JP3912455B2 - 物品処理装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は物品処理装置に関し、より詳しくは、例えば容器を一方から他方へ移送するとともに移送中の容器にエアクリーニングを施すようにした物品処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、物品処理装置として、物品を着脱自在に保持する少なくとも2つの保持手段を有し、これら保持手段によって物品を保持位置で保持して解放位置で解放する処理ヘッドと、上記処理ヘッドの作動を制御する制御装置とを備えた物品処理装置は知られている(例えば、特開平9−40178号公報)。
上記公報の装置では、処理ヘッドは保持手段としての2つのバキュームパッドを備えて、それらバキュームパッドによって保持位置で容器を保持したら、処理ヘッドは他方の解放位置まで移動されて、2つのバキュームパッドに保持した容器を解放位置で同時に解放する様に構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、上述したような一方の保持位置から他方の解放位置に容器を受け渡す装置において、その移送過程中に2つの容器に所要の処理を施したいという要望があった。例えば、2つの容器を移送中に、それらの容器内をエアクリーナによってクリーニングしたり、あるいは、容器に付されたバーコードの読み込み等の処理が要望されていたものである。
そこで、上述した従来の物品処理装置の処理ヘッドに、上述した所要の処理を行う処理手段を付加した構成の装置が考えられる。
しかしながら、このような構成では、次のような欠点が生じる。つまり、保持位置で順次2つの容器を保持してから所要の処理を行い、その処理が終了してから解放位置で2つの容器を同時に解放することになる。このとき、保持位置から解放位置へ移動するのに要する時間に対して、各容器に所要の処理を施す時間の方が長いため、処理ヘッドは解放位置において両方の容器に対する所要の処理が終了するまで待機しておく必要がある。このように、処理ヘッドを解放位置において待機させるという無駄時間が生じるので、単位時間当たりの容器の処理能力が低くなるという欠点が発生する。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、それぞれ1つの物品を着脱自在に保持する少なくとも2つの保持手段を有し、かつ上記各保持手段が物品を保持する保持位置と各保持手段が物品の保持状態を解放する解放位置とに往復移動される処理ヘッドと、上記各保持手段および処理ヘッドの作動を制御する制御装置とを備えて、上記保持位置の物品を各保持手段により保持してから持ち上げた状態で上記解放位置まで移送するようにした物品処理装置において、
上記各保持手段が保持して持ち上げられた状態の物品に所要の処理を施す処理手段を各保持手段に対応する数だけ上記処理ヘッドに設けるとともに、上記制御装置によって上記各処理手段を個別に制御可能として、
上記制御装置は、上記処理ヘッドを保持位置と解放位置とに往復移動させるとともに、各保持手段に保持位置で物品を保持させて解放位置へ移送中において各保持手段が保持した物品に上記各処理手段による所要の処理を行わせ、処理手段による処理が終了した物品は解放位置において各保持手段による保持状態を解放させ、上記処理ヘッドが解放位置から保持位置に移動される際に、上記処理ヘッドの他の保持手段が保持した物品に対して上記処理手段によって継続して所要の処理をさせるとともに、上記物品を解放した保持手段により上記保持位置において新たな物品を保持させるようにしたものである。
【0005】
【作用】
このような構成によれば、複数の保持手段に保持した物品に処理手段によって所要の処理を施すことができる。そして、処理ヘッドを解放位置において待機させておく必要がないので、単位時間あたりの物品の処理数を増加させることができる。したがって、処理能力が高い物品処理装置を提供することができる。
【0006】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1において、物品処理装置1はロボット2を備えるとともに、隣接位置に相互に平行に設けた第1搬送コンベヤ3と第2搬送コンベヤ4とを備えている。
ロボット2は、第1搬送コンベヤ3上の保持位置Aと第2搬送コンベヤ4上の解放位置Bとを往復移動して、第1搬送コンベヤ3上の容器5を第2搬送コンベヤ4上に受け渡すようになっている。また、それと同時に、本実施例では、第1搬送コンベヤ3上で容器5を保持してから第2搬送コンベヤ4上の解放位置Bまで移動して保持状態を解放するまでの間に、容器5の内部をエアクリーナでクリーニングするようにしている。
物品処理装置1は、第2搬送コンベヤ4の上方位置に矯正手段6を備えており、解放位置Bにおいてロボット2が解放した容器5は、矯正手段6によって横転状態から正立状態に起立されて第2搬送コンベヤ4上に載置されるようになっている。これによって、容器5は第2搬送コンベヤ4上で正立された状態で縦一列に整列されるようになっている。
本実施例における容器5は、断面が円形をしたプラスチック容器であり、その上端中央に口部5aを突設してあり、下端となる底部5bは平坦面としている。
【0007】
