JP6422220B2 - 吸着装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る吸着装置(第1ロボット30)を備える箱詰め装置100の概略図である。箱詰め装置100は、食品工場のラインに設置され、食品工場のラインで生産された包装物(物品)Oを箱詰めする装置である。吸着装置(第1ロボット30)は、箱詰め装置100において、包装物Oを移送するために用いられる装置である。包装物Oとは、包装材によって物品を包装したものである。包装材は、フィルム等の軟包材である。すなわち、包装物Oとは、ポテトチップス等の物品が充填された袋である。
(2−1)シールチェッカー
シールチェッカー80は、包装物Oが密封されているか否かを判断する。すなわち、シールチェッカー80は、包装物Oについてのシール不良の有無を判断する。また、シールチェッカー80は、包装物Oの厚みを均一にする均し機能を有する。シールチェッカー80は、主として、チェッカーコンベア81およびシールチェック機構82を備える。
第1コンベア11は、シールチェッカー80を経由した包装物Oをx軸方向に搬送する(図1参照)。第1コンベア11のベルトの幅方向中心は、チェッカーコンベア81のベルトの幅方向中心と同一線上にある。包装物Oは、第1コンベア11のベルトの幅方向中心に載せられて搬送される。
第2コンベア12は、後述する第1ロボット30によって第1コンベア11から移送された複数の包装物Oをx軸方向に搬送する(図1参照)。図1に示すように、第2コンベア12は、第1コンベア11に隣接して配置される。また、第2コンベア12は、第1コンベア11の延びる方向に対して平行に延びる。第2コンベア12は、第1コンベア11よりも長尺である。具体的に、第2コンベア12の上流側の端部は、第1コンベア11の上流側の端部の近傍に配置され、第2コンベア12の下流側の端部は、第1コンベア11の下流側の端部よりも、搬送方向下流側に延びた位置にある。
第1ロボット30は、第1コンベア11によって搬送される包装物Oを吸着保持して、箱詰め準備エリアaaに移送する。具体的に、第1ロボット30は、第1コンベア11の所定の位置に搬送された包装物Oを吸着保持し、第2コンベア12の所定の位置に移送する。また、第1ロボット30は、第1コンベア11によって搬送される包装物Oを第2コンベア12のベルトの所定の位置に配置することにより、第2コンベア12のベルト上で、上述した所定の態様で配置された複数の包装物Oからなる包装物群Gを生成する。上述したように、包装物群Gは、第2コンベア12のベルト上で、ベルトの幅方向および搬送方向のそれぞれに沿って、第1姿勢の包装物Oを2つ並べて配置されて生成される(図1参照)。すなわち、第1ロボット30は、第2コンベアのベルト上(箱詰め準備エリアaa)で、複数の包装物Oを箱詰め用の配置に並べる。第1ロボット30は、後述する制御装置70による指令に基づき駆動される。
図3に示すように、ベース32は、第1ロボット30の上端部を構成する。ベース32の下方には、後述する3つのサーボモータ33a,33b,33cが均等間隔で取り付けられる。ベース32は、第1コンベア11および第2コンベア12の上方空間に配置される(図1参照)。
3つのアーム34a,34b,34cは、3つのサーボモータ33a,33b,33cによりそれぞれ駆動される。アーム34a,34b,34cは、それぞれ、二つのアーム(第1アームUAおよび第2アームLA)によって構成されている。第1アームUAは、上方に位置するアームである。第2アームLAは、下方に位置するアームである。第1アームUAの上端は、サーボモータ33a,33b,33cの各出力軸に連結されている。第2アームLAの上端は、第1アームUAの下端に対して、回動可能に連結される。第2アームLAの下端は、吸着可動部50に連結されている。すなわち、アーム34a,34b,34cは、それぞれ、サーボモータ33a,33b,33cの各出力軸から吸着可動部50へと延びる。また、アーム34a,34b,34cは、ベース32と吸着可動部50とを連結する。
