JP6283566B2 - 物品移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、上流側搬送手段によって搬送されてきた物品を、移載手段によって取り出して下流側搬送手段に移載する物品移載装置に係り、特に、行列状に整列された複数品種の物品を取り出して、複数品種の物品からなる小分けされた物品群（以下、アソート物品群と呼ぶ）を形成する物品移載装置に関するものである。

特許文献１には、トレイ供給コンベヤによって複数行複数列に整列されて搬送されてきた複数品種の物品を、複数の保持部材を有する移載手段によって異なる列の異なる品種の物品を選択して取り出し、箱詰めを行う際の物品のパターンに整列させて集積ステージ上に載置し、続いて、箱詰め装置の複数の吸着パッドをＸ方向およびＹ方向に移動させ、集積ステージ上の物品の間隔に一致させてこれら物品を吸着保持した後上昇し、その後、吸着パッドの間隔を物品の箱詰め時の間隔に調整して箱詰めを行うようにした物品移載装置が記載されている。

特開２０１３−１６３５６１号公報

前記特許文献１に記載された物品移載装置の構成では、トレイから移載手段によって物品を取り出して載置ステージ上に載せ、その後、箱詰め装置によって載置ステージ上の物品を取り上げてケース内に収容するようにしており、複数の装置によって物品の受け渡しを行うため処理能力に限界があるという問題があった。また、処理能力が十分でないため、上流側の供給コンベヤおよび下流側の搬出コンベヤを連続搬送しながら箱詰めをすることは困難であった。さらに、この装置は、トレイ上の物品群の行数と、ケース内に挿入される物品群の行数が一致している場合に限定されるものであり、異なる行数の物品群には適用できないという問題がある。また、仮にトレイ上の物品群の行数がケース内の物品の行数の倍である場合には、適用することは可能であるが、箱詰め装置において２度の移載動作が必要となり、処理能力に限界が生じるという問題がある。

第１の発明は、前記課題を解決するためになされたもので、ｍ行ｎ列の行列状に整列した第１品種の物品からなる第１領域とｍ行ｎ列の行列状に整列した第２品種の物品からなる第２領域を列方向に沿って隣接して形成した物品群を搬送する上流側搬送手段と、行列状に配列した保持部材によって前記上流側搬送手段の第１領域および第２領域からそれぞれ所定数の物品を一括して取り出す第１移載手段と、前記上流側搬送手段に沿って前記第１移載手段の下流側に配置され、行列状に配列した保持部材によって前記上流側搬送手段の第１領域および第２領域からそれぞれ所定数の物品を一括して取り出す第２移載手段と、複数の搬送区画が設定された下流側搬送手段とを備え、前記第１移載手段および第２移載手段によって前記上流側搬送手段から物品を取り上げて前記下流側搬送手段に移載し、前記各搬送区画に第１品種および第２品種の物品を所定の配置に整列させた物品群を形成する物品移載装置において、前記第１移載手段は、それぞれ行列状に配列した複数の保持部材によって、前記第１領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第１移載ユニットと、前記第２領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第２移載ユニットを有し、前記第２移載手段は、それぞれ行列状に配列した複数の保持部材によって、前記第１領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第３移載ユニットと、前記第２領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第４移載ユニットを有し、前記第２移載ユニットの取り上げ領域を、前記第１移載ユニットの取り上げ領域に対して前記上流側搬送手段上の物品群における行方向にずらして設定し、前記第３移載ユニットの取り上げ領域を、前記第１移載ユニットの取り上げ領域に対して前記上流側搬送手段上の物品群における列方向において一致させ、行方向においてずらして設定し、前記第４移載ユニットの取り上げ領域を、前記第１移載ユニットの取り上げ領域に対して前記上流側搬送手段上の物品群における行方向において一致させ、列方向においてずらして設定したことを特徴とするものである。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記第１ないし第４移載ユニットのそれぞれに、各保持部材の配置間隔を、前記上流側搬送手段から物品を取り上げるための第１間隔から前記下流側搬送手段に物品を移載するための第２間隔に変更する間隔変更手段を設けたことを特徴とするものである。

さらに、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記各移載手段は、一方および他方の移載ユニットによって前記上流側搬送手段から一括で物品を取り上げて、一方の移載ユニットによって前記下流側搬送手段の所定数の搬送区画上に一方の品種の物品を載置した後、他方の移載ユニットによって前記一方の移載ユニットが物品を移載した搬送区画に他方の品種の物品を移載することを特徴とするものである。

また、第４の発明は、前記第２の発明において、前記各移載手段は、第２間隔とした一方および他方の移載ユニットの保持部材「の少なくとも一方」を行方向に移動させて各移載ユニットの保持部材が交互に隣接するように配置させる移載ユニット移動手段を有することを特徴とするものである。

第１移載手段の２つの移載ユニットによって、上流側搬送手段の異なる物品の取り上げ領域からそれぞれ物品を取り上げた後、この取り上げ領域の物品の配置を載置時のピッチに変更し、その後、下流側搬送手段の載置領域に載置するようにしたので、上流側搬送手段上の物品群の行数と下流側搬送手段の物品群の行数が不一致の場合でも物品の受け渡しが可能であり、しかも、処理能力を向上させることができ、上流側搬送手段および下流側搬送手段を連続搬送しながら物品の移載を行うことができる。

図１は物品移載装置の全体の構成を示す平面図である。（実施例１） 図２は前記物品移載装置による動作を説明する説明図である。 図３（ａ）は移載ヘッドの構成および動作を説明する図であり、図（ｂ）は移載ヘッドの各吸着パッドを連動させる機構を説明する図である。 図４は第２の実施例に係る物品移載装置による移載動作を順次説明する図である。（実施例２） 図５（ａ）、（ｂ）は第２実施例の図３に対応する図である。 図６は移載ユニットによって取り出した物品の配置を拡開する工程を説明する図である。 図７は第１品種の物品と第２品種の物品の配置を拡開した後列方向の位置をずらす工程を説明する図である。 図８は位置をずらした２品種の物品を並列させる工程を説明する図である。 図９は第１移載ユニットの吸着パッドと第２移載ユニットの吸着パッドの差異を説明する図である。

