JP2022184209A - ワーク供給装置とそれを備えたピッキングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】小袋等の扁平なワークが重なり合った状態であっても、搬送過程で重なり合いを簡単に解消可能なワーク供給装置とそれを用いたピッキングシステムを提供する。【解決手段】ワーク供給装置１は、ワークを搬送する第１搬送面２ａを備えた第１搬送コンベア２と、第１搬送面２ａと対向する第２搬送面３ａを備えた第２搬送コンベア３と、を備え、第１搬送面２ａは、ワークを吸着する第１の吸着部を有する第１の吸着領域と、第１の吸着部を有しない第１の非吸着領域との第１分布を形成し、第２搬送面３ａは、ワークを第１の非吸着領域から吸着する第２の吸着部を有する第２の吸着領域と、ワークを吸着しない第２の非吸着領域との第２分布を形成し、第１の非吸着領域の少なくとも一部と第２の吸着領域の少なくとも一部が対向する。【選択図】図１

Description

本発明は、小袋等の扁平形状のワークが乱雑に重なり合った状態であっても、搬送過程において重なり合いを解消でき、ロボットによるピッキングを高精度かつ効率的に実行可能にするワーク供給装置と、それを備えたピッキングシステムに関する。

弁当、即席麺といった食料品、化粧品、医薬品等では、消費者の利便性の向上、また品質の維持のため、使用する醤油等の調味料、化粧液、粉末医薬品等を必要量だけ樹脂製の包装体に収容した小袋が内装、外装等に入れられることが多くなっている。例えば、即席麺であれば、カップ容器内に入った具材及び粉末スープの密封された小袋がこれに該当する。また、昨年から拡大している新型コロナウイルス感染症の拡大予防にも小分けされて個別に摂取、利用できる小袋のニーズが高まっている。
この小袋等（以下、ワークと呼ぶ）が外装内に所定数だけ入れられた食料品等を製造するにあたって、通常乱雑に積み重なった（バラ積みされた）ワークが個別に切り出されながら、外装内に収容されるという作業が必要となる。このような単純であるが煩雑な作業は、人手により行うことも可能だが、非常に手間がかかるとともに、製品の生産量によっては多数の人手が必要となるため、かえって生産コストを高めてしまうことになる。この場合、製造メーカは十分な利益を得ることができなくなる可能性がある。

一方、生産コストの低減、品質の安定化を目的に、近年では様々な分野において生産ラインを自動化する取り組みがなされている。その中で、上述するようなバラ積みされたワークから個別に切り出して外装に収容する作業に対し、適用可能な方法もいくつか開発されている。例えば、バラ積みされたワークを傾斜した搬送用コンベアに載せ、その傾斜と摩擦力を利用して部品を分散させながら切り出したり、複数の部品をドラム内に入れて回転させ、遠心力により分離させながら排出して切り出したりする方法がある。また、振動するボウル内に複数の部品を入れて分離しながら排出させて切り出したり、撮影された複数の小袋の画像に基づきロボットが個別に選り分け切り出したりする方法もある。
これらの方法を利用して、バラ積みされたワークを個別に切り出して外装に収容する作業を自動化すれば、人件費を抑えながら大量の商品を安価に製造できるともいえる。
しかしながら、小袋等の扁平形状を有するワークを対象とする場合、上述する方法を利用して十分な効果を得るには、以下に示すように依然解決すべき課題がいくつか残っていた。

そのような課題の一つとして、ワークが扁平形状を有するとともに柔軟なため、転がり難く変形して互いが絡み易く、回転・振動を加えても容易に分離しないことが挙げられる。また、ワークはその形状に加えて軽量である場合が多く、ドラム内に入れて回転させた場合、遠心力とともに空気抵抗を受けて舞い上がり易く、また搬送用コンベアから受ける摩擦力も小さいため、分離させ難いことも課題であった。そして、このようなワークであるが故に、ロボットによる選別も困難となっていた。
以上のような課題を解消するための技術として、近年では以下に示す発明が開示されている。

特許文献１では、「物品移送装置」という名称で、バラ積みされた部品に対して、重なりを解消しながら供給することが可能な物品移送装置に関する発明が開示されている。
この特許文献１に開示される発明は、同文献中の図１に記載される符号をそのまま用いて説明すると、貯留部１０にバラ積み状態で収容された複数の物品９のうち、所定の姿勢を有する１つを移送方向Ｘの下流側に送出する物品送出部１１と、この物品送出部１１から送出された物品９を載置して下流側に第１の速度で移送するコンベアからなる第一移送装置２１と、第１の速度よりも速い第２の速度で移送するコンベアからなる第二移送装置２２と、第一移送装置２１の上方部に設置され移送経路上の物品９の重なりを解消する回転ブラシからなる重積解消装置３と、第二移送装置２２上を移送中の物品９の位置や姿勢等を検出するための画像素子を有するビジョンセンサ４と、把持ハンド５１を有しビジョンセンサ４の検出結果に基づいて物品９を把持して、予め設定された位置に供給するロボット装置５と、を備えていることを特徴とする。

特許文献１に開示された上記構成を有する発明であれば、貯留部１０にバラ積み状態で収容された物品９は、物品送出部１１により所定の向きのもののみが移送方向Ｘの下流側の第一移送装置２１に送出される。次いで、第一移送装置２１に置かれた重積解消装置３を通過することで、物品９が重なった状態にある場合に、上方に位置する物品９は回転ブラシに当たって押し戻され、物品９同士の重なりが排除されるようになる。その後、物品９が第一移送装置２１から第二移送装置２２に移されることで、先に移った物品９と次に移った物品９との距離が速度差に比例して長くなるように変化させることができるとしている。

以上から、特許文献１に開示された発明であれば、貯留部１０にバラ積み状態で収容された物品９は、第二移送装置２２の下流側に移送されていく過程において、所定の向きに揃えられ、かつ重なりが排除されるようになる。そして、第一移送装置２１と第二移送装置２２との速度差により、第二移送装置２２上を搬送される物品９の間の距離が長くなることで、物品９を分散させることができる。この結果、ロボット装置５の把持ハンド５１が物品９を確実に把持して取り出すことができるとしている。

次に、特許文献２では、「パッケージの個別切り出し装置」という名称で、食料品等の入れられた小袋等のパッケージを個別に切り出し整列させることが可能な個別切り出し装置に関する発明が開示されている。
この特許文献２に開示される発明について、同文献中の図１に記載される符号をそのまま用いて説明すると、開示された発明である個別切り出し装置は、供給機構１８から投入される複数のパッケージＰを個別に切り出して排出機構２３によって排出するものであって、前部ベルトガイド１２及び後部ベルトガイド１３と、前部ベルトガイド１２及び後部ベルトガイド１３に架け回されて回動する吸着ベルト１４と、吸着ベルト１４を駆動する吸着ベルト駆動部１５と、吸着ベルト１４の内周面に沿って仕切られ、パッケージＰを個別に収納するパッケージ収納部１４ｂと、吸着ベルト１４を貫通して設けられ、パッケージ収納部１４ｂに収納されたパッケージＰを吸着保持するための貫通孔１４ｃ（同文献の図２参照）と、吸着ベルト１４の外周の一部を覆うように吸着ベルト１４の外周に沿って配置され、チャンバー吸引駆動部１７を介してパッケージ収納部１４ｂ内を吸引する吸着チャンバー１６と、吸着ベルト１４のパッケージ収納部１４ｂに吸着されたパッケージＰの吸着を解除する吸着解除手段２０と、を備えていることを特徴とする。

特許文献２に開示された上記構成を有する発明であれば、供給機構１８よりパッケージ収納部１４ｂに投入された複数のパッケージＰのうち、吸着ベルト１４の回動によって吸着ベルト１４の内周面に吸着した１個のパッケージＰ以外は振り落とされる。そして、この吸着した１個のパッケージＰは吸着解除手段２０により吸着が解除され、排出機構２３によって所定の位置に排出される。
以上から、特許文献２に開示された発明であれば、食料品、医療用品、玩具、化粧品、機械部品などを収納した袋状の複数のパッケージＰから、連続して１個ずつ切り出して所定の位置に整列させるという作業を、ロボットを用いることなく自動的にかつ簡単に行うことができるとしている。

そして、特許文献３では、「搬送システムおよび吸引搬送コンベア」という名称で、被搬送物を搬送する際に排除すべき被搬送物を的確に排除することができ、排除される被搬送物を最小限に抑えることができるとともに、簡単な設備であるため導入も容易となる搬送システムに関する発明が開示されている。
この特許文献３に開示される発明について、同文献中の図１乃至図３に記載される符号をそのまま用いて説明すると、開示された発明である搬送システム１０は、有底筒状の缶体Ｃを洗浄・乾燥する工程に使用するのに適したものであり、洗浄装置２１が設けられた上流コンベア２０と、この上流コンベア２０の下流に設けられた吸引搬送コンベア１００と、この吸引搬送コンベア１００より連続的に缶体Ｃが搬送され、乾燥装置３１が設けられた下流コンベア３０と、を備え、上流コンベア２０の洗浄装置２１より下流側には倒缶ＣＴを検知するための倒缶センサー４０が設置され、吸引搬送コンベア１００は、缶体Ｃの上部を吸引する搬送面を有する吸引帯状体１１０と、この吸引帯状体１１０の搬送面の裏面から缶体Ｃを吸引する吸引ユニット１２０と、を備えていることを特徴とする。

