JPS6259004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はブラウン管製造工場における完成品を
自動的にパレタイジングする装置に関する。

［従来の技術］ ブラウン管生産工場においては、生産設備の自
動化は、かなり進展しているが、最終製品となつ
た完成管の出荷工程では、管そのものの形状が特
異であることと、種類が非常に多いため自動化が
困難とされ、すべて人手作業でまかなわれてい
た。

［発明が解決しようとする問題点］ ブラウン管製造工場における完成品のパレタイ
ジング作業は積付け間隔を最小限に密集させて輸
送効率をよくすることが要請される。ブラウン管
は破損し易いため１段積付け毎に梱包資材を介置
させねばならないこと、管種ごとに積付け間隔、
積付けパターンが異なり積付け手順が一様でない
ことから自動化が容易でない。しかも大形管にな
ると重量も一段と増大し、積付け作業が一層激し
くなるので、自動化の要求が高まつて来ている。
このため本発明は上記のようなワークの積付けに
際し、直角座標ロボツトを利用して安全かつ自動
的に積付け作業を行うことのできる装置を提供す
ることを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は一方より搬
送物（ブラウン管完成品）を移送して待機させ、
側方より積付け位置に向けパレツトおよび梱包資
材を供給し、直角座標ロボツト式のツカミユニツ
トにより待機位置の搬送物を吊上げたまま積付け
位置のパレツト上に移動し、順次積付けて他方よ
りパレタイズされた梱包完成品を搬出するように
したものである。

ブラウン管完成品は、管種によつて寸法、形状
を異にするが何れも重量が大である。これに対
し、梱包資材はポリスチレン発泡成形品のパツド
や段ボールであるため非常に軽量である。本発明
では、重量のかさむブラウン管完成品をツカミユ
ニツトで取扱い、軽量の梱包資材を人手にて積付
け位置に供給する半自動パレタイザである。ツカ
ミユニツトは、管種および積付パターンの設定の
みでマイコン制御により各段に所定数のブラウン
管を高密度で積付け、かつ数段積（例えば３段
積）する高精度直交軸ロボツトである。

梱包資材の投入時には、ツカミユニツトの作動
範囲内に入つて作業を行なうため、本発明では、
次のような安全装置を付設している。すなわち、
パレツトまたは梱包資材の投入時にツカミユニツ
トを待機位置にホールドするメカニカルストツパ
と、積付け位置への空パレツトの供給時または梱
包完成品搬出時にツカミユニツトが可動範囲内に
暴走したことを検出する第１の光電センサと、昇
降つかみユニツトの積付け作業中に該ユニツトの
可動範囲内に障害物が侵入したことを検出する第
２の光電センサ手段とを設け、更に枠組の側方に
は上記センサ手段からの信号によつてツカミユニ
ツトを緊急停止させる制御装置とを備えている。
このようにすれば、予想できない動きにより昇降
つかみユニツトが暴走しても緊急停止して作業者
を保護するため、安全にパレタイジングすること
ができる。

［実施例］ 次に図面について本発明を具体的に説明する。
図示例はパツドを介して１段８個のブラウン管完
成品を積んだものを３段重ねに積付け、段ボール
包装して梱包完成品とした場合を示している。第
１図および第３図はブラウン管パレタイザの正面
図および平面図であつて、符号１は柱２とビーム
３とで上下の架台に組まれた枠組、４は枠組１の
上部に配置した走行ユニツト、５は走行ユニツト
４内に設けた横行昇降ユニツト、６は横行昇降ユ
ニツトの下部に吊下げたツカミユニツト、７は供
給コンベヤ、８は搬送パレツト戻し用コンベヤ、
９はワークリフタ、１０は反転装置である。

