JP5918157B2

JP5918157B2 - 積層体の供給装置

Info

Publication number: JP5918157B2
Application number: JP2013033296A
Authority: JP
Inventors: 篤也余吾; 智子松尾
Original assignee: 株式会社フジキカイ
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: JP2014162502A

Description

この発明は、複数枚積み重ねた段ボールシートなどのシート材からなる積層体を、ダンボールケーサーやカートナーなどの箱詰機に供給する供給装置に関するものである。

特許文献１に開示のように、シート材の束(以下、積層体という)を複数段積み重ねた集積状態から１つの積層体を取り出し、この積層体をダンボールケーサーやカートナーなどの箱詰機に供給する装置がある。特許文献１の装置は、一方の短辺に切れ込みを形成したシート材を複数枚積み重ねて構成された積層体を、切れ込みが互い違いになるように交互に向きを変えて段積みし、最上段の積層体の切り込みがない短辺の下側に、直下段の積層体の切れ込みによってできる隙間を介して、ハンドの一方の鉤を引っ掛ける。そして、最上段の積層体を、切り込みがある短辺側にずらすことで、直下段の積層体の短辺から突き出した該短辺の下側に、ハンドの他方の鉤を引っ掛けて、最上段の積層体を持ち上げて取り出している。

特開２００１−１６３４６２号公報

特許文献１に開示の供給方法は、対向する縁部のうちの片方に切り込みを形成したシート材にしか用いることができず、シート材の外縁形状が該シート材を移載するだけのために制限されてしまう問題がある。しかも、特許文献１の供給方法は、最上段の積層体において切り込みがある短辺に、直下段の積層体との間に隙間がないので、積層体を確実に把持することが難しく、また前述したような複雑な順序でハンドを動かさないと持ち上げることができず、積層体の供給に時間がかかってしまう。

すなわち本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、シート材の外縁形状に影響されることなく積層体を確実に支持し、積層体を効率よく供給し得る供給装置を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の積層体の供給装置は、
複数枚のシート材を積み重ねた積層体を箱詰機に供給する積層体の供給装置において、
第１の方向に長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の積層体からなる段と、前記第１の方向と交差する第２の方向に長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の積層体からなる段とが、各積層体の短手側の端部が直下段の積層体の長手側の縁部から突出するように交互に段積みされた集積部が設けられ、
前記集積部における前記積層体の底に鉤部を引っ掛けて取り出す爪を有するロボットハンドを備え、
前記爪は、最上段にある取り出し対象の前記積層体において、その直下段の積層体の長手側の縁部から突出した突出端部における長手側の両縁部の底を前記鉤部で支持可能な第１の爪と、直下段で隣り合う積層体の間に架け渡された架け渡し部における長手側の両縁部の底を前記鉤部で支持可能な第２の爪を備え、
前記第２の爪の一方は、前記架け渡し部の上方から隣り合う積層体の間の隙間に挿入され、
前記ロボットハンドは、最上段にある積層体の前記突出端部および架け渡し部を対応する前記第１の爪および第２の爪で夫々両側から引っ掛けて該積層体を集積部から取り出すと共に、該積層体を所定方向に向きを揃えて箱詰機に供給するよう構成されたことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、各段の積層体が互いに間隔をあけて並行配置されると共に、上下に隣り合う段の積層体が異なる向きで積み重なっているので、各段で隣り合う積層体の間にロボットハンドの爪を挿入可能な隙間ができ、また取り出し対象の積層体と直下段の積層体との間にロボットハンドの爪を挿入可能な隙間ができる。すなわち、積層体をなすシート材の外縁形状に影響されることなく、前記隙間を介してロボットハンドの爪によって積層体を確実かつ簡単に支持することができ、効率よく積層体を供給することができる。
また、積層体が直下段の積層体の長手側の縁部から突出すると共に、該積層体が直下段において隣り合う積層体の間に架け渡されるように積み重ねてあるから、直下段の積層体から突出する積層体の端部の下側および架け渡し部の下側に隙間ができ、ロボットハンドの爪によって該隙間を介して当該突出端部および架け渡し部の底を確実かつ簡単に支持することができる。

