JP6961529B2 - 物品反転送出装置、物品反転送出システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、物品を吸着しつつ表裏を反転させた後、吸着を解除して当該物品を送り出す物品反転送出技術に関する。

従来、例えば、吸着により物品を把持し、目的の場所へ移動させることで、当該物品の荷下ろしが可能な技術が知られている。

特開２０１６−２２２３７７号公報

ところで、従来の技術において、物品は、終始同一の姿勢ないし向きのまま処理されるか、若しくは、９０°程度回動させた姿勢ないし向きで処理されるのが一般的である。しかし、処理の目的や用途によっては、物品を１８０°表裏反転させて送り出す技術が求められる場合がある。

本発明の目的は、物品を吸着しつつ表裏を反転させた後、吸着を解除して当該物品を送り出す物品反転送出技術を提供することにある。

実施形態によれば、物品を吸着して把持する接触端を有する複数の吸着パッドを備えた吸着機構と、吸着パッドが搭載された搭載面を有する把持本体と、把持本体を回動させることで、吸着パッドが搭載された搭載面の向きを回動させる回動機構と、搭載面を上向きにした状態で、吸着された物品を受け取って送り出す送出部を備えた送出機構と、搭載面を上向きにした状態で、送出部の一部が接触端よりも搭載面に交差する方向に沿って突出するように、送出部を弾性的に保持する弾性保持機構と、を有する。

一実施形態に係る物品反転送出システムを示す側面図。 物品反転送出システムに適用された物品反転送出装置の斜視図。 物品反転送出システムに適用された制御回路のブロック図。 物品反転送出装置の物品への接近プロセスを示す側面図。 物品の吸着プロセスを示す側面図。 物品の表裏反転プロセスを示す側面図。 吸着解除プロセスを示す側面図。 吸着解除された物品に対する弾性保持プロセスを示す側面図。 表裏反転された物品の送り出しプロセスを示す側面図。 物品の反転送出プロセスの完了状態を示す側面図。 第１変形例に係る物品反転送出装置の斜視図。 第２変形例に係る物品反転送出装置の斜視図。 第３変形例に係る物品反転送出装置の斜視図。

以下、本発明の一実施形態に係る物品反転送出システムについて説明する。
図１〜図３には、表裏面を有する物品１を吸着しつつその表裏を反転させた後、吸着された物品１を受け取って目的の場所に送り出す物品反転送出システム２が示されている。表面１ａ（裏面１ｂ）を有する物品１としては、例えば、はがき、封書や小包などの郵便物、その他の小荷物などが想定される。図１では一例として、表面１ａに切手が貼られた物品１が、裏面１ｂを表にして作業台３に載置されている。作業台３としては、例えば、テーブルやベルトコンベヤなどが想定される。なお、吸着された物品１を受け取って送り出すとは、後述する吸着機構９の吸着力によって物品１を支えていた状態から、後述する送出機構１１及び弾性保持機構１２によって物品１を支える状態に移行することを意味する。

物品反転送出システム２は、物品検出装置ＳＥと、ロボットアーム４と、物品反転送出装置５と、制御装置６と、を有している。ここで、ロボットアーム４のエンドエフェクタとして、物品反転送出装置５は、ロボットアーム４の先端（取付部４ｐ）に取り付けられる。制御装置６は、予め設定された物品反転送出プログラムに従って、ロボットアーム４及び物品反転送出装置５の動作を制御する。物品検出装置ＳＥは、例えば、市販のＲＧＢカメラを適用することが可能であり、作業台３上における物品１の状態（例えば、形状、大きさ、位置、姿勢、向き（表面１ａが表向き、裏面１ｂが表向き））を検出することができる。以下、具体的に説明する。