このパレタイザは、操作卓のある制御装置１９
の運転によりツカミユニツト６を直角座標ロボツ
ト式に作動させて積付ける移載機であつて、ネツ
ク部を立てた状態で運ばれてくるブラウン管を把
持してネツク部が水平になるように90度反転させ
る反転装置１０と、反転されたブラウン管におけ
る補強バンドの取付金具にピンを挿入して吊上げ
るツカミユニツト６と、ツカミユニツトを縦横並
びに上下方向に移動させる走行および横行昇降ユ
ニツト４，５と、ツカミユニツト６の可動範囲内
における積付け位置に配置したパレツトリフタ１
１と、パレツトリフタ上にパレツトおよび梱包資
材を供給する資材投入口１２と、各段複数個ずつ
の積付けで数段積みとして梱包完成品９０を棧外
に搬出する搬出コンベヤ１８と、管種並びに積付
けパターンに従いツカミユニツト、反転装置およ
び搬出コンベヤを作動させる制御装置１９とから
構成されている。

次に各部について詳細に説明する。

走行ユニツト、横行昇降ユニツト 枠組１の上面に、１対のレール２０，２０を設
けて走行ユニツト４を載せる。この走行ユニツト
４は、第１図〜第３図に示すように一端に駆動機
構２１を有し、これが一方のビーム３に平行する
スクリユー２２にかみ合つてツカミユニツト６の
主移動方向（Ｘ方向）に移動自在とされている。
走行ユニツト４内には２本のガイドロツド２３，
２３とスクリユー２４に案内された横行昇降ユニ
ツト５を取付ける。

このユニツト５は、第５図に拡大するように上
下の板２６，２７を連結筒２８，２８で連結して
ユニツト本体２５とし、上板２６の上面にユニツ
ト全体を横方向（Ｙ方向）に移動させる横行駆動
用モータ２９を有している。下板２７にはシリン
ダ３０を直立させ、そのピストンロツド３１の下
端に昇降板３２を固着すると共に、連結筒２８，
２８内にそれぞれシヤフト３３，３３を挿通して
昇降板３２の上下動をガイドする。上板２６のほ
ぼ中央に昇降用ボールネジ３４を立て、これにか
み合うボールナツトユニツト３５と駆動用DCモ
ータ３６とを付設する。昇降板３２から上方に向
けて突設させた枠体３７の上面に前記ボールネジ
３４の下端を固着する。更に枠体３７の左右にシ
ヤフト３８，３８を設けて取付板３９を吊下げ、
その中央にサーボモータのごとき回転ユニツト４
０を固着する。この回転ユニツト４０の軸４１は
上記ボールネジ３４と同一軸線（Ｚ軸）上にあつ
て、軸４１に吊下げたツカミユニツト６の旋回角
αを決定するものである。

なお、横行昇降ユニツト５は、積付け作動時以
外では、反転装置１０の直上部の待機位置に静止
しており、第２図に示すごとく横行センサ４２に
より、待機位置にあるか否かを検出される。

ツカミユニツト ツカミユニツト６は第５図の拡大示するように
回転ユニツトの軸４１に吊下げ固着されるフレー
ム４４と、フレーム内に移動自在に取付けられた
ハンド４５，４５と、各ハンド４５の下部に設け
たフインガー４６とからなつている。ハンド４
５，４５はガイド４７，４７とスクリユー４８と
駆動用DCモータ４９とによつて幅合せ方向βに
移動自在である。またハンドの下部にアクチユエ
ータ５０を設けてフインガー４６，４６を開閉さ
せて、ブラウン管補強バンド１０２の取付金具１
０３の穴１０４にピン５１を挿脱するように備え
ている。

供給コンベヤおよびワークリフタ ブラウン管完成品１００は第３図、第４図に示
すように、ネツク部１０５を垂直にした状態でパ
レツト５２に載置され、供給コンベヤ７で本装置
に送られる。この供給コンベヤ７はチエーン駆動
ローラスラツトコンベヤで、コンベヤ端のストツ
パ５５の作動によりコンベヤ上でブラウン管をア
キユムレーテイングさせ、ストツパ解除により最
先端のパレツト５２をワークリフタ９に移す。ワ
ークリフタ９はシリンダ５７と、ガイドロード５
８と、駆動ローラ付きテーブル５９とで構成さ
れ、リフトアツプのとき供給コンベヤ７とテーブ
ル５９のローラ面とが同じレベルになり、リフト
ダウンのとき、供給コンベヤ７より下位の戻りコ
ンベヤ８と同一レベルとなつて、空のパレツト５
２を戻すものである。

