JP7012357B2 - パレット洗浄システム - Google Patents

Description

本発明は、荷役に使用後のパレットをコンベアライン上で順送りしつつ、自動的に洗浄・脱水・乾燥を施して集荷するパレット洗浄システムに関する。

荷役用のパレットとして、近年では旧来の木製のものに代わって、丈夫なプラスチック製のものが一般的になっている。このようなプラスチック製のパレットは、多数回の繰り返し使用を行うことから、その使用中に生じた汚れを除去するために、ある程度の反復使用後、あるいは用途によっては一回の使用の都度に、回収して洗浄した上で再使用に供するのが普通である。

このパレット洗浄を自動的に行うシステムとして、従来より、フォークリフト等によって上下多段の積重ね状態で運び込まれる未処理パレットをチェーンコンベア等の搬送ライン上に載せ、まずアンスタッカーにて一枚ずつに分けて水平姿勢で順送りしつつ、洗浄機にてノズルから噴射する洗浄液による洗浄と要すればリンス水による濯ぎを行ったのち、遠心脱水及び熱風乾燥を順次行い、その処理済みパレットをスタッカーにて上下多段に積み重ねて集荷する方式が多用されている（例えば、非特許文献１，２）。また、処理速度の小さい洗浄システムでは、上記同様にアンスタッカーにて一枚ずつに分けたパレットを遠心分離機にて回転洗浄及び遠心脱水し、次いで熱風乾燥してスタッカーで段積みして集荷する方式も採用されている（例えば、非特許文献３）。

インターネット・ウエブ・パレット洗浄機｜製品紹介｜業務用洗浄機の株式会社ショウワ、検索日：2018年3月9日、http://www.e-showa.net/product/pallet.html インターネット・ウエブ・パレット洗浄｜洗浄ソリューション｜株式会社クレオ（ＣＲＥＯ）、検索日：2018年3月9日、http://www.a-creo.co.jp/solution/pallette/ インターネット・ウエブ・株式会社プラテック-機種紹介-パレット洗浄機、検索日：2018年3月9日、http://www.platec-pallet.jp/product/pallet.html

しかしながら、近年においては、パレット洗浄システムとしての高能率化が要望され、処理速度をより高めることが求められている。この処理速度を高める場合、従来のパレット洗浄システムでは、洗浄・脱水・乾燥の各処理部において処理後のパレットを搬出して直ちに次のパレットを搬入するために、各処理部の手前にコンベア架台を介在させ、先のパレットの処理中に次位のパレットを該コンベア架台上で待機させる必要があるが、これに伴って搬送ラインが非常に長くなることから、設置スペースの制約によってシステムを構築できない場合が多々あった。

本発明は、上述の事情に鑑みて、搬送ラインのコンパクトな配置構成により、長大な設置スペースを要することなく、高い処理速度に対応可能なパレット洗浄システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明は、未処理パレットＰ１を一枚ずつ水平姿勢で順送りしつつ、洗浄したのち遠心脱水及び乾燥を行い、その処理済みパレットＰ２を上下多段に積み重ねて集荷するパレット洗浄システムにおいて、
処理ラインＬ１は、前記洗浄と遠心脱水及び乾燥を行うラインであって、平面視コ字形に配設され、上流側に洗浄機２、下流側に遠心脱水・乾燥機３を介在させてなり、
前記処理ラインＬ１の上流側に位置する始端部Ｌ１ａと、前記処理ラインＬ１の下流側に位置する終端部Ｌ１ｂとの間に操作アーム１２先端にクランプ具５を備えた垂直多軸ロボット１が設置され、
前記処理ラインＬ１に対峙する形で、搬入ラインＬ２、搬出ラインＬ３、不良排除ラインＬ４が配設され、
前記搬入ラインＬ２と前記搬出ラインＬ３は、直線状に平行配置され、
前記搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂは、前記垂直多軸ロボット１側に位置すると共に、前記処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａに対向して近接配置され、さらに、
前記搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａは、前記垂直多軸ロボット１側に位置すると共に、前記搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂの側方に配置され、且つ、
前記搬入ラインＬ２の始端部Ｌ２ａは、前記搬出ラインＬ３の終端部Ｌ３ｂよりもライン方向に突出するように配置され、
前記不良排除ラインＬ４は、前記搬入ラインＬ２及び前記搬出ラインＬ３に対して直角方向に配設され、
前記不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａは、前記処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂと前記搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａとの間に配置され、
前記処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａ及び終端部Ｌ１ｂ、前記搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂ、前記搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａ、前記不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａは、前記垂直多軸ロボット１における操作アーム１２の旋回及び屈伸によるクランプ具５の到達範囲内に配置され、
前記垂直多軸ロボット１が、前記搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂに到達した未処理パレットＰ１を前記クランプ具５で一枚ずつ掴み上げて前記処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａへ移すと共に、該処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂに到達した処理済みパレットＰ２を掴み上げて搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａに所定段数まで積み重ねるように構成され、
前記クランプ具５の到達範囲内に不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａが配置し、前記処理ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂに来る処理済みパレットＰ２に小石やゴミの如き異物が挟まり、亀裂や欠損の不良が検出された際に、前記垂直多軸ロボット１がその不良パレットＰ３を掴み上げて前記不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａに所定段数まで積み重ねるように構成されてなるものとしている。

