JPH0764435B2 - 少なくとも一つの積み荷搬送装置 - Google Patents
少なくとも一つの積み荷搬送装置Info
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- JPH0764435B2 JPH0764435B2 JP63134286A JP13428688A JPH0764435B2 JP H0764435 B2 JPH0764435 B2 JP H0764435B2 JP 63134286 A JP63134286 A JP 63134286A JP 13428688 A JP13428688 A JP 13428688A JP H0764435 B2 JPH0764435 B2 JP H0764435B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は支持台からの積み降し装置に関するもので、特
にタバコ工業における支持台又は中間支持板からの少な
くとも1つの積み荷物品を持ち上げる積み荷搬送装置に
関する。
にタバコ工業における支持台又は中間支持板からの少な
くとも1つの積み荷物品を持ち上げる積み荷搬送装置に
関する。
[従来の技術] 本発明に係る積み荷は例えば製紙業等におけるホイル、
シート、フィルム及びそれ等と同様の織物等の積載荷を
扱うときに生ずる問題と等しい。特に本発明のタバコ物
品で包装用又はカートン箱用の積み荷で、各々は、ばら
ばらで結合されていないものを搬送する必要がある場合
が問題である。
シート、フィルム及びそれ等と同様の織物等の積載荷を
扱うときに生ずる問題と等しい。特に本発明のタバコ物
品で包装用又はカートン箱用の積み荷で、各々は、ばら
ばらで結合されていないものを搬送する必要がある場合
が問題である。
その包装用厚紙は、損傷を受け易いおそれがあり、さら
に縁が折れ曲がる危険性があるため、積み荷の物品を機
械的に自動制御で持ち揚げ、搬送する装置を開発するの
に検討すべき問題点が存在している。
に縁が折れ曲がる危険性があるため、積み荷の物品を機
械的に自動制御で持ち揚げ、搬送する装置を開発するの
に検討すべき問題点が存在している。
さらに通常パレット(支持台)上に互いに水平方向に置
かれた多数の物品で、それが段となって、垂直方向に、
しばしば6〜7段以上に積み上げられ、それぞれ、紙、
ボール紙、木板、プラスチックシートの中間支持板で仕
切られている場合が重要な問題である。積み荷の各段か
ら損傷し易い各物品の少なくとも一個を何等破損のおそ
れなく、把持し、持ち上げ、搬送できるようにすること
を確保する必要がある。
かれた多数の物品で、それが段となって、垂直方向に、
しばしば6〜7段以上に積み上げられ、それぞれ、紙、
ボール紙、木板、プラスチックシートの中間支持板で仕
切られている場合が重要な問題である。積み荷の各段か
ら損傷し易い各物品の少なくとも一個を何等破損のおそ
れなく、把持し、持ち上げ、搬送できるようにすること
を確保する必要がある。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、上記の通り、支持台から積み荷の物品を持ち
上げる装置に関する課題を解決しようとするものであ
る。特にタバコの包装用品の積み荷について、そのうち
の少なくとも1つを破損することなく安全かつ確実に把
持して持ち上げて、移動する装置を提供するものであ
る。
上げる装置に関する課題を解決しようとするものであ
る。特にタバコの包装用品の積み荷について、そのうち
の少なくとも1つを破損することなく安全かつ確実に把
持して持ち上げて、移動する装置を提供するものであ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は、支持台(12)又は中間支持板(15)上の積み
荷物品(18)のうち、隣接されて配置された少なくとも
一つの積み荷物品を持ち上げる装置であって、a)ロボ
ット(22)により全方向自由に可動なグリッパー(30)
を有し、b)該グリッパーが、下記b1)、b2)、b3)及
びb4)を有していて、b1)垂直方向に変位可能で該積み
荷物品上の配置に適応する少なくとも一つのクランプ要
素(52)、b2)該積み荷物品と該支持台又は中間支持板
との間に挿入可能で、弾性的で可変性の少なくとも一つ
のフィンガー(58)、b3)該積み荷物品と該グリッパー
間の距離を検知するセンサー、b4)該クランプ要素が該
積み荷物品を把持するのに先立って、該積み荷物品を把
持するための少なくとも一つの加圧端部(50)、c)セ
ンサーからの出力信号を処理解析して該グリッパーを制
御する制御機構を有していて、該制御機構は、c1)該グ
リッパーを出発点から積み荷持ち上げ点に移動させ、c
2)該フィンガーと該クランプ要素との間で該積み荷物
品を把持させ、かつ、c3)該積み荷物品を持ち上げ、搬
送するためのものであることを特徴とする積み荷搬送装
置を提供する。
荷物品(18)のうち、隣接されて配置された少なくとも
一つの積み荷物品を持ち上げる装置であって、a)ロボ
ット(22)により全方向自由に可動なグリッパー(30)
を有し、b)該グリッパーが、下記b1)、b2)、b3)及
びb4)を有していて、b1)垂直方向に変位可能で該積み
荷物品上の配置に適応する少なくとも一つのクランプ要
素(52)、b2)該積み荷物品と該支持台又は中間支持板
との間に挿入可能で、弾性的で可変性の少なくとも一つ
のフィンガー(58)、b3)該積み荷物品と該グリッパー
間の距離を検知するセンサー、b4)該クランプ要素が該
積み荷物品を把持するのに先立って、該積み荷物品を把
持するための少なくとも一つの加圧端部(50)、c)セ
ンサーからの出力信号を処理解析して該グリッパーを制
御する制御機構を有していて、該制御機構は、c1)該グ
リッパーを出発点から積み荷持ち上げ点に移動させ、c
