JP7066244B1

JP7066244B1 - 物品処理装置

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Publication number: JP7066244B1
Application number: JP2021512462A
Authority: JP
Inventors: 辰巳菱川
Original assignee: Startechno Co Ltd
Current assignee: Startechno Co Ltd
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2040-11-26
Also published as: JPWO2022113242A1; WO2022113242A1

Abstract

物品処理装置（１）は、多関節ロボット（３）と、その多関節ロボット（３）の先端に接続された基部（１１）と、その基部（１１）から基部（１１）に交差する方向に延び、その間隔を変更可能な２本のアーム部（１３ａ及び１３ｂ）と、一方のアーム部（１３ａ）に配置されたフック爪（２３ａ及び２３ｂ）、並びに、多方のアーム部（１３ｂ）に配置されたフック爪（２３ｃ及び２３ｄ）と、一方のアーム部（１３ａ）のフック爪（２３ａ及び２３ｂ）が配置された面とは異なる面の表面から突出するように配置された第１先端吸引部（２１ａ）、及び／または、多方のアーム部（１３ｂ）のフック爪（２３ｃ及び２３ｄ）が配置された面とは異なる面の表面から突出するように配置された第２先端吸引部（２１ｂ）と、を備える。

Description

本発明は、箱部材（コンテナ、パレット、トレイを含む）の把持及び移送、並びに物品の把持、移送及び箱部材内への物品の収納を可能にした物品処理装置に関する。

従来から、物品を把持し、移送する装置が知られている。

例えば、特許文献１には、コンベア４によって搬送された物品Ｗ１を把持してパレット３上に積み上げるロボット２と、ロボット２によって積み上げられた物品Ｗ１の隙間を詰める規正装置１とが記載され（図２等参照）、規正装置１に設けられた規正部材１３ａ及び１３ｂ、規正部材１４ａ及び１４ｂ、並びに規正部材１５ａ及び１５ｂは、各々の間隔が変更可能なように構成されている（図３及び図４等参照）。

特開２０１７－１４１０６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のロボット２及び規正装置１は、二つの装置で、物品を把持してパレット上に積み上げ、積み上げられた物品の隙間を詰める動作を処理するため、装置全体が大型化するという問題があった。

また、特許文献１に記載のロボット２及び規正装置１は、二つの装置で、物品を把持してパレット上に積み上げる動作と、積み上げられた物品の隙間を詰めるという動作の２つの動作を処理するため、その装置全体の動作が複雑となるという問題もあった。

そして、装置の簡略化の観点からすれば、複数の動作を一つの装置で処理することが望ましい。

また、大きさが異なる物品を同時に取り扱う場合には、物品の大きさに応じて把持等する箇所及び方法が異なる場合があり、その点も考慮する必要がある。

本発明は、従来技術が有する上述した問題に対応してなされたものであり、１つの多関節ロボットによって、大きさの異なる物品を適切に処理することができる物品処理装置、さらには、１つの多関節ロボットによって、箱部材を把持移動させるとともに、箱部材内に物品を適切に収納することができる物品処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の第１の態様の物品処理装置は、多関節ロボットと、その多関節ロボットの先端に接続され、前記多関節ロボットによって回転可能な基部と、その基部に移動可能に接続され、前記基部から離間する方向に延び、前記基部の回転に伴って回転可能な１対の第１アーム部と、各第１アーム部の先端に接続され、前記第１アーム部を中心にして前記基部に交差する方向に延びる１対の第２アーム部と、前記第１アーム部を挟んで各第２アーム部に配置された１対のフック爪と、各第２アーム部において前記１対のフック爪が配置された面とは異なる面の表面から前記第１アーム部の前記離間する方向と直交する方向に突出した少なくとも１つの第１吸着部と、を備え、前記１対のフック爪は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって所定の第１回転位置に回転したときに、前記１対の第１アーム部及び前記１対の第２アーム部が開閉することによって、第１物品の側面に入り込むことで第１物品を把持可能であって、前記少なくとも１つの第１吸着部は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって前記第１回転位置とは異なる第２回転位置に回転したときに、前記第１物品とは異なる第２物品を吸引可能であることを特徴とする。

また、本発明の第２の態様は、第１の態様の物品処理装置において、前記第１吸着部は、２本の前記第２アーム部の長手方向先端部の表面からさらに先端方向に突出するように配置されており、前記第１回転位置と前記第２回転位置との角度差は略９０°であることを特徴とする。

また、本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様の物品処理装置において、前記第１物品は箱部材であって、前記第２物品は前記第１物品に収納される被収納物品であって、前記１対のフック爪は、前記箱部材を所定の第１の位置からその第１の位置とは異なる第２の位置へ移動させ、前記少なくとも１つの第１吸着部は、前記被収納物品を所定の第３の位置から前記箱部材内に収納させることを特徴とする。

