特開 2024-162830 物品処理システム

(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】P2024162830

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】物品処理システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/90 20060101AFI20241114BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

B65G47/90 A

B25J13/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078750

(22)【出願日】2023-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000253019

【氏名又は名称】澁谷工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156199

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】浦 正樹

【テーマコード（参考）】

3C707

3F072

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BT01

3C707DS05

3C707KS03

3C707KS04

3C707KT01

3C707KT06

3C707KX19

3C707NS02

3C707NS07

3F072AA08

3F072GA10

3F072GE05

3F072GF04

3F072KD01

3F072KD12

3F072KD19

3F072KD23

3F072KD27

(57)【要約】

【課題】物品検出にエラーが発生した場合にも、ロボットが保持する物品が他の物品と衝突することを回避できる物品処理システムを提供する。
【解決手段】物品処理システム１０は、供給コンベヤ１６から下流側に並設されるバケットコンベヤ２２へと容器Ｃを移載するロボット３４を備える。ロボット３４は制御装置３０により制御され、カメラ３２と供給コンベヤ１６のエンコーダ信号から算出される供給コンベヤ１６上の容器Ｃの位置に基づき検知された隣合う容器Ｃをロボット３４の第１、第２物品保持部３６Ａ、３６Ｂで保持し、バケットコンベヤ２２へと移載する。第１物品保持部３６Ａによる第１取り上げ動作の後、第２物品保持部３６Ｂによる第２取り上げ動作を実行する際、第２物品保持部３６Ｂを供給コンベヤ１６の上方に配置し、かつ、第１物品保持部３６Ａに保持される容器Ｃを供給コンベヤ１６とバケットコンベヤ２２の間に配置する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一列に整列された状態の物品を搬送する第１搬送手段と、
上記第１搬送手段の下流に設けられ、物品を搬送する第２搬送手段と、
上記第１搬送手段によって搬送される物品の位置を検出する位置検出手段と、
上記物品を保持する物品保持部を有するロボットと、
上記位置検出手段の検出結果に基づいて、上記ロボットを制御して、上記第１搬送手段上の物品を取り上げ、その取り上げた物品を上記第２搬送手段に移載する制御装置と、を備えた物品処理システムにおいて、
上記ロボットは、第１および第２物品保持部を有しており、
上記制御手段は、
上記第１物品保持部によって上記第１搬送手段上の物品を取り上げるための第１取り上げ動作を実行した後、上記第２物品保持部によって上記第１搬送手段上の物品を取り上げるための第２取り上げ動作を実行するものであり、
上記第２取り上げ動作は、上記第２物品保持部が上記第１搬送手段の上方に位置し、かつ、上記第１物品保持部によって保持された物品が上記第１搬送手段と第２搬送手段との間に位置する状態で実行する
ことを特徴とする物品処理システム。

【請求項2】

上記第１および第２搬送手段は互いの搬送方向が略平行に配置されており、
上記ロボットのアーム先端に設けられたベース部材の両端に上記第１および第２物品保持部がそれぞれ取り付けられており、上記第２取り上げ動作は、上記第１および第２物品保持部を結ぶ直線が、上記第１搬送手段の搬送方向と平面視において所定角度で交差する状態で行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の物品処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

並走するコンベヤ間において物品を移載する物品処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

第１コンベヤの下流部に第２コンベヤの上流部を並走させた搬送システムにおいて、１列で搬送される容器を第１コンベヤから第２コンベヤ上のバケットにロボットを用いて移載する物品処理システムが知られている（特許文献１参照）。同物品処理システムでは、第１コンベヤによって搬送される物品の位置に基づいてロボットを制御して、第１コンベヤ上の容器を取り上げ、第２コンベヤ上のバケットに移載している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２８９８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、昨今では省資源や環境保護の観点から薄型軽量の容器（物品）が増えており、コンベヤ搬送中における容器（物品）への振動の影響が相対的に大きくなっている。例えば、特許文献１のシステムでは、光電センサによって容器を検出し、一定時間経過後にカメラで同容器を撮像している。しかし、コンベヤの速度変動によって容器が前後に揺れると、光電センサが検出したときの容器の姿勢とカメラで撮影したときの容器の姿勢とが異なることがあり、撮影画像中に容器検出のための特徴部分が含まれないことがある。このような場合、当該容器はシステムによって認識されないため、ロボットは同位置に当該容器が存在しないものとして制御され、ロボットの容器保持部（グリッパなど）が当該容器に衝突し転倒させることがある。