図１に示すように、ロボットアーム４は、その先端に取付部４ｐを備え、取付部４ｐには、物品反転送出装置５が取り外し可能に取り付けられる。図１には、ロボットアーム４の一例として、アーム支持台４ａ上に構築された第１軸〜第７軸から成る７軸ロボットが示されている。ここで、例えば、表面１ａに切手１ｐが貼られた物品１（郵便物）が、裏面１ｂを表にして作業台３に載置されている場合、かかる物品１の状態が、物品検出装置ＳＥによって検出され、その検出結果に基づいて、制御装置６が、ロボットアーム４及び物品反転送出装置５を制御することで、物品１を１８０°表裏反転させ、切手１ｐが貼られた表面１ａを表にして目的の場所（例えば、コンベア）に送り出すことができる。つまり、切手１ｐが貼られた表面１ａを表にしてコンベアに送り出すことで、後の工程において、切手１ｐに対して消印を押印することが可能となる。かかる構成によれば、例えば、作業台３上にばら積みされた複数の物品１から１つ取り出した際に、裏面１ｂが表だったら反転させて目的の場所（コンベア）に載置することができる。この場合、作業台３がベルトコンベアであれば、当該ベルトコンベアによって流れてきた物品１の中に裏面１ｂが表になっているものがあれば、その物品１を反転させて再度ベルトコンベアに載置することができる。

ロボットアーム４は、ベース４ｂに設けられた第１軸Ａ１を中心に回動可能なアーム本体と、アーム本体４ｃの第２軸Ａ２を中心に回動可能な第１中継アーム４ｄと、第１中継アーム４ｄ先端の第３軸Ａ３を中心に回動可能な第２中継アーム４ｅと、第２中継アーム４ｅ先端の第４軸Ａ４を中心に回動可能な第３中継アーム４ｆと、第３中継アーム４ｆ先端の第５軸Ａ５を中心に回動可能な第４中継アーム４ｇと、第４中継アーム４ｇ先端の第６軸Ａ６を中心に回動可能な取付部４ｐと、を備え、取付部４ｐは、ここに取付けられた物品反転送出装置５を、自身の第７軸Ａ７を中心に回動させることができる。

なお、ロボットアーム４としては、上記した７軸ロボットに限定されることはなく、例えば、８軸以上或いは６軸以下のロボット、スカラロボット、ＸＹＺステージなどを適用することができる。また、図１では一例として、ロボットアーム４を定位置に固定させているが、これに限定されることはなく、例えば、リニアステージや自走台車に搭載させて移動可能としてもよい。

図１〜図２に示すように、物品反転送出装置５は、駆動機構７と、把持本体８と、吸着機構９と、反転機構１０（回動機構とも言う）と、送出機構１１と、弾性保持機構１２と、を有している。図１〜図２では一例として、吸着機構９、反転機構１０、送出機構１１、弾性保持機構１２は、把持本体８に搭載され、反転機構１０は、駆動機構７に連結されている。

駆動機構７は、上記したロボットアーム４の先端（即ち、取付部４ｐ）に取り外し可能に取り付けられ、取付部４ｐに取り付けられた状態で、当該取付部４ｐと共に、第６軸Ａ６を中心に回動可能に構成されている。図１では一例として、駆動機構７は、機構本体部７ａと、駆動部７ｂと、往復可動部７ｃと、を備えている。機構本体部７ａは、ロボットアーム４の取付部４ｐに取り外し可能に取り付けられる。駆動部７ｂは、後述する反転機構１０に駆動力を伝達させることができる。往復可動部７ｃは、機構本体部７ａと駆動部７ｂとの間に延出され、例えば、駆動部７ｂの駆動力を利用することで、後述する把持本体８を、予め設定された方向に沿って直線的に往復移動させることができる。

把持本体８は、第１搭載面８ａと、第２搭載面８ｂと、第３搭載面８ｃと、第４搭載面８ｄと、を有している。第１搭載面８ａと第２搭載面８ｂとは、互いに平行な位置関係を維持しつつ間隔を存して配置されている。換言すると、第１搭載面８ａの反対側に第２搭載面８ｂが位置付けられている。また、第３搭載面８ｃ及び第４搭載面８ｄは、第１搭載面８ａ及び第２搭載面８ｂに直交した方向に沿って構成されている。第３搭載面８ｃと第４搭載面８ｄとは、互いに平行な位置関係を維持しつつ間隔を存して配置されている。換言すると、第３搭載面８ｃの反対側に第４搭載面８ｄが位置付けられている。

