(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、物品蓄積装置に係る一実施形態を、図面を参照して説明する。
図1に示すように、物品蓄積装置11は、物品を供給する供給元装置100から物品の供給先である供給先装置200に搬送される物品を一時的に蓄積するバッファとして機能する装置である。物品蓄積装置11は、供給先装置200が供給元装置100から供給された物品の全ては受け入れが困難な場合に供給元装置100からの物品を一時的に蓄積する蓄積機能と、供給元装置100からの物品の供給が不足又は一時停止した場合に、蓄積している物品を払い出して供給先装置200へ供給する供給機能とを有する。なお、供給先装置200が物品の受け入れが困難な場合、及び供給元装置100からの物品の供給が不足又は一時停止した場合とは、それぞれの装置100,200のトラブル又はメンテナンス等(以下、「トラブル等」と称す。)が挙げられる。
【0020】
供給元装置100は、一例として物品の製造装置であり、製造した物品(本例では容器(空容器))を供給する。また、供給先装置200は、物品に処理を行う装置であり、例えば物品が容器である場合は容器に内容物を充填する充填装置等が挙げられる。
【0021】
図1に示す例では、供給元装置100は複数台(同図の例では3台)配置されており、供給先装置200は1台配置されている。これらの台数比は、稼動中の供給元装置100の物品供給能力(単位時間当たりに供給可能な容器数)と、供給先装置200の物品処理能力(単位時間当たりに処理可能な容器数)とがほぼバランスするように設定されている。なお、供給元装置100と供給先装置200との台数比は適宜変更可能であり、J:1(但し、Jは2以上の自然数)に限らず、1:1、1:Jでもよい。また、供給元装置100の物品供給能力と供給先装置200の物品処理能力とがほぼバランスしていることが理想ではあるが、必ずしもほぼバランスしている必要はない。
【0022】
複数台の供給元装置100から供給された物品は、別々の搬送ライン300上を供給先装置200に向かって搬送される。そして、物品蓄積装置11には、供給元装置100から供給された物品を搬送可能な蓄積用の予備搬送ライン310の下流端が接続されるとともに、供給先装置200へ物品を供給する搬送が可能な供給用の予備搬送ライン320の上流端が接続されている。なお、本例では、物品蓄積装置11の搬入口には、供給元装置100の台数と同数の予備搬送ライン310から複数列(例えば3列)の物品が並列で搬入される。
【0023】
図1に示すシステムの制御を司る不図示の制御装置は、供給先装置200がトラブル等の理由で一時停止した場合、その旨を供給元装置100に通知し、その通知を受け付けた供給元装置100は、物品の供給を搬送ライン300から予備搬送ライン310に切り換える。その後、供給先装置200が運転を再開すると、その通知を受け付けた供給元装置100は、物品の供給を予備搬送ライン310から搬送ライン300に戻す。その停止の間、物品蓄積装置11は、供給元装置100から供給されて予備搬送ライン310上を搬送されてくる物品を一時的に蓄積する。また、システムの不図示の制御装置は、供給元装置100がトラブル等の理由で一時停止した場合、その旨を物品蓄積装置11に通知し、その通知を受け付けた物品蓄積装置11は、蓄積している物品を払い出して予備搬送ライン320を通って供給先装置200に供給する。なお、
図1の例では、各搬送ライン300と予備搬送ライン320からの多列の物品を1本の列に変換する多列変換ユニット330が設けられているが、物品が多列で供給先装置200に供給されてもよい。
【0024】
物品蓄積装置11は、予備搬送ライン310からの物品を搬入する搬入部20と、1段分の物品群Gを配置する配置部30と、1段分の物品群を段積みして積載物Wを形成する段積み動作と積載物Wから1段ずつ物品群を払い出す段ばらし動作とを行う荷役動作部40と、払い出された物品群を予備搬送ライン320へ搬出する搬出部50とを備える。また、物品蓄積装置11は、積載物Wを格納する格納部60を備える。物品の蓄積は、パレットに物品を段積みして積載物Wを形成する積載物形成機能と、形成した積載物Wを格納部60に格納する格納機能とにより実現される。このため、物品蓄積装置11の物品蓄積能力はかなり高くなっている。
【0025】
また、物品蓄積装置11は、搬入部20、荷役動作部40、搬出部50及び後述する多列変換ユニット55などを制御することにより、物品蓄積装置11の制御を司る制御部Cを備える。制御部Cは、物品蓄積時には配置部30に1段分の物品群Gが配置される度に荷役動作部40に1段分の物品群Gをパレット12に段積みさせることにより積載物Wを形成させる。一方、制御部Cは、物品供給時には格納部60から取り出した積載物Wを荷役動作部40により1段ずつばらして配置部30へ払い出し、配置部30へ払い出された1段分の物品を搬出部50に搬出させる。
【0026】
次に
図2及び
図3を参照して、物品蓄積装置11について説明する。
図2及び
図3に示すように、物品蓄積装置11は、前述のとおり、搬入部20、配置部30、荷役動作部40、搬出部50及び格納部60を備える。また、物品蓄積装置11は、荷役動作部40が1段分の物品群Gを段積み及び段ばらしできる高さにパレット12を昇降させたり積載物Wを格納部60に格納可能な高さに下降させたりする昇降機70と、昇降機70へのパレット12の供給及び昇降機70からのパレット12の回収を行うパレット移送装置80とを備える。さらに物品蓄積装置11は、パレット12上及び段積みされた物品群Gの上へのシート13の載置及びパレット12上及び段積みされた物品群Gの上からのシート13の回収をするシート移載装置90を備える。
【0027】
搬入部20は、予備搬送ライン310から受け入れた物品Bを所定本数の物品列Lとして配置部30に搬入する。複数の予備搬送ライン310から受け入れられた物品Bは、複数列の搬送ガイド15及びコンベア16を経由して搬送される。なお、コンベア16は電動モータ17の動力により駆動される。
【0028】
