JPH10218369A - 円筒状ワークの自動パレタイジングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】パレット上でワークをスペース効率よく積み付
けでき、併せて一連のパレタイズ工程が全自動で行える
パレタイジングシステムを提供する。 【解決手段】コンベヤライン４からの倒置搬入円筒状ワ
ーク１を起立させるワーク倒立機７と、ワークをサイズ
別に振り分けてパレット１１に積み付けるパレタイズロ
ボット８と、満杯パレットの搬出，および空パレットの
補給を行うパレット搬送台車１２を組合せてシステムを
構築するとともに、パレタイズロボットにはワークを下
面から支える出入式フォーク，およびワーク上方から支
える軸芯保持部材を装備した昇降，前傾式のハンド部で
ワークを直立姿勢に把持し、かつパレット上での積み付
け位置では、ワークを若干前傾姿勢に爪先立ちさせた状
態でフォークを引き抜き、ワークとの擦り合いなしに積
み付けを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばグラビア印
刷の原反紙ロール，包装用のプラスチックフィルムロー
ル，ないしシートロールの製品を製造する工場におい
て、厚紙の芯軸（紙管）に印刷紙，プラスチックフィル
ム，シートを巻きつけた各種サイズのロール製品（以下
「円筒状ワーク」と称する）をサイズ別に仕分けしてパ
レット上に積み付ける自動パレタイジングシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】頭記のように工場内で製造された各種サ
イズのロール製品は、保管倉庫に入庫する以前にサイズ
別に仕分けて複数個ずつパレットの上に積み付け、その
後にパレット単位で倉庫に入庫して保管するように製品
管理を行っている。図９はかかるロール製品を対象した
パレタイジングシステムのパレタイズ工程を模式的に表
したものであり、図示のように工場内の製造工程から受
入れコンベヤラインに倒置姿勢に寝かせて搬送されて来
た円筒状ワーク（ロール製品）１は、まず倒置姿勢で搬
送されて来たワーク１を倒置姿勢から直立姿勢に起こ
し、次いでパレットステーションの位置でパレット２の
上に平行積み，ないしは千鳥積みパターンに並べて積み
付けるようにしている。なお、パレット上に所定数のワ
ークを積み付けされた満杯パレットは、パレットステー
ションから保管倉庫に搬送してワークを倉庫内に仕分け
保管するようにしている。

【０００３】ここで、円筒状ワーク１の製品例を図１０
(a),(b) に示す。すなわち、円筒状ワーク１は紙管と呼
ばれる中空の軸芯１ａにプラスチックフィルム，ないし
シート１ｂを巻き付けた後、そのロール両端面に保護用
の側板１ｃを当てがった上で軸芯１ａの両端にはキャッ
プ１ｄを嵌め込み、さらにロール周面には包装用の外装
紙１ｅを巻き付けた上で、その巻尻，ロール周縁に粘着
テープ１ｆを貼り付けて包装されており、その重量はサ
イズにもよるが、大形のものでは重量が３００Ｋｇにも
達する。

【０００４】ところで、上記のように外装紙で包装され
た円筒状ワーク１をパレット２へ積み付けする場合に、
従来ではワークを受入れコンベヤラインの上に倒置姿勢
に載せて（直立姿勢で運ぶと搬送中に転倒してコンベヤ
から脱落するおそれがある）パレットステーションの前
まで搬送し、ここでコンベヤから取り出したワークを直
立姿勢に起立させた後に、作業員の人手作業によりワー
クを１個ずつ抱えてパレット上に載せ、さらに通称ドラ
ム缶送りと呼ばれる方法でワークの底部周縁をパレット
面上に転がしながら所定の積み付け位置に並べ置く方法
が広く採用されているが、このような人力方式では多量
のワークを捌くのに多人数の作業員を要し、しかも重量
物のワークを動かすには重労働でパレタイズ作業にも危
険を伴うほか、その取扱い作業で、ワークの底部周縁に
大きな荷重が集中的に掛かるため製品の端部が変形して
不良品の発生率を高くする原因となっている。

【０００５】一方、昨今では各種製品の荷役分野でもパ
レタイジングロボットの導入，普及化が進んでおり、そ
のロボットのハンド部としてはワークをグリッパで両側
から把持する，グリッパ爪をワークに引っ掛ける，ある
いはフォークでワークを下から支える方式など各種タイ
プのハンドが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のパレ
タイジングロボットを使用して前記したロール製品を直
立姿勢でハンドリングする場合には次記のような問題が
あり、円筒状ワークを支障なく円滑にパレタイズするこ
とが困難である。次に、このハンドリング上の問題点を
図１１(a) 〜(c) により説明する。まず、(a) 図はロー
ル製品の円筒状ワーク１に対し、その中空軸芯（図１０
参照）にロボットのハンド３を挿入して把持して矢印Ｐ
のように上方に引き上げると、軸芯に巻き付けたプラス
チックシート（シート間の摩擦抵抗が小さくで滑り易
い）が自重で図示のようにずれ落ちて下方に垂れ下がっ
てしまい製品が不良品となることが多い。また、(b) 図
のようにハンド３でワーク１を両側から把持した場合に
は、前記とは逆にシートの自重で内周側がずれ落ちて下
方に垂れ下がってしまう。