吸着機構９は、把持本体８の第１搭載面８ａに搭載され、物品１を吸着して把持可能に構成されている。第１搭載面８ａは、凹凸の無い平坦面として構成されている。吸着機構９は、物品１の複数個所に吸着可能な複数の吸着パッド９ｐを備えている。各吸着パッド９ｐは、第１搭載面８ａに亘って搭載（配置）され、円板状の吸着部９ａと、蛇腹状の伸縮部９ｂと、を備えている。吸着部９ａは、物品１の表面１ａ（裏面１ｂ）に隙間無く接触可能な中空円形状の接触端９ｔを有し、伸縮部９ｂは、伸縮自在に構成されている。

この場合、全ての吸着部９ａは、同一方向に向けて開口され、それらの接触端９ｔは、平坦状の第１搭載面８ａと平行な仮想平面に沿って整列されている。かくして、後述する吸着（第１状態）に際し、全ての吸着部９ａの接触端９ｔは、物品１（裏面１ｂ）に対して同一タイミングで接触可能となる。また、後述する真空破壊（第２状態）に際し、全ての吸着部９ａの接触端９ｔは、物品１（裏面１ｂ）に対して同一タイミングで離間可能となる。

吸着パッド９ｐは、図示しないエアチューブを介して、図３に示す真空システム１３に配管接続されている。図３では一例として、真空システム１３は、圧力センサ１４と、真空発生器１５と、バルブ１６と、コンプレッサ１７と、を有し、これらは制御装置６によって制御されている。吸着パッド９ｐには、圧力センサ１４を介して真空発生器１５が接続されていると共に、バルブ１６を介してコンプレッサ１７が接続されている。

ここで、バルブ１６の開状態において、コンプレッサ１７からバルブ１６を介して真空発生器１５に圧縮空気を供給する。これにより、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）の吸着部９ａ（接触端９ｔ）に接触した物品１を、負圧によって、当該吸着部９ａ（接触端９ｔ）に吸着させることができる。このとき、伸縮部９ｂは、負圧によって縮んだ状態に維持される。なお、真空発生器１５としては、既製品をそのまま利用できるため、ここでは特に説明しない。

一方、バルブ１６の閉状態において、コンプレッサ１７から吸着パッド９ｐに圧縮空気を直接供給する。これにより、吸着パッド９ｐの真空が破れることで大気圧となる。この結果、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）の吸着部９ａ（接触端９ｔ）による物品１の吸着が解除される。同時に、後述する送出機構１１及び弾性保持機構１２によって、物品１が、当該吸着部９ａ（接触端９ｔ）から離間した非接触状態に保持される。かくして、送出機構１１によって物品１を送り出すことが可能となる。このとき、伸縮部９ｂは、大気圧によって延びた状態（初期状態）に復元する。

同時に、コンプレッサ１７を閉鎖させる。かくして、圧縮空気の供給が停止される。なお、上記したようなバルブ１６の切換動作、真空発生器１５のＯＮ／ＯＦＦ動作に際し、吸着パッド９ｐの内部における空気圧は、圧力センサ１４によって測定され、その測定結果は、制御装置６にフィードバックされる。

図２では一例として、６個の吸着パッド９ｐが縦横に格子状に配列されている。吸着パッド９ｐは、例えば、シリコンゴムなどの剛性の低い材料で構成することが好ましい。これにより、吸着パッド９ｐは、物品１の吸着時において、当該物品１の表面形状に追従して変形可能となるだけでなく、せん断力やモーメント力に対して、一定の強度を確保することが可能となる。なお、吸着パッド９ｐの個数や大きさ、配列は、例えば、物品反転送出システム２（物品反転送出装置５）の使用目的や使用環境に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。

反転機構１０（回動機構）は、把持本体８の第２搭載面８ｂに設けられ、当該把持本体を１８０°反転（回動）させること、換言すると、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）が搭載された第１搭載面８ａの向きを１８０°反転（回動）させること、別の捉え方をすると、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔの向きを重力方向で下向きから上向きに反転（回動）させることが可能に構成されている。反転機構１０は、１本の反転軸１０ａと、反転軸１０ａの両端部を回動不能に支持する軸受１０ｂと、を備えている。

