JPH021725B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はコーン状物品の箱詰めロボツトに関
する。

従来技術 糸の捲玉等のコーン（円錘）状物品は箱詰めす
る際に、該コーン状物品を正立させたものと倒立
させたものと交互に挿入して、箱内への物品充填
率を高めると共に箱内での物品のがたつきをなく
すように工夫されている。

したがつて、該コーン状物品を箱詰めするには
上記のような方法が最善の方法なのであるが、正
立させたコーン状物品の最初の箱内への挿入載置
位置が正確でないと、後に挿入する倒立コーン状
物品の挿入が不完全になつたり、最初に載置して
あるコーン状物品の位置が正確であつても、後に
挿入する倒立コーン状物品の挿入位置あるいは挿
入のための倒立姿勢が不正確であると、つまり斜
めに挿入したりすると該倒立コーン状物品の挿入
が不完全となつて完全な箱詰め作業ができず、特
に箱内に多数かつ多段にわたつて箱詰めする場合
には、上記不完全な挿入状態が累積されやすいこ
とから、多数のコーン状物品の箱詰めに際して、
通常の産業用ロボツトによつて上記箱詰め方法を
実現せしめることは困難であつた。

発明が解決しようとする問題点 この発明は上記のような箱詰め方法を、多数か
つ多段にわたつて行う場合にも、良好に完全な箱
詰め作業が行われる新規なロボツトを提供するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明のロボツトはロボツトの移動路に沿つ
て、コーン状物品の整列供給装置と、該コーン状
物品の収納用空箱と、該複数のコーン状物品を担
持して反転する反転装置とを設け、上記ロボツト
には、整列供給装置上で整列されたコーン状物品
を把持搬送するグリツパと、上記反転装置上で反
転されたコーン状物品を把持搬送するグリツパと
の２種のグリツパを具えたものである。

実施例 第１図は、この発明に従つたコーンの箱詰めロ
ボツトの１実施例の平面配置図であり、床上には
連続する３本のベルトコンベア１，２，３と該ベ
ルトコンベア１，２，３上の各所に設けた仕切り
用シリンダ、プツシヤシリンダとからなる糸の捲
玉コーン４の整列供給装置５、上記ベルトコンベ
ア２に平行に走行する収納用空箱６の供給ベルト
コンベア７、該ベルトコンベア７と前記ベルトコ
ンベア２間に位置するコーン４の反転装置８、お
よび仕切り用板紙の積載架台９が略一直線上に配
置してあり、上記ベルトコンベア２と積載架台９
間にわたつてレール１１を有する直交座標型のロ
ボツト１２が配設してある。１３は上記レール１
１の門型架台、１４，１５は夫々該レール１１に
沿つて移動する移動枠であつて、移動枠１４，１
５には夫々上記レール１１に直交する方向にアー
ム１６，１７，１８が張り出してあり、該アーム
１６，１７，１８に夫々、整列供給装置５上での
第１のグリツパであるコーン把持用グリツパ１
９、反転装置８上での第２のグリツパである反転
台把持用グリツパ２１および板紙の吸着ヘツド２
２が昇降自在に支持されている。２３，２４，２
５は各グリツパ１９，２１および吸着ヘツド２２
の昇降アームである。

なお、この実施例では上記のように、整列供給
装置５と空箱の供給ベルトコンベア７と反転装置
８と板紙の積載架台９が略一直線上に並設してあ
るので、上記各グリツパ１９，２１および吸着ヘ
ツド２２はアーム１６，１７，１８に沿つた方向
に移動する必要がなく、夫々アーム１６，１７，
１８端で昇降アーム２３，２４，２５を介して上
下方向にのみ移動自在であるが、上記各装置５，
７，８，９の配置が異なれば、上記グリツパ１
９，２１および吸着ヘツド２２は、夫々アーム１
６，１７，１８長手方向に沿つて移動自在に構成
することもできる。

