WO2022172510A1

WO2022172510A1 - 移載装置

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Publication number: WO2022172510A1
Application number: PCT/JP2021/038776
Authority: WO
Inventors: 寛斗北浦
Original assignee: 株式会社京都製作所
Priority date: 2021-02-12
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2022-08-18
Also published as: JP2022123495A

Abstract

物品の移載装置であって、移載動作に要する時間を短縮し、設備効率の向上を図　ることができる移載装置を提供する。　物品Ｗを吸着及び脱着可能な吸着パッド３と、吸着パッド３を三次元の任意の方向に加速・移動及び減速・停止が可能な移載ロボット（移載手段）２とを備え、移載ロボット２は、吸着パッド３の吸着方向Ｖを変位可能に、当該吸着パッド３を支持し、物品Ｗを吸着した吸着パッド３を、吸着パッド３による吸着方向とは異なる方向に加速・移動させる場合、吸着パッド３の加速・移動動作に起因する慣性力によって、物品Ｗが加速・移動方向に傾倒するのと同時に、吸着パッド３の吸着方向Ｖを、前記加速・移動方向に傾倒するように変移させる。

Description

移載装置

　本発明は、移載装置に関する。

　従来より、工場の搬送ラインにおいて、所定の搬送コンベアによって逐次供給される物品を、次工程へと搬送する他の搬送コンベアに、作業者の手を介することなく自動で移載するための移載装置が知られている。
　前記移載装置は、主に、物品を保持する保持機構、及び当該保持機構を三次元の任意の方向に移動可能なロボット等の移載手段により構成され、上述した、所定の搬送コンベアと、他の搬送コンベアとの間に配置される。
　そして、所定の搬送コンベアによって供給される物品は、供給された順に保持機構によって保持され、その後、移載ロボットによって当該保持機構を移動させることにより、所定の搬送コンベアから一旦持ち上げられ、他の搬送コンベアへと移動されて、当該他の搬送コンベア上に移載される（例えば、特許文献１を参照）。

　ここで、上記保持機構の構成については、例えば、複数の可動爪部を有するチャッキング装置や、物品の上方より吸引して、当該物品を吸着させた状態で保持する吸着パッドなど様々なものが選択可能である。
　そして、移載動作の対象物である物品が、例えば洗剤等の液体状の内容物を包容する袋体からなる場合には、柔脆であり当該物品の形状が容易に変形し易い（不定形である）ことから、上記のチャッキング装置では物品を安定して保持することが難しく、吸引パッドによって物品を保持することが容易且つ確実であるため望ましい。

特開２０１２－１８８２３１号公報

　ところで、保持機構によって保持された物品は、上記所定の搬送コンベアから一旦持ち上げられることにより、当該保持機構を介して吊下げられた状態となり、その後、移載ロボットによって当該保持機構が水平方向に移動されることにより、上記他の搬送コンベアに向かって移動される。
　この際、水平方向に向かって、保持機構を直ちに高速で移動させた場合、当該保持機構の移動動作の際の速度変化（加速／減速）、即ち加速度に起因する慣性力が物品に働き、当該物品は、保持機構の移動方向に向かって大きく傾倒する。

　ここで一般的に、吸着パッドの吸着力は、吸着方向と平行な方向に作用する外力に対しては、所定の吸着力を維持可能である一方、当該吸着方向と交差する方向に作用する外力に対しては、大きく低下する。
　よって、保持機構が吸着パッドによって構成されている場合、上述のような水平方向への高速移動に伴い、物品が大きく傾倒することで、当該吸着パッドの吸着方向（本例では、直上方向）に対して斜方向に、物品を剥がす外力が作用することとなり、保持機構に吸着された物品は、容易に脱落することとなる。
　従って、従来の移載装置においては、保持機構として吸着パッドを採用する場合、当該保持機構によって物品を保持（吸着）した後、少なくとも水平方向における当該保持機構の移動の際の加速度（速度変化）を小さく抑えることで慣性力の発生を抑える必要があり、移載動作の時間がかかり、設備効率の低下を引き起こす要因となり得た。

　本発明は、以上に示した現状の問題点に鑑みてなされたものであり、物品の移載装置であって、移載動作に要する時間を短縮し、設備効率の向上を図ることができる移載装置を提供することを課題とする。

　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

　即ち、本発明に係る移載装置は、物品を移載する移載装置であって、前記物品を吸着及び脱着可能な吸着パッドと、前記吸着パッドを三次元の任意の方向に加速・移動及び減速・停止が可能な移載手段とを備え、前記移載手段は、前記吸着パッドの吸着方向を変位可能に、前記吸着パッドを支持し、前記物品を吸着した前記吸着パッドを、前記吸着パッドによる吸着方向とは異なる方向に加速・移動させる場合、前記吸着パッドの加速・移動動作に起因する慣性力によって、前記物品が加速・移動方向に傾倒するのと同時に、前記吸着パッドの吸着方向を、前記加速・移動方向に傾倒するように変移させることを特徴とする。