【0005】

本発明は、物品検出にエラーが発生した場合にも、ロボットが保持する物品が他の物品と衝突することを回避できる物品処理システムを提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の発明である物品処理システムは、一列に整列された状態の物品を搬送する第１搬送手段と、上記第１搬送手段の下流に設けられ、物品を搬送する第２搬送手段と、上記第１搬送手段によって搬送される物品の位置を検出する位置検出手段と、上記物品を保持する物品保持部を有するロボットと、上記位置検出手段の検出結果に基づいて、上記ロボットを制御して、上記第１搬送手段上の物品を取り上げ、その取り上げた物品を上記第２搬送手段に移載する制御装置と、を備えた物品処理システムにおいて、上記ロボットは、第１および第２物品保持部を有しており、上記制御手段は、上記第１物品保持部によって上記第１搬送手段上の物品を取り上げるための第１取り上げ動作を実行した後、上記第２物品保持部によって上記第１搬送手段上の物品を取り上げるための第２取り上げ動作を実行するものであり、上記第２取り上げ動作は、上記第２物品保持部が上記第１搬送手段の上方に位置し、かつ、上記第１物品保持部によって保持された物品が上記第１搬送手段と第２搬送手段との間に位置する状態で実行することを特徴としている。

【0007】

本発明の第２の発明である物品処理システムは、上記第１および第２搬送手段は互いの搬送方向が略平行に配置されており、上記ロボットのアーム先端に設けられたベース部材の両端に上記第１および第２物品保持部がそれぞれ取り付けられており、上記第２取り上げ動作は、上記第１および第２物品保持部を結ぶ直線が、上記第１搬送手段の搬送方向と平面視において所定角度で交差する状態で行われることを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、物品検出にエラーが発生した場合にも、ロボットが保持する物品が他の物品と衝突することを回避できる物品処理システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態である物品処理システムの配置を示す模式的な平面図である。

【図2】供給コンベヤからバケットコンベヤへ容器を受け渡す際に発生する問題を例示する物品処理システムの拡大平面図である。

【図3】第１取り上げ動作から第２取り上げ動作へ移行する際の様子を示す物品処理システムの拡大平面図である。

【図4】図３のＡ方向からの矢視図である。

【図5】第２取り上げ動作の様子を示す物品処理システムの拡大平面図である。

【図6】図５のＢ方向からの矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である物品処理システムの配置を示す模式的な平面図である。

【0011】

本実施形態の物品処理システム１０は、物品として例えば薄肉軽量化された容器Ｃを搬送するシステムである。容器Ｃはブロー成形機（容器製造装置）１２から上流側コンベヤ１４へ１列で供給される。上流側コンベヤ１４の下流部には供給コンベヤ（第１搬送手段）１６の上流部が隣接して配置され、上流側コンベヤ１４の下流部には供給コンベヤ１６に向けて搬送面を斜めに横断するガイド１８が設けられる。すなわち上流側コンベヤ１４により搬送される容器Ｃは、ガイド１８により供給コンベヤ１６へと押し出される。なお、上流側コンベヤ１４の速度は、供給コンベヤ１６へ移載される容器Ｃが所定のピッチで切り出されるように制御装置（制御手段）３０によって制御され、供給コンベヤ１６は容器Ｃを所定ピッチで１列で搬送する。

【0012】

供給コンベヤ１６の下流部には中間デッドプレート２０を挟んでバケットコンベヤ（第２搬送手段）２２が隣接して配置される。バケットコンベヤ２２は、例えば長円形の軌道に沿って多数のバケット２２Ａを搬送する循環式のコンベヤ（リニアコンベヤ）であり、長円形に敷設されたリニアガイド２２Ｂに沿ってバケット２２Ａが一方向に搬送される。バケット２２Ａは平面視においてＵ字形を呈し、搬送方向前側には前方ガイド、後方には後方ガイドが設けられ、前方および後方ガイドを連絡する基部には、リニアガイド２２Ｂに設けられる固定子と協働する可動子が設けられる。すなわち、各バケット２２Ａの移動は制御装置３０により独立して制御可能である。

