JP2017218275A - 物品搬送システム及び物品搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】上流側のコンベア装置から一定速度で1個ずつ順次に供給される物品を、後段のトレー内に整列させる整列作業を、ロボットアームを1基だけ用いて実現可能にする。【解決手段】物品を1個ずつ搬送する第1コンベアと、搬送方向と直交する方向に複数並置された物品を間欠的に搬送する第2コンベアと、前記第1コンベアの物品をピックアップして前記第2コンベアへ移送するロボットアームと、を備えることを特徴とする物品搬送システム。【選択図】図1
Description
本発明は、物品搬送システム及び物品搬送装置に関する。
特許文献1には、上流側コンベア装置によって搬送される物品(おにぎり)を、ロボットアームを用いてトレー内に整列収納する整列収納装置について開示されている。
特許文献1の技術において、ロボットアームの先端には物品受取ハンドが取り付けられている。ロボットアームは、物品受取ハンドの高さ等の位置を調整しつつ上流側コンベア装置によって1個ずつ順次搬送される複数の物品を受け取ることにより、受け取った複数の物品を物品受取ハンド内に整列状態で収容する。
特許文献1に記載の整列収納装置は、上述したロボットアームが2基並設されている。これら2基のロボットアームは、一方のロボットアームが物品を受け取り収容する「物品受取動作」を行っている間に、他方のロボットアームが物品受取ハンド内の複数の物品をトレー内に移し入れて収納する「物品収納動作」を行うように連係動作するように設定されている。これにより、上流側コンベア装置によって所定速度で順次供給される物品を取りこぼしなくトレーへ移し入れることができる。
上述した特許文献1に記載の整列収納装置は、上流側コンベア装置からトレーへ物品を移し入れするために2基以上のロボットアームが必要になっていた。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、上流側のコンベア装置から1個ずつ順次に供給される物品を、後段のトレー内に整列させる整列作業を、ロボットアームを1基だけ用いて実現可能にすることを目的とする。
本発明の態様の1つは、物品を1個ずつ搬送する第1コンベアと、搬送方向と直交する方向に複数並置された物品を間欠的に搬送する第2コンベアと、前記第1コンベアの物品をピックアップして前記第2コンベアへ移送するロボットアームと、を備えることを特徴とする物品搬送システムである。
このように構成した物品搬送システムにおけるロボットアームの役割は、第1コンベア上を1個ずつ順次に搬送されてくる物品を第2コンベア上に1個ずつ並べなおす作業を行う点にある。そして、第2コンベアは、搬送方向と直交する方向に複数並置された物品を間欠的に搬送する構成であり、第1コンベアで少なくとも複数個の物品が搬送されてロボットアーム30がその複数個の物品を全て第2コンベア上に移送してから第2コンベア20は搬送を開始することになる。第2コンベアの下流端にトレーを配設することで、第2コンベア上に整列した複数の物品を、その整列状態を維持しつつトレー内に収容させることができる。このように、第1コンベアにおいて1個ずつ順次に供給される物品を、搬送方向と直交する方向に複数並置された物品を搬送する第2コンベアに移送する役割を担うロボットアームであれば1基で実現可能である。
本発明の選択的な態様の1つは、前記ロボットアームが、前記第2コンベアの搬送方向と直交する方向に沿って延びる配列基準ラインに沿って前記物品を並置する構成であり、前記第2コンベアが、前記配列基準ラインに沿って前記第2コンベア上に所定数の前記物品が並置されると、前記ロボットアームによる次の物品の前記第2コンベアへの移送前に、前記物品のサイズ以上の送り量で搬送を実行する、ことを特徴とする物品搬送システムである。
このように構成された物品搬送システムにおいては、配列基準ラインに沿って物品が所定数だけ並置されるごとに、逐次に第2コンベアの搬送を、物品のサイズ以上の送り量で実行するため、配列基準ラインに沿って整列した複数物品を、第2コンベアの後段に順次に供給することができる。
本発明の選択的な態様の1つは、物品を1個ずつ搬送する第3コンベアを更に備え、前記ロボットアームが、前記第1コンベアが搬送する物品のうち、第1特徴を持つ前記物品については前記第2コンベアへ移送し、第2特徴を持つ前記物品については前記第3コンベアへ移送する、ことを特徴とする物品搬送システムである。