　　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　即ち、本発明に係る移載装置によれば、移載動作に要する時間を短縮し、設備効率の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る移載装置の全体的な構成を示した図であって、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）中の矢印Ｘの方向に見た正面図である。本発明の一実施形態に係る移載装置に備えられる、吸着パッドの構成を示した正面図である。移載装置による物品の移載動作において、吸着パッドの移動方向を経時的に順に示した図である。水平方向への移動を開始した直後における、吸着パッドの吸着方向を変移させる場合の当該吸着パッドの状態を示した正面図である。水平方向への移動を停止した直後における、吸着パッドの吸着方向を変移させる場合の当該吸着パッドの状態を示した正面図である。水平方向への移動を開始した直後における、吸着パッドの吸着方向を変移させない場合の当該吸着パッドの状態を示した正面図である。

　次に、本発明の実施形態について、図１乃至図６を用いて説明する。
　なお、以下の説明に関しては便宜上、図１（ａ）に示した矢印Ａの方向を、物品Ｗの搬送方向と規定して説明する。
　また、図１乃至図６においては、物品Ｗの搬送方向を前方と仮定して、各矢印の方向によって、移載装置１の上下方向、前後方向、及び左右方向を各々規定して記述する。

　［移載装置１の構成］
　先ず、本実施形態における移載装置１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
　移載装置１は、例えば商品の検査工程や包装工程等における工場の搬送ラインにおいて、所定の第１搬送手段によって逐次供給される物品Ｗを、次工程へと搬送する他の第２搬送手段に移載する装置である。
　即ち、移載装置１は、例えば図１（ａ）に示すように、第１搬送手段の一例である供給コンベア１０１によって逐次供給される複数の物品Ｗを、供給された順に一旦持ち上げ、第２搬送手段の一例である搬出コンベア１０２に移載する装置である。

　ここで、本実施形態において、移載装置１による移載動作の対象となる物品Ｗは、例えば洗剤などのような液体状の内容物Ｗａ（図６を参照）を包容する袋体Ｗｂ（同じく、図６を参照）からなり、比較的重量が嵩み柔脆であり、当該物品Ｗの形状が容易に変形し易いものである。

　また、供給コンベア１０１及び搬出コンベア１０２は、ともに一方向に延出する既知のベルトコンベア等によって構成され、平面視にて互いに平行に配置される。
　より具体的には、供給コンベア１０１及び搬出コンベア１０２は、前後方向に延出し、且つ搬送方向を前方（矢印Ａの方向）として配置されるとともに、供給コンベア１０１における搬送方向下流側の端部（以下、適宜「吸着領域Ｅ１」と記載する）と、搬出コンベア１０２における搬送方向上流側の端部（以下、適宜「脱着領域Ｅ２」と記載する）とが、平面視にて互いに隣接した状態で配置される。

　そして、供給コンベア１０１の吸着領域Ｅ１に到達した物品Ｗは、移載装置１によって順に、搬出コンベア１０２の脱着領域Ｅ２に移載され、その後、当該搬出コンベア１０２によって次工程へと搬送される。

　なお、供給コンベア１０１及び搬出コンベア１０２の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、例えばトップチェーンコンベヤ、ローラコンベア、またはスラットコンベア等、他の構成からなる搬送コンベアであってもよい。
　また、供給コンベア１０１及び搬出コンベア１０２の搬送方向についても、本実施形態のように、水平方向且つ前後方向に限定されるものではなく、少なくとも、供給コンベア１０１における吸着領域Ｅ１と、搬出コンベア１０２における脱着領域Ｅ２とが、平面視にて互いに隣接した状態で配置される限りにおいて、例えば、斜上方向、または斜下方向であってもよく、平面視にて互いに斜方向に交差するように配置されていてもよい。
　さらに、平面視において、供給コンベア１０１における吸着領域Ｅ１と、搬出コンベア１０２における脱着領域Ｅ２との間に、図示せぬ仮置き台等を配置し、当該仮置き台を経由して、移載装置１によって、供給コンベア１０１から搬出コンベア１０２に移載することとしてもよい。

　移載装置１は、主に、移載手段の一例である移載ロボット２、吸着パッド３、例えばデジタルカメラのような撮像手段４、及び移載装置１全体の運転を制御する制御装置５（図１（ｂ）を参照）などを備える。

　移載ロボット２は、吸着パッド３を支持し、当該吸着パッド３を三次元の任意の方向に移動させるものである。
　移載ロボット２は、例えば図１（ｂ）に示すように、パラレルメカニズムを用いたロボットであって、駆動源や制御系等を内装するロボット本体部２１、及び当該ロボット本体部２１に回動可能に支持される複数（本実施形態においては３本）のアーム部２２などを備える。