第1搬送コンベヤ3の載置面には、搬送方向の等間隔位置に多数の仕切り部材7を搬送方向と直交させて設けてあり、隣り合う仕切り部材7とそれらの間の載置面とによって容器5を収納するポケットPを構成している。図2に示すように、仕切り部材7の載置面からの高さは、横転状態の容器5の上方外周部の高さよりも低く設定している。また、上記仕切り部材7は、後述するCCDカメラ8でポケットP内の容器5を撮影する際に、仕切り部材7であることが容易に判明できるような材質と色に設定している。さらに、図2に示すように、本実施例では、上述のようにバケットコンベヤからなる第1搬送コンベヤ3を、搬送方向下流側の端部が上流側の端部よりも高さが高くなるように、全体として傾斜させて配置している。
第1搬送コンベヤ3は上述のように構成しているので、第1搬送コンベヤ3の上流側の端部において図示しない傾斜フィーダによって、第1搬送コンベヤ3上に順次容器5が供給されると、各容器5は第1搬送コンベヤ3における各ポケットP内に収納されるようになっている。第1搬送コンベヤ3が全体として傾斜していることにより、各ポケットP内の容器5は搬送方向上流側となる仕切り部材7に当接するようになっている。これにより、本実施例では、第1搬送コンベヤ3の各ポケットP内に第1搬送コンベヤ3の搬送方向と直交する横転状態の容器5を収納し、その状態において、各容器5を下流側にむけて搬送する様にしている。なお、本実施例では、図1および図2に示すように、第1搬送コンベヤ3における搬送過程の上方にゴム製の板状部材11を設けている。この板状部材11の下端部が、ポケットP内の容器5と係合するようになっており、それによって、各ポケットP内に容器5が確実に1個だけ収納されるようにしている。
【0008】
次に、図1に示すように、ロボット2は、第1搬送コンベヤ3の下流側端部の一側に配置してあり、ロボット2よりも上流側となる第1搬送コンベヤ3の搬送経路上に検出手段としてのCCDカメラ8を配置している。このCCDカメラ8は、第1搬送コンベヤ3が搬送する各容器5の載置状況、すなわち、各ポケットP内における第1搬送コンベヤ3の幅方向における容器5の載置位置を撮影し、その映像を制御装置12に入力するようになっている。また、第1搬送コンベヤ3の下流側端部にはロータリエンコーダ13を接続するとともに、矯正手段6の駆動源にもロータリエンコーダ14を接続してあり、これらロータリエンコーダ13、14で検出したパルス信号は上記制御装置12に入力される。
上記ロボット2は制御装置12によって作動を制御されるようになっており、制御装置12は、CCDカメラ8から入力される容器5の映像およびロータリエンコーダ13、14から入力されるパルス信号を基にして、上記保持位置Aと解放位置Bとにロボット2の処理ヘッド22を往復移動させるとともに、ロボット2によって容器5の内部をクリーニングするようにしている。
【0009】
図3に示すように、ロボット2は、鉛直方向に向けた大径の第1駆動軸15を備えるとともに、この第1駆動軸15の上端に水平方向に支持した第1アーム16の基部を連結している。第1アーム16の先端部には、鉛直方向を向けた第2駆動軸17を回転自在に設けてあり、この第2駆動軸17に水平方向に支持した第2アーム18の基部を連結している。そして、この第2アーム18の先端に、小径の第3駆動軸21を昇降および回転可能に設けてあり、この第3駆動軸21の下端部に処理ヘッド22を取り付けている。
図4ないし図5に示すように、本実施例の処理ヘッド22は、長方形をした板状の支持部材23を備えており、この支持部材23は、その長手方向の中央部を上記第3駆動軸21の下端部に連結されて水平に支持されている。したがって、第3駆動軸21が回転すると支持部材23は水平面で正逆に回転することができる。
上記支持部材23における長手方向の両端部には、それぞれ鉛直下方に向けてエアシリンダ24,25を取り付けてあり、各エアシリンダ24,25のピストンには、ブラケットを介してそれぞれ2つ一組のバキュームパッド26,26(27,27)を下方にむけて連結している。
本実施例では、2つ一組のバキュームパッド26,26(27,27)によって、容器5の外周部における長手方向中央を挟んだ一端側と他端側とを吸着保持するようにしている。これにより、バキュームパッド26,26に保持された容器5は、その軸心が支持部材23の長手方向に対して直交する状態で保持される。これにより、2組のバキュームパッド26,26とバキュームパッド27,27によって保持された2つの容器5は相互に平行に支持されるとともに、図4に示すように、容器5の口部5aが後述するエアクリーナ28,29側に位置するようにしている。
さらにまた、各エアシリンダ24,25が備えるバキュームパッド26,26(27,27)が隔てた間隔は、第1搬送コンベヤ3上における隣り合うポケットP内の容器5の軸心が隔てた寸法と一致させている。したがって、処理ヘッドを第1搬送コンベヤ上の保持位置に位置させると、隣り合うポケットP内に収納されている各容器5の上方にバキュームパッド26,26(27,27)が位置するようになっている(図2参照)。
【0010】
さらに本実施例の処理ヘッド22は、図4から図9に示すように、支持部材23の底面に一対のエアクリーナ28,29を連結してあり、バキュームパッド26,26(27,27)に保持した容器5の内部をこれらエアクリーナ28,29によって、クリーニングするようにしている。
一方のエアクリーナ28は、支持部材23の底面の中央部に連結したエアシリンダ31と、このエアシリンダ31のピストンに連結したL字形のブラケット32と、ブラケット32の先端に取り付けた円錐形の装着部材33とから構成している。