このように構成された物品搬送システムにおいては、第1コンベア上を1個ずつ搬送されてくる物品を、各物品の特徴に応じて、第1特徴の場合は第2コンベアへ、第2特徴の場合は第3コンベアへロボットアームが移送する構成としてあるため、ロボットアームの位相作業の中で、物品の特徴に応じた仕分け作業をも実現することができる。
本発明の選択的な態様の1つは、前記第1特徴を持つ物品が、所定状態に包装された被包食品であり、前記第2特徴を持つ物品が、所定状態に包装されていない前記被包食品である、ことを特徴とする物品搬送システムである。
このように構成された物品搬送システムにおいては、第1コンベア上を1個ずつ搬送されてくる物品を、各物品の包装状態に応じて、所定状態に包装された被包食品については第2コンベアへ、所定状態に包装されていない被包食品の場合は第3コンベアへロボットアームが移送する構成としてあるため、ロボットアームの位相作業の中で、包装状態に応じた仕分け作業を実現することができる。
本発明の選択的な態様の1つは、前記第2コンベアの下流側に設けられて、前記第2コンベアの載置面の下流端から下方へ傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の下端に開口を向けて配置される番重と、前記番重の高さ位置を前記物品の厚み相当ずつ降下させる箱送り装置と、を更に備え、前記ロボットアームが、前記物品の底面を前記第2コンベアの搬送方向に向けて前記物品を前記第2コンベア上に載置する、ことを特徴とする物品搬送システムである。
このように構成された物品搬送システムにおいては、第1コンベア上を1個ずつ順次に搬送されてくる物品を第2コンベア上に1個ずつ並べなおす際に、ロボットアームが物品の底面を第2コンベアの下流側に向けて載置するため、第2コンベアの下流側に傾斜状態で配設される番重の中に、傾斜部をスライドして番重の底に物品の底面が向くように収容されることになる。
本発明の他の態様は、物品を1個ずつ搬送する第1コンベアと、搬送方向と直交する方向に複数並置された物品を間欠的に搬送する第2コンベアと、前記第1コンベアの物品をピックアップして前記第2コンベアへ移送するロボットアームと、を備えることを特徴とする物品搬送装置である。
なお、以上説明した物品搬送システムや物品搬送装置は、他の機器やシステムに組み込まれた状態で実施されたり他の方法とともに実施されたりする等の各種の態様を含む。
本発明によれば、ロボットアームを1基だけ用いて、上流側のコンベア装置から一定速度で順次供給される物品を後段のトレー内に整列収納させる物品の移し入れを実現することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る物品搬送システム100の構成の一例を示す斜視図、図2は、同物品搬送システム100の構成の一例を示す平面図である。
物品搬送システム100は、概略、第1コンベア10、第2コンベア20及びロボットアーム30を備える。物品搬送システム100は、図1に示すように、第3コンベア40、箱入れ装置50、箱送り装置60、検査装置70等の付加的な構成を更に備えてもよい。物品搬送システム100の各構成要素は、不図示の制御部によって動作のオン/オフ、動作速度、動作タイミング等を統括的に制御されている。
物品搬送システム100において、第1コンベア10が搬送する物品Tを第1コンベア10の搬送物載置面11からピックアップして第2コンベア20の搬送物載置面21へ移送する移送作業を1基のロボットアーム30で行っている。
ロボットアーム30は、多軸多関節ロボットであり、その先端には物品Tをピックアップするためのハンド31が設けられている。ハンド31は、例えば空気による吸着式のもの、3つ爪式のもの等、物品Tをピックアップ可能であればいかなる方式であってもよい。本実施形態では、3点で空気吸着する吸着式のハンド31を図示してある。
以下では、物品Tとして、米飯塊であるおにぎり本体を、シート状フィルム体の折り畳み包装によって被覆した被包食品としての「おにぎり包装体」を例に取り説明する場合がある。シート状フィルム体は、フィルムで形成したシート状袋の中にシート状の海苔を収容したものであってもよい。
ここで、物品Tを三角おにぎり包装体で構成した場合の、物品Tの形状や構造について説明する。図3は、三角おにぎり包装体の形状や構造を説明する図である。
三角おにぎり包装体は、扁平三角柱形状に形成された米飯塊を、シート状フィルム体で折り畳んで包むように被覆した扁平三角柱形状である。具体的には、略平行に形成される2つの略三角形面である表三角面T1及び裏三角面T2、並びに、表三角面T1と裏三角面T2の各辺の間を繋ぐようにそれぞれ形成される3つの略矩形面である第1斜面T3、第2斜面T4及び底面T5を有する。表三角面T1には一般的に表ラベルLfが貼着され、裏三角面T2には一般的に裏ラベルLbが貼着される。