搬入部20は、コンベア16からの複数(本例では3列)の物品列Lをその列方向と平行な第1方向Xに搬送可能な第1コンベア21と、第1コンベア21からの複数の物品列Lを、第1方向Xと交差(例えば直交)する第2方向Yに向かって搬入させる第2コンベア22(以下「搬入コンベア22」ともいう。)とを備える。また、搬入部20は、第1コンベア21上の複数の物品列Lを整列させる整列部23を備える。さらに搬入部20は、搬入コンベア22により第2方向Yへ搬送される物品列Lの移動を、配置部30よりも第2方向Yの上流側の位置で規制する中間ストッパ24を備える。中間ストッパ24により第2コンベア22における配置部30よりも上流側のエリアに所定列数の物品列Lを貯留することが可能となっている。所定列数は、一例として1段分未満の列数にしているが、1段分以上の列数としてもよい。また、搬入部20は、第1コンベア21上の整列部23で整列された複数の物品列Lを第2方向Yへ移送することにより搬入コンベア22上に移載する移送機構25(
図5、
図6参照)を備える。この移送機構25の詳細は後述する。なお、第1コンベア21及び搬入コンベア22は、それぞれ電動モータ26,27の動力により駆動される。
【0029】
図2に示す配置部30は、搬入コンベア22における中間ストッパ24よりも下流側に位置し、1段分の物品群Gを配置可能な矩形の配置エリアからなる。この配置部30は、荷役動作部40が段積み動作の対象とする1段分の物品群Gと、段ばらし動作で払い出した1段分の物品群Gとが共通に配置される配置エリアとなる。配置部30には、1段分として、例えばN列×M本(但し、N,Mは2以上の自然数)の物品群Gが配置される。本例の搬入コンベア22は配置部30まで延びており、搬入コンベア22が搬入部20と配置部30とで共有されている。なお、本実施形態では、搬入コンベア22のうち配置部30のエリアの部分により、配置部30のコンベア部の一例が構成される。
【0030】
図2及び
図3の例では、配置部30に対して第1方向Xにおける一方側(同図では左側)の隣の位置が作業エリアSAとなっている。荷役動作部40は、配置部30と作業エリアSAとの上方位置を第1方向Xに沿って往復移動可能なキャリッジ41を備える。キャリッジ41は、配置部30に1段分の物品群Gが配置される度にその物品群Gを作業エリアSAのパレット12上にスライドさせることで段積みして所定段数の積載物Wを形成する段積み動作と、作業エリアSAの積載物Wから1段分ずつ物品群Gを配置部30に払い出す段ばらし動作とを行う。
【0031】
図3、
図9に示すように、荷役動作部40は、キャリッジ41を、配置部30の上側となる同図に示す待機位置と、作業エリアSAの上側となる作業位置(
図14参照)との間を第1方向Xに沿って往復移動させる移動機構42を備える。移動機構42は、一例として、一対のプーリ43と、一対のプーリ43に巻き掛けられると共にその一部にキャリッジ41が連結されたタイミングベルト44と、一方のプーリ43を駆動する電動モータ45と、キャリッジ41を懸架状態で第1方向Xへ移動可能に案内するローラ431及びレール432(
図10参照)とを備える。また、キャリッジ41は、搬入コンベア22により配置部30上に搬入された物品列Lの移動を規制する機能と、キャリッジ41が段積み動作及び段ばらし動作のために第1方向Xに移動するときに1段分の物品群Gを保持する機能とを有する複数の可動式のガイド部46を備える。なお、移動機構42は、タイミングベルト44を含むベルト駆動方式に替え、ボールねじ機構やリニアモータ等を備える直動駆動方式を採用してもよい。
【0032】
図2に示すように、搬出部50は、搬出用の第1コンベア51(以下、「搬出コンベア51」ともいう。)と第2コンベア52とを備える。搬出コンベア51は、物品列Lの列方向長さよりも広い寸法の幅を有し、電動モータ53の駆動により物品列Lをその列方向と交差する第2方向Yに搬送する。また、第2コンベア52は、物品列Lの複数列分(例えば3列分)の幅よりも少し広い寸法の幅を有し、電動モータ54の駆動により複数列の物品列Lをその列方向と平行な第1方向Xに搬送する。
【0033】
図2に示すように、本実施形態では、搬入コンベア22と配置部30(コンベア部)と搬出コンベア51とが、搬送方向が互いに同じでかつ搬送方向(第2方向Y)に沿って1列に配置されている。よって、搬入コンベア22が配置部30に搬入した1段分の物品群Gを、作業エリアSAへ移動させることなく、配置部30からそのまま搬出コンベア51へ搬出させることが可能となっている。
【0034】
図2に示すように、搬出部50の第2コンベア52の下流側には、搬出された複数の物品列Lの多列を1列に並び替える(変換する)多列変換ユニット55が設けられている。搬出部50は、搬出コンベア51により搬送されてきた複数の物品列Lをその列方向と平行な第1方向Xに多列(例えば3列)の物品列Lを送り出す。多列変換ユニット55は、複数のコンベア56と、各コンベア56の搬送方向の上流側と下流側との間で速度差をつけることで搬送中の物品間に隙間を形成するようにコンベア56を駆動する電動モータ57とを備える。多列変換ユニット55は、多列の物品の搬送方向と所定角度(鋭角)で交差する不図示のガイド面を有し、物品をガイド面に斜めに当てて物品間の隙間の他の物品を押し込むことで、徐々に物品の列数を少なくしていって最終段で1列にして物品を搬出する。
【0035】
図3に示すように、昇降機70は作業エリアSAに配置されている。昇降機70は、一例として不図示の駆動源(例えばモータ又はシリンダ)の動力で伸縮する昇降ロッド71と、昇降ロッド71の上端に固定されたテーブル72とを備える。昇降機70は、パレット12をテーブル72上に載置して
図3に二点鎖線で示す下降位置と、実線で示す1段目の物品群を段積みする際の作業開始位置(上昇位置)との間の範囲を移動する。
【0036】
図3に示すように、パレット移送装置80は、昇降機70の隣位置(同図では右隣位置)に配置され、複数段のパレット12が段積み状態で収容されたパレット収容部81(以下「収容部81」ともいう。)と、パレット12の穴に挿入可能に所定高さに配置された不図示のフックと、収容部81内のパレット12を昇降可能な不図示のテーブルと、昇降機70のテーブル72上へのパレット12の供給及びテーブル72上からのパレット12の回収を行うコンベア82とを備える。テーブルを上昇させて収容部81内の複数段のパレット12のうち下から二段目のパレット12をフックで固定し、その後、最下段のパレット12を載置するテーブルを下降させてその最下段のパレット12をコンベア82上に載置する。次にコンベア82を駆動させて、コンベア82上のパレット12を最下降位置で待機するテーブル72上へ搬入する。
