(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
所定の向きで順次送られてくる矩形状の物品を支持するテーブルと、そのテーブル上において旋回可能に支持された旋回アームと、その旋回アームを旋回動させる旋回駆動装置と、前記旋回アームの端部に支持された回転可能な回転アームと、その回転アームを設定角度回転させる回転駆動装置と、前記回転アームの端部に支持され、前記テーブル上に送り込まれた物品を挟持する一対の開閉可能な挟持板を有する挟持装置とからなり、前記テーブル上に送り込まれた物品を前記挟持装置が挟持する状態で、旋回アームの旋回動と回転アームの設定角度の回転による複合動作により、テーブル上面に沿って下流側に旋回搬送させつつ物品の向きを0°、90°、180°、−90°のいずれかに変換させるようにしたパレタイザにおける物品の方向変換装置。
前記旋回アームが、その長さ方向の中央部を中心にして旋回自在に支持され、その旋回アームの両端部のそれぞれに挟持装置を支持する回転アームが回転自在に支持された請求項1に記載のパレタイザにおける物品の方向変換装置。
【背景技術】
【0002】
シート加工機としてのフォルダグルアにおいては、縦罫線により区分された4枚のパネルおよび一側のパネルの側縁に連設された接合代を有する段ボールシートを一方向に搬送し、その搬送中において両側のパネルのそれぞれ内側の縦罫線に沿っての折曲げと、他側のパネルと接合代の重なり部の接着とによって扁平なケースを形成するようにしている。
【0003】
上記フォルダグルアにより形成される扁平なケースは、その下流側に設けられたカウンタエジェクタに送り込まれて計数され、積み重ねられた状態で結束部に送り込まれて結束され、ケース束とされる。
【0004】
また、ケース束は、パレタイザによりパレット上に積み付けられて搬送される。ここで、扁平なケースは、パネルと接合代の重なり部で厚く、その厚みのある重なり部は、縦罫線に平行する左右方向の幅中心線から一方側に片寄っているため、ケースを複数積み重ねて結束されたケース束は、幅中心線の左右での厚みが大きく異なったものとなり、パレット上に単に積み付けると、不安定な積み付けとなって荷崩れが生じる。
【0005】
そこで、パレタイザにおいては、向きを一定にして順次送られてくるケース束を方向変換装置により向きを変換し、整列部において適切なパターンに整列して、その整列されたケース束をパレット上に多段に積み付けるようにしている。
【0006】
ケース束の向きを変換する方向変換装置として、特許文献1に記載されたものが従来から知られている。この方向変換装置においては、一対の十字回転テーブルを有し、一方の十字回転テーブルを、ケース束搬送用のローラコンベヤの搬送面より下方の位置で待機させ、他方の十字回転テーブルを一方の十字回転テーブルの上方に対向配置し、上記ローラコンベヤによってケース束がその回転テーブルの位置まで搬送されてくると、一方の十字回転テーブルを上昇させ、かつ、他方の十字回転テーブルを下降させて、ケース束を上下から挟持し、その挟持状態において、上下一対の十字回転テーブルを設定角度回転させて、ケース束の向きを変換するようにしている。
【0007】
ここで、
図12は、ケース束A
1乃至A
4の整列パターンの一例を示し、ケース束A
1乃至A
4のそれぞれは太線で示される面を前面としてケース束A
1乃至A
4の順序でもって順次搬送されていたものであり、そのようなパターンでの整列に際し、ケース束A
1については0°、ケース束A
2については90°、ケース束A
3については−90°、さらに、ケース束A
4については180°を変換角度として方向変換する必要がある。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1および
図2に示すように、搬入コンベヤ1と搬出コンベヤ2は直線状の配置とされ、その搬入コンベヤ1と搬出コンベヤ2の対向部間にこの発明に係る方向変換装置10が設けられている。
【0018】
搬入コンベヤ1および搬出コンベヤ2のそれぞれはローラコンベヤからなる。搬入コンベヤ1は物品Aを一定の向きで方向変換装置10に向けて搬送し、その搬送面上の左右には一対のサイドコンベヤ3が設けられている。
【0019】
一対のサイドコンベヤ3は、搬入コンベヤ1の中心線を搬送ラインとして下流側に搬送される物品Aの両側を案内しつつ、その物品Aを下流側に搬送するようになっており、物品Aの左右方向の幅寸法に応じて左右方向に位置調整可能とされている。