請求項２に係る発明では、前記各爪は、前記積層体を引っ掛けて支持する際に、該積層体の側面に当接して挟持する挟持部を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、前記集積部には、長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の段部に、最下段の積層体を該段部の長手辺に対して長手を交差するように載置した状態でパレット上に段積みされた積層体が配置されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、段部によって最下段の積層体の下側に隙間ができ、該隙間を介してロボットハンドによって積層体を確実かつ簡単に支持することができる。

請求項４に係る発明では、前記ロボットハンドは、最上段にある取り出し対象の積層体の位置を撮像手段によって認識し、この認識に基づき当該積層体を支持するよう構成したことを特徴とする。
請求項４に係る発明によれば、撮像手段の認識に基づいてロボットハンドが位置合わせされるので、積層体の位置ズレなどに対応することができ、積層体をより確実に支持することができる。

本発明に係る積層体の供給装置によれば、シート材の外縁形状に影響されることなく積層体を確実に支持することができ、支持した積層体を箱詰機に効率よく供給し得る。

本発明の実施例に係る供給装置を示す概略平面図である。実施例の集積部を示す概略斜視図である。実施例の集積部での積層体の取り出し状況を示す説明図であって、(ａ)と(ｂ)とは異なる向きにある積層体を取り出している。

次に、本発明に係る積層体の供給装置につき、実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。

図１に示すように、実施例の供給装置は、段ボールシートなどのシート材を複数枚積み重ねた積層体Ｌが複数段積みされた集積部１０と、この集積部１０から積層体Ｌを１つずつ取り出し、箱詰機ＰのシートホッパーＨに供給するロボットハンド１６を有する移載ロボット１４とを備えている。積層体Ｌは、箱詰機Ｐで箱状に組み立てられる前の展開した状態にあるシート材を、外縁を揃えて複数枚積み重ねたものであり、各シート材の外形形状は、略長方形状である。図２に示すように、集積部１０には、第１の方向(例えば前後)に長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の積層体Ｌからなる段と、前記第１の方向と交差する第２の方向(例えば左右)に長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の積層体Ｌからなる段とが、パレット１２上に交互に段積みされている。実施例では、長手側の縁部を並行させて離間配置した２つの積層体Ｌ,Ｌで各段が構成され、上下の段で積層体Ｌの長手側の縁部が互いに直交するように交互に向きを変えた井桁状に段積みされる。

図２に示すように、前記パレット１２には、長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数(実施例では２つ)の段部１３,１３が一体形成されており、最下段の積層体Ｌは、その長手を段部１３の長手辺に対して交差させて載置される。なお、段部１３の上面は、平坦であり、積層体Ｌの平面形状と略同じ大きさに設定されている。また、複数の段部１３の離間間隔は、各段での積層体Ｌの離間間隔に合わせて設定されている。ここで、各積層体Ｌは、その短手側の端部の少なくとも一方が、直下段の積層体Ｌまたは段部１３の長手側の縁部から外側へ突出するように積み重ねられる。図３に示すように、集積部１０では、各段で隣り合う積層体Ｌ,Ｌの間に隙間Ｓがあき、各積層体Ｌにおいて直下段で隣り合う積層体Ｌ,Ｌ間または段部１３,１３間に架け渡された架け渡し部分の下側に隙間Ｓがあくと共に、各積層体Ｌにおいて直下段の積層体Ｌまたは段部１３の長手側の縁部から外側へ突き出た端部(以下、突出端部という)の下側に隙間Ｓがあいている。