特許文献３に開示された上記構成を有する発明であれば、開口部を下に向けて整列した多数の缶体Ｃは、上流コンベア２０により搬送されながら洗浄装置２１内において洗浄される。次いで、缶体Ｃは整列した状態で下流側の吸引搬送コンベア１００に上部を吸引され、乾燥装置３１が設けられた下流コンベア３０に向けて連続的に搬送される。一方、洗浄時に缶体Ｃが倒れる等して倒缶ＣＴとなった場合には、倒缶ＣＴは吸引搬送コンベア１００に吸引されず上流コンベア２０の下流側端部より下方に落下し排除される。さらに、上流コンベア２０の洗浄装置２１の下流側にある倒缶センサー４０が倒缶ＣＴの位置を検知することで、排除された倒缶ＣＴの周囲にあって、吸引搬送コンベア１００に吸着された缶体Ｃも吸着が解除され排除される。

以上の結果、特許文献３に開示される発明であれば、倒缶ＣＴの周囲にあり洗浄不良となった可能性の高い缶体Ｃのみを選択的に排除することができるようになり、缶体Ｃのロスを極力抑えることができるとしている。なお、特許文献３に開示されている発明は、本願発明の目的とするバラ積みされたワークを分離するための直接的な解となる技術ではない。しかしながら、このような物品を搬送過程で分離していく技術は、後述するようにバラ積みされたワークを分離する上で有用と考えられる。

国際公開第２０１７／１５４７１９号公報 特開２０１２－１３５６号公報 特開２０１８－２０３４２３号公報

上述する特許文献１に記載の発明であれば、確かにバラ積み状態の物品９は、物品送出部１１及び重積解消装置３を通過しながら下流側に移送されていく過程で間隔があけられるため、ロボットによる切り出しも容易になると考えられる。加えて、搬送対象は直方体以外でもよいとしている。しかしながら、特許文献１に記載された発明に対し、本願発明の搬送対象とするワークをホッパー状の貯留部１０に貯留すれば、貯留部１０の下方にある物品送出部１１周辺のワークは変形して互いが絡み合い、物品送出部１１の周囲に引っ掛かり詰まってしまう可能性が高い。そして、ワークが物品送出部１１より第１移送装置２１に移動できたとしても、複数重なった状態である場合には、扁平形状であるが故に重積解消装置３の回転ブラシが下方の１個の小袋のみを残して他を排除するのは困難である。したがって、特許文献1に記載の発明の場合改善の余地があると考えられる。

次に、上述する特許文献２に記載の発明であれば、処理対象であるパッケージＰが小袋であり、このパッケージＰは吸着ベルト１４による吸着と吸着解除手段２０による所定位置での吸着解除によって、ロボットを用いずとも所定の位置に個別に排出することができると考えられる。しかしながら、特許文献２に掲載された発明の場合、パッケージ収納部１４ｂ内に入った複数のパッケージＰのうち、吸着ベルト１４の内周面に吸着した１個のパッケージＰだけでなく、このパッケージＰと上記内周面とに挟持された不要なパッケージＰも一緒に残る可能性が十分にあると考えられる。このため、誤って複数のパッケージＰが吸着解除手段２０の吸着解除時に排出されてしまい、装置の切り出し精度が低くなってしまうことが考えられる。

加えて、上述の特許文献３に記載の発明のように、不要となる倒缶ＣＴと洗浄不良の可能性のある缶体Ｃを排除する方法により、積み重なった複数のワークのうち上方にあるワークを移動させれば、ワークを分離した状態にすることができると考えられる。しかしながら、特許文献３に記載の発明が対象とするのは、整然と並び、倒缶センサー４０により位置情報が把握し易く、互いに重なり合うことがない缶体Ｃであり、本願発明の対象とするバラ積み状態のワークとは異なる。このため、特許文献３に記載の技術をそのまま活用することは困難であると考えられる。

本発明は、かかる従来の課題に対処してなされたものであり、その目的は調味料、医薬品等を収容したワークがバラ積み状態であっても、搬送過程において重なり合いを解消でき、ロボットによるピッキングを高精度かつ効率的に実行可能にするワーク供給装置と、それを備えたピッキングシステムを提供することにある。

上記課題を解決するための第１の発明は、ワークを搬送する第１搬送面を備えた第１搬送コンベアと、前記第１搬送面と鉛直上方向から対向する第２搬送面を備えた第２搬送コンベアと、を備え、前記第１搬送面は、前記ワークを吸着する第１の吸着部を有する第１の吸着領域と前記第１の吸着部を有しない第１の非吸着領域との第１分布を形成し、前記第２搬送面は、前記ワークを前記第１の非吸着領域から吸着する第２の吸着部を有する第２の吸着領域と前記ワークを吸着しない第２の非吸着領域との第２分布を形成し、前記第１の非吸着領域の少なくとも一部と前記第２の吸着領域の少なくとも一部が対向することを特徴とするものである。

上記構成の第１の発明であれば、第１搬送コンベアの第１搬送面上に形成された第１の吸着領域と第１の非吸着領域の配置である第１分布により、第１搬送面上で搬送されるワークは第１の吸着領域では吸着力を受け、第１の非吸着領域では吸着力を何ら受けないという作用を有する。同様に、第２搬送コンベアの第２搬送面上に形成された第２の吸着領域と第２の非吸着領域の配置である第２分布により、第２搬送面上で搬送されるワークは第２の吸着領域では吸着力を受け、第２の非吸着領域では吸着力を何ら受けないという作用を有する。
また、第１の非吸着領域の少なくとも一部が第２の吸着領域の少なくとも一部と対向することで、第１搬送コンベアの第１搬送面上にバラ積みされたワークは、第１の非吸着領域に入った際に鉛直上方に対向する第２の吸着領域と距離的に近いものから順に吸着され、第２搬送コンベアの第２搬送面に受け取られるという作用を有する。
なお、本願において対向するとは、鉛直方向において符合することを意味し、具体的には第１の発明においては、第１の非吸着領域の少なくとも一部が鉛直上方向において第２の吸着領域の少なくとも一部と符合する状態を意味する。

次に、第２の発明は、上述する第１の発明において、前記第１分布は、前記ワークの搬送方向の上流側の第１エリアにおいて前記第１搬送面の幅方向に１以上の前記第１の吸着領域と１以上の前記第１の非吸着領域を前記搬送方向に平行に配置し、前記搬送方向で前記第１エリアよりも下流側の第２エリアに前記第１の非吸着領域を前記搬送方向に配置し、前記第２分布は、前記第１分布の前記第１の吸着領域の配置と前記第１の非吸着領域の配置に対向してそれぞれ前記第２の非吸着領域と前記第２の吸着領域を配置することを特徴とするものである。

上記構成の第２の発明であれば、上述する第１の発明と同じ作用に加えて、第１搬送面の上流側の第１エリア内において、第１の非吸着領域にあって吸着されないワークは、第１の吸着領域に吸着しているワークより先に第２搬送コンベアの第２の吸着領域に吸着されるという作用を有する。そして、第１のエリアより下流側に配置された第２エリアにおいて、第１エリアの第１の吸着領域に吸着されていたワークは吸着が解除され、第１エリアにおいて吸着されておらず第２搬送コンベアの第２の吸着領域に吸着されたワークに遅れつつも、第２エリアに搬送された順に第２の吸着領域に吸着されるという作用を有する。
すなわち、第１分布、第２分布により幅方向において位置の異なる、近接するワークの第２搬送コンベアへの吸着のタイミングを変えるという作用を有する。なお、このタイミングは第１の吸着領域の搬送方向の長さにより調整可能であることは言うまでもない。

一方、第３の発明は、上述する第１の発明において、前記第１分布は、前記ワークの搬送方向の上流側の第１エリア及びこの第１エリアより下流側の第２エリアにおいて、前記第１搬送面の全てに前記第１の非吸着領域を配置し、前記第２分布は、前記第１エリアに対向して前記第２搬送面の幅方向に１以上の前記第２の吸着領域と１以上の前記第２の非吸着領域を前記搬送方向に平行に配置し、前記第２エリアに対向して前記第２搬送面の全てに前記第２の吸着領域を配置することを特徴とするものである。

上記構成の第３の発明であれば、上述する第１の発明の作用に加えて、第１搬送コンベア上のワークは第１搬送面より吸着力を何ら受けなくなり、ワークがバラ積み状態で第１搬送面上の第１エリアに載置された場合に、第１エリアに対向して配置された第２搬送面の１以上の第２の吸着領域の下方にあるワークのみが近接する他のワークより先に第２搬送コンベアに吸着して受け取られるという作用を有する。
そして、第１のエリアを通過した第１搬送面上のワークは、第２のエリアに対向して配置される第２の吸着領域により、第１エリアにおいて先に吸着されたワークに遅れて吸着されるという作用を有する。すなわち、第１搬送面の幅方向において位置の異なる近接したワークの、第２搬送コンベアへ吸着されるタイミングを変えるという作用を有する。なお、このタイミングは、第１エリアにおける第２の吸着領域の搬送方向の長さにより調整可能であることは言うまでもない。

