特許 7650195 積付装置および積付方法

(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】2025-03-13

(45)【発行日】2025-03-24

(54)【発明の名称】積付装置および積付方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/90 20060101AFI20250314BHJP

【ＦＩ】

B65G47/90 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021091250

(22)【出願日】2021-05-31

(65)【公開番号】P2022183770

(43)【公開日】2022-12-13

【審査請求日】2024-04-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000103426

【氏名又は名称】オークラ輸送機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】398003957

【氏名又は名称】オークラサービス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】吉武 寛明

(72)【発明者】

【氏名】岡田 雅生

(72)【発明者】

【氏名】麦田 悦男

【審査官】三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２７９０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０３０２４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０２－１６９４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１９８５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ４７／９０

Ｂ６５Ｇ ５７／００－５７／３２

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の物品が積み付けられる物品積付部の下部側に前記物品の周辺に位置する第１端部を下方から支える支え部を有し、かつ前記物品積付部内に前記物品の前記第１端部を位置決めする位置決めガイドを有する前記物品積付部に対して、前記物品を積み付ける積付装置であって、
前記物品の前記第１端部を下方から支持する第１支持部、および前記物品の前記第１端部と異なる辺に位置する第２端部を下方から支持する第２支持部を有するハンド装置と、
前記ハンド装置の位置を移動させる移動機構と、
前記ハンド装置および前記移動機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記物品積付部に前記物品を積み付ける際に、
前記移動機構を動作させることで、前記支え部の上方に前記物品の前記第１端部が位置するように前記ハンド装置を位置させ、
前記第２支持部の位置を維持した状態で、前記物品の前記第１端部が前記第１支持部から前記支え部に落下するように前記第１支持部を前記位置決めガイドの側方を通って前記物品積付部の外側へ向けて移動させ、
前記第２端部が前記第２支持部から前記物品積付部に落下するように前記第２支持部を前記物品積付部の外側へ向けて移動させる
ことを特徴とする積付装置。

【請求項2】

複数の物品が積み付けられる物品積付部内に前記物品の周辺に位置する第１端部を位置決めする位置決めガイドを有する前記物品積付部に対して、前記物品を積み付ける積付装置であって、
前記物品の前記第１端部を下方から支持する第１支持部、および前記物品の前記第１端部と異なる辺に位置する第２端部を下方から支持する第２支持部を有するハンド装置と、
前記ハンド装置の位置を移動させる移動機構と、
前記ハンド装置および前記移動機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記物品積付部に前記物品を積み付ける際に、
前記移動機構を動作させることで、前記位置決めガイドに対して前記物品の前記第１端部が対向する位置に前記ハンド装置を移動させ、
前記第２支持部の位置を維持した状態で、前記物品の前記第１端部が前記第１支持部から落下するように前記第１支持部を前記位置決めガイドの側方を通って前記物品積付部の外側へ向けて移動させ、
前記物品の前記第１端部を前記位置決めガイドに押し当てるように前記第２支持部を前記位置決めガイドに接近する方向に移動させ、
前記第２端部が前記第２支持部から前記物品積付部に落下するように前記第２支持部を前記物品積付部の外側へ向けて移動させる
ことを特徴とする積付装置。

【請求項3】

前記ハンド装置は、前記物品の上面側を押えて前記第２支持部との間に前記物品を把持する第２押え部をさらに有し、
前記制御部は、前記第２押え部が前記物品を押えた状態を、前記物品の前記第１端部を前記位置決めガイドに押し当てる前、または、前記物品の前記第１端部を前記位置決めガイドに押し当てた後であって前記第２端部を前記第２支持部から前記物品積付部に落下させる前に解除させる
ことを特徴とする請求項２に記載の積付装置。

【請求項4】

前記位置決めガイドは、間隔を空けて配置された複数のガイド片を有し、
前記物品の前記第１端部を前記第１支持部から落下させる際に、前記第１支持部は、前記ガイド片間の間隔を通って前記物品積付部の外側へ向けて移動する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の積付装置。

【請求項5】

前記物品積付部から前記物品を順次送り出す送出動作をする物品送出装置の前記物品積付部に対して、物品供給部に位置する前記物品を積み付ける積付装置であって、
前記ハンド装置により前記物品積付部に積み付けられた積付済みの前記物品の上面高さを測定するセンサ部を備え、
前記制御部は、
前記センサ部により測定される積付済みの前記物品の上面高さから、前記ハンド装置が前記物品積付部から前記物品供給部に移動するとともに前記物品を支持して前記物品積付部に移動するまでの間に、前記物品積付部から前記物品が順次送り出されることで変化する積付済みの前記物品の上面高さに応じて、前記物品を積み付ける前記ハンド装置の積付高さを割り出す積付高さ割出部を有し、
前記物品を支持して前記物品積付部に移動する前記ハンド装置を前記積付高さ割出部で割り出された積付高さに移動し、前記ハンド装置に支持している前記物品を前記物品積付部の積付済みの前記物品上に積み付けるように、前記ハンド装置および前記移動機構を動作させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の積付装置。