【0020】
方向変換装置10は、搬入コンベヤ1から送り込まれる物品Aを上流側の端部で支持するテーブル11と、そのテーブル11上に送り込まれた物品Aを挟持して下流側に旋回搬送しつつ方向変換する旋回搬送装置50とからなる。
【0021】
図2に示すように、テーブル11は、フロントテーブル12と、リヤテーブル13とからなる。フロントテーブル12は、センタテーブル12aの両側に一対のサイドテーブル12bを間隔をおいて設けた構成とされ、そのセンタテーブル12aおよび一対のサイドテーブル12bのそれぞれは、物品Aの搬送方向に複数のローラ14が並列されたローラテーブルからなっている。
【0022】
フロントテーブル12は、センタテーブル12aが搬入コンベヤ1の物品搬送ライン上に位置する配置とされている。
【0023】
一方、リヤテーブル13も、上記フロントテーブル12と同様に、センタテーブル13aの両側に一対のサイドテーブル13bを設けた構成とされ、そのセンタテーブル13aおよび一対のサイドテーブル13bのそれぞれは、物品Aの搬送方向に複数のローラ14が並列されたローラテーブルからなる。
【0024】
リヤテーブル13は、センタテーブル13aがフロントテーブル12のセンタテーブル12aに対して直線上に接続される配置とされている。
【0025】
フロントテーブル12のセンタテーブル12aとサイドテーブル12bの対向側面間には、搬入コンベヤ1から送り込まれる物品Aをフロントテーブル12の上流位置において停止させるストッパ15が設けられている。
【0026】
図7乃至
図9に示すように、ストッパ15は、昇降装置16により昇降動されてフロントコンベヤ12の搬送面から出没自在とされ、その突出時に搬入コンベヤ1から送り込まれる物品Aをフロントテーブル12の所定位置に停止させるようになっている。
【0027】
ここで、昇降装置16は、ガイドロッド17を有するシリンダからなる。そのシリンダのピストンロッド16aにより昇降動される昇降台18によってストッパ15が支持されている。
【0028】
ストッパ15は、物品Aの搬送方向前後の長さに応じて位置調整自在とされ、大きさの異なるいずれの物品Aであっても、その搬送方向の前後面間の中心が所定の位置で停止するよう物品Aの搬送方向に位置調整自在とされている。
【0029】
ストッパ15を位置調整自在とするため、ここでは、センタテーブル12aの下方にレール支持部材19を設け、そのレール支持部材19の両側面に設けられたリニヤレール20に沿って物品Aの搬送方向に移動可能なスライド部材21で昇降装置16を支持し、上記スライド部材21を移動装置22によりリニヤレール19に沿って移動させるようにしている。
【0030】
移動装置22は、モータ23を駆動源とするボールねじからなる。そのボールねじのねじ軸24をレール支持部材19に設けられた一対の軸受25で回転自在に支持し、そのねじ軸24にねじ係合されたナット部材26をスライド部材21の下面に設け、上記ねじ軸24の一端部に接続されたモータ23の駆動によりねじ軸24を回転させて、スライド部材21を移動させるようにしている。
【0031】
図2に示すように、リヤテーブル13におけるセンタテーブル13aとサイドテーブル13bの対向側面間には、テーブル11の下流側に旋回搬送される物品Aを搬出コンベヤ2に送り出すプッシャ装置30が設けられている。
【0032】
図10および
図11に示すように、プッシャ装置30は、センタテーブル13aの下方にレール支持部材31を設け、そのレール支持部材31の両側面に設けられたリニヤレール32に沿って物品Aの搬送方向に移動可能な往復台33を設け、その往復台33の側面にシリンダホルダ34を設け、そのシリンダホルダ34で支持されたシリンダ35の作動によりプッシャ36を昇降動させ、かつ、移動装置37によって往復台33をリニヤレール32に沿って物品Aの搬送方向に往復動させるようにしている。
【0033】
ここで、プッシャ36は、板状をなし、その上端には折曲げ片36aが設けられ、その折曲げ片36aにシリンダ35のピストンロッド35aが接続されている。また、プッシャ36のシリンダ35と対向する対向面には上下方向に延びるレール36bが設けられ、そのレール36bが往復台33に設けられたレールガイド33aによって昇降自在に支持されている。
【0034】