反転軸１０ａは、第２搭載面８ｂの中央部分に沿って当該第２搭載面８ｂと平行に対向させて配置され、その両端部は、第２搭載面８ｂを超えて延出されている。反転軸１０ａの両端部は、２つの軸受１０ｂによって回動不能に支持されている。これらの軸受１０ｂは、第２搭載面８ｂの両側に１つずつ固定され、互いに対向させて配置されている。図２では一例として、２つの軸受１０ｂは、第３搭載面８ｃと第４搭載面８ｄに１つずつ固定され、反転軸１０ａは、その両端部が当該軸受１０ｂを介して、把持本体８に回動不能に連結されている。

更に、反転機構１０は、駆動機構７の駆動部７ｂに連結されている。図１〜図２では一例として、反転軸１０ａの一方の端部が駆動部７ｂに連結されている。ここで、駆動部７ｂの駆動力を反転軸１０ａの一方の端部から入力すると、これに伴って、反転軸１０ａが回動する。反転軸１０ａの回動運動に追従して、双方の軸受１０ｂが同方向に同時に回動する。当該軸受１０ｂの回動運動に追従して、把持本体８（第２搭載面８ｂ）が同方向に回動する。把持本体８（第２搭載面８ｂ）の回動運動に追従して、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）が搭載された第１搭載面８ａが同方向に回動する。かくして、第１搭載面８ａの向きが、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）と共に、１８０°反転される。この結果、反転機構１０は、複数の吸着パッド９ｐで物品１を吸着させた状態で、吸着機構９を反転させることが可能となる。なお、かかる反転動作は、後述する制御装置６が駆動部７ｂを制御することで行われる。

送出機構１１は、第１搭載面８ａを上向きにした状態で、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）の吸着部９ａ（接触端９ｔ）に吸着された物品１を支持しつつ（即ち、受け取って）、目的の場所に送り出すことが可能に構成されている。送出機構１１は、複数の送出ローラ１８を有し、送出ローラ１８は、円柱状の送出部１８ａと、送出支持部１８ｂと、を備えている。送出ローラ１８（送出部１８ａ）は、上記した反転軸１０ａに沿って平行な位置関係を有しつつ、吸着パッドの相互間に沿って第１搭載面８ａに平行に対向させて延在されている。送出ローラ１８（送出部１８ａ）の両端は、送出支持部１８ｂを介して、後述する弾性保持機構１２に接続されている。かくして、送出ローラ１８は、その送出部１８ａが第１搭載面８ａから離間した非接触状態で回動可能に保持される。

この場合、送出ローラ１８が弾性保持機構１２に保持された状態において、送出部１８ａは、その一部が上記した吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔよりも第１搭載面８ａに交差する方向に沿って突出した状態に維持されている。図１及び図４には、送出部１８ａ（送出機構１１）の一部が、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔよりも第１搭載面８ａに直交する方向に沿って突出した状態が示されている。なお、送出部１８ａの突出量（突出距離）は、例えば、物品反転送出装置５の用途、使用目的や使用環境に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。また、図２では一例として、２本の送出ローラ１８が示されているが、これに代えて、３本以上の送出ローラ１８を適用してもよい。

弾性保持機構１２は、上記した送出機構１１、即ち、送出ローラ１８（送出部１８ａ）の両端（送出支持部１８ｂ）を弾性的に保持可能に構成され、スプリング１２ａと、中空のガイドカバー１２ｂと、を有している。スプリング１２ａは、ガイドカバー１２ｂに収容された状態で、伸縮自在に構成されている。この場合、スプリング１２ａは、第１搭載面８ａを上向きにした状態で、送出機構１１（送出ローラ１８、送出部１８ａ）の一部を吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔよりも突出させるように、送出ローラ１８の両端（送出支持部１８ｂ）を弾性的に保持する。スプリング１２ａとしては、例えば、圧縮コイルばねを適用することができる。

かかる構成において、ガイドカバー１２ｂは、送出ローラ１８の両側に１つずつ設けられ、当該送出ローラ１８（換言すると、上記した第１搭載面８ａ）に直交する方向に沿って配置されている。図２では一例として、２本の送出ローラ１８が適用されているため、ガイドカバー１２ｂは、第３搭載面８ｃ及び第４搭載面８ｄに２つずつ設けられている。第３搭載面８ｃ及び第４搭載面８ｄに２つずつ設けられたガイドカバー１２ｂは、互いに平行に対向させて位置付けられている。

