TW201937454A - 容器供應裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種容器供應裝置，其一邊將上下堆積為多段之複數個帶邊緣之容器之集合體加以保持，一邊使n個（n為1以上之自然數）容器從該集合體分離而供應至既定位置，其具備基部、第1支承部、第2支承部、及控制部。控制部係以如下方式來控制第1支承部、第2支承部、及按下部之動作：從第1支承部採取第1姿勢而支承從下面起第n＋1個容器之邊緣，且第2支承部採取第1姿勢而支承最下面之容器之邊緣之的狀態，使第2支承部之姿勢變化為第2姿勢，且利用按下部將第n個容器之邊緣從上方朝下方按下，藉此使n個容器從集合體落下。

Description

容器供應裝置

本發明係關於一種容器供應裝置。

先前，已知從上下堆積之複數個容器中的最下面之容器起依序逐個地供應容器之容器供應裝置（例如參照專利文獻1及專利文獻2）。專利文獻1中記載之杯式自動販賣機中，與轉動體之上表面抵接而支撐之最下面之杯之邊緣隨著轉動體之轉動，嵌入形成於該轉動體上之槽中而下降。藉此，最下面之杯從杯之集合體分離。

又，專利文獻2中記載之杯送出裝置具有於側面形成有錐之杯送出凸輪，由該錐來支承最下面杯之邊緣，藉由馬達之驅動，杯送出凸輪以軸為支點而旋轉。藉此，利用錐之支承被解除，最下面之杯從杯之集合體分離。
[現有技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平6-28573號公報
[專利文獻2]日本專利實開平6-27771號公報

[發明所欲解決之問題]

但是，上述現有技術中，由旋轉體抵接而支撐之最下面之容器之邊緣藉由該轉動體之旋轉，沿著形成於轉動體上之槽或錐而下降，最下面之容器從容器之集合體分離。因此，於最下面之容器之邊緣未載於旋轉體上之情形時，即便轉動體進行動作，亦可能產生最下部之容器不分離之情況。其結果為，例如於食品之製造現場，進行一邊於搬送裝置中按順序供應空容器，一邊將湯等配料填充於容器中之作業之情形時，存在作業效率下降之課題。該課題不僅為最下面之容器，而且於從下面將2個以上容器分離之情形時所共通之課題。

本發明係為了解決如上所述之課題而形成者，目的在於從上下堆積為多段之複數個帶邊緣之容器之集合體，將容器從下面依序確實地取出。
[解決問題之手段]

為達成上述目的，本發明之某形態之容器供應裝置係一邊將上下堆積為多段之複數個帶邊緣之容器之集合體加以保持，一邊使n個（n為1以上之自然數）容器從該集合體分離而供應至既定位置之容器供應裝置，其具備：基部；第1支承部，其設置於上述基部，具有可插入於上述最下面之容器之邊緣與從下面起第n＋1個容器之邊緣之間的形狀，且以於可從下面支承從下面起上述第n＋1個容器之邊緣之第1姿勢、與解除該支承之第2姿勢之間進行動作之方式構成；第2支承部，其設置於上述基部，且以於可從下面支承上述最下面之容器之邊緣之第1姿勢、與解除該支承之第2姿勢之間進行動作之方式構成；按下部，其設置於上述基部，具有可插入於上述最下面之容器之邊緣與從下面起第n＋1個容器之邊緣之間的形狀，且以可將從下面起上述第n個容器之邊緣從上方按下之方式構成；以及控制部，其控制上述第1支承部、上述第2支承部、及上述按下部之動作；並且上述控制部係以如下方式來控制上述第1支承部、上述第2支承部、及上述按下部之動作：從上述第1支承部採取第1姿勢而支承上述從下面起第n＋1個容器之邊緣，且上述第2支承部採取第1姿勢而支承上述最下面之容器之邊緣之狀態，使上述第2支承部之姿勢變化為第2姿勢，且利用上述按下部，將上述第n個容器之邊緣從上方朝下方按下，藉此使n個容器從上述集合體落下。