また、上記例ではグリツパ１９，２１を支持し
たアーム１６，１７を共通の移動枠１４に固定し
てあるが、各別の移動枠に固定してグリツパ１
９，２１が夫々独立にレール１１上を移動しうる
ようになしてもよい。

以下、上記各装置５，８について順に説明して
いく。

まず、コーン４の整列供給装置５は、前述の通
り搬入用ベルトコンベア１と整列用ベルトコンベ
ア２とボビントレイ２６の搬出用ベルトコンベア
３との３本のベルトコンベア、および各コンベア
上の仕切り用シリンダ２７，２８，２９，３０，
３１、プツシヤシリンダ３２，３３，３４，３５
から構成されており、整列用ベルトコンベア２上
には、入口側がボビントレイ２６２個分の幅ｌ１
を有し中間部がボビントレイ２６２個分よりも若
干狭い幅ｌ２になつたガイド板３６が両側に設け
てあつて、搬入用ベルトコンベア１上を送られて
来たコーン４を挿立したボビントレイ２６（以
下、実トレイと称す）が、該コンベア１端のプツ
シヤシリンダ３２，３３により交互に側方へ押し
出されると、該押出された実用トレイ２６は先頭
のトレイ２６が仕切り用シリンダ２８の突出によ
り停止されて、上記幅ｌ２狭のガイド板３６中間
部に、第１図１点鎖線図示のようにちどり状の配
置で整列されるようになつている。

上記搬入用ベルトコンベア１端にまで送られて
きた実トレイ２６の、プツシヤシリンダ３２によ
る押し出しあるいは、プツシヤシリンダ３３によ
る押し出しの交互切換えは、上記仕切り用シリン
ダ２７のロツド２７ａの出没による。３７は整列
用ベルトコンベア２入口に設けた仕切り板であ
る。

そして、上記仕切り用シリンダ２８の突出によ
つてコンベア２入口部に整列された５個の実トレ
イ２６は該シリンダ２８の退入によつてベルトコ
ンベア２上をそのままの配列で進行し、突出して
いる仕切り用シリンダ２９によつて再びコンベア
２中間位置で停止されるようになつており、停止
後、前記プツシヤシリンダ３４，３５が共に突出
して第１図下側の２個の実トレイ２６を押すと、
当該５個の実トレイ２６のちどり状配置が整頓さ
れるようになつている。

上記仕切り用シリンダ２９によつて停止された
ちどり状配置状態（第１図実線）において、前記
グリツパ１９により、各ボビントレイ２６上から
コーン４が抜き出し持ち上げられるのであるが、
コーン４を抜き取られて空となつた各ボビントレ
イ２６（以下、空トレイと称す）は、仕切り用シ
リンダ２９が退入することによりコンベア２端に
まで移動し、該コンベア２端の仕切り用シリンダ
３０，３１が交互に進退を繰り返すことによつ
て、１個ずつ搬出用ベルトコンベア３上へ送り出
されるようになつている。

なお、ボビントレイ２６は第２図示のように、
所定の直径を有する円盤２６ａ上の中央に、コー
ン４の芯管３８に嵌入する突起２６ｂを直立形成
したものであり、該円盤２６ａの直径および前記
ガイド板３６の中間部幅ｌ２は、コンベア２上
に、前述のようにしてちどり状に配列されるコー
ン４位置が、後述の空箱６内に箱詰めされた状態
の正立したコーン４位置と同一になるように設定
されている。

次に、コーンの反転装置８について説明する
と、この実施例の反転装置８は第３，４図示のよ
うに、架台３９上の上方が開いたＵ字状受け４１
によつて、両端の支軸４２，４３が支承されて、
旋回自在になつた反転台４４と、上記架台３９上
にブラケツト４５を介して固設された反転台４４
の旋回駆動装置４６とから構成されており、旋回
駆動装置４６の駆動ヘツド４７が上記一方の支軸
４２端へと噛合い係合して回転すると、反転台４
４全体が架台３９上で180度反転旋回するように
なつている。４４ａは反転台４４の側面に突設し
たストツパ板であり、反転台４４は、後述のコー
ン係合装置４８が上面になつた第４図実線図示の
正転状態では、反転台底面４４ｂが架台３９上の
ストツパ４９に当たり、第４図鎖線図示の反転状
態では上記ストツパ板４４ａが架台３９上の他側
のストツパ５１に当たつて位置決めされるように
なつている。

