KR20200137972A - 이송 장치 - Google Patents

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KR20200137972A
KR20200137972A KR1020200045081A KR20200045081A KR20200137972A KR 20200137972 A KR20200137972 A KR 20200137972A KR 1020200045081 A KR1020200045081 A KR 1020200045081A KR 20200045081 A KR20200045081 A KR 20200045081A KR 20200137972 A KR20200137972 A KR 20200137972A
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hand
suction
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KR1020200045081A
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타카유키 오시카와
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무라다기카이가부시끼가이샤
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Abstract

(과제) 이송 장치에 있어서 상면을 흡착할 수 없는 하물을 안전하게 이송할 수 있게 한다.
(해결수단) 하물(W)을 전후 방향으로 이동시킴으로써 이송를 행하기 위한 이송 장치로서, 기부(25)와, 기부(25)에 대하여 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물(W)의 저면을 지지 가능한 지지판 부재(27)와, 지지판 부재(27)를 기부(25)에 대하여 전후 방향으로 구동하는 전후 구동 장치(29)와, 기부(25)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물(W)의 측면을 흡착 가능한 흡착 장치(31)와, 흡착 장치(31)를 기부(25)에 대하여 적어도 상승 방향으로 구동하고, 하강 방향으로는 흡착 장치(31)로부터 이탈 가능하게 지지하는 상하 구동 장치(35)를 구비한다.

Description

이송 장치{TRANSFER DEVICE}
본 발명은 이송 장치, 특히, 스태킹된 물품으로부터 1 또는 복수의 물품을 꺼내기 위한 이송 장치에 관한 것이다.
현재, 물류업계에서의 일손부족, 로봇 동작 기술·화상 인식 기술의 진보에 따라, 중노동인 팔레타이즈, 디팔레타이즈의 작업을 로봇에게 시키는 움직임이 확대되고 있다.
팔레타이즈, 디팔레타이즈의 동작은, 하물의 상면을 핸드(로봇의 선단에 붙여서 실제로 하물을 파지하는 기구)로 에어 흡착해서 반송하는 것이 일반적이다.
예를 들면, 스태킹된 복수의 물품으로 이루어지는 물품군에 대하여, 피킹 로봇에 의해 최상단으로부터 물품을 하나씩 피킹하는 피킹 시스템이 존재하고 있다(예를 들면 특허문헌 1).
일본 특허공개 2019-5871호 공보
종래의 피킹 로봇은 하물의 상면을 에어 흡착해서 이송를 행한다. 그러나, 천면이 개방된 형상의 골판지 상자의 경우에는, 상면 흡착해서 이송하는 것이 어렵다.
한편, 골판지 상자의 측면을 흡착하는 피킹 로봇도 개발되어 있다. 그러나, 측면을 흡착해서 이송하는 것에서는 흡착 부분에 경사 방향으로의 큰 하중이 작용하므로 하물이 파손될 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 이송 장치에 있어서 상면을 흡착할 수 없는 하물을 안전하게 이송할 수 있게 하는 것에 있다.
이하에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 형태를 설명한다. 이들 형태는 필요에 따라서 임의로 조합시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 견지에 따른 이송 장치는, 하물을 전후 방향으로 이동시킴으로써 이송를 행하기 위한 장치로서, 기부와, 지지판 부재와, 전후 구동 장치와, 흡착 장치와, 상하 구동 장치를 구비하고 있다.
지지판 부재는 기부에 대하여 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물의 저면을 지지 가능하다.
전후 구동 장치는 지지판 부재를 기부에 대하여 전후 방향으로 구동한다.
흡착 장치는 기부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물의 측면을 흡착 가능하다.
상하 구동 장치는 흡착 장치를 기부에 대하여 적어도 상승 방향으로 구동하고, 하강 방향으로는 흡착 장치로부터 이탈 가능하게 지지한다.
또, 여기에서의 「전후 방향」이란 하물에 대하여 가까워지는 측을 앞측으로 하고, 멀어지는 측을 뒷측으로 하는 방향을 말한다.
이하, 일례로서 스태킹된 하물 중 1 또는 복수를 꺼내는 동작(디팔레타이즈 동작)을 설명한다.
이 이송 장치에서는, 흡착 장치가 하물의 측면을 흡착하고, 이어서 상하 구동 장치가 흡착 장치를 상방으로 이동시킴으로써 하물을 들어올린다. 이어서, 전후 구동 장치가 지지판 부재를 앞측으로 이동시키고, 하물의 하방에 집어넣는다. 다음에, 전후 구동 장치가 지지판 부재를 앞측으로 꺼내면서, 이송 장치 전체가 뒷측으로 이동시켜진다. 이것에 의해 흡착 장치 및 하물이 지지판 부재의 위에 당겨진다. 다음에, 상하 구동 장치가 흡착 장치를 하방으로 내리면, 흡착 장치는 하물과 함께 하강한다. 흡착 장치의 하강 동작의 도중에 하물의 하면이 지지판 부재에 접촉하면, 그 후는 상하 구동 장치가 흡착 장치로부터 멀어져 가므로, 최후는 하물이 이송 테이블 위에 적재된다.
