(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数の物品を上部の高さが互いに異なるようにして並べ、前記物品のそれぞれを保持する面の高さを互いに異ならせた前記ロボットハンドにより、前記複数の物品を一括して保持する、
ことを特徴とする請求項9に記載の物品収容方法。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る物品収容装置1について詳細に説明する。本実施形態の物品収容装置1は、ロボット3のハンド7によって複数の物品XA1を、それらの一部が重なり合う状態(刺身の盛り付け状態のように各物品を部分的に重ならせる状態で、以下これを「瓦屋根状」という。)で、一つの収容体YA1内に収容する装置である。以下の実施形態では、複数の物品XA1を瓦屋根状で一つの箱体YA1内に収容する箱詰め装置1の場合を例に説明する。
【0012】
なお、説明の便宜上、箱詰め装置1における各種方向の定義として、箱YA1が上流から下流に向かって搬送される方向(
図1の左右方向)となる第一方向を搬送方向Tとし、搬送方向Tに直交する方向となる第二方向を搬送幅方向Wとし、箱YA1の高さ方向(搬送方向T及び搬送幅方向Wに対して直交する方向、同図の上下方向)となる第三方向を搬送高さ方向Hとする。
【0013】
<全体構成>
図1は、本実施形態の物品収容装置(箱詰め装置)1の構成について説明する上面概要図である。なお、本図及び以降の各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、本図及び以降の各図において、部材の大きさ、形状、厚み等を適宜誇張して表現する。
【0014】
同図に示すように、本実施形態の箱詰め装置1は、例えば、複数の物品XA1を纏めて保持するロボット3と、箱体YA1が搬送される搬送手段2をなどを有している。ロボット3は、任意に3次元空間を移動可能であり、その先端に設けられたエンドエフェクタを用途に応じて付け替えることで、様々な作業に利用することができるロボットアーム5を少なくとも有している。ここでは、ロボットアーム5が1本のロボット3(単腕ロボット)の例を示しているが、ロボットアーム5が複数本のロボット3(双腕ロボットなど)であってもよい。ロボットアーム5は、エンドエフェクタとして複数の物品XA1を纏めて保持可能なハンド7を有している。
【0015】
物品XA1は、例えば起立状態で、搬送手段2の搬送幅方向Wに沿って複数個(この例では4個)が搬送方向Tの位置を揃えて並んだ状態で搬送される。以下の説明では、搬送幅方向Wに沿って並んだ複数個の物品XA1(XA11,XA12、XA13、XA14)を、物品群XB1(破線で示す)と称する。ロボット3の1つのハンド7は、搬送手段2の物品供給位置P1において、1回に1つの物品群XB1を纏めて保持する。
【0016】
また、ロボット3は、ハンド7を制御して、保持する物品群XB1毎に複数の物品XA1の少なくとも一部が重なるように並べて(すなわち瓦屋根状で)箱体YA1内に収容する。例えば、同図の例では、物品群XB1の搬送幅方向Wの一方の端部T1側(同図では下側)に配置された物品XA11が最上面に位置し、それと隣合う物品XA12の一部が物品XA11の下方に配置されてこれと重なり、以降、搬送幅方向Wの他方の端部T2側に向かって順次、隣合う物品XA13、XA14の一部がそれぞれ、物品XA12、XA13の下方に配置されてこれらと重なり、瓦屋根状となっている。
【0017】
以下、本実施形態は説明の便宜上、
図1の瓦屋根状を前提として説明する。すなわち、上方(上層)にいずれの物品XA1も配置されない物品XA11が瓦屋根状にした場合に最上層となる物品XA1であり、下方(下層)にいずれの物品XA1も配置されない物品XA14が瓦屋根状にした場合に最下層となる物品XA1とする。また、瓦屋根状にした場合に最上層の物品XA11が搬送される搬送幅方向Wの端部T1を上層側端部T1といい、瓦屋根状にした場合に最下層となる物品XA14が搬送される搬送幅方向Wの端部T2を下層側端部T2という。
【0018】
<ハンドおよび搬送手段>
図2から
図4を参照して、本実施形態のロボット3のハンド7および搬送手段2の構成について説明する。
図2(A)は、物品XA1を保持する前のハンド7と搬送手段2を搬送方向Tの例えば下流側から見た側面図であり、
図2(B)は、物品XA1を保持するハンド7と搬送手段2を搬送方向Tの例えば下流側から見た側面図であり、
図2(C)は、同図(B)を搬送幅方向Wの下層側端部T2から見たハンド7および搬送手段2の背面図である。
【0019】