なお、上記反転台４４の重心位置は前記支軸４
２，４３に対し、ストツパ板４４ａ寄りに設定さ
れているので、上記底面４４ｂとストツパ４９と
の当接およびストツパ板４４ａとストツパ５１と
の当接による位置決め状態は安定している。

旋回駆動装置４６は、駆動シリンダ５２の伸縮
により前記ブラケツト４５上で進退移動自在にな
された移動台５３上に、前記駆動ヘツド４２を有
したロータリーアクチエータ５４を設けたもので
あり、駆動ヘツド４７先端と前記支軸４２端とは
噛合いクラツチを構成する。５５は上記移動台５
３のガイドロツドである。

次に、反転台４４について説明すると、該反転
台４４は平面視が略凸字状になつており、正転状
態（第３，４図実線）の下面略中央にはロボツト
の前記グリツパ２１が把持しうる突起５６が突設
してあるが、上面には次のようなコーン係合装置
４８が設けてある。

すなわち、前記支軸４３にはホース５７および
スイベルジヨイント５８を介して、床上または前
記アーム１７上に設けた図示しないエアー源から
の駆動用圧空が連結されており、該圧空の入切に
よつて放射状方向に開閉する係合片５９（第５
図）が、反転台４４上面５カ所に設けてあるので
あつて、該係合片５９は開状態ではコーン４の芯
管３８内面に密着係合し、閉状態では係合が外れ
るようになつている。また、該５カ所の係合装置
４８は反転台４４上にちどり状に配列されて設け
られているが、この配置は前述の整列供給装置５
上での配置と同様に、空箱６内に箱詰めされた状
態の正立したコーン４位置と同一になるように設
定されている。

なお、前記アーム１６，１７上の各グリツパ１
９，２１について説明しておくと、前記コーン把
持用グリツパ１９は第６，７図示のように、グリ
ツパハウジング６１と該ハウジング６１下面の５
カ所にちどり状に配置した、夫々固定片６２と開
閉爪６３とからなるグリツパユニツト６４から構
成されており、各グリツパユニツト６４位置は前
記整列供給装置５上でのちどり状に配列された正
立コーン４位置と同一に設定されて、該グリツパ
１９が整列供給装置５上の正立コーン４上へと下
降していくと、個々のグリツパユニツト６４が
夫々１個ずつのコーン４を把持しうるようになつ
ている。

すなわち、上記固定片６２はハウジング６１か
ら固定垂直された円錘状の接触面６２ａを有する
弯曲板であり、開閉爪６３はその基端部を、回動
するラインシヤフト６５，６６に固定されて、ハ
ウジング６１に対し揺動自在になつたフツク板で
あるが、該開閉爪６３を第７図鎖線図示の開状態
でグリツパ１９を下降すれば、まず固定片６２内
面がコーン４の外側面に接するので、次に開閉爪
６３を閉じれば、コーン４は第７図実線図示のよ
うに、その外側面を固定片６２によつて支えら
れ、その底面を開閉爪６３によつて支えられるよ
うになつている。

なお、上記グリツパハウジング６１の平面視に
おける外周形状は、該グリツパ１９全体が空箱６
内に進入しうるように空箱６の間口大きさよりも
若干小に形成してあり、固定片６２も平面視にお
いて該グリツパハウジング６１からはみ出さない
大きさおよび取付位置に設定してある。

