特許 7514553 卵パックの移載ロボットシステム、およびそれを用いた収納方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】卵パックの移載ロボットシステム、およびそれを用いた収納方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 23/08 20060101AFI20240704BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20240704BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

B65B23/08

B25J15/06 D

B25J13/00 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022087486

(22)【出願日】2022-05-30

(62)【分割の表示】P 2019224975の分割

【原出願日】2019-12-13

(65)【公開番号】P2022105765

(43)【公開日】2022-07-14

【審査請求日】2022-12-09

(73)【特許権者】

【識別番号】597017812

【氏名又は名称】株式会社ナベル

(72)【発明者】

【氏名】阿部 圭介

(72)【発明者】

【氏名】大島 祥吾

【審査官】西塚 祐斗

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０５４２５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】登録実用新案第３２０９２５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－１９６５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３９５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １３／００

Ｂ２５Ｊ １５／０６

Ｂ６５Ｂ ２３／０６ － ２３／０８

Ｂ６５Ｇ ４７／９１

Ｂ６５Ｄ ８５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

卵パックを水平に把持する把持部を備えたロボットヘッドと、
前記ロボットヘッドの位置姿勢を変更可能なロボットアームと、
前記ロボットヘッドとロボットアームの動きを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記把持部で水平に把持した卵パックを、移動式のラックに先に積まれた卵パック上の収納空間に移動させた後、
前記移動式のラックに設けられた収納状態の折り畳み式の棚板の下方の空間に向けてさらに水平移動させる、卵パックの移載ロボットシステム。

【請求項2】

前記制御部は、前記把持部で把持される卵パックの重心よりも長手方向一端側にずれた場所に、前記ロボットアームの先端を位置させて卵パックを移動させる、請求項１記載の卵パックの移載ロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、卵パックを移動式のラックに移載する卵パックの移載ロボットシステム、およびそれを用いた収納方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＧＰセンターにて卵がパック詰めされた卵パックは、段ボール箱やコンテナに箱詰めされたり、ロールインナーと呼ばれる専用の移動式のラックに載せられたりする。

【0003】

卵パックを箱詰めするものとして、下記特許文献１に記載のものがある。また、卵パックを収納する移動式のラック（ロールインナー）について、下記特許文献２に記載のものが知られている。

【0004】

ロールインナーは、複数の棚を備え、各棚に卵パックが積み重ねられた状態で載せられる。この状態で、ロールインナーは移動され、そのまま売り場に陳列が可能である。そのため、ロールインナーは、卵パックの棚からの落下防止のために複雑な形状をしていたり、折り畳み部分があったりする。

【0005】

卵パックは、ロールインナーに複数段に積まれた状態で、ＧＰセンターから売り場へと移動させられる。複数段に積まれた状態での移動に耐えられるように、以下のような特徴がある。まず、ロールインナーは、側面の３方向が柵で囲まれている。そして、ロールインナーは、出し入れ側にもこぼれ止めが付いている。また、ロールインナーは、棚板を複数枚備え、棚一段あたり４～５個（４～５段）の卵パックを積み上げる。そして、卵パックが横方向にずり落ちないように、卵パック自体が、上下に積まれた卵パックの横ずれを抑制できる形状になっている。

【0006】

また、輸送効率を上げるために、以下のような特徴がある。１つ目は、ロールインナーの１段あたり、できるだけ多くの卵パックを積みたい。言い換えれば、柵の内側ギリギリの場所まで、また、棚板の下方ギリギリの場所まで卵パックを置きたいという要望がある。これには、卵パックを棚に詰めて置き、卵パック同士で拘束し合って卵パックが所定位置から大きく動かないようにすることで、輸送時の卵の割れを防止するという理由もある。さらに、２つ目の特徴は、非使用時にコンパクトに収容できるように、棚板や柵が折り畳み式になっている点である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１８－１７７３２５号公報

