JPH09132326A - パレタイジング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業用ロボットに対するティーチングポイン
トを削減できると共に、サイクルタイムをほぼ一定にし
て動作制御系を含め装置全体を単純化する。 【解決手段】 パレットＰ上に段積みされた板状ワーク
Ｗを搬出する段積みワーク搬出機構１０の搬送始端側の
段積み位置Ｓに、上昇位置でパレット供給機構１からの
Ｐパレットを受け取り、かつ、下降位置で段積み板状ワ
ークＷをパレットＰと共に段積みワーク搬出機構１０側
へ受け渡すリフター機構１４を設け、このリフター機構
１４を、光電センサ２１による段積み高さレベルの検出
信号に基づいて、板状ワークＷが一段積まれる毎にその
厚さ分だけ下降させ、産業用ロボット２３で段積みを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパレタイジング装置
で、詳しくは、カラーベストのような板状屋根材などの
板状ワークを、産業用ロボットを用いてパレット上に段
積みさせるように構成されているパレタイジング装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の一般的なパレタイジング装置と
して、従来、複数枚を一束にして板状ワーク供給機構に
より段積み位置に向かって搬送供給されるカラーベスト
などの板状ワークを産業用ロボットのハンド部によりク
ランプさせたうえ、該ハンド部を段積み位置の上方に旋
回させ、この段積み位置に搬入され供給されているパレ
ット上で板状ワークをアンクランプすることにより該板
状ワークを所定段数に積み付けた後、段積みされた板状
ワークをパレットと共に所定方向に搬出するように構成
したものが知られている。ここで、板状ワークの積み付
けパターンは、図４および図５に例示のように、パレッ
トＰ上において、各段毎に２つの板状ワークＷをそれら
の向き姿勢が異なる状態に積み付けられるとともに、一
段毎に２つの板状ワークＷの積み付け姿勢を水平面内で
９０°づつ交互に反転させて所定の段数まで段積みされ
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したような構成の
従来のパレタイジング装置においては、段積み位置に搬
入供給されているパレットの高さを一定レベルに保った
ままで産業用ロボットにより板状ワークを順次段積みさ
せるものであるから、産業用ロボットに対して、各段の
積み付けパターンの他に、各段毎の積み付け高さ、段積
み数など非常に多くのポイントでのティーチング作業が
必要で、これに多大な手間を要する。たとえば、積み付
けパターンを図４のようにし、段積み数を図５のように
１５段に設定した場合は、（２個／段×１５段／パレッ
ト＝３０ポイント）ものティーチング作業が必要であ
り、また、段積み数が増えるにつれて産業用ロボットに
よるアンクランプ位置も当然変化するので、上段になる
程段積みに要する時間が長くなって、全体のサイクルタ
イムが増加し、このサイクルタイムに応じてバッファを
設ける必要も生じて、装置全体、特に動作制御系が非常
に複雑なものとなる。

【０００４】さらに、板状ワークの厚さにばらつきがあ
ると、各段毎の動作高さレベルがティーチングされてい
ることから、ハンド部が異常に押圧されて破損する可能
性もあり、これを回避するためにショックセンサなどの
安全装置の組込みが必要になり、それが装置全体のコス
トアップにつながるという問題があった。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、産業用ロボットに対するティーチングポイントを削
減して段積み作業効率の著しい向上を図ることができる
とともに、サイクルタイムをほぼ一定にして、動作制御
系を含めて装置全体の構成を単純化でき、しかも、特別
な安全装置の組込みを要することなく、ハンド部の破損
などを確実に防止することができるパレタイジング装置
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１記載の発明に係るパレタイジ
ング装置は、段積み位置に向かってパレットを搬送し供
給するパレット供給機構と、このパレット供給機構とは
異なる方向から上記段積み位置に向かって板状ワークを
搬送し供給する板状ワーク供給機構と、上記パレット供
給機構および板状ワーク供給機構よりも低位置に配置さ
れて、パレット上に段積みされた板状ワークを上記段積
み位置から離れる方向に向かって搬出する段積みワーク
搬出機構と、この段積みワーク搬出機構の搬送始端側で
上記段積み位置に昇降可能に配置されて、その上昇位置
で上記パレット供給機構から供給されるパレットを受け
取り、かつ、その下降位置で段積み板状ワークをパレッ
トと共に上記段積みワーク搬出機構側へ受け渡すリフタ
ー機構と、このリフター機構上での板状ワークの段積み
高さレベルを検出して板状ワークが一段積まれる毎に該
板状ワークの厚さ分だけ上記リフター機構を下降させる
信号を出力する高さレベル検出手段と、上記板状ワーク
供給機構の側部に配置されて、そのハンド部により上記
板状ワーク供給機構から供給される板状ワークをクラン
プして上記段積み位置の上方に旋回するとともに、上記
パレット供給機構によりリフター機構上に供給されてい
るパレット上に一定の高さレベルで板状ワークをアンク
ランプして段積みを行う産業用ロボットとを具備してい
ることを特徴とするものであり、板状ワークがパレット
上に一段積まれる毎に該板状ワークの厚さ分だけ下降さ
れて、産業用ロボットのハンド部によるアンクランプ位
置を常に一定に保持することが可能なリフター機構を設
けているために、産業用ロボットに対する高さ方向のテ
ィーチング作業を省略することが可能である。

