JP7510174B2 - 物品移し替え装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品移し替え装置に関するものである。

例えば搬送手段上をランダムに搬送される物品を吸着保持し、別の搬送手段その他の所定領域に移し替える移し替えロボット装置がある。この種の移し替えロボット装置は、所定の軌跡で移動するロボットアームの先端に吸着具を取り付け、吸着具の下面に設けた吸着面を物品の表面に接触した状態で吸引することで吸着面に物品を吸着する。そして吸着保持した状態のままロボットアームを動作させ、吸着具を所定領域に移動し、吸引を停止することで吸着を解除し物品を所定領域に移し替えるように構成する。

物品が、例えば冷凍コロッケ等の外表面がパン粉等の衣で覆われた揚げ物の場合、吸着具で吸引する際に、外表面のパン粉が剥がれて吸着具の内部に吸い込まれることがある。そして、例えば数時間たつと吸着具の中に吸い込まれる吸気経路に留まるパン粉の量が増えて詰まり、充分に吸引できない事態を招く。係る事態が発生すると、一旦装置を停止し、空気の吸気経路を清掃等して詰まったパン粉を除去する必要が生じる。よって、一日のうち何回かは装置を一時停止する事態を生じる。

特開平７－２６６２７４号公報

装置を一時停止すると、生産性の低下を招くため、一時停止する頻度を少なくし、好ましくは一時停止することなく運転を行いたいという要求がある。そこで、例えば特許文献１に開示された真空吸着装置を用いることが考えられる。この特許文献１に開示された真空吸着装置は、装置を停止することなくエアフィルタの目詰まりを解消するためのもので、圧縮エア噴出手段からのエアがノズル状管で加勢され真空発生器を通じて空気排出口から排気される構成をとり、真空発生器内に空気排出口を開閉する電磁弁を実装する。この電磁弁は、通常は開いた状態になっている。そして真空発生器には吸引通路を連接していて、噴出されたエアの勢いによって吸引通路内は真空状態となり、吸気通路の先端に取り付けた吸引パッドで物品を吸着することが可能となる。一方、エアフィルタの清掃を行う場合、電磁弁を閉じる。これによって、噴出された空気は吸引通路内を逆流し、吸気通路内に設けたエアフィルタのほこり等を吹き飛ばし、排出できる。

しかしながら、上述した特許文献１に開示された真空吸着装置を用いると、以下に示す新たな課題が生じる。真空発生器の内部空間内に開閉する電磁弁を設け、電磁弁は、一辺に設けた支点を中心に９０°の回転角度範囲内で正逆回転する構成をとるので、装置が大型化、複雑化し、真空吸着装置の重量も増す。その結果、ロボットハンドの先端に係る重く大きい真空吸着装置を取り付けると、高速処理のネックになり、また、高速移動できたとしてもロボットハンドに加わる負荷が大きくなる。

また、真空発生器内に開閉する電磁弁を設ける構成のため、例えば回転角度が不十分な場合には空気排出口を閉じることができず、吸引パッド側から空気を排出することができないおそれがある。また、そのように回転により開閉する機構を真空発生器内に設置すると、故障時の修理も煩雑である。

また、電磁弁を開閉する構成のため、開閉に時間を要すると、その間は通常の移し替え操作ができず、また、高速に開閉するために駆動源のパワーを大きくすると、真空吸着装置の大型化・重量の増加を招き、上述したように通常の移し替えの運転時の高速処理のネックとなる。

特許文献１の対象物品のようにプリントボードの場合には、真空吸着装置内に進入する埃等も少なく電磁弁を開閉する動作の発生頻度も少ないが、例えば上述したように物品が冷凍コロッケ等の外表面がパン粉等の衣で覆われた揚げ物の場合、剥離して真空吸着装置内に進入するパン粉も大きく、量も多いことから比較的頻繁に清掃を行う必要がある。よって、特許文献１の真空吸着装置をそのまま適用することは難しい。

上述した課題はそれぞれ独立したものとして記載しているものであり、本発明は、必ずしも記載した課題の全てを解決できる必要はなく、少なくとも一つの課題が解決できれば良い。またこの課題を解決するための構成についても単独で分割出願・補正等により権利取得する意思を有する。