前記移載ロボット１４は、自在に動作可能なロボットアーム１５に支持されて、集積部１０とシートホッパーＨとの間で移動可能で、集積部１０やシートホッパーＨなどの適宜位置で昇降移動可能なロボットハンド１６を備えている。ロボットハンド１６は、ロボットアーム１５に対して上下方向に向いた軸周りに回転可能に配設されて、ロボットアーム１５の水平方向の移動およびロボットハンド１６自身の回転によって水平方向の向きを任意に変更可能になっている。図２に示すように、ロボットハンド１６は、ロボットアーム１５に対して回転可能に支持された支持部１８の下方に延出して、ガイドレール２０を介して互いに近接・離間移動可能に配設された対をなす把持爪２２,２２を有している。ロボットハンド１６には、対をなす把持爪２２,２２が、両把持爪２２,２２の近接離間方向と直交する方向に離間して２組配設され、合計４つの把持爪２２によって積層体Ｌの長手に離間した位置で該積層体Ｌの長手側の両縁部を把持するようになっている。各把持爪２２は、上下方向に延在する挟持部２３と、この挟持部２３の下端に、対をなす他方の把持爪２２側に延出するように折り曲げ形成された鉤部２４とを有し、把持爪２２で積層体Ｌを把持する際に、挟持部２３を積層体Ｌの側面に当接させると共に鉤部２４を積層体Ｌの底に当接させて支持する。ロボットハンド１６は、図示しない作動手段によって組毎に独立して対をなす把持爪２２,２２を近接・離間移動し得るように構成されて、積層体Ｌを把持する部位の幅に合わせて対をなす把持爪２２,２２の間隔を夫々変更可能になっている。ここで、ロボットハンド１６は、一方の組の把持爪(第１の爪)２２,２２で積層体Ｌの前記突出端部の長手側の両縁部を把持すると共に、他方の組の把持爪(第２の爪)２２,２２で積層体Ｌの前記架け渡し部分(架け渡し部)の長手側の両縁部を把持する。

前記移載ロボット１４は、ロボットハンド１６に配設され、集積部１０の最上段にある把持対象の積層体ＬやシートホッパーＨを撮像可能なＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像手段２６を備えている。撮像手段２６は、ロボットハンド１６が把持した積層体Ｌに邪魔されずに撮像し得る部位に配設され、実施例ではガイドレール２０の端部に設けられている。そして、供給装置は、撮像手段２６で撮像した積層体ＬまたはシートホッパーＨの位置を画像処理により認識し、この認識に基づきロボットハンド１６を移動して、把持対象の積層体ＬまたはシートホーパーＨに対してロボットハンド１６を位置合わせしている。

次に、実施例の積層体Ｌの供給方法について説明する。集積部１０には、パレット１２上に段部１３を介して井桁状に段積みされた複数の集積体Ｌが配置されている。供給装置は、最上段の積層体Ｌの１つを取り出す際に、ロボットハンド１６に取り付けられた撮像手段２６によって把持対象の積層体Ｌを撮像し、撮像データの画像処理により把持対象の積層体Ｌの位置を認識する。把持対象の積層体Ｌの位置認識により、ロボットハンド１６の４つの把持爪２２が積層体Ｌの把持位置に合致するように、ロボットアーム１５を移動すると共にロボットハンド１６を回転させて水平方向の位置合わせを行う。これにより、ロボットハンド１６は、対をなす２つの把持爪２２,２２が把持対象の積層体Ｌの短手に沿って向かい合い、一方の組の把持爪２２,２２が積層体Ｌの前記突出端部の上方位置に配置されると共に、他方の組の把持爪２２,２２が積層体Ｌの前記架け渡し部分の上方位置に配置される。

前記ロボットハンド１６は、積層体Ｌにおける把持部位の短手幅よりも対をなす把持爪２２,２２を開いた状態で下降することで、対をなす把持爪２２,２２によって積層体Ｌの長手側の両縁部を挟む。最上段に複数の積層体Ｌがある場合に、ロボットハンド１６は、片側の把持爪２２を同じ段で隣り合う積層体Ｌとの隙間Ｓに挿入する。そして、ロボットハンド１６は、一方の組の把持爪２２,２２の鉤部２４,２４を積層体Ｌの突出端部下側の隙間Ｓに臨ませると共に、他方の組の把持爪２２,２２の鉤部２４,２４を積層体Ｌの架け渡し部分下側の隙間Ｓに臨ませる。ロボットハンド１６は、一方の組の把持爪２２,２２を互いに近接移動することで、両把持爪２２,２２の鉤部２４,２４を積層体Ｌの突出端部下側の隙間Ｓに挿入すると共に、該突出端部の長手側の両縁部を挟持部２３,２３によって挟持する。また、ロボットハンド１６は、他方の組の把持爪２２,２２を互いに近接移動することで、両把持爪２２,２２の鉤部２４,２４を積層体Ｌの架け渡し部分下側の隙間Ｓに挿入すると共に、該架け渡し部分の長手側の両縁部を挟持部２３,２３によって挟持する。そして、ロボットハンド１６は、挟持部２３によって積層体Ｌの突出端部および架け渡し部分を挟持すると共に鉤部２４によって積層体Ｌの突出端部および架け渡し部分の底を支持した状態で上昇し、集積部１０から積層体Ｌを取り出す。