【０００７】また、アンクランプ位置が一定に保たれる
ために、段積み数の多少にかかわらずサイクルタイムは
ほぼ一定で、装置的にはもちろん動作制御系の構成を単
純化してメンテナンスを削減することが可能である。さ
らに、板状ワークの厚さにばらつきも含めて、一定の高
さレベルで板状ワークをアンクランプさせることが可能
であるから、ハンド部がワークに干渉して破損等するお
それが全くなく、ショックセンサなどの安全装置の組込
みも不要である。

【０００８】また、請求項２記載の発明に係るパレタイ
ジング装置は、上記請求項１記載の発明におけるリフタ
ー機構および産業用ロボットなどを含むパレタイザーを
複数組並設し、これら複数組のパレタイザーにそれぞれ
対応する複数の板状ワーク供給機構間に板状ワークを相
互に移載可能とするバイパス搬送装置を設けたことを特
徴とするものであり、複数の板状ワーク供給機構により
搬送され供給される板状ワークが互いに異なる種類のも
のであっても、それら板状ワークの種類を選別しバイパ
ス搬送装置を通して所定のパレタイザー側に相互に移載
させて所定通りに段積みさせることが可能であるから、
複数の板状ワーク供給機構ともに同一の板状ワークを搬
送し供給させて段積みさせる必要がない。したがって、
別種の板状ワークの段積みに切り替える際にその段取り
替えに多大な手間および時間を要することがなくなり、
複数種類の板状ワークを製造し段積みする場合の全体作
業効率の著しい向上を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１、図２および図３は本発明に
係るパレタイジング装置の全体構成を示す正面図、平面
図および側面図であり、これら各図において、１は板状
ワーク供給機構であり、この板状ワーク供給機構１は、
架台２上に配置された多数のローラ３およびローラ駆動
部４などからなるローラコンベアで構成されており、上
記ローラ３の回転駆動に伴って板状ワークＷを段積み位
置Ｓに向かって搬送し供給するものである。

【００１０】５は上記板状ワーク供給機構１に対して直
交状態に配置されたパレット供給機構であり、このパレ
ット供給機構５は、架台６上に設けられた一対の無端チ
ェーン７，７およびチェーン駆動部８などからなるチェ
ーンコンベアで構成されており、上記無端チェーン７，
７の駆動に伴ってパレットＰを上記板状ワーク供給機構
１による板状ワークＷの供給方向に対して９０°変位し
た方向から上記段積み位置Ｓに向かって搬送し供給する
ものである。９は上記パレットＰの搬送時の横ずれを防
止するガイド部である。

【００１１】１０は上記板状ワーク供給機構１の搬送終
端部側の延長線上に配置されてパレットＰ上に段積みさ
れた板状ワークＷをパレットＰと共に上記段積み位置Ｓ
から離れる方向に向かって搬出する段積みワーク搬出機
構であり、この段積みワーク搬出機構１０は、上記板状
ワーク供給機構１およびパレット供給機構５の供給レベ
ルよりも低い位置に設置された架台１２と該架台１２に
回転可能に支持された多数のローラ１１およびそれらロ
ーラ１１をチェーン１１ａを介して駆動する駆動部１３
などからなるローラコンベアで構成されており、板状ワ
ークＷを段積みしたパレットＰを受け取ったときに上記
駆動部１３により駆動されるローラ１１により矢印方向
へ搬出するものである。