上述した課題を解決するために、本発明の物品移し替え装置は、（１）物品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段上の前記物品をピックアップして所定領域に移し替える移し替えロボットを備え、前記移し替えロボットは、ロボットアームの先端に吸着具を有し、前記吸着具は、供給した空気を排気部から排気することで、下端開口部に前記物品を吸着保持可能にし、前記搬送手段の搬送路に隣接して前記吸着具の前記排気部を覆う排気部抑え手段を設け、前記移し替えロボットは、前記吸着具を前記排気部抑え手段側に移動し、前記排気部抑え手段により前記排気部を閉塞し、前記供給した空気を前記下端開口部から外部に排気するようにし、前記移し替えロボットは、前記吸着具を前記排気部抑え手段の蓋部材に向けて接近離反移動させることで、前記排気部を前記蓋部材で開閉するようにし、前記排気部抑え手段は、ダンパー機構を介して前記蓋部材を支持するようにし、前記吸着具の前記排気部が前記蓋部材に接触した際の力を前記ダンパー機構により吸収するように構成した。

このようにすると、例えば吸着具内に異物が溜まり、十分な吸引が行われず物品を吸着保持できないように場合に、移し替えロボットが吸着具を排気部抑え手段側に移動し、排気部抑え手段により排気部を閉塞するとともに、吸着具に空気を供給する。これにより、その供給した空気は、通常の吸引時と逆方向に流れ下端開口部から外部に排気される。この逆方向の流れに伴い、吸着具内に付着して溜まっている異物が剥がれ、下端開口部から外部に排出される。係る排気部を閉塞する処理は、移し替えロボットが吸着具を所定の場所に移動するだけでよいため、搬送手段を一時停止しないで行うことができ、また、一時停止したとしても短時間で吸着具内の異物を排出し、詰まりを解消してその後に吸着保持が行えるようになる。さらに排気部を閉塞する機構を、吸着具に取り付けることなく別の手段として構成したので、吸着具の構成は排気部を閉塞する機構を実装するものに比べて簡易で軽量化が図れる。よって、移し替えロボットに与える負荷が小さくてすみ、通常の物品の移し替え処理は、例えば高速に行うことができ、また、高速移動しない場合には移し替えロボットの負荷が軽減される。

前記移し替えロボットは、前記吸着具を前記排気部抑え手段の蓋部材に向けて接近離反移動させることで、前記排気部を前記蓋部材で開閉するように構成したため、ロボットアームの移動により排気部を閉塞でき、排気部抑え手段の構成を簡単にすることができる。

前記排気部抑え手段は、ダンパー機構を介して前記蓋部材を支持するようにし、前記吸着具の前記排気部が前記蓋部材に接触した際の力を前記ダンパー機構により吸収するように構成したため、例えば移し替えロボットが吸着具の排気部を蓋部材にある程度強い力で押しつけた場合でもダンバー機構によりその力の一部が吸収でき、ロボットアーム側に大きな反力がかからず、移し替えロボットに過負荷がかかることを抑制しつつ、しっかりと排気部を閉じることができる。ダンバー機構は、実施形態では、第２シリンダにより構成されるが、これに限るものではなくバネやその他の各種の機構を用いることができる。

（２）前記蓋部材は円錐形状或いは円錐台形状から構成され、前記排気部は円形の開口部とするとよい。このようにすると、確実に排気部を閉塞することができる。

（３）前記排気部抑え手段による前記排気部の開閉を複数回繰り返して行い、少なくとも前記排気部を閉じている場合に前記吸着具に前記空気を供給する制御を行うようにするとよい。このようにすると、複数回にわたり断続的に吸着具の下端開口部から外に向けて排気が行われ、係る排気のための吸着具の内部での通常と逆方向の空気の流れが不連続で発生するためより効率よく異物を外部に排出することができる。

（４）前記排気部の開閉を複数回繰り返す期間中、前記吸着具に前記空気を供給するように構成するとよい。このようにすると、空気は連続して供給すればよく、制御が容易に行える。

（５）前記下端開口部から前記吸着具内に進入可能な清掃部材を設け、前記排気部を閉塞する前処理で、前記清掃部材を前記吸着具の内部で相対移動し、前記吸着具内に付着する異物を除去しやすくするように構成するとよい。このようにすると、空気による異物の排出に先立ち行う前処理として清掃部材により異物を引っ掻くなどの作業を行うことで、その後の空気の流れにより異物が吸着具の内面から剥がれやすくなる。