2)該フィンガーと該クランプ要素との間で該積み荷物
品を把持させ、かつ、c3)該積み荷物品を持ち上げ、搬
送するためのものであることを特徴とする積み荷搬送装
置を提供する。
[作用] 本発明は次の様な方法で操作される。
即ち、タバコ工場において、製品包装物やカートン箱様
のパレット積み荷がトラックで運搬される。この場合通
常は、二段のパレットとして運ばれる。パレットは別々
にトラックから降され、資材受入にあたって、資材保護
のため間に挿入されているプラスチックシートは人の手
により動かされる。しかし、むき出しのパレットが、無
人可搬送システムに引渡され、ある種の工業ロボット、
即ち搬送ロボットの操作で、降ろされることもある。こ
れらロボットのグリッパーは、パレットに移動し、積み
荷の物品上に置かれる。ロボットはグリッパーが少なく
とも一山の積み荷物品をつかんだ後に、他の積み荷物品
やパレットとぶつからないように載荷物と共にグリッパ
ーを動かすことになる。
のパレット積み荷がトラックで運搬される。この場合通
常は、二段のパレットとして運ばれる。パレットは別々
にトラックから降され、資材受入にあたって、資材保護
のため間に挿入されているプラスチックシートは人の手
により動かされる。しかし、むき出しのパレットが、無
人可搬送システムに引渡され、ある種の工業ロボット、
即ち搬送ロボットの操作で、降ろされることもある。こ
れらロボットのグリッパーは、パレットに移動し、積み
荷の物品上に置かれる。ロボットはグリッパーが少なく
とも一山の積み荷物品をつかんだ後に、他の積み荷物品
やパレットとぶつからないように載荷物と共にグリッパ
ーを動かすことになる。
ロボットは積み荷を載せたグリッパーを、積み荷が供給
される製造機械まで移動させ、積み荷を降ろす。そこで
各積み荷は分けられタバコの包装箱やカートン箱に折ら
れる。
される製造機械まで移動させ、積み荷を降ろす。そこで
各積み荷は分けられタバコの包装箱やカートン箱に折ら
れる。
ある積み荷はパレットへ手で積まれるし、またパレット
が運ばれる間に積み荷は動く、そのため、積み荷が何時
も整然としたものであるとは限らない。さらにパレット
が降ろされるときに、積み荷がずれることもあるし、パ
レットの大きさも一定でない。従って、積み荷を把える
ために固定した位置からグリッパーを作動する。例えば
“ティーチ・イン”方式では各積み荷がぶつかり、積み
荷を乱すことになり、確実に積み荷をはさむことが実際
上困難となる。しかし、ロボット自身をある一定の範囲
内で異なる積み荷の位置に移動して適応させ、確実に把
持し得るためにグリッパーが位置の検知及び距離の測定
用のセンサーを備えるなら、各積み荷の確実な位置と正
しい形状が検知され、積み荷は必要な注意が払わらわれ
て、挟まれ、持ち上げることができる。
が運ばれる間に積み荷は動く、そのため、積み荷が何時
も整然としたものであるとは限らない。さらにパレット
が降ろされるときに、積み荷がずれることもあるし、パ
レットの大きさも一定でない。従って、積み荷を把える
ために固定した位置からグリッパーを作動する。例えば
“ティーチ・イン”方式では各積み荷がぶつかり、積み
荷を乱すことになり、確実に積み荷をはさむことが実際
上困難となる。しかし、ロボット自身をある一定の範囲
内で異なる積み荷の位置に移動して適応させ、確実に把
持し得るためにグリッパーが位置の検知及び距離の測定
用のセンサーを備えるなら、各積み荷の確実な位置と正
しい形状が検知され、積み荷は必要な注意が払わらわれ
て、挟まれ、持ち上げることができる。
一般的にセンサーは、誘導電流、電気容量的に及び超音
波により操作できる。しかし、これらの使用において
は、電気容量的センサーの作動間隔は小さく、又超音波
センサーの作動間隔は大きすぎるし、誘導電流センサー
は非金属物には使用できない。そのため好ましくは光学
的反射センサーが用いられる。即ち光素子半導体を用い
た発光ダイオードを用いる。反射センサーの光源は光フ
ァイバーケーブルを介して導かれるため、グリッパー全
体の大きさを小さくすることができる。
波により操作できる。しかし、これらの使用において
は、電気容量的センサーの作動間隔は小さく、又超音波
センサーの作動間隔は大きすぎるし、誘導電流センサー
は非金属物には使用できない。そのため好ましくは光学
的反射センサーが用いられる。即ち光素子半導体を用い
た発光ダイオードを用いる。反射センサーの光源は光フ
ァイバーケーブルを介して導かれるため、グリッパー全
体の大きさを小さくすることができる。
タバコ工場で使用される製造機械は現在、例えば1分間
に約400枚の積み荷物品としての用紙を処理する。一
方、積み荷の一つの山、即ち積み荷物品は約500枚であ
る。製造機械の停止を避けるため、ロボットが作動でき
る距離を考慮して、グリッパーは1回の作動サイクルで
3つの積み荷物品を搬送し得るようにする必要がある。
従って、製造機械の位置からスタートして、パレット位
置に移動し、積み荷物品をつかむ位置をきめ、積み荷物
品を把持して、製造機械のところに戻り、載荷物を降ろ
すという作動サイクルで3つの積み荷物品を搬送するこ
とになる。一作動サイクルで3つの積み荷物品を把持す
ることは製造機械の製造速度にあわせる必要からである
が、さらに設計条件によるためでもある。例えばパレッ
ト上には通常互いに隣接して2つの積み荷物品があるの
で、一回毎に3つの積み荷物品を搬送すると各積み荷列
の最端は2つの積み荷物品が残ることになる。このた
め、グリッパーは二つの積み荷物品も搬送できる様に設
計しなければならない。これらの条件は、必要な数の弾
力性があり可変形性のフィンガーと、加圧端部及びクラ
ンプ要素、さらに相当するセンサーを備えたグリッパー
を適切に設計することにより充たされる。
に約400枚の積み荷物品としての用紙を処理する。一
方、積み荷の一つの山、即ち積み荷物品は約500枚であ
る。製造機械の停止を避けるため、ロボットが作動でき
