JPH1120948A - ワーク搬送制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの吸着搬送ミスを判定し、吸着面の傷
等により吸着搬送をミスしたワークに対しても搬送を可
能にしたワーク搬送制御装置の提供。 【解決手段】 パレット１６上複数個積層的に整列して
載置された直方体状のワークＷに対して、最上部のワー
クＷの上面位置と前端面位置とをワーク搬送装置１０に
設けた位置検出センサ６，７で検出する。そして今回の
ワーク端面位置と前回のワーク端面位置とをそれぞれ記
憶する記憶部２４，２５を設け、両記憶部２４，２５に
記憶されているワーク端面位置のずれから今回検出のワ
ークＷが搬送ミスが否かを判定部２７にて判定する。そ
して新吸着位置生成部２８にて搬送ミスワークに対する
新しい吸着位置を定めて、再搬送を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流通過程において、
何度も積み替えが行われる段ボール箱等の直方体状箱状
物品を荷下ろしする装置に関し、特に段ボールケース等
を搬送する搬送装置の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パレットに複数層に積載されてト
ラック，貨車等で輸送される箱状物品の梱包材は段ボー
ルとプラスチック箱とに大別される。段ボール箱を対象
に開発された荷下ろし装置としては従来から特開昭５２
−４３２６９号が知られている。このものは、図１０，
図１１に示すように構体１０１の搬入場所に搬入された
カゴ形パレット１０２内の最上段の物品１０３を、昇降
マスト１０４下端に設けられた複数個の吸着パッド１０
５により一度に複数個持ち上げて、搬出場所に設置され
たコンベア１０６上に荷下ろしするものである。また、
段ボール箱を対象として開発された装置に、公知の多関
節ロボットのロボットハンドの先端に吸着パッドを装備
し、ＮＣによるロボットの動作を利用して段ボール箱を
一個ずつ荷下ろしするものも実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このものでは、対象と
なるワークとしての段ボールの吸着面にミシン目，亀
裂，つなぎ目等があると、吸着が正しく行われず、吸着
しないまま搬送動作を行ってしまうことがある。また、
このようなときには、次のワークの搬送のために吸着装
置を位置決めする場合に、搬送ミスケースと吸着部が干
渉したり、ワーク有無検出機能がある場合には前回保持
できなかったワークを保持することになり、前回把持し
ようとした位置と同じ位置で吸着装置を位置決めする。
しかしながら、前述のようにワークの吸着面にはミシン
目等があるので、今回も正しく吸着は行われない可能性
がある。この結果、搬送動作が不可能となり、機械の可
動が停止してしまうという問題点を有していた。本発明
は従来の技術の有する上述の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、ワークの吸着搬送ミスを
判定し吸着面の傷等により吸着搬送をミスしたワークに
対しても搬送を可能としたワーク搬送制御装置を提供し
ようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のワーク搬送制御装置は、台上に載置されたワ
ークの内から搬送方向の前端にあるワークの前端位置を
検出する検出手段，この前端位置にある少なくとも一つ
のワークを保持するワーク保持手段，前記検出手段及び
前記ワーク保持手段を備え前記搬送方向に移動してワー
クを搬送する搬送手段，を有するワーク搬送装置と、前
記検出手段により検出した前回の前端検出位置及び今回
の前端検出位置を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記
憶されている前回及び今回の前端検出位置のずれ量から
今回検出したワークが前回搬送ミスしたワークであるか
否かを判定する搬送ミス判定手段とを備えてなるもので
ある。

【０００５】上述の装置によれば前回のワーク位置と今
回のワーク位置とを検出し、その位置ずれによって搬送
ミスを判定するようになしたので、機械装置としては全
く付加せずに単に制御装置としての各種手段を付加する
のみにて搬送ミスを確実に判定できる。

【０００６】また請求項２の装置は、前記搬送ミス判定
手段の判定結果に基づいて前記ワーク保持手段によるワ
ークの新しい保持位置を決定する手段とを備え、前記ワ
ーク保持手段の前回搬送ミスしたワークに対する保持位
置を変えて再搬送を行うものである。上述の装置によれ
ばワークの把持位置を変えて再搬送を行うため、ミスな
く確実に搬送を完了させることが出来る。