本発明によれば、吸着具の排気部を塞ぐ排気部抑え手段を吸着具と別に設けたため、吸着具の構造も簡略化され、小型・軽量化をすることができ、通常の物品の移し替え時は吸着具を備える移し替えロボットに加わる負荷が小さくなり、高速に移し替え処理をすることができる。また、吸着具内に異物が溜まったりした場合には、移し替えロボットが吸着具を、搬送装置の搬送路に隣接して配置される排気部抑え手段側に移動し、排気部を閉じることで吸着具に供給する空気の流れを通常と逆にして下端開口部から排気することに野より内部に溜まった異物を下端開口部から排出することができる。

本発明に係る物品移し替え装置が実装される包装システムの一例を示す図である。 その要部を示す正面図である。 その要部を示す側面図である。 その要部を示す斜視図である。 ロボットアーム２１に支持される吸着具３０と、排気部抑え手段４０を示す拡大正面図である。 作用を説明する図である。 別の実施形態を示す模式図である。 別の実施形態を示す模式図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図１は、本発明に係る物品移し替え装置の一実施形態が実装された包装システムの一部を示している。この包装システムは、物品１を搬送する第１搬送装置１１と、第１搬送装置１１の一方の側縁に沿って配置される第２搬送装置１２と、第１搬送装置１１と第２搬送装置１２の間に配置され、物品１を一時的に保持する台座１３と、第１搬送装置１１上の物品１をピックアップして台座１３に移し替える第１移し替えロボット１５と、台座１３上に積層された物品群を第２搬送装置１２に移し替える第２移し替えロボット（図示省略）等を備える。さらに図示省略するが、第２搬送装置１２の下流側には、物品１を包装する包装機本体等を配置する。

物品１は、例えば冷凍コロッケのように外表面がパン粉等の衣で覆われた揚げ物であり、偏平な形状からなる。この物品１が第１搬送装置１１に上流側の装置等からランダムに供給される。第１搬送装置１１は、例えばベルトコンベア装置であり、ランダムに供給された物品１を、そのままの姿勢で搬送する。図１に示すように、第１搬送装置１１上の多数の物品１は、その向きや前後左右の配置間隔もランダムとなる。

台座１３は、物品１を所定数積層して一時的に支持するもので、本実施形態では５個の物品１を積層する。そして、物品１を置く領域を近接し、２列５段の物品群２の態様になるように支持する。

第１移し替えロボット１５は、本形態では搬送方向に沿って２個設けている。図2移行に示すように、個々の第１移し替えロボット１５は、パラレルリンクロボットから構成し、ロボットアーム２１の先端に水平面内で回転可能に帯板状のベースプレート２２を取り付ける。このベースプレート２２の下面の両端側には、それぞれ第１シリンダ２３を下向きに吊り下げるように取り付ける。第１シリンダ２３は、ベースプレート２２の回転中心から径方向反対側で等距離をおいた位置に固定する。

この第１シリンダ２３は、そのシリンダロッド２３ａが上下方向に往復動作し、そのシリンダロッド２３ａの先端に、略コ字型の取付プレート２４を介して吸着具３０を取り付ける。これにより、パラレルロボットの回転軸２５の回転に伴いベースプレート２２が回転すると、吊り下げ保持される２個の吸着具３０も回転軸２５を回転中心として水平平面内で旋回する。また、個々の第１シリンダ２３を独立して往復動作させることで、吸着具３０もそれぞれ独立して昇降する。

そして、パラレルリンクロボットによる吸着具３０の移動可能領域Ｒは、図１中に二点鎖線で示した円の範囲内である。図から明らかなように、第１搬送装置１１の搬送面の幅方向全域と、台座１３の全域がカバーされる。さらに移動可能領域Ｒは、第１搬送装置１１の搬送方向右側（台座１３と反対側）の外側の所定領域までカバーしている。よってロボットアーム２１の動作と相まって、個々の吸着具３０は、第１搬送装置１１の搬送面上の所定位置に移動させることができる。そして、所望の第１シリンダ２３を動作させて物品１の真上に位置させた吸着具３０を下降移動させることで、その吸着具３０は物品１を吸着保持してピックアップし、最終的に２個の吸着具３０がそれぞれ物品１をピックアップすると、ロボットアーム２１と回転軸２５が動作し、２個の吸着具３０が台座１３の所定領域の上方に至り、そこで吸引を解除して物品１を離反させ、台座１３の所定領域の上に物品１を移し替え供給する。

そして第１移し替えロボット１５は、台座１３の所定領域に物品１を５個積層すると、次は、台座１３の別の所定領域の上に物品１を移し替え供給する。このようにすることで、上述したように台座１３には、偏平な物品１が平置き状態で上下に積み重なった２列５段の物品群２がセットされる。