ｍ行ｎ列の行列状に整列した第１品種の物品と、ｍ行ｎ列の行列状に整列した第２品種の物品を列方向に沿って隣接させて配置した物品群を収容するトレイを連続的に搬送するトレイ供給コンベヤと、多数のバケットが連続して設けられ収容された物品を排出するバケットコンベヤと、第１品種の物品が配置された第１の領域の取り上げ領域から物品を取り出す移載ユニットと第２品種の物品が配置された第２の領域の取り上げ領域から物品を取り出す移載ユニットの２つの移載ユニットを有する第１および第２ロボットとを備えている。

第１ロボットの第１移載ユニットと第２移載ユニットによってそれぞれ所定個数の第１品種の物品と第２品種の物品を取り出し、この取り出し時の物品の配置をバケットに挿入する際の物品の配置に変更した後、バケット内に２つの品種の物品が混在した状態に挿入し、複数品種の物品からなる小分けされた行列状の物品群（アソート物品群）を形成する。また、第２ロボットの第３移載ユニットと第４移載ユニットによって、前記第１ロボットの第１および第２移載ユニットによって取り出されなかった第１品種の物品と第２品種の物品を取り出し、同様にして物品の配置を変更した後、バケットコンベヤのバケット内に挿入し、アソート物品群を形成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この物品移載装置（全体として符号１で示す）は、複数品種の物品Ａ、Ｂが複数行複数列に整列されて載置されたトレイ２を搬送する上流側搬送手段（トレイ供給コンベヤ４）と、複数の搬送区画（バケット６）が設定された下流側搬送手段（排出コンベヤ８）が平行に配置されている。トレイ供給コンベヤ４の側部に、２台の移載手段（第１移載手段である第１ロボット１０と第２移載手段である第２ロボット１２）が一定の間隔を隔てて設置され、これらロボット１０、１２によってトレイ２上の物品Ａ、Ｂを取り出して前記バケット６内に挿入することにより物品Ａ、Ｂの移載が行われる。

トレイ供給コンベヤ４は、平行に配置された一対の無端状ベルト１４Ａ、１４Ｂを備えており、これら両側の無端状ベルト１４Ａ、１４Ｂに所定の間隔で取り付けられている桟１６Ａ、１６Ｂによって、トレイ２を後方から押圧して矢印Ｃ方向に連続搬送する。トレイ供給コンベヤ４によって搬送されるトレイ２には、上流側に接続された図示しない製造装置によって製造された物品が載置されて搬送される。各トレイ２には、ｍ行ｎ列の行列状に整列した第１品種の物品Ａと、同じく、ｍ行ｎ列の行列状に整列した第２品種の物品Ｂが載せられるようになっている。この実施例では、トレイ２に、６行５列の第１品種の物品Ａ（図１中に白で示した物品）と、６行５列の第２品種の物品Ｂ（図１中に黒で示した物品）が列方向に並べて載置されている。トレイ２内の各物品Ａ、Ｂは、行方向に一定の間隔で配置され（これら物品Ａ、Ｂの行方向の間隔をＰ１で示す）、また、列方向にも一定の間隔で配置されている（これら物品Ａ、Ｂの列方向の間隔をＰ２で示す）。この実施例では、行方向のピッチＰ１と列方向のピッチＰ２がほぼ同一になっている。

下流側搬送手段である排出コンベヤ８は、多数のバケット６が連続して配置されたバケットコンベヤであり、トレイ供給コンベヤ４と同方向（矢印Ｃ参照）に連続搬送する。各バケット６は、搬送方向前方の壁面６ａと後方の壁面６ｂの間に物品の載置部６ｃが形成されており、これら各載置部６ｃの両端（搬送方向の両側）が開放した形状をしている。この実施例では、各バケット６内に３行２列（第１品種の物品Ａと第２品種の物品Ｂが１列３個ずつ）で６個の物品Ａ、Ｂが載置されるようになっている。このバケットコンベヤ８の各バケット６内に収容されて搬送される物品Ａ、Ｂは、下流側のカートニングマシン（図示せず）に送られてカートンに挿入される。

第１移載手段および第２移載手段としてのロボット（第１ロボット１０と第２ロボット１２）は、三次元の産業用ロボットであり、エンドエフェクタに図３（ａ）、（ｂ）に示す移載ヘッド１８が取り付けられている。なお、第１ロボット１０と第２ロボット１２は、トレイ供給コンベヤ４と直交する仮想線に対して線対称の構成になっているので、図３（ａ）、（ｂ）により第１ロボット１０の移載ヘッド１８の構成についてだけ説明し、第２ロボット１２の移載ヘッドについてはその説明を省略する。

第１ロボット１０の移載ヘッド１８は、図３（ａ）の上部側と下部側に示すように、３行５列の吸着パッド２０を有する移載ユニット２２、２４が２組設けられている。図の上方に示す第１移載ユニット２２と下方に示す第２移載ユニット２４は、点対称の構成になっており、一体となった２台のフレーム２６、２８内にそれぞれ取り付けられている。上部に示す第１移載ユニット２２は、３個の吸着パッド２０を一組として、それぞれＹスライダ３０を介してＹレール３２に取り付けられている。第１列目（図３（ａ）の一番左側の列）の３個の吸着パッド２０が取り付けられたＹレール３２（３２Ａ）は、フレーム２６の長手方向の両壁面２６ａ、２６ｂ間に固定され、第２列から第５列のそれぞれ３個の吸着パッド２０が取り付けられているＹレール３２（３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ）は、フレーム２６の長手方向の両壁面２６ａ、２６ｂの内側に取り付けられたＸレール３４（３４Ａ、３４Ｂ）に、Ｘスライダ３６を介して支持されている。