【請求項6】

前記積付高さ割出部は、
前記センサ部により測定される積付済みの前記物品の上面高さと、
前記ハンド装置が前記物品積付部から前記物品供給部に移動するとともに前記物品を支持して前記物品積付部に移動するまでの積付間隔時間と、
前記物品積付部から前記物品が順次送り出される前記物品送出装置の送出動作能力と、
前記物品の高さ寸法とから、
前記物品積付部から前記物品が順次送り出されることで変化する積付済みの前記物品の上面高さに応じて、前記物品を積み付ける前記ハンド装置の積付高さを割り出す
ことを特徴とする請求項５に記載の積付装置。

【請求項7】

複数の物品が積み付けられる物品積付部の下部側に前記物品の周辺に位置する第１端部を下方から支える支え部を有し、かつ前記物品積付部内に前記物品の前記第１端部を位置決めする位置決めガイドを有する前記物品積付部に対して、前記物品の前記第１端部を保持する第１保持部、および前記物品の前記第１端部と異なる辺に位置する第２端部を保持する第２保持部を有するハンド装置と、前記ハンド装置の位置を移動させる移動機構とを用いて、前記物品を積み付ける積付方法であって、
前記物品積付部に前記物品を積み付ける際に、
前記移動機構を動作させることで、前記支え部の上方に前記物品の前記第１端部が位置するように前記ハンド装置を位置させるステップと、
前記第２保持部の位置を維持した状態で、前記物品の前記第１端部が前記第１保持部から前記支え部に落下するように前記第１保持部の少なくとも一部を前記位置決めガイドの側方を通って前記物品積付部の外側へ向けて移動させるステップと、
前記第２端部が前記第２保持部から前記物品積付部に落下するように前記第２保持部を前記物品積付部の外側へ向けて移動させるステップと、
を備えることを特徴とする積付方法。

【請求項8】

複数の物品が積み付けられる物品積付部内に前記物品の周辺に位置する第１端部を位置決めする位置決めガイドを有する前記物品積付部に対して、前記物品の前記第１端部を保持する第１保持部、および前記物品の前記第１端部と異なる辺に位置する第２端部を保持する第２保持部を有するハンド装置と、前記ハンド装置の位置を移動させる移動機構とを用いて、前記物品を積み付ける積付方法であって、
前記物品積付部に前記物品を積み付ける際に、
前記移動機構を動作させることで、前記位置決めガイドに対して前記物品の前記第１端部が対向する位置に前記ハンド装置を移動させるステップと、
前記第２保持部の位置を維持した状態で、前記物品の前記第１端部が前記第１保持部から落下するように前記第１保持部の少なくとも一部を前記位置決めガイドの側方を通って前記物品積付部の外側へ向けて移動させるステップと、
前記物品の前記第１端部を前記位置決めガイドに押し当てるように前記第２保持部を前記位置決めガイドに接近する方向に移動させるステップと、
前記第２端部が前記第２保持部から前記物品積付部に落下するように前記第２保持部を前記物品積付部の外側へ向けて移動させるステップと、
を備えることを特徴とする積付方法。

【請求項9】

前記第２保持部は、前記物品を下方から支持する第２支持部と、前記物品の上面側を押えて前記第２支持部との間に前記物品を把持する第２押え部とを含み、
前記物品に対する前記第２押え部による押え状態を、前記物品の前記第１端部を前記位置決めガイドに押し当てる前に解除するステップ、または、前記物品の前記第１端部を前記位置決めガイドに押し当てた後であって前記第２端部を前記第２支持部から前記物品積付部に落下させる前に解除するステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の積付方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品を積み付ける積付装置および積付方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば下記の特許文献１に記載されているように、複数の物品が積み付けられる物品積付部に対して、物品を積み付ける装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－５９５９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような装置では、物品積付部に対して適切な積付位置に物品を積み付けなければ、物品の積付状態がばらつき、この物品の積付状態のばらつきによる不具合が生じる可能性がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、物品積付部に対して適切な積付位置に物品を積み付けることができる積付装置および積付方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の積付装置は、複数の物品が積み付けられる物品積付部の下部側に前記物品の周辺に位置する第１端部を下方から支える支え部を有し、かつ前記物品積付部内に前記物品の前記第１端部を位置決めする位置決めガイドを有する前記物品積付部に対して、前記物品を積み付ける積付装置であって、前記物品の前記第１端部を下方から支持する第１支持部、および前記物品の前記第１端部と異なる辺に位置する第２端部を下方から支持する第２支持部を有するハンド装置と、前記ハンド装置の位置を移動させる移動機構と、前記ハンド装置および前記移動機構の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記物品積付部に前記物品を積み付ける際に、前記移動機構を動作させることで、前記支え部の上方に前記物品の前記第１端部が位置するように前記ハンド装置を位置させ、前記第２支持部の位置を維持した状態で、前記物品の前記第１端部が前記第１支持部から前記支え部に落下するように前記第１支持部を前記位置決めガイドの側方を通って前記物品積付部の外側へ向けて移動させ、前記第２端部が前記第２支持部から前記物品積付部に落下するように前記第２支持部を前記物品積付部の外側へ向けて移動させる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、物品積付部に対して適切な積付位置に物品を積み付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態を示す積付装置の平面図である。