請求項２の発明は、上記請求項１のパレット洗浄システムにおいて、クランプ具５は、固定当接材５１と、該固定当接材５１に対して遠近動作する可動当接材５２との間でパレットＰを挟着するものである構成としている。

次に、本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係るパレット洗浄システムによれば、処理ラインＬ１は、洗浄と遠心脱水及び乾燥を行うラインであって、平面視コ字形に配設され、上流側に洗浄機２、下流側に遠心脱水・乾燥機３を介在させてなり、処理ラインＬ１の上流側に位置する始端部Ｌ１ａと、処理ラインＬ１の下流側に位置する終端部Ｌ１ｂとの間に操作アーム１２先端にクランプ具５を備えた垂直多軸ロボット１が設置され、処理ラインＬ１に対峙する形で、搬入ラインＬ２、搬出ラインＬ３、不良排除ラインＬ４が配設され、搬入ラインＬ２と搬出ラインＬ３は、直線状に平行配置され、搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂは、垂直多軸ロボット１側に位置すると共に、処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａに対向して近接配置され、さらに、搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａは、垂直多軸ロボット１側に位置すると共に、搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂの側方に配置され、且つ、搬入ラインＬ２の始端部Ｌ２ａは、搬出ラインＬ３の終端部Ｌ３ｂよりもライン方向に突出するように配置され、不良排除ラインＬ４は、搬入ラインＬ２及び搬出ラインＬ３に対して直角方向に配設され、不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａは、処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂと搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａとの間に配置され、処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａ及び終端部Ｌ１ｂ、搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂ、搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａ、不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａは、垂直多軸ロボット１における操作アーム１２の旋回及び屈伸によるクランプ具５の到達範囲内に配置されている。これにより、搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂに上下多段の積重ね状態で搬入された未処理パレットＰ１を一枚ずつ処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａへ移載する操作と、処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂに到達した処理済みパレットＰ２を搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａに所定段数まで積み重ねる操作と、処理ラインＬ１の終端部に来る処理済みパレットＰ２に小石やゴミの如き異物が挟まり、亀裂や欠損の不良が検出された際、その不良パレットＰ３を垂直多軸ロボット１によって不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａに移載する操作とを、一基の垂直多軸ロボット１によって迅速に行えるから、従来のパレット洗浄システムにおけるアンスタッカー及びスタッカーが不要であることに加え、処理速度を高める際に従来ではアンスタッカー及びスタッカーの各手前に介在させていた待機用のコンベア架台も不要となり、もって従来構成に比較して搬送ラインの全長を大幅に短縮でき、長大な設置スペースを要さずに高い処理速度を達成できる。

請求項２の発明によれば、垂直多軸ロボット１における操作アーム１２先端のクランプ具５が固定当接材５１とこれに対して遠近動作する可動当接材５２との間でパレットＰを挟着するものであるから、パレットＰの着脱を確実に行える上、該パレットＰのサイズの違いにも対応できるという利点かある。

本発明の一実施形態に係るパレット洗浄システムの概略平面図である。 同洗浄システムに用いる垂直多軸ロボットの動作を示す側面図である。

以下に、本発明に係るパレット洗浄システムの一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、処理対象のパレットは、未処理パレットにＰ１、処理済みパレットにＰ２、不良パレットにＰ３、これらを総称してＰの符号を付している。

図１において、Ｌ１は、上流側に洗浄機２、下流側に遠心脱水・乾燥機３を介在させた処理ラインであり、平面視略コ字形に配設されている。そして、該処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａと終端部Ｌ１ｂとの間に、垂直多軸ロボット１が設置されている。また、処理ラインＬ１に対峙する形で、搬入ラインＬ２及び搬出ラインＬ３と不良排除ラインＬ４とが配設されている。