【００１２】１４は上記段積みワーク搬出機構１０の搬
送始端部で、上記段積み位置Ｓに昇降可能に配設された
リフター機構であり、このリフター機構１４はそれの上
昇位置で上記パレット供給機構５から供給されるパレッ
トＰを受け取るチェーンコンベア１５、このチェーンコ
ンベア１５の駆動部１６、それの下降位置で段積み板状
ワークＷをパレットＰと共に上記段積みワーク搬出機構
１０側へ受け渡すローラコンベア１７、このローラコン
ベア１７の駆動部１８および上記パレット受け取り時に
上記チェーンコンベア１５をローラコンベア１７の上方
まで垂直上昇させるチェーンコンベア昇降機構１９，１
９などを備えて構成されている。２０は上記リフター機
構１４に装備されパレットＰを所定の受け取り位置に停
止させるストツパーであり、段積み板状ワークＷを上記
段積みワーク搬出機構１０側へ受け渡す時のパレットカ
イドを兼用している。また、このリフター機構１４は、
後述する光電センサの出力にしたがってパレットＰ上に
板状ワークＷが一段積まれる毎に該板状ワークＷの厚さ
分だけ下降変位されるように構成されている。

【００１３】２１は上記リフター機構１４上での板状ワ
ークＷの段積み高さレベルを検出して上述のように、板
状ワークＷが一段積まれる毎に該板状ワークＷの厚さ分
だけ上記リフター機構１４を下降させるための信号を出
力する高さレベル検出手段であって、たとえば発光素子
２１Ａと受光素子２１Ｂからなる光電センサから構成さ
れている。この光電センサに代えて、超音波センサなど
を用いてもよい。

【００１４】２３は互いに直角姿勢に配設された上記板
状ワーク供給機構１とパレット供給機構５との中間部位
置に配置された産業用ロボットであって、上記板状ワー
ク供給機構１により搬送し供給される板状ワークＷをア
ーム２４先端のハンド部２５によりクランプして上記段
積み位置Ｓの上方に旋回するとともに、上記パレット供
給機構５によりリフター機構１４上に供給されているパ
レットＰ上において板状ワークＷをアンクランプするも
のであり、そのアンクランプは、上記高さレベル検出手
段２１からの検出信号に基づいてリフター機構１４が一
段毎に下降変位することによって、常に一定の高さレベ
ルで行われるとともに、図４および図５に示すように、
所定の積み付けパータンに応じて一段毎に板状ワークＷ
の積み付け方向が水平面内で９０°づつ交互に反転され
るように、予めティーチングされている。

【００１５】なお、上記産業用ロボット２３のハンド部
２５は、例えば図６に示すように、可動ホルダー６０，
６０にそれぞれ保持されて板状ワークＷをそれの幅方向
の両側から挟持する一対の挟持片６１，６１、上記可動
ホルダー６０，６０にそれぞれ連結された一対のラック
６２，６２、一方のラック６２を上記幅方向に駆動移動
させるシリンダ６３および一方のラック６２の噛み合っ
て回転駆動されるピニオン６４などを有する挟持片駆動
機構６５と、上記可動ホルダー６０，６０側に回転可能
に枢支されてシリンダ６６，６６によりそれぞれ駆動さ
れるワーク脱落防止片６７，６７とを備えており、上記
板状ワークＷに対するクランプ動作およびアンクランプ
動作を行うように構成されている。

【００１６】つぎに、上記構成のパラダイジング装置の
動作について説明する。リフター機構１４が上昇変位し
たとき、該リフター機構１４におけるチェーンコンベア
１５が駆動されて、パレット供給機構５により搬送され
て待機中のパレットＰが受け取られストッパー２０に当
たった時点で停止される。一方、板状ワークＷは板状ワ
ーク供給機構１により段積み位置Ｓに向かって搬送され
所定位置で停止している。そして、産業用ロボット２３
のハンド部２５が上記板状ワーク供給機構１上に停止し
ている板状ワークＷをクランプした上、段積み位置Ｓの
上方に旋回し、この位置で板状ワークＷをアンクランプ
してパレットＰ上に所定の積み付けパターンで積み付け
られる。