第1コンベア10は、搬送物載置面11を当該搬送物載置面11の面方向に沿って平行移動させることにより搬送物載置面11に載置された物品Tを1個ずつ搬送する搬送動作を行う。第1コンベア10は、このような搬送動作を略一定速度で連続的に行う。第1コンベア10は、例えばベルトコンベアの構成を有する。
第1コンベア10の搬送物載置面11には、搬送物載置面11の搬送方向D11に沿う方向に略一定間隔で物品Tが並置される。第1コンベア10による物品Tの搬送速度は、2500個/時以上であり、より好適には3000〜3300個/時以上である。
第1コンベア10の前段には、例えば、米飯塊を成形する成型機、米飯塊をシート状フィルム体で被覆する包装装置、等が設けられる(不図示)。また、第1コンベア10の途中には、おにぎり包装体の包装状態を検査する検査装置70を設けてもよい。
図4は、検査装置70の一例を示す図である。検査装置70は、搬送方向D11において第1コンベア10の途中に設けられており、撮像装置71〜73を有する。
撮像装置71,72は、第1コンベア10の搬送方向D11の両側にそれぞれ配設され、撮像装置73は、第1コンベア10の搬送物載置面11の上方に配設される。撮像装置71は、第1コンベア10が搬送する物品Tを第1コンベア10の右方から撮像する。撮像装置72は、第1コンベア10が搬送する物品Tを第1コンベア10の左方から撮像する。撮像装置73は、第1コンベア10が搬送する物品Tを第1コンベア10の上方から撮像する。
第1コンベア10によって搬送される物品Tは、いずれもほぼ同じ姿勢で搬送物載置面11上に載置されている。図4に示す例では、第1コンベア10上を搬送される三角おにぎり包装体は、底面T5を搬送物載置面11に対面させ、第1斜面T3と第2斜面T4の間の角部を上方に配向させた立設状態で搬送されている。表三角面T1と裏三角面T2を第1コンベア10の左方と右方にそれぞれ配向させてある。
撮像装置71〜73は、物品Tの状態(三角おにぎり包装体の場合、その包装状態、ラベル貼着状態、ラベル印刷状態、等)を観察できる方向から撮影する。物品Tが三角おにぎり包装体の場合、例えば、撮像装置71によって表ラベルLfが貼着された表三角面T1を撮像し、撮像装置72によって裏ラベルLbが貼着された裏三角面T2を撮像し、撮像装置73によって第1斜面T3及び第2斜面T4の両方が観察できる方向から撮像する。撮像装置73が撮像する画像には、シート状フィルム体で米飯塊を包むように包装した際に適切に包装が為されていれば形成される特徴的に襞状の余剰部分が観察される。
撮像装置71〜73が撮像した画像は、撮像装置71〜73に付属する情報処理装置又は別途に用意された情報処理装置において、撮像された物品Tの状態について正常状態か非正常状態かを判定される。
正常状態か非正常状態かの判定は、例えば、ニューラルネットワークを用いて行うことができる。すなわち、特定の方向から見た物品Tの正常状態(第1特徴を持つ状態)の画像と、非正常状態(第2特徴を持つ状態)の画像とを用意し、これら画像を教師データとして用いてニューラルネットワークに学習させる。これにより、撮像装置71〜73が撮像した画像中に写る物品Tの正常状態/非正常状態を判定可能なニューラルネットワークを構築することができる。
撮像装置71〜73が撮像した画像に基づいて情報処理装置が行う判定結果に応じた信号はロボットアーム30へ入力される。たとえば、撮像装置71〜73によって撮像された物品Tの画像の全てが正常状態と判断された場合はロボットアーム30へ第1信号が入力され、撮像装置71〜73によって撮像された物品Tの画像の少なくとも1つが非正常状態と判断された場合は、ロボットアーム30へ第2信号が入力される。
なお、図4に示す例では、検査装置70の出口に干渉部材74を設けてあり、検査装置70から出る際に干渉部材74と干渉した三角おにぎり包装体を倒伏させ、三角面の一方を搬送物載置面11に対面させつつ他方の三角面を上方に配向させた状態とする構成としてある。三角おにぎり包装体を搬送物載置面11に倒伏させることで、その後のロボットアーム30がピックアップしやすい状態とすることができる。
第2コンベア20は、搬送物載置面21を当該搬送物載置面21の面方向に沿って平行移動させることにより、搬送物載置面21に載置された物品Tを搬送する搬送動作を行う。第2コンベア20は、このような搬送動作を間欠的に行う。第2コンベア20は、例えばベルトコンベアの構成を有する。