【0037】
昇降機70は、最下降位置で待機させたテーブル72上へのパレット12のコンベア82による搬入が完了すると、テーブル72を作業開始位置まで上昇させることにより、空のパレット12は作業エリアSAにおいて搬入コンベア22の上面とほぼ同じ高さに配置される。
【0038】
シート移載装置90は、作業エリアSAに対して搬入コンベア22と反対側となる隣位置に配置され、段積み時にパレット12の上及び段積みされた物品群Gの上に副資材の一例であるシート13を載置する作業と、段ばらし時にパレット12上及び物品群Gの上からシート13を回収する作業とを含むシート移載作業を行う。シート移載装置90は、シート収容部18(以下「収容部18」ともいう。)と、シート13を移送するキャリア91とを備える。
【0039】
シート移載装置90は、キャリア91を、収容部18の上方に位置する待機位置と、作業エリアSAの上方に位置する作業位置との間を第1方向Xに沿って往復移動させることが可能な移動機構92を備える。移動機構92は、一例として、一対のプーリ93と、一対のプーリ93に巻き掛けられると共にその一部にキャリア91が連結されたタイミングベルト94と、一方のプーリ93を駆動するモータ95と、キャリア91を懸架状態で第1方向Xへ移動可能に案内する不図示のガイドレールとを備える。また、キャリア91は、シート13を吸着及び解放することが可能な保持部96と、保持部96を昇降させる駆動源となるモータまたはシリンダ等からなるアクチュエータ97とを備える。なお、移動機構92は、タイミングベルト94を含むベルト駆動方式に替え、ボールねじ機構やリニアモータ等を備える直動駆動方式を採用してもよい。なお、シート移載装置90は、最終段(例えば5〜20段の範囲内の値)の物品群Gの上にシート13と共にトップフレームを積載するため、収容部18にはシート13の所定枚数毎にトップフレームが配置されている。
【0040】
格納部60は、段積み動作で形成された積載物Wを入庫(格納)するとともに段ばらし動作の対象とする積載物Wを出庫させる。格納部60は、積載物Wの入出庫作業を行うために駆動される所定搬送経路のコンベア61を備える。本例の格納部60は複数の積載物Wを格納可能である。また、本例では、コンベア61の搬送経路がU字状などの閉ループ経路なため、積載物Wの入出庫は先入れ後出しの順序で行われる。なお、コンベア61の搬送経路をループ経路とし、積載物Wの入出庫を先入れ先出しの順序で行ってもよい。
【0041】
次に
図4〜
図8を参照して搬入部20の詳細な構成を説明する。まず、
図4を参照して、第1コンベア21を含むその周辺の構成について説明する。
搬入部20は、供給元装置100から予備搬送ライン310を通じて搬送されてきた列状の物品Bを受け入れる前述の第1コンベア21を備える。搬入部20は、第1コンベア21の上方エリアにK列分の物品列Lが配列される予備配列部28と、K列分の物品列を整列させる前述の整列部23とを有している。予備配列部28は、第1コンベア21上の複数列の物品を列状に案内するガイド281と、予備配列部28の上流側に位置する搬入口付近に配置された列毎に物品を検知可能な不図示のセンサと、各センサの検知結果に基づいて列毎に搬送路を開閉する第1ストッパ282とを備える。また、予備配列部28の下流側に位置する搬出口付近には、列毎に物品を検知可能な不図示のセンサと、各センサの検知結果に基づいて開閉される第2ストッパ283とが列毎に設けられている。第1ストッパ282と第2ストッパ283との間には、1列分の物品数であるM本の物品Bが配列される。第1ストッパ282は予備配列部28に貯められたM本の物品Bよりも上流側に位置する物品Bを堰き止める。第2ストッパ283は整列部23に貯められたM本の物品Bよりも上流側に位置する物品を堰き止める。なお、各ストッパ282,283は、実線で示す閉位置と二点鎖線で示す開位置との間を物品Bの搬送方向に移動しながら開閉動作し、開いたときの物品Bと第1コンベア21との速度差による衝撃を緩和する。
【0042】
図4に示す整列部23は、移送機構25が待機位置に配置したガイド251によって複数の物品列Lを列状に案内し、列毎の搬入口付近に配置された検知部252及びシャッタ253と、整列部23の列毎の下流端位置にストッパ装置254とを備える。検知部252は例えばカウンタにより構成され、例えばカウンタは、整列部23に搬入された物品Bの数を計数し、その計数値がM本に達すると、制御部C(
図1参照)が不図示のアクチュエータを制御してシャッタ253を開位置から閉位置へ移動させる。
【0043】
ストッパ装置254は、エアシリンダ等からなる駆動装置と、駆動装置の出力軸の先端部に取り付けられたストッパ255を備える。ストッパ装置254は、整列部23に整列される物品列Lの配列パターンに応じてストッパ255の位置を切り換える。例えば配置部30に物品群Gを千鳥配列で形成する場合、
図4に示すように隣の物品列に対応するストッパ255に対して物品Bの直径の半ピッチ分だけ列方向に異なる位置にストッパ255を配置する。こうしてストッパ装置254は、配置部30に1段分の物品群Gが千鳥配列で形成されるように整列部23における物品列Lの列方向(第1方向X)の位置を調整する。例えば3列の物品列Lを整列させる場合、
図4に示すように、物品列Lが隣の物品列Lと列方向に半ピッチ位置がずれるように列方向の位置が調整される。また、整列部23に3列のうち2列の物品列Lのみが搬入された場合や1列の物品列のみが搬入された場合(つまり空列が存在する場合)は、検知部252に検知された物品列Lの列数に応じて物品群Gを千鳥配列で形成できるようにストッパ装置254は制御される。なお、第1ストッパ282、第2ストッパ283、シャッタ253、ストッパ装置254は、制御部Cにより不図示のアクチュエータ(例えばソレノイドまたは給排気用の電磁弁)を介して制御される。
【0044】
次に
図5〜
図8を参照して移送機構25の構成を説明する。
図5、
