JP7512930B2 - 整列装置及び箱詰めシステム - Google Patents

Description

本開示は、整列装置及び箱詰めシステムに関する。

近年コンビニエンスストア等で販売されているおにぎりは、きわめて人気の高い売れ筋の商品として認知されて親しまれている。このようなおにぎりは、効率的な生産かつ一定の品質を確保するため工場で機械生産されるのが一般的で、この生産工場では大量のおにぎりを型で成形したり、成型後のおにぎりを樹脂フィルム包装で包装したりする工程間を搬送するコンベヤ設備が用いられ流れ作業で生産されている。工場から出荷される場合、トラック運送に適し食品を搬送する標準形態として、番重と呼ばれるコンテナ内に整然と格納することで、製品であるおにぎりをより多く傷めずに取り扱うことが標準となっている。しかし、流れ作業で生産された包装済みのおにぎり製品について、番重に詰める際に落下させて傷めるわけにはいかず、コンベアから空中で食品を搬送できるロボットハンドへ受け渡す整列装置、及び、当該ロボットハンドを動かすロボットを備える箱詰めシステムが必要となる。

下記特許文献１に開示された食品の詰め込み装置は、食品を供給する供給部と、供給部により並べられた複数の食品を把持する把持部と、把持部により把持された複数の食品をトレイ上に搬送する搬送部とを備える。把持部は、複数の食品が並べられた方向において複数の食品をその両側から挟む一対の挟持部材を有している。

特開２０１７－２１８２６８号公報

特許文献１の装置では、ベルトコンベア上を流れてきた食品を、吸着ヘッドを有するロボットアームにより吸着して移動させることで、１個ずつ並べていく。つまり、整列装置としてロボットアームを利用し、その前段のコンベア上では、食品１個ずつを平置きで流していて、１個ずつをロボットアーム先端で掴み、掴んだ食品を９０度回転２回行って食品の三角形の三辺が形成する面を合わせて整列することを、ロボットアームが行って所定の数を整列させ、その後２本のロボットアームで食品整列群を空中に浮かせて箱詰めしている。このため、まず食品を並べて整列させるのに時間がかかり、効率が良くないという課題がある。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、物品を効率良く並べることのできる整列装置、及び、ロボットハンドへ物品を効率よく受け渡せる整列装置、及び、当該整列装置と当該ロボットハンドとを備えた箱詰めシステムを提供することを目的とする。

本開示に係る整列装置は、コンベアにより搬送された物品を第一方向に沿って並べる整列装置であって、第一方向に沿ってスライド可能なスライドテーブルと、コンベアの上を移動する物品を停止させるストッパと、ストッパが停止させた物品をスライドテーブルの上へ押し出すプッシャと、プッシャが物品を押し出すときにスライドテーブルを移動させるテーブル駆動部と、スライドテーブルの上の物品を間に置いて、それぞれが第一方向に沿って延びる一対のサイドガイドと、一対のサイドガイドの間の距離であるガイド間距離を変えるサイドガイド駆動部と、を備えるものである。
本開示に係るロボットハンドへ物品を受け渡す整列装置は、上方から降下してくるロボットハンドの一対の支持部が物品の下から物品を掬い上げる際に、物品下に一対の支持部が入り込むことを許すスライドテーブルと、支持部の邪魔にならないよう退避する一対のサイドガイドとを備えるものである。
本開示に係る箱詰めシステムは、上記整列装置及び上記ロボットハンドを備え、整列装置により整列された物品を箱に詰めるものである。

本開示によれば、物品を効率良く並べることのできる整列装置、及び、ロボットハンドへ物品を効率よく受け渡せる整列装置、及び、当該整列装置と当該ロボットハンドとを備えた箱詰めシステムを提供することが可能となる。

実施の形態１による箱詰めシステムの立面図である。 実施の形態１による箱詰めシステムの立面図である。 実施の形態１による箱詰めシステムが備える整列装置の断面図である。 実施の形態１による箱詰めシステムが備える整列装置及びロボットハンドの断面図である。 実施の形態１による箱詰めシステムが備えるロボットハンドの側面図である。 ロボットハンドがピロー包装体を把持する前の断面図である。 ロボットハンドがピロー包装体を把持した後の断面図である。 番重内でロボットハンドがピロー包装体を解放したときの断面図である。 実施の形態１による箱詰めシステムの、整列装置及びコンベアの部分を示す平面図である。 実施の形態１による整列装置の側面図である。 実施の形態１による箱詰めシステムの、整列装置及びコンベアの部分を示す立面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、説明を簡略化または省略する。なお、本開示で角度に言及した場合において、和が３６０度となる優角と劣角とがあるときには原則として劣角の角度を指すものとし、和が１８０度となる鋭角と鈍角とがある場合には原則として鋭角の角度を指すものとする。

実施の形態１．
図１及び図２は、実施の形態１による箱詰めシステム１の立面図である。なお、図２は、図１の視点とは直交する方向の視点から見た図である。図３は、実施の形態１による箱詰めシステム１が備える整列装置２の断面図である。図４は、実施の形態１による箱詰めシステム１が備える整列装置２及びロボットハンド３の断面図である。図５は、実施の形態１による箱詰めシステム１が備えるロボットハンド３の側面図である。

