拾い上げ、容器Ｃに投入して移送する第１、第２ロボット（物品移送手段）１６、１８と、第２搬送コンベヤ１４で搬送され、容器Ｃに投入されなかった袋製品Ｐを再びホッパ２０へと戻す第１リターンコンベヤ２２と、第１搬送コンベヤ１２の下流側から上流側へと袋製品Ｐが投入されていない容器Ｃを第１搬送コンベヤ１２の上流に戻す第２リターンコンベヤ２４（リターン通路）とを備える。

図２に示されるように、ホッパ２０に投入された袋製品Ｐは、桟付ベルトコンベヤ２６により掻き上げられ、第２搬送コンベヤ１４の搬送面にランダムに撒かれる（このとき更に振動コンベヤを介して第２搬送コンベヤ１４へ乗り移るようにしてもよい）。第２搬送コンベヤ１４の下流において、搬送面の上方には第１カメラ３０と第１ロボット１６が配置され、その直ぐ下流には、同様に第２カメラ３２と第２ロボット１８が配置される。第１、第２ロボット１６、１８は、例えば吸着ヘッドを備えるパラレルリンクロボットであり、第１、第２カメラ３０、３２で撮影された画像と第２搬送コンベヤ１４の図示しないエンコーダ信号により第２搬送コンベヤ１４上を搬送される袋製品Ｐの位置を検出し、袋製品Ｐを１袋ずつ吸着保持して第１搬送コンベヤ１２で搬送されて来る容器Ｃにそれぞれ移送する。ここで、第１、第２カメラ３０、３２と第２搬送コンベヤ１４のエンコーダが物品位置認識手段となる。なお、図１には、第１、第２ロボット１６、１８の可動範囲が円１６Ａ、１８Ａでそれぞれ示される。

第２搬送コンベヤ１４は、第２ロボット１８の下流において終端し、第１、第２ロボット１６、１８により拾い上げられなかった袋製品Ｐは、第２搬送コンベヤ１４の終端から、下方に敷設された第１リターンコンベヤ２２の搬送面に落下してホッパ２０に向けて搬送される。第１リターンコンベヤ２２により、第２搬送コンベヤ１４の上流側まで搬送された袋製品Ｐは、桟付ベルトコンベヤ２５により掻き上げられてホッパ２０へ再び回収される。

容器Ｃは、麺充填装置３４において麺が充填され、前後に間隔が空けられた状態で一列に整列されて第１搬送コンベヤ１２上を連続的に搬送される。図示例において、第１搬送コンベヤ１２は、第２搬送コンベヤ１４の下を潜り抜けた後、第１ロボット１６が配置される付近において、第２搬送コンベヤ１４と略同じ高さで第２搬送コンベヤ１４に並走するように配置される。第１搬送コンベヤ１２は、その後第２搬送コンベヤ１４の終端を回り込み、第２ロボット１８が配置される付近において、第２搬送コンベヤ１４の反対側の側辺に沿って配置される。

第１搬送コンベヤ１２の第１ロボット１６よりも上流側には、搬送されてくる容器Ｃを検出する第１容器検出センサ３６が設けられる。第１容器検出センサ３６により容器Ｃが検出されると、検出された容器Ｃのその後の位置が、例えば第１搬送コンベヤ１２に設けられたエンコーダ（図示せず）により把握される。第１ロボット１６は、この容器Ｃが可動範囲１６Ａに入ると第２搬送コンベヤ１４において吸着保持した袋製品Ｐをこの容器Ｃ内に投入する。

また、第１搬送コンベヤ１２において、第２ロボット１８よりも上流側には、第２容器検出センサ３８と第１袋製品有無検出用カメラ４０が設けられる。第２容器検出センサ３８により第１搬送コンベヤ１２上の容器Ｃが検出されると、その後のその容器Ｃの位置が第１搬送コンベヤ１２に設けられたエンコーダ（図示せず）により把握される。その後、上方から容器Ｃ内の画像が第１袋製品有無検出用カメラ４０により撮影され、容器Ｃ内に袋製品Ｐが投入されているか否かが判定される。容器Ｃに袋製品Ｐが投入されていない場合、第２ロボット１８は、第２搬送コンベヤ１４から袋製品Ｐを可動範囲１８Ａにおいて吸着保持して拾い上げ、袋製品Ｐが投入されていないと判定された容器Ｃに投入する。ここで、第１、第２容器検出センサ３６、３８と第１搬送コンベヤ１２のエンコーダが容器位置認識手段となる。