図6に示すように、移送機構25は、ガイド251を支持する移動体260を、第2方向Yに移動させる移動機構256と、ガイド251を移動体260に対して昇降させる昇降機構257とを備える。移動機構256は、駆動源の一例である電動モータ261と、電動モータ261から動力伝達機構262を介して伝達された動力で回転可能に一対のプーリ263に巻き掛けられたタイミングベルト264とを備える。移動体260にはタイミングベルト264の一端と他端とが固定され、電動モータ261の正逆転駆動によってタイミングベルト264が正逆回転することで、移動体260は第2方向Yに往復移動する。
【0045】
また、昇降機構257は、移動体260上に配置された駆動源の一例である電動モータ271と、電動モータ271の動力で回転する回転体272と、回転体272の中心から偏倚した位置に一端部が連結されるとともに他端部が支持体273に連結されたロッド274と、移動体260と支持体273とに連結された直動ガイド275とを備える。複数の物品列Lを列状に案内可能なガイド251は支持体273に下側に支持されている。支持体273には、前述の検知部252、シャッタ253及びストッパ装置254が取り付けられている。また、
図6に示す中間ストッパ24が、駆動源の一例であるエアシリンダ276の駆動により、同図に実線で示す閉位置と、同図に二点鎖線で示す開位置とに移動可能となっている。
【0046】
次に
図9〜
図12を参照して荷役動作部40を構成するキャリッジ41の詳細な構成を説明する。
図9、
図10に示すように、キャリッジ41は、移動機構42を構成するタイミングベルト44に上端部が連結された複数の支持部47により吊り下げ支持された移動台48と、移動台48上に配設された複数(例えば4つ)のガイド装置49とを備える。複数のガイド装置49は、駆動源の一例であるエアシリンダ410と、エアシリンダ410の駆動により物品群Gを囲む4面のうちの一面をガイド可能な前述の可動式のガイド部46とを備える。
図9の例では、エアシリンダ410が収縮駆動すると、ガイド部46が物品群Gのその一面をガイドしない
図9に二点鎖線で示す開き位置(退避位置)に配置され、エアシリンダ410が伸長駆動すると、ガイド部46が物品群Gのその一面をガイド可能な
図9に実線で示す閉じ位置(ガイド位置)に配置される。4つのガイド部46は、それぞれ対応するエアシリンダ410が駆動されることにより個別に開き位置と閉じ位置とに制御される。なお、移動台48上には、互いに対向する一対ずつのガイド部46の閉じ位置における間隔をそれぞれ調整する2つ(同図では1つのみ図示)のハンドル420が設けられている。
【0047】
図9に示すように、配置部30と作業エリアSAとの間には、1段分の物品群Gを配置部30から作業エリアSA内のシート13へ移動させるときの隙間を埋めるために可動式の支持プレート450(デッドプレート)が配置されている。このため、キャリッジ41が保持する1段分の物品群Gは、配置部30から支持プレート450の上面を通って作業エリアSAのシート13上に移送される。
【0048】
また、
図10に示すように、キャリッジ41は、複数の支持部47の上端部に軸支された各ローラ431が、物品蓄積装置11の機体フレームの両側に固定されたレール432上を転動することにより第1方向Xに沿って移動可能となっている。また、可撓性を有する配管及び配線(いずれも図示略)を内部に有するフレキシブルフラットケーブル433がその一端部を機体フレーム側に固定されるとともにその他端部が1つの支持部47に固定された状態で架設されている。このフレキシブルフラットケーブル433を介してエアシリンダ410を駆動させる不図示の電磁弁への電力供給とエアシリンダ410への空気圧の供給とが行われる。
【0049】
ここで、
図9、
図10に示すようにキャリッジ41が配置部30の上方に位置する待機位置に配置された状態において、4つのガイド部46のうち、搬入部20側のものを第1ガイド部461、搬出部50側のものを第2ガイド部462、作業エリアSA側のものを第3ガイド部463、及び作業エリアSAと反対側のものを第4ガイド部464と呼ぶ。
【0050】
図11に示すように、搬入コンベア22の駆動により物品列Lが同図に矢印で示す方向に向かって配置部30に搬入されるときは、第1ガイド部461が開き位置に配置され、第2ガイド部462が閉じ位置(ガイド位置)に配置される。このため、搬入コンベア22により配置部30に搬入された物品列Lは、配置部30の搬入方向下流側の位置で第2ガイド部462に当たってそれ以上の第2方向Yへの移動が規制される。また、
図12に示すように、物品列Lが同図に矢印で示す第2方向Yに向かって配置部30から搬出されるときは、第1ガイド部461が閉じ位置に配置され、第2ガイド部462が開き位置に配置される。このため、搬入コンベア22の駆動によって物品群Gは配置部30から物品列Lとして搬出コンベア51へ送り出される。
【0051】
次に
図9、
図13及び
図14を参照して荷役動作部40を構成するキャリッジ41の動作を説明する。
図13に示すように、キャリッジ41が段積み動作を行うときは、1段分が整列するまで開き位置にあった第1ガイド部461が閉じ位置に移動することにより、4つのガイド部461〜464が全て閉じ位置に配置される。そして、4つのガイド部461〜464で1段分の物品群Gを囲み保持した
図13に示すキャリッジ41が、配置部30から作業エリアSAへ移動することにより、
図14に示すように1段分の物品群Gを配置部30の搬入コンベア22上から作業エリアSAのシート13上にスライドさせることにより1段分の物品群Gの段積みが行われる。そして、段積み完了後は、第3ガイド部463と第4ガイド部464とを閉じ位置から開き位置に移動させた後、キャリッジ41は作業位置から待機位置へ復帰する。このとき、各ガイド部463,464が物品群Gと接触しない。
【0052】
また、作業エリアSAの積載物Wから1段分の物品群Gを段ばらしするときは、
図14に二点鎖線で示す開き位置に各ガイド部463,464を配置した状態で、キャリッジ41を配置部30から作業エリアSAに向かって第1方向Xに移動させる。このとき、各ガイド部463,464が作業エリアSAの物品群Gと接触することなく、キャリッジ41を待機位置から作業位置へ移動させることができる。各ガイド部463,464を開き位置から閉じ位置へ移動させ、4つのガイド部461〜464で物品群Gを保持したキャリッジ41を作業位置から待機位置へ移動させて物品群Gを作業エリアSAから配置部30へスライドさせることにより、積載物Wから1段分をばらす段ばらし動作が行われる。