이 이송 장치에서는, 흡착 장치가 하물을 흡착한 상태 그대로, 하물의 하중을 지지판 부재에 맡길 수 있다. 따라서, 흡착 장치에 큰 하중이 작용하지 않는다. 그 결과, 흡착 장치의 안전성이 향상된다.
상하 구동 장치는 흡착 장치를 밀어올리는 실린더와, 흡착 장치를 하방으로 바이어싱하는 스프링 부재를 갖고 있어도 좋다.
이 이송 장치에서는, 실린더의 피스톤이 하강해 가면 그 도중에서 피스톤은 흡착 장치로부터 떨어진다. 그 경우에도 스프링 부재에 의해 흡착 장치를 하강시킴으로써 하물을 확실하게 지지판 부재 또는 소정 위치의 위에 실을 수 있다.
전후 구동 장치는 지지판 부재를 흡착 장치의 전후 방향 위치보다 뒷측으로 이동 가능하여도 좋다.
상하 구동 장치는 흡착 장치를 지지판 부재와 높이 방향으로 중복되는 위치까지 하강 가능하여도 좋다.
이 이송 장치에서는, 흡착 장치가 지지판 부재와 높이 방향으로 중복되는 위치까지 하강할 수 있으므로, 높이가 낮은 하물도 흡착 장치가 흡착해서 이송할 수 있다.
상하 구동 장치는 흡착 장치를 하강 위치에서 요동 불능으로 고정함과 아울러, 상승 위치에서 요동 가능하게 유지하는 캠을 갖는 유지기구를 갖고 있어도 좋다.
이 이송 장치에서는 유지기구를 사용함으로써 흡착 장치의 승강 동작에 의해서 흡착 장치의 요동의 록과 해제를 스위칭할 수 있다.
이송 장치는 흡착 장치의 하면에 설치된 접촉 부재를 더 구비하고 있어도 좋다.
이하, 일례로서, 이송 장치의 흡착 장치에 의해서 측면이 흡착되고 또한 하면이 지지판 부재에 의해서 지지된 하물을 싣는 동작(팔레타이즈 동작)을 설명한다.
하물을 소정 위치 부근까지 가까이 한 후에, 전후 구동 장치가 지지판 부재를 하물의 아래로부터 빼내도록 뒷측으로 이동시킨다. 그러면, 하물이 소정 위치에 실려 가는 도중에 있어서, 지지판 부재가 하물로부터 떨어지면, 흡착 장치가 하물과 함께 하강해서 지지판 부재에 접촉한다. 이 때에 지지판 부재에 실제로 접촉하는 것은 접촉 부재이다. 따라서, 접촉 부재가 완충재로서 기능하고, 그 때문에 흡착 장치 및 지지판 부재의 파손이 생기기 어렵다.
본 발명에 따른 이송 장치에서는, 상면을 흡착할 수 없는 하물을 안전하게 이송할 수 있게 한다.
도 1은 제 1 실시형태의 피킹 시스템의 개략 평면도.
도 2는 핸드의 비스듬하게 위로부터의 사시도.
도 3은 핸드의 비스듬히 아래로부터의 사시도.
도 4는 핸드의 평면도.
도 5는 핸드의 측면도.
도 6은 핸드의 모식적 측면도.
도 7은 핸드의 모식적 측면도.
도 8은 핸드의 핸드 베이스와 상하 구동 장치의 관계를 나타내는 모식도.
도 9는 유지기구의 모식도.
도 10은 유지기구의 모식도.
도 11은 핸드의 제어 구성을 나타내는 블럭도.
도 12는 핸드에 의한 디팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 13은 핸드에 의한 디팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 14는 핸드에 의한 디팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 15는 핸드에 의한 디팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 16은 핸드에 의한 디팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 17은 핸드에 의한 디팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 18은 핸드에 의한 팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 19는 핸드에 의한 팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 20은 핸드에 의한 팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 21은 핸드에 의한 팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도.
도 22는 팔레타이즈 동작의 실린더, 스프링, 접촉 부재의 동작을 설명하기 위한 모식도.
도 23은 팔레타이즈 동작의 실린더, 스프링, 접촉 부재의 동작을 설명하기 위한 모식도.
도 24는 팔레타이즈 동작의 실린더, 스프링, 접촉 부재의 동작을 설명하기 위한 모식도.
1. 제 1 실시형태
(1) 피킹 시스템의 전체 구성
도 1을 이용하여, 본 발명의 제 1 실시형태로서 피킹 시스템(1)을 설명한다. 도 1은 제 1 실시형태의 피킹 시스템의 개략 평면도이다.
피킹 시스템(1)은 요구된 물품을 피킹하는 장치이며, 구체적으로는, 하물(W)을 팰릿(P) 상에 스태킹하는(팔레타이즈) 동작과, 스태킹된 하물(W)로부터 하물(W)을 꺼내는(디팔레타이즈) 동작을 행한다.