また、上記ラインシヤフト６６には一側の２個
の開閉爪６３が連結固定され、ラインシヤフト６
５には他側の３個の開閉爪６３が連結固定されて
おり、各ラインシヤフト６５，６６は図示しない
シリンダ等の回動駆動源に連結されて、各列の開
閉爪６３が夫々一勢に揺動開閉されるようになつ
ている。６３ａは開閉爪６３の内側面に固定した
コーンへの当接部材である。

反転台把持用グリツパ２１は、前記反転台４４
下面に突設した突起５６を側方から握持しうるタ
イプのグリツパであり、突起５６の先端のフラン
ジ部５６ａが係合して落下を防止している（第３
図）。

なお、この実施例の板紙積載架台９は２つの山
に分けて板紙６７を積載しうるようになつてい
る。

該板紙６７の吸着ヘツド２２は、バキユーム式
のパツドを有したものであるが、積載された板紙
６７から上位の１枚の板紙６７のみを吸着して搬
送しうるものであれば如何なるタイプのものであ
つてもよい。

この実施例のロボツトは上記のようになつてい
るので、例えば次のような順に作動してコーンを
次々と箱詰めしうる。

すなわち、上記順序を、コーン把持用グリツパ
１９および反転台把持用グリツパ２１の移動、つ
まり移動枠１４の移動を実線、板紙の吸着ヘツド
２２の移動を点線で示した第８図示のダイヤグラ
ムに従つて説明する。（但し、初期状態として整
列供給装置５上には、第１図実線位置に５個のコ
ーン４が整列されており、反転装置８上の反転台
４４は第３，４図実線図の正転状態であり、ベル
トコンベア７上の空箱６は出没するストツパ装置
６８により第１図実線位置に停止されている。） 上記初期状態が整つた後、まずグリツパ１９が
整列供給装置５上に移動して、該装置５上のちど
り状に整然と配列されている正立コーン４５個を
前述のようにして一度に把持し（G1）、持ち上げ
た後反転装置８まで搬送し、反転台４４上の前記
コーン係合装置４８に受渡す（UG1）。（なお、
第８，９図において「G1」はグリツパ１９によ
るコーン４の把持動作、「UG1」は同解放動作を
示し、「G2」はグリツパ２１による反転台４４の
把持動作、「UG2」は同解放動作を示し、「UG3」
は反転台４４上の係合装置４８のコーン解放動
作、「Ｖ」は吸着ヘツド２２による板紙６７の吸
着動作、「UV」は同解放動作を示す。） コーン４を受渡された反転台４４は、前記エア
の圧力「入」により係合装置４８が各コーン４を
係合した状態で、前述の通りにして反転される
（第８図１点鎖線図示）。この間に、吸着ヘツド２
２は架台９上で吸着（Ｖ）した板紙６７を空箱６
の底面へと移送した上、該空箱６内に底板として
載置する（UV）。

上記グリツパ１９による正立コーン４の反転装
置８への受渡しが行われている間に、整列供給装
置５では前記仕切り用シリンダ２８が没して、当
該位置に第１図１点鎖線図示のように配列されて
準備されていたコーン４が第１図実線図示位置つ
まり、コーン持ち上げ位置まで前進し、前記プツ
シヤシリンダ３４，３５により整頓された後、再
びグリツパ１９により該５個の正立コーン４が把
持され（G1）、この把持された正立コーン４は、
今度は空箱６位置まで移動されて、該空箱６内へ
とグリツパ１９がコーン４を把持したまま下降進
入して空箱６内へと載置される（UG1）。

なお、上記空箱６内への一段目の正立コーン４
挿入時には、前記グリツパハウジング６１および
グリツパユニツト６４の外周縁が平面視において
空箱６の間口より小に形成されているので、正立
コーン４が円滑に空箱６底部にまで挿入され載置
されることは前述の通りである。