加えて、第４の発明は、上述する第２又は第３の発明において、前記第２分布は、前記第２エリアに対向するエリアよりも前記ワークの前記搬送方向で下流側の第３エリアに前記第２搬送面の全てに前記第２の非吸着領域を配置し、前記第３エリアの鉛直下方向に対向する第３搬送面を備えた第３搬送コンベアを備えていることを特徴とするものである。
上記構成の第４の発明であれば、上述する第２又は第３の発明と同じ作用に加えて、第２搬送コンベアにより搬送されるワークは、第２エリアに対向するエリアよりも搬送方向において下流側にあり、全てに第２の非吸着領域が配置された第３のエリアに移動するという作用を有する。そして、第３エリア内においてワークは吸着が解除され、第３搬送コンベアの第３搬送面上に自重により落下するという作用を有する。

次に、第５の発明は、上述する第１乃至第４の発明のいずれか１つの発明において、前記第１の吸着部及び第２の吸着部はエアー吸引孔を備え、前記エアー吸引孔は互いに前記ワークの最大長さ寸法よりも離れて配置されていることを特徴とするものである。
上記構成の第５の発明であれば、上述する第１乃至第４の発明のいずれかの発明と同じ作用に加えて、１つのワークが第１又は第２の吸着部に吸着される際に、１つのワークが２つ以上のエアー吸引孔に吸着されてしまうことがなくなる。すなわち、ワークが隣り合うエアー吸引孔に跨って吸着してしまうのを防ぐという作用を有する。
なお、吸着部を有しないとは吸着する手段を備えていない部分と吸着する手段を備えながら、その手段が発揮できない状態にある部分を含む概念である。すなわち、吸着部が存在していても吸着機能を発揮できない場合は吸着部を有しないという範疇に含まれる。したがって、エアー吸引孔が閉塞されている状態やエアーを吸引できないような状態であれば、吸着部としてエアー吸引孔自体が備えられていても吸着領域ではなく、非吸着領域を構成することになる。

次に、第６の発明は、上述する第５の発明において、前記第１搬送コンベア及び前記第２搬送コンベアが、前記エアー吸引孔の一部を開閉するための開閉手段を備えていることを特徴とするものである。
上記構成の第６の発明であれば、上述する第５の発明と同じ作用に加えて、第１搬送コンベア及び第２搬送コンベアにそれぞれ形成されているエアー吸引孔の一部を開閉手段により開閉することで、その一部のエアー吸引孔にワークを吸着させたり吸着させなくしたりするという作用を有する。
なお、ここでの開閉手段としては特に指定しないが、後述するように、例えばエアー吸引孔が穿設された第１及び第２搬送面の裏側に、孔、スリットの形成された遮蔽板を配置させたものであってもよい(図５参照)。このような遮蔽板の位置を、第１及び第２搬送面の幅方向で調整できるようにすれば、上述する孔及びスリットを、エアーを吸引させたいエアー吸引孔、複数のエアー吸引孔からなる列等に重ねることでエアーを吸引させたり、重ならないようにずらすことでエアーの吸引を停止させたりすることが可能となる。なお、ここでの列には、２本以上の隣接するエアー吸引孔の列が所定の間隔をあけて配置されている場合も含む。
また、他の開閉手段として、後述するように、例えば第１及び第２搬送面の裏側に、エアー吸引孔、及び複数のエアー吸引孔からなる列又は領域を覆い、開閉可能な扉を備えた室を設けてもよい（図６参照）。このような室の扉の開閉により、エアーを吸引させたいエアー吸引孔、複数のエアー吸引孔からなる列等にエアーを吸引させたり吸引を止めさせたりすることができる。

次に、第７の発明は、上述する第６の発明において、前記開閉手段により、異なる間隔をあけて前記搬送方向に平行に配置された前記エアー吸引孔の列が形成されることを特徴とするものである。
上記構成の第７の発明であれば、上述する第６の発明と同じ作用に加えて、第１搬送コンベア及び第２搬送コンベアにそれぞれ形成されている複数のエアー吸引孔の列のうちの、異なる間隔を搬送方向に平行にあけている所望の列に開閉手段を通じてエアーの吸引を行わせたり吸引を止めたりするという作用を有する。

第８の発明は、上述する第１乃至第７の発明のいずれか１つの発明において、前記第２搬送コンベアの搬送速度は前記第１搬送コンベアの搬送速度よりも速いことを特徴とするものである。
上記構成の第８の発明であれば、上述する第１乃至第７の発明のうちいずれか１つの発明と同じ作用に加えて、ワークが第１搬送コンベアから第２搬送コンベアに吸着され受け取られる際に、第２搬送コンベアの搬送速度は第１搬送コンベアの搬送速度よりも速いため、吸着されるタイミングの異なる、近接したワーク同士の第２搬送面上での間隔は、そのタイミングでの時間差に比例して広がるという作用を有する。

次に、第９の発明であるピッキングシステムは、第１乃至第８の発明のいずれか１つの発明であるワーク供給装置と、第１搬送コンベアにワークを供給するワークフィーダーと、ワーク供給装置の下流側でワークをピッキングするロボットと、ロボットがピッキングしたワークを受け取る受取装置と、を有することを特徴とするものである。
上記構成の第９の発明であれば、第１乃至第８のワーク供給装置を備えているそれぞれの作用を発揮するとともに、さらに、ワークフィーダーよりワークがワーク供給装置に供給され、ワーク供給装置の下流側においてロボットがワークをピッキングし、ピッキングされたワークを受取装置が受け取るように作用する。
なお、ここでの「ピッキング」とは、ロボットのハンド（エンドエフェクタ）等によるワークの把持、吸着の動作と受取装置までの移動の動作を意味するものであり、以降においても同じ意味で使用する。

上述する第１の発明によれば、第１搬送コンベアの第１搬送面上に形成された第１の吸着領域と第１の非吸着領域の配置である第１分布と、第２搬送コンベアの第２搬送面上に形成された第２の吸着領域と第２の非吸着領域の配置である第２分布の関係から、第１の非吸着領域の少なくとも一部が第２の吸着領域の少なくとも一部と対向する。このため、第１搬送コンベアの第１搬送面上にバラ積み状態でワークが載置された場合に、第２搬送コンベアの第２の吸着領域が第１搬送コンベア上で近距離にあるワークから順に吸着して搬送することができる。すなわち、高さ方向に重なったワーク及び搬送方向に前後したワークを分離することが可能となる。この結果、ロボット等によるワークの個別の切り出し作業が容易に実施できるようになる。

そして、上述する第２の発明によれば、第１の発明と同じ効果に加えて、第１搬送面において幅方向での位置が異なり近接するワークに対し、それぞれの第２の吸着領域へ吸着するタイミングが変えられることで、これらのワークを第２搬送面上において互いに距離をあけながら下流側へ搬送することができる。
すなわち、第１搬送面の幅方向において近接するワークに対し、ロボット等による個別の切り出し作業が一層容易に実施できるようになる。

また、上述する第３の発明によれば、第１の発明と同じ効果に加えて、第１搬送コンベア上に載置されたワークは、第１エリア内において、第２搬送面の幅方向に１以上搬送方向に平行に配置された第２の吸着領域の下方に位置するワークと、その他のワークとで、第２搬送コンベアへの吸着タイミングを変えることができる。その結果、複数の第２の吸着領域に先に吸着されたワークとその他のワークを、第２搬送面上において距離をあけながら分離して搬送させることが可能となる。すなわち、第１搬送面の幅方向において重なる等して近接したワークに対し、複数の第２の吸着領域に合わせて細かく分離することで、ロボット等による個別の切り出し作業が一層容易に実施できるようになる。

さらに、上述する第４の発明によれば、第２又は第３の発明と同じ効果に加えて、第２搬送コンベアにより搬送されるワークは、第３エリアに到達した順に、下方にある第３搬送コンベアの第３搬送面に落下させられる。この結果、第３搬送面上のワークは、第２搬送面の第２エリアにおけるワークの分布状態を第３搬送面上にほぼ再現しながら、下流側に搬送されるという効果を有する。

加えて、上述する第５の発明によれば、第１乃至第４の発明のいずれかの発明と同じ効果に加えて、１つのワークが第１の吸着部又は第２の吸着部において隣接する２つエアー吸引孔に跨って吸着されなくなることで、ワークの吸着解除がスムーズに行えるようになるとともに、第１搬送面又は第２搬送面とワークとの間で未吸着のワークを挟持して分離不良を生じることもなくなる。この結果、ワークの個別の切り出し作業を効率的に実施できるようになると考えられる。

次に、上述する第６の発明によれば、第５の発明と同じ効果に加えて、開閉手段により第１搬送面の所望の位置に所望の形状で第１の吸着領域を配置したり、第２搬送面の所望の位置に所望の形状で第２の吸着領域を配置したりすることができるようになる。この結果、ワークの吸着様式、吸着解除のタイミング等の調整が可能となり、搬送するワークに適した切り出し条件が効率的に設定できるようになる。

そして、上述する第７の発明によれば、第６の発明と同じ効果に加えて、開閉手段により、第１搬送コンベア及び第２搬送コンベアにそれぞれ形成されている、異なる間隔を空けて搬送方向に平行に配置されたエアー吸引孔の列に対し、列毎に選択的にエアーの吸引を簡単に行わせることができる。
すなわち、ワークの大きさに沿って適切な間隔が空いたエアー吸引孔の列を開閉手段によって選択することができる。
特に、第１搬送面、第２搬送面上に搬送方向に平行に複数列のエアー吸引孔を列毎に同一の間隔で、かつ、幅方向には異なる間隔で複数列のエアー吸引孔を配置しておけば、搬送するワークの最大長さ寸法に合わせて所望の間隔で第１の吸着部、第２の吸着部を形成することができる。