この物品群２を構成する１０個の物品１は、図示省略する多関節ロボットからなる第２移し替えロボットにより一括して保持され、第２搬送装置１２の搬送面上に移動させるとともに、その姿勢が９０度変更されて起立した姿勢となり、前後２列で横に５個並んだ状態の物品群２が、第２搬送装置１２上に移し替えられる。第２搬送装置１２は、例えばフィンガーコンベア装置であり、前後のフィンガー間に起立した２×５の物品１からなる物品群２が供給される。

吸着具３０は、エジェクタ３１と、エジェクタ３１の下端に取付金具３４を介して取り付けられる吸盤部３２を備える。エジェクタ３１の上端開口部が排気部３１ａとなり、エジェクタ３１の側面の下方部位に圧縮空気を導入する導入ノズル３３を連結し、この導入ノズル３３を図外の圧縮エア噴出手段に接続する。これにより、圧縮エア噴出手段からの圧縮空気がエジェクタ３１内に導入されると、その圧縮空気はエジェクタ３１内を上方に進み排気部３１ａから外部に排気される。これにともない、吸盤部３２の下端開口部３２ａから、周囲の空気が吸盤部３２内に吸い込まれ、吸盤部３２の下面開口部に例えば物品１が接触して塞ぐと真空吸引されて物品１が吸着保持される。これが通常運転時の動作である。

更に本実施形態では、吸盤部３２内に吸い込まれたパン粉等の異物の一部は、エジェクタ３１内を通過し、排気部３１ａから外部に排出され、排出されない残部は吸盤部３２内などに留まる。そこで、本実施形態では、排気部３１ａの上方所定位置に、斜め上方に延びる羽根部材２６を配置する。この羽根部材２６の下端を取付プレート２４に固定する。これにより、排気部３１ａから上方に排出されるパン粉等は、羽根部材２６により進路を斜め外に変更され、系外排出することができ、例えばパン粉等が第１シリンダ２３やロボットアーム２１側に進入することを抑止できる。

また吸盤部３２は、伸縮可能な蛇腹状からなり、樹脂やゴムなどの可撓性のある材料から構成される。例えば吸盤部３２が物品１に接触した状態で更に吸着具３０が下降移動すると、蛇腹部分が縮み吸盤部３２の下端開口部３２ａが閉塞する。

一方、圧縮エア噴出手段からの圧縮空気がエジェクタ３１内に導入した状態でエジェクタ３１の排気部３１ａを塞ぐと、エジェクタ３１内に供給された圧縮空気はエジェクタ３１内を下方に進み、吸盤部３２から排出される。これにより、例えば吸盤部３２内などに進入し、留まっていたパン粉等は、圧縮空気により吸盤部３２の下面開口部から外部に排出され、強制エア排出による詰まり拭き飛ばしを行える。

そして、本実施形態では、排気部３１ａを塞ぐ排気部抑え手段４０を、第１搬送装置１１の搬送方向右側に隣接して設ける。この排気部抑え手段４０は、帯板状の支持プレート４１の長手方向両端近傍の下面にそれぞれ設けた一対の蓋部材４２と、支持プレート４１を支持する第２シリンダ４３等を備える。

蓋部材４２は、略円錐形状或いは円錐台形状とし、上方に行くに従って徐々に径が大きくなる。そして、蓋部材４２の下端の外径は排気部３１ａの内径よりも小さく、蓋部材４２の上方部位の外径は排気部３１ａの内径よりも大きい設定にしている。さらに、蓋部材４２は、ボルト４４により支持プレート４１に取り付けられる。このとき蓋部材４２の中心軸に上下に貫通するように設けたボルト用の貫通孔の内径は、ボルト４４の軸の外径よりも大きく頭部よりも小さくする。これにより、ボルト４４に取り付けられた蓋部材４２は、ボルト４４の頭部により支持プレート４１からの離脱が抑止され、貫通孔の内径とボルトの軸の外径の差に基づき、水平面内で移動可能となる。よって、例えばロボットアーム２１の動作により、吸着具３０を排気部抑え手段４０の蓋部材４２の直下に移動するとともに、上昇移動させることで蓋部材４２の中心と排気部３１ａの中心が一致し、蓋部材４２にて排気部３１ａをしっかりと塞ぐことができる。