また、本発明の第４の態様の物品処理装置は、多関節ロボットと、その多関節ロボットの先端に接続され、前記多関節ロボットによって回転可能な基部と、その基部に移動可能に接続され、前記基部から離間する方向に延び、前記基部の回転に伴って回転可能な１対の第１アーム部と、各第１アーム部の先端に接続され、前記第１アーム部を中心にして前記基部に交差する方向に延びる１対の第２アーム部と、前記第１アーム部を挟んで各第２アーム部に配置された１対の把持部と、各第２アーム部において前記１対の把持部が配置された面とは異なる面の表面から前記第１アーム部の前記離間する方向と直交する方向に突出した少なくとも１つの第２吸着部と、を備え、前記１対の把持部は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって所定の第１回転位置に回転したときに、前記１対の第１アーム部及び前記１対の第２アーム部が開閉することによって、第１物品の側面に入り込むことで第１物品を把持可能であって、前記少なくとも１つの第２吸着部は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって前記第１回転位置とは異なる第２回転位置に回転したときに、前記第１物品とは異なる第２物品を吸引可能であることを特徴とする。

また、本発明の第５の態様は、第４の態様の物品処理装置において、前記第２吸着部は、２本の前記第２アーム部の長手方向先端部の表面からさらに先端方向に突出するように配置されており、前記第１回転位置と前記第２回転位置との角度差は略９０°であることを特徴とする。

さらに、本発明の第６の態様は、第４の態様または第５の態様の物品処理装置において、前記第１物品は箱部材であって、前記第２物品は前記第１物品に収納される被収納物品であって、前記１対の把持部は、前記箱部材を所定の第１の位置からその第１の位置とは異なる第２の位置へ移動させ、前記少なくとも１つの第２吸着部は、前記被収納物品を所定の第３の位置から前記箱部材内に収納させることを特徴とする。

本発明の第１の態様の物品処理装置によれば、多関節ロボットと、その多関節ロボットの先端に接続され、多関節ロボットによって回転可能な基部と、その基部に移動可能に接続され、基部から離間する方向に延び、基部の回転に伴って回転可能な１対の第１アーム部と、各第１アーム部の先端に接続され、第１アーム部を中心にして基部に交差する方向に延びる１対の第２アーム部と、第１アーム部を挟んで各第２アーム部に配置された１対のフック爪と、各第２アーム部において１対のフック爪が配置された面とは異なる面の表面から第１アーム部の前記離間する方向と直交する方向に突出した少なくとも１つの第１吸着部と、を備え、１対のフック爪は、基部及び１対の第１アーム部が多関節ロボットによって所定の第１回転位置に回転したときに、１対の第１アーム部及び１対の第２アーム部が開閉することによって、第１物品の側面に入り込むことで第１物品を把持可能であって、少なくとも１つの第１吸着部は、基部及び１対の第１アーム部が多関節ロボットによって第１回転位置とは異なる第２回転位置に回転したときに、第１物品とは異なる第２物品を吸引可能であるので、１つの多関節ロボットによって、１対の把持部を使用して比較的大きな第１の物品を簡単に把持することができ、少なくとも１つの第１吸着部を使用して第１の物品よりも小さな物品を簡単に吸着することができる。

また、本発明の第２の態様によれば、第１の態様の物品処理装置において、第１吸着部は、２本の第２アーム部の長手方向先端部の表面からさらに先端方向に突出するように配置されており、第１回転位置と第２回転位置との角度差は略９０°であるので、第１の態様の物品処理装置の効果に加え、比較的投影面積の小さな物品であっても簡単に吸着することができ、把持した物品を箱部材等に簡単に移動して収納することができる。

また、本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様の物品処理装置において、第１物品は箱部材であって、第２物品は第１物品に収納される被収納物品であって、１対のフック爪は、箱部材を所定の第１の位置からその第１の位置とは異なる第２の位置へ移動させ、少なくとも１つの第１吸着部は、被収納物品を所定の第３の位置から箱部材内に収納させるので、第１の態様または第２の態様の物品処理装置の効果に加え、１つの多関節ロボットによって、箱部材の把持及び移送、箱部材とは異なる物品の吸着及び移送、並びに物品の箱部材への収納を確実に実行することができる。

また、本発明の第４の態様の物品処理装置によれば、多関節ロボットと、その多関節ロボットの先端に接続され、多関節ロボットによって回転可能な基部と、その基部に移動可能に接続され、基部から離間する方向に延び、基部の回転に伴って回転可能な１対の第１アーム部と、各第１アーム部の先端に接続され、第１アーム部を中心にして基部に交差する方向に延びる１対の第２アーム部と、第１アーム部を挟んで各第２アーム部に配置された１対の把持部と、各第２アーム部において１対の把持部が配置された面とは異なる面の表面から第１アーム部の離間する方向と直交する方向に突出した少なくとも１つの第２吸着部と、を備え、１対の把持部は、基部及び１対の第１アーム部が多関節ロボットによって所定の第１回転位置に回転したときに、１対の第１アーム部及び１対の第２アーム部が開閉することによって、第１物品の側面に入り込むことで第１物品を把持可能であって、少なくとも１つの第２吸着部は、基部及び１対の第１アーム部が多関節ロボットによって第１回転位置とは異なる第２回転位置に回転したときに、第１物品とは異なる第２物品を吸引可能であるので、１つの多関節ロボットによって、１対の第１把持部を使用して第１の物品を簡単に把持することができ、少なくとも１つの第２把持部を使用して第１の物品とは異なる第２の物品を簡単に把持することができる。

