(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022123495
(43)【公開日】2022-08-24
(54)【発明の名称】移載装置
(51)【国際特許分類】
B25J 15/00 20060101AFI20220817BHJP
B65G 47/91 20060101ALI20220817BHJP
【FI】
B25J15/00 F
B65G47/91
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021020838
(22)【出願日】2021-02-12
(71)【出願人】
【識別番号】000141886
【氏名又は名称】株式会社京都製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110002217
【氏名又は名称】弁理士法人矢野内外国特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】北浦 寛斗
【テーマコード(参考)】
3C707
3F072
【Fターム(参考)】
3C707AS01
3C707BS24
3C707BT11
3C707CY32
3C707FS01
3C707FT07
3C707FT11
3C707FU01
3C707LV05
3C707NS02
3C707NS28
3F072AA30
3F072KD03
(57)【要約】
【課題】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。
【解決手段】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。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、移載装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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)。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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。
【0009】
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。
【発明の効果】
【0010】
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。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】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。
【
図2】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。
【
図3】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。
【
図4】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。
【
図5】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。
【
図6】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。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
[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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
[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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
[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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【符号の説明】
【0074】
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