図2(A)に示すように、ハンド7は、保持部8とガイド部材12を有する。保持部8は、1つの物品群XB1を構成する個々の物品XA1(XA11,XA12、XA13、XA14)を保持可能である。すなわち、複数の物品XA11,XA12、XA13、XA14に対応して、複数の保持部81、82、83、84が設けられている。保持部8(81、82、83、84)は例えば、吸着手段により構成されており、複数の物品XA1(XA11,XA12、XA13、XA14)のそれぞれを吸着保持する。なお、保持部8は例えば、把持(または挟持)手段により構成されて、複数の物品XA1のそれぞれを把持(挟持)するものであってもよい。
【0020】
保持部8(81、82、83、84)は、それぞれの保持面(吸着面)10の搬送高さ方向Hの高さを異ならせて、物品XA1(XA11,XA12、XA13、XA14)を保持可能に構成されている。
【0021】
また、本実施形態の搬送手段2は、複数の搬送路を有し、それぞれの搬送路の搬送面Rは、少なくとも物品供給位置P1においては互いに高さが異なる。詳細には、搬送手段2は、少なくとも物品供給位置P1において、搬送する或る物品群XB1を構成する複数の物品XA1の載置面の高さが搬送幅方向Wに沿って異なるような搬送面Rを有している。具体的には、瓦屋根状にした場合の最上層となる物品XA1(XA11)を搬送する搬送面R1が最も低く、最下層となる物品XA1(XA14)を搬送する搬送面R4が最も高くなるように、順次搬送面の高さを高くしている。つまり、搬送手段2の搬送面R(R1〜R4)は、上層側端部T1の搬送面R1が最も低く、下層側端部T2に向かって各物品XA1の幅に対応して階段状に搬送面R2,R3の順に高くなり、下層側端部T2の搬送面R4が最も高くなるように構成されている。
【0022】
保持部8は、少なくとも同図(A)に示す物品供給位置P1付近では、搬送面Rに対して略垂直方向(搬送高さ方向H)に昇降移動可能に構成されている。そして、物品供給位置P1において下降し、搬送面R上の物品XA1を保持する。このため保持部8(81、82、83、84)は、それぞれの保持面10の搬送高さ方向Hの高さを異ならせることによって、同図(B)に示すように、異なる高さに配置された複数の物品XA1(XA11,XA12、XA13、XA14)を一括で保持できるようになっている。
【0023】
また、保持部8は、複数の物品XA1を、同一方向にずれるようにして並んだ状態で複数の物品XA1のそれぞれの上部(搬送高さ方向Hの上部)を保持することができる。また、保持部8は、物品XA1のそれぞれを保持する面の高さが互いに異なる。
【0024】
具体的な構成の例を説明すると、保持部8はそれぞれ同一構成であり、保持部8を支持する基部9の下面(搬送手段2と対向する面であって保持部8が取り付けられる面)が、上層側端部T1側が最も低く、下層側端部T2側に向かって順次高くなる階段状に形成される。これにより、上層側端部T1に位置する保持部81(最上層の物品XA11を保持する保持部81)の保持面10が最も低く、下層側端部T2に向かって、保持部82、83、84の順で、基部9の段差に応じて保持面10が順次高くなる。
【0025】
また、搬送手段2には、物品XA1の起立状態を支持するため、各搬送面R1〜R4の搬送幅方向Wの両側に仕切り手段(仕切り板)13を設けている。つまり、搬送手段2の搬送中において、或る物品群XB1の物品XA1は互いに離間して起立状態で配置されている(
図1では仕切り板13の図示を省略している)。
【0026】
このような構成により、ハンド7は、或る物品群XB1を構成する複数の物品XA1(XA11,XA12、XA13、XA14)を互いに離間させたまま、搬送幅方向Wにおいてその少なくとも一部が重なり合うように並べた状態で(
図2(C)に示すように、搬送幅方向Wに沿って見た場合(例えば、上層側端部T1から見た場合)に、それぞれの一部が重なるように並べて状態で)これらを一括して保持する。
【0027】
ガイド部材12(12A)は、複数の物品XA1が重なり合う面(
図2では、搬送方向Tと搬送高さ方向HからなるTH面)の面方向に沿って設けられ、ロボット3がハンド7を制御して複数の物品XA1を箱YA1に収容する際、これらの物品XA1を下方から支持する。すなわちガイド部材12は、複数の物品XA1のうち、少なくとも、瓦屋根状にした場合に最下層となる物品XA1(この例では物品XA14)を保持する保持部8の更に下層となる外側(下層側端部T2側)に設けられる。
【0028】
図3は、ハンド7によって物品XA1を箱体YA1に収容する動作の一例を示す図である。ここで、
