JPH09235018A - 物品把持機構における整列状態変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１列から、あるいは１列に整列数を変換する際
に物品相互間の縦横の間隔を拡縮でき、１列状態の搬送
における物品相互間に間隔をあける場合に対応可能な整
列状態変換装置を提供する。 【解決手段】物品を把持する複数の把持手段５〜１３を
備えた複数の把持ユニット２〜４相互間の間隔を拡縮す
る第１拡縮機構と、その把持ユニット相互間の拡縮動作
と並行してそれぞれの把持ユニット自体を回転させる回
転機構と、該各把持ユニットの回転動作と並行して前記
各把持手段相互間の間隔を拡縮する第２拡縮機構とを具
備し、前記回転機構によるそれぞれの把持ユニットの回
転動作により整列数を変換するとともに、前記第１拡縮
機構及び第２拡縮機構による拡縮動作により物品相互間
の縦横の間隔を変換する。さらに、前記回転動作を利用
して物品相互間の拡縮動作を行うように構成することも
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーサやアンケー
サ等において物品を移しながら整列状態を変換する場合
に用いられる物品把持機構における整列状態変換装置に
関する。より詳しくは、１列から複数列あるいは複数列
から１列に整列状態を変換するとともに物品相互間の間
隔を拡縮して所定の整列状態に変換する場合に好適な物
品把持機構における整列状態変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の整列状態の変換装置とし
て物品の整列数を変換する列数変換装置が知られている
（特公平１−５１４０４号公報、特開昭５７−１１４４
１３号公報）。しかしながら、これらの従来技術におい
ては、ユニット化された複数の把持手段相互間の間隔を
拡縮する機能は備えていなかったため、間隔のあいたピ
ッチで搬送される１列の物品を複数列に変換して箱詰め
する際に物品相互間のピッチをつめて箱詰めしたり、逆
に複数列の箱詰め状態から１列に変換して搬送ラインに
移送する場合に物品相互間の搬送ピッチを調整して供給
したりすることはできなかった。したがって、１列の搬
送ラインから、あるいは１列の搬送ラインに対して物品
を取出したり供給する際の搬送ピッチに関する選択の自
由度はなく適応範囲が限定されていた。このため、前後
の作業工程との関連などから物品相互間に間隔をあけて
搬送する場合には対応が困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の事情に鑑みてなされたもので、１列から、あるい
は１列に整列数を変換する際に物品相互間の縦横の間隔
を拡縮でき、１列状態の搬送における物品相互間に所定
の搬送間隔をあける場合に対応可能な整列状態変換装置
を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、前記把持ユニット相互間の間隔を拡縮する
第１拡縮機構に加えて、その第１拡縮機構による各把持
ユニット相互間の拡縮動作と並行して各把持ユニット自
体を回転させる回転機構と、該回転機構による各把持ユ
ニットの回転動作と並行してそれぞれの把持ユニットに
配設された前記各把持手段相互間の間隔を拡縮する第２
拡縮機構とを具備し、前記回転機構によるそれぞれの把
持ユニットの回転動作により整列数を変換するととも
に、前記第１拡縮機構及び第２拡縮機構による拡縮動作
により物品相互間の縦横の間隔を変換することを特徴と
する。なお、前記回転機構が前記第１拡縮機構による拡
縮動作を前後動作に変換するカム機構及びその前後動作
を回転動作に変換するラックピニオン機構を介して連動
するように連係することができる。また、前記各把持ユ
ニットに移動可能に配設された把持手段をその把持ユニ
ットを回転可能に支持した固定支持部側に連係すること
により、前記回転機構による各把持ユニット自体の回転
に基づく前記固定支持部側との相対的な変位を利用して
各把持手段相互間の間隔を拡縮することができる。その
場合、前記固定支持部側に設けられたピニオン及び該ピ
ニオンに噛合うラック手段を介して連係することができ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明における前記各把持ユニッ
トは、それぞれボトル等の物品の上部を把持する公知の
把持手段を複数備えたユニットととして構成されてい
る。この場合、把持ユニットの設置数及び一つの把持ユ
ニットに備えられる把持手段の設置数は箱詰め等におけ
る縦横の整列数との関係から決定される。把持ユニット
は把持ヘッド本体に対して往復移動可能に支持され、把
持ユニットを相対的に移動することにより各把持ユニッ
ト相互間の間隔を拡縮し得るように構成されており、こ
れによって前記第１拡縮機構が構成されている。なお、
この場合、把持ユニットの設置数が奇数個の場合には、
中央の把持ユニットを中心に拡縮するように構成するこ
とにより、中央部の把持ユニットは把持ヘッド本体に対
する位置を固定することができる。また、全ての把持ユ
ニットは、把持ヘッド本体に対して回転可能に支持され
ており、把持ユニットを９０度回転させることにより整
列数を変換するように構成されている。すなわち、各把
持ユニットのそれぞれの把持手段に物品を把持した状態
で９０度回転させることにより、１列状態と複数列状態
との間において整列状態を変換できるように構成されて
いる。