る距離を考慮して、グリッパーは1回の作動サイクルで
3つの積み荷物品を搬送し得るようにする必要がある。
従って、製造機械の位置からスタートして、パレット位
置に移動し、積み荷物品をつかむ位置をきめ、積み荷物
品を把持して、製造機械のところに戻り、載荷物を降ろ
すという作動サイクルで3つの積み荷物品を搬送するこ
とになる。一作動サイクルで3つの積み荷物品を把持す
ることは製造機械の製造速度にあわせる必要からである
が、さらに設計条件によるためでもある。例えばパレッ
ト上には通常互いに隣接して2つの積み荷物品があるの
で、一回毎に3つの積み荷物品を搬送すると各積み荷列
の最端は2つの積み荷物品が残ることになる。このた
め、グリッパーは二つの積み荷物品も搬送できる様に設
計しなければならない。これらの条件は、必要な数の弾
力性があり可変形性のフィンガーと、加圧端部及びクラ
ンプ要素、さらに相当するセンサーを備えたグリッパー
を適切に設計することにより充たされる。
実際の工業的観点から特にロボットの手の荷重許容量か
ら、即ち3つの積み荷物品を1つのロボットの手に載荷
すると約7.5kgとなるためグリッパー自身は比較的軽量
としなければならない。このため、グリッパーの付属品
には軽量のセンサーと空気圧で作動する小型のクランプ
要素を用い、さらにグリッパー支持部分には軽量の帯板
で形成した部材を実際に用いるのがよい。
ら、即ち3つの積み荷物品を1つのロボットの手に載荷
すると約7.5kgとなるためグリッパー自身は比較的軽量
としなければならない。このため、グリッパーの付属品
には軽量のセンサーと空気圧で作動する小型のクランプ
要素を用い、さらにグリッパー支持部分には軽量の帯板
で形成した部材を実際に用いるのがよい。
弾性可変形性のフィンガーは、駆動シリンダーを用いて
グリッパーに対し前方に出るようにし、それにより中間
支持板又は支持台と積み荷物品最低部との間に挿入され
る。フィンガーは好ましくは、丸みを帯び、適切に研磨
された先端を持つくさび型とし、支持台又は中間支持板
と積み荷物品最低部との間に挿入し易くする。更に挿入
の際には優れた柔軟性をもち、一方、積み荷物品の重量
を支え、挟持力を発揮できるのに十分な固さをもたねば
ならない。そのため、フィンガーは所望の性質をもつは
がね板で作られる。
グリッパーに対し前方に出るようにし、それにより中間
支持板又は支持台と積み荷物品最低部との間に挿入され
る。フィンガーは好ましくは、丸みを帯び、適切に研磨
された先端を持つくさび型とし、支持台又は中間支持板
と積み荷物品最低部との間に挿入し易くする。更に挿入
の際には優れた柔軟性をもち、一方、積み荷物品の重量
を支え、挟持力を発揮できるのに十分な固さをもたねば
ならない。そのため、フィンガーは所望の性質をもつは
がね板で作られる。
フィンガー先端のくさび形のために、面の慣性モーメン
トは先端方向へ減少する。その結果、同一材質の厚さに
も拘らず先端にいくに従い柔軟性が増し、一方、支持す
る部分となる後部では堅さが増す。
トは先端方向へ減少する。その結果、同一材質の厚さに
も拘らず先端にいくに従い柔軟性が増し、一方、支持す
る部分となる後部では堅さが増す。
軽量化にも拘らずグリッパーに所望の強さをもたせるた
めに荷重支持部材は、箱型部材や角部材で形成する。
めに荷重支持部材は、箱型部材や角部材で形成する。
フィンガーと共に積み荷物品をつかむクランプ要素に加
え、好ましくは、加圧端部を設け、クランプ要素の作動
に先立ち、その加圧端部が積み荷物品の最上部に置かれ
るようにする。これらの加圧端部はフィンガーが挿入動
作をしている間、積み荷物品を安定化するようにして、
積み荷物品全体や積み荷物品の各用紙がすべり落ちない
ようにする。更に、加圧個所と対する積み荷物品底面
で、積み荷物品がまくれ上り、支持台又は中間支持板と
積み荷物品の最低部との間に出来た隙間にフィンガーが
挿入され易くなる。
え、好ましくは、加圧端部を設け、クランプ要素の作動
に先立ち、その加圧端部が積み荷物品の最上部に置かれ
るようにする。これらの加圧端部はフィンガーが挿入動
作をしている間、積み荷物品を安定化するようにして、
積み荷物品全体や積み荷物品の各用紙がすべり落ちない
ようにする。更に、加圧個所と対する積み荷物品底面
で、積み荷物品がまくれ上り、支持台又は中間支持板と
積み荷物品の最低部との間に出来た隙間にフィンガーが
挿入され易くなる。
グリッパーに設けられたセンサーは、停止点とエラーを
検知する。即ちグリッパーは、固定座標だけで制御され
るのでなく、持ち上げる積み荷物品の幾何学的形状でも
制御される。アラーム信号はパレット上の積み荷物品の
幾何学的形状が予め決定されている性状と許容範囲を越
えて異なっている場合にのみ発せられ、それによって運
転員が欠陥をなおしてグリッパーをパレット上の積み荷
のところまで移動させてサイクルを再起動させることが
できる。
検知する。即ちグリッパーは、固定座標だけで制御され
るのでなく、持ち上げる積み荷物品の幾何学的形状でも
制御される。アラーム信号はパレット上の積み荷物品の
幾何学的形状が予め決定されている性状と許容範囲を越
えて異なっている場合にのみ発せられ、それによって運
転員が欠陥をなおしてグリッパーをパレット上の積み荷
のところまで移動させてサイクルを再起動させることが
できる。
よくある幾何学的形状に関する欠陥はパレット及び積み
荷の位置に関するもので、極度に高すぎたり、低すぎる
積み荷はグリッパーでうまく把持できない。
荷の位置に関するもので、極度に高すぎたり、低すぎる
積み荷はグリッパーでうまく把持できない。
積み荷の一段の移送が完了したら、次の段の積み荷物品
を把持する前に中間支持板を除く。この目的の為にグリ
ッパーは後部に吸込部を備えている。グリッパーを通常
の位置より90°回転させて吸込部を中間支持板上に置
き、該中間支持板を該吸込部に真空吸引させる。それに