実施の形態１による箱詰めシステム１は、整列装置２及びロボットハンド３を備える。整列装置２は、コンベア４により搬送された物品を第一方向に沿って並べる。箱詰めシステム１は、整列装置２により整列された物品を、ロボットハンド３で把持して移動させ、箱に詰める動作を自動で行う。箱詰めシステム１の上流側の装置から、物品が、例えば、１秒に１個程度の速さで、箱詰めシステム１のコンベア４へ流れてくる。本実施の形態では、物品として、ピロー包装体９０を例に説明する。ただし、本開示における物品は、ピロー包装体９０に限定されるものではない。また、本実施の形態では、箱として、番重９５を例に説明する。番重９５は、蓋のない浅い運搬容器である。

図３に示すように、本実施の形態におけるピロー包装体９０は、内容物９１と、内容物９１を包む包装袋９２とを有する。図示の例における内容物９１は、握り飯である。図示の例における内容物９１は、三角形の握り飯であるが、この例に代えて、円形の握り飯でもよいし、俵型の握り飯でもよい。また、本開示における内容物９１は、例えば、パン、サンドイッチ、菓子、野菜、総菜、加工食品など、握り飯以外の食品でもよいし、食品以外のものでもよい。

図２に示すように、箱詰めシステム１は、コントローラ５を備える。コントローラ５は、箱詰めシステム１の動作を制御する。コントローラ５は、少なくとも一つのメモリと、少なくとも一つのプロセッサとを備えていてもよい。図１に示すように、箱詰めシステム１は、ロボットアーム６を備える。ロボットアーム６の先端にロボットハンド３が取り付けられている。ただし、図１では、ロボットハンド３の図示が省略されている。また、図２では、ロボットアーム６及びロボットハンド３の図示が省略されている。

コンベア４は、ピロー包装体９０の広い面が、水平面に対して垂直、かつ、移動方向に平行になるように、ピロー包装体９０を移動させる。図示の例では、内容物９１である握り飯の三角形の三辺で囲われた面が形成する平坦な面が、ピロー包装体９０の広い面を形成する。コンベア４の長手方向に沿って延びる側壁２９が、コンベア４の両側に設けられている。側壁２９がピロー包装体９０に接することで、コンベア４上でピロー包装体９０が立った姿勢を維持する。

図２に示すように、整列装置２は、コンベア４上を移動してきたピロー包装体９０を、第一方向に沿って、複数個、１列に並べる。第一方向は、コンベア４の搬送方向に対して、直交する。この第一方向とは、後述するようにロボットハンド３の下端にあり一列に並んだ複数のピロー包装体９０を掬い上げる際に、下方に位置する一対の支持部８の延びる方向と一致する。図１において、コンベア４上のピロー包装体９０は、左から右へ向かって搬送される。整列装置２は、隣接するピロー包装体９０の広い面同士が向かい合うように、ピロー包装体９０を並べる。

整列装置２が所定数のピロー包装体９０を並べ終わると、図４に示すように、その上方へ、ロボットアーム６がロボットハンド３を移動させる。ロボットアーム６は、ロボットハンド３の下端部の一対の支持部の離れ距離である支持部間距離の中央軸と後述するスライドテーブル１３の中央軸とを合わせて待機位置とする。その後、ロボットアーム６がロボットハンド３を下降させる。ロボットハンド３は、整列装置２が１列に並べた所定数のピロー包装体９０を一度に把持する。図示の例では、整列装置２は、１０個のピロー包装体９０を１列に並べる。ロボットハンド３は、１０個のピロー包装体９０を一度に把持する。ロボットアーム６は、ロボットハンド３が把持したピロー包装体９０を、整列装置２から垂直方向へ空間中で掬い上げて移動したのち、空中を移動して、図１中の第一テーブル２０の上に載置された番重９５の中へ移動させる。

本実施の形態の箱詰めシステム１は、２台の整列装置２を備える。本実施の形態の箱詰めシステム１であれば、一方の整列装置２が並べたピロー包装体９０をロボットハンド３及びロボットアーム６が第一テーブル２０上の番重９５へ移動させている間に、他方の整列装置２がピロー包装体９０を並べることができる。それゆえ、番重９５にピロー包装体９０を詰める速さが向上する。

図２及び図３に示すように、本実施の形態の整列装置２は、スライドテーブル１３と、ストッパ１４と、プッシャ１５と、テーブル駆動部１６と、一対のサイドガイド１７と、サイドガイド駆動部１８とを備える。スライドテーブル１３は、第一方向に沿ってスライド可能である。スライドテーブル１３の上面は、第一方向を長手方向とする細長い形状を有する。図３は、第一方向に対して垂直な断面図に相当する。図２に示す例では、スライドテーブル１３の上面は、コンベア４から離れる方向に向かって下り坂になるように、水平面に対して傾斜している。すなわち、本実施の形態における第一方向は、水平面に対して傾斜している。ただし、本開示では、第一方向、及び、スライドテーブル１３の上面が、水平面に対して平行でもよい。

コンベア４の長手方向に沿って延びる側壁２９は整列装置２に交差するところでは切れている。ストッパ１４は、コンベア４の上を移動するピロー包装体９０に接することで、当該ピロー包装体９０を停止させる。プッシャ１５は、ストッパ１４が停止させたピロー包装体９０をスライドテーブル１３の上へ押し出す。プッシャ１５は、ピロー包装体９０の内容物９１である握り飯の三角形の三辺が形成する平坦な面が形成するピロー包装体の広い面を押すこととなる。テーブル駆動部１６は、プッシャ１５がピロー包装体９０を押し出すときに、当該ピロー包装体９０が押し出される方向と同方向に、スライドテーブル１３を移動させる。一対のサイドガイド１７のそれぞれは、第一方向に沿って延びる細長い形状を有する。スライドテーブル１３上のピロー包装体９０は、一対のサイドガイド１７の間に位置する。一対のサイドガイド１７の間の距離を以下「ガイド間距離」と称する。サイドガイド駆動部１８は、ガイド間距離が変わるように一対のサイドガイド１７を移動させる。すなわち、サイドガイド駆動部１８は、一対のサイドガイド１７が、互いに近づいたり、離れたりするように、一対のサイドガイド１７を移動させる。例えば、一方のサイドガイド１７の表面と、他方のサイドガイド１７の表面との間の最短距離をガイド間距離としてもよい。