第２シリンダ４３は、シリンダロッド４３ａが上下方向に往復動作するように連結部材４５の上面に起立配置され、シリンダロッド４３ａの先端に支持プレート４１が取り付けられる。本実施形態では、第２シリンダ４３には一定の圧力を保つようにし、ダンパーとして機能するようにしている。これにより、蓋部材４２や支持プレート４１に付勢力が加わらず無負荷状態のときには、シリンダロッド４３ａは収縮しており、支持プレート４１も所定位置を維持する。この状態で例えば吸着具３０を蓋部材４２に押し当てて上昇移動させるように上方に向けた付勢力が加わると、第２シリンダ４３はシリンダロッド４３ａが往動作して支持プレート４１ひいては蓋部材４２が上昇移動し、吸着具３０を介して第１移し替えロボット１５に過負荷が加わるのを抑止する。これより、第１移し替えロボット１５が過負荷にならずに蓋部材４２に対して吸着具３０の排気部３１ａをしっかりと押しつけて排気部３１ａを密閉することができる。

また、第１移し替えロボット１５を２個設けたことにあわせて、排気部抑え手段４０も２個設け、第１搬送装置１１の搬送面の外側の所定位置に起立配置した支柱部４６に支持され、搬送方向に延びるように配置されるアーム部材４７の両端に、連結部材４５を介して取り付けられる。これにより、２個の排気部抑え手段４０は、搬送方向に沿って前後に所定間隔をおいて配置される。さらに個々の排気部抑え手段４０は、２個の一対の蓋部材４２が、搬送方向に沿って並び、その配置間隔は、第１移し替えロボット１５に取り付けた一対の吸着具３０の配置間隔と等しくする。上述した第２シリンダ４３のダンパー機能と相まって、支持プレート４１の両端に取り付けた蓋部材４２に対し、それぞれの吸着具３０の排気部３１ａを均等に押し当てて密閉できる。

上述した構成の装置において、圧縮エア噴出手段からの圧縮空気をエジェクタ３１内に導入した状態で第１移し替えロボット１５が所定のタイミングで吸着具３０の排気部３１ａを蓋部材４２で塞ぐ動作を行うことで、吸盤部３２の下端開口部３２ａから圧縮空気を排気することができ、その排気により例えば吸盤部３２更には取付金具３４並びにエジェクタ３１内に留まるパン粉等の異物を吸盤部３２の外部に排出することができる。

そして本実施形態では、圧縮空気を継続して供給し続けた状態で、第１移し替えロボット１５が蓋部材４２の直下で吸着具３０を所定回数昇降移動させ、蓋部材４２で排気部３１ａを閉塞したり開放したりする処理を繰り返し行う。これにより、供給された圧縮空気が吸盤部３２の下端開口部３２ａから下方に放出されたり（図６（ｂ）参照）、排気部３１ａが開放されて当該吐き出しが停止されたり（図６（ａ）参照）することが繰り返され、空気の流れがエジェクタ３１ひいては吸盤部３２内で変動し、より内部に溜まったパン粉等の異物を排出しやすくなる。

例えば、比較的長い時間連続して１回だけ排気部３１ａを蓋部材４２で閉塞してもよいが、１回の閉塞時間は短くても本実施形態のように複数回にわたり排気部３１ａの開閉を繰り返す方が効率よく確実に内部のパン粉等の異物を排出することができるのでよい。また、繰り返しの回数は多いほどよいが、回数を多くしても比例的に排出効果が増加するのではなく徐々に増加の程度が少なくなる。そして、係る異物除去作業の時間は、１回あたりの時間が一定とすると、回数を多くすることにともにない比例的に全体の処理時間は増加する。よって、所定回数は５回程度とするよい。

また、上記の排気部３１ａを閉塞して行う清掃処理を行う所定のタイミングは、例えば、定期的に行ってもよいが、吸着具３０の詰まりの状態を検知し、所定の詰まった状態になった場合に行うとよい。所定の詰まった状態とは、パン粉等の異物により吸着具３０の吸気経路を完全に閉塞するように詰まった場合に限ることはなく、例えば当該吸気経路の径が細くなり、吸着具３０で物品１が吸着保持できない状態などとするとよい。係る状態を検知するセンサは、吸着具３０に設置してもよいが、例えば台座１３に載置される物品１の有無を検知するセンサを設け、それを利用するとよい。例えば、物品移し替え装置の制御部は、第１移し替えロボット１５の動作を制御し、吸着具３０で吸着保持した物品１をどの台座１３に供給するかがわかっているため、正常に移し替え処理が行われた場合に台座１３に積載される物品の数よりも実際の物品１の数が少ない場合には、詰まりを生じていると判断するとよい。また、両方の吸着具３０に同時に詰まりが発生することは少なく、詰まるときは片側のみの場合が多い。そして、本実施形態では２個ずつ物品を台座１３の所定領域の上に供給していくので、ペアとなる領域の上に積み重なっている物品１の個数が異なる場合に、詰まりを発生しているは判断するなど、各種の検出方法・センサを用いることができる。