よって中間支持板は次段の積み荷から皮をむくようにし
て除かれる。真空吸引を行なう為にはグリッパーに真空
用パイプをひくが、既設の圧縮空気をジェットポンプで
減圧すればよい。
を把持する前に中間支持板を除く。この目的の為にグリ
ッパーは後部に吸込部を備えている。グリッパーを通常
の位置より90°回転させて吸込部を中間支持板上に置
き、該中間支持板を該吸込部に真空吸引させる。それに
よって中間支持板は次段の積み荷から皮をむくようにし
て除かれる。真空吸引を行なう為にはグリッパーに真空
用パイプをひくが、既設の圧縮空気をジェットポンプで
減圧すればよい。
[実施例] 本発明を実施例に基づき、以下に図面によって詳細に説
明する。
明する。
第1図に示した装置10は、支持台12上に各段として配置
された積み荷の中の2個又は3個の積み荷物品を持ち上
げて移送することができるものである。第1図におい
て、積み荷段14は、積み荷列16の3組からなり、その積
み荷列16は11組の積み荷物品18からなる。5段の積み荷
段14の各段は紙、木板又はプラスチック板の中間支持板
15によって互いに仕切られている。
された積み荷の中の2個又は3個の積み荷物品を持ち上
げて移送することができるものである。第1図におい
て、積み荷段14は、積み荷列16の3組からなり、その積
み荷列16は11組の積み荷物品18からなる。5段の積み荷
段14の各段は紙、木板又はプラスチック板の中間支持板
15によって互いに仕切られている。
本実施例は、上段部の積み荷に関し、前記した装置10の
センサーの空間的動作についてのものであるが、他の部
分の積み荷についても同様な方法でセンサーにより適切
に作動され行なうことができる。
センサーの空間的動作についてのものであるが、他の部
分の積み荷についても同様な方法でセンサーにより適切
に作動され行なうことができる。
装置10は各アーム24、26、28のための多数の継手を有す
る通常の工業ロボット22の移動のためのポータル(port
al)20からなり、ロボット22はそのロボットによって操
作されるグリッパー30を、空間の全方向に連続して調節
することができるものである。
る通常の工業ロボット22の移動のためのポータル(port
al)20からなり、ロボット22はそのロボットによって操
作されるグリッパー30を、空間の全方向に連続して調節
することができるものである。
第2図はグリッパー30の拡大図であって、グリッパー30
は、軽量化を図る為に切離された側壁をもつ箱型の枠か
らなる。即ちそれはウェブ、角型部材、又は箱型部材を
形成する。
は、軽量化を図る為に切離された側壁をもつ箱型の枠か
らなる。即ちそれはウェブ、角型部材、又は箱型部材を
形成する。
ロボット22は、垂直ピン32を有し、ピン32はグリッパー
30の箱型の外形を構成する横梁34上に設けられている
(第1図を参照)。横梁34は荷重支持部、特に側壁36、
44に強く固定されている。第2図においては右側壁44
は、部分的に表示されている。
30の箱型の外形を構成する横梁34上に設けられている
(第1図を参照)。横梁34は荷重支持部、特に側壁36、
44に強く固定されている。第2図においては右側壁44
は、部分的に表示されている。
側壁36、44は互いに後部横梁54と前部横梁48で結合され
ている。両側壁36及び44の間には、底板42に至る3本の
垂直支持柱40を有する矩形管からなる架台部38がある。
架台部38は、レール41及び43上を後部横梁54と前記横梁
48との間を移動可能に設置されている。架台部38はピス
トンロッド46を介してエアシリンダー47に接続されてい
る。
ている。両側壁36及び44の間には、底板42に至る3本の
垂直支持柱40を有する矩形管からなる架台部38がある。
架台部38は、レール41及び43上を後部横梁54と前記横梁
48との間を移動可能に設置されている。架台部38はピス
トンロッド46を介してエアシリンダー47に接続されてい
る。
第2図に示した例では、3個の加圧端部50が、前部横梁
48に設けられている。加圧端部50は、垂直方向に変位す
るように設けられている。変位は、スプリング51にかか
る圧力に対してなされ、スプリング51にはコイルばねや
エア・アキュムレーターが用いられる。横梁34には、3
個の空気圧により作動するクランプ要素52が固定されて
いる。
48に設けられている。加圧端部50は、垂直方向に変位す
るように設けられている。変位は、スプリング51にかか
る圧力に対してなされ、スプリング51にはコイルばねや
エア・アキュムレーターが用いられる。横梁34には、3
個の空気圧により作動するクランプ要素52が固定されて
いる。
後部横梁54には、真空導管(図示していない)作動の2
個の吸込部56が設けられている。又、グリッパー30で使
用される圧縮空気をジェットポンプにより減圧して吸込
部56に用いてもよい。
個の吸込部56が設けられている。又、グリッパー30で使
用される圧縮空気をジェットポンプにより減圧して吸込
部56に用いてもよい。
グリッパーの底部42は、第2図では、3個の平面上のフ
ィンガー58を有する。フィンガー58は、加圧端部50と向
い合い、先端は、丸味があり、且つ平坦なくさび状に成
型されている。該フィンガー58は、底部42と一体物であ
り、高復元力をもつ弾性のある可変性の材料、特に、ば
ね鋼で構成する。又、フィンガー58のみばね鋼を用い、
底部42と適当な方法で結合してもよい。
ィンガー58を有する。フィンガー58は、加圧端部50と向
い合い、先端は、丸味があり、且つ平坦なくさび状に成
型されている。該フィンガー58は、底部42と一体物であ
り、高復元力をもつ弾性のある可変性の材料、特に、ば
ね鋼で構成する。又、フィンガー58のみばね鋼を用い、
底部42と適当な方法で結合してもよい。
グリッパー30は、センサーにより制御される。センサー
の配置及び作用を、第2図及び第3図に基づき説明す