【文献】実用新案登録第３２０９２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２記載の移動式のラック（ロールインナー）に卵容器を収納する作業は、人手により行われており、いまだ自動化が達成されていない。

【0009】

ロールインナーの一番上段の棚板に卵パックを積み込むときは、上方が開放空間となっているため、特許文献１とほぼ同じ動きで積み込むことが可能である。しかしながら、それ以外の棚板に卵パックを積み込むことに対しては、上述した要因（ロボットヘッドにとっては障害物である）が自動化を妨げている。

【0010】

卵パックをロールインナーに収納しようとした場合、卵パックが障害物にあたらないように複雑な動作が必要となったり、折り畳み部分を展開操作したりしなければならないので、人手に代わってロボットを用いる特許文献１に開示されている技術を、そのまま適用することができないという課題があった。

【0011】

そこで、本発明は、前記従来技術の課題を解決する卵パックの移載ロボットシステム、およびそれを用いた収納方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の卵パックの移載ロボットシステムは、ロボットヘッドと、ロボットアームと、制御部とを備える。ロボットヘッドは、卵パックを把持する把持部を備える。ロボットアームは、ロボットヘッドの位置姿勢を変更可能なものである。制御部は、ロボットヘッドとロボットアームの動きを制御し、移動式のラックに設けられた折り畳み式の棚板の下方の空間に、把持部で把持した卵パックを移動させる。

【0013】

本発明の卵パックの移載ロボットシステムを用いた収納方法は、前述した卵パックの移載ロボットシステムにおいて、ロボットヘッドが届く範囲に移動式のラックを配置するステップと、ロボットヘッドを卵パックの所定箇所に位置付けて当該卵パックを把持するステップと、ロボットヘッドで把持した卵パックを空間に移動させるステップと、移動後の卵パックの下端を下の段の突起の内側に位置させるステップとを備える。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、自動で卵パックを移動式のラックに移載する卵パックの移載ロボットシステム、およびそれを用いた収納方法を提供できる。

【0015】

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態にかかる卵パックの移載ロボットシステムを示す側面図。

【図2】同実施形態の卵パックの移載ロボットシステムを示す側面図。

【図3】同実施形態の卵パックの移載ロボットシステムを用いた収納方法を説明するために拡大して示した側面図。

【図4】同実施形態の卵パックの移載ロボットシステムを用いた収納方法を説明するための平面図。

【図5】同実施形態の卵パックの移載ロボットシステムを用いた収納方法を説明するための平面図。

【図6】同実施形態の卵パックの移載ロボットシステムを使って棚を引き出す作動を示す側面図。

【図7】同実施形態の卵パックの移載ロボットシステムを使った棚を引き出す作動を示す側面図。

【図8】本発明の変形例を示す図１に対応する図。

【図9】図８を横から見た図。

【図10】本発明の他の変形例を示す図１に対応する図。

【図11】図１０を横から見た図。

【図12】本発明の変形例を示す図３に対応する図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、実施形態にかかる卵パックの移載ロボットシステム１０の一例について、図１～図７を用いて説明する。卵パックの移載ロボットシステム１０は、搬送されてきた複数の卵パックＰを移動式のラック（以下、「ロールインナーＲ」と記す。）に移載する。

【0018】

ロールインナーＲは、複数枚の折り畳み式の棚板Ｒ１を備える。棚板Ｒ１は、手前側に引き出された使用状態と折り畳まれて奥側に位置する収納状態との間で状態変更可能である。使用状態の各棚板Ｒ１の上方には、卵パックＰが収納される収納空間Ｒ２が形成される。収納空間Ｒ２には、卵パックＰが上下に積み重ねられる。ロールインナーＲは、さらに、棚板Ｒ１の周囲に配置される柵Ｒ３と、棚板Ｒ１の側縁に設けられるこぼれ止めＲ４と、柵Ｒ３の内側に設けられる棚板受け（図示しない）と、キャスター（図示しない）とを備える。