また第１搬送コンベヤ１２において、第２ロボット１８よりも下流側には、第３容器検出センサ４２と第２袋製品有無検出用カメラ（検出手段）４４が配置される。第３容器検出センサ４２で搬送されてくる容器Ｃが検出されると、その位置をエンコーダ（図示せず）で把握しながら、その容器Ｃ内の画像を上方から撮影し、容器Ｃ内に袋製品Ｐが投入されているか否かが再度判定される。

第１搬送コンベヤ１２において、第２袋製品有無検出用カメラ４４の下流側には、第４容器検出センサ４６と分岐装置（分岐手段）４８が設けられる。分岐装置４８は、第２袋製品有無検出用カメラ４４の画像により袋製品Ｐが投入されていないと判定された容器Ｃを、後述するように、第１搬送コンベヤ１２上から第２リターンコンベヤ２４へと移載する。すなわち、袋製品Ｐが投入されていない容器Ｃは、全て分岐装置４８により第２リターンコンベヤ２４へと移載され、袋製品Ｐが投入された容器Ｃのみが、第１搬送コンベヤ１２により、更に下流に設けられる蓋を貼着するための装置（図示せず）へと搬送される。なお、分岐装置４８の直前に設けられた第４容器検出センサ４６により、袋製品Ｐが投入されていない容器Ｃの位置が正確に把握され、これに同期して分岐装置４８は容器Ｃを第２リターンコンベヤ２４へと移載する。

袋製品Ｐが投入されていないと判定（ＮＧ判定）され、第２リターンコンベヤ２４へ移載された容器Ｃは、第１搬送コンベヤ１２の上流（第１容器検出センサ３６や第１ロボット１６よりも上流側）へと戻され、第１、第２ロボット１６、１８を用いて、再度袋製品Ｐの投入作業が行われる。また、第２リターンコンベヤ２４の下流端近傍には第２リターンコンベヤ２４上を搬送される容器Ｃを検出する第５容器検出センサ５０と、容器Ｃを第２リターンコンベヤ２４から第１搬送コンベヤ１２へと移載する移載装置（移載手段）５２が設けられる。

第１搬送コンベヤ１２において移載装置５２よりも上流側には、第６容器検出センサ５４が設けられ、第１搬送コンベヤ１２上を搬送される容器Ｃの位置が検出される。後述するように、移載装置５２は、第５、第６容器検出センサ５０、５４の信号に基づき、袋製品Ｐが未投入の容器Ｃを第１搬送コンベヤ１２上へと移載し、第１搬送コンベヤ１２上のラインに戻す。

次に図３を参照して、本実施形態の分岐装置４８の構成の詳細について説明する。図３は、分岐装置４８の近傍のレイアウトを示す平面図である。

図３に示されるように、分岐装置４８の近傍において、第２リターンコンベヤ２４は、第１搬送コンベヤ１２と並走するように配置される。第１搬送コンベヤ１２、および第２リターンコンベヤ２４各々の両側辺には、それぞれガイド部材１２Ｇ、２４Ｇが設けられ、容器Ｃは、両側辺に設けられたガイド部材１２Ｇ、２４Ｇにガイドされて搬送される。分岐装置４８は、エアシリンダ４８Ａとプッシャ４８Ｐを備え、プッシャ４８Ｐは、エアシリンダ４８Ａにより第１搬送コンベヤ１２を横切って進退自在とされる。プッシャ４８Ｐが第１搬送コンベヤ１２を横切る位置（分岐位置）において、第１搬送コンベヤ１２の両側のガイド部材１２Ｇ、および第２リターンコンベヤ２４の第１搬送コンベヤ１２側のガイド部材２４Ｇには、プッシャ４８Ｐが横切るための開口が設けられる。また、同位置における第１搬送コンベヤ１２と第２リターンコンベヤ２４の間は、渡り板５６によって連絡される。