る。
の配置及び作用を、第2図及び第3図に基づき説明す
る。
側壁36及び44の間に設けられた前部横梁48の上部に、3
個のセンサー62が設けられた横梁60が設置される。サン
サー62は積み荷段14上にグリッパー30を降ろしながら、
積み荷列の最上部までの距離を測定する。即ち、グリッ
パー30を下降させながら、センサーは加圧端部50が当該
積み荷列に対して柔軟に接することができるような位置
を測定する(第3図参照)。その結果、加圧端部50が積
み荷物品に対して加えた圧力が、スプリング51を介して
間接的に測定される。センサーは、相当するアナログ信
号を出し、作動スイッチへ伝える(図示していない)。
個のセンサー62が設けられた横梁60が設置される。サン
サー62は積み荷段14上にグリッパー30を降ろしながら、
積み荷列の最上部までの距離を測定する。即ち、グリッ
パー30を下降させながら、センサーは加圧端部50が当該
積み荷列に対して柔軟に接することができるような位置
を測定する(第3図参照)。その結果、加圧端部50が積
み荷物品に対して加えた圧力が、スプリング51を介して
間接的に測定される。センサーは、相当するアナログ信
号を出し、作動スイッチへ伝える(図示していない)。
側壁44の外側面の下部に位置する角部64に水平方向に設
置したセンサー66が積み荷物品側面とグリッパー30間の
距離を測定する。
置したセンサー66が積み荷物品側面とグリッパー30間の
距離を測定する。
更にU型の横梁69が側壁36と44の外面に、横梁34の下方
に設けられ、各3個のセンサーが二列に配置される。一
組のセンサー68は、センサーと3個の積み荷物品18の前
端面との距離を水平方向で測定し、一方、下向きのセン
サー70は、フィンガー58の下方向の距離を測定し、それ
によりフィンガー58の作動状況を確認する(第3図参
照)。
に設けられ、各3個のセンサーが二列に配置される。一
組のセンサー68は、センサーと3個の積み荷物品18の前
端面との距離を水平方向で測定し、一方、下向きのセン
サー70は、フィンガー58の下方向の距離を測定し、それ
によりフィンガー58の作動状況を確認する(第3図参
照)。
U型横梁69には、さらに2個のセンサー72が配置され、
センサー72は左側に位置するセンサー68、70とに連動さ
れ、センサー66と同一高さで右2個の積み荷物品18の側
面までの水平距離を測定する。
センサー72は左側に位置するセンサー68、70とに連動さ
れ、センサー66と同一高さで右2個の積み荷物品18の側
面までの水平距離を測定する。
3個の積み荷物品18が同時に把持されるものとすると、
第3図に示したように、センサー72は、積み荷列の右端
を検知する。もしセンサー66により走査された左端の積
み荷物品18から作動する場合は、2個の包装物18だけを
検知する。
第3図に示したように、センサー72は、積み荷列の右端
を検知する。もしセンサー66により走査された左端の積
み荷物品18から作動する場合は、2個の包装物18だけを
検知する。
この時第3図の配置に示すようにセンサー72のみが中心
の積み荷物品18に対して作動する。
の積み荷物品18に対して作動する。
最後に、後部横梁54に、2個の吸込口56の間にセンサー
74を配置し、中間支持台15までのグリッパー30の相当位
置を測定する。
74を配置し、中間支持台15までのグリッパー30の相当位
置を測定する。
センサーには光学的反射センサーを用いる。即ちフォト
トランジスタ(受信器)付き発光ダイオード(伝送器)
で、市販品では十分な精度があり、かつ必要な切換え幅
をもつものは他にないからである。
トランジスタ(受信器)付き発光ダイオード(伝送器)
で、市販品では十分な精度があり、かつ必要な切換え幅
をもつものは他にないからである。
グリッパー30を小型かつ軽量化する為にセンサー用光源
は光ファイバー製ケーブルによって送られる。
は光ファイバー製ケーブルによって送られる。
センサーからのアナログ出力信号は、それぞれ連続する
作動スイッチにおいてデジタル化される。すなわち該作
動スイッチは入力信号を解析してロボット22の制御回路
への返送信号に変換する論理回路系と結合される。
作動スイッチにおいてデジタル化される。すなわち該作
動スイッチは入力信号を解析してロボット22の制御回路
への返送信号に変換する論理回路系と結合される。
更に該制御回路は(ロボットの)各作動局面に応じて論
理回路系を通じて各種センサーを直接的もしくは間接的
に切換える。すなわち、例えば予め決められた条件の下
で瞬間瞬間の動作を中断すること、又は、ある動作が終
了後、新しい動作もしくは把持作用を始めることができ
るようにセンサーの切換えをする。
理回路系を通じて各種センサーを直接的もしくは間接的
に切換える。すなわち、例えば予め決められた条件の下
で瞬間瞬間の動作を中断すること、又は、ある動作が終
了後、新しい動作もしくは把持作用を始めることができ
るようにセンサーの切換えをする。
ロボット制御の返送信号によってアラーム状態も知るこ
とができる。
とができる。
操作順序を第4図〜第7図によって説明する。第1図に
例示するように、まずグリッパー30をロボット22によっ
て始動点、即ちパレット上の積み荷段14の上方に位置せ
しめる。各積み荷物品を把持する為に、本始動点はロボ
ット制御においてプログラム化され、座標表示で決めら
れている。すなわちグリッパー30は、パレット12の位置
が許容限度内で(所定の位置より)ずれていても把持さ
るべき積み荷物品18とぶつかるおそれがないようにして
該積み荷物品18の近傍に自動的に移動する。
例示するように、まずグリッパー30をロボット22によっ
て始動点、即ちパレット上の積み荷段14の上方に位置せ
しめる。各積み荷物品を把持する為に、本始動点はロボ
ット制御においてプログラム化され、座標表示で決めら
れている。すなわちグリッパー30は、パレット12の位置