そして、上述したように所定のタイミングで吸着具３０に対する清掃処理を行っている間、他方の第１移し替えロボット１５は吸着具３０を用いた物品１の移し替え操作を行うようにすると、包装システムは停止することなく物品の移し替えを継続して行うことができる。このように、第１移し替えロボット１５を複数台配置した場合、一斉に清掃処理を開始する運用をとってもよいが、本実施形態のように清掃処理を互いにタイミングをずらして行うとよい。

また、例えば第１移し替えロボット１５が１つのみ設置したシステムで、吸着具３０に詰まったパン粉等の異物を排出するために一時的にシステムを停止するような場合でも、第１移し替えロボット１５が自動的に吸着具３０を蓋部材４２の所に移動し、昇降させるだけでよいため、短時間で処理が終了するのでよい。

また、上述した実施形態では、例えば１つの吸着具３０が詰まりを生じた場合、第１移し替えロボット１５に支持される対を構成する２つの吸着具３０の排気部３１ａが、一緒に蓋部材４２により閉塞され、清掃される。よって、他方の吸着具３０は詰まりが未然に防止される。

本実施形態では、吸着具３０は、排気部３１ａを閉塞するための蓋などを備えていないため、ロボットアーム２１の先端のヘッド部は軽量となり、通常の物品１の移し替え動作時に高速作業が可能となる。

図７は、他の実施形態の要部を示している。本実施形態では、上述した実施形態を基本とし、蓋部材４２内部に進入し、掻き出すことのできる清掃部材５０を設けるとよい。清掃部材５０は、上部が帯板状の作動部５１を有し、作動部５１の中央から下方に突出するように設けられる回転支持軸５２を備える。そして、この回転支持軸５２は、所定角度範囲内で正逆回転する駆動機構に連携されており、１８０°以上（例えば、２７０°）回転するように構成するとよい。駆動機構は、例えば駆動モータ等の回転駆動源の動力を伝える機構、シリンダその他の往復直線運動する駆動源の出力を回転動作に変換する動力変換機構など各種のものを用いるとよい。

この清掃部材５０は、２個一組とし、２個の吸着具３０の配置間隔にあわせて配置する。例えば、一対の蓋部材４２の下方に配置したり、それとは異なる別の場所に配置したりするとよい。例えば清掃部材５０を１個設け、詰まりを生じている側の吸着具３０に対して前処理を行ったり、１つの清掃部材５０を用い順番に２つの吸着具３０に対して前処理を行ったりしてもよいが、本実施形態のように２個１組として２個の吸着具３０に対して同時に前処理を行うとよい。

本実施形態では、圧縮空気を利用した清掃に先立ち、清掃部材５０による前処理を行う。すなわち、第１移し替えロボット１５は、一対の吸着具３０の吸盤部３２の下端開口部３２ａを、一対の清掃部材５０の上方に位置させる（図７（ａ）参照）。次いで第１移し替えロボット１５は、吸着具３０を下降移動させ、吸盤部３２内に清掃部材５０を進入させ、作動部５１を吸盤部３２の内部の天面に接触或いは近接させる。そしてこの状態で回転支持軸５２を回転させ、作動部５１を、回転支持軸５２を回転中心として水平面内で回転させる。これにより、吸盤部３２の内周面、とくに天面に付着しているパン粉等の異物は作動部５１により引っかかれることになり、例えば、一部はそぎ落とされたり、天面に対する付着力が弱まったりする。また、作動部５１で擦られることから、例えば吸盤部３２の天面の中央に設けた孔部を塞ぐ量が多くなることがある。