【0019】

卵パックＰは、種々の大きさ、形状のものがある。図では、１０個入りのもので、「フラットパック」と呼ばれる蓋の天面Ｐ１が平坦な卵パックＰを示している。卵パックＰは、上面側に突起Ｐ２を有する。突起Ｐ２は、例えば、天面Ｐ１の各コーナー部分に設けられている。突起Ｐ２は、上に積まれた卵パックＰの位置ずれを防止する。

【0020】

卵パックの移載ロボットシステム１０は、ロボットヘッド１と、ロボットアーム２と、制御部３とを備える。

【0021】

ロボットヘッド１は、把持部１１を備える。把持部１１は、複数の卵パックＰを把持する。把持部１１は、例えば、横方向に隣接する３つの卵パックＰを保持することができる。把持部１１は、複数の吸着部材１２によって構成される。各吸着部材１２は、蓋が閉じられた卵パックＰの天面Ｐ１側を吸着する。各吸着部材１２は、真空機構（図示しない）に接続されている。各吸着部材１２は、上下方向に伸縮可能な蛇腹構造である。１つの卵パックＰにつき、複数個（例えば６つ）の吸着部材１２で保持する。なお、１つの卵パックＰにつき、４つの吸着部材１２で保持してもよいし、吸着された卵パックＰが必要以上に傾かなければ、吸着部材１２の配置方法はどのようなものであってもよい。

【0022】

ロボットアーム２は、ロボットヘッド１の位置姿勢を変更可能なものである。ロボットアーム２は、一時待機領域８とロールインナーＲとの間でロボットヘッド１を移動させる。ロボットアーム２は、例えば、６軸垂直多関節ロボット等の、任意に作動する慣用の多関節ロボットが適用される。この他に、ロボットアーム２は、ロボットヘッド１をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対して、任意に移動させることができるロボットまたは装置など種々のものを採用できる。なお、一時待機領域８は、搬送装置９の下流側に設けられており、搬送装置９の上流側には、卵をパックに収容する包装装置（図示せず）が配置されている。

【0023】

制御部３は、ロボットヘッド１とロボットアーム２の動きを制御する。制御部３は、ＣＰＵ、内部メモリ、入出力インターフェース、ＡＤ変換部などの専用のコンピュータまたは汎用のコンピュータによって構成される。内部メモリに格納されたプログラムにしたがって、ＣＰＵおよびその周辺機器が協働することによって、制御部３としての機能が発揮される。

【0024】

制御部３は、ロールインナーＲに設けられた折り畳み式の棚板Ｒ１の下方の空間に、把持部１１で把持した卵パックＰを移動させる。制御部３は、把持部１１で把持される卵パックＰの重心よりも長手方向一端側にずれた場所に、ロボットアーム２の先端２１を位置させて卵パックＰを移動させる。制御部３は、ロボットヘッド１で把持した卵パックＰと障害物との干渉を避けるように卵パックＰを移動させる。ここで「障害物」とは、例えば、ロールインナーＲに先に積まれた卵パックＰに設けられた突起Ｐ２や、複数個の卵パックＰが積み上げられる空間の上方に存在する折り畳まれた状態の棚板Ｒ１などである。また、制御部３は、折り畳み式の棚板Ｒ１を展開させる。

【0025】

次に、卵パックの移載ロボットシステム１０を用いた収納方法の一例について説明する。まず、ロボットヘッド１が届く範囲にロールインナーＲを配置する。ロールインナーＲは、卵パックＰを移載する棚板Ｒ１を使用状態にしておき、それよりも上段側の棚板Ｒ１は収納状態にしておく。