【０００６】把持ユニットの拡縮動作と並行してそれぞ
れの把持ユニット自体を回転させる回転機構は、サーボ
モータ等の駆動手段により回転駆動するように構成して
も、把持ユニットの拡縮動作に伴う往復移動を利用して
回転させるように構成してもよい。例えば、把持ユニッ
トの拡縮動作をカム機構によりラックの前後動作に変換
し、更にピニオンを介して回転動作に変換して各把持ユ
ニットへ伝達することにより各把持ユニットを同時に回
転させるように構成することができる。なお、両動作を
並行させるタイミングに関しては自由な設定が可能であ
ることはいうまでもない。

【０００７】各把持ユニットに備えられた各把持手段は
往復移動可能に配設され、前記把持ユニットの回転動作
に並行して各把持手段相互間の間隔を拡縮し得るように
前記第２拡縮機構が構成されている。この場合、この第
２拡縮機構の駆動力、すなわち前記各把持手段の往復移
動のための駆動力は、エアシリンダ等の駆動手段から得
てもよいし、前記各把持ユニットに移動可能に配設され
た把持手段をその把持ユニットを回転可能に支持した固
定支持部側に連係させることにより、前記回転機構によ
る各把持ユニット自体の回転に基づく前記固定支持部側
との相対的な変位を利用して各把持手段相互間の間隔を
拡縮するように構成してもよい。例えば、前記各把持ユ
ニットの固定支持部側にピニオンを設け、そのピニオン
に噛合うラックを前記把持手段側に連係し、前記ラック
が把持ユニットの回転に伴って固定状態にあるピニオン
のまわりを噛合しながら回転する際に生じる相対的な変
位を利用して各把持手段を移動させることによって前記
拡縮動作を行わせるように構成することができる。な
お、この場合においても、両動作を並行させるタイミン
グに関しては自由な設定が可能であることはいうまでも
ない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例に関して説明する。図
１〜図３は本発明の一実施例としてロボットハンドの物
品把持ヘッドに適用した場合の要部を例示したもので、
図１は正面図、図２は平面図、図３はＡ−Ａ断面図であ
る。図中、１は把持ヘッド本体で、その裏面等の適所に
は図示しない作業用ロボットのアーム先端部が連結さ
れ、ロボットハンドの物品把持ヘッドとして機能する。
本実施例においては、把持ヘッド本体１には３組の把持
ユニット２〜４が設けられており、それぞれ、把持ユニ
ット２には３個の把持手段５〜７、把持ユニット３には
３個の把持手段８〜１０、把持ユニット４には３個の把
持手段１１〜１３が備えられている。すなわち、本実施
例は、その一例として、１列に配列した９個の物品を把
持して縦横共３列の整列状態に変換したり、逆に縦横共
３列の整列状態から９個の１列の整列状態に変換する場
合を例示したものである。

【０００９】中央の把持ユニット３は、固定支持体１４
を介して把持ヘッド本体１側に固定されている。他方、
両側の把持ユニット２，４はガイド軸１５，１６に摺動
自在に嵌合したスライド支持体１７，１８を介して左右
方向に往復移動可能に構成されている。本実施例におい
ては、把持ユニット２，４を移動させるための駆動手段
として、１個のエアシリンダ１９が設けられている。そ
のエアシリンダ１９の作動軸２０はスライド支持体１８
側に連結され、把持ユニット２を駆動するように構成さ
れている。そして、この把持ユニット２の動作は、図２
に示すように、把持ヘッド本体１側に設けられたプーリ
ー２１，２２間に張設されたタイミングベルト２３を介
して把持ユニット４側へ伝動され、同時に駆動されるよ
うに構成されている。すなわち、把持ユニット２はスラ
イド支持体１７を介してタイミングベルト２３の一側、
本実施例では図中上側の固定部２４に連結され、他方、
把持ユニット４はスライド支持体１８を介して同タイミ
ングベルト２３の他側である下側の固定部２５に連結さ
れており、これによって両把持ユニット２，４は前記把
持ユニット３を挟んで互いに逆方向に動作することにな
る。