が許容限度内で(所定の位置より)ずれていても把持さ
るべき積み荷物品18とぶつかるおそれがないようにして
該積み荷物品18の近傍に自動的に移動する。
第1図及び第4図から分かるように、この位置に於いて
加圧端部50は各積み荷列の上方にあり、センサー66はグ
リッパー30の変位方向の左側にある側壁の逆側にある。
加圧端部50は各積み荷列の上方にあり、センサー66はグ
リッパー30の変位方向の左側にある側壁の逆側にある。
この始動点から更に進む為に各種センサーからの出力信
号による制御がなされる。すなわちグリッパー30は固定
座標だけでなく積み荷物品18の実際の幾何学的形状によ
っても制御される。
号による制御がなされる。すなわちグリッパー30は固定
座標だけでなく積み荷物品18の実際の幾何学的形状によ
っても制御される。
アラーム信号はパレット12上の積み荷物品の幾何学的形
状があらかじめ設定された数値より許容範囲を越えて異
なっている時のみ発せられる。その際には運転員はパレ
ットの位置を多少動かす等の是正処置をしてプログラム
を再スタートさせる。再スタートによってグリッパー30
は再度積み荷物品の近傍に移動する。
状があらかじめ設定された数値より許容範囲を越えて異
なっている時のみ発せられる。その際には運転員はパレ
ットの位置を多少動かす等の是正処置をしてプログラム
を再スタートさせる。再スタートによってグリッパー30
は再度積み荷物品の近傍に移動する。
もし3個の積み荷物品を把持する場合には、まずセンサ
ー66が作動してグリッパー30を所定の位置に据える。す
なわち積み荷物品18上に配置されたグリッパー30はセン
サー66が所定の位置を検知し、3個の積み荷物品18の正
確な位置を得る為に第4図の矢印“A"方向(包装物列16
の方向)に変位する。
ー66が作動してグリッパー30を所定の位置に据える。す
なわち積み荷物品18上に配置されたグリッパー30はセン
サー66が所定の位置を検知し、3個の積み荷物品18の正
確な位置を得る為に第4図の矢印“A"方向(包装物列16
の方向)に変位する。
この位置2より更に進む為にグリッパー30はロボット22
によって第5図の矢印“B"の方向に変位させられる。す
なわち、センサー68がグリッパー30と把持さるべき積み
荷物品18の側面間の距離を検知して正確な位置を決定す
る。
によって第5図の矢印“B"の方向に変位させられる。す
なわち、センサー68がグリッパー30と把持さるべき積み
荷物品18の側面間の距離を検知して正確な位置を決定す
る。
グリッパー30はこの位置、すなわち第6図の位置に停止
する。
する。
そしてグリッパー30は第6図の矢印“C"の方向に垂直に
下降し、フィンガー58が中間支持板15上に置かれる。中
間支持板15に接する時フィンガー58はやや上向きに曲げ
られ、その先端部の形状の変化はセンサー70によって検
知される。積み荷物品18の正確な高さにおいて加圧端部
50が積み荷物品の表面に押しつけられて積み荷物品の位
置を固定する。同時に積み荷物品の下面を若干ゆるがせ
る。センサー62は積み荷物品18の高さを検知し、加圧端
部50のバネの動きを監視する。バネ特性が既知ならバネ
の変位に応じて積み荷物品に加えられる圧力を減らすこ
とができる。このように矢印“C"方向の移動は加圧力に
応じて制御されるが、このことは把持作用において積み
荷物品18がすべらない為の最小の加圧力を保証するうえ
で重要である。矢印“C"方向へのグリッパー30の移動は
センサー62が目的値に達し、かつセンサー70が58の最小
の曲りを検知した時中断される。しかしながら、フィン
ガーの1つでも最大曲りを示した時、あるいは加圧端部
50への圧力が最大値に達した時にも同移動は停止され
る。
下降し、フィンガー58が中間支持板15上に置かれる。中
間支持板15に接する時フィンガー58はやや上向きに曲げ
られ、その先端部の形状の変化はセンサー70によって検
知される。積み荷物品18の正確な高さにおいて加圧端部
50が積み荷物品の表面に押しつけられて積み荷物品の位
置を固定する。同時に積み荷物品の下面を若干ゆるがせ
る。センサー62は積み荷物品18の高さを検知し、加圧端
部50のバネの動きを監視する。バネ特性が既知ならバネ
の変位に応じて積み荷物品に加えられる圧力を減らすこ
とができる。このように矢印“C"方向の移動は加圧力に
応じて制御されるが、このことは把持作用において積み
荷物品18がすべらない為の最小の加圧力を保証するうえ
で重要である。矢印“C"方向へのグリッパー30の移動は
センサー62が目的値に達し、かつセンサー70が58の最小
の曲りを検知した時中断される。しかしながら、フィン
ガーの1つでも最大曲りを示した時、あるいは加圧端部
50への圧力が最大値に達した時にも同移動は停止され
る。
次に第7図に示すようにフィンガー58を中間支持板15と
3個の積み荷物品の下面の間に挿入するように架台部38
が矢印“D"方向、すなわち水平方向に変位する。フィン
ガー58が積み荷物品18の下に必要な程度迄挿入される
と、3個の積み荷物品18の各々をクランプ要素52とフィ
ンガー58の間に挟んで固定する為にクランプ要素52が作
動する。
3個の積み荷物品の下面の間に挿入するように架台部38
が矢印“D"方向、すなわち水平方向に変位する。フィン
ガー58が積み荷物品18の下に必要な程度迄挿入される
と、3個の積み荷物品18の各々をクランプ要素52とフィ
ンガー58の間に挟んで固定する為にクランプ要素52が作
動する。
3個の積み荷物品18がクランプ要素52とフィンガー58に
よって固定されると、該積み荷物品はロボット22の作動
によって持ち上げられ、次の処理工程、すなわち包装装
置へ移される。包装装置では積み荷物品18を挟んだグリ
ッパーは処理面上におろされ、積み荷物品18は再度加圧
端部50によって自動的に固定される。クランプ要素52が
持ち上り、フィンガー58が積み荷物品18の下から引き抜