피킹 시스템(1)은 팔레타이즈부(3)와 디팔레타이즈부(5)를 갖고 있다. 팔레타이즈부(3)에서는 하물(W)이 스태킹되어 간다. 디팔레타이즈부(5)에서는 하물(W)이 빼내어져 간다. 하물(W)은, 예를 들면 팰릿(P) 상에 상하 전후 좌우로 정렬 상태로 겹쳐 쌓여 있다.
피킹 시스템(1)은 반입 컨베이어 장치(7)를 갖고 있다. 반입 컨베이어 장치(7)는 하물(W)을 피킹 위치에 반입하는 장치이다.
피킹 시스템(1)은 반출 컨베이어 장치(9)를 갖고 있다. 반출 컨베이어 장치(9)는 하물(W)을 피킹 위치로부터 반출하는 장치이다.
반입 컨베이어 장치(7)와 반출 컨베이어 장치(9)는 인접해서 배치되어 있고, 하나의 수평 방향으로 연장되어서 평행하게 배열되어 있다.
피킹 시스템(1)은 피킹 로봇(15)(이송 장치의 일례)을 갖고 있다. 피킹 로봇(15)은 팔레타이즈 동작과 디팔레타이즈 동작을 하기 위한 장치이다. 피킹 로봇(15)은 팔레타이즈부(3)와 디팔레타이즈부(5) 사이에 배치되어 있다.
(2) 피킹 로봇
피킹 로봇(15)은 로봇 암(21)을 갖고 있다. 로봇 암(21)은 공지의 기술이다.
피킹 로봇(15)은 핸드(23)(이송 장치의 일례)를 갖고 있다. 핸드(23)는 하물(W)을 전후 방향(하물(W)에 가까워지는 측을 앞측으로 하고, 멀어지는 측을 뒷측으로 하는 방향)으로 이동시킴으로써 이송를 행하기 위한 장치이며, 로봇 암(21)의 선단에 장착되어 있다.
도 2∼도 5를 이용하여 핸드(23)를 설명한다. 도 2는 핸드의 비스듬히 위로부터의 사시도이다. 도 3은 핸드의 비스듬히 아래로부터의 사시도이다. 도 4는 핸드의 평면도이다. 도 5는 핸드의 측면도이다.
핸드(23)는 핸드 베이스(25)를 갖고 있다. 핸드 베이스(25)는 로봇 암(21)의 암의 선단 하부에 회전 가능하게 연결되어 있다. 선회 장치(26)(도 1)에 의해서 핸드(23)는 로봇 암(21)에 대하여 선회시켜진다.
핸드(23)는 이송 테이블(27)을 갖고 있다. 이송 테이블(27)은 핸드 베이스(25)의 하면에 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물(W)의 저면을 지지 가능하다. 구체적으로는, 이송 테이블(27)은 핸드 베이스(25)의 하면에 있는 가이드부(도시하지 않음)에 대하여 이동 가능하게 지지되어 있다. 이송 테이블(27)은 핸드 베이스(25)에 비해서 전후 방향으로 길게 형성된 직사각형상이며, 핸드 베이스(25)의 전후 방향 어느 측으로 돌출할 수 있다.
핸드(23)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 이송 테이블 구동 장치(29)(전후 구동 장치의 일례)를 갖고 있다. 이송 테이블 구동 장치(29)는 이송 테이블(27)을 핸드 베이스(25)에 대하여 전후 방향으로 구동하는 장치이다.
이송 테이블 구동 장치(29)는 핸드(23)에 설치된 모터(30), 이송 테이블(27)에 설치된 복수의 풀리(도시하지 않음), 풀리에 걸린 벨트(도시하지 않음)로 이루어진다. 이송 테이블 구동 장치는 체인 기구, 랙 앤드 피니언 기구, 전동 실린더 또는 에어실린더여도 좋다.
또, 이송 테이블 구동 장치(29)는 이송 테이블(27)을, 전단이 흡착 장치(31)(후술)보다 전후 방향 앞측에 있는 제1위치(예를 들면 도 7)와, 전단이 흡착 장치(31)보다 전후 방향 뒷측에 있는 제2위치(예를 들면 도 2) 사이에서 이동 가능하다.
도 6 및 도 7을 이용하여 이송 테이블(27)의 구조를 설명한다. 도 6은 핸드의 모식적 측면도이다. 도 7은 핸드의 모식적 측면도이다.
이송 테이블(27)에는 슬라이드 벨트(47)가 감겨 있다. 슬라이드 벨트(47)는 양단이 핸드 베이스(25)의 하부에 고정되어 있고, 이송 테이블(27)의 양측 상면 및 하면을 덮어서 권회되어 있다. 이송 테이블(27)이 핸드 베이스(25)에 대하여 전후 방향으로 이동하면, 슬라이드 벨트(47)가 이송 테이블의 이동위치를 따르도록 변형한다. 따라서, 하물(W)이 이송 테이블(27)에 이송될 때는, 하물(W)로부터 슬라이드 벨트(47)로 전후 방향의 하중이 작용하면, 슬라이드 벨트(47)의 하물(W)과 접촉하는 부분은 하물과 함께 이송 테이블(27)에 대하여 전후 방향으로 이동한다. 즉, 슬라이드 벨트(47)는 이송 테이블(27)에 대하여 슬라이딩하지만, 하물(W)은 슬라이드 벨트(47)와 슬라이딩하지 않고 이송 테이블(27) 위에 끌어들여진다. 따라서, 하물(W)이 파손되기 어렵다.