【００１０】しかして、エアシリンダ１９が作動される
と、把持ユニット２が駆動され一方に移動すると同時に
把持ユニット４がタイミングベルト２３を介して逆方向
に移動して把持ユニット３を中心に拡縮動作が行われる
ことになる。以上のように、本実施例においては、各把
持ユニット２，４を支持した、ガイド軸１５，１６に摺
動可能に嵌合されたスライド支持体１７，１８、一方の
スライド支持体１７を駆動するためのエアシリンダ１９
及びそのスライド支持体１７の動作を他方のスライド支
持体１８に伝動して逆方向に移動させるためのタイミン
グベルト２３等により、第１拡縮機構が構成されること
になる。

【００１１】それぞれの把持ユニット２〜４は、固定支
持体１４あるいはスライド支持体１７，１８に対して、
図３に示すように、円筒状の回転軸部２６を介してベア
リング等の軸受を介して回転のみ可能に支持されてい
る。各回転軸部２６の上部には、それぞれ図１中のＢ−
Ｂ断面を示した図４に示すように、ピニオン２７〜２９
が固着されており、それらのピニオン２７〜２９に噛合
うラック３０〜３２の前後動により、各把持ユニット２
〜４が回転されるように構成されている。前記把持ヘッ
ド本体１には固定カム板３３が設けられており、その対
称形に形成されたカム溝３４，３５にラック３０，３２
に設けられたカムフォロア３６，３７が係合されてい
る。また、図２に示したように、把持ユニット２を回転
可能に支持したスライド体１７には可動カム板３８が設
けられており、そのカム溝３９にラック３１に設けられ
たカムフォロア４０が係合されている。

【００１２】しかして、前記第１拡縮機構を介して両側
のスライド支持体１７，１８が互いに逆方向に作動する
と、ラック３０，３２がカムフォロア３６，３７を介し
てカム溝３４，３５に沿って前後動するので、ピニオン
２７，２９を介して両側の把持ユニット２，４が同時に
同方向に回転される。他方、中央の把持ユニット３は左
右方向には不動であるが、前記可動カム板３８側がスラ
イド支持体１７によって移動し、ラック３１がカムフォ
ロア４０を介してカム溝３９に沿って前後動するので、
ピニオン２８を介して同時に同方向に回転される。この
場合、本実施例においては、カム溝３４，３５，３９に
おける傾斜部を把持ユニット２〜４相互間の間隔の大き
い拡開状態側に偏って形成したので、把持ユニット２〜
４の回転動作は拡開状態の近傍において行われることに
なる。また、その傾斜部の前後方向の行程差、すなわち
ラック３０〜３２の行程は、把持ユニット２〜４を９０
度回転させる長さに設定されている。以上のように、本
実施例においては、把持ユニット２〜４の各回転軸体２
６に設けられたピニオン２７〜２９及びそれらのピニオ
ン２７〜２９に噛合うラック３０〜３２、さらにラック
３０〜３２に設けられたカムフォロア３６，３７，４０
に係合するカム溝３４，３５，３９等により把持ユニッ
ト２〜４の回転機構が構成されることになる。なお、図
中、４１は可動カム板３８の両側に設けられた一対から
なる案内用ローラである。

【００１３】さらに、各把持ユニット２〜４を回転可能
に支持する前記各回転軸体２６側の下部には、図３に示
すようにコ字状の支持体４２が固着されており、各把持
ユニット２〜４の中央部の把持手段６，９，１２を支持
しているとともに、図１に示すように前記支持体４２に
取着されたガイド軸４３，４４に摺動可能に嵌合したス
ライド支持体４５，４６を介して両側の把持手段５，
７，８，１０，１１，１３がそれぞれ往復移動可能に支
持されている。他方、同各把持ユニット２〜４を回転可
能に支持している前記固定支持体１４及びスライド支持
体１７，１８側の下部には、それぞれ２個ずつのピニオ
ン４７，４８が固定されている。これらのピニオン４
７，４８は軽量化の観点からそれぞれ略半円状に形成さ
れ、かつ一体的に形成されている。そして、図５に示し
たように、ピニオン４７にはラック軸体４９のラック部
５０が噛合い、またピニオン４８にはラック軸体５１の
ラック部５２が噛合っている。