図６は、ロボットハンド３がピロー包装体９０を把持する前の断面図である。図７は、ロボットハンド３がピロー包装体９０を把持した後の断面図である。ロボットハンド３がピロー包装体９０を把持した後、把持されたピロー包装体９０が第一テーブル２０上の番重９５内に入るようにロボットアーム６がロボットハンド３を移動させ、当該番重９５内でロボットハンド３がピロー包装体９０を解放する。図８は、番重９５内でロボットハンド３がピロー包装体９０を解放したときの断面図である。

図４から図８に示すように、ロボットハンド３は、一対のアーム７と、一対のアーム７のそれぞれに取り付けられた一対の支持部８と、一対の側面部９とを備える。一対のアーム７は、互いに平行な一対のアーム回転軸１０のそれぞれを中心に回動可能である。アーム７は、アーム回転軸１０から下方へ突出する。図７に示すように、一対の支持部８は、ピロー包装体９０が把持されたときにピロー包装体９０の下面に接する。一対の側面部９は、ピロー包装体９０が把持されたときにピロー包装体９０を間に置いて向かい合う。なお、図４、図６から図８の断面図は、アーム回転軸１０に対して垂直な断面図である。

以下の説明では、一対のアーム回転軸１０の間の距離を「回転軸間距離」と称する。例えば、一対のアーム回転軸１０のそれぞれの中心線の間の距離を回転軸間距離としてもよい。また、一対の側面部９の間の距離を「側面部間距離」と称する。例えば、一方の側面部９の内壁面と、他方の側面部９の内壁面との間の最短距離を側面部間距離としてもよい。また、一対の支持部８の間の距離を「支持部間距離」と称する。例えば、一方の支持部８の表面と、他方の支持部８の表面との間の最短距離を支持部間距離としてもよい。

ロボットハンド３は、平行移動部１１と、回動駆動部１２とをさらに備える。平行移動部１１は、回転軸間距離及び側面部間距離が変わるように、一対のアーム回転軸１０及び一対の側面部９を平行移動させる。すなわち、平行移動部１１は、一対のアーム回転軸１０及び一対の側面部９が、互いに近づいたり、離れたりするように、それらを移動させる。この際、一方のアーム回転軸１０と一方の側面部９が一体となって平行移動し、他方のアーム回転軸１０と他方の側面部９が一体となって平行移動する。回動駆動部１２は、支持部間距離が変わるように、一対のアーム７のそれぞれを回動させる。すなわち、回動駆動部１２は、一対のアーム７の先端同士が、互いに近づいたり、離れたりするように、一対のアーム７を互いに反対方向に回動させる。

ロボットハンド３を先端に有するロボットアーム６は、ロボットハンド３の２つの平行移動部１１が一対のアーム回転軸１０を平行移動するときの回転軸間距離の中央を、整列装置２のスライドテーブル１３の長手方向の中心軸に合わせる位置に移動する。これによりロボットハンド３の一対のアーム回転軸１０、一対の側面部９、及び一対の支持部８それぞれの、整列装置２のスライドテーブル１３の長手方向中心軸ひいては複数のピロー包装体９０を並べた列の中央軸に芯合わせが可能となる。また、ロボットハンド３を先端に有するロボットアーム６は、ロボットハンド３の一対のアーム７が有する一対の支持部８を、整列装置２のサイドガイド１７の上端に接しない空中の上レベル位置に待機位置として位置させることが可能である。
ロボットハンド３を先端に有するロボットアーム６は、待機位置でロボットハンド３の一対のアーム７が有する一対の支持部８の間隔つまり支持部間距離を、整列装置２のスライドテーブル１３の長手方向直交方向に向かうピロー包装体９０の寸法よりも大きく位置させる。スライドテーブル１３の長手方向直交方向の幅寸法は、スライドテーブル１３の長手方向直交方向に向かうピロー包装体９０の寸法よりも小さい寸法なので、待機位置から把持位置までピロー包装体９０の寸法よりも広い幅の支持部間距離を保って下降する支持部８が、ピロー包装体９０の下面より下位置で支持部材間距離を、空間でピロー包装体９０の寸法よりも小さくできる。

本実施の形態のロボットハンド３であれば、一対の支持部８がピロー包装体９０の下面に接してピロー包装体９０をすくい上げるように把持することができるので、ピロー包装体９０のような柔らかい物品を損傷することなく確実に把持することができる。また、ピロー包装体９０のように、負圧で吸着する方式のロボットハンドが把持できない物品でも、確実に把持することができる。また、ピロー包装体９０を把持したロボットハンド３が移動するときに、ピロー包装体９０が落下することを、一対の側面部９により、確実に防止できる。また、一対の支持部８を互いに近づけてピロー包装体９０を把持する動作のときに、側面部間距離を一定に保ったまま、回動駆動部１２により支持部間距離を縮小させることができる。このため、一対の側面部９が内容物９１に押し当てられることがないので、内容物９１の形が崩れるなどの損傷が発生することを確実に防止できる。