また、本発明の第５の態様によれば、第４の態様の物品処理装置において、第２吸着部は、２本の第２アーム部の長手方向先端部の表面からさらに先端方向に突出するように配置されており、第１回転位置と第２回転位置との角度差は略９０°であるので、第４の態様の物品処理装置の効果に加え、比較的投影面積の小さな物品であっても簡単に把持することができ、把持した物品を箱部材等に簡単に移動して収納することができる。

さらに、本発明の第６の態様によれば、第４の態様または第５の態様の物品処理装置において、第１物品は箱部材であって、第２物品は第１物品に収納される被収納物品であって、１対の把持部は、箱部材を所定の第１の位置からその第１の位置とは異なる第２の位置へ移動させ、少なくとも１つの第２吸着部は、被収納物品を所定の第３の位置から箱部材内に収納させるものであるので、第４の態様または第５の態様の物品処理装置の効果に加え、１つの多関節ロボットによって、箱部材の把持及び移送、箱部材とは異なる物品の把持及び移送、並びに物品の箱部材への収納を確実に実行することができる。

本発明の実施形態の物品処理装置の全体図である。本実施形態の物品処理装置の全体動作を説明するための説明図である。本実施形態の物品処理装置における把持装置の全体斜視図である。本実施形態の物品処理装置のブロック図である。本実施形態の物品処理装置のメインコントローラのブロック図である。本実施形態の物品処理装置におけるメインプログラムのフローチャートである。本実施形態の物品処理装置における物品把持選択プログラムのフローチャートである。本実施形態の物品処理装置がコンテナを把持した状態を示す斜視図である。本実施形態の物品処理装置がコンテナを把持した状態を示す背面図である。本実施形態の物品処理装置がコンテナを把持した状態を示す左側面図である。本実施形態の物品処理装置における第１吸引部が物品を吸引した状態を示す背面図である。本実施形態の物品処理装置における第１吸引部が物品を吸引した状態を示す左側面図である。本実施形態の物品処理装置における第１吸引部が吸引した物品をコンテナ内に収納する状態を示した図である。本実施形態の物品処理装置における第２吸引部が物品を吸引した状態を示す斜視図である。本実施形態の物品処理装置における第２吸引部が物品を吸引した状態を示す左側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態の物品処理装置の全体図である。

図１に示すように、本実施形態の物品処理装置１は、多関節ロボット３と、その多関節ロボット３の先端に回転可能に接続された把持装置５と、を備える。

多関節ロボット３は、ロボットコントローラ１８（図４参照）からの指令によって動作する一般の５軸の多関節ロボットである。

多関節ロボット３は、第１の基台３１に対して、第２の基台３５を旋回させるための第１回転軸３３と、第２の基台３５に対して下腕部（下アーム部）３９を前後に回動させるための第２回転軸３７と、下腕部３９に対して中腕部（中アーム部）４３を上下に回動させるための第３回転軸４１と、中腕部４３に対して上腕部（上アーム部）４７を同軸に回転させるための第４回転軸４５と、上腕部４７に対して把持装置５を回転させるための第５回転軸４９との５軸を備える。

また、多関節ロボット３は、ケーブル（図示せず）によってロボットコントローラ１８（図４参照）に電気的に接続されており、ロボットコントローラ１８は、メインコントーラ１６に電気的に接続されている（図４参照）。

なお、把持装置５の詳細については後述する。

図２は、本実施形態の物品処理装置の全体動作を説明するための説明図である。

本実施形態の物品処理装置１は、コンベア台９ｅに配置されたベルトコンベア７ｅ上に積載されたコンテナＰ２の最上段のコンテナＰ２１を把持して、物品処理装置１近傍に配置された台車Ｄ上に移動させる第１の動作と、射出成型機２内で成型された後、取り出しロボット４によって取り出され、その後ベルトコンベア６に載置された物品Ｗ１またはＷ２（図１１及び図１４参照）を把持して、台車Ｄに積層されたコンテナＰ４の最上段のコンテナＰ４１内に収納する第２の動作とを、１つの装置で行うものである。

本実施形態においては、物品Ｗ１またはＷ２（図１１及び図１４参照）を載置するベルトコンベア６に並行して、５つのコンベア台９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ及び９ｅが配置されており、それらの各コンベア台には、ベルトコンベア７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ及び７ｅが配置されている。

なお、本実施形態においては、物品を収納する本発明の「箱部材」の１例として、コンテナを例に取り説明する。

ここで、本実施形態の物品処理装置１の動作を説明すると、先ず、作業者Ｍがベルトコンベア７ａ上に空のコンテナＰを載置すると、各ベルトコンベア７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ及び７ｅの回転動作に伴って、コンテナＰは物品処理装置１に向かって移動する。

図２は、６段に積載された空のコンテナＰ１（Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６）がベルトコンベア７ｄ上に移動され、３段に積載された空のコンテナＰ２（Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３）がベルトコンベア７ｅ上に移動された状態を示す。