上述する第８の発明によれば、第１乃至第７の発明のいずれかと同じ効果に加えて、第１搬送面から第２搬送面へ移るタイミング差でワークが分離されるのみならず、第１搬送コンベアと第２搬送コンベアの搬送速度差に応じて、第２の吸着領域で吸着されたワーク間の距離を広げることが可能である。

上述する第９の発明によれば、互いに密集し重なり合うバラ積み状態のワークを個別に、かつ効率的に切り出すことが可能なワーク供給装置を組み込むことで、バラ積み状態のワークをワーク供給装置に供給して搬送させて、ワーク供給装置の下流側のロボットがワークを精度良くピッキングし、受取装置に受け取らせる一連の作業を一層効率的に実施することができる。

本発明の実施例１のワーク供給装置の概念図である。 本発明の実施例１のワーク供給装置を構成する要素の概念を示す図であり、（ａ）は第１搬送コンベアの平面図であり、（ｂ）は第２搬送コンベアの底面図であり、（ｃ）は第３搬送コンベアの平面図である。 本発明の実施例１のワーク供給装置を用いたピッキングシステムの概念図である。 （ａ）乃至（ｅ）はいずれも本発明の実施例１のワーク供給装置を構成する要素がワークに与える作用を説明するための概念図である。 開閉手段が設置された搬送コンベアの例の平面図であり、（ａ）は遮蔽板の配置の一例であり、（ｂ）は同図（ａ）とは異なる遮蔽板の配置である。 図５とは異なる開閉手段が設置された搬送コンベアの例であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示すＸ－Ｘ線矢視断面図である。 本発明の実施例２のワーク供給装置の概念図である。 本発明の実施例２のワーク供給装置を構成する要素の概念を示すものであり、（ａ）は供給用搬送コンベアの平面図であり、（ｂ）は第１搬送コンベアの平面図であり、（ｃ）は第２搬送コンベアの底面図であり、（ｄ）は第３搬送コンベアの平面図である。 （ａ）乃至（ｄ）はいずれも本発明の実施例２のワーク供給装置を構成する要素がワークに与える作用を説明するための概念図である。 本発明の実施例２のワーク供給装置の変形例の概念図である。

以下では、本発明の実施の形態について、図１乃至図１０を参照しながら詳細に説明する。なお、いずれの図も本発明の例として挙げたものであり、本発明の作用・効果を奏する範囲内であれば、構成要素の形状、配置、数を任意に設定することが可能である。

まず、図１を参照しながら、本発明の実施例１の構造について説明する。
図１は、本発明の実施例１のワーク供給装置を側面から見た場合の概念図である。なお、説明中にある上側、上方といった高さを示す表現については、紙面の上方に向かう向きを高さ方向として表したものであり、図中の太線で記載された矢印はワーク（図示せず）の搬送される方向を示している。加えて、ワーク供給装置１がワークに与える作用についての説明を容易にするため、ワークの搬送される方向において上流側から下流側までをエリアＡ乃至エリアＥとして区分した。なお書き以降の記載は図７、図１０においても同様である。
図１に示すように、ワーク供給装置１は搬送方向の上流側から順に、ワークを搬送する第１搬送面２ａを有する第１搬送コンベア２と、この第１搬送面２ａと鉛直上方向から対向する第２搬送面３ａを備えた第２搬送コンベア３と、この第２搬送面３ａと鉛直下方向から対向する第３搬送面４ａを備えた第３搬送コンベア４と、を備えたものとなる。加えて、第２搬送コンベア３の搬送速度は第１搬送コンベア２の搬送速度よりも速くなるように設定されている。

ここで、ワーク供給装置１は、図１に示すように、図示しないワークフィーダー（図３参照）からワークの供給を受けるため、第１搬送コンベア２の第１搬送面２ａの上流側であるエリアＡに、ワークフィーダーと接続する接続部２ｂ（四角の点線で囲まれた部分）が延設されていてもよい。下流側に向かうほど上方に傾斜する接続部２ｂにより、搬送されるワークは自重とともに接触する他のワークから受ける力（他のワークの自重、他のワークからの摩擦力に起因する力の成分）、加えて第１搬送面２ａから摩擦力及び吸着力（エアー吸引孔によりエアーが吸引される場合）といった様々な力を受けるようになる。そして、第１搬送面２ａから上方に離れているワークほど第１搬送面２ａからの摩擦力、吸着力等を受けることがなくなるため、下方に滑落し易くなる。すなわち、接続部２ｂを通過するワークは、その重なりを減少することができ、ワーク供給装置１のワーク分離の能力を一層向上させることが可能になる。
また、上記接続部２ｂを延設するのではなく、ワークフィーダーからワーク供給装置１にワークを供給し、下流側に向かうほど上方に傾斜する供給用搬送コンベアを別途備えているものでもよい（図７、図１０参照）。このような構成であっても、上記接続部２ｂと同じ作用・効果を発揮することができる。加えて、上記供給用搬送コンベアの搬送速度を適宜調整すれば、第１搬送コンベア２へ落下するタイミングの異なるワークの間隔を広げることができ、重なったワークの分離を一層促進させることも可能である。

次に、第１搬送コンベア２、第２搬送コンベア３、第３搬送コンベア４の構造に関し図２を参照しながら詳細に説明する。
図２は、本発明の実施例１のワーク供給装置を構成する第１乃至第３搬送コンベアの概念図であり、図２（ａ）は第１搬送コンベアの平面図であり、図２（ｂ）は第２搬送コンベアの底面図であり、図２（ｃ）は第３搬送コンベアの平面図である。ここで、太い破線はエリアＡ乃至エリアＥのいずれかの境界線であり、矢印は図示されないワークの搬送方向を示している。加えて、複数ある同一の構成要素については、図が煩雑にならないように全てに符号付けを行っていない。以下の他の図面も同様である。
図２（ａ）に示すように、第１搬送コンベア２の第１搬送面２ａには、搬送方向に複数のエアー吸引孔２ｃがワークの最大長さ寸法よりも離れて並べられ列をなすとともに、この列が幅方向に搬送方向のエアー吸引孔２ｃと間隔をあけて３列形成されている。そして、これら列に基づいて、上記第１搬送面２ａでは、ワークを吸着するためエアーの通過が可能なエアー吸引孔２ｃを有する第１の吸着領域（ハッチングされていない領域）と、ワークを吸着しないように遮蔽板等によりエアーの通過が抑制されたエアー吸引孔２ｃを有する第１の非吸着領域（二点鎖線でハッチングされた領域）という２つの異なる領域が形成されている。
図１に図示していないが、エアー吸引孔２ｃを備えた第１搬送コンベア２の内部にはエアー吸引孔２ｃからエアーを吸引できるように負圧とするためのファン等の排気装置が備えられている。以下、エアー吸引孔を備えた搬送コンベアの構造も同様である。但し、第１の吸着領域ではエアーが吸引可能であるが、第１の非吸着領域ではエアー吸引孔が閉塞されているかエアーを吸引できないような状態にあって非吸着領域を形成している。以下、この吸着領域と非吸着領域の概念は他の搬送コンベアにおいても同様である。

ここで、第１搬送面２ａの接続部２ｂ（エリアＡ）以外のエリア（エリアＢ，Ｃ）に関し、第１の吸着領域と第１の非吸着領域の分布を「第１分布」とすると、上流側のエリアＢに当たる第１エリアには、第１搬送面２ａの幅方向に２つの第１の吸着領域が配置されている。そして、これら２つの第１の吸着領域に連続させ搬送方向の下流側のエリアＣに当たる第２エリアには、第１の非吸着領域が全面に配置されている。
なお、接続部２ｂ（エリアＡ）では、エリアＢにおける第１分布と逆の配置となるように第１の吸着領域と第１の非吸着領域が配置される。そして、幅方向の中央に位置する第１の吸着領域がエアーを吸引しながらワークを搬送させるものとなる。
次に、図２（ｂ）に示すように、第２搬送コンベア３の第２搬送面３ａには、
搬送方向に複数のエアー吸引孔３ｂがワークの最大長さ寸法よりも離れて並べられ列をなすとともに、この列が幅方向に、上記搬送方向に並ぶエアー吸引孔３ｂと同じ間隔をあけて３列形成されている。そして、上記第２搬送面３ａでは、ワークを吸着するためエアーの通過が可能なエアー吸引孔３ｂを有する第２の吸着領域（ハッチングされていない領域）と、ワークを吸着しないように遮蔽板等によりエアーの通過が抑制されたエアー吸引孔３ｂを有する第２の非吸着領域（二点鎖線でハッチングされた領域）という２つの異なる領域が、第１搬送面２ａと同様に形成されている。
ここで、第２搬送面３ａのエリアＢ，Ｃ，Ｄにおける第２の吸着領域と第２の非吸着領域の分布を「第２分布」とすると、エリアＢ，Ｃでは第１、第２エリアの第１の非吸着領域の配置に対向して第２の吸着領域が形成されている。すなわち、第１の非吸着領域から鉛直上方向に移動して符合する位置に第２の吸着領域が形成されていることになり、第１分布の吸着領域と非吸着領域が第２分布の非吸着領域と吸着領域とそれぞれ対向している。そして、エリアＣに連続させて搬送方向の下流側にある、エリアＤに置かれた第３エリアには、第２の非吸着領域が全面に配置されている。
次に、図２（ｃ）に示すように、第３搬送コンベア４の第３搬送面４ａは、搬送方向の上流側から順にエリアＤ、Ｅとなり、両エリアにエアー吸引孔は存在しない。したがって、第３搬送コンベア４はワークを吸着することなく、主に第３の搬送面４ａから受ける摩擦力によってワークは下流側に搬送されることになる。
なお、第３搬送コンベア４の搬送速度については特に指定はないが、本願発明は第１搬送コンベア２と第２搬送コンベア３の搬送速度の差を利用してワークの分離を行うことを考慮すると（詳細は後述する）、第３搬送コンベア４の搬送速度は第２搬送コンベア３の搬送速度以上であることが望ましいが、ピッキングの速度や精度を考慮して等速あるいは既にワークは分離されていることから減速してもよい。