【0026】

搬送装置９では、上流側から搬送された卵パックＰが一時待機領域８に集められる。一時待機領域８に、例えば、３つの卵パックＰが集まった状態で、移載動作が開始される。

【0027】

まず、制御部３は、集められた卵パックＰの上方にロボットヘッド１を移動させる。その際、制御部３は、把持部１１で把持される卵パックＰの重心よりも長手方向一端側にずれた場所に、ロボットアーム２の先端２１を位置させる。また、ロボットヘッド１を卵パックＰの所定箇所に位置付けて当該卵パックＰを把持する。具体的には、ロボットアーム２の先端２１は、前記卵パックＰの重心からずれた位置に回転中心が配置される。ロボットアーム２の先端２１およびロボットヘッド１は、卵パックＰの上方に位置する。ロボットヘッド１の下面側には、１０個入りの卵パックＰのうち、長手方向から６個分の卵に対応する部分を卵パックＰの上面で吸着する把持部１１を備える。言い換えれば、ロボットヘッド１は、卵パックＰを片持ち状態で支持している。

【0028】

次に、制御部３は、ロボットヘッド１で把持した卵パックＰをロールインナーＲ内の収納空間Ｒ２に移動させる。制御部３は、ロボットヘッド１で把持した卵パックＰと障害物との干渉を避けるように、卵パックＰをスライド移動させる。

【0029】

その後、図３に示すように、移動後の卵パックＰの下端を下の段の突起Ｐ２の内側に位置させる。制御部３は、卵パックＰの把持を解除する。

【0030】

なお、卵パックＰを移動させるロールインナーＲ内の収納空間Ｒ２には、先に積まれた卵パックＰの上面と収納状態の棚板Ｒ１の下面に囲まれた空間（奥側の空間）が含まれる。図４に示すように、奥側の空間に卵パックＰを移動させる際には、ロボットアーム２の先端２１およびロボットヘッド１は、奥側の柵Ｒ３から離れた側（手前側）に位置する。そして、卵パックＰは、奥側の空間に縦向きに配置される。

【0031】

また、卵パックＰを移動させるロールインナーＲ内の収納空間Ｒ２のうち、卵パックＰを横向きに載置する空間に卵パックＰを移動させる際には、図５に示すように、ロボットアーム２の先端２１およびロボットヘッド１は、側方の柵Ｒ３から離れた側（中心側）に位置する。

【0032】

棚板Ｒ１の一段分を移載した後、図６及び図７に示すように、制御部３は、折り畳み式の棚板Ｒ１を展開させる。すなわち、折り畳み式の棚板Ｒ１は、卵パックＰを移載する際と同じロボットヘッド１を用いて、収納状態から使用状態に展開される。具体的には、制御部３は、把持部１１が棚板Ｒ１を吸着し、その状態のままロボットヘッド１を手前側に移動させることで、折り畳み式の棚板Ｒ１が展開される。収納状態の棚板Ｒ１は、下段の収納空間Ｒ２の上部の一部分のみを覆う一方、展開された使用状態の棚板Ｒ１は、下段の収納空間Ｒ２の上部の全体を覆う。

【0033】

以上説明したように、本実施形態にかかる卵パックの移載ロボットシステム１０は、ロボットヘッド１と、ロボットアーム２と、制御部３とを備える。ロボットヘッド１は、卵パックＰを把持する把持部１１を備える。ロボットアーム２は、ロボットヘッド１の位置姿勢を変更可能なものである。制御部３は、ロボットヘッド１とロボットアーム２の動きを制御する。また、制御部３は、ロールインナーＲに設けられた折り畳み式の棚板Ｒ１の下方の空間に、把持部１１で把持した卵パックＰを移動させる。そのため、従来技術の課題を解決して、自動で卵パックＰを移動式のラックに移載できる。

【0034】

制御部３は、把持部１１で把持される卵パックＰの重心よりも長手方向一端側にずれた場所に、ロボットアーム２の先端２１を位置させて卵パックＰを移動させる。また、制御部３は、ロボットヘッド１で把持した卵パックＰとロールインナーＲに先に積まれた卵パックＰに設けられた突起Ｐ２及び棚板Ｒ１との干渉を避けるように卵パックＰを移動させる。そのため、ロールインナーＲへの卵パックＰ積み込みという特殊な状況であっても自動化できる。