一方、射出成型機２によって成形された物品Ｗ１またはＷ２（図１１及び図１４参照）は、取り出しロボット４によって射出成型機２から取り出された後、移動され、ベルトコンベア６上に載置される。その後、物品Ｗ１またはＷ２（図１１及び図１４参照）は、物品処理装置１の可動範囲内にベルトコンベア６によって移動される。

本実施形態の物品処理装置１は、複数の動作を１つの装置で実行可能なように構成されており、上述した通り、第１の動作として、ベルトコンベア７ｅ上に積載された空のコンテナＰ２のうち、最上段の空のコンテナＰ２１を把持して、物品処理装置１近傍に配置された台車Ｄ上に移動させる。

図２は、３段に積載された物品収納済みのコンテナＰ３（Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３）と、３段に積載された物品収納中のコンテナＰ４（Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４３）とが台車Ｄ上に載置された状態を示す。

また、図２では、本実施形態の物品処理装置１を動作毎に４パターンに分け、夫々を物品処理装置１ａ、物品処理装置１ｂ、物品処理装置１ｃ及び物品処理装置１ｄとして図示している。

すなわち、物品処理装置１ａは、多関節ロボット３ａの先端に接続された把持装置５ａがベルトコンベア７ｅ上に載置されたコンテナＰ２１を把持している状態を示し、物品処理装置１ｂは、多関節ロボット３ｂの先端に接続された把持装置５ｂが台車Ｄ上にコンテナＰ４１を把持して移動させた状態を示している。

また、物品処理装置１ｃは、多関節ロボット３ｃの先端に接続された把持装置５ｃがベルトコンベア６上に載置された物品Ｗ１またはＷ２（図１１及び図１４参照）を把持している状態を示し、物品処理装置１ｄは、多関節ロボット３ｄの先端に接続された把持装置５ｄが台車Ｄ上に積載されたコンテナＰ４１内に物品Ｗ１またはＷ２（図１１及び図１４参照）を収納している状態を示している。

次に、把持装置５について説明する。図３は、本実施形態の物品処理装置における把持装置の全体斜視図である。

把持装置５は、図３に示すように、基部１１と、その基部１１に対して直交して延びる逆Ｔ字状の２本のアーム部１３ａ及びアーム部１３ｂと、アーム部１３ａの内側側面に配置されたフック爪２３ａ及び２３ｂ（図１１参照、本発明の「把持部」及び「第１把持部」に相当）と、アーム部１３ｂの内側側面に配置されたフック爪２３ｃ及び２３ｄ（図１１参照、本発明の「把持部」及び「第１把持部」に相当）と、アーム部１３ａの図面上下面に配置された第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ（本発明の「第２吸引部」及び「第３把持部」に相当）と、アーム部１３ｂの図面上下面に配置された第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄ（図９参照）（本発明の「第２吸引部」及び「第３把持部」に相当）と、アーム部１３ａの図面上先端側面に配置された第１先端吸引部２１ａ（図９参照、本発明の「第１吸引部」及び「第２把持部」に相当）と、アーム部１３ｂの図面上先端側面に配置された第２先端吸引部２１ｂ（図９参照、本発明の「第１吸引部」及び「第２把持部」に相当）と、を備える。

また、基部１１には、アーム部１３ａとアーム部１３ｂとの間隔を変更する為のアーム部駆動用モータ１５が装着されている。

アーム部駆動用モータ１５のモータ軸には、駆動プーリ（図示せず）が挿入され、その駆動プーリには、基部１１の長手方向に沿ったタイミングベルトが巻回され、タイミングベルトのうち、タイミングベルトの一方にアーム部１３ａが固定され、タイミングベルトの他方にアーム部１３ｂが固定されている。

したがって、アーム部駆動用モータ１５が回転すると、タイミングベルトが回転し、タイミングベルトの回転方向によって、アーム部１３ａとアーム部１３ｂとの間が開閉することとなる。

なお、本実施形態のフック爪２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄは、アーム部１３ａまたはアーム１３ｂに固定されているが、フック爪２３ａとフック爪２３ｂとの間、及びフック爪２３ｃとフック爪２３ｄとの間が開閉するように構成することも可能である。

例えば、基台１１内にフック爪駆動用モータを配置し、そのフック爪駆動用モータの回転によって回転するように回転軸を基台１１の長手方向に沿って配置し、その回転軸の回転によって回転するフック爪開閉用タイミングベルトをアーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの夫々に沿って配置し、フック爪開閉用タイミングベルトの一方にフック爪２３ａを固定し、フック爪開閉用タイミングベルトの他方にフック爪２３ｂを固定するとともに、フック爪開閉用タイミングベルトの一方にフック爪２３ｃを固定し、フック爪開閉用タイミングベルトの他方にフック爪２３ｄを固定することにより、フック爪２３ａとフック爪２３ｂとの間、及びフック爪２３ｃとフック爪２３ｄとの間を開閉することができる。

なお、本実施形態のアーム部１３ａ及びアーム部１３ｂは、それぞれ基部１１に対して直交するように延びているが、直交した形態に限定されるものではなく、基部１１に交差する方向に延びていれば良い。

また、フック爪２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄ、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄ、第１先端吸引部２１ａ及び第２先端吸引部２１ｂの動作については後述する。