【０００７】一方、(c) 図のようにワーク１を上下から
ハンド３で挟んで直立姿勢に把持する方式を採用すれ
ば、前記したロールシートの垂れ下がりが防止できる反
面、図９で示したようにパレット２の上にワーク１を積
み付ける際に次記のような問題点が残る。すなわち、外
径サイズが異なる大小各種サイズの円筒状ワーク１をパ
レット２上に平行積み，あるいは千鳥積みパターンに並
べてに積み付ける際に、ワーク１を底面側から支えてい
る下部のハンド３（例えばフォーク）の幅がワーク１の
外径サイズより大きくてその一部がワークの側方にはみ
出したり、あるいはハンド３の先端がワーク１より前方
に突き出していると、先にパレット上の定位置に積み付
けたワークにこれから載荷するワークを保持したハンド
３が突き当たるなどして干渉するために、先に積み付け
たワークが転倒したり、あるいはワークを相互間に殆ど
隙間なく並べてワークを所定サイズのパレット上でスペ
ース効率よく積み付けることが難しい。また、ワーク１
を載せたハンド３を図９のようにパレット２の上に着地
させた後、ハンド３を後退させてワーク１の底面側から
引き抜くようにすると、ハンド３にはワークの重量がそ
のまま掛かっているために、ワーク１の底面がハンド３
により擦られてフィルム，シートが破けるなどしてロー
ル製品が損傷を受け易い。特にワーク１が図１０で示し
たように包装されているる場合には、ハンド３との擦り
合いにより粘着テープが剥がれて包装紙が破けるなどし
て製品不良を引き起こすことが多い。このように、重量
物のロール製品などを対象とした円筒状ワークをロボッ
トによりハンドリングしてパレタイズする場合には、前
記のような問題点がある。

【０００８】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
のであり、その目的は前記課題を解決し、フィルム，シ
ートロール製品などを対象に、ハンドリング工程で製品
に損傷を与えることなく、かつパレット上でワーク同士
を殆ど隙間なく近接してスペース効率よく平行積み，千
鳥積みできるようにし、併せてワーク受入れからパレッ
ト上への積み付けまでの一連のパレタイズ工程を全自動
で行えるようにした従来にない新規なパレタイジングシ
ステムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、受入れコンベヤラインを通じて倒
置姿勢に搬入されたワークを受容して倒置姿勢から直立
姿勢に起立させるワーク倒立機と、該倒立機からワーク
を受け取った上で、ワークをサイズ別に振り分けてパレ
ットステーションに待機位置しているパレットに積み付
けるパレタイズロボットと、およびパレットステーショ
ンにアクセスしてワークを積み付けた満杯パレットの搬
出，および空パレットの補給を行うパレット搬送台車と
をを組合せてシステム構築し、前記パレタイズロボット
がワークを下面から支える出入式のフォーク，およびワ
ークの上面側中心部を上方から押さえる軸芯保持部材を
備えた昇降，前傾式のハンド部を装備し、フォークと軸
芯保持部材との間に把持した直立姿勢の円筒状ワークを
パレット上の所定の積み付け位置に降ろし、さらにワー
クを若干前傾姿勢に傾けて爪先立ちさせた状態でフォー
クを後方に引き抜いて積み付けるように構成するものと
する。

【００１０】また、本発明によれば、前記構成のパレタ
イジングシステムは具体的に次記のような態様で構成す
ることができる。 １）ワーク倒立機が、ワークを倒置姿勢で受入れるＶ形
キャリヤローラ，およびワークを直立姿勢に保持するワ
ーク載置用のテーブルを側部，底部に振り分けて配備し
たＬ字形の揺動式ワーク搭載台を備え、該ワーク搭載台
を倒置ポジションに寝かせた状態で受け入れコンベヤラ
インから搬送されて来たワークを倒置姿勢のままキャリ
ヤローラ上に受容し、次いでワーク搭載台を起立ポジシ
ョンに起こしてワークをテーブル上に直立姿勢に立てる
ようにした構成で、かつ前記テーブルはその上面に平行
に並ぶ複数条のリブを備えた回転式の円盤状テーブルと
してなり、さらに該テーブル上に載置したワークの周面
一部がテーブルの外周縁と重なり合うように寄せる位置
決め補正機構を備えるものとする。

【００１１】２）パレタイズロボットが、パレットステ
ーションに沿って移動する走行台車と、該台車上に搭載
したハンド架台と、前進，後退する出入式のフォーク，
コーン状の軸芯保持部材を備えてワークを上下から把持
するように前記ハンド架台の前面側に装備した昇降，前
傾式のハンド部とからなり、さらにハンド部には、ワー
クをフォークと軸芯保持部材との間に把持し、フォーク
をパレット上に着地させた状態でワークの上部を背後か
ら前方へ僅かに押し出して爪先立ち姿勢に前傾させるワ
ーク傾動用プッシャ，およびフォークの引き抜き時にワ
ークを背面側から支えるストッパを備えて構成する。