搬入ラインＬ２と搬出ラインＬ３は直線状で並行配置しており、外側にある搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂが処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａに略対向して近接配置すると共に、内側にある搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａが搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂの側方に配置しており、且つ搬入ラインＬ２の始端部Ｌ２ａは搬出ラインＬ３の終端部Ｌ３ｂよりもライン方向に突出するように配置している。一方、不良排除ラインＬ４は、搬入ラインＬ２及び搬出ラインＬ３に対して直角方向に配設され、その始端部Ｌ４ａが処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂと搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａとの間に配置している。そして、処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａ及び終端部Ｌ１ｂ、搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂ、搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａ、不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａは、垂直多軸ロボット１における操作アーム１２の旋回及び屈伸によるクランプ具５の到達範囲内、つまり図１の二重仮想線で示す領域Ｚ内に配置している。

搬入ラインＬ２の始端部Ｌ２ｂには、通常のフォークリフトやＡＧＦ（自動搬送フォークリフト）によって未処理パレットＰ１が上下多段（通常１０～２０段程度）の積重ね状態で搬入される。そして、該搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂに到達した積重ね状態の未処理パレットＰ１は、垂直多軸ロボット１のクランプ具５によって頂部側から一枚ずつ掴み上げられ、水平姿勢で処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａへ移載される。また、洗浄・脱水・乾燥を経て処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂに到達した処理済みパレットＰ２は、その到達の都度に同クランプ具５にて掴み上げられて搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａ上に積み重ねられ、所定段数（通常１０～２０段程度）に達した段階で終端部Ｌ３ｂ側へ移送され、該終端部Ｌ３ｂより通常のフォークリフトやＡＧＦによって搬出される。更に、処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂに到達した処理済みパレットＰ２に小石やゴミの如き異物が挟まり、亀裂や欠損の不良が検出された際には、不良パレットＰ３として同クランプ具５にて掴み上げられて不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａ上に積み重ねられ、所定段数に達した段階で終端部Ｌ４ｂ側へ移送され、該終端部Ｌ４ｂより排出ラインＬ３と同様にして搬出される。

なお、処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａ及び終端部Ｌ１ｂは各１基のチェーンコンベア架台４にて構成されている。また、搬入ラインＬ２は同様のチェーンコンベア架台４の３～５基の連設、搬出ラインＬ３は同４～６基の連設、不良排除ラインＬ４は同２基の連設、によって各々構成されている。これらチェーンコンベア架台４は、架台４０の上部に、モーターＭを介して同期駆動する平行２条の搬送チェーン４１，４１と、その両側に配置するガイド板４２，４２とを備えており、長さが１５００～２０００ｍｍ程度、チェーン間距離が７００～１０００ｍｍ程度に設定されている。なお、処理ラインＬ１の洗浄機２から遠心脱水・乾燥機３に至る搬送路は、図示を省略しているが、チェーンコンベア架台４と略同様構造のチェーンコンベア架台を連設して構成されるが、二箇所の９０°の方向転換部では既知の昇降機構を介して未処理パレットＰ１自体の向きを代えずに移送するようになっている。

処理ラインＬ１の洗浄機２は、内部の図示を省略しているが、従来よりパレット洗浄に使用されている一般的な構成であり、チェーンコンベアによって未処理パレットＰ１を水平姿勢で連続的に搬送しつつ、周囲から噴射される洗浄液による洗浄と、同様に噴射されるリンス水による濯ぎとを順次行うようになっている。また、遠心脱水・乾燥機３は、同様に内部の図示を省略しているが、やはり従来よりパレット洗浄に使用されている一般的な構成であり、搬入した未処理パレットＰ１を水平姿勢で把持して持ち上げ、高速回転による遠心力で水切りしたのち、槽内の熱風雰囲気で乾燥させてチェーンコンベア上に降ろして搬出するようになっている。更に、不良パレットＰ３の検出は、一般的な光学的検出手段、例えば処理ラインＬ１の適宜位置や垂直多軸ロボット１の操作アーム１２に設けたカメラによる映像の解析により、自動的に行われる。なお、洗浄機２の前面側にはコントローラ６が設置されており、該コントローラ６へのプログラム入力により、垂直多軸ロポット１の各部の駆動及び動作制御、洗浄機２及び遠心脱水・乾燥機３の駆動制御、各チェーンコンベアの駆動制御等を自動的に行うようになっている。