第２袋製品有無検出用カメラ４４の画像から、袋製品Ｐが投入されていないと判定された容器Ｃの位置を第４容器検出センサ４６で検出すると、第１搬送コンベヤ１２に設けられたエンコーダ（図示せず）によりその位置を正確に把握し、同容器Ｃがプッシャ４８Ｐの前に来たときに、エアシリンダ４８Ａにより、プッシャ４８Ｐが押し出され、同容器Ｃが第２リターンコンベヤ２４上へと押し遣られる。

次に図４、５を参照して、本実施形態の移載装置５２の構成の詳細について説明する。図４は、移載装置５２の近傍のレイアウトを示す平面図であり、図５は、移載装置５２の横断面図である。

図４、図５に示されるように、移載装置５２の近傍において、第２リターンコンベヤ２４は、第１搬送コンベヤ１２と並走するように配置される。第１搬送コンベヤ１２、および第２リターンコンベヤ２４各々の両側辺には、それぞれガイド部材１２Ｇ、２４Ｇが設けられ、容器Ｃは、両側辺に設けられたガイド部材１２Ｇ、２４Ｇにガイドされて搬送される。移載装置５２は、エアシリンダ５２Ａとプッシャ５２Ｐを備え、プッシャ５２Ｐは、エアシリンダ５２Ａにより第２リターンコンベヤ２４を横切って進退自在とされる。プッシャ５２Ｐが第２リターンコンベヤ２４を横切る位置（移載位置）において、第２リターンコンベヤ２４の両側のガイド部材２４Ｇ、および第１搬送コンベヤ１２の第２リターンコンベヤ２４側のガイド部材１２Ｇには、プッシャ５２Ｐを進退させ、容器Ｃを第２リターンコンベヤ２４から第１搬送コンベヤ１２へと移載するための開口が設けられる。また、同位置における第２リターンコンベヤ２４と第１搬送コンベヤ１２の間は、渡り板５８によって連絡される。

第２リターンコンベヤ２４の下流端には、固定ストッパ６０が設けられ、搬送されてきた容器Ｃは、固定ストッパ６０に当接してプッシャ５２Ｐの前の移載位置で停止する。また、第２リターンコンベヤ２４において、移載装置５２よりも上流側の移載位置の直前には、第２リターンコンベヤ２４上を連続的に搬送されてくる容器Ｃの移送を停止するためのストッパ装置６２が設けられる。ストッパ装置６２は、エアシリンダ６２Ａと移動ストッパ６２Ｓを備え、移動ストッパ６２Ｓは、エアシリンダ６２Ａにより第２リターンコンベヤ２４上に進退自在である。

第１搬送コンベヤ１２上を搬送される容器Ｃの間隔は、容器検出センサ５４の検知信号に基づき算出され（例えば搬送速度や検知時間間隔に基づき算出）、容器Ｃ１つ分以上の間隔があると判定されると、移載装置５２が作動され、プッシャ５２Ｐにより第２リターンコンベヤ２４の下流端に停留された容器Ｃが第１搬送コンベヤ１２上へと押し遣られる。なお、ストッパ装置６２は、既に第２リターンコンベヤ２４の下流端（移載位置）にある容器Ｃに次に搬送されてくる容器Ｃが干渉しないようにするもので、移動ストッパ６２Ｓが第２リターンコンベヤ２４上に突き出され、その進路を遮る。すなわち、ストッパ装置６２は、既に移載位置に容器Ｃがある場合、移載位置５２の手前（待機位置）で次の容器Ｃの移動を停止して待機させ、同容器Ｃが既に移載位置にある容器Ｃと干渉するのを防止する。

第２リターンコンベヤ２４の待機位置に容器Ｃが存在することが容器検出センサ５０により検出され、かつ移載位置の容器Ｃが既に第１搬送コンベヤ１２へと移載されていると、ストッパ装置６２は、移動ストッパ６２Ｓを第２リターンコンベヤ２４上から退避させ、待機位置にあった容器Ｃを１つだけ移載位置にまで移動させる。このとき更に次の容器Ｃが移載位置まで搬送され、移載位置の容器Ｃと緩衝しないように、移動ストッパ６２Ｓにより第２リターンコンベヤ２４の搬送路が再度閉鎖される。