箱詰めシステム１は、ロボットアーム６を整列装置２の上方から大きく移動して、第一テーブル２０の上に載置される番重９５の上方空間へロボットハンド３を移動する。移動されたロボットハンド３は、番重９５内で、ピロー包装体９０が、複数列、並列するように、番重９５内にピロー包装体９０を詰めていく。このとき、支持部８は後述のように細長い棒状の形状を有しているので、隣に並列に詰め込み済みのピロー包装体９０のわずかな隙間を通って解放位置に移動可能なので、番重内にピロー包装体９０の列を最大限詰め込める。箱詰めシステム１は、例えば、１列当たり１０個のピロー包装体９０が、５列、並列するように、計５０個のピロー包装体９０を一つの番重９５内に詰める。

本実施の形態において、一対の側面部９のそれぞれは、実質的に剛体である。すなわち、一対の側面部９のそれぞれは、ロボットハンド３がピロー包装体９０を把持するときに、実質的に変形しないとみなせる。このため、繰り返しの変形による経年劣化が側面部９に生じないので、側面部９の交換などのメンテナンスが不要になる。また、側面部９を弾性変形させる必要がないので、ロボットハンド３が把持する物品の柔らかさあるいは硬さに応じて側面部９のバネ定数を変える必要もない。また、側面部９が実質的に剛体であることで、ロボットハンド３の移動中の慣性によって側面部９の位置が大きくずれることを確実に防止できる。それゆえ、ロボットハンド３の移動中に、側面部９がピロー包装体９０に強く当たってピロー包装体９０が損傷するようなことを確実に防止できる。

本実施の形態において、一対の支持部８のそれぞれは、アーム回転軸１０に平行な軸を中心に回転可能なローラで構成されている。支持部８がピロー包装体９０の下面に接触しているときに支持部間距離が変わったときに、支持部８が回転することで、ピロー包装体９０と支持部８との間に摩擦が発生することを確実に抑制できる。それゆえ、本実施の形態であれば、ピロー包装体９０の下面に接触している支持部８が動いたときに、ピロー包装体９０が支持部８に引きずられて動いてしまうことを、より確実に防止できる。

図５に示すように、支持部８は、アーム回転軸１０に平行な細長い棒状の形状を有する。支持部８の両端をアーム７が支持する。アーム７の先端部に支持部８が接続されている。アーム７は、支持部８の両端に接続された２本の部材を一組として構成される。一組のアーム７を構成する２本の部材は、アーム回転軸１０の両端にそれぞれ固定されている。当該部材の長手軸は、アーム回転軸１０に対して、実質的に垂直である。また、当該部材の長手軸は、支持部８の長手軸に対して、実質的に垂直である。図５の側面視において、一組のアーム７を構成する２本の部材の間に、側面部９が位置する。

本実施の形態において、一対の側面部９のそれぞれは、平板状の形状を有する。一対の側面部９は、互いに平行に配置されている。側面部９は、水平面に対して垂直になる。このような側面部９であれば、図８に示すように、番重９５内でロボットハンド３がピロー包装体９０を解放するときに、すでに番重９５内にあった隣の列のピロー包装体９０に対して、なるべく近づけることができる。それゆえ、番重９５内でのピロー包装体９０の列と列の隙間をなるべく狭くすることができ、一つの番重９５に収納するピロー包装体９０の数を多くする上で有利になる。

アーム回転軸１０の中心から支持部８の表面までの最短距離は、アーム回転軸１０の中心から側面部９の下端までの距離よりも、やや長い。支持部８は、側面部９の下端に接することなく、側面部９の直下を、水平方向に通過可能である。

側面部９は、透明であってもよい。側面部９が透明であれば、ロボットハンド３が把持しているピロー包装体９０を、工場の職員が、側面部９の外側から容易に視認することができる。

本実施の形態のロボットハンド３は、図４に示す待機状態と、図７に示す把持状態と、図６及び図８に示す解放状態とに切り替え可能である。待機状態は、ロボットハンド３が待機しているときの状態である。把持状態は、ピロー包装体９０がロボットハンド３により把持されているときの状態である。解放状態は、ロボットハンド３がピロー包装体９０を把持する前の状態、または、把持されているピロー包装体９０をロボットハンド３が解放するときの状態である。待機状態から平行移動部１１が回転軸間距離及び側面部間距離を縮小させると解放状態になる。解放状態から回動駆動部１２が支持部間距離を縮小させると把持状態になる。

本実施の形態であれば、解放状態から、側面部間距離を一定に保ったまま支持部間距離を縮小させることで、把持状態にすることができる。このため、ピロー包装体９０を把持するときに、一対の側面部９が内容物９１に押し当てられることがないので、内容物９１の形が崩れるなどの損傷が発生することを確実に防止できる。

図７に示すように、把持状態のとき、支持部間距離は、側面部間距離よりも小さい。図６及び図８に示すように、解放状態のとき、支持部間距離は、側面部間距離以上になる。これにより、番重９５内でロボットハンド３が解放状態になってからロボットハンド３が上昇するときに、解放されたピロー包装体９０に支持部８が引っ掛かってしまうような事象が発生することをより確実に防止できる。

図３に示すように、側面部９が平行移動する方向についての、ピロー包装体９０の寸法を幅Ｗ１とし、内容物９１の寸法を幅Ｗ２とする。スライドテーブル１３の幅Ｗ３は、第一方向に対して直交する水平方向についてのスライドテーブル１３の上面の寸法である。なお、ピロー包装体９０の幅Ｗ１は、包装袋９２が横方向から押されていないときの寸法である。また、幅Ｗ１、幅Ｗ２、幅Ｗ３、ガイド間距離、支持部間距離、及び、側面部間距離は、いずれも、同じ方向についての長さである。