【０００７】請求項３の装置は、前記ワーク搬送装置
が、パレット上水平のワークの搬送方向とその垂直方向
との直交二軸方向に移動可能に設けられた搬送手段と、
該搬送手段を前記直交二軸方向にそれぞれ移動させる駆
動手段と、前記搬送手段に設けられ搬送方向前側にある
ワークの上端位置と前端位置とをそれぞれ検出する二個
の検出手段と、前記搬送手段に設けられ搬送方向前側に
あるワークを少なくとも一個保持するワーク保持手段
と、予め記憶する前記ワークの基準となる前端位置又は
上端位置から保持位置までの距離と前記ワーク保持手段
から前記二個の検出手段までのそれぞれの距離と前記搬
送手段の前記直交二軸の現在位置とからワークを保持し
て搬送するに必要な前記搬送手段の位置決め情報を求め
る制御手段とからなるものである。

【０００８】上述の装置によればワークの搬送装置とし
て、直交二軸に移動する搬送手段と、その駆動手段と、
ワークの上端位置と前端位置を検出する２個の検出手段
と、ワーク保持手段と、前記搬送手段の位置決め情報を
求める制御装置とを備えるようになしたので、ワークの
上端及び前端位置を正確に検知し、所要個所を確実に保
持することが出来る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづき説明する。図１は本発明のデパレタイザの構成
図である。床上に設置されたフレーム１の前側面１ａに
搬出用ローラコンベア２が水平に設けられており、ロー
ラコンベア２の上面位置（高さ）は箱状物品（以下単に
ワークと呼ぶ）Ｗ搬出の基準となる位置として後述の制
御装置１７に指定されている。

【００１０】フレーム１の上面には前記ローラコンベア
２と平行にＸ軸ガイド１ｂが設けられており、このＸ軸
ガイド１ｂ上にＸサドル３が移動位置決め可能に設けら
れていて、Ｘサドル３は図示しないＸ軸サーボモータに
よりボールねじを介して駆動される。更に、Ｘサドル３
の側面には図示しない垂直方向のＺ軸ガイドが設けられ
ていて、このＺ軸ガイド上にＺサドル４が移動位置決め
可能に設けられており、Ｚサドル４は図示しないＺ軸サ
ーボモータによりボールねじを介して駆動される。

【００１１】Ｚサドル４の下端部にはＸ軸方向と直角の
水平Ｙ軸方向に長いホルダ５が固着されていて、ホルダ
５の両端にセンサ取付板８，８が固着されており、セン
サ取付板８，８にワークＷの上端位置を検出するＺセン
サ６，６と、ワークＷの搬送方向前端位置を検出するＸ
センサ７，７が取着されている。

【００１２】ホルダ５にはワーク搬送方向前側に複数個
の吸着パッド９が吸着面を下向きにしてＹ軸方向一線上
に隣接して設けられている。各吸着パッド９は真空ポン
プ１１と電磁切換弁１２を介して連結されていて、吸着
パッド９が段ボール箱等ワークＷの上面との間で密閉し
た部屋を構成していれば、真空ポンプ１１による負圧と
大気圧との差圧でワークＷの吸着が可能で、密閉した部
屋が構成されないとき、すなわち大気中に開口している
場合には、その開口している吸着パッドのみ吸入路が閉
止されるようになっている。

【００１３】これら各要素のうち、Ｘサドル３，Ｚサド
ル４，ホルダ５，センサ取付板８，Ｚセンサ６，Ｘセン
サ７，吸着パッド９によりワークの搬送装置１０が構成
されている。またフレームの底板１ｃの中央にパレット
昇降装置１５が設置されており、図示しない駆動モータ
によりワークＷを積載したパレット１６を上下に移動位
置決め可能とされている。