移動装置37は、モータ38を駆動源とするボールねじからなる。そのボールねじのねじ軸39をレール支持部材31に設けられた一対の軸受40で回転自在に支持し、そのねじ軸39にねじ係合されたナット部材41を往復台33の下面に設け、上記ねじ軸39の一端部に接続されたモータ38の駆動によりねじ軸39を回転させて、往復台33を物品Aの搬送方向に往復動させるようにしている。
【0035】
図1に示すように、旋回搬送装置50は、旋回アーム51と、その旋回アーム51の両端部に支持された一対の回転アーム52と、その一対の回転アーム52のそれぞれに支持された物品挟持用の挟持装置80とを有している。
【0036】
旋回アーム51の長さ方向の中央部における上面には支点軸53が突設され、その支点軸53が旋回アーム51上に設けられた固定配置の上部フレーム54によって回転自在に支持され、その支点軸53の上端部に減速機付き旋回駆動モータ55が接続されている。
【0037】
旋回駆動モータ55は、サーボモータからなる。この旋回駆動モータ55は上部フレーム54に支持され、その旋回駆動モータ55の駆動によって旋回アーム51は基準位置から180°正逆方向に交互に旋回動される。ここで、基準位置とは、旋回アーム51の長さ方向が物品Aの搬送ラインに平行する状態での停止位置をいう。
【0038】
図3および
図6に示すように、旋回アーム51の一方の端部上には突出部56が設けられ、上記旋回アーム51が基準位置に配置された際の突出部56の停止位置および旋回アーム51が基準位置から180°旋回された際の突出部56の停止位置のそれぞれに対応して一対のアシストシリンダ57が設けられている。
【0039】
一対のアシストシリンダ57のそれぞれは、上部フレーム54に支持されて固定の配置とされ、旋回駆動モータ55の回転開始時に突出部56に対向する側の一方のアシストシリンダ57が伸長して旋回アーム51の端部を旋回方向に押圧し、旋回駆動モータ55の駆動をアシストするようになっている。このとき、他方のアシストシリンダ57は伸長状態とされ、旋回アーム51が180°旋回動して停止する少し手前の位置で突出部56で押されて収縮し始め、その収縮によって旋回アーム51の停止時の衝撃力を吸収し、ショックアブソーバとしての機能も有している。
【0040】
図4および
図5に示すように、回転アーム52は、長さ方向の中央部上面にアーム支持軸58が突設され、そのアーム支持軸58が旋回アーム51の両端部に設けられた筒状の軸受ハウジング59内に挿入され、その軸受ハウジング59内に組み込まれた軸受60によって回転自在に支持されている。
【0041】
回転アーム52は、回転駆動装置70の駆動によって基準位置から設定角度回転される。ここで、基準位置とは、回転アーム52が旋回アーム51に対して直線状に延びる状態での位置をいう。また、設定角度とは、0°、90°、180°、−90°のいずれかから選択的に設定される角度をいい、設定角度0°とは回転駆動装置70が作動しないこと意味する。
【0042】
図4に示すように、回転駆動装置70は、旋回アーム51の端部に支持された回転モータ71と、その回転モータ71の回転をアーム支持軸58に伝達する伝動装置72とからなる。伝動装置72として、ここでは、タイミングベルトを用いたベルト伝動装置を示しているが、チェーン伝動装置を採用してもよい。
【0043】
回転モータ71として、ここでは、サーボモータが採用されている、この回転モータ71は図示省略した制御装置からの出力信号により作動して、回転アーム52を基準位置から設定角度回転させるようになっている。
【0044】
図4乃至
図6に示すように、回転アーム52には、フロントテーブル12上に送り込まれる物品Aを前後から挟持する挟持装置80が設けられている。
【0045】
挟持装置80は、アーム支持軸58までの距離が等しくなるようそのアーム支持軸58を対称点として回転アーム52の下面側に配置される対称配置の一対のブラケット81と、そのブラケット81のそれぞれに支持された水平軸82を中心にして開閉可能な一対の挟持板83と、ブラケット81のそれぞれに支持された挟持板開閉用の一対のシリンダ84とからなり、上記一対のシリンダ84の作動により一対の挟持板83を閉鎖させ、その一対の挟持板83によって物品Aを前後から挟持するようにしている。
【0046】