図2ではガイド部材12を1つ設ける例を示したが、より好適には、ガイド部材12は、同図(A)に示すように、それぞれの保持部8(81〜84)の下層側端部T2方向の外側に設けるとよい。
【0029】
より詳細には、ガイド部材12は、複数の物品XA1のうち、外側に位置する物品XA1(瓦屋根状にした場合に最下層となる物品XA1(この例では物品XA14))に隣接する外側ガイド部材12Aと、物品XA1間に設けられる内側ガイド部材12Bを有している。
【0030】
また、図示は省略するが、
図2、
図3のいずれの場合も保持部8は、搬送される物品XA1の状態(姿勢)に応じて、エアシリンダなどによって保持面10の高さの微調整が可能となるように構成してもよい。
【0031】
ロボット3は、まず同図(A)に示すように、搬送手段2の物品供給位置P1においてハンド7によって複数の物品XA1を保持する。より詳細には、搬送面R1〜R4上にそれぞれ載置された物品XA11,XA12、XA13、XA14を互いに離間させたまま、搬送幅方向Wにおいてその少なくとも一部が重なり合うように並べた状態で、これらを一括して保持する。
【0032】
そして、同図(B)、同図(C)に示すようにロボット3は、ガイド部材12(外側ガイド部材12A、内側ガイド部材12B)が箱体YA1の底面Bに対して相対的に傾斜するとともにそれぞれのガイド部材12(外側ガイド部材12A、内側ガイド部材12Bが隣り合う物品XA1を下方から支持する状態で、保持部8が複数の物品XA1を開放するようにハンド7を制御する。
【0033】
具体的には、同図(B)に示すように、複数の物品XA1を保持したハンド7を箱体YA1の上方に移動し、ガイド部材12が箱体YA1の底面Bに対して相対的に傾斜するように(破線丸印参照)、ハンド7を傾斜させ、矢印に示すように斜め下方(ガイド部材12の面を押し込むような方向)に移動する。この例では、保持部8およびガイド部材12は、基部9に取り付けられる上端部が瓦屋根状の下層側方向にあり、先端部(下端部)が上層側方向にあるように傾斜させる。
【0034】
箱体YA1は、例えば不図示の他の搬送手段等で搬送され、この例では内部には例えば瓦屋根状の態様に応じたスペーサSP等が配置されているが、スペーサSPは配置しなくてもよい。
【0035】
このようにガイド部材12を箱体YA1の底面Bに対して相対的に傾斜させると、ガイド部材12は隣り合う物品XA1(瓦屋根状の上層側に隣り合う物品XA1)を下方から支持する状態となる。そして同図(C)に示すようにロボット3はこの状態で箱体YA1内に物品XA1を収容し、保持部8による複数の物品XA1の保持を開放する。
【0036】
そして、同図(D)に示すように、物品XA1を開放した後に、あるいは、物品XA1を開放しながら、ハンド7を矢印のように斜め上方(ガイド部材12の面に沿うな方向)に移動させ、又は斜め上方に向かって旋回させる。このようなハンド7の制御により、複数の物品XA1が瓦屋根状で箱体YA1に収容される。
【0037】
このように、ロボット3は、保持部8の最も外側(搬送幅方向Wの下層側端部T2側)に設けられたガイド部材12が、瓦屋根状の最下層になるようにハンド7を制御して、箱体YA1に物品XA1を収容する。
【0038】
すなわち、ロボット3は、複数の物品XA1が瓦屋根状に並ぶようにハンド7を傾け外側ガイド部材12Aが隣接する物品XA14を下から支持した状態で物品XA1のそれぞれの保持を解除して、箱体YA内に複数の物品XA1を瓦屋根状に並べる。
【0039】
図4を参照して搬送手段2について更に説明する。
図4(A)は、搬送手段2の上面図であり、同図(B)は、搬送手段2の下流付近(物品供給位置P1付近)の拡大図であり、同図(C)は搬送手段2の正面図である。
【0040】
搬送手段2は例えば、搬送手段2は例えば、搬送台であり、既に述べたように或る物品群XB1を構成する複数の物品XA1(XA11〜XA14)のそれぞれに対応した搬送面R1〜R4を有している。搬送面R1〜R4の搬送幅方向Wの両側には搬送方向Tに延びる仕切り手段(仕切り板)13が設けられており、搬送面R1〜R4は仕切り板13によって区画されているともいえる。なお、仕切り板13の搬送高さ方向Hの高さは、搬送時の物品XA1の搬送高さ方向Hの高さより高い(
図2(A)参照)。
【0041】
図4(B)に拡大して示すように、仕切り板13は板状体であるが、物品供給位置P1においてそれぞれの仕切り板13が所定のスペースSを挟んで2つに分岐するように構成されている。このスペースSは、物品XA1を保持したハンド7が物品供給位置P1において、搬送面Rの上方から下降して物品XA1を搬送面R上に載置する際に、ガイド部材12の先端(下端部)の挿入を受け入れ、ガイド部材12と仕切り板13が緩衝することを回避するために設けられている(