依據上述構成，從利用第1支承部來支承例如從下面起第2個容器之邊緣、且利用第2支承部來支承最下面之容器之邊緣之狀態，使利用第2支承部之支承解除，且將最下面（從下面起第1個）之容器之邊緣從上方朝下方按下。藉此，從上下堆積為多段之複數個帶邊緣之容器之集合體，最下面之容器落下，因此可將容器從下面依序確實地取出。

上述控制部亦可以如下方式來控制上述第1支承部、及上述第2支承部之動作：藉由利用上述按下部，將上述第n個容器之邊緣從上方朝下方按下，而使上述n個容器從上述集合體落下後，使上述第2支承部之姿勢變化為第1姿勢，且使上述第1支承部之姿勢變化為第2姿勢，藉此使上述集合體僅落下n段之程度。

又，上述既定位置係於沿著搬送路徑之搬送方向對容器進行搬送之搬送裝置之上述搬送路徑上，上述容器供應裝置進而具備機器臂，其於手腕部安裝上述基部，可使上述基部於上述搬送裝置之搬送方向上移動；並且上述機器臂之動作係由上述控制部所控制，上述控制部係以於上述搬送路徑上落下之上述n個容器以既定間隔排列於上述搬送路徑上之方式，控制上述機器臂、上述第1支承部、上述第2支承部及上述按下部之動作。
[發明之效果]

本發明具有以上所說明之構成，可從上下堆積為多段之複數個帶邊緣之容器之集合體，將容器從下面依序確實地取出。

以下，參照圖式，對較佳實施方式進行說明。此外，以下，對在所有圖式中相同或相當之要素標註同一參照符號，省略其重複之說明。又，為了容易理解圖式，而示意性示出各個構成要素。

圖1係表示本發明之一實施方式之容器供應裝置1之整體之構成的圖。如圖1所示，容器供應裝置1導入例如食品之製造現場等。本實施方式中，對利用機器人11來構成本發明之容器供應裝置1之情形進行說明。機器人11係具備支承於底座12上之一對機器臂（以下，亦僅稱為「臂」）13、13之雙臂機器人。但，容器供應裝置1並不限定於利用機器人11來構成之情形。此外，關於該機器人11，對水平多關節型之雙臂機器人進行說明，但亦可採用垂直多關節型之雙臂機器人。機器人11可設置於與一個人相當之有限空間（例如610 mm×620 mm）中。以下，將使一對臂伸展之方向稱為左右方向，將與基軸之軸心平行之方向稱為上下方向，且將與左右方向及上下方向正交之方向稱為前後方向。

於機器人11之左側方配置有平台80。於平台80上配置有用以載置容器41之容器放置台82。容器41例如為倒圓錐台型之杯容器。容器41係由薄紙或合成樹脂等所形成。容器41係以上下堆積為多段之狀態（以下亦僅稱為「集合體40」）來載置於容器放置台82上。

於機器人11之正面配置搬送裝置50。搬送裝置50係將由機器人11所供應之容器41於沿著搬送路徑51之搬送方向（圖中為從左側向右側）上搬送之帶式輸送機。本實施方式之搬送路徑51形成為直線狀。於搬送路徑51上設置有通過感測器90。通過感測器90對容器41通過搬送路徑51上之檢測位置之情況進行檢測，且構成為將檢測訊號輸出至機器人11之機器人控制器。本實施方式中，通過感測器90係具備：設置於搬送路徑51之其中一個側壁上之投光部、以及設置於另一個側壁上之受光部的光電感測器。於搬送裝置50之前側配置填充裝置60。填充裝置60係以向於搬送路徑51上搬送之容器41內填充來自填充噴嘴61中之液體狀食材（例如湯）之方式構成。填充噴嘴61係為了防止液體流掛，而以填充後，可沿著容器41之移動而於搬送方向（圖中為右方向）上轉動之方式構成。於機器人11之右側方配置有平台81。於平台81上配置有計量器70。計量器70係為了測量填充有湯之容器41之重量而使用。