第１移載ユニット２２の第３行第１列の吸着パッド２０（図３（ａ）に符号２０Ａで示す吸着パッド）の軸４０（図３（ｂ）に符号４０Ａで示す吸着パッド軸）が、連結アーム４２を介して、フレーム２６の一方の側壁２６ｃ（図３（ａ）の左側の側壁）に固定されたＹシリンダ４４のピストンロッド４４ａに取り付けられている。また、第１移載ユニット２２の第１行第５列の吸着パッド２０（図３（ａ）に符号２０Ｂで示す吸着パッド）の軸４０（図３（ｂ）に符号４０Ｂで示す吸着パッド軸）が連結アーム４６を介して、フレーム２６の長手方向の一方の壁面２６ａに固定されたＸシリンダ４８のピストンロッド４８ａに連結されている。

第１移載ユニット２２の第１列の３個の吸着パッド２０の軸４０は、図３（ｂ）に示すように連結されている。すなわち、前記Ｙシリンダ４４のピストンロッド４４ａに連結されている第３行の吸着パッド軸４０（４０Ａ）が、第１のＹ方向（行方向）伝達プレート５０の一端に連結され、この第１のＹ方向伝達プレート５０の他端寄りに形成された長穴５０ａに、第２行の吸着パッド軸４０が相対移動可能に挿通されている。さらに、この第２行の吸着パッド軸４０が一端に連結されている第２のＹ方向伝達プレート５２の他端寄りに形成されている長穴５２ａに、第１行の吸着パッド軸４０が相対移動可能に挿通されている。

また、各列の吸着パッド２０の軸４０が以下のように連結されている。第１行第１列の吸着パッド２０の軸４０（前記第２のＹ方向伝達プレート５２の長穴５２ａに嵌合している軸）は、第１のＸ方向（列方向）伝達プレート５４の一端に連結され、この第１のＸ方向伝達プレート５４の他端寄りに形成されている長穴５４ａに、第１行第２列の吸着パッド２０の軸４０が相対移動可能に嵌合している。また、第２行第２列の吸着パッド２０の軸４０が、第２のＸ方向伝達プレート５６の一端に連結され、この第２のＸ方向伝達プレート５６の他端寄りに形成されている長穴５６ａに、第２行第３列の吸着パッド２０の軸４０が相対移動可能に嵌合している。さらに、第３行第３列の吸着パッド２０の軸４０が、第３のＸ方向伝達プレート５８の一端に連結され、この第３のＸ方向伝達プレート５８の他端寄りに形成されている長穴５８ａに、第３行第４列の吸着パッド２０の軸４０が相対移動可能に嵌合している。そして、第１行第４列の吸着パッド２０の軸４０が、第４のＸ方向伝達プレート６０の一端に連結され、この第４のＸ方向伝達プレート６０の他端寄りに形成されている長穴６０ａに、第１行第５列の吸着パッド２０（２０Ｂ）の軸４０（４０Ｂ）が相対移動可能に嵌合している。

以上のように第１移載ユニット２２の各吸着パッド２０の軸４０がＹ方向伝達プレート５０、５２およびＸ方向伝達プレート５４、５６、５８、６０によって順次接続されているので、前記Ｙシリンダ４４を伸張させると（図３（ａ）の左側に示すＹシリンダ４４が伸張している状態）、第１列の３個の吸着パッド２０が互いに接近するとともに、第２列ないし第５列の３個の吸着パッド２０も互いに接近する。また、Ｙシリンダ４４を収縮させると（図３（ａ）の右側の第２移載ユニット２４のＹシリンダ７４が収縮した状態を示す）、第１列の３個の吸着パッド２０が離隔するとともに、第２列ないし第５列の３個の吸着パッド２０も互いに離隔する。

また、Ｘシリンダ４８のピストンロッド４８ａを伸張させると（図３（ａ）の上方のＸシリンダ４８が伸張した状態を示す）、それぞれ３個の吸着パッド２０が取り付けられているＹレール３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ）が、第１列のＹレール３２Ａを基準として拡開し、Ｘシリンダ４８のピストンロッド４８ａを収縮させると（図３（ａ）の下方の第２移載ユニット２４のＸシリンダ６９が収縮した状態を示す）それぞれ３個の吸着パッド２０が取り付けられているＹレール３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ）が互いに接近する。この第１移載ユニット２２では、第１列のＹレール３２Ａを基準にして接近する。

図３（ａ）、（ｂ）の下部側に示す第２移載ユニット２４は、第１移載ユニット２２と点対称の構成になっており、３行５列の吸着パッド６２が、それぞれＹスライダ６４を介してＹレール６６（６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ、６６Ｅ）に取り付けられ、第１移載ユニット２２と逆の第５列のＹレール６６Ｅがフレーム２８に固定されている。また、第１列ないし第４列のＹレール６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが、それぞれＸスライダ６８を介してＸレール７０（７０Ａ、７０Ｂ）に取り付けられている。

第１行第５列の吸着パッド６２（図３（ａ）に符号６２Ａで示す吸着パッド）の軸７２（図３（ｂ）に符号７２Ａで示す軸）が、連結アーム７３を介してＹシリンダ７４のピストンロッド７４ａに連結され、第３行第１列の吸着パッド６２（図３（ａ）に符号６２Ｂで示す吸着パッド）の軸７２（図３（ｂ）に符号７２Ｂで示す軸）が、連結アーム７５を介してＸシリンダ６９のピストンロッド６９ａに連結されている。また、第５列の３個の吸着パッド６２は、前記第１移載ユニット２２の第１列の吸着パッド２０の軸４０と同様にＹ方向伝達プレート７９、７６によって順次連結され、各列の吸着パッド６２の軸７２もＸ方向伝達プレート７８、８０、８２、８４によって連結されている。従って、Ｙシリンダ７４およびＸシリンダ６９の作動によって、第１移載ユニット２２と同様に各吸着パッド６２が接近離隔する。