本実施の形態において、スライドテーブル１３の幅Ｗ３は、ピロー包装体９０の幅Ｗ１よりも小さい。これにより、ロボットハンド３の支持部８が、スライドテーブル１３上のピロー包装体９０の下に入り込むことが可能となる。また、スライドテーブル１３の幅Ｗ３は、内容物９１の幅Ｗ２よりも小さい。これにより、ロボットハンド３の支持部８が、スライドテーブル１３上のピロー包装体９０の内容物９１の下に入り込むことが可能となるので、ロボットハンド３がピロー包装体９０をより確実に把持できる。

図４に示すように、整列装置２が並べたピロー包装体９０に向かって、上から、待機状態のロボットハンド３が下降するように、ロボットアーム６がロボットハンド３を移動させる。この際、支持部８の位置が、ピロー包装体９０の上端と下端との間の高さの位置になるまで、ロボットハンド３が下降する。待機状態のときの支持部間距離及び側面部間距離のそれぞれは、ピロー包装体９０の幅Ｗ１よりも大きい。このため、ロボットハンド３が下降したときに、支持部８及び側面部９がピロー包装体９０に接触することを確実に防止できる。それゆえ、包装袋９２が破損するなどの損傷が発生することを確実に防止できる。

図４の待機状態から、平行移動部１１が作動して支持部間距離及び側面部間距離を縮小させることで、ロボットハンド３は、図６の解放状態（把持する前）に切り替わる。この平行移動部１１が作動して支持部間距離及び側面部間距離をそのまま変化させることが可能なことで、ピロー包装体９０の種類がロットで変化して前記ピロー包装体９０の幅Ｗ１が変化することに容易に対応が可能となる。その後、支持部８がピロー包装体９０の下に入れるようになる位置まで、ロボットアーム６がロボットハンド３をさらに下降させる。その後、回動駆動部１２が支持部間距離を縮小させると、図７のように、支持部８がピロー包装体９０の下に入り込み、ロボットハンド３が把持状態となる。

図６に示すように、解放状態のときの支持部間距離及び側面部間距離のそれぞれは、ピロー包装体９０の幅Ｗ１以下で、かつ、内容物９１の幅Ｗ２よりも大きい。これにより、以下の効果を奏する。図６の位置から図７の位置へロボットハンド３が下降するときに、一対の側面部９の内壁にピロー包装体９０の包装袋９２が接しているので、スライドテーブル１３上でピロー包装体９０が倒れてしまうことをより確実に防止できる。また、図７の把持状態のときでも、一対の側面部９が内容物９１を押圧することがないので、内容物９１の形が崩れるなどの損傷が発生することをより確実に防止できる。なお、図６及び図７において、包装袋９２が一対の側面部９の外側へ食み出しているように描かれているが、実際には、包装袋９２は、一対の側面部９の内壁に接する。

図３に示すように、整列装置２がピロー包装体９０を並べているときのガイド間距離は、内容物９１の幅Ｗ２よりも大きく、かつ、ピロー包装体９０の幅Ｗ１よりも小さい。これにより、以下の効果を奏する。スライドテーブル１３上のピロー包装体９０の包装袋９２の両側に、一対のサイドガイド１７が接しているので、スライドテーブル１３上でピロー包装体９０が倒れてしまうことをより確実に防止できる。一対のサイドガイド１７が内容物９１を押圧することがないので、内容物９１の形が崩れるなどの損傷が発生することをより確実に防止できる。そして、スライドテーブル１３を中心として一対のサイドガイド１７がそれぞれ同じ距離を移動してガイド間距離を縮めたり延ばしたりすることで、複数のピロー包装体９０の包装袋９２の列に同様に両側方からサイドガイド１７が接するのでピロー包装体の列の芯出しが可能となる。なお、図３において、包装袋９２が一対のサイドガイド１７の外側へ食み出しているように描かれているが、実際には、包装袋９２は、一対のサイドガイド１７の内側に接する。

整列装置２がピロー包装体９０を並べ終わると、図６に示すように、サイドガイド駆動部１８がガイド間距離を拡大させる。整列装置２がピロー包装体９０を並べ終わってサイドガイド駆動部１８がガイド間距離を拡大させた後のガイド間距離は、ピロー包装体９０の幅Ｗ１よりも大きい。これにより、一対のサイドガイド１７の間に、解放状態のロボットハンド３の一対の支持部８及び一対の側面部９が挿入することが可能となる。

図８に示すように、解放状態において、アーム回転軸１０に平行な方向から見たときに、一対のアーム７のそれぞれが一対の側面部９のそれぞれに対してオーバーラップするように位置する。これにより、以下の効果を奏する。番重９５内でロボットハンド３がピロー包装体９０を解放するときに、アーム７及び支持部８が側面部９よりも外側へ張り出す量を最小限にできる。このため、番重９５内でのピロー包装体９０の列と列の隙間をなるべく狭くするように配置することができる。また、すでに番重９５内にあった隣の列のピロー包装体９０にロボットハンド３が衝突することをより確実に抑制できるので、番重９５内でピロー包装体９０の破損が発生することをより確実に防止できる。なお、番重９５内でロボットハンド３がピロー包装体９０を解放する前に、番重９５の底面に支持部８が接近するように、ロボットアーム６がロボットハンド３を下降させる。