図2(A)参照)。
【0042】
なお、同図(B)は、それぞれの保持部8に対応してガイド部材12を設ける場合の例を図示しているが、下層側端部T2のみにガイド部材12を設ける場合には、仕切り板13の分岐は不要としてもい。
【0043】
本実施形態では、仕切り板13によって、複数の物品XA1は姿勢が乱れることなく起立状態で搬送され、物品供給位置P1においては、仕切り板13を分岐させてスペースSを確保しているため、ハンド7に複数のガイド部材12が設けられていても、仕切り板13に緩衝することなく、ハンド7は複数の物品XA1を一括して保持することができる。
【0044】
また、同図(C)に示すように、搬送面R1〜R4は、少なくとも物品供給位置P1において搬送幅方向Wに沿って(上層側端部T1から下層側端部T2に向かって)階段状に順次その高さが高くなっている。これにより、少なくとも物品供給位置P1において複数の物品XA1〜XA4のそれぞれが異なる高さに位置するようになる。なお、同図(C)においては仕切り板13の図示を省略している。
【0045】
より詳細には、搬送手段2の上流側端部(同図(C)の左側)においては搬送面R1〜R4の搬送高さ方向Hの高さは同一面上にあり、搬送面R4はその高さを維持して(略水平に)下流側端部(同図(C)の右側)まで延在する。これに対し、搬送面R1〜R3は搬送方向Tの途中から、下流側端部に向かうにつれて低くなるように(搬送方向Tの上流側が高く、下流側が低くなるように)傾斜する。また、搬送面R1〜R3の搬送方向Tにおける傾斜の角度(搬送面R4とのなす角)は、上層側端部T1の搬送面R1が最も大きく、搬送面R2,搬送面R3の順に小さくなる。つまり、上流側端部と下流側端部における高低差は、搬送面R1、R2、R3、R4の順で小さくなるように構成されている。
【0046】
これにより、搬送手段2の上流側で同一面上を搬送されていた物品XA11、XA12、XA13、XA14は、下流に向かうにつれてその載置面の高さがそれぞれ異なる変位量で変位し、その結果、物品供給位置P1において、最上層となる物品XA11が最も下方に位置し、物品XA12,X13の順で高くなり、最下層となる物品XA14が最も上方に位置するようになる(
図2参照)。
【0047】
<押送手段>
図5は、押送手段15について説明する図であり、同図(A)が
図4(C)に対応する正面図、同図(B)〜同図(D)が押送部材16を示す搬送方向Tの上流側から見た側面図である。
【0048】
搬送手段2の上方には、押送手段15を備えるとよい。押送手段15は、例えば、複数の押送部材16(例えば、押送部材16A〜16C)を備え、各物品XA1を下流方向に押送する押送装置(プッシャーユニット)である。
【0049】
押送装置15は、搬送方向Tへの移動を含む所定の軌跡(矢印で示す)で公転移動する周知のボックスモーションにより、搬送手段2上の所定数(本実施形態では、4個)の物品XA1を物品供給位置P1に向けてまとめて押送すると共に、その後、物品XA1の押送を開始する位置に復帰する。なお、複数の押送部材16は、基部17に固定されており、基部17とともにボックスモーションで移動する。
【0050】
押送部材16は、搬送面R(上流端部または物品供給位置P1の搬送面)に対して略垂直に設けられた板状体であり、そのうちの1つ(例えば、押送部材16A)は、他の押送部材(例えば、押送部材16B、16C)よりも搬送方向Tの上流側に配置される。また、少なくとも他の押送部材16B,16Cは、搬送幅方向Wに沿って下端位置が変位するように構成されており、その下端位置の変位量は、押送部材16Aの搬送幅方向Wに沿う下端位置の変位量よりも大きいものとなっている。
【0051】
具体的には、同図(A)に示すように、押送装置15は、搬送方向Tの上流側から下流側に向かって押送部材16A、16B、16Cがこの順で所定間隔をおいて設けられている。そして、同図(B)に示すように押送部材16Aは、全体の形状が例えば略矩形状であり、スリットSLによって搬送面R1〜R4に対応した櫛歯状に分割される。なお、同図(B)〜同図(D)においては、各櫛歯に対応する搬送面R1〜R4を付記している。スリットSLは仕切り板13を通過させるために設けられている。押送部材16Aは、それぞれの櫛歯の下端位置が同じ位置(搬送面R1〜R4〜の搬送高さ方向Hの位置が同じ位置)にあり、すなわち、搬送幅方向Wに沿って変位しない(搬送幅方向Wに沿う下端位置の変位量=0(ゼロ)である)。
【0052】