前記のように第１移載ユニット２２と第２移載ユニット２４は点対称の構造になっているので、第１移載ユニット２２のＸシリンダ４８が収縮すると、５列のＹレール３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅが図３（ａ）の左側に接近し、第２移載ユニット２４のＸシリンダ６９が収縮すると、５列のＹレール６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ、６６Ｅが図３（ａ）の右側に接近する。また、第１移載ユニット２２のＸシリンダ４８が伸張すると、第５列のＹレール３２Ｅが図３（ａ）のほぼ中央部から右方向へ移動し、第４列のＹレール３２Ｄが、Ｘ方向の第４伝達プレート６０によって追従して右方向へ移動し、第３列および第２列のＹレール６６Ｃ、６６Ｂも同様にして右方向へ移動し、５列の吸着パッド２０がほぼ等間隔に拡開する。また、第２移載ユニット２４のＸシリンダ６９が伸張すると、第１列のＹレール６６Ａが図３（ａ）のほぼ中央部から左方向へ移動し、第２列のＹレール６６Ｂが、Ｘ方向の第４伝達プレート８４によって追従して左方向へ移動し、第３列および第４列のＹレール６６Ｃ、６６Ｄも同様にして左方向へ移動し、５列の吸着パッド６２がほぼ等間隔に拡開する。

第１移載ユニット２２および第２移載ユニット２４の吸着パッド２０、６２が、各列毎にＸ方向に接近離隔し、各列の３個の吸着パッド２０、６２がＹ方向に接近離隔するが、吸着パッド２０、６２を上下方向（Ｚ方向）に移動させる機構はなく、移載ヘッド１８は一体的にＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動する。

第２ロボット１２の移載ヘッド（図示せず）は、第１ロボット１０の移載ヘッド１８と同様の構成（厳密には、第１ロボット１０の移載ヘッド１８と第２ロボット１２の移載ヘッドは、トレイ供給コンベヤ４に直交する仮想線に対して線対称の構成になっている）を有しており、２つの移載ユニット（第３移載ユニットと第４移載ユニット）を備えている。各移載ユニットの構成は前記第１移載ユニットおよび第２移載ユニットと同様であるが、トレイ２の第１領域（第１品種の物品Ａが収容されている領域）と第２領域（第２品種の物品Ｂが収容されている領域）からそれぞれ物品を取り出す取り上げ領域が異なっている。つまり、第１ロボット１０の第１移載ユニット２２は、第１領域の図１における上部の３行５列分の物品Ａが取り上げ領域であり、第２移載ユニット２４は、第２領域の図１における下部の３行５列分の物品Ｂが取り上げ領域である。これに対し、第２ロボット１２の第３移載ユニットでは、第１領域の図１における下部の３行５列分の物品Ａが取り上げ領域となり、第４移載ユニットでは、第２領域の図１における上部の３行５列分の物品Ｂが取り上げ領域となる。

所定の行数および列数に整列された物品Ａ、Ｂが載せられたトレイ２が、トレイ供給コンベヤ４によって連続的に搬送される。この実施例では、各トレイ２上に、６行５列の第１品種の物品Ａ（図１および図２に白で示す物品）が搬送方向の上流側に配置され、そして、同数の６行５列の第２品種の物品Ｂ（図１および図２に黒で示す物品）が搬送方向の下流側に配置されている。図中に白で示された物品Ａが配置された領域が第１領域、黒で示された物品Ｂが配置された領域が第２領域である。

トレイ供給コンベヤ４の側部に配置された第１ロボット１０および第２ロボット１２は、それぞれ２つの移載ユニット２２、２４（第２ロボット１２の第３移載ユニットおよび第４移載ユニットは図示せず）を備えており、第１ロボット１０は、第１移載ユニット２２によって第１領域の半分（図１の上半分）の第１品種の物品Ａを取り上げ、第２移載ユニット２４によって第２領域の半分（図１の下半分）の第２品種の物品Ｂを取り上げるようになっている。これら移載ユニット２２、２４で物品Ａ、Ｂを取り上げる領域が取り上げ領域である。第１、第２移載ユニット２２、２４によって取り上げ領域の物品Ａ、Ｂを取り上げた後の物品Ａ、Ｂが無い状態を、図１および図２中に破線で示す。

第１ロボット１０の第１移載ユニット２２および第２移載ユニット２４によって、第１領域および第２領域内の取り上げ領域から物品Ａ、Ｂを取り上げる際には、各移載ユニット２２、２４の吸着パッド２０、６２は、Ｘシリンダ４８、６９を収縮させて各列を接近させるとともに、Ｙシリンダ４４、７４を収縮させて各列の３個の吸着パッド２０の間隔をやや広げた状態にしておく。つまり、第２移載ユニット２４は、図３（ａ）の下側に示すように各列を右側に接近させた状態にし、第１移載ユニット２２は、図示はしないが、図３（ａ）の左側に各列を接近させた状態にしておく。また、第１移載ユニット２２および第２移載ユニット２４の各列の３個の吸着パッド２０、６２を、図３（ａ）の下側に示す第２移載ユニット２４のようにやや間隔を広げた状態にしておく。

第１移載ユニット２２および第２移載ユニット２４を前記の状態にして、移載ヘッド１８全体を搬送中のトレイ２上（図２の最も上段に示すトレイ供給コンベヤ４によって搬送されている左側のトレイ２の上方）に移動させ、その位置で下降させて各移載ユニット２２、２４の吸着パッド２０、６２によって取り上げ領域の物品Ａ、Ｂをそれぞれ吸着保持し、その後、移載ヘッド１８を上昇させて各取り上げ領域から物品Ａ、Ｂを取り上げる。第１ロボット１０の移載ヘッド１８によって取り上げられた物品Ａ、Ｂは、３行５列の第１品種の物品Ａと、３行５列の第２品種の物品Ｂが、図２の第２段目の左側に示す状態になっており、各物品Ａ、ＢのＹ方向（行方向）の間隔（Ｐ１）およびＸ方向（列方向）の間隔（Ｐ２）は、トレイ２内に収容されている状態と同じ間隔になっている。