この後、第１移し替えロボット１５は、吸着具３０を上昇させ、吸盤部３２内から清掃部材５０を離反させ、さらに排気部３１ａを蓋部材４２で閉塞する。これに伴い上述したように圧縮空気が下方に進み、吸盤部３２の下端開口部３２ａから外部に排気される。このとき、上述したように清掃部材５０により天面に対する付着力が弱まったパン粉等の異物は、スムーズに吸盤部３２から離反し、外部に排出される。また、押されて吸盤部３２の天面の中央に設けた孔部を塞ぐ量が多くなった場合には、上述した下方に向かう空気の流れの抵抗となるが、当該空気を阻止することはできずそのまま一気に剥がれて回部に排出されることがある。

例えば圧縮空気にともない吸盤部３２の下端開口部３２ａから排気される空気の流れのみでは、例えば吸盤部３２の天面に付着するパン粉等の異物が排出できない場合もあるが、このように清掃部材５０による前処理を行うことで、係る異物も排出することが可能となる。

更に清掃部材５０を１８０°以上回転することで天面全体のパン粉等の異物の付着力を弱めることができる。また、清掃部材５０を１８０°よりも大きな角度（例えば、２７０°）回転することで、清掃部材５０を離反する際に付着力が弱められた天面全体のパン粉等の異物を作動部５１、５７、６１によって引っ掛けて排出することができる。

また、このような清掃部材５０は、上述したものに限ることはなく、例えば図８に示すものの他、各種の構造のものを用いるとよい。例えば図８（ａ）に示す清掃部材５５は、円柱状や角柱状等の１本の棒状体から構成し、これも２個一組で一対の吸着具３０の配置ピッチと等間隔に配置するとよい。この例では、例えば第１移し替えロボット１５が吸盤部３２を下降移動させて清掃部材５５の上端を吸盤部３２の内部の天面に接触或いは近接させた状態にし、その状態で吸盤部３２を水平平面内で円運動や直線運動させる。これにより、清掃部材５５の上端と、吸盤部３２の天面を相対移動させることができる。また、清掃部材５５を水平平面内で移動する機構に接続し、清掃部材５０側を移動するようにしてもよい。

図８（ｂ）に示す清掃部材５６は、図７に示す実施形態と同様に、上部が帯板状の作動部５７を有し、作動部５７の一端から下方に突出するように設けられる回転支持軸５８を備える。この回転支持軸５８は、所定角度範囲内で正逆回転する駆動機構に連携されており、１８０°以上（例えば、２７０°）回転するように構成するとよい。駆動機構は、例えば駆動モータ等の回転駆動源の動力を伝える機構、シリンダその他の往復直線運動する駆動源の出力を回転動作に変換する動力変換機構など各種のものを用いるとよい。このようにすると、例えば作動部５７が吸盤部３２の天面に接触或いは近接した状態で回転支持軸５８が回転すると、作動部５７により天面に付着したパン粉等の異物を引っ掻き、例えば、そぎ落とすなどの所定の前処理を行うとよい。

図８（ｃ）に示す清掃部材６０は、が帯板状の作動部６１の両端に下方に突出するように一対の支持柱部６２を備えた構成をとる。この清掃部材６０は、例えば一対の支持柱部６２をターンテーブルのような回転部材の上に起立配置させる。このとき、作動部６１の中央と回転部材の回転中心を合わせるようにする。これにより、回転部材の回転に伴い、作動部６１が回転するので、図７に示す実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、例えば作動部６１の長さを吸盤部３２の内部の天面の直径とほぼ等しくすることで、吸盤部３２内に清掃部材６０を進入させた際に、支持柱部６２は吸盤部３２の蛇腹状の内周面に接触或いは近接する。よって、その状態で清掃部材６０を回転させると、支持柱部６２により、吸盤部３２の蛇腹状の内周面に付着したパン粉等の異物を天面同様にそぎ落とされたり、付着力が弱まったりすることができ、その後の吸盤部３２内を下方に進む圧縮空気により、吸盤部３２の下端開口部３２ａから外部に排出することができる。

また、清掃部材５０、５６、６０が自転するとともに、吸盤部３２を水平面内で相対的に円運動させてもよい。このようにすると、例えば製品変更に伴い吸盤部３２のサイズが変更されても、清掃手段を兼用できる。

上述した清掃部材を備えた実施形態では、排気部３１ａを閉塞して行う清掃作業の前工程として行うようにしたが、例えば、排気部３１ａを閉塞して行う清掃処理を行わずに、この清掃部材による清掃のみを行うようにしてもよい。さらには、排気部３１ａを閉塞して行う清掃機能を備えず、清掃部材による清掃機能を独立して備えたシステムに適用することもできる。