次に、本実施形態の物品処理装置１のブロック図について説明する。

図４は、本実施形態の物品処理装置のブロック図であり、図５は、本実施形態の物品処理装置のメインコントローラのブロック図である。

図４において、物品処理装置１は、電源１０に電気的に接続されたメインコントローラ１６と、そのメインコントローラ１６に電気的に接続され、第１先端吸引部２１ａ、第２先端吸引部２１ｂ、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ並びに第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄを駆動するためのエアコンプレッサー２２と、メインコントローラ１６に電気的に接続され、多関節ロボット３を制御するためのロボットコントローラ１８と、アーム部駆動用モータ１５を駆動するためのドライバー回路２０と、装置の操作者からの入力を受け付ける操作パネル８と、ベルトコンベア７ｅ上のコンテナＰの有無を検出するコンテナセンサー１２と、ベルトコンベア６上の物品の有無を検出する物品センサー１４と、を備える。

また、図５において、メインコントローラ１６は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２８と、そのＣＰＵ２８に入出力可能に接続されたＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）２４と、ＣＰＵ２８に入出力可能に接続されたＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）２６とを備える。

ＲＡＭ２４は、コンテナＰの寸法等の情報を記憶したコンテナ情報データテーブル２４ａと、収納される物品の寸法等の情報を記憶した物品情報データテーブル２４ｂとを備える。

また、ＲＯＭ２６は、本実施形態の物品処理装置１全体の動作を司るメインプログラム２６ａと、物品処理装置１による把持方法を選択するための物品把持選択プログラム２６ｂとを備える。

次に、上述した構成の物品処理装置１の動作について説明する。

図６は、本実施形態の物品処理装置におけるメインプログラムのフローチャートであり、図７は、本実施形態の物品処理装置における物品把持選択プログラムのフローチャートである。

本実施形態の物品処理装置１は、上述した通り、ベルトコンベア７ｅ上に積載されたコンテナを把持して、物品処理装置１近傍に配置された台車Ｄ上に移動させる第１の動作と、取り出しロボット４によって取り出された後、ベルトコンベア６に載置された物品Ｗ１またはＷ２（図１１及び図１４参照）を把持して、台車Ｄに積層されたコンテナ内に収納する第２の動作と、を行うものである。

図６において、先ず、装置の操作者が電源スイッチを入れた後、操作パネル８上の操作ボタンによって物品Ｗの処理個数、物品Ｗの種類及びコンテナの種類を入力してスタートボタンを押下すると、物品処理装置１は、多関節ロボット３のアームを初期位置に移動させ（Ｓ１）、物品Ｗの処理個数をセットし（Ｓ３）、入力されたコンテナの種類に基づいてコンテナ情報をコンテナ情報データテーブル２４ａから取得し（Ｓ５）、コンテナセンサー１２がＯＮしているか否か、すなわち、コンテナＰがベルトコンベア７ｅに配置されているか否かを判断する（Ｓ７）。

コンテナセンサー１２がＯＮしていない場合には（Ｓ７：Ｎｏ）、コンテナＰがベルトコンベア７ｅに移動されるまで待ち、コンテナセンサー１２がＯＮしている場合には（Ｓ７：Ｙｅｓ）、コンテナ移動フラグをＯＦＦし（Ｓ９）、物品処理装置１は、ベルトコンベア７ｅに積載されたコンテナＰのうち、最上段のコンテナＰを把持した後（Ｓ１１）、移動させ、台車Ｄ上に載置し（Ｓ１３）、物品把持選択プログラムを実行する（Ｓ１５）。

図８は、本実施形態の物品処理装置１がコンテナＰ２１を把持した状態を示す斜視図であり、図９は、その背面図であり、図１０は、その左側面図である。

なお、物品処理装置１がコンテナＰ２１を把持する場合には、先ず、多関節ロボット３がアーム部１３ａとアーム部１３ｂとの間隔を空けた状態で、把持装置５をコンテナＰ２１の上部まで移動させ、その後、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂがコンテナＰ２１の側面に当接する高さにまで把持装置５を下降させ、最後に、アーム部１３ａとアーム部１３ｂとの間を閉じてコンテナＰ２１を把持するようになっている。

具体的には、図８及び図９に示すように、アーム部１３ａに固定されたフック爪２３ａ及び２３ｂがコンテナＰ２１の一方の側面に入り込むと共に、アーム部１３ｂに固定されたフック爪２３ｃ及び２３ｄがコンテナＰ２１の他方の側面に入り込むことにより、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂがコンテナＰ２１を把持する。

図７において、物品把持選択プログラムでは、入力された物品Ｗの種類に基づいて物品の寸法・重量等の情報を物品情報データテーブル２４ｂから取得し（Ｓ３３）、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの縦幅である２Ｘ１（図１１参照）がコンテナＰの収納長さよりも短いか否かを判断し（Ｓ３５）、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの縦幅２Ｘ１がコンテナの収納長さよりも短くない場合には（Ｓ３５：Ｎｏ）、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂ自体がそもそもコンテナＰ内に侵入できないと判断し、警告表示を行った後（Ｓ３７）メインプログラムに戻る（Ｓ５５）。