前記供給装置は、ロボットハンド１６で把持した積層体ＬをシートホッパーＨの上方まで搬送すると、撮像手段２６によってシートホッパーＨを撮像し、撮像データの画像処理によりシートホッパーＨの位置を認識する。シートホッパーＨの位置認識により、積層体Ｌを予め決められた方向に向けると共にシートホッパーＨに収まるように、ロボットアームを移動すると共にロボットハンド１６を回転させて水平方向の位置合わせを行う。そして、移載ロボット１４は、対をなす把持爪２２,２２を互いに離間移動して積層体Ｌの挟持を解除することで、積層体Ｌを所定方向に揃えてシートホッパーＨに供給する。このように、供給装置は、前述した移載ロボット１４の動作を繰り返すことで、積層体Ｌを集積部１０から取り出してシートホッパーＨに順次供給する。

〔実施例の作用〕
このように、集積部１０において各段の積層体Ｌが互いに間隔をあけて並行配置されると共に、上下に隣り合う段の積層体Ｌが異なる向きで積み重なっているので、各段で隣り合う積層体Ｌ,Ｌの間にロボットハンド１６の把持爪２２を挿入可能な隙間Ｓができ、把持対象の積層体Ｌと直下段の積層体Ｌとの間に把持爪２２の鉤部２４を挿入可能な隙間Ｓができる。より具体的には、積層体Ｌが直下段の積層体Ｌの長手側の縁部から突出するように積み重ねてあるから、直下段の積層体Ｌから突出する積層体Ｌの突出端部の下側に隙間Ｓができる。また、積層体Ｌが直下段において隣り合う積層体Ｌ,Ｌの間に架け渡されるように積み重ねてあるから、積層体Ｌの架け渡し部分の下側に隙間Ｓができる。すなわち、積層体Ｌをなすシート材の外縁形状がどのようなものであっても、積層体Ｌにおける前記突出端部および前記架け渡し部分下側の隙間Ｓを介してロボットハンド１６の把持爪２２によって積層体Ｌを確実かつ簡単に把持することができる。更に、前記供給装置によれば、把持爪２２を挿入するための隙間Ｓを作って積層体Ｌを分離するための機構や複雑な動作を必要とせず、簡単な機構による簡単な動作によって積層体Ｌを集積部１０から１つずつ確実に取り出すことができ、シートホッパーＨへの積層体Ｌの供給を高速化することができるから、積層体Ｌを効率よく供給することができる。幅の狭いシート材からなる積層体Ｌであっても、前述したように積層体Ｌを段積みすることで、積層体Ｌに接触した際などに積層体Ｌの荷崩れを防止することができる。

最下段の積層体Ｌを把持する際には、最下段の積層体Ｌの下面を支持する段部１３によって該積層体Ｌの下側に隙間Ｓができるから、前述した上段の積層体Ｌの取り出しと同様に該隙間Ｓを介してロボットハンド１６によって積層体Ｌを確実かつ簡単に支持することができる。ここで、段部１３をパレット１２に一体形成してあるので、段部１３の位置ズレはなく、積層体Ｌを安定して段積みすることができる。

前記供給装置は、撮像手段２６の認識に基づいてロボットハンド１６が、集積部１０の積層体Ｌに位置合わせされるので、積層体Ｌの位置ズレなどに対応することができ、積層体Ｌをより確実に把持することができる。同様に、撮像手段２６の認識に基づいてロボットハンド１６が、シートホッパーＨに位置合わせされるので、積層体ＬをシートホッパーＨの適切な位置に供給することができる。