本實施方式之食品之製造現場中，利用機器人11，將載置於平台80上之容器放置台82上之容器41之集合體40加以保持，一邊保持集合體40，一邊將最下面之容器41於搬送裝置50之搬送路徑51上依序供應，利用填充裝置60，於搬送路徑51上之容器41中填充湯等配料。然後，利用機器人11，將填充有湯之容器41載置於計量器70之計量台之上。本實施方式中，容器41之計量作業係藉由作業者以目視讀取計量器70之值而進行。因此，機器人11之作業區域係將配置有容器放置台82之平台80、配置有計量器70之平台81以及搬送裝置50之搬送路徑51之一部分覆蓋之區域。

圖2係概略性表示機器人11之一例之整體構成的前視圖。如圖2所示，機器人11具備：固定於台車上之底座12；支承於底座12上之一對機器臂13、13；以及收納於底座12內之控制裝置14。各臂13係構成為可相對於底座12而移動之水平多關節型機器臂，具備臂部15、腕部17及末端執行器18、19。此外，右臂13及左臂13亦可實質上為相同之構造。又，右臂13及左臂13可獨立地動作，或者相互關聯而動作。

本例中，臂部15係由第1連桿15a及第2連桿15b所構成。第1連桿15a利用旋轉關節J1而與固定於底座12之上表面的基軸16連結，可圍繞通過基軸16之軸心的旋轉軸線L1而轉動。第2連桿15b係利用旋轉關節J2而與第1連桿15a之前端連結，可圍繞規定於第1連桿15a之前端的旋轉軸線L2而轉動。

腕部17係由升降部17a及轉動部17b所構成。升降部17a係利用直線運動關節J3而與第2連桿15b之前端連結，可相對於第2連桿15b而升降移動。轉動部17b係利用旋轉關節J4而與升降部17a之下端連結，可圍繞規定於升降部17a之下端的旋轉軸線L3而轉動。

末端執行器18、19與腕部17之轉動部17b分別連結。末端執行器18設置於右臂13之前端，末端執行器19設置於左臂13之前端。

上述構成之各臂13具有各關節J1～J4。而且，於臂13上，以與各關節J1～J4相對應之方式，設置有驅動用之伺服馬達（未圖示）、以及檢測該伺服馬達之旋轉角的編碼器（未圖示）等。又，2根臂13、13之第1連桿15a、15a之旋轉軸線L1位於同一直線上，其中一個臂13之第1連桿15a與另一個臂13之第1連桿15a係上下設置高低差而配置。

其次，使用圖3，對左側之臂13之末端執行器18之構成進行說明。圖3（A）係表示末端執行器18之構成的立體圖。圖3（B）係表示將容器41之集合體40加以保持之末端執行器18的前視圖。圖3（C）係從圖3（B）之箭頭方向來看之平面圖。末端執行器18具備：包含腕部（手腕部）17之轉動部17b的基部20、上下設置於基部20上之第1支承部21及第2支承部22、設置於第1支承部21上之第3支承部23、以及設置於第1支承部21上之按下部24（參照圖3（A））。

第1支承部21具有一對爪，其具有可插入於最下面（從下面起第1個）之容器41之邊緣40a與從下面起第2個容器41之邊緣40a之間的形狀。第1支承部21之上下方向之厚度小於形成於上下堆積之容器41之邊緣41a之間的間隙之大小。各爪係沿著容器41之上部之外周而向內側彎曲（參照圖3（A））。該等爪（21）藉由設置於基部20之一個致動器（例如氣缸）而驅動，以一邊維持平行一邊相互接近・背離之方式並進移動（圖中為左右方向）。藉此，第1支承部21可於可從下面支承從下面起第2個容器41之邊緣41a之支承姿勢（第1姿勢）、與解除該支承之解除姿勢（第2姿勢）之間進行動作（參照圖3（B））。第1支承部21及第2支承部22係相互於上下方向保持間隙而設置。第1支承部21及第2支承部22之上下方向之間隙大於上下堆積之容器41之邊緣41a。

第2支承部22為具有與第1支承部21之一對爪相同之形狀之一對爪。該等爪（22）藉由設置於基部20一個致動器（例如氣缸）而驅動，以一邊維持平行一邊相互接近・背離之方式並進移動（圖中為左右方向）。藉此，第2支承部22可於可從下面支承最下面之容器41之邊緣41a之支承姿勢（第1姿勢）、與解除該支承之解除姿勢（第2姿勢）之間進行動作。