一方、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの縦幅２Ｘ１がコンテナの収納長さよりも短い場合には（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、物品処理装置１は、多関節ロボット３を使用して、第１先端吸引部２１ａ及び第２先端吸引部２１ｂが物品Ｗに対向するように把持装置５を回転させた後、アーム部１３ａの第１先端吸引部２１ａをＯＮし（Ｓ３９）、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの縦幅２Ｘ１（図１１参照）がコンテナＰの収納長さよりも短く、かつ物品Ｗの重量が所定の第１重量よりも重いか否かを判断する（Ｓ４１）。

ここで、第１重量は、第１先端吸引部２１ａが吸引可能な重量に設定されており、本実施形態では、第１重量を５００ｇと設定している。

そして、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの縦幅２Ｘ１（図１１参照）がコンテナＰの収納長さよりも短く、かつ物品Ｗの重量が所定の第１重量よりも重いと判断された場合には（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、物品Ｗを第１先端吸引部２１ａのみでは吸引できないと判断し、アーム部１３ｂの第２先端吸引部２１ｂをＯＮし（Ｓ４３）、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの縦幅２Ｘ１（図１３参照）がコンテナＰの収納長さよりも短く、かつ物品Ｗの重量が所定の第１重量よりも重いと判断されない場合には（Ｓ４１：Ｎｏ）、第１先端吸引部２１ａのみがＯＮされた状態でＳ４５が実行される。

なお、図１１は、本実施形態の物品処理装置１における第１先端吸引部２１ａ及び第２先端吸引部２１ｂが物品Ｗ１を吸引した状態を示す背面図であり、図１２は、その左側面図である。

なお、本実施形態においては、物品Ｗ１の重量が第１重量よりも軽い場合には、第１先端吸引部２１ａのみで物品Ｗ１を吸引し、第２先端吸引部２１ｂを使用しないが、物品Ｗ１の重量が第１重量よりも軽い場合であっても、安全のために、第１先端吸引部２１ａ及び第２先端吸引部２１ｂをＯＮさせて使用するようにしても良い。

次に、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの横幅Ｘ２（図１５参照）がコンテナＰの収納長さよりも短いか否かを判断し（Ｓ４５）、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの横幅Ｘ２がコンテナの収納長さよりも短くない場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、Ｓ５１の処理を実行する。

一方、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの横幅Ｘ２（図１５参照）がコンテナＰの収納長さよりも短いと判断された場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、それまでＯＮしていた第１先端吸引部２１ａ及び／または第２先端吸引部２１ｂをＯＦＦし（Ｓ４７）、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂをＯＮする（Ｓ４９）。

そして、物品処理装置１は、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの横幅Ｘ２（図１５参照）がコンテナＰの収納長さよりも短く、かつ物品Ｗ２の重量が所定の第２重量よりも重いか否かを判断し（Ｓ５１）、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの横幅Ｘ２（図１５参照）がコンテナＰの収納長さよりも短く、かつ物品Ｗ２の重量が所定の第２重量よりも重いと判断されない場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、メインプログラムに戻る（Ｓ５５）。

一方、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの横幅Ｘ２（図１５参照）がコンテナＰの収納長さよりも短く、かつ物品Ｗ２の重量が所定の第２重量よりも重い場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、物品Ｗ２を第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂのみでは吸引できないと判断し、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂに加えて、第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄをＯＮして（Ｓ５３）、メインプログラムに戻る（Ｓ５５）。

なお、図１４は、本実施形態の物品処理装置１における第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、並びに、第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄをＯＮして、物品Ｗ２を吸引した状態を示す斜視図であり、図１５は、その左側面図である。

図６のメインプログラムに戻ると、ベルトコンベア６上の物品の有無を判断する物品センサー１４がＯＮしているか否かが判断され（Ｓ１７）、物品センサー１４がＯＮしていない場合には（Ｓ１７：Ｎｏ）、ベルトコンベア６によって物品が搬送されるまでそのまま待ち、物品センサー１４がＯＮしている場合には（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、物品処理装置１の把持装置５は、ベルトコンベア６に載置されている物品Ｗ１またはＷ２を把持し（Ｓ１９）、把持した物品Ｗ１またはＷ２をコンテナ４１に収納する（Ｓ２１）。

なお、上述したように、図１１は、本実施形態の物品処理装置１における第１先端吸引部２１ａ及び第２先端吸引部２１ｂが物品Ｗ１を吸引した状態を示す背面図であり、図１２は、その左側面図であり、図１４は、本実施形態の物品処理装置１における第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、並びに、第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄが物品Ｗ２を吸引した状態を示す斜視図であり、図１５は、その左側面図である。

図１１、図１２、図１４及び図１５は、物品がコンテナ４１に収納される前の状態を示しているが、図１３は、第１先端吸引部２１ａ及び第２先端吸引部２１ｂが吸引した物品Ｗ１をコンテナＰ４１内に収納する状態を示した図である。