次に、ワーク供給装置１の使用方法について、ピッキングシステムに活用した事例をもとに図３を参照しながら説明する。
図３は本発明の実施例１のワーク供給装置を用いたピッキングシステムの概念図である。なお、既に説明した構成要素の説明については省略するとともに、ピッキングシステム５の説明に無関係な構成要素については説明並びに符号付けも省略する。以下の他の図面も同様である。
図３に示すように、ワーク供給装置１の上流側（紙面右側）には、ワーク供給装置１の第１搬送コンベア２の接続部２ｂ（四角の点線で囲まれた部分）にワークＷを供給するワークフィーダー８と、ワーク供給装置１の下流側（紙面左側）の第３搬送コンベア４に搬送されてくるワークＷをカメラ７により撮影して位置を認識し、第３搬送面４ａ上のワークＷをピッキングするロボット６と、ロボット６がピッキングしたワークＷを受け取る受取装置９を備えている。
上述するピッキングシステム５であれば、ワークフィーダー８よりバラ積み状態で供給されたワークＷは、ワーク供給装置１により下流側に搬送される過程で個別に分離される。そして、第３搬送コンベア４に到達したワークＷは、ロボット６に個別に認識されながらピッキングされ、受取装置９に配列される。
このようなピッキングシステム５により、ワークＷはワーク供給装置１によりバラ積み状態から個別に切り出され、ロボット６によって正確にピッキングされて受取装置９に受け取られるようになる。すなわち、バラ積み状態にあるワークＷのピッキング作業をロボットにより精度よく効率的に行うことができるようになる。

次に、上述するワーク供給装置１の作用と効果について、具体的にワーク供給装置１でのワークの動きを示しながら説明する。
図１に示すワーク供給装置１は、小袋等の扁平形状を有するワークをバラ積み状態で第１搬送コンベア２の接続部２ｂに載置することで、ワークは第１搬送面２ａ上を移動して搬送され、次いで第２搬送コンベア３に受け取られて第２搬送面３ａ上を移動して下流側へ搬送された後、第３搬送コンベア４に受け取られて第３搬送面４ａ上を移動して下流側に搬送される。ワーク供給装置１は、この一連の搬送過程においてバラ積みされたワークを個別に分離して切り出し易くすることを特徴とする。
このようなワーク供給装置１において、ワークが第１搬送コンベア２、第２搬送コンベア３、第３搬送コンベア４を移動し搬送される過程で受ける作用について、図４を参照しながら説明する。

図４は、本発明の実施例１のワーク供給装置の構成要素がワークに与える作用を説明するため、ワーク供給装置を平面視した際の概念図であり、図４（ａ）から図４（ｅ）に向かうにしたがって時間が経過したものとなる。なお、太い破線はエリアＡ乃至エリアＥのいずれかの境界線であり、ワークの動きを見易くするため、第２搬送コンベア３の図示は省略した。また、矢印はワークの搬送方向であり、二点鎖線によりハッチングされた領域は図２（ａ）の説明にある第１の非吸着領域である。加えて、第２搬送コンベア３に搬送されるワークは破線により示した。
図４（ａ）に示すように、第１搬送コンベア２の接続部２ｂに当たるエリアＡに、ワーク（ワークＷ１乃至Ｗ４）が幅方向及び搬送方向で重なった状態で載せられている。各ワークは自重とともに接触する他のワークから受ける力（他のワークの自重、摩擦力に起因する力の成分）、第１搬送面２ａからの摩擦力及びエアー吸引孔２ｃによる吸着力といった様々な力を受けるようになる。
エリアＡでは、ワークＷ１とワークＷ４は第１の非吸着領域にあり、ワークＷ２とワークＷ３は重なった状態で第１の吸着領域にある。また、ワークＷ４はワークＷ３の吸着に伴って押さえられているので第１の非吸着領域にあってもエリアＡでは同じ速度で搬送されており、ワークＷ１は第１の非吸着領域にありながら第１搬送面２ａから落下することなく摩擦力で搬送されている。
図４（ｂ）では、エリアＡでワークＷ１が第１搬送面２ａの第１の非吸着領域での滑りもあって徐々に他のワークよりも遅れるようにして分離されている。
図４（ｃ）では、第１の吸着領域にあって先頭に位置していたワークＷ２が最初に第１エリアに相当するエリアＢに入る。エリアＢは、第１搬送面２ａでは第１の非吸着領域、対向する第２搬送面３ａでは第２の吸着領域となるので、ワークＷ２はすぐに第２搬送面３ａに吸着され速度を増して第２エリアに相当するエリアＣへ搬送される。
ワークＷ２に続いてワークＷ３がエリアＢに入るとワークＷ３もワークＷ２と同様に第２搬送面３ａに吸着されるが、このときエリアＢに入るタイミングで重なっていたワークＷ４が分離され、エリアＢの第１搬送面２ａ上の第１の吸着領域へ入る。このエリアＢの第２搬送面３ａでは第１の吸着領域に対向して第２の非吸着領域となるため、ワークＷ４は第２搬送面３ａに吸着されることがなく、ワークＷ３とワークＷ４は完全に分離されることになる。ワークＷ１は単に摩擦力のみで保持されていることから、第１搬送面２ａで滑ることもあって他のワークよりも遅れて分離されている。
図４（ｄ）では、ワークＷ２がエリアＣから第３搬送面４ａにおけるエリアＤへ搬送されている。また、続いてワークＷ３が第１搬送面２ａよりも速度の速い第２搬送面３ａによってエリアＢからエリアＣへ搬送されている。ワークＷ４は第１搬送面２ａ上のエリアＢで、第１の吸着領域で吸着されて搬送されている。ワークＷ１はエリアＡで滑落することなくエリアＢに辿りつこうというタイミングである。
図４（ｅ）では、ワークＷ２が第３搬送面４ａ上のエリアＥに到達しており、ワークＷ３は第３搬送面４ａ上のエリアＤで搬送されている。ワークＷ４はエリアＣにあるが、第１搬送面２ａでは全面が第１の非吸着エリアであり、第２搬送面３ａでは全面が第２の吸着エリアとなることから第２搬送面３ａに吸着されて速度を速めて搬送されている。ワークＷ１はエリアＢにあって第１搬送面２ａ上の第１の吸着領域で吸着されながら速度を速めることなく搬送されている。

なお、第１及び第２の吸着領域は、それぞれ搬送方向に配置された複数のエアー吸引孔２ｃ又はエアー吸引孔３ｂを備え、隣り合うエアー吸引孔は互いにワークの最大長さ寸法よりも離れて配置されている。これにより、１つのワークが第１及び第２の吸着領域に吸着される際に、２つ以上のエアー吸引孔が吸着に関与することがなくなる。すなわち、ワークが隣り合うエアー吸引孔に跨って吸着することが抑制されるという作用も有する。
以上の説明により、ワーク供給装置１は以下の効果を有すると考えられる。
まず、エリアＡにおいて、傾斜を備えることで第１の非吸着領域にあるワークや重なっているワークを落下させたり、滑らせることで他のワークと分離させたりすることができる。
また、エリアＢ，Ｃにおいて、第１搬送面２ａの第１の非吸着領域が第２搬送コンベア３の第２の吸着領域と対向することで、第１搬送コンベア２の第１の非吸着領域に入るワークを第２の吸着領域に近接するものから吸着して移送することが可能となる。浮き上がる際のタイミングのずれや浮き上がって吸着されるまでの移動によって分離することができ、ワークの重なりを低減させることができる。
加えて、第１搬送面２ａの第１のエリアに当たるエリアＢにおいて、搬送方向での位置がほぼ同じワークは、幅方向に並んだ複数の第１の吸着領域に吸着されるワークと、第１の非吸着領域に入る等により吸着されないワークとに分けられ、第２の吸着領域へ吸着させるタイミングを変えることが可能となる。すなわち、第１搬送面２ａにおいて第１の吸着領域と第１の非吸着領域の第１分布を幅方向に備え、第２搬送面３ａでそれに第１分布に対向するように第２分布を備えることで、幅方向でワークを分離することが可能である。
その結果、先に第２の吸着領域に吸着されたワークとその他のワークとを、第２搬送面３ａ上のエリアＣにおいて距離をあけながら分離させて下流側に搬送させることが可能となる。