　各アーム部２２は、延出方向の中途部に設けられる回動節部２２ａを介して、屈曲可能に構成されている。
　また、複数のアーム部２２は、延出方向の一端において、ロボット本体部２１とそれぞれ回動可能に連結されるとともに、延出方向の他端において互いに集約され、可動ヘッド２３を介して連結されている。

　そして、上記可動ヘッド２３には、吸着パット３が、平常時における吸着方向Ｖ（図２を参照）を直上方向に向けた状態で支持されている。
　なお、後述するように、吸着パッド３は、可動ヘッド２３に対して相対的に、水平方向に揺動可能に支持されており、移載ロボット２による水平方向への移動に伴い、吸着方向Ｖを変移可能な構成となっている。

　このような構成からなる移載ロボット２は、供給コンベア１０１における吸着領域Ｅ１（図１（ａ）を参照）と、搬出コンベア１０２における脱着領域Ｅ２（同じく、図１（ａ）を参照）との間の直上において、可動ヘッド２３（即ち、吸着パッド３）を下方に向けた状態で配置される。
　また、移載ロボット２は、ロボット本体部２１に内装される複数のサーボモータ（図示せず）によって、複数のアーム部２２が各々所定方向に同時に可動されることにより、水平方向、且つ垂直方向に向かって任意に、可動ヘッド２３（吸着パッド３）が変位可能な構成となっている。

　そして、移載ロボット２は、供給コンベア１０１における吸着領域Ｅ１に到達した物品Ｗ（図１（ａ）（ｂ）中の物品Ｗ１を参照）に向かって可動ヘッド２３を移動させ、当該可動ヘッド２３に支持される吸着パッド３によって、当該物品Ｗを吸着して保持した後、引き続き搬出コンベア１０２における脱着領域Ｅ２に向かって可動ヘッド２３を移動させ、吸着パッド３の吸着状態を開放し、物品Ｗ（図１（ａ）（ｂ）中の物品Ｗ２を参照）を脱着させる。
　こうして、移載ロボット２による、供給コンベア１０１から搬出コンベア１０２への物品Ｗの移載動作が、実行される。

　なお、移載ロボット２の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、吸着パッド３を三次元の任意の方向に移動可能な構成である限りにおいて、例えば、直角座標型、垂直多関節型、または水平多関節型等、何れのメカニズムを用いたロボットであってもよい。

　吸着パッド３は、物品Ｗを直上方向に吸着及び脱着可能に保持するものである。
　吸着パッド３は、例えば図２に示すように、ベース部材３１、チャンバー３２、吸着部材３３、及び駆動機構３４等を備える。

　ベース部材３１は、吸着パッド３の基部となる部位であり、当該ベース部材３１を介して、吸着パッド３は、移載ロボット２の可動ヘッド２３と連結される。
　ベース部材３１は、例えば、側面視において上方に開口した逆門型形状の部材からなり、上記可動ヘッド２３を上方より介挿させた状態で配置される。

　そして、ベース部材３１は、軸方向を水平方向とする連結ピン３５を介して可動ヘッド２３と連結され、当該可動ヘッド２３に対して相対的に、連結ピン３５を中心として揺動可能な構成となっている。

　なお、連結ピン３５の軸方向については、少なくとも、移載装置１による移載動作の実行時において、ベース部材３１の揺動方向が、供給コンベア１０１における吸着領域Ｅ１（図１（ａ）を参照）と、搬出コンベア１０２における脱着領域Ｅ２（同じく、図１（ａ）を参照）との対向方向（本実施形態においては、左右方向）となるように、可動ヘッド２３を介して、移載ロボット２によって制御されている。

　チャンバー３２は、吸着部材３３の内部に負圧を発生させるものである。
　チャンバー３２は、内部に空間部Ｑを有した略矩形箱形状の部材からなり、上面において、ベース部材３１に固定されている。
　また、チャンバー３２の下面には複数の貫通孔Ｑ１が設けられており、当該貫通孔Ｑ１を介して、上記空間部Ｑは、吸着部材３３の内部と連通されている。

　そして、チャンバー３２の空間部Ｑは、図示せぬ配管部材や制御機器等を介して真空ポンプ３６と連通されており、当該真空ポンプ３６を作動させ、上記制御機器によって、空間部Ｑの圧力を負圧または大気圧に切替えることにより、吸着部材３３の内部もこれに追従して、負圧または大気圧に切替わる。