かれてグリッパー30が離れ、3個の積み荷物品18は自由
になり次の処理が施される。
よって固定されると、該積み荷物品はロボット22の作動
によって持ち上げられ、次の処理工程、すなわち包装装
置へ移される。包装装置では積み荷物品18を挟んだグリ
ッパーは処理面上におろされ、積み荷物品18は再度加圧
端部50によって自動的に固定される。クランプ要素52が
持ち上り、フィンガー58が積み荷物品18の下から引き抜
かれてグリッパー30が離れ、3個の積み荷物品18は自由
になり次の処理が施される。
もし第1図の状態からスタートすると、3回のサイクル
によって合計9個の積み荷物品18が処理され2個が残
る。その後第3図に示すように、該積み荷列の右端を検
知する為に積み荷物品18の中央に配置されているセンサ
ー72の管理のもと、同様のサイクルがとり行なわれる。
によって合計9個の積み荷物品18が処理され2個が残
る。その後第3図に示すように、該積み荷列の右端を検
知する為に積み荷物品18の中央に配置されているセンサ
ー72の管理のもと、同様のサイクルがとり行なわれる。
第8図は中間支持板15によって隔てられた2個の積み荷
物品18の状態を拡大して示す。変形可能なフィンガー58
の先端は比較的硬質の中間支持板を押し、破線で示すよ
うに架台部とフィンガーが積み荷物品18の下に挿入され
る。すべての積み荷物品が処理されると中間支持板15を
取り除く。
物品18の状態を拡大して示す。変形可能なフィンガー58
の先端は比較的硬質の中間支持板を押し、破線で示すよ
うに架台部とフィンガーが積み荷物品18の下に挿入され
る。すべての積み荷物品が処理されると中間支持板15を
取り除く。
第9図に示すように、ロボット22によって吸込部56が下
を向くようにグリッパー30を90度回転する。センサー74
の出力でコントロールされながらグリッパー30は下方に
動き、吸引部56が中間支持板15を押すようにする。
を向くようにグリッパー30を90度回転する。センサー74
の出力でコントロールされながらグリッパー30は下方に
動き、吸引部56が中間支持板15を押すようにする。
次に吸引部56を真空にして中間支持板を吸引する。ロボ
ット22の移動によって中間支持板15を“皮をむく”よう
にして次段の積み荷段14から取り除き、廃棄物として処
理する。
ット22の移動によって中間支持板15を“皮をむく”よう
にして次段の積み荷段14から取り除き、廃棄物として処
理する。
次段の積み荷段14があらわれると、前述の工程に従って
積み荷物品18を連続的に把持し、持ち上げ、そして移送
する。
積み荷物品18を連続的に把持し、持ち上げ、そして移送
する。
本実施例で述べた機構、特にセンサーの空間的配置は蝶
つがい型のふた(hinge−lid)をもつ包装物の処理用に
設計されたものであるが、センサーの位置を適当に調整
することによって他の積み荷物品やカートン類の処理に
対しても同じ方法で適用できる。
つがい型のふた(hinge−lid)をもつ包装物の処理用に
設計されたものであるが、センサーの位置を適当に調整
することによって他の積み荷物品やカートン類の処理に
対しても同じ方法で適用できる。
[発明の効果] 本発明は積み荷、特にシート状紙類、板類が積み重なっ
ているものの中の少なくとも1つの山を崩すことなく、
安全かつ確実に持ち上げて搬送できる自動制御のロボッ
ト装置であるので、工場内に運搬される材料を製造工程
へ搬入する工程を無人化することができるものである。
ているものの中の少なくとも1つの山を崩すことなく、
安全かつ確実に持ち上げて搬送できる自動制御のロボッ
ト装置であるので、工場内に運搬される材料を製造工程
へ搬入する工程を無人化することができるものである。
本発明の装置は、光学的反射センサーを用い小型化さ
れ、かつ搬送すべき積み荷の位置、形状等を検知した上
で確実に持ち上げて所定の場所へ搬ぶことができる。さ
らに本発明装置は、自動制御で処理できない積み荷に対
しては、アラーム信号を出し、異常状態を知らせるた
め、対応が早くなり工程管理も容易となる。
れ、かつ搬送すべき積み荷の位置、形状等を検知した上
で確実に持ち上げて所定の場所へ搬ぶことができる。さ
らに本発明装置は、自動制御で処理できない積み荷に対
しては、アラーム信号を出し、異常状態を知らせるた
め、対応が早くなり工程管理も容易となる。
又、本発明は、くさび型で柔軟なフィンガーと空気圧に
より積み荷物を押えるクランプ要素を備えたグリッパー
を有するロボットであるため、積み荷物を破損したり、
崩すことなく確実に把持して持ち上げることができるの
で、タバコ包装工業、紙工業、織物工業にも適用でき
る。
より積み荷物を押えるクランプ要素を備えたグリッパー
を有するロボットであるため、積み荷物を破損したり、
崩すことなく確実に把持して持ち上げることができるの
で、タバコ包装工業、紙工業、織物工業にも適用でき
る。
第1図は5段の積み荷からなるパレットと少なくとも1
個の積み荷物品を持上げ、かつ移送する本発明装置の一
実施例で示す斜視図である。 第2図は本発明装置のグリッパーの例を示す斜視図であ
る。 第3図は、センサーの作動方向も示している、蝶つがい
ふた(Hinge−Lid)型包装物用に水平方向に配置された
3個の積み荷物品を示す斜視図である。 第4図は、3個の積み荷物品を挟むために、積み荷のコ
ーナーに於けるグリッパーの最初の位置を示す斜視図で
ある。 第5図は、積み荷の前方端部方向へ移動するグリッパー
の斜視図である。 第6図は、加圧端部が降りているグリッパーの斜視図で
ある。 第7図は、積み荷と中間支持板との間の隙間にフィンガ
ーを挿入しているときのグリッパーの斜視図である。 第8図は、中間支持板を押しているフィンガーとフィン
ガーへ挿入された位置を例示するグリッパーの断面図で
ある。 第9図は、中間支持板を持ち上げているグリッパーの斜