そして、現在収納中のコンテナＰ４１が満杯か否かが判断され（Ｓ２３）、現在収納中のコンテナＰ４１が満杯でない場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、物品処理装置１の処理個数が操作者によって入力された処理個数に達したか否かが判断され（Ｓ２７）、現在収納中のコンテナＰ４１が満杯である場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、コンテナ移動フラグをＯＮした後（Ｓ２５）、物品処理装置１の処理個数が操作者によって入力された処理個数に達したか否かが判断される（Ｓ２７）。

物品処理装置１の処理個数が操作者によって入力された処理個数に達していない場合には（Ｓ２７：Ｎｏ）、コンテナ移動フラグがＯＮしているか否かが判断され（Ｓ２９）、コンテナ移動フラグがＯＮしていない場合には（Ｓ２９：Ｎｏ）、Ｓ１７の処理に戻り、コンテナ移動フラグがＯＮしている場合には（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、Ｓ７の処理に戻る。

一方、物品処理装置１の処理個数が操作者によって入力された処理個数に達している場合には（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、処理を終了する（Ｓ３1）。

本実施形態の物品処理装置１によれば、多関節ロボット３と、その多関節ロボット３の先端に接続された基部１１と、その基部１１から基部１１に交差する方向に延び、その間隔を変更可能な２本のアーム部１３ａ及び１３ｂと、アーム部１３ａに配置されたフック爪２３ａ及び２３ｂ並びにアーム部１３ｂに配置されたフック爪２３ｃ及び２３ｄと、アーム部１３ａのフック爪２３ａ及び２３ｂが配置された面とは異なる面の表面から突出するように配置された第１先端吸引部２１ａ、及び／または、アーム部１３ｂのフック爪２３ｃ及び２３ｄが配置された面とは異なる面の表面から突出するように配置された第２先端吸引部２１ｂと、を備えているので、１つの多関節ロボット３のフック爪２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄを使用してコンテナを簡単に把持することができ、第１先端吸引部２１ａ及び／または第２先端吸引部２１ｂを使用して、コンテナよりも小さな物品Ｗ１を簡単に吸着することができる。

また、物品処理装置１によれば、第１先端吸引部２１ａまたは第２先端吸引部２１ｂは、アーム部１３またはアーム部１３ｂの長手方向先端部の表面からさらに先端方向に突出するように配置されているので、比較的投影面積の小さな物品であっても簡単に吸着することができ、把持した物品をコンテナに簡単に移動して収納することができる。

また、物品処理装置１によれば、フック爪２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄは、コンテナＰを把持するものであって、第１先端吸引部２１ａ、及び／または、第２先端吸引部２１ｂは、コンテナＰとは異なる物品Ｗ１を吸着し、コンテナＰ内に収納するものであるので、１つの多関節ロボット３によって、コンテナＰの把持及び移送、コンテナＰとは異なる物品Ｗ１の吸着及び移送、並びに物品Ｗ１のコンテナ内への収納を確実に実行することができる。

また、物品処理装置１によれば、各アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂにおいて、フック爪２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄ、第１先端吸引部２１ａ並びに第２先端吸引部２１ｂが配置された面とは異なる面の表面から突出するように配置された第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、及び／または、第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄを備えているので、１つの多関節ロボット３の第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、及び／または、第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄを使用してさらに他の物品を把持等することができる。

さらに、物品処理装置１によれば、フック爪２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄは、コンテナＰを把持するものであって、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、及び／または、第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄは、コンテナＰとは異なる物品Ｗ２を吸着し、コンテナＰ内に収納するものであるので、１つの多関節ロボット３によって、コンテナＰの把持及び移送、コンテナＰとは異なる物品Ｗ２の吸着及び移送、並びに物品Ｗ２のコンテナ内への収納を確実に実行することができる。

以上、本発明の実施形態における物品処理装置１について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することが可能である。

例えば、上述の実施形態においては、アーム部１３ａに１つの第１先端吸引部２１ａを、アーム部１３ｂに１つの第２先端吸引部２１ｂを設けた態様を説明してきたが、第１先端吸引部２１ａ及び第２先端吸引部２１ｂは、各アーム部に複数個設けるようにしても良く、一方のアーム部に一つ、他方のアーム部に複数設けるようにしても良く、さらには、各アームに複数設けた場合には、それぞれの設置個数を異ならせるようにしても良い。

また、第１先端吸引部２１ａが配置された面と対向する面に、第１基端吸引部を設けても良く、第２先端吸引部２１ｂが配置された面と対向する面に、第２基端吸引部を設けるようにしても良い。

さらに、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ並びに第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄが配置された側面とは異なる側面に、第３側面吸引部、第４側面吸引部、第５側面吸引部、第６側面吸引部を設けるようにしても良い。

また、本実施形態においては、本発明の「箱部材」の１例として、コンテナについて説明してきたが、本発明は、コンテナに限られるものではなく、物品を収納可能な箱部材すべてについて適用可能である。

また、本実施形態においては、第１先端吸引部２１ａ、第２先端吸引部２１ｂ、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、並びに第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄは、物品把持選択プログラムによって、各々の形状及び吸引する物品の重量によって選択されるように説明してきたが、それに限られるものではなく、装置の操作者が吸引される物品を認識し、吸引する吸引部を予め選択して、操作パネル８に入力するようにしても良い。