この状態から両移載ユニット２２、２４のＸシリンダ４８、６９を伸張させるとともに、Ｙシリンダ４４、７４も伸張させる。第１移載ユニット２２および第２移載ユニット２４とも、各吸着パッド２０、６２が列方向に拡開し、行方向には互いに接近する（図２の第３段目の左側に示す状態になる）。このときの各物品Ａ、Ｂの列方向の間隔（Ｐ３）は、バケットコンベヤ８に設けられている各バケット６の間隔に一致している。また、行方向の３個の物品Ａ、Ｂは、それぞれ接触した状態になっている。

次に、第１ロボット１０の動作により移載ヘッド１８をバケットコンベヤ８上に移動させて、先ず、第２移載ユニット２４の吸着パッド６２が保持している第２品種の物品Ｂを、連続する５個のバケット６の搬送方向前方側の壁面６ａに寄せて挿入する。移載ユニット２４の各列の吸着パッド６２を列方向に拡開して、バケット６の間隔に一致させているので、２列の物品Ｂを収容可能な各バケット６の搬送方向下流側に挿入することができる。続いて、第１移載ユニット２２の吸着パッド２０が保持している第１品種の物品Ａを、すでに第２品種の物品Ｂが挿入されている各バケット６の後方側の壁面６ｂに寄せて挿入する。このように１台のロボット１０で、２つの品種の物品Ａ、Ｂを同じバケット６内に挿入してアソート物品群を形成することができる。

第１移載手段（第１ロボット１０）によって第１領域と第２領域の取り上げ領域から、所定個数の２品種の物品Ａ、Ｂが取り出されたトレイ２は、図２のトレイ供給コンベヤ４上の右側に示す状態で、第２移載手段（第２ロボット１２）の位置まで搬送されてくる。トレイ２上には、この第２ロボット１２に設けられている第３移載ユニットにより取り出される取り上げ領域の第１品種の物品Ａと、第４移載ユニットによって取り出される取り上げ領域の第２品種の物品Ｂが残っており、第３移載ユニットと第４移載ユニットによりこれらの物品Ａ、Ｂを取り出す。第３移載ユニットの取り上げ領域は、前記第１移載ユニット２２の取り上げ領域に対して、前記トレイ供給コンベヤ４上の物品群における列方向において一致するとともに、行方向においてずらして設定している。また、第４移載ユニットの取り上げ領域を、前記第１移載ユニット２２の取り上げ領域に対して、前記トレイ供給コンベヤ４上の物品群における行方向において一致させるとともに、列方向においてずらして設定している。

第３移載ユニットと第４移載ユニットによってそれぞれ異なる品種の物品Ａ、Ｂを保持した後、列方向の間隔を拡開するとともに、行方向の間隔を接近させて図２の第三段目の右側に示す状態にする。その後、第２ロボット１２による２回の動作で２品種の物品Ａ、Ｂをバケットコンベヤ８の各バケット６内に挿入する。図２の最下段に示すバケットコンベヤ８の、最も左側の、物品Ａ、Ｂが収容されている５個のバケット６（図２中に符号Ｄで示すバケット群）が、第１移載手段１０により物品Ａ、Ｂが挿入されたバケット６であり、その右側の５個のバケット６（図２中に符号Ｅで示すバケット群）が、第２移載手段１２によってこれから物品Ａ、Ｂが挿入されるバケット６である。また、その空のバケットＥの下流側の５個のバケット６（図２中に符号Ｆで示すバケット群）が、前回第１ロボット１０によって物品Ａ、Ｂが挿入されたバケットであり、さらにその下流側の５個のバケット６（図２中に符号Ｇで示すバケット群）が、前回第２ロボット１２によって物品Ａ、Ｂが挿入されたバケットである。なお、図２では、取り出される物品Ａ、Ｂについて理解しやすいように２つのトレイ２を接近して図示しているが、実際には、図１に示すように、２台のロボット１０、１２が干渉しないように必要な距離だけ離した位置で処理するようになっている。

図４は第２の実施例に係る物品移載装置による移載工程を順次示す図であり、この実施例では、前記第１実施例と同様に、トレイ供給コンベヤ１０４が、６行５列の第１品種の物品Ａと、６行５列の第２品種の物品Ｂを列方向に並べて収容したトレイ１０２を連続的に搬送する（図４の第１段目に示すトレイ供給コンベヤ１０４によって搬送されている左側のトレイ１０２参照）。また、この実施例では、第１ロボット（図示せず）の移載ヘッド１１８（図５（ａ）参照）には、第１移載ユニット１２２（図５(ａ)の上側の移載ユニット）および第２移載ユニット１２４（図５(ａ)の下側の移載ユニット）が前記第１実施例と同様の数および配置の吸着パッド１２０、１６２を有しており、第１移載ユニット１２２の吸着パッド１２０が第１領域（トレイ１０２内の物品Ａが配置された領域）の取り上げ領域（物品Ａの上半分の３行５列の領域）から３行５列の物品Ａを取り上げ、第２吸着ユニット１２４の吸着パッド１６２が第２領域（トレイ１０２内の物品Ｂが配置された領域）の取り上げ領域（物品Ｂの下半分の３行５列の領域）から３行５列の物品Ｂを取り上げる（図４の第２段目の左側に示す図参照）。

この実施例に係る物品移載装置でも、第１移載手段としての第１ロボットと第２移載手段としての第２ロボットを備えており、各ロボットが備えている移載ヘッド１１８（第２ロボットの移載ヘッドは図示せず）にそれぞれ２つの移載ユニット１２２、１２４が設けられている。第２ロボットの移載ヘッドは第１ロボットの移載ヘッド１１８と、トレイ供給コンベヤ１０４に直交する仮想線に対して線対称の構造になっているので、図５(ａ)、（ｂ）に示す第１ロボットの移載ヘッド１１８について説明し、第２ロボットについてはその説明を省略する。