【００１７】このようにして、一段目の積み付けが終了
すると、光電センサ２１による高さレベルの検出信号に
従って、リフター機構１４が板状ワークＷの厚み分に相
当する高さだけ下降変位され、ついで、板状ワーク供給
機構１の上方へ旋回した産業用ロボット２３のハンド部
２５がその板状ワーク供給機構１４の所定位置にまで搬
送され停止している次の板状ワークＷをクランプすると
ともに、段積み位置Ｓの上方に旋回して、先に積み付け
された板状ワークＷに対して９０°反転された状態で、
その先積み板状ワークＷ上においてアンクランプされて
段積みされる。この動作を所定回数にわたり繰り返すこ
とにより、板状ワークＷがパレットＰ上に所定段数、段
積みされる。

【００１８】ここで、上記産業用ロボット２３でクラン
プさせた板状ワークＷをパレットＰ上に段積みする際、
板状ワークＷがパレットＰ上に一段積まれる毎に上記リ
フター機構１４が板状ワークＷの厚さ分だけ下降され
て、産業用ロボット２３のハンド部２５によるアンクラ
ンプ位置が常に一定に保持されるために、上記産業用ロ
ボット２３に対する高さ方向のティーチング作業を省略
することが可能で、そのための手間および時間を大幅に
削減できる。たとえば、板状ワークＷを図４に示す積み
付けパターンで、かつ図５のように１５段に段積みする
場合の産業用ロボット２３に対するティーチングポイン
トは、（２個／段×２段／パレット＝４ポイント）だけ
非常に少なくなる。

【００１９】また、アンクランプ位置が一定に保たれる
ために、段積み数の多少にかかわらずサイクルタイムは
ほぼ一定で、バッファ手段などの設置が全く不要とな
り、装置的にはもちろん動作制御系の構成を単純化して
メンテナンスを削減することが可能である。

【００２０】さらに、板状ワークＷの厚さにばらつきが
あっても、光電センサ２１による高さレベル検出信号に
基づいて上記リフター機構１４上への板状ワークＷの段
積み高さレベルを一定に保てるので、ハンド部２５がワ
ークＷに干渉して破損等するおそれが全くなく、ショッ
クセンサなどの安全装置の組込みも不要となる。

【００２１】上記のようにして、パレットＰ上に所定段
数の板状ワークＷが段積みされた後は、上記リフタター
機構１４が段積みワーク搬出機構１０と同レベルの位置
まで下降変位し、その下降位置においてローラコンベア
１７が作動することに伴って段積みされた板状ワークＷ
がパレットＰと共に上記搬出機構１０側に受け渡しされ
て段積み位置Ｓから離れる方向へ搬出されることにな
る。

【００２２】図７は上記したパレタイジング装置の応用
例の形態を概略的に示す模式図であり、リフター機構１
４および産業用ロボット２３などを含む複数組（図面上
では二つで示すが、三つ以上でもよい）のパレタイザー
１００，１００を並設し、これらパレタイザー１００，
１００に対応する板状ワーク供給機構１，１間に、板状
ワークＷを同図の実線および点線で示すように、相互に
移載可能とするバイパス搬送装置１０２を設けたもので
ある。