また、他方のエアクリーナ29は、支持部材23の底面の中央部に連結したエアシリンダ34と、このエアシリンダ34のピストンに連結したL字形のブラケット35と、ブラケット35の先端に取り付けた円錐形の装着部材36とから構成している。
上記両エアシリンダ31,34のピストンは、各組のバキュームパッド26,26(27,27)に保持された容器5の口部5a側に位置させてあり、これらのエアシリンダ31,34を独立して前進端位置と後退端位置とに進退させることにより、各ブラケット32,35に取り付けた装着部材33,36を容器5の口部5aに接離させることができる。
装着部材33,36は同じ構成にしてあるので、一方の装着部材33の構成のみを説明する。すなわち図9に拡大して示すように、装着部材33は、ブラケット32に貫通させた外パイプ33Aと、この外パイプ33Aを貫通させて一端を外パイプ33Aよりも前方に突出させた内パイプ33Bと、さらに外パイプ33Aを囲繞し、小径となる端部をブラケットの端面に連結した円錐状の閉鎖部材33Cとを備えている。内パイプ33Bの他端は図示しない導管を介して圧縮空気の供給源に接続してあり、外パイプ33Aの他端は、大気に開放させている。
【0011】
図7に示すように、バキュームパッド26,26(27,27)によって保持位置Aの容器5を保持する際には、各エアシリンダ31,34によって装着部材33,36も前進端位置に位置している。したがって、この状態では、装着部材33,36と容器5の口部5aは大きく離隔している。
そして、容器5を保持したバキュームパッド26,26および27,27がエアシリンダ24、25によって図6に示す上昇端まで上昇されると、容器5の口部5aが装着部材33(36)と同じ高さとなり、それらが相互に対向するようになっている。
この状態からエアシリンダ31(34)によって、装着部材33(36)を後退端に位置させると、装着部材33(36)が容器5の口部5aに装着される。この状態は、図9に示すように、外パイプ33Aおよび内パイプ33Bの一端が口部5aの開口から容器5内に挿入されるとともに、閉鎖部材33Cによって口部5aの開口が閉鎖されている。エアシリンダ31(34)が後退されるのと同時に、内パイプ33Bの一端から圧縮空気が供給されるので、内パイプ33Bを介して容器5内に圧縮空気が導入される。これにより、容器5内の空気が強制的に置換されて、外パイプ33Aを介して容器5の外部に排出される。このようにして、容器5内に介在する塵埃等を外部に排出することで容器5内をクリーニングするように構成している。なお、本実施例では、この様に装着部材33,36を容器5の口部5aに装着してクリーニングを実施する時間は、約1秒に設定している。
【0012】
本実施例の制御装置12は、上述のように構成した処理ヘッド22の作動を制御して、第1搬送コンベヤ3上の保持位置Aにおいて各バキュームパッド26,26および27,27により順次容器5を保持し、その保持した容器5にエアクリーニングを施してから、第2搬送コンベヤ4上の解放位置Bにおいて容器5の保持状態を解放する。
ここで、上述したように容器5にクリーニングを施す時間は約1秒に設定しているが、保持位置Aから解放位置Bまで処理ヘッド22が移動するのに要する移動時間は、クリーニングを施す時間よりも短い。そのため、両方の容器5を順次保持位置Aで保持してからそれぞれ直ちにそれらにクリーニングを開始し、その後、直ちに保持位置Aから解放位置Bまで処理ヘッド22を移動させる様にした場合には、第1の容器5のクリーニングが終了し、第2の容器5のクリーニングが完全に終了するまで処理ヘッド22を解放位置Bに待機させる必要がある。
そこで、本実施例では、このような解放位置Bにおける処理ヘッド22の待機時間を無くして、処理ヘッド22による容器5の効率的な受け渡しが出来るように、制御装置12によって処理ヘッド22の作動を制御するようにしている。
【0013】
(具体的な作動説明)
すなわち、先ず、制御装置12は、処理ヘッド22を第1搬送コンベヤ3上の保持位置Aに移動させる(図1)。この時点では、両エアシリンダ24,25によってバキュームパッド26,26(27,27)は図6に示した上昇端に位置しており、また、両エアクリーナ28,29の装着部材33,36も前進端に位置している。
次に、処理ヘッド22が保持位置Aに移動するまでの間にCCDカメラ8によって最初の容器5の映像が制御装置12に入力されている。すると、制御装置12は、CCDカメラ8から入力された最初の容器5の映像を元に、その口部5aが両エアクリーナ28,29側に位置するように処理ヘッドを回転させてからバキュームパッド26,26を最初の容器5の上方に位置させ、次に、エアシリンダ24によってバキュームパッド26,26を下降させる。これにより、既に負圧が導入されているバキュームパッド26,26によって最初の容器5が吸着保持される(図7)。ここで、図10は、作業開始後の経過時間と作業工程との関係を示したものであり、この図10におけるIで示す時間帯で最初の容器5がバキュームパッド26,26によって吸着保持される。
こうしてバキュームパッド26,26によって最初の容器5が吸着保持されると、制御装置12はエアシリンダ24によってバキュームパッド26,26を元の上昇位置まで上昇させるので、最初の容器5はバキュームパッド26,26に保持された横転状態のままで第1搬送コンベヤ3の上方に支持される。そして、この最初の容器5の口部5aは、エアクリーナ28の装着部材33側に位置している(図6)。