【００１２】３）パレタイズロボットのハンド部に装備
したフォークを、ワークの径サイズに合わせてその外径
から側方へはみ出さないよう選択的に使用する複数組に
分割した出入式フォークを備える。 ４）あらかじめワークに外径，長さサイズなどのデータ
を表示したバーコードを添付しておき、このバーコード
を受入れコンベヤラインの搬送経路上で読み取り、この
データ情報を基にワーク倒立機，パレタイズロボットを
総括制御して一連のパレタイズ工程を全自動で行うよう
にする。

【００１３】上記の構成において、受入れコンベヤライ
ンを通じてシステム内に搬入されたワークをコンベヤラ
インの終端から倒置姿勢のままワーク倒立機のキャリヤ
ローラに受け渡した後、該倒立機のワーク載置台を揺動
操作して倒置ポジションから起立ポジションに起こす
と、円筒状ワークはその底面が回転式テーブル上に乗っ
て直立姿勢となる。また、この位置でワークの外径サイ
ズのデータを基に、位置決め補正機構の操作により円筒
状ワークの径サイズに関係なくワークの周面一部がテー
ブル上でその外周縁と重なり合うような位置に位置決め
した上で、テーブルを周方向に９０°回転すると、テー
ブルの上面側に並ぶリブがパレタイズロボットのフォー
クと平行する向きに移動するとともに、ワークはロボッ
ト側のフォークと向かい合うようにテーブルの後端側に
移動してその軸中心がテーブルの左右中心と一致するよ
うになる。したがって、この状態でパレタイズロボット
のフォークを前方からワーク倒立機にアクセスし、その
フォークの中心とテーブルの中心とが一致するように位
置決めした上で、その前進ストロークをフォークの先端
がテーブルの後端縁と一致する位置までテーブルのリブ
間に差し込み、さらにワークの頂部側で中空軸に上方か
らコーン状の軸芯保持部材を嵌挿してフォークとの間で
上下から把持することにより、ワークが直立姿勢のまま
で、しかもフォーク先端がワークからはみ出さない状態
でロボットのハンド部に受け渡しされる。なお、この場
合にはワークの外径サイズに対応して使用するフォーク
の分割組数を選択し、ワークを把持した状態でフォーク
がワークの側方にはみ出さないように設定するものとす
る。これにより、ワークの軸中心とフォークの中心が一
致し、かつフォークの先端，および左右端がワークの底
面域範囲に収まるような状態で把持するハンドリングが
達成されることになる。

【００１４】一方、パレタイズロボットはワークを把持
したままワークの外径サイズに対応したパレットステー
ションの位置まで走行し、ここでワークをパレット上に
おける所定の積み付け位置にアクセスしてワークを移載
する。このワーク積み付けを行う際には、ロボットのハ
ンド部を多少前傾させて姿勢でパレット上の積み付け位
置に降ろし、さらにワークの上縁部をプッシャにより背
後から押してワークを僅かに前傾姿勢に傾けると、ワー
クがいわゆる爪先立ちの状態になってその底面の殆どの
面域がフォークの上面から浮き上がるようになる。した
がって、この状態でワークの背面をストッパで押さえつ
つフォークを後退操作すれば、フォークをワークの底面
に擦り付けることなくフリーの状態で引き抜くことがで
きる。なお、この場合のワーク前傾角度は５°前後で十
分であり、ワーク自身が前方へ転倒するおそれはない。
しかも、前記したようにワークを下面から支えているフ
ォークの先端，左右両サイドがワークの底面域からはみ
出してないので、先にパレット上に積み付けされている
ワークと次に積み付けるワークを保持しているフォーク
とが干渉するおそれはなく、これにより先に積み付けた
ワークの転倒防止は勿論のこと、ワーク同士を殆ど隙間
なく近接させた状態に並べてスペース効率よくパレット
上に平行積み，ないしは千鳥積みパターンに並べて積み
付けることができる。