　吸着部材３３は、吸着パッド３による物品Ｗの吸着及び脱着動作を行う際に、当該物品Ｗと直接的に接触する部材である。
　吸着部材３３は、例えばシリコンゴムやニトリルゴム等の可撓性素材からなる蛇腹状の管状部材からなり、１基の吸着パッド３において複数設けられている。
　また、これら複数の吸着部材３３は、平面視において、チャンバー３２の貫通孔Ｑ１と重なるように配置され、上下方向に伸縮可能な状態で、当該チャンバー３２の下面に吊設されている。
　つまり、これら複数の吸着部材３３は、吸着方向Ｖを直上方向に向けた状態で、チャンバー３２の下面に設けられる。

　なお、吸着部材３３の本数、及びチャンバー３２の下面における吸着部材３３の配置位置については、特に限定されるものではなく、移載装置１による物品Ｗの移載動作を行う際に、当該物品Ｗを安定して保持することが可能となるように、適宜設定される。

　駆動機構３４は、移載ロボット２の可動ヘッド２３に対して相対的に、吸着パッド３の配置姿勢を変更するものである。
　駆動機構３４は、例えばサーボモータ３４ａからなる駆動源、及び当該サーボモータ３４ａの出力軸（図示せず）と連結されるリンク部材３４ｂなどを備え、当該リンク部材３４ｂの先端部は、ベース部材３１の上端部と回動可能に連結されている。
　また、サーボモータ３４ａは、可動ヘッド２３より支持されており、当該可動ヘッド２３とともに移動可能に設けられている。

　そして、サーボモータ３４ａを作動させ、上記出力軸を正転（或いは逆転）方向に回転させることにより、ベース部材３１は、リンク部材３４ｂを介して、連結ピン３５を中心として所定方向に揺動される。
　これにより、可動ヘッド２３に対する吸着パッド３の配置姿勢は、搬出コンベア１０２側（本実施形態においては右側。図１を参照）、或いは供給コンベア１０１側（本実施形態においては左側。同じく、図１を参照）に向かって、上端部を傾けた状態に変更される。

　その結果、吸着部材３３の吸着方向Ｖは、上述した平常時における直上方向から、搬出コンベア１０２側（右側）、或いは供給コンベア１０１側（左側）に傾けた状態に変位される。
　換言すると、移載ロボット２は、可変ヘッド２３において、吸着パッド３の吸着方向Ｖを変位可能に、当該吸着パッド３を支持する。

　なお、駆動機構３４の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、リンク部材３４ｂに代替し、複数のギアを用いて、サーボモータ３４ａの出力軸と、ベース部材３１とを駆動連結する構成であってもよい。
　また、可動ヘッド２３に対する吸着パッド３の配置姿勢を変更可能な構成である限りにおいて、例えば、電動シリンダ等のような他のアクチュエータからなる構成であってもよい。
　さらに、アクチュエータが無くても、振り子のように慣性力によって傾くばね・ダンパ系により構成されたものでも実現可能である。

　撮像手段４は、図１（ａ）に示すように、供給コンベア１０１において、吸着領域Ｅ１の近傍にまで物品Ｗが到達したのを事前に察知するとともに、当該物品Ｗの搬送姿勢を把握するものである。
　撮像手段４は、吸着領域Ｅ１に対して搬送方向上流側の近傍に位置する撮像領域Ｅ３の上方において、当該撮像領域Ｅ３内に到達した物品Ｗの全体像が、撮像範囲内に収まる位置に配置される。

　ここで、撮像手段４としては、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子による、いわゆるデジタルカメラを用いることができ、また、高速度撮影を可能とする高速度カメラなどにより構成することもできる。

　なお、撮像手段４は、撮像対象を面で撮像するエリアカメラ、或いは撮像対象を線で撮像するラインカメラの何れの方式でもよく、また撮像対象を立体的に把握する３Ｄカメラなどであってもよい。

　そして、撮像手段４によって撮像された画像データは、直ちに電気信号に変換されて制御装置５に送信される。
　上記電気信号を受信した制御装置５は、予め格納されているプログラムに基づき、例えば、物品Ｗが吸着領域Ｅ１に到達するまでの時間や、当該物品Ｗの搬送姿勢などを把握して、移載ロボット２に必要な動作条件（例えば、物品Ｗに吸着パッド３を近接させる際の移動方向や移動距離等）を算出する。
　その後、制御装置５は、算出した上記動作条件を、電気信号として移載ロボット２に送信し、当該電気信号を受信した移載ロボット２は、上記動作条件に基づき作動することにより、移載動作を実行する。

　制御装置５は、上述したように、移載装置１全体の運転を制御するものであって、撮像手段４によって撮像された画像データに基づき、物品Ｗの移載動作を制御するものである。
　なお、制御装置５は、移載装置１の運転だけでなく、供給コンベア１０１や搬出コンベア１０２など、他の設備も含む搬送ライン全体の運転を制御するものであってもよい。