【0014】
次に、このように最初の容器5がバキュームパッド26,26に保持されて上昇端位置に支持されると、制御装置12は直ちにエアシリンダ31によって装着部材33を後退させるので、装着部材33が最初の容器5の口部5aに装着される(図8、図9参照)。これにより、最初の容器5のクリーニングが開始される(図10のIC’の時点)。
この後、制御装置12は、CCDカメラ8からの第2の容器5の映像を元に、第2の容器5の口部5aがエアクリーナ29側となるようにポケットPに収納されている場合には、制御装置12は直ちにエアシリンダ5によってバキュームパッド27,27を下降させる。この時点では、バキュームパッド27,27に負圧が導入されているので、このバキュームパッド27,27によって第2の容器5が吸着保持される(図4、図10のIIの時間帯)。制御装置12は、この後、エアシリンダ25によってバキュームパッド27,27を上昇端位置まで上昇させるので、第2の容器5も上昇端位置に支持される。
なお、バキュームパッド26,26(27,27)によってポケットP内の容器5を保持しようとする時に、ポケットP内に収納されている容器5の口部5aが上述した方向とは逆となっている時には、制御装置12は処理ヘッド22を第3駆動軸21を回転中心として180度回転させてから、バキュームパッド26,26(27,27)によって容器5を吸着保持する。つまり、制御装置12は、CCDカメラ8から入力されるポケットP内の容器5の収納方向に応じて、処理ヘッド22全体を180度回転回転させて、最終的に図4に示すように、各組のバキュームパッド26,26(27,27)によって、口部5aがエアクリーナ28,29となるように各容器5を吸着保持する。
【0015】
このようにバキュームパッド27,27によって第2の容器5が吸着保持されているときにも、最初の容器5にはエアクリーナ29によるクリーニングが継続されている(図10のICの時間帯)。また、バキュームパッド27,27に保持された第2の容器5が上昇端位置に支持されると、制御装置12はエアシリンダ34によってエアクリーナ29の装着部材36を後退させて、第2の容器5の口部5aに装着させる。これにより、エアクリーナ29によって第2の容器5のクリーニングも開始される(図10のIIC’の時点)。
この後、処理ヘッド22が保持位置Aから直ちに解放位置Bに移動される。解放位置Bに処理ヘッド22が位置する以前に最初の容器5のクリーニングは既に終了している(図10のIC’’の時点)。クリーニングが終了した時点で、制御装置12は装着部材33への負圧の導入を停止するとともに、装着部材33を前進端位置まで前進させて、最初の容器5の口部5aから離隔させる(図6の状態)。
この後、制御装置12は、バキュームパッド26,26への負圧の導入を停止させるので、バキュームパッド26,26による最初の容器5の保持状態が解放される(図10のI’の時間帯)。このようにして、内部のクリーニングが終了してから解放されて落下する最初の容器5は、矯正手段6によって横転状態から反転されて正立状態に起立され、その状態で第2搬送コンベヤ5上に載置される(図1)。
【0016】
この時には、第2の容器5に対するクリーニングが継続して行われているので(図10のIICの時間帯)、第2の容器5を解放位置において解放することはできない。
そこで、制御装置12は、解放位置Bにおいて最初の容器5が解放されたら、バキュームパッド27,27に保持した第2の容器5にはクリーニングを継続させたまま、直ちに処理ヘッド22を解放位置Bから保持位置Aまで移動させる。そして、制御装置12は、CCDカメラ8からの第3の容器5の映像を元に、第3の容器5の直上の位置にバキュームパッド26,26を位置させてから、バキュームパッド26,26を下降させる。これにより、第3の容器5がバキュームパッド26,26によって吸着保持される(図10のIIIの時間帯)。なお、この時までには、他方のバキュームパッド27,27に保持した第2の容器5のクリーニングは終了している(図10のIIC’の時点)。そこで、この時には制御装置12は装着部材36への負圧の導入を既に停止させており、その後、装着部材36を前進端位置まで前進させて第2の容器5の口部5aから離隔させている。
一方、制御装置12は、第3の容器5がバキュームパッド26,26によって吸着保持されたら、エアシリンダ24によってバキュームパッド26,26を上昇端位置に上昇させるとともに、エアクリーナ28の装着部材33を後退させるので、第3の容器5の口部5aに装着部材33が装着されてクリーニングが開始される(図10のIIIC’の時点)。また、制御装置12は、バキュームパッド26,26を上昇端位置に上昇させると同時に、処理ヘッド22を保持位置Aから解放位置Bに移動させる。そして、処理ヘッド22が解放位置Bに位置すると、この時には既に第2の容器5のクリーニングは終了しているので、直ちに制御装置12はバキュームパッド27,27への負圧の導入を停止させ、バキュームパッド27,27による第2の容器5の保持状態を解放させる(図10のII’の時間帯)。このようにして、内部のクリーニングが終了してから解放されて落下する第2の容器5は、矯正手段6によって横転状態から反転されて正立状態に起立され、その状態で第2の搬送コンベヤ5上に載置される(図1)。