そして、第２搬送コンベア３に搬送されるワークは、第２搬送面３ａの下流側の第３エリアに当たるエリアＤに到達する順に、下方の第３搬送面４ａに落下する。ここで、第３搬送面４ａ上のワークは、第２搬送面３ａのエリアＣにおけるワークの分布状態を第３搬送面４ａ上にほぼ再現しながら、下流側に搬送されるという効果を有する。このようにしてバラ積み状態であったワークが、間隔をあけて分離させることができるため、ロボット等によるワークの個別の切り出し作業の効率化を図ることが可能となる。
なお、第３搬送コンベア４の搬送速度を第２搬送コンベア３より速くすれば、ワーク間の搬送方向における距離が長くなるため、ワークの個別の切り出しの精度を向上させることができる。但し、第３搬送コンベアがロボット６によってワークをピッキングするためのものである場合はピッキング効率や精度を考慮しながら、等速あるいは搬送速度を遅くしてもよい。
加えて、第１の吸着領域又は第２の吸着領域において、１つのワークが任意の方向において隣接する２つのエアー吸引孔に跨って吸着されなくなるため、吸着と吸着解除を円滑に行うことができるようになり、第１搬送面２ａ又は第２搬送面３ａとワークとの間で未吸着の他のワークを挟持してしまうこともなくなる。すなわち、搬送過程でのワークの分離を一層効率的に行うことができるようになると考えられる。

次に、第１搬送コンベア２及び第２搬送コンベア３が、エアー吸引孔２ｃ，３ｂの一部を開閉するための開閉手段を備えている場合について説明する。
開閉手段として特に指定するものはないが、例えば第１搬送面２ａ及び第２搬送面３ａの裏面側に、位置調整可能であり、孔、スリット、開口部等が所望の形状で形成された遮蔽板を所定の位置に設置する方法が挙げられる。この方法であれば、孔、スリット、開口部等を備えた遮蔽板の、第１搬送面２ａ及び第２搬送面３ａの幅方向での位置を変化させることで、孔、スリット、開口部等を所望のエアー吸引孔、複数のエアー吸引孔からなる列に重なるようにしてエアーを吸引させたり、重ならないようにしてエアーの吸引を停止したりすることができる。
上述するような開閉手段を備えることで、第１搬送コンベア２及び第２搬送コンベア３にそれぞれ形成されているエアー吸引孔２ｃ，３ｂの一部を開閉して、所望のエアー吸引孔２ｃ，３ｂにワークを吸着させたり吸着しなくさせたりすることができる。
以上のことから、第１搬送面２ａの所望の位置・形状で第１の吸着領域を設置したり、第２搬送面の所望の位置・形状で第２の吸着領域を設置したりすることができるようになる。この結果、ワークの吸着領域・非吸着領域の分布、吸着解除のタイミング等の調整が細かく行えるようになり、切り出し対象のワークの大きさ、形状に適した切り出し条件が簡単に設定できるようになる。
また、上述する開閉手段は、エアーを吸引可能な複数のエアー吸引孔が搬送方向に沿って並んで配置されたエアー吸引孔の列を、幅方向に所望の間隔をあけて形成できるものであってもよい。なお、ここでの列には、２列以上の隣接するエアー吸引孔の列が一組となっている場合も含む。
このような開閉手段を備える２種類の搬送コンベアについて、図５、図６を用いて説明する。

図５は開閉手段を備える搬送コンベアの例の平面図であり、図５（ａ）は遮蔽板の配置の一例であり、図５（ｂ）は図５（ａ）と異なる遮蔽板の配置とした場合である。なお、矢印はワークの搬送方向を示している。
図５（ａ）に示すように、開閉手段を備える搬送コンベア２０は、搬送面２０ａ上に、搬送方向に平行に２種類の異なる間隔で並ぶエアー吸引孔２０ｂの列（ア乃至カ）が幅方向に６列配置されたものとなる。ア列、ウ列、エ列、カ列のエアー吸引孔２０ｂの間隔が、イ列、オ列のエアー吸引孔２０ｂの間隔よりも短めに構成されている。
そして、搬送面２０ａの裏面側（紙面の裏側方向）には、搬送方向と平行かつ上記エアー吸引孔２０ｂの列を１列隔てた際の列の間隔と同じ間隔で２本のスリット２１ａが形成された遮蔽板２１を２枚、図示しない係止構造により搬送面２０ａの幅方向に移動可能なように配置したものとなる。
このような構成の搬送コンベア２０であれば、図５（ａ）に示すように４本の所望の間隔で並ぶエアー吸引孔２０ｂの列（ア、ウ、エ、カ）に４本のスリット２１ａを重ね、これら４本のみにエアーを吸引させることができる。
そして、図５（ｂ）に示すように遮蔽板２１の配置を変化させ、図５（ａ）とは異なりより広い間隔で並ぶ２本のエアー吸引孔２０ｂの列（イ、オ）に２つのスリット２１ａを重ねれば、これら２本でエアーを吸引させることもできる。すなわち、遮蔽板２１，２１の配置調整により、簡単にエアーを吸引させるエアー吸引孔の間隔を列毎に変えることができる。すなわち、様々な寸法のワークを分離するため搬送コンベアのベルトを交換する作業を不要にすることができるのである。

次に、図５に示す搬送コンベア２０とは異なる開閉手段を備えた搬送コンベア２２について、図６を用いながら説明する。
図６は、図５とは異なる開閉手段が設置された搬送コンベアの例であって、図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＸ－Ｘ線矢視断面図である。なお、矢印はワークの搬送方向を示している。
図６（ａ）に示すように、開閉手段を備える搬送コンベア２２は、搬送面２２ａ上に、搬送方向に所定の間隔で並ぶエアー吸引孔２２ｂの列（ア乃至カ）が幅方向に６本配置されたものとなる。そして、図６（ｂ）に示すように、搬送コンベア２２の筐体２２ｄには、搬送ベルト２２ｃの裏面側から上記６本のエアー吸引孔２２ｂの列の一部をそれぞれ個別に囲み、かつ搬送方向に平行な軸２２ｅを回転軸として回転可能な扉２２ｆを備えた室２２ｇが設けられている。
このような構成の搬送コンベア２２であれば、扉２２ｆの開閉により、エアーを吸引させたい所望のエアー吸引孔２２ｂの列にエアーを吸引させたり吸引を停止させたりすることが簡単にできる。しかも、エアーを吸引させるエアー吸引孔２２ｂの間隔も列毎に簡単に変更できるため、図５に示す搬送コンベアと同様に、様々な寸法のワークを分離する際に搬送コンベアのベルトを交換する作業が不要になる。
なお、このような開閉手段は、後述する実施例２、実施例３においても応用可能であることは言うまでもない。

次に、図７を参照しながら、本発明の実施例２の構造について説明する。
図７は、本発明の実施例２のワーク供給装置を側面から見た場合の概念図である。
図７に示す実施例２に係るワーク供給装置１０は、搬送方向の上流側から順に、図示しないワークを搬送する供給用搬送面１１ａを有する供給用搬送コンベア１１と、供給用搬送面１１ａの上流側端部より低い位置に下流側端部が配置されている第１搬送面１２ａを備えた第１搬送コンベア１２と、第１搬送面１２ａの鉛直上方向に対向する第２搬送面１３ａを備えた第２搬送コンベア１３と、第２搬送面１３ａの鉛直下方向に対向する第３搬送面１４ａを備えた第３搬送コンベア１４と、を備えたものとなる。加えて、第２搬送コンベア１３の搬送速度は第１搬送コンベア１２の搬送速度よりも速いものとなる。
ここで、ワーク供給装置１０は、図示しないワークフィーダー（図３参照）からワークの供給を受けるため、図７に示すように上流側にワークフィーダーを接続し下流側に向かうほど上方に傾斜した供給用搬送コンベア１１を備えていてもよい。また、図１で示したワーク供給装置１と同様の、接続部２ｂを備えた第１搬送コンベアを設けたものであってもよい。これらの構成による作用・効果については、既に説明しているためここでは省略する（段落「００４２」参照）。

次に、第１搬送コンベア１２、第２搬送コンベア１３、第３搬送コンベア１４の構造に関し、図８を参照しながら詳細に説明する。
図８は、本発明の実施例２のワーク供給装置を構成する供給用搬送コンベア、第１乃至第３搬送コンベアの概念図であり、図８（ａ）は供給用搬送コンベアの平面図であり、図８（ｂ）は第１搬送コンベアの平面図であり、図８（ｃ）は第２搬送コンベアの底面図であり、図８（ｄ）は第３搬送コンベアの平面図である。
図８（ａ）に示すように、エリアＡとなる供給用搬送コンベア１１の供給用搬送面１１ａには、搬送方向に複数のエアー吸引孔１１ｂが所定の距離だけ離れて並べられ列をなすとともに、この列が幅方向に所定の距離だけ離れるように２本形成されている
また、図８（ｂ）に示すように、第１搬送コンベア１２において、上流側よりエリアＢと、第１エリアに当たるエリアＣと、第２エリアに当たるエリアＤ、に分けられる第１搬送面１２ａは、全域で第１の非吸着領域となるように第１分布を有し、エアー吸引孔（図示せず）は全て閉じられた状態となる。なお、エリアＢは供給用搬送コンベア１１から落下するワークを受けるためのエリアとなる。
一方、図８（ｃ）に示すように、第２搬送コンベア１３では、その第２搬送面１３ａにおいて、搬送方向に複数のエアー吸引孔１３ｂがワークの最大長さ寸法よりも離れながら列を形成している。そして、この列が幅方向にもワークの最大長さ寸法よりも離れながら５本形成されている。さらに、これらの列により、第２搬送面１３ａ上では、ワークを吸着するためエアーの吸引が可能なエアー吸引孔１３ｂを有する第２の吸着領域（ハッチングされていない領域）と、ワークを吸着しないようにするため遮蔽板等によりエアーの吸引が抑制されたエアー吸引孔１３ｂを有する第２の非吸着領域（二点鎖線でハッチングされた領域）という２種類の領域が形成されている。