【００１４】前記ラック軸体４９，５１は矩形状の断面
を有し、その一部に形成されたラック部５０，５２は他
の部分より大きく形成され、図５に示すように、前記ラ
ック軸体４９の両側の小形部分がスライド支持体４５，
４６を貫通して摺動自在に支持されている。また、スラ
イド支持体４５とラック軸体４９の外端部との間及びス
ライド支持体４６とラック軸体５１の外端部との間には
スプリング５３、５４が弾設されており、それぞれのス
ライド支持体４５，４６をラック部５０，５２の外側端
部側に押圧している。さらに、図３に示すように、コ字
状の支持体４２の背面側に形成された引掛け部５５には
ストッパ部材５６が物品に応じて交換可能に設置されて
いる。このストッパ部材５６の両端には必要に応じて当
接部材が付設され、スライド支持体４５，４６の縮小動
作時に当接して、縮小間隔を物品に適応した整列間隔に
設定する機能を有する。なお、図中、５７は圧力エアの
供給管で前記回転軸体２６内を通して配管され、分岐部
５８で分岐されて各把持手段５〜１３の把持部に作動用
として供給されるように構成されている。

【００１５】しかして、前述の回転機構を介して各把持
ユニット２〜４が回転されると、前記回転軸体２６の下
部に固着されたコ字状の支持体４２及びガイド軸４３，
４４を介して、両側のスライド支持体４５，４６に支持
された各把持手段５，７，８，１０，１１，１３がそれ
ぞれ中央部の把持手段６，９，１２を中心に回転する。
この回転に伴い、図５及び図６に示すように、前記ラッ
ク軸体４９，５１は、ピニオン４７，４８の周りを、ラ
ック部５０，５２を噛合しながら回転する結果、それぞ
れ中央部の把持手段６，９，１２との間の間隔を拡縮す
ることになる。例えば、各把持ユニット２〜４が図５の
状態から右に９０度回転をして図６の状態に移行した場
合には、ラック軸体４９，５１はピニオン４７，４８と
の噛合いによりそれぞれ矢印の方向に相対的に移動する
ため、各把持手段相互間の間隔は縮小されることにな
る。この場合、前述のように、その縮小動作において、
スライド支持体４５，４６が前記ストッパ部材５６に当
接した場合にはそれ以上の移動が停止され、それ以後は
スプリング５３，５４を更に圧縮しながらラック軸体４
９，５１のみが相対的に移動することになる。以上のよ
うに、本実施例においては、前記スライド支持体４５，
４６、ピニオン４７，４８及びそのピニオン４７，４８
に噛合したラック軸体４９，５１等により第２拡縮機構
が構成されることになる。

【００１６】図７は本発明を適用した場合における物品
の整列状態の変換過程を示したものである。前述の実施
例を用いて、（イ）に示すように一定の間隔Ｙａのピッ
チで１列状態で搬送される物品５９を（ニ）のように縦
横共３列の整列状態に変換して箱詰めするケーサの場合
を例に説明する。物品５９が（イ）のように１列状態で
搬送されたら、先ず前記把持手段５〜１３により９個の
物品を同時に把持する。次に前記エアシリンダ１９を作
動して、両側の把持ユニット２，４を支持するスライド
支持体１７，１８を内側へ移動させ、中央の固定支持体
１４との間隔、すなわち各把持ユニット２〜４相互間の
間隔Ｘａを縮小する。

【００１７】（ロ）はそのスライド支持体１７，１８と
固定支持体１４との間隔ＸａがＸｂに縮小した状態を示
したものである。この場合には、前記回転機構を介して
各把持ユニット２〜４が回転されると同時に、前記第２
拡縮機構を介して各物品５９相互間の間隔がＹｂに縮小
される。そして、更にスライド支持体１７，１８と固定
支持体１４との間隔が縮小され、各把持ユニット２〜４
相互間の間隔が縮小してＸｃに達すると、前述のように
各ラック３０〜３２に設けられたカムフォロア３６，３
７，４０がカム溝３４，３５，３９の傾斜部を通過する
ので、回転動作が完了し、（ハ）の状態に至る。この状
態では、前記第２拡縮機構による縮小動作も完了するの
で、図示のように物品５９相互間の間隔は目標のＹｃと
なる。