一対のブラケット81は、回転アーム52の下面に設けられたレール85に沿って移動自在に設けられ、位置調整装置90によって相反する方向に等距離移動される。そして、その一対のブラケット81の相対的な移動により、物品Aの搬送方向前後の長さに応じて一対の挟持板83の位置を調整可能としている。
【0047】
位置調整装置90は、回転アーム52の両端部に一対のプーリ91を回転自在に設け、その一対のプーリ91間にかけ渡されたベルト92のキャリヤ側ベルトに一対のブラケット81の一方を連結し、かつ、リターン側ベルトに他方のブラケット81を連結し、一対のプーリ91の一方のプーリ軸に接続した位置調整用モータ93の駆動によりベルト92を移動させて一対のブラケット81を相反する方向に等距離移動させるようにしている。
【0048】
実施の形態で示すパレタイザにおける物品の方向変換装置は上記の構造からなり、
図13a乃至
図13jは、
図12に示す四つの物品としてのケース束A
1乃至A
4の向きを順次変換する場合の動作を段階的に示している。
【0049】
ここで、ケース束A
1乃至A
4のそれぞれは、前述のように、太線で示される面を前面としてケース束A
1乃至A
4の順序でもって順次搬送されていたものであり、ケース束A
1についての方向変換角度が0°、ケース束A
2についての方向変換角度が90°、ケース束A
3についての方向変換角度が−90°、さらに、ケース束A
4についての方向変換角度が180°とされている。
【0050】
図1に示す搬入コンベヤ1は、ケース束A
1乃至A
4の順序でもってフロントテーブル12上にケース束を搬送する。ケース束A
1乃至A
4のそれぞれは、ストッパ15によって順次停止される。
【0051】
ケース束A
1乃至A
4のそれぞれが停止状態とされる直前の状態において、旋回アーム51および回転アーム52は基準位置に配置されて、その長さ方向がケース束の搬送方向に向く状態とされる。そして、ストッパ15によって停止されるケース束A
1乃至A
4のそれぞれは、その搬送方向前後面間の中央位置が
図4に示す挟持装置80のアーム支持軸58の軸心と一致する位置で停止状態とされる。
【0052】
ストッパ15は、ケース束A
1乃至A
4を停止させると、
図7に示す昇降装置16の作動により下降動されてケース束の旋回搬送を阻害することのない状態とされる。また、旋回搬送装置50がケース束A
1乃至A
4を挟持して旋回搬送すると、上昇動され、次に送り込まれるケース束A
1乃至A
4を停止させるようになっている。
【0053】
図13aは、フロントテーブル12に送り込まれて停止状態とされたケース束A
1が同図の右側に配置された挟持装置80の一対の挟持板83で前後から挟持された状態を示している。なお、挟持に際しては、
図5に示す一対のシリンダ84の作動により一対の挟持板83を閉鎖させるようにする。
【0054】
説明の都合上、
図13aの右側に配置された回転アームを第1回転アーム52aと称し、また、左側に配置された回転アームを第2回転アーム52bと称して、以下に作動を説明する。
【0055】
挟持装置80の一対の挟持板83がケース束A
1を挟持すると、
図1に示す旋回駆動モータ55が作動して、旋回アーム51を
図13aの矢印で示す方向に180°旋回させると共に、
図4に示す回転モータ71が作動して、第1回転アーム52aを
図13bの矢印で示す方向に設定角度回転させる。この時の第1回転アーム52aの回転設定角度は180°とされている。
【0056】
図13bは、旋回アーム51および第1回転アーム52aの回転途中の状態を示す。その状態において、次のケース束A
2がフロントテーブル12上送り込まれ、ストッパ15により停止状態とされる。
【0057】
図13cは、旋回アーム51が180°回転され、第1回転アーム52aが設定角度(180°)回転されて停止し、かつ、第1回転アーム52aに支持された挟持装置80の一対の挟持板83が開放して、ケース束A
1の挟持を開放した状態を示している。
【0058】
図13a乃至
図13cで示すように、挟持装置80がケース束A
1を挟持する状態で旋回アーム51を180°回転させ、第1回転アーム52aを設定角度(180°)回転させることにより、ケース束A
1を方向変換させることなくリヤテーブル13上に旋回搬送することができる。
【0059】
また、旋回アーム51の180°の回転によって、第2回転アーム52bに支持された挟持装置80をフロントテーブル12上で停止する次のケース束A
2上に臨ませることができる。
【0060】