핸드(23)는 흡착 장치(31)(흡착 장치의 일례)를 갖고 있다. 흡착 장치(31)는 핸드 베이스(25)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물(W)의 측면을 흡착 가능하다. 흡착 장치(31)는 흡인 장치(49)(도 11)에 의해서 흡인 및 흡인 해제가 행하여진다. 흡착 장치(31)는 실제로 하물(W)에 접촉하는 흡착 패드(31a)를 갖고 있다.
도 8을 이용하여 핸드(23)를 더 설명한다. 도 8은 핸드의 핸드 베이스와 상하 구동 장치의 관계를 나타내는 모식도이다.
핸드(23)는 상하 구동 장치(33)(상하 구동 장치의 일례)를 갖고 있다. 상하 구동 장치(33), 흡착 장치(31)를 핸드 베이스(25)에 대하여 상하 방향으로 이동시킨다.
상하 구동 장치(33)는 에어실린더(35)를 갖고 있다. 에어실린더(35)는 흡착 장치(31)를 핸드 베이스(25)에 대하여 상승 방향으로 구동한다. 에어실린더(35)는 하강 방향으로는 흡착 장치(31)로부터 이탈 가능하다. 에어실린더(35)는 피스톤(35a)을 갖고 있고, 피스톤(35a)은 흡착 장치(31)의 받침부(31b)에 하방으로부터 접촉하여 흡착 장치(31)를 밀어올리는 것이 가능하다. 에어실린더(35)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 핸드 베이스(25)의 흡착 장치(31) 부근에 있어, 폭 방향 중간에 배치되어 있다.
상하 구동 장치(33)는 흡착 장치(31)를 하방으로 바이어싱하는 스프링 부재(37)를 갖고 있다. 구체적으로는, 스프링 부재(37)는 일단이 핸드 베이스(25)에 고정되고, 타단이 흡착 장치(31)에 고정되며, 핸드 베이스(25)에 대하여 흡착 장치(31)를 하방으로 잡아당기고 있다. 스프링 부재(37)를 이용함으로써 에어실린더(35)가 흡착 장치(31)로부터 하방으로 멀어진 후라도, 하물(W)을 확실하게 하강시켜서 이송 테이블(27) 위에 실을 수 있다(후술). 스프링 부재(37)는, 예를 들면 핸드 베이스(25)의 흡착 장치(31) 부근에 있어서 폭 방향의 양쪽 외측의 2개소에 배치되어 있다. 도 8에서는, 스프링 부재(37)는 에어실린더(35)의 근방에 배치되어 있지만, 이것은 모식적으로 그린 것 뿐이며, 실제의 배치를 한정하지 않는다. 또한, 스프링 부재(37)의 고정처는 특별하게 한정되지 않는다. 또, 보다 상세하게는, 에어실린더(35)의 피스톤(35a)이 하방으로 내려갈 때에, 흡착 장치(31)는 자체 중량 및 스프링 부재(37)에 잡아당겨짐으로써 피스톤(35a)에 계속해서 추종하고, 하물(W)이 하방의 장치 또는 하물에 실리면 하방으로의 이동을 정지한다. 이것 이후, 피스톤(35a)이 흡착 장치(31)로부터 멀어진다.
상하 구동 장치(33)는 흡착 장치(31)를 이송 테이블(27)과 높이 방향으로 중복하는 위치까지 하강 가능하다(도 12를 참조). 이 때, 이송 테이블(27)은 흡착 장치(31)의 전후 방향 위치보다 뒷측(상술의 제2위치)에 있다. 따라서, 키가 낮은 하물(W)도 피킹 가능이다. 상기가 가능하게 되는 것은, 에어실린더(35)가 가장 수축된 상태에 있어서 흡착 장치(31)는 핸드 베이스(25) 및 이송 테이블(27)에 대하여 최하방 위치에 있지만, 이 때 흡착 장치(31)의 하면이 이송 테이블(27)의 상면보다 하방에 있기 때문이다. 단, 상기 구조는 필수적이지는 않다.
핸드(23)는 흡착 장치(31)의 하면에 접촉 부재(39)를 더 갖고 있다. 접촉 부재(39)는 흡착 장치(31)의 하면에 부분적으로 형성되어 있다. 접촉 부재(39)는 고무 등의 탄성 부재이다. 구체적으로는, 접촉 부재(39)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 흡착 장치(31)의 폭 방향 외측의 양단 부근에 설치되어 있고, 전후 방향으로 연장되는 띠 형상이다. 접촉 부재의 형상, 개수, 위치, 재료는 특별하게 한정되지 않는다. 또한, 접촉 부재는 생략되어도 좋다.
핸드(23)는 흡착 장치 유지기구(43)(이하, 유지기구(43)라고 한다)를 갖고 있다. 유지기구(43)는 흡착 장치(31)를 하강 위치에서 요동 불능으로 고정함과 아울러, 상승 위치에서 요동 가능하게 유지한다.