図5はロボットアーム30が行う物品Tの移送を説明する図である。第2コンベア20の搬送物載置面21には、ロボットアーム30によって第1コンベア10の搬送物載置面11上の物品Tが移送されて載置される。このとき、第2コンベア20の搬送方向と直交する方向D22に沿って延びる配列基準ラインLに沿って、ロボットアーム30によって物品Tが所定数Xを上限として複数並置される。図5には、物品Tが5個を上限として配列基準ラインLに沿って並置された状態を示してある。
第2コンベア20は、配列基準ラインLに沿ってロボットアーム30が所定数Xの物品Tを並置すると、搬送方向D21に所定距離Yの送り量で搬送を実行する。所定距離Yは、配列基準ラインLに沿って並置された物品の、搬送方向D21におけるサイズ以上である。これにより、配列基準ラインLに沿って並置されていた所定数Xの物品Tは、その並置状態を保ったままで、配列基準ラインLから所定距離Yだけ搬送方向D21に離間した位置に移動する。これにより、配列基準ラインL上は、物品Tが未配置の状態となり、新たな物品Tを配置可能な状態に回復する。
このように、第2コンベア20の搬送物載置面21は、所定数Xの物品Tが配列基準ラインL上に並置される都度、所定距離Yだけ搬送方向D21に搬送する間欠搬送方式のため、所定数Xの物品Tが第1コンベア10上で流れる時間毎に間欠搬送が行われることになる。
ただし、第1コンベア10で搬送される物品Tの一部を第3コンベア40に移送する構成を採用すると、配列基準ラインL上の物品Tが所定数Xに達するタイミングが遅れるため、第2コンベア20は第3コンベア40に搬送されて減少した物品Tの数の分だけ間欠的に行う搬送を遅延して行うことになる。
第3コンベア40は、搬送物載置面41を当該搬送物載置面41の面方向に沿って平行移動させることにより搬送物載置面41に載置された物品Tを搬送する搬送動作を行う。第3コンベア40は、このような搬送動作を、第1コンベア10のように略一定速度で連続的に行ってもよいし、第2コンベア20のように間欠的に行ってもよい。第3コンベア40は、例えばベルトコンベアの構成を有する。
ロボットアーム30は、第1コンベア10上のピックアップポイント12に達した物品Tをピックアップし、当該物品Tに対応して検査装置70から入力された信号に応じた移送先へ搬送する。すなわち、当該物品Tに対応して第1信号が入力された場合は、ピックアップされた物品Tは第2コンベア20へ移送され、当該物品Tに対応して第2信号が入力された場合は、ピックアップされた物品Tは第3コンベア40へ移送される。
これにより、検査装置70が正常状態と判断した物品Tは第2コンベア20に移送され、検査装置70が非正常状態と判断した物品Tは第3コンベア40に移送される。
次に、第2コンベア20を搬送される物品Tを番重Cへ収容する箱入れ装置50について説明する。図6は、箱入れ装置50について説明する図である。箱入れ装置50は、傾斜部51を備えている。
傾斜部51は、第2コンベア20の下流側に、第2コンベア20の搬送物載置面21の下流端から下方へ向けて傾斜する傾斜面を形成している。この傾斜部51の下端51aに開口を向けて、番重Cが配置されている。このため、第2コンベア20の搬送物載置面21に載置されて搬送物載置面21の下流端まで搬送された物品Tは、傾斜部51の傾斜面を滑動して番重Cの中に収容されることになる。
図には、下端51aから更に番重Cの箱内に向けて延設された傾斜板51bを設けた例を示してあり、物品Tは、傾斜板51bによって番重Cの箱内まで案内される。配列基準ラインLに並置された1列分の物品Tを箱内に案内した後は、不図示の駆動機構による駆動により傾斜版51bがいったん番重Cの箱外に退避され(図6(c)参照)、その間に、後述するように番重Cが降下される。また、傾斜部51の途中で物品Tをいったん係止し(図6(a)参照)、横一列に並ぶ複数の物品Tを再整列させてから係止解除する(図6(b)参照)係止部51cを設けてもよい。
番重Cは、上面が開口した薄型の矩形箱状であり、矩形の底面C1の縁に沿って、底面C1と略垂直方向に延びる低背の側面が立設されている。番重Cは、傾斜部51の傾斜面の傾斜方向と略直交する方向に底面C1が沿うように傾けた状態で、箱送り装置60の載置部61にセットされている。
番重Cは、第2コンベア20に向けて斜め上方に開口している。以下では、番重Cの側面のうち、下方に位置する側面を下側壁C2、上方に位置する側面を上側壁C3、第2コンベア20側から見て右側に位置する側面を右側壁C4、左側に位置する側面を左側壁C5と呼ぶことにする。
番重Cは、箱送り装置60によって、その高さ位置を物品Tの厚み相当ずつ降下される。まず、番重Cが空状態(物品Tが収容されていない状態)では、傾斜部51の傾斜面の下端付近に番重Cの下側壁C2が位置する。ここへ、第2コンベア20の搬送物載置面11上に並置された所定数Xの物品Tが、第2コンベア20の下流端を超えって搬送されると、傾斜部51の傾斜面を滑動して収容される。すなわち、番重Cに収容された物品Tは、所定数Xが搬送方向D21と直交する方向D22に沿って並んだ状態である。
