JPH06305551A - 物品整列装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 物品整列装置４は、容器２を保持整列する処
理ヘッド１６を備えており、この処理ヘッド１６は制御
装置８によって作動を制御される。上記処理ヘッド１６
は、４つのバキュームパッド２２を備えており、制御装
置８は、各バキュームパッド２２によって順次容器２を
保持する際に、各容器を同一方向で保持できるように処
理ヘッド１６の位置を制御する。これによって、処理ヘ
ッド１６の各バキュームパッド２２に容器２が保持され
ると、その時点において、各容器２は同一方向を向けて
整列される。 【効果】 単一のバキュームパッド２２によって１つず
つ容器２の方向を揃えていた従来のものと比較すると、
処理能力が高い物品整列装置４を提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は物品整列装置に関し、よ
り詳しくはロボットを利用した物品整列装置に関する。

【従来の技術】従来、ロボットを利用した物品整列装置
は知られており、ランダムに供給される物品をロボット
が備える保持手段によって保持し所定方向に向きを揃え
て、他の位置に移動させるようにしている。

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の物品
整列装置におけるロボットは、物品を保持する保持手段
を１つだけしか備えていないので、処理能力が低いとい
う欠点があった。

【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明は、ランダムに供給される物品を撮影するカメラ
と、上記カメラで撮影した物品を保持して、その物品の
方向を所定方向に揃えるロボットと、上記ロボットの作
動を制御する制御装置とを備え、上記ロボットは、水平
面で回転自在に構成されるとともに所要位置に移動可能
な支持部材と、該支持部材に対してそれぞれ独立して昇
降自在に設けられて物品を保持する複数の保持手段とを
備え、上記制御装置は、上記各保持手段が物品を保持す
る際の支持部材に対する物品の相対的な方向を予め記憶
したデータ記憶部と、上記カメラから物品の映像が制御
装置に入力されたら、該物品を保持しようとする保持手
段が上記データ記憶部に予め記憶した方向で物品を保持
できるように、上記ロボットの支持部材の位置を制御す
る制御部とを備えて、上記カメラで撮影した各物品を上
記ロボットの各保持手段によって順次方向を揃えて保持
する物品整列装置を提供するものである。

【作用】このような構成によれば、ロボットは複数の保
持手段を備えており、これら各保持手段によって順次物
品を保持すれば、各保持手段に保持された物品は、自動
的に方向を揃えられることになる。したがって、単一の
保持手段によって物品を保持整列していた従来の装置と
比較すると、処理能力が高い物品整列装置を提供するこ
とができる。