도 9 및 도 10을 이용하여 유지기구(43)를 구체적으로 설명한다. 도 9 및 도 10은 유지기구의 모식도이다.
유지기구(43)는 캠 부재(53)와 롤러(55)를 갖고 있다. 캠 부재(53)는 핸드 베이스(25)의 본체에 고정되어 있다. 캠 부재(53)는 롤러(55)를 지지하기 위해서 도려냄부(54)를 갖고 있다. 도려냄부(54)는 흡착 장치(31)측의 측면 하부에 있어서, 상하 방향으로 직선 형상으로 연장되는 록킹면(54a)을 갖는다. 도려냄부(54)는, 또한, 흡착 장치(31)측의 측면에 있어서 록킹면(54a)으로부터 연속함과 아울러, 매끄럽게 만곡하는 만곡면(54b)을 갖고 있다. 만곡면(54b)은 록킹면(54a)으로부터 전후 방향의 뒷측으로 오목해져 있다. 도려냄부(54)는 록킹면(54a) 및 만곡면(54b)에 대향하는 제2록킹면(54c)을 갖고 있다. 제2록킹면(54c)은 상하 방향으로 연장되어 있다. 캠 부재(53)는, 예를 들면 핸드 베이스(25)의 흡착 장치(31) 부근에 있어서, 폭 방향의 양쪽 외측의 2개소에 배치되어 있다.
롤러(55)는 흡착 장치(31)의 하부의 캠 부재(53)측에 회동 가능하게 설치되어 있다. 롤러(55)의 회동축은 핸드(23)의 폭 방향으로 평행하다. 롤러(55)는 캠 부재(53)의 록킹면(53a), 만곡면(53b)의 근방에서 접촉 또는 근접하고 있다.
흡착 장치(31)는 상부의 캠 부재(53)측에 회동 중심이 되는 지점(31c)을 갖고 있다. 지점(31c)의 회동축은 핸드(23)의 폭 방향으로 평행하다. 지점(31c)은, 예를 들면 핀이며, 핀은 핸드 베이스(25)의 플레이트(도시하지 않음)에 형성된 상하 방향으로 연장되는 장구멍(도시하지 않음) 내를 이동 가능하게 가이드되어 있다.
흡착 장치(31)는 스토퍼(도시하지 않음)에 의해, 도 9의 상태로부터 시계 방향으로는 회동할 수 없게 되어 있다. 즉, 흡착 장치(31)는, 도 9의 상태로부터 반 시계 방향으로만 핸드 베이스(25)에 대하여 회동 가능하게 되어 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이 흡착 장치(31)가 하방에 있는 경우에는, 롤러(55)가 캠 부재(53)의 록킹면(53a)에 접촉하고 있고, 그 때문에 흡착 장치(31)는 반시계 방향으로 회동 불능으로 되어 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이 흡착 장치(31)가 상승하면, 롤러(55)가 캠 부재(53)의 만곡면(53b)에 슬라이딩하여 가고, 그것에 의해 흡착 장치(31)가 하물(W)의 자세에 맞춰서 핸드 베이스(25)에 대하여 기울 수 있다. 이 상태에서 흡착 장치(31)가 시계 방향으로 회동하려고 하면, 롤러(55)가 제2록킹면(54c)에 접촉함으로써 흡착 장치(31)의 회동을 제한한다.
이상과 같이, 캠 부재(53)를 사용함으로써 흡착 장치(31)의 회동의 록과 해제를 행하는 것을, 흡착 장치(31)의 승강 동작에 의해 스위칭할 수 있다.
(3) 핸드의 제어 구성
도 11을 이용하여 핸드(23)의 제어 구성을 설명한다. 도 11은 핸드의 제어 구성을 나타내는 블럭도이다.
핸드(23)는 컨트롤러(51)를 갖고 있다.
컨트롤러(51)는 프로세서(예를 들면, CPU)와, 기억 장치(예를 들면, ROM, RAM, HDD, SSD 등)와, 각종 인터페이스(예를 들면, A/D 컨버터, D/A 컨버터, 통신 인터페이스 등)를 갖는 컴퓨터 시스템이다. 컨트롤러(51)는 기억부(기억 장치의 기억영역의 일부 또는 전부에 대응)에 보존된 프로그램을 실행함으로써 각종 제어동작을 행한다.
컨트롤러(51)는 단일의 프로세서로 구성되어 있어도 좋지만, 각 제어를 위해서 독립된 복수의 프로세서로 구성되어 있어도 좋다.
컨트롤러(51)의 각 요소의 기능은, 일부 또는 모두가 컨트롤러(51)를 구성하는 컴퓨터 시스템으로 실행 가능한 프로그램으로서 실현되어도 좋다. 그 외에, 컨트롤러(51)의 각 요소의 기능의 일부는 커스텀 IC에 의해 구성되어 있어도 좋다.
컨트롤러(51)는 선회 장치(26), 이송 테이블 구동 장치(29), 흡인 장치(49), 에어실린더(35)를 제어한다.