垂直多軸ロボット１は、一般的な６軸ロボットであり、図２で詳細に示すように、基台１０の上部に設けた旋回台座１１上に、屈伸可能な上腕部１２ａと下腕部１２ｂを有する操作アーム１２が垂直面内揺動可能に枢支され、その上腕部１２ａの先端に回転可能で且つ首振り可能に設けた手首部１２ｃに、クランプ具５が旋回可能に軸支されている。しかして、該ロボット１の６軸は、下側から、旋回台座１１の旋回軸、操作アーム１２の揺動軸、該操作アーム１２の屈伸軸、その上腕部１２ａに対する手首部１２ｃの回転軸、該手首部１２ｃの首振り軸、クランプ具５の旋回軸より構成される。

この垂直多軸ロボット１のクランプ具５は、横長の基部５ａの一端側に固着された板状の固定当接材５１と、該基部５ａの他端側に出退可能に設けたスライダー５ｂに固着された板状の可動当接材５２との間で、図２で示すようにパレットＰを両側から挟着して保持するものであり、基部５ａの側部にはタッチセンサー５３が付設されている。そして、該クランプ具５によるパレットＰの把持操作では、可動当接材５２が固定当接材５１に対して図示仮想線の如く離れた状態で、対象となるパレットＰに上方から被さり、タッチセンサー５３が該パレットＰの上面に接触した際に、可動当接材５２が固定当接材５１側へ接近動作することにより、両当接材５１，５２間で該パレットＰを挟持して持ち上げる。また、挟持したパレットＰの開放操作では、該パレットＰを所定部位へ移動させたのち、上記とは逆に可動当接材５２が固定当接材５１に対して離間動作することで、該パレットＰを開放したのち、クランプ具５の全体を上方へ離脱する。なお、この着脱操作において固定当接材５１がパレットＰの側縁部に干渉するのを避けるため、把持時には固定当接材５１がパレットＰの側縁から若干離間するようにクランプ具５を位置させる一方、離脱時には固定当接材５１の離間動作と同時に固定当接材５１がパレットＰの側縁から離れるようにクランプ具５全体を若干側方変位させるのがよい。

上記構成のパレット洗浄システムでは、従来のパレット洗浄システムにおけるアンスタッカー及びスタッカーを廃した形で、搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂに上下多段の積重ね状態で搬入された未処理パレットＰ１を一枚ずつ処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａへ移載する操作と、処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂに到達した処理済みパレットＰ２を搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａに所定段数まで積み重ねる操作とを、一基の垂直多軸ロボット１によって迅速に行える上、従来では処理速度を高めるためにアンスタッカー及びスタッカーの各手前に介在させていた待機用のコンベア架台も不要となり、従来構成に比較して搬送ラインの全長を大幅に短縮して、且つ搬送ライン全体を非常にコンパクトに構成できるから、長大な設置スペースを要することなく高い処理速度を達成できる。

そして、このパレット洗浄システムにおける処理ラインＬ１、搬入ラインＬ２及び搬出ラインＬ３の配置構成については特に制約されないが、特に実施形態のように、平面視略コ字形に配設された処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａと終端部Ｌ１ｂとの間に垂直多軸ロボット１を設置すれば、搬送ライン全体の配置構成が非常に機能的でコンパクトになり、スペース効率が著しく向上するという利点がある。また、実施形態のように、不良排除ラインＬ４を追加して、その始端部Ｌ４ａをクランプ具５の到達範囲内に配置すれば、処理ラインＬ１の終端部に来る処理済みパレットＰ２に小石やゴミの如き異物が挟まり、亀裂や欠損の不良が検出された際、その不良パレットＰ３を垂直多軸ロボット１によって不良排除ラインＬ４の始端部Ｌ４ａに移載し、所定段数に積み重ねた上で排出できるという利点がある。

垂直多軸ロボット１としては、実施形態で例示したものに限らず、搬入ラインＬ２の終端部Ｌ２ｂにある段積み状態の未処理パレットＰ１を一枚ずつ処理ラインＬ１の始端部Ｌ１ａへ移載すると共に、処理ラインＬ１の終端部Ｌ１ｂに来た処理済みパレットＰ２を搬出ラインＬ３の始端部Ｌ３ａへ積上げ移載できる構成であれば、その軸数、各軸部の構造及び配置、操作アーム１２の仕様等に制約はない。そして、操作アーム１２先端のクランプ具５についても、実施形態で例示した以外の種々のクランプ機構を採用できるが、実施形態のように固定当接材５１とこれに対して遠近動作する可動当接材５２との間でパレットＰを挟着する方式では、パレットＰの着脱を確実に行える上、該パレットＰのサイズの違いにも対応できるという利点がある。