更に、スプリング１２ａは、その一端が送出ローラ１８の両端（送出支持部１８ｂ）に接続され、その反対側がガイドカバー１２ｂに収容されて支持されている。このため、スプリング１２ａの伸縮動作は、ガイドカバー１２ｂによって一定方向（例えば、上記した第１搭載面８ａに直交する方向）に規制される。この状態において、送出ローラ１８の両端（送出支持部１８ｂ）は、スプリング１２ａの一端に回動可能に保持されている。このとき、スプリング２ａは、第１搭載面８ａに直交する方向に沿って伸縮しつつ送出ローラ１８（送出部１８ａ）を弾性的に保持する。かくして、送出ローラ１８（送出部１８ａ）は、常に一定の姿勢を維持しつつ回動可能に弾性的に保持される。

この場合、物品１を吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔに吸着して把持させる吸着力をＦ１、スプリング１２ａ（弾性保持機構１２）の反発力（弾性力とも言う）をＦ２、物品１の重量をＦ３とすると、下記の２つの関係（１）（２）を同時に満足させるように、スプリング１２ａ（弾性保持機構１２）の反発力（弾性力）Ｆ２を設定することが好ましい。
Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３ （或いは、Ｆ１＞Ｆ２）…（１）
物品１の反転後に、吸着パッド９ｐに吸着された物品１を受け取った状態で、送出機構１１（送出ローラ１８、送出部１８ａ）の一部を吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔよりも突出させる …（２）
これにより、例えば図８に示すように、物品１を反転させた後、吸着パッド９ｐに吸着された物品１を受け取った状態において、スプリング１２ａの反発力（弾性力）Ｆ２によって、上記した２本の送出ローラ１８の送出部１８ａの一部が、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔよりも突出して物品１に接触する。このとき、例えば吸着パッド９ｐの吸着力を解除或いは弱めることで、物品１は、送出ローラ１８（送出部１８ａ）によって、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔから離間した状態に保持される。かくして、物品１を、当該送出ローラ１８（送出部１８ａ）によって支持しつつ目的の場所に送り出す（リリースする）ことが可能となる。

制御装置６は、予め設定された物品反転送出プログラムに従って、ロボットアーム４、物品反転送出装置５（駆動機構７）の駆動部７ｂ、真空システム１３（圧力センサ１４、真空発生器１５、バルブ１６、コンプレッサ１７）などを制御する。ここで、駆動部７ｂとしては、例えば図３に示すように、市販のサーボモータ１９及び回転角センサ２０を適用することができる。また、ロボットアーム４の制御では、コントローラ２１が、ロボットアーム４（７軸ロボット）の各軸Ａ１〜Ａ７の回動を制御し、取付部４ｐを任意の方向に移動・回動させる。これにより、当該取付部４ｐに取付けられた物品反転送出装置５の位置や姿勢などが制御される。

制御装置６は、例えば図１に示すように、ＲＯＭ６ａ、ＲＡＭ６ｂ、ＣＰＵ６ｃを内蔵し、ＲＯＭ６ａには、上記した物品反転送出プログラムが記憶されている。この場合、物品反転送出プロセスの実行に際し、ＲＯＭ６ａに記憶された物品反転送出プログラムが、ＲＡＭ６ｂを作業領域として、ＣＰＵ６ｃによって実行される。これにより、ロボットアーム４及び物品反転送出装置５の動作が制御され、その結果、表面１ａ（裏面１ｂ）を有する物品１は、物品反転送出装置５によって、吸着されつつ表裏が反転された後、吸着が解除されて送り出される。

ここで、上記したサーボモータ１９は、自身のエンコーダによって、リアルタイムに回動状態（例えば、回動量、回動方向など）を検出することができる。この場合、例えば、サーボモータ１９、回転角センサ２０、制御装置６が相互に協働することで、上記した反転軸１０ａを、より高精度に１８０°反転させることができる。これにより、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）が搭載された第１搭載面８ａの向きを１８０°反転させること、換言すると、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔの向きを、重力方向で下向きから上向きに反転させることができる。