【0017】
このとき第3の容器5は、継続してクリーニングが施されているので(図10のIIICの時間帯)、解放位置Bにおいて保持状態を解放することは出来ない。
そこで、制御装置12は、上述のように第2の容器5を解放位置Bで解放したら、直ちに処理ヘッド22を解放位置Bから保持位置Aに移動させ、保持位置Aにおいてバキュームパッド27,27を下降させて第4の容器5を保持させる(図10のIVの時間帯)。
この後、制御装置12はバキュームパッド27,27を上昇端に上昇させるととともにエアクリーナ29の装着部材36を後退させて第4の容器5の口部5a装着させる。このとき装着部材36には負圧が導入されているので、第4の容器5のクリーニングが開始され(図10のIVC’示す時点)、かつバキュームパッド27,27を上昇端に位置すると同時に処理ヘッド22が保持位置Aから解放位置Bにむけて移動される。処理ヘッド22が解放位置Bに位置した時には、第3の容器5に対するクリーニングは既に終了しているので(図10のIIIC’’)、制御装置12はバキュームパッド26,26への負圧の導入を停止させる。これにより解放位置Bにおいて第3の容器5の保持状態が解放され、落下する容器5は矯正手段6によって横転状態から反転されて起立されてから第2搬送コンベヤ5上に載置される(図10のIII’で示す時間帯)。
このとき、第4の容器5はクリーニングが終了していないので、未だ保持状態を解放する訳にはいかない。
そこで、制御装置12は、第3の容器5を解放位置Bで解放したら、直ちに処理ヘッド22を解放位置Bから保持位置Aまで移動させ、CCDカメラ8からの映像を元にバキュームパッド26,26を下降させて第5の容器5を保持位置Aで保持する(図10のVで示す時間帯)。
【0018】
この後、制御装置12はバキュームパッド26,26を上昇端に上昇させるととともにエアクリーナ28の装着部材33を後退させて第5の容器5の口部5aに装着させる。このとき装着部材33には負圧が導入されているので、第5の容器5のクリーニングが開始され(図10のVC’示す時点)、かつバキュームパッド26,26を上昇端に位置させると同時に、処理ヘッド22を保持位置Aから解放位置Bに移動させる。処理ヘッド22が解放位置Bに位置した時には、第4の容器5に対するクリーニングは既に終了しているので(図10のIVC’’の時点)、制御装置12はバキュームパッド27,27への負圧の導入を停止させる。これにより解放位置Bにおいて第4の容器5の保持状態が解放され、落下する容器5は矯正手段6によって横転状態から反転されて起立されてから第2搬送コンベヤ5上に載置される(図10のIV’で示す時間帯)。
上述したように、制御装置12は、各組のバキュームパッド26,26(27,27)によって交互に容器5を保持してから、それらの容器5にエアクリーナ28,29でクリーニングを施した後、解放位置Bで各組のバキュームパッド26,26(27,27)による容器5の保持状態を解放する。そして、一方の組のバキュームパッド26,26(27,27)が解放位置Bで各容器5を解放したら、直ちに解放位置Bから保持位置Aに処理ヘッド22を移動させて、空いた状態のバキュームパッド26,26(27,27)で新たな容器5を保持するようにしている。
本実施例の制御装置12は、このようにして、処理ヘッド22の作動を制御するので、後からクリーニングを開始した容器5のクリーニングが終了するまで解放位置Bの上方に処理ヘッド22を待機させる必要がない。そのため、効率的に容器5のクリーニングと受け渡しを行うことができる。したがって、後述する従来の考え方に基づく処理方法に比較して物品処理装置1による単位時間あたりの容器5の受け渡し量を増加させることができ、処理能力が高い物品処理装置1を提供することができる。
また、1つの容器5に対するクリーニングに要する時間も比較的長めに設定できるので、処理ヘッド22を安定して稼動させることができる。
なお、矯正手段6の構成は、上記特開平9−40178号公報に開示されているものと同一なので、矯正手段6の構成の説明は省略する。
【0019】
上述した本実施例に対して、処理ヘッド22の構成が上述した本実施例と同一であっても、制御装置22による処理ヘッド22の作動制御が従来一般の考え方を元にした処理であると、処理能力を向上させることは難しい。
つまり、2組のバキュームパッド26,26(27,27)によって、保持位置Aで順次2つの容器5を保持し、それら各容器5を保持したら、直ちにクリーニングを開始し、処理ヘッド22を保持位置Aから解放位置Bまで移動させ、解放位置Bにおいてクリーニングが終了した2つの容器5を同時に解放する場合である。この場合には、先にクリーニングが終了した最初の容器5を先に解放位置Bにおいて解放させたとしても、他方のクリーニング中の容器5をクリーニングが終了するまで解放位置Bで処理ヘッド22を待機させておく必要がある。
そのような無駄な待機時間が発生すると、物品処理装置1の処理能力を向上させることができない。この場合について、図11によって詳細に説明すると、先ず、2つのバキュームパッド26,26(27,27)によって順次保持位置Aで容器5を保持する(図11のI、IIで示す時間帯)。各バキュームパッド26,26(27,27)で容器5を保持したらそれぞれ直ちにエアクリーニングを開始する(IC’、IIC’の時点)。この後、処理ヘッド22を保持位置Aから解放位置Bまで移動させる。このように処理ヘッド22が解放位置Bに位置しても、両容器5のクリーニングは終了していない。そこで、処理ヘッド22は解放位置Bに位置した状態で待機し、この後、最初の容器5のクリーニングが終了し、次に第2の容器5のクリーニングが終了すると、処理ヘッド22はそれら2本の容器5の保持状態を同時に解放する(図1のI’、II’の時間帯)。