【図2】同上積付装置のハンド装置、物品供給部および物品送出装置を示す側面図である。

【図3】同上積付装置および物品送出装置を示す側面図である。

【図4】同上積付装置のハンド装置を示す側面図である。

【図5】同上積付装置のブロック図である。

【図6】同上積付装置の積付動作を説明するフローチャートである。

【図7】同上積付装置による物品供給部からの物品の取出動作を（ａ）～（ｃ）に示す側面図である。

【図8】同上図７に続く積付装置による物品供給部からの物品の取出動作を（ａ）～（ｃ）に示す側面図である。

【図9】同上積付装置による物品積付部に対しての物品の積付動作を（ａ）、（ｂ）に示す側面図である。

【図10】同上図９に続く積付装置による物品積付部に対しての物品の積付動作を（ａ）、（ｂ）に示す側面図である。

【図11】同上図１０に続く積付装置による物品積付部に対しての物品の積付動作を（ａ）、（ｂ）に示す側面図である。

【図12】同上図１１に続く積付装置による物品積付部に対しての物品の積付動作を（ａ）、（ｂ）に示す側面図である。

【図13】同上図１２に続く積付装置による物品が積み付けられ物品積付部に対しての次の物品の積付動作を（ａ）、（ｂ）に示す側面図である。

【図14】同上積付装置のハンド装置による物品の荷取り動作を（ａ）～（ｆ）に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0010】

図１ないし図３に積付装置１０を示す。積付装置１０は、物品１１を物品供給部１２から取り出し、取り出した物品１１を物品送出装置１３に積み付ける。

【0011】

物品１１は、例えば、底が閉じられる前の半製品の袋などであり、平らに折り畳まれた状態で長方形のシート状に構成されている。物品１１は、所定数ずつ積み重ねられた無結束の束とされた状態で物品供給部１２に配置され、この束の状態で積付装置１０により物品供給部１２から取り出されて物品送出装置１３に積み付けられる。積付装置１０では、積み付け対象の物品１１の寸法などの情報を取得して動作する。

【0012】

また、物品供給部１２は、物品１１の束を所定の供給位置に配置し、積付装置１０により取出可能とする。物品供給部１２は、物品１１の束を搬送する複数のローラ１６を有するコンベヤ本体１７と、ローラ１６間を通じて複数の押上板１８が昇降する昇降装置１９とを備えている。物品供給部１２には、物品１１の束が、別の移載装置によって移載されるか、別の搬送装置によって搬入される。そして、物品供給部１２は、コンベヤ本体１７により物品１１の束を供給位置の下方に搬送し、複数の押上板１８の上昇によりローラ１６上の物品１１の束を供給位置に押し上げて配置する。なお、物品供給部１２には、物品１１の束が束毎に複数搭載された状態でもよい。

【0013】

また、物品送出装置１３は、例えば、袋を作成するボトマーに用いられ、半製品の袋である物品１１を１枚ずつボトマー内に送り出す回転フィーダ装置である。物品送出装置１３は、筐体２２と、この筐体２２内に回転可能に設けられた回転フィーダ２３と、この回転フィーダ２３上に設けられた物品積付部２４とを備えている。

【0014】

回転フィーダ２３は、回転により、物品積付部２４に位置する積層状態の物品１１を底側から１枚ずつ順次取り出してボトマーに送り出す。

【0015】

物品積付部２４は、上下方向に開口され、底面側に回転フィーダ２３の周面が配置されている。物品積付部２４は、回転フィーダ２３の周面のうち、最上部付近からこの最上部付近よりも下側位置となる反回転方向の上部付近に亘った範囲に対応して設けられている。

【0016】

物品積付部２４は、回転フィーダ２３の回転方向の上流側（反回転方向の側）が物品１１を位置決めする基準側とされ、この物品積付部２４内の基準側に位置決めガイド２５が回転フィーダ２３に向けて斜めに設けられている。位置決めガイド２５は、回転フィーダ２３の回転軸に沿った幅方向に所定の間隔を空けて配置された複数のガイド片２５ｂを有し、櫛歯状に設けられている。複数の位置決めガイド２５の下部側には、複数の位置決めガイド２５に沿って下方に移動する物品１１の縁部が載る支え部２５ａが突出されている。

【0017】

物品積付部２４の位置決めガイド２５が配置される基準側に対して反対側には、一対の幅ガイド２６が筐体２２に取り付けられたロッド２７によって幅方向に移動可能に支持されている。一対の幅ガイド２６は、物品１１を物品積付部２４に積み付ける際の幅方向の位置を位置決めするために用いられる。手作業で一対の幅ガイド２６の位置を変更することができ、物品１１の形状に合わせて間隔を調整することができる。なお、積付装置１０の使用時には一対の幅ガイド２６を使用しないことも可能であるため、幅方向の外側に移動した位置に退避させておいてもよい。そして、物品積付部２４には、回転フィーダ２３の回転軸に沿った軸方向に、物品１１の長手方向を合わせて積み付けられる。つまり、物品１１の一側の長辺が位置決めガイド２５に沿って積み付けられる。