【0013】

バケットコンベヤ２２は、一方の直線部の各バケット２２Ａが中間デッドプレート２０に沿って移動されるように配置される。中間デッドプレート２０に隣接するバケットコンベヤ２２の直線部には、中間デッドプレート２０に隣接してこれと略同じ高さでデッドプレート２４が設けられる。バケット２２Ａはデッドプレート２４の僅か上方をデッドプレート２４に沿って搬送される。

【0014】

バケットコンベヤ２２に設けられたデッドプレート２４の下流部には、例えば搬送用のスターホイール２６Ａ、２６Ｂ等が順次隣接して配置され、その下流側には例えば充填機等の処理機２８が配置される。

【0015】

供給コンベヤ１６において、上流側コンベヤ１４から容器Ｃを受け取った直後の位置には、不図示の光電センサ（位置検出手段）が配置される。光電センサからの信号は制御装置３０へと送られ、制御装置３０は光電センサからの検知信号と供給コンベヤ１６に設けられる不図示のエンコーダ（位置検出手段）からの信号に基づき容器Ｃの位置を把握する。

【0016】

供給コンベヤ１６において光電センサよりも下流側かつ中間デッドプレート２０よりも上流側には、その上方にカメラ（位置検出手段）３２が配置される。カメラ３２は供給コンベヤ１６上を搬送される容器Ｃを上方から撮影するための装置であり、カメラ３２における撮影タイミングは光電センサの検知信号と供給コンベヤ１６のエンコーダ信号に基づき制御装置３０によって制御される。

【0017】

供給コンベヤ１６の下流部近傍には、制御装置３０によって制御されるロボット３４が配置される。ロボット３４は例えば２軸以上のアーム３４Ａ、３４Ｂを備え、アームの先端には回転軸Ｘ周りに回転可能なベース部材３６が設けられる。ベース部材３６は、回転軸Ｘを中心に略左右対称に延出し、それぞれの先端には容器Ｃの上部を保持する第１、第２物品保持部３６Ａ、３６Ｂが、それぞれエアシリンダやサーボシリンダ等の直線駆動機構（アクチュエータ）３７Ａ、３７Ｂを介してベース部材３６に対して昇降可能に設けられ、回転軸Ｘは常時略鉛直に維持される。容器を把持する際には、ベース部材３６の高さは図４や図６のように維持され、アクチュエータ３７Ａ、３７Ｂが作動されて各保持部３６Ａ、３６Ｂが昇降される。

【0018】

本実施形態において第１、第２物品保持部３６Ａ、３６Ｂはグリッパであり、供給コンベヤ１６上を所定ピッチで搬送される容器Ｃの頭部を把持するが、取り扱われる物品によっては吸着ヘッドや他の周知の物品保持機構を採用してもよい。制御装置３０は、カメラ３２の画像に基づき各容器Ｃの有無を判断し、容器Ｃが存在すると判断される場合には供給コンベヤ１６のエンコーダ信号に基づき当該容器Ｃの位置を把握する。そして、供給コンベヤ１６の下流部において第１、第２物品保持部３６Ａ、３６Ｂを用いて供給コンベヤ１６上の容器Ｃを順次把持して対面するバケットコンベヤ２２の各バケット２２Ａに容器Ｃを移載する。

【0019】

バケットコンベヤ２２によりデッドプレート２４上を摺動しながら搬送される容器Ｃは、デッドプレート２４の下流部においてスターホイール２６Ａへと受け渡され、更にスターホイール２６Ｂ、処理機２８へと順次受け渡される。