以上のように、本実施形態の袋製品投入装置１０では、ホッパ２０から供給され、第２搬送コンベヤ１４上にランダムに撒かれ搬送される袋製品Ｐを、一袋ずつ第１、第２ロボット１６、１８で拾い上げ第１搬送コンベヤ１２上を搬送される容器Ｃに投入する。そして、投入されなかった袋製品Ｐを第１リターンコンベヤ２２によりホッパ２０に回収する。また、本実施形態では第１、第２ロボット１６、１８で袋製品Ｐが投入できなかった容器Ｃを第２袋製品有無検出用カメラ４４で検出して分岐装置４８を用いて第２リターンコンベヤ２４へ分岐し、第１搬送コンベヤ１２の上流側へと戻しているので、袋製品Ｐが投入されていない容器Ｃを再度第１、第２ロボット１６、１８を用いた袋製品Ｐの投入作業に回すことができる。

一般に、袋製品を搬送コンベヤ上に一様に分散させることは難しく、搬送面上には、袋製品が重なるなどして密集している場所と疎らに分散している場所とが存在する。そのため複数のロボットを用いても全ての容器に袋製品を投入することは一般的に困難である。本実施形態では、袋製品未投入の容器を再度投入作業に復帰させるので、袋製品未投入による不良率を略０％にまで低減できる。

以上のように、本実施形態によれば、ランダムに搬送される袋製品を拾い上げて連続搬送される容器に投入する袋製品投入装置において、袋製品が投入されない容器を減らし、稼働率を向上することができる。

なお、本実施形態では、物品処理装置としてカップ麺の製造ラインに用いられる袋製品投入装置を例に説明を行なったが、本発明は、固体のヨーグルトが収容された容器の上に、シロップが袋詰めされた袋製品を移送したり、プリンやゼリーが収容された容器の上にスプーンを移送したりすることも可能である。また、分岐装置や移載装置の構成も、容器を移送できる構成であればよく、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、エアシリンダをサーボモータ等他の駆動機構に置き換えても良いし、プッシャを容器に当接させる構成ではなく、エアを吹き付ける構成とすることによって非接触で容器を移動させることもできる。

１０ 袋製品投入装置
１２ 第１搬送コンベヤ
１４ 第２搬送コンベヤ
１６、１８ 第１、第２ロボット（物品移送手段）
２０ ホッパ
２２ 第１リターンコンベヤ
２４ 第２リターンコンベヤ（リターン通路）
２５、２６ 桟付コンベヤ
３４ 麺充填装置
３６、３８、４２、４６、５０、５４ 容器検出センサ
４０ 第１袋製品有無検出用カメラ
４４ 第２袋製品有無検出用カメラ（検出手段）
４８ 分岐装置（分岐手段）
５２ 移載装置（移載手段）
Ｃ 麺投入済み容器（カップ）
Ｐ 袋製品

Claims (1)

1. 容器を搬送する第１搬送コンベヤと、
   前記容器に移送される物品を搬送する第２搬送コンベヤと、
   前記第１搬送コンベヤ上を搬送する容器の位置を認識する容器位置認識手段と、
   前記第２搬送コンベヤ上を搬送する物品の位置を認識する物品位置認識手段と、
   前記容器位置認識手段および前記物品位置認識手段からの信号を基に前記第２搬送コンベヤ上の物品を保持して前記第１搬送コンベヤ上の容器へ移送する物品移送手段と、
   前記物品移送手段よりも下流の前記第１搬送コンベヤ上に設けられ、容器に物品が移送されたか否かを検出する検出手段と、
   前記第１搬送コンベヤにおける、前記検出手段よりも下流の分岐位置と前記物品移送手段よりも上流の移載位置とを接続するリターン通路と、
   前記分岐位置で前記第１搬送コンベヤ上の容器を前記リターン通路へ分岐する分岐手段と、
   前記リターン通路上の容器を前記第１搬送コンベヤの前記移載位置へ戻す移載手段とを設け、
   前記検出手段で物品が移送されていないと判定された容器を前記リターン通路を介して前記第１搬送コンベヤへ移載し、移載された容器に再度物品を移送することを特徴とする物品処理装置。
   

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