【００１５】このようにして、外径サイズの異なる各種
の円筒状ワークをサイズ別に仕分けてパレットステーシ
ョンに待機しているパレットへの積み付けするパレタイ
ズ工程が進んでパレットが満杯状態になると、満杯パレ
ットはパレットステーションとワーク保管倉庫への入庫
ラインとの間を走行するパレット搬送台車上に移載する
とともに、搬送台車側からはパレットステーションに空
パレットを補給し、満杯パレットが倉庫に向けて搬出さ
れる。また、この一連のパレタイズ工程は、システム統
括制御装置により全自動で行われ、かつワークの外径，
長さサイズなどのデータ情報は、各ワークごとにバーコ
ードとして表示しておき、システムへの受入れコンベヤ
ラインの終端でそのバーコードを読み取って統括制御装
置に与えるようにするものとする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。まず、図１にパレタイジングシステム
全体の系統図を示す。なお、図示例ではシステム内に
Ａ，Ｂ二系列のパレタイズラインを備えている。図にお
いて、４は工場内のロール包装機５から受け取った円筒
状ワーク１をパレタイジングシステム６に搬入するコン
ベヤライン、７は前記受入れコンベヤライン４に連なる
分岐コンベヤラインの終端に配置したワーク倒立機、８
はワーク倒立機７の側方に敷設したレール９の上を走行
する自走式のパレタイズロボット、１０はパレタイズロ
ボット８の走行経路に沿ってワーク倒立機７の反対側に
配列したパレット移載機構付きのパレットステーション
（パレットステーションは工場側で製造されるワークの
種類に合わせて複数区分に分けられている）、１１はパ
レットステーション１０の各区分に載置したパレット、
１２はパレットステーション１０に沿って敷設したレー
ル上を走行するＡ，Ｂラインに共通なパレット搬送台
車、１３はパレット搬送台車１２に空パレットを供給す
る空パレット補給マガジン、１４はパレット搬送台車１
２で運ばれて来たワークの積み付け済みの満杯パレット
を積み替えてワークの保管倉庫（図示せず）に向けて送
り出す入庫ラインであり、これらでパレタイジングシス
テムを構築している。

【００１７】また、図２は図１における受入れコンベヤ
ライン４，ワーク倒立機７，パレタイズロボット８，パ
レットステーション１０を経由して行われる円筒状ワー
ク１（図９，図１０参照）のパレタイズ工程を概略的に
表した説明図である。すなわち、受入れコンベヤライン
４を通じて横倒しの倒置姿勢に搬送された来たワーク１
は、その終端から工程で示すようにワーク倒立機７に
受け渡しされ、ここでワーク１を倒置姿勢から直立姿勢
に起こした後、工程でワーク１を直立姿勢のままパレ
タイズロボット８に受け渡す。次に、パレタイズロボッ
ト８を指定されたパレットステーション１０の区分位置
に移動し、この位置で工程のようにロボット８のハン
ドリング操作により、パレットステーション１０に待機
しているパレット１１にアクセスしてワーク１を所定の
位置に積み付ける。そして、パレット１１に積み付けた
ワークが満杯状態になると、満杯パレットは工程でパ
レットステーション１０からその側方を走行するパレッ
ト搬送台車１２（図１参照）に移載され、さらに工程
を経て保管倉庫への入庫ラインに送り出される。

【００１８】なお、ワーク倒立機７，パレタイズロボッ
ト８，パレットステーション１０、パレット搬送台車１
２などはシステム統括制御装置からの指令で運転制御さ
れる。また、システムに搬入するワーク１については、
その外径，長さサイズなどのデータ情報をバーコードに
表示し、あらかじめ個々のワーク１にバーコード１ｇを
貼着しておき、受け入れコンベヤライン４の終端に設置
したバーコードリーダ４ａによりバーコードを読み取っ
てそのデータ情報を前記制御装置に与え、この情報を基
に後記のように一連のパレタイズ工程を自動的に行うよ
うにする。

【００１９】次に、ワーク倒立機７，およびパレタイズ
ロボット８についての詳細な構造，並びにその動作を個
別に説明する。 〔ワーク倒立機〕図３(a) 〜(d),および図４(a) 〜(c)
において、ワーク倒立機７はベース枠体７１と、該ベー
ス枠体７１の上に軸支搭載してシリンダ操作により倒置
ポジション，起立ポジションに位置を変えるＬ字形構造
になる揺動式のワーク搭載台７２と、受入れコンベヤラ
イン４の延長線上でＬ字形になるワーク搭載台７２の片
側に配列したＶ形のキャリヤローラ７３と、搭載台の他
方側に配置した回転式の円盤状テーブル７４と、前記キ
ャリヤローラ７３に並置してワーク載置台７２のコーナ
ー中央位置に設置したプッシャ式のワーク位置決め補正
機構７５からなり、さらに前記テーブル７４の上面側に
は平行に並べてテーブル上に配列した複数条のリブ７６
（このリブ７６は、後述するようにパレタイズロボット
のフォークをリブの間に差し込んでワーク１を掬い上げ
るためのものである）を備えている。なお、７７はワー
ク搭載台７２に結合した揺動支軸であり、ベース枠体７
１の側方に設置した操作シリンダ，もしくは駆動モータ
に連結してワーク搭載台７２を倒置ポジション，起立ポ
ジションに揺動操作するようにしいてる。