吸着可動部50は、包装物Oを吸着する。また、吸着可動部50は、包装物Oを吸着した状態で水平方向および鉛直方向に移動する。吸着可動部50は、第1コンベア11によって搬送される包装物Oの搬送状況に合わせて移動される。吸着可動部50は、上述したように、アーム34a,34b,34cが駆動されることにより、水平方向および鉛直方向に移動する。
連結部51は、アーム34a,34b,34cの下端に、吸引ホース56および吸着ヘッドを連結する部分である。連結部51は、アーム34a,34b,34cの下端に摺動部512を介して取り付けられる(図6および図7参照)。摺動部512は、アーム34a,34b,34cの下端に対して、連結部51の回転摺動を可能にする。摺動部512は、連結部51および連結部51に接続されている構成(吸引ホース56等)を一体で、アーム34a,34b,34cの下端から取り外すことを可能にする。
吸着ヘッド52は、連結部51を介して、アーム34a,34b,34cの下端に取り付けられる。吸着ヘッド52は、矩形の上面および下面と、上面および下面の間に配置された側面とからなり、上面、下面、および側面によって、内部空間rが形成されている(図6および図7参照)。本実施形態では、上面および下面の長辺方向が包装物Oの長手方向に沿うように配置される。すなわち、上面および下面の長辺方向が、第1コンベア11および第2コンベア12の搬送方向(x軸方向)に沿って延び、上面および下面の短辺方向が、第1コンベア11および第2コンベア12の搬送方向に交差する方向(y軸方向)に延びる。なお、ここで、第1コンベア11および第2コンベア12の搬送方向に交差する方向が、第1ロボット30よる包装物Oの移送方向である(図1および図6参照)。
吸引ホース56は、真空ポンプ(吸引ブロア)56aに連結され、包装物Oを吸着保持する(図8参照)。すなわち、吸引ホース56は、真空ポンプ56aと吸着可動部50とを繋ぐ。吸引ホース56には、図8に示すように、2方弁56bが取り付けられる。2方弁56bを開くことにより、吸引ホース56の内部が負圧になり、吸着可動部50を吸着状態にする。
第2ロボット40は、第2コンベア12によって搬送される包装物群Gを吸着保持して箱詰めエリアbaに移送する。具体的に、第2ロボット40は、第2コンベア12のベルト上で箱詰め用の配置に並べられた複数の包装物Oを、箱Bの中に詰める。第2ロボット40もまた、後述する制御装置70による指令に基づき駆動される。
制御装置70は、上述したように、シールチェッカー80、第1コンベア11、第2コンベア12、第1ロボット30、および第2ロボット40のそれぞれの動作を制御する。制御装置70には、箱詰め装置100に含まれる各構成を動作させるために必要な情報およびプログラムが記憶されている。具体的に、制御装置70に記憶されている情報には、各構成の駆動速度や、第1ロボット30に包装物Oを吸着させる第1コンベア11のベルト上の所定の位置や当該包装物Oを吸着解除させる第2コンベア12のベルト上の所定の位置に関する情報が含まれる。また、制御装置70に記憶されている情報には、第2ロボット40に包装物群Gを吸着させる第2コンベア12のベルト上の所定の位置や当該包装物群Gを吸着解除させる所定の位置(箱Bの位置)に関する情報が含まれる。
包装物情報特定部71は、第1センサ77によって得られた情報に基づき、第1コンベア11によって搬送されている包装物Oの数や先頭の包装物Oの場所(第1コンベア11のベルト上の位置)を特定する。また、包装物情報特定部71は、第2センサ78によって得られた情報に基づき、第2コンベア12によって搬送されている包装物群Gの場所(第2コンベア12のベルト上の位置)を特定する。包装物情報特定部71によって記憶された情報は、制御装置70に記憶され、随時更新される。