第3支承部23係向上方突出而設置於第1支承部21之上表面，支承容器41之集合體40之側部。此處，第3支承部23係設置於四處之4根支柱（參照圖3（C））。

按下部24設置於第1支承部21上，具有前端部24a、以及驅動前端部24a之驅動部24b（參照圖3（C））。

前端部24a在與第1支承部21相同之高度，具有可插入於最下面之容器41之邊緣41a與從下面起第2個容器41之邊緣41a之間的形狀。前端部24a之上下方向之厚度小於形成於上下堆積之容器41之邊緣41a之間的間隙之大小。

驅動部24b於內部具有致動器（例如氣缸），以於上下驅動前端部24a之方式來構成。藉此，前端部24a可從與第1支承部21相同之高度之基準位置，相對於第1支承部21而向下方移動。藉此，可將最下面之容器41之邊緣41a從上方按下。末端執行器18係以一邊保持容器41之集合體40，一邊使最下面之容器41從集合體40分離之方式來構成。

圖4係表示右側之臂13之末端執行器19之構成的立體圖。如圖4所示，末端執行器19具備：包含腕部（手腕部）17之轉動部17b的基部30、以及設置於基部30之握持部31。握持部31具有一對爪。各爪係以沿著容器41之上部之外周之方式向內側彎曲。該等爪（31）藉由設置於基部30之一個致動器（例如氣缸）而驅動，以一邊維持平行一邊相互接近・背離之方式並進移動（圖中為左右方向）。藉此，握持部31可於可從下面支承配置於既定位置（搬送裝置50之搬送路徑51上）之容器41之邊緣41a之支承姿勢（第1姿勢）、與解除該支承之解除姿勢（第2姿勢）之間進行動作。末端執行器19係以保持容器41，可使其於既定位置（圖1之計量器70之計量台之上）移動之方式來構成。

圖5係概略性表示機器人11之控制裝置14之構成的功能方塊圖。如圖5所示，控制裝置14具備：CPU（Central Processing Unit，中央處理單元）等運算部14a、ROM（Read Only Memory，唯讀記憶體）、RAM（Random Access Memory，隨機存取記憶體）等存儲部14b、以及伺服控制部14c。控制裝置14例如為微控制器等具備電腦之機器人控制器。此外，控制裝置14亦可由集中控制之單獨之控制裝置14所構成，亦可由相互協作而分散控制之複數個控制裝置14所構成。

於存儲部14b中存儲有作為機器人控制器之基本程式、各種固定資料等資訊。運算部14a藉由將存儲於存儲部14b中之基本程式等軟體讀出而實行，來控制機器人11之各種動作。即，運算部14a生成機器人11之控制指令，將其輸出至伺服控制部14c。伺服控制部14c係以基於由運算部14a所生成之控制指令，來控制與機器人11之各臂13之關節J1～J4對應之伺服馬達等致動器之驅動之方式來構成。

其次，參照圖6、7，對容器供應裝置1之動作進行說明。首先，控制裝置14控制左機器臂13之動作，利用末端執行器18，將載置於左平台80上之容器放置台82上之容器之集合體40加以保持。而且，控制左機器臂13之動作，使由末端執行器18所保持之容器41之集合體40於搬送裝置50之搬送路徑51上移動（參照圖6）。

此時，如圖7（A）所示，控制裝置14係以將末端執行器18之第1支承部21及第2支承部22維持為支承姿勢之方式，來控制第1支承部21、及第2支承部22之動作。藉此，最下面之容器41之邊緣41a利用第1支承部21而從下面支承。又，利用第3支承部23，容器41之集合體40之側部從四方支承。

其次，控制裝置14如圖7（B）所示，使從下面支承最下面之容器41之邊緣41a的第1支承部21之姿勢變化為解除姿勢，以將第2支承部22維持為支承姿勢之方式，來控制第1支承部21、及第2支承部22之動作。藉此，末端執行器18中，集合體40僅落下1段之程度，最下面之容器41之邊緣41a利用第2支承部22而從下面支承。