供給パレツト５２は基板上にブラウン管のパネ
ル周縁を支持する数個（図では６個）のコマ５３
を有している。各コマ５３の内側に段階状斜面を
形成して寸法の異なるブラウン管１００を支持で
きるようにしている。このコマ５３は後述する反
転装置１０の位置決めユニツト６５やツカミピー
ス６６と干渉しない位置に予め設けられている。

反転装置 反転装置１０は、上記のようにワークリフタ９
に接近した位置に設置されている。その詳細は第
６図〜第１０図に示されている。反転装置９は、
軸受台６１と、軸受台６１に回転自在に支持され
たフレーム６２と、フレーム６２の一方の軸端に
設けたレバー６３と、レバー６３の先端に設けた
反転用シリンダ６４と、フレームの中央に設けた
位置決めユニツト６５と、一対のツカミピース６
６およびフアンネル押えユニツト６７とを主要部
分として構成されている。

フレーム６２内には長手方向に２本のシヤフト
６８，６８が並置され、これに左右の移動体６
９，６９がガイドされている。両移動体よりシヤ
フトと平行してラツク７１，７１が延出され、フ
レーム中央のピニオン７０にかみ合つている。ピ
ニオン軸にはロータリアクチユエータ７２が取付
けられて幅方向に移動体６９，６９を移動させ
る。各移動体６９，６９の前方にはアーム７３，
７３を形成させてブラウン管のパネル周縁に当接
するツカミピース６６と、フアンネル押えユニツ
ト６７とを設ける。バルブ押えユニツト６７は第
６〜７図のごとくDCモータ７４と、一対の歯車
７５，７６と、歯車７６の軸に取付けられた腕７
７と、腕の先端に設けた弾性材料製の押えローラ
７８とからなつている。

位置決めユニツト６５は一対のストツパローラ
７９と、ストツパローラ７９を進出させるネジ機
構８０と、ネジ機構８０を回転させる正逆モータ
８１とで構成されている。なお、フレーム６２の
背部にストツパ９６を設け、これが反転時に軸受
台６１の１側に設けたストツパ受け９７に当接さ
せてエンドでのシヨツクを吸収させている（第１
０図）。

安全装置 パレツトおよび梱包資材を積付け位置に投入す
るための安全装置は、第１１図のように枠組１上
部ビーム３に設けたメカニカルストツパ８２と、
柱間に配置した光電センサ群とからなつている。

メカニカルストツパ８２は、パレツトまたは梱
包資材の積付け位置への投入時にツカミユニツト
６を待機位置にホールドするためのものであり、
ホールド状態を横行センサ４２により検出して制
御装置１９に入力させる。

パレタイザ全体は、第４図に示すように、供給
コンベヤ７、投入口１２および搬出コンベヤ１８
の３ヶ所を除き、壁または扉８３で閉じられてい
る。積付け位置を囲む４つの柱のうち中央の柱２
ｂ，２ｃの上部架台間には、第８図に示すように
パレツトおよび梱包資材の投入時に、ツカミユニ
ツト６が作業範囲内に暴走したことを検出するた
め投・受光器８４ａ，８４ｂによる第１の光電セ
ンサが設けられている。

また投入口側の柱２ａ，２ｂの下部架台間の上
下に配した投・受光器８５ａ，８５ｂ，８６ａ，
８６ｂと、対角位置の柱２ａ，２ｃ間における積
付け高さＨに配置した投・受光器８７ａ，８７ｂ
とよる第２のセンサが設けられている。第２のセ
ンサはツカミユニツトの自動運転中に、該ユニツ
トの可動範囲内に障害物（作業者・パレツト・梱
包資材等）が侵入したことを検出するためのもの
である。