【００１４】図２は上述の各駆動モータを制御する制御
装置１７の構成を表すブロック線図で、外部から情報を
入出力するデータ入出力部１８、入力された情報を記憶
するデータ記憶部１９、Ｚセンサ６及びＸセンサ７から
の情報を監視するセンサ監視部２０、上述のデータ記憶
部１９に記憶された情報とセンサ情報とから荷下ろし動
作に必要な各指令値を算出する演算部２１、各駆動モー
タを制御する運転制御部２２の各部１８〜２２により構
成されている。

【００１５】図７は本発明のワーク吸着ミスを検出、補
正するための制御を示すブロック線図である。前端位置
検出部２３はＸセンサ７がワーク前端位置を検出したと
きＸ軸サーボモータに取り付けられた位置検出エンコー
ダ２６からの情報を受けてワークの位置を求める部分、
検出位置記憶部Ａ２４は今回の、検出位置記憶部Ｂ２５
は前回の検出位置を記憶する部分、搬送ミス判定部２７
は今回と前回の検出位置から、今回検出したワークが前
回搬送ミスしたものか否かを判定する部分、新吸着位置
生成部２８は判定部２７で搬送ミスと判断した場合、予
めパラメータ入力された量だけずれた変更吸着位置を求
める部分である。尚、今回の検出位置を記憶する検出位
置記憶部Ａ２４を設けることなく、今回の検出位置を直
接搬送ミス判定部２７に入力することも可能である。

【００１６】ここで、本発明のデパレタイザの対象とな
るワークＷのパレット１６上での積み付け条件は、面積
みすなわち一層に積み付けられたワークＷの高さｈが等
しいものに限られており、図３（ａ）〜（ｅ）に示すよ
うなそれぞれの荷積みパターンが実用されている。尚、
各層ごとに高さの異なるのは許される。

【００１７】尚、吸着パッド９が取り付けられているホ
ルダ５は図９に示すように、２つの部材５ａ，５ｂに分
割し、部材５ａはＺサドル４に固着して、この部材５ａ
の先端にて枢軸５ｃにより部材５ｂを垂直面にて旋回可
能に支持する。そして図示しない駆動手段によって吸着
パッド９を水平・垂直のいずれかに旋回割出し可能な構
成とする事もできる。

【００１８】続いて本実施の形態の作用を説明する。最
初に吸着パッド９を用いた段ボール箱（ワーク）Ｗ１の
荷下ろし動作について説明する。

【００１９】先ず吸着パッド９によるワークの吸着方法
は、図４に示すように吸着パッド９とワーク上端位置検
出用Ｚセンサ６及びワーク前端位置検出用Ｘセンサ７と
の位置関係、すなわちＺセンサ６と吸着パッド９下端と
のＺオフセット量をＺｄ、Ｘセンサ７と吸着パッド９の
中心とのＸオフセット量をＸｄ、吸着位置のワーク前端
からの距離をｄとする。更にＺセンサ６でワーク上端を
検出したときのＺセンサのＺ座標値をＺ、Ｘセンサでワ
ーク前端を検出したときのＸセンサのＸ座標値をＸとす
ると、吸着位置のＺ座標値はＺ−Ｚｄ，吸着時のワーク
前端位置のＸ座標値はＸ−（Ｘｄ＋ｄ）である。

【００２０】よって、予め制御装置１７のデータ記憶部
１９にデータ入出力部１８を介して上記Ｚｄ，Ｘｄ，ｄ
のそれぞれの値を記憶させておく。そして、制御装置１
７のセンサ監視部２０よりＺセンサ６とＸセンサ７のワ
ーク検出完了情報を出力すると、演算部２１で検出完了
時のＺ・Ｘ座標値（現在値）と、記憶するＺｄ，Ｘｄ，
ｄとにより演算によって吸着パッド９のワーク吸着位置
のＺ・Ｘ座標値を求め、運転制御部２２を介してＺサド
ル４とＸサドル３を移動させる。そしてＺサドル４とＸ
サドル３との位置決めが完了すると制御装置１７からの
指令で電磁切換弁１２が作動して真空ポンプ１１が発生
した負圧を吸着パッド９に送り段ボール箱Ｗ１を吸着さ
せるのである。