其次，控制裝置14如圖7（C）所示，於末端執行器18中，以第1支承部21從解除姿勢變化為支承姿勢之方式來控制第1支承部21之動作。支承最下面之容器41之邊緣41a的第2支承部22維持為支承姿勢。藉此，成為利用第1支承部21而支承從下面起第2個容器41之邊緣41a，且利用第2支承部22而支承最下面之容器41之邊緣41a的狀態。

其次，控制裝置14如圖7（D）所示，以如下方式來控制第1支承部21、第2支承部22及按下部24之動作：於末端執行器18中，從第1支承部21採取支承姿勢而支承從下面起第2個容器41之邊緣41a，且第2支承部22採取支承姿勢而支承最下面之容器41之邊緣41a的狀態，使第2支承部22之姿勢變化為解除姿勢，且利用按下部24將最下面之容器41之邊緣41a從上方朝下方按下。藉此，可使最下面之容器41從集合體40落下至搬送裝置50之搬送路徑51上。

如上所述使最下面之容器41從集合體40落下後，從最下面起第2個容器41成為下一個最下面，集合體40再次返回至圖7（A）之狀態。

控制裝置14如圖7（B）所示，以如下方式來控制第1支承部21、及第2支承部22之動作：使從下面支承下一個最下面之容器41之邊緣41a的第1支承部21之姿勢變化為解除姿勢，將第2支承部22維持為支承姿勢。藉此，集合體40僅落下1段之程度，下一個最下面之容器41之邊緣41a係由第2支承部22而從下面支承。然後，藉由反覆進行圖7（C）及圖7（D）中所說明之動作，可使下一個最下面之容器41落下。

本實施方式之食品之製造現場中，控制裝置14係以如下方式來控制左機器臂13、第1支承部21、第2支承部22及按下部24之動作：使最下面之容器41從集合體40依序落下，並且落下之容器41以既定間隔排列於搬送裝置50之搬送路徑51上（參照圖1）。利用填充裝置60，於搬送路徑51上之容器41中填充湯等配料。然後，控制裝置14依據來自通過感測器90之檢測訊號，來控制右機器臂13之動作，利用末端執行器19來保持填充有湯之容器41。而且，將利用末端執行器19來保持之容器41載置於計量器70之計量台上。最後，作業者進行容器41之計量，將滿足基準之容器41發貨。

此外，本實施方式之容器供應裝置1係以使最下面（從下面起第1個）之容器41從容器41之集合體40分離之方式構成，但亦可以使2個以上之容器41合併分離之方式構成。即，控制裝置14亦可以如下方式來控制第1支承部21、第2支承部22、及按下部24之動作：從第1支承部21採取支承姿勢而支承從下面n＋1（n為2以上之自然數）個容器41之邊緣41a，且第2支承部22採取支承姿勢而支承最下面之容器41之邊緣41a的狀態，使第2支承部22之姿勢變化為解除姿勢，且利用按下部24將第n個容器41之邊緣41a從上方朝下方按下，藉此使n個容器從集合體40落下。藉此，例如於n為2之情形時，可使2個容器41合併分離。

又，控制裝置14亦可以如下方式來控制第1支承部21、及第2支承部22之動作：藉由利用按下部24，將第n個容器41之邊緣41a從上方朝下方按下，而使n個容器從集合體40落下後，使第2支承部22之姿勢變化為支承姿勢，且使第1支承部21之姿勢變化為解除姿勢，藉此使集合體40僅落下n段之程度。

又，控制裝置14亦可以落下至搬送路徑51上之n個容器41以既定間隔排列於搬送路徑51上之方式，來控制機器臂13、第1支承部21、第2支承部22及按下部24之動作。

此外，本實施方式之食品製造現場中，搬送裝置50之搬送路徑51形成為直線狀，但搬送路徑51亦可為具有折返部之循環型搬送路徑。

此外，本實施方式之食品製造現場中，容器41之計量作業係由作業者來進行（參照圖1），但亦可利用機器人11而使計量作業自動化。例如，機器人11亦可於右臂13之前端具備計量單元，而構成為可於由末端執行器19來握持容器41之狀態下，利用計量單元來計量容器41之重量。