次に、処理ヘッド22は、解放位置Bから保持位置Aまで移動して第3の容器5と第4の容器5を順次保持する(図11のIII、IVで示す時間帯)。
各バキュームパッド26,26(27,27)で容器5を保持したらそれぞれ直ちにエアクリーニングを開始する(図11のIIIC’、IVC’の時点)。これと同時に処理ヘッド22を保持位置Aから解放位置Bまで移動させる。処理ヘッド22が解放位置Bに位置しても、両容器5のクリーニングは終了していない。そこで、処理ヘッド22は解放位置Bに位置した状態で待機し、この後、第3の容器5のクリーニングが終了し、次に第4の容器5のクリーニングが終了すると、処理ヘッド22はそれら2本の容器5の保持状態を同時に解放する(図11のIII’、IV’の時間帯)。
制御装置12がこのようにして処理ヘッド22の作動制御を行うと、処理ヘッド22は解放位置Bにおいて容器5のクリーニングが終了するまで待機する必要があり、そのような処理ヘッド22の待機時間は結果的に物品処理装置1の単位時間あたりの処理能力の低下につながるものである。このような制御装置12による処理ヘッド22の作動制御に比較すると、上述したように本実施例によれば、処理能力の高い物品処理装置1を提供できる。
なお、上述した本実施例では、処理ヘッド22に2つのエアシリンダ24,25を設けて、それらに2組のバキュームパッド26,26(27,27)を取り付けたものに本発明を適用しているが、処理ヘッド22に3個のエアシリンダを設けて、それらにそれぞれ2個一組のバキュームパッドを設けた構成にも本発明を適用できる。
【0020】
(第2実施例)
次に、図12および図13に基づいて本発明の第2実施例を説明する。この第2実施例は、搬送コンベヤ41によって等間隔を維持して搬送される化粧箱42内に2台のロボット43,44によって各2本ずつ合計4個の容器45を収納する物品処理装置101,102に本発明を適用したものである。
すなわち、搬送コンベヤ41は、空の化粧箱42を所定の間隔を維持して矢印方向に搬送するようになっており、搬送コンベヤ41の搬送過程の一側には、搬送コンベヤ41と直交する方向に供給コンベヤ46,47,48,49を配置している。空の化粧箱42は、横転状態の容器45を4個収納できる大きさに設定されている。
これらの供給コンベヤ46,47の間となる搬送コンベヤ41の一側にロボット43およびその作動を制御する制御装置51を配設している。また、供給コンベヤ48,49の間となる搬送コンベヤ41の一側にロボット44およびそれの作動を制御する制御装置52を配設している。
各供給コンベヤ46,47は、ロボット43に隣接する保持位置A1,A1’にダンボール箱52を供給するようになっている。また、各供給コンベヤ48,49も、ロボット44に隣接する保持位置A2,A2’にダンボール箱52を供給するようになっている。ダンボール箱52は上面を開口させてあり、ダンボール箱52内には、キャッピングが終了した容器45が正立状態で収納されている。上流側の物品処理装置101のロボット43によって保持位置A1,A1’のダンボール箱52から順次2本の容器45を取り出して、搬送コンベヤ41上となる解放位置Bの化粧箱42内に収納するとともに、下流側の物品処理装置102のロボット44によって保持位置A2,A2’のダンボール箱52から順次2個の容器45を取り出して、既に2個の容器42が収納されている解放位置Bの化粧箱42に収納するようにしている。したがって、これら2台のロボット43,44の位置を通過した化粧箱42には、合計4個の容器45が収納されるようになっている。そして、この実施例では、2台のロボット43,44は、容器45を保持位置A1,A1’(A2,A2’)で保持してから解放位置Bの化粧箱42に収納するまでの間に、各容器45に貼付したラベルLのバーコードを読み取り、各容器45が化粧箱42に収納されるべき容器45であるか否かを確認するようにしている。
ここで、各物品処理装置101,102の構成は同じなので、一方の物品処理装置101についてのみ説明する。すなわち、図13に示すように、物品処理装置101のロボット43は、容器45を着脱自在に保持する処理ヘッド101Aを備えている。
【0021】
図13は側面図のため1つしか表示していないが、この処理ヘッド101Aは、所定間隔を維持して容器45を保持する左右一対のグリッパ54A(54B)を備えている。これら2台のグリッパ54A(54B)の隣接位置には、容器45の外周部を吸着する吸着機構55A(55B)を備えている。また、2台のグリッパ54A、54Bの隣接位置には、容器45に張り付けたラベルLのバーコードを読み取るバーコードリーダ56A(56B)を備えている。
グリッパ54A(54B)は、エアシリンダ57A(57B)に連動して開閉されるようになっており、容器45の上端を着脱自在に把持することができる。グリッパ54A(54B)、エアシリンダ57A(57B)および吸着機構55A(55B)は昇降シリンダ58A(58B)によって、図示上昇端位置とこれよりも所定量だけ下降した下降端位置とに下降されるようになっている。また、吸着機構55A,55Bは、ピン53を揺動中心として揺動できるようになっており、エアシリンダ59A(59B)に連動して実線で示す鉛直方向に支持される吸着位置と、想像線で示すように略横に倒れた状態の振り上げ位置とに移動されるようになっている。