【００２１】本作用例で荷下ろしする段ボール箱（ワー
ク）Ｗ１のパレット１６上での荷姿を、図５に示すよう
に高さｈの箱を４個積層数ｎ＝４にピンホイール積みし
たものとして作用説明する。先ず、荷下ろし動作に入る
前に、制御装置１７のデータ入出力部１８からデータ記
憶部１９にワークの高さｈ、荷下ろしする層数ｎ＝４、
及び基準となるローラコンベア２上面の高さ、及びＺオ
フセット量Ｚｄ、Ｘオフセット量Ｘｄ、吸着位置ｄをそ
れぞれ入力して記憶させておく。

【００２２】そして図６の動作説明図に示すように上述
の荷姿に積載されたパレットが、図示しない搬入手段で
パレット昇降装置１５上に搬入セットされたあと、図示
しない起動ボタンにより制御装置１７に荷下ろし動作開
始を指示する。制御装置１７ではこの動作開始指示を受
けてワーク上端位置検出用Ｚセンサ６を基準となる荷下
ろし面、すなわちローラコンベア２の上面からｈの高さ
に位置決め指令する。位置決め完了後パレット昇降装置
１５に上昇指令を出し、上昇動作中にＺセンサ６が最上
段の段ボール箱（ワーク）Ｗ１の上端を検出したら、パ
レット昇降装置１５を停止する（図６ａ）。

【００２３】次いで、ワーク前端位置検出用Ｘセンサ７
をＸ軸マイナス側（反ローラコンベア２側）に移動し、
移動中に段ボール箱Ｗ１の前端を検出したら停止する
〔図６（ｂ）、及び図５（ａ）の第１回前端検出位
置〕。以上の検出完了時のＺ・Ｘ座標値（現在値）と記
憶するＺｄ，Ｘｄ，ｄとにより吸着パッド９の吸着位置
座標値を演算して、吸着パッド９を図５の第１回吸着位
置に移動する。移動後電磁切換弁１２を作動させて、真
空ポンプ１１の作用により吸着パッド９と段ボール箱Ｗ
１との間に吸着力を発生させる〔図６（ｃ）〕。

【００２４】次いで、図示しない圧力センサ等で吸着力
の発生を確認したあと、吸着パッド９をＺ軸方向に僅か
に上昇させ、段ボール箱（図５でワークＡ，Ｂ）の搬送
方向前側を僅かに持ち上げ、箱の後側が下段の段ボール
箱に載ったままの状態で、Ｘ軸プラス方向（ローラコン
ベア２側）に移動し、ローラコンベア２上の所定荷下ろ
し位置で停止する〔図６（ｄ）〕。

【００２５】次いで、電磁切換弁１２を作動させて、吸
着パッド９への真空ポンプ１１の作用を断つと同時に吸
着パッド９とワーク間の真空域を大気圧に戻して吸着力
を解消する〔図６（ｅ）〕。こうしてローラコンベア２
上に移載された段ボール箱Ｗ１は、この後ローラコンベ
ア２に回転を与えてデパレタイザ外に排出する。

【００２６】ローラコンベア２上の段ボール箱Ｗ１が搬
出されたあと、２回目の荷下ろし動作に入る。先ずＺセ
ンサ６がＺ軸方向上側に僅かに移動して段ボール箱Ｗ１
の上面より高くしたあと、Ｘ軸マイナス方向（段ボール
箱Ｗ１側）に移動する。移動途中においてＸセンサ７が
図５でワークＣの前端を検出したら停止する〔図６
（ｆ）及び図５の第２回前進端検出位置〕。

【００２７】このあと、上述と同一の方法で吸着パッド
９が図５の第２回吸着位置へ移動する。このとき、図５
に示すようにワークＣの上面との間では密閉され得る複
数の吸着パッド９が存在するが、ワークＤの上面との間
では密閉され得る吸着パッド９が存在しない。従って、
第２回吸着位置で真空ポンプ１１を作用させたとき吸着
できるのはワークＣのみである。こうしてワークＣのみ
を吸着して上述と同一の方法でローラコンベア２上に荷
下ろして、ローラコンベア２からワークＣを排出したあ
と、引続き３回目の荷下ろし動作に入る。