取得部72は、シールチェッカー80から包装物Oの厚み情報を取得する。具体的に、取得部72は、シールチェッカー80から送られた厚み信号に基づいて、包装物Oが均された後の厚み情報を取得する。取得部72は、厚み情報を取得すると、当該厚み情報と、当該厚み情報に係る包装物Oに関する情報とを関連付けて、制御装置70に記憶する。すなわち、第1コンベア11によって搬送されている包装物Oのそれぞれについての厚み情報が、各包装物Oに関連付けて記憶される。
決定部73は、制御装置70に記憶されている厚み情報に基づいて、第1ロボット30に包装物Oを吸着させる所定の高さ位置を決定する。ここで、所定の高さ位置とは、第1コンベア11のベルト上の包装物Oを、吸着可動部50に吸着させる高さ位置を意味する。すなわち、所定の高さ位置によって、第1ロボット30が包装物Oを吸着する際に、吸着可動部50を鉛直方向下側に移動させる量が決定する。決定部73は、制御装置70に記憶されている各包装物Oについての厚み情報に基づいて、各包装物Oに応じた所定の高さ位置を決定する。決定部73によって決定された、所定の高さ位置に関する情報は、対応する包装物Oに関する情報に関連付けて、制御装置70に記憶される。
指令生成部74は、制御装置70に記憶されている情報に基づいて、シールチェッカー80、第1コンベア11、第2コンベア12、第1ロボット30、および第2ロボット40を駆動させるための指令を生成する。指令生成部74によって生成される指令には、第1ロボット30に対する第1指令、第2指令、および第3指令が含まれる。
指令部75は、箱詰め準備エリアaaで包装物群Gを生成するため、第1ロボット30に、第1指令、第2指令、および第3指令を実行させる。また、指令部75は、箱詰めエリアbaに包装物群Gを移送するために、第2ロボット40に第4指令を実行させる。
(3−1)
上記実施形態に係る吸着装置(第1ロボット)30は、ベース32と、吸着可動部(可動部)50と、アーム34a,34b,34cと、制御装置70とからなる。吸着可動部50は、複数の吸着部521を有する。複数の吸着部521は、包装材によって包装された物品(包装物O)を吸着する。また、吸着可動部50は、第1コンベア(搬送装置)11によって搬送される包装物Oの搬送状況に合わせて移動される。アーム34a,34b,34cは、ベース32と吸着可動部50とを連結する。制御装置70は、アーム34a,34b,34cを駆動することにより吸着可動部50を移動させ、複数の吸着部521によって吸着させた包装物Oを箱詰め準備エリアaaに移動させる。複数の吸着部521は、包装物Oに接触する開口を有する。また、複数の吸着部521は、水平吸着部521aと傾斜吸着部521bとを含む。水平吸着部521aは、開口が基準面に対して平行である。基準面は、鉛直方向に直交する面である。傾斜吸着部521bは、開口が基準面に対して傾く。
上記実施形態に係る吸着装置(第1ロボット)30では、傾斜吸着部521bは、箱詰め準備エリアaaに対する包装物(物品)Oの移送方向(移動方向)において、水平吸着部521aに対して後側に位置する。すなわち、包装物Oの移送方向に沿って並ぶ複数の吸着部521のうち、後方の吸着部521が傾いている。これにより、包装物Oの箱詰め準備エリアaaへの移送時に、包装物Oを確実に吸着保持することができる。また、吸着力を強めて、水平方向移動時に加速した場合でも吸着ミスを抑制することができる。
上記実施形態に係る吸着装置(第1ロボット)30では、複数の吸着部521は、移送方向(移動方向)において最も後側に位置し、開口の移送方向後側の高さ位置が、開口の移送方向前側の高さ位置よりも低い傾斜吸着部521bと、移動方向において傾斜吸着部521bよりも前側に配置される二つの水平吸着部521aと、を含むことが好ましい。移送方向において少なくとも三つの吸着部521が並ぶ。三つの吸着部521のうち、最も後側に配置されている吸着部521が傾斜し、その他の二つの吸着部521は水平である。すなわち、吸着ヘッド52に取り付けられた複数の吸着部521の開口の高さ位置が、包装材(袋)Oの外形に合わせて曲げられている。具体的に、複数の吸着部521の開口の高さ位置は、包装物Oの上面および一側面に沿うように曲げられている。これにより、包装物Oの移送時に、移送方向後側に重心が移動する包装物Oを後側から支持することができる。