また、バーコードリーダ56A(56B)は、エアシリンダ60A(60B)によって実線で示す上昇端位置と想像線で示す下降端位置とに移動されるようになっている。容器45を把持したグリッパ54A、54Bが図13に示す上昇位置にまで上昇されるとともに、バーコードリーダ56A(56B)が下降端に位置すると、バーコードリーダ56A(56B)の対向位置にラベルLが位置して、そのラベルLのバーコードをバーコードリーダ56A(56B)によって読み込むことができる。なお、グリッパ54A(54B)および吸着機構55A(55B)の構成は、特開平9−142411号公報により公知なので詳細な説明は省略する。
物品処理装置101の制御装置51は、上記処理ヘッド101Aを保持位置A1、A1’上と搬送コンベヤ41上となる解放位置Bの化粧箱42との間を往復移動させるとともに、上記処理ヘッド101Aの各構成要素の作動を以下のように制御する。
【0022】
(作動説明)
すなわち、図13に実線で示すようにグリッパ54A(54B)およびバーコードリーダ56A(56B)が上昇端位置にあり、吸着機構55も想像線で示す振り上げ位置にある状態において、制御装置51は処理ヘッド101Aを保持位置A1に移動させる。次に、制御装置51は、昇降シリンダ58Aを介してグリッパ54Aを下降させるとともに、エアシリンダ57Aを下降させるので、グリッパ54Aによって段ボール箱52内の最初の容器45が保持される。
この後、制御装置51は、直ちに昇降シリンダ58Aを上昇端まで上昇させる一方、エアシリンダ60Aによってバーコードリーダ56Aを想像線で示す下降端に下降させる。これにより、バーコードリーダ56AによるラベルLのバーコードの読み込みが開始される。また、上述のように昇降シリンダ58Aが上昇されるのと同時に、エアシリンダ59Aによって吸着機構55Aが実線で示す吸着位置まで下降される。このとき吸着機構55Aには負圧が導入されているので、該吸着機構55Aによって容器45の外周部の2か所が吸着保持される。バーコードリーダ56Aが読み込んだラベルLのバーコードは、制御装置51に入力されるようになっており、制御装置51は予め記憶した所定のバーコードのナンバーとバーコードリーダ56Aから入力されたバーコードのナンバーとを比較して、それが同一であるか否か確認する。同一である場合には、エアシリンダ57Aを上昇させてグリッパ54Aによる容器45の保持状態を解放する一方、エアシリンダ59Aによって吸着機構55Aを想像線で示す振り上げ位置まで移動させる。
【0023】
次に、制御装置51は、同じく保持位置A1において他方のグリッパ54Bを昇降シリンダ58Bを介して下降させるとともに、エアシリンダ57Bを下降させるので、グリッパ54Bによって第2の容器45が保持される。
この後、制御装置51は、直ちに昇降シリンダ58Bを上昇端まで上昇させる一方、エアシリンダ59Bによってバーコードリーダ56Bを想像線で示す下降端に下降させる。これにより、バーコードリーダ56BによるラベルLのバーコードの読み込みが開始される。また、制御装置51は、昇降シリンダ58Bを上昇端まで上昇させたら、直ちに処理ヘッド101Aを搬送コンベヤ41上である解放位置Bの最初の化粧箱42上まで移動させる。処理ヘッド101Aが化粧箱42上に位置したら、処理ヘッド101Aを化粧箱42の移動に追従して移動させながら、エアシリンダ58Aによってグリッパ54Aおよび第1の容器45を横転状態で保持した吸着機構55A全体を下降させるとともに、吸着機構55Aによる容器45の保持状態を解放する。これにより、第1の容器45は、その長手方向が搬送コンベヤ41と直交し、かつその上端部がロボット43側に位置した状態で化粧箱42に収納される。
ところで、この時点では、第2の容器45のラベルの読み込みと正否の確認は終了しているが、エアシリンダ59Bによる第2の容器45の振り上げ位置への移動が完了していないので、この時点では、第2の容器45を解放位置Bで解放することができない。
そこで、制御装置51は、吸着機構55Aによる第1の容器45の保持状態を解放したら、直ちに処理ヘッド101Aを保持位置A1’に移動させる。この移動過程において、エアシリンダ59Bが上昇されて吸着機構55Bに保持された第2の容器45が想像線で示す振り上げ位置まで移動されて横転状態に支持される。そして、この状態の処理ヘッド101Aが保持位置A1’に移動すると、制御装置51はエアシリンダ57Aを下降させて、保持位置A1’における段ボール箱52内の容器45(第3の容器)を保持する。
次に、制御装置51は、直ちに昇降シリンダ58Aを上昇端まで上昇させる一方、エアシリンダ59Aによってバーコードリーダ56Aを想像線で示す下降端に下降させる。これにより、バーコードリーダ56Aによって第3の容器45のラベルLのバーコードの読み込みが開始される。
【0024】
また、制御装置51は、昇降シリンダ58Aを上昇端まで上昇させたら直ちに、処理ヘッド101Aを保持位置A1’から搬送コンベヤ41上の化粧箱42上まで移動させる。処理ヘッド101Aが化粧箱42上に位置したら、処理ヘッド101Aを化粧箱42の移動に追従して移動させながら、エアシリンダ58Bによってグリッパ54Bおよび第2の容器45を横転状態で保持した吸着機構55B全体を下降させるとともに、吸着機構55Bによる第2の容器45の保持状態を解放する。これにより、第2の容器45も、第1の容器45と同一向きで化粧箱42内に収納される。