本実施の形態における平行移動部１１及び回動駆動部１２は、エアシリンダを用いて構成されている。これにより、エアー駆動によりロボットハンド３の把持動作及び解放動作が可能であるので、例えば電流値制御のような複雑な制御が不要になるという利点がある。

図９は、実施の形態１による箱詰めシステム１の、整列装置２及びコンベア４の部分を示す平面図である。なお、図９では、ガイド間距離が拡大したときの位置と、ガイド間距離が縮小したときの位置との両方の位置にサイドガイド１７が描かれているが、実際には、その両方の位置の間をサイドガイド１７が移動する。図１０は、実施の形態１による整列装置２の側面図である。なお、図１０は、図２の視点とは反対側の視点から見た図である。図１１は、実施の形態１による箱詰めシステム１の、整列装置２及びコンベア４の部分を示す立面図である。なお、図１１は、図１の視点とは反対側の視点から見た図である。

図９において、コンベア４上のピロー包装体９０は、上から下へ向かって搬送される。以下の説明では、箱詰めシステム１が備える２台の整列装置２のうち、コンベア４上のピロー包装体９０の流れの上流側に位置する整列装置２を「上流の整列装置２」と称し、コンベア４上のピロー包装体９０の流れの下流側に位置する整列装置２を「下流の整列装置２」と称して、両者を区別する場合がある。すなわち、図９において、上側に位置する整列装置２が上流の整列装置２に相当し、下側に位置する整列装置２が下流の整列装置２に相当する。２台の整列装置２に共通する事項については、両者を区別せずに説明する。

図１０に示すように、プッシャ１５の押圧部は、プッシャ駆動部１９により駆動されることで、第一方向に移動可能である。プッシャ駆動部１９は、プッシャ１５の押圧部がコンベア４上へ突出する突出位置と、プッシャ１５の押圧部がコンベア４上から退避した退避位置とに、プッシャ１５の押圧部を移動させる。プッシャ駆動部１９は、エアシリンダを用いて構成されていてもよい。

図９に示すように、この場合のコンベア４は図の下方に頭尾部があってベルトが帰り側へ折り返されておりこれより図の下方には搬送されないので、下流の整列装置２のストッパ１４は、コンベア４上を横断する位置に固定されている。上流の整列装置２のストッパ１４は、ストッパ駆動部２１により、移動可能である。ストッパ駆動部２１は、上流の整列装置２のストッパ１４を、コンベア４上を横断する突出位置と、コンベア４上から退避した退避位置とに移動させる。ストッパ駆動部２１は、エアシリンダを用いて構成されていてもよい。

下流の整列装置２がピロー包装体９０を並べるときには、図９のように、ストッパ駆動部２１が、上流の整列装置２のストッパ１４を、退避位置にする。これにより、コンベア４上を搬送されるピロー包装体９０は、上流の整列装置２のストッパ１４の位置を通過し、下流の整列装置２のストッパ１４に接する位置で停止する。なお、各整列装置２のストッパ１４の位置は、停止したピロー包装体９０の中心位置が、対応する整列装置２の中心軸の位置に一致するように、予め設定されている。

図９中の在荷センサ２２は、下流の整列装置２のストッパ１４の位置で停止したピロー包装体９０の有無を検知するための光学式センサである。在荷センサ２２がピロー包装体９０の存在を検知すると、下流の整列装置２において、プッシャ駆動部１９により駆動されたプッシャ１５が、当該ピロー包装体９０をスライドテーブル１３の上へ押し出すのと同時に、テーブル駆動部１６がスライドテーブル１３を同じ方向へ同じ距離だけ移動させる。このときのプッシャ１５及びスライドテーブル１３の移動距離は、第一方向についてのピロー包装体９０の一個分の寸法に相当する。テーブル駆動部１６は、単軸ロボットを用いて構成されていてもよい。

図１０に示すように、スライドテーブル１３の上面には、スライドテーブル１３の上に最初に置かれたピロー包装体９０に接するサポート２３が取り付けられている。整列装置２がピロー包装体９０を並べ始めるときには、サポート２３がコンベア４の近くに位置するように、テーブル駆動部１６がスライドテーブル１３を移動させる。整列装置２がピロー包装体９０を一個ずつ並べるにつれて、サポート２３がコンベア４から遠ざかるように、テーブル駆動部１６がスライドテーブル１３を移動させる。

本実施の形態におけるスライドテーブル１３は、コンベア４の上面のベルトの下を通って当該ベルトと交差する舌状部１３ａを有する。舌状部１３ａは、細長い帯状の形状を有する。サポート２３がコンベア４の近くに位置するときには、舌状部１３ａがコンベア４の整列装置２本体の位置する側の反対側へ、大きく突出する。舌状部１３ａの上面がスライドテーブル１３の上面に相当する。本実施の形態であれば、コンベア４のベルトの上面と、スライドテーブル１３の上面との間の段差をなるべく小さくすることができる。それゆえ、ピロー包装体９０は、コンベア４上からスライドテーブル１３上へ、より円滑に移動できる。

本実施の形態の整列装置２によれば、コンベア４で流れてきたピロー包装体９０などの物品を、そのまま、スライドテーブル１３上で並べることができる。これにより、物品を効率良く並べることが可能となる。さらに、本実施の形態であれば、プッシャ１５がピロー包装体９０をスライドテーブル１３の上へ押し出すときにテーブル駆動部１６がスライドテーブル１３を同じ方向へ同じ距離だけ移動させるので、押し出されたピロー包装体９０が、スライドテーブル１３上のピロー包装体９０またはサポート２３と、プッシャ１５との間に挟まれて圧縮されるようなことがない。このため、内容物９１の形が崩れたり、包装袋９２が破損したりするような損傷が発生することをより確実に防止できる。