【0020】

次に供給コンベヤ１６からバケットコンベヤ２２へ容器Ｃを受け渡す位置を拡大した図２の平面図を参照して、本実施形態のロボット３４を用いた物品移載処理において発生し得る問題について説明する。例えば、カメラ３２で撮影した画像を用いて供給コンベヤ１６上に容器Ｃが存在するか否かを判断する処理において、撮影時の容器Ｃの揺れなどにより実際には存在する容器Ｃが存在しないと判断された場合にロボット３４の制御の仕方によっては以下のような問題が発生する。

【0021】

本実施形態のロボット３４はベース部材３６に一対の第１物品保持部３６Ａ、第２物品保持部３６Ｂを備えるため、第１、第２物品保持部３６Ａ、３６Ｂをより効率的に利用するためにベース部材３６を供給コンベヤ１６の搬送方向に沿って維持することが考えられる。しかし、図２（ａ）に示されるように、供給コンベヤ１６を搬送される３つの容器Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうち容器Ｃ１、Ｃ３のみが検出され、容器Ｃ２は存在しないと判断された場合、ロボット３４は、供給コンベヤ１６の最も下流側に位置する容器Ｃ１を第１物品保持部３６Ａで保持した後、次に上流側にあると判断された容器Ｃ３を第２物品保持部３６Ａで保持しようとベース部材３６を供給コンベヤ１６に沿って上流側に移動する。このとき、図２（ｂ）に示されるように、第１物品保持部３６Ａに保持される容器Ｃ１が、システムにより存在が認識されていない容器Ｃ２に衝突して容器Ｃ２を転倒させる。

【0022】

以上のことに鑑み、本実施形態では図３～図６に示される方法で供給コンベヤ１６からバケットコンベヤ２２への容器Ｃの移載を行う（物品移載処理）。図３～図６には、図２と同様に容器Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のうち容器Ｃ１、Ｃ３のみが検出され、容器Ｃ２は存在しないと判断された場合の本実施形態の物品移載処理におけるロボット３４の動作が模式的に示される。

【0023】

図３は、供給コンベヤ１６からバケットコンベヤ２２へ容器Ｃを受け渡す位置での拡大平面図である。図３では容器Ｃ１を第１物品保持部３６Ａで把持するときのベース部材３６の配置が破線で描かれ、その直後にベース部材３６が回転軸Ｘ周りに回転され第１物品保持部３６Ａが供給コンベヤ１６上から中間デッドプレート２０上に退避した状態が示される。

【0024】

第１物品保持部３６Ａで容器Ｃを取り上げる場合（第１取り上げ動作）、ベース部材３６は第１物品保持部３６Ａが供給コンベヤ１６上の略中心に延出するように回転軸Ｘ周りに回転される（破線で示されるベース部材３６）。回転軸Ｘ周りの回転角θ（回転軸Ｘと第１物品保持部３６Ａの中心を結ぶ線が、供給コンベヤ１６による容器Ｃの搬送方向に対して回転する角度）はベース部材３６の長さや回転軸Ｘの位置（アーム３４Ａ、３４Ｂの位置）に依存するが、本実施形態では例えば反時計周りに約３０度回転される。

【0025】

次にベース部材３６の上記姿勢および高さを維持したままアクチュエータ３７Ａが作動され、第１物品保持部３６Ａが下降される。下降された第１物品保持部３６Ａにより容器Ｃ１が把持されると、第１物品保持部３６Ａがアクチュエータ３７Ａにより元の高さまで上昇され、容器Ｃ１が供給コンベヤ１６から持ち上げられる。この後、ベース部材３６は直ちに回転軸Ｘを中心に時計周りに２θ回転され、第２物品保持部３６Ｂが供給コンベヤ１６の略中心位置上方に位置し、容器Ｃ１を保持する第１物品保持部３６Ａは中間デッドプレート２０上に退避される（図３において実線で示される配置）。なお、図４には図３におけるＡ方向からの矢視図が示される。