ここで、第２搬送面１３ａのエリアＣ，Ｄ，Ｅにおける第２の吸着領域と第２の非吸着領域の分布を「第２分布」とすると、第１エリアに対向するエリアＣでは第２搬送面１３ａの幅方向の、紙面上から２列目と４列目にある２つの第２の吸着領域が搬送方向と平行に形成されている。そして、第２エリアに対向するエリアＤでは、全域に第２の吸着領域が形成されている。そして、エリアＤに連続させて搬送方向の下流側にある、第３エリアとなるエリアＥには、第２の非吸着領域が全面に配置されている。
加えて、図８（ｄ）に示すように、第３搬送コンベア１４の第３搬送面１４ａは搬送方向の上流側から順にエリアＥ，Ｆとからなり、エリアＥは上記第３エリアと対向する。そして、第３搬送面１４ａの全域においてエアー吸引孔は存在しないため、第３搬送コンベア１４はワークを吸着することなく下流側に搬送する。
なお、第３搬送コンベア１４の搬送速度については特に指定はないが、本願発明が第１搬送コンベア１２と第２搬送コンベア１３の搬送速度の差を利用してワークの分離を行うことから、さらに搬送速度の差を利用してワークの分離を図るのであれば第３搬送コンベア１４の搬送速度は第２搬送コンベア１３の搬送速度以上であってもよい。これによる作用及び効果については、既に段落「００４９」において説明したため、ここでは省略する。一方、第３搬送コンベア１４上のワークをロボット６でピッキングするのであれば、ピッキング効率や精度を考慮しながら等速あるいは搬送速度を遅くしてもよい。

次に、実施例２に係るワーク供給装置１０の使用方法について説明する。ワーク供給装置１０は、実施例１と同様に、ピッキングシステムの構成要素の一つとして活用することができる。
なお、図７に示すワーク供給装置１０を用いたピッキングシステムの構成については、基本的にワーク供給装置１の場合と同じである（図３参照）。そのため、ここでは具体的に図示しないが、ワーク供給装置１０を用いたピッキングシステムは、供給用搬送コンベア１１の上流側端部に接続されワークを供給するワークフィーダーと、ワーク供給装置１０の下流側の第３搬送コンベア１４に搬送されてくるワークをカメラにより撮影してその位置を判断しピッキングするロボットと、このロボットがピッキングしたワークを受け取る受取装置を備えたものとなる。
そして、ワーク供給装置１０を用いたピッキングシステムは、上述したワーク供給装置１を用いたピッキングシステムと同様に、ワークフィーダーよりバラ積み状態でワークが供給された場合に、ワークはワーク供給装置１０により下流側に搬送される過程で個別に分離され、その後ワークはロボットに個別に認識されながらピッキングされて受取装置に受け取られる。
このようなピッキングシステムにより、バラ積み状態にあるワークのピッキング作業をロボット等により精度よく効率的に行うことができるようになる。

次に、上述した実施例２に係るワーク供給装置１０の作用と効果について、具体的にワークの動きを示しながら説明する。
ワーク供給装置１０は、上述したワーク供給装置１と共通する特徴を有し、小袋等の扁平形状を有するワークをバラ積み状態で供給用搬送コンベア１１に載置すれば、ワークが供給用搬送面１１ａ上を搬送され、次いで第１搬送コンベア１２に受け取られて第１搬送面１２ａ上を搬送された後、第２搬送コンベア１３に吸着により受け取られて第２搬送面１３ａ上を搬送され、最後に第３搬送コンベア１４に受け取られて第３搬送面１４ａ上を下流側に向かって搬送される。ワーク供給装置１０は、この一連の搬送過程においてバラ積みされたワークを分離して個別に切り出され易くすることを特徴とする。
このようなワーク供給装置１０に対し、ワークが供給用搬送コンベア１１、第１搬送コンベア１２、第２搬送コンベア１３、第３搬送コンベア１４を移動し搬送される過程で受ける作用について、図９を用いながら説明する。

図９は、本発明の実施例２のワーク供給装置の構成要素がワークに与える作用を説明するためのワーク供給装置を平面視した際の概念図であり、図９（ａ）から図９（ｄ）に向かうにしたがって時間が経過したものとなる。なお、太い破線はエリアＡ乃至エリアＦのいずれかの境界線であり、ワークの動きを見易くするため第２搬送コンベア１３の図示は省略した。また、図８（ｃ）で示した第２の吸着領域の位置が把握し易いように破線でエアー吸引孔１３ｂを示すとともに、ワークの搬送方向を矢印で示している。加えて、第２搬送コンベア１３に搬送されるワークは破線により示した。
図９（ａ）に示すように、ワーク（ワークＷ１乃至Ｗ４）が供給用搬送コンベア１１に幅方向及び搬送方向で重なった状態で載置されると、自重とともに接触する他のワークから受ける力（他のワークの自重、摩擦力に起因する力の成分）、供給用搬送面１１ａからの摩擦力及び吸着力といった様々な力を受けるようになる。そして、供給用搬送面１１ａより離れているワークほど、供給用搬送面１１ａからの摩擦力、吸着力等を受けることがなくなり、上流側に滑落し易くなる。この結果、ワークは重なりを少なからず解消されながら搬送され、それぞれの配置に依存したタイミングで第１搬送面１２ａのエリアＢ上に落下する。この際、第１搬送コンベア１２が供給用搬送コンベア１１よりも早く、その速度差により、落下するタイミングの異なるワークは、互いの間隔が広げられた状態で第１搬送面１２ａ上に配置されるようになる（図９（ｂ）参照）。
図９（ｂ）では、エリアＢで落下した順に、ワークＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４となって搬送されている。このうち、ワークＷ１とワークＷ３はこのままエリアＢを進むと、エリアＣでは図８（ｃ）に示される第２搬送面１３ａの第２の吸着領域に対向する第１搬送面１２ａの第１の非吸着領域に進む。一方、ワーク２とワーク４はエリアＣでも第２搬送面１３ａの第２の非吸着領域に対向する第１搬送面１２ａの第１の非吸着領域に進むことからワークＷ１とワークＷ３は第２搬送面１３ａへ吸着され増速して搬送されるものの、ワークＷ２とワークＷ４は第１搬送面１２ａに乗ったまま搬送される。
図９（ｃ）では、ワークＷ１とワークＷ３のうち、先頭で搬送されていたワークＷ１がエリアＣで第２搬送面１３ａの第２の吸着領域に吸着されて増速して搬送され、エリアＥの第２の非吸着領域で吸着が解除されて第３搬送面１４ａ上に落下してエリアＦで搬送されている様子が示されている。
ワークＷ３はワークＷ１に遅れてエリアＣに進入し、第２搬送面１３ａの第２の吸着領域に吸着され、増速されてそのままエリアＥに進入している様子が示されている。
ワークＷ２はエリアＣで第１搬送面１２ａ上の第１の非吸着領域を搬送されているが、ワークＷ４はまだエリアＢで第１搬送面１２ａ上の第１の非吸着領域を搬送されている。
図９（ｄ）では、ワークＷ１とワークＷ３は既にエリアＦの第３搬送面１４ａ上を搬送されており、ワークＷ２はエリアＤで第２搬送面１３ａの第２の吸着領域で吸着されたものの、エリアＥで吸着が解除されて第３搬送面１４ａに落下して搬送されている。ワークＷ４はエリアＣで第１搬送面１２ａ上の第１の非吸着領域を搬送されている。
実施例２では、エリアＢに入る際の幅方向における位置が異なる場合に、近接するワークの第２搬送面１３ａへ吸着するタイミングは、エリアＣにおける第２の吸着領域の配置により変えられる。また、第２搬送コンベア１３の搬送速度は第１搬送コンベア１２の搬送速度より速いため、上述するような吸着するタイミングが異なり近接したワークの間隔は、第２搬送面１３ａ上において吸着時の時間差に比例し広げられる。