一方、同図(C)に示すように押送部材16Bは、全体の形状が例えば略台形状であり、押送部材16Aと同様に櫛歯状に分割されているが、搬送面R1〜R4にそれぞれ対応する櫛歯の長さが、搬送幅方向Wの上層側端部T1から下層側端部T2に向かうにつれて所定の変位量ΔH1ずつ長くなっている(搬送幅方向Wに沿う下端位置の変位量ΔH1>0(ゼロ)である)。
【0053】
また、同図(D)に示すように押送部材16Cも、全体の形状が例えば略台形状であり、押送部材16A、16Bと同様に櫛歯状に分割されているが、搬送面R1〜R4にそれぞれ対応する櫛歯の長さが、搬送幅方向Wの上層側端部T1から下層側端部T2に向かうにつれて所定の変位量ΔH2ずつ長くなっている。また、この変位量ΔH2は、その上流側に位置する押送部材16Bの変位量ΔH1よりも大きく設定される(搬送幅方向Wに沿う下端位置の変位量ΔH2>ΔH1>0(ゼロ)である)。
【0054】
そして、同図(A)に示すように、ボックスモーションによって最も上流側の押送部材16Aは、搬送手段2の搬送方向Tの第一の区間PT1にある物品XA1(XA11〜XA14)を押送し、その下流の押送部材16Bは、第二の区間PT2にある物品XA1を押送し、最も下流側の押送部材16Cは第三の区間PT3にある物品XA1を押送する。
【0055】
すなわち、押送部材16Aの下端位置は、第一の区間PT1における物品XA11〜XA14を押送可能で且つ、当該区間において搬送面R1〜R4に緩衝しない量が設定される。
【0056】
また、押送部材16Bの下端位置の変位量ΔH1は、第二の区間PT2における搬送面R1〜R4の段差分に対応する量となっており、更に第二の区間PT2における物品XA11〜XA14を押送可能で且つ、当該区間において搬送面R1〜R4に緩衝しない量が設定される。
【0057】
同様に、押送部材16Cの下端位置の変位量ΔH2は、第三の区間PT3における搬送面R1〜R4の段差分に対応する量となっており、更に第三の区間PT3における物品XA11〜XA14を押送可能で且つ、当該区間において搬送面R1〜R4に緩衝しない量が設定される。
【0058】
なお、この例では、最も上流側の押送部材16Aの下端位置の搬送幅方向Wに沿う変位量を0(ゼロ)としたが、押送部材16Aの下端位置の搬送幅方向Wに沿う変位量ΔH0>0としてもよい。その場合であっても、押送部材16Cの下端位置の変位量ΔH2>押送部材16Bの下端位置の変位量ΔH1>押送部材16Aの下端位置の変位量ΔH0>0とする。また、押送部材16Aの下端位置の変位量ΔH0は、第一の区間PT1における搬送面R1〜R4の段差分に対応する量となっており、更に第一の区間PT1における物品XA11〜XA14を押送可能で且つ、当該区間において搬送面R1〜R4に緩衝しない量が設定される。
【0059】
なお、上記の例では物品XA11を瓦屋根状の最上層、物品XA14を瓦屋根状の最下層とする場合を説明したが、物品XA11を瓦屋根状の最下層、物品XA14を瓦屋根状の最上層とする場合は、搬送面R1〜R4の位置(搬送高さ方向Hの高さ)および保持部81〜84の保持面10の位置(搬送高さ方向Hの高さ)の高低順を上記と逆にすれば、同様に実施でき、同様の効果が得られる。
【0060】
<変形例>
図6〜
図8を参照して上記の実施形態の変形例について説明する。
図6は搬送手段2の変形例を示す図であり、
図6(A)が搬送手段2の上面図、同図(B)、同図(C)が下流側(同図(A)の右側)から見た側面図である。なお、
図6(A)と同図(B)、同図(C)の縮尺は異なっている。
【0061】
この例では、搬送手段2の搬送面Rは、搬送方向Tにおいて上流側搬送領域RUと、少なくとも物品供給位置P1を含む下流側搬送領域RLとに分割される。そして下流側搬送領域RLにおいて搬送面Rが搬送幅方向Wに沿って複数の物品XA1に対応して4分割されて、個々に独立した搬送面R1〜R4が構成されている。
【0062】
同図(B)に示すように、各搬送面R1〜R4の下方には、各搬送面R1〜R4を上下に移動(昇降)させる駆動機構C1〜C4が設けられる。駆動機構C1〜C4は例えばエアシリンダであり、同図(C)に示すように隣接する搬送面Rを相対的に上下(昇降)移動させることにより、搬送面R1〜R4を
図3(A)、
図4(B)に示すような階段状とする。
【0063】
なお、この場合、同図(B)に示す基準位置からの移動量の大きい搬送面R1および、逆の重ね順の場合に移動量が大きくなる搬送面R4を駆動するエアシリンダC1,C4は可動範囲(ストローク)が大きく、基準位置からの移動量が小さい搬送面R2、R3を駆動するエアシリンダC2,C3は可動範囲(ストローク)が小さいものを使用するとよい。
【0064】