【００１８】さらに、前記第１拡縮機構によりスライド
支持体１７，１８と固定支持体１４との間隔を縮小する
と、今度はＹ方向の間隔はＹｃのまま、各把持ユニット
２〜４相互間の間隔が縮小される。そして、目標値のＸ
ｄに達すると、目標の整列状態（ニ）が得られ、整列状
態の変換動作が終了することになる。

【００１９】なお、以上の実施例の説明においては、把
持ユニット相互間を拡縮する第１拡縮機構の駆動手段と
してエアシリンダを用いた例を示したが、サーボモータ
などの他の駆動構成も可能である。また、前記カム板に
形成するカム溝の形状の選定において、前記第１拡縮機
構の縮小動作方向からみて、そのカム溝に形成される傾
斜部に至る手前に直線部を形成して、その直線部におい
て各把持ユニット相互間の拡開時の間隔を調整するよう
に構成すれば、１列状態における物品相互間の間隔を調
整することができる。なお、１列状態おける所定ピッチ
での搬送手段としてはスクリュウ搬送手段などが好適で
ある。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、１列か
ら、あるいは１列に整列数を変換する際に物品相互間の
縦横の間隔を拡縮でき、しかも１列状態における搬送に
おいて物品相互間に間隔をあける場合に対応することが
可能である。また、各変換動作が並行して実行されるの
で、整列状態の変換が効率的に行われ、作業の高速化が
図れる。さらに、整列数を変換するための回転動作を利
用して物品相互間の拡縮動作を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の要部を示した正面図であ
る。

【図２】 同平面図である。

【図３】 図１中のＡ−Ａ拡大断面図である。

【図４】 図１中のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】 第２拡縮機構の動作説明図である。

【図６】 第２拡縮機構の動作説明図である。

【図７】 整列状態の変換過程を示した動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１…把持ヘッド本体、２〜４…把持ユニット、５〜１３
…把持手段、１４…固定支持体、１７，１８…スライド
支持体、１９…エアシリンダ、２３…タイミングベル
ト、２６…回転軸部、２７〜２９…ピニオン、３０〜３
２…ラック、３３…固定カム板、３８…可動カム板、４
５，４６…スライド支持体、４７，４８…ピニオン、４
９，５１…ラック軸体、５６…ストッパ部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ物品を把持する複数の把持手段
   を備えた複数の把持ユニットと、それらの把持ユニット
   相互間の間隔を拡縮する第１拡縮機構と、該第１拡縮機
   構による各把持ユニット相互間の拡縮動作と並行して各
   把持ユニット自体を回転させる回転機構と、該回転機構
   による各把持ユニットの回転動作と並行してそれぞれの
   把持ユニットに配設された前記各把持手段相互間の間隔
   を拡縮する第２拡縮機構とを具備し、前記回転機構によ
   るそれぞれの把持ユニットの回転動作により整列数を変
   換するとともに、前記第１拡縮機構及び第２拡縮機構に
   よる拡縮動作により物品相互間の縦横の間隔を変換する
   ことを特徴とする物品把持機構における整列状態変換装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転機構が前記第１拡縮機構による
   拡縮動作を前後動作に変換するカム機構及びその前後動
   作を回転動作に変換するラックピニオン機構を介して連
   動するように連係されたことを特徴とする請求項１記載
   の物品把持機構における整列状態変換装置。
3. 【請求項３】 前記各把持ユニットに移動可能に配設さ
   れた把持手段をその把持ユニットを回転可能に支持した
   固定支持部側に連係することにより、前記回転機構によ
   る各把持ユニット自体の回転に基づく前記固定支持部側
   との相対的な変位を利用して各把持手段相互間の間隔を
   拡縮するように構成したことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の物品把持機構における整列状態変換装置。
4. 【請求項４】 前記各把持ユニットに移動可能に配設さ
   れた各把持手段をその把持ユニットを回転可能に支持し
   た前記固定支持部側に設けられたピニオン及び該ピニオ
   ンに噛合うラック手段を介して前記固定支持部側に連係
   したことを特徴とする請求項３記載の物品把持機構にお
   ける整列状態変換装置。