【0018】

また、積付装置１０は、物品１１を把持するハンド装置３０と、このハンド装置３０の位置を移動させる移動機構３１とを備えている。

【0019】

図１ないし図４に示すように、ハンド装置３０は、移動機構３１に取り付けられるベース３３と、互いに開閉移動する一対の移動体である第１アーム３４ａおよび第２アーム３４ｂと、物品１１を各アーム３４ａ，３４ｂとの間に押える第１押え部３５ａおよび第２押え部３５ｂと、物品１１などの被測定物との距離を測定するセンサ部３６とを備えている。

【0020】

ベース３３は、長方形枠状に設けられ、長手方向の一側に第１アーム３４ａおよび第１押え部３５ａが配置され、長手方向の他側に第２アーム３４ｂおよび第２押え部３５ｂが配置されている。

【0021】

第１アーム３４ａおよび第２アーム３４ｂは、それぞれ、ベース３３の下面側に取り付けられた第１開閉シリンダ３７ａおよび第２開閉シリンダ３７ｂにより、ベース３３の下面側に沿った方向で、互いに開閉する方向に独立して移動可能に支持されている。第１アーム３４ａおよび第２アーム３４ｂの下部側に、それぞれ、複数の第１パーム部３８ａおよび複数の第２パーム部３８ｂが櫛歯状に形成されている。第１パーム部３８ａおよび第２パーム部３８ｂの下端には、第１アーム３４ａと第２アーム３４ｂとの互いに対向する対向面側に突出され、物品１１の下面側を支える第１支持部である第１フック部３９ａおよび第２支持部である第２フック部３９ｂが設けられている。各アーム３４ａ，３４ｂの櫛歯状の各パーム部３８ａ，３８ｂの間隔は、物品積付部２４に物品１１を積み付ける物品積付時に、櫛歯状の位置決めガイド２５と干渉しない位置に配置可能に設けられている。なお、物品積付時に、位置決めガイド２５側に位置される少なくとも一側の第１アーム３４ａが櫛歯状に設けられていれば、他側の第２アーム３４ｂは櫛歯状でなくてもよい。

【0022】

第１押え部３５ａおよび第２押え部３５ｂは、それぞれ、ベース３３の下面側に取り付けられた第１押えシリンダ４０ａおよび第２押えシリンダ４０ｂにより、ベース３３の下面に対して垂直な方向である上下方向に移動可能に支持されている。各押え部３５ａ，３５ｂは、下降時に、各アーム３４ａ，３４ｂの各フック部３９ａ，３９ｂとの間に位置された物品１１の上面側を押えて、各フック部３９ａ，３９ｂとの間に物品１１を把持する。

【0023】

したがって、各アーム３４ａ，３４ｂの各フック部３９ａ，３９ｂと各押え部３５ａ，３５ｂとで物品１１を把持する保持部として構成されている。そして、ハンド装置３０は、一側の第１アーム３４ａの第１フック部３９ａと第１押え部３５ａとを含み、物品１１の周辺に位置する第１端部１１ａを把持する第１保持部４１ａと、他側の第２アーム３４ｂの第２フック部３９ｂと第２押え部３５ｂとを含み、物品１１の第１端部１１ａと異なる辺に位置する第２端部１１ｂを把持する第２保持部４１ｂとを有している。物品１１の第１端部１１ａおよび第２端部１１ｂは、長方形の物品１１の互いに対向する長辺である。なお、本発明の実施の形態では、ハンド装置３０によって、物品１１の第１端部１１ａおよび第２端部１１ｂの両側を把持によって保持する構成を説明したが、保持の状態は把持、支持のいずれの状態を含むため、物品１１の品種、移動機構３１の動作速度などに対応して物品１１の片側の端部のみを把持する構造を採用してもよい。

【0024】

センサ部３６は、両側の各アーム３４ａ，３４ｂが対向する方向に対して交差するベース３３の短手方向の一側面に取り付けられている。センサ部３６の取付位置は、両側の各アーム３４ａ，３４ｂ間に把持された物品１１の把持を確認可能とする位置である。センサ部３６は、ベース３３の下面に対して垂直な方向である下方へ向けてセンサ光を投光し、反射光を受光して物品１１などの被測定物との距離を測定する。なお、センサ部３６は、被測定物との距離を測定できればよく、例えばレーザー式やＴＯＦ式のセンサを用いてもよい。

【0025】

図１および図３に示すように、移動機構３１は、多関節型ロボットであり、基台４３と、この基台４３上に旋回可能に設けられたロボットアーム４４とを備えている。ロボットアーム４４は、複数の回動可能な軸を有し、先端部を任意の位置に移動可能とする。ロボットアーム４４の先端部には回動軸４５が配置され、この回動軸４５の下端にハンド装置３０のベース３３が取り付けられている。なお、移動機構３１は、多関節型ロボットに限らず、例えば３軸の直交するスライド軸により構成される直交型移動機構などでもよい。

【0026】

次に、図５に積付装置１０を制御する制御部５０を示す。

【0027】

制御部５０は、センサ部３６によって測定される測定情報を取得し、ハンド装置３０およびロボットアーム４４による物品１１の束（以下、単に物品１１とも言う）の積付動作を制御する。