【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、１は容器２を矢印方向に搬送する第
１搬送コンベヤであり、この第１搬送コンベヤ１におけ
る下流側端部の一側に第２搬送コンベヤ３を並設してい
る。この第２搬送コンベヤ３は、後述する物品整列装置
４のロボット５によって第１搬送コンベヤ１から第２搬
送コンベヤ３上に受け渡された容器２を矢印方向に搬送
するようになっている。本実施例の容器２は、図３ない
し図４から明らかなように、断面が長方形となる扁平な
四角柱のプラスチック容器であり、その上端中央に口部
２ａを突設している。各容器２は、図１における図示し
ない上流側端部で第１搬送コンベヤ１上に供給される様
になっており、第１搬送コンベヤ１によって順次下流側
にむけて搬送される。第１搬送コンベヤ１の搬送経路の
途中の上方位置には、所定の高さで係合ブラシ６を設け
てあり、この係合ブラシ６を重合状態の容器２に当接さ
せて一層となるようにしてあり、これによって容器２の
重合状態を阻止している。したがって、第１搬送コンベ
ヤ１によって搬送される各容器２が係合ブラシ６の位置
を通過すると、図４に示すように、その断面の長辺側と
なる側面２ｂの一方が第１搬送コンベヤ１の載置面に載
置された状態となり、その状態で下流側に搬送されるよ
うになっている。しかして、本実施例の物品整列装置４
は、ロボット５によって第１搬送コンベヤ１上の複数の
容器２を保持して方向を揃えた後、第２搬送コンベヤ３
上に受け渡すことができるように構成している。物品整
列装置４は、第１搬送コンベヤ１の搬送経路における上
方所定位置に配置したＣＣＤカメラ７と、第１搬送コン
ベヤ１上の容器２を保持整列して第２搬送コンベヤ３に
受け渡すロボット５と、さらにこのロボット５の作動を
制御する制御装置８とから構成している。ＣＣＤカメラ
７は、第１搬送コンベヤ１によって搬送される各容器２
の載置状況を撮影して、撮影した容器２の映像を順次上
記制御装置８に入力するようになっている。上記ロボッ
ト５は、図２に正面図で示すように、鉛直方向に向けた
大径の第１駆動軸１１を備えるとともに、この第１駆動
軸１１の上端に水平方向を向けた第１アーム１２の基部
を連結している。第１アーム１２の先端部には、鉛直方
向を向けた第２駆動軸１３を回転自在に設けてあり、こ
の第２駆動軸１３に水平方向を向けた第２アーム１４の
基部を連結している。そして、この第２アーム１４の先
端部には、小径の第３駆動軸１５を回転可能に設けてあ
り、この第３駆動軸１５の下端部に処理ヘッド１６を取
り付けている。処理ヘッド１６は、長方形をした板状の
支持部材１７を備え、この支持部材１７は、その上面中
央部を第３駆動軸１５の下端部に連結されて、水平に支
持されている。したがって、第３駆動軸１５が回転する
と支持部材１７は水平面で回転される。上記支持部材１
７の長手方向の等間隔位置には、ピストンを鉛直下方に
向けた４つの第１ないし第４のエアシリンダ１８，１
９，２０，２１を取り付けてあり、それら各エアシリン
ダ１８，１９，２０，２１のピストンの下端部には、そ
れぞれ保持手段としてのバキュームパッド２２を取り付
けている。各エアシリンダ１８，１９，２０，２１が非
作動状態のときには、それらの各ピストンは後退端に位
置し、したがって、各バキュームパッド２２は、図４
（ａ）における各エアシリンダ１９，２０，２１のバキ
ュームパッド２２が位置する上昇端に位置している。こ
れに対して、各エアシリンダ１８，１９，２０，２１が
作動されて各ピストンが前進端に位置したときには、図
４（ａ）における第１エアシリンダ１８のバキュームパ
ッド２２の位置と同じ下降端位置まで下降されるように
なっている。そして、この下降端位置では、バキューム
パッド２２に負圧が導入されているので、該バキューム
パッド２２によって容器２の上方側となる側面２ｂを吸
着保持できる様になっている。また、バキュームパッド
２２への負圧の導入を停止することで、保持した容器２
を解放することができる。次に、図１に示すように、本
実施例の制御装置８は、データ記憶部８Ａと上記ロボッ
ト５の作動を制御する制御部８Ｂとを備えている。デー
タ記憶部８Ａは、上記各エアシリンダ１８，１９，２
０，２１のバキュームパッド２２が容器２を吸着保持す
る際における上記支持部材１７に対する容器２の相対的
な方向を予め記憶している。より詳細には、本実施例に
おいては、図３（ｅ）に示すように、各エアシリンダ１
８，１９，２０，２１のバキュームパッド２２によって
保持される容器２が、その口部２ａを同じ側に位置し
て、かつ支持部材１７の長手方向に対して直交する方向
を向けるように予め把持する方向を記憶している。一
方、制御部８Ｂは、上記ロボット５の各駆動軸１１，１