【0035】

制御部３は、折り畳み式の棚板Ｒ１を展開させるので、１台のロボットを用いて複数段の棚板Ｒ１への積み込みも可能となる。

【0036】

卵パックの移載ロボットシステム１０を用いた収納方法は、ロボットヘッド１が届く範囲にロールインナーＲを配置するステップと、ロボットヘッド１を卵パックＰの所定箇所に位置付けて当該卵パックＰを把持するステップと、ロボットヘッド１で把持した卵パックＰを空間に移動させるステップと、移動後の卵パックＰの下端を下の段の突起Ｐ２の内側に位置させるステップとを備える。この収納方法によれば、従来技術の課題を解決して、自動で卵パックＰをロールインナーＲに移載できる。また、積み重ねられた卵パックＰに大きな位置ずれが生じることなく、ロールインナーＲの移動に耐え得る。

【0037】

なお、本発明は上述した実施形態に限られない。

【0038】

ロールインナーＲへの卵パックＰの並べ方は図示したものには限られない。例えば、ロールインナーＲの手前側も奥側と同じように縦向きに卵パックＰを並べてもよい。

【0039】

把持部１１は、吸着タイプのものには限られない。例えば、図８及び図９に示すロボットヘッド１は、卵パックＰを側方から把持する把持部１３を備える。把持部１３は、１０個入りの卵パックＰのうち、長手方向に沿ってほぼ全体を包み込むようにして把持する。把持部１３は、図９の二点鎖線で示す位置に退避することで把持状態を解除する。

【0040】

また、図１０及び図１１にロボットヘッド１は、卵パックＰを上下から把持する把持部１４を備える。把持部１４は、１０個入りの卵パックＰのうち、長手方向に沿ってほぼ全体を包み込むようにして把持する。具体的には、把持部１４は、支持部材１５と、協働部材１６とを備える。支持部材１５は、卵パックＰの下面側に配置される。支持部材１５は、例えば棒状のもので、卵の形状に沿った凹凸が設けられた下面の凹部Ｐ３に配置され、凹部Ｐ３内に収まっている。協働部材１６は、支持部材１５と協働して卵パックＰが大きく傾いたり、横揺れしたりすることを抑制する。協働部材１６は、例えば板状のもので、卵パックＰの天面Ｐ１上に配置される。なお、協働部材１６の形状や配置場所は、図示したものには限られない。把持部１４は、例えば、図１１の二点鎖線で示す位置に退避することで把持状態を解除する。また、図１０に示すように、ロボットアーム２の先端２１は、卵パックＰの側方に位置していてもよい。

【0041】

把持部１１が、吸着タイプのものである場合であっても、吸着部材１２の形状、個数、配置は図示したものには限られない。吸着部材１２は、卵パックＰが大きく傾いたり、横揺れしたりすることを抑制できる形状、個数、配置の組み合わせが好ましい。

【0042】

卵パックＰはフラットパックには限られない。例えば、図１２に示すように、卵の形状に沿った凹凸が蓋に形成されている「レギュラーパック」であってもよい。レギュラーパックの場合、下段と上段とで卵半個分ずれて積み重ねられる。突起Ｐ２は、卵の形状に沿って蓋に設けられた凸部分である。突起Ｐ２は、上に積まれた卵パックＰの位置ずれを防止する。また、卵パックＰは、１０個入りのパックに限らない。

【0043】

折り畳み式の棚板Ｒ１を展開させるステップは、卵パックＰを移載するロボットとは異なる装置を用いるなどしてもよい。

【0044】

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、卵パックを移動式のラックに移載する卵パックの移載ロボットシステム、およびそれを用いた収納方法に利用することができる。

【符号の説明】

【0046】

１０…卵パックの移載ロボットシステム
１…ロボットヘッド
１１、１３、１４…把持部
２…ロボットアーム
３…制御部
Ｐ…卵パック
Ｒ…ロールインナー（移動式ラック）
Ｒ１…折り畳み式の棚板
Ｒ２…収納空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】