【0028】

制御部５０は、積付高さ割出部５１と、積付動作計画生成部５２と、ロボットコントローラ５３とを備えている。

【0029】

積付高さ割出部５１は、ハンド装置３０に取り付けられたセンサ部３６により測定される積付済みの物品１１の上面高さから、ハンド装置３０が物品積付部２４から物品供給部１２に移動して物品１１を把持し、把持した物品１１を物品積付部２４に移動させるまでの間に、物品積付部２４から物品１１が１枚ずつ順次送り出されることで下降するように変化する積付済みの物品１１の上面高さに応じて、次に物品１１を積み付けるハンド装置３０の積付高さを割り出す。

【0030】

つまり、積付高さ割出部５１は、センサ部３６により測定される積付済みの物品１１の上面高さと、ハンド装置３０が物品積付部２４から物品供給部１２に移動するとともに物品１１を把持して物品積付部２４に移動するまでの積付間隔時間と、物品積付部２４から物品１１が１枚ずつ順次送り出される物品送出装置１３の送出動作能力と、１枚の物品１１の積付姿勢での高さ寸法とから、物品積付部２４から物品１１が１枚ずつ順次送り出されることで下降するように変化する積付済みの物品１１の上面高さに応じて、次の物品１１を積み付けるハンド装置３０の積付高さを割り出す。

【0031】

積付高さ割出部５１は、最初の物品１１または次の物品１１の積付動作を開始する前のタイミングで、ハンド装置３０が例えば図２に示す所定の測定位置に移動し、センサ部３６で測定することにより、次の物品１１を積み付けるハンド装置３０の積付高さを割り出す。このとき、物品１１の積付動作をこれから開始するために、物品積付部２４に物品１１が積み付けられていない場合には、センサ部３６で測定される距離が物品積付部２４に物品１１が積み付けられている場合よりも長くなるため、物品積付部２４に積付済みの物品１１が無いと判断し、物品積付部２４の底面の回転フィーダ２３に物品１１を直接積み付ける積付高さが割り出される。この場合、物品１１が無いときの積付高さの規定値が予め制御部５０の記憶部に記憶しておくことにより、その規定値を読み出すことで積付高さが割り出されるようにしてもよい。

【0032】

なお、例えば図２に示すハンド装置３０の測定位置を測定動作の初期位置とし、この初期位置からハンド装置３０が下降してセンサ部３６によって測定される距離が所定の距離になったときのハンド装置３０の高さ位置から、上述のように積付高さを割り出してもよい。このとき、物品１１の積付動作をこれから開始するために、物品積付部２４に物品１１が積み付けられていない場合には、ハンド装置３０が物品積付部２４に物品１１が積み付けられている場合よりも低い所定の高さ位置まで下降してもセンサ部３６で測定される距離が所定の距離にならないと、物品積付部２４に積付済みの物品１１が無いと判断し、物品積付部２４の底面の回転フィーダ２３に物品１１を直接積み付ける積付高さが割り出される。

【0033】

積付動作計画生成部５２は、積付高さ割出部５１で割り出された積付高さに基づいて、ハンド装置３０で物品供給部１２から取り出された物品１１を物品積付部２４に積み付けるように、ハンド装置３０および移動機構３１を動作させる積付動作計画を生成する。なお、物品供給部１２からの物品１１の取り出しについては、既定の荷取り動作が設定されている。

【0034】

ロボットコントローラ５３は、積付動作計画生成部５２で生成された積付動作計画に従って、ハンド装置３０およびロボットアーム４４の動作を制御する。

【0035】

次に、積付装置１０の積付動作を、図６のフローチャートおよび図７ないし図１４の動作図を参照して説明する。

【0036】

まず、物品１１の積付動作をこれから開始するために、物品送出装置１３の物品積付部２４に物品１１が積み付けられていない場合から説明する。

【0037】

物品供給部１２に物品１１が供給されてあるか判断される（ステップＳ１）。

【0038】

物品供給部１２に物品１１があると（ステップＳ１のＹＥＳ）、例えば図２に示す所定の測定位置に移動されているハンド装置３０のセンサ部３６で回転フィーダ２３上の物品積付部２４に積層された物品１１の高さ測定が実行される（ステップＳ２）。

【0039】

センサ部３６で測定された高さ情報から次の物品１１を積み付けるハンド装置３０の積付高さが割り出される（ステップＳ３）。物品１１の積付動作をこれから開始するために、物品積付部２４に物品１１が積み付けられていない場合には、センサ部３６で測定される距離が物品積付部２４に物品１１が積み付けられている場合よりも長くなる測定値が取得されることにより、物品積付部２４が空であり、積付済みの物品１１が無いと判断され、物品積付部２４の底面の回転フィーダ２３に物品１１を直接積み付ける積付高さが割り出される。この場合、上述したように、制御部５０の記憶部に記憶されている規定値を読み出すことで積付高さが割り出されるようにしてもよい。

【0040】

積付高さが割り出されたら、その積付高さに基づいた積付動作計画が作成される（ステップＳ４）。

【0041】

そして、物品１１が所定の物品供給部１２から取り出される荷取り動作が実行される（ステップＳ５）。荷取り動作では、図７（ａ）に示すように、ハンド装置３０が物品供給部１２の供給位置の上方に移動する。このとき、ハンド装置３０は、両側の各アーム３４ａ，３４ｂが互いに開くように移動され、各押え部３５ａ，３５ｂが上方に移動した状態にある。また、センサ部３６により、物品供給部１２の供給位置に配置される物品１１の存在が確認される。