３，１５の駆動と各エアシリンダ１８，１９，２０，２
１の作動、および各エアシリンダ１８，１９，２０，２
１に設けたバキュームパッド２２への負圧の供給／停止
作動を制御するようになっている。そして、制御部８Ｂ
は、上記カメラ７で撮影した各容器２の映像が制御装置
８に入力されたら、図１に示す容器２の保持位置Ａにお
いて、映像が入力された第１搬送コンベヤ１上の特定の
容器２の向きと、それを保持すべき特定のエアシリンダ
１８のバキュームパッド２２に関してデータ記憶部８Ａ
に記憶した方向とを比較して、その記憶した方向で容器
２を保持できるように、処理ヘッド１６の位置を制御す
る様になっている。 （作動説明）上述した構成に基づく作動を図３ないし図
４によって説明すると、先ず、制御装置８は、ロボット
５の処理ヘッド１６を予め把持位置Ａ上に位置させる。
この時点では、各エアシリンダ１８，１９，２０，２１
は作動されておらず、また各バキュームパッド２２には
負圧が導入されていない。したがって、各エアシリンダ
１８，１９，２０，２１のバキュームパッド２２は上昇
端に位置している。この状態において、第１搬送コンベ
ヤ１上によって搬送される容器２の画像が上記ＣＣＤカ
メラ７によって撮影されて、最下流側（先頭）の容器２
Ａの画像とそれに後続する容器２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの画像
が順次制御装置８に入力される。制御装置８は、ＣＣＤ
カメラ７によって先頭の容器２Ａの画像が入力される
と、第１搬送コンベヤ１上のその容器２Ａの方向と、上
記データ記憶部２Ａに記憶した第１エアシリンダ１８の
バキュームパッド２２による容器の保持方向とを比較
し、そのデータ記憶部８ａに記憶した方向で先頭の容器
２Ａを保持できる位置に処理ヘッド１６を位置させる。
この位置制御は、処理ヘッド１６そのものの水平移動と
上記支持部材１７の所要量の回転とによって行われる
（図３（ａ）、（図４（ａ））。また、これと同時に、
制御装置８は第１エアシリンダ１８を作動させるととも
に、第１エアシリンダ１８のバキュームパッド２２に負
圧を導入する。したがって、下降端に位置した第１エア
シリンダ１８のバキュームパッド２２によって先頭の容
器２Ａが吸着保持される。そして、この第１エアシリン
ダ１８のバキュームパッド２２に保持された容器２Ａ
は、支持部材１７の長手方向に対して直交方向を向けて
保持される。第１エアシリンダ１８のバキュームパッド
２２に先頭の容器２Ａが保持されたら、制御装置８は第
１エアシリンダ１８の作動を停止させるので、第１エア
シリンダ１８のバキュームパッド２２が上昇端位置に復
帰し、バキュームパッド２２に保持された容器２Ａも第
１搬送コンベヤ１の上方に支持される。このとき、図４
（ｂ）に示すように、容器２Ａの最下端となる下方側の
側面２ｂは、第１搬送コンベヤ１上に載置されている後
続の容器２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの上方側の側面２ｂよりも上
方に位置している。次に、制御装置８は、既にこの時点
でＣＣＤカメラ７から入力されている２番目の容器２Ｂ
の第１搬送コンベヤ１上の方向と、データ記憶部８Ａに
予め記憶した第２エアシリンダ１９のバキュームパッド
２２に保持すべき容器の保持方向とを比較し、２番目の
容器２Ｂをデータ記憶部８Ａに記憶した方向で保持でき
る位置に処理ヘッド１６を移動させる。また、これと同
時に、制御装置８は、第２エアシリンダ１９を作動させ
るとともに、そのバキュームパッド２２に負圧を導入す
るので、下降端に位置した第２エアシリンダ１９のバキ
ュームパッド２２によって２番目の容器２Ｂが吸着保持
される（図３（ｂ），図４（ｂ））。この様に保持され
た２番目の容器２も支持部材１７に対して直交した方
向、つまり上記先頭の容器２Ａと同一方向で支持され
る。なお、このように図３（ａ）の位置から図３（ｂ）
の位置まで処理ヘッド１６が水平移動および回転されて
も、第１エアシリンダ１８のバキュームパッド２２に保
持された先頭の容器２Ａは、ほかの容器２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄよりも上方に支持されているので、上方に支持されて
移動する先頭の容器２Ａがほかの下方側の容器２Ｂ，２
Ｃ，２Ｄに当接することはなく、したがって、処理ヘッ
ド１６は円滑に移動することができる。そして、この直
後に、制御装置８は第１エアシリンダ１９の作動を停止
させるので、それに設けたバキュームパッド２２に保持
された容器２Ｂも第１搬送コンベヤ１上のほかの容器２
Ｃ，２Ｄと干渉しない高さ位置に支持される。さらに、