　制御装置５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）により構成される演算処理部や、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）・ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等により構成される記憶部などを備え、当該記憶部には、撮像手段４によって撮像された画像データを処理し、移載ロボット２に必要な動作手順を決定するプログラムや、後述するように、移載ロボット２の移載動作を制御するためのプログラムなどが予め格納されている。
　また、制御装置５には、例えばタッチパネルなどにより構成される入力手段が備えられるとともに、モニターなどにより構成される出力手段が備えられている。

　そして、制御装置５は、後述する動作手順に従い、移載装置１全体の運転を制御して、供給コンベア１０１の吸着領域Ｅ１から搬出コンベア１０２の脱着領域Ｅ２への物品Ｗの移載動作を実行する。

　［移載装置１の動作手順］
　次に、移載装置１によって物品Ｗの移載動作を実行する場合の動作手順について、図３乃至図６を用いて説明する。
　なお、以下の説明において、吸着パッド３を「水平方向に移動させる」とは、単に、垂直方向との直交方向に物品Ｗを移動させるだけでなく、垂直方向と斜めに交差する方向、即ち、少なくとも水平方向の変位を伴う任意の方向に物品Ｗを移動させることを意味する。

　先ず始めに、図３において、供給コンベア１０１によって搬送（供給）される物品Ｗが、未だ吸着領域Ｅ１（図１（ａ）を参照）に到達していない状態において、移載ロボット２は、当該吸着領域Ｅ１の直上であって、所定の距離（高さ）だけ離間した待機位置Ｐ１に、吸着パット３を位置させた状態で停止している。
　また、吸着パッド３は、吸着方向Ｖ（図２を参照）が直上方向となる状態にて、駆動機構３４を介して保持された状態となっている。
　さらに、真空ポンプ３６（図２を参照）は作動状態となっているが、前述した制御機器によって、吸着部材３３の内部は、大気圧に切替わった状態となっている。

　このような状態において、供給コンベア１０１によって搬送される物品Ｗが、撮像領域Ｅ３（図１（ａ）を参照）に到達して通過すると、前述したように、制御装置５は、撮像手段４（同じく、図１（ａ）を参照）より直ちに電気信号を受信し、当該電気信号に基づき算出した動作条件を、電気信号として移載ロボット２に送信する。
　一方、物品Ｗは、引き続き供給コンベア１０１によって搬送され、吸着領域Ｅ１に到達する。

　そして、制御装置５より電気信号を受信した移載ロボット２は、上記動作条件を考慮したうえで直ちに動作を開始し、吸着領域Ｅ１に到達した物品Ｗの上面に、吸着部材３３の先端（下端）が十分に当接した状態となる吸着位置Ｐ２まで、吸着パッド３を下降させる。

　吸着位置Ｐ２に吸着パッド３が到達すると、真空ポンプ３６の上記制御機器によって、吸着部材３３の内部は、大気圧から負圧に切替わる。
　これにより、物品Ｗは、吸着パッド３によって吸着され、一時的に保持された状態となる。

　吸着パッド３によって物品Ｗが保持されると、移載ロボット２は、再び待機位置Ｐ１に向かって、当該吸着パッド３を上昇させる。
　そして、待機位置Ｐ１に吸着パッド３が到達すると、移載ロボット２は、搬出コンベア１０２における脱着領域Ｅ２（図１（ａ）を参照）の直上であって、待機位置Ｐ１と略水平方向に対向する移動端位置Ｐ３に向かって、吸着パッド３を移動させる。

　移動端位置Ｐ３に吸着パット３が到達すると、移載ロボット２は、搬出コンベア１０２の脱着領域Ｅ２において、吸着パッド３によって保持された物品Ｗが、安定して載置された状態となる脱着位置Ｐ４まで、吸着パッド３を下降させる。

　脱着位置Ｐ４に吸着パッド３が到達すると、真空ポンプ３６（図２を参照）の上記制御機器によって、吸着部材３３の内部は、負圧から大気圧に切替わる。
　これにより、物品Ｗは、吸着パッド３から脱着され、当該吸着パッド３による保持状態から開放される。

　吸着パッド３より物品Ｗが脱着されると、移載ロボット２は、再び移動端位置Ｐ３に向かって、当該吸着パッド３を上昇させ、その後、待機位置Ｐ１に向かって、吸着パッド３を移動させる。

　待機位置Ｐ１に吸着パッド３が到達すると、移載ロボット２は、当該吸着パッド３の移動を停止する。
　これにより、移載装置１における一連の移載動作は完了する。
　そして、供給コンベア１０１において、後続する新たな物品Ｗが撮像領域Ｅ３に到達することにより、上述した移載装置１における一連の移載動作は、再び実行される。