컨트롤러(51)에는 간극 센서(36)로부터의 검출 신호가 송신된다.
컨트롤러(51)에는, 도시하지 않지만, 하물(W)의 크기, 형상 및 위치를 검출하는 센서, 각 장치의 상태를 검출하기 위한 센서 및 스위치, 그리고 정보 입력 장치가 접속되어 있다.
(4) 디팔레타이즈 동작
도 12∼도 17을 사용하여 스태킹된 하물(W) 중 1 또는 복수를 꺼내는 동작(디팔레타이즈 동작)을 설명한다. 도 12∼도 17은 핸드에 의한 디팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 핸드(23)를 목적으로 하는 하물(W)에 대응하는 위치로 이동시킨다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 흡착 장치(31)를 하물(W)의 아래 기준에서 하물(W)에 대고 흡착한다. 구체적으로는, 흡착 장치(31)가 하물(W)에 접촉하기 직전에, 흡인 장치(49)에 의해 흡인을 개시하고, 로봇 암(21)이 핸드(23) 전체를 이동함으로써 흡착 장치(31)를 하물(W)측에 압박한다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 흡착 장치(31)가 핸드 베이스(25)에 대하여 상승함으로써 하물(W)을 들어올린다. 구체적으로는, 에어실린더(35)가 흡착 장치(31)를 핸드 베이스(25)에 대하여 상승시킨다. 또, 에어실린더(35)가 하물(W)을 상승시키기 시작함과 동시에, 로봇 암(21)이 핸드(23) 전체를 뒷측으로 당기고 있다. 따라서, 하물(W)은 흡착 장치(31)로 들어올려져서 흡착 장치(31)와 함께 기운 상태로 된다.
하물(W)의 상승 후에 간극 센서(36)에 의해 간극 검출을 행하고, 이송 테이블(27)을 넣는 스페이스가 생겨 있다고 판단되면, 이송 테이블 구동 장치(29)가 이송 테이블(27)을 전방으로 이동시켜 하물(W) 아래에 있는 간극으로 집어넣는다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 이송 테이블(27)은 더욱 전진함으로써 하물(W)의 저면에 조금 접촉한다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 이송 테이블 구동 장치(29)가 이송 테이블(27)을 앞측으로 내밀면서, 로봇 암(21)이 핸드(23) 전체를 뒷측으로 당긴다(이 때, 이송 테이블(27)의 전후 방향 위치는 바뀌지 않는다). 이것에 의해, 흡착 장치(31) 및 하물(W)이 이송 테이블(27) 위에 끌어들여진다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 에어실린더(35)가 흡착 장치(31)를 하방으로 내린다. 구체적으로는, 피스톤(35a)이 하강해 간다. 그리고, 에어실린더(35)의 피스톤(35a)이 흡착 장치(31)로부터 하방으로 멀어지면, 흡착 장치(31)도 하물(W)과 함께 하강해 간다. 이 때, 흡착 장치(31) 및 하물(W)의 자체 중량에 추가해서 스프링 부재(37)의 바이어싱력에 의해서 흡착 장치(31)는 확실하게 하강한다. 이상의 결과, 하물(W)이 이송 테이블(27) 위에 실린다.
이상으로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 이 핸드(23)에서는 흡착 장치(31)가 하물(W)을 흡착한 상태 그대로, 하물(W)의 하중을 이송 테이블(27)에 맡길 수 있다. 따라서, 흡착 장치(31)에 큰 하중이 작용하지 않는다. 그 결과, 핸드(23)의 안전성이 향상된다.
(5) 팔레타이즈 동작
도 18∼도 21을 사용하여, 핸드(23)의 흡착 장치(31)에 의해 측면이 흡착되고, 또한 하면이 이송 테이블(27)에 의해 지지된 하물(W)을 싣는 동작(팔레타이즈 동작)을 설명한다. 도 18∼도 21은 핸드에 의한 팔레타이즈 동작의 일상태를 나타내는 모식도이다.
도 18에 나타낸 바와 같이 핸드(23)가 이동하여 하물(W)을 소정 위치 부근까지 가까이 한다. 이 때, 흡착 장치(31)는 하물(W)에 맞춰서 도중까지 하강한 상태이다. 하물(W)은 소정 위치의 상방까지 이동시켜지지만, 뒷측의 하물(W)과의 사이에는 간극을 두고 있다. 또한, 이송 테이블(27)은 하측의 하물(W)과의 사이에 간극을 두고 있다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 이송 테이블 구동 장치(29)가 이송 테이블(27)을 하물(W)의 아래로부터 빼내도록 뒷측으로 이동시킨다. 이 때, 하물(W) 및 흡착 장치(31)는 함께 기운 상태로 되어 있다. 하물(W)의 코너가 하측의 하물(W)에 접촉한 후에 흡착 장치(31)가 하강해 간다. 그리고, 흡착 장치(31)가 이송 테이블(27)의 상면에 실린다(도 19의 다음 상태로서, 도 19에서는 도시하고 있지 않다).