先頭の容器２Ａおよび２番目の容器２Ｂの場合と同様
に、制御装置８は、ＣＣＤカメラ７から入力された３番
目の容器２Ｃの第１搬送コンベヤ１上の方向と、それを
保持すべき第３エアシリンダ２０に関してデータ記憶部
８Ａに記憶した容器の保持方向とを比較する。そして、
その記憶した方向で容器２Ｃが保持される位置に処理ヘ
ッド１６を移動させるとともに、第３エアシリンダ２０
の作動を制御し、またそのバキュームパッド２２に負圧
を導入して、該バキュームパッド２２によって３番目の
容器２Ｃを吸着保持して上方に支持する（図３
（ｃ））。次に、３番目の容器２Ｃの場合と同様に、制
御装置８は、ＣＣＤカメラ７から制御装置８に入力され
た４番目の容器２Ｄの第１搬送コンベヤ１上での方向
と、それを保持すべき第４エアシリンダ２１に関してデ
ータ記憶部８Ａに記憶した容器の保持方向とを比較す
る。そして、その記憶した方向で容器２Ｄが保持される
位置に処理ヘッド１６を移動させた後、上記第４エアシ
リンダ２１の作動を制御するとともに、そのバキューム
パッド２２へ負圧を導入するので、該第４エアシリンダ
２１のバキュームパッド２２によって第４の容器２Ｄを
吸着保持して上方に支持する（図３（ｄ））。これによ
って、処理ヘッド１６が備える各エアシリンダ１８〜２
１のバキュームパッド２２にそれぞれ容器２Ａ〜２Ｄが
保持され、それらの容器２Ａ〜２Ｄは支持部材１７の長
手方向に対して直交する方向を向けて支持されている。
つまり、この時点において、容器２Ａ〜２Ｄを同一方向
に揃えることができたことになる。実際には第１搬送コ
ンベヤ１は動きつづけているので、処理ヘッド１６は第
１搬送コンベヤ１の移動量Ｘだけ下流の位置１６’にあ
り、第１搬送コンベヤ１上の残りの容器２もＸだけ下流
に移動している。この後、制御装置８は、処理ヘッド１
６を第２搬送コンベヤ３上の解放位置Ｂまで移動させる
とともに、処理ヘッド１６に保持した各容器２Ａ〜２Ｄ
が第２搬送コンベヤ３に対して直交方向を向けるように
支持する（図３（ｅ））。この後、制御装置８は、各エ
アシリンダ１８〜２１を一斉に作動させてバキュームパ
ッド２２に保持した容器２Ａ〜２Ｄを下降端位置に支持
させるとともに、すべてのバキュームパッド２２に対す
る負圧の導入を停止する。したがって、各容器２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄは吸着ヘッド２２による保持状態を解放
されて、同一方向に向きを揃えられた平行な状態で第２
搬送コンベヤ３上に載置される。なお、この間にも、次
に処理されるべき第１搬送コンベヤ１上の第５番目の容
器２Ｅおよびそれに後続する各容器の映像が制御装置８
に入力されており、制御装置８は、上記解放位置Ｂから
第１コンベヤ１上の保持位置Ａに処理ヘッド１６を復帰
させる。この後、制御装置８は、上述した最初の４つの
容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを順次、保持して整列した
のと同様に、処理ヘッド１６等を制御して第５番目の容
器２Ｅおよびそれに後続する３つの容器を順次保持し、
そのように４つの容器を保持した処理ヘッド１６を再
度、第２搬送コンベヤ３上の解放位置Ｂまで移動させ
て、それら４個の容器を第２搬送コンベヤ３上に受け渡
す。以下、制御装置８によって上述と同様に処理ヘッド
１６等の作動が制御されるので、順次保持位置Ａに搬送
されてくる第１搬送コンベヤ１上の容器２は、第２搬送
コンベヤ３上の解放位置Ｂに４本ずつ向きを揃えて受け
渡される。上述のように、本実施例におけるロボット５
は、処理ヘッド１６に複数のエアシリンダ１８〜２１を
備えており、すべてのエアシリンダ１８〜２１のバキュ
ームパッド２２で容器２を保持した時には、それらの容
器２が同一方向に整列される様になっている。そのた
め、保持手段としてのバキュームパッド２２が１つだけ
しか備えていなかった従来のロボットと比較すると、容
器２の処理能力を大幅に向上させることができる。な
お、上記第１実施例では、解放位置Ｂにおいて保持した
４つの容器２を一斉に解放しているが、図５に示すよう
に、解放位置Ｂにおける最下流側に位置するものから順
次１つずつ容器２を解放しても良く、また、容器２Ｂと
２Ｄ次に容器２Ａと２Ｃというように２つずつ解放して
も良い。それによって、４つの容器２を所定のピッチで
第２搬送コンベヤ３上に受け渡すことが出来る。 （第２の実施例）次に、図６は、処理ヘッド１６の第２
実施例を示したものであり、上述した第１実施例におけ
る長方形の支持部材の代わりに円板状の支持部材１７を
用いたものである。そして、この支持部材１７における
外周部の円周方向等間隔位置に、上記第１実施例と同様
の各エアシリンダ１８〜２１および図示しないバキュー