この時点では、第3の容器45のラベルLの読み込みと正否の確認は終了しているが、エアシリンダ59Aによる第3の容器45の振り上げ位置への移動(横転状態への支持)が完了していないので、この時点では、第3の容器45を解放位置Bで解放することができない。
そこで、制御装置51は、上述した吸着機構55Bによる第2の容器45の保持状態を解放したら、直ちに処理ヘッド101Aを解放位置Bから保持位置A1に再度移動させる。この移動過程において、エアシリンダ59Aが上昇されて吸着機構55Aに保持された第3の容器45が振り上げ位置への移動される。すなわち、横転状態に支持される。そして、この状態の処理ヘッド101Aが保持位置A1に移動すると、制御装置51はエアシリンダ57Bを下降させて、段ボール箱52内の容器45(第4の容器)を保持する。
このようにして、制御装置51は搬送コンベヤ41上となる解放位置Bの化粧箱42の直上位置で一方のグリッパ54A(54B)による容器45の保持状態を解放したら、直ちに処理ヘッド101Aを保持位置A1(A1’)に移動させて次の容器45を保持するようにしている。そのため、搬送コンベヤ41上となる解放位置Bの化粧箱42の直上位置で、他方の容器45が横転状態(振り上げ位置)となるまで処理ヘッド101Aを待機させる必要がない。したがって、上記第1の実施例と同様に、単位時間あたりの処理能力が高い物品処理装置101を提供できる。
なお、下流側の物品処理装置102も上流側の処理装置101と同様の処理を行って、化粧箱内に残りの2本の容器45を同一方向となるように順次収納する。またバーコードリーダ54A(54B)で読み込んだ容器45のラベルLが所定のラベルでないことが確認された場合には、制御装置51(52)は、処理ヘッド101Aを回収ボックス60(61)の上方まで移動させて、そこで吸着機構55A(55B)による不良容器45の保持状態を解放する様になっている。
【0025】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、処理能力の高い物品処理装置を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す平面図
【図2】図1の正面図
【図3】図1の右側面図
【図4】図3の要部の斜視図
【図5】図4の右側面図
【図6】図4の正面図
【図7】図4に示す部材の異なる作動状態を示す正面図
【図8】図4に示す部材の異なる作動状態を示す正面図
【図9】図8の要部の拡大図断面図
【図10】図1に示した装置の要部の作動と経過時間との関係を示す図
【図11】従来の考え方に基づく装置の作動と経過時間との関係を示す図
【図12】本発明の第2実施例を示す平面図
【図13】図12に示したロボットが備える処理ヘッドの正面図
【符号の説明】
1 物品処理装置 2 ロボット
3 第1搬送コンベヤ 4 第2搬送コンベヤ
5 容器 12 制御装置
22 処理ヘッド 26 バキュームパッド
27 バキュームパッド 28 エアクリーナ(処理手段)
29 エアクリーナ(処理手段)
A 保持位置 B 解放位置
Claims (3)
- それぞれ1つの物品を着脱自在に保持する少なくとも2つの保持手段を有し、かつ上記各保持手段が物品を保持する保持位置と各保持手段が物品の保持状態を解放する解放位置とに往復移動される処理ヘッドと、上記各保持手段および処理ヘッドの作動を制御する制御装置とを備えて、上記保持位置の物品を各保持手段により保持してから持ち上げた状態で上記解放位置まで移送するようにした物品処理装置において、
上記各保持手段が保持して持ち上げられた状態の物品に所要の処理を施す処理手段を各保持手段に対応する数だけ上記処理ヘッドに設けるとともに、上記制御装置によって上記各処理手段を個別に制御可能として、
上記制御装置は、上記処理ヘッドを保持位置と解放位置とに往復移動させるとともに、各保持手段に保持位置で物品を保持させて解放位置へ移送中において各保持手段が保持した物品に上記各処理手段による所要の処理を行わせ、処理手段による処理が終了した物品は解放位置において各保持手段による保持状態を解放させ、上記処理ヘッドが解放位置から保持位置に移動される際に、上記処理ヘッドの他の保持手段が保持した物品に対して上記処理手段によって継続して所要の処理をさせるとともに、上記物品を解放した保持手段により上記保持位置において新たな物品を保持させることを特徴とする物品処理装置。 - 物品は空の容器であって、上記処理手段は容器の内部をクリーニングするエアクリーナからなり、該エアクリーナは処理ヘッドに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の物品処理装置。
- 物品は解放位置において箱に収納される容器であって、上記処理手段は、上記保持手段が保持した容器のバーコードを読み込むバーコードリーダからなり、該バーコードリーダは処理ヘッドに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の物品処理装置。
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