ツカミユニツト６による自動運転中にはメカニ
カルストツパ８２をOFFとし、予想できない動
きにより第１、第２の光電センサが作動したと
き、その信号によりツカミユニツト６を緊急停止
させる。なお、柱２ａ，２ｄ間にも投・受光器８
８ａ，８８ｂおよび８９ａ，８９ｂを配置して梱
包完成品９０の搬出を検出する。

作 用 供給コンベヤ７から送られてワークリフタ１１
に移つたブラウン管１００は、反転装置１０の位
置決めユニツト６５に当ると、図示省略のリミツ
トスイツチONによりロータリアクチユエータ７
２を駆動し、ピニオン７０、ラツク７１，７１に
より移動体６９，６９の幅合せを行なう。この幅
合せと同時にバルブの大きさを判断する。すなわ
ちロータリアクチユエータの軸にエンコーダを設
けるか、フレームの長手方向に数個のリミツトス
イツチを設ける（図示省略）。幅合せによりツカ
ミピース６６，６６がブラウン管のパネル１０１
の周縁に当接し、次にDCモータ７４を駆動し、
フアンネル押えユニツト６７，６７を作動させて
ブラウン管のフアンネル部１０６を把持する。

このようにしたのち、シリンダ６４を駆動し、
レバー６３を介してフレーム６２を回動し、反転
させる。反転されたブラウン管１００は第３図、
第７図のようにネツク部１０５が水平になり、供
給時に後側にあつたバンド１０２の左右隅の取付
金具１０３が上向きの姿勢となり、ミカミユニツ
ト６によりツカミ準備を終了する。ブラウン管を
引取られた空パレツト５２は、ワークリフタ９の
ダウンにより戻りコンベヤ８に移され返戻され
る。横行昇降ユニツト５は、前述のように通常は
横行センサ４２により待機位置に静止されてい
る。この位置でツカミユニツト６を下降させてブ
ラウン管を吊下げる。

ブラウン管を吊上げるには、まず横行昇降ユニ
ツト５のボールネジ３４を駆動してツカミユニツ
ト６を下降させ、サーボモータ４９の回動により
ハンド４５，４５の幅合せを行ない、続いてロー
タリアクチユエータ５０を駆動してフインガーピ
ース４６を前進させ、第５図のようにピン５１を
前記取付金具１０３の穴１０４を通して対向する
フインガーピースのピン穴５１ａに差込み、ボー
ルネジ３４を駆動して吊上げ待機させる。吊上げ
時には、全荷重がボールネジに加わらないようエ
アバランスさせている。

一方第２図に示すように枠組１のほぼ中央が積
付け位置となつており、第４図で示す資材投入口
１２から、パレツト、段ボール、発泡ポリスチロ
ールのパツドなどを供給し、セツトする。図示例
の場合には、第１２図のようにパレツト９１、底
部段ボール９２、上、中、上４枚のパツド９３、
上部段ボール９４および胴部段ボール９５を順次
投入して３段積みとする。

積付け位置には、第４図のようにローラコンベ
ヤ１３と、プツシヤ１４と、位置決め用のストツ
パ１５およびプツシヤ１６とが設けられ、コンベ
ヤ１３の前方にはフリーローラコンベヤ１７と搬
出コンベヤ１８とが配置されている。第１図のよ
うにパレツトリフタ１１の作用により積付け部の
パツド９３が一定の高さＨにあるように保持され
る。

第１段目を積付ける以前にパレツト９１を投入
し、プツシヤ１６を閉じて固定し、底部段ボール
９２を介置し、その上に下部パツド９３を重ね
る。各パツドは積付けるブラウン管のサイズに合
う凹所を有し、この凹所が最大積付密度になるよ
うなパターン配置される。第２図ではネツクの軸
線を直交させたり、ネツクまたはパネルを向い合
せにしたりして１段に８個のブラウン管を積付け
た場合を示し、第１３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはその他
の積付パターンを示している。