　なお、上述した移載装置１における一連の移載動作の別実施形態として、移載ロボット２は、吸着位置Ｐ２にて物品Ｗを保持した吸着パッド３を、待機位置Ｐ１に向かって直上方向に上昇させるのではなく、移動端位置Ｐ３側に向かって斜め上方に上昇させることとしてもよい。
　また、移載ロボット２は、移動端位置Ｐ３に吸着パット３が到達するのを待って、当該吸着パッド３を、脱着位置Ｐ４に向かって直下方向に下降させるのではなく、移動端位置Ｐ３に吸着パット３が未だ到達していない状態から、当該吸着パッド３を、脱着位置Ｐ４に向かって斜め下方に下降させることとしてもよい。

　ところで、以上に示した移載装置１による一連の移載動作において、物品Ｗを保持した状態の吸着パッド３が、所定方向に向かって移動する際には、当該吸着パッド３の移動動作に起因する慣性力が、常に物品Ｗに働くこととなる。

　具体的には、吸着位置Ｐ２から待機位置Ｐ１に向かって、吸着パッド３が上昇する場合、物品Ｗには、上昇開始とともに直下方向の慣性力が働く一方、上昇停止とともに直上方向の慣性力が働く。
　また、待機位置Ｐ１から移動端位置Ｐ３に向かって、吸着パッド３が水平方向に移動する場合、物品Ｗには、当該水平方向への移動開始とともに待機位置Ｐ１側（本実施形態においては、左側）に向かう慣性力が働く一方、当該水平方向への移動停止とともに移動端位置Ｐ３側（本実施形態においては、右側）に向かう慣性力が働く。
　さらに、移動端位置Ｐ３から脱着位置Ｐ４に向かって、吸着パッド３が下降する場合、物品Ｗには、下降開始とともに直上方向の慣性力が働く一方、下降停止とともに直下方向の慣性力が働く。

　ここで、吸着位置Ｐ２から待機位置Ｐ１に向かって、吸着パッド３が上昇する場合、及び移動端位置Ｐ３から脱着位置Ｐ４に向かって、吸着パッド３が下降する場合には、物品Ｗに働く慣性力は、何れも垂直方向（上下方向）、即ち、吸着パッドによる吸着方向とは略同一方向に向かう外力となるため、当該慣性力による物品Ｗの挙動を吸着部材３３によって吸収することが可能である。

　しかしながら、待機位置Ｐ１から移動端位置Ｐ３に向かって、吸着パッド３が水平方向に移動する場合には、物品Ｗに働く慣性力は、吸着部材３３の伸縮方向（上下方向）と交差する方向、即ち、吸着パッドによる吸着方向とは異なる方向に向かう外力となるため、当該慣性力による物品Ｗの挙動を吸着部材３３によって吸収することが困難である。

　即ち、図６に示すように、例えば、吸着パッド３によって物品Ｗの上面を吸着して保持し、当該物品Ｗを吊下げた状態で水平方向（本実施形態においては、左方から右方に向かう方向）に移動させた場合、吸着パッド３の移動動作に起因する慣性力が物品Ｗに働き、当該物品Ｗは、吸着パッド３の移動方向に向かって傾倒する。
　具体的には、物品Ｗは、吸着パッド３の移動動作の開始と同時に、吸着パッド３の移動方向側の端部（右端部）が下方に沈み込む（或いは、吸着パッド３の移動方向側との反対側の端部（左端部）が上方に持ち上がる）ように傾倒する。
　つまり、吸着パッド３における上記移動方向側（右側）には、直上方向に向いた吸着方向Ｖに対して斜方向に、物品Ｗを剥がす外力Ｔが大きく作用することとなる。

　その結果、吸着パッド３の吸着力は一般的に、吸着方向Ｖと平行な方向に作用する外力に対しては、所定の吸着力を維持可能である一方、吸着方向Ｖと交差する方向に作用する外力に対しては、大きく低下するところ、吸着パッド３の水平方向への移動に伴い、当該吸着パッド３に吸着された物品Ｗは、容易に脱落することとなる。
　このような現象は、前述した、液体状の内容物Ｗａを包容する袋体Ｗｂからなる、比較的重量が嵩み、且つ、外形状が変形容易な物品Ｗにおいては、より顕著に表れる。

　そこで、本実施形態においては、吸着パッド３の水平方向への移動動作に関して、当該移動動作を実施する際の加速度と、慣性力による物品Ｗの傾倒角度との関係を示すマップ情報が、制御装置５（図１（ｂ）を参照）に予め格納されており、物品Ｗを吸着した吸着パッド３を水平方向（待機位置Ｐ１から移動端位置Ｐ３へと向かう方向）に移動させる場合、制御装置５は、吸着パッド３の水平方向への移動開始と同時に、直ちに駆動機構３４を作動させ、上記マップ情報に基づき、当該吸着パッド３の配置姿勢を所定の角度だけ傾けることとしている。