上記実施形態に係る吸着装置(第1ロボット)30では、複数の吸着部521は、弾性部材によって形成される。弾性の吸着部によって包装物Oが吸着保持されるため、包装物に傷をつけることなく包装物の移送を行うことができる。
上記実施形態に係る吸着可動部50は、吸着ヘッド52が、連結部51の下端に着脱可能に取り付けられている。連結部51には、吸引ホース56が取り付けられ、吸着ヘッド52には、複数の吸着部521および連結口52aが取り付けられている(図5および図6参照)。吸着ヘッド52を連結部51に対して着脱することにより、複数の吸着部521および連結口52aを着脱するだけではなく、吸着部521と吸引ホース56との連結も行われる。これにより、吸着ヘッド52の着脱時に、吸引ホース56の着脱忘れを回避することができる。
(4−1)変形例A
上記実施形態では、第1コンベア11および第2コンベア12としてベルトコンベアを採用するが、第1コンベア11および第2コンベア12として、ベルトを用いずに多数のローラが並ぶローラコンベアを採用してもよい。
上記実施形態では、第1ロボット30によって、4つの包装物Oからなる包装物群Gが所定の態様で第2コンベア12のベルト上で生成される。また、所定の態様とは、第2コンベア12の搬送方向および幅方向に沿って2つずつ並べた態様である。
上記実施形態に係る吸着ヘッド52では、移送方向後側にのみ傾斜吸着部521bが配置されている。
12 第2コンベア
30 第1ロボット(吸着装置)
30a,30b 上流側第1ロボット,下流側第1ロボット
40 第2ロボット
50 吸着可動部(可動部)
51 吸引ホース連結部
52 吸着ヘッド
521 吸着部
521a 水平吸着部
521b 傾斜吸着部
56 吸引ホース
57 圧縮エア用チューブ
70 制御装置
71 包装物情報特定部
72 取得部
73 決定部
74 指令生成部
75 指令部
80 シールチェッカー
100 吸着装置
O 包装物(袋)(物品)
G 包装物群(物品群)
B 箱
UA 第1アーム
LA 第2アーム
Claims (3)
- ベースと、
包装材によって包装された物品を吸着するための複数の吸着部を有し、搬送装置によって搬送される前記物品の搬送状況に合わせて移動される可動部と、
前記ベースと前記可動部とを連結するアームと、
前記アームを駆動することにより前記可動部を移動させ、前記複数の吸着部によって吸着させた前記物品を箱詰め準備エリアに移動させる制御装置と、
を備え、
前記複数の吸着部は、
前記物品に接触する開口を有し、
前記開口が鉛直方向に直交する基準面に対して平行である水平吸着部と、
前記開口が前記基準面に対して傾く傾斜吸着部と、
を含み、
前記傾斜吸着部は、前記水平吸着部の、前記アームの駆動による前記物品の前記搬送装置から前記箱詰め準備エリアへの移送方向の後側、にのみ配置されており、
前記傾斜吸着部の前記開口は、前記移送方向の後側の高さ位置が、前記水平吸着部の前記開口の高さ位置よりも低い、
吸着装置。 - 前記複数の吸着部は、
前記可動部の移動方向において最も後側に位置し、前記開口の前記可動部の移動方向後側の高さ位置が、前記開口の前記可動部の移動方向前側の高さ位置よりも低い前記傾斜吸着部と、
前記可動部の移動方向において前記傾斜吸着部よりも前側に配置される二つの前記水平吸着部と、
を含む、
請求項1に記載の吸着装置。 - 前記複数の吸着部は、弾性部材によって形成される、
請求項1又は2に記載の吸着装置。
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