【００２０】次に、上記構成になるワーク倒立機７の動
作について説明する。まず、待機状態では、図３(a) の
ようにワーク搭載台７２をキャリヤローラ７３が水平と
なる倒置ポジションに倒し、かつテーブル７４はリブ７
６が縦向きとなる状態に保持されており、ここで受入れ
いコンベヤライン４に載って倒置姿勢で搬送されて来た
円筒状ワーク１は、コンベヤライン４の終端からワーク
倒立機７に受け渡しされ、(b) 図のようにＶ字配列のキ
ャリヤローラ７３の上を移動して倒置姿勢のまま受容さ
れる。なお、この場合にテーブル７４がワーク１の先端
面を受け止めるストッパとして機能する。続いて、(c)
図で示すようにワーク搭載台７２を倒置ポジションから
９０°揺動操作して起立ポジションに起こす。これによ
りワーク１は倒置姿勢から直立姿勢に変わってテーブル
７４の上に載置保持される。また、この状態での平面図
を図４(a) に示す。なお、図４ではテーブル７４の上に
載置したワーク１（鎖線で示す）の外径サイズがテーブ
ル７４の外径よりも小さい場合を示している。次に、図
３(c) の状態でプッシャ式の位置決め補正機構７５を操
作し、図４(b) で表すようにテーブル７４から一部がは
み出しているワーク１をテーブルの中央に向けて押し出
し、ワーク１の周面が円盤状テーブル７４の外周縁と一
致して重なり合うように寄せて位置決め補正する。次い
で、位置決め補正機構７５を後退させた上で、図３(d),
および図４(c) で示すようにテーブル７４を時計方向に
９０°回転させる。これにより、ワーク１はテーブル７
４の後端に移動するとともに、テーブル７４の上面側に
敷設したリブ７６の向きも左右から前後の向きに変わ
り、さらにこの位置でテーブル７４の中心Ｏ1 とワーク
１の軸芯Ｏ2 とが一直線上に並んでパレタイズロボット
８のフォークの中心とが一致して向かい合うようにな
る。

【００２１】〔パレタイズロボット〕一方、パレタイズ
ロボット８の構造は図５に示すごとくであり、レール９
に沿ってＸ軸方向に走行する走行台車８１には、Ｙ軸方
向に横行するハンド架台８２が搭載され、このハンド架
台８２の前面側にはハンド部８３がチェーン駆動機構８
４を介してＺ軸方向に昇降可能に案内支持されている。
なお、８４ａはチェーン駆動機構８４に吊り下げたカウ
ンタウエイトである。また、ハンド部８３は、前記チェ
ーン駆動機構８４に連結してハンド架台８２の前面にガ
イド支持された昇降体８３ａと、該昇降体８３ａの前面
側に支軸８３ｂを介してθ方向へ前傾可能に軸支結合し
たハンドフレーム８３ｃとからなる構造物を基体とし
て、ハンドフレーム８３ｃの下部側には前後方向（Ｙ
軸）に前進，後退する出入式のフォーク８５，およびフ
ォーク８５の上方に位置してフレーム８３ｃの中央位置
に配置したＶ字形のストッパ８６を備えており、さらに
ハンドフレーム８３の上部側には該フレームから前方に
突き出してＺ軸方向に上下移動する昇降枠８７を備えて
おり、この昇降枠８７には前後方向（Ｙ軸）に移動する
コーン状の軸芯保持部材（ワーク１の軸芯キャップ１ｄ
（図１０参照）に嵌め込んでワーク１の頂部を支える）
８８，およびワーク傾動用のプッシャ８９を装備してい
る。

【００２２】なお、図示してないが、ハンド部８３に
は、ハンドフレーム８３ｃをθ方向に傾動する操作シリ
ンダ、フォーク８５を出入操作する駆動部、ストッパ８
６をワーク１の背面に押しつけるように前後へ調節操作
する駆動部、ワーク１の長さサイズに合わせて昇降枠８
７をＺ軸方向に移動操作する駆動部、およびワーク１の
外径サイズに合わせて軸芯保持部材８８，およびワーク
傾動用プッシャ８９を昇降枠８７上で個々にＹ軸方向へ
移動操作する駆動部などを装備しており、またフォーク
８５は引出し位置でフォーク先端側に載置したワーク１
の重量を支えられるようにその基部が堅牢な鞘部へ格納
して引出し可能に案内支持されている。

【００２３】次に、前記構成になるパレタイズロボット
８によるワーク１のパレタイズ動作を図６(a) 〜(e) を
参照して説明する。まず、(a) 図はパレタイズロボット
８がワーク倒立機７の前方位置にアクセスし、図３，図
４で述べた倒立機７のテーブル上で直立姿勢に載置した
円筒状ワーク１に対して、ロボット８のハンド部８３か
ら前方に突き出したフォーク８５をワークの下面側に挿
入してワーク１の下面に当てがい、さらにハンド部８３
の昇降枠８７を下降して上方から軸芯保持部材８８をワ
ーク１の中空軸に嵌め込んだ移載直前の状態を示してい
る。ここでは、先記したバーコードのデータ情報を基
に、軸芯保持部材８８をワーク１の中心位置に移動し、
さらに昇降枠８７を下降して軸芯保持部材８８（軸芯保
持部材は昇降枠８７に対して上下方向への移動調節機構
を備えている）をワーク１の中空軸に嵌め込む。また、
ストッパー８６、傾動用プッシャ８９はワーク外径デー
タを基に待機位置から前進してワーク１の背面側に当接
させる。これでロボット８のハンド部８３がワーク１を
直立姿勢のまま上下から把持した状態となる。続いて、
(b) 図のようにロボット８のハンド部８３を上昇操作
し、ワーク１を倒立機７から持ち上げた後、パレタイズ
ロボット８をレール９上を走行してワーク１の外径サイ
ズ別に指定されたパレットステーション１０の区分位置
に移動する。