　即ち、図４に示すように、本実施形態においては、物品Ｗを吸着した吸着パッド３を、待機位置Ｐ１から移動端位置Ｐ３（図３を参照）に向かって水平方向に移動させる場合、吸着パッド３の移動動作に起因する慣性力によって、物品Ｗが移動方向（右方向）に沈み込み傾倒するのと同時に、吸着パッド３の吸着方向Ｖを、当該移動方向（右方向）に所定の角度θ１だけ傾倒するように変移させることとしている。

　なお、このような吸着パッド３の配置姿勢の傾きに関する制御は、単にセンサ等で物品Ｗの傾きなどを検出して制御することでも実現可能である。

　このような構成を有することにより、吸着パッド３の吸着方向Ｖ（図４中のＶ１）は、傾倒した物品Ｗを介して当該吸引パッド３に作用する外力Ｔ（図４中のＴ１）に対して、略平行な状態に維持することが可能となり、吸着パッド３の水平方向へ移動に伴い、当該吸着パッド３に吸着された物品Ｗが脱落するのを防止することができる。
　従って、本実施形態における移載装置１によれば、吸着パッド３によって物品Ｗを吸着した後、当該物品Ｗの脱落を防ぐために、吸着パッド３の移動に伴い発生する加速度を小さく抑える必要も無く、移載動作に要する時間を短縮することで、設備効率の向上を図ることができる。

　また、図５に示すように、本実施形態においては、物品Ｗを吸着した状態で、待機位置Ｐ１（図３を参照）から移動端位置Ｐ３に向かって水平方向に移動する吸着パッド３を停止させる場合、吸着パッド３の停止動作に起因する慣性力によって、物品Ｗが移動方向との反対方向（左方向）に沈み込み傾倒する（即ち、水平状態に復帰する）のと同時に、吸着パッド３の吸着方向Ｖを、当該移動方向との反対方向（左方向）に傾倒するように所定の角度θ２だけ変移させることとしている。

　このような構成を有することにより、水平方向に移動する吸着パッド３を急停止させる場合であっても、吸着パッド３の吸着方向Ｖ（図５中のＶ２）は、傾倒した物品Ｗを介して当該吸引パッド３に作用する外力Ｔ（図５中のＴ２）に対して、略平行な状態に維持することが可能となり、吸着パッド３の水平方向へ移動に伴い、当該吸着パッド３に吸着された物品Ｗが脱落するのを防止することができる。
　従って、本実施形態における移載装置１によれば、吸着パッド３によって物品Ｗを吸着した後、より安定した吸着パッド３の移動を実現することが可能となり、移載動作に要する時間を短縮することで、設備効率の向上をより確実に図ることができる。

　［効果］
　以上のように、本実施形態における移載装置１は、物品Ｗを移載する移載装置であって、物品Ｗを吸着及び脱着可能な吸着パッド３、及び当該吸着パッド３を三次元の任意の方向に加速・移動及び減速・停止が可能な移載ロボット（移載手段）２とを備える。
　移載ロボット２は、吸着パッド３の吸着方向Ｖを変位可能に、当該吸着パッド３を支持しており、物品Ｗを吸着した吸着パッド３を、当該吸着パッド３による吸着方向とは異なる方向（本実施形態においては左右方向）に加速・移動させる場合、吸着パッド３の加速・移動動作に起因する慣性力によって、物品Ｗが加速・移動方向（本実施形態においては右方向）に傾倒するのと同時に、吸着パッド３の吸着方向Ｖを、前記加速・移動方向（右方向）に傾倒するように変移させることを特徴とする。

　このように、本実施形態における移載装置１においては、物品Ｗを吸着した吸着パッド３を水平方向（左右方向）に移動させる場合、吸着パッド３の移動動作に起因する慣性力によって、物品Ｗが移動方向（右方向）に向かって傾倒するのと同時に、吸着パッド３の吸着方向Ｖを、当該移動方向（右方向）に傾倒するように変移させる構成としている。
　従って、吸着パッド３の吸着方向Ｖは、傾倒した物品Ｗを介して当該吸着パッド３に作用する外力Ｔに対して、略平行な状態に維持することが可能であり、吸着パッド３の水平方向（左右方向）への移動に伴い、当該吸着パッド３に吸着された物品Ｗが脱落するのを防止することができる。
　その結果、従来のように、吸着パッド３によって物品Ｗを吸着した後、当該吸着パッド３の移動速度を低速に抑える必要も無く高速移動が可能となり、移載動作に要する時間が短縮し、設備効率の向上を図ることができる。

　また、本実施形態における移載装置１において、移載ロボット（移載手段）２は、物品Ｗを吸着した状態で上記移動方向（本実施形態においては左右方向）に移動する吸着パッド３を減速・停止させる場合、吸着パッド３の減速・停止動作に起因する慣性力によって、物品Ｗが上記加速・移動方向との反対方向（本実施形態においては左方向）に傾倒するのと同時に、吸着パッド３の吸着方向Ｖを、上記加速・移動方向との反対方向（左方向）に傾倒するように変移させることを特徴とする。