【0053】
次に
図15、
図16を参照して可動式の支持プレート450の詳細な構成を説明する。
図15に示すように、支持プレート450は、配置部30に対して作業エリアSA側に隣接する位置にその上面が配置部30(つまり搬入コンベア22)の上面と同じ高さになる状態で固定された固定プレート451と、固定プレート451に対して
図16に示す退避位置と
図15に示す延出位置との間を移動可能な可動プレート452とを備える。可動プレート452は、固定プレート451の下側に配置された駆動源の一例としてのエアシリンダ453の出力軸453a(本例ではピストンロッド)と固定されている。エアシリンダ453が収縮駆動されると、可動プレート452が退避位置に配置され、エアシリンダ453が伸長駆動されると、可動プレート452が延出位置に配置される。
【0054】
図15に示すように、段積み時には可動プレート452が延出することにより、シート13との隙間が埋まり、配置部30からシート13上に1段分の物品群Gのスムーズな移動が可能となる。なお、本例では、
図15に示す延出位置にある可動プレート452はシート13の上面に一部上側から重なる状態となる。
【0055】
また、
図16に示すように、可動プレート452が退避位置に配置されることにより、昇降機70のテーブル72、パレット12及びシート13は、支持プレート450と接触することなく昇降可能となる。また、段ばらし時は、可動プレート452が退避位置に配置された状態で、物品群Gが載置されたシート13の上面が、支持プレート450の上面よりも高い位置に配置される。このため、物品群Gのシート13上から支持プレート450への受け渡しを伴う配置部30への払い出しがスムーズに行われる。
【0056】
図15、
図16に示すように、支持プレート450の下方には、駆動源の一例としてのエアシリンダ454の駆動により押え部材455が、作業エリアSA側へ突出する押え位置と作業エリアSAと反対側へ退避する退避位置との間を移動可能に設けられている。シート移載装置90のキャリア91(
図3参照)が、シート13を
図15、
図16に示す高さに載置するときに、押え部材455は退避位置から押え位置へ移動し、シート13が載せられる下段の物品群G(図示略)がずれないように物品群Gを押える機能を有する。シート13が載せられると、押え部材455は押え位置から
図15,
図16に示す退避位置へ復帰する。なお、制御部Cは、昇降機70を駆動してテーブル72を1段分移動させる度に不図示のカウンタに「1」を加える計数処理を行って、テーブル72上の物品群Gの段数を計数する。制御部Cは、段積み時に計数した段数が所定段数に達して積載物Wが完成すると、その積載物Wを格納部60へ格納する入庫作業を行う。また、制御部Cは、段ばらし時に計数した段数が所定段数に達して全段の段ばらしが完了すると、シート移載装置90により1枚目のシート13を除去した後、空のパレット12を収容部81に収納するパレット回収作業を行う。
【0057】
次に物品蓄積装置11の作用を説明する。
物品Bは供給元装置100から搬送ライン300を通って供給先装置200へ搬送される。例えば物品が容器である場合、供給元装置100で製造された物品B(容器)が供給先装置200へ搬送され、供給先装置200において物品Bに対する所定処理動作が行われる。所定処理動作としては物品Bへの内容物の充填、閉栓、印刷、ラベル貼り等のうち少なくとも1つが挙げられる。なお、物品Bが容器以外の場合は、その物品に応じた所定処理動作が行われる。所定処理動作は、例えば物品の組み立てでもよい。
【0058】
例えば供給先装置200でトラブル等が発生すると、供給元装置100から供給される物品Bは搬送ライン300から予備搬送ライン310へ供給され、予備搬送ライン310を通じて物品蓄積装置11に物品Bが搬送される。物品蓄積装置11は、各供給元装置100から供給された物品Bを予備搬送ライン310からの別々の列で受け入れる。各列の物品Bはコンベア16を通って搬入部20の第1コンベア21に搬送され、さらに複数の物品列は整列部23においてN列×M本に整列される。例えば配置部30に1段の物品群Gを千鳥配列で配置する設定である場合、制御部Cはストッパ装置254を制御して、物品列Lが配置部30に千鳥配列に整列されるよう整列部23における物品列Lの列方向(第1方向X)の位置を位置決めする。
【0059】
例えば
図4に示す奇数列(例えば3列)の場合、制御部Cは、整列部23の物品列Lを搬入コンベア22上へ移送する度に、複数のストッパ装置254のストッパ255の位置を交互に切り換える。ただし、少なくとも1台の供給元装置100からトラブル等の理由で物品Bの供給がなく、少なくとも1つの列で検知部252が物品列Lを検知しなかった場合、制御部Cは検知部252の検知結果に基づいてストッパ装置254を制御する。すなわち、制御部Cは、検知部252により検知された物品列Lが配置部30に配置されたときに千鳥配列となるようストッパ装置254を制御して整列部23における物品列Lの列方向(第1方向X)の位置を位置決めする。このため、整列部23において複数列のうち少なくとも1つの列が空列であっても、その空列の存在を考慮してストッパ装置254が制御されるため、物品列Lは適切に列方向に位置決めされる。なお、本例では、検知部252の計数機能による計数結果により物品列Lの有無を判定してもよいし、検知部252をカウンタに替えてあるいはカウンタに加えてセンサを設け、そのセンサによって整列部23における各列における物品列Lの有無を検知してもよい。
【0060】
移送機構25は待機位置に配置したガイド251によって複数の物品列Lを列状に案内し、ガイド251の列毎の搬入口付近に配置された検知部252がM本を計数する度にシャッタ253が開位置から閉位置へ移動する。整列部23で少なくとも1列の物品列Lが整列した場合、移送機構25は、物品列Lの列方向と交差する第2方向Yへ物品列Lをスライドさせて、物品列Lを第1コンベア21から搬入コンベア22へ移送する。物品列Lの移送後、昇降機構257によりガイド251が上昇することで、搬入コンベア22上に移送された物品列Lは、ガイド251から開放され、その列方向と交差する第2方向Yへ搬送される(