そして、第２搬送面１３ａ上で搬送されるワークは、エリアＤの下流側の第３エリアに当たるエリアＥに入ることで吸着が解除され、第３搬送面１４ａのエリアＥ上に自重により落下し、下流側のエリアＦに搬送される。
一方、第２の吸着領域は、搬送方向に配置された複数のエアー吸引孔１３ｂを備え、隣り合うエアー吸引孔１３ｂは互いにワークの最大長さ寸法よりも離れて配置されている。これによる作用及び効果は上述したワーク供給装置１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
以上のことから、ワーク供給装置１０は以下に示す効果を有すると考えられる。
まず、エリアＡを通り、エリアＢより搬送されてくるワークは、第１搬送面１２ａに第２搬送コンベア１３の第２の吸着領域が対向して配置されているエリアＣ，Ｄを通過する際に、第２の吸着領域に近接するものから順に吸着され第２搬送コンベア１３へ移送されるという効果を有する。
加えて、第１搬送面１２ａの第１エリアに当たるエリアＣ内において、搬送されるワークは、第２搬送面１３ａの幅方向に並んだ複数の第２の吸着領域に吸着されるものと、吸着されないものとに分けられ、第２の吸着領域へ吸着するタイミングが変わるようになる。その結果、先に第２の吸着領域に吸着されたワークとその他のワークを、第２搬送面１３ａ上において距離をあけながら分離させて搬送することができる。すなわち、第１搬送面１２ａの幅方向において重なる等して近接したワークを、複数の第２の吸着領域の間隔に合わせて細かく分離することができる。
そして、エリアＤにおいて第２搬送コンベア１３により搬送される全てのワークは、第２搬送面１３ａの下流側の第３エリアに当たるエリアＥに到達した順に、下方の第３搬送コンベア１４に落下していく。この結果、第３搬送面１４ａ上のワークは、第２搬送面１３ａのエリアＤにおけるワークの分布状態を第３搬送面１４ａ上にほぼ再現しながら、下流側に搬送されるという効果を有する。そして、このような効果により、ワークが互いに十分に離れ、ワークの個別の切り出しをロボット等により効率的に実施することが可能となる。さらに、上述したように、第３の搬送コンベア１４の速度を第２搬送コンベア１３の搬送速度より速くすれば、搬送方向のワーク間の距離を一層広げることができ、切り出しの精度を一層向上させることも可能である。
また、第２の吸着領域において任意の方向において、１つのワークが隣接する２つエアー吸引孔に跨って吸着されなくなることで、吸着解除がスムーズに行うことができるとともに、吸着したワークと第１搬送面１２ａ又は第２搬送面１３ａとの間で未吸着のワークを挟持してしまい、ワークの分離不良が起こることもなくなると考えられる。この結果、ワークの個別の切り出し作業をより効率的に実施できるようになる。
さらに、本実施例では第１搬送面１２ａには吸着領域を設けておらず、鉛直上方向に設置される第２搬送面１３ａにのみ吸着領域を設けているので、実施例１よりも第１搬送コンベア１２の構造を簡素化することが可能である。
なお、本実施例２では供給用搬送コンベア１１の搬送速度よりも第１搬送コンベア１２の速度を早くして、供給用搬送面１１ａから第１搬送面１２ａへ移る際のタイミング差によってワーク間の距離を拡げつつ、第１搬送コンベア１２よりも第２搬送コンベア１３の速度を早くして第１搬送面１２ａから第２搬送面１３ａへ移る際のタイミング差によってさらにワーク間の距離を拡げたが、いずれかでワーク間の距離を確保すればよい場合は、供給用搬送コンベア１１と第１搬送コンベア１２、あるいは第１搬送コンベア１２と第２搬送コンベア１３のいずれか１つの搬送速度差を設けてもよい。他の実施例においても同様である。

また、実施例２のワーク供給装置１０は、第３搬送コンベア１４を備えていなくともよい。このようなワーク供給装置１０の変形例となるワーク供給装置１５について、図１０を用いながら説明する。
図１０は、本発明の実施例２のワーク供給装置の変形例を側面から見た場合の概念図である。なお、図７において既に説明した構成要素等の説明と、ここでの説明に無関係な構成要素についての説明は省略する。
図１０に示すように、ワーク供給装置１５は、ワーク供給装置１０とは異なり、第３搬送コンベア１４が省かれた構造を有する。そのため、ワークを第３搬送コンベアに落下させる必要がなく、ワーク供給装置１５の第２搬送コンベア１３において、図８（ｃ）に示すような第２の非吸着領域を備えた第３エリアに当たるエリアＥは存在しない。このため、第２搬送面１３ａのエリアＤに搬送されてくるワークは、第２搬送面１３ａに吸着された状態のまま第２搬送コンベア１３の上方側に搬送されるようになる。
このようなワーク供給装置１５であれば、ワーク供給装置１０と同等のワークの分離が可能であり、第２搬送コンベア１３の上方側の面上においてロボット６によるワークのピッキングが可能となる。すなわち、ワーク供給装置１５であれば、第３搬送コンベア１４が不要となりピッキングシステムをコンパクトにすることができ、構成装置数を減らすことによる製造費の低減（利益率の上昇）、並びに低価格化も可能となる。なお、上述する構成については、ワーク供給装置１にも適用可能であることは言うまでもない。

以上説明したように、本発明はバラ積み状態にある小袋といった扁平形状のワークに対し、搬送過程において重なり合いが解消可能なワーク供給装置およびそれを用いたピッキングシステムであり、ワークの切り出しに関する技術分野において利用可能である。

１…ワーク供給装置 ２…第１搬送コンベア ２ａ…第１搬送面 ２ｂ…接続部 ２ｃ…エアー吸引孔 ３…第２搬送コンベア ３ａ…第２搬送面 ３ｂ…エアー吸引孔 ４…第３搬送コンベア ４ａ…第３搬送面 ５…ピッキングシステム ６…ロボット ７…カメラ ８…ワークフィーダー ９…受取装置 １０…ワーク供給装置 １１…供給用搬送コンベア １１ａ…供給用搬送面 １１ｂ…エアー吸引孔 １２…第１搬送コンベア １２ａ…第１搬送面 １３…第２搬送コンベア １３ａ…第２搬送面 １３ｂ…エアー吸引孔 １４…第３搬送コンベア １４ａ…第３搬送面 １５…ワーク供給装置 ２０…搬送コンベア ２０ａ…搬送面 ２０ｂ…エアー吸引孔 ２１…遮蔽板 ２１ａ…スリット ２２…搬送コンベア ２２ａ…搬送面 ２２ｂ…エアー吸引孔 ２２ｃ…搬送ベルト ２２ｄ…筐体 ２２ｅ…軸 ２２ｆ…扉 ２２ｇ…室 Ｗ，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…ワーク

Claims (9)

1. ワークを搬送する第１搬送面を備えた第１搬送コンベアと、前記第１搬送面と鉛直上方向から対向する第２搬送面を備えた第２搬送コンベアと、を備え、前記第１搬送面は、前記ワークを吸着する第１の吸着部を有する第１の吸着領域と前記第１の吸着部を有しない第１の非吸着領域との第１分布を形成し、前記第２搬送面は、前記ワークを前記第１の非吸着領域から吸着する第２の吸着部を有する第２の吸着領域と前記ワークを吸着しない第２の非吸着領域との第２分布を形成し、前記第１の非吸着領域の少なくとも一部と前記第２の吸着領域の少なくとも一部が対向することを特徴とするワーク供給装置。
2. 前記第１分布は、前記ワークの搬送方向の上流側の第１エリアにおいて前記第１搬送面の幅方向に１以上の前記第１の吸着領域と１以上の前記第１の非吸着領域を前記搬送方向に平行に配置し、前記搬送方向で前記第１エリアよりも下流側の第２エリアに前記第１の非吸着領域を前記搬送方向に配置し、前記第２分布は、前記第１分布の前記第１の吸着領域の配置と前記第１の非吸着領域の配置に対向してそれぞれ前記第２の非吸着領域と前記第２の吸着領域を配置することを特徴とする請求項１に記載のワーク供給装置。
3. 前記第１分布は、前記ワークの搬送方向の上流側の第１エリア及びこの第１エリアより下流側の第２エリアにおいて、前記第１搬送面の全てに前記第１の非吸着領域を配置し、前記第２分布は、前記第１エリアに対向して前記第２搬送面の幅方向に１以上の前記第２の吸着領域と１以上の前記第２の非吸着領域を前記搬送方向に平行に配置し、前記第２エリアに対向して前記第２搬送面の全てに前記第２の吸着領域を配置することを特徴とする請求項１に記載のワーク供給装置。
4. 前記第２分布は、前記第２エリアに対向するエリアよりも前記ワークの前記搬送方向で下流側の第３エリアに前記第２搬送面の全てに前記第２の非吸着領域を配置し、前記第３エリアの鉛直下方向に対向する第３搬送面を備えた第３搬送コンベアを備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のワーク供給装置。
5. 前記第１の吸着部及び第２の吸着部はエアー吸引孔を備え、前記エアー吸引孔は互いに前記ワークの最大長さ寸法よりも離れて配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のワーク供給装置。
6. 前記第１搬送コンベア及び前記第２搬送コンベアが、前記エアー吸引孔の一部を開閉するための開閉手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のワーク供給装置。
7. 前記開閉手段により、異なる間隔をあけて前記搬送方向に平行に配置された前記エアー吸引孔の列が形成されることを特徴とする請求項６に記載のワーク供給装置。
8. 前記第２搬送コンベアの搬送速度は前記第１搬送コンベアの搬送速度よりも速いことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のワーク供給装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のワーク供給装置と、前記第１搬送コンベアに前記ワークを供給するワークフィーダーと、前記ワーク供給装置の下流側で前記ワークをピッキングするロボットと、前記ロボットがピッキングした前記ワークを受け取る受取装置と、を有することを特徴とするピッキングシステム。

Images