　ここで、水平方向（左右方向）に向かって移動する吸着パッドを急停止させた場合、吸着パッド３の停止動作に起因する慣性力が物品Ｗに働き、当該物品Ｗは、吸着パッド３の移動方向との反対方向（左方向）に向かって傾倒することとなる。
　具体的には、物品Ｗは、吸着パッド３の急停止と同時に、吸着パッド３の移動方向の端部（右端部）が上方に持ち上がる（或いは、吸着パッド３の移動方向側との反対側の端部（左端部）が下方に沈み込む）ように傾倒する。

　このようなことから、本実施形態のように、吸着パッド３の停止動作に起因する慣性力によって、物品Ｗが移動方向との反対方向（左方向）に傾倒するのと同時に、吸着パッド３の吸着方向Ｖを、移動方向との反対方向（左方向）に傾倒するように変移させることにより、水平方向に移動する吸着パッド３を急停止させる場合であっても、当該吸着パッド３に吸着された物品Ｗが脱落するのを防止することができる。
　その結果、吸着パッド３によって物品Ｗを吸着した後、より安定した吸着パッド３の高速移動を実現することが可能となり、移載動作に要する時間が短縮し、設備効率の向上をより確実に図ることができる。

　なお、本実施形態における移載装置において、前記物品Ｗは、固体で変形しないものより、液体状の内容物Ｗａを包容する袋体Ｗｂからなる、変形容易なものである方が、より効果を得ることができ、好ましい。

　一般的に、液体状の内容物Ｗａは、重量が嵩張り不定形であるため、当該内容物Ｗａを包含する袋体Ｗｂからなる物品Ｗでは、吸着パッド３によって吸引し、その後、水平方向に向かって高速で移動させた場合、当該吸着パッド３の移動動作に起因する慣性力の影響は、比較的顕著に表れると言える。
　より具体的には、物品Ｗが固体で変形しない場合だと、吸着パッド３による物品Ｗの吸着はそれなりに安定するため、慣性力に抗するだけの吸着力を得やすいのであるが、物品Ｗが、液体状の内容物Ｗａを包容する袋体Ｗｂからなる場合、比較的重量が嵩むとともに、物品Ｗに作用する慣性力により液体状の内容物Ｗａが容易に変形し、その変形に倣って、袋体Ｗｂ、即ち物品Ｗの外形状も変形することとなるため、吸着パッド３による物品Ｗの吸着は不安定となり、慣性力に抗するだけの吸着力を得ることが困難となるからである。
　しかしながら、本実施形態における移載装置１によれば、このような物品Ｗであっても、吸着パッド３の水平方向への移動動作に伴い、当該吸着パッド３から脱落するのを防止することが可能であり、より安定した吸着パッド３の高速移動を実現し、移載動作に要する時間を短縮することで、設備効率の向上を図ることができる。

　本発明は、例えば、工場の搬送ラインにおいて、所定の搬送コンベアによって逐次供給される物品を、次工程へと搬送する他の搬送コンベアに、作業者の手を介することなく自動で移載するための移載装置に利用することができる。

　１　　移載装置
　２　　移載ロボット（移載手段）
　３　　吸着パッド
　Ｗ　　物品
　Ｗａ　　内容物
　Ｗｂ　　袋体
　Ｖ　　吸着方向

Claims

　物品を移載する移載装置であって、
　前記物品を吸着及び脱着可能な吸着パッドと、
　前記吸着パッドを三次元の任意の方向に加速・移動及び減速・停止が可能な移載手段とを備え、
　前記移載手段は、
　前記吸着パッドの吸着方向を変位可能に、前記吸着パッドを支持し、
　前記物品を吸着した前記吸着パッドを、前記吸着パッドによる吸着方向とは異なる方向に加速・移動させる場合、
　前記吸着パッドの加速・移動動作に起因する慣性力によって、前記物品が加速・移動方向に傾倒するのと同時に、
　前記吸着パッドの吸着方向を、前記加速・移動方向に傾倒するように変移させる、
　ことを特徴とする移載装置。
　前記移載手段は、
　前記物品を吸着した状態で前記移動方向に移動する前記吸着パッドを減速・停止させる場合、
　前記吸着パッドの減速・停止動作に起因する慣性力によって、前記物品が前記加速・移動方向との反対方向に傾倒するのと同時に、
　前記吸着パッドの吸着方向を、前記加速・移動方向との反対方向に傾倒するように変移させる、
　ことを特徴とする、請求項１に記載の移載装置。
　前記物品は、
　液体状の内容物を包容する袋体からなる、
　ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の移載装置。