図6〜
図8参照)。
【0061】
配置部30に前の1段分の物品群Gの搬入が終わってから、その1段分の物品群Gに対する段積みを行うキャリッジ41が配置部30に復帰するまでの間、制御部Cはエアシリンダ276を駆動させて中間ストッパ24を開位置から閉位置に移動させている。搬入コンベア22上には配置部30よりも上流側に物品列Lが1段分未満の列数の範囲内で貯留される。
【0062】
キャリッジ41が配置部30に復帰すると、
図11に示すように第1ガイド部461が実線で示す閉じ位置から二点鎖線で示す開き位置に移動し、第2ガイド部462が閉じ位置に配置された状態とされる。そして、制御部Cはエアシリンダ276を駆動させて
図6〜
図8に示す中間ストッパ24を実線で示す閉位置から二点鎖線で示す開位置へ移動させる。この結果、物品列Lが配置部30へ搬入される。不図示のセンサにより配置部30への1段分の物品群Gの搬入の完了が検知されると、制御部Cは中間ストッパ24を開位置から閉位置に移動させるとともに第1ガイド部461を開き位置から閉じ位置に移動させる。
【0063】
図13に示すように、4つのガイド部461〜464で1段分の物品群Gを囲み保持したキャリッジ41が、配置部30から作業エリアSAへ移動する。このとき、1段分の物品群Gを配置部30の搬入コンベア22上から作業エリアSAのシート13上にスライドさせることにより、
図14に示すように1段分の物品群Gのシート13上への段積みが行われる。そして、段積み完了後は、移送方向両側の各ガイド部463,464を閉じ位置から開き位置に移動させた後、キャリッジ41は作業位置から待機位置へ復帰する。このとき、各ガイド部463,464は物品群Gと接触しない。このため、テーブル72を1段分下降させる動作の完了を待たずに、例えばその動作の開始前またはその動作とほぼ同時にキャリッジ41は配置部30へ戻る移動を開始できるので、キャリッジ41を速やかに配置部30に復帰させて配置部30への物品列Lの搬入を開始することができる。そのため、搬入コンベア22上に物品列Lを貯留させる貯留面積を規定する搬入コンベア22の搬送方向長さを比較的短くして物品蓄積装置11の小型化を図ることができる。
【0064】
その後、供給先装置200のトラブル等が解消されると、システムの制御装置は供給元装置100に物品供給再開を指示する。供給元装置100は物品の供給先を予備搬送ライン310から搬送ライン300に切り換え、供給先装置200への物品の供給を再開する。物品蓄積装置11では、それまでに予備搬送ライン310に送られた物品を搬入し段積みを終えると、1段分に満たない半端の物品列Lは配置部30に貯留されたままとなる。
【0065】
一方、供給元装置100がトラブル等で一時停止すると、システムの制御装置は物品蓄積装置11に物品供給要求を行う。この物品供給要求を受け付けた制御部Cは、第2ガイド部462を閉じ位置から開き位置に移動させるとともに、搬入コンベア22、搬出コンベア51、コンベア52及び多列変換ユニット55を駆動させる。このとき、搬出コンベア51上に物品列Lが貯留されていれば、それらの物品列Lが順にコンベア52及び多列変換ユニット55を通って予備搬送ライン320に搬送される。一方、例えば物品蓄積装置11が、物品が空の状態で運転を開始してはじめての物品供給を行うときは、搬出コンベア51上に物品列Lが貯留されていない。この場合、蓄積された物品列Lが配置部30に残っているので、搬入コンベア22と搬出コンベア51との駆動によって、配置部30上の物品列Lが搬出コンベア51から搬出され、予備搬送ライン320を通って供給先装置200へ供給される。なお、物品蓄積装置11の運転開始初期段階では、最初に配置部30に搬入された1段分の物品群Gを、段積みせず、搬出コンベア51へ搬送して貯留させることが好ましい。
【0066】
配置部30上の物品群Gが全て搬出コンベア51上へ払い出され、配置部30上が空になったことを不図示のセンサが検知すると、制御部Cは段ばらし動作を指示し、荷役動作部40は段ばらし動作を開始する。各ガイド部463,464を含む全てのガイド部を
図14に二点鎖線で示す開き位置に配置した状態で、キャリッジ41は配置部30から作業エリアSAに向かって移動する。このとき、各ガイド部463,464が作業エリアSAの物品群Gと接触することがない。4つのガイド部461〜464を開き位置から閉じ位置へ移動して物品群Gを囲み保持した後、キャリッジ41を作業位置から待機位置へ移動させ、1段分の物品群Gをシート13上から配置部30へ払い出す。
【0067】
このように本実施形態では、配置部30が、搬入部20が1段分の物品群Gを整列状態で搬入する搬入先エリアと、搬出部50が1段分の物品群Gを搬出する際の搬出元エリアとを兼ねているので、搬入されて配置部30にある物品群Gをそのまま搬出させることができ、物品の蓄積と供給とを適切に行うことができる。例えば物品蓄積中に物品供給要求を受け付けても、配置部30上の物品列Lをそのまま搬出させることができる。また、例えば物品供給中に物品蓄積要求を受け付けても、搬出コンベア51に1段分以上の物品列Lを貯留できるエリアが確保されているので、段ばらし動作により配置部30上に払い出された1段分未満の物品群を搬出コンベア51に一旦払い出して配置部30を速やかに空の状態にし、物品の蓄積を速やかに開始することができる。
【0068】
また、物品蓄積時には、所定段数の物品群Gを含む積載物Wを格納部60に格納できるので、積載物Wで複数個(本例では6個)分に相当する数の多量の物品Bを蓄積できる。供給先装置200がトラブル等で一時停止したときに、その一時停止に合わせて供給元装置100を一時停止させる頻度を低減できる。一方、物品供給時には、格納部60に格納された複数個の積載物Wを順番に段ばらししして供給先装置200に物品を供給できるので、積載物Wで複数個(本例では6個)分に相当する数の多量の物品Bを供給できる。供給元装置100がトラブル等で一時停止したときに、その一時停止に合わせて供給先装置200を一時停止や空運転させる頻度を低減できる。
【0069】
また、本実施形態では、配置部30と作業エリアSAとの間に両者の隙間を埋める可動式の支持プレート450を配置した。段積み動作が行われるときは、