次に、本実施形態の物品反転送出システム２（物品反転送出装置５）の反転動作について、図１〜図１０を参照して説明する。ここでは、表面１ａに切手１ｐが貼られた物品１（郵便物）が、その裏面１ｂを表にして作業台３に載置されている状態において、当該物品１を表裏反転させるプロセスを想定する。

図１及び図４に示すように、制御装置６（コントローラ２１）によってロボットアーム４を動作させて、取付部４ｐに取付けられた物品反転送出装置５の位置や姿勢などを制御する。これにより、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔの向きを重力方向で下向きにしつつ、当該接触端９ｔを物品１の裏面１ｂに接近させる。なお、接触端９ｔを物品１の裏面１ｂに接近させる微妙な制御は、上記した往復可動部７ｃによって、把持本体８を直線的に往復移動させることで行うことができる。

図５に示すように、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔを物品１の裏面１ｂに接触させる直前に、送出ローラ１８の送出部１８ａの一部が物品１によって押圧されて後退し、当該接触端９ｔが物品１の裏面１ｂに隙間無く接触する。この状態において、コンプレッサ１７から真空発生器１５に圧縮空気を供給する。これにより、物品１を接触端９ｔに吸着させる。このとき、伸縮部９ｂは、負圧によって縮んだ状態に維持される。かくして、伸縮部９ｂが縮んだ分だけ、送出ローラ１８の送出部１８ａの一部が物品１によって更に押圧されて後退する。

図６に示すように、制御装置６によって駆動部７ｂ（サーボモータ１９）を動作させ、反転軸１０ａを１８０°反転させる。これにより、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）を搭載させた第１搭載面８ａの向きを１８０°反転させる。この結果、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔの向きが、重力方向で下向きから上向きに反転する。かくして、当該接触端９ｔに吸着された物品１が、その表裏を１８０°反転させた状態に維持される。

図７〜図８に示すように、コンプレッサ１７から吸着パッド９ｐに圧縮空気を直接供給する。これにより、吸着パッド９ｐの真空を破壊する。このとき、伸縮部９ｂは、大気圧によって延びた状態（初期状態）に復元する。そして、伸縮部９ｂが延びた分だけ、物品１による送出ローラ１８への押圧が解除される。かくして、送出部１８ａは、弾性保持機構１２（スプリング１２ａ）の弾性力によって、その一部が接触端９ｔよりも突出した状態に維持される。このとき、物品１は、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）の吸着部９ａ（接触端９ｔ）から離間した状態に保持される。かくして、物品１は、送出ローラ１８によって送出可能となる。なお、伸縮部９ｂの初期状態への復元と、送出ローラ１８による物品１の保持とは、同時タイミングで完結する。

図９に示すように、制御装置６によって駆動部７ｂ（サーボモータ１９）を動作させ、反転軸１０ａを上記１８０°を超えて回動させる。即ち、吸着機構９（吸着パッド９ｐ）を搭載させた第１搭載面８ａを傾斜させる。このとき、送出ローラ１８は、回動フリーな状態であるため、傾斜した物品１の重力落下に伴って回動する。この結果、物品１は、送出ローラ１８によって、予め設定された部位（目的の場所）に向けて送り出される。ここでは、予め設定された部位（目的の場所）として、物品１が当初載置されていた作業台３を想定する。ここで、吸着パッド９ｐの吸着力を物品１に作用させるタイミングは、例えば、物品１が自重で滑り落ちることが可能な程度まで、吸着パッド９ｐの吸着力を物品１に作用させ続けることが好ましい。これにより、当該物品１を、反転させること無く安定して作業台３に送り出すことができる。

図１０に示すように、送出ローラ１８によって送り出された物品１は、切手１ｐが貼られた表面１ａを表にして作業台３に載置される。この後、制御装置６（コントローラ２１）によってロボットアーム４を動作させて、再び、取付部４ｐに取付けられた物品反転送出装置５の位置や姿勢などを制御する。そして、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔの向きを重力方向で下向きに位置付ける。これにより、再び、上記した反転送出プロセスを行うことが可能となる。