【００２４】この位置では、(c) 図で示すように、パレ
ットステーション１０の上に待機しているパレット１１
に対して、そのパレット上のワーク積み付け状態（パレ
ットは空か、あるいは先行のワークが積み付けられてい
る）を基に制御装置で決めたワーク積み付け位置（パレ
ット１１上に仮想したＸ−Ｙ座標系の上で指定した番
地）に合わせて、ロボット８の走行台車８１をＸ軸方向
に，およびハンド架台８２をＹ軸方向に調節移動してハ
ンド部８３で把持したワーク１を正確に位置決めした上
で、さらにハンド部８３を下降してパレット１１に着地
寸前で一旦停止し、この位置でハンド部８３を若干前傾
させてフォーク８５の先端をパレットの面上に着地させ
る。

【００２５】続いて、(d) 図で示すように昇降枠８７の
上でプッシャ８９を若干前進操作してワーク１を前方に
押す。なお、この際に軸芯保持部材８８はワーク１の中
空軸を押さえたまま、プッシャ８９の動きに追随して前
方へ若干移動させる。これにより、ワーク１はその下端
前縁がフォーク８５の先端部に爪先立ちの状態で前傾姿
勢（前傾角度は例えば５°前後）になり、ワーク１の殆
どの底面域がフォーク８５の上面から浮き上がるように
なる。そして、この状態でストッパ８６でワーク１の背
面を押さえつつフォーク８５を後退操作してパレット１
１の上から引っ込めると、ワーク１の先端は爪先姿勢の
ままパレット１１の上に乗り移る。これにより、フォー
ク８５はワーク１の底面から離脱して荷重が加わらない
フリーな状態となるので、ワーク１の底面と擦れ合うこ
となく、したがってワークに損傷を与えることなくスム
ーズに後退位置へ引っ込めることができる。

【００２６】また、フォーク８５が後退した後に、スト
ッパ８６，およびワーク傾動用プッシャ８９を後退させ
ると、(e) 図で示すようにワーク１は自重で前傾姿勢か
ら直立姿勢に戻ってパレット１１上の指定位置に積み付
けされる。なお、(e) 図ではハンド部８３を上昇し、さ
らに走行台車８１の上でハンド架台２を原点位置に後退
復帰させた状態を示している。

【００２７】上記のようにしてロボット操作でワーク１
をパレット１１に積み付けると、パレタイズロボット８
は再びワーク倒立機７の位置に走行し、ここで次のワー
クを受け取った上で外径サイズ別に指定されたパレット
１１に積み付けける動作を繰り返し行う。また、パレタ
イズ工程が進んでパレットステーション１０のパレット
１１がワーク１で満杯状態になれば、この満杯パレット
がパレットステーション１０からパレット搬送台車１２
（図１参照）に移載するとともに、その代わりにあらか
じめパレット搬送台車１２に補給しておいた空パレット
をパレットステーションに受け渡し、次いでパレット搬
送台車１２を倉庫への入庫ラインに向けて走行させる。

【００２８】一方、パレタイズロボット８のハンド部８
３に装備したフォーク８５は、ワーク倒立機７から外径
サイズの異なる各種サイズのワーク１をハンド部８３に
受け渡す際に、そのワーク１の底面域からフォーク両サ
イドが側方へはみ出さないようするために、フォーク８
５を複数組の分割フォークに分け、ワーク１の外径サイ
ズに合わせて選択的に使用するようにしており、その構
成を図７(a),(b) で説明する。すなわち、図示のように
フォーク８５は３本組の分割フォーク８５ａと、その両
側に並ぶ２本組の分割フォーク８５ｂに分けてられてお
り、かつ２本組の分割フォーク８５ｂはクラッチ機構８
５ｃを介して分割フォーク８５ａに着脱可能に結合し、
フォーク８５の出入操作機構（操作シリンダ）８５ｄの
操作によって分割フォーク８５ａを単独，あるいは分割
フォーク８５ａと８５ｂを連動して出入操作する。な
お、前記のクラッチ機構８５ｃを採用する代わりに、分
割フォーク８５ａ，および８５ｂにそれぞれ独立した操
作シリンダに連結し、各操作シリンダを単独，および連
係操作させることもできる。

【００２９】ここで、(a) 図のように３本組の分割フォ
ーク８５ａと２本組の８５ｂを組合せた横幅は例えば４
４０mmに設定されており、双方の分割フォークを併用す
ることにより径サイズ４４０〜５８０mmφのワーク１を
はみ出しなしにハンドリングできる。また、３本組の分
割フォーク８５ａの横幅は２７０mmであり、(b) 図のよ
うに２本組の分割フォーク８５ｃを待機位置に後退させ
たまま、３本組の分割フォーク８５のみを選択的に使用
すれば、外径サイズ２７０〜４２０mmφのワーク１をは
み出しなしにハンドリングできる。