さらに、本実施形態においては、ベルトコンベア６に載置された物品は、第１先端吸引部２１ａ、第２先端吸引部２１ｂ、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、または第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄによって吸引されるように説明してきたが、物品がそれらの吸引部によって吸引できないような場合には、これらの吸引部に代わって、アーム部１３ａ及びアーム部１３ｂの先端面、基端面、及び側面にロボットハンド、ロボットグリッパー等の把持部（本発明の「第２把持部」及び／または「第３把持部」に相当）を設けるようにしても良い。これらの把持部を設けた場合には、第１先端吸引部２１ａ、第２先端吸引部２１ｂ、第１側面吸引部１９ａ及び１９ｂ、または第２側面吸引部１９ｃ及び１９ｄに比べ、さらに重い物品であっても把持することができる。

１・・・物品処理装置
２・・・射出成型機
３・・・多関節ロボット
４・・・取り出しロボット
５・・・把持装置
６，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ・・・ベルトコンベア
８・・・操作パネル
１２・・・コンテナセンサー
１４・・・物品センサー
１５・・・アーム部駆動用モータ
１６・・・メインコントローラ
１８・・・ロボットコントローラ
１９ａ，１９ｂ・・・第１側面吸引部
１９ｃ，１９ｄ・・・第２側面吸引部
２０・・・ドライバー回路
２１ａ・・・第１先端吸引部
２１ｂ・・・第２先端吸引部
２２・・・エアコンプレッサー
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ・・・フック爪
Ｄ・・・台車
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４・・・コンテナ
Ｗ１，Ｗ２・・・物品

Claims

多関節ロボットと、
その多関節ロボットの先端に接続され、前記多関節ロボットによって回転可能な基部と、
その基部に移動可能に接続され、前記基部から離間する方向に延び、前記基部の回転に伴って回転可能な１対の第１アーム部と、
各第１アーム部の先端に接続され、前記第１アーム部を中心にして前記基部に交差する方向に延びる１対の第２アーム部と、
前記第１アーム部を挟んで各第２アーム部に配置された１対のフック爪と、
各第２アーム部において前記１対のフック爪が配置された面とは異なる面の表面から前記第１アーム部の前記離間する方向と直交する方向に突出した少なくとも１つの第１吸着部と、
を備え、
前記１対のフック爪は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって所定の第１回転位置に回転したときに、前記１対の第１アーム部及び前記１対の第２アーム部が開閉することによって、第１物品の側面に入り込むことで第１物品を把持可能であって、
前記少なくとも１つの第１吸着部は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって前記第１回転位置とは異なる第２回転位置に回転したときに、前記第１物品とは異なる第２物品を吸引可能であることを特徴とする物品処理装置。
前記第１吸着部は、２本の前記第２アーム部の長手方向先端部の表面からさらに先端方向に突出するように配置されており、前記第１回転位置と前記第２回転位置との角度差は略９０°であることを特徴とする請求項１に記載の物品処理装置。
前記第１物品は箱部材であって、前記第２物品は前記第１物品に収納される被収納物品であって、前記１対のフック爪は、前記箱部材を所定の第１の位置からその第１の位置とは異なる第２の位置へ移動させ、前記少なくとも１つの第１吸着部は、前記被収納物品を所定の第３の位置から前記箱部材内に収納させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品処理装置。
多関節ロボットと、
その多関節ロボットの先端に接続され、前記多関節ロボットによって回転可能な基部と、
その基部に移動可能に接続され、前記基部から離間する方向に延び、前記基部の回転に伴って回転可能な１対の第１アーム部と、
各第１アーム部の先端に接続され、前記第１アーム部を中心にして前記基部に交差する方向に延びる１対の第２アーム部と、
前記第１アーム部を挟んで各第２アーム部に配置された１対の把持部と、
各第２アーム部において前記１対の把持部が配置された面とは異なる面の表面から前記第１アーム部の前記離間する方向と直交する方向に突出した少なくとも１つの第２吸着部と、
を備え、
前記１対の把持部は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって所定の第１回転位置に回転したときに、前記１対の第１アーム部及び前記１対の第２アーム部が開閉することによって、第１物品の側面に入り込むことで第１物品を把持可能であって、
前記少なくとも１つの第２吸着部は、前記基部及び前記１対の第１アーム部が前記多関節ロボットによって前記第１回転位置とは異なる第２回転位置に回転したときに、前記第１物品とは異なる第２物品を吸引可能であることを特徴とする物品処理装置。
前記第２吸着部は、２本の前記第２アーム部の長手方向先端部の表面からさらに先端方向に突出するように配置されており、前記第１回転位置と前記第２回転位置との角度差は略９０°であることを特徴とする請求項４に記載の物品処理装置。
前記第１物品は箱部材であって、前記第２物品は前記第１物品に収納される被収納物品であって、前記１対の把持部は、前記箱部材を所定の第１の位置からその第１の位置とは異なる第２の位置へ移動させ、前記少なくとも１つの第２吸着部は、前記被収納物品を所定の第３の位置から前記箱部材内に収納させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の物品処理装置。」