このような構成によれば、搬送面R1〜R4の高さを容易に変更できるので、物品XA1の変更(外形サイズの変更)や、瓦屋根状の重ね順の変更があった場合に、容易に対応することができる。
【0065】
また、
図7は、ハンド7の変形例を示す図であり、搬送方向Tの下流側から見た側面図である。同図(A)は、保持部8の基部9の底部が略水平であり、保持部8の長さ(保持面10の搬送高さ方向Hの高さ)が搬送面R1〜R4の高さに応じて異なっている構成である。具体的には、上層側端部T1の保持部81(最上層の物品XA11を保持する保持部81)の長さが最も長く、下層側端部T2に向かって、保持部82、83、84の順で、段階的に長さを短くすることによって、保持面10の搬送高さ方向Hの高さが順次高くなるように構成してもよい。この場合、各保持部81の搬送幅方向Wの両側に配置されるガイド部材12の下端位置は、全て同じ位置にある。そして、階段状に構成された搬送面R1〜R4にそれぞれ載置された物品XA11〜XA14を保持する。この例において、
図3(A)に示す構成と同様に、基部9を搬送面R1〜R4の高さに応じて階段状とし、それぞれの保持部8は同一の構成(同じ長さ)にしてもよい。また、ガイド部材12の下端位置は、下方から支持する(図では左隣の)物品XA1の位置に応じて、それぞれの高さが異なるようにしてもよい。
【0066】
同図(B)は、保持部8の基部9の底部が略水平であり、保持部8も同一の構成(保持面10の搬送高さ方向Hの高さが同じ)とし、また、搬送手段2の搬送面R1〜R4は、物品供給位置P1においても高さが同じ(同一平面上にある)とする構成である。
【0067】
この場合、各保持部81の搬送幅方向Wの両側に配置されるガイド部材12の下端位置は、搬送面R1〜R4の高さに応じて異なっており、上層側端部T1から下層側端部T2に向かって次第に下端位置が上昇する(搬送高さ方向Hに高くなる)、すなわちガイド部材12の搬送高さ方向Hの長さが短くなるようにしている。そして、搬送手段2は、例えば、
図4(B)に示したスペースSの位置に、搬送面Rを搬送高さ方向Hに貫通するスリットを設けて、ガイド部材12が挿通可能となるようにする。
【0068】
この例では、物品XA11〜XA14の高さを同一高さに保持したまま、箱体YA1に供給する。ガイド部材12の長さが瓦屋根状にした場合の上層側から下層側に向かって短くなっているため、
図3のように箱体YA1の底面Bに対してガイド部材12を傾斜させて収納する場合であっても、ガイド部材12に支持されて瓦屋根状で収容することができる。
【0069】
なお、同図(B)の場合において、各保持部8はエアシリンダなどの駆動手段によってそれぞれ、基部9に対して相対的に上下(昇降)移動を可能とし、物品XA11〜XA14を保持する際には、搬送面R1〜R4の高さに応じて保持部8を上下(昇降)移動させ、
図2のように階段状に構成された搬送面R1〜R4にそれぞれ載置された物品XA11〜XA14を保持するようにしてもよい。
【0070】
また、本実施形態のハンド7は、保持部84の方向(瓦屋根状にした場合に最下層となる物品XA1を保持する保持部8の方向)に移動しながら、ハンド7の保持部81、82、83、84の順番に吸着を解除して、収容体YA1に物品XA1を収容するようにしてもよい。ハンド7を交換することなく、隣接する物品XA1との重なる長さを変更して瓦屋根状して収容体YA1に収容することができる。
【0071】
また、ガイド部材12は、複数の物品XA1を下方から支持してもよい。
【0072】
図8は、物品収容装置(箱詰め装置)1の他の変形例を示す図であり、物品供給位置P1付近の上面図である。
【0073】
物品収容装置1は、同図(A)に示すように、搬送手段2上の物品供給位置P1において複数の物品XA1が搬送方向Tの同一方向に互いにずれるように(各物品XA11〜XA14の下流端部の位置が搬送方向Tに沿って異なるようにずれて)並んだ状態で載置される構成であってもよい。この場合、ハンド7は、同図(b)に示すように搬送方向Tに沿うように(搬送面Rに対して略水平に)移動して各物品XA1に近接し、同図(C)に示すように各物品XA1を搬送手段2の下流端部側から吸着保持する構成であってもよい。
【0074】