第１ロボットの移載ヘッド１１８は、図５（ａ）の上部側と下部側に示すように、３行５列の吸着パッド１２０、１６２を有する２組の移載ユニット１２２、１２４を備えている。図の上方に示す第１移載ユニット１２２と下方に示す第２移載ユニット１２４は、ほぼ点対称の構成になっており、一体となった２台のフレーム１２６、１２８内にそれぞれ取り付けられている。上部に示す第１移載ユニット１２２は、各列の３個の吸着パッド１２０が一枚の連結プレート１２３に等間隔で取り付けられている。従って、各列の３個の吸着パッド１２０の間隔（Ｘ方向のピッチＰ１）は常に一定である。これら各連結プレート１２３が、それぞれＹスライダ１３０を介してＹレール１３２に摺動可能に支持されている。

第１列目（図５（ａ）の一番左側の列）の３個の吸着パッド２０が取り付けられた連結プレート１２３が支持されているＹレール１３２は、フレーム１２６の長手方向の両壁面１２６ａ、１２６ｂ間に固定されており、第２列から第５列の吸着パッド１２０が取り付けられている連結プレート１２３が支持されているＹレール１３２は、フレーム１２６の長手方向の両壁面１２６ａ、１２６ｂの内側に取り付けたＸレール１３４（１３４Ａ、１３４Ｂ）に、それぞれＸスライダ１３６を介して支持されている。

第１移載ユニット１２２の第１列の連結プレート１２３が、連結アーム１４２を介して、フレーム１２６の一方の側壁１２６ｃに固定されたＹシリンダ１４４のピストンロッド１４４ａに連結されている。また、第１移載ユニット１２２の第５列（図５（ａ）の一番右側の列）のＹレール１３２に取り付けられているＸスライダ１３６が、連結アーム１４６を介して、フレーム１２６の長手方向の一方の壁面１２６ａに固定されたＸシリンダ１４８のピストンロッド１４８ａに連結されている。

第１列の吸着パッド１２０が取り付けられている連結プレート１２３に固定されたピン１４９が、第１のＸ方向（列方向）伝達プレート１５４の一端に連結され（図５（ｂ）参照）、この第１のＸ方向伝達プレート１５４の他端寄りに形成された長穴１５４ａに、第２列の連結プレート１２３に固定されているピン１４９が相対移動可能に挿通されている。また、第２列の連結プレート１２３に取り付けたピン１４９に、第２のＸ方向伝達プレート１５６の一端が連結され、この第２のＸ方向伝達プレート１５６の他端寄りに形成されている長穴１５６ａに、第３列の連結プレート１２３に取り付けたピン１４９が相対移動可能に挿通されている。さらに、第３列の連結プレート１２３に取り付けたピン１４９に、第３のＸ方向伝達プレート１５８の一端が連結され、この第３のＸ方向伝達プレート１５８の他端寄りに形成されている長穴１５８ａに、第４列の連結プレート１２３に取り付けたピン１４９が相対移動可能に挿通されている。また、第４列の連結プレート１２３に固定されたピン１４９が、第４のＸ方向伝達プレート１６０の一端に連結され、この第４のＸ方向伝達プレート１６０の他端寄りに形成された長穴１６０ａに、第５列の連結プレート１２３に固定されたピン１４９が相対移動可能に挿通されている。

以上のように各列の吸着パッド１２０が取り付けられた５本の連結プレート１２３が、Ｘ方向伝達プレート１５４、１５６、１５８、１６０によって順次接続されているので、第１Ｘシリンダ１４８のピストンロッド１４８ａを伸張させると、それぞれ３個の吸着パッド１２０が取り付けられた連結プレート１２３が支持されているＹレール１３２が、フレーム１２６に固定されている第１列のＹレール１３２を基準として拡開し、第１Ｘシリンダ１４８のピストンロッド１４８ａを収縮させると、それぞれ３個の吸着パッド１２０が取り付けられた連結プレート１２３が支持されているＹレール１３２が互いに接近する（図５（ａ）に示す状態）。この第１移載ユニット１２２では、フレーム１２６に固定されている第１列のＹレール１３２を基準にして接近する。また、Ｙシリンダ１４４を作動させると、３個の吸着パッド１２０が取り付けられている５枚の連結プレート１２３が、一体としてＹレール１３２に沿ってＹ方向に移動する。

図５（ａ）、（ｂ）の下部側に示す第２移載ユニット１２４は、基本的には第１移載ユニット１２２と点対称の構成になっており、５列のそれぞれ３個の吸着パッド１６２が等間隔で連結プレート１６３に取り付けられ、各連結プレート１６３がそれぞれＹスライダ１６４を介してＹレール１６６摺動可能に支持されている。また、この第２移載ユニット１２４では、第１列から第５列の連結プレート１６３がＹ方向にスライド可能に支持されているＹレール１６６が、それぞれＸスライダ１６８を介してＸレール１７０（１７０Ａ、１７０Ｂ）に取り付けられている。そして、第１列のＹレール１６６が連結されているＸスライダ１６８が、連結アーム１７５を介して第１Ｘシリンダ１６９のピストンロッド１６９ａに連結されている。さらに、第５列のＹレール１６６が連結されているＸスライダ１６８が、連結アーム１７９を介して第２Ｘシリンダ１７７のピストンロッド１７７ａに連結されている。