【００２８】このときは、図５の第３回前進端検出位置
でワークＤを検出し、第３回吸着位置でワークＤを吸着
する。次いで、ワークＤを上述と同一の方法でローラコ
ンベア２上に荷下ろししたあと、ローラコンベア２から
ワークＤを排出すれば、最上層の段ボール箱Ｗ１のすべ
ての荷下ろしが終了する。

【００２９】一層の荷下ろし終了を制御装置１７が認識
すると、引き続き各層の段ボール箱Ｗ１に対して上述と
同一の一連の荷下ろし動作を繰り返し、データ記憶部１
８に記憶されているｎ＝４段分の荷下ろしを実行する。

【００３０】以上の説明で明らかなように、本発明のデ
パレタイザは、ワーク前端検出用Ｘセンサ７で検出した
ワークＷに対して荷下ろし動作を行い、一方から順に荷
下ろしするので、いかなる積み付けパターンであって
も、すべてのワークＷは一度は必ずＸセンサの検出対象
となり、荷下ろしが可能である。尚、一度に何個のワー
クＷが荷下ろし（吸着）可能かは積み付けパターン次第
である。

【００３１】また、搬送途中において例えば吸着力の低
下等の理由で段ボール箱（ワーク）Ｗ１を落とした場
合、落とした段ボール箱Ｗ１は元の位置から荷下ろし位
置までの間で下層の段ボール箱の上に載っているので、
落とさなかった段ボール箱の荷下ろしが終了後、Ｘセン
サ７のＸマイナス方向移動で落としたダンボール箱Ｗ１
の存在を確認する。従って第２回目以降と同じ荷下ろし
動作を実行することにより、再荷下ろしが可能である。
尚、吸着パッド９を水平方向と垂直方向とに旋回割出し
可能とすれば、段ボール箱Ｗ１の形状、上面の状態など
に合わせて、最適な面を把持面にする事ができる。

【００３２】また、吸着パッド９は前述のように荷下ろ
し方向（Ｘ軸方向）に対して直角かつ水平の間口方向
（Ｙ軸方向）一線上に隣接して複数個設置されており、
積み付けパターンによって同時に吸着するワーク数は異
なるが、一度に可能な限り多くのワークの吸着が可能で
あり、一個ずつ荷下ろしする従来のデパレタイザに較べ
て大幅な作業時間の短縮が可能である。

【００３３】続いて本発明のワーク搬送ミスの判定処理
について図８に基づいて説明する。前回の搬送時、実線
にて示す正規位置ａにあるワークをＸセンサ７にて検出
し吸着パッド９で吸着したが、ワーク上面の傷，亀裂等
により吸着が不充分な状態で、搬送動作を行った場合、
ワークは一旦吸着されかかったためにその位置が破線で
示す位置ｂにずれて取り残されたものとする。前進端ま
で移動した後、次のワークの搬送のために搬送装置１０
が後退してワークに接近し、Ｘセンサ７が前端位置ｂで
ワークを検出する。このとき、前回の検出位置ａと今回
の検出位置ｂとの距離ＤＣＰを求める。このＤＣＰの許
容範囲として＋側の許容範囲をＣtda 、−側の許容範囲
をＣtdb とし、Ｃtda ≧ＤＣＰ≧Ｃtdb のときを搬送ミ
スと判断する。