上述した各実施形態では、第２シリンダ４３は圧力制御せずに一定の圧力をかけているだけでバンパー機能を発揮させるようにしたが、第２シリンダに換えてバネその他の弾性部材を設けてもよい。但し、シリンダを用いる方が、ダンパー機能を発揮させる圧力を調整できるのでよい。

上述した各実施形態では、第１移し替えロボット１５を動作させ、吸着具３０を上下移動させることで排気部３１ａを蓋部材４２で開閉するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、排気部３１ａを蓋部材４２で閉塞した状態を一定期間維持し、その間に圧縮空気の供給をＯＮ／ＯＦＦし、間欠的に圧縮空気を供給するようにしてもよい。このようにすると、圧縮空気が供給されているときは吸着具３０内を空気が通過し吸盤部３２の下端開口部３２ａから外部に排出され、圧縮空気の供給が停止されているときは当該空気の移動がないので、排気部３１ａを複数回開閉するのと同様の効果が発揮し、吸着具３０内のパン粉等の異物を排出することができる。

また、蓋部材４２が上下移動するように構成することで、排気部３１ａを開閉するようにしてもよい。蓋部材４２を上下移動させる構成は、例えば、第２シリンダ４３の圧力を変化させてシリンダロッド４３ａを往復動作させるようにしてもよく、或いは別の駆動機構により往復動作させるようにしてもよく、各種の構成を取ることができる。

また、上述した実施形態では、第１移し替えロボット１５は、パラレルリンクロボットを用いて構成したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、多関節ロボット、スカラーロボットなど各種のロボットを用いるとよい。

さらには上述した各実施形態では吸着具３０の排気部３１ａを蓋部材４２で閉じることで吸引のために供給する空気の流れを変えて吸盤部３２の下端開口部３２ａから外部に排気されるようにしたが、例えば蓋部材４２側から別途エアを吸着具３０内に吹き付けるように構成してもよい。

以上、本発明の様々な側面を実施形態並びに変形例を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。

１ ：物品
２ ：物品群
１１ ：第１搬送装置
１２ ：第２搬送装置
１３ ：台座
１５ ：第１移し替えロボット
２１ ：ロボットアーム
２３ ：第１シリンダ
３０ ：吸着具
３１ ：エジェクタ
３１ａ ：排気部
３２ ：吸盤部
３２ａ ：下端開口部
４０ ：排気部抑え手段
４１ ：支持プレート
４２ ：蓋部材
４３ ：第２シリンダ
５０ ：清掃部材
５５ ：清掃部材
５６ ：清掃部材
６０ ：清掃部材

Claims (5)

1. 物品を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段上の前記物品をピックアップして所定領域に移し替える移し替えロボットを備え、
   前記移し替えロボットは、ロボットアームの先端に吸着具を有し、
   前記吸着具は、供給した空気を排気部から排気することで、下端開口部に前記物品を吸着保持可能にし、
   前記搬送手段の搬送路に隣接して前記吸着具の前記排気部を覆う排気部抑え手段を設け、
   前記移し替えロボットは、前記吸着具を前記排気部抑え手段側に移動し、前記排気部抑え手段により前記排気部を閉塞し、前記供給した空気を前記下端開口部から外部に排気するように構成し、
   前記移し替えロボットは、前記吸着具を前記排気部抑え手段の蓋部材に向けて接近離反移動させることで、前記排気部を前記蓋部材で開閉するようにし、
   前記排気部抑え手段は、ダンパー機構を介して前記蓋部材を支持するようにし、前記吸着具の前記排気部が前記蓋部材に接触した際の力を前記ダンパー機構により吸収することを特徴とする物品移し替え装置。
2. 前記蓋部材は円錐形状或いは円錐台形状から構成され、
   前記排気部は円形の開口部である請求項１に記載の物品移し替え装置。
3. 前記排気部抑え手段による前記排気部の開閉を複数回繰り返して行い、少なくとも前記排気部を閉じている場合に前記吸着具に前記空気を供給する制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の物品移し替え装置。
4. 前記排気部の開閉を複数回繰り返す期間中、前記吸着具に前記空気を供給するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の物品移し替え装置。
5. 前記下端開口部から前記吸着具内に進入可能な清掃部材を設け、
   前記排気部を閉塞する前処理で、前記清掃部材を前記吸着具の内部で相対移動し、前記吸着具内に付着する異物を除去しやすくするように構成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物品移し替え装置。

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