第５列の連結プレート１６３に固定されたピン１６５に、第１のＸ方向（列方向）伝達プレート１７８の一端が固定され、この第１のＸ方向伝達プレート１７８の他端寄りに形成されている長穴１７８ａに、第４列の連結プレート１６３に固定されたピン１６５が相対移動可能に嵌合している。また、第４列の連結プレート１６３に固定されたピン１６５に、第２のＸ方向伝達プレート１８０の一端が固定され、この第２のＸ方向伝達プレート１８０の他端寄りに形成された長穴１８０ａに、第３列の連結プレート１６３に固定されているピン１６５が相対移動可能に嵌合している。さらに、第３列の連結プレート１６３に固定されたピン１６５が、第３のＸ方向伝達プレート１８２の一端に固定され、この第３のＸ方向伝達プレート１８２の他端寄りに形成されている長穴１８２ａに、第２列の連結プレート１６３に固定されたピン１６５が相対移動可能に嵌合している。また、第２列の連結プレート１６３に固定されたピン１６５が、第４のＸ方向伝達プレート１８４の一端に固定され、この第４のＸ方向伝達プレート１８４の他端寄りに形成された長穴１８４ａに、第１列の連結プレート１６３に固定されたピン１６５が相対移動可能に嵌合している。従って、第１Ｘシリンダ１６９が収縮すると、図５（ａ）に示すように、各列の連結プレート１６３が接近し、第１Ｘシリンダ１６９を伸張させると、第５列の連結プレート１６３を基準として、第１列ないし第４列の連結プレート１６３が拡開する。また、各連結プレート１６３が拡開した状態で第２Ｘシリンダ１７７を伸張させると、第１列ないし第５列の連結プレート１６３が全体として図５（ａ）の右方向へ移動する。

以上の構成に係る物品移載装置の作動について説明する。６行５列の第１品種の物品Ａと６行５列の第２品種の物品Ｂが、列方向に並んで配置されたトレイ１０２がトレイ供給コンベヤ１０４によって搬送され、第１ロボット（図示せず）の前方に供給される（図４の最上段の左側のトレイ１０２参照）。第１ロボットの移載ヘッド１１８には２つの移載ユニット１２２、１２４が設けられており、トレイ１０２から物品Ａ、Ｂを取り出す際には、図５（ａ）に示すように、第１移載ユニット１２２はＹシリンダ１４４が伸張して、それぞれ３個の吸着パッド１２０が取り付けられている５列の連結プレート１２３が上部側のフレーム１２６内に位置しており、また、Ｘシリンダ１４８が収縮して５列の連結プレート１２３が接近した状態になっている。一方、第２移載ユニット１２４は、Ｙシリンダ１７４が伸張して５列の連結プレート１６３を下部側のフレーム１２８内に位置させるとともに、第１Ｘシリンダ１６９が収縮して５列の連結プレート１６３が接近した状態になっている。さらに、第２Ｘシリンダ１７７が収縮した状態になっている。

第１ロボットの作動により、第１移載ユニット１２２および第２移載ユニット１２４の吸着パッド１２０が前記状態（図５（ａ）に示す状態）でトレイ１０２の上方に移動し、その位置で下降して、それぞれ物品Ａ、Ｂを吸着して取り出す。第１移載ユニット１２２は、トレイ１０２の左上部に位置している３行５列分の第１品種の物品Ａ（第１領域の取り上げ領域の物品Ａ）を取り出し、第２移載ユニット１２４は、トレイ１０２の右下部に位置している３行５列分の第２品種の物品Ｂ（第２領域の取り上げ領域の物品Ｂ）を取り出す。第１移載ユニット１２２および第２移載ユニット１２４によって取り出された物品Ａ、Ｂは、図４の第２段目の左側に示す状態になっている。このときの各品種の物品Ａ、Ｂは、列方向のピッチＰ１と行方向のピッチＰ２がトレイ１０２内に収容されていたときと同じ状態であり、ほぼ同じ間隔に配置されている。なお、この実施例では、各列の３個の物品Ａ、Ｂは連結プレート１２３、１６３に取り付けられているので、互いの間隔は変化しないようになっている。

次に、第１移載ユニット１２２のＸシリンダ１４８および第２移載ユニット１２４の第１Ｘシリンダ１６９を作動させて、吸着パッド１２０、１６２が取り付けられている各連結プレート１２３、１６３の間隔を広げる。第１移載ユニット１２２は、第１列の連結プレート１２３を基準として、第２列から第５列までの連結プレート１２３が等間隔で離隔する。また、第２移載ユニット１２４の第２Ｘシリンダ１７７が収縮した状態で、第１Ｘシリンダ１６９を伸張させると、第２Ｘシリンダ１７７に連結アーム１７９を介して連結されている第５列の連結プレート１６３を基準にして第１列から第４列までの連結プレート１６３が拡開する（図６（ａ）および（ｂ）参照）。このように各品種の物品Ａ、Ｂの各列間の間隔を拡開すると、図４の第３段の左側に示すように、第１品種の物品Ａと第２品種の物品Ｂが同じ列上に並び、各列間のピッチがＰ３となる。このときの各列間のピッチＰ３は、図４の最下段に示すバケットコンベヤ８の各バケット６の間隔に一致している。

続いて、第２移載ユニット１２４の第２Ｘシリンダ１７７を作動させて、第５列の吸着パッド１６２が取り付けられている連結プレート１６３が支持されているＹレール１６６を図５(ａ)の右方向に移動させる。前記のように第１Ｘシリンダ１６９の作動によって各連結プレート１６３の間隔を拡開しており、第１ないし第４のＸ方向伝達プレート１７８、１８０、１８２、１８４の長穴１７８ａ、１８０ａ、１８２ａ、１８４ａに嵌合しているピン１６５が、相対的に長穴１７８ａ、１８０ａ、１８２ａ、１８４ａの端部まで移動しているので、第５列の連結プレート１６３の移動に従って、第４ないし第１連結プレート１６３も同量だけ移動する（図７（ａ）および（ｂ）参照）。第２品種の物品Ｂの移動量はほぼ物品Ａ、Ｂのサイズ分であり、この移動により、第１移載ユニット１２２に保持されている第１品種の物品Ａと第２移載ユニット１２４に保持されている第２品種の物品Ｂの位置は、図４の第４段目の左側の状態になる。なお、第２移載ユニット１２４の第１Ｘシリンダ１６９をオンにしたまま第２Ｘシリンダ１７７を伸張させると、この伸張分だけ、第１Ｘシリンダ１６９のピストンロッド１６９ａが収縮する。