1列分の物品Tが番重Cに収容されると、箱送り装置60は、物品Tの厚み相当分だけ、番重Cを降下させる。これにより、傾斜部51の傾斜面の下端付近から番重Cの底面C1に向けて延びる仮想面が、下側壁C2付近から、上側壁C3方向に物品Tの厚み相当分だけ平行にスライドした位置へ移動する。ここへ、第2コンベア20の搬送物載置面11上に並置された次の所定数Xの物品Tが、第2コンベア20の下流端を超えて搬送されると、傾斜部51の傾斜面を滑動して先に収容された物品Tの上に積層するように収容される。
このようにして、先に収容された物品Tの上側壁C3側に積層するように順次に物品Tが積層収容され、番重C内には、複数の物品Tが縦横に規則正しく並んだ状態で収容されることになる。番重Cにおいて、物品Tが上下方向に一杯に収容されると、番重Cは、箱送り装置60によって第2コンベア20の下にスライド移動され、例えば第2コンベア20の下から番重搬送用の第4コンベア80に向けて押出される。そして、次の番重Cが箱送り装置60にセットされる。
なお、本発明は上述した実施形態に限られず、上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。また,本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
10…第1コンベア、11…搬送物載置面、12…ピックアップポイント、20…第2コンベア、21…搬送物載置面、30…ロボットアーム、31…ハンド、40…第3コンベア、41…搬送物載置面、50…装置、51…傾斜部、51a…下端、60…装置、61…載置部、70…検査装置、71〜73…撮像装置、74…干渉部材、80…第4コンベア、100…物品搬送システム、C…番重、C1…底面、C2…下側壁、C3…上側壁、C4…右側壁、C5…左側壁、D11…搬送方向、D21…搬送方向、D22…方向、L…配列基準ライン、Lf…表ラベル、Lb…裏ラベル、T…物品、T1…表三角面、T2…裏三角面、T3…第1斜面、T4…第2斜面、T5…底面
Claims (6)
- 物品を1個ずつ搬送する第1コンベアと、
搬送方向と直交する方向に複数並置された物品を間欠的に搬送する第2コンベアと、
前記第1コンベアの物品をピックアップして前記第2コンベアへ移送するロボットアームと、
を備えることを特徴とする物品搬送システム。 - 前記ロボットアームは、前記第2コンベアの搬送方向と直交する方向に沿って延びる配列基準ラインに沿って前記物品を並置する構成であり、
前記第2コンベアは、前記配列基準ラインに沿って前記第2コンベア上に所定数の前記物品が並置されると、前記ロボットアームによる次の物品の前記第2コンベアへの移送前に、前記物品のサイズ以上の送り量で搬送を実行する、ことを特徴とする請求項1に記載の物品搬送システム。 - 物品を1個ずつ搬送する第3コンベアを更に備え、
前記ロボットアームは、前記第1コンベアが搬送する物品のうち、第1特徴を持つ前記物品については前記第2コンベアへ移送し、第2特徴を持つ前記物品については前記第3コンベアへ移送する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の物品搬送システム。 - 前記第1特徴を持つ物品は、所定状態に包装された被包食品であり、
前記第2特徴を持つ物品は、所定状態に包装されていない前記被包食品である、
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の物品搬送システム。 - 前記第2コンベアの下流側に設けられて、前記第2コンベアの載置面の下流端から下方へ傾斜する傾斜部と、
前記傾斜部の下端に開口を向けて配置される番重と、
前記番重の高さ位置を前記物品の厚み相当ずつ降下させる箱送り装置と、を更に備え、
前記ロボットアームは、前記物品の底面を前記第2コンベアの搬送方向に向けて前記物品を前記第2コンベア上に載置する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の物品搬送システム。 - 物品を1個ずつ搬送する第1コンベアと、
搬送方向と直交する方向に複数並置された物品を間欠的に搬送する第2コンベアと、
前記第1コンベアの物品をピックアップして前記第2コンベアへ移送するロボットアームと、
を備えることを特徴とする物品搬送装置。
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