도 20에 나타내는 바와 같이, 이송 테이블(27)을 뒷측으로 이동시켜서 흡착 장치(31)로부터 뒷측에 떨어뜨린다. 그러면, 흡착 장치(31)는 이송 테이블(27)이 뒷측으로 이동해서 분리되므로 하강한다. 이 때, 로봇 암(21)에 의해 핸드(23)전체를 약간 앞측으로 이동시킨다. 이것에 의해, 이송 대상의 하물(W)을 비스듬히 두었을 때에 뒷측의 하물(W)과의 사이에 생겨 있던 간극을 메운다. 또, 흡착 장치(31)의 하강의 충격을 억제하기 위해서 업소버가 설치되어 있어도 좋다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 하물(W)이 아래의 하물(W) 위에 놓이면, 흡인 장치(49)가 흡착 장치(31)에 의한 하물(W)의 흡착을 정지한다. 또한, 로봇 암(21)이 핸드(23) 전체를 뒷측으로 이동시킨다.
먼저 설명한 도 19 및 도 20에 있어서 하물(W)의 코너가 아래의 하물(W)에 접촉한 후에 흡착 장치(31)가 하강해 가는 동작을, 도 22∼도 24를 사용해서 더 상세하게 설명한다. 도 22∼도 24는 팔레타이즈 동작의 실린더, 스프링, 접촉 부재의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 22에 나타내는 바와 같이, 에어실린더(35)는 피스톤(35a)을 수축시켜 가는 동작을 행한다. 이 때, 하물(W) 및 흡착 장치(31)는 함께 비스듬하게 되어 있다.
도 23에 나타내는 바와 같이, 하물(W)의 코너부가 하측의 하물(W)에 접촉하면, 이후는 에어실린더(35)의 피스톤(35a)이 흡착 장치(31)로부터 하방으로 멀어져 간다. 이것에 의해 흡착 장치(31)도 하물(W)과 함께 하강해 간다. 이 때, 흡착 장치(31)는 흡착 장치(31) 및 하물(W)의 자체 중량에 추가해서 스프링 부재(37)의 바이어싱력에 의해서 확실하게 하강한다.
도 24에 나타내는 바와 같이, 흡착 장치(31)는 이송 테이블(27)에 접촉하여 그 위에 실린다. 이 때에 이송 테이블(27)에 실제로 접촉하는 것은 접촉 부재(39)이다. 따라서, 접촉 부재(39)가 완충재로서 기능하고, 그 때문에 흡착 장치(31) 및 이송 테이블(27)의 파손이 생기기 어렵다.
2. 실시형태의 특징
상기 실시형태는 하기와 같이도 설명할 수 있다.
핸드(23)(이송 장치의 일례)는 하물(W)(하물의 일례)을 전후 방향으로 이동시킴으로써 이송를 행하기 위한 장치로서, 핸드 베이스(25)(기부의 일례)와, 이송 테이블(27)(지지판 부재의 일례)과, 이송 테이블 구동 장치(29)(전후 구동 장치의 일례)와, 흡착 장치(31)(흡착 장치의 일례)와, 에어실린더(35)(상하 구동 장치의 일례)를 구비하고 있다.
이송 테이블(27)은 핸드 베이스(25)에 대하여 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물(W)의 저면을 지지 가능하다.
이송 테이블 구동 장치(29)는 이송 테이블(27)을 핸드 베이스(25)에 대하여 전후 방향으로 구동한다.
흡착 장치(31)는 핸드 베이스(25)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하물(W)의 측면을 흡착 가능하다.
에어실린더(35)는 흡착 장치(31)를 핸드 베이스(25)에 대하여 적어도 상승 방향으로 구동하고, 하강 방향으로는 흡착 장치(31)로부터 이탈 가능하게 지지한다.
스태킹된 하물(W) 중 1 또는 복수를 꺼내는 동작(디팔레타이즈 동작)을 설명한다.
이 핸드(23)에서는 흡착 장치(31)가 하물(W)의 측면을 흡착하고(도 13), 이어서 에어실린더(35)가 흡착 장치(31)를 상방으로 이동시킴으로써 하물(W)을 들어올린다(도 14). 다음에, 이송 테이블 구동 장치(29)가 이송 테이블(27)을 앞측으로 이동시켜 하물(W)의 하방으로 집어넣는다(도 15). 다음에, 이송 테이블 구동 장치(29)가 이송 테이블(27)을 앞측으로 내밀면서, 핸드(23) 전체가 뒷측으로 이동시켜진다(도 16). 이것에 의해 흡착 장치(31) 및 하물(W)이 이송 테이블(27) 위에 당겨진다. 최후에, 에어실린더(35)가 흡착 장치(31)를 하방으로 내린다. 흡착 장치(31)의 하강 동작의 도중에 하물(W)의 하면이 이송 테이블(27)에 접촉하면, 그 후는 에어실린더(35)가 흡착 장치(31)로부터 멀어져 가므로, 흡착 장치(31)는 하물(W)과 함께 하강한다(도 17). 최후는, 하물(W)이 이송 테이블(27) 위에 적재된다.