上記までの動作により箱６内には一段目の正立
コーン４が適正なちどり状配置で載置されるの
で、次にはグリツパ２１が反転装置８上へ移動
し、既に反転されている反転台４４の突起５６部
を把持し（G2）、反転した状態のまま空箱６上へ
と移送して、箱６内へ反転台４４ごと下降して挿
入する。反転台４４の反転によつて各コーン４は
倒立されており、しかも配置が、先に箱６内に収
められている正立コーン４のちどり状配置の隙間
部分に相当する、いわば逆のちどり状配置になさ
れているので、反転台４４ごと箱内に挿入した
後、前記エア圧力源を「切」にすれば、各倒立コ
ーン４は係合装置４８から解放されて（UG3）、
先に装填されている正立コーン４間に正確に挿入
載置される（第６図１点鎖線）。なお、反転台４
４の平面視における外周縁も箱６間口より小にな
されているので、上記挿入の際に支障が生じな
い。

したがつて、次に、コーン４を解放して空にな
つた反転台４４を、グリツパ２１によつて反転装
置８の架台３９上へと戻し（UG2）、正立コーン
４と倒立コーン４が充填された箱６内の１段目の
コーン４上へと、吸着ヘツド２２により架台９上
で吸着した板紙６７を中仕切りとして、載置せし
めると共に、架台３９上へ戻した空の反転台４４
を前記駆動装置４６により正転せしめれば（第８
図２点鎖線図示）、再び初期状態に戻るので、以
後、上述と同様の動作を繰り返して、２段目の正
立コーン４、倒立コーン４の箱６内への充填が行
われる。

２段目のコーン４の充填が終了し、最上位の板
紙６７の載置も完了した箱６はストツパ装置６８
が解除されて、ベルトコンベア７上を搬出され、
次の空箱６が再びストツパ装置６８位置に持たら
され、コーン４を抜き上げられた空トレイ２６
は、前述の通り仕切り用シリンダ３０，３１が交
互に出没して、１個ずつ搬出コンベア３上を通じ
て搬出される。

なお、上記動作順序によれば、正立コーン４を
箱内に装填した後、グリツパ１９が再び反転装置
８へと移動して、該反転装置８により反転された
倒立コーン４を反転台４４ごと把持して、該倒立
コーン４を箱内へ解放載置したので、その間の往
復行程分だけ所要時間が長くなつていたが、上記
動作区間を次のようになして所要時間の短縮を図
ることもできる。

すなわち、第９図に同じくダイヤグラムで示し
たように、グリツパ１９が２度目に整列供給装置
５上に配列されたコーン４を把持（G1）した後、
この把持した正立コーン４を直ちに空箱６内へ装
填するのではなく、グリツパ１９が正立コーン４
５個を把持したままで、反転装置８位置で反転さ
れている反転台４４を他のグリツパ２１により把
持（G2）するのであり、このようにして夫々の
グリツパ１９，２１に正立コーン４と倒立コーン
４を同時に把持している移動枠１４を、一度に空
箱６位置へと移動し順に、正立コーン４をグリツ
パ１９から解放して載置（UG1）せしめ、倒立
コーン４を係合装置４８から解放して装填
（UG3）せしめるのである。

上記第９図の動作順序に従えば所要時間が短縮
される。

また、上記実施例システムでは反転装置８の反
転台４４を架台３９に対して着脱自在になし、反
転後の５個の倒立コーン４を反転台４４ごとグリ
ツパ２１により搬送せしめるようになしたので、
グリツパ２１の構造が反転台突起５６部を把持し
うるだけのきわめて簡単なものになし得ると共
に、５個の倒立コーン４を夫々に対応したグリツ
パユニツトによつて把持するという行程が省略さ
れて、所要時間が短縮すると同時に把持ミス等の
障害が生じる可能性が大きく低減されているが、
反転装置８の構造、グリツパ２１の構造は上記の
ものに限定されない。