なお、実施形態では処理ラインＬ１の遠心脱水・乾燥機３が遠心脱水に続いて槽内で熱風乾燥するものとしたが、本発明では処理ラインＬ１に個別の遠心脱水機と熱風乾燥機とを順次に設けてもよい。一方、各搬送ラインＬ１～Ｌ４のコンベアとしては、例示したチェーンコンベアに限らず、ネットコンベア、ベルトコンベア、ローラーコンベア等の種々のコンベア機構を採用できるが、処理ラインＬ１では配送面に水溜まりを生じない構成とする必要がある。また、各搬送ラインＬ１～Ｌ４は、連続した長いコンベア架台にて構成してもよいが、実施形態のように同様構造の短いコンベア架台をユニットとして複数基を連設する方式とすれば、設置スペースの広さや形等の状況に応じてラインの配置形態を様々に設定できるという利点がある。その他、本発明のパレット洗浄システムの細部構成については、実施形態以外に種々設計変更可能である。

１ 垂直多軸ロボット
２ 洗浄機
３ 遠心脱水・乾燥機
４ チェーンコンベア架台
５ クランプ具
５１ 固定当接材
５２ 可動当接材
Ｌ１ 処理ライン
Ｌ１ａ 始端部
Ｌ１ｂ 終端部
Ｌ２ 搬入ライン
Ｌ２ａ 始端部
Ｌ２ｂ 終端部
Ｌ３ 搬出ライン
Ｌ３ａ 始端部
Ｌ３ｂ 終端部
Ｌ４ 不良排除ライン
Ｌ４ａ 始端部
Ｌ４ｂ 終端部
Ｐ パレット
Ｐ１ 未処理パレット
Ｐ２ 処理済みパレット
Ｐ３ 不良パレット
Ｚ 領域（クランプ具の到達範囲）

Claims (2)

1. 未処理パレットを一枚ずつ水平姿勢で順送りしつつ、洗浄したのち遠心脱水及び乾燥を行い、その処理済みパレットを上下多段に積み重ねて集荷するパレット洗浄システムにおいて、
   処理ラインは、前記洗浄と遠心脱水及び乾燥を行うラインであって、平面視コ字形に配設され、上流側に洗浄機、下流側に遠心脱水・乾燥機を介在させてなり、
   前記処理ラインの上流側に位置する始端部と、前記処理ラインの下流側に位置する終端部との間に操作アーム先端にクランプ具を備えた垂直多軸ロボットが設置され、
   前記処理ラインに対峙する形で、搬入ライン、搬出ライン、不良排除ラインが配設され、
   前記搬入ラインと前記搬出ラインは、直線状に平行配置され、
   前記搬入ラインの終端部は、前記垂直多軸ロボット側に位置すると共に、前記処理ラインの始端部に対向して近接配置され、さらに、
   前記搬出ラインの始端部は、前記垂直多軸ロボット側に位置すると共に、前記搬入ラインの終端部の側方に配置され、且つ、
   前記搬入ラインの始端部は、前記搬出ラインの終端部よりもライン方向に突出するように配置され、
   前記不良排除ラインは、前記搬入ライン及び前記搬出ラインに対して直角方向に配設され、
   前記不良排除ラインの始端部は、前記処理ラインの終端部と前記搬出ラインの始端部との間に配置され、
   前記処理ラインの始端部及び終端部、前記搬入ラインの終端部、前記搬出ラインの始端部、前記不良排除ラインの始端部は、前記垂直多軸ロボットにおける操作アームの旋回及び屈伸によるクランプ具の到達範囲内に配置され、
   前記垂直多軸ロボットが、前記搬入ラインの終端部に到達した未処理パレットを前記クランプ具で一枚ずつ掴み上げて前記処理ラインの始端部へ移すと共に、該処理ラインの終端部に到達した処理済みパレットを掴み上げて搬出ラインの始端部に所定段数まで積み重ねるように構成され、
   前記クランプ具の到達範囲内に不良排除ラインの始端部が配置し、前記処理ラインの終端部に来る処理済みパレットに小石やゴミの如き異物が挟まり、亀裂や欠損の不良が検出された際に、前記垂直多軸ロボットがその不良パレットを掴み上げて前記不良排除ラインの始端部に所定段数まで積み重ねるように構成されてなるパレット洗浄システム。
2. 前記クランプ具は、固定当接材と、該固定当接材に対して遠近動作する可動当接材との間でパレットを挟着するものである請求項１に記載のパレット洗浄システム。

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