이 핸드(23)에서는, 흡착 장치(31)가 하물(W)을 흡착한 상태 그대로 하물(W)의 하중을 이송 테이블(27)에 맡길 수 있다. 따라서, 흡착 장치(31)에 큰 하중이 작용하지 않는다. 그 결과, 흡착 장치(31)의 안전성이 향상된다.
3. 다른 실시형태
이상, 본 발명의 1 또한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다. 특히, 본 명세서에 쓰여진 복수의 실시형태 및 변형예는 필요에 따라서 임의로 조합 가능하다.
제 1 실시형태에서는 핸드는 로봇 암에 고정되어 있었지만, 전후동할 수 있는 장치이면 그 밖의 이송기에 사용되어도 좋다.
이송 테이블에 벨트는 감겨 있지 않아도 좋다.
흡착 장치의 흡착 방식은 에어 흡인에 한정되지 않는다. 정전 흡착 방식이어도 좋다.
제 1 실시형태에서는 상하 구동 장치는 에어실린더와 스프링 부재의 조합이었지만, 실린더만이어도 좋다. 그 경우는, 흡착 장치는 자체 중량에 의해 하강한다. 또, 흡착 장치를 하강시키는데 모터를 사용해도 좋다.
제 1 실시형태에서는 캠에 의해 흡착 장치의 높이 위치에 의해서 요동 불능과 요동 가능을 스위칭하고 있었지만, 전동 락 장치 등의 다른 수단에 의해 상기 동작을 실현해도 좋다.
본 발명은 스태킹된 물품으로부터 1 또는 복수의 물품을 꺼내기 위한 이송 장치에 널리 적용할 수 있다.
1 : 피킹 시스템
3 : 팔레타이즈부
5 : 디팔레타이즈부
7 : 반입 컨베이어 장치
9 : 반출 컨베이어 장치
15 : 피킹 로봇
21 : 로봇 암
23 : 핸드
25 : 핸드 베이스
26 : 선회 장치
27 : 이송 테이블
29 : 이송 테이블 구동 장치
30 : 모터
31 : 흡착 장치
31a : 흡착 패드
31b : 받침부
31c : 지점
33 : 상하 구동 장치
35 : 에어실린더
35a : 피스톤
36 : 간극 센서
37 : 스프링 부재
39 : 접촉 부재
43 : 흡착 장치 유지기구
45 : 롤러
47 : 벨트
49 : 흡인 장치
51 : 컨트롤러
53 : 캠 부재
53a : 록킹면
53b : 만곡면
54 : 도려냄부
54a : 록킹면
54b : 만곡면
54c : 제2록킹면
55 : 롤러
W : 하물

Claims (11)

  1. 하물을 전후 방향으로 이동시킴으로써 이송을 행하기 위한 이송 장치로서,
    기부와,
    상기 기부에 대하여 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 하물의 저면을 지지 가능한 지지판 부재와,
    상기 지지판 부재를 상기 기부에 대하여 전후 방향으로 구동하는 전후 구동 장치와,
    상기 기부에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 하물의 측면을 흡착 가능한 흡착 장치와,
    상기 흡착 장치를 상기 기부에 대하여 적어도 상승 방향으로 구동하고, 하강 방향으로는 상기 흡착 장치로부터 이탈 가능하게 지지하는 상하 구동 장치를 구비하는 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상하 구동 장치는,
    상기 흡착 장치를 밀어올리는 실린더와,
    상기 흡착 장치를 하방으로 바이어싱하는 스프링 부재를 갖는 이송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전후 구동 장치는 상기 지지판 부재를 상기 흡착 장치의 전후 방향 위치보다 뒷측으로 이동 가능하고,
    상기 상하 구동 장치는 상기 흡착 장치를 상기 지지판 부재와 높이 방향으로 중복되는 위치까지 하강 가능한 이송 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전후 구동 장치는 상기 지지판 부재를 상기 흡착 장치의 전후 방향 위치보다 뒷측으로 이동 가능하고,
    상기 상하 구동 장치는 상기 흡착 장치를 상기 지지판 부재와 높이 방향으로 중복되는 위치까지 하강 가능한 이송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 장치를 하강 위치에서 요동 불능으로 고정함과 아울러, 상승 위치에서 요동 가능하게 유지하는 캠을 갖는 유지기구를 더 구비하고 있는 이송 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡착 장치를 하강 위치에서 요동 불능으로 고정함과 아울러, 상승 위치에서 요동 가능하게 유지하는 캠을 갖는 유지기구를 더 구비하고 있는 이송 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 흡착 장치를 하강 위치에서 요동 불능으로 고정함과 아울러, 상승 위치에서 요동 가능하게 유지하는 캠을 갖는 유지기구를 더 구비하고 있는 이송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 장치의 하면에 설치된 접촉 부재를 더 구비하고 있는 이송 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡착 장치의 하면에 설치된 접촉 부재를 더 구비하고 있는 이송 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 흡착 장치의 하면에 설치된 접촉 부재를 더 구비하고 있는 이송 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 흡착 장치의 하면에 설치된 접촉 부재를 더 구비하고 있는 이송 장치.
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Citations (1)

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