(変更例)
本願発明は実施例の構成に限定されるものではなく、例えば、以下のようにも変更実施可能である。また、以下の変更例に限らず、実施例に記載した構成については、本発明の主旨の範囲内において種々の実施形態を採用し得る。
(１)積層体の段積み態様は、各段において３つ以上の積層体を並行配置してもよく、３つの積層体が並列配置された段の上に、２つの積層体を並列した段を積み重ねるなど、各段で積層体の並び数が異なっていてもよい。
(２)積層体の段積み態様は、直下段の積層体の長手側の縁部より積層体の短手側の両端部が突出するように積み重ねてもよい。また、直下段の積層体の長手側の縁部より積層体の短手側の両端部が突出しないように積み重ねてもよい。
(３)直下段の積層体の長手側の縁部より積層体の短手側の両端部が突出するように積み重ねる段積み態様において、積層体における両側の突出端部の夫々を把持爪で把持してもよい。積層体の突出端部を把持する場合に、積層体の長手側の両縁部を把持しても、積層体の短手側の両縁部を把持してもよい。また、積層体の架け渡し部分だけを把持爪で把持してもよい。
(４)最下段の積層体を支持する段部は、パレットに一体形成する構成に限られず、段部をパレットと別体に構成し、積層体の大きさに合わせて隣り合う段部の離間間隔を調節したり、上面の大きさが積層体の大きさに合った段部をパレットに取り付けることができる。
(５)把持対象の積層体の位置認識は、撮像手段を用いることなく、ロボットハンドによって集積部の積層体を把持する順番を予め決めるティーチングプレイバック方式によって移載ロボットの動作を設定しておいてもよい。
(６)箱詰機、シートホッパーおよび移載ロボットの位置は夫々固定されているので、撮像手段を用いることなく、積層体をシートホッパーに供給する際の移載ロボットの動作を予め設定しておいてもよい。

１０集積部，１２パレット，１３段部，１６ロボットハンド，
２２把持爪(第１の爪、第２の爪)，２３挟持部，２４鉤部，
２６撮像手段，Ｌ積層体，Ｐ箱詰機，Ｓ隙間

Claims

複数枚のシート材を積み重ねた積層体(L)を箱詰機(P)に供給する積層体の供給装置において、
第１の方向に長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の積層体(L)からなる段と、前記第１の方向と交差する第２の方向に長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の積層体(L)からなる段とが、各積層体(L)の短手側の端部が直下段の積層体(L)の長手側の縁部から突出するように交互に段積みされた集積部(10)が設けられ、
前記集積部(10)における前記積層体(L)の底に鉤部(24)を引っ掛けて取り出す爪(22)を有するロボットハンド(16)を備え、
前記爪(22)は、最上段にある取り出し対象の前記積層体(L)において、その直下段の積層体(L)の長手側の縁部から突出した突出端部における長手側の両縁部の底を前記鉤部(24)で支持可能な第１の爪(22)と、直下段で隣り合う積層体(L,L)の間に架け渡された架け渡し部における長手側の両縁部の底を前記鉤部(24)で支持可能な第２の爪(22)を備え、
前記第２の爪(22,22)の一方は、前記架け渡し部の上方から隣り合う積層体(L,L)の間の隙間(S)に挿入され、
前記ロボットハンド(16)は、最上段にある積層体(L)の前記突出端部および架け渡し部を対応する前記第１の爪(22,22)および第２の爪(22,22)で夫々両側から引っ掛けて該積層体(L)を集積部(10)から取り出すと共に、該積層体(L)を所定方向に向きを揃えて箱詰機(P)に供給するよう構成された
ことを特徴とする積層体の供給装置。
前記各爪(22)は、前記積層体(L)を引っ掛けて支持する際に、該積層体(L)の側面に当接して挟持する挟持部(23)を備えたことを特徴とする請求項１記載の積層体の供給装置。
前記集積部(10)には、長手を揃えて互いに間隔をあけて並行配置した複数の段部(13)に、最下段の積層体(L)を該段部(13)の長手辺に対して長手を交差するように載置した状態でパレット(12)上に段積みされた積層体(L)が配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の積層体の供給装置。
前記ロボットハンド(16)は、最上段にある取り出し対象の積層体(L)の位置を撮像手段(26)によって認識し、この認識に基づき当該積層体(L)を支持するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の積層体の供給装置。