【００３４】搬送ミスと判断した場合には、前回の吸着
位置即ち距離ｄに予め入力されたパラメータ分だけ吸着
位置をオフセットし、吸着パッド９にワーク上面の傷・
亀裂等を避けた位置を吸着させて搬送動作を行わせるも
のである。上記式に当てはまらない場合には、今回検出
したワークは前回ののもとは別のワークとして、当初の
吸着位置ｄを吸着させて搬送を行う。以上はワークの上
面を吸着する場合について述べたが、図９に示されるよ
うに吸着パッド９を旋回可能としてワークの側面を吸着
する場合には、搬送ミスと判断した際にＺ軸方向に吸着
位置をオフセットするようにすることもできる。また、
上記説明においてはワークを吸着して搬送する旨を述べ
たが吸着以外の把持方法を用いてもよいことは勿論であ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明のワーク搬送
制御装置によれば、機械的な装置を付加することなく確
実にワークの搬送ミスを判定し、搬送ミスの場合にはワ
ーク上面の所定位置の性状によりワークを把持できない
ものと想定し、同一ワーク上面の他の位置に把持位置を
ずらして把持・搬送を行うようにしたので、把持が出来
ず自動搬送が出来なくなるということがなくなるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置により作動するデパレタイザ
の全体構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図２】デパレタイザの通常の制御を行う場合のブロッ
ク線図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）はデパレタイザの対象となる荷
積みパターンをそれぞれ奇数段と偶数段の配列図と斜視
図とで示した説明図である。

【図４】センサ位置の説明図で、（ａ）はセンサと吸着
パッドのオフセット量の説明図、（ｂ）はワーク吸着位
置とワーク前端面の座標位置の説明図である。

【図５】段ボール箱の荷積みパターンと荷下ろし時の吸
着位置とを示す説明図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正
面図である。

【図６】（ａ）〜（ｆ）は吸着パッドによる荷下ろしの
動作説明図である。

【図７】本発明ワーク吸着搬送ミスの検出及び補正搬送
の制御用ブロック線図である。

【図８】ワーク吸着搬送ミスの判定説明図である。

【図９】旋回割出式吸着パッドの説明図である。

【図１０】従来技術の物品積み下ろし装置の全体斜視図
である。

【図１１】図１０の吸着ヘッド部の拡大斜視図である。

【符号の説明】

３ Ｘサドル ４ Ｚサドル ５ ホルダ ６ Ｚセンサ ７ Ｘセンサ ９ 吸着パッド １０ 搬送装置 １６ パレット １７ 制御装置 ２３ 前端位置検出部 ２４ 検出位置記憶部Ａ ２５ 検出位置記憶部Ｂ ２７ 搬送ミス判定部 ２８ 新吸着位置生成部 Ｗ ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台上に載置されたワークの内から搬送方
   向の前端にあるワークの前端位置を検出する検出手段，
   この前端位置にある少なくとも一つのワークを保持する
   ワーク保持手段，前記検出手段及び前記ワーク保持手段
   を備え前記搬送方向に移動してワークを搬送する搬送手
   段，を有するワーク搬送装置と、前記検出手段により検
   出した前回の前端検出位置及び今回の前端検出位置を記
   憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶されている前回及
   び今回の前端検出位置のずれ量から今回検出したワーク
   が前回搬送ミスしたワークであるか否かを判定する搬送
   ミス判定手段とを備えてなるワーク搬送制御装置。
2. 【請求項２】 前記搬送ミス判定手段の判定結果に基づ
   いて前記ワーク保持手段によるワークの新しい保持位置
   を決定する手段とを備え、前記ワーク保持手段の前回搬
   送ミスしたワークに対する保持位置を変えて再搬送を行
   うことを特徴とする請求項１記載のワーク搬送制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記ワーク搬送装置が、パレット上水平
   のワークの搬送方向とその垂直方向との直交二軸方向に
   移動可能に設けられた搬送手段と、該搬送手段を前記直
   交二軸方向にそれぞれ移動させる駆動手段と、前記搬送
   手段に設けられ搬送方向前側にあるワークの上端位置と
   前端位置とをそれぞれ検出する二個の検出手段と、前記
   搬送手段に設けられ搬送方向前側にあるワークを少なく
   とも一個保持するワーク保持手段と、予め記憶する前記
   ワークの基準となる前端位置又は上端位置から保持位置
   までの距離と前記ワーク保持手段から前記二個の検出手
   段までのそれぞれの距離と前記搬送手段の前記直交二軸
   の現在位置とからワークを保持して搬送するに必要な前
   記搬送手段の位置決め情報を求める制御手段とからなる
   請求項１又は２記載のワーク搬送制御装置。