ムパッド２２を設けている。また、この第２実施例で
は、駆動軸１５を支持部材１７の上面中央に連結し、こ
の支持部材１７を水平に支持している。そして、この第
２実施例では、制御装置８のデータ記憶部８Ａには、各
エアシリンダ１８〜２１のバキュームパッド２２で容器
２を保持する際に、各容器２が支持部材１７の円周に対
して接線方向を向けて保持される様に、予め支持部材１
７に対する相対的な容器２の保持方向を記憶させてい
る。また、図７（ｅ）に示すように、第１エアシリンダ
１８と第３エアシリンダ２０のバキュームパッド２２に
保持された容器２は、同一方向を向けて口部２ａが同じ
側に保持されるようにしてあり、これと同様に、第２エ
アシリンダ１９と第４エアシリンダ２１のバキュームパ
ッド２２に保持された容器２は、同一方向を向けて口部
２ａが同じ側に保持されるようにしている。そのほかの
構成は上述した第１実施例と同じであり、この第２実施
例による作動を図７によって説明すると、先ず、制御装
置８は、把持位置Ａに処理ヘッド１６を位置させるとと
もに、第１搬送コンベヤ１上の先頭の容器２Ａの方向に
合わせて処理ヘッド１６を位置制御する。この処理ヘッ
ド１６の移動は、該処理ヘッド１６の水平方向の移動
と、支持部材１７の回転とによって行われる。そして、
第１エアシリンダ１８のバキュームパッド２２によっ
て、先頭の容器２Ａを保持して上方に支持する（図７
（ａ））。次に、制御装置８は、第１搬送コンベヤ１上
の第２の容器２Ｂの方向に合わせて処理ヘッド１６を移
動させて、第２エアシリンダ１９のバキュームパッド２
２によって第２の容器２Ｂを保持して上方に支持する
（図７（ｂ））。上述した第１、第２の容器処理の場合
と同様に、制御装置８は処理ヘッド１６等の作動を制御
して、第３の容器２Ｃを第３エアシリンダ２０のバキュ
ームパッド２２に保持した後（（図７（ｃ））、さら
に、第４の容器２Ｄを第４エアシリンダ２１のバキュー
ムパッド２２で保持する（（図７（ｄ））。これによっ
て、処理ヘッド１６が備える各エアシリンダ１８〜２１
のバキュームパッド２２によって各容器２Ａ〜２Ｄが保
持される。この時には、第１エアシリンダ１８と第３エ
アシリンダ２０のバキュームパッド２２に保持された各
容器２Ａ，２Ｃは、同一方向を向けて口部が同じ側とな
るように保持され、また、第２エアシリンダ１９と第４
エアシリンダ２１のバキュームパッド２２に保持された
各容器２Ｂ，２Ｄも同一方向を向けて口部が同じ側とな
るように保持されている。実際には第１搬送コンベヤ１
は動きつづけているので、処理ヘッド１６は第１搬送コ
ンベヤ１の移動量Ｘだけ下流の位置１６’にあり、第１
搬送コンベヤ１上の残りの容器２もＸだけ下流に移動し
ている。この後、制御装置８は、上記処理ヘッド１６を
解放位置Ｂに移動させるとともに、第１エアシリンダ１
８と第３エアシリンダ２０のバキュームパッド２２に保
持された容器２Ａ，２Ｃが第２搬送コンベヤ３の搬送方
向に対して直交するように支持する。その状態におい
て、制御装置８はバキュームパッド２２に支持した容器
２Ａ，２Ｃを下降させるとともに保持状態を解放するの
で、それらの容器２Ａ，２Ｃは第２搬送コンベヤ３上に
載置される。また、この直後、制御装置８は、処理ヘッ
ド１６を９０度回転させると同時に所要量だけ第２搬送
コンベヤ３の下流側にむけて移動させてから、第２エア
シリンダ１９，第４エアシリンダ２１に保持した容器２
Ｂ，２Ｄを下降させてから保持状態を解放する。これに
よって、４つの容器２Ａ，２Ｃ，２Ｂ，２Ｄが第２搬送
コンベヤ３上に所定のピッチで同一方向を向けて受け渡
される。この後、制御装置８は、処理ヘッド１６等の作
動を制御して上述した容器の処理を繰り返す。このよう
な第２実施例であっても、上述した第１実施例と同様の
作用効果を得ることができることは明らかである。な
お、図７に示した処理ヘッド１６による容器２の保持方
向の代わりに、図８のようにして各エアシリンダ１８〜
２１のバキュームパッド２２で容器２を保持するように
しても良い。すなわち、第１エアシリンダ１８と第３エ
アシリンダ２０のバキュームパッド２２に保持された容
器２Ａ，２Ｃは、同一方向を向けて口部２ａが反対側と
なるように保持し、これと同様に、第３エアシリンダ１
９と第４エアシリンダ２１のバキュームパッド２２に保
持された容器２Ｂ，２Ｄも同一方向を向けて口部２ａが
反対側となるように保持しても良い。そして、この場合
においては、上記解放位置Ｂにおいて、順次処理ヘッド
を９０度ずつ回転させながら容器を１つずつ解放するこ
とになる。なお、上述した各実施例では、容器２を保持
する保持手段としてバキュームパッド２２を用いている
が、吸着パッドの代わりに開閉可能なグリッパ機構を用
いても良い。