【0042】

図７（ｂ）に示すように、ハンド装置３０が下降し、両側の各アーム３４ａ，３４ｂが物品１１の両側に配置されるとともに、両側の各アーム３４ａ，３４ｂのフック部３９ａ，３９ｂが物品１１の少し下側に位置される。

【0043】

図７（ｃ）に示すように、ハンド装置３０の両側の各アーム３４ａ，３４ｂが互いに閉じるように移動して物品１１を両側から挟み込み、両側の各アーム３４ａ，３４ｂのフック部３９ａ，３９ｂが物品１１の下方に配置される。さらに、ハンド装置３０が少し上昇され、両側の各アーム３４ａ，３４ｂのフック部３９ａ，３９ｂが物品１１の下面側に接触される。

【0044】

図８（ａ）に示すように、ハンド装置３０の両側の押え部３５ａ，３５ｂが下降され、両側の押え部３５ａ，３５ｂと両側の各アーム３４ａ，３４ｂのフック部３９ａ，３９ｂとの間に物品１１の両側を把持する。すなわち、ハンド装置３０は、一側の第１アーム３４ａの第１フック部３９ａと第１押え部３５ａによって構成された第１保持部４１ａで物品１１の第１端部１１ａを把持し、他側の第２アーム３４ｂの第２フック部３９ｂと第２押え部３５ｂによって構成された第２保持部４１ｂで物品１１の第２端部１１ｂを把持する。

【0045】

図８（ｂ）に示すように、ハンド装置３０が上方に移動され、物品１１が物品供給部１２から取り出される。なお、センサ部３６によりハンド装置３０に把持された物品１１が確認されてもよい。

【0046】

なお、図８（ｃ）に示すように、ハンド装置３０のベース３３に対して、少なくとも一側の第１アーム３４ａおよび第１押え部３５ａが一体に、他側の第２アーム３４ｂおよび第２押え部３５ｂに接離する方向に移動可能に構成されている場合には、両側の各アーム３４ａ，３４ｂの間隔が物品１１の幅よりも狭められ、物品１１を強制的に湾曲させることにより、物品１１の把持状態での剛性を高め、ハンド装置３０の移動途中での物品１１の位置ずれや脱落を防止するようにしてもよい。

【0047】

そして、荷取り動作が実行された後、ハンド装置３０に把持した物品１１を物品積付部２４の所望の高さに積み付ける積付動作計画が実行される（ステップＳ６）。

【0048】

図９（ａ）に示すように、ハンド装置３０が物品送出装置１３上に移動される。

【0049】

図９（ｂ）に示すように、ハンド装置３０が物品積付部２４への積付姿勢に対応して所定角度傾斜される。

【0050】

図１０（ａ）に示すように、物品１１の第１端部１１aが物品積付部２４の位置決めガイド２５の内側および支え部２５ａの上方に配置されるように、ハンド装置３０が物品積付部２４内に斜めに下降されて割り出された目標の積付高さに移動される。なお、物品１１が回転フィーダ２３上に直接積み付けられる場合には、回転フィーダ２３は停止されている。

【0051】

これら図９（ｂ）のハンド装置３０の傾斜移動と図１０（ａ）の下降移動とは同時に可能で、動作効率を向上でき、積付時間を短縮できる。

【0052】

図１０（ｂ）に示すように、位置決めガイド２５側に対応する第１押え部３５ａが上昇されて第１保持部４１ａによる物品１１の第１端部１１ａの把持が解除される。

【0053】

図１１（ａ）に示すように、第２保持部４１ｂの把持状態と位置を維持した状態で、位置決めガイド２５側に対応する第１アーム３４ａが開くように移動すると、第１アーム３４ａの櫛歯状の第１パーム部３８ａが櫛歯状の位置決めガイド２５とすれ違うように位置決めガイド２５の側方を通過することで物品積付部２４の外側に移動し、第１アーム３４ａの第１フック部３９ａが物品１１の第１端部１１ａから外れる。第１フック部３９ａから外れた物品１１の第１端部１１ａは落下して位置決めガイド２５の支え部２５ａに載って支えられる。この状態で、第１アーム３４ａの第１フック部３９ａは、支え部２５ａの上方から退出して、位置決めガイド２５の側方または外側に位置されている。

【0054】

これら図１０（ｂ）の第１押え部３５ａの上昇と図１１（ａ）の第１アーム３４ａの移動とは同時に可能で、動作効率を向上でき、積付時間を短縮できる。

【0055】

さらに、図１１（ａ）に示すように、第２保持部４１ｂの把持状態を維持した状態で、ハンド装置３０が位置決めガイド２５の方向である左方向に傾斜状態のハンド装置３０の傾斜に沿って少し移動され、つまり第２保持部４１ｂが位置決めガイド２５に接近する方向に移動され、物品１１の第１端部１１ａが位置決めガイド２５に押し当てられて位置決めされる。