図15に示すように、可動プレート452が固定プレート451に対して作業エリアSA側へ延出し、可動プレート452の先端部が、物品群Gが段積みされる対象のシート13の縁部の上側を少し覆う状態に配置される。このため、支持プレート450の上面高さが、段積み対象であるシート13の載置面よりも高く位置する。よって、
図15に矢印で示すように物品群Gを配置部30から支持プレート450の上面を滑らせたときに引っ掛かり少なくスムーズにシート13上に移送できる。物品群Gの段積み完了後、可動プレート452を退避させる。また、可動プレート452が退避した状態では、テーブル72,パレット12及びシート13の昇降経路が確保されるので、テーブル72が1段分または最下降位置まで下降するときにパレット12及びシート13が支持プレート450等と接触することが回避される。
【0070】
また、段ばらし動作が行われるときは、
図16に示すように、可動プレート452が固定プレート451に対して作業エリアSA側と反対側へ退避する。また、昇降機70のテーブル72は、段ばらし対象の物品群Gを載せたシート13の上面高さが、支持プレート450の上面高さよりも高くなるように配置される。よって、
図16に矢印で示すように物品群Gをシート13上から配置部30に向かって支持プレート450の上面を滑らせたときに引っ掛かり少なくスムーズに配置部30に移送できる。
【0071】
以上詳述したようにこの第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)物品蓄積装置11は、搬入部20と、搬入部20が搬入した物品を1段分整列状態で配置する配置部30と、配置部30に整列した1段分の物品群Gを段積みして積載物Wを形成する段積み動作と、物品を供給する場合に積載物Wから1段分ずつ物品群Gを配置部30に払い出す段ばらし動作とを行う荷役動作部40とを備える。さらに物品蓄積装置11は、配置部30に払い出された物品群Gを搬出する搬出部50と、搬入部20と荷役動作部40と搬出部50とを制御する制御部Cとを備える。例えば供給先装置200でトラブル等が発生すると、供給元装置100から供給された物品が物品蓄積装置11に一時的に蓄積される。物品蓄積装置11では、搬入した物品は配置部30に1段分整列状態に配置され、荷役動作部40が配置部30の1段分の物品群Gを段積みすることで積載物Wが形成される。このため、比較的多量の物品を蓄積できる。また、供給元装置100でトラブル等が発生すると、物品蓄積装置11に蓄積されていた物品が供給先装置200へ供給される。このとき、荷役動作部40が段ばらし動作を行って積載物Wから1段分ずつ物品群Gが配置部30に払い出される。このように物品群Gの段積み動作と、物品群Gの段ばらし動作とが共通の荷役動作部40によって行われるうえ、段積み動作と段ばらし動作とで配置部30が共通に使用される。このため、配置部30に搬入された1段分の物品群Gを、そのまま搬出部50が搬出することができる。よって、物品の蓄積と供給とを適切に行うことができる。
【0072】
(2)搬入部20は物品を搬入する搬入コンベア22を備え、搬出部50は物品を搬出する搬出コンベア51を備える。配置部30は、搬入コンベア22と搬出コンベア51とのうち少なくとも一方の一部により構成されるコンベア部を備える。特に本例では、配置部30のコンベア部は、搬入コンベア22の搬送方向下流側の1段分の物品群Gを配置可能なエリアにより構成される。搬入コンベア22とコンベア部(配置部30)と搬出コンベア51とは、搬送方向が互いに同じでかつ搬送方向に1列に配置されている。よって、搬入コンベア22から配置部30(コンベア部)に搬入された物品群Gをそのまま搬送すれば搬出コンベア51に搬出できる。例えば、配置部30上の物品群Gを搬出コンベア51上へ払い出す払出装置を別途設ける必要がない。よって、物品蓄積装置11を比較的コンパクトに構成できるうえ、物品の蓄積から物品の供給への要求の切り換えに応じて、配置部30上の蓄積途中の物品を搬出させることにより速やかに物品を供給できる。
【0073】
(3)荷役動作部40は、段積み動作及び段ばらし動作が行われる作業エリアSAと配置部30とに移動可能なキャリッジ41を備える。キャリッジ41は配置部30に配置された1段分の物品群Gを囲み保持可能な複数の可動式のガイド部46を有する。複数のガイド部46は、1段分の物品群Gをガイドするガイド位置(閉じ位置)と、物品群Gをガイドしない開放位置(開き位置)とに個別に移動可能に設けられている。よって、キャリッジ41は、1段分の物品群Gを複数のガイド部461〜464で囲み保持して、作業エリアSAまで移動して段積みを終えると、少なくともその移送方向の両側のガイド部463,464を開放することにより、物品群Gと接触することなく配置部30に速やかに復帰できる。また、段ばらしするときは、少なくとも移送方向の両側のガイド部463,464を開放した状態にすれば、キャリッジ41は作業エリアSAに配置された物品群Gと接触することなく作業エリアSAまで移動できる。そして、少なくとも移送方向の両側のガイド部463,464を開放位置からガイド位置に移動させることにより物品群Gを囲み保持し、その状態でキャリッジ41を配置部30に移動させれば、段ばらしを効率よく行うことができる。よって、キャリッジ41は効率よく物品群Gの段積み作業と段ばらし作業とを行うことができる。
【0074】
(4)搬出部50は、1段分以上の物品群Gを貯留可能な長さの搬出コンベア51を有する。制御部Cは、搬出部50から物品を供給する物品供給要求を受け付けると、それまでの搬入により配置部30に蓄積された1段分の物品群Gを、荷役動作部40に段積みさせることなく、搬出コンベア51に送ることができる。よって、制御部Cが物品供給要求を受け付けたときは、荷役動作部40の段ばらしを待たなくても物品を速やかに搬出コンベア51へ供給することができる。一方、制御部Cは、物品を蓄積する物品蓄積要求を受け付けると、それまでの段ばらしで配置部30上に残る1段分未満の数の物品群Gを速やかに搬出コンベア51へ払い出すことができる。よって、配置部30を速やかに空けることができ、1段分の物品群Gを整列させるための配置部30への物品の搬入、つまり物品の蓄積を速やかに開始することができる。
【0075】