【００３０】そして、分割フォーク８５ａ，８５ｂをワ
ーク１の外径サイズに合わせて選択的に使い分けること
により、ワーク１をパレット１１に積み付ける際には、
パレット上に並んでいる先行積み付けワークと次に積み
付けるワークを把持したフォーク８５とが干渉し合うこ
とがなく、これによりワーク同士を殆ど隙間なく近接さ
せた状態に並べてスペース効率よく積み付けることがで
きる。

【００３１】図８(a) 〜(i) は、上述のパレタイジング
方式を採用してパレット１１に積み付ける大小各種サイ
ズの円筒状ワーク１の積み付けパターンを例示したもの
であり、図示のように規定寸法のパレット１１に対して
複数個のワーク１を平行積み，もしくは千鳥積みパター
ンで、しかもワーク同士が殆ど密着し合って並ぶように
スペース効率よく積み付けできることが判る。

【００３２】なお、前記はフィルム，シートのロール製
品を対象としたパレタイジングシステムに付いて述べた
が、本発明のパレタイジングシステムは前記ロール製品
以外の円筒状，ないし円柱状製品にも実施適用できるこ
とは勿論である。なお、円柱状製品を取扱う場合には、
先記した軸芯保持部材をワークの上面中心位置に当てが
って上方から保持するものとする。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のパレタイジ
ングシステムによれば、工場内で製造された大小各種サ
イズのフィルム，シートロール製品などを対象に、その
円筒状ワークをハンドリングする際に製品に損傷を与え
るおそれがなく、しかもパレット上でとロール製品同士
を殆ど隙間なく近接してスペース効率よく平行積み，な
いしは千鳥積みパターンに並べて直立姿勢に積み付けで
き、併せてワークの受入れからワークのサイズ別仕分
け，パレットへの積み付けまでの一連のパレタイズ工程
が全自動で行えるようにした高機能で汎用性に富んだ新
規なパレタイジングシステムを提供することができる。

【００３４】特に、請求項２の構成によるワーク倒立機
を採用することで、円筒状ワークを直立姿勢でパレタイ
ズロボットに受け渡す際に、ワークの外径サイズに関係
なく、ワークをロボット側のフォークと向きを合わせて
その中心位置へ正確に位置合わせして安定よく載荷する
ことができる。また、パレタイズロボットを請求項３の
ように構成することで、ワークをパレット上に移載して
積み付ける際に、ワークとの擦り合いなしにフォークを
ワークの底面から引き抜くことができ、これによりロー
ル製品の損傷を防いで歩留りの向上が図れる。

【００３５】さらに、請求項３のようにパレタイズロボ
ットのハンドに装備したフォークを複数組に分けてワー
クの外径サイズに合わて使い分けるようにすることで、
ワークをパレット上に積み付け際に、既にパレット上に
積み付けられている先行のワークとフォークとの干渉を
避けてワークの転倒防止，並びにワーク同士を近接させ
てスペース効率よく積み付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるパレタイジングシステム
全体の系統図

【図２】図１における受入れコンベヤライン，ワーク倒
立機，パレタイズロボット，パレットステーションを経
由して行うパレタイズ工程の説明図

【図３】図１におけるワーク倒立機の構造，並びに動作
の説明図であり、(a) 〜(d) はワーク受入れから直立姿
勢に起こしてパレタイズロボットへ移載する直前の載置
位置決め段階までの一連の動作を工程順に表した斜視図

【図４】図３のワーク倒立機で行うワークの載置位置決
め動作の説明図であり、(a) 〜(c) はワークを直立姿勢
に起こしてパレタイズロボットへ移載する直前の載置位
置決め段階までの一連の動作を工程順に表した平面図

【図５】図１におけるパレタイズロボットの構成斜視図

【図６】図５に示したパレタイズロボットの動作説明図
であり、(a) 〜(e) はワーク倒立機から受け取ったワー
クをパレットに積み付けるまでの一連の動作を工程順に
表した側面図

【図７】パレタイズロボットのハンド部に装備した分割
形フォークの構成, 並びにワークの外径サイズとの相関
関係を表した説明図であり、(a) は２組の分割フォーク
を併用した状態，(b) は１組の分割フォークを選択的に
使用した状態の平面図

【図８】本発明実施例のパレタイズロボットを使用して
サイズ別に積み付けたワークの積み付けパターンの模式
図であり、(a) 〜(i) はそれぞれ外径サイズの異なるワ
ークの積み付け状態を表す図

【図９】円筒状ワークの基本的なパレタイズ工程を模式
的に表した図

【図１０】図９の円筒状ワークの対象となるロール製品
の一例を示す構造図であり、(a)は断面側視図、(b) は
端面図

【図１１】従来のロボットハンドで直立姿勢のロール製
品をハンドリングする際のワーク挙動を表した説明図で
あり、(a) 〜(c) はそれぞれタイプの異なるハンドを用
いた状態図