すなわち、例えば、反転装置８を、第１０図略
示のように載置された各正立コーン４が、該反転
装置上でアーム体７１，７２によつて一旦上下か
ら挾持され、挾持された状態で反転７３された
後、他側のアーム体７２上に倒立状態で配列され
るようになし、この倒立状態の各コーン４に５個
の小グリツパユニツト７４を有したグリツパ２１
が把持係合するようになしてもよい。この場合の
小グリツパユニツト７４は、もちろん前記グリツ
パ１９におけるグリツパユニツト６４とは逆のち
どり状配置になしてあり、その構造は上述の実施
例におけるコーンの係合装置４８と略同様の構
造、つまり図示しない駆動源によつて放射状方向
に開閉する係合片７５を有した芯管３８内への突
入が自在なピン構造のものであればよい。

さらに、上記実施例のコーンの整列供給装置５
は、３本のベルトコンベア１，２，３と多数の仕
切り用シリンダ２７〜３１、プツシヤシリンダ３
２〜３５によつて構成されていたが、整列用コン
ベア２を、例えば第１１図略示のように２本のベ
ルトコンベア２ａ，２ｂで構成し、各ベルトコン
ベア２ａ，２ｂ上でのコーン４の整列状態は、所
望の整列位置に設けた仕切り用シリンダ７６，７
７，７８，７９，８０の適宜の出没により得るよ
うになしてもよいし、第１２図略示のように、単
にコーン載置テーブル８１上に設けたコーン４の
整列位置の規制ピン８２であつてもよく、該規制
ピン８２へのコーン４の挿立供給も適宜の自動投
入装置によつてもよいし、作業者の手作業によつ
てもよい。

また、ロボツト１２も、上記のように門型の架
台１３を有する直交座標型ロボツトでなくともよ
く、例えばトラバース台車上に多関節型ロボツ
ト、円筒座標型ロボツト等を搭載して、該ロボツ
トが上記整列供給装置５、反転装置８、箱供給ベ
ルトコンベア７間を巡回して移動するものであれ
ばよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る
箱詰めロボツトでは、コーン状物品を多数かつ多
段にわたつて箱詰めする場合にも、正立状態のコ
ーン状物品、倒立状態のコーン状物品を、夫々一
段分ごと一括して、把持持上げ、挿入、および反
転作動を行つて、箱内へ正立物品と倒立物品とを
第１と第２のグリツパによつて交互に隙間なく整
然と装填することができ、凹凸のない良好な箱詰
め状態が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は箱詰めロボツトの１実施例の平面配置
図、第２図は第１図の−線断面図、第３図は
反転装置および反転台把持用グリツパの側面図、
第４図は反転装置の正面図、（第３図の−線
矢視図）、第５図はコーン係合装置の略側面図、
第６図は正立コーン把持用グリツパの側面図、第
７図は同正面図、第８，９図は各グリツパおよび
吸着ヘツドの動作順序を示したダイヤグラム、第
１０図は反転装置および倒立コーン把持用グリツ
パの他の実施例を示した略側面図、第１１図は整
列供給装置の他の実施例を示した略平面図、第１
２図はさらに他の例を示す斜視図である。 ４……コーン、５……整別供給装置、６……収
納用空箱、７……箱供給ベルトコンベア、８……
反転装置、９……板紙積載架台、１１……レール
（移動路）、１２……ロボツト、１９……整列供給
装置上でコーンを把持するグリツパ、２１……反
転装置上でコーンを把持するグリツパ、４４……
反転台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダによつて複数のコーン状物品を整列
   供給させる装置と、上記物品の収納用空箱と、上
   記整列された複数の物品を担持して反転させる反
   転装置とを結ぶ直線上に移動自在なロボツトであ
   つて、該ロボツトが、整列供給装置上で整列され
   た上記物品を把持搬送し、上記空箱内に載置する
   第１のグリツパと、上記反転装置上で反転された
   物品を把持搬送し、上記第１のグリツパと対とな
   り交互に、空箱内に載置する第２のグリツパとの
   ２種のグリツパを具えていることを特徴とするコ
   ーン状物品の箱詰めロボツト。