図１０に示すように、本実施の形態におけるスライドテーブル１３の上面は、コンベア４から離れる方向に向かって下り坂になるように、水平面に対して傾斜している。この傾斜角度は、２度から１０度の範囲内の値であることが好ましく、例えば３度でもよい。スライドテーブル１３の上面がこのように傾斜しているので、スライドテーブル１３の上に最初に置かれたピロー包装体９０は、サポート２３に対して、わずかに、もたれかかる。また、２番目以降に並べられたピロー包装体９０は、一つ前に並べられたピロー包装体９０に対して、わずかに、もたれかかる。したがって、スライドテーブル１３上のピロー包装体９０が、サポート２３とは反対側に倒れてしまうことをより確実に防止できる。また、隣り合うピロー包装体９０同士の間に、適度な摩擦力が発生する。サイドガイド駆動部１８がガイド間距離を拡大させてサイドガイド１７がピロー包装体９０から離れたときに、この摩擦力が、スライドテーブル１３からのピロー包装体９０の落下をより確実に防止する。

なお、プッシャ駆動部１９によるプッシャ１５の押圧部の移動方向も、スライドテーブル１３の上面の長手方向に平行になるように、水平面に対して傾斜していることが望ましい。

また、整列装置２が並べたピロー包装体９０をロボットハンド３が把持するときには、支持部８の長手方向が、スライドテーブル１３の上面の長手方向に平行になるように、ロボットアーム６がロボットハンド３を傾斜させる。ピロー包装体９０を把持したロボットハンド３が整列装置２から上昇した後、支持部８の長手方向が水平になるように、ロボットアーム６がロボットハンド３を水平な姿勢に戻す。

図９中のカウンタ２４は、下流の整列装置２が並べたピロー包装体９０の数をコントローラ５がカウントするための光学式センサである。下流の整列装置２が並べたピロー包装体９０の数が所定数（図示の例では１０個）に達すると、コントローラ５は、下流の整列装置２がピロー包装体９０を並べ終わったと判断し、上流の整列装置２のストッパ１４を、ストッパ駆動部２１により、突出位置に移動させる。また、コントローラ５は、下流の整列装置２が並べたピロー包装体９０を、ロボットハンド３及びロボットアーム６により、第一テーブル２０上の番重９５内へ移動させる動作を開始する。

上流の整列装置２のストッパ１４が突出位置に移動すると、コンベア４上を移動するピロー包装体９０は、上流の整列装置２のストッパ１４に接する位置で停止する。在荷センサ２５は、上流の整列装置２のストッパ１４の位置で停止したピロー包装体９０の有無を検知するための光学式センサである。在荷センサ２５がピロー包装体９０の存在を検知すると、上流の整列装置２において、プッシャ駆動部１９により駆動されたプッシャ１５が、当該ピロー包装体９０をスライドテーブル１３の上へ押し出すのと同時に、テーブル駆動部１６がスライドテーブル１３を同じ方向へ同じ距離だけ移動させる。上流の整列装置２がピロー包装体９０を並べる動作は、下流の整列装置２と同様である。

カウンタ２６は、上流の整列装置２が並べたピロー包装体９０の数をコントローラ５がカウントするための光学式センサである。上流の整列装置２が並べたピロー包装体９０の数が所定数（図示の例では１０個）に達すると、コントローラ５は、上流の整列装置２がピロー包装体９０を並べ終わったと判断し、上流の整列装置２のストッパ１４を、ストッパ駆動部２１により、退避位置に移動させる。また、コントローラ５は、上流の整列装置２が並べたピロー包装体９０を、ロボットハンド３及びロボットアーム６により、第一テーブル２０上の番重９５内へ移動させる動作を開始する。

図９中の全在荷センサ２７は、下流の整列装置２のスライドテーブル１３の上に物がないことを確認するための光学式センサである。コントローラ５は、下流の整列装置２が並べたピロー包装体９０をロボットハンド３及びロボットアーム６により取り去った後、万が一に取り残されたピロー包装体９０が存在しないかどうかを、全在荷センサ２７により確認する。

全在荷センサ２８は、上流の整列装置２のスライドテーブル１３の上に物がないことを確認するための光学式センサである。コントローラ５は、上流の整列装置２が並べたピロー包装体９０をロボットハンド３及びロボットアーム６により取り去った後、万が一に取り残されたピロー包装体９０が存在しないかどうかを、全在荷センサ２８により確認する。

図３に示すように、本実施の形態では、第一方向に垂直な平面でサイドガイド１７を切断した断面形状は、円形になっている。すなわち、サイドガイド１７は、円形断面の棒状を呈する。このようなサイドガイド１７によれば、サイドガイド１７とピロー包装体９０との接触面積をなるべく小さくする上で有利になる。その結果、ピロー包装体９０がスライドテーブル１３とともに第一方向に移動するときの、サイドガイド１７とピロー包装体９０との間の摩擦力が小さくなる。それゆえ、スライドテーブル１３上のピロー包装体９０が第一方向に移動するときに、ピロー包装体９０がサイドガイド１７に引きずられて回転してしまうような事象が発生することをより確実に防止できる。