【００２３】この図７に示すような構成のパレタイジン
グ装置によれば、二つの板状ワーク供給機構１，１によ
り搬送され供給される板状ワークＷが互いに異なる種類
のものであっても、それら板状ワークＷの種類を選別し
バイパス搬送装置１０２を通して所定のパレタイザー１
００側に相互に移載させて所定通りに段積みさせること
が可能であり、図８に示すように、二つの板状ワーク供
給機構１０１，１０１がともに同一の板状ワークＷを単
一のパレタイザー１００に供給して段積みさせる場合に
比べて、別種の板状ワークＷの段積みに切り替える際に
その段取り替えに多大な手間および時間を要することが
なくなり、複数種類の板状ワークＷを製造し段積みする
場合の全体作業効率の著しい向上を図ることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、板状ワークがパレット上に一段積まれる毎に該板
状ワークの厚さ分だけ下降させて、産業用ロボットのハ
ンド部によるアンクランプ位置を常に一定に保持するこ
とが可能なリフター機構を設けた構成とすることによ
り、段積み時に必要な産業用ロボットに対するティーチ
ングのうち、高さ方向のティーチング作業を省略するこ
とができ、これによって、段積み作業前の手間と時間を
大幅に削減して所定の段積み動作を早期に立上げ、効率
の著しい向上を図ることができる。しかも、アンクラン
プ位置が常に一定に保たれるため、段積み数の多少にか
かわらずサイクルタイムをほぼ一定にして、装置的には
もちろん動作制御系の構成を単純化し、かつ、メンテナ
ンスおよびそれに要する費用を削減することができる。
さらに、板状ワークの厚さにばらつきがあっても、ほぼ
一定の高さレベルで板状ワークをアンクランプさせるこ
とが可能であるから、ショックセンサなどの安全装置の
組込みを不要としつつ、ハンド部がワークに干渉して破
損等するおそれもなく、ロボットに対する保護機能を確
実に達成することができるという効果を奏する。

【００２５】また、請求項２記載の発明によれば、複数
の板状ワーク供給機構により搬送され供給される板状ワ
ークが互いに異なる種類のものであっても、それら板状
ワークを種類毎に所定のパレタイザー側に移載させて所
定通りに段積みさせることができるので、別種の板状ワ
ークの段積みに切り替える際にその段取り替えに多大な
手間および時間を要することがなくなり、複数種類の板
状ワークを製造し段積みする場合の全体作業効率の著し
い向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパレタイジング装置の全体構成を
示す正面図である。

【図２】同上パレタイジング装置の全体構成を示す平面
図である。

【図３】同上パレタイジング装置の全体構成を示す側面
図である。

【図４】板状ワークの積み付けパターン例を示す平面図
である。

【図５】板状ワークの段積み例を示す正面図である。

【図６】産業用ロボットのハンド部の構成を示す要部の
拡大正面図である。

【図７】本発明のパレタイジング装置の応用例の形態を
概略的に示す模式図である。

【図８】図７に対応して考えられる従来のパレタイジン
グ装置の応用例の形態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 板状ワーク供給機構 ５ パレット供給機構 １０ 段積みワーク搬出機構 １４ リフター機構 ２１ 高さレベル検出手段 ２３ 産業用ロボット ２５ ロボットのハンド部 １００ パレタイザー １０２ バイパス搬送装置 Ｐ パレット Ｗ 板状ワーク Ｓ 段積み位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 段積み位置に向かってパレットを搬送し
   供給するパレット供給機構と、 このパレット供給機構とは異なる方向から上記段積み位
   置に向かって板状ワークを搬送し供給する板状ワーク供
   給機構と、 上記パレット供給機構および板状ワーク供給機構よりも
   低位置に配置されて、パレット上に段積みされた板状ワ
   ークを上記段積み位置から離れる方向に向かって搬出す
   る段積みワーク搬出機構と、 この段積みワーク搬出機構の搬送始端側で上記段積み位
   置に昇降可能に配置されて、その上昇位置で上記パレッ
   ト供給機構から供給されるパレットを受け取り、かつ、
   その下降位置で段積み板状ワークをパレットと共に上記
   段積みワーク搬出機構側へ受け渡すリフター機構と、 このリフター機構上での板状ワークの段積み高さレベル
   を検出して板状ワークが一段積まれる毎に該板状ワーク
   の厚さ分だけ上記リフター機構を下降させる信号を出力
   する高さレベル検出手段と、 上記板状ワーク供給機構の側部に配置されて、そのハン
   ド部により上記板状ワーク供給機構から供給される板状
   ワークをクランプして上記段積み位置の上方に旋回する
   とともに、上記パレット供給機構によりリフター機構上
   に供給されているパレット上に一定の高さレベルで板状
   ワークをアンクランプして段積みを行う産業用ロボット
   とを具備していることを特徴とするパレタイジング装
   置。
2. 【請求項２】 上記リフター機構および産業用ロボット
   などを含むパレタイザーを複数組並設し、これら複数組
   のパレタイザーにそれぞれ対応する複数の板状ワーク供
   給機構間に板状ワークを相互に移載可能とするバイパス
   搬送装置を設けたことを特徴とするパレタイジング装
   置。