これらのパターンに積付けるには、管種および
積付パターンの設定により制御装置１９で自動的
に行なうものであるが、待機位置にある最初のブ
ラウン管１００をツカミユニツト６で吊上げたま
ま、走行ユニツト４および横行昇降ユニツト５を
作動させてＸ，Ｙ方向に移動し、例えば第２図の
左隅の積付け部位に停止させ、Ｚ軸方向に下降さ
せてパツド９３の凹所に嵌入させる。完全に嵌入
させたうえ、フインガーピース４６を開いて離
し、上昇（Ｚ方向）させたのち前と逆にＸ，Ｙ方
向に走行させてツカミユニツト６を待機位置に戻
す。この間、２番目のブラウン管１００が供給さ
れ、反転されて待機位置で待機されているから、
再びツカミユニツト６を下降させてつかみ、吊上
げ、Ｘ，Ｙ方向に走行させながら回転ユニツト４
０を作動して第５図の矢印のごとく旋回させ、パ
ツド９３上の第２番目の凹所に嵌入させる。嵌入
後は前と同様にツカミユニツトを待機位置に戻
す。これを繰返して順次積付ける。１段目の積付
けが終ると、その上に２段目のパツド９３を重ね
たのち、２段目のパツドが積付け高さになるよう
パレツトリフタ１１を下げて積付ける。３段目に
至つてパレツトリフタ１１を下限に下げ、積付を
終えると上部パツド９３を上部段ボール９４を重
ね、更に胴部段ボール９５で囲み包装する。

このように包装したのち、プツシヤ１４および
１６を開くと同時にコンベヤ１３を作動して梱包
完成品９０を搬出方向に移動させ、ローラコンベ
ヤ１７を介して搬出コンベヤ１８に移し、機外に
搬出するものである。

上記作業において、重量物のブラウン管１００
はツカミユニツト６により取扱い、軽量のパレツ
ト９１およびパツド、段ボールなどの梱包資材を
人手にて投入するため安全装置が作動して安全な
梱包作業を果している。