【0056】

図１１（ｂ）に示すように、第２押え部３５ｂが上昇して第２保持部４１ｂによる物品１１の把持が解除される。

【0057】

なお、図１１（ａ）の動作の前に、第２押え部３５ｂが上昇して第２保持部４１ｂによる物品１１の把持を解除しておいてもよく、その場合、図１１（ｂ）の動作は省略される。

【0058】

図１２（ａ）に示すように、ハンド装置３０が位置決めガイド２５に対して反対方向である右方向に傾斜状態のハンド装置３０の傾斜に沿って少し移動され、第２アーム３４ｂの第２フック部３９ｂが物品１１の第２端部１１ｂから外れる。第２フック部３９ｂから外れた物品１１の第２端部１１ｂは落下して回転フィーダ２３上に載置される。このようにして、物品１１が物品積付部２４に積み付けられる。

【0059】

なお、ハンド装置３０の全体を移動させる代わりに、第２アーム３４ｂを位置決めガイド２５から離れる方向へ移動させることで第２アーム３４ｂを物品積付部２４から外に移動させることにより、第２アーム３４ｂの第２フック部３９ｂから物品１１を外してもよい。

【0060】

図１２（ｂ）に示すように、ハンド装置３０が物品積付部２４から後退するように斜めに上昇移動される。さらに、開いている第１アーム３４ａが閉じられる。

【0061】

そして、回転フィーダ２３の回転により、物品積付部２４の底側に位置する物品１１から１枚ずつ順次送り出される。

【0062】

図１３（ａ）に示すように、ハンド装置３０は、傾斜状態から水平状態に戻され、次の物品１１の積み付けがある場合には（ステップＳ７のＹＥＳ）、ステップ１に戻り、測定位置に移動される。

【0063】

ステップ１で物品供給部１２に次の物品１１が供給されていると、ステップ２でハンド装置３０のセンサ部３６による高さ測定が実行される。このときのセンサ部３６による高さ測定では、物品積付部２４に積み付けられた積付済みの物品１１の上面高さが測定される。そのため、ステップ３では、積付済みの物品１１の上面高さに基づいて、次の物品１１を積み付けるハンド装置３０の積付高さが割り出される。

【0064】

そして、図７ないし図９と同様の動作工程を経て、図１３（ｂ）に示すように、次に積み付ける次の物品１１を把持したハンド装置３０が物品積付部２４内に移動し、割り出されていた目標の積付高さ、つまり積付済みの物品１１の上面高さに対応した積付高さに移動される。その後、図１０（ｂ）ないし図１２と同様の動作工程により、次の物品１１の積付動作が実行される。このとき、回転フィーダ２３の回転による物品１１の送出動作は継続されている。

【0065】

なお、積付装置１０による物品積付部２４への物品１１の積み付けが進み、センサ部３６により測定される積付済みの物品１１の上面高さから、物品積付部２４での物品１１の積付量が多くなったことが確認されたら、積付装置１０による積付動作を一旦停止したり、積付速度を一旦遅くするなどして、物品積付部２４での物品１１の積付量を適量に保ち、また、センサ部３６により測定される積付済みの物品１１の上面高さから、物品積付部２４での物品１１の積付量が少なくなったことを測定したら、積付装置１０による積付動作を再開したり、積付速度を戻したりしてもよい。

【0066】

また、ハンド装置３０により物品供給部１２から物品１１を取り出す荷取り動作の際、物品１１の長手方向の中心Ｃ１とハンド装置３０の中心Ｃ２とが一致するように制御してもよい。積付装置１０は、積付対象の物品１１の長手方向の寸法Ｌ（図１４（ａ）参照）の情報を取得しているため、物品１１の長手方向の寸法Ｌに基づき、物品１１の長手方向の端部から中心Ｃ１までの距離ａ（Ｌ／２）を計算により求める。

【0067】

図１４（ａ）（ｂ）に示すように、ハンド装置３０により物品供給部１２に供給された物品１１を荷取りする際、センサ部３６の測定位置が物品１１の長手方向に外れた位置で、ハンド装置３０が荷取り高さに下降した後、ハンド装置３０の中心Ｃ２が物品１１の中心Ｃ１に一致する方向に向けて、ハンド装置３０が水平に移動する。

【0068】

図１４（ｃ）（ｄ）に示すように、ハンド装置３０が水平に移動する途中位置で、センサ部３６のセンサ光が物品１１の長手方向の端部に達し、センサ部３６で物品１１の長手方向の端部を検知する。

【0069】

図１４（ｅ）（ｆ）に示すように、センサ部３６で物品１１の長手方向の端部を検知してから、予め決定されたセンサ部３６とハンド装置３０の中心Ｃ２とのオフセット距離ｂを距離ａ（Ｌ／２）から減算した距離ｃだけハンド装置３０が移動した位置で停止することにより、物品１１の長手方向の中心Ｃ１とハンド装置３０の中心Ｃ２とが一致する。

【0070】

このようにしてハンド装置３０で把持する物品１１を物品積付部２４に積み付ける際には、物品１１の長手方向の位置を物品積付部２４の一定の位置に積み付けることができ、物品送出装置１３により物品積付部２４から送り出される物品１１の姿勢を一定にできる。