同一列上に位置していた第１品種の物品Ａと第２品種の物品Ｂを、ほぼ物品Ａ、Ｂ１個分だけ列方向にずらした後、第１移載ユニット１２２のＹシリンダ１４４と第２移載ユニット１２４のＹシリンダ１７４をともに収縮させ、第１品種の物品Ａを保持している吸着パッド１２０の連結プレート１２３を、Ｙレール１３２に沿って第２移載ユニット１２４方向へ移動させ、逆に、第２品種の物品Ｂを保持している吸着パッド１６２の連結プレート１６３を、Ｙレール１６６に沿って第１移載ユニット１２２方向へ移動させる（図８（ａ）および（ｂ）参照）。この移動によって、第１移載ユニット１２２に保持されている第１品種の物品Ａと、第２移載ユニット１２４に保持されている第２品種の物品Ｂとが列方向に並列した状態になる（図４の第５段目の左側の図の状態）。

第１移載ユニット１２２の各列の吸着パッド１２０に保持されている第１品種の物品Ａと、第２移載ユニット１２４の各列の吸着パッド１６２に保持されている第２品種の物品Ｂとが、それぞれ隣接した状態になった後、第１ロボットの動作により、バケットコンベヤ１０８のバケット１０６内に挿入する。２つの品種の物品Ａ、Ｂが１列ずつ組となって１つのバケット１０６内に挿入されるので、１回の動作によって移載が完了する。なお、この物品移載装置で処理される物品が例えば、図９に示すフランジ付き容器ＦＡ、ＦＢの場合には、第１品種の物品ＦＡと第２品種の物品ＦＢを隣接した位置に並べた際に物品同士が干渉するおそれがあるので、第１移載ユニット１２２の吸着パッド１２０と第２移載ユニット１２４の吸着パッド１６２の吸着面の高さを変えてある。この実施例では、図９に示すように、第２移載ユニット１２４の吸着パッド１６２の基部のカラー１８６の高さを第１移載ユニット１２２のカラー１８８よりも高くしてあり、２つの品種の物品ＦＡ、ＦＢを隣接した位置に移動させても互いに干渉することはない。また、この実施例では、各列の物品Ａ、Ｂ間の距離（Ｙ方向のピッチＰ１）が、トレイ１０２に収容されている状態と同じままでバケット１０６内に収容するようになっており、バケット１０６内でＹ方向に間隔が開いたままであるが、下流側のカートニングマシン（図示せず）で、バケット１０６内の物品Ａ、ＢをプッシャによってＹ方向に押し出すので、隙間が空いていても問題が生じることはない。

Ａ 第１品種の物品
Ｂ 第２品種の物品
４ 上流側搬送手段（トレイ供給コンベヤ）
６ 搬送区画（バケット）
８ 下流側搬送手段（バケットコンベヤ）
１０ 第１移載手段（第１ロボット）
１２ 第２移載手段（第２ロボット）
２０ 保持部材（吸着パッド）
２２ 第１移載ユニット
２４ 第２移載ユニット
６２ 保持部材（吸着パッド）

Claims (4)

1. ｍ行ｎ列の行列状に整列した第１品種の物品からなる第１領域とｍ行ｎ列の行列状に整列した第２品種の物品からなる第２領域を列方向に沿って隣接して形成した物品群を搬送する上流側搬送手段と、行列状に配列した保持部材によって前記上流側搬送手段の第１領域および第２領域からそれぞれ所定数の物品を一括して取り出す第１移載手段と、前記上流側搬送手段に沿って前記第１移載手段の下流側に配置され、行列状に配列した保持部材によって前記上流側搬送手段の第１領域および第２領域からそれぞれ所定数の物品を一括して取り出す第２移載手段と、複数の搬送区画が設定された下流側搬送手段とを備え、前記第１移載手段および第２移載手段によって前記上流側搬送手段から物品を取り上げて前記下流側搬送手段に移載し、前記各搬送区画に第１品種および第２品種の物品を所定の配置に整列させた物品群を形成する物品移載装置において、
   前記第１移載手段は、それぞれ行列状に配列した複数の保持部材によって、前記第１領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第１移載ユニットと、前記第２領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第２移載ユニットを有し、前記第２移載手段は、それぞれ行列状に配列した複数の保持部材によって、前記第１領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第３移載ユニットと、前記第２領域上の取り上げ領域から物品を取り上げる第４移載ユニットを有し、
   前記第２移載ユニットの取り上げ領域を、前記第１移載ユニットの取り上げ領域に対して前記上流側搬送手段上の物品群における行方向にずらして設定し、前記第３移載ユニットの取り上げ領域を、前記第１移載ユニットの取り上げ領域に対して前記上流側搬送手段上の物品群における列方向において一致させ、行方向においてずらして設定し、前記第４移載ユニットの取り上げ領域を、前記第１移載ユニットの取り上げ領域に対して前記上流側搬送手段上の物品群における行方向において一致させ、列方向においてずらして設定したことを特徴とする物品移載装置。
2. 前記第１ないし第４移載ユニットのそれぞれに、各保持部材の配置間隔を、前記上流側搬送手段から物品を取り上げるための第１間隔から前記下流側搬送手段に物品を移載するための第２間隔に変更する間隔変更手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
3. 前記各移載手段は、一方および他方の移載ユニットによって前記上流側搬送手段から一括で物品を取り上げて、一方の移載ユニットによって前記下流側搬送手段の所定数の搬送区画上に一方の品種の物品を載置した後、他方の移載ユニットによって前記一方の移載ユニットが物品を移載した搬送区画に他方の品種の物品を移載することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品移載装置。
4. 前記各移載手段は、第２間隔とした一方および他方の移載ユニットの保持部材の少なくとも一方を行方向に移動させて各移載ユニットの保持部材が交互に隣接するように配置させる移載ユニット移動手段を有することを特徴とする請求項２に記載の物品移載装置。

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