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来と
比較して処理能力が高い物品整列装置を提供することが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略の平面図

【図２】図１に示したロボットの正面図

【図３】図１に示すロボット５による容器の処理工程を
示す概略の平面図

【図４】図３（ａ），図３（ｂ）における側方から見た
要部の正面図

【図５】本発明のほかの実施例を示す要部の平面図

【図６】本発明のほかの実施例を示す要部の平面図

【図７】図６に示す実施例による容器の処理工程を示す
概略の平面図

【図８】本発明のほかの実施例を示す要部の平面図

【符号の説明】

２ 容器 ２Ａ〜２Ｄ 容器 ４ 物品整列装置 ５ ロボット ７ ＣＣＤカメラ ８ 制御装置 ８Ａ データ記憶部 ８Ｂ 制御部 １７ 支持部材 ２２ バキュームパッド
（保持手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランダムに供給される物品を撮影するカ
   メラと、上記カメラで撮影した物品を保持して、その物
   品の方向を所定方向に揃えるロボットと、上記ロボット
   の作動を制御する制御装置とを備え、 上記ロボットは、水平面で回転自在に構成されるととも
   に所要位置に移動可能な支持部材と、該支持部材に対し
   てそれぞれ独立して昇降自在に設けられて物品を保持す
   る複数の保持手段とを備え、 上記制御装置は、上記各保持手段が物品を保持する際の
   支持部材に対する物品の相対的な方向を予め記憶したデ
   ータ記憶部と、上記カメラから物品の映像が制御装置に
   入力されたら、該物品を保持しようとする保持手段が上
   記データ記憶部に予め記憶した方向で物品を保持できる
   ように、上記ロボットの支持部材の位置を制御する制御
   部とを備えて、 上記カメラで撮影した各物品を上記ロボットの各保持手
   段によって順次方向を揃えて保持することを特徴とする
   物品整列装置。