【0071】

そして、本実施の形態の積付装置１０では、物品積付部２４に物品１１を積み付ける際に、支え部２５ａの上方に物品１１の第１端部１１ａが位置するようにハンド装置３０を位置させ、さらに、第２保持部４１ｂの位置を維持した状態で、物品１１の第１端部１１ａが第１フック部３９ａから支え部２５ａに落下するように第１フック部３９ａを位置決めガイド２５の側方を通って物品積付部２４の外側へ向けて移動させ、さらに、第２端部１１ｂが第２フック部３９ｂから物品積付部２４に落下するように第２フック部３９ｂを物品積付部２４の外側へ向けて移動させるため、物品積付部２４に対して適切な積付位置に物品１１を積み付けることができる。

【0072】

また、物品積付部２４に物品１１を積み付ける際に、位置決めガイド２５に対して物品１１の第１端部１１ａが対向する位置にハンド装置３０を移動させ、さらに、第２保持部４１ｂの位置を維持した状態で、物品１１の第１端部１１ａが第１フック部３９ａから落下するように第１フック部３９ａを位置決めガイド２５の側方を通って物品積付部２４の外側へ向けて移動させ、さらに、物品１１の第１端部１１ａを位置決めガイド２５に押し当てるように第２保持部４１ｂを位置決めガイド２５に接近する方向に移動させ、さらに、第２端部１１ｂが物品積付部２４に落下するように第２フック部３９ｂを物品積付部２４の外側へ向けて移動させるため、物品積付部２４に対して適切な積付位置に物品１１を積み付けることができる。

【0073】

また、第２押え部３５ｂが物品１１を押えた状態を、物品１１の第１端部１１ａを位置決めガイド２５に押し当てる前に、または、物品１１の第１端部１１ａを位置決めガイド２５に押し当てた後であって第２端部１１ｂを第２フック部３９ｂから物品積付部２４に落下させる前に、解除することにより、物品積付部２４に対して適切な積付位置に物品１１を積み付けることができる。

【0074】

このように、物品積付部２４に対して適切な積付位置に物品１１を積み付けることができるため、物品送出装置１３により物品積付部２４から送り出される物品１１の送出姿勢を一定にすることができる。

【0075】

しかも、物品１１の第１端部１１ａを第１フック部３９ａから落下させる際に、第１フック部３９ａは、位置決めガイド２５のガイド片２５ｂ間の間隔を通って物品積付部２４の外側へ向けて移動するため、物品１１の第１端部１１ａを第１フック部３９ａから落下させることができる。

【0076】

また、センサ部３６により測定される積付済みの物品１１の上面高さから、ハンド装置３０が物品積付部２４から物品供給部１２に移動するとともに物品１１を把持して物品積付部２４に移動するまでの間に、物品積付部２４から物品１１が１枚ずつ順次送り出されることで下降するように変化する積付済みの物品１１の上面高さに応じて、次に物品１１を積み付けるハンド装置３０の積付高さを割り出すため、積付済みの物品１１の上面高さが変化しても、積付済みの物品１１の上面高さと次の物品１１を積み付ける積付高さとの関係が一定になり、物品積付部２４に対して適切な積付位置に次の物品１１を積み付けることができる。この点でも、物品送出装置１３により物品積付部２４から送り出される物品１１の送出姿勢を一定にすることが可能となる。

【0077】

さらに、センサ部３６により測定される積付済みの物品１１の上面高さと、ハンド装置３０が物品積付部２４から物品供給部１２に移動するとともに物品１１を把持して物品積付部２４に移動するまでの積付間隔時間と、物品積付部２４から物品１１が１枚ずつ順次送り出される物品送出装置１３の送出動作能力と、物品１１の高さ寸法とから、物品積付部２４から物品１１が１枚ずつ順次送り出されることで下降するように変化する積付済みの物品１１の上面高さに応じて、次の物品１１を積み付けるハンド装置３０の積付高さを正確に割り出すことができる。

【0078】

また、センサ部３６はハンド装置３０に設けられるため、１つのセンサ部３６を、ハンド装置３０に把持された物品１１の把持確認と、物品積付部２４の積付済みの物品１１の上面高さの測定とに兼用でき、構成を簡素化できる。

【0079】

なお、物品積付部２４の積付済みの物品１１の上面高さを測定するセンサ部３６は、ハンド装置３０ではなく、物品送出装置１３の上方に配置してもよい。この場合にも、センサ部３６で測定される積付済みの物品１１の上面高さから、ハンド装置３０の積付高さを割り出し、次の物品１１を積み付けることができる。

【0080】

以上、本発明の実施の形態およびその変形例について説明したが、種々の構成の組み合わせ、一部の省略、置き換えおよび変更も可能である。

【符号の説明】

【0081】

１０ 積付装置
１１ 物品
１１ａ 第１端部
１１ｂ 第２端部
１２ 物品供給部
１３ 物品送出装置
２４ 物品積付部
２５ 位置決めガイド
２５ａ 支え部
２５ｂ ガイド片
３０ ハンド装置
３１ 移動機構
３５ｂ 第２押え部
３６ センサ部
３９ａ 第１支持部である第１フック部
３９ｂ 第２支持部である第２フック部
４１ａ 第１保持部
４１ｂ 第２保持部
５０ 制御部
５１ 積付高さ割出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】