この場合、押送手段15の押送部材16は、搬送方向Tにずらして配置する。具体的には、物品XA11〜XA14をそれぞれ押送する押送面が搬送方向Tに沿って異なる位置となるように、例えば、物品XA14を押送する押送面が最も下流に位置し、物品XA13,12,11を押送する押送面がこの順で次第に上流側に位置するような押送部材16とする。また、この場合、仕切り板13の分岐して設けられたスペースSの下流側端部は開放されており、ハンド7が物品XA1を保持する際に、搬送手段2の下流側からガイド部材12の先端の挿入を受け入れる。ハンド7は、複数の物品XA1を吸着保持した後、搬送方向T側に移動してから離間する。この場合、ハンド7は、物品供給位置P1の複数の物品XA1を吸着保持した後、物品XA1の下流側を持ち上げるようにして回動させて、物品XA1を90°向きを変更させて、ハンド7に保持されている物品XA1が垂下された状態で搬送手段2から離間するとよい。物品XA1を確実に保持することができる。このように、物品XA1側方から吸着保持する場合、物品XA1は、例えば、上部を横向きにした状態で押送手段15によって搬送される。
【0075】
以上説明したように、本実施形態の物品収容装置1は、ハンド7によって複数の物品XA1を纏めて保持するロボット3を備え、収容体YA1に複数の物品XA1を収容するものであり、ハンド7は、複数の物品XA1を、同一方向にずれるようにして並んだ状態で物品XA1のそれぞれの上部を保持することができる保持部8と、複数の物品XA1のうち、外側に位置する物品に隣接して設けられた外側ガイド部材12Aと、を有し、ロボット3は、複数の物品XA1が瓦屋根状に並ぶようにハンド7を傾け外側ガイド部材12Aが隣接する物品XA1を下から支持した状態で物品XA1のそれぞれの保持を解除して、収容体YA1内に複数の物品XA1を瓦屋根状に並べるものである。また、物品XA1間に内側ガイド部材12Bが設けられていてもよい。
【0076】
また、物品収容装置1は、複数の物品XA1が搬送される搬送手段2を有し、搬送手段2は複数の搬送路を有し、該搬送路の搬送面Rは、少なくとも物品供給位置P1においては互いに高さが異なり、保持部8は、物品供給位置P1において複数の物品XA1を一括して保持するように構成されていてもよい。また、搬送面Rは、搬送幅方向Wに沿って順次高さが変位し、保持部8は、物品XA1のそれぞれを保持する面の高さが互いに異なっていてもよい。
【0077】
また、搬送手段2は、少なくとも物品供給位置P1において前記複数の物品のそれぞれを仕切る仕切り手段を備えていてもよい。
【0078】
また、搬送手段2の上方に、複数の物品XA1を下流方向に押送する押送手段15を備えていてもよい。押送手段15は、一の押送部材16Aと他の押送部材16Bを含み、一の押送部材16Aは、他の押送部材16Bよりも搬送方向Tの上流側に配置され、少なくとも他の押送部材16Bは、搬送幅方向Wに沿って下端位置が変位するように構成され、他の押送部材16Bの下端位置の変位量は、一の押送部材16Aの搬送幅方向Wに沿う下端位置の変位量よりも大きいものであってもよい。
【0079】
また、本実施形態の物品収容方法は、同一方向に互いにずれるようにして並べた複数の物品XA1を、該物品XA1のそれぞれの上部を保持するようにしてロボットハンド(ハンド7)でまとめて保持し、ハンド7を傾けることで、複数の物品XA1が瓦屋根状に並ぶようにするとともに、ハンド7において、複数の物品XA1のうち外側に位置する物品XA1の少なくともいずれかに隣接して設けられた外側ガイド部材12Aに、隣接する物品XA1が下から支持されるようにし、この状態で物品XA1のそれぞれの保持を解除することにより、収容体YA1内に複数の物品XA1を瓦屋根状に並べる、ものである。
【0080】
また、複数の物品XA1を上部の高さが互いに異なるようにして並べ、物品XA1のそれぞれを保持する面の高さを互いに異ならせたハンド7により、複数の物品XA1を一括して保持するようにしてもよい。
【0081】
また、本発明の物品収容装置1は、ハンド7によって複数の物品XA1を纏めて保持するロボット3を備え、収容体YA1に複数の物品XA1(XA11〜XA14)を収容する物品収容装置1であって、ハンド7は、複数の物品XA1をその少なくとも一部が重なり合うように並べて保持する保持部8と、複数の物品XA1が重なり合う面の面方向に沿って、少なくとも保持部8の外側に設けられたガイド部材12(12A)と、を有し、ロボット3は、ガイド部材12(12A)が収容体YA1の底面に対して相対的に傾斜するとともに隣り合う物品XA1(XA14)を下方から支持する状態で保持部8が複数の物品XA1を開放するようにハンド8を制御し、複数の物品XA1の少なくとも一部が重なるように並べて収容体内に収容する、ものである。
【0082】
また、ガイド部材12(12B)は、複数の物品XA1のそれぞれの間に設けられてもよい。
【0083】
また、複数の物品XA1が搬送される搬送手段2を有し、搬送手段2の搬送面R(R1〜R4)は、少なくとも物品供給位置P1において複数の物品XA1のそれぞれを異なる高さに位置するように載置し、保持部8は、物品供給位置P1において複数の物品XA1を一括して保持するものであってもよい。