(5)搬入部20は、物品を複数の列ごとに受け入れて複数の物品列に整列させる整列部23を備える。整列部23は、列ごとに物品列Lを列方向に位置決めする可動式のストッパ装置254と、列ごとに物品列の有無を検知する検知部252とを備える。制御部Cは、配置部30に1段分の物品群Gを千鳥配列に整列させる場合、検知部252により検知された物品列Lの列方向の位置を、ストッパ装置254を制御することによって配置部30に搬入されたときに千鳥配列に整列可能な位置に位置決めする。よって、整列部23において物品列Lのない空列があっても、物品列Lが配置部30に搬入されてできる物品群Gを千鳥配列に整列させることができる。
【0076】
(6)供給元装置100から供給された物品を一時的に蓄積するとともに、蓄積した物品を供給先装置200へ供給する物品蓄積方法を採用した。この物品蓄積方法では、物品を蓄積するときは、受け入れた物品列Lを列方向(第1方向X)と交差する方向(第2方向Y)へ搬送して配置部30に1段分の物品群Gを整列させる段形成ステップと、1段分の物品群Gが形成される度にその1段分の物品群Gをパレット12に段積みして積載物Wを形成する段積ステップとを備える。さらに、この物品蓄積方法では、物品を供給するときは、積載物Wを1段ずつばらして1段分の物品群Gを配置部30に払い出す払出ステップと、配置部30に払い出された1段分の物品群Gを1列ずつ搬出する搬出ステップとを備える。この物品蓄積方法によれば、物品蓄積装置11と同様の作用効果を得ることができる。
【0077】
前記実施形態は、上記に限定されず、以下のように変更してもよい。
・可動式の支持プレート450は回動式でもよい。
図17に示すように、可動式の支持プレート450は、固定プレート部450aに対して基端部の回動軸456aを中心に回動可能な基部プレート456と、基端部の回動軸457aを中心に回動可能な可動プレート457とを備える。基部プレート456は支持部458の上端に当接することで水平状態に支持される。可動プレート457は駆動源の一例であるエアシリンダ459の出力軸459a(本例ではピストンロッド)の上端に当接することにより水平姿勢の延出位置に配置される。同図に二点鎖線で示すように、エアシリンダ459が伸長駆動されることにより各プレート456,457が回動して支持プレート450が退避位置に配置される。
【0078】
・例えば供給元装置100と供給先装置200とを1台ずつとし、それぞれの処理能力が供給元装置100の方が供給先装置200よりも低い場合、例えば供給先装置200の稼動停止期間(例えば夜間)中に供給元装置100を稼動させて処理(例えば生産)した物品を物品蓄積装置11に蓄積する構成としてもよい。この場合、供給先装置200の稼動中は、供給元装置100から供給される物品と、物品蓄積装置11から供給される物品とを、多列変換ユニット330(
図1参照)を介して供給先装置200へ供給する。例えば供給元装置100の処理能力が供給先装置200のそれの1/3である場合、供給元装置100を3・T時間(例えば24時間)稼動させれば、供給先装置200を最大処理能力に近い能力でT時間(例えば8時間)稼動させることができる。また、上記の例とは逆に、それぞれの処理能力が供給元装置100の方が供給先装置200よりも高い場合、例えば供給元装置100の稼動期間(例えば昼間)中に供給元装置100が処理(例えば生産)した余剰の物品を物品蓄積装置11に蓄積する構成としてもよい。この場合、供給元装置100の稼動停止期間中は、物品蓄積装置11に蓄積された物品を供給先装置200へ供給する。例えば供給元装置100の処理能力が供給先装置200のそれの3倍である場合、供給元装置100を最大処理能力に近い能力でT時間(例えば8時間)稼動させれば、供給先装置200を最大処理能力に近い能力で3・T時間(例えば24時間)稼動させることができる。これらの構成によれば、供給元装置100と供給先装置200との処理能力のバランスをとるために処理能力の低い側の装置を複数台備えることが、装置の設置スペースや設備費等の問題を理由に困難である場合でも、処理能力の高い側の装置をその稼働期間に最大能力に近い能力で稼動させ、効率のよい生産等の処理動作が可能になる。
【0079】
・荷役動作部40のガイド部を開閉させる機構を回動式としたが、昇降式としてもよい。昇降式としても、キャリッジ41は段積み動作を終えると、ガイド部を開放位置に移動させる動作によってガイド部が物品群と接触しない高さまで移動するので、キャリッジ41が配置部30に速やかに復帰でき、また、段ばらし時もテーブル72の上昇を先に行った状態でキャリッジ41を配置部30から作業エリアSAへ移動させることができる。
【0080】
・物品蓄積装置11の運転開始初期段階で搬出部50が空の状態または貯留されている物品数が規定数未満である場合、物品の蓄積のために配置部30に搬入された1段分の物品群を、荷役動作部40の段積みよりも搬出コンベア51への搬出を優先し、搬出コンベア51に規定列数以上の物品列Lを貯留させる構成としてもよい。
【0081】
・搬入コンベアと配置部と搬出コンベアとが1列に配置されていなくてもよい。例えば配置部に対して搬入コンベアと搬出コンベアとが隣合っていればよい。また、搬入コンベアと配置部と搬出コンベアとが1列に配置されている場合も、そのうち少なくとも1つの搬送方向が他のものの搬送方向と異なっていてもよい。この場合、配置部上の物品群を搬出コンベアへ払い出す払出装置を別途設ければよい。
【0082】
・配置部30は、搬入コンベア22と搬出コンベア51とは別のコンベア部を備えてもよい。この場合、搬入コンベア22とコンベア部と搬出コンベア51とが、搬送方向が互いに同じでかつ搬送方向に1列に配置されることが好ましい。
【0083】
・移送機構25は、物品列Lを把持して上昇、第2方向Yへの移動及び下降の動作により物品列を移送させる構成でもよい。
・物品列Lを保持して持ち上げて配置部30に搬入してもよい。また、荷役動作部が物品群Gを保持して持ち上げて段積み動作及び段ばらし動作を行ってもよい。
【0084】
・格納部60を備えない構成でもよい。例えばパレット12を運搬可能な車両が積載物を他の場所に運搬してもよい。
・供給元と供給先のうち少なくとも一方は装置でなくてもよい。例えば供給元は作業者が手作業で処理した物品を搬送ラインに置く工程でもよいし、供給先は作業者が手作業で物品に所定の処理を行う工程であってもよい。
【0085】
・予備搬送ラインは、搬送ライン300から分岐していてもよい。