次に、上記した一実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、物品１を吸着しつつ１８０°表裏反転させて送り出すことができる。これにより、例えば、物品１が表裏関係なくばら積みされている状態において、任意の物品１を吸着し、必要に応じて反転することが可能となり、その結果、物品１の表裏を揃える工程や当工程に係る機器やスペースを省略することができる。従って、物品１の表裏反転処理を効率的に行うことができる。

本実施形態によれば、物品１を吸着しつつ１８０°表裏反転させて送り出すための構成としては、吸着機構９、反転機構１０、送出機構１１、弾性保持機構１２のみで足りる。これにより、最小限の部品点数で、最大の効果を得ることが可能な低コストの物品反転送出装置５を実現することができる。

本実施形態によれば、スプリング１２ａの弾性力（ばね力）は、物品１を吸着して把持させる吸着力Ｆ１、スプリング１２ａ（弾性保持機構１２）の反発力（弾性力）Ｆ２について、Ｆ１＞Ｆ２なる関係を満足させるように設定する。これにより、例えば、図８に示すように、物品１を反転させた後、吸着パッド９ｐに吸着された物品１を受け取った状態において、スプリング１２ａの反発力（弾性力）Ｆ２によって、送出ローラ１８の送出部１８ａの一部を、吸着パッド９ｐ（吸着部９ａ）の接触端９ｔよりも第１搭載面８ａに交差（直交）する方向に沿って突出させて物品１に接触させることができる。このとき、例えば吸着パッド９ｐの吸着力を解除或いは弱めることで、物品１は、接触端９ｔから離間した状態に保持される。かくして、物品１が、これらの送出ローラ１８によって目的の場所に送出（リリース）可能となる。

次に、本発明の変形例に係る物品反転送出システム２（物品反転送出装置５）について説明する。
上記した一実施形態では、送出機構１１として、２本の送出ローラ１８を想定したが、これに代えて、第１変形例として、図１１に示すように、幅広の送出ベルト２２（無端ベルトとも言う）を、本変形例の送出部として、２本の送出ローラ１８（送出部１８ａ）の相互間に無端状に架け渡してもよい。この場合、各送出ローラ１８は、弾性保持機構１２（スプリング１２ａ、ガイドカバー１２ｂ）によって、把持本体８の両側に対向させて保持させる。更に、送出ベルト（無端ベルト）２２は、そのベルト表面の摩擦係数が大きいものを使用することが好ましい。

第１変形例によれば、吸着を解除して物品１を送り出す際に、当該物品１は、幅広の送出ベルト（無端ベルト）２２でズレ無くしっかりと支持される。これにより、物品１を安定して送り出すことができ、その結果、物品１を、予め設定された部位（目的の場所）に向けて正確に送り出すことができる。なお、他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

上記した一実施形態では、送出機構１１として、回転フリーな２本の送出ローラ１８を想定したが、これに代えて、第２変形例として、図１２に示すように、複数の送出レール２３を、本変形例の送出部として、物品１の送出方向に沿って配置させてもよい。この場合、レール支持部材２４を、弾性保持機構１２（スプリング１２ａ、ガイドカバー１２ｂ）によって、把持本体８の両側に対向させて保持させる。そして、各送出レール２３を、レール支持部材２４の相互間に架け渡す。

第２変形例によれば、吸着を解除して物品１を送り出す際に、当該物品１を、複数の送出レール２３で支持することができる。これにより、物品１を安定して送り出すことができ、その結果、物品１を、予め設定された部位（目的の場所）に向けて正確に送り出すことができる。なお、他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

上記した一実施形態では、送出機構１１として、円柱状の送出部１８ａを有する２本の送出ローラ１８を想定したが、これに代えて、第３変形例として、図１３に示すように、送出部１８ａの表面に沿って複数の溝２５を構成してもよい。この場合、各溝２５は、送出部１８ａの周方向に沿って等間隔に配列し、かつ、送出ローラ１８の両端相互間に沿って互いに平行に配置する。別の捉え方をすると、送出部１８ａの表面を縦断面視で歯車形状にする。