【0084】
また、搬送面R1〜R4は、搬送幅方向Wに沿って順次高さが変位する、ものであってもよい。
【0085】
また、保持部8の物品保持位置は、物品供給位置P1における複数の物品XA1のそれぞれに対応して異なる高さに設けられるものであってもよい。
【0086】
また、搬送手段2は、少なくとも物品供給位置P1において複数の物品XA1のそれぞれを仕切る仕切り手段13を備えるものであってもよい。
【0087】
また、搬送手段2の上方に、複数の物品XA1を下流方向に押送する押送手段15を備えるものであってもよい。
【0088】
また、押送手段15は、一の押送部材16Aと他の押送部材16Bを含み、一の押送部材16Aは、他の押送部材16Bよりも搬送方向Tの上流側に配置され、少なくとも他の押送部材16Bは、搬送幅方向Wに沿って下端位置が変位するように構成され、他の押送部材16Bの下端位置の変位量は、一の押送部材16Aの搬送幅方向Wに沿う下端位置の変位量よりも大きいものであってもよい。
【0089】
また、本発明は、ハンド7によって複数の物品XA1(XA11〜XA14)を纏めて保持するロボット3を用いて、収容体YA1に複数の物品YA1を収容する物品収容方法であって、ハンド7は、複数の物品XA1をその少なくとも一部が重なり合うように並べて保持する保持部8と、複数の物品XA1が重なり合う面の面方向に沿って、少なくとも複数の物品XA1の最も外側に設けられたガイド部材12(12A)と、を有しており、ハンド7は、ガイド部材12(12A)が収容体YA1の底面に対して相対的に傾斜するとともに隣り合う物品XA1(XA14)を下方から支持する状態で複数の物品XA1を収容体YA1に供給し、複数の物品XA1の少なくとも一部が重なるように並べて収容体YA1内に収容する、物品収容方法である。
【0090】
また、複数の物品XA1は、少なくとも物品供給位置P1において複数の物品XA1のそれぞれが異なる高さに位置するように搬送され、保持部8は物品供給位置P1において異なる高さに位置する複数の物品XA1を一括して保持するものであってもよい。
【0091】
本実施形態によれば、物品XA1の収容時にはガイド部材12によって物品XA1を下方から支持しながら箱体YA1に収容できるため、包装する包装材料(例えば、包装フィルムなど)に柔軟性があったり、物品XA1の重量が多い(重い)場合などであっても、確実な瓦屋根状(整った重なりの状態)で収容することができる。
【0092】
また、搬送手段2の搬送面R(R1〜R4)を物品供給位置P1において階段状にするため、ハンド7によって物品XA1を保持した後に各物品XA1の間隔を縮める機構や制御が不要となり、装置や制御の複雑化を回避し、コストの低減にも寄与できる。更に、物品XA1を保持した後の物品XA1の移動を最低限にできるため、物品XA1の保持後に間隔を調整するような構成と比較して、物品XA1の離脱や落下を防止でき、これによっても確実な瓦屋根状での収容が可能となる。
【0093】
なお、搬送面Rの搬送幅方向Wに配置される仕切り板13は、物品XA1の側部の一部(物品XA1の上部の側面)を支持するものであてもよい。
【0094】
また、物品供給位置P1において物品XA11〜XA14が同じ高さに配置され、ハンド7によってこれらを同じ高さで保持した後(
図7(B)参照)に、エアシリンダなどによって物品XA11〜XA14の位置(高さ)を変位して階段状として、同図(A)に示す状態で箱体YA1に収容するようにしてもよい。ただし、物品を持った状態での移動量が大きいと物品XA1が離脱、落下する可能性も高くなるため、物品供給位置P1で保持する段階で各物品XA1の位置が階段状となっている方が好ましい。
【0095】
また、箱体YA1に収容する際に、箱体YA1の底面Bを搬送面に対して傾斜させるようにしてもよい。
【0096】
また、上記の実施形態では、物品XA1の収容体YA1として箱体YA1を例に説明したが、これに限らず、例えば、有底のフィルムで構成された収容体YA1であってもよいし、また
図3に示すようなスペーサSPを用いれば袋状の収容体YA1であっても同様に実施でき、同様の効果が得られる。
【0097】
このように、本実施形態によれば、ハンドの構造や制御を簡素にしつつ、重なりの状態が整った確実な瓦屋根状での収容を可能とする物品収容装置および物品収容方法を提供することができる。
【0098】
以上、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。