１ 箱詰めシステム、 ２ 整列装置、 ３ ロボットハンド、 ４ コンベア、 ５ コントローラ、 ６ ロボットアーム、 ７ アーム、 ８ 支持部、 ９ 側面部、 １０ アーム回転軸、 １１ 平行移動部、 １２ 回動駆動部、 １３ スライドテーブル、 １３ａ 舌状部、 １４ ストッパ、 １５ プッシャ、 １６ テーブル駆動部、 １７ サイドガイド、 １８ サイドガイド駆動部、 １９ プッシャ駆動部、 ２０ 第一テーブル、 ２１ ストッパ駆動部、 ２２ 在荷センサ、 ２３ サポート、 ２４ カウンタ、 ２５ 在荷センサ、 ２６ カウンタ、 ２７ 全在荷センサ、 ２８ 全在荷センサ、 ２９ 側壁、 ９０ ピロー包装体、 ９１ 内容物、 ９２ 包装袋、 ９５ 番重

Claims (9)

1. コンベアにより搬送された物品を第一方向に沿って並べる整列装置であって、
   前記第一方向に沿ってスライド可能なスライドテーブルと、
   前記コンベアの上を移動する前記物品を停止させるストッパと、
   前記ストッパが停止させた前記物品を前記スライドテーブルの上へ押し出すプッシャと、
   前記プッシャが前記物品を押し出すときに前記スライドテーブルを移動させるテーブル駆動部と、
   前記スライドテーブルの上の前記物品を間に置いて、それぞれが前記第一方向に沿って延びる一対のサイドガイドと、
   前記一対の前記サイドガイドの間の距離であるガイド間距離を変えるサイドガイド駆動部と、
   を備え、
   前記物品を並べ終わると、前記サイドガイド駆動部が前記ガイド間距離を拡大させることを特徴とする整列装置。
2. 前記スライドテーブルの幅は、前記第一方向に対して直交する水平方向についての前記スライドテーブルの上面の寸法であり、
   前記スライドテーブルの前記幅は、前記幅の方向についての前記物品の寸法よりも小さい請求項１に記載の整列装置。
3. 前記物品は、内容物が包装袋に包まれたピロー包装体であり、
   前記スライドテーブルの前記幅は、前記幅の方向についての前記内容物の寸法よりも小さい請求項２に記載の整列装置。
4. 前記物品は、内容物が包装袋に包まれたピロー包装体であり、
   前記物品を並べているときの前記ガイド間距離は、前記ガイド間距離の方向についての前記内容物の寸法よりも大きく、かつ、前記ガイド間距離の方向についての前記ピロー包装体の寸法よりも小さく、
   前記物品を並べ終わって前記サイドガイド駆動部が前記ガイド間距離を拡大させた後の前記ガイド間距離は、前記ピロー包装体の前記寸法よりも大きい請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の整列装置。
5. 前記第一方向に垂直な平面で前記サイドガイドを切断した断面形状が円形である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の整列装置。
6. 前記スライドテーブルは、前記コンベアの上面のベルトの下を通って前記ベルトと交差する舌状部を有する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の整列装置。
7. 前記スライドテーブルの上面は、前記コンベアから離れる方向に向かって下り坂になるように、水平面に対して傾斜している請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の整列装置。
8. 互いに平行な一対のアーム回転軸のそれぞれを中心に回動可能な一対のアームと、
   前記一対の前記アームのそれぞれに取り付けられ、前記物品が把持されたときに前記物品の下面に接する一対の支持部と、
   前記一対の前記アーム回転軸の間の距離である回転軸間距離が変わるように、前記一対の前記アーム回転軸を平行移動させる平行移動部と、
   前記一対の前記支持部の間の距離である支持部間距離が変わるように前記一対の前記アームのそれぞれを回動させる回動駆動部と、
   を有し、
   前記スライドテーブルの中心軸と、前記回転軸間距離、及び、前記支持部間距離の中央とが一致するよう芯出しをし、前記物品の上方空間に前記一対の前記支持部を位置させる待機状態に移動可能で、その後前記一対の前記支持部を前記物品の下位置に空間中で移動した後把持状態に移動可能とする、
   前記物品を把持するロボットハンドに対して、
   上方から降下してくる前記ロボットハンドの前記一対の前記支持部が前記物品の下から前記物品を掬い上げる際に、前記物品下に前記一対の前記支持部が入り込むことを許す幅を有する前記スライドテーブルと、前記一対の前記支持部の邪魔にならないよう退避する前記一対の前記サイドガイドとを備えたことを特徴とする
   請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の整列装置。
9. 互いに平行な一対のアーム回転軸のそれぞれを中心に回動可能な一対のアームと、
   前記一対の前記アームのそれぞれに取り付けられ、前記物品が把持されたときに前記物品の下面に接する一対の支持部と、
   前記一対の前記アーム回転軸の間の距離である回転軸間距離が変わるように、前記一対の前記アーム回転軸を平行移動させる平行移動部と、
   前記一対の前記支持部の間の距離である支持部間距離が変わるように前記一対の前記アームのそれぞれを回動させる回動駆動部と、
   を有し、
   前記スライドテーブルの中心軸と、前記回転軸間距離、及び、前記支持部間距離の中央とが一致するよう芯出しをし、前記物品の上方空間に一対の支持部を位置させる待機状態に移動可能で、その後前記一対の支持部を前記物品の下位置に空間中で移動した後把持状態に移動可能とする、
   前記物品を把持するロボットハンドと、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の整列装置と、
   を備え、
   前記整列装置により整列された前記物品を前記ロボットハンドで空中へ移動させ、
   別な位置にある番重である箱に上方向から詰める箱詰めシステム。

Images