根據上述說明，對發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，本發明之多種改良或其他實施方式明確。因此，上述說明應僅作為示例來解釋，係出於將實行本發明之最佳形態教給發明所屬技術領域中具有通常知識者之目的而提供。可於不脫離本發明之精神之情況下，實質上變更其構造及/或功能之細節。
[產業上之可利用性]

本發明可於食品之製造現場中使用。

1‧‧‧容器供應裝置

11‧‧‧機器人

12‧‧‧底座

13‧‧‧機器臂

14‧‧‧控制裝置

17‧‧‧腕部

18、19‧‧‧末端執行器

20‧‧‧基部

21‧‧‧第1支承部

22‧‧‧第2支承部

23‧‧‧第3支承部

24‧‧‧按下部

24a‧‧‧前端部

24b‧‧‧驅動部

30‧‧‧基部

31‧‧‧握持部

40‧‧‧集合體

41‧‧‧容器

41a‧‧‧邊緣部

50‧‧‧搬送裝置

51‧‧‧搬送路徑

60‧‧‧填充裝置

70‧‧‧計量器

80、81‧‧‧平台

82‧‧‧容器放置台

90‧‧‧通過感測器

圖1係表示本發明之一實施方式之容器供應裝置之整體之構成的圖。

圖2係概略性表示圖1之機器人之整體構成之一例的前視圖。

圖3係表示圖1之左臂之末端執行器之構成的圖。

圖4係表示圖1之右臂之末端執行器之構成的立體圖。

圖5係概略性表示控制裝置之構成的功能方塊圖。

圖6係表示容器供應裝置之動作之一例的第1說明圖。

圖7係表示容器供應裝置之動作之一例的第2說明圖。

Claims (3)

1. 一種容器供應裝置，其一邊將上下堆積為多段之複數個帶邊緣之容器之集合體加以保持，一邊使n個（n為1以上之自然數）容器從該集合體分離而供應至既定位置，其具備： 基部； 第1支承部，其設置於上述基部，具有可插入於上述最下面之容器之邊緣與從下面起第n＋1個容器之邊緣之間的形狀，且以於可從下面支承從下面起上述第n＋1個容器之邊緣之第1姿勢、與解除該支承之第2姿勢之間進行動作之方式構成； 第2支承部，其設置於上述基部，且以於可從下面支承上述最下面之容器之邊緣之第1姿勢、與解除該支承之第2姿勢之間進行動作之方式構成； 按下部，其設置於上述基部，具有可插入於上述最下面之容器之邊緣與從下面起第n＋1個容器之邊緣之間的形狀，且構成為可將從下面起上述第n個容器之邊緣從上方按下；以及 控制部，其控制上述第1支承部、上述第2支承部、及上述按下部之動作； 上述控制部係以如下方式來控制上述第1支承部、上述第2支承部、及上述按下部之動作： 從上述第1支承部採取第1姿勢而支承上述從下面起第n＋1個容器之邊緣，且上述第2支承部採取第1姿勢而支承上述最下面之容器之邊緣之狀態，使上述第2支承部之姿勢變化為第2姿勢，且利用上述按下部將上述第n個容器之邊緣從上方朝下方按下，藉此使n個容器從上述集合體落下。
2. 如請求項1所述之容器供應裝置，其中， 上述控制部係以如下方式來控制上述第1支承部、及上述第2支承部之動作： 藉由利用上述按下部，將上述第n個容器之邊緣從上方朝下方按下，而使上述n個容器從上述集合體落下後，使上述第2支承部之姿勢變化為第1姿勢，且使上述第1支承部之姿勢變化為第2姿勢，藉此使上述集合體僅落下n段之程度。
3. 如請求項1或2所述之容器供應裝置，其中， 上述既定位置係於沿著搬送路徑之搬送方向對容器進行搬送之搬送裝置之上述搬送路徑上； 上述容器供應裝置進而具備機器臂，其於手腕部安裝上述基部，可使上述基部於上述搬送裝置之搬送方向上移動； 上述機器臂之動作係由上述控制部所控制； 上述控制部係 以落下至上述搬送路徑上之上述n個容器以既定間隔排列於上述搬送路徑上之方式，來控制上述機器臂、上述第1支承部、上述第2支承部及上述按下部之動作。