旋回搬送後のケース束A
1は、プッシャ装置30におけるプッシャ36の下流側への移動によって、
図13dに示すように、搬出コンベヤ2上に送り込まれ、その搬出コンベヤ2から下流側に配置された図示省略の整列部に送り込まれる。同時に、第2回転アーム52bに支持された挟持装置80の一対の挟持板83が閉鎖して、ケース束A
2を挟持する。
【0061】
図13dに示すように、挟持装置80の一対の挟持板83がケース束A
2を挟持すると、旋回アーム51が
図13dの矢印で示す方向に180°回転する。一方、第1回転アーム52aおよび第2回転アーム52bが設定角度回転する。この時の第1回転アーム52aの回転設定角度は180°とされ、一方、第2回転アーム52bの回転設定角度は90°とされる。
【0062】
図13eは、旋回アーム51および第1回転アーム52aの回転途中の状態を示し、また、第2回転アーム52bが設定角度(90°)回転した状態を示しており、
図13fは、旋回アーム51が180°回転した状態を示している。
【0063】
図13d乃至
図13fで示すように、旋回アーム51を180°回転させ、第2回転アーム52bを90°設定角度回転させることによって、挟持装置80によって挟持するケース束A
2をリヤテーブル13上に旋回搬送させつつ向きを90°方向変換させることができる。また、旋回アーム51の180°の回転により、第1回転アーム52aに支持された挟持装置80をフロントテーブル12上で停止する次のケース束A
3上に臨ませることができる。
【0064】
旋回搬送後のケース束A
2は、一対の挟持板83の開放により挟持が解除され、プッシャ装置30におけるプッシャ36の下流側への移動によって搬出コンベヤ2上に送り込まれる。同時に、第1回転アーム52aに支持された挟持装置80の一対の挟持板83が閉鎖する。
【0065】
図13gに示すように、挟持装置80の一対の挟持板83がケース束A
3を挟持すると、旋回アーム51が
図13gの矢印で示す方向に180°回転する。一方、第1回転アーム52aおよび第2回転アーム52bが設定角度回転する。この時の第1回転アーム52aの回転設定角度は−90°とされ、一方、第2回転アーム52bの回転設定角度は90°とされる。
【0066】
図13hは、旋回アーム51を180°回転させ、第1回転アーム52aを設定角度(−90°)回転させた状態を示し、旋回アーム51の180°の回転と第1回転アーム52aの設定角度の回転とにより、ケース束A
3をリヤテーブル13上に旋回搬送させつつ向きを−90°方向変換させることができる。また、旋回アーム51の180°の回転によって、第2回転アーム52bに支持された挟持装置80をフロントテーブル12上で停止する次のケース束A
4上に臨ませることができる。
【0067】
旋回搬送後のケース束A
3は、一対の挟持板83の開放により挟持が解除され、プッシャ装置30におけるプッシャ36によって搬出コンベヤ2上に送り込まれる。同時に、第2回転アーム52bに支持された挟持装置80の一対の挟持板83が閉鎖する。
【0068】
図13iに示すように、挟持装置80の一対の挟持板83がケース束A
4を挟持すると、旋回アーム51が
図13iの矢印で示す方向に180°回転する。一方、第1回転アーム52aおよび第2回転アーム52bが設定角度回転する。この時、第1回転アーム52aの回転設定角度は90°とされ、一方、第2回転アーム52bの回転設定角度は0°、つまり、停止状態とされる。
【0069】
図13jは、旋回アーム51を180°回転させ、第2回転アーム52bを設定角度(0°)回転させた状態を示し、旋回アーム51の180°の回転と第2回転アーム52bの設定角度の回転により、挟持装置80により挟持されたケース束A
4をリヤテーブル13上に旋回搬送させつつ向きを180°方向変換させることができる。また、旋回アーム51の180°の回転により、第1回転アーム52aに支持された挟持装置80をフロントテーブル12上で停止する次のケース束A上に臨ませることができる。
【0070】
以上のように、フロントテーブル12上に送り込まれたケース束Aを挟持装置80が挟持する状態で旋回アーム51を旋回させ、かつ、挟持装置80を支持する回転アーム52を設定角度回転させる複合動作により、ケース束Aを下流側に向けて旋回搬送させつつケース束Aの向きを設定角度方向変換することができ、ケース束Aを極めて効率よく方向変換することができる。