第３変形例によれば、吸着パッド９ｐに吸着された物品１を受け取って送り出す際に、複数の溝２５が滑り止めのグリップ機能を発揮する。これにより、物品１を安定して送り出すことができる。この結果、物品１を、予め設定された部位（目的の場所）に向けて正確に送り出すことができる。なお、他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

更に、上記した一実施形態の他の変形例として、上記した送出ローラ１８を、制御装置６によって回動制御可能な駆動ローラとしてもよい。この場合、吸着パッド９ｐに吸着された物品１を受け取って送り出す際に、図９に示すように第１搭載面８ａを傾斜させる必要はない。例えば、図８に示すように第１搭載面８ａの向きを１８０°反転させた後、吸着パッド９ｐに吸着された物品１を受け取った状態において、送出ローラ１８を回動させる。これにより、送出ローラ１８の回動運動に従って物品１を、予め設定された部位（目的の場所）に送り出すことができる。

更に、上記した一実施形態の他の変形例として、図１１に示すように送出ベルト（無端ベルト）２２を、２本の送出ローラ１８（送出部１８ａ）の相互間に無端状に架け渡した仕様において、送出ベルト（無端ベルト）２２を回動させる駆動部を、送出機構１１に有するような構成にしてもよい。この場合、駆動部として制御装置６を適用し、送出ローラ１８を制御装置（駆動部）６によって回動制御可能な駆動ローラとする。これにより、例えば、図８に示すように第１搭載面８ａの向きを１８０°反転させた後、吸着パッド９ｐに吸着された物品１を受け取った状態において、制御装置（駆動部）６によって、送出ローラ１８を回動させることで、送出ベルト（無端ベルト）２２を回動させることができ、その結果、送出ベルト（無端ベルト）２２の走行運動に従って、物品１を目的の場所に送り出すことができる。

更に、上記した一実施形態の他の変形例として、上記した弾性保持機構１２を、スプリング１２ａに代えて、例えば、圧縮空気を利用した空気バネ、油圧を利用した油圧バネ、電動力で伸縮する電動バネなどで構成してもよい。

更に、上記した一実施形態の他の変形例として、上記した送出機構１１（送出ローラ１８、送出ベルト（無端ベルト）２２、送出レール２３）の材質を、例えば、金属や樹脂、ゴムなど各種の材料で構成してもよい。

以上、本発明の一実施形態及びいくつかの変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…物品、２…物品反転送出システム、４…ロボットアーム、５…物品反転送出装置、
６…制御装置、７…駆動機構、８…把持本体、９…吸着機構、１０…反転機構、
１１…送出機構、１２…弾性保持機構、１８…送出ローラ、
２２…送出ベルト（無端ベルト）、２３…送出レール、２４…レール支持部材、２５…溝。

Claims (5)

1. 物品を吸着して把持する接触端を有する複数の吸着パッドを備えた吸着機構と、
   前記吸着パッドが搭載された搭載面を有する把持本体と、
   前記把持本体を回動させることで、前記吸着パッドが搭載された前記搭載面の向きを回動させる回動機構と、
   前記搭載面を上向きにした状態で、前記吸着パッドに吸着された前記物品を受け取って送り出す送出部を備えた送出機構と、
   前記搭載面を上向きにした状態で、前記送出部の一部が前記接触端よりも前記搭載面に交差する方向に沿って突出するように、前記送出部を弾性的に保持する弾性保持機構と、を有する物品反転送出装置。
2. 前記吸着機構が前記物品を吸着して把持させる吸着力が、前記弾性保持機構が前記送出部を弾性的に保持する弾性力よりも大きくなる関係を満足させるように前記吸着力及び前記弾性力が設定される請求項１に記載の物品反転送出装置。
3. 前記送出部は、回転可能なローラである、
   請求項２に記載の物品反転送出装置。
4. 前記送出部は、無端ベルトであり、
   前記送出機構は、前記物品を送り出すように前記無端ベルトを回動させる駆動部を有する、
   請求項２に記載の物品反転送出装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物品反転送出装置と、
   前記物品反転送出装置を取付可能に構成されたロボットアームと、
   前記ロボットアーム及び前記物品反転送出装置の動作を制御する制御装置と、を有する物品反転送出システム。

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