視図である。 12……支持台、14……積み荷段、15……中間支持板、16
……積み荷列、18……積み荷物品、30……グリッパー。
個の積み荷物品を持上げ、かつ移送する本発明装置の一
実施例で示す斜視図である。 第2図は本発明装置のグリッパーの例を示す斜視図であ
る。 第3図は、センサーの作動方向も示している、蝶つがい
ふた(Hinge−Lid)型包装物用に水平方向に配置された
3個の積み荷物品を示す斜視図である。 第4図は、3個の積み荷物品を挟むために、積み荷のコ
ーナーに於けるグリッパーの最初の位置を示す斜視図で
ある。 第5図は、積み荷の前方端部方向へ移動するグリッパー
の斜視図である。 第6図は、加圧端部が降りているグリッパーの斜視図で
ある。 第7図は、積み荷と中間支持板との間の隙間にフィンガ
ーを挿入しているときのグリッパーの斜視図である。 第8図は、中間支持板を押しているフィンガーとフィン
ガーへ挿入された位置を例示するグリッパーの断面図で
ある。 第9図は、中間支持板を持ち上げているグリッパーの斜
視図である。 12……支持台、14……積み荷段、15……中間支持板、16
……積み荷列、18……積み荷物品、30……グリッパー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウーベ ゲルストマン ドイツ連邦共和国 3212 グローナウ ビ ルケンストラーセ 1アー (56)参考文献 特開 昭59−172338(JP,A) 特開 昭54−18583(JP,A) 特開 昭59−217541(JP,A) 特開 昭61−244476(JP,A) 特開 昭61−279482(JP,A) 特開 昭60−252532(JP,A) 実開 昭61−105594(JP,U) 米国特許4746255(US,A) 米国特許4723884(US,A)
Claims (10)
- 【請求項1】支持台又は中間支持板上の積み荷物品のう
ち、隣接されて配置された2以上の積み荷物品を持ち上
げる装置であって、 a)ロボットにより全方向自由に可動なグリッパーを有
し、 b)該グリッパーが、下記b1)、b2)、b3)及びb4)を
有していて、 b1)垂直方向に変位可能で該積み荷物品上の配置に適応
する2以上のクランプ要素、 b2)該積み荷物品と該支持台又は中間支持板との間に挿
入可能で、弾性的で可変性の2以上のフィンガー、 b3)該積み荷物品と該グリッパー間の距離を検知するセ
ンサー、 b4)該クランプ要素が該積み荷物品を把持するのに先立
って、該積み荷物品を把持するための2以上の加圧端
部、 c)センサーからの出力信号を処理解析して該グリッパ
ーを制御する制御機構を有していて、該制御機構は、 c1)該グリッパーを出発点から積み荷持ち上げ点に移動
させ、 c2)該フィンガーと該クランプ要素との間で該積み荷物
品を把持させ、かつ、 c3)該積み荷物品を持ち上げ、搬送するためのもので あることを特徴とする積み荷搬送装置。 - 【請求項2】隣接されて配置された3個の積み荷物品を
把持するため、3個のクランプ要素と3個のフィンガー
と3個の加圧端部を有することを特徴とする請求項1記
載の装置。 - 【請求項3】支持台又は中間支持板上の積み荷物品のう
ちの少なくとも一つの積み荷物品を持ち上げる装置であ
って、 a)ロボットにより全方向自由に可動なグリッパーを有
し、 b)該グリッパーが、下記b1)、b2)、b3)及びb4)を
有していて、 b1)垂直方向に変位可能で該積み荷物品上の配置に適応
する少なくとも一つのクランプ要素、 b2)該積み荷物品と該支持台又は中間支持板との間に挿
入可能で、弾性的で可変性の少なくとも一つのフィンガ
ー、 b3)該積み荷物品と該グリッパー間の距離を検知するセ
ンサー、 b4)該クランプ要素が該積み荷物品を把持するのに先立
って、該積み荷物品を把持するための少なくとも一つの
加圧端部、 c)センサーからの出力信号を処理解析して該グリッパ
ーを制御する制御機構を有していて、該制御機構は、 c1)該グリッパーを出発点から積み荷持ち上げ点に移動
させ、 c2)該フィンガーと該クランプ要素との間で該積み荷物
品を把持させ、かつ、 c3)該積み荷物品を持ち上げ、搬送するためのもので あることを特徴とする積み荷搬送装置。 - 【請求項4】該グリッパーの一端に該中間支持板を固定
するための吸込部を更に有する請求項3記載の装置。 - 【請求項5】該中間支持板と該吸込部との距離を検知す
るために該吸込部にセンサーを結合させる請求項4記載
の装置。 - 【請求項6】第1センサーが該グリッパーと該積み荷物
品の側面との距離を検知する上記請求項の何れかに記載
の装置。 - 【請求項7】第2センサーが該グリッパーと該積み荷物
品の対面の水平距離を検知する上記請求項の何れかに記
載の装置。 - 【請求項8】第3センサーが該グリッパーと該積み荷物
品の上面の垂直距離を検知する上記請求項の何れかに記
載の装置。 - 【請求項9】第4センサーが該グリッパーと該フィンガ
ーとの垂直距離を検知する上記請求項の何れかに記載の
装置。 - 【請求項10】該積み荷物品が傾斜面を有するときに、
該傾斜面と該グリッパーとの距離を検知するセンサーを
有する上記請求項の何れかに記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873718601 DE3718601A1 (de) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Vorrichtung zum abheben mindestens eines material-stapels |
DE3718601.9 | 1987-06-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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