【0026】

その後、ベース部材３６はアーム３４Ａ、３４Ｂによりその姿勢および高さを維持したまま供給コンベヤ１６に沿って容器Ｃ３に向けて上流側へと移動される。そして、図５に示されるように、アクチュエータ３７Ｂが作動され、供給コンベヤ１６の上方に位置する第２物品保持部３６Ｂが、その姿勢および高さが維持されるベース部材３６に対して下降されて容器Ｃ３が取り上げられる（第２取り上げ動作）。このベース部材３６の移動において、第１物品保持部３６Ａに把持される容器Ｃ１は中間デッドプレート２０の上を移動されるため第１物品保持部３６Ａに保持される容器Ｃ１が、物品処理システム１０において存在が認知されていない供給コンベヤ１６上の容器Ｃ２に接触することはない。なお、図６には図５のＢ方向からの矢視図が示され、容器Ｃ１が容器Ｃ２の手前を横切る状態が示される。

【0027】

第２物品保持部３６Ｂが容器Ｃ３の上方に移動すると、ベース部材３６が下降され、第２物品保持部３６Ｂが容器Ｃ３の上部を把持し、再びベース部材３６が元の高さまで上昇され第２取り上げ動作が完了する。第１、第２物品保持部３６Ａ、３６Ｂにより容器Ｃ１、Ｃ３が保持されると、ベース部材３６は回転軸Ｘを中心に供給コンベヤ１６の搬送方向と平行になるまで角度θ回転されるとともに、容器Ｃ１、Ｃ３をバケットコンベヤ２２において隣り合う空のバケット２２Ａに移載する。

【0028】

なお、第１取り上げ動作から第２取り上げ動作へと移行する間、ベース部材３６の回転軸Ｘは供給コンベヤ１６の搬送方向に平行に移動される。これにより、ベース部材３６の動きを抑えながらも容器同士の衝突を回避することができ、ロボットの処理能力を低下させることがない。

【0029】

また、物品処理システム１０において容器Ｃ２の存在が認知されていれば、第２取り上げ動作において容器Ｃ２が第２物品保持部３６Ｂにより保持され、次の第１取り上げ動作において容器Ｃ３が第１物品保持部３６Ｂによって保持される。

【0030】

以上のように、本実施形態によれば、第１搬送手段から第２搬送手段に物品を移載する物品処理システムにおいて、物品検出にエラーが発生し、第１搬送手段上の一部の物品の存在が認知されない場合にも、第１取り上げ動作でロボットに保持された物品が、第２取り上げ動作へ移行する際に存在が認知されていない第１搬送手段上の物品に衝突することが回避される。

【0031】

なお、本実施形態のロボットは２つの物品保持部を備えたが、物品保持部の数はこれに限定されるものではなく３個以上でも良い。その場合、ベース部材は物品保持部の数に対応して回転軸Ｘから放射状に延出し、その先端に各物品保持部が設けられる。また、放射状に延出するベース部材は回転軸Ｘに対して回転対称に配置されることが好ましいが、各々独立して回転可能とされてもよい。そして、各物品保持部で保持される物品は、順次供給コンベヤ（第１搬送手段）とバケットコンベヤ（第２搬送手段）の間に位置するように移動される（退避動作）。この退避動作は、例えば回転軸Ｘ周りのベース部材の回転と、ロボットアームによる供給コンベヤの搬送方向と交差する方向への移動を組み合わせて行われる。また、本実施形態では供給コンベヤとバケットコンベヤの間に中間デッドプレートを配置したが、同プレートは省略することもできる。

【0032】

本実施形態では第２搬送手段としてバケットコンベヤが用いられたが、物品搬送が可能であればバケットコンベヤに限定されるものではない。また、本実施形態では光電センサとカメラを用いて物品を検出したが、容器を検出できるものでれば如何なるセンサを用いてもよい。更に、使用されるセンサの数も本実施形態に限定されるものではなく、光電センサのみ、あるいはカメラのみとしても良い。

【符号の説明】

【0033】

１０ 物品処理システム
１６ 供給コンベヤ（第１搬送手段）
２０ 中間デッドプレート
２２ バケットコンベヤ（第２搬送手段）
３０ 制御装置（制御手段）
３２ カメラ（位置検出手段）
３４ ロボット
３６ ベース部材
３６Ａ 第１物品保持部
３６Ｂ 第２物品保持部
Ｃ 容器
Ｃ１、Ｃ３ 認知された容器
Ｃ２ 認知されていない容器
Ｘ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】