【符号の説明】

１ 円筒状ワーク １ｇ バーコード ４ 受入れコンベヤライン ６ パレタイジングシステム ７ ワーク倒立機 ７２ ワーク搭載台 ７３ キャリヤローラ ７４ ワーク載置用テーブル ７５ 位置決め補正機構 ７６ リブ ８ パレタイズロボット ８１ 走行台車 ８２ ハンド架台 ８３ ハンド部 ８５ フォーク ８５ａ，８５ｂ 分割フォーク ８６ ストッパ ８７ 昇降枠 ８８ 軸芯保持部材 ８９ ワーク傾動用プッシャ ９ 走行レール １０ パレットステーション １１ パレット １２ パレット搬送台車

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルムロール，シートロールなどの製品
   を対象に、受入れコンベヤラインを通じて倒置姿勢に搬
   入された各種サイズの円筒形ワークをサイズ別に仕分け
   てパレット上に直立姿勢で平行積み，ないしは千鳥積み
   パターンに並べて積み付ける円筒状ワークの自動パレタ
   イジングシステムであり、受入れコンベヤラインから搬
   入されたワークを受容して倒置姿勢から直立姿勢に起立
   させるワーク倒立機と、該倒立機からワークを受け取っ
   た上で、ワークをサイズ別に振り分けてパレットステー
   ションに待機位置しているパレットに積み付けるパレタ
   イズロボットと、およびパレットステーションにアクセ
   スしてワークを積み付けた満杯パレットの搬出，および
   空パレットの補給を行うパレット搬送台車とを組合せて
   システムを構築し、前記パレタイズロボットがワークを
   下面から支える出入式のフォーク，およびワークの上面
   側中心部を上方から押さえる軸芯保持部材を備えた昇
   降，前傾式のハンド部を装備し、フォークと軸芯保持部
   材との間に把持した直立姿勢の円筒状ワークをパレット
   上の所定の積み付け位置に降ろし、さらにワークを若干
   前傾姿勢に傾けて爪先立ちさせた状態でフォークを後方
   へ引き抜いて積み付けるようにしたことを特徴とする円
   筒状ワークの自動パレタイジングシステム。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動パレタイジングシステ
   ムにおいて、ワーク倒立機が、ワークを倒置姿勢で受入
   れるＶ形キャリヤローラ，およびワークを直立姿勢に保
   持するワーク載置用のテーブルを側部，底部に振り分け
   て配備したＬ字形の揺動式ワーク搭載台を備え、該ワー
   ク搭載台を倒置ポジションに寝かせた状態で受け入れコ
   ンベヤラインから搬送されて来たワークを倒置姿勢のま
   まキャリヤローラ上に受容し、次いでワーク搭載台を起
   立ポジションに起こしてワークをテーブル上に直立姿勢
   に立てるようにした構成であり、かつ前記テーブルはそ
   の上面に平行に並ぶ複数条のリブを備えた回転式の円盤
   状テーブルとしてなり、さらに該テーブル上に載置した
   ワークの周面一部がテーブルの外周縁と重なり合うよう
   に寄せる位置決め補正機構を備えたことを特徴とする円
   筒状ワークの自動パレタイジングシステム。
3. 【請求項３】請求項１記載の自動パレタイジングシステ
   ムにおいて、パレタイズロボットが、パレットステーシ
   ョンに沿って移動する走行台車と、該台車上に搭載した
   ハンド架台と、前進，後退する出入式フォーク，および
   コーン状の軸芯保持部材を備えてワークを上下から把持
   するようにハンド架台の前面側に装備した昇降，前傾式
   のハンド部とからなり、さらにハンド部には、ワークを
   載せたフォークをパレット上に着地させた状態でワーク
   をその上部後面から前方へ押し出して爪先立ち姿勢に前
   傾させるワーク傾動機構，およびフォークの引き抜き時
   にワークを背面側から支えるストッパを備えたことを特
   徴とする円筒状ワークの自動パレタイジングシステム。
4. 【請求項４】請求項３記載のパレタイジングシステムに
   おいて、パレタイズロボットのハンド部が、ワークの径
   サイズに合わせてその底面から側方へはみ出さないよう
   選択的に使用する複数組に分割された出入式フォークを
   備えていることを特徴とする円筒状ワークの自動パレタ
   イジングシステム。
5. 【請求項５】請求項１ないし４に記載の自動パレタイジ
   ングシステムにおいて、あらかじめワークに外径，長さ
   サイズなどのデータを表示したバーコードを添付してお
   き、このバーコードを受入れコンベヤラインの搬送経路
   上で読み取り、このデータ情報を基にワーク倒立機，パ
   レタイズロボットを総括制御して一連のパレタイズ工程
   を全自動で行うようにしたことを特徴とする円筒状ワー
   クの自動パレタイジングシステム。