まず、ツカミユニツト６による自動運転中には
メカニカルストツパ８２および第１の光電センサ
８４ａ，８４ｂをOFFとし、第２の光電センサ
８５ａ以下をONとしておくものであるから、ツ
カミユニツトの可動範囲内に作業者、梱包資材等
の障害物が侵入したときには第２の光電センサ８
５ａ以下の検出信号によりツカミユニツト６の動
きを緊急停止させて事故を未然に防ぐ。また積込
位置へのパレツトおよび梱包資料の供給時には第
２の光電センサ８５ａ以下をOFFとし、メカニ
カルストツパ８２および第１のセンサ８４ａ，８
４ｂをONとしておくから、予想しない動きによ
り待機位置にボールドされていたツカミユニツト
が作業範囲内に暴走したときには第１の光電セン
サ８４ａ，８４ｂにより検出し暴走を停止させる
ことにより、安全に積付け作業を行なうことがで
きる。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、生産工場より供
給されるブラウン管完成品を待機させ、側方より
積込み位置に向けパレツトおよび梱包資材を投入
し、直角座標ロボツト式ツカミユニツトを駆動し
て待機位置のブラウン管を吊上げたまま積付け位
置のパレツト上に移動し、順次積付けて他方より
梱包完成品を搬出するようにしたものであるか
ら、管種が様々で重量のかさむブラウン管完成品
を、効率よくパレタイジングすることができる。
またツカミユニツトはDCサーボモータにより駆
動されるＸ（走行）、Ｙ（横行）、Ｚ（昇降）、α
（旋回）、β（幅合せ）の５軸と、ロータリアクチ
ユエータ、ラツクピニオンなどにより作動する２
つのハンドを備えた直交（直角座標）ロボツトで
あるから、自由度が大きく、高密度、高精度のパ
レタイズができる。ブラウン管の把持は、キヤビ
ネツトへの上部取付金具の穴を利用するため、製
品を汚損するおそれがない。また操作盤より制御
装置（マイコン）に管種パターン信号を入力して
起動することにより全数積付けまでを自動運転す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ブラウン管パレタイザの正面
図、第２図は平面図、第３図は第２図の−線
における断面図、第４図は第１図の−線にお
ける断面図、第５図は横行昇降ユニツトおよびツ
カミユニツトの斜視図、第６図は反転装置の正面
図、第７図は同側面図、第８図は同平面図、第９
図は第６図の−線における拡大断面図、第１
０図はシヨツクアブソーバの側面図、第１１図は
安全装置の配置を示す概略斜視図、第１２図は梱
包完成品の１部破断正面図、第１３図はＡ〜Ｄは
積付けパターンを示す平面図である。 １……枠組、２……柱、３……ピーム、４……
走行ユニツト、５……横行昇降ユニツト、６……
ツカミユニツト、７……供給コンベヤ、９……ワ
ークリフタ、１０……反転装置、１２……資材投
入口、１８……搬出コンベヤ、１９……制御装
置、３４……昇降用ボールネジ、４０……回転ユ
ニツト、５１……ピン、６１……軸受台、６２…
…フレーム、６４……シリンダ、６５……位置決
めユニツト、６６……ツカミピース、６７……フ
アンネル押えユニツト、７２……ロータリアクチ
ユエータ、７９……ストツパローラ、８２……メ
カニカルストツパ、８４ａ，８４ｂ〜８９ａ，８
９ｂ……光電センサ投・受光器、９０……梱包完
成品、９１……パレツト、９３……パツド、９
２，９４，９５……段ボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ネツク部を立てた状態で運ばれてくるブラウ
   ン管を90度反転させる反転装置と、反転されたブ
   ラウン管における補強バンドの取付金具にピンを
   挿入して把持するツカミユニツトと、ツカミユニ
   ツトを縦横並びに上下方向に移動させる走行およ
   び横行昇降ユニツトと、ツカミユニツトの可動範
   囲内の積付け位置に配置したパレツトリフタと、
   パレツトリフタ上にパレツトおよび梱包資材を供
   給する資材投入口と、各段複数個ずつの積付けで
   数段積みとした梱包完成品を機外に搬出するコン
   ベヤと、管種並びに積付けパターンに従いツカミ
   ユニツトを直交座標ロボツト式に作動させる制御
   装置とからなるブラウン管パレタイザ。 ２ 反転装置は、ネツク部を立てた状態で運ばれ
   てくるブラウン管の停止位置を決める位置決め装
   置と、ブラウン管の両側を支持するツカミピース
   と、ツカミピースに対向してフアンネル部を押圧
   するフアンネル押えユニツトと、ツカミピースお
   よびフアンネル押えユニツトを管種に応じて幅合
   せする幅合せ機構と、フレームの両端に設けたシ
   ヤフトと、シヤフトの一端に設けたレバーおよび
   反転用シリンダとから構成されている特許請求の
   範囲第１項記載のブラウン管パレタイザ。 ３ 走行および横行昇降ユニツトは、数本の柱
   と、梁材とによる枠組上に取付けられている特許
   請求の範囲第１項記載のブラウン管パレタイザ。 ４ 枠組上には、パレツトまたは梱包資材の供給
   時にツカミユニツトを待機位置にホールドするメ
   カニカルストツパと、積付け位置への空パレツト
   の供給時または梱包完成品搬出時に、ツカミユニ
   ツトが可動範囲内に暴走したことを検出する第１
   の光電センサと、ツカミユニツトの積付け作動中
   に該ユニツトの可動範囲内に障害物が侵入したこ
   とを検出する第２の光電センサ手段とを設け、上
   記センサ手段からの信号によつてツカミユニツト
   を緊急停止させるようにしている特許請求の範囲
   第３項記載のブラウン管パレタイザ。